CN101620346B - 液晶显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供通过对辅助电容适当地进行设定、能够既增大开口率又减小功耗的FFS模式的液晶显示面板。本发明的液晶显示面板(10A)，具有夹持液晶层而对向配置的一对基板，并具备在前述一对基板之一方具有多个缝隙(19)的上电极(20)、和与前述上电极(20)夹着绝缘膜(17、18)而在前述基板侧形成得沿俯视方向看一部分与前述上电极(20)相重叠的下电极(16a)，其特征为：在前述下电极(16a)，与前述上电极(20)的缝隙(19)平行地形成缝隙，前述下电极(16a)的缝隙(15a)形成于沿俯视方向看与前述上电极(20)相重叠的位置。

Description

液晶显示面板
技术领域
本发明，涉及横向电场方式的液晶显示面板。更详细地，本发明，涉及通过对辅助电容适当地进行设定，能够既增大开口率又减小功耗的边缘场开关(Fringe Field Switching：以下称为“FFS”。)模式的液晶显示面板。
背景技术
液晶显示面板因为与CRT(阴极射线管)相比较而具有轻、薄、低功耗的特征，所以作为显示用而用于许多电子设备中。液晶显示面板，通过对于取向膜进行摩擦处理而使按预定方向排列的液晶分子的朝向因电场而改变，使光的透射量或反射量发生变化而使图像进行显示。
作为对液晶显示面板的液晶层施加电场的方法，存在纵向电场方式与横向电场方式。纵向电场方式的液晶显示面板，通过夹着液晶层而配置的一对电极，将基本纵向方向的电场施加于液晶分子。作为该纵向电场方式的液晶显示面板，已知TN(Twisted Nematic，扭曲向列)模式、VA(VerticalAlignment，垂直对准)模式、MVA(Multi-domain Vertical Alignment，多畴垂直对准)模式等。横向电场方式的液晶显示面板，在夹着液晶层而配设的一对基板之中的一方的内面侧互相绝缘地设置一对电极，使基本横向方向的电场相对于液晶分子进行施加。作为该横向电场方式的液晶显示面板，已知一对电极沿俯视方向看不重叠的IPS(In-Plane Switching，面内开关)模式的液晶显示面板、和相重叠的FFS模式的液晶显示面板。
其中，FFS模式的液晶显示面板，夹着绝缘膜使由上电极与下电极构成的一对电极配置于各自不同的层，并在上电极设置缝隙状的开口，使通过该缝隙的基本横向方向的电场施加于液晶层。该FFS模式的液晶显示面板，因为能够得到宽的视场角并能够改善图像对比度，所以近年来用得多起来。在此，对由下述专利文献1所公开的FFS模式的液晶显示面板的构成利用图7及图8进行说明。
图7是由下述专利文献1所公开的FFS模式的液晶显示面板的阵列基板的1个像素的模式性俯视图。图8是沿图7的VIII-VIII线的模式剖面图。
该FFS模式的液晶显示面板50，具备阵列基板AR与滤色器基板(图示省略)。阵列基板AR，在透明基板51的表面分别平行地设置多条扫描线52及共用布线53，在正交于这些扫描线52及共用布线53的方向设置多条信号线54。而且，覆盖以扫描线52及信号线54所划分的区域的各自地设置连接于共用布线53的由ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)等的透明导电材料形成的下电极55，在该下电极55的表面夹着栅绝缘膜56及钝化膜57设置带状地形成有多个缝隙58的由ITO等的透明材料形成的上电极59。而且，该上电极59及多个缝隙58的表面通过取向膜(图示省略)所覆盖。
而且，在扫描线52与信号线54的交叉位置的附近形成作为开关元件的TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)。该TFT，在扫描线52的表面夹着栅绝缘膜56配置半导体层61，信号线54的一部分覆盖半导体层61的表面的一部分地延伸而构成TFT的源电极S，半导体层61的下部的扫描线部分构成栅电极G，并且与半导体层61的一部分相重叠的上电极59的部分构成漏电极D。而且，上电极59，经由形成于钝化膜57的接触孔62与漏电极D电连接。
并且，关于滤色器基板，图示进行了省略，具有在透明基板的表面设置有滤色器层、外覆层及取向膜的构成。而且，通过使得阵列基板AR的上电极59及下电极55与滤色器基板的滤色器层互相对向地使阵列基板AR及滤色器基板相对向，在其间封进液晶，并在两基板的各自外侧使得偏振方向成为互相正交的方向地配置偏振板，形成FFS模式的液晶显示面板50。该FFS模式的液晶显示面板50，因为上电极59与下电极55夹着栅绝缘膜56及钝化膜57相互对向，所以在上电极59与下电极55之间形成电容。因此，FFS模式的液晶显示面板50，因为可以使像素整体作为辅助电容而起作用、不必特意地将辅助电容形成于像素区域内，所以与必须另行形成辅助电容的现有的纵向电场方式的液晶显示面板相比则存在开口率上升的优点。
【专利文献1】特开2002-90781号公报
可是，FFS模式的液晶显示面板，在采用以上电极、下电极及绝缘膜所形成的辅助电容的情况下，形成于像素内的辅助电容也正比于像素的面积而增大。例如，在100ppi(像素/英寸)左右的清晰度低的液晶显示面板中，因为1个像素区域的面积增大，所以辅助电容相对地变大，为了对像素给予足够的电荷而必须使TFT的尺寸变大，这一点反而成为使开口率下降的原因。并且，若像素的辅助电容变大，则与之成比例，液晶显示面板的功耗也存在增大的倾向。
发明内容
本发明，正是为了解决如上述的FFS模式的液晶显示面板的现有技术的问题点作出。即，本发明，目的在于通过使像素内的辅助电容成为适当的大小，提供高开口率、功耗小的FFS模式的液晶显示面板。
为了达到上述目的，本发明的液晶显示面板，具有夹持液晶层而对向配置的一对基板，并具备在前述一对基板之一方具有多个缝隙的上电极、和形成为与前述上电极夹着绝缘膜而在前述基板侧沿俯视方向看一部分与前述上电极相重叠的下电极，其特征在于：在前述下电极，与前述上电极的缝隙平行地形成有缝隙；前述下电极的缝隙形成为沿俯视方向看与前述上电极相重叠。
本发明的液晶显示面板，具有夹持液晶层而对向配置的一对基板，并具备在前述一对基板之一方具有多个缝隙的上电极、和与前述上电极夹着绝缘膜形成于前述基板侧的下电极。通过如此的构成，本发明的液晶显示面板以FFS模式而工作。还有，作为绝缘膜能使用氧化硅或氮化硅等的无机绝缘膜。并且，作为下电极及上电极可使用ITO或IZO(Indium ZincOxide，氧化铟锌)等的透明导电材料。而且，作为在本发明的液晶显示面板中能够使用的开关元件，能够使用：作为半导体材料使用了非晶硅的TFT、使用了多晶硅的的TFT、低温多晶硅(LTPS：Low Temperature PolySilicon)TFT、薄膜二极管TFD(Thin Film Diode)等。
而且，在本发明的液晶显示面板中，在前述下电极，与前述上电极的缝隙平行地形成有缝隙，下电极的一部分形成于沿俯视方向看与上电极相重叠的位置，下电极的缝隙形成为沿俯视方向看与上电极相重叠。因为若形成于下电极的缝隙与上电极的缝隙平行地形成，则产生于上电极与下电极之间的电场的方向变成与通过上电极的缝隙所形成的边相正交的方向，所以液晶分子的取向的紊乱减少。
而且，在中型或大型的FFS模式的液晶显示面板中，因为各个像素的面积也变大，与之成比例，辅助电容也变大，所以驱动用的开关元件也需要成为能够流通大电流的大尺寸的开关元件。在本发明的液晶显示面板中，因为下电极的一部分形成于沿俯视方向看与上电极相重叠的位置，下电极的缝隙形成为沿俯视方向看与上电极相重叠，所以沿俯视方向看产生下电极分别一部分重叠于上电极的部分。上电极与下电极的缝隙沿俯视方向看相重叠的部分，并不形成电容。因此，依照于本发明的液晶显示面板，则因为若与相同尺寸的现有例的FFS模式的液晶显示面板相比而辅助电容变小，所以能够减小驱动用开关元件的尺寸，成为显示像质良好、开口度大的FFS模式的液晶显示面板。还有，在本发明的液晶显示面板中，形成于上电极及下电极的缝隙，也可以是即使闭合两端部、也可以开放单侧的缝隙。
并且，在本发明的液晶显示面板中，优选：形成于前述下电极的缝隙，宽度比前述上电极的宽度窄、且沿俯视方向看全部与前述上电极相重叠。
若形成于下电极的缝隙的宽度比上电极的宽度窄、且形成于下电极的缝隙沿俯视方向看全部与上电极相重叠，则形成于下电极的缝隙沿俯视方向看并不从上电极的缝隙露出。从而，在本发明的液晶显示面板中，在上电极的缝隙的下部必定存在下电极。因此，依照于如此的方式的液晶显示面板，则能够使辅助电容比现有例的FFS模式的液晶显示面板的有所下降而使开口度变大，并可得到至少与现有例的FFS模式的液晶显示面板同等的显示像质。
并且，在本发明的液晶显示面板中，也可以为：形成于前述下电极的缝隙，数目比前述上电极的缝隙的数目少。
FFS模式的液晶显示面板中的辅助电容，通过沿俯视方向看上电极与下电极的重叠部的面积而确定。从而，如果使形成于下电极的缝隙数比形成于上电极的缝隙数少，则能够将下电极的缝隙高效配置于与上电极相重叠的位置。因此，如果依照于如此的方式的液晶显示面板，则可得到高效使辅助电容降低而开口度大的FFS模式的液晶显示面板。
并且，在本发明的液晶显示面板中，形成于前述下电极的缝隙，宽度能够比前述上电极的缝隙间的宽度要宽。
此时，因为缝隙间距越窄则液晶显示面板的透射率越高，所以优选：上电极的缝隙间距减小至曝光机的分辨率极限。而且，若使下电极的缝隙的宽度比上电极的缝隙的宽度宽，则不必为了形成下电极的缝隙而使用高分辨率的曝光机，而且，由下电极的存在引起的透射率的下降变小。因此，依照于本发明的液晶显示面板，则能够在下电极的制造工序中使用低成本的曝光机，并可得到可以进行明亮的显示的FFS模式的液晶显示面板。
并且，在本发明的液晶显示面板中，前述下电极，能够每隔1条前述上电极地进行配置。
若将下电极每隔1条上电极地进行配置，则不必为了形成下电极的缝隙而使用高分辨率的曝光机，而且，由下电极的存在引起的透射率的下降变小。因此，依照于本发明的液晶显示面板，则能够在下电极的制造工序中使用低成本的曝光机，并可得到可以进行明亮的显示的FFS模式的液晶显示面板。
并且，在本发明的的液晶显示面板中，优选：在形成于前述基板的层间膜的表面，形成前述下电极。
若在形成于前述基板的层间膜的表面形成下电极，则构成FFS模式的液晶显示面板的下电极、绝缘膜及上电极全部配置于层间膜上。因此，依照于如此的方式的液晶显示面板，则能够遍及各像素区域的广阔的面积范围而对上电极及下电极进行配置，可得到开口度更大、可以进行明亮的显示的FFS模式的液晶显示面板。
附图说明
图1是第1实施方式中的液晶显示面板的TFT基板上的1个像素的概要俯视图。
图2是沿图1的II-II线的剖面图。
图3是第2实施方式中的液晶显示面板的TFT基板上的1个像素的概要俯视图。
图4是沿图3的IV-IV线的剖面图。
图5是第3实施方式中的液晶显示面板的TFT基板上的1个像素的概要俯视图。
图6是沿图5的VI-VI线的剖面图。
图7是现有例的FFS模式的液晶显示面板的阵列基板的1个像素的模式性俯视图。
图8是沿图7的VIII-VIII线的模式剖面图。
符号的说明
10A～10C：液晶显示面板 11：第1透明基板 12：扫描线 13：共用布线 14：信号线 15a～15c：(下电极的)缝隙 16a～16c：下电极 17：栅绝缘膜 18：钝化膜 19：(上电极的)缝隙 20：上电极 21：半导体层 22：接触孔
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的具体的实施方式进行说明。但是，示于以下的实施方式，只是对用于使本发明的技术思想具体化的FFS模式的液晶显示面板进行例示，并非用于将本发明特定为该液晶显示面板，包括于技术方案的其他实施方式也能同等地应用。而且，在该说明书中的用于说明的各附图中，为了使各层、各构件在附图上成为可以辨别的程度的大小，使比例尺按各层、各构件而不同进行表示，未必与实际的尺寸成比例地表示。
图1是第1实施方式中的液晶显示面板的TFT基板上的1个像素的概要俯视图。图2是沿图1的II-II线的剖面图。图3是第2实施方式中的液晶显示面板的TFT基板上的1个像素的概要俯视图。图4是沿图3的IV-IV线的剖面图。图5是第3实施方式中的液晶显示面板的TFT基板上的1个像素的概要俯视图。图6是沿图5的VI-VI线的剖面图。
第1实施方式
该FFS模式的液晶显示面板10A，具备阵列基板AR与滤色器基板。阵列基板AR，在第1透明基板11的表面分别平行地设置多条扫描线12及共用布线13，按正交于这些扫描线12及共用布线13的方向设置多条信号线14。然后，覆盖以扫描线12及信号线14所划分的区域的各自地，设置连接于共用布线13并带状地形成有多个缝隙15a的由包含ITO、IZO(Indium zinc Oxide，氧化铟锌)等的透明材料形成的下电极16a。并且，在下电极16a的表面夹着栅绝缘膜17形成钝化膜18。还有，栅绝缘膜17及钝化膜18，由氧化硅或氮化硅等所形成。并且，在钝化膜18的表面，设置带状地形成有多个缝隙19的由ITO等的透明材料形成的上电极20。上电极20的宽度W与缝隙19的宽度形成得相同。而且，该上电极20及多个缝隙19的表面通过取向膜(图示省略)所覆盖。还有，关于下电极16a的缝隙15a及上电极20的缝隙19的配置关系的详情后述。
而且，在扫描线12与信号线14的交叉位置的附近形成作为开关元件的TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)。该TFT，在扫描线12的表面配置半导体层21，信号线14的一部分覆盖半导体层21的表面的一部分地延伸而构成TFT的源电极S，半导体层21的下部的扫描线部分构成栅电极G，并且，与半导体层21的一部分相重叠的上电极20的部分构成漏电极D。
并且，关于滤色器基板，图示进行了省略，具有在第2透明基板的表面依次形成有滤色器层、外覆层及取向膜的构成。而且，通过使得阵列基板AR的上电极20及下电极16a与滤色器基板的滤色器层互相对向地使阵列基板AR及滤色器基板相对向，在其间封进液晶，并在两基板的各自外侧使得偏振方向成为互相正交的方向地配置偏振板(图示省略)，形成FFS模式的液晶显示面板10A。
该第1实施方式的FFS模式的液晶显示面板10A，因为若在上电极20与下电极16a之间形成电场，则该电场在上电极20的两侧通过缝隙19朝向下电极16a，所以不仅存在于缝隙19的液晶而且存在于上电极20上的液晶也能够工作。因此，第1实施方式的FFS模式的液晶显示面板10A，与现有例的IPS模式的液晶显示面板相比为宽视场角且高对比度，并且因为透射率较高，所以具备可以进行明亮的显示这样的特征。
并且，在现有的FFS模式的液晶显示面板中，因为沿俯视方向看上电极与下电极相重叠的部分的面积大，所以附带地产生大的辅助电容。如此地所形成的辅助电容，如果是小型的液晶显示面板，则因为不必如纵向电场方式的液晶显示面板、IPS模式的液晶显示面板地形成用于另行形成辅助电容的辅助电容电极等，所以有利于开口度的提高。可是，在大中型的液晶显示面板中，因为1个像素区域的面积增大，辅助电容相对地变大，为了对像素给予足够的电荷必须增大TFT的尺寸，所以开口率下降。并且，若像素的辅助电容变大，则与之成比例，液晶显示面板的功耗也增大。
于是，在第1实施方式的液晶显示面板10A中，在下电极16a带状地形成多个缝隙15a。还有，形成于下电极16a的带状的缝隙16a，形成得与上电极20的缝隙19平行。如此地，若使形成于下电极16a的缝隙15a相对于形成于上电极20的缝隙19平行地形成，则因为产生于上电极20与下电极16a之间的电场的方向变成与通过上电极20的缝隙19所形成的边相正交的方向，所以液晶分子的取向的紊乱减少。并且，在第1实施方式的液晶显示面板10A中，使形成于下电极16a的缝隙15a形成为：宽度L1比上电极20的宽度W窄、且沿俯视方向看全部与前述上电极20相重叠(参照图2)。即，形成于下电极16a的缝隙15a，全部位于前述上电极20的下部，沿俯视方向看不从上电极20的缝隙19露出。还有，上电极20的宽度W(形成于上电极20的缝隙19的宽度也相同)，优选为3.5μm～4.0μm的程度，形成于下电极16a的缝隙15a的宽度，对制造误差进行考虑而优选为1.5μm～2.0μm。
从而，在第1实施方式的液晶显示面板10A中，在下电极16a的缝隙15a的上部必定存在上电极20，并且，在上电极20的缝隙19的下部必定存在下电极15a。因此，在第1实施方式的液晶显示面板10A中，与同一尺寸的现有例的FFS模式的液晶显示面板相比，能够使辅助电容降低并能够使TFT的尺寸小型化，所以能够使开口度增大，而且，可得到至少与现有例的FFS模式的液晶显示面板同等的显示像质。还有，在不怎么要求辅助电容的降低的情况下，通过使得形成于下电极16a的缝隙的数目例如每隔1个地形成等来使之减少，而进行应对。
第2实施方式
在第1实施方式的液晶显示面板10A中，示出了使形成于下电极16a的缝隙15a如下地形成的例子：宽度L1比上电极20的宽度W窄、且沿俯视方向看全部与前述上电极20相重叠。可是，在要求使辅助电容变得更小的情况下，在第1实施方式的液晶显示面板10A中，因为上电极20的宽度W与下电极的缝隙的宽度L1之差变小，所以难以将上电极20正确地配置于下电极16a的缝隙15a之上。因此，对能够容易地使辅助电容进一步降低的第2实施方式的液晶显示面板10B利用图3及图4进行说明。还有，在图3及图4中，对构成与第1实施方式的液晶显示面板10A相同的部分附加同一参照符号而对其详细的说明进行省略。
该第2实施方式的液晶显示面板10B，形成为：使下电极16b的缝隙15b每隔1个地形成于上电极20的下部，使该缝隙15b的宽度L2比上电极20的宽度W宽(参照图4)。因此，下电极16b的一部分产生沿俯视方向看从上电极20的缝隙19露出的部分，并能够在上电极20的下部形成完全不存在下电极16b的部分。如此地，通过每隔1条上电极20配置下电极16b，在第2实施方式的液晶显示面板10B中，因为上电极20的一部分变得与辅助电容的形成无关，所以能够使辅助电容大幅度降低。并且，若使下电极16b的缝隙15b的宽度L2变得比上电极20的宽度W宽，则不必为了形成下电极16b的缝隙15b而使用高分辨率的曝光机，而且，由下电极16b的存在引起的透射率的下降变小。另外，在第2实施方式的液晶显示面板10B中，因为像素电极的宽度W与下电极16b的缝隙的宽度L2的关系，与第1实施方式的液晶显示面板10A的情况相比，不那么苛刻，所以制造变得容易。因此，如果依照于第2实施方式的液晶显示面板10B，则能够在下电极16b的制造工序中使用低成本的曝光机，并可简单地得到可以进行更明亮的显示的FFS模式的液晶显示面板10B。
第3实施方式
对能够使辅助电容比第1实施方式的液晶显示面板10A降低的第3实施方式的液晶显示面板10C的构成，利用图5及图6进行说明。还有，在图5及图6中，对构成与第1实施方式的液晶显示面板10A相同的部分附加同一参照符号而关于其详细的说明进行省略。
该第3实施方式的液晶显示面板10C，形成为：形成于上电极20的下部的下电极16c的缝隙15c沿俯视方向看必定从上电极20的缝隙19露出。即，在第3实施方式的液晶显示面板10C中，因为上电极20的一部分形成于必与下电极16c的缝隙15c相对向的位置，所以上电极20的一部分与辅助电容的形成无关，所以可以减小辅助电容。
在该第3实施方式的液晶显示面板10C中，下电极16c的缝隙15c的宽度L3既可以与上电极20的宽度W相同，也可以比其窄，还可以比其宽。总之，只要形成于上电极20的缝隙19的间距与形成于下电极16c的缝隙15c的间距相同即可。即，即使下电极16c的缝隙15c的宽度L3与上电极20的宽度W相同，只要形成于上电极20的缝隙19的间距与形成于下电极16c的缝隙15c的间距相同，如果使得上电极20与下电极16c的沿俯视方向看的重叠比例增加，则能够使辅助电容减少。在该第3实施方式的液晶显示面板10C中，因为像素电极的宽度W与下电极16c的缝隙的宽度L3的关系，与第1实施方式的液晶显示面板10A的情况相比，不那么苛刻，所以制造变得容易。只是，若使上电极20与下电极16c的沿俯视方向看的重叠比例增加，则因为在上电极20的缝隙19的下部不存在下电极16c的区域的比例增加，所以作为FFS模式难以工作的区域会增加，所以导致显示像质的降低。因此，在第3实施方式的液晶显示面板10C中，上电极20与下电极16c的沿俯视方向看的重叠比例即使增大(最大)也应为50％。
在第3实施方式的液晶显示面板中，优选：形成于上电极20的缝隙19的间距(形成间隔)与形成于下电极16c的缝隙15c的间距，为相当于上电极20的宽度W的2倍的7～8μm的程度。在该第3实施方式的液晶显示面板10C中，也能够使辅助电容比同一尺寸的现有例的FFS模式的液晶显示面板的降低并能够使TFT的尺寸小型化，能够起到与第1实施方式的液晶显示面板10A的情况同样的效果。
还有，在上述第1～第3实施方式的液晶显示面板10A～10C中，都示出在第1透明基板11的表面形成下电极的形式的液晶显示面板。但是，在本发明中，也可以在形成于第1透明基板11的表面的层间膜的表面形成下电极。若下电极如此地形成于层间膜的表面，则因为构成FFS模式的液晶显示面板的下电极、绝缘膜及上电极全都配置于层间膜上，所以能够遍及各像素区域的较广的面积范围对上电极及下电极进行配置，可得到开口度更大、可以进行明亮的显示的FFS模式的液晶显示面板。

Claims (2)

1.一种液晶显示面板，其具有夹持液晶层地对向配置的一对基板、并具备上电极和下电极，所述上电极在前述一对基板的一方具有多个缝隙，所述下电极与前述上电极夹着绝缘膜而形成为在前述基板侧沿俯视方向看一部分与前述上电极相重叠；该液晶显示面板的特征在于：
在前述下电极，与前述上电极的缝隙平行地形成有缝隙；
前述下电极的缝隙形成为，沿俯视方向看与前述上电极相重叠；
形成于前述上电极的下部的前述下电极的缝隙沿俯视方向看必定从前述上电极的缝隙露出；
形成于前述下电极的缝隙，数目等于前述上电极的缝隙的数目；
前述上电极与前述下电极的沿俯视方向看的重叠比例最大为50％；以及
形成于前述上电极的缝隙的间距与形成于下电极的缝隙的间距为相当于前述上电极的宽度的2倍的7～8μm的程度。
2.按照权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于：
在形成于前述基板的层间膜的表面，形成有前述下电极。
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