TW573198B

TW573198B - Liquid crystal display device having uniform feedthrough voltage components

Info

Publication number: TW573198B
Application number: TW89109894A
Authority: TW
Inventors: Kouji Takagi
Original assignee: Nec Lcd Technologies Ltd
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 2000-05-23
Publication date: 2004-01-21
Also published as: JP2000338523A; KR100374372B1; KR20000077435A; US20030063233A1; US6760081B2

Description

573198 五、發明說明（l) 本發明係有關於一種液晶顯示裝置，特別是一種液晶顯示裝置，其具有均句貫穿電壓元件，高影像亮度，以及高影像顯示品質。一種主動矩陣式液晶顯示面板，為一液晶顯示面板，其中TFT(薄膜電晶體）加至在各個以矩陣置於基板表面上的畫素電極。近來，主動矩陣式液晶顯示面板，廣泛地使用在攜帶型個人電腦或桌上型個卜電腦的顯示設備中，液晶顯示電視中，等等。此因，在主動矩陣式液晶顯示面板中’近來採用極性反轉驅動系統、而藉以改善如影像對比’對應於動晝信號的反應速度等等。然而，近來，液晶顯示裝置的面板尺寸變大，各個畫素變小，而各個畫素的開口率變。為此理由，各閘極導線導體的長度變長，各閘極導線導體的寬度變小，使得各％極導線導_的電阻不可避免地增加。 ' 又，根據各閘極導線導體的長度增加而寬度減少，施加至液晶顯示面板的閘極脈衝的波形•延遲，因為由閘極脈衝所驅動的畫素電極具有電容，也因為閘極導線導體具有大閘極導線電阻。另外，常十閘極脈衝的輸入端的距離變長時’閘極導線導體的電阻變大，使得脈衝波形的延遲，也在當自閘極脈衝的輸入端的距離變長時變大。例如，在第12圖中大略示出的液晶顯示面板1中，信號輸入部份2和3，沿面板1的左側部份和下或底側部份放置。假設信號輸入部份2為一閘極信號輸入部份，自其施加閘極信號至以矩陣放置的畫素中之TFT，自閘極信號輸 573198 五、發明說明（2) 入部份2至TFT的距離，以圖中所示之點（a)， •(b)， (C)的順序 > 或點（A ) (B) ，（C) c •因此，閘極導線電阻以相同的順序變大。因此，根據閘極信號’ 亦即閘極脈衝延遲的不同，當閘極脈衝關閉時，造成畫素電極之電位的偏移的大小，亦即貫穿電壓的大小變化。 • - 如第5A至5D 圖中之信號波形p示，貫穿電壓變成一電壓差 9 亦即VFDIN 或VFDOUT ，在汲極脈衝的中心電位，亦即DPC，和源極脈衝的中心電位/亦即SPC 之間〇在此，假設VFDIN表示在閘極脈衝之輸入端的貫穿電壓，而VFDOUT 表不在相對於閘極脈衝之輸入端的一端之貫穿電壓。在此情況下，因貫穿電壓隨自閘極脈衝的輸入端的距離變大而變得更小，而有VFDIN >VFDOUT的關係。當在影像顯區域中的貫穿電壓差變得更大時，出現影像殘留，染色等等，且因而顯示品質劣化 0 習知地’為了將在影像顯示區域中的貫穿電壓差‘最小化 9 考慮影像顯不區域的中心的貫穿，所造成的汲極信號的偏移之電壓降，來降低相對電極的電壓 '然而，雖然在影像顯示區域的中心得到的最佳狀況，無 1 法在影像顯示區域的週邊得到彳的最佳狀況。因此，在週邊部份，因直流電壓分量施加至液晶可能發生上述的影像殘留，染色等等 9 而影像顯示的品質劣化。亦即，即使調整相對電極的電壓以在影像顯示區域的中心得到最佳狀況 ’但直流電壓施加至在遇邊部份的液晶，且難以有效地避免上述影像顯示的品質劣化。

573198 五、發明說明（3) 在此’說明貫穿電壓依據閘極脈衝波形的延遲而變化的理由。第4圖係顯示液晶顯示面板部份的等效電路圖。如第4 圖中所示’晝素的等效電路包括一 TFT 14，其汲極（D)偶合至汲極信號線15，而其閘極（G)偶合至閘極信號線13，二閘極-源極電容Cgs，一儲存電容Csc，以及一液晶（LC) 電容Clc。儲存電容Csc存在於TFT> 14的源極電極（S)和相鄰的閘極信號線13之間。LC電容C'lc存在於TFT 14的源極電極’亦即顯示電極，和相對電^ 2 1之間。藉由閘極-源極電容CgS，儲存電容。。，液晶（LC)電谷C 1 c ’以及閘極脈衝振幅AVg，可以下列方程式近似表示貫穿電壓Vfd。 = [Cgs/(Clc + Csc + Cgs)] * AVg(l) 另一方面’當閘極脈衝的落下邊緣，由於閘極導線導體的阻值而延遲時，電流自源極電極至汲極信號線流動，直到TFT 14完全關閉。此電流的總量\，亦即TFT漏電，變成下列方程式。 S Ids dt Λ

I 考慮此電流的總量，貫穿電秦Vfd變成下列方程式。

Vfd = (Cgs * AVg - Slds dt)/ (Clc + Csc + Cgs) (2) 在此’電流的總量，亦即， S Ids dt 大約和閘極脈衝的延遲程度成正比，且因此在閘極信號輸

II m

第6頁 573198 五、發明說明（4) 入部份2的一側，變成下列方程式。 5 Ids dt = 〇因此’貝穿電壓元件’在閘極信號輸入部份2的一側與其相對側不同，而在影像顯示區域中產生的貫穿電壓差 △ Vf d ’其為方程式（丨）和（2)之值的差，以下列方程式表示。 △vfd = S Ids dt / (Clc +丨 Csc + Cgs)(3) 為了使在影像顯示區域中產生的貫穿電壓元件均勻化，可降低閘極導線電阻，以減·少閘極脈衝的延遲。要實現此方式，可加大閘極導線導體的寬度或膜厚，以及改變 _ 導線材料成具有較低特性電阻的材料，例如鋁，金等等。然而’當加大導線導體的膜厚，和當改變導線材料時需要改變液晶顯示裝置的製造製程_、又，當加冬導線導體的寬度時，會使液晶顯示裝置的開口率變差。 w 為了解決此問題，日本專利公開公報編號第1 0-39328 ，揭露一種液晶顯示裝置，其中貫穿·電壓元件在影像顯示區域_均勻化，且抑制施加至在影像顯示區域中之液晶的直流電壓分量的變化。因两，改善液晶顯示面板之影留’染色等等，而得到高影^顯示品質。在日本專利公開公報編號第10 —39328號的液晶顯示裝 _ 置中’形成於TFT基板上的複數個畫素電極，各加上一助電容部份。又，當自閘極脈衝的輸入端的距離變大時，該辅助電容部份的電容變小。 ♦ 、’ 例如，額外提供至各個畫素電極的輔助電容部份的電

第7頁 573198 五、發明說明（5) 容，由晝素電極和閘極信號線經由間層絕緣膜的重疊面積而決定。當自閘極脈衝的輸入端的距離變大時，該重疊面積變小。第12圖亦對應至在日本專利公開公報編號第10 —39328 號揭露的液晶顯示面板之平面圖。在此液晶顯示面板中，沿著面板的左側部份和底側部份，提供信號輸入部份2和 3。假設閘極脈衝由信號輸入部份^，亦即閘極信號輸入部份2，輸入至晝素區域ia。又，第13A，13B，和13C圖係各自顯示習知液晶顯示裝置中的液曰曰曰顯示面板之詳細結構部份A，B，和C的放大平面圖。第14A，14B，和14C圖係各自顯示取自第13A，13B，和13C圖中之A-A，，B-B，，和C-C，線的放大部份剖面圖。如第13A至13C圖和第14A至14ς圖中所示，在玻璃基板 19上，閘極信號線13各具有預設形狀，包括TFT 14的閘極電極部份，連續形成一間層絕緣膜2 3，和由非晶矽等製成之源極/汲極區域，且因而製造出TFT·· 14。接著，形成没極信號線1 5，使得汲極信號線15偶合至汲極區域，且在間層絕緣膜23上形成晝素電極W，並偶合至對應的TFT 14之源極區域。將各個畫素電極1製成形狀，使得晝素電極16 與偶合至相鄰畫素的TFT 14之閘極信號線13部份重疊。畫素電極16由保護膜27所覆蓋。又，在相對於玻璃基板19放置的相對基板20上，將液晶填充至相對電極21和在相對電極21與在畫素電極16等等上之保護膜27之間的間隙區域。上述液晶顯示裝置結構的等效電路圖，亦可由第4圖 573198

所示之電路表示。亦即，畫素的等效電路包括一Τρτ 其淡極偶合至没極信號線1 5，而其閘極偶合至閘極信號線 U , —閘極-源極電容Cgs，一儲存電容Csc，以及一液晶 (LC)電容Clc。在此情況下，經由間層絕緣膜23，電容性、地偶合至閘極信號線1 3和畫素電極1 6而組成儲存電容 Csc。又，當自閘極信號輸入部份2的距離變大時，亦即由部份A朝向部份C，閘極信號線13，畫素電極16之間重疊的面積變小。因此，由部份A朝向部份C儲存電容Csc變小。在此結構中，當自閘極信號^入部份2的距離變大時，貫穿電壓元件由於閘極脈衝的延遲而造成的TFT漏電變小。然而，因當自閘極信號輸入部份2的距離變大時，儲存電容Csc變小，貫穿電壓元件的變化，被儲存電容Csc 的變化所補償。亦即，假設在第1 g圖中的部件A之貫穿電壓元件和儲存電容，各為Vfdin和Csc，而在第12圖中的部份C之貫穿電壓元件和儲存電容，各為Vfdout和Csc，， Vfdin和Vfdout，各以下列方程式（4)‘和（5)表示。

Vfdin = [Cgs/(Clc + Csc + Cgs)] * AVg(4) Vfdout = (Cgs * AVg Slds dt)/ (Clc + Csc, + Cgs) (5) ! 在該等方程式（4)和（5)中，若儲存電容Csc和Csc’相同，則Vfdin > Vfdout。因此，藉由決定Csc和Csc’的值，使得Vfdin和Vfdout的值彼此相等，可使貫穿電壓元件在部份A和部份C二者均勻化。將參照信號波形圖，說明可使貫穿電壓元件均勻化的

第9頁 573198 五、發明說明（7) 理由。第5A和5B圖係顯示在上述部份A的信號波形，而第5C 和5D圖則顯示在部份c的信號波形。在各第5人圖和第5C圖中所示的波形，為各自由閘極信號線和汲極信號線輸入之閘極脈衝GP和汲極脈衝DP的信號波形，而在各第5B圖和第 5D圖中所示的波形，為實際寫入畫素電極之源極脈衝sp的波形。在部份A，源極脈衝SP受閘>極脈衝GP降下所影響，

且源極脈衝中心SPC的電位變得比汲極脈衝中心dpc小 Vdf in的量。另一方面，在部份c '因上述之TFT漏電，受閘極脈衝GP降下的影響變小。所以，如上所述，考慮tft 漏電的量，藉由使在相對於閘極脈衝GP的輸入侧的一側上之儲存電容小，可降低閘極脈衝GP降下的影響，而使 Vidin和Vfdout的值彼此相等。\ 事實上，需要事先實行模擬且/或實驗，以評估 S Ids dt 的值。接著，得到所需的儲存電容變‘化，而儲存電容隨自閘極信號輸入部份2的距離變大而漸漸減少。在此，儲存電容值Csc和Csc’之間的關係，如下所示。

Csc, = [(Cgs * AVg - X Ids dt) (Clc + Csc + C^s)]/ (Cgs * AVg) - (Clc - Cgs)(6) 由此公式，得到在部份C的儲存電容Csc’ ，而儲存電容’隨自閘極信號輸入部份2至閘極信號輸入部份2的相對側的位置改變，而逐漸減少^事實上，如第13A至13C圖中所示，一重疊區域17a，亦即一重疊距離，在畫素電極

573198 五、發明說明（8) 和前一級的閘極信號線13之間，至相對端的位置改變，逐漸降低一第1 5圖所示為實際量測在影兀件的結果，其示於日本專利公中。在不使用上述結構的習知液輸入部份的距離變大，貫穿電壓使用上述結構的習知液晶顯示面在包括部份A和部份C的所有的距離，大致是均勻的。所以，晶顯示面板中，在影像顯示區域化，而可抑制影像殘留，染色等整個影像顯示區域中，以改盖影 i一定的欲望去進-，改善質。因此，本發明的目的之一，置其中在影像顯示區域内的貫化，且其中所顯示的影像亮度可本發明的另一目的，在提供有不同於上述習知結構的結ά了的貫穿電壓元件，可被均句化，本發明的另一目的，在提供在影像顯不區域内的貫穿電壓元制在整個影像顯示區域内的影像影像顯示品質。隨自閘極以逐漸減像顯示區開公報編晶顯示面元件的·值 f中，貫上，不管 i使用上中的貫穿等出現在像顯示品顯、示裝置信號輸入部份2 少儲存電容。域中之貫穿電壓號第1 0-39328號板中，隨自閘極變小。然而，在穿電壓元件的值自閘極輸入部份述結構的習知液電壓元件被均勻液晶顯不面板的質。然而，仍存中吟影像顯示品在提供一種液晶顯示裝穿電壓元件，可被均勻進一步增加。一種液晶顯示裝置，其具但其中在影像顯示區域内以改善影像顯示品質。一種液晶顯示裝置，其中件，可被均勻化，且可抑殘留，染色等等，以改善

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„ t以各該辅助電容部㈣電容，由畫素的t素電極和。▼極k號線之間的相對部份之面積而決定較佳，該閘極信，線經由該畫素電極和該閘極信號線之間的間層絕緣膜和鼠化物膜而與相鄰畫素偶合。，各該辅助電容部份的電容，由畫素的晝素電極和閘 ^信號線之間的相對部份之面積而決定較好，$閘極信號二經由該畫素電極和該閘極信號參之間的間層絕緣膜而相鄰畫素偶合。也以該背光部份包括至少一:長形背光源和一導光板較好，該導光板置於該液晶顯示面板的背側，且其自該背光源朝向該液晶顯示面板傳導光，該導光板包括印刷光散射邻份，置於其表面上，以調整背光亮度的分佈。又以該背光部份包括一長形叱光源，沿著該液晶顯示面板之該閘極信號輸入部份的側邊1放置較好。也以該背光部份包括一長形背光源，沿著該液晶顯示面板之與該閘極信號輸入部份垂直的·側邊放置較佳。勹根據本發明的另一種型態，提供一種液晶顯示裝置，包括：（a)—液晶顯示面板具丨有：複數個畫素，其以具有歹J和行的矩陣放置，且其各具有至少一薄膜電晶艘（ΤΗ) ^一畫素電極；複數個閘極信號線，其自所放置之閘極信號輸入部份，沿液晶顯示面板的一側延伸，且其各與矩陣之列中的TFT偶合；輔助電容部份，各額外地與一畫素的 $素電極偶合，該閘極信號線的寬度變得更窄，且因而隨著至該閘極信號輸入部份的距離變得更大，而該辅助電容

第13頁 573198 五、發明說明（11) 部份的電容變得更小；以及一相對基板，其相對於該tft 基板而在其間保持-小間隙，該小間隙以液晶填充；以及 (b)—背光部份，以自其背側照射該液晶顯示面板，隨著至該閘極信號輸入部份的距離變得更大，由該背光源的背光照射變得更小。在此情況下，以各該輔助電容部份的電容由畫素的晝素電極和閘極信號線之間的相對部份之面積而決&較佳，該閘極信號線經由該畫素電斧和該閘極信號線之間的間層絕緣膜和氮化物膜而與相鄰4畫素偶合。

也以各該輔助電容部份的電容，由畫素的畫素電極和，極信號線之間的相對部份之面積而決定較佳，該閘極作 ΐ線經由談畫素電極和該閘極信號線之間的間層絕緣膜; 與相鄰畫素偶合。 · 又以該背光部份包括至少一長形背光源和一導光板較好該導光板置於該液晶顯示面板的背側，且其自該背光，朝向該液阳顯示面板傳導光，該導光板包括印刷光散射部份，置於其表面上，以調整背光亮度的分佈。

以該背光部份包括一長f背光源，沿著該液晶顯示面板之該閘極信號輸入部份的側邊放置較好。而也以該背光部份包括一長形背光源，沿著該液晶顯示板之與該閘極信號輸入部份垂直的側邊放置較好。為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂’下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下··

573198 五、發明說明（12) 圖式簡單說明：第1A圖所示為根據本發明之液晶顯示裝置的平面圖；第1B圖係顯示第1A圖中所示之液晶顯示裝置，自第1A 圖中的箭號A所見的側視圖；第2A，2B，和2C圖係各自顯示本發明之第一實施例，液晶顯示裝置中的液B曰顯示面板之詳細結構部份A ’ B，和 C的放大平面圖；第3A，3B ’和3C圖係各自顯示取自第2a，2B，和2C圖中之A1 - ΑΓ ，B卜B1’ ，和Π-Cl，^的放大部份剖面圖；第4圖係顯示液晶顯示面板之畫素部份的等效電路之電路圖；第5A，5B，5C ’和5D圖所示為在液晶顯示面板之不同部份上的信號波形的波形圖，用&解釋由閘極信號脈衝的延遲所造成的貫穿電壓元件之變化；；第6A，6B，和6C圖係各自顯示開口區域，背光源亮度，和影像顯示亮度，對應於本發明‘之液晶顯示面板的位置之分佈圖；第7 A，7B，和7C圖係务,顯示開口區域，背光源亮度，和影像顯示亮度，對應於習知之液晶顯示面板的位置之分佈圖；第8A，8B，和8C圖係各自顯示本發明之第二實施例，液晶顯示裝置中的液晶顯示Φ板之詳細結構部份A，B，和 C的放大平面圖； - 第9A，9B，和9C圖係各自顯示取自第8A，8B ,和8C圖

第15頁 573198 五、發明說明（13) 中之Α1-ΑΓ ，B1 -B1’ ，和C1-C1，線的放大部份剖面圖；第10A圖所示為取自沿著第8A圖中之D-D，線之TFT部份附近詳細結構的部份剖面圖；第1 0B圖係顯示取自沿著第2A圖中之D-D，線之TFT部份附近詳細結構的部份剖面圖；第11A圖所示為根據本發明第三實施例之液晶顯示裝置的平面圖， j 第11B圖係顯示由第11A圖中之箭號B所見，示於第iiA 圖中之液晶顯示裝置的側視圖；第12圖所示為習知液晶顯示裝置之架構平面圖；第13A ’13B ’和13C圖係各自顯示習知液晶顯示裝置中的液晶顯示面板之詳細結構部份A，B，和C的放大平面園， < 第14A ’14B，和14C圖係各自顯示取自第;[3A，13B，和1 3C圖中之A-A’ ，B-B’ ，和C-C’線的放大部份剖面圖；以及 \ 第15圖所示為在水平方向上，不同的液晶顯示面板之不同的貫穿電壓元件。 .，· 符號說明： 1~液晶顯示面板；la〜畫素區域；2〜閘極信號輸入部份；3〜没極信號輸入部份；4〜背光源；4 a〜背光源；5〜畫素；6〜畫素；7〜畫素；8〜導光板；8a〜導光板；9〜印刷光散射部份；10〜光；11〜箭號；12〜箭號；13〜閘極信號線； 14〜薄膜電晶體；15〜汲極信號線；15b〜半導體層；16〜畫

第16頁 573198 五、發明說明（14) 素電極；17〜辅助電容部份；17a〜重疊區域；18〜開口部份；19〜破璃基板；2〇〜玻璃基板；2卜相對電極；22〜^ 晶；23〜間層絕緣膜；24~鈍化氮化物膜；25〜源極區域； 26〜接觸孔；27〜保護膜。 ’ 實施例：在根據本發明的液晶顯示裝置中，·各對應畫素電極提供的辅助電容器之電容，藉由使巧極信號線的^度，隨自閘極信號輸入部份的距離變大而變窄，來使其變小。又，構成背光部份，使得背光的亮度，隨自閘極信號輪入部份的距離變大而變小。因此，可使在影像顯示區域内的貫^ 電壓元件被均勻化，且可抑制在整個影像顯示區域内的影，殘留，染色等等。其亦可均勻化並增加所顯示的影像= 免度。因此’其可進一步改善影幾顯示品質。 (第一實施例） ' 第1A和1B圖係綱要地顯示根據本發明之液晶顯示裝置。特別地’第2A至2C圖和第“至扣*圈所示為，本^明之第一實施例的第U和1B圖之液晶顯示裝置的詳細結構。第1A圖係綱要地顯示緣爭顯示裝置的一般結構，包括液晶顯不面板1和背光源4。έΐΒ圖所示為第1A圖之液晶顧示裝置的側視圖，自其左側，亦即自第以圖中的顯示的方向看入。該液晶顯示面板1包括一畫素區域，其中複數個畫 =，其以具有列和行的矩陣放置。其各個畫素（未於 1B圖中示出）包括一 Tft 14和一畫素電極，將說明於

第17頁 573198 五、發明說明（15) 後。複數個閘極信號線13和複數個汲極信號線15(未於第 1A和1B圖中示出）彼此垂直放置。各個畫素置放在靠近閘極信號線13和汲極信號線1 5的交叉處。沿著液晶顯示面板 1的左側和上側，各放置一閘極信號輸入部份2和一汲極信號輸入部份或信號輸入部份3。該閘極信號輸入部份2包括’例如，複數個閘極信號輸入墊或端點，以供給閘極驅動脈衝至畫素區域la。又，該汲产信號輸入部份3包括，例如’複數個没極信號輸入墊或端點，以輸入沒極驅動脈衝至晝素區域la。；該背光源4具有，例如，一長形形狀，且置於該液晶顯示面板1的下側。如第18圖中所示，一導光板置於該液晶顯示面板1的背側，且自背光源4傳導光至該液晶顯示面板1的畫素區域la。因此，背光源、置於相鄰導光板8 邊緣。、低在此’對背光源作詳細說明。如第1 B圖中所示，在所使用的液晶顯示裝置，例如，筆記型·個人電腦等等，需具，低功率消耗和小尺寸，一般使用一背光源4 ,並沿著 =光板8的邊緣或側邊放置，丨以照射整個顯示區域。‘ 常，來自背光源4之光的亮度1，隨自背光源4的距離品變南’而隨距離變長而亮度變低。 ^而’在整個顯示區域的亮度分佈可用導光板8 整。亮度以適當地在導光板8的表面上放置印刷光份9而調整。亦即，藉由使印刷光散射部份9的數目，射：背光源4的距離變短而變小，且隨自背光則的距_ =

573198 五、發明說明（16) 變大。其可使各個印刷光散射部份9的面積，隨自背光源4 的距離變短而變小，且隨自背光源4的距離變遠而變大。其可進一步根據自背光源4的距離，而調整印刷光散射部份Θ的數目和面積。當來自背光源的光1 0照射在印刷光散射部份9上時，光10被印刷光散射部份9隨機地反射和散射，且被散射至液晶顯示面板1上，如第1B圖中之^箭號11所示，使得液晶顯示面板的畫素區域la被明亮地照射。另一方面，當來自背光源的光1 0照射在沒有印刷光^射部份9放置的部份上時’光1 0在導光板8的表面朝向導光板8的内側内部地總反射。該反射光再次在導光板8相對於液晶顯示面板1的表面上内部地總反射，且再次被用作為光1 〇。因用作背光的光量整體不變，所顯示的影像之亮束即使當亮冬的分佈改變時，也不會改變整個顯示區域。在本發明中，也可使用多於一個背光源，只要此背光源可實現一種亮度分佈，其隨自閘極A信號輸入部份的距離變大而變低。第2A至2C圖係各自顯示第1A和1B圖中之液晶顯示裝置中的液晶顯示面板1上，不同位置的畫素之部份放大圖。第2A圓係顯示位在第1A圖之液晶顯示面板1之閘極信號輸入部份2之一側的畫素5，第2B圖則顯示位在液晶顯示面板 1之中間部份的畫素6，而第2C圖係顯示在閘極信號輸入部份2之相對側的畫素。第3A至3C圖係各自顯示取自第2A圖中之A1-A1’ ，第2B圖中之B1-B1，，和第2C圖中之C1-C1，線

第19頁 573198 五、發明說明（17) 的放大部份剖面圖。如第2A至2C圖和第3A至3C圖中所示，在玻璃基板19 上，閘極信號線13各具有預設形狀，包括TFT 14的閘極電極部份，連續形成一間層絕緣膜2 3，和由非晶矽等製成之源極/没極區域，且因而製造出TFT 14。接著，形成没極信號線15，使得汲極信號線15偶合至汲極區域，且在間層絕緣膜23上形成畫素電極16，並巧合至對應的TFT 14之源極區域。將各個晝素電極16製成形狀，使得畫素電極16與偶合至相鄰畫素的TFT 14之閘極·信號線13部份重疊。藉由將畫素電極16與閘極信號線13重疊，形成辅助電容部份 17，亦即儲存電容。畫素電極16由鈍化（PA)氮化物膜24所覆蓋。雖未示於圖式中，該PA氮化物膜24被製形成預設的所需形狀。、又，在相對於玻璃基板19放置的相對基板2〇上，形成相對電極21，且將液晶填充至在相對電極21和在畫素電極 16等等上之PA氮化物膜24之間的間隙*部份。根據本發明之液晶顯示面板之晝素區域部份的等效電路圖，亦可由第4圖所示之雾路表示。如第4圖中所示，畫素的等效電路包括一 TFT 14 ^其汲極偶合至没極信號線 15 ’而其閘極偶合至閘極信號線13，一閘極-源極電容 Cgs ’ 一儲存電容Csc，以及一液晶（LC)電容Clc。該儲存電容Csc存在於TFT 14的源極電極，和相鄰的閘極信號線 13之間。該LC電容Clc存在於TFT 14的源極電極，亦即顯示電極16 ’和相對電極21之間。特別地，如前所述，儲存

第20頁 573198 五、發明說明（18) 電容Csc以畫素電極16和閘極信號線13重疊而形成。如第2A至2C圖和第3A至3C圖中所示，當自閘極信號輸入部份2的距離變大，亦即位置由部份a朝向部份c移動時’閘極信號線13的寬度變窄，使得閘極信號線13和畫素電極1 6之間重疊的面積變小。因此，由部份a朝向部份c儲存電容Csc逐漸變小。在此情況下，各畫素電極16的形狀和尺寸可不變。务 \ 藉由使用上述結構’當自閘極信號輸入部份2的距離變大時’貫穿電壓元件由於閘極‘衝的延遲而造成的Tft 漏電變小。然而，因當自閘極信號輸入部份2的距離變大時’儲存電容Csc變小，貧穿電壓元件的變化，被儲存電容Csc的變化所補償。亦即，假設在第1A圖中的部份/之貫穿電壓元件和儲存電容，各為Vfdin和Csc，而在第1A圖中的一份c之貫穿電壓元件和儲存電容’各為Vf dout和Csc，，Vfdin和 Vfdout，各以下列方程式（4)和（5)表·示。

Vfdin = [Cgs/(Clc + Csc + Cgs)] * AVg(4)

Vfdout = (Cgs * AVg·$Ids dt)/ (Clc + Csc， + Cgs) (5) ' 在該等方程式（4)和（5)中，若儲存電容csc和Csc，相同’則Vfdin > Vfdout。因此，藉由決定Csc和Csc，的值，使得Vfdin和Vfdout的值彼此相等，可使貫穿電壓元件在部份A和部份C二者均勻化。將參照信號波形圖，說明可使貫穿電壓元件均勻化的理

第21頁 573198 五、發明說明（19) 由。在此情況下，亦使用第5A至5D圖。亦即，第5A和5B圖係顯示在上述部份A的信號波形，而第5C和5D圖則顯示在部份C的信號波形。在各第5A圖和第5C圖中所示的波形，為各自由閘極信號線和汲極信號線輪入之閘極脈衝GP和没極脈衝DP的信號波形，而在各第5B 圖和第5D圖中所示的波形，為實際寫入畫素電極之源極脈衝SP的波形。在部份A，源極脈衝>SP受閘極脈衝GP降下所影響，且源極脈衝中心SPC的電位變得比汲極脈衝中心DPC 小Vdfin的量。另一方面，在部&C，因上述之TFT漏電，受閘極脈衝GP降下的影響變小。所以，如上所述，考慮 TFT漏電的量，藉由使在相對於閘極脈衝GP的輸入侧的一側上之儲存電容小，可降低閘極脈衝GP降下的影響，而使 Vfdin和Vfdout的值彼此相等。、事實上，需要事先實行模擬且/或實驗，k評估 S Ids dt 的值。接著，得到所需的儲存電容變‘化，而儲存電容隨自閘極信號輸入部份2的距離變大而漸漸減少。在此，儲存電容值Csc和Csc’之間的關秦如下所示。

Csc' = [(Cgs * AVg - Hds dt) (Clc + Csc + Cgs)]/ (Cgs * AVg) - (Clc - Cgs)(6) 由此公式，得到在部份C的儲存電容Csc’ ，而儲存電容，隨自閘極信號輸入部份2至閘極信號輸入部份2的相辦側的位置改變，而逐漸減少。事實上，如第2A至2C圖中所示，一重疊區域，在晝素

第22頁 573198 五、發明說明（21) 大，開口部份18的面積也變大。所以，開口部份18的面積’在相對於閘極信號輸入部份2的部份，更大於習知液晶顯示面板，而所有影像顯示區域的開口率，大於習知液晶顯示面板。因此，用於本發明的背光之亮度分佈，依據自閘極信號輸入部份2的距離而變化。亦即，如第6B圖中所示，在閘極信號輸入部份2 —側的背光源·亮度較高，而在相對於閘極信號輸入部份2的部份一侧的背光源亮度較低。隨自閘極信號輸入部份2的距離變大，：背光源亮度也變低。為了調整此背光源的亮度分佈，例如，印刷光散射部份9的 > 數目和/或面積被製成，隨自背光源4的距離變短，和隨自閘極信號輸入部份2的距離變大而變小，且隨自背光源4的距離變遠，和隨自閘極信號輸入部份2的距離變短而製得大。因此，如第6C圖中所示，所顯'示的影像‘度，在所有影像顯示區域中變得均勻，且高於習知液晶顯示面板。所以’根據本發明，對整個影像‘顯示區域而言，增加開口部份的面積，且所顯示的影像亮度，由背光源的分佈所補償。因此，可得到其有择勻亮度分佈和高影像亮度的液晶顯不裝置。丨 (第二實施例）在此，參照第8Α至8C圖和9Α至9C圖，說明根據第二實施例的液晶顯示裝置。第8Α至8C圖係各自顯示第1Α和1Β圖中之液晶顯示農置中的液晶顯示面板1上，不同位置的畫素之部份放大圖。

第24頁 573198 五、發明說明（22) 第8A圖係顯示位在第1A圖之液晶顯示面板1之閘極信號輸入部份2之一側的畫素5，第8B圖則顯示位在液晶顯示面板 1之中間部份的畫素6，而第8C圖係顯示在閘極信號輸入部份2之相對側的畫素。第9A至9C圖係各自顯示取自第8A圖中之Α1-ΑΓ ，第8B 圖中之B1 -B1’ ，和第8C圖中之C1-C1’線的放大部份剖面

如第8A至8C圖和第9A至9C圖中所示，在玻璃基板19 上，形成閘極信號線13各具有預 <設形狀，包括TFT 14的閘極電極部份。接著，連續形成一間層絕緣膜23覆蓋閘極信號線13等等，和由非晶矽等製成之源極/汲極區域，且因而製造出TFT 14。接著，形成汲極信號線15，使得汲極信號線15偶合至汲極區域，以及形成<—PA氮化物膜24，以覆蓋汲極信號線15等等。在鈍化（PA)氮化物膜上形成畫素電極16，並經由接觸孔26偶合至對應的TFT 14之源極區域。將各個畫素電極16製成形狀，使‘得畫素電極16與偶合至相鄰畫素的TFT 14之閘極信號線13部份重疊。藉由將畫素電極16與閘極信號線13重聋，構成儲存電容或辅助電容部份17。 T 又，在相對於玻璃基板19放置的相對基板20上，形成相對電極21，且將液晶填充至在相對電極21和在畫素電極 1 6之間的間隙部份。第10Α圖係顯示取自第8Α圖的D-D’線之部份剖面圖。如第10 Α圖中所示，在此結構中，汲極信號線1 5和源極區

573198 五、發明說明（23) 域25，被經由PA氮化物膜24而自畫素電極1 6隔離。然而，藉由使用此結構，因在未於圖式中示出的液晶顯示裝置之其他部份，不需要額外的製程步驟，可簡化液晶顯示裝置製造製程。第10B圖所示為取自第2A圖的D-D，線之部份剖面圖。具有此結構之液晶顯示面板1的晝素區域部份的等效電路圖，亦可由第4圖所示之電路丨表示。如第4圖中所示，畫素的等效電路包括一 TFT 14，其没極偶合至没極信號線 1 5 ’而其閘極偶合至閘極信號線ί 3，一閘極-源極電容 Cgs，一儲存電容Csc，以及一液晶（LC)電容Clc。該儲存電容Csc存在於TFT 14的源極電極，和相鄰的閘極信號線 13之間。該LC電容Clc存在於TFT 14的源極電極，亦即顯示電極16，和相對電極之間。 ' 亦如第9A至9C圖中所示，由畫素電極16和閘極信號線 13之間的電容偶合，經由間層絕緣膜23和pa氮化物膜24，形成儲存電容Csc。 ·· 在此結構中的儲存電容Csc，因晝素電極16和閘極信號線13經由PA氮化物膜24以展間層絕緣膜23作電容偶合，略小於第一實施例。為了補^電容的降低，需要使第8人至 8C圖和第9A至9C圖中所示的輔助電容部份17的面積，略大於第一實施例，且閘極信號線1 3的寬度，在閘極信號輸入部份2的一側相對地變寬，以得到預設的電容。然而，在本發明中，閘極信號線13的寬度，可隨自閘極信號輸入部份2的距離變大而變窄，而保持畫素電極16的尺寸一定。

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電極16和前一級的閘極信號線13之間，防6 βΒ 4 吸目閘極作虢輪入部份2至相對端的值置改變’逐漸降低以逐漸減少"儲存電藉由使用此結構’在影像顯示區域中的的貫穿雷壓元# 被均勻化，而可抑制影像殘留，染色箄装山：日丄％ Τ 匕寻寻出現在液晶顯示

面板的整個影像顯示區域中，以改善影像顯示〇質# 在日本專利公開公報編號第1}0_39328號$^露的液晶顧示裝置’各閘極信號線的寬度一定。因此，如至7C圖中所示，各畫素的開口部^之面積，在所有的畫素中為常數，而照射此液晶顯示面板的背光源，在所有&像顯示區域中具有均勻的亮度，以在整個影像顯示區域中/得到均勻的影像亮度。 > 口另一方面，如第2Α至2C圖中％示，在本發明中，閘極信號線13的寬度，隨自閘極信號輪入部份2的距離變大而變窄。因此，當與上述習知液晶顯示裝鞏比較時，各畫素的面積，用於液晶顯示裝置之影像顯·示的光經由其穿^ 亦即，各畫素的開口部份或開π 1 8的面積變大。各晝素之開口部份18的面積，由未在甲式中示出的彩色濾光片的遮蔽膜’如Cr，A1等金屬膜製成的閘極信號線，及其他等等

所決定。所以，藉由使各閘極信號線的寬度變窄，開口部份18的面積變大。在根據本發明之液晶顯示面板中，如第6A圖中所示，開口部份1 8的面積在閘極信號輸入部份2，與習知液晶顯示面板的相同 '然而，隨自閘極信號輸入郜份2的距離變

第23頁 573198 五、發明說明（24) 因此’重疊部份的面積，可隨自閛極信號輸入部份2的距離變大而變小。以此方式，可增加各畫素的面積，亦即，的開口部份的面積或開口 1 8，用於液晶顯示裝置之影像顯示的光經由其穿過。所以，可得到和第一實施例相似的有益效果。

特別疋’當與第一實施例比較時，在第二實施例中，因閘極信號線13的寬度，在閘極^號線13的輸入端大，閘極脈衝落下的影響大。又，因以晝素電極16和閘極信號線 1 3經由PA氮化物膜24以及間層絕!緣膜23作電容偶合而形成儲存電容，各辅助電容17的面積大幅變化，以改變儲存電容的電容值。亦即，閘極信號線13的寬度，隨自閘極信號輸入部份2的距離變大，而變得比在第一實施例中的情況更窄所以，可預期開口部份18气積加大的效果，隨自閘極信號輸入部份2的距離變大而變大。 4 (第三實施例）

第11A圖所示為根據本發明第三貪施例之液晶顯示裝 ^的整個結構之概略平面圖，且顯示液晶顯示面板丨和背光源4a。第11B圖係顯示由糾A圖中之液晶顯示裝置的名面圖=自其底側，亦即取“11A圖中的箭號B的方向，晶顯不面板1包括-畫素區域la，其中複數個畫辛以矩陣放置。沿著液晶顯干；杧】从> m ^ ^ ^ ^ ^ 4. 有欣B日顯不面板1的左側和上側，各放置閘極信號輸入部份2和没極作號势邱、 3。該雜錢輸人部份2W，H Λ號輸入部份 X ^ , ^ ^ 1伪2匕括，例如，複數個閘極信號考供甲1極驅動脈衝至畫素區域la。X ,該沒極>1

第27頁 573198 五、發明說明（25) 號輸入部份3包括，例如，複數個汲極信號輸入墊，以輸入汲極驅動脈衝至畫素區域la ^ 該背光源4a具有，例如，一長形形狀，且置於第11A 圖中的左側，亦即，在該液晶顯示面板1的閘極信號輸入部份2側。如第11B圖中所示，一導光板置於該液晶顯示面板1的背側，且自背光源4a傳導光至該液晶顯示面板1的畫素區域la。因此，背光源4a置於;[目鄰導光板8a的侧邊緣。通常，來自背光源4 a之光的亮度，隨自背光源4a的距離變短而變高，而隨距離變長而、度變低。然而，在整個顯示區域的亮度分佈可用導光板8 a調整。亮度以適當地在導光板8a的表面上放置印刷光散射部份9而調整。亦即，藉由使印刷光散射部份9的數目，隨自背光源“的距離變短而變小，且隨自背光源4a的距，變遠而變大。如第UB 圖中所示，當背光源4a置於閘極信1號輸入部‘2側時，可相對均勻地在導光板8a的表面上放置印刷光散射部份9 , 以得到如第6B圖中所示的亮度分佈倒此，可簡化導光板 8a的印刷光散射部份9，之排列等的設計。總之’在根據本發明的^晶顯示裝置中，各閘極信號線的寬度，隨自閘極信號輸欠部份的距離變大而變窄7且因此，可加大各畫素部份的面積，亦即，的開口部份的面積，用於液晶顯示裝置之影像顯示的光經由其穿過Y所以，背光源的亮度被製成，在閘極信號輸入端部份較高，而在相對於閘極信號輸入端部份的部份較低。因此，可現具有高而均勻影像亮度的液晶顯示裝置。貫

573198 五、發明說明（26) 又 =據本發明，可使在影像顯兀仟板均勾化’且可抑制在整個貝穿電壓留，染色等等。所以，可改善影像顯示品=域内的影像殘雖然本發明已以較佳實施例揭露如限定本發明，任何並非用以視後附之申：真^動與_，因此本發明之保護範圍當矾俊咐之曱明專利範圍所界定者爭準。

Claims

顯示晶顯示裝置’具有一液晶顯紙複數個畫素’其置於具有列和行的矩陣中，且其分具有至少一薄膜電晶體（TFT)和一畫素電極； /、刀’ 複數個閘極信號線，其自置於該液晶顯示面板之一側的閘極k號輸入區延伸，且其分別與該矩陣之， TFT耦接；以及一輔助電容區，其分別額外地與一晝素的畫素電極耦接，§距離該閘極信號輸入區愈遠時，該閘極信號線的寬度是愈窄，並且該輔助電容區的電容值也愈小。見 2 ·如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示褒置，更勺括一背光源部份，以自其背側照射該液晶顯示面離該閘極信號輸入區愈遠時，由該背光源 §距光亮度愈低。丨知所k供之背 3 ·如申睛專利範圍第2項所述之液晶顯示裝，盆當距離該閘極信號輸入區愈遠時，該晝素 & 〃積愈大。 J開口部份的面 4·如申請專利範圍第丨項所述之液晶顯示裝豆之間的相對部份之面積而決定，’亥閘極信號線經由音電極和該閘極信號線之間的間層絕緣膜和 μ旦素鄰畫素耦合。氣化物膜而與相 5·如申請專利範圍第丨項所逆〈狄晶顯示各戎輔助電容區的電容，由畫素的晝素電、 "中和閘極信號_

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六、申請專利範圍之間的相對部份之面積而決定，該閘極信號線經由該畫素電極和該閘極信號線之間的間層絕緣膜而與相鄰畫素耦合。 6 ·如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置’其中該背光部份包括至少一長形背光源和一導光板，其置於該液晶顯示面板的背側，且其自該背光源朝向該液晶顯示面板傳導光，該導光板包括印刷光散射部份，置於其表面上’以調整背光亮度的分佈。 7 ·如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置’其中該背光部份包括一長形背光源’其沿著該液晶顯示面板中設有該閘極信號輸入區的側邊而設置。 8·如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置，其中該背光部份包括一長形背光源，其沿著該液晶顯示面板中與設有該閘極信號輸入區之側邊垂直的側邊而設置。 9 · 一種液晶顯示裝置，包括： (a) —液晶顯示面板，具有：複數個畫素，其置於在TFT基板上具有列和行的矩陣中，且其分別具有至少一薄膜電晶體（TFT)和一畫素電極；複數個閘極信號線，其在該TFT基板上，自置於該液晶顯示面板之一側的閘極信號輸入區延伸，且其分別與該矩陣之列中的該TFT耦接；辅助電容區，其分別額外地與一畫素的晝素電極耦接，當距離該閘極信號輪入區愈遠時，該閘極信號線的寬

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曰月度疋愈窄，並且該輔助電容區的電容值也愈小；以及、—相對基板，其相對於該TFT基板而在其間保持一小間隙’該小間隙以液晶填充；以及去（b) 一背光部份，以自其背側照射該液晶顯示面板，田距離該閘極信號輸入區愈遠時，由該背光源部份所提供之背光亮度愈低。 /、二1 〇 ·如申請專利範圍第9項戶斤述之液晶顯示裝置，其中各該輔助電容區的電容，由晝素的晝素電極和閘極信^虎線之間的相對部份之面積而決定，該閘極信號線經查 1和该閘極信號線之間的間層絕緣膜和氮化物膜而盥郇畫素耦合。 /、々曰 11 ·如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示裝置，其電容區的電容，由畫素的畫素電極和閘極信號 ^的相對部份之面積而決定，該閘極信號線經由該書夸人夺和该閘極信號線之間的間層絕緣膜而與相鄰畫素^ 以Λ2.Λ申請專利範圍第9項所述之液晶顯示裝置，发中乂该♦先部份包括至少一長形背光源和— 中该液晶顯示面板的背側，且其自$背光：置於面板傳導光，料光板包括印刷光散射部二向=曰顯示上’以調整背光亮度的分佈。 ~ ’置於其表面 1 3.如申請專利範圍第9項所述之液 _ :背光部份包括一長形背光源，，沿著4=面其中汉有邊閘極信號輸入區的側邊而設置。 . 板中

2167-3214-PFl.ptc 第32頁 2003. 03.19 573198 修正案號 89109894 六、申請專利範圍 1 4.如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示裝置，其中該背光部份包括一長形背光源，其沿著該液晶顯示面板中與設有該閘極信號輸入區之側邊垂直的側邊而設置。

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