CN101038405A

CN101038405A - 多区域垂直配向型液晶显示器

Info

Publication number: CN101038405A
Application number: CN 200610059211
Authority: CN
Inventors: 黄俊益
Original assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2007-09-19

Abstract

一种多区域垂直配向型液晶显示器，有多个像素单元在多区域垂直配向型液晶显示器中，而每个像素单元内均具有多个不同突物夹角的配向突物。

Description

多区域垂直配向型液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种多区域垂直配向型液晶显示器结构，尤其涉及一种一个像素单元内具有两种以上配向突物的多区域垂直配向型液晶显示器。

背景技术

液晶显示器已被广范地应用在各式电子产品，如手机、个人数字助理(PDA)及笔记型电脑(notebook)等，而且随着大尺寸平面显示器市场的快速发展，具有轻薄短小特性的液晶显示器更是扮演着相当重要的角色，进而逐渐取代阴极射线管(CRT)显示器成为市场主流。然而，液晶显示器由于视角不够广，成为其发展上的限制条件，因此一种可增加视角的多区域垂直配向型(multi-domain vertical alignment，MVA)液晶显示器便因应而生。

多区域垂直配向型液晶显示器的结构是在每个像素单元(pixel unit)内的共同电极和像素电极表面，分别加上配向突物(protrusion)和狭缝(slit)的配置，使得各个像素单元中的液晶分子，在像素单元被施以电压产生电压差之前，其内的液晶分子就已经先产生一个预倾角。请参阅图1，图1为公知技术中多区域垂直配向型液晶显示器的液晶分子预倾角示意图。在公知技术中，多区域垂直配向型液晶显示器的每个像素单元10中，都仅具有一种配向突物12以V型形状分布在共同电极(未显示)上，而且狭缝14也以V型形状分布在像素电极(未显示)的表面，使得液晶分子可以形成四种区域方向16、18、20、22(direction of domain)的预倾角。

但是，公知技术的多区域垂直配向型液晶显示器在使用时，往往因为视角的改变造成色偏(color shift)的现象，尤其是当使用者由正视萤幕，改为斜视萤幕时，往往会发觉多区域垂直配向型液晶显示器因为漏光而产生画面偏白的情况。就公知技术的多区域垂直配向型液晶显示器的珈玛曲线(GammaCurve)来说，不同视角的珈玛曲线往往会偏移许多，尤其当视角越大时，其灰阶值(Gray level)往往越小，也就是代表画面往往发生偏白的现象。

现有技艺皆提到利用不同的配向突物两两间距，配合上不同的像素单元阈值电压(threshold voltage)，来得到较佳的电压-透射率特性曲线(voltage-transmittance characteristic curve)的方法，其目的皆为缩小正视与斜视之间的电压-透射率特性曲线差，进而改善多区域垂直配向型液晶显示器珈玛曲线的偏移情况，降低斜视时发生画面偏白的情况，以得到更加的显示效果。

发明内容

本发明提供一种多区域垂直配向型液晶显示器结构，以解决上述问题。

本发明的一优选实施例是提供一种多区域垂直配向型液晶显示器，有多个像素单元在多区域垂直配向型液晶显示器中，而每一所述像素单元内均具有多个不同突物夹角的配向突物。

在本发明的液晶显示器中，因为一个像素单元就具有两种以上的配向突物，所以在每个像素单元中都可以产生八种以上的液晶分子预倾角，使得多区域垂直配向型液晶显示器的透射率提高，减小了使用者正视和斜视显示器时，透射率的差异，使得公知技术中，因为增大视角而发生画面偏白的情况被改善，得到更加的显示效果。

附图说明

图1为公知技术中多区域垂直配向型液晶显示器的液晶分子预倾角示意图。

图2为本发明的像素单元结构示意图。

图3为本发明的配向突物配置结构示意图。

图4为本发明的配向突物的突物高度、底部宽度和倾角示意图。

图5为本发明的另一配向突物配置结构示意图。

图6为本发明的像素单元的电压-透射率特性曲线图。

附图标记说明

10、100 像素单元

12、102、104、302、304 配向突物

14、106 狭缝

16、18、20、22 区域方向

202 下玻璃基板

204 像素电极

206 液晶分子

208 共同电极

210 彩色滤光片

212 上玻璃基板

214、216、404 突物底部宽度

218、220、318、320、406 突物夹角

306 垫高块

314、316、402 突物高度

具体实施方式

请参考图2，图2为本发明的像素单元结构示意图。在多区域垂直配向型液晶显示器(未显示)内具有多个像素单元100，而在本优选实施例中，像素单元100的共同电极(未显示)又具有两种配向突物102、104，且配向突物102、104以V型形状分布在像素单元100中。再者，像素单元100中的像素电极(未显示)则形成数个狭缝106，狭缝106也是以V型形状分布在像素单元100中，所以由俯视的角度观察像素单元100时，则可看到配向突物102、狭缝106和配向突物104皆呈现V型形状分布在像素单元100中，且彼此不重叠又互相平行，如图2所示。

请参考图3，图3为本发明的配向突物配置结构示意图。图3为图2由AA’横截后的侧视结构示意图。在图3中各像素单元100中的上玻璃基板212和下玻璃基板202之间，填充着包含有大量液晶分子206的液晶分子层，而下玻璃基板202则设置有像素电极(透明电极transparent electrode)204，且狭缝106形成于像素电极204中，再者，上玻璃基板212面向液晶分子106的一面，依序叠合着彩色滤光片(color filter)210和共同电极208，其中共同电极208上又具有配向突物102、104。虽然在本实施例中，配向突物102、104的突物高度相同，但是，由于配向突物102的突物底部宽度214比配向突物104的突物底部宽度216小，所以配向突物102的突物夹角218比配向突物104的突物夹角220大。

换言之，本发明的主要特征在于使各像素单元内均具有多个不同突物夹角的配向突物。请参考表1，表1为本发明的配向突物的突物高度、底部宽度和倾角的关系，可对应参考图4，图4为本发明的配向突物的突物高度、底部宽度和倾角示意图。可依照表1中的数据，改变图4中的突物高度402、突物底部宽度404的大小，进而改变突物夹角406的大小，得到较佳的搭配。

突物高度/突物底部宽度(μm/μm)	1.5/10	1.5/15	1.5/20	1.9/10	1.9/15
突物高度/突物底部宽度(μm/μm)	1.5/10	1.5/15	1.5/20	1.9/10	1.9/15	突物夹角(°)	17	11	9	21	14

表1

例如前述图3所示的优选实施例，当两种配向突物102、104的突物高度相同，而欲形成不同突物夹角218、220时，以现行标准工艺为例，可参考以下数据作变化：

(1)假设配向突物102、104皆具有1.5微米(μm)的突物高度，且配向突物102的突物底部宽度214为10微米时，若配向突物104的突物底部宽度216是15微米，则配向突物102的突物夹角218为17度，配向突物104的突物夹角220却为11度。

(2)配向突物102、104皆具有1.5微米的突物高度，但是配向突物102的突物底部宽度214为15微米，而配向突物104的突物底部宽度216是20微米时，则配向突物102的突物夹角218为11度，配向突物104的突物夹角220却为9度。

(3)配向突物102、104皆具有1.5微米的突物高度，可是配向突物102的突物底部宽度214为10微米，而配向突物104的突物底部宽度216是20微米时，则配向突物102的突物夹角218为17度，配向突物104的突物夹角220却为9度。

(4)配向突物102、104皆具有1.9微米的突物高度，但是配向突物102的突物底部宽度214为10微米，且配向突物104的突物底部宽度216是15微米时，则配向突物102的突物夹角218为21度，配向突物104的突物夹角220却为14度。

当然，在配向突物102、104的突物高度相同的前提下，突物底部宽度216比突物底部宽度214越宽，则突物夹角220就比突物夹角218来的更小。而突物高度和突物底部宽度的关系，不仅限于以上所述，本领域的普通技术人员均可自行变化运用。

请继续参考图5，图5为本发明的另一配向突物配置结构示意图。图5延续图3的条件，但是图3中的配向突物102、104被换成图5中的配向突物302、304。虽然在本优选实施例中，图5中的配向突物302、304利用同一个光掩模工艺所形成且两者的突物底部宽度皆相同，但是配向突物304被制作在一个垫高块306的上方，所以配向突物304的突物高度316较配向突物302的突物高度314高，因而配向突物302的突物夹角318比配向突物304的突物夹角320小，其中垫高块306可利用黑色矩阵层或者各种树脂色层亦即彩色滤光层作为材料。

在本优选实施例中，两种配向突物302、304的突物底边宽度相同，却欲利用垫高块306造成突物高度314、316不同，以形成不同突物夹角318、320时，可参考以下数据作变化，当然垫高块的厚度和突物底部宽度等关系，不仅限于以下所述，本领域的普通技术人员亦可自行变化运用：

(1)当垫高块306的厚度为0.4微米，而配向突物302、304的突物底部宽度皆为10微米时，假设配向突物302的突物高度314为1.5微米，则突物夹角318为17度，而配向突物304因为有垫高块306设置其内，所以突物高度316是1.9微米，突物夹角320为21度。

(2)当垫高块306的厚度依旧为0.4微米，而配向突物302、304的底部宽度皆为15微米时，假设配向突物302的突物高度314为1.5微米，则突物夹角318为11度，配向突物304因为有垫高块306设置其内，所以突物高度316则是1.9微米，突物夹角为14度。

无论是图3或者是图5，都因为一个像素单元中具有两种不同突物夹角的配向突物的配置，使得填充于配向突物102、104和狭缝106之间的液晶分子206可以产生八种预倾角。以图3为例，因为配向突物102、104的两侧各产生两种液晶分子206的预倾角，所以共有四种液晶分子206的预倾角，再加上配向突物102、104是以V型形状分布在共同电极208上，所以设置V型形状上方的液晶分子206和对称于V型形状下方的液晶分子206又有90度的角度差异，所以两种配向突物102、104设置一个像素单元100中，可产生八种区域方向的液晶分子206预倾角，以达到液晶分子206互相补偿的功效。且无论图3中的配向突物102、104或者是图5中的配向突物302、304皆可利用同一个光掩模完成，所以工艺也简单。当然，若因应特殊产品设计且工艺许可，亦可通过数次光刻步骤，以制作出突物底部宽度相同，但是突物高度不同的配向突物。

请参照图6，图6为本发明的像素单元的电压-透射率特性曲线图。图6中共有A、B、C三条曲线，其中A代表仅使用一种配向突物时，所产生的电压-透射率特性曲线，而B则表示使用不同于A的另一种配向突物时的电压-透射率特性曲线，另外，C则代表在像素单元内同时使用A、B的两种配向突物时，所产生的电压-透射率特性曲线。观察A、B、C三条曲线可发现相同电压时，C的透射率最高，换句话说，由于本发明的像素单元同时使用两种配向突物，因此可以有效提升了透射率。而随着透射率的提升，当使用者增加视角观看多区域垂直配向型液晶显示器时，每个视角透射率的差异会缩小，由此便可改善多区域垂直配向型液晶显示器珈玛曲线的偏移情况，进而降低斜视时发生画面偏白的情况，得到更加的显示效果。

值得一提的是，本发明不只可在一个像素单元中形成两种不同的配向突物，以使任两相邻的配向突物具有不同的突物夹角，也可以采取其他规则或不规则的交错配置，例如每两个具第一突物夹角的第一配向突物之后，便设置有一个具第二突物夹角的第二配向突物，再设置两个具第一突物夹角的第一配向突物等规律性的配置方式；此外，本发明更可以在一个像素单元中形成两种以上的配向突物，以增加像素单元内的液晶分子预倾角的种类。可以除了通过上述改变突物底部宽度和厚度，使得配向突物的配向倾角被改变外，配向突物还可通过任一变化方式达到改变配向倾角的目的，使得同一个像素单元中形成两种以上的配向突物配置。

在本发明的多区域垂直配向型液晶显示器中，因为一个像素单元就具有两种以上的配向突物，所以在每个像素单元中都可以产生八种区域方向(direction of domain)以上的液晶分子预倾角，使得多区域垂直配向型液晶显示器的透射率提高，减小了使用者正视和斜视显示器时透射率的差异，使得公知技术中，因为增大视角而发生画面偏白的情况被改善，得到更加的显示效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种多区域垂直配向型液晶显示器，所述多区域垂直配向型液晶显示器具有多个像素单元，且各所述像素单元内均具有多个尺寸的不同突物夹角的多数配向突物。

2.如权利要求1所述的多区域垂直配向型液晶显示器，其中各所述像素单元包含：

薄膜晶体管，设置于所述下玻璃基板上；

像素电极，设置于所述下玻璃基板上并电连接所述薄膜晶体管；以及

彩色滤光片，设置所述共同电极和所述上玻璃基板之间。

3.如权利要求2所述的多区域垂直配向型液晶显示器，其中各所述像素电极具有多数狭缝，且各所述狭缝分别设置于各所述配向突物之间。

4.如权利要求3所述的多区域垂直配向型液晶显示器，其中设置各所述像素单元内的所述配向突物和所述狭缝皆为V型形状。

5.如权利要求1所述的多区域垂直配向型液晶显示器，其中所述配向突物具有相同的突物高度及不同的突物底部宽度，以使所述配向突物具有不同的突物夹角。

6.如权利要求1所述的多区域垂直配向型液晶显示器，其中所述配向突物系具有相同的突物底部宽度及不同的突物高度，以使所述配向突物具有不同的突物夹角。

7.如权利要求6所述的多区域垂直配向型液晶显示器，其中部分所述配向突物内另设置有垫高块。

8.如权利要求7所述的多区域垂直配向型液晶显示器，其中所述垫高块为黑色矩阵层。

9.如权利要求7所述的多区域垂直配向型液晶显示器，其中所述垫高块为彩色滤光层。

10.一种多区域垂直配向型液晶显示器，包含：

第一基板及第二基板；

共同电极，设置于所述第一基板上；

液晶层，设置于所述第一基板及所述第二基板之间；

多数电极，设置于所述第二基板且所述电极用以定义出多个像素；以及第一突物及第二突物，平行设置于所述第二基板的每一所述像素内，且所述第一突物及所述第二突物相互分离。

11.如权利要求10所述的多区域垂直配向型液晶显示器，其中各所述电极分别被一狭缝隔离。

12.如权利要求11所述的多区域垂直配向型液晶显示器，其中各狭缝的排列为V形状。

13.如权利要求10所述的多区域垂直配向型液晶显示器，其中所述第一突物及所述第二突物具有不同尺寸。

14.如权利要求10所述的多区域垂直配向型液晶显示器，其中所述第一突物及所述第二突物具有不同高度。

15.如权利要求10所述的多区域垂直配向型液晶显示器，其中所述第一突物及所述第二突物具有不同宽度。

16.如权利要求10所述的多区域垂直配向型液晶显示器，更进一步包括垫物，其中所述垫物设置于所述第一突物及所述第二突物任意之一内。

17.如权利要求16所述的多区域垂直配向型液晶显示器，其中所述垫块为黑色矩阵层。

18.如权利要求16所述的多区域垂直配向型液晶显示器，其中所述垫块为彩色滤光层。