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TWI483047B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI483047B
TWI483047B TW101121149A TW101121149A TWI483047B TW I483047 B TWI483047 B TW I483047B TW 101121149 A TW101121149 A TW 101121149A TW 101121149 A TW101121149 A TW 101121149A TW I483047 B TWI483047 B TW I483047B
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Taiwan
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protrusion
protrusions
substrate
display device
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TW101121149A
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TW201300913A (zh
Inventor
Yu Pei Chang
Ming Huan Yang
Chen Chu Tsai
Yan Li
Meizi Jiao
Shin-Tson Wu
Original Assignee
Ind Tech Res Inst
Univ Central Florida Res Found
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Publication date
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Publication of TW201300913A publication Critical patent/TW201300913A/zh
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Description

顯示裝置
本發明是有關於一種顯示裝置，係使用具光學等向態液晶的低驅動電壓的顯示裝置。
隨著技術的蓬勃發展，消費者對顯示器的顯示品質有著更高的要求。除了對顯示器的解析度、對比度、視角、灰階反轉以及色飽和度的規格有著要求，消費者對顯示器的回應時間具有更高的要求。
為滿足消費者的需求，顯示器從業者大力發展具有快速回應特性的藍相液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)。以藍相液晶材料為例，通常需要水平電場以實現其光閥功能。當前，使用共面切換(in-plane switching，IPS)顯示模組的電極設計來驅動藍相LCD中的藍相液晶分子。
然而，在典型IPS顯示模組的電極設計中，電極上方的很多區域並不具有水平電場，因此藍相LCD中的很多液晶分子無法順利被驅動，這可能導致顯示模組的穿透率低。如果IPS顯示模組中需要高驅動電壓，那麼功率消耗也會很高。因此，如何解決藍相LCD穿透率低且驅動電壓高的問題是要研究的一個重要問題。
本揭露提出一種顯示裝置，其可以解決以IPS顯示模 組來驅動藍相液晶所存在的問題。
本揭露提出一種顯示裝置，其包括第一基板、至少一個第一突出物、第一電極、第二基板、至少一個第二突出物、第二電極以及顯示介質。第一突出物設置在第一基板上。第一電極設置在第一突出物上。第二基板與第一基板相對設置。第二突出物設置在第二基板上。第二電極設置在第二突出物上，其中第一電極和第二電極在水平方向上錯位以便在兩者之間形成橫向電場，且第一電極與第二電極之間在垂直方向上的最小間隙的範圍為-100 μm到100 μm。顯示介質被夾在第一基板與第二基板之間。
本揭露提出一種顯示裝置，其包括第一基板、多個第一突出物、第一電極、第二電極、多個第二突出物、第三電極、第四電極以及顯示介質。第一突出物設置在第一基板上，且每一第一突出物具有第一側壁和第二側壁。第一電極設置在每一第一突出物的第一側壁上。第二電極設置在每一第一突出物的第二側壁上，其中每一第一突出物上的第一電極與相鄰的第一突出物上的第二電極之間形成橫向電場。第二基板與第一基板相對設置。第二突出物設置在第二基板上，且每一第二突出物具有第三側壁和第四側壁。第三電極設置在每一第二突出物的第三側壁上。第四電極設置在每一第二突出物的第四側壁上，其中每一第二突出物上的第三電極與相鄰的第二突出物上的第四電極之間形成橫向電場。顯示介質被夾在第一基板與第二基板之間。
本揭露提出一種顯示裝置，其包括第一基板、多個第一突出物、第一電極、第二電極、多個第二突出物、第三電極、第四電極、第二基板以及顯示介質。第一突出物設置在第一基板上，且每一第一突出物具有第一側壁和第二側壁。第一電極設置在每一第一突出物的第一側壁上。第二電極設置在每一第一突出物的第二側壁上，其中每一第一突出物上的第一電極與相鄰的第一突出物上的第二電極之間形成橫向電場。第二突出物設置在第一突出物上，且每一第二突出物具有第三側壁和第四側壁。第三電極設置在每一第二突出物的第三側壁上且與第一突出物上的第一電極接觸。第四電極設置在每一第二突出物的第四側壁上且與第一突出物上的第二電極接觸，其中在每一第二突出物上的第三電極與相鄰的第二突出物上的第四電極之間形成橫向電場。第二基板與第一基板相對設置。顯示介質被夾在第一基板與第二基板之間。
本揭露提出一種顯示裝置，其包括第一基板、至少一個第一凸出電極(bump electrode)、第二基板、至少一個第二凸出電極以及顯示介質。第一凸出電極設置在第一基板上。第二基板與第一基板相對設置。第二凸出電極設置在第二基板上，其中第一凸出電極和第二凸出電極在水平方向錯位以便在兩者之間形成橫向電場，且第一凸出電極與第二凸出電極之間在垂直方向上的重疊高度大於0且小於第一基板與第二基板之間的盒間隙(cell gap)。顯示介質被夾在第一基板與第二基板之間。
基於上述，本揭露透過突出物或突出電極的設計可提高橫向電場的強度以降低所需的驅動電壓。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
將參考附圖對這些實施例進行更詳細的闡釋。然而，本發明可以更多不同的形式體現，且其應用不應限於所示特定佈置的詳情。此外，本文中使用的術語是出於描述而非限制的目的。本發明的方法、系統和裝置揭示可用於生產高孔徑比、高穿透率以及廣視角LCD裝置的設計。
第一實施例
圖1A和圖1B是根據第一實施例的LCD中之畫素結構的示意圖。如圖1A中所示，顯示裝置包括第一基板101a、至少一個第一突出物110a、第一電極112、第二基板101b、至少一個第二突出物110b、第二電極113以及顯示介質130。
第一基板101a和第二基板101b相對向設置且可由玻璃、石英、有機聚合物、不透明/反射材料(如導電材料、金屬、晶片、陶瓷或其他任一適當材料)或其他任一適當材料製成。
第一突出物110a設置在第一基板101a上。第二突出物110b設置在第二基板101b上。第一突出物110a和第二突出物110b可由聚合物、無機材料或其他任一適當材料製 成。第一突出物110a和第二突出物110b在水平方向上錯位(displaced)設置。根據本實施例，第一突出物110a和第二突出物110b在XY平面上並未對準設置，因此第一突出物110a和第二突出物110b未在XY平面上相互重疊。另外，根據橫截面圖，第一突出物110a和第二突出物110b之橫截面可以是相同的形狀或是不同的形狀，其不一定是圖1所示的矩形，只要是能製造出來的任何形狀都可以。第一突出物110a的厚度h1以及第二突出物110b的厚度h2可為0.2 μm到100 μm。另外，第一突出物110a的寬度w1以及第二突出物110b的寬度w2可以是相同或不同的，寬度範圍分別為0.2 μm到100 μm。第一基板101a上兩個相鄰的第一突出物110a之間的間隙11以及第二基板101b上兩個相鄰的第二突出物110b之間的間隙12的範圍可分別為0.2 μm到100 μm。
第一電極112設置在第一突出物110a上。第二電極113設置在第二突出物110b上。第一電極112和第二電極113的厚度範圍分別為0.001 μm到10 μm。第一電極112和第二電極113在水平方向上錯位(displaced)設置以便在兩者之間形成橫向電場E，如圖1B中所示。第一電極112和第二電極113可由金屬、透明導電材料或其他任一適當電極材料製成。具體而言，第一電極112與第二電極113之間在垂直方向(Z方向)上的最小間隙h的範圍為-100 μm到100 μm，優選範圍為-100 μm到10 μm，更優選範圍為0.5 μm到10 μm。
根據本實施例，第一基板101a上的第一電極112為畫素電極且電性連接到畫素驅動電壓。具體來說，第一電極112(畫素電極)電性連接到主動元件T，所述主動元件T被掃描線SL和資料線DL所控制(如圖3A中所示)，且驅動電壓可經由主動元件T而施加到第一電極112(畫素電極)。第二基板101b上的第二電極113為共用電極且電性連接到共用電壓Vcom。由於第一電極112(畫素電極)和第二電極(共用電極)113具有不同的電壓，因此在第一電極112(畫素電極)與第二電極113(共用電極)之間可形成橫向電場。具體而言，第一電極112(畫素電極)和第二電極113(共用電極)分別設置在第一突出物110a和第二突出物110b上，且第一電極112(畫素電極)與第二電極113(共用電極)之間的最小垂直間隙h小於盒間隙，因此第一電極112(畫素電極)與第二電極113(共用電極)之間形成的橫向電場較強，因而可以降低驅動電壓。
顯示介質130被夾在第一基板101a與第二基板101b之間。顯示介質130包括藍相液晶(blue phase liquid crystal，BPLC)、聚合物穩定BPLC複合物或具光學等向態的其他任一液晶。另外，第一基板101a與第二基板101b之間的盒間隙(其也為第一基板101a與第二基板101b之間顯示介質130的厚度)的範圍為2 μm到100 μm。
在本實施例的顯示裝置的中，顯示裝置可進一步包括第一偏光片100a、第二偏光片100b以及至少一延遲膜(retardation film)120。第一偏光片100a和第二偏光片100b 分別設置在第一基板101a和第二基板101b的外表面上。第一偏光片100a可為第一線性或圓形偏光片和第二偏光片100b可為第二線性或圓形偏光片且可由二向色性聚合物膜(如聚乙烯醇基膜)製成，且第一偏光片100a和第二偏光片100之透射軸相互垂直或者是第一偏光片100a和第二偏光片100之旋向性(handness)彼此相對。
延遲膜120例如是雙軸膜或單軸膜，且位在偏光片100a與偏光片100b之間以擴大顯示裝置的視角。若上述延遲膜120為雙軸膜，其Nz因數(Nz=(nx-nz)/(nx-ny))約為0.5且共面延遲d ×(n x -n y )=λ/2。這裏，n x 、n y 和n z 表示雙軸膜的折射率，d 為膜厚度，以及λ為相關波長。為實現寬視野，延遲膜120的n x 軸與第二偏光片100b的吸收軸平行放置。在本實施例中，延遲膜120的共面相位延遲R0=d×(nx-ny)在100nm與300nm之間。延遲膜的數量可大於1，且延遲膜120可為雙軸或單軸的。
值得注意的是，圖1的第一電極112和第二電極113的俯視圖如圖3A所繪示。然而，第一電極112和第二電極113的圖案並不限於圖3A。根據另一實施例，第一電極112和第二電極113在XY平面中也可為Z形(如圖3B中所示)以進一步擴大視角的對稱性。此外，使用所述Z形電極結構可減小顯示裝置的色偏，且方位角的依賴性也可減小。
圖2是針對第一實施例的電壓依賴性穿透率(voltage-dependent transmittance，VT)之圖示。為進行比 較，更進一步將常規IPS顯示裝置(電極的寬度=2 μm，且相鄰電極之間的間隙=4 μm)的VT曲線(曲線14)繪示於其中。如圖2所示，曲線15為針對第一實施例的實例的VT曲線，對於基板101a、101b上的第一突出物110a和第二突出物110b來說，w1、w2=2 μm；11、12=10 μm；h1、h2=1.5 μm，且h=1.5 μm。在圖2中，與常規IPS顯示裝置的曲線14相比，曲線15的峰值電壓有顯著地減小。
第二實施例
圖4A、圖4B和圖4C是根據第二實施例的LCD的畫素結構的示意圖。如圖4A中所示，顯示裝置包括第一基板101a、多個第一突出物110a、第一電極112、第二電極113、多個第二突出物110b、第三電極114、第四電極115以及顯示介質130。圖4A中所示之實施例與圖1中所示之實施例類似，因此圖4A和圖1中相同元件是以相同的符號表示且在本文中不再贅述。
第一突出物110a設置在第一基板101a上，且每一第一突出物110a具有第一側壁S1和第二側壁S2。第二突出物110b設置在第二基板101b上，且每一第二突出物110b具有第三側壁S3和第四側壁S4。第一突出物的寬度w1和第二突出物的寬度w2的範圍為0.2 μm~100 μm。相鄰的第一突出物110a之間以及相鄰的第二突出物110b之間的水平間隙11、12的範圍為0.2 μm~100 μm。第一突出物110a的厚度h1和第二突出物110b的厚度h2可為從0.2 μm到100 μm。第一突出物110a和第二突出物110b之間的垂 直間隙為h，且垂直間隙h的範圍為從-100 μm~100 μm。
第一電極112位於每一第一突出物110a的第一側壁S1上，第二電極113位於每一第一突出物110a的第二側壁S2上，且在每一第一突出物110a的第一側壁S1上的第一電極112與相鄰的第一突出物110a的第二側壁S2上的第二電極113之間形成橫向電場。第三電極114設置在每一第二突出物110b的第三側壁S3上，第四電極115在每一第二突出物110b的第四側壁S4上，且在每一第二突出物110b的第三側壁S3上的第三電極114與相鄰的第二突出物110b的第四側壁S4上的第四電極115之間形成橫向電場。
根據本實施例，第一電極112和第三電極114電性連接到相同的畫素驅動電壓。具體來說，第一電極112和第三電極114電性連接主動元件，且主動元件是由掃描線和資料線控制，所述畫素驅動電壓可經由主動元件而施加到第一電極112和第三電極114。因此，第一電極112和第三電極114也可稱為畫素電極。第一電極112和第三電極114可直接相互連接，或經由接觸結構而彼此電性連接。
第二電極113和第四電極115電性連接到共用電壓。第二電極113和第四電極115可直接相互連接，或經由接觸結構而彼此電性連接，或分別電性連接到共用電壓。因此，第二電極113和第四電極115也可稱為共用電極。
由於第一電極112和第二電極113具有不同的電壓，因此在第一電極112與相鄰第一突出物側壁上的第二電極 113之間可形成橫向電場。由於第三電極114和第四電極115具有不同的電壓，因此在第三電極114與相鄰第二突出物側壁上的第四電極115之間可形成橫向電場。具體而言，在第一電極112與相鄰第一突出物側壁上的第二電極113之間形成的橫向電場與在第三電極114與相鄰第二突出物側壁上的第四電極115之間形成的橫向電場在水平方向上錯位，因此通過所述橫向電場可驅動更多的顯示介質130以便增加顯示裝置的穿透率。
在本實施例中，顯示裝置可進一步包括第一偏光片100a、第二偏光片100b以及至少一延遲膜120，其與第一實施例中描述的第一偏光片100a、第二偏光片100b以及延遲膜120是相同或類似的。
圖4B與上述圖4A之結構類似，圖4B的結構與圖4A的結構之間的不同之處在於第一電極112和第二電極113的位置是互補的。在圖4B中，第一電極112接近且對準第四電極115，且第二電極113接近且對準第三電極114。然而，在圖4A中，第一電極112是接近且對準第三電極114且第二電極113接近且對準第四電極115。所述實施例中可能存在某種對準公差。
圖4C描繪第二實施例的另一實例，其中第一突出物110a和第二突出物110b的形狀是梯形而不是矩形。在實際製造中更有可能會形成這種形狀。另外，其他參數的定義與圖4A和圖4B中相同。另外，第一突出物110a具有底寬w1、頂寬w1'以及厚度h1(如圖4D中所示)，第二 突出物110b具有底寬w2、頂寬w2'以及厚度h2(如圖4E中所示)。寬度w1、w2的範圍分別為0.2 μm到100 μm。寬度w1'、w2'小於寬度w1、w2。厚度h1、h2的範圍分別為0.2 μm到100 μm。
如圖4A、圖4B和圖4C所示，第一突出物110a和第二突出物110b互補對準，以使得在X方向的穿透率分佈會是均勻的且可獲得高的平均穿透率。第一突出物110a和第二突出物110b的橫截面形狀可以是相同或不同的。另外，第一基板突出物110b和第二基板突出物110a可能存在某種水平位移。
圖5所示為針對第二實施例的顯示裝置的電壓依賴性穿透率，以及具有IPS結構的常規顯示裝置。曲線19和20是針對圖4A中所示的結構，其中第一突出物和第二突出物為矩形；且曲線21是針對圖4C中所示的結構，其中第一突出物和第二突出物為梯形。為進行比較，更繪製具有IPS結構(電極的寬度=2 μm，電極之間的空隙=2 μm)的常規顯示裝置的VT曲線(曲線22)。
在具有第一矩形突出物和第二矩形突出物(圖4A和圖4B)的顯示裝置中，對於w1、w2=2 μm；11、12=2 μm；h1、h2=3 μm且h=1 μm來說，在6.6Vrms (如曲線19中所示)下可獲得99.5%的峰值穿透率；對於w1、w2=2 μm；22、12=2 μm；h1、h2=2 μm且h=1 μm來說，在7.8 Vrms (如曲線20中所示)下可獲得99.4%的峰值穿透率。在X方向均勻的穿透率分佈提高了平均穿透率，這主要是下列 三個原因。第一，在矩形突出物的側壁上形成畫素電極和共用電極，以使得畫素電極和共用電極之間誘發的電場是均勻的，而這些區域被稱為有效區域。第二，為了使第一基板和第二基板有效區域能夠恰好互補，第一基板突出物與第二基板突出物在水平方向上彼此錯開。第三，第一突出物和第二突出物的寬度與畫素電極和共用電極之間的間隙相等，以使得在X方向的相位延遲在重疊之後保持均勻。如果第一突出物和第二突出物的寬度大於畫素電極與共用電極之間的水平間隙，那麼可能會存在第一基板突出物和第二基板突出物重疊並形成死區(dead zone)的某些區域。另一方面，如果第一突出物和第二突出物的寬度小於畫素電極與共用電極之間的水平間隙，那麼某些區域從第一基板和第二基板兩個有效區域開始積聚相位延遲，而其他區域僅從一個有效區域開始積聚。在這兩種情況下，無法在不同的X位置處同時獲得峰值穿透率，因此在X方向的不均勻穿透率分佈導致平均穿透率較低。
低操作電壓依賴於以下因素，在這些所提出的結構中，較大的厚度(h1、h2)導致深度deff 更加有效，這反過來又有助於相位延遲deff △n(E)。因此，對△n(E)E2 的要求不那麼嚴格，因而需要較小的電場和電壓即可實現相同的相位延遲。因此，操作電壓顯著減小。很容易得出，操作電壓與(厚度)1/2 約成反比。即厚度越大，操作電壓越低，但突出物製造也會更加困難。
就操作電壓而言，間隙(11、12)與厚度(h1、h2) 起類似的作用。根據E=V/1，我們知道操作電壓與間隙(11、12)成比例。即，間隙(11、12)越小，操作電壓越低。
此外，曲線19與20相比，具有較大厚度(h1、h2)的結構往往具有稍高的穿透率。這是因為相位延遲主要由正好在第一突出物(或第二突出物)之間同一側的有效區域引起，但部分是由第一突出物與第二突出物之間的間隙區域引起。後者在X方向的相位延遲量變曲線不是均勻的。比率h/h1或h/h2越大，此部分在平均穿透率方面的影響越大，因其不均勻性能使平均穿透率減小得越多。因此較大的厚度(h1、h2)會減輕這種負面影響，並保持高穿透率。同時，垂直間隙h以相反的方式產生效果，但其影響並不顯著。當垂直間隙h=3 μm時，穿透率保持高達97.7%，而所述曲線之峰值電壓仍為~6.6Vrms 。此外，這意味著它對盒間隙的變化不敏感。
圖5中的曲線21為針對帶有第一梯形突出物和第二梯形突出物(如圖4C中所示)的結構的VT曲線，其中w1、w2=2 μm；w1'、w2'=1 μm，11、12=2 μm；h1、h2=3 μm且h=1 μm。這些參數與曲線19中的參數幾乎是相同的，但第一突出物和第二突出物是梯形。在這種情況下，穿透率為95%且所述曲線之峰值電壓為7.2V rms 的光電性能仍是極好的。較高操作電壓是畫素電極與共用電極之間水平方向上較大有效間隙的結果。
突出物的形狀並不限於矩形或梯形，而可為多邊形、半圓形或其他任一形狀。所述突出物結構在低驅動電壓以 及極高穿透率兩方面具有優越性能。保持良好性能的梯形突出物結構是很有用的，這是因為其很有可能在實際製造中形成。在所有上述情況下，電極被塗覆在突出物的陡壁上，但它們可延伸到突出物的平頂。
第三實施例
圖6A、圖6B和圖6C是根據第三實施例的LCD的畫素結構的示意圖。如圖6A中所示，顯示裝置包括第一基板101a、多個第一突出物110a、第一電極112、第二電極113、多個第二突出物110b、第三電極114、第四電極115以及顯示介質130。圖6A中所示的實施例與圖4A中所示的實施例類似，因此圖6A和圖4A中相同元件是以相同的符號表示且在本文中不再贅述。
在圖6A中，第一突出物110a設置在第一基板101a上，且每一第一突出物110a具有第一側壁S1和第二側壁S2。第二突出物110b位於在第一突出物110a上，且每一第二突出物110b具有第三側壁S3和第四側壁S4。第一突出物的寬度w1和第二突出物的寬度w2的範圍為0.2 μm~100 μm。相鄰第一突出物110a之間的水平間隙11以及相鄰第二突出物110b之間的水平間隙12的範圍為0.2 μm~100 μm。第一突出物的厚度h1和第二突出物的厚度h2可為從0.2 μm到100 μm。
第一電極112設置在每一第一突出物110a的第一側壁S1上，且第二電極113設置在每一第一突出物110a的第二側壁S2上。在每一第一突出物110a的第一側壁S1上 的第一電極112與相鄰第一突出物110a的第二側壁S2上的第二電極113之間形成橫向電場。第三電極114設置在每一第二突出物110b的第三側壁S3上且與第一突出物110a上的第一電極112接觸。第四電極115在每一第二突出物110b的第四側壁S4上且與第一突出物110a上的第二電極113接觸。在每一第二突出物110b的第三側壁S3上的第三電極114與相鄰第二突出物110b的第四側壁S4上的第四電極115之間形成橫向電場。
類似地，第一電極112和第三電極114電性連接到相同的畫素驅動電壓，因此第一電極112和第三電極114也可稱為畫素電極。具體而言，第一電極112和第三電極114電性連接到由掃描線和資料線所控制的主動元件，且畫素驅動電壓可經由主動元件施加到第一電極112和第三電極114。第二電極113和第四電極115電性連接到共用電壓，因此第二電極113和第四電極115也可稱為共用電極。由於第一電極112和第二電極113具有不同的電壓，因此在第一電極112與第二電極113之間可形成橫向電場。由於第三電極114和第四電極115具有不同的電壓，因此在第三電極114與第四電極115之間可形成橫向電場。具體而言，在第一電極112與第二電極113之間形成的橫向電場與在第三電極114與第四電極115之間形成的橫向電場互補，因此通過所述橫向電場可驅動更多的顯示介質130以增加顯示裝置的穿透率。
根據本實施例，第一電極112更延伸到第一突出物 110a的頂面以使得第一電極112和第二突出物110b的第三電極114電性連接。第二電極113延伸到第一突出物110a的頂面以使得第二電極113和第二突出物110b的第四電極115電性連接。另外，第三電極114和第四電極115並不延伸到第二突出物110b的頂面，但其並非受限制本揭露。
在本實施例中，顯示裝置可進一步包括第一偏光片100a、第二偏光片100b以及至少一個延遲膜120，其與第一實施例中描述的第一偏光片100a、第二偏光片100b以及延遲膜120相同或類似。
在所述結構中，第一突出物110a之間的間隔中的穿透率與第二突出物110b之間的間隔中的穿透率非常類似。因此，均勻分佈的穿透率量變曲線會導致高的平均穿透率。由於畫素電極114和112電性連接且共用電極115和113電性連接，因此畫素電極114、112與主動元件(例如是同一個薄膜電晶體)電性連接。另外，本結構之設計亦可改進孔徑比和光效率。
圖6B之結構與圖6A類似。圖6B與圖6A的結構的不同之處在於第一突出物110a和第二突出物110b的形狀為梯形。圖6C描繪第三實施例的另一實例，其中第一突出物110a和第二突出物110b的形狀為矩形，且第二突出物110b的底寬與第一突出物110a之間的間隔的頂寬相等。另外，畫素電極112、114和共用電極113、115並未延伸，因而可獲得較高的光效率。
第四實施例
圖7A和圖7B為根據第四實施例的LCD的畫素結構的示意圖。如圖7A中所示，顯示裝置包括第一基板101a、至少一個第一凸出電極150、第二基板101b、至少一個第二凸出電極160以及顯示介質130。圖7A中所示實施例與圖1中所示實施例類似，因此圖7A和圖1中相同元件是以相同的符號表示且在本文中不再贅述。
第一凸出電極150設置在第一基板101a上。第二凸出電極160設置在第二基板101b上，其中第一凸出電極150和第二凸出電極160在水平方向錯位以便在兩者之間形成橫向電場。根據本實施例，第一凸出電極150和第二凸出電極160未在XY平面上相互對準，因此第一凸出電極150和第二凸出電極160未在XY平面上相互重疊。第一凸出電極150和第二凸出電極160可由(例如)導電聚合物製成。另外，第一凸出電極150和第二凸出電極160之橫截面可以是相同或不同的形狀。第一凸出電極150的厚度h1以及第二凸出電極160的厚度h2可為從0.2 μm到20 μm。具體而言，第一凸出電極150與第二凸出電極160之間在垂直方向(Z方向)上的重疊高度h'大於0且小於第一基板101a與第二基板101b之間的盒間隙。在本實施例中，第一基板101a與第二基板101b之間的盒間隙(其也為第一基板101a與第二基板101b之間顯示介質130的厚度)的範圍為2 μm到100 μm。
此外，第一凸出電極150的底寬w1以及第二凸出電極160的底寬w2可以是相同或不同的，底寬範圍分別為 0.2 μm到100 μm。第一凸出電極150的頂寬w1'和第二凸出電極160的頂寬w2'小於底寬w1、w2。第一基板101a上兩個相鄰第一凸出電極150之間的間隙11以及第二基板101b上兩個相鄰第二凸出電極160之間的間隙12的範圍可分別為0.2 μm到100 μm。
根據本實施例，第一基板101a上的第一凸出電極150為畫素電極且電性連接到畫素驅動電壓。具體而言，第一凸出電極150(畫素電極)電性連接到由掃描線和資料線控制的主動元件，且畫素驅動電壓可經由主動元件施加到第一凸出電極150(畫素電極)。第二基板101b上的第二凸出電極160為共用電極且電性連接到共用電壓。由於第一凸出電極150(畫素電極)和第二凸出電極160(共用電極)具有不同的電壓，因此可在第一凸出電極150(畫素電極)與第二凸出電極160(共用電極)之間形成橫向電場。具體而言，第一凸出電極150與第二凸出電極160之間在垂直方向(Z方向)的重疊高度h'大於0且小於第一基板101a與第二基板101b之間的盒間隙，因此在第一凸出電極150(畫素電極)與第二凸出電極160(共用電極)之間形成的橫向電場較強，進而可降低所需的驅動電壓。
在本實施例中，顯示裝置可進一步包括第一偏光片100a、第二偏光片100b以及至少一個延遲膜120，其與第一實施例中描述的第一偏光片100a、第二偏光片100b以及延遲膜120是相同或類似的。
圖7B之結構與圖7A之結構類似，圖7B的結構與圖 7A的結構之間的不同之處在於第一凸出電極150和第二凸出電極160分別為三角形。另外，電極150和160的形狀並不限於梯形或矩形，但可為製造允許的任一形狀。
圖8為第四實施例中LCD的畫素結構的VT曲線圖。曲線17和18是針對圖7B中所示的結構。曲線17表示針對帶有第一凸出電極和第二凸出電極的顯示裝置的VT曲線，其中w1、w2=2 μm；11、12=6 μm；h1、h2=4 μm；且h'=1 μm。曲線18表示針對帶有第一凸出電極和第二凸出電極的顯示裝置的VT曲線，其中w1；w2=2 μm；11、12=6 μm；h1、h2=4 μm；且h'=2 μm。顯示裝置(曲線18)的驅動電壓(峰值電壓)低於顯示裝置(曲線17)的驅動電壓(峰值電壓)。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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。
101a‧‧‧第一基板
110a‧‧‧第一突出物
112‧‧‧第一電極
101b‧‧‧第二基板
110b‧‧‧第二突出物
113‧‧‧第二電極
130‧‧‧顯示介質
100a‧‧‧第一偏光片
100b‧‧‧第二偏光片
120‧‧‧延遲膜
E‧‧‧橫向電場
w1,w2,w1’,w2’‧‧‧寬度
h,h’,h1,h2‧‧‧高度
11,12‧‧‧間隙
SL‧‧‧掃瞄線
DL‧‧‧資料線
T‧‧‧主動元件
S1~S4‧‧‧側壁
160‧‧‧第二凸出電極
150‧‧‧第一凸出電極
14,15,17,18,19,20,21,22‧‧‧曲線
圖1A和圖1B是根據第一實施例的LCD的畫素結構的示意圖。
圖2是第一實施例中LCD的畫素結構的VT曲線圖。
圖3A是第一實施例中畫素結構的俯視圖的示意圖。
圖3B是第一實施例中畫素結構的俯視圖的另一示意圖。
圖4A、圖4B和圖4C是根據第二實施例的LCD的畫素結構的示意圖，且圖4D和圖4E展示圖4C的第一突出物和第二突出物的示意圖。
圖5是第二實施例中LCD的畫素結構的VT曲線圖。
圖6A、圖6B和圖6C是根據第三實施例的LCD的畫素結構的示意圖。
圖7A和圖7B是根據第四實施例的LCD的畫素結構的示意圖。
圖8是第四實施例中LCD的畫素結構的VT曲線圖。
101a‧‧‧第一基板
110a‧‧‧第一突出物
112‧‧‧第一電極
101b‧‧‧第二基板
110b‧‧‧第二突出物
113‧‧‧第二電極
130‧‧‧顯示介質
100a‧‧‧第一偏光片
100b‧‧‧第二偏光片
120‧‧‧延遲膜
w1,w2‧‧‧寬度
h,h1,h2‧‧‧高度
11,12‧‧‧間隙

Claims (9)

  1. 一種顯示裝置，其包括：一第一基板；多個第一突出物，位在該第一基板上，每一第一突出物具有一第一側壁和一第二側壁；一第一電極，位在每一第一突出物的該第一側壁上；一第二電極，位在每一第一突出物的該第二側壁上，其中每一第一突出物上的該第一電極與相鄰的第一突出物上的該第二電極之間形成一橫向電場；一第二基板，其與該第一基板相對設置；多個第二突出物，位在該第二基板上，每一第二突出物具有一第三側壁和一第四側壁；一第三電極，位在每一第二突出物的該第三側壁上；一第四電極，位在每一第二突出物的該第四側壁上，其中每一第二突出物上的該第三電極與相鄰第二突出物上的該第四電極之間形成一橫向電場；以及一顯示介質，位在該第一基板與該第二基板之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一突出物和該第二突出物互補對準。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一突出物和該第二突出物的寬度為0.2μm到100μm，相鄰的第一突出物之間以及相鄰的第二突出物之間的水平間隙為0.2μm到100μm，且該第一突出物和該第二突出物的厚度為0.2μm到100μm。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一突出物和第二突出物之橫截面的形狀是相同或不同的。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一電極在一垂直方向上對準該第三電極，且該第二電極在該垂直方向上對準到該第四電極。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一電極在一垂直方向對準該第四電極，且該第二電極在該垂直方向上對準該第三電極。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中每一第一突出物具有一頂面以及大於該頂面的一底面，且每一第二突出物具有一頂面以及大於該頂面的一底面。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，更包括：一第一線性或圓形偏光片，設置在該第一基板之一外表面；一第二線性或圓形偏光片，設置在該第二基板之一外表面；以及至少一延遲膜，其設置在該第一線性或圓形偏光片與該第二線性或圓形偏光片之間，其中該延遲膜為一雙軸膜或是一單軸膜，且該雙軸膜的Nz因數(Nz=(nx-nz)/(nx-ny))約為0.5且共面相位延遲R0=d×(nx-ny)在100nm與300nm之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該顯示介質包括藍相液晶(BPLC)、聚合物穩定BPLC複合 物或具光學等向態液晶複合物。
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