(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極、走査信号線、映像信号線及び半導体スイッチ素子を形成したアレイ基板と、対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と液晶に電界を加えるための電極を備えたアクティブマトリクス液晶表示装置であって、液晶がスプレイ配向されてあり、スプレイ配向からベンド配向への転移を促進するために、走査信号線の一部分、あるいは走査信号線と重なる絶縁膜の一部分の膜厚を薄くした構造を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
画素電極、走査信号線、映像信号線及び半導体スイッチ素子を形成したアレイ基板と、対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と液晶に電界を加えるための電極を備えたアクティブマトリクス液晶表示装置であって、液晶がスプレイ配向されてあり、スプレイ配向からベンド配向への転移を促進するために、映像信号線の一部分、あるいは映像信号線と重なる絶縁膜の一部分の膜厚を薄くした構造を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
画素電極、走査信号線、映像信号線、蓄積容量配線及び半導体スイッチ素子を形成したアレイ基板と、対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と液晶に電界を加えるための電極を備えたアクティブマトリクス液晶表示装置であって、液晶がスプレイ配向されてあり、スプレイ配向からベンド配向への転移を促進するために、蓄積容量配線の一部分の膜厚を薄くした構造を有することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本技術は液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネルは、2枚の基板間に挟持された液晶層に電界を印加することで液晶分子の配向状態を変化させ、光源からの光を任意の透過率もしくは反射率で透過あるいは反射させ、映像を表示する電気光学素子であるが、ネマチック液晶を用いた表示装置は、液晶分子の配向によって、いくつかのモードがある。もっとも普及しているのは、捻れネマチック（TN）モードである。TNモードは、とくに一方の基板に画素電極ごとに能動素子を設けたアクティブマトリクス液晶表示パネルにおいて主流となっている。
【０００３】
しかしながら、このようなTNモードでは、上下方向で視角特性が非対称となるため、視角特性を改善するために、いくつかの方法が提案されている。
【０００４】
例えば、液晶をベンド配向させて視角補償を行ない、さらにこれに光学位相補償フィルムを組み合わせることにより広い視野角を得るようにしたのがOCB（Optically Compensated Birefringence）方式である。
【０００５】
OCB方式は、TN方式に比べて応答速度が非常に速いと言う特徴も有しており、非常に魅力的な方式である。
【０００６】
このOCB方式は、液晶を初期的にはスプレイ配向させておき、使用時に液晶に電界を加えることにより、ベンド配向（またはπツイスト配向）へ配向転移させる必要がある。つまり電圧を加えることにより液晶が立ちあがると、スプレイ配向の歪みが増大し、安定なベンド配向への転移が起こる。この様子を観察すると、スプレイ配向の中にベンド配向を持つ所望の正常ドメインの核が発生し、広がり成長する様子が見られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電圧を加えてもすべての画素において転移を発生させることは困難であり、実際にはいくつかの転移した画素から、隣接する画素へ、ベンド配向転移が広がって行くことによって、パネル全体の画素が、ベンド配向状態となる。またある画素でベンド配向への転移が発生したとしても、その転移が広がって行く先に、障害物、たとえばTFTには走査信号線、映像信号線などが、通常設置されてあるが、その配線部分が障害となり、ベンド配向への転移の広がりが止まってしまい、ベンド配向の転移が素直に隣の画素まで広がって行かず、パネル内の全画素にベンド配向が起きない部分が発生すると言う問題が発生する。
【０００８】
ベンド配向への転移が起こらず、スプレイ配向のまま残った画素が存在すると、その画素は表示欠陥となり、ディスプレイとしての表示品位を大きく低下させる。そこで本発明は、パネル内の全画素が、スプレイ配向からベンド配向への転移が発生した後、ベンド配向への転移が容易に安定して広がり、表示欠陥の無いパネルを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明の液晶表示装置では、パネル内の全画素において、スプレイ配向からベンド配向への転移が、容易に安定して広がることを促進するために、走査信号線、映像信号線及び蓄積容量配線（共通電極）の構造及び配置について特徴をもたせたものである。
【００１０】
手段としては、走査信号線の膜厚を一部分薄くした構造、映像信号線の膜厚を一部分薄くした構造、蓄積容量配線の膜厚を一部分薄くした構造等である。これらの構造のいずれか、もしくは複数の構造を、パネル内の全画素またはいずれかの画素において用いた本発明の構造により、ある画素のTFTから発生したスプレイ配向からベンド配向への転移が、パネル内の全画素に容易に広がって行くことが出来る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の実施例を、半導体スイッチ素子として薄膜トランジスタ(以下、TFT)を用いた場合を例として説明する。
【００１２】
（参考例１）図１は、参考発明の第１の参考例を示したものであり、図１(a)は液晶表示装置の一画素分の平面図である。図１(b)は図１(a)のA-A'部分の断面図を表している。
【００１３】
図１(a)において、１は走査信号を供給するゲート配線、２は映像信号を供給するソース配線で、前記ゲート配線１との交差部付近に、スイッチング素子として半導体層を有するTFT３が形成されている。また共通配線上に画素電極４の一部が絶縁層を介して重なり、その上層に絶縁層を介して、蓄積容量配線５が形成されている。共通配線と蓄積容量配線は、コンタクトホールにより電気的に接続されており、この構成により、２層構成の蓄積容量部を形成している。以上は、全てアレイ基板上にマトリクス状に形成されてある。
【００１４】
本実施例における液晶表示装置は、例えば以下のようにして作成することが出来る。まず、アレイ基板となるガラス上に、アルミニウム（Al）を主成分とする第１の導電層をスパッタ法等で成膜した後、フォトリソグラフ法で同一平面上にパターン形成して、ゲート配線１、共通電極と共通配線を得る。次いでCVD法等により、ちっ化珪素（SiNx）等の絶縁層を堆積させた後、a-Si等からなる半導体層をCVD法などで形成する。さらに第１の導電層と同様な工程にて第３の導電層を堆積し、パターニングを行い、蓄積容量配線５を得るとともに、コンタクトホールにより、共通配線との電気的接続を行なう。
【００１５】
なお、この上にTFT３や電極を保護するための、第４の絶縁層を形成しても良い。導電層として使用する材料は、配線抵抗の低い金属が望ましいが、とくにアルミニウム系金属に限定するものでは無く、また単層膜でも多層膜であってもよい。
【００１６】
上記のように作成されたアレイ基板とカラーフィルタが形成された基板に、配向膜を塗布し、所定の方向にラビング処理を行ない、基板間に樹脂スペーサを挟んだ状態で、周辺部をシール剤で接着した後、液晶を注入し封止して、液晶パネルを得る。この液晶パネルに駆動回路及び制御回路を接続して液晶表示装置を得る。
【００１７】
前記液晶パネルでは、電圧を印加しない初期状態では、液晶分子がほぼ平行に並んだスプレイ配向状態にある。このスプレイ配向状態にある液晶層に比較的大きな転移電圧、例えば25V程度を印加することによってベンド配向へ転移させることが出来る。しかしながら、例えば欠陥等の原因によって全ての画素でベンド配向転移が発生する確率は100%ではない。ここで図1(a)に示すように、ゲート配線１の一部分は他の走査配線部より細いくぼみ部分ａ、具体的には走査信号線の幅が20μmで形成し、その細いくぼみ部分ａは10μmで形成する。この効果として、例えばTFT３部分にて発生した、スプレイ配向からベンド配向への転移が、さらに広がって行く途中で、走査信号線１にぶつかって、転移の広がりがとまりそうになったとしても、走査信号線のくぼみ部分ａが10μmと細くなっているため、ａの部分よりベンド配向の転移の広がりが、走査信号線を容易に乗り越え、隣の画素まで転移が広がることが出来る。これを繰返すことによってパネル内の全画素において転移が広がることが出来、未転移の画素を残さないため、点欠陥の無い良好なパネルを得ることが出来る。
【００１８】
なお、くぼみ形状は本参考例の形状に限定されるものではなく、同じ効果を示すものであれば、例えば曲線形状やジグザグ形状等でもよい。
【００１９】
（実施例１）図２は、本発明の第１の実施例を示したものであり、液晶表示装置の一画素の平面図を表している。図２(b)は、図２(a)のA-A'部分の断面図を表している。
【００２０】
本実施例の特徴は、第１の参考例と同様の方法でパネルを作成しており、TFT３がマトリクス上に配置されている。走査信号線１は導電体で形成しており、この走査信号線の膜厚を、一部分だけ他の走査信号線部分より薄くして、段差を形成していることである。具体的には、走査信号線の膜厚は2000Åで形成し、ｂの部分は1500Åで形成した。
【００２１】
液晶表示装置を本実施例で示した構成する効果としては、例えばTFT３部分にて発生した、スプレイ配向からベンド配向への転移が、さらに広がって行く途中で、走査信号線１にぶつかり、転移の広がりが、とまりそうになったとしても、走査信号線のｂの部分は1500Åであり、他の走査信号線より薄いため、ｂの部分よりベンド配向の転移の広がりが、走査信号線を容易に乗り越え、隣の画素まで転移が広がることが出来る。これによってパネル内の全画素に転移が広がることが出来、未転移の画素が残らないため、点欠陥の無い良好なパネルを得ることが出来る。
【００２２】
なお、走査信号線の段差は、走査信号線の上もしくは下に設置されてある、絶縁膜の膜厚を薄くすることによって、他の走査信号線部分より段差を形成しても良い。
【００２３】
（参考例２）図３は、参考発明の第２の参考例を示したものであり、液晶表示装置の一画素の平面図を表している。図３(b)は、図３(a)のA-A'部分の断面図を表している。
【００２４】
本参考発明における特徴的な点として、第１の参考例と同様の方法でパネルを作成しており、TFT３はマトリクス上に配置され、走査信号線１を導電体で形成されている。この走査信号線の断面の角を取り、テーパーを形成したことである。具体的にはテーパー角度は45度で形成した。
【００２５】
液晶表示装置を本参考例で示した構成する効果としては、例えばTFT３部分にて発生した、スプレイ配向からベンド配向への転移が、さらに広がって行く途中で、走査信号線１にぶつかって、転移の広がりがとまりそうになったとしても、走査信号線にテーパー45度が有るため、テーパー部分より転移の広がりが走査信号線を容易に乗り越え、隣の画素まで転移が広がることができる。これによってパネル内の全画素において、転移が広がることが出来、未転移の画素を残らないため、点欠陥の無い良好なパネルを得ることが出来る。
【００２６】
（参考例３）図４は、参考発明の第３の参考例を示したものであり、図４(a)は液晶表示装置の一画素分の平面図である。図４(b)は図４(a)のA-A'部分の断面図を表している。
【００２７】
本参考例の特徴は、第１の参考例と同様の方法でパネルを作成しており、TFT３がマトリクス上に配置されている。映像信号線１は導電体で形成しており本実施例の特徴は、映像信号線２のある部分に、他の映像信号線部分に比べ、くぼんだ細い部分ｃを作成する。具体的には、通常の映像信号線は6μmであるが、ｃの部分は、4μmで形成した。
【００２８】
液晶表示装置を本参考例で示した構成する効果としては、例えばTFT３部分にて発生した、スプレイ配向からベンド配向への転移が、さらに広がって行く途中で、映像信号線２にぶつかって、転移の広がりがとまりそうになったとしても、映像信号線のｃ部分が4μmと細くなっているため、ｃ部分より、ベンド配向への転移の広がりが、映像信号線を容易に乗り越え、隣の画素まで転移が広がることが出来、隣の画素も転移させることが出来る。これによって、パネル内の全画素において転移が容易に広がることが出来、未転移の画素が残らないため、点欠陥の無い良好なパネルを得ることが出来る。
【００２９】
なお、くぼみ形状は本実施例の形状に限定されるものではなく、同じ効果を示すものであれば、例えば曲線形状やジグザグ形状等でもよい。
【００３０】
（実施例２）図５は、本発明の第２の実施例を示したものであり、液晶表示装置の一画素の平面図を表している。図５(b)は、図５(a)のA-A'部分の断面図を表している。
【００３１】
本実施例の特徴は、第１の参考例と同様の方法でパネルを作成しており、TFT３がマトリクス上に配置されている。映像信号線１は導電体で形成しており、この映像信号線の膜厚を、一部分だけ他の映像信号線部分より薄くして段差を形成していることである。具体的には、映像信号線の膜厚は2000Åであるが、ｄの部分は膜厚を1500Åで形成した。
【００３２】
液晶表示装置を本実施例で示した構成とする効果として、例えばTFT３部分にて発生した、スプレイ配向からベンド配向への転移が、さらに広がって行く途中で、映像信号線２にぶつかって、転移の広がりがとまりそうになったとしても、映像信号線のｄの部分が1500Åであり、他の映像信号線より薄く段差が形成されているため、ｄの部分より転移の広がりが、映像信号線を容易に乗り越え、隣の画素まで転移が広がることが出来、例えば隣の画素が未転移の場合でもベンド配向へ転移させることが出来る。これを繰返すことによって、パネル内の全画素をベンド配向へ転移が広がることが出来、未転移の画素が残らないため、点欠陥の無い良好なパネルを得ることが出来る。
【００３３】
なお配線の段差は、配線の下に設置されてある、絶縁膜等の膜厚を薄くすることによって、他の配線部分より段差を形成しても良い。
【００３４】
（参考例４）図６は、参考発明の第４の参考例を示したものであり、液晶表示装置の一画素の平面図を表している。図６(b)は、図６(a)のA-A'部分の断面図を表している。
【００３５】
本参考発明における特徴的な点として、第１の実施例と同様の方法でパネルを作成しており、TFT３はマトリクス上に配置され、映像信号線１を導電体で形成されている。この映像信号線の断面の角を取り、テーパーを形成したことである。具体的にはテーパーの角度を45度で形成した。
【００３６】
液晶表示装置を本参考例で示した構成とする効果としては、例えばTFT３部分にて発生した、スプレイ配向からベンド配向への転移が、さらに広がって行く途中で、映像信号線２にぶつかって、転移の広がりがとまりそうになったとしても、映像信号線にテーパーが45度有るため、テーパー部分より転移の広がりが映像信号線を容易に乗り越え、隣の画素まで転移が広がることが出来、例えば隣の画素が未転移であっても、この広がりによって転移させることが出来る。これによってパネル内の全画素においてベンド配向への転移が広がることが出来、未転移の画素が残らないため、点欠陥の無い良好なパネルを得ることが出来る。
【００３７】
（参考例５）図７は、参考発明の第５の参考例を示したものであり、液晶表示装置の一画素分の平面図である。
【００３８】
本参考例の特徴は、第１の参考例と同様の方法でパネルを作成しており、蓄積容量配線５を走査信号線１に沿って配置してあることである。
【００３９】
液晶表示装置を本参考例で示した構成する効果としては、例えばTFT３部分にて発生した、スプレイ配向からベンド配向への転移が、さらに広がって行く途中で、例えば蓄積容量配線が画素電極の真ん中に配置されてある場合、蓄積容量配線にぶつかりそれを乗り越え、さらにまた走査信号配線にぶつかり、走査信号配線を乗り越えていかなければならない。何度も配線を乗り越えるために転移の広がりがとまる可能性が高い。しかしこの構造のように、走査信号配線のすぐ側に蓄積容量配線が配置されてあると、転移の広がりは、蓄積容量配線、走査信号線を、容易に乗り越えて隣の画素に広がって行くことが出来、隣の画素にまで転移が広がることによって、隣の画素が未転移の場合でも転移させることが出来る。これを繰返すことによって、パネル内の全画素に転移が広がることが出来、未転移の画素が残らないため、点欠陥の無い良好なパネルを得ることが出来る。
【００４０】
（参考例６）図８は、参考発明の第６の参考例を示したものであり、液晶表示装置の一画素分の平面図である。
【００４１】
本参考例の特徴は、第１の参考例と同様の方法でパネルを作成しており、蓄積容量配線５を映像信号線２に沿って配置してあることである。
【００４２】
液晶表示装置を本参考例で示した構成する効果としては、例えばTFT３部分にて発生した、スプレイ配向からベンド配向への転移が、さらに広がって行く途中で、例えば蓄積容量配線が画素電極の真ん中に配置されてある場合、蓄積容量配線にぶつかりそれを乗り越えた後、さらにまた映像信号配線にぶつかり、映像信号配線を乗り越えていかなければならない。何度も配線を乗り越えるために、転移の広がりがとまる可能性は高い。しかしながらこの構造のように蓄積容量配線のすぐ側に映像信号線を設置してあると、転移の広がりは、蓄積容量配線、映像信号線を、容易に乗り越えて隣の画素に広がって行くことが出来る。隣の画素にまで転移が広がることによって、例えば隣の画素が未転移であっても転移させることが出来るため、パネル内の全画素において転移し、未転移の画素が残らないため、点欠陥の無い良好なパネルを得ることが出来る。
【００４３】
（参考例７）図９は、参考発明の第７の参考例を示したものであり、液晶表示装置の一画素の平面図を表している。図９(b)は、図９(a)のA-A'部分の断面図を表している。
【００４４】
参考発明における特徴的な点として、第１の参考例と同様の方法でパネルを作成しており、TFT３がマトリクス上に配置されている。蓄積容量配線５は導電体で形成しており、この蓄積容量配線を、一部分だけ他の蓄積容量配線より細くしているくぼみ形状Ｅを作成してあることである。具体的には、蓄積容量配線は20μm幅で作成されてあり、この細いくぼみ部分Ｅは10μmで作成した。
【００４５】
液晶表示装置を本実施例で示した構成する効果としては、例えばTFT３部分にて発生した、スプレイ配向からベンド配向への転移が、さらに広がって行く途中で、蓄積容量配線５にぶつかって、転移の広がりがとまりそうになったとしても、蓄積容量配線のＥ部分10μmが、他の蓄積容量配線より細くなっているため、Ｅ部分より転移の広がりが、蓄積容量配線を容易に乗り越え、隣の画素まで転移が広がることが出来、隣の画素も転移させることが出来る。これによってパネル内の全画素がベンド配向の転移が広がり転移するため、未転移の画素が残らない。これにより、点欠陥の無い良好なパネルを得ることが出来る。
【００４６】
なお、くぼみ形状は本実施例の形状に限定されるものではなく、同じ効果を示すものであれば、例えば曲線形状やジグザグ形状等でもよい。
【００４７】
（実施例３）図１０は、本発明の第３の実施例を示したものであり、図１と同様に液晶表示装置の一画素の平面図を表している。図１０(b)は、図１０(a)のA-A'部分の断面図を表している。
【００４８】
本発明における特徴的な点として、第１の参考例と同様の方法でパネルを作成しており、TFT３はマトリクス上に配置され、蓄積容量配線５を導電体で形成されている。この蓄積容量配線の膜厚を、一部分だけ他の蓄積容量配線部分より薄くして段差部Ｆを形成していることである。具体的には蓄積容量配線は2000Åで形成してあり、薄い段差部Ｆは1500Åで形成した。
【００４９】
液晶表示装置を本実施例で示した構成する効果としては、例えばTFT３部分にて発生した、スプレイ配向からベンド配向への転移が、さらに広がって行く途中で、蓄積容量配線５にぶつかって、ベンド配向への転移の広がりがとまりそうになったとしても、蓄積容量配線のＦ部分が、他の蓄積容量配線部分より1500Åと薄く段差が設けられているため、Ｆ部分より転移の広がりが、容易に蓄積容量配線を乗り越え、隣の画素まで転移が広がることが出来る。これによって、例えば隣の画素が転移していなくても、転移の広がりによってベンド配向へ転移するため、パネル内の全画素において転移が広がり、点欠陥の無い良好なパネルを得ることが出来る。
【００５０】
なお、蓄積容量配線の段差は、配線の下に設置されてある、絶縁膜の膜厚を薄くすることによって、他の蓄積信号線部分より、段差を形成しても良い。
【００５１】
（参考例８）図１１は、参考発明の第８の参考例を示したものであり、液晶表示装置の一画素の平面図を表している。図１１(b)は、図１１(a)のA-A'部分の断面図を表している。
【００５２】
本参考例の特徴は、第１の参考例と同様の方法でパネルを作成しており、TFT３がマトリクス上に配置されている。蓄積容量配線５は導電体で形成しており、この蓄積容量配線の断面にテーパーを形成したことである。具体的にはテーパーを45度作成した。
【００５３】
液晶表示装置を本参考例で示した構成する効果としては、例えばTFT３部分にて発生した、スプレイ配向からベンド配向への転移が、さらに広がって行く途中で、蓄積容量配線にぶつかって、転移の広がりがとまりそうになったとしても、蓄積容量配線にテーパーが45度有るため、テーパー部分より転移の広がりが蓄積容量配線を容易に乗り越え、隣の画素まで転移が広がることが出来る。これによって例えば隣の画素が転移していなくてもこの広がりによって、隣の画素を転移させることが出来るため、パネル内の全画素において転移が広がることが出来、未転移の画素が残らず、点欠陥の無い良好なパネルを得ることが出来る。
【００５４】
なおこれらの構造は、ひとつの画素の中に、単独の構造だけを用いるだけではなく、複数の構造を用いてもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明はTFTを形成する、走査配線、映像信号線、共通電極のいずれか、もしくはその上下に配置される絶縁膜、または全配線の一部分に、配線膜厚が薄くなった部分を設けると言う簡単な方法で、その部分から、スプレイ配向からベンド配向への、転移が容易に広がって行くことが出来る。これによって転移が発生した画素のみがベンド配向するだけではなく、隣の画素へ、さらに隣の画素へと、ベンド配向が次々と広がり転移させて行くことが出来、パネル内の全画素が、容易に安定してベンド配向することが出来る。これにより表示欠陥の無い、より良い表示性能を持つ液晶表示パネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考発明の第１の参考例を示す平面図と断面図
【図２】本発明の第１の実施例を示す平面図と断面図
【図３】参考発明の第２の参考例を示す平面図と断面図
【図４】参考発明の第３の参考例を示す平面図と断面図
【図５】本発明の第２の実施例を示す平面図と断面図
【図６】参考発明の第４の参考例を示す平面図と断面図
【図７】参考発明の第５の参考例を示す平面図
【図８】参考発明の第６の参考例を示す平面図
【図９】参考発明の第７の参考例を示す平面図と断面図
【図１０】本発明の第３の実施例を示す平面図と断面図
【図１１】参考発明の第８の参考例を示す平面図と断面図
【符号の説明】
１ 走査信号線
２ 映像信号線
３ TFT
４ 画素電極
５ 蓄積容量配線(共通配線)
６ 絶縁膜
１１０ カラーフィルタ基板，ＢＭ
【図１】
0004316151.tif 000002
【図２】
0004316151.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004316151.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004316151.tif 000007
【図７】
0004316151.tif 000008
【図８】
0004316151.tif 000009
【図９】
0004316151.tif 000010
【図１０】
0004316151.tif 000011
【図１１】
0004316151.tif 000012