專利名稱：有源矩陣液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種有源矩陣液晶顯示器，特別涉及一種平面切換式(in plane switching mode ；IPS mode)有源矩陣液晶顯示器。
背景技術(shù)：
在液晶顯示器(liquid crystal display)中，液晶面板內(nèi)液晶分子以電場操控其轉(zhuǎn)向，以此控制光線通過與否，達到顯示影像的目的。通常，液晶面板具有多個液晶晶胞和一驅(qū)動電路，多個液晶晶胞排列成矩陣，而驅(qū)動電路用來轉(zhuǎn)動液晶面板內(nèi)液晶分子。扭轉(zhuǎn)向列型(twisted nematic)液晶顯示器是最常見的一種液晶顯示器。然而， 傳統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)向列型液晶顯示器具有窄視角(narrow viewing angle)和需長反應(yīng)時間等缺點，即使在顯示灰階(gray scale)影像的操作上，扭轉(zhuǎn)向列型顯示器的反應(yīng)時間仍偏長。為克服扭轉(zhuǎn)向列型液晶顯示器缺點，許多不同技術(shù)被提出，以增大視角，其中一種即為平面切換(in plane switching ；IPS)技術(shù)。圖1顯示一傳統(tǒng)IPS模式(IPS mode) 液晶顯示器的截面圖。在傳統(tǒng)IPS模式液晶顯示器中，像素電極110和共電極(common electrode) 120是形成在下基板(數(shù)組基板)100上，而在像素電極110和共電極120之間產(chǎn)生的水平電場，可使液晶分子沿該水平電場排列。因為像素電極110和共電極120的間距大于下基板100和上基板105間的晶胞間隔(cell gap)，使得在像素電極110和共電極120 上方的液晶分子因低電場強度的緣故而不會轉(zhuǎn)動，從而造成低開口(aperture)的問題。再者，像素電極110和共電極120是使用不透光材料制作，例如鋁等。不透光材料設(shè)置在透明區(qū)域上，會更進一步降低液晶顯示器的開口率(aperture ratio) 0為克服傳統(tǒng)IPS模式液晶顯示器設(shè)計的低開口率問題，一種如圖2所示的邊緣電場切換模式(fringe field swithcing mode ；FFS-mode)液晶顯示器被提出。在FFS模式液晶顯示器中，透明像素電極210和透明共電極220被形成在下基板200上，而下基板200 與一上基板205相對。像素電極210和共電極220的距離L小于電極寬度W和兩基板200 與205間的晶胞間隔。在此條件下，產(chǎn)生的電場線(electric field lines)呈現(xiàn)拋物線狀， 并且在整個基板區(qū)域上產(chǎn)生邊緣電場效應(yīng)(fringe field effect)，故而增加開口率。在傳統(tǒng)的FFS模式液晶顯示器內(nèi)，如圖2所示，矩形或直線形電極210和220被采用，以產(chǎn)生邊緣電場。如此的電極數(shù)組結(jié)構(gòu)(electrode array)會使FFS模式液晶顯示器需相當高的操作電壓和具備負介電異向性液晶。負型介電異向性液晶難以制作且具高黏稠性(viscosity)。為克服使用負型介電異向性液晶所帶來的限制，公告號第6，678，027號美國專利提出一種使用正介電異向性液晶的FFS模式液晶顯示器。此FFS模式液晶顯示器具有范圍介于4至15的正介電異向性液晶分子，而當其相位延遲(retardation)的范圍介于0. 3微米至0.45微米時，可獲得最大的穿透度(transmittance)。盡管前述FFS模式液晶顯示器使用正介電異向性液晶分子，而使其不受上述不利條件影響，但其仍有色偏(color shift) 的問題。[0008]當以大視角觀看時，F(xiàn)FS模式液晶顯示器和IPS模式液晶顯示器兩者均會發(fā)生偏藍和偏黃等嚴重色偏情形。此種色彩表現(xiàn)會造成液晶顯示器老舊的觀感。雖然FFS模式液晶顯示器和IPS模式液晶顯示器具有廣視角特性，然而其色偏問題仍無法使顧客滿意，而需加以改良。

實用新型內(nèi)容為解決上述的技術(shù)問題，本實用新型提供了一有源矩陣液晶顯示器。有源矩陣液晶顯示器包含一第一基板、一第二基板、一液晶層、一相對電極、一像素電極，以及一發(fā)光二極管。第一基板和第二基板相互分離。液晶層設(shè)置于第一基板與第二基板之間，并包含范圍介于280納米至480納米的相位延遲。相對電極和像素電極設(shè)置于該第一基板的一表面。 像素電極和相對電極在液晶層內(nèi)產(chǎn)生一電場。發(fā)光二極管產(chǎn)生一亮光，亮光在C. I. E色度圖上的χ顏色坐標介于0. 27至0. 32的范圍，而y顏色坐標介于0. 25至0. 33的范圍。由于發(fā)光二極管產(chǎn)生的亮光，其在C. I. E色度圖上的χ顏色坐標介于0. 27至0. 32 之間和y顏色坐標介于0.25至0.33之間，并且液晶層具有范圍介于280納米至480納米的相位延遲，使得使用前述發(fā)光二極管與液晶層的有源矩陣液晶顯示器不再發(fā)生色偏問題。進一步，該相對電極和該像素電極的間距小于該第一基板和該第二基板的間距。進一步，該相對電極和該像素電極的間距大于該第一基板和該第二基板的間距。進一步，還包含一第一配向?qū)雍鸵坏诙湎驅(qū)?，其中該第一配向?qū)釉O(shè)置于該第一基板與該液晶層之間，而該第二配向?qū)釉O(shè)置于該第二基板與該液晶層之間。進一步，該液晶層包含多個液晶分子，而所述多個液晶分子具有范圍介于4至15 的正介電異向性。進一步，色溫范圍介于6500K至10000K。進一步，該像素電極和該相對電極中至少一個包含透明材料。上文已相當廣泛地概述本實用新型的技術(shù)特征及優(yōu)點，以使下文的本實用新型詳細描述得以獲得較佳了解。構(gòu)成本實用新型的申請專利范圍標的的其它技術(shù)特征及優(yōu)點將描述于下文。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者應(yīng)了解，可相當容易地利用下文揭示的概念與特定實施例可作為修改或設(shè)計其它結(jié)構(gòu)或工藝而實現(xiàn)與本實用新型相同的目的。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者也應(yīng)了解，這類等效建構(gòu)無法脫離后附的申請專利范圍所界定的本實用新型的精神和范圍。

圖1顯示一傳統(tǒng)IPS模式液晶顯示器的截面圖示意圖；圖2顯示另一傳統(tǒng)IPS模式液晶顯示器的截面圖示意圖；圖3顯示本實用新型一實施例的有源矩陣液晶顯示器的截面示意圖；圖4顯示本實用新型另一實施例的有源矩陣液晶顯示器的截面示意圖。其中，附圖標記說明如下3 有源矩陣液晶顯示器4 有源矩陣液晶顯示器31 第一基板[0026]32 第二基板[0027]33 液晶層[0028]34 相對電極[0029]35 像素電極[0030]36 發(fā)光二極管[0031]37 第一配向?qū)覽0032]38 第二配向?qū)覽0033]39 彩色濾光片[0034]40 偏振片[0035]41 檢偏片[0036]42 絕緣層[0037]100基板[0038]105上基板[0039]110像素電極[0040]120共電極[0041]200下基板[0042]205上基板[0043]210像素電極[0044]220共電極[0045]311表面[0046]d:晶胞間隔[0047]1 距離[0048]L 距離[0049]W:寬度
具體實施方式
以下配合附圖示例對本實用新型所包含的技術(shù)特征作詳細說明。在本實用新型一實施例中，具相位延遲(retardation)在一預定范圍內(nèi)的液晶層配合發(fā)光在(.1丄色度圖((.1丄.吐1~011^衍(^丨7 diagram)上χ顏色坐標(χ color coordinate)在一特定范圍內(nèi)和y顏色坐標(y color coordinate)在一特定范圍內(nèi)的光源，如此可使有源矩陣液晶顯示器具有正確的色彩平衡(color balance)。有源矩陣液晶顯示器可使用，但不限于，IPS模式技術(shù)或FFS模式技術(shù)。光源可為發(fā)光二極管。圖3顯示本實用新型一實施例的有源矩陣液晶顯示器3的截面示意圖。參照圖3 所示，有源矩陣液晶顯示器3包含一第一基板31、一第二基板32、一液晶層33、一相對電極 (counter electrode) 34、一像素電極；35，以及一發(fā)光二極管36。第一基板31和第二基板 32彼此分離。液晶層33設(shè)置于第一基板31和第二基板32之間。相對電極34設(shè)置于第一基板31的表面311上。像素電極35設(shè)置于第一基板31的表面311上，并和相對電極34 在液晶層33內(nèi)產(chǎn)生一電場。發(fā)光二極管36產(chǎn)生一亮光，其中該亮光被導向液晶層33。第一基板31和第二基板32相互分離一預定距離(晶胞間隔(cell gap))d。在一實施例中，晶胞間隔d可介于2至6微米之間。液晶層33可包含負介電異向性(negative dielectric anisotropy)液晶分子或正介電異向性(positive dielectric anisotropy) 液晶分子。較佳地，液晶層33可包含正介電異向性液晶分子。在一實施例中，正介電異向性的值可介于4至15之間。此外，適合的液晶層33的相位延遲(retardation)配合范圍介于4至15的正介電異向性值使用，可達到最大穿透度(maximum transmittance) 0在一實施例中，液晶層33 的相位延遲的范圍可介于280納米至480納米之間。雖然未顯示在圖3，有源矩陣液晶顯示器3包含多條柵極線路(gate lines)、多個像素，以及多條數(shù)據(jù)線路(data lines) 0各像素包含一晶體管，晶體管包含一柵極，柵極耦接相應(yīng)的柵極線路。多條數(shù)據(jù)線路用以傳送數(shù)據(jù)信號至相應(yīng)的像素。在一實施例中，晶體管、數(shù)據(jù)線路和數(shù)據(jù)線路形成于第一基板31上。相對電極34和像素電極35形成于第一基板31上，并為一第一配向?qū)?7所覆蓋， 其中第一配向?qū)?7設(shè)置于第一基板31和液晶層33之間，而且第一配向?qū)?7在一方向上被配向摩擦(riAbed)，以固定(anchor)鄰近的液晶分子。相對電極34和像素電極35本身、相對電極34和像素電極35兩者之間和晶胞間隔d可被設(shè)計，以使有源矩陣液晶顯示器3以如圖3所示的IPS模式來操作。在IPS模式中，像素電極35和相對電極34在一平面上產(chǎn)生電場，該平面平行第一基板31或第二基板 32。為能以IPS模式操作，像素電極35和相對電極34間距離1要大于晶胞間隔d，而且距離1要大于像素電極35或相對電極34的寬度。在其它的實施例中，相對電極34和像素電極35可分別形成在不同層上(如圖1 和圖2所示)，且一絕緣層將相對電極34和像素電極35分隔。在其它的實施例中，圖3中的有源矩陣液晶顯示器3可被設(shè)計以FFS模式操作。在此設(shè)計下，像素電極35和相對電極34間距離1要小于晶胞間隔d，而且距離1要小于像素電極35或相對電極34的寬度。圖4顯示本實用新型另一實施例的有源矩陣液晶顯示器4的截面示意圖。參照圖 4所示，有源矩陣液晶顯示器4包含一相對電極34'和一像素電極35，其中相對電極34' 和一像素電極35和圖3顯示的有源矩陣液晶顯示器3的相對電極34和一像素電極35在設(shè)計上有所不同。相對電極34'形成在第一基板31的表面311上。在一像素內(nèi)的相對電極34'可使用透明導電材料，例如銦鈦氧化物。相對電極34'可形成以傾斜形狀(slant shape)，較佳地，形成以有板狀。絕緣層42形成于相對電極34'上，而像素電極35形成于絕緣層42上。像素電極35可形成以傾斜形狀(slant shape)和可與相對電極34'重疊。 相對電極；34'和像素電極35的間距1可小于晶胞間隔d。如此，邊緣電場可形成于相對電極34'和像素電極35之間。參照圖3與圖4所示，一彩色濾光片(color filter) 39可設(shè)置在第二基板32上， 彩色濾光片39系與第一配向?qū)?7相對。第二配向?qū)?8可形成于彩色濾光片39上。第二配向?qū)?8可被配向摩擦(rubbed)，以固定(anchor)另外鄰近的液晶分子，其中所述多個另外鄰近的液晶分子相對于第一配向?qū)?7的配向方向延伸一角度。有源矩陣液晶顯示器3和4可另包含一偏振片(polarizer)40和一檢偏片 (analyzer)410偏振片40利用從發(fā)光二極管36發(fā)出的亮光，產(chǎn)生一線性極化光。偏振片40可相對于第一配向?qū)?7，貼附在第一基板31上。檢偏片41用于選擇性地讓從液晶層33 來的光通過。檢偏片41可相對于第二配向?qū)?8，貼附在第二基板32上。在一實施例中，偏振片40的偏光軸(polarization axis)與第一配向?qū)?7的配向方向平行。檢偏片41的吸收軸(absorption axis)與偏振片40的偏光軸垂直。如圖3與圖4所示，發(fā)光二極管36設(shè)計以向液晶層33發(fā)光。據(jù)發(fā)現(xiàn)，如果有源矩陣液晶顯示器3和4具有范圍如介于6500K至10000K的色溫(color temperature)，色偏 (color shift)的問題可被抵銷。為達到較低色溫，在使用具介于280納米至480納米范圍的相位延遲的液晶層33的情形下，可決定出一特定范圍的色度(chromaticity)的發(fā)光二極管36。在一實施例中，在C. I. E色度圖(1931)上，亮光的χ顏色坐標介于0. 27至0. 32 的范圍和1顏色坐標介于0. 25至0. 33間的范圍的發(fā)光二極管36是較佳的。本實用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點已揭示如上，然而本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者應(yīng)了解，在不背離后附申請專利范圍所界定的本實用新型精神和范圍內(nèi)， 本實用新型的教示及揭示可作種種的替換及修飾。例如，上文揭示的許多工藝可以不同的方法實施或以其它工藝予以取代，或者采用上述二種方式的組合。此外，本案的權(quán)利范圍并不局限于上文揭示的特定實施例的工藝、機臺、制造、物質(zhì)的成份、裝置、方法或步驟。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者應(yīng)了解，基于本實用新型教示及揭示工藝、機臺、制造、物質(zhì)的成份、裝置、方法或步驟，無論現(xiàn)在已存在或日后開發(fā)者，其與本案實施例揭示者系以實質(zhì)相同的方式執(zhí)行實質(zhì)相同的功能，而達到實質(zhì)相同的結(jié)果，也可使用于本實用新型。因此，以下申請專利范圍系用以涵蓋用以此類工藝、機臺、制造、物質(zhì)的成份、裝置、方法或步驟。
權(quán)利要求1.一種有源矩陣液晶顯示器，其特征在于，包含一第一基板和一第二基板，該第一基板與該第二基板相互分離；一液晶層，設(shè)置于該第一基板與該第二基板之間，且包含介于280納米至480納米之間的相位延遲；一相對電極，設(shè)置于該第一基板的一表面；一像素電極，設(shè)置于該第一基板的該表面，并和相對電極在該液晶層內(nèi)產(chǎn)生一電場；一發(fā)光二極管，產(chǎn)生一亮光，該亮光在C. I. E色度圖上的χ顏色坐標介于0. 27至0. 32 之間，y顏色坐標介于0. 25至0. 33之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源矩陣液晶顯示器，其特征在于，該相對電極和該像素電極的間距小于該第一基板和該第二基板的間距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源矩陣液晶顯示器，其特征在于，該相對電極和該像素電極的間距大于該第一基板和該第二基板的間距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源矩陣液晶顯示器，其特征在于，還包含一第一配向?qū)雍鸵坏诙湎驅(qū)樱渲性摰谝慌湎驅(qū)釉O(shè)置于該第一基板與該液晶層之間，而該第二配向?qū)釉O(shè)置于該第二基板與該液晶層之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源矩陣液晶顯示器，其特征在于，該液晶層包含多個液晶分子，而所述多個液晶分子具有范圍介于4至15的正介電異向性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源矩陣液晶顯示器，其特征在于，色溫范圍介于6500K至 IOOOOKo
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源矩陣液晶顯示器，其特征在于，該像素電極和該相對電極中至少一個包含透明材料。
專利摘要本實用新型公開了一種有源矩陣液晶顯示器，包含一第一基板、一第二基板、一液晶層、一相對電極、一像素電極，以及一發(fā)光二極管。第一基板和第二基板相互分離。液晶層設(shè)置于第一基板與第二基板之間，并包含范圍介于280納米至480納米的相位延遲。相對電極和像素電極設(shè)置于該第一基板表面。像素電極和相對電極在液晶層內(nèi)產(chǎn)生一電場。發(fā)光二極管產(chǎn)生一亮光，亮光在C.I.E色度圖上的x顏色坐標介于0.27至0.32之間，而y顏色坐標介于0.25至0.33之間。
文檔編號G02F1/1333GK202306068SQ201120390018
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者游家華, 王義方, 趙廣雄, 郭豐瑋 申請人:瀚宇彩晶股份有限公司