TWI427384B - 液晶顯示元件 - Google Patents

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Description

液晶顯示元件
本申請案是基於2008年12月5日申請之日本專利申請案第2008-311607號並主張其優先權，將其全部內容以參考的方式併入本文。
本發明係關於液晶顯示元件。
在液晶顯示元件中，於隔著間隔而對向之一對基板當中的一方基板上形成有：排列成矩陣狀之複數個像素電極、設置成分別與此等複數個像素電極對應且被連接之複數個薄膜電晶體、以及分別朝對應之薄膜電晶體供給閘極信號、資料信號的複數條閘極線及複數條信號線。另外，在他方基板上形成有相對於複數個像素電極而共通地對向之共通電極(對向電極)。然後，將液晶封入此一對基板之間。又，在一對基板之各自的對向面設有規定液晶分子之初期配向狀態的配向膜。然後，在液晶顯示元件中，藉由於每個像素透過像素電極朝液晶層施加電壓，而使液晶之配向狀態變化。
尤其是在特開2008-83389號公報所揭示之垂直配向型的液晶顯示元件中，為了使在未對液晶層施加電壓時，是對基板垂直配向之液晶分子，在對液晶層施加了電壓時是穩定地進行配向變化而在一方基板上設置突起。像這樣在一方基板上設置突起之垂直配向型的液晶顯示元件中，在 對液晶層施加了電壓時，液晶分子係以突起為中心呈放射狀地配向。
然而，例如，因為在像素電極附近配置有薄膜電晶體，所以，由薄膜電晶體之閘極電極、連接於該閘極電極之閘極線所產生的電場，也會影響到在像素電極區域所產生的電場。亦即，當在像素電極之周圍存在有一部分電位相異的部位時，在該部位之電場的發生狀況與其他部位相異，在此種情況下，應放射狀配向之液晶分子的配向狀態產生變形。
例如，如第9圖所示，連接於薄膜電晶體100之像素電極101上之液晶分子102，受到由閘極電極100a所產生之電場的影響，被拉向圖中箭頭所示方向，使得液晶配向中心不是落在突起103，而是靠近閘極電極100a。像這樣當放射狀配向產生變形時，視角範圍會依每個方位而不同，產生視角性能降低的問題。
另外，在因從液晶顯示元件之表面等施加外力而造成晶胞間隙(cell gap)暫時變化，隨此變化而使得放射狀配向之中心位置偏離了突起的配置位置之情況，當有在像素電極周圍的電場產生狀況相異之部位存在時，會有在幾個像素中放射狀配向之中心位置不會返回突起的配置位置，而是在電場產生狀況相異之部位，例如靠近薄膜電晶體之閘極電極的位置被捕捉(trap)，而轉移變成已經與放射狀配向相異之配向狀態的問題。亦即，即使以較弱之力進行表面 按壓，仍會在像素間產生配向狀態參差不齊，而有顯示品質降低之問題。
在此，本發明之目的在於提供一種液晶顯示元件，藉由將像素電極周圍之電位設成較為相等的電位，使得難以降低顯示品質。
本發明之一個觀點在於提供一種液晶顯示元件，其具備一對基板，係隔著液晶層對向配置；閘極線，係設於該一對基板當中的一方基板且以在第1方向上延伸的方式配置；第1輔助電容電極，係配置成與該閘極線同一層；薄膜電晶體，係將閘極電極連接於該閘極線；第1像素電極，係配置成隔著第1絕緣層及第2絕緣層而比該閘極線還靠近該液晶層；遮蔽電極，係與該第1像素電極同一層，至少一部分配置於該閘極線與該第1像素電極之間的平面區域；連接部，係作為該閘極線與該第1像素電極之間的層，電性連接該薄膜電晶體之源極電極與該第1像素電極；及共通電極，係隔著該液晶層而與該第1像素電極對向，且設定為與該遮蔽電極相等的電位，該第1輔助電容電極係設定為與該遮蔽電極相等的電 位，該第1輔助電容電極與該連接部具有在俯視下重疊區域，該遮蔽電極係隔著該第2絕緣層、沿著該第1方向覆蓋該第1輔助電容電極與該連接部的該重疊區域的一部分，該連接部之沿著該第1方向的長度比該源極電極之沿著該第1方向的長度長，該遮蔽電極之沿著該第1方向的長度比該連接部之沿著該第1方向的長度更長。
本發明之另一個觀點在於提供一種液晶顯示元件，其具備：一對基板，係隔著液晶層對向配置；閘極線，係設於該一對基板當中的一方基板且以在第1方向上延伸的方式配置；第1輔助電容電極及第2輔助電容電極，係與該閘極線同一層，包夾該閘極線而配置於彼此相異的方向上；薄膜電晶體，係將閘極電極連接於該閘極線；第1像素電極及第2像素電極，係配置成隔著第1絕緣層及第2絕緣層而比該閘極線還靠近該液晶層，並包夾該閘極線而配置於該彼此相異的方向上；遮蔽電極，係與該第1像素電極為同一層，至少一部 分配置於該閘極線與該第1像素電極之間的平面區域；連接部，係作為該閘極線與該第1像素電極之間的層，電性連接該薄膜電晶體之源極電極與該第1像素電極；及共通電極，係以隔著該液晶層而與該第1像素電極及該第2像素電極對向的方式配置，設定為與該遮蔽電極相等的電位，該第1輔助電容電極及該第2輔助電容電極係設定為與該遮蔽電極相等的電位，該遮蔽電極係透過設於該第1絕緣層及該第2絕緣層的接觸孔而與該第2輔助電容電極連接，該第1輔助電容電極與該連接部具有在俯視下重疊區域，該遮蔽電極係隔著該第2絕緣層、沿著該第1方向覆蓋該第1輔助電容電極與該連接部的該重疊區域的一部分，該連接部之沿著該第1方向的長度比該源極電極之沿著該第1方向的長度長，該遮蔽電極之沿著該第1方向的長度比該連接部之沿著該第1方向的長度更長。
本發明之另一觀點在於提供一種液晶顯示元件，其具備： 複數個薄膜電晶體，係配置成矩陣狀，分別具有源極電極、汲極電極及閘極電極；絕緣層，係覆蓋該各薄膜電晶體；複數個像素電極，係形成於該絕緣層上，且分別與該各薄膜電晶體連接；共通電極，係隔著液晶而配置於該各像素電極；及複數個遮蔽電極，係在形成有該各像素電極之該絕緣層上，形成於該各像素電極與該各薄膜電晶體之閘極電極之間，被施加與該共通電極相同之電位。
本發明之另一觀點在於提供一種液晶顯示元件，其具備：薄膜電晶體；絕緣層，係覆蓋該薄膜電晶體；像素電極，係形成於該絕緣層上，且與該薄膜電晶體連接；對向電極，係與該像素電極對向配置；垂直配向膜，係形成為覆蓋該像素電極面及該對向電極面；介電率異向性為負的液晶，係介於形成在該像素電極與該對向電極上的該垂直配向膜之間；及遮蔽電極，係在形成有該像素電極之該絕緣層上，形成於該像素電極與該薄膜電晶體之閘極電極之間，被施加與該共通電極相同之電位。
根據本發明顯示裝置，藉由將像素電極周圍之電位設成較為相等，使得難以降低顯示品質。
本發明之其他目的及優點，如下述之說明，但其中一部分應能從說明中自行理解，及一部分根據發明之實施亦應能理解。本發明之目的及優點，可藉由下述明示之器具及組合來實現並獲得。
 (第1實施形態)
第1圖為本發明之第1實施形態的液晶顯示元件1之俯視圖，第2圖為沿著第1圖中之II-II線所作的剖視圖。第1實施形態的液晶顯示元件1係主動矩陣型液晶顯示元件。TFT基板10與對向基板20係隔著既定間隔而對向設置。藉由在TFT基板10與對向基板20之間封入液晶，來形成液晶層30。
TFT基板10包含有：透明基板11；複數個像素電極12，係在透明基板面內以配置成矩陣狀之方式而設置；複數個薄膜電晶體(TFT：Thin Film Transistor)13，係與複數個像素電極12之各個對應而設置，且分別連接所於對應之像素電極12；複數條閘極線14及複數條信號線15，係分別設置朝上述複數個薄膜電晶體13之各個供給閘極信號或資料信號的行方向、列方向；複數個輔助電容電極16，係針對複數個像素電極12之各個而設置；複數個遮蔽電極17，係對應於複數個像素電極12之各個而設置，且設置在 連接於該像素電極12之薄膜電晶體13的閘極電極13a與該像素電極12之間；及配向膜(未圖示)，係設置於TFT基板10之表面。
另一方面，對向基板20包含有：透明基板21；彩色濾光片22，係設於透明基板21面；共通電極(對向電極)23，係設於該彩色濾光片22上；複數個突起24，係於共通電極23上至少與每個像素電極12對應而設置；及配向膜(未圖示)，係設置於對向基板20之表面，即共通電極23及複數個突起24上。
又，液晶顯示元件1係藉由複數個顯示像素來顯示圖像，對於一個顯示像素分配有一個上述像素電極。亦即，顯示像素係排列成矩陣狀。
以下，針對TFT基板10之構成，詳細說明。
在玻璃基板等之透明基板11上，於列方向隔著間隔並行地配置有複數條閘極線14，各閘極線14係配設成朝行方向延伸。在各閘極線14係於每個像素區域設有線寬變寬之突出部14a，構成閘極電極13a。在第1圖所示形態中，突出部14a係於列方向上朝相鄰之輔助電容電極16側突出。
在透明基板11之面上且在相鄰之閘極線14、14之間，設有構成框狀的輔助電容電極16，並行排列於行方向之輔助電容電極16、16彼此係以輔助電容線16a連接，且設置成延伸至液晶顯示區域外。詳細而言，輔助電容電極16係由上邊部16b、下邊部16c、左邊部16d及右邊部16e形成 為框狀，輔助電容線16a連接行方向之每個像素區域的輔助電容電極16中的上邊部16b，延伸至液晶顯示區域外。輔助電容線16a係於液晶顯示區域外設有連接部(未圖示)，並施加有與共通電極23相同之電壓。如第1圖所示，輔助電容電極16中的上邊部16b，係於列方向具有朝相鄰之閘極線側突出的突出部16f。在此，閘極線14之突出部14a與輔助電容電極16的突出部16f，係以在行方向之左右各一方而互不干擾的方式，如第1圖所示，將突出部14a設於靠近左側，將突出部16f設於靠近右側。在第1圖所示情況下，輔助電容電極16及輔助電容線16a與閘極線14係設於透明基板11之上面，所以，能以相同金屬，例如Cr等形成。亦即，輔助電容電極16及輔助電容線16a與閘極線14係作為最下層之導電層而一起形成。
覆蓋透明基板11、閘極線14、輔助電容線16a及輔助電容電極16，形成第1絕緣層18。
在第1絕緣層18上，於行方向隔著間隔並行地設有複數條信號線15，各信號線15係配設成朝列方向延伸。
由相鄰之閘極線14、14及信號線15、15所包圍的各區域，構成一個像素區域，並於每像素區域設有薄膜電晶體13。亦即，各像素區域之既定位置，在第1圖所示例中為下側的閘極線14的一部分成為閘極電極13a，第1絕緣層18中覆蓋該閘極電極13a的部分成為閘極絕緣膜13b，以覆蓋該閘極絕緣膜13b的方式設置半導體層13c，在閘極 電極13a之區域，於半導體層13c面設置蝕刻阻止層13d，並設置於列方向對向而延伸之一對歐姆接觸層13e、13f，用以局部地覆蓋此蝕刻阻止層13d的面，及設置汲極電極13g及源極電極13h，分別局部地覆蓋此一對歐姆接觸層13e、13f。
在此，半導體層13c、一對歐姆接觸層13e、13f、源極電極13h，如後述，係透過接觸孔19a連接於像素電極12，所以，如第2圖所示，作為基底部13i係局部延伸至像素電極12的下部，而連接部13j連接局部覆蓋一方之歐姆接觸層13f的部位及基底部13i。此連接部13j係在像素區域內左右延伸至左右之信號線15、15附近。
薄膜電晶體13之半導體層13c、蝕刻阻止層13d、一對歐姆接觸層13e、13f、汲極電極13g及源極電極13h的積層構造，係形成於第1絕緣層18的面上，前述之信號線15亦形成於第1絕緣層18的面上，所以，信號線15亦具有半導體層13c、一對歐姆接觸層13e、13f、汲極電極13g及源極電極13h之各層的積層構造，並與薄膜電晶體13之製程同時形成。
在信號線15、第1絕緣層18及各像素區域之薄膜電晶體13上形成有第2絕緣層19。
第2絕緣層19係在各像素區域內，在源極電極13h上形成有接觸孔19a。在第2絕緣層19之上面，在各自的每個像素區域設有像素電極12。複數個像素電極12係在各自 的像素區域內透過接觸孔19a而與源極電極13h連接。像素電極12之外周緣12a係位於輔助電容電極16的內周緣16g的外側，在像素區域內，像素電極12與輔助電容電極16重疊。第1圖中之斜線所示部分，示意地顯示像素電極12之外周緣12a與輔助電容電極16的內周緣16g之間，即重疊之部分。藉由此重疊，形成輔助電容Cs。
在第1實施形態中，還依每個像素區域，在第2絕緣層19上面設有遮蔽電極17，該遮蔽電極17用以電性遮蔽構成閘極電極13a之一部分的閘極線14與像素電極12之間，該閘極電極是透過薄膜電晶體13之源極電極13h及半導體層13c而連接於像素電極12。亦即，像素電極12與遮蔽電極17，係作為最上層之導電層而一起形成。
遮蔽電極17係由平行地沿該閘極線14而形成之直線部17a、及從該直線部17a朝相鄰之像素區域突出的突出部17b而形成為略L字形。直線部17a之行方向的長度，係比每個像素區域之源極電極13h的行方向寬度長。若以其他方式表現的話，遮蔽電極17之直線部17a，亦可具有平行於各像素電極12之閘極電極13a的長度方向，即閘極線的延伸方向的邊之長度L2。該長度L2亦可為各像素電極12之橫方向(圖之左右方向)的邊之長度。另外，各遮蔽電極17係具有橫架於各輔助電容電極16之左邊部16d及右邊部16e之間的長度，各輔助電容電極16之左邊部16d及右邊部16e係分別與各像素電極12之左邊部12b、及與該左邊 部12b相對向的右邊部12c重疊。亦即，各遮蔽電極17係比第1圖所示之距離L1還長。遮蔽電極17之突出部17b係越過相同之像素區域內的閘極線14而突出，並於列方向到達相鄰之像素區域中的輔助電容電極16之突出部16f上。在第1絕緣層18及第2絕緣層19中輔助電容電極16之突出部16f的區域形成有接觸孔19b，遮蔽電極17之突出部17b係透過接觸孔19b而與在列方向為相鄰之像素區域內的輔助電容電極16之突出部16f連接。像這樣，遮蔽電極17係越過閘極線14之上方而於列方向延伸設置，並在鄰接於列方向之像素區域，透過接觸孔19b而與鄰接於列方向之像素區域內的輔助電容電極16連接。
像素電極12與遮蔽電極17均形成於第2絕緣層19上，所以，以在製程上以ITO等之透明電極金屬同時形成為較佳，但並不意味像素電極12與遮蔽電極17需要為同一層，在截面構造上亦可為將像素電極12設於遮蔽電極17之上層，而在遮蔽電極17之下方設置薄膜電晶體13的積層構造。
無論採用何種方法，只要遮蔽電極17形成於比作為連接像素電極12與源極電極13h之傳導層的連接部13j靠近液晶層30側即可。若採用上述構成，便可藉由輔助電容電極16與遮蔽電極17完全圍繞像素電極12的周圍，並還可將在該圍繞之各區域中配置於最靠近液晶層30側的導電層作為輔助電容電極16或遮蔽電極17。亦即，能以施加於 輔助電容電極16或遮蔽電極17之電位，包圍液晶層30之與像素電極12對應的區域。
在複數個像素電極12、複數個遮蔽電極17及第2絕緣層19上設有垂直配向膜(未圖示)。
針對對向基板20，尤其是CF基板之構造進行說明。
在透明基板21面上設置RGB之各彩色濾光片22，在彩色濾光片22上形成有共通電極23。共通電極23係於每像素區域，在與共通電極23面對面之像素電極12的中央部，亦即對角線之交點附近，形成有由樹脂構成之突起24。在複數個突起24及共通電極23形成有垂直配向膜(未圖示)。
在該液晶顯示元件1中，雖省略圖示，但在TFT基板10之下側設置偏光板，在對向基板20之上側設置偏光板，兩偏光板的透過軸相互正交。延伸設置至TFT基板10之液晶顯示區域外的輔助電容線16a之連接部與對向基板20之共通電極23連接，並對輔助電容線16a與共通電極23施加COM(共通)電位。又，輔助電容線16a與共通電極23不限定於是直接連接者，輔助電容線16a與共通電極23亦可分別連接於透過相異之導體路徑而輸出COM(共通)電位的電源供給電路。
亦即，液晶顯示元件1，至少具備以下構成：閘極線14，係作為第1導電層而以朝預定之方向延伸的方式配置； 薄膜電晶體13，係將閘極電極13a連接於該閘極線14；像素電極12，係作為第2導電層而配置於比該第1導電層還靠近液晶層30側；遮蔽電極17，係作為比該第1導電層還靠近液晶層側的導電層而配置於該閘極線14之配置區域與該像素電極12的配置區域之間的區域；連接部13j，係至少一部分與該遮蔽電極17重疊且配置於比該遮蔽電極17還靠近該第1導電層側，連接該薄膜電晶體13之源極電極13h與該像素電極12；共通電極23，係隔著該液晶層30而與該像素電極12對向，設定為與該遮蔽電極17相等的電位；及輔助電容電極，係作為該第1導電層而配置，設定為與該遮蔽電極相等的電位。
針對液晶顯示元件1之遮蔽電極17的功能進行說明。
第3圖為在第2圖所示截面構造中，在共通電極23與像素電極12之間沒有產生電位差的情況下之液晶分子31的舉動之示意圖，第4圖為在第2圖所示截面構造中，在共通電極23與像素電極12之間產生有電位差的情況下之液晶分子31的舉動之示意圖。第5圖為示意地顯示在共通電極23與像素電極12之間產生電位差的情況下之液晶分子31的舉動之俯視圖。
在液晶顯示元件1中，在共通電極23與像素電極12之間沒有產生電位差的情況，即為黑顯示之情況下，如第 3圖所示，在一個像素區域內，輔助電容電極16隔著第1絕緣層18及第2絕緣層19，局部突出於像素電極12之上緣部及左右各緣部的外側，此輔助電容電極16係在外部與共通電極23連接，所以，該遮蔽電極17係與共通電極23為相同的電位。而且，像素電極12上側(第3圖中為右側)之遮蔽電極17，係透過接觸孔19b而與輔助電容電極16連接，且輔助電容電極16係在外部與共通電極23連接，所以，該遮蔽電極17係與共通電極23之電位相同。
另一方面，在像素電極12下側(第3圖中為左側)設置遮蔽電極17，此遮蔽電極17突出至相鄰之像素區域而透過接觸孔19b而與輔助電容電極16連接，所以，該遮蔽電極17係與共通電極23為相同的電位，而且，像素電極12之下緣部係與隔著第2絕緣層19連接之源極電極13h相同，與共通電極23為相同之電位。
因此，位於像素電極12之全周緣部與共通電極23之間的液晶分子31，係以相對於配向膜垂直豎立的方式而配向。在共通電極23側之突起24周邊，液晶分子31係以與突起24上之配向膜的面正交的方式配向。因此，一個像素區域內之液晶分子31係以突起24作為中心軸而成為對稱，配置中心位置穩定。
又，當朝閘極電極13a施加電壓時，在閘極電極13a與遮蔽電極17之間產生電位差，如圖中虛線所示產生電場(電力線)。因此，位於閘極電極13a之區域內的液晶分子 31，係以與電力線正交的方式倒下，而造成液晶分子31混亂。但是，位於該區域內之液晶分子31為了保持薄膜電晶體之元件特性，在對向基板側設置未圖示之遮光膜，所以，由液晶分子31所產生之配向的影響不會影響到顯示品質。
另一方面，在液晶顯示元件1中，在共通電極23與像素電極12之間產生電位差的情況，即為白顯示之情況下，在一個像素區域內，當像素電極12相對於共通電極23具有電位差時，使得在與像素電極12之上側(第4圖中為右側)的遮蔽電極17、像素電極12之下側(第4圖中為左側)的遮蔽電極17及共通電極23之間分別有電位差，如第4圖中之虛線所示產生電場(電力線)。因此，液晶分子31在與該產生之電場相交的方向配向。然而，像素電極12之上側(第4圖中為右側)的遮蔽電極17與共通電極23係相同電位，像素電極12之下側(第4圖中為左側)的遮蔽電極17與共通電極23係相同電位，且輔助電容電極16隔著第1絕緣層18及第2絕緣層19，局部突出於像素電極12之左右各緣部的外側，此輔助電容電極16係在外部與共通電極23連接，所以，該遮蔽電極17係與共通電極23為相同的電位。在像素電極12之區域所產生的電力線，不受到來自外部，例如施加有較大之電壓的閘極電極13a的影響，在像素電極12之周圍，在與共通電極23之間不產生電場，所以，位於像素電極12之區域的液晶分子31，不會受到來自外部之電場的影響，像素電極12與共通電極23之間的 液晶分子31，朝突起24之中心軸側倒入。
亦即，液晶層30之液晶分子係以突起24為中心呈放射狀配向。於是，此時，像素電極12之周圍，藉由遮蔽電極17與輔助電容電極16，以與共通電極23相等之電位成為均等。因此，可獲得無變形之放射狀配向。
如上述說明，即使在像素電極12與共通電極23之間產生電位差，在共通電極23與像素電極12之間，像素電極之周圍無間斷地產生無電場狀態。因此，不管在像素電極12與共通電極23之間有無電位差，配向中心位置均穩定，如第5圖所示，液晶分子31倒向突起24，不會破壞突起24周圍之液晶分子31的對稱性。因此，可進行漂亮的顯示。
另外，即使在因從液晶顯示元件之表面等施加外壓而造成晶胞間隙暫時變化，隨此變化而使得放射狀配向之中心位置偏離了突起的配置位置之情況，因像素電極12之周圍係以與共通電極23相等之電位成為均等，因此，使得放射狀配向之中心位置會迅速地返回突起之配置位置。
在第1實施形態之液晶顯示元件1中，如第3圖及第4圖所示，在每個像素區域，不僅僅在像素電極12之上緣部、左右緣部與輔助電容電極16之間分別形成輔助電容Cs，且在像素電極12之下緣部與源極電極13h之間亦形成輔助電容Cs，而且，在遮蔽電極17與源極電極13h之間亦形成輔助電容Cs。亦即，在以截面構造觀察之情況下，在 源極電極13h之上下，且在與遮蔽電極17、輔助電容電極16之各者之間形成輔助電容Cs。因此，能利用設置遮蔽電極17而僅就輔助電容Cs的增加量，減小輔助電容電極16之面積。
在圖示例子中，每個像素區域之遮蔽電極17，係透過接觸孔19b而與相對於對應之像素區域而鄰接於列方向的後段之像素區域中的輔助電容電極16連接。每個像素區域之遮蔽電極17亦可透過接觸孔而與該像素區域內的輔助電容電極連接之情況，誠如圖示而無需再多作說明。
(第2實施形態)
第6圖為本發明之第2實施形態的液晶顯示元件2之俯視圖。第2實施形態的液晶顯示元件2，在以下方面與第1實施形態相異。又，其他部分與第1實施形態相同，所以，對相同或對應之部分，則賦予相同的元件符號。
在第2絕緣膜19上依每個像素區域設置遮蔽電極47b，該遮蔽電極47b係設置於在該像素區域內所設置之像素電極12的下緣部、與構成薄膜電晶體13之閘極電極13a的閘極線14之間。每個像素區域之遮蔽電極47b，係與相鄰之並行鄰接於行方向的其他像素區域內之遮蔽電極47b連接，整體係作為遮蔽配線47而延伸設置至液晶顯示區域的外部。遮蔽配線47中延伸至液晶顯示區域外部之連接部，係與對向基板20之共通電極23連接。因此，每個像素區域之遮蔽電極47b係成為與共通電極23相同電位。
在第2實施形態中，不需要像如第1圖所示之第1實施形態那樣，在每個像素區域透過接觸孔19b來連接遮蔽電極17與輔助電容電極16，所以，於未在像素區域內形成接觸孔之情況下是有效的。當然亦不需要像第1實施形態那樣，為了透過接觸孔與遮蔽電極連接，而於輔助電容電極16上設置用於此之突出部。
在第2實施形態中，亦與第1實施形態相同，無論是在共通電極23與像素電極12之間產生電位差或沒有產生電位差，位於共通電極23與像素電極12之間的液晶分子31，均不會受到外部電場的影響，亦不會有以突起為中心軸的配向中心之位置偏差。
(第3實施形態)
在前述第2實施形態中，作為遮蔽電極配線係於行方向連接每個像素區域之遮蔽電極而延伸至顯示區域外，但亦可於列方向連接每個像素區域之遮蔽電極而延伸至顯示區域外來作為遮蔽電極配線。第7圖為本發明之第3實施形態的液晶顯示元件3之俯視圖。又，其他部分與第1實施形態相同，所以，對相同或對應之部分，則賦予相同的元件符號。
在第2絕緣膜19上依每個像素區域設置遮蔽電極57b，該遮蔽電極57b係設置於該在像素區域內所設置之像素電極12的下緣部、與構成薄膜電晶體13之閘極電極13a的閘極線14之間。每個像素區域之遮蔽電極57b，係與相 鄰之並行鄰接於列方向的其他像素區域內之遮蔽電極57b連接，整體係作為遮蔽配線57而延設至液晶顯示區域的外部。遮蔽配線57中延伸至液晶顯示區域外部之連接部，係與對向基板20之共通電極23連接。藉此，每個像素區域之遮蔽電極57b係成為與共通電極23相同電位。
在此第3實施形態中，不需要像如第1圖所示之第1實施形態那樣，在每個像素區域透過接觸孔19b來連接遮蔽電極17與輔助電容電極16，所以，於未在像素區域內形成該接觸孔之情況下是有效的。當然亦不需要像第1實施形態那樣，為了透過接觸孔與遮蔽電極連接，而於輔助電容電極16上設置用於此之突出部。
在第3實施形態中，亦與第1實施形態及第2實施形態相同，無論是在共通電極23與像素電極12之間產生電位差或沒有產生電位差，位於共通電極23與像素電極12之間的液晶分子31，均不會受到外部電場，尤其是來自閘極電極13a的強電場的影響，液晶分子31之配向以突起24為中心成為對稱，不會有配向中心偏差。
又，在第2實施形態、第3實施形態之任一情況，不只是以遮蔽配線47、57之一部分來連接並行排列於列方向或行方向的遮蔽電極47b、57b的各個，亦可部分如第1實施形態所示，設置貫穿第1絕緣層18及第2絕緣層19之接觸孔，與配設於透明基板11面之輔助電容電極16或輔助電容線連接。若採用此構造，即可提高加工良率。
本發明之實施形態不限定於上述者，亦可在申請專利範圍所記載之發明範圍內，依如下說明進行各種之變更。
例如，在上述任一實施形態中，對於一個像素電極12，設置一個相對應之突起24，但在如圖所示像素區域於列方向為長的情況下，例如如第8圖所示，亦能作成以將像素電極62分成例如3個的方式而於行方向設置狹縫(slit)62a，將像素電極62分為3個區域，並於該細分化後之每個區域，於對向基板20側設置突起24。
例如，在第1至第3實施形態中，形成於TFT基板10、對向基板20之任何基板的配向膜係垂直配向膜，液晶層中之液晶分子係具有負介電率異向性者，但本發明之實施形態不限定於此，亦可為於TFT基板10、對向基板20之任何基板上形成水平配向膜，且液晶係具有正介電率異向性者。在此情況下，雖未圖示，但共通電極23不是形成於對向基板上，而是與像素電極並行地形成於TFT基板10側，總之，可應用於液晶介於像素電極與共通電極之間而進行驅動顯示的液晶顯示元件。
其次，例如，在第1至第3實施形態中，將薄膜電晶體13之汲極電極13g連接於信號線15，將薄膜電晶體13之源極電極13j透過接觸孔19a而連接於像素電極12，但相反地，亦可將薄膜電晶體13之源極電極連接於信號線15，將薄膜電晶體13之汲極電極透過接觸孔19a而連接於像素電極17。
1‧‧‧液晶顯示元件
10‧‧‧TFT基板
11‧‧‧透明基板
12‧‧‧像素電極
12a‧‧‧外周緣
12b‧‧‧左邊部
12c‧‧‧右邊部
13‧‧‧薄膜電晶體
13a‧‧‧閘極電極
13b‧‧‧閘極絕緣膜
13c‧‧‧半導體層
13d‧‧‧蝕刻阻止層
13e,13f‧‧‧歐姆接觸層
13g‧‧‧汲極電極
13h‧‧‧源極電極
13i‧‧‧基座部
13j‧‧‧連接部
14‧‧‧閘極線
14a‧‧‧突出部
15‧‧‧信號線
16‧‧‧輔助電容電極
16a‧‧‧輔助電容線
16b‧‧‧上邊部
16c‧‧‧下邊部
16d‧‧‧左邊部
16e‧‧‧右邊部
16f‧‧‧突出部
16g‧‧‧內周緣
17‧‧‧遮蔽電極
17a‧‧‧直線部
17b‧‧‧突出部
18‧‧‧第1絕緣層
19‧‧‧第2絕緣層
19a‧‧‧接觸孔
19b‧‧‧接觸孔
20‧‧‧對向基板
21‧‧‧透明基板
22‧‧‧彩色濾光片
23‧‧‧共通電極
24‧‧‧突起
30‧‧‧液晶層
31‧‧‧液晶分子
47‧‧‧遮蔽配線
47b‧‧‧遮蔽電極
57‧‧‧遮蔽配線
57b‧‧‧遮蔽電極
62a‧‧‧狹縫
63‧‧‧像素電極
100‧‧‧薄膜電晶體
100a‧‧‧閘極電極
101‧‧‧像素電極
102‧‧‧液晶分子
103‧‧‧突起
Cs‧‧‧輔助電容
L1‧‧‧距離
L2‧‧‧長度
併入本說明書且構成其一部分之隨附圖式，顯示本發明之幾個態樣，與圖式一起利用上述一般說明及實施形態的詳細說明，顯示本發明之原理。
第1圖為本發明之第1實施形態的液晶顯示元件之俯視圖。
第2圖為沿著第1圖中之II-II線所作的剖視圖。
第3圖為在第1圖所示之液晶顯示元件中，在像素電極與共通電極之間沒有電位差的情況下之液晶分子的舉動示意圖。
第4圖為在第1圖所示之液晶顯示元件中，在像素電極與共通電極之間具有電位差的情況下之液晶分子的舉動示意圖。
第5圖為示意地顯示在第1圖所示之液晶顯示元件中，在像素電極與共通電極之間產生電位差的情況下之液晶分子的舉動之俯視圖。
第6圖為本發明之第2實施形態的液晶顯示元件之俯視圖。
第7圖為本發明之第3實施形態的液晶顯示元件之俯視圖。
第8圖為顯示像素電極之變化例的俯視圖。
第9圖為用來說明本發明所欲解決之課題的示意圖。
1‧‧‧液晶顯示元件
12‧‧‧像素電極
13‧‧‧薄膜電晶體
14‧‧‧閘極線
15‧‧‧信號線
16‧‧‧輔助電容電極
17‧‧‧遮蔽電極
12a‧‧‧外周緣
12b‧‧‧左邊部
12c‧‧‧右邊部
13g‧‧‧汲極電極
13h‧‧‧源極電極
13i‧‧‧基座部
13j‧‧‧連接部
14a‧‧‧突出部
16a‧‧‧輔助電容線
16b‧‧‧上邊部
16c‧‧‧下邊部
16d‧‧‧左邊部
16e‧‧‧右邊部
16f‧‧‧突出部
16g‧‧‧內周緣
17a‧‧‧直線部
17b‧‧‧突出部
19a‧‧‧接觸孔
19b‧‧‧接觸孔
L1‧‧‧距離
L2‧‧‧長度
24‧‧‧突起

Claims (27)

  1. 一種液晶顯示元件，其具備：一對基板，係隔著液晶層對向配置；閘極線，係設於該一對基板當中的一方基板且以在第1方向上延伸的方式配置；第1輔助電容電極，係配置成與該閘極線同一層；薄膜電晶體，係將閘極電極連接於該閘極線；第1像素電極，係配置成隔著第1絕緣層及第2絕緣層而比該閘極線還靠近該液晶層；遮蔽電極，係與該第1像素電極同一層，至少一部分配置於該閘極線與該第1像素電極之間的平面區域；連接部，係作為該閘極線與該第1像素電極之間的層，電性連接該薄膜電晶體之源極電極與該第1像素電極；及共通電極，係隔著該液晶層而與該第1像素電極對向，且設定為與該遮蔽電極相等的電位，該第1輔助電容電極係設定為與該遮蔽電極相等的電位，該第1輔助電容電極與該連接部具有在俯視下重疊區域，該遮蔽電極係隔著該第2絕緣層、沿著該第1方向覆蓋該第1輔助電容電極與該連接部的該重疊區域的一部分， 該連接部之沿著該第1方向的長度比該源極電極之沿著該第1方向的長度長，該遮蔽電極之沿著該第1方向的長度比該連接部之沿著該第1方向的長度更長。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中該第1輔助電容電極係配置成圍繞該第1像素電極的周圍。
  3. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示元件，其中以在該液晶層之與該第1像素電極對應的區域，係由被供給於該遮蔽電極或該第1輔助電容電極的電位所包圍的方式，配置該遮蔽電極及該第1輔助電容電極。
  4. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中該第1輔助電容電極係配置成使至少一部分與該第1像素電極在俯視下重疊。
  5. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中該連接部係透過該第1輔助電容電極與該遮蔽電極在俯視下重疊的區域，連接該薄膜電晶體之該源極電極及該第1像素電極。
  6. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中具備：第2像素電極，係以在該第2像素電極與該第1像素電極之間介設該閘極線的方式配置；及第2輔助電容電極，係設定為與該遮蔽電極相等的電位， 該第2輔助電容電極係至少一部分與該第2像素電極在俯視下重疊，且配置成圍繞該第2像素電極的周圍。
  7. 如申請專利範圍第6項之液晶顯示元件，其中該遮蔽電極係透過設置於該第1絕緣層與該第2絕緣層之第1接觸孔，而與該第2輔助電容電極連接。
  8. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中該液晶層具有介電率異向性為負之液晶分子。
  9. 如申請專利範圍第8項之液晶顯示元件，其中在該共通電極之該液晶層側形成有預定形狀的突起。
  10. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中該閘極線具有朝與該第1像素電極之配置方向為相反側而從該閘極線突出的突出部；該薄膜電晶體係使該突出部成為該閘極電極。
  11. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中該第1像素電極之與該遮蔽電極對向的一邊，係形成為與該第1方向平行。
  12. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中具備：信號線，係以與該閘極線交叉的方式配置，並與該薄膜電晶體之汲極電極連接；及第2像素電極，係作為該第2導電層而以使該信號線介於該第2像素電極與該第1像素電極之間的方式配置，該遮蔽電極係以跨過該信號線的方式，至少延伸至 該第2像素電極之配置區域與該閘極線的配置區域之間的區域。
  13. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中具備：信號線，係以與該閘極線交叉的方式配置，並與該薄膜電晶體之汲極電極連接；及第2像素電極，係作為該第2導電層而以使該信號線介於該第2像素電極與該第1像素電極之間的方式配置，該遮蔽電極係以沿著該閘極線的方式，至少延伸至該第2像素電極之配置區域與該閘極線的配置區域之間的區域。
  14. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中該第1像素電極形成有複數個狹縫。
  15. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中具有該第1像素電極之顯示像素係排列成矩陣狀。
  16. 一種液晶顯示元件，其具備：一對基板，係隔著液晶層對向配置；閘極線，係設於該一對基板當中的一方基板且以在第1方向上延伸的方式配置；第1輔助電容電極及第2輔助電容電極，係與該閘極線同一層，包夾該閘極線而配置於彼此相異的方向上；薄膜電晶體，係將閘極電極連接於該閘極線；第1像素電極及第2像素電極，係配置成隔著第1 絕緣層及第2絕緣層而比該閘極線還靠近該液晶層，並包夾該閘極線而配置於該彼此相異的方向上；遮蔽電極，係與該第1像素電極為同一層，至少一部分配置於該閘極線與該第1像素電極之間的平面區域；連接部，係作為該閘極線與該第1像素電極之間的層，電性連接該薄膜電晶體之源極電極與該第1像素電極；及共通電極，係以隔著該液晶層而與該第1像素電極及該第2像素電極對向的方式配置，設定為與該遮蔽電極相等的電位，該第1輔助電容電極及該第2輔助電容電極係設定為與該遮蔽電極相等的電位，該遮蔽電極係透過設於該第1絕緣層及該第2絕緣層的接觸孔而與該第2輔助電容電極連接，該第1輔助電容電極與該連接部具有在俯視下重疊區域，該遮蔽電極係隔著該第2絕緣層、沿著該第1方向覆蓋該第1輔助電容電極與該連接部的該重疊區域的一部分，該連接部之沿著該第1方向的長度比該源極電極之沿著該第1方向的長度長，該遮蔽電極之沿著該第1方向的長度比該連接部之沿著該第1方向的長度更長。
  17. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示元件，其中該連接部之沿著該第1方向的長度，係比該源極電極之沿著該第1方向的長度長，比在該第1輔助電容電極的相對向的內邊中、橫架於在該第1方向上對向的內邊間的長度短。
  18. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中該遮蔽電極係由與該第1像素電極相同之材料所形成。
  19. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中該遮蔽電極具有與該第1像素電極之沿著該第1方向的長度實質相同之長度。
  20. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中具有遮蔽電極配線，係連接排列於行方向或列方向之該遮蔽電極；該遮蔽電極配線係延伸至液晶顯示區域外且在該液晶顯示區域外與該共通電極連接。
  21. 如申請專利範圍第20項之液晶顯示元件，其中該遮蔽電極係透過形成於該絕緣層之至少一個接觸孔而與該第1輔助電容電極連接。
  22. 如申請專利範圍第20項之液晶顯示元件，其中該遮蔽電極係由與該第1像素電極相同之材料所形成。
  23. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中該遮蔽電極係隔著該第2絕緣層而與該連接部形成輔助電容。
  24. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中該連接部，係作為基座部而局部延伸至該第1像素電極的下部，在該基座部的中央部透過第2接觸孔而與該第1像素電 極連接，該基座部及該第2接觸孔係配置在靠近該第1像素電極的該閘極線之側，且在該第1方向上的中央部。
  25. 如申請專利範圍第16項之液晶顯示元件，其中該第1輔助電容電極，係至少一部分與該第1像素電極在俯視下重疊，且配置成圍繞該第1像素電極的周圍，該第2輔助電容電極，係至少一部分與該第2像素電極在俯視下重疊，且配置成圍繞該第2像素電極的周圍。
  26. 如申請專利範圍第25項之液晶顯示元件，其中以在該液晶層之與該第1像素電極對應的區域，係由被供給於該遮蔽電極或該第1輔助電容電極的電位所包圍的方式，配置該遮蔽電極及該第1輔助電容電極。
  27. 如申請專利範圍第16項之液晶顯示元件，其中該遮蔽電極具有與該第1像素電極之沿著該第1方向的長度實質相同之長度。
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