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液晶显示装置

阅读:814发布:2023-02-26

专利汇可以提供液晶显示装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 液晶 显示装置,在IPS方式的液晶显示装置中,提高透过率,提高画面的 亮度 。在有机 钝化 膜(106)上以整个平面方式形成对置 电极 (107),在该对置电极(107)上隔着层间绝缘膜(108)形成具有狭缝的 像素 电极(109),在该像素电极(109)上形成通过光取向进行取向控制的取向膜(110)。通过形成于有机钝化膜(106)上的 接触 孔(111)而TFT的源电极(104)与像素电极(109)进行连接。通过对接触孔(111)内的取向膜(110)进行光取向,将接触孔(111)内也设为用于图像形成的透过区域,从而能够提高透过率而提高画面的亮度。,下面是液晶显示装置专利的具体信息内容。

1.一种液晶显示装置,其设置有像素区域和具有TFT的像素矩阵状地形成的TFT基板、以及与上述TFT基板相对地配置的对置基板,上述TFT基板与上述对置基板之间夹持有液晶层,其特征在于,
在上述像素区域内形成有有机钝化膜,在上述有机钝化膜上形成有对置电极,在上述对置电极上形成有绝缘膜,在上述绝缘膜上形成有具有狭缝的像素电极,覆盖上述像素电极而形成有取向膜,
上述取向膜接受光取向处理,
在上述有机钝化膜上形成有接触孔,该接触孔用于对上述像素电极与上述TFT源电极进行连接,上述接触孔具有下孔、大于上述下孔的上孔以及用于连结上述下孔与上述上孔的内壁,其中,上述下孔具有接触部,
上述接触孔中的上述内壁的至少一部分成为用于形成图像的透过区域,上述源电极是遮光膜,在上述接触孔的上述内壁的上述用于形成图像的透过区域与上述TFT基板之间,不存在上述源电极。
2.一种液晶显示装置,设置有像素区域和具有TFT的像素矩阵状地形成的TFT基板、以及与上述TFT基板相对地配置的对置基板,上述TFT基板与上述对置基板之间夹持有液晶层,其特征在于,
在上述像素区域内形成有有机钝化膜,在上述有机钝化膜上形成有对置电极,在上述对置电极上形成有绝缘膜,在上述绝缘膜上形成有具有狭缝的像素电极,覆盖上述像素电极而形成有取向膜,
上述取向膜接受光取向处理,
在上述有机钝化膜上形成有接触孔,该接触孔用于对上述像素电极与上述TFT源电极进行连接,上述接触孔具有下孔、大于上述下孔的上孔以及用于连结上述下孔与上述上孔的内壁,其中,上述下孔具有接触部,
上述接触孔中的上述上孔的直径大于与上述接触孔对应的部分中的上述源电极的直径,
上述源电极是遮光膜,上述接触孔的上孔的比上述源电极的直径大的部分成为用于形成图像的透过区域。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,
在与上述接触孔对应的部分中的上述对置基板中没有形成黑色矩阵。
4.根据权利要求2所述的液晶显示装置,其特征在于,
在与上述接触孔对应的部分中的上述对置基板中没有形成黑色矩阵。
5.一种液晶显示装置,设置有像素区域和具有TFT的像素矩阵状地形成的TFT基板、以及与上述TFT基板相对地配置的对置基板,上述TFT基板与上述对置基板之间夹持有液晶层,其特征在于,
在上述像素区域内形成有有机钝化膜,在上述有机钝化膜上形成有像素电极,在上述像素电极上形成有绝缘膜,在上述绝缘膜上形成有具有狭缝的对置电极,覆盖上述对置电极而形成有取向膜,
上述取向膜接受光取向处理,
在上述有机钝化膜上形成接触孔,该接触孔用于对上述像素电极与上述TFT源电极进行连接,上述接触孔具有下孔、大于上述下孔的上孔以及用于连结上述下孔与上述上孔的内壁,其中,上述下孔具有接触部,
上述接触孔中的上述内壁的至少一部分形成用于形成图像的透过区域,上述源电极是遮光膜,在上述接触孔的上述内壁的上述用于形成图像的透过区域与上述TFT基板之间,不存在上述源电极。
6.一种液晶显示装置,设置有像素区域和具有TFT的像素矩阵状地形成的TFT基板、以及与上述TFT基板相对地配置的对置基板,上述TFT基板与上述对置基板之间夹持液晶层,其特征在于,
在上述像素区域内形成有有机钝化膜,在上述有机钝化膜上形成有像素电极,在上述像素电极上形成有绝缘膜,在上述绝缘膜上形成有具有狭缝的对置电极,覆盖上述对置电极而形成有取向膜,
上述取向膜接受光取向处理,
在上述有机钝化膜上形成接触孔,该接触孔用于对上述像素电极与上述TFT源电极进行连接,上述接触孔具有下孔、大于上述下孔的上孔以及用于连结上述下孔与上述上孔的内壁,其中,上述下孔具有接触部,
上述接触孔中的上述上孔的直径大于与上述接触孔对应的部分中的上述源电极的直径,
上述源电极是遮光膜,上述接触孔的上孔的比上述源电极的直径大的部分成为用于形成图像的透过区域。
7.根据权利要求5所述的液晶显示装置,其特征在于,
在与上述接触孔对应的部分中的上述对置基板中没有形成黑色矩阵。
8.根据权利要求6所述的液晶显示装置,其特征在于,
在与上述接触孔对应的部分中的上述对置基板中没有形成黑色矩阵。
9.一种液晶显示装置,设置有像素区域和具有TFT的像素矩阵状地形成的TFT基板、以及与上述TFT基板相对地配置的对置基板,上述TFT基板与上述对置基板之间夹持有液晶层,其特征在于,
在上述像素区域内形成有无机钝化膜,在上述无机钝化膜上形成有像素电极,在上述像素电极上形成有绝缘膜,在上述绝缘膜上形成有具有狭缝的对置电极,覆盖上述对置电极而形成有取向膜,
上述取向膜接受光取向处理,
在上述无机钝化膜上形成有接触部,该接触部用于对上述像素电极与上述TFT源电极进行连接,在上述接触部上具有层差倾斜区域,
上述倾斜区域中的至少一部分形成用于形成图像的透过区域,
上述源电极是遮光膜,在上述倾斜区域的至少一部分的用于形成图像的透过区域与上述TFT基板之间,不存在上述源电极。
10.一种液晶显示装置,设置有像素区域和具有TFT的像素矩阵状地形成的TFT基板、以及与上述TFT基板相对地配置的对置基板,上述TFT基板与上述对置基板之间夹持液晶层,其特征在于,
在上述像素区域内形成有对置电极,在上述对置电极上形成有绝缘膜和/或无机钝化膜,在上述绝缘膜和/或无机钝化膜上形成有具有狭缝的像素电极,覆盖上述像素电极而形成有取向膜,
上述取向膜接受光取向处理,
在上述绝缘膜上形成有接触部,该接触部用于对上述像素电极与上述TFT源电极进行连接,在上述接触部上具有层差倾斜区域,
上述倾斜区域的至少一部分形成用于形成图像的透过区域,
上述源电极是遮光膜,在上述倾斜区域的至少一部分的用于形成图像的透过区域与上述TFT基板之间,不存在上述源电极。
11.根据权利要求9所述的液晶显示装置,其特征在于,
在与上述接触部对应的部分中的上述对置基板中没有形成黑色矩阵。
12.根据权利要求10所述的液晶显示装置,其特征在于,
在与上述接触部对应的部分中的上述对置基板中没有形成黑色矩阵。
13.根据权利要求9所述的液晶显示装置,其特征在于,
在与上述源电极的至少一部分对应的上述对置基板中没有形成黑色矩阵。
14.根据权利要求10所述的液晶显示装置,其特征在于,
在与上述源电极的至少一部分对应的上述对置基板中没有形成黑色矩阵。

说明书全文

液晶显示装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种液晶显示装置,特别是涉及一种通过光的照射对取向膜附加取向控制功能并且提高像素内的透过率从而使亮度提高的液晶显示面板

背景技术

[0002] 在液晶显示装置中设置有像素电极薄膜晶体管(TFT)等矩阵状地形成的TFT基板以及与TFT基板相对地在与TFT基板的像素电极对应的位置中形成了滤色器等的对置基板,在TFT基板与对置基板之间夹持液晶。然后,按照每个像素来控制液晶分子的光的透过率由此形成像素。
[0003] 液晶显示装置为平板且轻量的,因此广泛应用于从TV等大型显示装置至便携式电话机、DSC(Digital Still Camera:数字照相机)等各种领域中。另一方面,在液晶显示装置中视场特性成为问题。视场角特性是在从正面观察画面的情况以及在倾斜方向上观察画面的情况下亮度发生变化或者色度发生变化的现象。视场角特性具有使液晶分子通过平方向的电场进行动作的IPS(In Plane Switching:平面转换)方式良好的特性。
[0004] IPS方式也存在各种方式,但是以下方式能够使透过率增加即在以整个平面方式形成的对置电极或者像素电极上通过层间绝缘膜形成具有狭缝的像素电极或者对置电极,使用经过狭缝的电线使液晶分子旋转,因此当前成为主流。作为这种结构的IPS,在“专利文献1”中记载了抑制域的产生而提高透过率的像素结构。
[0005] 专利文献1:日本特开2010-8999号公报
[0006] 专利文献2:日本特开2009-47839号公报

发明内容

[0007] 在“专利文献1、2”的结构中,通过确定像素电极与对置电极的相互的形状来提高像素周边的透过率。另一方面,像素电极需要通过接触孔与TFT的源电极相连接。在TFT上形成有机钝化膜以使表面平坦。为了对源电极与像素电极进行连接,需要在有机钝化膜上形成接触孔。为了防止像素电极被切断,期望将接触孔的锥角设为45度以下。这样,接触孔的上孔直径形成大面积。
[0008] 在像素电极上形成取向膜以使液晶分子初始取向。以往,为了附加取向特性对取向膜进行摩擦处理。但是,接触孔形成凹部,因此无法对该部分的取向膜进行良好的摩擦取向处理,无法对液晶进行取向控制。因而,在接触孔的部分中,由液晶的取向紊乱引起产生光漏而对比度降低等使画质降低。为了防止该情况,以往形成遮光膜以覆盖接触孔区域。但是,遮光膜必然使像素的开口率降低,因而使透过率、画面亮度降低。
[0009] 本发明的目的在于,实现以下液晶显示装置:尽可能减小这种接触孔中的遮光膜的面积,提高像素的透过率,提高画面亮度。
[0010] 本发明是为了克服上述问题而完成的,具体的方法为以下方法。即,通过光取向对取向膜进行取向控制,接触孔内的内部上的取向膜也能够控制液晶分子。也就是说,根据光取向,能够对形成于接触孔内的取向膜附加取向控制功能而不使产生取向紊乱。由此,不需要使源电极的面积增加而遮挡接触孔部整体,因此能够提高透过率。
[0011] 该方式应用于在下侧形成对置电极而隔着层间绝缘膜在上侧形成具有狭缝的像素电极的结构的IPS,还能够应用于在下侧形成像素电极而隔着层间绝缘膜在上侧形成具有狭缝的对置电极的结构的IPS。
[0012] 另外,将接触孔的内部设为用于像素形成的透过区域的本发明并不限于IPS,还能够应用于特殊方式的VA(Vertical Alignment:垂直排列)方式的液晶显示装置。
[0013] 根据本发明,在接触孔的内壁部中,也能够对取向膜附加预定的取向特性,能够将接触孔的内壁部用作图像形成区域,因此能够实现透过率、亮度大的液晶显示装置。附图说明
[0014] 图1是实施例1的像素部的俯视图。
[0015] 图2是图1的A-A’截面图。
[0016] 图3是以往例的像素部的俯视图。
[0017] 图4是图3的B-B’截面图。
[0018] 图5是实施例2的像素部的俯视图。
[0019] 图6是图5的C-C’截面图。
[0020] 图7是以往例的像素部的俯视图。
[0021] 图8是图7的D-D’截面图。
[0022] 图9是实施例3的像素部的俯视图。
[0023] 图10是图9的E-E’截面图。
[0024] 图11是以往例的像素部的俯视图。
[0025] 图12是图11的F-F’截面图。
[0026] 图13是实施例4的像素部的俯视图。
[0027] 图14是图13的G-G’截面图。
[0028] 图15是特定的方式中VA方式液晶显示装置的工序的截面示意图。
[0029] 图16是特定的方式中VA方式液晶显示装置的图15的工序的截面示意图。
[0030] 图17是通常的VA方式的液晶显示装置的截面图。
[0031] 图18是应用了本发明的VA方式的液晶显示装置的截面图。
[0032] 图19是应用了本发明的VA方式的液晶显示装置的俯视图。
[0033] 附图标记的说明
[0034] 10扫描线
[0035] 20影像信号线
[0036] 100TFT基板
[0037] 101栅极绝缘膜
[0038] 102半导体
[0039] 103漏电极
[0040] 104源电极
[0041] 105无机钝化膜
[0042] 106有机钝化膜
[0043] 107对置电极
[0044] 108层间绝缘膜
[0045] 109像素电极
[0046] 110取向膜
[0047] 111接触孔
[0048] 112接触孔内壁部
[0049] 113接触部
[0050] 120狭缝
[0051] 200对置基板
[0052] 201黑色矩阵
[0053] 202滤色器
[0054] 203外涂层膜
[0055] 300液晶层
[0056] 301液晶分子
[0057] 400取向材料层
[0058] 1101摩擦取向不良部。

具体实施方式

[0059] 以下、根据实施例与以往例进行比较来说明本发明的内容。
[0060] [实施例1]
[0061] 在实施例1中,说明在下侧配置整个平面的对置电极107而通过 层间绝缘膜108在上侧配置具有狭缝120的像素电极109的结构的IPS。图1是本实施例中的像素的平面结构,图2是图1的A-A’截面图。在图1以及图2中,取向膜110通过光取向进行取向控制。图3是具有相同电极结构的以往例的像素的俯视图,图4是图3的B-B’截面图。在图3以及图4示出的以往例中,取向膜110通过摩擦进行取向控制。
[0062] 为了说明本发明的特征,首先说明作为以往结构的图3和图4的内容。在图3中在由沿纵方向上延伸的影像信号线20以及在横方向上延伸的扫描线10包围的区域内形成有像素区域。在扫描线10上形成有TFT,该TFT控制向像素电极109提供影像信号。在图3中,扫描线10兼作TFT的栅电极,在扫描线10上形成有a-Si的半导体层102。在半导体层102上形成从影像信号线20分支的漏电极103,与漏电极103相对地形成有源电极104。
源电极104在像素区域上延伸,通过接触孔111与像素电极109相连接。
[0063] 在图3中,源电极104在接触孔111中作为遮光膜而起作用,因此在像素区域内形成八角形状,占有很大的面积。接触孔111构成为从下表面被八角形状的源电极104覆盖,来自背光灯的光不会照到接触孔111。
[0064] 在图3中,在像素区域内,在下侧以整个平面方式形成对置电极107,在图3中隔着未图示的层间绝缘膜在上侧形成有具有狭缝120的像素电极109。像素电极109在接触孔111的接触部113中与源电极104相连接。在图3中,在图3中,如用虚线所示,对置电极107形成为避开比源电极104大一圈的区域。即,在被由虚线包围的梯形上的区域内不进行液晶的控制。
[0065] 因而,关于该部分,在图3中由于未图示的对置基板200中的黑色矩阵201而来自背光灯的光被遮挡。也就是说,在图3示出的结构中,用虚线表示的梯形的部分不利于图像形成,因此降低开口率以及降低透过率、亮度。在图3中,有助于图像形成的区域为用斜线表示的区域。
[0066] 图4是图3的B-B’截面图。在图4中,在TFT基板100上形成由未图示的TFT使用的栅极绝缘膜101,在该栅极绝缘膜101上形成有从TFT延伸的源电极104。如图3所示,该部分的源电极104的宽度变宽,遮挡来自背光灯的光。覆盖源电极104而形成无机钝化膜105,在该无机钝化膜105上形成有兼作平坦化膜的有机钝化膜106。
[0067] 在有机钝化膜106上形成有接触孔111,该接触孔111用于对像素电极109与源电极104之间进行接触。形成于有机钝化膜106的接触孔111构成用于使像素电极109与源电极104进行接触的下孔、直径大于下孔的上孔以及对下孔与上孔进行连结的内壁112。用于防止像素电极109的层差部的断线,无法增加内壁112的锥度,例如为45度以下。因而,在有机钝化膜106厚度为2μm左右,因此形成于有机钝化膜106的接触孔111的上孔直径变得很大。
[0068] 在有机钝化膜106上以整个平面方式形成有对置电极107。对置电极107形成于避开接触孔111的区域。对置电极107是不仅与一个像素、也与其它像素共同地形成的,被施加公共电压。在对置电极107上形成层间绝缘膜108,在层间绝缘膜108上形成有具有狭缝120的像素电极109。在无机钝化膜105、层间绝缘膜108上形成接触孔111,像素电极109与源电极104通过接触孔111的接触部113而导通。覆盖像素电极109而形成取向膜110。像素电极109和对置电极107由作为透明导电膜的ITO(Indium Tin Oxide:铟化物)形成。
[0069] 在图4中,隔着液晶层300配置有对置基板200。在对置基板200上形成黑色矩阵201、滤色器202,覆盖这些黑色矩阵201、滤色器202而形成外涂层膜203,在该外涂层膜203上形成取向膜110。在图4中,取向膜110在TFT基板100侧或者对置基板200侧通过摩擦进行取向处理。
[0070] 在图4的TFT基板100中,当对像素电极109施加影像信号时,通过形成于像素电极109上的狭缝120而产生电力线,使液晶分子301旋转对来自背光灯的光的透过进行控制。即,液晶分子301首先通过取向膜110进行初始取向,但是通过横向电场从初始取向的位置起旋 转来控制光的透过。
[0071] 如果取向膜110的表面平坦,则取向膜110能够通过摩擦进行取向控制,但是在图4示出的接触孔111的部分中形成凹部,因此该部分无法通过摩擦进行取向控制。在不进行取向控制的部分1101中来自背光灯的光漏光而使对比度降低,因此需要进行遮光。在图4中,通过源电极104进行该遮光。
[0072] 在图4中,对置电极107以避开接触孔111的方式形成。也就是说,直到形成了对置电极107的部分为止能够根据影像信号来控制液晶分子301。摩擦取向的紊乱1101不仅在接触孔111的内侧产生也在接触孔111的周边产生,因此需要从像素的透过区域排除该部分。因而,该部分被由形成于对置电极200上的黑色矩阵201遮挡。也就是说,用图4的斜线表示的阴影区域根据没有形成对置电极107的范围来规定,该区域与形成于对置电极200的黑色矩阵201的区域大致一致。为了提高画面的亮度,需要缩小图4中的斜线的范围,但是,以往那样在对取向膜110进行摩擦处理的情况下受到限制。
[0073] 图1是表示本发明实施例1的像素的俯视图。图1与作为以往例的图3的不同之处在于,源电极104在像素区域内面积没有扩大。即,在图1中,源电极104作为遮光膜而起作用的面积与图3相比非常小。在图1中,用斜线表示有助于图像形成的区域。该斜线的面积大于图3的情况。相应地在图1的结构中能够提高开口率以及提高透过率、亮度。也就是说,在图1中,通过光取向来进行取向膜110的取向控制,因此能够将液晶分子301的取向进行到接触孔111内部,接触孔111的内壁112的倾斜部也能够作为用于进行图像形成的透过区域而使用。在图1中的其它结构与图3相同,因此省略说明。
[0074] 图2是图1的A-A’截面图。图2与作为以往例的图4的较大不同之处在于,作为遮光膜而起作用的源电极104的宽度非常小。因而,图2示出的遮光范围与图4相比非常小,相应地能够提高像素的透过率而提高亮度。
[0075] 在图2中,这样能够缩小源电极104中的遮光膜的面积的原因在 于,在本实施例中在取向膜110的取向中使用光取向。光取向通过照射偏振光紫外线来进行取向膜110的取向控制。光取向与由摩擦产生的取向不同,还能够对接触孔111那样的凹部中的取向膜110进行取向控制。
[0076] 即,在图2中,还能够对接触孔111的内部112的倾斜部中的取向膜110进行良好的取向控制,因此在接触孔111内部也能够控制液晶分子301而有助于图像形成。因而,在图2的结构中,源电极104不需要作为遮光膜而起作用,因此采用用于进行电接触的所需最小面积即可。也就是说,相应地能够提高像素中的透过率。
[0077] 在图2中,与图4同样地,对置电极107仅形成至接触孔111的周边。但是,如果对取向膜110进行取向控制,则通过液晶的弹性效果,还能够对没有形成对置电极107的部分的液晶分子301进行旋转操作,因此能够有助于图像形成。另外,在图2中,在对置基板200中不一定形成黑色矩阵201。
[0078] 如上所述,在本实施例中,能够将源电极104的遮光面积比以往例大幅减小,因此能够提高像素的透过率,能够提高画面亮度。
[0079] [实施例2]
[0080] 实施例2是与实施例1相反地在下侧配置整个平面的像素电极109而隔着层间绝缘膜108在上侧配置具有狭缝120的对置电极107的结构的IPS中应用本发明的情况。图5是本实施例中的像素的平面结构,图6是图1的C-C’截面图。在作为本实施例的图5以及图6中,取向膜110也通过光取向进行取向控制。图7是具有相同电极结构的以往例的像素的俯视图,图8是图7的D-D’截面图。在图7以及图8示出的以往例中,取向膜110通过摩擦进行取向控制。
[0081] 为了说明本发明的特征,首先,说明作为以往结构的图7以及图8。在图7中,除了被影像信号线20和扫描线10包围的电极结构以外与图3相同。用虚线表示的像素电极109以整个平面方式形成,在该像素电极109上在图7中通过未图示的层间绝缘膜形成有具有狭缝120的对置电极107这一点,图7与图3不同。
[0082] 在图7中,用虚线表示的像素电极109从TFT延伸而在像素区域内覆盖源电极104。具有狭缝120的对置电极107是不仅与一个像素共通也与其它像素共通地形成的,被施加公共电压。形成于对置电极107的狭缝120还覆盖源电极104和接触孔111。
[0083] 在图7的结构中,在接触孔111中,来自背光灯的光被八边形状的源电极104遮挡。在图7中取向膜110的取向控制也通过摩擦来进行的,因此为了防止在接触孔111周边中由取向紊乱1101引起的漏光,源电极104形成为大于接触孔111。在图7中用斜线表示有助于图像形成的区域。
[0084] 图8是图7的D-D’截面图。在图8中,到有机钝化膜106的形成为止与图4相同,因此省略说明。在图8中,在形成有机钝化膜106之后,形成接触孔111。之后,在有机钝化膜106的接触孔111内在无机钝化膜105中形成接触孔111。在图8中,有机钝化膜106与无机钝化膜105的接触孔使用不同的掩模而形成,但是在有机钝化膜106中形成接触孔111之后,还能够将有机钝化膜106作为抗蚀剂而形成无机钝化膜105的接触孔。
[0085] 之后,覆盖有机钝化膜106和接触孔111来粘附像素电极109。像素电极109和对置电极107由ITO(Indium Tin Oxide:铟锡氧化物)形成。本实施例中的像素电极109以整个平面方式形成。像素电极109在接触孔111的接触部113中与源电极104进行接触。
[0086] 之后,形成层间绝缘膜108,在该层间绝缘膜108上形成具有狭缝120的对置电极107。对置电极107和狭缝120还形成于接触孔111内。在对置电极107上形成用于使液晶取向的取向膜110。取向膜110通过摩擦进行取向控制,在接触孔111及其周边中,产生取向紊乱1101,因此为了防止从该部分漏光,源电极104由大于接触孔上孔的面积形成。即,在图8中,用斜线表示的背光灯的遮光区域通过源电极104来规定的。
[0087] 在图8中,对置基板200的结构与在图4中说明的结构相同。但是,图8中的黑色矩阵201的区域大致与通过源电极104来规定的遮 光区域一致,因此变得小于图4的情况。尽管如此,源电极104的面积大,因此相应地用于形成像素的光透过区域受到限制。
[0088] 图5是表示本实施例中的像素的俯视图。源电极104在像素区域内面积没有扩大这一点,图5与作为以往例的图7不同。即,在图5中,源电极104作为遮光膜而起作用的面积与图7相比非常小。
[0089] 在图5中,用斜线表示有助于图像形成的区域。该斜线的面积大于图7的情况。相应地在图5的结构中能够提高画面的透过率、亮度。这是由于,在图5中通过光取向来进行取向膜110的取向控制,因此能够将液晶分子301的取向进行到接触孔111的内部,接触孔111的内壁112的倾斜部还能够用作图像形成用的透过区域。图5中的其它结构与图7相同,因此省略说明。
[0090] 图6是图5的C-C’截面图。作为遮光膜而起作用的源电极104的宽度非常小这一点,图6与作为以往例的图8大不相同。因而,在图6中用斜线表示的遮光范围与图8相比非常小,相应地能够提高像素的透过率而提高亮度。
[0091] 在图6中,这样能够缩小源电极104的遮光膜的面积是由于,在图6中使用光取向。即,在图6中,还能够对接触孔111的内壁112的倾斜部进行取向控制,因此在接触孔111内部中,也能够控制液晶分子301而使之有助于图像形成。
[0092] 如图6所示,对置电极107的狭缝120还形成于接触孔111的内壁112,隔着层间绝缘膜108与像素电极109相对,因此在接触孔111内部也能够控制液晶分子301。在图6的结构中,源电极104不需要作为遮光膜而起作用,因此用于进行电接触的所需最小面积即可。因而,相应地能够提高像素中的透过率。
[0093] 在图6中,用斜线表示的遮光区域通过源电极104来规定的,在对置电极200中的对应的部分中不一定形成黑色矩阵201。这样,在本实施例中,接触孔111内部也能够作为透过区域用作像素形成,因此能够提高液晶显示装置的亮度。
[0094] [实施例3]
[0095] 实施例3是与实施例2同样地在下侧配置整个平面的像素电极109而隔着绝缘膜108在上侧配置具有狭缝120的对置电极107的结构的IPS中应用本发明的情况。图9是本实施例中的像素的平面结构,图10是图9的E-E’截面图。在作为本实施例的图9以及图10中,取向膜110也通过光取向进行取向控制。图11是具有相同电极结构的以往例的像素的俯视图,图12是图11的F-F’截面图。在图11以及图12示出的以往例中,取向膜
110通过摩擦进行取向控制。
[0096] 为了说明本发明的特征,首先说明作为以往结构的、图11以及图12。在图11中并未图示但是在像素电极109与无机绝缘膜105之间没有形成有机钝化膜这一点,图11与图7大不相同。
[0097] 在图11中,用虚线表示的像素电极109从TFT延伸而在像素区域内覆盖源电极104。具有狭缝120的对置电极107是不仅与一个像素、也与其它像素共同地形成的,被施加公共电压。形成于对置电极107的狭缝120还覆盖源电极104和接触孔部113。
[0098] 在图11的结构中,在接触孔部113中,来自背光灯的光被四边形状的源电极104遮挡。在图11中取向膜110的取向控制也通过摩擦来进行的,因此为了防止在接触孔部113周边中由取向紊乱1101引起的漏光,源电极104形成为大于接触孔部113。在图11中用斜线表示有助于图像形成的区域。
[0099] 图12是图11的F-F’截面图。在图12中,在形成无机钝化膜105之后,形成接触孔113。
[0100] 之后,覆盖无机钝化膜105和接触孔部113来粘附像素电极109。像素电极109和对置电极107由ITO(Indium Tin Oxide:铟锡氧化物)形成。本实施例中的像素电极109以整个平面方式形成。像素电极109在接触孔部113中与源电极104进行接触。
[0101] 之后,形成层间绝缘膜108,在该层间绝缘膜108上形成具有狭缝120的对置电极107。对置电极107形成为覆盖接触孔部113。在对置电极107上形成用于使液晶取向的取向膜110。取向膜110通过摩擦进行取向控制,在接触孔部113及其周边中,产生取向紊乱
1101, 因此为了防止从该部分漏光,源电极104由大于接触孔上孔的面积形成。即,在图12中,用斜线表示的背光灯的遮光区域通过源电极104来规定的。
[0102] 在图12中,对置基板200的结构与在图8中说明的结构相同。但是,图12中的黑色矩阵201的区域大致与通过源电极104来规定的遮光区域一致,但是,源电极104的面积大,因此相应地用于形成像素的光透过区域受到限制。
[0103] 图9是表示本实施例中的像素的俯视图。源电极104在像素区域内面积没有扩大这一点,图9与作为以往例的图11不同。即,在图9中,源电极104作为遮光膜而起作用的面积与图11相比非常小。
[0104] 在图9中,用斜线表示有助于图像形成的区域。该斜线的面积大于图11的情况。相应地在图9的结构中能够提高画面的透过率、亮度。这是由于,在图9中通过光取向来进行取向膜110的取向控制,因此能够将液晶分子301的取向进行到层差大的接触孔部113的上部为止,到接触孔部113的倾斜部的源电极的最大限度为止能够用作图像形成用的透过区域。图9中的其它结构与图11几乎相同,因此省略说明。
[0105] 图10是图9的E-E’截面图。图10与作为以往例的图12较大的不同之处在于,作为遮光膜而起作用的源电极104的大小较小。因而,在图10中用斜线表示的遮光范围与图12相比非常小,相应地能够提高像素的透过率而提高亮度。
[0106] 在图10中,这样能够缩小源电极104的遮光膜的面积的原因在于,在图10中使用光取向。即,在图10中,还能够对接触孔部113的层差倾斜部112中的取向膜110进行取向控制,因此在层差倾斜部112中,也能够控制液晶分子301而使有助于图像形成。
[0107] 在图10的结构中,源电极104不需要作为遮光膜而起作用,因此用于进行电接触的所需最小面积即可。因而,相应地能够提高像素中的透过率。
[0108] 在图10中,用斜线表示的遮光区域通过源电极104来规定的, 在对置电极200中的对应的部分中不一定形成黑色矩阵201。这样,在本实施例中,接触孔部113的倾斜区域112的源电极104的最大限度为止能够作为透过区域而使用于图像形成,因此能够提高液晶显示装置的亮度。
[0109] [实施例4]
[0110] 实施例4是与实施例1同样地在下侧配置整个平面的对置电极107而隔着栅极绝缘膜101和无机钝化膜105在上侧配置具有狭缝120的像素电极109的结构的IPS。图13是本实施例中的像素的平面结构,图14是图13的G-G’截面图。在图13以及图14中,取向膜110也通过光取向进行取向控制。
[0111] 为了说明本发明的特征,首先说明作为像素的平面结构的图13的结构。图13主要与图1的不同之处在于,在图13中并未图示但是在对置电极107的下层没有形成有机钝化膜。
[0112] 在图13中,用虚线表示的对置电极107从TFT延伸而在像素区域内与源电极104重叠。源电极104在像素区域内延伸,通过接触孔部113与具有狭缝120的像素电极109相接触。
[0113] 在图13的结构中,在接触孔部113中,来自背光灯的光被由四边形状的源电极104遮挡。在图13中用斜线表示有助于图像形成的区域。
[0114] 在图14中,在像素区域内,在下侧以整个平面方式形成对置电极107,隔着该对置电极107上的栅极绝缘膜101以及无机钝化膜105在上侧形成具有狭缝120的像素电极109。在无机钝化膜105上形成接触孔,像素电极109与源电极104在接触孔部113中导通。
覆盖像素电极109而形成取向膜110。像素电极109与对置电极107由作为透明导电膜的ITO(Indium Tin Oxide:铟锡氧化物)形成。
[0115] 在本实施例中,与实施例1同样地,在取向膜110的取向中使用光取向。光取向与由摩擦产生的取向不同,还能够对接触孔部113那样的凹部中的层差区域112的取向膜110进行取向控制。
[0116] 因而,在图14的结构中,到源电极104附近为止得到良好的液 晶取向,因此在对置基板200中没有形成对与源电极对应的区域进行遮光覆盖的黑色矩阵201。也就是说,能够到源电极的最大限度为止进行液晶显示,相应地能够提高像素的透过率、亮度。
[0117] 在通过摩擦对取向膜110进行取向控制的情况下,难以对层差部分进行良好的取向控制,因此在层差部分周边容易产生由液晶的取向紊乱引起的漏光。在该情况下,为了防止由层差附近的液晶取向紊乱引起的光漏,形成于对置基板200的黑色矩阵201形成为较大使得覆盖层差部分。
[0118] 如上所述,在本实施例中,通过使用光取向,能够在使用摩擦取向膜的情况下由源电极104周边的层差而产生的由液晶的取向紊乱引起的光漏抑制到较小,因此不需要对对置基板200的黑色矩阵201进行遮挡以覆盖与源电极104对应的区域,能够缩小黑色矩阵的面积。因而,能够提高像素的透过率,能够提高画面亮度。
[0119] [实施例5]
[0120] 实施例1、2、3以及4是将本发明应用于IPS方式的液晶显示装置的示例。但是,即使在VA(Vertical Alignment:垂直排列)方式的液晶显示装置中,用于对像素电极109与源电极104进行连接的接触孔111导致使像素区域内的透过率降低的情况也相同。在VA方式的特别的方式中,接触孔111内部也能够用作图像形成的透过区域。
[0121] 图15是应用本发明的VA方式的液晶显示装置的截面示意图。在图15中,在形成了像素电极109的TFT基板100与形成了对置电极107的对置基板200之间夹持液晶层300和取向材料400。当将对液晶材料与作为用于使液晶分子301取向的取向材料的光反应性单体进行混合的材料封入到TFT基板100与对置基板200之间时,液晶材料与取向材料分离,接近TFT基板100或者对置基板200的位置中形成取向材料层400,在取向材料层
400与取向材料层400之间形成液晶层300。
[0122] 或者,代替将介电常数各向异性为负的液晶材料与光反应性单体的混合材料封入到单元内,还能够预先在TFT基板以及相对置的CF 基板上形成具有光固化性的侧链取代基的由取向膜材料形成的薄膜层,由此与上述同样地能够控制由电场施加与光照射引起的液晶的初始取向。
[0123] 在TFT基板100中的像素电极109中形成有狭缝状的空间。以后,通过取向材料层400施加用于使液晶取向初始化的预定电场,因此形成该空间。在图15中,如果在像素电极109与对置基板200之间没有产生电场则液晶分子301垂直地取向。
[0124] 图16示出对于图15的状态对像素电极109与对置电极107之间施加电压的情况。由于形成于像素电极109的狭缝状空间的影响,电场产生紊乱,随着该电场分布,负的介电常数各向异性的液晶分子301如图16那样取向。在该状态下,从TFT基板100侧照射紫外线。所使用的取向材料具有通过紫外线固化的性质,因此TFT基板100附近的液晶分子301在图16那样的取向状态下被固定。由此能够对液晶分子301进行预定的大约88~89度预倾角的初始取向。因而,通过在图16的像素电极109与对置电极107之间形成纵向电场,不产生取向的紊乱域,使液晶分子旋转而对来自背光灯的光的透过进行控制从而能够使VA方式的液晶显示装置进行动作。
[0125] 图17是以往的VA方式的液晶显示装置的截面图。在图17中,在有机钝化膜106上形成有像素电极109。在对置电极107上覆盖黑色矩阵201和滤色器202而形成外涂层膜203,在该外涂层膜203上形成有对置电极107。
[0126] 在图17中,在用于对像素电极109与源电极104进行连接的接触孔111中,无法对液晶分子301进行规定的初始取向,因此扩大源电极104的面积而遮挡来自背光灯的光。即,与该遮挡部相应量降低透过率而降低亮度。
[0127] 图18是本发明的VA方式的截面图。在图18中,除了源电极104变小以外,像素中的电极结构与图17的情况相同。在图18中,在像素电极109的表面与对置电极107的表面形成取向材料层400,在取向材料层400与取向材料层400之间夹持液晶层300。该结构为在图 15中说明的结构。当对像素电极109与对置电极107之间施加电压时,TFT基板100附近的具有负的介电常数各向异性的液晶分子301由于电场的影响而取向。在该状态下,如图16中说明那样,当从TFT基板100侧照射紫外线时,取向材料层400固化,使TFT基板100附近的液晶分子301的取向进行固定而初始化。
[0128] 该现象不仅在图15的电极配置中相同,其在图18示出的接触孔111中也相同。即,取向材料层400也形成于接触孔111内部,通过施加电场,在接触孔111内部中在适合于电场的状态下使液晶分子301初始取向。如图19的俯视图所示,特别期望直到接触孔内部为止形成狭缝电极图案,由此通过用于初始取向的电场施加处理以及UV照射,直到接触孔内部为止能够稳定地形成均匀的液晶初始取向。
[0129] 由此,即使在接触孔111内部中,也不形成取向不良区域而得到相同的液晶取向,因此能够用作形成图像的透过区域。另外,期望在接触孔区域中也形成通过电场用于使液晶取向初始化的狭缝电极图案。
[0130] 因而,在本实施例中,不需要将源电极104作为遮光膜而使用,因此源电极104在接触孔区域内也具有用于导通的最小面积即可。另外,在与源电极104对应部分的对置电极107中不一定形成黑色矩阵201。这样,通过应用本发明,在VA方式的液晶显示装置中,能够提高透过率,能够提高画面亮度。
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