TW594308B - Liquid crystal display device - Google Patents

Description

594308

一、【發明所屬之技術領域】 尤其關於一種平面 本發明係關於一種液晶顯示裝置 中切換模式之液晶顯示裝置。 先前技術】 近 中的液 晶顯示 器。首 Switch 上，且 間。 平 表面之 之液晶 視角之 舉 專利申 主 件，隨 理以確 被遮蔽 當 年來，使用於包括杆私φ %漁# / ^ ^ 晶顯示器已經者攜式設備 裝置既薄且輕，而多功能。此等液 土 ^ Ό而贗/乏作為低功率消耗的平面顯示 先，検向電％型（平面中切換模式，In一Plane 1二=!),晶顯示裝置形成於-主動矩陣基板 検向電穷產生於彼此相面對的像素電極與對向電極 面中切換模式之液晶顯示裝置係以 水平方向上旋轉主動矩瞌茸4 十在土板千垣 ^ .. - 4. E陣基板與對向基板間所保持 而進订顯不。據此，從操作模式 = 顯示性質’藉以擴大使用領域。σ 了獲付寬廣 例而言’習知橫向電場型液 _ 請案公開公報第200 Η3382 1號中不。衣置揭露於日本 動矩陣基板與對向基板分別形U 。 後分別形成有定向膜。在此定向：必要的構成70 定液晶顯示之初始定向方向。Z上’進行摩擦處 基板上，使得從顯示像素區域’-黑矩陣層設 摩擦處理之均句性低且摩擦理^部分。 义里禾充分進行時，漏

’而不會觀看到液晶顯示之定之不需要的漏光 594308 五、發明說明（2) 光會發生而降低對比性質。 生。更且’漏光亦會因對向基板之黑矩陣層之圖案而發 三、【發明 本發明 可改良顯示 本發明 相交叉的複 示裝置也包 數條信號線 件，形成於 區域中。 本發明 素電極，產 本發明 晶顯示層於 一黑矩陣層 中，且在面 消除。 内容】 之主要目的在於改良對比性質， 性質的平面中切換模六、 s提供種 「W T V俠傈式之液晶顯示 之液晶顯示裝置包含—主動矩 數條掃描線與複數侔_鲈蟪+:板具有互 合- Η關1 線。本發明之液晶顯 令一開關兀件，配置於兮益 一 罝於4複數條知描線與該複 之交叉部附近；一像音雷 ^ + # # # m Α素電極，連接至該開關元 複數條知描線與該複數條信號線所環繞的 之液^顯示裝置包含一共用電極，面對著該像 生杈向電％於該像素電極與該共用電極間。 之液晶顯不裝置包含一對向基板，保持著一浪 其與該主動矩陣基板間，其中該對向基板具有 开^成於為複數條掃描線中之二維重叠的部分 對於該複數條信號線之部分中，該黑矩陣層被 四 例 施 實 之 置 裝 示 顯 晶 液 明 發 本 明 說 細 詳 1示 式圖 方照 施參 實將 ί茲

五、發明說明（3) [第一實施例] 圖=示像素部分之顯示區域之頂視圖，顯示本發 月弟貝例之液晶顯不裝置之TFT基板。圖2顯示太" 第：=…顯示裝置之對向基板之頂視圖：圖3顯 TFT基板面對者圖2所示的對向基板而構成的幾乎的 頂視圖。圖4係沿著圖3中之線π_ n切開之剖面圖。素之 第一實施例係本發明應用至單色液晶顯示裝 一 TFT基板保持於一對向基板13與一液晶層“間，且特、 在於一黑矩陣層1 4形成於一對向基板1 3中。 " 如圖1與4所示，TFT基板1包括一掃描線2、丑用 線3a與3b，隔開地設於掃描線之兩侧且供給有_；標電和 =、-閘極絕緣膜4，覆蓋此等元件、以及一半導丁體芦， 设於該閘極絕緣膜上。 ^ 半導體層之末端包括一源極電極與一汲極電極，互 掃:電性連接、以及一薄膜電晶體(TFT)5，以其重疊於 ，連接:二'作為一間極電極。更且，其包括一信號V 叉认技 之一汲極線且配置於閘極絕緣膜4上而交 源^ :描線2 ’以及—像素配線7，®己置成連接至TFT 5之 部又馀極且攸形成於閘極絕緣膜4上之共用電極線3a之上 分。過顯示像素區域且延伸至共用電極線3 b之上部 、^液日日顯不裝置包括一保護層8，覆蓋τρτ 5、信號線 /、像素配線7 ’以及一層間絕緣膜9，厚厚地形成於此 DM观

號線6而來之漏電場。

第8頁 594308 五、發明說明（5) * 線6、遮蔽共用電極1 1 s分別具有一次屈曲形狀。此稱為多. 領域型（multi-domain type)，且像素電極12p與共用電極 11 e與遮蔽共用電極1 1 s屈曲了奇數次以具有線對稱形狀， 且藉著像素電極12p與共用電極lle及遮蔽共用電極11s間 之橫向電場，在一結晶元件中之液晶分子以相反方向旋 轉’使得液晶顯示裝置消除由於視角改變所造成的色彩偏 移現象。 另一方面，如圖2至4所示，對向基板1 3包括一線性黑 矩陣層1 4 ’更包括一塗覆層（〇c層）1 5，覆蓋黑矩陣層1 4 與對向基板13。 本實施例之關鍵特徵在於黑矩陣層丨4。圖2所示的虛 線顯示一像素部分。圖4係沿著圖3中之線丨丨_丨〗切開之剖 面圖，且圖4所示的B1至B4係分別對應至圖3所示的^至 B4 ° 如圖4所示，黑矩陣層14形成於B1與B2間以及B3與B4 =呈現於沿著圖3中之線"一^切開之剖面圖中。然而， 無黑矩陣層14形成於B2與B3間。 拓瞌ΪΪΓ粗點'線顯示黑矩陣14之末端部，綜上所述，黑 ; = 掃描線2延伸方向形成於對向基板13上，使 :掃電極線3a、掃描線2、共用電極線 K =二f間、m 5、掃描線2與共用電極線3b及 31=:，空間之上部分。本實施例之特徵在於對 之信號線6之部分處使黑矩陣層消除。 此黑矩陣層“係由樹脂所形成，且係由黑染料分散於

第9頁 594308 五、發明說明（6) 有機樹脂材料中所形成。由樹脂所形成的f矩陣層丨4係厚 厚地形成以保有實際的0D值。然而，倘若厚' 厚地形成/則 相對大的階梯部發生於對向基板〗3上。 兹將說明本發明人之知識。在主動矩陣型液晶顯示裝 置中，通常設置黑矩陣層於對向基板中面對著掃描線與信 號線之處，且在矩形像素排列成陣列形狀之液晶顯示裝置 中，形成具有矩形形狀開口之黑矩陣層。 倘若此方法應用至信號線6如前所^屈曲之液晶顯示 、置中，則對向基板中面對著屈曲的信號線之部分設有一 屈曲的黑矩陣層。亦即，其變成具有變形的六角開口之里 。當此黑矩陣層上設有〇c層以及一定向·，然後^ ^在如圖3所不的液晶之初始定向方向上之摩擦處理時， b梯部所造成的摩擦不良發生於屈曲的黑 ::中面：：屈曲的信號線之部分附近。當 Π二現象發生於屈曲的黑矩陣層附近，亦即顯 相斜地，2 士二像素之對比性質降低。 伸之=成= 例，黑矩陣層14沿著掃描線2延 伸之方向形成於對向基板13上，^ ^ ^ ^ ^ ^ «3 a :之上部線=用，極卿^ 部分不設置黑矩陣層Γ4盍中面對著信號線6之 顯示像素區域之分；信號線6附近，亦即 像素之對比性質。 墒丨示精以改良顯不 第10頁

甶刖述TFT基板側之構成所 線6相面對處不設置黑矩陣屏 〖的對向基板1 3與信號 設於此處時，從背光來之不9 、、，、甚至當黑矩陣層不 使得不會導致顯示性質變差。、漏光由信號線6遮蔽， 據此，依據本實施例，昤 的效果以夕卜，可實現且有^^TFT基板側整體所引起 :色爾、南開口率的單色平面中切換模式液晶顯示裝 陆』防帛’將5兄明沿著掃描線2延伸方向設置的黑矩 陣層14附近之定向膜之摩擦均勻性。當例如本實施例之對 向基，lj設有定向膜且摩擦處理進行於圖3所示的方向 時，從定向膜括下來的微粒所聚集之區域以及被黑矩陣層 14遮蔽而未充分進行摩擦之區域出現定向膜中，位於兩黑 矩陣層1 4附近。 然而’既然黑矩陣層1 4係藉由視覺上阻擋掃描線2與 共用電極線3a與3b間之空間而設置，同時維持足夠寬度， 故對顯示性質幾乎無影響，藉以可充分執行黑矩陣層丨4之 主要功能。 亦即’甚至當摩擦未充分進行之區域存在時，既然其 重疊於共用電極線3a或3b，故背光由不透明共用電極線3a 或3b所遮蔽，使得此區域變成不苛祝’且不會對顯示性質 造成不良影響。 圖5係沿著圖1與3中之線I - I切開之剖面圖，顯示第一 實施例之信號線與遮蔽共用電極間之關係。

第11頁 594308 五、發明說明（8) 6之Λ蔽達共極11 s係形成為比信號線6寬且突出信號線 膜之膜厚P /見山度因子L。雖然寬度L係相關於層間絕緣 度為/5 考慮抑制干擾時’在層間絕緣膜之膜厚 ::Λ在等於或大於6，之情況中，抑制效果充 i而：U 由遮蔽透明遮蔽共用電極lls之下部 刀而降低漏光，最好使L形成得更小。 極Ηίίΐΐϊ於在像素電極與共用電極以及遮蔽共用電 域中所計算的開口，’遮蔽共用電極Us之 鑒；η:更:、，以使l更小而讓開口面積更寬。有 二於干擾二遮光、與開口率，L最好維持於4 _ $ L $

Vm之fe圍巾。尤其’為了降低干擾，l最好維持於6 ^ L ^ 10 之範圍中。 前述單色液晶顯示袭置亦組合有 之特徵m彩色層所造成的背光散射，因而相較K 含RGB之色彩濾'波之彩色液晶顯示裝m，面板透射 之黑照度低^獲付灰階數目且降低在相同白（最大 類似者情況：之背光消耗功，，並且期望使其用作為 尚對比、而灰階、與低耗電之液晶顯示裝置。 [第二實施例] 置 鉍將參π圖不說明本發明第二實施例之液晶顯示裝 圖6顯不ϋ明第二實施例之液晶顯示裝|之幾乎一

第12頁 594308 五、發明說明（9) 像素部分之顯示區域之頂視圖。本實施例，類似於第一實 施例’係本發明應用至單色液晶顯示裝置，其中一液晶層 16，持於一TFT基板1與一對向基板13間。請注意相同於第 一實施例之構成將藉由標記相同的參考符號而省略其說 明。 /、 一在本貫施例中，信號線6設有一寬的寬廣部⑽。此寬 的寬廣部6 W係信號線彎曲之部分。其他構成則相同於第一 實施例。藉由提供寬的寬廣部6?以降低遮蔽共用電極ns 與見的寬廣部6 W間未重疊之區域，降低使顯示性質變差的 因背光穿過透明遮蔽共用電極lls而造成之漏光，該背光 :西己置於液晶顯示裝置之背側上。寬的寬廣部㈣上方之遮 二寬度形成得比寬的寬廣部6w更寬，且設 :十曰層16不受從信號線6與寬的寬廣部6W而來的 虞/Λ施例’類似於前迷實施例，由彎曲的”線 6附近，亦即顯示像素區域之周圖 ° 的、、爲氺银參妯冶队 圍4分之摩擦不良所造成 日 M i ^ ^ ^ J 艮硕尔元件之對比性質，更 且，糟由見的寬廣部6 W降低背办4 又 士柃自 .μ _ ^ 一 先之漏光，使得對比性質更 加改良。據此’依據本實施例，、 成所引起之效果以外，可實現具由TFT基板側整體構 範圍内之低色彩偏#、高開口率：可視角、在寬廣視角 液晶顯示裝置。"的單色平面中切換模式之 [第三實施例]

第13貢 594308 五、發明說明（ίο) --- 茲將參照圖不詳細說明本發明第三實施例之液晶顯示 裝置。 …/ 圖7顯示本實施例液晶顯示裝置之TFT基板之頂視圖。 圖8顯示本實施例液晶顯示裝置之對向基板之頂視圖。 係沿著圖7中之線I - I切開之剖面圖，顯示本實施例之信號 線、遮蔽共用電極、與色彩重疊區域間之關係。請注音、 同於第一與第二實施例之構成將藉由標記相同的參考符號 本實施例係本發明應用於一種色彩液晶顯示裝置，立 包含RGB之彩色層於一對向基板上。TFT基板側之構 /同 於第一實施例之TFT基板1，因而將省略TFT基板i之 且將說明對向基板之構成。 " 在本實施例中，類似於第一 與第 例 'q —黑矩陣 層lj沿著掃描線2延伸方向形成於對向基板丨3上，使得直 連續地覆蓋-共用電極線3a、掃描線2、共用電極線& 2 掃描線2間之空間、TFT 5、掃描線2與共用電極線扑間^ 空間、以及共用電極線儿之上部分。更且，本實施例設有 彩色層17(紅色層17R、綠色層nG、藍色層17B)以實現彩 色顯示，且彩色層1 7R之兩端部藉由重疊於相鄰像素之^ 色層17B之端部與相鄰像素之彩色層17G之 形成& 重疊區域18。每一彩色層17在俨號蟪^ & ^ 5 々匕^ 1丨牡就線6屈曲處呈現屈曲條 狀，且色彩重疊區域18之寬度比信號線6更寬，且配 重疊於信號線6。既然色彩重疊區域丨8具有比彩色層丨7之 其他部分更低的透光係| ’故可實現相同於黑矩陣曰之功

594308 五、發明說明（11) _ 能。更且，相較於具有黑矩陣 分上而言，定向膜基板之階梯部可# f對著信號線6之部 據此，依據本實施例，類似於J:低： 例，在信號線6附近，亦即在顯攻弟一與第二實施 由摩擦不良所造成的漏光現象被消象素二域之周圍區域中 比性質可改良。據此，依據本實2使得顯示像素之對 整體結構所引起的效果以外，；Κι::由TFT基板侧 廣視角範圍内之低色彩偏移、高；：：視角、在見 模式之液晶顯示裝置。 ⑽口率㈣色平面中切換 兹將參照圖9說明遮蔽共用電極1 Is之寬度。 了 阻播從信號線6而來的漏電場，且為 、f $ί 0 η 執行，其形成為寬度突出信號線6之兩側 達到一因子L1。當考慮干擾之抑制時，此u需要至少等於 或大於4 #m，尤其在等於或大於6 情況下，抑制效 果才充分。此處，有鑒於透明遮蔽共用電極丨丨s之下部分 之遮光，類似於前述第二實施例，信號線6最好係形成得 更寬且設有更寬的寬廣部6W，且L1形成得更小。更且，有 #於開口率’最好遮蔽共用電極丨丨s之寬度形成得更小且 L1形成得更小。考慮前述所有因素（干擾、遮光、與開口 率）’L最好維持於4 β m ^ l ^ 1 0 //m之範圍中。尤 其’為了降低干擾，L最好維持於6 fxm ^ L $ 10 /zm 之範圍中。 更且’將說明色彩重疊區域之部分之寬度。當考慮 防止藉由從背光而來之傾斜透射光所造成的色彩混合時，

第15頁 594308 五、發明說明（12) =f =17中位於色彩重疊區域18中之端部與信號線6中之 逖離端部間之距離L2最好形成為L2 ^ 8 #m。 ^然則文已經說明較佳實施例，但應瞭解本發明不艰 iii貫施例，可在本發明之精神與範圍内進行本發明之 各種=與實際應用本發明至其他類型的液晶顯示器。 的定：二：：’關於因對向基板上之黑矩陣層存在所造成 的像=摩擦處S ’不僅在如第-實施例所述 中而且在德Ϊ 係屈曲的多領域型液晶顯示裝置 之、素、對向電極、與信號線並非屈曲而為筆直 高解析度的液晶顯示裝置Π展=; 遺者=螢= 也可應用至此等液晶顯示裝置。更顯者。因此，本發明 圖1 〇顯示本發明應用至此單一 雖然前述多領域型液晶顯示裝置之摩=晶顯示裝置。 初始定向方向）平行於信號*方向(，分子之 晶顯示裝置之摩捧方向係 Θ方向，但早領域型液 線之縱向方向大約10度至7。度為’舉例而言，傾斜於信號 更且，關於其他修改，為了 理之均勻#，考慮使黑矩陣之 ^用^向膜之摩擦處 之，藉著使厚度為0.9 "至13又形成得更薄。精確言 成的階梯部降低，改良摩擦處理之於黑矩陣層所造 度之數值範圍假設〇D值係每i ^勻性。雖然前述膜厚 則黑矩陣層之膜厚度得形成 薄、、·二倘若0D值更大， 雖然在前述實施例中黑矩陣】係吏良均勾性。 曰1糸描述為由樹脂所形成 第16頁 594308 五、發明說明（13) 之層，但其得為由金屬所形成之層。一般而言，對於相同-的膜厚度，由金屬所形成的黑矩陣層之0D值較高。倘若其 為金屬性黑矩陣層，其相較於樹脂性黑矩陣層可藉著薄的 膜厚度獲得高的0D值，且因此將消除由黑矩陣層所造成的 階梯部且改良摩擦處理之均勻性。 如前所述，依據本發明申請專利範圍第1項之液晶顯 示裝置，每一顯示像素之信號線附近之摩擦均勻性改良， 可整體性改良每一顯示像素之對比。 參

第17頁 594308 圖式簡單說明 五、【圖示之簡單說明】 圖1顯示本發明第一實施例之液晶顯示裝置之TFT基板 之頂視圖。 圖2顯示本發明第一實施例之液晶顯示裝置之對向基 板之頂視圖。 圖3顯示本發明第一實施例之液晶顯示裝置之頂視 圖。 圖4顯示沿著圖3中之線I I - I I切開之剖面圖。 圖5係沿著圖1與3中之線I - I切開之剖面圖，顯示第一 實施例之信號線與遮蔽共用電極間之關係。 圖6顯示本發明第二實施例之液晶顯示裝置之TFT基板 之頂視圖。 圖7顯示本發明第三實施例之液晶顯示裝置之TFT基板 之頂視圖。 圖8顯示本發明第三實施例之液晶顯示裝置之對向基 板之頂視圖。 圖9係沿著圖7中之線I - I切開之剖面圖，顯示第三實 施例之信號線、遮蔽共用電極、與色彩重疊區域間之關 係。 圖1 0顯示本發明應用於單一領域型（s i ng 1 e doma i η t y p e)液晶顯示裝置之例子之頂視圖。 元件符號說明： 1 TFT基板

594308 圖式簡單說明 2 掃描線 3a, 3b 共用電極線 4 閘極絕緣層 5 薄膜電晶體（TFT) 6 信號線 6W 寬的寬廣部 7 像素配線 8 保護膜 9 層間絕緣膜

第19頁 10a, 10b 接觸孔 11 共用電極線 lie 共用電極 11s 遮蔽共用電極 12 像素配線 12p 像素電極 13 對向基板 14 黑矩陣層 15 塗覆層（OC層） 16 液晶層 17 彩色層 17B 紅色層 17G 綠色層 17R 藍色層 18 色彩重疊區域

Claims (1)

1. 594308 六、申請專利範圍 一種液晶顯示裝置，包含： 第 一主動矩陣基板，具有一開關元件、—像素電極 ‘與第二共用電極，該開關元件係配置於一掃描線與^ 信號線之交叉部附近，該像素電極係連接至該開關元件 該共用電極係配置來產生一橫向電場於該像素電極與該丘 用電極間， 一對向基板，面對著該主動矩陣基板，設有一黑矩陣 層；以及 一液晶，放置於該主動矩陣基板與該對向基板間， 其中該黑矩陣層係在不重疊於該第一共用電極線與該 第二共用電極線間之一區域的情況下沿著該掃描線之一延 伸方向而延伸。 2 ·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該像素電 極與該共用電極具有在一像素内屈曲奇數次的形狀，且該 信號線之形狀為相鄰於該像素電極與該共用電極中之至少 一個之部分係屈曲奇數次。 3.如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該信號線 之該相鄰於該像素電極之部分包含一寬的寬廣部。 4 ·如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中該信號線 之該相鄰於該像素電極之部分包含一寬的寬廣部。

   594308 六、申請專利範圍 5. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該對向基 板包括複數個彩色層，其端部藉由連結複數個像素而互相 重疊。 6. 如申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置，其中該色彩重 疊區域係配置於該主動矩陣基板之該信號線上方。 7. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中該對向基 板包括複數個彩色層，其端部藉由連結複數個像素而互相 重疊。 8. 如申請專利範圍第7項之液晶顯示裝置，其中該色彩重 疊區域係配置於該主動矩陣基板之該信號線上方。

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