液晶显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶显示装置。具体地，本发明涉及具有大开口并且能够实现高分辨率的横向电场式的有源矩阵液晶显示装置。
【背景技术】
[0002]近年来，在市场上提供有以平面转换(In-plane Switching, IPS)液晶显示装置为代表的横向电场式的液晶显示装置。这种液晶显示装置具有优良的视角，并广泛应用于从电视机和监视器等较大尺寸的装置到平板电脑和智能手机等便携式装置的众多信息终端。IPS液晶显示装置包括从基板上方垂直于基板的位置观察时间隔开地平行设置的两种条状(长方形)电极(条状像素电极和公共电极的条状部分)，并通过使用施加于每组条状像素电极和公共电极的条状部分之间的电场来驱动液晶分子。这种IPS液晶显示装置的特征在于，即使当已改变观察者观察的方向时，在视图中也没有重大变化。这是因为即使在已改变视角之后，观察者也不会感知这种显示装置中的液晶分子的配向的大幅变化。
[0003]因此，IPS液晶显示装置的特征在于广阔的视角。另外，一些IPS液晶显示装置为了提高它们的视角特性，采用如下多畴结构。即，这种IPS液晶显示装置可以采用通过以下面的方式设置两种条状电极的一部分和另一部分并将两个部分接合在一起来使每个像素内的电极弯曲的结构。即，两种条状电极的一部分被设置成产生施加于液晶的电场并在电场的方向与液晶分子的初始方向之间形成+ Θ °角。两种条状电极的另一部分被设置成产生施加于液晶的电场并在电场的方向与液晶分子的初始方向之间形成一 Θ °角。应当注意，条状电极(条状像素电极和公共电极的条状部分)不需要具有独立的本体。只要一对相对的电极的边缘部分平行，则每个电极的端部可具有条状以外的任何形状，使得端部可连接在一起，或者除该对电极位于相对位置的部分以外的部分可具有不同的形状。
[0004]然而，在这种多畴结构中，每个像素在+ Θ。角的电极部与一 Θ。角的另一电极部的接合处具有弯曲部。该弯曲部形成具有顺时针变形的液晶畴与具有逆时针变形的液晶畴之间的畴边界，这引起液晶分子的向错并导致透射率的下降。
[0005]液晶显示装置包括均设置在一对基板中的一个基板上的多条扫描线和多条数据线、以及多个像素。每个像素由分割区域形成，分割区域的边界由扫描线和数据线中的两条扫描线和两条数据线限定。每个像素的尺寸越小，每个像素中扫描线和数据线的面积之比就越大，因此，开口率降低。图20是示出将扫描线宽和数据线宽分别设定在10 μπι的恒定值并且将除配线区以外的像素区域假定为开口部时的开口率与像素尺寸之间的关系的曲线图。从该关系可知，特别是当像素尺寸减小到100 μπι以下时，开口率显著降低。因此，在采用上述多畴结构的液晶显示装置中，产生由于每个像素中的电极的弯曲部引起的相对透射率的下降变得太显著以至于不能忽略的问题。
[0006]为了避免这种问题，液晶显示装置采用每个像素中的电极不弯曲的单畴结构是有利的。然而，单畴结构的使用导致利用多畴结构所获得的优良的视角特性丧失。为了解决这种问题，在日本未审查的专利申请公开(JP-A)N0.Η09-105908(图32和图36)、以及JP-AN0.2004-271971(图45、图46和图48)中描述了在不使用弯曲电极的情况下，在每个像素内使液晶分子沿着两个方向旋转的结构。
[0007]作为现有技术的代表示例，图21A和图21B分别示出JP_A N0.JP H09-105908 (图32和图36)中所公开的像素结构，其中，为了简化下面的说明，与原图相比，将每个图的上侧和下侧颠倒。图21A和图21B分别示出公共电极101、像素电极102、电场103和电场104、公共电极线105、数据线106、源电极107、漏电极108、非晶硅(薄膜晶体管(Thin FilmTransistor, TFT)沟道区域)109、扫描线(栅极线)110、以及黑色矩阵的边界111。在以上结构中，公共电极101和像素电极102中的每一个、或者公共电极101和像素电极102中的一个还具有边缘倾斜的边缘部，使得随着接近像素端部，一个电极逐渐接近另一个电极。在接近的区域中，电极在两个不同的方向上产生电场103、电场104。该文件描述了这种结构在像素内产生液晶分子的两个旋转方向，这能够在各像素中实现不使用弯曲电极的多畴结构。然而，由于公共电极101和像素电极102中的每一个、或者公共电极101和像素电极102中的一个还具有边缘倾斜的边缘部，因此与在原始结构中可用作开口部的区域相比，开口部减小，并导致透射率的降低。
[0008]JP-A N0.2004-271971还在图44和图47中公开了在不使用弯曲电极的情况下使液晶分子在各像素内沿着两个不同的方向旋转的上述像素结构。作为传统技术的代表示例，图22示出JP-A N0.2004-271971 (图44)中所公开的像素结构，其中，在下面的说明中省略没有使用的一些组件，例如蓄积的电容线等。图20示出了公共电极101、像素电极102、电场103和电场104、数据线106、扫描线(栅极线)110、黑色矩阵的边界111、半导体层112、以及通孔113。而且，在所公开的结构中，一个电极逐渐接近另一个电极，并且所接近的区域在两个不同的方向上产生电场103、电场104。该文件描述了这种结构在像素内产生液晶分子的两个旋转方向，这能够在各像素内实现不使用弯曲电极的多畴结构。然而，由于与上述原因相同的原因，这种结构也会导致透射率的降低。
[0009]另外，这些结构可能由于其它原因而导致透射率的降低，将参照图23和图24描述该原因。图23是图22中用虚线包围的区域的放大图。在该结构中，公共电极101和像素电极102形成在不同的层中，并且在像素内具有公共电极101和像素电极102局部相互重叠的一些区域。在重叠的区域中和在特定的附近区域中，将在非期望的方向上产生电场114和电场115，这些非期望的方向与预期的电场103和电场104的方向不同。这些电场114和电场115称作所谓的边缘电场。这种结构导致存在于受电场114和电场115影响的区域中的液晶分子沿着与预期方向相反的方向旋转，这产生反向旋转畴117。在反向旋转畴117与正向旋转畴118的边界上，产生向错116，从而导致透射率降低。
[0010]图24示出向错116、反向旋转畴117和正向旋转畴118的情况。在正向旋转畴的附近存在反向旋转畴的情况下，在显示屏的驱动过程中对显示屏暂时施加的外力(例如指压)使液晶分子的配向在力施加期间变乱。当显示屏不受外力时，液晶分子试图再次返回到原始配向。然而，更可能引起以下现象:与施加外力之前的状态相比，正向旋转畴减小，相对地，反向旋转畴变大且变大量对应于减小量，并在该状态下变得稳定。这导致在施加外力前的显示状态与施加指压的外力后的显示状态之间的显示情况的差异。因此，产生被看作指压印记的显示问题。这种现象导致液晶显示装置的显示质量显著下降。
[0011]本发明致力于解决该问题。
【发明内容】
[0012]鉴于上述问题，提供一种示例型的IPS液晶显示装置，其即使像素尺寸小也具有大开口且呈现优良的视角，并且能够避免其上出现指压印记。
[0013]根据本发明的第一方面的横向电场式的液晶显示装置包括:一对基板；置于所述基板之间的液晶层；多条扫描线和多条数据线，均沿直线延伸并在一个所述基板上相互交叉；以及由所述扫描线和所述数据线形成的并以矩阵排列的多个像素。该液晶显示装置还包括:至少一个条状像素电极，其设置在各像素中并沿一条所述数据线或一条所述扫描线延伸；以及公共电极，其具有格子状，并以覆盖所述扫描线和所述数据线的方式设置在比所述条状像素电极更靠近所述液晶层的层中，并包括位于各像素中的开口部。在各所述至少一个条状像素电极和平行于所述至少一个条状像素电极的延伸方向而延伸的所述公共电极的部分之间形成将施加于所述液晶层的电场，所述电场与所述基板的表面方向基本平行。所述液晶显示装置还包括第一矩形像素电极，所述第一矩形像素电极设置在各像素中，所述第一矩形像素电极的宽度比所述至少一个条状像素电极的宽度宽，并与各所述至少一个条状像素电极的一端连接而形成T状。所述第一矩形像素电极与所述公共电极的开口部的拐角部重叠，其中，所述拐角部比所述开口部的其它拐角部更靠近所述第一矩形像素电极。
[0014]当在本发明的第一方面中，在各像素中设置多个所述条状像素电极时，与对应的所述条状像素电极连接的所述第一矩形像素电极可连接在一起，并且可在各像素中的相邻的条状像素电极之间进一步设置条状公共电极，其中，所述条状公共电极的两端与格子状的公共电极连接。
[0015]根据本发明的第二方面的横向电场式的液晶显示装置包括:一对基板；置于所述基板之间的液晶层；多条扫描线和多条数据线，均沿直线延伸并在一个所述基板上相互交叉；以及由所述扫描线和所述数据线形成的并以矩阵排列的多个像素。该液晶显示装置还包括:至少一个条状像素电极，其设置在各像素中并沿一条所述数据线或一条所述扫描线延伸；以及公共电极，其具有格子状，并以覆盖所述扫描线和所述数据线的方式设置在比所述条状像素电极更靠近所述液晶层的层中，并包括位于各像素中的开口部。在各所述至少一个条状像素电极和平行于所述至少一个条状像素电极的延伸方向而延伸的所述公共电极的部分之间形成将施加于所述液晶层的电场，其中，所述电场与所述基板的表面方向基本平行。所述液晶显示装置还包括突起状像素电极，所述突起状像素电极设置在各像素中，并包括至少一个突出部和宽度比所述至少一个条状像素电极的宽度宽的主部，其中，所述突起状像素电极与各所述至少一个条状像素电极的一端在开口部外的位置处连接。所述至少一个突出部与所述公共电极的所述开口部的至少一个拐角部重叠，其中，所述至少一个拐角部比所述开口部的其它拐角部更靠近所述突起状像素电极。
[0016]当在本发明的第二方面中，在各像素中设置多个条状像素电极时，与对应的所述条状像素电极连接的所述突起状像素电极可连接在一起，可在各像素中的相邻的所述条状像素电极之间进一步设置条状公共电极，其中，所述条状公共电极的两端与格子状的公共电极连接。
[0017]在本发明的第一方面和第二方面中，所述公共电极可包括在各像素内分别从所述公共电极突出到所述开口部内的突出部。另外，所述液晶显示装置还包括设置在各像素中的第二矩形像素电极，所述第二矩形像素电极的宽度比至少一个条状像素电极的宽度宽，所述第二矩形像素电极与各所述至少一个条状像素电极的另一端连接而形成T状，其中，在各像素中，所述第二矩形像素电极与所述公共电极的一个突出部重叠。
[0018]这里，被条状像素电极、第一矩形像素电极或突起状像素电极、第二矩形像素电极、以及公共电极包围的区域称作“列”。在各像素内具有多个列。在列内液晶分子大部分经历扭曲变形。此时，多个列分别对应于不同的扭曲变形方向的两个区域中的任一个区域。即，通过使