液晶显示装置制造方法及图纸

在构成液晶显示装置的第１基板上配设第１电极（１３）以及第２电极（１４）、设置在该第１电极的一部分和第２电极的一部分交叉的位置上的非线性电阻元件（９）、以及与第２电极（１４）构成一对电极的弧立的岛形的第３电极（１６）；在第２基板上，在与第１电（１３）正交的方向上设置相对电极（１５），使该相对电极（１５）和第１基板上的第３电极的一部分（１６ａ）相对，在其间设置使相对电极（５）和第３电极（１６）在液晶内电连接的导电颗粒（７）。而后，通过在第１电极（１３）和相对电极（１５）之间施加电压，经过非线性电阻元件（９）以及导电颗粒（７），在第２电极（１４）和第３电极（１６）之间施加电压，由此在与基板面平行的方向上产生电场，通过使液晶的分子在保持与基板面平行的状态的同时转动，产生对比度进行显示。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在钟表、台式计算机、电视摄像机、以及其它各种电子仪器中作为显示器被广泛使用的单色或彩色液晶显示装置。尤其涉及在封入液晶的两块基板中的一块上，具有形成与基板平行方向电场的一对电极，和用于向该电极切换施加电压的“金属-绝缘体-金属”结构的非线性电阻元件的，低成本的广视角液晶显示装置。在现有的液晶显示装置中，一般是在第1基板和第2基板上分别形成驱动液晶的电极，以向液晶施加与基板垂直方向的电场，由扭曲向列(TN)形式或超扭曲向列(STN)形式进行显示。但是，在单纯矩阵(matrix)结构的液晶显示装置中使用多路驱动的方式，会因高时间分割而产生对比度下降，或应答速度下降，在具有200线扫描的情况下，很难得到充分的对比度。因此，为了消除此缺点，采用了在每个象素上设置开关元件的有源矩阵方式的液晶显示板。在这种有源矩阵方式的液晶显示板中，大致分为使用薄膜晶体管作为开关元件的三端子系列，和使用非线性电阻的两端子系列。这其中，在结构和制造方法简单这一点上，两端子系列占优。在该两端子系列中，已开发了二极管型和非线性电阻型，或MIM(金属-绝缘体-金属)型等。这其中，MIM型具有结构特别简单，而且制造工序短的特征。进而，由于要求液晶显示板高密度并且高精细化，所以，需要开关元件的占有面积小。作为该高密度化和高精细化的方法，有半导体制造技术中的微细加工的光刻法技术和蚀刻加工技术。但是，即使使用该半导体制造技术，在大面积上进行微细加工，实现低成本也非常困难。这里，用展示现有的液晶显示装置一例的平面图13，和显示沿图13J-J线的断面图14说明在大面积化和低成本化上有效果的开关元件的结构。该液晶显示装置如图14所示，通过衬垫52以规定的间隔使分别由透明材料构成的第1基板41和第2基板46相对，并在其间封入液晶51。在该第1基板41上，在每个象素上设置从信号电极53延伸的下部电极42作为第1电极，在该下部电极42上，由阳极氧化法形成非线性电阻层43。进而，在该非线性电阻层43上叠加上部电极44作为第2电极，构成非线性电阻元件40。该上部电极44如图13所示，从透明的显示电极45延伸设置在每个象素上，该第2电极由该上部电极44和显示电极45构成。另一方面，在第2基板46的与第1基板41相对的面上，为了防止来自设置在第1基板41上的各显示电极45的间隙的漏光，在如图13所示画有斜线的整个区域上设置黑底47。即，在非显示部分上设置黑底47作为遮光部分。进而，在第2基板46上，使透明的相对电极49如图14所示与显示电极45相对，通过与黑底47不短路接触的由有机材料构成的保护膜48，设置成如图13所示的带状。另外，为了保护非线性电阻元件40，在第1基板41上设置由氧化钽构成的绝缘膜55，进而，在与外部电路接触的部分通过干腐蚀设置开口部分。并且，在第1基板41和第2基板46上，分别设置定向膜50、50，作为用于使液晶51的分子有规则排列用的处理层。如图13的平面图所示，信号电极53和显示电极45之间有规定尺寸d的间隔。显示电极45被设置成通过液晶51与相对电极49重合，从而成为在由具有非线性电阻元件40的多个信号电极53和多个相对电极49构成的矩阵形状的显示区域中的各象素部分。液晶显示装置通过显示电极45和未形成黑底47部分的相对电极49之间区域的液晶51的透过率变化，进行规定象素显示。进而，在图13中，第1基板41上的下部电极42和信号电极53以及上部电极44和显示电极45都用虚线表示，非线性电阻层43、保护层48、绝缘膜55以及定向膜50省略图示，第2基板46的下面的黑底47和相对电极49用实线表示。在这样的液晶显示装置中，在实际显示时，是在第1基板41和第2基板46之间施加与基板垂直方向的电场，通过使液晶分子从与基板平行的状态向与基板垂直的状态变化进行显示。这样，在现有的液晶显示装置中，使驱动液晶的电极形成在第1基板和第2基板的表面，通过对液晶施加与基板垂直方向的电场，就可以进行显示动作。因此，在现有的液晶显示装置中，因观看角度的不同对比度等的显示品质变化这种所谓的显示品质对视角的依赖性很大。作为改善该视角依赖性的方法，有利用相位补偿板修正液晶分子的方向的相位差的方法，和设计液晶分子的排列方向的方法。但是，使用相位补偿板的方法，改善视角依赖性的效果小，另外，设计液晶分子的排列方向的方法很难得到稳定的定向。因此，在例如特开昭63-21907号公报上看到的那样，开发出了这样的液晶显示板，即，在形成非线性电阻元件的第1基板上，设置在每个象素上成对的梳状电极，在该梳状电极之间施加电压，控制液晶分子在与基板平行方向上转动。这样的液晶分子控制方法称为IPS(共面切换(In-Plane-Switching))法。用图15简单地说明这种方法。图15是使用该梳状电极的液晶显示板的一部分区域的放大模式平面图。如此图所示，在第1基板上在每个象素部分以规定的间隔设置第1梳状电极63和第2梳状电极64。由于施加在该第1梳状电极63和第2梳状电极64之间的电压大小的变化，封入在第1基板和第2基板间的液晶的各液晶分子61的长轴方向发生变化。在使用负各向异性介质的液晶材料的情况下，在施加比规定的电压小的电压时，液晶分子61保持用实线表示的状态。与此相反，如果施加比规定电压大的电压，则液晶分子61向箭头A所示的方向转动，保持在假想线所示的位置。该液晶分子61不与第1基板保持大致假想倾斜，而与第1基板大体平行地移动。在该液晶显示板的两侧设置偏振片，使其透光轴正交并且某侧的偏振片的透光轴与液晶分子61的长轴平行。而后，使施加在第1梳状电极63和第2梳状电极64上的电压变化，从而改变液晶分子61的方向进行显示。总之，当液晶分子61在用实线表示的位置时，入射偏振光不改变状态地射入，在出射一侧的偏振片处被遮挡而变为黑显示。另一方面，如果液晶分子61变化到假想线所示的位置，则因为入射偏振光对于液晶分子61在约45度的角度入射，所以产生相位差，通过设定液晶的双折射和单元间隙使该相位差变为波长的1/2，从而变为白显示。但是，当在具有非线性电阻元件的液晶显示装置上使用设置该梳状电极的方法时，需要第1梳状电极63和第2梳状电极64的2种电极在第1基板上相互交叉。因此，需要设计这2种电极的交叉部分，防止2种电极间的短路。针对此问题，可以考虑在第1基板上的上述2种电极的交叉部分设置绝缘膜，但在该方法中需要加厚绝缘膜的厚度，不仅增加制造工序，而且工序繁杂，很不理想。本专利技术的目的在于，在如上所述由一对电极形成和基板平行方向的电场，用IPS法控制液晶分子的方向进行显示，改善视角依赖性的液晶显示装置中，不使制造工序繁杂化，可以可靠地防止上述2种电极间的短路。根据本专利技术的液晶显示装置是，在平行相对的第1基板和第2基板之间封入液晶，在该第1基板上配置一对电极使得形成与该基板平行方向的电场，与该一对电极间的电位差产生的电场强度对应，液晶分子的长轴方向在保持与基板面大体平行的同时改变方向，由此产生对应对比度进行显示的液晶显示装置，为了实现上述目的有如下构成。在上述第1基板上，配设第1电极以及第2电极、和在该第1电极的一部分和第2电极的一部分交叉的位置上设置的非线性电阻元件、以及与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示装置，是在平行相对的第１基板和第２基板之间封入液晶，在上述第１基板上设置一对电极使得形成在该基板平行方向上的电场，使液晶分子的长轴方向与该一对电极间的电位差产生的电场强度相对应，在大致与基板面保持平行的同时改变方向，由此对应于对比度进行显示的液晶显示装置，其特征在于：在上述第１基板上配设第１电极以及第２电极、设置在该第１电极的一部分和第２电极的一部分交叉的位置上的非线性电阻元件、以及与上述第２电极同时构成上述一对电极的孤立的岛形的第３电极，在上述第２基板与 上述第１基板相对的面上，在与上述第１电极正交的方向上设置相对电极，使该相对电极和上述第１基板上的第３电极的一部分相对，在相互相对的上述相对电极和上述第３电极的一部分之间，设置使该相对电极和第３电极在上述液晶内电连接的导电部件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金子靖，塚田京子，
申请(专利权)人：时至准钟表股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]