（排2个版）

（排2个版）

液晶显示装置的混合式开关模式的电极设置

王明超 桑青

国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心  江苏苏州215163

【摘要】本文对混合开关模式的液晶显示装置的专利申请进行了分析。对现有的主要技术进行了梳理，筛选出具有代表性的主要专利，对混合式开关模式中的电极设置方式进行分析，得到电极具体设置方式以及能够达到的技术效果，以期对混合式开关技术的应用提供参考。

【关键词】液晶显示、混合开关、像素电极、公共电极

一、简介

混合开关模式电极发展

最初的混合开关模式的基准模型为在显示装置的上下两基板中分别的形成电极结构，一般是在上基板形成板状的公共电极，在下基板形成同层设置的两平行排列的第一和第二电极，将第一和第二电极分别形成为像素电极和公共电极，由此，在下基板的第一和第二电极之间形成水平的电场即类似于IPS型开关，再在上基板公共电极和下基板像素电极形成垂直电场，以形成混合电场，使得靠近上基板的液晶分子能够快速的响应；而后，将下基板的两同层设置的像素电极和公共电极改进为不同层设置，二者之间具有绝缘层，一般像素电极设置为多个条状电极或梳齿状电极平行排列，下基板公共电极设置为板状，即下基板的开关模式为FFS开关模式，同时像素电极和上基板的公共电极形成垂直电场，该种改进进一步的提高了装置的透过率；或者，可以将下基板上的公共电极改进为第二像素电极，并且一般也是条状或梳齿状平行排列，该第二像素电极与下基板上的原像素电极之间具有绝缘层，并且二者交替的平行排列，这样可以更加灵活的进行电信号的变化，实现较复杂的数据信号的驱动；期间也对上基板的公共电极进行了改进，将其也设置成条状或梳齿状电极，平行排列，以提高装置的透过率；最后在上基板上设置与下基板同样设置的电极结构，即具有像素电极和公共电极，以使得信号的施加更加的灵活，并且可以实现宽窄视角的转换。

二、混合开关模式的重要专利

（1）KR20000009518 申请日：19980725。该专利公开了显示装置的上下两基板中分别的形成电极结构，上基板形成板状的公共电极，在下基板形成同层设置的两平行排列的第一和第二电极，由此，在下基板的第一和第二电极之间形成水平的电场即类似于IPS型开关，再在上基板公共电极和下基板像素电极形成垂直电场，以形成混合电场。

图1

（2）JP2002357851 A 申请日：20010330。该专利较为系统的公开了混合开关模式电极的设置方式。实施例1：如图2所示，在下基片11上设置板状的电极12a、绝缘层13、多个条状的电极12b，在上基片21上设置了板状的电极22，在基片11和21之间，充满着手性向列相液晶体。为各电极施加如图2所述的电压，在下基板上形成FFS开关型电场，并且在上下基板之间形成垂直电场，从而形成混合电场。

图2

实施例2：对位于下基板11上的电极12a进行了改进，将电极12a也设置为条状，并且与电极12b交替排列，如图3所示。进一步的提高显示装置的透过率。

图3

实施例3：将上基片21上的电极结构进行了改进，在上基片21上设置有电极22a与电极22b，其中电极22a与电极12a相对置，电极22b与电极12b相对置，如图4所示，进而在上下两基板均能产生水平与垂直电场。该种设置进一步的降低驱动电压，并且屏幕在向其上写入图像的过程中易见。

图4

（3）、JP2010096797A 申请日：20081014。该专利公开了在彩膜基板上设置的条状的第三电极，在阵列基板上形成条状交替排列的第一和第二电极，在第一和第二电极之间形成水平电场，在彩膜基板和阵列基板之间形成垂直电场。不需降低阵列基板上的两线性电极之间的距离就可以改善透过率。具体结构如图5所示。

图5

（4）、JP2009070955A 申请日：20090323。该专利公开了一种带液晶透镜的2D/3D转换的液晶显示装置，公开了，在透镜的上下基板分别设置梳齿状交叉设置的第一和第二电极，其中第一电极26具有多个子电极26a和26b，二者交叉设置，第二电极27也具有多个子电极27a和27b，二者也是交叉设置，其中第一电极26和第二电极27延伸的方向互相垂直，第一和第二电极分别控制。该种设置可以实现视角的调节，以及屏幕横纵旋转后均能实现3D显示。具体结构如图6所示。

图6

三、混合式开关模式专利申请重点

混合式开关模式主要是电极的设置方式的改进，那么通过标引相关的专利申请，可以看出现有专利中重点关注的技术方案，从而也可以比较出各个技术方案的优势所在，为技术研究投入的重点提供参考。

通过标引得到了与电极设置密切相关的170篇专利文献，对于电极的设置涉及了强调电极具体的形状（A），研究电极之间是否具有角度（B），上下基板均设有公共电极（C），具有不同层设置的像素电极（D），像素电极与公共电极设置在同一基板但不同层（E），电极之间的间隙（F）以及电极与取向呈一定角度（G）这几个方面，通过统计得到下图7。

图7

由图示可知，申请量最多的技术方案是涉及上下基板均设置有公共电极的技术方案，而后是像素电极与公共电极设置在同一基板但不同层设置的技术方案，上述技术方案其实质就是混合式开关模式的基本的模型，即现阶段对于基本模型的研究还是重点，原因是，该技术提出的最早，研究年限相对来说较久，申请量相对较多；还有就是该模型的技术难点已经突破，控制方式上相对来说较为容易，生产线比较稳定，生产实用性上比较大。但是原始模型的透射率以及控制自由度并不是很高，并没有设置有不同层的像素电极的技术方案控制自由度灵活，这也能说明现阶段对于混合式开关模式的电极设置的技术方案的研究还处于初期，对于生产成本，即成产实用性考虑的因素比较多。

四、混合式开关模式主要能达到的技术效果

已经说明了混合式开关模式较IPS和FFS模式效果上的一个优点是提高透过率、降低驱动电压与响应时间，即混合式开关模式的开口率大，透过率大、驱动电压低以及响应时间快是混合式开关模式普遍存在的优势，通过对文献进行标引，混合式开关模式还具有其他的一些有益效果。例如可以实现太赫兹波段的调制（N），降低寄生电容（O），使得透反射式液晶显示装置盒厚均匀（R），实现视角的可调（S），多域控制（T），避免泄露（V）。通过混合式开关能达到的有益效果的分析，看出功能上的研究重点，使得对于应用上的研究更加的有效。

图8

从上图中可以看出，对于视角的可调是研究的重点，这一部分与大面积显示面板的需求有关，同时随着技术的发展，人们的需求也在不断的提高，例如，防窥显示，防窥显示的技术重点就是要解决显示装置的视角的可调性，使得根据用户的需求完成屏幕视角的变化，还有就是实现2D和3D显示的转换，使得裸眼下就可以实现3D的显示，使得显示屏可以根据用户的需求进行2D和3D的转换。

五、总结

本文通过对混合开关模式的液晶显示器的专利申请进行分析,对混合开关模式的电极设置的发展进行了梳理，并筛选出具有代表性的主要专利，对混合开关模式专利申请的重点以及能够达到的效果进行了分析。使得读者可以对混合式开关模式的液晶显示技术有一定的了解。