TW200835990A - Liquid crystal display and operating method thereof - Google Patents

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200835990 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種液晶顯示器。 【先前技術】 液晶顯示器（LCD)可以使用於例如是可攜式裝置、電 腦顯示器以及高晝質電視等電子或電子產品中。液晶顯示 器可具有一液晶層以及兩個交錯的線性偏光板，以藉由光 電作用來調變光。施加在液晶層的外部電壓可以改變液晶 分子的方向以及液晶層的光相位延遲特性，進而改變通過 交錯的線性偏光板的光量。依據施加在液晶層的電壓，顯 示器的各個晝素可以顯示一定範圍的灰度色階。彩色濾光 片可以用來過濾光，以產生彩色。 液晶顯示器的光學特性與液晶層未施加電壓（稱為 “初始狀態”）或施加電壓（稱為“操作狀態”）時之液晶分子的 分子排列有關。液晶分子初期的排列可由表面的邊界條件 來決定。兩個基板之間的液晶層以及表面的邊界條件可由 覆在基板上的配向膜來控制。各配向膜可以例如是有機（如 聚合物）或無機薄膜材料。 液晶分子初期是以垂直於或是平行於稍微傾斜（預傾 斜）於一特定方向之配向膜表面的方式排列。傾斜的方向定 義了在操作狀態的分子再定位方向（reorientation direction)。傾斜量稱為預傾斜角度(pretilt angle)。配向膜 的表面結構定義表面的預傾斜角度，其可以經由摩擦定向 TW3682PA 5 200835990 有機配向膜、以一傾斜入射方向的偏振光或是無偏振光對 有機配向膜進行曝光、或傾斜沉積無機配向膜的方式來獲 得之。於液晶層施加電壓的操作狀態時，由於液晶分子的 介電非等向性，所施加的電場會在液晶分子上施加一扭 矩。液晶層初期的結構以及分子的再定位結構共同界定了 液晶的類型。液晶類型不同，其應用也會有所不同。 例如，不同尺寸的顯示器可使用的液晶類型也並不相 同，這是因為必須考量元件製造的複雜度、製造的成本以 及系統的效能等因素。對小型或是中型螢幕(例如用於行動 電話以及電腦螢幕）而言，可以使用扭轉向列（Twisted

Nematic ’ TN)型。Μ· Schadt在 1971 年的 Applied Physics Letters 的弟 18 卷弟 127 頁篇名為 “Voltage-Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal” 中詳 細說明了 TN顯示器。TN顯示器的操作可靠，且製造簡易。 在TN顯示器中，使用了兩個具有配向膜的基板，配向膜可 r 使得液晶分子在初期狀態與基板的表面平行。沿正交方向 摩擦定向上、下配向膜。在此邊界條件下，沒有施加電壓 的液晶層會具有一扭轉結構。由於雙折射（birefringence) 以及波導作用（wave guiding effect)，此扭轉結構會改變通 過液晶層之光的偏振狀態。相較於在亮的狀態僅使用雙折 射作用的其他種類型的液晶，波導作用可在亮的狀態提供 具低色散之高穿透效率。 扭轉結構”是指液晶層的一種狀態，其在垂直方向上 不同位置的液晶分子的指向矢(director)的方向不同。扭轉

TW3682PA 6 200835990 了構/、螺旋相似。順時針扭轉方向表示當液晶分子從接近 器的背面的位置移動到接近顯示器正面的位置時，液 晶=子具有順時斜方向旋轉之方向性（與左旋螺旋相似）。 逆日寸針扭轉方向表示當液晶分子從接近顯示器的背面的 位置移動到接近顯示器正面的位置時，液晶分子具有逆時 針方向旋轉之方向性（與右旋螺旋相似）。 TN顯示器可以透過施加一個操作電壓給液晶層，使 液晶分子排列成與基板表面垂直的方向，而轉變為暗的狀 悲。在暗的狀態中，液晶層表面區域的光延遲會造成漏 光’這是因為接近表面區域的液晶分子受到配向膜的束缚 而並未轉變成與基板垂直之狀態所致。 另一種液晶顯示類型稱之為垂直配向（VA)類型，液晶 刀子在初期會在垂直方向（亦即，與基板表面垂直）排歹，J。 VA型液晶有兩種。第一種是以雙折射作用（]3irefringence effect)來控制亮度，其稱之為電控雙折射（ECB) VA型液 晶，請參照M.Schadt在 1971年的 Applied Physics Letters的 第 19卷第 391 頁篇名為 “Deformation of Nematic Liquid Crystals with Vertical Orientation in Electrical Fields”之内 文。ECB VA型液晶是使用配向膜使液晶分子垂直於基板 的表面。上、下配向膜的摩擦定向方向彼此相對。為達到 高亮度，上、下偏光板的光轴具有相對於配向膜的摩擦定 向方向呈45度方向的穿透軸。 值得注意的是“垂直”和“水平”是用來描述顯示器的 各構件的相對方向。各構件可具有不同的方向。 TW3682PA 7 200835990 第二種VA型液晶稱之為“掌性垂直型，，或“垂直至扭 轉平面轉變型”液晶，其具有ECB VA型液晶（例如高對比） 以及TN型液晶（例如南党度以及低色散）的優點。請參照 Seong-Woo Suh 等人在 1996年的 Applied Physics Letters的 弟 68 卷第 2819 頁篇名為 “Novel electro-optic effect associated with a homeotropic to twisted-planar transition in nematic liquid crystals”之内文以及Shin_Tson Wu等人在 1997年的 Journal of Applied Physics 的第 82 卷的第 4795 頁 篇名為 “Chiral-homeotropic liquid crystal cells for high contrast and low voltage displays” 之内文。掌性垂直型液 晶顯示器可以使用混合少量掌性材料的負介電非等向性 液晶材料。 在掌性垂直型LCD中，液晶材料夹在兩個玻璃基板之 間’其玻璃基板係覆蓋著一層透明導電電極(如銦錫氧化物) 並且在貝貝的上方復蓋一層薄的有機（如聚亞酸胺）或無機 (如SiOJ配向膜。在初期狀態，配向膜可使液晶分子垂直 於基板的表面排列。施加電壓給液晶層時，掌性材料會在 液晶層中產生一個扭轉結構。 在下、上基板上之配向膜的傾斜方向可以不相同。兩 個傾斜的方向所夾的角度可以例如是9〇度。施加電壓給液 晶層時，不同的傾斜方向會在液晶層中形成一個扭轉結 構。配向膜的傾斜方向係安置在可以使得液晶分子在液晶 層中形成一個扭轉結構，其中扭轉結構的扭轉方向與掌性 材料所造成的扭轉方向相同。 TW3682PA 8 200835990 例如，若是掌性材料所造成的扭轉結構具有順時針才丑 轉方向，則配向膜的傾斜方向則安置在可以使得液晶分子 產生順時針方向之扭轉結構的方向上。相反地，若是掌性 材料所造成的扭轉結構具有逆時針扭轉方向，則配向犋的 傾斜方向則安置在可以使得液晶分子產生逆時針方向之 扭轉結構的方向上。 掌性垂直LCD具有交錯的之偏光板，亦即，具有彼此 方向正交的穿透軸。其中一層配向膜的傾斜方向與交錯的 偏光板的其中一個穿透軸(transmissi〇n axe)平行。在初期 狀悲’液晶分子係排列在垂直方向上且光不會通過交錯的 偏光板，因而形成暗的影像。此結果與ECB VA型的情形 相似。在操作狀態，垂直方向的電場會施加在液晶層上。 由於液晶分子具有負介電非等向性，因此，所施加的電場 會使得液晶分子再定位朝向水平方向。由於配向膜上不同 的傾斜方向的作用以及掌性材料的作用，大部分區域的液 晶分子會形成一個扭轉結構。掌性垂直型LCD中大部分區 域中的扭轉結構與1^型LCD者相似，且其光學特性也鱼 TN型LCD者相似。 【發明内容】 在一方面，本發明提出一種液晶顯示器，其包括—第 一配向膜，具有一第一配向方向；一第二配向膜，具有一 第二配向方向；以及一液晶層，具有多個液晶分子，位在 第一與第二配向膜之間。液晶層摻雜一掌性材料，當在施

TW3682PA 9 200835990 加一電場給液晶層時在液晶分子的指向矢造成一第—扭 轉，且第一和第二配向膜具有方向性，當在施加_電場給 液晶層時在液晶分子的指向矢造成一第二扭轉，第一扭轉 方向和第二扭轉的方向不同（例如相反）。 上述之裝置可包括以下所述之一種或多種特徵。在— 些實施例中，第一和第二配向膜易造成液晶分子的指向矢 逆時針扭轉，且掌性材料易造成指向矢順時針扭轉。在一 些實施例中’第一和第二配向膜易造成液晶分子的方向矢 J丨頁B守針扭轉’且莩性材料易造成指向矢逆時針扭轉當液晶 顯示器之一晝素在一亮的狀態時，在晝素中至少有十分之 一、二分之一、三分之二之液晶分子形成一扭轉結構，扭 轉結構具有一扭轉方向，其與相鄰第一與第二配向膜之液 晶分子所形成之扭轉結構之一部份的扭轉方向相反。當液 晶層未被施加電場時，液晶分子實質上垂直於第一與第二 配向膜’當液晶層被施加電場時，液晶分子實質上傾斜於 正父方向。第一配向膜係貼附在一第一基板上，第二配向 膜係貼附在一第二基板上。 上述液晶層包括負介電非等向性液晶材料。上述裝置 包括一为光’用以提供光，光被液晶層調變。上述裝置包 括多個電極，用以施加電壓給液晶層。上述裝置包括一具 有一第一穿透軸的第一偏光膜以及一具有一第二穿透軸 的第二偏光膜，第一穿透軸相對於第二穿透軸夾一角度， 第一和第二偏光膜位在液晶層相對應的兩侧上。在一些實 施例中’第一和第二配向膜的夾角的角等分線實質上與第

TW3682PA 10 200835990 一和第二穿透軸之夾角的角等分線平行。在一些實施例 中，第一和第二配向膜的夾角的角等分線實質上與第一和 第二穿透軸之夾角的角等分線垂直。在沒有施加電壓給液 晶層時，顯示器在一暗的狀態。第一配向方向相對於第二 配向方向夾60至120度角。掌性材料所造成之扭轉的間 距為液晶層厚度的3至6倍。 在另一方面，本發明提出一種穿透式液晶顯示器，包 括一第一基板，具有一第一電極與一第一配向膜；一第二 基板，具有第二電極與一第二配向膜；一液晶層，具有多 個液晶分子，位在第一基板與第二基板之間以及一背光模 組，以產生光，光被液晶層調變。液晶層摻雜一掌性材料， 在利用第一與第二電極施加電場給液晶層時易使液晶分 子的方向扭轉。第一配向膜具有一第一配向方向，第二配 向膜具有一第二配向方向，第一和第二配向膜具有方向 性，當在施加電場給液晶層時在液晶層中造成一扭轉結 構。第一和第二配向膜所造成的扭轉的方向與掌性材料所 I 造成的扭轉結構的扭轉方向不同（例如相反）。 實施上述裝置可包括以下所述之一個或多個特徵。當 沒有施加電場給液晶層時，液晶分子實質上與第一與第二 基板垂直之方向平行。在一些實例中，第一和第二配向膜 造成液晶分子之指向矢逆時針扭轉，且掌性材料造成指向 矢順時針扭轉。在一些實例中，第一和第二配向膜易造成 指向矢順時針扭轉，且掌性材料易造成指向矢逆時針扭 轉。當液晶顯示器之一晝素在一亮的狀態時，在晝素中至 TW3682PA 11 200835990 少有十分之一、至少二分之一或至少三分之二之液晶分子 的指向矢扭轉一方向，方向與相鄰第一與第二配向膜之液 晶分子之部分指向矢的扭轉方向相反。 在另一方面，本發明提出一種液晶顯示器，其包括一 下配向膜，具有一第一配向方向；一上配向膜，具有一第 二配向方向，第二配向膜較接近觀看顯示器之使用者；以 及一液晶層，具有多個液晶分子，位在第一配向膜與第二 配向膜之間，其中液晶層摻雜一掌性材料。當第一配向膜 和第二配向膜排列的方式可使得由第一配向方向順時針 測量至第二配向方向時之第二配向方向相對於第一配向 方向之角度小於180度時，掌性材料包括實質上為右旋掌 性材料。當第一配向膜和第二配向膜排列的方式可使得由 第一配向方向逆時針測量至第二配向方向之第二配向方 向相對於第一配向方向之角度小於180度時，掌性材料包 括實質上為左旋掌性材料。 實施上述顯示器可包括以下所述之一個或多個特 徵。掌性材料實質上包括右旋掌性材料，且第一配向膜和 第二配向膜排列的方式可使得由第一配向方向順時針測 量至第二配向方向之第二配向方向相對於第一配向方向 之角度介於80至100度。掌性材料實質上包括左旋掌性 材料，且第一配向膜和第二配向膜排列的方式可使得由第 一配向方向逆時針測量至第二配向方向之第二配向方向 相對於第一配向方向之角度介於80至100度。 在另一方面，本發明提出一種液晶顯示器，其包括一 TW3682PA 12 200835990 下配向膜，具有一第一配向方向；一上配向膜，具有一第 二配向方向，第二配向膜較接近觀看顯示器之使用者；以 及一液晶層，具有多個液晶分子，位在第一配向膜與第二 配向膜之間。液晶層摻雜一掌性材料。當下配向膜和上配 向膜排列的方式可使得由第一配向方向順時針測量至第 二配向方向之第二配向方向相對於第一配向方向之角度 小於180度時，掌性材料選自於可在施加電場給液晶層時 在液晶層中造成右旋扭轉結構者。當第一配向膜和第二配 向膜排列的方式可使得由第一配向方向逆時針測量至第 二配向方向之第二配向方向相對於第一配向方向之角度 小於180度時，掌性材料選自於可在施加電場給液晶層時 在液晶層中造成左旋扭轉結構者。 實施上述顯示器可包括以下所述之一個或多個特 徵。當下配向膜和上配向膜排列的方式可使得由第一配向 方向順時針測量至第二配向方向之第二配向方向相對於 第一配向方向之角度介於80至100度時，掌性材料選自 I 於可在施加電場給液晶層時在液晶層中造成右旋扭轉結 構者。當第一配向膜和第二配向膜排列的方式可使得由第 一配向方向逆時針測量至第二配向方向之第二配向方向 相對於第一配向方向之角度介於80至100度時，掌性材 料選自於可在施加電場給液晶層時在液晶層中造成左旋 扭轉結構者。 在另一方面，本發明提出一種液晶顯示器，其包括一 晝素電路，具有一暗的狀態及一亮的狀態，晝素電路包括 TW3682PA 13 200835990 一下配向膜，具有一第一配向方向；一上配向膜，具有一 第二配向方向，上配向膜較接近觀看顯示器之使用者；以 及一液晶層，具有多個液晶分子，位在上配向膜與下配向 膜之間，其中液晶層摻雜一掌性材料。當晝素電路在亮的 狀態時，可使得晝素電路中至少十分之一、至少二分之一 或至少三分之二之遠離上配向膜以及下配向膜之液晶分 子形成一扭轉結構，扭轉結構具有一扭轉方向，其與接近 上下配向膜與下配向膜之液晶分子所形成之一部分扭轉 1 結構的扭轉方向相反。 在另一方面，本發明又提出一種液晶顯示器，其包括 一下配向膜，具有一第一配向方向；一上配向膜，具有一 第二配向方向，上配向膜較接近觀看顯示器之使用者；以 及一液晶層，具有多個液晶分子，位在上配向膜與下配向 膜之間。在一亮的狀態時，當下配向膜和上配向膜排列的 方式可使得由第一配向方向逆時針測量至第二配向方向 之第二配向方向相對於第一配向方向之角度介於80至100 度時，光會由下配向膜行進至上配向膜，液晶層具有一光 偏振旋轉結構，可以使得光以逆時針方向、順時針方向以 及逆時針方向之順序由下配向膜行進至上配向膜。當下配 向膜和上配向膜排列的方式可使得由第一配向方向順時 針測量至第二配向方向之第二配向方向相對於第一配向 方向之角度介於80至100度時，液晶層具有一光偏振旋 轉結構，可以使得光以順時針方向、逆時針方向以及順時 針方向之順序由下配向膜行進至上配向膜。 TW3682PA 14 200835990 實施上述顯示器可包括以下所述之一個或多個特 徵。當下配向膜和上配向膜排列的方式可使得由第一配向 方向順時針測量至第二配向方向之第二配向方向相對於 第一配向方向之角度介於80至100度時，液晶層係摻雜 一右旋掌性材料。當第一配向膜和第二配向膜排列的方式 可使得由第一配向方向逆時針測量至第二配向方向之第 二配向方向相對於第一配向方向之角度介於80至100度 時，液晶層係摻雜一左旋掌性材料。 在另一方面，本發明提出一種液晶顯示器的操作方 法，此方法包括施加一電場在一第一配向膜與一第二配向 膜之間的一液晶層，以使得液晶層中的多個液晶分子傾斜 偏離垂直於第一配向膜之一方向；以及在液晶層摻雜一 掌性材料，以造成液晶分子的指向矢扭轉，掌性材料所造 成之扭轉的方向與沒有掌性材料之第一和第二配向膜所 造成的扭轉的方向相反。 實施上述方法可包括以下所述之一個或多個特徵。在 一些實施例中，利用掌性材料造成一扭轉之方法包括以掌 性材料造成一逆時針扭轉，其中第一和第二配向膜所造成 之扭轉的方向為順時針方向。在一些實施例中利用掌性材 料造成一扭轉之方法包括以掌性材料造成一順時針扭 轉，其中第一和第二配向膜所造成之扭轉的方向為逆時針 方向。上述施加電場的方法包括施加一電場，使液晶顯示 器之一晝素進入一亮的狀態，並且造成晝素中之至少十分 之一、二分之一或三分之二之液晶分子形成一扭轉結構， TW3682PA 15 200835990 扭轉、、、口構具有一扭轉方向，與相鄰 食 曰八孚新游士、絲，丄 ，、第二配向膜之液 曰日刀子所形成之扭轉結構的扭轉方向相反。 上述方法包括以一背光模組產生光 終亦。卜、·ρ 士W及以液晶層調 文光4方法包括&加—電場’使液日日日_之一書素 進入一壳的狀態；以及移除電場吏書 一 能+ 优旦素進入一暗的狀 心上述方法包括在液晶層中形成一扭轉結播,. M 結構之間距為液晶層之厚度的3至6倍。 ’、

本發明之裝置以及方法包括如·;所迷之―個或多個 優I、特徵。穿透式液晶顯示器使用了具有扭轉方向與配 向膜所造成之扭轉方向不同（例如是相反）的掌性材料，立 色散較少。在亮度狀態時，光的偏振會因為液晶層的扭轉 結構造成的偏振旋轉（波導）作用以及在大部分區域之反方 向扭轉結構所造成的相位延遲作用而改變。 為讓本發明之上述内容能更明顯易懂，下文特舉一較 佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 睛參照第1圖，其繪示一種垂直配向式液晶顯示器 170的剖面示意圖。此顯示器no使用一種可在液晶層I?】 中造成扭轉結構的掌性材料，此扭轉結構具有一扭轉方 向’與配向膜所造成的扭轉方向相反。液晶層172位於彼 此平行的上基板174與下基板176之間。寬頻1/4波延遲 膜（broadband quarter wave retardation film) 178a 和 178b 分 別位於上基板174和下基板176的外側上。線性偏光板 TW3682PA 16 200835990 180a和180b則分別貼附在延遲膜178&和178b上。延遲 膜178a和178b可選自於可達到寬視角者。基板174和176 的内側分別具有塗覆著配向膜184a和184b的透明電極 182a和182b。背光模組186所產生的光188被各材料層 調變。施加在電極182a和182b資料電壓¥加讨可控制液 晶層172之中的液晶分子的方向性（〇rientati〇n)，使得光 188在調變之後具有特定的灰度色階（scale ievel)。 液曰曰層172具有負介電非專向性(negative dielectric 〇 anisotropy)的液晶材料。液晶層172摻雜掌性材料，例如 是左旋扭轉結構CB15或右旋扭轉結構S8111。掌性材料 CB15以及S8111可由曰本Merck公司購得。當電壓Vdata 低於啟始電壓（例如2.5伏特）時，液晶分子實質上沿著垂 直於基板174以及176的表面的方向D1排列。在此例中， 基板174和176的表面與水平方向平行，而方向d 1則與 垂直方向平行。當電壓Vdata超過啟始電壓時，液晶層172 之中的掌性材料產生一扭轉結構。配向膜184a以及184b ( ^ 各具有一表面預傾角（pretilt angle)，其決定與其相鄰之液 晶分子的傾斜方向。 第2A圖緣示偏光板180a、180b以及配向膜i^a、 184b的光軸示意圖。偏光板180a、180b為交錯構形，亦 即，下偏光膜180b具有一穿透轴201，其與上偏光膜igOa 的穿透軸202正交。下配向膜184b與一傾斜方向203有 關（又稱為一配向方向），而上配位層184a與一傾斜方向 204有關。傾斜方向203和204所夾的角度可以是約為90 TW3682PA 17 200835990 度。在一些實例中，此角度208在60度至120度之間， 或是80度至100度之間。在一些實例中，軸201和 所夾的角度207的角等分線205可以例如是與傾斜方向 203和204的角等分線206平行。 第2B圖繪示有關於軸201、202以及垂直方向Dl之 液晶分子190的指向矢(direct〇r)192的傾斜方向。當電壓 Vdata大於啟始電壓時，由於液晶分子的負介電非等向 性’液晶分子190將傾斜偏離垂直方向D1，使得液晶分 〇 子190相對於垂直方向D1具有一傾斜角Θ，並且相對於轴 201具有—方位角（azimuth angle)cp(亦即，指向矢192投影 在水平面相對於轴201具有一角度φ)。 方位角Φ受兩個因素影響。第一個因素是配向膜184a 和184b的影響。當晝素在操作狀態時（亦即，當電壓Vdata 南於 σ篆壓時），由於與配向膜184a和184b相鄰的液晶 分子具有不同的傾斜方向203和204(第2A圖），因此，易 ^ 在液晶層172中造成一扭轉結構(類似螺旋）。 酉己向賊184b相鄰的液晶分子會朝方向2〇3傾 、: /上配向膜184a相鄰的液晶分子會朝方向2〇4傾 斜若疋在液晶層172之中沒有掌性材料，則液晶分子將 具有:個逆時針的扭轉結構。當垂直方向D1上不同位置 的液曰^刀子由接近下配向膜184b移動到接近上配向膜 18乜日守’其傾斜方向將由方向203逐漸改變為方向2〇4(角 又φ由φ遂漸增加為$2)，而形成一個逆時針扭轉結構。 第二個影響φ角度的因素是掌性材料所造成的扭轉方

TW3682PA 200835990 向。掌性材料係選自於可造成—扭轉方向者，此 與配向膜ma和獅所造成之扭轉方向相反 σ 中，手性材料式選自於左旋掌性材料，其可以造成順j 扭轉。在液晶層172之中的掌性材料必須足夠大量，、2 付旱性材料所造成之扭轉作用足以影響配向層所造成的 扭轉作用。在液晶層172中的掌性材料的用量（或百分比 可以採用例如是㈣(HTPxc)的關係式來決定之。關係式 中的P表不掌性摻雜所造成的螺旋間距；HTP是螺旋扭轉 力（helical twisting power)，表示掌性摻雜扭轉向列相 (nematic pgase)液晶的能力，其與所使用的掌性材料有 關；e表示掌性摻雜的濃度比（重量％)。 配向膜184a、184b對於與之較接近之液晶分子的影 響較大於與之較遠離之液晶層172中間的液晶分子。因 此，§ 一特定範圍的電壓施加在整個液晶層172時，接近 液晶層172中間的液晶分子的扭轉方向將與相鄰於配向膜 ( 购、祕之液晶分子的扭轉方向相反。掌性材料和配向 膜184a、184b之相反扭轉作用的結果，使得液晶層 可具有-特定之扭轉結構，以使得液晶顯示器17〇具有較 佳的顯示特性，並且相較於掌性垂直型液晶顯示器 homeotropicmodeLCD)具有較低的操作電壓。 在一些實例中，由傾斜方向2()3順時^量至傾斜方 向204時，當傾斜方向2〇4 (上配向膜心的），其相對於 傾斜方向2〇3(下配向膜mb的）的角度小於度時，其 掌性材料係選自於可造成逆時針扭轉的右旋掌性材料。 TW3682PA _ 200835990 第3A圖繪示當一特定電壓Vdata施加給液晶層172 時，液晶層172的扭轉結構的曲線(例如212、214、216) 圖210。第3A圖的實例是假設上、下配位膜的配向方向 所夾的角度約為90度。在圖210中的各曲線表示在液晶 層172中不同位置之液晶分子的角度φ。第3A圖中的橫座 標表示沿著第2Β圖方向Dl之液晶分子的正規化位置，“〇，， 表示接近下配向層184b;而“i，，表示接近上配向層184a。 第3A圖中的縱轴表示方位角φ。 當電壓Vdata從〇伏特增加到5伏特時，會改變液晶 層172的扭轉結構。當電壓vdata低於啟始電壓時(例如約 為2伏特）’與下基板和上基板相鄰的液晶分子的方向角分 別為0度和+90度，下基板和上基板之間的分子形成一逆 時針扭轉構形，其中扭轉角由〇度逐漸改變為+90度。由 曲線212可看出，當vdata=0伏特時，方位角Φ由0度逐 漸改變為90度。 當電壓Vdata高於啟始電壓時(例如Vdatad伏特）， 與下基板和上基板相鄰的液晶分子的方向角分別為0度和 +90度。接近下基板的分子（例如正規化位置〇至0·15)形 成一逆時針扭轉構形，其中扭轉角由0度迅速改變為+45 度。與液晶層中172接近配向膜184a、184b之區域相比 較，液晶層172中大部分的區域(例如正規化位置〇·15至 〇·85)是沒有扭轉的或僅有少許在相反方向扭轉（在此例中 為順時針方向）。接近上基板的分子（例如正規化位置0·85 至1)則形成一逆時針扭轉構形，其中扭轉角度由+45度迅

TW3682PA 20 200835990 速改變為+90度。 當液晶胞的扭轉角輪廓（如第3A圖的212、214、216) 被視為正規化之胞間隙（cell gap)的函數時，函數的斜率或 是傾角（inclination)將與扭轉的方向有關。例如，當傾角為 正時’扭轉方向為逆時針；當傾角為負時，扭轉:向為順 時針。 如曲線214所示，當Vdata=3伏特時，正規化位置介 於〇至0.15時，扭轉結構具有一逆時針扭轉。正規化位置 〇'介於〇.15至〇.85時，扭轉結構具有一順時針扭轉。正規 化位置介於0.85至i時，扭轉結構具有一逆時針扭轉。 如曲線216所示，當Vdata=5伏特時，正規化位置介 於〇至〇.2時，扭轉結構具有一逆時針扭轉。正規化位置 介於〇.2至〇.8時，扭轉結構幾乎成-定值(φ維持在+45 度）。正規化位置介於0.8至i日寺，扭轉結構具有一逆時針 扭轉。 ( >因此，液晶層172在接近配向膜184a、184b之處具 f幸乂大的扭轉；而在大部分的區域則具有較小的扭轉。這 疋口為配向膜和掌性材料所產生之扭轉相互競爭的結果。 ^ Π交第、3B圖的圖，其曲線262是表示在傳統的 旱—型液晶顯示态實例之液晶層施加不同的電壓之 ?曰曰：的扭轉結構。當操作電壓由。伏特改變為5伏特 I:直型液晶顯示器的液晶層維持在-種扭轉結 ，/、迻個液晶層維持相同的扭轉方向。 液晶顯示器Π0(第i圖)以及傳統的掌性垂直型液晶

TW3682PA 200835990 絲頁示器實例之間的扭棘处嫌 Η ^ ^ 轉…構的不同將導致光學特性的差 異0弟3_6圖以及第8_1()圄的杳4 走 ^ Λ ϋ圖的貝枓是模擬而得到的。 弟4圖的圖220，顯干禮始沾a ♦ _斤1 ^ 4不傳統的旱性垂直型液晶顯示器 貝例和弟1圖之液晶顯干哭 扣 99. ra ”、、員不态170的摻透特性的曲線222和 224。用來模擬曲線222 不 材料的。在傳_^千古, 料是使用相同的液晶 十ο在傳摘手性垂直型液晶顯示器的實例中，掌性 =斤造曰成的扭轉方向與配向膜所造成的扭轉方向相 Γ

:在液曰曰顯不益170中，掌性材料所造成的扭轉方向則 ”配向膜所&成的㈣方向相反。模擬所使用的波長為 550不米。比較曲線222和224，顯示液晶顯示器㈣可 以使用較低的驅動電流來達到最大的亮度226。 f 5A圖和帛5B目分別繪示—種傳統的掌性垂直型 LCD貫例以及液晶顯示器17()(第i圖）在操作狀態的等亮 度曲線圖（iso-luminance graph)230以及232。等亮度曲線 圖230顯示傳統的掌性垂直型LCD實例的最大穿透位置 (在區域234内）是偏離中心位置的。而等亮度曲線圖232 顯示液晶顯示器170的最大穿透位置（在區域236内）則是 接近中心位置的。相較於傳統的掌性垂直型LCD實例的 亮度分布，液晶顯示器170的亮度分布（如圖232所示）是 比較對稱於顯示器的中心的。 半穿透反射式液晶顯示器（transflective LCD)可以分 別或是同時在穿透顯示模式以及反射顯示模式顯示影 像，因此，半穿透反射式液晶顯示器可以用在暗的周圍條 件（ambient condition)或是亮的周圍條件。在半穿透反射式 TW3682PA 22 200835990 液晶顯示器中，有一些入射的環境光(ambientlight)會反射 回觀視者，而有一些背光則會經由液晶層傳送至觀視者。 這些被反射光和被穿透的光可分別或同時提供給觀視者。 第6圖是繪示一種半穿透反射式液晶顯示器11()的示 思圖。在圖中僅纟會示出單一個晝素134。與穿透示顯示器 17〇(第1圖）相同的是，半穿透反射式液晶顯示器11〇具有 一液晶層116位於上基板118和下基板12〇之間。寬頻1/4 波延遲膜122貼附在各個基板118、12〇的外側。線性偏 光膜124貼附在各個延遲膜122上，以形成一個寬頻圓偏 光板136。上偏光膜和下偏光膜124是交錯排列的，可以 使得上寬頻圓偏光板以及下寬頻圓偏光板在晝素還沒被 啟動時（亦即，當晝素在暗的狀態時）阻擋穿透光和反射 光。上基板118的内侧塗覆著一層配向膜的透明電極。 與穿透式顯示器170不同的是，半穿透反射式液晶顯 示器110包括一穿透部（transmissive part)112以及一反射 部114。在穿透部112中，下基板120具有塗覆著一層配 向膜的透明電極。而在反射部114中，下基板120具有塗 覆著金屬反射片（reflector)128的緩衝層126。金屬反射片 128係用以反射環境光或來自外部光源130的光。缓衝層 126表面凹凸不平，以得金屬反射片128也是凹凸不平， 藉以反射一方向範圍内的入射光。穿透部112可傳送來自 背光單元132的光。同一個晝素的穿透部112和反射部114 係以相同的開關元件如薄膜電晶體（請參照第11圖）來操 作之。 TW3682PA 23 200835990 半穿透反射式液晶顯示器110可藉由以上所述的光 電作用來调變光’以產生具有各種灰度色階的影像。在穿 透部112的光會通過液晶層116 —次；而在反射部114的 光則會因為光受到反射片128的反射而可以通過液晶層 116二次。藉由缓衝層126的使用可以行成雙胞間隙结構， 其中反射部Π4中的液晶層116的厚度係小於穿透部112 者，在穿透部112和反射部114中的光的光相位延遲實質 上相同。請參照美國專利第6,281，952號。 第7圖之圖150是分別繪示傳統的液晶層中未摻雜掌 性材料之ECB VA型半穿透反射式液晶顯示器實例的穿透 和反射特性的曲線152以及154。圖150的縱轴是ECB VA 型半穿透反射式液晶顯示器實例之穿透部以及反射部之 正規化的光電響應（normalized electro_optic response)。比 較ECB VA型半穿透反射式液晶顯示器實例之曲線152和 154，其顯示穿透特性和反射特性實質上相同。 第8圖之圖250是分別繪示半穿透反射式液晶顯示器 11〇(第6圖）穿透部112和反射部114的穿透特性和反射特 性的曲線252和254。圖250的縱轴是傳統ECB VA型液 晶顯示器實例之穿透部112以及反射部114是正規化最大 穿透值的光電響應。光電響應為1表示穿透率或反射率與 ECBVA型半穿透反射式液晶顯示器（第7圖）者相同。 第8圖顯示半穿透反射式液晶顯示器11()的最大穿透 率256和最大反射率258與傳統的ECBVA型半穿透反射 式液晶顯示器實例實質上相同。這可能是因為在顯示器 TW3682PA 24 200835990 η〇的液晶層116施加2·5伏特至5伏 大部分的液晶居ι古杏所μ 士门寸的刼作電壓時， 曰曰層116具有貝質上相同的方位条 度）。此情说你/由 9 (、、、勺為4 5 土 8 又>» “月况與傳統的£CB VA型顯示器實例相 層施加操作泰邴+ σ貝例相冋，在液晶 " 兔反日寸，大部分的液晶分子 向傾斜⑻立角CP約為45度）。 灵貝上以相同的方 此1Μ為〇伏特至5伏特時，曲線252和254彼 圭Hi 這表示在半穿透反射式液晶顯示器ho的 Γ

旦素 讀電壓Vdata時，穿透部112和反射部 有實質上相同的灰度色階。具 一 第9圖的圖160是分別繪示與傳統ECB VA型液晶顧 不器貫例有關的傳統掌性垂直型液晶顯示器的穿透和反 射的光電響應曲線162和164。穿透率162的最大值166 以及反射率I64的最大值168分別是ECB VA型液晶顯示 裔貫例（第7圖）的最大響應值的60%及80%。在操作電壓 為3伏特至4伏特時，曲線162和ι64彼此實質上並不吻 合’此將使得灰度色階失真。 比較第8圖以及第9圖，顯示半穿透反射式液晶顯示 器110比傳統的掌性垂直式半穿透反射式顯示器實例具有 較佳的顯示特性。 第10圖中的圖242、244以及246分別繪示傳統的 ECB VA型半穿透反射式液晶顯示器實例、半穿透反射式 液晶顯示器170(第6圖）以及傳統的掌性垂直式液晶顯示 器實例的穿透部的穿透特性。半穿透反射式顯示器是使用 寬頻圓偏光板。在傳統的掌性垂直式LCD實例中（曲線 TW3682PA 25 200835990 246)，最大穿透率247低於傳統ECB VA型LCD實例（曲 線242)的最大穿透率248的2/3。比較後可知液晶|員示哭 170 (曲線244)具有最大的穿透率249，其值與傳統的Ecb VA型LCD實例的最大穿透率248接近。

感 K. 在最大亮度方面，液晶顯示器110或170和傳統Ecb VA型LCD實例一樣好。液晶顯示器11〇或17〇的優點是 在党的狀悲時，當光通過液晶層時光的偏振是會改變的， 這是因為兩個作用：（1)液晶層的扭轉結構造成的偏振旋 轉（波導）作用以及（2)在大部分區域之反方向扭轉結構（或 貫質上無扭轉之結構)所造成的相位延遲作用。相較於傳统 使用1遲作用來改變光的偏振但無波導作用的ECB v型 貝例LCD110或的色散（c〇i〇r 士叩以以⑽)現象較 少〇 一 夕旦素屯路14陣列12，其中晝素電路14被 (TFT)2。、—個儲；電括-個或多個薄膜電晶體 晶胞之結構與第丨Γ 液晶胞(未繪示）。液 有效電容，以c 2=弟6®所示者相似1晶胞具有〜 以例如是平行連L 之。電容器Cst22、Clc25可 包括一閑才圣24 .點21以及第二節點23。TFT20 接。當閘極驅動哭；“閘極驅動益16的閉極線％連 料驅動器18會^以動閘極線26 ’打開加2〇時，資 守从—電壓訊號（例如Vdata)來驅動資

TW3682PA 26 200835990 線28，其中電壓訊號會通過電容器CST22、Clc25。 在一些實例中，第一和第二節點21和23係分別連接 到兩個位於液晶胞兩侧的透明電極（例如圖1的182a以及 182b)。電容器CST22、Clc25所保留（held)的電壓（例如Vdata) 決定了施加在液晶胞的電壓大小。貧料線2 8上的電壓有 時稱為“灰度電壓”，這是因為其決定了晝素電路14所顯示 的灰度色階。 顯示器10上的各個晝素包括顯示紅色、綠色以及藍 € 色的三個子晝素。各子晝素包括一個晝素電路14。藉由控 制三個子晝素的灰度色階，各個晝素可以顯示廣範圍的彩 度以及灰度色階。 雖然，以上已揭露一些實例，然而，其他的實施方式 以及應用亦是涵蓋在以下的申請專利範圍内。例如，具有 掌性材料的液晶層，其掌性材料可造成一扭轉方向與配向 膜所造成之扭轉方向相反的扭轉結構，亦可以使用在沒有 背光模組的反射不液晶顯不為之中。掌性材料可以與以上 ί 所述者不同。顯示器中各構件的尺寸和方向亦可以與以上 所述者不同。 例如，請參照第12圖，在一些實例中，轴201與轴 202所夾的角度207的角等分線205可以與傾斜方向203 和204所夾的角度的角等分線206正交（與第2Α圖比較， 其角度207的角等分線205與傾斜方向203和204所夾的 角度的角等分線206平行）。晝素電路可以有各種的排列方 式，例如，儲存電容器CTS的端點可連接到節點21，而儲 TW3682PA 27 200835990 存電容器其他的端點可以連接到下一列的閘極線。 在第6圖的半穿透反射式顯示器110中，同一晝素的 穿透部112和反射部114可以以兩個獨立的開關元件來控 制。半穿透反射式顯示器110不需要使用雙胞間隙結構。 緩衝層126可被移除，以使穿透部112與反射部114具有 相同的胞間隙。 以上所述的液晶分子的方向性是指液晶分子之指向 矢的方向。液晶分子不需要在所有的時間都指向同一個方 向。在大多數的時間液晶分子中的大部份易於指向一個方 向（以指向矢來表示），而不是其他方向。例如，“液晶分子 實質上排列成與基板垂直的方向”表示液晶分子的指向矢 的平均方向是沿著正交方向，但是，個別的分子則可能指 向不同的方向。掌性材料中可具有雜質。例如，摻雜右旋 (或左旋）掌性材料的液晶層可以包括少量的左旋（或右旋) 掌性材料，但是，液晶層中的扭轉結構的扭轉方向主要還 是由右旋（或左旋）掌性材料來決定之。 綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上， 然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通 常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種 之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請 專利範圍所界定者為準。 TW3682PA 28 200835990 【圖式簡單說明】 第1圖繪示一種液晶顯示器的剖面示意圖。 第2A圖繪示偏光板和配向膜的光軸示意圖。 第2B圖繪示液晶分子的傾斜方向的示意圖。 第3A圖和第3B圖繪示液晶層之電壓和扭轉特性的 關係圖。 第4圖是比較不同型之液晶顯示器之電壓和穿透特 性的關係圖。 第5A圖和第5B圖為等亮度曲線圖。 第6圖為半穿透反射式液晶顯示器的示意圖。 第7圖為ECBVA型半穿透反射式液晶顯示器的電壓 和穿透以及反射特性的關係圖。 第8圖為半穿透反射式顯示器的穿透和反射特性圖。 第9圖為掌性垂直型液晶顯示器之穿透和反射特性 圖。 第10圖為不同型之顯示器的電壓和穿透特性的關係 圖。 第11圖為包括晝素電路陣列之液晶顯示器的示意 圖。 第12圖為偏光板和配向膜之光轴的示意圖。 【主要元件符號說明】 10:液晶顯示器 12:陣列 14:晝素電路 TW3682PA 29 200835990 16 : 閘極驅動器 18： 貧料驅動裔 20： 薄膜電晶體 21 ： 第一節點 22、25:電容器 23:第二節點 26:閘極線 28:資料線 110:半穿透反射式液晶顯示器 112:穿透部 114:反射部 126:缓衝層 128:金屬反射片 132:背光單元 134:晝素 170 :垂直配向式液晶顯示器 116、172 :液晶層 118、120、174、176:基板 122、178a、178b:延遲膜 124:偏光膜 136、180a、180b:偏光板 150 、 210 、 220 、 230 、 232 、 250:圖 152、154、162、164、212>214、216、222 > 224、 242、244、246、252、254:曲線 TW3682PA 30 200835990 182a、182b:透明電極 184a、184b:配向膜 186:背光模組 188:光 190:液晶分子 192:指向矢 201、202:穿透軸 203、204:傾斜方向 205、206:角等分線 207、208:角度 226:最大亮度 234、236:區域 247、248、249、256:最大穿透率 168、258·•最大反射率 TW3682PA 31

Claims (1)

1. 200835990 十、申請專利範圍： 1 · 一種裝置，包括： 一液晶顯不為’包括· 一第一配向膜，具有一第一g己向方向； 一第二配向膜，具有一第二配向方向；以及 一液晶層，具有多數個液晶分子，位在該第一與 该弟一配向膜之間，該液晶層摻雜一掌性材料，當在施加 一電場給該液晶層時在該些液晶分子的該指向矢造成— 第一扭轉，且該第一和該第二配向膜具有方向性，當在施 加一電場給該液晶層時在該些液晶分子的該指向矢造成 一第二扭轉，該第一扭轉方向和該第二扭轉的方向不同。 2·如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該第一 和該第二配向膜易造成該液晶分子的該指向矢逆時針扭 轉。 3·如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該掌性 材料易造成該指向矢順時針扭轉。 4·如申請專利範圍第！項所述之裝置，其中該第— 和該第二配向膜易造成該液晶分子的該方向矢順時針扭 轉。 5·如申請專利範圍第4項所述之裝置，其中該掌性 材料易造成該指向矢逆時針扭轉。 6·如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中當該液 晶顯不器之一晝素在一亮的狀態時，在該晝素中至少有十 勿之一之该液晶分子形成一扭轉結構，該扭轉結構具有一 TW3682PA 32 200835990 ’其與相鄰該第一與該第二配向膜之該些液晶分 /、之雜轉結構之—部份的扭轉方向相反。 曰如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中當該液 了、、、^之—晝素在—亮的狀態時，在該晝素中至少有二 之餘晶分子形成—扭轉結構，該扭轉結構具有一 方Γ其與相鄰該第—與該第二配向膜之該些液晶分 子所形成之該_結構之—部份的扭轉方向相反。 如中請專利範圍第1項所述之裝置，其中當該液 曰曰層未被施加電場時，該些液晶分子 與該第二配向膜，杏呤、发Β β 4 A ^ 折 、田5亥液日日層被鈿加電場時，該些液晶分 子貝貝上傾斜於正交方向。 9.如申請專利範圍第丨項所述之裝置，1中 一 酉第己向^貼附在—第-基板上，該第二配向膜係貼附在-弟，—基板上。 声勺^^請專利範圍第1項所述之裝置，其中該液晶 运匕括負71電非等向性液晶材料。 —U·如申請專利範圍第1項所述之裝置，更包括一背 光，用以提供光，該光被該液晶層調變。 n如中請專利範圍第i項所述之裝置 個電極，用以施加電壓給該液晶層。 夕數 =·如申凊專利範圍第1項所述之裝置，更包括一具 有第一牙透軸的第一偏光膜以及一具有一笛_ W :第，偏二膜:該第—穿透軸相對於該第二穿透軸：一角 X第和孩第一偏光膜位在該液晶層相對應的兩侧 TW3682PA 33 200835990 上。 14. 如申請專利範_ i項所述之裝置，盆中— 和該第二配向膜的該夾角的角等分線第 該第二穿透軸之該夾角的該角等分線平行。和 15. 如申明專利範圍第】項所述之装置，其中 — 和該第二配向膜的該夾角的角等分線鱼第/ 該第二穿透軸之該夾角的該角等分線垂直、。^弟—和 16. 如巾請專利範圍第w所述之裝置，其 施加電壓給該液晶層時，該顯示器在—暗的狀，能。 17·如申請專利範圍第！項所述之裝置^中該 配向方向相對於該第二配向方向夹6〇幻2〇度角。 18.如申請專利範圍第！項所述之裝置，其中 材料所造成之該扭轉的間距為該液晶層厚度的3至6倍。 19· 種牙透式液晶顯示器，包括： 二，一基板，具有一第一電極與一第一配向膜； 第基板，具有一第一電極與一第二配向膜； -液晶層’具有多數個液晶分子，位在該第—基板盘 ^弟二基板之間，該液晶層摻雜—掌性材料，在利用該第 -與該第二電極施加電場給該液晶層時使該些液晶分子 ί方向扭轉’其中該第一配向膜具有-第-配向方向，該 弟二配向膜具有—第二配向方向’該第—和第二配向膜具 有方向|±’ §在施加電場給該液晶層時在該液晶層中造成 -扭轉結構，該第—和第二配向膜所造成的該扭轉結構的 扭轉的方向與㈣性材料所造成的扭轉結構的扭轉方向 TW3682PA 200835990 不同；以及 一为光模組，以產生光，該光被該液晶層調變。 哭，ΙΟ中H請專利範^第19項所述之穿透式液晶顯示 ^』當沒有施加電場給該液晶層時，該些液晶分子實 質上與該第—與該第二基板垂直之方向平行。、 哭，】丨·如:請專利範圍第19項所述之穿透式液晶顯示 裔，其中該第一和該第二配向膜易造成該些液晶分子之該 指向矢逆時針扭轉。 ^ ^ 22·如申睛專利範圍第21項所述之穿透式液晶顯示 其中5亥單性材料易造成該指向矢順時針扭轉。 哭如申請專利範圍第19項所述之穿透式液晶顯示 為，其中該第一和該第二配向膜造成該指向矢順時針扭 轉。 _ 24·如申請專利範圍第23項所述之穿透式液晶顯示 其中該羊性材料造成該指向矢逆時針扭轉。 抑25·如申請專利範圍第19項所述之穿透式液晶顯示 :，其中當該液晶顯示器之一晝素在一亮的狀態時，在該 晝素中至少有十分之一之該液晶分子的該指向矢扭轉一 方向，该方向與相鄰該第一與該第二配向膜之該些液晶分 子之部分該指向矢的扭轉方向相反。 ^ 26·如申請專利範圍第19項所述之穿透式液晶顯示 為’其中當該液晶顯示器之一晝素在亮的狀態時，在該晝 素中至少有二分之一之該液晶分子的該指向矢扭轉一方 向，該方向與相鄰該第一與該第二配向膜之該些液晶分子 TW3682PA 35 200835990 之部分該指向矢的扭轉方向相反。 27. —種液晶顯示器，包括： 下配向膜，具有一第一配向方向； ^ 向膜具有一第二配向方向，該第二配向膜較 接近觀看該顯示器之使用者；以及 液阳層’具有多數個液晶分子，位在該第—配向膜 一弟二配向膜之間’該液晶層摻雜-掌性材料； θ /、甚/第配向膜和5亥第—配向膜排列的方式可 使付由該第—配向方向順時針測量至該第二配向方向時 =弟二配向方向相對於該第一配向方向之角度小於18〇 度守，5亥掌性材料包括實質上為右旋掌性材料，且 當該第-配向膜和該第二配向膜 由該第-配向方向逆時針測量至該第二配向方向』； =向方向相對於該第—配向方向之角度小於湯度時， μ手性材料包括實質上為左旋掌性材料。 =如申請專利範圍第27項所述之液晶顯示器，並 和=性材料實質上包括右旋掌性材料，且該第一配向膜 二弟:配向膜排列的方式可使得由該第—配向方向順 二挪s至該第二配向方向之該第二配向方向相對於該 乐一配向方向之角度介於80至1〇〇度。 上9.如申請專利範圍第27項所述之液晶顯示器，並 性材料實質上包括左旋掌性材料，且該第一配向膜 二弟二配向膜排列的方式可使得由該第—配向方向逆 了、’測里至該第二配向方向之該第二配向方向相對於該 TW3682PA 36 200835990 第一配向方向之角度介於80至100度。 30· 一種液晶顯示器，包括·· 一下配向膜，具有一第一配向方向； 上配向膜，具有一第二配向方向，該第 接近觀看該顯示器之使用者；以及 一液晶層 •配向膜較 具有多數個液晶分子，位在該第-配向膜 /、该弟二配向膜之間，該液晶層摻雜—掌性材料； Γ: ，中，當§亥下配向膜和該上配向膜排列的方式可使得 一该第一配向方向順時針測量至該第二配向方向之該第 =向方向相對於該第一配向方向之角度小於⑽度時， 二:ί ::避自於可在施加電場給該液晶層時在該液晶 層中k成右旋扭轉結構者，且 :二亥第一配向膜和該第二配向膜排列的方式可使得 广弟酉己向方向逆時針測量至該第二配向方向之該第 方向相對於該第-配向方向之角度小於180度時， I 坻自於可在施加電場給該液晶層時在該液晶 層中以成左旋扭轉結構者。 匕 1. *申請專利範圍第3〇項所述之液晶顯示器，其 -二:Ϊ向膜和該上配向膜排列的方式可使得由該第 方心：順時針测量至該第二配向方向之該第二配向 —配向方向之角度介於80至100度時’ ‘二成：選自於可在施加電場給該液晶層時在該液晶 層中以成右旋扭轉結構者。 32.如中請專利範圍第3()項所述之液晶顯示器，其 TW3682PA 37 200835990 中當該第一配向膜和該第二配向膜排列的方式可使得由 該第一配向方向逆時針測量至該第二配向方向之該第二 配向方向相對於該第一配向方向之角度介於80至100度 時，該掌性材料選自於可在施加電場給該液晶層時在該液 晶層中造成左旋扭轉結構者。 33。 一種液晶顯示器，包括： 一晝素電路，具有一暗的狀態及一亮的狀態，該畫素 電路包括： 一下配向膜，具有一第一配向方向； 一上配向膜，具有一第二配向方向，該上配向 膜較接近觀看該顯示器之使用者；以及 一液晶層，具有多數個液晶分子，位在該上配向 膜與該下配向膜之間，該液晶層摻雜一掌性材料，當該晝 素電路在該亮的狀態時，可使得該晝素電路中至少十分之 一之遠離該上配向膜以及該下配向膜之該液晶分子形成 一扭轉結構，該扭轉結構具有一扭轉方向，其與接近該上 下配向膜與該下配向膜之該些液晶分子所形成之一部分 該扭轉結構的扭轉方向相反。 34. 如申請專利範圍第33項所述之液晶顯示器，其 中當該晝素電路在該亮的狀態時，該掌性材料可使得至少 二分之一之該液晶分子形成一扭轉結構，該扭轉結構具有 一扭轉方向，其與接近該上配向膜與該下配向膜之該些液 晶分子所形成之部分該扭轉結構的扭轉方向相反。 3 5 · —種液晶顯不裔’包括· TW3682PA 38 200835990 一下配向膜，具有一第一配向方向； 二上配具有一第二配向方向，該上配向膜較 近觀看該顯示器之使用者； 、 一液晶層，具有多數個液晶分子，位 二 =膜之間’其中在一亮的狀態時’當“

   ft向，排列的方式可使得由該第一配向方向逆時針 測置至該第二配向方向之該第二配向方向相對於該第一 配向方向之角度介於8G至1⑻度時，該光會由該下配向 膜行進^上配向膜，紐晶層具有—光偏振旋轉結構 可以使付光以逆時針方向、順時針方向以及逆時針方向之 順序由該下配向膜行進至該上配向膜， 二j中虽该下配向膜和該上配向膜排列的方式可使得 由忒第配向方向順時針測量至該第二配向方向之該第 二酉士己向f向相對於該第一配向方向之角度介於80至100 ，该液晶層具有一光偏振旋轉結構，可以使得光以順 二计方向、逆日守針方向以及順時針方向之順序由該下配向 膜4亍進至§亥上配向膜。 木36·如申睛專利範圍第35項所述之液晶顯示器，其 中田該下配向膜和該上配向膜排列的方式可使得由該第 配向方向；I員日守針測量至該第二配向方向之該第二配向 #向相對於該第—配向方向之角度介於8G至100度時， 該液^層係摻雜一右旋掌性材料，以及 畜遠下向膜和該上配向膜排列的方式可使得由該第 配向方向逆時針測量至該第二配向方向之該第二配向 TW3682PA 39 200835990 方向相對於該第一配向方向之角度介於80至100度時， 該液晶層係摻雜一左旋掌性材料。 37. —種液晶顯示器的操作方法，包括： 施加一電場在一第一配向膜與一第二配向膜之間的 一液晶層，以使得該液晶層中的多數個液晶分子傾斜偏離 垂直於該第一配向膜之一方向；以及 在該液晶層摻雜一掌性材料，以造成該液晶分子的指 向矢扭轉，該掌性材料所造成之扭轉的方向與沒有該掌性 材料之該第一和第二配向膜所造成的扭轉的方向相反。 38. 如申請專利範圍第37項所述之方法，其中利用 該掌性材料造成一扭轉之方法包括以該掌性材料造成一 逆時針扭轉。 39. 如申請專利範圍第38項所述之方法，其中該第 一和該第二配向膜所造成之扭轉的方向為順時針方向。 40. 如申請專利範圍第37項所述之方法，其中利用 該掌性材料造成一扭轉之方法包括以該掌性材料造成一 順時針扭轉。 41. 如申請專利範圍第40項所述之方法，其中該第 一和該第二配向膜所造成之扭轉的方向為逆時針方向。 42. 如申請專利範圍第37項所述之方法，其中施加 該電場包括施加一電場，使該液晶顯示器之一晝素進入一 亮的狀態，並且造成該晝素中之至少十分之一之該些液晶 分子形成一扭轉結構，該扭轉結構具有一扭轉方向，與相 鄰該第一與該第二配向膜之該些液晶分子所形成之該扭 TW3682PA 40 200835990 轉結構的扭轉方向相反。 43.如申請專利範圍第37項所述之方法，其中施加 ㈣場，括施加1場’使該液日日日顯示器之—畫素進入一 =的狀態，並且造成該晝素中之至少二分之—之該些液晶 分子形成一扭轉結構，該扭轉結構具有一扭轉方向，與相 鄰該第—與該第三配向狀該錄晶分子卿成之該扭 轉結構的扭轉方向相反。 44·如申請專利範圍第37項所述之方法，更包括以 一为光模組產生光，以及以該液晶層調變該光。 45·如申请專利範圍弟37項所述之方法，更包括： 施加一電場，使該液晶顯示器之一晝素進入一亮的狀 態；以及 移除該電場，使該晝素進入一暗的狀態。 46·如申睛專利範圍弟37項所述之方法，更包括在 該液晶層中形成一扭轉結構，其中該扭轉結構之間距為該 液晶層之厚度的3至6倍。 TW3682PA 41