專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在沿著基板面的方向施加電場(chǎng)進(jìn)行液晶的配向控制的液晶顯示裝置，該裝置能擴(kuò)大視野角，提高開(kāi)口率。
近年來(lái)，在TN模式的液晶顯示裝置中，雖然從左右方向的辨認(rèn)性較好，但是從上下方向的辨認(rèn)性差，所以，存在著視野角依存性高的問(wèn)題。為此，本申請(qǐng)人先前曾在日本專(zhuān)利申請(qǐng)1579/1995號(hào)、306276/1995號(hào)中提出了能解決該問(wèn)題的液晶顯示裝置。
上述專(zhuān)利申請(qǐng)的技術(shù)，不是在挾著液晶層的上下兩側(cè)基板上分別設(shè)置液晶驅(qū)動(dòng)用的電極，而是如圖10所示地，僅在下方基板11上設(shè)置相互分開(kāi)的不同極的2種線(xiàn)狀電極12、13，在圖10所示上方的基板10上不設(shè)置電極，通過(guò)施加電壓，可以使液晶分子36沿著兩線(xiàn)狀電極12、13之間產(chǎn)生的橫電場(chǎng)的方向(基板面方向)配向。
更具體地說(shuō)，如圖9所示，用基線(xiàn)部14將線(xiàn)狀電極12相互連接起來(lái)，形成梳齒狀電極16，用基線(xiàn)部15將線(xiàn)狀電極13相互連接起來(lái)，形成梳齒狀電極17，使兩梳齒狀電極16、17的線(xiàn)狀電極12、13交替地鄰接，配置成不接觸的嚙合狀態(tài)。將電源18和開(kāi)關(guān)元件19與基線(xiàn)部14、15連接。
另外，如圖11(a)所示，在上基板10的液晶側(cè)的面上形成配向膜，并在其上實(shí)施使液晶分子36沿β方向排列的配向處理，在下基板11的液晶側(cè)的面上形成配向膜，并在其上實(shí)施使液晶分子36沿平行于上述β方向的γ方向排列的配向處理，在基板10、基板11上分別疊置偏光板，疊置在基板10上的偏光板具有朝圖11(a)的β方向的偏光方向，疊置在基板11上的偏光板具有朝α方向的偏光方向。
根據(jù)上述構(gòu)造，在電壓未加到線(xiàn)狀電極12、13間的狀態(tài)，液晶分子36如圖11(a)、(b)所示，沿著配向膜的配向方向一律朝同方向均勻配向。在該狀態(tài)下，通過(guò)下基板11的光線(xiàn)被偏光板朝α方向偏光，原樣地通過(guò)液晶分子36的層，到達(dá)上基板10的不同偏光方向β的偏光板，被該偏光板遮斷，光線(xiàn)不透過(guò)液晶顯示裝置，所以液晶顯示元件呈暗狀態(tài)。
當(dāng)電壓加到線(xiàn)狀電極12、13間時(shí)，液晶分子之中，接近下基板11的液晶分子36的配向方向相對(duì)于線(xiàn)狀電極12的長(zhǎng)度方向垂直地變換。即，在線(xiàn)狀電極12、13產(chǎn)生的橫電場(chǎng)(基板面方向的電場(chǎng))的作用下，產(chǎn)生垂直于線(xiàn)狀電極12、13長(zhǎng)度方向的電力線(xiàn)，原先由于形成在下基板11上的配向膜的作用而長(zhǎng)度方向沿著γ方向配向的液晶分子36，在比配向膜的限制力還強(qiáng)的電場(chǎng)限制力的作用下，如圖12(a)所示地，其配向方向變換為與γ方向垂直的α方向。
因此，當(dāng)電壓加到線(xiàn)狀電極12、13之間時(shí)，如圖12(a)、(b)所示，液晶分子36呈扭轉(zhuǎn)配向。成為該狀態(tài)時(shí)，通過(guò)下基板11并朝α方向偏光的偏光光線(xiàn)，其偏光方向被扭轉(zhuǎn)的液晶分子36變換，能透過(guò)設(shè)置著與α方向不同的β方向的偏光板的上基板10，液晶顯示裝置成為亮狀態(tài)。
圖13和圖14表示將備有上述構(gòu)造線(xiàn)狀電極12、13的液晶顯示裝置用于實(shí)際的活動(dòng)矩陣液晶驅(qū)動(dòng)回路時(shí)的構(gòu)造。
圖13和圖14所示的構(gòu)造，只放大地表示了與一個(gè)象素區(qū)域?qū)?yīng)的部分，該例構(gòu)造中，在玻璃基板等的透明基板20上，分開(kāi)且平行地形成由導(dǎo)電層構(gòu)成的門(mén)電極21和線(xiàn)狀共同電極22、22，并形成覆蓋它們的門(mén)絕緣層24，在門(mén)電極21上的門(mén)絕緣層24上設(shè)置源電極27和漏電極28，該源電極27和漏電極28從兩側(cè)挾住半導(dǎo)體膜26，構(gòu)成為薄膜晶體管T。在共同電極22、22的中間上方的門(mén)絕緣膜24上，設(shè)置由導(dǎo)電層構(gòu)成的線(xiàn)狀象素電極29。
圖13表示各電極的平面構(gòu)造，組裝成矩陣狀的門(mén)配線(xiàn)30和信號(hào)配線(xiàn)31形成在透明基板20上，被門(mén)配線(xiàn)30和信號(hào)配線(xiàn)31包圍的矩形狀各區(qū)域作為象素區(qū)域，在象素區(qū)域的角落部形成由門(mén)配線(xiàn)30的一部分構(gòu)成的門(mén)電極21，象素電極29平行于信號(hào)配線(xiàn)31地通過(guò)容量電極部33連接到門(mén)電極21上面的漏電極28上，共同電極22、22平行地配置，并挾著象素電極29的兩側(cè)，平行于象素電極29。
上述共同電極22、22，在靠近門(mén)配線(xiàn)30側(cè)的端部，由連接配線(xiàn)34連接，該連接配線(xiàn)34平行于門(mén)配線(xiàn)30地設(shè)在象素區(qū)域內(nèi)；在另一側(cè)端部，由平行于門(mén)配線(xiàn)30的共同電極35連接。該共同電極35跨越多個(gè)象素區(qū)域并平行于門(mén)配線(xiàn)30，所以，對(duì)設(shè)在各象素區(qū)域的每個(gè)共同電極22、22賦與共同的電位。
在與基板20相對(duì)側(cè)的基板37上形成黑底片38，在黑底片38上的與各象素區(qū)域?qū)?yīng)的部分形成開(kāi)口38a，在基板37上設(shè)置彩色濾光片39，該彩色濾光片39占據(jù)開(kāi)口38a的位置。
在圖13和圖14所示例的構(gòu)造中，由于使橫電場(chǎng)作用，形成圖14中箭頭a所示方向的電力線(xiàn)，所以，由該橫電場(chǎng)將液晶分子36如圖14所示地配向。因此，與圖11和圖12中說(shuō)明的情形同樣地，通過(guò)液晶的配向控制，可以切換亮狀態(tài)和暗狀態(tài)。
但是，上述構(gòu)造的液晶顯示裝置，雖然具有視野角廣的優(yōu)點(diǎn)，但是存在著開(kāi)口率容易變小的問(wèn)題。
即，在圖13和圖14所示構(gòu)造中，在象素電極29與共同電極22、22之間產(chǎn)生的橫電場(chǎng)對(duì)液晶分子36進(jìn)行配向控制，但在共同電極22、22的上方區(qū)域，加在液晶分子36上的電場(chǎng)的方向是與橫電場(chǎng)不同的方向，所以，如圖10所示，液晶分子36的配向方向與象素電極29與共同電極22、22之間區(qū)域的配向方向不同。
因此，在共同電極22上方的區(qū)域可能會(huì)產(chǎn)生漏光等的問(wèn)題，為了解決該問(wèn)題，以往，如圖14所示地采取用黑底片38覆蓋的隱蔽構(gòu)造，還采取使黑底片38的開(kāi)口38a的周緣部分位于共同電極22、22的內(nèi)側(cè)緣22a以?xún)?nèi)的構(gòu)造。但是，這樣使得被黑底片38覆蓋的區(qū)域加大，作為液晶顯示裝置，不能提高開(kāi)口率。
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而作出的，其目的在于提供一種液晶顯示裝置，該裝置由橫電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)液晶，具有高視野角并能提高開(kāi)口率。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的液晶顯示裝置，其特征在于，液晶層配設(shè)在一對(duì)基板之間，在上述一方基板的相對(duì)面上，設(shè)置一個(gè)以上的象素電極和與該象素電極協(xié)同地在沿基板面的方向?qū)σ壕┘与妶?chǎng)的共同電極，象素電極和共同電極形成若干個(gè)象素區(qū)域，在另一方基板的相對(duì)面上，設(shè)置導(dǎo)電性黑底片，該黑底片具有與上述各象素區(qū)域的顯示區(qū)域?qū)?yīng)的開(kāi)口并覆蓋上述象素區(qū)域以外的非顯示區(qū)域，使上述黑底片與共同電極成為略相同電位。
另外，本發(fā)明的液晶顯示裝置，其特征在于，液晶層配設(shè)在一對(duì)基板之間，在上述一方基板的相對(duì)面上，設(shè)置一個(gè)以上的象素電極和與該象素電極協(xié)同地在沿基板面的方向?qū)σ壕┘与妶?chǎng)的共同電極，象素電極和共同電極形成若干個(gè)象素區(qū)域，在另一方基板的相對(duì)面上，設(shè)置導(dǎo)電性黑底片，該黑底片具有與上述各象素區(qū)域的顯示區(qū)域?qū)?yīng)的開(kāi)口并覆蓋上述象素區(qū)域以外的非顯示區(qū)域，在該黑底片的上方，通過(guò)絕緣膜形成至少覆蓋黑底片各開(kāi)口周緣部的導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜與共同電極為略相同電位。
由于設(shè)置在基板上的共同電極和象素電極對(duì)液晶施加橫電場(chǎng)，可通過(guò)橫電場(chǎng)的有、無(wú)進(jìn)行液晶的配向控制，從而可切換暗狀態(tài)和亮狀態(tài)。通過(guò)使黑底片與共同電極為略相同電位、或者使設(shè)在黑底片上的導(dǎo)電膜與共同電極為略相同電位，使作用于液晶分子的橫電場(chǎng)的電力線(xiàn)在共同電極附近排齊，所以，可以比以往減少共同電極附近區(qū)域的液晶的配向紊亂。比大面積地覆蓋共同電極對(duì)應(yīng)區(qū)域的以往的黑底片可加大開(kāi)口面積，提高開(kāi)口率。
上述略相同電位是在-0.5V以上、+0.5V以?xún)?nèi)的范圍。
如果共同電極與黑底片或?qū)щ娔さ碾娢徊畛^(guò)上述范圍，則作用于共同電極附近區(qū)域液晶的電力線(xiàn)的紊亂加大，容易產(chǎn)生液晶的配向紊亂，容易產(chǎn)生漏光等問(wèn)題，從而黑底片的開(kāi)口不能加大，得不到上述的提高開(kāi)口率的效果。
另外，本發(fā)明中，設(shè)置在上述一方基板上的共同電極延伸到基板端部側(cè)，設(shè)置在另一方基板上的黑底片延伸到基板端部側(cè)，在基端的端部側(cè)，上述共同電極和黑底片通過(guò)導(dǎo)電部件電氣連接。
另外，本發(fā)明中，液晶被密封部件封在一對(duì)基板之間，設(shè)置在一方基板上的共同電極延伸到基板密封部件的密封位置外方側(cè)，設(shè)置在另一方基板上的黑底片延伸到基板密封部件的密封位置外方側(cè)，在基板密封部件的外方側(cè)，上述共同電極和黑底片通過(guò)設(shè)在基板間的導(dǎo)電部件電氣連接。
通過(guò)這些構(gòu)造，將液晶密封在一對(duì)基板之間形成液晶盒時(shí)，可容易地將黑底片和共同電極二者電氣連接，可使兩者的電位略相同，可得到視野角廣、開(kāi)口率高的液晶盒。
圖1是本發(fā)明液晶顯示裝置第1實(shí)施例的截面圖。
圖2是表示第1實(shí)施例中的電極配置構(gòu)造主要部分的平面圖。
圖3是第1實(shí)施例中的黑底片與基板表面構(gòu)造的立體圖。
圖4是表示第1實(shí)施例中的基板端部接合部分構(gòu)造的截面圖。
圖5是本發(fā)明液晶顯示裝置第2實(shí)施例的截面圖。
圖6表示在液晶顯示裝置中，象素電極和共同電極產(chǎn)生的電力線(xiàn)的摸擬結(jié)果，圖6(A)是表示連接黑底片與共同電極、將兩者成為接地狀構(gòu)造的液晶顯示裝置的摸擬結(jié)果圖，圖6(B)是表示不連接黑底片與共同電極、將黑底片成為浮動(dòng)狀、將共同電極成為接地狀構(gòu)造的液晶顯示裝置的摸擬結(jié)果圖。
圖7(A)是表示連接黑底片和共同電極、將兩者成為接地狀構(gòu)造的本發(fā)明液晶顯示裝置中的漏光發(fā)生狀態(tài)檢查結(jié)果的照相模式圖，圖7(B)是表示將黑底片成為浮動(dòng)狀態(tài)、將共同電極接地的作為比較例的液晶顯示裝置中漏光發(fā)生狀態(tài)檢查結(jié)果的照相模式圖。
圖8是表示實(shí)施例的液晶顯示裝置的透過(guò)率與驅(qū)動(dòng)電壓之間關(guān)系的圖。
圖9是現(xiàn)有技術(shù)的、賦與橫電場(chǎng)方式的液晶顯示裝置的、備有線(xiàn)狀電極的基板平面圖。
圖10是表示將電壓加到圖9所示線(xiàn)狀電極上時(shí)的液晶分子配向狀態(tài)的截面圖。
圖11(a)是表示現(xiàn)有技術(shù)的、賦與橫電場(chǎng)方式的液晶顯示裝置的、暗狀態(tài)的液晶配列的圖，圖11(b)是圖11(a)的側(cè)面圖。
圖12(a)是表示現(xiàn)有技術(shù)的、賦與橫電場(chǎng)方式的液晶顯示裝置的、亮狀態(tài)的液晶配列的圖，圖12(b)是圖12(a)的側(cè)面圖。
圖13是表示賦與橫電場(chǎng)方式的液晶顯示裝置的一例的截面構(gòu)造的圖。
圖14是表示圖13所示構(gòu)造的線(xiàn)狀電極配置例的平面圖。
圖15表示設(shè)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示裝置的黑底片和共同電極為同電位時(shí)的透過(guò)率為100％時(shí)，測(cè)定黑底片與共同電極的電位差與透過(guò)率減少情形之間關(guān)系的結(jié)果。
圖16是表示本發(fā)明構(gòu)造第3實(shí)施例的圖。
圖17是表示本發(fā)明構(gòu)造第4實(shí)施例的圖。
圖18是表示本發(fā)明構(gòu)造第5實(shí)施例的圖。
下面，參照


本發(fā)明的一例。
圖1至圖4表示本發(fā)明液晶顯示裝置的主要部分，圖1中，上基板40和下基板41彼此相距預(yù)定間隔(盒間距)地平行相向配置，在基板40、41之間設(shè)有液晶層42，在基板40、41的外面?zhèn)扰渲弥獍?3、44。
這些基板40、41由玻璃等透明基板構(gòu)成，在實(shí)際構(gòu)造中，用密封件包圍基板40、41的周緣部，在基板40、41和密封件包圍的空間內(nèi)容納液晶，形成液晶層42。將基板40、41、液晶層42、偏光板43、43組合起來(lái)，構(gòu)成液晶盒45。
該實(shí)施例的構(gòu)造中，如圖2所示，在透明基板41上成矩陣狀地形成若干門(mén)配線(xiàn)50和信號(hào)配線(xiàn)51，在由門(mén)配線(xiàn)50和信號(hào)配線(xiàn)51包圍成的象素區(qū)域59內(nèi)，配置著相互平行的線(xiàn)狀電極(共同電極)53、53和線(xiàn)狀電極(象素電極)54。
更具體地說(shuō)，在基板41上以預(yù)定間隔配置著相互平行的若干門(mén)配線(xiàn)50，同時(shí)，在基板41上，沿著門(mén)配線(xiàn)50并與門(mén)配線(xiàn)50同一平面上并設(shè)著共同配線(xiàn)56，由門(mén)配線(xiàn)50和信號(hào)配線(xiàn)51包圍的各區(qū)域內(nèi)，設(shè)有從共同配線(xiàn)56垂直延伸出的2根線(xiàn)狀共同電極53、53，該2根共同電極53、53的前端部在相鄰的另一門(mén)配線(xiàn)50的附近由連接配線(xiàn)57連接，由門(mén)配線(xiàn)50和信號(hào)配線(xiàn)51包圍的各區(qū)域成為象素區(qū)域59。
在整個(gè)液晶盒45中，配置著作為液晶顯示裝置所必需的多個(gè)象素區(qū)域59，在圖1中，只表示出1個(gè)象素區(qū)域59的局部截面構(gòu)造，在圖2中，只表示出與2個(gè)相鄰象素區(qū)域59、59對(duì)應(yīng)部分的平面構(gòu)造。
如圖1所示，在基板41上形成覆蓋這些配線(xiàn)的絕緣層58，在絕緣層58上面形成各信號(hào)配線(xiàn)51，這些信號(hào)配線(xiàn)51從平面上看與上述各門(mén)配線(xiàn)50垂直而成為矩陣狀，在門(mén)配線(xiàn)50中，與信號(hào)配線(xiàn)51交叉部分的各附近部分作為門(mén)電極60，在該門(mén)電極60的絕緣層58上面，設(shè)置源電極62和漏電極63，該源電極62和漏電極63從兩側(cè)挾住半導(dǎo)體膜61，構(gòu)成薄膜晶體管(開(kāi)關(guān)元件)T1。在各象素區(qū)域59的中央部，設(shè)置與共同電極53平行的線(xiàn)狀象素電極54，在象素電極54的一端部形成容量生成部65，該容量生成部65延伸到共同配線(xiàn)56上的絕緣層58上。在象素電極54的另一端部形成容量生成部66，該容量生成部66延伸到連接配線(xiàn)57上的絕緣層58上。這些容量生成部65、66通過(guò)絕緣層58在與共同配線(xiàn)56或連接配線(xiàn)57之間生成容量，抵消液晶驅(qū)動(dòng)時(shí)的寄生容量。
上述源電極62與源配線(xiàn)51連接，漏電極63與位于連接配線(xiàn)57上的絕緣層58上的容量電極66連接，如圖1所示，它們被配向膜67覆蓋。
本例中所用的電極53、54，可以采用遮光性的金屬電極或透明電極，但在采用后述的“通常黑色型”的顯示形態(tài)時(shí)，最好用ITO(銻錫氧化物)等構(gòu)成的透明電極。
在上基板40的下面?zhèn)仍O(shè)有黑底片71，該黑底片71具有與設(shè)在下基板41側(cè)的象素區(qū)域59對(duì)應(yīng)的開(kāi)口70，各開(kāi)口70的部分被彩色濾光片72覆蓋，并且還設(shè)有覆蓋黑底片71和彩色濾光片72的配向膜73。上述黑底片71由將Cr層、或CrO層和Cr層疊置的遮光性金屬膜構(gòu)成，用于把設(shè)在下基板41側(cè)的各象素區(qū)域59之中的不顯示的部分覆蓋住。黑底片71覆蓋各象素區(qū)域59之中的、共同配線(xiàn)56及連接配線(xiàn)57、信號(hào)配線(xiàn)51及門(mén)配線(xiàn)50的部分等，并且覆蓋共同電極53的寬度方向的一部分。換言之，黑底片71的開(kāi)口70如圖2的雙點(diǎn)劃線(xiàn)所示，將各象素區(qū)域59的左右共同電極53、53挾住的區(qū)域的幾乎全部和左右共同電極53寬度方向的大部分露出。
當(dāng)液晶顯示裝置是彩色顯示時(shí)，如圖1所示，設(shè)置彩色濾光片72，該彩色濾光片72對(duì)每個(gè)象素區(qū)域59配置彩色濾光片的紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)各色，當(dāng)液晶顯示裝置不是彩色顯示時(shí)，可省略掉彩色濾光片72。
形成在基板40上的黑底片71的周緣部，如圖4所示地，延伸到設(shè)在基板40周緣部的密封液晶用的密封部件75的外部側(cè)。形成在基板41上的共同配線(xiàn)56，如圖3和圖4所示地，延伸到設(shè)在基板41周緣部的密封液晶用的密封部件75的外部側(cè)。在基板4 1的周緣部，設(shè)有與共同配線(xiàn)56連接的端子56a、56a，這些端子56a、56a如圖4所示地，由設(shè)在上下基板間的Ag糊等導(dǎo)電部件76連接，使黑底片71和共同配線(xiàn)56(共同電極53)成為同一電位(接地電位)。這里之所以要設(shè)置2個(gè)端子56a，是為了當(dāng)一個(gè)端子56a因?qū)щ姴考?6接觸不良時(shí)，可以確保另一端子56a由導(dǎo)電部件76連接。
該實(shí)施例中，黑底片71和共同配線(xiàn)56(共同電極53)連接而成為同一電位，但兩者電位不必完全相同，只要是略相同電位狀態(tài)即可。
這里所說(shuō)的略相同電位，是指黑底片71與共同電極53的電位差在-0.5V以上、+0.5V以?xún)?nèi)的范圍。
該實(shí)施例的液晶顯示裝置中，對(duì)上基板40側(cè)的配向膜73和下基板41側(cè)的配向膜67，在與共同電極53長(zhǎng)度方向基本平行的方向上實(shí)施了配向處理。
通過(guò)上述的配向處理，存在于基板40、41之間的液晶層42的液晶分子，在無(wú)電場(chǎng)作用的狀態(tài)，以其長(zhǎng)軸平行于共同電極53長(zhǎng)度方向的狀態(tài)均勻地配列著。
該實(shí)施例構(gòu)造中，上偏光板43的偏光軸的方向，朝著與共同電極53的長(zhǎng)度方向基本平行的方向(圖1中紙面厚度的方向)。下偏光板44的偏光軸的方向，朝著與共同電極53的長(zhǎng)度方向垂直的方向(圖1中的左右方向)。
本發(fā)明的上述構(gòu)造中，通過(guò)作為開(kāi)關(guān)元件的薄膜晶體管T1的動(dòng)作，將電壓加在或不加在所需象素區(qū)域59的共同電極53、53與象素電極54之間，以此切換暗狀態(tài)和亮狀態(tài)。
即，使薄膜晶體管T1動(dòng)作，將電壓加到設(shè)在所需位置象素區(qū)域59的共同電極53、53與象素電極54之間，可在圖1的橫方向施加電場(chǎng)，這樣，與圖12所示情形同樣地，可將液晶分子在上下基板之間成為扭轉(zhuǎn)狀態(tài)，得到亮狀態(tài)。
在共同電極53、53與象素電極54之間不加電壓時(shí)，可以使液晶分子與圖11所示情形同樣地，在與配向膜67、73的配向處理方向相同方向上成為均勻配向狀態(tài)，得到暗狀態(tài)。
因此，可以如上所述地進(jìn)行液晶分子的配向控制，導(dǎo)入設(shè)在基板41下側(cè)的背燈發(fā)出的光線(xiàn)，用液晶分子的配向控制狀態(tài)來(lái)遮斷或透過(guò)該背燈的光線(xiàn)，可得到暗狀態(tài)或亮狀態(tài)。該例的顯示形態(tài)是，在不進(jìn)行液晶分子的配向控制時(shí)為黑顯示，在進(jìn)行液晶分子的配向控制時(shí)是亮狀態(tài)，所以，是稱(chēng)做為“通常黑色型”的顯示形態(tài)。另外，在兩基板40、41之間，液晶分子36。被控制為朝著基板面方向呈均勻配向或者呈扭轉(zhuǎn)90°的狀態(tài)，所以，可得到透過(guò)率變動(dòng)少的高視野角的液晶顯示裝置。
該實(shí)施例的構(gòu)造中，由于黑底片71與共同電極53、53為略相同的電位，所以，與共同電極53、53對(duì)應(yīng)的區(qū)域的電力線(xiàn)的紊亂少，可以減少液晶分子的配向紊亂。即，在圖14所示構(gòu)造中，黑底片38為電氣浮動(dòng)狀態(tài)，由周?chē)碾妶?chǎng)狀況產(chǎn)生電位，這可能會(huì)變動(dòng)，通過(guò)在黑底片71上產(chǎn)生電位，可能會(huì)在與共同電極53對(duì)應(yīng)區(qū)域的液晶中產(chǎn)生配向紊亂。但是在本實(shí)施例的構(gòu)造中，由于黑底片71和共同電極53以略相同電位接地，所以，共同電極53的對(duì)應(yīng)區(qū)域的電場(chǎng)紊亂比以往減少，共同電極53的對(duì)應(yīng)區(qū)域的液晶分子36的配向控制狀態(tài)也比以往提高。結(jié)果，在共同電極53的對(duì)應(yīng)區(qū)域部分不容易產(chǎn)生漏光等問(wèn)題，可以把黑底片71的開(kāi)口70擴(kuò)大到不產(chǎn)生漏光的區(qū)域(共同電極53上方的區(qū)域)，可提高開(kāi)口率。
因此，由橫電場(chǎng)進(jìn)行液晶的配向控制，切換暗狀態(tài)和亮狀態(tài)，可減少視野角的依存性，提高開(kāi)口率。
另外，本實(shí)施例的構(gòu)造中，所述的黑底片71與共同電極53為略相同電位，是指兩者的電位差最好設(shè)定在-0.5V以上、+0.5V以?xún)?nèi)的范圍。
如果共同電極53與黑底片71的電位差超過(guò)上述范圍，則作用于共同電極53對(duì)應(yīng)區(qū)域液晶的電力線(xiàn)的紊亂加大，容易產(chǎn)生液晶分子36的配向紊亂，容易產(chǎn)生漏光等問(wèn)題，從而黑底片71的開(kāi)口70不能加大，沒(méi)有上述的提高開(kāi)口率的效果。
另外，在本實(shí)施例的構(gòu)造中，由于能減少共同電極53、53的對(duì)應(yīng)區(qū)域的液晶的配向紊亂，加大黑底片71的開(kāi)口70，提高開(kāi)口率，所以，作為液晶顯示裝置，可減低顯示最大透過(guò)率的驅(qū)動(dòng)電壓，可節(jié)省驅(qū)動(dòng)電力。
另外，設(shè)置容量電極65、66，通過(guò)絕緣層58與它們對(duì)峙地設(shè)置共同配線(xiàn)56、連接配線(xiàn)57，可在它們之間形成容量，由該容量可抵消液晶顯示裝置中產(chǎn)生的寄生容量的一部分。
圖5表示本發(fā)明第2實(shí)施例液晶顯示裝置的主要部分，圖5中，與圖1所示第1實(shí)施例液晶顯示裝置相同的部分注以相同標(biāo)號(hào)，其說(shuō)明從略。
本實(shí)施例的液晶顯示裝置中，與前述第1實(shí)施例液晶顯示裝置的不同之處是，在上基板40的下面(相對(duì)面)側(cè)，形成覆蓋黑底片71和彩色濾光片72的覆蓋涂層等的絕緣膜80，在該絕緣膜80上設(shè)置與黑底片71同一平面形狀的導(dǎo)電膜81，在導(dǎo)電膜81上設(shè)置配向膜73。
在該第2實(shí)施例的構(gòu)造中，共同電極53通過(guò)導(dǎo)電部件76′與導(dǎo)電膜81連接，共同電極53和導(dǎo)電膜81接地，兩者成略相同電位。在導(dǎo)電膜81上，形成與黑底片71的開(kāi)口70同一平面形狀的開(kāi)口82。
上述導(dǎo)電層81由Cr等遮光性金屬層形成，也可以由ITO等透明導(dǎo)電層形成。
圖5所示構(gòu)造的液晶顯示裝置中，與上述第1實(shí)施例的液晶顯示裝置同樣地，通過(guò)薄膜晶體管T1的動(dòng)作，對(duì)所需象素區(qū)域59的共同電極53、53與象素電極54之間加或不加電壓，以此切換暗狀態(tài)和亮狀態(tài)。
由于導(dǎo)電膜81與共同電極53、53能成為略相同電位，所以，共同電極53、53對(duì)應(yīng)區(qū)域的電力線(xiàn)的紊亂少，可減少液晶分子36的配向紊亂。
因此，與前述第1實(shí)施例的液晶顯示裝置同樣地，可以加大黑底片71的開(kāi)口70，由橫電場(chǎng)進(jìn)行液晶的配向控制，切換暗狀態(tài)和亮狀態(tài)，視野角的依存性少，提高開(kāi)口率。
另外，該第2實(shí)施例的液晶顯示裝置中，由于將導(dǎo)電層81比黑底片71更靠近液晶分子配置，所以，將電力線(xiàn)排齊的效果比第1實(shí)施例的構(gòu)造更好，可更加減少共同電極53對(duì)應(yīng)區(qū)域的液晶的配向紊亂。
在圖5所示實(shí)施例中，如果導(dǎo)電膜81由遮光性金屬層做成時(shí)，則也可以省略黑基板71。這時(shí)，遮光性金屬層可代替黑底片。
另外，在基板40上設(shè)置了黑底片71時(shí)，即使將導(dǎo)電膜81只設(shè)在黑底片71的開(kāi)口70的周緣部分，也能減少作用于共同電極對(duì)應(yīng)區(qū)域的液晶分子36上的電力線(xiàn)的紊亂，所以，不必將導(dǎo)電膜81做成為與黑底片71完全相同的平面形狀。把導(dǎo)電膜81做成為與黑底片71完全相同的平面形狀，雖然在設(shè)計(jì)上最容易，但將導(dǎo)電膜81做成至少與黑底片71的開(kāi)口部70周緣部分對(duì)應(yīng)的形狀即可以達(dá)到目的。
作為具體例，制造了具有圖1和圖2所示構(gòu)造回路的薄膜晶體管型液晶顯示裝置。
用2片厚度1mm的透明玻璃基板，在其中的一片基板上形成具有圖1所示線(xiàn)狀電極的薄膜晶體管回路，再在上面形成配向膜，在另一片基板上也形成配向膜，用研磨處理對(duì)配向膜實(shí)施液晶配向的配向處理，通過(guò)形成間隙用的構(gòu)件將該二片基板以預(yù)定間隔相向配置，在此狀態(tài)將液晶注入基板間的間隙內(nèi)，用密封部件接合，在基板外側(cè)配置偏光板，組裝成液晶盒。上述構(gòu)造中，在與線(xiàn)狀電極長(zhǎng)度方向平行的方向，用摩擦輥對(duì)各配向膜摩擦，進(jìn)行配向處理。
制造該裝置時(shí)，象素區(qū)域的間距方向是，橫方向(信號(hào)配線(xiàn)方向)是43μm，縱方向(門(mén)配線(xiàn)方向)是129μm，黑底片采用Cr構(gòu)成的厚度為0.3μm的片材，該黑底片上在每個(gè)象素區(qū)域形成橫27μm、縱111μm的開(kāi)口。象素電極寬度為5μm，共同電極寬度為5μm，象素電極與共同電極的間隔為10μm。
在門(mén)配線(xiàn)與信號(hào)配線(xiàn)的交叉部分附近，形成薄膜晶體管，該薄膜晶體管是由門(mén)電極和源電極挾住a-Si構(gòu)成的半導(dǎo)體膜而形成的，再用絕緣層覆蓋，再形成聚酰亞胺的配向膜，用摩擦輥進(jìn)行配向處理，形成薄膜晶體管陣列基板。然后，采用設(shè)置著黑底片和彩色濾光片和聚酰亞胺配向膜的基板，作為與上述基板相向側(cè)的基板，兩者間的間隔為4μm，用密封部件封入液晶，用Ag糊把與黑底片(該黑底片伸出到密封部件外部側(cè)的基板端部)連接的2個(gè)端子和與共同電極連接的2個(gè)端子相互連接起來(lái)，制成液晶顯示裝置。另外，在該例構(gòu)造中，黑底片和共同電極都接地。
為了比較，還制造了另一種構(gòu)造的液晶顯示裝置，即，該構(gòu)造中，不把與黑基板連接的端子和與共同電極連接的端子相互連接起來(lái)，而是使黑底片成為浮動(dòng)狀態(tài)，將共同電極接地。
上述形成的各液晶顯示裝置中，對(duì)象素電極和共同電極產(chǎn)生的電力線(xiàn)的模擬結(jié)果如圖6所示。
圖6(A)表示連接黑底片和共同電極并將兩者接地構(gòu)造的液晶顯示裝置的摸擬結(jié)果，圖6(B)表示不連接黑底片和共同電極、使黑底片成浮動(dòng)狀態(tài)、將共同電極接地構(gòu)造的液晶顯示裝置的模擬結(jié)果。
圖6(A)所示電力線(xiàn)中，電力線(xiàn)的立起部分部分R位于左右共同電極53、53的內(nèi)側(cè)端部區(qū)域P的外側(cè)，而圖6(B)所示電力線(xiàn)中，電力線(xiàn)的立起部分R′位于左右共同電極53、53的內(nèi)側(cè)端部區(qū)域P′的內(nèi)側(cè)。這意味著，得到圖6(B)所示電力線(xiàn)的構(gòu)造中，在共同電極53的內(nèi)側(cè)區(qū)域可能會(huì)發(fā)生漏光，而得到圖6(A)所示電力線(xiàn)的構(gòu)造中，在共同電極53、53的各內(nèi)側(cè)端部，不容易產(chǎn)生漏光。
圖7(A)中，是采用與前具體例同樣構(gòu)造的液晶顯示裝置，在連接黑底片和共同電極、將兩者接地構(gòu)造的本發(fā)明液晶顯示裝置中，表示漏光發(fā)生狀況檢查結(jié)果的照相模式圖。驅(qū)動(dòng)液晶顯示裝置時(shí)的門(mén)電極VG為15V，共同電極和黑底片的電壓為接地狀態(tài)的0V。
連接黑底片和共同電極、使兩者接地的構(gòu)造中，如圖7(A)所示，不發(fā)生漏光。
圖7(B)中，是在門(mén)電極VG為15V、黑底片為浮動(dòng)狀態(tài)、將共同電極接地的比較例構(gòu)造的液晶顯示裝置中，表示漏光發(fā)生狀況檢查結(jié)果的照相模式圖。該構(gòu)造中，如圖7(B)所示，產(chǎn)生了漏光。
從圖7(B)所示結(jié)果可見(jiàn)，使黑底片成為浮動(dòng)狀態(tài)、將共同電極接地的比較例構(gòu)造的液晶顯示裝置中，如果采用上述形狀的黑底片，則產(chǎn)生漏光，所以，用黑底片覆蓋隱蔽的區(qū)域必須比上述的大小更大，這樣，使液晶顯示裝置的開(kāi)口率減低。
圖8(A)和(B)，表示上述具體例構(gòu)造和比較例構(gòu)造的各液晶顯示裝置中的透過(guò)率-驅(qū)動(dòng)電壓特性。
如圖8(A)所示，本發(fā)明具體例的液晶顯示裝置的最大透過(guò)率與比較例液晶顯示裝置的最大透過(guò)率約相等，但是，表示本發(fā)明具體例液晶顯示裝置的顯示最大透過(guò)率的驅(qū)動(dòng)電壓為6.7V，而顯示比較例液晶顯示裝置的最大透過(guò)率的驅(qū)動(dòng)電壓為7.9V，在同樣透過(guò)率的情況下，本發(fā)明液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電壓比比較例液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電壓低，因此，采用本發(fā)明液晶顯示裝置可減低驅(qū)動(dòng)電壓1.2V。
設(shè)本發(fā)明液晶顯示裝置的黑底片和共同電極為同電位時(shí)的透過(guò)率為100％，測(cè)定黑底片和共同電極的電位差與透過(guò)率減少狀況的關(guān)系，其測(cè)定結(jié)果如圖15所示。
從圖15可知，當(dāng)黑底片和共同電極的電位差超過(guò)0.5V時(shí)，透過(guò)率的減少超過(guò)5％。因此，為了得到足夠的透過(guò)率，將黑底片與共同電極的電位差保持在±0.5V以?xún)?nèi)是有效的。
圖16至圖18，表示把與共同電極略相同電位的導(dǎo)電膜81只設(shè)在黑底片71上方一部分的其它實(shí)施例。
圖16所示構(gòu)造中，設(shè)置的帶狀導(dǎo)電膜81挾住與象素區(qū)域?qū)?yīng)的各開(kāi)口70的上下部分并向左右方向延伸。圖17所示構(gòu)造中，設(shè)置的帶狀導(dǎo)電膜81挾住與象素區(qū)域?qū)?yīng)的各開(kāi)口70的左右部分并向上下方向延伸。圖18所示構(gòu)造中，設(shè)置的帶狀導(dǎo)電膜81挾住與象素區(qū)域?qū)?yīng)的各開(kāi)口70的左右部分和上下部分的約一半，并朝上下方向和左右方向延伸。
這些構(gòu)造都具有與圖5所示構(gòu)造相同的效果。
如上所述，本發(fā)明的液晶顯示裝置中，由共同電極和象素電極施加平行于基板方向的橫電場(chǎng)，進(jìn)行液晶的配向控制，由于使黑底片與共同電極為略相同電位，所以，可減少作用在共同電極對(duì)應(yīng)區(qū)域液晶上的電力線(xiàn)的紊亂。這樣，可以使共同電極對(duì)應(yīng)區(qū)域的液晶用于顯示。不必用黑底片覆蓋隱蔽該共同電極對(duì)應(yīng)區(qū)域的部分，使黑底片的開(kāi)口比以往加大，所以，與將黑底片成為浮動(dòng)狀態(tài)的以往構(gòu)造相比，可以提高開(kāi)口率。
因此，用是否施加橫電場(chǎng)進(jìn)行液晶的配向控制，切換暗狀態(tài)和亮狀態(tài)，這種方式具有廣的視野角，并能提高開(kāi)口率。
另外，本實(shí)施例的構(gòu)造中，由于減少共同電極對(duì)應(yīng)區(qū)域的液晶的配向紊亂，加大黑底片的開(kāi)口，提高開(kāi)口率，所以，作為液晶顯示裝置，可減低顯示最大透過(guò)率的驅(qū)動(dòng)電壓，可以節(jié)省驅(qū)動(dòng)電力。
上述構(gòu)造，也適用于通過(guò)絕緣膜在黑底片上形成與黑底片同一形狀導(dǎo)電膜的構(gòu)造，將該導(dǎo)電膜與共同電極連接，使兩者成為略相同電位，可得到與上述構(gòu)造同樣的效果。
這里所述的略相同電位，是指黑底片與共同電極的電位差在-0.5V以上、+0.5V以?xún)?nèi)的范圍。如果兩者的電位差在此范圍內(nèi)，則能切實(shí)得到上述效果。
另外，使共同電極和黑底片或?qū)щ娔こ蔀槁韵嗤娢坏臉?gòu)造，可以是將兩者的連接端部引出到設(shè)有兩者的基板端部側(cè)，用導(dǎo)電糊等的導(dǎo)電部分連接而實(shí)現(xiàn)。這時(shí)，共同電極和黑底片或?qū)щ娔つ芮袑?shí)地成為同電位。
另外，使共同電極和黑底片或?qū)щ娔こ蔀槁韵嗤娢坏臉?gòu)造，也可以通過(guò)將共同電極和黑底片或?qū)щ娔さ囊徊糠忠龅桨岩壕芊庠诨彘g的密封部件的外部側(cè)，用導(dǎo)電糊等導(dǎo)電部件將它們連接而實(shí)現(xiàn)。這時(shí)，共同電極和黑底片或?qū)щ娔つ芮袑?shí)地成為同電位。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于，液晶層配設(shè)在一對(duì)基板之間，在上述一方基板的相對(duì)面上，設(shè)置一個(gè)以上的象素電極和與該象素電極協(xié)同地在沿基板面的方向?qū)σ壕┘与妶?chǎng)的共同電極，象素電極和共同電極形成若干個(gè)象素區(qū)域，在另一方基板的相對(duì)面上，設(shè)置導(dǎo)電性黑底片，該黑底片具有與上述各象素區(qū)域的顯示區(qū)域?qū)?yīng)的開(kāi)口并覆蓋上述象素區(qū)域以外的非顯示區(qū)域，上述黑底片與共同電極成為略相同電位。
2.一種液晶顯示裝置，其特征在于，液晶層配設(shè)在一對(duì)基板之間，在上述一方基板的相對(duì)面上，設(shè)置一個(gè)以上的象素電極和與該象素電極協(xié)同地在沿基板面的方向?qū)σ壕┘与妶?chǎng)的共同電極，象素電極和共同電極形成若干個(gè)象素區(qū)域，在另一方基板的相對(duì)面上，設(shè)置黑底片，該黑底片具有與上述各象素區(qū)域的顯示區(qū)域?qū)?yīng)的開(kāi)口并覆蓋上述象素區(qū)域以外的非顯示區(qū)域，在該黑底片的上方，通過(guò)絕緣膜形成與共同電極為略同電位的導(dǎo)電膜。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述略相同電位是在-0.5V以上、+0.5V以?xún)?nèi)的范圍。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，設(shè)置在上述一方基板上的共同電極延伸到基板端部側(cè)，設(shè)置在另一方基板上的黑底片或?qū)щ娔ぱ由斓交宥瞬總?cè)，在基板的端部側(cè)，上述共同電極和黑底片或?qū)щ娔ねㄟ^(guò)導(dǎo)電部件電氣連接。
5.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，液晶被密封部件封在一對(duì)基板之間，設(shè)置在一方基板上的共同電極延伸到基板密封部件的密封位置外方側(cè)，設(shè)置在另一方基板上的黑底片或絕緣膜延伸到基板密封部件的密封位置外方側(cè)，在基板密封部件的外方側(cè)，上述共同電極和黑底片或絕緣膜通過(guò)設(shè)在基板間的導(dǎo)電部件電氣連接。
6.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，上述略相同電位是在-0.5V以上、+0.5V以?xún)?nèi)的范圍。
7.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，設(shè)置在上述一方基板上的共同電極延伸到基板端部側(cè)，設(shè)置在另一方基板上的黑底片或?qū)щ娔ぱ由斓交宥瞬總?cè)，在基板的端部側(cè)，上述共同電極和黑底片或?qū)щ娔ねㄟ^(guò)導(dǎo)電部件電氣連接。
8.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，液晶被密封部件封在一對(duì)基板之間，設(shè)置在一方基板上的共同電極延伸到基板密封部件的密封位置外方側(cè)，設(shè)置在另一方基板上的黑底片或絕緣膜延伸到基板密封部件的密封位置外方側(cè)，在基板密封部件的外方側(cè)，上述共同電極和黑底片或絕緣膜通過(guò)設(shè)在基板間的導(dǎo)電部件電氣連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置,液晶層配設(shè)在一對(duì)基板之間,在上述一方基板的相對(duì)面上,設(shè)置象素電極與該象素電極協(xié)同地施加電場(chǎng)的共同電極,形成若干個(gè)象素區(qū)域,在另一方基板的相對(duì)面上,設(shè)置導(dǎo)電性黑底片,該黑底片具有與上述各象素區(qū)域的顯示區(qū)域?qū)?yīng)的開(kāi)口并覆蓋上述象素區(qū)域以外的非顯示區(qū)域,上述黑底片與共同電極成為略相同電位。
文檔編號(hào)G09F9/30GK1191990SQ98100379
公開(kāi)日1998年9月2日 申請(qǐng)日期1998年1月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月23日
發(fā)明者申鉉浩, 蔡基成, 高科浩二 申請(qǐng)人:佛朗帝克股份公司