專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種液晶顯示裝置，特別是一種垂直配向(Vertical Aligned, VA)式液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置是最普遍的影像顯示裝置。 一般來說，液晶顯示 裝置具有兩片玻璃面板、其上分別有像素電極與共同電極，其間夾 有液晶層。簡言之，液晶顯示器產(chǎn)生畫面的原理是藉由提供電壓給 1象素電4及與共同電4及，而在液晶層中產(chǎn)生電場，進(jìn)而決定液晶分子 的軸向，以調(diào)整入射光的偏振方向。
在各種液晶顯示裝置中，垂直配向式液晶顯示裝置在沒有電場 的時候，其液晶分子的長軸垂直于^皮璃面^反，而垂直配向式液晶顯 示裝置具有高對比與廣視角等優(yōu)點。
垂直配向式液晶顯示裝置的切換時間耳又決于材并牛以及液晶單
元的配置。此夕卜，還受到所謂反流效應(yīng)(reverse flow effect)又稱
逆流效應(yīng)(backflow effect)的限制。這種現(xiàn)象發(fā)生在當(dāng)供給垂直配
向式液晶單元過高的電壓時，反而造成更久的切4奐時間。上述現(xiàn)象 可參考以下文獻(xiàn)； 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 ); Roosendaal, Dessaud, Hector, Hughes, Boer， IDRC conference proceeding, 10-3, 127-130 ( 2006 ); Dessaud， Roosendaal, Hector, Hughes, Boer, IDW，06 Digest, LCT7-2， 651-654 (2006) j Sang Soo Kim, Brian H, Berkeley, Kyeong-Hyeon Kim， and Jang Kim Song, J. Soc. Inf. Display 12, 353 ( 2004 ).
由上述文獻(xiàn)中可知，藉由增力口"域(domain)，，的凄t目，液晶切 換可以表現(xiàn)地更為均勻 一致。然而這種習(xí)知的作法往往會減少液晶 顯示器的開口率(aperture ratio),特別是因為某些電極的形狀，會 導(dǎo)致某些區(qū)域的液晶永遠(yuǎn)不會進(jìn)行切換，進(jìn)而降低了開口率。而當(dāng) 像素尺寸愈來愈小時，這個問題會愈來愈明顯。
因此，需要一種液晶顯示裝置，能夠在同時具有均勻一致的液 晶切4灸表J見，而不需降^[氐開口率。更需要一種可以消除逆流歲文應(yīng)的 液晶顯示裝置，而不會影響到液晶顯示裝置其它的特性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于先前技術(shù)的缺失，本發(fā)明其中一方面提供一種快速液晶切 換的液晶顯示裝置。本發(fā)明另 一方面提供一種消除逆流效應(yīng)的液晶 顯示裝置。本發(fā)明其它方面提供一種快速液晶切換，卻不需減少開 口率的液晶顯示裝置。
在一實施例中，液晶顯示裝置包含液晶層、共同電極與電極組。 液晶層在共同電極與電極組之間，而電4及組用來對液晶層進(jìn)行切 才灸。電相J且包含第一電才及與第二電纟及。第一電相J于液晶層的第一區(qū) 域進(jìn)4于切換，且具有至少兩個朝不同水平方向延伸的部分，而第二電才及對液晶層的第二區(qū)域進(jìn)4亍切換。第二區(qū)域至少包含第 一 區(qū)域以 夕卜的——吾卩^區(qū)土或。
在另一實施例中，液晶顯示裝置包含液晶層、共同電4及與電核^ 組。液晶層在共同電才及與電才及組之間，而電才及組用來對液晶層進(jìn)4亍 切換。電極組包含第一電才及與第二電才及。第一電才及對液晶層的第一 區(qū)域進(jìn)行切換，而第二電極對液晶層的第二區(qū)域進(jìn)行切換。第一電 極與第二電極位于同一平面，而第二區(qū)域至少包含第一區(qū)域以外的 一部分區(qū)i或。
在又一實施例中，液晶顯示裝置包含液晶層、共同電才及與電相_ 組。液晶層在共同電極與電極組之間，而電極組用來對液晶層進(jìn)行 切換。電極組包含第一電極與第二電極。第一電極對液晶層的第一 區(qū)域進(jìn)行切換，而第二電極對液晶層的第二區(qū)域進(jìn)行切換。第一電 極與第二電極分別以不同時序驅(qū)動，而第二區(qū)域至少包含第 一 區(qū)域 以外的一部分區(qū)i或。
在其它實施例中，液晶顯示裝置包含液晶層、共同電才及與電招_ 組。液晶層在共同電極與電極組之間，而電極組用來對液晶層進(jìn)行 切4奐。電招j且包含第一電4及與第二電4及。第一電招)于液晶層的第一 區(qū)域進(jìn)行切換，舉例來說，第一電極的形狀可為方形。第二電極對 液晶層的第二區(qū)域進(jìn)行切換。第二區(qū)域至少包含第 一 區(qū)域以外的一 部分區(qū)i或，而jt匕部分區(qū)i或具有至少兩個朝不同？K平方向延伸的部 分。
配合以下較佳實施例之?dāng)⑹雠c圖式說明，本發(fā)明之目的、實施 例、特征與優(yōu)點將更為清楚。


圖1顯示本發(fā)明實施例中電子裝置之方塊圖2a顯示本發(fā)明實施例中液晶^象素單元之剖面圖2b顯示本發(fā)明實施例中液晶4象素單元組件之剖面圖3a-3e顯示本發(fā)明實施例中電極組中之第一電極；
圖4a分別顯示本發(fā)明一實施例中液晶層、第一電極、與第二 電極；
圖4b分別顯示本發(fā)明另一實施例中液晶層、第一電才及、與第 二電極；
圖4c顯示本發(fā)明實施例中在同一平面之第一電極與第二電極； 圖4d進(jìn)一步顯示圖4c實施例中液晶^象素單元的剖面圖。主要組件符號說明
1 電子裝置 20 電源供應(yīng)器 100a 第一區(qū)i或 102 共同電招> 104a 第一電招_
10 液晶顯示裝置
100 液晶層
100b 第二區(qū)i或
104 電極組
104b 第二電^L104c 介電層 130 基4反
140 濾光片 150 薄膜晶體管
具體實施例方式
本發(fā)明特別可應(yīng)用于垂直配向式(VA)液晶顯示裝置，并將配 合以下圖式加以說明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可了解，本發(fā)明亦 可以其它方式實施，而不〗又卩艮于以下之實施例。
圖1顯示本發(fā)明一實施例中具有液晶顯示裝置IO之電子裝置 1。電子裝置1具有電源供應(yīng)器20,其與液晶顯示裝置IO連接，以 才是供電源《合該液晶顯示裝置10。在此實施例中，液晶顯示裝置10 為一彩色或是單色之影像顯示器并整合至電子裝置l之中。本領(lǐng)域 技術(shù)人員應(yīng)知，電子裝置l可包含，但不限于，例如手機(jī)、數(shù)字相 機(jī)、個人數(shù)字助理、筆記本型計算才幾、桌上型計算才幾、電視、全球 定位系統(tǒng)、車用顯示器、4元空用顯示器、^t字相沖醫(yī)或可攜式DVD 放影機(jī)等等。
圖2a為根據(jù)本發(fā)明實施例所示液晶顯示裝置10之剖面，液晶 顯示裝置10包含液晶(LC)層IOO、共同電才及102、電極組104。 液晶顯示裝置10可包含多個4象素單元(pixel cell),但圖2a^f又顯示 其中一個像素單元以說明本發(fā)明。在此例中，對應(yīng)一次像素之像素 單元，其尺寸為40(amx40jmi且其厚度為4.15pm。 ^直得注意的是， 在其它實施^列中，4象素單元的尺寸亦可為20jim x 20pm、 30pm x 30,、或39.5拜x39.5pm，而厚度亦可大于4.15,。如圖所示， 液晶層100位于共同電極102與像素電極組104之間，且其中之液 晶分子為垂直配向(圖2a中未顯示)。電極組104位于薄膜晶體管 (圖未示)一側(cè)，用以對液晶層IOO進(jìn)行切換。值得注意的是，如
8圖2b所示，液晶顯示裝置10可包含其它組件，例如基^反130、濾 光片140、薄膜晶體管(TFT) 150。
共同電極102、液晶層100以及像素電極組104形成電容器， 用以在薄膜晶體管(圖未示)關(guān)閉之后儲存電壓。像素電極組104 接收數(shù)據(jù)電壓，而與共同電極形成電場，藉此重新排列液晶層100 中的液晶分子。共同電極10 2可為傳統(tǒng)的共同電極，其材料可為I TO 或是IZO。像素電極組104在結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)的像素電極不同，但材 料可與傳統(tǒng)的像素電極一樣，采用ITO或是IZO。如圖2a所示， 電極組104包含第一電才及104a、第二電才及104b、以及在第一電擬^ 104a與第二電才及104b之間的介電層104c (其材泮牛可為SiOx或是 SiN，其厚度可為約O.lpm或0.25nm)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可了解， 具有兩個以上電4及與更多層用來分隔電才及之介電層，亦在本發(fā)明所 名夂涵蓋之范圍內(nèi)。
第一電極104a與第二電極104b分別獨立地驅(qū)動。藉由此種設(shè) 置，第一電極104a與第二電極104b可分別以不同電壓驅(qū)動，或是 分別以不同時序驅(qū)動(舉例來說，可在不同時間點開啟)，以實現(xiàn) 所需要的液晶切換。在一實施例中，首先對第一電極104a提供5V 的電壓，而在5ms之后，再對第二電極104b ^是供6V的電壓。在 另一實施例中，首先對第一電極104a提供4V的電壓，而在5ms 之后，再對第二電極104b提供6V的電壓?；蚴菍Φ谝浑姌O104a 與第二電極104b都提供5V的電壓，但是第一電極104a比第二電 極提早5ms先驅(qū)動。此外，利用一薄膜晶體管與一儲存電容器來分 別驅(qū)動第 一 電4及104a與第二電4及104b的作法，亦在本發(fā)明所名欠涵 蓋之范圍內(nèi)。
與傳統(tǒng)的Y象素電才及的詔:計(例如^f吏用單一方形電才及來覆蓋液晶 層的所有區(qū)域)相比，第一電才及104a可具有特別的形狀來對液晶 層100進(jìn)行切換，如后續(xù)圖3a至3d所示。在一實施例中，第一電才及104a具有一邊鄉(xiāng)彖結(jié)構(gòu)(fringing structure)并產(chǎn)生邊^(qū)彖電場來只于 液晶層的第一區(qū)域100a進(jìn)行切換，而不是對液晶層100的整個區(qū) 域進(jìn)行切換。液晶層的切換區(qū)域100a與第一電極104a的尺寸與形 狀相關(guān)。舉例來i兌，當(dāng)?shù)谝浑姴偶?04a的尺寸4交小，1更只能在一'J、 范圍區(qū)域100a中對液晶層100的液晶分子進(jìn)行切換，而液晶分子 被切換的區(qū)域100a的形狀也大致與第一電極的形狀104a類似，如 后續(xù)圖4a至4b所示。
關(guān)于第一電極104a的形狀，本發(fā)明并不欲限制于任何特定的 形狀，^旦第一電才及104a可含有至少兩個朝不同水平方向延伸的部 分，而因此具有不平行的邊緣，以產(chǎn)生多重與多樣的域切換效果 (domain switching effect )。舉侈寸來"i兌，長口圖3a戶斤示，第 一 電才及104a 之形狀為星形，而具有,\個朝不同水平方向延伸的部分。此外，在 一實施例中，當(dāng)?shù)谝浑姌O104a整合至圖2a所示之液晶顯示裝置10 時，第一電4及104a可i殳置于一 35(am x 35nm的方形所畫出的范圍 中，而第二電才及104b的尺寸剛好也就是35iamx35(am。
除了星形之外，第一電才及104a之形a犬還可以為十字形(如圖 3b)、格形(如圖3c)、螺旋形(如圖3d)等等。同時，為了維持 液晶切換的均勻一致性，第一電才及104a之形狀可為對稱的，如同 圖3a至3c所示。在圖3e所示之另一實施例中，相對于液晶層的整 個區(qū)i或，第一電才及104a可<又為一'卜方形。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可了解，上述第一電極104a的設(shè)置的優(yōu)點之 一，但并非唯一優(yōu)點，是減少逆流效應(yīng)而提升了液晶切換的速度。 而為了有效地減少逆流效應(yīng)，可增加第一電才及104a邊纟彖的凄t目。 但是同時為了保持像素單元的開口率，因此電極組104的第二電極 104b用來對液晶層100的第二區(qū)域100b進(jìn)行切換，如圖2a所示。 值得注意的是，第二區(qū)域100b不一定要與第一區(qū)域100a重'迭，只 要第二區(qū)域100b包含液晶層100中第一區(qū)域100a以外的一部分區(qū)
10域， -使得沒有受到第一電才及104a影響的液晶分子能夠被第二電相^ 104b所產(chǎn)生的電場所導(dǎo)引。圖4a與4b另外提供關(guān)于第一電極104a 與第二電極104b的范例。另外值得注意的是，第一區(qū)域100a與第 二區(qū)域100b的"邊界"可根據(jù)液晶層100在一給定時刻的預(yù)設(shè)穿透 率來決定，此給定時刻可例如是提供電壓給第一電極104a或是提 供電壓《合第二電才及104b后之20ms或是100ms。因此，藉由第一電 極104a與第二電極104b的配合設(shè)置，可比單純只采用第一電極 104a時獲4尋更高的開口率。
與第一電才及104a相比，第二電才及104b的形狀對前述逆流效應(yīng) 的關(guān)系較不顯著。圖4a分別顯示液晶層100、第一電極104a、與 第二電極104b的俯視圖。當(dāng)?shù)谝浑姌O104a的形狀為星形時(見圖 3a),第二電極104b的形狀可以類似傳統(tǒng)的像素電極，也就是為方 形且為平面電極。從垂直觀點來看，第二電極104b與第一電極104a 具有重迭的部分，但第二電極104b本身即實質(zhì)上覆蓋液晶層100 的所有區(qū)域，以確保高開口率。此外，當(dāng)?shù)诙姴偶?04b整合至圖 2a之液晶顯示裝置10中，第二電極104b可實施為35jmix35nm的 方形電才及。因此，如圖4a所示，第二區(qū)域100b包含液晶層100中 第 一 區(qū)i或100a以外的至少一部分區(qū)i或。此外第二區(qū)域100b中所包 含的此部分區(qū)域具有至少兩個朝不同水平方向延伸的部分。
在另一實施例中，如圖4b所示，第二電極104b本身并未覆蓋 到j(luò)象素單元中液晶層100的全部區(qū)i或，且第二電才及104b并沒有與 第一電極104a重迭的部分，反倒是第二電極104b具有一開口，而 此開口對應(yīng)第一電極104a之形狀，同時為了保持高開口率，第一 電極104a與第二電極104b —起實質(zhì)上覆蓋液晶層100的全部區(qū)域。 又如圖4b所示，第二區(qū)域100b仍然包含液晶層100中第一區(qū)域 100a以外的 一部分區(qū)域。此外，當(dāng)?shù)?一電才及104a與第二電才及104b一起整合至圖2a所示之液晶顯示裝置10時，第一電才及104a與第二電極104b皆設(shè)置在35^imx35^im的方形所畫出之范圍中。
再次參考圖2a，第一電極104a與第二電極104b之間間隔有介電層104c,該介電層例如是SiOx或是SiN層。當(dāng)?shù)谝浑姌O104a與第二電極104b被給予相同的電壓時，在此種設(shè)置下的第一電極104a與第二電才及104b對應(yīng)共同電才及102會產(chǎn)生不同的電容j直，而提供不同的液晶切換效果。
第一電極104a與第二電極104b可藉由光刻與濕蝕刻而圖案4匕，且不限于為穿透電才及(transmitting electrode )或透明電才及。在圖2a中，第一電極104a設(shè)置在第二電極104b之上，但在圖2b之實施例中，只要第二電才及104b不會屏蔽住第一電才及104a所產(chǎn)生的電場，第一電極104a亦可設(shè)置在第二電極104b之下(也就是第一電極變?yōu)檩^靠近薄膜晶體管)。
在圖4c所示之電4及組104之其它實施例中，第一電才及104a與第二電極104b可如同圖4b中之第一電極104a與第二電極104b，但差異在于，此實施例中第一電才及104a與第二電才及104b位于同一平面上，如圖4d所示，而第二電才及104b具有一開口 ，此開口只于應(yīng)第一電極104a之形狀。因此，圖4c中的第一電極104a與第二電才及104b可以在半導(dǎo)體制程中以同一制禾呈完成。而藉由分別獨立地驅(qū)動第一電極104a與第二電才及104b，佳J尋在同一平面上的第一電極104a與第二電極104b還是可以產(chǎn)生與傳統(tǒng)單一像素電極不同的液晶切換效果，同時并可保持高開口率。
以上所述^又為本發(fā)明之較佳實施例而已，并非用以限定本發(fā)明之申請專利范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示之精神下所^成之等效改變或^f奮飾，均應(yīng)包含在本申請專利范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，包含液晶層；共同電極；以及電極組，用以對所述液晶層進(jìn)行切換，其中，所述液晶層位于所述共同電極與所述電極組之間，其中，所述電極組包含第一電極，用以對所述液晶層之第一區(qū)域進(jìn)行切換；以及第二電極，用以對所述液晶層之第二區(qū)域進(jìn)行切換；其中，所述第二區(qū)域至少包含所述第一區(qū)域以外的部分區(qū)域。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一電極具 有至少兩個朝不同水平方向延伸的部分，所述第一電才及用以產(chǎn) 生邊纟彖電場，以對所述第一區(qū)域進(jìn)4亍切換。
3. 才艮據(jù)片又利要求2所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一電4及之 形狀為星形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一電極之 形狀為對稱的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其中，所述第二電極之 形狀為方形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其中，所述第二電極具 有開口，所述開口對應(yīng)于所述第一電才及的形狀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其中，所述第二電極覆 蓋所述液晶層的全部區(qū)域。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一電極與 所述第二電極 一 起覆蓋所述液晶層的全部區(qū)域。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一電極與 所述第二電才及位于同一平面，或者，在所述第一電才及與所述第 二電才及之間間隔有介電層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一電極與 所述第二電4及分別獨立地驅(qū)動。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一電極 與所述第二電極分別以不同電壓驅(qū)動或以不同時序驅(qū)動。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述電極組被配 置為所述液晶顯示裝置中的像素單元。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述部分區(qū)域具 有至少兩個朝不同水平方向延伸的部分。
14. 一種電子裝置，包含根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置；以及電源供應(yīng)器，與所述液晶顯示裝置連接，以提供電源給 所述液晶顯示裝置；其中，所述電子裝置為手機(jī)、數(shù)字相機(jī)、個人數(shù)字助理、 筆記本型計算機(jī)、桌上型計算機(jī)、電視、全球定位系統(tǒng)、車用 顯示器、4元空用顯示器、數(shù)字相框或可攜式DVDi文影才幾。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種液晶顯示裝置，其包含液晶層、共同電極、與電極組。液晶層在共同電極與電極組之間，而電極組用來對液晶層進(jìn)行切換。電極組包含第一電極與第二電極。第一電極對液晶層的第一區(qū)域進(jìn)行切換，而第二電極對液晶層的第二區(qū)域進(jìn)行切換。第二區(qū)域至少包含第一區(qū)域以外的一部分區(qū)域。
文檔編號G02F1/1343GK101493612SQ20091000178
公開日2009年7月29日 申請日期2009年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者納色利·瑪嘎力·丹尼爾·德薩爾德 申請人:統(tǒng)寶光電股份有限公司