[发明专利]液晶显示器件

说明书

本发明涉及一种液晶显示(LCD)器件，其中隔光层形成在薄膜晶体管上。

在LCD器件中已经提供有一种称为黑底(Black matrix)的隔光层。为了改善显示图象的对比度，而把该隔光层的图型设计得仅仅暴露出显示电极的显示区。液晶显示器件有相互间隔开的第一和第二透明绝缘基片(如玻璃片)以及容纳在该间隔内的液晶材料。在一个典型的薄膜晶体管(TFT)型LCD器件中，仅暴露出显示区图形的隔光层形成在第一基片上，然后形成氧化铟锡(ITO)公共电极，并形成定向层，如聚酰亚胺。可以把薄金属层，如铬，用作隔光层，因为整个公共电极都保持在一个固定的参考电位上。

在第二基片上形成水平的金属栅极线和垂直的金属数据线，在栅极线和数据线的每个交叉点处形成一个包括TFT和ITO显示电极的显示单元，并且在这个结构上形成钝化层和定向层。偏光器安置在第一和第二基片外侧，用一个光源来照射LCD器件。连接到数据和栅极线的数据线激励器和栅极线激励器分别有选择地被激发，以便把电压加到被选择的显示电极和公共电极之间的液晶上来显示图像。因为隔光层形成在称为公共电极基片的第一基片上，而显示电极形成在称之为TFT基片的第二基片上，所以，为了把隔光层的窗孔与显示电极对准，必须十分小心地组装这两个基片。

为了解决这个问题，已经提出一种在TFT基片上形成隔光层的方案，但是，又出现了下面的问题，即：金属隔光层不能用在TFT基片上，因为金属隔光层与钝化层那样的绝缘层以及数据线、栅极线之类的导电元件一起产生不希望的电容效应。

为解决这个问题，本发明的发明人已经试验把光聚合物，即光刻胶材料，用作TFT基片上的隔光层。为了实现足以把光隔挡住所要求的不透光度，需要厚的光刻胶层。图8是显示单元的平面图，图9是第二玻璃基片上的结构沿图8的A—A线的横截面图。图9中未示出第一玻璃基片。栅极线或电极形成在第二玻璃基片上。形成栅极绝缘层，再形成用作TFT沟道区的非晶硅层，并且形成ITO显示电极。在该非晶硅层上形成N⁺非晶硅层和Al层，从而在TFT沟道的右侧形成漏极，而在左侧形成源极。漏极区从数据线延伸，源极连接到显示电极。再形成一层钝化层覆盖该结构。然后，形成一层厚的黑色光刻胶层或隔光层，但暴露出显示电极。再在整个结构上形成定向层。按图8所示的一个方向擦拭(rub)定向层，以便在不加电压时，把液晶分子理顺在一个方向上，这是现有技术中众所周知的。如图中用液晶分子B所示的那样，对液晶分子来说要求朝同一个方向倾斜。然而，处在擦拭方向的上游靠近隔光层窗孔边缘的液晶分子A则趋向于向相反的方向倾斜，如图9所示。这称之为反向倾斜，这是由于厚的光刻胶层造成的一个大的台阶H而引起的。图10表示图9的窗孔的简化了的结构，它不带钝化层和定向层。反向倾斜发生在位于擦拭方向上游侧用L限定的区域。正常倾斜区和反向倾斜区之间的边界形成一种区别线，并称之为反向倾斜区别(disclination)线，来自光源的光沿反向倾斜区别线穿过液晶，图8中的A线表示在液晶上不加电压时沿窗孔上侧边缘和左侧边缘出现的连续的反向倾斜区别线，此线位于擦拭方向的上游。

当LCD器件工作在正常的白光模式下时，反向倾斜区别线就会产生一个问题。在正常的白光模式下，光线穿过偏光器，而且液晶分子被扭转，液晶上没有加电压时，来自光源的光通过LCD器件，显示白色；而当加上电压时，偏光器阻挡来自光源的光，从而显示黑色。然而，如果加上电压时发生反向倾斜，那么来自光源的光线就穿过反向倾斜区别线致使在黑色图象上出见白线，导致对比度降低，并且增加了余象或残留图象效应。反向倾斜以这种方式使显示质量显著下降。

日本专利申请63—162521(未审查的公开专利02—13927)通过扩大显示电极拐角部分的方法来解决在LCD器件的矩形显示电极拐角部分产生的反向倾斜问题，这样，反向倾斜发生在显示电极的扩大了的区域，专利申请63—162521用不同的途径解决本发明提出的反向倾斜的问题。

本发明要解决的问题是由于在TFT基片上使用厚的隔光层而引起的反向倾斜。

本申请涉及一种液晶显示器件，它包括：其上形成有公共电极的第一透明绝缘基片；第二透明绝缘基片，具有形成在第一方向上的栅极线、形成在与第一方向交叉的第二方向上的数据线、形成在所述栅极线与数据线的各交叉点上的液晶显示单元，以及具有用于暴露出各显示电极的显示区窗孔的隔光层，所述液晶显示单元具有一个薄膜晶体管和一个显示电极；以及存留在所述第一和第二基片之间的液晶材料。