TWI498648B - 液晶顯示裝置 - Google Patents

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TWI498648B
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pixel electrode
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TW102116877A
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Inventor
Yasuhiro Shima
Hisashi Nakada
Kenzo Fukuyoshi
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Toppan Printing Co Ltd
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Description

液晶顯示裝置

本發明係關於液晶顯示裝置。

液晶顯示裝置係薄型顯示裝置之一種。關於液晶顯示裝置,要求進一步高畫質化、低價格化、省電化。例如,藉由改良液晶顯示裝置所具備的彩色濾光片,可實現更高的畫質。畫質例如藉由實現充分的色純度、高對比、高平坦性等而實現。

為了使液晶顯示裝置高畫質化,例如提案有以VA(Vertically Alignment,垂直配向)、HAN(Hybrid-aligned Nematic,混合排列向列)、TN(Twisted Nematic,扭轉向列)、OCB(Optically Compensated Bend,光學補償彎曲)、CPA(Continuous Pinwheel Alignment,連續焰火狀排列)等的液晶配向模式或液晶驅動模式。藉由實現該等技術,可實現液晶顯示裝置之廣視角及高速響應。

相對於如玻璃等之基板的平面,液晶以平行配向之VA模式之液晶顯示裝置,可實現廣視角及高速響應。HAN模式的液晶顯示裝置可有效地實現廣視角。但是,VA模式的液晶顯示裝置或HAN模式的液晶顯示裝置 ,關於對於彩色濾光片的平坦性(膜厚的均勻性及降低彩色濾光片表面的凹凸)及介電常數等的電氣特性,要求更高的精度。

在高畫質的液晶顯示裝置中,為了高速響應,使液晶層的厚度(液晶胞厚)變薄的技術很重要。

相對於VA模式,有MVA(Multi-Domain Vertically Alignment,多區域垂直配向)、PVA(Patterned Vertically Alignment,圖案垂直配向型)、VAECB(Vertically Alignment Electrically Controlled Birefringence,垂直配向電控雙折射)、VAHAN(Vertical Alignment Hybrid-aligned Nematic,垂直配向混合排列向列)、VATN(Vertically Alignment Twisted Nematic,垂直配向扭轉向列)等的各種改良模式之開發。

如VA模式等,於液晶層的厚度方向施加驅動電壓的縱電場模式的液晶顯示裝置,要求更高速的液晶響應、更寬廣的可視角、更高的穿透率。

相對於基板表面初期垂直的液晶分子,不易決定在施加電壓時傾倒的方向。因此,在MVA模式中,為了消除在施加液晶驅動電壓時垂直配向液晶變得不穩定之情形,設有複數狹縫狀的凸部。在MVA模式中,藉由在複數狹縫之間形成配向方向不同的複數液晶區域,可確保寬廣的可視角。

專利文獻1(日本專利第3957430號公報)揭示使用第1及第2配向限制結構物(狹縫)來形成液晶區域的技術。

專利文獻2(日本特開2008-181139號公報)揭示使用光配向來形成四個液晶區域的技術。於該專利文獻2,為確保寬廣的可視角,需要對各個液晶區域賦予嚴密的預傾角(自水平方向89度)之複數次(4次)配向處理。再者,專利文獻2需要互相差90°的複數配向軸。

專利文獻3(日本特開2011-248132號公報)揭示第2電極超出第1電極之陣列基板之電極構成。

如上所述,垂直配向之MVA模式之液晶顯示裝置,為確保寬廣的可視角,使用形成於彩色濾光片上之複數狹縫來形成液晶區域。狹縫係形成在較彩色濾光片接近液晶層側。位於二個樹脂製之狹縫間之液晶分子,於施加驅動電壓前,具有相對於基板面垂直之長邊方向。兩個狹縫之間的液晶分子,於施加驅動電壓時,朝相對於兩個狹縫垂直之方向傾倒,傾斜成與基板面呈水平。但是,兩個狹縫之間的中央的液晶分子,於施加驅動電壓時,無法明確地決定傾倒的方向,而有產生噴灑配向或彎曲配向之情形。如此之液晶的配向紊亂,成為液晶顯示之粗糙、顯示不均、穿透率下降的原因。

此外,在MVA模式中難以藉由驅動電壓細微地控制液晶的傾倒量。因此,MVA模式的液晶顯示裝置,中間調顯示之控制性較例如稱為IPS之水平配向之液晶顯示裝置差。特別是MVA模式,驅動電壓與顯示(響應速度)的線性低,不易以低驅動電壓作中間調顯示。

專利文獻2可消除多數如上所述之MVA模式之課題。但是,專利文獻2需要複數次藉由曝光的配向處理。如專利文獻2之第61圖所示,專利文獻2在為確保寬廣的可視角而形成之區域內,有配向稍微不均勻之情形。由於該不均勻,特別是在像素周圍部容易發生不均。

第20圖係表示改善區域內的傾斜不均之先前的像素電極之一例之平面圖。於像素的縱向的框部(像素的兩側邊)具備源極信號線7a、7b。於像素的橫向的框部具備閘極線23a、23b。

第21圖係表示像素電極之前端與源極信號線7a、7b之間的電力線的狀態之一例之部分剖面圖。該第21圖,係第20圖之E-E'剖面。第20圖及第21圖係表示形成於像素的框部之暗部24之發生狀態。

為防止區域內的配向不均,第20圖具備具有梳齒的長邊方向朝4個方向伸長之梳齒狀圖案之像素電極25。

藉由梳齒狀的像素電極25,可使施加液晶驅動電壓時之4個區域內的液晶配向,呈與4個梳齒的長邊方向相同的方向,可提供高品質的液晶畫質。

但是,第20圖所示之梳齒狀的像素電極25的前端部分,容易受到像素的縱向的框部所具備的源極信號線7a、7b的電壓的影響。像素尺寸越小,源極信號線7a、7b等薄膜電晶體(TFT)之配線之影響越大。藉由梳齒狀的像素電極25與源極信號線7a、7b之間的電場,在像素的縱向的框部附近的液晶分子26朝與像素電極25之長 邊方向之配向不同方向29傾倒,而有發生暗部24之情形。該暗部24在像素尺寸很大的大型液晶顯示裝置可忽視。但是,在200ppi(pixels per inch,像素/英吋)以上的細微像素中,縱向的暗部24相對於像素之面積比例變高,而有帶來無法忽視之較大影響之情形。

施加液晶驅動電壓時,像素內的液晶分子係朝梳齒狀的像素電極25之長邊方向之朝向像素中心的4個方向27a~27d傾倒,以實現廣視角顯示。但是,在像素的框部會受到源極信號線7a、7b的電場的影響。梳齒狀的像素電極25與源極信號線7a、7b之間形成以電力線28表現之電場。藉由該電力線28,框部附近的液晶分子26朝自像素電極朝向源極信號線7a、7b之方向29傾倒。該液晶分子26之傾倒方向29,與其他的主要的液晶分子的傾倒方向不同。因此,像素的框部周圍的光穿透率低,源極信號線7a、7b的附近成為暗部24。

專利文獻3係如該專利文獻3之申請專利範圍第9項所示,揭示於第1電極、與第2電極及第3電極之間施加驅動電壓時,執行將像素領域2分之對稱的液晶動作之垂直配向之液晶顯示裝置。於專利文獻3之申請專利範圍第1項所示之透明導電膜上層積複數顏色的彩色濾光片之構成,在確保高穿透率之觀點上為優勢。但是,若於透明導電膜上層積介電質之彩色濾光片,則有該彩色濾光片具有多餘的電容之情形。於平板終端裝置或行動電話等的行動裝置,期望降低消耗電力而可長時間使用。因此,液晶顯示裝置係以不會具有多餘的電容為佳。 再者,專利文獻3並沒有揭示用以進行更高速且更均勻的液晶動作之第1電極之表面。再加上,專利文獻3並沒有揭示用以進行更高速的液晶動作之第1電極上之配向膜之預傾方向。專利文獻3並沒有揭示在彩色濾光片所具備的肩部與凹部之外的第1電極上的配向膜,賦予用以高速動作之預傾角。

本發明係有鑑於上述情形而完成者,以提供可高精度地使液晶分子傾斜,使液晶驅動可高速響應之液晶顯示裝置為目標。

關於本態樣之液晶顯示裝置,係具備陣列基板、彩色濾光片基板、與液晶層。陣列基板具備對應於配置為矩陣狀之複數像素之複數像素電極及複數共通電極、以及配向膜。彩色濾光片基板係與陣列基板相對向,具備對應複數像素之複數彩色濾光片及複數對向電極。液晶層係設於陣列基板與彩色濾光片基板之間。複數像素以俯視來看,係橫向較縱向長之多角形。像素以俯視來看,係與多角形之側邊平行,相對於將像素2分之中央線呈線對稱。像素電極以俯視來看,係相對於中央線分開為線對稱。於像素電極之液晶層側之表面,以俯視來看,至少形成一個具有朝向中央線之長邊方向之條紋。共通電極以俯視來看,相對於中央線分開為線對稱。共通電極在相對於基板平面之垂直方向,形成在較像素電極遠離液晶層之位置。共通電極之橫向的位置,以俯視來看,係相對於像素電極朝遠離中央線的方向偏離。 液晶層具備具有負的介電常數各向異性之液晶分子。配向膜係以使液晶分子的長邊方向,自垂直方向朝共通電極自像素電極偏離的方向傾斜之方式賦予液晶分子預傾角。

在本發明之態樣中,可使液晶顯示裝置之液晶分子以高精度傾斜,可使液晶驅動高速響應。

1‧‧‧液晶顯示裝置

2‧‧‧陣列基板

3‧‧‧彩色濾光片基板(或對向基板)

4‧‧‧液晶層

5‧‧‧透明基板

6a、6b、6c‧‧‧絕緣層

7a、7b‧‧‧源極信號線

8a、8b、8c、8d‧‧‧共通電極(第2電極)

9a、9b‧‧‧像素電極(第1電極)

10‧‧‧配向膜(配向維持層)

11a、11b‧‧‧主動元件

12‧‧‧透明基板

13‧‧‧彩色濾光片層

14‧‧‧透明樹脂層

15a、15b‧‧‧對向電極

16‧‧‧配向膜

17a、17b‧‧‧電力線

18‧‧‧狹縫

20‧‧‧條紋

22‧‧‧凹部

30‧‧‧狹縫

L1~L12‧‧‧液晶分子

R‧‧‧紅濾光片

G‧‧‧綠濾光片

B‧‧‧藍濾光片

BM‧‧‧黑矩陣

CL‧‧‧像素中央線

Da、Db‧‧‧傾斜方向

θ‧‧‧預傾角

F1‧‧‧寬度

Fs‧‧‧間距

a、b、c‧‧‧超出部

第1圖係部分表示關於第1實施形態之液晶顯示裝置之一例之剖面圖。

第2圖係部分表示關於第1實施形態之液晶顯示裝置施加液晶驅動電壓時之狀態之一例之剖面圖。

第3圖係表示關於第1實施形態以黑矩陣區分之紅濾光片、綠濾光片、藍濾光片之配置之一例之平面圖。

第4圖係表示陣列基板所具備的像素電極與共通電極之平面形狀之一例之像素平面圖。

第5圖係部分表示在關於第1實施形態之橫向之左半邊的像素之一例之剖面圖。

第6圖係表示形成條紋之手法之第1例之剖面圖。

第7圖係表示形成條紋之手法之第2例之剖面圖。

第8圖係表示形成條紋之手法之第3例之剖面圖。

第9圖係表示複數梯形狀像素之一例之平面圖。

第10圖係表示長方形像素所具備之對向電極與像素電極之一例之平面圖。

第11圖係表示對向電極與像素電極之左側一半之一例之平面圖。

第12圖係表示關於第2實施形態以黑矩陣區分之紅濾光片、綠濾光片、藍濾光片之配置之一例之平面圖。

第13圖係表示關於第2實施形態之像素電極與共通電極之平面形狀之一例之像素平面圖。

第14圖係表示關於第3實施形態以黑矩陣區分之紅濾光片、綠濾光片、藍濾光片之配置之一例之平面圖。

第15圖係表示關於第3實施形態之像素電極與共通電極之平面形狀之一例之像素平面圖。

第16圖係表示關於第3實施形態之對向電極與像素電極之配置位置之一例之部分平面圖。

第17圖係表示「V」狀像素所具備之對向電極與像素電極之一例之平面圖。

第18圖係表示關於第4實施形態以黑矩陣區分之紅濾光片、綠濾光片、藍濾光片之配置之一例之平面圖。

第19圖係表示關於第4實施形態之像素電極與共通電極之平面形狀之一例之像素平面圖。

第20圖係表示改善區域內的傾斜不均之先前的像素電極之一例之平面圖。

第21圖係部分表示像素電極的前端與源極信號線之間的電力線的狀態之一例之剖面圖。

[實施發明之形態]

以下參照圖式說明本發明之實施形態。再者 ,在以下的說明中,關於相同或實質上相同的功能及構成要素,附以相同的符號,因應必要進行說明。

在以下的實施形態中,僅說明關於特徵的部分,省略關於與通常的液晶顯示裝置之構成要素沒有差異的部分之說明。

在以下的實施形態中,像素亦可為次像素。液晶顯示裝置的顯示單位,亦可為以至少一個像素或至少一個次像素所形成之圖素。包含於圖素之像素或次像素之數可自由變更。

在以下的實施形態中,使像素的排列方向與觀察者的右眼與左眼的排列方向大致平行的方向作為橫向,與該橫向垂直的像素排列方向作為縱向。

著色像素係作成縱向較橫向長的形狀。因此,橫向成為像素的短邊方向,縱向成為像素的長邊方向。

以下,有將在橫向或縱向相鄰的2像素作為一組像素組來說明之情形。

[第1實施形態]

在本實施形態中,說明用以使液晶分子高精度地傾斜、使液晶驅動高速化之像素形狀及電極形狀。

第1圖係表示關於本實施形態之液晶顯示裝置之一例之部分剖面圖。該第1圖係表示橫向的剖面。

液晶顯示裝置1具備陣列基板2、彩色濾光片基板(或對向基板)3、液晶層4作為基本的構成要素。陣列基板2與彩色濾光片基板3係夾著液晶層4而相對向。在 第1圖中,液晶顯示裝置1之觀察者側為上,背面側為下。

在本實施形態中,複數像素以俯視來看,為縱向較橫向長的多角形。像素形狀以俯視來看,係相對於與多角形的側邊平行且在橫向將像素2分之中央線CL呈線對稱。

陣列基板2具有於透明基板5之一面上,依序形成絕緣層6a;源極信號線7a、7b;絕緣層6b;共通電極(第2電極)8a、8b;絕緣層6c;像素電極(第1電極)9a、9b;配向膜(配向維持層)10之構成。共通電極8a、8b與像素電極9a、9b係各像素所具備。

更具體而言係於透明基板5之一面上形成絕緣層6a。於絕緣層6a上形成源極信號線7a、7b。於形成源極信號線7a、7b之絕緣層6a上形成絕緣層6b。於絕緣層6b上形成共通電極8a、8b。於形成共通電極8a、8b之絕緣層6b上形成絕緣層6c。於絕緣層6c上形成像素電極9a、9b。於形成像素電極9a、9b之絕緣層6c上形成配向膜10。

陣列基板2之透明基板5可例如為玻璃基板。陣列基板2具備如TFT等之主動元件11a、11b。藉由在1單位的像素具有2個主動元件,可作3維(立體)顯示。再者,主動元件11a、11b亦可形成於透明基板5。液晶顯示裝置1僅進行2維顯示時,亦可為1個單位具備1個主動元件。僅作2維顯示時,對像素電極9a、9b兩者以相同時機施加液晶驅動電壓。陣列基板2之透明基板之另一面側係 液晶顯示裝置1之背面側。陣列基板2之配向膜10與液晶層4相接。

源極信號線7a、7b係沿著像素的縱向的框部所形成。

共通電極8a、8b係以俯視來看,相對於中央線CL分開為線對稱。在第1圖之剖面的水平方向,共通電極8a、8b係較像素電極9a、9b,朝像素的側邊(縱向的框部)方向偏離,而具備超出部8c、8d。共通電極9a、9b可為線狀、帶狀、板狀、梳齒狀、矩形狀、平行四邊形狀或多角形像素形狀。

像素電極9a、9b係以俯視來看,相對於中央線CL分開為線對稱。像素電極9a、9b之平面形狀亦可係與像素開口區域大致相同的多角形。像素電極9a、9b以俯視來看,亦可容納於該像素開口區域內。再者,像素電極9a、9b可為線狀、帶狀、板狀、矩形狀、平行四邊形狀或多角形像素形狀。

共通電極8a、8b與像素電極9a、9b係在第1圖之剖面之垂直方向,夾著絕緣層6c而相對向。共通電極8a、8b係形成在相對於基板平面之垂直方向,較像素電極9a、9b遠離液晶層4之位置。共通電極8a、8b的橫向位置以俯視來看,與像素電極9a、9b之橫向位置偏離。共通電極8a、8b以俯視來看,包含超出像素電極9a、9b的部分、與重疊的部分。共通電極8a、8b的電位與後述之對向電極15a、15b之電位,可為相同的共通電位。

像素電極9a、9b係電性連接於主動元件11a、 11b。像素電極9a、9b亦可例如藉由在1個矩形狀電極中,於與側邊平行的像素中央部形成線狀的狹縫而形成。本實施形態之像素中央部之狹縫,係形成在藉由ITO等的導電膜形成之像素電極9a、9b之間、對向電極15a、15b之間之線狀開口部。在像素中央部的狹縫中去除導電膜。

例如,共通電極8a、8b及像素電極9a、9b係如透明導電膜(ITO),藉由於可見光波長區域為透明的導電性金屬氧化物所形成。但是,液晶顯示裝置1係半穿透型或反射型時,共通電極8a、8b及像素電極9a、9b之一部分或全部,亦可藉由光反射性高的鋁合金薄膜、銀合金薄膜形成。

配向膜10係以將液晶分子L1~L12之長邊方向,自垂直方向朝向共通電極8a、8b偏離像素電極9a、9b的方向傾斜之方式,賦予液晶分子L1~L12預傾角θ。配向膜10至少形成於像素電極9b之表面與液晶層4之間。配向膜10係使液晶層4之液晶分子L1~L12於水平方向之朝向共通電極8a、8b超出像素電極9a、9b的方向(由像素的縱向的中央線CL朝向像素的縱向的框部方向)傾斜。

液晶層4包含具有負的介電常數各向異性之液晶分子L1~L12。液晶分子L1~L12例如係垂直配向。在第1圖中,液晶分子L1~L12係表示沒有對像素電極8a、8b施加電壓之初期配向狀態。

彩色濾光片基板3係於透明基板12之一面上具有依序形成:黑矩陣BM;彩色濾光片層13;透明樹脂層 14;對向電極(第3電極)15a、15b;配向膜16之構成。包含於彩色濾光片層13之紅濾光片R、綠濾光片G、藍濾光片B之任一者,與對向電極15a、15b,係各像素所具備。

更具體而言,於透明基板12之一面上形成黑矩陣BM。於形成黑矩陣BM之透明基板12上形成彩色濾光片層13。於彩色濾光片層13上形成透明樹脂層14。於透明樹脂層14上形成對向電極15a、15b。於形成對向電極15a、15b之透明樹脂層14上形成配向膜16。

彩色濾光片基板3之透明基板12之另一面側,係液晶顯示裝置1之觀察者側。彩色濾光片基板3之配向膜16與液晶層4相接。

彩色濾光片基板3之透明基板12例如可為玻璃基板。

黑矩陣BM係將透明基板12之一面,區分為複數像素開口區域(像素區域或次像素區域)。因此,黑矩陣BM係形成於像素的框部。黑矩陣BM亦可包含於彩色濾光片層13。

在本實施形態中,像素開口區域的平面形狀例如係相對向的邊為平行之多角形。該多角形可為例如正方形、長方形、平行四邊形、彎曲的「<」狀(回力鏢狀)、「V」狀、六角形。各像素開口區域對應各像素。

黑矩陣BM係為了提升液晶顯示之對比,形成於單位像素或次像素之框部,或單位像素或次像素之相對向之2邊或4邊之遮光層。該遮光層係例如藉由將遮光性顏料分散於透明樹脂之塗膜所形成。遮光層一般具有 感光性。遮光層可藉由例如將遮光性的塗膜,藉由包含曝光/顯影之光微影蝕刻法形成圖案而形成。

彩色濾光片層13係對各像素分配紅濾光片R、藍濾光片B、綠濾光片G之任一者。

作為對向電極15a、15b,可使用例如透明導電膜。對向電極15a、15b之平面形狀,可為與像素開口區域大致相同的多角形。例如,對向電極15a、15b可為線狀、帶狀、板狀、梳齒狀、矩形狀、平行四邊形狀或多角形像素形狀。在第1圖之剖面之水平方向,對向電極15a、15b之橫向的位置,係與像素電極9a、9b之橫向的位置偏離。例如,對向電極15a、15b自像素電極9a、9b偏離的方向,可為與共通電極8a、8b自像素電極9a、9b偏離的方向的相反方向。在本實施形態中,對向電極15a、15b較像素電極9a、9b,朝像素的縱向的中央線CL側偏離。對向電極15a、15b在第1圖之剖面的垂直方向,夾著配向膜16、液晶層4、配向膜10,與像素電極9a、9b相對向。對向電極15a、15b以俯視來看,包含超出像素電極9a、9b的部分與重疊的部分。於驅動液晶時,在對向電極15a、15b與像素電極9a、9b之間施加電壓,而發生傾斜電場。

對向電極15a、15b亦可藉由在1個矩形狀電極之縱向的像素中央部形成狹縫而形成。

例如,對向電極15a、15b係如透明導電膜,藉由於可見光波長區域為透明之導電性金屬氧化物而形成。

配向膜16係至少形成於對向電極15a、15b之表面與液晶層4之間。配向膜16可對液晶層4賦予預傾角,亦可不賦予。配向膜16係例如可將液晶層4的液晶分子,於水平方向之自像素的縱向之中央線CL朝向像素的縱向之框部之方向傾斜。另一方面,亦可不對配向膜16進行配向處理,不藉由配向膜16對液晶分子賦予預傾角,而藉由配向膜16維持液晶分子之垂直配向。藉由配向膜16所賦予之液晶分子之預傾角之大小,可與藉由配向膜10所賦予之液晶分子之預傾角的大小不同。在本實施形態中,預傾角θ係表示將基板面之法線方向(第1圖之垂直方向)作為0°,自該法線方向算起之角度。垂直配向時預傾角為0°。

例如,藉由配向膜16之液晶分子預傾角θ,係相對於垂直方向約可在0°至1.0°左右的範圍,藉由配向10膜之液晶分子預傾角θ可在約0.1至1.5°左右。例如,像素電極9a、9b上之液晶分子之預傾角θ可在約0.3至1.0°的範圍。液晶分子之預傾角θ可為以與像素之側邊平行之中央線所2分之線對稱之傾斜。

對於配向膜10、16之配向處理,可於液晶胞化之前,自複數方向進行光配向。此外,在對於配向膜10、16之配向處理,亦可對配向膜10、16進行複數次光罩摩擦處理。藉此,對於像素形成具有複數配向方向之複數區域。

在對於配向膜10、16之配向處理,亦可於液晶胞化之後,對像素電極9a、9b施加電壓,進行光照射 。該配向處理為簡便,而且只要實施1次即可。藉由使用非偏光進行配向處理,可實質性地增加曝光量,可縮短處理時間。

在本實施形態中,只要對垂直配向的液晶分子L1~L12賦予微小的預傾角θ即可,故可縮短光照射等的配向處理時間。

配向膜10、16之膜厚可為例如約60nm。配向膜10、16分別形成於陣列基板2及彩色濾光片基板3與液晶層4接觸之面。

在關於本實施形態之液晶顯示裝置1中,例如可藉由組合陣列基板2、彩色濾光片基板3、液晶層4而形成液晶胞。配向處理對像素電極9a、9b施加液晶驅動電壓(例如1V至20V之交流或直流電壓),對垂直配向之配向膜10、16照射光等的電磁波,賦予預傾角θ。在配向處理中照射之光可為偏光,亦可為非偏光。

共通電極8a、8b以俯視來看,係與黑矩陣BM之縱向的部分平行。在各像素中,共通電極8a、8b以俯視來看,包含超出像素電極9a、9b之超出部8c、8d。像素電極9a、9b與對向電極15a、15b係如第1圖之剖面所示,有傾斜地偏離。

液晶顯示裝置1係與通常的液晶顯示裝置同樣地具備偏光板、相位差板等,但於該第1圖中省略。再者,液晶顯示裝置1亦可具備1至3片貼合於偏光板之相位差板。

第2圖係表示關於本實施形態之液晶顯示裝置 1施加液晶驅動電壓時之狀態之一例之部分剖面圖。

藉由調整水平方向之位置中,像素電極9a、9b與共通電極8a、8b之間之偏離,與像素電極9a、9b與對向電極15a、15b之間的偏離,可設定於像素電極9a、9b與共通電極8a、8b之間、及像素電極9a、9b與對向電極15a、15b之間施加電壓時之液晶分子L1~L12之傾斜方向。在第2圖之剖面中,液晶分子L1~L12之傾斜方向Da、Db係自像素之中央線CL朝向側邊部之水平方向。該傾斜方向Da、Db係以像素之中央線CL呈線對稱。

第3圖係表示關於本實施形態以黑矩陣BM區分之紅濾光片R、綠濾光片G、藍濾光片B之配置之一例之平面圖。在本實施形態中係於橫向排列不同的顏色,於縱向排列相同顏色。再者,相同顏色的像素以俯視來看亦可排列於斜向。

第4圖係表示陣列基板2所具備的像素電極9a、9b與共通電極8a、8b之平面形狀之一例之像素平面圖。

第5圖係表示關於本實施形態之橫向之左半邊的像素之一例之部分剖面圖。該第5圖相當於上述第2圖之左半邊,為第4圖之B-B'剖面。

如第5圖所示,沒有對像素電極9a、9b施加液晶驅動電壓時之液晶分子L1~L6,係具有如虛線所示之小預傾角θ之垂直配向。若對像素電極9a、9b施加液晶驅動電壓,則於像素電極9a與共通電極8a之間形成以電力線17a所表現之電場。再者,若對像素電極9a施加液晶驅 動電壓,則於像素電極9a與位在自該像素電極9a之形成位置偏離之位置之對向電極15a之間形成斜向的電力線17b所表現之電場。

液晶分子L1、L2、L6,係根據斜向的電場,朝第5圖所示之動作方向Da傾斜。

液晶分子L3~L5受到驅動電壓施加初期之液晶分子L1、L2、L6之傾斜的傳播,立刻朝動作方向Da傾倒。

示於第2圖之右半邊的像素之液晶分子L7~L12,係朝與Da相反之方向Db傾斜。實效上在強電場之液晶分子L1、L12最快動作,成為用於使液晶顯示高速化之激發器。在斜電場之液晶分子L2~L6、L7~L11亦與液晶分子L1、L12同樣地高速動作。因此,液晶分子L2~L6、L7~L11與液晶分子L1、L12協調而實現液晶顯示之高速化。

經由如本實施形態般藉由斜電場使液晶分子L1~L12傾斜,即使是具有小預傾角θ之液晶分子,亦可實質上如具有大預傾角之液晶分子般驅動。因此,經由藉由斜電場使液晶分子L1~L12傾斜,可實現液晶顯示之高速化。例如,經由藉由傾斜電場使液晶分子L1~L12傾斜,即使是約0.1°至0.9°之範圍之小預傾角θ,亦可使液晶分子L1~L12高速動作。再者,在垂直配向之液晶顯示中,預傾角大的液晶分子容易傾倒,但由於具有大預傾角,故即使黑顯示時亦有漏光而有降低對比之情形。

液晶顯示裝置1係在縱向的相對的側邊附近的 像素端部,形成自像素電極9a、9b朝向共通電極8a、8b之超出部a(對應於超出部8c、8d)之電場,使液晶分子朝超出方向Da、Db傾斜。關於本實施形態之電場形成與液晶動作,消除在先前的垂直配向之液晶顯示裝置之課題的縱向的2邊附近的暗部24,可實現在像素內的均質顯示及高穿透率之顯示。

如第4圖所示,像素電極9a、9b之全體的大小,係較多角形的像素的黑矩陣BM之像素開口區域稍微小或大致相同的大小,而且係與像素開口區域大致相同的形狀(例如縱長的長方形)。

於一對像素電極9a、9b之縱向的中央部形成有狹縫18。

在本實施形態中,像素開口區域的大小係與紅濾光片R、綠濾光片G、藍濾光片B的大小大致相同。

於像素的縱向的側邊部的附近,具備源極信號線7a、7b。

於像素電極9a、9b的液晶層4側的表面(觀察者側的表面),以俯視來看,形成具有朝向中央線CL之長邊方向之至少一個條紋20。例如,條紋20之長邊方向與橫向之間的角度,可約在0°±45°之範圍內。在第4圖之例子中,係於像素電極9a、9b之液晶層4側之表面,形成朝向共通電極8a、8b超出像素電極9a、9b的方向(於此例係朝向像素側邊的方向)Dc、Dd伸長之至少一個條紋20。形成於像素電極9a、9b之表面之條紋20,係於施加驅動電壓時,輔助朝向液晶分子L1~L12之方向Da、Db之均勻傾斜 ,同時提升液晶的響應性。然後,藉由至少形成一個條紋20,可更佳提高施加驅動電壓後的穿透率,可使像素內的穿透率分佈均勻化。

條紋20係如第4圖所示,例如以2μm左右或寬度1μm以下,形成於像素電極9a、9b之表面。

藉由在像素電極9a、9b的表面形成條紋20,於形成在像素電極9a、9b上之配向膜10產生基於條紋20之織構(texture)。例如藉由在像素電極9a、9b上形成約50nm左右的薄配向膜10,條紋20之織構顯現在配向膜10之表面上。

例如,像素電極9a、9b係藉由透明導電膜形成。像素電極9a、9b之厚度可約為150nm。條紋20係於透明導電膜的表面,以約20nm至40nm的深度、約1μm的寬度形成線狀。條紋20的形成可例如以輕微蝕刻(slightly etching)執行。輕微蝕刻可例如形成約20nm至40nm深度之條紋20,亦可形成約50nm以上的深度之條紋20。在如第4圖之平面圖中,不與共通電極8a、8b重疊的像素電極9a、9b的部分,能以相當於像素電極9a、9b之大致厚度之深度形成條紋20。在剖面中,條紋20亦可形成錐形。藉由蝕刻等所形成之條紋20之底部的寬度,可較約2μm寬。形成條紋20之間隔的縱向的間距,為了使液晶分子L1~L12之傾倒均勻化,以約2μm至5μm左右為佳。若使條紋20之間距或條紋20之底部的寬度大於10μm,則液晶分子L1~L12均勻傾斜之效果變得不足。

若於像素電極9a、9b與對向電極15a、15b之 間形成斜電場,則可藉由排列為縱向、於橫向較長的複數條紋20,使液晶分子在像素電極9a、9b上均勻地傾倒。例如,沒有在像素電極9a、9b形成條紋20時,像素電極9a、9b以俯視來看,於角落部分與中央部分之間,液晶分子呈「不平衡的傾倒」,於像素電極9a、9b上或像素內,變得容易發生穿透率的明暗或不均。如此之明暗或不均將成為像素穿透率下降的原因。但是,如本實施形態,藉由在像素電極9a、9b形成條紋20,可使液晶分子L1~L12均勻地傾斜,可防止明暗及不均的發生。再者,條紋20之上部之液晶分子係垂直配向。垂直配向的條紋20的上部的液晶分子,會受到顯現於配向膜10之織構的影響,可以低電壓傾斜。因此,在本實施形態中,可高速驅動液晶分子L1~L12。再者,條紋20之條數,可根據條紋20之寬度及間距、像素電極9a、9b之大小來調整。

在第5圖之水平方向的位置中,像素電極9a與共通電極8a,於垂直方向相對。像素電極9a與對向電極15a於垂直方向相對。共通電極8a較像素電極9a向像素的側邊側偏離。藉由該共通電極8a相對於像素電極9a之偏離,共通電極8a具有超出部a。超出部a之超出量(水平方向的寬度)例如可約為如1μm至6μm等之少量。超出部a之超出量可按照液晶材料、驅動條件、液晶層4之厚度等適宜調整。在水平方向中之像素電極9a與共通電極8a之重疊部b,可用在關於液晶驅動之輔助電容。在第5圖之水平方向的位置中,像素電極9a較對向電極15a向像素之側 邊偏離。藉由該像素電極9a相對於對向電極15a之偏離,像素電極9a具有超出部c。對向電極15a較像素電極9a向像素之中央線CL側偏離。藉由該對向電極15a相對於像素電極9a之偏離,對向電極15a具有超出部d。超出部c、d之超出量,可例如約為如0.5μm至5μm等之少量。再者,第5圖係表示像素之左半邊的剖面,而右半邊的剖面係與該左半邊的剖面呈線對稱。

第6圖至第8圖係表示條紋20之形成手法之第1至第3例之剖面圖。該第6圖至第8圖對應於第4圖之C-C'剖面。在本實施形態中,條紋20之形成密度、寬度F1、間距Fs可於像素內調整。

第6圖係於絕緣層6c上形成像素電極9a,使用蝕刻等的手法於像素電極9a形成條紋20。

第7圖係於絕緣層6c的表面,例如形成來自透明樹脂等之凸部21,於形成凸部21之絕緣層6c上層積像素電極9a,藉此於像素電極9a形成突起狀的條紋20。突起狀的條紋20之高度,係以不超過該條紋20附近之液晶分子之預傾角的方式,例如以200nm以下為佳。

第8圖係於絕緣層6c之表面,藉由乾式蝕刻等形成凹部22,於形成凹部22之絕緣層6c上層積像素電極9a。

在本實施形態中,可將像素分隔為右上區域、左上區域、左下區域、右下區域之4個象限,並於該等4個象限改變條紋20之長邊方向。例如,可於4個象限之間,使條紋的長邊方向分別相異90°。

亦可將橫向相鄰之兩個像素作為像素單位,將該像素單位分隔成4個象限,改變該等4個象限之條紋之長邊方向。

第3圖及第4圖係例示像素之橫向較縱向長之長方形狀之情形。但是,如第9圖所示,像素之形狀,亦可例如係互相平行的短邊與長邊作為縱向之梯形。條紋之長邊方向與橫向之間的角度,可在約0°±45°之範圍內。在第9圖中,像素單位包含橫向排列之二個梯形狀的像素。像素單位係相對於二個梯形狀像素之間的縱向的中心線呈線對稱。同色的像素可於縱向排列,亦可於橫向排列。

在本實施形態中,例如,如第10圖及第11圖所示,對向電極15a、15b可為具有與形成於像素電極9a、9b表面之複數條紋20平行之狹縫30之矩形狀圖案。藉由使像素電極9a、9b之條紋20之長邊方向,與對向電極15a、15b之狹縫30之長邊方向平行,可將施加驅動電壓時之液晶的傾斜方向,設定成與條紋20平行的方向。再者,以俯視來看,像素電極9a、9b之條紋20之位置,可位在形成於對向電極15a、15b之狹縫30間之中央的位置。狹縫30係形成於對向電極15a、15b之線狀開口部。在狹縫30中,導電膜被去除。再者,在本實施形態中,狹縫30亦可未形成於對向電極15a、15b,對向電極15a、15b可為單純的矩形狀圖案。

在本實施形態中,液晶層4之液晶分子L1~L12具有負的介電常數各向異性。液晶層4之液晶分子 L1~L12可使用雙折射率在室溫附近例如為0.06~0.3左右之向列液晶分子。

液晶層4之厚度並無特別限定。例如,本實施形態實際使用之液晶層4之△nd,大致在300nm至500nm的範圍。

配向處理前之配向膜10、16可使用例如含有感光性聚有機矽氧烷或感光性聚有機矽氧烷、與聚醯胺酸或聚醯亞胺等之聚合物之物質。作為配向處理前之配向膜10、16,亦可使用例如以矽氧烷肉桂酸酯所代表之矽氧烷系聚合物。配向處理前之配向膜10、16亦可使用例如感光性聚醯亞胺或感光性的聚合性液晶材料之塗膜。配向處理前之配向膜10、16亦可使用例如使用偶氮苯衍生物之光配向膜、或於主鏈包含三鍵鍵結之聚醯胺酸之光配向膜。

再者,預傾角θ可藉由例如Journal of Applied Physics,Vol.48 No.5,p.1783-1792(1977)所記載之晶體旋轉法等來測定。

用於作為主動元件11a、11b之TFT之通道,係例如以可見光區域為透明的複合金屬氧化物所形成。藉由使用複合金屬氧化物,以氧化物半導體形成主動元件11a、11b之通道,可使黑矩陣BM等的遮光層之圖案的線寬變細。藉由如此地使遮光層之圖案變細,可增加液晶顯示裝置1之亮度。

在本實施形態中,例如為了有效率地進行光配向,並且提升液晶顯示裝置1之可靠度,可使用氧化物 半導體TFT。作為先前的光配向技術的1種,有使用添加光聚合性單體之液晶之配向手法。該配向手法有因基於與矽半導體相關之佔有大面積的TFT遮光部、黑矩陣BM、紫外光穿透率低的彩色濾光片層13等的紫外線遮光而產生未聚合之單體之殘存,硬化不充分之配向膜,而使液晶顯示裝置之可靠度降低之情形。相對於此,在關於本實施形態之液晶顯示裝置1中,可藉由減少遮光部的面積、以寬廣的面積進行曝光、不使用光聚合性單體,而可大幅提升可靠度及顯示品質。與如此之氧化物半導體TFT相比,矽半導體TFT對可見光區域的光具有感度。因此,相對於矽半導體TFT,需要使用如較大的黑矩陣BM等的遮光層來進行遮光。相對於此,在本實施形態中,主動元件11a、11b係使用複合金屬氧化物之氧化物半導體TFT作為透明通道材料。氧化物半導體TFT的可見光感度低。因此,在本實施形態中,沒有必要形成如矽半導體TFT之大的遮光部,可以得到更亮的顯示。

氧化物半導體可使用可見光區域透明之金屬複合氧化物。以金屬氧化物作為成分包含之半導體材料可為包含鋅、銦、錫、鎢、鎂、鎵之中2種以上的元素之複合金屬氧化物。以金屬氧化物作為成分包含之半導體材料可例如為氧化鋅、氧化銦、氧化銦鋅、氧化錫、氧化鎢(WO)、氧化鋅鎵銦(In-Ga-Zn-O)、氧化銦鎵(In-Ga-O)、氧化鋅錫(Zn-Sn-O)、氧化鋅矽.錫(Zn-Sn-Si-O)。以金屬氧化物作為成分包含之半導體材料亦可使用其他的材料。使用於本實施形態之半導體材料係以實質上為透 明,能隙在2.8eV以上為佳,能隙在3.2eV以上更佳。

用於本實施形態之半導體材料之結構,可為單晶、多晶、微晶、結晶/非晶之混晶、奈米結晶分佈非晶、非晶之任一者。氧化物半導體之膜厚係以約10nm以上為佳。

氧化物半導體之膜或層係使用濺鍍法、脈衝雷射蒸鍍法、真空蒸發法、CVD(Chemical Vapor Deposition,化學氣相沉積)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy,分子束磊晶)法、噴墨法、印刷法等的方法所形成。

氧化物半導體之膜或層係以藉由濺鍍法、脈衝雷射蒸鍍法、真空蒸發法、噴墨法、印刷法而形成為佳。濺鍍法可使用RF磁控濺鍍法、DC濺鍍法。該等濺鍍法之中又以採用DC濺鍍法為更佳。濺鍍用的起始材料(靶材),可使用氧化物陶瓷材料或金屬靶材料。真空蒸發可使用加熱蒸鍍、電子束蒸鍍,離子鍍法。印刷法可使用轉印印刷、膠版印刷、凸版印刷,凸版膠版印刷等,亦可使用其他的方法。CVD法可使用熱線CVD法、電漿CVD法等。亦可將如將上述金屬的無機鹽(例如氯化物)之水合物溶解於醇等,並且鍛燒.燒結,形成氧化物半導體之其他的方法,使用於形成氧化物半導體等。

如上所述,陣列基板2係於透明基板5上,依序具備:絕緣層6a;源極信號線7a、7b;絕緣層6b;共通電極8a、8b;絕緣層6c;像素電極9a、9b;配向膜10。陣列基板2具備對像素電極9a、9b施加液晶驅動電壓之 主動元件11a、11b。陣列基板2所具備的源極信號線7a、7b及閘極線係電性連接於主動元件11a、11b。

主動元件11a、11b係例如具有底閘極型頂部接觸蝕刻阻擋(bottom-gate type top-contact etch stopper)結構。主動元件11a、11b可使用例如頂閘極型或雙閘極型之電晶體構造。亦可藉由具備氧化物半導體之透明通道層之電晶體來形成光傳感器或其他的主動元件。

在主動元件11a、11b之製造中,首先將ITO薄膜以DC磁控濺鍍法形成140nm,接著,將ITO薄膜圖案化成所期望的形狀,形成閘極電極及輔助電容電極,使用電漿CVD法,以SiH4 、NH3 、H2 作為原料氣體,將SiHX 薄膜形成為例如350nm,形成透明絕緣層之閘極絕緣膜。再者,作為通道層,使用InGaZnO4 靶將非晶In-Ga-Zn-O薄膜以DC濺鍍法形成40nm,圖案化成所期望的形狀,形成透明的通道層。再者,使用Si3 H4 靶,以RF濺鍍法一邊導入Ar及O2 一邊形成SiON薄膜,圖案化成所期望的形狀,形成通道保護層。再者,藉由DC磁控濺鍍法形成ITO薄膜140nm,圖案化成所期望的形狀,形成源極.汲極電極。

在以上所說明之關於本實施形態之液晶顯示裝置1中,形成有對向電極15a、15b之彩色濾光片基板3之配向膜16,與形成有主動元件11a、11b之陣列基板2之配向膜10相對向。於配向膜10、16之間具備液晶層4。

液晶驅動時,於陣列基板2之像素電極9a、9b 與共通電極8a、8b之間及陣列基板2之像素電極9a、9b與彩色濾光片基板3之對向電極15a、15b之間,施加液晶驅動電壓。

在本實施形態中,液晶驅動時,於電極之間產生斜電場。藉由使用斜電場,可將藉由配向膜10、16所賦予液晶分子L1~L12之預傾角θ較先前的垂直配向之液晶顯示裝置之預傾角小,藉此,可使斷開驅動電壓時之黑顯示更黑。

關於本實施形態之液晶顯示裝置1,可使用於設置在行動電話、遊戲機、平板終端機、筆記型PC(個人電腦)、電視、車的儀表盤等的顯示裝置。

[第2實施形態]

在本實施形態中,係多角形像素形狀之變形例,說明關於平行四邊形之像素。

第12圖係表示關於本實施形態以黑矩陣BM區分之紅濾光片R、綠濾光片G、藍濾光片B之配置之一例之平面圖。

第13圖係表示關於本實施形態之像素電極9a、9b與共通電極8a、8b之平面形狀之一例之像素平面圖。

在該第12圖及第13圖中,各像素之形狀係縱長的平行四邊形形狀。該像素具有互相平行之短邊及互相平行之長邊。短邊與橫向平行,而成為像素之上端部及下端部。長邊與縱向間具有角度α1,成為像素之側端部。長邊及與長邊平行之中央線CL,與橫向間具有非直角之角度α2。

在第12圖之像素排列中,橫向相鄰之2個像素係相對於該橫向相鄰之2個像素之間的中央線呈線對稱。於縱向相鄰之2個像素係相對於該縱向相鄰之2個像素之間的中央線呈線對稱。藉由縱向相鄰之2個像素所形成之像素組呈「<」狀或「>」狀。

在本實施形態中,於橫向排列不同的顏色,而於縱向排列相同顏色。再者,亦可將相同顏色的像素,以俯視來看排列於斜向。

第13圖之B-B'剖面係與上述第5圖相同。此時,液晶分子L1~L12亦具有初期的小預傾角θ。

關於本實施形態之像素電極9a、9b、共通電極8a、8b、對向電極15a、15b之位置關係、施加驅動電壓時之液晶分子L1~L12之動作,係與上述第1實施形態相同。

再者,在本實施形態中,係將1個像素以平行四邊形形狀表示,使縱向相鄰之2個像素所構成的像素組作成「<」狀或「>」狀,惟亦可將1像素的形狀作成「<」狀或「>」狀,於橫向排列不同的顏色,於縱向排列相同顏色。

[第3實施形態]

在本實施形態中,說明多角形像素形狀之變形例,「V」字狀的像素。

第14圖係表示關於本實施形態以黑矩陣BM區分之紅濾光片R、綠濾光片G、藍濾光片B之配置之一例之平面圖。

第15圖係表示關於本實施形態之像素電極9a、9b與共通電極8a、8b之平面形狀之一例之像素平面圖。

第16圖係表示關於本實施形態之對向電極15a與像素電極9a之配置位置之一例之部分平面圖。該第16圖僅表示像素之左側。

本實施形態之「V」字狀的各像素,係作為像素的上框部,於橫向具有「V」狀的邊,作為像素的下框部,於橫向具有「V」狀的邊。2個「V」狀的邊互相平行。各像素具有於縱向平行之二個側邊。各像素之縱向較橫向長。再者,本實施形態之各像素之形狀,亦可為逆「V」字狀。各像素的上部及下部係以「V」狀的黑矩陣BM區隔。於橫向排列不同顏色的像素。於縱向排列相同顏色的像素。再者,亦可將相同顏色的像素,以俯視來看排列於斜向。

「V」狀的邊與橫向具有角度α3。該角度α3為了提升可視角,可約為5至45°的範圍。再者,以俯視來看,液晶分子L1~L12之配向方向,可設定於與「V」狀的上邊及下邊相同的方向。

例如使橫向與「V」狀的邊之間的角度α3為45°,將黏貼在關於本實施形態之液晶顯示裝置之表裏之偏光板之吸收軸,以0°及90°的正交偏光。此時,在本實施形態中,可較偏光板的吸收軸為45°及135°之第1及第2實施形態,減少偏光板的損失。在通常的液晶面板中,大多為偏光板的吸收軸以45°及135°之正交偏光。如此之通常的液晶面板,係將變更薄膜由偏光薄膜原捲之捲狀薄 膜,以45°的方向裁切成矩形狀,將切出之偏光薄膜黏貼於液晶面板而生成。在如此之液晶板的製造中,偏光薄膜會產生很多的損失。

在本實施形態中,如第15圖及第16圖所示,像素電極9a、9b係以沿著「V」狀之像素形狀之形狀形成。像素電極9a、9b相對於像素中央線CL,具有線對稱之形狀。於像素電極9a、9b之表面,沿著「V」狀的邊形成複數條紋20。

再者,在本實施形態中,例如第17圖所示,對向電極15a、15b可為具有與形成在像素電極9a、9b表面之複數條紋20平行的狹縫30(開口部)之平行四邊形狀圖案。藉由使像素電極9a、9b之條紋20,與對向電極15a、15b之狹縫30之長邊方向平行,可將施加驅動電壓時之液晶配向設定為與條紋20平行的方向。再者,以俯視來看,像素電極9a、9b之條紋20之位置,可位於對向電極15a、15b之狹縫30間之中央的位置。

第15圖之B-B'剖面係與上述第5圖相同。關於本實施形態之液晶顯示裝置,藉由具備超出部a,可減低源極信號線7a、7b之影響,可防止發生縱向之暗部24。

[第4實施形態]

在本實施形態中,說明多角形像素形狀之變形例,六角形狀的像素。

第18圖係表示關於本實施形態以黑矩陣BM區分之紅濾光片R、綠濾光片G、藍濾光片B之配置之一例之平面圖。

第19圖係表示關於本實施形態之像素之像素電極9a、9b與共通電極8a、8b及對向電極15a、15b之平面形狀之一例之像素平面圖。

在該第18圖及第19圖中,像素具有於縱向平行的2個長邊。像素的上下邊係逆「V」字狀及「V」字狀。各像素之形狀係縱長之六角形狀。複數像素係形成蜂窩狀的矩陣。

在第18圖中,不同顏色的像素排列在橫向。紅像素R、綠像素G、藍像素B等的著色像素,分別偏離1/2像素,相同顏色排列於縱向。

區隔各像素的上及下之橫向的逆「V」狀的邊及「V」狀的邊,以俯視來看分別與橫向具有角度α4。TFT等的主動元件11a、11b及源電極,於第18圖及第19圖被省略。源極信號線7a、7b以俯視來看,係六角形像素之黑矩陣BM之下部,且具備於縱向。

如第19圖所示,像素電極9a、9b,係對六角形像素的縱向的中央線CL1線對稱之形狀,且對六角形像素之橫向的中央線CL2線對稱之形狀。

於像素電極9a、9b之表面形成有與六角形像素之橫向的逆「V」狀之邊及「V」狀之邊平行的複數條紋20。複數條紋20與橫向之間的角度α4,可設定在約0°±45°的範圍內。藉由使條紋20與橫向之間具有角度α4,可使液晶顯示裝置具有寬廣的可視角。

共通電極8a、8b具有與像素電極9a、9b重疊之重疊部b。共通電極8a、8b係隔著絕緣層6b設於像素電 極9a、9b之下側。共通電極8a、8b係以縱向之中央線CL1線對稱之形狀。共通電極8a、8b係如第19圖所示,較像素電極9a、9b向像素之側邊側偏離。

像素電極9a、9b係經由主動元件11a、11b施加液晶驅動電壓。

對向電極15a、15b係以縱向之中央線CL1線對稱之形狀。對向電極13係如第19圖所示,較像素電極9a、9b向像素的中央線CL1側偏離。

關於本實施形態之液晶顯示裝置之配向膜10、16,係與上述第1實施形態同樣地與複數條紋20平行,且相對於縱向之中央線CL1,具有線對稱方向之預傾角θ。

[第5實施形態]

在本實施形態中,例示用在關於上述第1至第4實施形態之彩色濾光片基板3之透明樹脂及有機顏料等。

(透明樹脂)

用於形成黑矩陣BM、彩色濾光片13之感光性著色組成物,係加上顏料分散體,含有多官能單體、感光性樹脂或非感光性樹脂、聚合起始劑、溶劑等。例如,將如感光性樹脂以及非感光性樹脂等,可用於本實施形態之透明性高的有機樹脂統稱為透明樹脂。

作為透明樹脂,可使用熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂或感光性樹脂。作為熱塑性樹脂,可使用例如丁縮醛樹脂、苯乙烯-馬來酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙 烯酯、聚胺基甲酸酯系樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸系樹脂、醇酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺樹脂、橡膠系樹脂、環化橡膠系樹脂、纖維素類、聚丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚醯亞胺樹脂等。此外,作為熱硬化性樹脂,可使用例如環氧樹脂、苯并胍胺樹脂、松脂變性馬來酸樹脂、松脂變性富馬酸樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、酚樹脂等。熱硬化性樹脂亦可為三聚氰胺樹脂與含有異氰酸酯基之化合物反應所生成。

(鹼可溶性樹脂)

用於本實施形態之黑矩陣BM等之遮光圖案、透明圖案、彩色濾光片13之形成,係以使用可以藉由光微影來形成圖案之感光性樹脂組成物為佳。該等透明樹脂係以賦予鹼可溶性之樹脂為佳。作為鹼可溶性樹脂,可使用包含羧基或羥基之樹脂,亦可使用其他的樹脂。作為鹼可溶性樹脂,可使用例如環氧丙烯酸酯系樹脂、酚醛系樹脂、聚乙烯基酚系樹脂、丙烯酸系樹脂、含有羧基之環氧樹脂、含有羧基之胺基甲酸酯樹脂等。該等之中,作為鹼可溶性樹脂,又以使用環氧丙烯酸酯系樹脂、酚醛系樹脂、丙烯酸系樹脂為佳,特別是以環氧丙烯酸酯系樹脂或酚醛系樹脂為佳。

(丙烯酸樹脂)

作為可使用於本實施形態之透明樹脂之代表,可例示以下的丙烯酸系樹脂。

作為丙烯酸系樹脂,作為單體,可使用例如(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、( 甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等的(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥基丙酯等的含有羥基之(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等的含有醚基之丙烯酸酯;及(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯等之脂環式(甲基)丙烯酸酯等而得之聚合物。

再者,在此所例示之單體,可單獨使用,或並用2種以上。再者,丙烯酸樹脂亦可使用可與該等單體共聚合之苯乙烯、環己基馬來醯亞胺或苯基馬來醯亞胺等之化合物之共聚物所生成。

此外,亦可例如將共聚合(甲基)丙烯酸等之具有乙烯性不飽和基之羧酸而得之共聚物,與甲基丙烯酸縮水甘油酯等的含有環氧基及不飽和雙鍵之化合物反應,藉此生成具有感光性之樹脂。亦可例如對甲基丙烯酸縮水甘油酯等的含有環氧基之(甲基)丙烯酸酯之聚合物或該聚合物與其他的丙烯酸酯之共聚合物,加成(甲基)丙烯酸等之含有羧酸之化合物,藉此生成具有感光性之樹脂。

(有機顏料)

作為紅色顏料,可使用例如C.I.Pigment Red 7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、97、122、123、146、149、168、177、178、179、180、184、185、187、192、200、202、208、210 、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、242、246、254、255、264、272、279等。

作為黃色顏料,可使用例如C.I.Pigment Yellow 1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、144、146、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214等。

作為藍色顏料,可使用例如C.I.Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、80等,該等之中以C.I.Pigment Blue 15:6為佳。

作為紫色顏料,可使用例如C.I.Pigment Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等,該等之中以C.I.Pigment Violet 23為佳。

作為綠色顏料,可使用例如C.I.Pigment Green 1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55、58等,該等之中,以鹵化鋅花青綠色顏料之C.I.Pigment Green 58為佳。

(黑矩陣BM的色材)

含於黑矩陣BM之層之遮光性色材,係藉由具有吸收可見光波長區域而顯示遮光功能之色材。在本實施形態中,遮光性之色材可使用例如有機顏料、無機顏料、染料等。作為無機顏料,可使用例如碳黑、氧化鈦等。作為染料,可使用偶氮系染料、蒽醌系染料、花青系染料、醌亞胺系染料、喹啉系染料、硝基系染料、羰基系染料、次甲基系染料等。關於有機顏料,可採用上述有機顏料。再者,遮光性成分可使用1種、亦可以適當的比例組合2種以上。此外,可藉由該等的表面的樹脂披覆進行高體積阻抗化,相反地,亦可對樹脂之母材提升色材的含有比例以賦予若干導電性而進行低體積阻抗化。但是,如此之遮光性材料之體積阻抗值,係約1×108 ~1×1015 Ω.cm之範圍,故並非影響透明導電膜之阻抗值之程度。同樣地,遮光層之相對介電常數,亦可藉由色材的選擇或含有比例以大約3~20之範圍調整。黑矩陣BM之塗膜、著色像素之塗膜、透明樹脂層之相對介電常數,可按照液晶顯示裝置1之設計條件及液晶驅動條件,在上述之相對介電常數之範圍內調整。

上述各實施形態,於發明之宗旨不變的範圍,可各式各樣地變更適用。

1‧‧‧液晶顯示裝置

2‧‧‧陣列基板

3‧‧‧彩色濾光片基板(或對向基板)

4‧‧‧液晶層

5‧‧‧透明基板

6a、6b、6c‧‧‧絕緣層

7a、7b‧‧‧源極信號線

8a、8b、8c、8d‧‧‧共通電極(第2電極)

9a、9b‧‧‧像素電極(第1電極)

10‧‧‧配向膜(配向維持層)

11a、11b‧‧‧主動元件

12‧‧‧透明基板

13‧‧‧彩色濾光片層

14‧‧‧透明樹脂層

15a、15b‧‧‧對向電極

16‧‧‧配向膜

L1~L12‧‧‧液晶分子

R‧‧‧紅濾光片

G‧‧‧綠濾光片

B‧‧‧藍濾光片

BM‧‧‧黑矩陣

CL‧‧‧像素中央線

θ‧‧‧預傾角

Claims (6)

  1. 一種液晶顯示裝置,其特徵在於具備:陣列基板,其具備對應於配置為矩陣狀之複數像素之複數像素電極及複數共通電極、以及配向膜;彩色濾光片基板,其係與該陣列基板相對向,具備對應於該複數像素之複數彩色濾光片及複數對向電極;以及液晶層,其係設於該陣列基板與該彩色濾光片基板之間;該複數像素以俯視來看,係縱向較橫向長的多角形;該像素以該俯視來看,係相對於與該多角形之側邊平行並將該像素2分之中央線呈線對稱;該像素電極以該俯視來看,係相對於該中央線分開為線對稱;於該像素電極之該液晶層側之表面,以該俯視來看,至少形成一個具有朝向該中央線之長邊方向之條紋,該條紋的深度為20nm至40nm;該共通電極以該俯視來看,係相對於該中央線分開為線對稱;該共通電極係形成在相對於基板平面之垂直方向,較該像素電極遠離該液晶層之位置;該共通電極之該橫向之位置,以該俯視來看,係相對於該像素電極朝遠離該中央線的方向偏離;該液晶層具備具有負的介電常數各向異性之液晶 分子;該配向膜係以使該液晶分子的長邊方向,由該垂直方向朝該共通電極自該像素電極偏離的方向傾斜之方式,藉由光配向處理賦予該液晶分子預傾角。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置,其中該對向電極之該橫向的位置,以該俯視來看,係偏離該像素電極之該橫向的位置,該對向電極自該像素電極偏離的方向,係與該共通電極自該像素電極偏離的方向相反的方向。
  3. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置,其中該像素電極與該共通電極係於該垂直方向相對,該像素電極與該對向電極係於該垂直方向相對,於該像素電極與該共通電極之間,進一步具備絕緣層,該共通電極以該俯視來看,具備超出該像素電極的部分、以及與該像素電極重疊的部分,該陣列基板具有於第1透明基板上,具備該共通電極、該絕緣層、該像素電極、該配向膜之構成,該彩色濾光片基板具有於第2透明基板上,具備該彩色濾光片、透明樹脂層、對向電極之構成。
  4. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置,其中該條紋的長邊方向係相對於該橫向具有0°±45°的範圍之角度。
  5. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置,其中該彩色濾光片基板進一步具備:黑矩陣,其區分該複數像素,以形成複數像素開口區域; 該複數彩色濾光片具備紅濾光片、綠濾光片、藍濾光片,於該像素開口區域分配該紅濾光片、該綠濾光片、該藍濾光片之任一者。
  6. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置,其中進一步具備主動元件,其係用於對該像素電極施加液晶驅動電壓;該主動元件係氧化物半導體薄膜電晶體,該氧化物半導體薄膜電晶體之通道材料係複合金屬氧化物。
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