CN1458546A - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于一液晶显示装置内的液晶显示单元。该液晶显示装置包含一对应该液晶显示单元的像素，该像素分为一显示区域及一非显示区域。根据本发明的液晶显示单元包含一第一基板、一第二基板以及一液晶层。该第一基板具有整合在第一基板上的一公共电极。该第二基板具有整合于该第二基板上的一像素电极。该液晶层由设置在该公共电极与该像素电极之间的一液晶分子所组成。特别地，该液晶层厚度介于0.1μm到3μm之间，本发明即藉由改良公共电极及像素电极厚度介于100nm到2000nm之间，以及改良公共电极及像素电极阻值介于2×10^－4Ω·cm到1.5×10^－3Ω·cm之间，藉此得到的显示单元其所对应的像素的显示区域占该像素的整体区域95％以上。

Description

液晶显示装置

                        技术领域

本发明涉及一种用于液晶显示装置内的液晶显示单元，尤其当液晶层厚度介于0.1μm到3μm之间时，对应该显示单元的该像素的显示区域占该像素的整体区域95％以上。

                        背景技术

现在的液晶显示装置，一般的液晶层厚度都在3μm以上。例如，扭转向列形液晶显示装置(TN)以及超扭转向列形液晶显示装置(STN)，其目前批量生产范围的液晶层厚度约为6μm。再如薄膜晶体管液晶显示装置(TFT)，其液晶层厚度范围则为3.0μm到4.0μm之间。此部分的相关技术皆已公开。

但近来有不少新型的液晶显示装置技术也逐渐为人所重视。例如，用于电子图书或其他节电型浏览器的双稳态扭转向列液晶显示装置以及表面稳态胆固醇液晶显示装置(SSCT)、可应用于多彩色或全彩色液晶显示装置而不需要彩色滤光片的多扭转向列液晶显示装置(MTLCD)，还有应用于液晶投影机或是投影电视等虚拟显示器上的单晶硅液晶显示装置(LCOS)。上述这些新型的液晶显示装置，最大的特点在于其液晶层远小于目前一般的液晶显示装置，亦即厚度低于3.0μm。

但当液晶显示单元中的液晶层厚度小于3μm以下的时候，往往会因为某些因素，譬如，降低操作电压下降、反应时间提高等因素，影响液晶的排列、配向及扭转。虽然液晶单元结构边缘蚀刻正常，但是仍会发生对应液晶显示单元的像素无法正常显示的问题，亦即所谓的边缘效应(Edgeeffect)。

因此，本发明提供一种用于液晶显示装置的液晶显示单元，并且特别地，该液晶显示单元中的液晶层的厚度介于0.1μm到3μm之间，在此液晶层厚度范围之间，边缘效应更加明显。本发明的主要目的即在于改善边缘效应，甚至让对应该显示单元的像素的显示区域占该像素的整体区域95％以上。

                        发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于液晶显示装置的液晶显示单元，并且改善对应该液晶显示单元的像素的边缘效应。

根据本发明的液晶显示单元用于一液晶显示装置内。该液晶显示装置包含一对应该液晶显示单元的像素，该像素划分为一显示区域及一非显示区域。根据本发明的液晶显示单元包含一第一基板、一第二基板以及一液晶层。该第一基板具有整合在第一基板上的一公共电极。该第二基板具有整合于该第二基板上的一像素电极。该液晶层由设置在该公共电极与该像素电极之间的一液晶分子所组成。特别地，该液晶层厚度介于0.1μm到3μm之间，本发明即藉由改良公共电极及像素电极厚度介于100nm到2000nm之间，以及改良公共电极及像素电极阻值介于2×10^-4Ω·cm至1.5×10^-3Ω·cm之间，藉此得到的显示单元其所对应的像素的显示区域占该像素的整体区域95％以上。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

                        附图说明

图1为根据本发明的液晶显示单元10的结构的剖面视图；以及

图2显示对应图1中液晶显示单元10的像素20，以及其边缘效应示意图。

附图中的附图标记说明如下：

10：液晶显示单元            12：第一基板

13：公共电极                14：第二基板

15：像素电极                16：液晶层

17：液晶分子                20：像素

22：显示区域                24：非显示区域

                      具体实施方式

本发明提供一种用于液晶显示装置的液晶显示单元，并且特别地该液晶显示单元中的液晶层的厚度介于0.1μm到3μm之间。本发明的目的即在于改善对应该显示单元的像素的边缘效应。

请参照图1，图1是根据本发明的一液晶显示单元10的结构的剖视图。该液晶显示单元10用于一液晶显示装置(未显示于图中)内。

如图1所示，根据本发明的液晶显示单元10包含一第一基板12、一第二基板14以及一液晶层16。该第一基板12具有整合在第一基板12上的一公共电极13。该第二基板14具有整合于该第二基板14上的一像素电极15。该液晶层16由设置在该公共电极13与该像素电极15之间的一液晶分子17所组成。

在一具体实施例中，该液晶显示装置是一双稳态扭转向列液晶显示装置(BTN)。在另一具体实施例中，该液晶显示器是一表面稳态胆固醇液晶显示装置(SSCT)。在另一具体实施例中，该液晶显示器是一多扭转向列液晶显示装置(MTLCD)。在另一具体实施例中，该液晶显示器是一单晶硅液晶显示装置(LCOS)。上述各类型的液晶显示装置，该液晶层16的厚度均介于0.1μm到3μm之间。

当该液晶显示单元10的液晶层16的厚度小于3μm时，虽然该液晶显示单元10的边缘蚀刻正常，但是对应该液晶显示单元10的像素20在其边缘部分，仍无法完全显示。请参照图2所示，该像素20分为一显示区22以及一非显示区24。如果为了对该液晶显示单元10提出改进，对应该液晶显示单元10的像素20，其显示区22会因边缘效应而仅占该像素20的整体区域的70％以下。

探究边缘效应主要形成原因，主要是因为公共电极及像素电极厚度的效应。一般使用于扭转向列型液晶显示装置(TN)或薄膜晶体管液晶显示装置(TFT)内的公共电极以及像素电极，其厚度约在10,000nm到15,000nm之间。使用于超扭转向列型液晶显示装置(STN)内的公共电极及像素电极，其厚度则约在12,000nm到18,000nm左右。上述的电极厚度，会让电极与液晶层交界处的液晶，随着电流的流通与否产生动作，但随着与电极材料厚度愈加接近，公共电极及像素电极间的会和受公共电极及像素电极控制的动作液晶相互影响，促使边缘效应产生。另外，当电极的扫描速率愈快，且液晶层厚度也较薄时，不动作液晶和动作液晶交界处的液晶不易立即反应，使得边缘效应更容易产生。本发明即公开解决此一问题的方案。

在一较佳具体实施例中，该液晶显示单元10的特征是该公共电极13及该像素电极15皆具有一介于100nm到2,000nm之间的厚度。并且该公共电极13及该像素电极15皆具有一介于2×10^-4Ω·cm到1.5×10^-3Ω·cm之间的阻抗值。藉此，对应该液晶显示单元的像素的显示区域占该像素的整体区域95％以上。在一具体实施例中，该公共电极13及该像素电极15的透明度介于80％到95％之间。在一具体实施例中，该公共电极13及该像素电极15皆由一铟锡氧化物所制成。

以下将详述多个具体实施案例，藉以证明根据本发明的液晶显示单元能解决对应该液晶显示单元的像素的边缘效应。

在具体实施例一中，该液晶显示装置是一双稳态扭转向列液晶显示装置(BTN)。由于双稳态扭转向列液晶显示装置(BTN)液晶层厚度的理想值为1.2μm到2.0μm间，才能让液晶分子的两个稳定态维持在0°及180°。此时，根据本发明令液晶层的厚度为1.8μm，电极间的线距为10μm，并且将公共电极及像素电极厚度控制在约1,700nm，公共电极及像素电极阻抗值控制在约8.0×10^-4Ω·cm，电极透射率为88％。经过测试观察，对应具体实施例的液晶显示单元的像素的显示区域占该像素的整体区域95％以上。明显地，该具体实施例一的液晶显示单元确实解决了边缘效应。

在具体实施例二中，该液晶显示装置为一表面稳态胆固醇液晶显示装置(SSCT)。当表面稳态胆固醇液晶显示装置应用在阅览器方面时，需要小的液晶层厚度，其理想值为2.0μm到3.0μm之间。此时，根据本发明令液晶层厚度为2.5μm，电极间的线距为13μm，并且将公共电极及像素电极厚度控制在约1,500nm，公共电极及像素电极阻抗值控制在约1.0×10^-3Ω·cm，电极透射率为89％。经过测试观察，对应具体实施例的液晶显示单元的像素的显示区域占该像素的整体区域95％以上。明显地，该具体实施例一的液晶显示单元确实解决了边缘效应。

在具体实施例三中，该液晶显示装置是一多扭转向列液晶显示装置(MTLCD)。考虑到多扭转向列液晶显示装置中液晶流体力学的特殊要求，液晶层厚度需要低于3μm。因此，根据本发明令液晶层厚度为2.0μm，电极间的线距为15μm，并且将公共电极及像素电极厚度控制在约1,700nm，公共电极及像素电极阻抗值控制在约8.0×10^-4Ω·cm，电极透射率为88％。经过测试观察，对应具体实施例的液晶显示单元的像素的显示区域占该像素的整体区域95％以上。明显地，该具体实施例一的液晶显示单元确实解决了边缘效应。

在具体实施例四中，该液晶显示装置是一单晶硅液晶显示装置(LCOS)。由于单晶硅液晶显示装置应用于液晶投影机，其尺寸越小，则投影机的色散效果愈好，而且单晶硅显示装置理想的液晶层厚度为0.5μm到1.2μm。此时，根据本发明令液晶层厚度为0.8μm，电极间的线距为7μm，并且将公共电极及像素电极厚度控制在约1,500nm，公共电极及像素电极阻抗值控制在约1.0×10^-3Ω·cm，电极透射率为89％。

藉由以上优选具体实施例的详述，希望能更加清楚地描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的优选具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能将各种改变及具有等效性的布置包括在本发明的权利要求的范畴内。

Claims (4)

1.一种用于一液晶显示装置内的液晶显示单元，该液晶显示单元包括：

一第一基板，该第一基板具有整合在第一基板上的一公共电极；

一第二基板，该第二基板具有整合于该第二基板上的一像素电极；以及

一液晶层，该液晶层由设置在该公共电极与该像素电极之间的一液晶分子所组成，该液晶层具有一介于0.1μm到3μm之间的厚度；

其特征为：

该公共电极及该像素电极皆具有一介于100nm到2,000nm之间的厚度；以及

该公共电极及该像素电极皆具有一介于2×10^-4Ω·cm到1.5×10^-3Ω·cm之间的阻抗值。

2.如权利要求1所述的液晶显示单元，其中该液晶显示装置包含一对应该液晶显示单元的像素，该像素的一整体区域划分为一显示区域及一非显示区域，该像素的显示区域占该像素的整体区域95％以上。

3.如权利要求2所述的液晶显示单元，其中该公共电极及该像素电极的透明度介于80％到95％之间。

4.如权利要求3所述的液晶显示单元，其中该公共电极及该像素电极皆由一铟锡氧化物所制成。

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