发明内容
鉴于常规液晶显示器件中存在的上述问题,本发明的目的是提供一种平面开关(IPS)模式液晶显示器件,它可以解决垂直串扰问题,同时提高开孔率。
特别是与上述常规液晶显示器件比较,本发明的第一个目的是提供IPS模式的液晶显示器件,它可以防止垂直串扰的发生,而不会降低开孔率。
为了实现上述第一个目的,根据本发明,数据线设计成用透明公共电极重叠,用于屏蔽从IPS液晶显示器件中的数据线泄露的电场。然而这个结构仍然伴随着这样的问题,正如上述日本待审专利公开号9-236820指出的那样,由于透明材料的高阻抗,可能会产生电压差,从而防止电极正常地受驱动以显示图像。因此,本发明的第二个目的是提供一种IPS模式液晶显示器件,其由透明电极组成的公共电极与数据线重叠,而公共电极可以具有降低的阻抗。
为了实现第二个目的,与数据线重叠的透明电极通过每个像素的接触孔与公共电极线电连接。
即使上述目的得以实现,开孔率的降低问题仍然没有得到解决。因此,本发明的第三个目的是提供一种IPS模式液晶显示器件,它能够省略不透光的薄膜,诸如,在常规IPS模式液晶显示器件中经常使用的、用于防止在显示图像上出现由于电场泄露造成的垂直串扰而设置的黑基底膜。
为了实现上述第三个目的,根据本发明的IPS模式液晶显示器件,当以平面方式观察时,面对数据线的黑基底层被设计成具有宽度小于与数据线重叠的公共电极的宽度,而不透光薄膜被设计成不形成在与数据线重叠的公共电极和位于毗邻公共电极的像素电极之间。
正如上述日本待审专利公开号9-236820所指出的,这里存在一个问题,即透明的电极非常昂贵。因此,本发明的第四个目的是提供一种IPS模式液晶显示器件,其中的透明电极可以低成本制作。
为了实现第四个目的,透明电极由ITO组成,在制造ITO透明电极、同时带有由ITO组成的端子的过程中不会增加制作透明电极的步骤。
正如上述日本待审专利公开号10-186407所指出的,如果公共电极完全与数据线重叠,则数据线和常规电极之间寄生电容增加的问题仍然没有得到解决。因此,本发明的第五个目的是提供一种IPS模式液晶显示器件,其数据线几乎与公共电极完全重叠,而不会在数据线和公共电极之间增加寄生电容。
为了实现第五个目的,由ITO组成的公共电极形成在比带有被夹在其间的层间绝缘层的数据线更接近液晶层的层中,该层间绝缘层是由具有低介电常数的有机材料制成。
虽然上述公开专利没有指出这一点,如果屏蔽数据线的公共电极被设计成由普通金属材料而不是ITO制成,则与带有由ITO组成的公共电极的液晶显示器件相比,最终的液晶显示器件的可靠性要低。所以,本发明的第六个目的是提供IPS模式的液晶显示器件,其数据线使用更可靠的透明材料屏蔽。
根据本发明的一个方面,提供了一种平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件,包括(a)第一基板,(b)与第一基板对置的第二基板和(c)夹在第一和第二基板之间的液晶层,其中第一基板包括(a1)带有栅极、漏极和源极的薄膜晶体管(a2)与要驱动的像素相关联的像素电极,(a3)公共电极,将参考电压施加在该公共电极上,(a4)数据线,(a5)扫描线,和(a6)公共电极线;其栅极与扫描线电连接,漏极与数据线电连接,源极与像素电极电连接,并且公共电极与公共电极线电连接,借助基本上与第一基板的平面平行、并施加在像素电极和公共电极之间的电场,液晶层中的液晶分子轴沿与第一基板平行的平面旋转,从而显示一定的图像。公共电极由透明材料组成,并形成在比数据线更接近于液晶层的层面上,除了位于扫描线附近的数据线的区域外,公共电极与其间夹有绝缘层的数据线完全重叠。该平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步还包括在公共电极完全与数据线重叠的区域中的不透光层,该不透光层形成在第二基板上、或者第一基板上,以便使得该不透光层位于比数据线更接近液晶层的位置,并且面对数据线,该不透光层由黑基底层、或者由具有比与数据线重叠的公共电极的宽度小的多层彩色层组成。
上述平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件实现了上述第一到第三目标。特别是,该平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件可以,(a)防止垂直串扰,而不会降低开孔率,(b)与公共电极电连接的透明电极与数据线重叠,并且公共电极可以具备低阻抗,(c)可以省略不透光薄膜,例如在常规IPS模式液晶显示器件中使用的、用于防止因为电场泄露所致的在显示图像时出现的垂直串扰的黑基底膜。
下面说明为什么上述平面开关模式有源矩阵类型的液晶显示器件可以实现第一到第三目标的原因。
图1是上述常规液晶显示器件10A的部分剖面图。为了简化说明,图1仅仅示出了部分必要内容。
液晶显示器件10A包括有源器件基板11A、对置基板12A和夹在有源基板11A和对置基板12A之间的液晶层13A。
对置基板12A包括起到可以阻断不必要光的不透光膜的作用的黑基底层17A、部分覆盖黑基底层17A的彩色层18A、覆盖黑基底层17A和彩色层18A的整体覆盖层19A、在整体覆盖层19A上完全形成的定向膜20A。
有源器件基板11A包括:形成在玻璃基板(未示出)上的公共电极26A、在玻璃基板上形成的夹层绝缘膜25A覆盖公共电极26A、在夹层绝缘膜25A上形成的数据线24A、在夹层绝缘膜25A上形成的像素电极27A、覆盖数据线24A和像素电极27A的、在夹层绝缘膜25A上形成的钝化膜37A、以及在钝化膜37A上形成的定向膜31A。
在图1所示的液晶显示器件10A中,在数据线24A附近形成的公共电极26A必须做得足够宽,以便在此吸收从数据线24A中泄露的电场。因为公共电极26A由构成栅极线的不透明材料组成,所以不可避免地,限定开口OP的区域从公共电极26A的右边向内延伸。
此外,对于黑基底层17A来说还需要做得比完全覆盖数据线24A的宽度更宽,以便阻断从数据线24A和公共电极26A之间的缝隙泄露的光线S。
例如,考虑到在有源器件基板11A和起滤色器作用的对置基板12A之间的对准误差,将液晶显示器件10A中的黑基底层17A设计成可以比数据线24A和公共电极26A之间的缝隙延伸出8μm或更大的宽度。
如上所述,在常规液晶显示器件10A中增加开孔率是十分困难的,因为液晶显示器件10A只能有一个有限的区域作为开口OP,所以需要让黑基底层17A延伸出上述缝隙之外。
图2是一个根据本发明设计的液晶显示器件的部分剖面图。与图1类似,图2为了简化说明的目的,仅仅示出了需要说明的部分。
液晶显示器件10包括有源器件基板11、对置基板12和夹在有源器件基板11和对置基板12之间的液晶层13。
对置基板12包括黑基底层17、部分覆盖黑基底层17的彩色层18、覆盖黑基底层17和彩色层18的整体覆盖层19、完全覆盖在整体覆盖层19上的定向膜20。
有源器件基板11包括第一夹层绝缘膜23、在第一夹层绝缘膜23上形成的数据线24、在第一夹层绝缘膜23上形成的、覆盖数据线24的第二夹层绝缘膜25、在第二夹层绝缘膜25上形成的公共电极26、在第二夹层绝缘膜25上形成的像素电极27、和在第二夹层绝缘膜25上形成的、覆盖公共电极26和像素电极27的定向膜31。
公共电极26设计成完全与数据线24重叠,并且黑基底层17设计成具有比公共电极26的宽度小的宽度。公共电极26和像素电极27两者都是由氧化铟锡(ITO)材料组成,这是一种透明材料。
根据液晶显示器件10,从数据线24泄露的电场完全被位于数据线24上的公共电极26所屏蔽。因此,如图2所示,可以得到一个限定开口OP的区域,它从公共电极26的右边向内延伸,使得开口OP比图1所示的常规液晶显示器件10A中得到的开口OP宽。
即,根据本发明的液晶显示器件可以具有比常规液晶显示器件10A更大的开孔率。
此外,在根据本发明的液晶显示器件10中,只要防止从位于黑基底层17附近的像素泄露光,就可以有效地防止光泄露。因此,不再需要黑基底层17具有比数据线24宽的宽度,即使在考虑到有源器件基板11和对置基板12的误对准的情况下。
例如,如果黑基底层17具有6μm或更大的宽度,只要数据线24与黑基底层17重叠,就可能让黑基底层17有效地阻断光。
图3是一个曲线图,示出了模拟从数据线24泄露的电场是如何在公共电极26完全与数据线24重叠的液晶显示器件中得到屏蔽的结果。
在该模拟过程中,计算出了电位的轮廓和光通过单个单元中的液晶显示器件的速率,假定各像素完全是黑色的,0V电压施加在像素电极27和公共电极26上,5V电压施加在漏极上。
如图3所示,通过液晶显示器件的光线的速率Z保持为0。这意味着,从数据线24泄露的电场完全被公共电极26屏蔽。
黑基底层17可以用具有多层彩色层的不透光层代替,在这种情况下,不再需要形成黑基底层17,因此,有可能提高液晶显示器件的加工效率。
优选的是,公共电极与公共电极线通过每个像素中的接触孔进行电连接。
通过在每个像素中的接触孔将公共电极电连接到公共电极线,有可能减少公共电极的阻抗。其结果是,可以解决透明材料具有高阻抗的问题。
优选的是,第一和第二基板之一进一步包括沿线条形成的彩色层。
优选的是,平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括:在子像素区中的反向旋转阻止结构,其中所有液晶分子以相同的方向旋转,从而防止了液晶分子沿与该相同方向相反的方向旋转,该反向旋转阻止结构包括:辅助电极,将等于像素电极和公共电极中的至少一个的电压施加给该辅助电极,使得如果初始定向方向以一锐角进行旋转,则液晶分子的初始定向方向与子像素区的所有子区的子像素区中产生的电场方向重叠。
优选的是,平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括在与数据线重叠的公共电极下面形成的夹层绝缘膜。该夹层绝缘膜包括上层和下层,上层仅形成在与数据线重叠的公共电极那部分的下面。
通过采用这种夹层绝缘膜,也就不再需要在公共电极和数据线之间形成包含很大区域的夹层绝缘膜,它可以使公共电极几乎完全与数据线重叠,而不会增加在公共电极和数据线之间形成的寄生电容。
优选的是,公共电极在对置端沿其横向比数据线宽1.5μm或更大。
通过将公共电极在对置端上沿其横向设计成比数据线宽出1.5μm或更大,有可能在数据线一侧允许最大光线通过,这相当于在像素上显示白色时,通过像素的光的1/100或更小。
优选的是黑基底层的宽度窄于数据线的宽度,它在整个长度上与数据线重叠。
如图2所示,如果黑基底层17宽度小于数据线24的宽度,有可能使用所有通过与数据线24重叠的透明公共电极26的扩展区的光,保证了光通过面板的速率得到加强。
优选的是黑基底层形成在第二基板上,面对数据线的黑基底层的宽度等于6μm或更大。
如果黑基底层的宽度小于6μm,很多光将在数据线24上被反射,结果平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件的屏幕在亮环境下很难看到。
优选的是,黑基底层与扫描线和其周围的区域、以及夹在扫描线和像素电极之间及其周围的区域重叠。
这样保证了扫描线、和各区域可以通过黑基底层屏蔽光线。
优选的是像素电极由透明材料组成。
由透明材料组成的像素电极可以进一步提高开孔率。
优选的是公共电极和像素电极在公共层上形成。
因此,有可能在一个步骤中形成公共电极和像素电极,确保提高了产品的得率,即,根据本发明制造的平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件无须不增加制作步骤。
平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件可以进一步包括在紧接着公共电极下面的层面上形成的夹层绝缘层,以及由在夹层绝缘层之下形成单层或多层构成的像素辅助电极,其中像素辅助电极优选地与源极电连接,并且保持与像素电极的电压相等的电压。像素辅助电极优选由不透明金属制成。
虽然由不透明金属制成的像素辅助电极略微减少了透射率,但是通过借助像素辅助电极将像素电极彼此进行电连接,可以在像素上下形成存储电容,从而保证了在显示图像时的更高存储电容和更高的质量。
优选的是,像素辅助电极至少部分地形成在形成公共电极的层的像素电极的下面,并且带有很多梳齿。
因为电场垂直施加给紧接着透明像素电极上的液晶,所以液晶垂直站立,其结果是,与在梳齿电极之间区域中获得的光的透射率相比,光的透射率降低。因此,通过将由不透明材料组成的像素辅助电极定位在具有比像素辅助电极的透射率略微小的透射率的像素电极的下面,可以将位于像素对置边的像素辅助电极彼此进行电连接,而不会大幅度降低光的使用效率。
更为优选的是,平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括在公共电极下面紧接着的层面上形成的夹层绝缘层,以及在该夹层绝缘层之下形成的、由单层或多层构成的像素辅助电极,其中像素辅助电极与公共电极线电连接,并且保持与公共电极的电压相等的电压。该像素辅助电极由不透明金属制成。
与像素辅助电极类似,通过将公共电极彼此电连接,可以在像素上下形成存储电容,从而保证了显示图像时的更高存储电容和更高的质量。
优选的是像素辅助电极形成在带有很多梳齿的公共电极的下面。
通过将由不透明材料组成的公共辅助电极定位在具有比公共辅助电极的透射率略微小的透射率的像素电极的下面,可能将位于像素对边的公共辅助电极彼此电连接,而不会光的使用效率降低很多,然而,如果像素辅助电极设置在公共电极下面,将在公共电极和像素辅助电极之间将产生电场,结果所需的水平电场不能施加在液晶上。因此,优选的是,像素辅助电极刚好设置在像素电极的下面,并且公共辅助电极也刚好设置在公共电极的下面。
优选的是扫描线终端、数据线终端和公共电极线终端都是由与用透明电极组成的公共电极所构成的材料相同的材料覆盖或组成。
这可以确保液晶显示器件的公共电极及其终端同时形成,避免了增加在制作公共电极时所需的步骤。
平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件优选地可以进一步包括:在子像素区中的反向旋转阻止结构,其中所有液晶分子都以相同方向旋转,而防止液晶分子以与该相同方向相反的方向旋转,其中像素辅助电极和公共电极线的至少一部分边缘是倾斜的,如果初始定向方向是以锐角进行旋转的,使得液晶分子的初始定向方向与在子像素区中的所有子区的子像素区中产生的电场重叠。
通过防止液晶分子的分子轴反向旋转,就有可能实现对液晶显示器件显示质量和可靠性的改善。
优选的是用之字形的公共电极和像素电极限定子像素区,在该子像素区中,液晶分子在像素中是以两个方向旋转的,其中部分像素辅助电极自每个之字形像素电极的弯曲部分、在该弯曲部分突出的方向上、沿液晶分子以不同方向旋转的两个子像素区之间的边界突出来的突起,用于使两个子像素区之间的液晶分子的旋转稳定。
优选的是,之字形的公共电极和像素电极限定了子像素区,在该子像素区中,液晶分子在像素中以两个方向旋转,其中部分公共辅助电极自每个之字形公共电极的弯曲部分、在该弯曲部分突出的方向上、沿液晶分子以不同方向旋转的两个子像素区之间的边界突出来的突起,用于使两个子像素区之间的液晶分子的旋转稳定。
优选的是平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括覆盖上述公共电极的钝化膜。
优选的是平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括覆盖上述像素电极的钝化膜。
覆盖上述像素电极或公共电极的钝化膜将缓和在像素电极或公共电极边缘产生的电场强度,确保防止在液晶分子和显示图像过程中出现的缺陷。
优选的是,在第一基板上形成一个将像素电极与源极电连接的第一接触孔,以及将公共电极与公共电极线电连接的第二接触孔,第一和第二接触孔的可以是方形或矩形的,其一边长度大于或等于6μm。
第一和第二接触孔一边长度大于或等于6μm,可以保证进行适当的电接触。
优选的是,在第一基板上形成将像素电极与源极电连接的一个第一接触孔,以及将将公共电极与公共电极线电连接的第二接触孔,该第一和第二接触孔的内表面均用金属膜覆盖。
通过在第一和第二接触孔的内表面覆盖金属膜,可以降低均由透明金属制成的公共电极和公共电极线之间的电阻,从而提高了显示图像的均匀性。
例如,像素电极可以由形成数据线的第二金属层形成。
由于像素电极和公共电极彼此形成在不同的层面上,像素电极和公共电极不会彼此短路,因此确保了生产成品率的提高。
优选的是,像素电极形成在形成漏极的第二金属层上,图像也在这个区域中显示,除了由透明金属组成、并与数据线重叠的部分之外的公共电极的部分形成在形成栅极的第一金属层上。
由于像素电极和公共电极形成在彼此不同的层面上,所以像素电极和公共电极不会彼此短路,从而确保了生产成品率的提高。此外,由于由第一层构成的浮动电极也是在组成公共电极的层面上形成的,所以通过与公共电极电连接,浮动电极成为固定电极,确保了显示质量的提高。
优选的是,平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括:夹在数据线和与数据线重叠的公共电极之间由透明金属组成的夹层绝缘膜,该夹层绝缘膜只形成在公共电极的下面。
这样保证了不再需要在比所需的区域大的区域中在公共电极和数据线之间形成夹层绝缘膜,这样数据线几乎可以完全被公共电极覆盖,而不会增加公共电极和数据线之间的寄生电容。
优选的是,平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括:夹在数据线和与数据线重叠的公共电极之间由透明金属组成的夹层绝缘膜,该夹层绝缘膜是由无机膜制成的。
通过采用无机材料制成夹层绝缘膜,该夹层绝缘膜可以提高透明度。此外,它还可以提高薄膜晶体管的可靠性。
优选的是,平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括:夹在数据线和与数据线重叠的公共电极之间由透明金属组成的夹层绝缘膜,该夹层绝缘膜是由有机膜制成的。
由于有机膜的介电常数要比无机膜小,所以由有机材料组成的夹层绝缘膜具有比用无机材料组成的夹层绝缘膜小的介电常数。此外,制作有机材料的夹层绝缘膜的过程要比制作同样无机材料的工艺简单。
优选的是,平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括:夹在数据线和与数据线重叠的公共电极之间由透明金属组成的夹层绝缘膜,该夹层绝缘膜是由用无机膜构成的第一膜、和用有机膜构成并且覆盖在第一膜上的第二膜构成的。
与只使用无机膜构成的夹层绝缘膜相比,具有这种多层结构的夹层绝缘膜可以具有更小的介电常数。此外,通过将由无机膜组成的第一膜设计成与薄膜晶体管中的半导体层接触,可以并进一步通过在第一膜上形成第二膜,将可以在第一和第二膜之间形成稳定的界面,从而保证薄膜晶体管的可靠性得到提高。
例如,无机膜可以选自氮化硅膜、无机聚硅氮烷(polysilazane)膜、氧化硅膜或者包括上述两者或多者的多层结构。
这些无机膜可以让薄膜晶体管的可靠性得到增强。
例如,有机膜可以选自光敏丙烯酸树脂膜、光敏聚酰亚胺膜、苯并环丁烯(benzocyclobutene)(BCB)膜、有机聚硅氮烷(polysilazane)膜或者硅氧烷膜等。
这些有机膜是可以很容易制造的。
例如,第一膜可以是氮化硅膜构成的,而第二膜可以是光敏丙烯酸树脂膜或者光敏聚酰亚胺树脂膜构成的。
包含上述第一和第二膜的多层结构可以降低夹层绝缘膜的介电常数,保证薄膜晶体管的可靠性得到加强。
优选的是,由透明金属制成并与数据线重叠的公共电极进一步与扫描线和公共电极之间的区域重叠。
具有这种结构的公共电极可以屏蔽从扫描线泄露的电场,从而,它可以通过在像素电极和公共电极之间产生的电场增强显示区的可控性,保证开孔率得到增强。
优选的是由透明金属制成并与数据线重叠的公共电极进一步与薄膜晶体管的沟道区重叠。
具备这种结构的公共电极可以防止电场从外部进入薄膜晶体管,保证在显示图像时薄膜晶体管特性的稳定性和可靠性得到提高。
优选的是在公共电极线和像素辅助电极之间形成存储电容,所述公共电极线是由形成栅极的第一金属层构成的,所述像素辅助电极是由形成漏极的第二金属层构成的。
通过形成由第一金属层构成的公共电极线和由第二金属层构成的像素辅助电极,可以在像素的上下形成存储电容,从而提高了存储电容,并进一步确保图象显示的稳定性。
优选地是,公共电极线沿每个像素的平面中的扫描线形成在扫描线的对置边或一边上。
通过使用上述方法形成的公共电极线,通过公共电极占据的区域将使透明区域得到增强,这是因为,公共电极使用透明材料构成的。这保证了平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件中开孔率的提高。形成在扫描线对置边的公共电极线可以提供比形成在扫描线的一边上的公共电极线更大的存储电容,保证图像显示可以更加稳定地提高。
优选的是,平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件可以进一步包括不透光层,其与公共电极电连接、并且在形成在数据线不与黑基底层和多层彩色层重叠的区域中数据线的下面,并且公共电极不与数据线重叠。
不透光层可以防止光泄露,从而防止了显示图像时的干扰。
优选的是,栅极由第一金属层构成,漏极由第二金属层构成,第一和第二金属层可以由铬层、铝层、钛层、钼层、钨层和包含上述一种或多种金属层的多层膜构成。
这些金属膜可以确保降低电阻,增强可靠性。
优选的是,当从上面观看时,像素电极和源极或者由第二金属层形成的像素辅助电极都是通过位于上边和下边之一上的每个像素中的第一接触孔彼此电连接,并且当从上面观看时,由第一金属层形成的公共电极和公共电极线都是通过位于另一上边和下边上的每个像素中的第二接触孔彼此电连接。
如上所述,通过每个像素中的接触孔将公共电极电连接到公共电极线,有可能降低公共电极的电阻。
优选的是透明电极是由氧化铟锡(ITO)构成的。
氧化铟锡(ITO)在电化学反应中十分稳定。因此,由ITO组成的公共电极和像素电极两者都可以设计成与直接与定向膜接触,与包括由其他任意金属(除ITO外)制成的公共电极和像素电极的液晶显示器件比较,确保了平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件的可靠性。
优选的是,在形成栅极的第一金属层构成的公共电极线和形成漏极的第二金属层构成的像素辅助电极之间形成存储电容。
优选的是,之字形公共电极和像素电极限定子像素区,在该子像素区中的液晶分子在像素中以两个方向旋转,其中一部分公共电极和像素电极(至少之一)自每个之字形公共电极的弯曲部分、在该弯曲部分突出的方向上、沿液晶分子以不同方向旋转的两个子像素区之间的边界突出来的突起,用于使两个子像素区之间的液晶分子的旋转稳定。
通过将公共电极或者像素电极设计成具有这样的突起,可以稳定地显示图像。
优选的是,平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括在数据线和公共电极之间形成的夹层绝缘膜,该夹层绝缘膜由无机膜制成的第一膜构成,第二膜覆盖上述第一膜,它由有机膜制成,第一膜的厚度大于等于0.25μm。
即使在数据线和与数据线重叠的公共电极之间的第二膜中产生了针孔,由于第一膜由无机膜制成,且厚度大于等于0.25μm,可以具有足够高的击穿电压,所以可能防止当正在制造显示板或正在显示图象时,数据线和公共电极由于形成在它们之间的夹层绝缘膜的介电崩溃而彼此短路。这样保证数据线中不会发生缺陷。
优选的是平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括在第一基板上形成的彩色层。
优选的是平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括在第一基板上形成的黑基底层。
通过在第一基板上设计黑基底层和/或彩色层,它们可以被设计成更准确地与数据线重叠,并且相应地有可能使黑基底层和彩色层的具有更小的宽度,从而保证增加开孔率。
优选的是,平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括在数据线和公共电极之间形成的夹层绝缘膜,该夹层绝缘膜至少包括有机膜、黑基底或由有机膜覆盖的彩色层。
构成夹层绝缘膜的有机膜可以防止在彩色层和/或黑基底层中的杂质溶入液晶层。这样可以保证液晶显示器件可靠性的增强。
优选的是,平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括在数据线和公共电极之间形成的夹层绝缘膜,该夹层绝缘膜由无机膜制成的第一膜组成,并且第二膜覆盖上述第一膜,并由有机膜构成,彩色层或黑基底层被夹在第一和第二膜之间。
构成夹层绝缘膜的有机膜防止了彩色层和/或黑基底层中的杂质溶入液晶层,进而还防止第一基板受到彩色层中电荷和/或离子运动的影响。这样保证液晶显示器件的可靠性得到加强。
优选的是,平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括在数据线和公共电极之间形成的夹层绝缘膜,该夹层绝缘膜由无机膜制成的第一膜组成,并且第二膜覆盖上述第一膜,它由无机膜制成,彩色或黑基底层夹在第一和第二膜之间。
进一步,提供了一种平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件,它包括(a)第一基板、(b)位于第一基板对面的第二基板,和(c)夹在第一和第二基板之间的液晶层。其中第一基板包括(a1)具有栅极、漏极和源极的薄膜晶体管、(a2)每个都与要驱动的像素相关的像素电极、(a3)施加以参考电压的公共电极、(a4)数据线、(a5)扫描线,和(a6)公共电极线,所述栅极与扫描线电连接,漏极与数据线电连接,源极与像素电极电连接,公共电极与公共电极线电连接,像素电极呈之字形,并且以几乎相等的间隔彼此相邻公共电极呈之字形,并且以几乎相等的间隔彼此相邻,几乎平行于第一基板表面的双向电场施加在像素电极和公共电极上。该平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件包括向其施加具有第一方向的电场的第一子像素区,以及向其施加具有第二方向的电场的第二子像素区,在第一子像素区中,液晶层中的液晶分子轴沿第一旋转方向在平行于第一基板表面的平面上旋转,在第二子像素区中,液晶层中的液晶分子轴沿不同于第一旋转方向的第二旋转方向在平行于第一基板表面的平面上旋转,公共电极由透明材料制成,它形成位于比数据线更接近液晶层的层面上,除了位于扫描线附近的数据线的区域以外,公共电极与在其间夹有的绝缘层的数据线完全重叠,该平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括位于公共电极完全与数据线重叠的区域中的不透光层,该不透光层形成在第二基板、或者使得不透光层位于比数据线更近液晶层且面对数据线的第一基板上,该不透光层由黑基底层或者多层彩色层构成,黑基底层或多层彩色层的宽度小于与数据线重叠的公共电极的宽度,数据线以之字形沿像素电极延伸。
上述平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件可以通过将首次提到的平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件应用到所谓的多区域(multi-domain)平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件上面而获得的。上述平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件也可以在多区域平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件上实现上述第一到第三发明目的。
例如数据线、公共电极和像素电极在每个像素中被每个像素中的一个弯曲。
通过设定弯曲数值等于数据线、公共电极和像素电极之一,有可能最大化开孔率。
例如在每个像素中的数据线、公共电极和像素电极通过以大于等于3的奇数弯曲。
通过设置弯曲数值等于奇数,就可以在区域和数值两个方面使液晶分子以顺时针方向扭转的区域与液晶分子按逆时针方向扭转的区域相等,从而保证视角的对称性得到加强。
优选的是数据线、公共电极和像素电极在每个像素中被弯曲N,其中N是根据公式(A)进行定义:
30[μm]≤L/(N+1)[μm]≤40[μm] (A)
其中L表示开口的长度。
数据线、公共电极和像素电极中的弯曲值越小,开孔率越高。然而如果弯曲值很小,就可以看到弯曲图案。优选的是,黑基底层是在数据线、公共电极和像素电极的弯曲之后形成的,但是,如果数据线、公共电极和像素电极弯曲值很小,对黑基底层制作图案将更加困难。相比之下,当数据线、公共电极和像素电极弯曲值很大时,弯曲图案看上去象一条线,因此黑基底的形成可以更加直线直线化(linear)且更薄。然而,弯曲值越大,开孔率就越小。考虑这些因素,上述公式(A)可以提供数据线、公共电极和像素电极弯曲的优化值。
优选的是面对数据线的黑基底层形成了一条线。
使黑基底层形成一条线最容易。
可替换的方案是,面对数据线的黑基底层可能以之字形形成,这种情况下,优选的是面对数据线的黑基底层与数据线直线一样弯曲。
通过将黑基底层形成为与数据线的之字形相一致的之字形,将可能提高液晶显示器件中的开孔率。
优选的是,位于黑基底层一端的对面,在沿垂直于数据线延伸的方向的平面截取的剖面上,在沿面对数据线的黑基底层一端和数据线的一端之间的基板的距离大于等于4μm。
通过将上述距离设定为大于等于4μm,有可能防止来自黑基底层端部倾斜的泄露光直接进入数据线。
优选的是黑基底层形成于第二基板上,并且当从上面观察时,面对数据线的黑基底层在任何位置上都与数据线重叠4μm或更大。
通过将黑基底层设计成在任何位置上都与数据线重叠4μm或更大,有可能防止来自黑基底层端部倾斜的泄露光直接进入数据线。
优选的是第一或第二基板进一步由沿直线直线形成的彩色层构成。
彩色层可以最容易地沿直线形成。
优选的是第一和第二基板之一进一步由以之字形形成的彩色层构成。
虽然构成之字形彩色层可能要比构成直线的彩色层略有困难,但是之字形彩色层在形状上可以与形成在第一基板上的之字形数据线相匹配,从而保证了光的使用率的提高。
优选的是彩色层的弯曲与数据线相符。
通过使彩色层的弯曲与数据线的相符,可以增加开孔率。
优选的是,平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括:在子像素区中的反向旋转阻止结构,在这个区域中,所有液晶分子都是以相同的方向旋转,以便防止液晶分子以与该相同方向相反的方向旋转。该反向旋转阻止结构包括辅助电极,施加给它的电压等于像素电极和公共电极中至少一个的电压,以便使液晶分子初始定向的方向与在子像素区中所有子区中的子像素区中产生的电场的方向重叠如果初始定向方向是以锐角旋转的化。
通过在液晶分子是以顺时针方向扭曲的子像素区和逆时针方向扭曲的子像素区之间形成像素辅助电极和公共辅助电极,有可能稳定液晶分子的定向,保证显示图像更加清晰。像素辅助电极和公共辅助电极两者都可以稳定这些子像素区的边界。
优选的是平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括:由共同构成栅极和漏极的层面构成的隔离浮动(isolated floating)电极。该隔离浮动电极与公共电极或像素电极在其之间夹有绝缘层的之字形公共电极或像素电极的弯曲部分处重叠的公共电极或像素电极,它还具有在弯曲部分突出的方向上、沿第一和第二子像素区之间的周边延伸的延伸部分。
在上述很难形成辅助电极的区域中,隔离浮动电极的形成可以容易地稳定控制区域。一般情况下,当按下显示屏的时候,因为区域域的运动会留下轨迹。隔离浮动电极的形成可以防止留下这种轨迹,即使显示屏被按下,也可以保证显示的稳定。
优选的是之字形数据线包括从数据线延伸的方向向左和向右倾斜的直线部分。
优选的是黑基底层形成在第二基板上,并且该黑基底层面对数据线以在任何位置上都具有大于由下列公式定义的最小宽度Dmin的线宽形成:
Dmin=D+LS×tanθ-(D-8)×2[μm]
其中D代表数据线的宽度,LS表示在直线部分朝数据线延伸的方向投影的时候所得到的长度,θ表示数据线延伸的方向和直线部分之间形成的角度。
上述公式从理论上可以定义出黑基底层的最小宽度。
优选的是之字形数据线包括与数据线延伸方向平行延伸的第一直线部分,和从数据线延伸方向向左和向右倾斜的第二直线部分。
沿数据线延伸方向平行延伸的第一直线部分有可能减少用于防止光的倾斜泄露所需的黑基底层的宽度,这种光线在直线形的黑基底层形成在第二基板上的时候可能会造成问题。
优选的是平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件可以进一步包括在之字形数据线弯曲部分上形成的与凹部配合的覆层。
该覆层可以减少用于防止光的倾斜斜泄露所需的黑基底层的宽度,这种光线在直线形的黑基底层形成在第二基板上的时候可能会造成问题。
该平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件可以进一步包括由不透明金属制成的浮动不透光薄膜,该浮动不透光薄膜在数据线弯曲部分的凹部与数据线重叠。
优选的是,该平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件可以进一步包括与之字形数据线重叠的、从每个之字形公共电极的弯曲部分突出的突起。
当液晶分子借助在与数据线重叠的公共电极和与公共电极毗邻的像素电极之间产生的电场沿两个方向旋转时,上述突起可以在液晶分子沿两个方向旋转的区域之间的周边处稳定这些区域。
优选的是,在形成漏极的第二金属层构成的像素电极和形成栅极的第一金属层构成的公共电极线之间形成存储电容。
这样保证了液晶层的存储电容可以增加,图像得以稳定地显示。
在此,还进一步提供了一种平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件,包括:(a)第一基板、(b)位于第一基板对面的第二基板,和(c)在第一和第二基板之间夹着的液晶层;其中第一基板包括(a1)带有栅极、漏极和源极的薄膜晶体管、(a2)每个都与要驱动的像素相关的像素电极、(a3)向其施加参考电压的公共电极、(a4)数据线、(a5)扫描线,和(a6)公共电极线;栅极与扫描线电连接,漏极与数据线电连接,源极与像素电极电连接,公共电极与公共电极线电连接,像素电极呈现之字形状,与相邻的像素电极等间距地间隔开,公共电极呈现之字形状,与相邻的像素电极等间距地隔开,在像素电极和公共电极上施加几乎与第一基板的表面平行的双向电场;该平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件包括第一子像素区,向其施加具有第一方向的电场,并且液晶层中的液晶分子轴在与第一基板的表面平行的平面上沿第一旋转方向旋转;以及,还包括向其施加具有第二方向的电场的第二子像素区,并且液晶分子轴在与第一基板表面平行的平面上、沿与第一旋转方向不同的第二旋转方向进行旋转;第一基板的开口沿垂直于数据线延伸方向的方向延伸,公共电极由透明材料制成,并且形成在其位于比数据线更接近液晶层的层面上。除了位于扫描线附近的数据线的区域以外,公共电极完全与其间夹有绝缘层的数据线重叠;公共电极通过每个像素中的接触孔与公共电极线电连接。该平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件进一步包括不透光层,它位于公共电极完全与数据线重叠的区域,该不透光层形成在第二基板或第一基板上,以便使得该不透光层比数据线更接近于液晶层、且面对数据线;该不透光层由黑基底层或多层的彩色层构成,该黑基底层或多层的彩色层的宽度小于与数据线重叠的公共电极的宽度,数据线沿直线延伸,构成栅极的栅极线以之字形延伸。
在第一基板开口以数据线延伸的方向延伸的液晶显示器件中,优选的是,将液晶沿数据线延伸的方向注入在第一和第二基板之间形成的空间。相反,在第一基板的开口沿垂直于数据线延伸的方向延伸的液晶显示器件中,例如上述液晶显示器件,优选的是,将液晶沿垂直于数据线延伸的方向注入在第一和第二基板之间形成的空间。因此,可以根据液晶显示器件中开口延伸的方向选择液晶注入空间的方向。
在此,又进一步提供了一种平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件,包括:(a)第一基板、(b)位于第一基板对面的第二基板,和(c)在第一和第二基板之间夹着的液晶层;其中第一基板包括(a1)带有栅极、漏极和源极的薄膜晶体管、(a2)每个都与要驱动的像素相关的像素电极、(a3)向其施加参考电压的公共电极、(a4)数据线、(a5)扫描线,和(a6)公共电极线;栅极与扫描线电连接,漏极与数据线电连接,源极与像素电极电连接,公共电极与公共电极线电连接,像素电极呈现之字形状,彼此等间距地间隔开,公共电极呈现之字形状,彼此等间距地隔开,在像素电极和公共电极上施加几乎与第一基板的表面平行的双向电场;该平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件包括第一子像素区,向其施加具有第一方向的电场,在此,液晶层中的液晶分子轴在与第一基板的表面平行的平面上沿第一旋转方向旋转;以及,还包括向其施加具有第二方向的电场的第二子像素区,在此,液晶分子轴在与第一基板表面平行的平面上、沿与第一旋转方向不同的第二旋转方向进行旋转;由形成漏极或栅极的层面形成的隔离浮动电极在其间夹有绝缘膜的之字形公共电极或像素电极的弯曲部分处与公共电极或像素电极重叠,公共电极和像素电极中的至少一个具有从之字形公共电极和像素电极的弯曲部分沿着第一和第二子像素区之间的周边、以弯曲部分突起的方向突出的突起。
在上述辅助电极很难形成的区域上,也可以通过形成浮动电极,稳定在液晶层中的液晶分子的定向。
本发明的另一个方面在于提供了包含上述一个平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件的电子器件。
通过包括一个上述平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件的液晶显示板的设计,该液晶显示板可以具有在显示区域上增加的开孔率,保证显示区域的亮度得到增强。
根据本发明的又一方面,提供了一种制作平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件的方法,包括:
(a)第一基板;
(b)位于该第一基板对面的第二基板;
(c)夹在所述第一和第二基板之间的液晶层。
其中所述第一基板包括:
(a1)带栅极、漏极和源极的薄膜晶体管;
(a2)像素电极,分别与要驱动的像素相关联;
(a3)向其施加参考电压的公共电极;
(a4)数据线;
(a5)扫描线;
(a6)公共电极线;
(a7)数据线端部;
(a8)扫描线端部;以及
(a9)公共电极线端部;
所述栅极与所述扫描线电连接,所述漏极与所述数据线电连接,所述源极与所述像素电极电连接,并且所述公共电极与所述公共电极线电连接;并且所述液晶层中的液晶分子轴在平行于所述第一基板平面中、借助上平行于所述第一基板的平面、且施加在所述像素电极和所述公共电极之间的电场进行旋转,以便显示图象。
所述方法包括如下步骤:
(A)形成所述薄膜晶体管、所述数据线、所述扫描线和所述公共电极线,然后形成夹层绝缘膜;
(B)蚀刻所述夹层绝缘膜,以形成达到所述数据线、所述扫描线和所述公共电极线的接触孔;
(C)在由步骤(B)获得的整个产品上淀积透明金属,以便用透明金属覆盖所述接触孔的内表面,从而形成所述数据线端部、所述扫描线端部和所述公共电极线端部;
(D)蚀刻所述透明金属,以形成所述公共电极,使得所述公共电极与所述数据线重叠。
根据本发明的再一方面,提供了一种平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件的制作方法包括:
(a)第一基板;
(b)位于该第一基板对面的第二基板;
(c)夹在所述第一和第二基板之间的液晶层。
其中所述第一基板包括:
(a1)带栅极、漏极和源极的薄膜晶体管;
(a2)像素电极,分别与要驱动的像素相关联;
(a3)向其施加参考电压的公共电极;
(a4)数据线;
(a5)扫描线;以及
(a6)公共电极线;
所述栅极与所述扫描线电连接,所述漏极与所述数据线电连接,所述源极与所述像素电极电连接,并且所述公共电极与所述公共电极线电连接;
所述像素电极呈之字形,并彼此等间距地间隔开;
所述公共电极呈之字形,并彼此等间距地间隔开;
双向的电场与所述第一基板平行,并且施加到所述像素电极和所述公共电极上;
所述平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件包括:施加具有第一方向电场的第一子像素区,其中所述液晶层中的液晶分子轴在平行于所述第一基板表面的平面上沿第一旋转方向旋转;施加具有第二方向电场的第二子像素区,其中所述液晶层中的液晶分子轴在平行于所述第一基板表面平面中,沿不同于所述第一旋转方向的第二旋转方向旋转;所述方法包括如下步骤:
(A)形成所述薄膜晶体管、所述数据线、所述扫描线和所述公共电极线,然后形成夹层绝缘膜;
(B)蚀刻所述夹层绝缘膜,以形成达到所述数据线、所述扫描线和所述公共电极线的接触孔;
(C)在由步骤(B)获得的整个产品上淀积透明金属,以便用透明金属覆盖所述接触孔的内表面,从而形成所述数据线端部、所述扫描线端部和所述公共电极线端部;以及
(D)蚀刻所述透明金属,以形成所述公共电极,使得所述公共电极与所述数据线重叠。
优选实施方案的说明
第一实施方案
图4、5和6列举了基于本发明第一实施方案采用的平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件。图4是基于第一实施方案采用的液晶显示器件10的平面图,图5是在图4中沿V-V线截取的剖面图,同时图6是单元像素的电路图。
如图5所示,液晶显示器件10由有源器件基板11、对置基板12和介于有源器件基板11和对置基板12之间的液晶层13构成。
对置基板12包括电绝缘透明基板16、在作为不透光膜的电绝缘透明基板16的第一表面上形成的黑基底层17、在电绝缘透明基板16的第一表面上形成的彩色层18,使得彩色层18部分地与黑基底层17重叠,以及覆盖黑基底层17和彩色层18的透明覆盖层19。
彩色层18由包含红色(R)、绿色(G)和兰色(B)的树脂膜制成。
对置基板12进一步包括在电绝缘透明基板16的第二表面上的导电透明层15,以便防止由于液晶显示板与其他材料接触而产生的电荷对液晶层13造成电影响。
有源矩阵基板11包括电绝缘透明基板22、形成在限定了扫描线28(参阅图4)和栅极30c(参阅图6)的电绝缘透明基板22上的第一金属层、形成在电绝缘透明基板22上的第一夹层绝缘膜23、形成在第一夹层绝缘膜23上的岛型非晶硅膜、在其中限定了数据线24和薄膜晶体管30的源极30b和漏极30a的第二金属层、形成在第一夹层绝缘薄膜23上的第一薄膜25a、形成在第一薄膜25a上的第二薄膜25b、和在第二薄膜25b上形成的作为透明电极的公共电极26和像素电极27。
第一和第二膜25a和25b构成第二电绝缘膜25。
有源矩阵基板11进一步包括在与数据线24(参阅图8)一道形成的第一夹层绝缘膜23上形成的像素辅助电极35。数据线24和像素辅助电极35由第二金属层组成。
根据本说明书,“上”层意味着位于接近液晶层13的层面,而“下”层意味着位于在有源器件基板11和对置基板12两者中远离液晶层13的层面。
有源器件基板11和对置基板12包括定向膜31和32,分别都与液晶层13接触。如图4所示,定向膜31和32被摩擦,使得液晶层13沿从公共电极27和像素电极26延伸的方向倾斜的方向上被均匀定向,其角度在10度到30度范围内,然后分别粘附到有源器件基板11和对置基板12上,使得他们彼此面对。上述角度被称为液晶分子的初始定向方向。
尽管没有示出,在有源器件基板11和对置基板12之间还是形成了间隙,以便确保液晶层13的厚度,并且在有源器件基板11和对置基板12之间的液晶层13的周围进行密封,避免液晶分子的泄露。
有源器件基板11进一步包括在电绝缘透明基板22下表面上形成的偏振板21,类似地,对置层12也包括在导电层15上形成的偏振板14。有源器件基板11的偏振板21具有沿垂直于液晶初始定向方向延伸的偏振轴,对置基板12的偏振板14具有沿平行于液晶初始定向方向的偏振轴。各偏振轴彼此垂直延伸。
如图4所示,有源器件基板11包括传输数据信号的数据线24、向其施加参考电压的公共电极线26a和26b、向其施加参考电压的公共电极26、与要显示图像的像素相关的像素电极27、传输扫描信号的扫描线28、和薄膜晶体管(TFT)30。
薄膜晶体管30包括栅极30c(参阅图8)、漏极30a和源极30b。薄膜晶体管30位于与像素相关的扫描线28和数据线24交叉点附近。栅极30c与扫描线28电连接,漏极30a与数据线24电连接,而源极30b与像素电极27电连接。
公共电极26和像素电极27被设计成具有梳齿形状,在公共电极26和像素电极27中的梳齿与数据线24平行延伸。公共电极26和像素电极27中的梳齿在网格中彼此排列,且彼此间隔开。
如图4所示,作为透明电极形成的公共电极26通过接触孔39a与公共电极线26b电连接。
图7分别示出了在图4中示出的液晶显示器件10的各层中,限定了构成公共电极26和像素电极27的透明电极的层(B),以及除上述层(B)以外的层(A)。在图7中,在看平面图时,可以明了在与数据线24重叠的公共电极26和与公共电极26毗邻的像素电极27之间没有不透光薄膜。
图8和图9示出了平面开关模式液晶显示器件10中的TFT器件部分、单元像素部分、以及单元像素部分的接触孔部分。在图10中,其TFT器件部分、单元像素部分和接触孔部分分别示意性地沿A-A、B-B和C-C线截取了剖面图。
在图8中,第二夹层绝缘膜25设计成具有第一膜25a和第二膜25b的多层结构,而在图9中,第二夹层绝缘膜25被设计成具有第一膜25a的单层结构。下面参考图8进行说明。当第二夹层绝缘膜25具有单层结构时,第一膜25a可以被认为是第二夹层绝缘膜中的下层,同时第二膜25b可以被认为是第二夹层绝缘膜中的上层。
如图8和图4所示,公共电极线26a和26b由第一金属层构成,沿数据线24平行延伸,并且在其周围被施以公共电极26的电压。
如图4所示,由透明电极构成的像素电极27通过接触孔39b与像素辅助电极35电连接。该像素辅助电极35包括第二金属层,并且与薄膜晶体管30的源极30b整体形成。
在基于第一实施方案的平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件10中,在根据通过扫描线28传输的扫描信号选择、并通过数据线24传输的数据信号被写入的像素中,在公共电极26和像素电极27之间的、产生与透明基板16和22平行的电场,同时液晶层中的液晶分子的定向方向根据平行于透明基板16和22平面中的电场进行旋转,从而,在液晶显示器件10的显示屏上显示图像。在图4中,被公共电极26和像素电极27包围的垂直的长区被称为柱。在平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件10中,公共电极26和像素电极27两者都由氧化铟锌(ITO),即透明材料形成的。
如图7和8所示,平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件10可以设计成在第二夹层绝缘膜25下面包括像素辅助电极35。该像素辅助电极35与薄膜晶体管30的源极30b整体形成,该薄膜晶体管形成在第一夹层绝缘膜23上的第二金属层上。
如图7所示,像素辅助电极35由第一部分35a、第二部分35b、和第三部分35c构成,其中第一部分35a与由第一金属层形成的公共电极线26b重叠,并且与公共电极线26b一道定义了存储电容;第二部分35b与由第一金属层形成的公共电极线26a重叠,并且与公共电极线26a一道定义了存储电容;第三部分35c与数据线24平行延伸,并且形成在第二夹层绝缘膜25上形成的像素电极27的下面,并且第一和第二部分35a和35b彼此相互连接。像素辅助电极35的呈“I”形像素辅助电极35的第一到第三部分35a、35b和35c是由在第一夹层绝缘膜23上的不透明的第二金属层形成的。正如通过图8可以明了的,薄膜晶体管30的漏极30a和源极30b也由不透明的第二金属层构成。源极30b与像素辅助电极35电连接。
尽管在像素辅助电极35是由不透明金属构成时,光的透射率会略有降低,但是,当从像素的平面图观看时,通过将第一到第三部分35a、35b和35c彼此电连接,有可能在其上下两侧形成存储电容,从而保证了存储电容的增加和图像显示时的稳定性。
应该注意的是,像素辅助电极35的形状不局限于图7中示出的“I”型。像素辅助电极35可以设计成任何形状,除非它位于像素电极27的下面。
虽然图7没有示出,但是公共辅助电极可以由在第一夹层绝缘膜23上的第二金属层构成,并且与都是由第一金属层构成的公共电极线26a和26b、以及公共电极26电连接。
如图8所示,薄膜晶体管30的栅极30c由第一金属层构成。
从像素的平面图可以看出,通过将公共电极26彼此电连接,有可能在其上下两侧形成存储电容,从而保证了存储电容的增加和图像显示时的稳定性。
如图4和图5所示,公共电极26形成的层位于数据线24的上面,并且,除了在数据线24与扫描线28交叉的区域和该区域的周围区域外,所述公共电极与数据线24完全重叠。
具体地,如图11所示,假设L(D)表示数据线24的宽度,L(COM)表示公共电极26的宽度,L(COM)大于L(D);此外数据线24的宽度L(D)完全被公共电极26的宽度L(COM)所覆盖。
L(COM)>L(D)
在图4中,由于在数据线24和扫描线28交叉的区域和该区域周围的区域中形成了高的台阶,所以,在这些区域中为了避免短路,公共电极26不能与数据线24重叠。
如前所述,从平面图的上部看,在上述数据线24上形成的黑基底层17被设计成其宽度小于公共电极26的宽度,并且在与数据线24重叠的公共电极26和毗邻公共电极26形成的像素电极27之间没有不透光膜。此外,黑基底层17被设计成宽度小于数据线24的宽度,并且整个与数据线24重叠。
即,根据图12所示,假定L(D)表示数据线24的宽度,而L(BM)代表黑基底层17的宽度,宽度L(D)大于L(BM),同时L(BM)完全与宽度L(D)重叠。
L(D)>L(BM)
通过将黑基底层17设计成宽度小于数据线24的宽度,就可能利用穿过延伸出数据线24的透明公共电极26的延伸部分的光,从而保证穿过面板的光线的透射率得到加强。
在第一实施方案中,黑基底层17被设计具有6μm的宽度。然而应该注意到,黑基底层17的宽度并不限于6μm。黑基底层17的宽度可以设计成大于等于6μm。如果黑基底层17的宽度小于6μm,很多光将在数据线24处被反射,结果,在明亮的环境下很难看到液晶显示器件10的屏幕上显示的图像。
公共电极26可以使用与构成覆盖液晶显示器件10端部的层的材料相同的材料构成。具体地,公共电极线端部可以由构成公共电极26的ITO层构成,如图8所示的接触孔39a。类似地,扫描线端部和数据线端部两者都可以由构成公共电极26的ITO层构成。
其结果是,公共电极26可以与液晶显示器件10的端部同时形成,并且由构成端部的材料构成。这防止了形成公共电极26时的步骤数的增加。
在液晶显示器件10中,如果公共电极26没有完全与数据线24重叠,则公共电极26将不能屏蔽与数据线24相关的电场。结果,将在公共电极26和像素电极27之间产生电场,造成液晶分子的故障。特别是,液晶分子不能按照公共电极26和像素电极27之间的电压差运转,造成垂直串扰。
如果对置基板12被设计成包括黑基底层17,并且该黑基底层17具有足够大的宽度,液晶分子发生故障的区域可能会给观察者造成影响。相反,如果黑基底层17没有与数据线24重叠,借助在数据线24下面形成的与公共电极26电连接的不透光层,液晶分子发生故障的区域可能给观察者造成影响,从而屏蔽了从背光器件发出的光。如果不透光层没有与公共电极26电连接,不透光层将带有不稳定的电压,结果在公共电极26和像素电极27之间产生DC电场,即发生诸如串扰的故障。
特别是,上述这种不透光层由构成扫描线28的第一金属层构成,并且与公共电极线26a电连接。由于公共电极线26a和26b通过接触孔39a与公共电极26电连接,则该公共电极线26a和26b可以用作不透光层。
上述不透光层可以由单层的铬、钛、钼、钨或者铝形成,或者也可以设计成包含这些金属层的多层结构。具有多层结构的不透光层可以降低阻抗。
参考图4,在数据线24和扫描线28交叉点处及其周围区域,公共电极26不与数据线24重叠。因此,公共电极26不能屏蔽在数据线24和扫描线28交叉点处源于数据线24的电场。结果,在该交叉点和其周围的区域处将会产生电场,液晶层13中的液晶分子的运转将不正常。此外,由于来自数据线28的电场,将使得液晶分子不能正常运转。
然而,由于公共电极26a和26b是由同样构成扫描线的第一金属层形成的,所以公共电极26a和26b不可能屏蔽液晶分子不能正常运转的上述交叉点及其周围区域。
因此,优选的是这些交叉点和区域用黑基底层17屏蔽。
图13示出了一个实例,其中黑基底层17屏蔽了交叉点和这些区域。如图13所示,在由粗实线包围的区域中形成的黑基底层17覆盖了扫描线28及其周围的区域、并覆盖了扫描线28和像素电极27之间的空间及其周围的区域,从而屏蔽光线。
根据第一实施方案的液晶显示器件10中的公共电极26由ITO构成,它是透明材料中的一种。这样保证了在液晶显示器件10中增加透明区域,结果增加了液晶显示器件10中的开孔率。
虽然ITO膜具备了相当高的表面电阻,具体地大约为每个单位面积100欧姆,但是,通过在每个像素中将ITO膜与公共电极线26a和26b电连接,并将由ITO膜构成的公共电极彼此电连接,有可能从整体上降低公共电极26中的电阻并防止公共电极26的冗余。
根据图5可以理解,第二夹层绝缘膜25夹在公共电极26和数据线24之间。通过把第二夹层绝缘膜设计成具有高比率d/ε,其中“d”代表第二夹层绝缘膜25的厚度,“ε”代表介电常数,有可能降低在数据线24和公共电极26之间形成的寄生电容。
此外,由于上述串扰问题得到解决,所以不再需要用于防止由从数据线24泄露的电场而导致的在显示图像时出现降级现象而形成的黑基底层17。因此,黑基底层17的形成只为大的改进而形成,确保黑基底层17可以具有降低的宽度。降低黑基底层17的宽度可以保证液晶显示器件10中开孔率的增加。
在液晶显示器件10中,公共电极26和像素电极17两者都形成在第二夹层绝缘膜25上。通过在相同的层上一起形成公共电极26和像素电极17,有可能在相同的步骤中形成公共电极26和像素电极17,并且由相同的材料制成,确保生产成品率的提高。
如前所述,在液晶显示器件10中,屏蔽数据线24的公共电极26由ITO构成。与使用ITO以外的金属构成的公共电极26相比,使用ITO构成的公共电极26,有可能增强液晶显示器件10的可靠性。其原因将在后面说明。
如图14所述,假定公共电极26和像素电极27两者都是由ITO以外的金属制成,它们形成在第二夹层绝缘膜25上,并且厚度在500到1000埃的定向膜31也形成在第二夹层绝缘膜25上,覆盖了公共电极16和像素电极27。
如果定向膜31带有针孔32,构成液晶层13的液晶材料和构成公共电极26和像素电极27的金属都将彼此产生电化学反应,结果构成公共电极16和像素电极27的金属可能被作为金属离子33洗提到液晶层13中。如此将金属离子33洗提到液晶层13将造成显示图像时的不均衡。
特别是,当液晶层13由具有强极性的液晶材料构成时,金属离子33将侵入性地被洗提到液晶层13中。由于需要在平面开关模式液晶显示器件中形成具有高介电常数各向异性Δε材料的液晶层13,所以金属离子33将侵入性地被洗提到液晶层13中。
因此,均与定向膜31接触的公共电极26和像素电极27优选地由不会与液晶材料产生电化学反应的材料制成,即,这种材料与液晶材料几乎不发生反应。
十分明显,事实是TN(扭曲向列)或者STN(超扭曲向列)型的液晶显示器件中的透明电极经常是由ITO材料制成的,ITO在电化学反应中是十分稳定的,例如在上述情况下。
因此,由ITO形成的公共电极26和像素电极27两者都可以直接与定向膜31的接触,与使用ITO以外材料的公共电极和像素电极形成的液晶显示器件相比,保证了液晶显示器件10可靠性得到提高。
下面根据第一实施方案详细说明液晶显示器件10。此外,还将在下面说明液晶显示器件10的各种变形方式。
在液晶显示器件10中,在液晶显示器件10中几乎所有区域中,公共电极26完全被数据线24重叠。优选的是,公共电极26在其对置边、沿横向方向上延伸的部分延伸超出数据线241.5μm或者更大。
发明人已经进行了实验,发现在公共电极26沿横向延伸超出数据线24边缘延伸部分的长度Le[μm]、第二夹层绝缘膜25的厚度“d”、以及穿过数据线24一侧的光线行程(light passage)之间的关系。
图15是发明人进行实验的液晶显示器件的剖面图。实验条件如下:
液晶的介电常数各向异性Δε=8
液晶的折射系数=0.067
液晶层13的厚度=4.5μm
公共电极26的光透射率=100%(透明)
数据线24的光透射率=0%(不透明)
公共电极26和像素电极27之间的距离=10μm
第二夹层绝缘膜25的介电常数=ε
第二夹层绝缘膜25的厚度“d”=0.5、1.0和2.0μm
在上述条件下,实验是在屏幕是在带有黑色背景的白色窗口中显示黑色时进行的。图16示出了在该实验中,由于在周围的白色显示,从数据线24泄露电场造成的光线行程。图16中的光线行程是将光的透射率对与像素相关的宽度进行积分而计算出的,如图15所示。
尽管在显示黑色时光的透射率等于0.0,但是,由于从数据线24泄露的电场,它还是有一定的值自。正如图16所示,延伸部分Le[μm]越大,光线行程越小。这不取决于第二夹层绝缘膜25的厚度“d”。
另一方面,在白色显示中的光线行程是通过将白色显示时的光透射率对与像素相关的宽度进行积分而进行计算的。特别是,在白色显示时,光线行程的计算结果等于12。在数据线24一侧通过的最大容许光线行程应该小于等于在屏幕显示白色时得到像素中光线行程的1/100。因此,图16中的光线行程必须小于等于0.12。
在图16中,当光线行程等于0.12时,公共电极26的延伸部分Le[μm]可以当作大约1.5μm。因此,有可能通过将公共电极26的延伸部分Le[μm]定为1.5μm,来减少从数据线24一侧通过的最大容许光线行程。
在第一实施方案中,液晶显示器件10被设计成包括了与彩色层18分开的黑基底层17。然而,应该注意到,黑基底层17可以由多个彩色层18的多层结构所替代。
参考图17,红色层18a、绿色层18b和兰色层18c设计成部分彼此重叠。在彼此部分重叠的彩色层18a到18c处的彩色层18a到18c的部分具有与黑基底层17相同的功能。
不需要通过设计彩色层18a到18c部分相互重叠的方法来形成黑基底层17。18a到18c的红、绿、兰层可以这样形成,通过改变18a到18c彩色层的图案实现它们的彼此重叠。由于改变18a到18c彩色层的图案的工作量小于形成黑基底层17的工作量,所以,彩色层18a到18c的多层结构将增强液晶显示器件10的成品率。
为了代替上述的三层彩色层,可以用红、绿、兰中的任何两种颜色的彩色层彼此层叠,以替代黑基底层17。
在液晶显示器件10中,像素辅助电极35、在数据线24延伸方向上定义的每个柱的上下端的公共电极线26a和公共电极线26b,可以被设计成如图18所示具有这样的倾斜边缘,如果液晶定向的方向在图18所示的由像素电极27和公共电极26包围的整个显示区域上全部以某个锐角沿顺时针方向旋转,使得在通过摩擦确定的摩擦方向或液晶的定向方向、以及在像素电极27(和与像素电极27施加相同电压的像素辅助电极35)施和公共电极26(和与公共电极26施加相同电压的公共电极线26a和26b)之间施加的电场的方向之间的关系被确定,保证了该液晶定向的方向与该电场的方向重叠。
如果有一个区域,其中液晶定向方向是通过沿反时针方向以某个锐角旋转液晶定向方向而与电场的方向重叠,则这个区域将会在像素一端产生域,其中当电场施加到像素电极27和公共电极26上时,液晶以与所希望的方向相反的方向旋转。如果存在上述域,并且在上述液晶分子按照希望方向旋转的域和液晶分子按照与所希望的方向相反的方向旋转之间的域的边界处长时间地发生旋转位移,则显示质量将会降低,并且与初始条件相同的条件将不能经常得到,结果液晶显示器件的可靠性会降低。
液晶分子的这种反向旋转也是可以预防的,方法是将像素辅助电极35和公共电极26a和26b设计成具有倾斜的边缘,如图18所示。因此,在本说明书中,通过将设计成带有倾斜边缘的像素辅助电极35和公共电极26a和26b,使得液晶分子仅仅按照单一的方向扭转的结构被称作反向旋转阻止结构。
下面将说明在液晶显示器件10中反向旋转阻止结构36的层状结构。
在图19A中,第一金属层是由带有狭窄空间的倾斜的延伸线示出的成,第二金属层是由带有较宽空间的倾斜的延伸线示出的。扫描线28和公共电极线26a和26b由第一金属层构成,同时,数据线24和像素辅助电极35由第二金属层构成。
图19B示出了由ITO构成的各层。公共电极26和像素电极27都由ITO构成。如图18中示出的反向旋转阻止结构36可以是这样制作成的:在如图19A示出的各层上,用被夹在其间的夹层绝缘膜与如图19B所示的各层重叠。
通过防止液晶分子的分子轴反向旋转,液晶显示器件10具有改进了的显示质量和可靠性。例如,诸如使用液晶显示器件10的个人计算机等类似的电子器件,可以通过采用该反向旋转阻止结构36防止显示质量的退化。
例如,日本专利号2973934(日本待审专利出版号10-26767)已经提出了一个反向旋转阻止结构的实例。
如图20所示,液晶显示器件10可以设计成包括在第二夹层绝缘膜25上形成的钝化膜37,其覆盖上述公共电极26和像素电极27。定向膜31形成在钝化膜37上。
如图21所示,如果强电场长时间地施加在公共电极26和像素电极27上,将在公共电极26和像素电极27彼此相对的边缘处发生液晶的误定向,结果造成显示缺陷。
图20示出了将会减弱在公共电极26和像素电极27的边缘处产生的强电场的钝化膜37,从而避免了液晶分子的误定向和显示缺陷。
液晶显示器件10(参阅图22)中的接触孔39具有边长6μm的方形截面。但是,其边长并不限于6μm,也可以大于6μm。
此外,接触孔39可以设计成矩形截面,这时接触孔39的短边应该大于等于6μm。
根据发明人进行的实验,如果接触孔39的边长或者短边小于6μm,在穿过接触孔39的上、下层之间适当的电连接将不能得到保证。
如图22所示,接触孔39可以用金属膜29覆盖。接触孔39还可以设计成带锥形的内壁,在这种情况下,接触孔39顶部的尺寸为6μm×6μm。接触孔39可以与公共电极线26a和26b接触。如图22中示出的接触孔和图8中示出的接触孔39a和39b的内壁上都覆盖了金属膜29,并且金属膜29被与公共电极26电连接的ITO膜46覆盖(参阅图8)。
通过在接触孔的内壁上使用金属膜29覆盖接触孔39,将可以减少作为透明电极形成的公共电极26和公共电极线26a及26b之间的阻抗,增强图像显示时的均衡性。
液晶显示器件10中的第二夹层绝缘膜25的厚度例如在1μm到2μm的范围。
如前所述,第一实施方案中的第二夹层绝缘膜25被设计成由第一膜25a和第二膜26b制成。如图9所示,作为一种替代方法,第二夹层绝缘膜25可以设计成由无机或有机材料制成的单层构成。图9示出的第二夹层绝缘膜25只是由无机材料制成的第一膜构成。如图8所示,作为一种替代方法,第二夹层绝缘膜25可以设计成由无机材料制成的第一膜、和覆盖了上述第一膜并由有机材料制成的第二膜组成。
由于有机膜的介电常数小于无机膜,与由单层无机膜构成的夹层绝缘膜相比,上述包含第一和第二膜的多层结构其将减小夹层绝缘膜的介电常数。
如果夹层绝缘膜由单层有机膜构成,则在TFT中的半导体层和覆盖上述半导体层的有机膜之间的界面将是不稳定的,在这种情况下,如果TFT在高温下运行,TFT的泄露电流将增加,结果造成显示的均衡性差。通过将与TFT的半导体层接触的第一膜设计成由诸如氮化硅膜等的无机膜构成,并且在第一膜上形成有机层,将使无机膜和半导体层之间的界面稳定,从而保证上述问题得到解决。
无机膜和有机膜的实例见表1。
| |
厚度(μm) |
介电常数 |
形成膜的工艺 |
膜的图案 |
无机膜 |
SiNx(氮化硅) |
1-3 |
6.4 |
等离子CVD |
P1 |
SiNx/SiOx(氧化硅) |
1/0.5 |
6.4/4.0 |
等离子CVD溅射 |
P1 |
无机聚硅氮烷 |
1-2 |
4.5 |
旋涂并烘烤 |
P1 |
SiNx/无机聚POLYSIL |
0.15/1-2 |
6.4/4.5 |
等离子CVD/旋涂并烘烤 |
P1 |
无机/有机膜 |
SiNx/光敏丙烯酸树脂 |
0.15/1-2 |
6.4/3.3 |
等离子CVD/旋涂 |
P2 |
SiNx/光敏聚酰亚胺树脂 |
0.15/1-2 |
6.4/- |
等离子CVD/旋涂 |
P3 |
有机膜 |
BCB(苯并环丁烯) |
1-2 |
4.5 |
旋涂并焙烘 |
P4 |
有机聚硅氮烷 |
1-2 |
3.8 |
旋涂并焙烘 |
P4 |
硅氧烷 |
1-2 |
- |
旋涂并焙烘 |
P4 |
P1=使用作为掩膜的光刻胶进行干蚀刻。
P2=通过曝光和显影以及焙烘对光敏丙烯酸树脂构图。干蚀刻SiNx。
P3=通过曝光和显影以及焙烘对光敏聚酰亚胺树脂构图。干蚀刻SiNx。
P4=使用作为掩模的光刻胶进行干蚀刻。
如表1所示,当第二夹层绝缘膜25由单层无机膜制成时,该无机膜可以选自氮化硅(SiNx)膜、无机聚硅氮烷膜、多层结构的氮化硅膜和氧化硅膜、多层结构的氮化硅膜和无机聚硅氮烷膜等。
当第二夹层绝缘膜25由单层有机膜制成时,该有机膜可以选自苯并环丁烯(BCB)膜、有机聚硅氮烷膜或者硅氧烷膜等。
当第二夹层绝缘膜25设计成具有第一和第二膜的多层结构时,第一膜可以选自氮化硅膜,同时第二膜可以选自光敏丙烯酸树脂膜或者光敏聚酰亚胺树脂膜。
虽然表1指出在多层结构中无机膜的厚度是0.15μm,但是在该多层结构中的无机膜的厚度不限于0.15μm。该多层结构中的无机膜可以设计成厚度范围在0.1μm到1.0μm之内(含端值)。
即使在数据线24和由与数据线24重叠的透明电极制成的公共电极26之间,由有机膜构成的第二膜有针孔,但通过将该无机膜的厚度设计成大于等于0.25μm,就可以使得作为第一膜的无机膜具备足够高的击穿电压,从而就可以在液晶板制成后或者显示图像时,防止数据线24和与数据线24重叠的公共电极26由于夹层绝缘膜的介电击穿二彼此短路,进而显著降低了由于在数据线24和公共电极26之间的上述短路造成的数据线24的缺陷。
应该指出,表1显示的各膜的厚度仅仅是示意性的,不应局限于这些具体的厚度上。
如图23所示,根据第一实施方案的液晶显示器件10,形成在第二夹层绝缘膜25上的公共电极26可以设计成与扫描线28重叠,并且在扫描线28和公共电极线26a和26b之间留有空间。采用这种结构的公共电极26可以屏蔽扫描线28泄露的电场,保证由在像素电极27和公共电极26上施加的电场进行控制的有效显示区域得到增加,并且提高了液晶显示器件10的开孔率。
类似地,公共电极26可以设计成与TFT30的沟道沟道区重叠。具备这种结构的公共电极26可以防止外部的电场进入TFT30,保证TFT特性的稳定性和显示图像的可靠性得到加强。
如图24所示,在借助像素的平面图观察时,公共电极线26a可以在每个像素的下边缘附近形成。这就是说公共电极线26a可以在紧邻扫描线28的上面定位。
由于公共电极26由透明材料制成,所以透明区域将因为有公共电极26占据的区域而增加,确保了液晶显示器件10开孔率的提高。
作为替代方案,如图25所示,当借助像素的平面进行观察时,公共电极线26a可以在每个像素的下边缘附近形成,而公共电极线26b可以在每个像素的上边缘附近形成。通过在每个像素中的上边缘和下边缘附近形成公共电极线26a和26b,与在每个像素的上或下边缘附近形成公共电极线26a和26b之一比较,将可以增加存储容量。
当通过像素的平面图观察时,在TFT30被定位在每个像素的下半部分的液晶显示器件中,例如根据第一实施方案的液晶显示器件10,当从像素的平面图观察时,像素电极27和定义了漏极30a的漏层可以通过在每个像素下边缘附近的接触孔39b彼此电连接,并且公共电极26和公共电极线26b可以通过在每个像素上边缘附近的接触孔39a彼此电连接,如图26所示。
当通过像素的平面图观察时,在TFT30被定位在每个像素的上半部分的液晶显示器件中,与液晶显示器件10相反,当从像素的平面图观察时,像素电极27和定义了漏极30a的漏层可以通过在每个像素上边缘附近的接触孔39b彼此电连接,而公共电极26和公共电极线26b可以通过在每个像素下边缘附近的接触孔39a彼此电连接,如图27所示。
如上所述,通过使公共电极26与公共电极线26a和26b借助在每个像素中的接触孔39a或39b彼此电连接,这有可能降低公共电极26的总阻抗。
根据第一实施方案制作的液晶显示器件10的方法,下面进一步介绍第一到第三实例。
在根据第一实施方案制作液晶显示器件10的第一实例中,第二夹层绝缘膜25被设计成具有包括无机膜和有机膜的多层结构,如图28A到28K所示。在制作液晶显示器件10的第二实例中,第二夹层绝缘膜25被设计成由单层有机膜构成,如图29A到29I所示。在制作液晶显示器件10的第三实例中,第二夹层绝缘膜25被设计成由单层无机膜构成,如图30A到30I所示。
在图28A到28K、29A到29I、和30A到30I中,制成TFT的区域(在此被称作“TFT区”)、制成像素的区域(在此被称作“像素区”)、以及为公共电极形成的接触孔的区域(在此被称作“接触孔区”)都在图中表示出来。TFT区、像素区和接触孔区在图10中分别由沿线A-A、B-B和C-C的剖面图示出。
(第一实例)
图28A到28K是液晶显示器件10的剖面图,示出包括了带无机膜和有机膜的多层结构的第二夹层绝缘膜25的液晶显示器件10的制作方法第一实例的各个步骤。
首先,如图28A所示,作为第一金属层的铬层形成在作为电绝缘透明基板22的玻璃基板上,然后,利用光刻和干蚀刻的方法将铬层制成栅极30c和公共电极线26a和26b的图案。虽然在图28A到30I中只示出了公共电极线26b,但是,公共电极线26a将与公共电极线26b一起在下面说明,因为公共电极线26a是与公共电极线26b一道制成的。
然后,如图28B所示,第一夹层绝缘膜23在整个透明基板22上面形成,覆盖了栅极30c和公共电极线26a和26b。第一夹层绝缘膜23具有二氧化硅(SiO2)膜和氮化硅(SiNx)膜构成的多层结构。
然后,如图28C所示,由a-Si膜32和n+a-Si膜33构成的非晶硅膜形成在整个第一夹层绝缘膜23上。
如图28D所示,该a-Si膜32和n+a-Si膜33通过光刻和干蚀刻的方法被构图到岛形半导体层中。
接着,作为第二金属层的铬层形成在整个基板22上。然后,铬层通过光刻和干蚀刻的方法形成漏极30a、源极30b、数据线24、和像素辅助电极35的图案,如图28E所示。
随后,如图28F所示,a-Si膜32和n+a-Si膜33在遍及整个n+a-Si膜33的厚度上,在漏极30a的源极30b之间形成的接触孔处被蚀刻,直到a-Si膜32的某个深度,漏极30a和源极30b用作掩模,由此形成TFT30的沟道。
接着,如图28G所示,由作为无机膜的氮化硅膜并定义了第二夹层绝缘膜25的第一膜25a,与第二膜25b一道形成在整个基板22上。
然后,如图28H所示,由作为有机膜的光敏丙烯酸树脂构成的第二膜25b形成在第一膜25a上。
如图28I所示,将第二夹层绝缘膜25的第二膜25b曝光、显影,然后焙烘,由此,形成到达源极30b上的第一夹层绝缘膜23的氮化硅膜的接触孔39b,以及形成到达公共电极线26b上的第一夹层绝缘膜23的氮化硅膜的接触孔39a。
如图28J所示,曝光后的第一膜25a借助接触孔39b被蚀刻,并且借助接触孔39a,曝光后的第一膜25a和带有氧化硅膜和氮化硅膜的多层结构的第一夹层绝缘膜23被蚀刻,从而允许接触孔39a和39b分别到达源极30b和公共电极线26a或26b。
而后,ITO膜46形成在整个生成物上,使得接触孔39a和39b在其内壁被ITO膜46覆盖。然后,如图28K所示,ITO膜46被光刻或蚀刻,从而在形成单元像素的每个区域中形成都由ITO膜46构成的公共电极26和像素电极27。
(第二实例)
图29A到29I是液晶显示器件10的剖面图,示出包括由单层有机膜构成的第二夹层绝缘膜25的液晶显示器件10制作方法第二实例的各个步骤。
首先,如图29A所示,作为第一金属层的铬层形成在作为电绝缘透明基板22的玻璃基板上,然后,利用光刻和干蚀刻的方法将铬层制成栅极30c和公共电极线26a和26b的图案。
然后,如图29B所示,第一夹层绝缘膜23在整个透明基板22上面形成,覆盖了栅极30c和公共电极线26a和26b。第一夹层绝缘膜23具有由二氧化硅(SiO2)膜和氮化硅(SiNx)膜构成的多层结构。
然后,如图29C所示,由a-Si膜32和n+a-Si膜33构成的非晶硅膜形成在整个第一夹层绝缘膜23上。
如图29D所示,该a-Si膜32和n+a-Si膜33通过光刻和干蚀刻的方法被构图到岛形半导体层中。
而后,作为第二金属层的铬层形成在整个生成物上。然后,铬层通过光刻和干蚀刻的方法形成漏极30a、源极30b、数据线24、和像素辅助电极35的图案,如图29E所示。
随后,如图29F所示,该a-Si膜32和n+a-Si膜33在遍及整个n+a-Si膜33的厚度上,在漏极30a的源极30b之间形成的接触孔处被蚀刻,直到a-Si膜32的某个深度,漏极30a和源极30b用作掩模,由此形成TFT30的沟道。
接着,如图29G所示,由作为有机膜的单层光敏丙烯酸树脂膜构成的第二夹层绝缘膜25形成在整个所述生成物上。
然后,如图29H所示,将由单层光敏丙烯酸树脂膜构成的第二夹层绝缘膜25曝光并显影,由此,形成到达源极30b的接触孔39b、以及到达公共电极线26a或26b上的第一夹层绝缘膜23的接触孔39a。
然后,借助接触孔39a蚀刻曝光后的第一夹层绝缘膜23,从而,将接触孔39a延伸到公共电极线26a或26b。
如图29I所示,ITO膜46形成在整个生成物上,使得接触孔39a和39b在其内壁被ITO膜46覆盖。然后,ITO膜46被光刻或蚀刻,从而形成都由ITO膜46构成的公共电极26和像素电极27。
(第三实例)
图30A到30I是液晶显示器件10的剖面图,示出了包括由单层无机膜构成的第二夹层绝缘膜25的液晶显示器件10制作方法第三实例的各个步骤。
首先,如图30A所示,作为第一金属层的铬层形成在作为电绝缘透明基板22的玻璃基板上,然后,利用光刻和干蚀刻的方法将铬层制成栅极30c和公共电极线26a和26b的图案。
然后,如图30B所示,第一夹层绝缘膜23在整个透明基板22上形成,覆盖了栅极30c和公共电极线26a和26b。第一夹层绝缘膜23具有由二氧化硅(SiO2)膜和氮化硅(SiNx)膜构成的多层结构。
然后,如图30C所示,由a-Si膜32和n+a-Si膜33构成的非晶硅膜形成在整个第一夹层绝缘膜23上。
如图30D所示,该a-Si膜32和n+a-Si膜33通过光刻和干蚀刻的方法被构图到岛形半导体层中。
而后,作为第二金属层的铬层形成在整个生成物上。然后,铬层通过光刻和干蚀刻的方法形成漏极30a、源极30b、数据线24、和像素辅助电极35的图案,如图30E所示。
随后,如图30F所示,该a-Si膜32和n+a-Si膜33在遍及整个n+a-Si膜33的厚度上,在漏极30a的源极30b之间形成的接触孔处被蚀刻,直到a-Si膜32的某个深度,在此,漏极30a和源极30b用作掩模,由此形成TFT30的沟道。接着,如图30G所示,由作为作为无机膜的单层氮化硅膜构成的第二夹层绝缘膜25形成在整个所述生成物上。
然后,如图30H所示,将由单层氮化硅膜构成的第二夹层绝缘膜25进行光刻,由此,形成接触孔39a和39b。然后,借助接触孔39a蚀刻第一夹层绝缘膜23,从而,接触孔39b到达源极30b,而接触孔39a到达公共电极线26a和26b。
如图30I所示,ITO膜46形成在整个生成物上,使得接触孔39a和39b在其内壁被ITO膜46覆盖。然后,ITO膜46被光刻或蚀刻,从而形成都由ITO膜46构成的公共电极26和像素电极27。
通过实现上述液晶显示器件10制作方法的第一、第二或者第三实例,扫描线端部、数据线端部和公共电极线端部都在TFT区、像素区和接触孔区周围形成。下面介绍这些区域的形成步骤。
图31示出了液晶显示器件10的扫描线28、数据线24和公共电极线26a和26b的布局,而图32示出了液晶显示器件10中的扫描线端部41c、数据线端部41d和公共电极线端部41e的之间的位置关系。图32示出了在每个像素中的上下边缘附近形成的公共电极线26a和26b的布局,如图25所示。
参见图31,扫描线28水平延伸到每个像素中的下边缘附近,公共电极线26a直接延伸到扫描线28之上且与之平行,公共电极线26b水平延伸到每个像素中的上边缘附近。扫描线28和公共电极线26a和26b均由第一金属层构成。在图31中,数据线24沿各像素之间的边界附近延伸,垂直于扫描线28和公共电极线26a和26b。数据线24由第二金属层构成。公共电极线26a和26b在以矩阵排列的像素的像素区外彼此电连接。
参考图32,公共电极线端部41e和扫描线端部41c位于像素区外面的左侧,数据线端部41d位于像素区外面的上部。公共电极线端部41e、扫描线端部41c和数据线端部41d分别与接触孔39e、39c和39d形成在一起。接触孔39e、39c和39d分别由ITO覆盖,分别覆盖了38e、38c和38d。
下面说明制作液晶显示器件10方法的三个实例。在第一个实例中,第二夹层绝缘膜25被设计成包括无机膜和有机膜的多层结构,如图33A到33J所示。在第二个实例中,第二夹层绝缘膜25被设计成由单层有机膜构成,如图34A到34I所示。在第三实例中,第二夹层绝缘膜25被设计成由单层无机膜构成,如图35A到35H所示。
在图33A到33J、34A到34I和35A到35H中,公共电极线端部41e、扫描线端部41c和数据线端部41d全部用单独的图表示。公共电极线端部41e和扫描线端部41c是由图32中沿线D-D的剖面图上示出的,数据线端部41d是由图32中沿线E-E的剖面图上示出的。
(第一实例)
图33A到33J是液晶显示器件10的剖面图,示出了包括以无机膜和有机膜形成的具有多层结构的第二夹层绝缘膜25的液晶显示器件10的制作方法第一实例的各个步骤。
首先,如图33A所示,作为第一金属层的铬层形成在作为电绝缘透明基板22的玻璃基板上,然后,利用光刻和干蚀刻的方法将铬层制成公共电极线26a和26b、扫描线28、以及公共电极线端部41e和扫描线端部41c的图案。
尽管在图33A到33H只示出了公共电极线26b,但是下面我们仍然将公共电极线26a与公共电极线26b一道进行说明,因为公共电极线26a是与公共电极线26b一起形成的。
然后,如图33B所示,第一夹层绝缘膜23在整个透明基板22上形成,覆盖了公共电极线26a和26b、以及扫描线28。第一夹层绝缘膜23具有由二氧化硅(SiO2)膜和氮化硅(SiNx)膜构成的多层结构。
然后,如图33C所示,非晶硅膜a-Si膜32形成在整个第一夹层绝缘膜23上。
如图33D所示,n+a-Si膜33整个形成在a-Si膜32上。
该a-Si膜32和n+a-Si膜33通过光刻和干蚀刻的方法被构图到岛形半导体层中。
然后,a-Si膜32和n+a-Si膜33被构图到岛中(例如,参见图28D)。接着,作为第二金属层的铬层形成在基板22上,覆盖了岛形a-Si膜32和n+a-Si膜33。
而后,如图33E所示,铬层通过光刻和干蚀刻的方法在数据线端部41d形成数据线24的图案。
如图33F所示,由作为无机膜并定义了第二夹层绝缘膜25的氮化硅膜构成的第一膜25a,与第二膜25b一道形成在整个第一夹层绝缘膜23上,覆盖了数据线24。
如图33G所示,由作为有机膜的光敏丙烯酸树脂构成的第二膜25b形成在第一膜25a上。
如图33H所示,第二夹层绝缘膜25的第二膜25b被蚀刻形成接触孔39e和39c,在公共电极线端部41e和扫描线端部41c中,两者都达到了在公共电极线26a和26b和扫描线28上面的第一膜25a,并且进一步在数据线端部41d中,在数据线24上形成到达第一膜25a的接触孔39d。
如图33I所示,通过接触孔39e、39c和39d、以及第一夹层绝缘膜23曝光后的第一膜25a借助接触孔39e、39c和39d被蚀刻,使得接触孔39e、39c和39d可以分别到达公共电极线26b、扫描线28和数据线24。
然后,ITO膜46形成在整个生成物上,使得接触孔39e、39c和39d在其内壁被ITO膜46覆盖。然后,如图33J所示,ITO膜46被光刻和蚀刻形成图案,使得ITO膜46分别在接触孔39e、39c和39d的底部与公共电极线26b、扫描线28和数据线24电接触。
(第二实例)
图34A到34I是液晶显示器件10的剖面图,示出了包括由单层有机膜构成的第二夹层绝缘膜25液晶显示器件10的制作方法第二实例的各个步骤。
首先,如图34A所示,作为第一金属层的铬层形成在作为电绝缘透明基板22的玻璃基板上,然后,利用光刻和干蚀刻的方法将铬层制成公共电极线26a和26b、扫描线28、以及公共电极线端部41e和扫描线端部41c的图案。
然后,如图34B所示,第一夹层绝缘膜23在整个透明基板22上形成,覆盖了公共电极线26a和26b、以及扫描线28。第一夹层绝缘膜23具有由二氧化硅(SiO2)膜和氮化硅(SiNx)膜构成的多层结构。
然后,如图34C所示,非晶硅膜(a-Si)膜32整个形成在第一夹层绝缘膜23上。
如图34D所示,n+a-Si膜33整个形成在a-Si膜32上。
然后,a-Si膜32和n+a-Si膜33被构图到岛中(例如,参见图28D)。接着,作为第二金属层的铬层形成在基板22上,覆盖了岛形a-Si膜32和n+a-Si膜33。
而后,如图34E所示,铬层通过光刻和干蚀刻的方法在数据线端部41d形成数据线24的图案。
如图34F所示,由作为有机膜的光敏丙稀酸树脂构成的第二夹层绝缘膜膜25形成在整个第一夹层绝缘膜23上,覆盖了数据线24。
如图34G所示,第二夹层绝缘膜25被蚀刻形成接触孔39e和39c,在公共电极线端部41e和扫描线端部41c中,两者都达到了在公共电极线26a和26b和扫描线28上面的第一夹层绝缘膜膜23,并且进一步在数据线端部41d中形成到达数据线24的接触孔39d。
如图34H所示,借助接触孔39e、39c和39d露出的第一夹层绝缘膜23借助接触孔39e、39c和39d被蚀刻,从而允许接触孔39e到达公共电极线26a和26b,并进一步允许接触孔39c到达扫描线28。
然后,ITO膜46形成在整个生成物上,使得接触孔39e、39c和39d在其内壁被ITO膜46覆盖。然后,如图34I所示,ITO膜46被光刻和蚀刻形成图案,使得ITO膜46分别在接触孔39e、39c和39d的底部与公共电极线26a和26b、扫描线28和数据线24电接触。
(第三实例)
图35A到35H是液晶显示器件10的剖面图,示出了包括由单层无机膜构成的第二夹层绝缘膜25的液晶显示器件10的制作方法第三实例的各个步骤。
首先,如图35A所示,作为第一金属层的铬层形成在作为电绝缘透明基板22的玻璃基板上,然后,利用光刻和干蚀刻的方法将铬层制成公共电极线26a和26b、扫描线28、以及公共电极线端部41e和扫描线端部41c的图案。
然后,如图35B所示,第一夹层绝缘膜23在整个透明基板22上形成,覆盖了公共电极线26a和26b、以及扫描线28。第一夹层绝缘膜23具有由二氧化硅(SiO2)膜和氮化硅(SiNx)膜构成的多层结构。
然后,如图35C所示,非晶硅膜(a-Si)膜32整个形成在第一夹层绝缘膜23上。
如图35D所示,n+a-Si膜33整个形成在a-Si膜32上。
然后,a-Si膜32和n+a-Si膜33被构图到岛中(例如,参见图28D)。接着,作为第二金属层的铬层形成在基板22上,覆盖了岛形a-Si膜32和n+a-Si膜33。
而后,如图35E所示,铬层通过光刻和干蚀刻的方法在数据线端部41d形成数据线24的图案。
如图35F所示,由作为无机膜的氮化硅膜构成的第二夹层绝缘膜膜25形成在整个第一夹层绝缘膜23上,覆盖了数据线24。
如图35G所示,第二夹层绝缘膜25被蚀刻形成接触孔39e和39c,在公共电极线端部41e和扫描线端部41c中,两者都达到了在公共电极线26a和26b和扫描线28上面的第一夹层绝缘膜膜23,并且进一步在数据线端部41d中形成到达数据线24的接触孔39d。
然后,借助接触孔39e、39c和39d露出的第一夹层绝缘膜23借助接触孔39e、39c和39d被蚀刻,从而允许接触孔39e到达公共电极线26a和26b,并进一步允许接触孔39c到达扫描线28。
然后,如图35H所示,ITO膜46形成在整个生成物上,使得接触孔39e、39c和39d在其内壁被ITO膜46覆盖。然后,ITO膜46被光刻和蚀刻形成图案,使得ITO膜46分别在接触孔39e、39c和39d的底部与公共电极线26a和26b、扫描线28和数据线24电接触。
第二实施方案
图36和37示出了根据本发明的第二实施方案的平面开关模式液晶显示器件80。图36是液晶显示器件80的平面图,图37是图36沿XXX VII-XXXVII线的剖面图。
根据第二实施方案的平面开关模式液晶显示器件80的结构不同于图4和图5示出的根据第一实施方案10的液晶显示器件10,区别在于后者的像素电极27不是在第二夹层绝缘膜25的第二膜25b上形成的,而是在第一夹层绝缘膜23上形成的,并且其像素电极27是由第二金属层构成。
由于像素电极27是由第二金属层27构成的,所以液晶显示器件80比液晶显示器件10的开孔率低。然而,由于第二实施方案中的构成像素电极27的层与公共电极26的形成层不同,所以像素电极27和公共电极26彼此不会短路,保证了生产成品率的提高。
第三实施方案
图38和39示出了根据本发明的第三实施方案的平面开关模式液晶显示器件85。图38是液晶显示器件85的平面图,图39是图38沿XXX IX-XXX IX线的剖面图。
如图39所示,在根据第三实施方案的平面开关模式液晶显示器件85中,与第二膜25b一起构成第二夹层绝缘膜25的第一膜25a形成在整个像素区中,而第二膜25b则是仅仅在公共电极26下面形成。
在像素的显示区中,公共电极26由形成栅极的第一金属层构成,在除了由透明金属构成的公共电极26的区域之外的区域与数据线24重叠。
根据第三实施方案,不再需要在超出需要的大面积中形成第二膜25b,因此,可以防止在公共电极26和数据线24之间的寄生容的增加。
像素电极27可以与数据线24一起形成在第一夹层绝缘膜23上。
由于公共电极26是由在除了在第二膜25b上形成的由透明金属膜构成的公共电极26的区域以外的区域中的第一金属层构成的,所以根据第三实施方案的平面开关模式液晶显示器件85要比根据第一实施方案的平面开关模式液晶显示器件10的开孔率低。然而,因为公共电极26由不同于形成像素电极27的层的层构成,所以公共电极26和像素电极27彼此不会发生短路,保证了生产成品率的提高。
第四实施方案
图40和41示出了根据本发明的第四实施方案的平面开关模式液晶显示器件100。图40是液晶显示器件100的平面图,图41是图40沿XXXX I-XXXX I线的剖面图。在图64中,TFT区、像素区和接触孔区都是由单独的图示出的。并且在图40中沿线A-A、XXXX I-XXXXI和C-C分别示出了TFT区、像素区和接触孔区的剖面图。
如图41所示,液晶显示器件100由有源器件基板111、对置基板112和夹在有源器件基板111和对置基板112之间的液晶层113构成。
对置基板112包括电绝缘透明基板116、在电绝缘透明基板116的第一表面上形成的作为不透光膜的黑基底层117,在电绝缘透明基板116的第一表面上形成的彩色层118,这个彩色层118部分地与黑基底层117重叠,以及覆盖黑基底层117和彩色层118的透明覆层119。
彩色层118由包含红色(R)、绿色(G)和兰色(B)的树脂膜构成。
对置基板112进一步包括在电绝缘透明基板116的第二表面上的导电透明层115,起到防止液晶显示板与其他材料接触时产生的电荷在液晶层113上产生电影响。
有源矩阵基板111包括电绝缘透明基板122、在电绝缘透明基板122上形成并定义了扫描线128和栅极130c的第一金属层、在电绝缘透明基板122上形成的第一夹层绝缘膜123、在第一夹层绝缘膜123上形成的岛型非晶硅膜、定义了数据线124和薄膜晶体管(TFT)130的、源极130b和漏极130a的第二金属层、在第一夹层绝缘膜23上形成的第一膜125a、在第一膜125a上形成的第二膜125b、以及在第二膜125b上作为透明电极形成的公共电极26及像素电极27。
岛型非晶硅膜具有包括了a-Si膜132和在a-Si膜132上形成的n+a-Si膜133的多层结构。
第一和第二膜125a和125b构成了第二电绝缘膜125。
有源矩阵基板111进一步包括在与数据线124一道形成在第一夹层绝缘膜123上的像素辅助电极135。数据线124和像素辅助电极135由第二金属层构成。
有源器件基板111和对置基板112分别包括了定向膜131和132,它们都与液晶层113接触。在沿着图40所示方向摩擦之后,有源器件基板111和对置基板112可以彼此耦合。
虽然没有示出,但是夹在有源器件基板111和对置基板112之间的垫片可以保证液晶层113的厚度,并且在有源器件基板111和对置基板112之间的液晶层周围进行了密封,避免液晶分子的泄露。
有源器件基板111进一步包括在电绝缘透明基板122下表面上形成的偏振板121,并且类似地,对置基板112包括在导电层115上形成的偏振板114。有源器件基板111的偏振板121带有偏振轴,其相对液晶的初始定向方向垂直延伸,并且对置基板112的偏振板114带有相对液晶的初始定向方向平行延伸的偏振轴。偏振轴彼此垂直延伸。
如图40所示,有源基板111包括传输数据信号的数据线24、向其施加参考电压的公共电极26、与要显示图象的像素相关的像素电极27、向其提供扫描信号的扫描线28、和薄膜晶体管(TFT)130。
薄膜晶体管130包括栅极130c、漏极130a和源极130b。薄膜晶体管130位于与像素相关的扫描线128和数据线124交叉点附近。
栅极130c与扫描线128电连接,漏极130a与数据线124电连接,同时源极130b与像素电极127电连接。
公共电极126和像素电极127两者都被设计成梳齿状,公共电极126和像素电极127中的梳齿平行向数据线124延伸。即,如图42A所示,液晶显示器件100是这样一种类型:有源器件基板111的开口111a沿数据线124延伸的方向延伸。
在第四实施方案中的公共电极126和像素电极127中的梳齿被设计成之字形,不同于第一实施方案中的公共电极26和像素电极27中的梳齿。公共电极126和像素电极127中的梳齿彼此啮合,并且彼此间隔开。
在平面开关模式液晶显示器件100中,在公共电极126和像素电极127之间产生的电场平行于像素中的电绝缘透明基板116和122,该像素是通过扫描线128传输的扫描信号选定的、并将通过数据线124传输的数据信号写入其中。因此,所产生的电场方向取决于公共电极126和像素电极127弯曲的方向。
如图40所示,像素所占据的区域被分成第一像素子区和第二像素子区,这取决于公共电极126和像素电极127的弯曲方向,即,施加在公共电极126和像素电极127上的电场的方向。在第一和第二像素子区中,液晶分子的指向矢是沿与按照在平行于有源器件基板111表面的平面中施加的电场相反的方向旋转的,以显示图象。这就是说,根据第四实施方案的液晶显示器件100被称为多域类型。
在公共电极126和像素电极127上施加的电场方向是变化的,这取决于它们之间的面积。具体说,像素所占据的区域可以分为液晶分子的指向矢按照顺时针方向旋转的第一像素子区、和液晶分子的指向矢按照逆时针方向旋转的第二像素子区。像素子区可以称为域。
在第一和第二像素子区中,通过将液晶分子的各指向矢设计成彼此反向旋转,第一和第二像素子区可以相互得到光学补偿。因此,可以防止图象在倾斜观看时出现色彩,并且进一步防止在黑色显示和相当黑的中等色调之间发生的降级的反转,保证了视角特性得到加强。
在液晶显示器件100中,公共电极126和像素电极127两者均由ITO构成,它是透明材料中的一种。
如图41所示,公共电极126形成在除了形成数据线124的层面之外的层面上,此外与第一实施方案类似的是,公共电极126完全与数据线124重叠。
如图40所示,公共电极126通过接触孔139a(参阅图61)与公共电极线126a或126b电连接,而像素电极127通过接触孔139b(参阅图61)与源极130b电连接。
与数据线124重叠的黑基底层117的宽度被设计成具有小于公共电极126的宽度。
在与数据线124重叠的公共电极126的部分、和最接近该部分的像素电极127之间的部分上有不透光膜。
与第一实施方案类似地,在数据线124上形成的黑基底层117沿其整个长度上与数据线124重叠。
此外,如图40所示,液晶显示器件100中的数据线124被设计成之字形。
这就是说,根据第四实施方案的液晶显示器件100具有和第一实施方案的液晶显示器件10相同的结构,除了液晶显示器件100属于多域型,以及公共电极126、像素电极127和数据线124都是之字形。
第四实施方案中提到的“之字形”不仅代表的是一种线性部分的形状,如图43A所示都是相对纵向Z倾斜的,而且这种形状既包括了相对纵向Z倾斜的第一直线部分,又包括了平行于纵向Z延伸的第二直线部分,其中第一和第二直线部分可以彼此交替地连接,如图43B所示。换言之,所谓的“之字”包括了所有沿其纵向左右交替地重复倾斜的形状,而不是沿长度方向延伸。“之字”是否包括了沿纵向平行延伸的直线部分并没有关系。第二直线部分相对于纵向倾斜的角度不会受到具体角度的限制,此外也没有必要将第二直线部分相对于纵向Z的倾斜角度设定为常数。
根据第四实施方案的液晶显示器件100提供了与第一实施方案液晶显示器件10具备的优点相同的优点。
之字形的数据线124与具有直线形的数据线的液晶显示器件相比,液晶显示器件100可以增加开孔率。下面解释其原因。
图44是一个液晶显示器件201的平面图,包括直线形的数据线、直线形的公共电极、和直线形的像素电极。图45是按照图44沿XXXXV-XXXX V线截取的剖面图。
图44示出了各电极和构成液晶显示器件201的其他部件,其尺寸如下。下面提到的尺寸使用单位为微米(μm),除非另有说明。
数据线24的宽度=10
直接位于数据线24上方的公共电极26的宽度=19
在直接位于数据线24上方的公共电极26形成的层面上形成的其他公共电极26的宽度=3.5
像素电极27的宽度=3.5
公共电极26和像素电极27之间距离=9.5
因此,图44中示出的液晶显示器件201中的开口总面积A1的计算方法如下:
A1=(9.5×6)×L=57L
其中L代表开口的纵向长度。
图46是液晶显示器件202的平面图,包括直线形的数据线、之字形公共电极、和之字形像素电极,图47是图46中沿线XXXX VII-XXXX VII截取的剖面图。
各电极和构成图46所示的液晶显示器件202的其他部件的尺寸如下:
数据线124的宽度=10
直接位于数据线124上方的公共电极126的宽度=26.5
在直接位于数据线124上方的公共电极126形成的层面上形成的其他公共电极126的宽度=3.5
像素电极127的宽度=3.5
公共电极126和像素电极127之间的距离=8.2
因此,图46中示出的液晶显示器件202中的开口总面积A2的计算方法如下:
A2=(8.2×6)×L=49.2L
图48是液晶显示器件203的平面图,包括之字形数据线、之字形公共电极、和之字形像素电极,即根据第一实施方案的液晶显示器件10的平面图,图49是图48中沿线XXXX IX-XXXX IX截取的剖面图。
图48中的各电极和构成液晶显示器件203的其他部件的尺寸如下:
数据线124的宽度=10
直接位于数据线124上方的公共电极126的宽度=19
在直接位于数据线124上方的公共电极126形成的层面上形成的其他公共电极126的宽度=3.5
像素电极127的宽度=3.5
公共电极126和像素电极127之间的距离=9.5
因此,图48中示出的液晶显示器件203中的开口总面积A3的计算方法如下:
A3=(9.5×6)×L=57L
比较上述A1、A2和A3面积可以十分明显地看出,包括了直线形的数据线、之字形公共电极和之字形像素电极的液晶显示器件202的面积A2要比包括了直线形的数据线、直线形的公共电极和直线形的像素电极的液晶显示器件201的面积A1小,然而,包括了之字形数据线、之字形公共电极和之字形像素电极的液晶显示器件203的面积A3等于面积A1。
这就意味着将数据线124设计成之字形与包括直线形的数据线的液晶显示器件比较可以增加开孔率。这是因为,在包括直线形的数据线、之字形的公共电极和之字形的像素电极的液晶显示器件202中,在图46中位于左面的数据线124和位于数据线124附近的像素电极127之间沿线XXXX VII-XXXX VII的距离比图48中的大7.5μm,因此公共电极126和像素电极127之间的间隙可以减少7.5μm/X的长度,X代表开口数,结果开口面积因此而减少。
根据第四实施方案的液晶显示器件100可以用与根据第一实施方案的制成的液晶显示器件10的方法相同的方法制作。特别是,由于液晶显示器件100中的数据线124、公共电极126和像素电极127都是以之字形状形成,形成它们的构图有所改变,以便定义之字形的数据线124、之字形的公共电极126和之字形的像素电极127。除了形成数据线124、公共电极126和像素电极127图案的步骤之外,制作液晶显示器件100的步骤没有改变。
下面说明根据第四实施方案构成的液晶显示器件的各部分及其变形。
每个像素中的数据线124、公共电极126和像素电极127的回折数可以选自任何数值,只要它是一个奇数。这样保证液晶分子以顺时针方向扭曲的区域在数量和面积上等于液晶分子按照逆时针方向扭曲的区域。这样加强了视角的对称性。因此,回折数可以限制为奇数值,例如1、3或5。只要回折值是一个奇数值,1或任意大于等于3的数字都可以选作数据线124、公共电极126和像素电极127的回折数。
回折值越小,开孔率越高,然而,回折值越小,弯曲图案越容易看到。此外,由于黑基底层117被设计成遵循数据线124、公共电极126和像素电极127的回折值,所以,如果数据线124、公共电极126和像素电极127的回折值很小,对黑基底层117进行构图将十分困难。
相反,回折值越大,弯曲图案越容易被看作是一条线,黑基底层可以以很细的线的形式制成。然而回折值越大,开孔率越小。
基于上述情况,发明人进行了实验,以求得到数据线124、公共电极126和像素电极127中的最佳回折值N。只要满足下列不等式(A),就可以确定最佳值N:
30≤L/(N+1)≤40 (A)
其中L代表开孔长度单位为微米(μm),参阅图42A。
黑基底层117可以设计成直线形或者之字形。特别是当黑基底层117形成之字形时,优选的是黑基底层117根据数据线124的之字形被设计成之字形。虽然直线形黑基底层可以比之字形黑基底层更容易地制成,但之字形黑基底层117将能够增加液晶显示器件100的开孔率。
如图50所示,当从平面图观看时,优选的是黑基底层117的左端与数据线124的右端之间的距离、以及黑基底层117右端与数据线124左端之间的距离总是大于等于4微米(μm)。
下面解释其理由。
在面对液晶层113的黑基底层117表面和面对液晶层113的数据线124的表面之间的距离通常在3到4微米的范围内。参考图50,假定在连接到数据线124右端的黑基底层117左端的线和基板表面之间形成的角度表示为“α”,则来自黑基底层一侧的入射光被以角度α全部反射,其角度α大约等于45度。因此,当面对液晶层113的黑基底层117的表面和面对液晶层113的数据线124的表面之间的距离为最大时,即等于4微米时,如果黑基底层117的左端和数据线124的右端之间的距离大于等于4微米,有可能解决倾斜进入数据线124一端附近的光穿过黑基底层117,并且造成显示图象中的色彩混合,结果造成染色性降低的结果。
为了保证在黑基底层117的左端和数据线124的右端之间的距离、以及黑基底层117的右端和数据线124的左端之间的距离总是大于等于4微米,黑基底层117和数据线124应该在所有地方彼此重叠4微米或更多。由于有源器件基板111和对置基板112通常被设计成4微米的可允许的公差,以便吸收匹配不正的情况,如果考虑到4微米的公差,就需要黑基底层117和数据线124的宽度大于等于8微米。
图51和52示出了根据第四实施方案液晶显示器件100中的黑基底层117的布局的实例。
在图51中示出的布局中,数据线124被设计成10微米的宽度,公共电极126的宽度被设计成19微米,带有大量梳齿的公共电极126被设计具有7次的回折值,并且黑基底层117被设计具有13.5微米的宽度。
黑基底层117和数据线124彼此重叠的最小宽度是在公共电极126或数据线124弯曲之处,即在线X-X处。如图51所示出的布局中,黑基底层117和数据线124相互重叠的最小宽度等于8微米。
在图52所示出的布局中,数据线124被设计宽度为10微米,公共电极126被设计宽度为19微米,带有大量梳齿的公共电极126被设计具有5次的回折值,而黑基底层117被设计宽度为16微米。
黑基底层117和数据线124相互重叠的最小宽度位于公共电极126或数据线124弯曲的位置上,即位于X-X线上。在图52示出的布局中,黑基底层117和数据线124相互重叠的最小宽度等于8微米。
根据第四实施方案的液晶显示器件100中的黑基底层117的最小宽度,例如图51和图52中示出布局中的上述最小宽度确定如下。
图53示出了黑基底层117、数据线124和公共电极126之间的位置关系。参考图53,确定黑基底层117最小宽度的方程确定如下。
假定数据线124的宽度表示为“D”,当沿数据线124延伸的方向投影时,斜线的长度表示为“LS”,数据线124延伸的方向和斜线之间形成的角度表示为“θ”,不允许倾斜的光进入数据线124的黑基底层117最小宽度Dmin表示为:
Dmin=D+LS×tanθ-(D-8)×2[μm] (B)
在图54和55示出的实例中,数据线124设计宽度为10微米,并进一步被设计成之字形,包括沿数据线124的纵向Z延伸的直线部分,如图43B所示。图54和55中示出的数据线124的边沿位于自图52示出的数据线124回折中的每个凹部的底部后退3微米处。与图52中示出的同种情况相比,公共电极126由凹部限定的边沿超出数据线124 4.5微米,以及在与如图52所示出的公共电极边沿的突起位置相同位置上突起。带很多梳齿的公共电极126被设计成带五个回折的之字形。在上述条件下,黑基底层117可以有10微米的宽度。黑基底层117和数据线124相互重叠的宽度在公共电极126或数据线124弯曲处最小,也就是说,在线X-X处。在图54和55中示出的实例中,黑基底层117和数据线124相互重叠的最小宽度等于8微米。
与图52示出的实例比较,黑基底层117可以将宽度减少到6微米,确保了开孔率增加。
图54和55中示出的公共电极126在除了像素电极127与数据线124重叠的部分以外的部分上按照如图43A所示的之字型图案弯曲。
与数据线124重叠的公共电极126具有超出数据线124 4.5微米的边缘,这个边缘在顶部被设计成V字型,以便向显示区域施加足够的电压。
如前所示,黑基底层117不允许倾斜光进入数据线124的最小宽度Dmin由下式表达:
Dmin=D+LS×tanθ-(D-8)×2[μm] (B)
在图54和55示出的黑基底层117的实例中,数据线124的边缘被设计成,在从图52所示的数据线124回折凹部的底部算起,向数据线124的外侧被替换了3微米,同时,在数据线124回折部突起的顶部,数据线124被向内替换了3微米,以便形成沿数据线124纵向延伸的直线部分。
可替换的是,如图53所示,只有在图52示出的数据线124回折部中凹部底部可以向外、从没有被替换的数据线124回折凹部底部算起用3微米替换数据线124。
在上述这种布局中,与图54和55示出的实例类似,黑基底层117可以设计成具有10微米的宽度,保证了开孔率的增加。
如图56所示,数据线124以与图52示出的数据线相同的方式形成,并且浮动电极181可能在数据线124回折部的凹部底部附近形成。浮动电极181可以由构成公共电极126的第一金属层构成。这种浮动电极181可以用来屏蔽来自图53所示区域的光,在这种情况下,与图54和55示出实例类似,黑基底层117可以设计成具有10微米的宽度,保证了开孔率的增加。
此外,如图57示出的,公共电极126可以设计成进一步包括从与数据线124重叠的公共电极126的回折部顶部突出来的突起182。
图58示出的像素包括了上述带有突起182的公共电极126。在示出的像素中,突起182固定在包括突起182顶部的域边界发生旋转位移的位置上,保证了显示图象的稳定性,即使显示屏被手指触动。
在根据第四实施方案的液晶显示器件100中,构成对置基板112的彩色层118可以设计成与数据线124、公共电极126和像素电极127一样的之字型。特别是,当彩色层118形成之字型的时候,优选的是,彩色层118由于与数据线124的之字型一致的之字型。
根据第四实施方案的液晶显示器件100可以设计成进一步包括:在每个像素柱中,在液晶分子沿顺时针方向扭曲的像素子区和液晶分子沿逆时针方向扭曲的像素子区之间的稳定电极。稳定电极可以保证像素子区之间稳定的边界,从而,稳定液晶分子的定向。这样即使显示屏被手指摩擦,手指印也不会保留在显示屏上,保证了显示图象清晰度得到提高。
虽然日本专利申请No.2000-326814(日本待审查专利公告No.2002-131781),属于本申请的受让人提交的,且没有公开,它在后面说明了下本发明强调的优点,但是在此的解释并不意味着申请人承认日本专利申请No.2000-326814是在本发明之前法定的现有技术。在下面说明的日本专利申请No.2000-326814的有关内容仅仅是为了更好理解本发明的目的。
日本专利申请No.2000-326814建议了带有分别从V字型公共电极和V字型的像素电极的顶部向外延伸的公共辅助电极和像素辅助电极的V字型公共电极和V字型的像素电极公共辅助辅助公共。公共辅助电极和像素辅助电极的末端与像素电极和公共电极重叠。
然而上述V字型公共和像素电极不能应用在根据第四实施方案的液晶显示器件100上,因为像素电极127和公共电极126形成在液晶显示器件100的同一层上。此外,对于将V字型公共电极和像素电极应用到液晶显示器件100上还需要防止制作步骤的增加。
因此,为了使液晶显示器件100包括能保证在像素子区之间有一个稳定的边界的稳定电极,如图59所示,浮动稳定电极140形成在像素电极127的回折部顶部之下,且与之重叠。每个浮动稳定电极140都由第二金属层构成,从而,不会与像素电极127电连接。每个浮动稳定电极140都与像素电极127充分重叠,并且向像素子区之间的边界延伸。
类似地,浮动稳定电极141构成在公共电极126回折部顶部的下面,且与之重叠。每个浮动稳定电极141都由第一金属层构成。每个浮动稳定电极141都与公共电极126充分重叠,并且向像素子区之间的边界延伸。
上述浮动稳定电极140和141保证了每个像素子区中的电场指向液晶分子扭曲的方向,它进一步保证了像素子区的稳定分区。
图60示出了采用图59所示的浮动稳定电极140和141的液晶显示器件100。
图61在单独的图中示出了液晶显示器件100的TFT区、像素区和接触孔区。TFT区、像素区和接触孔区的剖面图是在图60中分别沿线A-A、B-B和C-C截取的。
如图61所示,液晶显示器件100可以被设计成包括在第二夹层绝缘膜25的第一膜25a之下的像素辅助电极135。像素辅助电极135由第二金属层构成,并且与TFT130的源极130b一体形成。
图62A是在图60中示出的液晶显示器件中形成的ITO层的平面图,图62B是除了在图60中示出的液晶显示器件中形成的ITO层以外的各层的平面图。如图62A和62B所示,像素辅助电极135由与公共电极线126a和126b重叠的第一部分135a和第二部分135b、以及在像素电极127下面形成的第三部分135c构成,从而定义了在第一和第二部分135a和135b与公共电极线126a和126b之间的存储电容。第三部分135c为之字型,与第一部分135a和第二部分135b相互连接。第一部分135a、第二部分135b和第三部分135c以I字型布置。
与第一实施方案类似,液晶显示器件100中的像素辅助电极135a和135b可以设计成在每个柱中具有这样的倾斜边缘,使得由摩擦确定的摩擦方向或者液晶的定向方向、与在像素电极127(以及向其施加与像素电极127相同电压的像素辅助电极135)和公共公共电极126(以及与向其施加与公共电极126相同电压的公共电极线126a和126b)上施加的电场方向之间的关系就可以确定,保证了该液晶定向方向与该电场方向重叠。如果液晶定向方向沿顺时针方向以某个锐角旋转,整个在像素电极127和公共公共电极126包围的显示区域中,且在液晶分子以顺时针方向扭曲的像素子区附近的电极中;或者上述关系得以确定,保证液晶定向方向与电场方向重叠;如果液晶定向方向沿逆时针方向以某个锐角旋转,整个在像素电极127和公共公共电极126包围的显示区域中,且在液晶分子以逆时针方向扭曲的像素子区附近的电极。这种结构对应于已经在第一实施方案中提到的反向旋转阻止结构36。
参考图62A,与由第二金属层构成的像素辅助电极135c的回折部的顶部连接的电极也是由第二金属层构成的,因此,不是浮动电极。这种电极被称为稳定电极142。
稳定电极142保证了每个像素子区中的电场可以稳定地指向液晶分子扭曲的方向,进而保证像素子区的稳定分区。
在图60示出的液晶显示器件中,由第二金属层构成的像素辅助电极135可以被设计包括稳定电极142,其自像素辅助电极135的回折部的顶部、沿液晶分子以反向旋转的两个像素子区之间的边界处向外延伸。稳定电极142由第二金属层构成,确保每个像素子区中的液晶分子旋转平稳。
由第二金属层构成的公共辅助电极也可以保证在每个像素子区中液晶分子的平稳旋转。
根据第四实施方案的液晶显示器件100可以应用于图42B示出的液晶显示器件上,也就是说,这是一种有源器件基板的开口在垂直于数据线124延伸方向的方向延伸的液晶显示器件。
对于图42A示出的液晶显示器件,即,它是一种有源器件基板的开口是沿与垂直于数据线124延伸方向相同的方向延伸的液晶显示器件,液晶垂直注入其中;然而,对于如图42B所示的液晶显示器件,即,这种液晶显示器件其有源器件基板的开口沿垂直于数据线124延伸方向的方向延伸,因而液晶是水平注入其间的。在后一种情况下,数据线124是以直线形成的,定义了栅极的栅极线成之字形。
第五实施方案
图63A是根据本发明第五实施方案的平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件180的剖面图,与图41对应,后者是是根据第三实施方案液晶显示器件100的剖面图。
在第三实施方案液晶显示器件100中,除了公共电极126以外,像素电极127也形成在第二夹层绝缘膜125的第二膜126b上。
在第五实施方案的液晶显示器件180中,像素电极127是在第一夹层绝缘膜123上的第二金属膜上形成的,类似于根据二实施方案的液晶显示器件80。因为像素电极127是由第二金属层构成的,所以第五实施方案的液晶显示器件180的开孔率小于第一实施方案的液晶显示器件10。因此,由于像素电极127由不同于形成公共电极126的层面构成,所以像素电极127和公共电极126不会彼此短路,保证成品率得到提高。
此外,它还可能在由第二金属层构成的像素电极127和由第一金属层构成的公共电极线126a和126b之间形成存储电容。这样保证了液晶层113的总的存储电容、以及显示图象的稳定性得到加强。
如前所示,公共电极126可以包括稳定电极,其自公共电极126的回折部的顶端、沿液晶分子以顺时针方向扭曲的像素子区和液晶分子以逆时针方向扭曲的像素子区之间的边界向外延伸,在这种情况下,稳定电极可以由构成公共电极126的ITO层构成。类似地,像素电极127可以包括稳定电极,其自像素电极127的回折部的顶端、沿液晶分子以顺时针方向扭曲的像素子区和液晶分子以逆时针方向扭曲的像素子区之间的边界向外延伸,在这种情况下,稳定电极可以由构成像素电极127的ITO层构成。这些稳定电极确保了在像素子区边界处液晶分子旋转的稳定性。
第六实施方案
图63B是根据本发明第六实施方案的平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件185的剖面图,与图41对应,后者是根据第三实施方案液晶显示器件100的剖面图。
在第三实施方案液晶显示器件100中,与第二膜125b一起构成第二夹层绝缘膜125的第一膜125a形成在整个像素区上。相反,第二膜125b可以只在与数据线124重叠的公共电极126之下形成。
在像素显示区中,公共电极126是由构成栅极的第一金属层构成的,在除了由透明金属组成公共电极126的区域之外的区域中,与数据线124重叠。
根据第六实施方案,不需要在超出所需的更大的区域上形成第二膜125b,借此,可以防止在公共电极126和数据线124之间的增加寄生电容。
像素电极127可以与数据线124一起形成在第一夹层绝缘膜123上。
由于公共电极126是在第一夹层绝缘膜123上的第一金属膜上、在除了在由第二膜125b上形成的透明金属膜构成的公共电极126的区域之外的区域上构成的,所以,第六实施方案的液晶显示器件185的开孔率小于第四实施方案的液晶显示器件100。然而,由于公共电极126由不同于形成像素电极127的层面构成,所以公共电极126和像素电极127不会彼此短路,保证成品率得到提高。
在液晶分子以顺时针方向扭曲的像素子区和液晶分子以逆时针方向扭曲的像素子区之间形成的稳定电极可以设计成自像素电极127和公共电极126的回折部的顶部向外延伸,与第五实施方案类似地,因为像素电极127形成在与公共电极126的层面不同的层面上。
根据第六实施方案的平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件185可以增加开孔率,类似于根据第一实施方案的液晶显示器件10。
第七实施方案
根据第七实施方案的液晶显示器件具有与第一到第六实施方案中的任意的液晶显示器件相同的结构,除了根据第七实施方案的液晶显示器件设计成没有包括作为对置基板一部分而形成的彩色层。因此,第七实施方案提供的平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件显示的是黑白图象。
包括上述结构的第七实施方案的液晶显示器件具有较高的光使用率,确保高亮度下的低功耗。
第八实施方案
在上述第一到第七实施方案中,形成的彩色层和黑基底层构成作为对置基板的一部分。在第八实施方案的平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件中,彩色层、黑基底层、或者彩色层和黑基底层两者不作为对置基板的一部分而形成,只是作为有源器件基板的一部分而形成。
通过形成彩色层、黑基底层或者彩色层和黑基底层作为有源器件基板的一部分,有可能增加这些层和已经在有源器件基板中形成的部分(例如数据线)之间定位的精确性,这样保证了黑基底层和其他层的宽度可以减少,而开孔率进一步得到提高。
在第一、第二、第四或第五实施方案中,作为有源器件基板的一部分形成的彩色层和/或黑基底层,可以被构成第二夹层绝缘膜的有机膜覆盖。有机膜可以防止在有源器件基板中形成的彩色层和/或黑基底层中的杂质被洗提到液晶层中,从而,保证稳定性得到加强。
在第一、第二、第四或第五实施方案中,当第二夹层绝缘膜是由无机膜构成的第一膜构成的、而由有机膜构成第二膜的时候,彩色层和/或黑基底层可以夹在第一和第二膜之间。有机膜可以防止在有源器件基板中形成的彩色层和/或黑基底层中的杂质被洗提到液晶层中,并且进一步防止有源器件基板受到彩色层中的电荷和/或离子运动的影响,从而,保证可靠性得到提高。
图64和65示出了根据第八实施方案的平面开关模式有源矩阵型液晶显示器件,它对应于图40和41示出的根据第四实施方案的液晶显示器件100,其中第二夹层绝缘膜125由无机膜构成的第一膜125a和由有机膜构成的第二膜125b构成的,彩色层118和黑基底层117夹在第一膜125a和第二膜125b之间。图64是根据第八实施方案的液晶显示器件的平面图,图65是图64沿线XXXXXX V-XXXXXX V的剖面图。
第九实施方案
根据第一实施方案的液晶显示器件10、根据第二实施方案的液晶显示器件80、根据第三实施方案的液晶显示器件85、根据第四实施方案的液晶显示器件100、根据第五实施方案的液晶显示器件180、根据第六实施方案的液晶显示器件185、根据第七实施方案的液晶显示器件、根据第八实施方案的液晶显示器件均可以应用到电子器件上。下面说明部分实例。
图66是采用了液晶显示器件10、80、85、100、180和185中之一的便携式通讯器件250的方框图。在便携式通讯器件250中,液晶显示器件10、80、85、100、180和185以及根据第七实施方案的液晶显示器件或者根据第八实施方案的液晶显示器件都被用做后面介绍的液晶板265的一部分。
便携式通讯器件250由包括液晶板265的显示单元268、背光发射器266和图象信号处理器267、控制构成便携式通讯终端250的部件运行的控制器269、存储由控制器269执行的程序和各种数据的存储器271、进行数据通讯的通讯单元272、由键盘或指针构成的输入器件273、以及向上述构成便携式通讯终端250提供电力的电源274等组成。
包括根据上述实施方案的液晶显示器件的液晶板265可以提高显示单元268的开孔率,并且进一步提高显示单元268的亮度。
包括液晶显示器件10、80、85、100、180或185的液晶板265可以应用到便携式个人计算机、笔记本型个人计算机或者台式个人计算机的显示器上。
图67是蜂窝电话275的方框图,其中使用了液晶显示器件10、80、85、100、180或185之一种。
蜂窝电话275由包括液晶板265的显示单元276、背光发射器266和图象信号处理器267、控制构成蜂窝电话275的各部件运行的控制器277、存储由控制器277执行的程序和各种数据的存储器278、无线信号接受器279、无线信号发射器281、由键盘或指针构成的输入器件282、以及向上述构成移动电话275提供电力的电源283等组成。
包括根据上述实施方案之一的液晶显示器件的液晶板265可以提高显示单元276的开孔率,并且进一步提高显示单元276的亮度。
在上述第一到第九实施方案中,主要说明了本发明的特征部分,对于本领域的技术人员熟知的部分不再详细说明。然而,还应该注意,后者对于本领域的技术人员来说不必详细解释就很容易明了。
下面介绍由前面介绍的本发明获得的优点。
根据上述本发明,可以实现本发明的下列目的:
(a)提供平面开关模式液晶显示器件,它能够防止垂直串扰的发生,而不会减少开孔率;
(b)减少平面开关模式晶显示器件中的公共电极的阻抗,其中数据线被透明材料构成的公共电极覆盖;
(c)减少不透光膜,例如黑基底层,它可以用在常规平面开关模式液晶显示器件上,用于防止在显示屏显示图象时因为电场泄露造成的垂直串扰不出现在显示屏幕上;
(d)提供平面开关模式的液晶显示器件,它的透明电极可以使用低成本制作;
(e)提供平面开关模式的液晶显示器件,它的数据线几乎完全被公共电极覆盖,不会增加在数据线和公共电极之间形成的寄生电容;
(f)在平面开关模式的液晶显示器件中,提供可靠的透明材料,用于屏蔽数据线。
此外,本发明可以解决与上述事宜相关的其他问题。
通过发明人已经进行的实验结果可以发现,例如,与图1中示出的常规液晶显示器件相比,根据后面提到的第一实施方案的平面开关模式的液晶显示器件可以增加30到40%的开孔率。