JP2008250323A - 画像表示システム - Google Patents

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Abstract


【課題】画面の前面のパフォーマンスが最適化された画像表示システムを提供する。
【解決手段】表示パネルのマルチドメイン画素構造を含む画像表示システムであって、物理的に互いに隔絶され、画素内のドメインをそれぞれ定義する複数のドメイン電極、及び前記電極に電気接続したキャパシタンス素子を含む画像表示システム。
【選択図】 図2A

Description

本発明は、ディスプレイ装置に関し、特に、液晶ディスプレイ装置に関するものである。
液晶ディスプレイ(LCD)は、光が通過する経路を変えるための電場の適用により変わる液晶分子の配向状態に基づいた作動原理を有しており、広く用いられるようになっている。通常、LCDは、その間に液晶を受ける間隙を有する2つの相対した基板を含む。2つの基板は、電極で形成され、液晶の配向と配列を制御する。画像は、光が通過、または光が遮断される時に、明点、または暗点が発生する電界によって液晶の配向を制御することでLCDパネルに表示される。
しかし、LCDは、狭視野角において、いくつかの欠点と限界を示す。現在、広視角のLCDを製造する複数の提案が開発段階にある。最も広く適合される技術は、マルチドメイン垂直配向(MVA)と言われている技術である。これは、各画素の交互に配置されたスリット状間隙突出(slit−spacing−protrusion)構造が用いられ、単一の画素がいくつかのドメインに分割されることで、異なるドメインの液晶分子が異なる傾斜方向を有すため、LCDの視野角が増加されるものである。
図1Aは、従来のマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイの画素構造の平面図を表している。図1Bは、図1AのラインI−I’に沿った断面図である。図1Aと図1Bを参照下さい。画素102は、例えば、第1ドメイン104、第2ドメイン106と、第3ドメイン108の複数のドメインを含む。画素102は、複数のドメイン電極を含む画素電極を有する。薄膜トランジスタ110と蓄積コンデンサCstは、第1ドメイン104に配置される。第1ドメイン104では、ポリシリコン層114がアレイ基板100上に形成される。ゲート絶縁層116は、ポリシリコン層114(図を簡易化するためにゲート絶縁層116は図1aに表示されていない)の一部に形成され、第1ゲートライン118と第2ゲートライン120はゲート絶縁層116上を通過する。第1チャネル151は、第1ゲートライン118の下方にあり、ポリシリコン層114に配置される。第1ソース153と第1ドレイン155は、第1チャネル151の反対側に配置される。第2チャネル157は、第2ゲートライン120の下方にあり、ポリシリコン層114に配置される。第2ソース159と第2ドレイン161は、第2チャネル157の反対側に配置される。
ゲートライン118と120とポリシリコン層114は、層間絶縁層122によって被覆される。データライン124とドレイン電極128は、層間絶縁層122に形成される。データライン124とドレイン電極128は、ポリシリコン層114に電気接続する。データライン124とドレイン電極128は、平坦化層130によって被覆される。ドメイン電極(domainelectrode)132(画素電極の一部)は、平坦化層130上に形成され、ドメイン電極132は、薄膜トランジスタ110のドレイン電極128に電気接続する。蓄積コンデンサCst134は、ポリシリコン層114、ゲート絶縁層116と、第1金属層119を含む。
半透過型液晶ディスプレイでは、反射層112は、ドメイン電極132上に形成され、実質的に蓄積コンデンサCst134を被覆する。従来技術では、ドメイン104、106と108は、その間の細いインジウムスズ酸化物のネック(a thin ITO neck)140によって接続される。ITOネック140は、液晶ディスプレイのパフォーマンスに影響を及ぼさないように広すぎてはならない。しかし、反射層112は、その条件下でドメイン電極132と反応する可能性があり、反応したITOネック140は、亀裂し易く、点(dot)を発生し、ドメインが同じ電圧レベルを有することができない。
本発明は上記問題点を解決した画像表示システムを提供することにある。
画像表示システムは、物理的に互いに隔絶され、画素内のドメインをそれぞれ規定する電極、および前記電極に電気接続するキャパシタンス素子(capacitanceelement)を含むマルチドメイン画素構造を有するディスプレイパネルを含む。
表示パネルのマルチドメイン画素構造を含む画像表示システムは、表示パネルの画素電極に電気接続した薄膜トランジスタを更に含む。画素電極は、互いに隔絶された複数のドメイン電極を含む。導電線(層)は、全てのドレイン電極を電気接続する。
また、他の実施例では、ディスプレイパネルは、第1基板を更に含む。薄膜トランジスタは、第1基板の上方に配置され、ディスプレイパネルの画素電極に電気接続する。画素電極は、複数のドメイン電極を含む。ドメイン電極は互いに隔絶される。蓄積コンデンサCstは、第1電極の上方に配置され、画素電極のドメイン電極に電気接続する。
本発明の液晶ディスプレイ装置によれば、ドメイン電極は、ほぼ同じ電圧レベルを有することができ、ITOネックが必要でなくなる。従ってITOネックの亀裂の問題がなくなり、ディスプレイ装置の画面の前面のパフォーマンスが最適化されることができる。また、ドメイン電極244、246と、248に接続した導電線236から延伸した導電線の一部が突出で重畳されため、ディスプレイ装置の口径比への影響を減少することができる。
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
画像表示システムの好ましい実施例を説明する。これに関し、図2Aは、このようなシステムの実施例を表している。特に、このシステムは、本発明の実施例の液晶ディスプレイパネル200を組み込んでいる。図2Bは、図2AのラインII−II’に沿った断面図である。図2Aと図2Bを参照下さい。画素202は、例えば、第1ドメイン204、第2ドメイン206と、または第3ドメイン208の互いに隔絶された複数のドメインを含む。画素202は、スリット領域270によって互いに隔絶されることができる複数のドメイン電極を含む画素電極242を有する。実施例では、3つのドメイン電極244、246と、248を含む画素電極を例にしているが、本発明は、これを限定するものではない。画素電極は、より多く、またはより少ないドメイン電極を含むことができる。
薄膜トランジスタ210は、第1ドメイン204に配置される。例えばポリシリコン層、またはアモルファスシリコン層の半導体層212は、アレイ基板201(または第1基板と言われる)上に形成される。アレイ基板201は、低アルカリガラス基板、または無アルカリガラス基板であることができる。例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、またはシリコン酸窒化物のゲート絶縁層214は、半導体層212の一部の上に形成される。例えば、アルミニウム、モリブデン、またはその組み合わせ、またはその堆積層の2つのゲートライン216と218は、ゲート絶縁層214を通過する。ゲートライン216と218と、半導体層212は、例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、またはシリコン酸窒化物の層間絶縁層220によって被覆される。ディスプレイパネル200とドレイン電極226にデータ信号を入力するデータライン222は、層間絶縁層220上に形成され、半導体層212に電気接続する。データライン222、ドレイン電極226と、層間絶縁層220は、例えば有機層の平坦化層228によって被覆される。例えばITOの画素電極242は、平坦化層228上に形成され、薄膜トランジスタ210のドレイン電極226に電気接続する。本発明の実施例では、ディスプレイは半透過型ディスプレイであり、例えばアルミニウムの反射層232が画素電極202の一部に配置される。
蓄積コンデンサCst234は、第1ドメイン電極244の下方で薄膜トランジスタ210を越えて配置される。蓄積コンデンサCst234は、アレイ基板201上の導電線(下電極として機能する)236、導電線236上の静電容量誘電体層(capacitancedielectric layer)238と、静電容量誘電体層238上の上電極240を含む。本発明のいくつかの実施例では、蓄積コンデンサCst234の導電線236と薄膜トランジスタ210の半導体層212が同じ層であり、Cst234の静電容量誘電体層238と、薄膜トランジスタ210のゲート絶縁層214が同じ層であり、Cst234の上電極240とゲートライン216と218が同じ層である。
続いて図2Aと2Bを参照下さい。本発明のいくつかの実施例では、蓄積コンデンサCst234の導電線236から延伸した導電線は、半導体層212と同じ層であり、画素電極242のドメイン電極244、246と、248の下方を通過する。導電線と半導体層212は、同じ層であり、導電線236は、ポリシリコン、またはアモルファスシリコンを含むことができる。
層間絶縁層220と平坦化層228によって覆われた導電線236は、第1ドメイン電極244に接続し、画素電極242の第2ドメイン電極246と第3ドメイン電極248は、ビアホール271を通過する。
本発明の実施例では、液晶ディスプレイは、広視角を得るマルチドメイン垂直配向(MVA)である。液晶ディスプレイは、アレイ基板201に相対したカラーフィルター基板252を更に含み、液晶層254がアレイ基板201とカラーフィルター基板252との間に配置される。ドメイン電極244、246と、248にそれぞれ対応した複数の突出250は、カラーフィルター基板252の内側に配置される。例えば、第1突出251と第2突出253は、第2ドメイン電極246と第3ドメイン電極248にそれぞれ対応したカラーフィルター基板252に配置される。
半導体層212とドメイン電極244、246と、248を接続するビアホール271は、カラーフィルター基板252に配置された突出250でそれぞれ重畳されることができ、ディスプレイ装置の口径比への影響を減少する。
本発明の実施例に基づくと、画素電極242のドメイン電極244、246と、248は、スリット領域270によって互いに隔絶される。ドメイン電極244、246と、248は、蓄積コンデンサCst234の導電線236から延伸した導電線によって接続される。よって、ドメイン電極は、ほぼ同じ電圧レベルを有することができ、ITOネックが必要でなくなる。従ってITOネックの亀裂の問題がなくなり、ディスプレイ装置の画面の前面のパフォーマンスが最適化されることができる。また、ドメイン電極244、246と、248に接続した導電線236から延伸した導電線の一部は、突出で重畳され、ディスプレイ装置の口径比への影響を減少する。
図2Cは、このようなシステムのもう1つの実施例を表している。図2Cを参照下さい。Cst234の上電極240は、第3ビアホールによって接続層231に電気接続される。データラインと同じ層の接続層231は、画素電極242のドメイン電極246と248の下方を延伸する導電線として機能することができる。層間絶縁層220によって被覆された導電線(接続層231)は、第4ビアホール232によって画素電極242の第1ドメイン電極244、第2ドメイン電極246と、第3ドメイン電極248を接続する。
図2Bに示される実施例のように、ドメイン電極は、導電線に直接接続し、互いに電気接続される。また、図2Cに示される実施例は、ドメイン電極が導電線に間接的に接続して、互いに電気接続できることも開示している。
導電線がデータラインの真下に配置されている画像表示システムのもう1つの実施例も開示される。これに関し、図3Aは、このようなシステムの実施例を表している。特に、このシステムは、本発明の実施例の液晶ディスプレイパネル300を組み込んでいる。図3Bは、図3AのラインIII−III’に沿った断面図である。図3Aと図3Bを参照下さい。画素302は、例えば、第1ドメイン304、第2ドメイン306と、または第3ドメイン308の複数のドメインを含む。いくつかの実施例では、画素302のドメイン304、306と、308は、スリット領域370によって互いに隔絶されることができる。実施例では、3つのドメインを含む画素を例にしているが、本発明は、これを限定するものではなく、画素は、より多くの、またはより少ないドメイン電極を含むことができる。
薄膜トランジスタ310は、第1ドメイン304に配置される。第1ドメイン304においては、例えばポリシリコン層、またはアモルファスシリコン層の半導体層312は、第1基板301上に形成される。いくつかの実施例では、第1基板301は、低アルカリガラス基板、または無アルカリガラス基板であることができる。例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、またはシリコン酸窒化物のゲート絶縁層314は、半導体層312の一部に形成される。例えば、アルミニウム、モリブデン、またはその組み合わせ、またはその堆積層の第1ゲートライン316と第2ゲートライン318は、ゲート絶縁層314を通過する。第1チャネル351は、第1ゲートライン316とポリシリコン層312の下方に配置される。第1ソース353と第1ドレイン355は、第1チャネル351の反対側に配置される。第2チャネル357は、第2ゲートライン318とポリシリコン層312の下方に配置される。第2ソース359と第2ドレイン361は、第2チャネル357の反対側に配置される。
ゲートライン316と318と、半導体層312は、例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、またはシリコン酸窒化物の層間絶縁層320によって被覆される。データライン322とドレイン電極326は、層間絶縁層320上に形成され、データライン322とドレイン電極326は、半導体層312に電気接続する。データライン322、ドレイン電極326は、例えば有機層の平坦化層328によって被覆される(図3Aでは平坦化層328は、図を分かりにくくしないように省略される)。例えばITOの画素電極342は、平坦化層328上に形成され、画素電極342は、薄膜トランジスタ310のドレイン電極326に電気接続する。本発明の実施例では、ディスプレイは半透過型ディスプレイであり、例えばアルミニウムの反射層332が画素電極342の一部に配置される。
蓄積コンデンサCst334は、薄膜トランジスタ310に近接して配置される。本発明の実施例では、蓄積コンデンサCst334は、従来技術の第1ドメインより小さい領域を占める。本発明のいくつかの実施例では、Cst334の下電極と薄膜トランジスタ310の半導体層312は、導電線として機能する同じ層である。Cst334の静電容量誘電体層338と、薄膜トランジスタ310のゲート絶縁層314は、同じ層であり、Cst234の上電極340とゲートライン316と318は、同じ層である。下電極(導電線)312は、ビアホールによって薄膜トランジスタ310のドレイン電極326に電気接続され、ドレイン電極326は、画素電極342に接続される。
また、例えばカラーフィルター基板の第2基板352は、第1基板301に相対して配置される。液晶層354は、第1基板301と第2基板352の間に配置される。
図3Cは、図3AのラインIV−IV’に沿った断面図である。図3Aと図3Bを参照下さい。画素電極342は、複数のドメイン電極344、346と、348を含み、スリット370によって物理的に互いに隔絶される。
本発明の実施例では、蓄積コンデンサCst334は、2つの部分335と337を含み、それぞれ異なる方向に延伸する。いくつかの実施例では、蓄積コンデンサCst334の第1部分337は、第1ドメイン304に配置され、行方向に延伸する。蓄積コンデンサCst334の第2部分335は、列方向に延伸し、データラインの下方にあり、画素電極342のドメイン電極344、346と、348を接続する。いくつかの実施例では、蓄積コンデンサCst334は、L形状であり、蓄積コンデンサCst334の第1部分337と第2部分335は、互いに垂直である。
また、画素電極342のドメイン電極344、346と、348は、データライン322の下方にある蓄積コンデンサCst334の部分335によって接続される。また、蓄積コンデンサCst334は、層間絶縁層320と、または平坦化層328のビアホールによって画素電極342のドメイン電極344、346と、348に接続する。注意するのは、蓄積コンデンサCst334は、データーラインから隔絶される必要がある。
図3Aを参照下さい。本発明の実施例では、液晶ディスプレイを搭載した画像表示システムは、広視角を得るマルチドメイン垂直配向であり、ドメインにそれぞれ対応した複数の突出350がカラーフィルター基板352の内側に配置されている。突出350は、ディスプレイパネルの開口率に及ぼす影響を減少する。例えば、第1突出351と第2突出353がカラーフィルター基板352に配置され、第2ドメイン306と第3ドメイン308にそれぞれ対応する。
本発明の実施例に基づいて、画素電極342のドメイン電極344、346と、348は、スリット領域370で隔絶され、ディスプレイパネルの前面の画面が最適化される。また、ドメイン電極344、346と、348は、蓄積コンデンサCst334によって接続され、同じ電圧レベルを有し、ITOのネックを必要としない。よって、ITOのネックの亀裂問題がなくなる。また、本発明の実施例の蓄積コンデンサCstがドメイン電極344のより小さい領域を占め、蓄積コンデンサCst335の一部がデータライン322と重複されることから、ディスプレイの開口率が増加される。
図4は、ディスプレイパネル200(または300)を含む液晶ディスプレイ装置400として、またはそのようなLCD装置400を組み込んだ電子装置600として実施される画像表示システムの実施例を概略的に表している。電子装置600は、例えば、ポータブルDVDプレーヤー、携帯電話、デジタルカメラ、PDA、デスクトップ型パソコン、TV、カーディスプレイ、またはラップトップ型パソコンなどの携帯用デバイスを含むことができる。図4に表されるように、LCD装置400は、図2Aに表されるディスプレイパネル200または図3Aに表されるディスプレイパネル300を含むことができる。いくつかの実施例では、ディスプレイ装置400は、電子装置600内に搭載されることができる。電子装置600は、ディスプレイパネル200を含むディスプレイ装置400と、ディスプレイパネル200に接続された制御器500を含むことができる。制御器500は、入力に応じて画像を表示するディスプレイパネル200を制御するのに用いられる。
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
従来のマルチドメイン垂直配向の液晶ディスプレイの画素構造の平面図を表している。 図1AのラインI−I’に沿った断面図である。 本発明の実施例に基づいたマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイの画素の平面図である。 図2AのラインII−II’に沿った断面図である。 図2AのラインII−II’に沿った断面図である。 本発明のもう1つの実施例に基づいたマルチドメイン垂直配向液晶ディスプレイの画素の平面図である。 図3AのラインIII−III’に沿った断面図である。 図3AのラインIV−IV’に沿った断面図である。 本発明のマルチドメイン垂直配向構造を組み込んだ画像表示システムの実施例を概略的に表している。
符号の説明
102 画素
104 第1ドメイン
106 第2ドメイン
108 第3ドメイン
100 アレイ基板
110 薄膜トランジスタ
112 反射層
114 ポリシリコン層
116 ゲート絶縁層
118 第1ゲートライン
119 第1金属層
120 第2ゲートライン
122 層間絶縁層
124 データライン
128 ドレイン電極
130 平坦化層
132 ドメイン電極
134 蓄積コンデンサCst
140 インジウムスズ酸化物ネック
151 第1チャネル
153 第1ソース
155 第1ドレイン
157 第2チャネル
159 第2ソース
161 第2ドレイン
200 液晶ディスプレイパネル
201 アレイ基板
202 画素
204 第1ドメイン
206 第2ドメイン
208 第3ドメイン
210 薄膜トランジスタ
212 半導体層
214 ゲート絶縁層
216、218 ゲートライン
220 層間絶縁層
222 データライン
226 ドレイン電極
228 平坦化層
232 反射層
234 蓄積コンデンサCst
236 導電線
238 静電容量誘電体層
240 上電極
242 画素電極
244、246と、248 ドメイン電極
250 突出
251 第1突出
252 カラーフィルター基板
253 第2突出
254 液晶層
270 スリット領域
271 ビアホール
300 液晶ディスプレイパネル
301 第1基板
302 画素
304 第1ドメイン
306 第2ドメイン
308 第3ドメイン
310 薄膜トランジスタ
312 半導体層
314 ゲート絶縁層
316 第1ゲートライン
318 第2ゲートライン
320 層間絶縁層
322 データライン
326 ドレイン電極
328 平坦化層
332 反射層
334 蓄積コンデンサCst
335 蓄積コンデンサCstの第2部分
337 蓄積コンデンサCstの第1部分
338 静電容量誘電体層
340 上電極
342 画素電極
344、346、348 ドメイン電極
350 突出
351 第1チャネル
352 カラーフィルター基板
353 第1ソース
354 液晶層
355 第1ドレイン
357 第2チャネル
359 第2ソース
361 第2ドレイン
370 スリット領域
400 LCD装置
500 制御器
600 電子装置

Claims (10)

  1. 表示パネルのマルチドメイン画素構造を含む画像表示システムであって、
    前記表示パネルのマルチドメイン構造は、
    物理的に互いに隔絶され、画素内のドメインをそれぞれ定義する複数のドメイン電極、及び
    前記電極に電気接続したキャパシタンス素子を含む画像表示システム。
  2. 前記電極の1つに物理的に結合し、画像データ信号を前記電極の1つに変換することで、前記他の電極も前記キャパシタンス素子との接続を経て前記画像データ信号を受信する画素スイッチング素子を更に含む請求項1に記載の画像表示システム。
  3. 前記キャパシタンス素子は、2つの端子と誘電体素子を含み、前記電極は共通して前記端子の中の1つに接続される請求項2に記載の画像表示システム。
  4. 前記キャパシタンス素子は、画素の蓄積コンデンサを含み、前記画素スイッチング素子は、薄膜トランジスタを含み、前記蓄積コンデンサは、前記薄膜トランジスタに連動して作動する請求項3に記載の画像表示システム。
  5. 各ドメイン内の液晶素子を更に含み、前記ディスプレイパネルは、液晶ディスプレイパネルである請求項1に記載の画像表示システム。
  6. 電子装置を更に含み、前記電子装置は、
    前記ディスプレイパネル、及び
    前記ディスプレイパネルに接続され、入力を前記ディスプレイパネルに提供することで前記ディスプレイパネルが画像を表示する制御器を含む請求項1に記載の画像表示システム。
  7. 前記電子装置は、携帯電話、デジタルカメラ、PDA、ラップトップ型パソコン、デスクトップ型パソコン、TV、カーディスプレイ、またはポータブルDVDプレーヤーを含む請求項6に記載の画像表示システム。
  8. 前記マルチドメイン画素構造は、
    前記ディスプレイパネルのドメイン電極として機能する複数の電極を含む画素電極に電気接続する薄膜トランジスタ、及び
    前記ドメイン電極に電気接続する導電線を更に含む請求項1に記載の画像表示システム。
  9. 層間絶縁層の上方に配置された接続層は、前記ディスプレイパネルの前記薄膜トランジスタと蓄積コンデンサを被覆し、前記接続層は、前記蓄積コンデンサの上電極を電気接続する請求項8に記載の画像表示システム。
  10. 前記ディスプレイパネルに情報信号を入力するデータラインを更に含み、前記データラインと前記接続層は同じ層である請求項9に記載の画像表示システム。
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