液晶显示单元和电子装置的制作方法

专利名称：液晶显示单元和电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过横向电场模式液晶执行显示的液晶显示单元和包括该液晶显示
单元的电子装置。
背景技术：
作为一种类型的液晶显示单元，有这样一种液晶显示单元，其中，使用诸如 FFS(边缘场切换)模式的横向电场模式液晶。图15示出FFS模式液晶显示单元100的 放大部分的横截面。FFS模式液晶显示单元100包含构成液晶显示面板的两个玻璃基片 101a和101b。确定玻璃基片101a和101b之间的距离的间隔件102布置在一个玻璃基片 101a和另一个玻璃基片101b之间。在一个玻璃基片101a侧，形成薄膜晶体管103。在薄 膜晶体管103上，用于使凹凸部平坦化(planarize)的层间绝缘膜104由有机膜等形成。 在层间绝缘膜104上，顺序地层叠公共电极膜105和像素绝缘膜106，并且在其上层叠设置 有缝隙(slitg即)的像素电极膜107。在像素电极膜107和另一个玻璃基片101b之间布 置液晶层108。公开这样的液晶显示单元100的文献的例子包括日本未审专利申请公开 No.2008-20753。

发明内容
如上所述，在液晶显示单元中，间隔件布置在像素内部或像素外部。然而，例如，在 间隔件布置在像素内部的情况下，并没有对间隔件在像素中的适当的布置位置、其适当的 结构等进行大量的特定研究。 前述的图15示出间隔件102布置在像素内部的例子。如果对具有这样的结构的 液晶显示单元100的屏幕施加压力，那么该力被传递到间隔件102，并且进一步被传递到间 隔件下方的像素电极膜107、像素绝缘膜106和公共电极膜105。经常有这样的情况，即，像 素电极膜107和公共电极膜105由诸如铟氧化物的硬材料制成，并且像素绝缘膜106由诸 如SiN(硅氮化物)的硬材料制成。同时，在公共电极膜105下方的层间绝缘膜104经常由 诸如丙烯酸树脂的有机材料形成，并且是软的且易于变形的。因此，在对间隔件102施加相 对较大的力的情况下，例如，如图16所示，当间隔件102的布置区域中的层间绝缘膜104发 生变形时，在像素电极膜107、像素绝缘膜106和公共电极膜105中产生裂痕，并且在某些情 况下，像素电极膜107、像素绝缘膜106和公共电极膜105完全破裂。在这种情况下，破裂的 像素电极膜107的一部分或者公共电极膜105的一部分导致像素电极膜107和公共电极膜 105之间短路，并且在液晶显示单元100中产生像素缺陷。特别地，在减少像素绝缘膜106 的厚度以提高像素电场的情况下，这样的问题变得很严重。 此外，近年来，提出了不仅具有显示功能而且具有捕获功能(成像功能)的液晶显
示单元。在这样的具有捕获功能的液晶显示单元中，特别地，屏幕频繁地被手指等触摸，因
此产生由于在屏幕上施加压力而导致像素缺陷的上述问题的可能性高。 鉴于上述缺点，在本发明中，希望提供一种液晶显示单元和包括该液晶显示单元的电子装置，使用该液晶显示单元，防止由于在屏幕上施加压力而导致产生像素缺陷，并且 能够提高可靠性。 根据本发明实施例，提供一种液晶显示单元，该液晶显示单元包括第一基片，该 第一基片具有下层绝缘膜(under-layered insulationfilm)、在下层绝缘膜上形成的公共 电极、以及在公共电极上方形成的像素电极，其中在公共电极和像素电极之间具有像素绝 缘膜；在第一基片的像素电极侧设置以便与其相对的第二基片；在第一基片和第二基片之 间设置的液晶层；以及间隔件，该间隔件以这样的方式设置以便在第一基片和第二基片之 间保持距离使得该间隔件的一端与像素电极的顶面接触。在被定义为被间隔件占据的区 域的间隔件区域中的下层绝缘膜的厚度小于在除该间隔件区域以外的区域中的下层绝缘 膜的厚度。在间隔件区域中形成其厚度小于除间隔件区域以外的区域中的下层绝缘膜的厚 度的下层绝缘膜的方法的例子包括间隔件区域内的所述下层绝缘膜的厚度方向上的一部 分或全部由基座代替的方法，所述基座由与所述下层绝缘膜相比对压縮变形提供更高的抵 抗力的材料形成；以及在间隔件区域中的下层绝缘膜中形成凹部的方法。此外，除上述结构 以外，在间隔件区域中的像素绝缘膜的厚度可以大于在除间隔件区域以外的区域中的像素 绝缘膜的厚度。 根据本发明实施例，提供一种电子装置，该电子装置包括具有上述结构的液晶显 示单元，该结构为被定义为被间隔件占据的区域的间隔件区域中的下层绝缘膜的厚度小 于除间隔件区域以外的区域中的下层绝缘膜的厚度。 在本发明实施例的液晶显示单元和电子装置中，在对液晶显示单元的显示面施加 外部压力的情况下，压力通过间隔件被施加到像素电极、像素绝缘膜、公共电极和间隔件区 域中的下层绝缘膜。然而，在间隔件区域中的下层绝缘膜的厚度小于其它区域中的下层绝 缘膜的厚度。因此，其压縮变形量小于在间隔件区域中的下层绝缘膜的厚度类似于其它区 域中的下层绝缘膜的厚度的情况。因此，像素电极、像素绝缘膜和公共电极的压縮变形量变 小。在下层绝缘膜由诸如有机材料的具有较小压縮变形量的材料(软材料)制成的情况下， 这样的作用尤其显著。 根据本发明实施例的液晶显示单元和电子装置，在间隔件区域中的下层绝缘膜的
厚度小于除间隔件区域以外的区域中的下层绝缘膜的厚度，因此减小了下层绝缘膜的压縮
变形量。因此，能够抑制在像素电极、像素绝缘膜、公共电极和下层绝缘膜中发生裂痕和破
裂。因此，减少由于挤压显示面而引起的像素缺陷，并且能够提高可靠性。 此外，除上述结构以外，在间隔件区域中的像素绝缘膜的厚度大于除间隔件区域
以外的区域中的像素绝缘膜的厚度的情况下，还提高了像素绝缘膜自身的膜强度。因此，能
够更有效地抑制由于裂痕和破裂而产生像素缺陷。 将从下面的描述出现对本发明的其它的和进一步的目的、特征和优点的更全面的 说明。


图1是根据第一实施例的液晶显示单元的基本部分的平面图；
图2是沿图1的线A-A截取的横截面图； 图3A和图3B是示意性地示出第一实施例的液晶显示单元的透视结构的视 图4A和图4B是沿图1的线B-B截取的横截面图； 图5是说明第一实施例的液晶显示单元的作用的横截面图； 图6A和图6B是根据第一实施例的第一变型例的液晶显示单元的间隔件区域中的 横截面图； 图7是根据第一实施例的第二变型例的液晶显示单元的间隔件区域中的横截面 图； 图8是根据第一实施例的第三变型例的液晶显示单元的间隔件区域中的横截面 图； 图9是根据第二实施例的液晶显示单元的横截面图； 图IOA和图IOB是根据第二实施例的变型例的液晶显示单元的间隔件区域中的横 截面图； 图11A到图11D是示出根据第二实施例的液晶显示单元的制造步骤的部分的视 图； 图12是根据第三实施例的液晶显示单元的间隔件区域中的横截面图； 图13是根据第三实施例的变型例的液晶显示单元的间隔件区域中的横截面图； 图14A到图14G是应用液晶显示单元的作为具体例子的移动电话的外观图； 图15是示出现有的FFS模式液晶显示单元的主要结构的横截面图；以及 图16是示出当在图15中示出的液晶显示单元中像素电极膜、像素绝缘膜和公共
电极膜破裂时的状态的横截面图。
具体实施例方式
将在下文中参考附图对本发明的实施例进行详细描述。
1.第一实施例液晶显示单元的结构
图1示出根据第一实施例的液晶显示单元的基本部分的平面结构。图1示出在省 略了位于液晶层上方的元件后的状态。图2示出沿图1的线A-A截取的横截面结构。
如图2所示，液晶显示单元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侧，为每一个像素设置薄膜晶体管(TFT)12，并且像素电极29和公共电极25被设 置为使得像素绝缘膜27夹在像素电极29和公共电极25之间。
液晶显示单元1的详细结构如下。 在第一玻璃基片IO上，在行方向(在图l中的水平方向)上延伸地设置多个作为 选择线的栅极线(gate line)ll。在包含一个像素的区域中，用于驱动像素的TFT 12的栅 极12g在列方向(在图l中的垂直方向)上从栅极线ll延伸地设置。在图ll中，两个栅 极12g彼此平行地延伸地设置，从而形成所谓的双栅极结构。 如图2所示，在第一玻璃基片IO上，设置栅极绝缘膜13以覆盖栅极线ll和TFT 12的栅极12g。在栅极绝缘膜13上，设置作为TFT12的有源层的半导体层14。在本实施例 的情况下，半导体层14在行方向上延伸地设置(参见图l)。在半导体层14的外部，与栅 极12g交叉的区域构成TFT 12的沟道。在栅极绝缘膜13和半导体层14上，设置用于保护 TFT 12的绝缘晶体管保护膜15以覆盖栅极绝缘膜13和半导体层14。由于晶体管保护膜15由例如SiN等形成，因此晶体管保护膜15为硬膜，从而几乎不会被压縮和变形。
在晶体管保护膜15中，第一接触孔16设置在作为半导体层14的一端侧(源极 12s)的位置，并且，第二接触孔17设置在作为半导体层14的另一端侧(漏极12d)的位置 (参见图1)。将电导体填充到第一接触孔16中，因此形成与半导体层14导通的第一触点 (contact) 18。此外，将电导体填充到第二接触孔17中，因此形成与半导体层14导通的第 二触点19(参见图1)。第一触点18将TFT12的源极12s电连接到像素电极29。第二触点 19将在晶体管保护膜15上沿着列方向延伸地设置的数据线20连接到TFT 12的漏极12d。 通过第二触点19从数据线20向TFT 12提供数据信号(像素电压)。当TFT 12处于接通 状态时，该数据信号通过源极12s和第一触点18从TFT 12的漏极12d被提供到像素电极 29。 在晶体管保护膜15上，其尺寸比被稍后描述的间隔件35占据的区域(间隔件区 域22)的尺寸稍大的基座21布置在被间隔件35占据的区域中。基座21由诸如无机材料 的比稍后描述的层间绝缘膜23更难压縮和变形的材料制成。无机材料的具体例子包括与 第一触点18的材料相同的金属材料；除与第一触点18的材料相同的金属材料以外的金属 材料；SiN和硅氧化物。 在晶体管保护膜15、基座21、第一触点18和第二触点19上，设置层间绝缘膜23 以覆盖晶体管保护膜15、基座21、第一触点18和第二触点19。在间隔件区域22中的层间 绝缘膜23的厚度小于在其它区域中的层间绝缘膜23的厚度。例如，通过使用诸如丙烯酸 树脂的有机材料作为层间绝缘膜23，在较低层中产生的凹凸部变得易于平坦化，而层间绝 缘膜23易于压縮和变形。在层间绝缘膜23中，到达第一触点18的顶面的层间绝缘膜接触 孔24形成于这样的一位置在该位置中，在顶视图中，层间绝缘膜接触孔24与第一触点18 重叠。层间绝缘膜23对应于本发明的"下层绝缘膜"的具体例子。 在层间绝缘膜23上，设置公共电极25。在公共电极25中，在对应于第一触点18 的位置中形成公共电极接触孔26。公共电极接触孔26的孔尺寸大于层间绝缘膜接触孔24 的孔尺寸，以防止公共电极25和像素电极29之间短路。 在公共电极25上，设置像素绝缘膜27。在像素绝缘膜27中，在对应于第一触点的 位置中形成到达第一触点18的顶面的像素绝缘膜接触孔28。像素绝缘膜接触孔28的孔尺 寸小于公共电极接触孔26的孔尺寸。 在像素绝缘膜27上，为每个像素设置像素电极29。如图1所示，像素电极29被 布置为使得其两端与各个栅极线11重叠，因此在相邻的两个栅极线11之间桥接像素电极 29。如图2所示，形成像素电极29以将像素绝缘膜接触孔28的内面(internal face)也 覆盖。像素电极29在孔的底部处与第一触点18接触。因此，TFT 12的源极12s通过第一 触点18电连接到像素电极29。此外，在像素电极29中，形成多个沿列方向延伸的细长开口 (即erture)(狭缝30)。 同时，在第二玻璃基片40下方，顺序地层叠含有滤色器41和黑矩阵(black matrix)42的层和平坦化层43。在黑矩阵42下方，设置间隔件35。黑矩阵42的尺寸略大 于间隔件区域22的尺寸，因此，黑矩阵42遮住进入间隔件区域22及其周围区的光。黑矩 阵42对应于本发明的"遮光层"的具体例子。 间隔件35的底端与在第一玻璃基片上方形成的像素电极29的顶面接触。在第二玻璃基片40侧的层状结构(laminar structure)和在第一玻璃基片侧的层状结构之间，设 置液晶层36。间隔件35贯穿液晶层36，并且起到在第一玻璃基片侧的层状结构和第二玻 璃基片40侧的层状结构之间保持给定距离的作用。可以为所有的像素设置间隔件35和黑 矩阵42，或者可以只为部分像素设置间隔件35和黑矩阵42。在为部分像素设置间隔件35 和黑矩阵42的情况下，可以为蓝色像素、绿色像素和红色像素中的一种颜色的全部/部分 像素设置间隔件35和黑矩阵42。在这种情况下，例如，优选地为部分蓝色像素或部分红色 像素设置间隔件35和黑矩阵42。在蓝色像素或红色像素中，由于它们的可视性特性，如果 传送的光量与间隔件35的布置的关联性降低，那么其影响较小。包括晶体管保护膜15、基 座21、层间绝缘膜23、公共电极25、像素绝缘膜27、像素电极29等的第一玻璃基片对应于 本发明的"第一基片"的具体例子。包括滤色器41、黑矩阵42和平坦化层43的第二玻璃基 片40对应于本发明的"第二基片"的具体例子。 图3A和图3B示意性地示出了液晶显示单元1的整个透视结构。如图3所示，在 像素电极29的上侧(光输出侧)上，布置第一定向膜(oriented film)46、液晶层36、第二 定向膜47和第二偏转板48。此外，在第一玻璃基片10的下侧(光进入侧)(公共电极25) 上，布置第一偏转板45。图l和图2省略了对这些元件的示出。
液晶显示单元的制造方法
例如，具有这样的结构的液晶显示单元1能够使用如下的方法制造。首先，为了形 成用于驱动液晶显示单元1的各个像素的栅极线11和TFT 12的栅极12g，在第一玻璃基片 10上形成金属膜。可以通过使用诸如溅射的沉积方法沉积诸如钼的金属材料来形成金属 膜。随后，通过使用光刻技术，形成掩模并且对金属膜进行蚀刻，从而形成栅极线11和TFT 12的栅极12g。 接着，形成覆盖第一玻璃基片10、栅极线11和TFT 12的栅极12g的栅极绝缘膜 13。通过使用诸如等离子体化学气相沉积方法(等离子体CVD)的沉积方法沉积诸如SiN 的绝缘材料来形成栅极绝缘膜13。 接着，形成半导体层14。为了形成半导体层14，首先，通过使用诸如等离子体CVD 的沉积方法，将要成为半导体层14的诸如非晶硅的半导体材料沉积在栅极绝缘膜13上。随 后，通过使用光刻技术，形成掩模并且对半导体材料进行蚀刻，从而形成半导体层14。
接着，在半导体层14和栅极绝缘膜13上形成用于保护TFT 12的晶体管保护膜 15。为了形成晶体管保护膜15，首先，通过使用诸如等离子体CVD的沉积方法，在栅极绝缘 膜13上沉积诸如SiN的绝缘材料，以覆盖半导体层14。随后，通过使用光刻方法，在栅极绝 缘膜13上形成掩模并且对晶体管保护膜15进行蚀刻，从而使得第一接触孔16和第二接触 孔17分别沿着层叠方向形成。 接着，形成基座21、数据线20、第一触点18和第二触点19。为了形成基座21、数 据线20、第一触点18和第二触点19，首先，通过诸如溅射的沉积方法沉积铝和钛，从而在晶 体管保护膜15、第一接触孔16和第二接触孔17的表面上形成金属叠层膜。随后，可以通过 使用光刻技术在金属叠层膜上形成掩模并对该金属叠层膜进行蚀刻来形成基座21和数据 线20。基座21的厚度可以是例如大约O. 5iim到liim，包括O. 5iim和liim。此外，在基座 21由不透光的诸如金属的材料制成的情况下，形成的基座21较小，使得在顶视图中基座21 布置在黑矩阵42的内部。因此，被基座21遮住的光能够被最少化。此外，可以通过在第一
8接触孔16和第二接触孔17中填充金属叠层膜来形成第一触点18和第二触点19。
接着，在晶体管保护膜15、基座21、数据线20、第一触点18和第二触点19上，形成 层间绝缘膜23，使得其膜厚度成为例如大约1. 5 ii m到2 ii m，包括1. 5 ii m和2 ii m(其它区 域的膜厚度)。层间绝缘膜23可以由绝缘材料形成，并且能够由丙烯酸树脂等形成。在这 种情况下，如果丙烯酸树脂是光敏感的，通过使用光刻技术，能够轻易地形成层间绝缘膜接 触孔24。如上所述，形成将数据线20、第一触点18和第二触点19与公共电极25绝缘的层 间绝缘膜23。 接着，在层间绝缘膜23上，形成作为透明电极的公共电极25，使得其厚度成为例 如大约O. 05iim到0. liim，包括O. 05iim到0. liim。为了形成公共电极25，首先，通过使用 诸如溅射的沉积方法，诸如铟氧化物的电极材料被沉积在层间绝缘膜23上。随后，为了形 成公共电极接触孔26，通过使用光刻技术来形成掩模并进行蚀刻。因此，形成包含公共电极 接触孔26的公共电极25，该公共电极接触孔26通过去除与第一触点18相对的区域获得。
接着，在公共电极25上，形成像素绝缘膜27，该像素绝缘膜的膜厚度为例如大约 0. 1 ii m到0. 2 ii m，包括0. 1 y m到0. 2 y m。通过下述方式形成像素绝缘膜27 :使用诸如等 离子体CVD的沉积方法将诸如SiN的绝缘材料沉积在公共电极25上，然后通过使用光刻技 术来形成掩模并进行蚀刻。从而，获得包含像素绝缘膜接触孔28的像素绝缘膜27。
接着，在像素绝缘膜27上，形成像素电极29，使得其厚度成为例如大约0. 05 y m到 0. 1 ii m，包括0. 05 ii m到0. 1 y m。通过下述方式形成像素电极29 :使用诸如溅射的沉积方 法来沉积诸如铟氧化物的电极材料，然后通过使用光刻技术来形成掩模并进行蚀刻。从而， 获得用于通过像素绝缘膜27在像素电极29和公共电极25之间施加电场的包含狭缝30的 像素电极29。 同时，为第二玻璃基片40形成滤色器41、黑矩阵42、平坦化层43和间隔件35。首 先，在第二玻璃基片40上形成黑矩阵42。黑矩阵42在滤色器41的不同颜色之间的边界线 中和在间隔件35的上端布置区域中形成，也就是说，在下述部分中形成在该部分中，在顶 视图中黑矩阵42与间隔件35重叠。通过使用黑色负性抗蚀剂(negativeresist)涂敷第 二玻璃基片40并使用光刻技术曝光和显影该结果，形成黑矩阵42。从而，在曝光部分中的 抗蚀剂作为黑矩阵42留在第二玻璃基片40上。可以使用正性型黑色抗蚀剂。
接着，在第二玻璃基片40上形成滤色器41。为每一个颜色即红色、绿色和蓝色形 成滤色器41。具体地说，通过使用红色负性颜色抗蚀剂涂敷第二玻璃基片40并使用光刻技 术曝光和显影该结果，在要成为红色像素的区域中获得红色滤色器41。随后，形成绿色和蓝 色滤色器41。可以通过与红色滤色器41的方法类似的方法来形成绿色和蓝色滤色器41。 形成红色滤色器41、绿色滤色器41和蓝色滤色器41的顺序可以是给定的顺序。可以使用 正性型颜色抗蚀剂。 接着，在黑矩阵42和滤色器41上形成平坦化层43。通过该平坦化层43来使在黑 矩阵42和滤色器41的表面上产生的凹凸部平坦化。 接着，在平坦化层43上形成间隔件35。通过使用负性抗蚀剂涂敷平坦化层43并 使用光刻技术曝光和显影该结果来获得间隔件35。从而，形成在顶视图中与黑矩阵42重叠 的间隔件35。可以使用正性型抗蚀剂。 随后，在第一玻璃基片10侧形成的像素电极29和在第二玻璃基片40侧形成的间隔件35彼此面对，并且第一玻璃基片10侧和第二玻璃基片侧40彼此结合。此时，进行对 准，使得基座21布置在间隔件35的下侧，并且间隔件35的一端与像素电极29接触。此时， 在基座21由不透光的材料形成的情况下，在顶视图中，基座21布置在黑矩阵42的内部。
接着，在像素电极29和平坦化层43之间注入液晶以形成液晶层36。从而，完成液 晶显示单元1的主要制造步骤。
液晶显示单元1的操作和作用
首先，将使用图3A到图4B对液晶显示单元1的基本操作进行描述。图4A和图4B 示出液晶显示单元1的横截面(沿图1的B-B截取的横截面)。图3A和图4A示出没有施 加电压的状态。图3B和图4B示出施加电压的状态。 来自布置在第一玻璃基片10的后侧(图2的下侧)的背光源(backlight)(未示 出)的光进入液晶显示单元1。当光穿过液晶层36时，进入液晶层36的光受到在下面描述 的FFS模式空间调制。 也就是说，如图3A和图4A所示，在公共电极25和像素电极29之间没有施加电压 的状态中，构成液晶层36的液晶分子37的轴与进入侧的第一偏转板45的透射轴垂直，并 且与输出侧的第二偏转板48的透射轴平行。因此，透射通过进入侧的第一偏转板45的进 入光h在液晶层36中不产生相差的情况下到达输出侧的第二偏转板48并在其中被吸收， 从而导致黑显示。 同时，如图3B和4B所示，在公共电极25和像素电极29之间施加电压的状态中， 由于在每一个像素电极29之间产生的电场，液晶分子37的取向方向沿着相对于像素电极 29的延伸方向的对角线方向旋转。此时，在白显示时的电场强度是最佳的，使得置于厚度方 向上的液晶层36的中央的液晶分子37旋转大约45度。从而，透射通过进入侧的第一偏转 板45的进入光在透射通过液晶层36时产生相差，成为旋转90度的直偏振光，并且透射通 过输出侧的第二偏转板48，从而导致白显示。 接着，将给出对液晶显示单元1的特性作用的描述。图5示出液晶显示单元1的 横截面结构。在图5中，仅仅对描述所需的元件附上附图标记，并且省略了其它元件的附图 标记。如图5中的箭头所表示的，在从第二玻璃基片40侧向液晶显示单元1施加力的情况 下，向下的力被施加到间隔件35，并且压縮压力也被施加到间隔件区域22中的层间绝缘膜 23。然而，由于在间隔件区域22的厚度方向上在层间绝缘膜23的最下面部分处设置基座 21，因此在间隔件区域22中的层间绝缘膜23比在其它区域中的层间绝缘膜23薄。因此， 其压縮变形量小于在间隔件区域22中的层间绝缘膜23的厚度等于其它区域中的层间绝缘 膜23的厚度的情况。因此，在间隔件区域22中的公共电极25、像素绝缘膜27和像素电极 29的压縮变形量变小。结果，公共电极25、像素绝缘膜27和像素电极29很难破裂。
如上所述，根据本实施例，由于在间隔件区域22中在厚度方向上的层间绝缘膜23 的一部分由基座21代替，因此层间绝缘膜23的厚度减小。因此，在间隔件区域22中的层间 绝缘膜23、公共电极25和像素电极29的变形量也能够减小。因此，即使对间隔件35施加 压力，也很难在公共电极25、像素绝缘膜27和像素电极29中产生裂痕和破裂，并且能够抑 制产生像素缺陷。也就是说，由于能够提高液晶显示单元1的强度，因此能够提高可靠性。 结果，能够使液晶显示单元1整体变薄。
变型例
虽然在上文中描述了第一实施例，但是可以对本实施例的液晶显示单元1进行各 种变型。 例如，在上述实施例中，给出了对在间隔件区域22中基座21布置在层间绝缘膜23 的最低层(lowmost layer)中的情况的描述。然而，基座21至少可以布置在厚度方向上的 层间绝缘膜23的一部分中。也就是说，如图6A所示，基座21可以布置在层间绝缘膜23的 最上面部分中，或者如图6B所示，基座21可以布置在厚度方向上的层间绝缘膜23的中间 部分中。此外，如图7所示，在间隔件区域22中的厚度方向上的整个层间绝缘膜23可以由 基座21代替。 此外，在上述实施例中，给出了对通过在间隔件区域22中分别设置基座21来减小 层间绝缘膜23的厚度的情况的描述。然而，如图8所示，在间隔件区域22中的晶体管保护 膜15形成为向上凸起的形状是有可能的，因此在其上布置有层间绝缘膜23的间隔件区域 22中的厚度与其它区域中的厚度相比减小了。 在下文中，将给出对本发明的其它实施例的描述。在下面的实施例的描述中，对于 与第一实施例相同的元件，对它们附上相同的附图标记，并且省略或简化对这些元件的详 细描述。 第二实施例液晶显示单元的结构和作用
图9示出根据第二实施例的液晶显示单元的横截面结构。液晶显示单元2与第一 实施例的液晶显示单元1的不同之处主要在于像素绝缘膜50的结构。在像素绝缘膜50中 的间隔件区域22中的厚度被形成为大于其它区域中的厚度。也就是说，像素绝缘膜50呈 向上和向下的凸起形状。在间隔件区域22中的层间绝缘膜23的厚度小于在其它区域中的 层间绝缘膜23的厚度，并且在其中增加了抵抗压力的强度。因此，在间隔件区域22中的公 共电极25、像素绝缘膜50和像素电极29的变形量变小。特别地，由于在间隔件区域22中 的像素绝缘膜50呈向下的凸起形状，因此，与第一实施例中的液晶显示单元1相比，公共电 极25和基座21之间的距离能够减小。因此，层间绝缘膜23的压縮变形量能够进一步减小。 此外，即使对间隔件35施加压力，也能够很难在像素绝缘膜50中产生裂痕和破裂。
此外，在上述实施例中，给出了对像素绝缘膜50呈向上和向下的凸起形状的情况 的描述。然而，如图10A所示，像素绝缘膜50可以呈仅仅向下的凸起形状。在这种情况下， 像素绝缘膜50被形成为使得顶面通过S0G(在玻璃上旋转)方法变平就足够了。此外，如 图10B所示，像素绝缘膜50可以呈仅仅向上的凸起形状。
液晶显示单元的制造方法
例如，具有这样的结构的液晶显示单元2能够使用如下的方法制造。图IIA到图 11D示出液晶显示单元2的制造步骤的一部分。 在晶体管保护膜15上形成基座21后，在晶体管保护膜15和基座21上形成层间绝 缘膜23。随后，对在层间绝缘膜23的顶面中的间隔件区域22进行蚀刻以形成凹部51 (图 IIA)。接着，在层间绝缘膜23上，形成沿其顶面形状的线的公共电极25(图IIB)。
接着，在公共电极25上形成像素绝缘膜50。在形成像素绝缘膜50时，首先，在 通过CVD方法或SOG方法在公共电极25上形成诸如SiN的第一 电介质体后，进行构图 (patterning)和蚀刻，以形成第一电介质体膜50a(图11C)。随后，通过CVD方法形成具有
11与第一电介质体不同的蚀刻率的诸如硅氧化物的第二电介质体。此时，形成比第一电介质 体膜50a厚的第二电介质体膜50b。随后，进行构图和蚀刻，从而获得呈向上和向下的凸起 形状的像素绝缘膜50(图11D)。 在本实施例中，给出对下述情况的描述在通过CVD方法或SOG方法形成第一电介 质体膜50a后，通过CVD方法形成第二电介质体膜50b，从而获得像素绝缘膜50。然而，可 以通过下述方法形成像素绝缘膜50。首先，在公共电极25上形成电介质体，并进行构图和 蚀刻以形成如图IIC所示的形状。随后，通过SOG方法形成电介质体，并进行构图。因此， 可以形成如图11D所示的像素绝缘膜50。 虽然参考这些实施例对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述实施例， 可以进行各种变型。 图12示出根据第三实施例的液晶显示单元的间隔件区域中的横截面结构。在该 液晶显示单元3中，尽管没有设置基座21 ，但是在间隔件区域22中的像素绝缘膜50仍然呈 向下的凸起形状。因此，在间隔件区域22中的层间绝缘膜23的厚度小于在其它区域中的 层间绝缘膜23的厚度。因此，在对间隔件35施加向下的力的情况中，层间绝缘膜23的压 縮变形量减小。此外，由于在间隔件区域22中的像素绝缘膜50呈向下的凸起形状，因此在 间隔件区域22中的像素绝缘膜50的厚度增加，并且，抵抗压力的强度增加。因此，在间隔 件区域22中的公共电极25、像素绝缘膜50和像素电极29的变形量减小。
此外，如图13所示，在间隔件区域22中的像素绝缘膜50可以呈向上和向下的凸 起形状。 此外，只要本发明的液晶显示单元1到3能够被实现，就能够在本发明的目的的范 畴内改变形状和材料。例如，给出了对有机材料用于层间绝缘膜23的情况的描述。然而， 只要膜易于被平坦化，材料就不限于有机材料，而且，也可以使用无机材料。
液晶显示单元的应用例
在上述实施例中描述的液晶显示单元1到3能够应用于在用于显示作为图像或视 频的输入到电子装置的视频信号或者在电子装置中产生的视频信号的任何领域中的电子 装置的显示单元，该电子装置诸如是移动终端装置，例如移动电话。 图14A到图14G示出应用上述实施例的液晶显示单元1到3的作为具体例子的移 动电话的外观。图14A是本应用例子的未关闭的正视图(elevation view)，图14B是其侧 视图，图14C是本应用例子的关闭的正视图，图14D是其左视图，图14E是其右视图，图14F 是其俯视图，并且图14G是其仰视图。该移动电话包括上封装201、下封装202、连接部分 (在这种情况下，铰链部分)203、显示器204、子显示器205、图像灯(picture lamp) 206、照 相机207等。显示器204或子显示器205包含这些实施例的液晶显示单元1到3。因此，在 移动电话中，提高了可靠性和耐用性。 本申请包括与2008年12月19日在日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2008-324417中公开的主题相关的主题，该专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其它因素，可以进行各种修改、组 合、子组合和替换，只要它们在所附的权利要求或其等同形式的范围内即可。
1权利要求
一种液晶显示单元，包括第一基片，该第一基片具有下层绝缘膜、在下层绝缘膜上形成的公共电极、以及在公共电极上方形成的像素电极，其中在公共电极和像素电极之间具有像素绝缘膜；在第一基片的像素电极侧设置以便与其相对的第二基片；在第一基片和第二基片之间设置的液晶层；以及间隔件，该间隔件以这样的方式设置以便在第一基片和第二基片之间保持距离使得该间隔件的一端与像素电极的顶面接触，其中，在被定义为被间隔件占据的区域的间隔件区域中的下层绝缘膜的厚度小于在除该间隔件区域以外的区域中的下层绝缘膜的厚度。
2. 根据权利要求l所述的液晶显示单元，其中所述间隔件区域内的所述下层绝缘膜的厚度方向上的一部分或全部由基座代替，从而 允许在所述间隔件区域中的所述下层绝缘膜的厚度小于在除所述间隔件区域以外的区域 中的下层绝缘膜的厚度，其中所述基座由与所述下层绝缘膜相比对压縮变形提供更高的抵 抗力的材料形成。
3. 根据权利要求2所述的液晶显示单元，其中，所述基座设置在所述下层绝缘膜的厚 度方向上的最低区。
4. 根据权利要求2所述的液晶显示单元，其中，所述下层绝缘膜由有机材料形成，而所 述基座由无机材料形成。
5. 根据权利要求4所述的液晶显示单元，其中，所述无机材料是金属、硅氧化物和硅氮 化物中的一种。
6. 根据权利要求2所述的液晶显示单元，还包括在包含所述间隔件区域的区域中的在 第二基片上选择性地设置的遮光层，并且所述基座位于被所述遮光层占据的区域中。
7. 根据权利要求1所述的液晶显示单元，其中，在所述间隔件区域中的所述像素绝缘 膜的厚度大于除所述间隔件区域以外的区域中的像素绝缘膜的厚度。
8. 根据权利要求7所述的液晶显示单元，其中，所述像素绝缘膜具有这样的形状即， 在所述间隔件区域中，所述像素绝缘膜的一个表面或两个表面向所述公共电极侧或所述像 素电极侧或者分别向这两侧凸起。
9. 根据权利要求1所述的液晶显示单元，其中，在所述间隔件区域中，在所述下层绝缘 膜的顶面上形成凹部，从而允许在所述间隔件区域中的所述下层绝缘膜的厚度小于在除所 述间隔件区域以外的区域中的所述下层绝缘膜的厚度。
10. 根据权利要求9所述的液晶显示单元，其中，所述像素绝缘膜的顶面被平坦化，从 而允许在所述间隔件区域中的所述像素绝缘膜的厚度大于在除所述间隔件区域以外的区 域中的所述像素绝缘膜的厚度。
11. 一种包括液晶显示单元的电子装置，所述液晶显示单元包括 第一基片，该第一基片具有下层绝缘膜、在下层绝缘膜上形成的公共电极、以及在公共电极上方形成的像素电极，其中在公共电极和像素电极之间具有像素绝缘膜； 在第一基片的像素电极侧设置以便与其相对的第二基片； 在第一基片和第二基片之间设置的液晶层；以及间隔件，该间隔件以这样的方式设置以便在第一基片和第二基片之间保持距离使得 该间隔件的一端与像素电极的顶面接触，其中，在被定义为被间隔件占据的区域的间隔件区域中的下层绝缘膜的厚度小于在除 该间隔件区域以外的区域中的下层绝缘膜的厚度。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示单元和电子装置。该液晶显示单元和电子装置包括第一基片，该第一基片具有下层绝缘膜、在下层绝缘膜上形成的公共电极、以及在公共电极上方形成的像素电极，其中在公共电极和像素电极之间具有像素绝缘膜；在第一基片的像素电极侧设置以便与其相对的第二基片；在第一基片和第二基片之间设置的液晶层；以及间隔件，该间隔件以这样的方式设置以便在第一基片和第二基片之间保持距离使得该间隔件的一端与像素电极的顶面接触，其中，在被定义为被间隔件占据的区域的间隔件区域中的下层绝缘膜的厚度小于在除该间隔件区域以外的区域中的下层绝缘膜的厚度。
文档编号G02F1/1362GK101750806SQ20091026249
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月18日 优先权日2008年12月19日
发明者八木圭一, 金谷康弘 申请人:索尼株式会社