CN1322361C - 横向电场液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
一种横向电场液晶显示器，包括一彩色滤光片基板及一TFT基板，液晶层封装于该彩色滤光片基板与该TFT基板之间。该TFT基板包括一薄膜晶体管基底、一凸起层及一电极阵列，该凸起层位于该薄膜晶体管基底上，其包括多个凸起，该电极阵列位于该薄膜晶体管基底，其包括成形于该凸起层的多个共享电极及像素电极，该多个凸起伸入液晶层，液晶层之液晶分子有序的排列于相邻凸起之间。该横向电场液晶显示器具有高光通效率。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种液晶显示器，特别是一种横向电场液晶显示器。
【背景技术】
液晶显示器已经被广泛的应用于各种领域，然而对于传统的液晶显示器存在最主要的两大问题，首先，当从某个角度观看时，液晶显示器的暗态亮度将急剧的增加(变亮)及变色(简称灰阶反转)。特别对于较旧型的液晶显示器通常只有90°视角，也就是左右两边各45°。该问题对于多个观看者而言将无法同时观看显示器画面。另一个主要的问题即是传统的液晶显示器响应时间较慢，该问题无法满足影片及游戏中快速移动的画面显示需求。
横向电场液晶显示器(In-Plane Switch LCD，简称为IPS-LCD)是基于传统液晶显示器的以上问题而提出的解决方案，其与一般的扭转向列型(Twisted Nematic，TN)LCD的不同处在于，横向电场液晶显示器的共享电极与像素电极是制作于同一薄膜晶体管基底上，其利用像素中并列的共享电极与像素电极于操作中所产生的水平电场驱动液晶层，使液晶层在平面扭转达到通光切换的目的。因为液晶层在水平面同向的扭转，相比TN模式的三维扭转在暗态下较不易漏光，而具有较大的视角范围。此时液晶扭转速度与电场强度呈正相关，直接反映在液晶响应速度。另外利用不同方向排列的水平电极可驱动液晶层往不同水平方向做扭转，构成多维域(Multi-Domain)，此方式可增加更大的视角。
现有的横向电场液晶显示器如图1及图2所示，液晶层14注入彩色滤光片基板10与薄膜晶体管基底12之间，其中该彩色滤光片基板10及薄膜晶体管基底12由一间隔壁20支撑。该IPS-LCD的电极结构包括栅极线13、数据线11；两相邻的栅极线13与两相邻的数据线11构成一像素区；梳状共享电极17，形成于薄膜晶体管基底12上；梳状像素电极18，形成于薄膜晶体管基底12上；其中像素电极18的梳齿插置于共享电极17的梳齿之间。该IPS-LCD利用像素电极18与共享电极17间的水平电场驱动液晶层14之液晶分子使其在水平面扭转。在电压驱动时(如图3所示)，该像素电极18与共享电极17间的水平电场并非理想平行电场，因此，沿着Z轴方向，电场呈现曲线分布，并且强度沿着Z轴方向衰减。此现象造成近彩色滤光片基板10侧与近薄膜晶体管基底12侧的液晶层14扭转程度差异，影响光通效率。
【发明内容】
为克服现有横向电场液晶显示器中光通效率低的缺陷，本发明提供一种具有高光通效率的横向电场液晶显示器。
本发明解决技术问题的技术方案是：提供一种横向电场液晶显示器，其包括一彩色滤光片基板及一TFT基板，液晶层封装于该彩色滤光片基板与该TFT基板之间。该TFT基板包括一薄膜晶体管基底、一凸起层及一电极阵列，该凸起层位于该薄膜晶体管基底，其包括多个凸起，该电极阵列位于该薄膜晶体管基底，其包括成形于该凸起层的多个共享电极及像素电极，该多个凸起伸入液晶层，液晶层之液晶分子有序的排列于相邻凸起之间。
与现有技术相比，本发明横向电场液晶显示器利用位于彩色滤光片基板及薄膜晶体管基底间的一凸起层增大平行电极的等效面积，并取代原有彩色滤光片基板及薄膜晶体管基底间之间隔壁。其优点在于在相同驱动电压下可增加等效电场强度，进而降低液晶响应时间。另一方面，此优点也可保留原电场强度，而将电极间距拉大，增加像素内可透光区的比例(开口率)，改善横向电场液晶显示器像素开口率偏低的问题。其次，本发明还可改善电场在彩色滤光片基板与TFT基板之间的均匀度，降低彩色滤光片基板侧与TFT基板侧液晶分子扭转程度差异，提升光通效率。
【附图说明】
图1是现有技术横向电场液晶显示器的剖面示意图。
图2是现有技术横向电场液晶显示器的像素结构示意图。
图3是现有技术横向电场液晶显示器加载电压时的电场分布示意图。
图4是本发明横向电场液晶显示器的剖面示意图。
图5是本发明横向电场液晶显示器的像素结构示意图。
图6是本发明横向电场液晶显示器加载电压时的电场分布示意图。
【具体实施方式】
请参照图4，本发明横向电场液晶显示器包括一彩色滤光片基板3、一TFT基板8及多个间隔壁4，其中该间隔壁4位于该彩色滤光片基板3与该TFT基板8之间，用于支撑该彩色滤光片基板3及该TFT基板8。液晶层7封装于该彩色滤光片基板3与该TFT基板8之间。
请配合参照图5，该TFT基板8包括一薄膜晶体管基底5、一电极阵列2及一凸起层6，其中该电极阵列2及凸起层6位于该薄膜晶体管基底5上。
电极阵列2由多个像素组成，其中在一个像素区中，电极阵列2包括一横向设置的栅极线22，一纵向设置的数据线21，由一个横杠(未标示)与三个梳齿271、272、273所构成的一梳子状共享电极27，以及由一个横杠(未标示)及两个梳齿281、282所构成的一梳子状像素电极28。其中，像素电极28的两个梳齿281、282交错插置于共享电极27的三个梳齿271、272、273之间。该像素电极28及该共享电极27的材质采用透明导电体如：铟锡氧化物(IndiumTin Oxide，简称ITO)。
该凸起层6位于该薄膜晶体管基底5之上，并位于共享电极27及像素电极28之下，包括多个凸起61，向液晶层7侧凸出，并伸入液晶层7。该多个凸起61分别与像素电极28及共享电极27之梳齿281、282、271、272、273相对应，其中，梳齿281、282、271、272、273分别镀于该多个凸起61之上，液晶层7之液晶分子有序的排列于两相邻像素电极28与共享电极27之间，以增加两相邻像素电极28与共享电极27间的相对有效平行面积。
请再参照图6，当电压驱动时，液晶层7之液晶分子在共享电极27与像素电极28间电场的作用下产生扭转，以实现光束的通过。相较于现有技术，在相同驱动动电压下，平行电极等效面积增大，因而可增加等效电场强度，从而降低液晶响应时间。另一方面，此优点也可保留原电场强度，而将电极间距拉大，以增加像素内可透光区的比例(开口率)，以改善横向电场液晶显示器像素开口率偏低的问题。其次，本发明还可改善电场在彩色滤光片基板与TFT基板之间的均匀度，降低彩色滤光片基板侧与TFT基板侧液晶层扭转程度差异，提升液晶光通效率。
Claims (8)
1.一种横向电场液晶显示器，包括一彩色滤光片基板及一TFT基板，液晶层封装于该彩色滤光片基板与该TFT基板之间，其中该TFT基板包括一薄膜晶体管基底，一凸起层及一电极阵列，该凸起层位于该薄膜晶体管基底上，其包括多个凸起，该电极阵列包括形成于该凸起层上的多个共享电极及多个像素电极，其特征在于：该多个凸起伸入液晶层，液晶层之液晶分子有序的排列于相邻凸起之间。
2.如权利要求1所述的横向电场液晶显示器，其特征在于该共享电极及该像素电极均是透明导电体。
3.如权利要求1所述的横向电场液晶显示器，其特征在于该共享电极及该像素电极均是梳子状。
4.如权利要求1所述的横向电场液晶显示器，其特征在于该每一共享电极及该每一像素电极包括多个梳齿。
5.如权利要求4所述的横向电场液晶显示器，其特征在于该像素电极的多个梳齿位于该共享电极的多个梳齿之间。
6.如权利要求4所述的横向电场液晶显示器，其特征在于该多个梳齿与多个凸起相对应。
7.如权利要求6所述的横向电场液晶显示器，其特征在于该多个梳齿镀于该多个凸起上。
8.如权利要求1所述的横向电场液晶显示器，其特征在于该多个凸起向液晶层侧凸出。
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