TWI286256B - Liquid crystal display and substrate thereof - Google Patents

Description

五、發明說明（1 ) 發明背兔 (a)發明領域 ;本發明有關—種液晶顯示器及其基板，尤其有關經垂直 权準（液晶顯7F器及其基板，其中像素區域係分割成多個 小型功能區域，以得到寬幅視角。 (b )相關技藝描述 液晶顯示器（LCD)中，液晶材料係注射於頂層基板”上層 形成有共用電極及一濾色器…與底層基板__上層形成有薄 膜電晶體及像素電極--之間。將具有不同電位之電壓施加 於该像素電極及共用電極，以形成一電場，藉以改變該液 0曰材料之液晶分子的校準。如此，控制入射光之透光度， 以顯示影像。 然而’液晶顯示器LCD之一嚴重缺點爲其有限之視角。 已發展各種方法及結構以克服此項問題。於該方法中之一 中’該液晶分子係校準成垂直於該頂層及底層基板，將預 定隙孔圖型或隆突形成於該像素電極及該相對共用電極上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在該像素電極及共用電極上形成隙孔圖型時，產生邊緣 電場。使用該邊緣電場，控制液晶分子之傾斜取向，以增 加視角。在該像素及共用電極上形成隆突時，使用因該隆 突而變形之電場以控制該液晶分子的傾斜取向。一備擇方 法中，隙孔圖型係形成於位在該底層基板上之像素電極中 ，隆突係形成於位在該頂層基板上之共用電極上。使用由 隙孔圖型及隆突所生成之邊緣電場，控制該液晶分子之傾 斜取向以形成功能區域。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1286256 A7 ---- H7________ 五、發明說明（2 ) 然而，前述方法中，光線不透射之黑暗部分係出現於形 成隙孔圖型及隆突之部分中。結果，若隙孔圖型及隆突所 佔面積太大，則亮度減低。若減少隙孔圖型及隆突數目以 嚐試補償此種問題時，控制液晶分子之傾斜的能力降低， 而產生不均句之校準。因此，生成一結構，延伸於相對大 面積上，對亮度產生負面影響，且降低整體圖像品質。 發明概述 本發明係努力以解決前述問題。 本發明之目的係提出一種液晶顯示器，其中隙孔或隆突 間之間隔尺寸係經最佳化，以改善液晶顯示器的整體圖像 品質。 爲達成此項目的，本發明提出一種供液晶顯示器使用之 基板’包括第一線路，形成於該基板上之一取向上；第二 線路，與該第一線路交叉且絕緣；像素電極，形成於由該 第一線路與該第二線路所界定之像素區域中，·及切換元件 ，連接於該第一線路、第二線路及該像素電極，其中介於 兩相鄰第二線路之間的間隔係具有一預定尺寸，由一組相 鄰第二線路至後續組之間重複地變化，而該像素電極與該 第二線路相鄰之側邊係成形成與該第二線路相同之圖型， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使得該像素電極具有寬闊部分及狹窄部分。 根據本發明之特色，該像素電極包括一或多個第一隙孔 ，以沿著孩第二線路之取向分割該狹窄部分，及一或多個 第二隙孔，以沿著該第一線路之取向分割該寬闊部分。 根據本發明另一特色，該基板另外包括儲存電容線路，

1286256 A7 B7 五、發明說明（3 ) 與該第二線路交叉且絕緣，包括第一支線路及第二支線路 ，個別覆蓋該第一隙孔及該第二隙孔。 根據本發明另一特色，該儲存電容線路覆蓋該像素電極 介於該狹窄及寬闊部分之間的邊界。 根據本發明另一特色，該第一隙孔將該像素電極之狹窄 部分分割成兩個相等區域，及該第二隙孔將該像素電極之 寬闊部分分割成三個區域，該三個區域之中心區域具有一 寬度，係爲環繞該中心區域之外圍區域的兩倍或更大。 另一態樣中，本發明提出一種供液晶顯示器使用之基板 ，包括一絕緣基板；閘極線，形成於該絕緣基板上；儲存 電容線，形成於該絕緣基板上；一閘極絕緣層，形成於該 問極線及該儲存電容線上；數據線，形成於該閘極絕緣層 上且與該閘極線及該儲存電容線交叉；一被動層，形成於 該數據線上；及像素電極，形成於該被動層上，該像素電 極具有與該數據線相鄰之彎曲邊緣，產生寬闊部分及狹窄 部分。 根據本發明之特色，兩相鄰像素電極一其間提供有一數 據線··係配置於相對方式，即，具有交替寬闊及狹窄部分。 根據本發明另一態樣，該像素電極係包括一或多個第一 隙孔，以沿著數據線取$分割該狹窄部分，及一或多個第 二隙孔，以沿著閘極線取向分割該寬闊部分。 根據本發明另一特色，該儲存電容線係與數據線交叉及 絕緣’包括第一支線路及第二支線路，個別覆蓋該第一及 第二隙孔。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4 ) 另一態樣中，本發明提出一種液晶顯示器，包括一第一 基板，弟一線路，形成於該第一基板的一取向上；第二線 路，與該第一線路交又且絕緣；像素電極，形成於由該第 一線路與該第二線路之交點所界定的像素區域中，該像素 電極與該第二線路相鄰之侧邊係成形成與該第二線路相同 之圖形，使得該像素電極具有寬闊部分及狹窄部分·切換 π件，連接於該第一線路、該第二線路及該像素電極；一 第二基板，與該第一基板相對；一黑色矩陣，形成於該第 一基板上；共用電極，形成於該第二基板上；及功能區域 控制裝置，用以控制像素電極之功能區域的形成。 根據本發明之特色，該功能區域控制裝置係包括第一隙 孔圖型及第二隙孔圖型，個別形成於該像素電極及該共用 電極上。 根據本發明另—特色，該第—隙孔圖型係包括第一隙孔 ，將該像素電極之狹窄部分分割成兩個相等區域，及第二 隙孔，將該像素電極之寬闊部分分割成三區域，該第二隙 孔=型係包括第三隙孔，覆蓋像素電極在該狹窄部分中與 :第二線路相鄰之側邊，第四隙孔，覆蓋像素電極寬闊部 二邊、彖區域，其與该第二線路垂直，及第五隙孔，位於 兩第四隙孔間的中心位置上。 置式簡單 收納於本發明而構成本發明之一部分的附圖説明本發明 具體實例’且與其描述用以說明本發明原理。 圖1係爲本發明第一較佳具體實例之液晶顯示器的電晶體 1286256 A7 B7 五、發明說明（5 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之示意圖； 圖2係爲本發明第一較佳具體實例液晶顯示器之共用電極 上所形成之隙孔圖型的示意圖； 圖3係爲本發明第一較佳具體實例液晶顯示器之像素電極 及隙孔圖型的平面圖； 圖4係爲沿圖3之IV-VI，線所得的示意圖； 圖5及6係爲顯示用以增加液晶顯示器之視角的隙孔圖型 之不意圖； 圖7係爲本發明第二較佳具體實例之液晶顯示器的像素電 極及隙孔圖型之平面圖；且 圖8係爲本發明第三較佳具體實例之液晶顯示器的像素電 極及隙孔圖型的平面圖。 輕佳具體實例詳沭 現在參照附圖詳述描述本發明較佳具體實例。 圖1顯示本發明第一較佳具體實例液晶顯示器之電晶體的 示意圖；圖2係爲本發明第一較佳具體實例液晶顯示器之共 用電極上所形成之隙孔圖型的示意圖；圖3係爲本發明第一 較佳具體實例液晶顯示器之像素電極及隙孔圖型之平面圖 ;且圖4係爲沿圖3之IV-IV，線所得之示意圖。 參照該圖，閘極線114係水平（於圖中）形成於底層基板 1〇〇上。儲存電容線110係形成於與該閘極線114相同之取向 上。即，該儲存電容線110係包括厚層部分，形成於一想像 水平線之上方及下方，由具有小於該厚層部分之寬度的連 接部分連接。垂直延伸之第一及第二支電極ηι及112係連 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 閱 面 之 注 項

訂 線 1286256 A7 B7 五、發明說明（ 6 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接於該儲存電容線110，第三支電極113係連接於詨第二支 電極112，第三支電極113係延伸於水平取向上。 於該閘極線114及儲存電容線路110、111、112及113上形 成閘極絕緣層120。數據線130係於垂直取向（圖中）上形成 於該閘極絕緣層120上。即，每條數據線130皆具有上方部 分及下方部分，該上方部分係垂直形成於一想像垂直線之 一側邊上，而下方部分係垂直形成於相同垂直線之相對側 邊上。該數據線130之上方及下方係藉連接部分連接。由該 數據線130之相鄰垂直邊延伸之想像線之間距係爲3微米〜 20微米。而且，該數據線130係以交替形式形成於該閘極絕 緣層120上，即’該上方及下方部分係交替地位於該想像垂 直線之右側及左側。是故，介於該數據線130間之間隔係於 狹窄及寬闊部分之間變動。該數據線13〇係與該儲存電容線 110及閘極線114交叉，該數據線13〇與該儲存電容線11〇之 交點係位於連接部分上。 數據線130上形成一被動層140。此外，該電極15〇係形成 於一被動層140上，該像素電極15〇係由IT〇(氧化銦錫）或 ΙΖΟ(氧化銦鋅）製得。詳言之，於一對閘極線！ 14與數據線 130之交點所界定之各像素區中提供一單一像素電極15〇。 而且’該像素電極150係對應於該像素區之形狀而形成，即 ’對應於該像素區之交替寬闊及狹窄區域。該像素區之狹 窄區域中，該像素電極150具有第一隙孔151，延伸於實質 垂直於該像素區狹窄區的整體長度，於該像素區之寬闊區 域中，該像素電極150具有高對第二隙孔152，其水平延伸 請 先 閱 讀 背 面 之 注 I.f( t 訂 ▲ -9- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1286256

五、發明說明（7 ) 。孩第一隙孔將該像素電極150粗略對半地分割成像素區之 狹窄區域，第二隙孔152將位於像素區域寬闊部分中之像素 電極150分割成三個區域，兩個外園區域及一個中心區域。 該中心區域具有約爲該外園區域之兩倍的寬度。因此，該 第一隙孔151覆蓋該儲存電容線11〇之第一支線電極m，該 第二隙孔152覆蓋該儲存電容線丨1〇之第三支線電極〗13。 於各像素區中提供對應於該像素電極15〇的薄膜電晶體（ 未示）。該薄膜電晶體（TFT)之閘極係連接於閘極線114，該 薄膜電晶體TFT之源極係連接於數據線，且該薄膜電晶 體丁[丁之汲極係連接於該像素電極15〇。源極及汲極係藉半 導體層連接，形成通道。 現在參照圖2及4描述薄膜電晶體基板穿相對頂層基板。 在絕緣基板200内表面上形成黑色矩陣21〇，紅色、綠色 、藍色濾色器220係形成於該黑色矩陣210上。此外，被動 層230係形成於該濾色器220上，共用電極240係形成於被動 層230上，共用電極240係由透明導電性材料諸如氧化銦錫 (ITO)或乳化鋼辞（IZO)所製得。圖2所示之隙孔圖型係形成 於該共用電極240上。該隙孔圖型包括垂直（於圖中）延伸之 第二隙孔241 ’及水平（於圖中）延伸之第四及第五隙孔242 及243 ’各個第五隙孔243係形成於一對第四隙孔242之間。 該第四及第五隙孔242及243係提供於該第三隙孔241之左側 及右側，第三隙孔241之外緣係對應於第四及第五隙孔242 及243之末端，以防止該兩元件接觸。 現在參照圖3及4描述該薄膜電晶體基板i 00及頂層基板 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐）

1286256 Α7 Β7 五、發明說明（8 ) 200結合之結構。 該第三隙孔241覆蓋該像素電極150之狹窄部分有左侧及 右側，該第四隙孔242覆蓋該像素電極150寬闊部分之上緣 及下緣。該第五隙孔243係實質位於該像素電極ι5〇之寬闊 部分的中心區域上。是故，該像素電極15〇之狹窄部分係藉 第一隙孔151及該第三隙孔241分割成兩個小型功能區域， 該像素電極150之寬闊部分係藉該第二隙孔152及該第四及 第四隙孔242及243分割成四個小型功能區域。該小型功能 區域之較佳寬度係爲2 0 ± 5微米。若該小型功能區域之寬 度太小’則鏡孔比縮小，若太大，則邊緣電場減弱，變成 難以控制該液晶分子的傾斜取向。 在同時形成像素電極150與隙孔151、152、241、242及243 以如前文所述般地將該像素電極15〇分割成功能區域，得到 例如較採用圖5及6所示之隙孔圖型之液晶顯示器lcd大幅 改善之鏡孔比。即，使用圖5及6之隙孔圖型個別得到3 4百 分比及3 6百分比之鏡孔比，而使用本發明第一較佳具體實 例之隙孔圖型得到4 8百分比之鏡孔比。此係像素電極形狀 改變，以調整垂直及水平功能區域之寬度的結果。 此外，參照圖5及6，若於製造期間間接地配置η形共用 電極’則共用電極線路變成存在於該像素區域透光之區域 中，以降低該鏡孔比。另一方面，本發明液晶顯示器LCD 中，未使用Η形共用電極線路，以防止發生此種問題。此 外，形成於該共用電極上之大部分隙孔241、242及243係排 列於該像素區域之邊緣，使得該鏡孔比之縮小度減至最小 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1Τ· 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1286256 A7 _________ B7 _ 五、發明說明（9 ) 。即，孩第三隙孔241係排列覆蓋該像素電極15〇之狹窄部 分的左側及右側，而該第四隙孔242係排列覆蓋該像素電極 150之寬闊部分的上方及下方部分。此等區域因此變成被黑 色矩陣210所覆盍之區域或形成儲存電容線11〇之區域，以 防止此等區域邊緣之漏光。因此，該第三及第四隙孔Mi及 242未導致鏡孔比的進一步降低。此外，本發明液晶顯示器 LCD中，因爲所有功能區域皆爲矩型，故可同時增加響應 速度且減少該小型功能區域邊緣上的組織。 圖7係顯不本發明第二較佳具體實例之液晶顯示器的像素 電極及隙孔圖型之示意平面圖。該第二具體實例之液晶顯 π器LCD係與第一具體實例相同，不同處爲各種元件之形 狀。是故’使用相同參考編號。此外，雖然圖中僅出示單 一像素區域，但假設每個像素區域皆依相同方式構成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第二具體實例中，像素電極15〇係分割成狹窄部分及寬闊 部分，如同該第一具體實例。並個第二隙孔152係形成於該 像素電極150之寬闊部分中，使得該寬闊部分分割成三個區 域’一個中心區域及兩個外園區域。該中心區域具有至少 爲外圍區域之兩倍的寬度。形成於與該像素電極15〇相對之 共用電極（未示）上之隙孔係包括一垂直（在圖中）延伸之第 二隙孔241 ’及水平（在圖中）延伸之第四及第五隙孔242及 243。第五隙孔243係位於該第四隙孔242之間，而該第三隙 孔241係連接於該兩第四隙孔242中之一。 在液晶顯示器LCD之頂層及底層基板位於相對位置之狀 態下，該第三隙孔241將該像素電極150之狹窄部分分割成 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1286256 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（i〇 ) 兩個相等區域，該第四隙孔242係位於像素電極ι5〇之寬闊 邵分的上方及下方邊界上。此外，第五隙孔243係位於將像 素電極150之寬闊部分分割成兩個相等區域之位置上。是故 ，像素電極150之狹窄部分係藉第三隙孔241分割成兩=小 型功能區域，像素電極15〇之寬闊部分被第二隙孔152、第 四隙孔242及第五隙孔243分割成四個小型功能區域。該小 型功能區域之寬度較佳係爲20 ±5微米。若該小型功能區 域之寬度太小，則鏡孔比縮小，若太大，則邊緣電場變弱 使件#亥液日曰分子之傾斜取向變得難以控制。 圖8顯示本發明第三較佳具體實例之液晶顯示器的像素電 極及隙孔圖型的平面圖。本發明第三具體實例之液晶顯示 器LCD與第一具體實例相同，不同處係各個元件之形狀。 疋故，使用相同參考編號。此外，雖然圖中僅出示單一像 素區域，但假設每個像素區皆以相同方式構成。 該第三具體實例中，像素電極150係分割成麩窄部分及寬 闊邵分’與第一具體實例相同。第二隙孔152係於水平（於 圖中）取向上形成於像素電極150之寬闊部分中，而第六隙 、孔153係形成於介於該像素電極15〇之狹窄及寬闊部分間的 邊界上。該第二隙孔152將該像素電極15〇之寬闊部分分割 成兩個區域。形成於與該像素電極15〇相對之共用電極（未 不）上的隙孔包括垂直（於圖中）延伸之第三隙孔241，及兩 個水平（於圖中）延伸之第五隙孔243。該第五隙孔243於對 應於該像素電極15〇之寬闊部分的區域中均勻地分隔。 在居液卵顯示器LCD之頂層及底層基板配置於相對位置

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五、發明說明（11 ) 之狀態下，該第三隙孔241將像素電極150分割成兩個相等 區域，該第五隙孔243將像素電極150之寬闊部分分割成三 個相等區域。是故，該像素電極150之狹窄部分被第三隙孔 241刀割成兩個小型功能區域，像像素電極1之寬闊部分 被該第二隙孔152及第五隙孔243分割成四個小型功能區域 。該小型功能區域之寬度以2 〇 ± 5微米爲佳。若該小型功 能區域之寬度太小，則鏡孔比降低，若太大，則邊緣電場 減弱’使得液晶分子之傾斜取向變得難以控制。 如前文所述般構成的本發明液晶顯示器LCD中，提供一 隙孔圖型，使介於隙孔間之間隔最佳化，以得到寬幅視角 ，並改善液晶顯示器LCD之整體圖像品質。 如文雖已詳述本發明較佳具體實例，但應清楚地明瞭本 發明所敎示之基本發明觀念的許多變化及/或修飾係熟習本 發明技藝者可得知者，故仍涵蓋於本發明之精神及範_内 ，如申請專利範園所定義。 例如，可形成隆突以取代隙孔。亦可形成隆突-隙孔混合 物’例如位於像素電極上之隙孔及位於該共用電極上之隆 突0 ------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項^^寫本頁) 訂· •線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中_家標準（CNS)A4規格⑵G χ 297公髮）

Claims (1)

1286256 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印制衣 公告本 六、申請專利範圍 1· 一種供液晶顯示器使用之基板，包括： 第一線路，形成於該基板上之一取向上； 弟一線路’與該弟一線路交又且絕緣； 像素電核，形成於由該第一線路與該第二線路所界定 之像素區域中；及 切換元件，連接於該第一線路、第二線路及該像素電 極， 其中介於兩相鄰第二線路之間的間隔係具有一預定尺 寸，由一組相鄰第二線路至後續組之間重複地變化，而 咸像素電椏與該第二線路相鄰之侧邊係成形成與該第二 線路相同之圖型，使得該像素電極具有寬闊部分及狹窄 邵分。 2*如申請專利範圍第1項之供液晶顯示器使用之基板，其 中琢像素電極包括一或多個第一隙孔，以沿著該第二線 路之取向分割該狹窄部分，及一或多個第二隙孔，以沿 著該第一線路之取向分割該寬闊部分。 3 ·如申请專利範園第2項之供液晶顯示器使用之基板，其 另外包括儲存電容線路，與該第二線路交叉且絕緣，包 括第一支線路及第二支線路，個別覆蓋該第一隙孔及該 第二隙孔。 4. 如^請專利範圍第3項之供液晶顯示器使用之基板，其 中〃亥儲存電谷線路覆蓋該像素電極介於該狹窄及寬闊部 分之間的邊界。 5. 如申請專利範圍第2項之供液晶顯示器使用之其 财_冢標準(CNS)A4規袼(2; -15- X 297^1")

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1286256 六、申請專利範圍 中該第-隙孔將該像素電極之狹窄部分分割成兩個相等 區域，及該第二隙孔將該像素電極之寬闊部分分割成三 個區域，該三個區域之中心區域具有_寬度，係爲環繞 該中心區域之外圍區域的兩倍或更大。 6. 一種供液晶顯示器使用之基板，包括： -^絕緣基板； 間極線’形成於該絕緣基板上； 儲存電容線，形成於該絕緣基板上； 一閘極絕緣層，形成於該閘極線及該儲存電容線上，· 數據線’形成於遠閘極絕緣層上且與該閘極線及該儲 存電容線交叉； 一被動層，形成於該數據線上；及 像素電極’形成於該被動層上，該像素電極具有與該 數據線相鄰之彎曲邊緣，產生寬闊部分及狹窄部分。 7 ·如申請專利範圍第6項之供液晶顯示器使用之基板，其 中兩相鄰像素電極之間備有一數據線，其係配置於相對 方式，即，具有交替寬闊及狹窄部分。 8 .如申請專利範圍第7項之供液晶顯示器使用之基板，其 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 中該像素電極係包括一或多個第一隙孔，以沿著數據線 取向分割該狹窄部分，及一或多個第二隙孔，以沿著閘 極線取向分割該寬闊部分。 9 ·如申請專利範圍第8項之供液晶顯示器使用之基板，其 中該儲存電容線係與數據線交叉及絕緣，包括第一支線 路及第二支線路，個別覆蓋該第一及第二隙孔。 -16· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公愛） 1286256 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 Ο. —種液晶顯示器，包括： 一第一基板； 第一線路，形成於該第一基板的一取向上； 第二線路，與該第一線路交又且絕緣； 像素電極，形成於由該第一線路與該第二線路之交點 所界定的像素區域中，該像素電極與該第二線路相鄰之 側邊係成形成與该第二線路相同之圖形，使得該像素電 極具有寬闊部分及狹窄部分，· ' 切換元件，連接於該第一線路、該第二線路及該像素 電極， 一第二基板，與該第一基板相對；一黑色矩陣，形成 於該第二基板上； 共用電極，形成於該第二基板上；及 功能區域控制裝置，用以控制像素電極之功能區域的 形成。 11. 如申請專利範圍第1〇項之液晶顯示器，其中該功能區域 控制裝置係包括第-隙孔圖型及第二隙孔圖&，個別形 成於該像素電極及該共用電極上。 12. 如申請專利範園第"項之液晶顯示器，其中該第—隙孔 圖型係包括第-隙孔，將該像素電極之狹窄部分分判成 兩個相等區域，及第二隙孔，將該像素電極之寬闊部分 分刻成三區域，該第二隙孔圖型係包括第三隙孔，覆蓋 像素電極在該狹窄部分中與該第二線路相鄰之側邊，第 四隙孔，覆蓋像素電極寬闊部分之邊緣區域，其血咳第 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂· 線· 17- 1286256 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 二線路垂直，及第五隙孔，位於兩第四隙孔間的中心位 置上。 -18 - (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂！ 線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）