液晶装置和电子设备的制作方法

专利名称：液晶装置和电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及适用于进行各种信息的显示的液晶装置和电子设备。
背景技术：
一般，如果对液晶的显示模式进行大致区分，则存在TN(扭曲向列 Twisted Nematic )方式，或者以宽^L场角和高对比度为目的的垂直取向方 式，或者以IPS(共面转换In-Plane Switching)方式或FFS方式(边缘 场切换Fringe Field Switching)为代表的4黄电场方式等。
这之中IPS方式是使施加于液晶的电场的方向与基板大致平行的方 式，与TN方式等相比具有能够提高视角特性的优点。
但是，在这样的液晶装置中， 一般由ITO (铟锡氧化物Indium Tin Oxide )等的透明导电材料构成的像素电极，和在与该像素电极之间产生横 电场的共用电极被设置在相同层，所以存在位于像素电极的上侧的液晶分 子不能够被充分驱动，导致透过率等的降低的问题。
与此相比，在FFS方式中由于形成有共用电极的层被设置在形成有像 素电极的层的下侧，所以能够对位于像素电极的上侧的液晶分子也施加横 方向的电场，能够充分驱动存在于该位置的液晶分子。其结果与上述IPS 方式相比具有能够提高透过率等的优点。
这样的FFS方式的液晶装置的一例记载在专利文献1和2中。
专利文献1和2所记载的液晶装置都是适用了 a-Si(非晶硅)型的TFT 元件的FFS方式的液晶装置。
专利文献l:特开2001-235763号公报
专利文献2:特开2002-182230号公报
但是，在上述的专利文献l中记栽的液晶装置中，与TFT元件、共用电极线等重叠的像素电极的部分具有凹凸状的形状即阶梯形状，所以在该 位置处液晶分子的取向发生混乱，该位置成为不能实质性地对显示有贡献 的区域，因此存在开口率降低的问题。

发明内容
本发明考虑到以上的问题点而提出，目的在于提供能够实现高开口率
的FFS方式的液晶装置和使用其的电子设备。
本发明之一，其特征在于，具备保持液晶的基板，在所述基板上设 置的开关元件，-没置在所述开关元件的上侧的绝缘膜，设置在所述绝缘膜 的上側的第1电极，设置在所述第1电极的上侧的其他绝缘膜，设置在所 述其他绝缘膜的上側具有多个切槽并且在与所述第1电极之间经过所述每 个切槽发生电场的第2电极。
上述的液晶装置具备保持液晶的基板。基板构成为具备开关元件、 设置在至少开关元件的上側具有平坦性例如由丙烯酸树脂等形成的绝缘 膜、设置在所述绝缘膜的上侧的第1电极、和设置在所述第1电极的上側 由例如Si02、 SiNx等形成的其他绝缘膜，设置在所述其他绝缘膜的上侧 具有多个切槽并且在与第1电极之间经过该每个切槽发生电场的第2电极。 在优选例中，所述电场可以是在所述液晶的驱动时在与所述基板大致平行 的方向和大致垂直的方向(基板的上侧方向)具有强电场成分的边缘场。 由此、能够构成FFS方式的液晶装置。
在优选例中、作为开关元件可以利用以例如LTPS (低温多晶硅)型 的TFT元件或P-Si (多晶硅)型的TFT元件或a-Si (非晶硅)型的TFT 元件等为代表的三端子型元件、或者TFD (薄膜二极管)元件等为代表的 二端子型非线形元件等。
在这里， 一般地，如果在第1电极和笫2电极平面地看重叠的区域即 显示区域内存在具有凹凸状的形状(阶梯形状)的部分，则液晶的驱动时 在该部分产生液晶分子的取向混乱。由此、降低该部分的显示品质。因此， 虽然有利用遮光层等遮挡该部分的必要，但那样的话，产生与其相应开口率也相应降低的问题。
与此相对，在该液晶装置中绝缘膜形成作为平坦化膜，设置在第l透
明电极、其他的绝缘膜和第2透明电极的下侧。由此、能够使第l透明电 极、其他的绝缘膜和第2透明电极平坦化。由此，在第1透明电极和第2 透明电极平面地看重叠的区域(下面，简单地称为"显示区域")内不形成 具有凹凸状的形状(阶梯形状)的电极部分。虽然尤其在开关元件附近基 于其形状在显示区域内的电极上容易形成阶梯形状的部分，但这种情况能 够净皮防止。由此，能够把直至开关元件附近作为显示区域，实现高开口率。 在优选例中、所述基板具有与所述开关元件电连接的布线(例如源线 等)，优选所述布线由所述绝缘膜覆盖。由此，能够使位于布线的上侧的 显示区域内的电极部分平坦化。由此，能够使直至布线附近为止作为显示 区域，其结果能够实现高开口率。由此、能够适用于用于进行高分辨率显 示的的液晶装置。
另外，该液晶装置中、由于把其他绝缘膜设置在第1电极和第2电极 之间，所以其他绝缘膜作为形成辅助电容的电介质膜发挥作用。因此，容 易调整其他绝缘膜(电介质膜)的厚度，辅助电容的大小的调整变得容易。 例如在用于进行高分辨率显示的的液晶显示装置等需要使辅助电容大的情 况下，通过把其他绝缘膜(电介质膜)的厚度设定得薄能够得到必要足够 的辅助电容。由此，能够实现显示品质的提高，进一步实现低功耗化。
在优选例中、其他绝缘膜(电介质膜)的厚度优选决定为使形成于自 身的辅助电容的大小祐/没定为约100~600fF，更优选是约200 ~ 800fF。另 外，在分辨率大于等于200PPi的情况下，优选其他绝缘膜的厚度被设定为 约50~400nm。另一方面在分辨率小于200PPi的情况下，优选其他绝缘 膜的厚度補 没定为约200 ~ 1000nm。
另外，随着把其他绝缘膜(电介质膜)的厚度设定得薄，在第1电极 和第2电极之间形成的边缘场(电场)也变强，即使是更低的电压也能够 容易地使液晶分子动作。例如在常黑的显示模式中把其他绝缘膜(电介质 膜)厚度设定为约50 ~ 200nm时，能够使施加于第1电极和第2电极之间的与白显示对应的驱动电压为约2~5 V左右。另外，在常黑的显示模式中 把其他绝缘膜(电介质膜)的厚度设定为约200~600iim时，能够使施加 于第1电极和第2电极之间的与白显示对应的驱动电压为约3~5 V左右。 进一步，由于把其他的绝缘膜(电介质膜)的厚度是设定得极薄，所以在 形成其他绝缘膜(电介质膜)时能够实现产量的提高。
在上述的液晶装置的一个方式中，所述第l电极是共用电极，并且所 述第2电极是与所述开关元件电连接的单位像素电极。
该方式中，可以使第1电极为共用电极，并且使第2电极为通过分别 设置于绝缘膜和其他绝缘膜的接触孔等与开关元件电连接的单位像素电极 (子像素)。由此，能够使单位像素电极延伸至开关元件附近和布线(例 如源线)附近，从而实现高开口率。
在优选例中，共用电极优选在作为平坦化膜的绝缘膜上形成为大致整 个表面状。由此，无需设置共用电极线，就能够满足共用电极的时间常数 (电容C和电阻R积)。由此，即使从这点也能够增加单位像素电极的有 效面积，实现高开口率。
上述的液晶装置的他的方式中，所述第1电极是与所述开关元件电连 接的单位像素电极，并且所述第2电极是共用电极。
该方式中，可以使第1电极为经过设置于绝缘膜的接触孔等与开关元 件电连接的单位像素电极(子像素)，并且可以使第2电极是共用电极。 由此，能够把单位像素电极延伸至开关元件附近和布线(例如源线)附近， 实现高开口率。
在优选例中，优选所述布线配置在相邻的所述单位像素电极之间，所 述共用电极的至少一部分与所述布线平面地看重叠。
在这里，液晶驱动时，驱动任意的一个单位像素电极的电压高时，与 其相应在该一个单位像素电极和共用电极之间发生的边缘场(电场)的强 度也变强，但该边缘场(电场)不会基于与布线(例如源线)平面地看重 叠的共用电极的存在，影响到与该一个单位像素电极相邻的其他的一个单 位像素电极。由此，能够防止该一个单位像素电极的边缘场(电场)给位于相邻的其他的单位像素电极的上侧的液晶分子的取向状态带来不好的影 响，能够得到良好的显示品质，并且实现更高的高分辨率化。
上述的液晶装置的其他方式中，所述共用电极与比该共用电极的电阻
小的共用电极线电连接。在优选例中，共用电极能够由ITO等高电阻化材 料形成。另一方面共用电极线能够由具有钛/铝/钛的3层构成的低电阻 材料形成。另外，所述共用电经过分别设置于所述绝缘膜和所述其他绝缘 膜的其他的接触孔与所述共用电极线电连接。基于这些，可以使共用电极 线和共用电极总电阻小，所以能够降低该共用电极的时间常数。由此，防 止给显示品质带来不好的影响。
在上述的液晶装置的其他的方式中，具有与所述基板夹着所述液晶相 向的相向基板，所述相向基板在与所述接触孔和所述其他的接触孔对应位 置具有遮光层。
该方式中，具有与基板夹着液晶相向的相向基板，该相向基板在与接 触孔和其他的接触孔对应的位置处具有遮光层。由此，即使在接触孔和其 他的接触孔的附近发生液晶分子的取向混乱的情况下，也能够利用遮光层 掩盖该取向混乱的区域。由此，能够防止与液晶分子的取向混乱相伴的显 示品质的降低。
在本发明的其他方式中，能够构成把上述的液晶装置作为显示部而具 备的电子设备。


图1是示意性地表示本发明的第1实施方式的液晶装置的构成的俯视图。
图2是表示第1实施方式的像素构成等的部分放大俯视图。 图3是沿着图2的切断线A-A，的子像素的部分剖面图。 图4是表示比较例的像素构成等的部分放大俯视图。 图5是沿着图4的切断线B-B，的子像素的部分剖面图。 图6是表示第2实施方式的像素构成等的部分放大俯视图。图7是沿着图6的切断线C-C'的子像素的部分剖面图。
图8是"i兌明第2实施方式的作用效果的元件基板的部分剖面图。
图9是适用了本发明的液晶装置的电子设备的例子。
符号的说明
1:下侧基板，2:上侧基板，4:液晶层，4a:液晶分子，10:像素电 极，10a:切槽，20:共用电极，20a:切槽，20X:共用电极线，21: LTPS 型TFT元件，32:源线，33:栅线，52:第2绝缘膜(平坦化膜)，53: 第3绝缘膜(电介质膜)，91、 93:元件基板，92:滤色器基板，100、 200: 液晶装置。
具体实施例方式
下面，参照

用于实施本发明的最佳实施例。而且，在以下的 各种实施方式中，把本发明应用于液晶装置。 第1实施方式 (液晶装置的构成)
首先，参照图1等对本发明的第1实施方式的液晶装置100的构成等 进行说明。
图1是示意地表示本发明的第1实施方式的液晶装置100的大致构成 的俯视图。图l中，纸张的正面侧(观察侧)配置有滤色器基板92,另一 方面纸张的靠后侧配置有元件基板91。并且，图1中，规定纸张的纵方向 (列方向)为Y方向，紙张的橫方向(行方向)为X方向。另外，在图1 中，与R、 G、 B的各色对应的区域表示1个子像素区域SG,并且由R、 G、B的各色的子像素区域SG构成的1行3列的像素阵列表示1个像素区 域AG。并且，以下，将在一个子像素区域SG内存在的一个显示区域称为 "子像素"，另外， 一个像素区域AG内对应的显示区域称为"l像素"。
液晶装置100是这样形成的元件基板91和与该元件基板91相向配 置的滤色器基板92通过框状的密封部件5贴合，在该密封部件5的内侧封 入液晶形成液晶层4。在这里，液晶装置100是利用R、 G、 B3色构成的彩色显示用的液晶 装置。并且是作为开关元件采用了 LTPS(低温多晶硅)型的TFT元件(下 面，称为"LTPS型TFT元件21，，)的有源矩阵驱动方式的液晶装置。另夕卜， 该液晶装置100是在形成有像素电极等的各种电极的元件基板91側，在与 该元件基板91面大致平行的方向和大致垂直的方向(观察侧)上，发生边 缘场(电场E)控制液晶分子的取向的所谓的FFS方式的液晶装置。因此， 能够在该液晶装置100中得到高视野角等。另外，液晶装置100是仅进行 透过型显示的透过型的液晶装置。
首先，对元件基板91的平面构成进行说明。在元件基板91的内表面 上主要形成或安装有多个源线32，多个栅线33，多个LTPS型TFT元件 21，多个像素电极IO，共用电极20,驱动IC40，外部连接用布线35和 FPC (柔性基板Flexible Printed Circuit) 41等。
如图1所示，元件基板91具有从滤色器基板92的一边侧向外侧伸出 而成的伸出区域36。在该伸出区域36上安装有驱动IC40。驱动IC40的 输入侧的端子(图示略)与多个外部连接用布线35的一端側电连接。并且 多个外部连接用布线35的另一端侧与FPC41电连接。
各源线32形成为向Y方向延伸且在X方向具有适宜的间隔。各源线 32的一端侧与驱动IC40的输出侧的端子(图示略)电连接。
各栅线33具有例如TI (钛)/Al(铝)/TI(钬)的3层构成。具 备以向Y方向延伸的方式形成的第1布线33a，和以从该第1布线33a 的终端部向X方向且向后述的有效显示区域V内延伸的方式形成的第2布 线33b。各栅线33的第2布线33b以沿着与各源线32相交的方向即X方 向延伸的方式且在Y方向具有适宜的间隔地形成，各栅线33的第1布线 33a的一端侧与驱动IC40的输出侧的端子(图示略)电连接。
在各源线32和各栅线33的笫2布线33b的交叉位置附近对应设置有 LTPS型TFT元件21。 LTPS型TFT元件21与各源线32，各栅线33和 各像素电极10等电连接。
各像素电极10由例如ITO等透明导电材料形成，在各子像素区域SG内净皮对应设置。
共用电极20由与像素电极10相同的材料形成。具有与有效显示区域 V大致相同的大小的区域(用虛线围起来的区域)。隔着图2所示的第3 绝缘膜(电介质膜)53大致整个面状地设置在各像素电极10的下侧，共
的COM端子电连接。
有效显示区域V(由2点划线围起来的区域)是多个像素区域AG在 X方向和Y方向矩阵状排列的区域。在该有效显示区域V显示文字，数字， 图形等的图像。并且，有效显示区域V的外侧的区域成为对显示没有贡献 的边缘区域38。另外，在各像素电极10等的内表面上形成有未图示的取 向膜。该取向膜在规定方向被施以摩擦处理(参照图2)。
下面，对滤色器基板92的平面构成进行说明。滤色器基板92具有遮 光层(一般称为"黑矩阵"，以下简单地记为"BM，，) ； R、 G、 B3色的着色 层6R、 6G、 6B，过覆(overcoat)层16 (参照图3)和取向膜18 (参照 图3)等。并且，在以下的说明中，在不考虑颜色而指定着色层的情况下 简单地记为"着色层6",在区别颜色指定着色层的情况下记为"着色层6R，， 等。BM形成在划分各子像素区域SG的位置等处。
在具有以上的构成的液晶装置100中，基于来自与电子设备等连接的 FPC41側的信号和电力等，利用驱动IC40,按照Gl、 G2、 ...、 Gm-l、 Gm (m:自然数)的顺序，依次排他地每次选择一个栅线33，并且，被 选择的栅线33 ^皮提供选择电压的栅信号。另一方面其他的非选择的栅线 33被提供非选择电压的栅信号。并且，驱动IC40针对存在于与被选择的 栅线33对应的位置处的像素电极10，分别通过对应的S1、 S2、 ...、 SN-1、 SN ( N:自然数)的源线32和各LTPS型TFT元件21提供与显示内容对 应的源信号。其结果，液晶层4的显示状态切换为非显示状态或者中间显 示状态，液晶层4内的液晶分子的取向状态被控制。由此，在有效显示区 域V内能够显示所期望的图像。 (像素构成)下面，参照图2和图3对本发明的笫1实施方式的液晶装置100的像 素构成等进行说明。
图2表示第1实施方式的元件基板91的4个像素的平面构成。图3 在表示沿着图2的切断线A-A'的剖面图的同时表示在通过LTPS型TFT 元件21的位置进行切断时的1子像素的剖面构成。
首先，参照图2和图3,对第1实施方式的元件基板91的像素构成等 进行说明。
在下侧基板1的内表面上，与源线32和栅线33的第2布线33b的交 叉位置对应形成有具有大致"3"字状的平面形状的低温型的P-Si (多晶 硅)层19。在P-Si层19和下侧基板1的内表面上，在其大致整个一面上， 形成有例如由Si02等构成的栅绝缘膜50。
栅绝缘膜50在P-Si层19的一端侧且与源线32的一部平面地看重叠 的位置处具有笫1接触孔50a,并且在P-Si层19的另一端侧对应的位置处 具有第2接触孔50b。栅绝缘膜50的内表面上形成有栅线33，其栅线33 的笫2布线33b如图2所示以在Y方向隔着一定的间隔向X方向延伸的方 式形成，该第2布线33b与P-Si层19部分且平面地看重叠。
在栅线33和栅绝缘膜50的内表面上形成有由例如Si02等构成的第1 绝缘膜51。第1绝缘膜51在与笫1接触孔50a对应的位置处具有第1接 触孔51a，并且在与第2接触孔50b对应的位置处具有第2接触孔51b。 第1绝缘膜51的内表面上设置有源线32和中继电极77。
源线32如图2所示，以在X方向具有一定的间隔在Y方向延伸的方 式形成。源线32的一部分与P-Si层19的一端側的一部分平面地看重叠。 源线32的一部设置成插入至第1接触孔50a和51a内。该源线32与P-Si 层19的一端侧电连接。中继电极77与P-Si层19的另一端侧的一部分平 面地看重叠。中继电极77的一部分设置成插入至第2接触孔50b和51b 内，该中继电极77与P-Si层19的另一端侧电连接。由此，各源线32夹 着对应的各P-Si层19与对应的各中继电极77电连接。这样，在与各P-Si 层19对应的位置处且与源线32和栅线33的第2布线33b的交叉位置对应，设置有LTPS型TFT元件21 。
源线32、中继电极77和第1绝缘膜51的内表面上形成有例如由丙烯 酸树脂等构成的第2绝缘膜52。笫2绝缘膜52的内表面具有平坦性，第2 绝缘膜52构成平坦化膜。第2绝缘膜52在中继电极77的一端側且笫2 接触孔50b和51b的附近位置具有接触孔52a。并且，本发明中，第1绝 缘膜51和第2绝缘膜52之间，也可以进一步设置由例如SiNx等构成的绝
在第2绝缘膜52的内表面上，在其大致整个一面上，形成有与COM 端子连接的共用电极20 (也参照图1)。共用电极20例如由ITO等的透 明材料形成，在与接触孔52a对应的位置处具有开口 20a。在位于接触孔 52a内的第2绝缘膜52的一部分和共用电极20的内表面上形成有例如由 Si02， SiNx等构成的第3绝缘膜53。第3绝缘膜53在与第2绝缘膜52 的接触孔52a对应的位置处具有接触孔53a。第3绝缘膜53设置在共用电 极20和后述的像素电极10之间，所以作为形成辅助电容的电介质膜而发 挥作用。在这里，为了确保充分的辅助电容，第3绝缘膜53的厚度dl优 选设置得尽可能薄。
为了实现该目的，优选在优选例中第3绝缘膜53的厚度dl设定为使 得在自身形成的辅助电容的大小设定为约100~600fF，最好是约200 ~ 800fF。另外，在分辨率大于等于200PPi时，优选第3绝缘膜53的厚度 dl设定为约50~400nm,另 一方面分辨率小于200PPi时，优选第3绝缘 膜53的厚度dl i殳定为约200 ~ 1000nm。
在第3绝缘膜53的内表面上，各子像素区域SG内，形成有由例如ITO 等的透明导电材料构成的像素电极10。像素电极10通过接触孔52a与中 继电极77电连接。因此，来自源线32的源信号通过LTPS型TFT元件 21和中继电极77提供给像素电极10。另外，像素电极10夹着第3绝缘膜 53与共用电极20相向且平面地看重叠。像素电极10设置有用于在其自身 和共用电极20之间发生边缘场(电场E)的多个切槽10a。各切槽10a在 图2中，以在源线32的延伸方向隔着一定的间隔且在相对栅线33的第2布线33b的延伸方向顺时针地转动了规定角度的方向延伸的方式被设置。
第3绝缘膜53的一部分和像素电极10的内表面上形成有未图示的取 向膜。在该取向膜上，如图2所示，在以作为栅线33的第2布线33b的延
伸方向的x方向为基准逆时针地转动了角度e优选是约5°的方向(下面
称为"摩擦方向R")上被实施了摩擦处理。因此，液晶分子4a的初始取 向状态取向为其长轴方向沿着摩擦方向R的状态。另外，下侧基板l的下 側设置有偏振片11，并且偏振片11的下侧设置有作为照明装置的背光灯 15。由此，构成包含第1实施方式的像素构成的元件基板91。
另一方面与上述的像素构成对应的滤色器基板92构成如下所迷。 在上侧基板2的内表面上，各子像素区域SG内设置有由红色的着色 层6R,绿色的着色层6G和蓝色的着色层6B的某一个构成的着色层6。 在上侧基板2的内表面上，在划分各子像素区域SG的位置和与LTPS型 TFT元件21对应的位置处i殳置有BM。因此LTPS型TFT元件21 、源线 32和栅线33的第2布线33b等与BM平面地看重叠。BM和各着色层6 的内表面上形成有过覆层16。该过覆层16的作用是保护着色层6等不受 液晶装置100的制造工序中使用的药剂等的腐蚀、污染等。过覆层16的内 表面上形成有在规定方向被实施了摩擦处理的取向膜18。这样，构成第1 实施方式的滤色器基板92。
具有以上的构成的液晶装置100,在其驱动时，如图2所示，沿着摩 擦方向R处于初始取向状态的液晶分子4a利用在源线32的延伸方向发生 的边缘场(电场E)逆时针地转动并向源线32的延伸方向再取向。并且， 图3的剖面构成中，边缘场(电场E)在与元件基板91大致平行的方向(图 3的纸张的横方向)和大致垂直的方向(图3的滤色器基板侧)具有强电 场成分，在像素电极10和共用电极20之间隔着该多个切槽10a和第3绝 缘膜53发生。由此，液晶分子4a的取向状态被控制，能够进行透过型显 示。具体地，进行该透过型显示时，从背光源15出射的照明光沿着图3 所示的通路T前进，通过共用电极20、像素电极10和R、 G、 B的各着色 层6等到达观察者。此时，该照明光通过透过该着色层6等呈现规定色相和亮度。这样，所期望的彩色显示图像被观察者看到。
下面，对比较例进行了比较的第1实施方式的液晶装置100的特有的
作用效果进行说明。
首先，参照图4和图5，对比较例的FFS方式的液晶装置500的构成 进行说明。并且，在比较例中，对与第1实施方式共用的要素赋予相同的 符号，其说明简化或省略。
图4表示与图2对应的比较例的元件基板93的4个像素的平面构成。 图5表示沿着图4的切断线B-B，的剖面图。并且表示在通过a-Si型TFT 元件23的位置处进行切断时的1子像素的剖面构成。
比较例的液晶装置500在具有a-Si型TFT元件23的元件基板93和 滤色器差4反92之间封入液晶而形成有液晶层4 。
首先，元件基板93的构成如下所述。
在下側基板1上按照每个子像素区域SG设置有由ITO等构成的共用 电极20 (由二点划线围起来的区域)。在共用电极20的一部分上和下側 基板l上如图4所示，设置有在Y方向隔着一定的间隔在X方向延伸的共 用电极线20X。因此共用电极20与共用电极线20X电连接。共用电极线 20X,省略了图示，在元件基板93上的规定位置上与COM用端子电连接。 在下側基板1上以在Y方向隔着一定的间隔在X方向延伸的方式设置有栅 线33的第2布线33b。第2布线33b设置在与相邻的像素对应设置的共用 电极线20X的附近位置。
在共用电极20，共用电极线20X,栅线33和下側基板1之上形成有 栅绝缘膜50。在栅绝缘膜50上，在后述的源线32和栅线33的第2布线 33b的交叉位置附近设置有成为a-Si型TFT元件23的要素的a-Si层26。
在图4中，在栅绝缘膜50上以在Y方向延伸的方式设置有源线32。 源线32以在a-Si层26上重叠的方式折曲，具有与该a-Si层26电连接的 折曲部分32X。另外，在a-Si层26和栅绝缘膜50上设置有漏电极34。因 此漏电极34与a-Si层26电连接。因此源线32的折曲部分32X通过a-Si 层26与漏电极34电连接。这样，在该区域形成a-Si型TFT元件23。在栅绝缘膜50和a-Si型TFT元件23上形成有由例如SiNx等构成的 钝化层54。钝化层54在与共用电极20的一部分重叠的位置且与漏电极34 的一端侧的重叠位置处具有接触孔54a。
在钝化层54上在每个子像素区域SG形成有由ITO等构成的像素电 极10。像素电极IO的构成与第1实施方式相同。即，像素电极IO具有多 个切槽10a，通过接触孔54a与漏电极34电连接。因此来自源线32的源 信号通过a-Si型TFT元件23提供给像素电极10。像素电极10等上形成 有未图示的取向膜。该取向膜在与第1实施方式相同的方向被实施了摩擦 处理。
具有以上构成的比较例的液晶装置500中，其驱动时，根据与第1实 施方式的液晶装置IOO相同的原理控制液晶的取向，进行透过型显示。 具有这样的构成的比较例中，具有下述的问题。
即，比较例的具有a-Si型TFT元件23的液晶装置500中，如图5所 示，设置有与第1实施方式相当的平坦化膜(第2绝缘膜52)。因此，特 别地，在与共用电极线20X的一部分平面地看重叠的区域Al，和与作为 a-Si型TFT元件23的要素的漏电极34的一部分平面地看重叠的区域A2, 和与源线32的一部分和平面地看重叠的区域A3中，像素电极10的部分 形成为凹凸状的形状(阶梯形状)。在具有这样的阶梯形状的像素电极IO 的部分中产生液晶分子4a的取向混乱，给显示品质以不好的影响，所以不 能把该像素电极10的部分作为显示区域进行使用。因此， 一般在滤色器基 板92侧，在与该像素电极IO的部分对应的位置处，设置有用于掩盖基于 那样的液晶分子4a的取向混乱的显示品质的劣化的BM。由此，产生在比 较例中开口率降低的问题。而且，在比较例中，除了共用电极20之外还设 置有共用电极线20X，所以具有开口率进一步降低的问题。
另外，比较例中，在像素电极10和共用电极20之间设置的作为电介 质膜的钝化层54和栅绝缘膜50之间形成有辅助电容。如上所述，与开口 率降低相伴，像素电极10和共用电极20平面地看重叠的面积变小，出现 不能得到所期望的辅助电容的问题。再加上比较例的电介质膜的厚度d2与第1实施方式相比相当地厚，所以基于一般的静电电容的样式辅助电容 的大小变得更小。因此，具有该构成的比较例具有很难用于用于进行高分 辨率显示的的液晶显示装置的问题。
与此相比，在第1实施方式的液晶装置100中，在元件基板91侧，在 像素电极IO，第3绝缘膜53和共用电极20的下侧设置有具有平坦性的第 2绝缘膜(平坦化膜)52。由此，至少能够进行位于源线32和LTPS型 TFT元件21处的像素电极10,第3绝缘膜53和共用电极20的平坦化。 即，在子像素区域SG内不形成有具有凹凸状的形状(阶梯形状)的电极 部分。由此，在能够防止在源线32和LTPS型TFT元件21附近的液晶分 子4a的取向混乱，其结果，不仅能够把像素电极10不仅延伸到源线32 和LTPS型TFT元件21附近，还能够延伸到相邻的其它的像素电极10附 近。由此，与比较例相比能够实现高开口率。
进一步，在第1实施方式中把共用电极20在第2绝缘膜(平坦化膜) 52上的大致整个面上配置(当除去接触孔52a的部分)，所以可以使共用 电极20的时间常数(电容C和电阻R的积)成为小的值。因此，在笫1 实施方式中，不设置有与比较例相当的共用电极线20X。从这点也可以使 像素电极10等的有效面积变大，实现高开口率。由此，能够恰当地用于用 于进行高分辨率显示的的液晶显示装置。
另外，在第1实施方式中，把作为电介质膜的第3绝缘膜53设置在像 素电极10和共用电极20之间，所以容易调整第3绝缘膜53的厚度，与比 较例相比容易调整辅助电容的大小。在例如用于进行高分辨率显示的的液 晶显示装置等有必要使辅助电容变大的情况下，通过把第3绝缘膜53的厚 度dl设定得薄，能够得到必要充分的辅助电容。因此，能够实现显示品质 的提高并进而实现低功耗化。
在优选例中第3绝缘膜53的厚度dl优选决定为使在自身形成的辅助 电容的大小设定为约为100~600fF,更优选是约200 ~ 800fF。另外，在分 辨率大于等于200PPi的情况下，优选把第3绝缘膜53的厚度dl设定为约 50~400nm。另一方面在分辨率小于200PPi时，优选第3绝缘膜53的厚度dl设定为约200 ~ 1000nm。
另外，与把作为电介质膜的第3绝缘膜53的厚度dl设定得薄相伴， 像素电极10和共用电极20之间形成的边缘场(电场E)也变强，即使低 电压也能够容易地使液晶分子4a动作。例如常黑显示模式中在把第3绝缘 膜53的厚度dl设定为约50~200nm时，可以使像素电极10和共用电极 20之间施加的与白显示对应的驱动电压是约2~5 V左右。另外，常黑的 显示模式中在把第3绝缘膜53的厚度dl设定为约200 ~ 600nm时，可以 使像素电极10和共用电极20之间施加的与白显示对应的驱动电压是约 3 ~ 5 V左右。进一步，第3绝缘膜53的厚度dl能够被设定得极薄，所以 在形成第3绝缘膜53时能够实现生产率的提高。
另外，第1实施方式中在滤色器基板92侧在与上述的各连结孔对应的 位置处配置有BM，所以在该各接触孔的附近液晶分子4a的取向发生混乱 时，也能够利用BM掩盖取向混乱的区域。由此，能够防止与液晶分子4a 的取向混乱相伴的显示品质的降低。
第2实施方式
下面，参照图6和图7对本发明的笫2实施方式的液晶装置200的构 成进行说明。在这里，第2实施方式的液晶装置200是具有LTPS型TFT 元件21的FFS方式的液晶装置，并且是透过型的液晶装置。并且，在以 下对与第1实施方式相同的要素赋予相同的符号，筒化或省略其说明。
图6表示第2实施方式的元件基板93的4#4:的平面构成。图7表示 沿图6的切断线C-C，的剖面图，并且表示在通过LTPS型TFT元件21 位置进行切断时的1子像素的剖面构成。
首先，参照图6和图7对第2实施方式的元件基板93的像素构成等进 行说明。
在下侧基板1的内表面上，在源线32和栅线33的第2布线33b的交 叉位置上形成有P-Si层19。 P-Si层19和下侧基板1的内表面上，在其大 致整个面上形成有具有第l接触孔50a和第2接触孔50b的栅绝缘膜50。 并且，第l接触孔50a和第2接触孔50b的形成位置与第1实施方式相同。在栅绝缘膜50的内表面上如图6所示，栅线33的第2布线33b以在 Y方向隔着一定的间隔在X方向延伸的方式形成，该第2布线33b的一部 被设置在与P-Si层19平面地看重叠的位置。在栅绝缘膜50的内表面上， 与栅线33的笫2布线33b相邻的位置，以向着与该第2布线33b的延伸 方向相同的方向延伸的方式形成有共用电极线20X。共用电极线20X优选 与上迷的栅线33由相同的材料形成。共用电极线20X与设置在驱动IC40 内的COM端子电连接。
共用电极线20X、栅线33和栅绝缘膜50的内表面上形成有具有第1 连结孔51a和第2接触孔51b的第1绝缘膜51。笫l接触孔51a和第2接 触孔51b的形成位置与第1实施方式相同。第1绝缘膜51进一步在P-Si 层19的附近位置且与共用电极线20X对应的位置处具有第3的接触孔51c。
在图6中在第1绝缘膜51的内表面上以在相邻的子像素区域SG之间 沿着Y方向延伸的方式设置有源线32。源线32的一部分通过第1连结孔 50a和51a与P-Si层19的一端侧电连接。在笫1绝缘膜51的内表面上， 在与P-Si层19的另一端侧平面地看重叠的位置处^L置有中继电极77。在 第1绝缘膜51的内表面上，在与第3连结孔51c平面地看重叠的位置和 与共用电极线20X和栅线33的第2布线33b之间对应的位置处设置有其 它的中继电极34。
中继电极77通过第2接触孔50b和51b与P-Si层19的另 一端側电连 接。因此源线32通过P-Si层19与中继电极77电连接。由此，在与P-Si 层19对应的位置处且源线32和栅线33的第2布线33b的交叉位置处形成 有LTPS型TFT元件21。另一方面其他的中继电极34通过第3的接触孔 51c与共用电极线20X电连接。
源线32、中继电极77、其他的中继电极34和第1绝缘膜51的内表面 上形成有具有连结孔52a,作为平坦化膜的第2绝缘膜52。并且，连结孔 52a的形成位置与第1实施方式相同。第2绝缘膜52的内表面上按照每个 子像素区域SG形成有像素电极10。像素电极10通过连结孔52a与中继电 极77电连接。因此来自源线32的源信号通过LTPS型TFT元件21和中继电极77提供给像素电极10。
像素电极10和第2绝缘膜52的内表面上形成有具有接触孔53a，作 为电介质膜的第3绝缘膜53。并且，接触孔53a的形成位置与第1实施方 式相同。第3绝缘膜53的内表面上设置有共用电极20。因此各共用电极 20隔着第3绝缘膜53与各像素电极10相向且平面地看重叠。另外，本例 中，与各子^f象素对应的各共用电极20与位于该各子像素的纸张的左侧位置 的源线32平面地看重叠。共用电极20通过接触孔53a与其他的中继电极 34电连接。因此，共用电极20通过其他的中继电极34和共用电极线20X 与驱动IC40内的COM端子电连接。另外，在共用电极20与像素电极10 之间，设置有用于发生边缘场(电场E)的多个切槽20a。各切槽20a在 图6中，以在源线32的延伸方向隔着一定的间隔且相对栅线33的第2布 线33b的延伸方向逆时针地转动规定角度方向延伸的方式设置。
第3绝缘膜53的 一部分和共用电极20的内表面上形成有未图示的取 向膜。所述取向膜上如图6所示沿着以作为共用电极线20X的延伸方向的 x方向为基准逆时针转动角度e，优选是约5。的方向被实施了摩擦处理。 因此液晶分子4a的初始取向状态取向为其长轴方向沿着摩擦方向R的状 态。这样，形成包含第2实施方式的像素构成的元件基板93。
另一方面与上述的像素构成对应的滤色器基板92的构成因与第1实施 方式大致相同所以省略其说明。但是设置在滤色器基板92側的BM被配 置在与源线32、栅线33的第2布线33b、共用电极线20X和LTPS型TFT 元件21等平面地看重叠的位置上。
具有以上的构成的液晶装置200,其驱动时，通过与上述的第1实施 方式的液晶装置100相同的原理控制液晶分子4a的取向状态。使得所期望 的彩色显示图像被观察者看到。
下面，对第2实施方式的液晶装置200的特有的作用效果进行说明。
首先，第2实施方式的液晶装置200由于在元件基才反93侧设置有具有 平坦性的第2绝缘膜(平坦化膜)52，所以能够具有与上述的第1实施方 式相同的作用效果，实现高开口率。但在第2实施方式中，以降低共用电极20的时间常数为目的，有意设置了由具有例如钬/铝/钛的3层构成的 低电阻材料构成的共用电极线20X。由此， 一方面能够防止显示品质的降 低，另一方面与第1实施方式比较，相应地开口率降低。
即，如果对这点进行详述，就是共用电极20是由ITO等的高电阻材 料形成。因此在把该共用电极20在有效显示区域V的大致整个一面形成 时，该共用电极20的面积变大，所以与其相伴该共用电极20的电阻变高。 由此，共用电极20的时间常数变高，有可能对显示品质有不好的影响。但 是第2实施方式中，由ITO构成的共用电极20按照每个子像素区域SG 进行设置，所以与整个面状地形成的共用电极相比，可使该共用电极20 的面积较小。再加上，把各共用电极20与由低电阻材料形成的共用电极线 20X连接。由于这些原因，共用电极线20X和共用电极20的相加的电阻 较小，所以能够降低该共用电极20的时间常数。由此，能够防止对显示品 质产生不好的影响。并且，只要能够利用第2实施方式的构成充分降低共 用电极20的时间常数，就能够与第l实施方式相同不需要共用电极线20X。 由此，能够得到与第1实施方式大致同等的开口率。
另外，第2实施方式中，把作为电介质膜的第3绝缘膜53设置在像素 电极1U和共用电极20之间，所有辅助电容的大小的调整变得容易，能够 把第3绝缘膜53的厚度dl设定得极薄。由此，能够得到与上述的第1实 施方式相同的作用效果。
特别地，在第2实施方式中由于以与源线32平面地看重叠的方式设置 有共用电极20，所以能够减少在任意的子像素中发生的边缘场(电场E) 给予与该子像素相邻的其他的子像素的影响。关于这点，参照图8(a)和 (b )进行杀又述。
图8 (b)沿着图6的切断线D-D，的元件J4193的部分剖面图，特 别表示与设置在一个源线32和该源线32的两侧的2个的子像素的部分对 应的剖面图。另一方面图8(a)是与图8 (b)对应的比较例的元件基板 95的部分剖面图。
首先，对比较例的元件基板95的构成简单进行说明。在下侧基板1上设置有栅绝缘膜50，并且在栅绝缘膜50上设置有第1 绝缘膜51。在第1绝缘膜51上，源线32以从纸张的正面侧向纸张的背侧 延伸的方式祐L设置。源线32和第1绝缘膜51上设置有作为平坦化膜的第 2绝缘膜52。第2绝缘膜52上设置有共用电极20，并且在共用电极20上 设置有作为电介质膜的第3绝缘膜53。在第3绝缘膜53上，与源线32的 两侧对应的位置处分别设置有像素电极IO。并且，以下，为了便于进行说 明，分别把位于纸张的左側的像素电极10称为"像素电极10L"，另外把位 于纸张的右侧的像素电极10称为"像素电极10R"。这样，形成比较例的元 件基板95。
在具有以上的构成的比较例中，其驱动时，如同图所示，在像素电极 10和共用电极20之间，在相对元件基板95的基板面大致平行的方向和大 致垂直的方向(纸张的上侧方向)发生具有强电场成分的边缘场(电场E)。 在这里，在例如驱动像素电极10L的电压高时，与其相应在该像素电极10L 和共用电极20之间发生的边缘场(电场E)的强度也变强。由此，构成该 边缘场(电场E)的一部分的电场Ex有可能对到相邻的的像素电极10R 为止和位于该像素电极10R的上侧的液晶分子4a的取向状态产生不好的 影响。
与此相比，在第2实施方式中不会产生那样的问题。 即，第2实施方式中，其驱动时，如图8 (b)所示，在像素电极10 和设置在源线32的上侧且平面地看重叠的共用电极20之间发生边缘场(电 场E)。在这里，在第2实施方式中，在例如驱动像素电极10L的电压高
的强度也变强，但该边缘场(电场E )不会基于设置在源线32的上側且平 面地看重叠的共用电极20的存在而波及相邻的像素电极10R为止。由此， 由于不产生上述的比较例那样的问题，所有能够防止对位于相邻的像素电 极10R的上侧的液晶分子4a的取向状态产生不好的影响，得到良好的显 示品质，并且能够实现更高分辨率化。并且，其他的第2实施方式的作用 效果与第1实施方式相同。变形例
在上述的第1和笫2实施方式中，把本发明适用于了透过型的液晶装 置，但不限于此，也可以把本发明适用于反射型或半透半反型的液晶装置。
另外，上述的笫1和笫2实施方式中把本发明适用于具有LTPS型TFT 元件21的液晶装置。但不限于此，在本发明中，在不脱离其主旨的范围内 也可以把本发明适用于以P-Si型的TFT元件或者是a-Si型的TFT元件等 为代表的三端子型元件，或者以TFD元件为代表的二端子型非线形元件。
另夕卜，上述的第1实施方式中，设置于像素电极10的各切槽10a以相 对栅线33的笫2布线33b的延伸方向逆时针地转动规定角度的方向延伸的 方式被设置。但不限于此，本发明中，也可以把设置于像素电极IO的各切 槽10a以在栅线33的第2布线33b的延伸方向隔着一定的间隔且在源线 32的延伸方向延伸的方式进行设置。另外，在本发明中在第2实施方式中 也可以把^L置于共用电极20各切槽20a以在栅线33的第2布线33b的延 伸方向隔着一定的间隔且在源线32的延伸方向延伸的方式进行设置。在这 些情况下，摩擦方向R最好相对源线32的延伸方向顺时针地转动规定角 度6优选设定为约5。。由此，能够容易地把液晶分子4a基于边缘场(电 场E )在与各切槽10a或20a大致正交的方向再取向。
另外，第2实施方式中，对应于与着色层6R和6B分别对应的各子像 素的各共用电极20以与源线32平面地看重叠的方式形成，并且对应于与 着色层6G对应的子像素的共用电极20以与设置于该子像素的两侧的源线 32平面地看重叠的方式形成。但不限于此，在本发明中共用电极20也可 以与在图1的各横方向(X方向)成列的子像素群相向的方式带状地形成。 由此，在图1的横方向位于相邻的像素电极10之间的源线32的部分，与 共用电极20平面地看重叠，所以能够减少发生于任意的子像素的边缘场 (电场E)给与该子像素相邻的其他的子像素的影响。
另外，在本发明中，也可以把在第2实施方式设置的共用电极线20X 根据规格设置为第1实施方式那样。
另外，在本发明中在不脱离主旨的范围内可以进行种种的变形。电子设备
下面，对能够适用本发明的第1或第2实施方式的液晶装置100、 200 的电子设备的具体例参照图9进行说明。
首先，对把本发明的第l或第2实施方式的液晶装置100、 200适用于 可携带的个人计算机(所谓的笔记本型个人计算机)的显示部的例子进行 说明。图9 (a)是表示该个人计算机的构成的立体图。如同图所示，个人 计算机710具备具有键盘711的主机部712，和适用本发明的液晶显示 装置作为面板的显示部713。
然后，对把本发明的第1或第2实施方式的液晶装置100、 200适用于 移动电话的显示部的例子进行说明。图9 (b)是表示该移动电话的构成的 立体图。如同图所示，移动电话720是在具有多个操作按钮721之外，具 有听筒722，话筒723，和适用了本发明的第1或第2实施方式的液晶装置 100、 200的显示部724。
并且，作为能够适用本发明的第1或第2实施方式的液晶装置100、 200电子设备，除了图9 (a)所示的个人计算机，图9(b)所示的移动电 话之外，还可以举出液晶电视、取景器型.监视器直视型的录像机、车辆 导航装置、传呼机、电子记事本、计算器、文字处理器、工作站、电视电 话、POS终端、数码相机等。
权利要求
1. 一种液晶装置，其特征在于具有保持液晶的基板和设置于所述基板并相互平面地看重叠的第1电极以及第2电极，通过在所述第1电极和所述第2电极之间发生的电场控制所述液晶的取向；其中，在所述第2电极上设置有切槽，在所述第2电极的切槽以及切槽之间的区域的大致整个表面通过电介质膜配置所述第1电极，通过所述第1电极、所述电介质膜以及所述第2电极形成辅助电容，所述电介质膜具有使所述辅助电容成为100fF～800fF的厚度。
2. 根据权利要求l所述的液晶装置，其特征在于 进一步具有设置于所述基板的开关元件和设置于所述开关元件的上侧的平坦化膜，其中，所述第1电极、所述电介质膜以及所述第2电极设置 于所述平坦化膜的上側。
3. 根据权利要求1或2所述的液晶装置，其特征在于 隔着所述切槽以及所述电介质膜，在所述第1电极和所述第2电极之间发生所述横方向的电场。
4. 根据权利要求l所述的液晶装置，其特征在于 所述电介质膜具有4吏所述辅助电容成为100fF ~ 600fF的厚度。
5. 根据权利要求l所述的液晶装置，其特征在于 所迷电介质膜具有4吏所述辅助电容成为200fF-800fF的厚度。
6. 根据权利要求l所述的液晶装置，其特征在于 所述液晶装置的分辨率大于等于200PPi， 所述电介质膜的厚度约为50 ~ 400nm。
7. 根椐权利要求l所述的液晶装置，其特征在于 所述电介质膜的厚度约为50~200mn。
8. 根据权利要求l所述的液晶装置，其特征在于所述电介质膜包括氧化硅或氮化硅。
9. 根据权利要求l所述的液晶装置，其特征在于所述第1电极是公共电极，并且所述第2电极是与所述开关元件连接 的像素电极。
10. 根据权利要求l所述的液晶装置，其特征在于所述第1电极是与所述开关元件连接的像素电极，所述第2电极是公 共电极。
11. 根据权利要求l所述的液晶装置，其特征在于 所述第1以及第2电极包括透明材料。
12. 根据权利要求2所述的液晶装置，其特征在于 进一步具有与所述开关元件连接的布线，其中，所述布线被所述平坦化膜覆盖。
13. —种电子设备，其特征在于具备根据权利要求1 ~ 12中的任意一项所述的液晶装置。
全文摘要
本发明提供能够实现高开口率的FFS方式的液晶装置和电子设备。液晶装置具有FFS方式的显示模式，作为其要素的元件基板具备LTPS型TFT元件和源线，至少设置在源线和LTPS型TFT元件上具有平坦性的第2绝缘膜(平坦化膜)，在平坦化膜上被设置成大致整个面状的共用电极，设置在共用电极上的第3绝缘膜(电介质膜)，设置在电介质膜上具有多个切槽并且在与共用电极之间经过各个切槽发生边缘场(电场)的像素电极。由此，可以使像素电极、电介质膜和公共电极平坦化。由此，在像素电极和共用电极平面地看重叠的各子像素区域内的电极部分不形成凹凸状的形状(阶梯形状)的部分。由此，能够把像素电极延伸到源线和开关元件附近为止，实现高开口率。
文档编号G02F1/13GK101446716SQ20081017391
公开日2009年6月3日 申请日期2007年1月26日 优先权日2006年1月26日
发明者松岛寿治, 藤田伸 申请人:爱普生映像元器件有限公司