JP5043931B2 - 液晶パネル、液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）モードの液晶パネル（以下、ＯＣＢモード液晶パネルと称する）に関する。

広視野角と高速応答に優れた液晶パネルとして、ＯＣＢモード液晶パネルが注目されている。ＯＣＢモード液晶パネルでは、図１７（ａ）〜（ｄ）に示されるように、電圧無印加状態で液晶層１４０がスプレイ配向を呈するが（図１７（ａ））、高電圧印加によって液晶層１４０がベンド配向に転移（スプレイ→ベンド転移）し（図１７（ｂ））、このベンド配向を用いて白表示（図１７（ｃ））〜黒表示（図１７（ｄ））が行われる。すなわち、一定範囲（電圧ＶＬ〜ＶＨ）の電圧を印加し続けることによって液晶層１４０のベンド配向が維持され、電圧ＶＬの時に白表示、電圧ＶＨの時に黒表示が行われる。

図３７は、特許文献１記載のＯＣＢモード液晶パネルに用いられるアクティブマトリクス基板の構成である。図３７に示されるように、従来のアクティブマトリクス基板では、ゲート線５１２とソース線５１１とで区画された画素領域内に画素電極５０６が設けられ、この画素電極５０６がＴＦＴ（Thin Film Transistor）５１３のドレイン電極５１４に接続されている。また、画素電極５０６は、画素領域を横切る蓄積容量電極５０９と重なる領域を有しており、この領域内に矩形状の開口部５０６ａが形成されている。なお、画素電極５０６を覆うようにして配向膜（図示せず）が形成され、この配向膜およびカラーフィルタ基板側の配向膜（図示せず）それぞれに、液晶層内の液晶分子を配向させるためのラビング処理が施されている。なお、ラビング方向はソース線５１１に平行な方向とされる。

上記のＯＣＢモード液晶パネルでは、局所的に電界強度が大きくなる開口部５０６ａ上の領域を転移核としてスプレイ−ベンド転移が起きる。例えば、画素電極５０６に電圧を印加しない（ソース線５１１を０Ｖの電位に保った）状態で、カラーフィルタ基板の対向電極（図示せず）および蓄積容量電極５０９間に−２５Ｖの電圧を１秒間印加することで、転移核から画素全体にスプレイ−ベンド転移を伝播させる。
日本国公開特許公報「特開２００３−１０７５０６号公報（２００３年４月９日公開）」

ここで本願発明者らは、上記従来のＯＣＢモード液晶パネルには、以下のような問題があることを見出した。

１点目として、スプレイ−ベンド転移後の表示状態において、ゲート線５１２やソース線５１１上に位置する液晶分子がこれら信号線からの横電界を受けて逆転移（ベンド→スプレイ転移）を起こし、これが核となって、例えば白表示時（低印加電圧時）にスプレイ配向が画素内に広がってしまうという問題がある。逆転移によってスプレイ配向が広がった画素は輝点となり、点欠陥のように観察される。

２点目として、液晶パネルではアクティブマトリクス基板およびカラーフィルタ基板間にスペーサを設けるが、画素全体にスプレイ−ベンド転移が広がった後もこのスペーサの影になる部分にはスプレイ配向の液晶分子が残存し、これが核となって、例えば白表示時にスプレイ配向が画素内に広がってしまうという問題がある。

３点目として、液晶パネルでは図３５に示すように表示エリアの周囲に非表示エリアが形成されるが、非表示エリアでは液晶層に電圧が印加されないため常時スプレイ配向となり、この非表示エリアのスプレイ配向が例えば白表示時に表示エリアの画素内に広がってしまうという問題がある（図３６参照）。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示中の逆転移によるスプレイ配向が画素内に広がることを抑えられるＯＣＢモード液晶パネルを提供する点にある。

本発明に係る液晶パネルは、走査信号線およびデータ信号線からなる信号線、該信号線に接続されたトランジスタ、並びに上記信号線で画される画素領域に対応して設けられた画素電極を有するアクティブマトリクス基板と対向基板との間に、スプレイ配向からベンド配向へ転移する液晶層を備えたＯＣＢモード液晶パネルであって、上記アクティブマトリクス基板および対向基板の少なくとも一方の表面には、ベンド配向からスプレイ配向への逆転移を抑制するための段差部が、隣り合う画素電極の間隙および上記信号線と重なるように形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、表示中に、データ信号線あるいは走査信号線と画素電極の外周部との間の横電界によって信号線上の液晶分子がベンド配向からスプレイ配向に逆転移しても、上記表面に設けられた段差部によってその広がりを抑制することができる。逆転移が段差部で伝播しにくくなるからである。これにより、白表示時等に画素内にスプレイ配向が広がることを抑制でき、表示品位を向上させることができる。

本液晶パネルにおいては、上記段差部は、隣り合う画素電極の間隙および上記信号線と重なるように上記表面に設けられた溝によって形成することができる。

本液晶パネルにおいては、上記段差部は、隣り合う画素電極の間隙および上記信号線と重なるように上記表面に設けられた複数の窪みによって形成することができる。

本液晶パネルにおいては、互いに向かい合う土手を、該土手間の間隙が隣り合う画素電極の間隙および上記信号線に重なるように上記表面に設け、該土手によって上記段差部を形成することもできる。この土手は、例えば、トランジスタの上層に設けられる絶縁膜を、土手の両側下に位置する部分よりも土手の下に位置する部分を厚くしておくことで実現できる。

本液晶パネルにおいては、アクティブマトリクス基板の表面に上記段差部が形成されていてもよい。この段差部を実現するための溝や窪みは、例えば、アクティブマトリクス基板に設けられる絶縁膜を部分的に除去あるいは部分的に薄くすることによって容易に形成することができる。この場合、上記絶縁膜は、トランジスタの上層に設けられる有機物を含んだ層間絶縁膜であることが望ましい。トランジスタの上層に有機物を含んだ層間絶縁膜を厚く形成する構成では、この層間絶縁膜を部分的に除去あるいは部分的に薄くすることで、十分な段差を確保することができるからである。

本液晶パネルにおいては、対向基板の表面に上記段差部が形成されていてもよい。この段差部を実現するための溝は、例えば、対向基板に設けられる絶縁膜を部分的に除去あるいは部分的に薄くすることによって容易に形成することができる。

本液晶パネルにおいては、アクティブマトリクス基板および対向基板それぞれの表面に、上記段差部が形成されていてもよい。

本液晶パネルにおいては、画素領域を横切る保持容量配線を備え、上記画素電極には、保持容量配線と重なる部分に、スプレイ配向からベンド配向への転移を起こさせるための開口部が形成されていてもよい。該構成では、この開口部上の転移核から画素全体へ速やかにベンド配向を広げることがことができる。

本発明の液晶パネルは、走査信号線およびデータ信号線からなる信号線、該信号線に接続されたトランジスタ、並びに上記信号線で画される画素領域に対応して設けられた画素電極を有するアクティブマトリクス基板と対向基板との間に、スプレイ配向からベンド配向へ転移する液晶層とスペーサとを備えた液晶パネルであって、上記アクティブマトリクス基板および対向基板の少なくとも一方の表面には、ベンド配向からスプレイ配向への逆転移を抑制するための段差部が、上記スペーサを取り囲むように形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、スプレイ配向からベンド配向への転移時に、スペーサの影になってスペーサ周囲にスプレイ配向が残存してしまっても、上記段差部によってその広がり（逆転移）を抑制することができる。逆転移が段差部で伝播しにくくなるからである。これにより、白表示時等に画素内にスプレイ配向が広がることを抑制でき、表示品位を向上させることができる。

本液晶パネルにおいては、上記段差部は、上記スペーサを取り囲むように設けられた、濠状の凹部によって形成することができる。この凹部はアクティブマトリクス基板の表面に形成されていてもよく、該凹部は、例えば、アクティブマトリクス基板に設けられる絶縁膜を部分的に除去あるいは部分的に薄くすることによって容易に形成することができる。この場合、上記絶縁膜は、トランジスタの上層に設けられる有機物を含んだ層間絶縁膜であることが望ましい。トランジスタの上層に有機物を含んだ層間絶縁膜を厚く形成する構成では、この層間絶縁膜を部分的に除去あるいは部分的に薄くすることで、十分な段差を確保することができるからである。

本液晶パネルにおいては、上記凹部は対向基板の表面に形成されていてもよく、この凹部は、例えば、対向基板に設けられる絶縁膜を部分的に除去あるいは部分的に薄くすることによって容易に形成することができる。

本液晶表示装置は、上記の液晶パネルを備えることを特徴とする。

本発明の液晶パネルは、表示エリアとこれに接する非表示エリアとを備え、アクティブマトリクス基板および対向基板の間に、スプレイ配向からベンド配向へ転移する液晶層が設けられた液晶パネルであって、上記アクティブマトリクス基板および対向基板の少なくとも一方の表面には、ベンド配向からスプレイ配向への逆転移を抑制するための段差部が、上記表示エリアに対応する部分を取り囲むように形成されていることを特徴とする。なお、液晶パネルの非表示エリアとは、表示エリア外側のパネル端部に位置し、常時液晶層に電圧印加されない部分をいう。

非表示領域では液晶層に電圧がかからないため常時スプレイ配向となっているが、上記構成によれば、段差部によって、スプレイ配向の非表示エリアから表示領域への広がり（特に、白表示時の広がり）を抑制することができる。逆転移が段差部で伝播しにくくなるからである。これにより、高表示品位の液晶パネルを実現することができる。

本液晶パネルでは、上記段差部は、上記表面に上記表示エリアに対応する部分を取り囲むように設けられた凹部によって形成されていてもよく、この凹部は、例えば、アクティブマトリクス基板に設けられる絶縁膜を部分的に除去あるいは部分的に薄くすることによって形成されていてもよい。また、上記凹部は、対向基板に設けられる絶縁膜を部分的に除去あるいは部分的に薄くすることによって形成されていてもよい。

以上のように、本発明に係る液晶パネルでは、アクティブマトリクス基板および対向基板の少なくとも一方の表面に、ベンド配向からスプレイ配向への逆転移を抑制するための段差部が、隣り合う画素電極の間隙および上記信号線と重なるように形成されている。したがって、表示中に信号線上の液晶分子がベンド配向からスプレイ配向に逆転移しても、上記段差部によってその広がりを抑制することができる。これにより、白表示時等に画素内にスプレイ配向が広がることを抑制でき、表示品位を向上させることができる。

本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの構成を示す平面図である。 実施の形態１に係る液晶パネルの他の構成を示す平面図である。 実施の形態１に係る液晶パネルの他の構成を示す平面図である。 実施の形態１に係る液晶パネルの他の構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態２に係る液晶パネルの構成を示す平面図である。 実施の形態２に係る液晶パネルの他の構成を示す平面図である。 図１に示す液晶パネルのＡ−Ａ断面図である。 図１に示す液晶パネルのＢ−Ｂ断面図である。 図１に示す液晶パネルのＣ−Ｃ断面図である。 図４に示す液晶パネルのＤ−Ｄ断面図である。 図４に示す液晶パネルのＥ−Ｅ断面図である。 図５に示す液晶パネルのＦ−Ｆ断面図である。 図３に示す液晶パネルのＧ−Ｇ断面図である。 実施の形態１に係る液晶パネルの他の構成を示す断面図である。 本液晶パネルのラビング方向を示す平面図である。 本実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す平面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、ＯＣＢモード液晶パネルの配向転移を示す模式図である。 実施の形態１に係る液晶パネルの他の構成を示す平面図である。 実施の形態１に係る液晶パネルの他の構成を示す平面図である。 実施の形態１に係る液晶パネルの他の構成を示す平面図である。 実施の形態２に係る液晶パネルの他の構成を示す平面図である。 図１８に示す液晶パネルのＨ−Ｈ断面図である。 図１８に示す液晶パネルのｈ−ｈ断面図である。 図１９に示す液晶パネルのＩ−Ｉ断面図である。 図２０に示す液晶パネルのＪ−Ｊ断面図である。 図２１に示す液晶パネルのＫ−Ｋ断面図である。 実施の形態３に係る液晶パネルの構成を示す平面図である。 実施の形態３に係る液晶パネルの他の構成を示す平面図である。 図２７の液晶パネルの一部を拡大して示す平面図である。 図２８の液晶パネルの一部を拡大して示す平面図である。 図２９に示す液晶パネルのＰ−Ｐ断面図である。 図２９に示す液晶パネルのｐ−ｐ断面図である。 図３０に示す液晶パネルのｑ−ｑ断面図である。 図２０に示す液晶パネルの他の構造を示す断面図である。 一般的な液晶パネルの表示・非表示エリアを示す平面図である。 従来の液晶パネルに起こる逆転移を説明する断面図である。 従来の液晶パネルの構成を示す平面図である。

符号の説明

１０ａ〜１０ｆ １０ｈ〜１０ｋ １０ｐ・１０ｑ 液晶パネル
３ アクティブマトリクス基板
７ ５７・７５・７７ 段差部
９ 配向膜
１２ ＴＦＴ
１３ ブラックマトリクス
１４ 着色層
１５ データ信号線
１６ 走査信号線
１７ 画素電極
１８ 保持容量配線
１９ 配向膜
２３ ゲート絶縁膜
２５ 第１層間絶縁膜
２６ 第２層間絶縁膜
２８ 対向電極
２９ ６５ 溝
３０ カラーフィルタ基板（対向基板）
３３ スペーサ
３９ 濠状凹部
４０ 液晶層
４７ 窪み
５５ （画素電極の）開口部
５９ 土手
８１ 層間絶縁膜

〔実施の形態１〕
本発明の実施の形態１を図１〜図２６に基づいて説明すれば以下のとおりである。なお、図１は本実施の形態に係る液晶パネルの一部を示す平面図（ただし、液晶層およびカラーフィルタ基板は省略）であり、図７は図１のＡ−Ａ線に沿った矢視断面図であり、図８は図１のＢ−Ｂ線に沿った矢視断面図であり、図９は図１のＣ−Ｃ線に沿った矢視断面図である。

図７に示されるように、液晶パネル１０ａは、アクティブマトリクス基板３とカラーフィルタ基板３０と両基板（３・３０）間に設けられる液晶層４０とを備えたＯＣＢモード液晶パネルである。

アクティブマトリクス基板３は、図１に示されるように、図中左右方向に伸びる走査信号線１６と、図中上下方向に伸びるデータ信号線１５と、走査信号線１６およびデータ信号線１５で囲まれた画素領域に形成されるＴＦＴ１２と、画素領域を横切るように図中左右方向に伸びる保持容量配線１８と、画素領域全体と重なるように形成される画素電極１７とを備える。また、アクティブマトリクス基板３には、ＴＦＴ１２のドレイン電極９から引き出されたドレイン引き出し配線２７と、ドレイン引き出し配線２７に接続するドレイン引き出し電極３７と、コンタクトホール１１とが設けられる。なお、ＴＦＴ１２は、そのソース電極８がデータ信号線１５に接続され、そのゲート電極６が走査信号線１６に接続され、そのドレイン電極９がドレイン引き出し配線２７、ドレイン引き出し電極３７およびコンタクトホール１１を介して画素電極１７に接続されている。ドレイン引き出し電極３７は保持容量配線１８と対向する位置に形成されており、ドレイン引き出し電極３７および保持容量配線１８並びに両者の間にある絶縁膜（ゲート絶縁膜）によって保持容量が形成される。

そして、本アクティブマトリクス基板３の表面には、溝２９が、データ信号線１５および走査信号線１６の少なくとも一方と隣り合う２つの画素電極１７の間隙とに重なるように格子状に設けられ、この溝２９によって逆転移（ベンド配向→スプレイ配向）を抑制するための段差部７が形成されている。

以下、図７〜図９および図１を用いて液晶パネル１０ａの構成を詳述する。

カラーフィルタ基板３０においては、透明基板３２上に、遮光膜からなるブラックマトリクス１３と、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかの色をもつ着色層１４とが形成され、これらを覆うように対向電極２８が形成される。また、対向電極２８上には配向膜１９が形成される。なお、着色層１４は、画素領域に対応するように規則的に配置され、着色層１４の間隙にブラックマトリクス１３が形成されている。すなわち、ブラックマトリクス１３はアクティブマトリクス基板３の信号線（データ信号線１５・走査信号線１６）と重なるように形成されている。

また、アクティブマトリクス基板３においては、透明基板３１上に、走査信号線１６、保持容量配線１８およびＴＦＴ１２のゲート電極６（図１参照）が形成され、これらの上層にゲート絶縁膜２３が形成される。ゲート絶縁膜２３上には、データ信号線１５、ＴＦＴ１２のチャネルを構成する半導体層（図示せず）、ＴＦＴ１２のソース電極８およびドレイン電極９（図１参照）、ドレイン引き出し配線２７（図１参照）、並びにドレイン引き出し電極３７が形成され、これらの上層に第１層間絶縁膜２５および第２層間絶縁膜２６が順に形成される。第２層間絶縁膜２６上には画素電極１７が形成され、画素電極１７の上層に配向膜９が形成される。配向膜９は液晶分子を配向させるためのものであり、そのラビング方向は図１５に示すとおり斜め方向（画素電極１７の対角線方向）とする。なお、ゲート絶縁膜２３が走査信号線１６等に乗り上げる部分に生じる段差等については図面上無視している。

ここで、図７・８に示されるように、第２層間絶縁膜２６には、データ信号線１５および走査信号線１６の少なくとも一方と重なる部分に溝状の刳り貫き部が設けられ、この刳り貫き部によってアクティブマトリクス基板３の表面に溝２９が形成されている。なお、画素電極１７の外周部分は信号線（データ信号線１５・走査信号線１６）に重なり、かつ、画素電極１７の端部（エッジ）と第２層間絶縁膜２６の刳り貫き部の側壁とが面一となっており、溝２９は隣接する画素電極の間隙に設けられている。

さらに、図１・図９に示されるように、第１および第２層間絶縁膜２５・２６には、保持容量配線１８と重なる部分に長方形形状の刳り貫き部が設けられ、これによって、画素電極１７とドレイン引き出し電極３７とを接続するコンタクトホール１１が形成されている。さらに、ドレイン引き出し電極３７はコンタクトホール１１内に長方形形状の刳り貫き部を有し、画素電極１７には、ドレイン引き出し電極３７の刳り貫き部全体と重なる開口部５５が形成されている。これにより、画素領域中央に、保持容量配線１８とドレイン引き出し電極３７の刳り貫き部と画素電極１７の開口部５５との重畳部が形成される。

本液晶パネル１０ａを用いた液晶表示装置では、電源ＯＮ時に、カラーフィルタ基板の対向電極２８および保持容量配線１８間に高電圧が印加される。これにより、保持容量配線１８および開口部５５近傍の画素電極１７の間に形成される横電界と、配向膜９のラビング方向（斜め方向 図１５参照）と、保持容量配線１８および対向電極２８間の強い縦電界とが相まって、画素中央（転移核）の液晶分子がスプレイ配向からベンド配向に転移し、これが画素全体に広がっていく。そして、画素全体がベンド配向に転移した状態で表示が行われる（図１７（ａ）〜（ｄ）参照）。

液晶パネル１０ａでは、アクティブマトリクス基板表面においてデータ信号線１５および走査信号線１６の少なくとも一方と隣り合う２つの画素電極１７の間隙とに重なる領域に、溝２９が格子状に形成されている。したがって、表示中に、データ信号線１５あるいは走査信号線１６と画素電極１７の外周部との間の横電界によって信号線上の液晶分子がベンド配向からスプレイ配向に逆転移しても、段差部７によってその広がりを抑えることができる。これにより、信号線上で生じたスプレイ配向が白表示時に画素内に広がることを抑制することができ、表示品位を向上させることができる。

本液晶パネルに用いられるアクティブマトリクス基板の製造方法を簡単に説明する。まず、ベースコートなどの処理をしたガラス基板３１の上に、走査信号線１６（ＴＦＴ１２のゲート電極６含む）と保持容量配線１８とを形成する。これら配線は、基板３１の全面にスパッタリングにより金属膜を成膜し、この金属膜をフォトリソグラフィ工程によりパターニングすることで形成される。金属膜はＴａとその窒化物の積層構造としているが、積層構造でなくてもよい。また、金属膜の材料として、ＴｉやＡｌなどの金属を用いることもできる。

次に、走査信号線１６および保持容量配線１８の表面を陽極酸化し、さらに窒化シリコンなどによりゲート絶縁膜２３を成膜する。このゲート絶縁膜２３はパターニングしてもよいし、パターニングしなくてもよい。

次に、ＴＦＴ１２を形成するために、半導体層をＣＶＤ法によって成膜し、これをフォトリソグラフィ工程によりパターニングした後、不純物の注入を行ってＴＦＴ１２のチャネル領域を形成する。

次に、スパッタリングによって金属膜を成膜し、この金属膜をフォトリソグラフィ工程によってパターニングすることによりデータ信号線１５とＴＦＴ１２の各電極（ソース電極８・ドレイン電極９）とを形成する。データ信号線１５の材料には、走査信号線１６や保持容量配線１８と同様、ＴａやＴｉ、Ａｌなどの金属が用いられる。

次に、ＴＦＴ１２を第１層間絶縁膜２５により覆い（図示せず）、ＴＦＴ部分への不純物の拡散を防ぎ、半導体の性能を高める。

次に、第１層間絶縁膜２５上に第２層間絶縁膜２６（有機層間絶縁膜）を形成する。すなわち、高分子材料のフォトレジストをスピンコートにより塗布した後、データ信号線１５および走査信号線１６の少なくとも一方と重なる、溝２９形成用の刳り貫き部と、ドレイン引き出し電極３７と重なる、コンタクトホール形成用の刳り貫き部とを形成するために露光・現像を行う。

ここで、溝２９形成用の刳り貫き部については第２層間絶縁膜だけを除去し、コンタクトホール形成用の刳り貫き部については第２層間絶縁膜に加え第１層間絶縁膜も除去する。その後、１８０℃程度のオーブンで焼成してフォトレジストを硬化させ、第２層間絶縁膜２６とする。硬化後の第２層間絶縁膜２６の膜厚は平均で３μｍである。

なお、フォトレジスト材料としては、ポジ型レジストを用いても良く、ネガ型レジストを用いても良い。その後、第２層間絶縁膜２６上に金属膜（ＩＴＯ）をスパッタリングにより成膜し、この金属膜をフォトリソグラフィ工程によりパターニングすることで画素電極１７を形成した。

以下に、本液晶パネルの製造方法を簡単に説明する。

まず、ガラス基板３２上に各画素を区切るブラックマトリクス１３と、Ｒ・Ｇ・Ｂの着色層（カラーフィルタ）１４とをストライプ配列で形成した後、ＩＴＯをスパッタリングして対向電極２８を形成することによってカラーフィルタ基板を製造する。

ついで、上記のアクティブマトリクス基板およびカラーフィルタ基板それぞれに平行配向用ポリイミドを印刷し、オーブンにより２００℃で１時間焼成することでアクティブマトリクス基板の配向膜９およびカラーフィルタ基板の配向膜１９を形成した。焼成後の配向膜の膜厚は約１００ｎｍであった。さらに、アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板とを貼り合わせたときの配向方向が平行になるように、配向膜上をコットン布で一方向にラビングした（ラビング方向については図１５参照）。

ついで、アクティブマトリクス基板にプラスティックスペーサを乾式で適量散布し、対向基板には画面周辺にシールを印刷し、二つの基板の位置合わせをして貼り合わせる。シールは熱硬化樹脂を用い、圧力をかけながら１７０℃のオーブンで１時間半焼成する。また、液晶材は、真空注入方式を用いて注入する。さらに、広視野角化のために、視角補償用位相差板をパネル両側に貼り付け、その外側から偏光板をそれぞれの吸収軸が直交するようにパネル両側に貼り付ける。以上によって本液晶パネルが完成する。

液晶パネル１０ａでは、画素電極１７の外周部分は信号線（データ信号線１５・走査信号線１６）に重なっているがこの構成に限定されない。図２に示す液晶パネル１０ｂのように画素電極１７のエッジ（辺）と信号線（データ信号線１５・走査信号線１６）のエッジ（辺）とが重なっている（上下で一致している）構成でも構わない。また、図３に示す液晶パネル１０ｃのように画素電極１７と信号線（データ信号線１５・走査信号線１６）とが重ならなくても構わない。なお、図３のＧ−Ｇ線による断面図を図１３に示しておく。

液晶パネル１０ａでは、画素電極１７のエッジと第２層間絶縁膜２６の刳り貫き部の側壁とが面一となっているがこの構成に限定されない。図１４に示すように、画素電極１７のエッジの外側に第２層間絶縁膜２６の刳り貫き部の側壁が形成されていても構わない。なおこの場合も、隣接する画素電極１７の間隙に溝２９（段差部７）が設けられる。

また、本液晶パネルは、図４（ただし、液晶層およびカラーフィルタ基板は省略）に示す液晶パネル１０ｄのように構成することもできる。なお、図１０は図４のＤ−Ｄ線に沿った矢視断面図であり、図１１は図４のＥ−Ｅ線に沿った矢視断面図である。

図４および図１０・１１に示されるように、液晶パネル１０ｄのアクティブマトリクス基板の表面には、データ信号線１５および走査信号線１６の少なくとも一方と隣り合う２つの画素電極１７の間隙とに重なる領域に、窪み４７が複数形成され、この窪み４７によって逆転移（ベンド配向→スプレイ配向）を抑制するための段差部７が形成されている。窪み４７は長方形形状であり、信号線（データ信号線１５・走査信号線１６）上に位置する領域（格子状領域）に間隙をおいて並べられる。この場合、窪み４７の長手方向の距離と間隙との比を例えば１：１とする。なお、画素電極１７の外周部分は信号線（データ信号線１５・走査信号線１６）に重なり、かつ、画素電極１７のエッジと第２層間絶縁膜２６の刳り貫き部の側壁とが面一となっており、溝２９は隣接する画素電極の間隙に設けられている。

液晶パネル１０ｄによれば、データ信号線１５あるいは走査信号線１６と画素電極１７の外周部との間の横電界によって各信号線上の液晶分子がスプレイ配向に逆転移しても、段差部７によってその広がりを抑制することができる。これにより、白表示時に画素内にスプレイ配向が広がることを抑制でき、表示品位を向上させることができる。

なお、上記の形態では、溝形成位置の第２層間絶縁膜を刳り貫いて（全て除去して）いるがこれに限定されない。第２層間絶縁膜２６を半分だけ除去しても構わない。なお、第２層間絶縁膜２６の膜厚は３μｍ程度であり、全て除去した場合には３μｍ程度の段差が形成される。

また、本液晶パネルは、図１８（ただし、液晶層およびカラーフィルタ基板の着色層やブラックマトリクスは省略）に示す液晶パネル１０ｈのように構成することもできる。なお、図２２は図１８のＨ−Ｈ線に沿った矢視断面図であり、図２３は図１８のｈ−ｈ線に沿った矢視断面図である。

図２２・２３に示されるように、液晶パネル１０ｈのカラーフィルタ基板の表面には、溝７９が、データ信号線１５および走査信号線１６の少なくとも一方と隣り合う２つの画素電極１７の間隙とに重なるように格子状に設けられ、この溝７９によって逆転移（ベンド配向→スプレイ配向）を抑制するための段差部６７が形成されている。

液晶パネル１０ｈのカラーフィルタ基板３０ｈにおいては、透明基板３２上に、遮光膜からなるブラックマトリクス１３と、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかの色をもつ着色層１４とが形成され、これらを覆うように絶縁膜４８が形成される。前記絶縁膜４８は、ブラックマトリクス１３および着色層１４の境界部に生じる（ブラックマトリクス１３と着色層１４とが互いの端部で重なることで生じる）盛り上がりを平坦化するために設けられる絶縁膜（平坦化膜）であってもよい。絶縁膜４８上には対向電極２８が形成され、この対向電極２８を覆うように配向膜１９が形成される。絶縁膜４８には、データ信号線１５および走査信号線１６の少なくとも一方と重なる部分に溝状の刳り貫き部が設けられ、この刳り貫き部によってカラーフィルタ基板３０ｈの表面に溝７９が形成される。なお、画素電極１７の外周部分は信号線（データ信号線１５・走査信号線１６）に重なり、かつ、画素電極１７の端部（エッジ）と絶縁膜４８の刳り貫き部の側壁とが面一となっており、溝７９は隣接する画素電極の間隙に重なっている。

液晶パネル１０ｈによれば、データ信号線１５あるいは走査信号線１６と画素電極１７の外周部との間の横電界によって各信号線上の液晶分子がスプレイ配向に逆転移しても、段差部６７によってその広がりを抑制することができる。これにより、白表示時に画素内にスプレイ配向が広がることを抑制でき、表示品位を向上させることができる。

なお、液晶パネル１０ｈでは、画素電極１７の外周部分は信号線（データ信号線１５・走査信号線１６）に重なっているがこの構成に限定されない。画素電極１７のエッジと信号線（データ信号線１５・走査信号線１６）のエッジとが重なっている（上下で一致している）構成でも構わない。また、画素電極１７と信号線（データ信号線１５・走査信号線１６）とが重ならなくても構わない。また、液晶パネル１０ｈでは、画素電極１７のエッジと絶縁膜４８の刳り貫き部の側壁とが重なっている（上下で一致している）がこの構成に限定されない。絶縁膜４８の刳り貫き部の側壁が画素電極１７に重ならない構成でも構わない。なおこの場合も、溝７９（段差部６７）は、隣接する画素電極１７の間隙に重なっている。

また、本液晶パネルは、図１９（ただし、液晶層およびカラーフィルタ基板の着色層やブラックマトリクスは省略）に示す液晶パネル１０ｉのように構成することもできる。なお、図２４は図１９のＩ−Ｉ線に沿った矢視断面図である。

図１９および図２４に示されるように、液晶パネル１０ｉのカラーフィルタ基板３０ｉの表面には、溝７９が、データ信号線１５および走査信号線１６の少なくとも一方と隣り合う２つの画素電極１７の間隙とに重なるように格子状に設けられ、かつ、アクティブマトリクス基板３ｉの表面には、溝２９が、データ信号線１５および走査信号線１６の少なくとも一方と隣り合う２つの画素電極１７の間隙とに重なるように格子状に設けられている。すなわち、溝７９によって逆転移（ベンド配向→スプレイ配向）を抑制するための段差部６７が形成され、溝２９によって逆転移（ベンド配向→スプレイ配向）を抑制するための段差部７が形成されている。なお、図２４では溝２９の側壁と溝７９の側壁とが上下で一致しているが、ずれていても構わない。なお、カラーフィルタ基板３０ｉの構成は図２２・２３のカラーフィルタ基板と同様であり、アクティブマトリクス基板３ｉの構成は図１４のアクティブマトリクス基板と同様である。

また、本液晶パネルは、図２０（ただし、液晶層およびカラーフィルタ基板の着色層やブラックマトリクスは省略）に示す液晶パネル１０ｊのように構成することもできる。なお、図２５は図２０のＪ−Ｊ線に沿った矢視断面図である。

図２０および図２５に示されるように、液晶パネル１０ｊのカラーフィルタ基板３０ｊの表面には、互いに向かい合う（ほぼ平行な）土手５９（畝状の盛り上がり部）が、該土手間５９の間隙８９がデータ信号線１５および走査信号線１６の少なくとも一方と隣り合う２つの画素電極１７の間隙とに重なるように設けられ、この土手５９によって逆転移（ベンド配向→スプレイ配向）を抑制するための段差部９９が形成されている。この土手５９は、図２５に示されるように、その形成位置の下（図２５ではデータ信号線１５の両側）に、例えば半導体層４３を残しておくことで形成される。なお、半導体層４３およびデータ信号線１５の上層には層間絶縁膜８１が形成され、層間絶縁膜８１上に画素電極１７が形成される。なお、上記のような土手は、ＴＦＴの上層に形成される絶縁膜を、土手の両側下に位置する部分よりも土手の下に位置する部分を厚くしておくことでも実現することができる。例えば、図３４のアクティブマトリクス基板３ｕのように、ＴＦＴの上層に形成される絶縁膜を第１層間絶縁膜２５（例えば、無機層間絶縁膜）とこれよりも厚い第２層間絶縁膜２６（例えば、有機層間絶縁膜）とで構成し、土手５９の両側下に位置する部分には、第２層間絶縁膜２６を刳り貫いて第１層間絶縁膜２５のみをおいておき、土手５９の下に位置する部分には、第１および第２層間絶縁膜２５・２６をおいておく。アクティブマトリクス基板３ｕでは、画素電極１７のエッジがデータ信号線１５と重なり、向かい合う土手５９の間隙８９が、隣り合う画素電極１７の間隙およびデータ信号線１５に重なっており、この土手５９によって逆転移（ベンド配向→スプレイ配向）を抑制するための段差部９９が形成されている。

〔実施の形態２〕
本発明の実施の形態２を図５〜６および図１２に基づいて説明すれば以下のとおりである。なお、図５は本実施の形態に係る液晶パネルの一部を示す平面図（ただし、液晶層およびカラーフィルタ基板は省略）であり、図１２は図５のＦ−Ｆ線に沿った矢視断面図である。

図１２に示されるように、液晶パネル１０ｅは、アクティブマトリクス基板３と、カラーフィルタ基板３０と、両基板（３・３０）間に設けられる液晶層４０およびスペーサ３３とを備えたＯＣＢモード液晶パネルである。

アクティブマトリクス基板３は、図５に示されるように、図中左右方向に伸びる走査信号線１６と、図中上下方向に伸びるデータ信号線１５と、走査信号線１６およびデータ信号線１５で囲まれた画素領域に形成されるＴＦＴ１２と、画素領域を横切るように図中左右方向に伸びる保持容量配線１８と、画素領域全体と重なるように形成される画素電極１７とを備える。なお、スペーサ３３はデータ信号線１５および走査信号線１６の交差部上に設けられている。ここで、図１２に示されるように、第２層間絶縁膜２６には、スペーサ３３の周囲に濠状の刳り貫き部が設けられ、これにより、アクティブマトリクス基板３の表面にスペーサ３３を取り囲む濠状凹部３９が形成されている。なお、濠状凹部３９と画素電極１７とが重ならないように、画素電極１７の角を切り欠いておく（図５参照）ことが好ましい。こうすれば、白表示時にスプレイ配向が画素電極１７内に入り込むことを防止することができる。

液晶パネル１０ｅによれば、スペーサ３３の影になってスペーサ３３の近傍にスプレイ配向が残存してしまったとしても、濠状凹部３９によって形成される段差部７７によってその広がりを抑制することができる。これにより、白表示時に画素内にスプレイ配向が広がることを抑制でき、表示品位を向上させることができる。

また、本液晶パネルは、図６のように構成してもよい。すなわち、液晶パネル１０ｆは、信号線（データ信号線１５および走査信号線１６）の交差部上に設けられたスペーサ３３を備えており、そのアクティブマトリクス基板の表面には、スペーサ３３を取り囲む濠状凹部３９と、信号線上に位置する領域（格子状領域）のうち濠状凹部３９の外側にあたる部分に溝２９が形成されている。すなわち、濠状凹部３９によって段差部７７が形成され、溝２９によって段差部７が形成されている。

液晶パネル１０ｆによれば、スペーサ３３の影になってスペーサ３３近傍にスプレイ配向が残存してしまったとしても、段差部７７によってその広がりを抑制することができる。加えて、データ信号線１５あるいは走査信号線１６と画素電極１７の外周部との間の横電界によって各信号線上の液晶分子がスプレイ配向に逆転移しても、段差部７あるいは段差部７７によってその広がりを抑制することができる。これにより、白表示時に画素内にスプレイ配向が広がることを抑制でき、表示品位を向上させることができる。

また、本液晶パネルは、図２１（ただし、液晶層およびカラーフィルタ基板の着色層やブラックマトリクスは省略）に示す液晶パネル１０ｋのように構成することもできる。なお、図２６は図２１のＫ−Ｋ線に沿った矢視断面図である。図２１・２６に示すように、液晶パネル１０ｋは、信号線（データ信号線１５および走査信号線１６）の交差部上に設けられたスペーサ３３を備えており、そのカラーフィルタ基板３０ｋの表面には、スペーサ３３を取り囲む濠状凹部９３が形成されている。

液晶パネル１０ｋによれば、スペーサ３３の影になってスペーサ３３の近傍にスプレイ配向が残存してしまったとしても、濠状凹部９３によって形成される段差部８７によってその広がりを抑制することができる。これにより、白表示時に画素内にスプレイ配向が広がることを抑制でき、表示品位を向上させることができる。

なお、上記の形態では、スペーサ３３をデータ信号線１５および走査信号線１６の交差部上に設けているがこれに限定されない。交差部以外のデータ信号線１５や走査信号線１６上に設けてもよいし、ＴＦＴ１２上に設けることもできる。

なお、本実施の形態にかかる液晶表示装置７０は、図１６に示すように、上記した液晶パネルと、これを駆動するゲートドライバ７１およびソースドライバ７２と、各ドライバ（７１・７２）を制御する制御装置７３とを備えている。

〔実施の形態３〕
本発明の実施の形態３を図２７〜図３３に基づいて説明すれば以下のとおりである。図２７は本実施の形態に係る液晶パネルの構成を示す平面図であり、図２９は図２７の点線で囲った部分を示す拡大平面図（ただし、液晶層およびカラーフィルタ基板は省略）であり、図３１は図２９のＰ−Ｐ線に沿った矢視断面図であり、図３２は図２９のｐ−ｐ線に沿った矢視断面図である。

図２９および図３１・３２に示されるように、液晶パネル１０ｐは、アクティブマトリクス基板３ｐと、カラーフィルタ基板３０と、両基板（３ｐ・３０）間に設けられる液晶層４０とを備えたＯＣＢモード液晶パネルである。アクティブマトリクス基板３ｐにおいては、透明基板３１上に、走査信号線１６、保持容量配線１８およびＴＦＴ１２のゲート電極６（図２９参照）が形成され、これらの上層にゲート絶縁膜２３が形成される。ゲート絶縁膜２３上には、データ信号線１５（図２９参照）、ＴＦＴ１２のチャネルを構成する半導体層（図示せず）、ＴＦＴ１２のソース電極８およびドレイン電極９（図２９参照）、ドレイン引き出し配線２７、並びにドレイン引き出し電極３７が形成され、これらの上層に第１層間絶縁膜２５および第２層間絶縁膜２６が順に形成される。第２層間絶縁膜２６上には画素電極１７が形成され、画素電極１７の上層に配向膜９が形成される。

ここで、アクティブマトリクス基板３ｐの表面には、溝４９（凹部）が表示エリア対応部分を取り囲むように濠状に設けられている。そして、この溝４９によって、アクティブマトリクス基板３９表面には、逆転移（ベンド配向→スプレイ配向）を抑制するための段差部５７が表示エリア対応部分を取り囲むように形成されている（図２７・２９参照）。具体的には、図３１・３２に示されるように、第２層間絶縁膜２６に、表示エリア対応部分を取り囲むように濠状の刳り貫き部が設けられ、この刳り貫き部によってアクティブマトリクス基板３の表面に溝４９が濠状に形成されている。

非表示領域ではアクティブマトリクス基板側に電極がない（液晶層に電圧が印可されない）ため常時スプレイ配向となっているが、本液晶パネル１０ｐでは、段差部５７によって、スプレイ配向の非表示エリアから表示領域への広がり（特に、白表示時の広がり）を抑制することができる。これにより、本液晶パネルの表示品位を向上させることができる。

図３１・３２では、表示エリア端に位置する画素電極１７のエッジと、第２層間絶縁膜２６の刳り貫き部の側壁とが重なっている（上下で一致している）がこの構成に限定されない。第２層間絶縁膜２６の刳り貫き部の側壁が画素電極１７のエッジに重ならない構成でも構わない。また、第２層間絶縁膜２６に形成する濠状の刳り貫き部の幅は３〔μｍ〕以上であり、好ましくは５〔μｍ〕以上である。また、図３１・３２では、第２層間絶縁膜２６を刳り貫くことによって段差部５７の段差を３〔μｍ〕としているがこれに限定されない。第２層間絶縁膜２６を局所的に薄く（好ましくは１．５〔μｍ〕以上薄く）することによって段差部５７を形成してもよい。

なお、アクティブマトリクス基板３ｐではその表面に表示エリア対応部分を取り囲む濠状の溝が形成されているがこれに限定されない。例えば、アクティブマトリクス基板の表面に、額縁状の凸部を、表示エリア対応部分を取り囲むように設け、この凸部によって逆転移（ベンド配向→スプレイ配向）を抑制するための段差部を形成してもよい。この凸部は、例えばＴＦＴの上層に形成される絶縁膜を、凸部の両側下に位置する部分よりも凸部の下に位置する部分を厚くしておくことで実現することができる。

本液晶パネルは、図２８に示す液晶パネル１０ｑのように構成することもできる。なお、図３０は図２８の点線で囲った部分を示す拡大平面図（ただし、液晶層およびカラーフィルタ基板は省略）であり、図３３は図３０のｑ−ｑ線に沿った矢視断面図である。

図２８・３３に示されるように、液晶パネル１０ｑは、アクティブマトリクス基板３と、カラーフィルタ基板３０ｑと、両基板（３・３０ｑ）間に設けられる液晶層４０とを備えたＯＣＢモード液晶パネルである。カラーフィルタ基板３０ｑにおいては、透明基板３２上に、遮光膜からなるブラックマトリクス１３と、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかの色をもつ着色層１４とが形成され、これらを覆うように絶縁膜４８が形成される。前記絶縁膜４８は、ブラックマトリクス１３および着色層１４の境界部に生じる（ブラックマトリクス１３と着色層１４とが互いの端部で重なることで生じる）盛り上がりを平坦化するために設けられる絶縁膜（平坦化膜）であってもよい。絶縁膜４８上には対向電極２８が形成され、この対向電極２８を覆うように配向膜１９が形成される。

ここで、カラーフィルタ基板３０ｑの表面には、溝６５（凹部）が表示エリア対応部分を取り囲むように濠状に設けられている。そして、この溝６５によって、カラーフィルタ基板３０ｑ表面には、逆転移（ベンド配向→スプレイ配向）を抑制するための段差部７５が表示エリア対応部分を取り囲むように形成されている（図２８・３０参照）。具体的には、図３３に示されるように、絶縁膜４８に、表示エリア対応部分を取り囲むように濠状の刳り貫き部が設けられ、この刳り貫き部によってカラーフィルタ基板３０ｑの表面に溝６５が濠状に形成されている。図３３では、表示エリア端に位置する画素電極１７のエッジと、第２層間絶縁膜２６の刳り貫き部の側壁とが重なっている（上下で一致している）がこの構成に限定されない。第２層間絶縁膜２６の刳り貫き部の側壁が画素電極１７のエッジに重ならない構成でも構わない。

非表示領域ではアクティブマトリクス基板側に電極がない（液晶層に電圧が印可されない）ため常時スプレイ配向となっているが、本液晶パネル１０ｑでは、段差部７５によって、スプレイ配向の非表示エリアから表示領域への広がり（特に、白表示時の広がり）を抑制することができる。これにより、本液晶パネルの表示品位を向上させることができる。

なお、カラーフィルタ基板３０ｑではその表面に表示エリア対応部分を取り囲む濠状の溝が形成されているがこれに限定されない。例えば、カラーフィルタ基板の表面に、額縁状の凸部を、表示エリア対応部分を取り囲むように設け、この凸部によって逆転移（ベンド配向→スプレイ配向）を抑制するための段差部を形成してもよい。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の液晶パネルおよび液晶表示装置は、例えば、モバイル用液晶ディスプレイに好適である。

Claims (2)

1. 走査信号線およびデータ信号線からなる信号線、該信号線に接続されたトランジスタ、上記信号線で画される画素領域に対応して設けられた画素電極、並びに上記画素領域を横切る保持容量配線を有するアクティブマトリクス基板と対向基板との間に、スプレイ配向からベンド配向へ転移する液晶層を備えた液晶パネルであって、
   上記画素電極には、上記保持容量配線と重なる部分に、スプレイ配向からベンド配向への転移を起こさせるための開口部が形成され、
   上記アクティブマトリクス基板の表面には、ベンド配向からスプレイ配向への逆転移を抑制するための段差部が、隣り合う画素電極の間隙および上記信号線に重なるように形成され、
   上記表面には、隣り合う画素電極の間隙および上記信号線に重なるように溝が設けられ、該溝によって上記段差部が形成され、
   上記溝は、アクティブマトリクス基板に設けられる絶縁膜を部分的に除去あるいは部分的に薄くすることによって形成され、
   上記絶縁膜は、トランジスタの上層に設けられる、有機物を含んだ層間絶縁膜であることを特徴とする液晶パネル。
2. 請求項１記載の液晶パネルを備えることを特徴とする液晶表示装置。

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