TW584757B - Active matrix type display device - Google Patents

Description

〇M757 五、發明說明（l) 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於主動矩陣型顯 复鏃-。皙之主動拓陆1 、、置，特別是關於提升 異顯不品貝之王勤矩陣型顯示裝置。 【先行之技術】 一般的反射式主動矩陣型液 AM W ϊ Π))犛的正 平1履日日顯不裝置（以下、簡稱 為反射式LCD) 4的十面面板顯* _ 型化、輕量化且低耗電等♦點，T 夕/、備溥型化小 行動資訊機器等各種機ί:顯-上 '已被，泛地使用於 i庶丰士抓古你么叫部。在各類的LCD等中， 陣型，此種類型之面板因可破體者稱之為主動矩 ^ &、士田你幺奢T日口 T確K地維持各像素的顯示内 ;:而被用作為貫現高精細顯示或高顯示品質之顯示裝

将呈f 7圖盘'「::矩，型LCl^ *素的等效電路。各像素 )、八告TFTl/由°於屮及貪料線連接之薄膜電晶體11 ( TFT 1 ^合貝;、、卩攸貧料線經由該TFT而供給至液晶電容

c ☆ ’從選擇TFT並寫入資料到再度選擇TFT 為止的期間，由於必猪被者仅姓仓 A綠貝保持寫入之顯示資料，而將補 助電谷1 3 Csc)與液晶電容◦ 1 c並聯連接於TFT。 第8圖顯示傳統之LCD的TFT形成基板（第丨基板1〇〇) 中晝素4的平面構成，第9圖顯示位於沿著第8圖之χ — χ線 位置之LCD的剖面構成。LCD係具備在第丨及第2基板間封入 液晶的構成，在主動矩陣型LCD中，在第1基板ι〇〇上將 TFT1卜像素電極74等以矩陣狀配置，而在與第1基板100

第6頁 584757 五、發明說明（2) 相對配置之第2基板5 0 0上形成施加有共通電壓Vco m之共通 電極56、彩色濾光片（color fi Iter) 54等。此外，在各 像素電極7 4、與像素電極7 4夾著液晶2 0 0而相對之共通電 極5 6之間施加電壓，藉以驅動各像素之液晶電容c 1 c。 在第1基板1 00側設於各像素之TFT，如第9圖所示，其 閘極電極位於主動層6 4之上層，即所謂之頂端閘極型 TFT。TFT的主動層64係在基板1〇〇上形成如第8圖所示之圖 案’再以覆蓋該主動層6 4之方式形成閘極絕緣層6 6，並於 閘極絕緣層6 6上形成兼用作為閘極電極之閘極線。主動層

6 4之與閘極電極相向的位置為通道領域，而在夾著該通道 領域的兩側則形成植入雜質的汲極領域64d與源極領域 6 4 s 〇 過形成於覆蓋閘極電 而與兼用作為資料線 主動層6 4的汲極領域6 4 d，係透 極而形成之層間絕緣膜W的接觸孔， 的汲極電極7 0相連接。 此外，以覆蓋上述資料線與汲極電極7〇之方式 坦彳匕絕緣膜72,主動層64的源極領域Ms， 成^

”,平坦化絕緣膜72上之由IT〇( Ind_ Τιη、〇= 乳化銦錫）等所構成之像素電極以相連接。 f動層64的源極領域64s，兼用 助電容CSC的第1電極80,並如第8圖所示進一;，2 = 2 電極74接觸之領域延伸而出。補助電容csc的像素 係如第9圖所示，與閘極電；極84， 極隔著-定之間隙而形成於其他領域二

五、發明說明（3) 極8 4之層間的介電妒 電容Csc的第2電極絕緣層66兼用。此外，補助 獨立設置，而是與閘極線圖所不，並非於各像素分別 向延伸，並施加有 樣’在像素領域上沿著列方 如上所述，電壓Vsc。 TFT的非選擇期間中，在盘各像素設置補助電容Csc，而在 對應的電荷保持於補助電^ Γ加於液晶電容Clc之顯示内容 74的電位變動，而保持顯：之：：。此即可抑制像素電極 【發明所欲解決之問題】 谷 如弟8圖所干，卩弓4 :電極84 (補助電容：广：60:;以形成補助電容Csc的第 =:。與第2電極84 (補助電像素間的配置關係。 =的像素電極74、74的下芦，德去\)，配線於鄰接之像 的斜線所示，存在未“像素之間的領域如圖 發出此—來，相當於該斜線所示H74所覆蓋的部分。 得特别特別是在鄰接的像素顯示里色時°Ρ分的液晶有白光 ^目，如此將導致顯示品質降低.该部分之白色顯 /绝成上述問題的原因在於. 6*的問題。 反：助電容線）-般係由銘：銷Ϊ Ϊ 6〇與第2電極84 層，、二’但用以控制該反射光的像；反射材所形成，會 即肇此無法控制該部分之液晶的二内4亟I4未存在於其上 於該部分液晶的定向狀離疋°狀態，白光之產生 考慮過貼合偏移的黑色矩陣7 δ =題可藉由設置一 早（δΜ)來解決，不過該方式 五、發明說明（4) 將導:Γ 口率的降低 ^ A： 此’本發明之目的在於提供一蕕7 而提升顯示品質之主動矩 :^止上述問 Γ用以解決問題之手段】 顯不裝置。 的 本發明之主動矩陣型顯示裝置， 、電晶體；及透過該薄膜電晶體u素皆具傷 J極之主動矩陣型顯示裝置，其特以有像素電堡之像幸4 方的像素的像素電極相連接並延伸於=妓叹有與鄰接之〜 之補助像素電極。 、岫接之像素間的領域 藉由設置上述構成之補助像素 即可作為顯不領域的一部份而加以利用士认素間的領域 晶顯示裝f，因該領域的液晶係音卜’其如為液 力:以.驅動之故，因此即使是把黑色矩i:;極=的電虔 質。 丨的白先，而可提升顯示的品 素電:】外但ϋ 膜：：ί像素電極連接之補助像 電極形成電容結合之懸浮電極:亦：接 其如為液晶顯示裝置，同的電壓變化方向變化。 極接近的電壓加以驅動，域的液晶係以與像素電 I之問題。 m 故可改善此領域發出局部的白光 發明之實施形態】 以下9參照圖面含装4 "平 說明本發明之實施形態，而且係

第9頁 313980.ptd 584757 五、發明說明（5) 以以下的液晶顯示裝置為例說明本發明之顯示裝置。 第1圖顯示本發明之第1實施形態之彡動矩陣型液晶顯 示裝置的顯示像素的平面構造。此外，第2圖顯示沿著第1 圖的X-X線位置之液晶顯示裝置在該位置的剖面構造。此 外，與第9圖、第1 〇圖相同構成之部分則附加相同之符號 並省略其說明。 該液晶顯示裝置係以··在使用玻j离等遂明絶緣材料之 第1基板100與第2基板5 0 0之間夾入液晶炎將其貼合之方式 構成。 各像素的等效電路與上述第7圖相同，且如第1圖所示 在第1基板1 00上，像素電極24以矩陣狀配置，同時對應各 像素電極2 4設置頂端閘極型τ F T 1。 各像素中，TFT 1的主動層14呈彎曲狀，其與朝列方向 直線延伸之閘極線2 〇交叉於兩處。在該交叉部分，主動層 1 4構成通道領域丄4 c，而閘極線2 〇則在此形成閘極。閘極 與通/道領域1 4C間形成有閘極絕緣層6 6。主動層1 4的汲極 1 4d係透過形成於層間絕緣膜6 8與閘極絕緣層6 6之接觸孔 而與朝行方向延伸之資料線2 2相連接。 此夕卜

一。 工切潛μ叼你禋丄4s係透過形成於層間絕緣 6 8與閘極絕緣層6 6之接觸孔c丨，與補助像素電極4 〇相益 接。該補助像素電極40，係以與資料線22相同之層 如鋁層）形成於層間絕緣膜68上，並延伸於在θ牛: ::2 :領域。亦、即，補助像素電極4〇跨越延伸二; 之像素的像素電極24、24之間。料，該補助像

313980.ptd 第10頁 584757 五、發明說明（6) 4 0，係透過形成於補助像素電極4 0上的平坦化絕緣膜7 2上 所設的接觸孔C 2與上層的像素電極2 4 (反射電極）相連 接。 此外，補助電容線8 4係以與閘極線2 0相同的層（鉬 膜、鉻膜）構成，而朝列方向直線延伸，並隔著閘極絕緣 層6 6而與主動層1 4之一部分重疊，而該重疊部分則構成補 助電容。 如上所述，根據本實施形態，藉由設置補助像素電極 4 0，各像素間的領域可作為顯示領域的一部份而加以利 用。亦即，該鄰接領域的液晶2 0 0，係透過上述頂端閘極 型TFT 1而以與施加於像素電極24的電壓相同的電壓驅動， 因此其可改善該領域有白光發出的問題。 第3圖顯示本發明之第2實施形態之主動矩陣型液晶顯 示裝置的顯示像素的剖面構造。該剖面構造係對應於沿著 第1圖的X-X線位置之液晶顯示裝置在該位置的剖面構造。 在上述之第1實施形態的構造中，延伸於鄰接之像素 電極2 4、2 4間的補助像素電極4 0上具有厚實的平坦化絕緣 膜7 2，且該平坦化絕緣膜7 2的一部分上有液晶2 0 0。然 而，一般而言，當電極與液晶之間存有厚實的絕緣膜時， 將導致該部分蓄積電荷，而產生液晶燒焦的問題。 因此，在本實施形態中，如第3圖所示，乃去除了補 助像素電極4 0上之厚層的平坦化絕緣膜7 2。具體而言，例 如可用像素電極2 4、2 4作為遮罩而進行蝕刻直到露出補助 像素電極4 0為止。藉此即可避免液晶2 0 0燒焦，而提升顯

313980.ptd 第11頁 584757 五、發明說明（7) 示品質。 第4圖顯示本發明之第3實施形態之主動矩陣型液晶顯 示裝置的顯示像素的平面構造。此外，第5圖顯示沿著第4 圖的X - X線位置之液晶顯示裝置在該位置的剖面構造。此 外，與第1圖、第2圖相同構造之部分則添附相同的符號並 省略其詳細說明。 本實施形態，在第1實施形態之補助像素電極4 0向鄰 接像素延伸的部分的中途將它切斷。而且，切斷的部分構 成懸浮電極4 1，而隔著平坦化絕緣膜7 2與鄰接之像素之各 像素電極2 4、2 4形成電容結合。 在第1實施形態中，因補助像素電極4 0係與一方的像 素的像素電極2 4相連接，而與該像素電極2 4的電壓為同一 電壓，但在本實施形態中，因懸浮電極4 1呈電性懸浮狀態 之故，其電位須視與之電容結合的像素電極2 4的電壓大小 來決定。亦即，須視像素電極2 4、懸浮電極4 1所擁有之電 容量、及兩電極的結合電容量來決定。 藉此，例如：鄰接之像素分別顯示黑色時，懸浮電極 4 1中施加有依照2個像素電極2 4、2 4的電壓（對應於黑色 的電壓）之電壓，故鄰接之像素間的領域亦可獲得黑顯 示。另一方面，鄰接之像素的一方顯示黑色、而另一方顯 示白色時，則因施加黑色與白色的中間電壓而呈灰色顯 示。藉由上述方式，因懸浮電極4 1之電壓係與像素電極 2 4、2 4之電壓朝相同方向變化之故，因此懸浮電極4 1上之 液晶2 0 0的定向亦隨之而定，如此即可避免產生傳統之顯

313980.ptd 第12頁 584757 五、發明說明（8) 示不良的情形。 此外，本實施形態中，懸浮電極4 1係藉由切斷第1實 施形態的補助像素電極4 0而形成，但懸浮電極4 1並不受此 限制，其亦可利用其它的層來形成。 此外，第5圖中懸浮電極4 1係與兩側的像素電極2 4均 等重疊，但是藉由使其中任一方之重疊部分大於另一方， 即可使該一方的像素電壓居支配地位。依照此種方式，即 適用於顯示文字畫或線晝等邊界分明的晝面。 第6圖顯示本發明之第4實施形態之主動矩陣型液晶顯 示裝置之顯示像素的剖面構造。該剖面構造係對應於沿著 第4圖之X-X線位置之液晶顯示裝置在該位置的剖面構造。 本實施形態係在上述第3實施形態中，去除懸浮電極 4 1上之厚實的平坦化絕緣膜7 2。具體而言，可用像素電極 2 4、2 4作為遮罩而進行蝕刻直到露出補助像素電極4 0為 止。藉此可防止液晶2 0 0的燒焦，而提升顯示品質。關於 此點，其原因與上述第2實施形態相同。 【發明之效果】 根據本發明，在主動矩陣型顯示裝置中，設置與鄰接 之一方的像素的像素電極相連接並延伸於鄰接之像素間的 領域之補助像素電極，即可將各像素間的領域作為顯示領 域的一部份而加以利用。特別是，其為液晶顯示裝置時， 因該領域的液晶係以與像素電極相同之電壓加以驅動，故 可避免該領域發出局部的白光，而提升顯示品質。 此外，由於設置隔著絕緣膜與鄰接之像素的兩方的像

313980.ptd 第13頁 584757 五、發明說明（9) 素電極形成電容結合之懸浮電極’並猎此使懸浮電極的電 位朝向與像素電極相同的電壓變化方向變化之故，因此在 液晶顯示裝置的情況下，由於該鄰接領域的液晶係以接近 像素領域的電壓加以驅動，因此同樣有助於改善該領域發 出局部的白光之問題。

313980.ptd 第14頁 584757 圖式簡單說明 【圖面之簡單說明】 第1圖為顯示本發明之第1實施形態之主動矩陣型液晶 顯示裝置的顯示像素的平面構造之圖。 第2圖為顯示沿著第1圖的X-X線位置之液晶顯示裝置 在該位置的剖面構造之圖。 第3圖為顯示本發明之第2實施形態之主動矩陣型液晶 顯示裝置的顯示像素的剖面構造之圖。 第4圖為顯示本發明之第3實施形態之主動矩陣型液晶 顯示裝置的顯示像素的平面構造之圖。 第5圖為顯示沿著第4圖的X-X線位置之液晶顯示裝置 在該位置的剖面構造之圖。 第6圖為顯示本發明之第4實施形態之主動矩陣型液晶 顯示裝置的顯示像素的剖面構造之圖。 第7圖為顯示傳統之主動矩陣型LCD的像素的等效電路 之圖。 第8圖為顯示傳統之LCD的TFT形成基板（第1基板1 00 )的像素部的平面構成之圖。 第9圖為顯示沿著第8圖之X-X線位置的LCD的剖面構成 之圖。 第1 0圖為以模式之方式顯示第8圖之第2電極8 4 (補助 電容線）與像素電極7 4的配置關係之圖。 【符號之說明】 11 薄膜電晶體（TFT) 12 液晶電容（Cl c) 13 補助電容（Csc) 14 主動層

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圖式簡單說明 14c 通 道 領 域 14d 汲 極 14s 源 極 20 閘 極 線 22 資 料 線 40 補 助 像 素 電極 41 懸 浮 電 極 54 彩 色 濾 光 片 56 共 通 電 極 60 閘 極 線 64 主 動 層 64d 汲 極 領 域 64s 源 極 領 域 66 閘 極 絕 緣 層 68 層 間 絕 緣 膜 70 汲 極 電 極 72 平 坦 化 絕 緣膜 74 像 素 電 極 80 補 助 電 容 Csc的 第 1電 極 84 補 助 電 容 C s c白勺 第 2電 極 100 第 1基板 200 液 晶 500 第 2基板 cn、 C2接 觸 孔 313980.ptd 第16頁

Claims (1)

1. 584757 _公告本_ 六、申請專利範圍 L—-- 1. 一種主動矩陣型顯示裝置，係各像素皆具備：薄膜電 晶體；及透過該薄膜電晶體而施加有像素電壓之像素 電極之主動矩陣型顯示裝置，其特徵為：設有與鄰接 之一方的像素的像素電極相連接並延伸於鄰接之像素 間的領域之補助像素電極。 2. 如申請專利範圍第1項之主動矩陣型顯示裝置，其中， 前述補助像素電極係隔著絕緣膜而形成於前述像素電 極的下層。 3. 如申請專利範圍第2項之主動矩陣型顯示裝置，其中， 前述補助像素電極，係連接於前述薄膜電晶體的源極 同時連接於該補助像素電極的上層的前述像素電極。 4. 如申請專利範圍第1項之主動矩陣型顯示裝置，其中， 前述補助像素電極係隔著絕緣膜而形成於前述像素電 極的下層，且將延伸於鄰接之像素間的領域之前述補 助像素電極上的前述絕緣膜的一部份加以去除。 5. —種主動矩陣型顯示裝置，係各像素皆具備··薄膜電 晶體；及透過該薄膜電晶體而施加有像素電壓之像素 電極之主動矩陣型顯示裝置，其特徵為：設有配置於 鄰接之像素間的領域，並隔著絕緣膜與鄰接之像素的 各像素電極形成電容結合之懸浮電極。 6. 如申請專利範圍第5項之主動矩陣型顯示裝置，其中， 前述懸浮電極係隔著前述絕緣膜而形成於前述像素電 極的下層。 7. 如申請專利範圍第5項之主動矩陣型顯示裝置，其中，

   313980.pld 第17頁 584757 六、申請專利範圍 前述懸浮電極係隔著前述絕緣膜而形成於前述像素電 極的下層，且將前述懸浮電極上的前述絕緣膜的一部 份加以去除。

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