CN101419368B - 横向电场型有源矩阵寻址液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种横向电场型有源矩阵寻址液晶显示装置，其采用简单结构，抑制了漏极总线与对应其的公共总线之间的耦合电容(即，寄生电容)引起的横向串扰。在每个像素电极中，至少一个电隔离遮光电极形成为沿在相同漏极总线附近限定像素电极的漏极总线延伸。该遮光电极与对应于像素区域的像素电极的对应的一个的一部分重叠，使绝缘膜介于遮光电极和该部分之间，该部分沿在其附近的漏极总线延伸。在像素区域的某一点中，该遮光电极电连接到像素电极对应的一个。

Description

横向电场型有源矩阵寻址液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示器(LCD)设备，并且更具体地说，涉及诸如平面内开关(IPS)类型的横向电场型的有源矩阵寻址LCD装置。
背景技术
通常，LCD装置具有诸如低轮廓、轻重量和低能耗的特性。特别地，利用有源元件驱动采用矩阵阵列布置的各像素的有源矩阵寻址LCD装置被认为是高图像质量的平板显示装置。特别地，使用薄膜晶体管(TFTs)作为用于开关各个像素的有源元件的有源矩阵寻址LCD装置已广泛传播。
多数有源矩阵寻址LCD装置使用由两个基板夹在中间的TN(Twisted Nematic扭曲向列)类型液晶材料的电光效应，通过将近似垂直于基板的主表面的电场应用经过液晶材料，从而使液晶分子位移以显示图像。这些LCD装置被称作“垂直电场”类型。另一方面，一些有源矩阵寻址LCD装置通过将近似平行于基板的主表面的电场应用经过液晶材料，从而使液晶分子在与主表面平行的表面中位移以显示图像。这些LCD装置也已公知，被称作“横向电场”类型。不仅对垂直电场类型LCD装置而且也对横向电场型LCD设备进行了多种改进。下面将举例说明对后者的一些改进。
在1974年(参见权利要求1，图1到4和图11)公告的专利文献1(即美国专利第3,807,831号)中公开了在横向电场型LCD装置中使用彼此匹配的梳齿状电极的结构。
在1981年(参见权利要求2、图7、图9到图13)公布的专利文献2(即日本未审查专利公开第56-091277号)公开了在利用TN类型液晶材料的有源矩阵寻址LCD装置中，使用类似于专利文献1中的那些的彼此匹配的梳齿状电极的技术。这种技术减小了公共电极与漏极总线之间的寄生电容，或公共电极与栅极总线之间的寄生电容。
在1995年公布的专利文献3(即日本未审查专利公开第7-036058号)(参见权利要求1和5，图1到图23)公开了在使用TFT的有源矩阵寻址LCD装置中不使用梳齿状电极而实现横向电场型LCD装置的技术。利用这种技术，以一种方式公共电极与图像信号电极或公共电极与液晶驱动电极形成在不同层上，所述方式使得：绝缘膜介于它们之间，并且同时，公共电极或液晶驱动电极被形成为环形、交叉形、T形、Π形、H形、或梯子形。
在2001年公布的专利文献4(即日本未检查专利公开第2001-222030号)(摘要以及附图3-5)中公开了一种技术，其中用于驱动液晶材料的梳齿状的电极(即，像素电极和公共电极)，以一种方式由一种或多种透明导电材料形成，所述方式使得其形成为设置在比漏极总线(或数据总线)更高的层上，换言之，设置地比漏极或数据总线更接近液晶层。
图1是显示在专利文献4中公开的相关技术横向电场型LCD装置中使用的第一基板(即主动矩阵基板)的结构示例的部分平面图。图2是沿图1中直线II-II的LCD装置的剖面图。这两个图显示了像素区域之一的结构。
图1和2中所示的相关技术LCD装置的第一基板111包括：栅极总线155，其沿图1的横向(水平)方向延伸，并沿统一图的纵向(垂直)方向以相同间隔布置；和漏极总线156，其沿图1的纵向方向延伸，并沿同一图的横向方向以相同间隔布置。像素区域P形成在由栅极总线155和漏极总线156限定的每个近似矩形地区域中。作为整体，这些像素区域P(即像素)排列在矩阵阵列中。
此外，这种相关技术LCD的第一基板111包括公共总线152，其每个与栅极总线155的对应的一个平行延伸。这些公共总线152提供用于在各像素区域P中形成的公共电极172之间的电互联。每个公共总线152位置接近每个像素区域P的上端，并以预定距离离开栅极总线155的对应一个。该栅极总线155、漏极总线156和公共总线152分别由不透明金属材料制成。
在每个像素区域P中，对应的公共总线152包括两个带状遮光部分152a，其分别沿限定像素区域P的两条漏极总线156延伸。这两个遮光部分152a与公共总线152结合。位于像素区域P的左侧的遮光部分152a邻近位于像素区域P的左侧的漏极总线156的右边缘。位于像素区域P的右侧的遮光部分152a邻近位于像素区域P的右侧的漏极总线156的左边缘。这两个遮光部分152a具有相同的平面形状或图案。
对于每个像素区域P，TFT145形成接近对应的栅极总线155和对应的漏极总线156的交叉点。该TFT145由下述形成：与对应的栅极总线155结合的栅电极(未显示)；岛形半导体膜143，其以一种方式与栅电极重叠，所述方式使得栅极绝缘膜157介于它们之间；漏电极156a，其与对应的漏极总线156结合并与半导体膜143重叠；和源电极142，其以预定距离与漏电极156a相对并与半导体膜143重叠。该栅电极、漏电极156a和源电极142分别由不透明金属材料制成。
在每个像素区域P中，形成用于产生液晶驱动电场的像素电极171和公共电极172。像素电极171和公共电极172，其每个由透明导电材料制成，具有梳齿状的平面形状。
该像素电极171包括：带形底部171b，其设置在像素区域P中的TFT145(即TFT侧)侧上；和四个梳齿状部分171a，其在像素区域P中从底部171b向与TFT145的相对侧(向图1中的上侧)突起。该四个梳齿状部分171a与漏极总线156平行延伸，并以相同间隔沿底部171b(沿图1中的横向方向)布置。各个梳齿状部分171a的顶端定位接近对应的公共总线152。位于外部位置的梳齿状部分171a的两个分别与存在于接近限定像素区域P的两个漏极总线156的对应的遮光部分152a重叠。利用接触孔161对应的一个，该像素电极171被电连接到在底部171b处的对应于TFT145的源电极142。
该公共电极172包括：带状底部172b，其在像素区域P中设置在TFT145的相对侧上；和三个梳齿状部分172a，其在像素区域P中从底部172b向TFT145侧(向图1中的下侧)突起。三个梳齿状部分172a与漏极总线156平行延伸，并以相同间隔沿底部172b(沿图1中的横向方向)布置。各个梳齿状部分172a的顶端定位接近像素电极171的底部171b。这3个梳齿状部分172a和4个梳齿状部分171a沿栅极总线和公共总线155和152交替地布置。因此，可以说：这些梳齿状部分172a和171a彼此匹配。利用接触孔162的对应的一个，该公共电极172在底部172b处被电连接到对应的公共总线152。
如图2所示，这种相关技术LCD装置包括：具有图1的结构的第一基板(即有源矩阵基板)111；以预定间隙与第一基板111相对的第二基板(即相对基板)112；和在基板111和112之间设置的液晶层120。
栅极总线155、公共总线152、遮光部分152a和TFT145的栅电极形成在第一基板111的玻璃板111a的表面上。该栅极绝缘膜157形成在玻璃板111a的表面上，以覆盖栅极总线155、公共总线152、遮光部分152a和栅电极。(图2中仅显示了遮光部分152a)每个栅电极与栅极总线155的对应的一个结合。该漏极总线156、半导体膜TFTs145的半导体膜143、漏电极156a和源电极142形成在栅极绝缘膜157上。保护绝缘膜159形成在栅极绝缘膜157上，以覆盖漏极总线156、半导体膜143、漏电极156a和源电极142。(图2中仅显示了漏极总线156)该像素电极171和公共电极172形成在保护绝缘膜159上。(图2中仅显示了像素电极171的梳齿状部分171a和公共电极172的梳齿状部分172a)
如上说明，该公共总线152位于玻璃板111a的表面上，漏极总线156位于栅极绝缘膜157上。因此，该公共总线152设置在比漏极总线156更低的层上，换言之，在比漏极总线156自液晶层120更远层上。类似地，由于该栅极总线155位于玻璃板111a的表面上，栅极总线155也设置在比漏极总线156更低的层上，换言之，在从液晶层120比漏极总线156更远的层上。因为像素电极171和公共电极172形成在保护绝缘膜159上，该像素和公共电极171和172被设置在比漏极总线156更上方的层上，换言之，在比漏极总线156更接近液晶层120的层上。
在具有上述结构的第一基板111的表面(即内表面)上，换言之，在保护绝缘膜159上，形成了由有机聚合物制成的配向膜131。因此，该像素电极171和公共电极172被配向膜131覆盖。配向膜131的表面接受预定配向处理。
另一方面，包括红(R)，绿(G)和蓝(B)三原色的彩色层182形成在对应于各像素区域P的第二基板112的玻璃板112a的表面上。在除对应于像素区域P的区域的剩余区域中，遮光黑矩阵层181形成在玻璃板112a的表面上。该彩色层182由红色子层182R、绿色子层182G和蓝色子层182B形成，其每个被构图以具有预定形状。黑矩阵181的平面形状或图案是以这样的方式确定，以便由不透明金属材料覆盖在第一基板111上形成的结构元件(即，栅极总线155、漏极总线156、公共总线152、遮光部分152a和TFTs145)并且在各自像素区域P限定矩形开口(即光透射区域)。该彩色层182有选择地被设置在这些开口或光透射区域中。
该彩色层182和黑矩阵层181覆盖着外覆膜185。该外覆膜185被形成为覆盖玻璃板112a的整个表面，被提供以保护彩色层182和黑矩阵层181，并使由彩色层182和黑矩阵层181产生的水平差平坦化。柱状间隔件(未显示)形成在黑矩阵层181上以保持在第一和第二基板111和112之间的间隙。
在具有上述结构的第二基板112的表面(即内表面)上，换言之，在外覆膜185上，形成由有机聚合物制成的配向膜132。因此，所述柱状间隔件被配向膜132覆盖。配向膜132表面接受预定的配向处理。
该第一基板(即有源矩阵基板)111和第二基板(即相对基板)112以预定间隙彼此重叠在上面，使得其上分别形成有配向膜131和132的表面向内指向并且彼此相对。液晶材料被限制在基板111和112之间的空间，形成液晶层120。换言之，该液晶层120夹在中间并由基板111和112保持。一对偏光器片(未显示)分别被布置在第一和第二基板111和112的外表面(即玻璃板111a和112a的背面)上。
因为配向膜131和132的表面已接受预定配向处理，如图1中的箭头所示，当未施加电场时，存在于液晶层120中的液晶分子121沿从图1的垂直或纵向方向的固定角度(例如，近似顺时针15°)偏移的预定方向而平行地取向。这意味着液晶分子121的初始取向方向被限定在由图1中的箭头指示的方向。此外，该对偏光器片的透射轴以直角交叉。当未施加电场时，该对偏光器片之一的透射轴与液晶分子121的取向方向(即初始取向方向)一致。
接下来，以下将说明制造图1和2中所示的相关技术LCD装置的方法。
该第一基板111采用如下方式制造。
首先，铬(Cr)膜形成在玻璃板111a的整个表面上，并被构图以具有预定形状，从而在玻璃基板111a的表面上形成栅极总线155、公共总线152和遮光部分152a。此时，该栅电极也被形成，使得与对应的栅极总线155结合。接下来，由氮化硅(SiNx)制成的栅极绝缘膜157形成在玻璃板111a的整个表面上，以覆盖栅电极、栅极总线155、公共总线152和遮光部分152a。
接下来，非晶硅(a-Si)膜形成在栅极绝缘膜157上，并被构图以产生岛状的部分，从而形成用于TFTs145的岛形半导体膜143。每个岛形状半导体膜143被栅极总线155的对应之一所覆盖，使得栅极绝缘膜157介于它们之间。此外，Cr膜形成在栅极绝缘膜157上并被构图，从而在栅极绝缘膜157上形成漏极总线156、漏电极156a和源电极142。此后，由SiNx制成的保护绝缘膜159形成在玻璃板111a的整个表面上，覆盖漏极总线156、漏电极156a和源电极142。
在这样以后，在叠置在各源电极142上的预定位置处，该保护绝缘膜159被有选择地去除，从而形成到达对应的源电极142的接触孔161。此外，在叠置在各公共总线152上的预定位置处，该保护绝缘膜159和栅极绝缘膜157被有选择地去除，从而形成到达对应的公共总线152的接触孔162。
此后，由ITO(Indium Tin Oxide氧化铟锡)或类似物制成的透明导电膜形成在保护绝缘膜159上并被构图以具有预定形状，从而在保护绝缘膜159上形成每个具有梳齿状部分171a的像素电极171和每个具有梳齿状部分172a的公共电极172。此时，借助于对应的接触孔161，像素电极171被电连接到对应的源电极142。借助于对应的接触孔162，公共电极172被电连接到对应的公共总线152。采用这种方式，制造了第一基板111。
该第二基板112采用如下方式制造。
首先，每个具有预定形状或图案的黑矩阵层181和彩色层182形成在玻璃板112a的表面上。当形成彩色层182时，每个具有预定形状的红色子层182R、绿色子层182G和蓝色子层182B以适当的顺序接连形成在玻璃板112a的表面上。接下来，该外覆膜185形成在玻璃板112a的整个表面上，从而覆盖墨矩阵层181和彩色层182。此后，该柱状间隔件(未显示)形成在外覆膜185上。采用这种方式，制造了第二基板112。
接下来，由聚酰亚胺形成的配向膜131和132分别形成在采用上述方式制造的第一基板111的表面和第二基板112的表面上。该配向膜131和132的表面均匀地接受预定的配向处理。
此后，第一和第二基板111和112彼此叠置以具有诸如4.0μm的预定间隙。然后，在真空室(未显示)中，其折射率各向异性例如为0.075的预定向列液晶材料被注入基板111和112之间的空间，然后，该空间被密封。在完成该空间的密封操作后，偏光器片(未显示)被分别粘附到基板111和112的外部表面上。结果，完成了LCD面板。
预定驱动器LSI(大规模集成电路)和预定背光单元被安装在如此制造的LCD面板上。结果，完成具有图1和2中所示结构的相关技术LCD装置。
对于图1和2中所示的相关技术横向电场型LCD，当施加电压时，沿图1的大致横向(水平)方向均匀产生液晶驱动电场。为此原因，当未施加电场时沿初始取向方向(即由图1中箭头指示的方向)取向的液晶分子121被液晶驱动电场顺时针方向旋转，结果，改变了液晶分子121的取向状态。通过利用液晶分子121的这种取向状态变化，各像素区域P(即各自像素)中的透射率被调制，能够如期望地显示图像。
此外，对于图1和2中所示的相关技术横向电场型LCD装置，用于产生液晶驱动电场的像素电极171和公共电极172两者均由透明导电材料制成，并且因此，光穿过其中像素电极和公共电极171和172所在的区域。为此原因，与其中像素电极171和公共电极172由一种或多种不透明金属制成情况相比，提高了开口率和透射率。
此外，由于采用上述方式减小了在黑矩阵层181的开口中存在的不透明金属部分的量，抑制了由不透明金属部分的边缘导致的光的散射，并抑制了由相同边缘附近的电平差导致的液晶分子121的取向的扭曲。当显示黑色时，光的散射和液晶分子121的取向扭曲将是光泄漏的原因。然而，对于这种相关技术横向电场型LCD装置，光的散射和液晶分子121的取向扭曲可得到抑制，因此提高了显示对比度。
如果在黑矩阵层181的开口中存在不透明金属部分，当这种相关技术LCD装置用在相比之下很亮的地方时，入射光将被这些不透明金属部分反射，并且因此“亮处对比度”容易显著恶化。然而，这种相关技术LCD装置在黑矩阵层181的开口中不包括这些不透明金属部分。因而，利用这种相关技术LCD装置，防止了亮处对比度恶化。
此外，与图1中所示的像素区域P中的对应公共总线152结合的两个遮光部分152a，分别设置在限定像素区域P的两个漏极总线156附近。遮光部分152a和邻近其的对应漏极总线156之间的区域被黑矩阵层181覆盖。因此，来自各漏极总线156的漏电场引起的漏光，以及垂直串扰得到抑制。
对于图1和2中所示的相关技术LCD装置，取得了上述优点。然而，与对应的公共总线152结合的两个遮光部分152a，分别沿限定像素区域P的两个漏极总线156延伸较长距离在这些漏极总线156附近。因此，在这两条漏极总线156和对应的公共总线152(即对应的公共电极172)之间的耦合电容(即寄生电容)将较大。
为此原因，通过对应的公共总线152，电势波动对漏极总线156的影响(即信号电压变化的影响)容易被传送到对应的公共电极172。换言之，电连接到对应公共总线152的公共电极172的电势(其最初应保持恒定)趋向于由于对应漏极总线156的电势波动而波动。因此，容易出现横向串扰的问题。
发明内容
本发明在于解决上述问题。
本发明的目标在于提供横向电场类型有源矩阵寻址LCD装置，其采用简单结构，抑制了漏极总线与对应其的公共总线之间的耦合电容(即，寄生电容)引起的横向串扰。
本发明的另一目的在于提供一种横向电场型有源矩阵寻址LCD装置，其与图1和2中所示的相关技术LCD装置相比具有提高的图像质量。
从下述描述和附图，与未具体提及的其它目标一起的上述目标将对本领域的那些技术人员变得明显。
根据本发明的第一方面，提供了一种横向电场类型有源矩阵寻址LCD装置，包括：
第一基板，包括：栅极总线；与栅极总线平行的公共总线；和与栅极总线和公共总线交叉的漏极总线；
第二基板，其保持以预定间隙与第一基板相对；
在第一基板和第二基板之间设置的液晶层；
像素区域，由栅极总线和漏极总线限定以布置在矩阵阵列中；和
每个像素区域包括：开关元件；电连接到开关元件的像素电极；和电连接公共总线的对应的一个的公共电极；
其中：在每个像素区域中，至少一个遮光电极形成为在漏极总线延伸，所述漏极总线限定在相同漏极总线附近的像素电极；
所述至少一个遮光电极被电隔离，并以这样的方式与对应于像素区域的像素电极的至少一部分重叠，所述方式使得绝缘膜介于至少一个遮光电极和所述至少一部分之间，其中：所述至少一部分沿在其附近的漏极总线延伸；和
限制在液晶层中的液晶分子在与第一基板近似平行的平面中旋转，从而显示图像。
对于根据本发明的第一方面的横向电场类型有源矩阵寻址LCD装置，在每个像素区域中，至少一个遮光电极形成为沿限定在相同漏极总线附近的像素电极的漏极总线延伸。该至少一个遮光电极被电隔离，并与对应于像素区域的像素电极的至少一部分重叠，使得绝缘膜介于至少一个遮光电极和至少一部分之间，其中：所述至少一部分沿在其附近的漏极总线延伸。
因此，在这种工作状态中，至少一个遮光电极的电势将接近对应像素电极的电势(其等于信号电压)。为此原因，漏极总线与对应其的至少一个遮光电极之间的电势差很小，换言之，漏极总线与至少一个遮光电极之间的耦合电容(即寄生电容)很小。
另一方面，对于图1和2中所示的相关技术LCD装置，该遮光部分152a与对应的公共总线152结合，并且因此，遮光部分152a的电势将等于对应的公共电极172的电势。相应地，漏极总线156与对应其的公共总线152之间的电势差将等于与供应给漏极总线156的信号电压相同的电势与公共电极172的电势之间的差。这意味着漏极总线156与对应其的遮光部分152a之间的耦合电容(即寄生电容)将相当大。
采用这种方式，对于根据本发明的第一方面的LCD装置，漏极总线与至少一个遮光电极之间的耦合或寄生电容比相关技术LCD装置的漏极总线156与对应的公共总线152(即相应的遮光部分152a)之间的耦合或寄生电容相当小，并且因此，横向串扰得到抑制。此外，因为横向串扰的抑制，图像质量得到提高。
根据本发明的第二方面，提供了另一种横向电场类型有源矩阵寻址LCD装置，包括：
第一基板，包括：栅极总线；与栅极总线平行的公共总线；和与栅极总线和公共总线交叉的漏极总线；
第二基板，其保持以预定间隙与第一基板相对；
在第一基板和第二基板之间设置的液晶层；
像素区域，由栅极总线和漏极总线限定以布置在矩阵阵列中；和
每个像素区域包括：开关元件；电连接到开关元件的像素电极；和电连接公共总线的对应的一个的公共电极；
其中：在每个像素区域中，至少一个遮光电极形成为沿所述漏极总线延伸，所述漏极总线限定在相同漏极总线附近的像素电极；
所述至少一个遮光电极以这样的方式与对应于像素区域的像素电极的至少一部分重叠，所述方式使得绝缘膜介于至少一个遮光电极和所述至少一部分之间，其中：所述至少一部分沿在其附近的漏极总线延伸；
在所述像素区域的某一位置处，所述至少一个遮光电极被电连接到对应所述像素区域的像素电极；和
限制在液晶层中的液晶分子在与第一基板近似平行的平面中旋转，从而显示图像。
对于根据本发明的第二方面的横向电场类型有源矩阵寻址LCD装置，与根据本发明的第一方面的LCD装置不同，该至少一个遮光电极未被电隔离，而是在像素区域的某一位置处被电连接到对应于像素区域的像素电极。第二方面的设备的其它结构与第一方面的相同。
采用这种方式，在像素区域的某一位置处，该至少一个遮光电极被电连接到对应的像素电极，因此，在这种工作状态中，至少一个遮光电极的电势将等于对应像素电极的电势。另一方面，如对于根据本发明的第一方面的LCD装置的说明，在工作状态中，电漂移的遮光电极的电势将接近相应像素电极的电势。因此，第二方面的LCD装置的至少一个遮光电极具有与第一方面的LCD装置的至少一个遮光电极的近似相同功能。
因此，对于第二方面的LCD装置，在漏极总线与至少一个遮光电极之间的耦合或寄生电容比图1和2中显示的相关技术LCD装置的漏极总线156与对应公共总线152(即对应的遮光部分152a)之间的耦合或寄生电容要小很多，并且因此，横向串扰得到抑制。此外，因为横向串扰的抑制，图像质量得到提高。
在根据本发明的第一和第二方面的设备的优选实施例中，该至少一个遮光电极被设置在与漏极总线的不同层上，使得绝缘膜介于它们之间。在这个实施例中，优选地，该至少一个遮光电极被设置比漏极总线从液晶层的更远的层上，或在与栅极总线相同的层上。
在根据本发明的第一和第二方面的设备的另一优选实施例中，对应于像素区域的像素电极的至少一部分是梳齿形，并且至少一个遮光电极是带状以沿漏极总线延伸。
在根据本发明的第一和第二方面的设备的另一优选实施例中，对应于像素区域的像素电极包括沿漏极总线延伸的梳齿形部分；
位于外部位置的像素电极的梳齿形部分的两个用作沿两个漏极总线延伸的像素电极的所述至少一部分，所述两个漏极总线限定在相同漏极总线附近的像素电极；和
两个遮光电极为带形以分别沿限定像素电极的两条漏极总线延伸。
在根据本发明的第一和第二方面的设备的优选实施例中，根据各自像素区域，漏极总线弯曲以具有近似V形，并且像素电极和公共电极弯曲以具有对应于漏极总线的近似V形。
在根据本发明的第一和第二方面的设备的优选实施例中，该像素电极被设置在与漏极总线的不同的层上，使得绝缘膜介于它们之间。在这个实施例中，优选地，像素电极被设置在比漏极总线更接近液晶层的层上。
在根据本发明的第一和第二方面的设备的优选实施例中，公共电极被设置在与像素电极相同的层上。
在根据本发明的第一和第二方面的设备的优选实施例中，像素电极和/或公共电极由一种或多种透明导电材料制成。
附图说明
为了本发明可以容易实现，现在将参考附图进行描述。
图1是显示在相关技术横向电场型有源矩阵寻址LCD装置中使用的第一基板(即有源矩阵基板)的结构示例的部分平面图。
图2是沿图1中直线II-II的部分剖面图。
图3是显示根据本发明的第一典型实施例的在横向电场型有源矩阵寻址LCD装置中使用的有源矩阵基板的结构的部分平面图。
图4是显示图3中所示的有源矩阵基板中使用的像素电极和公共电极的平面形状的说明性的部分平面图。
图5是沿图3中直线V-V的部分剖面图。
图6是显示根据本发明的第二典型实施例的在横向电场型有源矩阵寻址LCD装置中使用的有源矩阵基板的结构的部分平面图。
图7是显示图6中所示的有源矩阵基板中使用的像素电极和公共电极的平面形状的说明性的部分平面图。
图8A是显示图6中所示的有源矩阵基板中使用的公共总线之一的加宽部分的平面形状的示例平面图。
图8B是显示图6中所示的有源矩阵基板中使用的源电极的平面形状的示例平面图。
图8C是显示图6中所示的有源矩阵基板中使用的公共总线的另一个的加宽部分的平面形状的示例平面图。
图8D是显示图6中所示的有源矩阵基板中使用的辅助电极的平面形状的示例平面图。
图9是显示根据本发明的第三典型实施例的在横向电场型有源矩阵寻址LCD装置中使用的有源矩阵基板的结构的部分平面图。
图10是显示图9中所示的有源矩阵基板中使用的像素电极和公共电极的平面形状的示例部分平面图。
具体实施方式
在参照附图的同时，下面将详细描述本发明的优选实施例。
第一实施例的结构
图3到5显示了根据本发明的第一典型实施例的横向电场(IPS)类型有源矩阵寻址LCD装置的结构。这些图显示了一个像素区域的结构。
根据第一实施例的LCD装置的第一基板(即主动矩阵基板)11包括：栅极总线55，其沿图3的横向(水平)方向延伸，并沿其纵向(垂直)方向以相同间隔布置；和漏极总线56，其沿图3的纵向方向延伸，并沿其横向方向以相同间隔布置。像素区域P形成在由栅极总线55和漏极总线56确定的每个近似矩形的区域中。这些像素区域P(即像素)整体采用矩阵阵列布置。
此外，根据第一实施例的LCD装置的第一基板11包括公共总线52，其每个与栅极总线55的对应的一个平行延伸。这些公共总线52被提供用于在各自像素区域P中形成的公共电极72之间的电互联。每条公共总线52定位成接近每个像素区域P的上端，并以预定距离离开栅极总线55的对应之一。在这里，栅极总线55之一设置成接近像素区域P的底部，同时公共总线52的对应的一个设置成接近像素区域P的顶部。
该栅极总线55、漏极总线56和公共总线52分别由不透明金属材料制成。
在每个像素区域P中，提供分别沿限定像素区域P的两条漏极总线56延伸的两个带状(或条形)遮光电极53。这些遮光电极53不与设置接近电极53的任何其它电极和任何总线电连接，并且电隔离。
如图3所示，位于像素区域P左侧的遮光电极53接近设置在像素区域P的左侧的漏极总线56的右边缘。这种遮光电极53与这种漏极总线56平行地延伸，并以预定距离从其分开。这种遮光电极53并不与像素区域P的对应公共总线52和对应栅极总线55重叠。
位于像素区域P右侧处的遮光电极53邻近在像素区域P的右侧设置的漏极总线56的左边缘。这种遮光电极53与这种漏极总线56平行地延伸，并以预定距离从其分开。这种遮光电极53不与像素区域P的对应公共总线52和对应栅极总线55重叠。
对于每个像素区域P，TFT45形成为接近对应栅极总线55和对应漏极总线56的交叉点。该TFT45由下述形成：与对应栅极总线55结合的栅电极(未显示)；与栅电极重叠的岛形半导体膜43，使得栅极绝缘膜57介于它们之间；漏电极56a，其与对应的漏极总线56结合并与半导体膜43重叠；和源电极42，其以预定距离与漏电极56a相对并与半导体膜43重叠。该栅电极、漏电极56a和源电极42分别由不透明金属材料制成。
此外，如图3和4所示，用于产生液晶驱动电场的像素电极71和公共电极72形成在每个像素区域P中。每个由透明导电材料制成的像素电极71和公共电极72具有梳齿状的平面形状。
如图3所示，该像素电极71包括：带状底部71b，其设置在像素区域P中的TFT145侧上；和四个梳齿状部分71a，在像素区域P中，其从底部71b向与TFT45的相对侧(向图3中的上侧)突出。该底部71b并不与对应的栅极总线55重叠，但与对应TFT45的源极42重叠。所有梳齿状部分71a与限定像素区域P的两条漏极总线56平行延伸，并以相同间隔沿底部71b(沿图3中的横向方向)布置。各梳齿状部分71a的顶端定位为接近对应的公共总线52。设置在外部位置的梳齿状部分71a的两个分别与位于限定像素区域P的两条漏极总线56附近的两个对应遮光电极53重叠。通过遮光电极53，这将遮蔽漏过各漏极总线56附近的光。该梳齿状部分71a宽度比遮光电极53更窄些。利用接触孔61的对应的一个，在底部71b处，该像素电极71被电连接到对应TFT45的源电极42。
该公共电极72包括：带形底部72b，其设置在像素区域P中的TFT45的相对侧上；和三个梳齿状部分72a，其在像素区域P中从底部72b向TFT45的侧面(向图3中的下侧)突出。该底部72b与对应公共总线52完全重叠。所有梳齿状部分72a与限定像素区域P的两条漏极总线56平行延伸，并以相同间隔沿底部72b(沿图3中的横向方向)布置。因而，这些梳齿状部分72a与像素电极71的梳齿状部分71a和漏极总线56平行。各个梳齿状部分72a的顶端定位为接近像素电极71的底部71b。这三个梳齿状部分72a和4个梳齿状部分71a沿栅极总线和公共总线55和52交替地布置。因此，可以说：这些梳齿状部分72a和71a彼此匹配。利用接触孔62的对应的一个，该公共电极72在底部72b处被电连接到对应的公共总线52。
如图5所示，根据第一实施例的LCD装置包括：具有图3的结构的第一基板(即有源矩阵基板)11；以预定间隙与第一基板11相对的第二基板(即相对基板)12；和在基板11和12之间设置的液晶层20。
该栅极总线55、公共总线52、遮光电极53和TFT45的栅电极形成在第一基板11的玻璃板11a的表面上。该栅极绝缘膜57形成在玻璃板11a的表面上，以覆盖栅极总线55、公共总线52、遮光电极53和栅电极。(图5中仅显示了遮光电极53)该栅电极与对应的栅极总线55结合。该漏极总线56、TFTs45的半导体膜43、漏电极56a和源电极42形成在栅极绝缘膜57上。(图5中仅显示了漏极总线56)保护绝缘膜59形成在栅极绝缘膜57上，以覆盖漏极总线56、半导体膜43、漏电极56a和源电极42。该像素电极71和公共电极72形成在保护绝缘膜59上。(图5中仅显示了像素电极71的梳齿状部分71a和公共电极72的梳齿状部分72a)
如上说明，该公共总线52形成在玻璃板11a的表面上，并且漏极总线56形成在栅极绝缘膜57上。因此，该公共总线52被设置在比漏极总线56的更低的层上(换言之，在从液晶层20比漏极总线56更远的层上)。类似地，由于该栅极总线55形成在玻璃板11a的表面上，该栅极总线55也设置在比漏极总线56更低的层上(换言之，在自液晶层20比漏极总线56更远的层上)。该像素电极71和公共电极72形成在保护绝缘膜59上，并且因此，该像素和公共电极71和72被设置在比漏极总线56更上的层上(换言之，在比漏极总线56更接近液晶层20的层上)。
由有机聚合物制成的配向膜31形成在具有上述结构的第一基板11的表面(即内表面)上，换言之，在保护绝缘膜59上。因此，该像素电极71和公共电极72被配向膜31覆盖。该配向膜31的表面接受预定的配向处理。
另一方面，包括红(R)、绿(G)和蓝(B)的三原色的彩色层82形成在第二基板12的玻璃板12a的表面对应于各像素区域P处。在除对应于像素区域P的区域的剩余区域中，遮光黑矩阵层81形成在玻璃基板12a的表面上。该彩色层82由红色子层82R、绿色子层82G和蓝色子层82B形成，其每个被构图以具有预定形状。黑矩阵81的平面形状或图案被确定，使得通过利用不透明金属材料以覆盖在第一基板11上形成的结构元件(即，栅极总线55、漏极总线56、公共总线52、遮光电极53和TFTs45)并在各像素区域P中限定矩形开口(即光透射区域)。该彩色层82有选择地设置在这些开口或光透射区域中。
该彩色层82和黑矩阵层81覆盖有外覆膜85。该外覆膜85被形成以覆盖玻璃板12a的整个表面，被提供用于保护彩色层82和黑矩阵层81，并用于使由彩色层82和黑矩阵层81产生的水平差平坦化。柱状间隔件(未显示)被布置在黑矩阵层81上以保持在第一和第二基板11和12之间的间隙。
在具有上述结构的第二基板12的表面(即内表面)上，换言之，在外覆膜85上，形成由有机聚合物制成的配向膜32。因此，该柱状间隔件被配向膜32覆盖。该配向膜32的表面接受预定配向处理。
该第一基板(即有源矩阵基板)11和第二基板(即相对基板)12以预定间隙彼此叠置，使得其上分别形成有配向膜31和32的其表面向内指向并彼此相对。液晶材料被限制在第一和第二基板11和12之间的空间，形成液晶层20。换言之，该液晶层20由这两个基板11和12夹在中间和保持。一对偏光器片(未显示)分别被布置在基板11和12的外部表面(即玻璃板11a和12a的背面)上。
由于配向膜31和32的表面分别接受预定配向处理，如图3中的箭头所示，当未施加电场时，在液晶层20中存在的液晶分子21沿从图3的垂直或纵向方向的固定角度(例如，近似顺时针15°)偏移的预定方向而平行地取向。这意味着液晶分子21的初始取向方向限定在图3中的箭头指示的方向。此外，该对偏光器片的透射轴以直角交叉。当未施加电场时，该对偏光器片之一的透射轴与液晶分子21的取向方向(即初始取向方向)一致。
第一实施例的制造方法
接下来，以下将说明根据图3和5中所示的第一典型实施例的LCD装置的制造方法。
该第一基板(有源矩阵基板)11采用如下方式制造。
首先，Cr膜形成在玻璃板11a的整个表面上，并被构图以具有预定形状，从而在玻璃基板11a的表面上形成栅电极、栅极总线55、公共总线52和遮光电极53。该栅电极形成为，使得以与对应的栅极总线55结合。接着，由SiNx制成的栅极绝缘膜57形成在玻璃板11a的整个表面上，以覆盖栅电极、栅极总线55、公共总线52和遮光电极53。
随后，非晶硅(a-Si)膜形成在栅极绝缘膜57上，并被构图以产生岛状的部分，从而形成用于TFTs45的半导体膜43。每个岛形状半导体膜43被设置在与栅极总线55的对应的一个相重叠的位置，使得栅极绝缘膜57介于它们之间。此外，Cr膜形成在栅极绝缘膜57上并被构图，从而在栅极绝缘膜57上形成漏极总线56、漏电极56a和源电极42。该漏电极56a形成为使得以与对应的漏极总线56结合。此后，由SiNx制成的保护绝缘膜59形成在玻璃板11a的整个表面上，从而覆盖漏极总线56、漏电极56a和源电极42。
接下来，该保护绝缘膜59在叠置在各源电极42上的预定位置处被有选择地去除，从而形成到达对应的源电极42的接触孔61。此外，该保护绝缘膜59和栅极绝缘膜57在叠置在各公共总线52上的预定位置处被有选择地去除，从而形成到达对应的公共总线52的接触孔62。
此后，由ITO(Indium Tin Oxide)或类似物制成的透明导电膜形成在保护绝缘膜59上，并被构图以具有预定形状，从而在保护绝缘膜59上形成每个具有梳齿状部分71a的像素电极71和每个具有梳齿状部分72a的公共电极72。此时，通过对应的接触孔61，该像素电极71被电连接到对应的源电极42。通过对应的接触孔62，该公共电极72被电连接到对应的公共总线52。采用这种方式，制造了第一基板11。
该第二基板(相对基板12采用如下方式制造。
首先，每个具有预定形状或图案的黑矩阵层81和彩色层82形成在玻璃板12a的表面上。当彩色层82形成时，每个具有预定形状的红色子层82R、绿色子层82G和蓝色子层82B以适当的顺序接连形成在玻璃板12a的表面上。接下来，该外覆膜85形成在玻璃板12a的整个表面上，覆盖墨矩阵层81和彩色层82。此后，该柱状间隔件(未显示)形成在外覆膜85上。采用这种方式，制造了第二基板12。
接下来，由聚酰亚胺形成的配向膜31和32分别形成在采用上述方式制造的第一基板11的表面和第二基板12的表面上。配向膜31和32的表面分别均匀地接受预定配向处理。
此后，第一和第二基板11和12彼此叠置以具有诸如4.0μm的预定间隙。接下来，在真空室(未显示)中，其折射率各向异性例如为0.075的预定向列液晶材料被注入基板11和12之间的空间，然后，该空间被密封。在完成空间的密封操作后，该偏光器片(未显示)被分别粘附到基板11和12的外部表面上。因此，该LCD面板完成。
预定驱动器LSI和预定背光单元被安装在如此制造的LCD面板上。结果，根据具有图3和5中所示结构的第一实施例的LCD装置完成。
对于图3和5中所示的根据第一实施例的横向电场型LCD装置，当施加电压时，该液晶驱动电场沿图3的近似横向(水平)方向均匀产生。为此原因，当未施加电压时，已沿初始取向方向(即由图3中箭头指示的方向)取向的在液晶层20中存在的液晶分子21的取向状态被施加的液晶驱动电场改变，使得液晶分子121在近似平行于第一和第二基板11和12的平面顺时针旋转。由于利用液晶分子21的取向状态变化来调制各像素区域P(即各自像素)的透射率，图像能够如期望地显示。
此外，对于根据第一实施例的横向电场型LCD装置，用于产生液晶驱动电场的像素电极71和公共电极72均由透明导电材料制成，并且因此，光穿过其中像素和公共电极71和72所在的区域。为此原因，与其中像素电极71和公共电极72由不透明的一种或多种金属制成的情况相比，提高了开口率和透射率。
此外，由于在黑矩阵层81的开口中存在的不透明金属部分的量减小，抑制了由不透明金属部分的边缘导致的光散射和由相同边缘附近的电平差导致的液晶分子21的取向扭曲。当显示黑色时，光散射和液晶分子21的取向扭曲将成为光泄漏的原因。然而，利用第一实施例的横向电场型LCD装置，光的散射和液晶分子21的取向扭曲得到抑制，因此提高了显示对比度。
如果不透明金属部分存在于黑矩阵层81的开口中，当这种LCD装置用在相比很亮的地方时，入射光将被这些不透明金属部分反射，并且因此，“亮处对比度”容易显著恶化。然而，在黑矩阵层81的开口中，第一实施例的LCD装置不包括这种不透明金属部分。因而，防止了这种设备的亮处对比度恶化。
此外，两个遮光电极53分别被设置在限定像素区域P的两个漏极总线56附近。遮光电极53与邻近其的对应漏极总线56之间的区域被设置在第二基板12上的黑矩阵层81覆盖。因此，来自各自漏极总线56的漏电场引起的漏光和垂直串扰得到抑制。
这些特点或优点与图1和2中显示的上述相关技术LCD装置的那些相同。然而，根据本发明第一实施例的LCD装置与相关技术LCD装置不同之处在于：在每个像素区域P中设置的两个遮光电极53不与在其附近的任何其它电极和任何总线电连接，换言之，电极53被电隔离。
具体地，类似上述相关技术LCD装置，该两个遮光电极53邻近限定像素区域P的漏极总线56，并沿同一漏极总线56延伸。然而，该遮光电极53与其邻近电极和总线电隔离，并且与对应于像素区域P的像素电极71的邻接梳齿形状部分71a重叠。因此，在工作状态中，该遮光电极53将电漂移。在这种状态中，该遮光电极53的电势将接近像素电极71的电势(其等于施加的信号电压)。这是因为隔离的遮光电极53与在其附近沿漏极总线56延伸的像素电极71的梳齿状部分71a重叠，所述重叠的方式使得栅极绝缘膜57介于它们之间。为此原因，漏极总线56与对应遮光电极53之间的电势差很小，换言之，漏极总线56与对应的遮光电极53之间的耦合或寄生电容很小。
另一方面，对于图1和2中所示的相关技术LCD装置，该遮光部分152a与对应的公共总线152结合，因此，遮光部分152a的电势等于对应的公共电极172的电势。因此，漏极总线156与其对应的公共总线152之间的电势差将等于与供应给漏极总线156的信号电压相同的电势和公共电极172的电势之间的差。这意味着漏极总线156与其对应遮光部分152a之间的耦合或寄生电容将相当大。
如上说明，对于第一实施例的LCD装置，漏极总线156与其对应遮光部分53之间的耦合或寄生电容小于相关技术LCD装置的漏极总线156与对应公共总线152(即对应的遮光部分152a)之间的耦合或寄生电容，因此，横向串扰得到抑制。此外，因为横向串扰的抑制，图像质量得到提高。
此外，在工作状态中，在每个像素区域P中沿各漏极总线56布置的两个遮光电极53将电漂移；然而，遮光电极53分别与对应像素电极71的两个外部梳齿状部分71a重叠，使得栅极绝缘膜57介于它们之间。因此，遮光电极53在工作状态的电势将接近对应的像素电极71的电势。因此，从其初始取向方向强烈改变液晶分子21的取向状态的电场不会出现在两个外部梳齿状部分71a和遮光电极53之间。这意味着实现了稳定的显示。
第二实施例的结构
图6到7和8A到8D显示了根据本发明的第二典型实施例的横向电场(IPS)类型有源矩阵寻址LCD装置的结构。图6是在这种LCD装置中使用的有源矩阵基板的部分平面图。图7是显示在这种LCD装置中使用的像素电极和公共电极的平面形状的示例部分平面图。图8A到8D分别是显示在这种LCD装置中使用的公共总线、源电极和辅助电极的平面形状的示例平面图。这些图显示了一个像素区域的结构。
在许多点，根据第二实施例的LCD装置的结构类似于图3到5中显示的第一实施例的LCD装置的结构。然而，前者与后者的不同之处在于：用于产生横向电场的像素电极71和公共电极72与漏线56在他们的中间位置弯曲而具有近似V型的图案，从而在工作状态中，在其弯曲位置的每侧处有意使液晶驱动(旋转)方向彼此不同。此外，像素电极71、公共电极72和源电极42的平面形状彼此有些不同。
因此，通过将在上述第一实施例使用的相同标号附给这些部件，将省略关于相同或公共结构部分的说明，并且下面将主要说明这些结构差别。
根据第二实施例的LCD装置的第一基板(即主动矩阵基板)11包括：栅极总线55，其沿图6的横向(水平)方向延伸，并沿其纵向(垂直)方向以相同间隔布置；和漏极总线56，其沿图6的纵向方向延伸，并沿其横向方向以相同间隔布置。像素区域P形成在由栅极总线55和漏极总线56限定的每个近似矩形区域中。这些像素区域P被作为整体布置在矩阵阵列中。
该栅极总线55的平面形状与第一实施例的相同。该漏极总线56的平面形状与第一实施例的不同。具体地，该漏极总线56在其中间位置处弯曲，以在每个像素区域P中具有似近V型图案，从而在相同的图中，将像素区域P分成位于图6中上面的第一子区域1和位于下面的第二子区域2。在第一子区域1中的漏极总线56的倾斜方向关于图7的纵向(垂直)方向顺时针，同时在第二子区域2中的漏极总线56的倾斜方向为逆时针。第一子区域1中的倾斜角度等于第二子区域2中的幅度。
此外，根据第二实施例的LCD装置包括沿与各栅极总线55平行延伸的公共总线52a和52b。每个公共总线52a以预定距离定位为接近对应的栅极总线55，其接近像素区域P的底部。沿图6的纵向方向，每个公共总线52b定位为离开对应的公共总线52a和对应的栅极总线55，其接近像素区域P的顶部。
如图6所示，位于图6中的下部位置的公共总线52a与位于下部位置处的对应栅极总线55平行地延伸。由于公共总线52a从对应栅极总线55略向上偏移，公共总线52a设置成接近相同的栅极总线55。类似地，位于图6中的上部位置的公共总线52b与对应的栅极总线55平行地延伸。由于公共总线52b从对应的栅极总线55很大地向上偏移朝向下一个上部像素区域P的栅极总线55，公共总线52b设置成接近相同的栅极总线55。提供公共总线52a和52b用于在各像素区域P中布置的公共电极72之间的电互联。
对于每个像素区域P，具有图8A中显示的平面形状的公共总线52a包括其内部(上部)边缘为锯齿形状的相对更宽的部分(即加宽部分)。对于每个像素区域P，类似于公共总线52a，具有图8C中显示的平面形状的公共总线52b包括其内部(下部)边缘为锯齿形状的相对更宽的部分(即加宽部分)。依照公共总线52a和52b设置在其中的结构，公共总线52a和52b的平面形状彼此略为不同。
该栅极总线55、漏极总线56和公共总线52a和52b分别由不透明金属材料制成。
在每个像素区域P中，提供分别沿限定像素区域P的两条漏极总线56延伸的两个带状(或条形)遮光电极53。类似于漏极总线56，该遮光电极53在其中央位置处弯曲以具有近似V型图案。此外，该遮光电极53不与设置为接近同一电极53的任何其它电极和任何总线电连接，并且是电隔离的。所述遮光电极53具有彼此相同的平面形状(图案)。每个遮光电极53关于其弯曲的中央位置的上半部分属于第一子区域1，同时其下半部分属于第二子区域2。
如图6所示，位于像素区域P左侧的遮光电极53接近设置在像素区域P的左侧的漏极总线56(V型弯曲)的右边缘。该遮光电极53与该漏极总线56平行地延伸，并以预定间隔离开它。这种遮光电极53不与像素区域P的对应公共总线52a和52b和对应栅极总线55交叉。
位于像素区域P的右侧的遮光电极53邻近在像素区域P的右侧设置的漏极总线56(弯曲成V形)的左边缘。这种遮光电极53与这种漏极总线56平行地延伸，并以预定间隔离开它。这种遮光电极53不与像素区域P的对应公共总线52a和52b和对应栅极总线55重叠。
对于每个像素区域P，TFT45形成为接近对应栅极总线55和对应漏极总线56的交叉点。该TFT45包括：与对应的栅极总线55结合的栅电极(未显示)；岛状半导体膜43，其与栅电极重叠，使得栅极绝缘膜57介于它们之间；漏电极56a，其与对应的漏极总线56结合并与半导体膜43重叠；和源电极42，其形成为以预定距离与漏电极56a相对并与半导体膜43重叠。
具有图8B中所示的平面形状的源电极42比第一实施例中的更大。该源电极42被扩大到这种水平，从而与对应的公共总线52a重叠。该源电极42的内部(上部)边缘为锯齿状。
在与每个像素区域P中的公共总线52b重叠的位置处，形成具有与源电极42类似的平面形状的辅助电极46。该辅助电极46被设置在与源电极42同一层上，并由与源电极42相同的材料制成。该辅助电极46具有图8D中显示的平面形状。类似源电极42，该辅助电极46的内部(下部)边缘为锯齿状。根据源电极42和辅助电极46所设置在其中的结构，该源电极42和辅助电极46的平面形状彼此略有不同。通过接触孔63的对应的一个，该辅助电极46被电连接到后面要说明的对应的像素电极71的底部71c。
如图6和7所示，在每个像素区域P中形成用于产生液晶驱动电场的像素电极71和公共电极72，其每个由透明导电材料制成并为锯齿状，其弯曲以具有类似漏极总线56的近似V形的平面形状。
如图7所示，该像素电极71包括：带状底部71b，其在像素区域P中设置在TFT145侧上；带形底部71c，其在像素区域P中设置在TFT45的相对侧上；三个近似V型、梳齿状部分71a，其在像素区域P中，从底部71b向与TFT45的相对侧(向图7中的上侧)突起；和类似V型、梳齿状部分71a，其在像素区域P中从底部71c向TFT45的侧面(向图7中的下侧)突出。该底部71c结合到从位于像素区域P的右侧的底部71b突起的三个梳齿状部分71a之一的顶部。该底部71b并不与对应的栅极总线55重叠，但与对应的TFT45的源极42重叠。所有四个梳齿状部分71a与限定像素区域P的V形漏极总线56平行延伸，以相同间隔沿底部71b和71c(沿图7中的横向方向)布置。从底部71b突起的各梳齿状部分71a的顶端定位成接近对应的公共总线52b。从底部71c突起的梳齿状部分71a的顶端定位成接近对应的公共总线52a。在像素电极71的外部位置处设置的梳齿状部分71a的两个分别与存在于限定像素区域P的两个漏极总线56附近的两个对应遮光电极53重叠。该梳齿状部分71a宽度比遮光电极53略微窄。利用接触孔61对应之一，该像素电极71被电连接到在底部171b处的对应TFT45的源电极42。
该公共电极72包括：近似L形的底部72b，其设置在像素区域P中TFT45的相对侧上；近似L形底部72c，其设置在像素区域P中TFT45侧；两个梳齿状部分72a，其从底部72b向TFT45侧(向图7中的下侧)突出；和梳齿状部分72a，其从底部72c向与TFT45的相对侧(向图7中的上侧)突起。该底部72b完全与对应公共总线52重叠。该底部72c与对应的公共总线52a及对应的栅极总线55重叠。所有三个梳齿状部分72a与限定像素区域P的两个漏极总线56平行延伸，以相同间隔沿底部72b和72c(沿图7中的横向方向)布置。因此，该梳齿状部分72a与像素电极71的梳齿状部分71a和漏极总线56平行。各梳齿状部分72a的顶端定位成接近像素电极71的底部71b。这3个梳齿状部分72a和4个梳齿状部分71a沿栅极总线和公共总线55和52a和52b交替地布置。因此，可以说：这些梳齿状部分72a和71a彼此匹配。利用接触孔62对应的一个，该公共电极72在底部72b处被电连接到对应的公共总线52b，并且在此时，利用接触孔64的对应的一个，在底部72c处被电连接到对应的公共总线52a。此外，如从图7看出，该底部72b和72c沿图7的垂直方向在两个相邻像素区域P之间的边界彼此结合。
源电极42和辅助电极46，两者均被电连接到像素电极71并且其电势将等于像素电极71的电势，分别具有锯齿状的部分。此外，该公共总线52a和52b均被电连接到公共电极72并且其电势将等于公共电极72的电势，并分别具有锯齿状的部分。该源电极42和辅助电极46的锯齿状部分和公共总线52a和52b的那些锯齿状部分沿栅极总线55(沿图7的横向方向)交替地布置。这将在第一和第二子区域1和2中沿彼此相对的方向均匀地旋转液晶分子21。通过使用这种结构，像素电极71的梳齿状部分71a的顶端和公共电极72的梳齿状部分72a的顶端附近的液晶分子21的旋转方向能够近似等于在每个第一和第二子区域1和2的剩余区域中的液晶分子21旋转方向。
类似根据第一实施例的LCD装置，根据第二实施例的LCD装置包括：具有图6的结构的第一基板(即有源矩阵基板)11；第二基板(相对基板)12；和液晶层20。然而，第二基板12和液晶层20的结构与第一实施例中使用的那些相同。因此，在这里省略了关于第二基板12和液晶层20的结构的说明，在下面将仅说明根据第二实施例的第一基板11的结构。
由于沿图3中的V-V直线根据第二实施例的LCD装置的剖面结构与根据上述第一实施例的LCD装置的相同，在下述说明中将根据需要参考图5。
栅极总线55、公共总线52a和52b、遮光电极53和TFT45的栅电极形成在第一基板11的玻璃板11a的表面上。该栅极绝缘膜57形成在玻璃板11a的表面上，以覆盖栅极总线55、公共总线52a和52b、遮光电极53和栅电极。(图5中仅显示了遮光电极53)该栅电极与对应的栅极总线55结合。该漏极总线56、TFTs45的半导体膜43、漏电极56a、源电极42和辅助电极46形成在栅极绝缘膜57上。(图5中仅显示了漏极总线56)保护绝缘膜59形成在栅极绝缘膜57上，以覆盖漏极总线56、半导体膜43、漏电极56a、源电极42和辅助电极46。该像素电极71和公共电极72形成在保护绝缘膜59上。(图5中仅显示了像素电极71的梳齿状部分71a和公共电极72的梳齿状部分72a)
采用这种方式，该公共总线52a和52b被设置在玻璃板11a的表面上，漏极总线56设置在栅极绝缘膜57上；因此，该公共总线52a和52b被设置在比漏极总线56的更低的层上(换言之，在比漏极总线56离液晶层20更远的层上)。类似地，由于该栅极总线55被设置在玻璃板11a的表面上，该栅极总线55也设置在比漏极总线56更低的层上(换言之，在比漏极总线56离液晶层20更远的层)。该像素电极71和公共电极72被设置在保护绝缘膜59上，因此，该像素和公共电极71和72被设置在比漏极总线56更上的层上(换言之，在比漏极总线56的对液晶层20的更接近的层上)。
在具有上述结构的第一基板11的表面(即内表面)上，换言之，在保护绝缘膜59上，形成由有机聚合物制成的配向膜31。因此，像素电极71和公共电极72覆盖有配向膜31。该配向膜31的表面接受预定配向处理。
由于配向膜31和32的表面分别接受预定配向处理，如图6中的箭头所示，当未施加电场时，在液晶层20中的液晶分子21沿图6的纵向(垂直)方向平行地取向。这意味着液晶分子21的初始取向方向由图6中的箭头指示的方向确定。
第二实施例的制造方法
接下来，以下将说明根据图6到8中所示的第二典型实施例的LCD装置的制造方法。
首先，Cr膜形成在第一基板11的玻璃板11a的整个表面上，并被构图以具有预定形状，从而在玻璃基板11a的表面上形成栅电极、栅极总线55、公共总线52和遮光电极53。接着，由SiNx制成的栅极绝缘膜57形成在玻璃板11a的整个表面上，以覆盖栅电极、栅极总线55、公共总线52a和52b和遮光电极53。
此后，非晶硅(a-Si)膜形成在栅极绝缘膜57上，并被构图以产生岛状的部分，从而形成TFTs45的岛形半导体膜43。每个岛形半导体膜43被设置在与栅电极的对应的一个相重叠的位置处，使得栅极绝缘膜57介于它们之间。此外，Cr膜形成在栅极绝缘膜57上并被构图，从而在栅极绝缘膜57上形成漏极总线56、漏电极56a、源电极42和辅助电极46。此后，由SiNx制成的保护绝缘膜59形成在玻璃板11a的整个表面上，从而覆盖漏极总线56、漏电极56a、源电极42和辅助电极46。
接下来，该保护绝缘膜59在叠置在各源电极42和各辅助电极46上的预定位置处被有选择地去除，从而形成到达源电极42的接触孔61和到达辅助电极46的接触孔65。此外，该保护绝缘膜59和栅极绝缘膜57在叠置各公共总线52a和52b上的预定位置处被有选择地去除，从而形成到达公共总线52b的接触孔63和到达公共总线52a的接触孔64。
此后，由ITO(Indium Tin Oxide)或类似物制成的透明导电膜形成在保护绝缘膜59上并被构图以具有预定形状，从而在保护绝缘膜59上形成具有梳齿状部分71a的像素电极71和具有梳齿状部分72a的公共电极72。此时，分别通过对应的接触孔61和65，像素电极71被电连接到对应的源电极42和辅助电极46。分别通过对应的接触孔63和64，该公共电极72被电连接到对应的公共总线52b和52a。采用这种方式，制造了第一基板11。
该第二基板12采用与上述第一实施例中相同的方式制造。
然后，使用这样制造的第一和第二基板11和12，采用与第一实施例相同的方式形成LCD面板，并且预定驱动器LSI和预定背光单元被安装在这个LCD面板上。结果，完成根据第二实施例的具有图6到8中所示结构的LCD装置。
如上说明，根据第二实施例的横向电场型LCD装置包括与根据第一实施例的LCD装置相同的结构如下：遮光电极53被分别设置在漏极总线56附近，从而与遮光电极53附近的任何其它电极和任何总线电隔离。因此，很明显：根据第二实施例的LCD装置具有与第一实施例的那些相同的优点。
然而，对于第二实施例的横向电场型LCD装置，由施加电压产生的液晶驱动电场的方向相对于第一子区域1中的图6的横向方向略微顺时针倾斜，并且相对于第二子区域2中的横向方向略微逆时针方向倾斜。因此，当未施加电场时沿图6的纵向方向最初均匀取向的液晶分子21，被施加的液晶驱动电场，而在第一子区域1中顺时针旋转在第二子区域2中逆时针旋转。采用这种方式，在第一和第二子区域1和2中的液晶分子21的旋转方向彼此相对，结果，可以产生另一优点，即抑制由于观看角度的变化而导致的显示器颜色改变。
此外，对于第二实施例的横向电场型LCD装置，沿图6的横向或水平方向，利用公共总线52a和52b，在各自像素区域P中提供的公共电极72被彼此连接，并且同时，沿同一图的纵向或垂直方向，利用其底部72b和72c，它们彼此连接，使得跨骑栅极总线55。这意味着公共电极72作为总体具有网格结构。因此，各像素区域P中的公共电极72很难受到漏极总线56的电势变化的影响。因此，与第一实施例的LCD装置相比，能更确定地抑制横向串扰，这产生额外的优点，即图像质量进一步提高。
第三实施例
图9和10显示了根据本发明的第三典型实施例的横向电场(IPS)类型有源矩阵寻址LCD装置的结构。图9是在这种LCD装置中使用的有源矩阵基板的部分平面图。图10是显示像素电极和公共电极的平面形状的示例的部分平面图。这些图显示了一个像素区域的结构。
根据第三实施例的LCD装置与上述第一实施例的结构相同，不同之处在于：在每个像素区域P中设置的两个遮光电极53被彼此电连接，以及，这两个遮光电极53与对应的像素电极71电连接(这意味着遮光电极53并非电漂移的)。因此，通过将与第一实施例中使用的相同标号附给相同的元件，在这里省略了关于相同结构的说明。
对于第三实施例的LCD装置，类似于上述第一实施例的LCD装置，设置在每个像素区域P中的两个带状(或条形)遮光电极53分别沿在相同漏极总线56附近限定像素区域P的两个漏极总线56延伸。然而，该遮光电极53未与其邻近电极和总线电隔离。利用在玻璃基板11a上接近对应的TFT45处形成的近似带状的连接部分54，这两个遮光电极53彼此电学和机械连接。该连接部分54定位成接近对应的栅极总线55并平行于其延伸。
在图9中，一部分连接部分54向下突起(即向着TFT45侧)以与对应的像素电极71的底部71b重叠。借助于穿过栅极绝缘膜57和保护绝缘膜59的对应的接触孔66，在与底部71b的重叠位置处，该连接部分54被电连接到像素电极71。与第一实施例相比，该公共电极72的梳齿状部分72a略微被缩短，以便不和连接部分54重叠。
该连接部分54与遮光电极53在玻璃板11a的表面上的形成是同时形成。换言之，通过构图同一金属膜(例如Cr膜)，该遮光电极53和连接部分54形成在玻璃板11a的表面上。
如上说明，对于根据第三实施例的LCD装置，在每个像素区域P中设置的两个遮光电极53被电连接到对应的像素电极71的底部71b，因此，遮光电极53的电势总等于像素电极71的电势。如上述第一实施例的LCD装置的说明，电漂移的遮光电极53的电势接近对应像素电极71的电势。因此，在第三实施例的LCD装置的结构中也产生几乎与第一实施例相同的动作或功能。因此，很明显：根据第三实施例的LCD装置具有与第一实施例的那些相同的优点。
此外，在每个像素区域P中设置的两个屏蔽电极53彼此电连接，并且同时，利用在第三实施例中的对应接触孔66，这些电极53被电连接到对应的像素电极71。然而，本发明并不仅限于此。不使用连接部分54，而是利用对应的接触孔66，在每个像素区域P中提供的两个遮光电极53的每一个可直接连接到对应的像素电极71。对于本发明的第三实施例，在每个像素区域P的任何位置处，遮光电极53电连接到对应的像素电极71均可胜任要求。
变型
上述第一到第三典型实施例是本发明的优选典型示例。因此，无需说，本发明不局限于这些实施例，并且任何其它修改可适用于这些实施例。
例如，在本发明的上述第一到第三实施例中，该遮光电极53是带状。然而，对于本发明，遮光电极53可以沿对应的漏极总线56延伸，并设置接近同一总线56。该遮光电极53可具有任何其它形状或图案，而不是类似带的形状或图案。
虽然已描述了本发明的优选形式，应该理解：对于本领域的那些技术人员来说，可以明显作出不偏离本发明的精神的情况的修改。因此，本发明的范围将仅由下述权利要求而限定。

Claims (16)

1.一种横向电场型有源矩阵寻址液晶显示装置，包括：
第一基板，包括：栅极总线；与栅极总线平行的公共总线；和与栅极总线和公共总线交叉的漏极总线；
第二基板，其保持以预定间隙与第一基板相对；
在第一基板和第二基板之间设置的液晶层；
像素区域，其由栅极总线和漏极总线限定以布置在矩阵阵列中；和
每个像素区域包括：开关元件；电连接到开关元件的像素电极；和电连接公共总线的对应的一个的公共电极；
其中：在每个像素区域中，至少一个遮光电极形成为沿漏极总线延伸，所述漏极总线限定在该漏极总线附近的像素电极；
所述至少一个遮光电极以不与在其附近的任何其它电极和任何总线电连接的形式被电隔离，并以这样的方式与对应于像素区域的像素电极的至少一部分重叠，所述方式使得绝缘膜介于至少一个遮光电极和所述至少一部分之间，其中：所述至少一部分沿漏极总线在其附近延伸；和
限制在液晶层中的液晶分子在与第一基板近似平行的平面中旋转，从而显示图像。
2.根据权利要求1所述的设备，其中：所述至少一个遮光电极以这样的方式被设置在与漏极总线的层不同的层上，所述方式使得绝缘膜介于它们之间。
3.根据权利要求1所述的设备，其中：对应于像素区域的像素电极的所述至少一部分是梳齿形；和
所述至少一个遮光电极是带状，以沿漏极总线延伸。
4.根据权利要求1所述的设备，其中：对应于像素区域的像素电极包括沿漏极总线延伸的梳齿形部分；
位于外部位置的像素电极的梳齿形部分的两个用作沿两个漏极总线延伸的像素电极的所述至少一部分，所述两个漏极总线限定在该漏极总线附近的像素电极；和
两个遮光电极为带形以分别沿限定像素电极的两条漏极总线延伸。
5.根据权利要求1所述的设备，其中：所述漏极总线弯曲以根据各像素区域具有近似V形状；和
所述像素电极和公共电极弯曲以具有对应于漏极总线的近似V形状。
6.根据权利要求1所述的设备，其中：所述像素电极以这样的方式被设置在与漏极总线的层不同的层上，所述方式使得绝缘膜介于它们之间。
7.根据权利要求1所述的设备，其中：公共电极被设置在与像素电极同一层上。
8.根据权利要求1所述的设备，其中：所述像素电极和/或公共电极由一种或多种透明导电材料制成。
9.一种横向电场型有源矩阵寻址液晶显示装置，包括：
第一基板，包括：栅极总线；与栅极总线平行的公共总线；和与栅极总线和公共总线交叉的漏极总线；
第二基板，其保持以预定间隙与第一基板相对；
在第一基板和第二基板之间设置的液晶层；
像素区域，其由栅极总线和漏极总线限定以布置在矩阵阵列中；和
每个像素区域包括：开关元件；电连接到开关元件的像素电极；和电连接公共总线的对应的一个的公共电极；
其中：在每个像素区域中，至少一个遮光电极形成为沿所述漏极总线延伸，所述漏极总线限定在该漏极总线附近的像素电极；
所述至少一个遮光电极以这样的方式与对应于像素区域的像素电极的至少一部分重叠，所述方式使得绝缘膜介于至少一个遮光电极和所述至少一部分之间，其中：所述至少一部分沿漏极总线在其附近延伸；
在所述像素区域的某一位置处，所述至少一个遮光电极被电连接到对应所述像素区域的像素电极；和
限制在液晶层中的液晶分子在与第一基板近似平行的平面中旋转，从而显示图像。
10.根据权利要求9所述的设备，其中：所述至少一个遮光电极以这样的方式被设置在与漏极总线的层不同的层上，所述方式使得绝缘膜介于它们之间。
11.根据权利要求9所述的设备，其中：对应于像素区域的像素电极的所述至少一部分是梳齿形；和
所述至少一个遮光电极是带状，以沿漏极总线延伸。
12.根据权利要求9所述的设备，其中：对应于像素区域的像素电极包括沿漏极总线延伸的梳齿形部分；
位于外部位置的像素电极的梳齿形部分的两个用作沿两个漏极总线延伸的像素电极的所述至少一部分，所述两个漏极总线限定在该漏极总线附近的像素电极；和
两个遮光电极为带形以分别沿限定像素电极的两条漏极总线延伸。
13.根据权利要求9所述的设备，其中：所述漏极总线弯曲以根据各像素区域具有近似V形状；和
所述像素电极和公共电极弯曲以具有对应于漏极总线的近似V形状。
14.根据权利要求9所述的设备，其中：所述像素电极以这样的方式被设置在与漏极总线的层不同的层上，所述使得绝缘膜介于它们之间。
15.根据权利要求9所述的设备，其中：公共电极被设置在与像素电极相同的层上。
16.根据权利要求9所述的设备，其中：所述像素电极和/或公共电极由一种或多种透明导电材料制成。
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