专利名称：液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明有关于横向电场效应(In-Plane Switching, IPS)、或边缘场切换 (Fringed Field Switching, FFS)液晶显示器(LCD)。
背景技术：
专利案US-6，459，465揭露一种横向电场效应液晶显示器(IPS-LCD),其 中像素电极(pixelelectrode)与公共电极(commonelectrode)为Z字型。
WO-A2-2006/118752揭露另 一种IPS-LCD,其中包括锯齿形公共电极、 以及锯齿形像素电极，彼此交错分布以组成多畴液晶分布(multi-domain liquid crystal distribution)。
US-6,917，406揭露另一种IPS-LCD，其中包括"f危状公共电极、以及梳状 像素电极。电极的梳齿为多个梯形或倒梯形相连，边缘呈锯齿状。
US-7,199,852揭露一种FFS-LCD，具有梳状公共电极、以及梳状像素电 极，彼此交错分布。电极的梳齿为两侧对称，且各侧呈周期性梯状突起。不 同电极的相邻梳齿的梯状突起有半个周期的相差。
上述技术揭露多种电极结构以增进液晶显示器的效能。
发明内容
本发明揭露一种液晶显示器。
本发明所揭露的技术可改进传统LCD的效能、视角、或反应速度。 根据本发明液晶显示器的一种实施方式具有多个像素。各像素包括顶 部基板；底部基板；以及液晶物质层与电极结构。液晶物质层与电极结构位 于上述顶部与底部基板之间；其中，电极结构包括多个电极。各电极具有多 个电极端所组成的多边形电极面。不同电极的相邻电极端彼此平行。
除了上述多边形的电极面设计，根据本发明更揭露各电极彼此的排列与 偏压技术。相较于传统技术，采用本发明所揭露的技术的LCD具有更简易 的电场控制技术，且具有更快的反应速度。
3电极与电极面均具有导电物质。电极的制作方法可应用液晶显示器领域 或半导体领域所通知的技术。
本发明的液晶显示器可采用穿透反射型、反射型、穿透型液晶显示技术。 本发明的液晶显示器可安装于电视、行动电话或个人数位助理…等电子设备上。
本发明揭露多种实施方式，不同实施方式亦可结合在一起组成其他变形。
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举 出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1为横向电场效应液晶显示器(IPS-LCD)的剖面图2为边缘场切换液晶显示器(FFS-LCD)的剖面图3为传统FFS-LCD的电极结构；
图4为传统FFS-LCD的另 一电才及结构；
图5为传统FFS-LCD的另一电^l结构；
图6为一俯视图，图解本发明所揭露的电极结构的一实施方式； 图7为一俯视图，图解本发明所揭露的电极结构的另一实施方式； 图8为一俯视图，图解本发明所揭露的电极结构的另一实施方式； 图9为一俯视图，图解本发明所揭露的电极结构的另一实施方式； 图IO为一俯视图，图解本发明所揭露的电极结构的另一实施方式；以
图ll为一俯视图，图解本发明所揭露的电极结构的另一实施方式。
主要元件符号说明
1、 2~基*反；3 液晶物质层；
4 电极；
4(1)、 4(2)、 4(3) 不同种类的电极；
5~绝缘层； 6 公共电极；
7 电极开口； 9、 9(1)、 9(2) 电极引线；
V、 V(l)、 V(2)、 V(3) 电压源；以及
VI、 V2、 V3 电才及^f扁压电4立。
具体实施例方式
本发明揭露液晶显示器内像素的电极结构，可应用来形成横向电场效应
液晶显示器(IPS-LCD)、或边缘场切换液晶显示器(FFS-LCD)。
相4交于扭转向列(twisted nematic)、垂直酉己向(vertical aligned)液晶显示
器，应用本发明技术的IPS-LCD具有更大的视角。IPS-LCD于面板的底部
基板布置指状电极，且无需在面板的顶部基板设置电极。图l为其中一种实
施方式。
图1为一 IPS-LCD的剖面图。
IPS-LCD的顶部、底部基板(substrate)l与2间具有一液晶物质层3,基 板成分可为玻璃、或透明聚合物。顶部、底部基板1与2可透光。电极4乃 用于切换液晶物质层3内液晶物质的方向，通常直接或间接布置于基板1或 2上。电极4分成两部分，彼此交错排列且偏压于不同电位。以图l所示的 实施方式为例，第一种类的电极4(1)偏压于一第一电位，且第二种类的电极 4(2)偏压于一第二电位。第一电位低于第二电位，故电场由第二种类的电极 4(2)指向第 一种类的电极4(1),其电场平行于基板2。
在聚合物配向层(polymer alignment layer)作用下，液晶物质层3内的液 晶物质通常水平横列在基板1与2之间。交叉的线型极化器(linearpolarizers) 通常配置在基板上，其中之一的光学极化轴(optical polarizer axes)与液晶物质 层3内液晶物质原始指向平行；故无电位施加于电极4时，荧幕显示出黑色 画面；反的，若一像素所对应的第一与第二种类电极4(1)与4(2)间存在电场， 则对应的液晶物质扭转其方向。液晶的旋转令特定波长光线得以穿透底层基 板2，使该像素发亮。
传统IPS-LCD技术的缺点包括电极4上方的电场相当微弱，该区域液 晶物质不易扭转，光线穿透度不佳。
边缘场切换技术(FFS)系类似横向电场效应(IPS)技术，但FFS技术具有 较高穿透度。FFS技术在指状电极下更布置一公共电极；其中，公共电极与 指状电极之间以一绝缘层隔离。图2图解FFS显示技术的一种实施方式。
图2为FFS-LCD的剖面图。与图1的IPS-LCD相较，图2的FFS-LCD 更在一基板(如底部基板2)上布置一公共电极6。公共电极6与指状电极4之 间以绝缘层5电性隔离。指状电极4又称像素电极，在FFS技术中，通常被
5施予相同电压。绝缘层5可完全覆盖整个底部基板2。
FFS-LCD产生像素电极4至公共电极6的边缘电场。如图2所示，电场 足以扭转电极4上方的液晶物质。与IPS技术相较，FFS技术具有较佳的透 光率，然而，需要较多次的光学微影(lithography)步骤。
上述技术所采用的电极4可有多种形状或不同设计。图3 5为其常见设计。
图3采用梳状电极，可用来实现IPS技术的不同种类电极(如图1的4(1) 与4(2))。如图3所示，两种类电极4(1)与4(2)彼此相扣。电极4(1)的一梳齿 被电极4(2)的两个相邻梳齿包围。图3的技术亦可应用在FFS-LCD上，两 梳状结构各自对应公共电极6、与像素电极4。
图4为山形的电极结构。不同种类的电极4(1)与4(2)(或对应FFS技术 的像素电极4与公共电极6)彼此相扣。两电极相邻的齿状部位保持等距相邻。
图5为锯齿形的电极结构。不同种类的电极4(1)与4(2)(或对应FFS技 术的像素电极4与公共电极6)彼此相扣。两电极相邻的齿状部位保持等距相 邻。
上述电极结构皆用来改善电场分布，以妥善扭转面板的液晶物质。 本发明揭露不同于传统技术的电极结构。本发明所揭露的电极结构为多 边形，不仅缩短液晶物质反应时间，更改善显示器视角。图6-ll图解本发明 所揭露的电极结构。该些实施方式以壁砖形式排列该些电极。其中一种实施 方式采用等边六角形的电极。
图6图解一种电极结构，应用于FFS-LCD。公共电极6与绝缘层5为方 形，其上为多边形的像素电极4。此实施方式揭露六角形的像素电极4。 一 个像素可对应多达凄t十个像素电极4;以下其他实施方式亦是如此。此实施 方式将该些像素电极4呈壁砖式排列。该些像素电极4可为等边六角形，且 彼此等间隔排列。此实施方式将所有像素电极4藉电极引线9耦接至一电压 源V,以偏压该些像素电极4于电压准位VI。电压源V可为面板的驱动装 置。
除了以图6所示的实施方式一将该些像素电极4藉电极引线9耦接至电 压源V—尚可以其他形式偏压该些电极4。例如，将单一个像素电极4耦接 电压源V，并且以电极引线将其他像素电极4耦接在一起。电极引线可随所 需边缘电场的不同，而有不同的设计。电极引线9为具透光性材料，如氧化铟锡(ITO)。光线可通过电极引线9。
该些像素电极4采壁砖形式排列。如图所示，各像素电极4具有一多边 形电极面与多个电极端。相邻像素电极4的相邻电极端彼此平行，相距一预 设距离。 一像素电极各电极端与所相邻的其他像素电极的电极端可皆相距该 预设距离。在其他实施方式中， 一像素电极各电极端与所相邻的其他像素电 极的电极端可相距不等距离。此外，像素电极4并不限定于六角形，亦可以 其他多边形实现。相较于传统技术，本发明所揭露的多边形像素电极令像素 电极4至公共电极6的边缘电场更均勻，且显示器视角更大。
图7揭露另一种液晶显示器电极结构，其中令像素电极4的外围为多边 形(此实施例以六角形为例)。藉由电极引线9，像素电极4耦接电压源V, 以偏压于电位V1。电压源V可为面板的驱动装置。与图6相较，图7所揭 露的电极结构将像素电极4挖空，形成开口 7。除了利用挖空技术，开口 7 可以其他方式形成。此实施方式将开口 7也设计成六角形。如图所示，像素 电极4内外围有相同形状的电极面。开口 7可位于像素电极4的中央。开口 7也可设计成其他形状，如圓形、方形、长方形、或任何其他形状。
相较于图6的实施方式，图7的结构令像素电极4至公共电极6的边缘 电场不只存在于像素电极4外围与公共电极6之间，像素电极4内围与公共 电极6也有电场存在。图7的技术令光线更容易穿透面板。
图8图解另一种液晶显示器电极结构。此技术同样可应用在FFS-LCD。 图8釆用多边形的像素电极，其中，经电极引线9(1)连接电压源V(l)的为第 一种类像素电极4(1)、经电极引线9(2)连接电压源V(2)的为第二种类像素电 极4(2)。电压源V(l)与V(2)分别提供偏压V1与V2，可为面板的驱动装置。 此结构便于局部改变边缘电场的方向，便于调整显示器的视角。此外，此结 构可控制像素的其他电-光特性，例如像素反应时间。
除了采用图8所示的结构一以不同电极引线9(1)与9(2)耦接不同种类像
同种类的像素电极4(1)、 4(2)。举例说明，以一电压源V(l)耦接第一种类像 素电极4(1)，并且于不同种类像素电极4(1)与4(2)之间设置电容元件，使第 二种类像素电极4(2)偏压在略低于第一种类像素电极4(1)的电位。相较于图 8所示的实施方式，此种实施方式令不同种类像素电极4(1)与4(2)之间的电 位差为固定，较不易调整显示器视角。图9图解另一种液晶显示器电极结构。与图8相较，图9所示的实施方 式中，像素电极4(1)、 4(2)皆具有开口 7。偏压于电位V1的为第一种类像素 电极4(1),偏压于电位V2的为第二种类像素电极4(2)。与图8的技术相较， 图9的电极结构提供更多空间产生边缘电场(像素电极4(1)与4(2)至公共电极 6)，故像素的透光度更佳。
本发明所揭露的电极结构不限定于FFS-LCD使用，更可应用于 IPS-LCD;图IO揭露其中一种实施方式。图中显示一像素的电极结构。 一像 素对应数种电极4(1)、 4(2)与4(3)，分别耦接三种电压源V(l)、 V(2)与V(3) 以偏压于三种电位V1、 V2与V3。该些电压源V(l)、 V(2)与V(3)可为面才反 的驱动装置。图IO的结构不限定公共电极的技术。此结构可产生各式电场， 并易于控制该些电场的方向。此结构更利于调整显示器视角。
图11图解另一种液晶显示器电极结构，其中采用多边形电极面，且可 应用在IPS-LCD。此结构令多个多边形电极以壁砖形式排列成一方形，以对 应一像素。 一像素包括两个三角形电极4(3)、 一等边梯形电极4(1)、与一 等边梯形电极4(2)。该些电极等距相邻，呈壁砖式排列一不同电极的相邻电 极端保持同样距离。不同种类的电极4(1)、 4(2)与4(3)偏压于不同的电位VI 、 V2与V3。如图所示，第一种类的电极4(1)耦接第一电压源V(l)、第二种类 的电极4(2)耦接第二电压源V(2)、且第三种类的电极4(3)耦接第三电压源 V(3)。该些电压源V(l)、 V(2)与V(3)可为显示器的驱动装置。此结构可有效 控制不同种类电极之间的横向电场，便于控制液晶显示器的视角。
除了图11所示的技术~4^不同种类的电极4(1)、 4(2)与4(3)由不同电极 引线耦接不同电压源V(l)、 V(2)、与V(3)，以偏压于不同电位VI、 V2与 V3—本发明更揭露其他偏压方法。举例说明，令以一电压源V(l)偏压第一种 类的电极4(1),并于第一种类与第二种类电极4(1)与4(2)之间安装电容元件， 于第一种类与第三种类电极4(1)与4(3)之间安装电容元件。如此一来，第二 与第三种类电极4(2)与4(3)的偏压较第一种类电极4(1)低。然而，此结构令 不同种类电极4(1)、 4(2)与4(3)之间的压降为不可调整，较不便于显示器视 角调整。
图11所示的技术亦可应用于FFS-LCD。若在像素电极4(1)、 4(2)与4(3) 下方安装公共电极6，即可在像素电极4(1)、 4(2)与4(3)与公共电极6之间产 生如图2所示的边缘电场。图11的电极4(1)、 4(2)与《3)亦可皆偏压于同一电位。
在FFS-LCD应用上，图11的像素电极4(1)、 4(2)与4(3)亦可挖空，具 有如图7与图9所示的技术，具有开口7。
本发明所揭露的像素的电极结构可应用在各种电子设备的液晶显示装 置中。例如穿透反射型(transflective)、反射型(reflective)、穿透型(transmissive) 液晶荧幕、或采用上述穿透反射型、反射型、穿透型液晶荧幕的电视、行动 电话或个人数位助理。
上述列举的实施方式将帮助读者了解本发明内容，并非用来限制本发明 的范围。基于本发明所揭露的内容，本技术领域人员可能以其基本知识作出 各种变形。然而，该些变形都属于本说明书所名夂保护的范围。
权利要求
1. 一种液晶显示器，具有多个像素，各像素包括顶部基板；底部基板；以及液晶物质层与电极结构，位于上述顶部与底部基板之间；其中，该电极结构包括多个电极，各所述电极具有多个电极端所组成的电极面，该电极面为多边形，且不同电极的相邻电极端彼此平行。
2. 如权利要求1所述的液晶显示器，釆用横向电场效应技术。
3. 如权利要求1所述的液晶显示器，采用边缘场切换技术。
4. 如权利要求3所述的液晶显示器，其中各所述电极具有开口。
5. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中所有电极的电极面为相同的多 边形。
6. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中该电极面为三角形、梯形、或 六角形。
7. 如权利要求1所述的液晶显示器，所述电极耦接于多个电压源，所述 电压源分别具有不同电位。
8. 如权利要求1所述的液晶显示器，应用于电子设备上。
9. 如权利要求8所述的液晶显示器，上述电子设备为穿透反射型、反射 型、穿透型液晶焚幕、或采用上述穿透反射型、反射型、穿透型液晶荧幕的 电视、行动电话或个人数位助理。
全文摘要
一种液晶显示器，具有多个像素。各像素包括顶部基板；底部基板；以及液晶物质层与电极结构。液晶物质层与电极结构位于上述顶部与底部基板之间；其中，上述电极结构包括多个电极。各电极具有多个电极端所组成的多边形电极面。不同电极的相邻电极端彼此平行。
文档编号G02F1/1343GK101487957SQ20091000036
公开日2009年7月22日 申请日期2009年1月7日 优先权日2008年1月7日
发明者娜塔莉·M·D·狄索德, 尚·F·斯特莫 申请人:统宝光电股份有限公司