專利名稱：橫向電場(chǎng)模式液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置，并且更具體地，涉及一種能夠獲得高數(shù)值孔徑率 的橫向電場(chǎng)模式的有源矩陣液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
通常，液晶顯示裝置(LCD)具有薄型、輕量、以及低功耗的特點(diǎn)。特別地，有源矩陣 液晶顯示裝置(AM-LCD)被認(rèn)為是高分辨率平板顯示器，其驅(qū)動(dòng)通過有源元件來以矩陣形 式形成的在長度和寬度方向上進(jìn)行布置的單獨(dú)的像素。尤其是使用薄膜晶體管(TFT)作為 用于切換單獨(dú)的像素的有源元件的顯示裝置(TFT-IXD)，正在廣泛普及。許多有源矩陣液晶顯示裝置使用扭轉(zhuǎn)向列(TN)液晶的光電效應(yīng)，其通過對(duì)被夾 在兩個(gè)基板之間的液晶施加與基板面大致垂直的電場(chǎng)而使液晶分子移位來顯示圖像。這被 稱作“垂直電場(chǎng)模式”。同時(shí)，“橫向電場(chǎng)模式”液晶顯示裝置也是之前就已經(jīng)公知的，其通 過施加與基板面大致平行的電場(chǎng)而使液晶分子在大致平行于基板面的平面內(nèi)移位，從而顯 示圖像。與在垂直電場(chǎng)型液晶顯示裝置的情況中一樣，各種修改也可以被應(yīng)用于橫向電場(chǎng) 模式液晶顯示裝置，并且將在下面示出其示例。日本未審專利公開No. 2002-323706(專利文獻(xiàn)1)披露了如下的一種結(jié)構(gòu)，其中， 通過將絕緣層夾持在高于總線(數(shù)據(jù)線)的位置(即，靠近液晶層的位置)處來放置用于 產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)液晶的橫向電場(chǎng)的像素電極和公共電極(均被形成為梳齒狀)，其中，所述總 線(數(shù)據(jù)線)將信號(hào)供應(yīng)至用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素的有源元件(參見權(quán)利要求1、第一實(shí)施例、 圖1和圖2)。利用此結(jié)構(gòu)，可以通過覆蓋總線而形成公共電極來阻斷來自總線的電場(chǎng)，從而 可以防止由于垂直串?dāng)_而導(dǎo)致的不良顯示。此外，可以認(rèn)為，可以通過利用透明導(dǎo)電性材料 形成公共電極來提高數(shù)值孔徑。圖19A-19C示出了典型的橫向電場(chǎng)模式的有源矩陣液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的示例。 圖19A是平面圖，圖19B是沿著圖19A中的A-A’線截取的截面圖，并19C是沿著圖19A中 的B-B’線截取的截面圖。此外，圖20A、圖20B、圖20C和圖20D是示出了液晶顯示裝置的 制造步驟的主要部分的平面圖。所有這些圖示都僅關(guān)于一個(gè)像素區(qū)域而示出。利用該液晶顯示裝置，如圖19A和圖20B所示，每個(gè)像素區(qū)域均被形成在由多條柵 極總線155和多條漏極總線156所包圍的矩形范圍中，其中，所述多條柵極總線155在圖的 橫向(左右)方向上延伸，所述多條漏極總線156在圖的垂直(上下)方向上延伸，并且多 個(gè)像素以矩陣形式被布置成一個(gè)整體。與在柵極總線巧5的情況中一樣，多條公共總線153 通過在圖的橫向方向上延伸而形成。與每個(gè)像素相對(duì)應(yīng)地，在柵極總線155與漏極總線156 之間的每個(gè)交叉點(diǎn)處均形成有薄膜晶體管(TFT) 145。薄膜晶體管145的漏極電極141、源極電極142、和半導(dǎo)體膜143被形成為如圖20B所示的相應(yīng)的圖案(形狀)。用于產(chǎn)生液晶驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)的像素電極171和公共電極172中的每一個(gè)均具有互相嚙 合的梳齒狀部分(在每個(gè)像素區(qū)域內(nèi)伸出的細(xì)條部分)。在像素電極171中存在兩個(gè)梳齒 狀部分，且在此情況中，在公共電極172中存在單個(gè)梳齒狀部分。如圖19B所示，像素電極 171經(jīng)由接觸孔161而被電連接至薄膜晶體管145的源極電極142，所述接觸孔161開口穿 過有機(jī)層間膜160和保護(hù)性絕緣膜159。公共電極172經(jīng)由接觸孔162而被電連接至公共 總線153，所述接觸孔162開口穿過有機(jī)層間膜160、保護(hù)性絕緣膜159、和層間絕緣膜157。 薄膜晶體管145的源極電極142的一部分經(jīng)由層間絕緣膜157而與公共總線153重疊，并 且重疊部分為像素區(qū)域形成存儲(chǔ)電容器。液晶顯示裝置的截面結(jié)構(gòu)如圖19B和圖19C中所示。通過將液晶120插入在有源 矩陣基板與對(duì)向基板之間來使有源矩陣基板和對(duì)向基板接合并形成為一體。有源矩陣基板包括透明的玻璃基板111以及形成在玻璃基板111的內(nèi)表面上的公 共總線153、柵極總線155、漏極總線156、薄膜晶體管145、像素電極171、和公共電極172。 公共總線153和柵極總線155被直接形成在玻璃基板111的內(nèi)表面上，并且被層間絕緣膜 157覆蓋。薄膜晶體管145的漏極電極141、源極電極142和半導(dǎo)體膜143以及漏極總線 156被形成在層間絕緣膜157上。因此，公共總線153和柵極總線155通過層間絕緣膜157 而與漏極電極141、源極電極142、半導(dǎo)體膜143和漏極總線156電絕緣。形成在玻璃基板 111上的這些結(jié)構(gòu)除了接觸孔161和接觸孔162之外都被保護(hù)性絕緣膜159覆蓋。由于接 觸孔161和接觸孔162而產(chǎn)生的臺(tái)階通過形成在保護(hù)性絕緣膜159上的有機(jī)層間膜160而 變平。像素電極171和公共電極172被形成在有機(jī)層間膜160上。如上所述，像素電極171 經(jīng)由接觸孔161而被電連接至源極電極142，并且公共電極172經(jīng)由接觸孔162而被電連接 至公共總線153。圖19B和圖19C的截面圖為模型圖示，并非是實(shí)際層次結(jié)構(gòu)的忠實(shí)再現(xiàn)。具有上述結(jié)構(gòu)的有源矩陣基板的表面(其上形成有像素電極171和公共電極172 的面)被取向膜131覆蓋，所述取向膜131由有機(jī)聚合物膜形成。對(duì)取向膜131的表面應(yīng) 用取向處理，所述取向處理用于使液晶分子121的初始方向朝向指定方向(參見圖19A中 的箭頭)定向。同時(shí)，對(duì)向基板(濾色基板)包括透明的玻璃基板112、由紅㈨、綠(G)、藍(lán)⑶ 三原色構(gòu)成的濾色器(未示出)、以及遮光的黑底(未示出)，其中，所述濾色器與每個(gè)像素 區(qū)域相對(duì)應(yīng)地形成在玻璃基板112的內(nèi)表面上，所述遮光的黑底被形成在除了與像素區(qū)域 中的每一個(gè)相對(duì)應(yīng)的區(qū)域以外的區(qū)域中。濾色器和黑底被丙烯基保護(hù)膜(overcoat film) (未示出)覆蓋。在保護(hù)膜的內(nèi)表面上形成有柱狀間隔體(未示出)，所述間隔體用于控制 有源矩陣基板與對(duì)向基板之間的間隙。此外，保護(hù)膜的內(nèi)表面被取向膜132覆蓋，所述取向 膜132由有機(jī)聚合物形成。對(duì)取向膜132的表面應(yīng)用取向處理，所述取向處理用于使液晶 分子121的初始方向朝向指定方向(參見圖19A中的箭頭)定向。通過使其互相對(duì)置且同時(shí)使其中形成有取向膜131和取向膜132的表面分別面向 內(nèi)側(cè)，使得具有如上所述的結(jié)構(gòu)的有源矩陣基板和對(duì)向基板以指定間隙而彼此疊置。液晶 120被提供在兩個(gè)基板之間的空間中，并且兩個(gè)基板的外圍邊緣由密封材料(未示出)密 封，用于將液晶120密封在其中。一對(duì)偏振板(未示出)被分別設(shè)置在兩個(gè)基板的外側(cè)面 上。
如上所述，對(duì)取向膜131和取向膜132的表面均一地應(yīng)用取向處理，使得液晶分子 121在未施加電場(chǎng)時(shí)沿著取向方向相平行地取向。取向方向被定義為相對(duì)于像素電極171 和公共電極172的梳齒狀部分的延伸方向(在圖19A中的頂部到底部的方向)順時(shí)針傾斜 15度的方向。該對(duì)偏振板的透射軸的方向被設(shè)定為互相正交。該對(duì)偏振板的透射軸中的一個(gè)被 設(shè)定為與被均一地應(yīng)用取向處理的液晶的原始取向方向(未施加電場(chǎng)時(shí)的取向方向)相一致。接下來，將參照?qǐng)D20描述圖19中所示的液晶顯示裝置的制造步驟。按下列方式制造有源矩陣基板。首先，在玻璃基板111的一個(gè)表面上形成鉻(Cr) 膜，并且對(duì)其構(gòu)圖，以形成具有如圖20A所示的形狀的公共總線153和柵極總線155。之 后，在整個(gè)玻璃基板111上形成由硅氮化物(SiNx)制成的層間絕緣膜157，以覆蓋公共總 線153和柵極總線155。隨后，在層間絕緣膜157中以島狀圖案形成薄膜晶體管的半導(dǎo)體膜 143(通常為無定形硅(a-Si)膜)，以經(jīng)由層間絕緣膜157而與對(duì)應(yīng)的柵極總線155重疊。 進(jìn)一步地，通過在層間絕緣膜157上形成Cr膜且然后對(duì)其構(gòu)圖而形成漏極總線156、漏極電 極141、和源極電極142(參見圖20B)。之后，依次在層間絕緣膜157上以堆疊的方式形成 由SiNx制成的保護(hù)性絕緣膜159和由感光性丙烯酸樹脂制成的有機(jī)層間膜160，以覆蓋上 述結(jié)構(gòu)。隨后，形成開口穿過保護(hù)性絕緣膜159和有機(jī)層間膜160的方形接觸孔161，以及 開口穿過層間絕緣膜157、保護(hù)性絕緣膜159、和有機(jī)層間膜160的矩形接觸孔162(參見圖 20C)。進(jìn)一步地，通過在有機(jī)層間膜160上形成ITO(銦錫氧化物)膜作為透明電極材料且 然后對(duì)其構(gòu)圖，從而形成像素電極171和公共電極172。像素電極171經(jīng)由接觸孔161而與 源極電極142形成接觸。公共電極172經(jīng)由接觸孔162而與公共總線153形成接觸(參見 圖20D和圖19B)。由此，可以制得有源矩陣基板。按下列方式制造對(duì)向基板(濾色基板)。首先，在玻璃基板112的一個(gè)表面上形成 濾色器和遮光的黑底(均未示出)。之后，在整個(gè)玻璃基板112上形成保護(hù)膜(未示出)， 以覆蓋濾色器和黑底。進(jìn)一步地，在保護(hù)膜上形成柱狀間隔體(未示出)。由此，制得對(duì)向 基板。在按上述方式制得的有源矩陣基板和對(duì)向基板的表面上分別形成由聚酰亞胺制成的 取向膜131和取向膜132。之后，在取向膜131和取向膜132的表面上均一地進(jìn)行取向處 理。隨后，在使兩個(gè)基板以其間具有預(yù)定間距(例如，4. 5 μ m)而互相堆疊之后，除了用于注 入液晶的孔之外，用密封材料密封這兩個(gè)基板的外圍邊緣。然后，在真空腔內(nèi)將指定的向列 液晶(例如，具有0.067的各向異性折射率的向列液晶)從用于注入液晶的孔注入到兩個(gè) 基板之間的空間之后，封閉用于注入液晶的孔。當(dāng)在使兩個(gè)基板連接并形成為一體之后將 相應(yīng)的偏振板(未示出)層疊在兩個(gè)基板的外表面上時(shí)，可以完整制得具有圖19中所示結(jié) 構(gòu)的液晶顯示裝置。已知的是，在上述的橫向電場(chǎng)模式的液晶顯示裝置中，在像素電極171和公共電 極172的梳齒狀部分的末端部分附近產(chǎn)生如下的區(qū)域(稱為“反向旋轉(zhuǎn)域”)，在所述區(qū)域 中，液晶分子在與施加液晶驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)時(shí)的液晶分子的正常旋轉(zhuǎn)方向相反的方向上旋轉(zhuǎn)。圖21是用于示意性描述在圖19至圖20中所示的液晶顯示裝置中產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn) 域(domain)的原理的圖示。為了簡(jiǎn)化說明，圖21僅示出了像素電極171、公共電極172、和 液晶分子121，并且示意性圖示出由電極171和172的梳齒狀部分在像素區(qū)域內(nèi)所產(chǎn)生的液晶電場(chǎng)(電力線)E。通過液晶分子121的初始取向方向(用箭頭示出的取向處理方向)與液晶驅(qū)動(dòng)電 場(chǎng)E的方向之間的關(guān)系來定義由于液晶驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)E而產(chǎn)生的液晶分子121的旋轉(zhuǎn)方向(此 旋轉(zhuǎn)發(fā)生在幾乎平行于有源矩陣基板和對(duì)向基板的平面內(nèi))。因而，在像素區(qū)域中的大多數(shù) 區(qū)域中，其都處于“順時(shí)針方向”。B示出邊界域，示出了液晶驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)E變化的邊界。然而，液晶驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)E在像素電極171的梳齒狀部分的末端部分附近如圖21所示 變成輻射狀，從而使液晶分子在圖中所示的區(qū)域(反向旋轉(zhuǎn)域R)中在“逆時(shí)針”方向上旋 轉(zhuǎn)。即是說，圖中示出的區(qū)域是其中液晶分子在“逆時(shí)針”方向上旋轉(zhuǎn)的區(qū)域(即，反向旋 轉(zhuǎn)域R)。日本未審專利公開Hei 10_307四5(專利文獻(xiàn)2)披露了如下一種技術(shù)，其在施加 電場(chǎng)時(shí)，通過使產(chǎn)生橫向電場(chǎng)的電極彎曲，以利用彎曲部分而故意使液晶驅(qū)動(dòng)(旋轉(zhuǎn))方向 根據(jù)每個(gè)區(qū)域而變化，從而減小顯示器中從傾斜視角的著色(參見權(quán)利要求1、3、5以及圖 1-2、4 和 6)。例如，假定在如下的結(jié)構(gòu)中，其中，第一子區(qū)域的液晶分子的初始取向方向和第二 子區(qū)域中的液晶分子的初始取向方向相同，并且當(dāng)施加有電壓時(shí)，每個(gè)子區(qū)域中的液晶分 子在相反的旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)，且同時(shí)保持取向方向處于相互對(duì)稱關(guān)系(參見權(quán)利要求3)。 此外，在此結(jié)構(gòu)中，所期望的是，用于驅(qū)動(dòng)液晶分子的橫向電場(chǎng)由平行電極對(duì)產(chǎn)生，并且構(gòu) 成平行電極對(duì)的電極被彎曲成V形(參見權(quán)利要求5)。如上所述，液晶驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)E在梳齒狀電極的末端部分附近呈輻射狀分布，從而形 成如下的區(qū)域(反向旋轉(zhuǎn)域)，在所述區(qū)域中，液晶分子由于相對(duì)于液晶的初始取向方向的 關(guān)系而導(dǎo)致在與指定旋轉(zhuǎn)方向相反的方向上旋轉(zhuǎn)。因?yàn)橐壕?qū)動(dòng)電場(chǎng)E在梳齒狀電極的末 端部分附近呈逐漸放射狀形式，所以在反向旋轉(zhuǎn)域R與正常域之間所產(chǎn)生的暗區(qū)域(邊界 域B)變大，并且邊界域B的位置也不穩(wěn)定。因此，當(dāng)諸如手指按壓等的外部壓力被施加在顯示器表面上時(shí)，反向旋轉(zhuǎn)域R的 形狀(或者邊界域B的位置)變得不穩(wěn)定。因此，即使在外部壓力被釋放之后，也可以識(shí)別 出手指按壓過的痕跡。此外，還存在由于邊界域B的寬度變寬而產(chǎn)生面板透射比損失的問 題。即是說，在反向旋轉(zhuǎn)域R對(duì)面板透射比有作用的同時(shí)，邊界域B即使在白顯示時(shí)(施加 電壓時(shí))也仍處于暗態(tài)。因此，本發(fā)明的示例性目的是要提供如下一種結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠通過穩(wěn)定地控 制在梳齒狀電極的末端部分中所產(chǎn)生的、其中液晶分子在反向方向上旋轉(zhuǎn)的域，而在橫向 電場(chǎng)模式的液晶顯示裝置中獲得高透射比。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服前述問題，根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的液晶顯示裝置是一種橫向電場(chǎng)模 式的液晶顯示裝置，其能夠通過施加在像素電極與公共電極之間的與基板基本上平行的橫 向電場(chǎng)，通過旋轉(zhuǎn)平行取向的液晶來進(jìn)行顯示，其中像素電極和公共電極被形成在相同層 上，并且像素電極和公共電極具有基本上互相平行地交替延伸的梳齒狀第一部分；在像素 電極或公共電極中的第一部分的末端部分中存在至少一個(gè)區(qū)域，所述一個(gè)區(qū)域由像素電極 和公共電極當(dāng)中的另一電極的第一部分中的兩個(gè)和連接所述兩個(gè)第一部分的第二部分在三側(cè)包圍；并且至少在所述一個(gè)區(qū)域中，存在與第一部分的末端部分相連接的伸出部分，所 述伸出部分在通過以第一部分的末端部分作為旋轉(zhuǎn)中心、朝向下述方向、以大于或等于90 度至小于180度的范圍中的角度旋轉(zhuǎn)后的方向上延伸，其中所朝向的方向是通過銳角旋轉(zhuǎn) 使所述第一部分的延伸方向能夠與液晶的取向方向重合的方向，并且還存在經(jīng)由絕緣膜而 與所述第一部分的末端部分重疊的浮置電極，所述浮置電極在與所述第一部分的延伸方向 大致相同的方向上延伸至比所述第一部分的末端部分更靠近另一電極的第二部分的位置。圖3示出了其效果。所述浮置電極具有與在其中具有末端部分的電極的梳齒狀部 分的電位基本上相等的電位。反向旋轉(zhuǎn)域可以通過由梳齒狀電極的伸出部分、浮置電極、以 及與在其中具有末端部分的電極的梳齒狀電極部分相對(duì)的電極包圍的區(qū)域而被鎖定(以 下，封閉區(qū)域被稱作反向旋轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域)。作為根據(jù)本發(fā)明的示例性優(yōu)點(diǎn)，由現(xiàn)有技術(shù)所引起的現(xiàn)象能夠得到完全抑制，即， 在反向旋轉(zhuǎn)域與正常域之間產(chǎn)生的暗區(qū)域(邊界域)變大以及其位置變得不穩(wěn)定這樣的現(xiàn) 象能夠得到完全抑制。因此，能夠獲得如下一種結(jié)構(gòu)，通過該結(jié)構(gòu)，由于反向旋轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域 是穩(wěn)定的，所以即使在諸如手指按壓這樣的外部壓力被施加在顯示器表面上時(shí)，在釋放外 部壓力之后，也根本不會(huì)留下任何手指按壓痕跡等。此外，可以將浮置電極延伸至極其靠近對(duì)置電極的區(qū)域或者與對(duì)向電極稍微交疊 的區(qū)域。因而，可以使足夠強(qiáng)的橫向電場(chǎng)產(chǎn)生到對(duì)置電極的區(qū)域，從而能夠提高光利用效 率。此外，即使在形成在浮置電極與梳齒狀電極的伸出部分之間的反向旋轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域中，也 能夠有效地利用透射光，從而也能夠改善光利用效率。此外，在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，像素電極和公共電極的第一部分成彎曲結(jié)構(gòu)， 包括相對(duì)于所述液晶取向方向傾斜特定角度θ的部分以及相對(duì)于所述液晶取向方向傾斜 特定角度-θ的部分。所述像素電極或所述公共電極的所述第二部分可以被形成為與所述 液晶取向方向基本上垂直。利用這一點(diǎn)，可以獲得更寬的視角。此外，作為本發(fā)明的液晶顯示裝置的所期望的形式，所述第一部分的所述端部中 的所述第一部分的彎曲方向可以被設(shè)定為與所述另一電極的所述第二部分基本上平行。這使得能夠有效地鎖定反向旋轉(zhuǎn)區(qū)域，并擴(kuò)寬正向方向的區(qū)域。本發(fā)明能夠利用浮置電極和伸出部分來有效地鎖定在電極的端部附近的在其中 液晶分子在反向方向上旋轉(zhuǎn)的區(qū)域，其中，所述浮置電極在與所述梳齒狀電極的延伸方向 基本上相同的方向上延伸，并且所述伸出部分被設(shè)置在所述梳齒狀電極的端部；并且本發(fā) 明能夠使所述浮置電極到達(dá)所述對(duì)置電極的附近。因此，可以在液晶反向旋轉(zhuǎn)區(qū)域外側(cè)的 幾乎所有區(qū)域中施加正常狀態(tài)的橫向電場(chǎng)。此外，可以將液晶反向旋轉(zhuǎn)區(qū)域封閉成更小的 區(qū)域，從而能夠顯著提高光有效利用率。本發(fā)明使得能夠在IPS(面內(nèi)切換)液晶顯示裝置中獲得極高的光利用效率。
圖IA是示出了根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的結(jié)構(gòu)的平 面圖；圖IB是沿著圖IA的A-A’線截取的截面圖2示出了集中在圖1中所示的像素電極的末端部分上的主要部分，其中，所述圖 1示出了根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的液晶顯示裝置的平面圖；圖3是用于描述圖2中所示的液晶的行為的圖示，其中，所述圖2示出了根據(jù)本發(fā) 明第一示例性實(shí)施例的液晶顯示裝置的平面圖中的主要部分；圖4是用于描述日本專利申請(qǐng)No. 2008-188243的圖示；圖5是用于描述根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的修改例的圖示；圖6是用于描述根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的修改例的圖示；圖7是用于描述根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的修改例的圖示；圖8是用于描述根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的修改例的圖示；圖9是用于描述根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的修改例的圖示；圖10是用于描述根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的修改例的圖示；圖11是用于描述根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的修改例的圖示；圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的結(jié)構(gòu)的平 面圖；圖13示出了集中在圖12中所示的像素電極的末端部分上的主要部分，其中，所述 圖12示出了根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的液晶顯示裝置的平面圖；圖14是用于描述圖13中所示的液晶的行為的圖示，其中，所述圖13示出了根據(jù) 本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的液晶顯示裝置的平面圖中的主要部分；圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明第三示例性實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的結(jié)構(gòu)的平 面圖；圖16是示出了根據(jù)本發(fā)明第四示例性實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的結(jié)構(gòu)的平 面圖；圖17是示出了根據(jù)本發(fā)明第五示例性實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的結(jié)構(gòu)的平 面圖；圖18是示出了根據(jù)本發(fā)明第六示例性實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的結(jié)構(gòu)的平 面圖；圖19A-19C是示出了一般橫向電場(chǎng)模式的有源矩陣液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的示例 的圖示，其中，圖19A是像素的平面圖，圖19B是沿著圖19A的A-A’線截取的截面圖，并且 19C是沿著圖19A的B-B’線截取的截面圖；圖20是示出了圖19中所示的液晶顯示裝置的制造步驟的主要部分平面圖；以及圖21是示出了在通過在像素電極與公共電極之間施加電壓而施加液晶驅(qū)動(dòng)電場(chǎng) 時(shí)，圖19中所示的液晶顯示裝置的像素區(qū)域的上側(cè)的狀態(tài)的圖示。
具體實(shí)施例方式日本專利申請(qǐng)No. 2008-188243提出了如下一種技術(shù)，該技術(shù)將IPS的梳齒狀電極 的末端分為兩個(gè)分支，并且鎖定(lock in)在劃分的電極中的其中液晶分子在與規(guī)定方向 不同的方向上旋轉(zhuǎn)的區(qū)域。圖4示出了此情況的主要思想。像素電極的梳齒狀部分(第一 部分3)的末端被分為兩個(gè)分支，并且在與梳齒的延伸方向不同的方向上提供有伸出部分 26。在伸出部分沈與公共電極的梳齒狀電極部分(第一部分4)之間，所謂的正向方向的電場(chǎng)22在伸出部分沈的下側(cè)區(qū)域中起作用，用于引起在與液晶分子15由于電場(chǎng)16而旋 轉(zhuǎn)的方向相同的方向(以下被稱為正向方向)上的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，其中，所述電場(chǎng)16是施加在 像素電極的第一部分3與公共電極的第一部分4之間的電場(chǎng)。同時(shí)，用于使液晶分子在與正向方向相反的方向上旋轉(zhuǎn)的電場(chǎng)20在區(qū)域27中起 作用，其中，所述區(qū)域27由像素電極的末端的兩分支部分、公共電極的第一部分4、和公共 電極的連接梳齒狀電極的第二部分6包圍。通過在像素電極的伸出部分沈與公共電極的 第一部分4之間起作用的反向方向電場(chǎng)，可以使整個(gè)區(qū)域27的液晶分子15在反向方向上 穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)。此外，在區(qū)域27外側(cè)的區(qū)域中，液晶分子15可以在正向方向上旋轉(zhuǎn)。這使得 能夠在梳齒狀電極的末端部分中有效地控制液晶，從而能夠提高光利用效率。在日本專利申請(qǐng)No. 2008-188243中披露的相關(guān)技術(shù)可以鎖定帶有兩個(gè)分支部分 的反向旋轉(zhuǎn)區(qū)域，并且有效地利用該區(qū)域。然而，當(dāng)除兩個(gè)分支部分之外的與梳齒狀電極基 本上平行地延伸的部分處于與對(duì)置電極(圖中的公共電極)所處的層相同的層中時(shí)，就工 藝控制而言，不能將它們放置得太靠近。根據(jù)通常的LCD涉及規(guī)則，必需具有大約5 μ m的 距離(或者在高度控制的工藝中甚至必需為大約2 μ m)，但是反向旋轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域27變大這 么多的量。此外，盡管正向方向電場(chǎng)起作用，但梳齒狀電極末端部與對(duì)置電極之間的距離也 會(huì)被隔開，從而形成其中未充分施加電場(chǎng)的區(qū)域18。由于這些因素，光利用效率變低。本發(fā)明的特征在于一種橫向電場(chǎng)模式的液晶顯示裝置，其通過與基板基本上平行 的、施加在像素電極與公共電極之間的電場(chǎng)而使平行(homogeneously)取向的液晶分子旋 轉(zhuǎn)來進(jìn)行顯示，其中像素電極和公共電極被形成在相同層上，并且像素電極和公共電極具 有基本上互相平行地交替延伸的梳齒狀第一部分；在像素電極或公共電極的第一部分的末 端部分中存在至少一個(gè)區(qū)域，所述一個(gè)區(qū)域由像素電極和公共電極當(dāng)中的另一電極的第一 部分中的兩個(gè)和連接所述兩個(gè)第一部分的第二部分在三側(cè)包圍；并且至少在所述一個(gè)區(qū)域 中，存在與第一部分的末端部分相連接的伸出部分，所述伸出部分在通過以第一部分的末 端部分作為旋轉(zhuǎn)中心、朝向下述方向、以大于或等于90度至小于180度的范圍中的角度旋 轉(zhuǎn)后的方向上延伸，其中所朝向的方向是通過銳角旋轉(zhuǎn)使所述第一部分的延伸方向能夠與 液晶的取向方向重合的方向，并且還存在經(jīng)由絕緣膜而與所述第一部分的末端部分重疊的 浮置電極，所述浮置電極在與所述第一部分的延伸方向大致相同的方向上延伸至比所述第 一部分的末端部分更靠近另一電極的第二部分的位置。以下，將逐一描述具體示例性實(shí)施例的細(xì)節(jié)。(第一示例性實(shí)施例)將參照?qǐng)D1A、圖1B、圖2和圖3來描述第一示例性實(shí)施例。圖IA是示出了根據(jù)本 發(fā)明第一示例性實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖IB是沿著圖IA的A-A’ 線截取的截面圖。圖2是圖1的像素的梳齒狀電極的上部端部(像素電極的第一部分3) 附近的部分的放大圖。圖3是用于描述圖2中所示的液晶的行為的圖示。以下，將遵照?qǐng)DIA和圖IB中所示的第一示例性實(shí)施例的像素的制作次序來對(duì)其 進(jìn)行詳細(xì)描述。首先，用第一金屬層(例如，250nm的Cr)在玻璃基板100上形成掃描線1、公共信 號(hào)布線12、和反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7。然后，形成柵極絕緣膜101(例如，500nm的SiNx)和薄膜半導(dǎo)體層13(例如，
9200nm/50nm的a-Si/n-a-Si)，并且對(duì)所述薄膜半導(dǎo)體層13構(gòu)圖而只留下TFT部分，所述 TFT部分被提供作為像素的切換元件。進(jìn)一步地，用第二金屬層(例如，250nm的Cr)形成 由第二金屬層制成的數(shù)據(jù)線2、TFT的源極/漏極電極30、以及像素電極部分31。然后，將TFT的源極/漏極30作為掩模來去除TFT的n-a-Si部分。之后，形成保護(hù)性絕緣膜102 (例如，600nm的SiNx)，并且形成用于連接像素電極 的通孔14和用于連接公共電極的通孔11。進(jìn)一步地，用透明電極(例如，SOnm的ΙΤ0)，在其上形成如下圖案，所述圖案由像 素電極的第一部分3、像素電極的第二部分5、公共電極的第一部分4、公共電極的第二部分 6、用于屏蔽數(shù)據(jù)線2的公共電極的第一部分8、以及像素電極的末端的伸出部分10構(gòu)成。 通過上述方法形成了 TFT陣列。制備對(duì)向玻璃基板107，在其上形成有RGB色層105和保護(hù)層104作為濾色器。以 使液晶層的厚度成為3. 5 μ m的方式，在濾色器的保護(hù)層104上提供柱狀間隔體(未示出)。在其上形成有陣列的TFT基板和濾色器基板上均涂覆并烘焙取向膜103，并且在 圖1的液晶初始取向方向9上對(duì)兩個(gè)基板進(jìn)行摩擦處理。層疊兩個(gè)基板，并將液晶109注 入到其中。對(duì)于液晶109而言，使用滿足Δη = 0.086且Δ ε =9的液晶材料，并且使其 在液晶初始取向方向9上平行取向。進(jìn)一步地，在玻璃基板100和對(duì)向玻璃基板107的外側(cè)層疊兩個(gè)偏振板106和 110，這里兩個(gè)偏振板106和110具有朝向液晶初始取向方向9定向的一個(gè)偏振軸。由此， 液晶面板能夠在未對(duì)液晶109施加電壓的狀態(tài)下獲得良好的黑顯示。進(jìn)一步地，通過驅(qū)動(dòng)掃描線1和數(shù)據(jù)線2而在像素電極的第一部分3與公共電極 的第一部分4之間施加電壓，可以施加基本上平行于基板的電場(chǎng)(橫向電場(chǎng))16。這使得能 夠通過使液晶109的液晶分子15旋轉(zhuǎn)來控制顯示。像素電極的第一部分3、公共電極的第一部分4、以及公共電極的屏蔽數(shù)據(jù)線2的 第一部分8在像素的中心附近彎曲。像素電極的第一部分3的上半部分相對(duì)于液晶初始取 向方向9順時(shí)針傾斜θ，并且像素電極的第一部分3的下半部分相對(duì)于液晶初始取向方向 9順時(shí)針傾斜-Θ。由此，在像素電極的第一部分3與公共電極的第一部分4之間，在附圖中 的像素的上半部分中施加有在從水平方向(掃描線1的延伸方向)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ的方向 上的電場(chǎng)；并且在像素電極的第一部分3與公共電極的第一部分4之間的在圖中的像素的 下半部分中施加有在從水平方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)-θ的方向上的電場(chǎng)。在本示例性實(shí)施例中， 設(shè)定θ = 15度。通過這樣的電場(chǎng)，在像素的上部部分和下部部分中，液晶分子15在彼此相反的反 向方向上旋轉(zhuǎn)。因而，液晶分子可以彼此光學(xué)補(bǔ)償，從而能夠獲得寬視角，而無灰度反轉(zhuǎn)且
無著色。公共電極的第二部分6將公共電極的第一部分4與用于屏蔽數(shù)據(jù)線2的公共電極 的第一部分8相連接，并且將它們經(jīng)由通孔11而連接至公共信號(hào)布線12。此外，公共電極 的第二部分6被形成為覆蓋掃描線1，以將其屏蔽。由此，來自掃描線1的電場(chǎng)將不會(huì)施加 影響，從而能夠確保像素的有效顯示區(qū)域較寬。用于屏蔽數(shù)據(jù)線2的公共電極的第一部分8屏蔽數(shù)據(jù)線2的電場(chǎng)，以抑制器對(duì)顯 示單元施加的影響。與此同時(shí)，公共電極的第一部分8扮演與公共電極的第一部分4相當(dāng)?shù)慕巧?，即，具有在像素電極的第一部分3與其本身之間施加橫向電場(chǎng)的功能。將參照?qǐng)D2和圖3來描述與本發(fā)明第一示例性實(shí)施例有關(guān)的主要部分。在像素電極的第一部分3的上部端部上，在以大于或等于90度至小于180度的范 圍內(nèi)的角度旋轉(zhuǎn)后的方向上形成伸出部分10，其處于通過以所述端部作為起始點(diǎn)、從像素 電極的第一部分3的延伸方向M朝向液晶初始取向方向9經(jīng)過銳角旋轉(zhuǎn)后的方向上(即， 如下的方向，以所述方向通過進(jìn)行銳角旋轉(zhuǎn)使從第一部分3的端部朝向基部的方向(圖的 左斜下方向)與液晶初始取向方向9重合)。在此情況中，使伸出部分10在與水平方向(掃 描線1的延伸方向)相同的方向上延伸，即，在從像素電極的第一部分3轉(zhuǎn)過θ +90度的角 度的方向上延伸，以便獲得最高的光利用效率。期望使像素電極的末端的伸出部分10盡可能地靠近公共電極的第一部分4形成。 在本示例性實(shí)施例中，像素電極的第一部分3與公共電極的第一部分4之間在水平方向上 的間隙被設(shè)定為10 μ m。由于諸如曝光這樣的制造工藝方面的限制，而必需使像素電極與公 共電極隔開大約6 μ m。因此，此情況中的伸出部分10從像素電極的第一部分的末端延伸出 4 μ m0根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，用于延伸伸出部分10的長度將至少為2μπι或更多，且更期望為 4ym或更多。由此，能夠使在圖中伸出部分10的上側(cè)的反向旋轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域觀中的反向電 場(chǎng)20以及在圖中伸出部分10的下側(cè)區(qū)域中的正向方向電場(chǎng)22形成得足夠強(qiáng)。因此，能夠 使液晶的取向穩(wěn)定。在其中像素電極與公共電極之間的電極間隙較窄的情況中，可以通過將公共電極 的第一部分4的形狀改變成如圖5所示的彎鉤形狀來確保伸出部分10的長度。進(jìn)一步地，形成在像素電極的第一部分3的延伸方向上延伸的反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置 電極7。反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7由第一金屬層形成，并且經(jīng)由柵極絕緣膜101和保護(hù)性絕 緣膜102而與像素電極的第一部分3電容耦合?？梢允狗聪蛐D(zhuǎn)鎖定浮置電極7到達(dá)比像素電極的第一部分3的端部更靠近公共 電極的第二部分6的位置。優(yōu)選的是，反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7與公共電極的第二部分6 不重疊。由此，反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7只與像素電極有主要電容，并且因?yàn)槠湮磁c公共電 極重疊，所以與公共電極只有小電容。由于電容耦合量的關(guān)系，其將具有與像素電極的電位 幾乎相等的電位。由此，在圖3中，反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7和像素電極的末端的伸出部分10將具 有像素電極的電位。與該區(qū)域相對(duì)的公共電極的第一部分4和第二部分6包圍的區(qū)域是用 于使液晶109的液晶分子15在圖中的順時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)的電場(chǎng)20，并且可以將此域視為反 向旋轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域觀。同時(shí)，在反向旋轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域觀的邊界外側(cè)，對(duì)應(yīng)于圖中伸出部分10的下側(cè)的區(qū)域 中，強(qiáng)電場(chǎng)22在伸出部分10與公共電極的第一部分4之間起作用。由像素電極的第一部 分(梳齒狀電極部分)3與公共電極的第一部分(梳齒狀電極部分)4之間的所期望的電場(chǎng) 16在液晶109的液晶分子15中所引起的旋轉(zhuǎn)方向(被稱作正向方向；該圖中的逆時(shí)針方 向)與由強(qiáng)電場(chǎng)22所引起的液晶109的液晶分子15的旋轉(zhuǎn)方向互相配合。因此，能夠使 液晶分子15在伸出部分10下側(cè)的區(qū)域中無擾動(dòng)地在正向方向上旋轉(zhuǎn)。此外，在對(duì)應(yīng)于反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7的圖的左側(cè)的部分中，電極7幾乎等于像素電極的電位。因而，可以在屏蔽數(shù)據(jù)線2的公共電極的第一電極部分8與公共電極的第 二部分6之間、有效地直至公共電極的第二部分6的邊緣地施加使液晶分子15在正向方向 上旋轉(zhuǎn)的有效電場(chǎng)23。以上結(jié)構(gòu)使得能夠在圖中反向旋轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域觀下側(cè)和左側(cè)的區(qū)域中引起幾近于 理想的正向方向旋轉(zhuǎn)，從而能夠提高光利用效率。此外，經(jīng)證實(shí)，通過圖19-21中所示的結(jié)構(gòu)引起的現(xiàn)象能夠得到完全抑制，即，在 反向旋轉(zhuǎn)域與正常域之間產(chǎn)生的暗區(qū)域(邊界域)變大以及其位置變得不穩(wěn)定這樣的現(xiàn)象 能夠得到完全抑制。因而，能夠獲得如下一種結(jié)構(gòu)，通過該結(jié)構(gòu)，因?yàn)榉聪蛐D(zhuǎn)鎖定區(qū)域是 穩(wěn)定的，所以即使在諸如手指按壓這樣的外部壓力被施加在顯示器表面上時(shí)，在釋放外部 壓力之后，也根本不會(huì)產(chǎn)生任何手指按壓痕跡等。此外，用相同層形成像素電極和公共電極。這樣，通過用透明導(dǎo)電性膜形成像素電 極的第一部分3和公共電極的第一部分4，在兩個(gè)電極上通過的光都可以得到利用。因而， 在光利用效率方面具有優(yōu)點(diǎn)。通過用相同層形成像素電極和公共電極，只需要對(duì)透明導(dǎo)電 性膜進(jìn)行一次形成處理。因此，可以簡(jiǎn)化制造步驟。同時(shí)，為了用相同層形成像素電極和公共電極，必需使像素電極的第一部分3與 公共電極的第二部分6隔開指定距離。在本示例性實(shí)施例中，兩個(gè)電極都用ITO形成且同 時(shí)隔開6 μ m。在這一點(diǎn)上，對(duì)于圖4中所示的在日本專利申請(qǐng)No. 2008-188243中提出的技術(shù)而 言，除了 6μπι以外，還需要基本上平行于被分成兩個(gè)分支的電極的梳齒的延伸方向延伸的 長度(基本上等于電極之間的間隙)。這樣，兩個(gè)分支的分叉點(diǎn)將與公共電極的連接部分 (第二部分)隔開大約10-16 μ m，從而使反向旋轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域27的面積增大。此反向旋轉(zhuǎn)鎖 定區(qū)域27可以通過利用液晶分子15的旋轉(zhuǎn)來利用光。然而，與施加有正向方向電場(chǎng)的區(qū) 域的下側(cè)和左側(cè)相比，施加電場(chǎng)的效率稍低，從而透射比稍微劣化。此外，在圖4的上側(cè)延伸的、形成在兩分支電極的左上方的區(qū)域18與電極的端部 隔開。因而，電場(chǎng)21較弱，從而液晶的液晶分子不能充分旋轉(zhuǎn)。因此，不能獲得大的光透射 比。同時(shí)，在應(yīng)用本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的情況中，像素電極的第一部分3的端 部?jī)H僅需要與公共電極的第二部分6隔開6 μ m。這樣，可以更小的尺寸來制作反向旋轉(zhuǎn)鎖 定區(qū)域觀。因此，可以確保在正向方向上旋轉(zhuǎn)的、在伸出部分10下側(cè)的正常域的區(qū)域更寬。此外，可以使具有與像素電極的電位幾乎相等的電位的反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7 到達(dá)極其靠近公共電極的第二部分6的位置。因此，可以在屏蔽數(shù)據(jù)線2的公共電極的第 一部分8與公共電極的第二部分6之間、有效地直至公共電極的第二部分6的邊緣地施加 使液晶分子15在正向方向上旋轉(zhuǎn)的有效電場(chǎng)23。因而，與日本專利申請(qǐng)No. 2008-188243 的情況不同，沒有產(chǎn)生諸如區(qū)域18這樣的區(qū)域。因此，能夠提高在反向旋轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域外側(cè) 的光利用效率。通過以上所描述的，第一示例性實(shí)施例能夠獲得優(yōu)良的光利用效率，甚至比在日 本專利申請(qǐng)No. 2008-188243的情況中還要好。在第一示例性實(shí)施例中，通過延伸至像素電極的第一部分3來直線地形成反向旋 轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7。然而，并非必需以直線形式。如圖6所示，還可以沿著像素電極的伸出部分10在反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7中形成伸出部分7a。此外，如圖7所示，通過使反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7的伸出部分7a沿著像素電極 的伸出部分10延伸而處在伸出部分10上，可以將伸出部分7a形成為更靠近公共電極的第 一部分4。在此情況中，由第一金屬層形成的反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7的臺(tái)階垂直地緊靠摩 擦方向，使得取向控制變得更加困難。然而，存在電場(chǎng)的控制變得穩(wěn)定這樣的優(yōu)點(diǎn)。此外，雖然在第一示例性實(shí)施例中反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7被形成為不與公共電 極的第二部分6重疊，但也可以通過對(duì)與取向中的發(fā)散度(divergence)有關(guān)的裕度等加以 考慮，而采用如圖8所示兩者稍微互重疊的結(jié)構(gòu)。在此情況中，期望反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極 7與公共電極的第二部分6的重疊區(qū)域與其與像素電極的重疊區(qū)域相比足夠小，從而使反 向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7幾乎等于像素電極的電位。此外，雖然在第一示例性實(shí)施例中是成直線地沿著像素電極的第一部分3的延伸 方向而形成反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7的，但也可以使反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7在端部處彎 曲，或者可以使延伸的部分在與像素電極的第一部分3的延伸方向稍微不同的方向上延 伸。在此情況中，能夠穩(wěn)定地形成反向旋轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域觀，并且能夠適當(dāng)?shù)卦谄渫鈧?cè)形成正向 方向旋轉(zhuǎn)區(qū)域。然而，當(dāng)反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7在沿著像素電極的第一部分3的方向上 延伸時(shí)，可以獲得最大的光利用效率。即使在將反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7形成為與像素電 極的第一部分3的延伸方向偏離時(shí)，也期望其處于相對(duì)于在液晶初始取向方向9與像素電 極的第一部分3的延伸部分之間形成的角度θ的士2 θ內(nèi)。由此，能夠穩(wěn)定地鎖定反向旋 轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域觀。此外，雖然在第一示例性實(shí)施例中，像素電極的第一部分3和像素電極的末端的 伸出部分10被彎曲成曲折(zigzag)形狀，但這些部分也可以如圖10所示以曲線方式彎 曲。在此情況中，也對(duì)反向旋轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域觀的鎖定效果無影響。此外，雖然在第一示例性實(shí)施例中，未將像素電極的第一部分3延伸至比像素電 極的第一部分的末端的延伸部分10更靠近公共電極的第二部分6的位置，但也可以采用在 其中，像素電極的第一部分3的末端部分3a沿著反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7被稍微拉出的結(jié) 構(gòu)。此外，雖然參照其中在由像素電極的第一部分3、公共電極的第一部分4、以及公 共電極的第二部分6在三側(cè)包圍的區(qū)域中、反向旋轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域觀由像素電極的第一部分的 末端的伸出部分10和反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7鎖定的情況來描述第一示例性實(shí)施例，但同 樣可以在由像素電極在三側(cè)包圍的公共電極的第一部分的末端部分的區(qū)域中實(shí)施。(第二示例性實(shí)施例)將參照?qǐng)D12、圖13和圖14來描述本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例。圖12示出了根據(jù) 本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的結(jié)構(gòu)的平面圖。圖13是圖12的像素的 梳齒狀電極的上部端部(像素電極的第一部分幻附近的部分的放大圖。圖14是用于描述 圖13中所示的液晶的行為的圖示。根據(jù)圖12中所示的本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的像素是通過與第一示例性實(shí)施例 的過程相同的過程而制成的。雖然在第一示例性實(shí)施例中像素電極的第一部分3、公共電極 的第一部分4、和屏蔽數(shù)據(jù)線2的公共電極的第一部分8在像素的中心被彎曲，但在第二示 例性實(shí)施例中，像素電極的第一部分3、公共電極的第一部分4、和屏蔽數(shù)據(jù)線2的公共電極的第一部分8在像素的中心未被彎曲，而是成直線地形成。液晶初始取向方向9被設(shè)定為從像素電極的第一部分3的延伸方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)過15 度的方向，并且使液晶分子在該方向上平行取向。將參照?qǐng)D13來描述與本發(fā)明第二實(shí)施例有關(guān)的主要部分。在像素電極的第一部分3的上部端部上，在以大于或等于90度至小于180度的范 圍內(nèi)的角度旋轉(zhuǎn)后的方向上形成像素電極的末端的伸出部分10，其處于通過以所述端部作 為起始點(diǎn)、從像素電極的第一部分3的延伸方向朝向液晶初始取向方向9進(jìn)行銳角旋轉(zhuǎn)后 的方向上(即，如下的方向，以該方向通過銳角旋轉(zhuǎn)使從第一部分3的端部朝向基部的方向 (圖的向下方向)與液晶初始取向方向9重合)。在此情況中，使伸出部分10在與水平方 向(掃描線的延伸方向)相同的方向上延伸，即，在從像素電極的第一部分3轉(zhuǎn)過90度的 角度的方向上延伸，以便獲得最高的光利用效率。進(jìn)一步地，形成在像素電極的第一部分3的延伸方向上延伸的反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置 電極7。反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7由第一金屬層形成，并且經(jīng)由柵極絕緣膜101和保護(hù)性絕 緣膜102而與像素電極的第一部分3電容耦合?？梢允狗聪蛐D(zhuǎn)鎖定浮置電極7到達(dá)比像素電極的第一部分3的端部更靠近公共 電極的第二部分6的位置。所期望的是，反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7與公共電極的第二部分6 不重疊。由此，反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7只與像素電極有主要電容，并且因?yàn)槠湮磁c公共電 極重疊，所以與公共電極只有小電容。因此，其將具有與像素電極的電位幾乎相等的電位。由此，如圖14所示，反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7和像素電極的末端的伸出部分10將 具有像素電極的電位。與該區(qū)域相對(duì)的公共電極的第一部分4和公共電極的第二部分6包 圍的區(qū)域是用于使液晶109的液晶分子15在圖中的順時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)的電場(chǎng)，并且可以將 此域視為反向旋轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域觀。同時(shí)，在反向旋轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域觀的邊界外側(cè)，對(duì)應(yīng)于圖中伸出部分10的下側(cè)的區(qū)域 中，強(qiáng)電場(chǎng)22在伸出部分10與公共電極的第一部分4之間起作用。由像素電極的第一部 分(梳齒狀電極部分)3與公共電極的第一部分(梳齒狀電極部分)4之間的所期望的電場(chǎng) 16所引起的旋轉(zhuǎn)方向(被稱作正向方向；該圖中的逆時(shí)針方向)與由強(qiáng)電場(chǎng)22所引起的 液晶109的旋轉(zhuǎn)方向互相配合。因此，能夠使液晶分子15在伸出部分10下側(cè)的區(qū)域中無 擾動(dòng)地在正向方向上旋轉(zhuǎn)。此外，在對(duì)應(yīng)于反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電極7的圖的左側(cè)的部分中，電極7幾乎等于像 素電極的電位。因而，可以在屏蔽數(shù)據(jù)線2的公共電極的第一部分8與公共電極的第二部 分6之間、有效地直至公共電極的第二部分6的邊緣地施加使液晶分子15在正向方向上旋 轉(zhuǎn)的有效電場(chǎng)23。以上結(jié)構(gòu)使得能夠在圖中反向旋轉(zhuǎn)鎖定區(qū)域觀下側(cè)和左側(cè)的區(qū)域中引起幾近于 理想的正向方向旋轉(zhuǎn)，從而能夠提高光利用效率。此外，經(jīng)證實(shí)，通過圖19-21中所示的結(jié)構(gòu)引起的現(xiàn)象能夠得到完全抑制，即，在 反向旋轉(zhuǎn)域與正常域之間產(chǎn)生的暗區(qū)域(邊界域)變大以及其位置變得不穩(wěn)定這樣的現(xiàn)象 能夠得到完全抑制。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)如下一種結(jié)構(gòu)，通過該結(jié)構(gòu)，因?yàn)榉聪蛐D(zhuǎn)鎖定區(qū)域是 穩(wěn)定的，所以即使在諸如手指按壓這樣的外部壓力被施加在顯示器表面上時(shí)，在釋放外部 壓力之后，也根本不會(huì)產(chǎn)生任何手指按壓痕跡等。
如上所述，對(duì)于應(yīng)用本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例而言，取向變得穩(wěn)定并且能夠獲 得較高的光利用效率。(第三示例性實(shí)施例)將參照?qǐng)D15來描述本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例。圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明第三 示例性實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的結(jié)構(gòu)的平面圖。第三示例性實(shí)施例與第一示例性實(shí)施例的不同在于，在像素電極的第一部分3、公 共電極的第一部分4、以及屏蔽數(shù)據(jù)線2的公共電極的第一部分8的彎曲部分中形成有浮置 的域穩(wěn)定電極25，所述浮置的域穩(wěn)定電極25被重疊在所述彎曲部分上以電容耦合。由此， 使得其中在像素電極的上部部分和下部部分上劃分液晶的旋轉(zhuǎn)方向的狀態(tài)更加穩(wěn)定，并且 形成在像素電極的第一部分3的端部中的反向旋轉(zhuǎn)鎖定結(jié)構(gòu)能夠更加穩(wěn)定地起作用。(第四示例性實(shí)施例)將參照?qǐng)D16來描述本發(fā)明的第四示例性實(shí)施例。圖16是示出了根據(jù)本發(fā)明第四 示例性實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的結(jié)構(gòu)的平面圖第四示例性實(shí)施例與第一示例性實(shí)施例的不同在于，省去了用于連接公共電極的 通孔11。這使得能夠使由第二金屬層形成的像素電極部分31更寬，并且能夠?qū)⒂糜陂_口部 的用于形成通孔11所需的區(qū)域加以保留。因此，能夠進(jìn)一步提高光利用效率。(第五示例性實(shí)施例)將參照?qǐng)D17來描述本發(fā)明的第五示例性實(shí)施例。圖17是示出了根據(jù)本發(fā)明第五 示例性實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的結(jié)構(gòu)的平面圖。第五示例性實(shí)施例與第四示例性實(shí)施例的不同之處如下所示。即是說，第五示例 性實(shí)施例被構(gòu)造成形成柵極存儲(chǔ)器，其形成由第二金屬層形成的像素電極部分32，以與 掃描線重疊，所述掃描線不是與像素相鄰的兩條掃描線1中執(zhí)行切換的那一條；并且形成 連接像素電極的第二通孔33，以經(jīng)由像素電極的第一部分3而與由第二金屬層形成的像素 電極部分31相連接。此外，為了形成連接部分，公共電極的第二部分6被形成為未整個(gè)覆 蓋掃描線1，而是挖出第二通孔33，用于連接像素電極和與其相連接的ITO像素電極部分。經(jīng)由柵極絕緣膜，在柵極存儲(chǔ)器與掃描線1之間形成存儲(chǔ)電容(柵極存儲(chǔ)器)，其 中，所述柵極存儲(chǔ)器形成由第二金屬層形成的像素電極部分32。此外，在柵極存儲(chǔ)器與形成 在其上的公共電極的第二部分6之間也形成有電容，其中，所述柵極存儲(chǔ)器形成由第二金 屬層形成的像素電極部分32。這使得能夠減小在由第二金屬層形成的像素電極31與公共 信號(hào)布線12之間所形成的存儲(chǔ)電容，從而能夠減小該部分的面積。因此，能夠進(jìn)一步擴(kuò)大 顯示區(qū)域的面積。(第六示例性實(shí)施例)將參照?qǐng)D18來描述本發(fā)明的第六示例性實(shí)施例。圖18是示出了根據(jù)本發(fā)明第六 示例性實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的結(jié)構(gòu)的平面圖。第六示例性實(shí)施例與第五示例性實(shí)施例的不同在于，通過進(jìn)一步對(duì)圖案進(jìn)行挖 取，形成公共電極的第二部分6，從而使與柵極存儲(chǔ)器重疊的部分盡可能地減小，其中，所述 柵極存儲(chǔ)器形成由第二金屬層形成的像素電極部分32。在如第五和第六示例性實(shí)施例那樣在像素內(nèi)未形成接觸孔電極的情況中，所必需 的是，從形成在顯示裝置四側(cè)的公共電極的總線，例如在顯示單元外側(cè)的布線引線部分中，
15只利用在像素內(nèi)由ITO電極所形成的矩陣中連成的網(wǎng)絡(luò)，來供應(yīng)每個(gè)像素的ITO的公共電 極電位。一般而言，與用于第一和第二金屬層的諸如Cr這樣的布線金屬等相比，ITO電極 表現(xiàn)出較高的電阻。因而，存在這樣的可能性，即，由于與數(shù)據(jù)線的耦合等而引起的延遲而 使得ITO的公共電極電位在寫入操作完成之后可能不會(huì)達(dá)到指定公共電極電位。在此情況中，作為研究的結(jié)果，假定在像素內(nèi)在像素電極與ITO公共電極之間所 形成的電容為Cl，且像素電極與掃描線1之間的電容與像素電極與公共信號(hào)布線12之間 的電容之和為C2，發(fā)現(xiàn)偏差A(yù)Vf與偏差A(yù)Veff之間具有下列關(guān)系，其中，所述偏差A(yù)Vf 是ITO公共電極電位在像素的寫入操作結(jié)束那一刻與指定公共電極電位的偏差，所述偏差 AVeff是與自寫入操作結(jié)束起的一個(gè)幀內(nèi)在像素電極與公共電極之間的有效電壓的時(shí)間 平均值中不存在延遲時(shí)的理想的有效電壓之間的偏差。Δ Veff = Δ Vf · Cl/(C1+C2)作為數(shù)次研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)當(dāng)滿足Cl/(C1+C2) < 1/5時(shí)ITO的延遲影響變?yōu)樵陲@ 示方面幾乎不會(huì)存在任何問題的程度，并且在實(shí)際使用中，當(dāng)滿足C1/(C1+C2) < 1/3時(shí)就 幾乎不存在任何問題了。考慮到上述事實(shí)，第六示例性實(shí)施例與第五示例性實(shí)施例的不同在于，進(jìn)一步對(duì) 圖案進(jìn)行挖取，從而使公共電極的第二部分6與柵極存儲(chǔ)器的重疊部分盡可能地減小，并 且將其定義為C1/(C1+C2) = 1/4，其中，所述柵極存儲(chǔ)器形成由第二金屬層形成的像素電 極部分32。這使得能夠?qū)⒂捎贗TO的電阻而引起的延遲的影響抑制到在實(shí)際使用中幾乎不 存在任何問題的程度。應(yīng)予以注意的是，本發(fā)明并不僅限于以上的示例性實(shí)施例的描繪。還可以適當(dāng)?shù)?對(duì)結(jié)構(gòu)、版圖、形狀等進(jìn)行修改和變化，只要在梳齒狀電極的末端部分中提供被彎向梳齒狀 電極的延伸方向的伸出部分以及沿著梳齒狀電極的延伸方向延伸的反向旋轉(zhuǎn)鎖定浮置電 極即可。以上披露的全部或部分示例性實(shí)施例可以按照下列補(bǔ)充注釋來描述，但不限于這 些補(bǔ)充注釋(補(bǔ)充注釋1)一種橫向電場(chǎng)模式的液晶顯示裝置，其通過施加在像素電極與公共電極之間的與 基板基本上平行的橫向電場(chǎng)而使平行取向的液晶分子旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行顯示，其中像素電極和 公共電極被形成在相同層上，并且像素電極和公共電極具有基本上互相平行地交替延伸的 梳齒狀第一部分；在像素電極或公共電極中的第一部分的末端部分中存在至少一個(gè)區(qū)域， 所述一個(gè)區(qū)域由像素電極和公共電極當(dāng)中的另一電極的第一部分中的兩個(gè)和連接所述兩 個(gè)第一部分的第二部分在三側(cè)包圍；并且至少在所述一個(gè)區(qū)域中，存在與第一部分的末端 部分相連接的伸出部分，所述伸出部分在通過以第一部分的末端部分作為旋轉(zhuǎn)中心、朝向 下述方向、以大于或等于90度至小于180度的范圍中的角度旋轉(zhuǎn)后的方向上延伸，其中所 朝向的方向是通過銳角旋轉(zhuǎn)使所述第一部分的延伸方向能夠與液晶的取向方向重合的方 向，并且還存在經(jīng)由絕緣膜而與所述第一部分的末端部分重疊的浮置電極，所述浮置電極 在與所述第一部分的延伸方向大致相同的方向上延伸至比所述第一部分的末端部分更靠 近另一電極的第二部分的位置。
(補(bǔ)充注釋2)如補(bǔ)充注釋1所描繪的液晶顯示裝置，其中所述像素電極和所述公共電極的所 述第一部分成彎曲結(jié)構(gòu)，所述彎曲結(jié)構(gòu)包括相對(duì)于所述液晶取向方向傾斜特定角度θ的 部分，以及相對(duì)于所述液晶取向方向傾斜特定角度-θ的部分；并且所述像素電極和所述 公共電極的所述第二部分沿著與所述液晶取向方向基本上正交的方向延伸。(補(bǔ)充注釋3)如補(bǔ)充注釋1或2所描繪的液晶顯示裝置，其中所述伸出部分的延伸方向與所述 另一電極的所述第二部分基本上平行。(補(bǔ)充注釋4)如補(bǔ)充注釋1至3中任一條所描繪的液晶顯示裝置，其中所述浮置電極被形成為 與所述第一部分的所述末端部分和所述伸出部分的至少一部分重疊。(補(bǔ)充注釋5)如補(bǔ)充注釋4所描繪的液晶顯示裝置，其中所述浮置電極被延伸至比所述伸出 部分更靠近所述另一電極的所述第一部分的位置。工業(yè)適用性本發(fā)明可以被用于橫向電場(chǎng)模式的有源矩陣液晶顯示裝置以及使用液晶顯示器 作為顯示裝置的任意設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種橫向電場(chǎng)模式的液晶顯示裝置，其能夠通過施加在像素電極與公共電極之間的 與基板基本上平行的橫向電場(chǎng)旋轉(zhuǎn)平行取向的液晶來進(jìn)行顯示，其中所述像素電極和所述公共電極被形成在相同的層上，并且所述像素電極和所述公共電 極具有基本上互相平行地交替延伸的梳齒狀第一部分；在所述像素電極或所述公共電極中的所述第一部分的末端部分中存在至少一個(gè)區(qū)域， 所述一個(gè)區(qū)域由所述像素電極和所述公共電極當(dāng)中的另一電極的所述第一部分中的兩個(gè) 和連接所述兩個(gè)第一部分的第二部分在三側(cè)包圍；并且至少在所述一個(gè)區(qū)域中，存在與所述第一部分的末端部分相連接的伸出部分，所述伸 出部分在通過以所述第一部分的末端部分作為旋轉(zhuǎn)中心、朝向下述方向、以大于或等于90 度至小于180度的范圍中的角度旋轉(zhuǎn)后的方向上延伸，其中所朝向的方向是通過銳角旋轉(zhuǎn) 使所述第一部分的延伸方向能夠與液晶的取向方向重疊的方向，并且還存在經(jīng)由絕緣膜與 所述第一部分的所述末端部分重疊的浮置電極，所述浮置電極在與所述第一部分的延伸方 向大致相同的方向上延伸至比所述第一部分的所述末端部分更靠近所述另一電極的所述 第二部分的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中所述像素電極和所述公共電極的所述第一部分成彎曲結(jié)構(gòu)，所述彎曲結(jié)構(gòu)包括相對(duì)于 所述液晶取向方向傾斜特定角度θ的部分以及傾斜-θ的部分；并且所述像素電極或所述 公共電極的所述第二部分沿著與所述液晶取向方向基本上正交的方向延伸。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中所述伸出部分的延伸方向與所述另一電極的所述第二部分基本上平行。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中所述浮置電極被形成為與所述伸出部分和所述第一部分的所述末端部分的至少一部分重疊。
5.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其中所述浮置電極被延伸至比所述伸出部分更靠近所述另一電極的所述第一部分的位置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種橫向電場(chǎng)模式液晶顯示裝置。其中提供一種結(jié)構(gòu)，用于通過穩(wěn)定地控制在其中液晶分子在反向方向上旋轉(zhuǎn)的梳齒狀電極的末端部分中的域而在橫向電場(chǎng)模式的液晶顯示裝置中獲得高透射比。在橫向電場(chǎng)模式的液晶顯示裝置中，公共電極和像素電極被形成在相同層上，伸出部分被設(shè)置在與梳齒狀電極成鈍角的方向上，并且與像素電極或公共電極的梳齒狀電極的末端部中的掃描線基本上平行，浮置電極在梳齒狀電極的延伸方向上延伸，以在所述末端部與梳齒狀電極重疊，并且液晶反向旋轉(zhuǎn)鎖定結(jié)構(gòu)由梳齒狀電極的伸出部分和浮置電極形成。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK102129142SQ201110030219
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者今野隆之, 川崎拓, 西田真一 申請(qǐng)人:Nec液晶技術(shù)株式會(huì)社