专利名称：有源矩阵液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有源矩阵液晶显示器，特别涉及一种平面切换式(in planeswitching mode ；IPS mode)有源矩阵液晶显示器。
背景技术：
在液晶显示器(liquid crystal display)中，液晶面板内液晶分子以电场操控其转向，以此控制光线通过与否，达到显示影像的目的。通常，液晶面板具有多个液晶晶胞和一驱动电路，多个液晶晶胞排列成矩阵，而驱动电路用来转动液晶面板内液晶分子。扭转向列型(twisted nematic)液晶显示器是最常见的一种液晶显示器。然而，传统的扭转向列型液晶显示器具有窄视角(narrow viewing angle)和需长反应时间等缺点，即使在显示灰阶(gray scale)影像的操作上，扭转向列型显示器的反应时间仍偏长。为克服扭转向列型液晶显示器缺点，许多不同技术被提出，以增大视角，其中一种即为平面切换(in plane switching ;IPS)技术。图I显示一传统IPS模式(IPS mode)液晶显示器的截面图。在传统IPS模式液晶显示器中，像素电极110和共电极(commonelectrode) 120是形成在下基板(数组基板)100上，而在像素电极110和共电极120之间产生的水平电场，可使液晶分子沿该水平电场排列。因为像素电极110和共电极120的间距大于下基板100和上基板105间的晶胞间隔(cell gap),使得在像素电极110和共电极120上方的液晶分子因低电场强度的缘故而不会转动，从而造成低开口(aperture)的问题。再者，像素电极110和共电极120是使用不透光材料制作，例如铝等。不透光材料设置在透明区域上，会更进一步降低液晶显示器的开口率(aperture ratio)。为克服传统IPS模式液晶显示器设计的低开口率问题，一种如图2所示的边缘电场切换模式(fringe field swithcing mode ；FFS-mode)液晶显示器被提出。在FFS模式液晶显示器中，透明像素电极210和透明共电极220被形成在下基板200上，而下基板200与一上基板205相对。像素电极210和共电极220的距离L小于电极宽度W和两基板200与205间的晶胞间隔。在此条件下,产生的电场线(electric field lines)呈现抛物线状，并且在整个基板区域上产生边缘电场效应(fringe field effect),故而增加开口率。在传统的FFS模式液晶显示器内，如图2所示，矩形或直线形电极210和220被采用，以产生边缘电场。如此的电极数组结构(electrode array)会使FFS模式液晶显示器需相当高的操作电压和具备负介电异向性液晶。负型介电异向性液晶难以制作且具高黏稠性(viscosity)。 为克服使用负型介电异向性液晶所带来的限制，公告号第6，678，027号美国专利提出一种使用正介电异向性液晶的FFS模式液晶显示器。此FFS模式液晶显示器具有范围介于4至15的正介电异向性液晶分子,而当其相位延迟(retardation)的范围介于0.3微米至0. 45微米时,可获得最大的穿透度(transmittance)。尽管前述FFS模式液晶显示器使用正介电异向性液晶分子，而使其不受上述不利条件影响，但其仍有色偏(color shift)的问题。
当以大视角观看时，FFS模式液晶显示器和IPS模式液晶显示器两者均会发生偏蓝和偏黄等严重色偏情形。此种色彩表现会造成液晶显示器老旧的观感。虽然FFS模式液晶显示器和IPS模式液晶显示器具有广视角特性，然而其色偏问题仍无法使顾客满意，而需加以改良。
发明内容
为解决上述的技术问题，本发明提供了一有源矩阵液晶显示器。有源矩阵液晶显不器包含一第一基板、一第二基板、一液晶层、一相对电极、一像素电极，以及一发光二极管。第一基板和第二基板相互分离。液晶层设置于第一基板与第二基板之间，并包含范围介于280纳米至480纳米的相位延迟。相对电极和像素电极设置于该第一基板的一表面。像素电极和相对电极在液晶层内产生一电场。发光二极管产生一亮光，亮光在C. I. E色度图上的X颜色坐标介于O. 27至O. 32的范围，而y颜色坐标介于O. 25至O. 33的范围。由于发光二极管产生的亮光，其在C. I. E色度图上的X颜色坐标介于O. 27至O. 32之间和I颜色坐标介于O. 25至O. 33之间，并且液晶层具有范围介于280纳米至480纳米的相位延迟，使得使用前述发光二极管与液晶层的有源矩阵液晶显示器不再发生色偏问题。上文已相当广泛地概述本发明的技术特征及优点，以使下文的本发明详细描述得以获得较佳了解。构成本发明的申请专利范围标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本发明所属技术领域中具有通常知识者应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或工艺而实现与本发明相同的目的。本发明所属技术领域中具有通常知识者也应了解，这类等效建构无法脱离后附的申请专利范围所界定的本发明的精神和范围。
图I显不一传统IPS模式液晶显不器的截面图不意图；图2显不另一传统IPS模式液晶显不器的截面图不意图；图3显示本发明一实施例的有源矩阵液晶显示器的截面示意图；图4显示本发明另一实施例的有源矩阵液晶显示器的截面示意图。其中，附图标记说明如下3:有源矩阵液晶显示器4:有源矩阵液晶显示器31 :第一基板32 :第二基板33:液晶层34 :相对电极35:像素电极36 :发光二极管37 :第一配向层38 :第二配向层39 :彩色滤光片
40 :偏振片41 :检偏片42 :绝缘层
100 :基板105 :上基板110:像素电极120:共电极200 :下基板205 :上基板210:像素电极220:共电极311 :表面d:晶胞间隔I :距离L :距离W:宽度
具体实施例方式以下配合附图示例对本发明所包含的技术特征作详细说明。在本发明一实施例中，具相位延迟(retardation)在一预定范围内的液晶层配合发光在C. I. E色度图(C. I. E. chromaticity diagram)上x颜色坐标(x color coordinate)在一特定范围内和y颜色坐标(y color coordinate)在一特定范围内的光源,如此可使有源矩阵液晶显示器具有正确的色彩平衡(color balance)。有源矩阵液晶显示器可使用，但不限于，IPS模式技术或FFS模式技术。光源可为发光二极管。图3显示本发明一实施例的有源矩阵液晶显示器3的截面示意图。参照图3所不，有源矩阵液晶显不器3包含一第一基板31、一第二基板32、一液晶层33、一相对电极(counter electrode) 34、一像素电极35,以及一发光二极管36。第一基板31和第二基板32彼此分离。液晶层33设置于第一基板31和第二基板32之间。相对电极34设置于第一基板31的表面311上。像素电极35设置于第一基板31的表面311上，并和相对电极34在液晶层33内产生一电场。发光二极管36产生一亮光,其中该亮光被导向液晶层33。第一基板31和第二基板32相互分离一预定距离(晶胞间隔(cell gap))d。在一实施例中，晶胞间隔d可介于2至6微米之间。液晶层33可包含负介电异向性(negativedielectric anisotropy)液晶分子或正介电异向性(positive dielectric anisotropy)液晶分子。较佳地，液晶层33可包含正介电异向性液晶分子。在一实施例中，正介电异向性的值可介于4至15之间。此外，适合的液晶层33的相位延迟(retardation)配合范围介于4至15的正介电异向性值使用，可达到最大穿透度(maximum transmittance)。在一实施例中，液晶层33的相位延迟的范围可介于280纳米至480纳米之间。虽然未显示在图3，有源矩阵液晶显示器3包含多条栅极线路(gate lines)、多个像素，以及多条数据线路(data lines)。各像素包含一晶体管，晶体管包含一栅极，栅极耦接相应的栅极线路。多条数据线路用以传送数据信号至相应的像素。在一实施例中，晶体管、数据线路和数据线路形成于第一基板31上。相对电极34和像素电极35形成于第一基板31上,并为一第一配向层37所覆盖，其中第一配向层 37设置于第一基板31和液晶层33之间，而且第一配向层37在一方向上被配向摩擦(rubbed),以固定(anchor)邻近的液晶分子。相对电极34和像素电极35本身、相对电极34和像素电极35两者之间和晶胞间隔d可被设计，以使有源矩阵液晶显示器3以如图3所示的IPS模式来操作。在IPS模式中，像素电极35和相对电极34在一平面上产生电场，该平面平行第一基板31或第二基板32。为能以IPS模式操作，像素电极35和相对电极34间距离I要大于晶胞间隔d，而且距离I要大于像素电极35或相对电极34的宽度。在其它的实施例中，相对电极34和像素电极35可分别形成在不同层上(如图I和图2所示)，且一绝缘层将相对电极34和像素电极35分隔。在其它的实施例中，图3中的有源矩阵液晶显示器3可被设计以FFS模式操作。在此设计下，像素电极35和相对电极34间距离I要小于晶胞间隔d，而且距离I要小于像素电极35或相对电极34的宽度。图4显示本发明另一实施例的有源矩阵液晶显示器4的截面示意图。参照图4所示，有源矩阵液晶显示器4包含一相对电极34'和一像素电极35，其中相对电极34'和一像素电极35和图3显示的有源矩阵液晶显示器3的相对电极34和一像素电极35在设计上有所不同。相对电极34'形成在第一基板31的表面311上。在一像素内的相对电极34'可使用透明导电材料，例如铟钛氧化物。相对电极34'可形成以倾斜形状(slant shape),较佳地，形成以有板状。绝缘层42形成于相对电极34'上，而像素电极35形成于绝缘层42上。像素电极35可形成以倾斜形状(slant shape)和可与相对电极34'重叠。相对电极34,和像素电极35的间距I可小于晶胞间隔d。如此，边缘电场可形成于相对电极34'和像素电极35之间。参照图3与图4所示，一彩色滤光片(color filter) 39可设置在第二基板32上，彩色滤光片39系与第一配向层37相对。第二配向层38可形成于彩色滤光片39上。第二配向层38可被配向摩擦(rubbed),以固定(anchor)另外邻近的液晶分子,其中所述多个另外邻近的液晶分子相对于第一配向层37的配向方向延伸一角度。有源矩阵液晶显示器3和4可另包含一偏振片(polarizer) 40和一检偏片(analyzer)41 ο偏振片40利用从发光二极管36发出的亮光,产生一线性极化光。偏振片40可相对于第一配向层37,贴附在第一基板31上。检偏片41用于选择性地让从液晶层33来的光通过。检偏片41可相对于第二配向层38,贴附在第二基板32上。在一实施例中，偏振片40的偏光轴(polarization axis)与第一配向层37的配向方向平行。检偏片41的吸收轴(absorption axis)与偏振片40的偏光轴垂直。如图3与图4所示，发光二极管36设计以向液晶层33发光。据发现，如果有源矩阵液晶显示器3和4具有范围如介于6500K至10000K的色温(color temperature),色偏(color shift)的问题可被抵销。为达到较低色温，在使用具介于280纳米至480纳米范围的相位延迟的液晶层33的情形下，可决定出一特定范围的色度(chromaticity)的发光二极管36。在一实施例中，在C. I. E色度图(1931)上，亮光的x颜色坐标介于O. 27至O. 32的范围和I颜色坐标介于O. 25至O. 33间的范围的发光二极管36是较佳的。本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本发明所属技术领域中具有通常知识者应了解，在不背离后附申请专利范围所界定的本发明精神和范围内，本发明的教示及揭示可作种种的替换及修饰。例如，上文揭示的许多工艺可以不同的方法实施或以其它 工艺予以取代，或者采用上述二种方式的组合。此外，本案的权利范围并不局限于上文揭示的特定实施例的工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。本发明所属技术领域中具有通常知识者应了解，基于本发明教示及揭示工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤，无论现在已存在或日后开发者，其与本案实施例揭示者系以实质相同的方式执行实质相同的功能，而达到实质相同的结果，也可使用于本发明。因此，以下申请专利范围系用以涵盖用以此类工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。
权利要求
1.一种有源矩阵液晶显示器，其特征在于，包含 一第一基板和一第二基板，该第一基板与该第二基板相互分离； 一液晶层，设置于该第一基板与该第二基板之间，且包含介于280纳米至480纳米之间的相位延迟； 一相对电极，设置于该第一基板的一表面； 一像素电极，设置于该第一基板的该表面，并和相对电极在该液晶层内产生一电场； 一发光二极管，产生一亮光，该亮光在C. I. E色度图上的X颜色坐标介于O. 27至O. 32之间，y颜色坐标介于O. 25至O. 33之间。
2.根据权利要求I所述的有源矩阵液晶显示器，其特征在于，该相对电极和该像素电极的间距小于该第一基板和该第二基板的间距。
3.根据权利要求I所述的有源矩阵液晶显示器，其特征在于，该相对电极和该像素电极的间距大于该第一基板和该第二基板的间距。
4.根据权利要求I所述的有源矩阵液晶显示器，其特征在于，还包含一第一配向层和一第二配向层，其中该第一配向层设置于该第一基板与该液晶层之间，而该第二配向层设置于该第二基板与该液晶层之间。
5.根据权利要求I所述的有源矩阵液晶显示器，其特征在于，该液晶层包含多个液晶分子，而所述多个液晶分子具有范围介于4至15的正介电异向性。
6.根据权利要求I所述的有源矩阵液晶显示器，其特征在于，色温范围介于6500K至IOOOOKo
7.根据权利要求I所述的有源矩阵液晶显示器，其特征在于，该像素电极和该相对电极中至少一个包含透明材料。
全文摘要
本发明公开了一种有源矩阵液晶显示器，包含一第一基板、一第二基板、一液晶层、一相对电极、一像素电极，以及一发光二极管。第一基板和第二基板相互分离。液晶层设置于第一基板与第二基板之间，并包含范围介于280纳米至480纳米的相位延迟。相对电极和像素电极设置于该第一基板表面。像素电极和相对电极在液晶层内产生一电场。发光二极管产生一亮光，亮光在C.I.E色度图上的x颜色坐标介于0.27至0.32之间，而y颜色坐标介于0.25至0.33之间。
文档编号G02F1/1362GK102621754SQ20111031058
公开日2012年8月1日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年1月31日
发明者游家华, 王义方, 赵广雄, 郭丰玮 申请人:瀚宇彩晶股份有限公司