CN100468138C - 液晶显示器 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示器，主要包含：一具有负介电常数异向性(dielectricconstant anisotropy)的液晶层，设于经垂直配向处理的两个基板之间；第一与第二区域调整构件(domain regulators)，用以调整该液晶层的方位(orientation)使得当电压施加时该液晶分子被倾斜配向而使该方位包含多个第一与第二方向，该些第一方向不同于该些第二方向，每一像素设有该第一与第二区域调整构件其中之一，并且所有相邻的两个像素或所有相邻的两个红像素(绿像素或蓝像素)设有不同的区域调整构件。本发明的液晶显示器具有较佳的视野角度表现且高开口率。

Description

液晶显示器

技术领域

本发明有关于一种液晶显示器，其特别有关于一种垂直配向型液晶显示器。

背景技术

垂直配向(vertically aligned，VA)型液晶显示器是一种使用负型液晶材料以及垂直配向薄膜的类型(mode)。当无电压供应时，液晶分子排列在一垂直方向而出现黑屏幕显示(black display)。当供给一预先设定的电压时，液晶分子排列在水平方向而出现白屏幕显示(white display)。相较于扭曲向列型液晶显示器，该垂直配向型液晶显示器可提供较高的对比与较快的反应速度，并且具有对黑白显示提供极佳视野角度的特性。然而，该垂直配向型液晶显示器尚有视野角度狭窄的关键缺点。这造成该垂直配向型液晶显示器应用受限制的问题。

已知垂直配向型液晶显示器的视野角度表现，可通过将像素内液晶分子的方位(orientation)设定为多个互为不同的方向而加以改善。欧洲专利公开第0884626-A2号揭示一多区域垂直配向型(multi-domain verticallyalignment，MVA)液晶显示器，其具有区域调整构件(domain regulators)用以调整液晶的方位，当施以一电压时该液晶中的液晶分子呈倾斜状排列而使得每一个像素内液晶的方位包含多个方向。

图1所示为现有多区域垂直配向液晶显示器100的像素配置图，其图示四个像素。如图所示，在薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)基板上的像素电极120设有狭缝130，并且在彩色滤光基板的共同电极上设有突起140，用以作为前述的区域调整构件。值得注意的是，该区域调整构件重复设于每一像素中。当施以一电压时，在该电极狭缝130以及电极边缘120a附近有一倾斜于该基板表面的电场产生。该突起140的倾斜面以及在基板间产生的倾斜电场决定了液晶分子在该处的倾斜方向。在每一个像素中，该液晶的方位被区分为四个不同方向(如图1中箭头所示)，以此改善视野角度表现。在此液晶显示器100中，其已发现显示器像素会有些部分会发生向错(disclination)而呈现变暗(darkened)的状况(在图1中变暗区域是以点状影线表示)。

图2所示为另一现有多区域垂直配向液晶显示器200的像素配置图，其图示四个像素。如图所示，在一像素中设有多个狭缝230以及突起240用以将液晶的方位区分为八个不同方向(如图2中箭头所示)以此进一步改善视野角度表现。在此液晶显示器200中，也已发现显示器像素会有些部分会发生向错而呈现变暗的状况(在图2中变暗区域是以点状影线表示)。值得注意的是，图2中变暗区域的面积大致增加为图1中变暗区域面积的两倍。因此液晶显示器200虽具有较佳的视野角度表现，但其开口率(aperture ratio)(也即可透光区域的比例)较低。

由上可知，在同一像素中，液晶的方位被区分为越多方向，虽然可获得较佳的视野角度表现，但也会大幅增加变暗区域而使开口率(也即可透光区域的比例)下降。

发明内容

因此，本发明的目的就是提供一种具有较佳的视野角度表现且高开口率的液晶显示器。

用于本发明的液晶显示器主要包含一具有负介电常数异向性的液晶层设于经垂直配向处理的两个基板之间。

为达上述以及其它目的，根据本发明一实施例的液晶显示器所有相邻的两个像素或所有相邻的两个表现相同颜色的像素(例如两个红像素、绿像素或蓝像素)分别设有第一与第二区域调整构件，用以调整该液晶层的方位使得当电压施加时该液晶分子被倾斜配向而使该方位包含多个第一与第二方向，且该些第一方向不同于该些第二方向。

为达上述以及其它目的，根据本发明另一实施例的垂直配向型液晶显示器中，所有相邻的四个像素或所有相邻的表现相同颜色的像素(例如四个红像素、绿像素或蓝像素)分别设有第一、第二、第三与第四区域调整构件，用以调整该液晶层的方位使得当电压施加时该液晶分子被倾斜配向而使该方位包含多个第一与第二、第三与第四方向，且该些第一、第二、第三、第四方向之间彼此不同。

本发明的上述方案中，该第一基板设有多个像素电极，该第一、第二、第三与第四区域调整构件由区域调整构件一至七所组成的族群中选出:

区域调整构件一包含多个设于该像素电极上排列成之字型的狭缝以及多个设于该第二基板上的之字型突起并且该些之字型狭缝与之字型突起彼此平行且交错设置；

区域调整构件二包含设于该像素电极上的十字型狭缝以及设于该第二基板上的环绕该十字型狭缝的封闭矩形突起；

区域调整构件三包含多个设于该像素电极上排列成X字型的狭缝以及设于该第二基板上的环绕该些狭缝的封闭矩形突起；

区域调整构件四包含多个设于该像素电极上排列成矩形的狭缝以及设于该第二基板上的环绕该些狭缝的封闭矩形突起；

区域调整构件五包含多个设于该像素电极上排列成菱形的狭缝以及设于该第二基板上的环绕该些狭缝的封闭矩形突起；

区域调整构件六包含多个设于该像素电极上的狭缝以及多个设于该第二基板上的突起，该些狭缝与突起彼此平行且交错设置，该些突起与该像素电极边缘的夹角大致为45°；

区域调整构件七包含多个设于该像素电极上的狭缝以及多个设于该第二基板上的突起，该些狭缝与突起彼此平行且交错设置，该些突起与该像素电极边缘的夹角大致为90°。

本发明的效果是显著的:透过前述的区域调整构件特别的配置方式，本发明可通过减少单一个像素中液晶分子的倾斜方向数目来减少变暗区域而使开口率增加；同时，利用相邻像素中的液晶分子提供不同的倾斜方向，以此获得较佳的视野角度表现。因此，利用本发明设计的液晶显示器具有较佳的视野角度表现以及高开口率。

附图说明

图1为现有多区域垂直配向液晶显示器的像素配置图。

图2为另一现有多区域垂直配向液晶显示器的像素配置图。

图3A为根据本发明一实施例的液晶显示器的像素配置图。

图3B为用以说明图3A所示液晶显示器的液晶分子倾斜方向示意图。

图4为根据本发明另一实施例的液晶显示器的像素配置图。

图5为根据本发明另一实施例的液晶显示器的像素配置图。

图6为根据本发明另一实施例的液晶显示器的像素配置图。

图7A为根据本发明一实施例的液晶显示器的像素配置图。

图7B为用以说明图7A所示液晶显示器的液晶分子倾斜方向示意图。

主要元件符号说明

100  液晶显示器             120  像素电极

120a 电极边缘               130  狭缝

140  突起                   200  液晶显示器

230  狭缝                   240  突起

300  液晶显示器             310  像素电极

320  狭缝                   330  突起

340  突起

400  液晶显示器               410  像素电极

420  狭缝                     430  突起

440  狭缝

500  液晶显示器               510  像素电极

520  狭缝                     530  突起

540  狭缝

600  液晶显示器               610  像素电极

620  狭缝                     630  突起

700  液晶显示器               710  像素电极

720  狭缝                     730  突起

740  狭缝                     750  突起

760  狭缝                     770  突起

780  狭缝                     790  突起

具体实施方式

虽然本发明可表现为不同形式的实施例，但附图所示及于下文中说明的结构仅为本发明的较佳实施例，并请了解本文所揭示的结构仅考虑为本发明的范例，且并非意图用以将本发明限制于图示及/或所描述的特定实施例中。

根据本发明的液晶显示器主要包含一第一基板及一第二基板。该些基板的表面被垂直配向处理，例如使用一垂直配向膜。一具有负介电常数异向性(dielectric constant anisotropy)的液晶层密封于该两基板之间。该液晶层所包含的液晶分子在大致无电场施加于该液晶层时大致垂直于该第一基板的主要表面。

在根据本发明一实施例的垂直配向型液晶显示器中，所有相邻的两个像素或所有相邻的两个表现相同颜色的像素例如两个红像素、绿像素或蓝像素)分别设有第一与第二区域调整构件(domain regulators)，用以调整该液晶层的方位(orientation)使得当电压施加时该液晶分子被倾斜配向而使该方位包含多个第一与第二方向，且该些第一方向不同于该些第二方向。

本发明的液晶显示器较佳是一种薄膜晶体管液晶显示器。该第一基板可设有多条彼此平行的栅线路(未示于图中)；多条彼此平行的资料线路(未示于图中)，其垂直于该栅线路；及多个薄膜晶体管(未示于图中)与像素电极。该薄膜晶体管及像素电极成矩阵式排列于该栅线路与资料线路的交叉部分。该第二基板可设有一光遮蔽阵列例如遮光层(BM，未示于图中)；多个彩色滤光片(未示于图中)以及一共同电极(未示于图中)。前述的像素是指两相邻栅线路、两相邻资料线路以及相对应的彩色滤光片所界定的区块。当彩色滤光片为红色、绿色与蓝色时，像素分别表现红色、绿色与蓝色，因此定义为红像素、绿像素与蓝像素。一般而言，该第一基板称为薄膜晶体管基板，而该第二基板称为彩色滤光基板因为其设有彩色滤光片。第一与第二基板间一般设有间隔件(spacer)(未示于图中)用以界定该基板之间的间隔(gap)。

图3A所示，为根据本发明一实施例的液晶显示器300的像素配置图，其图示六个像素。在此实施例中，第一区域调整构件包含多个设于像素电极310上排列成「之」字型的狭缝320以及多个设于第二基板上排列成「之」字型的突起(protrusion)330，并且该些「之」字型狭缝与突起彼此平行且交错设置；第二区域调整构件包含设于该像素电极上的「十」字型狭缝330以及该第二基板上的环绕该「十」字型狭缝330的封闭矩形突起340。前述的突起330、340利用介电材料制成。

可以理解的是，虽然在每一个像素中，该液晶的方位仅被区分为四个不同方向，如图3A中箭头所示，然而由于在每一个像素中液晶分子的倾斜方向与相邻像素中液晶分子的倾斜方向不同，因此当一影像或物体同时由两个以上相邻的像素显示时，则液晶的方位可视为被区分为八个不同方向，如图3B中箭头所示，相对于现有液晶显示器100因而获得较佳的视野角度表现。由于一般显示的画面不会细致到相邻的两个像素差异非常大，所以本发明的显示器不会有造成混色或辨识混淆的问题。在本发明的显示器中，由于同一像素中液晶的方位被仅被区分四个方向，相对于现有液晶显示器200因此可有效减少变暗区域而使开口率增加。

图4所示为根据本发明另一实施例的液晶显示器400的像素配置图，其图示九个像素。在此实施例中，第一区域调整构件包含多个设于像素电极410上的第一狭缝420以及该第二基板上的环绕该些第一狭缝420的封闭矩形突起430；第二区域调整构件包含多个设于该像素电极410上的第二狭缝440以及该第二基板上的环绕该些第二狭缝440的封闭矩形突起430。该些第一狭缝420与该些第二狭缝440具有不同延伸方向。

图5所示为根据本发明另一实施例的液晶显示器500的像素配置图，其图示九个像素。在此实施例中，第一区域调整构件包含多个设于像素电极510上排列成「十」字型的第一狭缝520以及该第二基板上的环绕该些第一狭缝的封闭矩形突起530，第二区域调整构件包含多个设于该像素电极510上排列成「X」字型的第二狭缝540以及该第二基板上的环绕该些第二狭缝的封闭矩形突起530。

图6所示为根据本发明另一实施例的液晶显示器600的像素配置图，其图示九个像素。在此实施例中，第一区域调整构件包含多个设于像素电极610上排列成矩形的第一狭缝620以及该第二基板上的环绕该些第一狭缝620的封闭矩形突起630，第二区域调整构件包含多个设于该像素电极610上排列成菱形的第二狭缝640以及该第二基板上的环绕该些第二狭缝640的封闭矩形突起630。

在图3～6所例示的实施例中，该第一与第二区域调整构件皆分别设于相邻的两个像素；然而，当本发明的液晶显示器设计成显示彩色影像时，该第一与第二区域调整构件较佳的是分别设于相邻的两个红像素、绿像素或蓝像素。

在根据本发明另一实施例的垂直配向型液晶显示器中，所有相邻的四个像素或所有相邻的四个表现相同颜色的像素例如四个红像素(绿像素或蓝像素)分别设有第一、第二、第三与第四区域调整构件，用以调整该液晶层的方位使得当电压施加时该液晶分子被倾斜配向而使该方位包含多个第一与第二、第三与第四方向，且该些第一、第二、第三、第四方向之间彼此不同。

图7A所示为根据本发明另一实施例的液晶显示器700的像素配置图，其图示四个像素。在此实施例中，第一区域调整构件包含多个设于像素电极710上的第一狭缝720以及该第二基板上的多个第一突起730，该些第一狭缝720与第一突起730彼此平行且交错设置；第二区域调整构件包含多个设于该像素电极710上的第二狭缝740以及该第二基板上的多个第二突起750，该些第二狭缝740与第二突起750彼此平行且交错设置，并且该些第一狭缝720与第一突起730沿一第五方向延伸，该些第二狭缝740与第二突起750沿一垂直于该第五方向的第六方向延伸；第三区域调整构件包含多个设于该像素电极710上的第三狭缝760以及该第二基板上的多个第三突起770，该些第三狭缝760与第三突起770彼此平行且交错设置；第四区域调整构件包含多个设于该像素电极上的第四狭缝780以及该第二基板上的多个第四突起790，该些第四狭缝780与第四突起790彼此平行且交错设置，并且该些第三狭缝760与第三突起770沿一第七方向延伸，该些第四狭缝780与第四突起790沿一垂直于该第七方向的第八方向延伸。该些突起730、750与该像素电极边缘的夹角大致为45°，该些突起770、790与该像素电极边缘的夹角大致为90°。

该第一、第二、第三与第四区域调整构件也由区域调整构件一至七所组成的族群中选出:

区域调整构件一包含多个设于该像素电极上排列成之字型的狭缝以及多个设于该第二基板上的之字型突起并且该些之字型狭缝与之字型突起彼此平行且交错设置；

区域调整构件二包含设于该像素电极上的十字型狭缝以及设于该第二基板上的环绕该十字型狭缝的封闭矩形突起；

区域调整构件三包含多个设于该像素电极上排列成X字型的狭缝以及设于该第二基板上的环绕该些狭缝的封闭矩形突起；

区域调整构件四包含多个设于该像素电极上排列成矩形的狭缝以及设于该第二基板上的环绕该些狭缝的封闭矩形突起；

区域调整构件五包含多个设于该像素电极上排列成菱形的狭缝以及设于该第二基板上的环绕该些狭缝的封闭矩形突起；

区域调整构件六包含多个设于该像素电极上的狭缝以及多个设于该第二基板上的突起，该些狭缝与突起彼此平行且交错设置，该些突起与该像素电极边缘的夹角大致为45°；

区域调整构件七包含多个设于该像素电极上的狭缝以及多个设于该第二基板上的突起，该些狭缝与突起彼此平行且交错设置，该些突起与该像素电极边缘的夹角大致为90°。

可以理解的是，虽然在每一个像素中，该液晶的方位仅被区分为两个不同方向，如图3A中箭头所示，然而由于在每一个像素中液晶分子的倾斜方向与相邻像素中液晶分子的倾斜方向不同，因此当一影像或物体同时由四个以上相邻的像素显示时，则液晶的方位可视为被区分为八个不同方向，如图7B中箭头所示，相对于现有液晶显示器100因而获得较佳的视野角度表现。由于一般显示的画面不会细致到相邻的四个像素差异非常大，所以本发明的显示器不会有造成混色或辨识混淆的问题。在本发明的显示器中，由于同一像素中液晶的方位被仅被区分两个方向，因此相对于现有液晶显示器200，可有效减少变暗区域(在图7A中变暗区域是以点状影线表示)而使开口率增加。

在图7A所例示的实施例中，该第一、第二、第三与第四区域调整构件皆分别设于相邻的四个像素；然而，当本发明的液晶显示器设计成显示彩色影像时，该第一、第二、第三与第四调整构件较佳的是分别设于相邻的四个红像素、绿像素或蓝像素。

接着，将用以形成前述突起以及狭缝的工艺叙述如下。当要将前述突起形成在彩色滤光基板时，先将一光致抗蚀剂涂布于彩色滤光基板表面，转移一预先设定图案(参照图3至图7所示的突起阵列图案)，然后显影而形成该些突起。当要将狭缝形成在薄膜晶体管基板时，具有如图3至图7所示狭缝阵列的像素电极图案要在其像素电极形成步骤中产生。

综上所述，透过前述的区域调整构件特别的配置方式，本发明可通过减少单一个像素中液晶分子的倾斜方向数目来减少变暗区域而使开口率增加；同时，利用相邻像素中的液晶分子提供不同的倾斜方向，以此获得较佳的视野角度表现。因此，利用本发明设计的液晶显示器具有较佳的视野角度表现以及高开口率。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的范围为准。

Claims (2)

1.一种液晶显示器，其具有矩阵排列的多个像素，其特征在于，该液晶显示器至少包含:

经垂直配向处理的一第一基板及一第二基板，该第一基板设有多个像素电极；

一液晶层夹设于该第一及第二基板之间，该液晶层包含，当无电场施加于该液晶层时，大致垂直于该第一基板的主要表面的液晶分子；

相邻的两个像素或相邻的两个表现相同颜色的像素分别具有一第一与一第二区域调整构件，并且该第一与第二区域调整构件用以调整该液晶层的方位使得当电压施加时该液晶分子被倾斜配向而使该方位包含多个第一与第二方向，该些第一方向不同于该些第二方向；该第一与第二区域调整构件由区域调整构件一至七所组成的族群中选出:

区域调整构件一包含多个设于该像素电极上排列成之字型的狭缝以及多个设于该第二基板上的之字型突起并且该些之字型狭缝与之字型突起彼此平行且交错设置；

区域调整构件二包含设于该像素电极上的十字型狭缝以及设于该第二基板上的环绕该十字型狭缝的封闭矩形突起；

区域调整构件三包含多个设于该像素电极上排列成X字型的狭缝以及设于该第二基板上的环绕该些狭缝的封闭矩形突起；

区域调整构件四包含多个设于该像素电极上排列成矩形的狭缝以及设于该第二基板上的环绕该些狭缝的封闭矩形突起；

区域调整构件五包含多个设于该像素电极上排列成菱形的狭缝以及设于该第二基板上的环绕该些狭缝的封闭矩形突起；

区域调整构件六包含多个设于该像素电极上的狭缝以及多个设于该第二基板上的突起，该些狭缝与突起彼此平行且交错设置，该些突起与该像素电极边缘的夹角大致为45°；

区域调整构件七包含多个设于该像素电极上的狭缝以及多个设于该第二基板上的突起，该些狭缝与突起彼此平行且交错设置，该些突起与该像素电极边缘的夹角大致为90°。

2.一种液晶显示器，其具有矩阵排列的多个像素，其特征在于，该液晶显示器至少包含:

经垂直配向处理的一第一基板及一第二基板，该第一基板设有多个像素电极；

一液晶层夹设于该第一及第二基板之间，该液晶层包含，当无电场施加于该液晶层时，大致垂直于该第一基板的主要表面的液晶分子；

相邻的四个像素或相邻的四个表现相同颜色的像素分别具有一第一、一第二、一第三与一第四区域调整构件，且该第一、第二、第三与第四区域调整构件用以调整该液晶层的方位使得当电压施加时该液晶分子被倾斜配向而使该方位包含多个第一、第二、第三与第四方向，该些第一、第二、第三、第四方向之间彼此不同；其中:

该第一区域调整构件包含多个设于该像素电极上的第一狭缝以及该第二基板上的多个第一突起，该些第一狭缝与第一突起彼此平行且交错设置，

该第二区域调整构件包含多个设于该像素电极上的第二狭缝以及该第二基板上的多个第二突起，该些第二狭缝与第二突起彼此平行且交错设置，并且该些第一狭缝与第一突起沿一第五方向延伸，该些第二狭缝与第二突起沿一垂直于该第五方向的第六方向延伸，

该第三区域调整构件包含多个设于该像素电极上的第三狭缝以及该第二基板上的多个第三突起，该些第三狭缝与第三突起彼此平行且交错设置，

该第四区域调整构件包含多个设于该像素电极上的第四狭缝以及该第二基板上的多个第四突起，该些第四狭缝与第四突起彼此平行且交错设置，并且该些第三狭缝与第三突起沿一第七方向延伸，该些第四狭缝与第四突起沿一垂直于该第七方向的第八方向延伸，

该些第一突起与该像素电极边缘的夹角大致为45°，该些第二突起与该像素电极边缘的夹角大致为45°，该些第三突起与该像素电极边缘的夹角大致为90°，该些第四突起与该像素电极边缘的夹角大致为90°；或者，

该第一、第二、第三与第四区域调整构件由区域调整构件一至七所组成的族群中选出:

区域调整构件一包含多个设于该像素电极上排列成之字型的狭缝以及多个设于该第二基板上的之字型突起并且该些之字型狭缝与之字型突起彼此平行且交错设置；

区域调整构件二包含设于该像素电极上的十字型狭缝以及设于该第二基板上的环绕该十字型狭缝的封闭矩形突起；

区域调整构件三包含多个设于该像素电极上排列成X字型的狭缝以及设于该第二基板上的环绕该些狭缝的封闭矩形突起；

区域调整构件四包含多个设于该像素电极上排列成矩形的狭缝以及设于该第二基板上的环绕该些狭缝的封闭矩形突起；

区域调整构件五包含多个设于该像素电极上排列成菱形的狭缝以及设于该第二基板上的环绕该些狭缝的封闭矩形突起；

区域调整构件六包含多个设于该像素电极上的狭缝以及多个设于该第二基板上的突起，该些狭缝与突起彼此平行且交错设置，该些突起与该像素电极边缘的夹角大致为45°；

区域调整构件七包含多个设于该像素电极上的狭缝以及多个设于该第二基板上的突起，该些狭缝与突起彼此平行且交错设置，该些突起与该像素电极边缘的夹角大致为90°。

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