TW476861B - Liquid crystal display device - Google Patents
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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)
- 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。第20頁
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