TW457384B - Electrode structure for a wide viewing angle liquid crystal display - Google Patents
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Description
::73 8 4
五、發明說明（1) 發明領域 本發明係關於一種液晶顯示器（nquid Cl*ystal display，LCD)的電極（electrode)構裝。特別是關於一 廣視角（wide viewing angle)液晶顯示器的電極構裝。 發明背景 液晶顯示器已普遍作為電子工業產品上的顯示裝置。 近年來，廣視角液晶顯示器的技術不時被提出。圖1 習知的k向電場效應（in —plane switch，Ips)液晶顯示器 之單一晝素（P1Xel)的電極構裝的頂視示意圖。如圖〗所α 不，此電極構裝以兩互相交錯的梳狀（c〇mb 金屬作 為正負電極。❼’此種⑽液晶顯示器的正型液晶層介於 ”構裝的兩片玻璃基板之間，且有較好的視角。 然而’有下列缺點： (a) 因為此種雷極右— 扣卞. 电極有疋之寬度，金屬電極擋住光的 牙透’使仔光的穿透率降低。
(b) 即使使用透明金眉竹A a屬作马電極材料，電極上方之透 光率也幾乎為零。 (c) 因為正負極性之電極間距必須保持一定，所以此 種電極構裝之正負電極_ 、 于位誤差的谷忍度（tolerence) ο
738 4 五、發明說明（2) 另外一種如圖2(A)所示之邊緣場效應（fringe f ield swUch，FFS)液晶顯示器之單一畫素的電極構裝，使用負 型液晶和透明電極。此種電極構裝因有較小的電極寬度，' 約為3到5微米，較圖1之電極結構對光的穿透率來得高' 圖2(B)係圖2(A)的剖面示意圖，此電極構裝2〇〇介於ffs液 晶顯示器之上下分開的兩片破璃基板2〇3與2〇4之間，正電 極2 0 1與負電極2 0 2之間係一不導電的絕緣材質 (paSSiVat1〇n)205，負型液晶層2〇6介於結合此電極 的兩片玻璃基板203與204之間。圖2之電極構敦的電極^ 距也較小，約為1到3微米。由於電極間距較小，因 s 構裝的製程不易，蝕刻也難。如果在製程電極 對位有偏移的現象’則此種電極構裝對光的穿透率 3 得很差。 、曾更 所以，為使I PS液晶顯示器之電極構裝的製 並且光的穿透度高’必須保有較寬的電極間距，合易， 掉額外的透光開口區之電極構裝的設計。 ’和不必佔 發明概要 本發明提出一種廣視角液晶顯示器的電極 極構裝係將正負電極呈上下層排列的結構。上、、此電 構之透明（t r a n s p a r e n t)正電極，下層為τ N 層為梳狀結 曰·、、'智之透明負 電
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7384 五、發明說明（3) 極。 根據本發明’此上下層排列的電極結構，只有一層梳 狀電極的圖案（pattern)。因而’上下兩層正負電極之對 位誤差的容忍度很大。 本發明之另一目的是’提供—種廣視角液晶顯示器的 電極構裂，此電極構裝係使用負型的液晶夾層。 ，本發明之上下層排列的電極結構，其正負電極相交處 f然形成電容儲存區，無需佔用額外的透光區，也就是 °尤使開口 透光率（effective transmission)提高。 "Φ·" *?泰日月 V ___ — 電極構裝，此電極構：J ::供：種廣視角液晶顯示器的 距可設計較寬，使^ :梳狀排列的電極，其電極間 寸此電極構裝的製程容易。 本發明提供廣視& 曰 眚竑你丨，并4K1斗 冉液日日顯示器之電極槿护认 . 只知例並對该較佳實施例 冓裝的一個較佳 圖，和對空間分佈所作介读穿透率的曲線 率之間的對比。另外狀悲的牙透率與暗狀態的 透光率的關係圖。 X明也梃供3亥電極構骏的位 ^立置斜 兹配合下列圖 < ' 實施例之詳細說明及專 利申請
C:\patent\880076. ptd 45 738 4 五、發明說明（4) 圍，將上述及本發明之其他目的與優點詳述於后。 圖式之簡要說明 圖1係一習知I p S液晶顯示器之單一全去 頂視示意圖。 旦素的電極構褒的 圖2(A)係另一習知FFS液晶顯示器之單— 構裝的頂視示意圖。 ~素的電極 圖2 (B)係圖2 (A)的剖面示意圖。 圖3(A)係本發明之廣視角液晶顯示 極構裝的頂視示意圖。 。之早—晝素的電 圖 圖3(B)係圖3(A)的剖面示意 圖 圖4係根據本發明之電極構带 、電壓'•穿透率 的曲線 構裝的位置對 圖5係根據本發明之電極構 透光率的關係圖。 此電極 圖6係根據本發明器之電極”，其廣“ 液晶顯示
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之間所 五、發明說明（5) 器對空間分佈之亮狀態的穿透率與暗 作的對比圖。 』牙这率 圖號說明 200電極構裴 201正電極 202負電極 203、204破璃基板20 5絕緣材質20 6負型液晶層 3〇〇薄膜電晶體 301正電極層302負電極層 3〇3、304玻璃基板3 0 5絕緣材質306負型液晶層 50卜5 0 3條狀導電體5〇4負電極層 發明之詳細說明 圖3(A)係本發明之廣視角液晶顯示 極構裝的頂視示意圖。如圖3 ( a )所示 早一晝素的電 正電極（data electrode)30l呈极狀'妹匕電極構裝之上層 負電極層（common electrode)3〇2。’、秦下層為TN型之 際需求做為負極，而另一電極就為而，梳狀電極可依實 為-個控制單-晝素電極充放電的極。薄膜電晶體300 (active drive)的方法。薄膜電晶關Λ為主動式驅動 ^^日體（thin film
C:\patent\880076, ptd 第S頁 4 5 738 4 五、發明說明（6) trans 1 tor，TFT) 300為一主動式控制元件，控制正電極層 3 0 1的充放電。根據本發明，此種主動式控制元件，除了 薄膜電aa體外’可更包括有金氧半場效（metal 〇xide semiconductor*，M0S)電晶體 '二極體（dl〇de) ' 金屬絕緣 金屬（metal-insiUator-metal，MIM)電晶體和變阻器 (varistior)等 ° 根據本發明’上下正負電極層皆為透明電極。而此兩 正電極的間距約為卜丨5微米，寬度約為卜丨〇微米。因為只 f —層正電極呈梳狀結構，故，上下兩層正負電極之對位 誤差的容忍度很大。因而，此電極構裝的製程很容易。 又.，正負電極相交處自然形成電容儲存區，無需佔用額外 的透光區，也就是說，使開口透光率提高。 圖3 (B)係圖3 (A)的剖面示意圖^如圖3 (B)所示，本發 ^ 極構裝包含一正電極層3 〇 1、-負電極層3 0 2和-絕 沾二η 此電極構裝介於廣視角液晶顯示器之上下分開 基板3G3與州之間，正電極川與負電極3〇2之 二此雷榀播：的絕緣材質3〇5。而，負型液晶層3 0 6介於結 二，此雷;^ ^兩片破璃基板3〇3與3〇4之間。根據本發 上。 、之上下層電極是設計在同一片玻璃基板 圖4係根據本發明 之電極構裝的電壓—光穿透率的曲線
4 5 738 4 五、發明說明（7) ~ * - =中表電壓’單位為伏特。❿，縱轴代表光 穿透率。兩正電極的間距約為5到6微米。 上表先 特時’達到最大穿透率，並且，雷 斤&、々為6伏 穿透率。 〗壓雖增’依然持續最大 圖5係根據本發明之電極構装，此電極構 透光率的關係圖。其中’橫轴代表正電極置對 的位置，5〇卜咖代表3條條狀導電體，其下層為 電極層504。而，縱軸代表透光率。從單一晝素的 負 裝裡摘取的區域大小為19微#，並且假設另一構 延伸。參考圖5，本發明之電極構裝的最大 為…、限 87, 5%(即 0. 875)。 又，正負電極的相交處，如Α點處，其透光率為65%、 上。除了晝素的邊緣區外，最低透光率為6〇%以上。所以 以，本發明之電極構裝不僅無需佔用額外的透光區， 透光率也提高。 圖6係根據本發明器之電極構裝，其廣視角液晶顯广 器對空間分佈之亮狀態的穿透率與暗狀態的穿透率之間κ 作的對比圖。在亮狀態的穿透率與暗狀態的穿透率的此^ CR為1 0的等位線以内的範圍為可視區。圖6之對比圖_ 示，根據本發明之電極構裝，此廣視角液晶顯示器有 的可視區。 \
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Claims (1)
- 六、申請專利範圍 1. 一種廣視角液晶顯示器的電極構裝，該液晶顯示器備 有上下分開而其間有液晶爽層之兩片玻璃基板，該電晶構 裝包含有： 一第一電極層，該第一電極層係正電極層，並備有複 數個條狀且相互平行之梳狀結構的導電體； —第二電極層，該第二電極層係負電極層，並備有TN 型的導電體；以及， 一絕緣層，係一不導電的絕緣材質，並介於該第一電 極層與該第二電極層之間； 其中，該第一電極層的每一導電體與該第二電極層電 極的導電體係呈上下層排列的結構，並介於上下分開的該 兩片玻璃基板之間。 2. 如申請專利範圍第1項所述之廣視角液晶顯示器的電極 構装，其中，該電極構裝更包含有一主動式控制元件，來 控制該第一電極層的充放電。 3. 如申請專利範圍第1項所述之廣視角液晶顯示器的電極 構裝，其中，該第一電極層之電極間距為1至1 5微米，寬 度為1至1 0微米。 4. 如申請專利範圍第2項所述之廣視角液晶顯示器的電極 構裝》其中，該主動式控制元件為薄膜電晶體。第6頁 45 738 4 六、申請專利範圍 5. 如申請專利範圍第2項所述之廣視角液晶顯示器的電極 構裝，其中，該主動式控制元件為金氧半場效電晶體。 6. 如申請專利範圍第2項所述之廣視角液晶顯示器的電極 構裝，其中，該主動式控制元件為二極體。 7. 如申請專利範圍第2項所述之廣視角液晶顯示器的電極 構裝，其中，該主動式控制元件為金屬絕緣金屬電晶體。 8. 如申請專利範圍第2項所述之廣視角液晶顯示器的電極 構裝，其中，該主動式控制元件為變阻器。 9. 如申請專利範圍第3項所述之廣視角液晶顯示器的電極 構裝，其中，該第一電極層和該第二電極層是設計在同一 片破璃基板上。 10. 如申請專利範圍第3項所述之廣視角液晶顯示器的電 極構裝，其中，該第一電極層之每一導電體與該第二電極 層之導電體的交錯處，皆係電容儲存區。 11. 如申請專利範圍第3項所述之廣視角液晶顯示器的電 極構裝，其中，該第一電極層和該第二電極層皆係透明材 質的電極層。第13頁 C:\patent\880076. ptd 457384__ 六、申請專利範圍 12. 如申請專利範圍第3項所述之廣視角液晶顯示器的電 極構裝，其中，該第一電極層係非透明材質的電極層，而 該第二電極層係透明材質的電極層。 13. 如申請專利範圍第3項所述之廣視角液晶顯示器的電 極構裝，其中，該液晶炎層係一負型液晶層。 1 4.如申請專利範圍第3項所述之廣視角液晶顯示.器的電 極構裝，其中，該液晶夾層係一正型液晶層。 15. 如申請專利範圍第3項所述之廣視角液晶顯示器的電 極構裝，其中，該第一電極層係金屬材質的電極層。 16. 如申請專利範圍第11項所述之廣視角液晶顯示器的電 極構裝，其中，該透明材質係一銦錫氧化物。C:\patent\880076. ptd 第丨4頁
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