TWI247161B - Liquid crystal display device - Google Patents

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1247161 五 、發明説明（ 1.發明的技術領域 本發明關於液晶顯示裝置，尤其和藉由間隔子材使一對 基板以一定間隙相對且該間隙内含有液晶組成物之液晶顯 示裝置相關。 2·先前技藝 近年來’液晶顯示裝置從小型顯示裝置擴大普及至所謂 〇A(辦公室自動）機器等顯示終端機用上。基本上，此液晶 ””員不裝置疋在由至少一方為透明玻璃基板或塑膠基板等構 成之對基板間，夾持液晶組成物之層（液晶層），構成所謂 、、3面板（也稱為液晶胞）。此液晶面板可大致分成，對基板 成之圖素$成用各種電極施加選擇性電壓，改變構成 圖素邛伤之液晶組成物的液晶分子配向方向，實施圖 去成之方式（單純矩陣），以及在基板上形成各種電極及圖 '、選擇用之動態元件，#用此動態元件之選擇，改變連接 的該動恶兀件之圖素電極、及基準電極間之圖素液晶分子 '配向方向’實施圖素形成之方式（主動型矩陣）。 般±動型矩陣液晶顯示裝置採用所謂縱 成方之基板上形成的電極、及另-方之基二 ◎間，施加以改變液晶層之配向方向為目的電場。 行之方Γ亦Γ加晶層之電場方向為大致和基板面平 ° P所明棱電場方式（面内開關方i 气' IPS方式)之液曰麵1班 間關方式、或簡稱為 I履日日顯不裝置已經實用化。 液晶顯示裝置者，π此檢電场方式 到十分寬廣之視野Λ 方使用梅齒電極而得 〃之視野角者為眾所皆知（曰本專 本紙張尺度 4- 1247161 、

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N A7 —_________ B7 五、( 3~) ' --— 面積的方法。亦即，基板面之垂直方向承受來自外部之暫 時ϋ荷重，有限之數量的間隔子會發生塑性變形，因不可 逆而使局部基板間隔變小，而發生顯示不良。 一所以，本發明者就是在液晶顯示裝置上具有固定基板間 隔之機能的間隔子以外，追加承受來自外部之暫時性大荷 重時具有可以分散及承受荷重之機能的間隔子。 本發明之液晶顯示裝置的數個實例如下所示。 第1實例之液晶顯示裝置具有第丨基板、和第i基板對向設 置之第2基板、設置於第i基板及第2基板間之液晶層、以及 设置於第1基板上之間隔子，前述間隔子及前述第2基板間 存在刖述液晶層。換言之，在第丨基板之前述液晶層側的主 面上形成之複數間隔子，至少有一個不會接觸到相向之第2 基板的液晶層側主面、或設置於其上之積層物（配向膜、保 5蔓膜、影像信號線等）。因此，此至少有一個之間隔子、及 第2基板之液晶層側主面或設置於其上之積層物間，會存在 液晶組成物（液晶層）。在前述至少有一個之間隔子的表面上 形成含有配向膜、保護膜、或導電性氧化物等之導電層 時’這些膜或層之上面（複數膜或層積層於間隔子之表面 時，該積層構造之最上面）會和前述第2基板的液晶層側主 面、或設置於其上之積層物隔開。 第2實例之液晶顯示裝置具有TFT基板（具有設置著複數個 圖素區域之主面’該圖素區域至少含有圖素電極及和其相 連之開關元件）、具有設置著複數個柱狀間隔子之主面（形成 作為間隔子使用之複數突起的主面）的濾色基板、以及設置 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1247161 五、發明説明（4 於該丁FT(薄膜電晶體）基板主面及濾色基板主面間之液晶層 (密封於雙方基板主面間之空間内的液晶組成物），前述柱狀 間隔子會在和前述TFT基板相接之面（從前述濾色基板主面 觀看時之上面）形成凹部，前述複數柱狀間隔子之至少一 個，會因為施加於前述TFT基板及前述濾色基板間之力量而 變形，而設置於其上面之前述凹部也會和TFT基板相接。前 述至少有一個之柱狀間隔子上面連接之前述tFT基板，不限 定為其液晶層側之主面，也可以是在該主面上形成之保護 膜及配向膜等構造物。設置於TFT基板之開關元件，不限定 為電場效果型之薄膜電晶體，也可以是二極管（薄膜二極 管、TFD)。 第3實例之液晶顯示裝置具有TFT基板（具有設置著複數個 圖素區域之主面，該圖素區域至少含有圖素電極及和其相 連之開關元件）、濾色基板、以及固定該TFT基板及濾色基 板之間隔（使雙方基板主面間形成空間）之間隔子。前述柱狀 間隔子和該基板（例如、前述TFT基板或濾色基板）接觸之 面，位於設置於該基板上之段差的境界位置，此柱狀間隔 子之接觸面，在通常之基板間隔固定狀態下，會接觸前述 段差之上側部份（例如、從液晶層側觀察時之突出部份），並 可對應暫時性之外力而發生柱狀間隔子之彈性變形，進而 接觸到前述段差之下側部份（例如、從液晶層側觀察時之凹 陷部份）。 第4貝例之液晶顯示裝置具有一對基板（例如、τρτ基板及 濾色基板），固定該等基板間之間隙的柱狀間隔子設置於前 1247161 A7 _____ B7 五、發明説明（5 ) 述一對基板之任一主面内段差的上側，對應施加於基板間 之暫時性外力的補強用間隔子則設於該段差之下側。 第5實例之液晶顯示裝置具有TFT基板、濾色基板、及設 於該等基板間之柱狀間隔子，前述柱狀間隔子配置於濾色 基板上之段差的上方，前述段差則以在濾色基板上形成遮 光膜圖案、或濾色圖案的步驟、或相似之步驟來形成。 本發明相關之上述及其他目的、特徵、以及效果，由後 面的陳述及附圖可以更為明確。 圖式之簡單說明 圖1A為本發明之一實施例之液晶顯示裝置間隔子的概略 剖面圖’圖1B則為從基板上面側觀察時之概略平面圖。 圖2為本發明之一實施例之液晶顯示裝置圖素構造的概略 平面圖。 圖3為本發明之一實施例之液晶顯示裝置間隔子的概略剖 面圖。 圖4為說明本發明之一實施例之磨擦方法的概略圖。 圖5為本發明之一實施例之液晶顯示裝置間隔子的概略剖 面圖。 圖6A及圖6B為本發明之一實施例之液晶顯示裝置間隔子 的概略剖面圖。 圖7為本發明之一實施例之液晶顯示裝置圖素構造的概略 平面圖。 圖8為本發明之一實施例之液晶顯示裝置間隔子的概略剖 面圖。 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇χ297公釐) I247l61

發明説明 圖9A至圖9D為形成設置本發明一實施例液晶顯示裝置間 隔子之台座部份的步驟之概略步驟圖。 圖10A至圖10C為形成本發明一實施例液晶顯示裝置間隔 子之步驟的概略步驟圖。 圖11A至圖11C為形成本發明一實施例液晶顯示裝置間隔 子之步驟的概略步驟圖。 圖12為本發明之一實施例之液晶顯示裝置圖素構造的概 略平面圖。 圖13為本發明之一實施例之液晶顯示裝置間隔子的概略 剖面圖。 圖14為設有本發明一實施例液晶顯示裝置間隔子之濾色 基板的概略平面圖。 圖15為本發明之一實施例之液晶顯示裝置電路的概略電 路圖。 圖16為本發明之_實施例之液晶顯示裝置構件的概略構 造圖。 發明之實施形態 以下將參照實施例針對本發明實施形 圖咖B為說明本發明液晶顯示裝置二：二色 基板的部份模式圖。圖1A為圖線的剖面圖。圖巧為 平面圖，是從圖1A之上侧觀看的圖。 膜參考符號1為間隔子、參考符號2為遽色 $ 考付说3為黑遮罩、參考符號4為保護膜（但 '圖⑽ 此項）、參考符號5為透明基板、參考符號6為設於間隔子 -9-

1247161 A7 B7 五、發明説明（7~~) 1之上面的凹部。此外，凹部6會在後面詳細說明。 如圖1A及圖1B所示，透明基板5上形成黑遮罩3。黑遮罩 3以黑色樹脂或金屬膜製成，具有遮光機能。黑遮罩3之開 口部設有濾色膜2。濾色膜2係在樹脂上以顏料或染料著色 而成’具有特定波長之光可透過。 以覆蓋濾色膜2及黑遮罩3方式形成保護膜4。保護膜4也 稱為套膜（overcoat膜），除了保護濾色膜2表面及黑遮罩3以 外，還可避免液晶組成物被濾色膜成份污染。同時，遽色 膜2之端部2B和黑遮罩3重疊，且濾色膜2及黑遮罩3之獏厚 不同。所以，濾色膜2之端部2B會出現段差。保護膜4因為 覆蓋在濾色膜2及黑遮罩3之上，故可消彌濾色膜2及黑遮罩 3造成之段差，而有平坦化之效果。 保護膜4上形成間隔子丨。間隔子1係使濾色基板、及對向 設置而如後述之T F T基板（圖上未標示）間保持一定間隔者， 利用此間隔子1形成之間隙内會存在液晶組成物。如圖1]8之 平面模式圖所示，形成間隔子i之位置在黑遮罩3上。因為 利用黑遮罩3隱藏間隔子丨，故液晶顯示裝置在顯示影像 時，看不到間隔子1。另外，圖1A及圖1B中，透明基板5上 雖然只標不一個間隔子丨，但在此透明基板5(也稱為濾色基 板）之全面上，會以矩陣狀形成可使其上面、及和其對向之 另基板（例如、前述TFT基板）間保持一定間隔之多數間隔 子。 在透明基板5上形成間隔子丨後，形成配向膜（圖上未標 示）’以布等對此配向膜進行磨擦實施配向處理。此配向處 -10- 本紙張尺度適财_冢標準(CNS) A4規格(210 x 297公爱)---- 1247161 五、發明説明（8 理會因為間隔子1之突起而發生益法 y.、、'忐獲件均一磨擦的問題。 所以’在間隔子!之形成上’儘量將其配置於可以 來隱藏其上部形成之配向膜磨擦處理時無 之部份的位置。 勾 磨擦 如前面所述，因為間隔子丨具有使容納液晶組成物 (例如、隔開前料色基板主面、及其對向之前述tft = 主面的空間厚度）保持-定的功能，故其高度之設定上= 採高：度。若間隔子之高度未能保持一定，會使液晶層⑽ 封於别述基板間之空間内的液晶組成物之 誤差。若液晶層之厚度發生誤差，通過液晶層之= 長度就會發生誤差，而導致顯示品質下降等_。因此， 形成做為間隔子1之材料的膜層時，膜層之厚度必須均一。 置 用 如到目前為止之說明，形成間隔子丨上，必須對特定位 上之多數間隔子實施高精度之各種高度管理。目此，採用 可以均一之厚度來形成間隔子丨之材料的膜層，且可庐 定形狀之圖案化的方法。 又于’ 間隔子1之材料係採用樹脂材料。樹脂材料可以採用如 成 法 曝 間 JSR公司（JSR Corporatl〇n)製之負片型光阻的感光性丙婦: 脂清漆“OPTMER NN500，，（〇PTMErR :商品名稱）。在形 黑遮罩3、濾色膜2、及保護膜4之透明基板5上，以旋覆 等塗布光阻材料，利用遮罩使光阻進行間隔子丨之圖案的 光。然後，以除去劑使光阻顯影，實施加熱硬化，形 隔子1。 y私 及 形成此間隔子時，適度調整光阻材料之感光特性、以 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐） -11 - 1247161 A7

1247161 A7 ________ B7 五、發明説明（11 ) 圖素電極109之間發生對應前述影像信號之強度的電場。 此電場具有和TFT基板100A之表面平行的成份，利用由 此成份構成之電場來控制液晶之光透過率。 此外’顯示部外會提供基準信號給對向電壓信號線1〇4。 其次’在利用此方式形成閘極信號線1 〇2及對向電壓信號 線104之TFT基板100A的整體表面上，會形成由如矽氮化膜 SiN所構成之絕緣膜105(請參照圖3)。 此絕緣膜105係具有對後述汲極信號線103之閘極信號線 102之層間絕緣膜機能、後述薄膜電晶體TFT形成區域之閘 極絕緣膜、以及後述附加電容Cadd形成區域之誘電體膜機 能者。 薄膜電晶體TFT之形成上，會和圖素區域之圖中左下的閘 極信號線102重疊，而該區域之絕緣膜上也會形成由如心 Si(非晶質質矽）所構成之半導體層1〇6。 利用在此半導體層106之表面形成汲極電極1〇3 a及源極電 極109A，而形成可以將閘極信號線ι〇2之一部份當做閘極電 極、將絕緣膜105之一部份當做閘極絕緣膜之逆參差構造的 薄膜電晶體。 半導體層106上之沒極電極1〇3A及源極電極i〇9A，例如 在形成汲極線103時，可以同時形成圖素電極1〇9。 此圖素電極109應為在前述對向電極i〇4A間移動方式，沿 著圖中y方向形成。換言之’圖素電極1〇9之兩側，以大致 等間隔配置著對向電極104A，使該圖素電極1〇9及對向電極 104A間可以產生電場。 -14- 本紙張尺度適财國國家標準(CNS) A4規格(㈣/撕公董) ------ 1247161 五、發 ^ ------—一 此時，由[§| 七—p _甲可知，圖素電極109以對向電壓信號線104 為界開始缠 。评讲，例如構成倒“ <，，字圖案，同時，該圖素電 極109及對向 > 欠 各對向電極10 4 Α之構造上，也以和圖素電極 〇9平行並相隔方式而改變其寬度。 -亦即，彎折之圖素電極1〇9的縱向，如該圖所示具有均一 寬度時，位於其兩側之對向電極104A在該汲極線103側邊會 矛亥及極線103平行，而在圖素電極109側邊則會和該圖素 電極109平行。 ” 田利用此方式，圖素電極1〇9及對向電極104A間所產生之電 場Ε的方向，以對向電壓共通線104為界，圖中之下側的圖 素區域中，對該對向電壓信號線1〇4為（_)0，而上側的圖素 區域中’對該對向電壓信號線1〇4為（+)θ。 如上面所述，一圖素之區域内（不一定為一圖素之區域 内’可以和其他圖素有關），想要有不同之電場£方向時， 針對固定之初期配向方向，使液晶分子分別朝相反方向旋 轉，改變其光透過率。 採用此種方式，其構造上，視點相對於液晶顯示面板之 主視角方向呈現傾斜角度時，可以消除會引發輝度逆轉現 象之液晶顯示面板視角依賴性問題。 另外，在此實施例中，液晶分子之初期配向方向大致和 汲極線103之延伸方向一致，而後述之配向膜的磨擦方向 (初期配向方向）也會沿著汲極線103。 所以’上述電場方向Θ，以其和該初期配向方向r之關係 而設定為適當的值。一般，以此Θ而言，對電場ε閘極線102 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210Χ 297公釐) 1247161 五、發明説明（13 =角度的絕對值會小於對電場£汲極線⑻之角度的絕對 而且圖素電極1Q9上，和對向電壓信號線1G4重疊之部 :的面積會較大’在其和該對向電壓信號線1〇4間形成電容 兀件Cadd。此時之誘電體膜即為前述之絕緣膜。 此電容元件Cadd之形成上，其目的係在儲存提供給圖素 電極⑽之影像信號時能有相對較長的儲存時間。亦即，利 用攸問極線1G2提供掃摇信號，使薄膜電晶體加開啟，來 自’及極線103之影像信號則會藉由此薄膜電晶體丁打供廡仏 圖素電極1G9。其後，即使薄膜電晶體TFT關閉時，供應^ 圖素電極109之影像信號會儲存於該電容元件Cadd。 例如，利用此方式形成之TFT基板1〇〇A的整個表面上， 會，成由錢化膜構成之保護膜⑽(請參照圖3)，而可避免 和薄膜電晶體TFT之液晶直接接觸。 其次，在此保護膜上面會形成決定液晶初期配向方向之 配向膜111(請參照圖3)。例如，此配向膜之形成，是在其上 覆蓋合成樹脂膜，並在其表面實施前面所述之汲極線1〇3延 伸方向的磨擦處理。 利用此方式構成之TFT基板100A，會隔著液晶層9在其對 向配置濾色基板100B。如前面所述，濾色基板在透明基板$ 之液晶側面上，會形成區隔各圖素區域之黑遮罩3 ,此黑遮 罩3之開口部則形成特定顏色之濾色膜2。此外，圖2中之 BM則為對應黑遮罩3之開口部的輪廓。 圖3為在圖2之A位置設置間隔子}時的剖面圖。此外，圖3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) -16- 1247161 A7 ___ B7 五、發明説明（14 ) 也是圖2之IMI線的剖面圖。圖3所示之間隔子1，設置於濾 色基板100B之黑遮罩3、及TFT基板100A之汲極信號線103 間。在濾色基板100B上形成之間隔子1和TFT基板100A相 接’但在和TFT基板100A相接之表面上應形成凹部6。 一般而言，液晶面板之製造上，會將TFT基板100A及濾 色基板100B之2片基板相貼合。製造液晶面板之步驟中， TFT基板100A及濾色基板100B為對向配置，其間則為可容 納液晶層9之間隙。間隔子1的目的在形成密封液晶之間隙 並使液晶層維持一定厚度，故設於TFT基板100A及濾色基 板100B之間。對向配置之TFT基板100A及濾色基板100B， 其周邊會塗布以黏接為目的之密封劑，其後再實施壓著貼 合。在此壓著步驟中，間隔子1會被壓向TFT基板100A。 如圖3所示，因為間隔子1上會形成凹部6，即使在組合液 晶面板而TFT基板1〇〇A被壓向濾色基板ιοοΒ時，會產生和 TFT基板100A接觸的部份、及和TFT基板1〇〇A不會接觸的 部份。如上所示，和間隔子1之TFT基板i〇〇A相對向之面 上，設置有和TFT基板100A相接之部份、和tFT基板ι〇〇Α 不相接而存在液晶9之部份，當外部以垂直方向對基板面施 加暫時性的大荷重時，除了通常以固定基板間隔為目的而 接觸TFT基板100A之部份外，還有其他未接觸部份可分散 及承受荷重。此外，因承受和基板面平行之外力，在外力 消失卻因磨擦而無法復原的偏離問題，也因為平時接觸丁ft 基板100A的面積較小而有效解決。 其次，針對間隔子1之形成位置及配向散亂進行說明。圖 -17-

1247161 A7 _ B7 五、發明説明（16 ) 接來固定基板間隔，在承受較大荷重時則會發生彈性變 形，因為有段差而未接觸到基板之部份也可接觸到基板並 承受荷重。 利用基板上之段差時，可選擇將間隔子1配置於基板上之 原有段差、TFT基板側之配線重疊等、或濾色膜側之顏色圖 案的BM圖案重疊等位置。 圖6 A及圖6B為將間隔子設置於圖7之〇或E位置時的剖面 圖。圖6A及圖6B為圖7之IV-IV線的剖面圖。圖从為將間隔 子lb設置於圖7之D位置時、圖6B則為將間隔子1(：設置於圖7 之E位置時的情形。圖6A中，間隔子ib設於濾色基板ιοοΒ 之黑遮罩3、TFT基板1〇〇八之汲極信號線1〇3、及對向電壓 信號線104之交又部。因為圖6A之間隔子ib設於汲極信號線 103及對向電壓信號線1〇4之交叉部，故間隔子11}會設於對 向電壓信號線104上較厚的位置。相對於此，圖6B中的間隔 子lc設於沒極線1〇3上，因為間隔子1(：的高度大致和圖6A中 之間隔子lb相同，對圖6A而言，其和TFT基板100A之間會 產生大約對向電極之厚度的間隙，而液晶就存在於此間隙 内。亦即，在圖6A所示位置上形成之間隔子b，平時會和 TFT基板100A相接，具有維持TFT基板100A及濾色基板 100B之間隙的機能。而在圖6B所示位置上形成之間隔子 lc，平時雖然不會和TFT基板100A相接，但當兩基板承受 來自外部之垂直力量時，會壓迫圖6 A所示之間隔子lb並使 其產生彈性變形，TFT基板100A及濾色基板100B之間隙會 變狹窄，故間隔子lc也會接觸到TFT基板100A並承受荷 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1247161

重。在一個液晶面板中，可以利用間隔子位置之選擇來適 當調整間隔子lb及間隔子1C的數目，因此，實現不論垂直 方向之外力或疋水平方向之外力都不會發生問題之液晶面 板的液晶顯示裝置。 圖8為在濾色基板100B側設置間隔子1之段差時的情形。 在圖8中，間隔子丨下方除了形成黑遮罩3或濾色膜圖案2以 外，還同時形成台座圖案11。圖8中係在形成濾色膜圖案2 之同時形成台座圖案11。然而，因為此台座圖案U上會形 成保護膜4(平坦化膜），因平坦化效果而使段差變小。所 以’可以改變台座圖案之大小及形狀來調節段差。 在圖8中，因為間隔子lb設於台座圖案u之上，故間隔子 lb設於台座圖案n較厚之位置。相對於此，間隔子。則設 置於沒有台座圖案11之黑遮罩3上。因為間隔子。是將和間 隔子lb大致相同膜厚之樹脂層進行圖案化者，故在組合液 晶面板時，和對向之TFT基板（圖上未標示）間會產生間隙， 液晶就存在於此間隙内。亦即，間隔子11}通常會和TFT基板 相接，而發揮形成並固定TFT基板及濾色基板1〇〇B間之間 隙的機能。相對於此，雖然間隔子lc通常不會和TFT基板接 觸，但兩基板承受垂直之外力時，間隔子11}會被壓迫而產 生彈性變形’ TFT基板及;慮色基板1 oob間之間隙會變窄， 間隔子lc也會接觸TFT基板並承受荷重。在一個液晶面板 中，可以選擇台座圖案11來適當調整間隔子lb及間隔子lc 的數目。 圖9A至圖9D為形成台座圖案1丨之步驟圖。圖9八中，是以 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1247161 A7 ______ B7 五、發明説明(~〜-----------— =鑛t等/透明基板上形成金屬膜（鉻G及氧化路之Μ :罩;此Γ光㈣法等實施期望形狀之圖案化，形: …、遮罩3。此外，也可以樹脂膜取代金屬臈。 圖9B中’在形成黑遮罩3之基板上，滴下光阻材㈣，兑 内混合可吸收特定波長之光的顏料，然後將其塗布二 膜厚並進行乾燥。圖9C則是以光兹刻法等實施乾燥之光阻 材枓12的圖案化’形成濾色膜2。此時’也同時以圖案化來 形成台座圖案U。圖90則係覆蓋渡色膜2及台座圖案u 成保護膜4。 > 利用光遮罩實施台座圖案U之圖案化時，若台座圖案” 之形狀較小，曝光量會因為依據光遮罩及基板之距離的光 繞射而減少。因為使用負片型光阻材料，曝光量較少時， 光阻材料較易去除，可以降低台座圖案之高度。因此’改 變σ座圖案11之形狀’可以調整台座圖案丨丨之高度。 圖10Α至圖10C為形成間隔子1之步驟圖。圖1〇Α中，首先 準備已在黑遮罩3及濾色膜2上形成保護膜4(平坦化膜）之基 板。對已形成保護膜4之基板實施前洗淨及乾燥，然後，在 基板上滴下、塗布溶液狀之光阻材料13，實施光阻材料之 乾燥，形成薄膜。圖10Β中，則配置光遮罩14，對形成間隔 子1之部份15照射光線16實施曝光。此時，在光遮罩14之形 狀、光遮罩14及光阻材料13之距離的關係下，因為光之繞 射而會產生圖10Β所示之曝光量不足部份17。然後，如圖 10C所示，以除去劑去除未感光之光阻材料13。利用光遮罩 14充份感光之部份15，會發生構成光阻材料π之樹脂的聚 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210Χ 297公釐) 1247161 A7 广 __ B7 五、發明説明（19 ) 合反應而使分子量增多，比未經光照射部份更不易以除去 劑去除。曝光量不足部份17和曝光較充足之部份15比較 時’會稍為容易以除去劑去除。因此，去除未感光之光阻 材料而浸入除去劑時，曝光量不足部份17之樹脂會發生少 量溶解。所以’在間隔子1之上部會產生凹部6。 圖11A至圖11C係以2種光遮罩來改變曝光量並形成具有 凹部6之間隔子1的步驟圖。圖11A中，首先在已形成黑遮罩 3、濾色膜2、及保護膜4之基板上塗布溶液狀之光阻材料 13，再配置光遮罩14a，對形成間隔子丨之部份15實施光16 照射進行曝光。圖11B中，其後雖然也使用光遮罩14b實施 光16照射，但因為光遮罩^钝及光遮罩14b之形狀不同，產 生未充份感光之部份17。然後，以除去材料將未感光之光 阻材料去除，形成間隔子i。如圖uc所示，因為未充份感 光之部份17會有少量溶解於除去劑，故間隔子丨上會產生凹 部6(段差）。 對設置於對向設置之2片基板上之一方基板上形成的電 極▲及另方基板上开》成的電極間的液晶層，以施加電場 改變配向方向，亦即在所謂縱電場方式之液晶顯示裝置上 設置間隔子1的情形，以圖12來進行說明。圖12為縱電場方 j液晶顯示裝置之一個圖素區域的構造圖，係藉由液晶和 前述濾色基板100B對向配置之TFT基板100A液晶側面的平 面圖。 液晶面板内，各圖素以矩陣狀配置來構成顯示部。因 此，圖12為了簡化圖面，只以丨圖素來表示，圖素之左右及 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） -22- 1247161 A7 ____B7 ^、發明説明（2Q ) ' ~ 上下都存在隣接的圖素，且這些圖素之構造和圖12所示之 圖素構造相同。 圖12中，TFT基板100A之表面上會形成在水平（χ)方向延 伸且在垂直（y)方向並列之閘極信號線102。這些閘極信號線 102疋由如絡（Cr)專材料所構成。 各閘極信號線102和後述之汲極信號線1〇3(圖12中，垂直 (y)方向延伸、水平（X)方向並列）共同以圍繞矩形區域之方 式形成’該區域即構成一個圖素區域。 另外，圖素區域内，形成和該汲極信號線103並行且隣接 配置之遮光膜114，此遮光膜114和各閘極信號線同時形 成。 此遮光膜114和濾、色基板（圖上未標示）之黑遮罩3共同耳有 實質區隔圖素區域之機能’若形成於具有後述圖素電極1〇9 之TFT基板100A側上時，則不會擔心位置偏離問題。 其次’在利用此方式形成閘極信號線1 〇2及遮光膜i4之 TFT基板100A的整體表面上’會形成由如siN所構成之絕緣 膜105(請參照圖13)。 此絕緣膜105係具有對後述汲極信號線1〇3之閘極信號線 102之層間絕緣膜機能、後述薄膜電晶體TFT形成區域之問 極絕緣膜、以及後述附加電容Cadd形成區域之誘電體膜機 能者。 薄膜電晶體TFT之形成上，會和圖素區域之圖12中左下的 閘極信號線102重疊，而該區域之絕緣膜1〇5上也會形成由 如a-Si(非晶質矽）所構成之半導體層1〇6。 •23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1247161 A7 -- --——_- _________ B7 五、發明説明（1 ) '— - 利用在此半導體層1〇6之表面形成汲極電極1〇3A及源極電 極107A，而形成可以將閘極信號線1〇2之一部份當做閘極電 極、將絕緣膜1 〇5之一部份當做閘極絕緣膜之逆參差構造的 薄膜電晶體。 汲極信號線103是由如鉻（Cr)所形成，此汲極信號線1〇3之 形成上’係為垂直（y)方向延伸、而水平方向並列。 此汲極信號線1〇3上會形成薄膜電晶體TFt的汲極電極 103 A該薄膜電晶體TFT之一部份會延伸至薄膜電晶體丁ft 之形成區域的半導體層1〇6表面。 此外，形成該汲極信號線103之同時，也會形成和該汲極 電極103八對向配置之薄膜電晶體丁1^的源極電極1〇7八。 其次，在已形成各電極TFT基板100A的整個區域，會形 成由如SlN所構成之保護膜1〇8(請參照圖13)。此保護膜1〇8 之刖述源極電極107A的延伸部之中心部上，會形成接觸孔 108A。 而在保護膜108上面，會形成由如IT〇(銦錫氧化物， Induim-Tin-Oxide)所構成之圖素電極1〇9。如圖12所示此 圖素電極109會形成於由瞵接閘極信號線1〇2及瞵接汲極信 號線103所圍成之區域内。 在形成此圖素電極109時，此圖素電極1〇9會設法通過接 觸孔108A和源極電極ι〇7Α連接。 圖素電極109當中，在和供應影像信號給此圖素電極 之薄膜電晶體TFT下方的閘極信號線1〇2相隣之其他閘極信 號線2側邊的全域，會和其他閘極信號線2之一部份重疊， -24 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（21〇 X 297公董f- 1247161 A7

構成電容元件Cadd。 此電容元件Cadd以前述閘極信號線1〇2、圖素電極1〇9之 絕緣膜105、及保護膜108為誘電體膜，其電容值則和圖素 電極109對閘極信號線2之重疊面積相關。 而且，在薄膜電晶體TFT關閉時，在儲存影像信號等機能 上，此電容元件Cadd可以比圖素電極109有相對較長儲存時 間。 利用此方式’在已形成圖素電極l〇9iTFT基板i〇〇A的签 個表面上，會形成和液晶相接之配向膜丨丨丨（請參照圖13)， 而該液晶之初期配向方向則由此配向膜1 1 1來決定。 利用此方式構成之TFT基板100A，會隔著液晶而和前述 濾色基板100B形成對向配置。 圖13係圖12之V-V線的剖面圖，為設置於圖12之？位置之 間隔子1的剖面。另外，圖13中連濾色基板100B也標示出 來’為TFT基板100A及濾色基板ιοοΒ之組合狀態下的剖面 圖。 如圖13所示，濾色基板i〇OB之液晶側面會形成區隔各圖 素區域之黑遮罩3 ’此黑遮罩3之開口部則會形成特定顏色 之濾色膜2。以覆蓋該黑遮罩3及濾色膜2方式形成保護膜 (平坦膜）4 ’此保護膜4之表面全域上，則會形成以IT〇等所 構成之各圖素區域共用的共用電極7。接著，在此共用電極 7上形成間隔子1。然後’才在設有間隔子1之共用電極7的 整個表面上，形成和液晶相接之配向膜8。 間隔子1之形成位置在黑遮罩3及閘極信號線1 〇2之間。因 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） -25- 1247161

為問極仏號線102之線寬大於汲極信號線103，故將間隔子1 5又於平坦位置時之定位，會比設於汲極信號線1〇3上時更為 容易。 圖14為將間隔子i設於圖12之？所示位置時，濾色基板 100B側之間隔子i的位置。間隔子1設於黑遮罩3上，觀察液 晶顯示裝置時，會被隱藏而不易察覺。其次，縱電場方式 之液晶顯示裝置時，其初期配向方向如圖14之箭頭G所示， 因為對汲極信號線1 〇3呈斜向方向，故在汲極信號線上不易 隱藏間隔子1造成之配向散亂。因此，將間隔子1設於汲極 信號線103及閘極信號線之交叉部附近，利用可以廣泛利用 黑遮罩3之斜向面積的位置來設置間隔子j。 以圖15說明含液晶顯示裝置之圖素在内之顯示部的等價 電路及其周邊電路。此外，圖15雖然為電路圖，卻是以實 際對應幾何學的方式來繪製。AR係以二次元配列複數圖素 的矩陣配列。 圖15中，X代表汲極信號線1〇3 ’足標G、B、及R則分別 代表綠、藍、及紅圖素。Y代表閘極信號線102，足標1、 2、3、…、end則是依掃描時序之順序來附加。 閘極信號線Y(省略足標）連接於垂直掃描電路V，淡極信 號線X(省略足標）則連接於影像信號驅動電路。SUP包含以 得到一個電壓源實施複數分壓時之安定化電壓源為目的的 電源電路、以及將來自主機（上位演算處理裝置）之CRT(陰 極射線管）用情報轉換成液晶顯示裝置用情報之電路。 其次，以圖16說明液晶顯示裝置之構件構造。圖丨6為液 -26- 本紙浪尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）

裝 訂

k 1247161 A7 ____B7 ___ 五、發明説明（24 ) 晶顯示裝置之各構件的分解立體圖。SHD為金屬板構成之 框狀屏蔽殼體（金屬框架）、LCW為其顯示窗、PNL為液晶面 板、SPB為光擴散板、LCB為導光體、RM為反射板、BL背 光螢光管、LCA為背光殼體，如圖所示，以上下配置方式 來堆積各構件，組裝成液晶顯示裝置。 液晶顯示裝置以設置於屏蔽殼體SHD之爪及鉤來固定整 體。背光殼體LCA則為收存著背光螢光管bl、光擴散皮 SPB、導光體LCB、及反射板rm之管狀，配置於導光體 LCB側面之背光螢光管BL的光經由導光體LCB、反射板 RM、及光擴散板SpB，在顯示面變成相同的背光，並由液 晶顯示面板PNL側射出。背光螢光管BL連接著反向電路基 板PCB3，成為背光螢光管BL之電源。 本發明如上面所述，在固定基板間隔之間隔子以外，增 設可以分散及承受大荷重時之荷重的間隔子，不但在平時 可以發揮必要最小限之間隔子的機能，對於暫時性之外來 大荷重，也可以補助間隔子分擔荷重，而發揮防止間隔子 發生不可逆變形之效能。 本發明相關之數個實施例已如前面說明所示，但本發明 並不限於前述所述之實施形態而已，而應將其理解為包括 業者所知之範圍内的各種變形及改善，故本專利申請=明 書中之專利申請範圍不受此處所示或記載之詳細說明所拘 束，而為包括所有各種變形及改善者。 ° -27-

Claims (1)

1. 一種液晶顯示裝置，其係包含丁!7丁基板及濾色基板，其 特徵為： 上述TFT基板具有： 夾於2條汲極信號線之像素區域； 與上述沒極信號線交叉之對向電壓信號線； 因沒極信號線與對向電壓信號線之交叉而形成之段 差； 上述濾色基板具有用以保持基板間之間隙之柱狀間隔 子； 上述像素區域係相同構成之像素區域鄰接而設置； 上述柱狀間隔子係與上述汲極信號線對向而形成於濾 色基板上； 於對應鄰接第1像素區域之上述段差部之位置，設置接 觸TFT基板之柱狀間隔子； 於鄰接第2像素區域而從上述段差部離開之位置，設置 不接觸TFT基板之柱狀間隔子； 上述段差部起至柱狀間隔子之距離，於第1像素區域與 第2像素區域相異。 一種液晶顯示裝置，其具有TFT基板、濾色基板、及設 置於該基板間之柱狀間隔子； 上述TFT基板具有包含像素電極之相同構成者鄰接而設 置之多數個像素區域； 於2個像素區域所夾之區域具有台座圖案； 與弟1像素區域鄰接，而於上述渡色基板上設有與上述

   〇厘圖案重疊之柱狀間隔子； 與第2像素區域鄭技 △座/ 上述濾色基板上設有與上土 。庄圖案不重疊之柱狀間隔子； 於上述台座圖案鱼 膜。 、上述柱狀間隔子之間形成有保| 3·如申請專利範圍第2垣+、六 座圖案不重疊之柱狀門晶顯示裝置，其中與上述$ 力之補強用間隔子。隔子，係用於對抗—時施加之夕 本紙i 10 x 297¾ 1247161 第090130285號專利申請案 中文圖式替換頁(94年9月） 气件3月£ if B修(更)正替換頁 ί 001〇〇ΑΜ 6Α 涵 6Β