CN101038391A - 扭曲向列型液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扭曲向列型(TN)液晶显示器，其包含一上基板、一下基板、以及一液晶层填充于该上基板以及该下基板之间，以构成一液晶显示面板，一滤色层以及一第一对准层形成于该上基板内侧表面并且邻接该液晶层，一薄膜晶体管阵列以及一第二对准层形成于该下基板内侧表面并且邻接该液晶层；以及一上偏光膜设置于该上基板上方，一下偏光膜设置于该下基板下方，并且该上偏光膜包含多个微粒。该第一对准层具有一垂直方向作为第一对准方向，并且该第二对准层具有一水平方向作为第二对准方向。

Description

扭曲向列型液晶显示器

【技术领域】

本发明关于一种扭曲向列型(TN)液晶显示器，特别是关于一种具有非45度角对准方向并且包含一内扩散膜的扭曲向列型液晶显示器。

【背景技术】

图1为已知扭曲向列型(TN)液晶显示器一结构剖面图，液晶显示器100包含一上基板101、一下基板102、以及一液晶层103填充于上基板101以及下基板102之间以构成一液晶显示面板。上基板101表面包含有一滤色层104、一共同电极105、以及一第一对准层(alignment layer)106，下基板102表面包含有晶体管阵列(未显示于图1)、一像素电极107、以及一第二对准层108。液晶显示器100还包含有一上偏光膜109与一下偏光膜110，分别设置于该液晶显示面板的两侧，其中上偏光膜109邻接上基板101，下偏光膜110邻接下基板102，以及一背光模块111，用来提供光线给该液晶显示面板。

参考图2，其显示已知对准层的对准方向以及偏光膜的穿透轴方向。上偏光膜109以及下偏光膜110分别具有一第一穿透轴201以及一第二穿透轴202，而第一对准层106以及第二对准层108分别具有一第一对准方向203以及一第二对准方向204。如图2所示，第一对准方向203与第二对准方向204彼此垂直，并且与该液晶显示面板的边长形成一45度夹角，第一穿透轴201亦与第二穿透轴202彼此垂直，并且第一对准方向203与第一穿透轴201垂直，第二对准方向204与第二穿透轴202垂直。当共同电极105与像素电极107之间没有电场存在时，如图1未施加电场区域120a所示，液晶分子沿着第一对准方向203以及一第二对准方向204排列，并且大致平行于上、下基板101、102，因此通过下偏光膜100的光线在经过液晶分子旋转之后，即可通过上偏光膜109。当共同电极105与像素电极107产生一电场时，如图1施加电场区域120b所示，该电场使得液晶分子重新排列并且大致垂直于上、下基板101、102，由于重新排列后的液晶分子无法旋转光线，因此通过下偏光膜110的光线会被上偏光膜109的第一穿透轴201阻挡。

图3显示已知扭曲向列型液晶显示器的视角特征，由于第一对准方向203以及第二对准方向204具有一45度夹角，因此已知液晶显示器在45度、135度、225度、以及315度具有较佳的视角特征，然而当使用者由液晶显示器的上、下、左、右侧观看时，其可视范围即受到限制。

为符合一般使用者的使用习惯，市场上对于液晶显示器的规格要求着重于水平方向以及垂直方向的视角特征，而已知扭曲向列型液晶显示器难以满足此条件，其改善方法之一是将第一对准方向以及第二对准方向改变为一水平方向以及一垂直方向，并且在该液晶显示面板上配置一广视角膜，然而此改良的扭曲向列型液晶显示器会有灰阶反转(gray scale inversion)以及色偏问题。

【发明内容】

本发明的一目的在于提供一种扭曲向列型(TN)液晶显示器，其包含一上基板、一下基板、以及一液晶层填充于该上基板以及该下基板之间，以构成一液晶显示面板，一滤色层以及一第一对准层形成于该上基板内侧表面并且邻接该液晶层，一薄膜晶体管阵列以及一第二对准层形成于该下基板内侧表面并且邻接该液晶层；以及一上偏光膜与一下偏光膜，分别设置于该液晶显示面的两侧，其中该上偏光膜设置于该上基板上方，该下偏光膜设置于该下基板下方，并且该上偏光膜包含多个微粒。该第一对准层具有一垂直方向的第一对准方向，并且该第二对准层具有一水平方向的第二对准方向。

本发明的另一目的在于提供一种扭曲向列型(TN)液晶显示器，其包含一上基板、一下基板、以及一液晶层填充于该上基板以及该下基板之间，以构成一液晶显示面板，一滤色层以及一第一对准层形成于该上基板内侧表面并且邻接该液晶层，一薄膜晶体管阵列以及一第二对准层形成于该下基板内侧表面并且邻接该液晶层，该滤色层具有多个微粒；以及一上偏光膜与一下偏光膜，分别设置于该液晶显示面的两侧，其中该上偏光膜设置于该上基板上方，该下偏光膜设置于该下基板下方。该第一对准层具有一垂直方向的第一对准方向，并且该第二对准层具有一水平方向的第二对准方向。

本发明的又一目的在于提供一种扭曲向列型(TN)液晶显示器，其包含一彩色滤光基板、一薄膜晶体管阵列基板，以及一液晶层填充于该二基板之间，一第一对准层与一共同电极形成于该彩色滤光基板内侧表面，一第二对准层与一像素电极形成于该薄膜晶体管阵列基板内侧表面，一上偏光膜与一下偏光膜分别设置于该二基板外侧表面，且该上偏光膜包含多个微粒，以及一背光模块用来提供该液晶显示面板一光线，其中该第一对准层具有一第一对准方向，该第二对准层具有一第二对准方向，该第一对准方向与第二对准方向彼此垂直，并且分别与该液晶显示面板的边长平行。

【附图说明】

图1为已知扭曲向列型液晶显示器一结构剖面图。

图2显示已知对准层的对准方向以及偏光膜的穿透轴方向。

图3显示已知扭曲向列型液晶显示器的视角特征。

图4为本发明第一实施例的扭曲向列型液晶显示器结构图。

图5(a)以及5(b)显示本发明对准层的对准方向以及偏光膜的穿透轴方向。

图6为本发明第二实施例的扭曲向列型液晶显示器结构图。

图7为本发明第三实施例的扭曲向列型液晶显示器结构图。

图8为本发明扭曲向列型液晶显示器的视角特征图。

图9为本发明以及已知扭曲向列型液晶显示器的灰亮度与视角关系曲线图。

图10为本发明以及已知扭曲向列型液晶显示器的色偏与视角关系曲线图。

【具体实施方式】

图4显示本发明第一实施例的扭曲向列型液晶显示器，液晶显示器400包含有一上基板401、一下基板402、以及一液晶层403填充于上基板401以及下基板402之间以构成一液晶显示面板。上基板401以及下基板402均由一透明材质构成，例如为一玻璃基板。一滤色层404与一共同电极405形成于该上基板401内侧表面以形成一彩色滤光基板，以及一第一对准层406形成于上基板401内侧表面并且邻接液晶层403，同时一薄膜晶体管阵列(未显示于图4)与一像素电极407形成于该下基板402内侧表面以形成一薄膜晶体管基板415，以及一第二对准层408形成于下基板402内侧表面并且邻接液晶层403。液晶显示器400还包含有一上偏光膜409与一下偏光膜410，分别设置于该液晶显示面板的两侧，其中上偏光膜409设置于上基板401上方，下偏光膜410设置于下基板402下方，以及一背光模块411，用来提供光线给该液晶显示面板。

图5(a)以及图5(b)显示上偏光膜的第一穿透轴501方向以及下偏光膜的第二穿透轴502方向，第一对准层的第一对准方向503以及第二对准层的第二对准方向504。当该扭曲向列型液晶显示器为O-mode时，如图5(a)所示，第一对准方向503为一垂直方向，第二对准方向504为一水平方向。第一穿透轴501与第一对准方向503垂直，即为一水平方向，而第二穿透轴502与第二对准方向504垂直，即为一垂直方向。当该扭曲向列型液晶显示器为E-mode时，如图5(b)所示，第一对准方向503为一垂直方向，第二对准方向504为一水平方向。第一穿透轴501与第一对准方向503平行，亦为一垂直方向，而第二穿透轴502与第二对准方向504平行，亦为一平行方向。

本发明的扭曲向列型液晶显示器的一特征，如图4所示，即上偏光膜409包含有一扩散层412，位于上偏光膜409远离上基板401的一侧，并且多个圆形微粒413散布于扩散层412中。上偏光膜409的厚度约为350微米，扩散层412的厚度小于30微米，而微粒413的直径大小范围亦小于30微米。由于微粒413具有内扩散作用，因此当光线通过下偏光膜410以及液晶层403而进入上偏光膜409时，被微粒413扩散，因此可避免发生灰阶反转及色偏现象。

图6显示本发明第二实施例的扭曲向列型液晶显示器，液晶显示器600结构与本发明第一实施例的液晶显示器400结构相似，包含有一上基板601、一下基板602、以及一液晶层603填充于上基板601以及下基板602之间以构成一液晶显示面板。一滤色层604、一共同电极605、以及一第一对准层606形成于上基板601内侧表面并且邻接液晶层603，一晶体管阵列(未显示于图6)、一像素电极607、以及一第二对准层608形成于下基板602内侧表面并且邻接液晶层603。液晶显示器600还包含有一上偏光膜609与一下偏光膜610，分别设置于该液晶显示面板的两侧，其中上偏光膜609设置于上基板601上方，下偏光膜610设置于下基板602下方，以及一背光模块611，用来提供该液晶显示面板一光线。当共同电极605与像素电极607之间没有电场存在时，如图6未施加电场区域620a所示，液晶分子大致平行于上、下基板601、602，因此光线经由液晶分子旋转之后可通过上偏光膜609。当共同电极605与像素电极607产生一电场时，如图6施加电场区域620b所示，液晶分子重新排列后大致垂直于上、下基板601、602而无法旋转光线，因此光线无法通过上偏光膜609。液晶显示器600与本发明第一实施例的液晶显示器400的差异处在于，扩散层612位于上偏光膜609与上基板601之间。由于微粒613具有内扩散作用，因此当光线通过下偏光膜610以及液晶层603而进入上偏光膜609时，被微粒613扩散。

图7显示本发明第三实施例的扭曲向列型液晶显示器，液晶显示器700包含有一上基板701、一下基板702、以及一液晶层703填充于上基板701以及下基板702之间以构成一液晶显示面板。一滤色层704、一共同电极705、以及一第一对准层706形成于上基板701内侧表面并且邻接液晶层703，一晶体管阵列(未显示于图7)、一像素电极707、以及一第二对准层708形成于下基板702内侧表面并且邻接液晶层703。液晶显示器700还包含有一上偏光膜709与一下偏光膜710，分别设置于该液晶显示面板的两侧，其中上偏光膜709设置于上基板701上方，下偏光膜710设置于下基板702下方，以及一背光模块711，用来提供该液晶显示面板一光线。当共同电极705与像素电极707之间没有电场存在时，如图7未施加电场区域720a所示，液晶分子大致平行于上、下基板701、702，因此光线经由液晶分子旋转之后可通过上偏光膜709。当共同电极705与像素电极707产生一电场时，如图7施加电场区域720b所示，液晶分子重新排列后大致垂直于上、下基板701、702而无法旋转光线，因此光线无法通过上偏光膜709。液晶显示器700与上述本发明第一实施例以及第二实施例的差异在于，上偏光膜709并未包含多个微粒，相对地，滤色层704包含多个圆形微粒713，因此当光线通过下偏光膜710以及液晶层703而进入滤色层704时，被多个圆形微粒713扩散。

图8显示本发明的扭曲向列型液晶显示器的视角特征，由于第一对准层以及第二对准层的对准方向分别为一水平方向以及一垂直方向，因此本发明的液晶显示器在0度、90度、180度、以及270度具有较佳的视角特征，即使用者由平行于液晶面板的上、下、左、右侧观看时，具有一较广的可视范围。

图9以及图10显示比较本发明扭曲向列型液晶显示器与已知扭曲向列型液晶显示器的光学特征。已知液晶显示器中二对准层的对准方向与本发明的液晶显示器相同，均为水平方向以及垂直方向，然而已知液晶显示器是利用一广视角膜，而本发明液晶显示器是利用一内扩散膜。图9显示本发明液晶显示器以及已知液晶显示器各灰阶在不同角度显示的亮度。如图9所示，以已知液晶显示器的灰阶L63与L95为例，高灰阶L95的亮度大于低灰阶L63的亮度，然而当角度小于-32度时，L63的亮度系超过L95的亮度，也就是所谓灰阶反转的现象。相较之下，本发明的扭曲向列型液晶显示器在各个角度均没有发生低灰阶亮度超过高灰阶亮度的反转问题。

图10显示本发明液晶显示器以及已知液晶显示器在不同视角下所表现的色偏曲线。如图10所示，无论是本发明液晶显示器或者已知液晶显示器，当视角愈大时，表现的色偏愈严重。但是本发明液晶显示器在水平以及垂直方向的色偏曲线均较已知液晶显示器来得平缓，显示本发明液晶显示器的色偏问题获得改善。

本发明的扭曲向列型液晶显示器由于具有水平方向以及垂直方向的对准方向，因此在0度、90度、180度、以及270度具有较佳的视角特征，不但更为贴近一般使用者的观看习惯，并且能够满足市场上所制定的液晶显示器的产品规格。此外，本发明利用该上偏光膜的一扩散层或者该滤色层与多个微粒共同构成一内扩散膜，用来扩散由该背光模块提供并且通过该下偏光膜以及该液晶层的光线，因此可以解决灰阶反转以及色偏的问题。

以上所述，仅利用较佳实施例详细说明本发明的技术内容，而非限制本发明的保护范围。因此，本发明得由本领域的熟练技术人员，任施匠思而为诸般修饰，而作些微的改变与调整，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围，故仍都应视为本发明的进一步实施状况。

Claims (23)

1、一种扭曲向列型液晶显示器，其包含：

一液晶显示面板，其包含一上基板、一下基板、以及一液晶层填充于该上基板以及该下基板之间，一滤色层以及一第一对准层形成于该上基板内侧表面并且邻接该液晶层，一薄膜晶体管阵列以及一第二对准层形成于该下基板内侧表面并且邻接该液晶层；以及

一上偏光膜与一下偏光膜，分别设置于该液晶显示面板的两侧，其中该上偏光膜设置于该上基板外侧表面，该下偏光膜设置于该下基板外侧表面，并且该上偏光膜包含多个微粒，

其中该第一对准层具有一第一对准方向，该第二对准层具有一第二对准方向，该第一对准方向与第二对准方向彼此垂直，并且分别与该液晶显示面板之的边长平行。

2、根据权利要求1所述的扭曲向列型液晶显示器，其中该上偏光膜包含一扩散层，并且这些微粒散布于该扩散层。

3、根据权利要求2所述的扭曲向列型液晶显示器，其中该扩散层位于该上偏光膜与该上基板之间。

4、根据权利要求2所述的扭曲向列型液晶显示器，其中该扩散层位于该上偏光膜的外侧。

5、根据权利要求1所述的扭曲向列型液晶显示器，还包含一背光模块，用来提供光线给该液晶显示面板。

6、根据权利要求1所述的扭曲向列型液晶显示器，还包含一共同电极形成于该上基板内侧表面，以及一像素电极形成于该下基板内侧表面。

7、根据权利要求6所述的扭曲向列型液晶显示器，其中当该像素电极与该共同电极之间产生一电场时，该微粒用以扩散该背光模块提供的该光线。

8、根据权利要求1所述的扭曲向列型液晶显示器，其中该微粒为圆形，并且其直径小于30微米。

9、根据权利要求1所述的扭曲向列型液晶显示器，其中该上偏光膜具有一第一穿透轴，与该第一对准方向垂直，并且该下偏光膜具有一第二穿透轴，与该第二对准方向垂直。

10、根据权利要求1所述的扭曲向列型液晶显示器，其中该上偏光膜具有一第一穿透轴，与该第一对准方向平行，并且该下偏光膜具有一第二穿透轴，与该第二对准方向平行。

11、一种扭曲向列型液晶显示器，其包含：

一液晶显示面板，包含一上基板、一下基板、以及一液晶层填充于该上基板以及该下基板之间，一滤色层以及一第一对准层形成于该上基板内侧表面，该滤色层包含有多个微粒，一薄膜晶体管阵列以及一第二对准层形成于该下基板内侧表面；以及

一上偏光膜与一下偏光膜，分别设置于该液晶显示面的两侧，其中该上偏光膜设置于该上基板上方，该下偏光膜设置于该下基板下方，

其中该第一对准层具有一第一对准方向，该第二对准层具有一第二对准方向，该第一对准方向与第二对准方向彼此垂直，并且分别与该液晶显示面板的边长平行。

12、根据权利要求11所述的扭曲向列型液晶显示器，还包含一背光模块，用来提供光线给该液晶显示面板。

13、根据权利要求11所述的扭曲向列型液晶显示器，还包含一共同电极形成于该上基板内侧表面，以及一像素电极形成于该下基板内侧表面。

14、根据权利要求13所述的扭曲向列型液晶显示器，其中当该像素电极与该共同电极之间产生一电场时，该微粒用以扩散该背光模块提供的该光线。

15、根据权利要求11所述的扭曲向列型液晶显示器，其中该微粒为圆形，并且其直径小于30微米。

16、根据权利要求11所述的扭曲向列型液晶显示器，其中该上偏光膜具有一第一穿透轴，与该第一对准方向垂直，并且该下偏光膜具有一第二穿透轴，与该第二对准方向垂直。

17、根据权利要求11所述的扭曲向列型液晶显示器，其中该上偏光膜具有一第一穿透轴，与该第一对准方向平行，并且该下偏光膜具有一第二穿透轴，与该第二对准方向平行。

18、一种扭曲向列型液晶显示器，其包含：

一液晶显示面板，包含一彩色滤光基板、一薄膜晶体管阵列基板，以及一液晶层填充于该二基板之间；

一第一对准层与一共同电极形成于该彩色滤光基板内侧表面；

一第二对准层与一像素电极形成于该薄膜晶体管阵列基板内侧表面；

一上偏光膜设置于该彩色滤光基板外侧表面，且该上偏光膜包含多个微粒；

一下偏光膜设置于该薄膜晶体管阵列基板外侧表面；以及

一背光模块，用来提供光线给该液晶显示面板，

其中该第一对准层具有一第一对准方向，该第二对准层具有一第二对准方向，该第一对准方向与第二对准方向彼此垂直，并且分别与该液晶显示面板的边长平行。

19、根据权利要求18所述的扭曲向列型液晶显示器，其中该上偏光膜包含一扩散层，并且这些微粒散布于该扩散层。

20、根据权利要求18所述的扭曲向列型液晶显示器，其中当该像素电极与该共同电极之间产生一电场时，该微粒用以扩散该背光模块提供的该光线。

21、根据权利要求18所述的扭曲向列型液晶显示器，其中该微粒为圆形，并且其直径小于30微米。

22、根据权利要求18所述的扭曲向列型液晶显示器，其中该上偏光膜具有一第一穿透轴，与该第一对准方向垂直，并且该下偏光膜具有一第二穿透轴，与该第二对准方向垂直。

23、根据权利要求18所述的扭曲向列型液晶显示器，其中该上偏光膜具有一第一穿透轴，与该第一对准方向平行，并且该下偏光膜具有一第二穿透轴，与该第二对准方向平行。

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