專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶顯示裝置及電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器，特別是涉及一種垂直配向(vertical aligned; VA)液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(liquid crystal display; LCD)為最廣泛使用的平面顯示器之 一。LCD包括兩個(gè)基板與夾置于該兩個(gè)基板中間的液晶(LC)層，其中兩 基板具有例如像素電極與共同電極的電場(chǎng)產(chǎn)生電極。通過(guò)施加電壓于電場(chǎng)產(chǎn) 生電極，而于LC層中產(chǎn)生電場(chǎng)以決定LC層中液晶分子的方位，進(jìn)而調(diào)整 入射光的偏光性，使LCD產(chǎn)生影像。
常用的LCD型式為垂直配向型式液晶顯示器(VA-LCD)，可對(duì)于LC分 子進(jìn)行配向，而使得LC分子的長(zhǎng)軸垂直于不具有電場(chǎng)的基板。VA-LCD型 式具有以下的優(yōu)點(diǎn)，良好的視角性能、因極佳的暗態(tài)(與溫度、彩色無(wú)關(guān))造 成的高對(duì)比、低操作電壓以及低成本的制造過(guò)程(不需進(jìn)行刷磨工藝)。
在像素設(shè)計(jì)時(shí)，可通過(guò)建立多個(gè)區(qū)塊(domain)而獲得良好的視角性質(zhì)。 達(dá)成此目的可通過(guò)使用美國(guó)專(zhuān)利第7,295,274號(hào)揭示的機(jī)械凸塊、美國(guó)專(zhuān)利 第6,424,398號(hào)揭示的銦錫氧化物(ITO)電極中的狹縫或者兩者的組合。上述 的狹縫可產(chǎn)生邊緣電場(chǎng)，而引導(dǎo)液晶的切換；而凸塊的傾斜度具有類(lèi)似的效 果。
特別選用的介電性負(fù)型液晶分子會(huì)由初始垂直于玻璃基板的垂直方位 (homeotropic orientation),重新定4立為垂直于電場(chǎng)。當(dāng)施以電場(chǎng)時(shí)，通過(guò)凸 塊或狹縫，液晶分子會(huì)向既定的方向傾斜。
垂直配向型液晶顯示器的切換時(shí)間除了受限于材料與單元結(jié)構(gòu)之外，也 受限于所謂的逆流效應(yīng)(或回流效應(yīng))。如果施加太高的電壓于VA單元，反 而會(huì)造成較長(zhǎng)的切換時(shí)間，而產(chǎn)生此逆流效應(yīng)的現(xiàn)象。以下的參考文獻(xiàn)中已 描述關(guān)于逆流效應(yīng)的現(xiàn)象[1] De Gennes and Prost, Physics of Liquid Crystals 2nd Ed, Oxford; Clarendon Press, (1995); [2] Chandrasekar S.， Liquid Crystals,2nd edition, Cambridge University Press, (1992); [3] Roosendaal， Dessaud, Hector, Hughes, Boer, IDRC conference proceeding, 10-3， 127-130 2006;以及 [4] Dessaud， Roosendaal, Hector, Hughes, Boer， IDW'06 Digest, LCT7-2, 651-654， 2006; [5] Sang Soo Kim, Brian H. Berkeley, Kyeong-Hyeon Kim， and Jang Kun Song， J. Soc. Inf. Display 12， 353 (2004)。
可以理解的是，通過(guò)在顯示器中增加區(qū)塊的數(shù)量可以得到較均勻的切 換。然而，在已知技術(shù)中所提出的方法會(huì)降低總開(kāi)口率，這是因?yàn)殡姌O形狀 造成液晶的部分區(qū)域不會(huì)被切換，而降低總開(kāi)口率。再者，當(dāng)像素尺寸變小 時(shí)，不會(huì)被切換的LC區(qū)域的尺寸會(huì)維持相同。因此，不被切換的區(qū)域的比 例會(huì)增加而導(dǎo)致總開(kāi)口率降低。
對(duì)于可顯示穿透型式與反射型式兩者成為可能的半穿透半反射型式， VA-LCD型式受到相當(dāng)大的關(guān)注。光學(xué)薄片(foils)對(duì)于顯示器的最終前端熒 幕的性能上扮演相當(dāng)重要的角色。
通過(guò)設(shè)置環(huán)形偏光板于顯示器的頂部以及設(shè)置反射板于液晶層之后，可 得到良好的反射式VA-LCD。環(huán)形偏光板可經(jīng)由線(xiàn)性偏光板與設(shè)置于線(xiàn)性偏 光板與LC層之間的1/4波長(zhǎng)板的組合而得到。在關(guān)閉模式時(shí)，顯示器會(huì)呈 現(xiàn)黑色，而在開(kāi)啟模式時(shí)，可達(dá)到最大的穿透度。圖3a顯示介于0°-90°的 正交式偏光板(crossed polarizer)之間的45微米像素的模擬光學(xué)響應(yīng)。圖3b 顯示介于45。-135°的正交式偏光板之間的45微米像素的模擬光學(xué)響應(yīng)。圖 3c顯示介于環(huán)形偏光板之間的45微米像素的模擬光學(xué)響應(yīng)。最后，圖3d 顯示在已知45微米像素中的液晶分子的指向輪廓。由此可知，環(huán)形偏光板 結(jié)合45微米的像素，可提供最大的開(kāi)口率。
在半穿透半反射式的顯示器中，需要良好的工作反射區(qū)域(黑底)，而使 環(huán)形偏光方式的使用更受關(guān)注。利用雙單元間隙的方法可使穿透與反射模式 的曲線(xiàn)之間達(dá)到良好的匹配。
線(xiàn)性偏光板優(yōu)于環(huán)形偏光板的理由包括，線(xiàn)性偏光板具有較高的對(duì)比、 較少的延遲膜(retardationfilm)、較薄的偏光板疊層、較低的制作成本以及較 強(qiáng)的防止延遲膜誤差的能力。再者，眾所周知的有，環(huán)形偏光板的離軸效能 (off-axisperformance)低于線(xiàn)型偏光板的離軸效能。此外，穿透式顯示器不需 使用1/4波長(zhǎng)板，通過(guò)在穿透式顯示器中省略l/4波長(zhǎng)板，可提高離軸效能。
對(duì)于非常小的像素尺寸，特別是正方形像素，當(dāng)產(chǎn)生"花型，，光學(xué)響應(yīng)時(shí)，由于會(huì)損失太多開(kāi)口率，所以無(wú)法使用線(xiàn)性偏光板于液晶的配向。圖4a-4d 分別顯示介于45°-135°正交式偏光板之間的由頂部至底部的100微米、60 微米、45微米與25微米像素的模擬光學(xué)響應(yīng)。由附圖中可知，當(dāng)像素尺寸 的減少時(shí)，會(huì)使開(kāi)口率損失增加。
由Shibazaki陽(yáng)san等人于1665-1668所提出的"57.5L: Late-News Paper: MVA Mode with Improved Color-wash-out for mobile Applications", Society for information display 2007 International symposium, SID 07 DIGEST中，揭示較 廣視角的新穎MVA(多區(qū)塊垂直配向)技術(shù)。此文獻(xiàn)記載一種在彩色濾光片 (CF)側(cè)設(shè)有最佳化ITO狹縫設(shè)計(jì)的新穎像素結(jié)構(gòu)，其能夠增加具有線(xiàn)性偏光 板的穿透式MVA型式LCD的穿透率。上述ITO狹縫能夠使LC分子在四個(gè) 方向(兩個(gè)正交方向)配向，因此這種結(jié)構(gòu)可使用線(xiàn)性偏光板。對(duì)于彩色濾光 片基板進(jìn)行蝕刻的缺點(diǎn)在于，比起薄膜晶體管(TFT)基板，在CF基板的 ITO蝕刻設(shè)計(jì)準(zhǔn)則(亦即ITO狹縫以及間隙的最小尺寸)較為嚴(yán)格，且在不損 害彩色濾光片的情況下蝕刻CF基板會(huì)有困難。
圖5a顯示位在彩色濾光片側(cè)的電極50中的銦錫氧化物(ITO)孔洞52的 實(shí)施例。圖5b顯示具有該ITO孔洞的單元中的液晶分子指向輪廓。圖5c-d 分別顯示介于環(huán)形偏光板與0°-90°的正交式偏光板之間的單元的液晶分子指 向輪廓，此單元具有上述ITO孔洞。當(dāng)位于CF側(cè)的電極50中的ITO孔洞 的位置的電場(chǎng)消失時(shí)，位于單元的中間的黑點(diǎn)會(huì)對(duì)應(yīng)于未^C切換的LC層的 部分。LC層不被切換的區(qū)域與ITO孔洞的形狀與尺寸有關(guān)，此效應(yīng)會(huì)降低 LCD的開(kāi)口率。
因此，有需要一種LCD設(shè)計(jì)，能夠克服上述已知的設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改良的液晶顯示裝置，特別是提供一種優(yōu)選 的開(kāi)口率的液晶顯示裝置。本發(fā)明的另一目的在于^是供一種液晶顯示裝置，
可使用能夠提升離軸效能的線(xiàn)性偏光板。
再者，本發(fā)明的另一目的在于提供一種液晶顯示裝置，可通過(guò)減少所需 光學(xué)薄片的數(shù)量與工藝步驟而降低成本。
再者，本發(fā)明的又一目的在于提供一種液晶顯示裝置，具有優(yōu)選的液晶 切換時(shí)間。本發(fā)明的再一目的在于提供一種液晶顯示裝置，可消除或減少回流效應(yīng)。
本發(fā)明的目的可根據(jù)獨(dú)立項(xiàng)中的液晶顯示裝置而完成。本發(fā)明優(yōu)選與更 多的實(shí)施例為依附項(xiàng)的主題。
本發(fā)明的液晶顯示裝置包括液晶層，包括液晶分子；共同電極；以及電 極組，用以切換該液晶層。該液晶層設(shè)置于該共同電極與該電極組之間，該 電極組包括第一電極，用以切換該液晶層的第一區(qū)域；以及第二電極，用 以切換該液晶層的第二區(qū)域；其中，該第二區(qū)域包括該第一區(qū)域不包括的該 液晶層的區(qū)域的至少一部分，其中該第一電極的形狀配合該第二電極，使該 液晶分子的配向于兩個(gè)正交方向。相較于一般用正方形像素的VA型LCD, 本發(fā)明可使用線(xiàn)性正交型偏光板。此特殊形狀的電極結(jié)合第二電極可控制 LC方位，因此可減少因使用正交型偏光板使LC方位的差異造成的開(kāi)口率 的損失。
本發(fā)明實(shí)施例中，第一電極為十字形。另一實(shí)施例中，第一電極的形狀 對(duì)應(yīng)于十字形與矩形的組合，且十字形與矩形的中心重疊。
本發(fā)明的實(shí)施例中，第二電極為矩形，此第二電極覆蓋液晶層。另一實(shí) 施例中，第一電極與第二電極大致上共同覆蓋液晶層的所有區(qū)域。如此，可 切換整個(gè)液晶層。
本發(fā)明另一實(shí)施例中，第二電極包括開(kāi)口，與該第一電極的至少一部分 重疊。又一實(shí)施例中，共同電極包括開(kāi)口，與該第一電極的至少一部分重疊。 由此可增加設(shè)計(jì)的自由度。第一電極與第二電極可位于同一平面上或兩平面 上，其中第一電極與第二電極由介電層分隔。
于本發(fā)明的實(shí)施例中，液晶顯示裝置還包括驅(qū)動(dòng)單元，用以驅(qū)動(dòng)第一電 極與第二電極。第一電極與第二電極可由不同的電壓或相似的電壓驅(qū)動(dòng)。
另一實(shí)施例中，LCD裝置還包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的區(qū)段，該共同電極、 該第一電極與該第二電極會(huì)延伸，以使該兩個(gè)或兩個(gè)以上的區(qū)段的每一個(gè)區(qū) 段中的該液晶分子的配向于兩正交方向，其中該兩個(gè)或兩個(gè)以上的區(qū)段中的 該第 一 電極的形狀及/或方位不同。
又一實(shí)施例中，LCD裝置為穿透式液晶顯示裝置，且包括分別設(shè)置于該 液晶顯示裝置的兩個(gè)外部表面的線(xiàn)性偏光板，其包括彼此正交的偏光軸。
另一實(shí)施例中，該液晶顯示裝置為半穿透半反射式液晶顯示裝置，且括反射式液晶單元、穿透式液晶單元以及分別設(shè)置于該液晶顯示裝置的兩個(gè) 外部表面的線(xiàn)性偏光板。該線(xiàn)性偏光板包括彼此正交的偏光軸。
本發(fā)明另提供了一種電子裝置，包括本發(fā)明所述的液晶顯示裝置；以 及電源供應(yīng)器，連接于該液晶顯示裝置，用以供應(yīng)電力于該液晶顯示裝置。
為了讓本發(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 舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合所附圖示，作詳細(xì)說(shuō)明如下-.


圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子裝置的方塊圖2a顯示根據(jù)實(shí)施例的液晶像素單元的外形；
圖2b顯示根據(jù)實(shí)施例的LCD像素單元的構(gòu)件的外形；
圖2c顯示根據(jù)另一實(shí)施例的LCD像素單元的構(gòu)件的外形；
圖3a顯示介于0。-90°正交式偏光板的45微米像素的模擬光學(xué)響應(yīng)；
圖3b顯示介于45。-135。的正交式偏光板的45微米像素的模擬光學(xué)響應(yīng)；
圖3c顯示介于環(huán)形偏光板之間的45微米像素的模擬光學(xué)響應(yīng)；
圖3d顯示在單元的中心的已知45微米像素的液晶分子的指向輪廓；
圖4a-4d分別顯示介于45。-135。正交式偏光板之間的100微米、6(H效米、
45微米與25微米像素的模擬光學(xué)響應(yīng)；
圖5a顯示位在彩色濾光片側(cè)的銦錫氧化物孔洞的實(shí)施例；
圖5b顯示具有彩色濾光片側(cè)的銦錫氧化物孔洞的已知單元的液晶分子
指向輪廓；
圖5c-d分別顯示介于環(huán)形偏光板與0°-90°的正交式偏光板之間的已知單 元的液晶分子指向輪廓，此已知單元的彩色濾光片側(cè)具有銦錫氧化物孔洞； 圖6a顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例；
圖6b顯示圖6a中位于具有第一電極的單元中心的液晶分子的指向輪
廓；
圖6c-d分別顯示圖6a中的具有介于環(huán)形偏光板與0。-90。的正交式偏光 板之間的第一電極的單元的i^擬光學(xué)響應(yīng)；
圖7a顯示^4居本發(fā)明第一實(shí)施例的電極組；
圖7b顯示于圖7a具有電極組的單元中心的液晶分子的指向輪廓；
圖7c-d分別顯示圖7a中，介于環(huán)形偏光板與0。-卯°的正交式偏光板之間的具有電極組的單元的模擬光學(xué)響應(yīng)；
圖8a-c顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的共同電極(a)與電極組(b)與(c)的組
合；
圖9a-c顯示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的共同電極與電極組的組合； 圖IO顯示第一電極的另一實(shí)施例； 圖11顯示第二電極的另一實(shí)施例；
圖12顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在同一平面的第一電極與第二電極； 圖13a-c顯示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的共同電極與電極組的組合； 圖14a-c顯示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的共同電極與電極組的組合； 圖15a顯示使用在半穿透半反射式液晶顯示器的第一電極的實(shí)施例；以
及
圖15b顯示使用在半穿透半反射式液晶顯示器的第二電極的實(shí)施例。附圖標(biāo)記說(shuō)明
1 電子裝置10 LCD
100 LC層100a 第一區(qū)域
100b 第二區(qū)域102~共同電極
104 電極組104a 第一電極
104b 第二電極104c 介電層
104d 區(qū)域108~偏光寺反
130 玻璃基板131~開(kāi)口
132、 133~中心140、 141、 142 區(qū)段
160 CF(彩色濾光片)150 穿透部
151 反射部20 電源供應(yīng)器
30 驅(qū)動(dòng)單元50~電極
52 銦錫氧化物孔洞74 中心
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明可用于垂直配向(VA)液晶顯示器，且配合附圖以詳細(xì)說(shuō)明如下。 雖然本發(fā)明已以?xún)?yōu)選實(shí)施例披露如上，然其并非用以限制本發(fā)明，任何本領(lǐng) 域一般技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做更動(dòng)與潤(rùn)飾，
本發(fā)明的特別是可用于穿透式液晶顯示器或半穿透半反射式液晶顯示器單元的穿透區(qū)。
圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中具有液晶顯示器IO(以下簡(jiǎn)稱(chēng)"LCD IO，，)的電 子裝置l的附圖。電子裝置1另包括連接于LCD10的電源供應(yīng)器20，用以 供應(yīng)電力于LCDIO。本實(shí)施例中，LCD IO為被結(jié)合于電子裝置1的彩色或 單色影像顯示器。如本技術(shù)領(lǐng)域的人士所知，電子裝置1可以是移動(dòng)電話(huà)、 個(gè)人數(shù)字助理、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、車(chē)用媒體播放器、可攜式 視頻播放器、數(shù)字相機(jī)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)或者包含有LCD的任何其它裝 置。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，圖2a還顯示LCD 10的外形。此LCD 10包括液晶 層IOO(以下簡(jiǎn)稱(chēng)"LC層100")、共同電極102、電極組104、兩塊玻璃基板 130與兩塊偏光4反108。偏光+反108可以是環(huán)形偏光4反或正交式偏光板 (crossed polarizer)。 LCD 10可包括多數(shù)個(gè)單元(cell),而圖2a中僅說(shuō)明一個(gè) 單元。本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于次像素的像素單元的尺寸可為40|iimx40iam、厚 度可為4.15itim。值得注意的是，像素單元可以是20iimx20iam、30^imx3(nim、 39.5(imx39.5pm、 40|tim x 80pm或其它尺寸，而厚度可為大于1.5jim的任何 適當(dāng)?shù)哪?值。如圖2a所示，液晶分子垂直配向(未顯示于圖2a中)的LC層 100被夾置于共同電極102與像素電極組104之間，而共同電極102與像素 電極組104被夾置于兩玻璃基板130之間，而兩玻璃基板130又被夾置于兩 偏光板108之間。設(shè)置于薄膜晶體管(未圖示，以下簡(jiǎn)稱(chēng)"TFT，，)側(cè)的電極組 104是用來(lái)切換LC層100。值得注意的是，LCD IO可包括如圖2b所示的基 板130、彩色濾光片(CF)160、 TFT150等其它元件。
共同電極102、 LC層100與電極組104形成液晶電容器，用以在關(guān)閉 TFT(圖未顯示)之后，儲(chǔ)存施加的電壓，供應(yīng)有數(shù)據(jù)電壓的像素電極組104 結(jié)合共同電極102會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，此會(huì)重新定位LC層100的分子。共同電極 102可以是傳統(tǒng)共同電極，且共同電極102可由銦錫氧化物(以下簡(jiǎn)稱(chēng)"ITO") 或銦鋅氧化物(以下簡(jiǎn)稱(chēng)"IZO，，)所制成。像素電極組104類(lèi)似于傳統(tǒng)的像素電 極，但具有不同的結(jié)構(gòu)，且可由ITO或IZO所制成。如圖2a所示，電極組 104包括第一電極104a、第二電極104b與介于第一電極104a、第二電極l(Mb 之間的介電層104c(例如厚度為O.lpm或0.25pm的氧化硅(SiOx)或氮化硅 (SiN)層)。本實(shí)施例中，第一電極104a與第二電極104b為平面電極。如本 技術(shù)領(lǐng)域的人士所知，本發(fā)明不限于具有兩電極的電極組104,也可使用具有兩個(gè)電極以上的電極組104及更多用以分隔電極的介電層。
第一電極104a以及第二電極104b可通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元30驅(qū)動(dòng)。第一電極
時(shí)間開(kāi)啟)來(lái)驅(qū)動(dòng)，以達(dá)到想要的切換效應(yīng)以及LC分子的方位。在方案中， 先施加5V電壓于第一電極104a,再于5毫秒后施加6V電壓于第二電極 104b。在另一方案中，先施加4V電壓于第一電極104a，再于5毫秒后施加 6V電壓于第二電極104b?；蚴峭瑫r(shí)施加相同的5V電壓于第一電極104a與 第二電極104b兩者，但在開(kāi)啟第二電極104b之前5毫秒，提早開(kāi)啟第一電 極104a。不過(guò)，僅使用單一TFT與單一儲(chǔ)存電容以分別驅(qū)動(dòng)第一電極104a 與第二電極104b，也被本發(fā)明所涵蓋。根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動(dòng)單元30會(huì)供應(yīng)電 壓于第一電極與第二電極，以產(chǎn)生邊緣電場(chǎng)，進(jìn)而提供LC層IOO至少兩區(qū) 塊(domain)，其中至少兩區(qū)塊之中各個(gè)區(qū)塊的LC分子的方位大致上位于同 一方向，且于至少兩區(qū)塊其中一個(gè)區(qū)塊內(nèi)的LC分子的方位以及另一個(gè)區(qū)塊 中另一方位為彼此正交(orthogonal)。換言之，為了達(dá)到本發(fā)明的目的，需提 供至少兩個(gè)區(qū)塊，并且在至少兩個(gè)區(qū)塊中的LC分子的方位為相互垂直。優(yōu) 選者，在單元的LC層包括四個(gè)不同的區(qū)塊，其中四個(gè)區(qū)塊之中的LC分子 的方位4皮此不同且位于垂直方向。
相較于傳統(tǒng)的像素電極(例如單一正方形電極以覆蓋LC層所有區(qū)域)的 設(shè)計(jì)，第一電極104a具有特殊的形狀，用以切換LC層IOO(顯示于之后的 附圖中)。在實(shí)施例中，第一電極104a具有邊緣結(jié)構(gòu)(未顯示于圖2a),且產(chǎn) 生邊緣電場(chǎng)，用以切換第一區(qū)域100a,而非LC層100的整個(gè)區(qū)域。LC層 IOO被切換的區(qū)域100a與第一電極104a及共同電極的尺寸及形狀有關(guān)。舉 例而言，小尺寸的第一電極104a僅能在小區(qū)域100a有效地切換LC層100 的LC分子，并且被切換的區(qū)域100a的形狀略似于第一電極l(Ma的形狀。 圖6a顯示第一電極104a的實(shí)施例，圖6b顯示LC分子對(duì)應(yīng)的指向輪廓。再 者，圖6c顯示圖6a中具有介于環(huán)形偏光板的第一電極的一個(gè)單元的模擬光 學(xué)響應(yīng)，而圖6d顯示圖6a中具有介于0。-90。的正交式偏光板的第一電極的 同 一單元的模擬光學(xué)響應(yīng)。
關(guān)于第一電極104a的形狀，本發(fā)明不限于特定的形狀，但至少包括沿 著垂直方向與水平方向的兩個(gè)部分，以提供多數(shù)個(gè)且分離的切換效應(yīng)。例如， 如圖6a所示，第一電極104a形狀為十字形與矩形的組合，因此具有沿著不同的水平與垂直方向延伸的四個(gè)部分。再者，當(dāng)與圖2a的LCD10結(jié)合時(shí)， 第一電極l(Ha可被設(shè)置于35pmx35^n的正方形之中，在實(shí)施例中，35pm x35jim的正方形對(duì)應(yīng)于第二電極104b的尺寸。
同時(shí)，為了達(dá)到切換的均勻性，第一電極104a可具有對(duì)稱(chēng)的形狀，此 對(duì)稱(chēng)可以是線(xiàn)對(duì)稱(chēng)或點(diǎn)對(duì)稱(chēng)。
本技術(shù)領(lǐng)域的人士可理解，上述第一電極104a的排列可以針對(duì)，但不 限于通過(guò)減少回流效應(yīng)(backflow effect)而達(dá)到快速切換。增加第 一 電極104a 的邊緣數(shù)目可有效地減少回流效應(yīng)。由圖6c、 6d可看出，第 一電極本身并 未提供足夠的開(kāi)口率。再者，可同時(shí)維持液晶單元的高開(kāi)口率是被期待的， 為了達(dá)到目的，電極組104的第二電極104b被設(shè)置成可切換LC層100的第 二區(qū)域100b。值得注意的是，只要是第二區(qū)域100b包括至少一部分第一區(qū) 域100a不包括的LC層的區(qū)域，本發(fā)明的第二區(qū)域100b可重疊于或不重疊 于第一電極104a的第一區(qū)域100a,以致于未被第一電極104a影響的LC分 子可被第二電極104b的電場(chǎng)導(dǎo)引。另外需注意的是，在施加電壓于第一電 極104a與第二電極104b之后，"邊界"可由給定時(shí)間(例如20或100毫秒) 的既定穿透度(transmission)來(lái)決定。因此，比起僅有一個(gè)第一電極l(Ma,通 過(guò)第 一電極104a與第二電極104b的配置，可得到較高的開(kāi)口率。
圖7a顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電極組。電極組被設(shè)于LCD 10的像 素單元。第一電極104a的形狀為十字形與矩形的組合，其中十字形與矩形 的中心74為重疊。第二電極l(Mb大致上覆蓋LC層IOO的所有區(qū)域，只有 小區(qū)域104d未被第二電極104b覆蓋。區(qū)域104d形成鄰接的像素單元的第 二電極之間的邊界。沿著單元的側(cè)邊的區(qū)域104d的寬度介于2微米至大約 15微米之間。本實(shí)施例中，第一電極104a設(shè)置于LC層IOO與第二電極l(Mb 之間。圖7b顯示于圖7a具有電極組的單元中的液晶分子的指向輪廓。單元 中心的液晶分子大致上是配向于兩個(gè)正交的方向。當(dāng)液晶顯示器開(kāi)啟時(shí)，LC 層包括四個(gè)區(qū)塊，其中每個(gè)區(qū)塊中的LC分子主要是配向于兩個(gè)正交方向的 其中之一。
圖7c-d分別顯示圖7a中，介于環(huán)形偏光板與0°-90°的正交式偏光板之 間的具有電極組的單元的模擬光學(xué)響應(yīng)。由圖7c-d可看出，通過(guò)應(yīng)用第二電 極，可明顯地改善開(kāi)口率。
本實(shí)施例中，第一電極104a與第二電極1(Mb是由介電層分隔，且施加于第一電極104a與第二電極104b的電壓可以是相同的電壓。第一電極104a 與共同電極102的距離以及第二電極104b與共同電極102的距離，需足以 穿過(guò)LC層IOO,而施加不同的切換電壓。此可提供四個(gè)區(qū)塊。具有四個(gè)區(qū) 塊的話(huà)，其中每個(gè)區(qū)塊的LC分子的方向?yàn)楸舜苏?，可使用線(xiàn)性(正交式) 偏光板來(lái)取代了環(huán)形偏光，而不損失太多軸向開(kāi)口率。使用線(xiàn)性偏光板，可 降低穿透式液晶顯示器的生產(chǎn)成本。再者，可改善離軸效能。使用電極組，
極組大致上在兩側(cè)覆蓋LC層的所有區(qū)域，亦即，在有效區(qū)域中無(wú)孔洞，則 介于共同電極與電極組之間的LC分子的大區(qū)域可被切換。沿著第 一電極與 第二電極覆蓋的小帶狀區(qū)域104d會(huì)形成鄰接的像素單元的電極組之間的邊 界，且在LC層中的區(qū)域104d幾乎不會(huì)被切換。
相較于第一電極104a,第二電極104b的形狀較不重要，且與回流效應(yīng) 較無(wú)關(guān)。本實(shí)施例中，第一電極104a與第二電極104b位于不同層，且第二 電極104b的形狀是類(lèi)似于傳統(tǒng)的正方形與平直的像素電極。由垂直角度觀 看，第二電極104b與第一電極104a重疊，且第二電極1(Hb單獨(dú)地覆蓋LC 層100的所有區(qū)域，以確保高開(kāi)口率。再者，與如圖2a所示的LCD IO結(jié)合 時(shí)，第二電極104b的可以是35[imx35^im的正方形。因此，第二區(qū)域100b 包括第一區(qū)域100a不包括的LC層100區(qū)域的至少一部分。此外，上述第二 區(qū)域100b包括的LC層100區(qū)域的那個(gè)部分，具有延伸于垂直與水平方向的 至少兩部分。
圖8a-c顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的共同電極與電極組的組合。第8a 圖顯示共同電極102，圖8b顯示電極組的第一電極，圖8c顯示電極組的第 二電極。在本實(shí)施例中，第一電極為十字形。
圖9a-c顯示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的共同電極與電極組的組合。在本實(shí) 施例中，第一電極104a為"乘號(hào)"的形狀或如圖8b所示的十字形旋轉(zhuǎn)45 的形狀。當(dāng)使用線(xiàn)性偏光板時(shí)，本實(shí)施例優(yōu)于圖8所示的實(shí)施例之處在于， LC分子的方位為O度與90度的方向，此為人眼配戴偏光眼鏡觀看LCD 10 時(shí)，偏愛(ài)的角度。顯示器的觀看者，可在垂直或水平方向看到相似的顯示內(nèi) 容。
圖10顯示第一電極104a的另一實(shí)施例，此第一電極l(Ma的形狀為相 對(duì)于第 一 實(shí)施例的第 一 電極旋轉(zhuǎn)4 5度的形狀。圖ll顯示實(shí)施例，其中第二電極104b中的孔洞或開(kāi)口的形狀，相對(duì)于 圖8b所示的第一電極104a的形狀。在本實(shí)施例中，第二電極104b不會(huì)單 獨(dú)地覆蓋單元中的LC層100的所有區(qū)域，且第二電極104b也不會(huì)與第一電 極104a重疊，而是第一電極104a與第二電極104b共同地覆蓋LC層100的 所有區(qū)域，以維持高開(kāi)口率。再者，與圖2a所示的LCD IO結(jié)合時(shí)，第一電 極104a與第二電極104b被設(shè)置于35pmx35(im的正方形內(nèi)。只要在第二電 極104b具有的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口與被第一電極104a覆蓋的區(qū)域重疊時(shí)，就可 保持高開(kāi)口率。任何具有與第一電極104a的至少一部分重疊的開(kāi)口以及具 有未被第一電極104a覆蓋的區(qū)域的第二電極104b,可改善LCD IO的開(kāi)口 率。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2a,第一電極104a以及第二電極104b是由介電層104c(例 如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiN)層)分隔。當(dāng)施加相同的電壓時(shí)，此配置的第一 電極104a與第二電極104b配合共同電極102,可提供不同的電容量，以產(chǎn)
因此可使用線(xiàn)性偏光板。
第一電極104a與第二電極104b可通過(guò)光刻與濕蝕刻工藝圖案化，不限 于穿透電極。值得注意的是，圖2a、 2b中的第一電極104a是設(shè)置于第二電 極104b的上方，但在另一實(shí)施例中，只要是第二電極104b不會(huì)遮蔽第一電 極104a的電場(chǎng)，第一電極104a可設(shè)置于第二電極104b的下方(亦即第一電 極104a較接近電極被蝕刻的基板130)。在這個(gè)例子中，第二電極104b具有 開(kāi)口，此開(kāi)口具有與第一電極104a重疊的區(qū)域。
圖2c與圖12顯示電極組的另一實(shí)施例。在本實(shí)施例中，第一電極104a 是類(lèi)似于圖8b中的第一電極，并且第二電極104b具有開(kāi)口，用以包圍第一 電極104a,但不電性接觸。如圖2c所示，本實(shí)施例的第一電極104a與第二 電極104b是位于基板130上的同一平面上。第二電極104b的開(kāi)口對(duì)應(yīng)于第 一電極104a的形狀，其優(yōu)點(diǎn)在于，可通過(guò)同一光刻工藝，同時(shí)形成第一電 極104a與第二電極104b。并且通過(guò)獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)，位于同一平面上的第一電 極104a與第二電極104b可產(chǎn)生有別于傳統(tǒng)的單一像素電極的切換效應(yīng)，而 仍可維持高開(kāi)口率。在本實(shí)施例中，如圖1所示的驅(qū)動(dòng)單元30可供應(yīng)不同 的電壓于第一電極104a與第二電極104b，以在LC層IOO提供邊緣電場(chǎng)。 沿著被第一電極104a與第二電極104b覆蓋的區(qū)域的小條狀區(qū)域104d會(huì)形成介于鄰接的像素單元的電極組的邊界。
圖13a-c顯示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的共同電極與電極組的組合。本實(shí) 施例中，液晶的配向是由CF側(cè)的共同電極102與電極組的組合所獲得。此 實(shí)施例與圖8的實(shí)施例不同的是，共同電極102包括開(kāi)口 131。此開(kāi)口 131 的中心133與圖13b所示的十字形第一電極104a的中心132重疊。圖13c 顯示對(duì)應(yīng)的第二電極104b的實(shí)施例。本實(shí)施例提供與圖7的實(shí)施例相似的 光學(xué)性質(zhì)。
圖14a-c顯示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的共同電極與電極組的組合。在本 實(shí)施例中，液晶單元為矩形，而不是如同前述實(shí)施例的正方形設(shè)計(jì)。液晶單 元包括三個(gè)正方形區(qū)段(section)140、 141、 142。圖14a顯示共同電極102， 圖14b顯示電極組的第一電極104a,圖14c顯示第二電極104b。在本實(shí)施 例中，各區(qū)段包括不同形狀的第二電極104b。此可改善離軸且可提供同一單 元具有不同的偏光方向。
圖15a顯示使用于半穿透半反射式的液晶顯示器的第一電極的實(shí)施例。 本實(shí)施例中，液晶單元的穿透部150包括共同電極與電極組，而反射部151 包括共同電極與另一電極。反射部151的另一電極與穿透部150的第二電極 104b的組合的實(shí)施例顯示于圖15b。優(yōu)選者，LC層100的穿透部150是介 于線(xiàn)性偏光板之間，而反射部151則是介于環(huán)形偏光板之間。
雖然本發(fā)明已以?xún)?yōu)選實(shí)施例披露如上，然其并非用以限制本發(fā)明，任何 本領(lǐng)域一般技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做更動(dòng)與潤(rùn)飾， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種液晶顯示裝置，包括液晶層，包括液晶分子；共同電極；以及電極組，用以切換該液晶層，其中該液晶層設(shè)置于該共同電極與該電極組之間，該電極組包括第一電極，用以切換該液晶層的第一區(qū)域；以及第二電極，用以切換該液晶層的第二區(qū)域；其中，該第二區(qū)域包括該第一區(qū)域不包括的該液晶層的區(qū)域的至少一部分，其中該第一電極的形狀配合該第二電極，使該液晶分子的配向于兩個(gè)正交方向。
2. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中該第一電極為十字形。
3. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中該第一電極為對(duì)應(yīng)于十字形 與矩形的組合的形狀，且該十字形與該矩形的中心重疊。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的液晶顯示裝置，其中，該第二電極為矩形。
5. 如權(quán)利要求2或3所述的液晶顯示裝置，其中，該第二電極包括開(kāi)口， 與該第一電極的至少一部分重疊。
6. 如權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其中，該共同電極包括開(kāi)口，與 該第一電極的至少一部分重疊。
7. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中該第一電極與該第二電極共 同地覆蓋該液晶層的所有區(qū)域。
8. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中該第一電極與該第二電極位 于同一平面。
9. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中該第一電極與該第二電極由 介電層分隔。
10. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，還包括驅(qū)動(dòng)單元，用以驅(qū)動(dòng)該第 一電極與該第二電極。
11. 如權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置，其中，該第一電極與該第二電 極以不同的電壓驅(qū)動(dòng)。
12. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，還包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的區(qū)段，該共同電極、該第一電極與該第二電極會(huì)延伸，以使該兩個(gè)或兩個(gè)以上的區(qū) 段的每一個(gè)區(qū)段中的該液晶分子的配向于兩正交方向，其中該兩個(gè)或兩個(gè)以 上的區(qū)段中的該第一電極的形狀及/或方位不同。
13. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中該液晶顯示裝置為穿透式液 晶顯示裝置，且包括分別設(shè)置于該液晶顯示裝置的兩個(gè)外部表面的線(xiàn)性偏光 板，其包括彼此正交的偏光軸。
14. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置為半穿透半反射 式液晶顯示裝置，且包括反射式液晶單元、穿透式液晶單元以及分別設(shè)置于 該液晶顯示裝置的兩個(gè)外部表面的線(xiàn)性偏光板，且該線(xiàn)性偏光板包括彼此正 交的偏光軸。
15. —種電子裝置，包括如權(quán)利要求1所述的該液晶顯示裝置；以及電源供應(yīng)器，連接于該液晶顯示裝置，用以供應(yīng)電力于該液晶顯示裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置及電子裝置。該液晶顯示裝置包括液晶層、共同電極以及電極組。該液晶層設(shè)置于該共同電極與該電極組之間，且電極組用以切換該液晶層。該電極組包括第一電極以及第二電極。第一電極用以切換該液晶層的第一區(qū)域。第二電極用以切換該液晶層的第二區(qū)域。特別是，該第二區(qū)域包括該第一區(qū)域不包括的該液晶層的區(qū)域的至少一部分。該第一電極的形狀配合該第二電極，使該液晶分子的配向于兩個(gè)正交方向。本發(fā)明提供一種不使用具有良好軸向開(kāi)口率的環(huán)形偏光板的方法，但相較于線(xiàn)性偏光板，環(huán)形偏光板表現(xiàn)較差的離軸效能。
文檔編號(hào)G02F1/139GK101430461SQ200810175879
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月7日
發(fā)明者娜塔莉·狄索德 申請(qǐng)人:統(tǒng)寶光電股份有限公司