TWI386737B - 液晶顯示裝置及電子裝置 - Google Patents

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Description

液晶顯示裝置及電子裝置
本發明係有關於一種液晶顯示器，特別是有關於一種垂直配向(vertical aligned；VA)液晶顯示裝置。
液晶顯示器(liquid crystal display；LCD)為最廣泛使用的平面顯示器之一。LCD包括兩個基板與一夾置於中間的液晶層，其中兩基板具有例如畫素電極與共同電極的電場產生電極。藉由施加電壓於電場產生電極，而於LC層中產生電場以決定LC層中液晶分子的方位，進而調整入射光之偏光性，使LCD產生影像。
常用的LCD型式為垂直配向型式液晶顯示器(VA-LCD)，可對於LC分子進行配向，而使得LC分子之長軸垂直於不具有電場之基板。VA-LCD型式具有以下的優點，良好的視角性能、因極佳的暗態(與溫度、彩色無關)造成的高對比、低操作電壓、以及低成本的製造過程(不需進行刷磨製程)。
在畫素設計時，可藉由建立多個區塊(domain)而獲得良好的視角性質。達成此目的可藉由使用美國專利第7,295,274號揭示的機械凸塊、美國專利第6,424,398號揭示的銦錫氧化物(ITO)電極中的狹縫或者兩者的組合。上述的狹縫可產生邊緣電場，而引導液晶的切換；而凸塊的傾斜度具有類似的效果。
特別選用的介電性負型液晶分子會由初始垂直於玻璃基板的垂直方位(homeotropic orientation)，重新定位為垂直於電場。當施以電場時，藉由凸塊或狹縫，液晶分子會向一既定的方向傾斜。
垂直配向型液晶顯示器的切換時間除了受限於材質與單元結構之外，也受限於所謂的逆流效應(或回流效應)。如果施加太高的電壓於VA單元，反而會造成較長的切換時間，而產生此逆流效應的現象。以下的參考文獻中已描述關於逆流效應的現象：[1]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)；[3]Roosendaal, Dessaud, Hector, Hughes, Boer, IDRC conference proceeding, 10-3, 127-130 2006；以及[4]Dessaud, Roosendaal, Hector, Hughes, Boer, IDW'06 Digest, LCT7-2, 651-654, 2006; [5]Sang Soo Kim, Brian H. Berkeley, Kyeong-Hyeon Kim, and Jang Kun Song, J. Soc. Inf. Display 12, 353 (2004)。
可以理解的是，藉由在一顯示器中增加區塊的數量可以得到較均勻的切換。然而，在習知技術中所提出的方法會降低總開口率，這是因為電極形狀造成液晶的部分區域不會被切換，而降低總開口率。再者，當畫素尺寸變小時，不會被切換的LC區域的尺寸會維持相同。因此，不被切換的區域的比例會增加而導致總開口率降低。
對於可顯示穿透型式與反射型式兩者成為可能的半穿透半反射型式，VA-LCD型式受到相當大的關注。光學薄片(foils)對於顯示器之最終前端螢幕的性能上扮演相當重要的角色。
藉由設置環形偏光板於顯示器的頂部以及設置反射板於液晶層之後，可得到良好的反射式VA-LCD。環形偏光板可經由線性偏光板與設置於線性偏光板與LC層之間的1/4波長板之組合而得到。在關閉模式時，顯示器會呈現黑色，而在開啟模式時，可達到最大的穿透度。第3a圖顯示介於0∘-90∘之正交式偏光板(crossed polarizer)之間的45微米畫素的模擬光學響應。第3b圖顯示介於45∘-135∘之正交式偏光板之間的4.5微米畫素的模擬光學響應。第3c圖顯示介於環形偏光板之間的45微米畫素的模擬光學響應。最後，3d圖顯示在一習知45微米畫素中的液晶分子的指向輪廓。由此可知，環形偏光板結合45微米的畫素，可提供最大的開口率。
在半穿透半反射式的顯示器中，需要良好的工作反射區域(黑底)，而使環形偏光方式的使用更受關注。利用雙單元間隙的方法可使穿透與反射模式的曲線之間達到良好的匹配。
線性偏光板優於環形偏光板的理由包括，線性偏光板具有較高的對比、較少的延遲膜(retardation film)、較薄的偏光板疊層、較低的製作成本以及較強的防止延遲膜誤差的能力。再者，眾所周知的有，環形偏光板的離 軸效能(off-axis performance)低於線型偏光板的離軸效能。此外，穿透式顯示器不需使用1/4波長板，藉由在穿透式顯示器中省略1/4波長板，可提高離軸效能。
對於非常小的畫素尺寸，特別是正方形畫素，當產生"花型"光學響應時，由於會損失太多開口率，所以無法使用線性偏光板於液晶的配向。第4a-4d圖係分別顯示介於45∘-135∘正交式偏光板之間的由頂部至底部之100微米、60微米、45微米與25微米畫素的模擬光學響應。由圖式中可知，當畫素尺寸的減少時，會使開口率損失增加。
由Shibazaki-san等人於1665-1668所提出之"57.5L: Late-News Paper: MVA Mode with Improved Color-wash-out for mobile Applications", Society for information display 2007 International symposium, SID 07 DIGEST中，揭示較廣視角的新穎MVA(多區塊垂直配向)技術。此文獻記載一種在彩色濾光片(CF)側設有最佳化ITO狹縫設計的新穎畫素結構，其能夠增加具有線性偏光板的穿透式MVA型式LCD的穿透率。上述ITO狹縫能夠使LC分子在四個方向(兩個正交方向)配向，因此這種結構可使用線性偏光板。對於彩色濾光片基板進行蝕刻的缺點在於，比起TFT基板，在CF基板的ITO蝕刻設計準則(亦即ITO狹縫以及間隙的最小尺寸)較為嚴格，且在不損害彩色濾光片的情況下蝕刻CF基板會有困難。
第5a圖顯示位在彩色濾光片側的電極50中的銦錫氧化物(ITO)孔洞52的實施例。第5b圖顯示一具有該ITO孔洞的單元中的液晶分子指向輪廓。第5c-d圖分別顯示介於環形偏光板與0∘-90∘之正交式偏光板正間的單元的液晶分子指向輪廓，此單元具有上述ITO孔洞。當位於CF側的電極50中的ITO孔洞的位置的電場消失時，位於單元的中間的黑點會對應於未被切換的LC層的部分。LC層不被切換的區域與ITO孔洞的形狀與尺寸有關，此效應會降低LCD的開口率。
因此，有需要一種LCD設計，能夠克服上述已知的設計的缺點。
本發明之目的在於提供一種改良的液晶顯示裝置，特別是提供一種較佳的開口率的液晶顯示裝置。本發明之另一目的在於提供一種液晶顯示裝置，可使用能夠提升離軸效能的線性偏光板。
再者，本發明之另一目的在於提供一種液晶顯示裝置，可藉由減少所需光學薄片的數量與製程步驟而降低成本。
再者，本發明之又一目的在於提供一種液晶顯示裝置，具有較佳的液晶切換時間。
本發明之再一目的在於提供一種液晶顯示裝置，可消除或減少回流效應。
本發明之目的可根據獨立項中之一液晶顯示裝置而完成。本發明較佳與更多的實施例為依附項的主題。
本發明之液晶顯示裝置包括一液晶層，包括液晶分子；一共同電極；以及一電極組，用以切換該液晶層。該液晶層設置於該共同電極與該電極組之間，該電極組包括：一第一電極，用以切換該液晶層的第一區域；以及一第二電極，用以切換該液晶層的第二區域；其中，該第二區域包括該第一區域不包括的該液晶層的區域的至少一部分，其中該第一電極的形狀配合該第二電極，使該液晶分子之配向於兩個正交方向。相較於一般用正方形畫素的VA型LCD，本發明可使用線性正交型偏光板。此特殊形狀的電極結合第二電極可控制LC方位，因此可減少因使用正交型偏光板使LC方位的差異造成的開口率的損失。
本發明一實施例中，第一電極為十字形。另一實施例中，第一電極的形狀係對應於十字形與矩形的組合，且十字形與矩形之中心重疊。
本發明之一實施例中，第二電極為矩形，此第二電極覆蓋液晶層。另一實施例中，第一電極與第二電極大致上共同覆蓋液晶層的所有區域。如此，可切換整個液晶層。
本發明另一實施例中，第二電極包括一開口，與該第一電極的至少一部分重疊。又一實施例中，共同電極包括一開口，與該第一電極的至少一部分重疊。藉此可 增加設計的自由度。第一電極與第二電極可位於同一平面上或兩平面上，其中第一電極與第二電極係由一介電層分隔。
於本發明之一實施例中，液晶顯示裝置更包括一驅動單元，用以驅動第一電極與第二電極。第一電極與第二電極可由不同的電壓或相似的電壓驅動。
另一實施例中，LCD裝置更包括兩個或兩個以上的區段，該共同電極、該第一電極與該第二電極會延伸，以使該兩個或兩個以上的區段的每一個區段中的該液晶分子的配向於兩正交方向，其中該兩個或兩個以上的區段中的該第一電極的形狀及/或方位不同。
又一實施例中，LCD裝置為一穿透式液晶顯示裝置，且包括分別設置於該液晶顯示裝置的兩個外部表面的線性偏光板，其包括彼此正交的偏光軸。
另一實施例中，該液晶顯示裝置為一半穿透半反射式液晶顯示裝置，且包括反射式液晶單元、穿透式液晶單元以及分別設置於該液晶顯示裝置的兩個外部表面的線性偏光板。該線性偏光板包括彼此正交的偏光軸。
本發明另提供了一種電子裝置，包括：本發明所述的液晶顯示裝置；以及一電源供應器，連接於該液晶顯示裝置，用以供應電力於該液晶顯示裝置。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖示，作詳細說明如下：
本發明可用於垂直配向(VA)液晶顯示器，且配合圖式以詳細說明如下。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做更動與潤飾。
本發明之特別是可用於一穿透式液晶顯示器或一半穿透半反射式液晶顯示器單元的穿透區。
第1圖為根據本發明一實施例中具有液晶顯示器10(以下簡稱"LCD 10")的電子裝置1的圖式。電子裝置1另包括一連接於LCD 10的電源供應器20，用以供應電力於LCD 10。本實施例中，LCD 10為被結合於電子裝置1的彩色或單色影像顯示器。如此技術領域之人士所知，電子裝置1可以是可以是一行動式電話、個人數位助理、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、車用媒體播放器、可攜式視頻播放器、數位相機、全球衛星定位系統、或者包含有LCD的任何其它裝置。
根據本發明一實施例，第2a圖更顯示LCD 10的外形。此LCD 10包括一液晶層100(以下簡稱"LC層100")、一共同電極102、一電極組104、兩玻璃基板130與兩偏光板108。偏光板108可以是環形偏光板或正交式偏光板(crossed polarizer)。LCD 10可包括多數個單元(cell)，而第2a圖中僅說明一個單元。本實施例中，對應於次畫素的畫素單元的尺寸可為40μmx40μm、厚度可為4.15μm。 值得注意的是，畫素單元可以是20μmx20μm、30μmx30μm、39.5μmx39.5μm、40μmx80μm或其它尺寸，而厚度可為大於1.5μm之任何適當的數值。如第2a圖所示，液晶分子垂直配向(未顯示於第2a圖中)的LC層100被夾置於共同電極102與畫素電極組104之間，而共同電極102與畫素電極組104被夾置於兩玻璃基板130之間，而兩玻璃基板130又被夾置於兩偏光板108之間。設置於薄膜電晶體(未圖示，以下簡稱"TFT")側之電極組104是用來切換LC層100。值得注意的是，LCD 10可包括如第2b圖所示的基板130、彩色濾光片(CF)160、TFT 150等其它元件。
共同電極102、LC層100與電極組104形成一液晶電容器，用以在關閉TFT(圖未顯示)之後，儲存施加的電壓，供應有資料電壓的畫素電極組104結合共同電極102會產生電場，此會重新定位LC層100之分子。共同電極102可以是一傳統共同電極，且共同電極102可由銦錫氧化物(以下簡稱"ITO")或銦鋅氧化物(以下簡稱"IZO")所製成。畫素電極組104類似於傳統的畫素電極，但具有不同的結構，且可由ITO或IZO所製成。如第2a圖所示，電極組104包括第一電極104a、第二電極104b與介於第一電極104a、第二電極104b之間的介電層104c(例如：厚度為0.1μm或0.25μm之氧化矽(SiOx)或氮化矽(SiN)層)。本實施例中，第一電極104a與第二電極104b為平面電極。如此技術領域之人士所知，本發明不限於具有 兩電極的電極組104，也可使用具有兩個電極以上的電極組104及更多用以分隔電極的介電層。
第一電極104a以及第二電極104b可藉由驅動單元30驅動。第一電極104a與第二電極104b可由相似或不同的電壓或者依不同的時序(例如在不同時間開啟)來驅動，以達到想要的切換效應以及LC分子的方位。在一方案中，先施加5V電壓於第一電極104a，再於5毫秒後施加6V電壓於第二電極104b。在另一方案中，先施加4V電壓於第一電極104a，再於5毫秒後施加6V電壓於第二電極104b。或是同時施加相同的5V電壓於第一電極104a與第二電極104b兩者，但在開啟第二電極104b之前5毫秒，提早開啟第一電極104a。不過，僅使用單一TFT與單一儲存電容以分別驅動第一電極104a與第二電極104b，也被本發明所涵蓋。根據本發明，驅動單元30會供應電壓於第一電極與第二電極，以產生邊緣電場，進而提供LC層100至少兩區塊(domain)，其中至少兩區塊之中各個區塊的LC分子的方位大致上位於同一方向，且於至少兩區塊其中一個區塊內的LC分子的方位以及另一個區塊中另一方位為彼此正交(orthogonal)。換言之，為了達到本發明的目的，需提供至少兩個區塊，並且在至少兩個區塊中的LC分子的方位為相互垂直。較佳者，在一單元的LC層包括四個不同的區塊，其中四個區塊之中的LC分子的方位彼此不同且位於垂直方向。
相較於傳統的畫素電極(例如單一正方形電極以覆 蓋LC層所有區域)的設計，第一電極104a具有特殊的形狀，用以切換LC層100(顯示於之後的圖式中)。在一實施例中，第一電極104a具有一邊緣結構(未顯示於第2a圖)，且產生邊緣電場，用以切換第一區域100a，而非LC層100的整個區域。LC層100被切換的區域100a與第一電極104a及共同電極的尺寸及形狀有關。舉例而言，小尺寸的第一電極104a僅能在小區域100a有效地切換LC層100的LC分子，並且被切換的區域100a的形狀略似於第一電極104a的形狀。第6a圖顯示第一電極104a的一實施例，第6b圖顯示LC分子對應的指向輪廓。再者，第6c圖顯示第6a圖中具有介於環形偏光板的第一電極的一個單元的模擬光學響應，而第6d圖顯示第6a圖中具有介於0∘-90∘之正交式偏光板的第一電極的同一單元的模擬光學響應。
關於第一電極104a的形狀，本發明不限於特定的形狀，但至少包括沿著垂直方向與水平方向的兩個部分，以提供多數個且分離的切換效應。例如，如第6a圖所示，第一電極104a形狀為十字形與矩形的組合，因此具有沿著不同的水平與垂直方向延伸的四個部分。再者，當與第2a圖的LCD 10結合時，第一電極104a可被設置於35μmx35μm的正方形之中，在一實施例中，35μmx35μm的正方形對應於第二電極104b的尺寸。
同時，為了達到切換的均勻性，第一電極104a可具有對稱的形狀，此對稱可以是線對稱或點對稱。
此技術領域之人士可理解，上述第一電極104a的排列可以針對，但不限於藉由減少回流效應(backflow effect)而達到快速切換。增加第一電極104a的邊緣數目可有效地減少回流效應。由第6c、6d圖可看出，第一電極本身並未提供足夠的開口率。再者，可同時維持液晶單元的高開口率是被期待的，為了達到目的，電極組104的第二電極104b被設置成可切換LC層100的第二區域100b。值得注意的是，只要是第二區域100b包括至少一部分第一區域100a不包括的LC層的區域，本發明的第二區域100b可重疊於或不重疊於第一電極104a的第一區域100a，以致於未被第一電極104a影響的LC分子可被第二電極104b的電場導引。另外需注意的是，在施加電壓於第一電極104a與第二電極104b之後，"邊界"可由一給定時間(例如20或100毫秒)的既定穿透度(transmission)來決定。因此，比起僅有一個第一電極104a，藉由第一電極104a與第二電極104b之配置，可得到較高的開口率。
第7a圖顯示根據本發明第一實施例的電極組。電極組被設於LCD 10的畫素單元。第一電極104a之形狀為十字形與矩形的組合，其中十字形與矩形的中心74為重疊。第二電極104b大致上覆蓋LC層100的所有區域，只有一小區域104d未被第二電極104b覆蓋。區域104d形成鄰接的畫素單元的第二電極之間的邊界。沿著單元之側邊的區域104d的寬度介於2微米至大約15微米之 間。本實施例中，第一電極104a設置於LC層100與第二電極104b之間。第7b圖顯示於第7a圖具有電極組的單元中的液晶分子之指向輪廓。單元中心的液晶分子大致上是配向於兩個正交的方向。當液晶顯示器開啟時，LC層包括四個區塊，其中每個區塊中的LC分子主要是配向於兩個正交方向的其中之一。
第7c-d圖係分別顯示第7a圖中，介於環形偏光板與0∘-90∘的正交式偏光板之間之具有電極組的單元的模擬光學響應。由第7c-d圖可看出，藉由應用第二電極，可明顯地改善開口率。
本實施例中，第一電極104a與第二電極104b是由一介電層分隔，且施加於第一電極104a與第二電極104b的電壓可以是相同的電壓。第一電極104a與共同電極102的距離以及第二電極104b與共同電極102的距離，需足以穿過LC層100，而施加不同的切換電壓。此可提供四個區塊。具有四個區塊的話，其中每個區塊的LC分子的方向為彼此正交，可使用線性(正交式)偏光板來取代了環形偏光，而不損失太多軸向開口率。使用線性偏光板，可降低穿透式液晶顯示器的生產成本。再者，可改善離軸效能。使用電極組，可改善相對於彩色濾光片側的電極中的ITO孔洞的開口率。當共同電極與電極組大致上在兩側覆蓋LC層的所有區域，亦即，在有效區域中無孔洞，則介於共同電極與電極組之間的LC分子的大區域可被切換。沿著第一電極與第二電極覆蓋的小帶狀區域 104d會形成鄰接的畫素單元的電極組之間的邊界，且在LC層中的區域104d幾乎不會被切換。
相較於第一電極104a，第二電極104b的形狀較不重要，且與回流效應較無關。本實施例中，第一電極104a與第二電極104b位於不同層，且第二電極104b的形狀是類似於傳統的正方形與平直的畫素電極。由垂直角度觀看，第二電極104b與第一電極104a重疊，且第二電極105b單獨地覆蓋LC層100的所有區域，以確保高開口率。再者，與如第2a圖所示的LCD 10結合時，第二電極104b的可以是35μmx35μm的正方形。因此，第二區域100b包括第一區域100a不包括的LC層100區域的至少一部分。此外，上述第二區域100b包括的LC層100區域的那個部分，具有延伸於垂直與水平方向的至少兩部分。
第8a-c圖顯示根據本發明第二實施例的共同電極與電極組的組合。第8a圖顯示共同電極102，第8b圖顯示電極組的第一電極，第8c圖顯示電極組的第二電極。在本實施例中，第一電極為十字形。
第9a-c圖顯示根據本發明第三實施例的共同電極與電極組的組合。在本實施例中，第一電極104a為"乘號"的形狀或如第8b圖所示的十字形旋轉45的形狀。當使用線性偏光板時，本實施例優於第8圖所示的實施例之處在於，LC分子的方位為0度與90度的方向，此為人眼配戴偏光眼鏡觀看LCD 10時，偏愛的角度。顯示器的 觀看者，可在垂直或水平方向看到相似的顯示內容。
第10圖顯示第一電極104a的另一實施例，此第一電極104a的形狀為相對於第一實施例的第一電極旋轉45度的形狀。
第11圖顯示一實施例，其中第二電極104b中之孔洞或開口之形狀，相對於第8b圖所示的第一電極104a的形狀。在本實施例中，第二電極104b不會單獨地覆蓋單元中的LC層100的所有區域，且第二電極104b也不會與第一電極104a重疊，而是第一電極104a與第二電極104b共同地覆蓋LC層100的所有區域，以維持高開口率。再者，與第2a圖所示的LCD 10結合時，第一電極104a與第二電極104b被設置於35μmx35μm的正方形內。只要在第二電極104b具有的一個或多個開口與被第一電極104a覆蓋的區域重疊時，就可保持高開口率。任何具有與第一電極104a的至少一部分重疊的開口以及具有未被第一電極104a覆蓋的區域的第二電極104b，可改善LCD 10的開口率。
請再參閱第2a圖，第一電極104a以及第二電極104b是由介電層104c(例如氧化矽(SiOx)或氮化矽(SiN)層)分隔。當施加相同的電壓時，此配置的第一電極104a與第二電極104b配合共同電極102，可提供不同的電容量，以產生不同的切換效應，進而提供LC分子在四個方向(兩個正交的方向)的配向，因此可使用線性偏光板。
第一電極104a與第二電極104b可藉由微影與溼蝕 刻製程圖案化，不限於穿透電極。值得注意的是，第2a、2b圖中的第一電極104a是設置於第二電極104b的上方，但在另一實施例中，只要是第二電極104b不會遮蔽第一電極104a之電場，第一電極104a可設置於第二電極104b的下方(亦即第一電極104a較接近電極被蝕刻的基板130)。在這個例子中，第二電極104b具有一開口，此開口具有與第一電極104a重疊的區域。
第2c圖與第12圖顯示電極組的另一實施例。在本實施例中，第一電極104a是類似於第8b圖中的第一電極，並且第二電極104b具有一開口，用以包圍第一電極104a，但不電性接觸。如第2c圖所示，本實施例的第一電極104a與第二電極104b是位於基板130上的同一平面上。第二電極104b之開口對應於第一電極104a的形狀，其優點在於，可藉由同一微影製程，同時形成第一電極104a與第二電極104b。並且藉由獨立地驅動，位於同一平面上的第一電極104a與第二電極104b可產生有別於傳統的單一畫素電極的切換效應，而仍可維持高開口率。在本實施例中，如第1圖所示的驅動單元30可供應不同的電壓於第一電極104a與第二電極104b，以在LC層100提供一邊緣電場。沿著被第一電極104a與第二電極104b覆蓋的區域的小條狀區域104d會形成介於鄰接的畫素單元的電極組的邊界。
第13a-c圖顯示根據本發明第四實施例之共同電極與電極組的組合。本實施例中，液晶的配向是由CF側的 共同電極102與電極組的組合所獲得。此實施例與第8圖的實施例不同的是，共同電極102包括一開口131。此開口131的中心133與第13b圖所示的十字形第一電極104a的中心132重疊。第13c圖顯示對應的第二電極104b的實施例。本實施例提供與第7圖的實施例相似的光學性質。
第14a-c圖顯示根據本發明第五實施例的共同電極與電極組的組合。在本實施例中，液晶單元為矩形，而不是如同前述實施例的正方形設計。液晶單元包括三個正方形區段(section)140、141、142。第14a圖顯示共同電極102，第14b圖顯示電極組的第一電極104a，第14c圖顯示第二電極104b。在本實施例中，各區段包括不同形狀的第二電極104b。此可改善離軸且可提供同一單元具有不同的偏光方向。
第15a圖顯示使用於一半穿透半反射式的液晶顯示器的第一電極的實施例。本實施例中，液晶單元的穿透部150包括一共同電極與電極組，而反射部151包括共同電極與另一電極。反射部151之另一電極與穿透部150的第二電極104b的組合的實施例顯示於第15b圖。較佳者，LC層100的穿透部150是介於線性偏光板之間，而反射部151則是介於環形偏光板之間。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧電子裝置
10‧‧‧LCD
100‧‧‧LC層
100a‧‧‧第一區域
100b‧‧‧第二區域
102‧‧‧共同電極
104‧‧‧電極組
104a‧‧‧第一電極
104b‧‧‧第二電極
104c‧‧‧介電層
104d‧‧‧區域
108‧‧‧偏光板
130‧‧‧玻璃基板
131‧‧‧開口
132、133‧‧‧中心
140、141、142‧‧‧區段
160‧‧‧CF(彩色濾光片)
150‧‧‧穿透部
151‧‧‧反射部
20‧‧‧電源供應器
30‧‧‧驅動單元
50‧‧‧電極
52‧‧‧銦錫氧化物孔洞
74‧‧‧中心
第1圖為根據本發明一實施例的電子裝置的方塊圖；第2a圖顯示根據一實施例之液晶畫素單元的外形；第2b圖顯示根據一實施例之LCD畫素單元的構件的外形；第2c圖顯示根據另一實施例之LCD畫素單元的構件的外形；第3a圖顯示介於0∘-90∘正交式偏光板的45微米畫素的模擬光學響應；第3b圖顯示介於45∘-135∘的正交式偏光板的45微米畫素的模擬光學響應；第3c圖顯示介於環形偏光板之間的45微米畫素的模擬光學響應；第3d圖顯示在一單元之中心的習知45微米畫素的液晶分子的指向輪廓；第4a-4d圖係分別顯示介於45∘-135∘正交式偏光板之間的100微米、60微米、45微米與25微米畫素的模擬光學響應；第5a圖顯示位在彩色濾光片側的銦錫氧化物孔洞的實施例；第5b圖顯示一具有彩色濾光片側的銦錫氧化物孔 洞的習知單元的液晶分子指向輪廓；第5c-5d圖係分別顯示介於環形偏光板與0∘-90∘之正交式偏光板之間的習知單元的液晶分子指向輪廓，此習知單元之彩色濾光片側具有銦錫氧化物孔洞；第6a圖顯示根據本發明的第一實施例；第6b圖顯示第6a圖中位於一具有第一電極的單元中心的液晶分子的指向輪廓；第6c-6d圖分別顯示第6a圖中之具有介於環形偏光板與0∘-90∘之正交式偏光板之間的第一電極的單元的模擬光學響應；第7a圖顯示根據本發明第一實施例的電極組；第7b圖顯示於第7a圖具有電極組的單元中心的液晶分子之指向輪廓；第7c-7d圖係分別顯示第7a圖中，介於環形偏光板與0∘-90∘的正交式偏光板之間之具有電極組的單元的模擬光學響應；第8a-8c圖顯示根據本發明第二實施例之共同電極(a)與電極組(b)與(c)的組合；第9a-9c圖顯示根據本發明第三實施例的共同電極與電極組的組合；第10圖顯示第一電極的另一實施例；第11圖顯示第二電極的另一實施例；第12圖顯示根據本發明實施例，在同一平面的第一電極與第二電極； 第13a-13c圖顯示根據本發明第四實施例的共同電極與電極組的組合；第14a-14c圖顯示根據本發明第五實施例的共同電極與電極組的組合；第15a圖顯示使用在一半穿透半反射式液晶顯示器的第一電極的實施例；以及第15b圖顯示使用在一半穿透半反射式液晶顯示器的第二電極的實施例。
104a‧‧‧第一電極
104b‧‧‧第二電極
104d‧‧‧區域
74‧‧‧中心

Claims (14)

  1. 一種液晶顯示裝置，包括：一液晶層，包括液晶分子；一共同電極；以及一電極組，用以切換該液晶層，其中該液晶層設置於該共同電極與該電極組之間，該電極組包括：一第一電極，用以切換該液晶層的第一區域；以及一第二電極，用以切換該液晶層的第二區域；其中，該第二區域包括該第一區域不包括的該液晶層的區域的至少一部分，其中該第一電極的形狀配合該第二電極，使該液晶分子之配向於兩個正交方向，其中該第一電極為對應於一十字形與一矩形的組合的形狀，且該十字形與該矩形的中心重疊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中，該第二電極為一矩形。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中，該第二電極包括一開口，與該第一電極的至少一部分重疊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中，該共同電極包括一開口，與該第一電極的至少一部分重疊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該第一電極與該第二電極共同地覆蓋該液晶層的所有區域。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該第一電極與該第二電極係位於同一平面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該第一電極與該第二電極係由一介電層分隔。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，更包括一驅動單元，用以驅動該第一電極與該第二電極。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示裝置，其中，該第一電極與該第二電極係以不同的電壓驅動。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，更包括兩個或兩個以上的區段，該共同電極、該第一電極與該第二電極會延伸，以使該兩個或兩個以上的區段的每一個區段中的該液晶分子的配向於兩正交方向，其中該兩個或兩個以上的區段中的該第一電極的形狀及/或方位不同。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中該液晶顯示裝置為一穿透式液晶顯示裝置，且包括分別設置於該液晶顯示裝置的兩個外部表面的線性偏光板，其包括彼此正交的偏光軸。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置為一半穿透半反射式液晶顯示裝置，且包括反射式液晶單元、穿透式液晶單元以及分別設置於該液晶顯示裝置的兩個外部表面的線性偏光板，且該線性偏光板包括彼此正交的偏光軸。
  13. 一種電子裝置，包括： 如申請專利範圍第1項所述之該液晶顯示裝置；以及一電源供應器，連接於該液晶顯示裝置，用以供應電力於該液晶顯示裝置。
  14. 一種液晶顯示裝置，包括：一液晶層，包括液晶分子；一共同電極；以及一電極組，用以切換該液晶層，其中該液晶層設置於該共同電極與該電極組之間，該電極組包括：一第一電極，用以切換該液晶層的第一區域；以及一第二電極，用以切換該液晶層的第二區域；其中，該第二區域包括該第一區域不包括的該液晶層的區域的至少一部分，其中該第一電極的形狀配合該第二電極，使該液晶分子之配向於兩個正交方向，其中該第一電極之形狀包括由一中心朝兩個正交方向對稱地延伸之部分。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2083314A1 (en) * 2008-01-24 2009-07-29 TPO Displays Corp. Liquid crystal display device
KR100893618B1 (ko) * 2008-03-07 2009-04-20 삼성모바일디스플레이주식회사 전자 영상 기기

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200707038A (en) * 2005-04-29 2007-02-16 Toppoly Optoelectronics Corp Liquid crystal display and multi-domain vertically aligned liquid crystal display
US20070070282A1 (en) * 2005-09-20 2007-03-29 Sharp Kabushiki Kaisha Display panel and display device

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5114872A (en) * 1991-03-04 1992-05-19 Eastman Kodak Company Forming planar ITO gate electrode array structures
JP2975844B2 (ja) * 1993-06-24 1999-11-10 三洋電機株式会社 液晶表示装置
JP3926056B2 (ja) 1999-03-16 2007-06-06 シャープ株式会社 液晶表示装置
KR100379287B1 (ko) * 1999-06-25 2003-04-10 닛뽄덴끼 가부시끼가이샤 멀티 도메인 액정 표시장치
JP3514219B2 (ja) * 1999-06-25 2004-03-31 日本電気株式会社 マルチドメイン液晶表示装置
KR100656911B1 (ko) * 2000-09-19 2006-12-12 삼성전자주식회사 액정 표시 장치용 기판
US7408605B2 (en) * 2000-09-19 2008-08-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display panel
US6917406B2 (en) * 2001-03-16 2005-07-12 Hannstar Display Corp. Electrode array structure of IPS-LCD
KR100366770B1 (ko) * 2001-04-06 2003-01-06 삼성전자 주식회사 액정 표시 장치
KR100848095B1 (ko) * 2002-05-09 2008-07-24 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 기판, 액정 표시 장치 및 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법
CN100363826C (zh) * 2002-08-26 2008-01-23 中佛罗里达州大学研究基金会股份有限公司 高速、宽视角液晶显示器
US7295274B1 (en) 2003-04-01 2007-11-13 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Flower-shaped vertical alignment liquid crystal displays with wide view angle and fast response time
TWI326371B (en) * 2004-07-16 2010-06-21 Casio Computer Co Ltd Vertically alignment liquid crystal display device
JP5143362B2 (ja) * 2005-02-07 2013-02-13 三星電子株式会社 液晶表示装置
KR101261611B1 (ko) * 2005-09-15 2013-05-06 삼성디스플레이 주식회사 액정표시장치
JP4380642B2 (ja) * 2006-02-20 2009-12-09 セイコーエプソン株式会社 液晶装置、及び電子機器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200707038A (en) * 2005-04-29 2007-02-16 Toppoly Optoelectronics Corp Liquid crystal display and multi-domain vertically aligned liquid crystal display
US20070070282A1 (en) * 2005-09-20 2007-03-29 Sharp Kabushiki Kaisha Display panel and display device

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