JP2003177415A

JP2003177415A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2003177415A
Application number: JP2001374809A
Authority: JP
Inventors: Kenji Okishiro; 賢次沖代; Kenichi Kizawa; 賢一鬼沢
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2003-06-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ＩＰＳ方式液晶表示装置において、走査配線
と画素電極間に発生する、表示に無関係な電界による光
漏れが開口率低下の大きな要因となっている。この課題
を解決し、表示性能に優れ、広視野角であり、かつ高開
口率で高精細な液晶表示装置を得ること。【解決手段】ＩＰＳ方式液晶表示装置において、画素
電極と同一電位を有する遮蔽電極を、走査配線との間に
生じる電界方向が液晶初期配向方向と一致するように、
または走査配線と平行に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアクティブマトリク
ス型液晶表示装置に関わる。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は２枚のガラス基板を所定
の間隔をあけて配置し、そのすき間に液晶を注入して構
成される。ガラス基板と液晶層の間には配向膜と呼ばれ
る高分子薄膜が配置され、液晶分子を配列させるために
配向処理が施されている。表示はこの配列された液晶分
子に電界を印加することにより、その配向方向を変化さ
せ、それにより生じる液晶層の光学特性の変化により行
われる。

【０００３】液晶表示装置の表示方式としては従来ＴＮ
（Twisted Nematic）方式が広く用いられてきたが、視
野角が狭いという問題があった。これを解決する手段と
して、特公昭６３−２１９０７号、ＵＳＰ４３４５２４
９号などによりＩＰＳ（In-Plane Switching）方式が公
開されている。

【０００４】このＩＰＳ方式液晶表示装置では、同一基
板上に形成された櫛歯状の画素電極と共通電極に電圧を
印加し、基板面にほぼ平行な電界を発生させ、液晶分子
を基板面に平行な面内で駆動する。したがって、この方
式では、視野角も広く、また高コントラスト、高色再現
性を達成している。さらに、特開平１１−３０７８４号
で開示されているように、櫛歯電極を「くの字」型に形
成することによりさらに視角特性を向上することができ
る。ＩＰＳ方式は今後の動画対応液晶表示装置や高画質
液晶表示装置にとって非常に重要な技術である。しかし
ながら、ＩＰＳ方式液晶表示装置では、画素内に配置さ
れた電極群がＣｒなどの金属材料で形成されているため
に、電極部では光が透過せず、従来のＴＮ方式に比較す
ると開口率が低いことが課題である。これを解決する一
つの手段として特開平１１−２８３６号に開示されてい
る。

【０００５】図１１に、特開平１１−２８３６号及び特
開平１１−３０７８４号で開示された手段を有するＩＰ
Ｓ方式液晶表示装置の画素部平面図及び断面図を示し
た。この構造では信号配線２上に低容量絶縁膜１３を介
して共通電極４が配置され、従来、共通電極が配置され
ていた領域を光透過領域として利用できるために開口率
を向上できる。さらに、信号配線２に重畳している共通
電極４上の液晶分子は駆動されず光を透過しないことか
ら、自己遮光の作用を有する。従って、信号配線延在方
向の遮光用ブラックマトリクスが不要となり、開口率を
向上できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】今後の表示装置に要求
される写真画質並の表示を考えると、液晶表示装置のさ
らなる高精細化が必要である。現在市場に供給されてい
る液晶表示装置の精細度は８０ｐｐｉから１００ｐｐｉ
であるが、医療業界や印刷業界で要求されている写真画
質並の表示では、さらに高い精細度が必要である。

【０００７】画質は画面と人間の視点との距離によって
決まるために、必要とされる精細度は画面の大きさによ
って異なるが、例えば１５インチモニタでは１４０ｐｐ
ｉ以上の精細度が必要である（フラットパネルディスプ
レイ２０００：日経ＢＰ社）。また、人間の目が４５ｃ
ｍの距離で物を見る場合の最高分解能は２００ｐｐｉと
されている。このような高精細液晶表示装置においては
開口率はますます低くなり、輝度の低下、あるいはバッ
クライトの消費電力の増大を招くことが懸念される。し
たがって、従来技術における開口率向上に加え、さらな
る開口率の向上が必要である。

【０００８】上記で説明したように、従来技術において
開口率を向上することは可能であるが、この構造におい
てもまだ開口率を低下させる大きな要因を有している。
この要因を排除することが課題であり、本課題を解決す
ることにより、さらに開口率を向上することができる。
以下、従来構造における課題を詳細に述べる。

【０００９】図１２及び図１３は、図１１における領域
Ｉ及び領域ＩＩの拡大図である。図１２及び図１３に示
すように走査配線１と画素電極５及び共通電極４との間
に表示とは無関係な電界１５が発生する。例えばポジ型
液晶（誘電率異方性Δε＞０）の場合には、液晶分子は
その長軸が電界方向とほぼ一致する方向に回転し、光を
透過する。従って、この電界により走査配線周辺の液晶
分子が表示と無関係に駆動され光漏れが生じる。この光
漏れを遮光するためにカラーフィルタ基板には走査線方
向に沿った幅の広い遮光用ブラックマトリクスを配置す
る必要があり、開口率低下の大きな要因となる。

【００１０】すなわち、図１２に示した領域Ｉを例に取
ると、走査配線１、画素電極５、共通電極４はそれぞれ
電位が異なるために、走査配線１と画素電極５、もしく
は走査配線１と共通電極４の間に表示に無関係な電界１
５を発生する。走査配線周辺の液晶分子はこの電界によ
り表示と無関係に回転し光を透過する。また、画素電極
と共通電極との間に電圧が印加されていない状態（黒表
示）でも、走査配線に供給される信号は、画素電極や共
通電極とは異なる電位で保持されているために、走査配
線と画素電極及び共通電極の間には表示とは無関係な電
界が発生する。この電界により画素としては黒表示して
いるにも関わらず走査配線周辺において光が漏れる状態
になり、コントラスト低下の要因となる。

【００１１】このような表示とは無関係な光漏れを十分
に遮光するために、一般には電極基板の対向に配置する
カラーフィルタ基板上に、走査配線方向に沿った幅の広
い遮光用ブラックマトリクスを形成する。この遮光用ブ
ラックマトリクス及び、電極基板との合わせずれが開口
率を大きく低下させる要因となっている。上記の医療用
や美術鑑賞用ディスプレイを考えると、今後の液晶表示
装置は、広視野角、高コントラスト、高色再現性といっ
た表示特性を有し、同時に高開口率、高精細化を達成す
る必要がある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、表示性
能に優れ広視野角であり、かつ高開口率で高精細な液晶
表示装置を提供することにある。この目的を達成するた
めに本発明の液晶表示装置は以下の手段を用いる。（１）少なくとも一方が透明な一対の基板と、前記一対
の基板に挟持され、一方向に配列した液晶分子からなる
液晶層と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板上に
配置された信号配線と、前記信号配線と交差するように
配置された走査配線と、前記信号配線と前記走査配線の
交点付近に配置された薄膜トランジスタと、前記薄膜ト
ランジスタに接続されたくの字型の画素電極と、前記画
素電極が配置された方向と同じ方向に配置されたくの字
型の共通電極とを有し、前記画素電極と前記共通電極に
印加される電圧により前記画素電極と前記共通電極間に
発生する、基板面にほぼ平行に生じる電界により前記液
晶層の液晶分子を制御し、表示を行う液晶表示装置にお
いて、前記画素電極と同じ電位を有する遮蔽電極が前記
走査配線との間に発生する電界の方向が前記液晶分子の
初期配向方向と一致するように配置されていることを特
徴とする。

【００１３】（２）少なくとも一方が透明な一対の基板
と、前記一対の基板に挟持された液晶層と、前記一対の
基板の少なくとも一方の基板上に配置された信号配線
と、前記信号配線と交差するように配置された走査配線
と、前記信号配線と前記走査配線の交点付近に配置され
た薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続さ
れたくの字型の画素電極と、前記画素電極が配置された
方向と同じ方向に配置されたくの字型の共通電極とを有
し、前記画素電極と前記共通電極に印加される電圧によ
り前記画素電極と前記共通電極間に発生する、基板面に
ほぼ平行に生じる電界により前記液晶層の液晶分子を制
御し、表示を行う液晶表示装置において、前記画素電極
と同じ電位を有する遮蔽電極が前記走査配線と平行に配
置されていることを特徴とする。

【００１４】（３）少なくとも一方が透明な一対の基板
と、前記一対の基板に挟持され、一方向に配列した液晶
分子からなる液晶層と、前記一対の基板の少なくとも一
方の基板上に配置された信号配線と、前記信号配線と交
差するように配置された走査配線と、前記信号配線と前
記走査配線の交点付近に配置された薄膜トランジスタ
と、前記薄膜トランジスタに接続されたくの字型の画素
電極と、前記画素電極が配置された方向と同じ方向に配
置されたくの字型の共通電極とを有し、前記画素電極と
前記共通電極に印加される電圧により前記画素電極と前
記共通電極間に発生する電界により前記液晶層の液晶分
子を制御し、表示を行う液晶表示装置において、前記一
方の基板には、前記走査配線との間に発生する電界の方
向が、前記液晶層の液晶分子の初期配向と一致するよう
に、前記画素電極に接続した遮蔽電極が配置されている
ことを特徴とする。

【００１５】（４）少なくとも一方が透明な一対の基板
と、前記一対の基板に挟持され、一方向に配列した液晶
分子からなる液晶層と、前記一対の基板の少なくとも一
方の基板上に配置された信号配線と、前記信号配線と交
差するように配置された走査配線と、前記信号配線と前
記走査配線の交点付近に配置された薄膜トランジスタ
と、前記薄膜トランジスタに接続されたくの字型の画素
電極と、前記画素電極が配置された方向と同じ方向に配
置されたくの字型の共通電極とを有し、前記画素電極と
前記共通電極に印加される電圧により前記画素電極と前
記共通電極間に発生する電界により前記液晶層の液晶分
子を制御し、表示を行う液晶表示装置において、前記一
方の基板には、前記画素電極に接続され、前記走査配線と
平行に配置された遮蔽電極を有し、前記液晶層の液晶分
子の初期配向方向が前記走査線の伸びている方向と垂直
方向であることを特徴とする。

【００１６】（５）上記（１）〜（４）において、前記
薄膜トランジスタが多結晶シリコンにより形成されてい
ることを特徴とする。（６）上記（１）〜（５）において、前記遮蔽電極は前
記画素電極とは絶縁膜を介して異層に形成されており、
前記画素電極と前記遮蔽電極とは、前記絶縁膜に形成さ
れたスルーホールを通じて接続されていることを特徴と
する。（７）上記（１）〜（６）において、前記遮蔽電極が金
属で形成されていることを特徴とする。（８）上記（１）〜（７）において、前記遮蔽電極がＳ
ｉを主成分とする導電膜で形成されていることを特徴と
する。（９）上記（８）において、前記遮蔽電極が多結晶半導
体膜で形成されていることを特徴する。（１０）上記（１）〜（９）において、前記一対の基板
のうちカラーフィルタが形成されている基板において、
走査配線延在方向の遮光用ブラックマトリクスが形成さ
れていないことを特徴とする。

【００１７】

【発明実施の形態】図１及びその領域Ｉ、領域ＩＩにお
ける拡大図である図２、図３に示した本発明の新規画素
構造では、画素電極とほぼ同電位である遮蔽電極１４を
配置し、遮蔽電極１４と走査配線１の間で発生する電界
１５が液晶分子の初期配向方向１６とほぼ一致するよう
に配置する。また、この時遮蔽電極は、各電極との短絡
を考えれば共通電極や走査配線と異層に形成される方が
よい。さらに遮蔽電極は導電性を有する材料であれば特
に制限は無く、多結晶シリコンなどのＳｉを主成分とす
る材料やＣｒ、Ａｌ、Ｃｒ−Ｍｏ合金などの金属材料等
が用いられる。この中で、後述するように製造工程上の
理由から、多結晶シリコンが好ましい。なお、図１にお
いて、領域Ｉ及び領域ＩＩの両遮蔽電極１４は、画素電
極５の下に設けられた配線により互いに接続している。

【００１８】図２及び図３から明らかなように、本発明
の新規画素構造により、走査配線１と遮蔽電極１４との
間に電界が発生する。しかし、これら電界１５の方向は
液晶分子の初期配向方向１６とほぼ一致しているため
に、その電界大きさに関係なく液晶分子は初期配向方向
から動くことはない。すなわち、黒表示である。

【００１９】従って、遮蔽電極１４を形成することによ
り走査配線周辺で生じる光漏れを抑制でき、従来必要と
されていた遮光用ブラックマトリクスが不要となる。こ
れにより、走査配線周辺の遮光領域を最低限に抑え、ま
た、ブラックマトリクスの合わせずれによる開口率の損
失もないために、従来のＩＰＳ液晶表示装置に比較して
開口率を向上することが可能である。また、遮蔽電極は
画素電極と同電位であり、かつ、共通電極及び走査配線
と絶縁膜を介して異層に形成されているために短絡の問
題もない。特に、画素電極と共通電極が同層で形成され
る画素構造に有効である。

【００２０】今後の液晶表示装置には、上記したように
さらなる高精細化が要求され、医療業界や印刷業界で要
求されいる写真画質並の表示を考えると、少なくとも１
４０ｐｐｉ以上の精細度が要求される。さらに、人間の
目が４５ｃｍの距離で物を見る場合の最高分解能は２０
０ｐｐｉとされている。このような高精細液晶表示装置
に用いるスイッチング素子としては多結晶シリコンによ
り形成されるＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓ
ｉｓｔｏｒ）が有効である。一般的な液晶表示装置のス
イッチング素子としては、アモルファスシリコンにより
形成されたＴＦＴ（ａ−ＳｉＴＦＴ）が用いられてき
た。しかし、ａ−ＳｉＴＦＴでは駆動回路を基板外部に
設ける必要があり、各画素から引き出される配線はＴＡ
Ｂ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ）
により外部駆動回路に接続されているためにＴＡＢピッ
チの限界が精細度の上限となる。現状では、ＴＡＢピッ
チの限界は１３０ｐｐｉとされている。

【００２１】それに対し、多結晶シリコンにより形成さ
れたＴＦＴ（ｐ−ＳｉＴＦＴ）では駆動回路を基板上に
形成でき、外部端子との接続点数を減らすことができる
ため、より微細な配線間隔を実現でき、高精細化が可能
である。さらに移動度についても多結晶シリコンＴＦＴ
ではアモルファスシリコンＴＦＴに比較して１桁以上大
きいために、短時間の間に信号を書きこむことが可能で
あり、画素数の多い高精細表示装置に適したスイッチン
グ素子である。

【００２２】そして、上記した本発明においてｐ−Ｓｉ
ＴＦＴをスイッチング素子に用いるメリットがもう一つ
ある。図４にｐ−ＳｉＴＦＴにおける断面を示す。ｐ−
ＳｉＴＦＴの詳細な製造プロセスについては後述する
が、図４に示すようにａ−ＳｉＴＦＴに比べ多層で構成
されているために、遮蔽電極をその他の電極と短絡させ
ることなく配置できる層の選択裕度がある。すなわち、
遮蔽電極はｎ⁺ｐ−Ｓｉ層１９で形成されてもよいし、
ソース電極２０層で形成されてもよい。いずれの層で形
成された場合においても、遮蔽電極は画素電極と同電位
に保持することが可能であり、また、走査配線１や共通
電極４と異層に形成でき短絡を防ぐことが可能である。
本発明による新規画素構造により、表示性能に優れ広視
野角であり、かつ高開口率で高精細な液晶表示装置を提
供することが可能である。

【００２３】以下、本発明を具体的に実施するための画
素構造について説明する。なお、本実施例で示した画素
構造は、画素内２分割であるが、本発明は図５に示すよ
うに４分割の画素構造でもよく、特にこれら画素構造に
限定されるものではない。（実施例１）本実施例の構成を図１及び図６を用いて説
明する。図６は液晶表示装置の画素部の断面図であり、
図１はその画素部の電極構造を説明するための図であ
る。本実施例における液晶表示素子は、表示部が対角１
４.１インチサイズであり、一対の基板は共に透明なガ
ラス基板であり、厚みは０.７ｍｍである。なお、ここ
では、ガラス基板をＴＦＴや配線が形成される電極基板
とその対向に配置されるカラーフィルタ基板に分けて説
明する。

【００２４】まず、電極基板について説明する。ガラス
基板８上にＳｉＮ膜９及びＳｉＯ₂膜１０、アモルファ
スＳｉを順次形成する。ＳｉＮ膜はガラス基板からの不
純物の浸透を防ぐために必要であり、ＳｉＯ₂膜は、後
で形成するＴＦＴに必須の膜である。その後、エキシマ
レーザーアニール法によりアモルファスＳｉを多結晶化
し、ポリＳｉ層１９を形成する。さらに、ゲート絶縁膜
１１を形成し、その上にゲート電極（走査配線）１及び
共通配線３を形成する。ここでゲート絶縁膜にはＳｉＯ
₂を用い、また、ゲート電極（走査配線）１及び共通配
線３にはモリブデン−タングステン（ＭｏＷ）合金を用
いた。配線の材料には電気抵抗の低いものであれば特に
問題は無く、アルミニウムや銅、銀もしくはこれらの合
金なども考えられる。

【００２５】次に、ゲート電極をマスクとして、低濃度
の燐（Ｐ）をドープし、さらにゲート電極を覆うレジス
トを形成後、高濃度の燐（Ｐ）をドープする。これによ
りｐ―Ｓｉ層にＴＦＴチャネル領域１７、ＬＤＤ領域１
８、ｎ⁺ｐ―Ｓｉ領域１９が形成される。本実施例では
遮蔽電極１４を、導電性を有するｎ⁺ｐ−Ｓｉをパター
ニングすることにより形成する。ｎ⁺ｐ−Ｓｉは後に形
成されるソース電極２０及び画素電極５と接続されてい
るために、これら電極と同電位である。また、図１では
遮蔽電極は走査配線１に重畳していないが、部分的に重
畳した構造であってもよい。さらに領域Ｉ及びＩＩの両
遮蔽電極は後に形成される画素電極に重畳して下層に形
成される配線（接続電極）により互いに接続されてい
る。なお、この接続電極は遮蔽電極と同材料で同層に形
成されている。また、このような構造では画素電極と接
続電極の合わせずれや加工精度が開口率に直接影響する
ために、ｐ−Ｓｉなどの加工精度の高いものが有効であ
る。

【００２６】形成されたゲート電極（走査配線）１及び
共通配線３はＳｉＯ₂により形成される保護膜１２で覆
われ、この保護膜上に信号配線２及びソース電極２０が
形成される。信号配線２及びソース電極２０は、それぞ
れスルーホール６を介してＴＦＴのｎ⁺ｐ−Ｓｉに接続
される。信号配線２及びソース電極２０はクロム−モリ
ブデン（ＣｒＭｏ）合金で形成されており、電気抵抗の
低い材料であれば特に問題なく、アルミニウムや銅、銀
もしくはこれらの合金なども考えられる。

【００２７】本構造ではさらに信号配線２と後で形成さ
れる共通電極４を重畳させるため、信号配線２上に低容
量絶縁膜１３を形成する。このような構造では信号配線
と共通電極との間に容量が生じる。この容量は信号配線
に大きく影響し、信号遅延や信号歪を生じさせるため、
できるだけ小さくする必要がある。従って低容量絶縁膜
１３には、厚膜でかつ誘電率の低い材料を用いる必要が
ある。低容量絶縁膜１３の上にさらに共通電極４及び画
素電極５を形成する。電極材料には金属材料でもよく、
また、開口率向上を目的として、ＩＴＯなどの透明導電
膜などでもよい。本実施例では電極材料としてＩＴＯを
用いた。

【００２８】なお、本実施例においては画素電極５を低
容量絶縁膜１３上に形成しているが、本発明を実施する
上では、ソース電極２０と兼用し、これを画素電極とし
て使用してもよい。ただし、駆動電圧を考えれば画素電
極、共通電極が共に低容量絶縁膜上に形成されているの
がよい。なお、本実施例では画素内が２分割された構造
を示しているが、本発明は２分割画素に限定されるもの
ではなく、図５に示すように４分割画素でも適応でき
る。ここで画素は基板上、マトリクス状に形成された信
号配線２及び走査配線１で囲まれた領域に対応する。

【００２９】一方、ＴＦＴを形成したガラス基板８に対
向するガラス基板２５はストライプ状の３色ＲＧＢカラ
ーフィルタ２４及びブラックマトリクスを兼ね備えた構
造である。なお、ブラックマトリクスはＴＦＴ領域を遮
光するために必要であり、上記電極構造では信号配線周
辺及び走査配線周辺の光漏れを遮光するためのブラック
マトリクスは不要である。カラーフィルタ２４とブラッ
クマトリクス上には平坦化するためのオーバーコート樹
脂２３を形成する。なお、オーバーコート樹脂としては
エポキシ樹脂などを用いる。

【００３０】このようにして作製される各ガラス基板表
面に、液晶分子を配向させるためのポリイミド配向膜２
１を、膜厚１００ナノメートルで形成する。一般にポリ
イミド膜は、その前駆体であるポリアミック酸を基板表
面に印刷機などで塗布し、これらを高温で焼成すること
により形成される。ここで形成されたポリイミド配向膜
２１の表面をラビング処理することにより配向処理を施
す。ラビング方向は信号配線延在方向に平行な方向（走
査配線延在方向に垂直な方向）である。

【００３１】次に、これら一対の基板のうち、一方の基
板の表示領域周縁部に熱硬化型のシール材を塗布し、も
う一方の対向基板を重ね合わせる。なお、シール材は、
後に液晶素子内に液晶を注入するための封入口が形成さ
れるように塗布される。加熱しながら加圧し、両基板を
接着固定する。基板間には直径４マイクロメートルの高
分子ビーズが分散され、基板間の間隔を保持できるよう
になっている。その後、封入口から真空封入法により液
晶を液晶表示素子内に注入し、封入口を紫外線硬化樹脂
などで封止する。なお、ここでは液晶材料として分子構
造内にシアノ基を有するシアノ系液晶（誘電率異方性が
正）を使用する。

【００３２】組合せた基板の両面に偏光板２６をノーマ
リークローズ特性（低電圧で黒表示、高電圧で白表示）
となるようにクロスニコル配置で貼りつける。また、図
７に示すように、各配線は基板の端部まで延在配置さ
れ、信号配線４７、走査配線４８、共通配線４６はそれ
ぞれに対応して信号ドライバ４３、走査ドライバ４２、
共通配線ドライバ４４に接続される。また、各ドライバ
は表示制御装置４１により制御されている。なお、破線
で囲まれた領域４９には一つの画素に対応する本電極構
造に相当する等価回路を示している。

【００３３】その後、図８で示したシールドケース５
２、拡散板５３、導光板５４、反射板５５、バックライ
ト５６、下側ケース５７、インバータ回路５８を組合せ
ることにより液晶表示装置５９を組み立てた。本構造に
より走査配線延在方向のブラックマトリクスを不要とで
き、開口率を向上できる。

【００３４】（実施例２）本発明の別の実施例形態につ
いて、図９を用いて説明する。図９は液晶表示装置の画
素部の電極構造を説明するための図である。本実施例で
は、前段の走査配線からの不要な電界を遮蔽するための
遮蔽電極１４がスルーホール６を介して画素電極５に接
続されている。実施例１では領域Ｉと領域ＩＩの両遮蔽
電極を画素電極５の下層に設けられた配線（接続電極）
により接続している構造に比べて、遮蔽電極と画素電極
の合わせずれがないために、設計裕度を向上できる。接
続電極と画素電極の合わせずれは、画素電極幅が実効的
に幅広くなったものに相当し、実質的な開口率の低下を
誘発するが、本構造においてはその懸念がない。本実施
例においても従来に比べ開口率を向上することができ
る。

【００３５】（実施例３）本発明の別の実施例形態につ
いて、図１０を用いて説明する。図１０は液晶表示装置
の画素部の電極構造を説明するための図である。本実施
例では、画素内に配置された遮蔽電極１４をソース電極
により形成する点以外は実施例１と同様である。本実施
例では実施例１に比べ、遮蔽電極が走査配線より液晶層
側に形成されているために、遮蔽効果は高い。走査配線
から液晶層への電気力線の道筋途中に遮蔽電極が配置さ
れているために、表示に無関係な電界をより効果的に遮
蔽できる。したがって、実施例１に比べて遮蔽電極の幅
を狭くでき、その分開口率を向上することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上の通り、従来のＩＰＳ方式液晶表示
装置においては、走査配線と画素電極間に発生する、表
示に無関係な電界による光漏れが開口率低下の大きな要
因となっていたものを、本発明では、画素電極と同一電
位を有する遮蔽電極を、走査配線との間に生じる電界方
向が液晶初期配向方向と一致するように配置することに
より解決した。この結果、表示性能に優れ、広視野角で
あり、かつ高開口率で高精細な液晶表示装置を提供する
ことができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１での液晶表示装置における画素部の電
極構造を説明するための図

【図２】図１の領域Ｉでの電界分布を説明するための図

【図３】図１の領域ＩＩでの電界分布を説明するための
図

【図４】ｐ−ＳｉＴＦＴにおける断面を説明するための
図

【図５】実施例１の液晶表示装置とは画素内分割数の異
なる画素部の電極構造を説明するための図

【図６】液晶表示装置の断面を説明するための図

【図７】液晶表示装置の駆動系を説明するための等価回
路図

【図８】液晶表示装置の分解斜視図

【図９】実施例２での液晶表示装置における画素部の電
極構造を説明するための図

【図１０】実施例３での液晶表示装置における画素部の
電極構造を説明するための図

【図１１】従来の液晶表示装置における画素部の電極構
造を説明するための図

【図１２】図１１の領域Ｉでの電界分布を説明するため
の図

【図１３】図１１の領域ＩＩでの電界分布を説明するた
めの図

【符号の説明】

１…走査配線（ゲート電極）、２…信号配線、３…共通
配線、４…共通電極、５…画素電極、６…スルーホー
ル、７…ＴＦＴ、８…ガラス基板、９…ＳｉＮ絶縁膜、
１０…ＳｉＯ₂保護膜、１１…ゲート絶縁膜、１２…層
間絶縁膜、１３…低容量絶縁膜、１４…遮蔽電極、１５
…電界、１６…液晶分子の初期配向方向、１７…ＴＦＴ
チャネル領域、１８…ＬＤＤ領域、１９…ｎ⁺ｐ−Ｓ
ｉ、２０…ソース電極、２１…配向膜、２２…液晶、２
３…オーバーコート膜、２４…カラーフィルタ、２５…
ガラス基板、２６…偏光板、４０…表示画素部、４１…
表示制御装置、４２…走査配線駆動回路、４３…信号配
線駆動回路、４４…共通電極駆動回路、４５…ＴＦＴ、
４６…共通配線、４７…信号配線、４８…走査配線、５
１…液晶表示素子（液晶表示パネル）、５２…シールド
ケース、５３…拡散板、５４…導光板、５５…反射板、
５６…バックライト、５７…下側ケース、５８…インバ
ータ回路基板、５９…液晶表示装置、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透明な一対の基板と、
前記一対の基板に挟持され、一方向に配列した液晶分子
からなる液晶層と、前記一対の基板の少なくとも一方の
基板上に配置された信号配線と、前記信号配線と交差す
るように配置された走査配線と、前記信号配線と前記走
査配線の交点付近に配置された薄膜トランジスタと、前
記薄膜トランジスタに接続されたくの字型の画素電極
と、前記画素電極が配置された方向と同じ方向に配置さ
れたくの字型の共通電極とを有し、前記画素電極と前記
共通電極に印加される電圧により前記画素電極と前記共
通電極間に発生する、基板面にほぼ平行に生じる電界に
より前記液晶層の液晶分子を制御し、表示を行う液晶表
示装置において、前記画素電極と同じ電位を有する遮蔽
電極が前記走査配線との間に発生する電界の方向が前記
液晶分子の初期配向方向と一致するように配置されてい
ることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】少なくとも一方が透明な一対の基板と、
前記一対の基板に挟持され、一方向に配列した液晶層
と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板上に配置さ
れた信号配線と、前記信号配線と交差するように配置さ
れた走査配線と、前記信号配線と前記走査配線の交点付
近に配置された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジ
スタに接続されたくの字型の画素電極と、前記画素電極
が配置された方向と同じ方向に配置されたくの字型の共
通電極とを有し、前記画素電極と前記共通電極に印加さ
れる電圧により前記画素電極と前記共通電極間に発生す
る、基板面にほぼ平行に生じる電界により前記液晶層の
液晶分子を制御し、表示を行う液晶表示装置において、
前記画素電極と同じ電位を有する遮蔽電極が前記走査配
線と平行に配置されていることを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項３】少なくとも一方が透明な一対の基板と、
前記一対の基板に挟持され、一方向に配列した液晶分子
からなる液晶層と、前記一対の基板の少なくとも一方の
基板上に配置された信号配線と、前記信号配線と交差す
るように配置された走査配線と、前記信号配線と前記走
査配線の交点付近に配置された薄膜トランジスタと、前
記薄膜トランジスタに接続されたくの字型の画素電極
と、前記画素電極が配置された方向と同じ方向に配置さ
れたくの字型の共通電極とを有し、前記画素電極と前記
共通電極に印加される電圧により前記画素電極と前記共
通電極間に発生する電界により前記液晶層の液晶分子を
制御し、表示を行う液晶表示装置において、前記一方の
基板には、前記走査配線との間に発生する電界の方向が、
前記液晶層の液晶分子の初期配向と一致するように、前
記画素電極に接続した遮蔽電極が配置されていることを
特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】少なくとも一方が透明な一対の基板と、
前記一対の基板に挟持され、一方向に配列した液晶分子
からなる液晶層と、前記一対の基板の少なくとも一方の
基板上に配置された信号配線と、前記信号配線と交差す
るように配置された走査配線と、前記信号配線と前記走
査配線の交点付近に配置された薄膜トランジスタと、前
記薄膜トランジスタに接続されたくの字型の画素電極
と、前記画素電極が配置された方向と同じ方向に配置さ
れたくの字型の共通電極とを有し、前記画素電極と前記
共通電極に印加される電圧により前記画素電極と前記共
通電極間に発生する電界により前記液晶層の液晶分子を
制御し、表示を行う液晶表示装置において、前記一方の
基板には、前記画素電極に接続され、前記走査配線と平行
に配置された遮蔽電極を有し、前記液晶層の液晶分子の
初期配向方向が前記走査線の伸びている方向と垂直方向
であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】前記薄膜トランジスタが多結晶シリコン
により形成されていることを特徴とする請求項１〜４の
うちいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記遮蔽電極は前記画素電極とは絶縁膜
を介して異層に形成されており、前記画素電極と前記遮
蔽電極とは、前記絶縁膜に形成されたスルーホールを通
じて接続されていることを特徴とする請求項１〜５のう
ちいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記遮蔽電極が金属で形成されているこ
とを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一項に記載
の液晶表示装置。
【請求項８】前記遮蔽電極がＳｉを主成分とする導電
膜で形成されていることを特徴とする請求項１〜７のう
ちいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】前記遮蔽電極が多結晶半導体膜で形成さ
れていることを特徴する請求項８に記載の液晶表示装
置。
【請求項１０】前記一対の基板のうちカラーフィルタ
が形成されている基板において、走査配線延在方向の遮
光用ブラックマトリクスが形成されていないことを特徴
とする請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の液晶表
示装置。