TWI242087B - LCD device having a higher contrast ratio - Google Patents

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TWI242087B
TWI242087B TW093111591A TW93111591A TWI242087B TW I242087 B TWI242087 B TW I242087B TW 093111591 A TW093111591 A TW 093111591A TW 93111591 A TW93111591 A TW 93111591A TW I242087 B TWI242087 B TW I242087B
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Tsutomu Kadotani
Yusuke Nogami
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Nec Lcd Technologies Ltd
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Description

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五、發明說明α) 一、【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種LCD (液晶顯示）裴置，尤關於一種 利用側向電場旋轉LC層之中的!^ (液晶）分子之平 換模式液晶顯示裝置。 二、【先前技術】 液晶顯示裝置包括將LC層包夾在之間的一對基板， 對基板則包括TFT (薄膜電晶體）基板與 板）。各基板之上包括有用以對準LC層之中的^分(子慮之？ 始方向的對準膜。為了達成液晶顯示裝置中的較高對比 率，故必須藉由減小其上的段差與對對準膜之均勻的刮除 處理而獲得基板之均勻的表面，藉以一致地對準L(：分子之 方向。雖然有某些用以提高對比率的技術與減小段差並不 相同’但以下首先說明對比率的限制因素。 圖11為習知液晶顯示裝置之TFT基板的平面上視圖，及 圖12為沿著圖n之剖面線χι卜乂丨I所形成之剖面圖。在透明 基板1之上’設置有構成彼此延伸成互相平行的複數之掃描 線（閘線）2與複數之共用線3的鉻膜。掃描線2與共用線3 被閘絕緣膜5覆蓋，而在閘絕緣膜5之上連續地形成半導體 (矽）層6與複數之汲線7。汲線7則提供穿過其中的像素作丨 號0 。 構成沒線7之一部份的汲極電極8與源線9連接於半導體 層6。源極電極9構成共用線3之上方區域中的儲存電極1〇， 且延伸到像素的中央區域而構成下像素電極11。半導體層
1242087 五、發明說明（2) 6、汲極電極8、源極電極9與半導體層6之下方的一部份之 掃描線2構成當作液晶顯示裝置中的切換元件之”丁（薄膜 電晶體）。 ^ ' 保護膜1 2與層間介電膜13覆蓋含有閘絕緣膜5的切換元 件。使上像素電極1 4與共用電極1 5形成在層間介電膜1 3之 上而用以對LC層施加侧向電場。 延伸在相鄰之共用線3之間所包夾的區域中的汲線7之 上方的一部份之共用電極15構成屏罩共用電極16。屏罩共 用電極1 6阻擒從相鄰之共用線3之間的區域中的汲線7洩漏 出來而射向受電場作用的像素之有效像素區域之洩漏電 場°使上像素電極14、共用電極15與屏罩共用電極16形成 在共用層之中’而在共用層之中，則藉由插在之間而含有 保護膜12與層間介電膜13的絕緣膜而使掃描線2與汲線7相 ^ °將此共用層配置在靠近LC層之絕緣膜的上表面之上， 藉以構成各互連層之間的最上層，且其由如I T0 (銦錫氧化 物）之透明材料所構成。 上像素電極14經由在垂直方向上貫穿過絕緣膜的接觸 插塞17而電連於下像素電極11。另一方面，共用電極15與 屏罩共用電極16亦經由在垂直方向上貫穿過絕緣膜的接觸 插塞18而電連於下方之共用線3。 、將屏罩共用電極16配置成重疊於下方之汲線7，且具有 大於汲，7之寬度的寬度，藉以突出於汲線7之各側邊達突 出長度L」。突出長度「L」通常為4//m或更大，較佳 至8 // m的情況更可具有較小的串擾，藉由防止從汲線 地
1242087 五、發明說明（3) 7鴻漏出來之電場射向上像素電極“而有效 各像素之間的串擾。由於此串擾發生在排列於 ？7吉、 方向上的各像素之間，故將此串擾稱為垂直串捧。 對準膜（未圖示）覆蓋有效像素區域 )，即覆蓋層間介電膜13之上的上像素電極 15與屏罩共用電極16。在製成TFT基板1〇〇之前， ；^00 ^ ^ ^ ^ ^ ί, 基板30 0相對而兩者之間則插入1(：層2〇〇。 例如，JP-A-1 998-1 864 07說明用以阻擋從汲線出 來液晶顯示裝置之結構。其中所述之液晶顯 不裝置匕括一對在膜厚方向上將信號線（汲線）包夾在之 用電極（共用線），☆在實質未減小有效面積 例的It况下，可降低由於洩漏電場所引起之串擾。此對 共用線經由沿著信號線排列之接觸插塞而連接在一起，用 以進一步阻擋來自信號線之洩漏電場。有效面積比例代表 2放像素區域對總像素區域之比例，通過有效像素區域之 中的光線則用以顯示出影像。 在上述專利公報的結構中，經由沿著信號線排列之接 t f而連接在一起並保持在共用電位的共用線能有效地 阻擋來S信號線之洩漏電場。然而，與信號線之間具有更 21電容值的共用線將由於信號線之大電容性負載而造成 k號扭曲’特別是在大螢幕液晶顯示裝置之中，勢必產生 ^大之平面内亮度差的結果。所謂之「平面内亮度差」代 頂列之像素與最下列之像素之間的亮度差異，而其被施
I麵 第8頁 1242087 五、發明說明（4) 以相同之液晶顯示裝置之此 難以將此結•用於商用知的信號電•。因此’ 插塞亦減小像素的有效裝置之中。此外’各接觸 以下參見圖1 2及圖1 3，梭击 共用線之突出部所引起 =詳細說明前冑由所屏罩 有圖12之結構的習知 理=圖13顯示具 二傳從：：於突出長度「L」之區域㈣ 閘絕緣膜5、保護^緣膜^的光線「B」從透明基板1起經由 (ΙΤ0電極）16、對準膜 ^間^電膜13、屏罩共用電極 耵+膜（未圖不）、LC層200、及對準膜 (^圖不）而朝向濾色基板3〇〇行進。另一方面，在屏 Γ !6與上像素電極14之間的區域（區域。）中，光線八 」徒透明基板1起經由閘絕緣膜5、保護絕緣膜〗2、層 ^電膜13、、對準膜（未圖示）、L(^2()()與對準膜（未圖示 今而，向濾色基板3 〇 〇行進。在此將相當於屏罩共用電極之 大出部或長度「L」的區域b稱為仿有效像素區域、將相當 於屏罩共用電極1 6與上像素電極〗4之間的間距之區域c稱為 有效像素區域、並將因上像素電極丨4而完全阻隔光線的區 域（區域A )稱為遮罩區域。 至於各區域之「黑色亮度」，由於光線在區域A之中實· 質完全被阻隔，故其具有零的黑色亮度，且由於ITO不足以 阻隔光線，故區域B與區域C之間的黑色亮度的差異實質為 零。 至於各區域之「白色亮度」，狀況則不同於黑色亮
1242087 五、發明說明（5) 度。必須注意的是：在在像素電極與共用電極之間施加電 場，藉以使LC層20 0之中具有折射率的Lc分子在平行於基板 的平面中產生非等向旋轉。因此’由於雙折射現象，故將 使通過TFT基板1 00之上的偏光板（未圖示）之光線在偏光 板的偏光方向上發生改變，進而通過濾色（CF )基板3〇〇之 上的偏光板。圖1 3定性且概略地顯示出作用在液晶顯示裝 置之中的LC層20 0之電場。 ^ ' 在區域C中，此電場之較大的水平分量使!^層2 〇〇中的 LC分子旋轉達一較大的量，藉以使大量的光線通過偏光板 而顯示出白色。另一方面，在區域B中，電場或電力線指向 傾斜方向’這將造成電場具有較小的水平分量，藉以使區 域B中的LC分子比區域C中的LC分子旋轉一較小的量。因 此，通過CF基板側之偏光板的光線量較小，且此區域中的 白色亮度較弱。在區域Α中，汲線7則實質完全阻隔光線， 藉以使此區域中的白色亮度為零。 於此，假設： 燭 區域A之中的黑色亮度、白色亮度及面積比例為a 光）、A (燭光）及X % ; 燭 區域B之中的黑色亮度、白色亮度及面積比例為b 光）、B (燭光）及Y % ;且 燭 區域C之中的黑色亮度、白色亮度及面積比例為c 光）、C (燭光）及Z%，其中χ + γ + Ζ = 100， 定義成平均白色亮度與平均黑色亮度之比例的整個液 晶顯示裝置之對比率CR可藉由以下公式表示：
第10頁 1242087 五、發明說明（6)
AX BY CZ CP^im + im + im ^^+sr+cz ^BY+cz 〇X ^ hr ^ cZ aX+hY + cZ hY+cZ ⑴ 155 硕 ϊ5ϊ 在此，必須注意的是：「a」與「A」實質為零。如上 所述，由於「B」實質等於「C」，故公式（1 )可簡化成： CR = BY + CZ c(Y + Z)
若假設有效區域（區域C )與仿有效區域（區域B )之 總合對包含這些區域及遮罩區域（區域A )的總區域之比例馨 ()為固定時，則可將對比率CR表示成：
W\-W2Y BY + CZ _BY + C(Wo-Y) cxWo 〇Ψΰ 其中％與％為常數。 詳言之’在圖1 3所示之結構中，當作區域b之較大區 域，亦即當作區域B之較大的面積比例r γ」將降低對比 率。圖14顯不突出長度「L」與串擾之間的關係及突出長度 「L」與對比率之量測值之間的關係。由圖式可清楚理解： 雖然較大的突出長度「L」將允許較大量的屏罩效應而減小 串擾，然而，較大的突出長度勢必降低對比率。 圖15顯不藉由移除區域B而使LCD具有較大之對比率的 結構。在此結構中，以鉻代替ιτο而構成圖12及圖13之中的 第11頁 1242087 五、發明說明（7) 屏罩共用電極1 1 6，藉以形成用以阻隔此區域中的光線 「B」之遮罩區域（區域a )。此結構允許將對比率提高到 南達857的理論值。 然而’由鉻所構成的屏罩共用電極丨丨6將具有以下問 題’即屏罩共用電極丨丨6將會從由有機物質所構成的層間介 電膜13剝離。這由於金屬與有機膜之間的邊界具有極差的 黏著性。此外，相較於IT〇之中的〇· 2至〇· 6GPa之應力，鉻 膜具有咼達1 GPa的較大應力，而在沉積鉻膜的高溫環境 中’將使得較大之應力變成更大。較大的應力將使得從有 機膜剝離的可能性提高。 車父尚的沉積溫度亦造成鉻膜表面的氧化，這將降低其 與非等向性導電膜（ACF )之電連的可靠度。為了提高電連 的可靠度，就必須在鉻膜之上形成IT〇膜，然而，這將增加 製造步驟。由於上述原因，藉由如鉻所構成的金屬屏罩共 用電極取代I Τ0屏罩共用電極並不實用。 由於與習知液晶顯示裝置有關的前述原因，故通常以 ^用屏罩電極16覆蓋汲線7且通常具有突出於汲線7之各側 j的頗大之突出部’方能減小汲線7與像素電極“之間的串 減 從〉及線的寬度方向觀察時，雖然減 小串擾，但這將造成突出部阻擋電場 小突出部的長度可 的功能極差。
三、【發明内容】
1242087 五、發明說明（8) 不會降低對比率的情況下而減小串擾的液晶顯示裝置，而 習知液晶顯示裝置僅能就減小串擾與提高對比率加以取 捨0 本^明係提供，在其較佳實施例中，一種液晶顯示 (LCD )裝置包括第一與第二基板及被該第一基板與該第二 基，包夹在之間的一液晶（LC )層，其中在該第一基板之 上安裝有：複數之閘線與複數之共用線，其延伸成彼此互 相平行；一第一絕緣膜，覆蓋該等閘線與該等共用線；複 數之沒線’延伸成正交於該等閘線與該等共用線，俾定義 出複數之像素；一第二絕緣膜，覆蓋該等汲線與該第一絕 緣膜’共用電極與一像素電極，兩者皆由一透明材料所 構成且在每一個像素中延伸成彼此互相平行，俾能對該LC 層200施加一平行於該第一基板的一電場，俾能旋轉平/行於 =第一基板之一平面中的!^層之LC分子，而從正交於該第、 一基板之方向觀察時，該共用電極係具有突出於該汲=之 :二的-突出冑；及一遮光膜，延伸在其中兩個共用線所 疋義之一區域中的該共用電極之下方，而從正交於該 基板之方向觀察時，該遮光膜係具有重疊於該丑用^ =突出部的至少一局部之一重疊部，且電連於^共用電 依據本發明之液晶顯示裝置，共用電極之突 效地減小汲線與各像素之間的串|，而具有局部重 出部之遮光膜則提高因共用電極之突出部而減小且、大 之對比
1242087 、發明說明（9) 妄么將參照附隨的圖示，以說明本發明。在圖示中，相 似的參考符號指示類似的元件。 四、【實施方式】 以下，參見附圖俾詳細說明本發明，其中各圖式中相 同的構成元件係以相同的標號表示。 一參見圖1與圖2，其顯示本發明之第一實施例的液晶顯 不裝置之像素。必須注意的是：雖然本實施例中的每一個 像2電極11或14與共用電極16、36、56或116皆延伸成彼此 平^且下列之各實施例在其中央位置皆具有些微的折彎， 但每一個電極亦可具有如直條型的其它形狀。圖1與圖2之 結構係經由下述而獲得。 、卜使鉻所構成且延伸成彼此互相平行的複數之掃描線2與 複數之共用線3形成在透明基板1之上。使連接於共用線3的 遮光線4形成在含有透明基板〗之上的掃描線2與共用線3之 共用層之中。沉積形成閘絕緣膜5而覆蓋掃描線2、共用線3 與遮光線4，並接著連續地形成用以提供像素信號的半導體 層6與汲線7。半導體層6係連接於形成為汲線7之一部份的 汲極電極8與源極電極9。 源極電極9係構成覆蓋共用線3之區域中的儲存電極 丨瞻 1 〇，且延伸到像素之中央區域而構成下像素電極丨丨。如圖工 所示，在一對共用線3所包夾之區域的水平方向上，汲線7 係被包夾在一對遮光線4之間。半導體層6、汲極電極8 '、源 極電極9、與位在半導體層6之下方的掃描線2係構成切換裝
1242087 五、發明說明（10) 置，或TFT。為了圖案化處理，故只要各遮光線4本身之線 寬具有1 · 0 // m的餘隙且配置在其兩側之汲線7與遮光線4之 間的偏差具有的餘隙，則定成1〇至2〇//m之汲 與各遮光線4之間的間距將足夠當作圖案化步驟期間的 距的總合。若汲線7與其中一個遮光線4之間具有重疊 時’則沒線7將具有較大的寄生電容。 ^接著，連續地沉積形成保護膜12與層間介電膜13而霜 蓋包括閘絕緣膜5的TFT，並接著在層間介電膜丨3之上形 亡像素電極14與共用電極15，俾能對LC層2〇〇施加側向% 場。 电 、共用電極1 5係延伸而覆蓋相鄰之共用線3之間所包 區域中的汲線7而構成屏罩共用電極16，其阻擋從共 ，間的區域中的汲線7洩漏出來而射向有效像素區域的電 %。在共用層之中形成上像素電極14、共用電極丨^及 共用電極16，此共用層係配置在靠近LC層2〇〇之絕緣屛 括保護膜12與層間介電膜13)的其中一個表面之上/ (包 相對之掃描線2與汲線7之間插入絕緣層。此共用層 f 層之間的最上層且由透明的導電材料所構成。上|素， 14係經由貫穿過垂直方向上的各絕緣膜之接觸插塞 ，於下像素電極11。共用電極15與屏罩共用電極16亦= 貝穿過垂直方向上的各絕緣膜之接觸插塞18由 的共用線3。 思按於下方 更詳言之，將屏罩共用電極16配置成重疊於下方 線7，且具有汲線7更大的寬度，俾從汲線7之侧邊突出<攻 而具 1242087 五、發明說明（11) 有突 '長度、「上」。、在習知液晶顯示裝置中，冑突出長度 L」，又疋成等於或大於4 _且較佳為^至8 ，俾能有效 地防止從汲線7洩漏出來之電塭 μ飧本中k 1 <电％射向，特別是，上像素電極 1 4 〇 當層間::電膜1 3之上形成上像素電極1 4、共用電極1 5 用電極16之後’即在有效像素區域之上形成對準 膜（未圖不）並施以刮除處理，藉以製成m基板1〇〇。將 TFT基板100與濾色基板3 〇〇配置成彼此相對且兩者之間包夾 LC層200 。 參見圖3 ’其顯示通過圖2之結構中的“層2 〇〇之光線， 其中藉由在習知液晶顯示裝置的結構之中額外地設置遮光 線4 ’俾能在區域c的面積比例保持不變的情況下，從習知 結構之中減小區域B的面積比例且增加區域a的面積比例。 由圖16之表格可清楚理解：這允許LC層2〇〇的對比率從639 提高到71 0，亦即提高達71。 以下參見圖1 6、圖1 7A及圖1 7B，俾說明對比率可以提 南的理由。圖1 6顯示量測且計算自習知液晶顯示裝置之樣 本（第一與第二列）與圖1所示之第一實施例（第三與第四 ，）之黑色亮度（BB )、白色亮度（WB )與對比率（CR ) 等參數。圖1 6之表格亦將圖1 5所示之變化例（第五列）與 圖5所示之變化例（最下列），兩者皆從變化圖1而來，的 參數列入表格之中。圖丨7A顯示基於習知液晶顯示裝置與圖 1之實施例的量測值所選擇之參數，及圖〗7β顯示定義出具 有圖17A之參數的區域之剖面示意圖。下列為所獲得之表 1242087
五、發明說明（12) 格。 首先，假設區域B之黑色亮度等於區域c之黑色党度。 如圖1 6之第二列所示，具有6 2 %之面積比例（區域A ) 、1 6 % (區域B )與22 % (區域C )的習知產品係具有丨· 34燭光 的黑色亮度、85 9燭光的白色亮度，故具有實際量測值為 6 41之對比率。如圖1 6之第四列所示，具有7 0 %之面積比例 (區域A ) 、8 % (區域B )與22 % (區域C )的圖1之液晶顯 示裝置係具有1.08燭光的黑色亮度、764燭光的白色亮度’ 故具有實際量測值為7 21之對比率。 基於液晶顯示裝置之黑色亮度的量測值，習知液晶顯瞻 示裝置之結構中的各區域之黑色亮度由下列所決定： 區域A :零燭光 區域B 與區域C : 1· 34/ ( 16 % + 22 % ) =3· 5 (燭光） 這些黑色亮度值係列在圖1 7之表格中。 藉由圖17所示之區域A、區域B與區域C的各黑色亮度值 與各白色亮度值表示習知液晶顯示裝置與本實施例之液晶 顯示裝置的白色亮度。更具體而言，利用以下方程式從習 知液晶顯示裝置與本實施例之液晶顯示裝置測得之白色亮 度計算出圖17所示之區域B之白色亮度（M)與區域c之白色 亮度（N ): 853 = Μχ 0·16 + Νχ 0.22，及 764 = Μχ 0·08 + Νχ 〇·22 〇 將分別為1 2 0 0燭光與3 0 0 0燭光的圖1 7Β之結構中的區域 Β與區域C之白色売度的Μ與Ν值代入上述方程式。將這些值μ 與Ν與所計算出的對比率皆列入圖1 7 Α之表袼中。
第17頁 1242087 五、發明說明（13) 基於所列之值，計算出習知液晶顯示裝置與圖1之實施 例的黑色亮度、白色亮度與對比率並當作計算值而分別列 在頂列與第三列中。計算值係實質與量測值一致，此事實 係確保：圖1 7 A之表格所列之值可正確地代表圖1 7 B所示之 結構。 就具有78 %的面積比例（區域A ) 、0%(區域8)與22 % (區域C )之圖1 5的液晶顯示裝置與具有67 %的面積比例 (區域A ) 、8 % (區域B )與25 % (區域C )之圖5的液晶顯 示裝置而言，計算出其黑色亮度、白色亮度與對比率並列 在第五列與最下列中。 以下藉由上述實際例子’而就對比率比較本實施例之 液晶顯示裝置與習知液晶顯示裝置。習知液晶顯示裝置之 區域Α (遮罩區域）、區域B (仿有效像素區域）與區域C (有效像素區域）分別具有62 %、1 6 %與22 %的面積比 例。將圖1 7A所示之參數代入對比率（CR )之公式而得到習 知液晶顯示裝置之641的對比率。 在圖1之第一實施例中，將本發明應用於習知液晶顯示 裝置而配置遮光線4並藉以將區域B減小為一半，其中，如 圖1 6之表格所示，區域B之面積比例係從1 6 %減小到8 %， 及區域A之面積比例從6 2 %增加到7 0 %。於此情況下’將计 算出7 2 1的對比率。量測值顯示出：相較於習知液晶顯示裝 置之6 3 9的測得之對比率，對比率係變大到7 1 0。故本實施 例係藉由設置遮光線4的事實而獲得對比率之增加。 由上述說明可清楚理解：對比率係由各區域之間的面
第18頁 1242087 五、發明說明（14) 積比例所決定，亦即區域A、區域B與區域C，其中較小之區 域B的面積比例通常可達成較高之對比率。 若將本發明應用於習知液晶顯示裝置，而選擇區域B之 面積比例為零百分比時，亦即以區域A取代區域B，如圖1 5 所示之結構，則對比率將增加到最大值。這相當於藉由鉻 代替IT0形成遮光膜所構成的屏罩共用電極之結構。圖1 6之 表格的第五列顯示此種情況，其中對比率高達8 5 7。然而， 如上所述，由於製造處理的困難，故此種結構並無法據以 實施。 藉由遮住整個區域B的遮光線4將獲得面積比例為零百 | 分比之區域B。這允許總對比率假設高達8 5 7。然而，此種 結構將造成白色亮度降低而使液晶顯示裝置的螢幕變暗。 可將此種結構應用於首重較高之對比率的單色液晶顯示裝 置中。 本發明係基於以下之原理：相較於習知液晶顯示裝 置，在實質未涉及降低白色亮度的情況下，藉由最佳化區 域A、區域B與區域C之間的面積比例而提高對比率。更具體 而言，在實質不降低白色亮度的情況下，利用圖17A之表格 中的黑色亮度、白色亮度與對比率等參數計算最佳之面積 比例。例如’如圖1 6之表格的最後一列所示，圖5之結構係一 將對比率從習知結構之641提高到73 2，而白色亮度僅降低 1· 5 %，其中從8 59濁光/cm2降低到846燭光/cm2。 上述實施例所採用之遮光線4係阻擋從汲線7洩漏出來 而射向有效像素區域的電場，故相較於習知液晶顯示裝
第19頁 1242087 ---—.........- 五、發明說明（15) :：：以減小串擾。如圖4所示，相較曰 的垂直串擾在許由汲線所浅漏出來之電場引起 較小的程度二大亍乾 二ί圖目5對於特定像素之周圍的背景灰階標度。传之 >見圖5，相鄰之共用線3之間所包夾之 的;=夾 +，运罢U 擴大有效像素區域，亦即區域C。在1Κ 線27、、电漏出、炎電極3曰6將因而具有較小長度之用以阻擋從汲 ' /之電％的突出部，藉以使遮光線2 4具有相對 於此較小之突出長度的寬度。 八有相對 在本發，中’遮光線所提高之没線的寄生電容僅為5 / ’例如，廷幾乎不會使像素的寫入品質降低。對本實施 歹1進行寫入品質的估計顯示：相較於習知液晶顯示裝置之 夂〇 %，本實施例具有2· 8%的寫入比例差異。所謂之「寫 入比例差異」代表，在相同之信號電壓施加於液晶顯示裝 f之端子時，螢幕之頂列像素與螢幕之最下列像素之間的 仏5虎電壓差異。施加於各像素之信號電壓的差異係相當於 各像素之免度的差異。相較於習知液晶顯示裝置之2. 〇 %，, =實施例之2 · 8 %的寫入比例差異實質不會造成影像品質變 此原因在於：將水平方向上之汲線包夾在之間且連接 於共用線的遮光線並不會嚴重影響汲線與其它互連線之間 m 第20頁 1242087
五、發明說明（16) 的總寄生電容。這可藉由實驗加以說明。圖1 8 A係表列習知 結構之對照結構與本發明之遮光線將汲線包夾在之間的結 構等情況之汲線與其它互連線之間的每一個像素之寄生電 容。圖1 8B顯示此對照結構，而圖1 8C顯示本發明之結構。 在圖1 8B之習知結構中，如圖1 8 A之最上列所示，汲線7 與屏罩共用電極1 6之間的寄生電容，例如，為每一個像素 2 3· IfF。在圖18C所示之本發明之結構中，雖然加上汲線？ 與遮光線4之間的寄生電容而提高汲線7的寄生電容達2 χ 4 72 = 9· 44fF，但由於屏罩共用電極16與遮光線4保持在等電，
位，故本實施例之汲線7與屏罩共用電極丨6之間的寄生電容 將減小到1 7· 8 fF，故可將汲線7與屏罩共用電極丨6之間的寄 生電容一分為三。此外，汲線7與如線丨丨及線丨4等其它線之 間的寄生電谷亦由於被j：及線7包夾在之間的遮光線&之存在 而降低。然而’汲線7之寄生電容的增加可維持在適度的 值。 圖6所示之結構可視為第一實施例之另一變化例，其中 沒線27為直條狀。此種結構可用於具有25〇至3〇〇 之較大
的像素區域的情況，並可選擇有效像素區域對總顯示區域 ，較大值而可提供有效面積比例更大之邊界。必須注意的 是：由於信號線與接觸插塞的面積比例皆極小，故較大的 像素區域係允許採用較大的有效面積比例。在圖6所示之變 化例中，其中具有折彎區域的遮光線24將直條狀的汲線27 包夾在之間。 在像素尺寸為2 0 0 // m或更小的情況中，可採用如第一
第21頁 1242087 五、發明說明（17) = 部具有適度之折變區域的I線之結構，俾 中效面積比例而獲得較大之亮度。於此情況 :供：ί:ί 之折彎區域一致的折彎區域之沒線係 之ϊ:i:效面積比例。吾人應理解：由於基於其最小 2 決定屏罩共用電極之突出部的結構，故直條 ^,線將產生屏罩共用電極之較大的突出長度，藉以減 小有效面積比例。 參見圖7及圖8，其顯示本發明之第二實施例的液晶顯 不裝置之像素。 在本實施例之液晶顯示裝置中，遮光線4係突出於覆蓋 之屏罩共用電極56的各側邊。在本實施例中，由於遮光線4 2供給區域Α較大的區域，故可提高對比率。在此結構中， 突出於屏罩共用電極56之遮光線4係阻擋從汲線7浪漏出來 之洩漏電場，藉以允許屏罩共用電極56具有較小的寬度。 因此，相較於I知液晶顯示裝置，本實施例不僅提高有效 面積比例、更可達成較高之對比率與較小之串擾的優點。 一參見圖9與圖10，其顯示本發明之第三實施例的液晶顯 示裝置之像素。 … 在本實施例中，在遮光線44與汲線7之間不具間距的情 況下’單一遮光線44係阻擋光線與從汲線7洩漏出來之電月 場。此種結構將使汲線7與遮光線44之間產生更大的寄生^ 容，這雖然會使寫入品質變差，然而，可達成較高之°對比電 率。可依設计需要而選用第一實施例或第三實施，即 基於所需之液晶顯示裝置的特性而加以選擇。
1242087 五、發明說明（18) 在第三實施例中’可基於圖1 7之表格中所列的各區域 之黑色亮度、白色亮度與對比率而在實質未減小白色亮度 的情況下，採用最佳之面積比例而提高對比率。例如，圖 1 6之最下列的結構可在白色亮度僅減小丨· 5 %的情況下（從 8 5 9燭光/ cm2降低到8 4 6濁光/ c m2 )將習知結構之6 4 1的對比 率提高到732。 在上述各實施例所用之遮光線結構中，係將遮光線配 置在比沒線更遠離LC層2 0 0處。然而，亦可將遮光線配置 比汲線更靠近LC層20 0處。
/上所述，針對屏罩共用電極之下方的汲線所設置备 遮〇線係可在實質未降低白色亮度且免於使液晶顯示裴】 之寫入品質變差的情況下提高對比率且減小串擾。 雖然藉由上述各實施例說明本發明，但熟悉本項技袭 人士應β邊瞭解··只要在不脫離本發明之精神的 :孫:ί由任一變化型式據以實施本發明。故本發明之畫 圍係包括上述各實施例及其變化型態。 之車|
第23頁 1242087 圖式簡單說明 五、【圖式簡單說明】 圖1為本發明之第一實施例的液晶顯示裝置的平面上視 圖。 圖2為沿著圖1之剖面線I I -1 I所形成之剖面圖。 圖3顯示入射在圖2之結構上的光線。 圖4圖示本發明與習知技術之液晶顯示裝置的串擾與背 景之灰階標度之間的關係。 圖5為第一實施例之液晶顯示裝置的變化型式之液晶顯 示裝置的剖面圖。 圖6為第一實施例之液晶顯示裝置的另一變化型式之液 晶顯示裝置的平面上視圖。 圖7為本發明之第二實施例的液晶顯示裝置之平面上視 圖。 圖8為沿著圖7之剖面線V 111 -VI 11所形成之剖面圖。 圖9為本發明之第三實施例的液晶顯示裝置之平面上視 圖。 圖1 0為沿著圖9之剖面線X-X所形成之剖面圖。 圖11為習知液晶顯示裝置的平面上視圖。 圖1 2為沿著圖11之剖面線X I I -X 11所形成之剖面圖。 圖1 3顯示圖1 2之結構中的電場。 圖1 4顯示習知液晶顯示裝置之對比率與突出長度及串 擾與突出長度之間的關係圖。 圖1 5為圖1 2之變化型式的液晶顯示裝置之剖面圖。 圖1 6為列出本實施例之液晶顯示裝置與習知液晶顯示
第24頁 1242087 圖式簡單說明 ^ _____〜 裝置中的各參數之估計值與計算值的表格。 圖1 7 A為列出個別區域之參數值而用以計$ 數的表格，及圖17B為定義出圖17A之各區域的匈^ 16之參 圖1 8 A為列出藉由在T F T基板設置遮光線後、估計所提 高之汲線的寄生電容的表格，及圖1 8B與圖1 8C為用以達到 所增加之電容值的結構之剖面圖。 元件符號說明：
1 透明基板 10 儲存電極 11、11A、11B、14、14A、14B 像素電極 12 保護膜 13 層間介電膜 15、16、36、56、116 共用電極 1 7、1 8 接觸插塞 100 TFT基板 2 掃描線（閘線） 24、4、4A、4B、44 遮光線
2 7、7 汲線 200 LC 層 3 共用線 30 0 濾色基板 5 閘絕緣膜 6 半導體層
第25頁 1242087 圖式簡單說明 8 汲極電極 9源線（源極電極） L 突出長度 第26頁

Claims (1)

1242087 六、申請專利範圍 ----- 1二種液晶顯# (咖）裝置，包含第—與第二基板及被包 乂 6亥第一基板與該第二基板之間的一液晶（lc)層，其 中在該第一基板之上安裝有·· 複數之閘線與複數之共用線，其延伸成彼此 行； 該等閘線與該等共用線； 正交於該等閘線與該等共用線， 一第一絕緣膜，覆蓋 複數之沒線’延伸成 俾定義出複數之像素； 一第二絕緣膜’覆蓋該等汲線與該第-絕緣膜； 一共用電極與〜德去雷托 士 —
_ 象素電極’在母一個像素中延伸成描 此互相平仃，俾能對兮Τ Γ爲念 T 層^加一平行於該第一基板的- 電場，該共用電極係由一 & _ # 咕 ^ L _ , 田达明材枓所構成，而從正交於言! 第一基板之方向觀察時，該丘用雪托於曰》V 上 知 _ ^ 為/、用電極係具有突出於該汲麵 之兩邊的一突出部；及 遮光膜，沿著由該等共用線的其中兩條所定義之至 少一區域中的該共用電極而延伸，且從正交於該第一基板 之方向觀察時，該遮光膜具有重疊於該共用電極之該突出 部的至少一局部之一重疊部，且電連於該共用電極。 2·如申請專利範圍第1項之液晶 對之該遮光膜之間包夾該汲線 之側邊。 顯示（LCD )裝置，其中一 ’且不會突出於該共用電極
3 ·如申明專利範圍第1項之液晶顯示（l c d )裝置，其中一
1242087 六、申請專利範圍 對之該遮光膜之間係包夾該汲線，且突出於該共用電極之 側邊。 4. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示（LCD )裝置，其中從 正交於該第一基板之方向觀察時，該遮光膜係突出於該汲 線之側邊，且不會突出於該共用電極之側邊。 5. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示（LCD )裝置，其中將 該遮光膜配置在比該汲線更遠離該L C層處。 6. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示（LCD )裝置，其中使 該共用電極形成在含有該像素電極之一對應部的一共用層 之中，且將該共用層配置在比該遮光膜與該汲線更靠近該 LC層處。 7 ·如申請專利範圍第6項之液晶顯示（LCD )裝置，其中該 像素電極係具有形成在含有該汲線的另一共用層之中的另 一局部，且將該另一共用層配置在比該遮光膜更靠近該LC 層處。
第28頁
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