橫向電場液晶顯示裝置的製作方法
2023-10-17 23:59:34 2
專利名稱：橫向電場液晶顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液晶顯示裝置，尤其涉及一種橫向電場液晶顯示裝置。
背景技術：
液晶顯示器已經被廣泛的應用於各種領域，然而對於傳統的液晶顯示器存在最主要的兩大問題，首先，當從某個角度觀看時，液晶顯示器的暗態亮度將急劇的增加(變亮)及變色(簡稱灰階反轉)。特別對於較舊型的液晶顯示器通常只有90°視角，也就是左右兩邊各45°。該問題對於多個觀看者而言將無法同時觀看顯示器畫面。另一個主要的問題即是傳統的液晶顯示器響應時間較慢，該問題無法滿足影片及遊戲中快速移動的畫面顯示需求。
橫向電場液晶顯示裝置(In-Plane Switch LCD，簡稱為IPS-LCD)是基於傳統液晶顯示器的以上問題而提出的解決方案，其與一般的扭轉向列型(Twisted Nematic，TN)LCD的不同處在於，橫向電場液晶顯示裝置的共享電極與像素電極是製作在同一TFT基板上，其利用像素中並列的共享電極與像素電極於操作中所產生的水平電場驅動液晶層，使液晶層在平面扭轉達到光通切換的目的。因液晶層在水平面同向的扭轉，與TN模式的三維扭轉比較，在暗態下較不易漏光，而且具有較大的視角範圍。此時液晶扭轉速度與電場強度呈正相關，直接反映在液晶響應速度。另外利用不同方向排列的水平電極可驅動液晶層往不同水平方向做扭轉，構成多維域(Multi-Domain)，該方式可增加更大的視角。
現有的橫向電場液晶顯示裝置如圖1及圖2所示，液晶層14注入彩色濾光片10與TFT基板12之間，其中該彩色濾光片10及TFT基板12由一間隔壁20支撐。該IPS-LCD的電極結構包括閘極線13、數據線11；兩相鄰的閘極線13與兩相鄰的數據線11構成一像素區；梳狀共享電極17，形成於TFT基板12上；梳狀像素電極18，形成於TFT基板12上；其中像素電極18的梳齒插置於共享電極17的梳齒之間。該IPS-LCD利用像素電極18與共享電極17間的水平電場驅動液晶層14使其在水平面扭轉。在電壓驅動時(如圖3所示)，該像素電極18與共享電極17間的水平電場並非理想平行電場，因此沿著Z軸方向，電場呈現曲線分布，且強度沿著Z軸方向衰減。此現象造成近彩色濾光片10側與近TFT基板12側的液晶層14扭轉程度差異，影響光通效率。
發明內容為克服現有橫向電場液晶顯示器中光通效率低的缺陷，本發明提供一種具有高光通效率的橫向電場液晶顯示裝置。
本發明解決技術問題的技術方案是提供一種橫向電場液晶顯示裝置，其包括一彩色濾光片及一TFT陣列，液晶層封裝於該彩色濾光片與該TFT陣列之間，其中該TFT陣列包括一TFT基板；多個凸起，位於TFT陣列及彩色濾光片之間，支撐該TFT陣列及該彩色濾光片；一電極陣列，沉積於該TFT基板；其中，該電極陣列包括成形於該凸起的多個共享電極及多個像素電極。
與現有技術相比，本發明橫向電場液晶顯示裝置利用位於彩色濾光片及TFT基板間的一凸起層增大平行電極的等效面積，並取代原有彩色濾光片及TFT基板間之間隔壁。其優點在於在相同驅動電壓下可增加等效電場強度，進而降低液晶響應時間。另一方面，此優點也可保留原電場強度，而將電極間距拉大，增加像素內可透光區的比例(開口率)，改善橫向電場液晶顯示裝置像素開口率偏低的問題。其次，本發明還可改善電場在彩色濾光片與TFT陣列之間的均勻度，降低彩色濾光片側與TFT陣列側液晶層扭轉程度差異，提升光通效率。
圖1是現有技術橫向電場液晶顯示裝置的剖面示意圖。
圖2是現有技術橫向電場液晶顯示裝置的像素結構示意圖。
圖3是現有技術橫向電場液晶顯示裝置加載電壓時的電場分布示意圖。
圖4是本發明橫向電場液晶顯示裝置的剖面示意圖。
圖5是本發明橫向電場液晶顯示裝置的像素結構示意圖。
圖6是本發明橫向電場液晶顯示裝置加載電壓時的電場分布示意圖。
具體實施方式
請參照圖4，本發明橫向電場液晶顯示裝置包括一彩色濾光片3、一TFT陣列8，其中液晶層7封裝於該彩色濾光片3與該TFT陣列8之間。
請配合參照圖5，該TFT陣列8包括一TFT基板5、一電極陣列2及一凸起層6，其中該電極陣列2及凸起層6位於該TFT基板5的上。
電極陣列2由多個像素組成，其中在一個像素區中，電極陣列2包括一橫向設置的閘極線22，一縱向設置的數據線21，由一個橫槓(未標示)與三個梳齒271、272、273所構成的一梳子狀共享電極27，以及由一個橫槓(未標示)及二個梳齒281、282所構成的一梳子狀像素電極28。其中，像素電極28的兩個梳齒281、282交錯插置於共享電極27的三個梳齒271、272、273之間，以使一個像素區分割成四個子像素區。該像素電極28及該共享電極27的材料採用透明導電體如銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，簡稱ITO)。
該凸起層6沉積於該TFT基板5上，並位於共享電極27及像素電極28的下，包括多個凸起61，設置於彩色濾光片3及TFT基板5之間，支撐該彩色濾光片3及TFT基板5。該多個凸起61分別與像素電極28及共享電極27的梳齒281、282、271、272、273相對應，其中，梳齒281、282、271、272、273分別成形於該多個凸起61上，液晶層7有序的排列於兩相鄰像素電極28與共享電極27之間，以增加兩相鄰像素電極28與共享電極27間的相對有效平行面積。
請再參照圖6，當電壓驅動時，液晶層7在共享電極27與像素電極28間電場的作用下產生扭轉，以實現光束的通過。相較於現有技術，在相同驅動動電壓下，因平行電極等效面積增大，因此可增加等效電場強度，進而降低液晶響應時間。另一方面，此優點也可保留原電場強度，而將電極間距拉大，以增加像素內可透光區的比例(開口率)，以改善橫向電場液晶顯示裝置像素開口率偏低的問題。其次，本發明還可改善電場在彩色濾光片與TFT陣列之間的均勻度，降低彩色濾光片側與TFT陣列側液晶層扭轉程度差異，提升液晶光通效率。
權利要求
1.一種橫向電場液晶顯示裝置，包括一彩色濾光片及一TFT陣列，液晶層封裝於該彩色濾光片與該TFT陣列之間，其中該TFT陣列包括一TFT基板、一位於該TFT基板的電極陣列，其特徵在於該TFT陣列還包括多個凸起，位於TFT陣列及彩色濾光片之間，支撐該TFT陣列及該彩色濾光片，其中，該電極陣列包括形成於該凸起的多個共享電極及多個像素電極。
2.如權利要求1所述的橫向電場液晶顯示裝置，其特徵在於該共享電極及該像素電極均為透明導電體。
3.如權利要求1所述的橫向電場液晶顯示裝置，其特徵在於該共享電極及該像素電極均為梳子狀。
4.如權利要求1所述的橫向電場液晶顯示裝置，其特徵在於該每一共享電極及該每一像素電極包括多個梳齒。
5.如權利要求4所述的橫向電場液晶顯示裝置，其特徵在於該像素電極的多個梳齒插入該共享電極的多個梳齒之間。
6.如權利要求4所述的橫向電場液晶顯示裝置，其特徵在於該多個梳齒與多個凸起相對應。
7.如權利要求6所述的橫向電場液晶顯示裝置，其特徵在於該多個梳齒鍍於該多個凸起上。
全文摘要
一種橫向電場液晶顯示裝置，其包括一彩色濾光片及一TFT陣列，液晶層封裝於該彩色濾光片與該TFT陣列之間。該TFT陣列包括一TFT基板；一凸起層，該凸起層包括多個凸起，位於TFT陣列及彩色濾光片之間，支撐該TFT陣列及該彩色濾光片；一電極陣列，位於該TFT基板；其中，該電極陣列包括形成於該凸起層的多個共享電極及多個像素電極。該橫向電場液晶顯示裝置具有高光通效率的優點。
文檔編號G02F1/1343GK1538211SQ0311428
公開日2004年10月20日 申請日期2003年4月18日 優先權日2003年4月18日
發明者謝朝樺, 彭家鵬, 陳鵲如 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 群創光電股份有限公司