CN1885102A - 半透射型液晶显示器 - Google Patents

Abstract

一种半透射型液晶显示器，该半透射型液晶显示器包括第1衬底，在该第1衬底中，在通过呈矩阵状设置的信号线和扫描线划分的相应的位置，形成反射部和透射部；形成颜色滤光片和共用电极的第2衬底；设置于上述两衬底之间的液晶层，设置于上述反射部和透射部上的象素电极按照从平面看，通过绝缘膜而与上述扫描线和信号线重合的方式形成，上述透射部中所对应的信号线的宽度大于上述反射部中所对应的上述信号线的宽度，上述透射部中所对应的象素电极和信号线的重合宽度大于上述反射部中所对应的象素电极和信号线的重合宽度。由此，可提供在对比度良好的同时，避免串扰等影响显示质量的现象的半透射型液晶显示器。

Description

半透射型液晶显示器

技术领域

本发明涉及半透射型液晶显示器，本发明特别是涉及在对比度良好的同时，避免串扰等现象损坏显示质量的半透射型液晶显示器。

背景技术

近年，不仅在信息通信设备，而且在普通的电气设备中，液晶显示器的使用迅速普及。由于液晶显示器本身不发光，故多采用具有背照灯的透射型的液晶显示器。但是，由于背照灯的耗电量大，所以特别是对于便携型，为了减少耗电量，采用不必要求背照灯的反射型的液晶显示器，可该反射型液晶显示器，由于将外光用作光源，故在较暗的室内等处，就会变得看不清。于是，直到最近，人们进行了同时具有透射型和反射型的性质的半透射型的液晶显示器的开发(参照专利文献1、2)。

该半透射型液晶显示器，在一个象素区域内部具有透射部和反射部，该透射部具有象素电极，该反射部具有象素电极和反射电极这两者，在较暗的地方，点亮背照灯，利用象素区域的透射部来显示图象，在较亮的地方，不用点亮背照灯，在反射部利用外光来显示图象，因此不必经常点亮背照灯，所以具有可大幅度地减少耗电量的优点。

下面通过图3～图4对该半透射型液晶显示器的一个实例进行描述。另外，图3为以透视方式表示过去的半透射型液晶显示器的彩色滤光片衬底的1个象素的平面图，图4A为图3中的IVA-IVA线的剖视图，图4B为沿图3中的IVB-IVB线的剖视图。

该半透射型液晶显示器10A中，在透明的具有绝缘性的玻璃衬底11上，多根扫描线12和信号线13分别直接，或通过无机绝缘膜14，按照矩阵状形成。在这里，由扫描线12和信号线13围绕的区域相当于1个象素，作为开关元件的TFT(Thim Film Transistor)(图中未示出)针对每个象素而形成。

另外，按照覆盖扫描线12、信号线13、无机绝缘膜14等的方式，在反射部15和透射部16处形成了叠置层间膜17，该层间膜17由有机绝缘膜形成，在反射部15的表面处形成细微的凹凸部，在透射部16处形成平坦的表面。另外，在图3和图4中，省略了反射部15的凹凸部。此外，层间膜17中，在与TFT的漏极相对应的位置，设置接触孔20，在相应的象素中，在接触孔20上和层间膜17的表面上，即在反射部15中，设置例如由铝金属形成的反射电极18，且在该反射电极18的表面和透射部16的层间膜17的表面，形成比如，由ITO(Indium Tin Oxide)形成的透明的象素电极19。

在该半透射型液晶显示器10A中，扫描线12和信号线13的宽度按照在设计上完全相同的方式形成，透射部16中的信号线13的宽度L1和反射部15中的信号线的宽度L3相等。另外，在透射部16，象素电极19不与邻接的象素的象素电极和反射电极接触，并且与扫描线12和信号线13稍稍重合的方式形成，其中，象素电极19和信号线13为防止漏光按照重合宽度L2的方式形成。另外，在反射部15中，反射电极18和象素电极19不与邻接的象素的反射电极和象素电极接触，并且扫描线12和信号线13按照稍稍重合，以便防止上述漏光的方式形成，其中，象素电极19和信号线13之间的重合宽度L4实质上与上述L2相等。

另外，在玻璃衬底11的下方，设置具有图中未示出的公知的光源、导光板、扩散片等背照灯组件，还有，在象素电极19的表面，按照覆盖全部象素的方式叠置取向膜(图中未示出)，此外，设置对应于相应的象素而形成的R、G、B3色的彩色滤光片、对置电极等的颜色滤光片衬底(图中未示出)与该玻璃衬底11相对，在两衬底的周围，设置密封件，由此将两衬底贴合，在两衬底之间，注入液晶，由此，形成半透射型液晶显示器10A。

如上所述，在过去的半透射型液晶显示器10A中，反射电极18和象素电极19按照与扫描线12和信号线13稍稍重合的方式形成，由此，防止该部分的滤光，谋求对比度的上升。

专利文献1：JP特开平11-101992号文献(权利要求的范围、段落0020～0043，图1、图2)

专利文献2：JP特开平2005-106997号文献(权利要求的范围、段落0049～0059，图2～图4)

发明的公开方案

发明要解决的课题

但是，如果在扫描线和信号线上，形成象素电极，则在扫描线12和信号线13与形成于反射电极18上的象素电极19之间，如图4A和图4B所示，具有一定的静电电容Csd。如果该静电电容Csd在规定值以上，则在液晶显示器的驱动时，显示画面中，产生闪烁和串扰。另外，闪烁和串扰的相应产生的机理不同。即，由于象素电极相对对置电极，以交流方式驱动，故对于外加于象素电极上的电压相对对置电极电压，按照规定周期(比如，60Hz)，极性交替地切换，但是，闪烁是在象素电极电压变化时产生，在靠近扫描线的驱动端子一侧不产生，而在远离驱动端子的一侧产生。

相对该情况，特别是在白色显示的背景画面，进行黑色显示时，串扰产生于该黑色显示的周边。人们认为，该串扰发生的机理是下述原因造成的。即，图5表示在如图3～图4所示的半透射型液晶显示器10A中，产生串扰的画面。在如图5所示的白背景中显示黑色的画面时，如果白背景区域内由点X表示，黑色画面的上下，即，信号线侧的区域内由点Y表示，则各点X、Y的电压波形如图6所示。

如图6所示，如果对TFT的栅极，外加信号，则驱动TFT，开始在象素电极中写入。另外，此时的象素电极的电位通过辅助电极电容，保持在规定期间(参照图6A)。另外，在该写入期间写入象素电极的白色显示用的电位对应于对置电极电位Vcom的振幅，在保持期间中波动(参照图6B)。在该状态，如果观察外加于点X、Y的信号线和象素电极上电压波形，则在点X部分的信号线上，到下次的写入期间一直外加白色显示的电压，该点X部分的象素电极的电位按照相同振幅波动变化，直至下次的写入期间(参照图6C、图6D)。

另一方面，如果对点Y部分的信号线，在中途外加黑色显示用的电压，则点Y部分的象素电极的电位的振幅，在对信号线外加黑色显示用电压的期间会产生变化(参照图6E)。其结果是，液晶的电压的实效值在点X与Y不同，产生差分，，V，该差分表现为亮度差，是产生串扰的原因(参照图6F)。

按照图7所示的液晶显示器的1个象素的等效电路，构成串扰的原因的差分，，V可通过下述的公式(1)表示。

，，V＝Csd×Vcom÷(Clc+Cst+Csd)…………(1)

其中：

Cst表示辅助电极电容

Csd表示源极漏极之间的电容

Clc表示液晶电容

于是，根据该公式(1)而知道，如果源极漏极之间的电容Csd变小，则差分，，V变小。

如此，如果减小源极漏极之间的电容Csd，即，如果减小信号线和象素电极之间的重合，则，，V变小，可减小串扰。

但是，由于漏光主要是象素电极的端部的液晶的取向的混乱造成的，故如果为了减少串扰，减小信号线和象素电极之间的重合，则会产生特别是在透射部，漏光增加，对比度降低的问题。

本发明是为了解决这样的已有技术的问题而提出的，本发明的目的在于提供一种半透射型液晶显示器，其对比度良好，并且避免串扰等损害显示质量的现象。

本发明的上述目的可通过下述的方案而实现。即，本发明的一种形式的半透射型液晶显示器包括第1衬底，在该第1衬底中，在通过呈矩阵状设置的信号线和扫描线划分的相应的位置，形成反射部和透射部；形成颜色滤光片和共用电极的第2衬底；在上述两衬底之间设置有液晶层，其特征在于：

设置于上述反射部和透射部上的象素电极，与上述扫描线和信号线之间夹设层间膜，且从平面看是以重合的方式形成的；

上述透射部中的信号线的宽度大于上述反射部中所对应的信号线的宽度；

上述透射部中的象素电极和信号线的重合宽度大于上述反射部中的象素电极和信号线的重合宽度。

另外，最好，上述层间膜成一体地设置于反射部、透射部、信号线和扫描线上。

此外，最好，上述透射部中的象素电极与信号线的重合宽度比上述反射部中的象素电极和信号线的重合宽度，大1.0μm以上。

还有，最好，上述透射部中的象素电极和信号线的重合宽度按照在1.2μm以上的方式选择。

再有，最好，上述反射部的反射电极也与上述扫描线和信号线之间夹设层间膜，且从平面看是以重合的方式形成的。

发明的效果

本发明通过具有上述的方案，实现下述的效果。即，按照本发明的一种形式，由于透射部中的象素电极与信号线的重合宽度大于反射部中所对应的信号线的重合宽度，故透射部中的象素电极和信号线之间的静电电容大于反射部的象素电极和信号线之间的静电电容，但是，由于象素电极和信号线的重合部分的漏光变少，故对比度良好。此外，按照权利要求1所述的发明，由于为了增加上述对比度而产生的象素电极和信号线之间的静电电容的增加量也仅仅在象素电极的周围的一部分产生，故获得几乎不导致串扰的增加，并且可谋求对比度的增加，保持显示质量的半透射型液晶显示器。

另外，如果层间膜成一体地设置于反射部、透射部、信号线和扫描线上，由于实质上在液晶显示器的整个象素显示区域，设置层间膜，故可至少使透射部中的象素电极处于平坦状态，透射部中的液晶分子的取向的混乱变少，漏光变小，对比度提高。

此外，如果透射部中的象素电极和信号线的重合宽度比反射部中所对应的象素电极和信号线的重合宽度，大1.0μm以上，由于可有效地减少该部分的漏光，故获得更加显著地实现权利要求1所述的发明的效果的半透射型液晶显示器。

还有，如果选择上述透射部中的象素电极和信号线的重合宽度在1.2μm以上，则获得即使在具有掩模的位置对准误差等制造上的误差的情况下，仍可实现上述效果的半透射型液晶显示器。

再有，如果上述反射部的反射电极也与上述扫描线和信号线之间夹设层间膜，且从平面看是以重合的方式形成，由于可通过反射电极，减少反射部的漏光，故对比度提高。

附图的简要说明：

图1为以透视方式表示实施例的半透射型液晶显示器的彩色滤光片衬底的1个象素的平面图；

图2A为沿图1中的IIA-IIA线的剖视图，图2B为沿图1中的IIB-IIB线的剖视图，图2C为沿图1中的IIC-IIC的剖视图；

图3为以透视方式表示过去的半透射型液晶显示器的彩色滤光片衬底的1个象素的平面图；

图4A为图3中的IVA-IVA线的剖视图，图4B为沿图3中的IVB-IVB的剖视图；

图5为表示产生串扰的画面的图；

图6为表示产生串扰时的液晶显示器的各点的电压波形的图；

图7为液晶显示器的1个象素的等效电路。

标号的说明

标号10、10A表示液晶显示器；

标号11表示玻璃衬底；

标号12表示扫描线；

标号13表示信号线；

标号14表示无线绝缘膜；

标号15表示反射部；

标号16表示透射部；

标号17表示层间膜；

标号18表示反射电极；

标号19表示象素电极；

标号20表示接触孔；

标号21表示辅助电容线；

标号22表示半导体层；

标号23表示保护绝缘膜。

用于实施发明的优选形式

下面参照图1和图2，对本发明的实施例进行描述，下面给出的实施例表示用于具体实现本发明的技术构思的半透射型液晶显示板的实施例，但是，本发明并不限于此处记载的形式。另外，图1为以透视方式表示实施例的半透射型液晶显示器的彩色滤光片衬底的1个象素的平面图，图2A为沿图1中的IIA-IIA线的剖视图，图2B为沿图1中的IIB-IIB线的剖视图，图2C为沿图1中的IIC-IIC的剖视图，与图3～图4所示的已有实例的半透射型液晶显示器10A相同的组成部分采用同一标号进行描述。

在该半透射型液晶显示器10中，在透明的具有绝缘性的玻璃衬底11上，由铝、钼等的金属形成的多根扫描线12按照等间距平行地设置，此外，在邻接的扫描线12之间的大致中间处，与扫描线12同时地平行形成辅助电容线21。另外，TFT的栅极G从扫描线12延伸。

另外，在玻璃衬底11上，按照覆盖扫描线12、辅助电容线21、栅极G的方式，叠置由氮化硅、氧化硅等形成的栅极绝缘膜14，在该栅极G上，通过栅极绝缘膜14，形成由非晶质硅、多晶硅等形成的半导体层22，此外，在栅极绝缘膜14上，按照与扫描线12相垂直的方式形成由铝、钼等金属形成的多根信号线13，TFT的源极S从信号线13延伸，该源极S与半导体层22接触。另外，在栅极绝缘膜14上设置漏极D，该漏极D的材料与信号线13和源极S相同，并且与信号线13和源极S同时形成，该漏极D还与半导体层22接触。

此外，由扫描线12和信号线13围绕的区域相当于1个象素。另外，通过栅极G、栅极绝缘膜14、半导体层22、源极S、漏极D，构成作为开关元件的TFT，在相应的电极上形成上述TFT。此时，通过漏极D和辅助电容线21，形成各象素的辅助电容。

按照覆盖信号线13、TFT、栅极绝缘膜14的方式，叠置由例如无机绝缘材料形成的保护绝缘膜23，在该保护绝缘膜23上，叠置层间膜17，该层间膜17由有机绝缘膜形成，其中，在反射部15的表面上形成细微的凹凸部，透射部16的表面是平坦的。另外，在图1和图2中，反射部15中的层间膜17的凹凸部省略。另外，在保护绝缘膜23和层间膜17上，在与TFT的漏极D相对应的位置，形成接触孔20。

还有，在相应的象素中，在接触孔20上和层间膜17的表面的一部分上，即在反射部15上，设置由例如，铝金属形成的反射电极18，并且在该反射电极18的表面和透射部16的层间膜17的表面，形成比如，由ITO形成的象素电极19。

在本实施例的半透射型液晶显示器10中，透射部16中的信号线13的宽度L1大于反射部15的信号线的宽度L3，处于L1＞L3的关系。另外，在透射部16，象素电极19按照不与邻接的象素的象素电极和反射电极接触，并且从平面看，与扫描线12和信号线13，在其中夹设层间膜且稍稍重合的方式设置，另外，同样在反射部15，反射电极18和象素电极19按照不与邻接的象素的反射电极和象素电极接触，并且从平面看，与扫描线12和信号线13，在其中夹设层间膜17，且稍稍重合的方式设置。其中，透射部16中的象素电极19和信号线13的重合的部分的宽度L2大于反射部15中的象素电极19和信号线13之间的重合宽度L4，处于L2＞L4的关系。

如此，透射部16中的信号线13和象素电极19的重合宽度L2大于反射部15中的信号线13和象素电极19的重合宽度14的原因如下。即，信号线13和象素电极19的边界部附近的漏光主要是基于象素电极19的端部的液晶分子的取向性的混乱而产生的漏光。即，在象素电极19的端部Z(参照图2B)附近，产生基于具有在象素电极之间，电压未控制的区域的液晶分子的取向的混乱，但是，如果对象素电极19，外加黑色显示的电压，则因液晶分子的取向的混乱，通常不会通过液晶显示器10的来自背照灯的光被泄漏掉。在反射部15，反射电极18与信号线13中间夹设层间膜17并稍稍重合，由于该反射电极18由铝等金属形成，故完全具有挡光性，这样，基于反射部15的象素电极19的端部附近的液晶分子的取向性的混乱的漏光较少。

于是，在本实施例的液晶显示器10中，透射部16中的信号线13和象素电极19的重合宽度L2大于反射部15中的信号线13和象素电极19的重合宽度L4，处于L2＞L4的关系。此时，为了能够明确地确认挡光性的效果，L2和L4的差必须在1μm以上。

在本实施例中，从考虑掩模的位置对准误差等制造上的误差的方面来看，由于L2和L4的差在1μm以上，由此，可确保在反射部15，L4的值的最低限为0.2μm，即，可确保透射部16中的信号线13和象素电极19的重合宽度L2在1.2μm以上，为此，L1～L4的设计上的具体尺寸采用L1＝10μm，L2＝3μm，L3＝8μm，L4＝2μm。

另外，在玻璃衬底11的下方，设置具有图中未示出的公知的光源、导光板、扩散片等的背照灯组件，此外，在象素电极19的表面，按照覆盖全部的象素的方式叠置取向膜(图中未示出)，还有，设置与对应于相应的象素而形成的R、G、B3色的彩色滤光片、对向电极等的彩色滤光片衬底(图中未示出)与上述玻璃衬底11相对，在两衬底的周围，设置密封件，由此，将两衬底贴合，在两衬底之间注入液晶，由此，可获得半透射型液晶显示器10。

如此，在实施例的半透射型液晶显示器10中，透射部16中的信号线13的宽度L1大于反射部15的信号线的宽度L3，处于L1＞L3的关系，另外，透射部16中的象素电极19和信号线13的重合部分的宽度L2大于反射部15中的象素电极19和信号线13之间的重合宽度L4，由此，充分地防止透射部16中的信号线13和象素电极19的边界部的漏光，以求对比度的上升，在可通过反射电极18，实现充分地防止漏光的反射部15中，由于通过使象素电极19和信号线13之间的重合宽度L4小于透射部16中的象素电极19和信号线13的重合部分的宽度L2，可减小在信号线13和象素电极19之间产生的静电容量Csd，抑制串扰，故获得对比度良好的，并且避免串扰等影响显示质量的半透射型液晶显示器10。

Claims (5)

1.一种半透射型液晶显示器，该半透射型液晶显示器包括第1衬底，在该第1衬底中，在通过呈矩阵状设置的信号线和扫描线划分的相应的位置，形成反射部和透射部；形成颜色滤光片和共用电极的第2衬底；设置于上述两衬底之间的液晶层，其特征在于：

设置于上述反射部和透射部上的象素电极，与上述扫描线和信号线中间夹设层间膜，并从平面看以重合的方式形成；

上述透射部中的信号线的宽度大于上述反射部中所对应的信号线的宽度；

上述透射部中的象素电极和信号线的重合宽度大于上述反射部中的象素电极和信号线的重合宽度。

2.根据权利要求1所述的半透射型液晶显示器，其特征在于上述层间膜成一体地设置于反射部、透射部、信号线和扫描线上。

3.根据权利要求1所述的半透射型液晶显示器，其特征在于上述透射部中的象素电极与信号线的重合宽度比上述反射部中的象素电极和信号线的重合宽度，大1.0μm以上。

4.根据权利要求1所述的半透射型液晶显示器，其特征在于上述透射部中的象素电极和信号线的重合宽度选择在1.2μm以上。

5.根据权利要求1～4中的任何一项所述的半透射型液晶显示器，其特征在于上述反射部的反射电极也按照与上述扫描线和信号线，中间夹设上述层间膜，从平面看重合的方式来形成。

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