JPWO2009001585A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

液晶層を挟持する２枚の基板のそれぞれに設けられた電極により、液晶層に電圧を印加するアクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、画素の選択素子（１１）が設けられている側の基板に設けられている第１電極（１５）は、液晶層に電圧を印加したときに液晶分子がストライプの線方向に配向するように設けられたストライプ状電極パターン（１５ｃ）を備えており、第１電極（１５）の選択素子（１１）側とのコンタクト部（２５ｈ）が、信号線（ＧＬｉ）が割り当てられている第１の領域と膜厚方向に対向する領域に設けられている。これにより、周期的に配列されたストライプ状電極パターンを有する画素電極に、液晶分子の配向の乱れを表示に反映させることなくコンタクトを行うことのできる液晶表示装置を実現する。

Description

本発明は、液晶表示装置における電極のコンタクト部形成に関するものである。

良好なコントラストと広い視野角特性とを確保するために、垂直配向液晶を用いたＭＶＡ(Multi-domain Vertical Alignment)方式の液晶表示装置が利用されている。この液晶表示装置では、液晶層を複数のドメインに分割し、液晶層に電圧を印加したときに液晶分子のチルトする方向がドメイン間で異なるようにしている。しかしながら、各ドメインにおいて液晶分子の配向方向を規制する突起パターンの両側縁に沿って２本の暗線が生じること、および、高さが大きい上記突起パターンの部分で液晶層のリタデーションが減少することとにより、液晶パネルの透過率が低下してコントラスト比が低下するという問題が発生する。また、上記突起パターンの近傍以外においては液晶分子の配向が規制されるまでの伝播遅延が存在するために、液晶分子の応答速度が大きくならないという問題がある。

これらの問題を解決するために、図５に示す構成の画素を備えた液晶表示装置が提案されている。同様の構成は例えば特許文献１ないし４に記載されている。

図５には、ｉ番目のゲートバスラインＧＬｉとｊ番目のソースバスラインＳＬｊとの交差部に対応して設けられる画素ＰＩＸｉｊの一方の基板側の構成を示している。画素ＰＩＸｉｊは、互いに隣接する補助容量バスラインＣＳＬｉ・ＣＳＬｉ＋１と、互いに隣接するソースバスラインＳＬｊ・ＳＬｊ＋１とに囲まれた領域に設けられている。補助容量バスラインＣＳＬｉはゲートバスラインＧＬｉと平行に設けられており、ゲートバスラインＧＬｉは、補助容量バスラインＣＳＬｉと補助容量バスラインＣＳＬｉ＋１との間に設けられている。

ゲートバスラインＧＬｉとソースバスラインＳＬｊとの交差部にはＴＦＴ部１１１が設けられている。ＴＦＴ部１１１は２つのゲート電極１１１ｇ（１）・１１１ｇ（２）を備えている。ゲート電極１１１ｇ（１）はゲートバスラインＧＬｉから引き出された電極であり、ゲートバスラインＧＬｉよりも補助容量バスラインＣＳＬｉ＋１側でソースバスラインＳＬｊと交差している。ゲート電極１１１ｇ（２）は、ソ−スバスラインＳＬｊと交差する箇所にあるゲートバスラインＧＬｉ自身の部分である。

ソースバスラインＳＬｊの直下には、ゲート電極１１１ｇ（１）・１１１ｇ（２）に対して上方で交差するＳｉ導電層が形成されている。当該Ｓｉ導電層のゲート電極１１１ｇ（１）よりも補助容量バスラインＣＳＬｉ＋１側がＴＦＴ部１１１のソース部１１１ｓ、ゲート電極１１１ｇ（２）よりも補助容量バスラインＣＳＬｉ側がＴＦＴ部１１１のドレイン部１１１ｄを構成している。ソース部１１１ｓはコンタクトホール１１１ｈを介してソースバスラインＳＬｊに接続されている。また、ドレイン部１１１ｄは画素領域内部に引き回されて、コンタクトホール１２１ｈを介して上方の接続配線１１５に接続されている。接続配線１１５はコンタクトホール１２５ｈを介して上方の画素電極１０５に接続されている。また、ドレイン部１１１ｄは画素領域内部からさらに補助容量バスラインＣＳＬｉの上方の位置まで引き回されて、補助容量バスラインＣＳＬｉに上方で対向するように設けられた補助容量電極パッドＣＳＰに接続されている。補助容量バスラインＣＳＬｉと補助容量電極パッドＣＳＰとで補助容量Ｃｓが形成されている。

画素電極１０５は透明電極からなり、幹線１０５ａ、幹線１０５ｂ、および、ストライプ部１０５ｃ…を備えている。幹線１０５ａはソースバスラインＳＬｊに平行に延びるように、また、幹線１０５ｂはゲートバスラインＧＬｉに平行に延びるように、それぞれ設けられており、幹線１０５ａと幹線１０５ｂとは画素ＰＩＸｉｊのパネル面上の中心で互いに交差接続されている。幹線１０５ａと幹線１０５ｂとがこのように配置されていることにより、画素電極１０５には、幹線１０５ａと幹線１０５ｂとで区切られる４つの領域Ｒ１・Ｒ２・Ｒ３・Ｒ４が形成されている。各領域は、ゲートバスラインＧＬｉおよびソースバスラインＳＬｊに対して４５度の角度をなして互いに同じ方向に延びる複数のストライプ部１０５ｃ…からなり、当該ストライプ部１０５ｃ…は幹線１０５ａ・１０５ｂに接続されている。各領域において互いに隣接するストライプ部１０５ｃどうしの間には透明電極の無いカットアウトパターン１０６が形成されており、これによりストライプ部１０５が延在方向と直交する方向に周期的に配列されたストライプ状電極パターンが形成されている。幹線１０５ａあるいは幹線１０５ｂを境界として互いに隣接する領域どうしでは、ストライプ部１０５ｃ…の延びる方向であるストライプの線方向が互いに９０度異なっている。また、ストライプ部１０５ｃ…よりも画素ＰＩＸｉｊの外周側にも画素電極１０５の領域が設けられている場合には、ストライプ部１０５ｃ…はこの画素電極１０５の外周部分にも接続される。

前記コンタクトホール１２５ｈを介した接続配線１１５と画素電極１０５とのコンタクトは、幹線１０５ａの直下周辺で行われる。

上記の構成の基板と、対向側の基板との間に垂直配向の液晶層が挟持され、画素電極１０５と対向側の基板の電極との間に電圧が印加されることにより、液晶層が駆動される。また、上記の２枚の基板によって液晶層が挟持された構成をさらに外側から挟む２枚の偏光板にはそれぞれ直線偏光板が使用され、一方の偏光板の光吸収軸は幹線１０５ａに平行に、他方の偏光板の光吸収軸は幹線１０５ｂに平行にそれぞれ設定される。

上記の画素ＰＩＸｉｊによれば、図６の（ａ）に示すように、駆動状態では液晶分子ＭＬＣが、カットアウトパターン１０６により形成されカットアウトパターン１０６の延在方向に直交する方向に周期的に変化する電界の影響を受けて、カットアウトパターン１０６の延在方向に倒れる。図中、液晶分子ＭＬＣの幅を広く描いたほうが垂直配向時に対向側の基板のほうを向いていた側であり、この幅の広いほうが幹線１０５ａ（あるいは１０５ｂ）のほうへ倒れる。幹線１０５ａ（あるいは１０５ｂ）上では、垂直配向状態から、図６中の紙面上側から下側に向う向きに倒れる。

２枚の上記直線偏光板の光吸収軸どうしは、幹線１０５ａに平行な方向とそれに直交する方向とによる十字をなすように設定されているため、幹線１０５ａ・１０５ｂ上に暗線が生じるが、従来のように一つの突起パターンの両縁に沿って二本の暗線が出現することはなく、駆動状態の透過率は大幅に向上する。また、液晶分子ＭＣの倒れる方向が他の液晶分子ＭＬＣのチルトによるものではないために、垂直配向状態から水平配向状態への、あるいはその逆の変化が速やかであり、応答が非常に高速である。さらには、液晶分子ＭＬＣの倒れる向きが領域Ｒ１〜Ｒ４間で異なっているために、液晶表示装置として広い視野角特性を示す。
日本国公開特許公報「特開２００２−１０７７３０号公報（公開日：２００２年４月１０日）」 日本国公開特許公報「特開２００３−１４９６４７号公報（公開日：２００３年５月２１日）」 日本国公開特許公報「特開２００３−１７７４１８号公報（公開日：２００３年６月２７日）」 日本国公開特許公報「特開２００３−２５５３０５号公報（公開日：２００３年９月１０日）」 日本国公開特許公報「特開２００６−２０８８８１号公報（公開日：２００６年８月１０日）」 日本国公開特許公報「特開２００２−２８９８５７号公報（公開日：２００２年１０月４日）」

しかしながら、上記従来の液晶表示装置では、コンタクトホール１２５ｈを介した接続配線１１５と画素電極１０５とのコンタクトが、幹線１０５ａの直下周辺で行われるため、図６の（ｂ）に示すように配線１１５と画素電極１０５とのコンタクト部で液晶分子ＭＬＣの配向が乱れる領域１２１が発生するという問題がある。領域１２１は幹線１０５ａ（あるいは幹線１０５ｂ）の領域をはみ出す虞が高いので、光の透過領域に液晶分子ＭＬＣの配向が乱れた領域が存在することになり、表示品位が低下しやすい。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、周期的に配列されたストライプ状電極パターンを有する画素電極に、液晶分子の配向の乱れを表示に反映させることなくコンタクトを行うことのできる液晶表示装置を実現することにある。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、液晶層を挟持する２枚の基板のそれぞれに設けられた電極により、前記液晶層に電圧を印加するアクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、画素の選択素子が設けられている側の基板に設けられている前記電極である第１電極は、前記液晶層に電圧を印加したときに液晶分子がストライプの線方向に配向するように設けられたストライプ状電極パターンを備えており、前記第１電極の前記選択素子側とのコンタクト部が、信号線が割り当てられている第１の領域と膜厚方向に対向する領域に設けられていることを特徴としている。

上記の発明によれば、第１電極の選択素子側とのコンタクト部が、信号線と膜厚方向に対向する領域に設けられているので、コンタクト部がバックライト光などの画素の透過光に対して遮光される。その結果、コンタクト部における液晶分子の配向乱れが表示に悪影響を与えることを回避することができ、液晶層に電圧を印加したときに液晶分子がストライプの線方向に配向する特色を損ねることなく高品位表示を行うことができる。

以上により、周期的に配列されたストライプ状電極パターンを有する画素電極に、液晶分子の配向の乱れを表示に反映させることなくコンタクトを行うことのできる液晶表示装置を実現することができるという効果を奏する。

また、信号線と膜厚方向に対向する領域という既存の領域を利用してコンタクト部を形成するので、画素の開口率を低下させることなく、液晶分子の配向乱れを防ぐことができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記信号線はゲートバスラインであることを特徴としている。

上記の発明によれば、コンタクト部を容易に形成することのできる領域を提供することができるという効果を奏する。

また、ゲートバスラインを画素の中央部を通過するように設ける場合には、コンタクト部を画素の中心部に形成することが可能になり、面積の小さな画素に対して有利になるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記信号線はソースバスラインであることを特徴としている。

上記の発明によれば、コンタクト部を容易に形成することのできる領域を提供することができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記信号線は補助容量バスラインであることを特徴としている。

上記の発明によれば、コンタクト部を容易に形成することのできる領域を提供することができるという効果を奏する。

また、補助容量バスラインを画素の中央部を通過するように設ける場合には、コンタクト部を画素の中心部に形成することが可能になり、面積の小さな画素に対して有利になるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、液晶層を挟持する２枚の基板のそれぞれに設けられた電極により、前記液晶層に電圧を印加するアクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、画素の選択素子が設けられている側の基板に設けられている前記電極である第１電極は、前記液晶層に電圧を印加したときに液晶分子がストライプの線方向に配向するように設けられたストライプ状電極パターンを備えており、前記第１電極の前記選択素子側とのコンタクト部が、前記画素の透過光に対する遮光領域が割り当てられている第１の領域と膜厚方向に対向する領域に設けられていることを特徴としている。

上記の発明によれば、第１電極の選択素子側とのコンタクト部が、画素の透過光に対する遮光領域と膜厚方向に対向する領域に設けられているので、コンタクト部がバックライト光などの画素の透過光に対して遮光される。その結果、コンタクト部における液晶分子の配向乱れが表示に悪影響を与えることを回避することができ、液晶層に電圧を印加したときに液晶分子がストライプの線方向に配向する特色を損ねることなく高品位表示を行うことができる。

以上により、周期的に配列されたストライプ状電極パターンを有する画素電極に、液晶分子の配向の乱れを表示に反映させることなくコンタクトを行うことのできる液晶表示装置を実現することができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記第１の領域において遮光を行う部材は電気的にフローティング状態であることを特徴としている。

上記の発明によれば、第１の領域において遮光を行う部材に何らかの電位を確定的に与える必要がなければ、電位を与えるための構成を省略することができるので、第１の領域を形成するための自由度の向上や工程の簡略化を図ることができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、画素内に反射領域と透過領域とを備えていて反射表示モードと透過表示モードとのそれぞれが可能な液晶表示装置であって、前記遮光領域は前記反射領域であることを特徴としている。

上記の発明によれば、画素の透過光に対する遮光領域を、反射領域という既存の領域により提供することができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、ブラックマトリクスを備えており、前記遮光領域は前記ブラックマトリクスであることを特徴としている。

上記の発明によれば、画素の透過光に対する遮光領域を、ブラックマトリクスという既存の領域により提供することができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記第１電極には、前記ストライプ状電極パターンを複数の領域に分割するとともに全ての前記領域の前記ストライプ状電極パターンが電気的に接続された幹線が備えられており、前記幹線を境界として互いに隣接する前記領域どうしで前記ストライプの線方向が異なっており、前記幹線は前記コンタクト部を含むように設けられていることを特徴としている。

上記の発明によれば、各ストライプ状電極パターンが接続された幹線を境界として互いに隣接する領域どうしでストライプの線方向が異なっているので、液晶層に電圧を印加したときに液晶分子の倒れる向きが隣接する領域間で異なる。従って、広い視野角特性を得ることができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記幹線は、ゲートバスラインに平行な第１の幹線部分とソースバスラインに平行な第２の幹線部分とが互いに交差接続されてなることにより、前記ストライプ状電極パターンを４つの領域に分割し、前記４つの領域どうしは、互いに液晶分子のチルトする向きが異なっていることを特徴としている。

上記の発明によれば、４つの領域間で液晶層に電圧を印加したときの液晶分子の倒れる向きが異なる。従って広い視野角特性を得ることができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記４つの領域のそれぞれにおける前記ストライプの線方向は、前記第１の幹線部分および前記第２の幹線部分に対して傾斜した方向であることを特徴としている。

上記の発明によれば、パネルに対して左右や上下の視野角を均等に広げることができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記４つの領域のそれぞれにおける前記ストライプの線方向は、前記第１の幹線部分および前記第２の幹線部分に対して４５度傾斜した方向であることを特徴としている。

上記の発明によれば、パネル周囲からの視野角を均等に広げることができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記液晶層は、液晶分子のプレチルト角および駆動時の傾斜方向の少なくとも一方を規定するポリマーを含んでいることを特徴としている。

上記の発明によれば、配向用の突起パターンや、配向膜、ラビングなどが不要になるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記幹線の少なくとも一部は、前記第１の領域と膜厚方向に対向する領域に設けられていることを特徴としている。

上記の発明によれば、液晶表示装置の偏光板に直線偏光板を使用する場合に、吸収軸方向と平行方向に第１電極の幹線が存在すると、バックライトからの透過しようとする光は遮断され、結果的に画素における幹線箇所は暗線となってしまう。そこで、幹線を第１の領域と膜厚方向に対向する領域に設けるようにすれば、第１電極の選択素子側とのコンタクト部を設けるために利用する第１の領域をさらに利用することとなるので、別の透過部に第１の領域を設置する場合と比較して、パネルの透過率を向上させることができるという効果を奏する。

また、幹線が遮光されていない場合には、表示面を正面からではなく斜め方向から見た場合に、幹線部の液晶分子の配向状態に起因して色味が異なり、その結果表示品位が異なる虞がある。幹線を第１の領域によって遮光することにより、ストライプ状電極パターン部の液晶分子の配向状態のみによる色味を再現でき、結果として広視野角の表示品位を得ることができるという効果を奏する。この効果を見込む場合に、遮光材料は電気的にフローティング状態であってもよい。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記選択素子はＴＦＴであることを特徴としている。

上記の発明によれば、画素の選択素子にＴＦＴが用いられる表示装置において、液晶分子の配向の乱れを表示に反映させることなく、第１電極とＴＦＴとのコンタクトを行うことができるという効果を奏する。

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記ＴＦＴのソース部、および、前記ＴＦＴのソース部とドレイン部との間の領域は、ソースバスラインと膜厚方向に対向する領域に設けられており、前記ＴＦＴのドレイン部はソースバスラインと膜厚方向に対向する前記領域から前記コンタクト部まで引き回されていることを特徴としている。

上記の発明によれば、ソース部、および、ソース部とドレイン部との間の領域が、ソースバスラインと膜厚方向に対向する領域に設けられており、ドレイン部が当該領域からコンタクト部まで引き回されているＴＦＴを備える液晶表示装置において、液晶分子の配向の乱れを表示に反映させることなく、第１電極とＴＦＴのドレイン部とのコンタクトを行うことができるという効果を奏する。

本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明によって明白になるであろう。

本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置に備えられる画素の構成を示す平面図である。 図１のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ線断面を示す断面図である。 図２の断面構成の変形例を示す断面図である。 図１の画素を備える液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 従来技術を示すものであり、液晶表示装置に備えられる画素の構成を示す平面図である。 液晶分子の配向の状態を示す平面図であり、（ａ）はコンタクトホールの無い領域での液晶分子の配向の状態を示し、（ｂ）はコンタクトホールの有る領域での液晶分子の配向の状態を示す。

符号の説明

１ 液晶表示装置
１５ 画素電極（第１電極）
１５ａ 第１幹線部分（第１の幹線部分）
１５ｂ 第２幹線部分（第２の幹線部分）

本発明の一実施形態について図１ないし図４に基づいて説明すると以下の通りである。

図４に、本実施形態に係る液晶表示装置１の構成を示す。

液晶表示装置１はアクティブマトリクス型の表示装置であり、走査信号線駆動回路としてのゲートドライバ３と、データ信号線駆動回路としてのソースドライバ４と、表示部２と、ゲートドライバ３およびソースドライバ４を制御するための表示制御回路５と、電源回路６とを備えている。

表示部２は、複数本（ｍ本）の走査信号線（信号線）としてのゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍと、それらのゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍのそれぞれと交差する複数本（ｎ本）のデータ信号線（信号線）としてのソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎと、それらのゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍとソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎとの交差点にそれぞれ対応して設けられた複数個（ｍ×ｎ個）の画素ＰＩＸ…とを含む。また、ここでは図示しないが、表示部２は、ゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍと平行に補助容量バスライン（信号線）ＣＳＬ…（後述の図１参照）を備えており、当該方向に並んだｎ個の画素からなる各画素行に１本の補助容量バスラインＣＳＬが割り当てられている。

複数の画素ＰＩＸ…はマトリクス状に配置されて画素アレイを構成し、各画素ＰＩＸは、ＴＦＴ部（選択素子）１１と、液晶容量ＣＬと、補助容量Ｃｓとを備えている。液晶容量ＣＬは、画素電極と、画素電極に対向する対向電極と、それらの間に挟持された液晶層とから構成されている。対向電極には電源回路６から電圧Ｖｃｏｍが印加される。液晶容量ＣＬと補助容量Ｃｓとは画素容量を構成しているが、画素容量を構成する他の容量として、画素電極と周辺配線との間に形成される寄生容量も存在する。

表示制御回路５からゲートドライバ３へはゲートスタートパルスＧＳＰおよびゲートクロックＧＣＫが供給され、表示制御回路５からソースドライバ４へはソーススタートパルスＳＳＰ、ソースクロックＳＣＫ、および、表示データＤＡが供給される。

次に、図１に、画素ＰＩＸの構成を示す。

図１には、ｉ番目のゲートバスラインＧＬｉとｊ番目のソースバスラインＳＬｊとの交差部に対応して設けられる画素ＰＩＸｉｊの一方の基板側の構成を示している。画素ＰＩＸｉｊは、互いに隣接する補助容量バスラインＣＳＬｉ・ＣＳＬｉ＋１と、互いに隣接するソースバスラインＳＬｊ・ＳＬｊ＋１とに囲まれた領域に設けられている。補助容量バスラインＣＳＬｉはゲートバスラインＧＬｉと平行に設けられており、ゲートバスラインＧＬｉは、補助容量バスラインＣＳＬｉと補助容量バスラインＣＳＬｉ＋１との間に、ここでは特に補助容量バスラインＣＳＬｉと補助容量バスラインＣＳＬｉ＋１との間を等分するように設けられている。

ゲートバスラインＧＬｉとソースバスラインＳＬｊとの交差部には前記ＴＦＴ部１１が設けられている。ＴＦＴ部１１は２つのゲート電極１１ｇ（１）・１１ｇ（２）を備えている。ゲート電極１１ｇ（１）はゲートバスラインＧＬｉから引き出された電極であり、ゲートバスラインＧＬｉよりも補助容量バスラインＣＳＬｉ＋１側でソースバスラインＳＬｊと交差している。ゲート電極１１ｇ（２）は、ソ−スバスラインＳＬｊと交差する箇所にあるゲートバスラインＧＬｉ自身の部分である。

ソースバスラインＳＬｊの直下には、ゲート電極１１ｇ（１）・１１ｇ（２）に対して上方で交差するＳｉ導電層が形成されている。Ｓｉ導電層は、例えばＴＦＴ部１１のソース／ドレイン領域にコンタクト層として用いられるｎ⁺Ｓｉ層である。当該Ｓｉ導電層のゲート電極１１ｇ（１）よりも補助容量バスラインＣＳＬｉ＋１側がＴＦＴ部１１のソース部１１ｓ、ゲート電極１１ｇ（２）よりも補助容量バスラインＣＳＬｉ側がＴＦＴ部１１のドレイン部１１ｄを構成している。

このように、ＴＦＴ部１１は、ゲート電極が２つ、従ってＴＦＴが直列に２つ設けられた構成であるが、ＴＦＴが１つだけ設けられた構成でもよい。

ソース部１１ｓはコンタクトホール１１ｈを介してソースバスラインＳＬｊに接続されている。また、ドレイン部１１ｄは画素領域内部に引き回されて、コンタクトホール２１ｈを介して上方の接続配線３５（後述の図２参照）に接続されている。コンタクトホール２１ｈは、ここでは後述の画素電極１５が備える第１幹線部分１５ａの直下に設けられている。接続配線３５はコンタクトホール２５ｈを介して上方の画素電極１５に接続されている。コンタクトホール２５ｈはゲートバスラインＧＬｉの上方に設けられており、ここでは特に、画素電極１５が備える第１幹線部分１５ａと第２幹線部分１５ｂとの交差接続部の直下でもある。

また、ドレイン部１１ｄはコンタクトホール２１ｈの位置からさらに第１幹線部分１５ａの直下を補助容量バスラインＣＳＬｉの上方の位置まで引き回されて、補助容量バスラインＣＳＬｉに上方で対向するように設けられた補助容量電極パッドＣＳＰに接続されている。補助容量バスラインＣＳＬｉと補助容量電極パッドＣＳＰとで補助容量Ｃｓが形成されている。

画素電極（第１電極）１５は透明電極からなり、第１幹線部分１５ａ、第２幹線部分１５ｂ、および、ストライプ部１５ｃ…を備えている。第１幹線部分１５ａはソースバスラインＳＬｊに平行に延びるように、また、第２幹線部分１５ｂはゲートバスラインＧＬｉに平行に延びるように、それぞれ設けられており、第１幹線部分１５ａと第２幹線部分１５ｂとは画素ＰＩＸｉｊのパネル面上の中心で互いに交差接続されている。第１幹線部分１５ａと第２幹線部分１５ｂとで１つの画素電極１５内の幹線が形成されている。第２幹線部分１５ｂはゲートバスラインＧＬｉの上方にある。第１幹線部分１５ａと第２幹線部分１５ｂとがこのように配置されていることにより、画素電極１５には、第１幹線部分１５ａと第２幹線部分１５ｂとで区切られる４つの領域Ｒ１・Ｒ２・Ｒ３・Ｒ４が形成されている。

各領域は、ゲートバスラインＧＬｉおよびソースバスラインＳＬｊに対して４５度の角度をなして互いに同じ方向に延びる複数のストライプ部１５ｃ…からなり、当該ストライプ部１５ｃ…は第１幹線部分１５ａおよび第２幹線部分１５ｂに接続されている。各領域において互いに隣接するストライプ部１５ｃどうしの間には透明電極の無いカットアウトパターン１６が形成されており、これによりストライプ部１５が延在方向と直交する方向に周期的に配列されたラインアンドスペースのストライプ状電極パターンが形成されている。第１幹線部分１５ａあるいは第２幹線部分１５ｂを境界として互いに隣接する領域どうしでは、ストライプ部１５ｃ…の延びる方向であるストライプの線方向が互いに９０度異なっている。また、ストライプ部１５ｃ…よりも画素ＰＩＸｉｊの外周側にも画素電極１５の領域が設けられている場合には、ストライプ部１５ｃ…はこの画素電極１５の外周部分にも接続される。

上記の構成の基板と、対向側の基板との間に垂直配向の液晶層が挟持され、画素電極１５と対向側の基板の電極との間に電圧が印加されることにより、液晶層が駆動される。また、上記の２枚の基板によって液晶層が挟持された構成をさらに外側から挟む２枚の偏光板にはそれぞれ直線偏光板が使用され、一方の偏光板の光吸収軸は第１幹線部分１５ａに平行に、他方の偏光板の光吸収軸は第２幹線部分１５ｂに平行にそれぞれ設定される。

ここでは液晶層には、液晶にモノマーやオリゴマー等の重合性成分（以下、モノマーと略称する）を混合した液晶組成物を基板間に封入したものを用いる。基板間に電圧を印加して液晶分子をチルトさせた状態下で、モノマーを重合してポリマー化させる。これにより、電圧印加を取り去っても所定のプレチルト角でチルトする液晶層が得られ、液晶配向方位を規定することができる。液晶駆動時の傾斜方向もポリマーにより規定されるようになる。モノマーとしては、熱もしくは光（紫外線）で重合する材料が選択される。また、ポリマーは、プレチルト角および液晶駆動時の傾斜方向の少なくとも一方を規定するものでもよい。このようなポリマーを用いれば、配向用の突起パターンや、配向膜、ラビングなどが不要になる。この結果、面積の小さな画素では、透過率の向上や工程の簡略化が可能になる。

次に、図２に、図１のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ線断面図を示す。

透明絶縁基板３１上に、ベースコート３２、ゲートバスラインＧＬｉ、絶縁膜３３、ドレイン部１１ｄ、絶縁膜３４、接続配線３５、絶縁膜３６、平坦化膜３７、および、画素電極１５がこの順で形成されている。コンタクトホール２１ｈは絶縁膜３４に設けられている。コンタクトホール２５ｈは絶縁膜３６および平坦化膜３７に設けられている。ここで、接続配線３５は、ソースバスラインＳＬｉと同じ層のソースメタルで形成することができる。ベースコート３２、絶縁膜３４、および、絶縁膜３６にはＳｉＮ膜やＳｉＯ₂などが、また、平坦化膜３７にはポリイミド膜やアクリル樹脂膜などが使用可能である。

また、図３に、図２の積層構造の変形例の断面図を示す。

図３の構成では、図２の接続配線３５を省略して、画素電極１５へのコンタクトをドレイン部１１ｄから直接行うものである。コンタクトホール２５ｈは絶縁膜３４および平坦化膜３７に設けられる。コンタクトホール２１ｈおよび絶縁膜３６は不要となる。あるいは絶縁膜３４の代わりに絶縁膜３６を残してもよい。

対向側の基板には、従来の構成のものを使用することができ、例えばカラーフィルタやブラックマトリクスを備えている。

図１ないし図３の構成によれば、画素電極１５のＴＦＴ部１１側とのコンタクト部であるコンタクトホール２５ｈの上部部分が、ゲートバスラインＧＬｉという信号線が割り当てられている領域（第１の領域）と膜厚方向に対向する領域に設けられているので、当該コンタクト部がバックライト光などの画素の透過光に対して遮光される。その結果、コンタクト部における液晶分子の配向乱れが表示に悪影響を与えることを回避することができる。従って、液晶層に電圧を印加したときに液晶分子がストライプの線方向に配向する特色を損ねることなく高品位表示を行うことができる。また、ゲートバスラインＧＬｉという信号線が割り当てられている領域と膜厚方向に対向する領域という既存の領域を利用してコンタクト部を形成するので、画素の開口率を低下させることなく、液晶分子の配向乱れを防ぐことができる。

上記例ではコンタクト部がゲートバスラインＧＬｉが割り当てられている領域と膜厚方向に対向する領域に設けられるものであったが、これに限らず、信号線であるソースバスラインＳＬｉや補助容量バスラインＣＳＬｉが割り当てられている領域（第１の領域）と膜厚方向に対向する領域に設けられていてもよい。以上の信号線によれば、コンタクト部を容易に形成することのできる領域を提供することができる。ゲートバスラインＧＬｉあるいは補助容量バスラインＣＳＬｉが画素の中央を通過する構成であれば、画素の中心部にコンタクト部を形成することが可能になる。これは後述するように、特に面積の小さな画素に有利である。また、上記信号線の材料にはメタル以外にＳｉ導電層なども使用可能である。

コンタクト部は、画素の透過光に対する遮光領域が割り当てられている領域（第１の領域）と膜厚方向に対向する領域に設けられているのが好ましい。上記遮光領域の例として、画素内に反射領域と透過領域とを備えていて反射表示モードと透過表示モードとのそれぞれが可能な液晶表示装置の上記反射領域が挙げられる。また、対向側の基板に備えられるブラックマトリクスの領域と重なる領域も、透過領域以外の例である。これらによれば、画素の透過光に対する遮光領域を既存の領域により提供することができる。第１の領域において遮光を行う部材は電気的にフローティング状態としてもよい。第１の領域において遮光を行う部材に何らかの電位を確定的に与える必要がなければ、電位を与えるための構成を省略することができるので、第１の領域を形成するための自由度の向上や工程の簡略化を図ることができる。

また、図１ないし図３の構成では、幹線の少なくとも一部である第２幹線部分１５ｂは、ゲートバスラインＧＬｉが割り当てられている領域である第１の領域と膜厚方向に対向する領域に設けられている。液晶表示装置の偏光板に直線偏光板を使用する場合に、吸収軸方向と平行方向に画素電極の幹線が存在すると、バックライトからの透過しようとする光は遮断され、結果的に画素における幹線箇所は暗線となってしまう。そこで、図１ないし図３のように幹線を第１の領域と膜厚方向に対向する領域に設けるようにすれば、画素電極１５のＴＦＴ部１１側とのコンタクト部を設けるために利用する第１の領域をさらに利用することとなるので、別の透過部に第１の領域を設置する場合と比較して、パネルの透過率を向上させることができる。この場合の第１の領域としては以上に述べた全ての第１の領域を適用することができる。

また、幹線が遮光されていない場合には、表示面を正面からではなく斜め方向から見た場合に、幹線部の液晶分子の配向状態に起因して色味が異なり、その結果表示品位が異なる虞がある。幹線を第１の領域によって遮光することにより、ストライプ状電極パターン部の液晶分子の配向状態のみによる色味を再現でき、結果として広視野角の表示品位を得ることができる。この効果を見込む場合に、遮光材料は電気的にフローティング状態であってもよい。

モバイル機器の液晶パネルなどでは各画素の面積が小さくなると画素電極１５のＴＦＴ部１１側へのコンタクト部の面積が相対的に大きくなる。従って、当該コンタクト部を本実施形態のように遮光される領域に設けることで表示に寄与する領域の液晶配向を乱さないようにすることは表示品位を向上させる上で非常に重要である。また、図１の場合の補助容量バスラインＣＳＬｉと膜厚方向に対向する領域のように、画素ＰＩＸｉｊの端部に上記コンタクト部を形成する場合には、画素ＰＩＸｉｊの微細化に伴って補助容量バスラインＣＳＬｉなどの画素端部の信号線の線幅が小さくなる。一方、コンタクト部の面積はあまり変わらないため、コンタクト部の領域が上記信号線の領域からはみ出る状態となる。従って、これによりコンタクト部が隣接画素とのショートの原因となる虞がある場合には、図１のように画素ＰＩＸｉｊの内部領域にコンタクト部を設けることにより、ショートの弊害を回避することができる。このように、画素ＰＩＸｉｊの内部領域に画素電極１５の第１幹線部分１５ａや第２幹線部分１５ｂのような暗線領域が存在する周期的に配列されたストライプ状電極パターンを備える画素ＰＩＸｉｊに対するＴＦＴ部１１側とのコンタクト部を形成することは、他の構成の画素におけるコンタクト部の形成とは大きく事情が異なっている。

また、図１の構成では画素電極１５を幹線によって４つの領域Ｒ１〜Ｒ４に分割したが、これに限ることなく、複数の領域に分割してもよい。このような構成では隣接する領域間でストライプの線方向が異なっていて液晶分子のチルトする向きが互いに異なるので、液晶層に電圧を印加したときの液晶分子の倒れる向きが異なる。従って広い視野角特性を得ることができる。また、ストライプの線方向が第１幹線部分１５ａおよび第２幹線部分１５ｂに対して傾斜しているので、左右や上下からの視野角が均等に広がる。また、この傾斜角度が４５度であることにより、パネル周囲のあらゆる方向からの視野角が均等に広がる。

本発明は上述した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る。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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。

本発明の液晶表示装置は、以上のように、液晶層を挟持する２枚の基板のそれぞれに設けられた電極により、前記液晶層に電圧を印加するアクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、画素の選択素子が設けられている側の基板に設けられている前記電極である第１電極は、前記液晶層に電圧を印加したときに液晶分子がストライプの線方向に配向するように設けられたストライプ状電極パターンを備えており、前記第１電極の前記選択素子側とのコンタクト部が、信号線が割り当てられている第１の領域と膜厚方向に対向する領域に設けられている。

以上により、周期的に配列されたストライプ状電極パターンを有する画素電極に、液晶分子の配向の乱れを表示に反映させることなくコンタクトを行うことのできる液晶表示装置を実現することができるという効果を奏する。

発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する請求の範囲内において、いろいろと変更して実施することができるものである。

本発明は、モバイル用途の液晶表示装置に好適に使用することができる。

Claims (16)

1. 液晶層を挟持する２枚の基板のそれぞれに設けられた電極により、前記液晶層に電圧を印加するアクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、
   画素の選択素子が設けられている側の基板に設けられている前記電極である第１電極は、前記液晶層に電圧を印加したときに液晶分子がストライプの線方向に配向するように設けられたストライプ状電極パターンを備えており、
   前記第１電極の前記選択素子側とのコンタクト部が、信号線が割り当てられている第１の領域と膜厚方向に対向する領域に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記信号線はゲートバスラインであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の液晶表示装置。
3. 前記信号線はソースバスラインであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の液晶表示装置。
4. 前記信号線は補助容量バスラインであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の液晶表示装置。
5. 液晶層を挟持する２枚の基板のそれぞれに設けられた電極により、前記液晶層に電圧を印加するアクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、
   画素の選択素子が設けられている側の基板に設けられている前記電極である第１電極は、前記液晶層に電圧を印加したときに液晶分子がストライプの線方向に配向するように設けられたストライプ状電極パターンを備えており、
   前記第１電極の前記選択素子側とのコンタクト部が、前記画素の透過光に対する遮光領域が割り当てられている第１の領域と膜厚方向に対向する領域に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
6. 前記第１の領域において遮光を行う部材は電気的にフローティング状態であることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の液晶表示装置。
7. 画素内に反射領域と透過領域とを備えていて反射表示モードと透過表示モードとのそれぞれが可能な液晶表示装置であって、
   前記遮光領域は前記反射領域であることを特徴とする請求の範囲第５項または第６項に記載の液晶表示装置。
8. ブラックマトリクスを備えており、
   前記遮光領域は前記ブラックマトリクスであることを特徴とする請求の範囲第５項または第６項に記載の液晶表示装置。
9. 前記第１電極には、前記ストライプ状電極パターンを複数の領域に分割するとともに全ての前記領域の前記ストライプ状電極パターンが電気的に接続された幹線が備えられており、
   前記幹線を境界として互いに隣接する前記領域どうしで前記ストライプの線方向が異なっており、
   前記幹線は前記コンタクト部を含むように設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項から第８項までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
10. 前記幹線は、ゲートバスラインに平行な第１の幹線部分とソースバスラインに平行な第２の幹線部分とが互いに交差接続されてなることにより、前記ストライプ状電極パターンを４つの領域に分割し、
    前記４つの領域どうしは、互いに液晶分子のチルトする向きが異なっていることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の液晶表示装置。
11. 前記４つの領域のそれぞれにおける前記ストライプの線方向は、前記第１の幹線部分および前記第２の幹線部分に対して傾斜した方向であることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の液晶表示装置。
12. 前記４つの領域のそれぞれにおける前記ストライプの線方向は、前記第１の幹線部分および前記第２の幹線部分に対して４５度傾斜した方向であることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の液晶表示装置。
13. 前記液晶層は、液晶分子のプレチルト角および駆動時の傾斜方向の少なくとも一方を規定するポリマーを含んでいることを特徴とする請求の範囲第１項から第１２項までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
14. 前記幹線の少なくとも一部は、前記第１の領域と膜厚方向に対向する領域に設けられていることを特徴とする請求の範囲第９項から第１３項までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
15. 前記選択素子はＴＦＴであることを特徴とする請求の範囲第１項から第１４項までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
16. 前記ＴＦＴのソース部、および、前記ＴＦＴのソース部とドレイン部との間の領域は、ソースバスラインと膜厚方向に対向する領域に設けられており、前記ＴＦＴのドレイン部はソースバスラインと膜厚方向に対向する前記領域から前記コンタクト部まで引き回されていることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の液晶表示装置。

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