TWI328698B - Vertical-alignment liquid crystal display device - Google Patents

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1328698 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於將薄膜電晶體（以下稱TFT )作爲主動元 件之垂直配向型之主動矩陣液晶顯示元件。 【先前技術】 垂直配向型之液晶顯示元件包含：隔開預定間隙而相對 配置之一對基板；分別設於前述一對基板之彼此相對之內 面，藉由彼此相對之區域而形成排列成矩陣狀之數個像素 用之數個電極；設於前述一對基板內面，覆蓋各個前述電 極之垂直配向膜；及密封於前述一對基板間，且具有負之 介電各向異性之液晶層》 該垂直配向型之液晶顯示元件，各個包含數個像素電極 與相對電極彼此相對之區域之數個像素，藉由對前述電極 間施加電壓，使液晶分子改變配向狀態成自垂直配向狀態 歪斜之歪斜配向狀態，而顯示影像》 垂直配向型之主動矩陣液晶顯示元件，如日本專利第 25 65 63 9號說明書所述，包含：相對配置之一對基板；在前 述一對基板之彼此相對之內面中，設於一方基板之內面， 而在列方向及行方向上排列成矩陣狀之數個像素電極；在 前述一方基板之內面，分別對應於前述數個像素電極，設 於其近旁，而分別連接於對應之像素電極之數個TFT ;在 前述一方基板之內面，分別沿著各像素電極列之間及各像 素電極行之間而設置，在其列及行之TFT中供給閘極信號 及資料信號之數條閘極信號線及資料信號線；設於另一方 基板之內面，而與前述數個像素電極相對之相對電極；設 1328698 ./ 於前述一對基板之內面而覆蓋各個前述電極之垂直配向 膜：及密封於前述一對基板間之間隙，且去有負之介電各 向異性之液晶層。 該垂直配向型之主動矩陣液晶顯示元件中，亦爲各個包 ' 含數個像素電極與相對電極彼此相對之區域之數個像素， 藉由對前述電極間施加電壓，使液晶分子自垂直配向狀態 歪斜配向而顯示影像。 但是’先前之垂直配向型主動矩陣液晶顯示元件，存在 φ 藉由施加於各像素之電極之電壓，導致液晶分子之歪斜配 向狀態混亂，而各像素之顯示狀態不均一之問題。 【發明內容】 本發明之目的在提供一種可減少各像素之配向混亂，顯 示無粗糙感而良好品質之影像之垂直配向型之主動矩陣液 晶顯示元件。 爲了達成上述目的，本發明第一觀點之液晶顯示元件之 特徵爲具備： Φ —對基板’其係隔開預定間隙而相對配置； 數個像素電極’其係在前述一對基板之彼此相對之內面 中’設於一方基板之內面，並在列方向及行方向上排列成 矩陣狀； 數個薄膜電晶體，其係分別對應於前述數個像素電極， 而設置於前述一方基板之內面，並分別連接於對應之像素 • 電極： 掃描信號線及資料信號線，其係配置於在前述—方基板 列方向及行方向上，排列前述數個像素電極之像 1328698 1 ® _歹11及像素電極行各個之間，連接各個像素電極列與 象行之數個薄膜電晶體，而在各個薄膜電晶體中 • 供給掃描信號與資料信號； _ ’其係設於另一方基板之內面，而與前述數個 像素電極相對： 電極’其係在前述一方基板之內面，分別對應於前 個像素電極周圍之至少接近於前述薄膜電晶體之部 ^ Μ前述像素電極與前述薄膜電晶體之間，供給預 φ 定之電位； SII配向膜’其係設於前述一對基板之內面，覆蓋各個 前述電極：及 液晶層’其係密封於前述一對基板間之間隙，且具有負 之介電各向異性。 由於此種第一觀點之液晶顯示元件，係在一方基板之內 面設置分別對應於數個像素電極周圍之至少鄰接於薄膜電 晶體之部分’而在與設於前述另一方基板之相對電極之間 • 形成預定値之電場用之輔助電極者，因此，即使供給掃描 信號之前述薄膜電晶體與前述各像素電極之間有大的電位 差，其電位差之電場被前述輔助電極遮斷，前述輔助電極 用作遮蔽電極，因此，可減少因前述薄膜電晶體與像素電 極間之大的電位差使得像素周邊部之電場混亂，而造成各 像素之液晶分子配向混亂，而顯示無粗糙感且良好品質之 . 影像。 本發明之液晶顯示元件中，前述輔助電極之一部分宜與 前述相對電極相對而配置，在與前述相對電極之間生成預 1328698 定値之電場，此時，前述輔助電極須設定成與相 電位，並形成在與前述相對電極之間實質上未施 . 區域。 而前述輔助電極只須對應於像素電極周圍之 於薄膜電晶體及掃描信號線之緣部而設置即可， 各像素電極之全周而設置前述輔助電極。此外， 電極宜沿著前述像素電極之周邊部，以與該像素 部分經由絕緣膜而重疊之方式而形成，再者，前 • 極須與在與像素電極之間形成補償電容之電容電 形成，而兼前述電容電極。 本發明之液晶顯示元件中，對應於各像素電極 之像素電極彼此相對之周緣，而分別形成前述 時，須具備數個輔助電極連接部，其係在數處連 該各像素電極列鄰接之像素電極彼此相對之周緣 鄰接之各個輔助電極，更宜使對應於各像素電極 像素電極彼此相對之周緣而形成之鄰接之輔助電 Φ 彼此連繫之一體形狀之電極。 此外，本發明之液晶顯示元件中，前述輔助電 於一方基板之基板面上，像素電極形成於覆蓋前 極而設置之絕緣膜上，連接薄膜電晶體之半導體 極與像素電極之連接電極，其通過前述輔助電 分，形成比前述薄膜電晶體之前述半導體膜上之 窄之形狀。而此時，前述像素電極須形成使鄰接 晶體之部分之電極邊緣之一部分，與前述薄膜電 之形狀，連接前述薄膜電晶體之半導體膜上之電 對電極同 加電場之 至少鄰接 並宜涵蓋 前述輔助 電極，一 述輔助電 極一體地 列之鄰接 輔助電極 接對應於 而形成之 列鄰接之 極，形成 極宜形成 述輔助電 膜上之電 極上之部 電極寬度 於薄膜電 晶體分離 極與像素

工328698 電極之連接電極，須在對應於前述像素電極之與前述薄膜 電晶體分離之部分之區域內，形成與前述輔助電極交叉。 • 本發明第二觀點之液晶顯示元件之特徵爲具備： . 一對基板’其係隔開預定間隙而相對配置； 數個像素電極，其係在前述一對基板之彼此相對之內面 中’設於一方基板之內面，並在列方向及行方向上排列成 矩陣狀： 數個薄膜電晶體，其係分別對應於前述數個像素電極， ® 而設置於前述—方基板之內面，並分別連接於對應之像素 電極； 配置於在前述一方基板之內面之列方向及行方向上，排 列前述數個像素電極之像素電極列及像素電極行各個之 間’連接各個像素電極列與各像素電極行之數個薄膜電晶 體’而在各個薄膜電晶體之閘極電極上供給掃描信號之掃 描信號線’及在前述薄膜電晶體之汲極電極上供給資料信 號之資料信號線； φ 相對電極，其係設於另一方基板之內面，而與前述數個 像素電極相對； 輔助電極，其係形成於前述一方基板內面之至少前述數 個像素電極與對應於各個像素之薄膜電晶體之間，用於遮 斷施加於前述薄膜電晶體之閘極電極與前述像素電極間之 電場； ' 垂直配向膜’其係設於前述一對基板之內面，覆蓋各個 前述電極；及 液晶層，其係密封於前述一對基板間之間隙，且具有負

1328698 之介電各向異性。 由於該第二觀點構成之液晶顯示元件，具備輔助電極， . 其係形成於一方基板內面之至少前述數個像素電極與對應 於各個像素之薄膜電晶體之間，用於遮斷施加於前述薄膜 電晶體之閘極電極與前述像素電極間之電場，因此，即使 在供給掃描信號之前述薄膜電晶體與前述各像素電極之間 有大的電位差，其電位差之電場被前述輔助電極遮斷，前 述輔助電極用作遮蔽電極，因此，可減少因前述薄膜電晶 φ 體與像素電極間之大的電位差使得像素周邊部之電場混 亂’而造成各像素之液晶分子配向混亂，而顯示無粗糙感 且良好品質之影像。 本發明之液晶顯示元件中’宜將輔助電極至少設於像素 電極與薄膜電晶體之閘極電極’及在該閘極電極上供給掃 描信號之掃描配線之間’此外，前述輔助電極須以沿著前 述像素電極之周緣部’其一部分與前述像素電極經由絕緣 膜而重疊’且其他一部分與前述相對電極相對之方式而形 0 成’更宜爲涵蓋像素電極之全周而設置前述輔助電極。 此外，前述輔助電極宜與在與像素電極之間形成補償電 容之電容電極一體地形成，而兼前述電容電極。而前述輔 助電極須以沿者像素電極之周緣部與相對電極相對之方式 而形成，且設定成與前述相對電極之電位實質上同値之電 位’並形成在與前述相對電極之間實質上未施加電場之區 ' 域。再者，宜在前述數個像素電極中設置將各個像素電極 區分成數個電極部之細縫，並在輔助電極中形成有對應於 前述細縫之延長部。 -10- 1328698 本發明第三觀點之液晶顯示元件之特徵爲具備： 一對基板，其係隔開預定間隙而相對配置； 數個像素電極，其係在前述一對基板之彼此相對之內面 中，設於一方基板之內面，並在列方向及行方向上排列成 矩陣狀； 數個薄膜電晶體，其係在前述一方基板之內面，分別對 應於前述數個像素電極，而設於其近旁，並分別連接於對 應之像素電極； 掃描信號線及資料信號線，其係配置於在前述一方基板 之內面之列方向及行方向上，排列前述數個像素電極之像 素電極列及像素電極行各個之間，連接各個像素電極列與 各像素電極行之數個薄膜電晶體，而在各個薄膜電晶體中 供給掃描信號與資料信號； 相對電極，其係設於另一方基板之內面，而與前述數個 像素電極相對： 數個輔助電極，其係在前述一方基板之內面，前述數個 像素電極分別包圍前述像素電極之全周而設置，在內周側 之緣部，與前述像素電極之周緣部相對，而在與前述像素 電極之間形成補償電容，在伸出於前述像素電極周圍之部 分，與前述相對電極相對，而在與前述相對電極之間產生 預定値之電場： 數個輔助電極連接部，其係分別形成於各列之前述數個 輔助電極間，在此等輔助電極相鄰之邊部的數處連接前述 各列彼此相鄰之各輔助電極； 垂直配向膜，其係設於前述一對基板之內面，覆蓋各個 •11- 1328698 前述電極：及 液晶層，其係密封於前述一對基板間之間隙，且具有負 之介電各向異性。 由於該第三觀點構成之液晶顯示元件，在各列之數個輔 助電極間分別形成有數個輔助電極連接部，其係在此等輔 助電極相鄰之邊部之一端側與另一端側之兩處連接前述各 列之彼此相鄰之各輔助電極，因此，可以充分小之電阻値 連接前述輔助電極，可充分確保開口率。 本發明之液晶顯示元件中，前述輔助電極宜形成於一方 基板之基板面上，像素電極形成於覆蓋前述輔助電極而設 置之絕緣膜上，連接薄膜電晶體之半導體膜上之電極與像 素電極之連接電極，其與前述輔助電極交叉之部分，形成 比前述薄膜電晶體之前述半導體膜上之電極寬度窄之形 狀。 【實施方式】 [第一實施例] 第1圖〜第5圖顯示本發明之第一實施例，第1圖係液 晶顯示元件之一方基板之1個像素部之平面圖，第2圖及 第3圖係沿著第1圖之π — π線及in — ΙΠ線之液晶顯示 元件之剖面圖。 該液晶顯示元件係將TFT作爲主動元件之垂直配向型 之主動矩陣液晶顯示元件，且如第1圖〜第3圖所示，包 含：一對透明基板1，2，其係隔開預定之間隙而相對配置； 數個透明之像素電極3，其係設於前述一對基板】，2之彼 此相對之內面中，一方基板1之內面，並在列方向及行方 •12- 1328698 -- 向上排列成矩陣狀；數個TFT4，其係在前述一方基板1之 內面’分別對應於前述數個像素電極3而設於其近旁，並 • 分別連接於對應之像素電極3 ;數條閘極信號線（掃描信 號線）11及資料信號線12’其係在前述一方基板1之內面， 分別沿著各像素電極列之一側及各像素電極行之一側而設 置’在各列及行之TFT4中供給閘極信號（掃描信號）及資 料信號；一片膜狀之透明之相對電極15，其係設於另—方 基板2之內面，而與前述數個像素電極3相對：垂直配向 φ 膜18，19’其係設置於前述一對透明基板丨，2之內面，而 覆蓋各個前述電極3，15;及向列液晶層20，其係密封於前 述一對透明基板1，2間之間隙，且具有負之介電各向異性。 以下，將設有前述像素電極3、TFT4與閘極信號線1 1 及資料信號線12之一方基板稱爲TFT基板，將設有相對電 極15之另一方基板2稱爲相對基板。

另外’該液晶顯示元件係彩色影像顯示元件，且在前述 相對基板2之內面設置：與包含前述數個像素電極3與相 φ 對電極15彼此相對之區域之數個像素間之區域相對之格 柵膜狀之黑遮罩16’及分別對應於各像素行之紅、綠、藍 三色之濾光器17R, 17G, 17B，在前述濾光器17R, 17G, 17B 上形成前述相對電極15，並在其上形成有前述垂直配向膜 19 ° 前述數個TFT4包含：形成於前述TFT基板1之基板面 ' 之閘極電極5;覆蓋前述閘極電極5而形成於前述像素電 極3之全部排列區域之透明閘極絕緣膜6 ;與前述閘極電 極5相對而形成於前述閘極絕緣膜6上之1型半導體膜7; -13- 1328698 覆蓋該i型半導體膜7之通道區域而形成之封鎖絕: 夾著前述i型半導體膜7之通道區域，經由其一側 一側部上之圖上未顯示之η型半導體膜而形成之汲 9及源極電極1 0。 另外，.前述閘極信號線11在前述TFT基板1之 上，與前述TFT4之閘極電極5 —體形成，前述資料 1 2在前述閘極絕緣膜6上，與前述TFT4之汲極電 體形成。 此外，前述像素電極3形成於前述閘極絕緣膜6 前述TFT4之源極電極1〇在前述閘極絕緣膜6上延 連接於前述像素電極3。 而後，前述TFT4與資料信號線12在前述TFT基 內面，藉由除去對應於各像素電極3之部分而形成 敷絕緣膜13而覆蓋，在其上形成有前述垂直配向醇 再者，該液晶顯示元件在前述TFT基板1之內面 助電極14，其係分別對應於鄰接於前述數個像素電 圍之至少前述TFT4之部分而設置，與前述相對基板 之相對電極1 5相對，在與前述相對電極1 5之間， 定値之電場，其比經由前述閘極信號線1 1供給於前: 之閘極電極5之閘極信號之電壓値低。 該輔助電極14宜對應於鄰接於前述像素電極3 至少TFT4之閘極電極及閘極信號線1 1之緣部而設 者，宜涵蓋前述像素電極3之全周而設置。 本實施例係涵蓋前述像素電極3之全周而設置前 電極14。另外’第1圖中，爲了便於觀察圖式，而 豪膜8 ; 部與另 極電極 基板面 信號線 極9 — 之上， 伸，而 板1之 之面塗 ;18 ° 具備輔 極3周 2內面 產生預 Φ TFT4 周圍之 置，再 述輔助 在對應 -14- 1328698 前述i型半導體膜7上之部分寬度，亦即TFT4之通道寬度 窄，縮小前述源極電極10與輔助電極14交叉部分之寬度， . 延長前述輔助電極14與相對電極15之相對區域。 再者，將前述像素電極3形成欠缺鄰接於TFT4之部分 緣之一部分’而與前述TFT4分離之形狀，並將前述TFT4 之源極電極10，以在對應於前述像素電極3之與TFT4分 離之部分的區域內，通過前述輔助電極14上之方式而形 成。 φ 另外’本實施例如第1圖所示，係使前述像素電極3之 鄰接於TFT4之部分緣中，像素電極3角部之緣與TFT4分 離，不過亦可在前述像素電極3之鄰接於TFT4之部分緣之 其他部分（如中央部）形成缺口，而與TFT4分離。 分別對應於前述數個像素電極3周圍之輔助電極14,各 個像素電極列’在與前述閘極信號線1 1側相反側之端部連 成一體。再者，各列之輔助電極14，在前述數個像素電極 3之排列區域外側之一端或兩端，共同連接於與前述資料 φ 信號線12平行地設置之圖上未顯示之輔助電極連接配 線，不過圖上並未顯示。 前述一對基板1，2經由包圍前述數個像素電極3之排列 區域之圖上未顯示之框狀之密封材料而接合，前述液晶層 20密封於以前述一對基板I，2間之前述密封材料包圍之區 域中。 ' 而後，前述液晶層2 0之液晶分子2 0 a，藉由分別設於前 述一對基板1,2內面之垂直配向膜18，19之垂直配向性， 而對前述基板1, 2實質垂直地配向。 •16- 1328698 ^ 此外，前述TFT基板1在其列方向之一端與行方向之 〜端，分別具有突出於前述相對基板2外方之伸出部，在 • 其列方向之伸出部排列形成有數個閘極側驅動器連接端 . 在行方向之伸出部排列形成有數個資料側驅動器連接 端子，不過圖上並未顯示。 而後，前述數條閘極信號線1 1導出於前述列方向之伸 出部，而分別連接於前述數個閘極側驅動器連接端子，前 述數條資料信號線12導出於前述行方向之伸出部，而分別 • 連接於前述數個資料側驅動器連接端子，前述輔助電極連 接配線導出於前述列方向與行方向之伸出部之一方或兩 力’而連接於前述伸出部之前述數個驅動器連接端子中之 脑：予預定電位之電位供給端子。 再者1在前述TFT基板1之內面，設有自前述密封材料 之基板接合部之角部附近，導出於前述列方向與行方向；^ 伸出部之一方或兩方，而連接於前述驅動器連接端子中；^ 前述電位供給端子（可爲與連接有輔助電極連接配線之端 φ 子相同之端子，亦可爲其他之電位供給端子）之相對電極 連接配線，設於前述相對基板2內面之相對電極15在前述 基板接合部中連接於前述相對電極連接配線，並經由該相 對電極連接配線而連接於前述電位供給端子。 亦即，本實施例將前述數個輔助電極14之電位設定成 與前述相對電極15之電位同値之電位（預定之電位），或 ' 是設定成具有少許電位差之電位，而可形成在此等輔助電 極1 4與相對電極1 5之間實質上不產生電場之無電場狀態 (電極間電壓爲0V ) » -17- 1328698 -· 此外’在前述一對基板1，2之外面分別配置偏光板21， 22’並使其透過軸朝向預定之方向。另外，本實施例係使 各個透過軸實質地彼此正交來配置前述偏光板21，22，而 可在液晶顯示元件上進行正常黑模式之顯示。 該液晶顯示元件藉由各個像素在前述像素電極3與相對 笔極15之間施加電壓’使液晶分子2〇a自垂直配向狀態歪 斜配向來顯示影像。 第4圖及第5圖係顯示前述液晶顯示元件1個像素部之 # 液晶分子20a歪斜配向狀態之剖面圖及平面圖，該液晶分 子20a之各像素藉由前述電壓之施加，而在沿著第4圖中 以虛線表示之等電位線之方向，朝向分子長軸，自像素之 周緣部向中心部排列成渦卷狀而歪斜，像素中心部之液晶 分子’以在與位於其周圍之液晶分子之間相互作用之分子 間力之作用而上昇之方式配向。 由於該液晶顯示元件係在前述TFT基板1之內面，分別 對應於前述數個像素電極3周圍之至少鄰接於TFT4之部 φ 分’設置在與設於前述相對基板2之相對電極1 5之間形成 預定値之電場之輔助電極14者，因此，即使前述各個像素 在前述TFT4中供給閘極信號之閘極電極與前述各像素電 極之間有大的電位差，該電位差之電場被前述輔助電極遮 斷，前述輔助電極用作遮蔽電極，因而，可減少因前述閘 極信號與像素電極間之大的電位差導致像素周邊部之電場 ' 混亂，而產生之各像素之液晶分子20a之配向混亂，可顯 示無粗糙感且良好品質之影像。 亦即，由於該液晶顯示元件在前述TFT基板1之內面， •18- 1328698 分別對應於數個像素電極3周圍之至少鄰接於TFT4之 而設置前述輔助電極14，並在該輔助電極14與相對 1 5之間形成比供給至前述TFT4之閘極電極5之閘極 之電壓値低之預定値之電場，因此，遮斷在供給TFT 極信號之閘極電極與像素電極之TFT鄰接部之間，沿 板面而產生之強的橫電場，而實質地遮蔽，因而可防 其橫電場之影響，像素之鄰接於TFT之周邊區域之液 子不需要之動作，而防止各像素之液晶分子配向混亂 該實施例之情況，前述輔助電極14如上述，前述 之源極電極10通過之部分不與前述相對電極15相對 在前述源極電極10通過之部分產生資料信號之電場 前述TFT4之閘極信號之電場，不過，由於此等電場之 區域極小，因此，因前述橫電場之影響導致像素之鄰 TFT4之區域之液晶分子20a之配向混亂少。 且由於該實施例係將前述TFT4之源極電極10之通 述輔助電極14上之部分，在其部分之電阻値不超過容 之範圍內，形成比前述TFT4之i型半導體膜7上之部 度，亦即TFT4之通道寬度窄，而延長前述輔助電極 相對電極1 5之相對區域，因此’可進一步減少對前述 供給閘極信號之橫電場之產生區域’因此’可進一步 前述像素之鄰接於TFT4之區域之液晶分子20a的配 亂。 再者，該實施例中，由於係將前述像素電極3形成 鄰接於前述TFT4之部分緣，而與前述TFT4分離之形 並將前述TFT4之源極電極1〇,以在對應於前述像素賃 部分 電極 信號 之閘 著基 止因 晶分 〇 TFT4 ，而 與對 產生 接於 過前 許値 分寬 14與 TFT4 減少 向混 欠缺 狀， i極3 1328698 之欠缺部分之區域內通過前述輔助電極14上之方式形 成，因此，在前述源極電極10通過之部分不易產生前述橫 電場，並可降低其橫電場之強度。因而，幾乎不致造成前 述像素之鄰接於TFT4之區域之液晶分子20a的配向混亂。 此外，由於該實施例係對應於鄰接於前述像素電極3周 圍之TFT4及閘極信號線11之緣部而設置前述輔助電極 14，因此，不致造成前述像素之鄰接於閘極信號線11之區 域之液晶分子20a的配向混亂。 再者，由於該實施例係涵蓋前述像素電極3之全周而設 置前述輔助電極14，使前述像素周圍之基板間電場（輔助 電極1 4與相對電極1 5間之電場）在前述像素全周相等， 因此，可依施加於前述像素電極3與相對電極15間之電 壓，使前述各像素之液晶分子20a之配向狀態均一化，而 可顯不更佳品質之影像。 且由於該實施例使前述輔助電極14形成與前述相對電 極15之電位相同電位，而形成在前述輔助電極14與相對 電極15之間實質上電場爲〇之區域，因此，將前述像素之 周圍形成涵蓋前述像素之全周實質上無電場狀態，亦即形 成液晶分子20a對基板1，2面實質地垂直配向之狀態，因 而，可使前述像素內之液晶分子20a對應於施加電壓，各 像素自其周緣向中心歪斜之方式配向，可顯示更佳品質之 影像。 此外，由於該實施例使前述輔助電極14兼電容電極， 而在與前述像素電極3之間形成補償電容，因此構造單 純，且可獲得充分之開口率。 -20- 1328698 _. (第二實施形態） 第6圖顯示本發明第二實施例。該第6圖係液晶顯示 . 件之一方基板（TFT基板）之1個像素部之平面圖》 該第二實施例之液晶顯示元件與前述第一實施例 較，形成於TFT基板之輔助電極之形狀不同，而其他構 與第一實施例之液晶顯示元件相同，因此，在相同之構 上註記相同符號，而省略其說明。 亦即，輔助電極14與前述第一實施例同樣地，在前 鲁 TFT基板1之基板面上，包含形成包圍前述像素電極3 周之框狀之導電膜，該框狀之導電膜包含金屬膜，或透 導電膜，或金屬膜與透明導電膜之複合膜。前述輔助電 1 4之各邊部，其內周側之緣部經由圖上未顯示之前述閘 絕緣膜6，而與前述像素電極3之周緣部相對，比與前 像素電極3相對部分外周側之部分，形成向前述像素電 3之外方伸出之寬度。 此外，在前述TFT基板1之內面設有數個輔助電極連 I 部14a，14b，其係分別形成於各列之前述數個輔助電極 間，而在此等輔助電極14相鄰邊部之數處，如在前述相 邊部之一端側與另一端側之兩處，連接前述各列彼此相 之各輔助電極1 4。 再者，在前述TFT基板1之內面，於前述數個像素電 3之排列區域之一端或兩端之外側，設有共同連接前述 • 列之輔助電極14用之輔助電極連接配線（圖上未顯示） 不過圖上未顯示，前述各列之輔助電極14，經由自各列 一端或兩端之輔助電極14外側邊部之數處，如自前述邊 元 比 造 件 述 全 明 極 極 述 極 接 14 鄰 鄰 極 各 之 部 -21 - 1328698 之一端側與另一端側之兩處延長之與輔助電極連接部1 4a， 14b同寬或比其寬之數個引線部，而共同連接於前述輔助電 極連接配線。 由於該液晶顯示元件係在各列之數個輔助電極1 4間， 分別形成將前述各列彼此相鄰之各輔助電極14，在此等輔 助電極1 4相鄰邊部之一端側與另一端側之兩處連接之數 個輔助電極連接部14a，14b，因此可以充分小之電阻値連 接前述輔助電極14，可充分確保開口率。 (第三實施形態） 第7圖顯示本發明之第三實施例。該第7圖係液晶顯示 元件之一方基板（TFT基板）之1個像素部之平面圖。 該第三實施例之液晶顯示元件與前述第一實施例比 較，形成於TFT基板之輔助電極之形狀不同，而其他構造 與第一實施例之液晶顯示元件相同，因此在相同之構件上 註記相同符號，而省略其說明。 亦即，輔助電極14與前述第一實施例同樣地，在前述 TFT基板1之基板面上，包含形成包圍前述像素電極3全 周之框狀之導電膜，該輔助電極14之各邊部，其內周側之 緣部經由圖上未顯示之前述閘極絕緣膜6，而與前述像素 電極3之周緣部相對，比與前述像素電極3相對部分外周 側之部分，形成向前述像素電極3之外方伸出之寬度。 而前述輔助電極除在接近像素電極3之TFT4與掃描信 號線之周緣（行方向之周緣）外，進一步對應於各像素電 極列鄰接之像素電極彼此相對之周緣（列方向之周緣）而 分別形成。而各像素電極列鄰接之輔助電極對應於像素電

-22- 1328698 極之彼此相對之周緣而形成，此等鄰接之輔助電極彼此連 繫而一體形成。亦即，對應於像素電極之列方向周緣而形 成之輔助電極，係形成具有對應於鄰接之像素電極之間隔 之寬度，及與鄰接之前述像素電極分別重疊之區域寬度之 較寬之一體形狀。 由於該液晶顯示元件一體地形成各列之輔助電極1 4之 相鄰部分，因此可以充分小之電阻値連接前述輔助電極 14，可充分確保開口率》 (第四實施形態） 第8圖〜第11圖顯示本發明之第四實施例，第8圖係 液晶顯示元件之一方基板（TFT基板）之1個像素部之平 面圖，第9圖係沿著第8圖之IX - IX線之液晶顯示元件之 剖面圖。 另外，該實施例之液晶顯示元件中，在對應於上述第一 實施例之液晶顯示元件者上，於圖中註記相同符號，就相 同者省略其說明。 該實施例之液晶顯示元件，係以將沿著列方向之1條細 縫23a與沿著行方向之1條細縫23b在前述像素電極3之 中心部交叉之方式，而分別設於在TFT基板1之內面設置 之數個像素電極3，並將前述數個像素電極3區分成各個 大致相同面積之數個（該實施例爲4個）電極部3a, 3b, 3c, 3 d者，而其他構造與第一實施例之液晶顯示元件相同。 另外，前述細縫23a，23b分別形成其兩端比像素電極3 之緣稍微位於內側之長度，藉由此等細縫23a，23b所區分 之各電極部3a, 3b，3c, 3d，在前述像素電極3之前述細縫 -23- 1328698 -- 23a，23b之兩端側之緣部彼此連繫。 而後，該輔助電極1 4形成分別對應於前述數個像素電 . 極3之細縫23a, 23b之延長部14c，14d，在與設於相對基 板2之相對電極1 5之間生成預定値之電場（該實施例係相 對電極15與輔助電極14設定成相同電位之零電場）。 另外，由於前述輔助電極14與上述第一實施例同樣地， 兼在與前述像素電極3之間形成補償電容之電容電極，而 設於前述像素電極3之全周，因此，在前述輔助電極14之 φ 與像素電極3之周緣部相對之部分，可形成充分電容値之 補償電容。 因而，該實施例將前述輔助電極14之延長部14c，14d， 如第8圖及第9圖所示，形成該延長部14c, 14d之兩側緣 以極少之重疊寬度而與像素電極3之細縫23a，23b之兩側 緣部相對之寬度，儘量縮小前述輔助電極14之延長部14c, 14d之遮光區域，可充分確保開口率。 第10圖及第11圖係顯示該實施例之液晶顯示元件之1 φ 個像素部之液晶分子20a之歪斜配向狀態之槪略圖，前述 液晶分子20a在分別對應於被前述像素電極3之細縫23a， 23b所區分之數個電極部3a，3b, 3c，3d之各區域，藉由施 加於像素電極3與相對電極15間之電壓，而在沿著第10 圖中以虛線表示之等電位線之方向，朝向分子長軸，自前 述區域之周緣部向中心部渦卷狀地排列而歪斜，前述區域 ' 中心部之液晶分子以與位於其周圍之液晶分子之間相互作 用之分子間力之作用而上昇之方式配向。 由於該實施例之液晶顯示元件，於前述數個像素電極3 -24- 1328698 上，分別設置將前述像素電極3區分成數個電極部之細縫 2 3 a，2 3 b，因此，除上述第一實施例之液晶顯示元件之效果 . 外，在相對之電極間施加電壓時，前述各個區域之前述像 素內之液晶分子20a對應於前述施加電壓而歪斜配向之配 向狀態均一、穩定，因而可消除各像素之顯示偏差，而顯 示高品質之影像。 另外，上述第四實施例係在前述輔助電極14上，形成 有分別對應於前述數個像素電極3之細縫23a, 23b之延長 φ 部14c, I4d，不過亦可省略該延長部14c, 14d，此時，亦可 使前述像素內之液晶分子20 a，於前述各個區域對應於前述 寫入電壓而歪斜配向，可消除各像素之顯示不均一，而顯 示高品質之影像。 此外，上述第四實施例係以將沿著列方向之1條細縫23a 與沿著行方向之1條細縫23b在前述像素電極3之中心部 交叉之方式而分別設於數個像素電極3，不過將前述像素 電極3區分成數個電極部之細縫之方向及數量不拘。 φ (第五實施形態） 第12圖〜第15圖顯示本發明之第五實施例，第12圖 係液晶顯示元件之一方基板（TFT基板）之1個像素部之 平面圖，第13圖係前述液晶顯示元件之沿著第10圖中之 X111 - X111線之剖面圖。 另外，該實施例之液晶顯示元件中，在對應於上述第一 實施例之液晶顯示元件者上，於圖中註記相同符號，就相 同者省略其說明。 該實施例之液晶顯示元件，係於相對基板2之內面，設 (?) -25- 1328698 • · 置分別對應於設置於TFT基板1之數個像素電極3中心部 之數個透明之突起24者，而其他構造與第一實施例之液晶 _ 顯示元件相同。 前述數個突起24係在形成於前述相對基板2內面之 紅、綠、藍三色之濾光器17R，17G，17B上，藉由感光性樹 脂等之絕緣材料而形成，相對電極15覆蓋前述突起24,而 形成突起24上之部分沿著突起24面而突出之形狀。 而後’前述相對基板2內面之垂直配向膜19覆蓋前述 φ 突起24上之部分而形成’對應於前述突起24之部分之液 晶分子20a，配向成前述突起24近旁之液晶分子20a將分 子長軸對前述突起24面（半球面）實質地朝向垂直方向而 配向’ TFT基板1近旁之液晶分子20a將分子長軸對基板 1，2面實質地朝向垂直方向而配向之狀態。 該實施例係將前述突起24形成半球狀，將液晶層20之 相對基板2近旁之液晶分子20a中，前述突起24周圍之液 晶分子20a’如第13圖所示，配向成分子長軸朝向沿著自 0 半球狀突起24之曲率中心之放射線之方向之配向狀態。 第1 4圖及第〗5圖係顯示該實施例之液晶顯示元件之！ 個像素部之液晶分子20a之歪斜配向狀態之剖面圖及平面 圖。前述液晶分子20a藉由各像素對像素電極3與相對電 極15之間施加電壓，將分子長軸朝向沿著第14圖中以虛 線表示之等電位線之方向，而自像素之周緣部向中心部渦 • 卷狀地排列歪斜，在像素之中心部，對前述突起24面，以 實質地形成垂直之方式配向。 由於該實施例之液晶顯示元件，係在前述相對基板2之 (?) -26- 1328698 內面設置分別對應於TFT基板1之數個像素電極3中心部 之數個突起24,使前述突起24近旁之液晶分子20a配向成 分子長軸朝向對前述突起24面實質地垂直之方向之狀 態’因此，可藉由前述突起24，以自像素周緣部向前述像 素之中心部歪斜之方式’規定各像素之液晶分子2〇a因施 加電壓之歪斜方向’因此’可使前述各像素之液晶分子2〇a 規則地歪斜配向’消除各像素之顯示偏差，而可顯示高品 質之影像。 此外’由於該實施例係覆蓋前述突起24而形成前述相 對電極15，因此’在藉由絕緣材料而形成之前述突起24 上，即使在電極間施加電壓’該突起24中亦不存儲電荷， 而可防止顯示之燒結現象。 另外’該實施例係將前述突起24形成半球狀，不過， 該突起24並不限定於半球狀，亦可形成如朝向突出端而直 徑逐漸變小之圓錐狀或錐台狀。 此外’上述第四實施例與第五實施例中，除各個輔助電 極14之外’如第二實施例所示，亦可適用具備數個輔助電 極連接部14a，14b之輔助電極14，該輔助電極連接部14a， 14b係在數處連接對應於各像素電極列之鄰接之像素電極 彼此相對之周緣而形成之鄰接之各個輔助電極。 再者，上述第四實施例與第五實施例中，除各個輔助電 極1 4之外，如第三實施例所示，亦可適用將對應於各像素 電極列之鄰接之像素電極彼此相對之周緣而形成之鄰接之 輔助電極形成彼此連繫之一體形狀之輔助電極。 【圖式簡單說明】 -27- 1328698 第1圖係顯示本發明第一實施例之液晶顯示元件中，一 方基板之1個像素部之平面圖， 第2圖係沿著第1圖之II - π線之液晶顯示元件之剖面 圖， 第3圖係沿著第1圖之III 一 in線之液晶顯示元件之剖 面圖， 第4圖係模式顯示第一實施例之1個像素部中之液晶分 子歪斜配向狀態之剖面圖， 第5圖係模式顯示第一實施例之1個像素部中之液晶分 子歪斜配向狀態之平面圖， 第6圖係顯示本發明第二實施例之液晶顯示元件中，一 方基板之1個像素部之平面圖， 第7圖係顯示本發明第三實施例之液晶顯示元件中，一 方基板之1個像素部之平面圖， 第8圖係顯示本發明第四實施例之液晶顯示元件中，— 方基板之1個像素部之平面圖， 第9圖係沿著第8圖之IX _ IX線之液晶顯示元件之剖 面圖， 第1 0圖係模式顯示第四實施例之1個像素部之液晶分 子歪斜配向狀態之剖面圖， 第1 1圖係模式顯示第四實施例之1個像素部之液晶分 子歪斜配向狀態之平面圖， 第1 2圖係顯示本發明第五實施例之液晶顯示元件中， 一方基板之1個像素部之平面圖， 第13圖係沿著第12圖之XIII - XIII線之液晶顯示元件 1328698 之剖面圖， 個像素部之液晶分 個像素部之液晶分 第1 4圖係模式顯示第五實施例之 子歪斜配向狀態之剖面圖， 第1 5圖係模式顯示第五實施例之 子歪斜配向狀態之平面圖。 【主要元件符號說明】

1 TFT基板 2 相對基板 3 像素電極 3a 電極部 3b 電極部 3c 電極部 3d 電極部 4 TFT 5 閘極電極 6 閘極絕緣膜 7 i型半導體膜 8 封鎖絕緣膜 9 汲極電極 10 源極電極 11 閘極信號線 12 資料信號線 13 面塗敷絕緣膜 14 輔助電極 1 4 a 輔助電極連接部 (§) -29- 1328698

14b 輔助電極連接部 14c 延長部 1 4d 延長部 15 相對電極 16 黑遮罩 1 7B 濾光器 1 7G 爐光器 1 7R 濾、光器 18 垂直配向膜 19 垂直配向膜 20 向列液晶層 20a 液晶分子 2 1 偏光板 22 偏光板 23a 細縫 23b 細縫 24 突起 -30-

Claims (1)

1328698 _ ,r J9·，· 日修正本 4 —-J 第94 1 4 1 82 1號「垂直配向型液晶顯示元件」專利案 (2010年4月27日修正） 十、申請專利範圍： 1.一種液晶顯示裝置，其特徵在於具備： 薄膜電晶體，係將閘極形成在閘絕緣膜的下層側，同 時將汲極與源極形成在該閘絕緣膜的上層側； 畫素電極，其被形成於該閘絕緣膜的上層側； 輔助電極，其被形成與該閘極同一層，並被形成爲將 # 該畫素電極包圍成框狀；以及 對向電極，其被配置成隔著液晶層而與該畫素電極呈 對向，並被設定爲與該輔助電極同等的電位； 該閘極係配置在作爲該輔助電極而形成之框的外側， 該源極具有一連接部，該連接部被形成爲至少一部分 接觸該畫素電極並將該源極與該畫素電極電性連接， 該連接部係被形成爲在與該框狀之輔助電極重疊的區 域彎曲。 ® 2.如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該連接部 係被形成爲該連接部之下面側與該畫素電極接觸。 3.如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該液晶層 由具負的介電常數異向性的向列型液晶形成。 ' 4.如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中在該畫素 - 電極之該液晶層側的面及在該對向電極之該液晶層側的 面，分別形成有垂直配向膜。 5.如申請專利範圍第3項之液晶顯示裝置，其中在該畫素 1328698 電極之該液晶層側的面及在該對向電極之該液晶層側的 面，分別形成有垂直配向膜。 _ 6.如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該畫素電 極與該對向電極分別形成在不同基板。 7.如申請專利範圍第6項之液晶顯示裝置，其中具有被配 置成挾持該2個不同基板的第1偏光板及第2偏光板， 所謂該第1偏光板及該第2偏光板，係被形成爲彼此 的透過軸呈正交。 φ 8.如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該畫素電 極的邊緣部全部與該框狀輔助電極重疊。 9.如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該框狀輔 助電極具有與被連接至該汲極的資料信號線重疊的區 域。 1 0,如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置’其中該液晶層 被設定成在該畫素電極與該對向電極之電位相等時’成 爲垂直配向狀態。 φ π .如申請專利範圍第1 0項之液晶顯示裝置’其中該液晶層 被設定成在於該畫素電極與該對向電極之間產生電位差 時，作傾斜配向。 12.如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該連接部 - 在該閘極與該畫素電極之間彎曲。 .13.如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置’其中該連接部 在被連接至該汲極之資料信號線與該畫素電極之間彎 曲0 -2 - 1328698 14. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置’其中該彎曲部 在和該連接部與該畫素電極重疊的區域爲不同的區域彎 曲。 15. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該連接部 彎曲成直角。 16. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該框狀輔 助電極在既定的位置與鄰接之其他框狀輔助電極連接。 17. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中該薄膜電 φ 晶體被形成於與該框狀輔助電極所形成的區域爲不同的 區域。