TW482934B - Liquid crystal display device having characteristic of viewing angle which is right-and-left symmetrical and up-and-down symmetrical - Google Patents

Description

A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 本發明係有關於一種液晶顯示裝置，更特別地係有 關於-液晶顯示I置，其利用在實f上平行於基板表面 的平面中被旋轉的液晶分子的分子軸進行顯示而具有寬 的視角。 液晶顯示裝置之一是彩色TFT型液晶顯示裝置， 其中薄膜電晶體（TFT)被用作開關元件，而且能夠實現顏 色顯示。 ’ 傳統的液晶顯示裝置在日本未審查專利的公開號碼 平6-160878號中被揭露。即，JP-A 6-160878·也就是 虎，JP-A 6-160878獲得一主動矩陣型的液晶顯示裝置， 其具有而對比、良好的視角特性，可容易地執行多階顯 不，且顯不明亮，成本降低等特點。主動矩陣型的液晶 顯不裝置的結構為平行基板表面的電場經由具有沒極， 伸展過複數像素的共極電極與以汲極電極和共極電極相 同的方向伸展的源極電極。 以猶後將會連同圖1A、IB、2〇 2B更詳細地被 描述的方式，傳統的液晶顯示裝置包含第—及第二玻璃 基板’其在縱向方向上分開。第-和第二玻璃基板實質 上疋平坦的形狀。t第二玻璃基板具有相對於第—主表 面的-第二主表面。以習知的方式，複數個薄膜電晶體 (TFT)以陣列或矩陣的方式被形成在第—玻璃基板的第一 主表面上°另-方面’以習知的方式，複數個彩色過渡 器（CFs)的被形成在第二主表面上。 〜 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁)

482934 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2 ) 第-玻璃基板具有面對第一主表面的 第一偏光板被附著在第-個玻璃基板的第-後表面。；] 樣地’第二玻璃基板具有面對第二主表面的第二後: rim附著在第二玻璃基板的第二後表面上: =和第二偏光板力別有第—和第二光傳輪軸，其彼此 複數個圖素電極以陣列或矩陣的方式 玻璃基板的第一主表面上。圖素電極數目上等= 晶體’並且被稱為顯示電極。每個圖素電極對應一圖 而且在垂直方向或面板的上下方向上延伸。 同樣地，複數個共極電極以習知的方式被形成在 -玻璃基板的第二主表面ρ每個共極電極在從 極位移的其位置的垂直方向上延伸。 ” 、在第一玻璃基板的第一主表面上，第—配向層 被形成或應用以覆蓋圖素電極和薄膜電晶體。同樣曰地 第二配向層被形成或應用在第二玻璃基板的第二主表 上以便涵蓋共極電極和其顏色過濾器。 此外，第-及第二玻璃基板設置_液晶層在第. 配向層之間。液晶層包括複數個液晶分子。每個液 晶分子有長軸和短軸。每個液晶分子的長和短 平面’其實質上與第一表面和第二玻璃基板平行且其被 垂直方向和縱向方向兩者定義。每個液晶分子的長軸在 此技藝中被稱為液晶分子長軸方向的方向上延伸。第一 電 素 第 電 36 面 和 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁〕

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和第二配向層兩者受制於配向處理，所以每個液晶分子 的液晶分子長軸方向從失有一預定角度的圖素電極和共 極電極的垂直方向上傾斜到一側。由於若每一液晶分子 的液晶分子長軸方向平行於垂直方向，可能因為在邊界 上發生相反方向的兩個變形造成顯示不良。無論如何， 當圖素電極和共極電極之間沒有電場產生時，液晶分子 被均勻地配向。 當縱向的電場在圖素電極和共同電極之間產生的時 候，在實質上與第一和第二玻璃基板的第一和第二主表 面平行的平面上每個液晶分子旋轉，且在沒有縱向電場 產生時使得每個液晶分子的液晶分子長軸方向指向不同 的方向。 雖然圖素電極和共同電極被形成在不同於彼此的基 板上，但是JP-A 6-160878揭示圖素電極和共同電極可 在相同的基板上被形成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上所述，IPS模態的液晶顯示裝置藉由使平面中 的每個液晶分子旋轉完成顯示，其為實質上與基板表面 平行的平面，平行基板表面的平面中產生縱向電場。因 此 ^人看見或者看來·自前面的液晶顯示裝置的時候， 雖然人在一預定視野範圍移動他的或她觀察點，人的眼 睛基本上獨自地收到穿過每個液晶分子的短軸的光。結 果’ IPS模態的液晶顯示裝置沒有經每個液晶分子的，， 上升方法"所引起的視場角的依存性，而且相較於一扭轉 6 五、發明說明（4 ) $列（TN)模態的液晶顯示裝置，其可能使液晶顯示裝置 得到比較寬的視角。這是因為對於TN模態的液晶顯示 凌置，當人在預定視野範圍移動他的或她觀察點的時 候，人的眼睛收到穿過長軸的光’與每個液晶分子的短 轴'樣。 順便一提，從使用條件等的觀點，對於液晶顯示裝 置，在面板左右方向或縱向方向與視角有關的對比必須 是對稱的，而且被在面板上下方向或垂直方向與視角有 關的對比也必須是對稱的。換句話說，它必需使得液晶 顯示裝置不只在左右方向的視角有右-左對稱的特性，在 面板上下方向的視角也有上下對稱的特性。此外，期望 液晶顯示裝置在所有的上下方向和左右方向均有視角對 稱的特性。在此處，對比（CR)是白色被顯示時的光穿透 率與黑色被顯示時的光穿透率的比。此外，視角（或等效 的CR分配）的特性是分配特性，其指示對人看液晶顯示 裝置的面板之每一視角對比如何分配。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以在稍後將會連同圖3更詳細地被描述的方式，依 照傳統的液晶顯示裝置的視角特性實質上形狀是橢圓形 的並且既不是左右對稱也不是上下對稱。比較明確地， 在依照傳統液晶顯示裝置的視角特性中，視角橢圓形的 形狀使得液晶分子長軸向右從面板上下的方向傾斜Μ 度，其與第一和第二配向層的配向處理方向相同。這是 因為在第一上和第二的配向層的配向處理被實行，使得 、發明說明（5) 從面板上下的方向向右傾斜15度，然後液晶分子被配 向使得沒有縱向電場產生時每個液晶分子的液晶分子長 軸方向從面板上下方向向右傾斜。 結果’傳統的IPS模態的液晶顯示裝置不好，其在 與上述的視角特性有關的需求方面難以使人滿意。 其他的液晶顯示裝置為已知。經由例示，日本未審 查晴准專利公告號碼平8-190104，即，JP-A 8-190104 揭露一個改良顯示的液晶顯示元件藉由壓抑視場角或視 角上的依存性而分等。依照Jp_A 8_19〇1〇4，液晶顯示 元件包含第一電極，被形成在一個基板上，其具有複數 片的平行電線的電極，第二電極，具有被安排在第一個 電極的各電線的電極部份間的複數片平行電線形的電極 部分’和開關元件。定方位或配向薄膜有等於或小於3 度的預傾斜角，與平行於電線形的電極部分的縱向方向 的定方位或配向方向。在兩個基板之間的極間間隔G和 間隔D滿足下列各項方程式：〇kG/d幻·〇。因當這種元 件不是藉著電場變化直立或放置液晶類型之時，因在主 或長的軸方向和液晶較小的或短軸方向之間的折射 同幾乎不會使得穿透率變差。視場角上的依存 抑，而且顯示等級被改良。 & 電光顯示裝置被Baur et. A1.揭露在美國專 5,576,867號。依照Baur et· A1的電光顯示裝置包含、夜日 層而且使时行於液晶層表面的電場分量完㈣關:曰曰 482934 液晶顯示^

_裝--------tr--------- (請先閱讀背面之注咅g事項再填寫本頁) B7 五 發明說明（6) :上比的低依存性經由包括定方位角β。和預傾 ，方性的液晶分子，當。<Μ2。時，且當= :達:於具有正的誘電率異方性的液晶分子，好㈣果 被達成。最好，〇<α(^3〇 日本未審查請准專利公錢碼平·7·191336,即， J:_A 7-191336提供一被縱向電場控制的液晶顯示裝置， 生、具有-寬視場角，快速的反應速度，和優良的顯示控 1。依照JP.A7-191336的液晶顯示裝置具有—些基板， 至少二顯示電極’當彼此絕緣的時，在其中一個基板之 上被形成的，和-液晶材料，位在有成對的基板間，且 成對的基板間彼此相對使得顯示電極是位在内部。經由 提供在顯示電極之間的電位差，改變在液晶材料中的液 晶分子的配向狀況，以控制旋轉的偏極化效率而顯示。 此直視型或投射型液晶顯示裝置具有顯示電極，其為複 數有牙齒的㈣·數位電極’其部份地增加寬度至能控制 配向狀況的形狀，使得配向狀況在一個方向上變化。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然而，在前面提到的每一參彳中，每個液晶顯示裝 置具有既不是左右對稱也不是上下對稱的視角特性。 因此，本發明的一個目的在於提供一 置，其具有左右對稱且上下對稱的視角特性 當著手進行描述，本發明的其他目的將會變成、； 楚。

本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱 482934 A7 B7 五、發明說明（7 ) 分子不為二要 = 上述的問題，本發明人在被配向的液晶 子不疋均勻的情形下，進行視角特性實驗。 請 开结果，本發明人揭露視角旋轉的特性，其根據藉著 對基板上的扭轉角配向扭轉液晶分子，使 液曰“子旋轉層形成在以彼此些微不同的配向處理角被 理的基板上。重複實驗，本發明人揭露藉由 根據在配向處理角之間的平均角的一扭轉角，可 左右對稱和上下對稱的視角特性。 又于 檢查實驗的統計結果，t做具體解決±述問題 法，本發明提供一現在將被描述的液晶顯示褒置。 人第H ’Γ照這發明的一個特點，液晶顯示裝置包 3第和第一基板，其分別具有第一 此相對且其間有一空間。第一及第二配向層二： 成在第一和第二基板的第-和第二主表面上。當第二配 向層以第二配向處理方向受到第二配向處理時： :向處理方向移位-預定小角，第一配向層以第一配 向處：方向’受到第一配向處理。_液晶層被插入在第 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 的乂 :配向層之間。液晶層包含複數液晶分子，每個 均與預定小角相同的扭轉角被扭轉對齊。 圖式的簡單說明 的 侧視圖圖；1A顯示—料輪生的她晶顯示裝置 圖1B顯示在圖1A中舉例說明的傳統液晶顯示裝

本紙張尺度_巾國國家標準（CNS)A4規ί各咖x 297公髮· 五、發明說明（8) 置的前視圖； 電場產生時傳統液 的傳統液晶顯示裝 圖2A顯示在圖1 a舉例說明有 晶顯示裝置的側視圖； 圖2B顯示在圖2 A中舉例說明 置的前視圖； 圖3顯示，當做在圖1Α^ 2B的傳統液晶顯示裝 置中之視角特性’繪示在視角上對比的依存性，· 圖4是依照本發明的第一實施例，沿 4行的一液晶顯示裝置的截面圖； 者巴的第 、圖5是’如同從彩色過濾器側觀看，緣示在圖4的 液晶顯示裝置的前視圖； 圖6顯示與圖3是相同的相等對比曲線； 圖7例示左右對稱和上下對稱的視角特性，其依照 在圖4和5的液晶顯示裝置可以獲得且展示相等的對: 曲線，其中TFT側的配向處理角0TFT #⑺側配向處 理角0CF分別等於16及14 ; 圖8是用以描述在圖4和5中說明的液晶顯示裝 置之操作不同角度之立體圖； 圖9顯示另外的同等對比曲線，其中TFT側配向 處理角0TFT和CF側配向處理角0CF分別等於14和 16 ； 圖10表示表現在一扭轉角0 TW和在中央線CL和 面板上下方向之間的内部_平面角的變化之間的關係的實 11 A7 A7 B7 五、發明說明（9 ) 驗結果； 圖11表示前對+ $ 圖扭轉角0TW之間的關係； " 不在平均配向處理角0AV和

之間的關係； 扭锝角0TW 圖13表示使用平均配向處理角必AV作為 與應用的電壓有關的光穿透率T/T0之變化； Γ 一14 π電極之中結構關係的前視圖，其根據本發 、的一實％例’在一液晶顯示裝置中複數圖素以矩陣 或陣列的方式被配向； 圖15表不對應於在圖14中說明的液晶顯示裝置中 的一圖素之一部份結構的前視圖素； 圖16是沿著圖15的第16-16行截面圖； 圖17是表示在圖14中說明的之視角特性的圓錐圖 式；和 圖18疋依照本發明的第三實施例的液晶顯示裝置 之視角特性的圓錐圖式。 [圖式符號說明] 100〜TFT配向基板；101〜TFT側玻璃基板；102〜 掃描信號線；103〜共同電極；1〇5〜閘極絕緣膜；1〇7〜圖 素電極；109〜圖晝信號線；ill〜絕緣保護膜；π〇〜配向 膜；140〜偏光板；200〜CF基板；201〜CF側玻璃基板； 203〜黑矩陣層；205〜色層；207〜平坦化膜；230〜配向膜； 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -----------------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 貫施例的說明 請參閱圖1八和1B，和2A和2B，為了要幫助瞭 解本發明’傳統的液晶顯示裝置將會被描述。被舉例戈 明的傳統液晶顯示裝置在日本未審查專利的出版號碼； 6-160878中被揭露，即，Jp_A卜16〇878，而且實質上與 出版所揭露者是相等的。被舉例說明的液晶的顯示裳置 在平面開關（IPS)模態中是可操作的，其中顯示是藉由使 平面裡的每個液晶分子的分子軸旋轉實質上與基板的表 面平行)¾實行。換句活說，在平面方向產生縱向的電場。 IPS模態被稱為縱向電場驅動類型。

、圖1A*1B，和2A和2B_示對應到液晶顯示裝 置裡的只有—個圖素的部份。當目1B_示傳統的液晶 顯示裝置當縱向的電場不被在其中產生的前視圖時，圖 1A展不傳統液晶顯示裝置當縱向的電場不被在其中產生 的時候的側視圖。除此之外，當圖2B自示傳統的液晶 顯示裝置當縱向的電場在其中產生的前視圖時，圖2A 展示傳統液晶顯示裝置當縱向的電場在其中產生的時候 的側視圖。 如圖1A所示’液晶顯示裝置包含在A指示的縱向 方向分開的第一的和第二玻璃基板21和22。換句話說

五、發明說明（u) 第和第二破璃基板21和22彼此平行 ;間第第玻璃基板21和22實質上是二 基板22有第—的主表面21a ’第二玻璃 、”—表面22a，其經由空間相對到第一主表 a以習知的方式，複數薄膜雷曰㈣γ I舶 或矩障的太m 縁㈣電的體（不顯示）以陣列 、4被形成在第-玻璃基板21的第—的主表 上。因此，第-玻璃基板21被稱為tft側的玻 :板。另-方面，複數彩色過濾器（不顯示）以習知的 被^形成第二主表面仏·11。因此，第二玻璃基板22 破稱為CF側的玻璃基板。 第玻璃基板21有第一背表面21b，經由第一玻 璃基板21，相對於第一主表面2U。第一偏光板％，附 者在第一玻璃基板21的第一背表面21b。同樣地，第二 玻璃基板22有-第二背表面22b，經由第二玻璃基板 22 ’相對於第二主表面22a。第二偏光板27附著在第二 玻璃基板22的第二背表面22b。在舉例說明的例子中， 第一和第二偏光板26和27分別有第一和第二光傳輸 軸’其彼此成垂直。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如圖1A和1B所示，複數圖素電極31以陣列或矩 陣的方式被形成在第一玻璃基板21的第一主表面2ia 上，雖然只有一個圖素電極31在圖ιΑ和1B被舉例說 明。圖素電極31在數目上等於薄膜電晶體，並且被稱 為顯示電極。每個圖素電極31對應一圖素而且在被箭 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 482934 A7 五、發明說明（12) 頭B指示的垂直方向或如^ 1β所顯示的面板上下方向 伸展。同樣地，複數共極電極32以習知的方式被形成 在第二玻璃基板22的第二主表面瓜，雖然在圖⑹口 1B中只有-個共同電極32被舉例說明。每個共同電極 32在從圖素電極31移位之其位置的垂直方向B上伸展。 在第一玻璃基板21的第一主表面2U上，第一配 向層36被形成或塗上以覆蓋圖素電極31。薄膜電晶體 可能是或可能不佈滿第一配向層36。同樣地，第二配向 層37被形成或塗上在第二玻璃基板21的第二主表面22& 上’以便覆蓋共同電極22和顏色過濾器。 除此之外，第一和第二玻璃基板21和22放置一液 晶層40在其第一和第二配向層36和37之間。液晶層仙 包含複數液晶分子41，其被附上如圖ία和1β所示。 每個液晶分子41有長軸和短軸。在舉例說明的例子中， 液晶分子41有正誘電率異方性。每個液晶分子41的長 軸和短軸，被放置在實質上與第一和第二 和22的表*平行的_平面上，且《直方ΓΛ箭頭 c指示的縱向方向兩者定義。每個液晶分子4ι的長軸在 被稱為液晶分子長轴方向的方向延伸。兩個第一和第一 配向層36和37受到配向處理，所以每個液晶分子4ι 的液晶分子長軸方向以被預定的角從圖素電極31和共 同電極32的垂直方向B傾斜到一侧。換句話說，如圖^ 所示，液晶分子41是當在圖素電極31和共同電極32 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

1B 15 五、發明說明（13) 之間縱向的電場不被產生時被均勻地配向。 使用這結構，假定以E描述的縱向電場被產生在圖 ^電極31和共同電極32之間，如圖2Α#σ2Β所示。在 k事件中，每個液晶分子41在實質上與第一和第二玻 璃基板21和22的第-和第二主表面21a和仏平行的 平面旋轉，所以在沒有縱向的電場產生時，每個液晶分 子41的液晶分子長軸方向在不同的方向被旋轉，如圖2a 和2B所示。 在舉例說明的例子中，圖素電極31和共同電極32 被形成在基板21和22上，其彼此不同。然而，Jp_A_16〇878 揭露圖素電極和共同電極可能被形成在相同的基板上， 例如，第一玻璃基板21。 如上所述，IPS模態的液晶顯示裝置藉由使平面中 的每個液晶分子旋轉完成顯示，其為實質上與基板表面 平行的平面，平行基板表面的平面中產生縱向電場。因 此，當人看見或者看來自前面的液晶顯示裝置的時候， 雖然人在一預定視野範圍移動他的或她觀察點，人的眼 睛基本上獨自地收到穿過每個液晶分子的短軸的光。結 果，IPS模態的液晶顯示裝置沒有經每個液晶分子的，， 上升方法’’所引起的視場角的依存性，而且相較於一扭轉 向列（TN)模態的液晶顯示裝置，其可能使液晶顯示裝置 得到比較寬的視角。這是因為對於TN模態的液晶顯示 裝置’當人在預定視野範圍移動他的或她觀察點的時 16 482934 A7 B7 五、發明說明（14) 候’人的眼睛收到穿過長軸的％，與每個〉夜晶分子的短 軸一樣。 順便一提，從使用條件等的觀點，對於液晶顯示裝 置’在面板左右方向或縱向方向與視角有關的對比必須 是對稱的，而且被在面板上下方向或垂直方向與視角有 關的對比也必須是對稱的。換句話說，它必需使得液晶 .、、、貝不扃置不只在左右方向的視角有右_左對稱的特性，在 面板上下方向的視角也有上下對稱的特性。此外，期望 液晶顯示裝置在所有的上下方向和左右方向均有視角對 稱的特性。在此處’對比（CR)是白色被顯示時的光穿透 率與黑色被顯示時的光穿透率的比。此 …配)的特性是分配特性，其指示對人看液(= 展置的面板之每一視角對比如何分配。 然而，以現在將描述的方式，傳統的IPS模態的液 % 曰曰…員不4置不好’其在與上述的視角特性有關的需求方 面難以使人滿意。 圖3展示，如同傳統的液晶裡的視角特性的一個例 子顯示裝置，表現視角上的依存性的對比。在圖3，Θ 表現在方向常態到面板和—條線之間的角而且p表現在 底部-到頂端方向和景觀的線在面板上被計畫的線之間 =内部-平面角。角_為視角當“在此處被稱為視 見的内部-平面角或視覺的方位角的時候。在舉例說明的 例子_，底部_到·頂端方向在視覺的方位角被定義為〇 17 五、發明說明（15) ，的二個參考方向卜換句話說，視覺的方位“和0 度r於人在斜的向下方向的面板看的時候。視覺的方 位角"表示成來自參考方向的有角距離並且從0在來 考方向（底部-到-頂端方向）順時針方向經過被 測量，如圖3所示。視角Θ向前在如圖3所顯示的光線 方向被同中心的圓周表現。 圖3表* CR=100的分配（相等的對比曲線广在第 一和第二配向層36及37有從垂直的方向B或面板上下 的方向以15度傾向右側(順時針方向的)的配向處理方 向。除此之外，第一摩擦處理或一第一配向處理是實行 在第-個配向層36上’在從底部_到_頂端方向或參考方 向以15度傾向右側的第一摩擦方向，當做在圖3裡的 實線箭頭描述。 另一方面，第二摩擦處理或第二配向處理是實行在 第二配向上從底部_到-頂端方向，以195傾向右側的第 一摩擦方向的層37，當做在圖3裡的虛線箭頭描述。換 句話說，第一和第二配向層36和37受到相反方向的摩 擦處理或配向的處理。第一和第二摩擦方向被稱為在習 知技術中彼此反平行的方向。無論如何，第一和第二配 向層36和37進入反平行的摩擦狀況之内。第一和第二 配向層36和37均勻配向液晶分子41，使得每個液晶分 子1的液晶分子長軸方向到自垂直的方向B的右側傾 斜15度。液晶分子41的此一配向在此技藝中叫做均勻 18 482934 A7 B7 五、發明說明（16) 或均質的配向。 從圖3中可知依照傳統的液晶 ?:相等的對比曲線，其實質上是擴圓形形狀且= 對稱也不是上下對稱。比較明確地，在依照傳統 的視角特性中，相等的對比曲線的橢圓 ’〆以15度自垂直的方向B的傾向右側的液晶分 長軸而且與配向處理方向相同。因為配向的處理或 摩ir、處理在第-和第二g己向層上實行，以便自垂直的方 向B向右侧傾斜15度，然後液晶分子41，皮均勾地配 向:所以在沒有縱向電場產生時，每個液晶分子41的 液日日刀子長軸方向自垂直方向B的右側被傾斜1 $度。 % 、請參閱目4和5，描述依照本發明的第一實施例的 液曰曰,、、、員示虞置。圖4和5顯示對應到一個圖素的液晶顯 示裝置的部份。圖4是液晶顯示裝置的截面圖，圖5是 液晶顯示裝置，從彩色過濾器旁邊看到，的前視圖。以 習知的方式，液晶顯示裝置包含一液晶顯示面板和其他 的元件。然而，圖4和5展示單一的液晶顯示面板。在 舉例說明的例子中，液晶顯示裝置是彩色TFT型液晶顯 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 示薄膜電晶體（TFT)，被·當做開關元件而且能夠實現顏色 顯示。 舉例說明的液晶顯示裝置或面板包含薄膜電晶體配 向基板（以下被稱為TFT的配向基板）100,彩色過渡器 基板（被稱為CF基板的）200，和一液晶層300，其被插 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） 邮 2934

五、發明說明（17) 入在TFT配向基板1〇〇和CF基板200之間。TFT配向 基板100及CF基板200經由液晶層300被隔開。TFT 側的玻璃基板叫做弟一基板。TFT配向基板1 〇〇有Τρτ 主表面101a和TFT背表面i〇ib，其經由TFT側的玻璃 基板101彼此相對。TFT主表面l〇ia和TFT後表面1〇lb， 被稱為第一主表面和第一背表面。每一 TFT主表面1〇la 和TFT後表面l〇ib ’也被稱為面板平坦的表面。τρτ配 向基板100更包含被形成在TFT上的共同電極1〇3的主 表面101a和被形成在TFT主表面1〇1上的閘極絕緣膜 105，以便涵蓋共同電極103。 共同電極103延伸在如圖5所顯示的箭頭B指示 的垂直方向上。垂直的方向B叫做面板的上下方向。TFT 配向基板100也包含被形成在閘極絕緣膜1〇5上的圖素 電極107 ’圖畫信號第1 〇9行形成在閘極絕緣膜j 〇5上， 和TFT側的配向層13〇形成或在閘極絕緣膜1〇5上 塗上一層的以便涵蓋圖素電極1 和圖畫信號第1 〇9 行。TFT旁邊配向層13〇被稱為第一配向層。圖素電 極107和圖晝信號第109行也延伸在如圖5所顯示的 垂直方向B。TFT配向基板1〇〇更包含TFT側的偏光板 140 ’附著在TFT背表面1〇lb。TFT側的偏光板14〇叫 做第一偏光板。 CF基板200包含CF側的玻璃基板2〇1，其形狀是 平坦的碟。CF玻璃基板201被稱為第二基板。CF侧的 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼裝--------訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 482934 A7 B7 五、發明說明（18) 玻璃基板201有CF主表面2〇la和^背面表面2〇ib， 其經由CF側的玻璃基板201彼此相對。CF主表面2〇la 和CF後表面201b分別被叫做一第二主表面和一第二 背表面。每一 CF主表面2〇la和CF背表面201a也被 稱為面板平坦的表面。CF基板2〇〇更包含CF側的配 向層230 ’在CF主表面201a和CF背面表面201b上 形成或塗上一層被附著在CF側的偏光板24〇。CF側配 向層230被稱為第二配向層，CF側的偏光板24〇叫做第 二偏光板。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以習知的方式，每一 TFT側的偏光板14〇和CF 側的偏光板240有光傳輸軸和光吸收軸，其彼此垂直。 在舉例說明的例子中，TFT側的偏光板14〇與CF側的 偏光板240的光傳輸軸成垂直。換句話說，TFT側的偏 光板140與CF側的偏光板240的光吸收軸成垂直。以 稍後會更清楚的方式，每一 TFT側的偏光板140和CF 側的偏光板240的光傳輸或吸收軸對右邊或向左從面板 上下的方向或垂直的方向B傾斜。除此之外，每一 TFT側 的配向層130和CF側的配向層230有液晶分子的摩 擦方向或配向的處理方向。以稍後會更清楚的方式，每 一 TFT側的配向層13〇和cf側的配向層230的摩 擦方向實質上與TFT側的偏光板140的光吸收軸平 行並且實質上與CF側的偏光板24〇的光吸收軸成垂 直。換句話說，每一 TFT側的配向層130和CF側 21

A7 A7 配 ib 五、發明說明（19) 的配向層230的摩擦方向實質上肖τ]ρτ㈣的偏光板 140的光傳輸軸成垂直並且實質上與cf㈣的偏光板 240的光傳輸軸成垂直· 液晶層300被插入在丁打配向基板1〇〇和cf基 板200之間，其如圖4所顯示，與側的配向層⑽ 和曰CF側的配向層23〇彼此相對。液晶層包含複數 液日日刀子301，其在空間方面被放置在71^側的配向層 3〇和CF側的配向層23〇間。在被舉例說明的例子 中，液晶分子301有正誘電率異方性。 使用這結構，液晶顯示裝置，根據當縱向的電場在 共=電極103和圖素電極1〇5之間被產生時，藉由使 實質上與基板100 # 2〇〇的表面平行的平面的液晶分 子301旋轉，實行顯示。 參閱圖4和5可知，液晶顯示裝置有目前將會被 描述的特性。 第一 ’ TFT側的配向分層堆積13〇和cf側的 向層230分別有第一和第二配向處理方向，其彼此有 Μ地不同。第一，液晶分子3〇1在液晶層3⑼是在第 和第二配向處理方向之間以和角相等的一扭轉角被配 向。約略說來，當一扭轉配向在液晶分子3〇1上被執行 的時候被些微地扭轉液晶分子3〇1，相等的對比曲線 一條中央線在原點的周圍，根據一扭轉角旋轉。除此a 外，相等的對比曲線的中央線是相等的對比曲線是對稱 裝--------tr--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 的 之 22

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） 482934 A7 ---B7 五、發明說明（20) 的。相等的對比曲線的中央線叫做對稱軸。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 注意將會指示到在圖6被舉例說明的相等的對 ，，其與圖3是同—的。假定相等的對比曲線大約是橢 圓形的在有如圖6所舉例說明的液晶分子長軸和較小: 轴的形狀。在這事件中，中央的線以或對稱軸是，例 如’如圖6所顯示的橢圓形的形狀的液晶分子長軸。 々如果中央線CL被設定在垂直的方向B延伸。相 等的對比曲線是縱向或面板左右方向對稱。如果中央的 線CL被設定在被箭C指示的縱向方向延伸，相等的 對比曲線是上下或面板上下方向對稱。因此，心的旋轉 藉著被需要的角排成一行CL在一扭轉角根據被需要的 角造成一扭配向液晶分子301。結果，獲得視角特性是 可能在左右對稱和在上下對稱。 圖7例示依照本發明的液晶顯示裝置得到左右對稱 和上下對稱的視角特性。 請參閱圖8，將會詳細地描述本發明之實施例的操 作方面使用的各種不同的角。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 注意在液晶面板400上的特別的點p。在本發明這 個實施例，液晶面板400具有前面400a，在此液晶面 板400是與CF基板2〇〇同側被觀看。經由此一規格， 面對前面的上面方向被定義為面板的上面方向，而且面 對前面的右手方向被定義為面板右手方向。特別地，因 如同例如共同電極103，圖素電極1〇7及圖晝信號線1〇9 23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 482934 482934 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（21) :故，每個電極在垂直的方向B或面板上下方， =縱向方向和面板上下方向的縱向方向延伸在相同 ^向。因此，任何的方向可能被t作參考方向使/ 除此之外’對垂直液晶面板彻表面的方向被定義為面 ，的法線方向’在面板法線方向與觀看特 =的央角被定義為視角θ。此外，在面板的上面Γ: Γ面Γ1 板彻之上的任意方向間的角^義為内部 :面角’特別在面板的上面方向和視線被投射在液晶面 ΐ 的線之間的内部平面角㈣義為視覺的方位 角^除此之外’ h同上較義，視覺的方位角在面 板上面的方向為G度’以作為參考方向。此外，如從前 面看到液晶面板，從液晶面板彻的面板表面 ^方向的順時針方向是正的。換句話說，視覺的方位 ^在參考方向上從0度順時針方向經過36〇度被測

Jf 〇 矛、此之外’如圖8所示，在面板上面的方向和πτ 側的：向層i30的第一配向處理方向之間的内部_平面角 P破定義A TFT側配向處理角"FT，同時在面板上面 的方向和之間第二配向.CF側的配向層23〇的處理方向 間的内部·平面角被定義CF細己向處理角p CF，比較TFT 側配向處理“ TFT被叫做第—配向處理角，^侧配向 處理角p CF被叫做第二配向處理角。 匕外藉由從TFT側配向處理角$ τρτ減去〔ρ側

本紙張尺€iTi?ig7CNS)A4規格⑵0 297公釐）

A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（22) 配向處理角獲得的角pCF，即， 一扭轉“TW。亦即：卩（㈣Τ·—被定義為 φτψ = φ TFT ~ φ Cf 比較在TFT側配向處理“啊* Μ側配向處 理角㈣，其中間角被定義為一平均配向處 亦即： φ AV=( φ TFT+ φ CF)/2. 在此處，在圖7,有實線箭頭指示第一配向TFT側 的配向層13G的處理方向而且有虛線箭頭指示cf側的 配向層230的第二配向處理方向。從這件事件了解，使 得CF側的配㈣230的第二配向處理方向藉由和π側 配向處理角㈣相等的角加上直的角的或18〇度從面板 的上面方向傾斜到右側。然而，有關於CF側的配向層咖 的第二配向處理方向，下列各項將會被假^。如果第二 配向處理方向使到來自面板上面的方向右邊的旁邊傾向 藉著大的角超過直角或180度，如圖7所舉例說明，cf 側配向處理角pCF和被藉由減去比較大的角獲得等於直 角的角。另一方面，如果第二配向處理方向使到來自面 板上面的方向正確的旁邊傾向藉著較小角在直的角裡 面，CF側配向處理角φ CF和較小角相等。 本發明人發現相等的對比曲線在原點的周圍對一扭 轉角OTW的反應旋轉。比較明確地，如果一扭轉角 OTW是0度，相等的對比曲線的中央軸符合如圖 25 1 X 297公釐） _裝--------tr--------- {請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) A7 五、發明說明（23) m的配向處理方向。然而，當—扭轉角〇tw是 正和負的時候，使相等的對比曲線反 方向在原點的周圍旋轉，如圖7和9项=十 前將會被描述的方式，圖7表示相等的對比曲線： 側配向處理“TFT^ CF旁邊配向處理角㈣，、 於Η度和16度。在這件事件，—扭轉角_和平均 配^處理角_和-2度和15度㈣。在此情況下， 相專的對比曲線反時針方向在原點的周圍以Μ度使如 果旋轉程度所以中央的線CL或對稱轴相等的常數實質 上曲線有面板的重合向上的方向。結果，獲得右-左對稱 而且上下對稱的視角特性是可能的。 圖9展示另外的同等對比曲線TFT側配向處理角 PTFT’ CF側配向處理角㈣，其分別和14度和“度 相等。在這事件中，-扭轉和平均配向處理： PAV’分別和_2度和15度相等。在此情況之下， 的對比曲線藉著15度在原點周圍順時針方向旋轉，中 央的線CL或相等的對比曲線的對稱轴自面板上下的方 向右邊的旁邊傾向大約30度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 從圖7和9’ 一般了解在原點的周圍相等的對比曲 線使被旋轉些微地改變對TFT側的配向層13〇和CF 側的配向層230的第一和第二的摩擦方向，以便液晶分 子301被一扭轉角pTW扭配向。除此之外，如圖7所 示’依照本發明，藉由扭轉液晶分子3〇1以便控制相等 26

本紙張尺度綱+關家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱 482934 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（24) 的對比曲線的旋轉，獲得右_左對稱 性是可能。 I、上下對稱的視角特 請參閱圖1G，描述在—扭轉角之間的關係的實驗 結果(在中心、線CL及面板上下方向間的内部-平 TW的變化。在圖10巾，橫坐標和縱線表現—扭轉 tw的絕對值和表現中央的，線CL的内部_平面角的變化 的絕對值。除此之外，從圖7和9可知，相等的對比曲 線的中央線CL㈣針方向在原點的周圍旋轉，如果一 扭轉角pTW是正的，對於中央的線CL之内 的變化是負的，當相等的對比曲線的中央線CL順時針 方向在原點的周圍旋轉的時候，如果一扭轉角p TW是 負的，對於中央的線CL之内部_平面角的變化是正的。 此外，從圖10可知，一扭轉角pTW的絕對值變成 較大，内部-平面角或中央的線CL的變化絕對值愈大 然而，在目前將會被描述的方式，如果一扭轉角 絕對價值TW變得比較大，它造成如圖u所示的前 對比的劣化。 圖11表示在前面的對比和一扭轉角p TW之間 關係。在圖11中，橫坐標和縱線表現一扭轉角p TW(度） 和前對比的絕對值。在此處，如果前對比是在每一個視 角和視覺的方位角和〇度相等的原點。從圖U中，一 扭轉角p TW愈大，前面的對比變成較小。大體上， 液晶顯示裝置的前面對比大於二百（CR = 200)。從圖 比 的 面 的 對 11 ------------裝--- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 訂·- 27 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） A7 B7 五、發明說明（25)

可头最大的可允許的扭轉角到扭轉的p 丁W是大約 的絕對值。 X 圖12 S示在平均之間配向處理角史Av和一扭轉 。在圖12 t ’橫坐標和縱線表現平均配 向處理角炉AV(度）和一扭轉“TW(度）。如圖12所 不’平均配向處理“AV被X的一個獨立的變數表現 當一扭轉角的時候1TW被表現為y的一個變數。每 個-曲線（上面的和比較低的曲線y，及州的在圖指 不一扭轉角'必冑或在兩個面板都上下的方向和面 板確定對比的對稱㈣於給定的平均配向處王里“ AV 的右-左方向。 做為連同圖7和9在上面的描述，相等的對比曲線 的中央線CL反時針方向在原點的周圍使如果旋轉一扭 轉角PTW是正的，當相等的對比曲線的中央線CL順 時針方向在原點的周圍使旋轉如果一扭轉角pTw是負 的時候。在圖12中，上面的曲線y，在扭轉角φΤλν的 範圍疋正是特性的曲線反時針方向在原點的周圍使相等 的對比曲線的中央線CL旋轉當比較低的曲線y的時 候。在範圍一扭轉角扭轉角pTW是負，在順時針方向 在原點的周圍使相等的對比曲線的中央線CL旋轉的特 性曲線。 明確地，假定以致兩個面板都上下的方向對比的對 稱和面板右-左方向藉由在原點的周圍反時針方向製造相 28 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 482934 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A7 _____B7五、發明說明（26) 等的對比曲線的中央線CL旋轉的被確定。在這件事 件，它是必需的些液晶分子301被配向，被一扭轉角的 液晶分子301(上面的曲線y上的扭轉角pTw，上面的 曲線y被表現被： Υι=0.27χ0·73 〇 除此之外，它將會被假定以致兩個面板都上下的方向對 比的對稱和面板右-左方向藉由在原點的周圍順時針方向 製造相等的對比曲線的中央線CL旋轉的被確定。在此 情況之下，它是必需的以致些液晶分子3〇1與被一扭轉 角扭轉的液晶分子301 —起配向比較低的曲線％上的扭 轉角PTW被表現為： y2=-0.27(90-X)0·73 它將會被假定可允許的錯誤範圍在每個情況是在+ 1和」 之間的範圍。在這件事件，一扭轉角扭轉角pTW或上 面的曲線y，而且比較低的曲線y2被定義被依下列各 項： 0. 27x°*73-l< Υι <〇.27χ°·73+1 ^ 在TFT側配向處理角pTFT比CF側配向處理角pCF 有更大的扭轉角的情形中； -0.27(90-Χ)0·73.ι<γ2<.〇ί27(90-Χ)0·73+1 , 在TFT側配向處理角φτρτ比CF側配向處理角pCF 小的情形。 根據上述的情況，由此獲得是可能液晶顯示兩個面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂--------- % A7 A7 場 使 麫濟部智慧財產局員工消費合作社印 五、發明說明（27) 板都上下的方向對比的 轉液晶分子3〇1確定的H面板/右的方向被藉由扭 、 、置被預定小的扭轉角p TW 〇 ，為了要在-個方向只有在一縱向的電場的 代上控制每個液晶分子3〇1…^ 场的 晶顯示裝置有液晶分子3的/疋轉方向，模態的液 場產生時，每個液:Γ二=、结構，所以沒有電 01的液晶分子長軸方向到自 下的方向向右邊的旁邊被縱向傾斜輕微的角。幸<τ< 角可能是等於或大約二度。然而，平均配向處理； 扭轉角φΑν可能希望定義在10度和45度之間的範圍。 、稍後將曰被描述的方式，平均配向處理角扭轉角p AV 必須被設定，使得它等於或小於45度以獲得高光穿 透率的液晶顯示裝置。除此之外，平均配向處理角扭轉 角少AV必須被設定使得它等於或超過十度，用以調整 容易。 回到圖4和5,它應用的電壓被供應到圖素電極ι〇7 產生在圖素電極1〇7和共同電極1〇3之間的縱向電 的將會與面板平行。在這事件中，每個液晶分子3〇1使 在一個實質上與面板平坦表面平行的平面旋轉。如上所 述，TFT側的偏光板14〇的光吸收軸實質上與每一叮丁 的摩擦方向平行側的配向層13〇和CF側的配向層 。在此處，TFT側的偏光板14〇的光吸收軸叫做偏 光板吸收軸。因此，每個液晶分子3〇1的液晶分子長軸 方向μ負上在沒有縱向的電場產生時與偏光板吸收軸平 30 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _裝--------tr--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 482934 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（28) 行。當被包括的角描述，在每個液晶分子3〇1的液晶 分子長軸方向和偏光板吸收軸之間的角被定義在5。因 此，被包括的角δ和在沒有縱向的電場產生的〇度相等。 結果，被包括的角改變對應用的電壓反應供應到圖素電 極 107 。 ' 在進行清楚描述時，改變在0度和9〇度之間的範 圍裡面的被包括的角5是必需的。從結構的觀點液晶顯 示裝置，當應用的電壓被供應到圖素電極丨〇7的時候， 縱向的電場在圖素電極107和共同電極1〇3之間產 生。雖然每個液晶分子3〇1根據縱向的電場的力量使， 但是每個液晶分子301在範圍只使旋轉哪裡旋轉液晶 分子301的長軸一字首配向狀態36對在平行的方向到 面板右-左方向從沒有縱向的電場產生。除此之外，在 樣子將會比較更遲的變成清楚的，IPS模態的液晶顯 示裝置有最高光的穿透率當當被包括的角δ和零度或九 十度相等的時候被包括的角δ和45度相等而且有最低 的光穿透率的時候。結果，配向處理角φ AV的平均 被限制到45度。 詳細地描述平均配·向處理角p AV對45度被限制。 在IPS模態的液晶顯示裝置，光的穿透率T/TG通常被 表現被： T/T0= Sin2(2 δ )χ 8ίη2(πΔ nd/ λ ) 其中λ表現光波長，d表現有效的液晶層3〇〇的厚度 {請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} 裝

ϋ ϋ mmmmK ϋ ϋ 』eJ· I ϋ ϋ ϋ ϋ ·ϋ I % 31 482934 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 、發明說明（29 ) ’而η表現雙折射率。從上述 透率τ/τ。有最大值，當被包括的角m顯地，光的穿 _ J用0和零度或90声；ta 專的時候被包括的角δ和45度 又 結果，使液晶分子30"走轉是必需，使候备 δ依照順序和45度和到0度相等光的穿二：τ的包 :=、值’而且最小量從以有縱向的電場到沒°有縱 ^定平均配向處理角_比45度更大。在這事件 中’母個液晶分子301只在比 裡面旋轉。結果，在旋轉可動的範㈣範圍 得』動的乾圍裡面的45度和到〇 度，使被包括的角δ包括兩者是不可能。 從上述的事實，可知限制平均配:處理肖从到45 度以獲得高的光穿透率是必需的。 請參閱圖13，描述平均配向處理角^Αν不比1〇 度小。在ffi 13,橫坐標和縱線分別表示應用的電壓 和光的穿透率T/T〇(%)。圖13表示當平均配向處理角 —是5，10，15,和20度時，與應用的電壓有關， 並使用平均配向處理角φΑν作為參數之光穿透率τ/τ 的變化到。 · 〇 如上所述，假定液晶分子3〇1在沒有縱向的電場 產生時被配向’使得平均配向處理角φΑν #平均配向 處理方向定義’其與TFT側的偏光板14〇 #光傳輸轴 成垂直而且與CF側的偏光板24〇的光的傳輸軸平行。 32 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁)

A7 五、發明說明（30) 在這件事件，在光的穿透率τ/τ〇,和應用的電壓之間的 關係為各種不同的平均配向處理角ρ ΑV繪示於圖13。 從圖13，可知當平均配向處理角φΑν很小的時候，光 穿透率Τ/Τ0到為應用的電壓突然改變。 那是，當平均配向處理角φ AV很小的時，實行分 等級的適當調整是很難。結果，在本發明這個實施例， 為了要使分等級的調整容易，等於或超過1〇度的内部_ 平面角被選擇當做平均配向處理角p AV。

從上述的描述，依照本發明這個實施例，液晶裝置 可獲得右-左對稱或上下對稱的視角特性，藉著被預定的 關係決定該扭轉角pTW對平均配向處理角pAv的液 晶分子301 。除此之外，藉由選擇平均配向處理角0AV 在10度和45度之間的範圍，提供的液晶顯示裝置，其 分級的調整容易且有高的光穿透率。 雖然已經描述相關的情形，其TFT側的第一配向 層130和第二配向處理方向的處理方向CF側的配向 些微地分層堆積230是來自被稱為反平行的摩擦移位 狀態，其TFT侧的第一配向層13〇的處理方向和cf 側的第二配向層230的處理方向在彼此相反的方向延 伸。本發明不被這個情形所限制。舉例來說，液晶分子 3〇1可能是被藉由些微地改變配向的TFT側的第一配向 層130的處理方向和第二配向根據來自撐為平行的摩 擦上述的情況的CF侧的配向層230的處理方向狀 33 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑽χ 297公董 ------------ί裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ¼. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 482934 五、發明說明（31) 態:其第一配向TFT側的配向$ 13〇㈣理方向而 且第二配向CF側的配向I 23〇的處理方向在相同的 方向延伸。 °月參閱圖14至17 ’描述依照本發明的第二實施例 的液曰曰顯不裝置。目14是在複數圖素為矩陣或陣列方 式的結構被配向在電極之中的關係之前視圖。圖15是 對應到在圖14舉例說明的液晶顯示裝置的―個圖素的 -部份的結構之前視圖。圖16是沿著圖15的第i6_i6 行的截面圖。圖17是表示在圖14舉例說明的液晶顯示 裝置的視場角特性的圖式。 如圖14所不，被舉例說明的液晶顯示裝置包含被 安排在具有m列及n行的矩陣結構中的複數圖素，其中， m和η表不第一和第二正整物其均不小於2。瓜列的圖 素被設置在水平或縱向空間，其相鄰的像素以面板上下 的方向或垂直的方向B隔開。同樣地，η行的圖素被設 置在垂直空間’其相鄰的像素以面板右左的方向或縱向 的方向c隔開。 液晶顯示裝置更包含臨接於其一側之m列圖素的 m掃描信號線102。每了條m掃描信號線1〇2在面板左 右的方向或縱㈣方向上c延伸，而且被安排在水平= 或側部空間圖素之間。每個掃描信號線102叫做閘極匯 流排線（G-匯流排）。液晶顯示裝置包含臨接於其—側之 η行圖素之η圖晝信號線⑽。每—張η圖畫信號線⑽ - I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·

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本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2$ x 297公釐） Ο 二7 A7 五、發明說明（32) 行在面板上下的方向或垂直的方向B延 、 在圖素之間的垂直空間方面。每條圖晝信 ^ 為汲極匯流排線（D_匯流排）1〇9。 被稱 液晶顯示裝置更包含與參考電麼—起供應的共同電 極103。在舉例說明的例子中，共同電極1〇3被區分為⑺ 電極厂，其對應於在圖14所顯示的m掃描線ι〇2 圖素。每…共同電極片在面板右-左方 向或縱向方向c上延伸。共同電極1〇3例如銦錫氧化 物（ITO)是用透明導電膜做成的，液晶顯示裝置包含 複數圖素電極1〇7,其分別對應於圖素。那是，圖素電 極107被安排在m列和4的矩陣配置中。圖素電極 107,例如銦錫氧化物(IT0)的透明導電膜。液晶顯示裝 置包含複數薄膜電晶體(TFT)·其做為對鄰接於圖素電 極107的開關元件。比較明確地，薄膜電晶體5〇〇也在 矩陣的配置被m列和時，而且在如圖14所顯示^ 掃描信號線102上被形成。以習知的方式，每個薄膜電 晶體500有閘極電極，汲極電極，和源極電極。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 m掃描#號線1〇2對應於薄膜電晶體5〇〇的㈤列。 明確地，每個掃描信號線1〇2被連接到薄膜電晶體5〇〇 的閘極電極’其在數目上等於n，而且沿掃描信號線1〇2 在右-左方向或縱向方向在c上延伸。同樣地，n圖晝信 號線109對應於薄膜電晶體5⑽的n行。特別地，每條 圖畫信號線109被連接到薄膜電晶體的汲極電極，其在 35 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公爱7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 482934 A7 _____B7______ 五、發明說明（33) 數目上等於m，且沿著圖晝信號線1〇9在上下的方向或 垂直的方向B延伸。如圖15所示，圖素電極107被連 接到各錫膜電晶體500的源極電極。 如圖16所示，每個圖素包含TFT配向基板100，CF 基板200，和液晶層300，其被插入在TFT配向基板1〇〇 和CF基板200之間。TFT配向基板1〇〇及CF基板200 在縱向方向上經由液晶層300被分隔開。 TFT配向基板1〇〇包含TFT側的玻璃基板1〇1， 其形狀是平坦碟狀。TFT配向基板1〇〇有TFT主表面l〇la 和TFT背表面l〇lb，其經由TFT側的玻璃基板1〇1彼 此相對。每一 TFT主表面l〇la和TFT後表面l〇lb被稱 為面板平坦的表面。TFT配向基板1 〇〇更包含在TFT主 表面101a上被形成的共同電極1〇3和閘極絕緣膜1〇5， 藉以涵蓋共同電極103。共同電極1 〇3在如圖15所顯 示的面板的上下方向或垂直方向B上延伸。TFT配向基 板100也包含在閘極絕緣膜1〇5上被形成的圖素電極 107，圖畫信號第109行，形成在閘極絕緣膜丨〇5上的 絕緣保護層（鈍化層）111，以便涵蓋圖素電極1〇7和圖 畫佗號第109行，和TFT側的配向層130，形成在純 化層111上。圖素電極107和圖晝信號第1〇9行也在 面板上下方向或垂直方向B上延伸，如圖15所示。tft配 向基板100更包含附著在TFT後表面101b的TFT侧 偏光板140。 36 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 訂·· %· 482934 A7 五、發明說明（34) CF基板200包含CF側的玻璃基板201，其形狀 是碟狀。CF側的玻璃基板201有CF主表面201a及CF 後表面201b，其經由CF側的玻璃基板201彼此相對。 每一 CF主表面201a和CF背表面201b也被稱為面板平 坦的表面。CF基板200更包括一黑矩陣層2〇3在格子 圖案和彩色層205，其在被形成在CF表面201a上，一 弄平層207形成在黑色矩陣層203和彩色層205上， CF側的配向層230形成在弄平層207上，和被附著在CF 後面201b的CF側偏光板240。如上所述，每一 TFT侧 的偏光板140和CF側的偏光板240有彼此成垂直的光 傳輸軸和與光吸收軸。在舉例說明的例子中，TFT側的 偏光板140的光傳輸軸與CF側的偏光板24〇成垂直。 換句活說，TFT側的偏光板140的光吸收軸與CF側的 偏光板240成垂直。每一 TFT的光傳輸或吸收軸側的偏 光板140和CF側的偏光板240傾斜到右邊或左邊的從 面板上下的方向或垂直的方向B。除此之外，每一 TFT 側的配向層130和CF側的配向層23〇有摩擦方向或 一配向處理液晶分子的方向。每一 TFT的摩擦方向側的 配向層130和CF側的配向層23〇實質上與TFT側的 偏光板140的光吸收軸平行並且實質上與CF側的偏 光板240的光吸收軸成垂直。換句話說，每一 tft的 摩擦方向側的配向層130和CF側的配向層23〇實質上 與TFT側的偏光板14〇的光傳輸軸成垂直並且實質上與 ------------_裝— (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 37 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（35) CF側的偏光板24〇的光傳輪軸成垂直。

液晶層300被插入在τρτ配向基板1〇〇和TFT 側的配向層130的CF基板2〇0之間和CF側的配向層23〇 彼此相對如圖16所顯不的。液晶層3〇〇包含液晶分子（不 ’、、、頁示）在工間方面與TFT側的配向層^和側的配向 層 230 〇 描述在圖14到16中舉例說明的液晶顯示裝置。它 將會被假定以致其中—m掃描信號帛1()2行被選擇奮 做-選擇掃描向線作信號。在這件事件，選擇掃描信號 線打開η薄膜電晶體在那上面選擇被連接到n薄膜 電晶體的η圖素電極1G7。η圖素電極1〇7與來自η圖 畫信號第109行的電壓一起供應產生在η圖素電極1〇7 和共同電極103之間的縱向電場。結果，它是可能的為 了要使縱向的電場使實質上與基板1〇〇和2〇〇的表面 平行的平面裡的液晶分子旋轉。 如圖17所不，它從平行的摩擦狀態些微地改變配 向處理方向，以些微地扭轉液晶分子是本發明第二實施 例的特性。在舉例說明的例子中，TFT側配向處理“ TFT和CF侧配向處理角φ CF分別等於16度和14度。 那是，因為ΦΜ係從TFT側配向處理角φΊΤΤ減去

側配向處理角pCF給出，扭轉角pTW等於2度，即： ψ ΎΨ^φ TFT-φ CF 此外，平均配向處理角p AV等於丨5度。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝--------訂---------

482934 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（36) 因此，藉著以一等於+2度的扭轉角pTW扭轉配向 液晶分子，在CR=l〇〇裡面的相等的對比曲線在面板上 下方向和面板右-左方向都是對稱的。 在本發明的第二實施例中，假定在沒有縱向電場產 生日守被平均配向處理角p AV定義的平均配向處理方向 和TFT側的偏光板14〇的光傳輸軸間的關係，與在沒 有縱向電場產生時的平均配向處理方向和CF側的偏光 板240的光傳輸軸間的關係如下。特別地，tft側的偏 光板140具有與平均配向處理方向成垂直的光傳輸軸。 也就是說，在TFT側的偏光板14〇的光傳輸軸和面板 上面的方向間的被包括的内部_平面角等於_75度或正 105度。此外，CF側的偏光板24〇具有與平均配向處理 方向平行的光的傳輸軸。那是，另外的包括在CF側的 偏光板240的光傳輸軸和面板的上面方向之間的内部_ 平面角等於正15度。 此外，在本發明第二實施例，為了要穩定扭轉配向， 旋光性摻雜物或附加物被摻雜或者增加到液晶層3〇〇 中。被摻雜有旋光性摻雜物的此種液晶可為Merk公司 販賣的ZLI4792,其具有· /^=0.094而△ ε =52的性質。 本發明的第二實施例使用，當液晶被摻雜有旋光性摻雜 物時，一螺線結構，其螺距等於96vm。 … 依照在圖17被舉例說明的本發明第二實施例的相 等的對比曲線與在圖3被舉例說明的習知技藝的相等的 39 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵Q χ 297公董 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明說明（37) 對比曲線之間的比較，可知相等的對比曲線財央的線 CL在本發明第二實施例的面板上面的方向上重合。也 就是說，依照這發明的第二實施例的結構，可獲得相等 的對比曲線面板的左右方向和面板上下方向都是對稱 的。除此之外，依照本發明第二實施例，在cr=i〇〇的 面板右·左方向裡的視角大約等於45度，如圖17所示。 除此之外，依照本發明第二實_，平均配向處理 角p AV等於15度，而且在1〇度和45度之間的範圍。 因此’從圖13可知，根據應用的電壓，光的穿透率的 變化沒有突然的上升。結果，本發明提供的第二實施例 =顯示裝置分級或灰度的調整是容易的且有高的光穿 睛參閱圖18,描述依照本發明的第三實施例的液 晶顯示裝置。依照這發明的第三實施例，舉例說明的液 曰曰顯不凌置在結構和操作上是相似於依照在圖Μ至Η 中被舉例說明的本發明的第二實施例的液晶顯示裝置。 除了在反平行的摩冑場所被做的平行摩擦 的液晶顯示裝置外。 貫現 如圖18所示，它從平行的摩擦狀態些微地改變配 向處理方向，以些微地扭轉液晶分子是本發明第三實施 例的特性。在舉例說明的例子中，TFT側配向處理“ TFT和CF側配向處理角p CF分別等於16和14。也就 疋說，因為一扭轉角φΤλν藉由將TFT的旁邊配向處理 297公釐） 本紙張尺度細票準（CNS)A4規格— 叫2934 B7 五、發明說明（38) 角PTFT減去CF側配向處理角⑽而給予，所 轉角φΤλΥ等於+2，即：

φ TW= φ TFT- φ CF 除此之外，平均配向處理角Φαν等於15。。因此，相等 的對比曲線在CR=1GG經由將液晶分子扭轉配向等於+2 的扭轉角PTW’在面板的上下方向和面板左右方向中 均是對稱的。 像本發明第二實施例，在本發明第三實施例，液晶 分子在沒有縱向電場產㈣被配向，使得被平均配向處 理角_配向定義的平均處理方向垂直於τρτ側的偏 光板140 @光傳輸軸，而且使得平均配向處理方向平 行於CF側的偏光板240的光傳輸轴。除此之外，像本 發明第二實施例’在本發明第三實施例，為了要穩定扭 轉配向’旋光性摻雜物或附加物被摻雜或者添加到液晶 層 300。 依照在圖18被舉例說明的本發明第三實施例的相 等的對比曲線與在圖3被舉例說明的習知技藝的相等的 對比曲線之間的比較，可知相等的對比曲線的中央的線 CL在本發明第三實施例的面板上面的方向上重合。那 疋，依照14發明的第三實施例的結構，可獲得相等的對 比曲線面板的左右方向和面板上下方向都是對稱的。 除此之外，依照本發明第三實施例，平均配向處理 角PAV等於15度，而且在1〇度和45度的範圍間。因 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼裝--------tr--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 41

本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮 482934 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（39) 從圖13可了解根據應用的電壓變化，光穿透率的 變化沒有突然的上升。結果，本發明提供的第三實施例 液晶顯示裝置’其中分級或灰度的調整是容易的且有高 的光穿透率。 此外在相專的對比曲線依照本發明第三實施例， CR裡的面板右左方向裡的視角=100和大約等於52 度，如® 18舉例說明的，而且比在本發明第二實施例 的45度寬。那是，依照本發明第三實施例之液晶顯示 裝置與依照本發明第二實施例的液晶顯示裝置相比有比 較好的視角特性。 本發明至今連同較佳實施例被描述時，對於熟悉此 項技藝者，可將發明做各種不同的變化。舉例來說：液 晶分子可能被藉由配向液晶分子在反時針方向的方向根 據縱向的電場旋#，使得在沒有縱向電場產生時，每個 液晶分子的液晶分子長軸方向自面板上下方向傾斜至左 側，雖然液晶分子藉由配向液晶分子在順時針方向的方 向根據縱向的電場旋轉，使得在沒有縱向電場產生時， 每個液晶分子的液晶分子長軸方向自面板上下方向傾斜 至右側。 · ’ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1 · 一種液晶顯示裝置，包含· 第一基板，具有第一主表面； 第-配向層’形成在該第一基板的第—主表面上， 二-配向層以第一配向處理方向受到—第一配向處 第二基板，具有一第二主表 其 對且其間具有一空間； 一第主表面相 ★第二配向層，形成在該第二基板的第二主表面上， =第二配向處理方向受到的該第二配向處理的第二配向 =預㈣小角從第—配向處理方向偏移，其中該預定 小角超過〇度且不大於6度；以及 /夜晶層，插入在該第一和該第二配向層間，該液 曰曰層包含複數液晶分子，而該液晶層具有—等於預定小 角的扭轉角。 2·如申請專利範圍第1項的液晶顯示裝置，其中， 圖素電極和共同電極，其被形成在該第一基板的 主表面上，使該圖素電極和該共同電極被該第一配 三曰覆蓋，且其在與第一和第二配向處理方向不同的預 定方向上延伸。 3·如申請專利範圍第1項的液晶顯示裝置，第一和 第二配向處理方向藉由第一和第二配向處理角，從預定 王向傾向側’在其間一中間角度被用做一平均配向處 理角，其中該扭轉角根據平均配向處理角 而被決定。 4·如申請專利範圍第3項的液晶顯示裝置，其中， 43 ^紙張尺度_巾目!^鮮（cns)G 規格（210 X 297公釐） 482934 Α8 Β8 C8 _____ D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 當第一配向處理角大於第二配向處理角時，該扭轉角從 被表現為（0·27χ〇73± 1)度的範圍内被選擇，在此x表示 平均配向處理角。 5.如申請專利範圍第3項的液晶顯示裝置，其中， 當第一配向處理角小於第二配向處理角時，該扭轉角從 被表現為（-0·27(9〇-χ)〇.73± 1}度的範圍内被選擇，在此χ 表示平均配向處理角。 6·如申請專利範圍第3項的液晶顯示裝置，其中， 平均配向處理角位於1〇度及45度間的範圍内，兩者均 包含在内。 7·如申請專利範圍第1項的液晶顯示裝置，其中， 該液晶層是摻雜有旋光性摻雜物，使得該液晶分子被穩 定地配向。 8·如申請專利範圍第3項的液晶顯示裝置，該第一 基板具有相對於第一主表面的第一背表面，該第二基板 具有相對於第二主表面的第二背表面，其中，液晶顯示 裝置更包含： 第一偏光板，被依附在該第一基板的第一背表面， 该第一偏光板具有與平均配向處理方向垂直的第一光傳 輸軸；和 第二偏光板，被依附在該第二基板的第二背表面，該 第二偏光板具有與平均配向處时向平行㈣二光傳輸 軸0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 振 -------訂---------線

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