(57)【要約】【課題】第１電極と、第１電極上に配置された絶縁膜と、スリットが設けられたパターンで絶縁膜上に配置され第１電極とともに液晶の配向を制御する第２電極と、を備えた液晶パネルであって焼付きを低減可能な液晶パネルを提供することである。【解決手段】第１電極１０６は絶縁膜１１０を介して第２電極１１２および第２電極１１２に設けられたスリット１１４に対向している。第１電極１０６には第２電極１１２に設けられたスリット１１４の縁部に対向してスリット１０８が設けられている。または、絶縁膜１１０は誘電率の異なる部分を含んで構成され、誘電率の低い方の部分はスリット１１４の縁部に対向して設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、前記第１電極上に配置された絶縁膜と、スリットが設けられたパターンで前記絶縁膜上に配置され前記第１電極とともに液晶の配向を制御する第２電極と、を備えた液晶パネルであって、
前記第１電極は前記第２電極および前記第２電極に設けられた前記スリットに対向し、前記第１電極には前記第２電極に設けられた前記スリットの縁部に対向してスリットが設けられていることを特徴とする液晶パネル。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶パネルであって、
前記第１電極に設けられた前記スリットは前記縁部のうちで対向する部分の一方側に設けられていることを特徴とする液晶パネル。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液晶パネルであって、
前記絶縁膜は誘電率の異なる部分を含んで構成され、前記誘電率の低い前記部分は前記縁部に対向して設けられていることを特徴とする液晶パネル。
【請求項４】
第１電極と、前記第１電極上に配置された絶縁膜と、スリットが設けられたパターンで前記絶縁膜上に配置され前記第１電極とともに液晶の配向を制御する第２電極と、を備えた液晶パネルであって、
前記第１電極は前記第２電極および前記第２電極に設けられた前記スリットに対向し、前記絶縁膜は誘電率の異なる部分を含んで構成され、前記誘電率の低い前記部分は前記第２電極に設けられた前記スリットの縁部に対向して設けられていることを特徴とする液晶パネル。
【請求項５】
請求項４に記載の液晶パネルであって、
前記誘電率の低い前記部分は前記縁部のうちで対向する部分の一方側に設けられていることを特徴とする液晶パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルに係り、特に第１電極と、第１電極上に配置された絶縁膜と、スリットが設けられたパターンで絶縁膜上に配置され第１電極とともに液晶の配向を制御する第２電極と、を備えた液晶パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１に従来のＦＦＳ（Fringe  Field  Switching）モードの液晶パネル５０Ｚを説明する断面図を示す。液晶パネル５０Ｚは、素子基板１００Ｚと、当該基板１００Ｚに対向する対向基板２００Ｚと、両基板１００Ｚ，２００Ｚ間に封入された液晶３００Ｚとを含んで構成されている。素子基板１００Ｚには液晶３００Ｚの配向を制御する２つの電極１０６Ｚ，１１２Ｚが絶縁膜１１０Ｚを介して積層されている。液晶３００Ｚ側の電極１１２Ｚにはスリット１１４Ｚが設けられている一方で、電極１０６Ｚはスリットを有することなく所定の形成領域内の全体に延在している。スリット１１４Ｚを介した電極１０６Ｚ，１１２Ｚ間の電界によって液晶３００Ｚの配向が制御される。なお、当該電界を図１１では矢印で模式的に図示している。図１２および図１３に、液晶パネル５０Ｚにおけるスリット１１４Ｚの縁部付近の電位分布および液晶３００Ｚの配向状態を説明するモデル図を示す。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−６２７６７号公報
【特許文献２】特開平１１−１２５８３６号公報
【特許文献３】特開平１１−６４８９２号公報
【特許文献４】特開平１１−２０２３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＦＦＳモードの液晶パネルは例えばＴＮ（Twisted  Nematic）モードに比べて焼付きが生じやすいと考えられる。焼付きは例えばノーマリ・ブラック型の液晶パネルでは光抜けの原因になり表示品質を低下させる。焼付きには、長時間の通電によってパネル内にＤＣ成分が蓄積して発生するモードがあり、このモードは構成材料の最適化によって軽減することは可能である。また、焼付きには、長時間の通電によって液晶の配向が初期状態へ戻らず配向力が低下するモードがある。このモードは、材料の最適化によってある程度は軽減可能であるが、電界が強くかかる部分や電極パターンによる凹凸部（換言すれば段差部）では、液晶を一方向に安定的に配向させるのが難しいので、当該モードが発生しやすい傾向にある。また、上記凹凸部では、均一なラビングが難しく、このため上記の配向不安定が生じやすい。
【０００５】
本発明の目的は、第１電極と、第１電極上に配置された絶縁膜と、スリットが設けられたパターンで絶縁膜上に配置され第１電極とともに液晶の配向を制御する第２電極と、を備えた液晶パネルであって、焼付きを低減可能な液晶パネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る液晶パネルは、第１電極と、前記第１電極上に配置された絶縁膜と、スリットが設けられたパターンで前記絶縁膜上に配置され前記第１電極とともに液晶の配向を制御する第２電極と、を備えた液晶パネルであって、前記第１電極は前記第２電極および前記第２電極に設けられた前記スリットに対向し、前記第１電極には前記第２電極に設けられた前記スリットの縁部に対向してスリットが設けられていることを特徴とする。また、前記第１電極に設けられた前記スリットは前記縁部のうちで対向する部分の一方側に設けられていることが好ましい。また、前記絶縁膜は誘電率の異なる部分を含んで構成され、前記誘電率の低い前記部分は前記縁部に対向して設けられていることが好ましい。
【０００７】
また、本発明に係る液晶パネルは、第１電極と、前記第１電極上に配置された絶縁膜と、スリットが設けられたパターンで前記絶縁膜上に配置され前記第１電極とともに液晶の配向を制御する第２電極と、を備えた液晶パネルであって、前記第１電極は前記第２電極および前記第２電極に設けられた前記スリットに対向し、前記絶縁膜は誘電率の異なる部分を含んで構成され、前記誘電率の低い前記部分は前記第２電極に設けられた前記スリットの縁部に対向して設けられていることを特徴とする。また、前記誘電率の低い前記部分は前記縁部のうちで対向する部分の一方側に設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成により、第１電極と第２電極との間の電界が第２電極に設けられたスリットの縁部付近で緩和されるので、焼付きを低減可能な液晶パネルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に本発明の実施の形態１に係る液晶パネル５０を説明する断面図を示す。なお、図１では一部の要素にハッチングを施している。液晶パネル５０は、素子基板１００と、当該基板１００に対向する対向基板２００と、両基板１００，２００間に封入された液晶３００とを含んで構成されている。液晶パネル５０は、ＦＦＳモードの液晶パネルであり、透過型と反射型と半透過型とのいずれでもよいし、ノーマリ・ホワイト型とノーマリ・ブラック型とのいずれでもよい。
【００１０】
素子基板１００は、例えば透光性のガラスで構成された支持基板１０２を含んで構成され、さらに、支持基板１０２よりも内側すなわち当該基板１０２に対して液晶層３００の側に、回路層１０４と、第１電極１０６と、絶縁膜１１０と、第２電極１１２と、配向膜１１６とを含んで構成されている。
【００１１】
回路層１０４は、各種素子等が形成されて画素を駆動するための回路が形成された層であり、例えば画素ＴＦＴ（Thin  Film  Transistor）や各種配線を含んで構成されている。ここでは当該回路の詳細は省略するが、各種の回路が適用可能である。第１電極１０６は、例えばＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）等の透光性導電材料で構成され、回路層１０４上に配置されている。第１電極１０６については後にさらに説明する。絶縁膜１１０は、例えば酸化シリコン、窒素シリコン等で構成され、第１電極１０６を覆って回路層１０４上に配置されている。図１等では絶縁膜１１０が単層の場合を例示しているが、多層構造であってもよい。第２電極１１２は、例えばＩＴＯ等の透光性導電材料で構成され、絶縁膜１１０上に配置され、絶縁膜１１０を介して第１電極１０６に対向している。第２電極１０６については後にさらに説明する。配向膜１１６は、第２電極１１２を覆って絶縁膜１１０上に配置されている。
【００１２】
対向基板２００は、例えば透光性のガラスで構成された支持基板２０２を含んで構成され、さらに、支持基板２０２よりも内側すなわち当該基板２０２に対して液晶層３００の側に、カラーフィルタ２０４と、配向膜２０６とを含んで構成されている。また、不図示のブラックマトリクス等を含んで構成されてもよい。
【００１３】
図２および図３に電極１０６，１１２を説明する斜視図および平面図を示す。図２では、電極１０６，１１２の一部を素子基板１００から抜き出し両電極１０６，１１２の間隔を図１よりも広げて図示している。図３は電極１０６，１１２を第２電極１１２の側から見た図である。なお、図２および図３では電極１０６，１１２にハッチングを施している。また、図３にはラビング方向Ａおよび液晶３００の配向状態を模式的に図示している。
【００１４】
第２電極１１２はスリット１１４が設けられた平面パターンを有している。なお、スリット１１４の個数、形状等は図２等の例示に限定されるものではない。図２等ではスリット１１４が電極パターンの外縁に至らずに閉じたパターンの場合を例示しているが、例えば、複数のスリット１１４を同じ側において電極パターンの外縁まで延在させて櫛歯形状を含んだパターンにしてもよい。また、例えば、隣接するスリット１１４を異なる側において電極パターンの外縁まで延在させて蛇行形状を含んだパターンにしてもよい。
【００１５】
第１電極１０６は、第２電極１１２および第２電極１１２に設けられたスリット１１４に対向して設けられ、スリット１１４の縁部に対向してスリット１０８が設けられた平面パターンを有している。この場合、第１電極１０６は第２電極１１２および絶縁膜１１０との積層構造によって保持容量を構成しており、これにより液晶パネル５０では別途に保持容量を作り込む必要性を無くすことが可能である。また、上記のように第１電極１０６はスリット１１４にも対向しており、スリット１１４を介した電極１０６，１１２間の電界によって液晶３００の配向が制御される。なお、当該電界を図１において矢印で模式的に図示している。第１電極１０６に設けられたスリット１０８は、上記のように第２電極１１２のスリット１１４の縁部に対向しており、図２等では１つのスリット１１４に対して２本のスリット１０８が設けられ各スリット１０８が第２電極１１２の近接の縁部に沿って延在している場合を例示している。
【００１６】
図４および図５に液晶パネル５０におけるスリット１１４の縁部付近の電位分布および液晶３００の配向状態を説明するモデル図を示す。図４と図１２とを比較すれば分かるように、第１電極１０６と第２電極１１２との間の電位分布すなわち電界がスリット１１４の縁部付近で緩和されている。このため、液晶３００の配向の変化（空間的な変化）を緩やかにすることができる（図５および図１３参照）。したがって、液晶パネル５０によれば、スリット１０８を有さない場合に比べて焼付きを低減することができる。スリット１１４の縁部付近は第２電極１１２による段差がラビングの不均一を招き焼付きが生じやすい部分であるので、当該部分での電界を緩和することは好ましい。
【００１７】
第１電極１０６に設けられたスリット１０８の個数、形状等は図２等の例示に限定されるものではない。図２等ではスリット１０８が直線状の場合を例示しているが、例えば曲線状を含んだ形状にしてもよい。また、図２等ではスリット１０８が電極パターンの外縁に至らずに閉じたパターンの場合を例示しているが、例えば、複数のスリット１０８を同じ側において電極パターンの外縁まで延在させて櫛歯形状を含んだパターンにしてもよい。また、例えば、隣接するスリット１０８を異なる側において電極パターンの外縁まで延在させて蛇行形状を含んだパターンにしてもよい。
【００１８】
また、各スリット１１４に対して設けられた上記２本のスリット１０８を端部において連結してＵ字形状の１本のスリット１０８にしてもよい。また、スリット１１４の端部（換言すれば短辺縁部）付近は他部に比べてラビングが不均一になりやすく焼付きが生じやすいので、当該端部付近を含んでまたは当該端部付近に選択的にスリット１０８を設けることは好ましい。
【００１９】
また、スリット１０８は、図６の断面図に示す素子基板１００Ｂのように、スリット１１４の周縁部のうちで対向する部分（例えば対向する長辺縁部）の一方側に選択的に設けてもよい。なお、図６では、素子基板１００Ｂのその他の構成は上記素子基板１００と同様であり当該素子基板１００Ｂが対向基板２００とともに液晶３００を封入して液晶パネル５０Ｂを構成する場合を例示している。この場合、第１電極１０６においてスリット１１４に対向する部分と第２電極１１２に対向する部分とが一続きのパターンとなり平坦となるので、この部分では断線が生じることがない。また、スリット１０８の個数の削減によって、エッチング等によるパターン不具合を低減することができる。また、スリット１０８の個数の削減によってスリット１０８の幅を広げることが可能になり、これによってもパターン不具合を低減することができる。
【００２０】
また、図１等ではスリット１０８がスリット１１４内に収まっている場合を例示しているが、スリット１０８を第２電極１１２の側（第２電極１１２の下）へ延在させてもよい。この場合、スリット１０８の幅が広がるので、パターン不具合を低減することができる。また、電極１０６，１１２および絶縁膜１１０による保持容量の容量値をスリット１０８の幅で制御することができる。
【００２１】
図７に実施の形態２に係る液晶パネル５０Ｃを説明する断面図を示す。なお、図７では一部の要素にハッチングを施している。液晶パネル５０Ｃは上記液晶パネル５０において素子基板１００を素子基板１００Ｃに替えた構成を有し、素子基板１００Ｃは上記素子基板１００において第１電極１０６および絶縁膜１１０を第１電極１２６および絶縁膜１３０に替えた構成を有している。
【００２２】
第１電極１２６は、上記第１電極１０６とは電極パターンが異なり、スリット等を有することなく所定の形成領域内の全体に延在している。ここでは素子基板１００Ｃが第１電極１２６を有する場合を例示するが、上記第１電極１０６を適用することも可能である。
【００２３】
絶縁膜１３０は誘電率の異なる部分１３２，１３４を含んで構成されている。誘電率の高い方の部分１３２（以下、高誘電率部１３２と呼ぶ）は例えば比誘電率が約５〜６の窒化シリコンで構成され、誘電率が低い方の部分１３４（以下、低誘電率部１３４と呼ぶ）は例えば比誘電率が約４の酸化シリコンで構成されている。低誘電率部１３４は第２電極１１２に設けられたスリット１１４の縁部に対向しており、図８の平面図には低誘電率部１３４がスリット１１４の縁部の全周にわたって延在する場合を例示している。なお、図８では第２電極１１２および低誘電率部１３４にハッチングを施している。
【００２４】
低誘電率部１３４によっても電極１２６，１１２との間の電界をスリット１１４の縁部付近で緩和することが可能である。このため、液晶パネル５０Ｃによれば低誘電率部１３４を有さない場合に比べて焼付きを低減することができる。また、スリット１１４の縁部付近は第２電極１１２による段差がラビングの不均一を招き焼付きが生じやすい部分であるので、当該部分での電界を緩和することは好ましい。また、スリット１１４の端部（短辺縁部）付近は他部に比べてラビングが不均一になりやすく焼付きが生じやすいので、当該端部付近を含んでまたは当該端部付近に選択的に低誘電率部１３４を設けることは好ましい。
【００２５】
低誘電率部１３４の個数、形状等は図８等の例示に限定されるものではない。図８等では低誘電率部１３４が直線状の場合を例示しているが、例えば曲線状を含んだ形状にしてもよい。また、隣接するスリット１１４間で低誘電率部１３４を繋げてもよく、例えば単一画素内に蛇行形状の１つの低誘電率部１３４を設けてもよい。また、隣接する画素間で低誘電率部１３４を繋げてもよい。
【００２６】
また、例えばスリット１１４の縁部に対して部分的に低誘電率部１３４を設けてもよく、例えばスリット１１４の端部において開口したＵ字形状に低誘電率部１３４を設けてもよい。また、部分的な低誘電率部１３４は１つのスリット１１４に対して複数箇所に設けてもよい。また、例えば２つの低誘電率部１３４をそれぞれ第２電極１１２の近接の縁部に沿って直線状に設けてもよい。
【００２７】
また、低誘電率部１３４は、図９の断面図に示す素子基板１００Ｄのように、スリット１１４の周縁部のうちで対向する部分（例えば対向する長辺縁部）の一方側に選択的に設けてもよい。なお、図９では、素子基板１００Ｄのその他の構成は上記素子基板１００Ｃと同様であり当該素子基板１００Ｄが対向基板２００とともに液晶３００を封入して液晶パネル５０Ｄを構成する場合を例示している。この場合、低誘電率部１３４の個数の削減によって、パターン不具合を低減することができる。また、低誘電率部１３４の個数の削減によって低誘電率部１３４の幅を広げることが可能となり、これによってもパターン不具合を低減することができる。
【００２８】
また、図８等では低誘電率部１３４がスリット１１４の縁部に対向するだけでなく第２電極１１２の下まで延在している場合を例示しているが、低誘電率部１３４をスリット１１４内に収めるようにしてもよい。低誘電率部１３４を第２電極１１２の下まで延在させる場合には、低誘電率部１３４の幅が広くなりパターン不具合を低減することができるし、また、電極１２６，１１２および絶縁膜１１０による保持容量の容量値を制御することができる。
【００２９】
図７等では低誘電率部１３４が高誘電率部１３２と同じ厚さの場合を例示しているが、図１０の断面図に示す素子基板１００Ｅのように低誘電率部１３４を高誘電率部１３２よりも薄くしてもよい。なお、図１０では、素子基板１００Ｅのその他の構成は上記素子基板１００Ｃと同様であり当該素子基板１００Ｅが対向基板２００とともに液晶３００を封入して液晶パネル５０Ｅを構成する場合を例示している。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルを説明する断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの電極を説明する斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの電極を説明する平面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルでの電位分布を説明するモデル図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルでの液晶の配向状態を説明するモデル図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る液晶パネルの第２例を説明する断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る液晶パネルを説明する断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る液晶パネルの絶縁膜を説明する平面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る液晶パネルの第２例を説明する断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る液晶パネルの第３例を説明する断面図である。
【図１１】従来の液晶パネルを説明する断面図である。
【図１２】従来の液晶パネルでの電位分布を説明するためのモデル図である。
【図１３】従来の液晶パネルでの液晶の配向状態を説明するモデル図である。
【符号の説明】
【００３１】
５０，５０Ｂ〜５０Ｅ  液晶パネル、１０６，１２６  第１電極、１０８，１１４  スリット、１１０，１３０  絶縁膜、１１２  第２電極、１３２  高誘電率部、１３４  低誘電率部、３００  液晶。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008111874.tif 000012
【図１１】
2008111874.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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