WO2011024495A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2011024495A1
WO2011024495A1 PCT/JP2010/053814 JP2010053814W WO2011024495A1 WO 2011024495 A1 WO2011024495 A1 WO 2011024495A1 JP 2010053814 W JP2010053814 W JP 2010053814W WO 2011024495 A1 WO2011024495 A1 WO 2011024495A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
liquid crystal
comb
display device
crystal display
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/053814
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
櫻井猛久
村田充弘
大竹忠
石原將市
神崎修一
久田祐子
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Priority to US13/389,882 priority Critical patent/US20120154730A1/en
Priority to CN201080034569XA priority patent/CN102472936A/zh
Publication of WO2011024495A1 publication Critical patent/WO2011024495A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal display device in a mode in which the initial alignment of liquid crystal molecules is a vertical alignment and an electric field (for example, a horizontal electric field) is generated to control the liquid crystal molecules.
  • an electric field for example, a horizontal electric field
  • a liquid crystal display (LCD) is characterized by thinness, light weight, and low power consumption, and is widely used in various fields. And the display performance has progressed remarkably with the passage of time, and now it has surpassed CRT (Cathode Ray Tube).
  • CRT Cathode Ray Tube
  • the display method of the liquid crystal display device is determined by how the liquid crystals are arranged in the cell.
  • a display method of a liquid crystal display device for example, a TN (Twisted Nematic) mode, an MVA (Multi-domain Vertical Alignment) mode, an IPS (In-Plane Switching) mode, an OCB (Optically self-conferencing mode), and the like.
  • Various display methods are known.
  • the IPS mode is a driving method in which the effective retardation is rotated in the plane and the transmittance is controlled by rotating the liquid crystal molecules in the in-plane direction.
  • the IPS mode LCD can achieve a wide viewing angle because the change in retardation of the liquid crystal is small depending on the viewing angle.
  • a general method for applying a lateral electric field is a method using a comb electrode (see, for example, Patent Document 1).
  • a comb electrode has a two-layer structure with an interlayer insulating film interposed therebetween, and if one common electrode is arranged on the lower side, one pixel electrode is arranged on the upper side. On the other hand, if one pixel electrode is arranged on the lower side, one common electrode is arranged on the upper side, and the arrangement relationship between the pixel electrode and the common electrode is changed for each set. Further, in Patent Document 1, the width of the electrode disposed on the lower side of the two-layer structure is the width of the pixel electrode disposed on the liquid crystal layer side as W1 and the width of the common electrode disposed on the transparent substrate side.
  • a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used as a liquid crystal material, and a pair of electrodes having comb teeth is formed while maintaining a high contrast by vertically aligning the nematic liquid crystal.
  • a mode display method has been proposed in which a transverse electric field is generated to control the orientation of liquid crystal molecules.
  • the background to the present invention will be described using the above mode as an example, but the present invention is not limited to the above mode.
  • FIG. 14 and 15 show a liquid crystal of a type in which a transverse electric field is generated by using a pair of electrodes having comb teeth for a liquid crystal layer including a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy whose initial alignment is vertical alignment.
  • FIG. 14 is a schematic plan view
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view.
  • the liquid crystal display device of the reference example of the above mode has a pair of substrates 150 and 160, and the liquid crystal layer 140 is sealed between the pair of substrates 150 and 160.
  • Each of the pair of substrates 150 and 160 is mainly composed of transparent substrates 151 and 161, and has an insulating film 154 on the transparent substrate 151.
  • a pair of comb-shaped electrodes including a pixel electrode 121 and a common electrode 122 are disposed on the insulating film 154, and the vertical alignment films 152 and 162 are further disposed on the insulating film 154 and the comb-shaped electrodes 121 and 122. Is arranged.
  • the liquid crystal molecules 104 both exhibit vertical alignment (homeotropic alignment) when no voltage is applied to the liquid crystal layer 140.
  • the voltage can be applied to the liquid crystal layer 140 by the comb-shaped electrodes 121 and 122 formed on one of the pair of substrates 150 and 160. Then, light transmission or blocking is selected by the polarizing plates 153 and 163 disposed on the surface of the transparent substrates 151 and 161 opposite to the liquid crystal layer 140.
  • the liquid crystal molecules 104 are applied with voltages by the comb electrodes 121 and 122 (for example, the potential of one comb electrode 121 is V and the potential of the other comb electrode 122 is 0).
  • the director distribution Indicates a bend-like orientation in the horizontal direction, the director distribution forms an arch shape along the transverse electric field, and exhibits complementary orientation characteristics between the two adjacent electrodes 121, 122. Even when viewed from the direction, the same display quality as when viewed from the front direction can be visually recognized.
  • the state of birefringence of light differs between the front direction and the oblique direction due to the liquid crystal molecules being rod-shaped, and the voltage-transmittance characteristics (V ⁇ The problem that the (T-characteristic) is changed is solved.
  • the liquid crystal display device of the reference example of the above mode has a pair of comb-shaped electrodes 121 and 122 in which the comb-tooth portions are alternately meshed with each other at a predetermined interval.
  • One of the pair of comb-shaped electrodes is a pixel electrode 121 and is connected to the source wiring 111 via a TFT 117 whose timing is controlled by the gate wiring 112.
  • the TFT 117 includes a semiconductor layer 134, a gate electrode 132, a source electrode 131, and a drain electrode 133, and the source electrode 131 connected to the source wiring 111 is connected to the drain electrode 133 through the semiconductor layer 134. Connected with. Then, by applying a gate voltage to the gate electrode 132 connected to the gate wiring 112, the source electrode 131 and the drain electrode 133 are electrically connected through the semiconductor layer 134.
  • the drain electrode 133 extends in the row direction along the gate wiring 112 and further extends toward the center of the picture element, and is connected to the Cs electrode 135 having a wide area at the center of the picture element. .
  • the Cs electrode 135 is connected to the pixel electrode 121 through a contact portion 141 provided in an insulating film disposed on the drain electrode 133 and the Cs electrode 135.
  • the pixel electrode 121 has a portion parallel to the gate wiring 112 and a comb tooth portion protruding in a plane from the portion parallel to the gate wiring 112 and parallel to the source wiring 111.
  • a common electrode 122 is disposed along these wirings.
  • the gate wiring 112, the source wiring 111, and the common electrode 122 are disposed in different layers with an insulating film interposed therebetween.
  • the common electrode 122 includes a portion parallel to the gate wiring 112 and the source wiring 111 and a comb tooth portion protruding in a plane from the portion parallel to the gate wiring 112 and the source wiring 111 and parallel to the source wiring 111. ing.
  • the liquid crystal display device of the reference example of the above mode has a Cs wiring 113 that overlaps with the Cs electrode 135.
  • the Cs electrode 135 and the Cs wiring 113 are arranged in different layers via an insulating film, and a certain amount of auxiliary capacitance can be formed between them, so that the voltage of the pixel electrode 121 can be stabilized. Can be held.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device having an improved aperture ratio.
  • the inventors of the present invention have made various studies on means for forming an auxiliary capacitor for the voltage held in the electrode for driving the liquid crystal without forming the Cs wiring and the Cs electrode.
  • the auxiliary capacitance of the pixel electrode is not formed using the Cs electrode connected to the drain electrode, but the auxiliary capacitance is formed between the pixel electrode and the common electrode.
  • the present inventors have found that part or all of the drain electrode, the Cs electrode, and the Cs wiring extended to the central portion of the picture element can be reduced.
  • the extending portion extended from the common electrode via the insulating film is overlapped and / or at the position overlapping with the comb tooth portion of the common electrode.
  • the auxiliary capacity of the pixel electrode can be sufficiently formed, and separately from the region where the pixel electrode and the common electrode are located.
  • the present invention is a liquid crystal display device comprising a pair of substrates disposed opposite to each other and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, wherein the liquid crystal layer has a positive dielectric anisotropy.
  • the liquid crystal molecules are aligned in a direction perpendicular to the surfaces of the pair of substrates in a state where no voltage is applied, and one of the pair of substrates is mutually spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • the first electrode and the second electrode are alternately meshed with each other, and the first electrode is different from the layer formed with the portion meshed with the comb tooth of the second electrode through an insulating film.
  • the first electrode has an extension portion, and the extension portion of the first electrode is farther from the liquid crystal layer than the comb teeth portion of the second electrode, and along the comb teeth portion of the second electrode. It is the liquid crystal display device arrange
  • liquid crystal display device of the present invention will be described in detail.
  • a liquid crystal display device of the present invention includes a pair of substrates disposed to face each other and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates.
  • the liquid crystal layer is filled with liquid crystal molecules whose orientation is controlled by application of a constant voltage.
  • a voltage can be applied to the liquid crystal layer and the orientation of liquid crystal molecules can be controlled.
  • the liquid crystal layer contains liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy. Therefore, when a voltage is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal molecules are aligned along the direction of the electric field, and as a result, the liquid crystal molecule group draws an arch shape, for example.
  • the liquid crystal molecules are aligned in a direction perpendicular to the surfaces of the pair of substrates when no voltage is applied. By adjusting the initial alignment of the liquid crystal molecules in this way, light can be effectively blocked during black display.
  • Examples of a method for vertically aligning liquid crystal molecules without applying voltage include a method in which a vertical alignment film is disposed on a surface in contact with one or both liquid crystal layers of the pair of substrates.
  • the term “vertical” includes not only completely vertical but also substantially vertical. The vertical here is preferably in the range of 90 ⁇ 2 °.
  • One of the pair of substrates has a first electrode and a second electrode in which the comb teeth portions are alternately meshed with each other at a predetermined interval.
  • the electric field generated when a potential difference is applied between a pair of electrodes having such comb teeth is, for example, an arch-shaped lateral electric field. Since liquid crystal molecules exhibit orientation according to the direction of such an electric field, the same display is exhibited regardless of the front direction and the oblique direction with respect to the substrate surface, and good viewing angle characteristics are obtained. .
  • the first electrode has an extension portion in a different layer through an insulating film and a layer formed with a portion meshed with the comb tooth portion of the second electrode, and the extension portion of the first electrode is the second electrode
  • the electrode is disposed at a position farther from the liquid crystal layer than the comb tooth portion of the electrode and along the comb tooth portion of the second electrode so as to overlap the comb tooth portion of the second electrode. That is, the first electrode has a structure of at least two layers with an insulating film interposed therebetween.
  • the first electrodes located in different layers are connected to each other through, for example, contact holes.
  • the extension of the first electrode is the comb teeth of the first electrode. And by arrange
  • the configuration of the liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited by other components as long as such components are formed as essential.
  • the width of the extending portion of the first electrode is preferably narrower than the width of the comb-tooth portion of the second electrode.
  • the width of the comb tooth portion is the length of the comb tooth portion in the short axis direction.
  • the second electrode has an extension portion in a different layer through an insulating film and a layer formed with a portion meshed with the comb tooth portion of the first electrode, and the extension portion of the second electrode is the first electrode It is preferable that the electrode is disposed at a position farther from the liquid crystal layer than the comb tooth portion of the electrode and along the comb tooth portion of the first electrode so as to overlap the comb tooth portion of the first electrode.
  • the second electrode also has the above relationship, whereby the auxiliary capacity can be further increased.
  • the extending portion of the first electrode and the extending portion of the second electrode may be meshed alternately with a predetermined interval or may not be meshed.
  • the width of the extending portion of the second electrode is preferably narrower than the width of the comb tooth portion of the first electrode.
  • the first electrode is a pixel electrode
  • the second electrode is a common electrode
  • the first electrode is a common electrode.
  • the form whose said 2nd electrode is a pixel electrode is mentioned.
  • an electric field (for example, a transverse electric field) is generated by using a pair of electrodes having comb teeth for a liquid crystal layer including a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy whose initial alignment is vertical alignment
  • the aperture ratio can be improved in the type of liquid crystal display device.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a pixel unit of a TFT substrate provided in the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device of Embodiment 1 and shows alignment of liquid crystal molecules in a state where no voltage is applied in the liquid crystal layer.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device of Embodiment 1 and shows the alignment of liquid crystal molecules in a state where a voltage is applied in the liquid crystal layer.
  • it is the cross-sectional schematic diagram which showed the electrode structure in detail. It is a graph which shows the fluctuation
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing each manufacturing stage of electrodes and wirings on the TFT substrate of the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing each manufacturing stage of electrodes and wirings on the TFT substrate of the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing each manufacturing stage of electrodes and wirings on the TFT substrate of the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing each manufacturing stage of electrodes and wirings on the TFT substrate of the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing each manufacturing stage of electrodes and wirings on the TFT substrate of the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic plan view illustrating a first modification of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic plan view illustrating a second modification of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic plan view illustrating a third modification of the liquid crystal display device according to the first embodiment. It is a plane schematic diagram of the liquid crystal display device of a reference example. It is a cross-sectional schematic diagram of the liquid crystal display device of a reference example. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device of Embodiment 2.
  • FIG. 10 is a schematic plan view illustrating a first modification of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic plan view illustrating a second modification of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic plan view illustrating a third modification of the liquid crystal display device according to the first embodiment. It is a plane schematic diagram of the liquid crystal display device
  • Embodiment 1 The liquid crystal display device according to the first embodiment generates an arch-shaped lateral electric field with respect to a liquid crystal layer by a pair of electrodes formed on the same substrate, and controls the alignment of liquid crystal molecules whose initial alignment is vertical alignment.
  • This is a liquid crystal display device of a type that controls display.
  • the liquid crystal display device of Embodiment 1 includes a liquid crystal display panel having a pair of substrates disposed to face each other and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates. More specifically, the liquid crystal display device of Embodiment 1 includes these members in the order of the TFT substrate, the liquid crystal layer, and the counter substrate from the back side toward the observation surface side.
  • the liquid crystal layer contains nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy ( ⁇ > 0).
  • the liquid crystal display device of Embodiment 1 includes a backlight unit on the back side of the liquid crystal display panel, and light emitted from the backlight unit passes through these members in the order of the TFT substrate, the liquid crystal layer, and the counter substrate. .
  • the display region is configured by a plurality of picture elements (sub-pixels) formed in a matrix, and the driving can be controlled for each picture element. Further, a plurality of these picture elements (for example, three of red, green and blue) constitute one pixel. Note that a pixel in this specification refers to a range surrounded by adjacent gate wirings and source wirings.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a pixel unit of a TFT substrate included in the liquid crystal display device according to the first embodiment.
  • the TFT substrate is provided with a plurality of columns of source wirings 11 for transmitting image signals, a plurality of rows of gate wirings 12 for transmitting scanning signals, and switching elements, one for each picture element.
  • the substrate is an active matrix substrate having a plurality of thin film transistors (TFTs) 17.
  • the TFT 17 is provided in the vicinity of the intersection of the source line 11 and the gate line 12.
  • the TFT 17 is connected to the source electrode 31 connected to the source line 11, the gate electrode 32 connected to the gate line 12, and the semiconductor layer 34.
  • a drain electrode 33 connected to the source electrode 31 is provided.
  • the TFT substrate has a pair of comb-shaped electrodes (first electrode and second electrode) including a pixel electrode 21 and a common electrode 22 for applying a constant voltage to the liquid crystal layer in a pixel unit.
  • the drain electrode 33 extends in the row direction along the gate wiring 12 and further extends toward the center of the picture element, and is connected to the Cs electrode 35 having a wide area at the center of the picture element. .
  • the drain electrode 33 is connected to the pixel electrode 21 through a contact portion 41 provided in an insulating film disposed on the drain electrode 33 and the Cs electrode 35.
  • the TFT substrate has a Cs wiring 13 that extends parallel to the gate wiring 12 and overlaps the Cs electrode 35 along the Cs electrode 35.
  • the Cs electrode 35 and the Cs wiring 13 are arranged in different layers via an insulating film.
  • the source wiring 11 is connected to a source driver, and applies a source voltage, which is an image signal supplied from the source driver, to the pixel electrode 21 via the TFT 17.
  • the gate wiring 12 is connected to a gate driver, and a gate voltage serving as a scanning signal supplied in a pulse manner from the gate driver at a predetermined timing is applied to the TFT 17.
  • a common voltage maintained at a constant voltage is applied to the common electrode 22.
  • FIGS. 2 and 3 are schematic cross-sectional views of the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 shows the alignment of liquid crystal molecules when no voltage is applied to the liquid crystal layer
  • FIG. 3 shows the alignment of liquid crystal molecules when a voltage is applied to the liquid crystal layer.
  • the liquid crystal display device of Embodiment 1 has a pair of substrates including a TFT substrate 50 and a counter substrate 60, and the liquid crystal layer 40 is interposed between the TFT substrate 50 and the counter substrate 60.
  • the TFT substrate 50 is mainly composed of a transparent substrate 51 having translucency such as glass and resin. On the surface of the transparent substrate 51 on the liquid crystal layer 40 side, the pixel electrode 21 and the common electrode 22 are spaced apart from each other. The structures arranged alternately are provided in different layers with the insulating film 54 interposed therebetween. A first polarizing plate 53 is provided on the surface of the transparent substrate 51 opposite to the liquid crystal layer 40.
  • the combination of the pixel electrode 21 and the common electrode 22 closer to the liquid crystal layer 40 is a combination of the comb-tooth portion 21a of the pixel electrode and the comb-tooth portion 22a of the common electrode, and the comb-tooth portions are spaced apart from each other. Are alternately arranged.
  • the orientation of the liquid crystal molecules 4 in the liquid crystal layer 40 is controlled by the electric field formed between the comb teeth 21a of the pixel electrode and the comb teeth 22a of the common electrode.
  • a vertical alignment film 52 is formed on the surface of the TFT substrate 50 in contact with the liquid crystal layer 40. With the vertical alignment film 52, the initial alignment of the liquid crystal molecules 4 can be aligned perpendicular to the surface of the TFT substrate 50.
  • the material of the vertical alignment film 52 include resins such as polyimide.
  • the liquid crystal molecules 4 in the liquid crystal layer 40 exhibit homeotropic alignment, that is, alignment perpendicular to the surface of the TFT substrate 50 when no voltage is applied at which the potential of each electrode is 0. ing. More specifically, each major axis of the rod-like liquid crystal molecules 4 is oriented in a direction perpendicular to the substrate surface.
  • This combination is a combination of the extending portion 21b of the pixel electrode and the extending portion 22b of the common electrode, and the extending portions 21b and 22b are alternately arranged with a predetermined interval.
  • the pixel electrode comb-tooth portion 21 a and the pixel electrode extension portion 21 b are connected to each other through a contact hole formed in the insulating film 54.
  • the common electrode comb-tooth portion 22 a and the common electrode extending portion 22 b are connected to each other through a contact hole formed in the insulating film 54.
  • the comb-tooth portion 21a of the picture element electrode and the extension portion 21b of the pixel electrode have the same potential (V), and the comb-tooth portion 22a of the common electrode and the extension portion 22b of the common electrode have the same potential (0). is there.
  • the extended portion 22b of the common electrode is arranged so as to overlap the comb tooth portion 21a of the pixel electrode along the comb tooth portion 21a of the pixel electrode. Further, since the comb-tooth portion 21a of the pixel electrode and the extending portion 22b of the common electrode are arranged in different layers through the insulating film 54 and have different potentials, the pixel electrode A certain amount of capacitance is formed between the comb tooth portion 21a and the extended portion 22b of the common electrode.
  • the extension part 21b of the pixel electrode is arranged so as to overlap the comb tooth part 22a of the common electrode along the comb tooth part 22a of the common electrode. Further, the comb-tooth portion 22a of the common electrode and the extending portion 21b of the pixel electrode are arranged in different layers through the insulating film 54 and have different electric potentials. A certain amount of capacitance is formed between the comb-tooth portion 22a and the extending portion 21b of the pixel electrode.
  • the extended portion of the drain electrode 33, the Cs wiring 13, and the Cs electrode 35 are illustrated.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the electrode configuration in more detail in the liquid crystal display device of the first embodiment.
  • the comb-tooth portion 21a of the pixel electrode is wider, and the comb-tooth portion 22a of the common electrode and the pixel element
  • the common electrode comb portion 22a is wider than the electrode extension portion 21b. That is, the width of the electrode closer to the liquid crystal layer 40 is larger than the width of the electrode farther from the liquid crystal layer 40.
  • W1> W2 is satisfied.
  • FIG. 5 is a graph showing the variation in transmittance when the ratio between W1 and W2 is varied.
  • the width of the comb teeth 21a of the pixel electrode and the comb teeth 22a of the common electrode is L
  • an LCD master manufactured by Shintech Co., Ltd.
  • FIG. 6 is a graph showing the change in the auxiliary capacity when the ratio between W1 and W2 is varied.
  • the auxiliary capacitance (pF / m) tends to increase as the value of W2 becomes larger than W1.
  • a certain capacity or more is required.
  • W2 / W1 exceeds 0.5, that is, the value of W2 is larger than half of the value of W1.
  • W1 and W2 preferably satisfy the relationship of W1 / 2 ⁇ W2 ⁇ W1.
  • the counter substrate 60 mainly includes a transparent substrate 61 having translucency such as glass and resin, and has a second polarizing plate 63 on the surface of the transparent substrate 61 opposite to the liquid crystal layer 40.
  • the transmission axis of the first polarizing plate 53 and the transmission axis of the second polarizing plate 63 have a so-called crossed Nicols relationship. Further, the transmission axis of the first polarizing plate 53 and the transmission axis of the second polarizing plate 63 are at an angle of approximately 45 ° with respect to the extending direction of the comb-tooth portion 21a of the pixel electrode and the comb-tooth portion 22a of the common electrode. It has.
  • color display can be performed by providing a color filter on the TFT substrate 50 or the counter substrate 60.
  • the color filter is composed of, for example, three colors of red, green, and blue, and each color can be driven individually by making one color filter correspond to one picture element.
  • a desired color can be obtained in a set of pixel units.
  • the color of the color filter is not necessarily limited to these colors, and a set of pixels may be composed of four or more color filters.
  • a black black matrix (BM) may be disposed between the color filters of each color, thereby preventing color mixing and light leakage.
  • a vertical alignment film 62 is formed on the surface of the counter substrate 60 in contact with the liquid crystal layer 40. With the vertical alignment film 62, the initial alignment of the liquid crystal molecules 4 can be aligned perpendicular to the surface of the counter substrate 60.
  • the TFT substrate 50 and the counter substrate 60 are bonded to each other by a sealant applied along the outer periphery of the display region via a columnar spacer such as a resin.
  • FIG. 7 to 10 are schematic plan views showing respective stages of manufacturing electrodes and wirings on the TFT substrate of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
  • a plurality of wirings are provided as the gate wiring 12 so that each of them is extended linearly in the row direction and is parallel to each other.
  • the Cs wiring 13 for forming the storage capacitor a wiring is provided at a position that becomes a gap between the gate wirings 12 so as to extend linearly in the row direction and to be parallel to the gate wiring 12.
  • a part of the gate wiring 12 is extended with a wiring that becomes the gate electrode 32 of the TFT.
  • a semiconductor layer 34 is provided at a position overlapping with the gate electrode 32 via the gate insulating film.
  • each source line 11 is each extended in the column direction, and in a pixel shape (half-turned V shape) in units of picture elements, so that they are parallel to each other. A plurality of wirings are provided. Thus, each source line 11 has a zigzag shape when viewed as the entire display area. Each source line 11 is provided so as to cross the gate line 12 and the Cs line 13 with an insulating film interposed therebetween.
  • the source electrode 31 and the drain electrode 33 of the TFT are formed, the drain electrode 33 is extended along the gate wiring 12, and the drain electrode 33 is further extended to the center of the picture element. Further, the drain electrode 33 is further extended along the Cs wiring 13 at a position overlapping with the Cs wiring 13 through the insulating film, thereby providing a linear portion (hereinafter also referred to as a Cs electrode 35). As a result, a certain amount of storage capacitance is formed between the Cs wiring 13 and the Cs electrode 35, and the potential of the pixel electrode is stably held. Further, the drain electrode 33 is extended from the Cs electrode 35 toward the gate line 11 in the adjacent row to the vicinity of the gate line 11 in the adjacent row.
  • the drain electrode 33 is connected to the pixel electrode, a portion extending from the drain electrode 33 to the center of the pixel, and the vicinity of the gate wiring 12 in the next row from the Cs electrode 35.
  • the part extended to 2 constitutes the extension part 21b of the pixel electrode.
  • an electrode parallel to the source line 11 and the pixel electrode extension portion 21b is formed between the source line 11 and the pixel electrode extension portion 12b.
  • the electrode parallel to the source line 11 and the pixel electrode extension 12b is connected to the common electrode in a later step, and constitutes the extension of the common electrode 22b.
  • the extending portions 21b of the pixel electrodes and the extending portions 22b of the common electrode are formed in the same layer, and are alternately arranged with a predetermined interval therebetween.
  • the extension part 21b of the pixel electrode and the extension part 22b of the common electrode are connected to the comb tooth part 21a of the pixel electrode or the comb tooth part 22a of the common electrode formed in a later step.
  • the lengths of the pixel electrode extending portion 21b and the common electrode extending portion 22b can be appropriately adjusted according to the required auxiliary capacity.
  • an insulating film is provided on the whole including the pixel electrode extending portion 21b and the common electrode extending portion 22b.
  • two contact portions are provided near the tip of the pixel electrode extending portion 21b.
  • (First contact portion) 41 is provided. Both of these two contact portions 41 are portions provided in an insulating film formed between the drain electrode 33 and the pixel electrode 21 so that the TFT 17 can be connected to the drain electrode.
  • the pixel electrode 21 is connected to the pixel electrode 21 through the contact 33 and the contact portion 41, and the image signal is supplied from the source wiring 11 to the pixel electrode 21 through the TFT 17 which is turned on for a certain period by the input of the scanning signal. Are supplied at a predetermined timing.
  • two contact portions (second contact portions) 42 are also provided in the vicinity of the tip of the extended portion 22b of the common electrode.
  • Each of these two contact portions 42 is a portion provided in an insulating film formed between them in order to connect the extended portion 22b of the common electrode and the common electrode formed in a later process.
  • the material for the insulating film examples include inorganic materials such as silicon nitride and silicon oxide, and organic materials such as acrylic resin, and the thickness is preferably 0.1 to 3 ⁇ m from the viewpoint of forming the auxiliary capacitance.
  • the comb-tooth portion 21a of the pixel electrode and the comb-tooth portion 22a of the common electrode are provided on the insulating film.
  • the comb-tooth portion 21a of the picture element electrode is composed of two comb-tooth-shaped portions extending from the position overlapping the first contact portion 41 toward the gate wiring 12 in the adjacent row.
  • the common electrode 22 is provided in a layer different from the source wiring 11 and the gate wiring 12 through an insulating film so as to overlap with the source wiring 11 and the gate wiring 12 respectively.
  • the common electrode 22 forms a matrix shape corresponding to a shape in which the source line 11 and the gate line 12 are combined when viewed as the entire display region.
  • the comb-tooth part 22a of the common electrode formed by extending
  • the comb-tooth portion 22a of the common electrode is electrically connected to the extended portion 22b of the common electrode through the second contact portion.
  • the comb-tooth portion 21a of the picture element electrode and the comb-tooth portion 22a of the common electrode are both formed in a square shape (half-turned V-shape) in units of picture elements, and are provided so as to be parallel to each other. Further, the comb-teeth portion 21a of the pixel electrode and the comb-teeth portion 22a of the common electrode are arranged so as to be alternately meshed with each other with a certain interval. Further, the comb-tooth portion 21a of the pixel electrode and the comb-tooth portion 22a of the common electrode are provided so as to be parallel to the source wiring 11.
  • the width W1 of the comb-tooth portion 21a of the pixel electrode and the comb-tooth portion 22a of the common electrode is preferably set to 1 to 6 ⁇ m, more preferably 2.5 to 4.0 ⁇ m.
  • the width W2 of the extended portion 21b of the pixel electrode and the extended portion 22b of the common electrode is smaller than the width of the comb-tooth portion 21a of the pixel electrode and the comb-tooth portion 22a of the common electrode, and is 1.0 to 5.5 ⁇ m. It is preferable to set. More preferably, it is 1.5 to 3.5 ⁇ m.
  • the distance between the comb tooth portion 21a of the pixel electrode and the comb tooth portion 22a of the common electrode is preferably 2.5 to 20.0 ⁇ m, more preferably 4.0 to 12.0 ⁇ m. is there.
  • Examples of the material of the pixel electrode 21 and the common electrode 22 include metal oxides such as ITO (Indium Tin Oxide) and indium zinc oxide (IZO), or metals such as aluminum and chromium.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • the metal oxide which has translucency is preferable from a viewpoint of the transmittance
  • the source wiring 11, the Cs wiring 13, the Cs electrode 35, and the gate electrode 32, the source electrode 31, and the drain electrode 33 constituting the TFT 17, tantalum, tungsten, titanium, aluminum, chromium, copper, etc. These metals are mentioned.
  • the manufacturing process is simplified by using the same material.
  • the comb-tooth portion 21 a of the pixel electrode and the comb-tooth portion 22 a of the common electrode each have a dogleg shape (half-turned V-shape) having a symmetric structure with the Cs wiring 13 as the axis of symmetry.
  • the comb-tooth portion 21a of the pixel electrode and the comb-tooth portion 22a of the common electrode are linear in an oblique direction with respect to the extending direction of the gate wiring 12, as shown in FIGS.
  • the source wiring 11 also extends obliquely with respect to the extending direction of the gate wiring 12 in accordance with the shapes of the comb teeth 21a of the pixel electrode and the comb teeth 22a of the common electrode.
  • the extension part 21b of the pixel electrode and the extension part 22b of the common electrode are also formed with respect to the extension direction of the gate wiring 12 in accordance with the shapes of the comb tooth part 21a of the pixel electrode and the comb tooth part 22a of the common electrode. It is necessary to stretch in an oblique direction.
  • the comb teeth 21a of the pixel electrode and the comb teeth 22a of the common electrode are linear in the direction orthogonal to the extending direction of the gate wiring 12, as shown in FIG.
  • the source wiring 11 also needs to be extended in a direction orthogonal to the extending direction of the gate wiring 12 in accordance with the shapes of the comb teeth 21a of the pixel electrode and the comb teeth 22a of the common electrode.
  • the extension part 21b of the pixel electrode and the extension part 22b of the common electrode are also formed with respect to the extension direction of the gate wiring 12 in accordance with the shapes of the comb tooth part 21a of the pixel electrode and the comb tooth part 22a of the common electrode. It is necessary to stretch in a direction perpendicular to the direction.
  • FIG. 11 is a schematic plan view illustrating Modification Example 1 of the liquid crystal display device of Embodiment 1
  • FIG. 12 is a schematic plan view of Modification Example 2 of the liquid crystal display device of Embodiment 1.
  • FIG. 13 is a schematic plan view illustrating a third modification of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the liquid crystal display device according to the second embodiment.
  • the liquid crystal display device of Embodiment 2 includes a liquid crystal display panel having a liquid crystal layer 40 and a pair of substrates 50 and 60 that sandwich the liquid crystal layer 40, and one of the pair of substrates is a TFT substrate 50. And the other is the counter substrate 60.
  • the liquid crystal display device of Embodiment 2 is different from Embodiment 1 in the following points.
  • the liquid crystal display device of this embodiment has a counter electrode 71 on the counter substrate 60 side.
  • the counter substrate 60 includes a transparent substrate 61.
  • a counter electrode 71, a dielectric layer (insulating layer) 72, and a vertical alignment film 62. are stacked in this order.
  • a black matrix (BM) and / or a color filter may be provided between the counter electrode 71 and the transparent substrate 61.
  • the counter electrode 71 is formed from a transparent conductive film such as ITO or IZO. Each of the counter electrode 71 and the dielectric layer 72 is formed without a break so as to cover at least the entire display area. A predetermined potential common to the picture elements is applied to the counter electrode 71.
  • the dielectric layer 72 is formed from a transparent insulating material. Specifically, it is formed from an inorganic insulating film such as silicon nitride, an organic insulating film such as acrylic resin, or the like.
  • the TFT substrate 50 includes a transparent substrate 51, and the pixel substrate 21, the common electrode 22, the insulating film 54, and the vertical alignment film 52 are provided on the TFT substrate 50 as in the first embodiment.
  • a first polarizing plate 53 and a second polarizing plate 63 are disposed on the outer main surfaces of the TFT substrate 50 and the counter substrate 60.
  • the common electrode 22 and the counter electrode 71 may be grounded, and the common electrode 22 and the counter electrode 71 may be applied with voltages having the same magnitude and polarity, or voltages having different magnitudes and polarities may be applied to each other. It may be applied.
  • the aperture ratio can be improved as in the first embodiment. Further, the response speed can be improved by forming the counter electrode 71.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

本発明は、開口率が向上した液晶表示装置を提供する。本発明の液晶表示装置は、互いに対向配置された一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された液晶層とを備える液晶表示装置であって、上記液晶層は、正の誘電率異方性をもつ液晶分子を含有し、上記液晶分子は、電圧無印加状態で上記一対の基板の表面に対して垂直の方向に配向し、上記一対の基板のどちらか一方には、一定間隔を空けて互いの櫛歯部が交互に噛み合わさった第一電極及び第二電極を有し、上記第一電極は、上記第二電極の櫛歯部と噛み合わさった部位が形成された層と、絶縁膜を介して異なる層に延伸部を有し、上記第一電極の延伸部は、上記第二電極の櫛歯部よりも液晶層から遠い位置に、かつ上記第二電極の櫛歯部に沿って上記第二電極の櫛歯部と重畳して配置されている液晶表示装置である。

Description

液晶表示装置
本発明は、液晶表示装置に関する。より詳しくは、液晶分子の初期配向を垂直配向とし、電界（例えば、横電界）を発生させて液晶分子の制御を行うモードの液晶表示装置に関する。
液晶表示装置（ＬＣＤ）は薄型、軽量及び低消費電力を特徴とし、様々な分野で広く用いられている。そしてその表示性能は、年月の経過に伴い格段に進歩してきており、いまやＣＲＴ（陰極線管）を凌ぐほどまでになってきている。
液晶表示装置の表示方式はセル内で液晶をどのように配列させるかによって決定される。従来、液晶表示装置の表示方式としては、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ－ｄｏｍａｉｎ　Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ　ｓｅｌｆ－Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード等の各種表示方式が知られている。
このうち、ＩＰＳモードは、液晶分子が面内方向で回転することで、実効的なリタデーションを面内で回転させ、透過率を制御する駆動方式である。ＩＰＳモードのＬＣＤは視野角によって液晶のリタデーションの変化が小さいため、広視野角を達成することができる。横電界を印加するための一般的な方法は、くしば電極を用いる方法である（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１では、特に、くしば電極が層間絶縁膜を介して２層構造になっており、下側に１本の共通電極を配置したとすると、上側に一本の画素電極が配置され、反対に下側に１本の画素電極が配置したとすると、上側に１本の共通電極が配置され、さらに、画素電極及び共通電極の配置関係が１組毎に入れ替わっている。また、特許文献１では、２層構造の下側に配置された電極の幅は、液晶層側に配置されている画素電極の幅をＷ１、透明基板側に配置されている共通電極の幅をＷ２としたとき、Ｗ２／２＜Ｗ１≦Ｗ２の関係が成り立ち、液晶層側に配置されている共通電極の幅をＷ１’、透明基板側に配置されている画素電極の幅をＷ２’としたとき、Ｗ２’／２＜Ｗ１’≦Ｗ２’の関係が成り立つ形態が開示されている。
特開２００９－３７１５４号公報
このようなＩＰＳモードに対し、最近、液晶材料として正の誘電率異方性を有するネマチック液晶を用い、該ネマチック液晶を垂直配向させて高コントラスト性を保ちながら、櫛歯をもつ一対の電極を用いて横電界を発生させて液晶分子の配向を制御するモードの表示方式が提案されている。以下、上記モードを例にして、本発明に至った経緯について説明するが、本発明は上記モードに限定されるものではない。
図１４及び図１５は、初期配向を垂直配向とした正の誘電率異方性を有するネマチック液晶を含む液晶層に対して櫛歯をもつ一対の電極を用いて横電界を発生させるタイプの液晶表示装置の構成の一例（参考例）を示す模式図である。図１４は平面模式図であり、図１５は断面模式図である。
図１４に示すように、上記モードの参考例の液晶表示装置は、一対の基板１５０，１６０を有し、該一対の基板１５０，１６０間に液晶層１４０が封止されている。上記一対の基板１５０，１６０のそれぞれは透明基板１５１，１６１を主体とし、透明基板１５１上に絶縁膜１５４を有する。絶縁膜１５４上には、絵素電極１２１及び共通電極１２２からなる一対の櫛型電極が配置されており、更に、絶縁膜１５４及び各櫛型電極１２１，１２２上には垂直配向膜１５２，１６２が配置されている。垂直配向膜１５２，１６２の影響により、液晶層１４０に対して電圧を印加していない時に液晶分子１０４は、いずれも垂直配向（ホメオトロピック配向）を示す。液晶層１４０に対する電圧の印加は、一対の基板１５０，１６０のうち一方の基板に形成された各櫛型電極１２１，１２２によって行うことができる。そして、透明基板１５１，１６１の液晶層１４０と反対側の面上に配置された偏光板１５３，１６３によって光の透過又は遮断が選択される。
上記モードによれば、液晶分子１０４は各櫛型電極１２１，１２２による電圧の印加（例えば、一方の櫛型電極１２１の電位をＶとし、他方の櫛型電極１２２の電位を０とすること）によって横方向のベンド状配向を示し、ダイレクター分布が横電界に沿ったアーチ状を形成し、隣り合う２つの電極１２１，１２２間で相補的な配向特性を示すため、表示面に対して斜め方向から見たときであっても、正面方向から見たときと同様の表示品位を視認することができるようになる。したがって、例えば、ＶＡモードのように、液晶分子が棒状であることに起因して正面方向と斜め方向との間で光の複屈折の状態が異なり、見る角度によって電圧－透過率特性（Ｖ－Ｔ特性）が変化してしまうといった問題は解消される。
図１５に示すように、上記モードの参考例の液晶表示装置は、一定の間隔を空けて互いの櫛歯部が交互に噛み合わさった一対の櫛型電極１２１，１２２を有する。一対の櫛型電極の一方は絵素電極１２１であり、ゲート配線１１２によってタイミングが制御されるＴＦＴ１１７を介してソース配線１１１と接続されている。
具体的には、ＴＦＴ１１７は、半導体層１３４、ゲート電極１３２、ソース電極１３１、及び、ドレイン電極１３３を有し、ソース配線１１１と接続されたソース電極１３１が、半導体層１３４を介してドレイン電極１３３と接続されている。そして、ゲート配線１１２と接続されたゲート電極１３２へのゲート電圧の印加によって、半導体層１３４を介してソース電極１３１とドレイン電極１３３とが電気的に接続される。ドレイン電極１３３は、ゲート配線１１２に沿って行方向に延伸されるとともに、更に絵素の中央に向かっても延伸されており、絵素の中央で幅広な面積をもつＣｓ電極１３５と接続される。Ｃｓ電極１３５は、ドレイン電極１３３及びＣｓ電極１３５上に配置された絶縁膜内に設けられたコンタクト部１４１を介して絵素電極１２１とつながっている。絵素電極１２１は、ゲート配線１１２に平行な部位と、該ゲート配線１１２に平行な部位から平面的に突出し、かつソース配線１１１に平行な櫛歯部とを有している。
ゲート配線１１２及びソース配線１１１上には、これらの配線に沿うようにして共通電極１２２が配置されている。ゲート配線１１２とソース配線１１１と共通電極１２２とは、絶縁膜を介してそれぞれが異なる層に配置されている。共通電極１２２は、ゲート配線１１２及びソース配線１１１に平行な部位と、該ゲート配線１１２及びソース配線１１１に平行な部位から平面的に突出し、かつソース配線１１１に平行な櫛歯部とを有している。
また、上記モードの参考例の液晶表示装置は、Ｃｓ電極１３５と重畳するＣｓ配線１１３を有している。Ｃｓ電極１３５とＣｓ配線１１３とは、絶縁膜を介して異なる層に配置されており、これらの間に一定量の補助容量を形成することができるので、絵素電極１２１の電圧を安定して保持することができる。
しかしながら、本発明者らは、上記モードの参考例の液晶表示装置においてより特性の高い表示を得るためには、Ｃｓ配線及びＣｓ電極を可能な限り取り除くことが開口率の観点から好ましい点に着目した。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、開口率が向上した液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、Ｃｓ配線及びＣｓ電極を形成せずに液晶駆動用の電極に保持された電圧の補助容量を形成する手段について種々検討を行ったところ、液晶の配向性を制御するためにそれぞれ異なる電位が印加される２つの電極の構成に着目した。そして、上記参考例に例えれば、ドレイン電極と接続されたＣｓ電極を用いて絵素電極の補助容量を形成するのではなく、絵素電極と共通電極との間で補助容量を形成することによって、絵素の中央部分まで延伸されたドレイン電極、Ｃｓ電極及びＣｓ配線の一部又は全部を削減することができることを見いだした。
具体的には、絵素電極の櫛歯部と重畳する位置に、絶縁膜を介して共通電極から延伸させた延伸部を重畳させる、及び／又は、共通電極の櫛歯部と重畳する位置に、絶縁膜を介して絵素電極から延伸させた延伸部を重畳させることにより、絵素電極の補助容量を充分に形成することができ、絵素電極や共通電極が位置する領域とは別に、新たにドレイン電極の延伸部位、Ｃｓ電極及びＣｓ配線を設けなくともよい分、開口率を向上させることができることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、互いに対向配置された一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された液晶層とを備える液晶表示装置であって、上記液晶層は、正の誘電率異方性をもつ液晶分子を含有し、上記液晶分子は、電圧無印加状態で上記一対の基板の表面に対して垂直の方向に配向し、上記一対の基板のどちらか一方には、一定間隔を空けて互いの櫛歯部が交互に噛み合わさった第一電極及び第二電極を有し、上記第一電極は、上記第二電極の櫛歯部と噛み合わさった部位が形成された層と絶縁膜を介して異なる層に延伸部を有し、上記第一電極の延伸部は、上記第二電極の櫛歯部よりも液晶層から遠い位置に、かつ上記第二電極の櫛歯部に沿って上記第二電極の櫛歯部と重畳して配置されている液晶表示装置である。
以下、本発明の液晶表示装置について詳述する。
本発明の液晶表示装置は、互いに対向配置された一対の基板と、上記一対の基板間に挟持された液晶層とを備える。上記液晶層には、一定の電圧の印加によって配向性が制御される液晶分子が充填されている。上記一対の基板の一方又は両方に配線、電極、半導体素子等を設けることで、液晶層内に電圧を印加し、液晶分子の配向性を制御することができる。
上記液晶層は、正の誘電率異方性をもつ液晶分子を含有する。そのため、液晶層に電圧が印加されることで、液晶分子は電界の向きに沿って配向することになり、結果として、液晶分子群は、例えば、アーチ状を描くことになる。
上記液晶分子は、電圧無印加状態で上記一対の基板の表面に対して垂直の方向に配向する。液晶分子の初期配向をこのように調節することで、黒表示時の光の遮断を効果的に行うことができる。電圧無印加の状態で液晶分子を垂直配向させる方法としては、例えば、上記一対の基板の一方又は両方の液晶層と接する面に垂直配向膜を配置する方法が挙げられる。本明細書において垂直とは、完全に垂直なもののみならず、実質的に垂直といえるものも含まれる。ここでの垂直は、好ましくは９０±２°の範囲である。
上記一対の基板のどちらか一方には、一定間隔を空けて互いの櫛歯部が交互に噛み合わさった第一電極及び第二電極を有する。このような櫛歯部を有する一対の電極間に電位差を与えたときに生じる電界は、例えば、アーチ状の横電界となる。液晶分子はこのような電界の向きに応じた配向性を示すため、基板面に対して正面方向と斜め方向とに関わらず、同様の表示を示すことになり、良好な視野角特性が得られる。
上記第一電極は、上記第二電極の櫛歯部と噛み合わさった部位が形成された層と絶縁膜を介して異なる層に延伸部を有し、上記第一電極の延伸部は、上記第二電極の櫛歯部よりも液晶層から遠い位置に、かつ上記第二電極の櫛歯部に沿って上記第二電極の櫛歯部と重畳して配置されている。すなわち、上記第一電極は、絶縁膜を間に介して少なくとも２層の構造を有している。これら互いに異なる層に位置する第一電極は、例えば、コンタクトホールを介してそれぞれ接続される。第一電極の櫛歯部及び第二電極の櫛歯部は、液晶層内の液晶分子の配向を制御のために用いられるため、第一電極の延伸部は、これら第一電極の櫛歯部及び第二電極の櫛歯部よりも液晶層から遠い位置に配置することで、より液晶層内に対して均一な電界が形成される。
本発明の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。
上記第一電極の延伸部の幅は、上記第二電極の櫛歯部の幅よりも細いことが好ましい。櫛歯部の幅とは、言い換えれば櫛歯部の短軸方向の長さである。より液晶層から遠い側の電極の幅を、より液晶層に近い側の電極の幅よりも広くすることで、より液晶層に近い側の電極の幅を、より液晶層から遠い側の電極の幅よりも広くした場合よりも大きな透過率を得ることができることが、本発明者らの検討により明らかとなっている。
上記第二電極は、上記第一電極の櫛歯部と噛み合わさった部位が形成された層と絶縁膜を介して異なる層に延伸部を有し、上記第二電極の延伸部は、上記第一電極の櫛歯部よりも液晶層から遠い位置に、かつ上記第一電極の櫛歯部に沿って上記第一電極の櫛歯部と重畳して配置されていることが好ましい。第一電極に加え、第二電極もまた上記関係とすることで、より補助容量を大きくすることができる。このとき、上記第一電極の延伸部と上記第二電極の延伸部とは、一定間隔を空けて交互に噛み合わさっていても、噛み合わさっていなくてもよい。また、このとき、上記第二電極の延伸部の幅は、上記第一電極の櫛歯部の幅よりも細いことが好ましい。
上記第一電極及び上記第二電極の組み合わせの例としては、上記第一電極が絵素電極であり、上記第二電極が共通電極である形態、及び、上記第一電極が共通電極であり、上記第二電極が絵素電極である形態が挙げられる。
本発明によれば、初期配向を垂直配向とした正の誘電率異方性を有するネマチック液晶を含む液晶層に対して櫛歯をもつ一対の電極を用いて電界（例えば、横電界）を発生させるタイプの液晶表示装置において、開口率を向上することができる。
実施形態１の液晶表示装置が備えるＴＦＴ基板の絵素単位の平面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置の断面模式図であり、液晶層内に電圧が印加されていない状態での液晶分子の配向を示す。 実施形態１の液晶表示装置の断面模式図であり、液晶層内に電圧が印加された状態での液晶分子の配向を示す。 実施形態１の液晶表示装置において、電極構成を更に詳細に示した断面模式図である。 Ｗ１とＷ２との比を異ならせたときの透過率の変動を示すグラフである。 Ｗ１とＷ２との比を異ならせたときの補助容量の変動を示すグラフである。 実施形態１の液晶表示装置のＴＦＴ基板での電極及び配線の各製造段階を示す平面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置のＴＦＴ基板での電極及び配線の各製造段階を示す平面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置のＴＦＴ基板での電極及び配線の各製造段階を示す平面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置のＴＦＴ基板での電極及び配線の各製造段階を示す平面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置の変形例１を示す平面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置の変形例２を示す平面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置の変形例３を示す平面模式図である。 参考例の液晶表示装置の平面模式図である。 参考例の液晶表示装置の断面模式図である。 実施形態２の液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
実施形態１
実施形態１の液晶表示装置は、同一基板に形成された一対の電極によって液晶層に対してアーチ状の横電界を発生させ、初期配向が垂直配向である液晶分子の配向を制御させることにより画像表示を制御するタイプの液晶表示装置である。
実施形態１の液晶表示装置は、互いに対向配置された一対の基板と、上記一対の基板に挟持された液晶層とを有する液晶表示パネルとを備える。より詳しくは、実施形態１の液晶表示装置は、背面側から観察面側に向かって、ＴＦＴ基板、液晶層及び対向基板の順にこれらの部材を備える。液晶層は、正の誘電率異方性（Δε＞０）を有するネマチック液晶を含有している。また、実施形態１の液晶表示装置は、液晶表示パネルの背面側にバックライトユニットを備え、バックライトユニットから出射された光は、ＴＦＴ基板、液晶層及び対向基板の順にこれらの部材を透過する。
実施形態１の液晶表示装置では、表示領域がマトリクス状に形成された複数の絵素（サブ画素）によって構成されており、絵素ごとに駆動を制御することができる構成となっている。また、これら絵素は複数個（例えば、赤、緑及び青の３つ）で一つの画素を構成する。なお、本明細書において絵素とは、隣り合うゲート配線及びソース配線によって囲まれる範囲をいう。
図１は、実施形態１の液晶表示装置が備えるＴＦＴ基板の絵素単位の平面模式図である。図１に示すように、ＴＦＴ基板は、画像信号を伝達する複数列のソース配線１１と、走査信号を伝達する複数行のゲート配線１２と、スイッチング素子であり各絵素に１つずつ設けられた複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１７とを有するアクティブマトリクス型の基板である。ＴＦＴ１７は、ソース配線１１及びゲート配線１２の交差部近傍に設けられており、ソース配線１１と接続されたソース電極３１、ゲート配線１２と接続されたゲート電極３２、及び、半導体層３４を介してソース電極３１と接続されたドレイン電極３３を有する。また、ＴＦＴ基板は、絵素単位で、液晶層に対して一定電圧を印加するための絵素電極２１及び共通電極２２からなる一対の櫛型電極（第一電極及び第二電極）を有する。
ドレイン電極３３は、ゲート配線１２に沿って行方向に延伸されるとともに、更に絵素の中央に向かっても延伸されており、絵素の中央で幅広な面積をもつＣｓ電極３５と接続される。ドレイン電極３３は、ドレイン電極３３及びＣｓ電極３５上に配置された絶縁膜内に設けられたコンタクト部４１を介して絵素電極２１とつながっている。
ＴＦＴ基板は、ゲート配線１２と平行に延伸され、かつＣｓ電極３５に沿ってＣｓ電極３５と重畳するＣｓ配線１３を有している。Ｃｓ電極３５とＣｓ配線１３とは、絶縁膜を介して異なる層に配置されている。
ソース配線１１はソースドライバに接続されており、ソースドライバから供給される画像信号となるソース電圧を、ＴＦＴ１７を介して絵素電極２１に印加する。ゲート配線１２はゲートドライバに接続されており、ゲートドライバから所定のタイミングでパルス的に供給される走査信号となるゲート電圧が、ＴＦＴ１７に印加される。共通電極２２には、一定の電圧で維持された共通電圧が印加される。
図２及び図３は、実施形態１の液晶表示装置の断面模式図である。図２は、液晶層内に電圧が印加されていない状態での液晶分子の配向を示し、図３は、液晶層内に電圧が印加された状態での液晶分子の配向を示す。図２及び図３に示すように、実施形態１の液晶表示装置は、ＴＦＴ基板５０と対向基板６０とからなる一対の基板を有し、ＴＦＴ基板５０と対向基板６０との間に液晶層４０を有する液晶表示パネルを備える。
ＴＦＴ基板５０は、ガラス、樹脂等の透光性を有する透明基板５１を主体とし、透明基板５１の液晶層４０側の面上に、絵素電極２１と共通電極２２とが一定間隔を空けて交互に配置された構成を、絶縁膜５４を介して互いに異なる層にそれぞれ有している。また、透明基板５１の液晶層４０と反対側の面上には第一の偏光板５３を有している。
液晶層４０により近い絵素電極２１及び共通電極２２の組み合わせは、絵素電極の櫛歯部２１ａと共通電極の櫛歯部２２ａとの組み合わせであり、それぞれの櫛歯部は、一定間隔を空けて交互に配置されている。絵素電極の櫛歯部２１ａと共通電極の櫛歯部２２ａとの間に形成される電界により、液晶層４０内の液晶分子４の配向性が制御される。
ＴＦＴ基板５０の液晶層４０と接する面には垂直配向膜５２が形成されている。垂直配向膜５２により、液晶分子４の初期配向をＴＦＴ基板５０面に対して垂直に配向させることができる。垂直配向膜５２の材料としては、例えば、ポリイミド等の樹脂が挙げられる。
図２に示すように、各電極の電位が０である電圧無印加時において液晶層４０内の液晶分子４は、ホメオトロピック配向性、すなわち、ＴＦＴ基板５０面に対して垂直な配向性を示している。より具体的には、棒状の液晶分子４のそれぞれの長軸が基板面に対して垂直な方向を向いている。
図３に示すように、絵素電極２１の電位をＶとし、共通電極２２の電位を０とすることによって絵素電極２１と共通電極２２との間に電界が形成されると、これらの電極間に形成されたアーチ状の横電界に沿って液晶分子４の配向性に変化が生じる。そして、このように電界の影響を受ける液晶分子４群は、画素電極２１と共通電極２２との間の中間領域を中心として対称性をもつベンド状配向を示す。ただし、図３からわかるように、画素電極２１及び共通電極２２の直上に位置する液晶分子４は電界の変化の影響を受けにくいため、垂直配向が維持される。また、各電極２１，２２から最も遠い、各電極２１，２２間の中間領域に位置する液晶分子４もまた、垂直配向が維持される。
絵素電極２１及び共通電極２２の液晶層４０からより遠い絵素電極２１及び共通電極２２の組み合わせについて詳述する。この組み合わせは、絵素電極の延伸部２１ｂと共通電極の延伸部２２ｂとの組み合わせであり、それぞれの延伸部２１ｂ，２２ｂは、一定間隔を空けて交互に配置されている。絵素電極の櫛歯部２１ａと絵素電極の延伸部２１ｂとは、絶縁膜５４内に形成されたコンタクトホールを介して互いに接続されている。また、共通電極の櫛歯部２２ａと共通電極の延伸部２２ｂとは、絶縁膜５４内に形成されたコンタクトホールを介して互いに接続されている。
そのため、絵素電極の櫛歯部２１ａと絵素電極の延伸部２１ｂとは同電位（Ｖ）であり、共通電極の櫛歯部２２ａと共通電極の延伸部２２ｂとは同電位（０）である。
共通電極の延伸部２２ｂは、絵素電極の櫛歯部２１ａに沿って絵素電極の櫛歯部２１ａと重畳するようにして配置されている。また、絵素電極の櫛歯部２１ａと共通電極の延伸部２２ｂとは、絶縁膜５４を介して互いに異なる層に配置されており、かつ互いに異なる電位を有していることから、絵素電極の櫛歯部２１ａと共通電極の延伸部２２ｂとの間には、一定量の静電容量が形成される。
絵素電極の延伸部２１ｂは、共通電極の櫛歯部２２ａに沿って共通電極の櫛歯部２２ａと重畳するようにして配置されている。また、共通電極の櫛歯部２２ａと絵素電極の延伸部２１ｂとは、絶縁膜５４を介して互いに異なる層に配置されており、かつ互いに異なる電位を有していることから、共通電極の櫛歯部２２ａと絵素電極の延伸部２１ｂとの間には、一定量の静電容量が形成される。
これらの静電容量により、絵素電極の櫛歯部２１ａの電位が安定する。
図１ではドレイン電極３３の延伸部、Ｃｓ配線１３及びＣｓ電極３５を図示しているが、実施形態１によれば、必要に応じて補助容量を形成するためのドレイン電極３３の延伸部、Ｃｓ配線１３及びＣｓ電極３５の一部又は全部を取り除くことができるので、開口率が向上する。
図４は、実施形態１の液晶表示装置において、電極構成を更に詳細に示した断面模式図である。図４に示すように、絵素電極の櫛歯部２１ａと共通電極の延伸部２２ｂとでは、絵素電極の櫛歯部２１ａの方が幅が広く、共通電極の櫛歯部２２ａと絵素電極の延伸部２１ｂとでは、共通電極の櫛歯部２２ａの方が幅が広い。すなわち、より液晶層４０に近い側の電極の幅の方が、より液晶層４０から遠い側の電極の幅よりも大きい。図４のように、より液晶層４０に近い側の電極の幅をＷ１、より液晶層４０から遠い側の電極の幅をＷ２とすると、Ｗ１＞Ｗ２の関係を満たすことになる。
以下に、Ｗ１＞Ｗ２の関係が好ましい理由について説明する。図５は、Ｗ１とＷ２との比を異ならせたときの透過率の変動を示すグラフである。なお、図５は、絵素電極の櫛歯部２１ａ及び共通電極の櫛歯部２２ａの幅をＬとし、絵素電極の櫛歯部２１ａと共通電極の櫛歯部２２ａとの間隔をＳとしたときに、Ｌ／Ｓ＝３／８であるときの条件で計算した結果である。透過率の計算には、ＬＣＤマスター（シンテック株式会社製）を用いた。
図５に示すように、Ｗ２／Ｗ１が１以上の場合、すなわち、Ｗ１≦Ｗ２の関係を満たす場合、Ｗ１の値とＷ２の値との差が大きくなるにつれ、透過率は低下している。一方、Ｗ２／Ｗ１が１未満の場合、すなわち、Ｗ１＞Ｗ２の関係を満たす場合、Ｗ１の値とＷ２の値との差によって透過率は影響しない。このことから、Ｗ１＞Ｗ２が透過率の観点から好ましいことがいえる。
図６は、Ｗ１とＷ２との比を異ならせたときの補助容量の変動を示すグラフである。図６に示すように、Ｗ１よりもＷ２の値が大きくなるにつれ、補助容量（ｐＦ／ｍ）は増加する傾向にあることがわかる。Ｃｓ配線の面積を削減し、開口率を向上させるためには一定以上の容量が必要であるが、今回の場合３０００（ｐＦ／ｍ）以上が確保されると開口率の低下を大幅に減少できた。そのため、補助容量の確保の観点からは、Ｗ２／Ｗ１が０．５を超える、すなわち、Ｗ２の値がＷ１の値の半分よりも大きいことが好ましい。
以上をまとめると、Ｗ１及びＷ２は、Ｗ１／２≦Ｗ２＜Ｗ１の関係を満たすことが好ましい。
対向基板６０は、ガラス、樹脂等の透光性を有する透明基板６１を主体とし、透明基板６１の液晶層４０と反対側の面上に第二の偏光板６３を有している。第一の偏光板５３の透過軸と第二の偏光板６３の透過軸とは、いわゆるクロスニコルの関係にある。また、第一の偏光板５３の透過軸及び第二の偏光板６３の透過軸は、絵素電極の櫛歯部２１ａ及び共通電極の櫛歯部２２ａの延伸方向に対して略４５°の角度をもつ。
実施形態１においては、ＴＦＴ基板５０又は対向基板６０にカラーフィルタを設けることで、カラー表示を行うことができる。カラーフィルタは、例えば、赤、緑及び青の３色で構成され、１色のカラーフィルタを一つの絵素に対応させることで、各色を個別に駆動することができ、赤、緑及び青を一組とした画素単位で所望の色を得ることができる。なお、カラーフィルタの色としては、必ずしもこれらの色でなくてもよく、４色以上のカラーフィルタで一組の画素を構成してもよい。また、各色のカラーフィルタ間には黒色のブラックマトリクス（ＢＭ）を配置してもよく、これにより混色や光漏れを防止することができる。
対向基板６０の液晶層４０と接する面には垂直配向膜６２が形成されている。垂直配向膜６２により、液晶分子４の初期配向を対向基板６０面に対して垂直に配向させることができる。
ＴＦＴ基板５０と対向基板６０とは、樹脂等の柱状スペーサー等を介して、表示領域の外周に沿って塗布されたシール剤によって互いに貼り合わされている。
以下、実施形態１の液晶表示装置のＴＦＴ基板での電極及び配線の形成工程について、平面模式図を用いて順次説明する。図７～１０は、実施形態１の液晶表示装置のＴＦＴ基板での電極及び配線の各製造段階を示す平面模式図である。
まず、図７に示すように、ゲート配線１２として、それぞれが行方向に直線状に延伸され、かつ互いが平行となるように複数の配線を設ける。また、保持容量を形成するためのＣｓ配線１３として、各ゲート配線１２の間隙となる位置に、行方向に直線状に延伸され、かつゲート配線１２と平行となるように配線を設ける。また、ゲート配線１２の一部からは、ＴＦＴのゲート電極３２となる配線を延伸させる。更に、ゲート配線１２及びＣｓ配線１３を含む全体上にゲート絶縁膜を設けた後、ゲート電極３２と重畳する位置に、ゲート絶縁膜を介して半導体層３４を設ける。
次に、図８に示すように、ソース配線１１として、それぞれが列方向に延伸され、かつ絵素単位でくの字（半転したＶ字）状に、また、互いが平行となるように複数の配線を設ける。これにより各ソース配線１１は、表示領域全体としてみればジグザグ形状を有する。また、各ソース配線１１は、ゲート配線１２及びＣｓ配線１３とは、絶縁膜を介して互いが交差するようにして設ける。
また、ＴＦＴのソース電極３１及びドレイン電極３３を形成するとともに、ドレイン電極３３をゲート配線１２に沿って延伸させ、更にドレイン電極３３を絵素の中央まで延伸させる。また、絶縁膜を介して、Ｃｓ配線１３と重畳する位置に、Ｃｓ配線１３に沿ってドレイン電極３３を更に引き伸ばして直線状の部位（以下、Ｃｓ電極３５ともいう。）を設ける。これにより、Ｃｓ配線１３とＣｓ電極３５との間で一定量の保持容量が形成され、絵素電極の電位が安定して保持される。更に、Ｃｓ電極３５から隣の行のゲート配線１１に向かって隣の行のゲート配線１１の近傍までドレイン電極３３を延伸させる。なお、後の工程でドレイン電極３３は絵素電極と接続されることになり、ドレイン電極３３から絵素の中央まで延伸された部位、及び、Ｃｓ電極３５から隣の行のゲート配線１２の近傍にまで延伸された部位が、絵素電極の延伸部２１ｂを構成する。
また、ソース配線１１及び絵素電極の延伸部２１ｂと平行な電極を、ソース配線１１と絵素電極の延伸部１２ｂとの間に形成する。上記ソース配線１１及び上記絵素電極の延伸部１２ｂと平行な電極は、後の工程で共通電極と接続されることになり、共通電極２２ｂの延伸部を構成する。
図８に示すように、絵素電極の延伸部２１ｂと共通電極の延伸部２２ｂとは、同じ層に形成され、かつ互いが一定間隔を空けて交互に配置されている。
実施形態１において、絵素電極の延伸部２１ｂ及び共通電極の延伸部２２ｂは、後の工程で形成される絵素電極の櫛歯部２１ａ又は共通電極の櫛歯部２２ａとの間で補助容量を形成する部位であり、絵素電極の延伸部２１ｂ及び共通電極の延伸部２２ｂの長さは、必要な補助容量の大きさに応じて、それぞれ適宜調節することができる。
次に、絵素電極の延伸部２１ｂ及び共通電極の延伸部２２ｂを含む全体上に絶縁膜を設け、図９に示すように、絵素電極の延伸部２１ｂの先端付近に、２つのコンタクト部（第一のコンタクト部）４１を設ける。これら２つのコンタクト部４１はいずれも、ドレイン電極３３と絵素電極２１とを接続するために、これらの間に形成される絶縁膜内に設けられる部位であり、これにより、ＴＦＴ１７が、ドレイン電極３３と各コンタクト部４１とを介して絵素電極２１と接続されることになり、走査信号の入力により一定期間だけオン状態とされたＴＦＴ１７を通じて、絵素電極２１にはソース配線１１から画像信号が所定のタイミングで供給される。
また、図９に示すように、共通電極の延伸部２２ｂの先端付近にも、２つのコンタクト部（第二のコンタクト部）４２を設ける。これら２つのコンタクト部４２はいずれも、共通電極の延伸部２２ｂと後工程で形成される共通電極とを接続するために、これらの間に形成される絶縁膜内に設けられる部位である。
絶縁膜の材料としては、例えば、窒化シリコン、酸化シリコン等の無機材料、アクリル樹脂等の有機材料が挙げられ、厚みとしては、０．１～３μｍが補助容量形成の観点から好ましい。
次に、絶縁膜上に、図１０に示すように絵素電極の櫛歯部２１ａ及び共通電極の櫛歯部２２ａを設ける。絵素電極の櫛歯部２１ａは、第一のコンタクト部４１と重畳する位置から隣の行のゲート配線１２に向かって延伸された２本の櫛歯状部位で構成されている。
共通電極２２は、絶縁膜を介してソース配線１１及びゲート配線１２と異なる層に、ソース配線１１及びゲート配線１２のそれぞれと重畳するように設ける。これにより共通電極２２は、表示領域全体として見れば、ソース配線１１とゲート配線１２とを組み合わせた形状に対応したマトリクス形状を構成する。
更に、マトリクス形状の一部からは、平面的に延伸されて形成される共通電極の櫛歯部２２ａを設ける。共通電極の櫛歯部２２ａは、第二のコンタクト部４２を介して、共通電極の延伸部２２ｂと電気的に接続される。
絵素電極の櫛歯部２１ａ及び共通電極の櫛歯部２２ａは、いずれも絵素単位でくの字（半転したＶ字）状とし、かつ互いが平行となるように設けられる。また、絵素電極の櫛歯部２１ａと共通電極の櫛歯部２２ａとは、一定の間隔を空けて互いが交互に噛み合わさるように配置される。また、絵素電極の櫛歯部２１ａ及び共通電極の櫛歯部２２ａは、ソース配線１１とも平行となるように設けられる。
絵素電極の櫛歯部２１ａ及び共通電極の櫛歯部２２ａの幅Ｗ１としては、１～６μｍに設定することが好ましく、より好ましくは、２．５～４．０μｍである。
絵素電極の延伸部２１ｂ及び共通電極の延伸部２２ｂの幅Ｗ２としては、絵素電極の櫛歯部２１ａ及び共通電極の櫛歯部２２ａの幅よりも小さく、１．０～５．５μｍに設定することが好ましい。より好ましくは、１．５～３．５μｍである。
これにより、Ｗ１／２≦Ｗ２＜Ｗ１の関係を充分に満たすことになる。
絵素電極の櫛歯部２１ａと共通電極の櫛歯部２２ａとの間隔の大きさとしては、２．５～２０．０μｍであることが好ましく、より好ましくは、４．０～１２．０μｍである。
絵素電極２１及び共通電極２２の材料としては、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ：インジウム酸化スズ）、インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）等の金属酸化物、又は、アルミニウム、クロム等の金属が挙げられるが、透過率向上の観点からは、透光性を有する金属酸化物が好ましい。
ゲート配線１２、ソース配線１１、Ｃｓ配線１３、Ｃｓ電極３５、並びに、ＴＦＴ１７を構成するゲート電極３２、ソース電極３１及びドレイン電極３３の材料としては、タンタル、タングステン、チタン、アルミニウム、クロム、銅等の金属が挙げられる。
一対となる絵素電極の櫛歯部２１ａと共通電極の櫛歯部２２ａとは同じ層に配置されているので、同一材料を用いることで製造工程が簡略化する。
また、絵素電極の延伸部２１ｂと共通電極の延伸部２２ｂとは同じ層に配置されているので、同一材料を用いることで製造工程が簡略化する。
こうして、図１に示すような基本構成をもつＴＦＴ基板が得られる。なお、図１と図１０とは、構造としては同一である。
図１において絵素電極の櫛歯部２１ａ及び共通電極の櫛歯部２２ａは、それぞれＣｓ配線１３を対称軸として対称的な構造をもつ、くの字（半転したＶ字）形状を示したが、実施形態１において絵素電極の櫛歯部２１ａ及び共通電極の櫛歯部２２ａは、図１１及び図１２に示すように、ゲート配線１２の延伸方向に対して斜め方向に直線状のものを用いてもよく、この場合、ソース配線１１もまた、絵素電極の櫛歯部２１ａ及び共通電極の櫛歯部２２ａの形状に合わせてゲート配線１２の延伸方向に対して斜め方向に延伸する必要がある。更にこの場合、絵素電極の延伸部２１ｂ及び共通電極の延伸部２２ｂもまた、絵素電極の櫛歯部２１ａ及び共通電極の櫛歯部２２ａの形状に合わせてゲート配線１２の延伸方向に対して斜め方向に延伸する必要がある。
また、実施形態１において絵素電極の櫛歯部２１ａ及び共通電極の櫛歯部２２ａは、図１３に示すように、ゲート配線１２の延伸方向に対して直交する方向に直線状のものを用いてもよく、この場合、ソース配線１１もまた、絵素電極の櫛歯部２１ａ及び共通電極の櫛歯部２２ａの形状に合わせてゲート配線１２の延伸方向に対して直交する方向に延伸する必要がある。更にこの場合、絵素電極の延伸部２１ｂ及び共通電極の延伸部２２ｂもまた、絵素電極の櫛歯部２１ａ及び共通電極の櫛歯部２２ａの形状に合わせてゲート配線１２の延伸方向に対して直交する方向に延伸する必要がある。
このように、図１１は、実施形態１の液晶表示装置の変形例１を示す平面模式図であり、図１２は、実施形態１の液晶表示装置の変形例２を示す平面模式図であり、図１３は、実施形態１の液晶表示装置の変形例３を示す平面模式図である。
実施形態２
図１６は、実施形態２の液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。図１６に示すように、実施形態２の液晶表示装置は、液晶層４０及び液晶層４０を挟持する一対の基板５０，６０を有する液晶表示パネルを備え、一対の基板の一方はＴＦＴ基板５０であり、他方が対向基板６０である。
実施形態２の液晶表示装置は、以下の点で実施形態１と異なる。本実施形態の液晶表示装置は、対向基板６０側に対向電極７１を有する。図１６に示すように、対向基板６０は、透明基板６１を含み、透明基板６１の液晶層４０側の主面上には、対向電極７１、誘電体層（絶縁層）７２及び垂直配向膜６２がこの順に積層されている。なお、対向電極７１と透明基板６１の間には、ブラックマトリクス（ＢＭ）及び／又はカラーフィルタが設けられてもよい。
対向電極７１は、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明導電膜から形成される。対向電極７１及び誘電体層７２はそれぞれ、少なくとも全表示エリアを覆うように切れ目なく形成されている。対向電極７１には、各絵素に共通の所定の電位が印加される。
誘電体層７２は、透明な絶縁材料から形成される。具体的には、窒化シリコン等の無機絶縁膜、アクリル樹脂等の有機絶縁膜等から形成される。
ＴＦＴ基板５０は、透明基板５１を含み、ＴＦＴ基板５０には、実施形態１と同様の、絵素電極２１、共通電極２２、絶縁膜５４、及び、垂直配向膜５２が設けられている。また、ＴＦＴ基板５０、対向基板６０の外主面上には第一の偏光板５３、及び、第二の偏光板６３が配設されている。
なお、黒表示時以外、絵素電極２１と、共通電極２２及び対向電極７１との間には異なる電圧が印加される。共通電極２２及び対向電極７１は、接地されてもよいし、共通電極２２及び対向電極７１には、同じ大きさかつ極性の電圧が印加されてもよいし、互いに異なる大きさかつ極性の電圧が印加されてもよい。
本実施形態の液晶表示装置によっても、実施形態１と同様に、開口率を向上することができる。また、対向電極７１を形成することにより、応答速度を向上することができる。
なお、本願は、２００９年８月２４日に出願された日本国特許出願２００９－１９３０３０号、及び、２０１０年１月１３日に出願された日本国特許出願２０１０－００５１０９号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
４：液晶分子
１１：ソース配線
１２：ゲート配線
１３：Ｃｓ配線
１７：ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
２１：絵素電極
２１ａ：絵素電極の櫛歯部
２１ｂ：絵素電極の延伸部
２２：共通電極
２２ａ：共通電極の櫛歯部
２２ｂ：共通電極の延伸部
３１：ソース電極
３２：ゲート電極
３３：ドレイン電極
３４：半導体層
３５：Ｃｓ電極
４０：液晶層
４１：第一のコンタクト部
４２：第二のコンタクト部
５０：ＴＦＴ基板
５１：透明基板（ＴＦＴ基板側）
５２：垂直配向膜（ＴＦＴ基板側）
５３：第一の偏光板（ＴＦＴ基板側）
５４：絶縁膜
６０：対向基板
６１：透明基板（対向基板側）
６２：垂直配向膜（対向基板側）
６３：第二の偏光板（対向基板側）
７１：対向電極
７２：誘電体層
１０４：液晶分子
１４０：液晶層
１５０，１６０：基板
１２１：絵素電極
１２２：共通電極
１４１：コンタクト部
１５１，１６１：透明基板
１５２，１６２：垂直配向膜
１５３，１６３：偏光板

Claims (7)

  1. 互いに対向配置された一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを備える液晶表示装置であって、
    該液晶層は、正の誘電率異方性をもつ液晶分子を含有し、
    該液晶分子は、電圧無印加状態で該一対の基板の表面に対して垂直の方向に配向し、
    該一対の基板のどちらか一方には、一定間隔を空けて互いの櫛歯部が交互に噛み合わさった第一電極及び第二電極を有し、
    該第一電極は、該第二電極の櫛歯部と噛み合わさった部位が形成された層と絶縁膜を介して異なる層に延伸部を有し、
    該第一電極の延伸部は、該第二電極の櫛歯部よりも液晶層から遠い位置に、かつ該第二電極の櫛歯部に沿って該第二電極の櫛歯部と重畳して配置されている
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記第一電極の延伸部の幅は、前記第二電極の櫛歯部の幅よりも細いことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
  3. 前記第二電極は、前記第一電極の櫛歯部と噛み合わさった部位が形成された層と絶縁膜を介して異なる層に延伸部を有し、
    前記第二電極の延伸部は、前記第一電極の櫛歯部よりも液晶層から遠い位置に、かつ前記第一電極の櫛歯部に沿って前記第一電極の櫛歯部と重畳して配置されている
    ことを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
  4. 前記第二電極の延伸部の幅は、前記第一電極の櫛歯部の幅よりも細いことを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
  5. 前記第一電極の延伸部と、前記第二電極の延伸部とは、一定間隔を空けて交互に噛み合わさっていることを特徴とする請求項３又は４記載の液晶表示装置。
  6. 前記第一電極は、絵素電極であり、前記第二電極は、共通電極であることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の液晶表示装置。
  7. 前記第一電極は、共通電極であり、前記第二電極は、絵素電極であることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の液晶表示装置。
PCT/JP2010/053814 2009-08-24 2010-03-08 液晶表示装置 WO2011024495A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/389,882 US20120154730A1 (en) 2009-08-24 2010-03-08 Liquid crystal display device
CN201080034569XA CN102472936A (zh) 2009-08-24 2010-03-08 液晶显示装置

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-193030 2009-08-24
JP2009193030 2009-08-24
JP2010005109 2010-01-13
JP2010-005109 2010-01-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011024495A1 true WO2011024495A1 (ja) 2011-03-03

Family

ID=43627609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/053814 WO2011024495A1 (ja) 2009-08-24 2010-03-08 液晶表示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20120154730A1 (ja)
CN (1) CN102472936A (ja)
WO (1) WO2011024495A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013001980A1 (ja) * 2011-06-27 2013-01-03 シャープ株式会社 液晶表示パネル及び液晶表示装置
WO2013075518A1 (zh) * 2011-11-25 2013-05-30 北京京东方光电科技有限公司 阵列基板及液晶面板

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5707273B2 (ja) * 2011-08-12 2015-04-22 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
KR20130032743A (ko) * 2011-09-23 2013-04-02 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
CN104330933B (zh) * 2012-09-05 2017-07-18 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及显示器件
CN102830557A (zh) 2012-09-05 2012-12-19 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及显示器件
KR20140046818A (ko) * 2012-10-11 2014-04-21 삼성디스플레이 주식회사 표시 패널 및 이를 포함하는 표시 장치
CN103713438A (zh) * 2013-12-18 2014-04-09 合肥京东方光电科技有限公司 阵列基板及其制作方法、显示装置
US20160216575A1 (en) * 2015-01-28 2016-07-28 Innolux Corporation Liquid crystal display panel having three conductive layers
US11487168B2 (en) * 2020-01-13 2022-11-01 Beijing Boe Technology Development Co., Ltd. Liquid crystal panel and display device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999032924A1 (fr) * 1997-12-19 1999-07-01 Hitachi, Ltd. Afficheur a cristaux liquides
JP2009181091A (ja) * 2008-02-01 2009-08-13 Epson Imaging Devices Corp 液晶表示装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100293809B1 (ko) * 1998-05-29 2001-10-26 박종섭 다중도메인을갖는아이피에스-브이에이모드액정표시장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999032924A1 (fr) * 1997-12-19 1999-07-01 Hitachi, Ltd. Afficheur a cristaux liquides
JP2009181091A (ja) * 2008-02-01 2009-08-13 Epson Imaging Devices Corp 液晶表示装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013001980A1 (ja) * 2011-06-27 2013-01-03 シャープ株式会社 液晶表示パネル及び液晶表示装置
CN103620489A (zh) * 2011-06-27 2014-03-05 夏普株式会社 液晶显示面板和液晶显示装置
JP5654677B2 (ja) * 2011-06-27 2015-01-14 シャープ株式会社 液晶表示パネル及び液晶表示装置
JPWO2013001980A1 (ja) * 2011-06-27 2015-02-23 シャープ株式会社 液晶表示パネル及び液晶表示装置
US9372371B2 (en) 2011-06-27 2016-06-21 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display panel, and liquid crystal display device
WO2013075518A1 (zh) * 2011-11-25 2013-05-30 北京京东方光电科技有限公司 阵列基板及液晶面板

Also Published As

Publication number Publication date
US20120154730A1 (en) 2012-06-21
CN102472936A (zh) 2012-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011024495A1 (ja) 液晶表示装置
US7453086B2 (en) Thin film transistor panel
JP5301251B2 (ja) 液晶表示装置
US6469765B1 (en) Liquid crystal display and method of performing display operation
JP5314140B2 (ja) 液晶表示装置
JP5253585B2 (ja) 液晶表示装置
US7880852B2 (en) Thin film transistor and liquid crystal display having the same
JP5261237B2 (ja) 液晶表示パネル
WO2010044289A1 (ja) 液晶表示装置
WO2011016267A1 (ja) 液晶表示装置
US20090303420A1 (en) Liquid crystal display device and method of driving the same
JP5791593B2 (ja) 液晶表示パネルおよび液晶表示装置
WO2011040080A1 (ja) 液晶表示装置
JP2015179100A (ja) 液晶表示装置
RU2509326C1 (ru) Жидкокристаллическое устройство отображения
US9405160B2 (en) Active matrix substrate and liquid crystal display device
JP2011017887A (ja) 液晶表示パネル
WO2011086742A1 (ja) 液晶表示パネル及び液晶表示装置
WO2011001742A1 (ja) 液晶表示装置
WO2011083616A1 (ja) 液晶表示装置
WO2010137363A1 (ja) 液晶表示装置
KR20120122651A (ko) 액정표시장치
TW202121034A (zh) 液晶顯示裝置
US10503032B2 (en) Liquid crystal display device
WO2013183505A1 (ja) 液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080034569.X

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10811548

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13389882

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10811548

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP