TWI467293B - 液晶顯示器與其製法 - Google Patents

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Description

液晶顯示器與其製法
本發明係有關於一種液晶顯示器，且特別是有關於一種多區域配向的液晶顯示器與其製法。
液晶顯示器(liquid crystal display)由於具有輕、低消耗功率、無輻射等優點，目前已應用於各種個人電腦、個人數位助理(personal digital assistant,PDA)、手機、電視等。
傳統的液晶面板主要由一對基板與形成於基板之間的液晶層所組成，而基板的表面利用摩擦配向(rubbing alignment)方式，可使液晶分子朝特定方向傾斜，此種為單一區域配向的液晶顯示器(monodomain LCD)，然而，為了改善視角的問題，開始發展多區域配向的液晶顯示器(multidomain alignment LCD)。
形成多區域配向的液晶顯示器之方法可藉由微摩擦配向(micro-rubbing)、堆疊配向層(stacked alignment layer)或輔助配向裝置(例如突出物或蝕刻電極成特定圖案)而達成。
然而上述配向方法仍會造成穿透率損失、開口率下降、色偏(color washout)與灰階反轉(grayscale inversion)的問題，因此，業界亟需發展一種多區域配向的液晶顯示器與其製法，此顯示器不但可提供高穿透率、高開口率，並解決色偏與灰階反轉的問題，且不需輔助配向裝置，亦不需使用摩擦配向法。
本發明提供一種液晶顯示器，包括：一第一基板，其中該第一基板之上包括一第一平面電極(flat electrode)；一第一配向層，形成於第一平面電極之上；一第二基板，其中該第一基板與該第二基板係相對設置，其中該第二基板之上包括一閘極線(gate line)、一資料線(data line)與一第二平面電極，其中該閘極線與該資料線定義出一畫素區域，該畫素區域包括至少一次畫素電極區域，且該第二平面電極之面積小於該第一平面電極之面積；一第二配向層，形成於該第二平面電極之上；以及一液晶層，形成於該第一基板與該第二基板之間，其中該液晶層具有旋光(charility)性；其中該次畫素電極區域中具有多區域預傾角(multidomain pretilt angle)，且該次畫素區內的液晶層具有連續區域之排列結構。
本發明另提供一種液晶顯示器之製法，包括以下步驟：提供一第一基板與一第二基板，其中該第一基板與該第二基板係相對設置；形成一第一平面電極(flat electrode)於該第一基板之上；形成一第一配向層，形成於該第一平面電極之上；形成一閘極線(gate line)、一資料線(data line)與一第二平面電極於第二基板之上，其中該閘極線與該資料線定義出一畫素區域，該畫素區域包括至少一次畫素電極區域，且該第二平面電極之面積小於第一平面電極之面積；形成一第二配向層於第二平面電極之上；組裝該第一基板與該第二基板；形成一液晶層於該第一基板與該第二基板之間，其中該液晶層包括一液晶分子與一旋光性物質；對該次畫素電極區域之一第一區域進行一第一照光；對該次畫素電極區域施加一第一電壓；對該次畫素電極區域進行一第二照光；以及移除該第一電壓，其中該次畫素電極區域中具有多區域預傾角(multidomain pretilt angle)，且該次畫素區內的液晶層具有連續區域之排列結構。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
請參見第1圖，此圖顯示本發明之液晶顯示器100之剖面圖，另外於第2圖中顯示液晶顯示器100之俯視圖。
液晶顯示器100包括第一基板110與相對設置之第二基板210，其中第一基板110之上依序形成第一平面電極112與第一配向層114，第二基板210之上依序形成第二平面電極212與第二配向層214，以及液晶層150形成於第一基板110與第二基板210之間，其中液晶層150具有旋光性(charility)，其可由向列型(nematic)液晶分子151與旋光性物質(chiral dopant)混合所組成一液晶混合物或由膽固醇型(cholesteric)液晶分子所構成之液晶層。由第1圖中可觀察到第二平面電極212之面積小於第一平面電極112。
於一實施例中，第一基板110為彩色濾光片基板，第二基板210為薄膜電晶體基板，且液晶層150較佳為負介電異方性(dielectric anisotropy)之向列型(nematic)液晶分子與旋光性物質(chiral dopant)混合所組成之液晶混合物。
請參見第2圖，閘極線216與資料線218形成於第二基板210之上，其中閘極線216與資料線218彼此交叉以定義出畫素區域，畫素區域可為紅色畫素、綠色畫素或藍色畫素。
此外，於第2圖中，畫素區域之邊界與第二平面電極212之邊界之間的距離W大於或等於液晶層150之厚度d(液晶層150之厚度顯示於第4圖中)。
於另一實施例中，畫素區域包括至少一次畫素電極區域，請參見第2圖及第3A-3D圖，該些圖顯示第一平面電極112、第二平面電極212與次畫素電極區域的各種實施例之俯視圖。
於第3A圖中，第二平面電極212之面積小於第一平面電極112，且第二平面電極212包括第一次畫素電極區域212a與第二次畫素電極區域212b，連接電極250(與第二平面電極212位於同一層)用以電性連接第一次畫素電極區域212a與第二次畫素電極區域212b。
請參見第3B圖，第二平面電極212之面積小於第一平面電極112，且第二平面電極212包括第一次畫素電極區域212a與第二次畫素電極區域212b，其中連接電極250與第一平面電極112、第二平面電極212位於不同層，且第一導通孔(via)252電性連接第一次畫素電極區域212a與連接電極250，而第二導通孔254電性連接第二次畫素電極區域212b與連接電極250。
請參見第3C圖，第二平面電極212之面積小於第一平面電極112，且第二平面電極212包括第一次畫素電極區域212a、第二次畫素電極區域212b與第三次畫素電極區域212c，其中第一連接電極250a(與第二平面電極212位於同一層)用以電性連接第一次畫素電極區域212a與第二次畫素電極區域212b，第二連接電極250b(與第二平面電極212位於同一層)用以電性連接第二次畫素電極區域212b與第三次畫素電極區域212c。
請參見第3D圖，第二平面電極212之面積小於第一平面電極112，且第二平面電極212包括第一次畫素電極區域212a、第二次畫素電極區域212b與第三次畫素電極區域212c，連接電極250與第一平面電極112、第二平面電極212位於不同層，且藉由位於第一次畫素電極區域212a的第一導通孔(via)252、位於第二次畫素電極區域212b的第二導通孔254、位於第三次畫素電極區域212c的第三導通孔256與連接電極250電性連接第一次畫素電極區域212a、第二次畫素電極區域212b與第三次畫素電極區域212c。
須注意的是，習知技術需要藉由輔助配向裝置(例如突出物或蝕刻電極成特定圖案)，以幫助形成液晶分子之配向。相對於習知技術，本發明之第一平面電極112與第二平面電極212為平面電極，其不需將電極蝕刻成特定圖案，只要第二平面電極212之面積小於第一平面電極112之面積時，對第一平面電極112與第二平面電極212施加電壓時，可使液晶分子151受到斜向場(如圖中虛線箭頭所示)作用(oblique field effect)，而使液晶分子151往中心傾倒，如第4圖所示(其中液晶層150之厚度為d)。
再者，由於液晶層150中添加旋光性物質，液晶分子依據加入的旋光性物質來決定為向左或向右扭轉(twisted)。當施加電壓時，液晶分子151形變(deformation)成一連續區域(continuous domain)的排列，所以使液晶顯示器具有廣視角效果，次畫素電極區域內不會產生奇異點(singular point)。
此外，本發明利用有限元素法(finite element method)模擬液晶分子的排列結果，顯示如第5A-5C圖，其中第5A-5B為俯視圖，第5C圖為剖面圖。第5A-5B顯示施加電壓時，次畫素電極區域內的液晶分子151排列之剖面圖。液晶層150之厚度d設定為4.6μm。
第5A圖顯示當觀察位置距離第二配向層214之間距Z為0.5d時之液晶分子151排列圖，其呈現螺旋放射狀。
於第5B圖中，當觀察位置距離第二配向層214之間距Z為0.12d時之液晶分子151排列圖，其內圈為同心圓，外圈為放射狀。
請參見第5C圖，由圖中可知，當施加電壓時，液晶層150中的液晶分子151形變(deformation)成連續區域的排列結構。
由於利用斜向場幫助液晶分子配向時，當驅動電壓變化較大時，例如電壓變化超過5V，容易使液晶分子排列不穩定，因此，尚可添加反應性單體(reactive monomer,RM)於液晶層中，藉由照光使反應性單體聚合，以形成高分子穩定層，用以使液晶分子排列更為穩定。
另外，請再次參見第1圖，本發明提供一種液晶顯示器之製法，包括以下步驟。首先，提供第一基板110與第二基板210，依序形成第一平面電極112與第一配向層114於第一基板110之上，依序形成第二平面電極212與第二配向層214於第二基板210之上。
此外，形成閘極線216與資料線218(請參見第2圖)於第二基板210之上，其中閘極線216與資料線218彼此交叉以定義出畫素區域，且畫素區域包括至少一次畫素電極區域(次畫素電極區域請參見第2圖及第3A-3D圖)。
之後，組裝第一基板110與第二基板210，並於第一基板110與第二基板210之間形成液晶層150，其中液晶層150包括液晶分子151與旋光性物質。
為簡化說明，第6A-6C圖顯示後續步驟所需之光罩。於第6A圖中，第一光罩M1具有第一開口610，第一開口610之直徑為D1。
於第6B圖中，第二光罩M2A具有第二開口620，第二開口620之直徑為D2，其中D2大於D1。
於第6C圖中，第三光罩M2B具有遮光區域630與曝光區域632，其中遮光區域630之直徑為D3，且D3大於D1。本說明書之光罩圖案係以一次畫素電極區域實施聚合反應之示意光罩圖案，若畫素內具有多個次畫素電極區域，則光罩圖案將依次畫素電極區域數量複製成多個開口或遮光區域，其中光罩圖案之各開口610、620或遮光630區域較佳係對應於各次畫素電極區域中央處。
此外，本發明後續步驟可分成不同實施例加以說明，其中第7A-7D圖顯示第一實施例之製法，第8A-8F圖顯示第二實施例之製法，第9A-9F圖顯示第三實施例之製法。須注意的是，於第一~第三實施例中，可添加反應性單體(reactive monomer,RM)於第一配向層114或第二配向層214中，或可添加反應性單體於液晶層150中，反應性單體經過照光後，會發生聚合反應，而形成高分子穩定層，用以幫助液晶分子的配向。
請參見第7A-7D圖，該些圖顯示液晶顯示器100中經過後續步驟後，其次畫素電極區域內會具有多區域預傾角。
首先，請參見第7A圖，首先提供第一光罩M1於液晶顯示器100上。之後，對次畫素電極區域之第一區域710進行第一照光UV1，其中位於第一開口610下方的區域即為第一區域710，位於第一區域710之外的區域為第二區域720。
需注意的是，第一區域710位於次畫素電極區域之中央，且第二區域720包圍第一區域710。
再者，於照光之前，尚可對次畫素電極區域內的第一平面電極112與第二平面電極212施加一前置電壓(pre-voltage)V0，電壓V0可以為0V(亦即不施加電壓)或大於0V。當電壓為0V時，液晶分子垂直於第一基板110或第二基板210，此時第一區域710內的液晶分子與基板的夾角近似於90度；當電壓大於0V時，液晶分子與基板表面之夾角會小於90度，此時第一區域710內的液晶分子與基板的夾角小於90度。
由於照光之後，可使第一區域710的反應性單體產生聚合反應(polymerization)，使聚合區域與未聚合區域具有不同的表面錨定能(anchoring energy)。
經第一次照光後，先讓前置電壓V0降至0V，請參見第7B圖，此時第一區域710預傾角為T1a。
接著，請參見第7C圖對次畫素電極區域的兩電極施加第一電壓V1，電壓施加速度為小於0.5 V/秒，較佳為0.1 V/秒，由於次畫素電極四周斜向場的作用(oblique field effect)，使液晶分子朝向次畫素電極區域的中心傾倒，且由於旋光物質的作用，使液晶分子固定往左或往右扭轉，使液晶分子呈現一連續的形變排列結構(如第5A、5B圖所示)。
第一電壓V1可等於或不等於前置電壓V0，較佳為不等於前置電壓V0。此外，於施加第一電壓V1之後，第一區域710預傾角(液晶分子與基板之間的夾角)由T1a變為T1b，而第二區域720之預傾角為T2b。
請再次參見第7C圖，接著對第一區域710與第二區域720進行第二照光UV2，此步驟是讓第二區域720的單體進行聚合反應，以及讓第一區域710未聚合完全的單體再次進行聚合反應。第二照光UV2之能量可等於或不等於第一照光UV1，可依實際應用之需求調整第一照光UV1或第二照光UV2之能量或時間。
之後，請參見第7D圖，於移除第一電壓V1與第二照光UV2之後，第一區域710預傾角變為T1c，而第二區域720之預傾角變為T2c。
由於整個聚合過程中，液晶分子排列都維持一連續的形變排列結構，所以在第一區域710與第二區域720間過渡區之預傾角為第一預傾角T1c漸變至第二預傾角T2c，這些現象並未顯示於圖中。
請參見第8A-8F圖，該些圖顯示本案第二實施例之製法。於第8A圖中，提供第一光罩M1於液晶顯示器100上。之後，對次畫素電極區域之第一區域810進行第一照光UV1，其中位於第一開口610下方的區域即為第一區域810。
照光之後，可使第一區域810的反應性單體產生聚合反應(polymerization)，使聚合區域與未聚合區域具有不同的表面錨定能(anchoring energy)。
須注意的是，於照光之前，尚可對次畫素電極區域內的第一平面電極112與第二平面電極212施加一前置電壓(pre-voltage)V0，電壓V0可以為0V(亦即不施加電壓)或大於0V。
經第一次照光後，先讓前置電壓V0降至0V，請參見第8B圖，此時第一區域810預傾角為T1a。
接著，請參見第8C圖，對次畫素電極區域的兩電極施加第一電壓V1，電壓施加速度為小於0.5 V/秒，較佳為0.1 V/秒，由於畫素電極四周斜向場的作用(oblique field effect)，使液晶分子朝向次畫素電極區域的中心傾倒，且由於旋光物質的作用，使液晶分子固定往左或往右旋轉，使液晶分子呈現一連續的形變排列結構(如第5A、5B圖所示)。
第一電壓V1可等於或不等於前置電壓V0，較佳為不等於前置電壓V0。此外，於施加第一電壓V1之後，第一區域810預傾角(液晶分子與基板之間的夾角)由T1a變為T1b，而第一區域810以外的區域預傾角為T2b。
請再次參見第8C圖，提供第二光罩M2A於液晶顯示器100上，以進行第二照光UV2，由於第二光罩M2A之第二開口620直徑D2大於第一光罩M1之第一開口610直徑D1，因此，位於第二開口下方且位於第一區域810之外的區域定義為第三區域830，進行第二照光UV2，可使第三區域830的單體進行聚合反應，以及讓第一區域810未聚合完全的單體再次進行聚合反應。第二照光UV2之能量可等於或不等於第一照光UV1，可依實際應用之需求調整第一照光UV1或第二照光UV2之能量或時間。
經過第二照光UV2之後，移除第一電壓V1，請參見第8D圖，第一區域810預傾角變為T1c，而第三區域830之預傾角變為T3c，位於第一區域810與第三區域830之外的區域為第四區域840，第四區域840具有預傾角T4c。
請參見第8E圖，在移除第一電壓V1之後，再重新施加第二電壓V2。第二電壓V2可等於或不等於第一電壓V1，較佳為不等於第一電壓V1。
經過第二電壓V2之後，第一區域810預傾角為T1d，第三區域830預傾角為T3d，第四區域840預傾角為T4d。
於第8E圖中，對整個次畫素電極區域進行第三照光UV3，使整個次畫素電極區域內的單體進行聚合反應。第三照光UV3之能量可等於或不等於第二照光UV2，可依實際應用之需求調整第一照光UV1、第二照光UV2與第三照光UV3之能量或時間。
請參見第8F圖，於移除第二電壓V2與第三照光UV3之後，使第一區域810預傾角為T1e，第三區域830預傾角為T3e，第四區域840預傾角為T4e。
請參見第9A-9F圖，該些圖顯示第三實施例。第三實施例之步驟類似於第二實施例，差別在於第二照光UV2步驟不同，於第三實施例中，將第二實施例所使用之第二光罩M2A改為第三光罩M2B，其中第三光罩具有遮光區域630與曝光區域632，且遮光區域630之直徑D3大於第一開口610之直徑D1。
第9A-9B圖類似於第8A-8B圖，在此不再贅述。
請參見第9C圖，進行第二照光UV2，位於曝光區域632下方的區域為第五區域950，位於第一區域910與第五區域950以外的區域為第六區域960。
經過第二照光UV2之後，移除第一電壓V1，請參見第9D圖，第一區域910預傾角變為T1c，而第五區域950之預傾角變為T5c，第六區域960具有預傾角T6c。
第9E-9F圖類似於第8E-8F圖之步驟，差別僅在於第9E圖中的電壓改為第三電壓V3，其中第三電壓V3可以等於或不等於第8E圖的第二電壓V2。
須注意的是，本發明提供之液晶顯示器之製法中，藉由對電極施加電壓，而使液晶分子受到斜向場作用而朝向次畫素電極區域的中心傾倒。藉由添加旋光物質，使液晶分子形變成連續區域的排列。且藉由照光使反應性單體聚合，形成高分子穩定層，以幫助液晶分子配向，因此製法中搭配施加電壓與照光步驟，可使次畫素電極區域中具有多區域預傾角(multidomain pretilt angle)，且使次畫素區內的液晶層具有連續區域之排列結構，其中第一實施例可得具有不同預傾角的二個區域，第二與第三實施例可得具有不同預傾角的三個區域。
此外，本發明之液晶顯示器於實際應用時，尚可包括第一偏光片，形成於第一基板110之上；或者再增加第二偏光片形成於第二基板210之下，其中第一偏光片或第二偏光片為線性偏光片。
本發明所提供之實施例不限應用於透射型(transmissive)液晶顯示器，亦可應用於反射型與半透射半反射型液晶顯示器。
上述之實施例中，反應性單體材料例如為光反應型單體材料。單體藉由照光而進行聚合反應，本發明不限定以何種方式形成局部高分子聚合，雖然本發明舉例以局部光照射形成局部分區聚合反應效果，使得不同區域中，液晶分子具有連續不同之預傾角排列之結構，但熟悉該技術者，可改成局部加熱形成局部分區聚合反應效果，一樣可達成本發明提出之效果。
上述之實施例中，液晶層亦可選擇添加其他不同添加物，例如：除了反應性單體外，可再添加染料分子。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何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，當可作任意之更動與潤飾，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。
100．．．液晶顯示器
110．．．第一基板
112．．．第一平面電極
114．．．第一配向層
150．．．液晶層
151．．．液晶分子
210．．．第二基板
212．．．第二平面電極
212a．．．第一次畫素電極區域
212b．．．第二次畫素電極區域
212c．．．第三次畫素電極區域
214．．．第二配向層
216．．．閘極線(gate line)
218．．．資料線(data line)
250．．．連接電極
250a．．．第一連接電極
250b．．．第二連接電極
252．．．第一導通孔
254．．．第二導通孔
256．．．第三導通孔
M1．．．第一光罩
M2A．．．第二光罩
M2B．．．第三光罩
610．．．第一開口
620．．．第二開口
630．．．遮光區域
632．．．曝光區域
710．．．第一區域
720．．．第二區域
810．．．第一區域
830．．．第三區域
840．．．第四區域
910．．．第一區域
940．．．第五區域
950．．．第六區域
D1．．．第一開口之直徑
D2．．．第二開口之直徑
D3．．．遮光區域之直徑
V0．．．前置電壓
V1．．．第一電壓
V2．．．第二電壓
V3．．．第三電壓
UV1．．．第一照光
UV2．．．第二照光
第1圖為一剖面圖，用以說明本發明之液晶顯示器之結構。
第2圖為一俯視圖，用以說明本發明之液晶顯示器之結構。
第3A-3D圖為一系列剖面圖，用以說明本發明之第一平面電極與第二平面電極結構。
第4圖為一剖面圖，用以說明施加電壓後，液晶分子受到斜向場作用(oblique field effect)。
第5A-5B圖為一系列俯視圖，用以說明施加電壓後，液晶分子的排列情況。
第5C圖為一剖面圖，用以說明施加電壓後，液晶分子的排列情況。
第6A-6C圖為一系列俯視圖，用以說明本發明實施例中所使用之各種光罩。
第7A-7D圖為一系列剖面圖，用以說明本發明第一實施例之製法。
第8A-8F圖為一系列剖面圖，用以說明本發明第二實施例之製法。
第9A-9F圖為一系列剖面圖，用以說明本發明第三實施例之製法。
100．．．液晶顯示器
110．．．第一基板
112．．．第一平面電極
114．．．第一配向層
150．．．液晶層
151．．．液晶分子
210．．．第二基板
212．．．第二平面電極
214．．．第二配向層

Claims (20)

  1. 一種液晶顯示器，包括：一第一基板，其中該第一基板之上包括一第一平面電極(flat electrode)；一第一配向層，形成於第一平面電極之上；一第二基板，其中該第一基板與該第二基板係相對設置，其中該第二基板之上包括複數條閘極線(gate line)、複數條資料線(data line)與一第二平面電極，其中該閘極線與該資料線定義出一畫素區域，該畫素區域包括至少一次畫素電極區域，且該第二平面電極之面積小於該第一平面電極之面積；一第二配向層，形成於該第二平面電極之上；以及一液晶層，形成於該第一基板與該第二基板之間，其中該液晶層具有旋光性；其中該次畫素電極區域中具有多區域預傾角(multidomain pretilt angle)，且該次畫素電極區域包括一第一區域與一第二區域，其中該第一區域之預傾角不同於該第二區域之預傾角。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該次畫素電極區內的液晶層具有連續區域之排列結構。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該畫素區域之邊界與該第二平面電極之邊界之間的距離大於或等於液晶層之厚度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該 液晶層包括一向列型液晶分子與一旋光性分子。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該液晶層包括一膽固醇液晶分子。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，尚包括一高分子穩定層形成於部份的該第一配向層或部份的該第二配向層之上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該第一區域的位置位於該次畫素電極區域之中央。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該第二區域包圍該第一區域。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該次畫素電極區域尚包括一第三區域，其中該第一區域之預傾角不同於或相同於第三區域之預傾角。
  10. 一種液晶顯示器之製法，包括以下步驟：提供一第一基板與一第二基板，其中該第一基板與該第二基板係相對設置；形成一第一平面電極(flat electrode)於該第一基板之上；形成一第一配向層，形成於該第一平面電極之上；形成一閘極線(gate line)、一資料線(data line)與一第二平面電極於第二基板之上，其中該閘極線與該資料線定義出一畫素區域，該畫素區域包括至少一次畫素電極區域，且該第二平面電極之面積小於第一平面電極之面積；形成一第二配向層於第二平面電極之上；組裝該第一基板與該第二基板； 形成一液晶層於該第一基板與該第二基板之間，其中該液晶層具有旋光性；對該次畫素電極區域之一第一區域進行一第一照光，其中該第一照光為UV光；對該次畫素電極區域施加一第一電壓；對該次畫素電極區域進行一第二照光，其中該第二照光為UV光；以及移除該第一電壓，其中該次畫素電極區域中具有多區域預傾角(multidomain pretilt angle)，且該次畫素區內的液晶層具有連續區域之排列結構。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示器之製法，其中對該次畫素電極區域之第一區域進行該第一照光之前，尚包括施加一前置電壓(pre-voltage)。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示器之製法，其中該第一配向層與該第二配向層包括一反應性單體(reactive monomer,RM)。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示器之製法，其中該液晶層包括一反應性單體。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示器之製法，其中對該次畫素電極區域之第一區域進行該第一照光之步驟包括：提供一第一光罩於該次畫素電極區域之上，其中該第一光罩具有一第一開口；對該次畫素電極區域進行該第一照光，其中位於該第一開口下方的區域為該第一區域，其中位於該第一區域之 外的為一第二區域，且該第一區域之預傾角不同於該第二區域之預傾角。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示器之製法，其中對該次畫素電極區域進行該第二照光之步驟包括：對該次畫素電極區域的第一區域與該第二區域進行該第二照光。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示器之製法，其中對該次畫素電極區域進行該第二照光之步驟包括：提供一第二光罩，於該次畫素電極區域之上，其中該第二光罩具有一第二開口，且該第二開口之直徑大於該第一開口之直徑；以及對該次畫素電極區域進行該第二照光，其中位於該第二開口下方且位於該第一區域以外的區域為一第三區域。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之液晶顯示器之製法，進行該第二照光之後，尚包括以下步驟：對該次畫素電極區域施加一第二電壓；對該次畫素電極區域進行一第三照光，其中該第三照光為UV光，其中位於該第一區域與該第三區域以外的區域為一第四區域，其中該第一區域與該第三區域或該第四區域之預傾角不同。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之液晶顯示器之製法，其中對該次畫素電極區域進行該第二照光之步驟包括：提供一第三光罩，於該次畫素電極區域之上，其中該第三光罩具有一遮光區域與一曝光區域，且該遮光區域之直徑大於該第一開口之直徑；以及 對該次畫素電極區域進行該第二照光，其中位於該曝光區域下方的區域為一第五區域。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示器之製法，進行該第二照光之後，尚包括以下步驟：對該次畫素電極區域施加一第三電壓；對該次畫素電極區域進行一第三照光，其中位於該第一區域與該第五區域以外的區域為一第六區域。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之液晶顯示器之製法，其中該第一區域與該第五區域或該第六區域之預傾角不同。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104199215B (zh) * 2014-08-21 2017-03-15 深圳市华星光电技术有限公司 一种偏振光调制装置及其制作方法
KR20170019507A (ko) * 2015-08-11 2017-02-22 삼성디스플레이 주식회사 곡면 액정표시장치 및 이의 제조방법
JP2019168615A (ja) * 2018-03-23 2019-10-03 シャープ株式会社 液晶表示装置
CN109407380B (zh) * 2018-12-05 2021-06-11 惠科股份有限公司 一种显示面板和其制作方法以及显示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW542934B (en) * 1999-03-24 2003-07-21 Nec Corp LCD and manufacturing method thereof
TWI226950B (en) * 2003-05-23 2005-01-21 Au Optronics Corp Transflective liquid crystal display device capable of balancing color difference between reflective and transmissive regions
US6862065B2 (en) * 2002-12-17 2005-03-01 Industrial Technology Research Institute Transflective display device with different pretilt angles and fabrication method for thereof
TWI311661B (en) * 2005-08-23 2009-07-01 Au Optronics Corporatio A liquid crystal display and a method for manufacturing thereof

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5307189A (en) * 1991-03-05 1994-04-26 Oki Electric Industry Co., Ltd. Active-matrix-addressed liquid crystal with conductor collecting lines of force emanating from data electrode
JPH05165061A (ja) * 1991-12-17 1993-06-29 Sony Corp 液晶表示装置
US5309264A (en) * 1992-04-30 1994-05-03 International Business Machines Corporation Liquid crystal displays having multi-domain cells
JP3087668B2 (ja) * 1996-05-01 2000-09-11 日本電気株式会社 液晶表示装置、その製造方法およびその駆動方法
JP3183634B2 (ja) 1996-09-27 2001-07-09 松下電器産業株式会社 液晶表示装置
GB9704623D0 (en) * 1997-03-06 1997-04-23 Sharp Kk Liquid crytal optical element and liquid crystal device incorporating same
US6057902A (en) * 1998-08-05 2000-05-02 International Business Machines Corporation Pixels for wide viewing angle liquid crystal display
US6982774B1 (en) * 1999-10-12 2006-01-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Liquid crystal display element including an optically anisotropic film having at least two regions with different orientation anisotropies, and production methods of the same
US6778229B2 (en) * 2001-10-02 2004-08-17 Fujitsu Display Technologies Corporation Liquid crystal display device and method of fabricating the same
JP4040927B2 (ja) 2001-10-24 2008-01-30 シャープ株式会社 液晶表示装置およびその製造方法
TWI437331B (zh) * 2010-06-25 2014-05-11 Innolux Corp 液晶顯示裝置
TWI485495B (zh) * 2011-01-26 2015-05-21 Innolux Corp 液晶顯示裝置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW542934B (en) * 1999-03-24 2003-07-21 Nec Corp LCD and manufacturing method thereof
US6862065B2 (en) * 2002-12-17 2005-03-01 Industrial Technology Research Institute Transflective display device with different pretilt angles and fabrication method for thereof
TWI226950B (en) * 2003-05-23 2005-01-21 Au Optronics Corp Transflective liquid crystal display device capable of balancing color difference between reflective and transmissive regions
TWI311661B (en) * 2005-08-23 2009-07-01 Au Optronics Corporatio A liquid crystal display and a method for manufacturing thereof

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