TW476861B - Liquid crystal display device - Google Patents

Description

476S61--_ 一#告本卜__ 五、發明說明（1) 本發明係有關於一種液晶顯示裝置，特別是關於一種 製造製程被簡化的配向分割型液晶顯示裝置。 習知液晶顯示裝置被廣為所知，其中採用扭轉向列系 統成垂直配向系統。然而，該等系統之液晶顯示裝置，有 度根據視角而不同的問題，因在電壓施加時液晶層的中間 層之液晶分子的配向方向，在晝素中是一致的，且因此引 用配向分割型液晶顯示裝置，作為改進此視角特性的方 法。在此，配向分割型液晶顯示裝置為一種技術，藉由將 一畫素分割成複數個區域，並使在各個區域中，中間層之 液晶分子的配向方向不同，使得各區域的視覺特性彼此補 償，以得到廣視角特性。 第1圖係顯示根據習知技術（第一習知例：日本專利公 開公報編號第He i-l 0-20 323號）的配向分割型液晶顯示裝 置之剖面圖。而第2圖為其平面圖。 如第1圖中所示，開關元件包括一閘極電極4〇3，一 閘’極絕緣膜404 ’ 一半導體層405，一汲極電極406，和 一源極電極4 0 7。該開關元件和一晝素電極4 〇 8，其電性地 連接至源極電極4 07，被配置在一基板4 〇ι上。在晝素電極 408上提供一開口 409，其成為配向分割之區域的邊界。在 開口 40 9下’提供一控制電極4n。編號424顯示鈍化膜， 而編號425顯示彩色層。又，編號42 6和427顯示光學膜。 在相對基板40 2上，提供一共電極412。此共電極4 12 不需要開π。形成配向膜413和414在各個基板4〇1和4〇2 上’作為各個基板的頂層，且該配向膜41 3和41 4夾住液晶

第5頁 476861 五、發明說明（2) 分子415 °藉由在控制電極411上施加電壓，在開口4〇9的 邊緣和畫素電極408的邊緣產生一斜向電場。液晶分子415 的配向方向被該斜向電場分割，其產生的方向和00開口 4〇9 的邊界不同。 如第1圖中所示之液晶分子的配向方向，顯示液晶分 子415的配向方向，主要存在於液晶分子層的中心層。在 此時藉由實行紫外線照射，預先被添加至液晶分子Θ41 5的 小量之紫外線烘烤單體或募體，被聚合而變成聚合物 416。 α 該聚合物4 1 6依循液晶分子4 1 5在紫外線照射時的配向 方向’以確疋其即使當無電壓施加在控制電極Οι上時的 形式。此外’因聚合物4 1 6量很小，液晶分子在電壓施加 時只在昇起的方向上調節，而傾斜度依據所施電壓而改 變。因此，不需要在驅動時施加電壓至控制電極41 i，且 可只施加電壓至晝素電極408來實行顯示，因而只對晝素 電極4 0 8施加即可顯示。 在如第2圖中所示之平面圖中揭露一範例，其中結構 係由開口 5 0 3和控制電極5 0 1相鄰排列，而架構成γ字型所 形成。當貫行一預設滚刷時，和當實行上述配向分割的製 私時’被分割成四塊的T N配向以此架構形成。 在關於此所揭露之技術中的控制電極之範例，有一說 明，其中控制電極以和閘極電極之相同層形成，其中來自 畫素之不同的電壓，在當製造裝置時，被施加至控制電極 上然而’並未對其導線方法和如何延長端點作說明。

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五、發明說向（3) 為了實行液晶分子的配向控制而加入控制電極的技 術，在如第一習知例之日本專利公開公報編號第 Hei-1 0 -2032 3號作說明，亦在日本專利公開公報編號第 He i -7 - 1 3 1 64號，日本專利公開公報編號第He i - 7 - 1 99 1 90 號，日本專利公開公報編號第He i-7-23 00 97號，以及日本 專利公開公報編號第He i ~8- 76 1 2 5號中揭露。該等技術和 第一習知例之間不同之特別點為，不是在當裝置製造時， 而是在顯示器驅動時，施加預設電壓。 第2圖所不為在日本專利公開公報編號第 He 1 -7- 1 99 1 9 0號中所揭露的技術之平面圖（第二習知例）。 請參照第3圖，控制電極60 1 (參照在上述文獻中的配 向控制電極）具有一結構，其環繞晝素電極6〇2週邊，以藉 由=晝素電極60 2和控制電極6〇1的各邊緣產生特定斜角^ 電場，控制液晶分子的配向方向。關於各電極和施加電壓 ，位置關係之設定，主要有二種型式。第一種設定為一電 極配置，其控制電極被配置成畫素電極的下層，且X字型 2開口 603被配置在相對基板上的共電極中。在此结構 :丄控制電極被並聯地連接至共電極的輸入端點，且被設 ^在和共電極相同的電壓。第二種設定為一範例其X ^電極開口 6 03被排列在畫素電極6〇2中，使得控 6〇1被配置成畫素電極上方的一層。 制φ至於在此結構中的電壓施加設定，有一說明，其中控 共電極之間的有效電位I，被設定成大於顯示電 %電極之間的有效電位^ ’而並未對其導線或延長端

第7頁 五 、發明說明（4) ::方法作說明。也就是說，在與畫素電極 的笱日日n,^LLL 制電位的情況，沒有關於連接社構

Hei 7 ；3 4 Λ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ Ε Ϊ 相同。 曰本專利公開公報編號第Hei-8-761 25號 接著，參照第4圖，鲟日日A a + #

Hei~^23009 7號中所描述在曰。本/利f開公報編號第 太女 的技術。印參照第4圖，被配置 此i: 制電極701 ’被連接至開極導線7“。由 加^ μ #甲1極導線704相同的電&，在此架構中，被施 加至控制電極7 0 1。 如上所述，關於在當顯示器被驅動時，施加 的液晶顯示裝置，揭露-結構，其藉由連接控制電 極至共電極或閘極電位，以施加電壓。 a “、、：而’在上述各個習知例的情況下，控制電極變成設 電極或閘極電極相同的電位。因此，難以設定斜 二笔％，以控制液晶分子的配向方向至最佳空間。也需要 構該控制電極，使此最佳斜向電場容易設定。

本發明的目的之一，在提供一種配向分割型液晶顯示 裝置，其製造方法被簡化。 、，根據本發明之液晶顯示裝置，包括二片玻璃或其他材 料製成的基板，一液晶層，夾置於該等基板之間，且一閘 極&點（1 0 5 ) ’ 一閘極導線（J 〇 4 )，一控制電極（J 〇 6 )，和 一及極端點（1 0 7 )被配置在液晶層上。該液晶顯示裝置進

第8頁 476861 五、發明說明（5) 一步包括一控制電極之控制電極端點，在與該 關的情況，使得此架構的特性為二” ' 兮闡；^再W将〖生為包括該控制電極端點， 板的外側上。 物破配置在基板面 m Ϊ該液晶顯示裝置中，該控制電極端點，纟該控制電 ΞΪ 間極端點（105)所被配置的側邊之相對側，而 =開：導線(m)交叉之外部側上的一線之後^配置 ίίϊΐίΓ及；端點所存在的端點部份。該端點部份可 被配置至基板面板的二外側上。 :^在該基板面板的外側上之每列提供該控制電極端 點，其與該閘極端點所被配置之處不同側。 :=提供該控制電極端點至該閘極導線和/或該閘極 端所被配置之層的相同或不同層。 :控制電極可具有包括一個二γ字型結合之結構的格 卞結構。 可在當液晶顯示裝置製造時和/或在驅動肖，施加不 :於包括該閘極端點和没極端點之其他端點之電壓，至控 =電極端點，使其可調節在液晶層中之液晶分子的昇起； 向〇 在上述根據本發明之液晶顯示裝置中，各個控制電極 的控制電極端點，被配置在外側，不與該閘極導線交叉， 且包括該閘極端點，汲極點，和控制電極端點之端點部 伤，被配置在基板面板的外側。 在此架構中，可施加任意電壓至控制電極上，使得配

4/6861 五、發明說明（6) = 向電場可被設定在最佳強度。㈤此，可適 和閘極導線f重ί外可3制電極(包括導線和端點) 的液晶顯示裝置製ί “可=短：：^，以創造良好 裝置更多端點延長，端點部 =比-般：晶顯示 非顯示部份的面積最小*。因此由成，以使 小。此外，變得可將閘極端點和控：製 侧，使得在當使用一~ 點配置在相同 點的輸出之驅動器時的产、7下，t J的輸出和控制電極端 以’可使驅動器的數目變而刀別配置。所 驟。 降低貼附驅動器的製程步 為讓本發明之上述和其他目的、 顯易懂，下文特舉一較# ^ 将徵、和優點能更明 細說明如下： 乂佳貝鉍例，並配合所附圖式，作詳 圖式簡單說明： 第1圖係顯示第一習曰 面圖； 、矣例的液曰曰顯示裝置之結構的剖 第2圖係顯示第_習知例的液 面圖； 貝不裝置之結構的平 第3圖所示為第二習 面圖； 例的液曰，示裝置之結構的剖 第4圖所示為第三習知例的 面圖； 不裝置之結構的剖 第5圖係顯示根據本 、也例的液晶顯示裳置

第ίο頁 476861 五、發明說明（7) 2平面圖，其顯示在各個排列在整個晝素中的控 、准持在相同電位的情況下，導線結構的範例. ^圖係顯示根據本發明第二實施例的液晶顯示裝置 以一結構範例’’應至獨立電位被施加至 矩陣排列之畫素的各列之情況；以及 之平Γ岡圖所甘示為根據本發明第三實施例的液晶顯示裝置 以顯示一結構範例’制至獨立電位被施加至 矩陣排列之畫素的各列之情況。 符號說明： 極制電極；102~控制電極連接部份；103〜控制電 二=問極導線；105〜問極端點；106〜沒極導線； 1二没極端點；108〜畫素電極；109〜端點部份；11〇〜顯示 點刀μΓ板框架；20卜控制電極；202〜控制電極端 =二204〜閘極端點；207〜端點部份；2〇8端點部份；3〇卜 ^ ^電極，3 0 2〜控制電極端點；3 0 4〜閘極端點；3 0 8〜端點 刀，310面板框架，4(Π〜基板；402〜基板；4〇3〜閘極電 1 ; 404〜閘極絕緣膜；4〇5〜半導體層；4〇6〜汲極電極； 407.〜源極電極；4〇8〜畫素電極；4〇9〜開口； 4ιι〜控制電 =,41 2〜共電極；41 3〜配向膜；41 4〜配向膜；415〜液晶分 子；416〜聚合物；424〜鈍化膜；425〜彩色層；426〜光學 膜’427〜光學膜；5(Π〜控制電極；5〇2〜畫素電極；5〇3開 口； 50 4〜閘極電極；505〜閘極導線；5〇6〜汲極電極；5〇7〜 汲極導線，5 0 8〜源極電極；6 〇丨〜控制電極；6 〇 2〜畫素電 極；60 3〜開口； 7(Π〜控制電極；704〜閘極導線。 ΕΗΙ 1^^丨 476861 五、發明說明（8) 貫施例： 、 接著，參照所附圖式，說明根據本發明之一實施例的 液晶顯示裝置。第5，6，和7圖所示為根據本發明之一實 施例的液晶顯示裝置之平面圖。 ' 在根據本實施例的液晶顯示裝置中，以下内容包括已 揭露之關於控制電極的導線結構和電位設定之技術·，，控 制電極（導線）與在相對基板上的共電極並聯地連接，且維 持在和共電極相同的電位"或"控制電極連接至閘極導線， ^維持在和閘極導線相同的電位”。然而以下所述内容， 二f本發明中首次揭露的技術，且為本發明的特點：”在 :電極設定為獨i電位時的,障況下 別是端點結構延長。 僻付 導繞f 5屏二t7圖的結構’特別地，可對應至形成閘極 ^、線之層和开）成控制電極之層為㈣層⑺時形成）的 况’而控制電極（句括墓 月 FI & Μ 括線和端點）和閘極導線不交叉。 第5圖係顯示根據本無 置的平而Ft 士— 知月I弟 貝施例之液晶顯示裝 圖 本貫施例所示為一導唆姓槿的铲办丨 如k 所有晝素配置的控制雷炻1Λ1 士等線、、、°構的靶例’在當為 本實施例之液晶顯亍裝維持在相同電位的情況。 1 〇2，控制電極端點]η\裝置匕括.控制電極連接部份 極導線m，&極端點m閘==，閘極端f 〇5 ’〗及 顯示部份110，4 Λ旦素電極108，端點部份109， 和面板框架1 1 1。 在當相同電4立 大 之前，如镇―：1,在配向分割的製程中 476861 五、發明說明（9)

He 1-10-20323號中，施加至所有晝素的控制電極的情況 下’此導線結構為最佳。各個控制電極被連接至在外側的 一線’其為閘極端點1 〇 5所在之側的相對側，其結構不與 問極導線1 0 4父又’其結構特點為控制電極端點的排列， 其中該線延伸至及極端點1 〇 7所存在的端點部份。端點部 份1 0 9被配置在面板的外側的二側。 其次’根據本發明之第一實施例的液晶顯示裝置之結 構’如第5圖中所示，進一步參照第2圖中所示之平面圖和 第1圖中所不之剖面圖作說明，其用以解釋習知技術。在 本第一實施例中，技術等同於第一習知例之日本專利公開 公報編號第Hei-10-20323號的技術，除了對應於控制電極 之導線連接和端點延長的結構以外。 在由如玻璃等製成之透明基板4 〇1上，由單層或多層 金屬如Cr或ITO形成之閘極電極4〇3(5〇4)，閘極導線 1 0 4 ( 5 0 5 )，閘極端點1 〇 5，控制電極1 〇 1 ( 411，5 〇 1 )，控制 電極連接份1 02，和控制電極端點丨〇 3，以濺鍍和光阻製程 形成。以CVD(化學氣相沈積），形成氮化矽和氧化矽二層 形成的閘極絕緣膜404，作為頂層。此外，以CVD和光阻製 程，形成由非晶矽（a - S i，n + a - S i )形成的半導體層，然後 以錢鑛和光阻製程，形成由單層或多層金屬如Cr4IT〇所 形成的汲極電極40 6 ( 506 )，源極電極40 7( 508 )，汲極導線 1 06 ( 50 7 )，和汲極端點1〇7。到此為止的製程，形成閘極 導線和汲極導線，與位在各個交叉點上的開關元件。 接著，以濺鍍和光阻製程，形成由透明導電膜如丨τ〇

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所形成的晝素電極108(4〇8，502 )。此時，形 彻（50 3 )，使得控制電極存在，料配置在此開一口歼之下的 較低層。以CVD(化學氣相沈積），形成氮化矽形成的鈍化 膜424，作為頂層。各電極的端點在基板的最上層表面應 為導通的，所以，用適當的㈣除去用作為頂層^的絕緣〜 膜0 然後，說明關於配置在相對側的基板之結構。在由如 玻璃等製成的透明基板402上，形成色彩層425以作彩色顯

示。以濺鍍形成作為頂層之透明導電膜，在此妓 由I TO形成。 、 形成由有機膜如聚醯亞胺製成的配向膜413，414，作 為基板401和基板4 02的最上層，接著做配向製程。在此使 用聚醯亞胺JALS - 428USR公司的商品名），並實行滾刷。 然後，基板401和4 02，其配向膜的表面彼此相對，被配置 成平行而維持一定間隙，使得液晶材料被填充至其間的空 ，。液晶材料由液晶分子41 5和小量的紫外線烘烤單體或 寡體。在此情況下，使用例如zu—4792 (Merck公司的商 品名）之液晶材料，其介電常數非等向性為正，且加入 ZLI-4792之1.0%重量的紫外線烘烤單體K a γ PET-30 (Nihon Kayaku公司的商品名）。在此時可加入一起 始劑（例如，單體5%重量之Uugan〇x 9〇7(商品名））。

+接著，說明實行配向分割的製程。如第5圖中所示， 可藉由在控制電極端點上施加一電壓，而施加均勻電壓至 所有畫素配置之控制電極。更明確地，施加各個電壓至各

第14頁 ι/υοο丄 五、發明說ό月（u) =’使得控制電極變成十分之幾伏特，且共電 η ϊί， 極導線變成"0"伏特。在不同方向，沿著門 的，界’發生斜向電場，其調節液晶分子415的配向； 向，使得配向被分割成如第i圖中所示。此時，

實行紫外線照射，該紫外線烘烤單體或寡體自J 1 i x合物416。此聚合物416基於在照射紫外線時液曰曰 二取人f向，且即使在無電壓施加至控制電極時亦成型。曰 =純6的量…液晶分子，其根據施加電壓： ，&化，只在電壓施加時昇起的方向調節。所以，在驅 要施加電壓至控制電極，且可僅藉由電壓施 素電極而顯示。 光學膜426 ’427被貼附至基板4〇1和4〇2外 ^光學膜由偏導板，或偏導板加光學補償膜= ^此，，貼附至基板之偏導板的吸收軸，被配置成 ^叉。此，其各被配置成使得各基板的滾刷方向成直角 在本發月的液曰曰顯示裝置中，可對控制電極設定任音 電壓，使得配向分割可適夺士 — . ^ ^ 或控制電極連接部份不=地二。閘極導線和控制電極 ^ lL . 交叉’因此可控制由於短路的缺 控制電極端點被配置在和汲極端點相问的端里占 部份，因此，可減小面板框架至最小。 的端點 雖然，在本實施你丨+ _ 但可藉由使用液晶材料二“貫行TN配向系統的配向分割’ MLC-6608)，其介電常』，由肋1^公司所製造的 吊數非等向性為負，和垂直配向膜（例

476861 五、發明說明（12) 如JSR公司所製造的JALS-682)，作為配向膜，而應用垂直 配向系統的配向分割。此外，雖煞控制電極以和閘極導線 或閘極電極之相同層形成，即使其在不同於閘極導線或閘 極電極之層（上層或下層）中形成，亦可得到相同效果。 第6圖係顯示根據本發明之第二實施例之液晶顯示裝 置的平面圖。本實施例顯示一結構，對應至獨立雷壓施 至以矩陣排列之畫素的各列之情況。#各列的畫 極性反轉的情況下，如閘極反轉驅動系統，其可反轉各列 控制電極的極性，以作對應。各控制電極端點2〇2的排列 之特點為控制電極201的導線，其延伸至閘極端點2〇4所被 配置的一側之相對側。端點部份2〇8被配置在面板的三 側。 一 本發明之第二實施例進一步參照第6圖中所示之 ，作說明。此與第一實施例相同，除了控制電極的連 端點延長結構，由紫外線烘烤單體或寡體固定液晶八 配向（在此不添加外線烘烤單體或寡體至液晶，但刀 i ί第一實施例實行配向固定），和關於電壓施加的方法 被配ίίϊΓ圖’控制電極端點202 ’其具有端點部份 被配置在相對於閘極端點2 一 之畫素的各列之控制雷炻貝1上一τ對以矩陣配置 (一種對每例扠疋電壓。實行閘極線反轉驅* a素電極的電位極性作反轉 施加對應於共電極的φ > 旺忭汉褥的驅動方法）。 自！U 電位之正極性自+1.^至+ ^和負 自-1，5V至-5V至書夸番^ π貝極4 一素電極上，實行灰度顯示。當晝素

4/t)Stn 五、發明說明（13) Ξ具’施加對應於共電極的電位+i2v至控制電 二=ΪΓ具有負極性時，施加-i2v至控制電】 以1配=割。獨立電位設定可造成有效的配向分割。 容，除了在第二—貫鞑例作比#交’顯示相同的内 大面板框架以端點部圆位在三側的較 動器可對鹿和鬥代，、果則維持一樣。控制電極之驅 發成本。' w τ 1電極之驅動器—樣的間距，而可降低開 實施ΓΛ所Λ\根據本發明之第三實施例的平面圖。本 圖中之Ϊ 一乂 J對應至當獨立電位施加至’以與第6 的延伸，至和二二構的不同點’在控制電極3〇1之導線 ^ 甲]極端點3 0 4所配置之側的相同側，以及gp 也就是說，本第三實施例具有控制 接和延長端點的不同結冑’其他點和第二實施例 在第二實施例的結構中，面板框架 部份208而較大。因此，在此結構中/、广側上具“點 配置在閘極端，_4所在的端點部份。工電極端點302被 告I π ί，此藉由交替地配置控制電極端點和閘極端點，_ 二;=!:端點之L的交又被消除，以具匕在：

制電極的情況下，使用具有閉極輸出和控制電極輸出：J 第17頁 476861 五、發明說明（14) 的驅動器。藉由使用具有窄端點間距的驅動器，可比第二 實施例降低驅動器的數目（驅動器之連接的數目）。面板框 架可被限制在最小尺寸。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當 視後附之申請專利範圍所界定者為準。

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Claims (1)

1. 一基板，由玻璃或其他材料製成，· 二液晶層，夾置於該等基板之間； 點、一閑極導線、一控制電極和-汲極端 記置在該液晶層上；以及 1 1:=;!電極端點，在與該間極導線無關的 邻广端點，該閉極端點，和該汲極端點 ί伤，被配置在基板面板外側的側邊上。 :凊專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中 各：ΐ f配置在閘極端點所被配置的側邊之相對 至一綠^ ί在不與該閘極導線交叉之外側， 部广兮ΐ之後被配置以延伸至該汲極端點所存在 77該鳊點部份可被配置至基板面板的外側的二 3申明專利範圍第i項所述之液晶顯示裝置， ί板面板的外側上之與該閘極端點所被配置之處不 的每列，提供該控制電極端點。 罝之處不 t申請專利範圍第1、2或3項所述之液晶顯示裝 、在與該閘極導線和/或該閘極端點所被配置之 或不，的層中，提供該控制電極端點。 臼 如申明專利範圍第1、2或3項所述之液晶顯示 中該控制電極具有一包括一個二Y字型結合所^ & 的格子結構。 所形成 如申請專利範圍第丨、2或3項所述之液晶_示裝 476861 六、申請專利範圍 置，其中在液晶顯示裝置製造時和/或在驅動時，施加獨 立於包括該閘極端點和汲極端點之其他端點之電壓，至該 控制電極端點，使其可調節在該液晶層中之液晶分子的昇 起方向。

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