專利名稱：象素結(jié)構(gòu)被屏蔽的液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的說(shuō)來(lái)涉及液晶顯示器(LCD)，特別涉及這種顯示器的被屏蔽的象素結(jié)構(gòu)。
為試圖提高LCD顯示器的清晰度和降低制造成本，人們正在努力減小有源矩陣式液晶顯示器(AMLCD)象素的大小，特別是對(duì)投影式LCD，更是這樣做。這些努力由于孔徑比和邊緣效應(yīng)問(wèn)題而沒有取得預(yù)期的成就。
LCD的象素電極是由諸如氧化銦錫(ITD)、多晶硅或a Si之類的透明導(dǎo)電材料制成的。除象素電極外，LCD還包括選擇線、數(shù)據(jù)線和固態(tài)開關(guān)器件，用以將數(shù)據(jù)線連接到各象素電極上。LCD還包括黑包矩陣，用以防止光在各象素之間逸出，從而提高顯示亮度。數(shù)據(jù)線、選擇線、TFT(薄膜晶體管)和黑色矩陣都是不透明的?？讖奖鹊亩x是面板透明部位的面積除以面板表面的整個(gè)面積。這個(gè)比值隨著象素電極的小型化而成問(wèn)題，原因是顯示器不透明元件的大小幾乎保持不變。在高密度顯示器(例如投影式顯示器)中，顯示器不透明元件可能占總面積的百分率達(dá)70％之多，剩下的透明部分只有30％。因此，有70％的光損失掉，因而圖象的質(zhì)量低劣，圖象呈顆粒狀。如果有一種結(jié)構(gòu)能增加透光面積的百分率，則這種結(jié)構(gòu)會(huì)成為本技術(shù)領(lǐng)域中的顯著先進(jìn)。
此外，象素小還更容易受非平面表面和入侵的電場(chǎng)引起的邊緣效應(yīng)的影響。這些邊緣效應(yīng)使對(duì)比度系數(shù)變差，而且還會(huì)導(dǎo)致顯示器的非均勻性。
本發(fā)明的液晶顯示器包括基本上平行、彼此間隔一段距離配置的透明基片，基片相對(duì)表面之間設(shè)有液晶材料。一個(gè)基片的相對(duì)表面上疊置著透明的電極。另一基片的相對(duì)表面支撐著下列部件(a)一個(gè)象素電極矩陣；(b)多條沿一個(gè)方向延伸的數(shù)據(jù)線；(c)多條沿另一個(gè)方向延伸的選擇線，在交叉點(diǎn)處越過(guò)數(shù)據(jù)線；和(d)多個(gè)固態(tài)開關(guān)器件，將數(shù)據(jù)線與象素電極電連接。各象素電極處在第一平面上，數(shù)據(jù)線和選擇線處在至少另一個(gè)平面上。第一平面與另一平面之間延伸有透明的導(dǎo)電屏蔽件。
附圖中

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的液晶顯示器的一部分；圖2是液晶顯示器一個(gè)最佳實(shí)施例的頂視圖，上基片和液晶材料都卸除了，可以看到象素電極分別與數(shù)據(jù)線和選擇線重疊的情況；圖3是圖2顯示器的示意圖，示出了各不同元件是如何配合工作的；圖4是圖2最佳實(shí)施例的剖面圖；圖5是本發(fā)明的另一個(gè)最佳實(shí)施例，具有若干凹口，供改善象素的邊緣效應(yīng)之用。
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)液晶顯示器的一部分，該部分包括由彼此在兩個(gè)方向上以間距12間隔開的象素電極11組成的矩陣。數(shù)據(jù)線13配置在沿一個(gè)方向延伸的間距中，而選擇線14則配置在沿正交方向延伸的間距中。數(shù)據(jù)線和選擇線都平行于象素電極的相應(yīng)邊。數(shù)據(jù)線13和選擇線14在各交叉點(diǎn)交叉，且彼此絕緣。固態(tài)開關(guān)器件15(例如薄膜晶體管(TFT))配置在數(shù)據(jù)線與選擇線的各交叉點(diǎn)處。各開關(guān)器件按周知方式用來(lái)將數(shù)據(jù)線連接到各象素電極，以便根據(jù)選擇線上的電壓將所想顯示的圖象顯示在顯示器的顯示部位上。
圖2是本發(fā)明值得推薦的顯示器的頂視圖，顯示器象素電極上方的所有元件都卸掉了，可以看到象素電極11都重疊在數(shù)據(jù)線和選擇線上，但與這些線電絕緣。數(shù)據(jù)線和選擇線在交叉處都彼此絕緣。TFTl5最好配置在交叉點(diǎn)附近。由于重疊，因而無(wú)需黑色矩陣，從而提高了孔徑比，因?yàn)橹丿B使光不能在各象素電極之間逸出。
圖3示意示出了一個(gè)象素的諸元件的配置情況。兩個(gè)透明基片16和17彼此間隔一段距離牢靠固定，各自的表面彼此基本上平行地相對(duì)著?；?6面對(duì)基片17的表面支撐著透明電極18?；?7面對(duì)基片16的表面支撐著數(shù)據(jù)線13、選擇線14和TFTl5。象素電極11都支撐在與數(shù)據(jù)線和選擇線的平面間隔一段距離的一個(gè)平面上。透明導(dǎo)電屏蔽件19配置在象素電極11的平面與數(shù)據(jù)線13和選擇線14的平面之間。孔眼20配置在屏蔽件19內(nèi)連接件11a可以將象素電極11電連接到TFT15的漏極的位置。象素電極制成平面，且屏蔽起來(lái)使其不致受從數(shù)據(jù)線和選擇線延伸出的橫向電場(chǎng)的影響。屏蔽件19可以調(diào)到某一基準(zhǔn)電位(例如地電位)，它的存在顯著地提高了各象素處的電容。圖4示出了象素最佳實(shí)施例的實(shí)際結(jié)構(gòu)。
圖4是體現(xiàn)本發(fā)明的象素最佳實(shí)施例的剖面圖。基片17支撐著TFT15，TFT15有兩個(gè)正摻雜、以N+表示的部分，該兩部分之間有溝道部分15a(導(dǎo)電通路)。選擇線14按周知的方式淀積，上面被覆有絕緣層21。透明導(dǎo)電屏蔽層19淀積在絕緣層21上。屏蔽層19的各不同位置形成有孔眼20，如圖2中所示，連接件11a即通過(guò)孔眼20形成，將各象素電極11連接到TFT15的漏極上。屏蔽層19上還淀積有另一個(gè)絕緣層22?？籽?0中也充以絕緣材料。敷上絕緣層22之后，在屏蔽層19內(nèi)開一個(gè)直徑小于孔眼20的孔(最好通過(guò)腐蝕進(jìn)行)，使其穿過(guò)絕緣層21和22以及穿過(guò)在絕緣層22淀積過(guò)程中流入孔眼20中的絕緣材料。象素電極11淀積在絕緣層22上，導(dǎo)電材料則淀積在穿過(guò)各絕緣層的孔眼中，形成連接件11a，將象素電極連接到TFT15的漏極上。基片16和17按周知方式連接起來(lái)，使基片16面對(duì)基片17的表面上的透明導(dǎo)電電極18面對(duì)著象素電極11。已知類型的液晶材料23插入電極11與18之間形成的空間。
當(dāng)毗鄰的象素電極11處于同電位，即存儲(chǔ)同一信息時(shí)，使結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以將不希望有的邊緣效應(yīng)減至最低。這種電壓狀態(tài)并不是任何場(chǎng)合下都存在的，而邊緣效應(yīng)隨著毗鄰電極上電壓差的增加而增加。
圖5示出了用屏蔽層19的一部分19a偏離各毗鄰象素電極11之間的分隔空間或間隙12下凹的方法最大限度減小邊緣效應(yīng)的一個(gè)實(shí)施例。這樣，橫向場(chǎng)耦合的毗鄰象素電極及通過(guò)液晶材料的機(jī)械耦合，即使在各象素電極之間的間隙區(qū)也足以控制液晶材料的排列過(guò)程。因此，孔徑比只受到晶體管區(qū)、數(shù)據(jù)線和選擇線厚度的限制，使得孔徑比可達(dá)接近100％。本實(shí)施例可以通過(guò)在敷上形成象素的各層之前在基片17上形成凹口來(lái)實(shí)現(xiàn)。除屏蔽層19之外，絕緣層21、22也可以包含若干凹口。在電氣上，這樣做是無(wú)關(guān)重要的。象素電阻11的平面化是在敷上絕緣層22時(shí)填充凹口19a進(jìn)行的。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，包括第一和第二透明基片(16，17)，彼此基本上平行、間隔一段距離配置，從而所述基片具有彼此相對(duì)的表面；液晶材料(23)，在所述相對(duì)的基片表面之間；和透明電極(18)，敷在所述第一基片(16)的所述面對(duì)第二基片(17)的表面上；其特征在于所述第二基片(17)的所述面對(duì)著第一基片(16)的表面支撐著下列部件(a)象素電極(11)組成的矩陣；(b)多條數(shù)據(jù)線(13)，沿第一方向延伸；(c)多條選擇線(14)，沿第二方向延伸，且在各交叉點(diǎn)處越過(guò)所述數(shù)據(jù)線；和(d)多個(gè)固態(tài)開關(guān)器件(15)，用以將所述數(shù)據(jù)線連接到所述象素電極上，所述象素電極敷在第一平面上，所述數(shù)據(jù)線和所述選擇線則處在與所述第一平面間隔一段距離的至少另一個(gè)平面上；和透明的導(dǎo)電屏蔽件(19)，在所述第一平面與所述至少另一個(gè)平面之間延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的液晶顯示器，其特征在于，所述象素電極(11)重疊在所述數(shù)據(jù)線(13)和所述選擇線(14)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的液晶顯示器，其特征在于，所述屏蔽件(19)有若干孔眼(20)，所述象素電極(11)通過(guò)這些孔眼連接到所述開關(guān)器件(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的液晶顯示器，其特征在于，所述屏蔽件(19)在分隔所述象素電極(11)的間距(12)附近有若干下凹部分(19a)，所述下凹部分偏離所述象素電極延伸。
全文摘要
液晶顯示器，其第一和第二透明基片彼此間隔配置，使各自表面彼此相對(duì)，在相對(duì)的表面間有液晶材料。透明電極敷在一基片的相對(duì)面上。另一基片的相對(duì)面支撐象素電極組成的矩陣；多條數(shù)據(jù)線，沿第一方向延伸；多條選擇線，沿第二方向延伸，且在交叉點(diǎn)處越過(guò)數(shù)據(jù)線；和多個(gè)固態(tài)開關(guān)器件，將數(shù)據(jù)線連接到象素電極上。各象素電極設(shè)在第一平面，數(shù)據(jù)線和選擇線設(shè)在與第一平面間隔開的至少另一個(gè)平面。透明導(dǎo)電屏蔽件在兩個(gè)平面間延伸。
文檔編號(hào)G02F1/1368GK1118448SQ9510486
公開日1996年3月13日 申請(qǐng)日期1995年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月13日
發(fā)明者R·G·施圖爾特, B·莫雷 申請(qǐng)人:湯姆森消費(fèi)電子(法國(guó))有限公司