TW538282B

TW538282B - OCB (optically compensated bend)-type liquid crystal display device

Info

Publication number: TW538282B
Application number: TW089127619A
Authority: TW
Inventors: Hironori Kikkawa
Original assignee: Nec Corp
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2003-06-21
Also published as: US20010005247A1; US6833893B2; JP2001183666A; KR100426920B1; KR20010062656A

Description

538282 五' 發明說明（1) 【發明背景】【發明領域】本發明係關於OCB(Optically Compensated Bend，光學補償彎曲）型液晶顯示裝置，尤其關於高度耐用的0CB型液晶顯示裝置，禁止方位表面因周圍電場或方位平面不規則所造成之擾亂。【相關技藝之說明】液晶顯示裝置已經迅速地流行，因為它們可以輕易地顯示大容量的資訊，取代了 CRT型顯示裝置。習知上，主要使用扭轉向列（twisted nematic)模式 (下文中稱之為T N模式），其中，液晶分子插入上與下平板間且藉由分子軸方向（下文中稱之為指向器）之旋轉而於平面上扭轉90度，並且藉由以垂直電場旋轉指向器於基板之垂直方向而顯示影像。

^然而，此TN模式具有可視角度狹窄之問題。據此，丁N 模式之問題不僅在於無法從一角度觀看影像，亦在於當顯不榮幕因大尺寸螢幕製造之進展而變大時，中央影像之清晰度會變得異於螢幕末端影像之清晰度，導致不均勻的可視性。 ^雖然藉由增加相位補償平板擴展可視角度之技術已揭路於曰本未貫審專利申請案第一公報第平6 —16號中， ^一，以兀王補彳貝ΤΝ模式液晶之扭轉結構，故此問題仍需要

538282 五、發明說明（2) 為了解決小可視角度之問題，注意力已集中於將相位補償平板施加於每一個彎曲定向單元之系統上。相位補償平板與彎曲定向單元組合之系統稱之為0CB (opticai iy compensated bend οτ optically compensated birefr ingence，光學補償彎曲或光學補償雙折射），且 0CB裝置之快反應速度吸引了大量的注意。下文中將說明 0CB裝置。 0CB裝置之結構係彎曲定向單元與用以補償液晶層相位之相位補償平板排列於二基板間。有使用各種類型相位

補償平板之各種類型的0CB裝置。其中一型0Cb裝置係使用具有負雙折射之相位補償平板，另一型裝置係£11〇於811)， 9 4文摘中所揭露之使用雙軸相位補償平板，且再一型裝置係使用一對混合排列之具有負雙折射之上與下相位補償平板，其揭露於曰本位實審專利申請案第一公報第平 10-197862 號。

/ OC B裝置所用的液晶單元係藉由插入液晶於二基板間，其相向表面經方位處理於一方向，且液晶Lc以傾 1角fe圍，- 0)被定向於基板表面之界面。當電場未 =加於4述狀悲之液晶單元時，傾斜角朝向液晶單元之中中。角朝向中央減少且傾斜角於單元間隙之复成苓，此處液晶分子被定向成平行於上盥下美把 (此狀態稱之為噴灑方位）。倘若液晶分子排列ς前&方續蕤i法獲得所要的較寬可視角度。在0CB模式中，必精甶，舉例而言，施加高電壓至單元間隙，俾使液晶排

538282 五、發明說明（3) 列成换形結構（此狀能抵，九少该曰八2 心％之為曾曲排列），其中單元間隙中角變為ί :站立起且界面處液晶分子之關於基板的傾斜隙中曰式、中’顯示之操作係藉由控制不位於單元間 ί之傾斜角，然而單元間隙中央之液晶分八；之傾钭角上舉例而t ’當不位於間隙中央之液晶士 θ 1 7Λ所不日守，相位補償^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 間隙中本夕、y*日、t日日刀子之傾斜角為大（站立），然而表]、、之曰曰匀子亦站立如圖1 7B所示時，會獲得明代會發Σ :題”曲型方位施加至主動矩陣液晶顯示裝置時電極：配2 m曲型方位中定向的液晶分子易受像素配線間寄生產生的附近電場所影響。舉言，當素電極像素區域上之像素電極與鄰近像生平行於基時’此電位差在液晶廣中ί 中之液晶分子^ 0起在液晶方位受電場影響之隱域換至扭轉却太/疋轉此區域中位於彎曲型方位之浪晶轉站立被抑制且二:：液晶轉換至扭轉方位時，⑨晶分孑之要的雙折ϊί‘ϊ:難以將其重新排列於彎曲方位。既然所質彎曲方位變形之區域處獲得，故彩像品積中時，此方位^二t f、、’甚至區域性地，於前述像素面向曰因液晶特徵而傳遞，亦因擾亂浪晶

第8頁 538282 五、發明說明（4) 排列而造成影像品質惡化。彎面漤方位之其他問題係基板附近之液晶分子易受基板表面之不規則所影響。通常言之，在基板表面上，許多不規則部分由於重複疊製與蝕刻而形成於基板上之薄膜電 · 晶體或保護性絕緣層而出現。液晶層傾向沿著不規則之斜率而排列’且若干液晶分子之傾斜角轉至法線方位之相向 -·· 方向，稱之為逆傾斜現象，因此擾亂了彎曲方位。如前所述’為了應用彎曲型方位模式至主動矩陣液晶顯示器，必須穩固地排除由附近電場或基板表面之不規則所造成的彎曲型液晶方位之擾亂。 ' 龜【發明概述】 ▲因而，本發明之目的在於提供一種液晶顯示器，其中皆曲型液晶方位模式 ☆ 保％个又水十電场或基板表面之不規則所

複數供一，晶顯示裝4 ’界定-由平行排列的矩开彡i :择以及與掃描線交叉的複數條信號線所界定的某^為勺括=，其中一液晶插入二相面對基板間，其中— A板為、Ϊ素電極與薄膜電晶體之主動矩陣基板，另-=基明基板，且該主動矩陣基板與方位方向係限受方位f理於相同方向，其中該在前H士：像素區域之短邊方向之± 4 5度内。向延伸為I:構中’信號線係以沿著像素區域之長邊之方

538282 五、發明說明（5) 通常言之’彩色液晶顯示裝形狀’且具有紅、、綠、與藍據色器之： = 為矩形域之短邊中之掃描線依序形成。^二s沿著像素區域之長邊方向延伸。在此例子中， ° =線沿著像素區線與像素電極間。附近電場產 Z近電场產生於環繞配然大於在短邊方向。據此，電在長邊方向顯長邊方向者大於沿著短軸方向子之效應係沿著置中，既然二*板受方位處理日月之液晶顯示裝向位於像素區域之短邊之± 45 ' ν且既未:方位方像素電極與共用電極間時，液晶分内故田电壓未施加於平行於像素區域之短邊之方向。疋向於千仃或接近在此等條件下，當電位差時，由此電位差所產生的水平電就線間短邊。據此，力線傾向平行u I線&向像素區域之刀踝彳貝向十仃或丰平行於液晶分子之方位方 =可抑制由繞著像素區域之長軸之附近電場所= 產*。在液晶顯示裝置中，既然所有像素區域方向向皆相同，且既然液晶分子排列於像素之短軸極二# — 、45度内，故當電壓未施加於像素電極與共用電曰Z L液晶分子定向平行或接近平行於像素之短軸。板面斟=明提供一種液晶顯示裝置’藉由使一主動矩陣基個矩/透明基板而組成，其中該主動矩俥基板包含複數的、—3像ΐ面積，其中每一個矩形像素面積係由平行排列數=々，知插線中之一條以及與該複數條掃描線交叉的複八《號線中之一條經由一絕緣層所環繞，且其中每一個第10頁 538282 五、發明說明（6) 矩形像素面積包含一像素電極與一薄膜電晶體，並且該透明基板設有一共用電極，該主動矩陣基板與該透明基板間插入一液晶，且該主動矩陣基板之相向表面與該透明基板之相向表面受處理以便具有相同方位方向，其中該像素電極形成於一較該信號線與該掃描線更接近該共用電極之層中。由像素電極與共用電極間所產生的垂直電場引致使喷灑方位改變至方位。此時，當信號線與共用電極間之距離長於像素電極與共用電極間之距離時，環繞配線與像素電極間所產生之電場難以溢流至液晶層，使得難以擾亂彎曲型方位。為了排列像素電極於較信號與掃描線更接近共用電極之位置’ 一絕緣層形成於信號與掃描線與像素電極間。在f述結構中，像素電極之末端部分係以經由一絕緣 «而重疊於信號與掃描線之末端部分為佳。、像f電極與信號與掃描線間所產生之電場主要係從位 ^末^ W分之起源產生。據此，偏若像素電極之末端部 1ί由一絕緣層重疊於信號與掃描線之末端部分，則既然像素雷搞命於& ^旒與掃描線間所產生之電場產生於像素電極 <後侧，姑$ , &又更加降低電場對於垂直電場之效應。 S月更麵1供一種液晶顯示裝置，藉由使一主動矩陣吞販相向於—、* , ^ ,、透明基板而組成’其中該主動矩陣基板包含 I數個矩艰你i τ 排列的、I I像素面積’其中每一個矩形像素面積係由平行 ' 條掃描線中之一條以及與該複數條掃描線交叉

538282 五 '發明說明（7)

的複數條信號線中之一條經由一絕緣層而環繞，且每一個 = 象素面積包含一像素電極與―薄膜電晶體，並且該透，設有一共用電極，該主動矩陣基板與該透明基板J ΐϋ“日日，1該主動矩冑基板之相向表面與料明基板之相向表面受處理以便具有相同方位方向，盆中一產生一電，的補償電極形成於相 ^素之該知描線與該信號線間之該掃描線或該信號線你此；夜晶描線或信號線力線由補償電上，且液晶層部份重疊於像所產生之電場晶分子之效應為佳，故補償用電極之電位發明更提板相向於一透數個矩形像素列的複數條掃複數條信號線开> 像素面積包基板設有一此顯示裝之層中極所吸分子之素電極之力線。既然電極係的共用供一種明基板面積，描線中中之一含一像用電極置中，既然 ’故從掃描收，使得無方位不被擾為佳。藉此盤繞像素電以保持補償以連接於共配線為佳。液晶顯示裝而組成，其其中每一個之一條以及條經由一絕素電極與一 ’且該主動補償電極形成於相同於掃線或信號線產生之電場之任何效應運行於液晶層亂。補償電極係以形成為 ’補償電極與像素電極間極之後側，更降低對於液電極之電位等於共用電極用電極或保持在相同於共置’藉由使一主動矩陣基中該主動矩陣基板包含複矩形像素面積係由平行排與該複數條掃描線交又的緣層而環繞，且每個矩薄膜電晶體，並且該透明矩陣基板之相向表面與該

五、發明說明（8) 遷明基板之相向表面灸其中該主動矩陣基板之相理以便具有相同方位方向，液晶分子之傾钭角易^ =形成為一平坦表面。亦即，倘若基板表面傾 =基板表面之不規則所影響分子會定向於非期望的方向、傾斜f相向之方向上，則液晶曲型方位。倘若主動起陣^ ’可能擾亂液晶分子之正常彎刻所形成的不規則可以 1板之相向表面由重複疊製與蝕可防止液晶分子於非期望*且獲得平垣並滑順的表面，則型方位。平坦並滑砸的本的方向之傾斜且可獲得正常彎曲供。、、面可由形成厚的有機絕緣膜而提 ^明二供一種液晶顯示裝置’ #由使一主動矩陣基透明基板而組成，其中該主動矩陣基板包含複 I固矩形像素面積，其中每一個矩形像素面積係由平行排歹^的複數條掃描線中之一條以及與該複數條掃描線交叉的複數條信號線中之一條經由一絕緣層而環繞，且每一個矩形像素面積包含一像素電極與一薄膜電晶體，並且該透明基板設有一共用電極，且該主動矩陣基板之相向表面與該透明基板之相向表面受處理以便具有相同方位方向，其中該主動矩陣基板之相向表面與透明基板之相向表面沿著該方位方向傾斜於彼此相向之方向。在基板表面附近之液晶分子跟隨著基板表面之傾斜方向而傾斜。在彎曲蜜方位中，當在非電壓施加模式中’亦即，當無電壓施加至液晶時，靠近主動矩陣基板之液晶7刀子與靠近透明基板之液晶分子必須定向至相向方向倘右*

第13頁 538282 五、發明說明（9) 二基板之相向表面面之液晶分子將沿_!、斜於彼此相向之方向，則靠近相向表向，且靠近二基板=相向地傾斜基板表面而傾斜於相向方彎曲型方位之二心。面之液晶分子形成引致液晶分子形成本發明亦提供_ 、基板面對一透明^把液0曰顯示裝置，藉由使一主動矩陣數個矩形像素面二，，其中該主動矩陣基板包含複列的複數條掃描線中ς二=7個矩形像素面積係由平行排複數條信號線中條以及與該複數條掃描線交叉的個矩形像素面…繞，…每- 與該透明基板之相：表u該主動矩陣基板之相向表面其中1主動㊣陣美=之以便具有相同方位方向，面傾斜使得由相向表面與該透明基板之相向表度係=，於像素區域間隙寬在此液晶顯示裝置中，既妒禾4處乍。界定像素區域，故此等表面之；！透明基板於末端部分窄而於中央處寬，;^為使付間隙寬度於二末端部分處傾斜於相向方向：；：：：沿5方位方向比。导致改善視場角度與影像對較佳貫施例之詳細說明】下文中藉由說明若干實施例詳細解說本發明。然 538282 五、發明說明（10) 應注意此發明並非侷限於此等實施例。 [第一實施例] jl係顯示依據本發明第一實施例之像千面圖。圖2係沿著圖iiA-A，線之剖面圖。透視描線Γ;據一實施例之液晶顯示裝置包含複數條掃描!上且，H板1上’與複數條信號線31，形成於掃線緣層2而與其交又，掃描線11與信號之交又部八_ M =且薄膜電晶體與像素電極4 1形成矩陣乂又口P刀處，構成像素區域。晶體體i含閘極電極12，電連接於安裝於薄膜電電極广2、非曰線、閘極絕緣層2 ’形成來覆蓋閘極連接於信,下文中稱之為a —以層)15、没極32，電中跨過通：間隙23 ί極33 ’形成於與汲極32相同之層雜有高濃产二，則、以型非晶矽層（未圖示），摻以及保護：絕緣層貝3且：f J電極33細-Si層15間，處，n+形北曰\㈢ > 成來覆蓋該η+型非晶矽層。此間之歐姆接^層，形成來形成a — s 1層與汲極或源極電極膜電晶體。。保濩性絕緣層3係用以防止雜質穿透入薄電連極41係由透明導電膜形成於閘極絕緣層2上、 t = J電極33、且形成於與信號電極”相同之層間。。極3 1係失於閘極絕緣層2與保護性絕緣層3

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在主動矩陣基板Ab上，方位膜4形成來靠近界面液晶分子之控制方位。如圖1所示，此方位膜4係形成曰曰像素區域Ρχ之短轴方向。。；更且，具有濾、色器7、共用電極14、與方位膜之另—吴 Tb係配置於面對薄膜電晶體基板处，用以形成主動反晶顯示裝置。方位膜6受方位處理於像素區域“之短向上平打於方位膜4之方向。液晶Lc填入基板几與帝晶體基板Ab間所形成的單元間隙中，以梅游a % 為〇·2 /zm之鉻膜於基板1 圖案化鉻膜而形成掃描線11 文說明中使用鉻，但亦得使影石板印刷術圖案化的直他與銘合金。此外，掃描糾形成亦得由將鈦之阻障金屬。繼而，藉由化學氣相沉積 • 5 # m之氮化矽膜形成為閑，由CVD形成未摻雜的a〜Si 化此等CVD膜而形成a-Si膜體之主動層，且n+型a-Si用之歐姆接觸。緣層2而形成用以電連接信以形成像素電極之導電層之下文將說明前述液晶顯示藉由濺鍍方法而形成厚度上’且藉由光微影石板印刷術與閘極電極1 2。應注意雖然前用具有低電阻係數且可由光微金屬材料’例如钥、欽、紹、與閘極電極1 2不僅得由鉻膜所 S製於絡膜上之合成膜所形成 (下文中稱之為CVD)使厚度為〇極絕緣層2。在閘極絕緣層2上層與n+型a-S i，用以藉由圖案 1 5。此處，a _ s i膜用作為電晶以確保汲極3 2與源極電極3 3間繼而，藉由圖案化閘極絕號線、源極電極、與没極於用

538282 發明說明（12) 接觸孔。接觸孔之形成並非必要。孔之方法提供導電性。$薩而，藉由：由並非使用接觸 0. 2 之鉻膜於a-Si膜、膜而形成厚度為線31、汲極、，源極電極。雖然 $成=信號對於掃描線可使用其他具有低電阻係：： = = =，印刷術圖案化之金屬，例如鉬、㉟：由J:衫石板外，掃描線11與閘極電極12不僅可由蹬。鋁5金三此鈦之阻障金屬疊製於鉻膜上之合成膜所形^形成亦件由將繼而，藉由形成且圖案化厚度為〇1 物膜（下文中稱之為ITO膜）而形成像 ^ ' 型a-Si膜之氣體進行乾式餘刻製程，用用 =極32與源極電極33間之“型心。此係用以防止電流 2由型a-Sl於源極電極與汲極間流動。然後，藉由cvd 广成厚度為0.2 "m之氮化石夕膜’且藉由圖案化氮化矽膜而形成保護性絕緣層3。保護性絕緣膜3藉由抑制雜質遷移入a-Si層1 5而防止薄膜電晶體失能。隨後藉著印刷由聚醯亞胺所形成之膜而形成方位膜4，並且在220。C焙燒之後，藉由研磨方法於像素區域之短軸方向進行方位處"理。主動矩陣基板Ab係由前述的製程所獲得。應注意母一膜之厚度並未僅限前述數值，且可根據膜之材料、顯示裝置之尺寸、以及薄膜電晶體之性能而修改每一膜之厚度。。在另一基板8上形成濾色器與擋光層（未圖示）。濾色器與擋光層得藉由形成並由光微影石板印刷術圖案化由散

第17頁 538282 五、發明說明（13) 佈於丙烯酸光敏性聚合物中之紅、構 «而形成。4屬膜得用作為擋光膜。；等遽色器與擔光層上，且隨後藉* a，成於此 ITO膜於彩色層卜0園安卟/成厚度為〇.1//瓜之 6ι7 Εϊ , ^ ^ 上且圖案化1 Τ〇膜而形成共用電極14由醯；：所形成之膜而形成方位膜，並且在22。: 二；ίί方= 研磨方法進行方位處理以便使方位膜定位般形ί 方。冑明基板Tb因此如前所述間隙inf I主動矩陣基板Ab與透明基板Tb間所形成的 τ ' ^ σ物珠（未圖不）散佈於整個間隙區域，JL透g Α 板Tb放置於主動矩陣基板Ab 二：j明基其姑比认田闽# 1文付匕們彼此相面對且二曰曰 ^ S ;周圍處結合，並且向列液晶注入二基板間。顯不裝置係由前述製程所獲得。 -用=:=在液晶顯示裝置中，既然像素電極41與子=成平行於短邊軸“，，故在非施加模式十液日日刀子疋向排列於短邊軸Α_Α，之方向。杳用電極14間之空間時，電場二垂直二生於像素電極與共用電極丨4間。反雷付更位差產生於信號線31與像素電極41間，寄生 :二ίί所要的。既然信號線31與像素電極41水平地位差產生之電場⑽係水平電麥，且力線之方向符合短邊軸A_A，，亦即，位方^。㈣，在液晶分子改變成f曲型施加模式：方别，此水平電場Ef2並未將液晶分子改變成扭轉方位。因

第18頁 538282 五、發明說明（14) 此藉由排列彼此面對的二基板之方位方向k朝向短邊軸免水平電場對於液晶分子之效應。當液晶經由疋轉18 0度而定向於反相方向時可獲得類似效應。實際位朝向像素區域之短邊之土 45度内方向時，此效應可實現。類似於前述例子，在此例子中當然產生水平電場於掃描線與像素電極間。然而，既然 =極之，之長度小(…短邊軸之方向上条面面對對像素電極之知描線），故寄生電場之效應小。此外，後將說明的此構成中，既然掃描 ^ 之層上’故不會有太多寄生電場穿透入單元間；素-極層 #朝場raEf 1之力線逐漸從像素電極41之末端擴展朝向u形狀之共用電極14。此時，在像素電極41附近之液晶分子Lcl與Lc3受電場Efl激發，改變它們的傾， Ϊ =彎曲ΐ施加模式。當彎曲型施加模式之方位核心 ϊί: Λ 端時，此方位傳遞至整個像素區域，且液式。藉此，可降低由因水平電場造成扭轉：方=;加，且可獲得良好的影像品質。位之£域 [第二實施例] ,,"^ ----- 沿著Η，方向之像素置區二素二域圖… 依據第二實施例之液晶顯示裝置包含複數條掃描線 $ 19頁 538282 — 五、發明說明（15) ^ 成於包括薄膜電晶體之基板1上、複數條信號線、’ ^由閘極絕緣層2與複數條掃描線排列形成一矩陣、以及薄膜電晶體與像素電極，排列於掃描線與信號線之交又部分用以形成像素區域。專膜電曰曰體之結構相同於前述第一實施例。、，素電極41係使用透明導電膜而經由中間絕緣層9形 f於知描線與信號線之上層，且經由接觸部分3 5連接至源極電極。剩下的構成相同於第一實施例。接下來’將說明前述液晶顯示裝置之製造方法。類，於第一實施例，藉由形成厚度為〇 · 2 # m之鉻膜 ^由光微影石板印刷術圖案化而形成掃描線丨丨與閘極電極然後’用以形成閘極絕緣層2之氮化矽膜沉積成厚声 ^ 。在閘極絕緣層2上，藉由CVD沉積未摻雜的 |^+= = 1層’且圖案化這些層’形成&—^層15。繼而，曰=案化閘極絕緣層2而形成接觸孔，以電連接包括 :、所，之導電m括錢線之導電層、在以及後續製 U的源極電極、與汲極。此等接觸孔係於需要J开: =導電性亦得由其他方法形成。繼而，藉由濺鍍厚 ς為0.2 /zm之鉻膜於^以層^與以型卜^層上，藉 =而形成信號線3卜沒極32、與源極電極33。繼而，圖，此蝕刻η +型a - S i之氣體進行乾式蝕刻，用以移除位於= ，32與源極電極33間之n^a_Si4。繼而，藉由CM带、点厚度為0 · 2 // m之氮化石夕膜，用以_ $ + 7成絕緣層9不僅作為包括像J電：絕”9。中間琢I冤極之層與包括信號線之層中

晒

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五、發明說明（16) 間層，亦作為如同第一實施例所述之保護性絕緣層3，用以防止雜質離子穿透入a-Si層且防止薄膜電晶體失能。繼而’藉由印刷方法形成由聚酿亞胺樹脂所形成的方位膜，並且在220 ° C焙燒之後，藉由研磨製程使方位膜受方彳理於短邊方向。处然而’應注意此等膜之厚度並非侷限於前述數值，得根據膜材料、顯示裝置尺寸、與薄膜電晶體性能而修改。主動矩陣基板Ab因此藉由前述製程而獲得。少更且，依據相同於第一實施例所示之製程形成透明基板Tb。直徑對應於主動矩陣基板Ab與透明基板Tb間之間^ 之聚合物珠散佈於基板之整個區域’二基板皆被樁疊使得二方位膜彼此面對、邊緣被黏附、且向列液晶注入基板間之間隙。液晶顯示係由前述製造方法而獲得。如圖5所示’此彩色液晶顯示裝置係構成使得像素電極41形成於較信號線31接近之層中。因此，甚至合電場 Ef2由信號線31與像素電極41間之電位差Ef2產生^^ 之方向會朝向下，使得電場Ef2不影響像素電極41盘丘用電極U間所形成之電場Efl之力線。對於像素電㈣掃描線而言亦獲得相同的效應。據此，無論液晶分子之方位之方向如何，彎曲型方位不被擾亂。 [第三實施例] 雖然第三實施例約略相同於镇- 示，不同之處在於像素電極41 =:實；例’但如圖“ 抱41之侧部分與信號線31之侧 538282 五、發明說明（17) 分經由中間絕緣層9部分重疊除了因為在本實施例中信號線與容值增加，故以形成厚的中間絕緣層9 〃電極間之寄生電例之製造方法類似於第二實施例。形“、厂L之外，本實施法係塗覆有機材料且培燒該塗覆。亦—、、邑，層之一種方與有機膜而形成厚絕緣層。错由疊製氮化矽膜在依據此實施例之此彩色液晶顯示示’既然包括像素電極41之層形成為較包味2圖7所接近共用電極14，且既然像素電極41 $栺諕電極之層信號線31之侧部分，故信號線31與像;部分重疊於電場Ef 2之力線形成於像素電極41之後、^極41間所產生之極41與共用電極14間所形成之電場Ef i =影響像素電曲型方位不被擾亂。力線。據此，彎 [第四實施例] 圖8係依據第四實施例之彩色陣型液晶顯示裝置之像素區域Ρ χ之？二不面裝圖置。之上動矩著短邊軸B-B，之像素區域Ρχ剖面圖。 ·圖9係沿依據第四實施例之液晶顯示裝置形成為包括薄膜電晶體之基板上描線，排列成經由閘極絕緣膜交叉掃描線 3電n 素區域。心各又又處，用以形成像薄膜電晶體與像素電極形成為類似於第一實施例。

麵第22頁 538282 五、發明說明（18) 夺然而’在第四實施例中，形成補償電極1 7，從設於與知描線11相同之層上之共用配線13延伸於像素區域以之像素電極41與信號線31間。應注意與共用電極14相同之電位細*加至共用配線1 3與補償電極1 7。剩下的構成相同於第一實施例。在依據本實施例之彩色液晶顯示裝置中，在電壓施加酐=加於共用電極1 4與補償電極丨7之電位大約相同，且當共用電極1 4之電位時像素電極4 1與信號線3 1之電位存有差異。此處，如圖1〇所示，當施加電壓時，電場之力線垂直地形成於像素電極41與共用電極14間，且饧電和17間之電場Ef4之力線形成。電場Ef3與Ef4之這些 m::像素電極下$，使得這些力線不擾亂液晶分子之彎曲型方位。此外，既然補償電極1 7形成於信號線與像素電極間， ^ p二二板1且遠離液晶層L c，故信號線與像素電極間之償電極上且不漏溢至液晶層，且電場不可能造成液晶層扭轉。月匕此外如圖1 5所示，補償電極1 7得從像素區域中之斤 ;，延伸’不提供共用配線13。因為電壓施加至連接： :線2素_，所以高電壓得暫時施加於掃描電曰體：Ϊ 2 Γ，既然施加至液晶之電位係藉由轉換薄膜維I年在掖於f狀態而保持住，但正常地補償電極之電位被維持在低於化號線或像素電極之電位。在此例子中，

第23頁 538282 五、發明說明（19) 線”像素電極間之電場收斂於補償電極上，導致電場之水平分量降低且防止液晶分子扭轉。 [第五實施例] 圖11係顯示依據第五實施例之彩色液晶顯示裝置剖面圖。 —除了主動矩陣基板Ab之表面形成平坦以外，依據第五貫施例之液晶顯示裝署夕έ士德士 as _ ^ ^ m 哀置之結構相同於弟二實施例。此液晶顯不裝置所用之製造方法說明如下。目Γ第二實施例之製程直到形成像素電極41，且移除位於汲極與源極雷M 〗 ^ F ^ ^ 極電極間之n+型膜。繼而，藉由自方疋塗覆丙婦酸型且士立植& |爱a丑/丄、。夕4日^日勝玉Γ 燒塗覆形成厚度從至4 之透月P m平坦的保護性絕緣層。使用丙烯酸型阻膜，作滹得表^紅T雖然暄，兴你丨％丄.仁倘方獲付千坦表面則可使用其他阻中之含有聚矽氧烷之贫戸丁檢赤率二野使用在可塗覆狀態之仵護性功#卡本衣丁烯或聚矽氨烷，以改善a_Si層 :保…此。亦可在塗覆丙浠酸型阻膜之前使用氮化石夕除了猎由塗覆樹脂膜形成平坦表 CVD或藏鑛形成絕緣層，且研磨膜之卜亦可耩由藉著研磨由CVD或濺鲈„ #夕雄綾膊面以兀成千坦膜。矣而分_古择1賤鍍〉儿積S緣獏所獲得的非常平扫的表面允“度精確圖案化，且所吊十-的熱電阻值之層。 a π七緣膘梃供具有咼在具有所形成的平坦表面之基板做上，籍由印刷方法形 538282

538282 五、發明說明（21) 圖1 2係依據本發明第六實施例之彩色液晶顯示裝置之剖面圖。 ^ 依據第六貫施例之液晶顯示裝置包含複數條掃描線，形成為包括薄膜電晶體之基板上之矩陣、複數條信號線， f列成經由閘極絕緣層交叉基板上之掃描線、以及薄膜電曰=體與像素電極41，形成於掃描線與信號線之每一交叉部分，用以形成像素區域Px。在此等元件中，薄膜電晶體與像素電極形成為與第一實施例相同之形式。〃然而’由有機膜所形成的保護層3形成於主動矩陣基板之相向表面與形成於透明基板几之相向表面之保護層、者皆沿著方位方向而彼此相向地傾斜。兹將說明傾斜表面之形成方法如下。極第一實施例’形成製程進行直到形成像素電阻膜在源；之…^ 度中，7 4釔燒於較阻膜之玻璃過渡溫度高之溫於:本斜層之形成方法揭露能助者之别形成聚石夕氧院層有效地善保護層之保護功斜：=卜塗：=另一方？使二基板上之相向表面傾斜或施加離心力以傾：二於基板f面上、使基板傾化傾斜樹脂層。… 曰以及照射樹脂表面以硬第26頁叫282

在基板之所％# 亞胺樹脂所形成^古/ μ面上，藉由印刷方法形成由聚醯研磨方法沿著傾斜太=、，並且在2 20 c焙燒之後，藉由為從下侧傾向高方位處理。期望使方位膜形成時，傾斜角傾向二=因4，當研磨從高侧進行至下侧降低。頂斜表面之逆方向，導致傾斜表面之效應應注忍膜厚度並非僅所用的材料或顯示尺寸，依據此實施例之主動成0 限於前述數值，且膜厚度可根據以及薄膜電晶體之性能而修改。矩陣基板Ab因此如前所述般形液晶顯示裝置因此如前述般獲得。在此實施例中，液晶分子Lc受處理以便定位於傾斜方向之方向。因此’液晶分子具有傾斜角，其係由基板1與8之傾斜角度與方位膜所給的預先傾斜角相加而成。在透明基板Tb上，形成陣基板Ab，直徑適合於主動隙之聚合物珠濺鍍於整個顯得方位層彼此面對，且液晶傾斜保護層3，類似於主動矩矩陣基板Ab與透明基板間之間示表面上，且此等基板堆疊使注入此專基板間之間隙。因此，在依據此實施例之彩色液晶顯示裝置中，靠近界面之液晶分子之較大傾斜角促進液晶分子排列成、彎曲型方位。亦即，藉由消除外界阻礙因素可獲得穩定的彎曲型方位。通常言之，由習知的主動矩陣顯示裝置之方位膜提供的預先傾斜角為5度之程度。然而，依據此實施例之方法

第27頁 538282 五、發明說明（23) 有效地提供較大傾斜角。雖然得均勻地提供傾斜角度於整個基板表面，液晶分子提供從3至1 0度之範圍内之傾斜角為佳，' 好提供一傾斜角度於每一個像素區域以對於每一域實現前述傾斜角。 mI ^ [第七實施例] 如圖13中之剖面圖所示’二相向表面形成為V形狀，使得當觀看I素區域中之形成於主動矩陣基板u之相向表面上之由有機透明層所形成的保護性絕緣層3與透

Tb之相向表面上之保護性絕緣層3間之單元間隙5時，土區域之末端處之窄間隙寬度D1沿著像素電極41之方位方向〇r變寬至像素之中央處之寬間隙寬度D2。在此例子以提供0度之方位膜之預先傾斜角為佳。倘若方位膜之預先傾斜角大，則大的預先傾斜角將降低任一傾斜表面之效應。當二基板=表面形成來形0形狀單元間隙：時，方位方向之二末端j之液晶分子會定向於彼此相向◎向。倘 :單元間隙Lli?末端部分處之單元間隙寬度大於中央 :ίί:ί子之相向方位相同。因為具有不同 ~立方向成於-單元中，所以依據此實施例之 :色液晶提供較寬的視場角度，使得當傾斜地觀看螢幕时各早π之視場特徵可由此等小區域補償。如前所述，本發明之液晶顯示裝置係彎曲型液晶顯示第28頁 538282

五、發明說明（24) 裝置，由下列三種構造中之任一種所形成：（1)方位朝向像素區域之短邊軸之土 45度内、（2)像素電極配置成較信號線更接近於共用電極、或（3)補償電極形成於像素電極與信號線間，使得液晶分子之彎曲型方位不受附近電場所擾亂。在本發明之液晶顯不裳表面滑順平坦，或主動矩陣傾斜於與透明基板相向之方不受相向表面之不規則所擾，透明基板間之像素區域之部分處之窄間隙變寬至像夸決於非施加模式時之擋光性顯示裝置展現出寬的可視角置’既然主動矩陣基板之相向基板之相向表面沿著方位方向向’故液晶分子之彎曲型方位亂。此外，倘若主動矩陣基板單元間隙構成V形狀使得末端區域之中央處之寬間隙，則取質的視場角度可減少，且液晶度與良好的影像對比。

538282 圖式簡單說明圖1係顯示依據本發明第一實施例之像素區域之透視平面圖。圖2係沿著圖1之A-A’線之剖面圖。圖3A與3B係顯示液晶分子在非操作與操作模式中之剖面圖，其中圖3A代表無電壓施加之狀態，且圖3B代表施加電壓之狀態。圖4係沿著圖14之A-A’線之剖面圖。

圖5係顯示液晶顯示裝置中液晶分子之行為之示意剖面圖。圖6係依據本發明第二實施例之像素區域之剖面圖。圖7係顯不液晶裝置中液晶分子之行為之剖面圖。圖8係依據本發明第三實施例之像素區域之透視平面圖。圖9係沿著圖8之B-B’線之剖面圖。圖1 0係顯示液晶裝置中液晶分子之行為之剖面圖。圖11係依據本發明第四實施例之像素區域之剖面圖。圖1 2係依據本發明第五實施例之像素區域之剖面圖。圖1 3係依據本發明第六實施例之像素區域之剖面圖。圖1 4係依據本發明第七實施例之像素區域之剖面圖。

圖1 5係依據本發明第八實施例之像素區域之剖面圖。圖1 6係用以解說彎曲型方位之透視圖。圖1 7A與1 7B係顯示像素區域中液晶分子之排列之剖面圖。〔符號說明〕 1 基板

第30頁 538282 圖式簡單說明 2 閘極絕緣層 3 保護性絕緣層 4 方位膜 5 單元間隙 6 方位膜 7 濾色器 7 a 包覆層 8 基板

9 中間絕緣層 11 掃描線 12 閘極電極 13 共用配線 14 共用電極 15 非晶矽層（a-Si層） 16 n+ 型 a-Si 17 補償電極 23 通道間隙 31 信號線

3 2 >及極電極 3 3 源極電極 35 接觸部分 41 像素電極 D1 間隙寬度 D2 間隙寬度

第31頁 538282 圖式簡單說明 Ef 1 電場 Ef 2 電場 Ef 3 電場 Ef 4 電場 Lcl 液晶分子 Lc2 液晶分子 Lc3 液晶分子

Ι1·Ι 第32頁

Claims

案號 89127619 六、申請專利範圍列方向，其中該像素電極形更接近該共·用電極之層中。； Jl· 曰羞正較該信號線與該掃描線 4. 如申請專利範圍第3 中，在一像素中，該像素電、之0CB型液晶顯示裝置，其號線或掃描線之侧部分。°之侧"卩为至少部分重疊於信 · 種型液晶顯示|詈，與一相對方向的透明基板來組1 ’猎由一主動矩陣基板含複數個矩形像素面積，复、，/、中該主動矩陣基板包行排列的複數條掃描線中^ 一 I 了個矩形像素面積係由平又的複數條信號線中之一條細2以及與該複數條掃描線交個矩形像素面積包含一像匕：：絕二層而環、繞，且每- 透明基板設有—共用電極:、該：動：2電晶Μ，並且該間填入液晶，X該主動矩陣基板之該透明基板 2向表面受處理以便具有；u透明基板像素之該掃描極形成於相同於該中。〃乜唬線間之该知描線或該信號線之層 , 如申清專利範圍第5項之〇 C B型液曰黯-壯m * 中該補償電極形Λ、十乂田 D 1履日日顯不裝置，其〆成來重豐於相鄰的像素區域之像素電極。 Γ7 .〇申請專利範圍第5項之〇CB型液晶顯示裝置，其第34頁 538282 89127fi1fl 六、申請專利範圍中該補償電極形成來連接 1 •成末連接至相鄰的像素區域之掃插線。中該補償ί 1 :奢ί f範圍第5項之0CB型液晶啕亍，貝電極形成來連接至相鄰的像素區域，其與-9相對；=?液晶顯示裝置，藉由線含複數個矩形像素面積仃排列的複數條掃描線中之—形叉的複數條信號線中：以及與該個矩形像素面積包含一由一絕緣層透明基板設有電2素電極與一薄膜盥該透明美柘夕Γ 且該主動矩陣 /、Θ逍月基板之相向表面受击其中該主動矩陣美叔士更〃、有單基板之相向表面形成為- J多正一主動矩陣基板 ί:矩陣基板包像素面積係由平複數條掃描線交而裱繞，且每— 電晶體，並且該基板之相向表面相同配列方向，平坦表面。 10·種0CB型液晶顯示事置，驻i 一 + 與一相對方向的透明基板、错^由一主動矩陣基板含複數個矩形像素面積，复中，丄/、中該主動矩陣基板包行排列的複數條掃描線中二一母y個矩形像素面積係由平叉的複數條信號線中之— 條以及與該複數條掃描線交個矩形像素面積包含一像絕；層而環繞，且每— 透明基板設有一共用電=素電極與—薄膜電晶體，並且該輿該透明基板之相向表:該主動矩陣基板之相向表面其中該主動矩陣基理以便具有相同配列方向，板之相向表面與透明基板之相第35頁 538282 _案號89127619_年月曰修正_ 六、申請專利範圍著該配列方向傾斜於彼此相向之方向。

11. 一種OCB型液晶顯示裝置，藉由一主動矩陣基板與一相對方向的透明基板來組成，其中該主動矩陣基板包含複數個矩形像素面積，其中每一個矩形像素面積係由平行排列的複數條掃描線中之一條以及與該複數條掃描線交叉的複數條信號線中之一條經由一絕緣層所環繞，且其中每一個矩形像素面積包含一像素電極與一薄膜電晶體，並且該透明基板設有一共用電極’且該主動矩陣基板之相向表面與該透明基板之相向表面受處理以便具有相同配列方向，其中，該主動矩陣基板之相向表面與該透明基板之相向表面傾斜使得由二相向表面沿著該配列方向所形成的間隙寬度係呈V形，於像素區域之中央處寬且於二末端處窄。

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