專利名稱：液晶顯示單元及液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種在信號線的像素電極或通用電極的位置關(guān)系及形狀方面具有特點的液晶顯示單元(cell)及液晶顯示器，特別是關(guān)于一種平面切換型的液晶顯示單元及液晶顯示器。
(2)背景技術(shù)相對于像素電極和通用電極隔著液晶層配置于對向位置的所謂扭曲向列(Twisted Nematic)(TN)型液晶顯示單元，提出一種平面切換型(In-Plane-Switching以下稱為「IPS」)液晶顯示單元，后者已經(jīng)實用化。IPS型液晶顯示單元，其特點是通過液晶分子施加于基板平行方向的電場以控制液晶分子的定向?；谶@種機制，IPS型液晶顯示單元與對于基板在垂直方向施加電場的TN型液晶顯示單元相比，具有優(yōu)良的電壓保持特性或?qū)挼囊暯缃恰?br> 圖12是顯示習(xí)知IPS型液晶顯示單元一部分構(gòu)造的示意圖。其中，圖12(a)是顯示IPS型液晶顯示單元的平面圖，圖12(b)是顯示圖12(a)的A-A線截面圖。習(xí)知IPS型液晶顯示單元如圖12(a)所示，像素電極104和通用電極103平行延伸，像素電極104通過形成于平坦化層113的通孔122連接于下層的源極121，通用電極103連接于電源線(圖中未示出)。平坦化層113形成覆蓋在柵絕緣層112上，信號線102形成于其柵絕緣層112上以及TFT 110的信道形成于柵絕緣層112上(其具體構(gòu)造在圖中未示出)。
柵絕緣層112形成覆蓋在數(shù)組基板111上以及掃描線105形成于數(shù)組基板111上，掃描線105也具有作為TFT 110的柵極的功能。此外，信號線102如圖所示，配置成其長度方向位于通用電極103的正下方，其突出的一部分也具有作為TFT 110的漏極的功能。因此，TFT 110具有作為開關(guān)組件的功能，其根據(jù)掃描線105的電壓，即掃描信號，進行開/關(guān)動作，在開時，將信號線102的電壓，即像素信號通過源極121和通孔122供應(yīng)給像素電極104。
此外，在圖12(a)，輔助配線106和掃描線(柵極)105位于同層，和在上層的像素電極104之間構(gòu)成用作保持TFT 110為開狀態(tài)的電容器。藉由以上的構(gòu)造，可施加單向的電壓給位于通用電極103和像素電極104之間的液晶，實現(xiàn)平面切換的液晶定向控制。另外，為簡化圖面，在圖12(a)、(b)中中關(guān)于TFT 110部的截面圖、在構(gòu)成位于通用電極103和像素電極104上部的液晶層、位于液晶層上部的彩色濾光片、固定彩色濾光片的對向基板等液晶顯示單元上必須的構(gòu)件均省略標(biāo)號。
此處，如圖12(b)所示，通用電極103和像素電極104隔開特定距離形成于被平坦化的平坦化層113上。然而，此構(gòu)造在通用電極103及像素電極104和位于這些電極下層的信號線102之間會產(chǎn)生電場，特別是在按照像素信號而產(chǎn)生電位變動的像素電極附近，電場的紊亂顯著。此紊亂會使液晶的定向受到影響，所以結(jié)果成為造成畫質(zhì)品質(zhì)降低的問題。于是，提出一種構(gòu)造如圖12(b)所示，將通用電極103形成在信號線102的正上方有其信號線102寬度以上的寬度，藉此屏蔽產(chǎn)生像素電極104和信號線102之間的電場(參考專利文獻1特開平11-119237號公報)。
此外，也提出過一種更增進上述電場屏蔽作用的構(gòu)造(參考日本專利申請?zhí)卦?002-328816)。圖13(a)、(b)為顯示其構(gòu)造的示意圖。另外，在圖13(a)、(b)和圖12(a)、(b)共同的部分附上同一符號而省略其說明。在圖13(a)、(b)所示的液晶顯示單元，和圖12(a)、(b)的不同點為信號線102附近且在和掃描線(柵極)105同層形成具有和通用電極103同一電位的電場屏蔽電極107。藉由此電場屏蔽電極107的存在，從信號線102向像素電極104的電場被電場屏蔽電極107吸收而被阻擋，可減低像素電極104附近的電場的紊亂。
在以上例示的圖12(a)、(b)及圖13(a)、(b)都是關(guān)于液晶顯示單元構(gòu)造的，但此處作為與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)，將就上述平坦化層的眾所周知的形成方法(參考專利文獻2特開平2002-107744號公報)加以敘述。圖14(a)、(b)為用作對其習(xí)知平坦化膜形成方法的說明。另外，在圖14(a)、(b)中，201表示玻璃基板，202表示柵極，203表示柵絕緣層，204表示半導(dǎo)體層，205表示歐姆接觸層，206表示源極，207表示漏極，208表示鈍化膜，209表示平坦化膜，209b及210a表示凹部，210表示像素電極，220表示光罩，220a表示開口部，220b表示狹縫，220c表示狹縫部，220d表示屏蔽部，230及231表示光。此外，圖14(a)為顯示平坦化膜209曝光時的狀態(tài)圖，圖14(b)為顯示平坦化膜209蝕刻處理后形成像素電極210的狀態(tài)圖。
此平坦化膜209的形成方法，其主要目的是為了增加在反射型液晶顯示裝置有效的由像素電極210所進行的光的不規(guī)則反射，而在其像素電極210表面用簡單方法形成凹凸。因此，需要在位于像素電極210下層的平坦化膜209表面形成凹凸，在其形成方法具有特點。具體而言，將具有比曝光解像度小的寬度的多數(shù)狹縫220b設(shè)于在平坦化膜209的曝光工序使用的光罩220，利用其狹縫220b的光衍射現(xiàn)象(干射條紋)，在平坦化膜209表面照射在條紋間不同大小的光能。
然而，在圖12(a)、(b)所示的習(xí)知IPS型液晶顯示單元(以下稱為習(xí)知例1)，為了充分屏蔽產(chǎn)生于信號線102和像素電極104之間的電場，需要更加增大從信號線102向通用電極的電場量，即對于信號線102的寬度更加增大通用電極103的寬度。然而，擴大此通用電極103會產(chǎn)生使液晶顯示單元的開口率降低的問題。
另一方面，在圖13(a)、(b)所示的習(xí)知IPS型液晶顯示單元(以下稱為習(xí)知例2)，雖然電場屏蔽效果比習(xí)知例1大，但是需要在和掃描線105(柵極)同層形成電場屏蔽電極107，所以這些金屬圖案變得復(fù)雜，會產(chǎn)生造成液晶顯示單元不良率增加的問題。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于解決上述習(xí)知技術(shù)問題，其目的在于提供一種不犧牲開口率且以簡單構(gòu)造可提高品質(zhì)圖像顯示的液晶顯示單元及液晶顯示器。
為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明一方面提供一種液晶顯示單元，其特點是，包括第一基板；第二基板；液晶層，其封入所述第一及第二基板之間；像素電極和通用電極，其位于所述第一及第二基板之間；絕緣層，其層迭于所述第一基板上；掃描線，其傳送掃描信號；信號線，其單向延伸而層迭于所述絕緣層上，同時傳送像素信號；開關(guān)組件，其根據(jù)所述掃描信號和所述像素信號控制所述像素電極的電壓；平坦化層，其覆蓋所述信號線上及所述絕緣層上且在所述信號線正上方有凹部，同時該凹部的肩部表面被平坦化，所述像素電極和通用電極的任何一方的一部分形成于所述凹部的內(nèi)壁上，該其他部分形成于所述肩部的表面。
此外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示單元所述凹部的寬度大于所述信號線的寬度。
根據(jù)本發(fā)明另一方面提供一種液晶顯示單元，其特點是，包括第一基板；第二基板；液晶層，其封入第一及第二基板之間；像素電極和通用電極，其位于所述第一及第二基板之間；絕緣層，其層迭于所述第一基板上；掃描線，其傳送掃描信號；信號線，其單向延伸而層迭于所述絕緣層上，同時傳送像素信號；開關(guān)組件，其根據(jù)所述掃描信號和所述像素信號控制所述像素電極的電壓；平坦化層，其覆蓋所述信號線上及所述絕緣層上且在所述信號線兩側(cè)有凹部，同時該凹部的肩部表面被平坦化，所述像素電極和通用電極的任何一方的一部分形成于所述凹部的內(nèi)壁上，該其他部分形成于所述肩部的表面。
此外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示單元，所述凹部的寬度小于所述信號線的寬度。
此外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示單元所述通用電極的一部分形成于所述凹部的內(nèi)壁上，所述通用電極的其他部分和所述像素電極都形成于所述肩部的表面。
此外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示單元所述通用電極的一部分遍及該內(nèi)側(cè)面和該底面的全面形成于所述凹部的內(nèi)壁上。
此外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示單元所述像素電極的一部分形成于所述凹部的內(nèi)壁上，同時該其他部分形成于所述肩部的表面，所述通用電極形成于隔著所述液晶層的所述第二基板上。
此外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示單元所述凹部的深度為小于所述平坦化層的該凹部以外的厚度一半。
此外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示單元所述平坦化層具有通孔，其用作電氣連接所述開關(guān)組件和所述像素電極。
此外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示單元保護膜介于所述平坦化層和所述信號線及所述絕緣層之間。
此外，根據(jù)本發(fā)明又一方面提供一種采用本發(fā)明上述液晶顯示單元的液晶顯示器，其特點是，包括液晶顯示面板，其將所載的液晶顯示單元配置成矩陣狀；信號線驅(qū)動電路，其和所述信號線電氣連接，供應(yīng)圖像信號給該信號線；掃描線驅(qū)動電路，其和所述掃描線電氣連接，供應(yīng)掃描信號給該掃描線。
藉由本發(fā)明的液晶顯示單元，由于在位于信號線正上方的平坦化層部分形成凹部，在其凹部內(nèi)形成通用電極或像素電極，所以信號線和其電極之間的距離變小，可用其電極吸收起因于信號線而產(chǎn)生的電場的大部分。
(4)


圖1為本發(fā)明第一實施例的液晶顯示單元的示意圖。
圖2(a)、(b)為用于說明本發(fā)明第一實施例的液晶顯示單元中在平坦化層形成凹部的方法的示意圖。
圖3(a)至圖3(d)為用于說明通用電極附近的電場分布的說明示意圖。
圖4為關(guān)于本發(fā)明第二實施例的液晶顯示單元的示意圖。
圖5(a)、(b)為用于說明本發(fā)明第二實施例的液晶顯示單元在平坦化層形成兩個凹部的方法的示意圖。
圖6(a)、(b)為用于說明本發(fā)明第三實施例在信號線正上方形成凹部的方法的示意圖。
圖7(a)、(b)為用于說明本發(fā)明第三實施例在信號線兩側(cè)分別形成凹部的方法的示意圖。
圖8(a)、(b)為用于本發(fā)明第三實施例在信號線正上方形成凹部的其它方法的示意圖。
圖9(a)、(b)為用于本發(fā)明第四實施例在信號線正上方形成凹部的方法的示意圖。
圖10(a)、(b)為用于說明本發(fā)明第四實施例在信號線兩側(cè)分別形成凹部的方法的示意圖。
圖11(a)為顯示適用本發(fā)明時的TN型液晶顯示單元的一部分截面示意圖；圖11(b)是與和習(xí)知TN型液晶顯示單元同位置截面示意圖。圖12(a)、(b)為就習(xí)知IPS型液晶顯示單元一部分構(gòu)造顯示的示意圖。
圖13(a)、(b)為就習(xí)知其它IPS型液晶顯示單元一部分構(gòu)造顯示的示意圖。
圖14(a)、(b)為用于說明習(xí)知平坦化膜形成方法的示意圖。
(5)具體實施方式
以下，根據(jù)附圖詳細說明關(guān)于本發(fā)明的液晶顯示單元及液晶顯示器的實施形態(tài)。另外，本發(fā)明不為此實施形態(tài)所限定。
(第一實施例)
首先，就關(guān)于第一實施例的液晶顯示單元加以說明。第一實施例在IPS型液晶顯示單元，其特點是在位于信號線正上方的平坦化層部分形成凹部，在其凹部內(nèi)形成通用電極。
圖1為關(guān)于第一實施例的液晶顯示單元的示意圖，特別是相當(dāng)于圖12(a)所示的A-A線的部分的截面圖。另外，在圖1中和圖12(b)共同的部分附上同一符號而省略其說明。如圖1所示，平坦化層113在信號線102正上方形成凹部5，在其凹部5內(nèi)壁(內(nèi)側(cè)面和底面)上和相當(dāng)于其凹部5肩部的平坦化層113平坦表面上形成通用電極3。此處，最好凹部5的深度h1為凹部5以外的平坦化層113的厚度h2一半程度。例如假設(shè)平坦化層113的厚度h2為4μm，則最好凹部5的深度h1為2μm程度。因為再增大平坦化層113的厚度h2，則信號線102和通用電極3之間的寄生電容變大，使傳送到信號線102的像素信號的響應(yīng)性受到不良影響。此外，最好凹部5的寬度等于大于信號線102的寬度。
其次，就此凹部5的形成方法加以說明。圖2為用于說明第一實施例的液晶顯示單元在平坦化層113形成凹部5的方法的示意圖。此處說明的方法，其特點是使用光罩，其形成凹部5的位置，即信號線102正上方的位置為具有小于100％的光通過率的灰色調(diào)(graytone)。圖2(a)為和圖1同樣的截面圖，圖2(b)為A-A線截面相當(dāng)于圖2(a)的液晶顯示單元的平面圖。另外，圖2(a)、(b)中和圖12(a)、(b)共同的部分附上同一符號而省略其說明。
平坦化層113以例如正型低介電常數(shù)感旋旋光性聚合物形成，以覆蓋于TFT的信道部(圖中未示出)和信號線102的方式涂布此聚合物，藉由施以硬化、平坦化處理而得到。雖然是對于如此得到的平坦化層113形成上述凹部5，但本來需要在此平坦化層113形成通孔122，其用作電氣連接像素電極104和源極121。因此，為形成上述凹部5而使用的光罩20也含有其通孔的圖案22。但是，相對于通孔的圖案22為使光(紫外線)完全通過的開口部，相當(dāng)于凹部5的位置，如圖2(a)所示，是只使被照射的光的一部分通過的灰色調(diào)21。
因此，對于配置于平坦化層113上的光罩20以同量且同時間照射光時，在上述通孔的圖案22方面，十分大量的光通過，從平坦表面到TFT的源極121的部分感光、變性，但在灰色調(diào)21方面，通過的光量少，所以只從平坦表面到一定深度變性。即，在此曝光后的顯影處理，可得到圖1所示的深度h1的凹部5。
平坦化層113的顯影處理后，即通孔122和凹部5形成后，轉(zhuǎn)移到像素電極104和通用電極3的形成處理。像素電極104和通用電極3均為使用同一屏蔽的蒸鍍處理所形成，所使用的材料為具有導(dǎo)電性且具有優(yōu)良光通過特性的ITO(氧化銦錫)、IZO(氧化銦鋅)等。另外，在像素電極104的蒸鍍工序，也進行導(dǎo)電路的形成，該導(dǎo)電路用作實現(xiàn)不僅如圖1所示的平坦化層113上，而且通過通孔122和下層的源極的電氣接觸。
圖3(a)至3(d)為用作說明通用電極附近的電場分布的示意圖。圖3(a)顯示圖1所示的本實施形態(tài)的構(gòu)造且凹部5的深度h1為2μm的情況，圖3(b)顯示圖1所示的本實施形態(tài)的構(gòu)造且凹部5的深度h1為1μm的情況，圖3(c)和圖3(d)為分別就上述習(xí)知例1和2的構(gòu)造顯示通用電極附近的電場分布情況。如圖3(c)所示，習(xí)知例1在通用電極103的邊緣部觀察到大的電場紊亂。對此，在習(xí)知例2顯示減低其紊亂的產(chǎn)生。相對于這些習(xí)知例，本實施形態(tài)的液晶顯示單元藉由將通用電極3形成于具有2μm深度的凹部5內(nèi)，而幾乎觀察不到電場的紊亂。此外，即使是凹部5具有1μm深度的情況，和相當(dāng)于習(xí)知例1的圖3(c)相比較，也顯示可減低電場的紊亂。
如以上說明，藉由關(guān)于第一實施例的液晶顯示單元，在IPS型液晶顯示單元方面，由于在位于信號線正上方的平坦化層部分形成凹部，在其凹部內(nèi)形成通用電極，所以信號線102和通用電極3之間的距離變小，可用通用電極3吸收起因于信號線102而產(chǎn)生的電場的大部分，結(jié)果可縮小信號線102給與像素電極104的影響。
(第二實施例)其次，就關(guān)于第二實施例的液晶顯示單元加以說明。第二實施例在IPS型液晶顯示單元，其特點是在位于信號線兩側(cè)的平坦化層部分形成兩個凹部，在其凹部內(nèi)形成通用電極。
圖4為關(guān)于第二實施例的液晶顯示單元的示意圖，特別是相當(dāng)于圖12(a)所示的A-A線的部分的截面圖。另外，在圖4中和圖1共同的部分附上同一符號而省略其說明。如圖4所示，平坦化層113在信號線102兩側(cè)分別形成凹部7a、7b，在這些凹部7a、7b的內(nèi)壁(內(nèi)側(cè)面和底面)上和相當(dāng)于這些凹部7a、7b的肩部的平坦化層113的平坦表面上形成通用電極3。此處，關(guān)于凹部7a、7b的深度h1，也和在第一實施例說明的凹部5同樣，最好為凹部7a、7b以外的平坦化層113的厚度h2一半程度。此外，最好凹部7a、7b的寬度比信號線102的寬度小。
其次，就這些凹部7a、7b的形成方法加以說明。圖5(a)、(b)為用于說明第二實施例的液晶顯示單元在平坦化層113形成凹部7a、7b的方法的示意圖。此處說明的方法，其特點是使用光罩30，其形成凹部7a、7b的位置，即信號線102兩側(cè)的位置為灰色調(diào)(graytone)。圖5(a)為和圖4同樣的截面圖，圖5(b)為A-A線截面相當(dāng)于圖5(a)的液晶顯示單元的平面圖。另外，在圖中和圖2共同的部分附上同一符號而省略其說明。此外，光罩30和在第一實施例說明的光罩20同樣，也有灰色調(diào)31a、31b以外的圖案，即通孔圖案22。
因此，對于配置于平坦化層113上的光罩30以同量且同時間照射光時，在上述通孔的圖案22方面極大部分的光通過，從平坦表面到TFT的源極121的部分變性，但在灰色調(diào)31a、31b方面，通過的光量少，所以只從平坦表面到一定深度變性。即在此曝光后的顯影處理，可得到圖4所示的深度h1的兩個凹部7a、7b。
平坦化層113的顯影處理后，即通孔122和凹部7a、7b形成后，如在第一實施例說明，轉(zhuǎn)移到像素電極104和通用電極3的形成處理。
如以上說明，藉由關(guān)于第二實施例的液晶顯示單元，在IPS型液晶顯示單元方面，由于在位于信號線兩側(cè)的平坦化層部分分別形成凹部，在這些凹部內(nèi)形成通用電極，所以可具有和第一實施例同樣的效果。再者，在關(guān)于第二實施例的液晶顯示單元方面，由于位于信號線102正上方的通用電極3位于平坦化層113的平坦表面上，有充分的距離，所以可縮小在信號線102和通用電極3之間產(chǎn)生的寄生電容，可實現(xiàn)更穩(wěn)定的液晶顯示。
(第三實施例)其次，就關(guān)于第三實施例的液晶顯示單元加以說明。第三實施例是說明關(guān)于在第一及第二實施例所示的平坦化層113的凹部形成方法的其它實施例，所得到的構(gòu)造和圖1或圖4同樣。第一及第二實施例為了形成平坦化層113的凹部，使用相當(dāng)于凹部的位置為灰色調(diào)的光罩，但第三實施例則在這些位置使用具有比曝光解像度小的寬度(或比衍射界限小的寬度)的狹縫的光罩。
圖6(a)、(b)為用于說明在第三實施例在信號線正上方形成凹部的方法的示意圖。特別是圖6(a)為和圖1同樣的截面圖，同圖(b)為A-A線截面相當(dāng)于圖6(a)的液晶顯示單元的平面圖。另外，在圖中和圖2共同的部分附上同一符號而省略其說明。在圖6(a)、(b)中，光罩40在形成凹部5的位置，即信號線102正上方的位置有狹縫部41。特別是此狹縫部41，其特點是是比曝光解像度小的寬度且具有多數(shù)條在長度方向延伸的狹縫。另外，光罩40和在第一實施例說明的光罩20同樣，也有狹縫部41以外的圖案，即通孔圖案22。
因此，對于配置于平坦化層113上的光罩40以同樣且同時間照射光時，在上述通孔的圖案22方面極大部分的光通過，從平坦表面到TFT的源極121的部分變性。然而，在狹縫部41方面，因衍射而入射光擴大，光密度變小，因此平坦化層113只從平坦表面到一定深度變性。即，在此曝光后的顯影處理，可得到圖1所示的深度h1的凹部5。
平坦化層113的顯影處理后，即通孔122和凹部5形成后，如在第一實施例說明，轉(zhuǎn)移到像素電極104和通用電極3的形成處理。
圖7(a)、(b)為在信號線兩側(cè)分別形成凹部的方法的示意圖。特別是圖7(a)為和圖4同樣的截面圖，圖7(b)為A-A線截面相當(dāng)于圖7(a)的液晶顯示單元的平面圖。另外，在圖中和圖2共同的部分附上同一符號而省略其說明。在圖7(a)、(b)中，光罩50在形成凹部7a、7b的位置，即信號線102兩側(cè)的位置有狹縫部51a、51b。特別是這些狹縫部51a、51b，其特點是分別具有至少一條狹縫，其是比曝光解像度小的寬度且在長度方向延伸。另外，光罩50和在第一實施例說明的光罩20同樣，也有狹縫部51a、51b以外的圖案，即通孔圖案22。
因此，對于配置于平坦化層113上的光罩50以同量且同時間照射光時，和圖6(a)、(b)所示的光罩40同樣，在上述通孔的圖案22方面，從平坦表面到TFT的源極121的部分變性，但在狹縫部51a、51b方面，只從平坦表面到一定深度變性。即，在此曝光后的顯影處理，可得到圖4所示的深度h1的兩個凹部7a、7b。
此外，構(gòu)成上述狹縫部的各狹縫可以如圖6(a)、(b)及圖7(a)、(b)所示，不在信號線102的長度方向延伸，也可以在其長度方向排列。圖8(a)、(b)為用于說明其實施例的示意圖，圖8(a)為和圖4同樣的截面圖，圖8(b)為A-A線截面相當(dāng)于圖8(a)的液晶顯示單元的平面圖。特別是在圖8(a)、(b)中，光罩60的狹縫部61為多個狹縫所構(gòu)成，該狹縫具有比曝光解像度小的寬度且在與信號線102長度方向垂直的方向以特定間隔形成。另外，在圖8(a)、(b)中和圖2共同的部分附上同一符號而省略其說明。此圖8(a)、(b)為顯示在信號線102正上方形成凹部5的情況，但關(guān)于如圖7(a)、(b)在信號線102兩側(cè)形成凹部7a、7b的情況，也可使用具有和狹縫部61同樣的狹縫的光罩。
如以上所述，藉由關(guān)于第三實施例的液晶顯示單元，在IPS型液晶顯示單元方面，使用具有比曝光解像度小的寬度的狹縫的光罩，藉此也可在平坦化層部分形成在第一及第二實施例說明的凹部。
(第四實施例)
其次，就關(guān)于第四實施例的液晶顯示單元加以說明。第四實施例和第三實施例同樣，是說明關(guān)于在第一及第二實施例所示的平坦化層113的凹部形成方法的其它實施例，所得到的構(gòu)造和圖1或圖4相同。第一及第二實施例為了形成平坦化層113的凹部，使用相當(dāng)于凹部的位置為灰色調(diào)(gray tone)的光罩，但第四實施例的特點是這些灰色調(diào)的部分為完全通過光的開口部，并且使具有其開口部的光罩在曝光途中移動到別的凹部形成位置上者。
圖9(a)、(b)為用于說明第四實施例在信號線正上方形成凹部的方法的示意圖。特別是圖9(a)為和圖1同樣的截面圖，圖9(b)為A-A線截面相當(dāng)于圖9(a)的液晶顯示單元的平面圖。另外，在圖中和圖2共同的部分附上同一符號而省略其說明。在圖(a)、(b)9，光罩70在形成凹部5的位置，即信號線102正上方的位置有開口部71。此開口部71的寬度無需比曝光解像度小。另外，光罩70和在第一實施例說明的光罩20同樣，也有開口部71以外的圖案，即通孔圖案22。
但是，此光罩70是將多個液晶顯示單元一度形成矩陣狀之際所使用。此處，若是在第一至第三實施例所述的光罩，則對于全部液晶顯示單元各個形成上述通孔的圖案和形成凹部的圖案。然而，若是在本實施例使用的光罩70，則通孔與全部液晶顯示單元對應(yīng)所形成，另一方面凹部形成圖案是掃描線105每隔一條或信號線102每隔一條所形成。換言之，在曝光工序，在最初固定光罩的狀態(tài)，只對于配置于構(gòu)成矩陣的奇數(shù)行的液晶顯示單元或配置于奇數(shù)列的液晶顯示單元，才形成凹部圖案。
此外，在從前的曝光工序，曝光中無需使光罩移動，但本實施例使上述光罩70在曝光中以說明于下的定時和距離移動。首先，設(shè)形成通孔所需的時間為t，則開始曝光經(jīng)過時間t/2之際，使此光罩70僅一個液晶顯示單元的部分瞬間移動。而且，其移動后，等待時間t/2，結(jié)束曝光處理。若用圖9(a)、(b)說明，則最初在將通孔和凹部形成圖案配置于液晶顯示單元10a上的狀態(tài)開始曝光，到達時間t/2之際，使光罩70的開口部71如以箭頭所示，移動到隔壁的液晶顯示單元10b。其后，進行時間t/2的曝光。
藉此，在形成各液晶顯示單元的通孔的位置進行時間t分的曝光，另一方面在形成凹部5的位置分別只曝光時間t/2。此意味著在形成凹部5的位置，不能給其平坦化層113從平坦化層113的表面到TFT的信道部(圖未示出)的變性，在曝光后的顯影處理，可得到圖1所示的深度h1的凹部5。
另外，凹部形成圖案不形成于以液晶顯示單元為每隔一個的位置，而是每隔兩個以上也可，其可按照凹部5的深度h1適當(dāng)設(shè)計。另外，在這種情況時，使光罩70移動的時間間隔也需要調(diào)整。
圖10(a)、(b)為用于說明第四實施例在信號線兩側(cè)分別形成凹部的方法的示意圖。特別是圖10(a)為和圖4同樣的截面圖，圖10(b)為A-A線截面相當(dāng)于圖10(a)的液晶顯示單元的平面圖。另外，在圖中和圖2共同的部分附上同一符號而省略其說明。上述圖9(a)、(b)的說明是使光罩70移動的距離和凹部形成圖案的形成位置以液晶顯示單元大小為單位而變化，但在此圖10(a)、(b)中，其單位成為隔著相同信號線102的凹部形成位置間隔。
因此，如圖10(a)、(b)所示，藉由開口部81在曝光中移動，在形成通孔122的區(qū)域，在其移動前后區(qū)域22a和22b一部分重復(fù)被曝光。而且，只在其重復(fù)的部分形成從平坦化層113的表面到TFT的信道部(圖中未示出)的通孔。
如以上說明，藉由關(guān)于第四實施例的液晶顯示單元，在IPS型液晶顯示單元方面，使用只對于有多個凹部形成位置的一部分有凹部形成圖案的光罩，在曝光中藉由以特定定時和距離使其光罩移動，也可在平坦化層部分形成在第一及第二實施例說明的凹部。
(第五實施例)其次，就關(guān)于第五實施例的液晶顯示單元加以說明。第五實施例將說明使在第一實施例說明的凹部形成適用于TN型液晶顯示單元的實施例。
圖11(a)為顯示適用本發(fā)明時的TN型液晶顯示單元的一部分截面圖和圖11(b)是與習(xí)知TN型液晶顯示單元同位置的截面圖。如圖11(b)所示，習(xí)知TN型液晶顯示單元在形成于數(shù)組基板11上的柵絕緣層12上形成信號線13，如覆蓋其信號線13和柵絕緣層12那樣形成平坦化層17。而且，在其平坦化層17表面形成以信號線13為中心而鄰接的液晶顯示單元各個的像素電極14a、14b。
對于此習(xí)知構(gòu)造，藉由在第一、三或四實施例說明的方法，在平坦化層17形成凹部16，在其凹部16內(nèi)壁上和平坦化層17表面分別形成像素電極15a、15b。但是，為了兩像素電極不接觸，例如需要將像素電極15a的前端部形成于凹部16內(nèi)的左側(cè)面，將像素電極15b的前端部形成于凹部16內(nèi)的右側(cè)面。
如以上說明，藉由關(guān)于第五實施例的液晶顯示單元，對于TN型液晶顯示單元也可采用在第一實施例說明的構(gòu)造，也可同樣達到其效果。
另外，在以上說明的第一至第五實施例，也可以保護膜介于信號線和平坦化層之間。
此外，藉由組合將在上述第一至第五實施例說明的液晶顯示單元配置成矩陣狀所得到的液晶顯示面板、掃描線驅(qū)動電路、信號線驅(qū)動電路及其它在進行液晶顯示上必需的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也可提供一種具有本發(fā)明效果的液晶顯示顯示器。
如以上說明，藉由關(guān)于本發(fā)明的液晶顯示單元及液晶顯示器，由于在構(gòu)成液晶顯示單元的信號線正上方或兩側(cè)且平坦化層的凹部內(nèi)形成像素電極或通用電極，所以實現(xiàn)形成于其凹部內(nèi)的電極對于信號線的有效電場屏蔽，不犧牲開口率而取得高品質(zhì)圖像顯示的效果。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示單元，其特征在于，包括第一基板；第二基板；液晶層，其封入所述第一及第二基板之間；像素電極和通用電極，其位于所述第一及第二基板之間；絕緣層，其層疊于所述第一基板上；掃描線，其傳送掃描信號；信號線，其單向延伸而層疊于所述絕緣層上，同時傳送像素信號；開關(guān)組件，其根據(jù)所述掃描信號和所述像素信號控制所述像素電極的電壓；平坦化層，其覆蓋所述信號線上及所述絕緣層上且在所述信號線正上方有凹部，同時該凹部的肩部表面被平坦化；所述像素電極和通用電極的任何一方的一部分形成于所述凹部的內(nèi)壁上，該他部分形成于所述肩部的表面。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示單元，其特征在于所述凹部的寬度大于所述信號線的寬度。
3.一種液晶顯示單元，其特征在于，第一基板；第二基板；液晶層，其封入所述第一及第二基板的間；像素電極和通用電極，其位于所述第一及第二基板的間；絕緣層，其層疊于所述第一基板上；掃描線，其傳送掃描信號；信號線，其單向延伸而層疊于所述絕緣層上，同時傳送像素信號；開關(guān)組件，其根據(jù)所述掃描信號和所述像素信號控制所述像素電極的電壓；平坦化層，其覆蓋所述信號線上及所述絕緣層上且在所述信號線兩側(cè)有凹部，同時該凹部的肩部表面被平坦化；所述像素電極和通用電極的任何一方的一部分形成于所述凹部的內(nèi)壁上，該其他部分形成于所述肩部的表面。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示單元，其特征在于所述凹部的寬度小于所述信號線的寬度。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的液晶顯示單元，其特征在于所述通用電極的一部分形成于所述凹部的內(nèi)壁上；所述通用電極的其他部分和所述像素電極都形成于所述肩部的表面。
6.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示單元，其特征在于所述通用電極的一部分遍及該內(nèi)側(cè)面和該底面以全面形成于所述凹部的內(nèi)壁上。
7.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的液晶顯示單元，其特征在于所述像素電極的一部分形成于所述凹部的內(nèi)壁上，同時該其他部分形成于所述肩部的表面；所述通用電極形成于隔著所述液晶層的所述第二基板上。
8.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的液晶顯示單元，其特征在于所述凹部的深度為小于所述平坦化層的該凹部以外的厚度一半。
9.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的液晶顯示單元，其特征在于所述平坦化層具有通孔，其用作電氣連接所述開關(guān)組件和所述像素電極。
10.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的液晶顯示單元，其特征在于保護膜介于所述平坦化層和所述信號線及所述絕緣層之間。
11.一種配置有權(quán)利要求1至4之任一項所述的液晶顯示單元的液晶顯示器，其特征在于，包括液晶顯示面板，其將所載的液晶顯示單元配置成矩陣狀；信號線驅(qū)動電路，其和所述信號線電氣連接，以將圖像信號供給該信號線；以及掃描線驅(qū)動電路，其和所述掃描線電氣連接，以將掃描信號供給該掃描線。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不犧牲開口率且以簡單構(gòu)造即可達到高品質(zhì)圖像顯示的液晶顯示單元(cell)及液晶顯示器。在依次層迭數(shù)組基板111、柵絕緣層112、信號線102的液晶顯示單元的一部分構(gòu)造，覆蓋柵絕緣層112和信號線102的平坦化層113在信號線102正上方形成凹部5，在其凹部5內(nèi)壁(內(nèi)側(cè)面和底面)上和相當(dāng)于其凹部5肩部的平坦化層113平坦表面上形成通用電極3。此外，在平坦表面上和通用電極3隔開一定距離形成像素電極104。藉此，可縮短信號線102和通用電極3的距離，可得到電場屏蔽效果。
文檔編號G02F1/13GK1508599SQ200310104680
公開日2004年6月30日 申請日期2003年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月19日
發(fā)明者荒井俊明, 蓮見太朗, 朗 申請人:奇美電子股份有限公司