DE102004063550A1

DE102004063550A1 - Flüssigkristalldisplay

Info

Publication number: DE102004063550A1
Application number: DE102004063550A
Authority: DE
Inventors: Keuk Sang Kwon; Dae Lim Park; Seong Soo Hwang; Sung Gu Kang; Jong Hwae Lee; Bung Goo Kim; Jong A Choi
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-12-30
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2024-12-31
Also published as: KR101030545B1; GB0428539D0; CN1677206A; GB2412780A; US7554630B2; US20050219436A1; KR20050096456A; GB2412780B; DE102004063550B4; JP2005284255A; CN100416390C

Abstract

Ein LCD mit verbessertem Öffnungsverhältnis und verringerter parasitärer Kapazität verfügt über eine Passivierungsschicht aus einem anorganischen Isoliermaterial, und es ist mit Folgendem versehen: einer Gateleitung auf einem ersten Substrat; einer Gateisolierschicht auf der gesamten Fläche des ersten Substrats mit der Gateleitung; einer Datenleitung auf der Gateisolierschicht im Wesentlichen rechtwinklig zur Gateleitung, um einen Pixelbereich zu bilden; einem Dünnschichttransistor an einer Schnittstelle der Gate- und der Datenleitung; einer Passivierungsschicht auf einer Fläche des ersten Substrats mit dem Dünnschichttransistor; einer Pixelelektrode auf der Passivierungsschicht für Verbindung mit einer Drainelektrode des Lichtabschirmungsmetalls und einem Dünnschichttransistor zum Empfangen einer Spannung, das zwischen der Datenleitung und der Pixelelektrode ausgebildet ist, um eine parasitäre Kapazität zwischen der Datenleitung und der Pixelelektrode zu verhindern.

Description

Prio.: 30. März 2004, Rep. Korea (KR), 10-2004-0021678
Die Erfindung beansprucht den Nutzen der am 30. März 2004 eingereichten koreanischen Anmeldung Nr. P2004-21678, die hiermit durch Bezugnahme für alle Zwecke so eingeschlossen wird, als sei sie hier vollständig dargelegt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Flüssigkristalldisplay (LCD), und spezieller betrifft sie ein LCD mit verbessertem Öffnungsverhältnis und verringerter parasitärer Kapazität.

Erörterung der einschlägigen Technik

LCDs, die eine einer Anzahl von Flachdisplaytechnologien darstellen, verfügen über verbesserte Funktionseigenschaften einschließlich eines hohen Kontrastverhältnisses, eines großen Graupegels, hoher Bildqualität und niedrigen Energieverbrauchs.

Z.B. kann ein LCD mit flachem Profil als an der Wand anbringbarer Fernsehmonitortyp hergestellt werden. Auch kann ein LCD, da LCDs geringes Gewicht und niedrigen Energieverbrauch erzielen, als Monitor für Notebookcomputer, PCs, Fernseher und Luftfahrzeuge verwendet werden.

Ein LCD verfügt im Allgemeinen über ein Dünnschichttransistorarray-Substrat, ein Farbfilterarray-Substrat und eine Flüssigkristallschicht. Insbesondere verfügt das Dünnschichttransistorarray-Substrat über einen Dünnschichttransistor, eine Pixelelektrode und einen Speicherkondensator in einem durch eine Gateleitung und eine Datenleitung gebildeten Bereich. Auch verfügt das Farbfilterarray-Substrat über eine Farbfilterschicht und eine gemeinsame Elektrode. Die Flüssigkristallschicht ist zwischen dem Dünnschichttransistorarray-Substrat und dem Farbfilterarray-Substrat ausgebildet. Durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden werden Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallschicht ausgerichtet, um dadurch die durchgelassene Lichtmenge zum Anzeigen von Bildern zu steuern.

Nun wird ein LCD gemäß einer einschlägigen Technik unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Die 1 ist eine Draufsicht eines LCD gemäß einer einschlägigen Technik. Die 2 ist eine Schnittansicht des LCD gemäß einer einschlägigen Technik entlang I–I' in der 1.

Ein LCD gemäß einer einschlägigen Technik verfügt über ein Dünnschichttransistorarray-Substrat 111, ein Farbfilterarray-Substrat 121 und eine Flüssigkristallschicht 131. Das Dünnschichttransistorarray-Substrat 111 und das Farbfilterarray-Substrat 121 sind mit einem vorbestimmten Intervall miteinander verbunden und die Flüssigkristallschicht 131 ist zwischen den zwei verbundenen Substraten 111 und 121 ausgebildet. Auch emittiert ein LCD kein Licht, so dass es eine zusätzliche Lichtquelle, z.B. eine Hintergrundbeleuchtung 150 benötigt. Die Hintergrundbeleuchtung 150 ist unter dem Dünnschichttransistorarray-Substrat 111 vorhanden.

Wie es in den 1 und 2 dargestellt ist, verfügt das Dünnschichttransistorarray-Substrat 111 über eine Gateleitung 112, eine Datenleitung 115, eine Pixelelektrode 117, einen Dünnschichttransistor TFT und einen Speicherkondensator. Die Gateleitung 112 und die Datenleitung 115 sind rechtwinklig zueinander ausgebildet, um einen Pixelbereich zu bilden. Auch ist die Pixelelektrode 117 in jedem Pixelbereich ausgebildet, um eine Signalspannung abhängig von einem Datensignal an die Flüssigkristallschicht 131 zu legen. Dann ist der Dünnschichttransistor TFT in einem Schnittbereich der Gateleitung 112 und der Datenleitung 115 ausgebildet, wobei der Dünnschichttransistor TFT auf Grundlage eines an die Gateleitung 112 angelegten Scansignals ein-/ausgeschaltet wird, um das an die Datenleitung gelieferte Datensignal an die Pixelelektrode 117 zu übertragen. Der Speicherkondensator ist ausgebildet, um eine Pegelschiebespannung abzusenken und um Pixelinformation während einer Nicht-Auswählperiode aufrecht zu erhalten.

Außerdem ist zwischen der Gateleitung 112 und der Datenleitung 115 eine Gateisolierschicht 113 ausgebildet, und zwischen dem Dünnschichttransistor TFT und der Pixelelektrode 117 ist eine Passivierungsschicht 116 ausgebildet.

Demgemäß besteht der Dünnschichttransistor TFT aus einer Gateelektrode 112a, der Gateisolierschicht 113, einer Halbleiterschicht 114, einer Sourceelektrode 115a und einer Drainelektrode 115b. Die Gateelektrode 112a zweigt von der Gateleitung 112 ab, und die Gateisolierschicht 113 ist auf der gesamten Fläche des Dünnschichttransistorarray-Substrats 111 einschließlich der Gateelektrode 112a ausgebildet. Dann ist die Halbleiterschicht 114 auf der Gateisolierschicht über der Gateelektrode 112a ausgebildet. Auch zweigt die Sourceelektrode 115a von der Datenleitung 115 ab, und sie überlappt mit einer Seite der Halbleiterschicht 114. Die Drainelektrode 115b überlappt mit der anderen Seite der Halbleiterschicht 114, und die die Passivierungsschicht 116 durchdringende Drainelektrode 115b ist mit der Pixelelektrode 117 verbunden, um dadurch eine Spannung an diese anzulegen.

Ein Speicherkondensator Cst besteht aus einer Kondensatorelektrode 126, der Pixelelektrode 117, der Gateisolier schicht 113 und der Passivierungsschicht 116. Die Kondensatorelektrode 126 ist parallel auf derselben Schicht wie die Gateleitung 112 ausgebildet. Auch sind die Gateisolierschicht 113 und die Passivierungsschicht 116 zwischen die Kondensatorelektrode und die Pixelelektrode 117 eingefügt. So hält der Speicherkondensator Ladungen der Flüssigkristallschicht während eines Ausschaltblocks des Flüssigkristalls TFT aufrecht.

Obwohl es nicht dargestellt ist, kann der Speicherkondensator unter Verwendung eines vorbestimmten Teils der Gateleitung als Kondensatorelektrode über der Gateleitung ausgebildet sein.

Der Speicherkondensator verfügt über eine Struktur zum Erzeugen einer Isolierschicht zwischen einer unteren und einer oberen Kondensatorelektrode. In diesem Fall dient die Kondensatorelektrode 126 als untere Kondensatorelektrode, die Gateisolierschicht 113 und die Passivierungsschicht 116 dienen als Isolierschicht, und ein vorbestimmter Teil der Pixelelektrode 117, der mit der Kondensatorelektrode 126 überlappt, dient als obere Kondensatorelektrode.

Die Gateisolierschicht 113 besteht aus einem anorganischen Isoliermaterial wie Siliciumnitrid SiN_x oder Siliciumoxid SiO_x, mit einer Dielektrizitätskonstanten von ungefähr 7,5 bei einer Dicke zwischen 1.500 und 5.000 Å. Auch besteht die Passivierungsschicht 116 aus einem organischen Isoliermaterial wie BCB (BenzoCycloButen) oder Acrylharz, mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten von ungefähr 3,4 bei einer Dicke zwischen 3 μm und 5 μm.

Wenn die Passivierungsschicht 116 aus einem organischen Isoliermaterial wie BCB hergestellt wird, ist es möglich, die parasitäre Kapazität zwischen der Datenleitungsschicht und der Pixelelektrode zu verringern. Demgemäß kann die Pixelelektrode 117 mit der Datenleitung überlappen, um ein hohes Öffnungsverhältnis zu realisieren. Wenn jedoch die organische Isolierschicht aus BCB für die Passivierungsschicht 116 verwendet wird, wird diese dick. So ist es möglich, die Passivierungsschicht der organischen Isolierschicht für ein kleines LCD wie ein Mobiltelefon zu verwenden.

Diesbezüglich wird bei einem kleinen LCD die Passivierungsschicht aus einem anorganischen Isoliermaterial wie Siliciumnitrid SiN_x hergestellt. Wenn jedoch eine Passivierungsschicht aus einem anorganischen Isoliermaterial verwendet wird, nimmt die parasitäre Kapazität stark im Vergleich zu der bei einer Passivierungsschicht aus einem organischen Isoliermaterial zu, so dass es unmöglich ist, die Pixelelektrode mit der Datenleitung zu überlappen. Wenn die parasitäre Kapazität zwischen der Datenleitung und der Pixelelektrode zunimmt, bewirkt sie einen Gleichspannungsversatz ΔVp gegenüber einer an die Flüssigkristallschicht angelegten Wechselspannung, wodurch Flackern, Bildhaftung und ungleichmäßige Helligkeit in den Bildern erzeugt werden.

Ferner wird das Farbfilterarray-Substrat 121 dem Dünnschichttransistorarray-Substrat 111 gegenüberstehend ausgebildet. Das Farbfilterarray-Substrat 121 verfügt über eine Farbfilterschicht 123 von der Reihe nach angeordneten Pigmenten für R(Rot)/G(Grün)/B(Blau), eine Schwarzmatrixschicht 122 zum Unterteilen von R/G/B-Zellen und zum Verhindern eines Ausleckens von Licht, und eine gemeinsame Elektrode 124 zum Anlegen der Spannung an die Flüssigkristallschicht 131.

In der Farbfilterschicht 123 sind im Allgemeinen Pixel mit R/G/B-Pigmenten der Reihe nach angeordnet, wobei jedes Unterpixel über ein Pigment verfügt, und die Unterpixel werden getrennt angesteuert, um dadurch eine Farbe in einem Pixel durch den Verbund der Unterpixel anzuzeigen.

Im Allgemeinen wird die Schwarzmatrixschicht 122 so hergestellt, dass sie dem Rand des Unterpixels und des Dünnschichttransistors des Dünnschichttransistorarray-Substrats entspricht, um dadurch ein Auslecken von Licht in Gebieten mit instabilem elektrischem Feld zu verhindern.

Wie oben beschrieben, ist es beim Verwenden einer Passivierungsschicht aus einem anorganischen Isoliermaterial unmöglich, die Pixelelektrode mit der Datenleitung zu überlappen. Demgemäß überlappt die Schwarzmatrixschicht 122 mit der Pixelelektrode 117, um ein Auslecken von Licht zwischen der Pixelelektrode und der Datenleitung zu verhindern. Dabei ist es, da die Pixelelektrode 117 auf dem Dünnschichttransistorarray-Substrat ausgebildet ist und die Schwarzmatrixschicht 122 auf dem Farbfilterarray-Substrat ausgebildet ist, erforderlich, für eine Verbindungstoleranz in der Schwarzmatrixschicht 122 zu sorgen, um das Auslecken von Licht zu verhindern. Die Verbindungstoleranz kann abhängig von der Verbindungsanlage variieren. Jedoch wird, wie es in der 2 veranschaulicht ist, die Schwarzmatrixschicht 122 vorzugsweise mit minimal 5 μm bis 6,7 μm mit der Pixelelektrode 117 überlappt.

Jedoch bestehen bei dieser LCD gemäß einer einschlägigen Technik die folgenden Nachteile.

Erstens wird die Passivierungsschicht aus einem anorganischen Isoliermaterial hergestellt und die Pixelelektrode überlappt nicht mit der benachbarten Datenleitung. Demgemäß ist es erforderlich, für eine ausreichende Verbindungstoleranz zu sorgen, um die Schwarzmatrixschicht mit der Pixelelektrode in Überlappung zu bringen, um ein Auslecken von Licht zwischen der Pixelelektrode und der Datenleitung zu verhindern. Demgemäß nimmt die Größe der Schwarzmatrixschicht aufgrund der Verbindungstoleranz zu, so dass das Öffnungsverhältnis des LCD kleiner wird.

Wenn die Passivierungsschicht aus einer anorganischen Isolierschicht hergestellt wird, wird die Pixelelektrode so hergestellt, dass sie nicht mit der benachbarten Datenleitung überlappt. In diesem Zustand ist die Dielektrizitätskonstante der Passivierungsschicht höher als diejenige der organischen Isolierschicht, so dass zwischen der Pixelelektrode und der Datenleitung eine parasitäre Kapazität erzeugt wird. Wegen dieser parasitären Kapazität entsteht eine Sourceverzögerung, die den Datenspannungspegel absenkt. So ändert sich die Leuchtstärke aufgrund der Sourceverzögerung, so dass Vertikalübersprechen auftritt, was die Bildqualität beeinträchtigt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist die Erfindung auf ein LCD gerichtet, das eines oder mehrere Probleme aufgrund von Einschränkungen und Nachteilen der einschlägigen Technik im Wesentlichen umgeht.

Ein Vorteil der Erfindung besteht in der Schaffung eines LCD zum Realisieren hoher Auflösung ohne ein Auslecken von Licht durch Herstellen einer ersten Schwarzmatrixschicht aus einem metallischen Material mit hoher optischer Dichte sowie durch Herstellen einer zweiten Schwarzmatrixschicht aus einem Harz zum Bedecken der ersten Schwarzmatrixschicht.

Zusätzliche Vorteile und Merkmale der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt, und sie werden dem Fachmann teilweise beim Studieren des Folgenden ersichtlich oder sie ergeben sich beim Ausüben der Erfindung. Die Ziele und andere Vorteile der Erfindung können durch die Struktur realisiert und erzielt werden, wie sie speziell in der schriftlichen Beschreibung und den zugehörigen Ansprüchen sowie den beigefügten Zeichnungen dargelegt ist.

Um diese und andere Vorteile zu erzielen, und gemäß dem Zweck der Erfindung, wie sie realisiert wurde und hier umfassend beschrieben wird, ist ein LCD mit Folgendem versehen: einer Gateleitung auf einem ersten Substrat; einer Gateisolierschicht auf der gesamten Fläche des ersten Substrats mit der Gateleitung; einer Datenleitung auf der Gateisolierschicht im Wesentlichen rechtwinklig zur Gateleitung, um einen Pixelbereich zu bilden; einem Dünnschichttransistor an einer Schnittstelle der Gate- und der Datenleitung; einer Passivierungsschicht auf einer Fläche des ersten Substrats mit dem Dünnschichttransistor; einer Pixelelektrode auf der Passivierungsschicht in Verbindung mit einer Drainelektrode des Dünnschichttransistors; und einem Lichtabschirmungsmetall zum Verhindern einer parasitären Kapazität zwischen der Datenleitung und der Pixelelektrode.

Das Lichtabschirmungsmetall steht gegenüber der Gateleitung vor.

Außerdem verfügt das LCD über eine gemeinsame Leitung parallel zur Gateleitung. Das Lichtabschirmungsmetall steht gegenüber der gemeinsamen Leitung vor.

Auch wird die Passivierungsschicht aus einem anorganischen Isoliermaterial hergestellt, das Siliciumnitrid SiN_x oder Siliciumoxid SiO_x ist.

Außerdem verfügt das LCD über ein zweites Substrat mit einer Schwarzmatrixschicht, einer Farbfilterschicht und einer gemeinsamen Elektrode, das dem ersten Substrat gegenübersteht.

Die Schwarzmatrixschicht verfügt über eine Ecke, die auf derselben Linie wie eine Ecke des Lichtabschirmungsmetalls liegt.

Auch überlappt das Lichtabschirmungsmetall mit der Pixelelektrode und der Datenleitung.

Auch überlappt das Lichtabschirmungsmetall mit der Pixelelektrode, und es verfügt über eine Ecke, die entsprechend einer Ecke der Datenleitung ausgerichtet ist.

Es ist zu beachten, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung beispielhaft und erläuternd sind und dazu vorgesehen sind, für eine weitere Erläuterung der beanspruchten Erfindung zu sorgen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um für ein weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen, und die in diese Anmeldung eingeschlossen sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen eine Ausführungsform (Ausführungsformen) der Erfindung, und sie dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, das Prinzip der Erfindung zu erläutern.
In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt.
1 ist eine Draufsicht eines LCD gemäß einer einschlägigen Technik;
2 ist eine Schnittansicht des LCD gemäß einer einschlägigen Technik entlang I–I' in der 1;
3 ist eine Draufsicht eines LCD gemäß der ersten Aus führungsform der Erfindung;
4 ist eine Schnittansicht eines LCD entlang II–II' in der 3;
5 ist eine Draufsicht eines LCD gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
6 ist eine Draufsicht eines LCD gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nun wird detailliert auf Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, zu denen in den beigefügten Zeichnungen Beispiele dargestellt sind. Wo immer möglich, sind dieselben Bezugszahlen in allen Zeichnungen dazu verwendet, dieselben oder ähnliche Teile zu kennzeichnen.
Nachfolgend wird ein LCD gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die 3 ist eine Draufsicht eines LCD gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Die 4 ist eine Schnittansicht eines LCD entlang II–II' in der 3.
Wie es in den 3 und 4 dargestellt ist, verfügt das LCD gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung über ein Dünnschichttransistorarray-Substrat 511, ein Farbfilterarray-Substrat 521 und eine Flüssigkristallschicht 531. Das Dünnschichttransistorarray-Substrat 511 und das Farbfilterarray-Substrat 521 sind mit einem vorbestimmten Intervall miteinander verbunden, und die Flüssigkristallschicht 531 ist zwischen dem Dünnschichttransistorarray-Substrat 511 und dem Farbfilterarray-Substrat 521 ausgebildet. Auch ist eine Hintergrundbeleuchtung 550 so ausgebildet, dass sie gleichmäßig Licht an die verbundenen Substrate 511 und 521 liefert, wobei sie unter dem Dünnschichttransistorarray-Substrat 511 ausgebildet ist.
Genauer gesagt, verfügt, wie es in den 3 und 4 dargestellt ist, das Dünnschichttransistorarray-Substrat 511 über eine Gateleitung 512, eine Datenleitung 515, eine Gateisolierschicht 513, eine Gateelektrode 512a, eine Halbleiterschicht 514, eine Sourceelektrode 515a, eine Drainelektrode 515b, eine Passivierungsschicht 516, ein Kontaktloch 518, eine Pixelelektrode 517 und ein Lichtabschirmungsmetall 532. Die Gateleitung 512 ist im Wesentlichen rechtwinklig zur Datenleitung 550 ausgebildet, um einen Pixelbereich zu bilden. Dann ist die Gateisolierschicht 113 zwischen der Gateleitung 512 und der Datenleitung 515 ausgebildet, und die Gateelektrode 512 steht in einem Schnittbereich der Gateleitung 512 und der Datenleitung 515 gegenüber der Gateleitung 512a vor. Auch ist die Halbleiterschicht 514 auf der Gateisolierschicht 113 über der Gateelektrode 512a ausgebildet. Außerdem überlappt die von der Datenleitung 515 vorstehende Sourceelektrode 515a mit einer Seite der Halbleiterschicht 514, und die Drainelektrode 515b, die mit einem vorbestimmten Intervall entfernt von der Sourceelektrode 515a ausgebildet ist, überlappt mit der anderen Seite der Halbleiterschicht 514. Die Passivierungsschicht 116 ist auf der gesamten Fläche des Dünnschichttransistorarray-Substrats einschließlich der Source- und der Drainelektrode 515a und 515b ausgebildet, und in der Passivierungsschicht 516 ist über der Drainelektrode 515b ein Kontaktloch 518 ausgebildet. Dann ist die Pixelelektrode 517 im Pixelbereich ausgebildet, um durch das Kontaktloch 518 der Passivierungsschicht 516 der Drainelektrode 515b verbunden zu sein, wobei die Pixelelektrode 517 aus einem transparenten, leitenden Material aus ITO oder IZO hergestellt wird. Das gegenüber der Gateleitung 512 vorstehende Lichtabschirmungsmetall 532 ist zwischen der Datenleitung 515 und der Pixelelektrode 517 entlang der Datenleitung 515 ausgebildet, um eine parasitäre Kapazität zwischen der Pixelelektrode 517 und der Datenleitung 515 zu verhindern.
Die Passivierungsschicht 516 wird aus einem anorganischen Isoliermaterial, z.B. SiN_x oder SiO_x mit einfacher Abscheidbarkeit und dünner Ausbildung hergestellt, um eine Stufenüberdeckung zu verhindern. Auch werden das Lichtabschirmungsmetall 532 und die Gateleitung 512 aus einer Metallschicht mit niedrigem Widerstand aus einem Lichtabschirmungsmaterial mit niedrigem spezifischem Widerstand hergestellt, z.B. Kupfer Cu, Aluminium Al, Aluminiumneodym AlNd, Molybdän Mo, Chrom Cr, Titan Ti, Tantal Ta oder Molybdänwolfram MoW.
Das Farbfilterarray-Substrat 521 wird dem Dünnschichttransistorarray-Substrat 511 gegenüberstehend hergestellt. Das Farbfilterarray-Substrat 521 verfügt über eine Schwarzmatrixschicht 522, eine Farbfilterschicht 523 und eine gemeinsame Elektrode 524. Die Schwarzmatrixschicht 522 überlappt mit dem Rand des Pixelbereichs und des Dünnschichttransistorbereichs, um ein Auslecken von Licht zu verhindern, wobei die Schwarzmatrixschicht 522 aus Chromoxid CrOx, Chrom Cr oder einem organischen Material vom Kohlenstofftyp hergestellt wird. Die Farbfilterschicht 523 wird zwischen Teilen der Schwarzmatrixschicht 522 hergestellt, um die Farben R(Rot)/G(Grün)/B(Blau) zu realisieren. Auch wird die gemeinsame Elektrode 524 auf der Farbfilterschicht 523 hergestellt, um mit der Pixelelektrode 517 ein elektrisches Feld zu bilden, das zum Steuern der Flüssigkristallschicht dient.
Hierbei ist das Lichtabschirmungsmetall 532 entlang der Da tenleitung 517 aus demselben Material und auf derselben Schicht wie die Gateleitung 512 ausgebildet. Auch ist das Lichtabschirmungsmetall 532 zwischen der Datenleitung 515 und der Pixelelektrode 517 ausgebildet. Außerdem ist das Lichtabschirmungsmetall 532 als ein Körper mit der Gateleitung 512 ausgebildet, um das elektrische Feld anzulegen, und es überlappt mit der Datenleitung 515 und der Pixelelektrode 517. Ansonsten überlappt das Lichtabschirmungsmetall 532 mit der Pixelelektrode 517, und eine Ecke des Lichtabschirmungsmetalls 532 ist in derselben Linie wie eine Ecke der Schwarzmatrixschicht 522 positioniert.
Durch Anlegen einer konstanten Spannung an das mit der Gateleitung 512 verbundene Lichtabschirmungsmetall 532 wird ein konstantes elektrisches Feld erzeugt. Demgemäß ist es, im Vergleich zur einschlägigen Technik, möglich, die zwischen der Datenleitung 515 und der Pixelelektrode 517 erzeugte parasitäre Kapazität durch einen Elektrisches-Feld-Effekt des Lichtabschirmungsmetalls 532 zu verringern. D.h., dass zwischen dem Lichtabschirmungsmetall 532 und der Datenleitung 515 eine parasitäre Kapazität erzeugt wird, da das Lichtabschirmungsmetall 532 mit der Datenleitung 515 überlappt, wobei sich die Pixelelektrode 517 dazwischen befindet, wenn das elektrische Feld an das Lichtabschirmungsmetall 532 angelegt wird. Auch wird zwischen dem Lichtabschirmungsmetall 532 und der Pixelelektrode 517 eine parasitäre Kapazität erzeugt. Demgemäß ist es möglich, die zwischen der Datenleitung 515 und der Pixelelektrode 517 erzeugte parasitäre Kapazität durch das Lichtabschirmungsmetall 532 zu verringern, um dadurch vertikales Übersprechen zu verhindern. Im Ergebnis ist die Bildqualität des LCD verbessert.
Auch ist das Lichtabschirmungsmetall 532 zwischen der Datenleitung und der Pixelelektrode auf demselben Substrat (Dünnschichttransistorarray-Substrat) ausgebildet, wodurch ein Auslecken von Licht zwischen der Datenleitung 515 und der Pixelelektrode 517 durch das Lichtabschirmungsmetall 532 verhindert wird. Demgemäß ist es möglich, die Verbindungstoleranz zwischen der Schwarzmatrixschicht 522 des Farbfilterarray-Substrats 521 und der Pixelelektrode 517 des Dünnschichttransistorarray-Substrats 511 zu verringern, so dass die Fläche der Schwarzmatrixschicht 522 kleiner wird und die Transmissionsfläche des Pixelbereichs zunimmt.
D.h., dass beim LCD gemäß einer einschlägigen Technik die Verbindungstoleranz zwischen der Schwarzmatrixschicht 522 und der Pixelelektrode 517 ungefähr 5 μm oder mehr beträgt. Jedoch ist beim erfindungsgemäßen LCD die Ecke der Schwarzmatrixschicht entsprechend dem Lichtabschirmungsmetall ausgerichtet, um dadurch das Öffnungsverhältnis des LCD zu maximieren.
Da die Erfindung bei einem LCD für Mobiltelefone mit einer Pixeldichte von 120 ppi bis 150 ppi angewandt werden kann, nimmt das Öffnungsverhältnis mit einem maximalen Prozentsatz von 18 % zu. Ferner ist die Erfindung bei einem LCD eines Modells für Mobiltelefone mit einer Pixeldichte von ungefähr 180 ppi anwendbar.
D.h., dass das Lichtabschirmungsmetall 532 die parasitäre Kapazität zwischen der Datenleitung und der Pixelelektrode verringert und auch ein Auslecken von Licht zwischen der Datenleitung und der Pixelelektrode verringert, um dadurch das Öffnungsverhältnis durch Verringern der Fläche der Schwarzmatrixschicht 522 zu verbessern.
Ferner kann das Lichtabschirmungsmetall mit der vorigen Gateleitung verbunden werden, um die Spannung zu erhalten, oder das Lichtabschirmungsmetall kann mit einer zusätzlichen gemeinsamen Leitung verbunden werden, um die Spannung zu erhalten. Hinsichtlich einer anderen Erscheinungsform wird eine Struktur zum Verbinden eines Lichtabschirmungsmetalls mit einer Speicherleitung gemäß der zweiten und der dritten Ausführungsform der Erfindung wie folgt beschrieben.
Die 5 ist eine Draufsicht eines LCD gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die 6 ist eine Draufsicht eines LCD gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung.
Abweichend vom LCD gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist beim LCD gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung kein Lichtabschirmungsmetall 532 entlang einer Datenleitung 515 in einer vorigen Gateleitung 512 ausgebildet. Wie es in der 5 dargestellt ist, ist eine zusätzliche gemeinsame Leitung 516 im Wesentlichen parallel zur Gateleitung 512 eines Pixelbereichs ausgebildet, und dann ist das Lichtabschirmungsmetall 532 entlang der Datenleitung 515 so ausgebildet, dass es gegenüber der gemeinsamen Leitung 526 vorsteht.
Mit dieser Ausnahme verfügt das LCD gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung über dieselbe Struktur wie dasjenige gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Beim LCD gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist das gegenüber der gemeinsamen Leitung 526 überstehende Lichtabschirmungsmetall 532 entlang der Datenleitung ausgebildet, wobei die gemeinsame Leitung 526 zwischen der Datenleitung 515 und einer Pixelelektrode 517 ausgebildet ist. Das Lichtabschirmungsmetall 532 ist als einstückiger Körper mit der gemeinsamen Leitung 526 ausgebildet, um das elektrische Feld anzulegen, und das Lichtabschirmungsmetall 532 überlappt mit der Datenleitung 515 und der Pixelelektrode 517. Ansonsten überlappt das Lichtabschirmungsmetall 532 mit der Pixelelektrode 517, und eine Ecke desselben ist auf derselben Linie wie eine Ecke einer Schwarzmatrixschicht 522 positioniert.
Das LCD gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung verfügt über dieselbe Struktur wie dasjenige gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung bis zum Herstellen einer gemeinsamen Leitung in einem Pixelbereich. Jedoch wird im Fall des LCD gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung, wie es in der 6 dargestellt ist, die gemeinsame Leitung 526 zusätzlich im Wesentlichen parallel und benachbart zu einer Gateleitung 512 hergestellt. Dann wird ein gegenüber der gemeinsamen Leitung 526 überstehendes Lichtabschirmungsmetall 532 entlang einer Datenleitung 515 hergestellt. In diesem Zustand wird eine Spannung an das Lichtabschirmungsmetall 532 angelegt. Auch wird das Lichtabschirmungsmetall 532 zwischen der Datenleitung 515 und einer Pixelelektrode 515 hergestellt, und es überlappt mit der Datenleitung 515 und der Pixelelektrode 517. Ansonsten überlappt das Lichtabschirmungsmetall 532 mit der Pixelelektrode 517, und es verfügt über eine Ecke auf derselben Linie wie die Ecke einer Schwarzmatrixschicht 522.
Beim oben genannten LCD gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verfügt das Dünnschichttransistorarray-Substrat über eine Speicher-Auf-Gate-Struktur. Bei LCDs gemäß der zweiten und der dritten Ausführungsform der Erfindung verfügt das Dünnschichttransistorarray-Substrat über eine Struktur mit einer Speicherschicht auf der gemeinsamen Elektrode.
Wie oben angegeben, verfügt das erfindungsgemäße LCD über die folgenden Vorteile.
Beim erfindungsgemäßen LCD ist das Lichtabschirmungsmetall zwischen der Datenleitung und der Pixelelektrode für Überlappung damit ausgebildet, und das Lichtabschirmungsmetall ist mit der Gateleitung oder der gemeinsamen Leitung verbunden. Da eine Spannung an das Lichtabschirmungsmetall angelegt wird, nimmt die parasitäre Kapazität zwischen der Datenleitung und der Pixelelektrode auf ungefähr 9,760E-18[F/μm] ab. Z.B. beträgt bei einem 4-Masken-LCD unter Verwendung unter Verwendung einer Passivierungsschicht aus einem anorganischen Isoliermaterial die parasitäre Kapazität zwischen der Datenleitung und der Pixelelektrode ungefähr 2,876E-17 [F/μ]. Demgemäß ist es möglich, das Problem vertikalen Übersprechens zu lösen und ein Flackern und ein Bildhaften zu verhindern, wie sie durch die parasitäre Kapazität erzeugt werden, wodurch die Bildqualität verbessert ist.
Außerdem ist es möglich, da das Lichtabschirmungsmetall mit der Datenleitung und der Pixelelektrode dazwischen überlappt, ein Auslecken von Licht zwischen der Datenleitung und der Pixelelektrode zu verhindern, um dadurch die Verbindungstoleranz der Schwarzmatrixschicht zu verringern. So nimmt die Fläche der Schwarzmatrixschicht ab, wodurch es möglich, das Öffnungsverhältnis des LCD zu verbessern.
Ferner ist es, da die parasitäre Kapazität abnimmt, möglich, eine Passivierungsschicht aus einem anorganischen Isoliermaterial zu verwenden, wodurch der Herstellprozess zum Herstellen der Passivierungsschicht vereinfacht wird und die Stufenüberdeckung verringert wird.
Außerdem ist es nicht erforderlich, eine Passivierungsschicht aus einem teuren organischen Isoliermaterial wie BCB anzubringen, so dass es möglich ist, die Herstellkosten zu senken.
Der Fachmann erkennt, dass an der Erfindung verschiedene Modifizierungen und Variationen vorgenommen werden können. So soll die Erfindung die Modifizierungen und Variationen von ihr abdecken, vorausgesetzt, dass sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.

Claims

LCD mit: – einer Gateleitung auf einem ersten Substrat; – einer Gateisolierschicht auf der gesamten Fläche des ersten Substrats mit der Gateleitung; – einer Datenleitung auf der Gateisolierschicht im Wesentlichen rechtwinklig zur Gateleitung, um einen Pixelbereich zu bilden; – einem Dünnschichttransistor an einer Schnittstelle der Gate- und der Datenleitung; – einer Passivierungsschicht auf einer Fläche des ersten Substrats mit dem Dünnschichttransistor; – einer Pixelelektrode auf der Passivierungsschicht in Verbindung mit einer Drainelektrode des Dünnschichttransistors; und – einem Lichtabschirmungsmetall zum Verhindern einer parasitären Kapazität zwischen der Datenleitung und der Pixelelektrode.
LCD nach Anspruch 1, bei dem das Lichtabschirmungsmetall gegenüber der Gateleitung übersteht.
LCD nach Anspruch 1, bei dem das Dünnschichttransistor gegenüber der Gateleitung in der Richtung der Datenleitung übersteht.
LCD nach Anspruch 1, ferner mit einer gemeinsamen Leitung im Wesentlichen parallel zur Gateleitung.
LCD nach Anspruch 4, bei dem das Lichtabschirmungsmetall gegenüber der gemeinsamen Leitung übersteht.
LCD nach Anspruch 4, bei dem das Lichtabschirmungsmetall gegenüber der gemeinsamen Leitung in der Richtung der Datenleitung übersteht.
LCD nach Anspruch 1, bei dem die Passivierungsschicht aus einem anorganischen Isoliermaterial besteht.
LCD nach Anspruch 7, bei dem das anorganische Isoliermaterial Siliciumnitrid SiN_x oder Siliciumoxid SiO_x ist.
LCD nach Anspruch 1, ferner mit einem zweiten Substrat mit einer Schwarzmatrixschicht, einer Farbfilterschicht und einer gemeinsamen Elektrode, wobei dieses zweite Substrat dem ersten Substrat gegenübersteht.
LCD nach Anspruch 9, bei dem die Schwarzmatrixschicht über eine Ecke auf derselben Linie wie eine Ecke des Lichtabschirmungsmetalls verfügt.
LCD nach Anspruch 1, bei dem das Lichtabschirmungsmetall mit der Pixelelektrode und der Datenleitung überlappt.
LCD nach Anspruch 1, bei dem das Lichtabschirmungsmetall mit der Pixelelektrode überlappt und über eine Ecke verfügt, die mit einer Ecke der Datenleitung ausgerichtet ist.
LCD nach Anspruch 1, bei dem eine Spannung an das Lichtabschirmungsmetall angelegt wird.
LCD nach Anspruch 1, bei dem eine Spannung über die Gateleitung an das Lichtabschirmungsmetall angelegt wird.
LCD nach Anspruch 1, bei dem eine Spannung über eine gemeinsame Leitung an das Lichtabschirmungsmetall angelegt wird.
LCD nach Anspruch 1, bei dem das Lichtabschirmungsmetall auf derselben Schicht wie die Gateleitung, zwischen der Datenleitung und der Pixelelektrode, hergestellt ist.
LCD nach Anspruch 1, bei dem das Lichtabschirmungsmetall aus demselben Material wie die Gateleitung besteht.