TWI378283B - Liquid crystal device and electronic apparatus - Google Patents
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Description
1378283 Ο) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於適合使用於各種資訊的顯示之液晶裝置 及電子機器。 【先前技術】
一般而言，液晶的顯示模式大致可以區分爲TN (扭 轉向列，Twisted Nematic)方式，或以廣視角及高對比爲 目的的垂直配向方式，或是以IPS (橫向電場轉換，In-Plane Switching )方式或 FFS方式（邊緣電場轉換， Fringe Field Switching)爲代表的橫向電場方式等。 其中，IPS方式，係使對液晶施加的電場的方向成爲 幾乎與基板平行的方式，與TN方向相比具有可以謀求視 角特性的提高之優點。 然而，在這樣的液晶裝置，一般而言，由ITO (銦錫 氧化物，Indium Tin Oxide)等透明導電材料所構成的畫 素電極，及在其與該畫素電極之間產生橫向電場之共通電 極係設於同一層，所以位於畫素電極的上側的液晶分子無 法充分驅動，會有招致透過率等的降低之課題。 關於這點，在FFS方式，被形成共通電極之層係挾著 絕緣膜設於畫素電極形成之層的下側，所以對於位在畫素 電極上側的液晶分子也可以施加橫向電場，可以充分驅動 存在於該位置的液晶分子。結果，與前述IPS方式相比， 具有可以謀求透過率等的提高之優點。 -4 - (2) 1378283 這樣的FF S方式之液晶裝置之—例記載於專利文獻1 及2。 記載於專利文獻1及2的液晶裝置，均爲適用a-Si( 非晶矽）型TFT元件的FFS方式的液晶裝置。 [專利文獻1]日本專利特開2001-235763號公報 [專利文獻2]日本專利特開2002-182230號公報
【發明內容】 [發明之揭示] [發明所欲解決之課題] 在前述之FFS方式的液晶裝置，以對位於共通電極與 畫素電極之間的絕緣膜之補助電容的形成容易度爲目的， 此外以解決共通電極與畫素電極之間之電場強度的提髙所 導致的影像訊號位準的減低爲目的，在使該絕緣膜的厚度 薄化的場合，隨著畫素區域內的畫素電極與共通電極的配 置方法不同，會有在二者間產生短路的問題。 本發明係有鑑於前述問題而發明者，以提供容易形成 補助電容等爲目的而使絕緣膜之厚度變薄，同時可以防止 在畫素電極與共通電極之間產生短路的FFS方式之液晶裝 置及使用該裝置之電子機器爲課題。 [供解決課題之手段] 在本發明之一個觀點，液晶裝置，具備保持液晶之基 板’前述基板具備：開關元件，及至少被設於前述開關元
<..S -5- (3) (3)
1378283 件的上側，在對應於前述開關元件的位置具有 緣膜，及被設於前述絕緣膜之上側，通過前述 電連接於前述開關元件的第1透明電極，及被 1透明電極的上側之其他絕緣膜，及被設於前 膜的上側，具有複數狹縫同時在與前述第1透 通過各前述狹縫產生電場之第2透明電極：前 電極，與前述接觸孔在平面圖上未重疊。 前述之液晶裝置，具備保持液晶的基板。 成爲具備：開關元件、至少設於開關元件上側 該開關元件的位置有接觸孔，例如由透明的丙 形成的絕緣膜、被設於該絕緣膜的上側通過該 電連接於開關元件之第1透明電極、被設於該 極的上側，例如由Si02或SiNx (矽之氮化膜 的其他絕緣膜、被設_於相關的其他絕緣膜的.上 數狹縫同時在與第1透明電極之間通過該'狹縫 生電場的第2透明電極。在適切之例，前述電 -前述液晶驅動時在與前-述基板約略平行方向以 方向（對基板之鉛直方向）形成具有強電場成 場（Fringe Field )。藉此，可以構成FFS方 置。 在較佳之例，作爲開關元件，例如可以使 板上以600°C以下的溫度製造的 LTPS(Low Poly Silicon)型之 TFT元件或者 P-Si (多 TFT元件或者以a -Si (非晶矽）型之TFT素 接觸孔之絕 接觸孔而導 :設於前述第 述其他絕緣 :明電極之間 述第2透明 基板，被構 ，在對應於 烯樹脂等所 接觸孔被導 第1透明電 )等所形成 側，具有複 之各個而產 場，可以在 及約略垂直 分的邊緣電 式的液晶裝 用在玻璃基 Temperature 晶矽）型的 子等爲代表 1378283
⑷ 的三端子型元件，或者以TFD ( Thin Film Diode)元件等 爲代表之二端子型非線形元件。此外，在適切之例，前述 第1透明電極最好係顯示之最小單位之單位畫素電極，前 述第2透明電極最好係被連接於共通電位之共通電極。此 外，使第1透明電極與前述第2透明電極的間隔保持一定 ’而前述絕緣膜及前述其他絕緣膜具有平坦性者較佳。 特別是，在此液晶裝置，前述第2透明電極，並未與 前述接觸孔平面重疊。總之，前述第1透明電極與前述第 2透明電極，於前述接觸孔的位置未重疊。因而，即使在 作爲介電膜而發揮功能的其他絕緣膜的厚度儘可能地薄化 而形成的場合，於接觸孔內也不會使第1透明電極與第2 透明電極短路。亦即，藉由相關的構造，可以防止接觸孔 內第透明電極與第2透明電極之短路。結果，可以防止生 產量的降低，可以使介電膜之其他絕_緣膜的厚度儘可能地 薄化，可以實現對其他絕緣膜之補助電容的形成容易度， 與邊緣電場的強度提高所導致的影像訊號位準的減低換句 話說，防止生產量的降低，伴隨著可以將其他絕緣膜（介 電膜）的厚度設定爲較薄，可以增加補助電容，同時第1 透明電極與第2透明電極之間形成的邊緣電場（電場）的 強度也跟著變強，即使是更低的電壓也可以容易使液晶分 子動作。 在前述液晶裝置之一樣態，前述複數狹縫之中，有一 狹縫被設於前述接觸孔的附近位置，前述第2透明電極在 對應於前述接觸孔的位置具有比該接觸孔還大的面積，具 (5) 1378283 有與前述一狹縫連接的缺口部分。 在此樣態，第2透明電極的複數狹縫之中，有任一狹 縫設於絕緣膜之接觸孔的附近位置。接著，第2透明電極 ，在對應於該接觸孔的位置具有比該接觸孔還大的面積， 具有與該一狹縫連接的缺口部分。藉此，可以防止前述第 2透明電極與前述第1透明電極，於前述接觸孔的位置重 疊。因而，可以防止接觸孔內第1透明電極與第2透明電 極之短路的發生。 在前述液晶裝置的其他樣態，具有被導電連接於前述 開關元件，延伸於相互交叉的方向上之第1配線與第2配 線，各前述狹縫 > 對前述第1配線及前述第2配線中，其 中一方配線的延伸方向僅傾斜特定角度，前述缺口部分， 在被設於前述接觸孔的附近位置之前述一方配線與前述一 狹縫之間，被設於該一方配線與該一狹縫之間隔較大的位 置側。
在此樣態，具有被導電連接於開關元件，延伸於相互 交叉的方向之第1配線及第2配線'接著，第2透明電極 之各個狹縫、對第配線及第2配線之中，某一方的配線的 延伸方向僅傾斜特定'角度地設置。.在適切之例，前述一方 之配線，可以爲被供給資料訊號的源極線或者被供給掃描 訊號的閘極線。此外，第2透明電極的缺口部分’於設在 絕緣膜的接觸孔的附近位置之前述一方配線’與前述一狹 縫之間，設在該一方配線與該一狹縫之間隔較大之位置側 。在適切之例，前述缺口部分，設於前述第配線與前述第 -8 - (6) 1378283 2配線之交叉位置附近。藉此，能夠以不與接觸孔平面重 疊的方式形成第2透明電極。 在前述液晶裝置的其他樣態，具有前述基板與挾著前 述液晶而對向的對向基板，前述對向基板，至少在前述缺 口部分及與前述一方之配線重疊的位置具有遮光層。 在此樣態，具備與基板挾著液晶而對向的對向基板。 接著，對向基板，至少在第透明電極的缺口部分，及第1 配線和第2配線之中，與某一方的配線重疊的位置具有遮 光層。.在適切之例，前述一方之配線，可以爲被供給資料 訊號的源極線或者被供給掃描訊號的閘極線。 此處，在對應於絕緣膜的接觸孔的第2透明電極，設 有與該一狹縫相連的缺口部分，所以隨著該缺口部分的形 狀有可能在對應於該缺口部分的位置所形成的配向膜未被 施以適切的摩擦處理。因此，在第2透明電極的缺口部分
，不能使液晶分子的初期配向往特定的摩擦方向規定，於 液晶驅動時，與在該缺口部分被施以適切的摩擦處理的部 分相比，液晶施加電壓的施加方法改變，適切的液晶分子 的配向控制變得困難。起因·於此，在第2透明電極的缺□ 部分產生液晶的配向紊亂，會有對顯示品質造成不良影響 的可能性。 此外，設於第2透明電極之各狹縫，對第1配線及第 2配線之中，某一方的配線的延伸方向僅傾斜特定角度地 設置。亦即，在液晶驅動時，邊緣電場產生於與該一方之 配線的延伸方向交叉的方向。因此，產生於任意的單位畫 -9- 1378283
⑺ 素之邊緣電場，及於對該單位畫素挾著其一方之配線而 接的其他單位畫素，在該一方之配線的位置產生液晶的 向紊亂，而有對顯示品質造成不良影響的可能性。 在此，爲了防止這樣的不良情形的產生，在此樣態 於對向基板，至少在第透明電極的缺口部分，及第1配 和第2配線之中，與某一方的配線重疊的位置設有遮光 。藉此，在液晶驅動時，即使在第2透明電極的缺口部 及該一方配線（源極線或閘極線）產生液晶的配向紊亂 場合，該配向紊亂的區域，亦可藉由設在對向基板的遮 層而覆蓋住。因而，可以防止伴隨著液晶分子的配向紊 之顯示品質的降低。 在本發明之其他觀點，可以構成具備前述液晶裝置 爲顯示部的電子機器。. 【實施方式】 [供實施發明之最·佳型.態] 以下，參照圖面說明供實施本發明之最佳型態。又 以下之各實施型態，係將本發明適用於液晶裝置者。又 在本說明書，「內面上」之用語，係指位於液晶層4側 「內面上」。亦即，例如，「元件基板之內面上」之用 ’係指「位於液晶層4側的元件基板的內面上」。 〔第1実施形態〕 (液晶裝置的構成） 鄰 配 線 .層 分 的 光 亂 作 的 語 . -10 - 1378283 ⑻ 首先，參照圖1，說明相關於本發明之第1實施型態 之液晶裝置100之構成等。 圖1係模式顯示相關於本發明的第1實施型態之液晶 裝置100的槪略構成之平面圖。在圖1，紙面前方側（觀 察側）被配置彩色濾光片基板92，另一方面，紙的背面側 被配置元件基板91。又，在圖1，以紙面縱方向（列方向 )爲Y方向，此外，以紙面橫方向（行方向）爲X方向 。此外，於圖1，對應於R、G、B各色之區域顯示1個次 畫素區域SG，同時藉由R、、B之各色的次畫素區域SG 所構成的1行3列之畫素配列顯示1個畫素區域AG。又 ，在以下，存在妗個次畫素區域SG內的1個顯示區域稱 爲「次畫素」，此外，對應於一個畫素區域AG內的顯示 區域稱爲「1畫素」。
液晶裝置1 〇〇係元件基板9 1及與該元件基板9 1對向 配置的彩色濾光片基板92透過框狀的密封材5貼合，在 以該密封材5區隔的區域被封入而形成液晶層4。 此處，液晶裝置1 〇〇，係使用R、G、B三色而構成的 彩色顯示用之液晶裝置，同時作爲開關元件使用在後述之 第1基板上以600°C以下的溫度製造的，.具有雙重閘極構 造的 LTPS (低溫多晶矽）型之 TFT元件（以下稱爲「 LTPS型TFT元件21」）之主動矩陣驅動方式之液晶裝置 。此外，此液晶裝置1〇〇，係於畫素電極等各種電極被形 成的元件基板91側，在約略平行於該元件基板91面的方 向及約略垂直於該元件基板91面的方向（觀察側）產生
-11 - 1378283 ⑼ 邊緣電場（電場E)而控制液晶分子的配向，即所謂的 FFS方式之液晶裝置。因此，在此液晶裝置100可以得到 高視野角。此外，液晶裝置100，係僅進行透過型顯示之 透過型的液晶裝置。 首先，說明畫素91之平面構成。 於元件基板91的內面，主要被形成或者被實裝複數 之源極線32、複數之閘極線33、複數之LTPS型TFT元 件21、複數之畫素電極10、複數之共通電極20'驅動 IC40、外部接續用配線35以及FPC (可撓印刷電路板， Flexible Printed Circuit) 41 等。 如圖1所示，元件基板91，具有由彩色濾光片基.板 92之一邊側往外側伸出的伸出區域36，於該伸出區域36 被實裝驅動1C 40。驅動IC40的輸入側的端子（省略圖示 )，被導電連接於複數之外部接續·用配線3 5的一端側， 同時複數之外部接續用配線35的其他端側與FPC41導電
各源極線32，以延伸於Y方向且於X方向隔著適當 的間隔的方式形成，各源極線3 2的一端側被導電連接於 驅動IC40的輸出側端子（省略圖示）。 各閘極線33，例如具有Ti (鈦）/A1 (鋁）/Ti (鈦） 之三層構造，具備以延伸於Y方向的方式形成的第1配線 33a、及以由該第1配線33a的終端部延伸於X方向且延 伸於後述之有效顯示區域V內的方式形成的第2配線33b 。各閘極線33之第2配線33b’以延伸於與各源極32交 <.ft -12- (10) 1378283 叉的方向，亦即延伸於χ方向的方式且於γ方向隔著適 當的間隔的方式形成，各閘極線33之第1配線33a的一 端側被導電連接於驅動IC4 0的輸出側端子（省略圖示） 各源極線32與各閘極線33的第2配線33b之交叉位 置附近對應設有LTPS型TFT元件21 ’ LTPS型TFT元件 21被導電連接於各源極線32、各閘極線33以及各畫素電 極10等。
各畫素電極1 〇，例如係由ITO等透明導電材料所形 成，對應設於各次畫素區域SGR。 各共通電極20，藉由與畫素電極10相同的材料形成 ，對應於每一畫素電極1〇設置（在圖1省略圖示，參照 圖2)。各共通電極20，通過配線27與驅動IC40的共通 電位用端子..（COM端子）導電連接。又，該各共通電極 20與配線27之接續狀態也因爲紙面擁擠而省略。 1個畫素區域AG，係以於方向及Y方向排列複數個 矩陣狀的區域爲有效顯示區域V (以2點虛線包圍的區域 )。於此有效顯示區域V，顯示文字、·數字、圖形等影像 。又，有效顯示區域V的外側的區域成爲對顯示沒有貢獻 的框緣區域33。此外，在各畫素電極10等之內面上，被 形成未圖示之配向膜。相關的配向膜，被施以特定方向的 摩擦處理（參照圖2 )。 其次，說明彩色濾光片基板92之平面構成。 彩色濾光片基板92，具有R、G、B之三色之著色層 -13- (11) (11)
1378283
6R、6G、6B、覆蓋層16(參照圖3)以及配向膜1 照圖3)等。又，在以下的說明，不論顏色爲何而援 色層的場合記載爲「著色層6」，區別顏色的著色層 「著色層6R」的方式記載。著色層6之內面上，招 由丙烯樹脂等所構成的覆蓋層16。於覆蓋層16的户 ，被形成由聚醯亞胺樹脂等有機材料所構成的配向膜 相關的配向膜，被施以特定方向的摩擦處理（參照B •在具有以上構成的液晶裝置1〇〇，根據來自與ί 器等連接的FPC41側的訊號及電力，藉由驅動IC40 \ G 2 ' . . · 、Gm-l、Gm(m:自然数）的順序名 他地陸續選擇一條閘極線3 3，同時於被選擇的閘極 ，供給選擇電壓之閘極訊號，另一方面對其他非選 極線3 3，供給非選擇電壓·之閘極訊號。接著，驅動 ，對存在於對應被選擇的閘極線3 3的位置之畫素電 ，將因應於顯示內容的源極訊號，透過分別對應的 S 2 . · · 、811-1、811(11:自然数）之源極線32]； LTPS型TFT元件21而供給。結果，顯示狀態被切有 顯示狀態或中間顯示狀態，而控制液晶層4內的液』 的配向狀態。藉此，可以在有效顯示區域V內顯示戶 影像。 (畫素構成） 其次，參照圖2及圖3，說明相關於本發明之第 8 (參 到著 則以 :形成 丨面上 18° 12) :子機 以G1 :序排 線33 〖的閘 IC40 極-1 0 S1、 :及各 〖爲非 i分子 i要的 1實 -14 - (12) 1378283 施型態之液晶裝置100之畫素構成等。 圖2係顯示相關於第1實施型態之元件基板91之4 畫素分之平面構成。圖3係沿著圖2之切斷線A-A'之液晶 裝置100的重要部位剖面圖，同時顯示在通過LTPS型 TFT元件21的位置切斷時之1次畫素的剖面構成。 首先，說明元件基板91之畫素構成等如下。 在玻璃基板之第1基板1的內面上，對應於源極線32 與閘極線33的第2配線33b之交叉位置，以具有對該第2 配線33b二度交叉的方式形成約略U字形的平面形狀之低 溫型P-Si (多晶矽）層19。於P-Si層19及第1基板1的 內面上，跨其約略一面，被形成例如由Si02等所構成的 +閘極絕緣膜50。 ._ #· 閘極絕緣膜5 0 ;在P - S i層1 9之一端側且與源極線 32的一部份平面重疊的位置具有第1接觸.孔50a，同時， 於對應P-Si層19的他端側之位置具有第2接觸孔50b » 於閘極絕緣膜5 0的內面上被形成閘極線3 3 ·，該閘極線3 3 的第1配線33b，如圖2所示，以在Y方向隔著一定間隔 、而延伸於X方向的方式被形成，該第2配線33b之一部分 ，被設爲與P-Si層19部分地且平面重疊。. 於閘極線3 3及閘極絕緣膜5 0的內面上，具有例如由 Si 〇2等所構成的具有透明性之第1絕緣膜51。第1絕緣 膜51，在對應於第1接觸孔50a的位置具有第1接觸孔 51a，在對應於第2接觸孔5 0b的位置具有第2接觸孔51b 。於第1絕緣膜51的內面上，設有源極線32以及中繼電 -15- (13) 1378283 極7 7 〇 源極線32，如圖2所示，係以在X方向隔著一定間 隔而延伸於Y方向的方式被形成。源極線32之一部分， 與P-Si層19之一端側的一部份平面重疊，進而以進入第 1接觸孔50a及51a的方式設置，該源極線32，與P-Si層 19之一端側導電連接。中繼電極77與P-Si層19之他端 側的一部份平面重疊。中繼電極77之一部分，以進入第2 接觸孔50b及51b的方式設置，該中繼電極77，與P-Si 層19之他端側導電連接。藉此，各源極線32,透過對應 的各P-Si層19，被導電連接於對應的各中繼電極77。如 此，在對應於P-Si層19的位置且在源極線32與閘極線 33的第 2配線33b之交叉位置被形成雙重閘極構造的 LTPS 型 TFT 元件 2 1 ° - -- - - 源極線32，在中繼電極77及第1絕緣膜51的內面上 ，被形成例如由具有透明性的丙烯樹脂等所構成的第2絕
緣膜52。第2絕緣膜52的內面上具有平坦性，第2絕緣… 膜52構成平坦化膜。第2絕緣膜52在中繼電極77的一 端側且接近於第.2接觸孔5 Ob以及5 1 b的位置具有接觸孔 52a。又，在本發明，在第絕緣膜51與第2絕緣膜52之 間，進而設有例如由S iNx (矽之氮化膜）所構成的絕緣膜 亦可。 於第2絕緣膜52之內面上’於各次畫素區域SG被形 成具有與該次畫素區域SG約略相同面積的畫素電極10。 畫素電極10之一部分進入至接觸孔52a內，該畫素電極 -16- (14) (14)1378283 10透過接觸孔52a與中繼電極77導電連接。因此，於畫 素電極10，來自源極線32的源極訊號係透過LTPS型 TFT元件21以及中繼電極77而被供給的。 於畫素電極10及第2絕緣膜52的內面上，被形成例 如由Si02或SiNx等之Si系膜所構成之作爲介電膜的第3 絕緣膜53。第3絕緣膜53，因爲設於後述之各共通電極 與後述之畫素電極10之間，所以作爲形成補助電容的介 電膜而發揮功能。此處，爲了確保充分的補助容量，第3 絕緣膜53的厚度dl，以設定爲儘可能地薄較佳。 爲了實現相關的目的，在適切之例，第3絕緣膜53 的厚度dl，最好以自身形成的補助電容的大小約爲1〇〇〜 600 fF’更佳者爲約200〜800 fF的方式決定。此外，在精 細度200PPi .以上，第3絕緣膜.53的厚度dl設定爲約 4〇Onm以下，較佳者爲約5〇〜約4〇〇nm，但是，另—方面 較佳者爲在精細度未滿200PPi，第3·絕緣膜53的厚度dl 設定爲約200〜約looo nm較佳。 於第3絕:緣膜53之內面上，對應於各次畫素，設有 藉由例如由ITO等透明導電材料所形.成的複數畫素電極 20»因此’各共通電極2〇，透過第3絕緣膜53對向於各 畫素電極10且平面重疊。此外，在本例，對應於各次畫 素之各共通電極20，與位於該個次畫素的紙面左側之源極 線32平面重疊。各共通電極20，雖省略圖示，但透過圖 1所示的配線27與驅動IC4 0內的共通電位用端子（COM 端子）導電連接而被供給共通電位。此外，於各共通電極 -17- (15) ^1378283 20，在自身與各畫素電極10之間’設有供產生邊緣電場 (電場E)之用的複數狹縫20a。各狹縫20a’於圖2’係 以在源極線32的延伸方向隔著一定間隔且在對閘極線33 的第2配線33 b的延伸方向僅傾斜特定角度而被設置的。 如此般，在第1實施型態，各狹縫20a，於各共通電極20 係被設爲具有規則性，所以在液晶裝置1 〇〇之驅動時被施 加於液晶層4的電壓成爲均一，液晶的配向紊亂被抑制， 可謀求防止顯示品質的降低。 特別是，在第1實施型態，各共通電極20之複數狹 I. 縫20a之中，在源極線32與閘極線33之第2配線3 3b之 交叉位置附近且在LTPS型TFT元件21的附近位置之1 個狹縫20a，設於接觸孔52a·的附近位置，各共通電極20 ，在對應於接觸孔52a的位置具有比該接觸孔52a更大的
面積，具有與前述1個狹縫2 0a相連的缺口部分20ab。因 而，各共逋電極20，未與接觸孔52a平面重合。亦即，各 畫素電極10與各共通電極20，未與接觸孔52a的位置重 合。此外、各缺口部分20 ab，設於源極線32與閘極線33 的第2配線33b之交叉位置附近且在LTPS型TFT元件21 的附近位置，於設在接觸孔52的附近位置之閘極線33的 第2配線33b與前述1個狹縫2 0a之間，被設在該第2配 線3 3b與前述1個狹縫20a之間隔較大的位置側。換句話 說，各缺口部分20ab，在位於閘極線33的第2配線33b 之附近的前述1個狹縫20a，與該第2配線33b之間的間 隔最寬側與該狹縫20a連接。 -18- (16) ^378283 又，在本發明，於各共通電極20，在對應於第2絕緣 膜52的接觸孔52a的位置不設比該接觸孔52a的面積還 大的缺口部分20ab，而於各共通電極20，在對應於第2 絕緣膜52的接觸孔52a的位置設具有比該接觸孔52a面 積更大的開口部亦可。 於第3絕緣膜53之一部份及各共通電極20的內面上 ，被形成未圖示之配向膜。在相關的配向膜，如圖2所示 ，以閘極線33的第2配線33b的延伸方向之X方向爲基 準反時針旋轉角度0，最好係沿著約5°的方向施以摩擦處 理。因此，液晶分子4a，於初期配向狀態，其長軸方向係 以沿著摩擦方向R的狀態配向的。此外，於第1基板1的 下側設有偏光板1 1，同時在偏光板1 1的下側設有作爲照 明.裝置之背光1 5。如此，形成包含相關於第1實施型態的 畫素構成之元件基板91。 另一方面，對應於前述畫素構成之彩色濾光片基板92
的構成如下。 ..在第2基板2的內面上，各次畫素區域SG內設有紅 色著色層R、綠色著色層G以及藍色著色.層6B之任一所 構成的著色層6。各著色層6等之內面上被形成覆蓋層16 。此覆蓋層16，具有保護著色層等不受到液晶裝置1〇〇的 製造工程中使用的藥劑等腐蝕或是污染。覆蓋層16的內 面上被形成朝向特定方向被施以摩擦處理的配向膜18。如 此，形成包含相關於第1實施型態之彩色濾光片基板92。 在具有以上構成的液晶裝置100，其驅動時，如圖2 -19- (17) 1378283 所示，沿著摩擦方向R處於初期配向狀態的液晶分子4a ，藉由源極線32的延伸方向上產生的邊緣電場（電場E )而反時針方向旋轉再配向於源極線32的延伸方向。又 ，在圖3的剖面構成，邊緣電場（電場E)於與元件基板 91約略平行的方向（圖3之紙面橫方向）及約略垂直的方 向（圖3之彩色濾光片基板側）具有強電場成分，介由各 共通電極20、其複數狹縫20a及第3絕緣膜53而在與共 通電極1 〇之間產生。藉此，控制液晶分子4a之配向狀態 ，可以進行透過型顯示。具體而言，此透過顯示時，由背 光1 5射出的照明光，沿著圖3所示的路徑T前進，通過 畫素電極10、共通電極20以及R、G、B各著色層6等抵 達觀察者。在此場合，其照明光藉由透過該著色層6等而 呈現特定的色相以及.亮度。如此，所要的彩色顯示影像由 觀察者視覺確認。 其次，說明與比較例比較之相關於第.· 1賓施型態之液
晶裝置1 0 0的特有的作用效果。 首先，參照圖4及@ 5說明第相關於比較例的FFS方 式之液晶裝置500的構成。又，在以下，與第1實施型態 共通的要素被賦予同一符號，而簡化或省略其說明。 圖4係顯示對應於圖2之相關於比較例之元件基板 91x之4畫素分的平面構成。圖5係沿著圖4之切斷線B-B’之液晶裝置500的重要部位剖面圖，同時顯示在通過 LTPS型TFT元件21的位置切斷時之1次畫素的剖面構成 <.忌 -20- (18) (18)
1378283 比較相關於比較例之液晶裝置5 00，與相關於 施型態的液晶裝置1 〇〇的場合，在第1實施型態， 板91之各共通電極20，係未與第2絕緣膜52纪 52a平面重合，相對的，在比較例，元件基板91 X 通電極20，係與第2絕緣膜52之接觸孔52a平适 換言之，在第1實施型態，於各共通電極20，在與 緣膜52的接觸孔52a平面重疊的位置設有比該接f 的面積還要大的缺口部分20a，相對的，在比較供 基板91x之各共通電極20，於各共通電極20未影 1實施型態那樣的缺口部分20a。比較例與第1養 主要在該點上有差異，其他之點比較例與第1實孩 有相同的構成。 在具有這樣的·構成之比較例，具-有如下的問題 比較例也與第1實施型態同樣設於各共通 '與各畫素電極10·之間的第3絕緣膜$3係作爲形辰 容的介電膜而發揮功能，因此以充分確保該補助1 的，此外，以提高邊緣電場（電場Ε)的強度減ίί 號電壓位準爲目的，該第3絕緣膜53的厚度（11¾ 儘可能地薄。 然而，著眼於圖5之第2絕緣膜52的接觸孔 近即可知道，接觸孔52a係被形成爲錐狀之形狀， 因於該形狀，位於接觸孔52 a內的第3絕緣膜的 比設於該接觸孔52a不存在的位置之第3絕緣膜 度d 1相比變得極薄。此外，在比較例，於接觸孔 第1實 元件基 丨接觸孔 之各共 丨重合。 丨第2絕 蜀孔52a 丨，元件 :有如第 :施型態 i型態具 電極 20 S補助電 [容爲目 i影像訊. 芝形成爲 52a附 所以起 厚度<12 53的厚 52a的 -21 - (19) (19)1378283 位置不存在缺口部分20ab，所以藉由該構造，共通電極 20之一部分如圖5所示，被形成爲進入接觸孔5 2a內。因 此，隨著形成的第3絕緣膜53的厚度，著眼於圖5的虛 線區域A2可知，於接觸孔52a內在畫素電極10與共通電 極20之間有發生短路之虞。 這一點，在相關於第1實施型態的液晶裝置1〇〇,於 元件基板91，各共通電極20之複數狹縫20a之中.，在源 極線32與閘極線33之第2配線3 3b之交叉位置附近且在 LTPS型TFT元件21的附近位置之1個狹縫20a，設於接 觸孔52a的附近位置，各共通電極20，在對應於接觸孔 52a的位置具有比該接觸孔52a更大的面積，具有與前述 1個狹縫20a相連的缺口部分2 Oab。因而，其構造上，著 眼於圖2及猸3之虛線區域A厂可知，各共通電極20，未 與第2絕緣膜52之接觸孔52a〜平面重合、亦即，各畫素 電極10與各共通電極20，未與接·觸孔52a的位置重合。 因而，即使在作爲介電膜而發揮功能的第3絕緣膜53的 厚度dl儘可能地薄化而形成时場合，於接觸孔52a的位 置也不會使共通電極20與畫素電極10短路。亦即，藉由 相關的構成，在第1實施型態，於接觸孔52a內，可以防 止共通電極20與畫素電極10之短.路。結果，可以防止生 產量的降低，可以使介電膜之第3絕緣膜53的厚度dl儘 可能地薄化，可以實現對第3絕緣膜5 3之補助電容的形 成容易度，與邊緣電場（電場E)的強度提高所導致的影 像訊號位準的減低換句話說，防止生產量的降低，伴隨著 -22- (20) (20)1378283 可以將介電膜之第3絕緣膜53的厚度dl設定爲較薄，可 以增加補助電容，同時共通電極20與畫素電極10之間形 成的邊緣電場（電場E)的強度也跟著變強，即使是更低 的電壓也可以容易使液晶分子動作。 此外，各共通電極20的缺口部分20ab，設於源極線 32與閘極線33的第2配線33b之交叉位置附近且在LTPS 型TFT元件21的附近位置，進而，於設在接觸孔52的附 近位置之閘極線33的第2配線33b與前述1個狹縫20a 之間，被設在該第2配線33b·與前述1個狹縫20a之間隔 較大的位置側。換句話說，各共通電極20的缺口部分 2 Oab，在位於閘極線33的第2配線33b之附近的前述1 個狹縫20 a，與該第2配線33b之間的間隔最寬側與該狹 縫20a連接。藉此，製造時，·能夠以不與接觸孔52a平面 重疊的方式形成共通電極20。 〔第2実施形態〕 其次’參照圖6及圖7，說明相關於本發明之第：2實 施型態之液晶裝置200之構成。 圖6係顯示具有與第1實施型態同樣的構成之相關於 第2實施型態之元件基板91之4畫素分之平面構成。又 ，在圖6，爲了說明上的必要，也圖示相關於第2實施型 態的彩色濾光片基板94的主要要素。圖7係沿著圖6之 切斷線C-C·之液晶裝置200的重要部位剖面圖，同時顯示 在通過LTPS型TFT元件21的位置切斷時之i次畫素的 -23- (21) 1378283 剖面構成。 在比較相關於第2實施型態的液晶裝置200，與相關 於第1實施型態的液晶裝置1〇〇的場合，該二者僅在彩色 濾光片基板的構成上有若干差異，其他各點則爲相同。因 而，在以下與第1實施型態相同的要素被賦予同一符號， 而簡化或省略其說明。 亦即，於第1實施型態的彩色濾光片基板92，雖未設 g 有遮光層（―般稱爲「黑矩陣」，以下簡稱「BM」）， 但在第2實施型態的彩色濾光片基板94，如溷6·及圖7所 示，在至少在與閘極線33的第2配線33b以及包含接觸 孔5 2a的缺口部分20ab平面重疊的位置設有BM(粗虛線 所包圍的區域）。 其理由如下。如前所述，於共通電極20及第3絕緣 膜53上被形成未圖示的配向膜，於該配向膜，如圖6所 予，在與第1實施型態同樣的方向上被施以摩擦處理。因 φ此，液晶分子4a的初期配向狀態，其長軸方向被規定爲 摩擦方向R。然而，於共通電極20，在對應於接觸孔52a 的位置，設有比該接觸孔5 2a的面積還要大的缺口部分 20ab，所以隨著該缺口部分20ab附近的形狀而在對應於 該缺口部分20ab的位置所形成的配向膜，有未被施以適 切之摩擦處理的可能性。因此，在包含接觸孔5 2a的缺口 部分20 ab的位置，不能使液晶分子4a的初期配向往摩擦 方向R規定，於液晶驅動時，與在其附近以與摩擦處理被 適切地完成的部分相比，液晶施加電壓的施加缺口部分被 -24- (22) (22)1378283 施以適切的摩擦處理的部分相比，液晶施加電壓的方式改 變，適切的液晶分子4a的配向控制變得困難。起因於此 ，在缺口部分20ab的位置產生液晶的配向紊亂，會有對 顯示品質造成不良影響的可能性。 此外，在第2實施型態，設於各共通電極20的各狹 縫20a，於圖6，係以在源極線32的延伸方向隔著一定間 隔且在對閘極線33的第2配線33b的延伸方向僅傾斜特 定角度而被設置的。亦即，於液晶的驅動，邊緣電場（電 場E )產生於與閘極線3 3的第2配線3 3 b交叉的方向， 換句話說在源極線32的延伸方向之Y方向上。因此，發 生_於任意次畫素的邊緣電場（電場E)，對該次畫素及於 鄰接於Y方向的其他次畫素，位在該次畫素與該其他次畫 素之間的閘極線3 3之第2配線3 3b附近產生液晶的配向 紊亂，有對顯示品質造成不良影響的可能。 在此，爲了防止這樣的不良情形產生 '在第2實施型 態，如前面圖6及圖7所示，在至少在與閘極線3 3的第2 配線33b以及包含接屬孔52a的缺口部.分20ab平面重疊 的位置設有BM。藉此，在液晶驅動時，即使在閘極線3 3 的第2配線33b以及包含接觸孔52a的缺口部分20ab產 生液晶的配向紊亂的場合，該配向紊亂的區域’亦可藉由 設在彩色濾光片基板94側的BM而覆蓋住。因而’可以 發揮前述之第1實施型態的作用效果，且可以防止伴隨著 液晶分子4a的配向紊亂之顯示品質的降低。 -25- (23) (23)1378283 (變形例） 在前述第1及第2實施型態，設於各共通電極20的 各狹縫2〇a，係以在源極線32的延伸方向隔著一定間隔且 在對閘極線33的第2配線3 3b的延伸方向僅傾斜特定角 度地設置的。但不限於此，在本發明，亦可將設於各共通 電極20的各狹縫20a，以在源極線32的延伸方向隔開一 定間隔且延伸於與閘極線33的第2配線33b的延伸方向 爲同方向的方式設置。 此外，取代此法，在本發明，亦可使各狹縫2 0a，以 在閘極線33的第2配線33b的延伸方向隔著一定間隔且 在與源極線32的延伸方向同方向延伸的方式設置，或者 在閘極線33的第2配線33b的延伸方向隔著一定間隔且_ 對源極線32的延伸方向僅傾斜特定角度地設置亦可。採 用相關的構成的場合，摩擦方向R，最好是設成對源極線’ 3 2的延伸方向_以皮時針方向夾特定角_度_ 0，最好設爲5。 °但是，這些場合，邊緣電場（電場E)產生於源極線32 的延伸方向，所以在相鄰接於第2醅線3 3 b的延伸方向（ X方向）的次畫素之間，其一方之次畫素產生的邊緣電場 (電場E)，會影響到與其鄰接的他方次畫素，而在位於 該一方次畫素與該他方次畫素之間的源極線32附近產生 液晶的配向紊亂，有對顯示品質造成不良影響的可能。 在此，採用相關的構成的場合’爲了防止產生這樣的 不良情形，於彩色濾光片基板94側’在對應於至少包含 源極線32以及接觸孔52a的缺口部分20ab的位置最好設 -26- (24) 1378283 置BM。 此外’在前述第1及第2實施型態，係於第3絕緣膜 53的下層被形成畫素電極1〇，另—方面於該第3絕緣膜 53的上層被形成共通電極20的方式構成的，但在本發明 ，以第3絕緣膜53的位置爲基準的畫素電極1〇與共通電 極20之位置關係’亦可與第〗及第2實施型態的構成相 反。 _ 此外，在第1及第2實施型態，未設共通電極線，但 在本發明’只要相關於共通電極20的時間常數沒有問題 的話’也可以在元件基板91側設共通電極線，以各共通 電極20透過共通電極線及配線27與驅動IC40內的共通 電位用端字（COM端子）導電連接的方式構成。又，在此 場合’於元件基板91側設置共通電極線的位置並無限定 〇 此外，.在前述之第1及第2實施型態，係將本發明適 φ 用於透過型之液晶裝置，但並不以此爲限，本發明亦可適 用於反射型或者半透過半反射型之液晶裝置。 此外，在前述第1及第2實施型態，係將本發明適用 於具有LTPS型TFT素子21之液晶裝置。但不以此爲限 ，本發明，於不逸脫其要旨的範圍，亦可將本發明適用於 以P-Si型之TFT元件或者α-Si型之TFT元件等爲代表之 三端子型元件，或者以TFD元件爲代表之二端子型非線形 元件。 此外，在第1及第2實施型態，共通電極20對應於 -27- (25) (25)1378283 各次畫素而設置。但不限於此，在本發明，於不逸脫其要 旨的範圍，共通電極20亦可在閘極線33的第2配線3 3b 的延伸方向上成列以與次畫素群平面重疊的方式設置，或 者與所有的次畫素平面重疊的方式設置亦可。 其他，在本發明，可以在不逸脫於其要旨的範圍內進 行種種變形。 (電子·機器） 其次，依照圖圖8說明可以適用相關本發明之第1或 第2實施型態之液晶裝置100，200的電子機器之具體例 〇 首先·，說明將相關於本發明之第1或第2實施型態之 液晶裝置100，200適用於可攜型個人電腦（所請筆記型 電腦）之顯示部之例。圖8(a)係顯示此個人電腦的構成之 立體圖·。如該圖所示，個人電腦 7 1 0，具備有具備鍵盤 711的本體部712，及將相關於本發明的液晶顯示裝置作 爲面板適用之顯示部713。_ 接著，說明將相關於本發明之第1或第2實施型態之 液晶裝.置1〇〇，200適用於行動電話機之顯示部之例。圖 8(b)係顯示此行動電話機的構成之立體圖。如該圖所示’ 行動電話機720，除複數操作按鈕721以外，具備受話口 722、送話口 72 3、以及適用了相關於本發明的第1或第2 實施型態的液晶裝置，2〇〇之顯示部724。 又，作爲可以適用相關於本發明之第1或第2實施型 < & > -28- (26) (26)1378283 態的液晶裝置之電子機器，除了圖8(a)所示之個人電腦或 圖8(b)所示之行動電話機以外，還可以舉出液晶電視、觀 景窗型或螢幕直視型攝影機、汽車導航裝置、呼叫器、電 子手冊、計算機、文書處理機、工作站、電視電話、POS 終端、數位相機等。 【圖式簡單說明】 圖1係模式顯示相關於本發明的第1實施型態之液晶 裝置的構成之平面圖。_ 圖2係顯示相關於第1實施型態之畫素構成等之部分 擴大平面圖。 ’圖3爲沿著圖2之切*斷線A-A1之次畫素的部分剖面圖 圖4係顯示相關於比較例之畫素構成等之部分擴大平 面圖 圖5爲沿著圖.4之切斷線B-B1之次畫素的部分剖面圖 圖6係顯示相關於第2實施型態之畫素構成等之部分 擴大平面圖。 圖7爲沿著圖6之切斷線C-C’之次畫素的部分剖面圖 〇 圖8係適用本發明之液晶裝置之電子機器之例。 【主要元件之符號說明】 -29- (27) (27)1378283 1 :第1基板 2 :第2基板 4 =液晶層 4 a :液晶分子 10:畫素電極 20 :共通電極 20a :狹縫 20ab :缺口部分 21: LTPS 型 TFT 元件 3 2 :源極線 3 3 :閘極線 3 3 b :第2配線 52 :第2絕緣膜（平坦化膜） 53 :第3絕緣膜（介電膜） 5 2 a :接觸孔.. 9 1 :元件基板 92，94:彩色濾光片基板 100，200 :液晶裝置 -30-
Claims (1)
- y7«283 公告本 第096103717號專利申請案中文申請專利範圍修正本年12月14日修正 申請專利範圍 1 · 種液晶裝置，其特徵爲： 具備保持液晶之基板， 前述基板具備： 開關元件，及 至少被設於前述開關元件的上側，在對應於前述開關 I 元I件的位置具有接觸孔之絕緣膜，及 被設於前述絕緣膜之上側，通過前述接觸孔而導電連 接於前述開關元件的畫素電極，及 被設於前述畫素電極的上側之其他絕緣膜，及 被設於前述其他絕緣膜的上側，具有複數狹縫同時在 與前述畫素電極之間通過各前述狹縫產生電場之共通電極 ， φ 前述其他絕緣膜，未埋入前述接觸孔而與前述接觸孔 平面重疊的部分之膜厚，比其他部分形成爲更薄； 前述共通電極，與前述接觸孔在平面圖上未重疊，具 有與設於前述接觸孔附近位置的1個狹縫連接的缺口部分 前述其他絕緣膜之膜厚，在解析度200PPi以上爲 50nm至400nm之範圍，在解析度未達200ΡΡΪ時爲200nm 至1OOOnm之範圍。 2.如申請專利範圍第1項之液晶裝置，其中 1378283 前述其他絕緣膜，係含有砂、氧或氮之介電膜； 前述畫素電極與前述共通電極，於前述接觸孔的位置 未重#。 3·如申請專利範圍第1或2項之液晶裝置，其中 前述複數狹縫之中，有一狹縫被設於前述接觸孔的附 近位置， 前述共通電極，在對應於前述接觸孔的位置具有比該 接觸孔還大的面積，具有與前述一狹縫連接的缺口部 分。 4.如申請專利範圍第3項之液晶裝置，其中 具有被導電連接於前述開關元件，延伸於相互交叉的 方向上之第〗配線與第2配線， 各前述狹縫，對前述第1配線及前述第2配線中，其 中一方配線的延伸方向僅傾斜特定角度， 前述缺口部分，在被設於前述接觸孔的附近位置之前 述一方配線與前述一狹縫之間，被設於該一方配線與該一 狹縫之間隔較大的位置側。 5 ·如申請專利範圍第4項之液晶裝置，其中 前述缺口部分，被設於前述第1配線與第2配線之交 叉位置附近。 6 ·如申請專利範圍第3項之液晶裝置，其中 具備前述基板與夾著前述液晶而對向的對向基板， 前述對向基板至少在前述缺口部分及與前述一方配線 重疊的位置具有遮光層。 -2- 1378283 7. 如申請專利範圍第4項之液晶裝置，其中 前述一方配線係被供給資料訊號的源極線或被供給掃 描訊號的閘極線。 8. 如申請專利範圍第1項之液晶裝置，其中 前述電場’在前述液晶驅動時在與前述基板約略平行 方向以及約略垂直方向具有強電場成分。 9. 一種電子機器，其特徵爲具備如申請專利範圍第1 至8項之任一項之液晶裝置作爲顯示部。
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|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |