TW482910B - Liquid crystal display device - Google Patents

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TW482910B
TW482910B TW087116560A TW87116560A TW482910B TW 482910 B TW482910 B TW 482910B TW 087116560 A TW087116560 A TW 087116560A TW 87116560 A TW87116560 A TW 87116560A TW 482910 B TW482910 B TW 482910B
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liquid crystal
layer
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TW087116560A
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Kazuyoshi Fujioka
Takayuki Shimada
Original Assignee
Sharp Kk
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Description

482910 _案號87116560_年月曰 修正_ 五、發明說明（3) 發明背景 1 .發明範圍 本發明有關於液晶顯示裝置（以下稱為LCD裝置），例如 可用於電腦及文字處理器。 2 .前案說明
習知上，主動矩陣LCD裝置是已知的。一主動矩陣LCD裝 置包括：一主動矩陣基板；一相對基板，及一液晶層’作 為主動矩陣基板與相對基板之間設置的顯示媒介。主動矩 陣基板包括切換裝置如薄膜電晶體（以下稱為TFTs)及像素 電極，二者都可設置在矩陣中。相對基板包括一相對電 極，亦可再包括一色彩過濾器。主動矩陣基板及相對基板 用密封元件組合在一起，該元件由沿著其周邊設置的密封 材料形成，而且其間有一規定間隙。 參考圖1的LCD裝置100的上視圖，其顯示具有：主動矩 陣基板2 0 0，相對基板3 0 0，及密封元件1 03。密封部分僅 在此作代表性續示，它是一個立體區域由密封元件1 0 3 (斜 線部分）界定。密封部分的立體範圍在LCD裝置100的上與 下之間，以垂直於圖1紙面的方向延伸。密封部分的平面 範圍則由密封元件1 0 3限制。名詞晶胞厚度表示組裝後主 動矩陣基板與相對基板間的距離。
在主動矩陣LCD裝置的一已知類型中，主動矩陣基板包 括：一中間層絕緣層用以覆蓋TFTs，諸閘極信號線用以供 應一掃瞄信號以控制TFTs，及源極信號線用以供應一顯示 信號。像素電極位於中間層絕緣層上，因此像素電極與 TFTs，閘極信號線及源極信號線重疊。在這種結構中，
O:\55\55217.ptc 第6頁 2001.11.23.006 482910 _案號87116560_年月曰 修正_ 五、發明說明（4) LCD裝置的區域不包括具有TFTs，閘極信號線及源極信號 線的區域，可以完全當成孔徑使用用以顯示。因此增加數 值孔徑，藉以改善顯示器的亮度。 用中間層絕緣層來補償一結構的不平均表面，其由大致 具有約0 . 3 μ m厚度的閘極信號線，大致具有約0 · 3 // m厚度 的源極信號線，及大致具有約1 // m厚度的TFTs等形成。也 用中間層絕緣層來減少像素電極與閘極信號線間的寄生電 容，以及減少像素電極與源極信號線間的寄生電容。中間 層絕緣層大致上藉由塗上一基板而形成，其上面具有上述 結構，並藉由旋塗形成具有介數常數約E = 4的壓克力光感 樹脂膜。中間層絕緣層需要具有約3 // m或更大的厚度以達 成上述目的。 藉由旋塗形成一膜時，約5 %的膜厚誤差是無法避免的。 例如當膜的平均厚度設定為3 // m時，膜厚即具有0. 3 // m的 極大偏差。 中間層絕緣層一般位於密封部分以及顯示區域中。理由 是從密封部分直接去除中間層絕緣層會在晶胞厚度中產生 0. 3 // m的誤差。通常LCD裝置製程中晶胞厚度不均一性的 公差是0 . 5 // m。該0 . 3 // m的誤差，其對應約6 0 %的公差， 使得很難在製程中控制晶胞厚度。雖然中間層絕緣層的厚 度在廣大區域中是不均一的，但是藉由在主動矩陣基板與 相對基板之間提供間隔物即可作到均一。 例如以下元件如閘極信號線與源極信號線及TF T s形成具 有高度表面變化的不均勻結構，這是因為這些元件的高度 或厚度差所致。
O:\55\55217.ptc 第7頁 2001.11.23. 007 482910 _案號87116560_年月曰 修正_ 五、發明說明（5) 在無中間層絕緣層LCD裝置中，晶胞厚度是不均一而這 是不好的，因為主動矩陣基板及相對基板具有不平均的表 面，這是因為具有不同厚度的元件如TFTs，電極及色彩過 濾器。已知可藉由提供上述元件的最佳條件而避免不良的 不均一晶胞厚度。通常作出的晶胞厚度是不佳的非均一， 這是指正常排列的元件如閘極線及源極線，像素電極及 T F T s之中有數微米的厚度差。反之，作出的晶胞厚度是不 佳的非均一，這是指元件是隨機排列的，其間距高達數毫 米（如連接驅動器I C s的圖樣，以及供應信號到相對電極的 端點），因為主動矩陣基板及相對基板的基板，其一般由 玻璃形成，在與元件的改變高度一致時會產生扭曲。 即使在包括中間層絕緣層的L CD裝置中，主動矩陣基板 的表面仍不是完全平坦的。因為玻璃基板的中間層絕緣層 的高度大致是由中間層絕緣層下面的元件高度所決定的， 中間層絕緣層的上表面的平坦度是由相鄰元件間的區域所 決定，該等元件填有中間層絕緣層。尤其是在密封部分， 不平均的結構的表面會因為連接驅動器I C s的圖樣及相對 電極的端點而變的更不平均，其係隨機排列而間距高達數 毫米。因此晶胞厚度可能是非均一而這是不良的。 在密封部分中，在晶胞厚度的影響程度是根據元件間的 高度差而變化。至於主動矩陣基板的許多側邊的每一者， 相鄰元件間數毫米的高度差，其發生在垂直於主動矩陣底 材的一已知側邊上，不會產生不好的非均一晶胞厚度，只 要類比的高度差大致完全出現在密封部分中。對比下，兩 者相鄰元件間數毫米的高度差發生在與主動矩陣基板的已
O:\55\55217.ptc 第8頁 2001.11.23.008 482910 _案號87116560_年月曰 修正_ 五、發明說明（6) 知側邊的平行處，會因為以下理由而產生不好的非均一晶 胞厚度。當高度差發生在與主動矩陣基板的已知側邊的平 行處，基板即不能即形。因此晶胞厚度隨著作為槓桿支點 的較高元件而變化。尤其是當接近顯示區的元件高於其他 元件時，晶胞厚度的非均一性對於顯示品質更有極為不良 的影響。 發明概述 根據本發明之特徵，一種液晶顯示裝置包括：一第一基 板；一第二基板；一液晶層插置在第一基板與第二基板之 間；及一密封元件，由一密封材料形成用以限制第一基板 與第二基板間液晶層，密封元件界定一密封部分。第一基 板包括：眾多閘極信號線，眾多源極信號線，眾多切換裝 置，位於眾多閘極信號線與眾多源極信號線交叉點附近， 眾多像素電極，透過眾多切換裝置而分別接至眾多源極信 號線，及一中間層絕緣層，設置在眾多像素電極之下並覆 蓋眾多切換裝置，眾多閘極信號線及眾多源極信號線。第 二基板包括一相對電極，與眾多像素電極相對並以液晶信 號插置其間。第一基板包括中間層絕緣層之一部分，以及 密封部分中被中間層絕緣層覆蓋之眾多端點。中間層絕緣 層之凸出部分沿著其上表面之極大高度大約為0 · 5 // m或更 少 〇 在本發明之實施例中，眾多端點排列成使得兩個相鄰端 點間之距離，在平行於主動矩陣基板之已知側邊之方向 中，小於約1 0 0 // m。 在本發明之實施例中，眾多端點中之最大高度差約為
O:\55\55217.ptc 第9頁 2001.11.23.009 482910 _案號87116560_年月曰 修正_ 五、發明說明（7) 0 · 5 μ m或更小。 在本發明之實施例中，眾多端點包括信號輸入端點。 在本發明之實施例中，眾多端點更包括偽端點。 在本發明之實施例中，中間層絕緣層具有約3 // m或更大 的厚度。 根據本發明之另一特徵，一種液晶顯示裝置包括：一第 一基板；一第二基板；一液晶層插置在第一基板與第二基 板之間；及一密封元件，由一密封材料形成用以限制第一 基板與第二基板間液晶層，密封元件界定一密封部分。第 一基板包括：眾多閘極信號線，眾多源極信號線，眾多切 換裝置，位於眾多閘極信號線與眾多源極信號線交叉點附 近，眾多像素電極，透過眾多切換裝置而分別接至眾多源 極信號線，及一中間層絕緣層，設置在眾多像素電極之下 並覆蓋眾多切換裝置，眾多閘極信號線及眾多源極信號 線。第二基板包括一相對電極與眾多像素電極相對並以液 晶信號插置其間。第一基板，包括中間層絕緣層之一部分 及密封部分之中被中間層絕緣層覆蓋之眾多端點。中間層 絕緣層沿著其底面之極大深度差約為0 . 5 /z m或更少。 在本發明之實施例中，沿著底面之中間層絕緣層之極大 深度差，在平行於主動矩陣基板之已知側邊之方向中，小 於約 1 0 0 // m。 因此本文所述的本發明能提供L C D裝置之優點用以防止 不良的不均一晶胞厚度。 閱讀並了解以下詳細說明並配合附圖，熟於此技術者即 可明瞭本發明之這些與其他優點。
O:\55\55217.ptc 第9a頁 2001.11.23.010 482910 _案號87116560_年月日__ 五、發明說明（8) 附圖之簡單說明 圖1是根據本發明及習知LCD裝置的LCD裝置的上視圖； 圖2是根據本發明沿著圖1線A-A’看去LCD裝置的剖視 圖， 圖3是根據本發明在部分B之中LCD裝置的主動矩陣基板 的部分上視圖； 圖4是根據本發明在部分C之中包括在LCD裝置的TFT的剖 視圖， 圖5是用於製造LCD之玻璃基板的上視圖； 圖6是根據本發明及習知LCD裝置沿著圖1的線D-D’看去 的L C D裝置的剖面示意圖；以及 圖7是沿著圖1線A - A ’看去的習知LC D裝置的剖視圖。
O:\55\55217.ptc 2001.11.23.011 元件符號說明 100 LCD裝置 101 基板 103 密封元件 1 04 中間層絕緣層 1 04A 凸出部分 1 04B 底面 105 黑矩陣 106 彩色過濾器 108 信號輸入端點 119 偽端點 110 偽端點 111 偽端點 112 偽端點 1 13 顯示區域 200 主動矩陣基板 201 TFT 202 像素電極2 0 3閘電極 2 0 3 a 閘極信號線 204 源電極 2 04 a 源極信號線 205 没極 300 相對基板 400 習知LCD裝置 403 密封元件 第10頁 482910 _案號87116560_年月曰 修正_ 五、發明說明（9) 4 0 4 中間層絕緣層 4 0 4 A 凸出部分 4 0 4 B 底面 6 01 間隔物 6 0 2 間隔物 X 1，X 2 相鄰信號輸入端點間之距離 y 1，y 2 信號輸入端點間之最大高度差 zl，z2 凸出部分之最大高度 較佳實施例之說明 在此使用的名詞「階層結構」表示主動矩陣基板的基板 上設置的各個端點（即閘極線，源極線等的端點），階層結 構包括各個端點之間的高度差，因此具有不平均的上表 面。將中間層絕緣層設置在基板上以覆蓋階層結構，並包 括根據階層結構的變化高度而改變深度的槽。所謂「沿著 底面的中間層絕緣層的極大深度差」表示沿著中間層絕緣 層底面的任何兩個槽之間的極大深度差，名詞「沿著上表 面的中間層絕緣層的凸出部的極大高度」表示稍微凸出部 的極大高度，其一定會沿著中間層絕緣層的上表面產生。 根據本發明，沿著上表面的中間層絕緣層的凸出部的極大 高度小到足以防止晶胞厚度變成不良的不均一。名詞「中 間層絕緣層的上表面」表示中間層絕緣層的兩個表面之 一，其比中間層絕緣層覆蓋的端點更接近密封元件。名詞 「中間層絕緣層的底面」表示中間層絕緣層的兩個表面之 一，其與中間層絕緣層覆蓋的端點更接近密封元件。 本文所述的端點表示信號輸入端點及偽端點。名詞「端 點」能包括傳導元件其被絕緣膜或平坦膜覆蓋，除了只是 被中間層絕緣層覆蓋的曝光傳導元件之外。例如信號輸入
O:\55\55217.ptc 第11頁 2001.11.23.012 482910 _案號87116560_年月日__ 五、發明說明（10) 端點是連接驅動器I C s的圖樣，以及供應信號到相對電極 的端點。本發明適用於防止因端點以外的元件所導致晶胞 厚度的不均一。 為了防止晶胞厚度產生不良的不均一，沿著上表面的中 間層絕緣層的凸出部分的極大高度需要藉由提供一中間層 絕緣層來覆蓋階層結構以減少到約0. 5 // m或更少，藉以補 償階層結構的不平均上表面。0. 5 //m的上述值LCD裝置製 程期間晶胞厚度不均一要求的一般公差，中間層絕緣層由 樹脂形成並具有數微判定的厚度。相鄰端點間的區域是否 正確的以中間層絕緣層填補，是依以下而定，即1 )端點間 的極大高度差，其也定義中間層絕緣層的各槽中的極大深 度差；及2 )兩個相鄰端點間的距離，其也定義中間層絕緣 層的兩個相鄰槽之間的距離。 因此本發明沿著上表面測量中間層絕緣層的凸出部分的 極大高度，同時改變1 )沿著底面的中間層絕緣層的極大深 度差，及2 )中間層絕緣層的兩個相鄰槽之間的距離。結果 如表1所示。 在表1中提供資料的中間層絕緣層藉由旋塗而由感光壓 克力樹脂形成，其具有約3/zm的厚度及5至50 cps的黏 度。沿著底面的中間層絕緣層的極大深度差在約0. 1 // in至 約1.0//m的範圍中變化。通常LCD裝置中包括的TFT具有約 1 . 0 // m的高度。
O:\55\55217.ptc 第12頁 2001.11.23.013 482910 案號87116560 年月日 修正 五、發明說明（11) 表1 中間層絕緣層的兩個相鄰槽間之距離 25 βχη 50 βτη 75 jum 100 /zm 150 /zm 0.1 μτη 〇 〇 Ο 〇 〇 0.2 μ,τη 〇 Ο 〇 〇 〇 0.3 /zm 〇 〇 〇· 〇 〇 0.4 βτη 〇 〇 〇 〇 〇 0.5 β m 〇 〇 〇 〇 〇 0.7 βτη 〇 〇 〇 X X 1.0 βτη 〇 〇 〇 X X Ο :沿著上表面的中間層絕緣層的凸出部之極大高度$0.5 X ··沿著上表面的中間層絕緣層的凸出部之極大高度> 0.5 /zm 緣 絕 層 間 中 以 能 不 域 區 的 間 1 表點 在端 鄰 中 ΓΠΤ 面 T表 時bjl 大4 I因 或。 m滿 #填 00來 1 為/ 約 距 的 間 槽 鄰 相 當 。中 /rtR ^fTT 好面 不表 是上 這著 ，沿 來， 出m 映0// 反ο J 1 面於 底大 均離 平距 不的 的間層之 緣槽 絕鄰 層相 間個 中兩 將使 會即 §JZ · I ο 或為 約 差 rl· C ο度 約深 為大 以極 可的 度層 高緣 大絕 極層 的間 分中 部的 出面 凸底 的著 層沿 緣要 絕只 更 或 輸 ituu !# 信 多 許 的 明 發 本 據 根 者 明 說 細 詳 圖 附 各 下 以 如 將
O:\55\55217.ptc 第13頁 2001.11.23.014 482910 _案號87116560_年月日_^_ 五、發明說明（12) 入端點設置在主動矩陣基板中（第一基板）且由中間層絕緣 層覆蓋，其排列成使得各端點中的極大高度差約為〇 . 5 // m 或更小，以使沿著底面的中間層絕緣層的極大深度差在密 封部分中約為0 . 5 // m或更小。因此沿著上表面的中間層絕 緣層的凸出部分的極大高度不大於約0.5//m，這是LCD裝 置製程期間晶胞厚度不均一要求的一般公差。 根據本發明另一實施例的許多信號輸入端點設置在主動 矩陣基板中且由中間層絕緣層覆蓋，其排列成使得兩個相 鄰端點間的距離小於約1 0 0 // m，以使中間層絕緣層的兩個 相鄰槽間的距離在密封部分中小於約1 0 0 // m，其方向平行 於主動矩陣基板的一已知側邊。因此沿著上表面的中間層 絕緣層的凸出部分的極大高度不大於約0.5/zm，這是LCD 裝置製程期間晶胞厚度不均一要求的一般公差。 根據本發明的又一實施例，若中間層絕緣層的兩個相鄰 槽間的距離在密封部分中小於約1 0 0 /z m，其方向平行於主 動矩陣基板的一已知側邊，則端點之間的極大高度差約為 0 . 5 // m或更小，以使沿著底的中間層絕緣層的極大深度差 約為0 . 5 // m或更小。因此沿著上表面的中間層絕緣層的凸 出部分的極大高度不大於約0.5/zm，這是LCD裝置製程期 間晶胞厚度不均一要求的一般公差。 根據本發明又一實施例的許多信號輸入端點設置在主動 矩陣基板中且由中間層絕緣層覆蓋，其排列成使得端點間 的極大高度差約為0 . 5 // m或更小，而且也使得兩個相鄰端 點間的距離小於約1 0 0 // m或更小。提供這種排列以使中間 層絕緣層的兩個相鄰槽間的距離在一密封部分中小於約
O:\55\55217.ptc 2001.11.23.015 第14頁 482910 _案號87116560_年月日__ 五、發明說明（13) 1 0 0 // m，其方向平行於主動矩陣基板的一已知側邊，並使 得沿著底面的中間層絕緣層的極大深度差在一密封部分中 約為0 . 5 // m或更小。因此沿著上表面的中間層絕緣層的凸 出部分的極大高度不大於約0.5//m，這是LCD裝置製程期 間晶胞厚度不均一要求的一般公差。 根據本發明的又一實施例，若設置在主動矩陣基板中且 由中間層絕緣層覆蓋的許多信號輸入端點的兩個相鄰端點 間的距離約為1 0 0 // m或更大，而且端點間的極大高度差在 一密封部分中大於約0. 5 // m，則在這兩個相鄰端點間設置 一或多個偽端點。偽端點的高度大致與這兩個相鄰端點的 至少一者相同。因此兩個相鄰槽間的距離在小於約1 〇 〇 # m 或更小，其方向平行於主動矩陣基板的一已知側邊。因此 沿著上表面的中間層絕緣層的凸出部分的極大高度不大於 約0. 5 //m，這是LCD裝置製程期間晶胞厚度不均一要求的 一般公差。 即使當設置在主動矩陣基板中且由中間層絕緣層覆蓋的 許多信號輸入端點的兩個相鄰端點間距離約為1 ο ο μ m或更 大，其方向平行於LCD裝置的一已知側邊，則可以在不設 置偽端點之下，沿著上表面的中間層絕緣層的凸出部分的 極大高度可以大於約0 . 5 // m或更小，只要端點間的極大高 度差約為0 . 5 // m或更小。然而藉由在這兩個相鄰端點間設 置一或多個偽端點即可將中間層絕緣層的上表面作的更平 坦，因此可更完全的填補階層結構的相鄰端點間的區域。 信號輸入時不需要偽端點，偽端點可以在處理步驟中形 成，其與中間層絕緣層前形成的端點相同，或是與中間層
O:\55\55217.ptc 第15頁 2001.11.23.016 482910 __案號87116560__年月日 攸工_ 五、發明說明（14) " 絕緣層别形成的端點不同（即閘極信號線，源極信號線， 連接驅動器I Cs的圖樣，供應信號到相對電極的^點°等 (範例） 以下將參考此文並配合附圖來說明本發明。 圖1是根據本發明此的LCD裴置1 〇 〇的上視圖，在圖1中， LCD裝置100包括主動矩陣基板2〇〇(第一基板）及相對基板 3 0 0 (第二基板）。主動矩陣基板20 0及相對基板3〇〇由密封 元件1 03所組合在一起，其由密封材料製成並沿著主動矩 陣基板2 0 0及相對基板3 00的周邊設置。 η圖2是沿著圖1線A-A’看去的LCD裝置1〇〇的剖視圖。圖3 是在部分B (圖1 )之中的主動矩陣基板2 〇 〇的部分上視圖。 圖4疋在部分C(圖1)之中包括在主動矩陣基板2〇〇的TP?的 剖視圖。 本文的名詞「顯示區域」是指面對許多像素電極2 〇 2 (在 圖4中只顯示一個）的相對基板3 0 〇的區域，其包括在主動 矩陣基板2 0 0中而液晶層（未示）則插置其間。在圖1中以數 字1 1 3表示顯示區域，設置像素電極2 〇 2以施加電場到液晶 層。 在圖2，3中，在主動矩陣基板2〇〇的基板1〇1與密封元件 1 0 3之間，主動矩陣基板2 〇 〇包括連接驅動器丨c s的圖樣， 及許多信號輸入端點1 〇 8其傳送信號到相對基板3 〇 〇。 兩個相鄰信號輸入端點1 〇 8在X方向的距離X 1小於約1 〇 〇 # m。另外兩個相鄰信號輸入端點丨〇 8在X方向的距離χ 2約 為1 0 0 // m或更大。排列成相距X 2 (約為1 〇 〇 # m或更大）的每 兩個相鄰信號輸入端點1 〇 8之間則設置偽端點1 〇 9，1 1 〇，
O:\55\55217.ptc 第16頁 2001.11.23.017 482910 _案號87116560_年月日 修正_ 五、發明說明（15) 1 1 1 ，1 1 2。只要偽端點1 0 9至1 1 2不執行信號處理，則偽端 點1 0 9至1 1 2與輸入端點1 0 8無關。偽端點1 〇 9，1 1 0，1 1 1 ， 112的高度大致等於插置在各偽端點109，110，111，112 之中的兩個信號輸入端點1 0 8的至少一者。信號輸入端點 1 0 8之中的極大高度差Y 1約為〇. 5 // m或更小。在此例中， 端點1 0 8，1 0 9，1 1 0，1 1 1，1 1 2形成一階層結構。 中間層絕緣層1 0 4設置的位置可以覆蓋信號輸入端點1 0 8 及偽端點1 0 9，1 1 0，1 1 1，1 1 2，而且也要延伸到顯示區域 (如圖1的參考數字1 1 3所示）。密封元件1 0 3位於中間層絕 緣層1 0 4之上，中間層絕緣層1 〇 4具有凸出部分1 〇 4 A，其係 設置在基板1 0 1上的一些端點所形成的。 在圖2中，相對基板3 0 0 (圖1)包括基板1 〇 2，黑矩陣1 0 5 及相對電極（未示）。 在圖1中，主動矩陣基板2 0 0包括閘極信號線2 〇 3 a (僅顯 示一條），以及與閘極信號線2 0 3 a交叉的源極信號線（僅顯 示一條）。在閘極信號線2 0 3a及源極信號線2 0 4a的各交叉 點附近設置一 T F T 2 0 1 ( C部分）。設置閘極信號線2 0 3 a以供 應掃瞄信號給各T F T 2 0 1的閘電極，並設置源極信號線 2 0 4 a以供應視訊信號給TF T 2 0 1的源電極。圖4 τ F τ 2 0 1及 其附近的剖視圖。TFT 201包括：從各閘極信號線20 3a分 出的閘電極20 3 (圖1 )，從各源極信號線2 〇4a分出的源電極 2 0 4 (圖1 )，以及汲電極2 〇 5。設置中間層絕緣層1 0 4以覆蓋 TFT 201。像素電極2 0 2設置在中間層絕緣層104上以部分 重疊各閘極信號線2 0 3 a及各源極信號線2 〇 4 a。像素電極 2 0 2經由中間層絕緣層1 〇 4中形成的接觸孔（未示）而接至汲
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修正 五、發明說明（16) 、 ^ 電極2 0 5。在此例中，藉由旋塗具約3 //in厚度的感光壓克 力樹脂膜而形成中間層絕緣層1 04。接著通過中間層絕緣 層1 04而形成接觸孔，並接著旋塗及定塑而形成像素電極 參考圖2，3，在此例中的信號輸入端點1 0 8及偽端點 10/，11〇，111及112排列成完成密封元件103覆蓋的整個 區域中的以下條件：兩個相鄰信號輸入端點1 0 8之間在X方 向的距離X 1小於約1 0 0 // m。每兩個信號輸入端點1 0 8之間* 排列成相距X2 (約1 0 0 // m或更大）時，要設置至少一個偽端 點1 0 9，1 1 0，1 11 ，1 1 2。因此兩個相鄰端點之間的距離’ 其包括信號輸入端點1 0 8及偽端點1 〇 9至1 1 2，小於約1 〇 〇 /zm。信號輸入端點108之間的最大高度差Y1約為0.5//Π1或 更小。 中間層絕緣層104的凸出部分104A的極大高度Z1例如約 為0 · 5 // m或更小。中間層絕緣層1 〇 4因為上述端點而沿著 底面1 0 4 B也具有槽。中間層絕緣層1 0 4的兩個相鄰槽之間 沿著底面1 0 4B的平均深度差例如約為0 · 3 // m，而中間層絕 緣層1 04的極大深度差沿著底面1 0 4B例如約為〇 · 6 // in。中 間層絕緣層1 0 4的兩個相鄰槽之間沿著底面1 〇 4 B的平均距 離例如約為2 0 // m，而中間層絕緣層1 〇 4的兩個相鄰槽之間 的極大距離沿著底面1 0 4 B例如約為8 0 // m。以中間層絕緣 層1 04的厚度約為3 //m為例，將凸出部分1 〇4A的極大高度 例如減至約為〇 . 1 5 // m。 在顯示區域1 1 3中，像素電極2 〇 2 (圖4 )重疊閘極信號線 2 0 3a(圖1 )及源極信號線2 〇4a(圖1 )，其由金屬材料形成，
O:\55\55217.ptc 第18頁 2001.11.23.019 482910 _案號87116560_年月曰 修正_ 五、發明說明（17) 因此整個顯示區域1 1 3除了閘極信號線2 0 3與源極信號線 2 0 4與TF T 2 0 1以外，都可當成孔徑使用來顯示。因此增加 LCD裝置1 00的數值孔徑，藉以大幅改善顯示器的亮度。 (比較範例） 圖7顯示的習知LCD裝置4 0 0可供比較用。此比較範例中 的LCD裝置400根本發明具有與LCD裝置100相同的上視圖， 因此為了簡化在說明LCD裝置400的上視圖時可以參考圖 1。圖7所示的LCD裝置4 0 0的部分對應於圖2所示LCD裝置 100的部分。LCD裝置400與LCD裝置100的主要差異是中間 層絕緣層4 0 4與密封元件4 0 3之間的介面。 在密封元件4 0 3之下，許多信號輸入端點1 0 8是隨意排 列，以使一些相鄰信號1 0 8之間具有距離X 2 (約為1 0 0 // m或 更大）。信號輸入端點108之間的極大高度差Y2(即中間層 絕緣層4 0 4沿著底面4 0 4 Β的極大深度差）大於約0 · 5 // m。中 間層絕緣層4 0 4具有凸出部分4 0 4 A，其反映信號輸入端點 1 0 8的圖樣。在此比較例中，隨意排列的端點1 0 8形成一階 層結構。 中間層絕緣層4 0 4包括沿著其底面4 0 4 B的槽，這是因為 上述的端點的原因。中間層絕緣層4 0 4沿著底面4 0 4B的平 均深度差約為0 . 3 // m，而中間層絕緣層4 0 4沿著底面4 0 4 B 的極大深度差約為0 . 6 // m。中間層絕緣層4 0 4沿著底面 4 0 4 B的兩個相鄰槽之間的平均距離約為5 0 // m，而中間層 絕緣層4 0 4沿著底面4 0 4 B的兩個相鄰槽之間的極大距離約 為2 0 0 // m。以中間層絕緣層4 0 4的厚度約為3 // m為例，凸 出部分404A的極大高度Z2約為0.6//m。在LCD裝置的製程
O:\55\55217.ptc 第19頁 2001.11.23. 020 482910 --案號 87116560__年月日__ 五、發明說明（18) 期間的Z 2值（約為0 · 6 μ m )大於晶胞厚度不均一允許的公差 (其為 0.5//m)。 (晶胞厚度之不均一比較） 根據本發明的L CD裝置1 〇 〇及比較範例中的L C D裝置4 0 0的 樣本都具有1 2 · 1对的顯示大小，其使用如圖5所示的玻璃 板組件（平面大小：4 6 5 m m X 3 6 0 m m )來生產以供評估。 從上述玻璃板組件之一得到兩個樣本，從設置密封元件 1 〇 3，4 0 3的區域附近來評估晶胞厚度的均一。尤其是在密 封元件103，4 0 3朝向邊緣103A(圖1)内1 mm的位置執行評 估。 圖6疋沿者圖1線D - D 看去的樣本的剖面不意圖。相對基 板1 0 2包括色彩過濾器1 0 6，其具有紅（R )，綠（G)與藍（Β ) 等色帶，以及由鉻製造的阻光層1密封1 〇 5 (黑色矩陣）用以 隔絕光線。 密封元件103，40 3是由熱定型樹脂（Muisui Toatsu化學 公司製造的XN-21S)形成。當間隔物602用於顯示區域如圖 1的參考數字113所示）之中時，即使用具4. 直徑的塑 膠間隔物（Sekisui化學公司製造的SP-2 0 45 )。當間隔物 6 0 1 (圖6中只顯示一個）位於密封層1 〇 3，4 0 3時，即使用直 徑5.5 //m的玻璃纖維（由日本Denki Kagaku公司製造的 PF - 5 5 )。因為以下的理由使得密封元件1 〇 3，4 0 3中的間隔 物6 0 1的直徑與顯示區域1 1 3中的間隔物6 0 2的直徑不同。 密封元件1 0 3，40 3中的間隔物6 0 1位於具約0 · 3 // m厚度的 阻光層105之上’然而顯不區域113中的間隔物β〇2位於具 約1 · 3 // m厚度的色彩過遽為1 〇 6上。因此間隔物6 0 2的直徑
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案號 87116560 五 、發明說明0 9) 需要大於間隔物602的直徑，二者之差為阻 過濾器1 06厚度之間的差異，即約1 # ^，以補^ 士與色彩 在實際製程中，將初步黏合用的密封材料與^昭差異。 固化的樹脂施加到相對基板3 〇 〇上，而用於電…、射即可 電極（未示）與主動矩陣基板上的端點之傳導樹脂=^目對 同傳輸）則施加到主動矩陣基板20 〇上。接著將 斤明共 60 1，60 2散佈在基板2 0 0或3 0 0上。然後將主動二 2 0 0與相對基板30 0位置對正，並且固化ϋν照射即^ ^ 樹脂以便將主動矩陣基板2 〇〇與相對基板3 〇〇互相固=化+的 由同時加熱與加壓即可將密封樹脂的厚度減 =°藉 兩個LCD裝置切去。關於各LCD裝置，則將液晶材料通； 封材料中的開（未示）而注入主動矩陣基板2 〇 〇與相對其^、 3 0 0之間的空間。依此，如圖5所示從2 〇個這種玻璃板\且 中製造出40個LCD裝置1〇〇，以及從另外2〇個這種玻板 件中製造出40個LCD裝置400。 ’ 比較這些LCD裝置以了解晶胞厚度均一。此比較例中的 LCD裝置400具有約4.51 /zm的平均晶胞厚度及約015 ^的 標準差’然而根據本發明的LCD裝置1〇〇具有約4.50//m的 平均晶胞厚度及約〇 · 1 〇 # m的標準差。已可確知本發明能 改善晶胞厚度均一。改良後的晶胞厚度均一可減少透射光 的不平均，藉以強化顯示品質。 例如本發明提供以下效應。 顯示區域設置的中間層絕緣層則延伸到密封部分，在密 封部分中’由中間層絕緣層覆蓋主動矩陣基板中設置的許
2001.11.23. 022 482910 案號87116560 年月日 修正 明 5 說點0. I端為 -'多約 五 2 中 m 度的 高良 大不 極成 的變 面度 表厚 上胞 著晶 沿止 分防 部致 出大 凸可 的此 層因 緣， 絕小 層更 間或 約 差 度 深 大 極 的 面 底 著 沿 層 緣 絕 層 間 〇 中 一為 均因 不 ο 為 或 m 大不 極成 的變 面度 表厚 上胞 著晶 沿止 分防 部致 出大 凸可 的此 層因 緣。 絕小 層更 間或 中丨 以 所ο 一 ，為均 小約不 更度的 // 5 緣 _絕 ο 層 於間 小中 差， 度邊 深側 大知 極已 的一 面的 底板 著基 沿陣 層矩 緣動 絕主 層於 間行 中平 為向 因方 其 層因 。 知 小 已 更 的 或板 基 p C ο 矩 為動 約。主 度坦於 高平行 大夠平 極不在 的面離 面表距 表上的 上的間 著層點 沿緣端 分絕鄰 部層相 出間個 凸中兩 的此 ο 於相 10小的 為以構 約可結 中離層 之距階 邊的補 間填的 之的層 槽確緣 鄰正絕 相來層 個層間 兩緣中 的絕， 層層果 緣間結 絕中。 層用域 間以區 中可的 此。間 因m點 ，0//端 10鄰 m 為 約 度 高 大 極 的 面 表 上 著。 沿坦 分平 部夠 出面 凸表 此 因 〇 更 或 m 層因 間。 中小 ，更 此或 因m 〇 5 小ο. 更為 或約 丨以 丨可 0.差 為度 約深 差大 度極 高的 大面 極底 的著 間沿 點層 端緣 絕 端面 鄰表 判上 相著 的沿 構分 結部 層出 階凸 補的 填層 的緣 確絕 正層 來間 層中 緣， 絕果 層結 間。 中域 用區 以的 可間 此點 的 C I 器 o 坦驅 平接 夠連 面如 表， 比點 因端 。入 h輸 更號 或信 m是 5//以 ο可 為點 約端 度多 高許 大如 極例 的 括 包 更 點 端 多 許 Ο % 端 的 極 電。 對點 相端 到偽 !#的 信要 應需 供不 及時 以入 ，輸 圖信 O:\55\55217.ptc 第22頁 2001.11.23. 023 482910 _案號87116560_年月曰 修正_ 五、發明說明（21) 中間層絕緣層具有約3 // m或更大的厚度。這足以補償顯 示區域中不平均結構的上表面，不平均結構包括：具約為 0 . 3 // m厚度的閘極信號線，具約為0. 3 # m厚度的源極信號 線，及具約為1 // m厚度的T F T s。約3 // m的厚度足以減少像 素電極與閘極信號線之間的寄生電容，及像素電極與源極 信號線之間的寄生電容。結果，增加了數值孔徑並強化顯 示品質。 如上所述，即使中間層絕緣層的底面具有約數微米的高 度差，也不可能發生不良的不均一晶胞厚度，該高度差方 向垂直於主動矩陣基板的一已知側邊，然而當中間層絕緣 層的底面具有約數微米的高度，可能會發生不良的不均一 晶胞厚度，該高度差方向平行於主動矩陣基板的一已知側 邊。根據本發明而提供一些標準來評斷相鄰端點間的距 離，其方向平行於主動矩陣基板的一已知側邊。 由於信號線及像素電極的大致正常排列而不可能發生不 良的一均一晶胞厚度，然而由於具不同高度的端點的隨意 排列，可能在密封部分中發生不良的不均一晶胞厚度。根 據本發明而提供一些標準來評斷相鄰端點間的距離以及密 封部分中端點的高度。 一種具大致均一晶胞厚度的L CD裝置可允許光大致均一 的透射穿過。因為像素電極在顯示區域中重疊著閘極信號 線，源極信號線及TFTs，所以增加了數值孔徑並因而改善 顯示器的亮度。 熟於此技術者在不偏離本發明之範圍與精神下，可對本 發明作各種其他修正，因此不意欲將後附申請專利範圍的
O:\55\55217.ptc 第23頁 2001.11.23. 024 482910 案號 87116560 曰 修正 五、發明說明（22) 範圍限制在上述說明，而是要將申請專利範圍作廣義的解 釋。 11· O:\55\55217.ptc 第24頁 2001.11.23.025 482910 _案號87116560_年月日 修正 圖式簡單說明 O:\55\552i7.ptc 第 25 頁 2001.11.23.026 482910 附頁 表1
辨Y^w _s£Ψ忘«_砌沒 中間層絕緣層的兩個相鄰槽間之距離 25 fim 50 /zm 75 // m 100 βτη 150 μ, m 0.1 //m 〇 〇 〇 〇 0.2 β m 〇 Ο 〇 〇 〇 0.3 /ζ m 〇 〇 〇 〇 〇 0.4 βτη 〇 〇 〇 〇 〇 0.5 μτη 〇 〇 - 〇 〇 〇 0.7 /zm 〇 〇 〇 X X 1.0 βτη 〇 〇 〇 X X 〇：沿著上表面的中間層絕緣層的凸出部之極大高度$ 0.5 X :沿著上表面的中間層絕緣層的凸出部之極大高度> 0.5 //m C:\Program Files\Patent\55217. ptd

Claims (1)

  1. 482910 ί ------------------------———________y t—一一 一'— ；,. ' : 人々.ί _j Stll6560:$： j % %泮^?月 日_修正 _ 六、申請專利lii… ^ 、…； :¾ 丨 —―…—— ..................….‘—： .....'.一............： ί. 一種液晶顯示裝置，包含： 一第一基板； 一第二基板； 一液晶層插置在第一基板與第二基板之間；以及 一密封元件，由一密封材料形成用以限制第一基板與 第二基板間之液晶層，密封元件界定一密封部分， 其中第一基板包括： 眾多閘極信號線， 眾多源極信號線， 眾多切換裝置，位於眾多閘極信號線與眾多源極信 號交叉點附近， 眾多像素電極，透過眾多切換裝置而分別接至眾多 源極信號線，以及 一中間層絕緣層，設置在眾多像素電極之下並覆蓋 眾多切換裝置，眾多閘極信號線及眾多源極信號線， 第二基板，包括一相對電極與眾多像素電極相對並以 液晶信號插置其間， 第一基板，包括中間層絕緣層之一部分，及密封部分 中被中間層絕緣層覆蓋之眾多端點，以及 中間層絕緣層之凸出部分沿著其上表面之極大高度大 為0.5 //m或更少。 2 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中眾多端 點排列成使得兩個相鄰端點間之距離，在平行於主動矩陣 基板之已知側邊之方向中，小於1 0 0 // m。
    O:\55\55217.ptc 第26頁 2001.11.23.027 482910 _案號87116560_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 3 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中眾多端 點間之極大高度差為0 . 5 // m或更小。 4 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中眾多端 點包括諸信號輸入端點。 5.如申請專利範圍第4項之液晶顯示裝置，其中眾多端 點更包括諸偽端點。 6 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中中間層 絕緣層具有3//m或更大之厚度。 7 · —種液晶顯不裝置’包含· 一第一基板； 一第二基板； 一液晶層插置在第一基板與第二基板之間；以及 一密封元件，由一密封材料形成用以限制第一基板與 第二基板間液晶層，密封元件界定一密封部分， 其中第一基板包括： 眾多閘極信號線， 眾多源極信號線， 眾多切換裝置，位於眾多閘極信號線與眾多源極信 號交叉點附近， 眾多像素電極，透過眾多切換裝置而分別接至眾多 源極信號線，以及 一中間層絕緣層，設置在眾多像素電極之下並覆蓋 眾多切換裝置，眾多閘極信號線及眾多源極信號線， 第二基板，包括一相對電極與眾多像素電極相對並以
    O:\55\55217.ptc 第27頁 2001.11.23. 028 482910 _案號87116560_年月日__ 六、申請專利範圍 液晶信號插置其間， 第一基板，包括中間層絕緣層之一部分，及密封部分 中被中間層絕緣層覆蓋之眾多端點^以及 中間層絕緣層沿著其底面之極大深度差為0. 5 // m或更 少 〇 8.如申請專利範圍第7項之液晶顯示裝置，其中中間層 絕緣層沿著底面之極大深度差，在平行於主動矩陣基板之 已知側邊之方向中，小於1 0 0 /z m。
    O:\55\55217.ptc 第28頁 2001.11.23. 029
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