CN101303498B - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示装置，各像素具有2个相邻的薄膜晶体管，各薄膜晶体管的半导体层是共用的，在该半导体层的上面，各薄膜晶体管的漏电极形成带状，并弯曲地形成以与其构成一对电极的源电极的前端部为中心的半圆弧状，并且一个薄膜晶体管的漏电极与另一个薄膜晶体管的漏电极在彼此相邻的部位，物理性地共用连接，其共用连接的部分的宽度与该部分以外的部位的宽度相同。

Description

液晶显示装置

本申请是申请日为2005年9月21日、申请号为200510103547.5、发明名称为“液晶显示装置”的发明专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，特别涉及在中间隔着液晶相对配置的各基板中的一个基板的液晶面侧形成有像素电极和相对电极的液晶显示装置。

背景技术

这种液晶显示装置，对于通过像素电极和相对电极之间的区域的光，通过驱动液晶来控制其光量。该液晶被施加在上述各电极之间产生的电场。

即使从倾斜方向观察显示面，显示也没有变化的所谓的广视角优良的液晶显示装置已为人们所知。

并且，在此之前，上述像素电极和相对电极是由不透光的导电层形成的。

但是，近年来，以下这样的结构已为人所知：在除了像素区域周边之外的整个区域上，形成了由透明电极构成的相对电极，在该相对电极上中间隔着绝缘膜，形成了由在一个方向延伸并在与该方向交叉的方向并列设置的透明电极构成的、带状或梳齿状的像素电极。

这样的结构的液晶显示装置，在像素电极和相对电极之间产生与基板大致平行的电场，广视角特性依然优良，并且所谓的开口率也大幅提高。

另外，在这样的结构中，在像素电极与在其下层中间隔着绝缘膜配置的相对电极之间产生由针孔引起的短路的情况下，将产生所谓的点缺陷。在本申请人的在先申请日本专利公开公报2005-148534中公开了消除点缺陷的技术，其对应的中国申请的申请号为P200410090452.X。

在该文献中，公开了这样的结构：在像素区域设置2个物理性地分离的像素电极，各像素电极经由由来自栅极信号线的扫描信号同时导通的2个薄膜晶体管对其提供图像信号。

具有以下效果：即使一个像素电极与相对电极发生短路，另一个像素电极也依然起作用，不会带来点缺陷。

发明内容

但是，像这样构成的液晶显示装置为以下结构：各像素电极彼此分开在由通过该像素的中心的假想线段将该像素分成两个区域的各区域上。

因此，在形成有发生了短路的像素电极的一个区域上的显示不得不终止，该像素的亮度不得已变为原来的一半。

本发明就是基于这样的情况而做出的，其优点之一在于：提供一种液晶显示装置，即使在例如像素电极和相对电极之间发生了短路，也不至于使该像素的亮度降低一半。

以下，简单地说明本申请所公开的发明中有代表性的发明的概要。

(1)一种液晶显示装置，具有多条栅极信号线和与该栅极信号线正交而配置的多条漏极信号线，且形成有由上述一对栅极信号线和上述一对漏极信号线所包围的多个像素，各像素具有2个相邻的薄膜晶体管，该液晶显示装置的特征在于：各像素的各薄膜晶体管包括共用的半导体层、形成在该半导体层上面的各薄膜晶体管的各自的漏电极和各自的源电极；上述漏电极隔着绝缘膜配置在上述栅极信号线上且形成为带状，并弯曲而形成以上述源电极的前端部为中心的半圆弧状，并且，一个薄膜晶体管的漏电极与另一个薄膜晶 体管的漏电极在彼此相邻的部位上物理性地共用连接，其共用连接的部分的宽度与该共用连接部分以外的部位的宽度相同地形成，上述一个漏电极通过连接部与上述漏极信号线相连接。

另外，本发明并不限于以上的结构，在不脱离本发明的技术思想的范围内可进行种种变更。

这样构成的液晶显示装置，在分别与各薄膜晶体管连接的像素电极中的一个像素电极与相对电极发生了短路的情况下，该像素电极会转变为在该像素中参与显示的相对电极。

这是因为构成一个像素电极的各电极和构成另一个像素电极的各电极交替(套匣状)配置，转变而成的该相对电极的各电极，能和与其相邻配置的另一个像素电极的各电极之间产生电场的缘故。

此时，在要仅用该电场进行显示的情况下，短路后的亮度下降大约一半，但是，在上述绝缘膜的下层配置的原有的相对电极还作为参与显示的相对电极起作用，这在短路前和短路后没有变化。

另一个像素电极的各电极主要在其周边与该相对电极之间产生电场(边缘电场)，该电场也充分参与显示。

因此，即使在像素电极与相对电极之间发生短路，也能不使该像素的亮度下降一半地进行驱动。

附图说明

图1是表示本发明的液晶显示装置的像素结构的一个实施例的俯视图。

图2是图1的I(a)-I(b)线的剖面图。

图3是表示本发明的液晶显示装置的效果的说明图。

图4是图3的I(a)-I(b)线的剖面图。

图5是表示本发明的液晶显示装置的像素结构的一个实施例的俯视图。

图6是表示本发明的液晶显示装置的像素结构的一个实施例的俯视图。

图7是表示本发明的液晶显示装置的像素结构的一个实施例的俯视图。

图8是表示本发明的液晶显示装置的显示部的一个实施例的等效电路的图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的液晶显示装置的实施例。

图8是表示本发明的液晶显示装置的一个实施例的等效电路图。图8所示的等效电路表示在夹着液晶相对配置的各基板中的一个基板的液晶侧的面上形成的等效电路。

首先，在上述基板面上，形成有在其x方向延伸、在y方向并列设置的栅极信号线GL，并且，形成有在y方向延伸、在x方向并列设置的漏极信号线DL。由栅极信号线GL和漏极信号线DL所包围的部分表示形成像素的像素区域，另外，由该像素区域的集合体构成液晶显示部AR。

在图8中由在x方向并列设置的各像素区域构成的像素区域群内，形成有在x方向延伸的基准信号线CL，该基准信号线CL与其它的在对应的像素区域群内形成的基准信号线CL在液晶显示部AR的外侧相互连接。

在各像素区域，具有由来自栅极信号线GL的信号(扫描信号)导通的2个薄膜晶体管TFT1、TFT2。一个薄膜晶体管TFT1，通过导通，将来自夹着该像素区域的一对漏极信号线DL中的一条(图8中左侧)漏极信号线DL的信号提供给像素电极PX1。同样，另一个薄膜晶体管TFT2，通过导通，将来自上述漏极信号线DL的信号提供给像素电极PX2。

这里，像素电极PX1和像素电极PX2分别独立形成，在它们与 连接在上述基准信号线CL上的共用的相对电极CT之间产生电场。这样在各像素区域都具有2个薄膜晶体管TFT1、TFT2、以及分别与各薄膜晶体管TFT1、TFT2连接的2个像素电极PX1、PX2，这能防止当在像素内该像素电极PX1、PX2中的一个与相对电极发生短路时，造成产生所谓的点缺陷程度的损伤。这一点在后面详细描述。

另外，上述栅极信号线GL，其一端连接在扫描信号驱动电路V上，由该扫描信号驱动电路V向各栅极信号线GL依次扫描地提供扫描信号。另外，上述漏极信号线DL，其一端连接在图像信号驱动电路He上，由该图像信号驱动电路He向各漏极信号线DL提供图像信号。

即、在图8中由在x方向并列设置的各像素构成的像素群(行)，由扫描信号依次选择，按照其选择定时驱动，使得向该行的各像素提供图像信号。

图1是表示上述像素的结构的具体结构俯视图。另外，图2表示图1的I(a)-I(b)线的剖面图。

在基板SUB1的主表面，相对电极CT由例如ITO(Indium TinOxide)这样的透光性材料形成。

像素区域由后述的栅极信号线GL和漏极信号线DL所包围的区域构成，该相对电极CT形成在除了该区域的微小周边之外的中央部的整个区域上。

并且，形成有栅极信号线GL和基准信号线CL。它们例如在同一工序形成，因此由同一材料构成。

这里，基准信号线CL接近包围像素区域的各栅极信号线GL中的一条栅极信号线GL并与之相邻地形成，并且，与上述相对电极CT直接重合地形成，由此，与该相对电极CT电连接。

另外，在基板SUB1的主表面上覆盖上述栅极信号线GL等地在整个区域上形成有绝缘膜GI。该绝缘膜GI作为后述的薄膜晶体管TFT的栅极绝缘膜起作用，并且作为层间绝缘膜起作用。

在该绝缘膜GI的上面，在与上述栅极信号线GL重叠的区域的 一部分上形成有半导体层AS。该半导体层AS由第1半导体层AS1、第2半导体层AS2构成。这是为了要在各半导体层的形成部位形成第1薄膜晶体管TFT1、第2薄膜晶体管TFT2。

此时的各半导体层AS1、AS2配置成接近该像素区域的左侧，也就是用于向该像素导入图像信号的漏极信号线DL侧。

在各半导体层AS1、AS2的上面形成一对相对的电极(源电极、漏电极)，由此，形成以上述栅极信号线GL为栅极的逆交错(stagger)的MIS构造晶体管，该电极在形成漏极信号线DL的同时形成。

即、在位于像素区域左侧的漏极信号线DL的一部分上，具有与栅极信号线GL平行延伸的部分，该延伸部分弯曲地从接近各半导体层AS1、AS2的一边形成到各半导体层AS1、AS2上，由此形成漏电极SD11、SD21。另外，在各半导体层AS1、AS2的表面，离开各漏电极SD11、SD21仅沟道长度的量地形成源电极SD12、SD22。另外，该源电极SD12、SD22形成为具有从半导体层AS1、AS2面分别向像素区域侧延伸一些的延伸部分。这是因为该延伸部分将成为实现与后述的像素电极PX1、PX2的连接的部分的缘故。

另外，在基板SUB1的表面，覆盖上述漏极信号线DL地在整个区域上形成有保护膜PAS。因为该保护膜PAS具有避免上述薄膜晶体管TFT1、TFT2与后述的液晶LC直接接触的功能，所以作为它的材料，包括无机材料、有机材料、无机材料和有机材料的层叠体等。

在该保护膜PAS的表面形成有像素电极PX。该像素电极PX形成在上述相对电极CT的形成区域内，由此，间隔绝缘膜GI和保护膜PAS地重叠在该相对电极CT上。

像素电极PX由第1像素电极PX1和第2像素电极PX2构成。第1像素电极PX1的一部分通过在其下层的上述保护膜PAS上预先形成的接触孔CN1与上述薄膜晶体管TFT1的源电极SD12的延伸部电连接，同样，第2像素电极PX2的一部分通过在其下层的上述保护膜PAS上预先形成的接触孔CN2与上述薄膜晶体管TFT2的源电极SD22的延伸部分电连接。

第1像素电极PX1和第2像素电极PX2分别由电极群构成，上述电极群由大致在x方向延伸、在y方向并列设置的多个电极构成，第1像素电极PX1的电极和第2像素电极PX2的电极分别交替配置。

另外，第1像素电极PX1的各电极与导电层PD1一体地形成，形成所谓的梳齿状图形，上述导电层PD1与向该像素提供图像信号的漏极信号线DL相邻、且平行地形成，第2像素电极PX2的各电极与导电层PD2一体地形成，形成所谓的梳齿状图形，上述导电层PD2与和上述漏极信号线DL不同的、夹着该像素的漏极信号线DL相邻、且平行地形成。

另外，在制造像素电极PX的同时形成的导电材料SE横穿栅极信号线GL的一部分地形成。该导电材料SE形成在接近与通过薄膜晶体管TFT向该像素提供图像信号的漏极信号线DL不同的另一条漏极信号线的部位。这是为了选择较为远离了薄膜晶体管TFT的部位，由此充分避免与该薄膜晶体管TFT接触。

上述导电材料SE的靠该像素区域的一端，通过贯穿其下层的保护膜PAS、绝缘膜GI的接触孔CN4，电连接在基准电极CL上，另外，其靠相邻的另一个像素区域的另一端，通过贯穿其下层的保护膜PAS、绝缘膜GI的接触孔CN3，电连接在该另一个像素区域的相对电极CT上。

在显示部，按每个像素物理性地分离开的各相对电极CT，通过基准信号线CL与在x方向相邻的其它像素的相对电极CT相互连接，通过上述导电材料SE与在y方向相邻的其它像素的相对电极CT相互连接，因此，具有这样的效果：在提供基准信号时，各像素的波形没有畸变。

在基板SUB1的表面，覆盖该像素电极PX等，在整个区域形成取向膜ORI1。该取向膜ORI1具有使与之接触的液晶LC分子进行初期取向的功能。

另外，中间隔着液晶LC配置的另一基板SUB2，在其液晶LC侧的面上设置有：将该像素与其它相邻像素隔开而形成的黑矩阵 BM、为了使该像素担当彩色显示的三原色中的一个颜色而形成的彩色滤光片FIL、为了使表面平坦化而形成的平坦化膜OC、以及为了使液晶LC分子进行初期取向而形成的取向膜ORI2。

来自漏极信号线DL的图像信号经由通过提供来自栅极信号线GL的扫描信号而同时导通的薄膜晶体管TFT1、TFT2，被分别提供给像素电极PX1、PX2。另一方面，通过基准信号线CL向相对电极CT提供相对于该图像信号成为基准的信号。

因此，如图2所示，在像素电极PX(PX1、PX2)和相对电极CT之间产生电场(电力线)E，使液晶LC分子动作。

此时的电场E，在相对电极CT的周边(边缘部)与相对电极CT大致垂直，并且在整个该电极CT上与基板SUB1大致平行，它们都参与液晶LC分子的动作。

图3是表示由上述结构构成的液晶显示装置的效果的说明图，是与图1对应的图。

如图3所示，假设像素电极PX的一部分(这里示出了像素电极PX2的情况)通过在其下层的保护膜PAS、绝缘膜GI上非正常地形成的针孔，与相对电极CT发生了短路的情况。在保护膜PAS、绝缘膜GI上形成针孔，是在制造中由于例如异物的存在而能经常发生的现象。

另外，在作为图3的I(a)-I(b)线的剖面图的图4中示出了由上述针孔造成的像素电极PX2和相对电极CT的短路。

在发生了这样的短路时，像素电极PX2与相对电极CT变成电位相同，作为像素电极PX2的功能受损。但是，转变为相对电极而具有相对电极的功能，在该转变而成的相对电极与相邻配置的像素电极PX1之间产生电场，参与显示。

并且，像素电极PX1与短路之前相比没有变化，在与配置在保护膜PAS和绝缘膜GI的下层的原有的相对电极CT之间依然产生电场，参与显示。

因此，即使例如像素电极与相对电极之间发生短路，也能够不 使该像素的亮度降低到一半地进行驱动。

图5是表示本发明的液晶显示装置的像素的其它实施方式的俯视图，是与图1对应的图。

与图1的情况相比，不同的结构首先在于薄膜晶体管TFT1和TFT2。

在栅极信号线GL上相邻配置的薄膜晶体管TFT1和TFT2，它们的漏电极SD11、SD21形成了包围它们的源电极SD12、SD22的前端地形成的图形。

这里，所谓源电极SD12、SD22的前端是与和对应的像素电极PX1、PX2连接的一侧相反的一侧的端部，是实质上作为薄膜晶体管TFT1、TFT2的源电极SD12、SD22起作用的部分。

即，漏电极SD11形成带状，它弯曲地形成以与之构成一对电极的源电极SD12的上述前端部为中心的半圆弧状。同样，漏电极SD21也形成带状，它弯曲地形成以与之构成一对电极的源电极SD22的上述前端部为中心的半圆弧状。

并且，这些漏电极SD11与漏电极SD21，在彼此相邻的部位进行物理性地连接，其连接部的宽度与该连接部以外的宽度相同。因此，漏电极SD11与漏电极SD21分别以具有圆滑的圆弧部的大致“W”形状的图形形成。

这些漏电极SD11和漏电极SD21包围与之成对的源电极SD12、SD22地形成，这是为了要加大各薄膜晶体管TFT1、TFT2的沟道宽度，为了使沟道长度沿其沟道的宽度方向均匀化，源电极SD12、SD22的前端部形成无角的圆弧状。这是为了使与漏电极SD11和漏电极SD21的内周边(与源电极SD12、SD22相对的圆面)的曲率一致。

并且，能在加大双方的薄膜晶体管TFT1、TFT2的沟道宽度的同时，使这些薄膜晶体管TFT1、TFT2大幅度地接近配置。这是因为如上所述，漏电极SD11和漏电极SD21的连接部的宽度与该连接部以外的宽度相同的缘故。

在该实施例的情况下，如上所述，配置用于使隔着栅极信号线 GL相邻的各像素的相对电极CT相互连接起来的导电材料SE，具有这样的效果：能够充分确保上述薄膜晶体管TFT1、TFT2之间的距离，避免它们之间发生短路。

另外，薄膜晶体管TFT1、TFT2的半导体层AS是共用地形成的，其形状也可以为矩形，在图5中形成这样的形状：除了该矩形的一个边之外的其它边与漏电极SD11、SD21的外周边一致。

另外，与薄膜晶体管TFT1的源电极SD12连接的像素电极PX1，在其连接部采用了回避与其在y方向相邻配置的像素电极PX2相对的结构。这与图1的情况下的相同部位的结构不同，因此成为能将薄膜晶体管TFT1、TFT2接近配置的结构。

另外，与上述连接部在y方向相邻配置的像素电极PX2，从在其长度方向上与源电极SD22连接所需的分岔部向薄膜晶体管TFT1侧突出。这是因为要扩大具有像素的功能的领域。

因此，如与图5对应的、表示另一实施方式的图6所示，当然也可以不形成该突出部。

图7是表示像素电极PX1、PX2的图形的其它变形例的图。在像素区域的中央，以在图7中在x方向延伸的假想线段为界，在形成薄膜晶体管TFT1、TFT2的一侧，像素电极PX1、PX2的图形与例如图6的情况相同，而图7中上侧的图形，以上述假想线段为中心成线对称的关系。

由此，能够使各像素电极PX1、PX2的电极延伸方向的角度在图7的上侧和下侧不同，能够形成所谓的多域(multi-domain)构造。

上述各实施例可以分别单独使用，或组合使用。这是因为能够单独或相乘地实现各实施例的效果的缘故。

Claims (1)

1.一种液晶显示装置，具有多条栅极信号线和与该栅极信号线正交而配置的多条漏极信号线，且形成有由上述一对栅极信号线和上述一对漏极信号线所包围的多个像素，各像素具有2个相邻的薄膜晶体管，该液晶显示装置的特征在于：

各像素的各薄膜晶体管包括共用的半导体层、形成在该半导体层上面的各薄膜晶体管的各自的漏电极和各自的源电极；

上述漏电极隔着绝缘膜配置在上述栅极信号线上且形成为带状，并弯曲而形成以上述源电极的前端部为中心的半圆弧状，并且，一个薄膜晶体管的漏电极与另一个薄膜晶体管的漏电极在彼此相邻的部位上物理性地共用连接，其共用连接的部分的宽度与该共用连接部分以外的部位的宽度相同地形成，上述一个漏电极通过连接部与上述漏极信号线相连接。

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