TWI383196B - 每個彩色像素具有次像素的液晶顯示裝置 - Google Patents

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Description

每個彩色像素具有次像素的液晶顯示裝置 發明領域
本發明係有關液晶顯示器，尤係關於一種液晶顯示器其在每一彩色像素中含有二個次像素各具有不同的液晶分子斜傾方向及二不同的亮度者。
 發明背景
液晶顯示器(LCD)係為最普遍使用的平板顯示器之一。一LCD會包含二面板(例如二基材，具有可產生電場的電極例如像素電極等，及一共同電極)設有偏振濾光膜等，並有一液晶(LC)層介設其間。該LCD可藉施加電壓於該等電場產生電極來產生一通過該LC層的電場，其會決定該LC層中的LC分子方向以調整入射光的偏振，而來顯示出影像。該液晶會扭轉進入一濾光膜之光的偏振，以使其能穿過另一濾光膜。
該LCD更含有多數的薄膜電晶體(TFTs)連接於該等像素電極，以及許多的信號線連接於該等TFTs並能對其傳輸信號。
在各種LCD中，有一種垂直配向(VA)式的LCD，其在沒有電場時會調準LC分子而使該等LC分子的長軸垂直於該面板，因其具有高對比率及寬參考視角故會較佳。
該VA式LCD的寬視角能藉在該等電場產生電極中造成切除部及在該等電極上形成凸部而來實現。由於該等切除 部和凸部能決定LC分子的斜傾方向，故LC分子的斜傾方向能藉設計該等切除部和凸部而來分配成數個方向。因此該參考視角能夠變寬。
但是，該VA式LCD相較於正面可視性會具有較差的側向可視性。例如，其側向γ曲線係不同於正面γ曲線。
此外，該等LC分子的排列印可能會因信號線所造成的高度差而變異，導致光洩漏而減低對比率。
 發明概要
一依據本發明的LCD乃包含：一第一基材；一閘極線佈設在第一基材上；一資料線會叉交閘極線；一薄膜電晶體(TFT)會連接於該閘極線和資料線；一(耦合電容器的)耦合電極會連接於該TFT；一第一次像素電極連接於該TFT；一第二次像素電極會電容性地耦接於該耦合電極；一第二基材面對該第一基材；一共同電極設在第二基材上；及一偏振膜設在第一或第二基材上而具有一偏振軸；其中該(耦合電容器)的耦合電極會伸長而平行於該偏振軸，並具有一第一邊緣會平行或垂直於該偏振軸。
該等LC分子的斜傾程度(“斜傾角”)會決定入射在該LC層上之光竹偏振變化，而該光偏振的變化會造成穿透該偏振膜之光的改變。藉此方式，該LCD即可顯示出影像。該等LC分子的斜傾角係取決於電場的強度(例如垂直於面板的表面而產生於該LC層中者)。由於該第一次像素LC電容器的電壓和第二次像素LC電容器的電壓並不相同，所以 在第一次像素中之LC分子的斜傾方向會不同於第二次像素中之LC分子的斜傾方向，故而該二次像素的亮度會不相同。該二次像素的平均亮度係為一目標亮度，且第一和第二次像素的LC電容器電壓能被調整，而使一影像由側向視之能甚相似於由正面所見的影像，故會改善其側向可視性。
該第一和第二次像素LC電容器電壓之比值可藉改變該耦合電容器的電容而來改變，又該耦合電容則可藉改變該耦合電極的重疊面積及/或改變該耦合電極與第二次像素電極之間的距離而來改變。
該TFT可包含一第一電極連接於閘極線，一第二電極連接於資料線，及一第三電極連接於第一次像素電極和該耦合電極。
該第三電極可具有一邊緣會平行於或垂直於該偏振膜的偏振軸。
該LCD可更包含一互接部來連接第三電極和耦合電極。
該互接部可包含一邊緣或部份會平行或垂直於該偏振膜的偏振軸來延伸。或者，該互接部亦可包含一邊緣或部份會相對於該偏振膜的偏振軸呈斜向地延伸(既不平行亦不垂直)。
該LCD可更包含一儲存電極重疊該第一和第二像素的至少一者。該儲存電極可具有一邊緣會平行或垂直於該偏振膜的偏振軸。
該耦合電極可具有一第二邊緣斜向於該偏振膜的偏振 軸，且該儲存電極可具有一邊緣設在靠近該耦合電極的第二邊緣處。
該LCD可更包含一分隔物(例如切除部)會將第一和第二次像素電極的至少一者分隔成多數的次區域。
該分隔物(例如切除部)可相對於一線(例如一橫向中心線)來形成鏡像對稱。
該分隔物(例如切除部)可沿一約呈45度角的方向延伸。
該分隔物可包含一切除部被設在該第一次像素電極、第二次像素電極或共同電極上。
該LCD更可包含一儲存電極重疊該分隔物。
圖式簡單說明
本發明之上述及其它的特徵將可藉參照所附圖式來詳述實施例而被熟習該技術之人士更清楚地瞭解。但本發明亦能以許多不同的形式來實施，故不應被限制於所述之實施例。
在各圖式中，各層、膜及區域的厚度會被誇大以便清楚表示。其中相同的編號代表相同的元件。應請瞭解當一層、膜、區域或基材係被稱為位在另一元件“上”時，則其係可直接地設在該另一元件上或亦可存有中介的元件。相反地，若一元件係被稱為“直接設在”另一元件上，則將不會有中介元件存在。
在各圖式中：第1圖係為本發明一實施例之LCD的TFT陣列面板100之佈局圖； 第2圖係為本發明一實施例之LCD的共同電極面板200之佈局圖；第3圖為一包含第1圖所示之TFT陣列面板100和第2圖所示之共同電極面板200的LCD之佈局圖；第4圖為第3圖所示的LCD沿截線Ⅳ-Ⅳ’的截面圖；第5圖為第1~4圖所示的LCD之一等效電路圖；第6圖為本發明另一實施例之LCD的佈局圖；第7圖為第6圖之LCD沿Ⅶ-Ⅶ’截線的截面圖；及第8圖為本發明另一實施例的LCD之佈局圖。
 較佳實施例之詳細說明
第1~5圖係示出本發明之一實施例。
第1圖為本發明一實施例之LCD的TFT陣列面板佈局圖，第2圖為本發明一實施例之LCD的共同電極面板佈局圖，第3圖為包含第1圖之TFT陣列面板和第2圖之共同電極面板的LCD佈局圖。第4圖為第3圖之LCD沿Ⅳ-Ⅳ’截線的截面圖，而第5圖為第1~4圖之LCD的等效電路圖。
請參閱第1~4圖，本發明之一實施例的LCD係包含一TFT陣列面板(基材)100，一共同電極面板(基材)200，及一LC層3介設於該二面板100與200之間。
該TFT陣列面板100將會參照第1，3，4圖來說明。
多數的閘極導體包括多數的閘極線1(見第1，3圖)和多數的儲存電極線131(見第1，3圖)等會被設在一絕緣基材110(第4圖)例如透明玻璃或塑膠上。
該等閘極線121可傳輸閘極信號而沿橫向延伸。各閘極線121皆包含多數的閘極電極124(見第1，3，4圖)向上及向下凸出，並有一端部129(見第1，3圖)具有較大面積以供接觸另一層或一(閘極)驅動電路。一可產生閘極信號的閘極驅動電路(未示出)可被設在一軟性印刷電路(FPC)膜上(未示出)，其會被附接於該基材110，乃可直接裝在該基材110上，或被整合於該基材110上。該等閘極線121可延伸來連接於一(閘極)驅動電路，其係被整合在該基材110上。
該等儲存電極線131(見第1，3圖)會被供入預定的電壓，且各儲存電極線131皆包含一凸條平行於閘極線121來延伸，並有多數組的第一、第二、第三、第四儲存電極133a、133b、133c、133d等會由該凸條分支伸出，以及多數的儲存接點133e(見第1，3，4圖)等。該各儲存電極線131係被設在二相鄰的閘極線121之間，且一儲存電極線131的凸條會較靠近於該二相鄰閘極線121中之一者(例如在上方者)。
該第一和第二儲存電極133a和133b由該凸條沿縱向延伸並互相平行。第三儲存電極133c則會由第一儲存電極133a的端部朝一閘極電極124沿橫向延伸。大部份的第四儲存電極133d會由第一儲存電極133a、第二儲存電極133b、或第三儲存電極133c來斜向地伸向儲存電極線131的凸條。但是，有一第四儲存電極133d會由第二儲存電極133b斜向地伸出，並改變方向，再斜向地回到第二儲存電極133b。各儲存接點133e係連接於相鄰組的儲存電極133a~133d之間。但是，該等儲存電極線131和儲存電極亦可具有 其它不同的形狀和排列印方式。
該等閘極導體121和131較好是由含鋁的金屬如鋁和鋁合金，含銀的金屬如銀和銀合金，含銅的金屬如銅和銅合金，含鉬的金屬如鉬和鉬合金，Cr、Ta或Ti等來製成。但是，它們亦可具有複層結構而包含二導電膜(未示出)賦具不同的物理特性。該二層膜之一者較好係由較低電阻的金屬來製成，包括含鋁金屬、含銀金屬、及含銅金屬等，以減少信號延遲或電壓降低。而另一層膜較好係由含Mo金屬或Cr、Ta、Ti等材料來製成，其會具有良好的物理、化學特性，以及與其它材料例如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)等之良好電接觸特性。該等組合膜層之例係如下層的Cr膜和上層的Al(合金)膜，及下層的Al(合金)膜和上層的Mo(合金)膜。但是，該等閘極導線121和131亦可由各種其它金屬或導體來製成。
如第4圖所示，該等閘極導線121和131的側面(邊緣)會相對於該基材110的表面斜傾，且其斜傾角約為30~80度。
一閘極絕緣層140(見第4圖)較好係由氮化矽(SiNx )或氧化矽(SiOx )所製成，而被設在閘極導線121和131上方。
有多數的半導體條紋151(見第1，3圖)較好係由氫化的非結晶矽(簡稱為“a-Si”)或多晶矽所製成，而被製設在該閘極絕緣層140上。該各半導體條紋151會沿縱向延伸，並具有多數的凸出部154(見第1，3，4圖)會伸向(或覆蓋)閘極電極124。
有多數的電阻觸點(條紋和凸島)161(163)及165等(見 第4圖)會被設在該等半導體條紋151(154)上。該等電阻觸點161和165較好是由以一n型雜質例如磷來重摻雜的n+ 氫化a-Si所製成，或它們亦可由矽化物來製成。各電阻接觸條紋161皆具有多數凸出部163，而該等凸出部163和電阻接觸凸島165係成對地設在半導體條紋151的凸出部154上(見第4圖)。
該等半導體凸條151和電阻觸點161(163)與165的側面會相對於基材110的表面斜傾，且其斜傾角較好為大約30~80度。
有多數的資料導體包括各資料線171、汲極電極175、及隔離的金屬接點172等，會被製設在電阻觸點163、165(第4圖)及閘極絕緣層140上。
該等資料線171會傳輸資料信號，並沿縱向延伸而交叉該等閘極線121、儲存電極線131的凸條及儲存接點133e等。各資料線171皆包含多數的源極電極173會朝向閘極電極124凸出而彎曲如“C”形，及一端部179具有較大面積可供接觸另一層或一(外部資料)驅動電路。一能產生資料信號的資料驅動電路(未示出)可被設在一FPC膜上(未示出)，其可被附接於該基材110，即直接裝在該基材110上，或被整合於基材110上。該等資料線171可延伸連接於一資料驅動電路，該電路係被整合在該基材110上。
該各汲極電極175會與資料線171電隔離，並包含一窄縮部及一第一擴張部177連接於該窄縮部。該汲極電極175之窄縮部的一端係被設成相對於源極電極173，而在閘極電 極124上方被源極電極173(的C形部份)部份地包圍。
各汲極電極175更包含一第二擴張部176及一互接部178(178a、178b、178c)。該第二擴張部176可被作為一(“耦合電容器”Ccp的)耦合電極，且大致呈梯形，其平行的(左右)邊緣會平行於資料線171，而一對斜邊則被設成靠近第四儲存電極133d。於此所述之“斜邊”係指斜傾一角度，既非垂直(沿縱向)亦非水平(沿橫向)的。該互接部178(178a、178b、178c)(見第1，3，4圖)會連接第一擴張部177和第二擴張部176，而包含一縱伸部(178b)及一對斜伸部(178a和178c)。
該等金屬接點172會被設在靠近第一儲存電極133a之儲存電極線131的閘極電極121上。一閘極電極124，一源極電極173，一汲極電極175以及半導體條紋151之一凸出部154將會形成一薄膜電晶體(TFT)，其具有一通道位在該源極電極173與汲極電極175之間的半導體(凸出部154)中。
該等資料導線171、172、175較好係由耐火金屬例如Cr、Mo、Ta、Ti、或其合金所製成。但它們亦可具有複層結構，包括一耐火金屬膜(未示出)及一低電阻膜(未示出)。該等複層結構的良好範例係如包含一下層的Cr/Mo(合金)膜與一上層的Al(合金)膜之雙層結構，及包含一下層Mo(合金)膜，一中層Al(合金)膜，一上層Mo(合金)膜的三層結構。但該等資料導線171、172、175亦可由不同的其它金屬或導體來製成。
該等資料導線171、172、175皆具有斜傾的邊緣，其斜 傾角約為30~80度。(該等資料導線171、172、175的側邊會相對於該基材110的表面斜傾，而其斜傾角約為30~80度)。
該等電阻觸點161(163)和165僅會設在底下的半導體條紋151(154)和頂上的資料導體171(173)、175之間，而可減少其間的接觸電阻。該等半導體條紋151含有一些曝露部份未被資料導體171和175所覆蓋，譬如位在源極電極173與汲極電極175之間的電晶體通道部份。
一鈍化層180會被製設在該等資料導體171、172、175及半導體條紋151(154)的曝露部份上。該鈍化層180較好是由無機或有機絕緣體所製成，而可具有平坦表面。該等無機絕緣體之例乃包括氮化矽和氧化矽等。該有機絕緣體可具有光敏性，且其最好具有小於4.0的介電常數。該鈍化層180可包含一無機絕緣體的下層膜及一有機絕緣體的上層膜，故能具有該有絕緣體的優異絕緣特性，又能防止該等半導體條紋151(154)的曝露部份被該有機絕緣體所損壞。
該鈍化層180具有多數的接觸孔182及185等，分別會曝露資料線171的端部179和汲極電極175的第一擴張部177。該鈍化層180和閘極絕緣層140具有多數的接觸孔181會曝露閘極線121的端部129，及多數的接觸孔183a會曝露靠近儲存電極線131與第一儲存電極133a連接處的部份，和多數的接觸孔183b會曝露靠近第三儲存電極133c連接第一儲存電極133a的部份。
有多數的像素電極190，多數的跨接部83，和助接部 81、82等會被製設在該鈍化層180上。它們較好是由透明導體例如ITO或IZO，或反射性導體如Ag、Al、Cr或其合金等所製成。
各像素電極190(190a和190b)係略呈長方形而具有斜削的左邊角，且其斜削緣會與閘極線121形成大約45度角。
該各像素電極190皆具有一間隙93會將該像素電極190分割成一外次像素電極190a和一內次像素電極190b。
該間隙93包含上、下斜伸部，及一將它們連接的縱伸部。該間隙93的上、下斜伸部會由該像素電極190的左側邊緣伸向右側邊緣，而與閘極線121形成一大約45度的斜角。該間隙93的縱伸部份會連接上、下斜伸部的左端，並重疊一第一儲存電極133a。該間隙93的縱伸部係小於各上、下斜伸部。因此，該內次像素電極190b會呈一等腰梯形，而外次像素電極190a會包含一對直角梯形。一縱向的連接部會連接該對直角梯形。
如第1，3，4圖所示，該外次像素電極190a會經由一接觸孔185來接觸於汲極電極175的第一擴張部177。
該內次像素電極190b會重疊(一“耦合電容器”的)耦合電極176及一互接部178。該內次像素電極190b和耦合電極176及該互接部178(被該介電鈍化層180所分開)會形成一“耦合電容器”。
該內次像素電極190b具有中央切除部91和92；該外次像素電極190a的下半部具有一下切除部94a，而上半部具有一上切除部94b。該等切除部91、92、、94a會將該等次像 素電極190b和190a分隔成多個部份。該像素電極190具有該等切除部91、92、94a、94b和間隙93，而會相對於一中分該像素電極190的想像橫線形成鏡像對稱。個別的間隙部份93於後亦會被視為切除部。
該各上、下切除部94b及94a會大致由該像素電極190的下緣或上緣斜向地伸向該像素電極190的左緣。該等(斜傾的)上、下切除部94b和94a會相對於閘極線121呈約45度角，且它們會互相垂直延伸。
該中央切除部91會沿該想像橫線延伸，並由該像素電極191的右緣具有一入口，其具有一對斜緣分別平行於下切除部94a和上切除部94b。
而中央切除部92則包含一對斜伸部互相連接，並會由其間的連接處分別平行於下切除部94a和上切除部94b來朝該像素電極190的右緣延伸。
該等切除部或分隔部份的數目乃可依設計因素而改變，例如像素電極190的大小，像素電極190之橫向邊緣與縱向邊緣的比率，LC層3的種類和特性等等。
又，該耦合電極176係被設在切除部92與93之間，且該耦合電極176的斜邊會被設在靠近間隙(切除部)93的下部及上部處。該第四儲存電極133d會疊覆切除部91、92、93、94a、94b等。
該跨接部83會跨越閘極電極121，而分別經由設在閘極線121相反側的接觸孔183a和183b來連接於儲存電極線131之凸條的曝露部份，和第三儲存電極133c的曝露部份。該 等儲存電極線131包括各儲存電極133a~133d以及該跨接部83乃可用來修補間極線121、資料線171、或TFTs中的瑕疵。
助接部81和82等會分別經由接觸孔181和182來連接於閘極線121的端部129和資料線171的端部179。該等助接部81和82能保護端部129和179，並加強該等端部129和179與外部元件之間的黏接。
以下將參照第2~4圖來說明共同電極面板200。
一可防止光漏之稱為黑色基質的阻光物220(見第4圖)會被製設在一絕緣基材210例如透明玻璃或塑膠上。該阻光物220具有多數(矩形的)開孔225(第2圖)會面對矩形的像素電極191上方，且會具有與該像素電極191相同的平面造型(例如矩形)。或者，該阻光物220亦可包含多數的直線部份面對TFT陣列面板100上的資料線171，以及多數的加寬部份面對TFT陣列面板100上的TFT等。
有多數的濾色膜230(見第4圖)亦會被設在基材210上，且它們實質上係被設在由阻光物220(第4圖)所包圍區域內的開孔225(見第2圖)中。該等濾色膜230會沿像素電極190的縱向延伸。該各濾色膜230可呈現一種主要顏色，例如紅、綠或藍色。
一覆層250會被設在該等濾色膜230和阻光物220上。該覆層250較好是由(有機)絕緣體所製成，且其可避免濾色膜230曝露並提供一平坦表面。
一共同電極270會設在該覆層250上。該共同電極270 較好是由透明導電材料例如ITO和IZO所製成，且(尤其如第2圖所示)具有多數組的切除部71、72、73a、73b、74a、74b等。
該共同電極270有一組切除部71~74b(71、72、73a、73b、74a、74b)會面對一像素電極190，而包含中央切除部71、72，下切除部73a、74a，及上切除部73b、74b等。該共同電極270的各切除部71~74b會被設在像素電極190之各相鄰的切除部91、92、93、94a、94b之間，或在該像素電極190之一切除部94a或94b與一斜削邊緣之間。該共同電極270之各切除部71~74b具有至少一斜伸部會沿像素電極190的下切除部94a的上切除部94b延伸。該共同電極270之各切除部71~74b皆會相對於前述中分該像素電極190的假想橫線形成鏡像對稱。
該共同電極270之各下方及上方切除部73a~74b皆包含一斜伸部及一對橫伸部和縱伸部，或一對縱伸部和擴張部。該等斜伸部會大致由該像素電極190的下緣、上緣或右邊角延伸至該像素電極190的左緣。該等橫伸部和縱伸部會由斜伸部的兩端沿像素電極190(矩形)的邊緣延伸，而重疊像素電極190的邊緣，並與該斜伸部形成鈍角。該共同電極270之各下、上切除部73a~74b的擴伸部係被設成靠近像素電極190之一(右)邊角處。
該共同電極270之各中央切除部71、72皆包含一中央橫伸部，一對斜伸部，及一對終結縱伸部。該中央橫伸部係被設成靠近該像素電極190的左緣或中心處，並沿該想像的 橫切中分線延伸。該共同電極270之切除部71和72的斜伸部會由其中央橫伸部的一端延伸至該像素電極的右緣。該共同電極270之切除部71和72的斜伸部會與中央橫伸部形成一斜角。該終結縱伸部會由各斜伸部的末端沿著像素電極190的右緣延伸，而重疊該像素電極190的右緣，並與各斜伸部形成鈍角。
共同電極270的切除部72和73會重疊互接部178的斜伸部份。
共同電極270之切除部71~74b的數目可視設計因素而改變，且該阻光物220會重疊該共同電極270的切除部71~74b以阻止光穿經該等切除部71~74b來洩漏。
配向層11和12可為同向性的而被塗設在面板100與200的內表面上，且偏振膜12和22會被設在面板100和200的外表面上，而使面板100和200的偏振軸POL呈交叉，且該等偏振軸POL可為橫向或縱向來平行於閘極線121和資料線171。當該LCD係為一反射式LCD時，其中之一偏振膜12或22則可略除。
該LCD更可包含至少一延滯膜(未示出)來補償該LC層3的延滯。該延滯膜具有雙折射性，而能提供一相反於LC層3的延滯。
該LCD更包含一背光單元(未示出)可透過偏振膜12及22、延滯膜和面板100、200來對LC層3供應光，並使光穿過。
最好該LC層3具有負介電異向性，且會受到垂直配向，而使該LC層3中的LC分子在沒有施加電場時會被排列 成令其長軸垂直於面板100和200的表面。因此，在未施加電場時，入射光將不能通過交叉的偏振化系統12和22。
第5圖係為第1~4圖所示之LCD的等效電路圖。
請參閱第5圖，該LCD之一像素PX包含一TFT電晶體Q，一第一次像素PXa包含一第一LC電容器Clca與一第一儲存電容器Csta，一第二次像素PXb包含一第二LC電容器Clcb與一第二儲存電容器Cstb，及一耦合電容器Ccp。
該第一LC電容器Clca包含一外次像素電極190a可作為一端子，有一部份的共同電極270會與之對應而作為另一端子，及一部份的LC層3(第4圖)設在其間成為一介電質。同樣地，該第二LC電容器Clcb包含一內次像素電極190b可作為一端子，與其對應的一部份共同電極270會成為另一端子，而介於其間的一部份LC層3會成為一介電質。
該第一儲存電容器Csta包含該外次像素電極190a作為一端子，部份的儲存電極線131會重疊該外次像素電極190a而成為另一端子，及一部份的鈍化層180和閘極絕緣層140(見第4圖)會介於其間成為一介電質。同樣地，第二儲存電容器Cstb包含該內次像素電極190b可作為一端子，部份的儲存電極線131會重疊該內次像素電極190b而成為另一端子，及一部份的鈍化層180和閘極絕緣層140會介於其間成為一介電質。
該耦合電容器Ccp包含該內次像素電極190b可作為一端子，一耦合電極176(和一部份的互接部178)可作為另一端子，及部份的鈍化層180會介於其間成為一介電質。
該第一LC電容器Clca和第一儲存電容器Csta會並聯於該TFT電晶體Q的汲極(經由185、177及175)，而第二LC電容器Clcb和第二儲存電容器Cstb會並聯於該耦合電容器Ccp。該耦合電容器Ccp係連接於TFT電晶體Q的汲極和第二LC電容器Clcb之間。該共同電極270(第4圖)會被供以一共同電壓Vcom，而該等儲存電極線131亦會被供入該共同電壓Vcom。
該TFT Q會由一資料線171(經過173)施加資料電壓至第一LC電容器Clca與耦合電容器Ccp，以回應一(經由閘極線121)來自一閘極驅動器的閘極信號，且該耦合電容器Ccp會將具有(被電容器Ccp)修正量值的資料電壓傳輸至第二LC電容器Clcb。
若該儲存電極線131被供以共同電壓Vcom，且各電容器Clca、Csta、Clcb、Cstb、Ccp的電容係以同樣的標號來表示(Clca、Csta、Clcb、Cstb、Ccp)，則充入第二LC電容器Clcb的電壓Vb係為：Vb=Va×[Ccp/(Ccp+Clcb+Cstb)]
其中Va係指第一LC電容器Clca的電壓。
由於Ccp/(Ccp+Clcb+Cstb)會小於1，故第二LC電容器Clcb的電壓Vb會小於第一LC電容器Clca的電壓Va。此電壓的不相等在該儲存電極線131的電壓不等於共同電壓Vcom的情況下亦會成立。但是，該第二LC電容器Clcb的電壓Vb亦可藉例如以一預定電壓譬如該共同電壓Vcom來預先充電該第二LC電容器Clcb，而形成小於第一LC電容器Clca的 電壓Va。
當通過第一LC電容器Clca或第二LC電容器Clcb而產生電位差時，一垂直於面板100和200的電場將會產生在該LC層3中，故該像素電極190和共同電極270於下皆會被稱為電場產生電極。嗣，該LC層3中的LC分子會回應於該電場而斜傾成令其長軸垂直於該電場方向。該等LC分子的斜傾程度(“斜傾角”)會決定入射在該LC層3上方之光的偏振變化，而該光偏振變化會造成穿過該等偏振膜12和22之光透射率的改變。藉此方式，該LCD即會顯示出影像。
該等LC分子的斜傾角係取決於電場強度(產生於該LC層3中而垂直於面板100和200的表面)。由於第一LC電容器Clca的電壓Va和第二LC電容器Clcb的電壓互不相同，故在第一次像素中的LC分子之斜傾方向會不同於第二次像素中的LC分子之斜傾方向，因此該二次像素的亮度會不相同。緣是，該二次像素的平均亮度係為一目標亮度，而第一和第二像素的電壓Va和Vb能被調整為，當一影像由側向觀之會甚似同於由正面所見的影像，故能改善側向可視性。
電壓Va和Vb的比率可藉改變耦合電容器Ccp的電容來調整，而該耦合電容Ccp可藉改變耦合電極176與中央次像素電極190b的間距，及/或耦合電極176的重疊面積而來改變。較好是，該第二LC電容器Clcb的電壓Vb係為第一LC電容器Clca之電壓Va的大約0.6至0.8倍。
充入該第二LC電容器Clcb的電壓Vb亦可大於第一LC電容器Clca的電壓。此可藉以一預定電壓例如該共同電壓 Vcom預先充入第二LC電容器Clcb而來達成。
該第一次像素之下及上次像素電極190a1、190a2與第二次像素的中央次像素電極190b之比較好係為約1：0.85至1：1.15，且在該各LC電容器Clca和Clcb中之次像素電極的數目亦可改變。
該等LC分子的斜傾方向係取決於電場產生電極190和270之切除部91~94b及71~74b所產生的水平分量，而像素電極190的斜緣會扭曲該電場，其會呈垂直於切除部91~94b和71~74b的邊緣和像素電極190的斜緣。請參閱第3圖，一組切除部91~94b和71~74b會將一像素電極190分割成多數的次區域，而各次區域皆會具有二主要邊緣。由於在各次區域上的LC分子會斜傾來垂直於該等主要邊緣，故其斜傾方向的方位分佈會局限於四個方向，而能增加該LCD的參考視角。
用來決定該等LCD分子之斜傾方向的切除部91~94b和71~74b的形狀和佈列方式亦可被修正，且至少一該等切除部91~94b或71~74b亦能以凸部或凹部(未示出)來取代。該等凸部較好是由有機或無機材料來製成，而被設在電場產生電極190或270上方或下方。
該等LC分子的定向在靠近底下物層例如耦合電極176和互接部178的邊緣處，將會由於階差而有變異。但是，因該等耦合電極176之二邊緣係呈縱向且會平行於偏振膜12和22的偏振軸，故該等LC分子會沿一平行於另一偏振軸的方向預斜，所以該等分子的定向變異只會造成最小的光 漏。同樣地，該互接部178的縱伸部份亦不會造成太大的光漏。
此外，由於耦合電極176的斜緣及互接部178(178a和178b)的斜緣所造成的光漏，將能被第四儲存電極133d及電場產生電極190和270的切除部93、72、73b等所阻擋。
會重疊像素電極190並形成階差的其它物層亦可具有橫向或縱向邊緣，而使該階差不會造成太大的光漏。又，該等阻光物220的開孔225亦可具有橫向及縱向邊緣，而使該階差不會造成太大的光漏。
依本發明另一實施例的LCD將會參照第6及7圖來詳細說明。
第6圖係為本發明另一實施例的LCD之佈局圖，而第7圖為第6圖的LCD沿截線Ⅶ-Ⅶ’的剖視圖。
請參閱第6及7圖，本實施例的LCD亦包含一TFT陣列面板100，一共同電極面板200，一LC層3介設於該二面板100和200之間，及一對偏振膜12和22附設於面板100和200的外表面上，而具有橫向和縱向的偏振軸POL。
本實施例之面板100和200的疊層結構係大致相同於第1~4圖中所示者，只是有以下所述特徵的差異：在該TFT陣列面板100上，有多數的閘極線121包括閘極電極124和端部129等，及多數的儲存電極線131(包括儲存電極133a~133d和接點133e等)會被設在一基材110上。一閘極絕緣層140，多數的半導體條紋151，及多數的電阻觸點161和165等會接續地設在閘極線121和儲存電極線131 上。多數的資料線171包括源極電極173和端部179等，多數的汲極電極175包括擴張部177、176和互接部178等，及多數的金屬接點172等會被設在電阻觸點161和165上。一鈍化層180會被設在資料線171、汲極電極175(和互接部178)、金屬接點172、及半導體條紋151(154)的曝露部份上。有多數的接觸孔181、182、183a、183b、185等會被設在(貫穿)該鈍化層180和閘極絕緣層140中。多數的像素電極190包括次像素電極190a和190b並具有切除部91~94b等，及多數的跨接部83和助接部81、82等，會被設在該鈍化層180上，並有一配向層11覆設其上。
至於該共同電極面板200，則有一阻光物220，多數的濾色膜230，一覆層250，一共同電極270具有切除部71~74b等，及一配向層21被製設在一絕緣基材210上。
與第1~4圖所示之LCD不同的是，該各互接部178只包含一縱伸部178b及一橫伸部178e(而沒有斜伸部)，以減少階差造成的光漏。
又，該等半導體條紋151會具有與資料線171、汲極電極175及底下的電阻觸點161(163)和165等幾乎相同的平面造型。但是，該等半導體條紋151會含有某些曝露部份(在半導體凸島154處)並不會被該等資料線171和汲極電極175完全地覆蓋，例如位於源極電極173和汲極電極175之間的部份(參見第7圖的154、173和175)。
此外，該TFT陣列面板更包含多數的半導體凸島(未示出)，以及多數的電阻接觸凸島等(未示出)被設在隔離的金 屬接點172底下，而會具有與該等金屬接點172大致相同的平面造型。
有一鈍化層180(見第7圖)會被設在該等資料線171(源極電極173)，汲極電極175，金屬接點172，及半導體條紋151的曝露部份(例如半導體凸島154)上。該鈍化層180和閘極絕緣層140設有許多接觸孔182、185等。
依據一實施例之該TFT陣列面板的製造方法可使用一光微影步驟來同時地製成該等資料線171、汲極電極175、金屬接點、半導體151(154)、及電阻觸點161(163)和165等。
用於該光微影製程的光阻罩蔽圖案會具有取決於位置的厚度；具言之，其會具有較厚部份和較薄部份。該等較厚部份係位於導線(金屬)區域上，即會被該等資料線171、汲極電極175、和金屬接點172等所佔用部份，而該等較薄部份係位在TFTs的半導體(154)通道上。
該光阻之取決於位置的厚度係能藉數種技術來獲得，例如可在曝光罩體上設置半透明區域及透明區域和阻光不透明區域等。該等半透區域可具有縫隙圖案，格網圖案，或一薄膜具有中等透光度或中等厚度。當使用縫隙圖案時，較好該等縫隙的寬度或間距係小於光微影製程所用之曝光機的解析度。另一例係使用可重流的光阻。在該技術中，當由可重流材料製成的光阻圖案被使用一正常的曝光罩(僅具有透明區域和不透明區域)來形成後，將會被施以重流處理而流至沒有光阻的區域上，故能形成較薄部份。
如此，該製造就法會因減省一光微影步驟而更簡化。
依據本發明第一實施例之第1~4圖所示的LCD中如前所述的許多特徵亦可適用於第6、7圖所示之另一實施例的LCD。
本發明又另一實施例的LCD將會參照第8圖來詳細說明。
第8圖為本發明又另一實施例的LCD之佈局圖。
第8圖所示之LCD的截面圖係大致相同於第4圖所示的截面圖，故有關第4圖的大部份說明亦同樣適用於第8圖。
請參閱第4及8圖，一依此實施例的LCD亦包含一TFT陣列面板100，一共同電極面板200，一LC層3介設於該二面板100和200之間，及一對偏振膜12和22附設於該二面板100和200的外表面上，而具有橫向和縱向的偏振軸POL。
本實施例(第8圖)的面板100與200的疊層結構係幾乎類同於第1~4圖中所示者，只是有一些如下所述之特徵不同：於該TFT陣列面板100上，會有多數的閘極線121包括閘極電極124和端部129等，及多數的儲存電極線131包括儲存電極133a~133d和接點133e等，被製設在一基材110上。一閘極絕緣層140，多數的半導體條紋151(154)，及多數的電阻觸點161、165等會被接續設在閘極線121和儲存電極線131上。多數的資料線171包括源極電極173和端部179，多數的汲極電極175包括擴張部177和耦合電極176，及多數的金屬接點172等會被設在電阻觸點161(163)及165上。一鈍化層180會被設在資料線171、汲極電極175、金屬接點172、及半導體條紋151的曝露部份上。
有多數的接觸孔181、182、183a、183b及185等(例見第4圖)會被設在(或貫穿)該鈍化層180和閘極絕緣層140中(例如可曝露汲極電極175、擴張部177、和資料線171的端部179等)。多數的像素電極190包括次像素電極190a和190b(見第1、3、4圖)並具有切除部91、92、93、94a、94b等，及多數的跨接部83和助接部81、82等會被製設在該鈍化層180上；並有一配向層11會覆設其上。
至於該共同電極面板200，則會有一阻光物220，多數的濾色膜230，一覆層250，一具有切除部71~74b的共同電極270(見第2圖)，及一配向層21等，會被製設在一絕緣基材210上。
與第1~4圖所示之LCD不同的是，該等耦合電極176會沿縱向直線地延伸而沒有明顯可區分的互接部(相較於第1圖的互接部178)。由於該等耦合電極176僅具有縱向及橫向邊緣，故由於階差所造成的光漏將會很少。
該等耦合電極176會重疊儲存電極133b。
在第1~4圖中所示之LCD的許多上述特徵亦可適用於第8圖所示的LCD。
依據本發明的另一實施例，該TFT陣列面板100會含有濾色膜，而該共同電極面板200則沒有濾色膜。
如上所揭在該等像素電極底下之物層的邊緣平行或垂直於偏振膜之偏振軸的設計亦可應用於其它類型的LCD，例如扭轉向列(TN)式LCD及在平面中切換(IPS)式LCD。
雖本發明已參照較佳實施例詳細說明如上，惟專業人 士應可瞭解各種修正及替代亦可被實施，而不超出下附申請專利範圍中所述之本發明的精神與範疇。
3‧‧‧液晶層
11，21‧‧‧配向層
12，22‧‧‧偏振膜
71，72，73，74，91，92‧‧‧切除部
81，82‧‧‧助接部
83‧‧‧跨接部
93‧‧‧間隙
94a‧‧‧下切除部
94b‧‧‧上切除部
100‧‧‧TFT陣列面板
110，210‧‧‧絕緣基材
121‧‧‧閘極線
124‧‧‧閘極電極
129，179‧‧‧端部
131‧‧‧儲存電極線
133a，133b，133c，133d‧‧‧儲存電極
133e‧‧‧儲存接點
140‧‧‧閘極絕緣層
151‧‧‧半導體條紋
154‧‧‧凸出部
161，165‧‧‧電阻觸點
163‧‧‧凸出部
171‧‧‧資料線
172‧‧‧金屬接點
173‧‧‧源極電極
175‧‧‧汲極電極
176，177‧‧‧擴張部
178‧‧‧互接部
180‧‧‧鈍化層
181，182，183，185‧‧‧接觸孔
190‧‧‧像素電極
190a‧‧‧外次像素電極
190b‧‧‧內次像素電極
200‧‧‧共同電極面板
220‧‧‧阻光物
225‧‧‧開孔
230‧‧‧濾色膜
250‧‧‧覆層
270‧‧‧共同電極
第1圖係為本發明一實施例之LCD的TFT陣列面板100之佈局圖；第2圖係為本發明一實施例之LCD的共同電極面板200之佈局圖；第3圖為一包含第1圖所示之TFT陣列面板100和第2圖所示之共同電極面板200的LCD之佈局圖；第4圖為第3圖所示的LCD沿截線Ⅳ-Ⅳ’的截面圖；第5圖為第1~4圖所示的LCD之一等效電路圖；第6圖為本發明另一實施例之LCD的佈局圖；第7圖為第6圖之LCD沿Ⅶ-Ⅶ’截線的截面圖；及第8圖為本發明另一實施例的LCD之佈局圖。
81，82‧‧‧助接部
83‧‧‧跨接部
91，92‧‧‧切除部
93‧‧‧間隙
94a‧‧‧下切除部
94b‧‧‧上切除部
121‧‧‧閘極線
124‧‧‧閘極電極
129‧‧‧端部
131‧‧‧儲存電極線
133a，133b，133c，133d‧‧‧儲存電極
133e‧‧‧儲存接點
151‧‧‧半導體條紋
154‧‧‧凸出部
171‧‧‧資料線
172‧‧‧金屬接點
173‧‧‧源極電極
175‧‧‧汲極電極
176，177‧‧‧擴張部
178‧‧‧互接部
179‧‧‧端部
181，182，183，185‧‧‧接觸孔
190‧‧‧像素電極
190a‧‧‧外次像素電極
190b‧‧‧內次像素電極

Claims (16)

  1. 一種液晶顯示器，包含：一第一基材；一閘極線，其設在該第一基材上；一資料線，其與該閘極線交叉；一薄膜電晶體，其連接至該閘極線和該資料線；一耦合電極，其連接至該薄膜電晶體；一第一次像素電極，其連接至該薄膜電晶體；一第二次像素電極，其電容性地耦接至該耦合電極；一第二基材，其面對該第一基材；一共同電極，其設在該第二基材上；及一偏振膜，其具有一偏振軸，且設在該第一基材和該第二基材的其中一者之上；其中該耦合電極係實質上平行於該偏振軸地伸長，並具有實質上平行或實質上垂直該偏振軸的一第一邊緣。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，其中該薄膜電晶體包含連接至該閘極線的一第一電極、連接至該資料線的一第二電極、及連接至該第一次像素電極和該耦合電極的一第三電極。
  3. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示器，其中該第三電極具有實質上平行或實質上垂直該偏振膜的該偏振軸之一邊緣。
  4. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示器，更包含連接該第三電極和該耦合電極的一互接部。
  5. 如申請專利範圍第4項之液晶顯示器，其中該互接部具有實質上平行或實質上垂直該偏振膜的該偏振軸之一邊緣。
  6. 如申請專利範圍第4項之液晶顯示器，其中該互接部包括實質上平行或實質上垂直該偏振膜的該偏振軸延伸之一部份。
  7. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，更包含重疊該等第一和第二像素電極的至少一者之一儲存電極。
  8. 如申請專利範圍第7項之液晶顯示器，其中該儲存電極具有實質上平行或實質上垂直該偏振膜的該偏振軸之一邊緣。
  9. 如申請專利範圍第7項之液晶顯示器，其中該耦合電極具有斜向於該偏振膜的該偏振軸之一第二邊緣，且該儲存電極具有設在靠近該耦合電極的該第二邊緣處之一邊緣。
  10. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示器，更包含：一分隔物，其將該等第一和第二次像素電極的至少一者分隔成多數的次區域。
  11. 如申請專利範圍第10項之液晶顯示器，其中該分隔物相對於一線具有鏡像對稱性。
  12. 如申請專利範圍第10項之液晶顯示器，其中該分隔物沿一呈約45度角的方向延伸。
  13. 如申請專利範圍第10項之液晶顯示器，其中該分隔物包含設置在該第一次像素電極、該第二次像素電極或該共同電極上之一切除部。
  14. 如申請專利範圍第10項之液晶顯示器，更包含重疊該分隔物的一儲存電極。
  15. 一種液晶顯示器，包含：一第一基材；一閘極線，其設在該第一基材上；一資料線，其與該閘極線交叉；一薄膜電晶體，其連接至該閘極線和該資料線；一耦合電極，其係經由該薄膜電晶體可切換地連接至該閘極線；一第一次像素電極，其係經由該薄膜電晶體可切換地連接至該閘極線；一第二次像素電極，其電容性地耦接至該耦合電極；一第二基材，其面對該第一基材；一共同電極，其設在該第二基材上；及一偏振膜，其具有一偏振軸，且設在該第一基材和該第二基材的其中一者之上。
  16. 如申請專利範圍第15項之液晶顯示器，其中該耦合電極係實質上平行於該偏振軸地伸長，並具有實質上平行或實質上垂直該偏振軸的一第一邊緣。
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