CN106200145A - 其中像素具有控制电极以用于放大边缘电场的液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及其中像素具有控制电极以用于放大边缘电场的液晶显示器，其中一种垂直配向液晶显示器，具有一第一基板及一第二基板，并使用多个像素，各该像素具有：一像素电极，位于该第一基板上；一共用电极，位于该第二基板之下；多个液晶，位于该像素电极与该共用电极之间；一开关元件，耦接至该像素电极；一控制电极，位于该第一基板上方并位于该像素电极的一第一侧上。当该像素处于一接通(ON)状态时，该控制电极处于一现用控制电压，该现用控制电压大于该第一开关元件的输出电压。控制电极与像素电极中的电压差会放大像素电极周围的一边缘电场。所放大的边缘电场与像素电极电场交互作用，并使液晶沿相同方向倾斜。

Description

其中像素具有控制电极以用于放大边缘电场的液晶显示器

技术领域

本发明有关于液晶显示器(liquid crystal display；LCD)。更具体而言，本发明有关于具有极高对比度的垂直配向LCD。

背景技术

起初用于简单单色(monochrome)显示器(例如计算器及数位式手表)的液晶显示器(LCD)已成为主要显示技术。通常使用LCD代替阴极射线管(cathoderay tube；CRT)来用于电脑显示器及电视显示器。已克服了LCD的各种缺陷来改良LCD的品质。举例而言，主动矩阵显示器已极大地取代了被动矩阵显示器，相较于被动矩阵显示器，主动矩阵显示器会减少重影(ghosting)，并会改良解析度、色阶(color gradation)、视角、对比度及响应时间。垂直配向向列型LCD解决了传统扭转向列型(twisted nematic)LCD的某些缺陷，例如低对比度。

图1A至图1B例示一垂直配向LCD 100的一像素的基本功能。为清晰起见，图1A及图1B的LCD仅使用单个域(single domain)。此外，为清晰起见，图1A至图1B被简化并省略了诸多处理层。举例而言，在基板110与电极120之间，实际显示器可能包含用于电性连接的各种金属层以及用于分隔这些金属层的钝化层(即绝缘层)。此外，图1A至图1B的LCD就灰阶运算而言进行阐述。众所周知，可使用传统色彩技术(例如使用滤色片或场序着色)来增添色彩。

为更加清晰及一致起见，附图中像素及显示器的各种组件是以将显示器平放于桌子上且读者位于桌子前方的视角进行阐述。无论附图自显示器的边缘示出显示器的一部分(例如图1A及图1B)抑或示出一像素或显示器的俯视图(例如图2)，所作阐述的视角不发生变化。因此，对于自显示器的边缘所视的附图，所示二轴线应为上/下轴线及左/右轴线。用于描述相对于上/下轴线的位置的适当用语包括“在…之上(above)”、“在…之下(below)”、“在…上面(on top off)”及“在…下面(underneath)”。相对于左/右轴线的适当用语包括“在…左侧(to the left of)”及“在…右侧(to the right of)”。对于具有俯视图的附图，所用的轴线为左/右轴线及前/后轴线。前/后轴线可如同放于桌子上的一地图的北/南轴线。用于描述相对于前/后轴线的位置的适当用语包括“在…前面”(其等效于在一地图上位于“…南面”)及“在…后面”(其等效于在一地图上位于“…北面”)。此外，本文中所用的上/下轴线为垂直轴线，左/右轴线为水平轴线，而前/后轴线为纵向轴线。

LCD 100具有一第一偏光片105、一第一基板110、一第一电极120、一第一液晶配向层125、多个液晶130、一第二液晶配向层140、一第二电极145、一第二基板150及一第二偏光片155。具体而言，偏光片105贴附至基板110的底部，第一基板120形成于基板110的顶部上，且第一液晶配向层125形成于第一电极120之上。液晶130位于第一液晶配向层125与第二液晶配向层140之间。共用电极145位于液晶配向层140之上。共用电极145形成于第二基板150的底部上，且第二偏光片155贴附至基板150的顶部上。一般而言，第一基板110及第二基板150由透明玻璃制成。第一电极120及第二电极145由例如ITO(氧化铟锡)等透明导电材料制成。通常由聚酰亚胺(PI)层制成的第一液晶配向层125及第二液晶配向层140将液晶130配向为接近一垂直静止状态，因此液晶130相对于垂直配向具有一小的预倾角。在运作中，一光源(图中未示出)自第一偏光片105之下发出光，其中第一偏光片105贴附至第一基板110的底部。第一偏光片105通常以沿一第一方向的偏光轴取向，而第二偏光片155以与第一偏光片105垂直的偏光轴取向，其中第二偏光片155贴附至第二基板150的顶部。因此，来自光源的光不会穿过第一偏光片105与第二偏光片155二者，除非在第一偏光片105与第二偏光片155之间将光偏振旋转90度。为清晰起见，仅示出了极少量的液晶。在实际显示器中，液晶为直径约为5埃、长度为20埃至25埃的棒状分子。因此，在一宽80微米(μm)、长240微米、高3微米的像素中存在超过5百万个液晶分子。尽管图中未示出，但许多液晶显示器(特别是主动矩阵LCD)在第一电极120的底部上包含一钝化层。该钝化层在第一电极120与可能形成于基板110上的器件及导体之间用作一绝缘层。该钝化层通常由氮化硅形成。

在图1A中，液晶130以一预倾角垂直配向。在垂直配向中，液晶130不会使来自光源的光偏振旋转。因此，来自光源的光不会穿过LCD 100，而是形成完全光学黑色状态并对所有颜色及所有单元间隙(cell gap)呈现出一极高对比度。然而，因需要一预倾角(如以下所解释)，故即使在需要一暗像素时仍会存在某些光泄漏(light leakage)。因此，虽然传统垂直配向LCD相较于传统低对比度扭转向列型LCD提供了很大的对比度改良，但先进LCD应用仍需要甚至更高的对比度。

然而，如图1B所示，当在第一电极120与第二电极145之间施加一电场时，液晶130重新取向至一倾斜位置。处于该倾斜位置的液晶使穿过第一偏光片105的偏振光的偏振旋转90度，以使光可随后穿过第二偏光片155。倾斜度大小与电场强度成比例，其中倾斜度的大小会控制穿过LCD的光的量(即像素的亮度)。一般而言，对每一像素使用单个薄膜电晶体(thin-film-transistor；TFT)。然而，对于彩色显示器，则对每一颜色分量(通常为红、绿及蓝)使用一单独的TFT。

如图1B所示，所有液晶皆沿相同方向倾斜。使单个域中的所有液晶沿相同方向倾斜会增大显示器的亮度，并因此增大对比度。在传统垂直配向LCD中，预倾角使液晶沿相同方向倾斜。然而，即使在像素被关断时，预倾角使光仍能穿过LCD。通常，液晶配向层使用众所习之的摩擦(rubbing)技术制成。摩擦技术相对昂贵，且无法达成对预倾的精细控制。此外，摩擦技术使具有一复杂多域(multi-domain)结构的先进LCD的制造过程复杂化，此乃因每一单独域上方的液晶配向层皆须沿一不同方向被摩擦。因此，亟需一种用于改良对比度并降低垂直配向LCD的成本的方法或系统。

发明内容

因此，本发明提供一种相较于传统垂直配向液晶显示器具有更高对比度的垂直配向液晶显示器。此外，本发明可相较于传统垂直配向液晶显示器以一更低的成本生产具有一复杂多域结构的先进LCD。本发明利用放大的边缘电场来控制倾斜液晶的方向。

具体而言，在本发明的某一实施例中，一液晶显示器具有一第一基板及一第二基板并使用多个像素，各该像素具有：一像素电极，位于该第一基板上；一共用电极，位于该第二基板之下；多个液晶，位于该像素电极与该共用电极之间；一开关元件，耦接至该像素电极；一控制电极，位于该第一基板上方并位于该像素电极的一第一侧上。当该像素处于一接通(ON)状态时，该控制电极处于一现用控制电压，且其中该现用控制电压大于该第一开关元件的输出电压。该控制电极与该像素电极的电压差会放大该像素电极周围的一边缘电场。该放大的边缘电场与像素电极电场交互作用，并使这些液晶沿相同方向倾斜。

此外，在本发明的某些实施例中，该像素包含一基础电极(base electrode)，该基础电极位于该第一基板上方。该像素电极位于该基础电极与该控制电极之间。该基础电极及该共用电极耦接至一共用电压。

在本发明的某些实施例中，一液晶显示器具有一第一基板及一第二基板并使用多个像素，各该像素具有：垂直凸起部(riser)，位于该第一基板之上；一像素电极，在该第一基板上具有一大的间隙区域，并在该垂直凸起部的一侧壁上方具有一侧壁区域；一共用电极，位于该第二基板之下；多个液晶，位于该像素电极与该共用电极之间；以及一开关元件，耦接至该像素电极。该像素电极的该大的间隙区域与该共用电极之间的一大的间隙距离为该像素电极的该侧壁区域与该共用电极间的一侧壁间隙距离长度的至少一又五分之一倍。该像素电极的该侧壁区域的高度会放大该像素电极周围的一边缘电场。该放大边缘电场与像素电极电场交互作用，并使这些液晶沿相同方向倾斜。

此外，在本发明某些实施例中，该像素电极包含一小的间隙区域，该小的间隙区域位于该垂直凸起部的顶部之上。对于这些实施例，自该像素电极的该小的间隙区域至该共用电极具有小的间隙距离。该像素电极该小的间隙区域的高度会进一步放大该像素电极周围的一边缘电场。

在本发明的某些实施例中，使用分段式像素电极替代矩形像素电极。分段式像素电极包含在一第一方向延伸的多个像素电极段。在一第二方向上延伸的一横向像素电极段连接在该第一方向上延伸的这些像素电极段。

结合以下说明及附图，将会更充分地理解本发明。

附图说明

图1A至图1B例示一传统单域垂直配向LCD的一像素；

图2例示根据本发明的一实施例，一液晶显示器的一像素；

图3A至图3B例示根据本发明的一实施例的一液晶显示器；

图4例示根据本发明的一实施例，一液晶显示器的一像素；

图5例示根据本发明的一实施例，一液晶显示器的一像素；

图6例示根据本发明的一实施例，一液晶显示器的一像素；

图7例示根据本发明的一实施例，一液晶显示器的一像素；

图8例示根据本发明的一实施例，一液晶显示器的一像素；

图9例示根据本发明的一实施例，一液晶显示器的一像素；

图10A至图10B例示根据本发明的一实施例的一液晶显示器；

图11A至图11B例示根据本发明的一实施例的一液晶显示器；

图12为根据本发明的一实施例，一液晶显示器的一像素的一部分的透视图；

图13例示根据本发明一实施例的一液晶显示器；

图14例示根据本发明的一实施例，一液晶显示器的一像素；

图15例示根据本发明的一实施例的一液晶显示器；

图16例示根据本发明的一实施例，一液晶显示器的一像素；以及

图17例示根据本发明的一实施例的一多分区式(multi-sector)显示器。

符号说明

100：LCD

105：第一偏光片

110：第一基板

120：第一电极

125：第一液晶配向层

130：液晶

140：第二液晶配向层

145：第二电极

150：第二基板

155：第二偏光片

200：像素

300：显示器

305：第一偏光片

310：第一基板

330：液晶

340：液晶配向层

345：共用电极

350：第二基板

355：第二偏光片

400：像素

500：像素

600：像素

700：像素

900：像素

1000：显示器

1005：第一偏光片

1010：第一基板

1030：液晶

1040：液晶配向层

1045：共用电极

1050：第二基板

1055：第二偏光片

1100：显示器

1105：第一偏光片

1110：第一基板

1140：液晶配向层

1145：共用电极

1150：第二基板

1155：第二偏光片

1200：像素

1210：基板

1300：显示器

1305：第一偏光片

1310：第一基板

1340：液晶配向层

1345：共用电极

1350：第二基板

1355：第二偏光片

1400：像素

1500：显示器

1505：第一偏光片

1510：第一基板

1530a：液晶

1530b：液晶

1540：液晶配向层

1545：共用电极

1550：第二基板

1555：第二偏光片

1600：像素

1700：多分区式显示器

BaE_0～BaE_4：基础电极

BaE_01～BaE_04：基础电极

CE_0～CE_3：控制电极

CE_01～CE_04：控制电极

DS_L：左显示分区

DS_R：右显示分区

HBaES：水平基础电极间距

HBaES1～HBaES2：水平基础电极间距

HCES1～HCES4：水平控制电极间距

HPES_01～HPES_08：水平像素电极段

HPES_01_01～HPES_01_08：水平像素电极段

HPES_02_01～HPES_02_08：水平像素电极段

HPES_03_01～HPES_03_04：水平像素电极段

HPES_04_01：水平像素电极段

LBaES：纵向基础电极间距

LCES1：纵向控制电极间距

LCES2：纵向控制电极间距

LGR：大的间隙区域

LPES_01～LPES_05：纵向像素电极段

LPES_01_01：纵向像素电极段

LPES_02_01：纵向像素电极段

LPES_03_01：纵向像素电极段

LPES_04_01～LPES_04_04：纵向像素电极段

PE_0～PE_3：像素电极

SE_1：开关元件

SGR：小的间隙区域

SPE_1～SPE_4：分段式像素电极

SWR：侧壁区域

V_R_0～V_R_2：垂直凸起部

具体实施方式

如上所述，传统垂直配向LCD具有有限的对比度，且具有一复杂多域结构的先进垂直配向LCD造价昂贵。然而，根据本发明原理的垂直配向LCD利用放大边缘电场来控制液晶的倾斜。因此，根据本发明实施例的LCD具有更高的对比度，且具有一复杂多域结构的先进垂直配向LCD相较于传统液晶显示器可具有更低制造成本。

图2显示根据本发明一实施例的一像素200。像素200包含一第一基础电极BaE_1、一第二基础电极BaE_2、一像素电极PE_1、一控制电极CE_1、及一开关元件SE_1，开关元件SE_1可例如为一薄膜电晶体(TFT)。像素电极PE_1位于第一基础电极BaE_1与控制电极CE_1之间。具体而言，基础电极BaE_1位于像素电极PE_1的一第一侧(即图2中的左侧)上，并与像素电极PE_1相隔一水平基础电极间距HBaES。控制电极CE_1位于像素电极PE_1的一第二或相对侧(即图2中的右侧)上，并与像素电极PE_1相隔一水平控制电极间距HCES1。相较于像素电极PE_1，基础电极BaE_2位于控制电极CE_1的相对侧上，并与控制电极CE_1相隔一水平控制电极间距HCES2。因此，控制电极CE_1位于基础电极BaE_2与像素电极PE_1之间。开关元件SE_1耦接至像素电极PE_1，并控制将像素200配置成一像素接通(ON)状态(透射光)或一像素关断(OFF)状态(阻挡光)。具体而言，开关元件SE_1驱动像素电极PE_1至一像素接通电压位准V_p_on，以使像素200转变至像素接通状态。反之，开关元件SE_1驱动像素电极PE_1至一像素关断电压位准V_p_off，以使像素200转变至像素关断状态。为更佳地显示像素结构，在图2中省略像素200的液晶配向层。不同于传统垂直配向LCD，像素200的液晶配向层无需经历摩擦制程来使液晶具有预倾角。一般而言，像素电极使用例如氧化铟锡(ITO)等透明导体形成。基础电极及控制电极可使用非透明材料形成。然而，在许多实施例中，使用相同材料来形成像素电极、基础电极及控制电极以减少制程步骤，此乃因可在相同制程步骤中沉积并图案化基础电极、像素电极及控制电极。然而，本发明的某些实施例包含一黑色矩阵(black matrix)或其他非透明材料，以防止控制电极或基础电极周围出现光泄漏，此可提高显示器的对比度。

图3A至图3B显示用于一显示器300的像素200。显示器300包含一第一偏光片305、一第一基板310、像素200(具有基础电极BaE_1、基础电极BaE_2、像素电极PE_1、一控制电极CE_1)、液晶330、液晶配向层340、一共用电极345、一第二基板350、及一第二偏光片355。另一液晶配向层形成于第一基板310、基础电极BaE_1及BaE_2、像素电极PE_1、以及控制电极CE_1之上，但为更佳地例示像素200，在图3A及图3B中省略了该另一液晶配向层。具体而言，第一偏光片305贴附至第一基板310的底部。像素200形成于第一基板310上方，并如以上所述及图2所示排列。另一液晶配向层形成于第一基板310、基础电极BaE_1及BaE_2、像素电极PE_1、以及控制电极CE_1之上，但为更佳地例示像素200，在图3A及图3B中省略了该另一液晶配向层。液晶330位于像素电极PE_1之上、液晶配向层340之下。共用电极345位于液晶配向层340之上。共用电极145形成于第二基板350的底部上，且第二偏光片355贴附至基板150的顶部。像素电极PE_1耦接至开关元件SE_1(图3A至图3B中未示出)。共用电极345以及基础电极BaE_1及BaE_2连接至一共用电压V_comm。控制电极CE_1耦接至一控制电压信号V_ctrl。控制电压信号V_ctrl具有一现用电压V_ctrl_act及一非现用电压V_ctrl_inact。此外，本发明的某些实施例无论像素200处于何种状态皆将控制电压信号V_ctrl保持于现用电压V_ctrl_act。在本发明的其他实施例中，控制电压信号V_ctrl依像素200的状态而于现用电压V_ctrl_act与非现用电压V_ctrl_inact之间振荡。本发明的不同实施例可具有不同控制电压信号V_ctrl来源。在某些实施例中，一专用高压驱动器IC(集成电路)包含于显示器中，在其他实施例中，控制电压信号V_ctrl则来自于一门集成电路(gate IC)。在本发明的许多实施例中，现用电压V_ctrl_act介于12伏与20伏之间，电压V_comm为零伏，且像素接通电压V_p_on为5伏至6伏，非现用电压V_ctrl_inact为零伏。一般而言，现用电压V_ctrl_act应为像素接通电压V_p_on的至少二倍高。

像素电极PE_1与控制电极CE_1的电压差会放大像素电极PE_1周围的一边缘电场。此外，控制电极CE_1与基础电极BaE_1的电压差亦可放大像素电极PE_1周围的边缘电场。当像素电极PE_1被导通(即透射光)时，所放大的边缘电场与位于像素电极PE_1与共用电极间的电场交互作用。为清晰起见，以下将位于像素电极与共用电极间的电场称为像素电极电场。所放大的边缘电场与像素电极电场间的交互作用使液晶沿相同方向倾斜。液晶效应为集体效应。因此，即使边缘电场小，所感应出的液晶效应亦可因液晶集体效应而非常大。一般而言，边缘电场主要集中于像素电极PE_1的边缘上，然而，可因非局部LC矫正取向效应(non-local LCcorrective orientation effect)而感应出大的边缘电场效应。

基础电极BaE_2用于防止控制电极CE_1放大一相邻像素(图中未示出)的边缘电场。然而，由于该相邻像素具有一等效基础电极BaE_1，故本发明的某些实施例省略了基础电极BaE_2。

在图3A中，像素200处于像素关断状态。像素电极PE_1上的电压与共用电压V_comm近乎相同。因此，在共用电极345与像素电极PE_1之间实际上不存在电场。因此，液晶330处于初始垂直取向，而无任何预倾角位置。然而，本发明的某些实施例可在液晶中感应出一预倾角，尽管预倾角会降低显示器的对比度。

在图3B中，像素200处于像素接通状态。开关元件SE_1(图中未示出)驱动像素电极PE_1至一像素接通电压V_p_on。藉此，一像素电极电场形成于共用电极345(处于共用电压Vcomm)与像素电极PE_1之间。所放大的边缘电场与像素电极电场交互作用，以使液晶沿相同方向倾斜。倾斜的液晶容许光穿过显示器300。在液晶应向左而非向右倾斜的显示器中，可对基础电极与控制电极的位置进行互换。在本发明的某些实施例中，像素电极PE_1具有介于40微米与70微米间的一宽度、及介于40微米与70微米间的一高度。

为进一步扩大并控制边缘电场效应，本发明的某些实施例使用一分段式像素电极而非一整体矩形电极。图4例示使用一分段式像素电极SPE_1的一像素400。像素400亦包含一第一基础电极BaE_1、一第二基础电极BaE_2、一控制电极CE_1、及一开关元件SE_1，该开关元件SE_1可例如为一薄膜电晶体(TFT)。分段式像素电极SPE_1包含多个水平像素电极段HPES_01、HPES_02、HPES_08及一纵向像素电极段LPES_01。在像素400中，纵向像素电极段LPES_01形成分段式像素电极SPE_1的右侧。水平像素电极段HPES_01至水平像素电极段HPES_08自分段式像素电极SPE_1的左侧延伸至纵向像素电极段LPES_01，并间隔开一纵向段间距LSS(图4中未示出)。在本发明的其他实施例中，纵向像素电极段LPES_01可定位于其他位置。在本发明的又一些其他实施例中，可省略纵向像素电极段LPES_01，而使用其他导体将这些水平像素电极段电性耦合于一起。

分段式像素电极SPE_1位于第一基础电极BaE_1与控制电极CE_1之间。具体而言，基础电极BaE_1位于分段式像素电极SPE_1的一第一侧(即图4中的左侧)上(更具体而言，位于水平像素电极段HPES_01至水平像素电极段HPES_08的左侧上)，并与分段式像素电极SPE_1相隔一水平基础电极间距HBaES(图4中未示出)。控制电极CE_1位于分段式像素电极SPE_1的一第二或相对侧(即图4中右侧)上，并与分段式像素电极SPE_1相隔一水平控制电极间距HCES1(图4中未示出)。相较于分段式像素电极SPE_1，基础电极BaE_2位于控制电极CE_1的相对侧上，并与控制电极CE_1相隔一水平控制电极间距HCES2。因此，控制电极CE_1位于分段式像素电极SPE_1与基础电极BaE_2之间。开关元件SE_1耦接至分段式像素电极SPE_1，并控制将像素400配置成像素接通(ON)状态(透射光)抑或像素关断(OFF)状态(阻挡光)。控制电极CE_1耦接至控制电压信号V_ctrl，且基础电极BaE_1及BaE_2耦接至共用电压V_comm。像素400的运作类似于上述像素200的运作。然而，在像素400中，每一水平像素电极段具有一边缘电场，该边缘电场被分段式像素电极SPE_1与控制电极CE_1上的不同电压放大。此外，控制电极CE_1与基础电极BaE_1的电压差亦可放大该边缘电场。像素400的一优点在于：仅藉由添加更多水平像素电极段并加长纵向像素电极段LPES_01、基础电极BaE_1、控制电极CE_1、及基础电极BaE_2，即可轻易地将像素400沿纵轴修改得更长。在像素400的某些实施例中，水平像素电极段的宽度为40微米至70微米，水平像素电极段的深度(即沿纵轴的长度)为4微米至5微米，纵向像素间距为4微米至5微米，纵向像素电极段LPES_01的宽度为4微米至5微米，纵向像素电极段的深度(即沿纵轴的长度)等于分段式像素电极SPE_1的深度，(此取决于水平像素电极段的数目)，控制电极CE_1的宽度为4微米至5微米，控制电极CE_1的长度相同于分段式像素电极SPE_1的深度，基础电极BaE_1及BaE_2的宽度为4微米至5微米，基础电极BaE_1及BaE_2的深度等于分段式像素电极SPE_1的深度，水平基础电极间距HBaES以及水平控制电极间距HCES1及HCES2为4微米至5微米。本发明的各种实施例可包含任意数目的水平像素电极段。

在某些显示器中，可能需要一更宽的像素。图5例示适用于这些显示器的一像素500。像素500包含一第一基础电极BaE_1、一第二基础电极BaE_2、一第三基础电极BaE_3、一第一像素电极PE_1、一第二像素电极PE_2、一第一控制电极CE_1、一第二控制电极CE_2、及一开关元件SE_1。像素电极PE_1位于第一基础电极BaE_1与控制电极CE_1之间。具体而言，基础电极BaE_1位于像素电极PE_1的一第一侧(即图5中的左侧)上，并与像素电极PE_1相隔一水平基础电极间距HBaES1。控制电极CE_1位于像素电极PE_1的一第二或相对侧(即图5中的右侧)上，并与像素电极PE_1相隔一水平控制电极间距HCES1。相较于像素电极PE_1，基础电极BaE_2位于控制电极CE_1的相对侧上，并与控制电极CE_1相隔一水平控制电极间距HCES2。因此，控制电极CE_1位于基础电极BaE_2与像素电极PE_1之间。

控制电极CE_2位于基础电极BaE_1的左侧，并与基础电极BaE_1相隔一水平控制电极间距HCES3。因此，基础电极BaE_1位于控制电极CE_2与像素电极PE_1之间。像素电极PE_2位于基础电极BaE_3与控制电极CE_2之间。具体而言，基础电极BaE_3位于像素电极PE_2的一第一侧(即图5中的左侧)上，并与像素电极PE_2相隔一水平基础电极间距HBaES2。控制电极CE_2位于像素电极PE_2的一第二或相对侧(即图5中的右侧)上，并与像素电极PE_2相隔一水平控制电极间距HCES4。因此，控制电极CE_2位于基础电极BaE_1与像素电极PE_2之间。在像素500中，控制电极CE_1耦接至控制电极CE_2，然而在本发明其他实施例中，控制电极CE_1与控制电极CE_2可耦接至不同电压源。开关元件SE_1耦接至像素电极PE_1及像素电极PE_2，并控制将像素500配置成像素接通(ON)状态(透射光)或像素关断(OFF)状态(阻挡光)。控制电极CE_1及CE_2耦接至控制电压信号V_ctrl，且基础电极BaE_1、BaE_2及BaE_3耦接至共用电压V_comm。因此，像素500非常类似于二个并列运作的像素(如像素200)。藉由于像素电极PE_2的左侧(或像素电极PE_1的右侧)在一额外基础电极与控制电极之间添加额外的像素电极，可形成更宽的像素。

此外，如图6所示，像素电极PE_1及PE_2可由分段式像素电极替代。图6例示一像素600，像素600包含一第一基础电极BaE_1、一第二基础电极BaE_2、一第三基础电极BaE_3、一第一分段式像素电极SPE_1、一第二分段式像素电极SPE_2、一第一控制电极CE_1、一第二控制电极CE_2、及一开关元件SE_1。分段式像素电极SPE_1位于第一基础电极BaE_1与控制电极CE_1之间。具体而言，基础电极BaE_1位于分段式像素电极SPE_1的一第一侧(即图6中的左侧)上，并与分段式像素电极SPE_1相隔一水平基础电极间距HBaES1(图6中未示出)。控制电极CE_1位于分段式像素电极SPE_1的一第二或相对侧(即图6中的右侧)上，并与分段式像素电极SPE_1相隔一水平控制电极间距HCES1(图6中未示出)。相较于分段式像素电极SPE_1，基础电极BaE_2位于控制电极CE_1的相对侧上，并与控制电极CE_1相隔一水平控制电极间距HCES2(图6中未示出)。因此，控制电极CE_1位于基础电极BaE_2与分段式像素电极SPE_1之间。

控制电极CE_2位于基础电极BaE_1的左侧，并与基础电极BaE_1相隔一水平控制电极间距HCES3。因此，基础电极BaE_1位于控制电极CE_2与分段式像素电极SPE_1之间。分段式像素电极SPE_2位于基础电极BaE_3与控制电极CE_2之间。具体而言，基础电极BaE_3位于分段式像素电极SPE_2的一第一侧(即图6中的左侧)上，并与分段式像素电极SPE_2相隔一水平基础电极间距HBaES2(图6中未示出)。控制电极CE_2位于分段式像素电极SPE_2的一第二或相对侧(即图6中的右侧)上，并与分段式像素电极SPE_2相隔一水平控制电极间距HCES4(图6中未示出)。因此，控制电极CE_2位于基础电极BaE_1与分段式像素电极SPE_2之间。在像素600中，控制电极CE_1耦接至控制电极CE_2，然而在本发明的其他实施例中，控制电极CE_1与控制电极CE_2可耦接至不同电压源。开关元件SE_1耦接至分段式像素电极SPE_1及分段式像素电极SPE_2，并控制将像素600配置成像素接通(ON)状态(透射光)或像素关断(OFF)状态(阻挡光)。控制电极CE_1及CE_2耦接至控制电压信号V_ctrl，且基础电极BaE_1、BaE_2及BaE_3耦接至共用电压V_comm。

像素的分段式像素SPE_1具有多个水平像素电极段HPES_01_01、HPES_01_02、...、HPES_01_08及一纵向像素电极段LPES_01_01。在像素600中，纵向像素电极段LPES_01_01形成分段式像素电极SPE_1的右侧。水平像素电极段HPES_01_01至水平像素电极段HPES_01_08自分段式像素电极SPE_1的左侧延伸至纵向像素电极段LPES_01_01。类似地，像素600的分段式像素SPE_2具有多个水平像素电极段HPES_02_01、HPES_02_02、...、HPES_02_08及一纵向像素电极段LPES_02_01。在像素600中，纵向像素电极段LPES_02_01形成分段式像素电极SPE_2的右侧。水平像素电极段HPES_02_01至水平像素电极段HPES_02_08自分段式像素电极SPE_2的左侧延伸至纵向像素电极段LPES_02_01。藉由在分段式像素SPE_1及SPE_2中包含更多水平像素电极段，像素600可变得更深(即沿纵轴更长)。此外，藉由在额外基础电极与控制电极之间夹置额外分段式像素电极，像素600可变得更宽。

在像素200、像素400、像素500及像素600中，液晶向右倾斜(或在基础电极与控制电极互换后向左倾斜)。然而，对于某些应用，使液晶朝向或远离(相对于平放于使用者前方的桌子上的一显示器)倾斜可为较佳的。图7显示当像素被接通时液晶远离显示器倾斜的一像素700。像素700包含一第一基础电极BaE_1、一第二基础电极BaE_2、一像素电极PE_1、一控制电极CE_1、及一开关元件SE_1。像素电极PE_1位于第一基础电极BaE_1与控制电极CE_1之间。具体而言，基础电极BaE_1位于像素电极PE_1的一第一侧(即图7中的前侧)上，并与像素电极PE_1相隔一纵向基础电极间距LBaES。控制电极CE_1位于像素电极PE_1的一第二或相对侧(即图7中的后侧)上，并与像素电极PE_1相隔一纵向控制电极间距LCES1。相较于像素电极PE_1，基础电极BaE_2位于控制电极CE_1的相对侧上，并与控制电极CE_1相隔一纵向控制电极间距LCES2。开关元件SE_1耦接至像素电极PE_1，并控制将像素700配置成像素接通(ON)状态(透射光)或像素关断(OFF)状态(阻挡光)。由于像素700基本上为旋转90度后的像素200，故像素700的运作非常类似于如上所述的像素200运作。

图8例示使用一分段式像素电极SPE_1的一像素800。像素800亦包含一第一基础电极BaE_1、一第二基础电极BaE_2、一控制电极CE_1、及一开关元件SE_1。分段式像素电极SPE_1包含多个纵向像素电极段LPES_01、LPES_02、...、LPES_05及一水平像素电极段HPES_01。在像素800中，水平像素电极段HPES_01形成分段式像素电极SPE_1的后侧。纵向像素电极段LPES_01至纵向像素电极段LPES_05自分段式像素电极SPE_1之前侧延伸至水平像素电极段HPES_01。在本发明的其他实施例中，水平像素电极段HPES_01可定位于其他位置。在本发明的又一些其他实施例中，可省略水平像素电极段HPES_01，而使用其他导体将这些纵向像素电极段电性耦合于一起。

分段式像素电极SPE_1位于第一基础电极BaE_1与控制电极CE_1之间。具体而言，基础电极BaE_1位于分段式像素电极SPE_1的一第一侧(即图8中之前侧)上(更具体而言，位于纵向像素电极段LPES_01至纵向像素电极段LPES_05之前侧上)，并与分段式像素电极SPE_1相隔一纵向基础电极间距LBaES(图8中未示出)。控制电极CE_1位于分段式像素电极SPE_1的一第二或相对侧(即图8中之后侧)上，并与分段式像素电极SPE_1相隔一纵向控制电极间距LCES1(图8中未示出)。相较于分段式像素电极SPE_1，基础电极BaE_2位于控制电极CE_1的相对侧上，并与控制电极CE_1相隔一纵向控制电极间距LCES2(图8中未示出)。开关元件SE_1耦接至分段式像素电极SPE_1，并控制将像素800配置成像素接通(ON)状态(透射光)或像素关断(OFF)状态(阻挡光)。像素800的运作类似于如上所述像素700的运作。然而，在像素800中，每一纵向像素电极段具有一边缘电场，该边缘电场被纵向像素电极段(LPES_01-LPES_05)与控制电极CE_1上的不同电压放大。像素800的一优点在于：仅藉由添加更多纵向像素电极段并加长水平像素电极段HPES_01、基础电极BaE_1、控制电极CE_1、及基础电极BaE_2，即可轻易地将像素800修改得更宽。在像素800的某些实施例中，纵向像素电极段的深度(即沿纵轴的长度)为40微米至70微米，纵向像素电极段的宽度为4微米至5微米，水平像素段间距为4微米至5微米，水平像素电极段HPES_01的深度为4微米至5微米，水平像素电极段的宽度等于分段式像素电极SPE_1的宽度，(此取决于纵向像素电极段数目)，控制电极CE_1的深度为4微米至5微米，控制电极CE_1的宽度相同于分段式像素电极SPE_1的宽度，基础电极BaE_1及BaE_2的深度为4微米至5微米，基础电极BaE_1及BaE_2的宽度等于分段式像素电极SPE_1的宽度，纵向基础电极间距LBaES以及纵向控制电极间距LCES1及LCES2为4微米至5微米。本发明的各种实施例可包含任意数目的纵向像素电极段。

可将额外的像素电极添加至像素800以获得更深(即沿纵轴更长)的像素。图9例示包含三个像素电极PE_1、PE_2及PE_3的一像素900。像素900亦包含四个基础电极BaE_1、BaE_2、BaE_3及BaE_4、三个控制电极CE_1、CE_2及CE_3、以及一开关元件SE_1。像素电极PE_1位于基础电极BaE_1与控制电极CE_1之间。具体而言，基础电极BaE_1位于像素电极PE_1的一第一侧(即图9中的前侧)上，并与像素电极PE_1相隔一纵向基础电极间距LBaES。控制电极CE_1位于像素电极PE_1的一第二或相对侧(即图9中的后侧)上，并与像素电极PE_1相隔一纵向控制电极间距LCES1。相较于像素电极PE_1，基础电极BaE_2位于控制电极CE_1的相对侧上，并与控制电极CE_1相隔一纵向控制电极间距LCES2。像素电极PE_2位于基础电极BaE_2与控制电极CE_2之间。具体而言，基础电极BaE_2位于像素电极PE_2的一第一侧(即图9中的前侧)上，并与像素电极PE_1相隔一纵向基础电极间距LBaES。控制电极CE_2位于像素电极PE_2的一第二或相对侧(即图9中的后侧)上，并与像素电极PE_2相隔一纵向控制电极间距LCES1。相较于像素电极PE_2，基础电极BaE_3位于控制电极CE_2的相对侧上，并与控制电极CE_2相隔一纵向控制电极间距LCES2。像素电极PE_3位于基础电极BaE_3与控制电极CE_3之间。具体而言，基础电极BaE_3位于像素电极PE_3的一第一侧(即图9中的前侧)上，并与像素电极PE_1相隔一纵向基础电极间距LBaES。控制电极CE_3位于像素电极PE_3的一第二或相对侧(即图9中的后侧)上，并与像素电极PE_3相隔一纵向控制电极间距LCES1。相较于像素电极PE_3，基础电极BaE_3位于控制电极CE_3的相对侧上，并与控制电极CE_3相隔一纵向控制电极间距LCES2。在像素900中，控制电极CE_1耦接至控制电极CE_2及控制电极CE_3，然而在本发明的其他实施例中，控制电极CE_1、控制电极CE_2与控制电极CE_3可耦接至不同电压源。开关元件SE_1耦接至像素电极PE_1、PE_2及PE_3。像素900非常类似于并列运作的三个像素(如像素700)。藉由于一额外基础电极与控制电极之间添加额外的像素电极，可形成更深(即沿纵轴更长)的像素。此外，以与藉由以一分段式像素电极替代一矩形像素电极而将像素700修改成像素800同样的方式，像素900可被修改成包含分段式像素电极以替代矩形像素电极。

图10A至图10B显示用于一显示器1000的一像素1000P(在图10A至图10B中未具体示出)。显示器1000包含一第一偏光片1005、一第一基板1010、像素1000P_1(具有基础电极BaE_1、像素电极PE_1、一控制电极CE_1、及一垂直凸起部V_R_1)、像素1000P的左侧一像素的一部分(具有垂直凸起部V_R_0、位于垂直凸起部V_R_0顶部上的控制电极CE_0、及亦位于垂直凸起部V_R_0顶部上的基础电极BaE_0)、液晶1030、一液晶配向层1040、一共用电极1045、一第二基板1050及一第二偏光片1055。一额外液晶配向层沉积于基板1010、像素电极PE_1、垂直凸起部V_R_0至V_R_1、基础电极BaE_0及BaE_1、以及控制电极CE_0及CE_1之上。然而，为更清晰地显示像素1000P的特征，该液晶配向层未示出于图10A至图10B中。像素1000P类似于像素200(见图2、图3A及图3B)，只是控制电极CE_1形成于一垂直凸起部V_R_1上且基础电极BaE_0形成于垂直凸起部V_R_0上。像素电极PE_1形成于基板1010上。液晶1030位于像素电极PE_1与共用电极1045之间(更具体而言，位于共用电极1045底部上的液晶配向层1040与像素电极PE_1上方的液晶配向层(图10A至图10B中未示出)之间)。像素电极PE_1耦接至开关元件SE_1(图10A至图10B中未示出)。共用电极1045以及基础电极BaE_1及BaE_2连接至一共用电压V_comm。控制电极CE_1耦接至一控制电压信号V_ctrl。

基础电极BaE_1与控制电极CE_1的电压差会放大像素电极PE_1周围的一边缘电场。此外，控制电极CE_1与像素电极PE_1的电压差亦会放大像素电极PE_1周围的边缘电场。当像素电极PE_1被导通(即透射光)时，所放大的边缘电场与像素电极电场交互作用。所放大的边缘电场与像素电极电场间的交互作用使液晶沿相同方向倾斜。

藉由将控制电极CE_1及基础电极BaE_2置于垂直凸起部V_R_1上，便能够相较于像素200而对控制电压V_ctrl使用一更低的电压。举例而言，控制电压V_ctrl的现用电压可相同于像素电极PE_1的像素接通电压V_p_on。因此，在本发明的许多实施例中，控制电极CE_1耦接至开关元件SE_1，开关元件SE_1亦连接至像素电极PE_1。一般而言，像素电极PE_1与共用电极1045间的垂直距离(即大的间隙距离)应为垂直凸起部V_R_1上的控制电极CE_1与共用电极1045间的垂直距离(即小的间隙距离)的至少1.2倍。因此，该大的间隙距离应为该小的间隙距离的至少一又五分之一倍。在本发明的一特定实施例中，大的间隙为3微米，而小的间隙为2微米。因此，在本实施例中，大的间隙距离为小的间隙距离的1.5倍。然而，在本发明的另一实施例中，小的间隙仅为1微米。

在图10A中，像素1000P处于像素关断状态。像素电极PE_1上的电压与共用电压V_comm近乎相同。因此，在共用电极1045与像素电极PE_1之间实际上不存在电场。因此，液晶1030处于初始垂直取向，而无任何预倾角位置。然而，本发明的某些实施例包含一小的液晶预倾角。

在图10B中，像素1000P处于像素接通状态。开关元件SE_1(图中未示出)驱动像素电极PE_1至一像素接通电压V_p_on。藉此，一像素电极电场形成于共用电极1045(处于共用电压Vcomm)与像素电极PE_1之间。所放大的边缘电场与像素电极电场交互作用，以使液晶沿相同方向倾斜。倾斜的液晶容许光穿过显示器1000。在液晶应向左而非向右倾斜的显示器中，可将基础电极与控制电极的位置互换。在本发明的某些实施例中，像素电极PE_1具有介于40微米与70微米间的一宽度、以及介于40微米与70微米间的一深度。

正如像素200一般，像素1000P可藉由以一分段式像素电极替代像素电极PE_1而得到修改。类似地，像素500、像素600、像素700、像素800及像素900可被修改成包含垂直凸起部，以提升控制电极及适当的基础电极。如上所述，当控制电极位于一垂直凸起部上时，控制电极可耦接至用于控制像素电极的同一开关元件。因此，在本发明的某些实施例中，并未形成单独的像素电极及控制电极，而是去除了控制电极并使像素电极延伸形成于基板及部分该垂直凸起部之上。图11A显示使用一像素1100P(图11A中未示出)的一显示器1100，像素1100P包含此一像素电极。显示器1100包含一第一偏光片1105、一第一基板1110、像素1100P(具有基础电极BaE_1、像素电极PE_1、及垂直凸起部V_R_1)、一液晶配向层1140、一共用电极1145、一第二基板1150及一第二偏光片1155。像素1100P左侧的一像素的一部分亦显示于图11A至图11B。具体而言，像素电极PE_0及基础电极BaE_0的一小部分被显示位于垂直凸起部V_R_0的顶部上。一额外液晶配向层沉积于基板1110、像素电极PE_0及PE_1、垂直凸起部V_R_0及V_R_1、以及基础电极BaE_0及BaE_1之上。然而，为更清晰地显示像素1100P的特征，该液晶配向层未示出于图11A至图11B中。此外，为清晰起见，液晶未示出于图11A至图11B中。基础电极BaE_1形成于垂直凸起部V_R_1的顶部上。像素电极PE_1形成于基板1110的顶部上、垂直凸起部V_R_1的侧壁上、以及垂直凸起部V_R_1的顶部上。为清晰起见，像素1100P的像素电极PE_1被阐述为具有一大的间隙区域LGR、一侧壁区域SWR、及一小的间隙区域SGR。图11B以不同阴影显示像素电极PE_1的该三个区域。像素电极PE_1的大的间隙区域LGR为像素电极PE_1的与共用电极1145具有最大间隙(即与共用电极1145具有最大距离)的部分。因此，像素电极PE_1的大的间隙区域LGR位于基板1110上。像素电极的侧壁区域SWR为像素电极PE_1的形成于垂直凸起部V_R_1的侧壁上的部分。像素电极PE_1的小的间隙区域SGR为像素电极PE_1的与共用电极1145具有最小间隙(即与共用电极1145具有最小距离)的部分。因此，像素电极PE_1的小的间隙区域SGR位于垂直凸起部V_R_1的顶部上。像素电极PE_1耦接至开关元件SE_1(图11A至图11B中未示出)。共用电极1145以及基础电极BaE_0及BaE_1连接至一共用电压V_comm。本发明的某些实施例省略基础电极。

当像素1100P处于像素接通状态时，即开关元件SE_1正在驱动像素电极至像素接通电压V_p_on时，像素电极PE_1的小的间隙区域SGR及像素电极PE_1的侧壁区域SWR二者皆会放大像素电极PE_1周围的边缘电场。所放大的边缘电场与像素电极电场交互作用。所放大的边缘电场与像素电极电场间的交互作用使液晶沿相同方向倾斜。一般而言，像素电极PE_1的大的间隙区域LGR与共用电极1045间的垂直距离(即大的间隙距离)应为垂直凸起部V_R_1上的像素电极PE_1的小的间隙区域SGR与共用电极1045间的垂直距离(即小的间隙距离)的至少1.2倍。因此，大的间隙距离应为小的间隙距离的至少一又五分之一倍。在本发明的一特定实施例中，大的间隙距离为3微米，而小的间隙距离为2微米。因此，在本实施例中，大的间隙距离为小的间隙距离的1.5倍。在本发明的另一实施例中，小的间隙距离为0.75微米。因此，在本实施例中，大的间隙距离为小的间隙距离的四倍。一般而言，当大的间隙距离高出小的间隙距离六倍时，边缘电场放大可能不甚有效。

在本发明的许多实施例中，像素电极PE_1的所有区域使用相同的材料一起形成，通常使用一种透明导电材料，例如氧化铟锡(ITO)。一般而言，像素电极PE_1的包含小的间隙区域的表面为光滑的。在本发明的大部分实施例中，像素电极PE_1的大的间隙区域用于使光透射过显示器，而侧壁区域及小的间隙区域主要提供边缘电场放大。因此，大的间隙区域大于侧壁区域及小的间隙区域。一般而言，大的间隙区域为小的间隙区域的至少二倍大。举例而言，在本发明的许多实施例中，大的间隙区域的水平宽度为20微米至80微米，侧壁区域的水平宽度为2微米至10微米，而小的间隙区域的水平宽度为2微米至10微米。在本发明的一具体实施例中，大的间隙区域的水平宽度为40微米，侧壁区域的水平宽度为2微米，而小的间隙区域的水平宽度为5微米。由于在本发明的许多实施例中，像素电极PE_1的侧壁区域及小的间隙区域用于放大边缘电场而非用于透射光，故此等实施例可使用一黑色矩阵或其他非透明材料来防止经由侧壁区域及/或小的间隙区域发生光泄漏。

在本发明的某些实施例中，像素电极PE_1的侧壁区域SWR充分地放大边缘电场，故可省略像素电极PE_1的此小的间隙区域SGR。

可轻易地将像素1100P修改成使用分段式像素电极。一般而言，分段式像素电极具有多个沿一第一方向的像素电极段以及沿一第二方向并连接这些像素电极段的一横向像素电极段。举例而言，在图4中，沿第一方向的这些像素电极段为水平像素电极段HPES_01至水平像素电极段HPES_08，且该横向像素电极段为纵向像素段LPES_01。为更大地放大边缘电场，横向像素电极段应位于分段式像素电极的小的间隙区域中。然而，本发明的许多实施例将横向像素电极段定位于像素电极大的间隙区域中。

图12显示一像素1200的一部分的透视图，像素1200位于基板1210上并使用一分段式像素电极SPE_1(图12中未具体示出)。像素1200包含一垂直凸起部V_R_1、一基础电极BaE_1、以及具有四个水平像素电极段HPES_01至HPES_04及一纵向像素电极段LPES_01的分段式像素电极SPE_1。水平像素电极段HPES_01至HPES_04形成于基板1210上、垂直凸起部V_R_1的侧壁上及垂直凸起部V_R_1的顶部上。因此，各该水平像素电极段在基板1210上方具有一大的间隙段区域，在垂直凸起部V_R_1的侧壁上方具有一侧壁段区域，并在垂直凸起部V_R_1的顶部上具有一小的间隙段区域。纵向像素电极段LPES_01形成于垂直凸起部V_R_1的顶部上，并连接水平像素电极段HPES_01至HPES_04。基础电极BaE_1亦形成于垂直凸起部V_R_1的顶部上。如上所述，分段式像素电极SPE_1的位于垂直凸起部V_R_1的侧壁上的部分以及位于垂直凸起部V_R_1的顶部上的部分会放大水平像素电极段HPES_01至HPES_04的边缘电场。

图13显示具有一像素1300P(图13中未具体示出)的一显示器1300，像素1300P使用二个像素电极，各该像素电极具有一大的间隙区域、一侧壁区域及一小的间隙区域。显示器1300包含一第一偏光片1305、一第一基板1310、像素1300P(具有基础电极BaE_1及BaE_2、像素电极PE_1及PE_2、以及垂直凸起部V_R_1及V_R_2)、一液晶配向层1340、一共用电极1345、一第二基板1350、及一第二偏光片1355。一额外液晶配向层沉积于基板1310、像素电极PE_0及PE_1、垂直凸起部V_R_1及V_R_2、以及基础电极BaE_1及BaE_2之上。然而，为更清晰地显示像素1300P的特征，图13中未示出该液晶配向层。此外，为清晰起见，图13中未示出液晶。基础电极BaE_1形成于垂直凸起部V_R_1的顶部上。像素电极PE_1形成于基板1310上、垂直凸起部V_R_1的侧壁上、以及垂直凸起部V_R_1的顶部上。为清晰起见，像素1300P的像素电极PE_1被阐述为具有一大的间隙区域LGR、一侧壁区域SWR、及一小的间隙区域SGR。尽管未示出于图13中，但这些区域基本上相同于图11B中针对像素1100P所示者。像素电极PE_1的大的间隙区域LGR位于基板1310上。像素电极PE_1侧壁区域SWR形成于垂直凸起部V_R_1的侧壁上。像素电极PE_1的小的间隙区域SGR形成于垂直凸起部V_R_1的顶部上。垂直凸起部V_R_2位于像素电极PE_1的左侧。基础电极BaE_2形成于垂直凸起部V_R_2顶部上。像素电极PE_2形成于基板1310上、垂直凸起部V_R_2侧壁上、以及垂直凸起部V_R_2的顶部上。具体而言，像素电极PE_2的大的间隙区域LGR位于基板1310上。像素电极PE_2的侧壁区域SWR形成于垂直凸起部V_R_2的侧壁上。像素电极PE_2的小的间隙区域SGR形成于垂直凸起部V_R_2的顶部上。

像素电极PE_1及PE_2耦接至开关元件SE_1(图13中未示出)。共用电极1145以及基础电极BaE_1及BaE_2连接至一共用电压V_comm。当像素1300P处于像素接通状态时，即开关元件SE_1正在驱动像素电极PE_1及PE_2至像素接通电压V_p_on时，像素电极PE_1的小的间隙区域SGR及像素电极PE_1的侧壁区域SWR二者皆会放大像素电极PE_1周围的边缘电场。类似地，像素电极PE_2的小的间隙区域SGR及像素电极PE_2的侧壁区域SWR二者皆会放大像素电极PE_2周围的边缘电场。所放大的边缘电场与像素电极电场交互作用。所放大的边缘电场与像素电极电场间的交互作用使液晶沿相同方向倾斜。可轻易地将像素1300P修改成使用分段式像素电极。此外，可将像素1300P修改成包含额外像素电极。

如上所述，所包含的像素具有多个液晶域的传统垂直配向LCD因不同域中液晶必须具有沿不同方向的预倾角而价格昂贵且制程复杂。然而，利用本发明原理，可使所包含的像素具有多个液晶域LCD价格更加低廉，此乃因本发明的像素无需预倾角。图14显示具有二个液晶域一像素1400。像素1400包含一第一基础电极BaE_1、一第二基础电极BaE_2、一第一分段式像素电极SPE_1、一第二分段式像素电极SPE_2、一第一控制电极CE_1、一第二控制电极CE_2、及一开关元件SE_1。分段式像素电极SPE_1位于第一基础电极BaE_1与控制电极CE_1之间。具体而言，基础电极BaE_1位于分段式像素电极SPE_1的一第一侧(即图14中的左侧)上，并与分段式像素电极SPE_1相隔一水平基础电极间距HBaES1(图14中未示出)。控制电极CE_1位于分段式像素电极SPE_1的一第二或相对侧(即图14中的右侧)上，并与分段式像素电极SPE_1相隔一水平控制电极间距HCES1(图14中未示出)。相较于分段式像素电极SPE_1，基础电极BaE_2位于控制电极CE_1的相对侧上，并与控制电极CE_1相隔一水平控制电极间距HCES2(图14中未示出)。分段式像素电极SPE_2位于基础电极BaE_1的左侧，并与基础电极BaE_1相隔一水平基础电极间距HBaES3(图14中未示出)。分段式像素电极SPE_2位于基础电极BaE_1与控制电极CE_2之间。具体而言，控制电极CE_2位于分段式像素电极SPE_2的一第一侧(即图14中的左侧)上，并与分段式像素电极SPE_2相隔一水平基础电极间距HBaES2(图14中未示出)。基础电极BaE_1位于分段式像素电极SPE_2的一第二或相对侧(即图14中的右侧)上，并与分段式像素电极SPE_2相隔一水平控制电极间距HCES4(图14中未示出)。开关元件SE_1耦接至分段式像素电极SPE_1及分段式像素电极SPE_2，并控制将像素1400配置成像素接通(ON)状态(透射光)或像素关断(OFF)状态(阻挡光)。控制电极CE_1及CE_2耦接至控制电压信号V_ctrl，且基础电极BaE_1及BaE_2耦接至共用电压V_comm。

像素1400的分段式像素SPE_1具有多个水平像素电极段HPES_01_01、HPES_01_02、...、HPES_01_08及一纵向像素电极段LPES_01_01。在像素1400中，纵向像素电极段LPES_01_01形成分段式像素电极SPE_1的右侧。水平像素电极段HPES_01_01至水平像素电极段HPES_01_08自分段式像素电极SPE_1的左侧延伸至纵向像素电极段LPES_01_01。类似地，像素1400的分段式像素SPE_2具有多个水平像素电极段HPES_02_01、HPES_02_02、...、HPES_02_08及一纵向像素电极段LPES_02_01。然而，在像素1400中，纵向像素电极段LPES_02_01形成分段式像素电极SPE_2的左侧。水平像素电极段HPES_02_01至水平像素电极段HPES_02_08自分段式像素电极SPE_2的右侧延伸至纵向像素电极段LPES_02_01。藉由在分段式像素SPE_1及SPE_2中包含更多水平像素电极段，像素1400可变得更长。

像素1400的控制电极CE_01位于分段式像素电极SPE_1的右侧。因此，控制电极CE_1与分段式像素电极SPE_1间的电压差会放大水平像素电极段HPES_01_01至水平像素电极段HPES_01_08边缘电场。所放大的边缘电场与分段式像素电极SPE_1的像素电极电场交互作用，并使分段式像素电极SPE_1的上的液晶向右倾斜。相反，像素1400控制电极CE_02位于分段式像素电极SPE_2的左侧。因此，控制电极CE_1与分段式像素电极SPE_2间电压差会放大水平像素电极段HPES_02_01至水平像素电极段HPES_02_08的边缘电场。所放大的边缘电场与分段式像素电极SPE_2的像素电极电场交互作用，并使分段式像素电极SPE_2的上的液晶向左倾斜。因此，像素1400具有二个液晶域。

图15显示具有一像素1500P(图15中未具体示出)的一显示器1500，像素1500P使用二个像素电极以形成二个液晶域，各该像素电极具有一大的间隙区域、一侧壁区域及一小的间隙区域。显示器1500包含一第一偏光片1505、一第一基板1510、像素1500P(具有基础电极BaE_1、BaE_2及BaE_3、像素电极PE_1及PE_2、以及垂直凸起部V_R_1及V_R_2)、一液晶配向层1540、一共用电极1545、一第二基板1550、及一第二偏光片1555。一额外液晶配向层沉积于基板1510、像素电极PE_0及PE_1、垂直凸起部V_R_1及V_R_2、以及基础电极BaE_1、BaE_2及BaE_3之上。然而，为更清晰地显示像素1500P的特征，图15中未示出该液晶配向层。在图15中，像素1500P被绘示为处于接通状态，因此液晶1530a及1530b被示出为倾斜的。具体而言，像素电极PE_1之上的液晶1530a向右倾斜，而像素电极PE_2之上的液晶1530b向左倾斜。以下阐述液晶倾斜的原因。

基础电极BaE_1形成于垂直凸起部V_R_1的顶部上。像素电极PE_1形成于基板1510上、垂直凸起部V_R_1的侧壁上、以及垂直凸起部V_R_1的顶部上。为清晰起见，像素1500P的像素电极PE_1被阐述为具有一大的间隙区域LGR、一侧壁区域SWR、以及一小的间隙区域SGR。尽管未示出于图15中，但这些区域基本上相同于图11B中针对像素1100P所示者。像素电极PE_1的大的间隙区域LGR位于基板1510上。像素电极PE_1的侧壁区域SWR形成于垂直凸起部V_R_1的左侧壁上。像素电极PE_1的小的间隙区域SGR形成于垂直凸起部V_R_1顶部上。基础电极BaE_3位于像素电极PE_1的左侧并位于像素电极PE_1与像素电极PE_2之间。垂直凸起部V_R_2位于像素电极PE_2左侧。基础电极BaE_2形成于垂直凸起部V_R_2顶部上。像素电极PE_2形成于基板1510上、垂直凸起部V_R_2的右侧壁上、以及垂直凸起部V_R_2的顶部上。具体而言，像素电极PE_2的大的间隙区域LGR位于基板1510上。像素电极PE_2的侧壁区域SWR形成于垂直凸起部V_R_2的右侧壁上。像素电极PE_2的小的间隙区域SGR形成于垂直凸起部V_R_2的顶部上。基础电极BaE_3用以使像素电极PE_1的像素电极电场与像素电极PE_2的像素电极电场隔绝。

像素电极PE_1及PE_2耦接至开关元件SE_1(在图15中未示出)。共用电极1145以及基础电极BaE_1及BaE_2连接至一共用电压V_comm。当像素1500P处于像素接通状态时，即开关元件SE_1正在驱动像素电极PE_1及PE_2至像素接通电压V_p_on时，像素电极PE_1的小的间隙区域SGR及像素电极PE_1的侧壁区域SWR二者皆会放大像素电极PE_1周围边缘电场。所放大的边缘电场与像素电极电场交互作用。所放大的边缘电场与像素电极电场间的交互作用使液晶1530a向右倾斜。类似地，像素电极PE_2的小的间隙区域SGR及像素电极PE_2的侧壁区域SWR二者皆会放大像素电极PE_2周围的边缘电场。然而，所放大的边缘电场与像素电极电场间的交互作用使液晶1530b向左倾斜。因此，像素1500P具有二个液晶域。可轻易地将像素1500P修改成使用分段式像素电极。

图16显示根据本发明的一实施例，具有四个液晶域的一像素1600。像素1600包含分段式像素电极SPE_1、SPE_2、SPE_3及SPE_4、基础电极BaE_01、BaE_02、BaE_03及BaE_04、控制电极CE_01、CE_02、CE_03及CE_04、以及一开关元件SE_1。开关元件SE_1耦接至分段式像素电极SPE_1、SPE_2、SPE_3及SPE_4。控制电极CE_01、CE_02、CE_03及CE_04耦接至控制电压信号V_ctrl。基础电极BaE_01、BaE_02、BaE_03及BaE_04耦接至共用电压V_comm。

分段式像素电极SPE_1位于像素1600的左后角。分段式电极SPE_1具有四个纵向像素电极段LPES_01_01、LPES_01_02、LPES_01_03及LPES_01_04、以及一连接纵向像素电极段LPES_01_01、LPES_01_02、LPES_01_03及LPES_01_04的水平像素电极段HPES_01_01。控制电极CE_01位于分段式像素电极SPE_1的前方。基础电极BaE_01位于控制电极CE_01的前方、分段式像素电极SPE_3的后方(即后面)。当像素1600处于接通状态时，控制电极CE_01与分段式像素电极SPE_1的电压差会放大分段式像素电极SPE_1的边缘电场。该边缘电场与分段式像素电极SPE_1的像素电极电场的交互作用使分段式像素电极SPE_1之上的液晶朝显示器的前边缘倾斜，由此形成一第一液晶域。基础电极BaE_01用以使分段式像素电极SPE_3的电场自控制电极CE_01隔绝。

分段式像素电极SPE_2位于像素1600的右后角。分段式电极SPE_2具有四个水平像素电极段HPES_02_01、HPES_02_02、HPES_02_03及HPES_02_04、以及一连接水平像素电极段HPES_02_01、HPES_02_02、HPES_02_03及HPES_02_04的纵向像素电极段LPES_02_01。控制电极CE_02位于分段式像素电极SPE_2的左侧。基础电极BaE_02位于控制电极CE_02的左侧、分段式像素SPE_1的侧。当像素1600处于接通状态时，控制电极CE_02与分段式像素电极SPE_2的电压差会放大分段式像素电极SPE_2的边缘电场。该边缘电场与分段式像素电极SPE_2的像素电极电场的交互作用使分段式像素电极SPE_2之上的液晶向左倾斜，由此形成一第二液晶域。基础电极BaE_02用以使分段式像素电极SPE_1的电场自控制电极CE_02隔绝。

分段式像素电极SPE_3位于像素1600的左前角。分段式电极SPE_3具有四个水平像素电极段HPES_03_01、HPES_03_02、HPES_03_03及HPES_03_04、以及一连接水平像素电极段HPES_03_01、HPES_03_02、HPES_03_03及HPES_03_04的纵向像素电极段LPES_03_01。控制电极CE_03位于分段式像素SPE_3的右侧。基础电极BaE_03位于控制电极CE_03的右侧、分段式像素SPE_4的左侧。当像素1600处于接通状态时，控制电极CE_03与分段式像素电极SPE_3的电压差会放大分段式像素电极SPE_3的边缘电场。该边缘电场与分段式像素电极SPE_3的像素电极电场的交互作用使分段式像素电极SPE_3之上的液晶向右倾斜，由此形成一第三液晶域。基础电极BaE_03用以使分段式像素电极SPE_4的电场自控制电极CE_03隔绝。

分段式像素电极SPE_4位于像素1600的右前角。分段式电极SPE_4具有四个纵向像素电极段LPES_04_01、LPES_04_02、LPES_04_03及LPES_04_04、以及一连接纵向像素电极段LPES_04_01、LPES_04_02、LPES_04_03及LPES_04_04的水平像素电极段HPES_04_01。控制电极CE_04位于分段式像素SPE_4的后方(即后面)。基础电极BaE_04位于控制电极CE_04的后方、分段式像素电极SPE_2的前方。当像素1600处于接通状态时，控制电极CE_04与分段式像素电极SPE_4的电压差会放大分段式像素电极SPE_4的边缘电场。该边缘电场与分段式像素电极SPE_4的像素电极电场的交互作用使分段式像素电极SPE_4之上的液晶向上(相对于图16而言)倾斜，由此形成一第四液晶域。基础电极BaE_02用以使分段式像素电极SPE_2的电场自控制电极CE_04隔绝。藉此，像素1600具有四个液晶域。

除形成具有多个液晶域的像素以外，本发明亦可用于形成多分区式显示器。在一多分区式显示器中，显示器被划分成多个分区，其中各该分区包含具有相同液晶域的像素。但不同分区能够具有不同液晶域。图17例示一多分区式显示器1700。多分区式显示器1700具有位于多分区式显示器1700左侧一左显示分区DS_L、以及位于多分区式显示器1700右侧的一右显示分区DS_R。左显示分区DS_L中的像素具有相同的液晶域，例如一左倾斜域。然而，右显示分区DS_R中的像素将具有一右倾斜域。根据本发明的其他显示器可包含额外的分区。

本发明的某些实施例使用光学补偿膜来增大显示器视角。举例而言，本发明的某些实施例于顶部基板或底部基板抑或顶部基板与底部基板二者上使用具有一垂直取向的光轴的负双折射光学补偿膜(negative birefringence optical compensationfilm)来增大视角。其他实施例可使用具有一负双折射性的单轴光学补偿膜或双轴光学补偿膜。在某些实施例中，具有一平行光轴取向的光学补偿膜可添加至具有一垂直光轴取向的负双折射膜。此外，可使用包含所有组合的多个膜。其他实施例可使用一圆偏光片来改良光学透射性及视角。其他实施例可使用具有光学补偿膜的一圆偏光片来进一步改良光学透射性及视角。此外，本发明的某些实施例使用黑色矩阵(black matrix；BM)或非透明材料来覆盖控制电压区域或侧壁区域，以防止在光学黑色状态中发生光泄漏、并使控制电压区域或侧壁区域不透明。黑色矩阵或非透明材料的使用提高了显示器的对比度，并可提供更佳的视角及颜色效能。

在本发明的各种实施例中，已阐述了无需在基板上使用物理特征(physicalfeatures)即可形成多域垂直配向液晶显示器的新颖结构及方法。本发明这些结构及方法的各种上述实施例仅用于例示本发明的原理，而非旨在将本发明的范围限制于所述的特定实施例。举例而言，根据本发明的揭示内容，熟悉本技术领域者可界定其他像素清晰度、像素电极、控制电极、基础电极、大的间隙区域、小的间隙区域、垂直凸起部、侧壁区域、分段式像素电极、边缘电场、电极、基板、显示分区、液晶域、膜等，并使用此等替代特征来形成一种根据本发明原理的方法或系统。因此，本发明仅受以下申请专利范围限制。

Claims (22)

1.一种用于一显示器的像素，该显示器具有一第一基板及一第二基板，该像素包含：

一第一像素电极，位于该第一基板之上；

一共用电极，位于该第二基板之下；

多个液晶，位于该共用电极与该像素电极之间；

一第一开关元件，耦接至该像素电极；

一第一控制电极，位于该第一基板上方并位于该第一像素电极的一第一侧上；

其中该第一控制电极被配置成当该像素处于一接通(ON)状态时处于一现用控制电压，且其中该现用控制电压大于该第一开关元件的一输出电压。

2.如权利要求1所述的像素，其特征在于，中该现用控制电压大于该第一开关元件的该输出电压的二倍。

3.如权利要求1所述的像素，其特征在于，该第一像素电极为一第一分段式像素电极，该第一分段式像素电极包含在一第一方向上延伸的一第一多个像素电极段，其中该第一多个像素电极段电性耦合于一起。

4.如权利要求3所述的像素，其特征在于，该第一分段式像素电极还包含一横向像素电极段，该横向像素电极段在一第二方向上延伸并连接该第一多个像素电极段。

5.如权利要求1所述的像素，其特征在于，还包含一第一基础电极，该第一基础电极位于该第一基板上方，其中该第一像素电极位于该第一基础电极与该第一控制电极之间，且其中该基础电极及该共用电极耦接至一共用电压。

6.如权利要求5所述的像素，其特征在于，还包含一第二基础电极，该第二基础电极耦接至该共用电压，其中该第一控制电极位于该第一像素电极与该第二基础电极之间。

7.如权利要求6所述的像素，其特征在于，还包含：

一第二控制电极，耦接至该第一控制电极，其中该第一基础电极位于该第二控制电极与该第一像素电极之间；以及

一第二像素电极，耦接至该第一开关元件，其中该第二控制电极位于该第二像素电极与该第一基础电极之间。

8.如权利要求7所述的像素，其特征在于，

其中该第一像素电极为一第一分段式像素电极，该第一分段式像素电极包含在一第一方向上延伸的一第一多个第一像素-像素电极段(first-pixel pixel electrodesegment)，其中该第一多个第一像素像素电极段电性耦接于一起；以及

其中该第二像素电极为一第二分段式像素电极，该第二分段式像素电极包含在该第一方向上延伸的一第一多个第二像素像素电极段(second-pixel pixel electrodesegment)，其中该第一多个第二像素像素电极段电性耦接于一起。

9.如权利要求8所述的像素，其特征在于，该第一分段式像素电极还包含一第一像素横向像素电极段，该第一像素横向像素电极段在一第二方向上延伸并连接该第一多个第一像素像素电极段；且其中该第二分段式像素电极更包含一第二像素横向像素电极段，该第二像素横向像素电极段在该第二方向上延伸并连接该第一多个第二像素像素电极段。

10.如权利要求7所述的像素，其特征在于于，还包含一第三基础电极，该第三基础电极耦接至共用电压，其中该第二像素电极位于该第二控制电极与该第三基础电极之间。

11.如权利要求10所述的像素，其特征在于，还包含：

一第三控制电极，耦接至该第二控制电极，其中该第二基础电极位于该第二像素电极与该第三控制电极之间；以及

一第三像素电极，耦接至该第一开关元件，其中该第三控制电极位于该第三像素电极与该第二基础电极之间。

12.如权利要求5所述的像素，其特征在于，还包含：

一第二像素电极，耦接至该第一开关元件，其中该第一基础电极位于该第二像素电极与该第一像素电极之间；

一第二控制电极，耦接至该第一控制电极，其中该第二像素电极位于该第二控制电极与该第一基础电极之间。

13.如权利要求12所述的像素，其特征在于，

其中该第一像素电极为一第一分段式像素电极，该第一分段式像素电极包含在一第一方向上延伸的一第一多个第一像素像素电极段，其中该第一多个第一像素像素电极段电性耦接于一起；以及

其中该第二像素电极为一第二分段式像素电极，该第二分段式像素电极包含在该第一方向上延伸的一第一多个第二像素像素电极段，其中该第一多个第二像素像素电极段电性耦接于一起。

14.如权利要求1所述的像素，其特征在于，还包含一第一基础电极，该第一基础电极位于该第一基板上方，其中该第一控制电极位于该第一基础电极与该第一像素电极之间，且其中该基础电极与该共用电极耦接至一共用电压。

15.如权利要求14所述的像素，其特征在于，还包含一第二像素电极，该第二像素电极耦接至该第一开关元件，其中该第一基础电极位于该第一控制电极与该第二像素电极之间，且其中该基础电极及该共用电极耦接至一共用电压。

16.如权利要求15所述的像素，其特征在于，

其中该第一像素电极为一第一分段式像素电极，该第一分段式像素电极包含在一第一方向上延伸的一第一多个第一像素像素电极段，其中该第一多个第一像素像素电极段电性耦接于一起；以及

其中该第二像素电极为一第二分段式像素电极，该第二分段式像素电极包含在一第二方向上延伸的一第一多个第二像素像素电极段，其中该第一多个第二像素像素电极段电性耦接于一起。

17.如权利要求14所述的像素，其特征在于，还包含位于该第二像素电极的一第一侧上的一第二控制电极，其中该第一基础电极位于该第二像素电极的一第二侧上，且其中该第二像素电极的该第一侧沿一第一方向延伸，且该第二像素电极的该第二侧沿一第二方向延伸；且其中该第二控制电极耦接至该第一控制电极。

18.如权利要求17所述的像素，其特征在于，还包含：

一第二基础电极，耦接至该共用电压，其中该第二控制电极位于该第二像素电极与该第二基础电极之间；以及

一第三像素电极，耦接至该第一开关元件，其中该第二基础电极位于该第二控制电极与该第三像素电极之间。

19.如权利要求18所述的像素，其特征在于，还包含一第三控制电极，位于该第三像素电极的一第一侧上，其中该第二基础电极位于该第二像素电极的一第二侧上，且其中该第三像素电极的该第一侧沿该第二方向延伸，且该第三像素电极的该第二侧沿该第一方向延伸；且其中该第三控制电极耦接至该第一控制电极。

20.如权利要求19所述的像素，其特征在于，还包含：

一第三基础电极，耦接至该共用电压，其中该第三控制电极位于该第三像素电极与该第三基础电极之间；以及

一第四像素电极，耦接至该第一开关元件，其中该第三基础电极位于该第三控制电极与该第四像素电极之间。

21.如权利要求20所述的像素，其特征在于，还包含位于该第四像素电极的一第一侧上的一第四控制电极，其中该第三基础电极位于该第四像素电极的一第二侧上，且其中该第四像素电极的该第一侧沿该第一方向延伸，且该第四像素电极的该第二侧沿该第二方向延伸，且其中该第四控制电极耦接至该第一控制电极。

22.如权利要求1所述的像素，其特征在于，还包含位于该第一基板之上的一第一垂直凸起部(riser)，且其中该第一控制电极形成于该第一垂直凸起部的顶部之上。