TW565723B - Liquid crystal display panel and liquid crystal display device - Google Patents

Description

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^本發明係有關於液晶顯示面板及液晶顯示裝置，其中 包括一晝素範圍，具有顯示電極和參考電極，以顯示電極 和參考電極間施加的電壓，調控穿越基板間填充的液晶層 的光。

If 一驾知之液晶顯示裝置，具有一使用如薄膜電晶體之主 一牛的主動矩陣式液晶顯示面板，因為其厚度薄而重量 輕f優點及其可顯示高畫質畫面，已被使用在如辦公室自 動設備之顯示終端機中。

如電視之主動矩陣式液晶顯示面板顯示系統，具有可 多人觀看的廣視角可視性，亦即如日本專利公開公報Ν〇· 50 5247/_1 993和日本專利公報牝219〇7-1 988所述之橫向電 場型顯示系、统，電場形成於在相肖基板之一 的 電極和參考電極之間，使填充在基板之間的液晶在 平灯的方向轉動，藉以調控並顯示由顯示電極 間之空隙進入液晶的光。 爹亏電極 …、而’在日本專利公開公報Ν〇· 505247/1993和日木 專利公報N〇21907-1988所述之習知水平電場型液曰 :=，❺了產生主要平行於基板的水平方向電；以；， 也在接近顯不電極和參考電極的邊緣產生垂 ,» rsr , 且电$劳。因

此，原本主要平行於基板延伸的液晶分子主軸軸向 基板產生傾斜。所以，在顯示電極和參考電極的 _ ; 漏光’而使對比變差。而且，因為主軸軸向傾斜，者； 消失時，液晶分子回到其原本方向延遲而產生=二 問題。 ^〜現象的

565723 五、發明說明（2) 供-ίΠ:亡述情況的觀點製作，且本發明的目的在提 ^ t日日.肩不面板及液晶顯示裝置，可防止接近顯示雷 極和參考電極邊緣的漏光。 筏近.4不電 液晶述:：：根=:明的第一形態，提供-種 曰屏，#+ 包括.一對基板，具有光穿透特性；一液 ϊί電極充Γ該對基板間；—畫素範圍，包括顯示電極和 中藉施加在i在該對基板的相對表面之在該液晶層 :仃基板的平行電場，來調控穿越液晶層的光；Ϊ i搞iii，位在該對基板的相對表面之一者，且比顯矛 電極更接近該對基板的相對表面之-者，以攔 穿越該”、、員示電極和參考電極之間的光。 φ阳ϊΐ本發明的另一形態’提供一種液晶顯示面板，苴 ::且光層堆砌在顯示電極和參考電極上，纟寬度 ； 電極和參考電極的寬度。 ”、7^ 根據本發明的又一形態，提供一種液晶顯示面板，1 中颂不電極和參考電極主要製成線狀，且阻光層主要^ 線狀而平行於顯示電極和參考電極。 成 根據本發明的另一形態，提供一種液晶顯示面板，盆 中阻光層以印刷方式製成。 八 根據本發明的又一形態，提供一種液晶顯示面板， 2阻光層由主要為有機物質構成之材料，以印刷方式製、 根據本發明的另一形態，提供一種液晶顯示面板，其

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其寬度比顯示電 中阻光層堆砌在顯示電極和參考電極上 極和參考電極的寬度2 — 4//m。 中- s?: ϋ月的ί 一形恶’提供一種液晶顯示面板，其 ..^ ν砌在每一對基板上，使得形成液晶的液晶分 :之主：的指向方向，主要在該對基板的介面上相互平 ^ i I向相對於顯示電極和參考電極間施加的電壓所產 生的電場方向成大約85度的角度。 根據本發明的另一形態，提供一種液晶顯示面板，其

a命偏光片形成於每一對基板上，且偏光片之一設定在使 侍越偏光片的光的方向指向相對於顯示電極和參考電極 間施加的電壓所產生的電場方向成大約度的角度而另 偏光片没定在使得穿越另一偏光片的光的方向主要垂直 於該一偏光片。 根據本發明的又一形態，提供一種液晶顯示面板，其 中一對基板的距離大約為4· 1 。 根據本發明的另一形態，提供一種液晶顯示裝置，包 括亡述之任一種液晶顯示面板，一影像處理裝置以在液晶 顯不面板的顯示電極和參考電極間施加適當的電壓。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細 說明如下： 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示根據本發明較佳實施例之液晶顯示面板 二基板之一上的畫素範圍的平面圖；

第6頁 565723 五、發明說明（4) 第2圖所示為第1圖中液晶顯示面板之另側一基板上的 阻光模與一基板上畫素範圍之關係圖； 第3圖所示為第1圖中依A-A線之剖面圖； 第4圖係顯示第1圖中依B-B線之剖面圖； 第5圖係顯示配向角度和偏光片穿透軸對應於電場方 向的不意圖， 第6圖係顯示包括液晶顯示面板之液晶顯示裝置的區 塊圖；以及 第7圖係顯示根據本發明另一較佳實施例之液晶顯示 面板二基板之一上的畫素範圍的平面圖。 【符號說明】 100〜底側基板，101〜透明玻璃基板；102〜掃描信號 線；103〜視訊信號線；104〜顯示電極；1〇5〜參考電極· 106〜薄膜電晶體；108〜絕緣層；109〜參考信號線；lu〜阻 光層；112〜絕緣層；120〜配向膜；130〜偏光片；200〜頂侧 基板；2(Π〜透明玻璃基板；202〜阻光層；203〜彩色層； 204〜平坦膜；208〜主軸指向方向；209〜偏光片穿透轴； 220〜配向膜；230〜偏光片；300〜線狀液晶物質；301〜液晶 分子；302〜液晶分子主軸；400〜液晶顯示面板；401〜控$ 器；402〜液晶驅動電源供應電路；403〜垂直掃描電路； 4 0 4〜視訊信號驅動電路。 【實施例】 第1圖所示為根據本發明之第一較佳實施例之液晶顯 示面板二基板之一上的畫素範圍的平面圖。第2圖所示為

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第1圖中液晶顯示面板之另側一基板上的阻光模與一基板 上晝素範圍之關係圖。第3圖所示為第1圖中依A線"之剖 面圖。第4圖係顯示第1圖中依B-B線之剖面圖。第5圖係顯 示配向角度和偏光片穿透軸對應於電場方向的示意圖。第 6圖係顯示包括液晶顯示面板之液晶顯示裝置的區塊圖。 請參照第1至4圖，參考編號40 0所指為液晶顯示面 板。此液晶顯示面板400包括一對透明玻璃基板1〇1和2〇1 作為基板，其厚度舉例大約為1 · 1 mm，具有拋光表面及光 穿透特性。103主要平行地垂直於掃描信號線1〇2，造成複 數個矩陣形狀的畫素區域。 在每個畫素區域中，薄膜電晶體106，位在對應的每 個知r描彳5就線1 〇 2與視訊信號線1 〇 3的交叉點做為主動元 件。帶狀延伸的參考信號線丨09位在玻璃基板1〇1的一表面 且延伸越過相鄰的畫素範圍。參考電極丨〇5自參考信號線 1 〇 9的縱向邊緣形成，以延伸成梳狀形式至相鄰的畫素範 圍。而且’顯示電極1〇4位在每個晝素範圍中。顯示電極 1 0 4以與參考電極丨〇 5相嚙合的方式形成為梳狀形狀，且經 由薄膜電晶體106在顯示電極1〇4上施加電壓。顯示電極 104與參考電極1〇5大致上具有相同寬度。 在玻璃基板1 0 1之一表面上，以如印刷方法形成阻光 層111來覆蓋顯示電極1〇4與參考電極105，其中阻光層111 使用主要由有機物質組成的材料，直接印刷形成為預設的 形狀。阻光層111具有的寬度以比顯示電極丨04和參考電極 105的寬度大2- 4从m較佳。

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而且’配向膜1 2 0由聚醯亞胺或類似物質形成為薄 膜，具有一經過滾刷的表面，而位在玻璃基板丨〇丨之一側 的农外表面。偏光片130在玻璃基板之與畫素範圍所在 的底側基板1 0 1的表面相對的表面上。 . 另一方面，如第2圖中所示，阻光層2〇2位在另一玻璃 基板201的一側。阻光層202具有一開口，以切開其所對應 玻璃，板101之每個畫素範圍而形成，使得層2〇2對應每個 畫素範圍具有一打開的窗口。三原色之彩色層2 〇 3做為彩 色濾光片成在阻光層202的表面上。平坦膜204以透明樹脂 物質形成彩色層203的表面。還有，配向膜22〇，以薄膜形 _ 式，由聚醯亞胺或類似物質形成，且具有一經過滾刷的表 面，而位在平坦膜204的表面。偏光片23〇位在玻璃基板 201上而與配向膜220相對，如此形成頂側基板2〇〇。 底側基板1 0 0和頂側基板2 〇 〇相對地放置，使得配向膜 120和220所在的表面相對，而間隔開一如大約4· i 的間 隙d。線狀液晶物質3〇〇之液晶填充至間隙d中而形成液晶 顯示面板4 0 0。 配向膜120和220的滾刷製程以如第3和5圖中所示的方 式執行’滾刷的方向為構成線狀液晶成分3〇〇之液晶分子 3^1的主轴指向方向2〇8，大約和玻璃基板1〇ι和2(π之間的 面平行’且被配向在對應於施加電場方向約成8 5度的 度 02η。 就線狀液晶成分3 00而言，所使用的線狀液晶成分之 介電係數非等向性△ ε為正7· 3(lkHz)，且其折射數非等-

第9頁 565723 五、發明說明（7) 向性An為0.073 (589nm，20°C)。需注意的是折射數非等 向性Δη是基於基板100和20 0之間隙d而決定的，其所使用 的公式為： T = sin2(PI An d/ λ ) (2表示平方，λ為波長，Τ為穿透度） 如此可以得到最大穿透因素。 而且，如第5圖中所示，偏光片130和230設定在使得 偏光層穿透轴209為光穿越層120和220的方向，被指向在 大致上等於配向膜120和220之滾刷方向208的角度，換句 話說，在偏光片穿透轴2 09與所施電場方向之間的角度 大約為85度，而另一層之偏光片穿透軸2〇9大約垂直於層 120和220之一的偏光片穿透軸209。 、其次，請參照第6圖，對包括如上所述液晶顯示面板 之液晶顯示裝置的結構加以說明。 垂直掃描電路403連續供給掃描信號至複數條掃描線 102 ’連接至液晶顯示面板4〇〇。另外，視訊掃描電路 4〇4，對應於自垂直掃描電路4〇3所連續供給至掃描線1〇2 描信號電壓時序，連續供給視訊信號電壓至視訊信身 線103 ’連接至液晶顯示面板。 用以供給電壓之液晶驅動電源供應電路連接至垂 =描=路榻和視訊掃描電路偏，且同時連接自中央肩 此形成液晶顯示裝置。需注意的^ 電原供應電路402亦連接至參考信號線1〇9，以施加電壓】

565723 五、發明說明（8) 參考信號線109。 液晶顯示裝置的操作說明如下： 玻璃基板101，其上預先製成顯示電極104，參考電極 105，掃描信號線102，視訊信號線1〇3，薄膜電晶體106， 阻光層111 ’和配向膜1 2 0各層，以絕緣層1 0 8和11 2間插其 中以做為畫素範圍，與玻璃基板201，其上製成阻光層 202，彩色層203，平坦膜204，和配向膜220各層，二基板 相對放置，以在其間形成一預設尺寸之間隙，使得配向膜 120和220相互相對，而球狀聚合物顆粒以散佈狀態夾持在 玻璃基板101和201之間。接著線狀液晶物質300填充入玻 璃基板101和201的相對表面之間，以使間隙d大約為4. 1 β m，且這對其間填充入線狀液晶物質3〇〇的玻璃基板ΐ(π和 201被夾持在偏光片130和230之間以形成形成液晶顯示面 板 4 0 0 〇 接著說明本實施例的功能： 當電壓施加於顯示電極104與參考電極105之間時，形 成一主要平行於玻璃基板1 01的水平電場’而也形成如第3 圖所示之垂直電場，使得在顯示電極104與參考電極1〇5之 間應該平行於玻璃基板101之液晶分子302的主轴方向，在 靠近顯示電極104與參考電極1〇5的邊緣發生傾斜。 因具有比顯示電極104與參考電極105大寬度而使其覆 蓋二電極104和1 05的阻光層111，被置於與顯示電極1〇4和 參考電極105相鄰的側邊，所以穿過接近顯示電極1〇4和參 考電極1 0 5側邊的光被阻光層111所阻擋。因此，可防止來

第11頁 565723 五、發明說明（9) 自顯示電極104和參考電極105侧邊的漏光。 如上所述，在上述實施例中，因阻光層丨i 1位在比顯 示電極104與參考電極1〇5更靠近玻璃基板ιοί的位置，自 顯示電極104和參考電極1〇5之間穿透的光被阻光層ln所 阻擋。因此，即使以在顯示電極104與參考電極105之間施 加電壓，以產生幾乎平行於玻璃基板丨〇1的水平電場和如 第3圖所示之垂直電場，造成應該平行於玻璃基板1〇ι之液 晶分子302的主軸方向，在靠近顯示電極與參考電極 1 0 5的邊緣發生傾斜，光仍被阻光層丨u所阻擋。所·以，可

防止漏光而避免對比度變差。而且，可避免當電場關閉時 由於液晶分子30自其傾斜位置回復的延遲所造成的殘影現 象0 還有’因阻光層1Π具有比顯示電極丨〇4與參考電極 1 0 5大的寬度’可以用簡單的結構防止漏光。 進步地，因阻光層111的寬度比顯示電極1〇4與參考 電極105大2-4 //m，可以在確保不增加畫素範圍的情況下 而且，因阻光層111以簡單的印刷方法製成， 生產力且可降低生產成本。 還有，因阻光層11丨由有機物質組成的材料做為主要 成份而以印刷方法製成，阻光層lu可以使用預製形狀以 印刷直接开…而幻且光層ln的形狀可以只用一個印刷 步驟形成，而因此可增強生產力且可降低生產成本。 另一方面，因在玻璃基板101和201上形成層疊之配向

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膜120和220之滾刷方向，即液晶分子3〇1的主軸方向之配 向方向208 ’被設定為在玻璃基板1〇1和2〇]1的介面上大致 上相互平行’且被配向在對應於由施加在顯示電極丨〇 4與 參考電極105之間所造成的電場方向約成85度的角度必 2η ’方向208自電場方向的垂直方向傾斜5度，而決定液晶 分子301轉動的方向。而且，因液晶分子3〇1轉動45度時可 得到最大穿透度，其可被轉動至45度。 另外’因在玻璃基板1〇1和2〇1上形成層疊之偏光片 130和230之偏光片穿透軸方向2〇9，為穿透玻璃基板1〇1和 201之一的光的方向，被設定為大致上和配向方向相等， 亦即偏光片穿透軸方向209指向對應於由施加在顯示電極 104與參考電極1〇5之間所造成的電場方向約成85度的角度 必ρ，且另一片玻璃基板ιοί，201之偏光片穿透軸方向209 垂直地延伸至一片玻璃基板1〇1，201之偏光片穿透轴方向 2〇9 ’當電場關閉時，光會被具有偏光片穿透軸方向2〇9垂 直於配向方向之另一片玻璃基板101，201所攔阻，因而顯 示黑色’但當電場打開時’液晶分子3 〇 1被旋轉使得液晶 轴接近另一片玻璃基板101，201的偏光片穿透轴方向 209。所以，光會穿透液晶’因而顯示白色。因此，可增 強白色與黑色顯示之間的對比。 而且，因玻璃基板101，201之間的距離設定為4.1“ m ’可增強生產力且可降低生產成本。 接著’請參照第7圖’說明另一較佳實施例： 在第7圖所示之實施例中’形成如參考第1至6圖所說

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明的阻光層111，使其在跨越相鄰晝範圍之行方向上線狀 延伸。 ' 根據第7圖所示之結構，阻光層111的結構可被簡化且 不需光阻步驟即可形成。因此，可增加製造製程選擇的自 由程度且增強生產力。

雖然在上述實施例中以所謂水平電場型液晶顯示面板 4 0 0作說明’但本發明也可被應用在任何其他的液晶顯示 面板。且藉由應用如上述實施例中之本發明至水平電場型 液晶顯示面板’其中液晶受主要平行於玻璃基板丨〇 1，2 〇 ^ 的電場所操作，且液晶分子3 02起初應該被指向平行於玻 璃基板101，201，因也在垂直方向產生的電場而傾斜，而 因此發生漏光，此漏光可被有效的防止。 在玻璃基板1 0 1，2 0 1間的間隙d可以生產，尺寸，重 里’成本’以及其觀點被設為任何大小。 而且’配向膜120和220的滾刷製程和偏光片130和230 之偏光片穿透轴方向209的設定並不僅限於上述實施例。

還有’雖然所說明之用以印刷形成之阻光層111的材 料主要成分為有機物質，但阻光層111也可能用其他方式 形成’例如：在整個玻璃基板1 〇 1的表面形成金屬膜，以 阻抗物印刷成阻光層形狀，以蝕刻除去金屬膜不需要的部 份，再除去阻抗物。根據本方法，不需要光阻步驟，使得 生產力可改進且生產成本可降低。 阻光層111可能由任何其他物質如有機物質或非有機 物質製成。

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根 光層放 考電極 示電極 參考電 光作用 因為當 產生的 還 具有比 防止漏 據本發明 置位置與 附近的先 和參考電 極之間所 而防止漏 電場消失 殘影現象 有，因阻 顯示電極 光0 夕巧电蚀而言，阻 基板相鄰，使其可攔阻穿越顯示電極和參 ，即2顯不電極和參考電極之間而在顯 極側邊緣附近的液晶分子，因顯示電極和 施加的電場而傾斜，也可利用阻光片的阻 可避免不完全的對比，並防止 時’液晶分子由其傾# μ . ，、1貝計位置回復的延遲而 〇 光層與顯示電極和參考電極形成重疊，且 與參考電極大的寬度，可以用簡單的結構 進一步地，因阻光層的寬度比顯示電極與參考電極大 2-4 //m，可以防止漏光而避色因增加寬度而增加晝素範圍 尺寸。 而且’因阻光層以簡單製造製程的印刷方法製成，可 增強生產力且可降低生產成本。 還有’因採用主要成份為有機物質的材料，阻光層可 以使用印刷直接形成預製形狀，而可增強生產力且可降低 生產成本。 而且，因玻璃基板對之間的距離設定為4.1 //m，製造 製程簡單，可增強生產力且可降低生產成本。 且因在玻璃基板上形成層疊之配向膜之滾刷方向，即 液晶分子301的主軸方向之配向方向208，被設定為在玻璃 基板的介面上大致上相互平行，且被配向在對應於由施加

第15頁 565723 五、發明說明（13) 在顯示電極與參考電極之間所造成的電場方向約成85度的 角度’方向208自電場方向的垂直方向傾斜5度，而決定液 晶分子轉動的方向。而且，因液晶分子轉動45度時可得到 最大穿透度，分子可被轉動至45度。

另外’因在玻璃基板和上形成層疊之偏光片之偏光片 牙透轴方向’為穿透玻璃基板之一的光的方向，被設定為 大致上和配向方向相等，亦即偏光片穿透軸方向指向對應 於由施加在顯示電極104與參考電極丨05之間所造成的電場 方向約成85度的角度’且另一片玻璃基板之偏光片穿透軸 方向垂直地延伸至一片玻璃基板之偏光片穿透軸方向，當 電場關閉時，光會被具有偏光片穿透轴方向垂直於配向方 向之另一片玻璃基板所攔阻，因而顯示黑色，但當電場打 開時’液晶分子被旋轉使得液晶轴接近另一片玻璃基板的 偏光片穿透軸方向。所以，光會穿透液晶，因而顯示白 色。因此，可增強白色與黑色顯示之間的對比。 還有’根據包括可防止自其中漏光之液晶顯示面板之 液晶顯示裝置和用以地在顯示電極與參考電極之間施加的

影像處理裝置，可藉由防止漏光而避免不完全對比，而可 得到良好的液晶顯示面板。 十雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限^本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當 視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (1)

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   • 種液晶顯示面板，包括： 一對基板’具有光穿透特性； 一液晶層，填充於該對基板間； & 4晝素範圍，包括顯示電極和參考電極，位在該對基 i本對表面之一者，在該液晶層中藉施加在顯示電極和 ’極之間的電壓，以形成主要平行於該對基板的平行 電场’來調控穿越液晶層的光；以及 一“一阻光層，位在該對基板的相對表面之一者，且比顯 不電極和參考電極更接近該對基板的相對表面之一者，以 攔阻穿越該顯示電極和參考電極之間的光。 、，2·如申研範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該阻 光層的寬度大於顯示電極和參考電極的寬度以覆蓋二電 〇 3·如申請範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該顯 示電極和參考電極主要製成線狀，且該阻光層主要製成線 狀而平行於該顯示電極和參考電極。 4 ·如申請範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該阻 光層以印刷方式製成。 5 ·如申請範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該阻 光層由主要為有機物質構成之材料，做為主要成份/以印 刷方式製成。 6·如申請範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該阻 光層之寬度比該顯示電極和該參考電極的寬度寬2 — 4//m。 7·如申請範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中一配

   565723 六、申請專利範園 向膜形成於每一該對基板上，使曰 主轴的指向方向，主要在哕對M的液晶分子之 受在这對基板的介面上相互平行，且 扣向相對於該顯示電極和該參考電極間施加 的電場方向成大約85度的角度。 电錢產生 ^ 8.如申請範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中一偏 光片形成於每一該對基板上，且偏光片之一設定在使得穿 越偏光片的光的方向指向相對於該顯示電極和該參考電極 間施加的電壓所產生的電場方向成大約85度的角度，而另 偏光片0又疋在使得穿越另一偏光片的光的方向主要垂直 於該一偏光片。 9·如申請範圍第1項所述之液晶顯示面板，其中該對 基板的距離大約為4.1 "in。 1 0 · —種液晶顯示裝置，包括： 一液晶顯示面板，如申請範圍第1項所述者；以及 一影像處理裝置，以在該液晶顯示面板的顯示電極和 參考電極間施加適當的電壓。 第18頁