液晶显示装置的制作方法

专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置，特别涉及适用于便携式信息终端(例
如PDA)、便携式电话、车载用液晶显示器、数字摄像机、个人计算机、 娱乐设备、电视机等的液晶显示装置。
背景技术：
近年来，液晶显示装置灵活运用薄且低电耗的特长，被广泛应用 于笔记本型个人计算机、便携式电话、电子记事本等信息设备或具有 液晶监视器的摄像机一体型VTR等。
作为能够实现高对比度和广视野角化的显示模式，利用垂直取向 型液晶层的垂直取向模式被人们所关注。垂直取向型液晶层一般使用 介电各向异性为负的液晶材料和垂直取向膜而形成。
例如，在专利文献1中公开了一种液晶显示装置，其在设置于相 对电极的开口部的周边产生倾斜电场，在开口部内以处于垂直取向状 态的液晶分子为中心使周围的液晶分子倾斜取向，从而能够改善视角 特性。
但是，在专利文献1中记录的结构中，难以在像素内的全部区域 中形成倾斜电场，结果，在像素内产生液晶分子相对于电压的响应迟 缓的区域，产生出现残像现象的问题。
为了解决该问题，专利文献2公开了通过在像素电极或相对电极 上设置规则排列的开口部，在像素内形成呈轴对称取向的多个液晶畴 的技术。
进一步，在专利文献3中，公开了在有源矩阵基板上设置用于稳 定地进行利用倾斜电场的取向控制的辅助电极的方法。该辅助电极设 置在与形成于像素电极的隙缝对应的位置。此外，该辅助电极与用于 形成存储电容的存储电容电极一体形成，在形成栅极配线的工序中与 栅极配线同时由同一金属膜形成。
4专利文献l:日本特开平6—301036号公报 专利文献2:日本特开2000—47217号公报 专利文献3:日本特开2006—184334号公报

发明内容
但是，专利文献3中公开的辅助电极由金属膜形成，因此像素的 开口率下降，使得光透过率下降。为了解决该问题，考虑由透明的ITO 膜形成辅助电极，但是在该情况下，需要设置ITO膜(需要在用于形 成像素电极的ITO膜之外另外形成)的堆积、图案化等额外的工序， 工序数增加。
本发明鉴于上述问题提出，其目的在于在垂直取向模式的液晶显 示装置中稳定地进行利用倾斜电场的取向控制，并且基本不增加制造 时的工序数地抑制光透过率的下降。
本发明的液晶显示装置包括第一基板、与上述第一基板相对设 置的第二基板、和设置在上述第一基板与上述第二基板之间的垂直取
向型的液晶层，具有多个像素，该多个像素分别包括设置在上述第
一基板上的至少包括半导体层的开关元件；与上述开关元件电连接的 像素电极；与上述像素电极相对的相对电极；和位于上述像素电极与 上述相对电极之间的上述液晶层，上述像素电极具有在像素内的规定 的位置形成的至少一个开口部或切口部，在上述多个像素的各个中， 在对上述液晶层至少施加规定的电压时，形成液晶分子倾斜的方位相 互不同的多个区域，该液晶显示装置中，上述第一基板具有被赋予与 上述像素电极不同的电位的辅助电极，上述辅助电极包括与上述像素 电极的上述至少一个开口部或切口部重合的部分，并且由与上述开关 元件的上述半导体层相同的膜形成。
在某优选的实施方式中，上述辅助电极还包括位于上述像素电极 的外周附近的部分。
在某优选的实施方式中，在上述多个像素的各个中，在对上述液 晶层至少施加规定的电压时，分别形成呈轴对称取向的多个液晶畴。
在某优选的实施方式中，上述辅助电极被赋予与上述相对电极实 质上相同的电位。
5在某优选的实施方式中，上述开关元件是以上述半导体层的一部 分作为沟道区域的薄膜晶体管。
在某优选的实施方式中，上述半导体层和上述辅助电极由非晶硅 或结晶硅形成。
在某优选的实施方式中，上述辅助电极具有60%以上的光透过率。
在某优选的实施方式中，上述第一基板具有存储电容配线，上述 辅助电极与上述存储电容配线电连接。
在某优选的实施方式中，上述第一基板具有使上述辅助电极与上 述存储电容配线电连接的连接电极，上述连接电极设置在由上述多个 像素规定的显示区域之外。
在某优选的实施方式中，上述第一基板具有使上述辅助电极与上 述存储电容配线电连接的连接电极，上述连接电极设置在上述多个像 素的各个内，上述辅助电极与上述存储电容配线局部重合。
在某优选的实施方式中，上述连接电极以其整体与上述存储电容 配线重合的方式配置。
在某优选的实施方式中，上述第一基板具有信号配线，上述连接 电极由与上述信号配线相同的膜形成。
本发明的液晶显示装置具有包括与像素电极的开口部或切口部重 合的部分的辅助电极。通过对辅助电极施加与像素电极不同的电位， 能够控制在开口部、切口部生成的倾斜电场的取向控制力的强度。例 如，能够生成在开口部、切口部等电位线更为陡峭地下降的倾斜电场， 能够得到强取向限制力。因此，能够稳定地进行利用倾斜电场的取向 控制。辅助电极由与开关元件的半导体层相同的膜形成，因此能够基 本不增加制造时的工序数地抑制光透过率的下降。


图1是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置ioo
的俯视图。
图2是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置100 的截面图，表示沿图1中的2A-2A'线的截面。
图3是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置100
6的截面图，表示沿图1中的3A-3A，线的截面。
图4 (a) (c)是示意性地表示液晶分子的取向的图，(a)表示 无电压施加时的取向，(b)是刚施加电压后的取向，(c)是电压施加 后经过足够的时间后的状态下的取向。
图5是使用等电位线表示在将电压施加在液晶层上时形成的电场 的图，表示没有设置辅助电极的情况。
图6是使用等电位线表示在将电压施加在液晶层上时形成的电场 的图，表示赋予辅助电极与相对电极实质上相同的电位的情况。
图7是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置100， 的截面图。
图8是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置100' 的截面图。
图9是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置100 的俯视图。
图10是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置200 的俯视图。
图11是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置200 的截面图，表示沿图10中的11A-11A'线的截面。
图12是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置200 的截面图，表示沿图10中的12A-12A，线的截面。
图13是表示液晶显示装置200中的辅助电极与存储电容配线的电
连接的状态的图。
图14 (a) (c)是示意性地表示液晶显示装置200中的连接电
极的形成工序的工序截面图。
图15是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置200'
的截面图。
图16是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置200' 的截面图。
图17 (a)和(b)分别是表示用于在像素内使辅助电极与存储电 容配线电连接的结构的例子的截面图。
图18 (a)是表示用于在像素内使辅助电极与存储电容配线电连接的结构的例子的俯视图，(b)是沿(a)中的18B-18B'线的截面图。 图19 (a)是表示用于在像素内使辅助电极与存储电容配线电连接
的结构的例子的俯视图，(b)是沿(a)中的19B-19B，线的截面图。 图20 (a)是表示用于在像素内使辅助电极与存储电容配线电连接
的结构的例子的俯视图，(b)是沿(a)中的20B-20B，线的截面图。 图21是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置300
的俯视图。
图22是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置300 的截面图，表示沿图21中的22A-22A'线的截面。
图23是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置400 的俯视图。
图24是示意性地表示本发明的优选实施方式的液晶显示装置400 的截面图，表示沿图23中的24A-24A'线的截面。 符号说明
1、 1'薄膜晶体管(开关元件)
2像素电极
2a切口部
2T透明电极
2R反射电极
3相对电极
4辅助电极
4a辅助电极的一部分(与像素电极的切口部重合的部分) 4b辅助电极的一部分(位于像素电极的外周附近的部分) 4c辅助电极的一部分(与像素电极的导电膜重合的部分) 4d辅助电极的一部分(与邻接的像素的辅助电极连接的部分) 5连接电极 6凸部
10、 30透明基板 11底涂膜 12半导体层 13栅极绝缘膜14栅极电极
15扫描配线
16存储电容配线
17第一层间绝缘膜
18源极电极
19漏极电极
20信号配线
21第二层间绝缘膜
22、 33垂直取向膜
23、 34偏光板 31彩色滤光片
32遮光层(黑矩阵)
50液晶层
51液晶分子
60有源矩阵基板
70相对基板(彩色滤光片基板)100、 100，、 200、 200，液晶显示装置
300、 400液晶显示装置
具体实施例方式
以下参照

本发明的实施方式。另外，本发明并不限定于 以下的实施方式。 (实施方式l)
参照图1 图3，说明本实施方式的液晶显示装置100的构造。图 1是示意性地表示与液晶显示装置100的一个像素对应的区域的俯视 图，图2和图3分别是沿图1中的2A-2A'线、3A-3A'线的截面图。
液晶显示装置100包括有源矩阵基板60、以与有源矩阵基板60 相对的方式设置的相对基板(彩色滤光片基板)70、和设置在它们之 间的垂直取向型的液晶层50。
液晶显示装置100具有的多个像素分别包括设置在有源矩阵基 板60上的薄膜晶体管(TFT) 1、与薄膜晶体管1电连接的像素电极2、与像素电极2相对的相对电极3、和位于像素电极2与相对电极3之间 的液晶层50。
以下，说明有源矩阵基板60和相对基板70的更具体的构造。 有源矩阵基板60具有支撑其结构要素的透明基板(例如玻璃基板、 塑料基板)10。在透明基板10的液晶层50侧的表面上，形成有底涂 膜ll，在底涂膜ll上，设置有由连续晶界结晶硅(CGS: Continuous Grain Silicon)形成的半导体层12。该半导体层12的一部分作为薄膜 晶体管1的沟道区域起作用，其它的部分作为源极区域、漏极区域起 作用。
以覆盖半导体层12的方式，形成有栅极绝缘膜13。在栅极绝缘膜 13上，形成有栅极电极14、扫描配线15、存储电容配线16，以覆盖 它们的方式，形成有第一层间绝缘膜17。
在第一层间绝缘膜17上，形成有源极电极18、漏极电极19和信 号配线20。源极电极18和漏极电极19在形成在栅极绝缘膜13和第一 层间绝缘膜17上的接触孔中与半导体层12连接。
以覆盖源极电极18、漏极电极19、信号配线20的方式形成有第 二层间绝缘膜21，在该第二层间绝缘膜21上设置有像素电极2。第二 层间绝缘膜21例如是由丙烯酸类的感光性树脂等形成的有机绝缘膜。 像素电极2由透明的导电材料(例如ITO)形成。在透明基板10的与 液晶层50相反的一侧的表面上，设置有偏光板23。
相对基板70在透明基板30的液晶层50侧的表面上，依次具有彩 色滤光片31、遮光层(也称作黑矩阵)32、相对电极3。相对电极3 由透明的导电材料(例如ITO)形成。在透明基板30的与液晶层50 相反的一侧的表面上，设置有偏光板34。
设置在有源矩阵基板60与相对基板70之间的液晶层50，由具有 负的介电各向异性的向列液晶材料形成，根据需要可以包含手性 (Chiral)齐U。在有源矩阵基板60和相对基板70的与液晶层50相接 的表面上，设置有垂直取向膜22和33。垂直取向膜22和33使液晶层 50的液晶分子51相对于其表面实质上垂直取向。垂直取向膜22和33 例如由聚酰亚胺树脂形成。
液晶显示装置100的像素电极2具有在像素内的规定的位置形成的多个切口部2a。在本实施方式中，在像素电极2设置有4个切口部 2a，利用这些切口部2a将像素分割为三个区域。通过切口部2a被分割 成的各个区域也称作子像素。
当在像素电极2与相对电极3之间施加规定的电位差(即对液晶 层50施加规定的电压)时，在像素电极2的外周附近和切口部2a生 成倾斜电场(相对于基板表面倾斜的电位梯度)，该倾斜电场规定液晶 分子51的倾倒方向。利用倾斜电场的作用，形成分别呈轴对称取向的 多个(此处是3个)液晶畴。在各个液晶畴内，液晶分子51在大致全 部方位取向，因此，在液晶显示装置100中，在液晶层50上施加电压 时，形成液晶分子51的倾斜方位相互不同的多个区域。
参照图4，更详细地说明形成轴对称取向的机理。图4 (a) (c) 是示意性地表示液晶分子51的取向的图，图4(a)表示无电压施加时， 图4 (b)表示刚施加电压后，图4 (c)表示电压施加后经过足够的时 间后的状态。
如图4 (a)所示，在无电压施加时，液晶分子51由于垂直取向膜 22和33的取向限制力，相对于基板表面大致垂直地取向。
在电压施加时，具有负的介电各向异性的液晶分子51以其分子长 轴相对于电力线垂直(即相对于等电位线平行)的方式倾斜，因此， 利用在像素电极2的外周附近和切口部2a生成的倾斜电场，规定液晶 分子51的倾倒方向。因此，如图4 (b)所示，从生成倾斜电场的区域 的液晶分子51 (即直接受到由倾斜电场带来的取向限制力的液晶分子 51)开始倾斜。
之后，随着时间的经过，其它的液晶分子51连续地(与最初倾斜 的液晶分子51的取向相匹配地)进行取向，形成图4 (c)所示的液晶 畴。在液晶畴内液晶分子51在大致全部方位(基板面内的全部方位) 取向，因此液晶显示装置100的视野角特性优异。
此处，"轴对称取向"与专利文献1中的"放射状倾斜取向"为相 同意义。液晶分子51在轴对称取向的中心轴的周边不产生向错线而连 续取向，液晶分子51的长轴以放射状(radial)、同心圆状(tangential)、 漩涡状取向。此外，在任一情况下，液晶分子51的长轴均具有从取向 的中心放射状倾斜的成分(与倾斜电场平行的成分)。另外，切口部2a并非必须如例示的那样设置有多个，至少设置有 一个即可。例如，在将像素分割为两个区域的情况下，即使仅设置一 个细长切口部2a，也能够形成轴对称取向的液晶畴。此外，代替切口 部2a (或者在切口部2a之外)，也可以设置开口部。在像素电极2设 置有开口部的情况下，在被像素电极2的导电膜包围的开口部，也与 切口部2a同样形成倾斜电场，液晶分子51由电场被规定为倾斜方向。
接着，进一步详细说明本实施方式中的液晶显示装置100的结构。
如图1 图3所示，液晶显示装置100的有源矩阵基板60具有被 赋予与像素电极2不同的电位的辅助电极4。如图3所示，本实施方式 的辅助电极4在形成于栅极绝缘膜13的接触孔中与存储电容配线16 连接，从而能够对辅助电极4施加与像素电极2不同的电位(例如， 如后所述与相对电极3为相同电位)。
如图l所示，辅助电极4包括与像素电极2的切口部2a重合的部 分4a、位于像素电极2的外周附近的部分4b。此外，辅助电极4由与 薄膜晶体管1的半导体层12相同的膜形成。即，辅助电极4通过对用 于形成薄膜晶体管1的半导体层12的半导体膜进行图案化，与半导体 层12同时形成。
本实施方式中的液晶显示装置100具有上述所示的辅助电极4。通 过对该辅助电极4施加与像素电极2不同的电位，能够控制倾斜电场 的取向限制力的强度。以下，更详细地说明该点。
图5和图6是使用等电位线EQ表示对液晶层50施加电压时形成 的电场的图，图5表示未设计辅助电极4的情况，与此相对，图6表 示对辅助电极4施加与相对电极3实质上相同的电位的情况。
当对液晶层50施加电压时，如图5和图6所示，形成由等电位线 (与电力线正交)EQ表示的电位梯度。该等电位线EQ，在位于像素 电极2的导电膜(即除去切口部2a的部分)与相对电极3之间的液晶 层50内，相对于基板表面平行，在像素电极2的外周附近和与切口部 2a对应的区域下落。因此，在像素电极2的外周附近和与切口部2a对 应的区域的液晶层50内，形成由倾斜的等电位线EQ表示的倾斜电场。
在没有设置辅助电极4的情况下，如图5所示，在邻接的子像素 间等电位线EQ连续，等电位线EQ呈连续的凹凸形状。即，形成较缓和的电位梯度。
与此相对，在设置辅助电极4、对辅助电极4施加与相对电极3 实质上相同的电位的情况下，如图6所示，在邻接的子像素间等电位 线EQ不连续，等电位线EQ在切口部2a上急剧下落。从而，在切口 部2a形成陡峭的电位梯度，产生相比于图5所示的情况更强的倾斜电 场。因此，能够得到更强的取向限制力。
如上所述，本实施方式中的液晶显示装置100具有辅助电极4，从 而能够稳定地进行利用倾斜电场的取向控制。此外，该辅助电极4由 与薄膜晶体管1的半导体层12相同的膜形成，因此能够得到高的光透 过率。例如，由连续晶界结晶硅(CGS)形成的辅助电极4能够以50nm 左右的厚度实现80%左右的光透过率。进一步，辅助电极4由与薄膜 晶体管1的半导体层12相同的膜形成，因此基本不需要用于设置辅助 电极4的新的工序。从而能够基本不增加制造时的工序数，能够抑制 光透过率的下降。
另外，在本实施方式中，作为开关元件，举例表示了包括由连续 晶界结晶硅形成的半导体层12的薄膜晶体管1，但是开关元件并不限 定于此。半导体层12可以由连续晶界结晶硅、多晶硅这样的结晶硅形 成，也可以由非晶硅形成。
图7和图8表示包括薄膜晶体管l'的液晶显示装置100'，该薄膜 晶体管l，包括由非晶硅形成的半导体层12。图2和图3所示的液晶显 示装置100包括顶栅型的薄膜晶体管1，该薄膜晶体管1包括由连续晶 界结晶硅形成的半导体层12，与此相对，图7和图8所示的液晶显示
装置ioo，包括底栅型的薄膜晶体管r，该薄膜晶体管r包括由非晶硅
形成的半导体层12。
液晶显示装置ioo，也具有由与薄膜晶体管r的半导体层12相同的
膜形成(即由非晶硅形成)的辅助电极4。因此，能够得到与液晶显示 装置100同样的效果。由非晶硅形成的辅助电极4的厚度例如为35nm 左右。
另外，关于液晶显示装置IOO和IOO，中的任一个，辅助电极4的 厚度并不限定于举例表示的值，但是为了充分地抑制像素的光透过率 的下降，优选辅助电极4形成为其光透过率成为60%以上的厚度，更优选形成为成为80%以上的厚度。由结晶硅形成的辅助电极4能够以 60nm以下的厚度实现80%以上的光透过率，能够以114nm以下的厚度 实现60%以上的光透过率。另外，开关元件的半导体层12与辅助电极 4并非必须为相同厚度，也可以具有相互不同的厚度，但是从抑制工序 数的增加的观点出发，优选为大致相同的厚度。
此外，在图1 图3、图7、图8中，表示了像素电极2的导电膜 与辅助电极4相互不重合的结构，但如图9所示，辅助电极4也可以 包括与像素电极2的导电膜重合的部分4c,可以将该部分4c与像素电 极2重合的区域用作存储电容的一部分。 (实施方式2)
参照图10 图12，说明本实施方式中的液晶显示装置200的构造。 图10是示意性地表示与液晶显示装置200的一个像素对应的区域的俯 视图，图11和图12分别是沿图10中的11A-11A'线、12A-12A'线的截面图。
如图10 图12所示，液晶显示装置200具有由与薄膜晶体管1 的半导体层12相同的膜形成的辅助电极4，因此，能够稳定地进行利 用倾斜电场的取向控制，而且，能够在抑制工序数的增加的同时抑制 光透过率的下降。
但是，本实施方式中的液晶显示装置200，其辅助电极4与存储电 容配线16的电连接的方式与实施方式1中的液晶显示装置100不同。 如图3所示，在液晶显示装置100中，辅助电极4在设置在栅极绝缘 膜13中接触孔中与存储电容配线16连接，在各像素内与存储电容配 线16电连接。
与此相对，在液晶显示装置200中，根据图12可知，辅助电极4 在像素内不与存储电容配线16连接。本实施方式的辅助电极4在由多 个像素规定的显示区域之外(也称作周边区域)与存储电容配线16电 连接。
具体地说，如图13所示，辅助电极4包括与邻接的像素的辅助电 极4连接的部分4d，通过该部分4d相互连接的多个辅助电极4通过设 置在显示区域之外(周边区域)的连接电极5与存储电容配线16电连 接。本实施方式中的连接电极5由与信号配线20相同的膜形成。该连 接电极5如图14 (a) (c)所示形成。图14 (a) (c)是表示连 接电极5的形成工序的工序截面图，相当于沿图13中的14A-14A，的截面。
图14 (a)表示在制造有源矩阵基板60的工序中，在透明基板IO 上叠层有底涂膜11、辅助电极4、栅极绝缘膜13、存储电容配线16和 第一层间绝缘膜17的状态。
在堆积第一层间绝缘膜17之后，除去成为半导体层12的源极区 域和栅极区域的部分上的栅极绝缘膜13和第一层间绝缘膜17，由此形 成接触孔。此时，如图14 (b)所示，在显示区域之外也形成有接触孔。 具体地说，在显示区域之外，通过除去辅助电极4上的栅极绝缘膜13 和第一层间绝缘膜17、存储电容配线16上的第一层间绝缘膜17，形 成两个接触孔。
之后，在第一层间绝缘膜17上堆积导电膜之后，进行图案化，从 而形成源极电极18、漏极电极19和信号配线20。此时，如图14 (c) 所示，也形成连接电极5。
如图3所示，在像素内形成于栅极绝缘膜13的接触孔中，将辅助 电极4与存储电容配线16连接的情况下，需要在栅极绝缘膜13中形 成接触孔的工序。与此相对，如果如上所述地形成连接电极5，则能够 完全不追加工序，使辅助电极4与存储电容配线16电连接。此外，连 接电极5设置在显示区域之外，因此不会由于连接电极5导致像素的 光透过率下降。
另外，在本实施方式中，举例表示了将包括由连续晶界结晶硅形 成的半导体层12的薄膜晶体管1用作开关元件的情况，但开关元件并 不限定于此。半导体层12可以由连续晶界结晶硅、多晶硅这样的结晶 硅形成，也可以由非晶硅形成。
图15和图16中表示了包括薄膜晶体管l'的液晶显示装置200'， 该薄膜晶体管l，包括由非晶硅形成的半导体层12。图11和图12所示 的液晶显示装置200包括顶栅型的薄膜晶体管1，该薄膜晶体管1包括 由连续晶界结晶硅形成的半导体层12，与此相对，图15和图16所示 的液晶显示装置200，包括底栅型的薄膜晶体管1，，该薄膜晶体管r包括由非晶硅形成的半导体层12。
液晶显示装置200，也具有由与薄膜晶体管l，的半导体层12相同的 膜形成(即由非晶硅形成)的辅助电极4。因此，能够稳定地进行利用 倾斜电场的取向控制，并且能够抑制光透过率的下降。
此外，根据图16可知，液晶显示装置200，也是辅助电极4在像素 内不与存储电容配线16连接，在显示区域之外(周边区域)与存储电 容配线16电连接。在周边区域，辅助电极4例如在设置于栅极绝缘膜 13的接触孔中与辅助电容配线16连接。在该情况下，虽然需要在栅极 绝缘膜13中形成接触孔的工序，但是在原本由于某种要求而除去栅极 绝缘膜13的一部分的这种规格中，在对栅极绝缘膜13进行图案化的 工序中顺便形成接触孔，由此能够完全不追加工序，使辅助电极4与 存储电容配线16电连接。
另外，在实施方式1中的液晶显示装置100中，如图17 (a)所示， 在设置在像素内的栅极绝缘膜13中的接触孔中，辅助电极4与存储电 容配线16直接连接。图17 (a)是表示图3中存储电容配线16附近的 截面图，相当于沿图1中的17A-17A，线的截面。代替该结构，如图17 (b)所示，也可以在像素内设置由与信号配线20相同的膜形成的连 接电极5，通过该连接电极5使辅助电极4与存储电容配线16电连接。 通过采用这样的结构，能够完全不追加工序，使辅助电极4与存储电 容配线16电连接。
但是，在像素内设置连接电极5的情况下，根据辅助电极4与存 储电容配线16的位置关系，存在像素的光透过率下降的情况。例如， 如图18 (a)和(b)所示，如果在辅助电极4与存储电容配线16不重 合的情况下设置连接电极5，则存在由于连接电极5而被遮光的区域， 像素的光透过率下降。
与此相对，在辅助电极4与存储电容配线16局部重合的情况下， 如图19 (a)和(b)所示，能够使被遮光的区域的宽度变小，因此能 够抑制光透过率的下降。此外，在辅助电极4与存储电容配线16局部 重合的情况下，如图20 (a)和(b)所示，在存储电容配线16形成接 触孔，将连接电极5以其整体与存储电容配线16重合的方式配置，从 而不存在被遮光的区域，能够防止光透过率的下降。(实施方式3)
在实施方式1和2中，将以透过模式进行显示的透过型液晶显示 装置作为例子说明了本发明，但是本发明也能够应用于能够以透过模 式和反射模式这两者进行显示的透过反射两用型液晶显示装置。
图21和图22中表示本实施方式的液晶显示装置300。图21是示 意性地表示与液晶显示装置300的一个像素对应的区域的俯视图，图 22是沿图21中的22A-22A'线的截面图。
液晶显示装置300的各像素具有以透过模式进行显示的透过区域 T和以反射模式进行显示的反射区域R。液晶显示装置300的像素电极 2包括由光透过率高的导电材料(例如ITO)形成的透明电极2T、和 由光反射率高的导电材料(例如铝)形成的反射电极2R。透明电极2T 跨过两个子像素的两者而形成，与此相对，反射电极2R仅有选择地形 成在一个子像素，形成有反射电极2R的区域作为反射区域R起作用。
此外，通过在相对基板70的与反射区域R对应的区域设置透明的 电介质层35，使得反射区域R中的液晶层50的厚度小于透过区域T 中的液晶层50的厚度。在反射模式中使用的光通过液晶层50两次， 与此相对，在透过模式中使用的光仅通过液晶层50—次，但是如上所 述，通过使反射区域R的液晶层50比透过区域T的液晶层50薄，能 够使反射区域R和透过区域T中的光程差变小，在反射区域R和透过 区域T这两者中都能够进行适当的显示。
液晶显示装置300也具有由与薄膜晶体管1的半导体层12相同的 膜形成的辅助电极4。因此，能够稳定地进行利用倾斜电场的取向控制， 并且能够基本不增加制造时的工序数地抑制光透过率的下降。
另外，在上述的实施方式l、 2和3中，举例表示了仅在有源矩阵 基板60设置有取向限制构造(像素电极2的切口部2a)的结构，但是 根据需要，也可以在相对基板70设置取向限制构造。
图23和图24表示在相对基板70也具有取向限制构造的液晶显示 装置400。如图23和图24所示，液晶显示装置400在相对基板70具 有凸部6，这一点与实施方式l中的液晶显示装置100不同。
向液晶层50侧突出的该凸部6具有倾斜的侧面，由于该侧面上的 垂直取向膜33的锚定(anchoring)效果而产生取向限制力。凸部6的取向限制力以使液晶分子51在与像素电极2的切口部2a的取向限制 力相同的方向取向的方式起作用，因此，子像素内的液晶分子51的轴 对称取向进一步稳定化。此外，使设置在子像素的大致中心的凸部6 为中心形成轴对称取向(换言之，凸部6设置在与液晶畴的大致中央 对应的区域)，因此轴对称取向的中心被固定在凸部6的附近。
这样，通过设置在一个基板上的取向限制构造(像素电极2的切 口部2a、开口部)主要限制子像素的周边的液晶分子51的取向方向， 通过设置在另一个基板上的取向限制构造(凸部6)限制子像素的中心 部的液晶分子51的取向，从而能够使轴对称取向稳定化。因此，能够 使中间灰度显示的响应时间变短，使按压面板表面时的取向的混乱消 除的时间变短。
另外，设置于相对基板70的取向限制构造，并不限定于例示的这 样的凸部6。例如，也可以在相对电极3设置位于子像素的中心的开口 部。
产业上的可利用性
根据本发明，能够在垂直取向模式的液晶显示装置中稳定地进行 利用倾斜电场的取向控制，并且能够基本不增加制造时的工序数地抑 制光透过率的下降。本发明能够应用于有源矩阵驱动的透过型、透过 反射两用型液晶显示装置。
权利要求
1.一种液晶显示装置，其包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板、和设置在所述第一基板与所述第二基板之间的垂直取向型的液晶层，其具有多个像素，该多个像素分别包括设置在所述第一基板上的至少包括半导体层的开关元件；与所述开关元件电连接的像素电极；与所述像素电极相对的相对电极；和位于所述像素电极与所述相对电极之间的所述液晶层，所述像素电极具有在像素内的规定的位置形成的至少一个开口部或切口部，在所述多个像素的各个中，在对所述液晶层至少施加规定的电压时，形成液晶分子倾斜的方位相互不同的多个区域，该液晶显示装置的特征在于所述第一基板具有被赋予与所述像素电极不同的电位的辅助电极，所述辅助电极包括与所述像素电极的所述至少一个开口部或切口部重合的部分，并且由与所述开关元件的所述半导体层相同的膜形成。
2. 如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于 所述辅助电极还包括位于所述像素电极的外周附近的部分。
3. 如权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于 在所述多个像素的各个中，在对所述液晶层至少施加规定的电压时，分别形成呈轴对称取向的多个液晶畴。
4. 如权利要求1 3中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述辅助电极被赋予与所述相对电极实质上相同的电位。
5. 如权利要求1 4中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述开关元件是以所述半导体层的一部分作为沟道区域的薄膜晶体管。
6. 如权利要求1 5中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述半导体层和所述辅助电极由非晶硅或结晶硅形成。
7. 如权利要求1 6中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述辅助电极具有60%以上的光透过率。
8. 如权利要求1 7中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于 所述第一基板具有存储电容配线，所述辅助电极与所述存储电容配线电连接。
9. 如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于 所述第一基板具有电连接所述辅助电极与所述存储电容配线的连接电极，所述连接电极设置在由所述多个像素规定的显示区域之外。
10. 如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于 所述第一基板具有使所述辅助电极与所述存储电容配线电连接的连接电极，所述连接电极设置在所述多个像素的各个内， 所述辅助电极与所述存储电容配线局部重合。
11. 如权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于 所述连接电极以其整体与所述存储电容配线重合的方式配置。
12. 如权利要求9 11中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于所述第一基板具有信号配线，所述连接电极由与所述信号配线相同的膜形成。
全文摘要
本发明提供液晶显示装置。在垂直取向型的液晶显示装置中，能够稳定地进行利用倾斜电场的取向控制，并且能够基本不增加制造时的工序数地抑制所述液晶显示装置的光透过率的下降。在通过对具有开口部或切口部的各像素电极施加电压，形成液晶分子倾斜的方位相互不同的多个区域的垂直取向型的液晶显示装置中，所述液晶显示装置具有与所述像素电极电连接的开关元件，和以与所述像素电极的所述开口部或所述切口部重合的方式形成的辅助电极，所述辅助电极由与所述开关元件的所述半导体层相同的膜形成。
文档编号G02F1/1343GK101568877SQ20078004678
公开日2009年10月28日 申请日期2007年11月30日 优先权日2006年12月18日
发明者川岛由纪, 田坂泰俊 申请人:夏普株式会社