專利名稱：橫向電場(chǎng)廣視角液晶顯示器的電極排列結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橫向電場(chǎng)廣視角液晶顯示器(In-Plane Switching modeLCD，簡(jiǎn)稱為IPS-LCD)，特別是涉及一種橫向電場(chǎng)廣視角液晶顯示器的電極排列結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
廣視角的橫向電場(chǎng)液晶顯示器(IPS-LCD)為主流廣視角LCD技術(shù)之一，與一般的扭轉(zhuǎn)向列性(twisted nematic)LCD的不同處在于，IPS-LCD的共用電極(common electrode)與像素電極(pixel electrode)是制作于玻璃基板(TFT基板)的同側(cè)，其乃利用橫向電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)共用電極與像素電極，可以使液晶分子在平面上轉(zhuǎn)動(dòng)因而大幅增加視角，故具有廣視角、高光效率、高對(duì)比等優(yōu)點(diǎn)。
但是，如

圖1所示，液晶分子1朝著橫向電場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，當(dāng)液晶分子1與共用電極2或像素電極3之間呈現(xiàn)45°或135°夾角時(shí)，在某些斜視角區(qū)域內(nèi)觀看IPS-LCD時(shí)會(huì)有藍(lán)光或黃光的著色(coloring)現(xiàn)象，這將使IPS-LCD的顯示品質(zhì)大打折扣。有鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展出一種鯡魚(yú)形式(herringbone)的電極結(jié)構(gòu)，可以調(diào)整液晶分子的旋轉(zhuǎn)角度。如圖2所示，現(xiàn)有IPS-LCD的薄膜晶體管(thin film transistor，TFT)基板10包括多個(gè)陣列的像素區(qū)24，是由多條Y方向延伸的數(shù)據(jù)線12以及多條X方向延伸的柵極線14所定義形成，其中每一個(gè)像素區(qū)24包括至少一TFT元件16設(shè)置于數(shù)據(jù)線12與柵極線14的交叉處，一梳子型(comb-shaped)的像素電極18以及一鯡魚(yú)型的共用電極20。就梳子型的像素電極18而言，其橫杠處(bar)18a是設(shè)置于柵極線14的上方以構(gòu)成一電容器，至于其多個(gè)梳齒18b、18c是呈連續(xù)ㄑ狀(chevron)，且自橫杠處18a沿Y方向延伸。就鯡魚(yú)型的共用電極20而言，自中心脊骨線20a兩側(cè)向Y方向延伸的多個(gè)魚(yú)骨20b、20c是呈ㄑ狀，不但與像素電極18的梳齒18b、18c交錯(cuò)開(kāi)來(lái)，且魚(yú)骨20b、20c的ㄑ狀與梳齒18b、18c的ㄑ狀平行排列。此外，TFT基板10表面上覆蓋有一定向(orientation)層，其摩擦(rub)方向如箭頭A所示，因此于未外加電壓時(shí)，液晶分子22會(huì)排列沿著箭頭A方向排列。
當(dāng)外加電壓至TFT基板10之后，會(huì)在共用電極20的魚(yú)骨20a、20b與像素電極18的梳齒18b、18c之間產(chǎn)生橫向電場(chǎng)，使得液晶分子22朝向電場(chǎng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。以共用電極20的中心脊骨線20a作為區(qū)分，可以將像素區(qū)24分成多個(gè)第一次像素區(qū)241以及第二次像素區(qū)242，位于中心脊骨線20a兩側(cè)的液晶分子22a、22b會(huì)呈相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。針對(duì)第一次像素區(qū)241而言，由于魚(yú)骨20b、20c與梳齒18b、18c均為ㄑ狀，因此位于ㄑ狀的尖端處兩側(cè)的液晶分子22a、22a′也會(huì)呈相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，而構(gòu)成雙區(qū)塊(two domains)。同樣的情形也會(huì)發(fā)生在第二次像素區(qū)242的液晶分子22b、22b′中。由于共用電極20的魚(yú)骨20b、20c與像素電極18的梳齒18b、18c均為ㄑ狀，因此產(chǎn)生的橫向電場(chǎng)也會(huì)呈現(xiàn)一定角度的傾斜，進(jìn)而影響到液晶分子22的旋轉(zhuǎn)角度。如此一來(lái)，藉由適當(dāng)?shù)抹褷钤O(shè)計(jì)，便可以控制液晶分子22的旋轉(zhuǎn)角度，使液晶分子22于共用電極20、像素電極18之間的旋轉(zhuǎn)角度θ控制在0°～+60°或0°～-60°之間，以避免產(chǎn)生藍(lán)光或黃光的著色現(xiàn)象。
然而，位于ㄑ狀的尖端處(也就是雙區(qū)塊的分界處)的液晶分子22會(huì)受到兩旁不同旋轉(zhuǎn)方向的液晶分子22的擠壓，進(jìn)而產(chǎn)生無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)的情形。因此在外加電壓之后，礙于共用電極20與像素電極18本身并不透光，且位于雙區(qū)塊的分界處的液晶分子22無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，則沿著ㄑ狀的尖端處的虛線I-I、II-II處會(huì)顯示成一條暗線，使得IPS-LCD的開(kāi)口率(aperture ratio)降低。尤其當(dāng)共用電極20的魚(yú)骨20b、20c或像素電極18的梳齒18b、18c的形狀設(shè)計(jì)成鋸齒狀時(shí)，ㄑ狀的尖端處會(huì)增加，IPS-LCD的開(kāi)口率會(huì)變得更小。
發(fā)明概述本發(fā)明則提出一種IPS-LCD的電極排列結(jié)構(gòu)及其制作方法，可以調(diào)整液晶分子于共用電極、像素電極之間的旋轉(zhuǎn)角度，以確保IPS-LCD的顯示品質(zhì)，還可以解決雙區(qū)塊分界處的暗線問(wèn)題，以提高IPS-LCD的開(kāi)口率。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面提供一種橫向電場(chǎng)液晶顯示器的一像素區(qū)中的電極排列結(jié)構(gòu)，包括一梳子狀(comb-shaped)共用電極，包括一橫杠(bar)以及多個(gè)長(zhǎng)方條狀的梳齒(comb-teeth)，其中每一梳齒是自該橫杠沿第一縱向延伸；以及一梳子狀像素電極，包括一橫杠以及多個(gè)梳齒，其中每一梳齒是自該橫杠沿第二縱向延伸，且該像素電極的多個(gè)梳齒插置于該共用電極的多個(gè)梳齒之間，且每一梳齒的兩側(cè)壁輪廓呈現(xiàn)連續(xù)∠型。
本發(fā)明另一方面提供一種橫向電場(chǎng)液晶顯示器的一像素區(qū)中的電極排列結(jié)構(gòu)，包括有一梳子狀(comb-shaped)共用電極，包括一橫杠(bar)以及多個(gè)梳齒(comb-teeth)，其中每一梳齒是自該橫杠沿第一縱向延伸；且每一梳齒的兩側(cè)壁輪廓呈現(xiàn)連續(xù)∠型；以及一梳子狀像素電極，包括一橫杠以及多個(gè)梳齒，其中每一梳齒是自該橫杠沿第二縱向延伸，且該像素電極的多個(gè)梳齒插置于該共用電極的多個(gè)梳齒之間，且每一梳齒為長(zhǎng)方條輪廓。
本發(fā)明的又一方面提供一種橫向電場(chǎng)液晶顯示器的一像素區(qū)中的電極排列結(jié)構(gòu)，包括有一梳子狀(comb-shaped)共用電極，包括一橫杠(bar)以及多個(gè)梳齒(comb-teeth)，其中每一梳齒是自該橫杠沿第一縱向延伸；且每一梳齒的兩側(cè)壁輪廓呈現(xiàn)連續(xù)∠型；以及一梳子狀像素電極，包括一橫杠以及多個(gè)長(zhǎng)方條狀的梳齒，其中每一梳齒是自該橫杠沿第二縱向延伸，且該像素電極的多個(gè)梳齒插置于該共用電極的多個(gè)梳齒之間，且每一梳齒的兩側(cè)壁輪廓呈現(xiàn)連續(xù)∠型。
附圖簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1顯示液晶分子的旋轉(zhuǎn)角度與藍(lán)光或黃光的著色現(xiàn)象的剖面示意圖。
圖2是顯示現(xiàn)有IPS-LCD的電極排列結(jié)構(gòu)的上視圖。
圖3A與圖3B顯示本發(fā)明第一實(shí)施例IPS-LCD的電極排列結(jié)構(gòu)的上視圖。
圖4A與圖4D顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的TFT基板的電極結(jié)構(gòu)改良設(shè)計(jì)的上視圖。
圖5A與圖5B顯示本發(fā)明第二實(shí)施例IPS-LCD的電極排列結(jié)構(gòu)的上視圖。
圖6A與圖6B顯示本發(fā)明第三實(shí)施例IPS-LCD的電極排列結(jié)構(gòu)的上視圖。
圖7A與圖7B顯示本發(fā)明第四實(shí)施例IPS-LCD的電極排列結(jié)構(gòu)的上視圖。
圖8顯示本發(fā)明第五實(shí)施例IPS-LCD的電極排列結(jié)構(gòu)的上視圖。
附圖符號(hào)說(shuō)明26～像素區(qū)； 261、262、263、264～次像素區(qū)；28～共用電極； 30～像素電極；32～液晶分子； 34～柵極線；36～數(shù)據(jù)線； 38～共用電極；40～第一像素電極； 42～像素區(qū)；421、422、423、424～次像素區(qū)；44～TFT元件；46～第二像素電極。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖3A與圖3B，其顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的IPS-LCD的電極排列結(jié)構(gòu)的上視圖。于本發(fā)明IPS-LCD的電極排列結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)像素區(qū)26中設(shè)置有一梳子狀共用電極28以及梳子狀像素電極30，其中梳子狀共用電極28是由一個(gè)橫杠28a與三個(gè)梳齒28b、28c、28d所構(gòu)成，而梳子狀像素電極30是由一個(gè)橫杠30a與兩個(gè)梳齒30b、30c所構(gòu)成，且像素電極30的兩個(gè)梳齒30b、30c交錯(cuò)插置于共用電極28的三個(gè)梳齒28b、28c、28d之間，以使一個(gè)像素區(qū)26分割成四個(gè)次像素區(qū)261、262、263、264。本發(fā)明的特征是像素電極30的梳齒30b、30c是由多個(gè)正梯形所連接構(gòu)成，故梳齒30b、30c的兩側(cè)輪廓呈現(xiàn)連續(xù)∠型，其中每一個(gè)梯形的短底長(zhǎng)度D1與長(zhǎng)底長(zhǎng)度D2之間的關(guān)系為D2≤|D1±50μm|。
在未外加電壓時(shí)，液晶分子32會(huì)排列沿著箭頭A方向排列。因此液晶分子32的長(zhǎng)軸會(huì)平行于共用電極28的梳齒28b、28c、28d。當(dāng)外加電壓之后，共用電極28的梳齒28b、28c、28d與像素電極30的梳齒30b、30c間會(huì)產(chǎn)生橫向電場(chǎng)，使得液晶分子32朝向電場(chǎng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。以像素電極28的梳齒30b作為區(qū)分，位于第一次像素區(qū)261的液晶分子32a會(huì)呈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)果如液晶分子32a′所示，而位于第二次像素區(qū)262的液晶分子32b會(huì)呈順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)果如液晶分子32b′所示，因此像素電極30的梳齒30b成為雙區(qū)塊的分界處。相同的情形也會(huì)發(fā)生在第三與第四次像素區(qū)263、264中。由于像素電極30的梳齒30b、30c輪廓為連續(xù)∠狀，因此產(chǎn)生的橫向電場(chǎng)也會(huì)呈現(xiàn)一定角度的傾斜，進(jìn)而影響到液晶分子32的旋轉(zhuǎn)角度。如此一來(lái)，藉由適當(dāng)?shù)摹蠣钤O(shè)計(jì)，便可以控制液晶分子32的旋轉(zhuǎn)角度，使液晶分子32于共用電極28、像素電極30之間的旋轉(zhuǎn)角度θ控制在0°～+60°或0°～-60°之間，以避免產(chǎn)生藍(lán)光或黃光的著色現(xiàn)象。
除此之外，位于像素電極30的梳齒30b、30c處(也就是雙區(qū)塊的分界處)的液晶分子受到兩旁不同旋轉(zhuǎn)方向的液晶分子32的擠壓，會(huì)產(chǎn)生無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)的情形，進(jìn)而在像素電極30與梳齒30b、30c上顯示成一條暗線。但是，由于像素電極30本身即設(shè)計(jì)成不透光，因此在外加電壓之后雖仍有暗線形成，卻不會(huì)犧牲到IPS-LCD的開(kāi)口率(aperture ratio)。而且，若是將像素電極30的制作搭配透明導(dǎo)電體材質(zhì)，則可以進(jìn)一步增加IPS-LCD的開(kāi)口率。相較于現(xiàn)有電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本發(fā)明的IPS-LCD可以調(diào)整液晶分子32于共用電極28、像素電極30之間的旋轉(zhuǎn)角度，以確保IPS-LCD的顯示品質(zhì)，還可以解決雙區(qū)塊分界處的暗線問(wèn)題，以提高IPS-LCD的開(kāi)口率。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，像素電極30的梳齒30b、30c的兩側(cè)壁輪廓可設(shè)計(jì)成連續(xù)∠狀。如圖3A所示，梳齒30b、30c是由多個(gè)正梯形所連接構(gòu)成。另外，如圖3B所示，也可以在前后兩個(gè)正梯形之間加設(shè)一個(gè)長(zhǎng)方塊，則梳齒30b、30c的側(cè)壁上的兩∠狀輪廓之間還有一個(gè)直線輪廓。
以下就IPS-LCD的TFT基板來(lái)說(shuō)明像素電極的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其相關(guān)改良。
請(qǐng)參閱圖4A，其顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的第一種改良設(shè)計(jì)的TFT基板的上視圖。在第一種改良設(shè)計(jì)的IPS-LCD的一個(gè)像素區(qū)中，包括一橫向設(shè)置的柵極線34，一縱向設(shè)置的數(shù)據(jù)線36，一梳子狀共用電極38以及一梳子狀第一像素電極40。其中，梳子共用電極38是由一個(gè)橫杠38a與三個(gè)長(zhǎng)方條狀梳齒38b、38c、38d所構(gòu)成，梳子狀第一像素電極40是由一個(gè)橫杠40a與兩個(gè)長(zhǎng)方條狀梳齒40b、40c所構(gòu)成，且第一像素電極40的兩個(gè)梳齒40b、40c是交錯(cuò)插置于共用電極38的三個(gè)梳齒38b、38c、38d之間，將一個(gè)像素區(qū)42分割成四個(gè)次像素區(qū)421、422、423、424。另外，一個(gè)TFT元件44的柵極是制作于柵極線34上，其漏極電極是與第一像素電極40的橫杠40a連接，其源極電極是與數(shù)據(jù)線36的延伸區(qū)36a連接，而漏極電極與源極電極之間則設(shè)有一通道。
除此之外，隔著一保護(hù)層(未顯示)，一第二像素電極46是覆蓋于第一像素電極40的每一條梳齒40b、40c上。第二像素電極46是由銦錫氧化物(indium tin oxide，ITO)或其他透明導(dǎo)電材質(zhì)所構(gòu)成，利用微影蝕刻技術(shù)可以將其兩側(cè)壁輪廓定義形成連續(xù)∠型狀，可視為由多個(gè)梯形所構(gòu)成的條狀，其中梯形的短底長(zhǎng)度D1與長(zhǎng)底長(zhǎng)度D2之間的關(guān)系為D2≤|D1±50μm|。如此一來(lái)，第二像素電極46的∠狀輪廓可以控制液晶分子的旋轉(zhuǎn)角度，以避免產(chǎn)生藍(lán)光或黃光的著色現(xiàn)象。而且，第一像素電極40的梳齒40b、40c為不透明材質(zhì)的情況下，雖然部分液晶分子會(huì)顯示成一條暗線，但是這條暗線正好位于第一像素電極40的梳齒40b、40c上方，因此并不會(huì)犧牲IPS-LCD的開(kāi)口率。甚至于，在不透明的第一像素電極40上覆蓋透明的第二像素電極46，可以進(jìn)一步增加IPS-LCD的開(kāi)口率。
請(qǐng)參閱圖4B，其顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的第二種改良設(shè)計(jì)的TFT基板的上視圖。相較于第一實(shí)施例的設(shè)計(jì)，本發(fā)明第二實(shí)施例是將第一像素電極40的梳齒40b、40c的圖案與第二像素電極46的圖案交換，亦即將第一像素電極40的梳齒40b、40c制作成具有連續(xù)∠型輪廓的條狀，而將第二像素電極46制作成長(zhǎng)方條狀，同樣可以達(dá)到第一實(shí)施例的預(yù)期效果。
請(qǐng)參閱圖4C，其顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的第三種改良設(shè)計(jì)的TFT基板的上視圖。相較于第二實(shí)施例的設(shè)計(jì)，為了降低制程的復(fù)雜度與成本，本發(fā)明第三實(shí)施例是省略第二像素電極46的制作，僅將第一像素電極40的梳齒40b、40c制作成具有連續(xù)∠型輪廓的條狀，同樣可以避免產(chǎn)生著色現(xiàn)象。
請(qǐng)參閱圖4D，其顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的第四種改良設(shè)計(jì)的TFT基板的上視圖。雖然第三實(shí)施例的設(shè)計(jì)可以降低制程的復(fù)雜度與成本，但是將不透明的第一像素電極40的梳齒40b、40c制作成連續(xù)∠型輪廓的條狀，所占面積較多，仍有降低開(kāi)口率之虞。有鑒于此，本發(fā)明第四實(shí)施例是省略第一像素電極40的制作，僅采用透明材質(zhì)ITO來(lái)制作梳子狀的第二像素電極46，并將第二像素電極46的梳齒46b、46c制作成具有連續(xù)∠型輪廓的條狀。如此一來(lái)，不但可以避免產(chǎn)生著色現(xiàn)象，還可以有效增加IPS-LCD的開(kāi)口率。[第二實(shí)施例]請(qǐng)參閱圖5A與圖5B，其顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的IPS-LCD的電極排列結(jié)構(gòu)的上視圖。于本發(fā)明IPS-LCD的電極排列結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)像素區(qū)26中設(shè)置有一梳子狀共用電極28以及一梳子狀像素電極30，其中梳子狀共用電極28是由一個(gè)橫杠28a與三個(gè)梳齒28b、28c、28d所構(gòu)成，而梳子狀像素電極30是由一個(gè)橫杠30a與兩個(gè)梳齒30b、30c所構(gòu)成，且像素電極30的兩個(gè)梳齒30b、30c是交錯(cuò)插置于共用電極28的三個(gè)梳齒28b、28c、28d之間，以使一個(gè)像素區(qū)26分割成四個(gè)次像素區(qū)261、262、263、264。本發(fā)明的特征是像素電極30的梳齒30b、30c是由多個(gè)倒梯形所連接構(gòu)成，其中每一個(gè)倒梯形的短底長(zhǎng)度D1與長(zhǎng)底長(zhǎng)度D2之間的關(guān)系為D2≤|D1±50μm|。如此一來(lái)，藉由適當(dāng)?shù)牡埂蠣钤O(shè)計(jì)，便可以控制液晶分子32的旋轉(zhuǎn)角度，使液晶分子32于共用電極28、像素電極30之間的旋轉(zhuǎn)角度θ控制在0°～+60°或0°～-60°之間，以避免產(chǎn)生藍(lán)光或黃光的著色現(xiàn)象。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，像素電極30的梳齒30b、30c的兩側(cè)壁輪廓可設(shè)計(jì)成連續(xù)倒∠狀。如圖5A所示，梳齒30b、30c是由多個(gè)倒梯形所連接構(gòu)成。另外，如圖5B所示，也可以在前后兩個(gè)倒梯形之間加設(shè)一個(gè)長(zhǎng)方塊，則梳齒30b、30c的側(cè)壁上的兩倒∠狀輪廓之間還有一個(gè)直線輪廓。除此之外，本發(fā)明的第二實(shí)施例的設(shè)計(jì)，以可就像素電極的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作相關(guān)改良，可參閱圖4A至4D的四種改良方式，在此不加以撰述。[第三實(shí)施例]請(qǐng)參閱圖6A與圖6B，其顯示本發(fā)明第三實(shí)施例的IPS-LCD的電極排列結(jié)構(gòu)的上視圖。本發(fā)明第三實(shí)施例是改良圖3所示的電極排列結(jié)構(gòu)，將共用電極28的長(zhǎng)條狀輪廓以及共用電極28的連續(xù)∠型輪廓交換。因此，像素電極30的兩個(gè)梳齒30b、30c是長(zhǎng)條狀，而共用電極28的三個(gè)梳齒28b、28c、28d是由多個(gè)正梯形所連接構(gòu)成，使其兩側(cè)輪廓呈現(xiàn)連續(xù)∠型，其中每一個(gè)梯形的短底長(zhǎng)度D1與長(zhǎng)底長(zhǎng)度D2之間的關(guān)系為D2≤|D1±50μm|。另外，依據(jù)此種設(shè)計(jì)原理，梳齒28b、28c、28d可由多個(gè)正梯形所連接構(gòu)成(如圖6A所示)，梳齒28b、28c、28d也可由多個(gè)倒梯形所連接構(gòu)成(如圖6B所示)。另外，也可以在前后兩個(gè)梯形之間加設(shè)一個(gè)長(zhǎng)方塊，則梳齒28b、28c、28d的側(cè)壁上的兩倒∠狀輪廓之間還有一個(gè)直線輪廓。除此之外，就像素電極的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)改良上，可參閱圖4A至4D的四種改良方式，在此不加以撰述。[第四實(shí)施例]請(qǐng)參閱圖7A與圖7B，其顯示本發(fā)明第四實(shí)施例的IPS-LCD的電極排列結(jié)構(gòu)的上視圖。本發(fā)明第四實(shí)施例是結(jié)合前述的第一實(shí)施例、第二實(shí)施例以及第三實(shí)施例的設(shè)計(jì)，同時(shí)將共用電極28以及像素電極30的梳齒設(shè)計(jì)成連續(xù)∠型輪廓，但是當(dāng)共用電極28的三個(gè)梳齒28b、28c、28d是由多個(gè)倒梯形所連接構(gòu)成時(shí)，像素電極30的兩個(gè)梳齒30b、30c是由多個(gè)正梯形所連接構(gòu)成，結(jié)果如圖7A所示。反之，當(dāng)共用電極28的三個(gè)梳齒28b、28c、28d是由多個(gè)正梯形所連接構(gòu)成時(shí)，像素電極30的兩個(gè)梳齒30b、30c是由多個(gè)倒梯形所連接構(gòu)成，結(jié)果如圖7B所示。
另外，也可以在前后兩個(gè)梯形之間加設(shè)一個(gè)長(zhǎng)方塊，則梳齒側(cè)壁上的兩個(gè)∠狀輪廓之間還有一個(gè)直線輪廓。除此之外，就像素電極的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)改良上，可參閱圖4A至4D的四種改良方式，在此不加以撰述。[第五實(shí)施例]請(qǐng)參閱圖8，其顯示本發(fā)明第五實(shí)施例的IPS-LCD的電極排列結(jié)構(gòu)的上視圖。本發(fā)明第五實(shí)施例是進(jìn)一步改良第四實(shí)施例的設(shè)計(jì)，不但共用電極28以及像素電極30的梳齒是由正梯形或倒梯形所構(gòu)成，而且共用電極28的梳齒28b、28c、28d的梯形數(shù)目不等于像素電極30的梳齒30b、30c的梯形數(shù)目。舉例而言，像素電極30的梳齒的一個(gè)正梯形會(huì)相鄰于共用電極28的梳齒的兩個(gè)倒梯形，甚或是三個(gè)以上的倒梯形，使得像素電極30的梳齒與共用電極28的梳齒的間距產(chǎn)生不規(guī)則變化，進(jìn)而產(chǎn)生不均勻電場(chǎng)。
就第二次像素區(qū)262的上方區(qū)域而言，當(dāng)外加電壓之后，位于共用電極28的梳齒28c的∠狀輪廓的尖端附近的電場(chǎng)強(qiáng)度最高(在此處的梳齒28c與梳齒30b的間距最小)，而位于梳齒28c與梳齒30b的平行側(cè)壁區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度最低(在此處的梳齒28c與梳齒30b的間距最大)，因此梳齒28c與梳齒30b之間的電場(chǎng)強(qiáng)度不均勻，此電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)空間微分(稱之為梯度)不等于零。當(dāng)外加電壓逐漸增大至某一值(會(huì)小于一般的驅(qū)動(dòng)電壓值)，位于電場(chǎng)強(qiáng)度較大的液晶分子32a便會(huì)先開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，而位于電場(chǎng)強(qiáng)度較小的液晶分子32b、32c則呈靜止?fàn)?。后續(xù)，隨著時(shí)間增加而使液晶分子32a的轉(zhuǎn)動(dòng)角度變大時(shí)，則液晶分子32a所產(chǎn)生的彈性畸變能(elastic distorted energy)會(huì)向上或向下傳送到液晶分子32b、32c的位置，進(jìn)而結(jié)合此處的低電場(chǎng)強(qiáng)度以達(dá)到轉(zhuǎn)動(dòng)液晶分子32b、32c的效果。在本發(fā)明第五實(shí)施例中，液晶分子32的旋轉(zhuǎn)角度范圍為0°＜θ＜20°。由上述可知，此種不均勻電場(chǎng)的設(shè)計(jì)，可以降低液晶分子32b、32c的有效起始電壓值，還可降低IPS-LCD的驅(qū)動(dòng)電壓值，進(jìn)而縮短IPS-LCD的開(kāi)啟時(shí)間(switching time)。
雖然本發(fā)明已結(jié)合一優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種橫向電場(chǎng)液晶顯示器的一像素區(qū)中的電極排列結(jié)構(gòu)，包括一梳子狀(comb-shaped)共用電極，包括一橫杠(bar)以及多個(gè)長(zhǎng)方條狀的梳齒(comb-teeth)，其中每一梳齒是自該橫杠沿第一縱向延伸；以及一梳子狀像素電極，包括一橫杠以及多個(gè)梳齒，其中每一梳齒是自該橫杠沿第二縱向延伸，且該像素電極的多個(gè)梳齒插置于該共用電極的多個(gè)梳齒之間，且每一梳齒的兩側(cè)壁輪廓呈現(xiàn)連續(xù)∠型。
2.如權(quán)利要求1所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該像素電極的每一梳齒與該共用電極的每一梳齒兩兩相鄰。
3.如權(quán)利要求1所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該像素電極的每一梳齒由多個(gè)正梯形連接構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中每一個(gè)正梯形的短底長(zhǎng)度D1與長(zhǎng)底長(zhǎng)度D2之間的關(guān)系為D2≤|D1±50μm|。
5.如權(quán)利要求3所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該兩相鄰的正梯形之間設(shè)有一長(zhǎng)方塊。
6.如權(quán)利要求1所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該像素電極的每一梳齒是由多個(gè)倒梯形所連接構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求6所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中每一個(gè)倒梯形的短底長(zhǎng)度D1與長(zhǎng)底長(zhǎng)度D2之間的關(guān)系為D2≤|D1±50μm|。
8.如權(quán)利要求6所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該兩相鄰的倒梯形之間設(shè)有一長(zhǎng)方塊。
9.如權(quán)利要求1所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該像素電極的梳齒是由銦錫氧化物(ITO)所構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該像素電極的每一梳齒包括一第一電極層，呈現(xiàn)長(zhǎng)方條輪廓；一第二電極層，設(shè)置于該第一電極層的上方，且該第二電極層的兩例壁輪廓呈現(xiàn)連續(xù)∠型；以及一保護(hù)層，設(shè)置于該第一電極層以及該第二電極層之間。
11.如權(quán)利要求10所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該第二電極層是由銦錫氧化物(ITO)所構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求1所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該像素電極的每一梳齒包括一第一電極層，其兩側(cè)壁輪廓呈現(xiàn)連續(xù)∠型；一第二電極層，設(shè)置于該第一電極層的上方，且該第二電極層呈現(xiàn)長(zhǎng)方條輪廓；以及一保護(hù)層，設(shè)置于該第一電極層以及該第二電極層之間。
13.如權(quán)利要求12所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該第二電極層由銦錫氧化物(ITO)所構(gòu)成。
14.一種橫向電場(chǎng)液晶顯示器的一像素區(qū)中的電極排列結(jié)構(gòu)，包括有一梳子狀(comb-shaped)共用電極，包括一橫杠(bar)以及多個(gè)梳齒(comb-teeth)，其中每一梳齒是自該橫杠沿第一縱向延伸；且每一梳齒的兩側(cè)壁輪廓呈現(xiàn)連續(xù)∠型；以及一梳子狀像素電極，包括一橫杠以及多個(gè)梳齒，其中每一梳齒是自該橫杠沿第二縱向延伸，且該像素電極的多個(gè)梳齒插置于該共用電極的多個(gè)梳齒之間，且每一梳齒為長(zhǎng)方條輪廓。
15.如權(quán)利要求14所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該像素電極的每一梳齒與該共用電極的每一梳齒兩兩相鄰。
16.如權(quán)利要求14所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該共用電極的每一梳齒是由多個(gè)正梯形所連接構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求16所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中每一個(gè)正梯形的短底長(zhǎng)度D1與長(zhǎng)底長(zhǎng)度D2之間的關(guān)系為D2≤|D1±50μm|。
18.如權(quán)利要求16所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該兩相鄰的正梯形之間設(shè)有一長(zhǎng)方塊。
19.如權(quán)利要求14所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該共用電極的每一梳齒是由多個(gè)倒梯形所連接構(gòu)成。
20.如權(quán)利要求19所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中每一個(gè)倒梯形的短底長(zhǎng)度D1與長(zhǎng)底長(zhǎng)度D2之間的關(guān)系為D2≤|D1±50μm|。
21.如權(quán)利要求19所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該兩相鄰的倒梯形之間設(shè)有一長(zhǎng)方塊。
22.如權(quán)利要求19所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該共用電極的梳齒是由銦錫氧化物(ITO)所構(gòu)成。
23.如利要求14所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該共用電極的每一梳齒包括一第一電極層，呈現(xiàn)長(zhǎng)方條輪廓；一第二電極層，設(shè)置于該第一電極層的上方，且該第二電極層的兩側(cè)壁輪廓呈現(xiàn)連續(xù)∠型；以及一保護(hù)層，設(shè)置于該第一電極層以及該第二電極層之間。
24.如權(quán)利要求23所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該第二電極層是由銦錫氧化物(ITO)所構(gòu)成。
25.如權(quán)利要求14所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該共用電極的每一梳齒包括一第一電極層，其兩側(cè)壁輪廓呈現(xiàn)連續(xù)∠型；一第二電極層，是設(shè)置于該第一電極層的上方，且該第二電極層是呈現(xiàn)長(zhǎng)方條輪廓；以及一保護(hù)層，是設(shè)置于該第一電極層以及該第二電極層之間。
26.如權(quán)利要求25所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該第二電極層是由銦錫氧化物(ITO)所構(gòu)成。
27.一種橫向電場(chǎng)液晶顯示器的一像素區(qū)中的電極排列結(jié)構(gòu)，包括有一梳子狀(comb-shaped)共用電極，包括一橫杠(bar)以及多個(gè)梳齒(comb-teeth)，其中每一梳齒是自該橫杠沿第一縱向延伸；且每一梳齒的兩側(cè)壁輪廓呈現(xiàn)連續(xù)∠型；以及一梳子狀像素電極，包括一橫杠以及多個(gè)長(zhǎng)方條狀的梳齒，其中每一梳齒是自該橫杠沿第二縱向延伸，且該像素電極的多個(gè)梳齒插置于該共用電極的多個(gè)梳齒之間，且每一梳齒的兩側(cè)壁輪廓呈現(xiàn)連續(xù)∠型。
28.如權(quán)利要求27所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該像素電極的每一梳齒是與該共用電極的每一梳齒兩兩相鄰。
29.如權(quán)利要求27所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該共用電極的每一梳齒是由多個(gè)正梯形所連接構(gòu)成，而該像素電極的每一梳齒是由多個(gè)倒梯形所連接構(gòu)成。
30.如權(quán)利要求29所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中每一個(gè)梯形的短底長(zhǎng)度D1與長(zhǎng)底長(zhǎng)度D2之間的關(guān)系為D2≤|D1±50μm|。
31.如權(quán)利要求29所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該兩相鄰的正梯形之間設(shè)有一長(zhǎng)方塊，且該兩相鄰的倒梯形之間設(shè)有一長(zhǎng)方塊。
32.如權(quán)利要求29所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該共用電極的每一梳齒的正梯形數(shù)目不等于該像素電極的每一梳齒的倒梯形數(shù)目。
33.如權(quán)利要求32所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該共用電極的梳齒與該像素電極的梳齒之間產(chǎn)生一電場(chǎng)梯度，以使該共用電極的梳齒與該像素電極的梳齒之間形成不均勻電場(chǎng)。
34.如權(quán)利要求32所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中位于該共用電極的梳齒與該像素電極的梳齒之間的液晶分子旋轉(zhuǎn)角度范圍為0°＜θ＜20°。
35.如權(quán)利要求27所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該共用電極的每一梳齒是由多個(gè)倒梯形所連接構(gòu)成，而該像素電極的每一梳齒是由多個(gè)正梯形所連接構(gòu)成。
36.如權(quán)利要求35所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中每一個(gè)梯形的短底長(zhǎng)度D1與長(zhǎng)底長(zhǎng)度D2之間的關(guān)系為D2≤|D1±50μm|。
37.如權(quán)利要求35所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該兩相鄰的正梯形之間設(shè)有一長(zhǎng)方塊，且該兩相鄰的倒梯形之間設(shè)有一長(zhǎng)方塊。
38.如權(quán)利要求35所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該共用電極的每一梳齒的倒梯形數(shù)目不等于該像素電極的每一梳齒的正倒梯形數(shù)目。
39.如權(quán)利要求38所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該共用電極的梳齒與該像素電極的梳齒之間產(chǎn)生一電場(chǎng)梯度，以使該共用電極的梳齒與該像素電極的梳齒之間形成不均勻電場(chǎng)。
40.如權(quán)利要求38所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中位于該共用電極的梳齒與該像素電極的梳齒之間的液晶分子旋轉(zhuǎn)角度范圍為0°＜θ＜20°。
41.如權(quán)利要求27所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該共用電極的梳齒是由銦錫氧化物(ITO)所構(gòu)成。
42.如權(quán)利要求27所述的電極排列結(jié)構(gòu)，其中該像素電極的梳齒是由銦錫氧化物(ITO)所構(gòu)成。
全文摘要
一種橫向電場(chǎng)液晶顯示器(In－Plane Switching mode LCD,簡(jiǎn)稱為IPS－LCD)的一像素區(qū)中的電極排列結(jié)構(gòu),包括有一梳子狀(comb－shaped)共用電極,包括一橫杠(bar)以及多個(gè)梳齒(comb－teeth),其中每一梳齒自該橫杠沿第一縱向延伸;一梳子狀像素電極,包括一橫杠以及多個(gè)梳齒,其中每一梳齒是自該橫杠沿第二縱向延伸,且該像素電極的多個(gè)梳齒插置于該共用電極的多個(gè)梳齒之間。其中,該共用電極的梳齒可制作成長(zhǎng)方條輪廓或是連續(xù)∠型的側(cè)壁輪廓,而像素電極的梳齒可制作成長(zhǎng)方條輪廓或連續(xù)∠型的側(cè)壁輪廓。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK1388403SQ02106518
公開(kāi)日2003年1月1日 申請(qǐng)日期2002年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月29日
發(fā)明者楊界雄 申請(qǐng)人:瀚宇彩晶股份有限公司