[发明专利]液晶显示装置及其电极基板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种显示装置，且特别是有关于一种液晶显示装置及其电极基板的制造方法。

背景技术

液晶显示装置(liquid crystal display，简称LCD)是近来应用最广的平面显示装置。液晶显示装置主要采用空间混色和时间混色两种混色方式进行全彩色显示，其中时间混色也称为场顺序彩色显示(field sequential color，简称FSC)。空间混色需要利用彩色滤光片(color filter)来定义红、绿和蓝三色子像素，因此显示效果会受彩色滤光片子像素开口率以及穿透率的影响。若采用时间混色技术，就可以不采用彩色滤光片，这样可以提升显示面板的穿透率，并且更加节能和环保。

时间混色技术需要将扫描频率提高到180Hz以上，这样一帧(frame)的反应时间需要小于5.5毫秒，但一般扭曲向列(twisted nematic，简称TN)型或垂直取向(vertical alignment，简称VA)型的液晶的反应时间都在8毫秒以上。反应时间过长会使显示面板的亮度下降，再加上不同灰阶之间的反应时间不尽相同，会有混色错误的问题。

蓝相(blue phase)液晶是一种高速反应的液晶，反应时间都在1毫秒以下(约几百微秒)。如果将蓝相液晶技术与时间混色技术结合起来就可以解决上述问题。但是若将蓝相液晶夹在两垂直极化的偏光片中，需要给与很大的电压差(约100伏)才能有足够的延迟性(retardance)使光可以通过。因此，如何在不影响液晶显示色彩表现及穿透率的前提下降低蓝相液晶器的操作电压是一个重要课题。

蓝相液晶是各向同性(isotropic)的，但加上电场后沿电场方向光学折射率会产生变化，可以采用横向电场效应(in-plane switching，简称IPS)电极结构来产生水平电场。请参阅图1，传统单边的横向电场效应电极结构100的像素电极(pixel electrod)102及共通电极(common electrod)104皆位于下基板106上，以梳状电极的方式相互交错。

图2所示为当IPS-LCD中的上基板108与下基板106之间的间隙距离(cellgap)为6微米时，搭配克尔常数(Kerr constant)约为4.77x10-10mV-2的蓝相液晶，穿透率与操作电压的关系图。其中，曲线L1表示的是像素电极102与共通电极104的宽度分别为10微米、距离为10微米时的关系曲线。曲线L2表示的是像素电极102与共通电极104的宽度分别为4微米、距离为10微米时的关系曲线。曲线L3表示的是像素电极102与共通电极104的宽度分别为4微米、距离为6微米时的关系曲线。曲线L4表示的是像素电极102与共通电极104的宽度分别为4微米、距离为4微米时的关系曲线。

由图2可以看出，IPS电极结构所产生的水平电场太小，操作电压要达到130伏才能达到最大穿透率，但是130伏的操作电压太大，不符合实际应用需求。

若改为边缘电场效应(fringe field switching，简称FFS)电极可以产生较强的水平电场。请参阅图3，FFS电极结构200的像素电极202及共通电极204的距离缩短。图3中d表示上基板206与绝缘层208之间的间隙距离，z表示像素电极202与上基板206之间的距离。

图4为z/d取不同数值时，FFS电极结构200的水平电场的能量分布图。图5为FFS-LCD的d为6微米时，搭配克尔常数(kerr constant)约为4.77x10-10mV-2的蓝相液晶，穿透率与操作电压的关系图。其中，曲线L5表示的是每个像素电极202的宽度为4微米、高为1.5微米、间距为4微米时的关系曲线。曲线L6表示的是每个像素电极202的宽度为4微米、高为0.1微米、间距为4微米时的关系曲线。由图4、图5可以看出，FFS电极可以产生较强的水平电场，但电场太过集中在电极的两边，造成蓝相液晶的最大穿透率偏低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液晶显示装置，其电极结构能够提供较大的且均匀分布的水平电场，有利于降低液晶显示装置的操作电压。

本发明另提供一种制造电极基板的方法，由方法制造出来的电极可以降低液晶显示装置的操作电压。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。