CN102472936A - 液晶显示装置 - Google Patents

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樱井猛久
村田充弘
大竹忠
石原将市
神崎修一
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    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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Abstract

本发明提供开口率提高了的液晶显示装置。本发明的液晶显示装置,其特征在于,包括:相互相对配置的一对基板;和被夹持于上述一对基板间的液晶层,上述液晶层含有具有正的介电常数各向异性的液晶分子,上述液晶分子在无电压施加的状态下在相对上述一对基板的表面垂直的方向上取向,在上述一对基板的任意一个中,具有相互的梳齿部空出一定间隔地交替啮合的第一电极和第二电极,上述第一电极,在隔着绝缘膜与形成有与上述第二电极的梳齿部啮合的部位的层不同的层,具有延伸部,上述第一电极的延伸部,配置在比上述第二电极的梳齿部更加远离液晶层的位置,且沿上述第二电极的梳齿部与上述第二电极的梳齿部重叠。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置。更加详细地说,涉及将液晶分子的初期取向作为垂直取向,并产生电场(例如横电场)以进行液晶分子的控制的模式的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示器(LCD)以薄型、轻量和低耗电为特征,在各种领域广泛使用。而且,其显示性能伴随着时间的经过显著地进步,现在已经达到超越CRT(阴极射线管)的程度。
液晶显示装置的显示方式由在单元内如何排列液晶决定。在现有技术中,作为液晶显示装置的显示方式例如已知有TN(TwistedNematic)模式、MVA(Multi-domain Vertical Alignment)模式、IPS(In-Plane Switching)模式、OCB(Optically self-CompensatedBirefringence)模式等的各种显示方式。
其中,IPS模式是通过液晶分子在面内方向旋转,而使得有效的相位延迟在面内旋转,以控制透过率的驱动方式。IPS模式的LCD因视角引起的液晶的相位延迟的变化小,因此能够实现宽视角。用于施加横电场的一般方法是使用梳型电极的方法(例如参照专利文献1。)。
在专利文献1中,特别是,梳型电极隔着层间绝缘膜形成为2层构造,当在下侧配置一个共用电极时,则在上侧配置一个像素电极,相反地当在下侧配置一个像素电极时,则在上侧配置一个共用电极,而且,像素电极和共用电极的配置关系在每一组交替。此外,在专利文献1中,公开的方式是:配置于2层构造的下侧的电极的宽度,当配置于液晶层侧的像素电极的宽度为W1,配置于透明基板侧的共用电极的宽度为W2时,W2/2<W1≤W2的关系成立,当配置于液晶层侧的共用电极的宽度为W1′,配置于透明基板侧的像素电极的宽度为W2′时,W2′/2<W1′≤W2′的关系成立。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-37154号公报
发明内容
发明想要解决的问题
对于这样的IPS模式,最近提案有:作为液晶材料使用具有正的介电常数各向异性的向列型液晶,一边使该向列型液晶垂直取向并保持高对比性,一边使用具有梳齿的一对电极来产生横电场,以控制液晶分子的取向的模式的显示方式。以下,以上述模式为例,对完成本发明的经过进行说明,但本发明并不限定于上述模式。
图14和图15是表示液晶显示装置的结构的一个例子(参考例)的示意图,该液晶显示装置的类型是:对包含将初期取向作为垂直配向的具有正的介电常数各向异性的向列型液晶的液晶层,使用具有梳齿的一对电极来产生横电场。图14是俯视示意图,图15是截面示意图。
如图14所示,上述模式的参考例的液晶显示装置,具有一对基板150、160,且在该一对基板150、160之间密封有液晶层140。上述一对基板150、160分别以透明基板151、161为主体,在透明基板151上具有绝缘膜154。在绝缘膜154上配置有由子像素电极121和共用电极122构成的一对梳型电极,并且在绝缘膜154和各梳型电极121、122上配置有垂直取向膜152、162。由于垂直取向膜152、162的影响,当不对液晶层140施加电压时,液晶分子104都显示垂直配向(Homeotropic Alignment)。液晶层140的电压的施加能够通过在一对基板150、160之中的一个基板形成的各梳型电极121、122而进行。而且,通过在透明基板151、161的与液晶层140相反的一侧的面上配置的偏光板153、163来选择光的透过或遮断。
根据上述模式,液晶分子104通过各梳型电极121、122的电压的施加(例如,使一个梳型电极121的电位为V,另一个梳型电极122的电位为0)而显示横方向的弯曲状取向,指向分布形成沿横电场的拱状,在相邻的2个电极121、122之间显示互补的取向特性,因此即使在相对显示面从斜方向观看时,也能够目视确认与从正面方向观看时同样的显示品质。因此,能够解决例如像VA模式那样,液晶分子为棒状引起的在正面方向与斜方向之间光的双折射的状态不同,电压-透过率特性(V-T特性)因观看角度而变化的问题。
如图15所示,上述模式的参考例的液晶显示装置具有隔着一定的相互的梳齿部交替啮合的一对梳型电极121、122。一对梳型电极中的一个是子像素电极121,经由通过栅极配线111控制定时的TFT117与源极配线111连接。
具体来讲,TFT117具有半导体层134、栅极电极132、源极电极131和漏极电极133,与源极配线111连接的源极电极131经由半导体层134与漏极电极133连接。而且,通过向与栅极配线112连接的栅极电极132施加栅极电压,经由半导体层134与源极电极131和漏极电极133电连接。漏极电极133沿栅极配线112在行方向上延伸并且,进一步向子像素的中央延伸,与在子像素的中央具有宽度较宽的面积的Cs电极135连接。Cs电极135经由设置于在漏极电极133和Cs电极135上配置的绝缘膜内的接点部141与子像素電極121连接。子像素电极121具有:与栅极配线112平行的部位;和从与该栅极配线112平行的部位平面地突出且与源极配线111平行的梳齿部。
在栅极配线112和源极配线111上,以沿着这些配线的方式配置有共用电极122。栅极配线112、源极配线111和共用电极122隔着绝缘膜各自被配置于不同的层。共用电极122具有:与栅极配线112和源极配线111平行的部位;和从与该栅极配线112和源极配线111平行的部位平面地突出且与源极配线111平行的梳齿部。
另外、上述模式的参考例的液晶显示装置具有与Cs电极135重叠的Cs配线113。Cs电极135和Cs配线113,隔着绝缘膜配置在不同的层,因为在它们之间能够形成一定量的辅助电容,所以能够稳定地保持子像素电极121的电压。
但是,本发明者们,为了在上述模式的参考例的液晶显示装置中获得特性更高的显示,着眼于从开口率的观点出发优选尽可能除去Cs配线和Cs电极这一点。
本发明是鉴于上述现状而完成的,目的在于提供开口率提高了的液晶显示装置。
用于解决课题的方法
本发明者们对不形成Cs配线和Cs电极而形成在液晶驱动用的电极中保持的电压的辅助电容的方法进行各种研究后,着眼于为了控制液晶的配向性而施加各自不同的电位的2个电极的结构。而且,以上述参考例为例,发现:不通过使用与漏极电极连接的Cs电极形成子像素电极的辅助电容,而通过在子像素电极与共用电极之间形成辅助电容,能够削减延伸至子像素的中央部分的漏极电极、Cs电极和Cs配线的一部分或全部。
具体来讲,发现:通过使从共用电极开始延伸的延伸部隔着绝缘膜重叠到与子像素电极的梳齿部重叠的位置,和/或,使从子像素电极开始延伸的延伸部隔着绝缘膜重叠到与共用电极的梳齿部重叠的位置,能够充分地形成子像素电极的辅助电容,在子像素电极和共用电极所位于的区域之外,可以不设置新的漏极电极的延伸部位、Cs电极和Cs配线,使得能够提高开口率,由此想到能够完美地解决上述课题,并完成本发明。
即,本发明是一种液晶显示装置,其包括相互相对配置的一对基板和被夹持于上述一对基板间的液晶层,上述液晶层含有具有正的介电常数各向异性的液晶分子,上述液晶分子在无电压施加的状态下在相对上述一对基板的表面垂直的方向上取向,在上述一对基板的任意一个中,具有相互的梳齿部空出一定间隔地交替啮合的第一电极和第二电极,上述第一电极在隔着绝缘膜与形成有与上述第二电极的梳齿部啮合的部位的层不同的层具有延伸部,上述第一电极的延伸部,配置在比上述第二电极的梳齿部更加远离液晶层的位置,且沿上述第二电极的梳齿部与上述第二电极的梳齿部重叠。
以下,对本发明的液晶显示装置进行详述。
本发明的液晶显示装置包括相互相对配置的一对基板和被夹持于上述一对基板间的液晶层。在上述液晶层中填充有通过施加一定的电压来控制取向性的液晶分子。通过在上述一对基板的一个或两个设置配线、电极、半导体元件等,能够对液晶层内施加电压,并控制液晶分子的取向性。
上述液晶层含有具有正的介电常数各向异性的液晶分子。因此,通过对液晶层施加电压,液晶分子变得沿电场的朝向取向,作为结果,液晶分子群例如变为描绘拱状的形状。
上述液晶分子在无电压施加的状态下在相对上述一对基板的表面垂直的方向上取向。通过这样调节液晶分子的初期取向,能够有效地进行黑显示时的光的遮断。作为在无电压施加的状態下使液晶分子垂直取向的方法,例如能够举出在上述一对基板的一个或两个的与液晶层相接的面配置垂直取向膜的方法。本说明书中的所谓垂直,并不仅仅是完全垂直,还包含实质上称为垂直的情况。在此的垂直优选90±2°的范围。
在上述一对基板的任意一个中,具有相互的梳齿部空出一定间隔地交替啮合的第一电极和第二电极。当使在具有这样的梳齿部的一对电极之间带有电位差时产生的电场,例如成为拱状的横电场。液晶分子显示与这样的电场的朝向相应的取向性,因此变得与相对基板面的正面方向和斜方向无关地显示同样的显示,能够得到良好的视角特性。
上述第一电极在隔着绝缘膜与形成有与上述第二电极的梳齿部啮合的部位的层不同的层具有延伸部,上述第一电极的延伸部,配置在比上述第二电极的梳齿部更加远离液晶层的位置,且沿上述第二电极的梳齿部与上述第二电极的梳齿部重叠。即,上述第一电极隔着绝缘膜地具有至少2层的构造。这相互位于不同的层的第一电极,例如经由接触孔各自连接。第一电极的梳齿部和第二电极的梳齿部用于控制液晶层内的液晶分子的取向,因此第一电极的延伸部通过配置于与这些第一电极的梳齿部和第二电极的梳齿部相比更加远离液晶层的位置,而进一步对液晶层内形成均等的电场。
作为本发明的液晶显示装置的结构,只要是将这样的结构要素作为必须而形成的结构,就不用特别地被其他的结构要素所限定。
上述第一电极的延伸部的宽度优选比上述第二电极的延伸部的宽度小。梳齿部的宽度,换而言之是梳齿部的短轴方向的长度。通过本发明者的研究发现:通过将更加远离液晶层的一侧的电极的宽度设置得比更加靠近液晶层的一侧的电极的宽度宽,与将更加靠近液晶层的一侧的电极的宽度设置得比更加远离液晶层的一侧的电极的宽度宽的情况相比,能够得到更大的透过率。
优选:上述第二电极在隔着绝缘膜与形成有与上述第一电极的梳齿部啮合的部位的层不同的层具有延伸部,上述第二电极的延伸部,配置在比上述第一电极的梳齿部更加远离液晶层的位置,且沿上述第一电极的梳齿部与上述第一电极的梳齿部重叠。通过除第一电极之外,也使第二电极为上述关系,能够进一步增大辅助电容。此时,上述第一电极的延伸部与上述第二电极的延伸部可以隔着一定间隔交替啮合,也可以不啮合。另外,此时,上述第二电极的延伸部的宽度优选比上述第一电极的延伸部的宽度小。
作为上述第一电极和上述第二电极的组合的例子,能够举出:上述第一电极为子像素电极且上述第二电极为共用电极的方式;和上述第一电极为共用电极且上述第二电极为子像素电极的方式。
发明效果
根据本发明,在对包含将初期取向作为垂直配向的具有正的介电常数各向异性的向列型液晶的液晶层,使用具有梳齿的一对电极来产生电场(例如横电场)的类型的液晶显示装置中,能够提高开口率。
附图说明
图1是实施方式1的液晶显示装置具有的TFT基板的子像素单位的平面示意图。
图2是实施方式1的液晶显示装置的截面示意图,表示在未对液晶层内施加电压的状态下的液晶分子的取向。
图3是实施方式1的液晶显示装置的截面示意图,表示在对液晶层内施加电压的状态下的液晶分子的取向。
图4是实施方式1的液晶显示装置中,更加详细地表示电极结构的截面示意图。
图5是表示当使W1与W2的比不同时的透过率的变动的附图。
图6是表示当使W1与W2的比不同时的辅助电容的变动的附图。
图7是表示实施方式1的液晶显示装置的TFT基板的电极和配线的各制造阶段的平面示意图。
图8是表示实施方式1的液晶显示装置的TFT基板的电极和配线的各制造阶段的平面示意图。
图9是表示实施方式1的液晶显示装置的TFT基板的电极和配线的各制造阶段的平面示意图。
图10是表示实施方式1的液晶显示装置的TFT基板的电极和配线的各制造阶段的平面示意图。
图11是表示实施方式1的液晶显示装置的变形例1的平面示意图。
图12是表示实施方式1的液晶显示装置的变形例2的平面示意图。
图13是表示实施方式1的液晶显示装置的变形例3的平面示意图。
图14是参考例的液晶显示装置的平面示意图。
图15是参考例的液晶显示装置的截面示意图。
图16是表示实施方式2的液晶显示装置的构成的截面示意图。
具体实施方式
以下,举出实施方式参照附图对本发明更加详细地进行说明,但本发明并不限定于这些实施方式。
实施方式1
实施方式1的液晶显示装置是通过形成于同一基板的一对电极使在液晶层产生拱状的横电场,通过控制初期取向为垂直取向的液晶分子的取向来控制图像显示的类型的液晶显示装置。
实施方式1的液晶显示装置,包括:具有相互相对配置的一对基板和被上述一对基板夹持的液晶层的液晶显示面板。更加详细地说,实施方式1的液晶显示装置,从背面侧向观察面侧,按顺序具备以下部件:TFT基板、液晶层和相对基板。液晶层含有具有正的介电常数各向异性(Δε>0)的向列型液晶。另外,实施方式1的液晶显示装置,在液晶显示面板的背面侧具备背光源单元,从背光源单元射出的光按顺序透过以下部件:TFT基板、液晶层和相对基板。
在实施方式1的液晶显示装置中,显示区域由形成为矩阵状的多个子像素构成,成为能够对每个子像素控制驱动的结构。此外,由多个(例如红、绿和蓝3个)这些子像素构成1个像素。此外,在本说明书中,子像素是指由相邻的栅极配线和源极配线围成的范围。
图1是实施方式1的液晶显示装置所具有的TFT基板的子像素单位的平面示意图。如图1所示,TFT基板是具有传达图像信号的多列的源极配线11;传达扫描信号的多行的栅极配线12;和作为开关元件在各子像素中一个一个地设置的多个薄膜晶体管(TFT:Thin FilmTransistor)17的有源矩阵型基板。TFT17设置于源极配线11与栅极配线12的交叉部附近,具有与源极配线11连接的源极电极31、与栅极配线12连接的栅极电极32和隔着半导体层34与源极电极31连接的漏极电极33。此外,TFT基板以子像素为单位地具有用于对液晶层施加一定电压的由子像素电极21和共用电极22构成的一对梳型电极(第一电极和第二电极)。
漏极电极33沿栅极配线12在行方向上延伸,并且进一步向子像素的中央延伸,与在子像素的中央具有大范围的面积的Cs电极35连接。漏极电极33,经由在配置在漏极电极33和Cs电极35上的绝缘膜内设置的接点部41,与子像素电极21连接。
TFT基板具有与栅极配线12平行地延伸且沿Cs电极35与Cs电极35重叠的Cs配线13。Cs电极35与Cs配线13隔着绝缘膜被配置于不同的层。
源极配线11与源极驱动器连接,经由TFT17对子像素电极21施加作为从源极驱动器供给的图像信号的源极电压。栅极配线12与栅极驱动器连接,对TFT17施加作为从栅极驱动器以规定的定时脉冲地供给的扫描信号的栅极电压。对共用电极22施加以一定电压维持的共用电压。
图2和图3是实施方式1的液晶显示装置的截面示意图。图2表示对液晶层内无电压施加的状态的液晶分子的取向,图3表示对液晶层内施加电压的状态的液晶分子的取向。如图2和图3所示,实施方式1的液晶显示装置具有液晶显示面板,该液晶显示面板具有由TFT基板50和相对基板60构成的一对基板,且在TFT基板50与相对基板60之间具有液晶层40。
TFT基板50以具有玻璃、树脂等的透光性的透明基板51为主体,在透明基板51的液晶层40侧的面上,隔着绝缘膜54在相互不同的层各自具有空出一定间隔地交替配置子像素电极21和共用电极22的结构。另外,透明基板51的液晶层40和相反一侧的表面上具有第一偏光板53。
靠近液晶层40的子像素电极21与共用电极22的组合是子像素电极的梳齿部21a与共用电极的梳歯部22a的组合,各自的梳齿部隔着一定间隔交替配置。通过在子像素电极的梳齿部21a与共用电极的梳齿部22a之间形成的电场,来控制液晶层40内的液晶分子4的取向性。
在TFT基板50的与液晶层40相接的面形成有垂直取向膜52。通过垂直取向膜52,能够使液晶分子4的初期取向相对TFT基板50面垂直取向。作为垂直取向膜52的材料,例如能够举出聚酰亚胺等的树脂。
如图2所示,在各电极的电位为0的无电压施加时,液晶层40内的液晶分子4,显示垂直取向性,即相对TFT基板50面垂直的取向性。更加具体地说,棒状的液晶分子4的各自的长轴朝向相对基板面垂直的方向。
如图3所示,当通过将子像素电极21的电位设为V,共用电极22的电位设为0而在子像素电极21与共用电极22之间形成电场时,沿着在这些电极之间形成的拱状的横电场,液晶分子4的取向性发生变化。而且,这样地受到电场的影响的液晶分子4群,显示以子像素电极21与共用电极22之间的中间区域为中心地具有对称性的弯曲状取向。不过,从图3可知,位于子像素电极21和共用电极22的正上方的液晶分子4,由于难以受到电场的变化的影响,因此维持垂直取向。此外,距各电极21、22最远的位于各电极21、22间的中间的液晶分子4也维持垂直取向。
对更加远离子像素电极21和共用电极22的液晶层40的子像素电极21和共用电极22的组合进行详述。该组合是子像素电极的延伸部21b与共用电极的延伸部22b的组合,各自的延伸部21b、22b空出一定间隔地交替配置。子像素电极的梳齿部21a与子像素电极的延伸部21b经由在绝缘膜54内形成的连接孔相互连接。此外,共用电极的梳齿部22a与共用电极的延伸部22b经由绝缘膜54内形成的连接孔相互连接。
因此,子像素电极的梳齿部21a与子像素电极的延伸部21b为相同电位(V),共用电极的梳齿部22a与共用电极的延伸部22b为相同电位(0)。
共用电极的延伸部22b,配置为沿子像素电极的梳齿部21a与子像素电极的梳齿部21a重叠。另外,子像素电极的梳齿部21a与共用电极的延伸部22b隔着绝缘膜54配置于相互不同的层,且具有相互不同的电位,由此在子像素电极的梳齿部21a与共用电极的延伸部22b之间,形成一定量的静电电容。
子像素电极的延伸部21b,配置为沿共用电极的梳齿部22a与共用电极的梳齿部22a重叠。此外,共用电极的梳齿部22a与子像素电极的延伸部21b,隔着绝缘膜54配置于相互不同的层,且具有相互不同的电位,所以在子像素电极的梳齿部21a与共用电极的延伸部22b之间,形成一定量的静电电容。
由于这些的静电电容,因此子像素电极的梳齿部21a的电位稳定。
在图1中表示有漏极电极33的延伸部、Cs配线13和Cs电极35,但根据实施方式1,因为能够根据需要除去用于形成辅助电容的漏极电极33的延伸部、Cs配线13和Cs电极35的一部分或全部,所以开口率提高。
图4是进一步详细地表示实施方式1的液晶显示装置的电极结构的截面示意图。如图4所示,在子像素电极的梳齿部21a与共用电极的延伸部22b中,子像素电极的梳齿部21a更宽,在共用电极的梳齿部22a与子像素电极的延伸部21b中,共用电极的梳齿部22a更宽。即,更加靠近液晶层40的一侧的电极的宽度大于更加远离液晶层40的一侧的电极的宽度。如图4所示,当将更加靠近液晶层40的一侧的电极的宽度设为W1,更加远离液晶层40的一侧的电极的宽度设为W2时,满足W1>W2的关系。
以下,对于优选W1>W2的关系的理由进行说明。图5是表示使W1与W2的比不同时的透过率的变动的附图。此外,图5是当将子像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a的宽度设为L,将子像素电极的梳齿部21a与共用电极的梳齿部22a的间隔设为S时在L/S=3/8的条件下计算出的结果。在透过率的计算中使用LCDMaster(LCD模拟和仿真软件的名称,SHINTEK株式会社制)。
如图5所示,在W2/W1大于1的情况下,即在当满足W1≤W2的关系的情况,随着W1的值与W2的值的差变大,透过率降低。另一方面,在W2/W1小于1的情况下,即在满足W1>W2的关系的情况下,透过率不受W1的值与W2的值的差的影响。根据该情况,可以说从透过率的观点出发优选W1>W2。
图6是表示使W1与W2的比不同时的辅助电容的变动的附图。如图6所示,可知随着与W1相比W2的值变大,辅助电容(pF/m)有增加的倾向。为了削減Cs配线的面积,提高开口率,必需一定以上的电容,但在这次的情况下当确保3000(pF/m)以上时,能够大幅地减少开口率的降低。因此,从确保辅助电容的观点出发,优选W2/W1超过0.5,即W2的值大于W1的值的一半。
总结以上,W1和W2满足W1/2≤W2<W1的关系。
相对基板60以具有玻璃、树脂等的透光性的透明基板61为主体,在透明基板61的与液晶层40相反的一侧的面上具有第二偏光板63。第一偏光板53的透过轴和第二偏光板63的透过轴是所谓正交尼科尔的关系。此外,第一偏光板53的透过轴和第二偏光板63的透过轴,具有相对子像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a的延伸方向呈大致45°的角度。
在实施方式1中,通过在TFT基板50或相对基板60设置彩色滤光片,能够进行彩色显示。彩色滤光片例如由红、绿和蓝的3种颜色构成,通过使1种颜色的彩色滤光片对应一个子像素,能够个别地驱动各种颜色,能够以红、绿和蓝为一组的子像素为单位地得到所希望的颜色。另外,作为彩色滤光片的颜色,可以不一定是这些颜色,也可以由4种颜色以上的彩色滤光片构成一组子像素。另外,在各种颜色的彩色滤光片间可以配置黑色的黑矩阵(BM),由此能够防止混色和漏光。
在相对基板60的与液晶层40相接的面形成垂直取向膜62。通过垂直取向膜62,能够使液晶分子4的初期取向相对于相对基板60面垂直取向。
TFT基板50和相对基板60,隔着树脂等的柱状间隔物等,通过沿显示区域的外周涂敷的密封剂相互贴合。
以下,对于在实施方式1的液晶显示装置的TFT基板形成电极和配线的工序,使用平面示意图依次说明。图7~图10是表示在实施方式1的液晶显示装置的TFT基板的电极和配线的各制造阶段的平面示意图。
首先,如图7所示,作为栅极配线12,以各自在行方向直线状地延伸且相互平行的方式设置有多个配线。此外,作为用于形成保持电容的Cs配线13,在成为各栅极配线12的间隙的位置,以在行方向直线状地延伸且与栅极配线12平行的方式设置配线。此外,从栅极配线12的一部分开始使作为TFT的栅极电极32的配线延伸。并且,在含有栅极配线12和Cs配线13的整体上设置栅极绝缘膜之后,在与栅极电极32重叠的位置隔着栅极绝缘膜设置半导体层34。
接着,如图8所示,作为源极配线11,以各自在列方向直线状地延伸且以子像素为单位呈ㄑ字(旋转90度的V字)状,此外相互平行的方式设置有多个配线。由此,各源极配线11作为显示区域整体来看具有锯齿形状。此外,各源极配线11设置为与栅极配线12和Cs配线13隔着绝缘膜相互交叉。
此外,形成TFT的源极电极31和漏极电极33,并且使漏极电极33沿栅极配线12延伸,并进一步地使漏极电极33延伸至子像素的中央。此外,隔着绝缘膜,在与Cs配线13重叠的位置,沿Cs配线13进一步引伸漏极电极33设置直线状的部位(以下也称为Cs电极35。)。由此,在Cs配线13与Cs电极35之间形成一定量的保持电容,子像素电极的电位被稳定地保持。并且,使漏极电极33从Cs电极35向相邻的行的栅极配线11延伸至相邻的行的栅极配线11的附近。另外,在此后的工序中,漏极电极33与子像素电极连接,由从漏极电极33延伸至子像素的中央的部位,和从Cs电极35延伸至相邻的行的栅极配线12的附近的部位,构成子像素电极的延伸部21b。
另外,在源极配线11与子像素电极的延伸部12b之间形成与源极配线11和子像素电极的延伸部21b平行的电极。与上述源极配线11和上述子像素电极的延伸部12b平行的电极,在此后的工序中与共用电极连接,构成共用电极22b的延伸部。
如图8所示,子像素电极的延伸部21b和共用电极的延伸部22b形成于相同的层且相互空着一定间隔交替地配置。
在实施方式1中,子像素电极的延伸部21b和共用电极的延伸部22b,是在与此后的工序中形成的子像素电极的梳齿部21a或共用电极的梳齿部22a之间形成辅助电容的部位,子像素电极的延伸部21b和共用电极的延伸部22b的长度,根据必需的辅助电容的大小,能够各自适当调节。
接着,在包括子像素电极的延伸部21b和共用电极的延伸部22b的整体上设置绝缘膜,如图9所示,在子像素电极的延伸部21b的前端附近设置2个接点部(第一接点部)41。这2个接点部41任何一个都是为了连接漏极电极33与子像素电极21而在形成在这些电极之间的绝缘膜内设置的部位,由此,TFT17经由漏极电极33和各接点部41与子像素电极21连接,通过因扫描信号的输入而在一定期间成为导通状态的TFT17,图像信号从源极配线11以规定的定时被供给到像素电极21。
此外,如图9所示,在共用电极的延伸部22b的前端附近也设置2个接点部(第二的连接部)42。这2个接点部42的任何一个都是为了连接共用电极的延伸部22b与在后面的工序中形成的共用电极,而在形成在这些电极之间的绝缘膜内设置的部位。
作为绝缘膜的材料,例如能够举出氮化硅、氧化硅等的无机材料、丙烯酸树脂等的有机材料,作为厚度,从形成辅助电容的观点出发优选0.1~3μm。
接着,在绝缘膜上,如图10所示地设置子像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a。子像素电极的梳齿部21a由从与第一接点部41重叠的位置向相邻的行的栅极配线12延伸的2根梳齿状部位构成。
共用电极22,在隔着绝缘膜与源极配线11和栅极配线12不同的层,以与源极配线11和栅极配线12各自重叠的方式设置。由此,共用电极22,作为显示区域全体来看,构成与组合源极配线11和栅极配线12的形状对应矩阵形状。
并且,从矩阵形状的一部分,设置平面地延伸而形成的共用电极的梳齿部22a。共用电极的梳齿部22a经由第二接点部42,与共用电极的延伸部22b电连接。
子像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a的任何一个都以子像素为单位呈ㄑ字(旋转90度的V字)状,且相互平行的方式设置。另外,子像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a以隔着一定的间隔相互交替啮合的方式配置。另外,子像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a设置为与源极配线11平行。
作为子像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a的宽度W1,优选设定为1~6μm,更加优选2.5~4.0μm。
作为子像素电极的延伸部21b和共用电极的延伸部22b的宽度W2,小于子像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a的宽度,优选设定为1.0~5.5μm。更加优选1.5~3.5μm。
由此,充分满足W1/2≤W2<W1的关系。
作为子像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a的间隔的大小,优选2.5~20.0μm,更加优选4.0~12.0μm。
作为子像素电极21和共用电极22的材料,例如能够举出ITO(Indium Tin Oxide:铟锡氧化物)、铟锌氧化物(IZO:Indium ZincOxide)等的金属酸化物,或者铝、铬等的金属,但从提高透过率的观点出发,优选具有透光性的金属酸化物。
作为栅极配线12、源极配线11、Cs配线13、Cs电极35和构成TFT17的栅极电极32、源极电极31和漏极电极33的材料,能够举出钽、钨、钛、铝、铬、铜等的金属。
因为成为一对的子像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a配置于相同的层,所以通过使用相同材料使制造工序简单化。
此外,因为子像素电极的延伸部21b和共用电极的延伸部22b配置于相同的层,所以通过使用相同材料使制造工序简单化。
这样,得到具有如图1所示那样的基本构成TFT基板。其中,图1与图10的结构相同。
在图1中,子像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a各自具有以Cs配线13为对称轴的对称的构造,显示ㄑ字(旋转90度的V字)形状,但在实施方式1中,子像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a,如图11和图12所示,可以使用在相对栅极配线12的延伸方向倾斜的方向上呈直线状的形状,在这种情况下,源极配线11,也另外必需与像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a的形状相对应地,在相对于栅极配线12的延伸方向倾斜的方向上延伸。并且在该情况下,子像素电极的延伸部21b和共用电极的延伸部22b,也另外必需与子像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a的形状相对应地,在相对于栅极配线12的延伸方向倾斜的方向上延伸。
另外,在实施方式1中,子像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a,图13所示,也可以使用如在相对于栅极配线12的延伸方向正交的方向上呈直线状的形状,此时,源极配线11也另外必需与子像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a的形状相对应地,在相对于栅极配线12的延伸方向正交的方向上延伸。并且,在该情况下,子像素电极的延伸部21b和共用电极的延伸部22b也另外需要与子像素电极的梳齿部21a和共用电极的梳齿部22a的形状相对应地,在相对于栅极配线12的延伸方向倾斜的方向上延伸。
这样,图11是表示实施方式1的液晶显示装置的变形例1的平面示意图,图12是表示实施方式1的液晶显示装置的变形例2的平面示意图,图13是表示实施方式1的液晶显示装置的变形例3的平面示意图。
实施方式2
图16是表示实施方式2的液晶显示装置的结构的截面示意图。如图16所示,实施方式2的液晶显示装置包括具有液晶层40和夹持液晶层40的一对基板50、60的液晶显示面板,一对基板的一个是TFT基板50,另一个是相对基板60。
实施方式2的液晶显示装置在以下方面与实施方式1不同。本实施方式的液晶显示装置在相对基板60侧具有相对电极71。如图16所示,相对基板60含有透明基板61,在透明基板61的液晶层40侧的主面上依次积层有相对电极71、介电体层(绝缘层)72和垂直取向膜62。此外,在相对电极71与透明基板61之间可以设置黑矩阵(BM)和/或彩色滤光片。
相对电极71由ITO、IZO等的透明导电膜形成。相对电极71和介电体层72以各自至少覆盖全显示区域的方式无缝隙地形成。相对电极71对各子像素施加共用的规定电位。
介电体层72由透明的绝缘材料形成。具体来讲,由氮化硅无机膜绝缘、丙烯酸树脂等的有机绝缘膜等形成。
TFT基板50含有透明基板51,在TFT基板50与实施方式1同样地设置有子像素电极21、共用电极22、绝缘膜54和垂直取向膜52。另外,在TFT基板50、相对基板60的外主面上配置有第一偏光板53和第二偏光板63。
另外,除黑显示时之外,在子像素电极21与共用电极22和相对电极71之间施加不同的电压。共用电极22和相对电极71可以接地,在共用电极22和相对电极71中,可以施加相同大小和极性的电压,也可以施加相互不同的大小和极性的电压。
通过本实施方式的液晶显示装置,能够与实施方式1同样地提高开口率。另外,通过形成相对电极71,能够提高应答速度。
此外,本申请以2009年8月24日提出的日本国专利申请2009-193030号和2010年1月13日提出的日本国专利申请2010-005109号为基础,主张基于巴黎条约过渡国的法规的优先权。该申请的内容,其整体参照援引于本申请中。
符号説明
4:液晶分子
11:源极配线
12:栅极配线
13:Cs配线
17:TFT(薄膜晶体管)
21:子像素电极
21a:子像素电极的梳齿部
21b:子像素电极的延伸部
22:共用电极
22a:共用电极的梳齿部
22b:共用电极的延伸部
31:源极电极
32:栅极电极
33:漏极电极
34:半导体层
35:Cs电极
40:液晶层
41:第一接点部
42:第二接点部
50:TFT基板
51:透明基板(TFT基板侧)
52:垂直取向膜(TFT基板侧)
53:第一偏光板(TFT基板侧)
54:绝缘膜
60:相对基板
61:透明基板(相对基板侧)
62:垂直取向膜(相对基板侧)
63:第二偏光板(相对基板侧)
71:相对电极
72:介电体层
104:液晶分子
140:液晶层
150、160:基板
121:子像素电极
122:共用电极
141:接点部
151、161:透明基板
152、162:垂直取向膜
153、163:偏光板

Claims (7)

1.一种液晶显示装置,其特征在于,包括:
相互相对配置的一对基板;和
被夹持于该一对基板间的液晶层,
该液晶层含有具有正的介电常数各向异性的液晶分子,
该液晶分子在无电压施加的状态下在相对该一对基板的表面垂直的方向上取向,
在该一对基板的任意一个中,具有相互的梳齿部空出一定间隔地交替啮合的第一电极和第二电极,
该第一电极在隔着绝缘膜与形成有与该第二电极的梳齿部啮合的部位的层不同的层具有延伸部,
该第一电极的延伸部,配置在比该第二电极的梳齿部更加远离液晶层的位置,且沿该第二电极的梳齿部与该第二电极的梳齿部重叠。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于:
所述第一电极的延伸部的宽度比所述第二电极的梳齿部的宽度小。
3.如权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:
所述第二电极在隔着绝缘膜与形成有与所述第一电极的梳齿部啮合的部位的层不同的层具有延伸部,
所述第二电极的延伸部,配置在比所述第一电极的梳齿部更加远离液晶层的位置,且沿所述第一电极的梳齿部与所述第一电极的梳齿部重叠。
4.如权利要求3所述的液晶显示装置,其特征在于:
所述第二电极的延伸部的宽度,比所述第一电极的梳齿部的宽度小。
5.如权利要求3或4所述的液晶显示装置,其特征在于:
所述第一电极的延伸部与所述第二电极的延伸部空出一定间隔地交替啮合。
6.如权利要求1~5中任一项所述的液晶显示装置,其特征在于:
所述第一电极为子像素电极,所述第二电极为共用电极。
7.如权利要求1~5中任一项所述的液晶显示装置,其特征在于:
所述第一电极为共用电极,所述第二电极为子像素电极。
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