CN100417999C - 面内开关液晶显示设备 - Google Patents

Abstract

在有源元件基板中的玻璃基板上设置有数据配线。对于该数据配线，以锯齿图案交替布置和形成第一部分和第二部分，所述第一部分在相对于取向膜的摩擦方向倾斜并形成固定角度的方向上延伸，所述第二部分在与第一部分的相反侧倾斜的方向上延伸。此外，凸出绝缘膜以锯齿图案形成，从而覆盖数据配线，公共电极以锯齿图案形成，从而覆盖绝缘膜。此外，在对向基板上以锯齿图案形成遮蔽层，从而其完全覆盖绝缘膜，且没有从公共电极的正上方的区域凸出。由此，可以高数值孔径和低黑色亮度获得高对比度、多畴系统面内开关型液晶显示设备。

Description

面内开关液晶显示设备

技术领域

本发明涉及一种多畴系统面内开关型液晶显示设备。

背景技术

常规地，对于面内开关型液晶显示设备已经发展了多畴系统(例如，参照日本专利未决公开No.2002-323706，图15和图47，以及日本专利未决公开No.2002-258321，图8)。多畴系统是下述一种系统，即其中形成在有源元件基板上的像素电极和公共电极以锯齿形状形成，从而在每个单位像素中都形成一对子像素区域(畴)。换句话说，在每个像素电极和每个公共电极上交替布置第一部分和第二部分，所述第一部分在向着取向膜的摩擦方向倾斜的方向上延伸，所述第二部分在向着摩擦方向的第一部分的相反侧倾斜的方向上延伸。因而，施加给液晶分子的电场方向在每个单位像素中都彼此不同，由此，形成了两个子像素区域，其中液晶分子的导向器的旋转方向彼此相反。结果，因为这两个子像素区域彼此光学补偿，所以控制了当从倾斜方向观看液晶显示设备时所看到的着色以及在黑色显示与半色调显示之间发生的色调反转，这使得能够获得更好的视角特性。

图1是示出了常规多畴系统面内开关型液晶显示设备的部分放大平面图。图2是沿图1中所示的线C-C′的横截面图。图3是沿图1中所示的线D-D′的横截面图。如图1到图3中所示，有源元件基板2和对向基板103在该常规的液晶显示设备101中彼此平行设置。在有源元件基板2和对向基板103之间形成有液晶层4。液晶显示设备101是常黑型液晶显示设备。

在有源元件基板2上设置有玻璃基板5，在玻璃基板5上与对向基板103相对一侧的上表面上设置有栅绝缘膜6。在栅绝缘膜6上设置钝化膜7。此外，在钝化膜7上的一个区域中设置数据配线8。从垂直于玻璃基板5的表面的方向(之后称作“以平面图观看”)看，数据配线8以锯齿图案形成。换句话说，交替布置部分8a和部分8b，所述部分8a在相对于摩擦方向31倾斜并形成固定角度的方向上延伸(之后描述)，所述部分8b在相对于摩擦方向31与部分8a延伸的方向相反侧倾斜的方向上延伸并形成相同大小的角度。

在钝化膜7上设置有凸出状的绝缘膜9，以覆盖数据配线8。当以平面图观看时，绝缘膜9以与数据配线8类似的方式以锯齿图案形成。如图2和图3中所示，凸出状绝缘膜9的侧面是倾斜的。此外，设置由透明导电材料构成的公共电极10，以覆盖绝缘膜9的上表面和侧表面。由此，公共电极10可遮蔽数据配线8。当以平面图观看时，公共电极10以与数据配线8和绝缘膜9类似的方式以锯齿图案形成，且形成公共电极10的区域比形成绝缘膜9的区域宽。因此，绝缘膜9完全被公共电极10覆盖，公共电极10的一部分还形成在除绝缘膜9的正上方的区域之外的区域32中。此外，在玻璃基板5的整个表面上的钝化膜7和公共电极10上设置取向膜11。沿图1中所示的摩擦方向31摩擦取向膜11的表面。图1中没有示出栅绝缘膜6、钝化膜7和取向膜11。

相反，在对向基板103上设置玻璃基板21，在玻璃基板21上与有源元件基板2相对一侧的上表面上局部地设置遮蔽层26。当以平面图观看时，遮蔽层26的形状是直线。当以平面图观看时，遮蔽层26如此形成，即其没有从有源元件基板2的公共电极10的正上方的区域凸出，从而阻止了像素的数值孔径的减小。

在玻璃基板21上的遮蔽层26两侧上设置着色层23，着色层23的边缘位于遮蔽层26上。此外，形成涂层24以覆盖遮蔽层26和着色层23。还在涂层24上设置取向膜25。沿固定方向摩擦取向膜25的表面。

在上述常规的技术中存在下面的问题。如图2和图3中所示，绝缘膜9的形状是凸出状，且从外围凸出。由此，在制造液晶显示设备时在取向膜11的摩擦处理中，绝缘膜9的倾斜区域不具有充分摩擦。特别是，很容易造成下降倾斜区域的摩擦比上升倾斜区域更不充分。因而，图1中所示的区域33中的摩擦很容易不充分。因此，很难控制区域33中液晶材料的取向。

当在常黑液晶显示设备中不向液晶层施加电场时，仅通过取向膜的作用使液晶材料取向，以获得黑色显示。由此，当显示黑色显示时，液晶材料的取向状态对液晶层4中的透射性有很大影响，如果取向被打乱，则透射性会提高。因而，由于取向膜11上进行的摩擦在区域33中比较差，且使液晶材料取向的作用较弱，所以液晶层4的区域33中的透射性不可避免地变得较高。

如图1中所示，以直线形成遮蔽层26，使其不从公共电极10正上方的区域凸出，从而阻止了液晶显示设备的数值孔径的减小。相反，当以平面图观看时，凸出状绝缘膜9的形状是锯齿形状。由此，没有设置遮蔽层26的区域在绝缘膜9的正上方的区域中显露出来。区域33也包括在这种类型的区域中。因此，当显示黑色时，透射通过区域33中的液晶层4的光没有被遮蔽层26阻挡，最终泄漏到液晶显示设备的外部。此外，当显示黑色显示时的亮度，也就是黑色亮度也变的较高。相反，如果遮蔽层26的宽度变宽，尽管数值孔径将减小，但可减少光泄漏。如果增加了黑色亮度或如果减小了数值孔径，则将减小图像显示的对比度。

此外，如果为了提高取向膜11的取向力而不合理地增加摩擦强度，则取向膜11将不能承受摩擦并分离。由于分离的痕迹和分离的垃圾，将减小最终的图像质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种在多畴系统面内开关液晶显示设备中具有高数值孔径和低黑色亮度的高对比度面内开关型液晶显示设备。

根据本发明的面内开关型液晶显示设备，包括：有源元件基板；布置在有源元件基板上的对向基板；以及布置在有源元件基板与对向基板之间的液晶层。该有源元件基板包括：基板；配线，其布置在该基板上并具有在与基板的表面平行的第一方向上延伸的一个部分和在与基板的表面平行的且与第一方向不同的第二方向上延伸的另一个部分；凸出状绝缘膜，其布置成覆盖该配线，并具有在第一方向上延伸的一个部分和在第二方向上延伸的另一个部分；电极，其布置在该绝缘膜上，并具有在第一方向上延伸的一个部分和在第二方向上延伸的另一个部分；以及布置在该电极上的取向膜，用于使液晶层取向。对向基板具有遮蔽层，其形成在包括绝缘膜的正上方的整个区域的区域中和位于电极的正上方的区域内的区域中。

因为在本发明中遮蔽层形成在包括绝缘膜的正上方的整个区域的区域中，所以即使在液晶层上的绝缘膜的正上方的取向膜的摩擦不充分，且显示黑色显示时液晶层透射光，该光也会被遮蔽层阻挡。此外，因为遮蔽层形成在位于电极的正上方的区域内的区域中，所以数值孔径也较高。

根据本发明，在包括绝缘膜的正上方的整个区域的区域中以及位于电极的正上方的区域内的区域中形成遮蔽层，使得能够获得具有高数值孔径和低黑色亮度的高对比度面内液晶显示设备。

附图说明

图1是示出了常规多畴系统面内开关型液晶显示设备的部分放大平面图；

图2是沿图1中所示的线C-C′的横截面图；

图3是沿图1中所示的线D-D′的横截面图；

图4是示出了根据本发明的一个实施例的液晶显示设备的平面图；

图5是示出了图4中所示区域34的部分放大平面图；

图6是沿图5中所示的线A-A′的横截面图；以及

图7是沿图5中所示的线B-B′的横截面图。

具体实施方式

下面，将参照附图来描述本发明的实施例的详细说明。图4是示出根据本发明的一个实施例的液晶显示设备的平面图。图5是示出了图4中所示区域34的部分放大平面图。图6是沿图5中所示的线A-A′的横截面图，图7是沿图5中所示的线B-B′的横截面图。图4和图5仅仅示出了有源元件基板，而没有示出对向基板。图5示出了遮蔽层。图4到图7中所示的液晶显示设备是多畴系统面内开关型液晶显示设备，且是常黑型液晶显示设备。在根据该实施例的液晶显示设备中，有源元件基板2和对向基板3彼此平行设置，且在有源元件基板2和对向基板3之间形成液晶层4。

在有源元件基板2上设置有玻璃基板5，在玻璃基板5上与对向基板3相对一侧的表面上设置有一对公共电极配线41a和41b，从而夹持单位像素。此外，设置栅电极配线42，在栅电极配线42与公共电极配线41a之间夹持公共电极配线41b。公共电极配线41a和41b及栅电极配线42沿着方向30以直线彼此平行延伸。在玻璃基板5上如此设置栅绝缘膜6，即其覆盖公共电极配线41a和41b及栅电极配线42。在栅绝缘膜6上设置有钝化膜7。

此外，在钝化膜7上的一个区域中设置数据配线8。从平行于玻璃基板5的表面方向上观看，也就是当以平面图观看时，数据配线8以锯齿图案形成。换句话说，交替布置部分8a和部分8b，所述部分8a在相对于方向31倾斜并形成固定角度的方向上延伸，其中方向31与玻璃基板5的表面平行并垂直于方向30，所述部分8b在与部分8a相对于方向31延伸的方向相反侧倾斜的方向上延伸并形成相同大小的角度。

此外，在栅绝缘膜6上的栅电极配线42的正上方的区域的一部分中设置薄膜晶体管(TFT)43，在薄膜晶体管43的源区的正上方区域中设置与该晶体管的源区相连的源电极44。在漏区的正上方的区域中设置与该晶体管的漏区相连的漏电极45。漏电极45与数据配线8相连。在钝化膜7上设置有凸出状的绝缘膜9，以覆盖数据配线8。当以平面图观看时，绝缘膜9以与数据配线8类似的方式以锯齿图案形成。换句话说，交替布置和形成部分9a和部分9b，所述部分9a在相对于方向31倾斜并形成固定角度的方向上延伸，所述部分9b在与部分9a相对于方向31延伸的方向相反侧倾斜的方向上延伸并形成相同大小的角度。如图6和图7中所示，凸出状绝缘膜9的侧面是倾斜的。

如此设置由透明导电材料构成的公共电极10，以覆盖绝缘膜9的上表面和侧表面。由此，公共电极10可遮蔽数据配线8。当以平面图观看时，公共电极10以梳状图案形成，并由基部10a和四个齿部10b到10e组成。基部10a布置在公共电极配线41a的正上方的区域中并沿方向30延伸。四个齿部10b到10e按顺序彼此平行布置，且布置在外侧的齿部10b和10e比布置在内侧的齿部10c和10d厚。齿部10b和10e还布置在数据配线8和绝缘膜9的正上方的区域中。

公共电极10的齿部10b到10e以与数据配线8和绝缘膜9类似的方式以锯齿图案形成。交替布置和形成一个部分和另一个部分，所述一个部分在相对于方向31倾斜并形成固定角度的方向上延伸，所述另一个部分在与前面的部分相对于方向31延伸的方向相反侧倾斜的方向上延伸并形成相同大小的角度。形成齿部10b和10e的区域比形成绝缘膜9的区域宽。因而，绝缘膜9完全被齿部10b和10e覆盖。齿部10b和10e的一部分还形成在除绝缘膜9的正上方的区域之外的区域32中。公共电极10通过通路(图中没有示出)与公共电极配线41a和41b相连。公共电极10还通过绝缘膜9与数据配线8绝缘。

此外，在钝化膜7上设置有像素电极46。当以平面图观看时，像素电极46以梳状图案形成，并由基部46a和三个齿部46b到46d组成。基部46a布置在沿方向30延伸的公共电极配线41a的正上方的区域中。三个齿部46b到46d按顺序彼此平行布置，并具有相同的公共厚度。像素电极46的齿部46b到46d交替布置在公共电极10的齿部10b到10e之间，并也以平行于齿部10b到10e的锯齿图案布置。像素电极46的基部46a与源电极44相连。由此，像素电极46通过薄膜晶体管43与数据配线8相连。

此外，在玻璃基板5的整个表面上的钝化膜7、公共电极10和像素电极46上设置由有机材料形成的取向膜11。沿图4中所示的摩擦方向31摩擦取向膜11的表面。在图4中没有示出栅绝缘膜6、钝化膜7和取向膜11。

相反，在对向基板3上设置玻璃基板21，在玻璃基板21上与有源元件基板2相对一侧的上表面上局部地设置遮蔽层22。当以平面图观看时，遮蔽层22的形状是与数据配线8和绝缘膜9类似方式的锯齿图案。此外，交替布置部分22a和部分22b，所述部分22a在相对于取向膜11的摩擦方向31倾斜并形成固定角度的方向上延伸，所述部分22b在与部分22a相对于方向31延伸的方向相反侧倾斜并形成相同大小的角度的方向上延伸。遮蔽层22的宽度小于公共电极10的宽度，如此布置宽度方向上的端部，使其位于与数据配线8相对位置处的区域32中。由此，遮蔽层22完全覆盖了凸出状绝缘膜9，使其不会从公共电极10凸出。换句话说，遮蔽层22形成在下述区域中，即所述区域包括绝缘膜9的正上方的整个区域以及位于公共电极10的正上方的区域内的区域。尽管遮蔽层22由例如包含Cr的黑色矩阵形成，但遮蔽层22可用由树脂构成的黑色矩阵形成，并且也可通过重叠着色层来形成。

在玻璃基板21上的遮蔽层22的两侧上设置有着色层23，着色层23的边缘位于遮蔽层22的边缘上。此外，形成涂层24以覆盖遮蔽层22和着色层23，并在着色层24上还设置由有机材料构成的取向膜25。也沿固定方向摩擦取向膜25的表面。因而，组成液晶层4的液晶材料可以在一致的方向上取向。

接下来，将描述该实施例的操作。因为以与上述常规液晶显示设备101(参照图1)类似的方式，在根据该实施例的液晶显示设备1中的有源元件基板2上形成凸出状绝缘膜9，所以在制造面板时的摩擦处理中，绝缘膜9的倾斜部分不会充分地摩擦。具体地，当摩擦方向是在图1中所示的方向31时，从该方向上看，与上升倾斜的区域相比，下降倾斜区域不充分地摩擦。因此，在与绝缘膜9的下降倾斜区域对应的区域33中，摩擦尤其不充分。由此，当显示黑色显示时，在区域33中液晶材料的取向不充分，液晶层4的光透射性变得比区域33以外的区域的光透射性高。

然而，在该实施例中，因为遮蔽层22形成为完全覆盖绝缘膜9，所以遮蔽层22确定地存在于绝缘膜9的正上方的区域中，因此遮蔽层22存在于区域33中。因而，穿过区域33中的液晶层4的光被遮蔽层22阻挡。因而，因为在根据该实施例的液晶显示设备1中遮蔽层22以这种方式确定地存在于区域33中，所以在区域33中没有光泄漏，这使得能够将显示黑色显示时的亮度控制到低水平。相反，因为遮蔽层22如此形成，即其不从公共电极10的正上方的区域凸出，所以与以直线形成遮蔽层的上述常规的液晶显示设备101(参照图1)相比，液晶显示设备1在数值孔径方面不具有任何减小。由此，与常规的液晶显示设备101相比，因为黑色亮度低以及相等的数值孔径，所以根据该实施例的液晶显示设备1提高了对比度。此外，在不改变形成常规液晶显示设备的材料、部件和工艺的情况下，该实施例能够获得高对比度液晶显示设备。

此外，因为根据该实施例的液晶显示设备1是公共电极10和像素电极46以锯齿图案形成的多畴系统液晶显示设备，所以可以控制当从倾斜方向观看液晶显示设备时看到的着色以及在黑色显示与半色调显示之间出现的色调反转，这使得能够获得更好的视角特性。

如上所述，本发明可用在多畴系统面内开关型液晶显示设备中，尤其可有利地用在常黑型液晶显示设备中。

Claims (7)

1. 一种面内开关型液晶显示设备，包括；

有源元件基板；

布置在有源元件基板上的对向基板；和

布置在有源元件基板与对向基板之间的液晶层，

其中

所述有源元件基板具有：

基板；

数据配线，其布置在该基板上，并具有在与该基板的表面平行的第一方向上延伸的一个部分和在与该基板的表面平行的且与第一方向不同的第二方向上延伸的另一个部分；

凸出状绝缘膜，其布置成覆盖数据配线，并具有在第一方向上延伸的一个部分和在第二方向上延伸的另一个部分；

公共电极，其布置在凸出状绝缘膜上，并具有在第一方向上延伸的一个部分和在第二方向上延伸的另一个部分；以及

布置在公共电极上的取向膜，用于使液晶层取向，并且

所述对向基板具有遮蔽层，该遮蔽层形成在包括凸出状绝缘膜的正上方的整个区域的区域中和位于公共电极的正上方的区域内的区域中。

2. 根据权利要求1所述的面内开关型液晶显示设备，其中

遮蔽层具有在第一方向上延伸的一个部分和在第二方向上延伸的另一个部分。

3. 根据权利要求2所述的面内开关型液晶显示设备，其中

在遮蔽层中，在第一方向上延伸的部分和在第二方向上延伸的部分交替布置。

4. 根据权利要求1所述的面内开关型液晶显示设备，其中：

第一方向是相对于取向膜的摩擦方向倾斜并形成固定角度的方向；以及

第二方向是相对于摩擦方向与第一方向的相反侧倾斜并形成与固定角度相同大小的角度的方向。

5. 根据权利要求2所述的面内开关型液晶显示设备，其中：

第一方向是相对于取向膜的摩擦方向倾斜并形成固定角度的方向；以及

第二方向是相对于摩擦方向与第一方向的相反侧倾斜并形成与固定角度相同大小的角度的方向。

6. 根据权利要求3所述的面内开关型液晶显示设备，其中：

第一方向是相对于取向膜的摩擦方向倾斜并形成固定角度的方向；以及

第二方向是相对于摩擦方向与第一方向的相反侧倾斜并形成与固定角度相同大小的角度的方向。

7. 根据权利要求1到6中的任何一个所述的面内开关型液晶显示设备，其是常黑型的。

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