JP4609483B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に透過率を向上させることができる液晶表示装置に関する。

高いコントラスト及び広視野角が得られる液晶表示装置として、液晶を２つの透明基板に対して略水平方向の電界を用いて液晶分子の配向を制御する液晶表示装置、即ち、ＦＦＳ（Fringe-Field Switching）モードやＩＰＳ（In-Plain Switching）モード当により動作する液晶表示装置が知られている。この液晶表示装置では、一方の透明基板に、表示信号が供給される画素電極と共通電位が供給される共通電極の両者が配設される。

この液晶表示装置がＦＦＳモードである場合について説明すると、例えば、画素電極に複数の線状部及びスリットが交互に平行に配置され、画素電極と共通電極とは、絶縁膜を介して対向して配置される。液晶分子は、配向膜のラビング方向に応じて初期配向される。そして、画素電極に表示信号が印加されると、画素電極の線状部からスリットの下層に延在する共通電極に延びる電界、即ち透明基板に対して略水平方向の電界に応じて、液晶分子の配向方向が制御される。この液晶分子を介して光学的制御が詠行われ、白表示又は黒表示が行われる。

ところで、この主のＦＦＳモードの液晶表示装置として、例えば、複数個の液晶分子を含む液晶層を介して所定の距離で第１及び第２透明絶縁基板を対向配置し、第１透明基板上に複数個のゲートパスライン及びデータパスラインを形成して単位画素を限定するようにマトリクス形態で配置し、これらとの交差部に薄膜トランジスタを設け、透明導電体からなるカウンタ電極を各単位画素に配置し、カウンタ電極と一緒にフリンジフィールドを形成する複数個の上部スリット及び下部スリットを前記カウンタ電極と絶縁して各単位画素に配置し、画素の長辺を中心に対称となる所定の傾きで配列し、また、透明導電体からなる画素電極とを含む構成を有するフリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１８２２３０号公報（第１頁、図３）

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、ゲートパスライン及びデータパスラインで囲まれる領域に長方形状の画素電極が配設され、この画素電極にゲートパスラインと平行な短辺に対して傾斜する複数のスリットを互いに平行に形成する場合と、画素電極の長手方向の中心位置で対称関係となる傾斜角を有する上部スリット及び下部スリットを形成する場合とが開示されており、スリットによって透過率を向上させることができるものであるが、画素電極が長方形状に形成されて、これに対して短辺に対して傾斜するスリットが形成されているので、短辺側の対向外周縁側でスリットと外周縁との間に直角三角形状の電極部が残ることになり、この部分で透過率が低下するという未解決の課題がある。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、スリットを形成する電極の透過率を向上させることができる液晶表示装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、第１の形態に係る液晶表示装置は、表示部を形成する画素を、少なくとも、液晶層を挟んで対向する一対の基板と、前記一対の基板の一方の基板に設けられ絶縁膜を挟んで配置された前記液晶層の液晶分子を駆動する共通電極及び画素電極と、で構成し、前記共通電極及び前記画素電極のうちの前記液晶層側の電極は、ラビング方向に対して所定角度傾斜したスリットを有する少なくとも一対のスリット形成領域が前記画素の長手方向と前記スリットの長手方向とのなす角度が補角の関係となるように配置されると共に、前記一対のスリット形成領域の一方のスリット形成領域における他方のスリット形成領域とは反対側の外周縁が当該スリットの長手方向と平行に形成され、前記一対のスリット形成領域のそれぞれにおいて、前記液晶層側の電極に形成されたスリットは互いに平行に複数形成され、前記スリットは、前記液晶層側の電極の当該スリットの長手方向の対向外周縁の一方まで延長して、当該電極が櫛歯形状とされ、前記画素内に前記一対のスリット形成領域が配設され、前記画素電極に印加する電圧を制御する能動制御部のゲートにゲート信号を供給するゲート線が配設され、前記能動制御部は、前記一方のスリット形成領域の外周縁部の前記ゲート線との間隔が広い側に形成されていることを特徴としている。

この第１の形態では、共通電極及び前記画素電極のうちの前記液晶層側の電極は、ラビング方向に対して所定角度傾斜したスリットを有する少なくとも一対のスリット形成領域が前記画素の長手方向と前記スリットの長手方向とのなす角度が補角の関係となるように配置されると共に、前記一対のスリット形成領域の一方のスリット形成領域における他方のスリット形成領域とは反対側の外周縁が当該スリットの長手方向と略平行に形成されているので、電極の外形をマルチスリット構成の台形状に形成することができ、スリットを形成した電極のスリットと平行な対向外周縁に余分な電極部がないので、画素の透過率を向上させることができる。

また、スリット形成領域のそれぞれにおいて、液晶層側の電極に形成されたスリットが互いに平行に複数形成されているので、各スリット形成領域での透過率を向上させるができる。

また、電極が櫛歯形状とされているので、透過率をより向上させることができる。

また、１つの画素に対応する電極を、一対のスリット形成領域を形成したマルチスリット構成の電極で構成するので、一対のスリット形成領域間でもそれら間の間隔を狭めて透過率を向上させることができる。

また、マルチスリット構成の電極の一方のスリット形成領域の外周縁部のゲート線との間隔が広い側に能動制御部を形成するので、画素全体の透過率を向上させることができる。

さらにまた、他の形態における液晶表示装置は、前記能動制御部は屈曲して前記ゲート線と２回交差することを特徴としている。

この形態では、能動制御部が屈曲してゲート線と２回交差するので、薄膜トランジスタの形成領域の面積を小さくして表示可能領域の割合即ち開口率を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明をノーマリーブラック型のＦＦＳモードにより動作する液晶表示装置に適用した場合の一実施形態を示す平面図であって、図中、１は液晶表示装置であって、表示部２が複数の画素３をマトリックス状に配置されて構成されている。図１では、表示部２の一部の画素３のみを示している。

表示部２は、図１に示すように、Ｘ方向を水平方向とし、Ｙ方向を垂直方向とした矩形状に形成され、その水平方向に沿って、画素選択信号が供給される複数のゲート線４が所定間隔を保って配置されていると共に、垂直方向に沿って、表示信号が供給されるドレイン線５が所定間隔を保って配置されている。なお、表示部２の水平方向は、表示部１が偏光サングラスを通して視認される場合においては、その偏光サングラスの吸収軸と平行となるように設定する。

これらゲート線４及びドレイン線５で囲まれる画素領域に画素３が配置されている。各画素３には、画素形成領域の左上角部にゲート線４をゲート電極とした薄膜トランジスタＴＲが配設されている。
そして、画素３は、図２の断面図に示すように、多層構造とされ、バックライト１０に対向する下面に第１の偏光板１１を形成したガラス等からなる第１の透明基板１２を有し、この第１の透明基板１２の上面にバッファ膜１３が形成され、このバッファ膜１３の上面に薄膜トランジスタＴＲを構成する図１で見てＵ字状のポリシリコンで形成された能動層１４が配置され、この能動層１４を覆うようにゲート絶縁膜１５が配置されている。

ゲート絶縁膜１５の能動層１４に対向する上面には能動層１４を２回通るようにゲート線４が配置されてダブルゲート構造とされている。そして、ゲート絶縁膜１５及びゲート線４は、層間絶縁膜１６で覆われている。この層間絶縁膜１６上には、コンタクトホールＣＨ１を通じて薄膜トランジスタＴＲのドレイン１７と接続されたドレイン線５と、コンタクトホールＣＨ２を通じてソース１８と接続されたソース電極１９とが配置されている。

これらドレイン線５及びソース電極１９はパッシベーション膜２０で覆われ、このパッシベーション膜２０上に平坦化膜２１が形成されている。なお、パッシベーション膜２０は必ずしも必要ではなく、省略することもできる。
平坦化膜２１上には、ソース電極１９と対向する位置に開口部２２ａを有する共通電極２２が配置されている。この共通電極２２は、例えば画素３が配置されている表示有効領域ではベタ膜として形成され、画素３が配置されていない領域において、コンタクトホール（図示せず）を通じて、共通電位が供給される共通電極線（図示せず）と接続されている。また、ゲート線またはドレイン線に平行に連なった帯状に形成してもよいし、共通電極線と画素毎も接続してもよい。

そして、共通電極２２上に絶縁膜２３を介して画素電極２４が配置されている。この画素電極２４は絶縁膜２３、共通電極２２の開口部２２ａ、平坦化膜２１及びパッシベーション膜２０を通じて形成されたコンタクトホールＣＨ３を介してソース電極１９と接続されている。
また、画素電極２４は配向膜２５で覆われており、この配向膜２５のラビング方向は、第１の偏光板１１の透過軸と平行となるように設定されている。

そして、配向膜２５の上部に液晶分子Ｍを有する液晶層２６を介して下面にカラーフィルタ２７及び配向膜２８を有する第２の透明基板２９が配置されている。ここで、配向膜２８のラビング方向は前述した配向膜２５と同じラビング方向を有している。また、液晶層２６の液晶分子Ｍは、配向膜２５及び２８のラビング方向に応じて初期配向されており、ホモジニアス配向されている。

さらに、第２の透明基板２９の上面に第１の偏光板１１と直交する透過軸を有した第２の偏光板３０が配置されている。
そして、配向膜２５及び２８のラビング方向は、図３に示すように、水平方向（Ｘ方向）と一致している。画素電極２４は、図３に示すように、画素３の長手方向の中央部で上下対称のスリット形状を有する一対の第１スリット形成領域Ａ１及び第２スリット形成領域Ａ２を有するダブルスリット構成とされている。

第１スリット形成領域Ａ１は、配向膜２５及び２８のラビング方向に対して所定角度＋θｓ１だけ傾斜した長方形状を有する複数のスリットＳ１が垂直方向に所定間隔Ｌ１を保って平行に形成されている。
また、第２スリット形成領域Ａ２は、配向膜２５及び２８のラビング方向に対して所定角度−θｓ１だけ傾斜した長方形状を有する複数のスリットＳ２が垂直方向に所定間隔Ｌ１を保って平行に形成されている。

したがって、第１スリット形成領域Ａ１及び第２スリット形成領域Ａ２は、画素３の長手方向とスリットＳ１及びＳ２の長手方向とのなす角度が補角の関係となるように配置されている。
また、画素電極２４は、第１スリット形成領域Ａ１側の外周縁３１が最外周側のスリットＳ１から所定距離Ｌ２だけ離れた位置にスリットＳ１と平行な短辺となるように形成され、第２スリット形成領域Ａ２側の外周縁３２が最外周側のスリットＳ２からＬ２だけ離れた位置にスリットＳ２と平行な短辺となるように形成されている。

また、画素電極２４は、外周縁３１及び３２の左右両端を夫々個別に結んで垂直方向にドレイン線５に沿って延長する比較的長い長辺となる対向外周縁３３及び３４が形成され、各外周縁３１〜３４によって台形状に形成されている。
ここで、第１スリット領域Ａ１及び第２スリット領域Ａ２の各スリットＳ１及びＳ２は、絶縁膜２３を介して形成された上部電極である画素電極２４と下部電極である共通電極２２との間に電圧を印加し、これによって発生する電界によって液晶分子Ｍを駆動するための開口部である。各スリット領域Ａ１及びＡ２で、スリットＳ１を垂直方向（Ｙ方向）に複数平行に形成することにより、各スリット領域Ａ１及びＡ２での透過率を向上させることができる。

そして、第１スリット形成領域Ａ１のスリットＳ１は、その傾斜角＋θｓ１が液晶層２６の液晶分子Ｍの回転方向を不定にさせないようにするために、配向膜２５及び２８のラビング方向に対して例えば約＋５度〜＋１５度、好ましくは約＋５度大きい値に設定されている。
また、第２スリット形成領域Ａ２のスリットＳ２も、その傾斜角−θｓ１が液晶層２６の液晶分子Ｍの回転方向を不定にさせないようにするために、配向膜２５及び２８のラビング方向に対して例えば約−５度〜−１５度、好ましくは約−５度小さい値に設定されている。

また、各スリットＳ１及びＳ２は、その長手方向の両端部が、これら両端部に対向する画素電極２４の対向外周縁３３及び３４に対して所定距離Ｌ３だけ内側となるように形成されている。結局、画素電極２４は、対向外周縁３１及び３２を形成する外側電極部３５及び３６と、対向外周縁３３及び３４を形成する外側電極部３７及び３８とで台形状とされ、外側電極部３７及び３８間がスリットＳ１及びＳ２を形成する連結電極部３９で連結されている構成を有する。

さらに、第１スリット形成領域Ａ１及び第２スリット形成領域Ａ２の境界位置のスリットＳ１及びＳ２は、外側電極部３７の位置で連結電極部３９同士が重なるように形成され、その外側電極部３８側に、端部を外周縁３４に開放したスリットＳ３が形成されている。
このスリットＳ３は、フォトリソグラフィ工程の分解能によって、図３に示すように、スリットＳ１及びＳ２のラビング方向に対する傾斜角＋θｓ１及び−θｓ１が小さくスリット幅が小さい場合には、外周縁３４側で開放した形状とし、傾斜角＋θｓ１及び−θｓ１が大きくスリット幅が大きい場合には、外側電極部３８側端部を外側電極部３８で閉塞した形状とすることができる。

この画素電極２４は、パターニングする際に、フォトリソグラフィ工程により角部が若干丸みを帯びる形状となる場合がある。この丸みを極力回避するためには、パターニングに用いるマスクのパターンを、光近接効果を考慮したパターンとすれば、その丸みを無視できる程度に抑えることができる。
そして、画素電極２４の第２スリット形成領域Ａ２の左下隅部に前述した薄膜トランジスタＴＲが形成されている。

また、図１に示すように、平面から見て少なくとも画素電極２４の外側電極部３５とドレイン線５とをそれらの一部が互いに重畳するように配置することにより、スリットＳ１の端部をドレイン線５に近づけることができ、画素３における透過率をより向上させることができる。また、画素電極２４の外側電極部３５とゲート線４とをそれらが互いに重畳しないように配置することにより、外側電極部３５と画素電極２４より大きく形成されている下部電極である共通電極２２との電解により外側電極部３５とゲート線４の間の液晶分子Ｍを制御することができ、画素３における透過率をより向上させることができる。

上記構成を有する液晶表示装置１の動作を、図２を参照して説明すると、共通電極２２と画素電極２４との間に電界が生じないオフ状態では、液晶層２６の液晶分子Ｍはホモジニアス配向されており、その長軸方向は、第１の偏光板１１の透過軸と例えば平行である。このとき、第１の偏光板１１によって直線偏光されたバックライト１０の光は、そのままの偏光軸で液晶層２６を透過して第２の偏光板３０に入射する。しかし、この光は、その偏光軸が第２の偏光板３０の透過軸と直行するため、第２の偏光板３０によって吸収される。即ち、黒表示表示（ノーマリーブラック）となる。

一方、共通電極２２と画素電極２４との間に電界が生じるオン状態では、この電界に応じて、液晶層２６の液晶分子Ｍの長軸は、第１の透明基板１２に対して略水平に回転する。このとき、第１の偏光板１１によって直線偏光されたバックライト１０の光は、液晶層２６における複屈折により楕円偏光となり、第２の偏光板３０に入射する。この楕円偏光のうち、第２の偏光板３０の透過軸と一致する成分が出射され、白表示となる。

このとき、画素電極２４の外側電極部３５及び３６の外周縁３１及び３２が夫々スリットＳ１及びＳ２と平行に形成されているので、画素電極２４の外形を長方形状とする場合に比較して外側電極部３５及び３６に余分なマージンが生じることはなく、各画素３の透過率を向上させることができる。
しかも、薄膜トランジスタＴＲが能動層１４をゲート線４が２回通るダブルゲート構造されているので、薄膜トランジスタの形成領域の面積を小さくして表示可能領域の割合即ち開口率を向上させることができる。

なお、上記画素電極２４が配置された各画素３が、所謂ライン反転駆動により動作する場合、垂直方向で隣接する各画素３の各画素電極２４には、極性の異なる表示信号が供給される。そのため、異なる表示信号の間処理によって所望の表示が得られずに、それらの画素３の境界近傍で表示不良が生じる場合がある。この問題を避けるためには、垂直方向で隣接する各画素３の各画素電極２４を極力離間させた方が良いが、あまり離間距離を大きくとると透過率の低下を招くことになる。

そこで、一方の画素電極２４の対向外周縁３１と他方の画素電極２４の対向外周縁３２との距離は、画素電極２４の対向外周縁３１及び３２の外側の液晶分子Ｍが電界により所望の回転を得られる範囲の２倍と等しいか、それより多少大きい範囲とすることが好ましい。例えば、隣接する各画素電極２４のうち、一方の画素電極２４の外周縁３１と、他方の画素電極２４の外周縁３２との距離をＤ１とすると、５μｍ＜Ｄ１＜１５μｍであり、好適な例としては７μｍ＜Ｄ１＜１０μｍである。

なお、上記第１の実施形態においては、スリットＳ１の端部形状が丸みを帯びると、液晶分子Ｍの回転方向が所望の方向に対して反転する領域が存在して、本来ならば白表示となるべき領域が黒表示となり透過率が低下する現象であるディスクリネーションが発生する。このディスクリネーションの発生を抑制するためには、スリットＳ１の端部形状が丸みを帯びることなく形成するが必要であるが、このためのフォトリソグラフィ工程で使用するマスクとして、図４に示すような、開口部電極形成マスク１００を使用する。

この開口部電極形成マスク１００は、非透光パターン部１１２に対して、画素電極２４の第１スリット形成領域Ａ１に対向する位置にスリットＳ１の形状に応じた基本透光パターン部１１３が形成され、第２スリット形成領域Ａ２に対向する位置にスリットＳ２の形状に応じた基本透光パターン部１１４が形成されている。さらに基本透光パターン部１１３及び１１４のディスクリネーションの発生する部位に基本透光パターン部１１３及び１１４を拡張してディスクリネーションの発生を抑制する補正用透光パターン部１１５，１１６及び１１７，１１８が形成されている。

ここで、基本透光パターン部１１３のディスクリネーションが発生する部位は、第１スリット形成領域Ａ１のスリットＳ１が、ラビング方向に対して正方向即ち反時計方向に傾斜しているので、スリットＳ１の中心点をＸＹ座標の原点とし、Ｘ方向をスリットの長手方向とし、Ｙ方向をスリットの幅方向としたときに、第２象限及び第４象限の角部となる。また、基本透光パターン部１１４のディスクリネーションが発生する部位は、第２のスリット形成領域Ａ２のスリットＳ２が、ラビング方向に対して負方向即ち時計方向に傾斜しているので、上記ＸＹ座標系において第１象限及び第３象限の角部Ｅとなる。

各補正用透光パターン部１１５〜１１８は同一形状を有するので、代表として補正用透光パターン１１５について説明する。この補正用透光パターン１１５は、図５で拡大図示するように、基本透光パターン部１１３が非透光パターン部１１２内に拡張される形となるように基本透光パターン部１１３に連通して形成されている。そして、補正用透光パターン１１５は、基本透光パターン部１１３に連通してその長手方向即ちＸ軸に対して反時計方向に例えば４５度傾斜して延長する比較的幅狭の帯状パターン部１１９と、この帯状パターン部１１９の延長端に形成された例えば直角二等辺三角形に形成された三角形パターン部１２０とで構成されている。

ここで、帯状パターン部１１９の幅寸法Ｂ及び基本透光パターン１１３の端部から三角形パターン部１２０の先端部までの延長寸法Ｃが基本透光パターン部１１３の幅寸法Ａよりも小さく設定されている。
寸法の一例を挙げると、エッチング後に形成される画素電極２４のスリット幅Ｓを約４．０μｍとするときには、基本透光パターン部１１４の幅寸法Ａを約３．４μｍとすることができ、この場合、補正用透光パターン部１１６の延長寸法Ｃを約１．７５μｍ、幅寸法Ｂを約１．４μｍとすることができる。

高精細な液晶表示装置では、基本透光パターン部１１４の幅寸法Ａは、露光装置の解像度の限度近くの最小寸法に設定されることが多い。したがって、通常では、開口部電極形成マスクのパターンの最小寸法は、露光装置の解像度を超えて小さくしても、所望の寸法、形状に露光することはできない。ここで、光近接効果を利用することで、露光装置の解像度以下の微細パターンを得ることができる。これは露光装置の解像度の限度近くの基本パターン部の周辺部に、光の回折等を考慮した形状、寸法の補正用パターン部を設けることで、基本パターン部の周辺部の形状を補正し、露光装置の解像度以上の精度のパターンを形成することができることに基づく。図４の例では、基本透光パターン部１１３のみでは、露光装置の解像度の限界によって、露光パターンがその長手方向の端部において、円弧状になるが、補正用透光パターン部１１５を設けることで、円弧状形状を補正して、かなり矩形に近い露光パターンとすることができる。

したがって、光近接効果を利用するため、補正用透光パターン部１１５の寸法は、基本透光パターン部１１３の最小寸法よりも小さく設定される。上記の例で、露光装置の分解能が約３μｍとすれば、基本透光パターン部１１３の最小寸法を露光装置の分解能の約３μｍよりも大きい約３．４μｍとし、補正用透光パターン部１１５の最小寸法を露光装置の分解能の３μｍより小さいやく１．４μｍとすることができる。

このような開口部電極形成マスク１００は、一般的な露光マスクの製造方法に従って、基本透光パターン部１１３の最小寸法を露光装置の解像度の許容範囲とし、基本透光パターン部１１３の長手方向の端部に、露光装置の解像度を超える小さな寸法を有する補正用透光パターン部１１５を設けるように透光パターンを形成したものを用いることができる。

また、補正用透光パターン部１１６〜１１８についても、詳細図示は省略するが、補正用透光パターン部１１５と線対称な同一形状に形成されている。
上記構成を有する開口部電極形成マスク１００を使用して露光を行うと、基本透光パターン部１１３，１１４及び補正用透光パターン部１１５〜１１８を光が通過し、感光性レジストが露光される。この感光性レジストは露光されると、その特性が変化するので、適当な現像液を用いることで、露光部分を除去することができ、これによって、感光性レジストが基本透光パターン部１１３，１１４と同じ形状に感光性レジストに開口部が形成される。このようにして開口部が形成された感光性レジストを用いて、画素電極用透明導電材料膜をエッチングすることにより、感光性レジストの開口部に対応する形状のスリットＳ１及びＳ２を有する画素電極２４が形成される。

次に、本発明の第２の実施形態を図６及び図７について説明する。
この第２の実施形態は、第１スリット形成部Ａ１及び第２スリット形成部Ａ２の境界部に薄膜トランジスタＴＲを形成するようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図６に示すように、画素３内の画素電極２４の第１スリット形成領域Ａ１及び第２スリット形成部Ａ２の境界部に薄膜トランジスタＴＲが形成され、且つ上下方向即ちドレイン線５に沿って隣接する画素３で画素電極２４の向きが左右反転されていることを除いては前述した第１の実施形態と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。

この第２の実施形態では、第１スリット形成領域Ａ１及び第２スリット形成領域Ａ２の各スリットＳ１及びＳ２の傾斜角＋θｓ１及び−θｓ１の絶対値が前述した第１の実施形態より大きな角度に設定されている。
また、第１スリット形成領域Ａ１及び第２スリット形成領域Ａ２の境界位置でスリットＳ１′及びＳ２′が、図８で拡大図示するように、その外周電極部３７側で連通されてＶ字状に形成されていると共に、外周電極部３８側がこの外周電極部３７から距離Ｌ２より大きな距離Ｌ５だけ離れた位置で閉塞されて、トランジスタ対向電極部４０が形成されている。

そして、図７に示すように、トランジスタ対向電極部４０の下側に対向して、図６で見てＵ字状の能動層１４が形成され、この能動層１４のドレイン１７及びソース１８間にゲート線４が２回通るようにダブルゲート構成の薄膜トランジスタＴＲが形成されている。この薄膜トランジスタＴＲのソース１８がコンタクトホールＣＨ２、ソース電極１９、コンタクトホールＣＨ３を介してトランジスタ対向電極部４０に電気的に接続されている。

この第２の実施形態によると、スリットＳ１及びＳ２の傾斜方向が異なる第１スリット形成領域Ａ１及び第２スリット形成領域Ａ２の境界位置に、薄膜トランジスタＴＲと対向するトランジスタ対向電極部４０を形成し、このトランジスタ対向電極部４０を、図７に示すように、薄膜トランジスタＴＲのソース１８に接続し、この薄膜トランジスタＴＲの能動層１４を２回横切るようにゲート線４を配設することで、図６に示すように、１つの画素３の上下方向の中央部を横切るようにゲート線４を配設することができ、画素３を最小化にする設計を行うことができる。

しかも、前述したように薄膜トランジスタＴＲをダブルゲート構造とすることにより、構成を小型化することができ、第１スリット形成領域Ａ１及び第２スリット形成領域Ａ２間を狭めることができ、画素３をより最小化することができる。
さらに、隣接する画素電極２４が左右反転されているので、隣接する画素３間で、スリットＳ１又はＳ２が平行に連続した状態となり、画素３間に切れ目がない状態となるので、隣接する画素３間の透過率を向上させることができる。

次に、本発明の第３の実施形態を図９及び図１０について説明する。
この第３の実施形態では、画素電極を櫛歯状に形成したものである。
すなわち、第３の実施形態では、図９及び１０に示すように、前述した第１の実施形態における画素電極２４の右側の外側電極部３８が形成されず、画素電極２４が櫛歯状に形成されていることを除いては前述した図１及び図３と同様の構成を有し、図１及び図３との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。

この第３の実施形態によると、第１の実施形態における画素電極２４の外側電極部３８が形成されず、櫛歯状の画素電極２４とされているので、スリットＳ１の端が形成されず、透過率を向上させることができる。
この第３の実施形態でも、櫛歯形状の画素電極２４を端部形状に丸みを帯びることなく形成することがディスクリネーションを発生させないために必要であり、このためのフォトリソグラフィ工程で使用するマスクとして、図１１に示すような、開口部電極形成マスク２００を使用する。

この開口部電極形成マスク２００は、非透光パターン部２１２に対して、画素電極２４のスリットＳ１及びＳ２に対向する位置にスリットＳ１及びＳ２の形状に応じた基本透光パターン部２１３及び２１４が形成され、さらに基本透光パターン部２１３及び２１４のディスクリネーションの発生する部位に基本透光パターン部２１３及び２１４を縮小してディスクリネーションの発生を抑制する補正用非透光パターン部２１５，２１６及び基本透光パターン部３１３，２１４を拡張してディスクリネーションの発生を抑制する補正用透光パターン部２１７，２１８が形成されている。

ここで、基本透光パターン部２１３のディスクリネーションが発生する部位は、上述した第１の実施形態のように、スリットＳ１のようにラビング方向に対して正方向即ち反時計方向に傾斜している場合には、スリットＳ１の中心点をＸＹ座標の原点とし、Ｘ方向をスリットの長手方向とし、Ｙ方向をスリットの幅方向としたときに、第２象限及び第４象限の角部となる。また、基本透光パターン部２１４のディスクリネーションが発生する部位は、スリットＳ２のようにラビング方向に対して負方向即ち時計方向に傾斜している場合には、上記ＸＹ座標系において第１象限及び第３象限の角部Ｅとなる。

補正用非透光パターン部２１５は、図１２で拡大図示するように、非透光パターン部２１２が基本透光パターン部２１３内に拡張される形、換言すれば基本透光パターン部２１３が縮小される形に非透光パターン部２１２に連結して形成され、非透光パターン部２１２に連結してその長手方向即ちＸ軸に対して反時計方向に例えば４５度傾斜して延長する比較的幅狭の帯状非透光パターン部２１９と、この帯状非透光パターン部２１９の延長端に形成された例えば直角二等辺三角形に形成された三角形非透光パターン部２２０とで構成されている。

ここで、帯状非透光パターン部２１９の幅寸法Ｉ及び非透光パターン２１２の端部から三角形非透光パターン部２２０の先端部までの延長寸法Ｊが非透光パターン部２１２の幅寸法Ｈよりも小さく設定されている。
寸法の一例を挙げると、エッチング後に形成される画素電極２４の細長い電極部の幅即ちラインの幅寸法Ｗを約３．０μｍとするときには、非透光パターン部２１２の幅寸法Ｈを約３．６μｍとすることができ、この場合、補正用非透光パターン部２１６の延長寸法Ｊを約１．５μｍ、幅寸法Ｉを約１．４μｍとすることができる。

図４及び図５に関連して前述したように、光近接効果を利用することで、露光装置の解像度以下の微細パターンを得ることができ、図１２の例では、基本透光パターン部２１３あるいは非透光パターン２１２のみでは、露光装置の解像度の限界によって、露光パターンがその長手方向の端部において円弧状に、微細な補正用非透光パターン部２１５を設けることで、円弧状形状を補正して、かなり矩形に近い露光パターンとすることができる。

したがって、光近接効果を利用するため、補正用非透光パターン部２１５の寸法は、基本透光パターン部２１４又は非透光パターン２１２の最小寸法よりも小さく設定される。上記の例で、露光装置の分解能が約３μｍであるとすれば、基本透光パターン部２１４の最小寸法を露光装置の分解能の約３μｍよりも大きい約３．６μｍとし、補正用非透光パターン部２１６の最小寸法を露光装置の分解能の３μｍより小さい約１．４μｍとすることができる。

このような開口部電極形成マスク２００は、一般的な露光マスクの製造方法に従って、基本透光パターン部２１３の最小寸法を露光装置の解像度の許容範囲とし、基本透光パターン部２１３の長手方向の端部に、露光装置の解像度を超える小さな寸法を有する補正用透光パターン部２１５を設けるように透光パターンを形成したものを用いることができる。

また、補正用透光パターン部２１６及び２１８については、前述した図４及び図５の補正用透光パターン部１１７と同様の構成を有し、補正用透光パターン２１７については補正用透光パターン２１５と線対称に構成されている。
この第３の実施形態では、前述した第１の実施形態の画素電極２４を櫛歯状にした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前述した第２の実施形態の画素電極を櫛歯状とするようにしてもよい。

なお、上記第１〜第３の実施形態においては、共通電極２２及び画素電極２４のうち画素電極２４が液晶分子Ｍ側に配置されて、スリットＳ１及びＳ２を有する第１スリット形成領域Ａ１及び第２スリット形成領域Ａ２が形成されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、共通電極２２を液晶分子Ｍ側に配置した場合には、画素電極２４に代えて、共通電極２２にスリットＳ１及びＳ２を有する第１スリット形成領域Ａ１及び第２スリット形成領域Ｓ２を形成すればよい。

さらに、上記第１〜第３の実施形態においては、薄膜トランジスタＴＲの能動層１４をＵ字状に形成して、この能動層１４をゲート線４が２度横切るようにダブルゲート構造とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図１３に示すように、能動層１４を直線状に形成し、これに応じてゲート線４に能動層１４の位置で二股に分岐する分岐部３００を形成して、能動層１４をゲート線４が２回横切るダブルゲート構造とするようにしてもよい。

なおさらに、上記第１〜第３の実施形態においては、画素３がノーマリーブラック型のＦＦＳモードにより動作する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ノーマリーホワイト型のＦＦＳモードにより動作する液晶表示装置についても本発明を適用することができる。この場合、第１の偏光板１１及び第２の偏光板３０の透過軸、配向膜２５及び２８のラビング方向の関係をノーマリーホワイト型に対応して変更すればよい。

本発明の第１の実施形態による液晶表示装置を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ上の断面図である。 図１の画素電極を示す平面図である。 第１の実施形態に適用する開口部形成用マスクを示す平面図である。 図４の補正透光パターン部の詳細を示す図である。 本発明の第２の実施形態の液晶表示装置を示す平面図である。 図６のＡ−Ａ線上の断面図である。 図６の画素電極を示す平面図である。 本発明の第３の実施形態の液晶表示装置を示す平面図である。 図９の画素電極を示す平面図である。 第３の実施形態に適用する開口部形成用マスクを示す平面図である。 開口部形成用マスクの補正非透光パターン部の詳細を示す図である。 薄膜トランジスタの他の構成を示す平面図である。

符号の説明

１…液晶表示装置、２…表示部、３…画素、４…ゲート線、５…ドレイン線、１０…バックライト、１１…第１の偏光板、１２…第１の透明基板、１３…バッファ膜、１４…能動層、１５…ゲート絶縁膜、１６…層間絶縁膜、１７…ドレイン、１８…ソース、１９…ソース電極、２０…パッシベーション膜、２１…平坦化膜、２２…共通電極、２３…絶縁膜、２４…画素電極、２５…配向膜、２６…液晶層、２７…カラーフィルタ、２８…配向膜、２９…第２の透明基板、３０…第２の偏光板、ＴＲ…薄膜トランジスタ、Ａ１…第１スリット形成領域，Ａ２…第２スリット形成領域、Ｓ１，Ｓ２…スリット、３１，３２…対向外周縁、３３，３４…対向外周縁、３５〜３８…外側電極部、３９…連結電極部、４０…トランジスタ対向電極、１００…開口部形成用マスク、１１２…非透光パターン部、１１３，１１４…基本透光パターン部、１１５〜１１８…補正用透光パターン部、２００…開口部形成用マスク、２１２…非透光パターン部、２１３，２１４…基本透光パターン部、２１５，２１７…補正用非透光パターン部、２１６，２１８…補正用透光パターン部

Claims (2)

1. 表示部を形成する画素を、少なくとも、液晶層を挟んで対向する一対の基板と、前記一対の基板の一方の基板に設けられ絶縁膜を挟んで配置された前記液晶層の液晶分子を駆動する共通電極及び画素電極と、で構成し、
   前記共通電極及び前記画素電極のうちの前記液晶層側の電極は、ラビング方向に対して所定角度傾斜したスリットを有する少なくとも一対のスリット形成領域が前記画素の長手方向と前記スリットの長手方向とのなす角度が補角の関係となるように配置されると共に、前記一対のスリット形成領域の一方のスリット形成領域における他方のスリット形成領域とは反対側の外周縁が当該スリットの長手方向と平行に形成され、
   前記一対のスリット形成領域のそれぞれにおいて、前記液晶層側の電極に形成されたスリットは互いに平行に複数形成され、
   前記スリットは、前記液晶層側の電極の当該スリットの長手方向の対向外周縁の一方まで延長して、当該電極が櫛歯形状とされ、
   前記画素内に前記一対のスリット形成領域が配設され、
   前記画素電極に印加する電圧を制御する能動制御部のゲートにゲート信号を供給するゲート線が配設され、
   前記能動制御部は、前記一方のスリット形成領域の外周縁部の前記ゲート線との間隔が広い側に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記能動制御部は屈曲して前記ゲート線と２回交差することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

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