专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及有源矩阵型液晶显示装置。
随着液晶显示装置的大型化和高分辨率的发展，存在显示不均匀的问题。这是由扫描线的时间常数生成的扫描电压波形的失真引起的。即，扫描配线的供电端中，虽然扫描电压脉冲中没有变形和发散，但从供电端分离后，在扫描电压脉冲的波形中产生变形和发散。因此，在扫描脉冲下降沿时施加在各象素上的馈通电压中产生差，因为该差作为液晶施加电压的直流(DC)成分而残存，所以是看作的颤动(闪烁)。另外，该DC电压成分也会产生显示保留现象或颤动等问题。
本发明的背景技术在特开平10-3932110号公报中提出一种在画面内均匀该馈通电压来解决上述问题的技术。图36和图37A-C表示其构成。图36是液晶显示装置的平面图，211是液晶面板，212是扫描侧的驱动电路，213是图像信号侧的驱动电路。图37A-C是图36的a、b、c各部分中的象素部的放大图。设置在层间绝缘膜下的辅助电容线204和象素电极203之间的重叠部210a-210c的面积为，与重叠部210b部相比，重叠部210a中的大，重叠部210c中的小。因此，从扫描配线的供电端开始分离，在上述重叠部中形成的存储电容变小，可去除伴随扫描电压波形的变形或发散的馈通电压的差。另外，通过在透明电极中形成辅助电容线204，a部、b部、c部中透过光的面积相等。
但是，当辅助电容线的电阻值变高时，会引起信号延迟，所以一般使用电阻值低的金属膜。此时，因为金属膜是不透明体，所以在如此构成时，公用电极的面积差变为每个象素中的孔径比率的差。如图38A-C所示，用遮光膜来消除孔径比率的差时，必须考虑基板的粘贴边缘，孔径比率大大降低。
另外，将这种构成适用于水平电场型(例如IPS型内部·平开关型)等在象素区域的一部分上存在未由象素电极覆盖的区域的液晶显示装置的情况下，存储电容部的面积变化扰乱了液晶层中的电场，显示特性变差，产生所谓显示特性因象素不同的问题。
发明概述为了解决上述问题，本发明的有源矩阵型液晶显示装置在每个象素区域中通过象素电极、绝缘层和公用电极的重叠来形成存储电容部，在象素区域的一部分中包含未覆盖象素电极的非电极区域，其特征在于所述存储电容部与所述非电极区域连接侧的外缘形状在各象素之间实质上是相同的，所述存储电容部的存储电容值在供电侧和终端侧不同，供电侧的值比终端侧的大。
上述意味着所谓的当实质相同时包含在制造时允许的品质参差不齐程度差。
通过该构造，可不依赖于象素而使孔径比率或液晶显示区域附近的电场一定，从终端侧到供电侧可均匀显示。
附图简介
图1A是本发明实施例1中的液晶显示装置供电侧的平面图，图1B是相同终端侧的平面图；图2是图1的I-I线剖面图；图3A是本发明实施例2中的液晶显示装置供电侧的平面图，图3B是相同终端侧的平面图，图3C是图3A的II-II线剖面图；图4A是本发明实施例2中的液晶显示装置供电侧的平面图，图4B是相同终端侧的平面图；图5A是本发明实施例3中的液晶显示装置供电侧的平面图，图5B是相同终端侧的平面图；图6A是本发明实施例3中的液晶显示装置供电侧的平面图，图6B是相同终端侧的平面图；图7A是本发明实施例4中的液晶显示装置供电侧的平面图，图7B是相同终端侧的平面图；图8A是本发明实施例4中的液晶显示装置供电侧的平面图，图8B是相同终端侧的平面图；图9A是本发明实施例5中的液晶显示装置供电侧的平面图，图9B是相同终端侧的平面图；图10A是本发明实施例5中的液晶显示装置供电侧的平面图，图10B是相同终端侧的平面图；图11A是本发明实施例2中用于比较的液晶显示装置供电侧的平面图，图7B是相同终端侧的平面图；图12A是本发明实施例6中的液晶显示装置供电侧的平面图，图12B是相同终端侧的平面图；图13是表示图12A的III-III线的象素剖面的剖面图；图14A是本发明实施例6中用于比较的液晶显示装置供电侧的平面图，图14B是相同终端侧的平面图；图15A是本发明实施例7中的液晶显示装置供电侧的平面图，图15B是相同终端侧的平面图；图16A是本发明实施例8中的液晶显示装置供电侧的平面图，图16B是相同终端侧的平面图；图17A是本发明实施例9中的液晶显示装置供电侧的平面图，图17B是相同终端侧的平面图；图18A是本发明实施例10中的液晶显示装置供电侧的平面图，图18B是相同终端侧的平面图；图19A是本发明实施例11中的液晶显示装置供电侧的平面图，图19B是相同终端侧的平面图；图20A是本发明实施例11中的液晶显示装置供电侧的平面图，图20B是相同终端侧的平面图；图21A是本发明实施例12中的液晶显示装置供电侧的平面图，图21B是相同终端侧的平面图；图22A是本发明实施例13中的液晶显示装置供电侧的平面图，图22B是相同终端侧的平面图；图23A是本发明实施例14中的液晶显示装置供电侧的平面图，图23B是相同终端侧的平面图；图24A是本发明实施例14中的液晶显示装置供电侧的平面图，图24B是相同终端侧的平面图；图25A是本发明实施例15中的液晶显示装置供电侧的平面图，图25B是相同终端侧的平面图26A是图25A的IV-IV线剖面图，图26B是图25B的V-V线剖面图；图27A是本发明实施例17中的液晶显示装置供电侧的平面图，图27B是相同终端侧的平面图；图28A是图27A的VI-VI线剖面图，图28B是图27B的VII-VII线剖面图；图29A是本发明实施例18中的液晶显示装置供电侧的平面图，图29B是相同终端侧的平面图；图30A是本发明实施例19中的液晶显示装置供电侧的平面图，图30B是相同终端侧的平面图；图31A是本发明实施例20中的液晶显示装置供电侧的平面图，图31B是相同终端侧的平面图；图32A是图31A的VIII-VIII线剖面图，图32B是图31B的IX-IX线剖面图；图33A是本发明实施例21中的液晶显示装置供电侧的平面图，图33B是相同终端侧的平面图；图34A是图33A的X-X线剖面图，图34B是图33B的XI-XI线剖面图；图35A、B是表示本发明液晶显示装置构成的框图；图36是表示现有实例的液晶显示装置的平面图；图37A-C是表示现有实例的液晶显示装置的象素结构的平面图；图38A-C是表示现有实例的液晶显示装置的平面图。
本发明的详细描述在本发明中，所述存储电容部的存储电容值最好在供电侧为100时，在终端侧为10以上未满100的范围内。根据该最佳实例，通过在每个象素中改变存储电容开口部的面积，可将象素孔径比率原样保持一定来变化存储电容值。因此，可不依赖于象素而使孔径比率或液晶显示区域附近的电场一定，从终端侧到供电侧可均匀显示。
另外，所述存储电容部的存储电容值因在所述存储电容部上形成开口部而不同。
另外，所述存储电容部的存储电容值使构成所述存储电容部的象素电极、所述公用电极的供电方向侧或终端方向侧的面积不同。根据该实例，可最佳化各域中的电场，得到均匀显示。
另外，使构成所述存储电容部的象素电极的面积不同的装置最好为从所述公用电极的供电方向侧或终端方向侧中的突出部和凹部中选择的至少一种形状。
另外，所述象素电极的面积在供电侧为100时，在终端侧为10以上不满100的范围内。
另外，最好通过使构成所述存储电容部的层间绝缘膜的厚度不同来使所述存储电容部的存储电容值不同。
另外，构成所述存储电容部的层间绝缘膜的厚度在供电侧为100时，在终端侧为100以上不满300的范围内。
另外，最好形成两层以上的所述层间绝缘膜。因为存储电容值可变大。
另外，所述两层以上的层间绝缘膜最好是由第1介质层和第2介质层形成。
另外，最好在所述第2介质层上形成开口部，通过改变所述开口部的面积来改变存储电容值。改变膜厚变得容易。
另外，所述显示装置最好是从水平电场型有源矩阵型液晶显示装置和螺旋状向列(TN)型有源矩阵型液晶显示装置中选择的至少一种液晶显示装置。
另外，所述象素电极的宽度可以比所述公用电极的宽度大，也可以小。
另外，也可在扫描配线上形成存储电容部。根据该最佳实例，可提高孔径比率。
另外，在供电侧和终端侧中使所述存储电容部的存储电容值不同的装置也可使变形或开口电极的形状的构成和改变层间绝缘膜的厚度的构成组合。
如上所述，根据本发明的液晶显示装置，可在每个象素中变化存储电容值的同时，保持一定的孔径比率。另外，通过用于水平电场方式的液晶显示装置中，不仅能将象素孔径比率原样保持一定，改变存储电容值，还能将施加到显示部分液晶层上的电场保持相等。因此，显示特性未破坏，未形成不均匀。另外，在为了提高对比度而使用遮光膜的情况下，因为与现有构成相比，使用了宽度窄的遮光膜，所以孔径比率也不会大幅度降低。
下面参照附图来说明本发明的实施例。
(实施例1)图1A-B是表示本发明实施例1中的螺旋状向列(TN)型液晶显示装置构成的平面图。图1A表示供电侧，图1B表示终端侧。
图1A-B中，1为扫描配线，2为图像信号配线，在其交点处形成作为开关元件的薄膜晶体管(TFTThin Film Transistor)5。50为形成TFT沟道所用的半导体层，栅极、源极、漏极分别连接于扫描配线、图像信号配线、由透明导体构成的象素电极3上。
图2是由直线I-I截图1所得的剖面图。在阵列基板100上形成公用电极4，层积层间绝缘膜103后，形成象素电极3，在其表面上形成定向膜11。另一方面，在对向基板101上形成由透明导体形成的对向电极8，在其表面上形成定向膜10。另外，通过向液晶层102上施加由与象素电极的电位差而产生的电场，控制液晶分子的定向来进行显示。在液晶显示装置中，虽然保持定向该液晶的定向膜和基板间盖的间隙和彩色滤波器或遮光膜是有必要的，但未图示。
在该结构中，象素电极和对向电极的重叠部为存储电容部7，通过保持施加到液晶层上的电位，对TFT的斜流引起的象素电压变动进行补偿。本发明的液晶显示装置在形成存储电容部的对向电极部上设置开口部6，通过在每个象素中改变其面积来变化存储电容值。具体而言，从扫描信号供电侧向终端侧，开口部的面积变宽，存储电容值也渐渐变小。
在由不透明导体形成对向电极的情况下，因为由开口部6来透过光，所以通过其面积来变化象素孔径比率。为了使象素孔径比率一定，有必要使用遮光膜，在本实施例的构成中，因为仅遮蔽存储电容部的开口部即可，所以与现有实例相比，孔径比率未大幅度降低。另外，对向电极为不透明导体时，在开口部上设置象素电极，通过变化开口部的面积，可变化存储电容值。此时，因为从存储电容部不透过光，所以存在没必要使用遮光膜的优点。
此时，如果对向电极的外形相同，则即使在每个象素中变化存储电容值，也能使孔径比率一定。这里，由加工引起的变形和由尺寸变化引起的变形的不同作为相同形状的范畴。
(实施例2)图3A-C和图4A-B是表示本发明实施例2中的水平电场方式的液晶显示装置的构成的平面图。图3中虽然未向象素电极3施加剖面线，但该电极由与图像信号配线2相同的导电层形成。
图3A-C和图4A-B中，1为扫描配线，2为图像信号配线，在其交点处形成作为开关元件的薄膜晶体管5。50为形成TFT沟道所用的半导体层，栅极、源极、漏极分别连接于扫描配线1、图像信号配线2、象素电极3上。此时象素电极3和公用电极4为梳形形状，由两电极间的电场来控制存在于其间的液晶分子，进行显示。
公用电极4通过公用电极的支路40取得相互的导通。11为钝化膜(用于保护TFT的膜)。如图3C所示，在该支路上覆盖一部分象素电极，在形成象素电极3的第1导电层和形成公用电极4的第2导电层之间形成夹持的层间绝缘膜12。由此，如图3A-B所示，形成存储电容部7。并且，支路40具有作为对于存储电容部7的对向电极的功能。
通过在形成存储电容的象素电极部(图3A-B)或支路(图4A-B)任一处中设置开口部6，从供电侧向终端来变大其开口面积，可逐渐减小覆盖部的面积、即存储电容部7的电容值。
在本实施例的覆盖部中，在形成存储电容部的两个导电层内形成图案，以在公用电极的支路40的内侧形成象素电极3。因此，构成存储电容部的多个电极的外缘不随象素变化，而为相同形状，孔径比率不随象素变化而为一定。另外，因为该外缘不随象素变化而由相同电极构成，所以施加到存储电容部附近8、9的液晶层上的电场也不随象素变化，而为一定的。因此，可进行无显示不均的均匀显示。
用图11A-B来对其进行说明。在该构成中，通过改变每个象素中形成于公用电极支路40上的象素电极3的宽度，可变化存储电容值。在供电侧，象素电极突出支路的外侧，在终端侧，形成于支路的内侧。因此，在如此构成中，孔径比率因象素而不同。
由透明导体形成象素电极，并由不透明基体等遮光膜进行遮光以不产生开口面积差，虽然可使孔径比率一定，但存在如下所示问题。即，在图11A-B中以斜线表示的存储电容附近的液晶层8、9中，供电侧的象素电极、终端侧的公用电极的支路分别从存储电容侧引出来。因为通常象素电极和支路的电位不同，所以施加在这些液晶层上的电场也不同。因此，在供电侧和终端侧中液晶排列不同而产生显示辉度的差，这变为显示不均匀而被看见。当用遮光膜来消除该显示不均匀时，因为遮光膜形成于对向基板上，所以由于基板的贴合边缘而大幅度降低了孔径比率。
另一方面，在本发明的图3A-B的构成中，从存储电容7侧连接存储电容附近的液晶层8、9的电极必然为供电侧或终端侧的公用电极的支路40。因此，即使每个象素中的存储电容值的面积(存储电容值)改变，涉及显示的部分电场仍保持相等。另外，在不使用遮光膜时，象素的开口面积也相等。
在本实施例中，因为扫描配线上没有存储电容部，所以可降低扫描配线的时间常数，通过抑制扫描信号的变形或发散引起的象素再充电，可得到良好的显示。
在图3A-B中，当象素电极中宽度不很宽，难以在加工时设置开口部时，可在公用电极的支路40上设置了开口部6。另外，如图4所示，因为可通过在象素电极3上设置开口部来降低支路的寄生电容，所以可降低时间常数，而趋向高精度。
(实施例3)图5、6是表示本发明实施例3中的水平电场方式的液晶显示装置的构成的平面图。虽然图5中未对象素电极3施加阴影线，但该电极由与图像信号配线2相同的导电层构成。
实施例2中虽然通过在公用电极的支路40上的一部分中形成象素电极3来构成存储电容部7，但在本实施例中，象素电极通过完全覆盖公用电极的支路来形成，构成存储电容部。另外，图5中在公用电极4上，图6中在象素电极3上设置开口部6，通过从供电侧向终端侧变大其面积来变化存储电容值。
根据本实施例，从存储电容部7侧连接于存储电容附近的液晶层110、111的电极为供电侧或终端侧的象素电极3。因此，可得到与实施例1中所说明的相同的效果。即，在每个象素中改变存储电容部7的面积时，涉及显示的部分(象素电极3和公用电极4的间隙部)的电场保持相等。
本实施例的其它特征如下所示。
第1.因为在扫描配线上没有形成存储电容部，所以可降低扫描配线的时间常数，在这点上，当设计与实施例1相同的存储电容值时，可变窄支路的宽度，可防止象素的开口部取得过宽等，适于高精度。
第2.提高成品率。为了形成存储电容部，有必要在公用电极的支路40上层积象素电极3。在图3、4的构成中，因为向支路的段位差部位传导象素电极的梳形部分，所以在该段位差中存在产生断线、发生象素缺陷的情况。在本实施例的构成中，象素电极使用存储电容部的整个宽度来传导段位差部。因此，在产生切断的同时，提高了成品率。
第3.在存储电容部中，存在于液晶层附近的象素电极完全覆盖存在于下层的支路，完全防止了支路电场向液晶层的泄漏。因此，可进行均匀的显示。
另外，在图5中，通过在象素电极上设置在公用电极的支路上设置的开口部(图6)，降低了支路的电阻值，并可降低时间常数，因此，趋向高精度。
(实施例4)图7、8是表示本发明实施例4中的液晶显示装置的构成的平面图。虽然图7中象素电极3未施加阴影线，但该电极由与图像信号配线2相同的导电层构成。
实施例2中虽然通过公用电极的支路40和象素电极3成象构成存储电容部7，但在本实施例中，由通过层间绝缘膜而形成的扫描配线1和象素电极3来构成，在扫描配线(图7)或象素电极(图8)上设置开口部6，通过变化其在每个象素中的面积，变化存储电容值。另外，象素电极以完全传导扫描配线的形式形成。
根据本实施例，从存储电容侧连接于存储电容附近的液晶层110、111上的导电层必然为供电侧或终端侧的扫描配线。因此，即使在本实施例中，也可改变存储电容的面积时，将涉及显示的部分的电场保持相等，进行良好显示。另外，因为公用电极的支路40未用作形成存储电容的导电层，所以支路的宽度可变细，可增加象素的开口面积。
在图7中，在该构成在象素电极上的宽度不很宽，加工时未设置开口部时，可在扫描配线上设置开口部。另外，通过与图8一样在象素电极部上设置开口部，降低了扫描配线的电阻值，并可降低配线的时间常数，因此，趋向高精度。
(实施例5)图9、10是表示本发明实施例5中的液晶显示装置的构成的平面图。虽然图9中象素电极3未施加阴影线，但该电极由与图像信号配线2相同的导电层构成。
虽然与实施例4相同，由扫描配线1和象素电极3来形成存储电容部7，但在本实施例中，象素电极完全覆盖扫描配线来形成。另外，在扫描配线(图9)或象素电极(图10)的存储电容部中设置开口部6，通过从供电侧向终端侧变化其面积，可逐渐减少存储电容值。
通过本实施例，连接于存储电容部附近的液晶层8、9的导电层变为变化存储电容面积所必需的象素电极，涉及显示的部分的电场保持相等，可进行良好显示。
另外，根据本实施例，因为存储电容部中形成为象素电极完全覆盖扫描配线，可由象素电极来遮蔽扫描信号引起的电场，可完全防止由扫描信号引起的电场汇漏进存储电容附近的液晶层8、9，能够良好显示。
并且，因为扫描配线的段位差而未在象素电极的梳形部中产生切断，所以抑制了象素缺陷的发生，提高了成品率。
如图10所示，通过在象素电极上设置开口部，降低了扫描配线的电阻值，并可降低时间常数，因此，趋向高精度。
(实施例6)图12A-B是表示本发明实施例6中的液晶显示装置的构成的平面图。图12A-B中，1为扫描电极，2为图像信号电极，在其交点处形成作为开关元件的薄膜晶体管(下面简称为TFT)5。50是用于形成TFT5的沟道的半导体层。TFT5的栅极、源极、漏极分别连接于扫描电极1、图像信号配线2、象素电极3上。象素电极3和公用电极4为节型形状，存在于其间的液晶通过两个电极3、4之间的电场进行动作，以进行显示。
图12A的III-III线的剖面图为图13。图13中，100为一侧的基板，形成象素电极3和公用电极4。103是用于两个电极分离的层间绝缘膜，104为用于保护薄膜晶体管的钝化膜。102为液晶层，夹在基板100和另一基板101之间。
如图13所示，象素电极3和公用电极4之间的电压差产生箭头所示的电力线。图中表示的是通过液晶层102的内部。在去除电极上部的部分中，电力线以平行于基板100的成分为主，平行于该基板100的电场使液晶动作。在这种液晶显示装置中，实际上，因为在液晶的全部动作区域中并不存在象素电极3，所以电极边缘部的形状或位置的细小不同会容易引起电场变化，这变为显示不均匀而被看见。
如图12所示，多个公用电极4通过支路40而取得相互导通。在该支路40上覆盖部分象素电极3，在形成公用电极4的第1导电层和形成象素电极3的第2导电层之间夹着层间绝缘膜，形成存储电容部7。即，支路40作为对存储电容部7的公用电极。
通过变化每个象素中象素电极3的形状，覆盖部的面积从供电端向终端逐渐变小。作为一个实例，终端侧如图12B所示，象素电极为H型，供电端如图12A所示，为两侧突出的形状，该突出量也可逐渐变化。因此，存储电容部7的值也从供电端向终端逐渐变小。
在本实施例中，对覆盖部象素形状变化的象素电极3进行图案设计，以在作为其它电极的支路40的内侧。因此，构成存储电容部7的多个电极的外缘在所有象素中为相同形状，因此孔径比率不随象素变化，是一定的。另外，因为该外缘在全部象素中由相同电极构成，所以存储电容部7周围的电场也不随象素变化，是一定的。因此，可进行没有显示不均匀的均匀显示。下面对其进行说明。
首先参照图14A-B来说明比较例。在该图的构成中，每个象素中形状变化的象素电极3突出作为公用电极的支路40的外侧。因此，如图14A的供电侧、图14B的终端侧所示，孔径比率因象素而不同。为了将其消除，如果象素电极3由透明电极形成，用遮光膜来覆盖生成开口面积差的部分，则虽然孔径比率一定，但存在如下所示的电场不均匀的问题。
即，对于图中斜线所示的存储电容附近部331，从存储电容部7侧连接供电端(图14A)的象素电极3、终端侧(图14B)的支路40。因为两者的电位不同，所以在供电侧和终端侧，存储电容附近部331的电场中产生差。因此，液晶排列不同，产生显示辉度差，变为显示不均匀而被看见。通过用遮光膜掩盖该部分，消除了显示辉度差，大大降低了孔径比率。其原因是电场引起的液晶排列不同涉及从电极端到数微米的范围，和形成遮光膜时的图案或两个基板贴合时尺寸配合必需数微米，上述两个理由使得有必要变大遮光膜的面积。
另一方面，根据本发明的图12A-B的构成，对于存储电容附近部309，从存储电容部7侧(图中的上或下)连接的电极为供电侧(图12A)或终端侧(图12B)的支路40。因此，即使存储电容部7的面积因象素而不同，涉及显示的部分(象素电极3和公用电极4的间隙部)中的电场保持相等。另外，即使不形成遮光膜，孔径比率也相等。并且，即使在为了提高对比度而形成遮光膜的情况下，与图14A-B的构成相比，因为遮光膜的宽度非常窄，所以孔径比率不会大幅度下降。
本实施例的构成与下述的其它实施例相比，因为在扫描电极1上没有形成存储电容而扫描电极1的时间常数低的点、和因为在作为公用电极的支路40上没有必要形成收缩部而公用电极电阻不上升、公用电极的时间常数未增加的点上，适于大型化或高精度化。另外，因为构成简单，所以还存在所谓容易设计或加工的优点。
(实施例7)图15A-B是表示本发明实施例7中的液晶显示装置的构成的平面图。该图中，象素电极3虽然与上述实施例相同以与图像信号配线2相同的电极层形成，但为了图的易见性而省略开关，另外，用粗线描绘外形线。
与实施例6中变化每个象素中形成存储电容部7的象素电极3的面积不同，在本实施例中，通过变化每个象素中作为公用电极的公用电极4的支路40的粗细，从供电侧(图15A)向终端侧(图15B)变小存储电容值。
根据本实施例的构成，对于存储电容附近部341，从存储电容部7侧连接的电极为供电侧或终端侧的象素电极3。因此，可得到与实施例6相同的效果。即，存储电容部7的面积在每个象素中不同，涉及显示的部分(象素电极3和公用电极4的间隙部)中的电场保持相等。另外，即使不形成遮光膜，孔径比率也相等。并且，即使在为了提高对比度而形成遮光膜的情况下，与作为比较例的图14的构成相比，因为遮光膜的宽度非常窄，所以孔径比率不会大幅度下降。
下面说明本实施例的特征。
第1因为在扫描配线1上没有形成存储电容部7，所以可通过降低扫描配线1的时间常数，并且因为没必要在支路40上形成收缩部，所以可通过公用电极的电阻不上升、公用电极的时间常数不增加，适于大型化或高精度化。
第2.提高成品率。为了形成存储电容部7，象素电极3有必要传导由支路40的侧缘形成的段位差部分。在图12的构成中，因为向该段位差部位传导梳形电极部，所以在该段位差中存在产生断线，发生象素缺陷的情况。在本实施例的构成中，象素电极3使用存储电容部的整个宽度来传导段位差部，将节型电极部配置在平坦的面上。因此，在段位差部分中产生切断的同时，提高了成品率。
第3.在存储电容部7中，存在于液晶层的上层中的象素电极3完全覆盖存在于下层的支路40，完全防止了支路40的电场向液晶层的泄漏。因此，可即使为了变化存储电容值而改变支路40的形状，因为没有发生电场泄漏，所以与实施例6相比，可进行均匀的显示。
(实施例8)图16A-B是表示本发明实施例8中的液晶显示装置的构成的平面图。与实施例6不同，在形成象素电极3中的存储电容部7中，在供电侧(图16A)和终端侧(图16B)中具有共同形状的部分(共同形状部分)延伸到支路40的外侧，供电侧中追加的部分7’收敛于支路40的内侧。另外，与上述实施例相同，支路40作为存储电容部7的公用电极。
根据本实施例，从存储电容侧连接到对应于存储电容部7的共同形状部分的存储电容附近部352上的电极为供电侧或终端侧的象素电极3。另一方面，从存储电容部7侧连接到对应于存储电容部7的变化部分的存储电容附近部351上的电极为供电侧或终端侧的支路40。
因此，在本实施例中，存储电容部7的面积在每个象素中不同，涉及显示的部分(象素电极3和公用电极4的间隙部)中的电场保持相等。另外，即使不形成遮光膜，孔径比率也相等。并且，即使在为了提高对比度而形成遮光膜的情况下，与作为比较例的图14的构成相比，因为遮光膜的宽度非常窄，所以孔径比率不会大幅度下降。
在本实施例的液晶显示装置中，因为构成存储电容部7的共同部分的象素电极5的部分突出支路40的外侧构成，所以与实施例1相比，存储电容变大。因此，象素电位的稳定度高，可得到在驱动电压波形的噪声引起的图像紊流方面强的液晶显示装置。
另外，因为扫描电极1上未形成存储电容7，所以在扫描电极1的时间常数低的这点上，适于大型化或高精度化。并且，与实施例7的情况相同，具有所谓在段位差部分中产生断线的同时，提高制品成品率的优点。
(实施例9)图17A、B是表示本发明实施例9中的液晶显示装置的构成的平面图。该图中，象素电极3虽然与上述实施例相同以与图像信号配线2相同的电极层形成，但为了图的易见性而省略开关，另外，用粗线描绘外形线。
本实施例的特征在于在形成支路40中的存储电容部7的部分中，在供电侧(图17A)和终端侧(图17B)的共同形状部分延伸到象素电极3的外侧，终端侧中变细的部分363收敛于象素电极3的内侧。另外，与上述实施例相同，支路40作为存储电容部7的公用电极。
根据本实施例，从存储电容部7侧连接到对应于存储电容部7的共同形状部分的存储电容附近部362上的电极为供电侧或终端侧的支路40。从存储电容部7侧连接到对应于存储电容部7的变化部分的存储电容附近部361上的电极为供电侧或终端侧的象素电极3。
因此，在本实施例中，存储电容部7的面积在每个象素中不同，涉及显示的部分(象素电极3和公用电极4的间隙部)中的电场保持相等。另外，即使不形成遮光膜，孔径比率也相等。并且，即使在为了提高对比度而形成遮光膜的情况下，与作为比较例的图14的构成相比，因为遮光膜的宽度非常窄，所以孔径比率不会大幅度下降。
另外，因为扫描电极1上未形成存储电容7，所以在扫描电极1的时间常数低的这点上，适于大型化或高精度化。
(实施例10)图18A-B是表示本发明实施例10中的液晶显示装置的构成的平面图。在本实施例中，作为存储电容部7的形成位置，用扫描电极1来代替上述实施例中的支路40，在扫描电极1和象素电极3之间夹持层间绝缘层，形成存储电容部7。
在形成存储电容部7的部分中，象素电极3的外形线收敛在扫描电极1的内侧。通过变化每个象素中的象素电极3的形状，覆盖面积从供电侧(图18A)向终端侧(图18B)逐渐变小。因此，存储电容值也从供电侧向终端侧逐渐变小。
本实施例也与实施例1相同，在覆盖部中，作为每个象素中形状变化一方的电极的象素电极3以收敛于另一方的扫描电极1的内侧来设计图案。因此，即使在象素电极3中设置突出部分371，存储电容部7周围的电场和象素孔径比率也不随象素变化，可保持一定，可进行无显示不均匀的均匀显示。
另外，在本实施例中，从存储电容部7侧连接到存储电容附近部372上的电极为供电侧或终端侧的扫描电极1。因为存储电容部7的面积在每个象素中不同，所以涉及显示的部分(象素电极3和公用电极4的间隙部)中的电场保持相等。另外，即使不形成遮光膜，孔径比率也相等。并且，即使在为了提高对比度而形成遮光膜的情况下，与表示为比较例的图14的构成相比，因为遮光膜的宽度非常窄，所以孔径比率不会大幅度下降。
在本实施例的液晶显示装置中，因为在扫描电极1上形成存储电容部7，所以与实施例6至9的装置相比，公用电极4的支路40的宽度变窄，具有所谓孔径比率变高的优点。另外，因为构成简单，所以还存在所谓容易设计或加工的优点。
(实施例11)图19A-B是表示本发明实施例11中的液晶显示装置的构成的平面图。该图中，象素电极3虽然以与图像信号配线2相同的电极层形成，但为了图的易见性而省略开关，另外，用粗线描绘外形线。
在实施例10中，变化每个象素中形成存储电容部7的象素电极3的面积，但在本实施例中，变化每个象素中扫描电极1的粗细，存储电容值从供电侧(图19A)向终端侧(图19B)变小。
本实施例也与实施例10相同，在覆盖部中，每个象素中形状变化的扫描电极1以收敛于形状未变化的象素电极3的内侧来设计图案。因此，即使在扫描电极1中设置凹部，存储电容周围的电场和象素孔径比率也不随象素变化，可保持一定，可进行无显示不均匀的均匀显示。
根据本实施例的构成，从存储电容部7侧连接到存储电容附近部381上的电极为供电侧或终端侧的扫描电极1。连接到存储电容附近部382上的电极为供电侧或终端侧的象素电极3。
因为与上述各实施例相同，存储电容部7的面积在每个象素中不同，所以涉及显示的部分(象素电极3和公用电极4的间隙部)的电场保持相等。另外，即使不形成遮光膜，孔径比率也相等。并且，即使在为了提高对比度而形成遮光膜的情况下，与表示为比较例的图14的构成相比，因为遮光膜的宽度非常窄，所以孔径比率不会大幅度下降。
在本实施例的液晶显示装置中，因为在扫描电极1上形成存储电容部7，所以公用电极4的支路40的宽度变窄，具有所谓孔径比率变高的优点。
另外，如图20A-B所示，如果为左右扩大存储电容部7形成部的构造，则存储电容部7变大，提高象素电位的稳定性，可得到在由驱动电压波形的噪声引起的图像紊流方面强的液晶显示装置。
(实施例12)图21A-B是表示本发明实施例12中的液晶显示装置的构成的平面图。与实施例10不同，在形成象素电极3中的存储电容部7的部分中，供电侧(图21A)和终端侧(图21B)的共同形状部分延伸到扫描电极1的外侧，供电侧中追加的部分393收敛于扫描电极1的内侧。
根据本实施例，从存储电容部7侧连接到对应于存储电容部7的共同形状部分的存储电容附近部392上的电极为供电侧或终端侧的象素电极3。从存储电容部7侧连接到对应于存储电容部的变化部分的存储电容附近部391上的电极为供电侧或终端侧的扫描电极1。
因此，在本实施例的构成中，存储电容部7的面积在每个象素中不同，涉及显示的部分(象素电极3和公用电极4的间隙部)中的电场保持相等。另外，即使不形成遮光膜，孔径比率也相等。并且，即使在为了提高对比度而形成遮光膜的情况下，与表示为比较例的图14的构成相比，因为遮光膜的宽度非常窄，所以孔径比率不会大幅度下降。
在本实施例的液晶显示装置中，因为构成存储电容部7的共同形状部分的象素电极3突出扫描电极1的外侧构成，所以与实施例10相比，存储电容可变大。因此，象素电位3的稳定度高，可得到在驱动电压波形的噪声引起的图像紊流方面强的液晶显示装置。
另外，因为扫描电极1上形成存储电容7，所以具有所谓可变窄支路40的宽度，孔径比率变高的优点。并且，与实施例7等说明的构成相同，也具有所谓在段位差部分中产生断线的同时，提高制品成品率的优点。
(实施例13)图22A-B是表示本发明实施例13中的液晶显示装置的构成的平面图。该图中，象素电极3虽然以与图像信号配线2相同的电极层形成，但为了图的易见性而省略开关，另外，用粗线描绘外形线。
本实施例的特征在于在形成扫描电极1中的存储电容部7的部分中，在供电侧(图22A)和终端侧(图22B)的共同形状部分延伸到象素电极3的外侧，终端侧中变细的部分413收敛于象素电极3的内侧，在该部分413中，通过变化扫描电极1的宽度来使存储电容值不同。
根据本实施例，从存储电容部7侧连接到对应于存储电容部7的变化部分的存储电容附近部412上的电极为供电侧或终端侧的象素电极3。从存储电容部7侧连接到对应于存储电容部7的共同形状部分的存储电容附近部411上的电极为供电侧或终端侧的扫描电极1。
因此，在本实施例中，存储电容部7的面积在每个象素中不同，涉及显示的部分(象素电极3和公用电极4的间隙部)中的电场保持相等。另外，即使不形成遮光膜，孔径比率也相等。并且，即使在为了提高对比度而形成遮光膜的情况下，与表示为比较例的图14的构成相比，因为遮光膜的宽度非常窄，所以孔径比率不会大幅度下降。
另外，因为扫描电极1上形成存储电容7，所以支路40的宽度变窄，具有所谓孔径比率变高的优点。
(实施例14)图23A-B是表示本发明实施例14中的液晶显示装置的构成的平面图。该图中，象素电极3虽然以与图像信号配线2相同的电极层形成，但为了图的易见性而省略开关，另外，用粗线描绘外形线。
本实施例的特征在于在象素电极3和作为公用电极的支路40之间形成存储电容部7，通过使象素电极3和支路40双方的形状不同，使存储电容值因象素而不同。在图23B中象素电极3的细的部分424和图23A中与其对应的部分中，支路40延伸到象素电极3的外侧。在图23B中支路40的细的部分423和图23A中与其对应的部分中，象素电极3延伸到支路40的外侧。
根据本实施例，从存储电容部7侧连接到存储电容附近部421上的电极为供电侧(图23A)或终端侧(图23B)的象素电极3。从存储电容部7侧连接到存储电容附近部422上的电极为供电侧或终端侧的支路40。
因此，在本实施例中，存储电容部7的面积在每个象素中不同，涉及显示的部分(象素电极3和公用电极4的间隙部)中的电场保持相等。另外，即使不形成遮光膜，孔径比率也相等。并且，即使在为了提高对比度而形成遮光膜的情况下，与表示为比较例的图3的构成相比，因为遮光膜的宽度非常窄，所以孔径比率不会大幅度下降。
在本实施例中，通过变化两个电极的图案来变化存储电容值。一般而言，在液晶显示装置的制造中，用光刻法来进行电极图案形成，在该图案中，发生很多由制造份额、画面内的位置引起的尺寸不均匀。在变化一个电极的图案来产生存储电容差的情况下，该图案不均匀直接导致存储电容不均匀。对之相对，在本实施例中，因为使用两个电极的图案变化组合，所以图案加工的尺寸不均匀难以导致存储电容的不均匀。即，减轻了显示不均匀的发生，因为难以产生次品，所以提高了成品率。
另外，本实施例的构思对在象素电极3和扫描电极1之间形成存储电容部7的构成也有效。此时，可用图24A-B的构成来代替图23的构成。在图24B中象素电极3的细的部分134和图24A中与其对应的部分中，扫描电极1延伸到象素电极3的外侧。在扫描电极1的细的部分133和图23A中与其对应的部分中，象素电极3延伸到扫描电极1的外侧。
(实施例15)图25A-B是表示本发明实施例15中的液晶显示装置的构成的平面图，图26A-B是剖面图。
在实施例1中，通过由公用电极4的支路40和象素电极3上下夹持层间绝缘膜103来构成存储电容部7，但在本实施例中，在层间绝缘膜上设置厚度不同的部分105，通过变化其在每个象素上的面积来变化存储电容值。
本实施例中的液晶显示装置的阵列基板例如如下制作。首先，在成为阵列基板的玻璃上用溅射法等成膜以铝(Al)等金属为主要成分的第1导电层后，以光刻法以相同平面状形成图案，得到扫描配线、公用电极。接着，由CVD法等将氮化硅(SiNx)等绝缘层层积为第1层间绝缘膜后，由CVD法等形成由a-Si构成的半导体层。然后，以与第1导电层相同的工序形成第2导电膜层，形成图案，得到源极配线、象素电极和TFT。之后，以与第1层间绝缘膜相同的工序形成第2层间绝缘膜，对于该层间绝缘膜用光刻法进行图案形成，得到每个象素中膜厚不同的层间绝缘膜。同时形成接触孔。另外，以与第1导电层相同的工序形成第3导电膜层、形成图案，得到象素电极、存储电容部，同时，由接触孔来进行TFT和象素电极的电连接。
根据本实施例，不改变每个象素中象素电极3或公用电极的支路40的形状，可改变存储电容值。因此，可得到与实施例1说明的相同的效果。即，因为电极的外形相同，所以即使变化每个象素的存储电容值，孔径比率也一定。
(实施例16)虽然实施例15中构成存储电容部7的第1层间绝缘膜和第2层间绝缘膜使用相同材料，但在本实施例中，以氧化硅(SiO)作为第1层间绝缘膜，以与实施例15相同的氮化硅(SiNx)作为第2层间绝缘膜。
根据本实施例，通过使用两层不同的绝缘层，可具有对化学干蚀刻法等蚀刻的选择性，容易控制绝缘层的膜厚。
(实施例17)图27A-B是表示本发明实施例17中的液晶显示装置的构成的平面图，图28A-B是剖面图。
在实施例15、16中，在形成存储电容部7的电极间设置层间绝缘膜的凸部，对于每个象素中存储电容的变化，在本实施例中，在层间绝缘膜中设置凹部，通过改变其面积来改变存储电容。
根据本实施例，不改变每个象素中象素电极3或公用电极的支路40的形状，可改变存储电容值。因此，与实施例15中说明的相同，因为电极外形相同，所以即使每个象素中存储电容值变化，孔径比率也可一定。另外，通过凹部构成，可加厚公用电极母线边缘部分的层间绝缘膜，可防止容易在电极边缘部分中引起的短路的出现。
(实施例18)图29A-B是表示本发明实施例18中的液晶显示装置的构成的平面图。
在本实施例中，作为存储电容部7的形成位置，用扫描电极1代替实施例15中的支路40，通过扫描电极1和象素电极3之间夹持的层间绝缘膜来形成存储电容部7。
在形成存储电容部7的部分中，在层间绝缘膜上设置凸部，其面积从供电侧(图29A)向终端侧(图29B)逐渐变大。结果，存储电容值从供电侧向终端侧逐渐变小，可得到与实施例15相同的效果。
在本实施例的液晶显示装置中，因为在扫描电极1上形成存储电容部7，所以与实施例6至9的装置相比，没必要形成公用电极的支路，具有所谓孔径比率变高的优点。另外，因为构成简单，所以还存在所谓容易设计或加工的优点(实施例19)
图29A-B是表示本发明实施例18中的液晶显示装置的构成的平面图。
针对实施例18中在形成存储电容部7的电极间设置层间绝缘膜的凸部，变化每个象素中存储电容，在本实施例中，在层间绝缘膜上设置凹部，通过改变其面积来改变存储电容。
根据本实施例，不改变每个象素中象素电极3或扫描配线1的形状，可改变存储电容值。因此，与实施例18中说明的相同，因为电极外形相同，所以即使每个象素中存储电容值变化，孔径比率也可一定。另外，通过凹部构成，可加厚公用电极母线边缘部分的层间绝缘膜，可防止容易在电极边缘部分中引起的短路的出现。
(实施例20)图31A-B是表示本发明实施例19中的液晶显示装置的构成的平面图，图32A-B是剖面图。
在实施例2中，通过由公用电极的支路40和象素电极3上下夹持层间绝缘膜103来构成存储电容部7，但在本实施例中，在层间绝缘膜上设置厚度不同的部分105，通过变化其在每个象素上的面积来变化存储电容值。
根据本实施例，不改变每个象素中象素电极3或公用电极的支路40的形状，可改变存储电容值。因此，可得到与实施例2说明的相同的效果。即，因为电极的外形相同，所以即使变化每个象素的存储电容值，孔径比率也一定。
(实施例21)图33A-B是表示本发明实施例19中的液晶显示装置的构成的平面图，图34A-B是剖面图。
针对实施例20中在形成存储电容部7的电极间设置层间绝缘膜的凸部，变化每个象素中存储电容，在本实施例中，在层间绝缘膜上设置凹部，通过改变其面积来改变存储电容。
根据本实施例，不改变每个象素中象素电极3或公用电极的支路40的形状，可改变存储电容值。因此，因为与实施例20说明的相同，电极的外形可相同，所以即使变化每个象素的存储电容值，孔径比率也一定。另外，通过构成凹部，可加厚公用电极母线边缘部分的层间绝缘膜，可防止容易在电极边缘部分中引起的短路的出现。
如图35A-B所示，在具有上述各实施例阵列构成的液晶面板440上安装图像信号驱动电路441和扫描信号驱动电路442，由控制器443进行控制，构成液晶显示装置。图35A表示在液晶面板440的片侧上形成扫描信号驱动电路442的片侧供电构成，图35B表示在液晶面板440的两侧上形成扫描信号驱动电路442的两侧供电构成。在20型以上的大型液晶显示装置或扫描线为1000以上的高晰像度的液晶显示装置中，图35B的两侧供电构成对扫描电极的时间常数降低是有效的。在驱动这些液晶显示装置时，与现有的相比，可进行均匀性好的显示。
因为这些液晶显示装置通过象素位置来变化存储电容，所以供电端的存储电容值比通常的大，在供电侧会产生充电不足。此时，通过组合每1条线驱动扫描线的通常驱动方式以及同时选择2条扫描线进行预备充电的驱动方式，可得到良好的结果。
特别是，对于20型以上的大型液晶显示装置或扫描线为1000以上的高晰像度的液晶显示装置，在由图35A的片侧供电构成动作的情况下，因为有必要变大存储电容的变化，所以期望使用同时选择2条扫描线的驱动方式。
在上述实施例中，构成为存储电容从扫描电极的供电端向终端逐渐变小。并不限于此，如果是具有存储电容不同的象素的液晶显示装置，也可是其它构成的情况，适用本发明，也可可充分发挥其效果。例如。在为了补偿图像信号的失真而从图像信号的供电端向终端逐渐变小存储电容的构成中，可适用本发明。另外，在为了补偿驱动电路特性差或外部配线电阻差而变化存储电容的情况下，也可适用本发明。
另外，液晶显示模式不限于IPS方式的情况，对于在部分象素区域中存在未覆盖象素电极的区域的构成，也可适用本发明。
如上所述，根据本发明的液晶显示装置，每个象素的存储电容面积不同，孔径比率也是一定的，显示部分的电场保持相等。因此，没有显示特性损坏、变得不均匀。另外，在为了提高对比度等而形成遮光膜的情况下，与现有构成相比，因为遮光膜的宽度非常窄，所以孔径比率不会大幅度下降。
权利要求
1.一种液晶显示装置，为在每个象素区域中通过象素电极、绝缘层和公用电极的重叠来形成存储电容部的、在象素区域的一部分中包含未覆盖象素电极的非电极区域的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于所述存储电容部与所述非电极区域连接侧的外缘形状在各象素之间实质上是相同的，所述存储电容部的存储电容值在供电侧和终端侧不同，供电侧的值比终端侧的大。
2.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于所述存储电容部的存储电容值在供电侧作为100时，在终端侧为10以上不满100的范围内。
3.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于所述存储电容部的存储电容值因在形成所述存储电容部的电极上形成开口部而不同。
4.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于所述存储电容部的存储电容值使构成所述存储电容部的象素电极、所述公用电极的供电方向侧或终端方向侧的面积不同。
5.根据权利要求4的液晶显示装置，其特征在于使构成所述存储电容部的象素电极的面积不同的装置为从所述公用电极的供电方向侧或终端方向侧中的突出部和凹部中选择的至少一种形状。
6.根据权利要求4的液晶显示装置，其特征在于所述象素电极的面积在供电侧为作100时，在终端侧为10以上不满100的范围内。
7.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于通过使构成所述存储电容部的层间绝缘膜的厚度不同来使所述存储电容部的存储电容值不同。
8.根据权利要求7的液晶显示装置，其特征在于构成所述存储电容部的层间绝缘膜的厚度在供电侧作为100时，在终端侧为100以上不满300的范围内。
9.根据权利要求7的液晶显示装置，其特征在于形成两层以上的所述层间绝缘膜来使层间绝缘膜的厚度不同。
10.根据权利要求9的液晶显示装置，其特征在于所述两层以上的层间绝缘膜由第1介质层和第2介质层形成。
11.根据权利要求10的液晶显示装置，其特征在于在所述第2介质层上形成开口部，通过改变所述开口部的面积来改变存储电容值。
12.根据权利要求11的液晶显示装置，其特征在于所述第2介质层由与所述第1介质层不同的成分构成。
13.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于所述显示装置为从水平电场型有源矩阵型液晶显示装置和螺旋状向列(TN)型有源矩阵型液晶显示装置中选择的至少一种。
14.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于所述象素电极的宽度比所述公用电极的宽度大。
15.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于所述象素电极的宽度比所述公用电极的宽度小。
16.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于在扫描配线上形成存储电容部。
17.根据权利要求1的液晶显示装置，其特征在于在供电侧和终端侧中使所述存储电容部的存储电容值不同的装置使变形或开口电极的形状的构成和改变层间绝缘膜的厚度的构成组合。
全文摘要
液晶显示装置,为在每个象素区域中通过象素电极3、绝缘层和公用电极4的重叠来形成存储电容部7的、在象素区域的一部分中包含未覆盖象素电极的非电极区域的有源矩阵型液晶显示装置,存储电容部7与非电极区域连接侧的外缘形状在各象素之间实质上是相同的,存储电容部7的存储电容值在供电侧和终端侧不同,供电侧的值比终端侧的大,通过该液晶显示装置,在每个象素中变化存储电容值时,可使孔径比率保持一定。另外,通过用于水平电场方式的液晶显示装置中,不仅能将象素孔径比率原样保持一定,改变存储电容值,还能将施加到显示部分液晶层上的电场保持相等。因此,显示特性未破坏,未形成不均匀。另外,在为了提高对比度而使用遮光膜的情况下,因为与现有构成相比,使用了宽度窄的遮光膜,孔径比率也不会大幅度降低。
文档编号G02F1/1368GK1335532SQ01126000
公开日2002年2月13日 申请日期2001年7月24日 优先权日2000年7月24日
发明者深海彻夫, 熊川克彦, 木村雅典 申请人:松下电器产业株式会社