TW200923494A - Liquid crystal display device - Google Patents

Description

200923494 九、發明說明： 本申請主張於2 007年9月28日在日本申請之 案第2007-25 5 8 97號及於2008年8月25日在曰 本申請案第2008-215802號之優先權益，並全次 於此供參照。 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種液晶顯示裝置。 【先前技術】 近年來，液晶顯示裝置已被用以當作一種薄 間及具有較小功率損耗之顯示裝置。尤其，具 有液晶之二個基板的裝置：其中之一基板在其 形式之複數個薄膜電晶體（TFTs)和複數個像素 一基板在其上具有用以致能顏色顯示之濾光片 稱爲”主動矩陣型”，而且現在非常普遍。此 在其上之玻璃基板稱爲” TFT基板”。而具有 璃基板稱爲” CF基板”。典型地，CF基板具 成在其上，而TFT基板具有用以將TFT基板3 板的共電極之連接電極（以下又稱爲”傳輸電桓 在傳統的主動矩陣型液晶顯示器中，在TFT 輸電極係經由導電粒子連接到C F基板上之共 圖係此種結構之示意橫截面圖。TFT基板1和 固定間距彼此面對耦合。在TFT基板1上，配置 和個別連接到TFTs之複數個像素電極。此外 曰本之申請 本申請之曰 於入其全文 、輕、省空 有中間插入 上具有矩陣 電極；及另 (CFs)，其被 處，TFTs位 濾光片之玻 有共電極形 I接到CF基 Γ’）° 基板上之傳 電極。第10 CF基板2係 複數個TFTs ，傳輸電極9 200923494 係在TFT基板1的邊緣附近形成。偏光片5係貼在TFT基 板1的下表面上。 另一片偏光片4係貼在CF基板2的上表面上。在CF基 板2的下表面上，提供允許特定波長的光穿透之濾光片 14’和用以遮光之黑色矩陣（Bm)15。共電極16’由透明導 電材料形成’如ITO(氧化銦錫），係配置在濾光片14和黑 色矩陣15上。液晶13墳入TFT基板1的像素電極和CF 基板2的共電極1 6之間所形成的空間。 此處，TFT基板1和CF基板2係藉由密封構件11耦合。 爲了將胞元間隙設定爲指定的値，提供有間隔物，其具有 對應期望胞元間隙之尺寸；及導電間隙構件8，其係配置 在密封構件11中具相同直徑之導電粒子。TFT基板1的傳 輸電極9和C F基板2的共電極16係經由導電間隙構件8 電性連接。 在上述之液晶顯示裝置中，傳輸電極9係由具有相當低 電阻率的金屬材料形成，如A1，Μ 〇。然而，如第10圖所 示，例如，部分的傳輸電極係曝露在TFT基板邊緣的外部。 因爲如此’所以傳輸電極的曝露部分會由於空氣中的水氣 和/或曝露在侵鈾性的大氣下之結果劣化和/或侵鈾而損 壞，造成斷接和很差的可靠度。 【發明內容】 因此’本發明係針對一種大致可以排除由於相關技術的 限制和缺點所造成的一個或以上之問題的液晶顯示裝置。 200923494 下面將說明本發明額外的特徵和優點，且部分會因說明 而清楚，或可藉由本發明的實施而習得。本發明之目的和 其他的優點將可藉由書面的說明所特別提出之結構，及其 申請專利範圍和所附的圖式而實行和達成。 爲了達成；些和其他的優點，及依照本發明之目的，具 體和廣泛地說明’本發明提供一種液晶顯示裝置，其中包 含具有共電極在其上之第一基板；耦合到第一基板之第二 基板’第二基板具有面對第一基板上的部分共電極之連接 電極’連接電極包含由金屬製成之下電極、形成於下電極 上且具有複數個接觸孔洞之絕緣層和在絕緣層上由氧化物 導體製成之上電極，上電極係經由複數個接觸孔洞電性連 接到下電極；及配置在該部分共電極和連接電極的上電極 之間，以將該部分共電極電性連接到連接電極的上電極之 複數個導電間隙構件。 在另一形態中，本發明提供一種液晶顯示裝置，其中包 含具有電極墊在其上之第一基板；耦合到第一基板之第二 基板，第二基板具有面對第一基板上的該電極墊之連接電 極，連接電極的上表面係由導電氧化物製成且具有複數個 凹槽；及配置複數個導電間隙構件在第一基板上的該電極 墊和第二基板上的連接電極之間，以將該電極墊電性連接 到連接電極，複數個導電間隙構件係散佈在連接電極上， 使得某些複數個導電間隙構件停置在連接電極的上表面之 該凹槽中，而某些複數個導電間隙構件則停置在其他區 200923494 域，而且與該電極墊和連接電極的上表面皆有接觸。 在另一形態中，本發明提供一種形成液晶顯示器的方 法，其中包含製備具有電極墊在其上之第一基板；製備具 有連接電極之第二基板’連接電極的上表面係由導電氧化 物製成且具有複數個凹槽；散佈複數個導電間隙構件在第 二基板之連接電極上；及親合第一基板和第二基板，使得 連接電極'面對第一基板上的該電極墊’並且使得某些複數 個導電間隙構件停置在連接電極的上表面之該凹槽中，而 某些複數個導電間隙構件則停置在其他區域，而且與該電 極墊和連接電極的上表面皆有接觸。 暸解到先前的一般說明和下面的I羊細說明係用於示範且 解說的，而且意欲提供如主張之本發明更進一步的說明。 【實施方式】 本發明之實施例將參考附圖說明。 第1圖爲示意地圖示液晶顯示器之平面圖。第2A圖爲根 據本發明實施例之液晶顯示器的部分平面圖。第2B圖爲沿 第2A圖的線π-Π所取之橫截面圖。下電極92係形成在 TFT基板1上。下電極92係由具有相當低電阻率的金屬形 成’如Al，Mo。絕緣層17係形成在下電極92上。再者， 上電極9 1係形成在絕緣層1 7上。上電極9 1係由抗侵軸材 料形成’如ITO (氧化銦錫），Zn◦或其他類似的材料。上電 極9 1和下電極9 2 一起構成傳輸電極9，其係用以當作連接 到共電極1 6之連接電極。複數個接觸孔洞！ 8係形成在絕 200923494 緣層17之中。上電極91經由接觸孔洞18連接到下電極。 例如，接觸孔洞爲尺寸係1 0 μιη X 1 0 μΐΏ的正方形。例如， 兩個相鄰接觸孔洞之間的間距約爲1 0 lam。 複數個導電間隙構件係被散佈在共電極1 6 (或電極墊，或 部分共電極）和上電極9 1之間。共電極1 6係經由導電間隙 構件8電性連接到傳輸電極9。此處，例如，最好藉由分 配器的方式，在TFT基板1和CF基板2耦合之前先將與導 電間隙構件混合之散佈材料配置在傳輸電極9上。此種方 法’使導電間隙構件8可以大致均勻地散佈在傳輸電極9 上。或者，可以使散佈材料配置在適當結構的共電極1 6(或 電極墊，或其部分）上之對應傳輸電極9之一位置，以確保 導電間隙構件8均句的配置。用以接合T F T基板1和C F 基板2之密封構件在接受固化之前可以先與導電間隙構件 8混合，而且可用以當作適當的散佈材料。 導電間隙構件8可以由具有導電塗層在其上之絕緣材料 形成。 如上所示，在本實施例中，因爲如IT Ο、ZnO之相對抗侵 倉虫的材料的導電氧化物材料係配置在由，如A1、Μ 〇之相對 容易被侵蝕之金屬所形成之下電極92上，所以傳輸電極9 可以相當地抵抗侵蝕性的空氣，因此，可以改善可靠度。 此外’因爲上電極91係經由形成在絕緣層1 7中之複數個 接觸孔洞連接到下電極9 2，所以由導電氧化物形成上電極 91，可以確實地附加在TFT基板上。 200923494 如第1圖和第2 A圖所示，密封構件1 9係被提供用以奉禹 合TFT基板1和CF基板2，以密封在其間之空間。例如， 下電極92可經由行進在密封構件1 9下方之下佈線93連接 到輔助電容線Ls。 因此，在本發明之一實施例形式中，如第3A圖所示，複 數個主動元件TFTs和分別連接到TFT s之複數個像素電極 PIX係形成在TFT基板1上。輔助電容線Ls與像素電極pIX 一起形成輔助電容C s。如第3 B圖所示，在本範例中，共 電極1 6係形成在C F基板上。輔助電容線L s可以電性連接 到共電極1 6。此種連接可以藉由上述的傳輸電極和導電間 隙構件建立。密封構件1 9密封TFT基板丨和CF基板2之 間的空間，而液晶係被塡充在此密封的空間之中。 此處，如第2B圖所示，共電極16係經由在第2B圖中 以’’ A ”表示之位置的導電間隙構件8電性連接到TFT基 板1的上電極91。但是，在第2B圖中以” B”表示之位置， 導電間隙構件8係停置在對應接觸孔洞1 8之位置。因此， 在接觸孔洞1 8位置中有很多的導電間隙構件8係不穩定 的’而且不能助成CF基板2的共電極16和TFT基板1的 上電極91之間的電性連接。若有許多此種導電間隙構件 8 ’則傳輸電極9和共電極1 6之間的接觸電阻就會增加。 第4A圖和第4B圖圖示本發明可以應付此潛在問題之另 一貫施例。第4 A圖爲根據本發明實施例.之液晶顯示器的部 分平面圖。第4B圖爲沿第4A圖的線IV-IV所取之橫截面 -10- 200923494 圖。與第2A圖和第2B圖所示之實施例相較’接觸孔洞的 尺寸和接觸孔洞的間隔被修正以降低上述之潛在問題。 第5圖爲接觸間隙比率和各種不同的電阻之間的關係 圖。示於水平軸之接觸間隙比率係兩個孔洞之間的橫向距 離（在垂直方向，或是在水平方向）對接觸孔洞的尺寸（橫向 尺寸）之比率。在本圖式中，接觸孔洞各自爲大致1〇Umxl〇 μιη之正方形，而且在垂直和水平方向等距配置。至於導電 間隙構件8，使用直徑爲5 # m之球形粒子。導電間隙構 件8每mm2約分佈1 30顆。兩個相鄰接觸孔洞1 8之間的橫 向間距隨參數改變。垂直軸表示電阻。圖中顯示下電極92 和共電極1 6之間的電阻，共電極1 6和上電極9 1之間的電 阻，及下電極9 2和上電極9 1之間的電阻。 藉由定義，當接觸間隙比率增加時，接觸孔洞1 8之間的 橫向間距增加，於是使得每單位面積之接觸孔洞數減少（非 導電面積增加）。因此，如第5圖所示，在此案例中，下電 極9 2和上電極9 1之間的電阻增加（參見曲線A)。另一方 面，當接觸間隙比率增加時，共電極16和上電極91之間 的電阻減少（參見曲線B)。這是因爲當接觸間隙比率增加 時，經由導電間隙構件8貢獻到CF基板2的共電極16和 TFT基板1的上電極9 1之間的電性連接之區域增加。下電 極92和共電極16之間的電阻展現在第5圖的曲線C，其 爲曲線A和曲線B的組合。因此，當接觸間隙比率從數値 1開始增加時’下電極92和共電極1 6之間的電阻會減少； -11- 200923494 當接觸間隙比率約爲3時，約達到其最小値；及當接觸間 隙比率約從3增加時，則開始增加。因此’當接觸間隙比 率約爲3時，下電極9 2和共電極1 6之間的電阻係最小的， 產生本範例最佳的接觸間隙比率。 第6圖圖示第5圖的水平軸轉換成接觸孔洞18的面積比 率圖。亦即，第6圖的水平軸爲接觸孔洞每單位面積的佔 據面積百分比（稱爲「接觸孔洞面積比率」）。根據第6圖， 當接觸孔洞面積比率從25 %的起始値減少時，下電極92和 共電極1 6之間的電阻會減少；當比率約爲7%時，達到其 最小値；及當接觸孔洞面積比率約從7%更進一步減少時， 則開始增加。因此當接觸孔洞面積比率約爲7%時，下電極 9 2和共電極1 6之間的電阻係最小的，提供接觸孔洞最佳的 面積比率。 第4A圖和第4B圖圖示接觸間隙比率約爲3之案例-即， 接觸孔洞面積比率約爲7 %。在本範例中’接觸孔洞1 8的 尺寸係1〇ΜΠΐχ10μιη之正方形’而且接觸孔洞在垂直和水 平方向之間的橫向間距係30 μπι。如第2Β圖之案例，藉 由” A ”指示之部分助成上電極9 1和共電極1 6之間的電性 連接，而部分” B”則沒有。因爲接觸間隙比率（和接觸孔 洞面積比率）係以上述之分析爲基礎作適當地選擇’所以在 同時提供給兩個基板的電性連接之抗侵蝕的和可靠的結構 時，下電極92和共電極16之間的電阻就可以作的夠低。 如第5圖和第6圖所示，當接觸間隙比率係約2到約6(即 -12- 200923494 接觸孔洞面積比率係約2%到約1 1%)時，下電極92和共電 極1 6之間的電阻明顯小於接觸間隙比率爲1 (接觸孔洞面積 比率爲25%)時的電阻値。根據設計需求和應用，在這些範 圍內的任何數値都可以被認定爲可接受和可期望的。 再者，當接觸間隙比率係約7時（當接觸孔洞面積比率係 約1 . 5 %時），下電極和共電極之間的電阻與接觸間隙比率爲 1(接觸孔洞面積比率爲25%)時的電阻相同。因此，根據設 計需求和應用，約1到約7之接觸間隙比率，或根據接觸 孔洞面積比率約1.5 %到約25%之範圍，都可以被接受而且 被考慮爲期望的結構。 在上述之實施例中，複數個接觸孔洞18係被相當均勻地 散佈在傳輸電極9的整個區域上。或者，接觸孔洞18可以 被提供在相對於傳輸電極9區域而選擇的部分區域中。此 實施例示於第7 A圖到第8 B圖。第7 A圖爲根據本發明實 施例之液晶顯示器的部分平面圖。第7B圖爲沿第7A圖的 線VII-VII所取之橫截面圖。第8A圖爲根據本發明實施例 之液晶顯示器的部分平面圖。第8B圖爲沿第8A圖的線 VIII-VIII所取之橫截面圖。在示於第7A圖和第7B圖的實 施例中，接觸孔洞1 8係在垂直和水平方向以1 0 um的間距 (在相鄰的兩個接觸孔洞之間）配置。在示於第8A圖和第8B 圖的實施例中，接觸孔洞1 8係在垂直和水平方向以30 pm 的間距配置。然而，如圖所示，在兩實施例中，在絕緣層 17中，存在有沒有接觸孔洞之區域（圖說在這些範例的中央 -13- 200923494 附近）。在這些實施例中，接觸孔洞形成之區域係圍繞沒有 接觸孔洞形成之區域。或者，根據設計需求和製造條件， 可以期望在靠近傳輸電極9的邊緣形成接觸孔洞形成區 域。 在上述各種不同的實施例中，導電間隙構件可以停置在 藉由接觸孔洞所形成的凹處/凹槽中。此特性可以有利地利 用’以大致均勻地分佈導電間隙構件在傳輸電極9上。亦 即，在這些凹槽中的導電間隙構件被限制其橫向移動，而 且可以當作位障，以防止不期望的大量導電間隙構件從傳 輸電極9上之期望區域脫逃。 第9A圖和第9B圖圖示本發明之另一實施例。第9A圖 爲根據本發明實施例之液晶顯示器的部分平面圖。第9B圖 爲沿第9A圖的線ixv-IXV所取之橫截面圖。相較於上述 的實施例’在本實施例中，在下電極92實際上連接到上電 極9 1之區域，係與上電極9 1經由導電間隙構件電性連接 到共電極1 6之區域個別提供。 如桌9 A圖和第9 B圖所示，佈線2 01和2 0 2，延伸自上 電極91’係提供在密封構件19下方。下電極92在絕緣層 17中亦形成複數個接觸孔洞之對應位置亦具有圖案。因 此’ ί布線20 1和202係經由位在密封構件1 9下方之複數個 接觸孔洞連接到下電極92。換言之，上電極91和下電極 9 2延伸到位在密封構件丨9下方之區域，而且在該區域經由 接觸孔洞1 8彼此相互連接，使得建立上電極9 1和下電極 -14- 200923494 92之間連接的區域，與導電間隙構件8散佈在傳輸電極9 上的區域位置分開。 至於此種結構，因爲在該區域之接觸孔洞而沒有凹槽’ 所以共電極1 6和上電極9 1之間的電性連接係建立在第9 B 圖整個區域上的部分” A ” 。因此，大致上所有的導電間隙 構件都貢獻到共電極1 6和上電極9 1之間的電性連接，而 且建立共電極16和上電極91之間的可靠連接。當上電極 9 1和下電極92在此區域沒有電性連接時，它們係經由形成 在絕緣層1 7中之接觸孔洞1 8，透過提供在密封構件1 9下 方之佈線20 1和202電性連接。因爲這些接觸孔洞係提供 在密封構件1 9下方，所以此種結構不需要額外的區域以建 立上電極9 1和下電極9 2之間的連接。因此，液晶顯示器 的橫向尺寸不需要增大。 在上述實施例中，接觸孔洞的形狀係方形的。但是，接 觸孔洞的二維形狀可以是圓形的，矩形的，或任何其他適 當的形狀。 如熟悉此項技術的那些人士所知本發明的液晶顯示裝置 可在不脫離本發明之精神或範圍下作各種不同的修正例和 變化。因此’期望本發明可以含蓋納入所附申請專利範圔 及其等效項之範圍中的修正例和變化例。 【圖式簡單說明】 第1圖爲液晶顯示器之示意圖示之平面圖； 第2A圖爲根據本發明實施例之液晶顯示器的平面圖； -15- 200923494 第2B圖爲沿第2A圖的線Π-ΙΙ所取之橫截面圖； 桌3Α圖爲不思地圖不用於液晶顯不器之TFT基板’ 第3B圖爲示意地圖示用於液晶顯示器之CF基板； 第4A圖爲根據本發明實施例之液晶顯示器的部分平面 圖， 第4 B圖爲沿第4 A圖的線IV -1V所取之橫截面圖； 第5圖爲圖示接觸孔洞間隙比率和各種不同的電阻之間 的關係圖； 第6圖爲圖示接觸孔洞每單位面積的面積比率和各種不 同的電阻之間的關係圖； 第7A圖爲根據本發明實施例之液晶顯示器的部分平面 圖； 第7B圖爲沿第7A圖的線VII-VII所取之橫截面圖； 第8A圖爲根據本發明實施例之液晶顯示器的部分平面 圖； 第8B圖爲沿第8A圖的線VIII-VIII所取之橫截面圖； 第9A圖爲根據本發明實施例之液晶顯示器的部分平面 圖； 第9B圖爲沿第9A圖的線ιχν·ιχν所取之橫截面圖；及 第10圖爲傳統液晶顯示器中之傳輸電極及其周圍結構 之橫截面圖。 【主要元件符號說明】 1 TFT基板 -16- 200923494 2 CF基板 3 液晶 4 偏光片 5 偏光片 8 導電間隙構件 9 傳輸電極 11 密封構件 14 濾光片 15 黑色矩陣 16 共電極 17 絕緣層 18 接觸孔洞 19 密封構件 9 1 上電極 92 下電極 93 下佈線 201，202 佈線 -17-

Claims (1)

1. 200923494 十、申請專利範圍： 1. 一種液晶顯示裝置，包含： 第一基板，具有共電極在其上； 稱合到第一基板之第二基板，第二基板具有面對第— 基板上的部分共電極之連接電極，連接電極包含由& m 製成之下電極，形成在下電極上且具有複數個接觸孔洞I 之絕緣層，和在絕緣層上由氧化物導體製成之上電極， 上電極係經由複數個接觸孔洞電性連接到下電極；及 配置在該部分共電極和連接電極的上電極之間，以將 該部分共電極電性連接到共電極的上電極之複數個導電 間隙構件。 2 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中上電極的 側表面在一般對應絕緣層中之接觸孔洞的位置具有凹 槽’複數個導電間隙構件在凹槽區域以外之位置，與該 部分共電極和連接電極的上電極接觸。 3 _如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中複數個接 觸孔洞各自具有大致正方形的形狀，而且在橫向以大致 固定的間距配置，接觸孔洞的側邊長度對兩相鄰的接觸 孔洞之間的距離之比率係約1到7。 4.如申Sra專利範圍第3項之液晶顯示裝虞’其中該比率係 約2到約6。 5 .如申請專利範圍第3項之液晶顯示裝虞，其中該比率係 約3。 -18- 200923494 6 ·如申g靑專利範圍第1項之液晶顯不裝置，其中接觸孔洞 相對單位面積的佔據面積百分比係約1 .5%到約25%。 7 .如申請專利範圍第6項之液晶顯不裝置，其中該百分比 係約2 %到約1 1 %。 8 ·如申請專利範圍第7項之液晶顯示裝置，其中該百分比 係約7 %。 9 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中在面對第 一基板的表面上，第二基板還包含複數個主動元件和分 別連接到主動元件之複數個像素電極，及 其中連接電極的下電極係連接到輔助電容線，而輔助 電容線提供以與像素電極一起形成電容。 1 0.如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中還包含密 封第一基板和第二基板之間的空間之密封構件，連接電 極的上電極係經由在藉由密封構件所界定之區域外部的 導電間隙構件電性連接到該部分共電極。 11.如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中還包含密 封第一基板和第二基板之間的空間之密封構件，至少某 些該複數個接觸孔洞係形成在絶緣層中之對應部分該密 封構件的位置。 1 2 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該上電極 係由透明導電氧化物形成。 1 3 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該上電極 係由氧化銦錫（IT 0)形成。 -19- 200923494 1 4 _如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該接觸孔 洞係以矩形形成。 1 5 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該導電間 隙構件係大致爲球形’而且該接觸孔洞之面積大於導電 間隙構件之直徑。 1 6.如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該接觸孔 洞係正方形，矩形，和圓形其中之一。 1 7 . —種液晶顯示裝置，包含： 第一基板，在其上具有電極墊； 耦合到第一基板之第二基板，第二基板具有面對第一 基板上的該電極墊之連接電極，連接電極的上表面係由 導電氧化物製成且具有複數個凹槽；及 配置在第一基板上的該電極墊和第二基板上的連接 電極之間，以將該電極墊電性連接到連接電極之複數個 導電間隙構件’複數個導電間隙構件係散佈在連接電極 上’使得某些複數個導電間隙構件停置在連接電極的上 表面之該凹槽中’而某些複數個導電間隙構件則停置在 其他區域’而且與該電極墊和連接電極的上表面皆有接 觸。 1 8 . —種形成液晶顯示器的方法，包含·· 製備第一基板，在其上具有電極墊； 製備具有連接電極之第二基板，連接電極的上表面係 由導電氧化物製成且具有複數個凹槽； -20- 200923494 散佈複數個導電間隙構件在第二基板之連接電極 上；及 耦合第一基板和第二基板，使得連接電極面對第一基 板上的該電極墊，並且使得某些複數個導電間隙構件停 置在連接電極的上表面之該凹槽中，而某些複數個導電 間隙構件則停置在其他區域，而且與該電極墊和連接電 極的上表面皆有接觸。 -21 -