CN1504797A

CN1504797A - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN1504797A
Application number: CNA200310117019A
Authority: CN
Inventors: ξ; 饭田治久; 中川英树; 竹本一八男; ʷ; 关本高史; 斋藤一成
Original assignee: Hitachi Displays Ltd
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2004-06-16
Also published as: JP2004177848A; US20040105056A1

Abstract

提供一种液晶显示装置。本发明的目的是进一步提高显示的对比度。在中间间隔液晶而相对配置的各基板中的一方的基板的液晶一侧的面的像素区域上形成反射膜。来自另一方的基板一侧的光通过上述液晶入射到反射膜上之后向上述另一方的基板一侧反射。在上述像素区域上形成的凸部附近，避免上述反射膜的形成。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，特别涉及一种组装到投影仪内的液晶显示装置。

技术背景

液晶显示装置的构成为：以中间存在着液晶相对配置的透明基板为封装，在该液晶的扩展方向上具有多个像素。

各像素都具备一对的电极，借助于在这些电极间产生的电场来控制该像素的液晶的光透射率。

组装到投影仪内的液晶显示装置，用来自光源的光，经由该液晶显示装置，使从该液晶显示装置的各像素得到的图像投影到屏幕上边。

这样的投影仪用的液晶显示装置，需要进一步提高其显示的对比度。这是因为，由于要将投影仪显示的图像投影到大画面上，所以迫切要求增强其现场感。

但是，作为该液晶显示装置，有一种被称为反射式液晶显示装置。这是一种使来自光源的光反射到兼做各像素的像素电极的反射板上，并使之投影到屏幕上的装置。

在该情况下，来自液晶显示装置的光，包括来自确保一对透明基板间的间隙的被称为衬垫的附近的反射光，该反射光会导致显示的对比度的降低。其原因在于，在衬垫附近，取向膜的均匀性是不充分的(被叫做畴区)，该区域，例如在常态白色模式的装置中在黑色显示时成为光泄漏被识别出来。

另外，该要求并不限于投影仪用的液晶显示装置。在其它一般的液晶显示装置中，构成为反射式的装置也会发生与上述相同的现象。

发明内容

本发明就是根据上述缺陷而完成的，目的在于提供一种可提高对比度的液晶显示装置。

本专利申请所公开的发明内容，可以简单地概括为下述。

技术方案1

本发明的液晶显示装置，例如，是这样一种液晶显示装置，在中间间隔液晶相对配置的各基板之中一方的基板的液晶一侧的面的像素区域上形成有反射膜，来自另一方的基板一侧的光通过上述液晶入射到反射膜上之后向上述另一方的基板一侧反射，其特征在于：上述反射膜在上述像素区域上形成的凸部附近，避免其形成。

技术方案2

本发明的液晶显示装置，例如，是这样一种液晶显示装置，在中间间隔液晶相对配置的各基板之中一方的基板的液晶一侧的面的像素区域上形成有反射膜，来自另一方的基板一侧的光通过上述液晶入射到反射膜上之后向上述另一方的基板一侧反射，其特征在于：上述反射膜，在上述像素区域上形成的衬垫的周围，避免其形成。

技术方案3

本发明的液晶显示装置，例如，是这样一种液晶显示装置，在中间间隔液晶相对配置的各基板之中一方的基板的液晶一侧的面的像素区域上形成有反射膜，来自另一方的基板一侧的光通过上述液晶入射到反射膜上之后向上述另一方的基板一侧反射，其特征在于：上述反射膜，在上述像素区域上形成的衬垫的周围，并且是除了与和液晶接触的取向膜的摩擦的指向方向对峙的部分之外的部分上，避免其形成。

技术方案4

本发明的液晶显示装置，例如，是这样一种液晶显示装置，即：是以技术方案1-3中的任何一者的构成为前提，其特征在于：上述反射膜，与在另一方的基板的液晶一侧的面上形成的另一电极一起，兼用做控制液晶的光透射率的一方的电极。

技术方案5

本发明的液晶显示装置，例如，是这样一种液晶显示装置，即：是以技术方案2-4中的任何一者的构成为前提，其特征在于：上述反射膜除了上述衬垫的附近，在整个像素区域上形成。

技术方案6

本发明的液晶显示装置，例如，是这样一种液晶显示装置，即：是以技术方案2-4中的任何一者的构成为前提，其特征在于：上述反射膜除了上述衬垫的附近外在像素区域的一部分上形成，该像素区域的其它的部分上形成有与上述反射膜电连接起来的透光性的电极。

技术方案7

本发明的液晶显示装置，例如，是这样一种液晶显示装置，即：是以技术方案1的构成为前提，其特征在于：在一方的基板的液晶一侧的面上具有开关元件，该开关元件基于来自栅极信号线的扫描信号而动作，把来自漏极信号线的图象信号供给上述反射膜，上述凸部，是由于上述开关元件而明显存在于与液晶接触的面上的部分。

技术方案8

本发明的液晶显示装置，例如，是这样一种液晶显示装置，即：是以技术方案2、3、5、6中的任何一者的构成为前提，其特征在于：上述衬垫，由通过对在一方的基板的液晶一侧的面上形成的材料层进行选择蚀刻而形成的柱状的物体构成。

技术方案9

本发明的液晶显示装置，例如，是这样一种液晶显示装置，其特征在于：具有：在中间间隔液晶相对配置的各基板之中一方的基板的液晶一侧的面上，采用选择蚀刻的办法形成的柱状的衬垫，和在该衬垫的形成后形成的取向膜，上述衬垫的直径，被设定为小于或等于1.55微米，上述取向膜的膜厚被设定为小于或等于20nm。

另外，本发明并不限定于以上的构成，在不背离本发明的技术思想的范围内，可进行种种的变更。

附图说明

图1是表示本发明的液晶显示装置的像素的一实施例的平面图。

图2是表示本发明的液晶显示装置的液晶显示部的一实施例的等效电路图。

图3是表示本发明的液晶显示装置的像素的一实施例的剖面图。

图4是表示本发明的液晶显示装置的另一实施例的平面图。

图5是表示本发明的液晶显示装置的另一实施例的平面图。

图6是表示本发明的液晶显示装置的衬垫及其附近的另一实施例的剖面图。

具体实施方式

以下，用附图说明本发明的液晶显示装置的实施例。

实施例1

[等效电路]

图2是表示本发明的液晶显示装置的液晶显示部的一实施例的等效电路图。该图虽然是等效电路，但是，却是对应于实际的几何学配置而画出来的等效电路。

在该图中，形成有在图中x方向上延伸、在Y方向上并列设置的栅极信号线GL。此外，与这些各栅极信号线GL绝缘地形成有在图中y方向上延伸、在x方向上并列设置的漏极信号线DL。

被这些栅极信号线GL和漏极信号线DL围起来的矩形形状的各区域构成像素区域，用这些各像素区域的集合体构成液晶显示部。

此外，在各像素区域中，具备由MIS(金属-绝缘体-半导体)构造构成的薄膜晶体管TFT。该薄膜晶体管TFT的栅极电极，例如被连接到图中下侧的栅极信号线GL上。

此外，该薄膜晶体管TFT的漏极电极，例如，被连接到图中左侧的漏极信号线上，源极电极则被连接到像素电极PX上。

就是说，经由薄膜晶体管TFT，向该像素电极PX供给来自上述漏极信号线DL的图像信号，该薄膜晶体管TFT通过从上述栅极信号线GL供给扫描信号而成为ON。

此外，该像素电极PX，在与另一方的基板的液晶一侧的面上的各像素区域中公用地形成的未图示的对置电极之间产生电场，用该电场控制该各电极间的液晶的光透射率。

像素电极PX，把电容元件Cadd连接到与上述栅极信号线GL大致平行地在像素区域走线的电容信号线CL之间，并借助于该电容元件Cadd，比较长时间地储存被供给该像素电极PX的图像信号。

[像素的构成]

图3是表示本发明的液晶显示装置的像素的一实施例的剖面图。首先，中间间隔液晶而相对配置的各基板中的一方的基板SUB1，由硅基板构成。在该基板SUB1的液晶一侧的表面上，采用形成杂质的扩散层的办法，形成薄膜晶体管TFT的源极区和漏极区，然后形成电容元件Cadd的一方的电极。

然后，在像这样地形成的基板SUB1的表面上，形成第1绝缘膜。在该第1绝缘膜的上表面上，形成栅极信号线GL。在形成该栅极信号线GL时，形成上述薄膜晶体管TFT的栅极电极GT，和上述电容元件Cadd的另一方的电极。

在该情况下，上述第1绝缘膜，在该薄膜晶体管TFT的形成区域中具有作为其栅极绝缘膜的功能，在电容元件Cadd的形成区域中具有作为其电介质膜的功能。

在像这样地构成的基板SUB1的表面上，还覆盖上述栅极信号线GL等而形成第2绝缘膜。在该第2绝缘膜的上表面上形成漏极信号线DL。在形成该漏极信号线DL时，形成与该漏极信号线DL电连接的上述薄膜晶体管TFT的漏极电极，然后，形成与源极电极以及该源极电极与上述电容元件Cadd的另一方的电极进行连接的布线层等。

在像这样地构成的基板SUB1的表面上，还覆盖上述漏极信号线DL等而形成第3绝缘膜。在该第3绝缘膜的上表面上，形成兼做布线层的第1遮光膜IL1。作为该第1遮光膜IL1的布线层的功能，是为了把薄膜晶体管TFT的源极电极引出到该层上，以及形成与上述电容元件Cadd并列地构成的另外的电容元件的一方的电极。

在像这样地构成的基板SUB1的表面上，还覆盖上述第1遮光膜IL1等而形成第4绝缘膜。在该第4绝缘膜的上表面上，仍然形成兼做布线层的第2遮光膜IL2。

该第2遮光膜IL2，与上述遮光膜IL1一起，用来使像素区域的遮光变得可靠，特别是，在未形成该第1遮光膜IL1的区域上，将之覆盖起来而形成第2遮光膜IL2。

另外，该第2遮光膜IL2，与第1遮光膜IL1电连接，并把薄膜晶体管TFT的源极电极引出到该层上。

在像这样地构成的基板SUB1的表面上，还覆盖上述第2遮光膜IL2等而形成第5绝缘膜，在该第5绝缘膜的上表面上形成像素电极PX。

然后，在该像素电极PX的上表面上，为确保与中间间隔液晶LC而相对配置的透明基板SUB2之间的间隙，形成衬垫SP。该衬垫SP是对形成在基板SUB1的液晶一侧的面上的诸如树脂等的材料层实施光刻技术的选择刻蚀所形成的。

另外，虽然未进行图示。但是，在像这样地形成了衬垫SP后，在像素电极PX的上表面上，整个区域地形成已进行了摩擦处理的取向膜。该取向膜规定与之直接接触的液晶的分子的初始取向方向。

在像这样地构成的基板SUB1上，具有中间间隔液晶而相对配置的透明基板SUB2。在该透明基板SUB2的液晶一侧的面上，在各像素区域中公用地形成由透光性的导电膜构成的对置电极CT，该透光性的导电膜例如是由ITO(氧化铟锡)、ITZO(氧化铟锡锌)、IZO(氧化铟锌)、SnO2(氧化锡)、In2O3(氧化铟)等构成的。在本实施例中，由于以投影仪用的液晶显示装置为对象，因此，在该基板SUB2的液晶一侧的面上，未形成例如黑色矩阵或滤色片等。

在上述构成的液晶显示装置中，光LT从该透明基板SUB2一侧入射，该光经由借助于像素电极PX与对置电极CT之间的电场来控制光透射率的液晶，在被由反射膜构成的上述像素电极PX反射后，通过透明基板SUB2，然后被射出。

[衬垫附近的像素电极的构成]

图1表示从透明基板SUB2一侧看上述各像素区域中的像素电极PX的平面图。

各像素区域中的像素电极PX，形成在整个该像素区域，与邻接的其他像素区域中的像素电极PX，在漏极信号线DL和栅极信号线GL上具有小间隙而相互电隔离。

在由矩形形状构成的的各像素区域的4个角中的每一者上，还以相邻的其他像素区域的角部为基座而形成衬垫SP。

在该像素电极PX的衬垫SP的附近，具有未形成该像素电极PX的区域。在该区域中，露出位于该像素电极PX的下层的层(第5绝缘膜)。

换句话说，构成为：在各衬垫SP的周围，具有避免形成各像素区域的像素电极PX的区域。

在该情况下的像素电极PX的形成的避免，如图1所示，可以在衬垫SP的形成区域及其周边进行，当然，也可以是，例如，如图4所示，衬垫SP形成在由与像素电极PX相同的材料构成的导电层CD(PX)上，把该导电层CD(PX)的周围切除地形成。采用图5所示的构成，上述导电层CD(PX)可以起到衬垫SP的基座的作用，可靠地使该衬垫SP的高度与其他衬垫SP的高度相同。

[效果]

在上述构成的液晶显示装置中，由于采用了除去存在于衬垫SP的周围的反射膜(像素电极PX)的构成，所以，不反射向该部分入射的外来光。衬垫SP的周围，由于在取向膜的摩擦的方向上没有规则性而成为畴区，因此，该部分不构成实质性的像素区域。由此可知，例如，在以常态白模式而使用时，就可以避免在该部分上产生黑显示时的光泄漏。

另外，虽然可以构成为在该部分上形成掩模，与本实施例同样地，使得不反射向该部分入射的外来光。但是，不能避免因该掩模的形成所导致的制造工时的增加，或者，在相对的一侧的其他透明基板的一侧上设置的情况下，因考虑各透明基板的对准偏差的余裕量而带来的该掩模的面积的增加。

通过设置上述本实施例的构成，可以避免制造工时的增加，还可以把衬垫周围的反射膜的切除降低到最小限度，因而，可以把开口率的降低控制在最小限度。

实施例2

图5是表示本发明的液晶显示装置的另一实施例的平面图，是与图4对应的图。

与图4的情况相比，不同的构成在于：在衬垫SP的周围，在与形成该衬垫SP的基板一侧的取向膜的摩擦的指向方向D对峙的部分上，不切除反射膜(像素电极PX)，而切除其他部分的反射膜。

在衬垫SP的周围的与取向膜的摩擦的指向方向D对峙的部分，在进行该摩擦处理时不会成为衬垫的影子，因此，是能正常地进行摩擦，不成为所谓畴区的部分。为此，该部分的反射膜被保留，而作为实质性的像素区域的一部分被保留下来。

像这样地构成的液晶显示装置，是把SP的周围的反射膜的切除控制到最小限度的液晶显示装置，可以提高像素的开口率。

实施例3

图6是表示本发明的液晶显示装置的另一实施例的构成图，是表示上述衬垫SP及其附近的剖面图。

在本实施例中，首先，把衬垫SP的直径W形成为1.55微米，理想的是，形成为等于或小于该值的值。

此外，在形成上述衬垫SP之后所形成的取向膜ORI的膜厚t形成为20nm，理想的是形成为等于或小于该值的值。

在像这样地构成的液晶显示装置中，通过设定较小的该取向膜ORI的膜厚，可以减少取向膜ORI对衬垫SP的浸润上升。换句话说，可以减小取向膜ORI对衬垫SP的浸润上升的斜率。

为此，在对该取向膜ORI进行摩擦的情况下，可以与SP极其接近地形成该取向膜ORI的可靠的摩擦的区域。

在该情况下，把取向膜ORI的膜厚设定得较小，由此，增加施加到液晶上的电压，可以获得例如使黑色辉度降低的效果。这意味着将提高显示的对比度。

此外，把取向膜ORI的膜厚设定得较小，由此，可以减小以该衬垫SP为中心的畴区的直径，可以提高像素的开口率。

上述各实施例可以分别单独使用，或者进行组合使用。因为，单独或组合使用上述实施例，可以获得上述各实施例的效果。

此外，本发明并不限于投影仪用的液晶显示装置，当然也可以适用于其他的一般的液晶显示装置。因为即便是在一般的液晶显示装置中，也可以进一步提高对比度。

在该情况下，一般的液晶显示装置，一般来说，是在另一方的液晶一侧的面上形成黑色矩阵。但即便是在该情况下，当然也可以适用。因为，可以解决本发明的的课题，而不需要用黑色矩阵把衬垫的周围被覆起来，不会减小开口率。

此外，不言而喻，也可以适用于一般的液晶显示装置中被称为部分透射式的反射式的液晶显示装置中。就是说，该种的液晶显示装置，比如，可以是这样的构成，即：在像素区域的除了大致中央部分之外的区域上形成有反射膜，而且，在该中央部分上形成有与上述反射膜电连接起来的透光性的导电膜，把这些反射膜和透光性的导电膜形成为像素电极。可以将其分为反射式和透射式而使用。

在该情况下，与本实施例不同的部分仅仅在于：在像素区域上存在着光透射部，在其它部分上与本实施例大致相同。为此，在形成了反射膜的区域上，可完全不变地适用本发明。

由以上的说明可知，根据本发明的液晶显示装置，可以实现显示对比度的提高。

Claims

1.一种液晶显示装置，在中间间隔液晶相对配置的各基板之中一方的基板的液晶一侧的面的像素区域上形成有反射膜，来自另一方的基板一侧的光通过上述液晶入射到反射膜上之后向上述另一方的基板一侧反射，其特征在于：

上述反射膜在上述像素区域上形成的凸部附近，避免其形成。

2.一种液晶显示装置，在中间间隔液晶相对配置的各基板之中一方的基板的液晶一侧的面的像素区域上形成有反射膜，来自另一方的基板一侧的光通过上述液晶入射到反射膜上之后向上述另一方的基板一侧反射，其特征在于：

上述反射膜，在上述像素区域上形成的衬垫的周围，避免其形成。

3.一种液晶显示装置，在中间间隔液晶相对配置的各基板之中一方的基板的液晶一侧的面的像素区域上形成有反射膜，来自另一方的基板一侧的光通过上述液晶入射到反射膜上之后向上述另一方的基板一侧反射，其特征在于：

上述反射膜，在上述像素区域上形成的衬垫的周围，并且是除了与和液晶接触的取向膜的摩擦的指向方向对峙的部分之外的部分上，避免其形成。

4.根据权利要求1-3中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于：上述反射膜，与在另一方的基板的液晶一侧的面上形成的另一电极一起，兼用做控制液晶的光透射率的一方的电极。

5.根据权利要求2-4中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于：上述反射膜除了上述衬垫的附近，在整个像素区域上形成。

6.根据权利要求2-4中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于：上述反射膜除了上述衬垫的附近外在像素区域的一部分上形成，该像素区域的其它的部分上形成有与上述反射膜电连接起来的透光性的电极。

7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：

在一方的基板的液晶一侧的面上具有开关元件，该开关元件基于来自栅极信号线的扫描信号而动作，把来自漏极信号线的图象信号供给上述反射膜，

上述凸部，是由于上述开关元件而明显存在于与液晶接触的面上的部分。

8.根据权利要求2、3、5、6中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于：上述衬垫，由通过对在一方的基板的液晶一侧的面上形成的材料层进行选择蚀刻而形成的柱状的物体构成。

9.一种液晶显示装置，其特征在于：具有：在中间间隔液晶相对配置的各基板之中一方的基板的液晶一侧的面上，采用选择蚀刻的办法形成的柱状的衬垫，和在该衬垫的形成后形成的取向膜，

上述衬垫的直径，被设定为小于或等于1.55微米，上述取向膜的膜厚被设定为小于或等于20nm。