專利名稱：液晶顯示單元和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過橫向電場(chǎng)模式液晶執(zhí)行顯示的液晶顯示單元和包括該液晶顯示
單元的電子裝置。
背景技術(shù)：
作為一種類型的液晶顯示單元，有這樣一種液晶顯示單元，其中，使用諸如 FFS(邊緣場(chǎng)切換)模式的橫向電場(chǎng)模式液晶。圖15示出FFS模式液晶顯示單元100的 放大部分的橫截面。FFS模式液晶顯示單元100包含構(gòu)成液晶顯示面板的兩個(gè)玻璃基片 101a和101b。確定玻璃基片101a和101b之間的距離的間隔件102布置在一個(gè)玻璃基片 101a和另一個(gè)玻璃基片101b之間。在一個(gè)玻璃基片101a側(cè)，形成薄膜晶體管103。在薄 膜晶體管103上，用于使凹凸部平坦化(planarize)的層間絕緣膜104由有機(jī)膜等形成。 在層間絕緣膜104上，順序地層疊公共電極膜105和像素絕緣膜106，并且在其上層疊設(shè)置 有縫隙(slitg即)的像素電極膜107。在像素電極膜107和另一個(gè)玻璃基片101b之間布 置液晶層108。公開這樣的液晶顯示單元100的文獻(xiàn)的例子包括日本未審專利申請(qǐng)公開 No.2008-20753。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，在液晶顯示單元中，間隔件布置在像素內(nèi)部或像素外部。然而，例如，在 間隔件布置在像素內(nèi)部的情況下，并沒有對(duì)間隔件在像素中的適當(dāng)?shù)牟贾梦恢谩⑵溥m當(dāng)?shù)?結(jié)構(gòu)等進(jìn)行大量的特定研究。 前述的圖15示出間隔件102布置在像素內(nèi)部的例子。如果對(duì)具有這樣的結(jié)構(gòu)的 液晶顯示單元100的屏幕施加壓力，那么該力被傳遞到間隔件102，并且進(jìn)一步被傳遞到間 隔件下方的像素電極膜107、像素絕緣膜106和公共電極膜105。經(jīng)常有這樣的情況，即，像 素電極膜107和公共電極膜105由諸如銦氧化物的硬材料制成，并且像素絕緣膜106由諸 如SiN(硅氮化物)的硬材料制成。同時(shí)，在公共電極膜105下方的層間絕緣膜104經(jīng)常由 諸如丙烯酸樹脂的有機(jī)材料形成，并且是軟的且易于變形的。因此，在對(duì)間隔件102施加相 對(duì)較大的力的情況下，例如，如圖16所示，當(dāng)間隔件102的布置區(qū)域中的層間絕緣膜104發(fā) 生變形時(shí)，在像素電極膜107、像素絕緣膜106和公共電極膜105中產(chǎn)生裂痕，并且在某些情 況下，像素電極膜107、像素絕緣膜106和公共電極膜105完全破裂。在這種情況下，破裂的 像素電極膜107的一部分或者公共電極膜105的一部分導(dǎo)致像素電極膜107和公共電極膜 105之間短路，并且在液晶顯示單元100中產(chǎn)生像素缺陷。特別地，在減少像素絕緣膜106 的厚度以提高像素電場(chǎng)的情況下，這樣的問題變得很嚴(yán)重。 此外，近年來，提出了不僅具有顯示功能而且具有捕獲功能(成像功能)的液晶顯
示單元。在這樣的具有捕獲功能的液晶顯示單元中，特別地，屏幕頻繁地被手指等觸摸，因
此產(chǎn)生由于在屏幕上施加壓力而導(dǎo)致像素缺陷的上述問題的可能性高。 鑒于上述缺點(diǎn)，在本發(fā)明中，希望提供一種液晶顯示單元和包括該液晶顯示單元的電子裝置，使用該液晶顯示單元，防止由于在屏幕上施加壓力而導(dǎo)致產(chǎn)生像素缺陷，并且 能夠提高可靠性。 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供一種液晶顯示單元，該液晶顯示單元包括第一基片，該 第一基片具有下層絕緣膜(under-layered insulationfilm)、在下層絕緣膜上形成的公共 電極、以及在公共電極上方形成的像素電極，其中在公共電極和像素電極之間具有像素絕 緣膜；在第一基片的像素電極側(cè)設(shè)置以便與其相對(duì)的第二基片；在第一基片和第二基片之 間設(shè)置的液晶層；以及間隔件，該間隔件以這樣的方式設(shè)置以便在第一基片和第二基片之 間保持距離使得該間隔件的一端與像素電極的頂面接觸。在被定義為被間隔件占據(jù)的區(qū) 域的間隔件區(qū)域中的下層絕緣膜的厚度小于在除該間隔件區(qū)域以外的區(qū)域中的下層絕緣 膜的厚度。在間隔件區(qū)域中形成其厚度小于除間隔件區(qū)域以外的區(qū)域中的下層絕緣膜的厚 度的下層絕緣膜的方法的例子包括間隔件區(qū)域內(nèi)的所述下層絕緣膜的厚度方向上的一部 分或全部由基座代替的方法，所述基座由與所述下層絕緣膜相比對(duì)壓縮變形提供更高的抵 抗力的材料形成；以及在間隔件區(qū)域中的下層絕緣膜中形成凹部的方法。此外，除上述結(jié)構(gòu) 以外，在間隔件區(qū)域中的像素絕緣膜的厚度可以大于在除間隔件區(qū)域以外的區(qū)域中的像素 絕緣膜的厚度。 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供一種電子裝置，該電子裝置包括具有上述結(jié)構(gòu)的液晶顯 示單元，該結(jié)構(gòu)為被定義為被間隔件占據(jù)的區(qū)域的間隔件區(qū)域中的下層絕緣膜的厚度小 于除間隔件區(qū)域以外的區(qū)域中的下層絕緣膜的厚度。 在本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示單元和電子裝置中，在對(duì)液晶顯示單元的顯示面施加 外部壓力的情況下，壓力通過間隔件被施加到像素電極、像素絕緣膜、公共電極和間隔件區(qū) 域中的下層絕緣膜。然而，在間隔件區(qū)域中的下層絕緣膜的厚度小于其它區(qū)域中的下層絕 緣膜的厚度。因此，其壓縮變形量小于在間隔件區(qū)域中的下層絕緣膜的厚度類似于其它區(qū) 域中的下層絕緣膜的厚度的情況。因此，像素電極、像素絕緣膜和公共電極的壓縮變形量變 小。在下層絕緣膜由諸如有機(jī)材料的具有較小壓縮變形量的材料(軟材料)制成的情況下， 這樣的作用尤其顯著。 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示單元和電子裝置，在間隔件區(qū)域中的下層絕緣膜的
厚度小于除間隔件區(qū)域以外的區(qū)域中的下層絕緣膜的厚度，因此減小了下層絕緣膜的壓縮
變形量。因此，能夠抑制在像素電極、像素絕緣膜、公共電極和下層絕緣膜中發(fā)生裂痕和破
裂。因此，減少由于擠壓顯示面而引起的像素缺陷，并且能夠提高可靠性。 此外，除上述結(jié)構(gòu)以外，在間隔件區(qū)域中的像素絕緣膜的厚度大于除間隔件區(qū)域
以外的區(qū)域中的像素絕緣膜的厚度的情況下，還提高了像素絕緣膜自身的膜強(qiáng)度。因此，能
夠更有效地抑制由于裂痕和破裂而產(chǎn)生像素缺陷。 將從下面的描述出現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的其它的和進(jìn)一步的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)的更全面的 說明。


圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的液晶顯示單元的基本部分的平面圖；
圖2是沿圖1的線A-A截取的橫截面圖； 圖3A和圖3B是示意性地示出第一實(shí)施例的液晶顯示單元的透視結(jié)構(gòu)的視 圖4A和圖4B是沿圖1的線B-B截取的橫截面圖； 圖5是說明第一實(shí)施例的液晶顯示單元的作用的橫截面圖； 圖6A和圖6B是根據(jù)第一實(shí)施例的第一變型例的液晶顯示單元的間隔件區(qū)域中的 橫截面圖； 圖7是根據(jù)第一實(shí)施例的第二變型例的液晶顯示單元的間隔件區(qū)域中的橫截面 圖； 圖8是根據(jù)第一實(shí)施例的第三變型例的液晶顯示單元的間隔件區(qū)域中的橫截面 圖； 圖9是根據(jù)第二實(shí)施例的液晶顯示單元的橫截面圖； 圖IOA和圖IOB是根據(jù)第二實(shí)施例的變型例的液晶顯示單元的間隔件區(qū)域中的橫 截面圖； 圖11A到圖11D是示出根據(jù)第二實(shí)施例的液晶顯示單元的制造步驟的部分的視 圖； 圖12是根據(jù)第三實(shí)施例的液晶顯示單元的間隔件區(qū)域中的橫截面圖； 圖13是根據(jù)第三實(shí)施例的變型例的液晶顯示單元的間隔件區(qū)域中的橫截面圖； 圖14A到圖14G是應(yīng)用液晶顯示單元的作為具體例子的移動(dòng)電話的外觀圖； 圖15是示出現(xiàn)有的FFS模式液晶顯示單元的主要結(jié)構(gòu)的橫截面圖；以及 圖16是示出當(dāng)在圖15中示出的液晶顯示單元中像素電極膜、像素絕緣膜和公共
電極膜破裂時(shí)的狀態(tài)的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
將在下文中參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
1.第一實(shí)施例液晶顯示單元的結(jié)構(gòu)
圖1示出根據(jù)第一實(shí)施例的液晶顯示單元的基本部分的平面結(jié)構(gòu)。圖1示出在省 略了位于液晶層上方的元件后的狀態(tài)。圖2示出沿圖1的線A-A截取的橫截面結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，液晶顯示單元1包括第一玻璃基片10和第二玻璃基片40。在第一玻 璃基片IO側(cè)，為每一個(gè)像素設(shè)置薄膜晶體管(TFT)12，并且像素電極29和公共電極25被設(shè) 置為使得像素絕緣膜27夾在像素電極29和公共電極25之間。
液晶顯示單元1的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下。 在第一玻璃基片IO上，在行方向(在圖l中的水平方向)上延伸地設(shè)置多個(gè)作為 選擇線的柵極線(gate line)ll。在包含一個(gè)像素的區(qū)域中，用于驅(qū)動(dòng)像素的TFT 12的柵 極12g在列方向(在圖l中的垂直方向)上從柵極線ll延伸地設(shè)置。在圖ll中，兩個(gè)柵 極12g彼此平行地延伸地設(shè)置，從而形成所謂的雙柵極結(jié)構(gòu)。 如圖2所示，在第一玻璃基片IO上，設(shè)置柵極絕緣膜13以覆蓋柵極線ll和TFT 12的柵極12g。在柵極絕緣膜13上，設(shè)置作為TFT12的有源層的半導(dǎo)體層14。在本實(shí)施例 的情況下，半導(dǎo)體層14在行方向上延伸地設(shè)置(參見圖l)。在半導(dǎo)體層14的外部，與柵 極12g交叉的區(qū)域構(gòu)成TFT 12的溝道。在柵極絕緣膜13和半導(dǎo)體層14上，設(shè)置用于保護(hù) TFT 12的絕緣晶體管保護(hù)膜15以覆蓋柵極絕緣膜13和半導(dǎo)體層14。由于晶體管保護(hù)膜15由例如SiN等形成，因此晶體管保護(hù)膜15為硬膜，從而幾乎不會(huì)被壓縮和變形。
在晶體管保護(hù)膜15中，第一接觸孔16設(shè)置在作為半導(dǎo)體層14的一端側(cè)(源極 12s)的位置，并且，第二接觸孔17設(shè)置在作為半導(dǎo)體層14的另一端側(cè)(漏極12d)的位置 (參見圖1)。將電導(dǎo)體填充到第一接觸孔16中，因此形成與半導(dǎo)體層14導(dǎo)通的第一觸點(diǎn) (contact) 18。此外，將電導(dǎo)體填充到第二接觸孔17中，因此形成與半導(dǎo)體層14導(dǎo)通的第 二觸點(diǎn)19(參見圖1)。第一觸點(diǎn)18將TFT12的源極12s電連接到像素電極29。第二觸點(diǎn) 19將在晶體管保護(hù)膜15上沿著列方向延伸地設(shè)置的數(shù)據(jù)線20連接到TFT 12的漏極12d。 通過第二觸點(diǎn)19從數(shù)據(jù)線20向TFT 12提供數(shù)據(jù)信號(hào)(像素電壓)。當(dāng)TFT 12處于接通 狀態(tài)時(shí)，該數(shù)據(jù)信號(hào)通過源極12s和第一觸點(diǎn)18從TFT 12的漏極12d被提供到像素電極 29。 在晶體管保護(hù)膜15上，其尺寸比被稍后描述的間隔件35占據(jù)的區(qū)域(間隔件區(qū) 域22)的尺寸稍大的基座21布置在被間隔件35占據(jù)的區(qū)域中?；?1由諸如無機(jī)材料 的比稍后描述的層間絕緣膜23更難壓縮和變形的材料制成。無機(jī)材料的具體例子包括與 第一觸點(diǎn)18的材料相同的金屬材料；除與第一觸點(diǎn)18的材料相同的金屬材料以外的金屬 材料；SiN和硅氧化物。 在晶體管保護(hù)膜15、基座21、第一觸點(diǎn)18和第二觸點(diǎn)19上，設(shè)置層間絕緣膜23 以覆蓋晶體管保護(hù)膜15、基座21、第一觸點(diǎn)18和第二觸點(diǎn)19。在間隔件區(qū)域22中的層間 絕緣膜23的厚度小于在其它區(qū)域中的層間絕緣膜23的厚度。例如，通過使用諸如丙烯酸 樹脂的有機(jī)材料作為層間絕緣膜23，在較低層中產(chǎn)生的凹凸部變得易于平坦化，而層間絕 緣膜23易于壓縮和變形。在層間絕緣膜23中，到達(dá)第一觸點(diǎn)18的頂面的層間絕緣膜接觸 孔24形成于這樣的一位置在該位置中，在頂視圖中，層間絕緣膜接觸孔24與第一觸點(diǎn)18 重疊。層間絕緣膜23對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"下層絕緣膜"的具體例子。 在層間絕緣膜23上，設(shè)置公共電極25。在公共電極25中，在對(duì)應(yīng)于第一觸點(diǎn)18 的位置中形成公共電極接觸孔26。公共電極接觸孔26的孔尺寸大于層間絕緣膜接觸孔24 的孔尺寸，以防止公共電極25和像素電極29之間短路。 在公共電極25上，設(shè)置像素絕緣膜27。在像素絕緣膜27中，在對(duì)應(yīng)于第一觸點(diǎn)的 位置中形成到達(dá)第一觸點(diǎn)18的頂面的像素絕緣膜接觸孔28。像素絕緣膜接觸孔28的孔尺 寸小于公共電極接觸孔26的孔尺寸。 在像素絕緣膜27上，為每個(gè)像素設(shè)置像素電極29。如圖1所示，像素電極29被 布置為使得其兩端與各個(gè)柵極線11重疊，因此在相鄰的兩個(gè)柵極線11之間橋接像素電極 29。如圖2所示，形成像素電極29以將像素絕緣膜接觸孔28的內(nèi)面(internal face)也 覆蓋。像素電極29在孔的底部處與第一觸點(diǎn)18接觸。因此，TFT 12的源極12s通過第一 觸點(diǎn)18電連接到像素電極29。此外，在像素電極29中，形成多個(gè)沿列方向延伸的細(xì)長開口 (即erture)(狹縫30)。 同時(shí)，在第二玻璃基片40下方，順序地層疊含有濾色器41和黑矩陣(black matrix)42的層和平坦化層43。在黑矩陣42下方，設(shè)置間隔件35。黑矩陣42的尺寸略大 于間隔件區(qū)域22的尺寸，因此，黑矩陣42遮住進(jìn)入間隔件區(qū)域22及其周圍區(qū)的光。黑矩 陣42對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"遮光層"的具體例子。 間隔件35的底端與在第一玻璃基片上方形成的像素電極29的頂面接觸。在第二玻璃基片40側(cè)的層狀結(jié)構(gòu)(laminar structure)和在第一玻璃基片側(cè)的層狀結(jié)構(gòu)之間，設(shè) 置液晶層36。間隔件35貫穿液晶層36，并且起到在第一玻璃基片側(cè)的層狀結(jié)構(gòu)和第二玻 璃基片40側(cè)的層狀結(jié)構(gòu)之間保持給定距離的作用?？梢詾樗械南袼卦O(shè)置間隔件35和黑 矩陣42，或者可以只為部分像素設(shè)置間隔件35和黑矩陣42。在為部分像素設(shè)置間隔件35 和黑矩陣42的情況下，可以為藍(lán)色像素、綠色像素和紅色像素中的一種顏色的全部/部分 像素設(shè)置間隔件35和黑矩陣42。在這種情況下，例如，優(yōu)選地為部分藍(lán)色像素或部分紅色 像素設(shè)置間隔件35和黑矩陣42。在藍(lán)色像素或紅色像素中，由于它們的可視性特性，如果 傳送的光量與間隔件35的布置的關(guān)聯(lián)性降低，那么其影響較小。包括晶體管保護(hù)膜15、基 座21、層間絕緣膜23、公共電極25、像素絕緣膜27、像素電極29等的第一玻璃基片對(duì)應(yīng)于 本發(fā)明的"第一基片"的具體例子。包括濾色器41、黑矩陣42和平坦化層43的第二玻璃基 片40對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"第二基片"的具體例子。 圖3A和圖3B示意性地示出了液晶顯示單元1的整個(gè)透視結(jié)構(gòu)。如圖3所示，在 像素電極29的上側(cè)(光輸出側(cè))上，布置第一定向膜(oriented film)46、液晶層36、第二 定向膜47和第二偏轉(zhuǎn)板48。此外，在第一玻璃基片10的下側(cè)(光進(jìn)入側(cè))(公共電極25) 上，布置第一偏轉(zhuǎn)板45。圖l和圖2省略了對(duì)這些元件的示出。
液晶顯示單元的制造方法
例如，具有這樣的結(jié)構(gòu)的液晶顯示單元1能夠使用如下的方法制造。首先，為了形 成用于驅(qū)動(dòng)液晶顯示單元1的各個(gè)像素的柵極線11和TFT 12的柵極12g，在第一玻璃基片 10上形成金屬膜?？梢酝ㄟ^使用諸如濺射的沉積方法沉積諸如鉬的金屬材料來形成金屬 膜。隨后，通過使用光刻技術(shù)，形成掩模并且對(duì)金屬膜進(jìn)行蝕刻，從而形成柵極線11和TFT 12的柵極12g。 接著，形成覆蓋第一玻璃基片10、柵極線11和TFT 12的柵極12g的柵極絕緣膜 13。通過使用諸如等離子體化學(xué)氣相沉積方法(等離子體CVD)的沉積方法沉積諸如SiN 的絕緣材料來形成柵極絕緣膜13。 接著，形成半導(dǎo)體層14。為了形成半導(dǎo)體層14，首先，通過使用諸如等離子體CVD 的沉積方法，將要成為半導(dǎo)體層14的諸如非晶硅的半導(dǎo)體材料沉積在柵極絕緣膜13上。隨 后，通過使用光刻技術(shù)，形成掩模并且對(duì)半導(dǎo)體材料進(jìn)行蝕刻，從而形成半導(dǎo)體層14。
接著，在半導(dǎo)體層14和柵極絕緣膜13上形成用于保護(hù)TFT 12的晶體管保護(hù)膜 15。為了形成晶體管保護(hù)膜15，首先，通過使用諸如等離子體CVD的沉積方法，在柵極絕緣 膜13上沉積諸如SiN的絕緣材料，以覆蓋半導(dǎo)體層14。隨后，通過使用光刻方法，在柵極絕 緣膜13上形成掩模并且對(duì)晶體管保護(hù)膜15進(jìn)行蝕刻，從而使得第一接觸孔16和第二接觸 孔17分別沿著層疊方向形成。 接著，形成基座21、數(shù)據(jù)線20、第一觸點(diǎn)18和第二觸點(diǎn)19。為了形成基座21、數(shù) 據(jù)線20、第一觸點(diǎn)18和第二觸點(diǎn)19，首先，通過諸如濺射的沉積方法沉積鋁和鈦，從而在晶 體管保護(hù)膜15、第一接觸孔16和第二接觸孔17的表面上形成金屬疊層膜。隨后，可以通過 使用光刻技術(shù)在金屬疊層膜上形成掩模并對(duì)該金屬疊層膜進(jìn)行蝕刻來形成基座21和數(shù)據(jù) 線20?；?1的厚度可以是例如大約O. 5iim到liim，包括O. 5iim和liim。此外，在基座 21由不透光的諸如金屬的材料制成的情況下，形成的基座21較小，使得在頂視圖中基座21 布置在黑矩陣42的內(nèi)部。因此，被基座21遮住的光能夠被最少化。此外，可以通過在第一
8接觸孔16和第二接觸孔17中填充金屬疊層膜來形成第一觸點(diǎn)18和第二觸點(diǎn)19。
接著，在晶體管保護(hù)膜15、基座21、數(shù)據(jù)線20、第一觸點(diǎn)18和第二觸點(diǎn)19上，形成 層間絕緣膜23，使得其膜厚度成為例如大約1. 5 ii m到2 ii m，包括1. 5 ii m和2 ii m(其它區(qū) 域的膜厚度)。層間絕緣膜23可以由絕緣材料形成，并且能夠由丙烯酸樹脂等形成。在這 種情況下，如果丙烯酸樹脂是光敏感的，通過使用光刻技術(shù)，能夠輕易地形成層間絕緣膜接 觸孔24。如上所述，形成將數(shù)據(jù)線20、第一觸點(diǎn)18和第二觸點(diǎn)19與公共電極25絕緣的層 間絕緣膜23。 接著，在層間絕緣膜23上，形成作為透明電極的公共電極25，使得其厚度成為例 如大約O. 05iim到0. liim，包括O. 05iim到0. liim。為了形成公共電極25，首先，通過使用 諸如濺射的沉積方法，諸如銦氧化物的電極材料被沉積在層間絕緣膜23上。隨后，為了形 成公共電極接觸孔26，通過使用光刻技術(shù)來形成掩模并進(jìn)行蝕刻。因此，形成包含公共電極 接觸孔26的公共電極25，該公共電極接觸孔26通過去除與第一觸點(diǎn)18相對(duì)的區(qū)域獲得。
接著，在公共電極25上，形成像素絕緣膜27，該像素絕緣膜的膜厚度為例如大約 0. 1 ii m到0. 2 ii m，包括0. 1 y m到0. 2 y m。通過下述方式形成像素絕緣膜27 :使用諸如等 離子體CVD的沉積方法將諸如SiN的絕緣材料沉積在公共電極25上，然后通過使用光刻技 術(shù)來形成掩模并進(jìn)行蝕刻。從而，獲得包含像素絕緣膜接觸孔28的像素絕緣膜27。
接著，在像素絕緣膜27上，形成像素電極29，使得其厚度成為例如大約0. 05 y m到 0. 1 ii m，包括0. 05 ii m到0. 1 y m。通過下述方式形成像素電極29 :使用諸如濺射的沉積方 法來沉積諸如銦氧化物的電極材料，然后通過使用光刻技術(shù)來形成掩模并進(jìn)行蝕刻。從而， 獲得用于通過像素絕緣膜27在像素電極29和公共電極25之間施加電場(chǎng)的包含狹縫30的 像素電極29。 同時(shí)，為第二玻璃基片40形成濾色器41、黑矩陣42、平坦化層43和間隔件35。首 先，在第二玻璃基片40上形成黑矩陣42。黑矩陣42在濾色器41的不同顏色之間的邊界線 中和在間隔件35的上端布置區(qū)域中形成，也就是說，在下述部分中形成在該部分中，在頂 視圖中黑矩陣42與間隔件35重疊。通過使用黑色負(fù)性抗蝕劑(negativeresist)涂敷第 二玻璃基片40并使用光刻技術(shù)曝光和顯影該結(jié)果，形成黑矩陣42。從而，在曝光部分中的 抗蝕劑作為黑矩陣42留在第二玻璃基片40上。可以使用正性型黑色抗蝕劑。
接著，在第二玻璃基片40上形成濾色器41。為每一個(gè)顏色即紅色、綠色和藍(lán)色形 成濾色器41。具體地說，通過使用紅色負(fù)性顏色抗蝕劑涂敷第二玻璃基片40并使用光刻技 術(shù)曝光和顯影該結(jié)果，在要成為紅色像素的區(qū)域中獲得紅色濾色器41。隨后，形成綠色和藍(lán) 色濾色器41。可以通過與紅色濾色器41的方法類似的方法來形成綠色和藍(lán)色濾色器41。 形成紅色濾色器41、綠色濾色器41和藍(lán)色濾色器41的順序可以是給定的順序?？梢允褂?正性型顏色抗蝕劑。 接著，在黑矩陣42和濾色器41上形成平坦化層43。通過該平坦化層43來使在黑 矩陣42和濾色器41的表面上產(chǎn)生的凹凸部平坦化。 接著，在平坦化層43上形成間隔件35。通過使用負(fù)性抗蝕劑涂敷平坦化層43并 使用光刻技術(shù)曝光和顯影該結(jié)果來獲得間隔件35。從而，形成在頂視圖中與黑矩陣42重疊 的間隔件35?？梢允褂谜孕涂刮g劑。 隨后，在第一玻璃基片10側(cè)形成的像素電極29和在第二玻璃基片40側(cè)形成的間隔件35彼此面對(duì)，并且第一玻璃基片10側(cè)和第二玻璃基片側(cè)40彼此結(jié)合。此時(shí)，進(jìn)行對(duì) 準(zhǔn)，使得基座21布置在間隔件35的下側(cè)，并且間隔件35的一端與像素電極29接觸。此時(shí)， 在基座21由不透光的材料形成的情況下，在頂視圖中，基座21布置在黑矩陣42的內(nèi)部。
接著，在像素電極29和平坦化層43之間注入液晶以形成液晶層36。從而，完成液 晶顯示單元1的主要制造步驟。
液晶顯示單元1的操作和作用
首先，將使用圖3A到圖4B對(duì)液晶顯示單元1的基本操作進(jìn)行描述。圖4A和圖4B 示出液晶顯示單元1的橫截面(沿圖1的B-B截取的橫截面)。圖3A和圖4A示出沒有施 加電壓的狀態(tài)。圖3B和圖4B示出施加電壓的狀態(tài)。 來自布置在第一玻璃基片10的后側(cè)(圖2的下側(cè))的背光源(backlight)(未示 出)的光進(jìn)入液晶顯示單元1。當(dāng)光穿過液晶層36時(shí)，進(jìn)入液晶層36的光受到在下面描述 的FFS模式空間調(diào)制。 也就是說，如圖3A和圖4A所示，在公共電極25和像素電極29之間沒有施加電壓 的狀態(tài)中，構(gòu)成液晶層36的液晶分子37的軸與進(jìn)入側(cè)的第一偏轉(zhuǎn)板45的透射軸垂直，并 且與輸出側(cè)的第二偏轉(zhuǎn)板48的透射軸平行。因此，透射通過進(jìn)入側(cè)的第一偏轉(zhuǎn)板45的進(jìn) 入光h在液晶層36中不產(chǎn)生相差的情況下到達(dá)輸出側(cè)的第二偏轉(zhuǎn)板48并在其中被吸收， 從而導(dǎo)致黑顯示。 同時(shí)，如圖3B和4B所示，在公共電極25和像素電極29之間施加電壓的狀態(tài)中， 由于在每一個(gè)像素電極29之間產(chǎn)生的電場(chǎng)，液晶分子37的取向方向沿著相對(duì)于像素電極 29的延伸方向的對(duì)角線方向旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，在白顯示時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度是最佳的，使得置于厚度方 向上的液晶層36的中央的液晶分子37旋轉(zhuǎn)大約45度。從而，透射通過進(jìn)入側(cè)的第一偏轉(zhuǎn) 板45的進(jìn)入光在透射通過液晶層36時(shí)產(chǎn)生相差，成為旋轉(zhuǎn)90度的直偏振光，并且透射通 過輸出側(cè)的第二偏轉(zhuǎn)板48，從而導(dǎo)致白顯示。 接著，將給出對(duì)液晶顯示單元1的特性作用的描述。圖5示出液晶顯示單元1的 橫截面結(jié)構(gòu)。在圖5中，僅僅對(duì)描述所需的元件附上附圖標(biāo)記，并且省略了其它元件的附圖 標(biāo)記。如圖5中的箭頭所表示的，在從第二玻璃基片40側(cè)向液晶顯示單元1施加力的情況 下，向下的力被施加到間隔件35，并且壓縮壓力也被施加到間隔件區(qū)域22中的層間絕緣膜 23。然而，由于在間隔件區(qū)域22的厚度方向上在層間絕緣膜23的最下面部分處設(shè)置基座 21，因此在間隔件區(qū)域22中的層間絕緣膜23比在其它區(qū)域中的層間絕緣膜23薄。因此， 其壓縮變形量小于在間隔件區(qū)域22中的層間絕緣膜23的厚度等于其它區(qū)域中的層間絕緣 膜23的厚度的情況。因此，在間隔件區(qū)域22中的公共電極25、像素絕緣膜27和像素電極 29的壓縮變形量變小。結(jié)果，公共電極25、像素絕緣膜27和像素電極29很難破裂。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，由于在間隔件區(qū)域22中在厚度方向上的層間絕緣膜23 的一部分由基座21代替，因此層間絕緣膜23的厚度減小。因此，在間隔件區(qū)域22中的層間 絕緣膜23、公共電極25和像素電極29的變形量也能夠減小。因此，即使對(duì)間隔件35施加 壓力，也很難在公共電極25、像素絕緣膜27和像素電極29中產(chǎn)生裂痕和破裂，并且能夠抑 制產(chǎn)生像素缺陷。也就是說，由于能夠提高液晶顯示單元1的強(qiáng)度，因此能夠提高可靠性。 結(jié)果，能夠使液晶顯示單元1整體變薄。
變型例
雖然在上文中描述了第一實(shí)施例，但是可以對(duì)本實(shí)施例的液晶顯示單元1進(jìn)行各 種變型。 例如，在上述實(shí)施例中，給出了對(duì)在間隔件區(qū)域22中基座21布置在層間絕緣膜23 的最低層(lowmost layer)中的情況的描述。然而，基座21至少可以布置在厚度方向上的 層間絕緣膜23的一部分中。也就是說，如圖6A所示，基座21可以布置在層間絕緣膜23的 最上面部分中，或者如圖6B所示，基座21可以布置在厚度方向上的層間絕緣膜23的中間 部分中。此外，如圖7所示，在間隔件區(qū)域22中的厚度方向上的整個(gè)層間絕緣膜23可以由 基座21代替。 此外，在上述實(shí)施例中，給出了對(duì)通過在間隔件區(qū)域22中分別設(shè)置基座21來減小 層間絕緣膜23的厚度的情況的描述。然而，如圖8所示，在間隔件區(qū)域22中的晶體管保護(hù) 膜15形成為向上凸起的形狀是有可能的，因此在其上布置有層間絕緣膜23的間隔件區(qū)域 22中的厚度與其它區(qū)域中的厚度相比減小了。 在下文中，將給出對(duì)本發(fā)明的其它實(shí)施例的描述。在下面的實(shí)施例的描述中，對(duì)于 與第一實(shí)施例相同的元件，對(duì)它們附上相同的附圖標(biāo)記，并且省略或簡(jiǎn)化對(duì)這些元件的詳 細(xì)描述。 第二實(shí)施例液晶顯示單元的結(jié)構(gòu)和作用
圖9示出根據(jù)第二實(shí)施例的液晶顯示單元的橫截面結(jié)構(gòu)。液晶顯示單元2與第一 實(shí)施例的液晶顯示單元1的不同之處主要在于像素絕緣膜50的結(jié)構(gòu)。在像素絕緣膜50中 的間隔件區(qū)域22中的厚度被形成為大于其它區(qū)域中的厚度。也就是說，像素絕緣膜50呈 向上和向下的凸起形狀。在間隔件區(qū)域22中的層間絕緣膜23的厚度小于在其它區(qū)域中的 層間絕緣膜23的厚度，并且在其中增加了抵抗壓力的強(qiáng)度。因此，在間隔件區(qū)域22中的公 共電極25、像素絕緣膜50和像素電極29的變形量變小。特別地，由于在間隔件區(qū)域22中 的像素絕緣膜50呈向下的凸起形狀，因此，與第一實(shí)施例中的液晶顯示單元1相比，公共電 極25和基座21之間的距離能夠減小。因此，層間絕緣膜23的壓縮變形量能夠進(jìn)一步減小。 此外，即使對(duì)間隔件35施加壓力，也能夠很難在像素絕緣膜50中產(chǎn)生裂痕和破裂。
此外，在上述實(shí)施例中，給出了對(duì)像素絕緣膜50呈向上和向下的凸起形狀的情況 的描述。然而，如圖10A所示，像素絕緣膜50可以呈僅僅向下的凸起形狀。在這種情況下， 像素絕緣膜50被形成為使得頂面通過S0G(在玻璃上旋轉(zhuǎn))方法變平就足夠了。此外，如 圖10B所示，像素絕緣膜50可以呈僅僅向上的凸起形狀。
液晶顯示單元的制造方法
例如，具有這樣的結(jié)構(gòu)的液晶顯示單元2能夠使用如下的方法制造。圖IIA到圖 11D示出液晶顯示單元2的制造步驟的一部分。 在晶體管保護(hù)膜15上形成基座21后，在晶體管保護(hù)膜15和基座21上形成層間絕 緣膜23。隨后，對(duì)在層間絕緣膜23的頂面中的間隔件區(qū)域22進(jìn)行蝕刻以形成凹部51 (圖 IIA)。接著，在層間絕緣膜23上，形成沿其頂面形狀的線的公共電極25(圖IIB)。
接著，在公共電極25上形成像素絕緣膜50。在形成像素絕緣膜50時(shí)，首先，在 通過CVD方法或SOG方法在公共電極25上形成諸如SiN的第一 電介質(zhì)體后，進(jìn)行構(gòu)圖 (patterning)和蝕刻，以形成第一電介質(zhì)體膜50a(圖11C)。隨后，通過CVD方法形成具有
11與第一電介質(zhì)體不同的蝕刻率的諸如硅氧化物的第二電介質(zhì)體。此時(shí)，形成比第一電介質(zhì) 體膜50a厚的第二電介質(zhì)體膜50b。隨后，進(jìn)行構(gòu)圖和蝕刻，從而獲得呈向上和向下的凸起 形狀的像素絕緣膜50(圖11D)。 在本實(shí)施例中，給出對(duì)下述情況的描述在通過CVD方法或SOG方法形成第一電介 質(zhì)體膜50a后，通過CVD方法形成第二電介質(zhì)體膜50b，從而獲得像素絕緣膜50。然而，可 以通過下述方法形成像素絕緣膜50。首先，在公共電極25上形成電介質(zhì)體，并進(jìn)行構(gòu)圖和 蝕刻以形成如圖IIC所示的形狀。隨后，通過SOG方法形成電介質(zhì)體，并進(jìn)行構(gòu)圖。因此， 可以形成如圖11D所示的像素絕緣膜50。 雖然參考這些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例， 可以進(jìn)行各種變型。 圖12示出根據(jù)第三實(shí)施例的液晶顯示單元的間隔件區(qū)域中的橫截面結(jié)構(gòu)。在該 液晶顯示單元3中，盡管沒有設(shè)置基座21 ，但是在間隔件區(qū)域22中的像素絕緣膜50仍然呈 向下的凸起形狀。因此，在間隔件區(qū)域22中的層間絕緣膜23的厚度小于在其它區(qū)域中的 層間絕緣膜23的厚度。因此，在對(duì)間隔件35施加向下的力的情況中，層間絕緣膜23的壓 縮變形量減小。此外，由于在間隔件區(qū)域22中的像素絕緣膜50呈向下的凸起形狀，因此在 間隔件區(qū)域22中的像素絕緣膜50的厚度增加，并且，抵抗壓力的強(qiáng)度增加。因此，在間隔 件區(qū)域22中的公共電極25、像素絕緣膜50和像素電極29的變形量減小。
此外，如圖13所示，在間隔件區(qū)域22中的像素絕緣膜50可以呈向上和向下的凸 起形狀。 此外，只要本發(fā)明的液晶顯示單元1到3能夠被實(shí)現(xiàn)，就能夠在本發(fā)明的目的的范 疇內(nèi)改變形狀和材料。例如，給出了對(duì)有機(jī)材料用于層間絕緣膜23的情況的描述。然而， 只要膜易于被平坦化，材料就不限于有機(jī)材料，而且，也可以使用無機(jī)材料。
液晶顯示單元的應(yīng)用例
在上述實(shí)施例中描述的液晶顯示單元1到3能夠應(yīng)用于在用于顯示作為圖像或視 頻的輸入到電子裝置的視頻信號(hào)或者在電子裝置中產(chǎn)生的視頻信號(hào)的任何領(lǐng)域中的電子 裝置的顯示單元，該電子裝置諸如是移動(dòng)終端裝置，例如移動(dòng)電話。 圖14A到圖14G示出應(yīng)用上述實(shí)施例的液晶顯示單元1到3的作為具體例子的移 動(dòng)電話的外觀。圖14A是本應(yīng)用例子的未關(guān)閉的正視圖(elevation view)，圖14B是其側(cè) 視圖，圖14C是本應(yīng)用例子的關(guān)閉的正視圖，圖14D是其左視圖，圖14E是其右視圖，圖14F 是其俯視圖，并且圖14G是其仰視圖。該移動(dòng)電話包括上封裝201、下封裝202、連接部分 (在這種情況下，鉸鏈部分)203、顯示器204、子顯示器205、圖像燈(picture lamp) 206、照 相機(jī)207等。顯示器204或子顯示器205包含這些實(shí)施例的液晶顯示單元1到3。因此，在 移動(dòng)電話中，提高了可靠性和耐用性。 本申請(qǐng)包括與2008年12月19日在日本專利局提交的日本在先專利申請(qǐng)JP 2008-324417中公開的主題相關(guān)的主題，該專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素，可以進(jìn)行各種修改、組 合、子組合和替換，只要它們?cè)谒降臋?quán)利要求或其等同形式的范圍內(nèi)即可。
1權(quán)利要求
一種液晶顯示單元，包括第一基片，該第一基片具有下層絕緣膜、在下層絕緣膜上形成的公共電極、以及在公共電極上方形成的像素電極，其中在公共電極和像素電極之間具有像素絕緣膜；在第一基片的像素電極側(cè)設(shè)置以便與其相對(duì)的第二基片；在第一基片和第二基片之間設(shè)置的液晶層；以及間隔件，該間隔件以這樣的方式設(shè)置以便在第一基片和第二基片之間保持距離使得該間隔件的一端與像素電極的頂面接觸，其中，在被定義為被間隔件占據(jù)的區(qū)域的間隔件區(qū)域中的下層絕緣膜的厚度小于在除該間隔件區(qū)域以外的區(qū)域中的下層絕緣膜的厚度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶顯示單元，其中所述間隔件區(qū)域內(nèi)的所述下層絕緣膜的厚度方向上的一部分或全部由基座代替，從而 允許在所述間隔件區(qū)域中的所述下層絕緣膜的厚度小于在除所述間隔件區(qū)域以外的區(qū)域 中的下層絕緣膜的厚度，其中所述基座由與所述下層絕緣膜相比對(duì)壓縮變形提供更高的抵 抗力的材料形成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示單元，其中，所述基座設(shè)置在所述下層絕緣膜的厚 度方向上的最低區(qū)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示單元，其中，所述下層絕緣膜由有機(jī)材料形成，而所 述基座由無機(jī)材料形成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示單元，其中，所述無機(jī)材料是金屬、硅氧化物和硅氮 化物中的一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示單元，還包括在包含所述間隔件區(qū)域的區(qū)域中的在 第二基片上選擇性地設(shè)置的遮光層，并且所述基座位于被所述遮光層占據(jù)的區(qū)域中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示單元，其中，在所述間隔件區(qū)域中的所述像素絕緣 膜的厚度大于除所述間隔件區(qū)域以外的區(qū)域中的像素絕緣膜的厚度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶顯示單元，其中，所述像素絕緣膜具有這樣的形狀即， 在所述間隔件區(qū)域中，所述像素絕緣膜的一個(gè)表面或兩個(gè)表面向所述公共電極側(cè)或所述像 素電極側(cè)或者分別向這兩側(cè)凸起。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示單元，其中，在所述間隔件區(qū)域中，在所述下層絕緣 膜的頂面上形成凹部，從而允許在所述間隔件區(qū)域中的所述下層絕緣膜的厚度小于在除所 述間隔件區(qū)域以外的區(qū)域中的所述下層絕緣膜的厚度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示單元，其中，所述像素絕緣膜的頂面被平坦化，從 而允許在所述間隔件區(qū)域中的所述像素絕緣膜的厚度大于在除所述間隔件區(qū)域以外的區(qū) 域中的所述像素絕緣膜的厚度。
11. 一種包括液晶顯示單元的電子裝置，所述液晶顯示單元包括 第一基片，該第一基片具有下層絕緣膜、在下層絕緣膜上形成的公共電極、以及在公共電極上方形成的像素電極，其中在公共電極和像素電極之間具有像素絕緣膜； 在第一基片的像素電極側(cè)設(shè)置以便與其相對(duì)的第二基片； 在第一基片和第二基片之間設(shè)置的液晶層；以及間隔件，該間隔件以這樣的方式設(shè)置以便在第一基片和第二基片之間保持距離使得 該間隔件的一端與像素電極的頂面接觸，其中，在被定義為被間隔件占據(jù)的區(qū)域的間隔件區(qū)域中的下層絕緣膜的厚度小于在除 該間隔件區(qū)域以外的區(qū)域中的下層絕緣膜的厚度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示單元和電子裝置。該液晶顯示單元和電子裝置包括第一基片，該第一基片具有下層絕緣膜、在下層絕緣膜上形成的公共電極、以及在公共電極上方形成的像素電極，其中在公共電極和像素電極之間具有像素絕緣膜；在第一基片的像素電極側(cè)設(shè)置以便與其相對(duì)的第二基片；在第一基片和第二基片之間設(shè)置的液晶層；以及間隔件，該間隔件以這樣的方式設(shè)置以便在第一基片和第二基片之間保持距離使得該間隔件的一端與像素電極的頂面接觸，其中，在被定義為被間隔件占據(jù)的區(qū)域的間隔件區(qū)域中的下層絕緣膜的厚度小于在除該間隔件區(qū)域以外的區(qū)域中的下層絕緣膜的厚度。
文檔編號(hào)G02F1/1362GK101750806SQ20091026249
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者八木圭一, 金谷康弘 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社