CN1252517C

CN1252517C - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN1252517C
Application number: CNB031498736A
Authority: CN
Inventors: 阿武恒一; 米纳均; 西野知范
Original assignee: Hitachi Displays Ltd
Current assignee: Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2023-07-30
Also published as: JP2004061952A; CN1475850A; US20040032550A1; US7342626B2; US20060262240A1

Abstract

一种液晶显示装置，在基板上的像素区域，在划分其区域的一方的光透射区域形成有由透光性的导电层构成的第1像素电极，在另一方的光反射区域形成有由非透光性的导电膜构成的第2像素电极，使上述第1像素电极相对于绝缘膜位于下层，并且通过在相当于光透射区域的区域的上述绝缘膜上开孔，使得第1像素电极露出，上述第2像素电极形成在上述绝缘膜的光反射区域，上述绝缘膜的开了孔的、相当于该孔的侧壁面的地方，是遮光的结构。由此，能够防止在围绕光透射区域的部分产生框状的亮度差。

Description

液晶显示装置

技术区域

本发明涉及液晶显示装置，特别是涉及被称为部分透射型的液晶显示装置。

背景技术

被称为部分透射型的液晶显示装置，例如用于在移动电话上的小型液晶显示装置。这样的液晶显示装置根据需要利用太阳的反射光的光(光反射模式)，或者内部装有背光源的光(光透射模式)，能够识别显示面的图像。

也即是，中间间隔液晶层相对配置的各透明基板之中，一方的透明基板的液晶侧的面上，把由在x方向延伸在y方向并列设置的栅极信号线和在y方向延伸在x方向并列设置的漏极信号线围绕的区域作为像素区域。这些各个像素区域，具备由来自栅极信号线的扫描信号驱动的开关元件、经由开关元件从漏极信号线供给图像信号的像素电极。

该像素电极在像素区域中划分出来的一方的区域内，例如由ITO(Indium-Tin-Oxide)那样的透光性的导电层所形成，在另一方区域内，例如由Al等的金属层那样的不透光性的导电层所形成。

该像素电极，与在另一方的透明基板的液晶侧的面对各个像素公共形成的由透光性的导电层形成的相对电极之间产生电场，通过该电场使像素内的液晶的行为变化。

在这种场合，形成透光性的像素电极的部分作为光透射区域使用，形成非透光性的像素电极的部分作为光反射区域使用。

另外，在这种结构中人们已知有以下结构，由透光性的导电层所成的像素电极相对绝缘膜配置在下层，在相当于光透射区域的区域的绝缘膜上开孔，使得露出由透光性的导电层所形成的像素电极，并且在绝缘膜的上层除了光透射区域，即光反射区域形成由非透光性的导电膜所成的像素电极。

此处，在绝缘膜的相当于光透射区域的区域上开孔是为了使通过光透射区域的液晶内的光的光路长度与光反射区域的液晶内的光的光路长度大致相等。

但是，已经发现上述结构的液晶显示装置在显示时，在绝缘膜的孔(光透射区域)的周围，产生了框状的亮度差。

经过追究其原因人们已经弄清了，由于在相当于绝缘膜的孔的侧壁面的地方成为陡峭的台阶，容易发生液晶的取向混乱，例如在光透射模式中的黑显示时，在此处不能进行完全的黑显示，从而发生上述的问题。

发明内容

本发明是基于上述情况做出的，其目的在于提供防止在围绕光透射区域的部分产生框状的亮度差的液晶显示装置。

在本申请所公开的发明当中，以下对具有代表性的发明的概要作简要的说明。

方案1

本发明的液晶显示装置，例如，在划分其区域的一方的光透射区域形成有由透光性的导电层构成的第1像素电极，在另一方的光反射区域形成有由非透光性的导电膜构成的第2像素电极，

上述第1像素电极，相对于绝缘膜配置在下层，并且是配置于在上述绝缘膜上开了孔的区域，由此构成光透射区域，

上述第2像素电极配置在上述绝缘膜的上方，由此构成上述光反射区域，

与上述绝缘膜的开了孔的区域的、相当于该孔的侧壁面的部位的至少一部分重叠地配置有遮光膜。

方案2

本发明的液晶显示装置，例如，以方案1的构成为前提，上述第1像素电极和上述第2像素电极，形成在中间隔着液晶相对配置的一对基板中的一个基板上，上述遮光膜配置在上述绝缘膜和上述基板之间。

方案3

本发明的液晶显示装置，例如，以方案1的构成为前提，上述第1像素电极和上述第2像素电极，形成在中间隔着液晶相对配置的一对基板中的一个基板上，上述遮光膜配置在上述一对基板中的另一个基板上。

方案4

本发明的液晶显示装置，例如，在中间隔着液晶相对配置的各基板之中的一个基板上，形成有多条栅极信号线，和与上述多条栅极信号线交叉地设置的多条漏极信号线，

与由上述多条栅极信号线和上述多条漏极信号线围成的各区域对应地构成有像素，该像素具有开关元件和经由该开关元件被提供来自漏极信号线的图像信号的像素电极，

上述像素电极构成为包括：具有透光性的导电层的第1像素电极，和具有非透光性的导电膜的第2像素电极，

上述第1像素电极，相对于配置在上述一个基板上的绝缘膜，配置在下方，并且是与在上述绝缘膜上开了孔的部位相对应地进行配置，

上述第2像素电极，相对于上述绝缘膜配置在上方，

与上述绝缘膜的开了孔的部位的、相当于该孔的侧壁面的部位的至少一部分重叠地配置有遮光膜。

方案5

本发明的液晶显示装置，例如，以方案4的构成为前提，遮光膜是由与上述栅极信号线的材料相同的材料构成的。

方案6

本发明的液晶显示装置，例如，以方案4的构成为前提，上述遮光膜，不重叠的部位包括接近上述开关元件的部分。

方案7

本发明的液晶显示装置，例如，在一个像素上具有光透射区域和光反射区域，

在上述一个像素上具有开关元件和电连接在该开关元件上的像素电极，

上述像素电极，由透明电极构成上述光透射区域，由反射电极构成上述反射区域，

与上述光透射区域和上述光反射区域的边界部位的至少一部分重叠地配置有遮光膜。

方案8

本发明的液晶显示装置，例如，以方案7的构成为前提，上述遮光膜，沿着上述光透射区域和上述光反射区域的边界部位进行配置。

方案9

本发明的液晶显示装置，例如，以方案7的构成为前提，上述遮光膜，沿着上述光透射区域和上述光反射区域的边界部位进行配置，其中，不包括上述开关元件与上述透明电极接近的区域。

本发明并不仅仅局限于上述的构成，在没有偏离本发明的技术思想范围内，可以进行各种的变更。

附图说明

图1是表示本发明的液晶显示装置的像素的一个实施例的平面图。

图2是图1的II-II线处的剖面图。

图3是说明本发明的效果的剖面图。

图4是表示本发明的液晶显示装置的像素的其他的实施例的平面图。

图5是表示本发明的液晶显示装置的像素的其他的实施例的平面图。

图6是表示本发明的液晶显示装置的像素的其他的实施例的剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的液晶显示装置的实施例。

实施例1

图1是表示本发明的液晶显示装置的像素的一个实施例的平面图。另外，图2表示的是图1的II-II线处的剖面图。

图中的像素形成在由在x方向延伸在y方向并列设置的栅极信号线GL和在y方向延伸在x方向并列设置的漏极信号线DL围绕的区域(像素区域)内。

首先，在透明基板SUB1的液晶侧的面形成上述栅极信号线GL，该信号线的一部分存在稍许延长到像素区域侧的部分，此延长部分形成将在后面说明的薄膜晶体管TFT的栅极电极GT。栅极信号线GL和栅极电极GT，例如由铝或者其合金和将其表面阳极化形成的阳极氧化膜所构成。

另外，像素区域内有在图中x方向延伸的电容信号线CL，该电容信号线例如邻接在位于图中上方的栅极信号线GL旁地配置。此电容信号线CL向像素区域的中央侧具有相对较大的延长部分，通过此延长部分形成将在后面说明的电容元件Cstg的一个电极CT1。此电容信号线CL及电极CT1，例如，与上述栅极信号线GL在同一工序形成，其材料也由铝或者其合金和将其表面阳极化形成的阳极氧化膜所构成。

进而，本实施例的像素，例如是在其区域内大致中央处形成光透射型区域LTA，围绕该光透射型区域LTA地形成光反射型区域LRA的结构，但是在相当于该光透射型区域LTA和光反射型区域LRA的边界的部分形成了具有预定宽度的遮光层LIL。此遮光层LIL，例如和上述栅极信号线GL在同一工序形成，其材料也由铝或者其合金形成，其表面上没有形成阳极氧化膜。这是因为此遮光层LIL在像素区域内形为独立的岛状，阳极化很困难的缘故。但是，在此遮光层LIL其表面没有形成阳极氧化膜并不产生任何问题。关于该遮光层的功能在后面作详细介绍。

在像素区域内的上述薄膜晶体管TFT侧的大约一半的区域内，形成有由例如ITO(Indium Tin Oxide)，ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)，IZO(Indium Zinc Oxide)，SnO₂(二氧化锡)，In₂O₃(三氧化二铟)等构成的透光性的导电层。从后面的说明会明白，该透光性的导电层充分地覆盖光透射区域LTA而形成，实现该光透射区域LTA的像素电极PX(T)的功能。

另外，例如，与该透光性的导电层的形成同时地，在上述电容元件Cstg的电极CT1的上面也形成该透光性的导电层，该透光性的导电层形成电容元件Cstg的另外的电极CT2。在这种场合，上述电极CT1和电极CT2之间中介上述电极CT1的表面的阳极氧化膜，此阳极氧化膜构成上述电容元件Cstg的一个电介质膜。

进而，跨越上述栅极电极GT，形成由栅极绝缘膜GI和非晶Si构成的半导体层AS的顺序叠层体。这些栅极电极GT，栅极绝缘膜GI，半导体层AS是构成薄膜晶体管的部件，通过在该半导体层AS上形成漏电极和源电极，构成所谓逆交错构造的MIS(Metal InsulatorSemiconductor)晶体管。

此外，栅极绝缘膜GI和半导体层AS的顺序叠层体遍及后面所述的漏极信号线DL的全区域延伸，据此，在该漏极信号线DL形成中，该漏极信号线DL形成在没有台阶的部分。这是为了漏极信号线DL不产生由台阶导致的阶梯状断裂。

另外，在构成光透射区域LTA中的像素电极PX(T)的上述透光性的导电层和构成上述电容元件Cstg的电极CT2的上述透光性的导电层之间，在导通的部分，形成栅极绝缘膜GI’和半导体层AS’的顺序叠层体，通过在该叠层体上形成的孔来谋求上述的导通。这种场合的导通，例如，是由在接下来的工序形成漏极信号线DL时，由与该漏极信号线DL的材料为相同材料的导通层SD所完成的。采用这样比较复杂的构成来谋求构成电极PX(T)的上述透光性的导电层和构成上述电容元件Cstg的电极CT1之间的导通，是为了缓和因构成电容元件Cstg的电极CT1的材料等的关系而产生的应力。

栅极绝缘膜GI’和半导体层AS’的形成，例如是在薄膜晶体管TFT的形成区域中的栅极绝缘膜GI和半导体层AS的形成之际同时进行的。

接着，形成了在y方向延伸在x方向并列设置的漏极信号线DL。如上所述，这些漏极信号线DL在栅极绝缘膜GI和半导体层AS的顺序叠层体上形成，因其平坦性而无需担心所谓阶梯状断裂。

另外，漏极信号线DL的一部分存在有延伸到薄膜晶体管TFT的形成区域中的半导体层AS上的延伸部分，此延伸部分作为薄膜晶体管TFT的漏极电极SD1而形成。

进一步，在形成漏极信号线DL之际，相对于上述的漏极电极SD1，离开与该薄膜晶体管TFT的沟道长相当的长度来形成源电极SD2，此源电极SD2形成有延伸到上述像素电极PX(T)上的延伸部分。该延伸部分，也成为用于实现与后面所述的像素电极PX(R)的连接的部分。

进一步，如上所述，在形成漏极信号线DL时，形成了用于实现构成光透射区域LTA中的像素电极PX(T)的上述透光性的导电层和构成上述电容元件Cstg的电极CT2的上述透光性的导电层之间的导通的导通层SD。

这样构成的透明基板SUB1的表面上，作为保护模PAS中之一的无机保护模PAS1由例如氮化硅膜等形成。该无机保护模PAS1在薄膜晶体管TFT的附近，形成有为了与后面所述的像素电极PX(R)取得接触的孔CH1，和为了使光透射区域LTA露出的开口部分HL1。

另外，在该无机保护模PAS1的表面，有机保护模PAS2例如由树脂等材料而形成。上述无机保护模PAS1和有机保护模PAS2主要是构成避免薄膜晶体管TFT与液晶直接接触的保护模PAS。这样做的理由是为了降低保护模PAS整体的介电常数。

上述有机保护模PAS2，在形成在上述无机保护模PAS1的表面的上述孔CH1处，形成有中心轴与孔CH1相同，比孔CH1稍小的孔CH2，在上述无机保护模PAS1的表面形成的上述开口部分HL1处，形成有中心轴与开口部分HL1相同，比开口部分HL1稍小的开口部分HL2。

此处，在有机保护模PAS2形成的上述开口部分HL2在像素区域成为光透射领域LTA，从该开口部分HL2露出的像素电极PX(T)在光透射领域LTA作为像素区域PX起作用。

在有机保护模PAS2的相当于光透射领域LTA的区域形成开口部分HL2的原因，是为了使在光透射领域LTA通过液晶内的光的光路长度和在光反射区域LRA通过液晶内的光的光路长度大致相等。

进而，该有机保护模PAS2的表面，即相当于光反射区域LRA的区域形成了兼用作反射板的像素电极PX(R)。该像素电极PX(R)例如由铝或者铝合金，或者是含有这些成分的叠层体构成。不论哪一种构成都使用反射率良好的材料，在由叠层体构成的场合，是将其形成在最上层。

另外，该像素电极PX(R)是通过在有机保护模PAS2上形成的孔CH2与薄膜晶体管TFT的源电极SD2相连接，与在光透射领域LTA的像素电极PX(T)成为同电位。

另外，该像素电极PX(R)避免在光透射领域LTA即保护模PAS2的开口部内形成。由此，在光反射区域LRA形成的该像素电极PX(R)和在光透射领域LTA形成的上述像素电极PX(T)，从平面观察，成为被保护模PAS2的上述开口部分的侧壁面所分开那样。

进而，在此像素电极PX(R)的周边之中，与图中y方向平行的各边与漏极信号线DL重叠，并且与图中x方向平行的各边与栅极信号线DL重叠。形成上述像素电极PX(R)使得像素区域稍许外溢，由此谋求提高像素的开口率。

还有，上述像素电极PX(R)与漏极信号线DL或电容信号线CL之间的寄生电容，因为保护模PAS中的保护模PAS1是由电容率较小的有机材料构成的所以并不成为问题。

另外，上述像素电极PX(R)，成为在电容元件的形成区域与其电极CT2之间，使上述保护模PAS1，PAS2作为电介质膜中介其间的电极。由此，电容信号线CL和该像素电极PX(R)之间形成了两层构造的电容元件Cstg，尽管其占有面积小但可获得大容量。

再者，在这样构成的透明基板SUB1的表面上形成取向膜，此取向膜直接与液晶接触，决定该液晶的分子的初始取向。

这样构成的液晶显示装置，上述遮光层ILI如图1所示的那样，形成在光透射领域LTA和光反射区域LRA的交界部分。

光透射领域LTA是在保护膜PAS上形成了开口部的部分，光反射区域LRA是形成有该保护膜PAS的部分。因此，光透射领域LTA和光反射区域LRA的交界部分相当于该保护膜PAS的开口部分的侧壁面，此部分成为液晶的取向没有充分完成的部分。这是因为很难精度很高地进行取向膜的摩擦处理。

由于这个原因，在光透射区域LTA进行黑显示的时候，在该部分不能进行完全的黑显示，能看出方框状的图案。所以，在该部分处形成遮光层ILI以解决上述问题。

图3是表示光透射区域LTA和光反射区域LRA的交界部分的剖面图。与液晶相接触地配置的取向膜ORI1，在有机保护模PAS2的开口部分HL2的侧壁面及其附近的底面，不能够进行恰当的摩擦处理。由于这个原因，在这个部分的液晶(在图中用A表示)不能进行恰当的动作，例如在光透射区域LTA进行黑显示的时候，该部分不能进行完全的黑显示。

由于这个原因，在不能进行恰当的摩擦处理的部分形成遮光层ILI。在液晶显示装置的制造工序中，仅仅是在不能进行恰当的摩擦处理的部分形成遮光层ILI是很困难的。图3的剖面图中，考虑液晶显示装置的制造工序中的位置移动，在遮光层ILI上配置了有机保护模PAS2的开口部分HL2的顶端部分。由于遮光层ILI是横跨光透射区域LTA和光反射区域LRA而形成，在不能进行恰当的摩擦处理的部分能够可靠地进行遮光。另外，图3的液晶显示装置因在遮光层ILI上形成了保护模PAS2，所以能使遮光区域变窄。因此，在光透射模式以及光反射模式的画面的亮度提高。

另外，图3也表示出了与透明基板SUB1中介液晶LC而配置的透明基板SUB2。在该透明基板SUB2的液晶侧的表面形成有滤色器FIL，平坦化膜OC，相对电极CT和取向膜ORI2。

另外，此实施例的构成是上述遮光层ILI没有形成在与薄膜晶体管接近的部分。

这么做的理由在于，首先，在光透射区域LTA和光反射区域LRA的交界部分，通过形成没有形成上述遮光层ILI的部分，由透光性的导电层所形成的像素电极PX(T)形成没有横越该遮光层ILI的区域。该像素电极PX(T)具有在存在台阶的部分容易发生阶梯状断裂的特性，由于此阶梯状断裂，来避免在光透射领域LTA形成的上述像素电极PX(T)与薄膜晶体管TFT的源电极SD2发生电断线。

另外，特别地将没有形成遮光层ILI的部分作为与薄膜晶体管TFT邻接的部分，其结果，使遮光层ILI和该薄膜晶体管TFT的栅极电极GT离开距离，避免了它们相互之间的电连接。

实施例2

图4是表示本发明的液晶显示装置的像素的其他的实施例的平面图，是对应于图1的图。

与图1的相比较不同的构成是，在光透射区域LTA和光反射区域LRA的交界部中，上述遮光层ILI没有仅仅限定在与薄膜晶体管TFT邻接的部分，其他的部分，例如在与电容元件Cstg邻接的部分也没有形成。

这是为了以更高的概率来消除横越遮光层ILI形成的像素电极PX(T)因该遮光层ILI的台阶而产生的阶梯状断裂的问题。

实施例3

图5是表示本发明的液晶显示装置的像素的其他的实施例的平面图，是对应于图1的图。

与图1的情况相比较不同的构成是，沿着光透射区域LTA和光反射区域LRA的交界部分的全部区域，没有裂缝地形成上述遮光层ILI。

如果因像素电极PX(T)横越遮光层ILI而成所产生的问题可以以某种方法得以解决的话，那么在光透射区域LTA和光反射区域LRA的交界部形成的遮光层ILI，就没有必要在其的一部分设置不形成的部分。

此处，作为上述问题的解决方法，例如，通过在像素电极PX(T)的上层形成上述遮光层ILI，该像素电极PX(T)的阶梯状断裂的忧虑变得没有，故在这个场合能够沿着光透射区域LTA和光反射区域LRA的交界部的全部区域没有裂缝地形成上述遮光层ILI。

实施例4

图6表示本发明的液晶显示装置的像素的其他的实施例的平面图，是对应于图3图。

与图3的情况相比较不同的构成是，遮光膜ILI延伸到光反射区域LRA。换言之，该遮光膜ILI是从光透射区域LTA向其外侧方向延伸形成而成。

由于此延伸部分是光反射区域LRA的部分，因而对显示不会产生影响。

实施例5

在上述各实施例中，遮光层ILI是在透明基板SUB1一侧形成的，但是并不限于此，即使是在透明基板SUB2一侧的对应的位置处形成也具用同样的功能。

实施例6

另外，在上述各实施例中，使得光透射区域LTA位于像素区域的中央，在其外围形成光反射区域LRA。但是，即使是例如以在图中x方向延伸的假想的线为边界，在其上方形成反射区域LRA在其下方生成光透射区域LTA，毫无疑问在这些光反射区域LRA和光透射区域LTA的边界部分能够适用本发明。

从以上说明可以明白，根据本发明所述的液晶显示装置，可以防止在围绕光透射区域的部分发生框状的亮度差。

Claims

1.一种液晶显示装置，其特征在于：

在基板上的像素区域，在划分其区域的一方的光透射区域形成有由透光性的导电层构成的第1像素电极，在另一方的光反射区域形成有由非透光性的导电膜构成的第2像素电极，

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述第1像素电极和上述第2像素电极，形成在中间隔着液晶相对配置的一对基板中的一个基板上，

上述遮光膜配置在上述绝缘膜和上述基板之间。

3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述遮光膜配置在上述一对基板中的另一个基板上。。

4.一种液晶显示装置，其特征在于：

在中间隔着液晶相对配置的各基板之中的一个基板上，形成有多条栅极信号线，和与上述多条栅极信号线交叉地设置的多条漏极信号线，

上述第2像素电极，相对于上述绝缘膜配置在上方，

5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于：上述遮光膜是由与上述栅极信号线的材料相同的材料构成的。

6.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述遮光膜，不重叠的部位包括接近上述开关元件的部分。

7.一种液晶显示装置，在一个像素上具有光透射区域和光反射区域，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述遮光膜，沿着上述光透射区域和上述光反射区域的边界部位进行配置。

9.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述遮光膜，沿着上述光透射区域和上述光反射区域的边界部位进行配置，其中，不包括上述开关元件与上述透明电极接近的区域。