TWI444729B - 液晶顯示器 - Google Patents

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TWI444729B
TWI444729B TW100136232A TW100136232A TWI444729B TW I444729 B TWI444729 B TW I444729B TW 100136232 A TW100136232 A TW 100136232A TW 100136232 A TW100136232 A TW 100136232A TW I444729 B TWI444729 B TW I444729B
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Chia Hua Yu
I Fang Wang
Feng Weei Kuo
Ko Ruey Jen
Guang Shiung Chao
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Hannstar Display Corp
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Description

液晶顯示器
本發明係有關一種液晶顯示器，更特別有關一種具有偏壓電極的扭轉垂直排列型液晶顯示器。
隨著數位網路科技的發展與普及，液晶顯示器已經廣泛的應用在日常生活的各個層面中。雖然液晶顯示器的畫質已與發展完整的陰極射線管(Cathode Ray Tube;CRT)螢幕相近，但仍有可視角、對比、反應時間與顯示均勻性等方面的問題需要改善。在眾多廣視角發展技術中，多域垂直配向(Multi-domain Vertical Alignment;MVA)技術係利用液晶分子非單一方向排列與旋轉的特性來提升液晶顯示器之可視角，並有助於縮短反應時間。
所謂的垂直配向技術，是將液晶分子垂直於配向膜表面。參考第1圖，當不施加電場時，液晶分子110係垂直排列而沒有相位差，因此有極佳的暗態表現。參考第2圖，而當施加電壓後，液晶分子110將會傾斜排列而產生相位差，因此形成亮態。
然而，在像素電極120邊緣由於邊緣電場的關係，會造成像素某一單側邊緣的液晶分子110產生向錯線(disclination line)130，此向錯狀態除了會影響液晶顯示器的應答速度外，亦會使得液晶顯示器產生閃爍現象。
有鑑於此，便有需要提出一種方案，以解決上述問題。
本發明提供一種扭轉垂直排列型液晶顯示器，設置有偏壓電極，可減低向錯線的發生。
為達上述目的，本發明之液晶顯示器包含：一上基板；一下基板；兩資料線，設置於該下基板上；兩閘極線，設置於該下基板上；一像素電極，設置於該下基板上；一共同電極，設置於該下基板上；一相對電極，設置於該上基板上，且面對該像素電極；一扭轉垂直排列型液晶層，包含有複數個液晶分子，夾設於該上、下基板之間；一第一配向膜，設置於該像素電極上，用以使該等液晶分子沿著一第一配向方向排列：一第二配向膜，設置於該相對電極上，用以使該等液晶分子沿著一第二配向方向排列，其中當無電壓施加於該上、下基板間時，該等液晶分子係垂直於該上、下基板排列，而當一電壓施加於該上、下基板間時，該等液晶分子係水平於該上、下基板排列，且隨該第一與第二配向方向扭轉；以及一偏壓電極，設置於該下基板上，且位在該像素電極之一邊緣，其中該第一配向方向係朝向該偏壓電極，且該偏壓電極係用以對該液晶層施加一偏壓電壓，該偏壓電壓之極性係與該像素電極之電壓的極性相同。
根據本發明之液晶顯示器，其中偏壓電壓係大於像素電極之電壓。
根據本發明之液晶顯示器，其中偏壓電極係與像素電極部分重疊。
根據本發明之液晶顯示器，其中偏壓電極係與資料線的走向相同。
根據本發明之液晶顯示器，其中第一配向方向與第二配向方向之間的夾角係等於或小於90度。
根據本發明之液晶顯示器，其中係藉由一反向器將共同電極之電壓反相並加大其振幅，以提供該偏壓電壓。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，詳細說明如下。此外，於本發明之說明中，相同之構件係以相同之符號表示，於此先述明。
參考第3圖，本發明之液晶顯示器300具有一下基板310，例如是陣列基板與一上基板320，例如是彩色濾光片基板，上、下基板320、310間夾設有一液晶層330，例如是扭轉垂直排列型(twisted homeotropic alignment)或(twisted vertical alignment)液晶層，其包含有複數個液晶分子335。參考第4圖，在下基板310上形成有複數條縱向的資料線(data line)與複數條橫向的閘極線(gate line)，其中複數條資料線至少包含有，一資料線351與一資料線353，而複數條閘極線至少包含有一閘極線352與一閘極線354。在資料線351、353與閘極線352、354之間，形成有一像素電極312。另外，在下基板310上還形成有一共同電極318，其係與像素電極312部分重疊。
再請參考第3圖，在上基板320上，形成有一相對電極322，其係面對像素電極312。另外，在像素電極312與相對電極322上，分別設置有一配向膜316、326，其中配向膜316形成有一第一配向方向(rubbing direction)，用以使液晶分子335沿著該第一配向方向排列；配向膜326則形成有一第二配向方向，用以使液晶分子335沿著該第二配向方向排列。請參考第3及4圖，除此之外，下基板310上還形成有一偏壓電極314，其中配向膜316的第一配向方向319係朝向該偏壓電極314，而配向膜326的第二配向方向329與配向膜316的第一配向方向319之間的夾角則等於或小於90度。於本發明中，偏壓電極314具有縱向走向並鄰近資料線351，且偏壓電極314係位在像素電極312的邊緣，並有部分與像素電極312重疊。
根據本發明之液晶顯示器300，在無施加電壓於上、下基板320、310間時，液晶分子335係垂直於上、下基板320、310排列。而當施加一足夠大的電壓於上、下基板320、310間時，液晶分子335會水平於上、下基板320、310排列，並且由於受到配向膜316、326的作用，液晶分子335還會隨著第一與第二配向方向扭轉，其行為就如同未受到電場作用的扭轉向列式(twisted nematic;TN)液晶。
在操作本發明之液晶顯示器300時，係於偏壓電極314上施加一偏壓電壓Vbias，該偏壓電壓Vbias相對於共同電極318的電壓Vcom而與像素電極312之電壓Vpixel同極性，但較電壓Vpixel更高。
參考第5圖，根據本發明之液晶顯示器300，由於偏壓電極314的作用改變了原先像素電極312邊緣電場的方向，使向錯線發生的位置侷限在偏壓電極314的上方。由於通過此處液晶分子335的光線並不會到達觀察者的眼中，因此可改善液晶顯示器300的閃爍現象。
根據本發明之液晶顯示器300，係可設置一反向器，以將電壓Vcom予以反相，並將其振幅加大，以便可在偏壓電極314上施加偏壓電壓Vbias。
請參考第6a圖，當位在像素左側邊緣的偏壓電極未施加電壓時，可看出每個像素的左側會出現向錯線。而當偏壓電極施加電壓時，很明顯可看出，像素左側的向錯線消失了(請見第6b圖)。請繼續參考第7a圖，當位在像素左側及上側邊緣的偏壓電極未施加任何電壓時，可看出每個像素的左側及上側均會出現向錯線。而當偏壓電極均施加電壓時，很明顯可看出像素左側及上側的向錯線均消失了(請見第7b圖)。
由上述第6a至7b圖所揭示的內容，吾人可明顯地看出，偏壓電極的作用可減低向錯線的發生，有效的改善顯示品質。
雖然本發明已以前述實例揭示，然其並非用以限定本發明，任何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內，當可作各種之更動與修改。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。
110．．．液晶分子
120．．．像素電極
130．．．向錯線
300．．．液晶顯示器
310．．．下基板
312．．．像素電極
314．．．偏壓電極
316．．．配向膜
318．．．共同電極
319．．．配向方向
320．．．上基板
322．．．相對電極
326．．．配向膜
329．．．配向方向
330．．．液晶層
335．．．液晶分子
351．．．資料線
352．．．閘極線
353．．．資料線
354．．．閘極線
第1圖顯示一種習知液晶顯示器在不施加電場時的液晶分子排列狀態。
第2圖顯示一種習知液晶顯示器在施加電場時的液晶分子排列狀態。
第3圖為本發明之液晶顯示器的剖面示意圖。
第4圖為本發明之陣列基板之平面示意圖。
第5圖顯示本發明之液晶顯示器在偏壓電極作用時的液晶分子排列狀態。
第6a圖顯示根據本發明之液晶顯示器當偏壓電極不施加電壓時像素所產生的影像。
第6b圖顯示根據本發明之液晶顯示器當偏壓電極施加電壓時像素所產生的影像。
第7a圖顯示根據本發明之液晶顯示器當偏壓電極不施加電壓時像素所產生的影像。
第7b圖顯示根據本發明之液晶顯示器當偏壓電極施加電壓時像素所產生的影像。
300．．．液晶顯示器
310．．．下基板
312．．．像素電極
314．．．偏壓電極
316．．．配向膜
318．．．共同電極
320．．．上基板
322．．．相對電極
326．．．配向膜
330．．．液晶層
335．．．液晶分子

Claims (6)

  1. 一種液晶顯示器，包含：一上基板；一下基板；兩資料線，設置於該下基板上；兩閘極線，設置於該下基板上；一像素電極，設置於該下基板上；一共同電極，設置於該下基板上；一相對電極，設置於該上基板上，且面對該像素電極；一扭轉垂直排列型液晶層，包含有複數個液晶分子，夾設於該上、下基板之間；一第一配向膜，設置於該像素電極上，用以使該等液晶分子沿著一第一配向方向排列；一第二配向膜，設置於該相對電極上，用以使該等液晶分子沿著一第二配向方向排列，其中當無電壓施加於該上、下基板間時，該等液晶分子係垂直於該上、下基板排列，而當一電壓施加於該上、下基板間時，該等液晶分子係水平於該上、下基板排列，且隨該第一與第二配向方向扭轉；以及一偏壓電極，設置於該下基板上，且位在該像素電極之一邊緣，其中該第一配向方向係朝向該偏壓電極；其中該偏壓電極係用以對該液晶層施加一偏壓電壓，該偏壓電壓之極性係與該像素電極之電壓的極性相同。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該偏壓電壓係大於該像素電極之電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該偏壓電極係與該像素電極部分重疊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該偏壓電極係與該等資料線的走向相同。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該第一配向方向與該第二配向方向之間的夾角係等於或小於90度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中係藉由一反向器將該共同電極之電壓反相並加大其振幅，以提供該偏壓電壓。
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