TWI344572B - Liquid crystal display device - Google Patents

Description

1344572 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用於電子設備之一顯示單元等之液晶顯示 裝置，特定言之係關於’較佳地用於藉由聚合含於液晶中 之諸如單體之聚合組份來界定液晶對準之液晶顯示裝置。 【先前技術】

近年來’液晶顯示裝置已用於電視接收器及個人電腦中 之監視器裝置等。在此等意義上，需要廣視角，在廣視角 中可自各個方向看見顯示幕。對於可達到廣視角之液晶顯 不裝置，已知MVA(多區域垂直對準）模式液晶顯示裝置。 MVA模式液晶顯示裝置包括：負介電各向異性之液晶，其 搶封於一對基板之間；一垂直對準層，其使液晶分子相對 於基板表面大體垂直對準；及一對準界定結構，其界定液 晶分子之對準定向◊對於對準界定結構，使用電極之開放 部分（主要縫隙）及線突出。當施加電壓時，液晶分子沿垂直 於對準界定結構延伸之方向的方向中傾斜。對準界定結構 用於在單-像素中提供複數個區《，該區域在液晶分子之 對準定向上不同，且因此可獲得廣視角。

然而’在MVA模式液晶顯示裝置中，由於在像素區域中 提供線突出及相對較寬寬度之主要縫隙，所以像素之孔徑 比較爾式等中之液晶顯示裝置（其沒有對準 孔徑比減少得更多，且+山？目 、’口構） 題。 少且因此出現不能達到高光透射率之問 為了解決該問題，存在— 種包括一 像素電極之MVA模式 M1477.doc 液晶顯示裝置，該像素電 具有，十字形之線電極，其與 …L、·’平仃或垂直延伸；複數個條紋電極，其自十字形 電極傾斜分枝且在四個正交方向上延伸；及形成於相 紋電極之間之微型縫隙。當施加電壓日夺，液晶分子沿 ::微型縫隙延伸之方向平行之方向上傾斜，該等微型縫隙 措由在像素電極之電極邊緣部分所產生之傾斜電場而延 伸在MVA模式液晶顯示裝置中，由於在像素區域未提供 犬出及車乂寬寬度之主要縫隙，所以孔徑比之降低受到抑 制。然而’由於藉由條紋電極及微型縫隙之對準控制小於 藉由線突出及主要縫隙之對準控制，所以會出現液晶之回 應時間長及由於指壓等而易於發生對準不規則之問題。 接著，對於具有上述像素配置之液晶顯示裝置，採用聚 。物持續對準（PSA)技術，其巾可藉由光或熱聚合之聚合組 伤（單體及寡聚物）混合於液晶中，施加電壓以在液晶分子傾 斜之狀態下聚合該等聚合組份，且因此瞭解液晶分子之傾 斜定向（例如，參看專利參考文獻丨）。在使用PSA技術之液 晶顯示裝置中，由於瞭解液晶分子之傾斜定向之聚合物層 形成於液晶與對準層之間之界面上，所以可獲得強的對準 控制。因此，可實施此MVA模式液晶顯示裝置，其可具有 短的液晶回應時間，可確保液晶分子沿與微型縫隙延伸之 方向平行的方向上傾斜，且即使由於指壓等亦大體沒有對 準不規則。 在垂直對準液晶顯示裝置中’其中在液晶顯示裝置在 MVA模式中時液晶分子相對於基板垂直對準，液晶之雙折 '11477.doc 1344572

明）。因此，形成於直接耦合部分與電容耦合部分之間之邊 緣中之液晶疇在接近於電容耦合部分側之區域中發生，且 視待施加之電壓而定可在電容耦合部分之區域上突出。當 液晶疇在電容耦合部分之區域上突出時，會出現形成於電 容耗合部分之區域上之液晶疇可極大地降級液晶顯示裝置 之亮度、回應速度及褪色之問題。

專利參考文獻1 : JP-A-2003-149647 專利參考文獻2 : JP-A-2004-279904 【發明内容】 本發明之一目的為提供可獲得極好顯示品質之液晶顯示 裝置》

藉由一液晶顯示裝置達成該目的，該液晶顯示裝置包 括.一對基板，其經安置為相互面對；密封於該等基板對 之間之液晶；一聚合物層，其中含於液晶中之聚合組份藉 由光或熱聚合加以聚合；一形成於該等基板其中之一上之 閘極匯流排線；-汲極匯流排線，其經形成且經由絕緣膜 而與閘極匯流排線相交；一薄膜電晶體，其具有電性連接 至閘極匯流排線之閘電極及一電性連接至汲極匯流排線之 電極，電性連接至薄臈電晶體之源電極之控制電容電 • 電丨生連接至控制電容電極之儲存電容電極；一像素 :極’其具有一電性連接至控制電容電極之直接耦合部 刀及具有—電容麵合部分，該電容耗合部分經安置且經 由絕緣膜而朝向控制電容電極且經形成為與直接耦合部分 隔離；及-虛設電容耗合部》，其形成於直㈣合部分與 111477.doc •10- 1344572 接至汲極匯流排線14。此外’部分閘極匯流排線12充當TFT 20之閘電極。保護膜（絕緣膜）3 1形成於整個基板表面之汲極 匯流排線14及TFT 20上。對準層（未圖示）形成於整個基板表 面之保護膜31上，該對準層使液晶分子相對於基板表面大 體垂直對準。聚合物層（未圖示）形成於對準層與液晶層之間 之界面中，其控制液晶分子之對準定向。 % 在像素區域中，形成控制電容電極26，其電性連接至TFT 20之源電極22且平行於汲極匯流排線14延伸。此外，在像 素區域之儲存電容匯流排線丨8上，儲存電容電極（中間電 極）19經由絕緣膜3〇而形成，在儲存電容電極19與儲存電容 匯流排線18之間形成儲存電容（靜電電容），因為絕緣膜3〇 為電容器膜。如圖3中所展示’當沿基板表面法線方向觀看 時’儲存電容電極19形成為朝向子像素A及子像素丑突出較 健存電容匯流排線18超出預定寬度dl。更具體言之當沿 基板表面法線方向觀看時，儲存電容電極19亦形成於盘儲 存電容匯流排線18重疊之區域外。控制電容電極26及儲存 電容電極19形成於相同層中，且相互電性連接。 根據實施例之液晶顯示裝置之每—像素區域具有子 :及：像素B，其經安置且相互面對’因為子像素a與子像 儲存電容匯流排線…子像素A由第-像素電極(直 a ; Μ )16形成，且子像素B由第二像素電極（電容搞合 邛刀17形成’第二像素電極17在相同層中與像辛 離’且（例如）由盘形成帛“ ^冢素電極16隔 、圮成苐—像素電極〗6相同 形成於子像素Α中夕材枓形成。 ' 像不電極16具有：一線電極l6a，其 111477.doc 1344572

大體平行於閘極匯流排線12延伸；及—線電極⑽，其大體 平行於沒極匯流排線14延伸。線電極16a及線電極咐經安 置且經由保護膜31而朝向控制電容電極％。此外，像素電 極“具有：複數個線電極16c ’其自線電極…或⑽傾斜分 枝且沿子像素A之四個正交方向以條紋延伸；及微型縫隙 16d ’其形成於相鄰線電極16c之間。線電極16c之寬度】（例 如）為6微米，且微型縫隙⑹之寬度s(例如）為35微米。微 型縫隙16d延伸之定向為45。、135。、225。及315。，其中垂直 方向（平行於線電極l6a之方向）在圖式中為〇。。此外，像素 電極16具有一矩形電極16e，其經安置且經由保護膜3丨而朝 向部分儲存電容電極19。接觸孔24形成於儲存電容電極19 上，且像素電極1 6經由接觸孔24電性連接至儲存電容電極 1 9、控制電容電極26及源電極22。 形成於子像素B上之像素電極17具有一大體平行於閘極 匯流排線12延伸之線電極17a及一大體平行於汲極匯流排 線14延伸之線電極1 7b。線電極17a及線電極1 7b經安置且經 由保護膜3 1而朝向控制電容電極26，且在線電極1 7a及線電 極17b與控制電容電極26之間形成電容，因為保護膜31為電 容器膜。此外’像素電極17具有：複數個線電極17c，其自 線電極1 7b傾斜分枝且延伸；及微型縫隙丨7d，其形成於相 鄰線電極17c之間。線電極17c及微型縫隙I7d之寬度大體與 線電極16c及微型縫隙l6d之寬度相同。微型縫隙i7d延伸之 定向為45。、135。、225。及3 15。，其中垂直方向（平行於線電 極17 a之方向）在圖式中為〇。。 HI477.doc 14 1344572 在矩形電極e與像素電極17之間之空間中，形成虛設電 容柄合部分15’其為矩形電極且與矩形電極…及像素電極 η隔離。虛設電容耗合部分15與像素電極16及像素電極η 形成於相同層中’且具有相同之材料。此外，虛設電容叙 合部分15經安置且經由保護膜31而朝向部分儲存電容電極 19及部分控制電容電極26。

如圖3中所展示，當沿基板表面法線方向觀看時虛設電 容搞合部分15經形成且在子像素_上突出㈣存電容電 極B超出預定寬度d2。更具體言之，當沿基板表面法線方 向觀看時’虛設電容柄合部分15亦形成於與儲存電容電極 19重疊之區域外。此外，虛設電容麵合部分15之與儲存電 容匯流排線18延伸之方向（圖式中之橫向）平行之側的寬度 大於儲存電容電極19之與储存電容匯流排線】8延伸之方向 平灯之側的寬度。由於保護膜3〗為電容器膜，虛設電容耦 合部分15在儲存電容電極19與控制電容電極％之間形成電 谷此外，將大體相同之電壓施加至虛設電容耦合部分1 5 及像素電極（電容耦合部分）17。 另一方面，對立基板4具有CF樹脂層（未圖示），其形成於 玻璃基板II上。每一像素與紅色、綠色及藍色中之任何一 種顏色之CF樹脂層一起形成。在整個基板表面之CF樹脂層 上，形成由透明導電膜形成之共同電極41。在整個表面之 共同電極41上’形成一對準層（未圖示），其相對於基板表面 大體垂直對準液晶分子8。在對準層與液晶層之間之界面 中，形成類似於TFT基板2側上之聚合物層之一聚合物層（未 H1477.doc 1344572 圖示）。舉例而言’藉由在將預定電壓施 中以光學方式或熱的方式聚合含於液晶

合組份來形成聚合物層 加至液晶層之狀 中之諸如單體之 延伸方向上之聚合物層界定 於基板表面大體垂直對準。 液晶之對準定向藉由在微型縫 態 聚 隙 當未施加電壓時，液晶相對

根據實施例之液晶顯示裝置，虛設電容耦合部分15安置 於儲存電容匯流排線18及儲存電容電極19上方，在作為直 接耦合部分之像素電極16與作為電容耦合部分之像素電極 17之間的空間中。因此，可防止對準不合格區域（液晶疇） 在電容耦合部分（子像素B)上突出。由於作為直接耦合部分 之像素電極16之電場能大於虛設電容耦合部分15之電場能 (藉由圖3中之箭頭圖解說明），形成於作為直接耦合部分之 像素電極16與虛設電容耦合部分15之間之邊緣中之液晶疇 發生於接近虛SX電谷搞合部分15側之區域中，且液晶嚕在 虛設電容耦合部分15上之區域上突出，其取決於待施加之 電壓。然而，虛設電容耦合部分15形成於不透明電極之儲 存電容匯流排線1 8及儲存電容電極〗9上，來自背光之光未 經透射至虛設電容耦合部分丨5從而導致不顯示。因此，由 液晶疇所引起之液晶顯示裝置之亮度、回應速度及褪色之 降級可得以抑制。 此外’形成於作為電容耦合部分之像素電極丨7與虛設電 容輛合部分1 5之間之邊緣中之液晶疇穩定地存在於兩者之 間之邊緣中’因為像素電極丨7之電場能與虛設電容耦合部 分1 5之電場能相同（藉由圖式中之箭頭圖解說明）。因此，可 111477.doc 16 1344572 界定產生液晶疇之位置。 為了聚合單體，必須將電壓施加至液晶層。存在兩種將 電壓施加至液晶層之方法··一種在汲極匯流排線】4與共同 電極4丨之間施加電壓之方法，及一種在儲存電容匯流排線 18與共同電極41之間施加電壓之方法。在汲極匯流排線“ 與共同電極4 1之間施加電壓之方法中不需要特殊設計，因 為此方法與驅動液晶之標準方法相同。另—方面，會出現 一問題，即在汲極匯流排線14附近液晶之對準被來自汲極 匯流排線1 4之漏電場干擾，從而不能獲得所要之液晶對準 及透射率等，此不比在儲存電容匯流排線18與共同電極4】 之間施加電壓之方法更佳。 另一方面，在儲存電容匯流排線〗8與共同電極4ι之間施 加電壓之方法允許極好之液晶對準及顯示特徵。然而，當 使用在儲存電容匯流排線18與共同電極41之間施加電壓之 方法時，在液晶顯示面板中需要此設計，即當沿基板表面 法線方向觀看時，儲存電容電極19在子像素八側及子像素b 側上突出多於儲存電容匯流排線丨8。 在儲存電容匯流排線18與共同電極41之間施加電壓之方 法中，根據液晶層與儲存電容之間之電容比率來劃分在聚 合單體時施加於儲存電容匯流排線丨8與共同電極4】之間之 電壓。因此，當沿基板表面法線方向觀看儲存電容匯流排 線18經形成以在子像素A側及子像素B側上突出多於儲存 電谷電極19時，施加至儲存電容之電壓大於在聚合單體時 施加至直捿耦合部分及電容耦合部分上之液晶層之電壓。 111477.doc 1344572 自儲存電容匯流排線18至液晶層之漏電場極大地干 二了液日日對準。因此，此設計為必須的，#中當沿基板表

法線方向觀料，儲存電容電極19經形成以在子像素A 側及子像素_上突出多於儲存電容匯流排㈣，且防止來 绪存電夺匯流排線18之漏電場。同樣，當沿基板表面法 ，：向觀看時’安置於儲存電容電極⑺上之虛設電容耦合

部：15亦形成於與儲存電容電極19重疊之區域外。因此， 在聚合單體時可防止自儲存電容電㈣至電容耗合部分之 Μ層之漏電場’且可形成可實施極好液晶對準之聚合物 層。 在下文中’將藉由-實驗性實例來較詳細地描述根據實 施例之液晶顯示裝置。 實驗性實例 總共準備六個面板：三個面板為在根據圖2中所展示之實 施例之像素配置中使用電容相合町方法之液晶顯示面 板’及三個習知面板為在像素配置（其中為進行比較如圖* 中所不’虛設電容耦合部分15並未安置於儲存電容匯流排 線18及儲存電容電極19上)中使用電容耗合ΗΤ方法之液晶 顯示面板。對於液晶，使用含有單體之負介電各向異性之 液晶。 對於六個液晶顯示面板中之每—者’在储存電容匯流排 線18與共同電極4】之間施加八種類型之AC電麼：2 V、25 V、3V、5V、7.5V、1〇v、2〇m3〇v，_w 晶顯示面板測試相對於所施加電愿之液晶之對準性質。 ni477.doc

Claims (1)

1. 申請專利範圍： 種液晶顯示裝置，其包含： —對基板，其經安置為相互面對； 液日日，其密封於該對基板之間； 之聚合組份係藉由 聚合物層，其中含於該等液晶中 光或熱聚合來加以聚合； 一閘極匯流排線， 一汲極匯流排線： 極匯流排線相交； 其形成於該等基板中之一者上； 其經形成且經由一絕緣骐而與該閘 一'薄膜電晶體， 之間電極，及一電 —控制電容電極 電極； 其具有一電性連接至該閘極匯流排線 性連接至該汲極匯流排線之汲電極； ’其電性連接至該薄膜電晶體之一源 一儲存電容電極’其電性連接至該控制電容電極； 一像素電極，其具有一電性連接至該控制電容電極之 直接耦合部分’及具有-電容耦合部分，該電容耦合部 刀’’座女置且經由一絕緣膜而朝向該控制電容電極並經形 成為與該直接耦合部分隔離；及 虛设電容搞合部分’其形成於該直接耦合部分與該 電合耦合部分之間的一空間中，其經安置且經由該絕緣 膜而朝向該儲存電容電極，且其改良了該電容耦合部分 上液晶之對準缺陷。 2.如π求項1之液晶顯示裝置’其中一儲存電容匯流排線形 成於戎直接耦合部分與該電容耦合部分間之該空間中， 111477.doc 1344572 且係形成大體平行於該儲存電容電極及該閘極匯流 線。 w 3. 如請求項1之液晶顯示裝置，其中施加大體相同之電壓至 6玄電各耦合部分及該虛設電容耦合部分。 4. 如請求们之液晶顯示裝置，其中當沿—基板表面法線方 向觀看時，該儲存電容電極亦形成於與該儲存電容匯流 排線重疊之一區域外。

   5. 如請求項1之液晶顯示裝置，其 ^ T备沿—基板表面法線方 向觀看時，該虛設電容耦合部分介 1刀亦形成於與該儲存電容 電極重叠之一區域外。

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