液晶显示板的制作方法

专利名称：液晶显示板的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示板，特别涉及以所谓的IPS(In-PlaneSwitching)模式为代表的横电场方式的液晶显示板的显示品质的提高。
背景技术：
液晶显示板是通过在一对基板间夹置的液晶层中形成的电场来改变液晶层中的液晶分子的取向状态而调整透过液晶层的光的强度，从而显示图象的电光学元件。
对液晶层施加电场的方式分为所谓的纵电场方式和所谓的横电场方式两种，纵电场方式例如TN(Twisted Nematic)模式所示，将形成用于驱动液晶分子的电场的一对电极分别设置在不同的基板上，而横电场方式以将一对电极设置在同一基板上的IPS模式为代表。
图14表示IPS模式的液晶显示板的一例。在一对图象信号线5和扫描信号线6围成的区域所构成的象素区域中，配置梳形的象素电极2和公用电极1。公用电极1与公用电极汇流条9电连接。象素电极2和公用电极1相互电连接，根据来自扫描信号线6的扫描信号，开关元件7将图象信号线5和象素电极2进行电连接时，在象素电极2和公用电极1之间形成图15所示的电场。
IPS模式的液晶显示板与纵电场方式的液晶显示板相比，视角产生的色调的变化小，但在另一方面与纵电场方式相比，由于象素的开口率低，所以为了确保显示图象的亮度而在其使用的背光上需要高输出。因此，在(日本)特开平9-61842号公报中披露了为了提高象素的开口率而使用透明导体构成的第1或第2电极(即象素电极2或公用电极1)。
这里，在图象信号线5和与其相邻配置的公用电极1a之间，形成图15所示的电场。因此，处于图14中斜线所示区域的液晶分子不与处于象素电极2和公用电极1b之间的液晶分子采取同样的举动，而被公用电极1a和图象信号线5之间形成的电场驱动。即，该区域的亮度与本来要显示的图象所需的亮度不同。在液晶显示板的驱动中，一般来说，为了使图象信号线5的电位Vs的极性相对于公用电极汇流条9的电位Vc在每个象素或每个布线中反向，在象素电极2的电位Vpix的Vc对应的极性与Vs的极性不同的情况下，根据图象信号线5、公用电极1或象素电极2的形状、两电极的间隔、Vs的振幅等条件，Vs对公用电极1a和象素电极2之间形成的电场产生影响，直至改变位于两电极间的液晶分子的取向状态。即，在象素内的亮度上产生偏差，不能进行良好的图象显示。
特别是在从斜方向观看画面的情况下，对该区域投下的光不经板内配置的黑色矩阵而对显示画面产生影响。这种现象使作为横电场方式的液晶显示板的优点的宽视角优点减少一半。通过使用宽幅的黑色矩阵，可以抑制该恶劣影响，但在该对策中，因黑色矩阵和公用电极之间的宽度和位置的关系而使开口率降低。
在上述公报中，在与图象信号线5相邻的公用电极1a上使用透明材料时，由于与表示原来要显示的图象所需区域不同亮度的区域成为显示区域，所以显示品质下降。即，仅简单地使用透明电极时有助于在该区域中引起画质的下降。因此，例如如果使图象信号线5相邻的公用电极1a的宽度增大，那么可以减小图象信号线5和公用电极1a之间形成的电场对象素亮度产生的影响。但是，该对策需要增大非显示区域，所以与其他显示模式的液晶显示板相比，使不高的开口率下降。尽管开口率降低，但为了维持液晶板的亮度，需要增大背光的输出。即，不可避免增大消耗功率。
在为了显示的高清晰化而减小平均一个象素的面积时，只要不变更象素结构，那么如果象素电极和对置电极的宽度在面积上成正比地变细，则象素的开口率下降。根据上述公报，可以缩小象素尺寸而不降低开口率，但另一方面，由于公用电极1a和图象信号线5之间的区域成为显示区域，所以显示的品质下降。
在(日本)特开平9-179096号公报中披露了以下液晶显示板的建议，如图16所示，该液晶显示板包括通过在与其相比的上层形成绝缘层(未图示)形成的导电层50，使得可覆盖图象信号线5和与其相邻的公用电极(基准电极)。图象信号线5的电位引起的液晶层上形成的电场被导电层50屏蔽，所以不能到达公用电极1。但是，根据该方法，由于在图象信号线5和导电层50之间形成电容，所以随着板尺寸增大而图象信号线长时，布线时间常数增大，引起信号波形的变钝导致的充电不足。而且，在绝缘膜上s针孔等缺陷的情况下，存在图象信号线和导电层短路而成为显示不良原因的问题。

发明内容
本发明的目的在于解决以上的问题，提供一种液晶显示板，可以使开口率高，并且抑制图象信号线和与其相邻的公用电极之间形成的电场引起的画质恶化。
本发明的液晶显示板在阵列基板的成对的图象信号线和扫描信号线围成的区域所构成的象素区域中平行于图象信号线或扫描信号线来配置线状的象素电极和公用电极，在这些线状电极中相邻并且平行配置于信号线的电极由不透明导体构成，其他电极的至少一个由透明导体构成。
为了确保高开口率，例如与信号线相邻的信号线以外的电极都由透明导体构成。
本发明可以应用于线状的象素电极和公用电极都被配置于阵列基板侧的所谓IPS模式的液晶显示板，以及所有公用电极或一部分被配置在对置基板侧的液晶显示板这两者。
在本发明的优选形态中，为了在阵列基板上重叠与图象信号线或扫描信号线相邻的不透明的电极的一部分，还在象素的内侧使与该不透明电极重叠一部分并配置透明导体构成的电极。即，通过在通过良好显示的侧配置透明电极，来确保象素的开口率，通过在信号线侧配置不透明电极，来遮蔽透过该区域的光，抑制该区域对显示产生的不良影响。
在本发明的优选形态中，设置向与信号线相邻的电极的另一侧、即向相邻的电极侧倾斜的表面。由此，使在电力线相邻的电极之间形成的区域、即产生良好的显示的区域扩大。例如，如上所述，使用将一部分重叠的复合型的电极时，配置于上层的电极在两电极的重合区域中形成倾斜的表面。
在本发明的又一优选形态中，与信号线相邻的电极相同电位的电极被设置在对置基板的表面上，使得与其信号线对置。在该电极的材料中使用透明导体时，可确保显示的亮度。通过将该电极设置得可覆盖与信号线相邻的电极，还可以抑制对信号线的电位对与信号线相邻的电极和与其相邻的电极之间形成的电场产生的影响。
本发明的另一液晶显示板与上述同样将线状的象素电极和公用电极配置在象素区域中，在相邻并且平行配置于图象信号线或扫描信号线的电极表面的中心线中，在各个相邻的电极之间形成的电场电力线方向向相对于阵列基板的法线方向的电极侧倾斜。
在本发明的另一优选实施例中，与信号线相邻的电极有向另一侧、即相邻的电极侧倾斜的表面。由此，使电力线相邻的电极之间形成的区域、即产生良好显示的区域扩大。例如，如上所述，使用一部分重合的复合型的电极时，形成向两电极的重合区域倾斜的斜面。
本发明的另一液晶显示板有遮蔽透过信号线和与其相邻的电极之间的区域的光的遮光部件。遮光部件例如别配置在阵列基板侧。在与阵列基板侧的电极相比配置在下层时，在遮光部件的周边区域形成的电极中设置倾斜的表面。
遮光部件例如由导电性材料构成，最好与周围的构成部件电隔离。
为了即使在从斜向观看画面的情况下也完全消除对透过信号线和与其相邻的电极之间的光对显示图象的影响，可以配置黑色矩阵，从而在液晶层厚度为d，透过液晶层的光由装置的与外部的边界面全反射时，在光的行进方向与阵列基板表面的法线方向形成的角为θt时，由与图象信号线或扫描信号线相邻并且平行配置的所述电极的相同信号线侧的端部起覆盖d·tanθt的范围。


图1是表示本发明一实施例的液晶显示板的主要部分的平面图。
图2是表示该液晶显示板的阵列基板的主要部分示意纵剖面图。
图3是表示本发明另一实施例的液晶显示板的阵列基板的主要部分的平面图。
图4是表示该阵列基板的主要部分的示意纵剖面图。
图5是表示本发明另一实施例的液晶显示板的主要部分的示意纵剖面图。
图6a是表示该液晶显示板的阵列基板上配置的公用电极汇流条图形的示意平面图，图6b是表示该液晶显示板的对置基板上配置的第3公用电极的图形的示意平面图。
图7是表示本发明另一实施例的液晶显示板的主要部分的示意剖面图。
图8是表示在本发明的另一实施例的液晶显示板中公用电极上形成的电场分布的模型图。
图9a、9b、9c和9d是表示该实施例中的公用电极示例的示意纵剖面图。
图10a是表示本发明另一实施例的液晶显示板的阵列基板的主要部分的平面图，而图10b是该阵列基板的主要部分的示意纵剖面图。
图11a是表示本发明另一实施例的液晶显示板的阵列基板的主要部分的平面图，而图11b是该阵列基板的主要部分的示意纵剖面图。
图12是表示本发明另一实施例的液晶显示板的主要部分的示意纵剖面图。
图13是表示本发明另一实施例的液晶显示板的阵列基板的主要部分的示意纵剖面图。
图14是表示现有的IPS模式液晶显示板的阵列基板的主要部分的平面图。
图15是表示该液晶显示板的公用电极和图象信号线之间形成的电场分布的模型图。
图16是表示比较例的IPS模式液晶显示板的阵列基板的主要部分的平面图。
(标号的说明)1 公用电极1a第1公用电极1b第2公用电极1c第3公用电极2 象素电极3 存储电容5 图象信号线6 扫描信号线7 开关元件8 绝缘层9 公用电极汇流条10遮光体91接触部100 液晶层101 透明基板102 对置基板103 阵列基板104 黑色矩阵105 滤色层
具体实施例方式
一般地，图象信号线和扫描信号线相互正交地来配置，在各象素区域中与某一个信号线平行地配置象素电极和公用电极。
象素间象素电极相对于分别保持独立的电位来说，所有象素或相同扫描线上连接的所有象素的公用电极通过公用电极汇流条而设定为同电位，所以一般来说相邻信号线的电极是公用电极。因此，在以下的实施例中，以象素电极和公用电极在象素内与图象信号线平行配置并且公用电极与图象信号线相邻的情况为例来进行说明。但是，根据象素的结构有电极与扫描信号线平行配置的情况，也有象素电极与信号线相邻配置的情况。因此，在这样的情况下，以下实施例中的语句可适当换言之。
以下，用附图来详细说明本发明的优选实施例。
实施例1图1和图2表示本实施例的液晶显示板的象素的结构。
该液晶显示板为所谓的IPS(In-Plane Switching)模式，在被液晶层100隔离对置配置的一对基板(即阵列基板103和对置基板102)中，在一方的基板103的上表面上同时配置梳形的公用电极1和象素电极2。
各象素中配置的开关元件7例如由TFT构成，根据从扫描信号线6输入的信号来控制图象信号线5和象素电极2的电连接。象素电极2在与相邻的另一扫描信号线6重叠的区域中形成用于补偿因TFT截止时的漏泄电流引起的象素电位Vpix下降的存储电容器3。
以贯通象素而与扫描信号线6平行形成的公用电极汇流条9与公用电极1进行电连接。
本实施例的液晶显示板在象素内配置的三个公用电极1中，与图象信号线5相邻的第1公用电极1a由不透明导体构成，第2公用电极1b例如由ITO(Indium-Tin-Oxide)等透明导体构成。第1公用电极1a与公用电极汇流条9一体地形成。第2公用电极1b由绝缘层8隔离并形成与公用电极汇流条9不同的层上，用接触部91与公用电极汇流条9进行电连接。如图13所示，存储电容器3也可以形成在公用电极汇流条9之间。
该液晶显示板例如如下制造。
首先，在玻璃等构成的透明基板101的表面上同时形成公用电极汇流条9和扫描信号线6。在扫描信号线6的一部分上设置TFT的栅电极使用的突出部。
在形成了公用电极汇流条9等后，形成可覆盖基板101表面的绝缘膜8，而且形成作为开关元件7的TFT的半导体层。
接着，同时形成象素电极2和图象信号线5。此时，象素电极2和图象信号线5形成与半导体层对应的图形，以便各自的一部分具有作为TFT的漏电极和源电极的作用。
在绝缘层8的公用电极汇流条9上的区域中，在形成作为第2公用电极1b和公用电极汇流条9的接触部91的孔之后，形成透明导体构成的第2公用电极1b。而且，配置在表面上形成取向膜(未图示)所得的阵列基板103，使得同样在夹置液晶层100的表面上具有取向膜(未图示)，而且黑色矩阵104和滤色层105的对置基板102对置来配置。在该层积体的一对主表面上配置偏振板后，可获得液晶显示板。
在本实施例中，通过在该公用电极1a中用不透明导体来降低因图象信号线5和与其相邻的公用电极1a之间形成的电场造成的不良的液晶材料的举动对显示图象品质产生的影响。与在图象信号线5相邻的公用电极1a中使用透明电极的情况相比，通过防止透过该公用电极1a的光，可以抑制象素内的亮度偏差，提高显示图象的品质。此外，通过将透明导体用于在其他的公用电极1、即在一对象素电极2夹置的它们之间形成有助于正常显示的电场公用电极1b，可提高作为IPS模式等所谓的横电场方式的液晶显示板课题的开口率。
实施例2在本实施例中，与实施例1同样，说明降低不良显示，并且可以更有效地提高开口率的手段的实例。
图3和图4表示本实施例的液晶显示板的象素的结构。与实施例1的显示板的情况同样，图象信号线5相邻的第1公用电极1a由不透明导体构成，被一对象素电极2夹置的第2公用电极1b由透明导体构成。
而且，在本实施例的液晶显示板中，配置与公用电极1a相邻并由透明导体构成的第3公用电极1c，使得其一部分与上述公用电极重合。
当然，第3公用电极1c也与第1公用电极1a和第2公用电极1b的电位相等。例如，在与实施例1相同的方法中，用相同的工序来制造公用电极1b和公用电极1c。
第1公用电极1a和与其粘结配置的第3公用电极1c具有作为一个电极的功能。在实施例1中与图象信号线5相邻配置的第1公用电极1a尽管在该图象信号线5侧中形成引起不良显示的电场，但在在其另一侧即与象素电极2对置的侧中，在与象素电极2之间形成有助于正常显示的电场。在本实施例中，通过由透明导体来构成有助于该公用电极正常显示的区域，与实施例1的液晶显示板相比，可获得更高的开口率。
作为抑制图象信号线的电位对显示产生影响的手段之一，可列举出增大与其相邻的电极的面积的手段。如果简单地使用宽度宽的电极，那么因此而产生不良影响。在宽度宽的电极由透明导体构成的情况下，如上所述，显示品质下降。而在由不透明导体构成的情况下，使开口率下降。即，如本实施例所示，通过使用复合了透明导体和不透明导体的电极，可以确保开口率，并且可以抑制图象信号线的电位对显示品质产生的不良影响。
实施例3图5表示本实施例的液晶显示板。
在该液晶显示板中，与实施例1的情况同样，将不透明的第1公用电极1a与图象信号线5相邻配置，而透明的第2公用电极1b被配置在对置基板102侧。
第1公用电极1a和象素电极2与实施例1同样形成在阵列基板103上。
因此，在第2公用电极1b和与其相邻的象素电极2之间，沿相对于阵列基板103(活对置基板102)的表面倾斜的方向形成用于显示的电场。
如实施例1和2那样，在同一基板上形成不透明的电极图形和透明的电极图形时，由于在各自不同的层上需要形成这些图形，所以需要用于形成将两者进行电连接的接触部的工序。
另一方面，如本实施例所示，在另一基板(即对置基板102)上形成透明的电极后，不需要形成接触部。第1公用电极1a和第2公用电极1b在使两基板相互重合后容易用导通膏等来连接。例如，将阵列基板103上配置的所有公用电极汇流条9如图6所示一体地形成，同样将对置基板102上配置的所有第2公用电极1b如图6b所示一体地形成。
即，根据本实施例，可以获得与实施例1和2相同的效果，并且与上述实施例相比，可以容易并且便宜地制造液晶显示板。
实施例4在本实施例中，说明降低图象信号线的电位对与其相邻的电极产生的不良影响的手段的实例。
图7表示本实施例的液晶显示板。在该液晶显示板中，在与对置基板102的图象信号线5对置的表面上配置第3公用电极1c。与第1公用电极1a同样，由于在图象信号线5和第3公用电极1c之间也形成电场，所以使图象信号线5的电位对与其相邻的公用电极1a产生的影响降低。
如本实施例所示，特别是通过配置具有宽度比图象信号线5宽的第3公用电极1c，使得覆盖由图象信号线5隔离的一对象素区域的第1公用电极1a，因而还可以降低图象信号线5的电位对第1公用电极1a相邻的象素电极2产生的影响。
第3公用电极1c和图象信号线5之间形成的电场对显示图象品质产生的影响，如一般的液晶显示板那样，通过与图象信号线5和扫描信号线6对置配置的黑色矩阵(未图示)来遮蔽透过该区域的光就可消除。
实施例5在本实施例中，说明通过控制在图象信号线和与其相邻的电极之间形成的电场的分布密度，来抑制该电场造成的不良影响的方法实例。
在本实施例中，通过使图象信号线相邻的电极具有特殊的形状，来扩大显示上可有效利用的区域。
在液晶层中，在图象信号线和与其相邻的电极之间形成的包括电场的区域因液晶材料由该电场驱动，所以不能那些用于显示的控制。因此，一般地，将透过使该象素的显示品质下降的区域的光由对置基板侧配置的黑色矩阵来遮蔽。即，为了良好的显示而限制象素的开口率。
这里，在不能控制与信号线5相邻的公用电极1a的区域中，如图15所示，表面上形成的电力线向信号线5侧倾斜。另一方面，在可控制的区域中，电力线向相邻的象素电极2侧倾斜。因此，在本实施例中，如图8所示，通过保持向与图象信号线5相邻的电极1的表面倾斜，来扩大可控制的区域。在与信号线相邻的电极中，通过使用具有向信号线即另一侧相邻的电极侧倾斜的表面的电极，可以用该表面来降低电力线朝向法线方向或信号线侧的区域、即降低不能显示区域。
由此，可以使对置基板侧上形成的黑色矩阵的宽度狭窄，可以获得可进行明亮显示的液晶显示板。
倾斜的表面例如如上述实施例2那样将一部分重合而形成复合型的电极。即，如图9a所示那样直接地、或如图9b所示那样间接地将第1公用电极1a和第3公用电极1c重合，在配置在上层侧的电极1c上其台阶部分上形成倾斜面。
在可控制区域侧的电极1c上使用透明导体时，在提高开口率上是有效的。
如图9c所示，在形成第3公用电极的表面上，例如通过腐蚀而倾斜，也可以形成多个台阶。此外，也可以用表面上形成多级台阶的电极或带有曲面的电极。
实施例6在本实施例中，说明不使信号线和与其相邻的电极之间形成的电场带来显示品质下降的手段。
图10a和图10b示出本实施例的液晶显示板的象素区域的结构。
在图象信号线5和与其相邻的第1公用电极1a之间的区域中，将不透明材料构成的遮光体10配置比它们低的低层中。遮光体10以重合在第1公用电极1a上来配置，遮挡透过该区域的光。
在如实施例2那样重叠在第1公用电极1a上并配置透明导体构成的第3公用电极的情况下，以不覆盖透过这些复合电极的光的区域那样形成遮光体10也可以。
遮光体10例如在与公用电极汇流条9相同层中对与其相同材料进行加工来形成。遮光体10与公用电极汇流条9进行电隔离，两者间的间隙还有助于确保开口率。
遮光体10与图象信号线5、第1公用电极1a等进行电隔离。因此，在制造处理中，即使因灰尘等附着而造成遮光体10和这些布线短路，在完成品上也不产生显示不良。例如，使用树脂构成的遮光体10时，不需要考虑短路的影响，更有效果。
通过将遮光体10形成在比公用电极1低的层上，与实施例5同样，可以形成向第1公用电极倾斜的表面。即，有助于提高开口率。
如图11a和图11b所示，将遮光体10仅配置在第1公用电极1a之间的一部分区域，在遮光体10和图象信号线5之间设置用于透过光的间隙时，可以防止在形成遮光体10后形成图象信号线5的情况下担心的图象信号线5的断线，可以防止在使用导体构成的遮光体10的情况下担心的遮光体10和图象信号线5等之间的短路。
从制造工序中的良品率的观点来看，期望使遮光部10和扫描信号线6的间隔比公用电极1a和扫描信号线6的间隔大。
实施例7
如上述实施例说明的那样，为了有效地遮蔽透过不能显示区域的光，在对置基板上用电极表面来覆盖电力线朝向法线方向或信号线侧的区域、即不能显示的区域，即也可以形成黑色矩阵来覆盖与信号线相邻的电极的一部分。由此，在从正面观察液晶显示板的情况下，可获得良好的显示。
为更有效地遮蔽透过该区域的光，形成黑色矩阵104，在由液晶显示板-空气界面进行全反射时在液晶层中光线与法线方向形成的角为θt，液晶层的单元间隙为d，那么如图12所示，从扫描信号线或图象信号线相邻的电极的信号布线侧的端部起覆盖到象素内部方向仅d·tanθt，而在其他区域中形成作为显示区域的滤色层105。由此，可以遮蔽透过信号线和与其相邻的电极之间的区域的光，获得良好的显示。
根据本发明，可以有效地降低横电场方式的液晶显示板中的信号线的电位对显示品质产生的影响。因此，对提供显示品质高的液晶显示板非常有用。
权利要求
1.一种液晶显示板，包括阵列基板；与所述阵列基板对置配置的对置基板；在所述阵列基板和对置基板之间夹置的液晶层；在所述阵列基板的与所述液晶层对接的表面上沿同一方向排列配置的多个图象信号线；在所述阵列基板的配置所述图象信号线的表面上与所述图象信号线正交配置的多个扫描信号线；在所述阵列基板的所述图象信号线和扫描信号线围成的区域所构成的象素区域中与所述图象信号线或扫描信号线平行配置的线状的象素电极；在所述阵列基板的所述象素区域中与所述象素电极平行配置的对置电极；根据来自所述扫描信号线的信号，将所述象素电极和图象信号线电连接的开关元件；以及覆盖所述图象信号线或扫描信号线和与所述图象信号线或扫描信号线相邻并且平行配置的所述电极之间的区域的遮光部件。
2.如权利要求1所述的液晶显示板，其中，所述遮光部件是配置于所述对置基板的黑色矩阵。
3.如权利要求1所述的液晶显示板，其中，所述遮光部件被配置在所述阵列基板上。
4.如权利要求3所述的液晶显示板，其中，所述遮光部件由导电材料构成。
5.如权利要求4所述的液晶显示板，其中，将遮光部件与周围电隔离。
6.如权利要求4所述的液晶显示板，其中，将电极在所述遮光部件和与其正交的所述图象信号线或扫描信号线之间设置间隙。
7.如权利要求4所述的液晶显示板，其中，所述间隙比所述相邻的电极和与所述相邻的电极正交的所述图象信号线或扫描信号线之间的间隙大。
8.如权利要求1所述的液晶显示板，其中，与所述阵列基板上的所述图象信号线或扫描信号线相邻并且平行配置的所述电极相比，所述遮光部件被配置低层上。
9.如权利要求2所述的液晶显示板，其中，所述遮光部件隔离所述图象信号线或扫描信号线并覆盖相邻的成对所述电极间的区域。
全文摘要
本发明的液晶板的阵列基板由成对图象信号线(5)和扫描信号线(6)、以及处于它们所包围的象素区域中的平行于图象信号线(5)或扫描信号线(6)配置的线状的象素电极(2)和公用电极(1a)、(1b)、(1c)来构成。该液晶显示板有遮蔽透过信号线和与其相邻的电极之间的区域的光的遮光部件。
文档编号G02F1/1335GK1967357SQ20061009981
公开日2007年5月23日 申请日期2001年4月5日 优先权日2000年4月5日
发明者深海徹夫, 熊川克彦, 山北裕文, 木村雅典, 冈藤美智子, 浅田智 申请人:松下电器产业株式会社