CN1536420A - 有源矩阵型液晶显示器 - Google Patents

Abstract

一种有源矩阵型液晶显示器，其包括相对设置的第一基底和第二基底、一位于该两基底间的液晶层、多个相互平行设置在第二基底邻近液晶层一侧的共用电极与像素电极、多个设置在该共用电极与像素电极上的可导电的间隔壁，其中该两基底至少有一个是采用透明材料制成，该共用电极与像素电极间设置有绝缘层，该间隔壁是采用导电材料制成。

Description

有源矩阵型液晶显示器

【技术领域】

本发明涉及一种液晶显示器，尤其涉及一种有源矩阵型液晶显示器。

【背景技术】

液晶显示器中的液晶本身不具发光特性，是采用电场控制液晶分子扭转而实现光的通过或不通过，从而达到显示的目的。在传统液晶显示器中，在两玻璃基底的表面形成电极，以形成控制液晶分子扭转的电场，该电极使用透明材料，且两基底的电极相对设置，从而形成与基底表面相垂直的电场。由于液晶分子具有电性，因而在该电场的控制下，液晶分子取向将垂直于基底表面，但由于液晶分子间的相互作用力和重力等物理力的影响，使得液晶分子的取向不能完全垂直于基底表面，从而将影响到液晶显示器的显示效果。

一种现有技术液晶显示器请参阅1997年2月4日公告的美国专利第5,600,464号。如图1所示，该液晶显示器1包括两相对设置的第一基底11和第二基底12、一位于该第一基底11与第二基底12之间的液晶层(未标示)、两偏振方向相互垂直且分别位于该第一基底11和第二基底12与液晶层相异一侧的偏光装置13和14、多个设置在基底12与液晶层相邻一侧并相互平行的共用电极15和像素电极16、一与液晶层相邻并用于控制液晶分子取向的配向层100、多个设置在两基底之间的间隔壁(图未示)和一驱动装置(图未示)，其中，该第一基底11和第二基底12中至少有一个是采用透明材料制成，该液晶层是采用向列(Nematic)型液晶制成，该多个共用电极15和像素电极16均采用透明导电材料制成。

请一并参阅图1和图2，是未加电压时，该液晶显示器1所处工作状态的示意图。偏光装置13的偏振方向130与偏光装置14的偏振方向140相互垂直，该配向层100的取向(图未示)与偏振方向140相同。未加电压时，由于配向层100的取向与偏光装置14的偏振方向140相同，所以，此状态下，液晶分子17分子轴的取向170与偏光装置14的偏振方向140相同，从而经偏光装置14进入液晶层的线偏振光(图未示)正好能通过液晶层，且偏振态不发生变化，因偏光装置13的偏振方向130与偏振方向140相互垂直，因而该线偏振光不能通过偏振装置13，即该液晶显示器1处于暗态。

请一并参阅图3和图4，是加电压时，该液晶显示器1所处工作状态的示意图。该共用电极15和像素电极16形成基本平行于第一基底11和第二基底12的电场18，液晶分子17具有一定电性，因而在电场18作用下，该液晶分子17的取向与该电场18的方向一致，但是，电场18的方向与偏光装置14的偏振方向140存在一定夹角，则通过偏光装置14的线偏振光(图未示)到达液晶分子17时将产生双折射，从而该线偏振光的偏振态将发生改变，而该偏光装置13与14的偏振方向140相互垂直，因而该线偏振光的部份分量将通过偏光装置13，即该液晶显示器1处于亮态。

如上所述，此采用平行于基底的电场控制液晶分子扭转的方法称为“平面内切换法”(In Plane Switching，IPS)，该“平面内切换法”专门用于主动式矩阵型液晶显示器，且采用该方法的液晶显示器1比传统液晶显示器具有更宽广的视野角。

但是，该共用电极15与像素电极16形成的电场18并未完全平行于第一基底11和第二基底12，而是呈弧形分布，且液晶分子17的取向应与电场18的切线方向相同，从而各处的液晶分子17的取向不能完全平行于基底11和12；且离共用电极15和像素电极16愈远，该电场18的强度愈弱，需提供高驱动电压才能使得多数液晶分子17的取向平行于第一基底11和第二基底12，而电场18无法达到所有液晶分子17占据的空间，因而仍有部份液晶分子17将不能在电场18的作用下发生扭转，即存在部份经过偏光装置14进入液晶层的线偏振光经过液晶层后，其偏振态将不发生改变，即将有部份线偏振光不能通过该偏光装置13，从而将影响该液晶显示器1的亮度。

此外，为增加该液晶显示器1的开口率，需增大共用电极15与像素电极16间的水平距离，此设计须提供更高的驱动电压才能使得电场18达到能驱动液晶分子17扭转的强度。

综上所述，提供一种显示效果良好且驱动电压低的液晶显示器实为必要。

【发明内容】

为解决采用现有技术液晶显示器显示效果差且驱动电压高的缺陷，本发明提供一种显示效果良好和驱动电压低的有源矩阵型液晶显示器。

本发明的目的是这样实现的：提供一种有源矩阵型液晶显示器，其包括相对设置的第一基底和第二基底、一位于该两基底间的液晶层、多个相互平行设置在第二基底邻近液晶层一侧的共用电极与像素电极、多个设置在该共用电极与像素电极上的可导电的间隔壁，其中该两基底至少有一个是采用透明材料制成，该共用电极与像素电极间设置有绝缘层，该间隔壁是采用导电材料制成。

相较于现有技术，本发明的有源矩阵型液晶显示器采用多个设置在该共用电极和像素电极上的间隔壁，该间隔壁可导电，当加电压时，该多个间隔壁间形成完全平行于两基底且分布均匀的电场，从而使得液晶分子的取向能完全平行于两基底，不会存在现有技术液晶显示器的缺陷。此外，在相同电压下，该多个间隔壁所形成的电场强度远大于现有技术液晶显示器的电场强度，所以本发明的有源矩阵型液晶显示器可用低电压驱动，且可增大共用电极和像素电极的间距以得到高开口率。

【附图说明】

图1是一种现有技术液晶显示器未加电压时所处工作状态的剖视图。

图2是图1所示液晶显示器未加电压时的工作状态示意图。

图3是图1所示液晶显示器加电压时所处工作状态的剖视图。

图4是图1所示液晶显示器加电压时的工作状态示意图。

图5是本发明有源矩阵型液晶显示器第一实施方式未加电压时所处工作状态的剖视图。

图6是图5所示有源矩阵型液晶显示器的间隔壁的剖视图。

图7是图5所示有源矩阵型液晶显示器加电压时所处工作状态的剖视图。

图8是本发明有源矩阵型液晶显示器第二实施方式的工作状态示意图。

【具体实施方式】

本发明有源矩阵型液晶显示器的第一实施方式如图5所示，该有院矩阵型液晶显示器2包括两相对设置的第一基底21和第二基底22、一位于该两基底21和22间的液晶层(未标示)、两分别位于该基底21和22与液晶层相异一侧且偏振方向相互垂直的偏光装置23和24、多个相互平行设置在第二基底22邻近液晶层一侧的共用电极25和像素电极26、多个设置在该共用电极25和像素电极26上的可导电的间隔壁29、一与液晶层相邻并用于控制液晶分子取向的配向层200。其中，该配向层200的取向(图未示)与偏光装置24的偏振方向(图未示)相同，该共用电极25和像素电极26形成水平电场(图未示)的方向与偏光装置24的偏振方向存在一定夹角(图未示)，该液晶层的液晶分子27是向列型液晶，该两基底21和22中至少有一个是采用透明材料制成，该多个共用电极25和像素电极26均采用ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)透明导电材料制成，且该共用电极25与像素电极26间设置有绝缘层(未标示)。

请参阅图6，是该液晶显示器2的间隔壁29的剖视图。该间隔壁29是圆柱体或长方体，其一般是采用ACF(Anisotropic ConductiveFilm，异方性导电膜)或金、银、铜等导电材料制成。

请再参阅图5，是未加电压时，本发明第一实施方式的有源矩阵型液晶显示器2所处工作状态的示意图。由于配向层200的取向与偏光装置24的偏振方向相同，所以，此状态下，液晶分子27分子轴的取向与偏光装置24的偏振方向相同，从而经过偏光装置24进入液晶层的线偏振光(图未示)正好能通过液晶层，且偏振态不发生变化，因偏光装置23与24的偏振方向相互垂直，因此该线偏振光不能通过偏光装置23，即该液晶显示器2处于暗态。

请参阅图7，是加电压时，本发明第一实施方式的有源矩阵型液晶显示器2所处工作状态的示意图。此状态下，该共用电极25与像素电极26间和多个间隔壁29间形成基本平行于基底21和22的电场28，在电场28作用下，该液晶分子27的取向与该电场28的方向一致，但是，电场28的方向与偏光装置24的偏振方向存在一定夹角，则通过偏光装置24的线偏振光(图未示)到达液晶分子27时将产生双折射，从而该线偏振光的偏振态将发生改变，而该偏光装置23与偏光装置24的偏振方向相互垂直，因而该线偏振光的部份分量将通过偏光装置23，即该液晶显示器2处于亮态。另外，由于该电场28不仅由共用电极25与像素电极26提供，而且还由多个间隔壁29提供，所以，同样驱动电压下，该电场28的电场强度远大于现有技术液晶显示器的电场，因而该有源矩阵型液晶显示器2可用较低电压驱动，同时，也可一定程度上增大该多个间隔壁29的间距(即该多个共用电极25与像素电极26的间距)来增加该液晶显示器2的开口率。

本发明有源矩阵型液晶显示器的第二实施方式如图8所示，该液晶显示器3包括两相对设置的第一基底31和第二基底32、一位于该两基底间的液晶层(未标示)、两分别位于基底31和32与液晶层相异一侧且偏振方向相互垂直的偏光装置33和34、多个相互平行设置在第二基底32邻近液晶层一侧的共用电极35和像素电极36、一设置在第一基底31邻近液晶层一侧的彩色滤光片(Color FilterFilm)30、多个设置在该共用电极35和像素电极36上的可导电的间隔壁39、多个设置在多个间隔壁39与彩色滤光片30之间并与该多个间隔壁39相连的对应电极301、一与液晶层相邻并用于控制液晶分子37取向的配向层300和一驱动装置(图未示)。其中，该配向层300的取向与偏光装置34的偏振方向相同，该共用电极35和像素电极36形成水平电场38的方向与偏光装置34的偏振方向存在一定夹角，该共用电极35与像素电极36是采用金、银、铜等金属材料制成，该共用电极35与像素电极36间设置有绝缘层(未标示)，该液晶显示器3藉由彩色滤光片30实现彩色显示，该对应电极301是采用ITO或金、银、铜等金属材料制成。

图8是加电压时，本发明第二实施方式的有源矩阵型液晶显示器3所处工作状态的示意图。此状态下，该共用电极35与像素电极36间、多个间隔壁39之间和多个对应电极301之间形成基本平行于基底31与32的电场38，因液晶分子37具有一定电性，因而在电场38作用下，该液晶分子37的取向与该电场38的方向一致，但是，电场38的方向与偏光装置34的偏振方向存在一定夹角，则通过偏光装置34的线偏振光(图未示)到达液晶分子37时将产生双折射，从而该线偏振光的偏振态将发生改变，而该偏光装置33与偏光装置34的偏振方向相互垂直，因而该线偏振光的部份分量将通过偏光装置33，即该液晶显示器3处于亮态。

但是，本发明有源矩阵型液晶显示器并不限于上述实施方式所述，如，该基底可采用玻璃或二氧化硅制成；上述共用电极与像素电极间的绝缘层可采用氧化硅或氮化硅等绝缘材料制成；该多个对应电极可以与第一基底相连，也可以与第一基底存在一间距；该间隔壁也可是上下底面相互平行的六面体结构；该有源矩阵型液晶显示器的配向层可同时设置在两基底邻近液晶层一侧等。

Claims (10)

1.一种有源矩阵型液晶显示器，包括相对设置的第一基底和第二基底、一位于该两基底间的液晶层、多个相互平行设置在第二基底邻近液晶层一侧的共用电极与像素电极、多个设置在两基底间的间隔壁，其中该两基底至少有一个是采用透明材料制成，该共用电极与像素电极间设置有绝缘层，其特征在于该多个间隔壁设置在该共用电极和像素电极上，且该多个间隔壁间形成电场。

2.如权利要求1所述的有源矩阵型液晶显示器，其特征在于该多个间隔壁是采用导电材料制成，且均可导电。

3.如权利要求1所述的有源矩阵型液晶显示器，其特征在于该有源矩阵型液晶显示器进一步包括一配向层，该配向层与液晶层相邻。

4.如权利要求3所述的有源矩阵型液晶显示器，其特征在于该配向层设置在至少一基底上。

5.如权利要求1所述的有源矩阵型液晶显示器，其特征在于该有源矩阵型液晶显示器进一步包括多个对应电极，该对应电极设置在多个间隔壁与第一基底之间，并与该多个间隔壁相连。

6.如权利要求5所述的有源矩阵型液晶显示器，其特征在于该对应电极是采用ITO材料或金属导电材料制成。

7.如权利要求5所述的有源矩阵型液晶显示器，其特征在于该对应电极与第一基底相连。

8.如权利要求5所述的有源矩阵型液晶显示器，其特征在于该对应电极与第一基底之间存在一间距。

9.如权利要求1所述的有源矩阵型液晶显示器，其特征在于该间隔壁是圆柱体或上下底面相互平行的六面体。

10.如权利要求1所述的有源矩阵型液晶显示器，其特征在于该间隔壁是采用ACF材料或金属导电材料制成。

Images