CN1704823A - 半穿透式液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种半穿透式液晶显示装置，其包括一上基板、与其相对设置的下基板、一液晶层、一公共电极和多个像素电极，其中，该液晶层位于上基板与下基板之间，该公共电极为一平面电极且其具有反射区域和穿透区域，设置在下基板与液晶层之间，该像素电极设置在公共电极与液晶层之间，该像素电极与公共电极间形成一边缘电场，且该像素电极其至少包括两个部分，该两个部分分别向不同方向弯曲或该像素电极至少一部分采用圆弧状结构。
Description
【技术领域】
本发明是关于一种液晶显示装置，特别是一种半穿透式液晶显示装置。
【背景技术】
液晶显示装置按照入射光利用方式主要分为反射式液晶显示装置、穿透式液晶显示装置和半穿透式液晶显示装置三种。半穿透式液晶显示装置是利用背光源辅助环境光源的不足，当环境光源充足时，可利用环境光以反射方式工作；当环境光源不足时，可开启背光源以透射方式工作。半穿透式液晶显示装置兼具省电的优势且具有辅助光线以弥补环境光的不足。半穿透式液晶显示装置已广泛地应用于可视电话，便携式数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)和各种计算机装置中。
请参阅图1，是2004年1月13日公告的美国专利第6,678,027号所揭示的一种液晶显示装置。该液晶显示装置是采用边缘电场切换(Fring Field Switching，FFS)技术。该液晶显示装置包括：一下基板10和一上基板20；位于下基板10与上基板20之间的液晶层30；位于下基板10外表面的偏光片18；位于下基板10内表面的公共电极11；位于公共电极11上的像素电极12，且公共电极11与像素电极12间用绝缘层13隔开，则加入电压时，像素电极12与公共电极11之间形成一边缘电场；下基板10与液晶层30间形成一配向层19；上基板20与液晶层30间形成一彩色滤光片17和一配向层14；上基板20的外表面形成一偏光片15。由于该液晶显示装置采用边缘电场切换技术，通电时其公共电极11与像素电极12间形成一平行电场，使得液晶分子16在与基板平行的平面内转动。该液晶显示装置可应用于半穿透式模式。
请参阅图2，为该液晶显示装置像素电极12结构示意图。闸极线21控制薄膜晶体管23(Thin Film Transistor，TFT)电开关，由资料线22提供电信号给像素电极12。由于该像素电极12采用条状电极结构，因此施加电压时，像素电极12与公共电极11间产生的边缘电场方向是唯一的，则液晶分子16偏转的方向和角度也是唯一的，因而就限定了可视角度，其视角特性不佳。
【发明内容】
为克服现有技术半穿透式液晶显示装置视角特性不佳的问题，本发明提供一种视角特性较佳的半穿透式液晶显示装置。
为克服现有技术半穿透式液晶显示装置视角特性不佳的问题，本发明还提供一种视角特性较佳的半穿透式液晶显示装置。
为克服现有技术半穿透式液晶显示装置视角特性不佳的问题，本发明又提供一种视角特性较佳的半穿透式液晶显示装置。
本发明的半穿透式液晶显示装置包括一上基板、与其相对设置的下基板、一液晶层、一公共电极和多个像素电极，该液晶层位于上基板与下基板之间，该公共电极为一平面电极且其具有反射区域和穿透区域，设置在下基板与液晶层之间，该像素电极设置在公共电极与液晶层之间，该像素电极与公共电极间形成一边缘电场，且该像素电极其至少包括两个部分，该两个部分分别向不同方向弯曲或该像素电极至少一部分采用圆弧状结构。
本发明另一种半穿透式液晶显示装置包括一上基板、与其相对设置的下基板、一液晶层、一公共电极和多个像素电极，该液晶层位于上基板与下基板之间，该公共电极为一平面电极设置在下基板与液晶层之间，该像素电极采用金属材质，设置在公共电极与液晶层之间，其中像素电极对应的区域形成反射区域，像素电极周围的区域形成穿透区域，该像素电极与公共电极间形成一边缘电场，且该像素电极其至少包括两个部分，该两个部分分别向不同方向弯曲或该像素电极至少一部分采用圆弧状结构。
本发明又一种半穿透式液晶显示装置包括一上基板、与其相对设置的下基板、一液晶层、一公共电极、多个像素电极和一半穿透层，该液晶层位于上基板与下基板之间，该公共电极为一平面电极，设置在下基板与液晶层之间，该像素电极设置在公共电极与液晶层之间，该半穿透层具有反射区域和穿透区域，其位于下基板与公共电极之间，该像素电极与公共电极间形成一边缘电场，且该像素电极其至少包括两个部分，该两个部分分别向不同方向弯曲或该像素电极至少一部分采用圆弧状结构。
相较于现有技术，由于该像素电极其至少包括两个部分，该两个部分分别向不同方向弯曲或该像素电极至少一部分采用圆弧状结构，因此像素电极与公共电极间形成的边缘电场，其电场方向并不唯一。像素电极像素电极其至少包括两个部分，该两个部分分别向不同方向弯曲时，其与公共电极至少产生一双域电场，于该电场作用下液晶分子至少会沿两个方向偏转，使该像素于显示效果上至少分成两个区域，两个区域引起的色差可相互补偿，而像素电极至少一部分采用圆弧状结构时，其与公共电极产生一多域电场，可进一步补偿色差，因此，该液晶显示装置于各个方向上对比度增强，因而视角特性更佳。
【附图说明】
图1是现有技术半穿透式液晶显示装置平面示意图。
图2是该现有技术半穿透式液晶显示装置像素电极结构示意图。
图3是本发明半穿透式液晶显示装置第一实施方式平面示意图。
图4是本发明第一实施方式半穿透式液晶显示装置像素电极结构示意图。
图5是本发明第一实施方式半穿透式液晶显示装置像素电极一区域放大示意图。
图6是本发明反射式液晶显示装置第二实施方式平面示意图。
图7是本发明第二实施方式半穿透式液晶显示装置像素电极结构示意图。
图8是本发明第二实施方式半穿透式液晶显示装置像素电极一区域放大示意图。
图9是本发明半穿透式液晶显示装置第三实施方式平面示意图。
【具体实施方式】
请参阅图3，是本发明的半穿透式液晶显示装置第一实施方式的剖面示意图。本发明的半穿透式液晶显示装置包括一上基板120、与其相对设置的下基板110、一液晶层130、一公共电极111和多个像素电极112。其中上基板120其内表面依次设有一彩色滤光片117和一配向层114，其外表面设有一偏光片115；下基板110，其内表面依次设有公共电极111、绝缘层113、像素电极112和配向层119，其中公共电极111具有反射区域1111和穿透区域1112，像素电极112是采用透明材质制作而成；液晶层130，其位于上基板120与下基板110之间；其中，该公共电极111其反射区域1111是利用环境光反射进行工作，其穿透区域1112是利用背光源(图未示)发射出的光进行工作，该像素电极112与公共电极111间形成一边缘电场，且该像素电极112采用Z形结构，公共电极111表面具有若干凸起；在配向层114与彩色滤光片117间也设置一钝化层118，该钝化层118区域仅对应公共电极111的反射区域1111。为使外界环境光通过液晶层130的反射区域的光学路径与从背光源发出的光束通过该液晶层130的穿透区域的光学路径相差不大，该钝化层218相对应的液晶层厚度d2应小于其余部份液晶层厚度d1，且d2与d1之比应大于或等于1/4且小于或等于3/4，即1/4≤d2/d1≤3/4，且当d2与d1之比为1/2，则该钝化层118相对应的液晶层厚度为其余部份液晶层厚度的1/2，即该反射区域的液晶层厚度为该穿透区域的液晶层厚度的1/2。由于该液晶层130的反射区域液晶层厚度为该穿透区域液晶层度的1/2，故在外界环境光通过该液晶层130的反射区域的光学路径与从背光源发出的光束通过该液晶层130的穿透区域的光学路径相等，即光线经过反射区域和穿透区域后其相位延迟相同，因此保证其具有相似的光学特性，使该液晶显示装置的显示质量得到提高。
请参阅图4和图5，是本发明的半穿透式液晶显示装置第一实施方式像素电极结构示意图和其局部区域放大示意图。闸极线121控制薄膜晶体管123电开关，由资料线122提供电信号给像素电极112。由于像素电极112采用Z字形结构，因而加入电压后其会产生两个不同方向的双域电场(未标示)，即区域V中其折线弯折处上方的电场方向与折线弯折处下方的电场方向不一致，则区域V中位于折线弯折处上方的液晶分子116其偏转方向与折线弯折处下方的液晶分子116不一致，使该像素于显示效果上分成两个区域，两个区域引起的色差可相互补偿，因此，该液晶显示装置于各个方向上对比度增强，因而视角特性更佳。资料线122可采用与像素电极112相同的Z字形结构，也可采用直线形结构。
请参阅图6，是本发明的半穿透式液晶显示装置第二实施方式的剖面示意图。本发明的半穿透式液晶显示装置包括一上基板220、与其相对设置的下基板210、一液晶层230、一公共电极211和多个像素电极212。其中上基板220其内表面依次设有一彩色滤光片217和一配向层214，其外表面设有一偏光片215；一下基板210，其内表面依次设有公共电极211、绝缘层213、像素电极212和配向层219，其中该公共电极211是采用透明材质制作而成，像素电极212是采用具有反射性能的金属材质，因而像素电极212对应的区域形成反射区域，而像素电极212周围的区域形成穿透区域；液晶层230，其位于上基板220与下基板210之间；该像素电极212与公共电极211间形成一边缘电场，该电场可同时驱动反射区域和穿透区域，且该像素电极212采用S形结构；于配向层214与彩色滤光片217间也设置一钝化层218，该钝化层218区域仅对应像素电极，即反射区域。为使外界环境光通过液晶层230的反射区域的光学路径与从背光源发出的光束通过该液晶层230的穿透区域的光学路径相差不大，该钝化层218相对应的液晶层厚度d2应小于其余部份液晶层厚度d1，且d2与d1之比应大于或等于1/4而小于或等于3/4，即1/4≤d2/d1≤3/4，且当d2与d1之比为1/2，则该反射区域的液晶层厚度为该穿透区域的液晶层厚度的1/2。由于该液晶层230的反射区域液晶层厚度为该穿透区域液晶层度的1/2，故在外界环境光通过该液晶层230的反射区域的光学路径与从背光源发出的光束通过该液晶层230的穿透区域的光学路径相等，保证其具有相似的光学特性，使该液晶显示装置的显示质量得到提高。
请参阅图7和图8，是本发明的半穿透式液晶显示装置第二实施方式像素电极结构示意图和其一区域放大示意图。闸极线221控制薄膜晶体管223电开关状态，由资料线222提供电信号给像素电极212。由于像素电极212采用S形结构，因而施加电压后其电场方向是连续变化的，形成一个电场方向连续变化的连续域，由于液晶分子216是沿电场方向偏转，因此像素区域VIII内液晶分子216偏转方向也为连续变化，使该像素于显示效果上形成连续区域，连续区域引起的色差可相互补偿，因此，该液晶显示装置于各个方向上对比度增强，因而视角特性更佳。
请参阅图9，是本发明的半穿透式液晶显示装置第三实施方式的剖面示意图。该实施方式的液晶显示装置与第一实施方式的液晶显示装置相比，是在公共电极311基础上加入一层半穿透层320，该公共电极111是透明的，该半穿透层具有反射区域3201和穿透区域3202，以此取代具有反射区域1111和穿透区域1112的公共电极111。该实施方式其原理和效果与第一实施方式相同。
Claims (62)
1.一种半穿透式液晶显示装置，其包括一上基板、与其相对设置的下基板、一液晶层、一公共电极和多个像素电极，该液晶层位于上基板与下基板之间，该公共电极为一平面电极且其具有反射区域和穿透区域，设置在下基板与液晶层之间，该像素电极设置在公共电极与液晶层之间，其特征在于：该像素电极与公共电极间形成一边缘电场，且该像素电极其至少包括两个部分，该两个部分分别向不同方向弯曲。
2.如权利要求1所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该像素电极是采用Z形弯曲结构。
3.如权利要求1所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该像素电极为透明材质。
4.如权利要求1所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该公共电极表面具有若干凸起。
5.如权利要求1所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：上基板与液晶层间附着一配向层。
6.如权利要求5所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：上基板与配向层间附着一彩色滤光片。
7.如权利要求6所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：彩色滤光片与配向层之间进一步附着一钝化层，该钝化层区域与该下基底的公共电极的反射区域相对应。
8.如权利要求7所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：与该钝化层相对应的液晶层厚度为其余部份液晶层厚度之比大于等于1/4且小于等于3/4。
9.如权利要求1所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：下基板设有多个资料线与像素电极电连接，该资料线至少包括两个部分，该两个部分分别向不同方向弯曲。
10.如权利要求1所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：下基板设有多个资料线与像素电极电连接，该资料线采用直线形结构。
11.一种半穿透式液晶显示装置，其包括一上基板、与其相对设置的下基板、一液晶层、一公共电极和多个像素电极，该液晶层位于上基板与下基板之间，该公共电极为一平面电极设置在下基板与液晶层之间，该像素电极采用金属材质，设置在公共电极与液晶层之间，其中像素电极对应的区域形成反射区域，像素电极周围的区域形成穿透区域，其特征在于：该像素电极与公共电极间形成一边缘电场，且该像素电极其至少包括两个部分，该两个部分分别向不同方向弯曲。
12.如权利要求11所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该像素电极采用Z形弯曲结构。
13.如权利要求11所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该公共电极为透明材质。
14.如权利要求11所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该公共电极表面具有若干凸起。
15.如权利要求11所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：上基板与液晶层间附着一配向层。
16.如权利要求15所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：上基板与配向层间附着一彩色滤光片。
17.如权利要求16所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：彩色滤光片与配向层之间进一步附着一钝化层，该钝化层区域与该下基底的公共电极的反射区域相对应。
18.如权利要求17所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：与该钝化层相对应的液晶层厚度为其余部份液晶层厚度的比大于等于1/4且小于等于3/4。
19.如权利要求17所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：下基板设有多个资料线与像素电极电连接，该资料线其至少包括两个部分，该两个部分分别向不同方向弯曲。
20.如权利要求17所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：下基板设有多个资料线与像素电极电连接，该资料线采用直线形结构。
21.一种半穿透式液晶显示装置，其包括一上基板、与其相对设置的下基板、一液晶层、一公共电极、多个像素电极和一半穿透层，该液晶层位于上基板与下基板之间，该公共电极为一平面电极，设置在下基板与液晶层之间，该像素电极设置在公共电极与液晶层之间，该半穿透层具有反射区域和穿透区域，其位于下基板与公共电极之间，其特征在于：该像素电极与公共电极间形成一边缘电场，且该像素电极其至少包括两个部分，该两个部分分别向不同方向弯曲。
22.如权利要求21所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该像素电极采用Z形弯曲结构。
23.如权利要求21所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该像素电极为透明材质。
24.如权利要求21所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该公共电极为透明材质。
25.如权利要求21所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该公共电极表面具有若干凸起。
26.如权利要求21所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：上基板与液晶层间附着一配向层。
27.如权利要求26所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：上基板与配向层间附着一彩色滤光片。
28.如权利要求27所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：彩色滤光片与配向层之间进一步附着一钝化层，该钝化层区域与该下基底的公共电极的反射区域相对应。
29.如权利要求28所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：与该钝化层相对应的液晶层厚度为其余部份液晶层厚度之比大于等于1/4且小于等于3/4。
30.如权利要求21所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：下基板设有多个资料线与像素电极电连接，该资料线至少包括两个部分，该两个部分分别向不同方向弯曲。
31.如权利要求21所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：下基板设有多个资料线与像素电极电连接，该资料线采用直线形结构。
32.一种半穿透式液晶显示装置，其包括一上基板、与其相对设置的下基板、一液晶层、一公共电极和多个像素电极，该液晶层位于上基板与下基板之间，该公共电极为一平面电极且其具有反射区域和穿透区域，设置在下基板与液晶层之间，该像素电极设置在公共电极与液晶层之间，其特征在于：该像素电极与公共电极间形成一边缘电场，且该像素电极至少一部分采用圆弧状结构。
33.如权利要求32所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该像素电极是采用S形弯曲结构。
34.如权利要求32所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该像素电极为透明材质。
35.如权利要求32所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该公共电极表面具有若干凸起。
36.如权利要求32所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：上基板与液晶层间附着一配向层。
37.如权利要求36所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：上基板与配向层间附着一彩色滤光片。
38.如权利要求37所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：彩色滤光片与配向层之间进一步附着一钝化层，该钝化层区域与该下基底的公共电极的反射区域相对应。
39.如权利要求38所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：与该钝化层相对应的液晶层厚度为其余部份液晶层厚度的比大于等于1/4且小于等于3/4。
40.如权利要求32所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：下基板设有多个资料线与像素电极电连接，该资料线至少一部分采用圆弧状结构。
41.如权利要求32所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：下基板设有多个资料线与像素电极电连接，该资料线采用直线形结构。
42.一种半穿透式液晶显示装置，其包括一上基板、与其相对设置的下基板、一液晶层、一公共电极和多个像素电极，该液晶层位于上基板与下基板之间，该公共电极为一平面电极设置在下基板与液晶层之间，该像素电极采用金属材质，设置在公共电极与液晶层之间，其中像素电极对应的区域形成反射区域，像素电极周围的区域形成穿透区域，其特征在于：该像素电极与公共电极间形成一边缘电场，且该像素电极至少一部分采用圆弧状结构。
43.如权利要求42所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该像素电极采用S形弯曲结构。
44.如权利要求42所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该公共电极为透明材质。
45.如权利要求42所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该公共电极表面具有若干凸起。
46.如权利要求42所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：上基板与液晶层间附着一配向层。
47.如权利要求46所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：上基板与配向层间附着一彩色滤光片。
48.如权利要求47所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：彩色滤光片与配向层之间进一步附着一钝化层，该钝化层区域与该下基底的公共电极的反射区域相对应。
49.如权利要求47所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：与该钝化层相对应的液晶层厚度为其余部份液晶层厚度的比大于等于1/4且小于等于3/4。
50.如权利要求42所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：下基板设有多个资料线与像素电极电连接，该资料线至少一部分采用圆弧状结构。
51.如权利要求42所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：下基板设有多个资料线与像素电极电连接，该资料线采用直线形结构。
52.一种半穿透式液晶显示装置，其包括一上基板、与其相对设置的下基板、一液晶层、一公共电极、多个像素电极和一半穿透层，该液晶层位于上基板与下基板之间，该公共电极为一平面电极，设置在下基板与液晶层之间，该像素电极设置在公共电极与液晶层之间，该半穿透层具有反射区域和穿透区域，其位于下基板与公共电极之间，其特征在于：该像素电极与公共电极间形成一边缘电场，且该像素电极至少一部分采用圆弧状结构。
53.如权利要求52所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该像素电极采用S形弯曲结构。
54.如权利要求52所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该像素电极为透明材质。
55.如权利要求52所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该公共电极为透明材质。
56.如权利要求52所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：该公共电极表面具有若干凸起。
57.如权利要求52所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：上基板与液晶层间附着一配向层。
58.如权利要求57所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：上基板与配向层间附着一彩色滤光片。
59.如权利要求58所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：彩色滤光片与配向层之间进一步附着一钝化层，该钝化层区域与该下基底的公共电极的反射区域相对应。
60.如权利要求59所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：与该钝化层相对应的液晶层厚度为其余部份液晶层厚度的比大于等于1/4且小于等于3/4。
61.如权利要求52所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：下基板设有多个资料线与像素电极电连接，该资料线至少一部分采用圆弧状结构。
62.如权利要求52所述的半穿透式液晶显示装置，其特征在于：下基板设有多个资料线与像素电极电连接，该资料线采用直线形结构。
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