CN101122694A - 横电场式的液晶显示板 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供具有因外加于扫描线上的电压造成的图像残留防止机构的横电场方式，即，IPS模式，或FFS模式的液晶显示板。本发明所示解决上述课题的方案为：一种横电场方式的液晶显示板，其包括平行设置的多根扫描线(12)和公共布线(13)、沿与上述扫描线交叉的方向设置的多根信号线(17)、形成于通过多个扫描线(12)和信号线(17)划分的区域的公共电极(14)和象素电极(21)，其特征在于上述扫描线(17)上的绝缘膜的表面的至少一部分由通过导电性材料形成的密封电极(22)覆盖。
Description
技术领域
本发明涉及IPS(In-Plane Switching)模式，或边缘场开关(FringeField Switching：在下面称为“FFS”)模式等的横电场方式的液晶显示板，本发明特别是涉及具有外加于扫描线上的电压造成的图像保留防止机构的IPS模式或FFS模式的液晶显示板。
背景技术
近年，不仅在信息通信设备中，还在一般的电气设备中，多采用液晶显示板。在过去多采用的液晶显示板由衬底和液晶层形成，在该衬底的表面上形成电极等，该衬底由一对玻璃等形成，该液晶层形成于该对衬底之间，通过将电压外加于两个衬底上的电极上，再次排列液晶，改变光的透射率，由此，显示各种图像，也就是所谓的纵电场方式。这样的纵电场方式的液晶显示板有TN(Twisted Nematic)模式，VA(VerticalAlignment)模式的类型，但是，由于具有视角窄的问题，故人们开发了MVA(Multidomain Vertical Alignment)模式等的各种改进的纵电场方式的液晶显示板。
另一方面，与上述纵电场方式的液晶显示板不同，作为IPS模式的液晶显示板而为人们周知的还有仅仅在一个衬底上具有电极的应称为横电场方式的液晶显示板(参照下述的专利文献1和2)。在这里，采用图10～图12，对该IPS模式的液晶显示板的动作原理进行描述。另外，图10为IPS模式的液晶显示板的1个象素的示意俯视图，图11为沿图10中的XI-XI线的剖视图，另外，图12为沿图10中的XII-XII线的剖视图。
该IPS模式的液晶显示板50A包括阵列衬底AR和颜色滤光衬底CF。在阵列衬底AR中，按照分别平行的方式在第1透明衬底51的表面上，设置多条扫描线52和公共布线53，沿与该扫描线52和公共布线53相交叉的方向，设置多根信号线54。另外，在各象素的中间部，从公共布线53，呈带状设置，在图10中比如梳齿状的对置电极(也称为“公共电极”)55，按照夹持该对置电极55的周围的方式设置同样地梳齿状的象素电极56，该象素电极56的表面通过由比如，氮化硅形成的保护绝缘膜57和由聚酰亚胺等形成的取向膜58而被覆盖。
另外，在扫描线52和信号线54的交叉点附近，形成作为开关元件的TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)。在该TFT中，在扫描线52和信号线54之间，设置半导体层59，半导体层59上的信号线部分构成TFT的源极S，半导体层59的底部的扫描线部分构成栅极G，另外，与半导体层59的一部分重合的象素电极56的部分构成漏极D。
还有，颜色滤光衬底CF具有下述结构，即在第2透明衬底60的表面上，设置颜色滤光层61，外罩层62和取向膜63。另外，按照阵列衬底AR的象素电极56和对置电极55与颜色滤光衬底CF的颜色滤光层61侧相互面对的方式，使阵列衬底AR和颜色滤光衬底CF面对，在其之间，密封液晶LC，在两个衬底的相应外侧，按照偏振方向为相互交叉方向的方式设置偏振片64和65，由此，形成IPS模式的液晶显示板50A。
在IPS模式的液晶显示板50A中，图11和图12所示，如果在象素电极56和对置电极55之间，形成电场，则沿水平方向取向的液晶沿水平方向旋转，由此，可控制来自背照灯的入射光的透射量。该IPS模式的液晶显示板50A具有较宽视角，高对比度的优点，但是，由于对置电极55以与公共布线53，或扫描线52相同的金属材料形成，故具有开口率和透射率低，另外，产生不同视角的色变化的问题。
为了解决这样的IPS模式的液晶显示板的低开口率和低透射率的问题，人们开发了FFS模式的液晶显示板(参照下述专利文献3和4)。采用图13～图15，对该FFS模式的液晶显示板的动作原理进行描述。另外，图13为FFS模式的液晶显示板的1个象素的示意性俯视图，图14为沿图13中的XIV-XIV线的剖视图，另外，图15为沿图13的XV-XV线的剖视图。
FFS模式的液晶显示板70A包括阵列衬底AR和颜色滤光衬底CF。在阵列衬底AR中，在第1透明衬底71的表面上，分别平行地设置多个扫描线72和公共布线73，沿与这些扫描线72和公共布线73相交叉的方向，设置多根信号线74。另外，按照覆盖每个通过扫描线72和信号线74划分的区域的方式设置与公共布线73连接的由ITO(Indium TinOxide)等透明材料形成的公共电极(也称为“对置电极”)75，在该公共电极75的表面上，设置通过栅极绝缘膜76，呈条带状形成多个狭缝77A的，由ITO(Indium Tin Oxide)等的透明材料形成的象素电极78A。另外，该象素电极78A和多个狭缝77A的表面通过取向膜80覆盖。
另外，在扫描线72和信号线74的交叉位置附近，形成作为开关元件的TFT。在该TFT中，在扫描线72的表面上，设置半导体层79，按照覆盖半导体层79的表面的一部分的方式，信号线74的一部分延伸，构成TFT的源极S，半导体层79的底部的扫描线部分构成栅极G，另外，与半导体层79的一部分重合的的象素电极78A的部分构成漏极D。
此外，颜色滤光衬底CF具有下述的结构，其中，在第2透明衬底82的表面上，设置颜色滤光层83，外罩层84和取向膜85。另外，按照阵列衬底AR的象素电极78A和公共电极75与颜色滤光衬底CF的颜色滤光层83相互面对的方式使阵列衬底AR和颜色滤光衬底CF对置，在其之间，密封液晶LC，并且在两个衬底的相应外侧，按照偏振方向为相互垂直的方向的方式设置偏振片86和87，由此，形成FFS模式的液晶显示板70A。
在该FFS模式的液晶显示板70A中，如果在象素电极78A和公共电极75之间，形成电场，由于如图14和图15所示，该电场在象素电极78A的两侧，朝向公共电极75，不仅位于狭缝77A中的液晶，而且位于象素电极78A上的液晶均可移动。由此，FFS模式的液晶显示板70A的特征在于由于其视角宽于IPS模式的液晶显示板50A，其对比度高于IPS模式的液晶显示板50A，另外，透视率高于IPS模式的液晶显示板50A，故可进行较亮的显示。此外，FFS模式的液晶显示板70A还具有下述的优点，即，与IPS模式的液晶显示板50A相比较，从平面看，象素电极78A和公共电极75的重复面积较大，由此附带地产生更大的保持电容，不必另外设置辅助电容线。
另外，在FFS模式的液晶显示板中，由于与IPS模式的液晶显示板的场合相同，在显示特性方面，研磨方向最好与信号线相垂直，另外，象素电极和研磨方向可按照微小角度的倾斜度设置，故形成下述的结构，其中，如图16图所示的FFS模式的液晶显示板70B，设置于象素电极78B上的条带状狭缝77B相对扫描线72，或公共布线73而倾斜，同样，为了实现识别不出不同视角的色变化，由此，也可如图17所示的FFS模式的液晶显示板70C所示，设置于象素电极78C上的条带状的狭缝77C按照呈“ㄑ”状的方式设置，形成双域(dualdomain)。另外，还可如图18所示的FFS模式的液晶显示板70D，设置于与信号线72面对的部分上的颜色滤光衬底的黑底不为直线状，沿与扫描线74相垂直的方向呈曲轴状设置信号线72，多个公共电极和象素电极78D为三角形配置，以便适合于黑底不醒目的图像显示。
此外，在图16和图17所示的FFS模式的液晶显示板70B和70C中，仅仅是设置于象素电极78B和78C上的狭缝77B和77C的倾斜度不同于图13所示的FFS模式的液晶显示板70A，另外，在图18所示的FFS模式的液晶显示板70D中，其与图13所示的FFS模式的液晶显示板70A的不同点只在于设置于象素电极78D上的狭缝77D的倾斜度，及多个公共电极与象素电极78D为三角形配置，由此，对于与图13所示的FFS模式的液晶显示板70A相同的组成部分，采用同一标号，其具体的说明省略。
还有，同样在图10所示的IPS模式的液晶显示板50A中，如果与上述FFS模式的液晶显示板70B，78C相同，如图19所示的IPS模式的液晶显示板50B，使取向膜的研磨方向与信号线54交叉，象素电极55B和对置电极56B与研磨方向按照微小角度的倾斜度设置，则显示质量提高，另外，也可如图20所示的IPS模式的液晶显示板50C，在其延伸方向的左右以不同的方向倾斜地设置象素电极55C和对置电极56C，由此，形成双域(dualdomain)，这样，可实现识别不出不同视角的色变化。另外，虽然在这里，省略图示，但是，也可在这样的IPS模式的液晶显示板50A，50B，50C中，如图18所示的FFS模式的液晶显示板70D，多个象素电极55，55A，55B和对置电极56，56A，56B为三角形配置，可以形成黑底不醒目的象素显示。另外，由于图19和图20所示的IPS模式的液晶显示板50B，50C与图10所示的IPS模式的液晶显示板50A的不同点仅仅在象素电极55B，55C和对置电极56B，56C的倾斜度，故与图10所示的IPS模式的液晶显示板50A相同的组成部分，采用同一标号，其具体的说明省略。
专利文献1：
JP特开平10-319371号文献(0005段，0053段，0065～0077段，图2，图5，图6)
专利文献2：
JP特开2002-131767号文献(权利要求，0006～0009段，0018～0077，图1，图3)
专利文献3：
JP特开2002-14363号文献(权利要求，0002～0010段，0019～0026段，图1，图2)
专利文献4：
JP特开2002-244158号文献(权利要求，0002～0013段，0023～0032，图1～图4)
专利文献5：
JP特开2005-148534号文献(权利要求13，0009段，0028～0056段，图1)
专利文献6：
JP特开2005-148602号文献(权利要求13，0009段，0097～0106段，图8)
发明的公开方案
发明要解决的课题
如上所述，FFS模式的液晶显示板的特征在于由于其视角宽于IPS模式的液晶显示板，且对比度高于IPS模式的液晶显示板，以及透射率高于IPS模式的液晶显示板，故可进行明亮的显示，另外，由于可进行低电压驱动，并且附带地产生更大的保持电容，故即使在未另外设置辅助电容线的情况下，显示质量仍良好。
但是，人们知道，在液晶显示板中，如果长时间使用，则产生图像残留现象，此方面在IPS模式的液晶显示板的场合，以及FFS模式的液晶显示板的场合，是相同的。但是，在上述那样的过去的FFS模式的液晶显示板中，该图像残留现象比过去IPS模式的液晶显示板严重。本发明人等对在该FFS模式的液晶显示板中，图像残留现象比IPS模式的液晶显示板的场合严重的原因进行了各种分析，其结果是，基于外加于扫描线上的较大的电压信号而产生的电场对其附近的液晶的取向造成影响，但是，推测出，从象素电极朝向液晶的电力线的通路和从液晶朝向扫描线的通路，相对在IPS模式的液晶显示板的场合是保持对称的情况，在FFS模式的液晶显示板的场合，是非对称的，这是其中的原因之一。
即，在IPS模式和FFS模式的液晶显示板中，外加于扫描线上的电压在规定的象素的非选择状态，约为-10V，在选择状态，约为+15V，选择规定象素的时间非常短，由此，约-10V的直流电压在长时间的范围内施加。但是，在IPS模式的液晶显示板的场合，根据图12的记载可知，从象素电极56，朝向扫描线52的电力线E1经过象素电极56，保护绝缘膜57和取向膜58，进入液晶层LC，从液晶层LC，经过取向膜58，保护绝缘膜57，到达扫描线52，这样，从象素电极56到液晶层LC的电力线的通路与从液晶层LC到扫描线52的电力线的通路是对称的。
相对该情况，在FFS模式的液晶显示板的场合，由图15的记载可知，从象素电极78A朝向扫描线72的电力线E2从象素电极78A，经过取向膜80，进入液晶层LC，从液晶层LC经过取向膜80和栅极绝缘膜76，到达扫描线72，故从象素电极78A到液晶层LC的电力线的通路和从液晶层LC到扫描线72的电力线的通路是非对称的。由此，在FFS模式的液晶显示板中，与IPS模式的液晶显示板的场合相比较，象素电极，或其表面的取向膜因外加于扫描线72上的信号引起的直流电场，容易受到不可逆的影响，可以推测出，其是图像残留现象大于IPS模式的液晶显示板的原因。
为了减小这样的FFS模式的液晶显示板的图像残留的问题，本发明人等重点进行了各种分析，其结果发现，对于使从象素电极到液晶层的电力线的通路和从液晶层到扫描线的电力线的通路相对称来说，从FFS模式的液晶显示板的动作原理上讲是困难的，但是，通过使基于外加于扫描线上的高电压的信号的直流电场不外加于其附近的液晶上的方式，不仅可减少FFS模式的液晶显示板的图像残留现象，而且也可减少IPS模式的液晶显示板中的图像残留，这样完成了本发明。
另外，在上述专利文献2中，公开了下述的实例，即于IPS模式的液晶显示板中，以防止由于因信号线(漏极信号线)或扫描线(栅极信号线)和与其邻接而设置的电极之间产生的电场而驱动液晶，导致光泄漏的目的，设置局部地重叠于信号线，或扫描线中的至少一者之上的导电层，另外，还具有针对FFS模式的液晶显示板部分地进行启示的记载(参照0003～0004段)，但是，完全没有给出FFS模式的液晶显示板的具体实例，没有有关IPS模式的液晶显示板和FFS模式的液晶显示板中的图像残留的问题的记载。
即，本发明的目的在于提供具有由外加于扫描线上的电压造成的图像残留的防止机构的横电场方式，即，IPS模式的液晶显示板，或FFS模式的液晶显示板。
用于解决课题的技术方案
为了实现上述目的，本发明的横电场式的液晶显示板包括平行设置的多根扫描线和公共布线；沿与上述扫描线交叉的方向设置的多根信号线；形成于通过多根扫描线和信号线划分的区域的公共电极和象素电极，其特征在于：
在上述扫描线上的绝缘膜的表面上，形成由导电性材料形成的密封电极。
另外，本发明涉及的上述横电场式的液晶显示板，其特征在于上述密封电极与上述公共电极电连接。
此外，本发明涉及的上述横电场式的液晶显示板，其特征在于在上述象素电极的上述密封电极一侧的一部分上，设置缺口部，上述密封电极延伸到上述缺口部的绝缘膜上，通过设置于上述缺口部上的接触孔，与上述公共电极电连接。
还有，本发明涉及的上述横电场式的液晶显示板，其特征在于上述密封电极与上述信号线电连接。
再有，本发明涉及的上述横电场式的液晶显示板，其特征在于在上述密封电极中，上述扫描线上的绝缘膜的表面延伸到上述扫描线和信号线的交叉位置，通过设置于该交叉位置的接触孔，与上述信号线电连接。
另外，本发明涉及的上述横电场式的液晶显示板，其特征在于在上述象素电极中，在与上述扫描线的两侧邻接的一侧的一部分上，分别设置缺口部，上述密封电极延伸到上述缺口部的绝缘膜上，通过设置于上述缺口部上的接触孔，与位于上述扫描线的两侧的相应的公共电极电连接。
此外，本发明涉及的上述横电场式的液晶显示板，其特征在于上述密封电极覆盖上述扫描线的一半或以上的部分。
还有，本发明涉及的上述横电场式的液晶显示板，其特征在于上述密封电极由与上述象素电极相同的材料形成。
再有，本发明涉及的上述横电场式的液晶显示板，其特征在于上述公共电极呈梳齿状形成于由上述扫描线和信号线划分的区域内部，上述象素电极按照夹持呈梳齿状的公共电极的周围的方式同样地形成梳齿状。
另外，本发明涉及的上述横电场式的液晶显示板，其特征在于上述公共电极按照覆盖由上述扫描线和信号线划分的区域的方式形成，上述象素电极夹设绝缘膜，形成于上述公共电极上，并且具有相互平行的狭缝。
此外，本发明涉及的上述横电场式的液晶显示板，其特征在于上述梳齿状的公共电极和象素电极，或上述多个狭缝沿相对上述扫描线或信号线倾斜的方向设置。
另外，本发明涉及的上述横电场式的液晶显示板，其特征在于上述梳齿状的公共电极和象素电极在由上述扫描线和信号线划分的区域内的上述公共电极和象素电极的延伸方向的左右以相互不同的方向倾斜地设置。
还有，本发明涉及的上述横电场式的液晶显示板，其特征在于上述公共布线设置于上述多根扫描线之间，上述多个狭缝在上述公共布线的两侧，沿相互不同的方向倾斜地设置。
此外，本发明涉及的上述横电场式的液晶显示板，其特征在于设置于上述公共布线的两侧的狭缝的数量在相应侧是相同的。
再有，本发明涉及的上述横电场式的液晶显示板，其特征在于最接近上述公共布线的两侧的狭缝的端部连接于上述公共布线上。
另外，本发明涉及的上述横电场式的液晶显示板，其特征在于在上述扫描线上，在与上述信号线的交叉位置的附近，设置作为开关元件的薄膜晶体管的TFT，上述密封电极设置于除了上述薄膜晶体管的表面以外的扫描线上。
另外，本发明涉及的上述横电场式的液晶显示板，其特征在于上述信号线沿与上述扫描线相交叉的方向呈曲轴状设置，上述多个公共电极和象素电极为三角形配置。
发明的效果
在本发明中，通过具备上述的构成，实现下述的优选的效果。即，按照本发明的横电场方式的液晶显示板，由于在扫描线上的绝缘膜的表面上，形成由导电性材料形成的密封电极，故外加于扫描线上的高电压的信号通过密封电极遮挡，这样，外加于位于密封电极的顶部的液晶上的来自扫描线的直流成分变小，基于外加于扫描线上的高电压的信号的横电场方式的液晶显示板的图像残留的现象大幅度地减少。另外，密封电极既可覆盖扫描线整体，也可覆盖扫描线的一部分。此外，密封电极也可不与任何部位进行电连接，而处于浮动状态。
另外，如果密封电极处于浮动状态，则具有密封电极的电位不稳定的可能性，但是，按照本发明，由于密封电极与公共电极电连接，故密封电极的电位稳定，这样，基于外加于扫描线上的高电压的信号的横电场方式的液晶显示板的图像残留现象更大幅度地减少。
此外，按照本发明，在密封电极与公共电极电连接时，由于密封电极延伸到设置于象素电极的一部分上的缺口部的绝缘膜上，通过接触孔，与公共电极电连接，故可通过简单的结构，将密封电极和公共电极电连接。此外，由于还在象素电极和密封电极之间的间隙部分，产生电场，限制液晶分子的取向，故实质上等同于横电场方式的液晶显示板的开口度提高，可获得明亮的显示的横电场方式的液晶显示板。
还有，按照本发明，在密封电极与公共电极电连接时，由于密封电极延伸到设置于象素电极的一部分上的缺口部的绝缘膜上，通过接触孔，与位于扫描线的两侧的相应的公共电极电连接，故可通过简单的结构，将密封电极和公共电极电连接。此外，由于与扫描线相交叉的方向的多个公共电极处于串联的状态，故实质上公共布线的电阻变低，所谓的布线延迟减少，故公共电极的电位稳定，每个象素的显示画质良好。
再有，由于还在象素电极和密封电极之间的间隙部分，产生电场，限制液晶分子的取向，故实质上等同于横电场方式的液晶显示板的开口度提高，可获得明亮的显示的横电场方式的液晶显示板。
另外，按照本发明的横电场方式的液晶显示板，由于通过密封电极，覆盖扫描线的一半以上的部分，故由外加于扫描线上的高电压的信号而造成的电场对液晶分子，进而对象素电极造成影响的情况减小，这样，难以产生横电场方式的液晶显示板的图像残留现象。如果该密封电极的扫描线的覆盖范围不超过一半，则随着该覆盖范围变窄，则图像残留现象增加，由此，最好不采用该方式。即，如果密封电极的扫描线的覆盖范围增加，则与其成比例，越难以产生横电场方式的液晶显示板的图像残留现象。此外，在密封电极中，由于宽度大，故电阻变小，这样，所谓的布线延迟变少，每个象素的显示画质良好。
此外，按照本发明，由于密封电极由以与象素电极相同的材料形成，故可与象素电极的形成同时形成密封电极，特别是不需要为了形成密封电极，增加工序。
此外，按照本发明，由于密封电极与信号线电连接，故密封电极的电位随着外加于信号线上的信号而变化，但是，由于在外加于信号线上的信号中，直流成分少，另外，外加于扫描线上的高电压的信号通过密封电极而遮挡，故实质上没有外加于位于密封电极的顶部上的来自扫描线的直流电场，基于外加于扫描线上的高电压的信号的横电场方式的液晶显示板的图像残留的现象大幅度地减少。
还有，按照本发明，由于在密封电极与公共电极电连接时，密封电极延伸到扫描线与信号线的交叉位置，通过接触孔，与信号线电连接，故可通过简单结构，将密封电极和信号线电连接。
再有，按照本发明，即使在横电场方式的液晶显示板为公共电极和象素电极围绕相互的周围的方式呈梳齿状的IPS模式的液晶显示板的情况下，仍可良好地实现上述本发明的效果。
此外，按照本发明，由于将IPS模式的液晶显示板中的梳齿状的公共电极和象素电极沿相对扫描线或信号线倾斜的方向设置，故可在象素电极和取向膜的研磨方向之间，形成微小角度的倾斜度，这样，在实现上述本发明的效果的同时，可获得对比度等显示特性良好的IPS模式的液晶显示板。
另外，按照本发明，由于IPS模式的液晶显示板中的公共电极和象素电极在由扫描线和信号线划分的区域的左右以不同的方向倾斜，形成双域(dualdomain)，故可实现识别不出不同视角的色变化，这样，在实现上述本发明的效果的同时，可获得显示特性良好的FFS模式的液晶显示板。
此外，按照本发明，即使在横电场方式的液晶显示板为公共电极形成于通过扫描线和信号线划分的区域，具有多个狭缝的象素电极夹设绝缘膜而形成于该公共电极上的FFS模式的液晶显示板的情况下，仍可良好地实现上述本发明的效果。
还有，按照本发明，由于FFS模式的液晶显示板的狭缝沿相对扫描线或信号线倾斜的方向设置，故可在象素电极和取向膜的研磨方向之间，形成微小角度的倾斜度，这样，在实现上述本发明的效果的同时，可获得对比度等显示特性良好的FFS模式的液晶显示板。
再有，按照本发明，由于公共布线设置于多个扫描线之间，并且FFS模式的液晶显示板的多个狭缝在公共布线的两侧以相互不同的方向倾斜，形成双域(dualdomain)，故可实现识别不出不同视角的色变化，这样，在实现上述本发明的效果的同时，可获得显示特性良好的FFS模式的液晶显示板。
另外，由于公共布线通常，由与扫描线相同材质的导电性材料制作，故其是非透明的，但是，按照本发明，由于最接近公共布线的两侧的狭缝的端部在公共布线上连接，故可遮挡，根据该公共布线而朝相互不同的方向倾斜的一组狭缝于相邻位置处产生的向错(disclination)部分，这样，在实现上述本发明的效果的同时，可获得显示特性良好的FFS模式的液晶显示板。
此外，按照本发明，由于在扫描线上，在与信号线交叉的位置的附近，设置作为开关元件的TFT，故可以只增加其相应部分的象素电极，另外，由于在除了TFT表面以外的扫描线上，设置密封电极，故TFT的动作不受到密封电极的电位的影响，这样，在实现上述本发明的效果的同时，可获得呈现稳定的显示特性的横电场方式的液晶显示板。
还有，按照本发明，由于信号线沿与扫描线相垂直的方向呈曲轴状设置，多个公共电极和象素电极为德尔塔配置(也可称为三角形配置)，故设置于与信号线面对的部分的黑底不呈直线状，这样其不醒目，在实现上述本发明的效果的同时，可获得适合于图像显示的横电场方式的液晶显示板。
附图的简要说明：
图1为以透视方式表示实施例1的FFS模式的液晶显示板的颜色滤光衬底的2个象素的示意俯视图；
图2为沿图1中的II-II线的剖视图；
图3为以透视方式表示实施例2的FFS模式的液晶显示板的颜色滤光衬底的2个象素的示意俯视图；
图4为沿图3中的IV-IV线的剖视图；
图5为以透视方式表示实施例3的FFS模式的液晶显示板的颜色滤光衬底的2个象素的示意俯视图；
图6为沿图5的VI-VI线的剖视图；
图7为以透视方式表示实施例4的FFS模式的液晶显示板的颜色滤光衬底的4个象素的示意俯视图；
图8为沿图7中的VIII-VIII线的剖视图；
图9为沿图7中的IX-IX线的剖视图；
图10为过去实例的IPS模式的液晶显示板的1个象素的示意俯视图；
图11为沿图10中的XI-XI线的剖视图；
图12为沿图10中的XII-XII线的剖视图；
图13为过去实例的FFS模式的液晶显示板的1个象素的示意俯视图；
图14为沿图13中的XIV-XIV线的剖视图；
图15为沿图13中的XV-XV线的剖视图；
图16为另一过去实例的FFS模式的液晶显示板的示意俯视图；
图17为过去实例的双域(dualdomain)化的FFS模式的液晶显示板的示意俯视图；
图18为过去实例的三角形配置的FFS模式的液晶显示板的示意俯视图；
图19为与图16相对应的IPS模式的液晶显示板的示意俯视图；
图20为与图17相对应的IPS模式的液晶显示板的示意俯视图。
标号的说明：
标号10A～10D表示FFS模式的液晶显示板；
标号11表示透明衬底；
标号12表示扫描线；
标号13表示公共布线；
标号14表示对置(公共)电极；
标号15表示栅极绝缘膜；
标号16表示半导体层；
标号17表示信号线；
标号18表示绝缘膜；
标号19，27，271，272，28表示接触孔；
标号20表示狭缝；
标号21表示象素电极；
标号22表示密封电极；
标号23表示钝化膜；
标号24表示取向膜；
标号25，251，252表示缺口部；
标号26，261，262表示间隙。
用于实施发明的优选方式
下面参照附图，对本发明的优选实施例进行描述。其中，在下面给出的实施方式列举了作为用于具体实现本发明的技术构思的横电场式的液晶显示板的，FFS模式的液晶显示板的实例，但是并不打算将本发明限定在该FFS模式的液晶显示板，可等同地应用于IPS模式的液晶显示板等的，包含于权利要求中的其它的实施方式的方案。
实施例1
按照制造步骤的顺序，采用图1和图2，对实施例1的FFS模式的液晶显示板10A进行说明。另外，图1为以透视方式表示实施例1的FFS模式的液晶显示板的颜色滤光衬底的2个象素的示意性俯视图，图2为沿图1的II-II线的剖视图。
本实施例1的FFS模式的液晶显示板10A的阵列衬底AR按照下述方式形成，该方式为：在玻璃衬底等的透明衬底11的表面整体的范围内，形成底部由Al金属形成，表面由Mo金属形成的2层膜之后，通过光刻法和蚀刻法，由Mo/Al的2层布线形成的多根扫描线12和多根公共布线13相互平行。铝具有电阻值小的优点，但是，相对地，由于具有容易腐蚀，与ITO的接触阻力高等的缺点，故通过形成由钼覆盖铝的多层结构，可改善这样的缺点。另外，在这里，给出沿扫描线设置公共布线13的实例，但是，也可设置于邻接的扫描线12的中间。
接着，在形成扫描线12和公共布线13的透明衬底11的表面整体的范围内，覆盖由比如，ITO形成的透明导电层，通过上述光刻法和蚀刻法，形成公共电极14。该公共电极14与公共布线13电连接，但是，不与扫描线12，或栅极G连接。此外，在其表面整体上，覆盖由氮化硅层，或氧化硅层形成的栅极绝缘膜15，接着，通过CVD法，在栅极绝缘膜15的表面整体范围内，覆盖比如，非晶质·硅(在下面称为“a-Si”)层，然后，同样通过上述光刻法和蚀刻法，在TFT形成区域，形成由a-Si层形成的半导体层16。形成有该半导体层16的位置的扫描线12的区域形成TFT的栅极G。
然后，在形成有半导体层16的透明衬底11的表面整体的范围内，覆盖Mo/Al/Mo的3层结构的导电层，通过上述光刻法和蚀刻法，形成信号线17和漏极D。该信号线17的源极S部分和漏极D部分均局部地与半导体层16的表面重合。另外，在该衬底的表面整体上，覆盖由氧化硅层形成的绝缘膜18。
之后，在与漏极D相对应的位置的绝缘膜18上形成接触孔19，使漏极D的一部分露出。另外，在该表面整体的范围内，覆盖比如，由ITO形成的透明导电层，同样通过光刻法和蚀刻法，按照形成图1所示的图案的方式，在由扫描线12和扫描线17围绕的区域的绝缘膜18上形成具有狭缝20的象素电极21，并且在扫描线12上的绝缘膜18的表面上局部地形成密封电极22。该象素电极21通过接触孔19，与漏极D电连接。另外，在这里，密封电极22不与任何处电连接，而处于浮动状态。另外，为了不对TFT的动作特性造成影响，故密封电极22可不覆盖半导体层16的表面。此外，密封电极也可代替ITO，而由铝等的导电性金属形成。
接着，在该表面整体的范围内，根据需要，设置比如，由氮化硅形成的钝化膜(图中未示出)，并且在钝化膜的表面整体上，形成规定的取向膜24，由此，制成阵列衬底AR。接着，使象这样制造的阵列衬底AR和另外制造的颜色滤光衬底对置，通过密封材料，将周围密封，在两个衬底之间，注入液晶，由此，获得实施例的FFS模式的液晶显示板10A。另外，颜色滤光衬底的结构实质上与上述过去实例的结构没有差异，其具体的描述省略。
在象这样获得的实施例1的FFS模式的液晶显示板10A中，由于扫描线12的表面的至少一部分由导电性的密封电极22覆盖，故不会有因由外加于扫描线12上的高电压的信号而产生的直流电场，液晶被驱动之事，所以，FFS模式的液晶显示板的图像残留现象大幅度地减少。
实施例2
在实施例1的FFS模式的液晶显示板10A中，由于密封电极22处于浮动状态，故具有来自外部的电场的影响，导致密封电极22的电位不稳定，发生较大变化的可能性。于是，通过图3和图4，对于通过将密封电极22与公共电极14电连接，使密封电极22的电位稳定的实施例2的FFS模式的液晶显示板10B进行说明。另外，图3为以透视方式表示实施例2的FFS模式的液晶显示板的颜色滤光衬底的2个象素的示意俯视图，图4为沿图3中的IV-IV线的剖视图。另外，在图3和图4中，对于与图1和图2所示的实施例1的FFS模式的液晶显示板10A相同的组成部分，采用同一标号，其具体的说明省略。
本实施例2的FFS模式的液晶显示板10B的结构与实施例1的液晶显示板10A的构成不同之处在于：在接近密封电极22一侧的象素电极21的角部，设置缺口部25，使密封电极22的一部分延伸至缺口部25，并与象素电极21之间形成间隙26，通过设置于该缺口部25的部分的接触孔27，将密封电极22和公共电极14电连接。
本实施例2的FFS模式的液晶显示板10B的制造步骤中，至在形成信号线17和漏极D之后的衬底的表面整体上，覆盖由氧化硅形成的绝缘膜18的步骤为止，与上述实施例1的液晶显示板10A的制造步骤相同。接着，在与漏极D和缺口部25相对应的位置的绝缘膜18中，形成接触孔19和27，使漏极D的一部分和公共电极14的一部分露出。
此外，在该表面整体的范围内，覆盖比如，由ITO形成的透明导电层，通过光刻法和蚀刻法，按照形成图3所示的图案的方式，在由扫描线12和信号线17围绕的区域的绝缘膜18上，形成具有狭缝20，并且具有缺口25的象素电极21，并且按照从扫描线12的表面，跨到缺口部25，在其与象素电极21之间，形成间隙26的方式，在绝缘膜18上形成密封电极22。因此，象素电极21通过接触孔19，与漏极D电连接，密封电极22通过接触孔27，与公共电极14电连接。之后的制造步骤与实施例1的FFS模式的液晶显示板10A的制造步骤相同。
按照本实施例2的FFS模式的液晶显示板10B，由于密封电极22通过接触孔27，与公共电极14电连接，故其电位稳定，因此，难以受到来自外部的电场的影响，另外，不会有因由外加于扫描线12上的高电压的信号而产生的直流电场，液晶被驱动之事，因此，FFS模式的液晶显示板10B的图像残留现象大幅度地减少。此外，按照本实施例2的FFS模式的液晶显示板10B，虽然通过在象素电极21中，设置缺口部25，一部分的狭缝201的长度缩短，但是，由于不仅在象素电极21和公共电极14之间，而且还在象素电极21和密封电极22之间，产生电场，故缺口部25中的象素电极21和密封电极22之间的间隙26起到实质上与设置于象素电极21上的狭缝20相同的作用，该间隙26的部分也构成有效的显示区域，因此开口率提高。
实施例3
在实施例2的FFS模式的液晶显示板10B中，由于未受到来自外部的电场的影响，故可以通过密封电极22与公共电极14电连接，而使密封电极22的电位稳定，但是，在实施例3的FFS模式的液晶显示板10C中，密封电极22与信号线17电连接，使密封电极22的电位稳定。采用图5和图6，对该实施例3的FFS模式的液晶显示板10C进行描述。另外，图5为以透视方式表示实施例3的FFS模式的液晶显示板的颜色滤光衬底的2个象素的示意性俯视图，图6为沿图5的VI-VI线的剖视图。另外，在图5和图6中，对于与图1和图2所示的实施例1的FFS模式的液晶显示板10A相同的组成部分，采用同一标号，其具体的说明省略。
本实施例3的FFS模式的液晶显示板10C的结构与实施例1的FFS模式的液晶显示板10A的不同之处在于，密封电极22延伸到扫摸线12上的绝缘层18上的，与和其附近的信号线17的交叉点相对应的位置，通过设置于与该交叉点相对应的位置的绝缘层18上的接触孔28，将密封电极22和信号线17电连接。
本实施例3的FFS模式的液晶显示板10C的制造步骤中，至在形成信号线17和漏极D之后的衬底的表面整体上，覆盖由氧化硅形成的绝缘膜18的步骤为止，与上述实施例1的液晶显示板10A的制造步骤相同。接着，在相对应漏极D及扫摸线12和信号线17的交叉点的位置的绝缘膜18上，形成接触孔19和28，使漏极D的一部分和信号线17的一部分露出。
此外，在该表面整体的范围内，覆盖比如，由ITO形成的透明导电层，通过光刻法和蚀刻法，按照形成图5所示的图案的方式，在由扫描线12和信号线17围绕的区域的绝缘膜18上，形成具有狭缝20的象素电极21，并且在扫描线12的表面的一部分的绝缘膜18上，形成密封电极22。因此，象素电极21通过接触孔19，与漏极D电连接，密封电极22通过接触孔28，与信号线17电连接。之后的制造步骤与实施例1的FFS模式的液晶显示板10A的制造步骤相同。
按照本实施例3的FFS模式的液晶显示板10C，由于密封电极22通过接触孔28，与信号线17电连接，故即使密封电极22的电位因外加于信号线17上的信号而变化，直流成分仍少，因此，因外加于密封电极22上的信号线17的信号而导致液晶受到的影响较小，另外，难以受到来自外部的电场的影响，并且不会有因由外加于扫描线12上的高电压的信号而产生的电场，液晶被驱动之事，因此，FFS模式的液晶显示板10B的图像残留现象大幅度地减少。
实施例4
按照制造步骤顺序，采用图7～图9，对实施例4的FFS模式的液晶显示板10D。另外，图7为以透视方式表示实施例4的FFS模式的液晶显示板的液晶显示板的颜色滤光衬底的4个象素的示意俯视图，图8为沿图7中的VIII-VIII线的剖视图。另外，图9为沿图7中的IX-IX线的剖视图。另外，在图7～图9中，对于与图1和图2所示的实施例1的FFS模式的液晶显示板10A相同的组成部分，采用同一标号，其具体的说明省略。
本实施例4的FFS模式的液晶显示板的液晶显示板10D的阵列衬底AR在玻璃衬底等的透明衬底11的表面整体的范围内，形成底部由铝金属Al形成，表面由钼Mo金属形成的2层膜，然后，通过光刻法和蚀刻法，由Mo/Al的2层布线形成的多根扫描线12和多根公共布线(图示省略)按照相互平行的方式形成。另外，在这里，给出沿扫描线12，设置公共布线的实例，但是，也可设置于邻接的扫描线12的中间。
接着，在形成扫描线12和公共布线的透明衬底11的表面整体的范围内，覆盖比如，由ITO形成的透明导电层，通过上述光刻法和蚀刻法，形成对置电极14。该对置电极14与公共布线电连接，但是，不与扫描线12，或栅极G连接。此外，在该表面整体上，覆盖由氮化硅层，或氧化硅层形成的栅极绝缘膜15，接着，通过CVD法，在栅极绝缘膜15的表面整体的范围内，覆盖比如a-Si层，然后，通过上述光刻法和蚀刻法，在TFT形成区域上形成由a-Si层形成的半导体层16。形成该半导体层16的位置的扫描线12的区域形成TFT的栅极G。
然后，在形成半导体层16的透明衬底11的表面整体的范围内，覆盖Mo/Al/Mo的3层结构的导电层，通过上述光刻法和蚀刻法，形成具有源极S部分的信号线17和漏极D。该信号线17的源极S部分和漏极D部分均局部地重合于半导体层16的表面上。另外，在该衬底的表面整体的范围，覆盖由氮化硅层形成的绝缘膜18。
接着，在与漏极D，后述的缺口部251和252相对应的位置的绝缘膜18上，形成接触孔19，271和272，并使漏极D的一部分和公共电极14的一部分露出。此外，在该表面整体的范围内，覆盖比如，由ITO形成的透明导电层，通过上述光刻法和蚀刻法，按照形成如图7所示的图案的方式，形成象素电极21，该象素电极21在由扫描线12和信号线17围绕的区域的绝缘膜18上具有狭缝20，并且在与扫描线12的两侧邻接的一侧的角部，分别具有缺口部251和252，另外，按照从扫描线12的表面，跨到两侧的缺口部251和252，在与象素电极21之间，分别产生间隙261和262的方式，在绝缘膜18上形成密封电极22。
因此，象素电极21通过接触孔19，与漏极D电连接，密封电极22通过接触孔271和272，与扫描线12的两侧的公共电极14电连接。于是，扫描线12的两侧的公共电极14跨过扫描线12，通过密封电极22，相互电连接。
另外，通过在表面整体的范围内形成规定的取向膜24，制成阵列衬底AR。然后，使象这样制造的阵列衬底AR和另外制造的颜色滤光衬底对置，通过密封材料将周围密封，在两个衬底之间，注入液晶，由此，获得实施例4的FFS模式的液晶显示板的液晶显示板10D。此外，由于颜色滤光衬底的方案与上述过去实例的结构没有实质上的差异，故省略其具体的说明。
在象这样获得的实施例4的FFS模式的液晶显示板的液晶显示板10D中，由于扫描线12的表面的至少一部分由导电性的密封电极22覆盖，故不会有因由外加于扫描线12上的高电压的信号而产生的直流电场，液晶被驱动之事，因此，FFS模式的液晶显示板的图像残留现象大幅度地减少。由于密封电极22通过接触孔271和272，与位于扫描线12的两侧的公共电极14电连接，故其电位稳定，难以受到来自外部的电场的影响。另外，由于不会有因由外加于扫描线12上的高电压的信号而产生的直流电场，液晶被驱动之事，故FFS模式的液晶显示板10D的图像残留现象大幅度地减少。
此外，按照该FFS模式的液晶显示板10D，在象素电极21中设置缺口部251和252，由此，一部分的狭缝201的长度缩短，但是，由于缺口部251和252中的象素电极21和密封电极22之间的间隙261和262，不仅在象素电极21和公共电极14之间，而且还在象素电极21和密封电极22之间，产生电场，故实质上发挥与设置于象素电极21上的狭缝20相同的作用，该间隙261和262的部分也形成有效的显示区域，因此，开口度提高。
还有，按照该FFS模式的液晶显示板的液晶显示板10D，由于扫描线12的两侧的公共电极14跨过扫描线12，通过密封电极22，实现电连接，故与扫描线12交叉的方向的公共电极14全部处于通过密封电极22串联的状态。由此，公共布线的电阻实质上变小，所谓的布线延迟变小，因此公共电极的电位稳定，可获得每个象素的显示质量良好的FFS模式的液晶显示板。
此外，在实施例1～4中，给出扫描线12和信号线17按照相互呈直线状交叉的方式设置的实例。但是，也可以如作为过去实例的图18所示的FFS模式的液晶显示板70D那样，为了使其设置于与信号线17对置的部分上的颜色滤光衬底的黑底不呈直线状，符合黑底不醒目的图像显示，也可呈曲轴状沿与扫描线12交叉的方向设置信号线17，使多个公共电极14和象素电极21呈三角形配置，。另外，还可以如作为过去的实例的图17所示的FFS模式的液晶显示板70C那样，按照形成“ㄑ”形的方式设置象素电极上的条带状的狭缝，以形成双域(dualdomain)。另外，在将这样的狭缝，呈“ㄑ”形状设置，以形成双域(dualdomain)时，如沿不同的方向倾斜的狭缝的个数相同，则不产生因视角而产生的色变化，因此优选该方案，另外，如果将这些狭缝中的，最接近公共电极的两侧的狭缝，即，在沿不同方向倾斜各个狭缝中的，位于相互最接近的位置的狭缝的端部进行连接，则能够对于该部分产生的向错(disclination)部分进行遮光，因此优选该方案。
再有，在实施例1～4中，给出作为设置于象素电极21上的狭缝采用向一个方向倾斜的类型的实例，但是，也可以如作为已有实例的图17所示的FFS模式的液晶显示板70C那样，设置于象素电极78C上的条带状的狭缝77C按照形成“ㄑ”形的方式设置，以形成双域(dualdomain)。在此场合，为了减少视角各向异性，最好，设置于公共布线73的两侧的狭缝77C的数量在各自的一侧相同，另外，最好，将最接近公共布线73的两侧的狭缝的端部连接于公共布线73上。此外，也可如图18所示的FFS模式的液晶显示板70D那样，为了使设置于与信号线74对置的部分的颜色滤光衬底的黑底不呈直线状，符合黑底不醒目的图像显示，也可沿与扫描线72交叉的方向，呈曲轴状设置信号线74，且多个公共电极和象素电极78D呈三角形配置。
此外，在上述实施例1～4中描述的FFS模式的液晶显示板的液晶显示板10A～10D的方案，特别是涉及密封电极22的方案可简单地应用于图10～图12所示的IPS模式的液晶显示板。于是，在这里，为了避免说明的重复，省略关于将本发明的方案应用于IPS模式的液晶显示的说明。另外，在将本发明的方案应用于IPS模式的液晶显示板的场合，显然也可以有下述方案，即如作为已有实例的图19和图20所示的IPS模式的液晶显示板50B，50C那样，沿象素电极和对置电极与取向膜的研磨方向，设置微小角度的倾斜度；及，在延伸方向的左右以不同的方向倾斜而设置象素电极和对置电极，以形成双域(dualdomain)；此外，象素电极和相对电极(又称公共电极)为三角形配置。
Claims (18)
1.一种横电场式的液晶显示板，该液晶显示板包括平行设置的多根扫描线和公共布线、沿与上述扫描线交叉的方向设置的多根信号线、形成于通过多根扫描线和信号线划分的区域的公共电极和象素电极，其特征在于：
在上述扫描线上的绝缘膜的表面上，形成由导电性材料形成的密封电极。
2.根据权利要求1所述的横电式的液晶显示板，其特征在于上述密封电极与上述公共电极电连接。
3.根据权利要求2所述的横电式的液晶显示板，其特征在于在上述象素电极的密封电极侧的一部分上，设置缺口部，上述密封电极延伸到上述缺口部的绝缘膜上，经由设置于上述缺口部上的接触孔，与上述公共电极电连接。
4.根据权利要求1所述的横电式的液晶显示板，其特征在于上述密封电极与上述信号线电连接。
5.根据权利要求4所述的横电式的液晶显示板，其特征在于在上述密封电极中，上述扫描线上的绝缘膜的表面延伸到上述扫描线和信号线的交叉位置，经由设置于该交叉位置的接触孔，与上述信号线电连接。
6.根据权利要求1所述的横电式的液晶显示板，其特征在于在上述象素电极中，于与上述扫描线的两侧邻接的一侧的一部分上，分别设置缺口部，上述密封电极延伸到上述缺口部的绝缘膜上，经由设置于上述缺口部上的接触孔，与位于上述扫描线的两侧的相应的公共电极电连接。
7.根据权利要求6所述的横电式的液晶显示板，其特征在于上述密封电极覆盖上述扫描线的一半或以上的部分。
8.根据权利要求1所述的横电式的液晶显示板，其特征在于上述密封电极由与上述象素电极相同的材料形成。
9.根据权利要求1所述的横电式的液晶显示板，其特征在于上述公共电极呈梳齿状形成于由上述扫描线和信号线划分的区域内部，上述象素电极按照夹持呈上述梳齿状形成的公共电极的周围的方式同样地形成梳齿状。
10.根据权利要求9所述的横电式的液晶显示板，其特征在于上述梳齿状的公共电极和象素电极按照相对上述扫描线或信号线倾斜的方向进行设置。
11.根据权利要求10所述的横电式的液晶显示板，其特征在于上述梳齿状的公共电极和象素电极在由上述扫描线和信号线划分的区域内的公共电极和象素电极的延伸方向的左右，以相互不同的方向倾斜地设置。
12.根据权利要求1所述的横电式的液晶显示板，其特征在于上述公共电极按照覆盖由上述扫描线和信号线划分的区域的方式形成，上述象素电极经由绝缘膜而形成于上述公共电极上，并设置相互平行的多个狭缝。
13.根据权利要求12所述的横电式的液晶显示板，其特征在于上述多个狭缝按照相对上述扫描线或信号线倾斜的方向进行设置。
14.根据权利要求13所述的横电式的液晶显示板，其特征在于上述公共布线设置于上述多根扫描线之间，上述多个狭缝在上述公共布线的两侧以相互不同的方向倾斜地设置。
15.根据权利要求14所述的横电式的液晶显示板，其特征在于设置于上述公共布线的两侧的狭缝的数量在相应侧是相同的。
16.根据权利要求14所述的横电式的液晶显示板，其特征在于最接近上述公共布线的两侧的狭缝的端部连接于上述公共布线上。
17.根据权利要求1所述的横电式的液晶显示板，其特征在于在上述扫描线上，于与上述信号线的交叉位置的附近，设置作为开关元件的薄膜晶体管，上述密封电极设置于除了上述薄膜晶体管的表面以外的扫描线上。
18.根据权利要求1所述的横电式的液晶显示板，其特征在于上述信号线沿与上述扫描线相垂直的方向呈曲轴状设置，上述多个公共电极和象素电极为三角形配置。
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