專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶顯示元件和使用液晶顯示元件的圖像顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示元件和使用液晶顯示元件的圖像顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
在諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)和電視的顯示器這樣的信息和圖像顯示設(shè)備的領(lǐng)域中，近年來(lái) 液晶顯示器(LCD)分布廣泛。在液晶顯示器的技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和市場(chǎng)中，隨著像素大小的 減少，與實(shí)現(xiàn)更高清晰度和更高圖像質(zhì)量一致，液晶顯示器擴(kuò)大它們的屏幕的大小變得愈 加重要。這要求無(wú)數(shù)的小像素被排列在較寬面積的屏幕上，并且發(fā)展面向大面積屏幕的微 機(jī)械加工工藝。另一方面，為組合小圖像顯示元件(在對(duì)角方向中在大小上數(shù)英寸或者一英寸或者 更小的液晶顯示元件)和放大并且投射圖像的光學(xué)系統(tǒng)的圖像顯示設(shè)備的投影儀也變得越 來(lái)越流行。投影儀不僅在辦公室中用于演示而且在家中用于諸如家庭影院這樣的娛樂(lè)。在液 晶顯示器中，增加液晶顯示元件的屏幕的大小同時(shí)保持高清晰度圖像導(dǎo)致成本增加，然而被 應(yīng)用于投影儀的液晶顯示元件能夠具有小的屏幕并且因此就在成本方面是相當(dāng)有利的。當(dāng)小圖像顯示元件中的圖像被轉(zhuǎn)換為高清晰度圖像時(shí)，許多的像素被排列在固有 地小的屏幕區(qū)域中，這要求使一個(gè)像素的大小更小。即，問(wèn)題是怎樣減少一個(gè)像素的大小。 既然隨著半導(dǎo)體微機(jī)械加工技術(shù)的進(jìn)步實(shí)現(xiàn)了更小的像素，能夠解決此問(wèn)題。此外，要求為電器、精密設(shè)備以及視頻設(shè)備節(jié)省空間并且節(jié)省功率。關(guān)于投影儀， 尤其便攜式投影儀成為關(guān)注的重點(diǎn)。因此，發(fā)展的趨勢(shì)能夠在投影儀的重量和大小中減少。 與三板彩色投影儀相比較單板彩色投影儀特別地具有結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的光學(xué)系統(tǒng)，并且因此 適合于在大小和重量上減少(日本專(zhuān)利特開(kāi)No. 2000-137220)。然而，單板彩色液晶投影儀中的圖像顯示元件的單位像素具有其中多個(gè)點(diǎn)(dot) 和著色層被排列在各個(gè)點(diǎn)中的構(gòu)造。如上所述，存在其中制造具有更高清晰度的像素的趨 勢(shì)。然而，不能使諸如驅(qū)動(dòng)液晶以調(diào)制光的切換元件和輔助電容器這樣的電路/電子電路 與像素的高清晰度成比例地變小。這是因?yàn)槭褂梦C(jī)械加工技術(shù)在諸如半導(dǎo)體基板或者玻 璃基板這樣的基板上制造輔助電容器和切換元件，但是由于對(duì)半導(dǎo)體工藝的限制，限制能 夠?qū)崿F(xiàn)的線寬。此外，即使微機(jī)械加工在技術(shù)上是可能的，鑒于資本投資等等，可能由于成 本相關(guān)問(wèn)題很難實(shí)現(xiàn)微機(jī)械加工。結(jié)果，一個(gè)點(diǎn)中切換元件的面積的比例增加并且它的開(kāi) 口率減少。此外，存在諸如由著色層中的光吸收引起的光透射率(transmittance)的惡化、 由通過(guò)著色層中的光吸收產(chǎn)生的熱引起的色度惡化、圖像質(zhì)量降低問(wèn)題以及可靠性問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供液晶顯示元件和使用此液晶顯示元件的顯示設(shè)備，其能夠解決其中當(dāng)液晶顯示元件的像素被實(shí)現(xiàn)為高清晰度像素時(shí)光利用效率降低的問(wèn)題。本發(fā)明的液晶顯示元件包括第一基板，該第一基板至少包括被層壓在一起的多個(gè)像素電極和切換元件；和第二基板，該第二基板跨過(guò)液晶層面向第一基板，至少包括被層壓 在一起的公共電極和著色層。在第一基板上，多條柵極線被平行地排列并且被均勻地間隔， 多條數(shù)據(jù)線在與柵極線垂直的方向中被平行地排列并且均勻地間隔，并且通過(guò)由柵極線和 數(shù)據(jù)線圍繞的區(qū)域形成一個(gè)點(diǎn)。此外，該點(diǎn)包括第一開(kāi)口，該第一開(kāi)口至少具有被設(shè)置在 柵極線和數(shù)據(jù)線之間的交叉處的切換元件和經(jīng)由切換元件設(shè)置的第一像素電極；和第二開(kāi) 口，該第二開(kāi)口至少具有第二像素電極和控制電極。此外，第一開(kāi)口中與光透射率中的變化 相關(guān)的閾值電壓不同于第二開(kāi)口中與光透射率中的變化相關(guān)的閾值電壓。結(jié)合示出本發(fā)明的示例的附圖，根據(jù)下述描述，本發(fā)明的以上和其它目的、優(yōu)點(diǎn)和 特征將會(huì)變得明顯。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第一示例性實(shí)施例并且是示出液晶顯示 元件的點(diǎn)(重復(fù)單元)構(gòu)造的頂視圖的示意圖；圖2是示出在圖1的A-A’方向中的液晶顯示元件的橫截面的示意圖；圖3是示出在圖1中的第一基板側(cè)上的液晶顯示元件的點(diǎn)布局的平面圖的示意 圖；圖4是示出圖1中的液晶顯示元件的點(diǎn)的等效電路的圖；圖5是示出圖1中的液晶顯示元件的像素(重復(fù)單元)的構(gòu)造的平面圖的示意 圖；圖6是示出圖1中的液晶顯示元件的電壓-透射率特性的曲線圖；圖7是示出圖1中的液晶顯示元件的點(diǎn)的另一等效電路的圖；圖8是示出圖1中的液晶顯示元件的點(diǎn)的另一等效電路的圖；圖9是示出由根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第二示例性實(shí)施例的由點(diǎn)組成的像 素的頂視圖的示意圖；圖10是示出在圖9的B-B’方向中的液晶顯示元件的橫截面的示意圖；圖11是示出圖10中的第一基板側(cè)上的液晶顯示元件的點(diǎn)布局的平面圖的示意 圖；圖12是示出在圖9中的C-C'方向中的液晶顯示元件的橫截面的示意圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第三示例性實(shí)施例的點(diǎn)的橫截面的示 意圖；圖14是示出圖13中的液晶顯示元件的電壓-透射率特性的曲線圖；圖15是示出第一基板側(cè)上的點(diǎn)布局的平面圖的示意圖，該平面圖示出本發(fā)明的 液晶顯示元件的第四示例性實(shí)施例；圖16是示出圖15中的D-D’方向中的液晶顯示元件的橫截面的示意圖；圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第五示例性實(shí)施例的點(diǎn)的橫截面的示 意圖；圖18是示出圖17中的液晶顯示元件的等效電路的圖19是示出根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第六示例性實(shí)施例的點(diǎn)的橫截面的示意圖20是示出在圖19中的A-A’方向中的液晶顯示元件的橫截面的示意圖；圖21是根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第七示例性實(shí)施例的點(diǎn)的示意性構(gòu)造圖；圖22是示出在圖21中的A-A’方向中的液晶顯示元件的橫截面的示意圖；以及圖23是使用根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的顯示設(shè)備的示例的投影儀的示意性構(gòu) 造圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將會(huì)參考附圖解釋本發(fā)明的示例性實(shí)施例。具有相同功能的組件被分 配相同的附圖標(biāo)記并且可以省略其描述。[示例性實(shí)施例1]將會(huì)描述根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第一示例性實(shí)施例。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第一示例性實(shí)施例并且是示出點(diǎn)構(gòu)造的 頂視圖的示意圖，并且圖2是示出在圖1的A-A’方向中的橫截面的示意圖。在液晶顯示元件中，一個(gè)像素是由多個(gè)點(diǎn)(通常三個(gè)點(diǎn)；紅、綠以及藍(lán))形成并且 液晶顯示面板是由多個(gè)像素形成。將會(huì)描述以一個(gè)點(diǎn)作為示例的情況。如圖1中所示，一個(gè)點(diǎn)14是由開(kāi)口 29和是光屏蔽區(qū)域的黑色矩陣61組成，該開(kāi) 口 29是由被設(shè)置有具有高光透射率的區(qū)域(在下文中，被稱(chēng)為“高透射率區(qū)域”)27的第一 開(kāi)口 25和被設(shè)置有著色區(qū)域28的第二開(kāi)口 26組成。此外，如圖2中所示，液晶層12被設(shè)置在第一基板21和第二基板22之間。在第 一基板21中，第一像素電極31、第二像素電極32和由切換元件組成的薄膜晶體管(在下文 中被稱(chēng)為“TFT”)39被形成在第一透明基板23的液晶層12側(cè)的表面上。此外，在第二基 板22中，用紅色、綠色、以及藍(lán)色等等著色的著色層62和黑色矩陣61在液晶層12側(cè)被設(shè) 置在第二透明基板24上，并且透明電極被作為諸如以預(yù)定形狀構(gòu)圖的ITO(氧化銦錫)這 樣的公共電極33而設(shè)置在其上。沒(méi)有著色層62被設(shè)置在第二開(kāi)口 26中。通過(guò)這樣做，形 成作為高透射率區(qū)域27的非著色區(qū)域。基于需要設(shè)置的取向?qū)記](méi)有被示出。第一像素電極31、第二像素電極32以及公共電極33分別被設(shè)置在點(diǎn)14中。通過(guò) 被電連接至柵極線48(在圖3中示出被電連接至附圖中的柵極電極47的柵極線48)的柵 極電極47來(lái)操作TFT 39以選擇第一像素電極31 (或者第二像素電極32)，將電壓施加在第 一像素電極31 (或者第二像素電極32)和公共電極33之間以控制液晶取向并且從而顯示 圖像。本示例性實(shí)施例的高透射率區(qū)域27沒(méi)有必要是如上所述的完全的非著色區(qū)域并 且僅需要具有比著色區(qū)域28高的光透射率。例如，可以通過(guò)使用著色層62覆蓋整個(gè)第二 基板22而設(shè)置高透射率區(qū)域27，同時(shí)在第二開(kāi)口 25中部分地設(shè)置通孔或者部分地使著色 層62較薄以增加光透射率。這減少由在高透射率區(qū)域27中的諸如顏料和色料這樣的著色 成分引起的光吸收并且允許從背光源入射的光有效地透射并且從而與著色區(qū)域28相比較 增加光透射效率。圖3是示出根據(jù)本示例性實(shí)施例的液晶顯示元件的第一基板21側(cè)的點(diǎn)布局的平面圖的示意圖，并且圖4示出根據(jù)本示例性實(shí)施例的液晶顯示元件的點(diǎn)的等效電路圖。如圖3中所示，在其中TFT 39形成的第一基板21中，一個(gè)點(diǎn)14是由通過(guò)在水平 方向中延伸的多條柵極線48和在垂直方向中延伸的多條數(shù)據(jù)線49圍繞的區(qū)域構(gòu)成。此 點(diǎn) 14被設(shè)置有TFT 39、第一像素電極31、第二像素電極32、控制電極34、公共電極33、存儲(chǔ)電 容器電極35以及公共電容線50。如圖2、圖3以及圖4中所示，在第一像素電極31中，存儲(chǔ)電容器電極35、控制電 極34、以及TFT 39的源極電極46被電連接。當(dāng)?shù)谝幌袼仉姌O31、控制電極34以及存儲(chǔ)電 容器電極35具有相同的電勢(shì)時(shí)，第一存儲(chǔ)電容Cstl形成在控制電極34和公共電容線50 之間和存儲(chǔ)電容器電極35和公共電容線50之間。此外，第一液晶電容Clcl經(jīng)由液晶層12 形成在被布置在是對(duì)向基板的第二基板22上的公共電極33和第一像素電極31之間。另一方面，第二像素電極32處于電浮空(electrically floating)狀態(tài)并且經(jīng)由 控制電極34和第三保護(hù)絕緣膜43形成耦合電容Ce。此外，第二存儲(chǔ)電容Cst2形成在第二 像素電極32和公共電容線50之間。此外，第二液晶電容Clc2經(jīng)由液晶層12形成在第二 像素電極32和公共電極33之間。點(diǎn)14的兩個(gè)開(kāi)口 25和26是由具有不同的光透射率的高透射率區(qū)域27和著色區(qū) 域28組成。被電連接至TFT 39的第一像素電極31被布置在高透射率區(qū)域27。形成耦合 電容Cc的第二像素電極32和控制電極34被布置在著色區(qū)域28中。使用諸如每個(gè)電極的大小、厚度以及每個(gè)絕緣膜的材料(介電參數(shù))這樣的參數(shù) 能夠?qū)⒌诙鎯?chǔ)電容Cst2、第一存儲(chǔ)電容Cstl以及耦合電容Cc的各自電容的大小設(shè)置為 所想要的值。通過(guò)控制電極34和第二像素電極32之間的耦合電容Ce、第二像素電極32和公共 電容線50之間的附加電容Cst2、以及液晶電容Clc2的比率來(lái)確定被施加給第一像素電極 31的電壓Vl和被施加給第二像素電極32的電壓V2之間的像素電極電壓比率V1/V2。在 這里，當(dāng)假定公共電容線50的電壓是與公共電極33相同的電壓時(shí)，通過(guò)下面的表達(dá)式能夠 確定上述像素電極電壓比率V1/V2。[表達(dá)式1]像素電極電壓比率V1/V2 = (Clc2+Cc+Cst2)/Cc因此，由于被施加給第一像素電極31和第二像素電極32的電壓中的差，不同的電 壓被施加給各自的區(qū)域27和28的液晶分子。這使區(qū)域27和28中的電壓-透射率特性 (V-T特性)改變并且在與第一像素電極31的光透射率中的變化相關(guān)的閾值電壓Vthl和與 第二像素電極32的光透射率中的變化相關(guān)的閾值電壓Vth2之間產(chǎn)生差。主要因?yàn)樵诘谝?開(kāi)口 25中不存在的耦合電容Cc形成在第二開(kāi)口 26中，所以產(chǎn)生與光透射率中的變化相關(guān) 的閾值電壓中的差。根據(jù)表達(dá)式1，保持Vl > V2的關(guān)系并且被施加給第二像素電極32的 電壓V2相對(duì)地小于被施加給第一像素電極31的電壓VI。因此，在與第一像素電極31的光 透射率中的變化相關(guān)的閾值電壓Vthl和與第二像素電極32的光透射率中的變化相關(guān)的閾 值電壓Vth2之間保持下述關(guān)系。[表達(dá)式2]Vthl < Vth2因此，盡管稍后將會(huì)描述詳細(xì)情況，但是本示例性實(shí)施例的液晶顯示元件能夠獲得如圖6中所示的電壓-透射率特性(V-T特性)。假定水平軸示出TFT 39的源極電極46 的電壓并且垂直軸示出透射率，Vth2移位到Vthl的右邊(高電壓側(cè))。光透射率是第一開(kāi) 口 25的高透射率區(qū)域27 (與第一像素電極31相對(duì)應(yīng))的透射率和第二開(kāi)口 26的著色區(qū) 域28 (與第二像素電極32相對(duì)應(yīng))的透射率的總和。因此，能夠在低電壓時(shí)增加液晶顯示 面板的光透射率。此外，由于Vth2移位到比Vthl高的電壓側(cè)，所以能夠設(shè)置大的中間灰階 電壓。這允許表現(xiàn)更精細(xì)的色彩。此外，由于能夠增加已經(jīng)穿過(guò)著色區(qū)域28的光的亮度并 且減少已經(jīng)穿過(guò)高透射率區(qū)域27的光的亮度，所以能夠減少來(lái)自于高透射率區(qū)域27的無(wú) 色的光的色彩深度的惡化。將會(huì)更加詳細(xì)地描述本示例性實(shí)施例的第一基板21和第二基板22。首先將會(huì)描述第一基板21。如圖2和圖3中所示，TFT 39具有其中柵極電極47 被布置在比源極電極46和漏極電極45高的位置處的頂柵結(jié)構(gòu)。非晶硅或者多晶硅能夠用 于有源層(半導(dǎo)體層)40并且使用自對(duì)準(zhǔn)技術(shù)能夠形成有源層40。使用CVD (化學(xué)氣相沉積)方法等等將島狀半導(dǎo)體層40形成在由玻璃制成的第一 透明基板23上。第一保護(hù)絕緣膜41被形成在半導(dǎo)體層40上，柵極電極47被形成在其上 并且第二保護(hù)絕緣膜42進(jìn)一步被形成在其上。源極電極46和漏極電極45形成在第二保護(hù)絕緣膜42上。此外，源極電極46和 漏極電極45，以及半導(dǎo)體層40的源極-漏極區(qū)域經(jīng)由第一接觸孔37被連接在一起。柵極 電極47的下部是半導(dǎo)體層40的溝道區(qū)域。第三保護(hù)絕緣膜43形成在漏極電極45和源極電極46的整個(gè)表面的上方。第三 保護(hù)絕緣膜43被設(shè)置有第二接觸孔38。漏極電極45被連接至數(shù)據(jù)線49，并且源極電極46 經(jīng)由第二接觸孔38被連接至第一像素電極31。TFT 39被設(shè)置有柵極電極47、漏極電極45以及源極電極46，并且為是掃描線的柵 極線48與是視頻信號(hào)線的數(shù)據(jù)線49之間的交叉的附近中的每個(gè)點(diǎn)設(shè)置了 TFT 39。柵極電 極47被電連接至柵極線48 ；漏極電極45被連接至數(shù)據(jù)線49 ；并且源極電極46被連接至第 一像素電極31。在TFT 39的附近，使用第一保護(hù)絕緣膜41覆蓋半導(dǎo)體層40并且通過(guò)第二保護(hù)絕 緣膜42保護(hù)柵極電極47。此外，氮化硅等等能夠用于保護(hù)絕緣膜41和42。第一像素電極31和第二像素電極32是由透明電極構(gòu)成并且諸如ITO這樣的材料 可以被使用。此外，由于第一像素電極31和第二像素電極32形成相同的層中，所以第一像 素電極31和第二像素電極32能夠形成為單片。第一像素電極31被電連接至TFT 39的源極電極46并且第一像素電極經(jīng)由第二 接觸孔38被電連接至控制電極34?？刂齐姌O34與TFT的源極電極46還能夠形成為單片。鉻的金屬膜等等能夠用于柵極線48、源極電極46、漏極電極45以及公共電容線 50。此外，公共電容線50與柵極線48還能夠形成為單片。本示例性實(shí)施例采用設(shè)置有用于將電容 添加到第二像素電極32的公共電容線50 的構(gòu)造。然而，如果使用第二像素電極32和控制電極34之間的耦合電容Cc以及第二像素 電極32和公共電極33之間的液晶電容Clc2能夠獲得被施加給第一像素電極31的電壓Vl 和被施加給第二像素電極32的電壓V2之間的必要的電勢(shì)差，那么不需要設(shè)置公共電容線 50。
此外，根據(jù)本示例性實(shí)施例，當(dāng)柵極線48被選擇時(shí)，信號(hào)電壓被經(jīng)由TFT 39從數(shù)據(jù)線49寫(xiě)入被連接至源極電極46的控制電極34和第一像素電極31。在這樣的情況下，基 于耦合電容Ce、存儲(chǔ)電容Cst2以及液晶電容Clc2的電容比率將浮空條件下的第二像素電 極32的電勢(shì)確定為控制電極34和公共電容線50之間的預(yù)定電勢(shì)。公共電容線50可以被 構(gòu)造為使其具有與例如第二基板22上的公共電極33相同的電勢(shì)或者可以被連接至前述的 柵極線48等等。第一像素電極31 (或者第二像素電極32)和控制電極34之間的第三保護(hù)絕緣膜 43可以是有機(jī)材料為基礎(chǔ)的保護(hù)絕緣膜或者優(yōu)選是具有平坦表面的效果的膜。此外，能夠 通過(guò)采用具有被層壓在一起的氮化物膜和有機(jī)膜的構(gòu)造改進(jìn)可靠性、絕緣屬性以及平坦。此外，形成在存儲(chǔ)電容線50和第二像素電極32之間的第三保護(hù)絕緣膜43可以是 由不同于形成在柵極線48和數(shù)據(jù)線49的上方的層中的保護(hù)絕緣膜42的材料制成。形成 在存儲(chǔ)電容線50和第二像素電極32之間的第三保護(hù)絕緣膜43優(yōu)選由對(duì)可視光透明的材 料制成，具有大的介電常數(shù)，允許薄膜構(gòu)造并且具有平坦屬性。被布置在柵極線48和數(shù)據(jù) 線49的上方的層中的保護(hù)絕緣膜42優(yōu)選由對(duì)可視光透明的材料制成，具有低介電常數(shù)，允 許薄膜構(gòu)造并且具有平坦屬性。這增加形成在第二像素電極32中的電容耦合Cc并且能夠 同時(shí)減少數(shù)據(jù)線49和柵極線48的寄生電容。接下來(lái)，將會(huì)使用圖2描述第二基板22。如圖2中所示，第二基板22是彩色濾光器，具有黑色矩陣61、被形成在由玻璃制 成的第二透明基板24的液晶層12側(cè)的表面上的紅色、綠色或者藍(lán)色等等的著色層62。在 第二基板22中，使用印刷方法等等將紅色、綠色或者藍(lán)色的著色層62和黑色矩陣61形成 在第二透明基板24的液晶層12側(cè)。通過(guò)濺射ITO膜被形成在其上，然后使用光刻技術(shù)將 ITO膜構(gòu)圖成所想要的形狀并且公共電極33被形成。如示例性實(shí)施例7和8中詳細(xì)地描述，對(duì)于高透射率區(qū)域27，通孔(參見(jiàn)圖2、圖 19、圖20、圖21以及圖22)能夠被設(shè)置在第二基板22的著色層62的第一開(kāi)口 25中。透明 樹(shù)脂可以被布置并且用作此通孔。此外，還可以部分地減少著色層62的厚度以提高光透射 效率。在部分地減少著色層62的厚度的技術(shù)中，還能夠在沒(méi)有增加操作步驟的情況下減少 高透射率區(qū)域27和著色區(qū)域28之間的水平(level)的差，并且從而提高顯示質(zhì)量。黑色矩陣61還可以被設(shè)置在高透射率區(qū)域27和著色區(qū)域28之間的邊界處。在 這樣的情況下，能夠屏蔽由耦合電容部的金屬布線反射的光并且減少圖像質(zhì)量惡化。優(yōu)選 地在考慮當(dāng)?shù)谝换?1和第二基板22被重疊在一起時(shí)產(chǎn)生的未對(duì)準(zhǔn)的情況下設(shè)置具有相 對(duì)較大寬度的黑色矩陣61。覆蓋層63可以被設(shè)置在第二基板22的著色層62的液晶層12側(cè)。覆蓋層63可 以平坦著色區(qū)域28的著色層62和高透射率區(qū)域27之間的水平的差，并且提高顯示質(zhì)量。 此外，柱狀間隔物可以被形成在第二基板22的液晶層12側(cè)。形成柱形間隔物允許高精確 度地調(diào)整第一基板21和第二基板22之間的間隙。此外，只要平面形狀符合圖4中的等效電路，每個(gè)組件的平面形狀不限于圖2中的 形狀。在下文中，將會(huì)描述制造方法。如上所述處理后的第一基板21和第二基板22被涂覆有摩擦劑(未示出)并且進(jìn)行摩擦。接下來(lái)，密封構(gòu)件(未示出)被線性地應(yīng)用于第一基板21并且球形間隔物(未示出)被分散在第二基板22上。然后將基板21和22粘貼在一起并且通過(guò)加熱使密封構(gòu)件 變硬。當(dāng)柱狀間隔物被形成在第二基板22上時(shí)，基板21和22可以被粘貼在一起同時(shí)沒(méi)有 分散球形間隔物。接下來(lái)，將通過(guò)密封構(gòu)件被接合在一起的第一基板21和第二基板22切 割成液晶顯示面板形狀。在切割之后，通過(guò)注射孔注射向列型液晶并且然后使用光硬化性 樹(shù)脂密封注射孔。接下來(lái)，偏光板(未示出)被粘貼在液晶顯示面板的兩側(cè)使得它們的透射軸相互 正交，外圍驅(qū)動(dòng)電路(未示出)被附接到此并且被模塊化以完成液晶顯示元件。偏光板可 以是被集成有用于角度補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)的相位差膜的偏光板或者具有能夠增強(qiáng)背光亮度的方向 性并且能夠提高前向亮度的膜的偏光板。在本示例性實(shí)施例中，TN(扭曲向列)方案被應(yīng) 用于驅(qū)動(dòng)液晶并且常白態(tài)被設(shè)置。在下文中，將會(huì)進(jìn)一步使用下面的示例描述本示例性實(shí)施例的特點(diǎn)。圖5是示出根據(jù)本示例性實(shí)施例的液晶顯示元件的由點(diǎn)組成的像素的頂視圖的 示意圖。在單位像素13中，一個(gè)像素(重復(fù)單元)是由紅點(diǎn)92、綠點(diǎn)93以及藍(lán)點(diǎn)94的 (3X1)點(diǎn)組成。紅、綠以及藍(lán)三種顏色被應(yīng)用為三個(gè)點(diǎn)93、93以及94的著色層62。開(kāi)口 29是由包括作為著色區(qū)域28的各個(gè)著色區(qū)域64、65以及66的第二開(kāi)口 26和包括高透射 率區(qū)域27的第一開(kāi)口 25組成。根據(jù)本示例，對(duì)于具有Illym寬度和Illym高度的單位 像素13，一個(gè)點(diǎn)14是由通過(guò)將單位像素13劃分為相等的部分而獲得的具有37 μ m寬度和 Ilium高度的矩形構(gòu)成。各個(gè)彩色點(diǎn)14按照紅點(diǎn)92 —綠點(diǎn)93 —藍(lán)點(diǎn)94的順序被周期性 地排列在與點(diǎn)14的長(zhǎng)側(cè)垂直的方向中。為了方便起見(jiàn)，XY正交坐標(biāo)系被設(shè)置如下。在其中點(diǎn)被排列的方向中，假設(shè)紅點(diǎn) 92—綠點(diǎn)93—藍(lán)點(diǎn)94的方向是+X方向并且相反的方向是-X方向。+X方向和-X方向一 般被稱(chēng)為“X軸方向”。另一方面，假設(shè)每個(gè)點(diǎn)14的數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度方向被稱(chēng)為“Y軸方向”。在本示例的液晶顯示元件中，單位像素的大小是如上所述的ΙΙΙμπι寬ΧΙΙΙμπι 高并且液晶顯示元件形成具有寬480X高600的顯示像素的VGA(視頻圖形陣列)。被組合 的著色區(qū)域28和高透射率區(qū)域27的開(kāi)口率是55. 9%。每個(gè)點(diǎn)14的著色區(qū)域28與高透 射率區(qū)域27的面積比是7 3。因此，著色區(qū)域28的開(kāi)口率是39. 13%并且高透射率區(qū)域 27的開(kāi)口率是16. 77%。此外，假設(shè)液晶電容Clc2的電容值是50 μ F，存儲(chǔ)電容Cst2的電容值是100 μ F， 耦合電容Cc的電容值是150yF，液晶電容Clcl的電容值是15 μ F，并且存儲(chǔ)電容Cstl的 電容值是75yF。因此，根據(jù)表達(dá)式1，(像素電極電壓比率V1/V2) =1/2。因此，第一像素 電極31的電勢(shì)的電壓的1/2被施加給第二像素電極32。在本實(shí)施例的液晶顯示元件中，當(dāng)調(diào)整灰階(Y調(diào)整)時(shí)，白色顯示(255/255灰 階)被設(shè)置為IV并且中間灰階被設(shè)置為2到5V。根據(jù)上述構(gòu)造，基于各個(gè)材料的物理屬性值使用模擬器計(jì)算光透射率。結(jié)果，液晶 層12中的光透射率是81%，平行偏光板中的光透射率是40%，著色層62中的光透射率是 38%，著色區(qū)域64、65以及66的光透射率是4. 86 %，并且高透射率區(qū)域27中的光透射率 是5. 48%。在這樣的情況下，本示例的液晶顯示區(qū)域的光透射率是10.3%，其是這些光的 透射率的總值。使用本示例的材料，與其中在開(kāi)口中沒(méi)有設(shè)置高透射率區(qū)域27的現(xiàn)有技術(shù)的情況一樣，在第二基板22是由僅著色區(qū)域28組成的情況下計(jì)算示例。結(jié)果，白顯示狀態(tài) 下的液晶顯示面板的光透射率是6. 49 %。根據(jù)本示例的白顯示狀態(tài)下的液晶顯示面板的光 透射率是10.3%，這意味著，與在沒(méi)有具有任何高透射率區(qū)域27的情況下的現(xiàn)有技術(shù)的情 況相比較，能夠?qū)⒁壕э@示面板的光透射率提高1. 48倍。這增加了前向亮度和對(duì)比度，使 能夠提供具有優(yōu)秀可視性的液晶顯示面板。此外，由于能夠增加液晶顯示面板的光透射率， 所以能夠減少背光的功率消耗并且將功率保存在模塊中。此外，圖6示出使用模擬器計(jì)算的液晶顯示元件的電壓-透射率特性的曲線圖。如圖6中所示，假定水平軸(X軸)示出控制電極34的電壓并且垂直軸(Y軸)示出每個(gè)區(qū)域 27,28的光透射率，由于第一開(kāi)口 25和第二開(kāi)口 26具有被施加給液晶分子的不同電壓，所 以電壓-透射率特性(V-T特性)的與光透射率中的變化有關(guān)的閾值電壓是不同的。尤其 在本示例中，如表達(dá)式2所示，與第一開(kāi)口 25的光透射率特性相關(guān)的閾值電壓Vthl相對(duì)小 于與第二開(kāi)口 26的光透射率特性相關(guān)的閾值電壓Vth2，并且因此能夠觀察到，相對(duì)于第一 開(kāi)口 25的V-T特性曲線，第二開(kāi)口 26的V-T特性曲線沿著+X軸方向(高壓側(cè))移位。液 晶顯示面板的光透射率是包括高透射率區(qū)域27的第一開(kāi)口 25和包括著色區(qū)域28的第二 開(kāi)口 26的光透射率的總和。因此，能夠增加光透射率并且在小于Vthl的電壓下提供高亮 度。在中間灰階電壓，在第一開(kāi)口 25的光透射率變得更小。然而，由于與Vthl相比，朝著 高電勢(shì)側(cè)移位Vth2，所以能夠保持第二開(kāi)口 26中的光透射率。因此，能夠增加已經(jīng)穿過(guò)著 色區(qū)域28的光的亮度并且減少已經(jīng)穿過(guò)高透射率區(qū)域27的光的亮度。因此，能夠減少來(lái) 自于高透射率區(qū)域27的無(wú)色光的色彩深度中的減少。此外，由于中間灰階電壓能夠被設(shè)置 為寬范圍，所以還能夠表達(dá)小的色差。當(dāng)高于中間灰階電壓的電壓被施加時(shí)，光沒(méi)有從第二 開(kāi)口 26透射，并且因此能夠引起朝著低亮度的飽和度，即，顯示黑色。當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)口 25的V-T特性與第二開(kāi)口 26的V-T特性相同時(shí)，能夠在低電壓將光透 射率設(shè)置為等效于本示例的水平。然而，由于Vthl具有與Vth2相同的值，所以能夠被設(shè)置 為中間灰階電壓的電壓的范圍小，并且就在增加電壓之后，低亮度被設(shè)置，即，導(dǎo)致黑顯示。 此外，當(dāng)中間灰階被顯示時(shí)，已經(jīng)穿過(guò)第一開(kāi)口 25的高透射率區(qū)域27的光成分不能夠被分 離并且許多的無(wú)色光成分被混合在一起。這導(dǎo)致色彩深度、色度惡化以及圖像質(zhì)量惡化中 的變化。另一方面，根據(jù)本示例，能夠減少在中間灰階級(jí)下已經(jīng)穿過(guò)第一開(kāi)口 25的高透射 率區(qū)域27的光的影響，并且因此能夠提供在中間灰階級(jí)圖像質(zhì)量不降低的高質(zhì)量液晶顯 示元件。在本示例中，紅點(diǎn)92、綠點(diǎn)93以及藍(lán)點(diǎn)94被按照此順序排列在+X方向中。然而， 順序不限于此。然而，只要一個(gè)像素13是由紅、綠以及藍(lán)三種顏色的點(diǎn)92、93以及94組成 并且這些點(diǎn)被周期性地排列，任何順序都是可接受的。一個(gè)像素13還可以由具有四種或者 更多種顏色的點(diǎn)14組成。在這樣的情況下，能夠改進(jìn)更多種顏色和灰階的表現(xiàn)。此外，各自的點(diǎn)92、93以及94的高透射率區(qū)域27的面積是相同的，但是點(diǎn)92、93 以及94的高透射率區(qū)域27的面積可以是不同的。優(yōu)選關(guān)系可以是(綠點(diǎn)93) > (紅點(diǎn) 92) > (藍(lán)點(diǎn)94)。此外，高透射率區(qū)域27可以被設(shè)置在單位像素13的點(diǎn)的至少一個(gè)中并 且高透射率區(qū)域27不能被設(shè)置在紅點(diǎn)92和藍(lán)點(diǎn)94中，并且高透射率區(qū)域27僅可以被設(shè) 置在綠點(diǎn)93中。如上所述，具有高清晰度像素的液晶顯示元件能夠減少在中間灰階級(jí)的顯示惡化并且同時(shí)顯著地提高光透射率。這使地能夠提供具有高表面亮度和優(yōu)秀可視性的液晶顯示 設(shè)備。根據(jù)上述示例性實(shí)施例和示例的液晶顯示元件進(jìn)一步具有下述特點(diǎn)。
(耦合電容比率)={(耦合電容Cc)/(液晶電容Clc2)+ (存儲(chǔ)電容Cst2)}優(yōu)選 是1或者更大。此外，耦合電容比率越大，在各自的區(qū)域27和28的V-T特性中出現(xiàn)飽和 (飽和電壓)時(shí)的電壓值中的差越大，并且因此能夠更加容易地分離第一開(kāi)口 25和第二開(kāi) 口 26中的中間亮度。對(duì)于中間灰階電壓，根據(jù)灰階級(jí)的數(shù)目將從白顯示中的設(shè)定電壓Vw 到黑顯示中的設(shè)定電壓Vb的電壓分配給各個(gè)灰階級(jí)。因此，對(duì)于與中間亮度相對(duì)應(yīng)的電壓 Vm，保持Vw < Vm < Vb的關(guān)系。因此，與圖6中所示的液晶顯示元件的示例中的中間亮度 相對(duì)應(yīng)的電壓能夠被任意地設(shè)置在大約2. OV和5. OV之間。這使得能夠在具有中間灰階的 顯示中進(jìn)一步減少已經(jīng)穿過(guò)高透射率區(qū)域27的光成分的影響。在本示例中，(耦合電容比 率)=4。如圖5中所示，當(dāng)設(shè)置黑色矩陣61以覆蓋數(shù)據(jù)線49、柵極線48以及TFT 39時(shí)，特 別在液晶顯示面板外部的光強(qiáng)烈的地方能夠屏蔽從液晶顯示面板外部入射的光，并且能夠 提高明亮地方的對(duì)比度并且提供具有優(yōu)秀可視性的液晶顯示元件。此外，還可以設(shè)置黑色 矩陣61以覆蓋公共電容線50和第一像素電極31和第二像素電極32之間的邊界區(qū)域(未 示出)。這使能夠遮掩在像素電極的邊界區(qū)域中生成的向錯(cuò)(disclination)，并且從而減 少光的泄漏以及提高對(duì)比度。減少第三保護(hù)絕緣膜43的厚度允許增加每單位面積的電容，并且從而能夠減少 耦合電容部的面積并且擴(kuò)寬開(kāi)口。在控制電極34的下方的層中設(shè)置公共電容線50使得能夠獲取大的存儲(chǔ)電容，較 寬地布置開(kāi)口 29并且從而提高液晶顯示面板的光透射率。此外，能夠同時(shí)形成數(shù)據(jù)線49、漏極電極45以及控制電極34，并且進(jìn)一步同時(shí)形 成第一像素電極31和第二像素電極32，并且從而節(jié)省工藝并且實(shí)現(xiàn)成本減少。已經(jīng)描述了其中每一著色層62被設(shè)置在第二基板22側(cè)的模式，但是即使使用 COT (TFT上彩色濾光器)技術(shù)將著色層62設(shè)置在第一基板21上，效果也保持相同。迄今為止已經(jīng)描述常白模式的示例，但是同樣還應(yīng)用于常黑模式。當(dāng)應(yīng)用于常黑 模式時(shí)，第一開(kāi)口 25可以被指定為著色區(qū)域28并且第二開(kāi)口 26可以被指定為高透射率區(qū) 域27。此外，理想的是，應(yīng)用具有V-T特性的與光透射率中的變化相關(guān)的小閾值電壓的 液晶材料。應(yīng)用具有V-T特性的與光透射率中的變化相關(guān)的小的閾值電壓的液晶材料使得 能夠更加容易地設(shè)置第一開(kāi)口 25和第二開(kāi)口 26之間的飽和電壓值的大的差并且能夠?qū)崿F(xiàn) 低電壓驅(qū)動(dòng)和低功率消耗。此外，其中耦合電容Cc被形成的區(qū)域被優(yōu)選地設(shè)置在第二開(kāi)口 26中。由于第二 開(kāi)口 26包括著色層62，所以與高透射率區(qū)域27相比，第二開(kāi)口 26吸收更多的光。這能夠 顯著地減少在電容耦合區(qū)域的金屬表面上產(chǎn)生的外部光的反射。此外，對(duì)于高清晰度像素，通過(guò)將如圖1中所示的裂縫狀的通孔設(shè)置在著色層62 中而形成的非著色區(qū)域作為高透射率區(qū)域27是有效的。當(dāng)形成裂縫狀的通孔時(shí)，當(dāng)從上方 觀察液晶顯示面板時(shí)通孔具有沿著其中柵極線延伸的方向的帶狀圖案和沿著其中數(shù)據(jù)線49延伸的方向的寬帶狀圖案。由于此通孔是簡(jiǎn)單的開(kāi)口圖案，所以能夠提高工藝精確度并且減少通孔面積中的變化。由于高透射率區(qū)域27允許光容易地通過(guò)并且具有大的散熱效果，所以能夠減少 液晶顯示面板內(nèi)部的溫度。這減少由從背光光源發(fā)射的光引起的著色層62的惡化并且從 而能夠提高可靠性。盡管本示例性實(shí)施例的TFT 39被描述為具有頂柵結(jié)構(gòu)，但是TFT39還可以具有柵 極被布置在源極和漏極的下方的底柵結(jié)構(gòu)。頂柵結(jié)構(gòu)具有其中不太可能出現(xiàn)布線破損等等 的特點(diǎn)。底柵結(jié)構(gòu)允許連續(xù)地堆積多層，并且因此具有高度的膜清潔度并且具有提供優(yōu)秀 的制造穩(wěn)定性的特征。TFT 39可以是翅片(fin)型。半導(dǎo)體層還可以是非晶硅、多晶硅、氧 化物半導(dǎo)體或者有機(jī)半導(dǎo)體。當(dāng)多晶硅被使用時(shí)，存在下述優(yōu)點(diǎn)，除了顯示部之外，還能夠 將諸如柵極驅(qū)動(dòng)器、源極驅(qū)動(dòng)器、信號(hào)處理電路、以及電源電路這樣的外圍電路建造在相同 的基板上。此外，能夠選擇一個(gè)η型或者一個(gè)ρ型作為T(mén)FT 39的類(lèi)型。然而，由于電子的 遷移率比空穴大一個(gè)量級(jí)或者更多，所以η型是優(yōu)選的。接下來(lái)，將會(huì)描述根據(jù)本示例性實(shí)施例的電路構(gòu)造的修改示例。圖7示出圖4中 所示的等效電路的另一等效電路圖。顯著地不同于圖4中所示的電路構(gòu)造是，第二像素電 極被形成使得沒(méi)有處于完全浮空狀態(tài)中。即，如圖4中所示的等效電路的情況，本示例性實(shí) 施例的液晶顯示元件沒(méi)有采用浮空構(gòu)造，在等效電路中，由于某些原因電荷可被存儲(chǔ)在第 二像素電極32中。如圖7中所示，具有基本上有限的電阻值的第一耦合電阻器Rl被與耦 合電容Cc并聯(lián)地連接在第二像素電極32和控制電極34之間。例如，可以形成非晶硅等等 的半導(dǎo)體膜替代第三保護(hù)絕緣膜43。通過(guò)使用適當(dāng)?shù)碾s質(zhì)離子摻雜該半導(dǎo)體膜能夠獲得期 望的電阻值。此外，作為具有與圖7中的等效電路的構(gòu)造相類(lèi)似的效果的一個(gè)，具有有限電阻 值的第二耦合電阻器R2可以與存儲(chǔ)電容Cst2并聯(lián)地連接在一起，替代并聯(lián)地連接耦合電 阻器Rl和耦合電容Ce。在這樣的情況下，非晶硅或者P-Si等等的半導(dǎo)體膜可能被形成在 公共電容線50和第二像素電極32之間替代第三保護(hù)絕緣膜43，并且經(jīng)歷如上所述的摻雜。 為了防止顯示在被存儲(chǔ)在第二像素電極32中的電荷的影響被灼燒或者防止當(dāng)運(yùn)動(dòng)圖像被 顯示時(shí)超過(guò)液晶的響應(yīng)時(shí)間的殘余圖像出現(xiàn)，與耦合電容Cc或者存儲(chǔ)電容Cst2并聯(lián)地連 接在一起的耦合電阻器R被設(shè)置為如下的值，即，使得被存儲(chǔ)的電荷沒(méi)有被放電。根據(jù)液晶 顯示元件的使用的模式，能夠進(jìn)行設(shè)置，使得在一個(gè)幀被顯示的時(shí)段內(nèi)完成放電或者使得 數(shù)秒鐘到數(shù)分鐘的暫停之后完成放電。剩下的構(gòu)造與前述的構(gòu)造相同。圖8示出又一等效電路圖。如圖8中所示，形成第二 TFT 15使得連接第二像素電極32和公共電容線50，并且 第二 TFT 15的柵極被連接至前述的柵極線48。采用此種構(gòu)造使得當(dāng)前述的柵極線48—被 選擇，公共電容線50的電勢(shì)就被寫(xiě)入第二像素電極32，并且被存儲(chǔ)在像素電極32中的電荷 可以被放電。圖7和圖8中所示的等效電路還可應(yīng)用于稍后將會(huì)描述的示例性實(shí)施例。[示例性實(shí)施例2]將會(huì)描述根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第二示例性實(shí)施例。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第二示例性實(shí)施例的由點(diǎn)組成的像素的頂視圖的示意圖。圖10是示出在圖9中的B-B’方向中的橫截面的示意圖。圖11是示 出在圖10中的第一基板側(cè)的點(diǎn)布局的平面圖的示意圖。圖12是示出在圖9中的C-C’方 向中的橫截面的示意圖。將會(huì)省略與示例性實(shí)施例1相同的組件的描述。如圖9中所示，單位像素13是由三個(gè)點(diǎn)形成紅點(diǎn)92、藍(lán)點(diǎn)94以及綠點(diǎn)93。在本 示例性實(shí)施例中，僅在綠點(diǎn)93中，開(kāi)口 29是由第二開(kāi)口 26和第一開(kāi)關(guān)25組成。綠點(diǎn)94 和紅點(diǎn)92的開(kāi)口 29僅由一個(gè)開(kāi)口組成。綠點(diǎn)93的第二開(kāi)口 26被設(shè)置有綠色著色區(qū)域65，并且第一開(kāi)口 25被設(shè)置有薄膜 綠色著色區(qū)域67。紅點(diǎn)92的開(kāi)口 29被設(shè)置有紅色著色區(qū)域64并且藍(lán)點(diǎn)94的開(kāi)口 29被 設(shè)置有藍(lán)色著色區(qū)域66。此外，黑色矩陣61被設(shè)置在除了開(kāi)口之外的布線上。如圖10和圖11中所示，由諸如ITO這樣的透明材料制成的第一像素電極31和 TFT39的源極電極46經(jīng)由第二接觸孔38被連接在一起。第二像素電極32的部分經(jīng)由是由 氮化硅膜等等制成的第四保護(hù)絕緣膜44被形成在第一像素電極31上方的層中。S卩，耦合 電容Cc經(jīng)由第四保護(hù)絕緣膜44被形成在第一像素電極31和第二像素電極32相互重疊的 區(qū)域中。此外，第二基板22是彩色濾光器，并且黑色矩陣61、著色層62、覆蓋層63以及公 共電極33被形成在第二透明基板24的液晶層12側(cè)。包括第二像素電極32的第二開(kāi)口 26 被設(shè)置有厚膜著色層62。第一開(kāi)口 25的高透射率區(qū)域27不是完全的非著色區(qū)域。與第 一透明基板23的如下部分對(duì)應(yīng)地，S卩，該部分在第一像素電極31上并且沒(méi)有被第二像素電 極32覆蓋，與第二開(kāi)口 26的著色層62相比較具有較小的厚度和較低的顏色純度的著色層 (薄著色層)68被設(shè)置在第二透明基板24上。當(dāng)被設(shè)置在第二開(kāi)口 26中的著色層62的光 透射率與被設(shè)置在第一開(kāi)口 25的高透射率區(qū)域27中的薄著色層68相比較時(shí)，被設(shè)置在第 二開(kāi)口 26中的著色層62的光透射率較小。在本示例性實(shí)施例的示例中，高透射率區(qū)域27的薄著色層68和著色層62的顏色 是綠色。此外，黑色矩陣61被形成在第一開(kāi)口 25和第二開(kāi)口 26之間的邊界上。此黑色矩 陣61被排列在高透射率區(qū)域27的薄著色層68與著色層62之間的梯狀的部分中，并且被 設(shè)置在與第二像素電極32和第一基板21側(cè)的第一像素電極31之間的邊界線相對(duì)的位置 處。其中液晶顯示元件的構(gòu)造顯著地不同于前述的第一示例性實(shí)施例的構(gòu)造的特征 是第一像素電極31和控制電極34被聯(lián)結(jié)在一起，并且第一像素電極31和第二像素電極32 被形成在不同的層中。因此，像素電極是由電連接至TFT 39的源極電極46的第一像素電極31和在本身 和第一像素電極31之間形成電容的第二像素電極32構(gòu)成。此外，由于采用構(gòu)造使得第一開(kāi)口 25和第二開(kāi)口 26僅被設(shè)置在綠點(diǎn)93中，如從 圖12中看到的，紅點(diǎn)92和藍(lán)點(diǎn)94不具有任何高透射率區(qū)域27。此外，如圖9中所示，當(dāng)黑色矩陣61被設(shè)置在第一開(kāi)口 25和第二開(kāi)口 26之間的 邊界區(qū)域中時(shí)，能夠遮掩在第一像素電極31和第二像素電極32之間的邊界上出現(xiàn)的向錯(cuò)， 并且從而 減少光的泄漏并且有效地提高對(duì)比度。在本示例性實(shí)施例中已經(jīng)描述了僅綠點(diǎn)93被設(shè)置有第二開(kāi)口和第一開(kāi)口的構(gòu)造，如圖9中所示。然而，紅點(diǎn)92和藍(lán)點(diǎn)94還可能具有與前述綠點(diǎn)93相同的構(gòu)造。[示例性實(shí)施例3] 將會(huì)描述根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第三示例性實(shí)施例。圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第三示例性實(shí)施例的點(diǎn)的橫截面的示 意圖。圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第三示例性實(shí)施例的電壓-透射率特性 的曲線圖。將會(huì)省略具有與前述的示例性實(shí)施例中的組件相同的功能的組件的描述。本示例性實(shí)施例的液晶顯示元件是基于水平電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)方案的液晶顯示面板。公共 電極33和第一像素電極31是梳齒狀并且每個(gè)電極的梳齒平行于柵極線(未示出)而延伸。 此外，第一像素電極31和公共電極33的梳齒被交替地排列并且相互保持距離。由公共電極33和第一像素電極31夾在中間的區(qū)域?qū)?huì)被稱(chēng)為“柱狀”，一對(duì)公共 電極33和第一像素電極31將會(huì)被稱(chēng)為“電極對(duì)”并且電極之間的寬度和電極的寬度的總 和在下文中將會(huì)被稱(chēng)為“電極節(jié)距”。第一開(kāi)口 25中的像素電極31和公共電極33之間的電極間距81被構(gòu)造為大于第 二開(kāi)口 26中的第一像素電極31和公共電極33之間的電極間距82。S卩，第一開(kāi)口 25和第 二開(kāi)口 26被構(gòu)造為具有不同的像素節(jié)距。公共電極33和第一像素電極31是由ITO制成。在對(duì)向基板(第二基板)22中， 第二透明基板24被設(shè)置有著色層62以用作彩色濾光器。即使使用COT技術(shù)將著色層62 設(shè)置在第一基板23中，本發(fā)明的效果保持相同。此外，當(dāng)使用點(diǎn)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行操作時(shí)，公共電極33的電壓基本上是恒定的，并且 因此沒(méi)有驅(qū)動(dòng)公共電極33上的液晶。因此，當(dāng)采用常黑方案時(shí)，公共電極33還用作光屏蔽 層，并且因此能夠減少黑色矩陣61的區(qū)域的面積。然而，當(dāng)公共電極33是由金屬制成時(shí)， 從外部入射的強(qiáng)光的反射不能夠被忽略，并且因此公共布線的反射系數(shù)低是重要的。在第一開(kāi)口 25和第二開(kāi)口 26中，通過(guò)水平電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)液晶分子。在通過(guò)經(jīng)由柵極 線48 (參見(jiàn)圖3和圖9)提供的掃描信號(hào)選擇的并且其中經(jīng)由數(shù)據(jù)線49 (參見(jiàn)圖3和圖9) 提供的數(shù)據(jù)信號(hào)被寫(xiě)入的像素中，本示例性實(shí)施例的液晶顯示元件在公共電極33和第一 像素電極31之間產(chǎn)生與第一透明基板23平行的電場(chǎng)。然后使液晶分子的取向方向在與第 一透明基板23平行的平面內(nèi)根據(jù)電場(chǎng)旋轉(zhuǎn)以執(zhí)行預(yù)定的顯示。公共電極33和第一像素電極31被形成在第三保護(hù)絕緣膜43上。因此，通過(guò)將公 共電極33和第一像素電極31形成在相同的層上，能夠在相同步驟中使用相同的材料形成 公共電極33和第一像素電極31，并且從而提高制造效率。剩下的構(gòu)造基本上與前述的第一示例性實(shí)施例或者第二示例性實(shí)施例的相同。將會(huì)描述本示例性實(shí)施例的操作。根據(jù)水平電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)方案，通過(guò)下面的表達(dá)式能 夠表示液晶分子被驅(qū)動(dòng)的閾值電壓。[表達(dá)式3]Vc 二、π - L / d).」Kn / ε ·Αε其中L是電極間距，d是液晶盒間隙，K22是彈性常數(shù)(扭曲)，％是真空中的介電 常數(shù)并且Δ ε是介電常數(shù)各向異性。從表達(dá)式3顯然得知，閾值電壓Vc與電極間距成比例。因此，由于第一開(kāi)口 25的 電極間距81大于第二開(kāi)口 26的電極間距82，所以與第一開(kāi)口的光透射率特性相關(guān)的閾值電壓Vthl相對(duì)地大于與第二開(kāi)口的光透射率特性相關(guān)的閾值電壓Vth2。在本示例性實(shí)施例的液晶顯示元件的示例中，第一開(kāi)口 25的開(kāi)口率是28%，第二 開(kāi)口 26的開(kāi)口率是12%，著色層62的光透射率是40%并且平行的偏光板的光透射率是 44%。圖14是示出根據(jù)本示例性實(shí)施例的液晶顯示元件的電壓-透射率特性的曲線圖。在根據(jù)本示例性實(shí)施例的液晶顯示元件中，當(dāng)調(diào)整灰階(Y調(diào)整)時(shí)，白顯示(255/255灰 階)被設(shè)置為是液晶顯示面板的光透射率的峰值的4. 5V并且中間灰階被設(shè)置為0. 5到4V。 在白顯示期間，這使能夠有效地使用已經(jīng)穿過(guò)高透射率區(qū)域27的光并且提高液晶顯示面 板的前向亮度。此外，當(dāng)中間灰階被顯示時(shí)，由于較少量的光穿過(guò)高透射率區(qū)域27，所以能 夠有效地使用已經(jīng)穿過(guò)著色層62的光。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)顯示，同時(shí)將色彩深度變化或者色 度惡化減少到最小量。首先，將會(huì)描述白顯示狀態(tài)中的光透射率。當(dāng)計(jì)算其中僅使用著色區(qū)域28構(gòu)造 彩色濾光器并且同時(shí)沒(méi)有高透射率區(qū)域27的示例時(shí)，白顯示狀態(tài)中的液晶顯示面板的光 透射率是5.6%。另一方面，在本示例性實(shí)施例中，白顯示狀態(tài)中的液晶顯示面板的光透射 率是7. 8%并且液晶顯示面板的光透射率能夠被提高為在僅使用著色區(qū)域28的情況下的 1. 39倍。S卩，由于高透射率區(qū)域27允許光有效地穿過(guò)液晶顯示面板，能夠顯著地提高白顯 示狀態(tài)中的液晶顯示面板的光透射率。這允許前向亮度和對(duì)比度增加，并且因此能夠提供 具有優(yōu)秀的可視性的液晶顯示面板。此外，由于能夠增加光學(xué)液晶顯示面板的光透射率，所 以能夠減少背光的功率消耗并且減少模塊的功率消耗。在本示例性實(shí)施例中，如上所述，由于與第一開(kāi)口 25的光透射率特性相關(guān)的閾值 電壓Vthl相對(duì)地大于與第二開(kāi)口 26的光透射率特性相關(guān)的閾值電壓Vth2，所以觀察到相 對(duì)于第二開(kāi)口 26的V-T特性曲線，在+X軸方向(高壓側(cè))中移位了第一開(kāi)口 25的V-T特 性曲線。液晶顯示面板的光透射率是具有高透射率區(qū)域27的第一開(kāi)口 25和具有著色區(qū)域 28的第二開(kāi)口 26的光透射率的總和。因此，能夠增加光透射率并且在比與第一開(kāi)口 25的 光透射率中的變化相關(guān)的閾值電壓Vthl大的電壓提供高亮度。在中間灰階電壓，第一開(kāi)口 25的光透射率較小。然而，由于與第二開(kāi)口 26的光透射率中的變化相關(guān)的閾值電壓Vth2 已經(jīng)變成比與第一開(kāi)口的光透射率中的變化相關(guān)的閾值電壓Vthl低的電壓，在第二開(kāi)口 26中能夠保持光透射率。因此，能夠增加已經(jīng)穿過(guò)著色區(qū)域28的光的亮度并且減少已經(jīng)穿 過(guò)高透射率區(qū)域27的光的亮度，并且因此減少來(lái)自于高透射率區(qū)域27的無(wú)色光的色彩深 度的惡化。此外，由于中間灰階電壓能夠被設(shè)置為較寬的范圍，所以能夠表示甚至微小的色 差。如果低于中間灰階電壓的電壓被施加，那么來(lái)自于第二開(kāi)口 26的光不再穿過(guò)著色區(qū)域 28，并且因此能夠引起朝著低亮度的飽和，S卩，顯示黑色。接下來(lái)，將會(huì)描述中間灰階顯示的圖像質(zhì)量。像現(xiàn)有技術(shù)一樣，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)口 25和 第二開(kāi)口 26具有相同的V-T特性時(shí)，當(dāng)顯示中間灰階時(shí)，不能夠分離已經(jīng)穿過(guò)光透射率區(qū) 域27的光的成分，并且因此許多的無(wú)色光的成分被混合在一起，導(dǎo)致色彩深度、色度惡化 以及圖像質(zhì)量惡化中的變化。另一方面，根據(jù)本示例，本示例性實(shí)施例能夠減少通過(guò)中間灰 階已經(jīng)穿過(guò)高透射率區(qū)域27的光的影響，并且因此能夠在中間灰階級(jí)在沒(méi)有降低圖像質(zhì) 量的情況下提供高質(zhì)量的液晶顯示元件。此外，本示例性實(shí)施例的液晶顯示元件是常黑，并且由于黑顯示的質(zhì)量等效于傳統(tǒng)的液晶顯示面板的質(zhì)量，所以能夠通過(guò)提高液晶顯示面板的光透射率來(lái)提高對(duì)比度。因此，本示例性實(shí)施例的液晶顯示元件在中間灰階級(jí)能夠同時(shí)顯著地增加白顯示狀態(tài)的光透射率并且同時(shí)減少顯示惡化。本示例性實(shí)施例能夠提供具有令人滿(mǎn)意的表面亮 度和優(yōu)秀的可視性的液晶顯示元件。電極節(jié)距和列的數(shù)目(梳齒狀電極的數(shù)目)不限于本示例性實(shí)施例，但是可以根 據(jù)像素大小被設(shè)置為適當(dāng)?shù)闹?。此外，電極材料還可以是由金屬制成并且優(yōu)選地是能夠在 高清晰度下被構(gòu)圖的一種，并且尤其地，是能夠在高精確度下被構(gòu)圖的一種。在高精確度下 構(gòu)圖電極材料能夠防止相同層中的電極之間的短路并且提高產(chǎn)量。與數(shù)據(jù)線49的末端相比，公共電極33的末端被布置為更靠近第一像素電極31，并 且通過(guò)全部地覆蓋數(shù)據(jù)線49，當(dāng)從第二基板22側(cè)看時(shí)，從數(shù)據(jù)線49產(chǎn)生的電場(chǎng)從而被與第 一像素電極31屏蔽。這防止垂直串?dāng)_，通過(guò)垂直串?dāng)_，由其它像素的顯示電壓干擾顯示電 壓。公共電極33可以是由低電阻金屬形成或者通過(guò)在ITO的部分上堆積金屬層可以 具有較低的電阻。使公共電極33具有低電阻能夠減少在公共電勢(shì)的延遲并且減少信號(hào)噪 聲，并且從而能夠抑制水平串?dāng)_。電阻值被優(yōu)選地根據(jù)屏幕大小設(shè)置為適當(dāng)?shù)闹?。伴隨著水平串?dāng)_和垂直串?dāng)_的抑制，不再需要設(shè)置黑色矩陣61以防止由從數(shù)據(jù) 線49和柵極線48泄漏的電場(chǎng)引起的顯示故障。因此，僅需要形成黑色矩陣61以提高對(duì)比 度，并且能夠減少或者刪除黑色矩陣61的寬度。隨著黑色矩陣61的寬度的刪除或者減少， 能夠增加液晶顯示元件的開(kāi)口率。此外，能夠增加相對(duì)于當(dāng)?shù)谝换?1和第二基板22相 互重疊時(shí)的未對(duì)準(zhǔn)的余裕并且因此提高產(chǎn)量。此外，公共電極33可以經(jīng)由接觸孔被電連接至公共電容線50。將公共電極33連 接至公共電容線50能夠減少電阻和公共電勢(shì)(COM電勢(shì))的延遲。這能夠提供具有被減少 的閃爍或者噪聲以及優(yōu)秀的顯示質(zhì)量的液晶顯示元件。[示例性實(shí)施例4]將會(huì)描述根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第四示例性實(shí)施例。圖15是示出第一基板23側(cè)的點(diǎn)布局的平面圖的示意圖，該平面圖示出本發(fā)明的 液晶顯示元件的第四示例性實(shí)施例。圖16是示出在圖15中的D-D’方向中的橫截面的示 意圖。圖16不僅示出第一基板23而且示出對(duì)向基板(第二基板)24。本發(fā)明的第四示例 性實(shí)施例是應(yīng)用于邊緣場(chǎng)切換(FFS)方案的液晶顯示元件。此外，將會(huì)省略與前述的示例 性實(shí)施例的組件相同的組件的描述。如圖16中所示，第一像素電極31和公共電極33經(jīng)由第四保護(hù)絕緣膜44被排列 在第一開(kāi)口 25和第二開(kāi)口 26中。在第一開(kāi)口 25中，像素電極31和公共電極33沒(méi)有經(jīng)由 保護(hù)絕緣膜相互面對(duì)，并且像素電極31被插入在相鄰的公共電極33之間。此外，在第二開(kāi) 口 26中，布置像素電極31使得覆蓋第二開(kāi)口 26的整個(gè)表面并且經(jīng)由第四保護(hù)絕緣膜44 在第一像素電極31的上方布線公共電極33。如圖15和圖16中所示，第一像素電極31被電連接至TFT 39的源極電極46并且 在第四保護(hù)絕緣膜44上公共電極33被電連接至相鄰的點(diǎn)，形成柵格狀的網(wǎng)絡(luò)。剩下的構(gòu)造基本上與前述第三示例性實(shí)施例的相同。由于電極間距在第一開(kāi)口 25中大，所以被施加給液晶層12的電場(chǎng)小并且驅(qū)動(dòng)液晶的閾值電壓大。另一方面，由于在第二開(kāi)口 26中僅經(jīng)由第四保護(hù)絕緣膜44施加電場(chǎng)，所 以電場(chǎng)能夠有效地被施加給液晶并且液晶驅(qū)動(dòng)電壓的閾值小。因此，在常黑方案中，根據(jù)本示例性實(shí)施例的液晶顯示元件以與第三示例性實(shí)施 例相同的方式在白顯示狀態(tài)下能夠顯著地提高光透射率，同時(shí)減少在中間灰階級(jí)的顯示惡 化。因此，本示例性實(shí)施例能夠提供具有高表面亮度和優(yōu)秀的可視性的液晶顯示元件。[示例性實(shí)施例5] 將會(huì)描述根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第五示例性實(shí)施例。圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第五示例性實(shí)施例的點(diǎn)的橫截面的示 意圖。圖18是示出根據(jù)本發(fā)明的第五示例性實(shí)施例的液晶顯示元件的等效電路的圖。將 會(huì)省略與前述的示例性實(shí)施例的組件相同的組件的描述。本示例性實(shí)施例是TN型液晶顯示元件。如圖17中所示，第二基板22被設(shè)置有層 壓在一起的黑色矩陣61、公共電極33、著色層62以及具有平坦效果的覆蓋層63。與公共電 極33相比，著色層62被布置為更靠近液晶層12。此外，高透射率區(qū)域27被設(shè)置在第一開(kāi) 口 25中并且著色區(qū)域28被設(shè)置在第二開(kāi)口 26中，由著色層62構(gòu)成。在第一基板21中，第一像素電極31經(jīng)由是切換元件的TFT 39被電連接。形成第 一像素電極31使得在第一開(kāi)口 25和第二開(kāi)口 26上延伸，用作公共像素電極。由于第一開(kāi) 口 25和第二開(kāi)口 26中的像素電極31被形成在根據(jù)本示例性實(shí)施例的相同層中，所以像素 電極31能夠被形成單片。剩下的構(gòu)造基本上與前述的第一示例性實(shí)施例和第二示例性實(shí)施例的相同。著色層62的材料是具有介電常數(shù)的電介質(zhì)，并且因此給予公共電極33附加電容。 由于第一開(kāi)口 25不具有著色層62，所以與第一開(kāi)口 25相對(duì)應(yīng)的公共電極33的附加電容 Clcf和與第二開(kāi)口相對(duì)應(yīng)的公共電極33的附加電容C2cf具有下述關(guān)系。(第一開(kāi)口25的公共電極33的附加電容Clcf) < (第二開(kāi)口 26的公共電極33 的附加電容C2cf)因此，由于第二開(kāi)口 26中的附加電容大于第一開(kāi)口 25中的公共電極33的附加電 容，所以第二開(kāi)口 26具有比第一開(kāi)口 25大的V-T特性的與光透射率中的變化相關(guān)的閾值 電壓。這在第一開(kāi)口和第二開(kāi)口之間產(chǎn)生V-T特性中的差，并且因此能夠獲得與第一示例 性實(shí)施例相類(lèi)似的效果(參見(jiàn)圖6)。根據(jù)本示例性實(shí)施例，在沒(méi)有在第一基板21側(cè)增加像素電極的數(shù)目的情況下，能 夠獲得與第一示例性實(shí)施例相類(lèi)似的效果，并且因此提高產(chǎn)量并且實(shí)現(xiàn)成本減少。此外，本 示例性實(shí)施例僅需要形成通孔作為高透射率區(qū)域27，并且因此能夠減少工藝的數(shù)目。此外， 由于在點(diǎn)內(nèi)不需要單獨(dú)地設(shè)置用于添加耦合電容的區(qū)域，所以容易在高開(kāi)口率下進(jìn)行布局 并且能夠獲得高光透射率。此外，平坦膜可以被設(shè)置在第二基板22的液晶層12側(cè)。在本示例性實(shí)施例中，平 坦膜的介電常數(shù)優(yōu)選地小于著色層62的介電常數(shù)以有效地利用著色層62的介電常數(shù)。[示例性實(shí)施例6]將會(huì)描述根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第六示例性實(shí)施例。圖19是根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第六示例性實(shí)施例的頂視圖。圖20是示出 在圖19中的A-A’方向中的橫截面的示意圖。將會(huì)省略與前述的示例性實(shí)施例的組件相同的組件的描述。
如圖19和圖20中所示，多個(gè)小面積的通孔被分散地排列在第一開(kāi)口 25的區(qū)域內(nèi) 作為高透射率區(qū)域27。剩下的構(gòu)造基本上與前述的第一示例性實(shí)施例和第二示例性實(shí)施例相同。與前述其它的示例性實(shí)施例一樣，當(dāng)沿著其中柵極線延伸的方向通孔被形成裂縫 狀時(shí)，當(dāng)從上表面觀察液晶顯示面板時(shí)，液晶顯示面板沿著其中數(shù)據(jù)線49延伸的方向像寬 的帶狀圖案一樣出現(xiàn)。因此，已經(jīng)穿過(guò)通孔的光被觀察到像縱向的帶狀圖案一樣并且顯示 質(zhì)量被降低。然而，根據(jù)本示例性實(shí)施例，已經(jīng)穿過(guò)通孔的光通過(guò)被分散地排列的微小的通 孔分散并且發(fā)射出。這使得很難目視地識(shí)別縱向帶狀圖案，并且因此能夠提高圖像質(zhì)量。被 設(shè)置在第一開(kāi)口 25的區(qū)域內(nèi)的多個(gè)通孔的圖案可以具有任意的形狀并且可以被均勻地分 散地排列在第一開(kāi)口 25的區(qū)域內(nèi)。根據(jù)液晶顯示面板的像素大小優(yōu)選適當(dāng)?shù)卣{(diào)整通孔的 數(shù)目和面積。[示例性實(shí)施例7]將會(huì)描述根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第七示例性實(shí)施例。圖21是根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的第七示例性實(shí)施例的點(diǎn)的示意性構(gòu)造圖。 圖22是圖21中的液晶顯示元件的A-A’方向中的示意圖。將會(huì)省略與前述的示例性實(shí)施 例的組件相同的組件的描述。如圖21和圖22所示，設(shè)置在第一開(kāi)口 25中的高透射率區(qū)域27被形成為半徑r 的圓形通孔。由于沒(méi)有確定此圓形通孔具有具體的面積，所以通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整半徑r的大 小可以改變圓形通孔的面積。此外，根據(jù)背光的亮度分布可以在第一開(kāi)口 25中分布多個(gè)圓 形通孔。剩下的構(gòu)造基本上與前述的第一示例性實(shí)施例和第二示例性實(shí)施例相同。 如上所述，與著色區(qū)域28相比較，被形成在第一開(kāi)口 25中的通孔對(duì)來(lái)自于背光源 的光的透射效率是相當(dāng)?shù)拇?，并且因此顯著地出現(xiàn)透射光的不均勻。透射光的不均勻在白 顯示期間被特別突出，很有可能目視地識(shí)別背光光源的亮度中的不均勻，并且顯示質(zhì)量惡 化。尤其是在具有被附接到光導(dǎo)向面板側(cè)的白色發(fā)光二極管(LED)的側(cè)沖擊型(邊緣 光型)背光中，在白色LED的附近有可能出現(xiàn)亮度的不均勻。因此，通過(guò)在背光源的白色 LED的附近中設(shè)置通孔的小面積并且通過(guò)在遠(yuǎn)離白色LED的背光光源的中心部分中(在從 兩側(cè)沖擊的情況下)或者背光光源的白色LED的相反側(cè)上(在從一側(cè)沖擊的情況下)設(shè)置 大面積的通孔，能夠減少背光光源的不均勻并且提供具有優(yōu)秀顯示質(zhì)量的液晶顯示元件。此外，當(dāng)多個(gè)微小的通孔被設(shè)置在第一開(kāi)口 25中時(shí)，如圖19中所示，根據(jù)背光光 源的亮度不均勻使微小的通孔的數(shù)目或者其面積分布在液晶顯示面板內(nèi)同樣能夠減少亮 度不均勻。例如，根據(jù)側(cè)沖擊型背光中的LED排列，可能出現(xiàn)亮度分布(亮度不均勻)，但是 通過(guò)調(diào)整被排列在一個(gè)點(diǎn)內(nèi)的通孔的數(shù)目和面積，根據(jù)前述的背光的亮度分布能夠?qū)崿F(xiàn)用 于每個(gè)像素的優(yōu)化。減少LED附近的區(qū)域中的通孔密度和增加遠(yuǎn)離LED的區(qū)域中的通孔密 度使光幾乎不能穿過(guò)LED (背光)側(cè)上的液晶顯示面板，并且使光容易地穿過(guò)遠(yuǎn)離LED的區(qū) 域中的液晶顯示面板。這均勻化了從液晶顯示面板的表面發(fā)射的光的亮度分布。被安裝在 背光上的LED不限于白色LED，但是還可以是組合了紅、綠以及藍(lán)色LED的背光。
通孔的形狀不限于具體的形狀，但是，只要每個(gè)像素的通孔的面積具有與液晶顯 示面板的平面內(nèi)的光源的亮度不均勻相對(duì)應(yīng)的平面分布，任何形狀都是可接受的。此外，還 可以通過(guò)組合各種不同的形狀構(gòu)造通孔的形狀，并且可以根據(jù)像素布局設(shè)置通孔的形狀。 即使像素具有除了正方形之外的具體形狀，這也允許有效地排列通孔并且能夠提高開(kāi)口率。[示例性實(shí)施例8]將會(huì)描述作為使用根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的液晶顯示設(shè)備的示例的投影儀設(shè)備。圖23示出投影儀設(shè)備的示意性構(gòu)造圖，其是使用根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件的 顯示設(shè)備的示例。根據(jù)本發(fā)明的投影儀設(shè)備是使用根據(jù)上述第一示例性實(shí)施例至第七示例 性實(shí)施例的液晶顯示元件中的一個(gè)的投影儀設(shè)備。如圖23中所示，根據(jù)本發(fā)明的投影儀設(shè)備74是由光源70、凹凸透鏡71、菲涅爾透 鏡72、液晶顯示元件11以及投影透鏡73組成的單板投影儀設(shè)備。對(duì)于光源70，例如，使用鹵素?zé)簟㈦瘹鉄?、金屬鹵化物燈或者超高壓汞燈(UHE燈)。 還可以使用LED。通過(guò)凹凸透鏡71和菲涅爾透鏡72聚集從光源70發(fā)射的光，并且將其引入到液晶 顯示元件11。在這樣的情況下，液晶顯示元件11被排列使得光從液晶顯示元件11的第二 基板22側(cè)沖擊。從投影儀光源70發(fā)射的光的亮度非常強(qiáng)并且當(dāng)從投影儀光源70發(fā)射的 光被直接地照射在TFT 39上，有可能出現(xiàn)光的泄漏。在應(yīng)用于本示例性實(shí)施例的液晶顯示 元件11中，由于TFT 39被黑色矩陣61覆蓋，所以，當(dāng)光從第二基板22側(cè)沖擊時(shí)，黑色矩陣 61能夠完全地遮蔽光并且減少TFT 39的光的泄漏。通過(guò)菲涅爾透鏡72和投影透鏡73來(lái)光學(xué)地調(diào)整已經(jīng)穿過(guò)液晶顯示元件11的光， 并且從投影儀設(shè)備74發(fā)射出。從投影儀設(shè)備74發(fā)射出的光能夠被投射在屏幕上以顯示視頻。黑色矩陣61優(yōu)選是反射光的材料。通過(guò)黑色矩陣61吸收如上所述的從第二基板 22側(cè)沖擊的光使液晶顯示面板內(nèi)部的溫度增加并且導(dǎo)致液晶材料或者著色成分惡化。反射 材料用于黑色矩陣61能夠減少熱產(chǎn)生并且提高可靠性。此外，半反鏡片材(half-mirror sheet)可以被插入在黑色矩陣61與光源70之間以減少熱吸收。半反鏡片材可以與偏光元 件聯(lián)結(jié)在一起并且被布置在液晶顯示元件11的表面上。應(yīng)用具有在上述示例性實(shí)施例中描述的高光透射效率的液晶顯示元件11使得能 夠提供具有優(yōu)秀的前向亮度和對(duì)比度的投影儀設(shè)備74。此外，液晶顯示元件11的使用能夠 抑制光源的亮度，容易實(shí)現(xiàn)低功率消耗并且可適合于在小的投影儀設(shè)備中使用。與著色區(qū) 域28相比較，被設(shè)置有通孔的高透射率區(qū)域27具有較少的光吸收，并且能夠減少液晶顯示 面板中的溫度增加，并且因此能夠抑制由于色調(diào)降低引起的色度降低以及提高可靠性。根據(jù)本發(fā)明的投影儀顯示設(shè)備74的光學(xué)系統(tǒng)不限于本示例性實(shí)施例，但是，還能 夠合適地使用其它的光學(xué)系統(tǒng)，只要根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示元件11被應(yīng)用于該光學(xué)系統(tǒng)。尤其當(dāng)使用諸如鹵素?zé)?、氙氣燈或者金屬鹵化物燈這樣的點(diǎn)發(fā)光型光源70時(shí)，與 在第六示例性實(shí)施例中描述的液晶顯示元件11的情況下一樣，優(yōu)選地使用分散的多個(gè)通 孔。在前述的點(diǎn)發(fā)光型光源中，光從中心快速地發(fā)散，并且因此當(dāng)光沖擊在液晶顯示面板的平面上時(shí)平面內(nèi)的亮度分布增加。特地通過(guò)投影透鏡投影放大投影儀設(shè)備的顯示圖像，并且因此有可能相當(dāng)?shù)赝怀鰪囊壕э@示面板發(fā)射的光的亮度不均勻。因此，能夠提供與液晶 顯示元件11相結(jié)合的顯著地提高顯示質(zhì)量的投影儀設(shè)備，在液晶顯示元件11中，根據(jù)背光 源的亮度分布形成通孔。此外，液晶驅(qū)動(dòng)方案的示例包括作為水平電場(chǎng)方案的共平面切換(IPS)方案、邊 緣場(chǎng)切換(FFS)方案、高級(jí)邊緣場(chǎng)切換(AFFS)方案。另一方面，垂直取向方案的示例包括 其中多疇場(chǎng)角依賴(lài)性被減少的多疇垂直取向(MVA)方案、圖案垂直取向(PVA)方案、高級(jí)超 V(ASV)方案。此外，還可以?xún)?yōu)選地使用光學(xué)補(bǔ)償彎曲(OCB)方案、膜補(bǔ)償TN型液晶顯示面 板。本發(fā)明的液晶顯示元件適合在諸如移動(dòng)電話、PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、游戲機(jī)、數(shù)碼 相機(jī)、攝像機(jī)、以及視頻播放器這樣的便攜式終端設(shè)備的顯示元件或者諸如筆記本大小的 個(gè)人計(jì)算機(jī)、自動(dòng)提款機(jī)以及販賣(mài)機(jī)或者投影儀這樣的終端設(shè)備的顯示元件中使用。本發(fā)明能夠增加液晶顯示元件的整個(gè)面板的光透射率，并且因此能夠增加前向亮 度和對(duì)比度。此外，本發(fā)明防止圖像質(zhì)量在中間灰階級(jí)降低。雖然已經(jīng)參考示例性實(shí)施例描述并且具體地示出了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這 些實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解的是，在不脫離如通過(guò)權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范 圍和精神的情況下，可以進(jìn)行形式和內(nèi)容上的各種修改。
權(quán)利要求
一種液晶顯示元件，包括第一基板，所述第一基板至少包括被層壓在一起的多個(gè)像素電極和切換元件；第二基板，所述第二基板跨過(guò)液晶層面向所述第一基板，至少包括被層壓在一起的公共電極和著色層；以及點(diǎn)，所述點(diǎn)被設(shè)置有第一開(kāi)口，所述第一開(kāi)口至少包括由多條柵極線和多條數(shù)據(jù)線圍繞的并且被設(shè)置在所述柵極線和所述數(shù)據(jù)線之間的交叉處的所述切換元件和經(jīng)由所述切換元件設(shè)置的第一像素電極，所述多條柵極線被平行地排列在所述第一基板上并且被均勻地間隔開(kāi)，所述多條數(shù)據(jù)線被平行地排列并且被均勻地間隔開(kāi)以與所述柵極線交叉；和第二開(kāi)口，所述第二開(kāi)口至少包括第二像素電極和控制電極，所述第一開(kāi)口中與光透射率中的變化相關(guān)的閾值電壓不同于所述第二開(kāi)口中與光透射率中的變化相關(guān)的閾值電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中所述第一像素電極被連接至所述切換元 件、控制電極以及存儲(chǔ)電容器電極，所述第二像素電極跨過(guò)保護(hù)絕緣膜面對(duì)所述控制電極， 并且所述第一像素電極和所述第二像素電極被形成在相同的層中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中所述第一像素電極被連接至所述切換元 件、控制電極以及存儲(chǔ)電容器電極，所述第二像素電極跨過(guò)半導(dǎo)體膜面對(duì)所述控制電極，并 且所述第一像素電極和所述第二像素電極被形成在相同的層中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中所述第一像素電極和所述第二像素電極 是由相同的電極構(gòu)成，并且所述第二基板的所述著色層被布置得比所述公共電極更靠近所 述液晶層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中所述第二像素電極經(jīng)由保護(hù)絕緣膜被形 成在所述第一像素電極以上的層中，并且所述第二像素電極和所述第一像素電極經(jīng)由所述 保護(hù)絕緣膜部分地相互重疊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中基于扭曲向列方案驅(qū)動(dòng)所述液晶顯示元件。
7.一種液晶顯示元件，包括第一基板，所述第一基板至少包括被層壓在一起的公共電極、像素電極以及切換元件， 所述公共電極和所述像素電極具有梳齒狀，并且所述公共電極的梳齒和所述像素電極的梳 齒被交替地排列在水平方向上；第二基板，所述第二基板跨過(guò)液晶層面向所述第一基板，至少包括被層壓的著色層；以及點(diǎn)，所述點(diǎn)被設(shè)置有第一開(kāi)口，所述第一開(kāi)口至少包括由多條柵極線和多條數(shù)據(jù)線圍 繞的并且被設(shè)置在所述柵極線和所述數(shù)據(jù)線之間的交叉處的所述切換元件，所述多條柵極 線被平行地排列在所述第一基板上并且被均勻地間隔開(kāi)，所述多條數(shù)據(jù)線被平行地排列并 且被均勻地間隔開(kāi)以與所述柵極線交叉；和第二開(kāi)口，所述第一開(kāi)口中的所述公共電極和 所述像素電極之間的電極間距不同于所述第二開(kāi)口中的所述公共電極和所述像素電極之 間的電極間距，所述第一開(kāi)口中與光透射率相關(guān)的閾值電壓不同于所述第二開(kāi)口中與光透 射率相關(guān)的閾值電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶顯示元件，其中所述第一開(kāi)口中的所述公共電極和所述 像素電極之間的電極間距大于所述第二開(kāi)口中的所述公共電極和所述像素電極之間的電極間距。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶顯示元件，其中基于水平電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)方案驅(qū)動(dòng)所述液晶顯 示元件。
10.一種液晶顯示元件，包括第一基板，所述第一基板至少包括被層壓在一起的公共電極、像素電極以及切換元 件，保護(hù)絕緣膜被設(shè)置在所述像素電極和所述公共電極之間，并且所述公共電極為梳齒 狀；第二基板，所述第二基板跨過(guò)液晶層面對(duì)所述第一基板，至少包括被層壓的著色層；以及點(diǎn)，所述點(diǎn)被設(shè)置有第一開(kāi)口，所述第一開(kāi)口至少包括由多條柵極線和多條數(shù)據(jù)線圍 繞的并且被設(shè)置在所述柵極線和所述數(shù)據(jù)線之間的交叉處的所述切換元件，所述多條柵極 線被平行地排列在所述第一基板上并且被均勻地間隔開(kāi)，所述多條數(shù)據(jù)線被平行地排列并 且被均勻地間隔開(kāi)以與所述柵極線交叉；和第二開(kāi)口，所述像素電極在所述第一開(kāi)口中被插入水平方向上鄰接的所述公共電極之間，并且所 述像素電極在所述第二開(kāi)口中在所述水平方向上延伸以覆蓋所述第二開(kāi)口，并且所述第一 開(kāi)口中與光透射率中的變化相關(guān)的閾值電壓不同于所述第二開(kāi)口中與光透射率中的變化 相關(guān)的閾值電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示元件，其中所述第一開(kāi)口中的所述公共電極之間 的間距大于所述第二開(kāi)口中的所述公共電極之間的間距。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示元件，其中基于邊緣場(chǎng)切換方案驅(qū)動(dòng)所述液晶顯 示元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中所述像素電極和所述公共電極是透明 電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件，其中所述第一開(kāi)口具有其光透射率大于所 述第二開(kāi)口的所述著色層的高透射率區(qū)域。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的液晶顯示元件，其中所述第一開(kāi)口的所述高透射率區(qū)域包 括被設(shè)置在所述著色層中的通孔。
16.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示元件的圖像顯示設(shè)備。
全文摘要
提供了具有高光利用效率的液晶顯示元件和使用此液晶顯示元件的顯示設(shè)備。在本發(fā)明的液晶顯示元件中，至少包括被層壓在一起的多個(gè)像素電極(31)和(32)和切換元件(39)的第一基板(21)，和至少包括被層壓在一起的公共電極(33)和著色層(62)的第二基板跨過(guò)液晶層(12)相互面對(duì)。在第一基板(21)上多條柵極線(48)被平行地排列并且被均勻地間隔，在與柵極線(48)垂直的方向中多條數(shù)據(jù)線被平行地排列并且被均勻地間隔，并且點(diǎn)是由通過(guò)柵極線(48)和數(shù)據(jù)線圍繞的區(qū)域形成。此外，點(diǎn)包括至少具有被設(shè)置在柵極線(48)和數(shù)據(jù)線的交叉處的切換元件(39)和經(jīng)由切換元件(39)設(shè)置的第一像素電極(31)的第一開(kāi)口(25)，和至少具有第二像素電極(32)和控制電極(34)的第二開(kāi)口(26)。
文檔編號(hào)G09G3/36GK101846860SQ20101013031
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者新岡真也, 重村幸治, 金子節(jié)夫, 高取憲一 申請(qǐng)人:Nec液晶技術(shù)株式會(huì)社