显示装置的制作方法

专利名称：显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示装置，特别涉及液晶显示装置。
背景技术：
被称为横向电场方式的液晶显示装置构成为在中间隔着液晶相 对配置的各基板中的一个基板的液晶侧的面的像素区域，具有像素电 极和对置电极，该对置电极与该像素电极之间产生电场，由该电场中 与基板大致平行的成分使液晶动作。
有源矩阵型显示装置中应用了这样的结构的液晶显示装置，首 先，在上述一个基板的液晶侧的面上，以由并列设置的多条栅极信号 线和与这些栅极信号线交叉地并列设置的多条漏极信号线包围的各 区域为上述像素区域。
其次，各像素区域具有由来自栅极信号线的扫描信号使其动作 的薄膜晶体管、经由该薄膜晶体管被提供来自漏极信号线的图像信号 的上述像素电极、以及被提供相对于该图像信号成为基准的信号的上 述对置电极。
在此，像素电极和对置电极形成为各自在一个方向延伸的带状的 图案，各电极通常以2个或者2个以上的数目形成，并交替配置。作 为一个例子，已知有美国专利6462799号。
另外，作为其变形例，已知有这样的结构像素电极和对置电极 中的一个为平面状，另一个为线状，该另一个中间隔着绝缘膜重叠在
该一个上。作为一个例子，已知有美国专利6233034号。

发明内容
但是，这样构成的液晶显示装置，虽然具有优异的大视场角特性，
观察到显示的特性，但是还希望改善高速响应性。
本发明就是基于这样的情况而做出的，目的在于提供一种大视场 角特性和高速响应性优异的液晶显示装置。
另外，本发明的其它目的在于提供一种具有透射区域和反射区域 的大视场角的高像质显示装置。
下面，简单地说明本申请所公开的发明中有代表性的发明的概要。
(1) 本发明的液晶显示装置，例如，在中间隔着液晶相对配置 的基板中的 一 个基板的液晶侧的面上，以并列设置的多条栅极信号线 和与这些栅极信号线交叉地并列设置的多条漏极信号线围成的区域 为像素区域；
在该像素区域具有根据来自栅极信号线的扫描信号动作的开关 元件；经由该开关元件被提供来自漏极信号线的图像信号的像素电 极；以及与该像素电极之间产生用于驱动上述液晶的电场的对置电 极，
上述像素区域由划分开的各区域构成，在其中的一个区域形成 有对置电极，形成在绝缘膜的下层且在该区域的除了狭小的周边之 外的中央，由透光性材料构成；和像素电极，由在该绝缘膜的上层与 该对置电极重叠地在一个方向延伸并在与该方向交叉的方向并列设 置的电极组构成；
在另一个区域形成有对置电极，由在绝缘膜的下层在一个方向 延伸并在与该方向交叉的方向并列设置的电极组构成；和像素电极， 由在该绝缘膜的上层在一个方向延伸并在与该方向交叉的方向并列 设置的电极组构成，与上述对置电极交替配置。
(2) 本发明的液晶显示装置，例如，在中间隔着液晶相对配置
的基板中的 一 个基板的液晶侧的面上，以由并列设置的多条栅极信号 线和与这些栅极信号线交叉地并列设置的多条漏极信号线围成的区
域为像素区域；在该像素区域具有根据来自栅极信号线的扫描信号动
作的开关元件、经由该开关元件被提供来自漏极信号线的图像信号的 像素电极、以及与该像素电极之间产生用于驱动上述液晶的电场的对
置电极；
上述像素区域由划分开的各区域构成，在其中的一个区域形成 有像素电极，形成在绝缘膜的下层且在该区域的除了狭小的周边之 外的中央，由透光性材料组成；和对置电极，由在该绝缘膜的上层与 该像素电极重叠地在一个方向延伸并在与该方向交叉的方向并列^殳 置的电极组构成；
在另一个区域形成有像素电极，由在绝缘膜的下层在一个方向 延伸并在与该方向交叉的方向并列i殳置的电才及组构成；和对置电才及， 由在该绝缘膜的上层在一个方向延伸并在与该方向交叉的方向并列 设置的电极组构成，与上述像素电极交替配置；
上述各区域的各对置电极是覆盖漏极信号线地形成的。
(3) 本发明的液晶显示装置，例如以图(2)的结构为前提，在 上述各区域形成的上述绝缘膜，分别用由无机材料构成的保护膜和由 有机材料构成的保护膜的依次层叠体构成，并且各对置电极由透光性 材料构成。
(4) 本发明的液晶显示装置，例如在中间隔着液晶相对配置的 基板中的 一 个基板的液晶侧的面上，以由并列设置的多条栅极信号线 和与这些栅极信号线交叉地并列设置的多条漏极信号线围成的区域 为像素区域；在该像素区域，具有根据来自栅极信号线的扫描信号动 作的开关元件、经由该开关元件被提供来自漏极信号线的图像信号的 像素电极、以及与该像素电极之间产生用于驱动上述液晶的电场的对 置电极，
上述像素区域由划分开的各区域构成，在其中的一个区域形成 有对置电极，形成在绝缘膜的下层且在该区域的除了狭小的周边之
外的中央，兼作反射电极；和像素电极，由在该绝缘膜的上层与该对 置电极重叠地在一个方向延伸并在与该方向交叉的方向并列设置的 电极组构成；
在另一个区域形成有对置电极，由在绝缘膜的下层在一个方向 延伸并在与该方向交叉的方向并列设置的电极组构成；和像素电极， 由在该绝缘膜的上层在一个方向延伸并在与该方向交叉的方向并列 设置的电极组构成，与上述对置电极交替配置。
(5) 本发明的液晶显示装置，例如在中间隔着液晶相对配置的 基板中的 一 个基板的液晶侧的面上，以由并列设置的多条栅极信号线 和与这些栅极信号线交叉地并列设置的多条漏极信号线围成的区域 为像素区域；在该像素区域具有根据来自栅极信号线的扫描信号动作 的开关元件、经由该开关元件被提供来自漏极信号线的图像信号的像 素电极、以及与该像素电极之间产生用于驱动上述液晶的电场的对置 电极，
上述像素区域由划分开的各区域构成，在其中的一个区域形成 有对置电极，形成在绝缘膜的下层且在该区域的除了狭小的周边之 外的中央，兼作反射电极；和像素电极，由在该绝缘膜的上层与该对 置电极重叠地在一个方向延伸并在与该方向交叉的方向并列设置的 电拟J且构成；
在另一个区域形成有对置电极，由在绝缘膜的下层在一个方向 延伸并在与该方向交叉的方向并列设置的电极组构成；和像素电极， 由在该绝缘膜的上层在一个方向延伸并在与该方向交叉的方向并列 设置的电极组构成，与上述对置电极交替配置；
上述绝缘膜的层厚，在上述另一个区域形成得比上述一个区域 厚，由此上述一个区域的液晶层的层厚约为上述另一个区域的液晶层 的层厚的3倍。
(6) 本发明的液晶显示装置，例如以(5)的结构为前提，上述 一个区域的绝缘膜是用由无机材料构成的保护膜形成的，上述另一个 区域的绝缘膜是用由无机材料构成的保护膜和由有机材料构成的保
护膜的依次层叠体形成的，并且上述对置电极包括至少覆盖漏极信号 线的部分。(7) 本发明的液晶显示装置，例如在中间隔着液晶相对配置的 基板中的 一个基板的液晶侧的面上，以由并列设置的多条栅极信号线 和与这些栅极信号线交叉地并列设置的多条漏极信号线围成的区域为像素区域；在该像素区域具有根据来自栅极信号线的扫描信号动作 的开关元件、经由该开关元件被提供来自漏极信号线的图像信号的像 素电极、以及与该像素电极之间产生用于驱动上述液晶的电场的对置 电极，上述像素区域由划分开的各区域构成，在其中的一个区域形成 有对置电极，形成在绝缘膜的下层且在该区域的除了狭小的周边之 外的中央，兼作反射电极；和像素电极，由在该绝缘膜的上层与对置 电才及重叠地在一个方向延伸并在与该方向交叉的方向并列设置的电 极组构成；在另一个区域形成有对置电极，由在绝缘膜的下层在一个方向 延伸并在与该方向交叉的方向并列设置的电极组构成；和像素电极， 由在该绝缘膜的上层在一个方向延伸并在与该方向交叉的方向并列 设置的电极组构成，与上述对置电极交替配置；上述绝缘膜的层厚在上述一个区域形成得比上述另 一个区域厚。(8) 本发明的液晶显示装置，例如以(7)的结构为前提，上述 另一个区域的绝缘膜是用由无机材料构成的保护膜形成的；上述一个 区域的绝缘膜是用由无机材料构成的保护膜和由有机材料构成的保 护膜的依次层叠体形成的。(9) 本发明的液晶显示装置的特征在于，例如在中间隔着液晶 相对配置的一对基板中的一个基板上具有像素电极和对置电极的显 示装置中，具有透射区域和反射区域；从基板到最上层的电极之间的 距离，在透射区域比反射区域大；上述最上层的电极间的平面距离， 在透射区域比反射区域大。(10) 本发明的液晶显示装置，例如以(9)的结构为前提，具
有在上述透射区域和反射区域形成的由透明导电体构成的对置电极， 具有在上述反射区域形成的金属的对置电极，具有用绝缘膜与在最上 层形成的上述对置电极隔开的、由透明电极构成的像素电极。
(11) 本发明的液晶显示装置，例如以(9)的结构为前提，具 有在上述透射区域和反射区域形成的由透明导电体构成的像素电极， 具有在上述反射区域形成的金属的像素电极，具有用绝缘膜与在最上 层形成的上述对置电极隔开的由透明电极构成的对置电极。
(12) 本发明的液晶显示装置，例如以(9)的结构为前提，在 显示区域内存在上述透射区域和反射区域的边界。
(13) 本发明的液晶显示装置，例如以(12)的结构为前提，初 始取向方向与上述透射区域和反射区域的边界的延伸方向大致平行。
(14) 本发明的液晶显示装置，例如以(12)的结构为前提，上 述透射区域和反射区域的边界被上述最上层的电极所覆盖，是常黑模 式。
(15) 本发明的液晶显示装置，例如以(14)的结构为前提，覆 盖上述透射区域和反射区域的边界的最上层的电极，其透射区域侧的 宽度比反射区域侧的宽度大。
(16) 本发明的液晶显示装置，例如以(15)的结构为前提，覆 盖上述透射区域和反射区域的边界的最上层的电极，其宽度大于透射 区域中的最上层的电极间的距离与反射区域中的最上层的电极间的 距离的和。
(17) 本发明的液晶显示装置，例如以(15)的结构为前提，覆 盖上述透射区域和反射区域的边界的最上层的电极，其透射区域侧的 宽度比透射区域中的电极间的距离大，其反射区域侧的宽度比反射区 域中的电极间的距离大。
(18) 本发明的显示装置的特征在于，例如在中间隔着液晶相对 配置的 一对基板中的 一个基板上具有像素电极以及与该像素电极之 间产生用于驱动上述液晶的对置电极的显示装置中，各像素设置有 像素电极和对置电极都以线状平行地延伸的第1区域，以及像素电极
和对置电极的 一 者为线状、另 一 者与该 一 者中间隔着绝缘膜重叠的平 面状的第2区域。
(19) 本发明的显示装置，例如以(18)的结构为前提，在上述 第1区域和第2区域，上述线状的电极间的距离不同。
(20) 本发明的显示装置，例如以(19)的结构为前提，电极间 的距离，在上述第1区域比上述第2区域大。
根据本发明能够得到大视场角特性和高速响应性优异的显示装置。
此外，本发明并不限于以上结构，在不脱离本发明的技术思想的 范围内，可以进行各种变更。


图1A 图1C是表示本发明的液晶显示装置的像素的一个实施例 的结构图。
图2是表示本发明的液晶显示装置的一个实施例的结构图。 图3A 图3C是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实施 例的结构图。
图4A 图4C是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实施 例的结构图。
图5A 图5C是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实施 例的结构图。
图6A 图6C是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实施 例的结构图。
图7A 图7C是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实施 例的结构图。
图8是表示本发明的液晶显示装置的像素的另 一个实施例的俯视图。
图9A 图9C是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实施 例的结构图。
图10A 图10C表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实施 例的结构图。图11是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实施例的俯视图。图12是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实施例的俯视图。图13A 图13C是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实 施例的结构图。图14A 图14C是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实 施例的结构图。图15A 图15C是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实 施例的结构图。图16A 图16C是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实 施例的结构图。图17A 图17C是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实 施例的结构图。图18A 图18C是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实 施例的结构图。图19A 图19C是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实 施例的结构图。图20A 图20C是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实 施例的结构图。图21A 图21D是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实 施例的结构图。图22是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实施例的结构图。图23A 图23B是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实 施例的结构图。图24A、图24B是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实
施例的结构图。
图25A、图25B是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实
施例的结构图。
图26A、图26B是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实
施例的结构图。
具体实施例方式
以下，参照附图用以下实施例详细说明本发明的液晶显示装置的 实施方式。 实施例1 《整体结构》
图2是表示本发明的液晶显示装置的一个实施例的结构图。该图 虽以等效电路表示，但是，是对应实际的几何学配置描绘的。
具有中间隔着液晶彼此相对配置的一对透明基板SUB1、 SUB2， 该液晶由密封材料SL密封，该密封材料SL同时用于对一个透明基 板SUB1固定另一个透明基板SUB2。
在被密封材料SL包围的上述一个透明基板SUB1的液晶侧的面 上，形成有在其x方向延伸、在y方向并列设置的栅极信号线GL， 和在y方向延伸、在x方向并列设置的漏极信号线DL。
由各栅极信号线GL和各漏极信号线DL围成的区域构成了像素 区域，并且这些像素区域的矩阵状的集合体构成了液晶显示部AR。
另外，在x方向并列设置的各像素区域，分别形成有在这些像素 区域内布置的公共的相对电压信号线CL。该相对电压信号线CL为用 于对各像素区域的后述的对置电极C T提供相对于图像信号成为基准 的电压的信号线。
在各像素区域形成有由来自一侧的栅极信号线GL的扫描信号使 其动作的薄膜晶体管TFT,和经由该薄膜晶体管TFT被提供来自一侧 的漏极信号线DL的图像信号的像素电极PX。
在该像素电极PX与和上述相对电压信号线CL连接的对置电极
CT之间产生电场，通过该电场控制液晶的光透射率。
各上述栅极信号线GL的一端延伸得超过上述密封材料SL,其延 伸端构成连接垂直扫描驱动电路V的输出端子的端子。另外，上述垂 直扫描驱动电路V的输入端子输入来自配置在液晶显示板的外部的 印刷电路板的信号。
垂直扫描驱动电路V由多个半导体器件组成，彼此相邻的多条栅 极信号线形成组，每一组分配一个半导体器件。
同样地，各上述漏极信号线DL的一端延伸得超过上述密封材料 SL,其延伸端构成连接图像信号驱动电路He的输出端子的端子。另 外，上述图像信号驱动电路He的输入端子输入来自配置在液晶显示 板的外部的印刷电路板的信号。
该图像信号驱动电路He也由多个半导体器件组成，彼此相邻的 多条漏极信号线形成组，每一组分配一个半导体器件。
另外，在x方向并列设置的各像素区域公用的上述相对电压信号 线CL在图中右侧的端部被公共连接，其连接线延伸得超过密封材料 SL,在其延伸端构成了端子CLT。从该端子CLT提供相对于图像信 号成为基准的电压。
上述各栅极信号线GL根据来自垂直扫描电路V的扫描信号，依 次被选冲奪其中的一条。
另外，上述各漏极信号线DL，分别由图像信号驱动电路He，依 照上述栅极信号线GL的选择定时，提供图像信号。
此外，在上述实施例中，虽然垂直扫描驱动电路V和图像信号驱 动电路He示出的是在透明基板SUB1上安装的半导体器件，但也可 以是例如横跨在透明基板SUB1和印刷电路板之间进行连接的、所谓 的带载(tape carrier)方式的半导体器件，另外，在上述薄膜晶体管 TFT的半导体层是由多晶硅(p-Si)构成的半导体元件时，也可以是 在透明基板SUB1的面上与布线层一起形成的由上述多晶硅构成的半 导体元件。
《像素结构》
图1A是表示上述像素区域的结构的一个实施例的俯视图。另夕卜，图1B表示图1A的b-b线处的剖视图，图1C表示c-c线处的剖视图。在各图中，在透明基板SUB1的液晶侧的面上，首先形成了在x 方向延伸、在y方向并列设置的一对栅极信号线GL。这些栅极信号线GL与后述的一对漏极信号线DL —起围成矩形 的区域，该区域构成为像素区域。该像素区域在其大致中央由沿图中x方向延伸的假想线分成2个 区域(图中上方的区域为区域A,下方的区域为区域B)。另外，与栅极信号线GL平行地形成有相对电压信号线CL,该相 对电压信号线CL例如在像素区域的区域A侧，位于其上部。并且，该相对电压信号线CL,形成为在像素区域内与后述的漏 极信号线DL相邻并沿该漏极信号线DL延伸，并且，它们在像素区 域的区域B的上部形成为彼此连接起来的图案。即，在像素区域的区域A,在其四边一体地形成相对电压信号线 CL,在区域B，在除了下侧部分之外的三边一体地形成相对电压信号 线CL。在像素区域的区域B,在其大致中央，沿图中y方向延伸的例如 1个对置电极CT与相对电压信号线CL形成一体。在该区域B，与漏极信号线DL相邻配置的相对电压信号线CL 也起到对置电极的作用，加上上述对置电极CT，共计形成有3个对置电极。另外，在像素区域的区域A形成有由例如ITO (Indium Tin Oxide ) 、 ITZO (Indium Tin Zinc Oxide ) 、 IZO (Indium Zinc Oxide )等构成的透光性的导电膜，其四边分别与相对电压信号线CL重叠地形成，由此与该相对电压信号线CL电连接。该透光性导电膜在该区域A起到对置电极CT的作用。 在这样形成了栅极信号线GL和相对电压信号线CL (对置电极CT)的透明基板SUB1的表面，覆盖该栅极信号线GL和相对电压信号线CL (对置电极)地形成有由例如SiN组成的绝缘膜GI。
该绝缘膜GI,在后述的漏极信号线DL的形成区域，具有作为上 述栅极信号线GL和相对电压信号线CL的层间绝缘膜的作用，在后 述的薄膜晶体管TFT的形成区域具有作为其栅极绝缘膜的作用，在后 述的电容元件Cstg的形成区域具有作为其电介质膜的作用。
另外，在该绝缘膜GI的表面与上述栅极信号线GL的一部分重叠 地形成有由例如非晶硅Si构成的半导体层AS。
该半导体层AS是薄膜晶体管TFT的半导体层，通过在其上面形 成漏极电极SD1和源极电极SD2,可以构成以栅极信号线GL的一部 分为栅极电极的逆交错(stagger)结构的MIS型晶体管。
在此，上述漏极电极SD1和源极电极SD2在形成漏极信号线DL 的同时形成。
即，形成有在y方向延伸、在x方向并列设置的漏极信号线DL， 其一部分一直延伸到上述半导体层AS的上面，形成漏极电极SD1, 另外，与该漏极电极SD1间隔薄膜晶体管TFT的沟道长度的距离地 形成有源极电极SD2。
该源极电极SD2从半导体层AS面延伸到像素区域侧的绝缘膜 GI的上面， 一体地形成了像素电极PX。
首先，在区域B,在该区域中的各对置电极CT的各间隙中，在y 方向延伸地形成有2个像素电极PX,它们在形成于与区域A的边界 的相对电压信号线CL上，彼此连接成一体。
由此，在像素区域的区域B，对置电极CT与像素电极PX交替地 形成，即从一条漏极信号线DL侧开始，形成有对置电极CT、像素 电极PX、对置电极CT、像素电极PX、对置电极CT。
另外，该像素电极PX,在区域A，由与该区域中的对置电极CT 重叠地在y方向延伸、在x方向并列配置的多条像素电极组构成，在 形成于与区域B的边界的上述相对电压信号线CL上，各电极彼此连 接成一体。
该区域A中的像素电极PX的条数，比区域B中的像素电极PX 的条数形成得多。这是因为在区域A，该像素电极PX的周边部(边
缘部)要与对置电极CT之间集中产生电场。
在该相对电压信号线CL上，各像素电极PX的连接部具有比较 大的面积，在该部分，与相对电压信号线CL之间形成了以上述绝缘 膜GI为电介质膜的电容元件Cstg。
该电容元件Cstg具有使提供给例如像素电极PX的图像信号存储 得比较长等的功能。
在这样形成了薄膜晶体管TFT、漏极信号线DL、漏极电极SD1、 源极电极SD2、以及像素电极PX的透明基板SUB1的表面，形成有 由例如SiN构成的保护膜PSV。该保护膜PSV是避免上述薄膜晶体 管TFT与液晶直接接触的膜，防止该薄膜晶体管TFT的特性劣化。
上述保护膜PSV可以用例如由树脂构成的有机材料层、或者无机 材料层与有机材料层的层叠体构成。这种情况下，能够使其表面平坦
化，使在其上形成的取向膜具有良好的摩擦(rubbing)性。 另外，在该保护膜PSV的上面形成有取向膜(未图示)。 该取向膜是与液晶直接接触的膜，利用在其表面进行的摩擦来决 定该液晶分子的初始耳又向方向。
这样构成的液晶显示装置，在各像素区域具有区域A和区域B， 在区域A，在像素电极PX的正下方，包含其周边，隔着绝缘膜GI 与对置电极CT之间产生电场。此时，像素电极PX与对置电极CT 之间的距离为上述绝缘膜GI的大致厚度，由于能够形成强度较大的 电场，因此能提高高速响应性。
此外，驱动液晶的电场是在上述像素电极PX与对置电极CT间 产生的电场中与透明基板SUB1大致平行的成分。由此，使该区域A 中的各像素电极PX与相邻的像素电极PX间的距离形成得比较窄， 在像素电极PX与对置电极CT之间，和透明基板SUB1大致平行的 成分的电场增多。因此，区域A中像素电极PX是以比区域B中的像 素电极PX的条数多的条数形成的。
另一方面，在区域B中，像素电极PX与对置电极CT中间隔着 上述绝缘膜GI交替配置，它们的间隔距离比较大，因此像素电极PX与对置电极CT之间产生的电场，其大致平行于透明基板SUB1的成 分增多。由于液晶基于上述成分动作的性质，这样将得到优异的大视 场角特性。这样，通过在区域A和B控制电极的条数，能够同时实现大视场 角、高速响应、高开口率。因此，像这样构成的液晶显示装置，作为同时具备大视场角特性 和高速响应性的装置进行图像显示。实施例2图3A 图3C是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施例的结 构图，对应于图1A 图1C。与图1A 图1C的情况相比，不同的结构在于在像素区域的区域 A，像素电极PX形成在保护膜PSV的上面。此时，该像素电极PX在像素区域的中央，在沿x方向布置的相 对电压信号线CL上彼此公共地连接，其连接部的一部分通过贯穿保 护膜PSV、绝缘膜GI地形成的通孔TH,与该相对电压信号线CL电 连接。另外，不言而喻，上述像素电极PX可以由金属等非透光性材料 形成，也可以由ITO等透光性材料形成。在这样构成的情况下，也能够得到大视场角特性和高速响应性。 实施例3图4A 图4C是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施例的结 构图，对应于图1A 图1C。与图1A 图1C的情况相比，不同的结构在于在像素区域的区域 A和区域B,各4象素电极PX形成在保护膜PSV的上面。由此，在区域间，条数相差很多，可以将易产生蚀刻残渣的像素 电极PX作为最上层，因此能够降低与漏极信号线DL和对置电极CT 等其它导电层的短路不良。这时，接近薄膜晶体管TFT配置的像素电极PX的一端通过贯穿 保护膜PSV、绝缘膜GI地形成的通孔TH,与该薄膜晶体管TFT的
源极电极电连接。
另外，不言而喻，上述像素电极PX可以由金属等非透光性材料 形成，也可以由ITO等透光性材料形成。
在这样构成的情况下，也能够得到大视场角特性和高速响应性。
实施例4
图5A 图5C是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施例的结 构图，对应于图1A 图1C。
与图1A 图1C的情况相比，不同的结构在于，首先，像素电极 PX形成在绝缘膜GI的上面，对置电极CT形成在保护膜PSV的上面。
即，像素电极PX，在区域B与薄膜晶体管TFT的源极电极SD2 形成一体，在与区域A的边界部彼此电连接起来。区域A中的像素 电极PX，在除了狭小的周边之外的中央部形成矩形，其材料由例如 ITO等透光性的导电层构成。
保护膜PSV例如用由SiN等无机材料构成的保护膜PSVl和由树 脂等有机材料构成的保护膜PSV2的依次层叠体构成。
对置电极CT，在区域B形成为其间配置各像素电极PX，在区域 A，由与上述像素电极PX重叠地在y方向延伸、在x方向并列设置 的多条电极组构成。
另外，各对置电极CT，在覆盖栅极信号线GL的部分、覆盖漏极 信号线DL的部分、以及划分区域A和区域B的部分形成的同一材料 层上一体地形成。
此处，覆盖漏极信号线DL的上述材料层与上述对置电极CT同 样地具有对置电极CT的功能，并且，它使来自漏极信号线DL的电 场的电力线终止于此，避免了该电力线终止于相邻的l象素电极PX。 如果该电力线终止于该像素电极PX,则会引起噪声而影响显示。
因此，覆盖漏极信号线的上述材料层，其中心轴与该漏极信号线 的中心轴大致一致，其宽度形成得比该漏极信号线的宽度大。
另外，不言而喻，上述对置电极CT可以由金属等非透光性材料 形成，也可以由ITO等透光性材料形成。
在这样构成的情况下，也能够得到大视场角特性和高速响应性。 本实施例中，通过将对置电极作为最上层，在区域A、 B,能够一体或矩阵状地形成该对置电极CT,因此可以降低供电电阻。并且， 可以优化漏极信号线DL上的对置电极CT,而不影响各区域的开口 率，从而提高了开口率。 实施例5图6A 图6C是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施例的结 构图，对应于图1A 图1C。与图1A 图1C的情况相比，不同的结构在于，像素区域的区域 A中的对置电极CT由光反射率良好的金属层代替，将该区域A形成 为像素区域的光反射部。即，上述对置电极CT兼作反射电极。另外，区域B用与图1C的情况相同的结构作为光透射部。此外，区域A的对置电极CT与相对电压信号线CL可以一体形 成，在本实施例中为这样的结构。另外，在本实施例中，像素区域的区域A和区域B中的各像素电 极PX由以下电极构成从与在该像素区域的上部形成的相对电压信 号线CL重叠地形成的电容元件Cstg的另一个电极，延伸到区域A 而形成的电极和延伸到区域B而形成的电极。另外，不言而喻，上述像素电极PX可以由金属等非透光性材料 形成，也可以由ITO等透光性材料形成。在这样构成的情况下，也能够得到大视场角特性和高速响应性。本实施例中，通过将区域A设为反射区域，与将区域B设为反射 区域的情况相比可以提高透射率和反射率，从而能够同时实现看似对 立的高反射率、高开口率。实施例6图7A 图7C是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施例的结 构图，对应于图6A 图6C。与图6A 图6C的情况相比，不同的结构在于，像素区域的区域 A中的像素电极PX和区域B中的像素电极PX由如下电极构成分
别从与在各区域的边界部形成的相对电压信号线CL重叠地形成的电
容元件Cstg的另一个电极，延伸到区域A而形成的电极和延伸到区 i或B而形成的电才及。
这样构成的情况下，电容元件Cstg的另一个电极形成为在像素区 域的大致中央沿x方向延伸，具有遮光膜的功能。因此，在区域A和 区域B的各自的显示中，可以消除光的混合。
另外，不言而喻，上述像素电极PX可以由金属等非透光性材料 形成，也可以由ITO等透光性材料形成。
在这样构成的情况下，也能够得到大视场角特性和高速响应性。
实施例7
图8是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施例的俯视图，对 应于图7A。
与图7A的情况相比，不同的结构在于，构成光反射部的区域A 和构成光透射部的区域B相反地构成。
这样的结构，当然也同样地适用于实施例5。
在像素电极PX多的区域A,像素电极PX间的蚀刻残渣的发生 率与区域B相比相对较高。并且，由于薄膜晶体管TFT附近的结构 复杂，因此更容易发生。但是，在本实施例中，由于反射区域位于薄 膜晶体管TFT侧，残渣发生部为反射部，因此不会导致反射率的降低， 从而能够稳定地确保反射率。
实施例8
图9A 图9C是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实施 例的结构图，对应于图6A 图6C。
与图6A 图6C的情况相比，像素区域的区域A为同样的结构， 但是在区域B,在保护膜PSV1的上面形成了保护膜PSV2，在该保 护膜PSV2的上面形成了对置电极CT。
在作为光反射部的区域A,光2次通过液晶层，而在作为光透射 部的区域B，光通过l次，为了避免因此造成的光透射率的不同而产 生的问题，在该区域B构成为1次复折射才莫式，在区域A构成为2
次复折射模式。即，以复折射模式显示时， 一般地，将单轴复折射性介质插入到 正交配置的2片偏振片之间时的光透射率T/To由下式(1 )表示。7Vr0=sin2(2xe#).sin2(;r《#'A"/;i) ( 1 )此处，x^表示液晶组成物的有效的光轴方向(光轴与变更透射轴构成的角)，《^是具有复折射性的有效的液晶组成物层的厚度， 为折射率各向异性，义表示光的波长。此处，以液晶组成物的光轴方向为有效值的理由是在实际的液晶 盒(cell)内，在界面上液晶分子是固定的，在施加电场时液晶盒内 的所有液晶分子并不是相互平行且一样地取向，特别是在界面附近出 现了较大的变形，因此将假定在一样状态时得到的值作为它们的平均值使用。例如，为了得到在施加低电压时为暗状态、施加高电压时为亮状 态的常闭特性，作为偏振片的配置，可以使一个偏振片的透射轴(或 者吸收轴)与液晶分子取向方向(摩擦方向)大致平行，使另一个偏 振片的透射轴与液晶分子取向方向大致垂直。不施加电场时上式(1 )的x^为0，因此T/To为0。另一方面，施加电场时x^的值随其强度增大，在45。C时为最大。此时，当设光的波长为例如0.555um时，为了不着色且使透射率 为最大，可以使《# Aw为1/2波长，即0.28um。这样，使用2次复折射模式的区域A的液晶层的厚度约为使用1 次复折射模式的区域B的液晶层的3倍、即2.5倍到3.5倍左右，由 此能够使各区域的显示成为最佳显示。在图9A 图9C中，对置电极CT包含覆盖漏极信号线DL地形成 的部分，如上所述，也具有使来自该漏极信号线的电场的电力线终止 的功能。该对置电极CT通过贯穿保护膜PSV2、保护膜PSV1、以及 绝缘膜GI的通孔，与在区域A形成的、并延伸到区域B侧一些的对 置电极CT进行电连接。实施例9
图10A 图10C是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施例的 结构图，对应于图9A 图9C。
与图9A 图9C的情况相比，不同的结构在于首先，在区域A 也形成在像素区域的区域B形成的保护膜PSV2，其次，在该区域A 的该保护膜PSV2上，在除了狭小的周边之外的中央部设置了开口 。
在该保护膜PSV2的表面形成的对置电极，覆盖区域A侧的漏极 信号线DL和栅极信号线CT地形成。
由此，漏极信号线DL整体上被具有屏蔽功能的对置电极CT覆 盖，会获得提高开口率、降低纵向拖尾(smear)的效果。
实施例10
图11是表示本发明的液晶显示装置的像素的另一个实施例的结 构图。对应于图IOA。
与图10A的情况相比，不同的结构在于在保护膜PSV2的上面 形成的对置电极CT由金属那样的非透光性的材料层构成。
由此，该对置电极CT可以选择低电阻的材料，能直接提供相对 电压信号，因此可以采用没有通孔的结构。
另外，对置电极CT本身也兼有黑矩阵的功能。
实施例11
图12是表示本发明的液晶显示装置的另 一个实施例的结构图。 与图ll的情况相比，不同的结构在于在保护膜PSV2的上面形 成的对置电极CT与在区域A在绝缘膜GI的下层形成的对置电极CT， 通过贯穿保护膜PSV2、保护膜PSV1、以及绝缘膜GI的通孔TH进 行连接。
如图11所示，通过直接向在保护膜PSV2的上面形成的对置电极 CT提供相对电压信号，会获得如图11所示的可以不形成相对电压信 号线CL的效果。
实施例12
图13A 图13C是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施例的 结构图，对应于图7A 图7C。与图7 A 图7C的情况相比，不同的结构在于在作为光反射部 的区域A,在该保护膜PSV1的上面形成有保护膜PSV2。这是为了将光反射部的液晶层的厚度构成得比光透射部的液晶 层的厚度小。在光反射部，使光2次通过液晶层，因此将液晶层的厚度减小了相应的量。由此，能够用一次的复折射模式在区域A、 B进行显示。最好是 保护膜PSV2的厚度为液晶层厚度的1/2-3/2。这是为了使区域A、 B 的各自的透射率、反射率最大化。实施例13图14A 图14C是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施例的 结构图，对应于图13A 图13C。与图13A 图13C的情况相比，不同的结构在于在作为光反射 部的区域A上形成的保护膜PSV2的上面形成了像素电极PX。该像 素电极PX也可以由透光性材料层构成。此时，各像素电极PX在与作为光透射部的区域B的边界部彼此 进行电连接，并且通过形成于保护膜PSV1的通孔与区域B的像素电 极PX进行电连接。实施例14图15A 图15C是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施例的 结构图，对应于图14A 图14C。与图14A 图14C的情况相比，不同的结构在于在像素区域的 区域A，像素电极PX与漏极信号线DL形成在同一层，对置电极CT 形成在保护膜PSV2的表面。这种情况下的对置电极CT覆盖该区域中的漏极信号线DL地形 成，例如由非透光性金属构成，兼做反射电极。其结果，区域A的对置电极CT与区域B的对置电极CT位于不 同的层，由此能根据与各自对应的像素电极PX的关系进行最优设定。另外，在本实施例中，在区域A形成的保护膜PSV2上的对置电 极CT延伸至区域B中的保护膜PSV2的开口部的侧壁面，并覆盖该 侧壁面。由于对置电极CT由例如金属等非透光性的材料形成，因此具有 遮光膜的功能，能够抑制在该保护膜PSV2的侧壁面产生反向倾斜域 (reverse tilt domain )。 实施例15图16A 图16C是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施例的 结构图，对应于图6A 图6C。与图6 A 图6C的情况相比，像素区域的区域A与图6A 图6C 的情况相同，但在区域B，该部分的对置电极CT是由例如ITO等透 光性的材料在该区域的除了狭小的周边之外的中央部形成的，像素电 极PX是使区域A的各像素电极分别直接延伸而形成的。实施例16图17A 图17C是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施例的 结构图，对应于图16A 图16C。与图16A 图16C的情况相比，不同的结构在于在保护膜PSV1 的上面形成了由有机材料构成的保护膜PSV2,并且，在像素区域的 区域B ，在除了其狭小的周边之外的中央部形成有开口 。实施例17图18A 图18C是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施例的 结构图，对应于图17A 图17C。与图17A 图17C的情况相比，不同的结构在于像素区域的区 域B中的像素电极PX在条数上被去除了 一部分。实施例18图19A 图19C是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施例的 结构图，对应于图18A 图18C。与图18A 图18C的情况相比，虽然像素区域的区域B中的像素 电极PX的数量也比区域A中的少，但是该像素电极PX的各个间隔 设定得相等。
实施例19图20 A 图20C是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施例的 结构图，对应于图19A 图19C。与图19A 图19C的情况相比，不同的结构在于在像素区域的 区域A,使像素电极PX与漏极信号线DL形成在同一层，并且由金 属等非透光性材料构成。而且，在保护膜PSV1的上面进一步形成由有机材料构成的保护 膜PSV2,在其上面形成有对置电极CT。这种情况下的对置电极CT 覆盖该区域的漏极信号线DL地形成，由金属等非透光性材料构成。实施例20图21 A 图21D是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施例的 结构图。图21A是像素的俯视图，图21B、图21C、图21D分别是图 21A中的b-b、 c-c、 d-d部的示意性剖视图。如图21B所示，来自TFT的信号经由SD，通过通孔TH与在绝 缘膜PAS之上形成的像素电极PX连接。该像素电极PX由透明电极 形成。作为一个例子，有ITO、 IZO、 ITZO等，在本实施例中^f吏用了 ITO。在PX的下方，中间隔着绝缘膜形成有透明对置电极CTT。该CTT 也由透明电极形成，在本实施例中由ITO形成。在图21C中，可以见到有台阶。在基板SUB1上形成有透明对置 电极CTT，其一部分上形成了金属对置电极CTM。在CTT和CTM 上中间隔着绝缘膜形成有像素电极PX。由此，在像素内构成2个区 域，使得在CTM的形成部具有反射型的功能，在CTM的未形成部， 具有利用CTT的透射型的功能。图中，R-3表示反射型区域，R-l表 示透射型区域，R-2表示中间的区域。在反射型区域中，从显示面侧进入液晶显示装置的光，被CTM 反射，光再次从显示侧射出。因此，光通过液晶层的次数为2次，而 在透射型区域为l次。所以，为了使光的利用效率最大化，最好使反 射型区域的液晶层的层厚比透射型区域薄。在本实施例中，通过在反 和透明对置电极CTT,在反射型区 域拉大从基板SUB到像素电极PX的距离，即，使液晶层的厚度变薄。 图中在CTT之上重叠了 CTM,当然也可以是相反的结构。图21D是图像信号线DL附近的剖视图。在CTT的端部重叠有 CTM。由此，通过作为金属电极的CTM从多方面进行供电，降低了 对作为透明电极的CTT供电的电阻。在它们之上重叠有栅极绝缘膜 GI,并形成有图像信号线DL。另外，形成有绝缘膜PAS、像素电极 PX。像素电极PX也可以形成在GI之上。图21A中，CTM的一部分延伸至图像信号线DL的下面，与像素 间的CTM连接。即、构成了兼作公共信号线CL的结构。P X采用在图中多个弯曲形状的构件在其端部彼此连接的结构。 由此，在俯视图中，在PX间露出的CTT或CTM与PX间产生电场， 进行显示。本实施例中，PX之所以是弯曲的，是为了获得所谓的多 域(multi-domain)的效果。通过使电场朝向多个方向，能够扩大视 场角。在本实施例中，能够实现具有透射区域和反射区域的大视场角的 液晶显示装置。 实施例21图22对应于图21A,是表示像素和初始取向方向的关系的图。 RUB是初始取向方向，与弯曲的电极的2个方向分别形成绝对值大致 相同的角度6，并且弯曲的电极相对于RUB的方向是不同的。由此 能够使多域的效果最大化。另外，CTM的端部与RUB大致平行地形成。这种情况下，能圆 滑地进行台阶部的取向处理，从而提高对比度。实施例22图23A、图23B是与图21A、图21C对应的另 一个实施例，图 23B是图23A中的b-b线部的示意剖视图。像素电极PX间的距离，在透射区域R-l为Ll,在反射区域R-3 为L2。在透射区域，从基板SUB到像素电极PX的距离比反射区域
小。换而言之，液晶层的厚度在透射区域比反射区域厚。由此，液晶 的驱动电压在透射区域比反射区域低。这是因为亮度上升对液晶层电压的特性依赖于液晶层的厚度。因此，如果使L1和L2相同，则在透 射部和反射部，亮度对电压的特性，即所谓的B-V曲线相差较大。因此，在本实施例中，反射区域的像素电极PX间的距离L2小于 透射区域的像素电极PX间的距离Ll，即，L1>L2。因此，通过调整电场强度，能够使透射部和反射部的B-V曲线更 接近，从而成为适于透射和反射的液晶显示装置。实施例23图24A、图24B是与图21A、图21C对应的另 一个实施例，图 24B是图24A中的b-b线部的示意剖:枧图。中间的区域R-2部不与反射区域和透射区域的任意一个接触，因 此成为形成域的原因。因此，用像素电极PX覆盖了台阶部。这时， 通过采用不施加电压时为黑显示的常黑模式，即使用透明电极构成像 素电极PX,台阶部上也会因像素电极PX而成为相同电位，因此能够 防止域(domain)的产生，从而能够实现高对比度的显示。另外，在本实施例中，也防止了在施加电压时产生域。在本实施例中，设台阶部上的^象素电极PX的透射区域R-l侧的 宽度为L3、反射区域R-3侧的宽度为L4时，L3〉L4成立。由于在 透射区域是以比反射区域低的电压驱动液晶，所以通过将台阶部上的 像素电极PX的中心配置得错开台阶，使得满足L3 〉 L4，能够更有 效地将台阶部维持在恒定电位，从而能够抑制域的产生。另外，关于台阶上的像素电极的宽度L5，在使L5〉L1、 L5〉L2 的基础上，进而希望使L5 > (Ll+L2)。这是由于这样能够更稳定 地将台阶部上的PX保持在恒定电位的缘故。同样地，最好L3〉L1， L4>L2。在本实施例中，由图可知金属对置电极CTM的端部为与像素 电极PX相同的弯曲形状。由此，台阶部平行于PX的弯曲形状，从 而能够在更广的范围内稳定地维持上述关系，进而能够抑制域。本实施例，采用在对置电极CTT或CTM的上层构成像素电极PX 的结构，但是也可以采用CTT和PX为相反的层关系的结构。此时， 在台阶部上形成的透明对置电极C T T ，只要满足与本实施例中所说明 的在台阶部上构成的像素电极相同的关系即可。实施例24图25A、图25B是与图21A、图21C对应的另 一个实施例，图 25B是图25A中的b-b线部的示意剖视图。在本实施例中，特征是用绝缘层进行台阶的生成。由此，能够自 由地将台阶调整为大于或等于金属对置电极CTM的膜厚，能够更容 易地实现透射区域和反射区域的最优化。本实施例中使用绝缘膜GI来形成台阶。优点是由绝缘膜形成的 台阶能够独立形成，而不用管金属电极的形状。如图25A所示，使 GI的端部为与图24A的金属对置电极CTM相同的形状。由此，能够 应用实施例23的思想，获得实施例23的效果。进而，不必利用金属 对置电极CTM的端部进行台阶形成，从而能够为了其它的目的进行 最优化。例如，图25A是与GL平行、提高了成品率的例子。另外，图26A对应于图25A,是利用金属对置电极CTM作为透射区域的遮光层，通过将该区域从台阶部延伸至透射区域侧，对台阶部进行遮光，进一步消除了域的例子。无需赘言，上述实施例可以单独使用各自的思想，也可以组合使用。用各实施例分开说明是为了更容易地说明和便于本领域技术人员的理解。另外，通过使用这些显示装置，构成监视器、TV、或者手机等， 能够提高该显示器、TV或者手机的显示性能。根据以上说明可知根据本发明的液晶显示装置可实现大视场角 且高速响应的显示装置。另外，可实现大视场角、具有透射区域和反 射区域、高像质的显示装置。 (工业可利用性) 本发明适用于上述的显示装置，可实际应用于显示装置制造业、 特别是液晶显示装置制造业。
权利要求
1. 一种显示装置，在中间隔着液晶而相对配置的一对基板中的一个基板上具有像素电极和对置电极，该像素电极经由开关元件而被提供图像信号，该对置电极用于在与上述像素电极之间产生电场，上述显示装置的特征在于具有透射区域和反射区域；从上述一个基板到上述像素电极与上述对置电极中形成在最上层的电极为止的距离，在反射区域比在透射区域大；形成在上述最上层的电极之间的平面距离，在透射区域比在反射区域大。
2. 根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于 具有跨上述透射区域和上述反射区域而形成的、由透明导电体构成的对置电极，具有在上述反射区域形成的金属对置电极，并具有用绝缘膜与形 成在最上层的上述对置电极隔开的、由透明电极构成的像素电极。
3. 根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于具有跨上述透射区域和上述反射区域而形成的、由透明导电体构 成的像素电极，具有在上述反射区域形成的金属像素电极，并具有用绝缘膜与形 成在最上层的上述像素电极隔开的、由透明电极构成的对置电极。
4. 根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于 在显示区域内存在上述透射区域和上述反射区域的边界。
5. 根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于 上述液晶的初始取向方向与上述透射区域和上述反射区域的边界的延伸方向大致平行。
6. 根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于 上述透射区域和上述反射区域的边界被上述最上层的电极所覆盖。
7. 根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于 覆盖上述透射区域和上述反射区域的边界的最上层的电极，其透射区域侧的宽度比反射区域侧的宽度大。
8. 根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于覆盖上述透射区域和上述反射区域的边界的最上层的电极，其宽 度大于上述透射区域中的最上层的电极之间的距离与上述反射区域 中的最上层的电极之间的距离之和。
9. 根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于 覆盖上述透射区域和上述反射区域的边界的最上层的电极，其上述透射区域侧的宽度比上述透射区域中的电极之间的距离大，其上述 反射区域侧的宽度比上述反射区域中的电极之间的距离大。
全文摘要
本发明提供一种显示装置，在中间隔着液晶相对配置的一对基板中的一个基板上具有像素电极和对置电极，该像素电极经由开关元件而被提供图像信号，该对置电极用于与上述像素电极之间产生电场，上述显示装置的特征在于具有透射区域和反射区域；从上述一个基板到上述像素电极与上述对置电极中形成在最上层的电极为止的距离，在反射区域比透射区域大；形成在上述最上层的电极间的平面距离，在透射区域比反射区域大。该液晶显示装置具有优异的大视场角特性和高速响应性。
文档编号G02F1/1368GK101393362SQ20081017062
公开日2009年3月25日 申请日期2003年7月14日 优先权日2003年7月14日
发明者今山宽隆, 仲吉良彰, 柳川和彦, 落合孝洋 申请人:株式会社日立显示器