專利名稱：液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于橫向電場(chǎng)效應(yīng)(In-Plane Switching, IPS)、或邊緣場(chǎng)切換 (Fringed Field Switching, FFS)液晶顯示器(LCD)。
背景技術(shù)：
專利案US-6，459，465揭露一種橫向電場(chǎng)效應(yīng)液晶顯示器(IPS-LCD),其 中像素電極(pixelelectrode)與公共電極(commonelectrode)為Z字型。
WO-A2-2006/118752揭露另 一種IPS-LCD,其中包括鋸齒形公共電極、 以及鋸齒形像素電極，彼此交錯(cuò)分布以組成多疇液晶分布(multi-domain liquid crystal distribution)。
US-6,917，406揭露另一種IPS-LCD，其中包括"f危狀公共電極、以及梳狀 像素電極。電極的梳齒為多個(gè)梯形或倒梯形相連，邊緣呈鋸齒狀。
US-7,199,852揭露一種FFS-LCD，具有梳狀公共電極、以及梳狀像素電 極，彼此交錯(cuò)分布。電極的梳齒為兩側(cè)對(duì)稱，且各側(cè)呈周期性梯狀突起。不 同電極的相鄰梳齒的梯狀突起有半個(gè)周期的相差。
上述技術(shù)揭露多種電極結(jié)構(gòu)以增進(jìn)液晶顯示器的效能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明揭露一種液晶顯示器。
本發(fā)明所揭露的技術(shù)可改進(jìn)傳統(tǒng)LCD的效能、視角、或反應(yīng)速度。 根據(jù)本發(fā)明液晶顯示器的一種實(shí)施方式具有多個(gè)像素。各像素包括頂 部基板；底部基板；以及液晶物質(zhì)層與電極結(jié)構(gòu)。液晶物質(zhì)層與電極結(jié)構(gòu)位 于上述頂部與底部基板之間；其中，電極結(jié)構(gòu)包括多個(gè)電極。各電極具有多 個(gè)電極端所組成的多邊形電極面。不同電極的相鄰電極端彼此平行。
除了上述多邊形的電極面設(shè)計(jì)，根據(jù)本發(fā)明更揭露各電極彼此的排列與 偏壓技術(shù)。相較于傳統(tǒng)技術(shù)，采用本發(fā)明所揭露的技術(shù)的LCD具有更簡(jiǎn)易 的電場(chǎng)控制技術(shù)，且具有更快的反應(yīng)速度。
3電極與電極面均具有導(dǎo)電物質(zhì)。電極的制作方法可應(yīng)用液晶顯示器領(lǐng)域 或半導(dǎo)體領(lǐng)域所通知的技術(shù)。
本發(fā)明的液晶顯示器可采用穿透反射型、反射型、穿透型液晶顯示技術(shù)。 本發(fā)明的液晶顯示器可安裝于電視、行動(dòng)電話或個(gè)人數(shù)位助理…等電子設(shè)備上。
本發(fā)明揭露多種實(shí)施方式，不同實(shí)施方式亦可結(jié)合在一起組成其他變形。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉 出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1為橫向電場(chǎng)效應(yīng)液晶顯示器(IPS-LCD)的剖面圖2為邊緣場(chǎng)切換液晶顯示器(FFS-LCD)的剖面圖3為傳統(tǒng)FFS-LCD的電極結(jié)構(gòu)；
圖4為傳統(tǒng)FFS-LCD的另 一電才及結(jié)構(gòu)；
圖5為傳統(tǒng)FFS-LCD的另一電^l結(jié)構(gòu)；
圖6為一俯視圖，圖解本發(fā)明所揭露的電極結(jié)構(gòu)的一實(shí)施方式； 圖7為一俯視圖，圖解本發(fā)明所揭露的電極結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施方式； 圖8為一俯視圖，圖解本發(fā)明所揭露的電極結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施方式； 圖9為一俯視圖，圖解本發(fā)明所揭露的電極結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施方式； 圖IO為一俯視圖，圖解本發(fā)明所揭露的電極結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施方式；以
圖ll為一俯視圖，圖解本發(fā)明所揭露的電極結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施方式。
主要元件符號(hào)說明
1、 2~基*反；3 液晶物質(zhì)層；
4 電極；
4(1)、 4(2)、 4(3) 不同種類的電極；
5~絕緣層； 6 公共電極；
7 電極開口； 9、 9(1)、 9(2) 電極引線；
V、 V(l)、 V(2)、 V(3) 電壓源；以及
VI、 V2、 V3 電才及^f扁壓電4立。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明揭露液晶顯示器內(nèi)像素的電極結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用來形成橫向電場(chǎng)效應(yīng)
液晶顯示器(IPS-LCD)、或邊緣場(chǎng)切換液晶顯示器(FFS-LCD)。
相4交于扭轉(zhuǎn)向列(twisted nematic)、垂直酉己向(vertical aligned)液晶顯示
器，應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)的IPS-LCD具有更大的視角。IPS-LCD于面板的底部
基板布置指狀電極，且無需在面板的頂部基板設(shè)置電極。圖l為其中一種實(shí)
施方式。
圖1為一 IPS-LCD的剖面圖。
IPS-LCD的頂部、底部基板(substrate)l與2間具有一液晶物質(zhì)層3,基 板成分可為玻璃、或透明聚合物。頂部、底部基板1與2可透光。電極4乃 用于切換液晶物質(zhì)層3內(nèi)液晶物質(zhì)的方向，通常直接或間接布置于基板1或 2上。電極4分成兩部分，彼此交錯(cuò)排列且偏壓于不同電位。以圖l所示的 實(shí)施方式為例，第一種類的電極4(1)偏壓于一第一電位，且第二種類的電極 4(2)偏壓于一第二電位。第一電位低于第二電位，故電場(chǎng)由第二種類的電極 4(2)指向第 一種類的電極4(1),其電場(chǎng)平行于基板2。
在聚合物配向?qū)?polymer alignment layer)作用下，液晶物質(zhì)層3內(nèi)的液 晶物質(zhì)通常水平橫列在基板1與2之間。交叉的線型極化器(linearpolarizers) 通常配置在基板上，其中之一的光學(xué)極化軸(optical polarizer axes)與液晶物質(zhì) 層3內(nèi)液晶物質(zhì)原始指向平行；故無電位施加于電極4時(shí)，熒幕顯示出黑色 畫面；反的，若一像素所對(duì)應(yīng)的第一與第二種類電極4(1)與4(2)間存在電場(chǎng)， 則對(duì)應(yīng)的液晶物質(zhì)扭轉(zhuǎn)其方向。液晶的旋轉(zhuǎn)令特定波長(zhǎng)光線得以穿透底層基 板2，使該像素發(fā)亮。
傳統(tǒng)IPS-LCD技術(shù)的缺點(diǎn)包括電極4上方的電場(chǎng)相當(dāng)微弱，該區(qū)域液 晶物質(zhì)不易扭轉(zhuǎn)，光線穿透度不佳。
邊緣場(chǎng)切換技術(shù)(FFS)系類似橫向電場(chǎng)效應(yīng)(IPS)技術(shù)，但FFS技術(shù)具有 較高穿透度。FFS技術(shù)在指狀電極下更布置一公共電極；其中，公共電極與 指狀電極之間以一絕緣層隔離。圖2圖解FFS顯示技術(shù)的一種實(shí)施方式。
圖2為FFS-LCD的剖面圖。與圖1的IPS-LCD相較，圖2的FFS-LCD 更在一基板(如底部基板2)上布置一公共電極6。公共電極6與指狀電極4之 間以絕緣層5電性隔離。指狀電極4又稱像素電極，在FFS技術(shù)中，通常被
5施予相同電壓。絕緣層5可完全覆蓋整個(gè)底部基板2。
FFS-LCD產(chǎn)生像素電極4至公共電極6的邊緣電場(chǎng)。如圖2所示，電場(chǎng) 足以扭轉(zhuǎn)電極4上方的液晶物質(zhì)。與IPS技術(shù)相較，F(xiàn)FS技術(shù)具有較佳的透 光率，然而，需要較多次的光學(xué)微影(lithography)步驟。
上述技術(shù)所采用的電極4可有多種形狀或不同設(shè)計(jì)。圖3 5為其常見設(shè)計(jì)。
圖3采用梳狀電極，可用來實(shí)現(xiàn)IPS技術(shù)的不同種類電極(如圖1的4(1) 與4(2))。如圖3所示，兩種類電極4(1)與4(2)彼此相扣。電極4(1)的一梳齒 被電極4(2)的兩個(gè)相鄰梳齒包圍。圖3的技術(shù)亦可應(yīng)用在FFS-LCD上，兩 梳狀結(jié)構(gòu)各自對(duì)應(yīng)公共電極6、與像素電極4。
圖4為山形的電極結(jié)構(gòu)。不同種類的電極4(1)與4(2)(或?qū)?yīng)FFS技術(shù) 的像素電極4與公共電極6)彼此相扣。兩電極相鄰的齒狀部位保持等距相鄰。
圖5為鋸齒形的電極結(jié)構(gòu)。不同種類的電極4(1)與4(2)(或?qū)?yīng)FFS技 術(shù)的像素電極4與公共電極6)彼此相扣。兩電極相鄰的齒狀部位保持等距相 鄰。
上述電極結(jié)構(gòu)皆用來改善電場(chǎng)分布，以妥善扭轉(zhuǎn)面板的液晶物質(zhì)。 本發(fā)明揭露不同于傳統(tǒng)技術(shù)的電極結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所揭露的電極結(jié)構(gòu)為多 邊形，不僅縮短液晶物質(zhì)反應(yīng)時(shí)間，更改善顯示器視角。圖6-ll圖解本發(fā)明 所揭露的電極結(jié)構(gòu)。該些實(shí)施方式以壁磚形式排列該些電極。其中一種實(shí)施 方式采用等邊六角形的電極。
圖6圖解一種電極結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于FFS-LCD。公共電極6與絕緣層5為方 形，其上為多邊形的像素電極4。此實(shí)施方式揭露六角形的像素電極4。 一 個(gè)像素可對(duì)應(yīng)多達(dá)凄t十個(gè)像素電極4;以下其他實(shí)施方式亦是如此。此實(shí)施 方式將該些像素電極4呈壁磚式排列。該些像素電極4可為等邊六角形，且 彼此等間隔排列。此實(shí)施方式將所有像素電極4藉電極引線9耦接至一電壓 源V,以偏壓該些像素電極4于電壓準(zhǔn)位VI。電壓源V可為面板的驅(qū)動(dòng)裝 置。
除了以圖6所示的實(shí)施方式一將該些像素電極4藉電極引線9耦接至電 壓源V—尚可以其他形式偏壓該些電極4。例如，將單一個(gè)像素電極4耦接 電壓源V，并且以電極引線將其他像素電極4耦接在一起。電極引線可隨所 需邊緣電場(chǎng)的不同，而有不同的設(shè)計(jì)。電極引線9為具透光性材料，如氧化銦錫(ITO)。光線可通過電極引線9。
該些像素電極4采壁磚形式排列。如圖所示，各像素電極4具有一多邊 形電極面與多個(gè)電極端。相鄰像素電極4的相鄰電極端彼此平行，相距一預(yù) 設(shè)距離。 一像素電極各電極端與所相鄰的其他像素電極的電極端可皆相距該 預(yù)設(shè)距離。在其他實(shí)施方式中， 一像素電極各電極端與所相鄰的其他像素電 極的電極端可相距不等距離。此外，像素電極4并不限定于六角形，亦可以 其他多邊形實(shí)現(xiàn)。相較于傳統(tǒng)技術(shù)，本發(fā)明所揭露的多邊形像素電極令像素 電極4至公共電極6的邊緣電場(chǎng)更均勻，且顯示器視角更大。
圖7揭露另一種液晶顯示器電極結(jié)構(gòu)，其中令像素電極4的外圍為多邊 形(此實(shí)施例以六角形為例)。藉由電極引線9，像素電極4耦接電壓源V, 以偏壓于電位V1。電壓源V可為面板的驅(qū)動(dòng)裝置。與圖6相較，圖7所揭 露的電極結(jié)構(gòu)將像素電極4挖空，形成開口 7。除了利用挖空技術(shù)，開口 7 可以其他方式形成。此實(shí)施方式將開口 7也設(shè)計(jì)成六角形。如圖所示，像素 電極4內(nèi)外圍有相同形狀的電極面。開口 7可位于像素電極4的中央。開口 7也可設(shè)計(jì)成其他形狀，如圓形、方形、長(zhǎng)方形、或任何其他形狀。
相較于圖6的實(shí)施方式，圖7的結(jié)構(gòu)令像素電極4至公共電極6的邊緣 電場(chǎng)不只存在于像素電極4外圍與公共電極6之間，像素電極4內(nèi)圍與公共 電極6也有電場(chǎng)存在。圖7的技術(shù)令光線更容易穿透面板。
圖8圖解另一種液晶顯示器電極結(jié)構(gòu)。此技術(shù)同樣可應(yīng)用在FFS-LCD。 圖8釆用多邊形的像素電極，其中，經(jīng)電極引線9(1)連接電壓源V(l)的為第 一種類像素電極4(1)、經(jīng)電極引線9(2)連接電壓源V(2)的為第二種類像素電 極4(2)。電壓源V(l)與V(2)分別提供偏壓V1與V2，可為面板的驅(qū)動(dòng)裝置。 此結(jié)構(gòu)便于局部改變邊緣電場(chǎng)的方向，便于調(diào)整顯示器的視角。此外，此結(jié) 構(gòu)可控制像素的其他電-光特性，例如像素反應(yīng)時(shí)間。
除了采用圖8所示的結(jié)構(gòu)一以不同電極引線9(1)與9(2)耦接不同種類像
同種類的像素電極4(1)、 4(2)。舉例說明，以一電壓源V(l)耦接第一種類像 素電極4(1)，并且于不同種類像素電極4(1)與4(2)之間設(shè)置電容元件，使第 二種類像素電極4(2)偏壓在略低于第一種類像素電極4(1)的電位。相較于圖 8所示的實(shí)施方式，此種實(shí)施方式令不同種類像素電極4(1)與4(2)之間的電 位差為固定，較不易調(diào)整顯示器視角。圖9圖解另一種液晶顯示器電極結(jié)構(gòu)。與圖8相較，圖9所示的實(shí)施方 式中，像素電極4(1)、 4(2)皆具有開口 7。偏壓于電位V1的為第一種類像素 電極4(1),偏壓于電位V2的為第二種類像素電極4(2)。與圖8的技術(shù)相較， 圖9的電極結(jié)構(gòu)提供更多空間產(chǎn)生邊緣電場(chǎng)(像素電極4(1)與4(2)至公共電極 6)，故像素的透光度更佳。
本發(fā)明所揭露的電極結(jié)構(gòu)不限定于FFS-LCD使用，更可應(yīng)用于 IPS-LCD;圖IO揭露其中一種實(shí)施方式。圖中顯示一像素的電極結(jié)構(gòu)。 一像 素對(duì)應(yīng)數(shù)種電極4(1)、 4(2)與4(3)，分別耦接三種電壓源V(l)、 V(2)與V(3) 以偏壓于三種電位V1、 V2與V3。該些電壓源V(l)、 V(2)與V(3)可為面才反 的驅(qū)動(dòng)裝置。圖IO的結(jié)構(gòu)不限定公共電極的技術(shù)。此結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生各式電場(chǎng)， 并易于控制該些電場(chǎng)的方向。此結(jié)構(gòu)更利于調(diào)整顯示器視角。
圖11圖解另一種液晶顯示器電極結(jié)構(gòu)，其中采用多邊形電極面，且可 應(yīng)用在IPS-LCD。此結(jié)構(gòu)令多個(gè)多邊形電極以壁磚形式排列成一方形，以對(duì) 應(yīng)一像素。 一像素包括兩個(gè)三角形電極4(3)、 一等邊梯形電極4(1)、與一 等邊梯形電極4(2)。該些電極等距相鄰，呈壁磚式排列一不同電極的相鄰電 極端保持同樣距離。不同種類的電極4(1)、 4(2)與4(3)偏壓于不同的電位VI 、 V2與V3。如圖所示，第一種類的電極4(1)耦接第一電壓源V(l)、第二種類 的電極4(2)耦接第二電壓源V(2)、且第三種類的電極4(3)耦接第三電壓源 V(3)。該些電壓源V(l)、 V(2)與V(3)可為顯示器的驅(qū)動(dòng)裝置。此結(jié)構(gòu)可有效 控制不同種類電極之間的橫向電場(chǎng)，便于控制液晶顯示器的視角。
除了圖11所示的技術(shù)~4^不同種類的電極4(1)、 4(2)與4(3)由不同電極 引線耦接不同電壓源V(l)、 V(2)、與V(3)，以偏壓于不同電位VI、 V2與 V3—本發(fā)明更揭露其他偏壓方法。舉例說明，令以一電壓源V(l)偏壓第一種 類的電極4(1),并于第一種類與第二種類電極4(1)與4(2)之間安裝電容元件， 于第一種類與第三種類電極4(1)與4(3)之間安裝電容元件。如此一來，第二 與第三種類電極4(2)與4(3)的偏壓較第一種類電極4(1)低。然而，此結(jié)構(gòu)令 不同種類電極4(1)、 4(2)與4(3)之間的壓降為不可調(diào)整，較不便于顯示器視 角調(diào)整。
圖11所示的技術(shù)亦可應(yīng)用于FFS-LCD。若在像素電極4(1)、 4(2)與4(3) 下方安裝公共電極6，即可在像素電極4(1)、 4(2)與4(3)與公共電極6之間產(chǎn) 生如圖2所示的邊緣電場(chǎng)。圖11的電極4(1)、 4(2)與《3)亦可皆偏壓于同一電位。
在FFS-LCD應(yīng)用上，圖11的像素電極4(1)、 4(2)與4(3)亦可挖空，具 有如圖7與圖9所示的技術(shù)，具有開口7。
本發(fā)明所揭露的像素的電極結(jié)構(gòu)可應(yīng)用在各種電子設(shè)備的液晶顯示裝 置中。例如穿透反射型(transflective)、反射型(reflective)、穿透型(transmissive) 液晶熒幕、或采用上述穿透反射型、反射型、穿透型液晶熒幕的電視、行動(dòng) 電話或個(gè)人數(shù)位助理。
上述列舉的實(shí)施方式將幫助讀者了解本發(fā)明內(nèi)容，并非用來限制本發(fā)明 的范圍?；诒景l(fā)明所揭露的內(nèi)容，本技術(shù)領(lǐng)域人員可能以其基本知識(shí)作出 各種變形。然而，該些變形都屬于本說明書所名夂保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種液晶顯示器，具有多個(gè)像素，各像素包括頂部基板；底部基板；以及液晶物質(zhì)層與電極結(jié)構(gòu)，位于上述頂部與底部基板之間；其中，該電極結(jié)構(gòu)包括多個(gè)電極，各所述電極具有多個(gè)電極端所組成的電極面，該電極面為多邊形，且不同電極的相鄰電極端彼此平行。
2. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，釆用橫向電場(chǎng)效應(yīng)技術(shù)。
3. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，采用邊緣場(chǎng)切換技術(shù)。
4. 如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，其中各所述電極具有開口。
5. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中所有電極的電極面為相同的多 邊形。
6. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中該電極面為三角形、梯形、或 六角形。
7. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，所述電極耦接于多個(gè)電壓源，所述 電壓源分別具有不同電位。
8. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，應(yīng)用于電子設(shè)備上。
9. 如權(quán)利要求8所述的液晶顯示器，上述電子設(shè)備為穿透反射型、反射 型、穿透型液晶焚幕、或采用上述穿透反射型、反射型、穿透型液晶熒幕的 電視、行動(dòng)電話或個(gè)人數(shù)位助理。
全文摘要
一種液晶顯示器，具有多個(gè)像素。各像素包括頂部基板；底部基板；以及液晶物質(zhì)層與電極結(jié)構(gòu)。液晶物質(zhì)層與電極結(jié)構(gòu)位于上述頂部與底部基板之間；其中，上述電極結(jié)構(gòu)包括多個(gè)電極。各電極具有多個(gè)電極端所組成的多邊形電極面。不同電極的相鄰電極端彼此平行。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK101487957SQ20091000036
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2009年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月7日
發(fā)明者娜塔莉·M·D·狄索德, 尚·F·斯特莫 申請(qǐng)人:統(tǒng)寶光電股份有限公司