专利名称：多域液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多域液晶显示器，尤其是指一种利用边缘电场效应(fringefield effect)获得广视角效果的多域液晶显示器。
背景技术：
公知利用介电各向异性(dielectric anisotropy)为负的负型液晶材料，构成垂直配向(vertical alignment)或同向式配向(homeotropic alignment)的液晶配向方式，因未施加电压时液晶分子即以垂直基板方式排列，故可提供良好的对比(contrast)表现。然而，一垂直配向式液晶显示器(vertically alignedLCD)通常在不同观察角度的灰阶(gray level)显示状态下具有不佳的视角特性。因此，不同的公知设计被提出以改善上述情况。
图1A为剖面示意图，显示一公知多域垂直配向液晶显示器(multi-domainvertically aligned LCD；MVA LCD)的设计。如图1A所示，其是在上、下基板102、104上分别形成凸体(bump)106，其上再形成覆盖凸体(bump)106的垂直配向膜108，使垂直配向的液晶分子112在未施加电压时即具有朝不同方向倾斜的预倾角(pre-tilt angle)，以控制施加电压后的液晶分子112倾斜方向。当施加电压后，液晶层即可分割为多个分别具不同倾斜方向的液晶微域，以有效改善不同观察角度的灰阶显示状态下的视角特性。再者，作为提供预倾角的域边界规制结构(regulation structure)并不限定为凸体106，亦可如图1B所示，于基板114上形成凹面结构116亦可。
如图1A及图1B所示，形成凸体106或凹面结构116方式虽可达到制造多个液晶微域的效果，然而，在未施加电压(Voff)的状态下，比较穿透光I1及I2的光路可知，因该域边界规制结构会导致液晶配向并非完全垂直，故行经倾斜液晶分子的穿透光I2光路会具有多余的光程差值(Δnd≠0)而造成漏光。因此，另需通过外贴补偿膜的方式将漏光消除以提高对比。
图2为一剖面示意图，显示另一多域垂直配向液晶显示器的结构。如图2所示，利用在基板202的透明电极204上所形成的开缝(slit)206，可控制液晶分子208在施加电压后的倾倒方向。然而，在电极204处形成开缝206的方式须仔细考虑上下基板的配向误差、开缝206本身宽度以及两开缝206之间的距离等等，否则通过开缝206产生使液晶分子208倾倒的力量容易不足。再者，该形成开缝206的结构，造成液晶分子208往左右任一方向转动的能量相等，而使液晶分子208在空间中的配向分布产生不连续的错向缺陷(disclination)。该错向缺陷区域210在开缝206上方及两开缝206间皆容易形成，而降低整体光穿透率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多域液晶显示器，其能改善上述公知结构的种种问题。
本发明的技术解决方案是一种多域液晶显示器，其包含彼此相向的一第一及一第二透明基板；一液晶层，介设于该第一及该第二透明基板间，该液晶层是由具有负介电各向异性的液晶分子材料所构成；一第一共用电极，设置于该第一透明基板上；多道彼此正交的扫描线及数据线，形成于该第二透明基板上，两相邻的扫描线及两相邻的数据线界定出一像素区域；对应该像素区域设置的一切换元件；一第一介电层，形成于该第二透明基板上并覆盖该扫描线；一第二介电层，形成于该第一介电层上并覆盖该数据线；一像素电极，形成于该第二介电层上；及一第二共用电极，形成于该第二透明基板上，该第二共用电极包含多个条状区段，所述条状区段界定出与该像素电极叠合的多个围绕区域，且各条状区段均与该像素电极构成一边缘电场形成(induced，引致)区，以产生多个具有不同液晶分子倾斜方向的液晶微域。
本发明还提出另一种多域液晶显示器，其包含一滤光片基板，其上形成一共用电极；一有源元件阵列基板，包含一透明基板；一第一金属层，形成于该透明基板上，该第一金属层界定出一扫描线及一切换元件的栅极区域；一第一介电层，覆盖该第一金属层；一第二金属层，形成于该第一介电层上，该第二金属层界定出一数据线及该切换元件的漏极及源极区域；一第二介电层，覆盖该第二金属层；一像素电极，形成于该第二介电层上；一第三介电层，覆盖该像素电极；及一第三金属层，形成于该第三介电层上且电连接该共用电极；及一液晶层，介设于该滤光片基板与该有源元件阵列基板间，其由具有负介电各向异性的液晶分子材料所构成；其中该第三金属层围绕该像素电极且协同该像素电极形成一边缘电场，以产生多个具有不同液晶分子倾斜方向的液晶微域。
本发明还提出另一种多域液晶显示器，其包含一滤光片基板，其上形成一第一共用电极；一有源元件阵列基板，包含一透明基板；一第一金属层，形成于该透明基板上，该第一金属层界定出一扫描线及一切换元件的栅极区域；一第一介电层，覆盖该第一金属层；一第二金属层，形成于该第一介电层上，该第二金属层界定出一第二共用电极、一数据线及该切换元件的漏极及源极区域；一第二介电层，覆盖该第二金属层；及一像素电极，形成于该第二介电层上；及一液晶层，介设于该滤光片基板与该有源元件阵列基板间，其由具有负介电各向异性的液晶分子材料所构成；其中该第二共用电极围绕该像素电极分布且协同该像素电极形成一边缘电场，以产生多个具不同液晶分子倾斜方向的液晶微域。
本发明还提出一种多域液晶显示器，其包含一滤光片基板，其上形成一第一共用电极；一有源元件阵列基板，包含一透明基板；一第一金属层，形成于该透明基板上，该第一金属层界定出一第二共用电极、一扫描线及一切换元件的栅极区域；一第一介电层，覆盖该第一金属层；一第二金属层，形成于该第一介电层上，该第二金属层界定出一数据线及该切换元件的漏极及源极区域；一第二介电层，覆盖该第二金属层；及一像素电极，形成于该第二介电层；及一液晶层，介设于该滤光片基板与该有源元件阵列基板间，其由具有负介电各向异性的液晶分子材料所构成；其中该第二共用电极包含多个条状区段，各条状区段界定出与该像素电极叠合的多个围绕区域，且各条状区段均与该像素电极构成一边缘电场形成区，以产生多个具不同液晶分子倾斜方向的液晶微域。
本发明还提出一种多域液晶显示器，其包含一滤光片基板，其上形成一共用电极；一有源元件阵列基板，包含一透明基板；一第一金属层，形成于该透明基板上，该第一金属层界定出一扫描线及一切换元件的栅极区域；一第一介电层，覆盖该第一金属层；一第二金属层，形成于该第一介电层上，该第二金属层界定出一数据线、该切换元件的漏极及源极区域；一第二介电层，覆盖该第二金属层；一像素电极，形成于该第二介电层上；一第三介电层，覆盖该像素电极；及一第三金属层，形成于该第三介电层上，该第三金属层具有彼此分离的第一部分及第二部分；及一液晶层，介设于该滤光片基板与该有源元件阵列基板间，其由具有负介电各向异性的液晶分子材料所构成；其中该第三金属层的该第一部分电连接至该共用电极，且包含多个条状区段，各条状区段界定出与该像素电极叠合的多个围绕区域，且各条状区段均与该像素电极构成一边缘电场形成区；该第三金属层的该第二部分形成于该围绕区域内，并构成叠合部分该像素电极的一反射层。
本发明还提出一种多域液晶显示器，其包含一滤光片基板，其上形成一第一共用电极；一有源元件阵列基板，包含一透明基板；一第一金属层，形成于该透明基板上，该第一金属层界定出一扫描线及一切换元件的栅极区域；
一第一介电层，覆盖该第一金属层；一第二金属层，形成于该第一介电层上，该第二金属层界定出一第二共用电极、一数据线、该切换元件的漏极及源极区域；一第二介电层，覆盖该第二金属层；及一像素电极，形成于该第二介电层上；及一液晶层，介设于该滤光片基板与该有源元件阵列基板间，其由具有负介电各向异性的液晶分子材料所构成；其中该第二共用电极具有彼此分离的第一部分及第二部分，该第一部分包含多个条状区段，各条状区段界定出与该像素电极叠合的多个围绕区域，且各条状区段均与该像素电极构成一边缘电场形成区；该第二部分形成于该围绕区域内并构成叠合部分该像素电极的一反射层。
本发明还提出一种多域液晶显示器，其包含一滤光片基板，其上形成一第一共用电极；一有源元件阵列基板，包含一透明基板；一第一金属层，形成于该透明基板上，该第一金属层界定出一第二共用电极、一扫描线及一切换元件的栅极区域；一第一介电层，覆盖该第一金属层；一第二金属层，形成于该第一介电层上，该第二金属层界定出一数据线、该切换元件的漏极及源极区域；一第二介电层，覆盖该第二金属层；及一像素电极，形成于该第二介电层；及一液晶层，介设于该滤光片基板与该有源元件阵列基板间，其由具有负介电各向异性的液晶分子材料所构成；其中该第二共用电极具有彼此分离的第一部分及第二部分，该第一部分包含多个条状区段，各条状区段界定出与该像素电极叠合的多个围绕区域，且各条状区段均与该像素电极构成一边缘电场形成区；该第二部分形成于该围绕区域内，并构成叠合部分该像素电极的一反射层。
本发明的特点和优点是本发明的多域液晶显示器，包含彼此相向的一第一及一第二基板、一液晶层、一第一共用电极、一切换元件、一像素电极及一第二共用电极。液晶层介设于第一及第二基板间，其是由具有负介电各向异性(negative dielectric anisotropy)的液晶分子材料所构成，且第一共用电极设置于第一基板上。多道彼此正交的扫描线及数据线形成于第二基板上，两相邻的扫描线及两相邻的数据线界定出一像素区域，且对应各个像素区域设置切换元件，切换元件例如可由一薄膜晶体管所构成。一栅极绝缘层形成于第二基板上并覆盖扫描线，且一保护层形成于栅极绝缘层上并覆盖数据线。像素电极形成于保护层上，且第二共用电极形成于该第二基板上。第二共用电极包含实质平行扫描线的多个第一条状区段、及实质平行数据线的多个第二条状区段，该些条状区段界定出与像素电极叠合的多个围绕区域，且各条状区段均与像素电极构成一边缘电场形成区，藉以产生多个具不同液晶分子倾斜方向的液晶微域。
通过本发明的设计，仅需搭配一般薄膜晶体管工艺再另形成一分布预先设计的第二共用电极，即可获得多域配向的效果。和公知利用凸体(bump)或凹面结构的设计相较，本发明于未施加电压(Voff)的状态下各个液晶分子均呈垂直配向，故不会产生多余的光程差值(Δnd＝0)而可避免漏光现象产生。另一方面，和公知于电极处形成开缝的方式相较，本发明通过第二共用电极与像素电极的压差所产生的边缘电场效应，可提供较强的液晶分子倾倒力量，且可减少错向缺陷区域形成而有效提升整体光穿透率。
另外，本发明可利用第二共用电极同时配置出一半透式像素结构的反射区，如此即可在不增加其他工艺步骤下，形成同时具透射及反射效果的半透式液晶显示器。
图1A为剖面示意图，显示一公知多域垂直配向液晶显示器的结构。
图1B为剖面示意图，显示另一公知多域垂直配向液晶显示器的结构。
图2为一剖面示意图，显示另一多域垂直配向液晶显示器的结构。
图3为本发明的结构，显示一多域液晶显示器的局部剖面示意简图。
图4为依本发明一实施例，显示有源元件阵列基板上构成一像素结构的不同膜层的平面示意图。
图5A为沿图4的A-A’线横切而得的剖面图。
图5B为沿图4的B-B’线横切而得的剖面图。
图6A及图6B为说明本发明设计原理的示意图。
图7为依本发明的设计，显示液晶分子实际倾倒方向的示意图。
图8为显示本发明共用电极分布的另一实施例示意图。
图9为显示本发明共用电极分布的另一实施例示意图。
图10为显示本发明共用电极分布的另一实施例示意图。
图11为显示本发明共用电极分布的另一实施例示意图。
图12为依本发明的另一实施例，显示一半透式像素结构的平面示意图。
图13为沿图12的C-C’线横切而得的剖面图。
图14为依本发明的另一实施例，显示一半透式像素结构的平面示意图。
图15为一剖面示意图，显示本发明的另一实施例。
图16为一剖面示意图，显示本发明的另一实施例。
图17为一示意图，显示本发明基于图16所示的实施例利用第二金属层构成一半透式像素结构反射区的设计。
图18为沿图17的D-D’线横切而得的剖面图。
图19为一剖面示意图，显示本发明的另一实施例。
图20为依图17的实施例设计，显示于两相邻像素区域间的内连线分布方式示意图。
图21为一示意图，显示本发明利用基于图19所示的实施例利用第一金属层构成一半透式像素结构反射区的设计。
图22为沿图21的E-E’线横切而得的剖面图。
图23为显示本发明另一实施例的像素结构平面示意图。
图24为显示本发明另一实施例的像素结构平面示意图。
图25为显示本发明另一实施例的像素结构平面示意图。
图26为显示本发明另一实施例的像素结构平面示意图。
图27为一示意图，显示本发明应用圆偏光系统的一实例。
主要元件符号说明10 多域液晶显示器12 滤光片基板14 有源元件阵列基板 16 液晶层18 透明基板 20 切换元件22 像素电极 24 配向层26 透明基板 28 彩色滤光片30 黑矩阵层 32 共用电极34 配向层40 像素结构42 薄膜晶体管42c 通道层42d 漏极 42e n+非晶硅层42g 栅极 42s 源极44 扫描线46 数据线48 像素电极 52 栅极绝缘层54 保护层56 介电层58 反射层60 半透式像素结构62 围绕区域 64 液晶分子66 平坦化层 68、72、72’ 共用电极70、70’ 接触孔 74、74a、74b 开缝
76a、76b 偏光板 78a、78b 1/4波长板102、104 基板 106 凸体108 配向膜112 液晶分子116 凹面结构 202 基板204 电极 206 开缝208 液晶分子 210 错向缺陷区域I1、I2穿透光 M1 第一金属层M2 第二金属层M3 第三金属层M3a、M3b、M3c、M3d 条状区段具体实施方式
图3为依本发明的设计，显示一多域液晶显示器(multi-domain LCD)10的局部剖面示意简图。
如图3所示，液晶显示器10包含一彼此相向的滤光片基板12及一有源元件阵列基板(active element substrate)14，且两基板间夹设一液晶层16。液晶层16采用负介电各向异性(negative dielectric anisotropy)液晶材料，使未施加电压时液晶分子呈垂直配向(vertical alignment)。另外，液晶层16中可添加助旋掺杂剂(chiral dopant)，以加速液晶旋转并减小错向缺陷(disclination)。于有源元件阵列基板14的透明基板18上形成有如薄膜晶体管(TFT)之类的切换元件20、像素电极22及配向层24。滤光片基板12的透明基板26上形成有彩色滤光片28、遮光黑矩阵层30、共用电极32及配向层34。
于此，须注意本说明书中「A层结构形成于B层结构上」的用语，并不限定为A层结构直接贴覆接触B层结构表面的方式，例如A层结构与B层结构中间尚间隔其他叠层结构亦为该用语所涵盖范围。
图4为依本发明一实施例，显示有源元件阵列基板14上构成一像素结构40的不同膜层的平面示意图，图5A为沿图4的A-A’线横切而得的剖面图，图5B为沿图4的B-B’线横切而得的剖面图。
本实施例的切换元件例示为一n型非晶硅薄膜晶体管(n-type a-SiTFT)42，如图4所示，有源元件阵列基板14上形成多道相互平行的扫描线(scanline)44及相互平行的数据线(data line)46，且两相邻的扫描线44正交于两相邻的数据线46而圈围出一像素区域。如氧化铟锡(Indium Tin Oxide；ITO)或铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide；IZO)透明导电膜构成的像素电极48分布于该像素区域上，且薄膜晶体管42形成于扫描线44与数据线46交叉点处。
图5A的剖面图显示薄膜晶体管42及其周围的膜层堆叠结构。在像素结构40中，一第一金属层(metal 1 layer)M1形成于透明基板18上，第一金属层M1可由沉积Cr、Ta或Al/Mo之类金属膜于透明基板18上形成，经光刻图案化工艺构成扫描线44及薄膜晶体管42的栅极42g。一具有介电效果的栅极绝缘层(gate insulator)52覆盖该第一金属层M1，栅极绝缘层52可利用如SiNx之类无机材料以化学气相沉积方式沉积于第一金属层M1上形成。一如非晶硅膜构成的薄膜晶体管通道层42c、n+非晶硅层42e及一第二金属层(metal 2 layer)M2形成于栅极绝缘层52上。第二金属层M2可由溅镀如Al/Cr、Al/Ti、Ti或Mo/Al/Mo之类金属膜于栅极绝缘层52上形成，经光刻图案化工艺构成薄膜晶体管42的源极42s、漏极42d及数据线46。源极42s与漏极42d配置于栅极42g上方的通道层42c两侧。
一具有介电效果的保护层(passivation insulator)54设置于栅极绝缘层52上，以覆盖薄膜晶体管42的源极42s、漏极42d及数据线46，保护层54例如可由SiNx之类无机材料或丙烯酸树脂(acrylic resin)、聚酰亚胺(polyimide)之类有机材料构成。如ITO或IZO透明导电膜构成的像素电极48形成于保护层54上。薄膜晶体管42的栅极42g、源极42s及漏极42d分别与扫描线44、数据线46及像素电极48电连接。
在完成图5A所示的一般薄膜晶体管工艺后，如图5B所示，本发明设计在像素电极48上再形成一介电层56。介电层56例如可由SiNx之类无机材料或丙烯酸树脂(acrylic resin)、聚酰亚胺(polyimide)之类有机材料构成。接着，于介电层56上形成一第三金属层(metal 3 layer)M3，该第三金属层M3可通过布线方式电连接滤光片基板12的共用电极(common electrode)32(结合图3所示)，使其与共用电极32的电位(Vcom)等电位。换言之，在介电层56上形成的第三金属层M3构成有源元件阵列基板14上的一共用电极。第三金属层M3的材料例如可为ITO、IZO透明导电膜，或Al/Nd、Al/Mo等的金属导电材料。
如下说明本发明第三金属层(共用电极)M3于介电层56上的分布方式及设计效果。
请再参考图4，如图4的阴影线区域所示，于介电层56上分布的第三金属层(共用电极)M3包含实质平行扫描线44的多个条状区段(如M3a、M3b)及实质平行数据线46的多个条状区段(如M3c、M3d)，且所有条状区段界定出多个方形围绕区域62(图4例示为三个而构成一「目」字型分布)。各个方形围绕区域62均叠合像素电极48，使各条状区段M3a、M3b、M3c、M3d均与邻近的像素电极48构成一边缘电场形成(induced，引致)区域。
如下以图6A及图6B说明本发明利用第三金属层(共用电极)M3构成边缘电场形成区域，并改变液晶分子配向的设计原理。
如图6A所示，当尚未施加电压(Voff)时，具有负介电各向异性的液晶分子64呈垂直配向，即各个液晶分子64以几乎垂直透明基板18方式排列。接着，如图6B所示，当施加电压(Von)一段时间后，因第三金属层(共用电极)M3与Vcom等电位，故第三金属层(共用电极)M3与像素电极48间的压差可产生边缘电场效应(fringe field effect)，其效果可造成如图6B所示的倾斜电场方向，使具有负介电各向异性的液晶分子64指向旋转为与倾斜电场方向垂直的方向。请再参考图4，依本发明第三金属层(共用电极)M3的分布设计，因一方形围绕区域62是由上下左右四个条状区段M3a、M3b、M3c、M3d所构成，故当边缘电场形成(induced，引致)后可产生四个不同的倾斜电场方向，使方形围绕区域62四周的液晶分子64同时往中心倾倒而产生四个不同的液晶分子倾斜方向，获得分割出四个具不同倾斜方向的液晶微域的效果。
图7为依上述实施例，显示液晶分子64实际倾倒方向的示意图。由图7可清楚看出左右两侧的液晶分子64受到第三金属层(共用电极)M3与像素电极48的压差所产生的边缘电场效应影响，而明显往中心倾倒的情形。
通过本实施例的设计，仅需搭配一般薄膜晶体管工艺再另形成一分布方式预先设计的第三金属层M3，即可获得多域配向的效果。与公知技术利用凸体(bump)或凹面结构的设计相比较，本发明在未施加电压(Voff)的状态下各个液晶分子64均呈垂直配向，故不会产生多余的光程差值(Δnd＝0)，而可避免漏光现象产生。另一方面，与公知技术在电极处形成开缝的方式相比，本发明通过第三金属层(共用电极)M3与像素电极48的压差所产生的边缘电场效应，可提供较强的液晶分子倾倒力量，且可减少错向缺陷形成，可有效提升整体光穿透率。
虽然图4例示为第三金属层(共用电极)M3将一像素区域切割为三个方形围绕区域62的目字型分布，但其并不限定，不同切割方式同样可获得本发明的效果。举例而言，如图8所示，该第三金属层(共用电极)M3亦可将一像素区域仅切割为二方形围绕区域62而构成一日字型分布。或者，第三金属层(共用电极)M3亦可如图9或图10所示，将一像素区域切割为构成二纵列的四块或六块围绕区域62。当切割出的围绕区域62数量越多则液晶反应速度越快，故可视实际需求来调整第三金属层(共用电极)M3的分布方式。
再者，第三金属层(共用电极)M3与像素电极48两者的相对位置并不限定，例如可如图4所示，由俯视方向观察的第三金属层(共用电极)M3周缘可露出于与像素电极重合区域之外；亦可如图11所示，像素电极48周缘露出于与第三金属层(共用电极)M3重合区域之外。亦即，两者相对分布位置并不限定，仅需获得足够边缘电场强度即可。
另外，依本发明的设计，第三金属层(共用电极)M3间隔介电层56与像素电极48叠合的区域可构成一储存电容器Cst，提供液晶显示器额外的储存电容值。
图12为依本发明的另一实施例，显示一半透式像素结构60的平面示意图。图13为沿图12的C-C’线横切而得的剖面图。请同时参考图12及图13，本发明除利用第三金属层M3提供与像素电极48协同产生边缘电场的作用外，因如前述第三金属层M3亦可由反射金属材料构成，故可在介电层56上形成作为共用电极的第三金属层M3时，以与各个条状区段维持一间隙条件下将第三金属层M3布满一围绕区域62而形成反射层58，由此构成半透式像素结构60的反射区。当然，反射层58于像素区域上的分布范围并不限定，而可视应用场合的环境光量调整反射区与穿透区的比例。举例而言，若穿透区面积需设计为大于反射区面积时，可如图14所示，第三金属层(共用电极)M3将一像素区域切割为三块方形围绕区域62，而反射层58仅分布于三块围绕区域62其中之一；反之，若穿透区面积需小于反射区面积时，仅需将反射层58分布于三块围绕区域62其中二块即可达成。因此，通过本发明的设计，可于同一道工艺利用第三金属层M3同时形成共用电极及反射层，获得简化半透式像素结构的制作方法的效果。
图15为一剖面示意图，显示本发明的另一实施例。依本实例的设计，可在形成保护层54之后再沉积一平坦化层66，之后再将像素电极48形成于平坦化层66上，如此可获得垫高像素电极48形成位置以提高开口率的效果。
图16为一剖面示意图，显示本发明的另一实施例。如图16所示，依本实施例的设计，在栅极绝缘层52上沉积第二金属层M2后，可将该第二金属层M2同时图案化形成数据线46与共用电极68，该共用电极68的分布同于前述第三金属层(共用电极)M3围绕像素电极48的方式，以产生相同的边缘电场效应。因由第二金属层M2构成的共用电极68与数据线46同层，其与像素电极48的距离较短而可增加边缘电场强度，以增大倾倒液晶分子的力量。共用电极68与像素电极48叠合的区域同样可构成一储存电容器Cst，提供液晶显示器额外的储存电容值。
再者，图17为一示意图，显示本发明利用第二金属层M2构成一半透式像素结构反射区的设计，图18为沿图17的D-D’线横切而得的剖面图。
请同时参考图17及图18，于本实施例利用第二金属层M2图案化形成共用电极68的设计下，亦可同时利用第二金属层M2以与各个条状区段维持一间隙条件下，将第二金属层M2布满一围绕区域而形成反射层58，获得利用第二金属层M2构成一半透式像素结构的反射区的效果。
图19为一剖面示意图，显示本发明的另一实施例。如图19所示，本实施例为基于不改变一般五道薄膜晶体管工艺前提下的设计，亦即于透明基板18上沉积第一金属层M1后，将该第一金属层M1同时图案化形成扫描线44(未图示)与共用电极72。该共用电极72的分布与前述第三金属层(共用电极)M3围绕像素电极48的方式相同，以产生相同的边缘电场效应。共用电极72与像素电极48叠合的区域同样可构成一储存电容器Cst，提供液晶显示器额外的储存电容值。再者，图20为依本实施例的设计，显示于两相邻像素区域间的内连线分布方式示意图。如图20所示，可分别暴露一像素区域中共用电极72上方的部分栅极绝缘层52及相邻像素区域中共用电极72’上方的部分栅极绝缘层52，再分别形成接触孔70及70’，并以第二金属层M2搭接。
图21为一示意图，显示本发明利用第一金属层M1构成一半透式像素结构反射区的设计，图22为沿图21的E-E’线横切而得的剖面图。
请同时参考图21及图22，于本实施例利用第一金属层M1图案化形成共用电极72的设计下，亦可同时利用第一金属层M1以与各个条状区段维持一间隙条件下，将第一金属层M1布满一围绕区域而形成反射层58，获得利用第一金属层M1构成一半透式像素结构的反射区的效果。
图23为显示本发明另一实施例的像素结构平面示意图。如图23所示，本发明利用第一金属层(共用电极)M1形成多个围绕区域62的边缘电场设计，亦可同时搭配在像素电极48上形成开缝74的方式，如此可提供加强特定区域液晶分子倾倒力量的效果，以进一步减小错向缺陷产生机率。再者，如图24所示，同时搭配于像素电极48上形成开缝74的方式，同样可运用于由第二金属层(共用电极)M2构成多个围绕区域62的边缘电场设计。
于上述条状共用电极区段搭配开缝的设计，开缝74的形成方式并不限定，仅需实质平行条状共用电极区段的走向即可，例如图24显示的对应条状共用电极区段位置形成的横向开缝74a、或未对应共用电极区段位置形成的纵向开缝74b设计均可。再者，在条状共用电极区段搭配开缝的设计方式下，第一或第二金属层(共用电极)于一像素区域上的分布方式并不限定，例如可将一像素区域切割出二个围绕区域62而构成一日字型分布(图23、图24所示)、切割出三个围绕区域62而构成一目字型分布(图25所示)或切割出构成二纵列的六块围绕区域62(图26所示)均可。
另外，依本发明的设计，在液晶单元外部亦可贴合一圆偏光系统，以增加光穿透率。如图27所示，例如可在上基板26与偏光板76a间及下基板18与偏光板76b间分别设置1/4波长板(quarter wave plate)78a及78b，且两1/4波长板均与偏光板的偏振轴夹45度角，即可将一线偏光系统转换为一圆偏光系统。
虽然本发明已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖的范畴。
权利要求
1.一种多域液晶显示器，其特征在于，包含彼此相向的一第一及一第二透明基板；一液晶层，介设于该第一及该第二透明基板间，该液晶层是由具有负介电各向异性的液晶分子材料所构成；一第一共用电极，设置于该第一透明基板上；多道彼此正交的扫描线及数据线，形成于该第二透明基板上，两相邻的扫描线及两相邻的数据线界定出一像素区域；对应该像素区域设置的一切换元件；一第一介电层，形成于该第二透明基板上并覆盖该扫描线；一第二介电层，形成于该第一介电层上并覆盖该数据线；一像素电极，形成于该第二介电层上；及一第二共用电极，形成于该第二透明基板上，该第二共用电极包含多个条状区段，所述条状区段界定出与该像素电极叠合的多个围绕区域，且各条状区段均与该像素电极构成一边缘电场形成区，以产生多个具有不同液晶分子倾斜方向的液晶微域。
2.如权利要求1所述的多域液晶显示器，其特征在于，该切换元件为一薄膜晶体管，该第一介电层为一栅极绝缘层，且该第二介电层为一保护层。
3.如权利要求1所述的多域液晶显示器，其特征在于，第二共用电极是呈包含三个围绕区域的一目字型分布，或呈包含二个围绕区域的一日字型分布。
4.如权利要求1所述的多域液晶显示器，其特征在于，更包含一第一偏光板，设置于该第一透明基板相对该液晶层的外侧；一第二偏光板，设置于该第二透明基板相对该液晶层的外侧；一第一1/4波长板，设置于该第一偏光板与该第一透明基板间；及一第二1/4波长板，设置于该第二偏光板与该第二透明基板间。
5.如权利要求1所述的多域液晶显示器，其特征在于，至少部分该条状区段与该像素电极叠合，且构成一储存电容器。
6.如权利要求1所述的多域液晶显示器，其特征在于，该液晶层包含助旋掺杂剂材料。
7.如权利要求1所述的多域液晶显示器，其特征在于，更包含一第三介电层形成于该第二透明基板上并覆盖该像素电极，且该第二共用电极形成于该第三介电层上。
8.如权利要求7所述的多域液晶显示器，其特征在于，该第二共用电极是由透明导电材料或金属导电材料所构成。
9.如权利要求7所述的多域液晶显示器，其特征在于，更包含一平坦化层介设于该第二介电层与该像素电极之间。
10.如权利要求1所述的多域液晶显示器，其特征在于，更包含一第三介电层形成于该第二透明基板上并覆盖该像素电极，且一反射层形成于该第三介电层上并叠合部分该像素电极。
11.如权利要求10所述的多域液晶显示器，其特征在于，该第二共用电极与该反射层形成于同层并围绕该反射层形成。
12.如权利要求1所述的多域液晶显示器，其特征在于，该第二共用电极与该数据线形成于同层。
13.如权利要求1所述的多域液晶显示器，其特征在于，该第二共用电极与该扫描线形成于同层。
14.一种多域液晶显示器，其特征在于，包含一滤光片基板，其上形成一共用电极；一有源元件阵列基板，包含一透明基板；一第一金属层，形成于该透明基板上，该第一金属层界定出一扫描线及一切换元件的栅极区域；一第一介电层，覆盖该第一金属层；一第二金属层，形成于该第一介电层上，该第二金属层界定出一数据线及该切换元件的漏极及源极区域；一第二介电层，覆盖该第二金属层；一像素电极，形成于该第二介电层上；一第三介电层，覆盖该像素电极；及一第三金属层，形成于该第三介电层上且电连接该共用电极；及一液晶层，介设于该滤光片基板与该有源元件阵列基板间，其由具有负介电各向异性的液晶分子材料所构成；其中该第三金属层围绕该像素电极且协同该像素电极形成一边缘电场，以产生多个具有不同液晶分子倾斜方向的液晶微域。
15.如权利要求14所述的多域液晶显示器，其特征在于，该第三金属层包含实质平行该扫描线的多个第一条状区段及实质平行该数据线的多个第二条状区段，所述条状区段界定出与该像素电极叠合的多个围绕区域，且各条状区段均与该像素电极构成一边缘电场形成区。
16.如权利要求14所述的多域液晶显示器，其特征在于，更包含一平坦化层介设于该第二介电层与该像素电极之间。
17.如权利要求14所述的多域液晶显示器，其特征在于，至少部分该第三金属层与该像素电极叠合且构成一储存电容器。
18.一种多域液晶显示器，其特征在于，包含一滤光片基板，其上形成一第一共用电极；一有源元件阵列基板，包含一透明基板；一第一金属层，形成于该透明基板上，该第一金属层界定出一扫描线及一切换元件的栅极区域；一第一介电层，覆盖该第一金属层；一第二金属层，形成于该第一介电层上，该第二金属层界定出一第二共用电极、一数据线及该切换元件的漏极及源极区域；一第二介电层，覆盖该第二金属层；及一像素电极，形成于该第二介电层上；及一液晶层，介设于该滤光片基板与该有源元件阵列基板间，其由具有负介电各向异性的液晶分子材料所构成；其中该第二共用电极围绕该像素电极分布且协同该像素电极形成一边缘电场，以产生多个具不同液晶分子倾斜方向的液晶微域。
19.如权利要求18所述的多域液晶显示器，其特征在于，该第二共用电极包含实质平行该扫描线的多个第一条状区段及实质平行该数据线的多个第二条状区段，各条状区段界定出多个围绕区域，且各围绕区域均叠合该像素电极，以分别形成一边缘电场形成区域。
20.如权利要求18所述的多域液晶显示器，其特征在于，至少部分该第二共用电极与该像素电极叠合，且构成一储存电容器。
21.一种多域液晶显示器，其特征在于，包含一滤光片基板，其上形成一第一共用电极；一有源元件阵列基板，包含一透明基板；一第一金属层，形成于该透明基板上，该第一金属层界定出一第二共用电极、一扫描线及一切换元件的栅极区域；一第一介电层，覆盖该第一金属层；一第二金属层，形成于该第一介电层上，该第二金属层界定出一数据线及该切换元件的漏极及源极区域；一第二介电层，覆盖该第二金属层；及一像素电极，形成于该第二介电层；及一液晶层，介设于该滤光片基板与该有源元件阵列基板间，其由具有负介电各向异性的液晶分子材料所构成；其中该第二共用电极包含多个条状区段，各条状区段界定出与该像素电极叠合的多个围绕区域，且各条状区段均与该像素电极构成一边缘电场形成区，以产生多个具不同液晶分子倾斜方向的液晶微域。
22.如权利要求21所述的多域液晶显示器，其特征在于，位于一像素区域上的该第二共用电极经由该第二金属层搭接位于相邻像素区域上的该第二共用电极。
23.如权利要求21所述的多域液晶显示器，其特征在于，至少部分该第二共用电极与该像素电极叠合，且构成一储存电容器。
24.一种多域液晶显示器，其特征在于，包含一滤光片基板，其上形成一共用电极；一有源元件阵列基板，包含一透明基板；一第一金属层，形成于该透明基板上，该第一金属层界定出一扫描线及一切换元件的栅极区域；一第一介电层，覆盖该第一金属层；一第二金属层，形成于该第一介电层上，该第二金属层界定出一数据线、该切换元件的漏极及源极区域；一第二介电层，覆盖该第二金属层；一像素电极，形成于该第二介电层上；一第三介电层，覆盖该像素电极；及一第三金属层，形成于该第三介电层上，该第三金属层具有彼此分离的第一部分及第二部分；及一液晶层，介设于该滤光片基板与该有源元件阵列基板间，其由具有负介电各向异性的液晶分子材料所构成；其中该第三金属层的该第一部分电连接至该共用电极，且包含多个条状区段，各条状区段界定出与该像素电极叠合的多个围绕区域，且各条状区段均与该像素电极构成一边缘电场形成区；该第三金属层的该第二部分形成于该围绕区域内，并构成叠合部分该像素电极的一反射层。
25.如权利要求24所述的多域液晶显示器，其特征在于，该第三金属层的该第一部分是呈包含三个围绕区域的一目字型分布，且该第三金属层的该第二部分分布于至少一围绕区域内。
26.一种多域液晶显示器，其特征在于，包含一滤光片基板，其上形成一第一共用电极；一有源元件阵列基板，包含一透明基板；一第一金属层，形成于该透明基板上，该第一金属层界定出一扫描线及一切换元件的栅极区域；一第一介电层，覆盖该第一金属层；一第二金属层，形成于该第一介电层上，该第二金属层界定出一第二共用电极、一数据线、该切换元件的漏极及源极区域；一第二介电层，覆盖该第二金属层；及一像素电极，形成于该第二介电层上；及一液晶层，介设于该滤光片基板与该有源元件阵列基板间，其由具有负介电各向异性的液晶分子材料所构成；其中该第二共用电极具有彼此分离的第一部分及第二部分，该第一部分包含多个条状区段，各条状区段界定出与该像素电极叠合的多个围绕区域，且各条状区段均与该像素电极构成一边缘电场形成区；该第二部分形成于该围绕区域内并构成叠合部分该像素电极的一反射层。
27.如权利要求26所述的多域液晶显示器，其特征在于，该第二共用电极的该第一部分是呈包含三个围绕区域的一目字型分布，且该第二共用电极的该第二部分分布于至少一围绕区域内。
28.一种多域液晶显示器，其特征在于，包含一滤光片基板，其上形成一第一共用电极；一有源元件阵列基板，包含一透明基板；一第一金属层，形成于该透明基板上，该第一金属层界定出一第二共用电极、一扫描线及一切换元件的栅极区域；一第一介电层，覆盖该第一金属层；一第二金属层，形成于该第一介电层上，该第二金属层界定出一数据线、该切换元件的漏极及源极区域；一第二介电层，覆盖该第二金属层；及一像素电极，形成于该第二介电层；及一液晶层，介设于该滤光片基板与该有源元件阵列基板间，其由具有负介电各向异性的液晶分子材料所构成；其中该第二共用电极具有彼此分离的第一部分及第二部分，该第一部分包含多个条状区段，各条状区段界定出与该像素电极叠合的多个围绕区域，且各条状区段均与该像素电极构成一边缘电场形成区；该第二部分形成于该围绕区域内，并构成叠合部分该像素电极的一反射层。
29.如权利要求28所述的多域液晶显示器，其特征在于，该第二共用电极的该第一部分是呈包含三个围绕区域的一目字型分布，且该第二共用电极的该第二部分分布于至少一围绕区域内。
全文摘要
一种多域液晶显示器，包含一彩色滤光片基板、一有源元件阵列基板及介设于两者间的液晶层。彩色滤光片基板设置有一第一共用电极，有源元件阵列基板上设置有一第二共用电极及像素电极。第二共用电极围绕像素电极以协同该像素电极产生一边缘电场。本发明克服了现有技术的缺陷，未施加电压(Voff)的状态下各个液晶分子均呈垂直配向，故不会产生多余的光程差值(Δnd＝0)，而可避免漏光现象产生；另一方面，与公知在电极处形成开缝的方式相比，本发明通过第二共用电极与像素电极的压差所产生的边缘电场效应，可提供较强的液晶分子倾倒力量，且可减少错向缺陷区域形成而有效提升整体光穿透率。
文档编号H01L29/786GK101059608SQ200610076369
公开日2007年10月24日 申请日期2006年4月20日 优先权日2006年4月20日
发明者王文俊, 李建璋, 刘锦璋, 蔡哲福, 周怡伶 申请人:胜华科技股份有限公司