CN1648744A - 液晶显示装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是减少起因于单元内的台阶部分的液晶材料的取向不良的发生或识别率,提供对比度优良的液晶显示装置和具备这样的液晶显示装置的电子设备。这是一种包括作为对向配置的一对的基板的具备第1布线图形的第1基板和具备第2布线图形的第2基板,挟持在该第1基板和第2基板之间的液晶材料的液晶显示装置和具备这样的液晶显示装置的电子设备,要使得设置在液晶显示装置的内部,同时,直接或间接地与液晶材料接连的台阶部分的形成位置,与相邻的第1布线图形间或第2布线图形间的间隙的形成位置一致。

Description

液晶显示装置和电子设备
技术领域
本发明涉及液晶显示装置和具备液晶显示装置的电子设备。特别是涉及对比度优良的液晶显示装置和具备这样的液晶显示装置的电子设备。
背景技术
以往,作为图像显示装置,大多使用由具有第1布线图形的第1基板、具有第2布线图形的第2基板、沿着该第1和第2基板的外周面配置,同时把第1和第2基板粘贴起来的密封材料、已封入到第1和第2基板之间的液晶材料构成的液晶显示装置。
就是说,大多使用采用点矩阵状地配置在垂直方向上进行重叠的区域上形成在作为彼此对向配置的一方的基板的第1基板上形成的第1布线图形和在作为另一方的基板的第2基板上形成的第2布线图形的多个像素,使要施加到这些像素上的电压变成为ON(导通)、OFF(截止)的办法,调制通过该像素的液晶材料的光,用与偏振片之间的关系,显示文字等的图像的液晶显示装置。
此外,如图21所示,人们还提出了(例如,参看专利文献1)所谓的具备多间隙的液晶显示装置700,该液晶显示装置700无论是反射模式时还是透射模式时发色都很好,而且,在双方的模式中的光程差的优化都很容易。说得更具体点,这是一种具有其构成为使得与半透射反射层的光反射部分712对应的区域上的液晶层730这一侧的表面比与半透射反射层的光透射部分717对应的区域上的液晶层730这一侧的表面突出得更多的多间隙的液晶显示装置700。
[专利文献1]特开2003-248221号公报
但是,专利文献1所述的液晶显示装置,由于完全未考虑起因于目的为调整光程差的多间隙而形成的台阶部分的形成位置,和第1布线图形间或第2布线图形间的间隙的形成位置,使得这些位置不一致,故人们发现了这样的问题:在布线图形的途中也会形成台阶,在像素内的取向不良很显眼,同时所得到的对比度也低。
就是说,就如在图6(b)中模式性地示出的那样,发现了在像素内的取向不良的识别面积相对地大这样的问题。
于是,本发明的发明者,经过锐意努力,发现采用使液晶显示装置内部的台阶部分的形成位置,与相邻的布线图形间的间隙的形成位置一致的办法,就可以减少起因于该台阶部分的取向不良的发生或识别率,其结果是就会提高对比度,并完成了本发明。
发明内容
就是说,本发明的目的在于提供减少了起因于在液晶显示装置的内部(单元内)设置、与液晶材料直接或间接地接连的台阶部分的液晶材料的取向不良的发生或识别率,因而对比度优良的液晶显示装置以及具备这样的液晶显示装置的电子设备。
倘采用本发明,则可以提供液晶显示装置,可以解决上边所说问题。该液晶显示装置是一种包括作为对向配置的一对的基板的具备第1布线图形的第1基板和具备第2布线图形的第2基板,和被挟持在该第1和第2基板之间的液晶材料的液晶显示装置,其特征在于:
在相邻的第1布线图形间或第2布线图形间,形成有作为电绝缘区的间隙,同时,
把间隙形成为使得与既是设置在第1基板或第2基板上的台阶部分,又是与液晶材料直接或间接地接连的台阶部分的形成位置一致。
就是说,由于使设置在液晶显示装置的内部,同时又与液晶材料直接或间接地接连的台阶部分的形成位置,与相邻的第1布线图形间或第2布线图形间的间隙的形成位置一致,故可以效果良好地减少起因于该台阶部分的液晶材料的取向不良的发生,或者即便是在起因于该台阶部分发生了液晶材料的取向不良的情况下,也可以减少图像显示面上的取向不良的识别率。
另外,所谓第1布线图形或第2布线图形,主要意味着在各自的基板上边图形化形成的多个电极。因此,在具有TFD元件的有源矩阵型构造的液晶显示装置中,第1布线图形意味着扫描电极,第2布线图形则意味着像素电极。此外,所谓相邻的布线图形间的间隙,意味着在第1布线图形和第2布线图形中的每一者中,设置在相邻的电极等之间的电绝缘区。
此外,由于可以得到预定的对比度的提高效果,故台阶部分的形成位置和间隙的形成位置,就不一定非要一致不可,也可以是对于布线图形的长度方向或宽度方向分别部分地一致。
就是说,采用使在1个像素内形成的预定的台阶部分的全部都与相邻的布线图形间的间隙一致的办法,就可以减少起因于预定的台阶部分的取向不良的发生或识别率。另一方面,采用使在1个像素内形成的预定的台阶部分的一部分与相邻的布线图形间的间隙的形成位置一致的办法,则在可以防止像素面积过度小的同时,还可以减少起因于预定的台阶部分取向不良的发生或识别率。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,作为电绝缘区的间隙,理想的是缝隙状。
就是说,采用像这样地考虑间隙的形状的办法,在易于与台阶部分对应起来形成,可以防止像素面积过度地减小的同时,还可以减少起因于台阶部分的液晶材料的取向不良的发生或识别率。此外,通过间隙为缝隙状,不仅易于与台阶部分形状一致,而且易于在间隙中得到预定的稳定的电绝缘性。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是使台阶部分的宽度与间隙的宽度相等。
就是说,采用使台阶部分的宽度,与相邻的布线图形间的间隙的宽度相等的办法,在可以防止像素面积过度地减小的同时,还可以减少起因于台阶部分的液晶材料的取向不良的发生或识别率。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是使台阶部分的宽度比间隙的宽度更窄。
就是说,采用使台阶部分的宽度,与相邻的布线图形间的间隙的宽度像这样地具有关联的办法,就可以减少起因于台阶部分的液晶材料的取向不良的发生或识别率。
另外,所谓台阶部分的宽度,意味着在铅直方向上看基板的情况下的在台阶部分的上端部和下端部上形成的区域的宽度。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是使间隙的宽度比台阶部分的宽度更窄。
就是说,采用使台阶部分的宽度,与相邻的布线图形间的间隙的宽度像这样地具有关联的办法,在可以防止像素面积的降低的同时,还可以减少起因于台阶部分的液晶材料的取向不良的发生或识别率。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是把间隙的宽度做成为1~50微米的范围内的值。
就是说,采用把相邻的布线图形间的间隙做成为预定范围的值的办法,就可以减少在像素内的取向不良的发生或识别率,作为结果,可以提供对比度优良的液晶显示装置。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是在台阶部分上设置有倾斜部分。
就是说,采用把这样的倾斜部分做成为例如具有锥度的台阶部分的办法,就可以精度良好地形成第1或第2布线图形中的相邻的布线图形间的间隙,就可以与台阶部分的形成位置正确地一致。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是台阶部分是由用来调整光程差的多间隙产生的台阶部分。
就是说,可以相对地减少起因于在设置有用来调整光程差的多间隙的情况下形成的台阶部分而在像素内发生取向不良,作为结果,可以提供对比度优良的液晶显示装置。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是台阶部分是由遮光层形成的台阶部分。
就是说,可以相对地减少起因于在设置有彼此重叠的遮光层的情况下形成的台阶部分而在像素内产生取向不良的可能,作为结果,可以提供对比度优良的液晶显示装置。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是台阶部分,是由用来进行取向控制的取向突起形成的台阶部分。
就是说,可以相对地减少起因于在设置有用来进行取向控制的取向突起的情况下形成的台阶部分而在像素内发生取向不良,作为结果,可以提供对比度优良的液晶显示装置。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是台阶部分是由层间绝缘膜形成的台阶部分。
就是说,可以相对地减少起因于在设置有层间绝缘膜的情况下形成的台阶部分而在像素内发生取向不良,作为结果,可以提供对比度优良的液晶显示装置。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是台阶部分是由光衬垫形成的台阶部分。
就是说,可以相对地减少起因于在设置有光衬垫的情况下形成的台阶部分而在像素内发生取向不良,作为结果,可以提供对比度优良的液晶显示装置。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是台阶部分是由反射用散射膜形成的台阶部分。
就是说,可以相对地减少起因于在设置有反射用散射膜的情况下形成的台阶部分而在像素内发生取向不良或反射散射不良,作为结果,可以提供对比度优良的液晶显示装置。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是台阶部分具备上侧平坦部分、倾斜部分和下侧平坦部分,间隙被形成为使得间隙的一方的边缘部分位于台阶部分的上侧平坦部分上,同时,间隙的另一方的边缘部分位于台阶部分的下侧平坦部分上。
就是说,由于得益于像这样地构成,而使得在相当于预定的台阶部分的位置上不存在布线图形,故可以减少起因于该台阶部分的液晶材料的取向不良的发生或识别率,作为结果,可以提供对比度优良的液晶显示装置。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是台阶部分具备上侧平坦部分、倾斜部分和下侧平坦部分,间隙被形成为使得间隙的一方的边缘部分位于台阶部分的倾斜部分的上方,同时,间隙的另一方的边缘部分位于台阶部分的下侧平坦部分上。
就是说,得益于像这样地构成,在因可以减少存在于相当于预定的台阶部分的位置上的布线图形而可以减少液晶材料的取向不良的发生或识别率的同时,还可以防止像素面积的降低,因而可以提供可进行明亮的图像显示的液晶显示装置。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是台阶部分具备上侧平坦部分、倾斜部分和下侧平坦部分,间隙被形成为使得间隙的一方的边缘部分位于台阶部分的上侧平坦部分上,同时,间隙的另一方的边缘部分位于台阶部分的倾斜部分的下方。
就是说,得益于像这样地构成,在因可以减少存在于相当于预定的台阶部分的位置上的布线图形而可以减少液晶材料的取向不良的发生或识别率的同时,还可以防止像素面积降低,而可以提供可进行更为明亮的图像显示的液晶显示装置。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是台阶部分具备上侧平坦部分、倾斜部分和下侧平坦部分,间隙被形成为使得间隙的一方的边缘部分位于台阶部分的倾斜部分的上方,同时,间隙的另一方的边缘部分位于台阶部分的倾斜部分的下方。
就是说,得益于像这样地构成,在因可以减少存在于相当于预定的台阶部分的位置上的布线图形而可以减少液晶材料的取向不良的发生或识别率的同时,还可以因尽可能地展宽像素面积,而可以提供可进行更为明亮的图像显示的液晶显示装置。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是使既是间隙的任何一方的边缘部分,又是位于台阶部分的上侧平坦部分或下侧平坦部分上的边缘部分,在上侧平坦部分或下侧平坦部分与倾斜部分之间的边界上一致。
得益于像这样地构成,由于因可以防止相邻的布线图形间的间隙过度地大而可以确保像素面积,故可以防止进行显示的图像的亮度的降低。
此外,在构成本发明的液晶显示装置时,理想的是第1基板是具滤色片的滤色片基板,第2基板是具备开关元件的元件基板。
得益于像这样地构成,就可以提供对比度或响应速度优良的可识别彩色图像的液晶显示装置。
此外,本发明的另外的形态,是至少具备一个上述任何一个液晶显示装置的电子设备。
就是说,可以减少像素内的取向不良的发生或识别率,作为结果,可以效率良好地提供具备对比度优良的液晶显示装置的电子设备。
附图的简单说明
图1是构成实施形态1的液晶显示装置的液晶面板的概略斜视图。
图2是模式地示出了实施形态1的液晶显示装置的概略剖面图。
图3(a)是示出了液晶显示装置的第1基板的概略平面图,图3(b是示出了在液晶显示装置中使用的第2基板的概略平面图。
图4是用来说明TFD元件的构造的说明图。
图5是用来说明借助于多间隙的台阶部分的说明图。
图6(a)~(b)是用来说明取向不良的观看性的改良的说明图。
图7(a)~(c)是用来说明台阶部分的宽度与布线图形间的间隙的宽度之间的关系的说明图。
图8是用来说明由遮光层形成的台阶部分的说明图。
图9是用来说明由取向突起形成的台阶部分的说明图。
图10是用来说明由层间绝缘膜形成的台阶部分的说明图。
图11是用来说明由光衬垫形成的台阶部分的说明图。
图12是用来说明由反射散射膜形成的台阶部分的说明图。
图13(a)~(f)是示出了目的为形成第1基板的制造工序的剖面图。
图14(a)~(d)是示出了目的为形成第2基板的制造工序的剖面图(其1)。
图15(a)~(e)是示出了目的为形成第2基板的制造工序的剖面图(其2)。
图16(a)~(d)是模式地示出了实施形态2的液晶显示装置的第1基板的剖面图。
图17(a)~(c)示出了使间隙的边缘部分在台阶部分的平坦部分与倾斜部分之间的边界上一致起来的一个例子。
图18是模式地示出了实施形态3的液晶面板的概略剖面图。
图19是用来说明TFT元件的构造的说明图。
图20是示出了本发明的电子设备的实施形态的概略构成的框图。
图21是用来说明现有的液晶显示装置中的台阶部分发说明图。
标号的说明
10:液晶显示装置,12:第1基板,13:第1玻璃基板,14:第2玻璃基板,27:第2玻璃基板,19:第1布线图形(扫描电极),19a:间隙,19A·19B:间隙的边缘部分,20:第2布线图形(像素电极),21:上侧平坦部分,22:下侧平坦部分,25:倾斜部分,26:数据线,28:引绕布线,31:2端子型非线性元件(TFD元件),100a:台阶部分,103:柱状衬垫,132:取向不良,215:取向突起,200·641:液晶面板,230:密封材料,232:液晶材料,624:第1布线图形(像素电极),642:3端子型非线性元件(TFT元件),646:栅电极,647:半导体层,645:接触电极,644:源电极,643:漏电极
具体实施形态
以下,参看图面,对本发明的液晶显示装置和具备液晶显示装置的电子设备的实施形态进行说明。
但是,这样的实施形态,只是本发明的一个形态,并不是对本发明的限定,在本发明的范围内任意地变更是可能的。
实施形态1
实施形态1,是包括作为对向配置的一对基板的具备第1布线图形的第1基板和具备第2布线图形的第2基板,挟持在该第1基板与第2基板间的液晶材料的液晶显示装置。此外,该液晶显示装置的特征在于:在相邻的第1布线图形间或第2布线图形间,形成有作为电绝缘区的间隙,同时,还把间隙形成为使得与既是在第1基板或第2基板上边设置的台阶部分,又是与液晶材料直接或间接地接连的台阶部分的形成位置一致。
就是说,这是一种使在液晶显示装置的内部设置,同时又与液晶材料直接或间接地接连的台阶部分的形成位置,与作为相邻的第1布线图形间或第2布线图形间的电绝缘区的间隙的形成位置一致的液晶显示装置。
因此,是可以防止伴随着有时候会产生起因于在液晶显示装置的内部设置的多间隙、用来进行取向限制的取向突起、层间绝缘膜、光衬垫、反射散射膜或者各种有机膜无机膜等的台阶部分的液晶材料的取向不良而引起的对比度的降低的液晶显示装置。
以下,边适宜参看图1~图12,边以包括具备作为第1布线图形的扫描电极的第1基板(有时候叫做滤色片基板)和具备作为第2布线图形的像素电极和二端子型有源元件的TFD元件(薄膜二极管)的第2基板(有时候叫做元件基板)的液晶显示装置为例,对本发明的实施形态1的液晶显示装置进行说明。
但是,并不限于这样的构成,也可以是使用要在实施形态3中说明的TFT(薄膜晶体管)等的非线性元件的有源矩阵型构造的液晶显示装置或无源矩阵型构造的液晶显示装置。
1.液晶显示装置的基本构造
首先,参看图1~图2,具体地对本发明的实施形态1的液晶显示装置的基本构造,就是说,对液晶面板或布线图形或者相位差板以及偏振片等进行说明。
另外,图1是构成本发明的实施形态1的液晶显示装置的液晶面板200的概略斜视图,图2是液晶面板200的模式性的概略剖面图,为了便于说明,在上侧配置第1基板12,在下侧配置第2基板14。
此外,图1所示的液晶面板200,如上所述,是一种具有具备TFD元件的有源矩阵型构造的液晶面板200,采用根据需要适宜安装未画出来的背光源或前光源等的照明装置或壳体等的办法,就将变成为液晶显示装置。
(1)单元构造
如图1所示,液晶面板200的构成为:通过粘接剂等的密封材料230把配置在上侧的以第1玻璃基板13为基体的第1基板12,和与之对向配置的第2玻璃基板27为基体的第2基板14粘贴起来,然后,对于既是第1基板12与第2基板14所形成的空间又是密封材料230的内侧部分,通过开口部分230a注入了液晶后,用封口材料231密封起来。就是说,如图2的概略剖面图所示,理想的是向第1基板12与第2基板14之间填充液晶材料232,同时,密封起来。
(2)布线图形
如图1所示,在第1玻璃基板13的内面上边,形成有作为第1布线图形的多条扫描电极19。此外,在第2玻璃基板27的内面上边,形成有作为第2布线图形的像素电极20,同时,还形成有数据线26和TFD元件31、引绕布线28等。然后,把作为该第1布线图形的扫描电极19和作为第2布线图形的像素电极20平面行地重叠的区域矩阵状地排列起来,结果就变成为作为全体构成液晶显示区域A。
此外,如图1所示,理想的是第2基板14具有其构成为比第1基板12更往外侧突出出来的基板伸出部分14T,在该基板伸出部分14T上边,形成有数据线26和输入端子部分(外部连接用端子)219。
此外,理想的是在基板伸出部分14T上,把内置有液晶驱动电路等的半导体元件(IC)261装配为使得对于这些数据线26和输入端子部分(外部连接用端子)219进行导电连接。
再有,理想的是在基板伸出部分14T的端部上,把柔性布线基板110配置为使得导电连接到输入端子部分(外部连接用端子)219上。
(3)相位差板和偏振片
图1所示的液晶面板200,如图2的剖面图所示,在第1基板12的预定位置上配置有相位差板(1/4波长板)250和偏振片251。此外,在第2基板14的外面上,也配置有相位差板(1/4波长板)240和偏振片241。就是说,借助于这样的相位差板240、250或偏振片241、251,就可以分别调整向液晶面板200入射的光的透射出来的透射光的相位,可以识别鲜明的图像显示。
(4)液晶材料
此外,可以适用本发明的液晶显示装置,既可以是使用垂直取向性的液晶材料的常态黑色模式的液晶显示装置,也可以是常态白色模式的液晶显示装置。就是说,不论是哪一种情况下,如后所述,采用使预定的台阶部分的形成位置和相邻的布线图形间的间隙的形成位置一致的办法,就可以减少液晶材料的取向不良的发生,或者,即便是起因于台阶部分而产生了液晶材料的取向不良的情况下,借助于布线图形间的间隙,也可以做成为使得在显示面上识别不出取向不良区域。
2.第1基板
(1)基本构成
理想的是第1基板12,如图2所示,基本上由第1玻璃基板13、着色层16、遮光层18和作为第1布线图形的扫描电极19构成。
此外,理想的是在第1基板12上,在需要反射功能的情况下,例如,在用于移动电话的半透射反射型的液晶显示装置中,在第1玻璃基板13与着色层16之间,如图2所示,设置反射层(半透射反射板)212。
此外,理想的是在第1基板12中,如图2所示,在每一个像素上都形成着色层16,并用由丙烯酸类树脂或环氧树脂等的透明树脂构成的平坦化层(表面保护膜或保护涂层)215把其上边被覆起来。这样一来,结果就变成为用着色层16和平坦化层(表面保护层)215形成滤色片。此外,理想的是还要设置用来提高电绝缘性的绝缘层(未画出来)。
另外,在实施形态1的液晶显示装置的例子中,虽然理想的是在第1玻璃基板13上边设置着色层16,但是把该着色层设置到后述的第2基板14这一侧,也是理想的。
(2)着色层
此外,图2所示的着色层16,通常,都被做成为使颜料或染料等的着色剂分散到透明树脂中以使之呈现预定的色调的着色层。作为着色层的色调的一个例子来说,虽然作为原色系滤色片有由R(红)、G(绿)、B(蓝)这3色的组合构成的滤色片,但是,并不限于此,也可以用Y(黄)、M(深红)、C(青绿)等的补色系或其它的种种的色调形成。
这样的着色层,通常,都采用向基板表面上边涂敷包括颜料或染料等的着色剂的感光性树脂构成的着色光刻胶,用光刻技术刻掉不要的部分的办法形成具有预定彩色图形的着色层。因此,在要形成多种色调的着色层的情况下,结果就变成为反复进行上述的工序。
此外,作为着色层的排列图形,虽然大多采用条带排列,但是,除去该条带排列之外,也可以采用斜马赛克排列、三角形排列等的种种的图形形状。
(3)遮光层
此外,理想的是如图2所示,在每一个像素上形成的着色层16之间的像素间区域上,都形成遮光层(有时候也叫做黑色矩阵)18。
作为这样的遮光层18,可以使用例如使R(红)、G(绿)、B(蓝)这3色的着色剂一起分散到树脂或其它的基材中的遮光层,或使黑色的颜料或染料分散到树脂或其它的基材中的遮光层等。此外,由于即便是使用碳等的黑色材料也可以得到优良的屏蔽效果,故理想的是利用加色法做成为R(红)、G(绿)、B(蓝)层的3层构造。
(4)反射层
此外,理想的是如图2所示,在第1玻璃基板13的表面上,形成反射层212。该反射层212,理想的是由铝、铝合金、铬、铬合金、银、银合金等构成的金属膜构成。此外,理想的是在每一个像素上,都设置有具有反射面的反射部分212b和光透射部分212a。就是说,这是因为作为反射半透射型的液晶显示装置,在相当于光透射部分212a的区域中要用透射模式显示图像,同时,在相当于反射部分212b的区域中则要用反射模式显示图像的缘故。
(5)反射用散射膜
此外,理想的是如图2所示,在第1玻璃基板的反射部分212b的下层上,形成有用来防止由反射层212的镜面反射所产生的映入的反射用散射膜17。该反射用散射膜17,可以用聚酰亚胺系树脂、环氧系树脂、丙烯酸系树脂、聚胺酯系树脂、聚酯系树脂、聚烯烃系树脂、苯酚线性酚醛系树脂为主成分的感光性树脂形成。
(6)第1布线图形(扫描电极)
此外,理想的是如图2所示,在平坦化层215的上边,形成由ITO(氧化铟锡)等透明导电材料构成的作为第1布线图形的扫描电极19。就是说,该扫描电极19,如图3(a)所示,使多个透明电极并行排列,构成为条带状。
此外,理想的是把扫描电极的膜厚做成为100~200微米的范围内的值,更为理想的是做成为120~170微米的范围内的值。其理由在于当扫描电极的膜厚变成为小于100微米时,电阻的值常常要变得过度地大。另一方面的理由是当扫描电极的膜厚超过了200微米时,就常常会在间隙上产生波动,或者变得难于实现液晶显示装置的薄型化。
另外,在扫描电极中产生台阶的情况下,为了防止在该台阶部分处扫描电极断线,理想的是把该台阶的高低差做成为5微米或以下。
(7)取向膜
此外,理想的是如图2所示,在扫描电极19的上边形成由聚酰亚胺树脂构成的第1取向膜217。
其理由在于由于要设置这样的第1取向膜217,而使得在把滤色片基板12用于液晶显示装置等的情况下,借助于电压施加会使得液晶材料232的取向性变得易于实施。
3.第2基板
(1)基本构成
理想的是如图1和图2所示,第2基板14,基本上由第2玻璃基板27、数据线26、作为第2布线图形的像素电极20、用来把这些电连起来的TFD元件31以及要连接到第1基板上的扫描电极19上的引绕布线28构成。
另外,如图2所示,在像素电极20上边,形成有由聚酰亚胺树脂等构成的取向膜224,进行液晶材料的取向性的控制。
(2)第2布线图形(像素电极)等
此外,在第2基板14上,如图3(b)所示,设置有作为第2布线图形的像素电极20和数据线26以及TFD元件31。该像素电极20,如图3(b)所示,对于并列配置的数据线26,分别通过TFD元件31进行连接。
此外,TFD元件31,就如在图4中示出的其概略平面图那样,为了稳定元件工作,理想的是包括使第1TFD元件31a和第2TFD元件31b逆方向串联排列的所谓的背靠背构造的TFD元件31。在这样的情况下,要把数据线26连接到TFD元件31的一方的端子上,把像素电极20连接到另一方的端子上。
此外,数据线26,如图3(b)所示,理想的是要一直延伸设置到既是密封材料230的外侧,又是第1玻璃基板27的基板伸出部分14T为止,同时,其一端被当作外部连接用端子。
4.台阶部分与布线间隙之间的位置关系
图5示出了图2中的用X围起来的部分(相当于图3中,从箭头方向看XX剖面的图)的扩大图。如该图5的例子所示,实施形态1的液晶显示装置,其特征在于:在被设置在液晶面板200的单元构造的内部的同时,使直接或间接地与液晶材料232接连的台阶部分100a的形成位置,和相邻的像素电极19间的间隙19a的形成位置一致。就是说,理想的是在图5中,使采用形成用来实现透射区域和反射区域上的光程差的优化的多间隙的办法得到的台阶部分100a的形成位置,和在相邻的扫描电极19间形成的作为电绝缘区的间隙19a的形成位置一致。
其理由是由于这样的台阶部分的形成位置与相邻的扫描电极间的间隙的形成位置已经一致,故在该台阶部分上就实质上不存在构成电场区域的扫描电极,可以防止起因于台阶部分而产生的液晶材料的取向不良。因此,可以减少在像素内的取向不良的发生或识别率,其结果是可以提供对比度优良的液晶显示装置。
另外,台阶部分的形成位置,既可以是液晶材料所直接接连的部位,也可以是把取向膜夹在中间间接地接连的部位。此外,至于台阶部分的具体例,将在后边讲述。
在这里,参看图6,更为详细地对取向不良的发生率和识别率的减少进行说明。图6(a)和图(b),是从显示面一侧看液晶显示装置的图。此外,图6(a)是已使图5所示的由多间隙形成的台阶部分100a的形成位置与相邻的扫描电极19间的间隙19a的形成位置一致后的液晶显示装置的例子,图6(b)则是由多间隙形成的台阶部分300a的形成位置与相邻的扫描电极319间的间隙319a的形成位置未完全一致的液晶显示装置的例子。
在图6(a)所示的例子中,在1个像素G中,在未与扫描电极19间的间隙19a的形成位置一致的台阶部分100’中,虽然作为点状列产生了取向不良132,但是,在已与扫描电极19间的间隙19a的形成位置一致的台阶部分100a处,由于不存在扫描电极19,故液晶材料的取向不良被隐藏了起来。因此,因减少了液晶材料的取向不良的发生或识别率而使得可以提高图像显示的对比度,这是可以理解的。
相对于此,在图6(b)所示的例子中,由于在所有的台阶部分300a中都作为点状列产生了液晶材料323的取向不良332而不与作为非电场区域的扫描电极319间的间隙319a的形成位置一致,故在像素G内的取向不良区域(图像非识别区)就增多了。因此,在像素G中的有效的取向正常区域(图像识别区)就减小了,因而对比度因受到液晶材料323的取向不良的影响而降低,这是可以理解的。
此外,就预定的台阶部分与相邻的布线图形间的间隙之间的位置关系来说,理想的是要使在第1基板上形成台阶部分,该台阶部分的形成位置,与设置在第1基板上的相邻的第1布线图形(扫描电极)间的间隙的形成位置一致,或者在对向的第2基板上形成台阶部分,使该台阶部分的形成位置,与设置在第2基板上的第2布线图形(像素电极)间的间隙的形成位置一致。
其理由,是因为在像这样地构成的情况下,如上所述,由于单元构造内部的台阶部分的形成位置,与同一基板上边的布线图形的相邻的布线图形间的间隙的形成位置已经一致,故在该台阶部分上不存在布线图形,可以有效地抑制起因于台阶部分而产生液晶材料的取向不良的缘故。
另一方面,使预定的台阶部分的形成位置与在与形成该台阶部分的基板对向的基板上的相邻的布线图形间的间隙形成位置一致,也是理想的。其理由是因为在像这样地构成的情况下,即便是假定起因于台阶部分而发生了液晶材料的取向不良,结果也变成为用原本作为不显示图像的区域的布线图形间的间隙隐藏起来,因而可以减小其识别面积的缘故。
就是说,在具备本实施形态的TFD元件的有源矩阵型构造的液晶显示装置的情况下,由于使在任何一方的基板上边形成的台阶部分的形成位置,与沿着该台阶部分的配置方向形成的扫描电极间的间隙或像素电极间的间隙的形成位置一致,故可以提供对比度优良的液晶显示装置。
此外,理想的是对于在1个像素中存在的相邻的布线图形间的间隙,使全部或一部分的台阶部分的形成位置一致。就是说,既可以使相邻的布线图形间的间隙的形成位置与预定的台阶部分的形成位置全部一致,或者,也可以使相邻的布线图形间的间隙的形成位置与台阶部分的形成位置的一部分一致。
其理由是因为,对于间隙的形成位置,在使台阶部分的形成位置全部一致的情况下,要做成为使得尽可能地不能识别起因于该台阶部分的液晶材料的取向不良以进一步提高要进行显示的图像的对比度的缘故。
另一方面,在对于间隙的形成位置,使台阶部分的形成位置一部分一致的情况下,则是因为不需要过度地增大相邻的布线图形间的间隙,可以防止像素面积减小。因此,已经判明:在基板上边,在使台阶部分的形成位置对于在1个像素内存在的预定的相邻的布线图形间的间隙的形成位置一部分一致的情况下,例如,采用使台阶部分的形成位置对于该间隙的形成位置在20~80的范围内一致的办法,就可以使各种液晶显示装置的对比度提高1~30%左右。
说得更具体点,如果用上边所说的图6(a)的例子来说,则已经判明:在1个像素G中,采用使在纵方向上缝隙状地形成的多间隙所产生的2个台阶部分之一对于相邻的扫描电极19间的间隙19a的形成位置一致(间隙的100%与台阶部分一致)的办法,如图6(b)所示,扫描电极319间的间隙319a的形成位置与台阶部分的形成位完全不一致的情况(台阶部分对间隙的一致为0%的情况)比较,液晶显示装置的对比度将提高5~15%。
另外,所谓台阶部分的形成位置对间隙的形成位置全部一致,指的是在相邻的电极间的间隙的形成面积中所占的台阶部分的形成面积大体上相等的情况,通常,意味着要超过80%的值。此外,所谓间隙的形成位置与台阶部分的形成位置一部分一致,指的是在该间隙的形成面积中所占的台阶部分的形成面积小于等于80%的情况,通常,意味着20~80%的值。
此外,在要使预定的台阶部分的形成位置,与相邻的布线图形间的间隙的形成位置一致时,理想的是如图7(a)所示,在设台阶部分100a的宽度为A,相邻的布线图形(扫描电极)间的间隙19a的宽度为B时,A的值与B的值相等。
其理由,是因为由于像这样地使台阶部分的宽度与相邻的布线图形间的间隙的宽度相等,因而可以使得在台阶部分上不存在布线图形,可以减少液晶材料的取向不良的发生或识别率,同时,还因可以防止布线图形间的间隙过度地大而可以防止像素面积的减小的缘故。
因此,可以制作成对比度优良,同时可进行明亮的图像显示的液晶显示装置。
此外,在要使预定的台阶部分的形成位置,与相邻的布线图形间的间隙的形成位置一致时,如图7(b)所示,在设台阶部分100a的宽度为A,相邻的布线图形(扫描电极)间的间隙19a的宽度为B时,理想的是使B的值比A的值大。就是说,例如在台阶部分100a上设置有倾斜部分的情况下,理想的是要使台阶部分100a的宽度A比扫描电极19间的间隙19a的宽度B窄,不仅该倾斜部分,还要使既是其两侧又位于上下方向上的平坦部分,与相邻的布线图形19间的间隙19a的形成位置一致。
其理由,是因为由于如上所述要使得台阶部分和间隙的宽度具有关联地使台阶部分的形成位置与间隙的形成位置一致,故可借助于该间隙更为确实地减少在像素内的液晶材料的取向不良的发生或识别率的缘故。
因此,在把液晶材料的取向不良的宽度形成为线状的情况下,考虑到其宽度常常会比台阶部分的宽度大0.5~1微米,故理想的是使台阶部分的宽度至少要比布线图形的间隙的宽度窄1~2微米,更为理想的是窄2.5~3微米。
另一方面,理想的是与上边所说的构成相反,如图7(c)所示,理想的是使A的值B的值大。就是说,例如,在台阶部分100a上设置有倾斜部分的情况下,使布线图形(扫描电极)19间的间隙19的宽度B比台阶部分100a的宽度A更窄,一直到该倾斜部分的途中为止不存在扫描电极19,也是理想的。
其理由,是因为对于该台阶部分和间隙的形成位置已经一致的部位来说,在可以抑制液晶材料的取向不良的发生的同时,还由于布线图形间的间隙不会形成得过度地大而可以防止有效像素面积减小的缘故。
另外,所谓台阶部分的宽度,意味着在垂直方向上看一对的基板的情况下所看到的在台阶部分的上部的边缘部分与下部的边缘部分上形成的区域之间的距离,例如,在台阶上已形成了倾斜部分的情况下,相当于在垂直方向上看该倾斜部分的情况下的水平宽度。另一方面,在垂直地形成了台阶的情况下,台阶部分的宽度无限制可接近于0。
此外,在要使台阶部分的形成位置与相邻的布线图形间的间隙的形成位置一致时,理想的是把该间隙的宽度(B)做成为1~50微米的范围内的值。
其理由,是因为归因于要做成为这样的间隙的宽度,而使得可以有效地减少起因于预定的台阶部分的取向不良的发生或识别率的缘故。此外,还因为如果是这样的间隙的宽度,则可以容易地把相邻的布线图形间的绝缘电阻控制为大于等于预定值的缘故。就是说,在相邻的布线图形间,虽然要在防止短路的同时,还必须防止串扰的发生,但是,如果是这样的布线图形的间隙的宽度,则可以有效地避免该问题。
另外,在要用已混合到密封材料内的导电性粒子把扫描电极与第2基板上边的引绕布线电连起来的情况下,理想的是要考虑到含于密封材料内的导电性粒子的粒径是10微米左右的情况,把相邻的扫描电极间的间隙的宽度做成为20~50微米的范围内的值。另一方面,在要减少该导电性粒子的使用量或不使用的情况下,为了防止像素面积的减少之类的情况的发生,理想的是把相邻的扫描电极间的间隙的宽度做成为1~10微米的范围内的值。
5.台阶部分
接着,以下将示出要在液晶显示装置的内部,在基板表面上形成的台阶部分的具体例。在这里,图5是图2中的X部分的扩大图(相当于从箭头方向看图3中的XX剖面的图)。图8、图11和图12,是第1基板12的扩大剖面图,在图2中虽然没有直接地画出来,但却是示出了相当于Y部分部位的扩大剖面图。此外,图9和图10,是液晶显示装置的扩大剖面图。尽管在图2中未直接地画出来,但却是示出了相当于X部分部位的扩大剖面图。
此外,在每一个图中,对于同一构件都赋予了同一标号,对于该同一构件则适宜省略了说明。
(1)由多间隙形成的台阶部分
作为设置在单元构造的内部的台阶部分,例如,如图5所示,相当于由用来调整液晶材料232的光程差的多间隙所产生的台阶部分100a。就是说,作为如上所述把反射区域的液晶材料层的层厚形成得比透射区域的层厚更薄的多间隙的形成方法,有时候要利用作为在着色层16上边设置的保护涂层的保护层215。说得更具体点,在形成与反射区域对应的反射膜212的同时,还要在该反射膜212和透射区域上,形成与R、G、B中的任何一者对应的着色层16。然后,使得反射区域的层厚比透射区域的层厚更厚那样地形成保护层215。接着,在所形成的保护层215上边,使得电极间间隙与保护层215的台阶部分100f一致,同时使得变成为横跨反射区域和透射区域的状态那样地设置扫描电极19。此外,采用在扫描电极19的上边,整个面地形成取向膜217的办法,就可以把反射区域上的液晶材料层的层厚形成得比透射区域的层厚更薄。
这时,由于由在透射区域和反射区域的边界部分上形成的多间隙所产生的台阶部分和相邻的扫描电极间的间隙已经一致,故可以减少起因于该台阶部分的取向不良的发生或识别率。
因此,倘采用本发明,则与由多间隙所产生的光程差的调整结合起来,可以提供对比度优良的液晶显示装置。
另外,用这样的层间绝缘膜构成多间隙,并不限于使用TFD元件的液晶显示装置,在后述的使用TFT元件的液晶显示装置中也可以应用。此外,图5所示的多间隙,已用设置在第1基板12上的透明树脂层215对反射区域上的液晶材料层232的厚度,和透射区域上的液晶材料层232的厚度进行了调整。但是,并不限于用该透明树脂层215进行的调整,如后所述,即便是用设置在第2基板14上的层间绝缘膜或反射散射膜等的厚度调节,也可以形成多间隙。
(2)由遮光层产生的台阶部分
此外,作为设置在单元构造的内部的台阶部分,如图8(a)所示,相当于由遮光层(黑色矩阵)18所产生的台阶部分100b。就是说,图8(a)是使归因于遮光层18的形成而产生的台阶部分100b的形成位置与相邻的扫描电极19间的间隙19a的形成位置一致起来的例子。
说得更具体点,通常,在相邻的像素间,为了防止光的混色,设置有遮光层18。此外,为了减少工序数,在形成与RGB等对应的着色层16R、16G、16B时,有时候使各自的若干层重叠起来构成遮光层18。在形成了这样的重叠构造的遮光层18的情况下,由于高度比别的着色层高,故结果就变成为在端部上会产生台阶部分100b。在这样的情况下,采用使因设置遮光层18而形成台阶部分100b的形成位置与相邻的扫描电极间的间隙19a的形成位置一致的办法,就可以减少起因于台阶部分100b的取向不良的发生或识别率。
反之,如图8(b)所示,在设置重叠构造的遮光层338,使起因于该遮光层的台阶部分300b的形成位置与相邻的扫描电极339的间隙339a的形成位置完全不一致的情况下,则不能减少像素内的取向不良的发生或识别率,这是可以理解的。
因此,倘采用本发明,由于像图8(a)所示的那样地构成,故与遮光层18的混色防止效果结合起来,就可以提供对比度更为优良的液晶显示装置。
(3)由取向突起产生的台阶部分
此外,作为设置在单元构造的内部的台阶部分,如图9(a)所示,相当于由用来进行液晶材料的取向控制的取向突起215a产生的台阶部分。就是说,图9(a)是已使归因于取向突起215a的形成而产生的台阶部分100c的形成位置,与相邻的扫描电极19间的间隙19a的形成位置一致起来的例子。
说得更具体点,液晶材料的取向性,虽然主要由取向膜控制,但是,为了进一步提高其取向性,常常在取向膜的表面上设置具有三角形等的截面形状的取向突起。为了使这样的取向突起具有预定的高度,结果就变成为归因于设置取向突起而产生台阶部分。在该情况下,采用使因设置取向突起而形成的台阶部分的形成位置与相邻的扫描电极间的间隙的形成位置一致的办法,就可以减少起因于台阶部分的取向不良的发生或识别率。
反之,如图9(b)所示,在设置用来进行取向控制的取向突起375a,使起因于该取向突起的台阶部分300c的形成位置与相邻的扫描电极379或像素电极380的间隙的形成位置完全不一致的情况下,则结果就变成为不能减少像素内的取向不良的发生或识别率。
因此,倘采用本发明,由于像图9(a)所示的那样地构成,故与用来进行取向控制的取向突起215a所产生的液晶材料232的取向性的提高结合起来,就可以提供对比度更为优良的液晶显示装置。
(4)由层间绝缘膜产生的台阶部分
此外,作为设置在单元构造的内部的台阶部分,如图10所示,相当于由层间绝缘膜80产生的台阶部分100d。就是说,作为把反射区域的液晶材料的层厚形成得比透射区域的层厚更薄的多间隙的形成方法,有时候要利用在元件基板14上边,为了消除数据线26与像素电极20之间的串扰而在数据线26与像素电极20之间设置的层间绝缘膜80。说得更具体点,在把层间绝缘膜80形成为使得反射膜212所存在的反射区域的层厚比透射区域的层厚更厚之后,在该层间绝缘膜80上边,使电极间间隙与层间绝缘膜80的台阶部分100d一致,同时,横跨反射区域和透射区域地设置像素电极20。除此之外,采用整个面地设置取向膜224的办法,就可以把反射区域的液晶材料的层厚形成得比透射区域的层厚更薄。
这时,由于已使归因于设置层间绝缘膜80而形成的台阶部分100d的形成位置,与相邻的像素电极20间的形成位置一致起来,故可以减少起因于台阶部分100d的取向不良的发生或识别率。
因此,倘采用本发明,由于如图10所示的那样地构成,故与由层间绝缘膜80所带来的电绝缘性和机械特性的提高、光程差的优化结合起来,可以提供对比度更为优良的液晶显示装置。
另外,使用这样的层间绝缘膜构成多间隙,并不限于使用TFD元件的液晶显示装置,在后述的使用TFT元件的液晶显示装置中,也可以应用。
(5)由光衬垫产生的台阶部分
此外,作为设置在单元构造的内部的台阶部分,如图11(a)所示,相当于由光衬垫103产生的台阶部分100e。就是说,图11(a)是已使由光衬垫103产生的台阶部分100e的形成位置与相邻的扫描电极19间的间隙19a的形成位置一致起来的例子。
说得更具体点,虽然为了使单元内的厚度均一化以减少图像显示不均匀,通常都要配置衬垫,但是,为了提高其配置精度或制造工艺,有时候要设置由光硬化材料构成的光衬垫103。该光衬垫103,由于具有预定的高度,故结果就变成为要产生台阶部分100e。在该情况下,采用使归因于设置光衬垫103而形成的台阶部分100e的形成位置,与相邻的扫描电极19间的间隙19a的形成位置一致的办法,就可以减少起因于台阶部分100e的取向不良的发生或识别率。
反之,如图11(b)所示,在设置光衬垫397,使起因于该光衬垫的台阶部分300e的形成位置与相邻的扫描电极399间的间隙的形成位置完全不一致的情况下,则结果就变成为不能减少像素内的取向不良的发生或识别率。
因此,倘采用本发明,由于如图11(a)所示,把在基板上边形成的所有的光衬垫103配置为使得与相邻的像素电极19间的间隙19a的形成位置一致,故与由光衬垫103所产生的图像显示不均匀的减少结合起来,就可以提供对比度更为优良的液晶显示装置。
(6)由反射用散射膜产生的台阶部分
此外,作为设置在单元构造的内部的台阶部分,如图12所示,相当于由反射用散射膜17产生的台阶部分100f。就是说,作为使反射区域的液晶材料的层厚形成得比透射区域的层厚更薄的多间隙的形成方法,有时候利用目的为防止配置在反射区域上因反射膜212进行镜面反射而产生的映入的反射用散射膜17。说得更具体点,在预先在反射区域上形成的反射用散射膜17的上边再形成反射膜212。接着,在所形成的反射膜212和透射区域上,形成与R、G、B中的任何一者对应的着色层16。此外,在该着色层16上边,作为保护涂层形成了保护层215后,在该保护层215上边,把扫描电极19形成为使得电极间间隙与反射用散射膜17的台阶部分100f一致,同时,使之横跨反射区域和透射区域。然后,采用在扫描电极19的上边整个面地设置取向膜217的办法,就可以把反射区域上的液晶材料层的层厚形成得比透射区域上的层厚更薄。
这时,由于已使由反射用散射膜17所产生的台阶部分100f的形成位置与相邻的扫描电极19间的间隙19a的形成位置一致起来,故可以减少起因于反射用散射膜产生的台阶部分的取向不良的发生或识别率。
因此,倘采用本发明,如图12所示,与由反射用散射膜17所带来的镜面反射的防止、光程差的优化结合起来,可以提供对比度更为优良的液晶显示装置。
另外,使用这样的反射用散射膜构成多间隙,并不限于使用TFD元件的液晶显示装置,在后述的使用TFT元件的液晶显示装置中,也可以应用。在该情况下,与台阶部分一致的电极间间隙,就将变成为元件基板上边的像素电极间的间隙。
(7)台阶部分的形状
此外,例如,如图5所示,理想的是在设置在单元构造的内部的台阶部分100a上设置有倾斜部分,例如设置有锥度。
其理由,是因为归因于设置这样的台阶部分而可以精度良好地形成相邻的扫描电极间的间隙的缘故。反过来说,是因为在不设置倾斜部分,台阶部分是垂直壁的情况下,要精度良好而且具有优良的贴紧力地形成用来形成相邻的扫描电极间的间隙的光刻胶是困难的,作为结果,难于精度良好地形成这样的间隙的缘故。此外,还因为即便是在一部分的台阶部分上边形成扫描电极等的情况下,也可以防止断线等的产生的缘故。
因此,归因于在台阶部分上设置倾斜部分,就可以正确地使相邻的扫描电极间的间隙的形成位置与台阶部分的形成位置一致,作为结果,可以减少像素内的取向不良的发生或识别率。
另外,在台阶部分上设置倾斜部分时,理想的是要把倾斜部分的角度做成为45~85度的范围内的值,更为理想的是把倾斜部分的角度做成为50~80度的范围内。
6.制造方法
边参看图13~图15,边对实施形态1的液晶显示装置的制造方法,以具有TFD元件的有源矩阵型构造的液晶显示装置为例,详细地进行说明。
(1)第1基板的制造
(1)-1滤色片的形成
如图13(a)所示,理想的是在第1玻璃基板13上边,在相当于图像显示区域的部位上,依次形成具备作为光透射部分212a的开口部分和反射部分212b的反射层212,以及着色层16、遮光层18。就是说,归因于形成该反射层212,就可以在图像显示区域中,构成透射区域和反射区域,就可以制作成用透射模式和反射模式进行显示的半透射反射式的液晶显示装置。
在这里,具备开口部分的反射层212,可采用在第2玻璃基板13上边用蒸镀法或溅射法形成了金属材料等之后,再用光刻技术和刻蚀技术图形化的办法形成。
接着,理想的是例如采用依次施行涂敷已分散进颜料或染料等的着色剂的感光性树脂,将其图形曝光、显影处理的办法,形成滤色片214。就是说,就可以形成多个着色层16和遮光层18,制作成滤色片214。
此外,在形成遮光层18时,既可以构成为把多个着色层16(16r、16g、16b)重叠起来,或者使用碳等的黑色材料形成也是理想的。
另外,在使得可以进行彩色图像显示那样地把多个色的着色层16(16r、16g、16b)排列起来构成滤色片的情况下,结果就变成为要对每一种色反复进行上述工序。
(1)-2保护膜的形成
接着,理想的是如图13(b)所示,形成表面保护层215。
就是说,向滤色片基板12上边,整个面地涂敷感光性树脂215X。该感光性树脂215X,例如,可以使用丙烯酸树脂、环氧树脂、酰亚胺树脂、氟树脂等构成。这些树脂虽然可在具有流动性的未硬化状态下涂敷到基板上边,但是,作为这样的涂敷方法,可以使用旋转涂敷法或印刷法等。
接着,如图13(c)所示,对于所涂敷的感光性树脂215X,用光刻技术和刻蚀技术实施图形化,形成表面保护层215。就是说,经过干燥、光硬化、热硬化等的工序,就可以在多个色的着色层16(16r、16g、16b)的上边,形成具有预定的图形的表面保护层215。
(1)-3第1布线图形(扫描电极)的形成
接着,理想的是如图13(d)所示,在保护层215上边,整个面地形成由ITO(氧化铟锡)等的透明导电体材料构成的透明导电层19X。该透明导电层19X,作为一个例子,可以用溅射法成膜。然后用光刻技术,对透明导电层19X实施图形化,如图13(e)所示,形成扫描电极19。
接着,如图13(f)所示,采用在已形成了扫描电极19的基板上边形成由聚酰亚胺树脂构成的第1取向膜217的办法,就可以制作成第1基板12。
(2)第2基板的制造
参看图14~图15,以有源元件(TFD元件)的形成为中心,说明第2基板14的制造方法。
首先,如图14(a)所示,向玻璃基板27上边,用溅射法等整个面地淀积导电性的金属膜材料32’。这时,虽然未画出来,但是,由于可以提高玻璃基板与金属膜材料之间的贴紧性,理想的是在第2玻璃基板27上边,形成由氧化钛(Ta2O5)等构成的绝缘膜。
接着,如图14(b)所示,从其上边整个面地涂敷光刻胶材料82。然后,如图14(c)所示,在通过具有开口部分83b的光掩模83,例如仅仅向与开口部分83b对应的位置上照射光,进行了图形曝光后,如图14(d)所示,进行显影,仅仅在与掩模的开口部分83b对应部位上剩下光刻胶82’。
接着,如图15(a)所示,在用刻蚀法除去了未被光刻胶82’被覆起来的部位的导电性的金属膜材料32’后,再如图15(b)所示,除去光刻胶82’,形成已图形化的第1金属膜32。
接着,如图15(c)所示,采用使用阳极氧化法使该第1金属膜32的表面氧化的办法,形成氧化膜23。说得更具体点,在把已形成了第1金属膜32后的玻璃基板27浸渍到柠檬酸溶液等的电解液中后,给该电解液与第1金属膜32之间施加预定电压,就可以使第1金属膜32的表面氧化。另外,氧化膜23的厚度,虽然可以适宜变更,但是通常理想的是做成为10~50nm的范围内的值。
接着,如图15(d)所示,在具有氧化膜23的第1金属膜32的上边,形成图形化后的第2金属膜33。另外,尽管未画出来,但是在形成迄今为止的第1金属膜32和第2金属膜33等时,理想的是依次对它们进行叠层,同时形成数据线或引绕布线等。
接着,如图15(e)所示,把作为例如透明导体材料构成的第2布线图形的像素电极20形成为使得与第2金属膜33进行电连。
接着,尽管未画出来,但是采用在已形成了像素电极20等的基板上边,形成由聚酰亚胺树脂等构成的第2取向膜的办法,就可以制作成第2基板14。
(3)粘贴工序
接着,尽管未画出来,但是要在第2基板上边,用丝网漏印或分布器,使得把图像显示区域围起来那样地使以聚酰亚胺树脂等为主成分的密封材料图形化。
这时,理想的是对已印刷上密封材料的第2玻璃基板进行低温处理(预坚膜),使密封材料中的溶剂蒸发。就是说,理想的是在比密封材料的硬化温度还低的温度条件下,边减压边进行预坚膜。例如,理想的是在35~70℃左右的温度条件、50~90kPa的压力条件下实施。
再有,理想的是在使已叠层上密封材料的第2基板与第1基板重叠起来进行粘接后,采用边加热边加压保持以使密封材料硬化的办法,把第1和第2基板粘贴起来。
接着,采用在对既是要形成第1基板和第2基板的空间,又是密封材料的内侧部分注入了液晶材料(液晶)后,用密封材料进行密封的办法,就可以制作成液晶面板。
实施形态2
实施形态2,是在包括作为对向配置的一对基板的具备第1布线图形的第1基板与具备第2布线图形的第2基板,和被挟持在该第1和第2基板之间的液晶材料的液晶显示装置中,在第1和第2基板上边形成的台阶部分,是对应具备上侧平坦部分、倾斜部分和下侧平坦部分的台阶部分的形成位置地在相邻的第1布线图形间或第2布线图形间,形成有作为电绝缘区的间隙,而且间隙的一方的边缘部分与另一方的边缘部分,满足以下的配置关系(A)~(D)中的任何一种关系的液晶显示装置。
(A)把间隙形成为使得间隙的一方的边缘部分,位于台阶部分的上侧平坦部分上,同时,使间隙的另一方的边缘部分,位于台阶部分的下侧平坦部分上。
就是说,是这样的关系:使得在倾斜部分上不存在相邻的第1布线图形或第2布线图形的两端部那样地把一方的端部配置在台阶部分的上侧平坦部分上,把另一方的端部配置在台阶部分的下侧平坦部分上。
(B)把间隙形成为使得间隙的一方的边缘部分位于台阶部分的倾斜部分的上方的同时,间隙的另一方的边缘部分位于台阶部分的下侧平坦部分上。
就是说,是这样的关系:在相邻的第1布线图形或第2布线图形的两端部之内,把一方的端部配置在台阶部分的倾斜部分上,把另一方的端部配置在台阶部分的下侧平坦部上。
(C)把间隙形成为使得间隙的一方的边缘部分位于台阶部分的上侧平坦部分上的同时,间隙的另一方的边缘部分位于台阶部分的倾斜部分的下方。
就是说,是这样的关系:在相邻的第1布线图形或第2布线图形的两端部之内,把一方的端部配置在台阶部分的倾斜部分上,把另一方的端部配置在台阶部分的上侧平坦部上。
(D)把间隙形成为使得间隙的一方的边缘部分位于台阶部分的倾斜部分的上方的同时,间隙的另一方的边缘部分位于台阶部分的倾斜部分的下方。
就是说,是这样的关系:把相邻的第1布线图形或第2布线图形的两端部配置为使得分别与台阶部分的倾斜部分一部分进行重叠。
以下,对于本发明的实施形态2的液晶显示装置,以与实施形态1同样的液晶显示装置为例,对于台阶部分与相邻的布线图形间的间隙的边缘部分的位置之间的关系,以第1基板(滤色片基板上边的由多间隙产生的台阶部分与相邻的扫描电极间的间隙的边缘部分的位置之间的关系为例,详细地进行说明。
此外,主要以与实施形态1不同之处为中心进行说明,对于液晶显示装置或第1基板、第2基板的基本构成等,与实施形态1共通的地方,则省略说明。在这里,图16和图17所示的剖面图,示出了图2中的被X围起来的部分的扩大图(相当于从箭头方向看图3中的XX剖面的剖面图)。
(1)配置关系(A)
涉及本实施形态的液晶显示装置中的预定的台阶部分与相邻的布线图形间的间隙的边缘部分的位置之间的关系,如图16(a)所示,理想的是使得在倾斜部分25内不存在相邻的扫描电极19间的间隙中的每一者的边缘部分19A、19B那样地,把一方的边缘部分19A配置台阶部分100a的上侧平坦部分21上,把另一方的边缘部分19B配置在台阶部分100a的下侧平坦部分22上。
其理由,是因为由于借助于配置为使得满足这样的关系而在并非平坦的倾斜部分上不存在扫描电极,使该倾斜部分变成为非电场区域,因而可以有效地防止液晶材料的取向不良的发生的缘故。因此,可以得到提高了显示的图像的对比度的液晶显示装置。
此外,在要配置为配置关系(A)时,如图17(a)所示,理想的是使相邻的扫描电极19间的间隙19A、19B的位置,和台阶部分100a的上侧平坦部分21或下侧平坦部分22与倾斜部分25之间的边界一致。
其理由,是因为归因于像这样地构成,可以确实地减少倾斜部分的液晶材料的取向不良的发生或识别率,同时,还因为可以防止相邻的扫描电极间的间隙变得过度地大,而可以防止像素面积减小的缘故。
因此,在要把相邻的扫描电极间的间隙的一方的边缘部分配置在台阶部分的上侧平坦部分上,把另一方的边缘部分配置在台阶部分的下侧平坦部分上的情况下,更为理想的是使得每一个平坦部分与倾斜部分的边界和相邻的扫描电极间的间隙的边缘部分的位置完全一致。但是,即便是在并非如此的情况下,理想的也是把相邻的扫描电极间的间隙的边缘部分位置做成为距边界10微米或以下的范围内,更为理想的是做成为5微米或以下的范围内。
(2)配置关系(B)和(C)
此外,作为本实施形态的液晶显示装置的另外的例子,如图16(b)所示,理想的是在相邻的扫描电极19间的间隙中的每一个间隙的边缘部分19A、19B之内,把一方的边缘部分19A延伸配置到台阶部分100a的倾斜部分25上,把另一方的边缘部分19B配置在台阶部分100a的下侧平坦部分22上。
此外,与图16(b)所示的例子相反,如图16(c)所示,理想的是在相邻的扫描电极19间的间隙中的每一个间隙的边缘部分19A、19B之内,把一方的边缘部分19A配置到台阶部分100a的上侧平坦部分21上,把另一方的边缘部分19B延伸配置在台阶部分100a的倾斜部分25上。
其理由,是因为归因于把预定的台阶部分和相邻的扫描电极间的间隙的边缘部分的位置,配置为满足这样的关系而使得可以扩大每一者的像素面积,同时,在台阶部分中对于不存在扫描电极的区域来说,可以有效地防止液晶材料的取向不良的发生的缘故。就是说,尽管在台阶部分中局部地存在着扫描电极,但是与把相邻的扫描电极间的间隙的两个边缘部分配置在台阶部分的上侧的平坦部分和下侧的平坦部分上的情况下比较,可以扩大像素面积或者可以有效地防止液晶材料的取向不良的发生的缘故。因此,在可以提高要显示的图像的对比度的同时,还可以得到可进行明亮的图像显示的液晶显示装置。
另外,在要像这样地进行配置时,从防止像素面积变得过度地小的观点看,理想的是如上所述把要配置在台阶部分的上侧平坦部分或下侧平坦部分上的扫描电极间的间隙的边缘部分,配置为与该平坦部分和倾斜部分之间的边界一致。
(3)配置关系(D)
此外,作为本实施形态的另外的例子,如图16(d)所示,理想的是使相邻的扫描电极19间的间隙的每一个边缘部分19A、19B,都延伸配置为使得与预定的台阶部分100a的倾斜部分25一部分进行重叠。
其理由,是因为在倾斜部分的一部分上不存在扫描电极,而使得在可以减少液晶材料的取向不良的发生的同时,与把任何一方的边缘部分配置在台阶部分的上侧平坦部分或下侧平坦部分上的情况下比较,可以进一步扩大像素面积的缘故。因此,在可以提高要进行显示的图像的对比度的同时,还可以得到可以显示更为明亮的图像的液晶显示装置。
实施形态3
实施形态3,是包括具备作为第1布线图形的像素电极的第1基板(元件基板)与具备作为第2布线图形的对向电极的第2基板(对向基板),具备作为3端子型的开关元件的TFT(薄膜晶体管)元件的有源矩阵型的液晶显示装置。
另外,实施形态3的说明中,对于那些与实施形态1共通的内容,适宜省略。
(1)基本构造
首先,图18所示的液晶显示装置641,可采用把第1基板602a和第2基板602b在它们的周边部分处用密封材料粘贴起来。然后,再向用第1基板602a和第2基板602b以及密封材料围起来的单元间隙内封入液晶材料设置液晶层603的办法形成。
在这里,在第1基板602a上,具备作为3端子型的开关元件发挥作用的TFT元件642、把有机绝缘膜648夹在中间,已与漏电极643电连接起来的作为第1布线图形的像素电极605,在该像素电极605的上边形成取向膜610a,对于该取向膜610a已实施了摩擦处理。此外,像素电极605,可以用例如铝(Al)、银(Ag)等的光反射性的导电材料形成。
此外,在第2基板602b上边,具备着色层623、在该着色层623的上边形成的作为第2布线图形的对向电极624、在该对向电极624的上边形成的取向膜610b。
其中,对向电极624,是用ITO等的透明导电材料在第2基板602b的表面整个区域上形成的面状的电极。此外,着色层603的构成为在与第1基板602a一侧的像素电极605对向的位置上具备R(红)、G(绿)、B(蓝)或Y(黄)、M(深红)、C(青)等的各色中的任何一色滤色片元件。此外,为了提高图像显示时的对比度,在既是着色层603的间隙又是与像素电极605在垂直方向上不重叠的部位上,设置有遮光膜622。
(2)TFT元件
接着,参看图19,说明作为3端子型的开关元件的TFT元件642的构造。
该TFT元件642,具备在第1基板602a上边形成的栅电极646、在该栅电极646的上边且在第1基板602a在整个区域上形成的栅绝缘膜647。此外,还具备把该栅绝缘膜647夹在中间在栅电极646的上方位置上形成的半导体层649、在该半导体层649的一方一侧中间存在着接触电极645形成的源电极644,再在半导体层649的另一方一侧上中间存在着接触电极644地形成的漏电极643。
此外,如图19所示,在栅电极646被设置为从栅总线布线629延伸出来的同时,源电极644,则被设置为从源总线布线628延伸出来。该栅总线布线629,在第1基板602a的横向方向上延伸,在纵向方向上等间隔且平行地形成有多条。此外,源总线布线628,在纵向方向上把栅绝缘膜647夹在中间地延伸为与栅总线布线629进行交叉,在横向方向上等间隔且平行地形成有多条。
此外,栅总线布线629,已连接到驱动用半导体元件(未画出来)上,在例如起着扫描线的作用的同时,源总线布线628已连接到另外的驱动用半导体元件(未画出来)上,例如起着信号线的作用。
另外,像素电极605,如图19所示,在借助于彼此交叉的栅总线布线629和源总线布线628划分的区域之内,在与TFT元件642在垂直方向上不重叠的部位上形成。
在这里,栅总线布线629和栅电极646,是在考虑到电学特性和耐腐蚀性之后分别用铬或钽等的金属材料构成的。此外,栅绝缘膜647,例如是用氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)等构成的。此外,半导体层649,例如,是用已掺进了杂质的无定形硅(掺杂a-Si)、多晶硅、CdSe等构成的,接触电极645,例如是用无定形硅(a-Si)等构成的。
再有,源电极644和与之形成一体的源总线布线628以及漏电极643,分别用钛、钼、铝等构成。
另外,有机绝缘膜648,虽然把栅总线布线629、源总线布线628和TFT元件642被覆起来地在第1基板602a的整个区域上形成,但是,理想的是在与漏电极643对应的部位上形成接触孔626。就是说,这是因为通过该接触孔626形成像素电极605、TFT元件642的漏电极643之间的导通的缘故。
就是说,采用构成以上那样的具备TFT元件642的有源矩阵型的液晶显示装置的办法,就可以借助于要施加到可被扫描信号和数据信号选择的像素电极605和对向电极624之间的电压,正确且高速地对每一个像素控制液晶材料的取向性,就可以在观察者一侧识别文字、数字等图像显示。
(3)台阶部分的形成位置和间隙的形成位置之间的关系
此外,无论是在实施形态3的液晶显示装置中,还是在单元构造的内部存在着多间隙或由遮光层形成的台阶部分的情况下,采用使该台阶部分的形成位置与相邻的像素电极间的间隙的形成位置一致的办法,就可以因有效地减少起因于台阶部分的液晶材料的取向不良的发生或识别率而可以提供对比度优良的液晶显示装置。
就是说,就如在实施形态2中所说明的那样,如果使间隙的一方的边缘部分与另一方的边缘部分满足以下的配置关系(A)~(D)中的任何一种配置关系,则就是对比度优良的液晶显示装置。
(A)把间隙形成为使得间隙的一方的边缘部分,位于台阶部分的上侧平坦部分上,同时,使间隙的另一方的边缘部分,位于台阶部分的下侧平坦部分上。
(B)把间隙形成为使得间隙的一方的边缘部分位于台阶部分的倾斜部分的上方的同时,间隙的另一方的边缘部分位于台阶部分的下侧平坦部分上。
(C)把间隙形成为使得间隙的一方的边缘部分位于台阶部分的上侧平坦部分上的同时,间隙的另一方的边缘部分位于台阶部分的倾斜部分的下方。
(D)把间隙形成为使得间隙的一方的边缘部分位于台阶部分的倾斜部分的上方的同时,间隙的另一方的边缘部分位于台阶部分的倾斜部分的下方。
实施形态4
作为本发明的实施形态4,边参看图20边详细地对具备实施形态1的液晶显示装置的电子设备进行说明。
图20,是示出了本实施形态的电子设备的全体构成的概略构成图。该电子设备具有液晶面板200和用来对其进行控制的控制装置1200。此外,在图20中,把液晶面板200概念性地分开画成为面板构造体200A和用半导体元件(IC)等构成的驱动电路200B。此外,控制装置1200,理想的是具有显示信息输出源1210、显示处理电路1220、电源电路1230和定时产生器1240。
此外,显示信息输出源1210,理想的是构成为具备由ROM或RAM等构成的存储器、由磁盘或光盘等构成的存储单元和调谐输出数字图像信号的调谐电路,并根据由定时产生器1240产生的各种时钟信号,以预定的格式的图像信号等的形式向显示信息处理电路1220供给显示信息。
此外,显示信息处理电路1220,理想的是具备串-并变换电路、放大·倒相电路、旋转电路、灰度系数修正电路、箝位电路等的众所周知的各种电路,执行所输入进来的显示信息的处理,与时钟信号CLK一起把该图像信息供往驱动电路200B。此外,驱动电路200B,理想的是包括扫描线驱动电路、数据线驱动电路和检查电路。此外,电源电路1230,具有分别向上述各个构成要素供给预定的电压的功能。
因此,倘采用本实施形态的电子设备,由于被设置在液晶显示装置的内部,同时与液晶材料直接或间接地接连的台阶部分的形成位置,与相邻的第1布线图形或第2布线图形间的间隙的形成位置一致,故可以制作成对比度优良、可靠性优良的电子设备。
倘采用本发明,由于使设置在液晶显示装置的内部的台阶部分的形成位置,与相邻的第1布线图形间或第2布线图形间的间隙的形成位置一致,故可以减少取向不良的影响,可以得到对比度优良的液晶显示装置。
因此,包括移动电话或个人计算机等在内可以在液晶电视、取景器型或监视器直视型的视频录像机、导航装置、寻呼机、电泳装置、电子记事簿、计算器、文字处理机、工作站、电视电话、POS终端、具备触摸面板的电子设备等中使用本发明的液晶显示装置。

Claims (20)

1.一种液晶显示装置,其特征在于具备:
具备第1布线图形的第1基板,
与上述第1基板对向配置,具备第2布线图形的第2基板,
挟持在上述第1基板和第2基板之间的液晶材料,
在相邻的第1布线图形间或第2布线图形间,形成有作为电绝缘区的间隙,并且,
把上述间隙形成为使得与作为设置在上述第1基板或第2基板上的台阶部分的,与上述液晶材料直接或间接地接连的台阶部分的形成位置一致。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于:作为上述电绝缘区的间隙是缝隙状。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:上述台阶部分的宽度与上述间隙的宽度相等。
4.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:上述台阶部分的宽度比上述间隙的宽度窄。
5.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:上述间隙的宽度比上述台阶部分的宽度窄。
6.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:上述间隙的宽度做成为1~50微米的范围内的值。
7.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:在上述台阶部分上设置有倾斜部分。
8.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:上述台阶部分是由用来调整光程差的多间隙产生的台阶部分。
9.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:上述台阶部分是由遮光层形成的台阶部分。
10.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:上述台阶部分,是由用来进行取向控制的取向突起形成的台阶部分。
11.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:上述台阶部分是由层间绝缘膜形成的台阶部分。
12.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:上述台阶部分是由光衬垫形成的台阶部分。
13.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:上述台阶部分是由反射用散射膜形成的台阶部分。
14.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:
上述台阶部分具备上侧平坦部分、倾斜部分和下侧平坦部分,
上述间隙被形成为使得上述间隙的一方的边缘部分位于上述台阶部分的上侧平坦部分上,并且,上述间隙的另一方的边缘部分位于上述台阶部分的下侧平坦部分上。
15.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:
上述台阶部分具备上侧平坦部分、倾斜部分和下侧平坦部分,
上述间隙被形成为使得上述间隙的一方的边缘部分位于上述台阶部分的倾斜部分的上方,并且,上述间隙的另一方的边缘部分位于上述台阶部分的下侧平坦部分上。
16.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:
上述台阶部分具备上侧平坦部分、倾斜部分和下侧平坦部分,
上述间隙被形成为使得上述间隙的一方的边缘部分位于上述台阶部分的上侧平坦部分上,并且,上述间隙的另一方的边缘部分位于上述台阶部分的倾斜部分的下方。
17.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:
上述台阶部分具备上侧平坦部分、倾斜部分和下侧平坦部分,
上述间隙被形成为使得上述间隙的一方的边缘部分位于上述台阶部分的倾斜部分的上方,并且,上述间隙的另一方的边缘部分位于上述台阶部分的倾斜部分的下方。
18.根据权利要求14到16中的任何一项所述的液晶显示装置,其特征在于:使作为上述间隙的任何一方的边缘部分的,位于上述台阶部分的上侧平坦部分或下侧平坦部分上的边缘部分,在上述上侧平坦部分或下侧平坦部分与倾斜部分之间的边界上一致。
19.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于:上述第1基板是具有滤色片的滤色片基板,上述第2基板是具备开关元件的基板。
20.一种电子设备,其特征在于:至少具备一个权利要求1或2中的任何一项所述的液晶显示装置。
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