CN102914918A - 液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶显示装置。该液晶显示装置包括:一对壁状的第一电极,形成为从第一基板的液晶侧面向上述液晶层侧突出;线状的第二电极,形成在一对第一电极所夹的像素显示部上,沿着第一电极的延伸方向形成;与第一电极电连接的第一电容电极;以及第二电容电极,隔着绝缘膜与第一电容电极重叠配置且与上述第二电极电连接,在上述电容电极内,在接近上述液晶层的阶层形成的第一电容电极的像素显示部侧的边缘部,与在远离上述液晶层的阶层形成的第二电容电极的像素显示部侧的边缘部相比后退地形成,并且还具备在该像素宽度方向延伸的第二凸状体。利用本发明,能够提供一种抑制在用于形成保持电容的电极端部产生的磁畴,使显示模式效率提高的技术。
Description
技术区域
本发明涉及一种液晶显示装置,尤其涉及抑制各像素内产生的逆扭转的技术。
背景技术
近年来,液晶显示装置的性能正在提高,要求产品在尺寸为3~4英寸的中小型液晶显示装置中也可以进行800×480像素的WVGA显示。但是,在可以进行WVGA显示的中小型液晶显示面板中,需要在被限制的显示区域内形成多个显示像素(以下记作像素),因此一个像素宽为30μm左右。为此,要求开口率及显示模式效率进一步提高。
作为使显示模式效率提高的液晶显示装置,众所周知的是如下的液晶显示装置,即:在位于像素区域的长边侧的边缘部形成成对的电极,并且该电极呈从基板表面向液晶层内突出的所谓壁状的电极形状。该液晶显示装置的结构为:向一方的壁状电极(像素电极)提供影像信号,向另一方的壁状电极(公共电极)提供成为基准的公共信号,由此,产生与液晶显示面板的主面平行的电场(即横电场),驱动液晶分子。在由上述结构构成的液晶显示装置中,不能在像素电极和公共电极所夹的区域内形成电极,因此沿着位于像素区域的短边侧的边部形成作为保持电容的电极。
另一方面,为了抑制横电场方式的液晶显示装置中伴随视角变化的显示变色,例如,如专利文献1中所示,有使一个像素区域形成两个以上不同倾斜角的区域的液晶显示装置。该专利文献1中记载的液晶显示装置中,在形成薄膜晶体管等的第一基板上,线状像素电极和线状公共电极隔着绝缘膜交替地配置,并且在像素区域内像素电极和公共电极呈V字型弯曲形成。以该V字型的弯曲部为界,使液晶分子的旋转方向相反,成为抑制伴随视角变化的显示变色的多畴结构。
再有,专利文献1中记载的液晶显示装置中,不仅是线状的像素电极和公共电极的V字型弯曲部呈V字型,线状的像素电极和公共电极的端部也呈V字型,从而抑制像素端部产生的磁畴。
专利文献1:日本特开第2007-3877号公报
发明内容
专利文献1中记载的液晶显示装置中,在像素区域内配置有多个线状电极,因此面内方向的像素电极和公共电极间隔大约为4μm左右。与此相对,在使用壁电极的液晶显示装置中,电极配置于像素的边缘部,因此像素电极和公共电极之间的间隔大约为30μm左右。
因此,在壁电极方式的液晶显示装置中,为了防止伴随在像素端部形成保持电容的液晶分子的逆扭转(以下,在本申请的说明书中简单地记作“磁畴”)的产生,与专利文献1相同,像素电极和公共电极的端部形成V字型的倾斜,即使是在这种情况下,也存在不能抑制磁畴的产生的问题。
此外,作为壁电极方式的液晶显示装置,沿着像素区域的边缘部形成环状的像素电极,并且在像素的中心部分形成线状的公共电极,在这种结构中,可以使像素电极和公共电极间隔减小一半程度的10μm左右,但是与形成保持电容的第一电极和第二电极的间隔相比的情况下是非常大的距离,因此,有可能成为各像素的显示部(像素显示部、开口部)的端部产生磁畴的原因,使透过率下降并使显示模式效率大幅度下降。
本发明就是鉴于这些问题点而提出的,本发明的目的是提供一种可以抑制在用于形成保持电容的电极端部产生的磁畴,使显示模式效率提高的技术。
(1)为解决上述课题,本发明的液晶显示装置是如下的液晶显示装置:具有隔着液晶层相对配置的第一基板和第二基板,上述第一基板具有在Y方向延伸、在X方向并排设置的影像信号线,以及在X方向延伸、在Y方向并排设置的扫描信号线,由上述影像信号线和上述扫描信号线所包围的像素的区域呈矩阵状地形成,该液晶显示装置包括:壁状的一对第一电极,其沿着上述像素的相对的长边的边缘部形成,并且其至少一部分重叠在从上述第一基板的液晶侧面向上述液晶层侧突出的第一凸状体上;线状的第二电极,其形成在上述一对第一电极所夹的像素显示部上,并沿着上述第一电极的延伸方向而形成;第一电容电极,其形成在上述像素的长边方向的至少一方的端部上,并与上述第一电极电连接;以及第二电容电极,其与上述第一电容电极隔着绝缘膜重叠配置,并且与上述第二电极电连接,在上述电容电极内,在接近上述液晶层的阶层形成的第一电容电极的上述像素显示部侧的边缘部,与在远离上述液晶层的阶层形成的第二电容电极的上述像素显示部侧的边缘部相比后退地形成,从上述液晶层侧俯视观察,上述第二电容电极从上述第一电容电极的后退区域露出,并且,该液晶显示装置还包括第二凸状体,该第二凸状体形成在与上述后退区域的角部和边缘部重叠的区域、或者上述后退区域的边缘部与另一电容电极之间的区域,并在该像素的宽度方向延伸。
(2)为解决上述课题,本发明的液晶显示装置是如下的液晶显示装置:具有隔着液晶层相对配置的第一基板和第二基板,上述第一基板具有在Y方向延伸、在X方向并排设置的影像信号线,以及在X方向延伸、在Y方向并排设置的扫描信号线,由上述影像信号线与上述扫描信号线包围的像素的区域呈矩阵状地形成,在该液晶显示装置中,上述第一基板包括:壁状的一对第一电极,其沿着上述像素的相对的长边的边缘部形成,并且其至少一部分重叠在从上述第一基板的液晶侧面向上述液晶层侧突出的第一凸状体上;线状的第二电极,其形成在上述一对第一电极所夹的像素显示部上,并沿着上述第一电极的延伸方向而形成;第一电容电极,其形成在上述像素的长边方向的至少一方的端部上,并与上述第一电极电连接;以及第二电容电极,其与上述第一电容电极隔着绝缘膜重叠配置,并且与上述第二电极电连接,上述第二基板包括:线状的第三电极,其形成在隔着上述液晶层与上述第二电极对置的位置上;以及第四电极,其形成在上述像素的长边方向的至少一方的端部上,与上述第三电极电连接,在上述电容电极内,形成在接近上述液晶层的阶层的第一电容电极和上述第四电容电极的上述像素显示部侧的边缘部,与在远离上述液晶层的阶层形成的第二电容电极的上述像素显示部侧的边缘部相比后退地形成,并且,上述第一基板还包括第二凸状体,该第二凸状体形成在与上述后退区域的角部和边缘部重叠的区域、或者上述后退区域的边缘部与另一电容电极之间的区域,并在该像素的宽度方向延伸。
根据本发明,能够抑制在用于形成保持电容的电极端部产生的磁畴,因此能够使显示模式效率提高。
本发明的其他效果能够从说明书全体的记载中变得清楚。
附图说明
图1是用于说明本发明实施方式1的液晶显示装置的整体结构的俯视图。
图2是用于说明本发明实施方式1的液晶显示装置中像素结构的第一基板侧的放大图。
图3是沿图2所示的III-III线的剖视图。
图4是用于说明本发明实施方式1的液晶显示装置中像素端部的详细结构的放大图。
图5是用于说明只具有壁像素电极的液晶显示装置中像素端部的详细结构的图。
图6是沿图4所示的VI-VI线的剖视图。
图7是沿图4所示的VII-VII线的剖视图。
图8是与图6对应的其他实施方式的图。
图9是用于说明本发明实施方式2的液晶显示装置中像素结构的第一基板侧的放大图。
图10是用于说明本发明实施方式2的液晶显示装置中像素结构的第二基板侧的放大图。
图11是沿图9所示的XI-XI线的剖视图。
图12是用于说明本发明实施方式3的液晶显示装置中像素结构的第一基板侧的放大图。
图13是沿图12所示的XIII-XIII线的剖视图。
图14是用于说明本发明实施方式3的第一基板中像素端部的详细结构的放大图。
图15是用于说明只具有壁像素电极的液晶显示装置的第一基板中像素端部的详细结构的放大图。
图16是沿图14所示的XVI-XVI线的剖视图。
图17是用于说明本发明实施方式3的其他像素结构的放大图。
图18是用于说明本发明实施方式4的液晶显示装置中像素结构的放大图。
图19是用于说明本发明实施方式4的液晶显示装置中第二公共电极的大致结构的图。
图20是沿图18所示的XX-XX线的剖视图。
图21是用于说明本发明实施方式5的液晶显示装置中像素结构的两个像素的放大图。
图22是沿图21所示的XXII-XXII线的剖视图。
图23是用于说明本发明实施方式6的液晶显示装置中像素结构的放大图。
图24是沿图23所示的XXIV-XXIV线的剖视图。
具体实施方式
下面,使用附图来说明本发明所适用的实施方式。其中,在以下的说明中,对相同构成要素标注相同标记并省略重复的说明。此外,X、Y、Z分别表示X轴、Y轴、Z轴。
[实施方式1]
图1是用于说明本发明实施方式1的液晶显示装置的整体结构的俯视图,下面,根据图1来说明实施方式1的液晶显示装置的整体结构。此外,在本申请说明书中,将除去滤色器CF和偏振板POL1,POL2等的吸收的影响和开口率的影响的透过率作为显示模式效率。因此,从背光单元侧的偏振板POL1射出的直线偏振光的振动方向射入显示面侧的偏振板POL2时,旋转90度的情况下的显示模式效率为100%。
如图1所示,实施方式1的液晶显示装置具有液晶显示面板PNL,该液晶显示面板PNL包括:形成有像素电极PX和薄膜晶体管TFT等的第一基板SUB1;与第一基板相对配置且形成有滤色器等的第二基板SUB2;以及被第一基板SUB1和第二基板SUB2夹持的液晶层。此外,将液晶显示面板PNL与作为光源的未图示的背光单元(背光装置)组合,由此构成液晶显示装置。对于第一基板SUB1和第二基板SUB2的固定及液晶的密封,由沿第二基板SUB2的周边部环状地涂敷的密封材料SL固定,且将液晶也密封。其中,在实施方式1的液晶显示装置中,在封入液晶的区域内形成有显示像素(以下,简记为像素)的区域成为显示区域AR。因此,在封入液晶的区域内,没有形成像素的与显示无关的区域也不能成为显示区域AR。
此外,第二基板SUB2比第一基板SUB1的面积小,使第一基板SUB1的图中下侧的边部露出。在该第一基板SUB1的边部,搭载有由半导体芯片构成的驱动电路DR。该驱动电路DR驱动配置于显示区域AR内的各像素。此外,以下的说明中,在液晶显示面板PNL的说明中也记作液晶显示装置。而且,作为第一基板SUB1和第二基板SUB2,一般使用例如公知的玻璃基板作为基材,但也可以使用树脂性的透明绝缘基板。
在实施方式1的液晶显示装置中,在第一基板SUB1的液晶侧的一面的显示区域AR内,形成有在图1中X方向上延伸在Y方向上并排设置,且提供来自驱动电路DR的扫描信号的扫描信号线(栅极线)GL。而且,形成有在图1中Y方向上延伸在X方向上并排设置,且提供来自驱动电路DR的影像信号(灰阶信号)的影像信号线(漏极线)DL。邻接的两条漏极线DL和邻接的两条栅极线GL包围的区域构成像素,多个像素沿着漏极线DL和栅极线GL,在显示区域AR内呈矩阵状地配置。
如图1所示,各像素例如具备根据来自栅极线GL的扫描信号而进行导通/关断驱动的薄膜晶体管TFT、通过此被导通的薄膜晶体管TFT被提供来自漏极线DL的影像信号的像素电极PX、以及通过公共线CL被提供具有相对于影像信号的电位成为基准电位的公共信号的公共电极CT。在图1中,像素电极PX和公共电极CT示意地记为线状,对于实施方式1的像素电极PX和公共电极CT的结构,将在后面详述。此外,实施方式1的薄膜晶体管TFT,通过施加偏压,漏极电极和源电极交替地驱动,但在本说明书中,为了方便,将与漏极线DL连接的一侧记作漏极电极,将与像素电极PX连接的一侧记作源电极。
在像素电极PX和公共电极CT之间,生成具有与第一基板SUB1的主面平行的组成部分的电场,通过此电场驱动液晶分子。这样的液晶显示装置作为可以实现所谓的广视场角显示的装置而被熟知,由于向液晶施加的电场的特异性而被称为横电场方式。此外,在实施方式1的液晶显示装置中,在不向液晶施加电场的情况下光透过率最小(黑显示),通过施加电场使光透过率提高的常黑模式显示方式进行显示。
在各漏极线DL及各栅极线GL中,其端部越过密封材料SL分别延伸,与驱动电路DR连接,其中该驱动电路DR根据通过来自外部系统的柔性印刷基板FPC输入的输入信号,生成影像信号和扫描信号等驱动信号。其中,实施方式1的液晶显示装置是将由半导体芯片形成的驱动电路DR搭载于第一基板SUB1的结构,但也可以是以下结构:将输出影像信号的影像信号驱动电路和输出扫描信号的扫描信号驱动电路中的任一方或这两个驱动电路以带载方式或COF(Chip On Film)方式搭载于柔性印刷基板FPC上,且与第一基板SUB1连接。
<像素的详细构成>
图2是用于说明本发明的实施方式1的液晶显示装置中像素结构的第一基板侧的放大图,图3是沿图2所示的III-III线的剖视图,下面,根据图2及图3来说明实施方式1的液晶显示装置中的像素结构。其中,为了使说明简单,省略关于薄膜晶体管等的说明。而且,图2所示的像素PXL的放大图是在X方向邻接的两个像素的放大图。
如图2所示,在实施方式1的液晶显示装置中,沿着各像素PXL的四个边部的所有边部、即像素区域的周边部形成像素电极PX及保持电容SC的透明导电膜呈圆环状。通过这种结构,即使是在像素电极PX的一个部位断线的情况下,断线部分的两侧也可以与成为影像信号提供源的薄膜晶体管的源电极连接,因此,可以得到稳定地提供影像信号的效果。
此外,在各像素的周边部(周缘部)分别形成有呈在图中用虚线表示的凸状体形状,且用于在各像素PXL的边部形成层差的绝缘膜(以下,简记为凸状体)WL。实施方式1的液晶显示装置中,采用使此凸状体WL的一部分与透明导电膜的一部分重叠,形成成为第一电极的壁状的像素电极PX(壁像素电极PXA、PXB)的结构。
特别的,隔着像素显示部平面地相对配置的一对像素电极内,在像素区域PXL的长度方向(Y方向)延伸,隔着像素显示部在宽度方向相对配置的一对像素电极PX的壁像素电极PXA,与在X方向邻接的邻接像素的壁像素电极PXA接近形成。另一方面,在像素区域PXL的宽度方向(X方向)延伸,隔着像素显示部在长度方向相对配置的一对像素电极PX的壁像素电极PXB,从形成于各像素的图中左侧(例如,连接于该像素的薄膜晶体管的漏极线DL的一侧)的壁像素电极PXA的端部开始在宽度方向(X方向)延伸,形成与图中左侧的壁像素电极PXA一体的结构。此时,在实施方式1的壁像素电极PXB,图中右侧的端部、即不是从壁像素电极PXA开始连续形成的一侧,延伸至公共电极CT的形成位置。
为了形成这样的壁像素电极PXA、PXB,在实施方式1的液晶显示装置中,跨越X方向邻接的像素区域形成呈C字形状的凸状体WL。该C字形状的凸状体WL,由沿着像素区域PXL的长度方向形成的凸状体(第一凸状体)WL1和沿着像素PXL的宽度方向形成的凸状体(第二凸状体)WL2一体地形成。沿着此凸状体WL形成有成为壁像素电极PXA、PXB的环状的透明导电膜,因此,具有以下结构:即使是在贴合第一基板SUB1和第二基板SUB2的工序中,以及在贴合后使用时等,液晶也可以在图中的上下邻接的像素之间移动。此外,实施方式1的像素中,是壁像素电极PXA、PXB使用圆环状的透明导电膜而形成的结构,但是并不限定于此,也可以是以下结构:由在透明导电膜的一部分处形成有切口等,不能成为圆环状的例如C字状的导电膜形成壁像素电极PXA、PXB。
此外,在实施方式1的像素PXL中,采用以下的结构:在沿着在长度方向延伸的一对边部形成的壁像素电极PXA之间的区域内,形成与该壁像素电极PXA大致平行地延伸的线状的公共电极(第二电极)CT。即,公共电极CT是以将一对的壁像素电极PXA之间的区域、即像素显示部在宽度方向(X方向)分成两个区域的方式形成的。此公共电极CT也是由透明导电膜形成的。其中,形成壁像素电极PXA、PXB及公共电极CT的透明导电膜能够使用例如透明导电膜材料的ITO(Indium Tin Oxide)以及氧化锌类的AZO(Aluminum doped ZincOxide)或GZO(Gallium doped Zinc Oxide)等。
此外,实施方式1的像素PXL中,采用以下的构成:在像素区域的图2中的上端侧及下端侧,形成有形成公共电极CT的透明导电膜,并且此上端及下端的透明电极与邻接像素的上端及下端的透明导电膜一体地形成,兼作公共线CL。再有,即使是在公共电极CT的一个部位断线的情况下,发生断线的部分的两端也可以与公共信号的提供源连接,因此还能够得到稳定地提供公共信号的效果。
此外,采用以下结构:在像素区域的上端侧及下端侧的区域内,在绝缘膜之间也形成有形成壁像素电极PXA、PXB的透明导电膜,在形成公共电极CT的平板状的透明导电膜之间形成保持电容SC。其中,对于保持电容SC的详细结构将在后面详述。
再有,实施方式1的像素PXL采用以下结构:在长度方向(Y方向)的图2中的上侧区域和下侧区域中,对称地向相对于Y方向不同的方向倾斜,通过像素的中央部分将上侧区域和下侧区域连接。在该结构中,液晶分子的取向方向为,例如在上侧区域和下侧区域中都是Y方向的初始取向。即,使各像素PXL的中央弯曲,且以液晶分子的取向方向作为Y方向(图2中的纵向)。由此,在连接上侧区域和下侧区域的弯曲部的上下,施加电压时的液晶分子的旋转方向是相反的,在弯曲部的上侧区域液晶分子逆时针方向旋转,在弯曲部的下侧区域顺时针方向旋转。这样,在一个像素区域内形成了旋转方向相反的区域,由此,视角方向的着色抵消,成为所谓的多畴结构。而且,实施方式1的像素采用使上侧区域相对于Y方向逆时针方向倾斜,下侧区域相对于Y方向为顺时针方向倾斜的结构,也可以采用使它们分别向其反方向倾斜的结构。
如图3所示,具备由上述结构构成的壁像素电极PXA、PXB及公共电极CT的实施方式1的液晶显示装置中,在第一基板SUB1的上表面(液晶面侧),未图示的栅极线在X方向上延伸在Y方向上并排设置地形成,且覆盖该栅极线,在第一基板SUB1的整个面形成绝缘膜PAS1。在该绝缘膜PAS1的上表面,在与栅极线重叠的区域内形成未图示的公知的半导体层,在栅极线与半导体层重叠的区域内绝缘膜PAS1成为栅极绝缘膜。而且,在绝缘膜PAS1或半导体层的上层,形成例如由金属薄膜构成的漏极线DL及从该漏极线延伸出来的延伸部,此延伸部与半导体层的一端电连接而形成漏极电极。而且,在该工序中,在半导体层的另一端形成由金属薄膜构成的源电极,在以后的工序中源电极和壁像素电极PXA、PXB电连接。
在漏极线DL的上层,形成与该漏极线DL重叠的凸状体WL1,该凸状体WL1由绝缘膜构成,该绝缘膜用于形成沿像素区域的边缘部的层差。此时,实施方式1的凸状体WL1以跨越相对于X方向邻接的像素区域的方式形成。
在凸状体WL1的侧壁面(层差的侧壁面)形成由透明导电膜构成的壁状电极PXV。而且,在壁状电极PXV的图3中的下端侧即壁状电极PXV的第一基板SUB1侧的端部,形成从该端部开始连续地沿第一基板SUB1的主面形成的平面电极PXH,通过壁状电极PXV和平面电极PXH形成壁像素电极PXA、PXB。通过该结构,形成向着配置第二基板SUB2的一侧,相对于第一基板SUB1的主面竖立设置的壁像素电极PXA。
此外,在像素的短边侧的边部形成的壁像素电极PXB中,也形成在凸状体WL2的侧壁面形成的壁状电极PXV和沿第一基板SUB1的主面的平面电极PXH。此时,如后面所述,成为以下结构:形成保持电容SC的电极(电容电极)从壁状电极PXV的上端侧开始延伸,该保持电容SC配置于像素区域的上端部及下端部。因此,在形成有壁像素电极PXB的凸状体WL2的头顶面,从壁状电极PXV开始延伸的导电性薄膜覆盖该头顶面形成。
在壁像素电极PXA、PXB的上层,覆盖该壁像素电极PXA、PXB,在第一基板SUB1的整个面形成绝缘膜PAS2,在其上层形成线状的公共电极CT。在该公共电极CT的上层,覆盖该公共电极CT,在第一基板SUB1的整个面形成取向膜ORI,控制液晶分子的初始取向。
此外,在实施方式1的液晶显示面板PNL的背面侧、即与第一基板SUB1的液晶面侧相对的一侧的面上,配置未图示的背光单元。从该背光单元照射的未图示的背光光线,从贴附于第一基板SUB1的背光单元侧的偏振板POL1的一侧,通过偏振板POL1射入液晶显示面板PNL。该入射光经过液晶显示面板PNL调制后,通过贴附于液晶显示面板PNL的显示面侧、即与第二基板SUB2的液晶面侧相对的一侧的偏振板POL2,作为显示光射出。
这样,在实施方式1的液晶显示装置中,被提供影像信号的漏极线DL、薄膜晶体管的漏极电极及源电极、以及像素电极PXA、PXB在绝缘膜PAS1的上表面即同一层形成。借助该结构,不通过绝缘膜而采用漏极线DL等在薄膜晶体管的半导体层上电连接的方式形成。因此,即使是在漏极线DL或壁像素电极PXA、PXB与薄膜晶体管的半导体层电连接的情况下,也不需要形成公知的贯通孔(通孔),因此可以减少工序,且不需要用于形成贯通孔的区域,所以可以提高开口率。
此外,即使是在形成有漏极线DL等的信号布线的薄膜层与形成有壁像素电极PXA、PXB的薄膜层是不同的层,即通过绝缘膜形成的情况下,也是在比公共电极CT更接近薄膜晶体管或形成有漏极线DL等的信号布线的薄膜层的层上形成壁像素电极PXA、PXB,通过这种结构,能够减少形成贯通孔的绝缘膜的层数,提高开口率。
此外,在实施方式1的液晶显示面板PNL中采用以下结构:薄膜晶体管TFT形成于漏极线DL与栅极线交差的附近,为像素的上部侧或下部侧的区域,且为壁像素电极PXA的延长的位置等。由此,可以在利用黑色矩阵(遮光膜)BM遮光的区域内形成薄膜晶体管TFT,从而能够使像素的开口率提高。但是薄膜晶体管TFT的形成位置并不限定于此,也可以是其他位置。
另一方面,隔着液晶层LC与第一基板SUB1相对配置的第二基板SUB2的表面内,在液晶层LC一侧、即相对面侧(液晶侧面),形成作为遮光膜的黑色矩阵BM。该黑色矩阵BM与以往相同,形成于邻接像素之间的区域,沿着各像素PXL的周缘部在X方向及Y方向形成。但是,黑色矩阵BM也可以只在漏极线DL的延伸方向、即Y方向等形成。
此外,在第二基板SUB2的液晶面侧,在每个像素PXL上都形成有红(R)、绿(G)、蓝(B)其中之一的滤色器CF,由与该RGB的各色相对应的三个像素PXL形成彩色显示用的单位像素。而且,在滤色器CF的上层即液晶面侧,覆盖黑色矩阵BM及滤色器CF形成公知的取向膜ORI。
<保持电容区域的详细结构>
图4是用于说明本发明实施方式1的液晶显示装置中像素端部的详细结构的放大图,图5是用于说明只具有壁像素电极的液晶显示装置中像素端部的详细结构的图,也表示在壁像素电极PXA、PXB和公共电极CT之间施加影像显示用的电压的情况下液晶分子LCM的动作。另外,图6是沿图4所示的VI-VI线的剖视图,图7表示沿图4所示的VII-VII线的剖视图。再有,图8是与图6对应的其他实施方式的液晶显示装置中的剖视图,也是用于说明形成保持电容SC的一方的电容电极的形成位置的图。
其中,在壁像素电极PXA、PXB及公共电极CT的倾斜方向相对于液晶的取向方向(初始取向方向)为顺时针倾斜的上侧区域和逆时针倾斜的下侧区域中,除去未图示的薄膜晶体管的有无的其他结构是一样的结构。因此,在以下的说明中,详细说明用于形成保持电容SC的平板状的电极结构,其中该保持电容SC形成于壁像素电极PXA、PXB及公共电极CT的倾斜方向为顺时针倾斜的上侧区域中的第一基板SUB1上。此外,在以下的说明中,为使说明简单,说明向壁像素电极PXA、PXB提供比公共电极CT高的电压的影像信号的情况,但是在壁像素电极PXA、PXB和公共电极CT之间施加的是交变电压,其中该交变电压的极性为,施加于液晶分子的电场方向以如每帧等的规定周期交替地反转。
此外,在壁像素电极PXA和公共电极CT夹着的像素显示区域内,将图中左侧的区域即呈V字型弯曲的公共电极CT的优角侧的区域作为第一区域AP1,将图中右侧的区域即呈V字型弯曲的公共电极CT的劣角侧的区域作为第二区域AP2进行说明。再有,在保持电容SC的形成区域中的电极内,将由从壁像素电极PXB延伸的透明导电膜形成的电极作为电容电极(第一电容电极)PXS,将由从公共电极CT延伸的透明导电膜形成的电极作为电容电极(第一电容电极)CTS。
如图4所示,形成有壁像素电极PXB一侧的区域、即第一区域AP1一侧中保持电容SC的形成区域,与未形成壁像素电极PXB一侧的区域、即第二区域AP2一侧中保持电容SC的形成区域中,电容电极CTS的像素显示部侧的边缘部具有不同的形状。而且,第二区域AP2一侧的电容电极PXS和电容电极CTS在像素显示部侧的端面整齐地形成。与此相对,在第一区域AP1一侧中保持电容SC的形成区域中,电容电极CTS的边缘部比电容电极PXS的边缘部更加远离像素显示部,从显示面侧(液晶面侧)观察,下层的电容电极CTS露出地形成。即电容电极CTS的像素显示部侧的边部形成从像素的像素显示部开始连续地在X方向(第一基板SUB1的面内方向)后退的凹状区域(后退区域RT)的结构。另一方面,第一区域AP1一侧的电容电极PXS的边缘部和第二区域AP2一侧的电容电极PXS的边缘部对齐,该边缘部在X方向呈直线状地形成。
通过形成上述结构,在像素显示部的边部内,壁像素电极PXA和公共电极CT的端部即保持电容SC的形成区域的像素显示部侧的边部处,在第二区域AP2中,从液晶层LC观察,形成与公共电极CT电位相同的电容电极CTS的边缘部。因此,如图4所示,在像素显示部的边部也是顺扭转方向,液晶分子LCM也以用-θ表示的顺扭转方向在平面内旋转。
此外,在第一区域AP1一侧的像素显示部的边部,电容电极CTS形成比下层的电容电极PXS后退的后退区域RT,从液晶面侧观察,电容电极PXS露出。即,在像素显示部的边部,配置电容电极PXS的边缘部,因此施加于该边缘部附近的液晶分子LCM的电场方向也是顺扭转方向,液晶分子LCM也以顺扭转方向旋转。
另一方面,如后面详述,在后退区域RT的边缘部即电容电极CTS的边缘部,生成从电容电极PXS指向电容电极CTS的边缘部的电力线。此时,在后退区域RT的角部内公共电极CT的附近且距离像素边界近的一侧的角部,即在电容电极CTS上形成的X方向的凹部区域的底边端部内公共电极侧的角部处,如图5所示,向电场方向液晶分子LCM施加的电场方向也是逆扭转方向,在该区域(图5中用逆扭转区域RA表示的区域)内液晶分子LCM以用θ表示的逆扭转方向旋转。
与此相对,采用以下结构:实施方式1的凸状体WL2在第一区域AP1一侧形成,特别的,在实施方式1中,沿着凸状体WL2的头顶部形成电容电极CTS的像素显示部侧的边缘部。即,在向电场方向液晶分子LCM施加的电场方向为逆扭转方向的区域内形成凸状体WL2,在与第二基板SUB2之间形成排除液晶的区域(图4中用液晶排除区域EA表示的区域)的结构。在该结构中,如从图6所知那样,在实施方式1的像素结构中,在形成保持电容SC的一对电容电极PXS、CTS内,未形成壁像素电极PXB的一侧的电极、即电容电极CTS为如下结构,即:超过凸状体WL2且未在像素显示部侧延伸的结构。但是,凸状体WL2为延伸至包含产生逆扭转的区域、即后退区域RT的角部的区域的结构。
再有,在实施方式1的液晶显示装置中采用以下结构:如图6所示,形成壁像素电极PXB的凸状体WL2的像素显示部侧的侧壁面及头顶面、以及距离像素显示部远的一侧(形成保持电容的上端侧)的所有的面,被形成壁像素电极PXB的透明导电膜所覆盖。此时,在实施方式1的像素结构中,覆盖壁像素电极PXB及从该壁像素电极PXB开始延伸而形成电容电极的电容电极PXS,形成绝缘膜PAS2。再有,在绝缘膜PAS2的上层(液晶侧面)内,相对于Y方向,从凸状体WL2的头顶面开始通过侧壁面到保持电容SC的形成区域的范围、即到Y方向的像素端部的范围内形成电容电极CTS。在该电容电极CTS的上层形成取向膜ORI。
如图7所示,在该凸状体WL2形成的区域内,凸状体WL1在Y方向延伸且沿着漏极线DL的延伸方向形成壁像素电极PXA,其中该漏极线DL被提供与图中的中央部分表示的像素相对应的影像信号,该凸状体WL1与形成壁像素电极PXB且在X方向延伸的凸状体WL2一体地形成。此时的结构为:凸状体WL2只在第一区域AP1一侧形成,因此壁像素电极PXB也只在第一区域AP1一侧形成。其中,从壁像素电极PXB开始延伸的透明导电膜,覆盖从凸状体WL1、WL2的头顶面开始通过侧壁面到第二区域AP2一侧的凸状体WL1的侧壁面的区域形成,其中该凸状体WL1,WL2作为用于形成保持电容SC的电容电极PXS在X方向延伸。而且,形成保持电容SC的另一方的电极、即电容电极CTS,覆盖从形成壁像素电极PXB的凸状体WL2的侧壁面开始到第二区域AP2一侧的凸状体WL1的侧壁面的区域形成。
如图6及图7所示,通过设置该凸状体WL2,在凸状体WL2与第二基板SUB2之间的区域,液晶层LC非常薄地形成,或是在第二基板SUB2的液晶面侧形成的取向膜ORI与在凸状体WL的头顶部形成的取向膜ORI抵接,构成液晶排除区域EA。
此外,在实施方式1的第一区域AP1一侧,是超过凸状体WL2的头顶面且未在像素显示部侧形成电容电极CTS的结构。因此,在形成有壁像素电极PXB的部分,在比凸状体WL2更接近像素显示部的一侧形成壁像素电极PXB的壁状电极PXV和平面电极PXH。
再有,沿着凸状体WL2的头顶面形成电容电极CTS,因此在凸状体WL2的端面部分、即距离电容电极CTS的像素显示部远的一侧的凸状体WL2的边缘部也就是液晶排除区域EA内,产生逆扭转方向的电场。在该液晶排除区域EA中产生液晶分子LCM的逆扭转的情况下,也会使附近的液晶分子LCM的取向产生逆扭转,因此会使顺扭转和逆扭转对抗的区域内产生磁畴。但是,在实施方式1的像素结构中通过凸状体WL2形成有液晶排除区域EA,因此可以抑制由于逆扭转方向的电场产生的液晶分子LCM的逆扭转。因此,可以抑制(消除)伴随液晶分子LCM的逆扭转产生的磁畴,使显示模式效率提高。
对于由上述结构构成的实施方式1的液晶显示装置,在具备壁像素电极PXA的液晶显示装置中,在适用专利文献1中记载的技术的情况下,如图5所示,只在在X方向邻接的像素区域部分形成凸状体WL。即,只在与实施方式1的壁像素电极PXA相对应的区域内形成凸状体WL。在该结构中,在使第一区域AP1侧的电容电极CTS的像素显示部侧的边缘部向比电容电极PXS的边缘部更加远离像素显示部的一侧后退的情况下,在除去形成有凸状体WL1的区域以外的区域内,液晶层LC以与像素显示部具有相同液晶层厚的方式形成。因此,在图5所示的液晶显示装置中,沿着电容电极CTS的边缘部形成逆扭转区域RA,在该逆扭转区域RA中产生的液晶分子LCM的逆扭转,对只形成电容电极PXS的区域内的液晶分子LCM的取向产生影响,也使像素显示部的液晶分子LCM的取向受到逆扭转的影响,使显示模式效率降低。
此外,在实施方式1的液晶显示装置中,结构为在凸状体WL2的头顶部形成电容电极CTS的边缘部,但是并不限于此。例如,如图8所示,也可以是以下结构:在凸状体WL2的侧壁面内距离像素显示部远的一侧的侧壁面,更进一步,在比凸状体WL2距离像素显示部更远的一侧形成电容电极CTS的边缘部。即使是该结构,也是在凸状体WL2的边缘部或电容电极CTS的边缘部内,在距离像素显示部远的一侧产生液晶分子LCM的逆扭转,但通过凸状体WL2形成液晶排除区域EA的结构,因此,可以防止液晶分子LCM的逆扭转对像素显示部的液晶分子LCM产生影响。
如上所述,在实施方式1的液晶显示装置中,其结构为,信号布线的漏极线DL与壁像素电极PXA、PXB同层地形成,即壁像素电极PXA、PXB在比公共电极CT距离形成漏极线DL和未图示的栅极线等的信号布线的层(薄膜层)更近的层上形成。因此,在形成保持电容SC的像素的端部处形成的形成保持电容SC的电容电极PXS,CTS内,形成后退区域RT,该后退区域RT是使电容电极CTS的像素显示部侧的边部比电容电极PXS的边部后退而形成的,其中,电容电极CTS形成于距离信号布线远的薄膜层即距离液晶层LC近的一侧的薄膜层上。此时,在被公共电极CT分割为两部分的像素显示部内,只在液晶分子LCM的顺扭转方向侧的像素显示部、即第一区域AP1的一侧形成后退区域RT。再有,在形成有壁像素电极PXB的凸状体WL2的头顶面形成后退区域RT的边部,通过这种结构形成液晶排除区域EA,因此可以排除液晶分子LCM的逆扭转,该逆扭转是由在电容电极CTS的端部和电容电极PXS之间产生的逆扭转方向的电场导致的。其结果是,能够防止透过率降低,其中透过率降低的起因是伴随壁像素电极PXA、PXB及公共电极CT的端部即像素显示部的端部处液晶分子LCM的逆扭转产生的磁畴,由此,能够使显示模式效率提高。
再有,壁像素电极PXA、PXB分别由在凸状体WL的侧壁面形成的侧壁电极PXV和从该侧壁电极PXV的端部开始在基板的面内方向延伸的平面电极PXH构成。因此,能够减少从侧壁电极PXV指向公共电极CT的电力线内,指向第一基板的背面侧的电力线,因此能够使显示模式效率进一步提高。
此外,在实施方式1的液晶显示装置中,说明了在与凸状体WL的延伸方向垂直的平面内,剖面形状为底边侧比头顶侧大的台形形状的情况,但是并不限定于此。例如,也可以是头顶侧比底边侧大的梯形形状或矩形形状、以及侧壁面和/或头顶面为曲面的形状。
[实施方式2]
图9是用于说明本发明实施方式2的液晶显示装置中像素结构的第一基板侧的放大图,图10是用于说明本发明实施方式2的液晶显示装置中像素结构的第二基板侧的放大图,图11是沿图9所示的XI-XI线的剖视图。其中,图9是与实施方式1的图2相对应的图,图11是与实施方式1的图3相对应的图。而且,实施方式2的液晶显示装置的结构为:除去在Y方向线状地延伸的第一公共电极CT1及第二公共电极CT2的结构以外的其他结构与实施方式1的液晶显示装置相同。因此,在以下的说明中,详细说明第一公共电极CT1和第二公共电极CT2的结构。
如图9所示,在实施方式2的像素结构中,配置有C字形状的凸状体WL,其中该凸状体WL对于X方向跨越邻接像素的边界形成,对于Y方向在像素显示部和形成于其端部的保持电容SC的区域之间形成,凸状体WL2形成未图示的液晶排除区域EA。再有,在凸状体WL的侧壁面形成壁状电极PXV,并且在该壁状电极PXV的第一基板SUB1一侧形成平面电极PXH,形成壁像素电极PXA、PXB。此时,在实施方式2中,沿着平面地呈C字形状的凸状体WL的内侧的侧壁面侧形成的壁像素电极PXA、PXB、以及沿着在C字形状的像素显示部侧形成的凸状体WL的外壁面形成的壁像素电极PXA包围的区域成为像素显示部。而且,在各像素的像素显示部形成有在Y方向延伸的线状的第一公共电极CT1,与实施方式1相同,壁像素电极PXB为从像素的图中左侧边缘部开始延伸至第一公共电极CT1的形成位置的结构。再有,在实施方式2中,采用以下结构:形成壁像素电极PXA、PXB的透明导电膜和形成第一公共电极CT1的透明导电膜在像素区域的长度方向的端部形成保持电容SC。因此,能够得到与实施方式1相同的效果。
此外,如图10所示,在实施方式2的液晶显示装置中,在第二基板SUB2的液晶面侧也形成有线状的公共电极、即第二公共电极(第三电极)CT2。该第二公共电极CT2由与第一公共电极CT1相同的透明导电膜构成,第二公共电极CT2的线宽比第一公共电极CT1的线宽要大。再有,如后面详述,在第一基板SUB1和第二基板SUB2贴合的状态下,采用以下结构:在形成于第一基板SUB1的第一公共电极CT1上,在隔着液晶层对置的位置形成第二公共电极CT2。即,第一公共电极CT1和第二公共电极CT2形成在俯视观察时形成在重叠的位置的结构。
此外,第二公共电极CT2中的结构为:与第一公共电极CT1相同,在像素的长度方向的端部,分别形成由形成该第二公共电极CT2的透明导电膜构成的电极(平板电极CT2S、第四电极)。该平板电极CT2S与在X方向及Y方向邻接的像素的平板电极CT2S一体地形成,并进行电连接。通过该结构,形成以下结构:将平板电极CT2S作为向第二公共电极CT2提供公共信号的公共线使用,并且在第二公共电极CT2部分产生断线的情况下,也会向断线部分的两端的第二公共电极CT2提供公共信号。
再有,如图10所示,采用以下结构:在平板电极CT2S的第一区域AP1一侧,在与形成于电容电极CTS的后退区域RT相对应(对置)的位置形成后退区域RT2。通过形成该后退区域RT2,可以抑制第二基板SUB2附近的液晶分子LCM的逆扭转,其中该逆扭转的起因是在壁像素电极PXA、PXB或电容电极PXS与平板电极CT2S之间产生的电场。因此,可以抑制(消除)在像素显示部的边缘部即电容电极PXS的边部产生的磁畴,能够使显示模式效率提高。但是,也可以是未在平板电极CT2S上形成后退区域RT2的结构。
此外,由于平板电极CT2S在第二基板SUB2上形成,因此该平板电极CT2S与电容电极PXS为隔着液晶层LC对置的结构。因此,可以认为该平板电极CT2S作为保持电容SC的贡献很小,因此也可以是,图10中所示的第二区域AP2内的平板电极CT2S的像素显示部侧的边缘部、与第一区域AP1内的平板电极CT2S的边缘部之间的距离Y1即后退区域RT2的Y方向长度Y1,与形成于电容电极CTS的后退区域RT2的Y方向长度相比,向远离邻接像素的方向形成。特别的,平板电极CT2S的距离(后退区域RT2的Y方向长度)Y1与电容电极CTS的后退区域RT2的Y方向长度相同或比它大,通过这种结构,可以使后退区域RT2的边部(平板电极CT2S的边缘部)和像素显示部的边部之间的距离扩大,因此能够得到抑制液晶分子LCM的逆扭转的产生、同时进一步提高显示模式效率的显著效果。
如图11所示,在由上述结构构成的实施方式2的液晶显示装置中,在第一基板SUB1的液晶侧按顺序形成有绝缘膜PAS1、漏极线DL、凸状体WL、壁像素电极PXA、PXB、绝缘膜PAS2、第一公共电极CT1、以及取向膜ORI。而且,在第二基板SUB2的液晶面侧形成黑色矩阵BM,与由该黑色矩阵BM分割的区域相对应,形成RGB中任一个的滤色器CF。在该滤色器CF的液晶面侧,在隔着液晶层LC与第一公共电极CT1对置的位置形成第二公共电极CT2,覆盖该第二公共电极CT2,在第二基板SUB2的至少显示区域内形成有取向膜ORI。
此时,在实施方式2的液晶显示装置中,采用以下结构:第一公共电极CT1和第二公共电极CT2,例如在液晶显示面板PNL的端部电连接,被提供相同的公共信号。这种情况下,与壁像素电极PXA、PXB以及第一、第二公共电极CT2在X方向的距离相比,第一公共电极CT1和第二公共电极CT2在Z方向的距离非常小,因此第一公共电极CT1和第二公共电极CT2在从俯视观察时为重叠的区域的液晶层LC处,形成成为等电位的区域(等电位区域)。在壁像素电极PXA、PXB的突出方向(Z方向)也形成该等电位区域,作为疑似的壁电极(疑似壁公共电极)发挥作用,因此在壁像素电极PXA、PXB和疑似壁公共电极之间产生的电力线,与实施方式1的液晶显示装置相比,与第一基板SUB1的面内方向平行地形成。其结果是,能够使液晶分子的旋转方向进一步与第一基板SUB1的面内方向平行地旋转,因此在实施方式1的效果的基础上,还能够得到可使液晶显示装置的透过率提高,使显示模式效率进一步提高的显著的效果。
再有,在第一公共电极CT1和第二公共电极CT2之间的区域形成的疑似壁公共电极中,等电位面的X方向的宽度比第一公共电极CT1更细地形成。其结果是,能够使形成第一公共电极CT1或第二公共电极CT2的区域内也产生面内方向(横电场),也可以驱动该区域的液晶分子,因此可以得到能够使各像素的开口率提高的显著效果。
此外,在实施方式2的液晶显示装置中,说明了形成壁像素电极PXA的凸状体WL1和形成壁像素电极PXB的凸状体WL2一体地形成的情况,但是并不限定于此。例如,也可以是通过如下这样的不同工序形成的结构:在形成以跨越像素的边界的方式形成(形成壁像素电极PXA)的凸状体WL1之后,由其他的厚膜材料形成凸状体WL2,其中该凸状体WL2上形成壁像素电极PXB。但是,形成壁像素电极PXA的凸状体WL1和形成壁像素电极PXB的凸状体WL2一体地形成,由此可以减少伴随凸状体WL的形成的工序数。
[实施方式3]
图12是用于说明本发明实施方式3的液晶显示装置中像素结构的第一基板侧的放大图,图13是沿图12所示的XIII-XIII线的剖视图,下面,根据图12及图13来说明实施方式3的液晶显示装置中的像素结构。其中,为了使说明简单,省略薄膜晶体管等的说明。而且,图12中所示的像素PXL的放大图表示在X方向邻接的两个像素的放大图。再有,在实施方式3的像素结构中,也与实施方式1相同,在像素的长度方向延伸的壁像素电极PXA及公共电极CT对于Y方向顺时针倾斜的区域和逆时针倾斜的区域通过长度方向的中央部连接,并且用于形成保持电容SC的电容电极PXS、CTS分别在像素的长度方向的端部(图中的上侧端部及下侧端部)形成。
如从图13的剖视图所知那样,实施方式3的液晶显示装置中,在第一基板SUB1的液晶面侧形成未图示的栅极线,覆盖该栅极线在第一基板SUB1的整个面形成绝缘膜PAS1。在绝缘膜PAS1的上表面(液晶侧面)形成有漏极线DL及公共电极CT,覆盖该漏极线DL及公共电极CT,在第一基板SUB1的整个面形成绝缘膜PAS2。在该绝缘膜PAS2的上表面形成凸状体WL,其中该凸状体WL包括:跨越邻接像素的边界在Y方向延伸的凸状体WL1、和从凸状体WL1的端部开始沿着像素显示部的边缘部在X方向延伸的凸状体WL2。由在该凸状体WL1的侧壁面形成的壁状电极PXV、以及从该壁状电极PXV的下端侧边部开始只以规定量在面内方向延伸地形成于第一基板SUB1上的平面电极PXH来形成壁像素电极PXA。而且,在包含壁像素电极PXA的表面的第一基板SUB1的整个面形成取向膜ORI。但是,实施方式3的液晶显示装置取为只具有沿漏极线DL的延伸方向的壁像素电极PXA的结构。
另一方面,第二基板SUB2一侧的结构与实施方式1的液晶显示装置为相同的结构,在第二基板SUB2的液晶面侧,分别层积黑色矩阵BM、滤色器CF、及取向膜ORI。
此外,在实施方式3的结构中,漏极线DL为在Y方向延伸的结构,公共电极CT为与在像素的长度方向的端部形成保持电容SC的平板状的电极即电容电极CTS一体地形成,且该电容电极CTS在X方向延伸的结构。因此,在像素的角部处漏极线DL和电容电极CTS交差。因此,在实施方式3的液晶显示装置中,为使漏极线DL和电容电极CTS在该交差区域不会短路,形成未图示的绝缘膜。但是,也可以是以下结构:从公共电极CT开始延伸形成的电容电极CTS也在每个像素上形成,例如,与未图示的栅极线同层地在X方向延伸在Y方向并排设置,形成提供公共信号的公共线CL,在各像素的区域内电连接公共线CL和电容电极CTS。
如图12所示,由上述结构构成的实施方式3的液晶显示装置具有凸状体WL,其中该凸状体WL具有C字状(或M字状)的外形,由跨越邻接像素的边界形成的凸状体WL1和从该凸状体WL1的端部开始在图中左侧分别延伸的凸状体WL2构成。此时,实施方式3的结构为:在凸状体WL的侧壁面内只在沿像素的长度方向的侧壁面形成壁像素电极PXA。
实施方式3的壁像素电极PXA和公共电极CT为以下结构:与形成沿着像素区域的边缘部形成的壁像素电极PXA的透明导电膜相比,形成公共电极CT的透明导电膜形成于更接近漏极线DL等的信号布线的层上。即,在实施方式3的结构中,形成壁像素电极PXA的透明导电膜在比形成公共电极CT的透明导电膜更接近液晶层LC的层上形成。因此,实施方式3的液晶显示装置为在电容电极PXS处形成后退区域RT的结构,后退区域RT的形成位置为被公共电极CT分割的图中右侧的第二区域AP2。即,成为以下结构:电容电极PXS的像素显示部侧的端部比电容电极CTS的像素显示部侧的端部后退,从液晶层LC一侧看,从该后退的区域(后退区域RT)露出在下层形成的电容电极CTS。但是,实施方式3的像素结构中,也与漏极线DL同层地形成未图示的薄膜晶体管的源电极。因此,形成壁像素电极PXA及电容电极PXS的透明导电膜和源电极,通过在配置于电容电极PXS的下层的绝缘膜PAS2上形成的通孔TH电连接。
再有,在实施方式3的液晶显示装置中,采用以下结构:该后退的电容电极PXS的端部即后退区域RT的距离像素显示部远的一侧的边缘部,在凸状体WL2的头顶面形成。通过采用上述结构,与上述的实施方式1的液晶显示装置相同,凸状体WL2的头顶部与第二基板SUB2之间的间隔非常狭窄,形成液晶排除区域EA,因此在电容电极PXS的边部或后退区域RT的角部,可以防止液晶分子LCM的逆扭转的产生。其结果是,与实施方式1相同,可以排除与沿逆扭转方向旋转的液晶分子LCM、和沿顺扭转方向旋转的液晶分子LCM在像素显示部的边部处对抗所带来的磁畴的产生,因此可以提高显示模式效率。
<保持电容区域的详细结构>
接着,图14表示用于说明本发明实施方式3的第一基板中像素端部的详细结构的放大图,图15表示用于说明只具有壁像素电极的液晶显示装置的第一基板中像素端部的详细结构的放大图,图16表示沿图14的XVI-XVI线的剖视图,图17表示用于说明图14中实施方式3的凸状体的形成区域的图,下面,根据图14~图17来说明实施方式3的液晶显示装置中液晶分子的逆扭转的抑制效果。其中,与实施方式1相同,在各像素的上侧区域和下侧区域,施加于液晶分子LCM的电场的方向不同,只有液晶分子的旋转方向不同的结构是不同的,基本的像素结构是相同的结构,因此,在以下的说明中,详细说明像素的上侧区域的像素结构及液晶分子LCM的旋转动作。
如图14所示,在形成保持电容SC的电容电极PXS和电容电极CTS内,从壁像素电极PXA开始延伸的透明导电膜在比电容电极CTS更接近液晶层LC的一侧形成的情况下,以液晶分子LCM的逆扭转为起因的磁畴的产生发生在第二区域AP2。此时,在产生逆扭转的第二区域AP2一侧的电容电极PXS上形成后退区域RT,由此可以使逆扭转区域RA向后退区域RT的角部移动。
因此,在实施方式3的液晶显示装置中,成为从壁像素电极PXA开始延伸的电容电极PXS的端部比从公共电极CT开始延伸的电容电极CTS的端部后退的形状。即,在像素区域的上侧端部形成保持电容SC的一对电容电极PXS、CTS内,在电容电极PXS上形成后退区域RT的结构,其中该电容电极PXS在比漏极线DL等的信号布线远的层上形成。通过该后退区域RT的形成,电容电极PXS的像素显示部的边缘部比电容电极CTS的像素显示部的边缘部后退地形成。
此外,在实施方式3的液晶显示装置中,在像素区域的图中右侧边部具备从沿Y方向形成的凸状体WL1的端部开始沿X方向形成的凸状体WL2。该凸状体WL2至少以在公共电极CT的形成区域以下的X方向长度形成,形成液晶排除区域EA。而且,凸状体WL2的X方向长度在后面详述的包含逆扭转区域RA的区域形成。此外,在实施方式3的液晶显示装置中,采用以下结构:后退区域RT的像素显示侧的端部即在X方向延伸的边缘部,比凸状体WL2的头顶部或凸状体WL2更靠近像素边界侧形成。
由上述结构构成的实施方式3的液晶显示装置中,在像素显示部的边部内,在壁像素电极PXA或公共电极CT的端部即保持电容SC的形成区域的像素显示部侧的边部,第一区域AP1中与壁像素电极PXA同电位的电容电极PXS的边缘部在上层形成。因此,如图14所示,在像素显示部的边部也是顺扭转方向,液晶分子LCM也以用-θ表示的顺扭转方向在平面内旋转。此外,在第二区域AP2一侧的像素显示部的边部,电容电极PXS形成比下层的电容电极CTS后退的后退区域RT,电容电极PXS在液晶层LC一侧露出。即,在像素显示部的边部,配置电容电极CTS的边缘部,因此对该边缘部附近的液晶分子LCM施加的电场方向也是顺扭转方向,液晶分子LCM也以顺扭转方向旋转。
另一方面,在后退区域RT的边缘部即电容电极PXS的边缘部,生成从电容电极PXS指向电容电极CTS的边缘部的电力线。此时,如图15所示,在后退区域RT的角部内,靠近壁像素电极PXA的一侧且靠近像素边界的一侧的角部,即在电容电极PXS上形成的X方向的凹部区域的底边端部内壁像素电极PXA侧的角部处,施加于电场方向液晶分子LCM的电场方向也是逆扭转方向,该区域(图15中用逆扭转区域RA表示的区域)中液晶分子LCM也以用θ表示的逆扭转方向旋转。
此时,在实施方式3的液晶显示装置中,采用以下结构:在液晶分子LCM中产生逆扭转的后退区域RT的角部配置凸状体WL2,形成液晶排除区域EA。此外,如图16所示,在凸状体WL2的头顶部形成电容电极PXS的端部。因此,与上述的实施方式1相同,可以实现通过液晶排除区域EA排除液晶分子LCM的逆扭转的产生,可以得到与实施方式1相同的效果。
对于上述的实施方式3的液晶显示装置,在不具有图15所示的凸状体WL2的液晶显示装置中,形成壁像素电极PXA在Y方向延伸的透明导电膜的像素显示部侧的端部,与后退区域RT的边部内在X方向延伸的端部交差的区域RA中,液晶分子LCM中产生逆扭转。该逆扭转对像素显示部的液晶分子LCM的顺扭转有影响,因此在像素显示部的端部产生磁畴,显示模式效率降低。
此外,如图17所示,在将各像素的像素显示部的宽度方向的宽记作W0,将凸状体WL2的宽记作W1的情况下,可以是W1=W0×10%,也可以是W1=W0×50%。即,优选是凸状体WL2的宽W1为W0×10%≦W1≦W0×50%。通过在该区域形成规定的凸状体WL2,作为磁畴产生原因的逆扭转方向的液晶被排除,可以抑制磁畴。其结果是,能够抑制像素整体中的磁畴,使显示模式效率提高。另外,对于凸状体WL2的宽度,在后述的实施方式4、5中同样可以适用。
[实施方式4]
图18是用于说明本发明实施方式4的液晶显示装置中像素结构的放大图,图19是用于说明本发明实施方式4的液晶显示装置中第二公共电极的大致结构的图,图20是沿图18所示的XX-XX线的剖视图。其中,实施方式4的液晶显示装置的结构为,除去在第二基板SUB2的一侧形成的第二公共电极CT2的公共电极CT的结构,其他的结构与实施方式3的液晶显示装置相同。因此,在以下的说明中,详细说明由第一公共电极CT1和第二公共电极CT2构成的公共电极CT。
如从图20所知那样,在实施方式4的液晶显示装置中,采用以下结构:在第一基板SUB1一侧,具有:未图示的栅极线、覆盖该栅极线在第一基板SUB1的整个面形成的绝缘膜PAS1、以及在该绝缘膜PAS1的上表面(液晶侧面)同层地形成的漏极线DL和第一公共电极CT1。此外,具有:覆盖漏极线DL及第一公共电极CT1在第一基板SUB1的整个面形成的绝缘膜PAS2、以及由在该绝缘膜PAS2的上表面跨越邻接像素的边界在Y方向延伸形成的凸状体WL1和从该凸状体WL1的端部开始沿着像素显示部的边缘部在X方向延伸的凸状体WL2构成的凸状体WL。另外,还具有:由在该凸状体WL1的侧壁面形成的壁状电极PXV和从该壁状电极PXV的下端侧边部开始只以规定量在第一基板SUB1的面内方向延伸形成的平面电极PXH构成的壁像素电极PXA、以及在包含该壁像素电极PXA的表面的第一基板SUB1的整个面形成的取向膜ORI。
另一方面,在实施方式4的第二基板SUB2上,与实施方式2的第二基板SUB2相同,采用以下结构:在液晶面侧具有:黑色矩阵BM、与形成该黑色矩阵BM的RGB的各色相对应的滤色器CF、在该滤色器CF的上层形成的第二公共电极CT2、以及覆盖该第二公共电极CT2在第二基板SUB2的整个面形成的取向膜ORI。
在由该结构构成的实施方式4的像素结构中,如图18所示,图中左侧开放的C字状的凸状体WL以跨越邻接像素的边界的方式配置。此时,在隔着液晶层LC与在第一基板SUB1上形成的第一公共电极CT1对置的位置,形成图19所示的比第一公共电极CT1的布线宽度宽的第二公共电极CT2。在该第二公共电极CT2上,与实施方式2相同,具有提供与第一公共电极CT1相同的公共信号的结构。其结果是,第一公共电极CT1和第二公共电极CT2在俯视观察时重叠的区域中,隔着液晶层LC而电位变得相同,形成虚拟的壁状公共电极CT。
此时,在实施方式4的像素结构中,形成于第一基板SUB1的第一公共电极CT1在距离漏极线DL等的信号布线近的层上形成。因此,在形成后退区域RT的保持电容SC的像素的端部,在与形成壁像素电极PXA的透明导电膜的第二区域AP2对应的部分形成后退区域RT。即,在实施方式4的液晶显示装置中,具有电容电极PXS在比电容电极CTS靠近液晶层LC的一侧形成的结构,因此成为在第二区域AP2一侧形成后退区域RT的结构。再有,在实施方式4的像素结构中,与实施方式3的像素结构相同,形成壁像素电极PXA的透明导电膜的后退区域RT的端部配置于凸状体WL2的头顶部即液晶排除区域EA,因此可以得到与实施方式4相同的效果。
此外,实施方式4的第二公共电极CT2也以与实施方式2的第二公共电极CT2相同的形状形成,因此可以得到能够进一步提高显示模式效率的显著的效果。
再有,使平板电极CT2S的距离(后退区域RT2的Y方向长度)Y1具有与电容电极CTS的后退区域RT2的Y方向长度相同或比它大的结构,由此可以使后退区域RT2的边部(平板电极CT2S的边缘部)和像素显示部的边部之间的距离扩大,因此可以抑制液晶分子LCM的逆扭转的产生,得到能够进一步提高显示模式效率的显著的效果。
[实施方式5]
图21是用于说明本发明的实施方式5的液晶显示装置中像素结构的两个像素的放大图,图22是沿图21所示的XXII-XXII线的剖视图。其中,实施方式5的液晶显示装置中,除去形成于凸状体WL1的侧壁面的壁状的公共电极(以下,记作壁公共电极)CTA和形成于一对的壁公共电极CTA之间区域的线状的像素电极PX的结构,其他结构与实施方式3的液晶显示装置相同。因此,在以下的说明中,详细说明壁公共电极CTA和像素电极PX的结构。
如图22所示,在实施方式5的液晶显示装置中,在第一基板SUB1的液晶面侧,形成未图示的栅极线,覆盖该栅极线在第一基板SUB1的整个面形成绝缘膜PAS1。在该绝缘膜PAS1的上表面,分别形成在Y方向延伸的漏极线DL和由在Y方向延伸的线状的透明导电膜构成的像素电极PX,覆盖漏极线DL及像素电极PX,在第一基板SUB1的整个面形成绝缘膜PAS2。在该绝缘膜PAS的上表面跨越像素边界形成C字状(M字状)的凸状体WL,覆盖该凸状体WL内的凸状体WL1,形成壁公共电极CTA,其中该壁公共电极CTA包括形成于该凸状体WL的侧壁面的壁状电极CTV、以及以从该壁状电极CTV的下端侧边部开始只以规定量在第一基板SUB1上在面内方向延伸的方式形成的平面电极CTH。而且,在壁公共电极CTA的上表面覆盖该壁公共电极CTA,在第一基板SUB1的整个面形成取向膜ORI。
从上述结构可知,在实施方式5的液晶显示装置中,做成为由壁状的电极、即壁公共电极CTA形成提供公共信号的公共电极CT一侧的结构。再有,公共信号是向各像素提供公共的信号即向各像素提供相同的信号,因此在实施方式5的像素结构中也是向壁公共电极CTA共同提供相同信号的结构。因此,采用以下结构:在用于形成壁状的电极的第一基板SUB1的液晶面侧,在用于形成层差的凸状体WL1的侧壁面和头顶面形成透明导电膜,其中该透明导电膜形成公共电极CT,将邻接像素的壁公共电极CTA电连接。
此外,在实施方式5的壁公共电极CTA中,与实施方式3的壁像素电极PXA相同,各壁公共电极CTA由形成于凸状体WL的侧壁面的壁状电极CT1、以及从该壁状电极CT1开始连续地沿着第一基板SUB1的主面以长度W形成的平面电极CT2。通过该结构,形成壁状电极CT1,该壁状电极CT1相对于第一基板SUB1的主面竖立设置(倾斜),即向着配置第二基板SUB2的一侧,相对于该第一基板SUB1的主面被竖立设置,壁公共电极CTA沿着像素PXL的边缘部在该像素PXL的长度方向的边缘部相对配置。此外,在实施方式5中,壁公共电极CTA在邻接的像素PXL的边界部分形成,因此并不限于具有透光性的导电膜材料,也可以是由以铝或铬为代表的金属薄膜等不具有透光性的导电膜材料形成的结构。
此外,在第二基板SUB2的液晶面侧,与实施方式3相同,具有黑色矩阵BM、滤色器CF、及取向膜ORI按顺序形成的结构。
由上述结构构成的实施方式5的液晶显示装置中,如图21所示,形成壁公共电极CTA的透明导电膜,在除去第一基板SUB1的液晶面侧内的各像素的像素显示部的区域(包含成为第一电容电极的电容电极CTS的区域)内呈环状地形成。与此相对,形成线状的像素电极PX的透明导电膜,具有成为第二电容电极的电容电极PXS,其中该电容电极PXS在各像素区域的上侧端部及下侧端部形成保持电容SC。
此时,在实施方式5的液晶显示装置中,在像素的长度方向(Y方向)的端部处形成保持电容SC的电容电极PXS和电容电极CTS内,在距离漏极线DL或栅极线等的信号布线近的层的一侧,形成电容电极PXS。因此,在实施方式5的像素结构中,在距离信号布线远的层、即距离液晶层LC近的一侧的层上形成的电容电极CTS上形成有后退区域RT。此时,采用向壁状的电极提供公共信号、且向线状的电极提供影像信号的结构,因此在电容电极CTS的第二区域AP2侧形成后退区域RT。再有,后退区域RT的端部即电容电极CTS的端部,在凸状体WL2的头顶面形成且后退区域RT的角部也在凸状体WL1,WL2的头顶面形成,即在通过凸状体WL2形成的液晶排除区域EA处形成,因此可以得到与实施方式3相同的效果。
<实施方式6>
图23是用于说明本发明实施方式6的液晶显示装置中像素结构的放大图,图24是沿图23所示的XXIV-XXIV线的剖视图。其中,实施方式6的液晶显示装置中除去线状的像素电极PX的结构,其他的结构与实施方式1的液晶显示装置相同,其中该像素电极PX在形成于凸状体WL的侧壁面处的壁状的公共电极(壁公共电极CTA,CTB)和隔着像素显示部对向配置的壁公共电极CTA之间的区域形成。因此,在以下的说明中,详细说明壁公共电极CTA,CTB和像素电极PX的结构。
如图24所示,在第一基板SUB1的液晶面侧,形成在X方向延伸的未图示的栅极线,覆盖该栅极线在第一基板SUB1的整个面形成绝缘膜PAS1。在绝缘膜PAS1的上层形成在Y方向延伸的漏极线DL,且至少覆盖与像素显示部相对应的区域的漏极线DL,跨越邻接像素的边界形成凸状体WL。这里,在实施方式6的像素结构中,形成公共电极CT的透明导电膜在由凸状体WL1和凸状体WL2构成的凸状体WL的侧壁面及头顶面上形成,形成壁公共电极CTA、CTB。在壁公共电极CTA、CTB的上层,覆盖第一基板SUB1的整个面形成绝缘膜PAS2,在该绝缘膜PAS2的上表面形成线状的像素电极PX。在该像素电极PX的上层形成取向膜ORI。
此外,在实施方式6的壁公共电极PXA、PXB中,也形成有壁公共电极CTA、CTB,其中壁公共电极CTA、CTB包括形成于凸状体WL1、WL2的侧壁面的壁状电极CTV,以及从该壁状电极CTV开始连续地沿着第一基板SUB1的主面形成的平面电极CTH。
此外,在第二基板SUB2的液晶面侧,与实施方式1相同,具有按顺序形成黑色矩阵BM、滤色器CF、及取向膜ORI的结构。
如图23所示,在由上述结构构成的实施方式6的液晶显示装置中,具有由沿着像素的长度方向(Y方向)的边部形成的凸状体WL1和从该凸状体WL1的端部开始沿着像素的宽度方向形成的凸状体WL2构成的C字状的凸状体WL。此时,与实施方式1相同,凸状体WL2从凸状体WL1的端部延伸至线状的电极即像素电极PX的形成位置。根据该结构,在实施方式6的像素结构中,成为凸状体WL的侧壁面及头顶面具有分别被形成壁公共电极CTA,CTB的透明导电膜覆盖的结构。
再有,在实施方式6的像素结构中,漏极线DL和壁公共电极CTA,CTB同层地形成,隔着在其上层形成的绝缘膜PAS2形成像素电极PX,即壁公共电极CTA、CTB在比像素电极PX更接近信号布线的层上形成。因此,在形成保持电容SC的电容电极CTS和电容电极PXS中,电容电极CTS在距离信号布线近的一例、即电容电极PXS在距离液晶层LC近的一侧形成。此时,采用向壁状的电极提供公共信号,且向线状的电极提供影像信号的结构,因此在电容电极PXS的第一区域AP1侧形成后退区域RT。再有,后退区域RT的端部即电容电极PXS的端部在凸状体WL2的头顶面形成,即位于通过凸状体WL2形成的液晶排除区域EA处,因此可以得到与实施方式1相同的效果。
以上,根据上述发明的实施方式来具体说明了由本申请的发明人完成的发明,但是,本发明不限于上述发明的实施方式,在不脱离发明主旨的范围内可进行各种变更。
符号说明
PNL......液晶显示面板、SUB1......第一基板、SUB2......第二基板
AR......显示区域、SL......密封材料、DR......驱动电路
CL......公共线、FPC......柔性印刷基板、GL......栅极线
DL......漏极线、TFT......薄膜晶体管、PX......像素电极
CT......公共电极、PXA、PXB......壁像素电极、SC......保持电容
PXL......像素、LC......液晶层、PAS1,PAS2......绝缘膜
ORI......取向膜、PXV......壁状电极、PXH......平面电极
CF......滤色器、POL1,POL2......偏振板、BM......黑色矩阵
LCM......液晶分子、CTS,PXS......电容电极、AP1......第一区域
AP2......第二区域、CT1......第一公共电极、CT2......第二公共电极
TH......通孔、WL,WL1,WL2......凸状体、RT......后退区域
CTA,CTB......壁公共电极、PXV,CTV......壁状电极
PXH,CTH......平面电极、CT2S......平板电极
Claims (13)
1.一种液晶显示装置,具有隔着液晶层相对配置的第一基板和第二基板,上述第一基板具有在Y方向延伸、在X方向并排设置的影像信号线,以及在X方向延伸、在Y方向并排设置的扫描信号线,由上述影像信号线和上述扫描信号线所包围的像素的区域呈矩阵状地形成,
该液晶显示装置包括:
壁状的一对第一电极,其沿着上述像素的相对的长边的边缘部形成,并且其至少一部分重叠在从上述第一基板的液晶侧面向上述液晶层侧突出的第一凸状体上;
线状的第二电极,其形成在上述一对第一电极所夹的像素显示部上,并沿着上述第一电极的延伸方向而形成;
第一电容电极,其形成在上述像素的长边方向的至少一方的端部上,并与上述第一电极电连接;以及
第二电容电极,其与上述第一电容电极隔着绝缘膜重叠配置,并且与上述第二电极电连接,
在上述电容电极内,在接近上述液晶层的阶层形成的第一电容电极的上述像素显示部侧的边缘部,与在远离上述液晶层的阶层形成的第二电容电极的上述像素显示部侧的边缘部相比后退地形成,从上述液晶层侧俯视观察,上述第二电容电极从上述第一电容电极的后退区域露出,
并且,该液晶显示装置还包括第二凸状体,该第二凸状体形成在与上述后退区域的角部和边缘部重叠的区域、或者上述后退区域的边缘部与另一电容电极之间的区域,并在该像素的宽度方向延伸。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述第一电极是通过薄膜晶体管提供上述影像信号的像素电极,上述第二电极是提供成为上述影像信号的基准的公共信号的公共电极。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述像素显示部包括位于上述一对第一电极内的一个第一电极与上述第二电极之间的第一区域、以及位于上述一对第一电极内的另一个第一电极与上述第二电极之间的第二区域,
上述后退区域形成在上述第二区域的端部。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述后退区域包括沿该像素的长度方向形成的第一边部、和沿宽度方向形成的第二边部,
在由上述第一边部和上述第二边部形成的角部内,至少接近上述第一电极的一侧的角部形成在上述第二凸状体的头顶面上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述第二基板具有线状的第三电极,该第三电极形成在隔着上述液晶层与上述第二电极对置的位置上。
6.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述第一电极是提供成为上述影像信号的基准的公共信号的公共电极,上述第二电极是通过薄膜晶体管提供上述影像信号的像素电极。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述像素显示部包括位于上述一对第一电极内的一个第一电极与上述第二电极之间的第一区域、以及位于上述一对第一电极内的另一个第一电极与上述第二电极之间的第二区域,
上述后退区域形成在上述第一区域的端部。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述后退区域包括沿该像素的长度方向形成的第一边部、和沿宽度方向形成的第二边部,
在由上述第一边部和第二边部形成的角部内,至少接近上述第二电极的一侧的角部形成在上述第二凸状体的头顶面。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述第一电极包括:侧壁面电极,其形成在跨越与邻接像素的边界而形成的上述第一凸状体的侧壁面上;以及平面电极,其从上述侧壁面电极的上述第一基板侧的端部开始沿第一基板的主面延伸。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述第一凸状体和上述第二凸状体由一体地形成的C字状的凸状体构成。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述像素包括:相对于上述液晶的初始取向方向按顺时针旋转倾斜上述第一电极和上述第二电极而成的区域、以及相对于上述液晶的初始取向方向按逆时针旋转倾斜上述第一电极和上述第二电极而成的区域。
12.一种液晶显示装置,具有隔着液晶层相对配置的第一基板和第二基板,上述第一基板具有在Y方向延伸、在X方向并排设置的影像信号线,以及在X方向延伸、在Y方向并排设置的扫描信号线,由上述影像信号线与上述扫描信号线包围的像素的区域呈矩阵状地形成,在该液晶显示装置中,
上述第一基板包括:
壁状的一对第一电极,其沿着上述像素的相对的长边的边缘部形成,并且其至少一部分重叠在从上述第一基板的液晶侧面向上述液晶层侧突出的第一凸状体上;
线状的第二电极,其形成在上述一对第一电极所夹的像素显示部上,并沿着上述第一电极的延伸方向而形成;
第一电容电极,其形成在上述像素的长边方向的至少一方的端部上,并与上述第一电极电连接;以及
第二电容电极,其与上述第一电容电极隔着绝缘膜重叠配置,并且与上述第二电极电连接,
上述第二基板包括:
线状的第三电极,其形成在隔着上述液晶层与上述第二电极对置的位置上;以及
第四电极,其形成在上述像素的长边方向的至少一方的端部上,与上述第三电极电连接,
在上述电容电极内,形成在接近上述液晶层的阶层的第一电容电极和上述第四电容电极的上述像素显示部侧的边缘部,与在远离上述液晶层的阶层形成的第二电容电极的上述像素显示部侧的边缘部相比后退地形成,
并且,上述第一基板还包括第二凸状体,该第二凸状体形成在与上述后退区域的角部和边缘部重叠的区域、或者上述后退区域的边缘部与另一电容电极之间的区域,并在该像素的宽度方向延伸。
13.根据权利要求12所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述像素包括:相对于上述液晶的初始取向方向按顺时针旋转倾斜上述第一电极、上述第二电极以及上述第三电极而成的区域、以及相对于上述液晶的初始取向方向按逆时针旋转倾斜上述第一电极、上述第二电极以及上述第三电极而成的区域。
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