TWI255378B - Wide view-angle multi domain vertical alignment (MVA) liquid crystal display (LCD) device - Google Patents

Description

1255378 五、發明說明（1) " 一 【發明背景】 發明之領域 本發明是有關於具廣視的多疇域垂直配向 (Muti-domain Vertical Alignment， MVA)液晶顯示器， 特別是關於能減少液晶分子不連續狀態線（discl inati〇n I i n e s)及反應時間的液晶顯示器結構。 相關技術之描述 現有多嘴域垂直配向（Muti-domain Vertical A1 ignment，MVA)技術係利用凸塊（Bump)、透明導電玻璃 細縫（ITO slit)、或者透明導電玻璃（IT〇)電極邊界於施 加電壓時，所生之不規則電場使液晶分子（i i qu i d crystal molecule)產生多個不同的傾倒方向，而將一個 圖素（pixel)分成多個_域（domain)，若以施加電壓後的 液晶分子傾倒方向區分，對大部分多疇域垂直配向技術而 言，則可將疇域分成四種方向。 於歐洲專利EP0884626所揭露的垂直配向 (v e r t i c a 1 - a 1 i g n e d)液晶顯示器結構中，提出一如圖1所 示之連續鋸齒狀凸塊11 A及11 B配置，該鋸齒狀凸塊11 A及 II B連續跨置於每個圖素1 2上，其可使兩基板間的液晶分 子1 3向四個方向傾倒，產生四個疇域，而能促進視角的對 稱性，且能消除視角大時的色偏移（c ο 1 〇 r s h i f t )現象， 然而，卻不玎避免的使液晶分子1 3在鋸齒狀凸塊11 A及11 B 之尖端部分產生不連續狀態線（d i s c 1 i n a t i 〇 η 1 i n e s ) ’該

第5頁 1255378 五、發明說明（2) 不連續狀態線除了在液晶顯示器上造成暗紋之外，更使穿 透率下降，且因在鋸齒狀凸塊11 A及11 B尖端處的電場於施 加電壓初期時，為一不穩定狀態，此處之液晶分子1 3並無 法立即的穩定的向一固定方向傾倒，所以會對反應時間 (response t i me)產生不良的影響；因此由上述可知，疇 域愈多，愈能消除色偏移現象，並促進視角的對稱性，然 而，因液晶分子傾倒的疇域愈多，產生的不連續狀態線也 愈多。

為解決上述不連續狀態線所產的暗紋效應及對反應時 間的不良衫響，便有背面曝光式（back — side exposure, BSE)多嗱域垂直配向液晶顯示器結構的提出，然而在背面 曝光式（back-side exposure, BSE)多疇域垂直配向顯示 器中，兩上下基板皆必須成長凸塊，且因在彩色濾光片 (color filter)基板側的凸塊結構較一般凸塊複雜，其必 須經由特殊製程加以控制，因此會使製程良率不易達成。 【發明概述】

本發明之主要目的係提供一分別在上層基板及下層基 j 單元上建立不相互連接之第一液晶分子傾倒控制 ί ί t:二液晶分子傾倒控制裝置結才冓，以達成減少不連 、，，貝狀悲線、提高亮度、以及加快反應速度，且第一液晶八 :Z:: t制裝置及第二;夜晶分子傾倒控制裝置之傾斜方向 :排:方式係以一個圖素單元對一個圖素單元、二個圖素 早兀對—個_素1元或者三個素單元對三個目素單元循

第6頁 1255378 五、發明說明（3) 環鏡射配置方式排置，以消除色偏移現象，且同 般多疇域垂直配向液晶顯示器的高對比及廣視角特=有一 本發明之另一目的係提供一構造簡單的凸 導電玻璃細縫結構，以提高製程良率，且明明 或者透明導電玻璃細縫結構係是以單一圖素為;塊 故可適用各類尺寸產品，而不須改變凸塊或者透明 ^ 璃細縫的結構設計。 等電破 【較佳實施例之詳細說明】 •圖7為本發明之第一實施例之液晶分子傾倒控 一對一循環鏡射的排置方式。其每一圖素單元2〇1上^ 一液晶分子傾倒控制裝置22β及第二液晶分子 顯傾斜方向皆與其相鄰左右上下圖素單元2〇ι液控制破 傾倒控制裝置傾斜方向成鏡射配置，並依序一子 以消除視角大時的色偏移現象，而本發明之 ： 可以此方式排置。 貝他例亦 圖8為太路日H + ^ 一 / ^ Θ之弟一貫施例之液晶分子傾倒控制裝置 ΐ 1二f %鏡射的排置方式。其每二個圖素單元201上的 駐罢^ A曰曰^/刀子傾倒控制裝置22B及第二液晶分子傾倒控制 ”2匕傾斜方向皆與其相鄰左右上下之二個圖素單元2〇ι 液:二子傾倒控制裝置傾斜方向成鏡射配置，ii依序二對 每# ^女 示視角大時的色偏移現象，而本發明之其它 貝施例亦可以此方式排置。

1255378 五、發明說明（4) 一圖9為本發明之第一實施例之液晶分子傾倒控制裝置 三對三循環鏡射的排置方式。其每三個圖素單元2〇1上的 第一液晶分子傾倒控制裝置22B及第二液晶分子傾倒控制 裝置22A傾斜方向皆與其相鄰左右上下之三個圖素單元2〇1 液晶分子傾倒控制裝置傾斜方向成鏡射配置，並依序三對 一循環，以消除視角大時的色偏移現象，而本發明之其它 實施例亦可以此方式排置。

其中，如圖2A至2D所示為前述之第一實施例的一圖素 區域實施例平面圖、AA，方向側視圖、液晶分子在未施加 電場電壓之時沿BB,方向剖面圖及液晶分子在施加電場電 壓之時沿BB,方向剖面圖。於圖2人中，在圖素區域2〇的上 層基板11 A及下層基板11 b上分別設置複數個間隔相等且平 打的斜向第一液晶分子傾倒控制裝置22b及第二液晶分子 傾，控制裝置22A，其中，第一液晶分子傾倒控制裝置22β 及第二液晶分子傾倒控制裝置22A係為相互平行交錯的方 式排置的凸塊（如圖2B所示），並於上層基板丨丨a及下層基

板11B間填入具負誘電率異方性的向列式液晶分子23(如圖 2C所示）。 如圖2C所示’在未對上層基板11A及下層基板11B施加 一電場電壓之下，除了接近第一液晶分子傾倒控制裝置 22B及第二液晶分子傾倒控制裝置2 2A的凸塊表面液晶分子

第8頁 1255378 五、發明說明（5) 23未與上層基板1 1A及下層基板1 1B成垂直外，該液晶分子 23係幾乎與上層基板11A及下層基板11B相互垂直。 如 額定電 下層基 晶分子 並未相 示之習 狀態線 分子傾 具有鋸 期形成 廣視角 垂直配 圖2D所示，當對上層基板ΠΑ及下層基板11B施加一 場電壓時，該液晶分子23以接近與上層基板1 ία及 板1 1 B平行的方向傾倒，因圖素區域2 〇間之第一液 傾倒控制裝置22B及第二液晶分子傾倒控制裝置22A 互連接成蘇齒狀（如圖1所示），因此可避免如圖1所 知技術的液晶分子在錯齒狀尖端處所形成的不連續 ，而避免暗紋的形成，並提高亮度，又因第一液晶 倒控制裝置22B及第二液晶分子傾倒控制裝置22A未 齒尖端，所以，液晶分子2 3不會在施加電場電壓初 不穩定狀態，因而可提高反應速度，所以本發明具 的多疇域垂直配向液晶顯示器可同保有一般多疇域 向液晶顯示器的高對比及廣視角特性。 圖3A至3D為依本發明之第二實施例的一圖素區域實施 例平面圖、AA’方向側視圖、液晶分子在未施加電場電壓 之日寸沿BB方向剖面圖及液晶分子在施加電場電壓之時沿 BB方向剖面圖。其中，下層基板丨丨b上的第一液晶分子傾 ，控制裝置32B及上層基板11 A上的第二液晶分子傾倒控制 政置3 2 A係為不相互連接之凸塊，並於第二液晶分子傾倒 控制裝置32A凸塊的兩末端處沿圖素區域3〇之每一圖素單 元301邊界再成長一凸塊34，用以消除圖素單元301的邊界

第9頁 1255378 五、發明說明（6) 電％不均勻的現象，而使在圖素單元3〇1邊界 晶分子不連續狀態線減少， 1斤 液 臬序。 違到減/暗紋的形成，並提高 圖4 A至4 D為依本發明之楚一每 例平面、ΑΛ，士 第二貝例的—圖素區域實施 幻千面圖AA方向側視圖、液晶分子在未施 之時沿BB，方向剖面圖及液曰八早w = %加電场電堡 RR，古a w &门 ，夜日日刀子在加加電場電壓之時沿 , ° 圖。其中，下層基板1 1Β上的第一液晶分子傾 倒;二 =為透明 :f日日刀子傾倒裝置42Α係為凸塊，藉由只更改透明導電 的蝕刻圖案達到與前述凸塊液晶傾倒裝置相同之目 :且相對於凸塊液晶傾倒裝置而言，其可減少製程步 例芈圖5Α至⑽為依本發明之第四實施例的一圖素區域實施 之日^ =圖，、ΑΑ方向側視圖、液晶分子在未施加電場電壓 之枯沿BB，方向剖面圖及液晶分子在施加電場電壓之時沿 ϋ向剖面圖。其中’下層基板1 1B上的第一液晶分子傾 」工=52Β係為透明導電玻璃細縫，上層基板丨丨a上的第 :液晶，子傾倒裝置52A係為凸塊，並於第二液晶分子傾 =控5制裝置5 2 A凸塊的兩末端處沿圖素區域5 0之每一圖素 ^凡501邊界再成長一凸塊54，用以消除圖素單元501的邊 界電塌·;^ 句勻的現象，因此，可以消除在圖素單元5 0 1邊 1 生之不連續狀態線，達到減少暗紋的形成，並提高

第ίο頁 1255378 五、發明說明（7) 亮度。

圖6 A至6 D為依本發明之第五實施例的一圖素區域實施 例平面圖、AA’方向側視圖、bb，方向側視圖、液晶分子在 未施加電場電壓之時沿“，方向剖面圖及液晶分子在施加 電場電壓之時沿CC’方向剖面圖。其中，下層基板丨丨b上的 第一液晶分子傾倒控制置62B係為透明導電玻璃細縫，上 ，基板1 1 A上的第二液晶分子傾倒裝置62A係為凸塊，並於 第二液，分子傾倒控制裝置62A凸塊的兩末端處沿圖素區 域60 =母一圖素單元邊界再成長一凸塊，用以消除 圖素單元601的邊界電場不均勻的現象，且進一步在下層 基板11B相對於第一液晶分子傾倒控制置62β之一末端處成 ^凸塊65，以消除在第一液晶分子傾倒控制置透明 。、玻璃細縫末端處所造成之液晶分子排列不均勻現象。

如圖2A、3A 第二液晶分子傾倒控“；二：：依據本發明之第一及 傾倒控制裝置之导&:ί的敢佳貫施例t ’其液晶分子 度。 長軸方向與圖素邊界之最佳夹角角度為45 以上所述，係用於方 非將本發明狹義地限制於該較：i::月之較佳實施例，而 之任何變$，皆屬本發明μ。凡依本發明所做 又月甲5月專利之範圍。

第11頁 1255378 圖式簡單說明 -- 圖1為一習知之多疇域垂直配向液晶顯示器平面圖c 圖2A為依本發明之一圖素區域實施例平面圖。 圖2 B為沿圖2 A之A A ’方向侧視圖。 圖2 C為液晶分子在未施加電場電壓之時，沿圖2 a之 BB’方向剖面圖。 σ 圖2 D為液晶分子在施加電場電壓之時，沿圖2 a之β β， 方向剖面圖。 圖3A為依本發明之一圖素區域實施例平面圖。 圖3B為沿圖3A之AA，方向侧視圖。 圖3 C為液晶分子在未施加電場電壓之時，沿圖3 a之 BB’方向剖面圖。 σ 圖3D為液晶分子在施加電場電壓之時，沿圖μ之Ββ， 方向剖面圖。 ° 圖4 Α為依本發明之一圖素區域實施例平面圖。 圖4B為沿圖4A之AA’方向侧視圖。 圖4C為液晶分子在未施加電場電壓之時，沿圖之 BB’方向剖面圖。 圖4D為液晶分子在施加電場電壓之時，沿圖之⑽， 方向剖面圖。 圖5A為依本發明之一圖素區域實施例平面圖。 圖5B為沿圖5A之AA’方向側視圖。 圖5C為液晶分子在未施加電場電壓之時，沿圖之 BB’方向剖面圖。 圖5D為液晶分子在施加電場電壓之時，沿圖5a之抑:

第12頁 χ255378

方向剖面圖。 圖6Α為依本發明之一圖素區域實施 圖6Β為沿圖6Α^Α，方向側視圖。千面圖

V 圖6°為沿圖6Α之ΒΒ，方向剖面圖。 π 晶分子在未施加電場電壓之時，沿_之 方向液晶分子在施加電場電厂堅之時，沿_之“， 圖7為依本發明之一種圖 裝置間之鏡射排列方式。素早兀之液晶分子傾倒控♦ 圖8為依本發明之另一種 一 制裝置間之鏡射排列方式。3素早凡之液晶分子傾倒控 制J門為Λ本之另一種圖素單元之液晶分子傾倒控 制衣置間之鏡射排列方式。 Η工 【圖式標號說明】 11 Α下層基板凸塊 11 β上層基板凸塊 1 2液晶分子 2〇圖素區域 2 0 1圖素單元 2 2 Α第二液晶分子傾倒控制裝置 2 2 B苐一液晶分子傾倒控制裝置 2 3液晶分子

第13頁 1255378 圖式簡單說明 30圖素 301圖素 32A 第二 32B 第一 3 3液晶 34圖素 40圖素 401圖素 42A 第二 42B 第一 4 3液晶 50圖素 501圖素 52A 第二 52B 第一 5 3液晶 54圖素 60圖素 601圖素 62A 第二 62B 第一 6 3液晶 64圖素 65透明 區域 X3X3 一 早兀 液晶分 液晶分 分子 單元邊 區域 tMJ 一 早兀 液晶分 液晶分 分子 區域 〇口 一 早7L 液晶分 液晶分 分子 單元邊 區域 口口 — 早兀 液晶分 液晶分 分子 單元邊 導電玻 子傾倒控 子傾倒控 界凸塊 制裝置 制裝置 子傾倒控 子傾倒控 子傾倒控 子傾倒控 界凸塊 制裝置 制裝置 制裝置 制裝置 子傾倒控 子傾倒控 界凸塊 璃細缝凸 制裝置 制裝置 塊

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Claims (1)

1255378 -MM_^1^066 f多年多月 #、申請專利範圍 ? 黯复i翁 • 種具廣視角的多疇域垂直配向液曰 :由-上層基板、下層基板、以及由器，其 ，域所組成，個圖素區域至 =數個二素 中，該圖素單元進—步包含有： 3素早兀，其 且平=晶分子傾倒控制裝置’其係以間隔相等 十方式•又置在珂述每一圖素單元上· 複數個第二潘曰八乂減μ ^ ’ 分子傾倒控制裝;裳置，係以與第了 = 基板上；及 十仃又錯相對配置方式設置在前述上層 倒控ΐΐ置圖素單元上的第-液晶分子傾 塊’且該凸塊傾斜方=二=倒控制裝置係為不連續凸 :固圖素單元、二個圖素單m式為以-個圖素單元對- 單元對三個圖素單元循+—個圖素單元或者三個圖素 大時的色偏移現象。 <、兄、配置方式排置，以消除視角 2 · 如申凊專利霸圚镇1 T5 、 垂直配向液晶顯示器，立中，斤述之具廣視角的多疇域押 元，用以作單色顯示。”，蚋述圖素區域具有一圖素單 垂直配向液晶^ \項,述之具廣視角的多疇域 顏色之圖素單元，用以^乍珂述圖素區域具有三個不同 4 , . ^ 户办邑顯示。 角的多疇域垂:1至3項中任-項所述之具廣視 直配向夜晶顯示器，其中’前述第一液晶分 —--π-ΓΤΓ—丨 第15員; 1 1255378 六、申請專利範圍 月 修正 子傾倒控制裝置及其相對的第二液晶分子傾倒控制裝置之 斜向凸塊的間隔係為相等且平行，以減少不連續狀態線， 增加牙透率，並降低反應時間。 、5 · 如申請專利範圍第4項中所述之具廣視角的多疇 域垂直配向液晶顯示器，其中，進一步於沿圖素單元邊界 處’在雨述第二液晶分子傾倒控制裝置的每一凸塊的兩末 知處之圖素單元邊界上再成長一凸塊，以消除圖素單元的 邊界電場不均現象。 *如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之具廣視 角勺夕命域垂直配向液晶顯示器，其中，前述第一液晶分 子j倒控制裝置係為間隔相等且平行的斜向細縫，而相對 於$述第 液晶分子傾倒控制裝置的前述第二液晶分子傾 =控制裝置係為間隔相等且平行的斜向凸塊，以減少不連 、、’貝狀恶線，增加穿透率，並降低反應時間。 、7·如申請專利範圍第6項中所述之具廣視角的多疇 ，垂直=向液晶顯示器，其中，進一步於沿圖素單元邊界 = 在‘述第二液晶分子傾倒控制裝置的每一凸塊的兩末 之圖素單元邊界上再成長一凸塊，以消除圖素單元的 邊界電場不均現象。 士申明專利範圍第7項中所述之具廣視角的多缚 二=直配向液晶顯示器，其中，進一步在相對於前述第一 ^曰分子傾儀ϋ之相#且平行的斜肖多田縫末端處的 卜晶分子傾倒控制裝置上成長一小尺寸凸&，以消除 液曰曰分子在透明導電破璃細縫末端排列不均之現象。

1255378 _案號89113066_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 9. 如申請專利範圍第5與8項中任一項所述之具廣視 角的多疇域垂直配向液晶顯示器，其中，於前述第一及第 二液晶分子傾倒控製裝置中，其液晶分子傾倒控制裝置之 長軸方向與圖素邊界之最佳夾角角度為45度。