CN103250092B

CN103250092B - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN103250092B
Application number: CN201180058831.9A
Authority: CN
Inventors: 川岛由纪; 田坂泰俊; 海濑泰佳; 中西登
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2031-12-21
Also published as: JPWO2012090810A1; CN103250092A; JP5602881B2; WO2012090810A1; US8941804B2; US20130271715A1

Abstract

选择本发明所涉及的液晶显示装置的划分区域（20）内的任意1个像素P（接触孔像素（13））。像素P是最接近另一像素P的4个像素Q1～Q4（接触孔像素（13））中的任一个像素，或者是由最接近自身的4个像素Q1～Q4形成的四边形所包含的像素并且是最接近另一像素P的4个像素Q1～Q4中的任一个像素。而且，由4个像素Q1～Q4形成的四边形的2条对角线和栅极总线（线段AB）所成的2个角度的差不到30度。另外，在划分区域（20）内的各源极总线处配置有1个接触孔像素（13）。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示装置，特别是涉及形成有连接共用配线和共用电极的接触孔的液晶显示装置。

背景技术

近年来，从使用作为以往主流的布劳恩管的显示装置，变为广泛使用薄型的平板显示器(FPD)的显示装置。在FPD中，作为显示元件，有的使用液晶、发光二极管(LED)或有机电致发光(有机EL)等。尤其是使用液晶的显示装置，由于薄型、重量轻以及低功耗的优点，其研究开发正在积极进行。

图6中示出这样的液晶显示装置的像素的概略构成。如图6所示，一般来说，在像素41中，栅极总线7和源极总线8正交地设置，作为用于形成辅助电容(Cs)的配线的共用配线9与栅极总线7平行地设置。另一方面，共用电极4和像素电极6重叠地设置，在栅极总线7和源极总线8的交叉部，设置有薄膜晶体管(TFT)作为开关元件(有源元件)。在此，在共用电极4的配线使用较高电阻的材料的情况下，有可能发生串扰等显示不良。

对此，为了解决上述显示不良，正在开发通过设置连接共用电极和共用配线的接触孔来降低共用电极的配线电阻的技术。例如，在专利文献1中，公开了将连接共用电极和共用配线的接触孔以相对于多个像素为1个的比例配置为交错状的构成。从而，通过连接高电阻的共用电极和低电阻的共用配线来降低配线电阻，并且降低总线和共用电极经由接触孔而短路的概率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开专利公报“特开2004－109248号公报(2004年4月8日公开)”

发明内容

发明要解决的问题

若将连接共用电极和共用配线的接触孔设置于所有像素，则会发生因显示面板的开口率下降而导致的亮度的下降等显示不良。对此，在上述专利文献1中，公开了不在所有像素设置接触孔，而将接触孔以相对于4个像素为1个的比例配置为交错状的构成。但是，根据设置有接触孔的像素的距离及其位置关系的周期性的不同，有时设置有接触孔的像素部分看起来变成条纹。例如，在以图7所示那样的周期性配置接触孔12的情况下，在显示面板15上会在斜方向(图中的箭头N方向)上看见条纹，变得不美观。这是因为，因接触孔的形成而导致的开口率下降的程度越大，则越显著。

因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供可降低共用电极的配线电阻，并且防止显示质量降低的液晶显示装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明的一实施方式所涉及的液晶显示装置具备：多个像素，其在第1基板上配置为矩阵状；多条源极总线，其与多个上述像素的各列对应地配置；多条栅极总线，其与多个上述像素的各行对应地配置；像素电极，其按每个上述像素形成在上述第1基板上；共用电极，其形成在上述第1基板上，与上述像素电极重叠；共用配线，其经由形成于多个上述像素中的任一个上述像素的接触孔与上述共用电极连接；以及液晶层，其被夹持在上述第1基板和与该第1基板相对的第2基板之间，所述液晶显示装置是将一定的划分区域所包含的多个上述像素反复排列而成的，其特征在于，上述划分区域所包含的上述接触孔在上述划分区域内配置成，以包围四边形的中心的一个接触孔的方式形成以按接近上述四边形的中心的一个接触孔的顺序所选择的最接近、且与上述四边形的中心的一个接触孔相邻的四个接触孔为顶点的上述四边形，上述划分区域所包含的上述接触孔是形成上述四边形的顶点的接触孔或者是上述四边形的中心的一个接触孔，上述四边形的2条对角线和上述栅极总线所成的2个角度的差不到30度，在上述划分区域内，在各上述源极总线处形成有1个上述接触孔。

根据上述构成，将上述2个角度的差设为不到30度，从而，比起将接触孔分别排列在纵方向或者横方向上，排列在斜方向上不会妨碍显示画面的视觉识别性。而且，在本发明的一实施方式所涉及的液晶显示装置中，对1条源极总线配置有1个接触孔。这是因为，在划分区域内，若不在所有源极总线上配置相同数目的接触孔，则会在总线彼此产生负荷差，有可能降低液晶显示装置的显示质量。因此，优选在划分区域内的所有源极总线上都配置1个(同样数目)接触孔。

因此，在本发明的一实施方式所涉及的液晶显示装置中，接触孔配置于满足上述2个必要条件那样的位置。从而，接触孔像素适当地分散，因而能够防止接触孔在显示画面上看起来变成条纹等。另外，接触孔原本就是用于连接共用电极和共用配线的，因而可将共用电极的配线电阻变为低电阻。即，根据本发明的一实施方式，能够实现以下两者：抑制由于接触孔而引起的显示质量的下降；以及降低共用电极的配线电阻。

根据如下所示的内容，应该能充分理解本发明的其它目的、特征以及优势。另外，本发明的优点应该能通过参照附图的如下说明而明白。

发明效果

在本发明的一实施方式所涉及的液晶显示装置中，在划分区域内，将由最接近1个接触孔的4个接触孔形成的四边形的2个对角线和栅极总线所成的2个角度的差设为不到30度，而且，在划分区域内的所有源极总线上都配置1个接触孔像素，从而，接触孔像素适当地分散，因而能够防止接触孔在显示画面上看起来变成条纹等。另外，接触孔原本就是用于连接共用电极和共用配线的，因而可将共用电极的配线电阻变为低电阻。即，根据本发明的一实施方式，能够实现以下两者：抑制由于接触孔而引起的显示质量的下降；以及降低共用电极的配线电阻。

附图说明

图1是概略地示出本发明的一实施方式所涉及的接触孔的配置位置的图。

图2是示出本发明的一实施方式所涉及的液晶显示装置的像素的概略构成的图。

图3是示出本发明的一实施方式所涉及的像素的截面的图。

图4是概略地示出本发明的一实施方式所涉及的像素阵列的图。

图5是概略地示出本发明的一实施方式所涉及的像素阵列的图。

图6是示出以往的液晶显示装置的像素的概略构成的图。

图7是概略地示出以往的像素阵列的图。

具体实施方式

下面，参照附图详细地说明本发明所涉及的液晶显示装置的实施方式。

(液晶显示装置的构成)

首先，参照图2和图3说明构成本实施方式所涉及的液晶显示装置中的像素阵列的像素。图2是示出本实施方式所涉及的液晶显示装置的像素1的概略构成的图。图3是图2所示的像素1的A－A’向视截面图。

像素阵列是将多个像素配置为矩阵状而构成的，与多个像素的各列对应地配置有多条源极总线，并且配置有与多个像素的各行对应地配置的多条栅极总线。

更详细来说，如图2所示，供应扫描信号的栅极总线7和供应数据信号的源极总线8正交地设置，作为用于形成辅助电容(Cs)的配线的共用配线9与栅极总线7平行地设置。另一方面，共用电极4和像素电极6重叠地设置，本实施方式所涉及的液晶显示装置为横电场模式的液晶显示装置。另外，在栅极总线7和源极总线8的交叉部，设置有薄膜晶体管(TFT)作为开关元件(有源元件)。TFT的栅极电极连接于栅极总线7，漏极电极连接于像素电极6，源极电极连接于源极总线8。

如图3所示，在像素1中具有如下构成：TFT基板32(第1基板)和相对基板33(第2基板)相互相对地配置，所述TFT基板32包括具备取向膜17和TFT的透明基板21，所述相对基板33包括具备取向膜17的透明基板31，液晶层40隔着取向膜17被夹持在这一对基板间。在这一对基板的外侧(与两基板的相对面相反侧的面)，根据需要分别设置有未图示的相位差板和偏振板等。

TFT基板32在透明基板上的与相对基板33相对的面上具备TFT。TFT具有半导体层22、栅极绝缘膜23、栅极电极26、第1层间绝缘膜24、第2层间绝缘膜25、像素电极6、漏极电极27以及源极电极28。TFT基板32中的TFT的栅极电极26包括栅极总线7的一部分，TFT的源极电极28包括源极总线8的一部分。另外，半导体层22具备：沟道区域22a，其包括未注入杂质的本征半导体；以及杂质注入区域22b，其包括注入有杂质的非本征半导体(P形半导体或者N形半导体)。在杂质注入区域22b形成有漏极区域29和源极区域30。

在半导体层22中的漏极区域29，经由形成于覆盖半导体层22的栅极绝缘膜23和第1层间绝缘膜24的接触孔11，连接有漏极电极27。同样地，在源极区域30，经由形成于栅极绝缘膜23和第1层间绝缘膜24的接触孔12，连接有源极电极28。另外，经由设置于覆盖栅极总线7和源极总线8的第2层间绝缘膜25的通孔10，漏极电极27电连接于像素电极6。这时，在TFT基板32上，像素电极6与共用电极4重叠地配置，而在两电极间设置有绝缘膜14。在此，若利用透明导电体形成共用电极4，则与像素电极6重叠的共用电极4透射光，因而透射开口率扩大，能够有助于整体的透射率的提高。此外，也可以设为在相对基板33侧也形成有其它共用电极4的构成。像这样，在相对基板33侧形成其它共用电极4的情况下，能够在与像素电极6之间形成垂直方向的电场，因而能够在液晶模式下应用垂直取向模式。

在此，在本实施方式所涉及的像素1中，用于将共用电极4和共用配线9经由形成于第2层间绝缘膜25的通孔10’连接的接触孔2形成于第1层间绝缘膜24。该接触孔2并非一定形成于所有像素1，而是形成于一部分像素1，拉开一定程度的间隔地形成。下面说明接触孔2的详细形成位置。

(接触孔2的配置)

在像素1的共用电极4使用铟锡氧化物(ITO)电极等透明电极的情况下，与栅极电极26等其它电极相比配线电阻值变高，有可能引起串扰等显示质量的下降。在此，共用配线9是用栅极电极金属等的栅极电极层来形成的，因而与共用电极4相比为低电阻。对此，在本实施方式中，经由接触孔2连接共用电极4和共用配线9。从而，可通过降低共用电极4的配线电阻来减少显示质量的下降。但是，在这种情况下，有可能发生因形成接触孔2而导致的像素开口率的下降以及由于接触孔2而引起的成品率的下降等。甚至，根据接触孔2的配置位置的不同，形成有接触孔2的像素1有可能看起来变成条纹等。因此，优选适当地分散、拉开间隔地形成接触孔2。

对此，本发明的发明人对随着接触孔2的配置位置而变化的显示质量进行了种种调查，发现如下的方式最能够不损害显示质量地将共用电极4的配线电阻低电阻化。参照图1说明该方式。图1是概略地示出本实施方式中的接触孔2的配置位置的图。

如图1所示，本实施方式所涉及的像素阵列5是将一定的矩形的划分区域20所包含的多个像素1反复排列而成的。因此，划分区域20是像素阵列5的构成单位。在此，图中示出的13是形成有接触孔2的像素1(以下称为接触孔像素)，与此相对，图中示出的3是没有形成接触孔2的像素1。在本实施方式中，如图4所示，1个像素1包括3个副像素(R像素、G像素、B像素)，在接触孔像素13中，将接触孔2形成于副像素的任1个(在本图的情况下为B像素)。这样，接触孔2不需要遍及接触孔像素13整体地形成，只要形成于构成像素1的副像素的任1个即可。另外，副像素不限于R像素、G像素以及B像素，也可以是4个以上副像素，没有特别限定。

本实施方式所涉及的像素阵列5中的接触孔像素13的配置位置的必要条件有2个。首先说明第1个。如图1所示，确定像素Q1～Q4，所述像素Q1～Q4是最接近作为划分区域20内的1个接触孔像素13的像素P的4个接触孔像素13。在由这4个像素Q1～Q4形成的四边形中包含有上述的像素P。本实施方式所涉及的划分区域20所包含的任意1个接触孔像素13是最接近像素P的4个像素Q1～Q4中的任一个像素，或者是像素Q1～Q4中的任一个像素并且是另一像素P。即，划分区域20所包含的任意1个接触孔像素13是最接近另一接触孔像素13的4个接触孔像素13中的任一个接触孔像素13，或者是最接近另一接触孔像素13的4个接触孔像素13中的任一个接触孔像素13并且是由最接近自身的4个接触孔像素13形成的四边形所包含的接触孔像素13。

而且，在本实施方式中，由上述的4个像素Q1～Q4形成的四边形的2条对角线和栅极总线(线段AB)所成的2个角度的差不到30度。即，像素Q1～Q4以满足abs{∠ABQ1(＝∠ABQ4)－∠BAQ2(＝∠BAQ3)}＜30度的方式配置于像素P的周围。这样，若∠ABQ1和∠BAQ2的差不到30度，则接触孔像素13在像素阵列5上配置在斜方向上。这是因为，比起将接触孔像素13分别排列在纵方向或者横方向上，排列在斜方向上不会妨碍显示画面的视觉识别性。以上是接触孔像素13的配置位置的第1个必要条件。

接着，说明第2个必要条件。如图1所示，划分区域20内的任意1个接触孔像素13在划分区域20内单独地配置于某一条源极总线8。就此，参照图5容易理解地进行说明。图5是概略地示出像素阵列5的图。在本图中，为了容易理解接触孔像素13的配置位置而缩小像素间隔地进行图示，像素间隔并不特别限定于此。

如图5所示，在划分区域20内，在源极总线S1处，在栅极总线G9上配置有接触孔像素13，在该源极总线S1处仅配置有1个接触孔像素13。另外，在源极总线S2处，在栅极总线G3上配置有接触孔像素13，在该源极总线S2处仅配置有1个接触孔像素13。在源极总线S3～S9中也同样在任1条栅极总线上仅配置有1个接触孔像素13。这样，在划分区域20内，对1条源极总线8配置有1个接触孔像素13。这是因为，在划分区域20内，若不在所有源极总线8处配置相同数目的接触孔像素13，则会在总线彼此产生负荷差，有可能降低液晶显示装置的显示质量。因此，优选在划分区域20内的所有源极总线8处配置1个接触孔像素13。以上是接触孔像素13的配置位置的第2个必要条件。

因此，在本实施方式所涉及的像素阵列5中，接触孔像素13配置于满足上述2个必要条件那样的位置。从而，接触孔像素13适当地分散在像素阵列5上，因而能够防止接触孔像素13在显示画面上看起来变成条纹等。另外，接触孔2原本就是用于连接共用电极4和共用配线9的，因而可将共用电极4的配线电阻变为低电阻。即，根据本实施方式，能够实现以下两者：抑制由于接触孔2而引起的显示质量的下降；以及降低共用电极4的配线电阻。

另外，在行方向上相邻的接触孔像素13彼此的间隔(图1所示的间隔D)是分别鉴于共用电极4的配线电阻的减少范围和因配置接触孔像素13而导致的开口率的下降的允许量以及显示质量而决定的。这对于1个接触孔像素13和最接近它的4个接触孔像素13的距离也是同样的。

本发明不限于上述实施方式，可在权利要求所示的范围内进行种种变更。即，将在权利要求所示的范围内适当地变更的技术方案组合而得到的实施方式也包含于本发明的技术范围内。

〔实施方式的总括〕

如上，在本发明的一实施方式所涉及的液晶显示装置中，优选上述划分区域为：上述列的方向的长度是40个上述像素的长度、上述行的方向的长度是40个上述像素的长度的矩形区域。

另外，在本发明的一实施方式所涉及的液晶显示装置中，优选上述划分区域为：上述列的方向的长度是80个上述像素的长度、上述行的方向的长度是80个上述像素的长度的矩形区域。

根据上述构成，将适当地分散有接触孔的一定的划分区域反复排列，从而得到上述的适当地分散有接触孔的液晶显示装置。

另外，在本发明的一实施方式所涉及的液晶显示装置中，其特征为：上述像素包括多个副像素，上述接触孔形成于多个上述副像素中的任一个上述副像素。

根据上述构成，将接触孔形成于构成像素的多个副像素中的任一个副像素，从而能够充分实现以下两者：抑制由于接触孔而引起的显示质量的下降；以及降低共用电极的配线电阻。

另外，在本发明的一实施方式所涉及的液晶显示装置中，其特征在于：上述共用电极由透明导电体形成。

根据上述构成，与像素电极重叠的共用电极是透射光的透明导电体，因而透射开口率扩大，能够有助于提高整体的透射率。

另外，在本发明的一实施方式所涉及的液晶显示装置中，其特征在于：在上述第2基板上形成有其它上述共用电极。

根据上述构成，在第2基板侧形成有共用电极的情况下，能够在与像素电极之间形成垂直方向的电场，因而能够在液晶模式下应用垂直取向模式。

在说明书中给出的具体实施方式或实施例仅是阐明本发明的技术内容，不应该仅限于那样的具体例而狭义地解释，能够在本发明的精神和所记载的权利要求范围内做各种变更而实施。

实施例

下面，举出实施例更详细地说明本发明，但本发明只要不超出其要旨即可，并不限于这些实施例。

遵守上述的接触孔像素(形成有接触孔的像素)的配置位置的2个必要条件而制作了2个液晶显示装置。首先，在第1个液晶显示装置中，制作了将40像素×40像素的划分区域反复排列而成的液晶显示装置。在划分区域内，以由最接近1个接触孔像素的4个接触孔像素形成的四边形的2个对角线和栅极总线所成的2个角度分别为45度的方式配置接触孔像素。另外，将配置于相邻的2条栅极总线的接触孔像素彼此的间隔设为9个像素。当使制作的液晶显示装置的开口率下降15％时，在显示画面上识别不到条纹等，得到了良好的显示质量。而且，当使制作的液晶显示装置的开口率下降30％时，几乎识别不到显示画面上的条纹等，得到了良好的显示质量。

接着，在第2个液晶显示装置中，制作了将80像素×80像素的划分区域反复排列而成的液晶显示装置。在划分区域内，以由最接近1个接触孔像素的4个接触孔像素形成的四边形的2条对角线和栅极总线所成的2个角度分别为45度和66.8度的方式配置接触孔像素。另外，将配置于相邻的2条栅极总线的接触孔像素彼此的间隔设为11个像素。当使制作的液晶显示装置的开口率下降15％时，显示画面上的条纹等几乎不明显，得到了良好的显示质量。而且，当使制作的液晶显示装置的开口率下降30％时，显示画面上的条纹等几乎不明显，得到了良好的显示质量。

如上，在划分区域内，将由最接近1个接触孔像素的4个接触孔像素形成的四边形的2个对角线和栅极总线所成的2个角度的差设为不到30度，而且，在划分区域内的所有源极总线上都配置1个接触孔像素，从而显示画面上的条纹等不明显，得到具有良好的显示质量的液晶显示装置。特别是，前一种液晶显示装置在显示画面上几乎识别不到条纹等，得到了更良好的显示质量，因此优选将上述2个角度分别设为45度或者接近45度的角度。

工业上的可使用性

本发明所涉及的液晶显示装置能够适用于个人电脑、移动电话、便携式信息终端、便携式音乐播放器或数码相机等电子设备的显示装置。

附图标记说明

1 像素

2 接触孔

3 未形成接触孔的像素

4 共用电极

5 像素阵列

6 像素电极

7 栅极总线

8 源极总线

9 共用配线

10 通孔

10’ 通孔

11 接触孔

12 接触孔

13 形成有接触孔的像素

14 绝缘膜

15 显示面板

17 取向膜

20 划分区域

21 透明基板

22 半导体层

22a 沟道区域

22b 杂质注入区域

23 栅极绝缘膜

24 第1层间绝缘膜

25 第2层间绝缘膜

26 栅极电极

27 漏极电极

28 源极电极

29 漏极区域

30 源极区域

31 透明基板

32 TFT基板

33 相对基板

40 液晶层

41 像素

Claims

1.一种液晶显示装置，

具备：

多个像素，其在第1基板上配置为矩阵状；

多条源极总线，其与多个上述像素的各列对应地配置；

多条栅极总线，其与多个上述像素的各行对应地配置；

像素电极，其形成在上述第1基板上；

共用电极，其形成在上述第1基板上，与上述像素电极重叠；

共用配线，其经由形成于多个上述像素中的任一个上述像素的接触孔与上述共用电极连接；以及

液晶层，其被夹持在上述第1基板和与该第1基板相对的第2基板之间，

所述液晶显示装置是将一定的划分区域所包含的多个上述像素反复排列而成的，其特征在于，

上述划分区域所包含的上述接触孔在上述划分区域内配置成，以包围四边形的中心的一个接触孔的方式形成以按接近上述四边形的中心的一个接触孔的顺序所选择的最接近、且与上述四边形的中心的一个接触孔相邻的四个接触孔为顶点的上述四边形，

上述划分区域所包含的上述接触孔是形成上述四边形的顶点的接触孔或者是上述四边形的中心的一个接触孔，

上述四边形的2条对角线和上述栅极总线所成的2个角度的差不到30度，

在上述划分区域内，在各上述源极总线处形成有1个上述接触孔。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，

上述划分区域为：上述列的方向的长度是40个上述像素的长度、上述行的方向的长度是40个上述像素的长度的矩形区域。

3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，

上述划分区域为：上述列的方向的长度是80个上述像素的长度、上述行的方向的长度是80个上述像素的长度的矩形区域。

4.根据权利要求1～3中的任1项所述的液晶显示装置，其特征在于，

上述像素包括多个副像素，

上述接触孔形成于多个上述副像素中的任一个上述副像素。

5.根据权利要求1～3中的任1项所述的液晶显示装置，其特征在于，

上述共用电极由透明导电体形成。

6.根据权利要求1～3中的任1项所述的液晶显示装置，其特征在于，

在上述第2基板上形成有与上述共用电极不同的其它共用电极。