JP5222389B2 - 液晶表示パネル - Google Patents

Description

本発明は、焼付率を低減可能な構造の液晶表示パネルに関する。

図３１及び図３２はいずれも液晶表示パネルの１画素の構造を示す概略断面図である。図３１は電圧無印加時の状態を示し、図３２は電圧印加時の状態を示す。

液晶表示パネルは、互いに対向する基板１０及び２０と、これらの間に封入された、正の誘電率異方性を有するネマティック液晶３０とを備えている。基板１０では、透明絶縁基板１１、例えばガラス基板の一面に、面電極１２、誘電体１３及び垂直配向層１４が積層され、透明絶縁基板１１の他面に偏光子１５が被着されている。基板２０では、透明絶縁基板２１、例えばガラス基板の一面に、コモン電極２３が形成され、その上に絶縁層２４を介して画素電極２５が形成されている。絶縁層２４及び画素電極２５の上には、絶縁層２６及び垂直配向層２７が積層されている。透明絶縁基板２１の他面には、偏光子２８が被着されている。偏光子１５と２８の透過軸は互いに離間して直交している。

図示矢印方向のバックライト光がこの液晶表示パネルに入射すると、偏光子２８を通って直線偏光になる。面電極１２、コモン電極２３及び画素電極２５が同電位のとき、この直線偏光の偏光面は液晶３０内で変化しないので、偏光子１５を透過できず、暗状態になる。

図３２に示す如く、面電極１２とコモン電極２３とを同電位にし、画素電極２５を上記電位と異なる電位にすると、電界が生ずる。図３２中の点線は、電気力線を示している。この電界により、入射光の方向に対し液晶分子が傾くので、複屈折が生じ、この光の一部が偏光子１５を透過して、明状態になる。

コモン電極２３及び画素電極２５は遮光性のメタルであり、これらの上方の液晶分子の挙動は表示上問題にならない。

面電極１２が存在しないと、画素電極２５とコモン電極２３との中間の液晶分子の傾斜が小さくなって透過率が落ち込む領域が存在する。面電極１２はこの部分の横電界を斜め非対称にして透過率落込を防止するのに寄与する。誘電体１３は、液晶３０中の横電界を強化して、より低い印加電圧で液晶を駆動可能にするためのものである。コモン電極２３と画素電極２５とは、紙面垂直方向に延び且つ交互に形成されたストライプ電極である。絶縁層２４は、コモン電極２３と画素電極２５とが後述のように上下に重なる部分で短絡するのを防止するためのものである。絶縁層２６は焼付率を低減するためのものである。

図３３は、基板２０に形成された電極パターンの１画素分を示す。図３４及び図３５はそれぞれ、図３３中の画素電極２５及びコモン電極２３のパターン図である。

データラインＤＬ１と走査ラインＳＬ１とは、絶縁膜を介して互いに直交している。画素電極２５及びコモン電極２３はいずれも、ストライプ部と、ストライプ部の端部を繋ぐ周囲部とを有する。ストライプ部は、走査ラインＳＬ１及びデータラインＤＬ１の各々に対し４５°傾斜している。

走査ラインＳＬ１が高レベルになると、ＴＦＴ２９がオンになって、データラインＤＬ１上の電圧が画素電極２５に印加され、画素電極２５とコモン電極２３のストライプ電極間に電界が生ずる。ストライプ電極の長手方向は、図３３の上半分と下半分とで互いに９０°異なる。これにより、上半分と下半分とで互いに平行である場合よりも液晶表示パネルの視野角が広くなる。

コモン電極２３の周囲突起部は、不図示の隣の画素のコモン電極２３に繋がっている。

図３６（Ａ）は、図３３中の線電極交差付近の部分拡大図である。図３６（Ｂ）は、画素電極２５とコモン電極２３との間に電圧が印加された時の電気力線を点線で示す。

画素が矩形であることと、画素電極２５及びコモン電極２３が互いに平行なストライプ部を有することと、画素電極２５及びコモン電極２３がいずれも一繋がりのものであることから、画素電極２５の周囲部とコモン電極２３の周囲部とは絶縁部を介し互いに重なる部分を有する。このため、画素電極２５とコモン電極２３の隣り合う線電極の端部が、絶縁部を介し交差する。例えば、画素電極２５の辺２５１は、周囲部の辺２５２に繋がり、コモン電極２３の辺２３１は、辺２５１と平行であるが辺２５２とは鋭角で交差している。

図３７は、液晶表示パネルの１画素の画素電極とコモン電極との間に電圧を印加した場合の電極間付近の液晶分子の傾斜を示す概略断面図である。

図３２において、画素電極２５と液晶３０との間の構成が、コモン電極２３と液晶３０との間の構成と異なるので、焼付きが生ずる原因となる。

また、図３６（Ｂ）に示す如く、辺２５２と辺２３１とが鋭角で交差するので、この付近の電極間の電界が平行部分のそれよりも強くなる。さらに、交差付近の電界の方向が、平行部分のそれと異なる。このようなことから、交差付近の電極間印加電圧に対する透過特性が平行部分のそれと異なって、画質が劣化するとともに、焼付きが生ずる原因となる。

さらに、図３７において、画素電極２５の上方に絶縁層２６が存在するので、これらの部分に電界が印加されても無駄になり、液晶３０に対し効率的に電界を印加することができない。垂直配向層２７の絶縁性が低いので、この問題を解決するために絶縁層２６を省略すると、焼付きが生ずる原因となる。液晶３０に対し画素電極２５を剥き出しにすると、さらに焼付きが大きくなるとともに、液晶分子が分解する。また、画素電極２５の表面が平坦であるので、透過率との関係で液晶３０に対し効果的に電界を印加することができず、表示の高コントラスト化が妨げられていた。

液晶表示パネルの開発において、焼付率を所定値以下にするために、液晶表示パネルの構造や材料を変える毎に焼付率を測定すると、１回の測定に例えば４８時間要するので、開発期間が長くなる。

本発明の目的は、このような点に鑑み、焼付率を低減可能な構造の液晶表示パネル及びその開発期間短縮化を可能にする液晶表示パネル開発方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、表示のコントラストを向上させることが可能な液晶表示パネルを提供することにある。

本発明の液晶表示パネルでは、第１基板と第２基板との間に液晶が封入され、上記第１基板は、絶縁基板と、上記絶縁基板の上方に形成された第１電極及び第２電極を有し、上記第１電極と上記第２電極とで形成される電界によって液晶を駆動する液晶表示パネルにおいて、上記絶縁基板の液晶側の面を基準として、上記第１電極の位置が上記第２電極の位置よりも高く、上記第１電極と上記第２電極とが第１絶縁膜を介して重なり合う部分を有し、上記第１電極は表面が凸形となる部分を有し、上記凸形となる部分の下方に、半導体膜が形成されている、ことを特徴とする。

上記第１電極と上記第２電極とが上記第１絶縁膜を介して重なり合う部分により、上記第１電極の表面が凸形となっていることが好ましい。

また、上記凸形を形成するために、上記第１電極と上記第２電極とが上記第１絶縁膜を介して重なり合う部分上に、上記重なり合う部分の上記第２電極より幅の狭い、ＴＦＴの形成のためのチャネル保護膜が形成されていることが好ましい。

また、上記第１電極が土手形であることが好ましい。

さらに、上記第１電極が第２絶縁膜で覆われ、上記第２電極と上記第１電極との間の表示領域に上記第２絶縁膜が実質的に形成されていないことが好ましい。

本発明の参考に係る液晶表示パネルでは、第１基板と第２基板との間に液晶が封入され、上記第１基板は、絶縁基板と、上記絶縁基板の上方に形成された画素電極及びコモン電極を有する液晶表示パネルにおいて、上記第１基板及び上記第２基板には、それぞれ垂直配向膜を有し、上記第２基板の液晶側の主面には、面電極が形成され、上記絶縁基板の液晶側の面を基準として、上記画素電極の位置が上記コモン電極の位置よりも高く、上記画素電極と上記コモン電極とが第１絶縁膜を介して重なり合う部分を有し、上記画素電極と上記コモン電極とが上記第１絶縁膜を介して重なり合う部分により、上記画素電極の表面が凸形となっている。

上記第１絶縁膜は、上記画素電極上と上記コモン電極上とで厚みが実質的に同一であることが好ましい。上記画素電極が第２絶縁膜で覆われ、上記コモン電極と上記画素電極との間の表示領域に上記第２絶縁膜が実質的に形成されていないことが好ましい。

上記画素電極及びコモン電極は、上記第１絶縁膜を介して互いに交差する部分を有し、上記画素電極及び上記コモン電極はいずれも、上記交差部分と連続する互いに平行な線電極部分を有し、上記交差部分の上記画素電極と上記コモン電極の隣り合う辺が互いに鈍角で交差していることが好ましい。

本発明の他の参考に係る液晶表示パネルでは、第１基板と第２基板との間に液晶が封入され、上記第１基板は、絶縁基板と、上記絶縁基板の上方に形成された画素電極及びコモン電極と、上記画素電極と上記コモン電極とを被う第１絶縁膜とを有する液晶表示パネルにおいて、上記絶縁基板の液晶側の面を基準として、上記画素電極の位置が上記コモン電極の位置よりも高く、上記画素電極と上記コモン電極とが第２絶縁膜を介して重なり合う部分を有し、上記第１絶縁膜は、上記画素電極上と上記コモン電極上とで厚みが実質的に同一である。

上記コモン電極は、上記絶縁基板上に形成され、上記画素電極は、上記コモン電極が形成された後に第２絶縁膜を介して形成され、上記第１絶縁膜は、上記画素電極の下方の部分以外の上記第２絶縁膜が除去された後に形成されていることが好ましい。

本発明のさらに他の参考に係る液晶表示パネルでは、第１基板と第２基板との間に液晶が封入され、上記第１基板は、透明絶縁基板と、上記透明絶縁基板の上方に形成され絶縁膜を介し互いに交差する部分を有する画素電極及びコモン電極とを備え、上記画素電極及び上記コモン電極はいずれも、上記交差部分と連続する互いに平行な線電極部分を有し、上記交差部分の上記画素電極と上記コモン電極の隣り合う辺が互いに鈍角で交差している。

高さ方向を無視した平面上について、上記交差部分の上記隣り合う辺が、上記平行線分の間を通る直線に関し実質的に対称であることが好ましい。

上記交差部分の上記隣り合う辺のいずれについても、上記絶縁基板の上下方向に関し上記画素電極の辺と上記コモン電極の辺とが重なっていないことことが好ましい。

本発明の参考に係る液晶表示パネルの開発方法では、第１基板と第２基板との間に液晶が封入され、上記第１基板に画素電極が形成され、上記第１基板又は上記第２基板にコモン電極が形成された画素を有する液晶表示パネルに対するものであって、上記画素電極と上記コモン電極との間に交流電圧成分と直流電圧成分Ｖdcとの和である信号電圧を印加し、上記交流電圧成分の振幅Ｖac及び上記直流電圧成分Ｖdcを変化させて実質的に最適直流成分変動幅ΔＶdcを測定し、上記最適直流成分変動幅ΔＶdcが所定値以下になるように上記液晶表示パネルの構成又は構成材料を決定し、ここに、上記最適直流成分変動幅ΔＶdcは、ΔＶdc＝｜Ｖdcb−Ｖdcw｜と表され、Ｖdcbは、上記振幅Ｖacを黒表示用交流電圧振幅に固定し上記直流電圧成分Ｖdcを変化させた場合に、上記画素の透過率振幅が最小となる上記直流電圧成分Ｖdcの値であり、Ｖdcwは、上記振幅Ｖacを白表示用交流電圧振幅に固定し上記直流電圧成分Ｖdcを変化させた場合に、上記画素の透過率振幅が最小となる上記直流電圧成分Ｖdcの値である。上記所定値は０．５Ｖ以下の値であることが好ましい。

本発明の液晶表示パネルにより、第１及びコモン電極間に同一電圧を印加した場合に、画素電極の表面が平坦である場合よりも液晶分子をより傾斜させることが可能になり、表示のコントラストが向上する。

本発明の他の液晶表示パネルによれば、画素電極とコモン電極との間に矩形交流電圧を印加した場合に、画素電極の上方とコモン電極の上方とで電気的状態がほぼ同一になって、例えば図３１のように上記画素電極上と上記コモン電極上とで厚みが異なる場合よりも、焼付きが低減される。

本発明のさらに他の液晶表示パネルによれば、鋭角で交差する場合よりも、電気力線の集中が緩和されて電界強度が大きくなるのが抑制され、表示画質が向上するとともに、焼付きが低減される。

高さ方向を無視した平面上について、上記交差部分の上記隣り合う辺が、上記平行線分の間を通る直線に関し実質的に対称である場合には、電界ベクトルの方向が交差部分の電界ベクトルの方向が平行部分のそれと平行になるので、表示画質がさらに向上するとともに、焼付きがさらに低減される。

本発明の参考に係る液晶表示パネル開発方法によれば、焼付率との相関度が高い最適直流成分変動幅ΔＶdcを短時間で容易に測定することができるので、最適直流成分変動幅ΔＶdcを用いることにより、焼付率が所望の値以下の液晶表示パネルを開発するための期間を短縮することが可能となる。

焼付きを人が認識できないようにするためには、焼付率を、室内の通常照明下の場合には６％以下、暗室内の場合には３％以下にしなければならない。

上記所定値は、例えば０．５Ｖ以下の値であり、上記所定値が０．５Ｖのとき焼付率が６％、上記所定値が０．２Ｖのとき焼付率が３％であることを確認した。

本発明の他の目的、構成及び効果は以下の説明から明らかになる。

本発明の参考に係る方法に用いられる液晶表示装置の概略回路図である。 焼付率説明図である。 画素印加電圧波形を示す図である。 交流振幅Ｖacが２Ｖ、直流成分Ｖdcが−３Ｖである場合の液晶画素透過率測定波形図である。 交流振幅Ｖacが２Ｖ、直流成分Ｖdcが−２Ｖである場合の液晶画素透過率測定波形図である。 交流振幅Ｖacが２Ｖ、直流成分Ｖdcが−１Ｖである場合の液晶画素透過率測定波形図である。 交流振幅Ｖacが２Ｖ、直流成分Ｖdcが−０．５Ｖである場合の液晶画素透過率測定波形図である。 交流振幅Ｖacが２Ｖ、直流成分Ｖdcが０Ｖである場合の液晶画素透過率測定波形図である。 交流振幅Ｖacが２Ｖ、直流成分Ｖdcが０．５Ｖである場合の液晶画素透過率測定波形図である。 交流振幅Ｖacが２Ｖ、直流成分Ｖdcが１Ｖである場合の液晶画素透過率測定波形図である。 交流振幅Ｖacが２Ｖ、直流成分Ｖdcが２Ｖである場合の液晶画素透過率測定波形図である。 交流振幅Ｖacが２Ｖ、直流成分Ｖdcが３Ｖである場合の液晶画素透過率測定波形図である。 交流振幅Ｖacが２Ｖである場合の、直流成分Ｖdcと液晶画素透過率変動幅ΔＴとの関係の測定結果を示すグラフである。 交流振幅Ｖacと液晶画素透過率変動幅ΔＴが最小となる直流成分Ｖdcとの関係の測定結果を示すグラフである。 焼付率と最適直流成分変動幅ΔＶdcとの関係の測定結果を示すグラフである。 本発明に係る第２参考形態の、焼付率を低減可能な液晶画素の構成の電圧無印加状態を示す概略断面図である。 図１６の液晶画素の電圧印加状態を示す概略断面図である。 図１６中の基板２０Ａの製造工程図である。 本発明に係る第３参考形態の、焼付率を低減可能な液晶画素の電極パターン図である。 図１９中の画素電極のパターン図である。 図１９中のコモン電極のパターン図である。 （Ａ）は図１９中の電極交差付近の拡大図であり、（Ｂ）は（Ａ）の電極間に電圧が印加された時の電気力線を点線で示す図である。 本発明に係る第４参考形態の、焼付率を低減可能な液晶画素の電極パターン図である。 図２３中のコモン電極のパターン図である。 本発明に係る第５参考形態の、焼付率を低減可能な液晶画素の電極パターン図である。 図２５中のコモン電極のパターン図である。 本発明の第１実施形態の、隣り合う２つの液晶画素の電極パターン図である。 図２７中のＡ−Ａ線に沿った断面拡大図である。 バックライト入射側基板の製造工程を示す図である。 図２９の続きを示す製造工程図である。 本発明と対比される、液晶表示パネルの１画素の構造の電圧無印加状態を示す概略断面図である。 図３１の画素の電圧印加状態を示す概略断面図である。 図３２中の基板２０に形成された電極パターンの１画素分を示す図である。 図３３中の画素電極のパターン図である。 図３３中のコモン電極のパターン図である。 （Ａ）は図３３中の電極交差付近の拡大図であり、（Ｂ）は（Ａ）の電極間に電圧が印加された時の電気力線を点線で示す図である。 従来の液晶表示パネルの１画素の画素電極とコモン電極との間に電圧を印加した場合の電極間付近の液晶分子の傾斜を示す概略断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

［第１参考形態］
最初に、焼付率を低減可能な構造又は材料を用いた液晶表示パネルの開発期間短縮化を可能にする液晶表示パネル開発方法を説明する。

図１は、本発明の参考に係る方法に用いられる液晶表示装置の概略回路図である。図１では簡単化のために、画素アレイが３行６列の場合を示している。

この回路自体は、従来と同一である。データラインＤＬ１、走査ラインＳＬ１、ＴＦＴ２９、画素電極２５及びコモン電極２３は、例えば図３１に示す如く形成されている。画素電極２５と対向する電極は、このコモン電極２３と、図３１に示す面電極１２との両方である。走査ライン及びデータラインはそれぞれ、走査ドライバ３１及びデータドライバ３２の出力端に接続されている。制御回路３３は、ピクセルクロックＣＬＫ及び水平同期信号ＨＳＹＮＣに基づいてデータドライバ３２を制御するとともに、ビデオ信号ＶＳをデータドライバ３２に供給し、水平同期信号ＨＳＹＮＣ及び垂直同期信号ＶＳＹＮＣに基づいて走査ドライバ３１を制御する。走査ドライバ３１により、画素アレイの行が順次選択され、選択された行にデータドライバ３２から表示データ（階調電圧）が供給される。

図２は、焼付率説明図である。

例えば、表示データが６４階調、「白」が第６４階調、「黒」が第１階調である場合を考える。焼付率は次のようにして測定される。

（Ａ）白（第６４階調）を表示させて輝度Ｂmを測定する。

（Ｂ）次に、白と黒の固定パターンを例えば４８時間表示させる。

（Ｃ）この直後に中間調（第３２階調）を表示させて、上記（Ｂ）で白を表示していた領域と黒を表示していた領域との輝度Ｂmw及びＢmbを測定する。焼付率は、次式で計算される。

焼付率＝１００（Ｂmw−Ｂmb）／Ｂm
上記（Ｃ）において、焼付きを人が認識できないようにするためには、焼付率を、室内の通常照明下の場合には６％以下、暗室内の場合には３％以下にしなければならない。

焼付率は、液晶表示パネルの構造や構成材料により異なる。液晶表示パネルの開発において、焼付率を所定値以下にするために、液晶表示パネルの構造や材料を変える毎に焼付率を測定すると、１回の測定に例えば４８時間要するので、開発期間が長くなる。そこで、焼付率と相関度が高い物理量であって、短時間で測定できるものを探すことを考える。

液晶画素には、その劣化を防止するために矩形交流電圧が印加される。図３は、図３２の画素電極２５とコモン電極２３との間及び画素電極２５と面電極１２との間に印加される電圧波形を示す。周波数は３０Ｈｚである。

交流電圧印加によりフリッカが生ずるのを防止するため、すなわち透過率が周期的に変化するのを防止するために、液晶画素印加電圧には直流電圧成分が加えられる。矩形交流電圧の振幅及び直流電圧成分をそれぞれＶac及びＶdcで表す。

交流振幅Ｖacを固定し、直流成分Ｖdcを段階的に変化させた場合の液晶表示パネル透過率を測定した。図４〜図１２は、交流振幅Ｖacを黒表示用電圧である２Ｖに固定し、直流成分Ｖdcを−３Ｖ、−２Ｖ、−１Ｖ、−０．５Ｖ、０Ｖ、０．５Ｖ、１Ｖ、２Ｖ及び３Ｖにした場合のそれぞれの透過率変動を示す。図４に示す如く、透過率変動幅をΔＴで表す。

図１３は、Ｖac＝２Ｖの場合の直流成分Ｖdcと透過率変動幅ΔＴとの関係を示すグラフである。このグラフから、透過率変動幅ΔＴが最小となる直流成分Ｖdcの値は−０．３８Ｖと推定される。

さらに、交流振幅Ｖacが白表示用電圧である７Ｖと中間調表示用電圧（２＋７）／２＝４．５Ｖの場合に、透過率変動幅ΔＴが最小値ΔＴminとなる直流成分Ｖdcを上記同様にして求めた。これらの結果を、図１４に示す。交流振幅Ｖacが白表示用電圧と黒表示用電圧であるときの直流成分Ｖdcの差をΔＶdcで表す。実際の液晶表示装置では直流成分Ｖdcが固定値であるので、最適直流成分変動幅ΔＶdcが狭いほどフリッカが弱くなる。

図１５は、液晶表示パネルの構造や材料を変えて焼付率及び最適直流成分変動幅ΔＶdcを測定し、両者の関係を表したグラフである。このグラフから、焼付率と最適直流成分変動幅ΔＶdcとの相関度が高いことが判る。また、焼付率が上記６％以下であるためには、最適直流成分変動幅ΔＶdcが０．５Ｖ以下でなければならず、焼付率が上記３％以下であるためには、最適直流成分変動幅ΔＶdcが０．２Ｖ以下でなければならないことが判る。

最適直流成分変動幅ΔＶdcは短時間で容易に測定することができるので、ΔＶdcを用いることにより、焼付率が所望の値以下の液晶表示パネルを開発するための期間を大幅に短縮することが可能となる。

なお、図３１において、面電極１２を用いずに、画素電極２５とコモン電極２３を用いた構成、及び、コモン電極２３を用いずに、画素電極２５と面電極１２とを用いた構成であっても、最適直流成分変動幅ΔＶdcと焼付率との相関度は高く、その他の構成の液晶表示パネルについても同様の相関関係があると考えられる。

［第２参考形態］図１６及び図１７はいずれも、焼付率を低減可能な本発明の第２参考形態の液晶画素の構成を示す概略断面図である。図１６は電圧無印加時の状態を示し、図１７は電圧印加時の状態を示す。

この画素を有する液晶パネルは、基板２０Ａの構成が図２２の基板２０のそれと異なっている。他の構成は、図２２のそれと同一である。

図１８は、基板２０Ａの製造工程図である。図１８中、右端部はコモン電極２３Ａと画素電極２５Ａとが絶縁層２４Ａを介し重なっている部分に関する。

（Ａ）フォトリソグラフィー技術により、透明絶縁基板２１上にメタルのコモン電極２３Ａが形成される。

（Ｂ）透明絶縁基板２１上に絶縁層２４が被着される。

（Ｃ）フォトリソグラフィー技術により、絶縁層２４上に画素電極２５Ａが形成される。

（Ｄ）画素電極２５Ａをマスクとして絶縁層２４がエッチングされ、画素電極２５Ａの真下の部分のみ絶縁層２４Ａが残される。

（Ｅ）透明絶縁基板２１上に絶縁層２６Ａが被着される。

（Ｆ）絶縁層２６Ａ上に垂直配向層２７が積層される。

このようにして基板２０Ａを形成することにより、画素電極２５Ａ上の絶縁層２６Ａの厚みとコモン電極２３Ａ上の絶縁層２６Ａの厚みとが実質的に同一になるので、図１７に示す如く画素電極２５Ａとコモン電極２３Ａとの間に矩形交流電圧を印加した場合に、コモン電極２３Ａの上方と画素電極２５Ａの上方とで電気的状態がほぼ同一になって、図３１の構成の液晶表示パネルよりも焼付きが低減される。換言すれば、図１５の最適直流成分変動幅ΔＶdcがより小さくなって、焼付率が低くなる。

絶縁層２４Ａ及び２６Ａは例えば、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ₂、レジスト又はアクリル樹脂の
いずれかである。試作においては、絶縁層２４Ａ及び２６ＡとしてＳｉＮｘを用い、垂直配向層２７としてＪＡＬＳ２０４（ＪＳＲ社）を用い、液晶３０としてＺＬＩ４５３５（メルク・ジャパン社）を用い、試作品の焼付率低減効果が確認された。

［第３参考形態］図１９は、焼付率を低減可能な、本発明の第３参考形態の液晶画素の電極パターン図であり、図３３と類似している。

この電極パターンは、例えば図１６の基板２０Ａ又は図３１の基板２０に形成されている。

図２０及び図２１はそれぞれ、図１９中の画素電極２５Ａ及びコモン電極２３Ａのパターン図であり、それぞれ図３４及び図３５と類似している。

画素が矩形であることと、画素電極２５Ａ及びコモン電極２３Ａが互いに平行なストライプ部を有することと、画素電極２５Ａ及びコモン電極２３Ａがいずれも一繋がりのものであることから、画素電極２５Ａの周囲部とコモン電極２３Ａの周囲部とは、絶縁膜を介し互いに重なる部分を有する。このため、画素電極２５Ａとコモン電極２３Ａの隣り合う線電極の端部が、絶縁部を介し交差する。例えば、画素電極２５Ａの辺２５１とコモン電極２３Ａの辺２３１とは互いに平行であり、辺２５１及び辺２３１にそれぞれ連続する辺２５２と辺２３２とが交差する。

図２２（Ａ）は、この電極交差付近の拡大図である。図２２（Ｂ）は、画素電極２５Ａとコモン電極２３Ａとの間に電圧が印加された時の電気力線を点線で示す。

辺２５２と辺２３２とが鈍角で互いに交差しているので、図３６（Ａ）に示すように辺２５２と辺２３１とが鋭角で交差する場合よりも、電気力線の集中が緩和されて電界強度が大きくなるのが抑制される。

また、辺２５１と辺２３１との間を通る線ＳＡに関し辺２５１及び２５２と辺２３１及び２３２とが対称になっている。これにより、辺２５２と辺２３２の間の電界ベクトルの方向は、辺２５１と辺２３１との間のそれと平行になる。

このようなことから、電極交差付近の透過特性の急変分布が緩和されて、表示画質が向上するとともに、焼付きが低減される。他の電極交差付近についても上記同様である。

電極パターン以外は上記試作例と同一にして、図１９の電極パターンを用いた液晶パネルと図３３の電極パターンを用いた液晶パネルとを試作し、図１９の電極パターンを用いた液晶パネルの方が焼付率が低くなることを確認した。

［第４参考形態］図２３は、焼付率を低減可能な、本発明の参考形態の液晶画素の電極パターン図であり、図１９と類似している。図２４は、図２３中のコモン電極２３Ｂのパターン図である。画素電極２５Ａは、図２０のそれと同一である。

コモン電極２３Ｂの周囲部には、コモン電極２３Ｂの一体性を確保しつつ切除部２３Ｂ１〜２３Ｂ８が形成されている。これら切除部２３Ｂ１〜２３Ｂ８の位置は、コモン電極２３Ｂと画素電極２５Ｄの、絶縁体を介した交差部付近である。

この切除部が無い場合には、電圧印加時にこの部分と画素電極２５Ａとの間の非表示領域で電界が生じてその付近の表示領域の液晶分子の配列に影響を与える。切除部によりこの影響がなくなるので、上記第３参考形態の場合よりも表示画質が向上すると共に、焼付きが低減される。

［第５参考形態］図２５は、焼付率を低減可能な、本発明の第５参考形態の液晶画素の電極パターン図であり、図３３と類似している。図２６は、図２５中のコモン電極２３Ｃのパターン図である。画素電極２５は、図３４のそれと同一である。

コモン電極２３Ｃは、図２４の場合と同様に、コモン電極２３Ｃの一体性を確保しつつ切除部２３Ｂ１〜２３Ｂ８が形成されている。これにより、図２３の構成と比べて、上記第５参考形態と同じ理由で表示画質が向上すると共に、焼付きが低減される。

［第１実施形態］図２７は、本発明の第１実施形態の、隣り合う２つの液晶画素の電極パターン図である。両画素は、同一パターンを有する。

コモン電極２３Ｄと画素電極２５Ｄの枠部は、絶縁膜を介し互いに重なっている。画素電極２５Ｄのストライプ電極の下方及び線電極間の下方に、コモン電極２３Ｄのストライプ電極部が形成されており、その線密度は画素電極２５Ｄのそれの２倍である。

図２８は、図２７中のＡ−Ａ線に沿った断面拡大図である。

図３２の液晶画素と異なる点は、画素電極２５Ｄの線電極部が凸形であることと、絶縁層２６Ｄが画素電極２５Ｄ上のみに形成され、コモン電極２３Ｄと画素電極２５Ｄの線電極間表示領域に絶縁層が形成されていないことである。垂直配向層２７は絶縁層２６Ｄよりも薄いので、図２８ではこれを太線で示している。

画素電極２５Ｄの線電極部が凸形であることから、その面が中央線から両側へ傾斜している。上記凸形に形成するために、図３２と異なり、画素電極２５Ｄの線電極部下方にも、画素電極２５Ｄの線電極部より細幅の、コモン電極２３Ｄの線部が形成されている。この凸形を強調するために、図２７のＴＦＴ２９を作る時に形成されるチャンネル保護膜３１が、コモン電極２３Ｄの線部上方に残されている。チャンネル保護膜３１の幅は、コモン電極２３Ｄの線部のそれよりも細い。

これにより、画素電極２５Ｄの線電極部が土手形となるので、画素電極２５Ｄとコモン電極２３Ｄとの間に電圧を印加した場合に、電気力線が図２８中の点線で示すようになる。すなわち、画素電極２５Ｄの傾斜面付近の電気力線がこの面に垂直になるので、液晶分子の傾斜が、透明絶縁基板２１の面の法線に対しより大きくなり、図３２の場合よりも白表示の透過率が増す。したがって、表示のコントラストが向上する。

また、画素電極２５Ｄと絶縁層２６Ｄのパターンが同一で画素電極２５Ｄとコモン電極２３Ｄの間の表示領域に絶縁層２６Ｄが存在しないので、図３２の場合よりも液晶分子に対し電界が有効利用され、同じ印加電圧の場合に図３２の場合よりもコントラストが向上する。

さらに、液晶が画素電極２５Ｄに直接接触しないので、液晶の分解が防止されると共に、焼付きが低減される。

図２９及び図３０は、基板２０Ｄの製造工程を示す。各図は、図２７中のＢ−Ｂ線に沿った断面に対応している。次に、これについて説明する。

（Ａ）フォトリソグラフィ技術により、透明絶縁基板２１上にメタルのコモン電極２３Ｄ及び走査（ゲート）ラインＳＬ１が形成される。

（Ｂ）透明絶縁基板２１上に絶縁層２４、真性半導体膜３２及びチャンネル保護膜３１が積層される。フォトリソグラフィ技術により、走査ラインＳＬ１とコモン電極２３Ｄの上方のみにチャンネル保護膜３１が残される。

（Ｄ）半導体膜３２上にｎ+半導体膜３３、導電膜２５Ｄ及び絶縁層２６Ｄが積層され、これらが同一パターンで食刻されて、走査ラインＳＬ１の上方にＴＦＴ２９のソースＳとドレインＤとが形成されると同時に、コモン電極２３Ｄの線部上方に、画素電極２５Ｄの線電極部及び絶縁層２６Ｄが形成される。画素電極２５Ｄ並びにＴＦＴ２９の電極は、３層の導電膜２５ａ、２５ｂ及び２５ｃで形成されている。導電膜２５ａ〜２５ｃは例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉである。電極２５ＤとしてＡｌ膜のみ用いるとこれがｎ+半導体膜３３内に拡散するので、これを避けるためにＴｉ膜が用いられ、Ｔｉ膜のみ用いると抵抗率が高くなるので、Ａｌ膜も用いられている。絶縁層２６Ｄは、ＤＶＤで形成される窒化シリコン膜又は酸化シリコン膜である。

なお、画素電極２５Ｄとして２層のＴｉ／Ａｌを用い、絶縁層２６Ｄとして窒化アルミニウムを用いれば、スパッタ装置でこれらを連続的に成膜することができるので、工程数が削減される。また、絶縁層２６Ｄとしては、パターニングで用いられるフォトレジストを残存させたものであってもよい。

（Ｅ）絶縁層２４上及び２６上に、太線で示す垂直配向層２７が被着される。

本第１実施形態によれば、画素電極２５Ｄの土手形線電極部及びその上の絶縁層２６ＤがＴＦＴ２９と同時に形成されるので、画素電極２５Ｄ及び絶縁層２６Ｄを形成するために工程数を増加する必要がない。

１０、２０、２０Ａ 基板
１１、２１ 透明絶縁基板
１２ 面電極
１３ 誘電体
１４、２７ 垂直配向層
１５、２８ 偏光子
２３、２３Ａ〜２３Ｄ コモン電極
２３１、２３２、２５１、２５２ 辺
２３Ｂ１〜２３Ｂ８ 切除部
２４、２４Ａ、２６、２６Ａ、２６Ｄ 絶縁層
２５、２５Ａ、２５Ｄ 画素電極
２５ａ〜２５ｃ 導電膜
２９ ＴＦＴ
３０ 液晶
３１ チャンネル保護膜
３２ 半導体膜
３３ ｎ+半導体膜
ＤＬ１ データライン
ＳＬ１ 走査ライン

Claims (5)

1. 第１基板と第２基板との間に液晶が封入され、上記第１基板は、絶縁基板と、上記絶縁基板の上方に形成された第１電極及び第２電極を有し、上記第１電極と上記第２電極とで形成される電界によって液晶を駆動する液晶表示パネルにおいて、
   上記絶縁基板の液晶側の面を基準として、上記第１電極の位置が上記第２電極の位置よりも高く、上記第１電極と上記第２電極とが第１絶縁膜を介して重なり合う部分を有し、
   上記第１電極は表面が凸形となる部分を有し、上記凸形となっている部分の下方に、半導体膜が形成されている、ことを特徴とする液晶表示パネル。
2. 上記第１電極と上記第２電極とが上記第１絶縁膜を介して重なり合う部分により、上記第１電極の表面が凸形となっている、ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
3. 上記凸形を形成するために、上記第１電極と上記第２電極とが上記第１絶縁膜を介して重なり合う部分上に、上記重なり合う部分の上記第２電極より幅の狭い、ＴＦＴの形成のためのチャネル保護膜が形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示パネル。
4. 上記第１電極が土手形である、ことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の液晶表示パネル。
5. 上記第１電極が第２絶縁膜で覆われ、上記第２電極と上記第１電極との間の表示領域に上記第２絶縁膜が実質的に形成されていない、ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
   

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