CN1451995A - 液晶显示设备 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示设备，具有第一基板、第二基板和液晶层。其中第一基板具有图形符号像素电极，用于显示由固定图案代表的图形符号；第二基板具有与图形符号像素电极相对的公共电极；液晶层夹在第一基板和第二基板之间。图形符号像素电极形成于层间绝缘膜之上，并通过多个接触孔与图形符号信号电极相连，接触孔贯穿层间绝缘膜，图形符号信号电极形成于层间绝缘膜之下。

Description

液晶显示设备

技术领域

本发明涉及一种液晶显示设备，它具有一个用于显示图形符号的图形符号显示区域，每一图形符号由一个固定图案表示。

背景技术

在便携式电子设备，如笔记本电脑、移动电话等中，图形符号的显示(每一符号由一种固定图案表示)正在成为不可或缺的功能，用来向外部通报设备状况的变化(如电池电量消耗、故障发生或类似情况)。特别的，近年出现在市场上的液晶显示设备既具有动态驱动的运动图像显示区域又具有静态驱动的图形符号显示区域，从而减少了成本和空间。

已知的液晶显示设备通常分为反射型、透射型和反射/透射结合型。反射型利用从外部入射的外部光的反射来显示图像，透射型透过光源(如背光灯)发出的光来显示图像，反射/透射结合型透过一部分光源发出的光且反射一部分外部光。

例如，日本专利公开No.350151/2001公开了一种现有的具有图形符号显示区域的反射型液晶显示设备。该液晶显示设备包括：光反射层和滤色层，它们顺序层叠于透明基板之上；公共电极，由ITO(铟锡氧化物)制成，置于滤色层上，用于显示图形符号；数据电极，横过液晶层，与公共电极相对，用于显示图形符号；和置于数据电极周围的虚图案。

另一方面，例如，日本专利公开No.202282/1999公开了一种现有的具有图形符号显示区域的透射型液晶显示设备。该液晶显示设备中，透明基板上形成的光屏蔽膜具有一些开口，每一个开口具有一种预期的图形符号的形状，来自背光灯的透射光透过开口显示这些图形符号。

另外，例如，日本专利公开No.330827/2000公开了一种现有的具有运动图像显示区域的反射型液晶显示设备。该液晶显示设备包括：薄膜晶体管，其以逆交错结构形成于透明基板上；绝缘膜，其覆盖薄膜晶体管；和反射电极，其形成于绝缘膜上，其中，薄膜晶体管的漏极通过贯穿绝缘膜的孔与反射电极相连。

另外，例如，日本专利No.2955277公开了一种现有的具有运动图像显示区域的反射/透射结合型液晶显示设备。该液晶显示设备包括：薄膜晶体管，其以逆交错结构形成于透明基板上；绝缘膜，其覆盖薄膜晶体管；形成于绝缘膜上的透明电极；透明导电膜，其通过贯穿绝缘膜的孔与薄膜晶体管的漏极相连；和反射区域，其由薄膜晶体管和开口区域上的透明导电膜上的金属膜构成。

在现有的具有图形符号显示区域的液晶显示设备，如前面提到的日本专利公开No.350151/2001中所介绍的液晶显示设备中，在信号电极的同一层上形成有形状为由固定图案构成的图形符号的图形符号像素电极，信号电极作为向图形符号像素电极提供信号的信号电极。这样的结构使得容易见到线路，所以存在显示质量降低的问题。

为了解决这个问题，希望图形符号像素电极与信号电极形成于不同层。在这种结构中，当用于连接图形符号像素电极和信号电极的触点的尺寸极细微时，触点处的电感和电阻增大，可能会增大信号波形失真和压降。由于液晶显示设备主要由交流电驱动，所以当增大的电感和电阻引起信号波形的失真和压降增大时，液晶显示设备甚至不能在相对低的信号频率下显示图像，这导致显示质量降低。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种液晶显示设备，其具有能够高质量地显示图形符号的图形符号显示区域。

为了达到上述目的，本发明的液晶显示设备具有：第一基板，其形成有用于以固定图案显示图形符号的图形符号像素电极；第二基板，其形成有与图形符号像素电极相对的公共电极；和液晶层，其夹在第一基板和第二基板之间。图形符号像素电极形成于层间绝缘膜上，且通过贯穿层间绝缘膜的多个接触孔与形成于层间绝缘膜之下的图形符号信号电极相连。在这种结构中，触点处的连接电阻和电感减小，从而抑制了信号波形失真和压降，因此提高了图形符号显示窗口的显示质量。

而且在本发明中，第一接触孔为人类肉眼无法看到的尺寸，从而防止了显示质量的降低。

该液晶显示设备进一步包括背景像素电极，其环绕图形符号像素电极外围，用来显示背景，使得图形符号显示窗口能够提供更加吸引人的图形符号。特别的，当图形符号显示窗口以白色正常显示时(当信号为OFF时，以白色显示屏幕)，图形符号显示窗口可以以白色显示图形符号而以黑色显示背景，从而提高所表示的图像的对比度。

根据本发明的另一种液晶显示设备具有：第一基板，其形成有用于显示以固定图案表示的图形符号的图形符号像素电极；第二基板，其形成有与图形符号像素电极相对的公共电极；和液晶层，其夹在第一基板和第二基板之间。第一基板包括：多个点阵像素电极，这些点阵像素电极以栅格图案排列于层间绝缘膜之上，用来显示所需的图像；第二接触孔，其贯穿层间绝缘膜；和点阵信号电极，其形成于层间绝缘膜之下，通过第二接触孔与点阵像素电极相连，且一端与薄膜晶体管相连。

在上述结构中，由于点阵显示窗口的分层结构基本上与图形符号显示窗口相同，所以它们可以以相同过程制造，从而降低制造成本。特别的，当点阵显示窗口和图形符号显示窗口以相同的分层结构制造时，这些显示单元可以具有相同的反射电极和接触孔，这些反射电极和接触孔具有相同的直径并以相同的间距排列。因此这些显示单元可以在传输光学特性和反射光学特性上匹配，从而在图形符号显示窗口和点阵显示窗口上提供相同的显示质量。

而且在本发明中，滤色器以条状结构排列于第二基板中与点阵像素电极相对的区域中，并以三角、条状或镶嵌的几何结构排列于第二基板中与图形符号像素电极相对的区域中。在上述结构中，可以在用于彩色显示的点阵像素窗口和用于单色显示的图形符号显示窗口中提供一致的色调。特别的，排列于与点阵像素电极相对的区域中的滤色器具有垂直和水平单元间距，其中至少一个比排列于与图形符号像素电极相对的区域中的滤色器的相应单元间距大，从而提高了在图形符号显示窗口上显示斜线的显示质量。

另外，薄膜晶体管由提供给栅极的扫描信号和提供给漏极的数据信号驱动。在节电模式中撤消扫描信号，以停止通过点阵显示窗口的显示。上述结构可以减少液晶显示设备的功耗。

进一步，图形符号信号电极在显示区域中与薄膜晶体管的源极形成于相同的层上，在非显示区域中与薄膜晶体管的栅极形成于相同的层上，其中薄膜晶体管的源极作为点阵信号电极。在上述结构中，当在密封腔中放置一个金球来为第二基板上形成的公共电极提供预定电压时，非显示区域中图形符号信号电极和金球之间的绝缘性能可以得到提高，从而防止了绝缘失效。

由以下的详细说明，结合附图，可以更清楚地理解本发明的上述及另外的目的、特征及优点。

附图说明

图1是显示根据本发明的液晶显示设备的示例结构的俯视平面图；

图2A是显示根据本发明第一实施例的反射型液晶显示设备中的图形符号显示窗口的结构的俯视平面图；

图2B是图2A所示的图形符号显示窗口的截面图；

图3是显示根据本发明第二实施例的反射/透射结合型液晶显示元件中的图形符号显示窗口的结构的俯视平面图；

图4A是沿A-A’线显示图3中图形符号显示窗口的结构的截面图；

图4B是沿B-B’线显示图3中图形符号显示窗口的结构的截面图；

图4C是沿C-C’线显示图3中图形符号显示窗口的结构的截面图；

图4D是沿D-D’线显示图3中图形符号显示窗口的结构的截面图；

图5A是显示根据本发明第三实施例的反射型液晶显示元件中的点阵显示窗口的结构的俯视平面图；

图5B是图5A所示的点阵显示窗口的截面图；

图6A是显示根据本发明第四实施例的反射/透射结合型液晶显示元件中的点阵显示窗口的结构的俯视平面图；

图6B是图6A所示的点阵显示窗口的截面图；

图7是图1所示的液晶显示设备中，形成于公共基板上的滤色器的示例性布局的俯视平面图；

图8和图9分别是显示图1所示的液晶显示设备中，形成于公共基板上的滤色器的其它示例性布局的俯视平面图；和

图10是显示图1所示的液晶显示设备中的密封结构的截面图。

具体实施方式(第一实施例)

图1是显示根据本发明的液晶显示设备的示例结构的俯视平面图。

如图1所示，液晶显示设备包括：元件基板1，其由透明玻璃片制成；公共基板2，其与元件基板1相对；液晶显示元件3，用来显示图像，通过向元件基板1和公共基板2之间注入液晶而形成；和数据侧集成电路4及扫描侧集成电路5，形成于元件基板1上，用来向液晶显示元件3提供用于在液晶显示元件3上显示预期图像的信号。数据侧集成电路4和扫描侧集成电路5与一印刷电路板(未显示)相连，该印刷电路板可以与信号发生电路、供电电路或类似的电路装配在一起，其中的信号发生电路用于产生表示显示图像的信号。

液晶显示元件3包括点阵显示窗口6和图形符号显示窗口7，其中点阵显示窗口6是动态驱动的运动图像显示区域，图形符号显示窗口7是静止驱动的图形符号显示区域。点阵显示窗口6具有薄膜晶体管(TFT)，这些薄膜晶体管以栅格结构排列于多个像素区域中的每一个之中。图形符号显示窗口7具有多个图形符号像素电极，每一图形符号像素电极具有图形符号的图案。公共基板2具有透明公共电极，位于整个点阵显示窗口6和图形符号显示窗口7之上。

数据侧集成电路4根据显示图像，分别为每一个形成于点阵显示窗口6中的薄膜晶体管的漏极和每一个形成于图形符号显示窗口7中的图形符号像素电极提供数据信号。扫描侧集成电路5则向每一个形成于点阵显示窗口6中的薄膜晶体管的栅极提供扫描信号。每一个薄膜晶体管都由向栅极提供的扫描信号和向漏极提供的数据信号驱动。在节电模式下，扫描侧集成电路5的工作中断，停止提供扫描信号，从而停止在点阵显示窗口6中的显示。在这种情况下，因为数据侧集成电路4仅需要向图形符号显示窗口7提供数据信号，所以减少了液晶显示设备的总耗电。

接下来，参考附图介绍第一实施例的液晶显示设备的结构。

第一实施例展示了使用反射型液晶显示元件作为图1中的图形符号显示窗口的液晶显示设备。下面参考图2A、2B具体介绍构成本发明的图形符号显示窗口7的反射型液晶显示元件。

如图2所示，第一实施例中的图形符号显示窗口7包括：图形符号像素电极11，其形成于元件基板1之上，并形成有图形符号的图案；图形符号信号电极12，其跨过绝缘层(未显示)形成于图形符号像素电极11之下；背景像素电极13，其环绕图形符号像素电极11外围，用来显示背景；背景信号电极14，其跨过绝缘层(未显示)形成于背景像素电极13之下；和接触孔5，用来分别将图形符号像素电极11连接至图形符号信号电极12，将背景像素电极13连接至背景信号电极14。图形符号信号电极12和背景信号电极14用作信号线，分别将图形符号像素电极11中的接触孔和背景像素电极13中的接触孔连接至数据侧集成电路4。

图形符号信号电极12和背景信号电极14被图形符号像素电极11、背景像素电极13或光屏蔽膜(如黑色矩阵)覆盖，只有图形符号像素电极11和背景像素电极13之间的间隙除外。如图1所示，由于多个像素符号在图形符号显示窗口7中垂直排列，所以图形符号信号电极12位于各个图形符号像素电极11的位置的左边和右边，如图1所示。而且，图1中所示的点阵显示窗口6与图形符号显示窗口7的边界，以及图形符号显示窗口7的右边缘分别由光屏蔽膜所覆盖。

如图2B所示，由氮化硅等制成的绝缘膜101置于图形符号显示窗口7的元件基板1上，由铬(Cr)等制成的信号电极102形成于绝缘膜101之上，与数据侧集成电路4相连。信号电极102进入图形符号信号电极12之中，用来向图形符号像素电极11提供来自数据侧集成电路4的数据信号；信号电极102还进入背景信号电极14之中，用来向背景像素电极13提供来自信号侧集成电路4的数据信号。

信号电极102被由氮化硅等制成的层间绝缘膜103所覆盖，而且在层间绝缘膜103上层叠凹凸的绝缘膜104。反射电极106形成于凹凸的绝缘膜104之上，用来反射外部光，并向夹在元件基板1和公共基板2之间的液晶层提供电压。反射电极106进入具有图形符号图案的图形符号像素电极11之中，并进入环绕图形符号像素电极11的外围用于显示背景的背景像素电极13之中。反射电极106具有凹凸的表面，与凹凸绝缘膜104的表面形状相一致，其中凹凸的间距、高度和深度被分别设置为可以提供预期的反射光学特性。

层间绝缘膜103和凹凸绝缘膜104具有多个延伸贯穿它们的接触孔15，使得信号电极102通过接触孔15与反射电极106相连。对准膜107形成于反射电极106之上，在预定的方向上与液晶层105接触，用于对准液晶分子。

另一方面，在跨越液晶层105与元件基板1相对的公共基板2上的薄层包括：滤色器111，用来显示色彩；保护膜112，用于保护颜色膜111；公共电极113，其由透明ITO(铟锡氧化物)制成；和对准膜114。这些组件以此顺序层叠。另外，相差板115和偏光板116顺序层叠于与液晶层105相对的公共基板2的背面之上。

图2显示，图形符号像素电极(反射电极)11通过三个接触孔15与图形符号信号电极(信号电极)12相连，背景像素电极(反射电极)13通过三个接触孔15与背景信号电极(信号电极)相连。但是接触孔15的数目并不一定是3，可以是大于等于2的任一数目。

在第一实施例的图形符号显示窗口7中，图形符号像素电极11利用多个以预定间隔排列的接触孔15，与图形符号信号电极12相连。类似的，背景像素电极13利用多个以预定间隔类似排列的接触孔，与背景信号电极14相连。

由于接触孔15的形状使其不能用作反射外部光的反射电极106，所以第一实施例中的每一接触孔的直径为人难以看到的尺寸。

通常，每一接触孔15的形状为矩形或圆形，其宽度指从开口平面看到的两个相对面之间的最长距离。通常，人类的视力分辨能力小于2.0，且在20～50厘米的距离处观察字符和小图形符号。由于2.0的视觉分辨能力定义为能够识别0.5′(1/120度)视角的物体，所以视力为2.0的人可以识别20厘米距离处如下尺寸的物体：

               200mm×tan(1/120度)＝29μm

也就是说，第一实施例中的接触孔15具有29微米或更小的直径。需要注意，为了以预定电阻或更小的电阻连接反射电极106和信号电极102，接触孔15最好具有较大的直径。发明人已经确认，当液晶显示设备具有多个一边为11微米长的方形接触孔15时，可以正常工作。

进一步，在第一实施例中，图形符号信号电极12和背景信号电极14的宽度为29微米或更小，该宽度不能在图形符号像素电极11和背景像素电极13之间的间隙中观察到。

因此，第一实施例中的图形符号显示窗口7具有围绕图形符号像素电极11的背景像素电极13、形成于不同层中的图形符号像素电极11和图形符号信号电极12、以及形成于不同层中的背景像素电极13和背景信号电极14，使得图形符号信号电极12和背景信号电极14被图形符号像素电极11、背景像素电极13或光屏蔽膜所覆盖，图形符号像素电极11和背景像素电极13之间的间隙除外。而且，图形符号信号电极12和背景信号电极14的宽度为29微米或更小，该宽度不能在图形符号像素电极11和背景像素电极13之间的间隙中观察到，从而防止了显示质量的降低。

另外，图形符号像素电极11利用多个接触孔15与图形符号信号电极12相连，从而减小了触点处的电阻和电感，并且相应地抑制了信号波形失真和压降，从而提高了图形符号显示窗口7上的显示质量。

此外，通过在不同层上形成图形符号像素电极和背景像素电极，图形符号像素电极可以被图形符号信号电极所环绕，所以图形符号显示窗口提供了更吸引人的图形符号。特别的，当图形符号显示窗口以白色正常显示时(当信号为“OFF”时，以白色显示信号)，图形符号显示窗口以白色显示图形符号而以黑色显示背景，从而提高了所表示的图像的对比度。(第二实施例)

第二实施例显示了图1中的图形符号显示窗口7使用部分透射部分反射光纤的反射/透射结合型液晶显示元件的液晶显示设备的一个示例。下面参考图3、4A～4D具体介绍构成本发明的图形符号显示窗口的反射/透射型液晶显示元件。

如图3所示，第二实施例中的图形符号显示窗口包括：图形符号像素电极21，其形成有图形符号的图案；图形符号信号电极22，其跨过绝缘层(未显示)形成于图形符号像素电极21之下；背景像素电极23，其环绕图形符号像素电极21外围，用来显示背景；背景信号电极24，其跨过绝缘层(未显示)，形成于背景像素电极23之下；和多个接触孔25，用来分别将图形符号像素电极21连接至图形符号信号电极22，将背景像素电极23连接至背景信号电极24。这些组件形成于元件基板1之上。图形符号信号电极22和背景信号电极24分别与数据侧集成电路4相连。

第二实施例中的图形符号显示窗口包括多个以栅格结构排列的像素区域26，其中每一像素区域26中形成有反射电极206和与反射电极206在同一层相连的透明电极208。使用铬(Cr)的信号电极(图形符号信号电极22或背景信号电极24)置于反射电极206之下，反射电极206通过多个形成于每一像素区域26中的接触孔25与信号电极相连。

每一图形符号像素电极21和背景像素电极23具有多个像素区域26，接触孔25仅形成于与图形符号像素电极21或背景像素电极23的外沿相距一个预定距离或更远的位置处(制造上可行的)。这里，接触孔25不是以规则间隔布置，实际上只形成了那些完全包含在图形符号像素电极21或背景像素电极23中的接触孔25。

图形符号信号电极22和背景信号电极24按照图形符号像素电极21的形状，交叉排列于每一像素区域26的反射电极206之下。而且，每一图形符号信号电极22和背景信号电极24的位于背景像素电极23之外的部分都由光屏蔽膜所覆盖。

如图4A至4D所示，第二实施例中的图形符号显示窗口与第一实施例类似，绝缘膜201、信号电极202、层间绝缘层203和凹凸绝缘膜204顺序层叠于元件基板1之上，且反射电极206形成于凹凸绝缘层204之上。但是，在形成有透明电极208的透射区中，具有扁平顶面的平绝缘膜212形成于层间绝缘膜203之上，平透明电极208形成于平绝缘膜212之上。通常，为了消除形成有反射电极206的反射区和透射区之间光路上的差异，平绝缘膜212比凹凸绝缘膜204的厚度小。

另外，在透射区中可以不形成平绝缘膜212，透明电极208可以直接形成于层间绝缘膜203之上。在这种结构中，透明电极208可以形成于反射区和透明区两者的层间绝缘膜203之上；凹凸绝缘膜204只形成于反射区；而反射电极206形成于凹凸绝缘膜204之上。

另外，相差板209和偏光板210顺序层叠于与液晶层205相对的公共基板2的背面之上，背光灯211置于偏光板210之下。由于其余结构与第一实施例的类似，略去对它们的介绍。

对准膜形成于反射电极206和透射电极208之上，而图4A至4D中省略了液晶层和形成于公共基板之上的各层，与第一实施例中类似的层实际各自形成于这些组件之上。

在第二实施例的图形符号显示窗口中，背景像素电极23环绕图形符号像素电极21，图形符号像素电极21和图形符号信号电极22形成于不同层，背景像素电极23和背景信号电极24形成于不同层，使得图形符号信号电极22和背景信号电极24被图形符号像素电极21、背景像素电极23或光屏蔽膜所覆盖，图形符号像素电极21和背景像素电极23之间的间隙除外，与第一实施例相似。进一步，图形符号信号电极22和背景信号电极24的宽度不能在图形符号像素电极21和背景像素电极23之间的间隙中观察到，从而防止了显示质量的降低。另外，图形符号像素电极21利用多个接触孔25与图形符号信号电极22相连，减小了触点处的电阻和电感，并且相应地抑制了信号波形失真和压降，从而提高了图形符号显示窗口7上的显示质量。

此外，与第一实施例相似，通过在不同层上形成图形符号像素电极和背景像素电极，图形符号像素电极可以被图形符号信号电极所环绕，从而图形符号显示窗口提供更吸引人的图形符号。

第二实施例中的反射/透射结合型图形符号显示窗口利用部分透射和部分反射光的半透明反射电极。但是，反射区在宏观结构上与透明区(透射区)相分离。这种结构在，例如，日本专利No.2955277中有所介绍。另外，半透明反射电极也可以通过所谓的半镜面结构实现，该结构具有在微结构上分离的反射区和透明(透射)区。这种结构在，例如，日本专利公开No.098364/2000中有所介绍。在如图3所示的具有宏观上分离的反射区和透明(透射)区的结构中，当显示图形符号时，反射区和透明(透射)区之间可能会失去平衡。当反射区与透明(透射)区在微秒的色觉或视角上不同时，如果显示中反射区和透明(透射)区之间失去平衡，就很容易出现这些问题。反过来，当反射区和透明(透射)区在微观结构上分离时，它们之间的平衡将永远不会失去。

在第二实施例中包括由反射电极和透明电极形成的图形符号像素电极21和背景像素电极23，反射电极或透明电极都可以比另一个大，在反射电极和透明电极中都可以具有接触孔25。但是，当透明电极具有接触孔25时，如果形成于其下的信号电极使用不透明电极(由Cr等制成)，则数字孔径降低，使得透明电极必须在宽度上尽量减小。另一方面，当信号电极使用透明电极时，由于透明电极相对较大的电阻，它必须制作得很宽，可能会导致低的数字孔径。因此，在图3所示的结构中，正如第二实施例，希望接触孔25贯穿构成图形符号像素电极21和背景像素电极23的反射电极，且使用不透明电极作为在反射电极之下形成的信号电极。

尽管前面的实施例显示了反射/透射结合型图形符号显示窗口7的结构，也可以在，例如，当每一图形符号像素电极21和背景像素电极23都只包含一个透明电极时，形成透射型液晶显示元件。(第三实施例)

第三实施例显示了图1中的点阵显示窗口6使用反射型液晶显示元件的液晶显示设备的一个示例。首先，参考图5A、5B介绍反射型点阵显示窗口6的结构。

如图5A所示，第三实施例中的点阵显示窗口6包括：点阵像素电极31，其形成于元件基板1之上且以栅格结构排列；点阵信号电极32，其跨过绝缘层(未显示)，形成于每一点阵像素电极31之下；薄膜晶体管33，其使用点阵信号电极32作为源极；和接触孔34，用于连接点阵像素电极31和点阵信号电极32。

薄膜晶体管33有栅极和漏极，栅极通过栅极导线35与扫描侧集成电路5相连，漏极通过漏极导线36与数据侧集成电路4相连。栅极导线35和漏极导线36在不同层上走线，并以直角交叉，从而点阵像素电极31形成在由这些导线环绕的点阵区域之内。

如图5B所示，栅极321形成于点阵显示窗口6的元件基板1之上，由氮化硅或类似物制成的绝缘膜301沉积于元件基板1之上，覆盖栅极321。A-Si(非晶硅)层322和n⁺型A-Si层323形成于绝缘膜301上的每一像素区域内，薄膜晶体管33的漏极324和源极325各自形成于n⁺型A-Si层323之上。源极325作为前面提到的点阵信号电极32。薄膜晶体管33被层间绝缘膜303和凹凸绝缘膜304覆盖。反射电极306形成于凹凸绝缘膜304之上，用于反射外部光并向夹在元件基板1和公共基板2之间的液晶层305施加电压。反射电极306作为前面提到的点阵像素电极31。反射电极306具有凹凸表面，凹凸的间距、高度和深度被分别设置为可以提供预期的反射光学特性。

层间绝缘膜303和凹凸绝缘膜304具有延伸贯穿其中的接触孔34，从而源极325通过接触孔34与反射电极306相连。对准膜307形成于反射电极306之上，以预定的方向与液晶层305接触，用来对准液晶分子。

另一方面，在跨越液晶层305与元件基板1相对的公共基板2上，迭层包括：滤色器311，用来显示色彩；保护膜312，用来保护滤色器311；公共电极313，其由透明ITO(铟锡氧化物)制成；和对准膜314。这些组件以此顺序层叠。另外，相差板315和偏光板316顺序层叠在与液晶层305相对的公共基板2的背面上。

第三实施例中的反射型点阵显示窗口与第一实施例中的反射型图形符号显示窗口7在分层结构上是相同的，只是各自的薄膜晶体管33的组件不同。因此，当图1所示的液晶显示设备被设计为包含第三实施例中的点阵显示窗口6和第一实施例中的图形符号显示窗口7时，点阵显示窗口和图形符号显示窗口可以以相同工艺制造，从而减少制作成本。

而且，在上述策略中，具有相同的凹凸间距、高度和深度的相同的反射电极可以公共地用于点阵显示窗口和图形符号显示窗口，进一步，这些显示单元可以具有直径相同并以相同间距排列的接触孔。因此可能在反射光学特性上匹配两个显示单元，从而在图形符号显示窗口和点阵显示窗口上提供相同的显示质量。特别的，可以通过使用反射型点阵显示窗口和图形符号显示窗口，减少整个液晶显示设备的电流消耗。

当图形符号显示窗口以使用薄膜晶体管动态驱动的点阵显示窗口相同的方式配置时，图形符号显示窗口也可以提供与点阵显示窗口相当的显示质量。但是，在第三实施例中，图形符号显示窗口被静态驱动，提供与点阵显示窗口相当的显示质量，从而与前面的使用动态驱动的图形符号显示窗口的液晶显示设备相比，可以减少耗电。

而且，第三实施例中的反射型点阵显示窗口和第二实施例中的透射型图形符号显示窗口可以用来设计液晶显示设备，因为这两个显示单元在分层结构中是大致相同的，所以这两个液晶显示单元可以提供一致的显示特性，如色调、对比度、视角等等。(第四实施例)

第四实施例展示了图1中的点阵显示窗口6使用部分透射部分反射光的反射/透射结合型液晶显示元件的液晶显示设备的一个示例。下面首先参考图6A、6B介绍反射/透射结合型液晶点阵显示窗口的结构。

如图6A所示，第四实施例中的点阵显示窗口与第三实施例的不同，点阵像素电极41包含反射电极406和透明电极408，反射电极406在每个像素区域中占据预定的空间，透明电极408与反射电极406在同一层上相连。

而且，如图6B所示，由于第四实施例中的点阵显示窗口是反射/透射结合型，所以相差板409和偏光板410顺序层叠在元件基板1的背面上，元件基板1与液晶层405相对，背光灯411位于偏光板410之下。其余结构与第三实施例相似，所以省略关于它们的介绍。

除了各自的薄膜晶体管33的组件外，第四实施例中的点阵显示窗口与第二实施例中的反射/透射结合型图形符号显示窗口具有相同的分层结构。因此，当图1中的液晶显示设备包含第四实施例中的点阵显示窗口和第二实施例中的图形符号显示窗口时，可以以相同的工艺制作点阵显示窗口和图形符号显示窗口，从而减少制作成本。另外，由于点阵显示窗口和图形符号显示窗口具有相同的分层结构，它们可以使用具有相同直径且以相同间距排列的公共接触孔，所以有可能在透射光学特性上匹配两个显示单元，从而为图形符号显示窗口和点阵显示窗口提供相同的显示质量。

进一步，由于图形符号显示窗口被静态驱动，以提供与点阵显示窗口基本相当的显示质量，所以相比以点阵显示窗口相同方式构造的图形符号显示窗口，可以减少耗电。

而且，可以使用第四实施例中的反射/透射结合型点阵显示窗口和第一实施例中的反射型图形符号显示窗口来设计液晶显示设备，因为两个显示单元的分层结构基本相同，所以该液晶显示设备可以在两个显示单元中提供一致的显示特性，如色调、对比度、视角等待等。特别的，通过使用反射型图形符号显示窗口，可以减少整个液晶显示设备的电流消耗。

虽然第四实施例中点阵显示窗口使用的点阵像素电极41是部分透射部分反射光的半透明反射电极，但点阵像素电极41可以通过第二实施例中所谓的半镜面结构来实现。另外，构成点阵像素电极41的反射电极可以比透明电极大，反之亦可，且在任一反射电极和透明电极中都可以有接触孔。

尽管前面所述的实施例已经解释了反射/透射结合型图形符号显示窗口的结构，但当点阵像素电极41只包含透明电极时，也可以构造透射型点阵像素电极41。(第五实施例)

图7显示了图1所示的液晶显示设备中，形成于公共基板上的滤色器一个示例布局的俯视平面图。图8和图9分别显示了图1所示的液晶显示设备中，形成于公共基板上的滤色器的其它示例布局的俯视平面图。

第五实施例中的液晶显示设备在点阵显示窗口中有以条状结构形成的R(红)、G(绿)、B(蓝)滤色器，且R、G、B滤色器在图形符号显示窗口组成三角结构。也可以如图8所示，点阵显示窗口中的R、G、B滤色器组成条状结构，而图形符号显示窗口中的R、G、B滤色器也组成条状结构。还可以如图9所示，R、G、B滤色器在图形符号显示窗口中组成镶嵌结构。

在第五实施例中，排列于点阵显示窗口中的滤色器的垂直和水平单元间距中至少有一个比排列于图形符号显示窗口中的滤色器的对应的单元间距长。特别的，图形符号显示窗口中的滤色器的单元间距为点阵显示窗口的相应间距的三分之一。通过这样安排图形符号显示窗口中的滤色器，使其单元间距小于点阵显示窗口中的间距，可以提高显示质量，尤其在图形符号显示窗口中显示斜线时。

需要注意，在本发明中，图形符号显示窗口基本上以黑白显示，因此不必像点阵显示窗口中那样，在图形符号显示窗口中选择性地驱动被指定为一种R、G、B颜色的像素。只需要同时使用所有根据图形符号像素电极而安排的滤色器，这里的图形符号像素电极的形状是所希望的图形符号的形状。

在上述实施例中，点阵显示窗口中的滤色器形成为条状结构，而图形符号显示窗口中的滤色器组成三角、条状或镶嵌结构。根据显示的图像的特殊类型，点阵显示窗口也可以包含组成三角或镶嵌结构的滤色器。

以这种方式，当滤色器不仅在点阵显示窗口中用于彩色显示，而且在图形符号显示窗口中用于单色显示时，可以在两个显示单元中匹配色调。

在前面的第一至第四实施例中，没有具体介绍在数据侧集成电路4和图形符号信号电极、背景信号电极及点阵信号电极之间的布线方法。例如，当液晶封装在元件基板1和公共基板2之间，且密封腔51具有金球52以向公共电极提供预定电压时，电线最好通过不同的布线层，以通过信号电极与数据侧集成电路4相连。

例如，当图2所示的绝缘层上的信号电极(图形符号信号电极和背景信号电极)使用当前层与外部的数据侧集成电路相连时，由于金球52和信号电极之间只有层间绝缘膜，所以会导致绝缘失败。

如图10所示，在本发明的液晶显示设备中，与数据测集成电路4相连的信号线(信号电极)53形成于非显示区的元件基板1之上，接触孔54通过显示区中的绝缘膜，用来通过接触孔54将绝缘膜上的信号电极与元件基板1上的信号线53相连。

上述连接后，因为信号线53和金球52之间存在层间绝缘膜和绝缘膜，信号线53和金球52之间的绝缘性能得到提高，从而防止了绝缘失败。

作为示例，图10显示了两个绝缘膜，在第一实施例中的反射型图形符号显示窗口中，信号电极通过它们连接数据测集成电路，如果信号电极通过贯穿层间绝缘膜和绝缘膜的信号线连接数据测集成电路，那么在第二至第四实施例的透射型图形符号显示窗口、反射型点阵显示窗口和透射型点阵显示窗口中，也可得到类似的优点。

尽管使用特定的术语介绍了本发明的实施例，但这些叙述只是用于说明的目的，应该理解，在不脱离所附权利要求的精神或范围的情况下，可以对本发明作出各种变化和改进。

Claims (32)

1.一种液晶显示设备，包括：

第一基板，包括图形符号像素电极、层间绝缘膜和图形符号信号电极，其中，图形符号像素电极用来显示由固定图案表示的图形符号，所述图形符号像素电极形成于层间绝缘膜上，且所述层间绝缘膜具有多个第一接触孔，图形符号信号电极形成于所述层间绝缘膜之下，用于通过所述多个第一接触孔连接所述图形符号像素电极；

第二基板，其具有与所述图形符号像素电极相对的公共电极；和

液晶层，其夹在所述第一基板和所述第二基板之间。

2.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述第一接触孔的尺寸为人所不能观察到。

3.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述接触孔的直径为29μm或更小。

4.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述第一接触孔以预定的间距形成。

5.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述第一接触孔形成于所述图形符号像素电极中，距所述图形符号像素电极的外围一个预定的距离或更远。

6.根据权利要求1所述的液晶显示设备，进一步包括背景像素电极，其环绕所述图形符号像素电极的外围，用来显示背景。

7.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述图形符号信号电极不由所述图形符号像素电极所覆盖，所述背景像素电极或其它光屏蔽膜的宽度为人所无法看到。

8.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述第一基板包括：

多个点阵像素电极，其以栅格结构排列在所述层间绝缘膜上，用于显示预期的图像；

第二接触孔，其贯穿所述层间绝缘膜；和

点阵信号电极，其形成于所述层间绝缘膜之下，通过所述第二接触孔连接所述点阵像素电极，所述点阵信号电极的一端连接至薄膜晶体管。

9.根据权利要求8所述的液晶显示设备，其中所述第一接触孔和所述第二接触孔在形状上大致相同，且以相同间隔排列。

10.根据权利要求8所述的液晶显示设备，进一步包括：

滤色器，其以条状结构排列在所述第二基板与所述点阵像素电极相对的区域中；和

滤色器，其以三角结构排列在所述第二基板与所述图形符号像素电极相对的区域中。

11.根据权利要求8所述的液晶显示设备，进一步包括：

滤色器，其以条状结构排列在所述第二基板与所述点阵像素电极相对的区域中；和

滤色器，其以条状结构排列在所述第二基板与所述图形符号像素电极相对的区域中。

12.根据权利要求8所述的液晶显示设备，进一步包括：

滤色器，其以条状结构排列在所述第二基板与所述点阵像素电极相对的区域中；和

滤色器，其以镶嵌结构排列在所述第二基板与所述图形符号像素电极相对的区域中。

13.根据权利要求10所述的液晶显示设备，其中，所述排列在与所述点阵像素电极相对的区域中的滤色器具有垂直和水平单元间距，其中至少之一比排列在与所述图形符号像素电极相对的区域中的滤色器的相应单元间距长。

14.根据权利要求11所述的液晶显示设备，其中，所述排列在与所述点阵像素电极相对的区域中的滤色器具有垂直和水平单元间距，其中至少之一比排列在与所述图形符号像素电极相对的区域中的滤色器的相应单元间距长。

15.根据权利要求12所述的液晶显示设备，其中，所述排列在与所述点阵像素电极相对的区域中的滤色器具有垂直和水平单元间距，其中至少之一比排列在与所述图形符号像素电极相对的区域中的滤色器的相应单元间距长。

16.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述图形符号像素电极被静态驱动。

17.根据权利要求8所述的液晶显示设备，其中所述图形符号像素电极被静态驱动。

18.根据权利要求8所述的液晶显示设备，其中：

所述薄膜晶体管由向栅极提供的扫描信号和向漏极提供的数据信号驱动；和

在节点模式下停用所述扫描信号，从而停止通过所述点阵像素电极的显示。

19.根据权利要求8所述的液晶显示设备，其中：

所述图形符号信号电极在显示区中与所述薄膜晶体管的源极形成于同一层，在非显示区中与所述薄膜晶体管的栅极形成于同一层，这里的薄膜晶体管的源极用作所述的点阵信号电极。

20.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述的图形符号像素电极是反射电极。

21.根据权利要求8所述的液晶显示设备，其中所述的图形符号像素电极是反射电极。

22.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述的图形符号像素电极是透明电极。

23.根据权利要求8所述的液晶显示设备，其中所述的图形符号像素电极是透明电极。

24.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述的图形符号像素电极是部分透射部分反光的半透明反射电极。

25.根据权利要求8所述的液晶显示设备，其中所述的图形符号像素电极是部分透射部分反光的半透明反射电极。

26.根据权利要求24所述的液晶显示设备，其中所述半透明反射电极包括：

第一反射电极；和

第一透明电极，其与所述第一反射电极在同一层相连，

所述第一反射电极和所述第一透明电极中至少一个与所述第一接触孔相连。

27.根据权利要求25所述的液晶显示设备，其中所述半透明反射电极包括：

第一反射电极；和

第一透明电极，其与所述第一反射电极在同一层相连，

所述第一反射电极和所述第一透明电极中至少一个与所述第一接触孔相连。

28.根据权利要求8所述的液晶显示设备，其中所述点阵像素电极是反射电极。

29.根据权利要求8所述的液晶显示设备，其中所述点阵像素电极是透明电极。

30.根据权利要求8所述的液晶显示设备，其中所述点阵像素电极是部分透射部分反光的半透明反射电极。

31.根据权利要求30所述的液晶显示设备，其中所述半透明反射电极包括：

第二反射电极；和

第二透明电极，其与所述第二反射电极在同一层相连，

所述第二反射电极和所述第二透明电极中至少一个与所述第二接触孔相连。

32.根据权利要求8所述的液晶显示设备，其中：

每一所述图形符号像素电极和所述点阵像素电极都是反射电极，和

所述图形符号像素电极在反射光学特性上与所述点阵像素电极相同。

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