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TWI242091B - Liquid crystal display cell and liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display cell and liquid crystal display Download PDF

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Publication number
TWI242091B
TWI242091B TW092135554A TW92135554A TWI242091B TW I242091 B TWI242091 B TW I242091B TW 092135554 A TW092135554 A TW 092135554A TW 92135554 A TW92135554 A TW 92135554A TW I242091 B TWI242091 B TW I242091B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal display
aforementioned
display unit
layer
Prior art date
Application number
TW092135554A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200411285A (en
Inventor
Toshiaki Arai
Taro Hasumi
Original Assignee
Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chi Mei Optoelectronics Corp filed Critical Chi Mei Optoelectronics Corp
Publication of TW200411285A publication Critical patent/TW200411285A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI242091B publication Critical patent/TWI242091B/zh

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    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
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Description

1242091 玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本叙明係關於一種在對於信號線的像素電極或通用電極 的位置關係及形狀具有特徵的液晶顯示單元(cell)及液晶 ”示⑽特別是關於一種平面切換型的液晶顯示單元及液 晶顯示器。 【先前技術】 相對於像素電極和通用電極隔著液晶層配置於對向位置 的所謂TN(Twisted Nematic扭曲向列)型液晶顯示單元,提 出 種平面切換型(In_ Plane-Switching :以下稱為「IPS」) 液晶顯示單元,已進行實用化。IPS型液晶顯示單元,其特 徵在於:對於液晶分子施加與基板平行方向的電場,藉此 控制液晶分子的定向。基於這種機制,lps型液晶顯示單元 與對於基板在垂直方向施加電場的TN型液晶顯示單元相 比’具有優良的電壓保持特性或寬的視界角。 圖12為就習知ips型液晶顯示單元一部分構造顯示的模 式圖。圖12(a)顯示IPS型液晶顯示單元的平面圖,圖12(b) 顯示圖12(a)的A-A線截面圖。習知IPS型液晶顯示單元如圖 12(a)所示,係使像素電極1〇4和通用電極i〇3平行延伸,像 素電極104透過形成於平坦化層113的通孔122連接於下層 的源極121,通用電極1 〇3連接於圖未示出的電源線。平坦 化層113形成為覆蓋在閘絕緣層112上、及形成於其閘絕緣 層112上的信號線102、以及形成於閘絕緣層112上的TFT 110的通道構造(圖未示出)。
O:\85\85609.DOC 1242091 閘絕緣層112形成為覆蓋在陣列基板1丨丨上以及形成於陣 列基板111上的掃描線105,掃描線1〇5也具有作為TFT 11〇 的閘極之功能。此外,信號線1 〇2如圖示,配置成其長度方 向位於通用電極103的正下方,其突出的一部分也具有作為 TFT 110的汲極之功能。因此,TFT 11〇具有作為開關元件 之功能,其根據掃描線105的電壓,即掃描信號,進行開/ 關動作’在開時,將信號線1〇2的電壓,即像素信號透過源 極121和通孔122供應給像素電極1〇4。 此外,在圖12(a),輔助配線106和掃描線(閘極)1〇5位於 同層,和在上層的像素電極104之間構成用作保持玎丁 u〇 為開狀態的電容器。藉由以上的構造,可施加單向的電壓 給位於通用電極103和像素電極1 〇4之間的液晶,實現平面 切換的液晶定向控制。又,在圖12,為簡化圖面而關於TFT 110部的截面圖、在構成位於通用電極1〇3和像素電極1〇4上 部的液晶層、位於液晶層上部的彩色濾光片、固定彩色滤 光片的對向基板等液晶顯示單元上必須的構件,省略圖示。 此處’如圖12(b)所示,通用電極103和像素電極1〇4隔開 特定距離形成於被平坦化的平坦化層丨13上。然而,此構造 在通用電極103及像素電極1〇4和位於這些電極下層的信號 線102之間會產生電場,特別是在按照像素信號而產生電位 變動的像素電極附近,電場的紊亂顯著。此紊亂會使液晶 的足向党到影響,所以結果成為造成畫質品質降低的問 題。於是,提出一種構造:如圖12(b)所示,將通用電極1〇3 形成在k號線1 〇2的正上方有其信號線丨〇2寬度以上的寬
O:\85\85609.DOC 1242091 度,藉此屏蔽產生像素電極104和信號線1〇2之間的電場(參 考專利文獻1)。 此外,也提出更增進上述電場屏蔽作用的構造(參考特願 328816)圖13為顯示其構造的模式圖。又,在圖η, 在和圖12共同的部分附上同一符號而省略其說明。在圖13 所7F的液晶顯示單元,和圖12不同之點為信號線1〇2附近且 在和掃描線(閘極)1〇5同層形成具有和通用電極1〇3同一電 位的電場屏蔽電極1〇7。藉由此電場屏蔽電極1〇7的存在, 從信號線102向像素電極1〇4的電場被電場屏蔽電極1〇7吸 收而被阻擋,可減低像素電極1〇4附近的電場的紊亂。 在以上例示的圖12及圖13都是關於液晶顯示單元構造 的’但此處作為與本發明相關的技術,將就上述平坦化層 的眾所周知的形成方法(參考專利文獻2)加以敘述。圖14為 用作說明其習知平坦化膜形成方法的說明。又,在圖丨4, 201表示玻璃基板,202表示閘極,203表示閘絕緣層,204 表示半導體層,205表示歐姆接觸層,206表示源極,207表 示沒極,208表示鈍化膜,209表示平坦化膜,209b及210a 表示凹部,210表示像素電極,220表示光罩,220a表示開 口部,220b表示狹縫,220c表示狹縫部,220d表示屏蔽部, 230及231表示光。此外,圖14(a)為顯示平坦化膜209曝光時 的狀態之圖,圖14(b)為顯示平坦化膜209蝕刻處理後形成像 素電極210的狀態之圖。 此平坦化膜209的形成方法,其主要目的係為了增加在反 射型液晶顯示裝置有效的由像素電極210所進行的光的不
O:\85\85609.DOC 1242091 規則反射,而在其像素電極21 〇表面用簡單方法形成凹凸。 因此’需要在位於像素電極21〇下層的平坦化膜2G9表面形 成凹凸,在其形成万法具有特徵。具體而言,將具有比曝 光解像度小的寬度的多數狹縫220b設於在平坦化膜2〇9的 曝光製程使用的光罩220,利用其狹縫22〇b的光衍射現象 (干射條紋),在平坦化膜209表面照射在條紋間不同大小的 光能。 【專利文獻1】 特開平11-119237號公報 【專利文獻2】 特開2002-107744號公報 【發明所欲解決之問題】 然而,在圖12所示的習知IPS型液晶顯示單元(以下稱為 習知例1) ’為了充分屏蔽產生於信號線1〇2和像素電極1〇4 I間的電場,需要更加增大從信號線1〇2向通用電極的電場 量,即對於信號線102的寬度更加增大通用電極ι〇3的寬 度。然而,擴大此通用電極1 〇3會產生使液晶顯示單元的開 口率降低的問題。 另一方面,在圖13所示的習知IPS型液晶顯示單元(以下 稱為習知例2),雖然電場屏蔽效果比習知例1大,但是需要 在和掃描線1〇5(閘極)同層形成電場屏蔽電極107,所以這些 至屬圖案變得複雜,會產生造成液晶顯示單元不良率增加 的問題。 本發明係鑑於上述習知技術問題點所完成的,其目的在
O:\85\85609.DOC 1242091 於ί疋供一種不犧牲開口率且以簡單構造可高品質圖像顯示 的液晶顯示單元及液晶顯示器。 【發明内容】 為了達成上述目的,關於申請專利範圍第1項之液晶顯示 單元,其特徵在於:係具備第一基板;第二基板;液晶層, /、封入别述第一及第一基板之間;像素電極和通用電極, /、位於别述第一及弟一基板之間;絕緣層,其層疊於前述 第一基板上;掃描線,其傳送掃描信號;信號線,其單向 延伸而層疊於前述絕緣層上,同時傳送像素信號;及,開 關元件,其根據前述掃描信號和前述像素信號控制前述像 素電極的電壓;具備平坦化層,其覆蓋前述信號線上及前 述絕緣層上且在前述信號線正上方有凹部,同時該凹部的 肩部表面被平坦化,前述像素電極和通用電極的任何一方 的一部分形成於前述凹部的内壁上,該他部分形成於前述 肩部的表面者。 藉由此申请專利範圍第1項之發明,由於在位於信號線正 上方的平坦化層部分形成凹部,在其凹部内形成通用電極 或像素電極,所以信號線和其電極之間的距離變小,可用 其電極吸收起因於信號線而產生的電場的大部分。 此外,關於申請專利範圍第2項之液晶顯示單元在上述發 明,其特徵在於:前述凹部的寬度大於前述信號線的寬度 者。 此外,關於申請專利範圍第3項之液晶顯示單元,其特徵 在於.係具備第一基板;第二基板;液晶層,其封入第一
O:\85\85609.DOC 1242091 及第二基板之H素電極和通用電極,其位於前述第一 及第二基板之間;絕緣層,其層叠於前述第一基板上;掃 描^,其傳送掃描信號;信號線,其單向延伸而層疊於前 ㈣緣層±,同時傳送像素信號;及,開關元件,並根據 可述掃描信號和前述像素信隸制前述像素電極的電壓; ^備平坦化層’其覆蓋前述信號線上及前述絕緣層上且在 可述信號線兩側有凹_,同時該凹部的肩_I面被平坦 化,可述像素電極和通用電極的任何一方的一部分形成於 珂述凹部的内壁上,該他部分形成於前述肩部的表面者。 此外,關於申請專利範圍第4項之液晶顯示單元在上述發 明,其特徵在於:前述凹部的寬度小於前述信號線的寬度 者0 此外,關於申請專利範圍第5項之液晶顯示單元在上述發 明,其特徵在於:前述通用電極的一部分形成於前述凹部 的内壁上,前述通用電極的他部分和前述像素電極都形成 於前述肩部的表面者。 此外,關於申請專利範圍第6項之液晶顯示單元在上述發 明,其特徵在於:前述通用電極的一部分遍及該内側面和 該底面的全面形成於前述凹部的内壁上者。 此外’關於申請專利範圍第7項之液晶顯示單元在上述發 明’其特徵在於:前述像素電極的一部分形成於前述凹部 的内壁上’同時該他部分形成於前述肩部的表面,前述通 用電極形成於隔著前述液晶層的前述第二基板上者。 此外’關於申請專利範圍第8項之液晶顯示單元在上述發 O:\85\85609DOC -10· 1242091 明,其特徵在於:前述凹部的深度為前述平坦化層的該凹 邵以外的厚度一半以内者。 此外’關於申請專利範圍第9項之液晶顯示單元在上述發 明丄其特徵在f前述平坦化層具有通孔,其用作電氣連 接可述開關元件和前述像素電極者。 此外,關於申請專利範圍第1〇項之液晶顯示單元在上述 1明,其特徵在於··保護膜介於前述平坦化層和前述信號 線及前述絕緣層之間者。 此外,關於申請專利範圍第1丨項之液晶顯示器,其特徵 在於··具備液晶顯示面板,其將申請專利範圍第1至1〇項中 任一項所載的液晶顯示單元配置成矩陣狀;信號線驅動電 路’其和前述信號線電氣連接,供應圖像信號給該信號線; 及知疮線驅動電路,其和前述掃描線電氣連接,供應掃 描信號給該掃描線者。 【實施方式】 以下,根據圖面詳細說明關於本發明的液晶顯示單元及 液晶顯示器的實施形態。又,本發明不為此實施形態所限 定。 (第一實施例) 首先,就關於第一實施例的液晶顯示單元加以說明。第 一實施例在IPS型液晶顯承單元,其特徵在於:在位於信號 線正上方的平坦化層部分形成凹部,在其凹部内形成通用 電極者。 圖1為關於第一實施例的液曰曰顯示單元的模式圖’特別是 O:\85\85609.DOC -11 - 1242091 相當於圖12(a)所示的A-A線的部分的截面圖。又,在圖1, 在和圖12(b)共同的部分附上同一符號而省略其說明。如圖1 所示’平坦化層113在信號線1〇2正上方形成凹部5,在其凹 邰5内壁(内側面和底面)上和相當於其凹部5肩部的平坦化 層113平坦表面上形成通用電極3。此處,最好凹部$的深度 hi為凹部5以外的平坦化層U3的厚度h2—半程度。例如假 设平坦化層113的厚度h2為4 μπι,則最好凹部5的深度h 1為2 μπι程度。是因為再增大平坦化層n3的厚度h2,則信號線ι〇2 和通用電極3之間的寄生電容變大,使傳送到信號線1〇2的 像素k號的響應性党到不良影響。此外,最好凹部5的寬度 和信號線102的寬度同等以上。 其次’就此凹部5的形成方法加以說明。圖2為用作在關 於第一實施例的液晶顯示單元說明在平坦化層1丨3形成凹 部5的方法的模式圖。此處說明的方法,其特徵在於:使用 光罩’其形成凹部5的位置,即信號線1 〇2正上方的位置為 具有小於100%的光透過率的灰色調(gray t〇ne)者。圖2(a) 為和圖1同樣的截面圖,圖2(b)為Α·Α線截面相當於圖2(a) 的液晶顯示單元的平面圖。又,圖中,在和圖12共同的部 分附上同一符號而省略其說明。 平坦化層113以例如正型低介電常數感光性聚合物形 成,以覆蓋於圖未示出之TFT的通道部和信號線1〇2的方式 塗佈此聚合物,藉由施以硬化、平坦化處理而得到。雖然 是對於如此得到的平坦化層113形成上述凹部5,但本來需 要在此平坦化層113形成通孔122,其用作電氣連接像素電 O:\85\85609.DOC -12- 1242091 極1 04和源極1 2 1。因此,為形成上述凹部5而使用的光罩2〇 也含有其通孔的圖案22。但是,相對於通孔的圖案22為使 光(紫外線)完全透過的開口部,相當於凹部5的位置如圖2(a) 所示,係只使被照射的光的一部分透過的灰色調2 !。 因此,對於配置於平坦化層113上的光罩20以同量且同時 間照射光時,在上述通孔的圖案22方面,十分大量的光透 過,從平坦表面到TFT的源極121的部分感光、變性,但在 灰色調2 1方面,透過的光量少,所以只從平坦表面到一定 深度變性。即,在此曝光後的顯影處理,可得到圖1所示的 深度h 1的凹部5。 平坦化層113的顯影處理後,即通孔122和凹部5形成後, 轉移到像素電極104和通用電極3的形成處理。像素電極1〇4 和通用電極3均為使用同一遮罩的蒸鍍處理所形成,所使用 的材料為具有導電性且具有優良光透過特性的IT〇(氧化銦 錫)、ιζο(氧化銦鋅)等。又,在像素電極1〇4的蒸鍍製程, 也進行導電路的形成,該導電路用作實現不僅如圖1所示的 平坦化層113上,而且透過通孔122和下層的源極的電氣接 月蜀。 圖3為用作說明通用電極附近的電場分佈的說明圖。圖 3(a)為就關於圖1所示的本實施形態的構造且凹部$的深度 hi為2 μιη的情況,圖3(b)為就關於圖1所示的本實施形態的 構造且凹部5的深度hi為1 μιη的情況,圖3(c)為就上述習知 例1的構造,圖3(d)為就上述習知例2的構造,分別顯示通用 電極附近的電場分佈。如圖3(c)所示,習知例丨在通用電極 O:\85\85609.DOC -13- 1242091 i〇3的邊緣部觀察到大的電場紊亂。對此,在習知例2顯示 減低其紊亂的產生。對於這些習知例,關於本實施形態的 液晶顯示單元藉由將通用電極3形成於具有2 μιη深度的凹 部5内,幾乎觀察不到電場的紊亂。此外,即使是凹部^具 有1 μηι深度的情況,和相當於習知例丨的圖3(匀比較,亦顯 示可減低電場的紊亂。 如以上說明,藉由關於第一實施例的液晶顯示單元,在 IPS型液晶顯示單元方面,由於在位於信號線正上方的平坦 化層部分形成凹部,在其凹部内形成通用電極,所以信號 線102和通用電極3之間的距離變小,可用通用電極3吸收起 因於彳§號線102而產生的電場的大部分,結果可縮小信號線 102給與像素電極1〇4的影響。 (第二實施例) 其次’就關於第二實施例的液晶顯示單元加以說明。第 二貫施例在IPS型液晶顯示單元,其特徵在於:在位於信號 線兩側的平坦化層部分形成兩個凹部,在其凹部内形成通 用電極者。 圖4為關於第二實施例的液晶顯示單元的模式圖,特別是 相當於圖12(a)所示的A-A線的部分的截面圖。又,在圖4, 在和圖1共同的部分附上同一符號而省略其說明。如圖4所 示,平坦化層113在信號線102兩側分別形成凹部7a、7b, 在這些凹部7a、7 b的内壁(内側面和底面)上和相當於這些凹 部7a、7b的肩部的平坦化層113的平坦表面上形成通用電極 3。此處,關於凹部7a、7b的深度hi,也和在第一實施例說 O:\85\85609.DOC -14- 1242091 明的凹部5同樣,最好為凹部7a、7b以外的平坦化層11 3的 厚度h2—半程度。此外,最好凹部7a、7b的寬度比信號線 102的寬度小。 其次,就這些凹部7a、7b的形成方法加以說明。圖5為用 作在關於第二實施例的液晶顯示單元說明在平坦化層113 形成凹部7a、7b的方法的模式圖。此處說明的方法,其特 徵在於:使用光罩30,其形成凹部7a、7b的位置,即信號 線102兩側的位置為灰色調(gray tone)者。圖5(a)為和圖4同 樣的截面圖,圖5(b)為A-A線截面相當於圖5(a)的液晶顯示 單元的平面圖。又,圖中,在和圖2共同的部分附上同一符 號而省略其說明。此外,光罩30和在第一實施例說明的光 罩20同樣,也有灰色調3 1 a、3 1 b以外的圖案,即通孔圖案 22 〇 因此,對於配置於平坦化層113上的光罩30以同量且同時 間照射光時,在上述通孔的圖案22方面,十分大量的光透 過,從平坦表面到TFT的源極121的部分變性,但在灰色調 3 1 a、3 1 b方面,透過的光量少,所以只從平坦表面到一定 深度變性。即,在此曝光後的顯影處理,可得到圖4所示的 深度h 1的兩個凹部7a、7b。 平坦化層113的顯影處理後,即通孔122和凹部7a、7b形 成後,如在第一實施例說明,轉移到像素電極104和通用電 極3的形成處理。 如以上說明,藉由關於第二實施例的液晶顯示單元,在 IPS型液晶顯示單元方面,由於在位於信號線兩側的平坦化 O:\85\85609.DOC -15- 1242091 層部分分別形成凹部,在這些凹部内形成通用電極,所以 可具有和第一實施例同樣的效果。再者,在關於第二實施 例的液晶顯示單元方面,由於位於信號線102正上方的通用 電極3位於平坦化層113的平坦表面上,有充分的距離,所 以可縮小在信號線102和通用電極3之間產生的寄生電容, 可员現更麵足的液晶顯示。 (第三實施例) 其次,就關於第三實施例的液晶顯示單元加以說明。第 三實施例係說明關於在第一及第二實施例所示的平坦化層 113的凹邵形成方法的其他實施例,所得到的構造和圖1或 圖4同樣。第一及第二實施例為了形成平坦化層113的凹 部,使用相當於凹部的位置為灰色調的光罩,但第三實施 例則在這些位置使用具有比曝光解像度小的寬度(或比衍 射界限小的寬度)的狹缝的光罩。 圖6為用作在第三實施例說明在信號線正上方形成凹部 的方法的模式圖。特別是圖6(a)為和圖1同樣的截面圖,同 圖(b)為A-A線截面相當於圖6(a)的液晶顯示單元的平面 圖。又,圖中,在和圖2共同的部分附上同一符號而省略其 說明。在圖6,光罩40在形成凹部5的位置,即信號線1〇2正 上方的位置有狹縫部41。特別是此狹縫部41,其特徵在於: 係比曝光解像度小的寬度且具有多數條在長度方向延伸的 狹縫者。又’光罩40和在第一實施例說明的光罩2〇同樣, 也有狹縫邵41以外的圖案,即通孔圖案2 2。 因此’對於配置於平坦化層113上的光罩4〇以同樣且同時 O:\85\85609.DOC -16- 1242091 間照射光時,在上述通孔的圖案22方面,十分大量的光透 過,從平坦表面到TFT的源極1 2 1的部分變性。然而,在狹 缝部4 1方面,因衍射而入射光擴大,光密度變小,因此平 坦化層113只從平坦表面到一定深度變性。即,在此曝光後 的顯影處理,可得到圖1所示的深度hi的凹部5。 平坦化層113的顯影處理後,即通孔122和凹部5形成後, 如在第一實施例說明,轉移到像素電極1 〇4和通用電極3的 形成處理。 圖7為用作在信號線兩側分別形成凹部的方法的模式 圖。特別是圖7(a)為和圖4同樣的截面圖,圖7(b)為A-A線截 面相當於圖7(a)的液晶顯示單元的平面圖。又,圖中,在和 圖2共同的部分附上同一符號而省略其說明。在圖7,光罩 5 0在形成凹部7a、7b的位置,即信號線1〇2兩側的位置有狹 縫部5 1 a、5 1 b。特別是這些狹缝部5 1 a、5 1 b,其特徵在於: 分別具有至少一條狹缝,其係比曝光解像度小的寬度且在 長度方向延伸者。又,光罩50和在第一實施例說明的光罩 2 0同樣’也有狹缝部5 1 a、5 1 b以外的圖案,即通孔圖案2 2。 因此,對於配置於平坦化層113上的光罩50以同量且同時 間照射光時,和圖6所示的光罩40同樣,在上述通孔的圖案 22方面,從平坦表面到TFT的源極ι21的部分變性,但在狹 縫邵5 1 a、5 1 b方面,只從平坦表面到一定深度變性。即, 在此曝光後的顯影處理,可得到圖4所示的深度hi的兩個凹 部 7a、7b。 又’構成上述狹縫部的各狹縫可以如圖6及7所示,不在 O:\85\85609.DOC -17· 1242091 k號線102的長度方向延伸,也可以在其長度方向排列。圖 8為用作說明其實施例的模式圖,圖8(a)為和圖4同樣的截面 圖’圖8(b)為A-A線截面相當於圖8(a)的液晶顯示單元的平 面。特別是在圖8,光罩60的狹縫部61為多數狹縫所構成, 琢狹縫具有比曝光解像度小的寬度且在與信號線1〇2長度 方向垂直的方向以特定間隔形成。又,在圖8,在和圖2共 同的邵分附上同一符號而省略其說明。此圖8為顯示在信號 線102正上方形成凹部5的情況,但關於如圖7,在信號線1〇2 兩側形成凹部7a、7b的情況,亦可使用具有和狹缝部61同 樣的狹缝的光罩。 如以上明’藉由關於第三實施例的液晶顯示單元,在 IPS型液晶顯示單元方面,使用具有比曝光解像度小的寬度 的狹缝的光罩,藉此亦可在平坦化層部分形成在第一及第 二實施例說明的凹部。 (第四實施例) 其次’就關於第四實施例的液晶顯示單元加以說明。第 四貫施例和第三實施例同樣,係說明關於在第一及第二實 施例所示的平坦化層丨13的凹部形成方法的其他實施例,所 知到的構造和圖1或圖4同樣。第一及第二實施例為了形成 平坦化層113的凹部,使用相當於凹部的位置為灰色調(gray tone)的光罩,但第四實施例之特徵在於:這些灰色調的部 分為充全透過光的開口部,並且使具有其開口部的光罩在 曝光途中移動到別的凹部形成位置上者。 圖9為用作在第四實施例說明在信號線正上方形成凹部
O:\85\85609.DOC -18- 1242091 的方法的棱式圖。特別是圖9(a)為和圖i同樣的截面圖,圖 9(b)為A-A線截面相當於圖9(a)的液晶顯示單元的平面圖。 又,圖中,在和圖2共同的部分附上同一符號而省略其說 明。在圖9 ’光罩70在形成凹部5的位置,即信號線1〇2正上 万的位置有開口部71。&開口部71的寬度無需比曝光解像 度小。又’光罩70和在第一實施例說明的光罩2〇同樣,也 有開口部71以外的圖案,即通孔圖案22。 但是,此光罩70係將多數液晶顯示單元一度形成矩陣狀 之際所使用。此處,若是在第一至第三實施例說明的光罩, 則對於全部液晶顯示單元各個形成上述通孔的圖案和形成 凹部的圖案。然而,若是在本實施例使用的光罩7〇,則通 孔與全邵液晶顯示單元對應所形成,另一方面凹部形成圖 案係掃描線105每隔一條或信號線ι〇2每隔一條所形成。換 言之,在曝光製程,在最初固定光罩的狀態,只對於配置 於構成矩陣的奇數行的液晶顯示單元或配置於奇數列的液 晶顯示單元,才形成凹部圖案。 此外,在從前的曝光製程,曝光中無需使光罩移動,但 本實施例使上述光罩70在曝光中以說明於下的定時和距離 移動。首先,設形成通孔所需的時間為t,則開始曝光經過 時間t/2之際,使此光罩70僅一個液晶顯示單元的部分瞬間 移動。而且,其移動後,等待時間t/2,結束曝光處理。若 用圖9說明,則最初在將通孔和凹部形成圖案配置於液晶顯 示單元10a上的狀態開始曝光,到達時間t/2之際,使光罩70 的開口部71如以箭頭所示,移動到隔壁的液晶顯示單元 O:\85\85609.DOC -19- 1242091 1 〇b。其後,進行時間t/2的曝光。 藉此,在形成各液晶顯示單元的通孔的位置進行時間t分 的曝光,另一方面在形成凹部5的位置分別只曝光時間"2。 此意味著在形成凹部5的位置,不能給其平坦化層113從平 坦化層113的表面到TFT的通道部(圖未示出)的變性,在曝 光後的顯影處理,可得到圖1所示的深度hl的凹部5。 又’凹邵形成圖案不形成於以液晶顯示單元為每隔一個 的位置,而疋母隔兩個以上亦可,其可按照凹部5的深度Μ 適當設計。又,這種情況,使光罩7〇移動的時間間隔也需 要調整。 圖10為用作在第四實施例說明在信號線兩側分別形成凹 部的方法的模式圖。特別是圖1〇(a)為和圖4同樣的截面圖, 圖10(b)為A-A線截面相當於圖1〇(幻的液晶顯示單元的平面 圖。又,圖中,在和圖2共同的部分附上同一符號而省略其 說明。上述圖9的說明係使光罩7〇移動的距離和凹部形成圖 案的形成位置以液晶顯示單元大小為單位而變化,但在此 圖1 〇,其單位成為隔著相同信號線丨〇2的凹部形成位置間 隔。 因此,如圖1 〇所示,藉由開口部8丨在曝光中移動,在形 成通孔122的區域,在其移動前後區域22a*22b一部分重複 被曝光。而且,只在其重複的部分形成從平坦化層丨丨3的表 面到TFT的通道部(圖未示出)的通孔。 如以上說明,藉由關於第四實施例的液晶顯示單元,在 IPS型液晶顯示單元方面,使用只對於有複數凹部形成位置 O:\85\85609.DOC •20- 1242091 的一部分有凹部形成圖案的光罩,在曝光中藉由以特定定 時和距離使其光罩移動,亦可在平坦化層部分形成在第一 及弟二實施例說明的凹部。 (第五實施例) 其次,就關於第五實施例的液晶顯示單元加以說明。第 五貫施例將說明使在第一實施例說明的凹部形成適用於 TN型液晶顯示單元之實施例。 圖11為顯示適用本發明時的TN型液晶顯示單元的一部分 截面圖(a)和與習知TN型液晶顯示單元同位置截面圖(b)的 杈式圖。如圖11(b)所示,習知TN型液晶顯示單元在形成於 陣列基板11上的閘絕緣層12上形成信號線13,如覆蓋其信 號線13和閘絕緣層12般地形成平坦化層17。而且,在其平 土一化層17表面形成以#號線丨3為中心而鄰接的液晶顯示單 元各個的像素電極14a、14b。 對於此習知構造,藉由在第一實施例、3或4說明的方法, 在平坦化層17形成凹部16,在其凹部16内壁上和平坦化層 17表面刀別开》成像素電極Mb。但是,為了兩像素電 極不接觸,例如需要將像素電極15a的前端部形成於凹部16 内的左側面,將像素電極1 5 b的前端部形成於凹部1 6内的右 側面。 如以上說明’藉由關於第五實施例的液晶顯示單元,對 於TN型液晶顯示單元亦可採用在第一實施例說明的構 造,關於其效果亦可同樣達到。 又在以上說明的第一至第五實施例,也可以保護膜介
O:\85\85609DOC -21 - 1242091 於仏5虎線和平坦化層之間。 此外’藉由組合將在上述第一至第五實施例說明的液晶 顯不單元配置成矩陣狀所得到的液晶顯示面板、掃描線驅 動電路、信號線驅動電路及其他在進行液晶顯示上必須的 結構,當然亦可提供-種具有本發明效果的液晶顯示顧示 器。 ' 【發明之效果】 如以上說明’藉由關於本發明的液晶顯示單元及液晶顯 不咨,由於在構成液晶顯示單元的信號線正上方或兩側且 平坦化層的凹部内形成像素電極或通用電極,所以實現形 成於其凹部内的電極對於信號線的有效電場屏蔽,不犧牲 開口率而取得高品質圖像顯示的效果。 【圖式簡單說明】 圖1為關於第一實施例的液晶顯示單元的模式圖。 圖2(a)至圖2(b)為用作在關於第一實施例的液晶顯示單 元說明在平坦化層形成凹部的方法的模式圖。 圖3(a)至圖3(d)為用作說明通用電極附近的電場分佈的 說明圖。 圖4為關於第二實施例的液晶顯示單元的模式圖。 圖5(a)至圖5(b)為用作在關於第二實施例的液晶顯示單 元說明在平坦化層形成兩個凹部的方法的模式圖。 圖6(a)至圖6(b)為用作在第三實施例說明在信號線正上 方形成凹部的方法的模式圖。 圖7(a)至圖7(b)為用作在第三實施例說明在信號線兩側 O:\85\85609.DOC -22- 1242091 分別形成凹部的方法的模式圖。 圖8(a)至圖8(b)為用作在第三實施例說明在信號線正上 方形成凹部的其他方法的模式圖。 圖9(a)至圖9(b)為用作在第四實施例說明在信號線正上 方形成凹部的方法的模式圖。 圖10(a)至圖10(b)為用作在第四實施例說明在信號線兩 側分別形成凹部的方法的模式圖。 圖11 (a)為顯示適用本發明時的tn型液晶顯示單元的一 部分截面圖。 圖11(b)為習知TN型液晶顯示單元同位置截面圖。 圖12(a)至圖12(b)為就習知IPS型液晶顯示單元一部分構 造顯示的模式圖。 圖13(a)至圖13(b)為就習知其他lps型液晶顯示單元一部 分構造顯不的模式圖。 圖14(a)至圖14(b)為用作說明習知平坦化膜形成方法的 說明圖。 【元件符號之說明】 3、103 通用電極 5、7a、7b、16 凹部 10a、10b 液晶顯示單元 11 陣列基板 12 閘絕緣層 13、102 信號線 14a、14b、15a' l5b、104 像素電極 O:\85\85609.DOC · 23 · 1242091 1 7、11 3 平坦化層 20、 30、40、50、60、70 光罩 21、 31a、31b 灰色調 22 通孔圖案 4 1、5 1 a、5 1 b、6 1 狹縫部 7 1、8 1 開口部 105 掃描線 106 輔助配線 107 電場屏蔽電極 111 陣列基板 112 閘絕緣層 121 源極 122 通孔 O:\85\85609.DOC -24-

Claims (1)

  1. Ι242Ό91 拾、申請專利範園: :硬晶顯示單元,其特徵在於:係具備第一基板;第二 土板,硬晶層,其封入前述第一 極和通用+ . 罘—基板《間;像素電 層:二:極,其位於前述第一及第二基板之間;絕緣 传號線二^述弟一基板上;掃描線,其傳送掃描信號,· 早向延伸而層疊於前述絕緣層上, 素仏唬;及,開關元件,复報攄箭、十^>7、 ^ 信號控制前述像素電極的電田信號和前述像素 在坦化層’其覆蓋前述信號線上及前述絕緣層上且 坦:號線正上方有凹部’同時該凹部的肩部表面被平 ^述像素電極和通用電極的任何—方的—部分形成於 了:的内壁上,該他部分形成於前述肩部的。 3. …==專利範圍W項之液晶顯示單元,其中前述凹部的 尤度大於前述信號線的寬度。 I種液晶顯示單元’其特徵在於:係具備第一基板;第二 土板,硬晶層,其封入前述第一及第二基板之間;像辛電 二通用電極’其位於前述第一及第二基板之間;絕緣 =其層登於前述第-基板上;掃插線,其傳送掃描信號; 也泉’其單向延伸而層疊於前述絕緣層上,同時傳送像 素信號;及’開關元件,其根據前述掃描信號和前述像素 信號控制前述像素電極的電壓; 具備平坦化層’其覆蓋前述信號線上及前述絕緣層上且 在前述信號線兩側有凹部,同時該凹部的肩部表面被平掏 化, 一 OA85\85609.DOC 1242091 &前述像素電極和通用電極的任何一方的—部分形成於 4月'】迷凹邵的内壁上,該他部分形成於前述肩部的表面者。 ·=申請專利範圍第3項之液晶顯示單心其中前述凹部的 見度小於前述信號線的寬度。 如申巧專利範圍第1、2、3或4項之液晶顯示單元,其中前 迷通用電極的一部分形成於前述凹部的内壁上, 、則述通用電極的他部分和前述像素電極都形成於前述 肩部的表面。 ' •如申請專利範圍第5項之液晶顯示單元,其中前述通用電 極的一邵分遍及該内側面和該底面的全面形成於前述凹 部的内壁上。 .如申請專利範圍第卜2、3或4項之液晶顯示單元,其中前 述像素電極的一部分形成於前述凹部的内壁上,同時該他 部分形成於前述肩部的表面, 可述通用電極形成於隔著前述液晶層的前述第二基板 上。 a 8·如申請專利範圍第1、2、3或4項之液晶顯示單元,其中前 迷凹部的深度為前述平坦化層的該凹部以外的厚度一半 以内。 9·如申請專利範圍第1、2、3或4項之液晶顯示單元,其中前 迷平坦化層具有通孔,其用作電氣連接前述開關元件和前 述像素電極。 10·如申請專利範圍第丨、2、3或4項之液晶顯示單元,其中保 護膜介於前述平坦化層和前述信號線及前述絕緣層之間。 U· 一種液晶顯示器,其特徵在於:具備 O-\85\85609.DOC 1242091 液晶顯示面板,其將申請專利範圍第1、2、3或4項所載 的液晶顯示單元配置成矩陣狀; 信號線驅動電路,其和前述信號線電氣連接,供應圖像 信號給該信號線;及, 掃描線驅動電路,其和前述掃描線電氣連接,供應掃描 信號給該掃描線者。 O:\85\85609.DOC
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