TWI485469B - 液晶顯示面板 - Google Patents
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- G02F1/13793—Blue phases
Description
本發明是有關於一種液晶顯示面板,且特別是有關於一種具有第一不對稱突起物設置在次畫素區的各個區域中之液晶顯示面板。
藍相液晶(blue phase liquid crystal)是一種具有光學光學等向性(optical isotropy)之液晶材料,其具有不需配向膜及反應時間快之優點。因藍相液晶在未施加電壓時為光學光學等向性,施加電壓後具有非光學等向性(optical anisotropy),因擁有不同之光電特性,而應用於顯示器上。
然而,因藍相液晶之操作電壓偏高,因此如何降低操作電壓,且在該操作電壓下仍可維持或提升藍相液晶的穿透率或液晶效率仍是待努力的目標。因此,如何提供一種具有良好液晶效率之藍相液晶顯示器,乃為相關業者努力之課題之一。
本發明係有關於一種液晶顯示面板,其中利用第一不對稱突起物將次畫素區之各個區域的入射光線導向不同的預定方向,並且提升入射光線在各個區域的穿透率及液晶效率,搭配不同方向的入射光線可以強化多域顯示的效果,進而使液晶顯示面板整體達到良好的廣視角效果。
根據本發明之一方面,係提出一種液晶顯示面板。液
晶顯示面板包括一第一基板結構、一第二基板結構、以及一液晶混合物。第一基板結構包括一第一基材、至少一第一不對稱突起物、及一第一電極層。第一基材具有複數個次畫素區,各次畫素區具有至少一區域,第一不對稱突起物設置於區域上。第一電極層設置於第一不對稱突起物之上。第二基板結構與第一基板結構對組,液晶混合物設置於第一不對稱突起物和第二基板結構之間。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:
在此揭露內容之實施例中,係提出一種液晶顯示面板。利用第一不對稱突起物使次畫素區之各個區域的液晶分子於施加電壓下有不同的傾斜角度,並搭配不同預定方向的入射光線,使光路通過液晶區的距離較長,可累積較多相位延遲,進而使穿透率提升,降低所需操作電壓,且因搭配不同預定方向的入射光線,可以強化多域顯示的效果,進而使液晶顯示面板整體達到良好的廣視角效果。然而,實施例所提出的細部結構和製程步驟僅為舉例說明之用,並非對本發明欲保護之範圍做限縮。該些結構和步驟僅為舉例說明之用,並非用以限縮本發明。具有通常知識者當可依據實際實施態樣的需要對該些結構和步驟加以修飾或變化。
請參照第1圖和第2A~2E圖。第1圖繪示依照本發明之一實施例之液晶顯示面板之俯視示意圖,第2A~2E圖繪示沿第1圖之剖面線2-2’之剖面示意圖。
如第1圖和第2A圖所示,液晶顯示面板10包括第一基板結構110、第二基板結構120、以及液晶混合物130。第二基板結構120與第一基板結構110對組。第一基板結構110包括第一基材111、第一不對稱突起物113、及第一電極層115。如第1圖所示,第一基材111具有複數個次畫素區,各次畫素區具有至少一區域。各個區域的長度及寬度大約介於100~400微米(μm),但本發明實施態樣並不僅限制於此。實施例中,第一基材111的次畫素區P1具有電極單元E11和E12,電極單元E11包括複數個區域D11~D14,電極單元E12包括複數個區域D15~D18。實施例中,如第2A圖所示,一個第一不對稱突起物113設置於第一基材111的區域D13上,第一電極層115設置於第一不對稱突起物113之上。液晶混合物130設置於第一不對稱突起物113和第二基板結構120之間。
實施例中,第一不對稱突起物113設置於第一基板結構110中,位在第一基材111上鄰近於液晶混合物130之一側。實施例中,第一不對稱突起物113對應電極單元中的各個區域設置,第二基板結構120為全面電極型式,如此一來,第二基板結構120與第一基板結構110對組時,較無需考慮對位誤差,也不易產生因對位誤差造成顯示品質下降。
藉由不同區域搭配不同的入射光方向,搭配不同角度
形狀之第一不對稱突起物來改變入射光方向,使得光線進入液晶層後可有較佳穿透率獲得較佳液晶效率,且因不同區域有不同的出光方向而可達到廣視角的效果。
實施例中,第一不對稱突起物113之剖面例如是兩側邊長度不等的不對稱三角形、兩側邊長度不等的不對稱梯形、不對稱多邊形或突起部分的頂表面為不對稱弧形。如第2A圖所示,實施例中,第一不對稱突起物113之剖面例如是直角三角形,直角三角形的底角之角度α例如是1°~80°。第一不對稱突起物113之剖面的最大高度H例如是3微米。第一不對稱突起物113之材質例如是對光線具有高穿透率、低反射性、以及低吸收性的氧化鈦材料或其他材料,但本發明實施態樣並不僅限制於此。
一實施例中,兩個第一不對稱突起物113之間設置有一間隙S,間隙S在不同位置之寬度L1和寬度L2例如是介於0至10微米。間隙S例如是兩個第一不對稱突起物113之間未設置任何不對稱突起物的一個空間,兩個第一不對稱突起物113之間的間隙S中也可設置一個具有平坦表面的結構。一實施例中,請同時參照第1圖和第2A圖,例如是區域D13中的第一不對稱突起物113和區域D16中的第一不對稱突起物113之間設置的間隙S是兩個第一不對稱突起物113之間暴露出第一基材111的表面的空間。間隙S可以作為緩衝區域,降低第一基板結構110和第二基板結構120對組時產生的誤差對於液晶顯示面板10之整體顯示效果的影響。
實施例中,第一基材111和第一電極層115均對光線
具有高穿透率。第一基材111的材質例如是玻璃或可撓式高分子聚合物,第一電極層115的材質例如是銦錫氧化物(ITO),但本發明實施態樣並不僅限制於此。
一實施例中,如第2A圖所示,第二基板結構120可包括第二基材121以及第二電極層125,第二電極層125設置於第二基材121之上。實施例中,如第2A圖所示,第一基板結構110中,第一電極層115完全覆蓋且直接接觸第一不對稱突起物113。實施例中,液晶分子LC例如是藍相液晶分子,當未施加電壓時,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC為光學等向性,此時僅沿著第一不對稱突起物113之形狀而排列於第一基板結構110上;但當施加電壓時,如第2A圖所示,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC會受到電場影響變為非光學等向性型態,受電場效應影響的等效液晶分子LC之長軸會沿著平行第一電極層115與對側第二電極層125所形成之電場方向排列,並且分佈在第一電極層115和第二電極層125之間。
本文中所謂等效液晶分子LC,係指因實際藍相液晶之排列複雜,但其施加電壓後具有之雙折射性可由不同大小△n
之液晶分子等效表示之;等效液晶分子LC排列大略平行電場方向,△n
大小由電場強度決定,一般而言,電場越強則△n
越大,而慢慢趨向飽和。本文中此後所提及之藍相液晶分子LC在考量光學效應上皆指的是等效液晶分子LC。(△n
為液晶材料的雙折射係數)
如此一來,可以透過第一不對稱突起物113之結構設計有效地調整液晶分子LC的傾斜角度,有利於使入射光線
能夠以與等效液晶分子LC長軸方向夾一角度θ,角度θ介於30度至90度之間,且此角度越接近90度越好,使入射光線能夠經歷較佳的雙折射特性,亦即使等效液晶分子LC的排列方向(長軸方向)與入射光線的光路方向夾較大角度,則可使光線經歷較大的雙折射性(birefringence),進而提升穿透率,降低操作電壓,達到良好的顯示效果。
一實施例中,第一不對稱突起物113的材質可以和第一電極層115的材質係為相同,例如是銦錫氧化物(ITO),但本發明實施態樣並不僅限制於此。實施例中,第一不對稱突起物113的材質和第一電極層115的材質相同時,第一不對稱突起物113和第一電極層115可以在一次製程中形成,使得第一不對稱突起物113和第一電極層115係為一體成形而形成一不對稱突起電極。如此一來,不對稱突起電極可以同時達到第一不對稱突起物113和第一電極層115的功效,並且還能簡化製程。
一實施例中,如第2B圖所示,第二基板結構120包括第二基材121以及第二電極層125,第二電極層125設置於第二基材121之上。實施例中,第一基板結構210中,第一電極層215部分覆蓋且直接接觸第一不對稱突起物113。液晶混合物130中的液晶分子LC分佈在第一電極層215和第二電極層125之間。於施加電壓時,如第2B圖所示,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC會受到電場影響變為非光學等向性型態,受電場效應影響的液晶分子LC之長軸會沿著平行第一電極層215與對側第二電極層125所形成之電場方向排列。經由選擇第一電極層215覆蓋在
第一不對稱突起物113的位置,可以有效地調整液晶分子LC的傾斜角度,有利於使入射光線能夠以與等效液晶分子LC的長軸方向夾一角度θ,角度θ介於30度至90度之間,且此角度越接近90度越好。使入射光線能夠經歷較佳的雙折射特性,亦即使液晶分子LC的排列方向(長軸方向)與入射光線的光路方向越接近90度效果越好,可使入射光線經歷較大的雙折射性,進而提升穿透率,降低操作電壓,達到良好的顯示效果。
一實施例中,第一不對稱突起物113的材質可以和第一電極層215的材質係為相同,例如是銦錫氧化物(ITO),但本發明實施態樣並不僅限制於此。實施例中,第一不對稱突起物113的材質和第一電極層215的材質相同時,第一不對稱突起物113和第一電極層215可以在一次製程中形成。
一實施例中,如第2C圖所示,第二基板結構120’可包括第二基材121、第三不對稱突起物123、以及第二電極層125。第三不對稱突起物123設置於第二基材121上,第二電極層125設置於第三不對稱突起物123之上。實施例中,如第2C圖所示,第一基板結構110中,第一電極層115完全覆蓋且直接接觸第一不對稱突起物113,但本發明實施態樣並不僅限制於此,第一電極層也可以部分覆蓋且直接接觸第一不對稱突起物113(未繪示)。實施例中,液晶分子LC例如是藍相液晶分子,當施加電壓時,如第2C圖所示,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC會受到電場影響變為非光學等向性型態,受電場效應影響的液晶
分子LC之長軸會沿著平行於第一電極層115與對側第二電極層125所形成之電場方向排列,並且分佈在第一電極層115和第二電極層125之間。經由適當搭配第一不對稱突起物113和第三不對稱突起物123的相對位置和型態,可以有效地調整液晶分子LC的傾斜角度,有利於使入射光線能夠以與等效液晶分子LC的長軸方向夾一角度θ,角度θ介於30度至90度之間,且此角度越接近90度越好,使入射光線能夠經歷較佳的雙折射特性,進而提升穿透率,降低操作電壓,達到良好的顯示效果。
因此若不同區域搭配不同的入射光方向,搭配調整第一不對稱突起物和第三不對稱突起物的折射率和傾斜角度,則可調整不同視角方向均有良好的出光效果,而可達到廣視角的功效。
實施例中,第三不對稱突起物123之剖面例如是兩側邊長度不等的不對稱三角形、兩側邊長度不等的不對稱梯形、不對稱多邊形或突起部分的頂表面為不對稱弧形。一實施例中,如第2C圖所示,第三不對稱突起物123之剖面例如是兩側邊長度不等的不對稱梯形。另一實施例中,如第2C圖所示,第三不對稱突起物123之剖面例如是直角三角形。
一實施例中,兩個第三不對稱突起物123之間也可以設置一間隙S’,間隙S’之寬度L例如是介於0至10微米,間隙S’對應於兩個第一不對稱突起物113之間之間隙S的位置設置。間隙S’對應於間隙S的位置設置可以作為緩衝區域,降低第一基板結構110和第二基板結構120’對組誤
差對於液晶顯示面板10之整體顯示效果的影響。間隙S’例如是兩個第三不對稱突起物123之間未設置任何不對稱突起物的一個空間,在兩個第三不對稱突起物123之間的間隙S’中也可設置一個具有平坦表面的結構。一實施例中,如第2C圖所示,例如是區域D13中的第三不對稱突起物123和區域D16中的第三不對稱突起物123之間設置的間隙S’中例如設置一個具有平坦表面的結構F。
一實施例中,第三不對稱突起物123的材質可以和第二電極層125的材質係為相同,例如是銦錫氧化物(ITO),但本發明實施態樣並不僅限制於此。實施例中,第三不對稱突起物123的材質和第二電極層125的材質相同時,第三不對稱突起物123和第二電極層125可以在一次製程中形成以簡化製程。
一實施例中,如第2D圖所示,第一基板結構110’包括第一基材111、第一不對稱突起物113、第一電極層115、及第一平坦化層117。第一平坦化層117設置於第一不對稱突起物113上,第一電極層115設置於第一平坦化層117上。實施例中,第一平坦化層117之折射率與第一不對稱突起物113之折射率係為不同,利用調整此兩者折射率的大小與數值關係,可以有效地調整入射光線折射的角度。實施例中,如第2D圖所示,第一電極層115完全覆蓋且直接接觸第一平坦化層117。但本發明實施態樣並不僅限制於此,第一電極層也可以部分覆蓋第一平坦化層117(未繪示)。實施例中,第一平坦化層117提供的平坦表面有利於後續第一電極層115之塗佈,使得第一電極層115之形
成及選取覆蓋位置的製程簡化。液晶混合物130中的液晶分子LC分佈在第一電極層115和第二電極層125之間。
一實施例中,如第2E圖所示,第二基板結構120”可包括第二基材121、第二不對稱突起物123、第二電極層125、及第二平坦化層127。第二平坦化層127設置於第三不對稱突起物123上,第二電極層125設置於第二平坦化層127上。第二平坦化層127之折射率與第三不對稱突起物123之折射率係為不同。實施例中,如第2E圖所示,第二電極層125完全覆蓋且直接接觸第二平坦化層127。但本發明實施態樣並不僅限制於此,第二電極層也可以部分覆蓋第二平坦化層127(未繪示)。液晶混合物130中的液晶分子LC分佈在第一電極層115和第二電極層125之間。可藉由於不同的區域中,搭配不同形狀角度之不對稱突起物與不同折射率之平坦化層來調整入射光角度,進而影響通過液晶層之後的出光角度,更可進而搭配不同的入射光方向,使得不同區域可有不同的出光方向,而達到廣視角的功能。
實施例中,第一基材111的次畫素區P1具有區域D11~區域D18之多個區域,於本實施例中,第一不對稱突起物係對稱性地排列。但於其他實施例中,可視第一不對稱突起物之結構設計而搭配不同大小位置之不同區域。例如當左右側結構設計不同時,液晶分子對左右側的光學貢獻即不同,此時就可搭配不同大小位置或不對稱之不同區域設計。
利用設置於各個區域中傾斜方向不同的第一不對稱
突起物113,可有效地調整入射光線在不同區域的折射角度,進而將各個區域的入射光線導向不同的預定方向,有利於使入射光線能夠以接近垂直於液晶分子LC的長軸方向穿過,使入射光線能夠經歷較佳的雙折射特性,亦即使液晶分子LC的排列方向(長軸方向)與入射光線的光路方向夾有較大角度,則可使入射光線經歷較大的雙折射性,進而提升穿透率,降低操作電壓,達到良好的顯示效果。
此外,如第1圖所示,次畫素區P1具有兩個電極單元E11和E12,電極單元E11和E12中之多個區域中之第一不對稱突起物113之排列方式可以相同或者不同。一實施例中,例如是區域D11~D14中的第一不對稱突起物113之數目、形狀及排列方式和區域D15~D18中的第一不對稱突起物113之數目、形狀及排列方式相同。另一實施例中,例如是區域D11~D14中的第一不對稱突起物113之數目、形狀或排列方式和區域D15~D18中的第一不對稱突起物113之數目、形狀及排列方式不同。
請參照第3圖和第4A~4B圖。第3圖繪示依照本發明之另一實施例之液晶顯示面板之俯視示意圖,第4A~4B圖繪示沿第3圖之剖面線4-4’之剖面示意圖。如第3圖所示,第一基材111具有複數個次畫素區,實施例中,例如次畫素區P2具有一個電極單元E21。電極單元E21包括4個區域D21、D22、D23和D24,但本發明實施態樣並不僅限制於此。
如第3圖和第4A圖所示,液晶顯示面板10包括第一基板結構110、第二基板結構120以及液晶混合物130。
第二基板結構120與第一基板結構110對組。第一基板結構110包括第一基材111、第一不對稱突起物113及第一電極層115。
一實施例中,如第4A圖所示,第一不對稱突起物113之剖面例如是直角三角形。一實施例中,兩個第一不對稱突起物113之間設置有一間隙S,間隙S之寬度L例如是介於0至10微米。實施例中,請同時參照第3圖和第4A圖,區域D22和區域D24中的兩個第一不對稱突起物113之間設置的間隙S例如是暴露出第一基材111的表面的一個空間。間隙S可以作為緩衝區域,降低第一基板結構110和第二基板結構120對組誤差對於液晶顯示面板10之整體顯示效果的影響。
實施例中,如第4A圖所示,第一基板結構110中,第一電極層115完全覆蓋且直接接觸第一不對稱突起物113。實施例中,液晶分子LC例如是藍相液晶分子,當未施加電壓時,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC為光學等向性,此時僅沿著第一不對稱突起物113的型態傾斜排列於第一電極層115上;但當施加電壓時,如第4A圖所示,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC會受到電場影響變為非光學等向性型態,受電場效應影響的液晶分子LC之長軸會沿著平行於第一電極層115與對側第二電極層125所形成之電場方向排列,並且分佈在第一電極層115和第二電極層125之間。如此一來,可以透過第一不對稱突起物113之結構設計有效地調整液晶分子LC的傾斜角度,有利於使入射光線能夠以接近垂直於液晶分子LC的
長軸方向穿過,使入射光線能夠經歷較佳的雙折射特性,亦即使液晶分子LC的排列方向(長軸方向)與入射光線的光路方向夾有較大角度,則可使入射光線經歷較大的雙折射性,進而提升穿透率,降低操作電壓,達到良好的顯示效果。
一實施例中,第一不對稱突起物113的材質可以和第一電極層115的材質係為相同,例如是銦錫氧化物(ITO),但本發明實施態樣並不僅限制於此。實施例中,第一不對稱突起物113和第一電極層115係為一體成形而形成一不對稱突起電極。如此一來,不對稱突起電極可以同時達到第一不對稱突起物113和第一電極層115的功效,並且還能簡化製程。
一實施例中,如第4B圖所示,第二基板結構120’可包括第二基材121、第三不對稱突起物123、以及第二電極層125。一實施例中,如第4B圖所示,第一不對稱突起物113之剖面例如是兩側邊長度不等的不對稱梯形。兩個第三不對稱突起物123之間也可以設置一間隙S’,間隙S’之寬度L例如是介於0至10微米,間隙S’對應於兩個第一不對稱突起物113之間之間隙S的位置設置。一實施例中,如第4B圖所示,區域D22和區域D24中的兩個第三不對稱突起物123之間設置的間隙S’中設置一個具有平坦表面的結構F。間隙S’對應於間隙S的位置設置可以作為緩衝區域,降低第一基板結構110和第二基板結構120’對組誤差對於液晶顯示面板10之整體顯示效果的影響。
實施例中,如第4B圖所示,第一基板結構110中,
第一電極層115完全覆蓋且直接接觸第一不對稱突起物113,但本發明實施態樣並不僅限制於此,第一電極層115也可以部分覆蓋且直接接觸第一不對稱突起物113。實施例中,液晶分子LC例如是藍相液晶分子,當施加電壓時,如第4B圖所示,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC會受到電場影響變為非光學等向性型態。經由適當搭配第一不對稱突起物113和第三不對稱突起物123的相對位置和型態,可以有效地調整液晶分子LC的傾斜角度,有利於使入射光線能夠以與液晶分子LC的長軸方向夾一角度θ,角度θ介於30度至90度之間,且此角度越接近90度越好,使入射光線能夠經歷較佳的雙折射特性,亦即使液晶分子LC的排列方向(長軸方向)與入射光線的光路方向夾有較大角度,則可使入射光線經歷較大的雙折射性,進而提升穿透率,降低操作電壓,達到良好的顯示效果。
一實施例中,第三不對稱突起物123的材質可以和第二電極層125的材質係為相同,例如是銦錫氧化物(ITO),但本發明實施態樣並不僅限制於此。實施例中,第三不對稱突起物123和第二電極層125係為一體成形而形成一不對稱突起電極。如此一來,不對稱突起電極可以同時達到第三不對稱突起物123和第二電極層125的功效,並且還能簡化製程。
請參照第5圖、第6A~6C圖和第7圖。第5圖繪示依照本發明之又一實施例之液晶顯示面板之俯視示意圖,第6A~6C圖繪示沿第5圖之剖面線6-6’之第一基板結構之剖面示意圖,第7圖繪示依照本發明之又一實施例之
第一基板結構之剖面示意圖。如第5圖所示,第一基材111具有複數個次畫素區,例如次畫素區P3具有電極單元E31和E32。電極單元E31包括複數個區域D31~D34,電極單元E32包括複數個區域D35~D38,各個區域的長度及寬度大約介於100~400微米,但本發明實施態樣並不僅限制於此。
如第5圖所示(並請同時參照第6A圖),第一基板結構包括第一基材111、複數個第一不對稱突起物113、及第一電極層115。第一不對稱突起物設置於第一基材111的區域上,第一電極層115設置於第一不對稱突起物之上。一實施例中,如第5圖所示,第一基材111的區域D33上設置有複數個第一不對稱突起物113。
一實施例中,如第6A圖所示,第一不對稱突起物113a之剖面例如是直角三角形,排列在第一基材111上形成一整片稜鏡結構。液晶分子LC的尺寸遠小於一個區域的尺寸,因此,如第5圖和第6A圖所示,一個區域中設置有多個第一不對稱突起物113a,搭配不同的入射光方向與電極設計,更有效地使入射光線能夠以接近垂直於液晶分子LC的長軸方向穿過,亦即使液晶分子LC排列的方向(長軸方向)與入射光線的光路方向夾有較大角度,進而提升穿透率,降低操作電壓,達到良好的顯示效果。
一實施例中,每兩個第一不對稱突起物113a之間設置有一間隙S,間隙S之寬度L例如是介於0至10微米。實施例中,請同時參照第5圖和第6A圖,區域D33中的兩個第一不對稱突起物113a之間設置的間隙S例如是暴
露出第一基材111的表面的一個空間。間隙S可以作為緩衝區域,降低第一基板結構110a和第二基板結構對組誤差對於液晶顯示面板10之整體顯示效果的影響。
實施例中,如第6A圖所示,第一基板結構110a中,第一電極層115例如是完全覆蓋且直接接觸多個第一不對稱突起物113a,但本發明實施態樣並不僅限制於此,第一電極層115也可以部分覆蓋且直接接觸第一不對稱突起物113a。
實施例中,第一不對稱突起物113a的材質可以和第一電極層115的材質係為相同,例如是銦錫氧化物(ITO),但本發明實施態樣並不僅限制於此。實施例中,第一不對稱突起物113a和第一電極層115係為一體成形而形成一不對稱突起電極。如此一來,不對稱突起電極可以同時達到第一不對稱突起物113a和第一電極層115的功效,並且還能簡化製程。
實施例中,如第6B圖所示,第一基板結構110b中,第一不對稱突起物113b之剖面例如是突起部分的頂表面為不對稱弧形。以第一不對稱突起物113b的最高突起部分投影至底邊的位置為起點,向第一不對稱突起物113b兩側分別之投影長度為C1及C2,長度C1不等於長度C2。換句話說,不對稱弧形兩側邊的斜率係為不同。實施例中,C1/C2例如約0.25。實施例中,如第6B圖所示,第一電極層115例如是完全覆蓋且直接接觸多個第一不對稱突起物113b,但本發明實施態樣並不僅限制於此,第一電極層115也可以部分覆蓋且直接接觸第一不對稱突起物
113b。
實施例中,第一不對稱突起物113b的材質可以和第一電極層115的材質係為相同,例如是銦錫氧化物(ITO),但本發明實施態樣並不僅限制於此。實施例中,第一不對稱突起物113b和第一電極層115係為一體成形而形成一不對稱突起電極。如此一來,不對稱突起電極可以同時達到第一不對稱突起物113b和第一電極層115的功效,並且還能簡化製程。
實施例中,如第6C圖所示,第一基板結構110c包括第一基材111、複數個第一不對稱突起物113c、第一電極層115、及第一平坦化層117。第一平坦化層117設置於複數個第一不對稱突起物113c上,第一電極層115設置於第一平坦化層117上。實施例中,第一平坦化層117之折射率與第一不對稱突起物113c之折射率係為不同。實施例中,如第6C圖所示,第一電極層115完全覆蓋且直接接觸第一平坦化層117。但本發明實施態樣並不僅限制於此,第一電極層115也可以部分覆蓋第一平坦化層117。
一實施例中,如第7圖所示,第一基板結構110d中,多個第一不對稱突起物113d之剖面例如是直角三角形,排列在第一基材111上形成一整片稜鏡結構。各個第一不對稱突起物113d可以具有不同之寬度,例如為大於0至1000微米。第一不對稱突起物113d之間的間隙S可以具有不同之寬度,例如為大於0至20微米。第一不對稱突起物113d之最大高度H例如為0.1至10微米。一實施例中,多個第一不對稱突起物113d之寬度中,寬度W1大於
寬度W2,寬度W2大於寬度W3。實施例中,寬度W1例如是7.5微米,寬度W2例如是4微米,寬度W3例如是小於4微米。多個第一不對稱突起物113d之間具有例如間隙S1和間隙S2,間隙S1的寬度L3大於間隙S2的寬度L4。實施例中,寬度L3例如是4微米,寬度L4例如是0.5微米。實施例中,請參照第7圖,兩個第一不對稱突起物113d之間設置的間隙S例如是暴露出第一基材111的表面的一個空間。
實施例中,第一不對稱突起物113d的材質可以和第一電極層115的材質係為相同,例如是銦錫氧化物(ITO),但本發明實施態樣並不僅限制於此。實施例中,第一不對稱突起物113d和第一電極層115係為一體成形而形成一不對稱突起電極。如此一來,不對稱突起電極可以同時達到第一不對稱突起物113d和第一電極層115的功效,並且還能簡化製程。
請參照第8圖和第9A~9F圖。第8圖繪示依照本發明之更一實施例之液晶顯示面板之俯視示意圖,第9A~9F圖繪示沿第8圖之剖面線9-9’之剖面示意圖。如第8圖所示,第一基材111具有複數個次畫素區,例如次畫素區P4具有電極單元E41和E42。實施例中,電極單元E41包括複數個區域D41~D44,電極單元E42包括複數個區域D45~D48,各個區域的長度及寬度大約介於100~400微米,但本發明實施態樣並不僅限制於此。
如第8圖和第9A圖所示,液晶顯示面板10包括第一基板結構310、第二基板結構120’、以及液晶混合物
130。第二基板結構120’與第一基板結構310對組。第一基板結構310包括第一基材111、第一不對稱突起物113、第一電極層115、及第二不對稱突起物119。第二不對稱突起物119設置於第一不對稱突起物113之上,第一電極層115設置於第二不對稱突起物119之上。第二基板結構120’包括第二基材121、第三不對稱突起物123、及第二電極層125。
實施例中,第一不對稱突起物113及第三不對稱突起物123之數目、形狀、及排列方式可以是前述實施例中提及之任意實施態樣或其組合,並且,第一平坦化層117更可設置於第一不對稱突起物113上,第二平坦化層127更可設置於第三不對稱突起物123上,於此不再贅述。上述元件之實施態樣與選用條件應視應用之各種因素而可作適當調整,本發明並不多作限制。
實施例中,第二不對稱突起物119之剖面例如是兩側邊長度不等的不對稱三角形、兩側邊長度不等的不對稱梯形、不對稱多邊形或突起部分的頂表面為不對稱弧形。如第9A圖所示,實施例中,第二不對稱突起物119之剖面例如是突起部分的頂表面為不對稱弧形。
一實施例中,如第9A圖所示,第一基板結構310中,第一電極層115完全覆蓋且直接接觸第二不對稱突起物119。實施例中,如第9A圖所示,每三個第二不對稱突起物119設置於一個第一不對稱突起物113之上。實施例中,液晶分子LC例如是藍相液晶分子,當未施加電壓時,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC為光學等向性;但
施加電壓時,如第9A圖所示,施加電壓時,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC會受到電場影響變為非光學等向性型態,受電場效應影響的液晶分子LC之長軸會沿著平行於第一電極層115與對側第二電極層125所形成之電場方向排列,並且分佈在第一電極層115和第二電極層125之間。透過第二不對稱突起物119之結構設計有效地調整液晶分子LC的傾斜角度,搭配調整第一平坦化層117之折射率和第一不對稱突起物113之折射率的大小與數值關係與背光源光路入射方向,以調整入射光線折射的角度,如此一來,有利於使入射光線能夠以接近垂直於液晶分子LC的長軸方向穿過,使入射光線能夠經歷較佳的雙折射特性,亦即使液晶分子LC排列的方向(長軸方向)與入射光線的光路方向夾有較大角度,則可使入射光線經歷較大的雙折射性,進而提升穿透率,降低操作電壓,達到良好的顯示效果。實施例中,於俯視面板方向上觀看時,第一不對稱突起物113的排列方向例如是平行於第二不對稱突起物119的排列方向,若光路設計使光線於俯視面板方向上以垂直於第一不對稱突起物113及第二不對稱突起物119的排列方向斜向入射液晶混合物130,將有利於入射光線能夠以接近垂直於液晶分子LC的長軸方向穿過。實施例中,於俯視面板方向上觀看,第一不對稱突起物113的排列方向與第二不對稱突起物119的排列方向之間亦可夾有一角度,例如第一不對稱突起物113的排列方向與第二不對稱突起物119的排列方向之間夾有90度,光路設計使光線於俯視面板方向上以垂直於第一不對稱突起物
113的排列方向斜向入射液晶混合物130。
實施例中,第二不對稱突起物119的材質可以和第一電極層115的材質係為相同,例如是銦錫氧化物(ITO),但本發明實施態樣並不僅限制於此。實施例中,第二不對稱突起物119的材質和第一電極層115的材質相同時,第二不對稱突起物119和第一電極層115可以在一次製程中形成,使得第二不對稱突起物119和第一電極層115係為一體成形而形成一不對稱突起電極。如此一來,不對稱突起電極可以同時達到第二不對稱突起物119和第一電極層115的功效,並且還能簡化製程。
一實施例中,如第9B圖所示,第一基板結構410中,第一電極層215部分覆蓋且直接接觸第二不對稱突起物119。實施例中,如第9B圖所示,每三個第二不對稱突起物119設置於一個第一不對稱突起物113之上。實施例中,液晶分子LC例如是藍相液晶分子,當未施加電壓時,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC為光學等向性,此時僅沿著第二不對稱突起物119之形狀而排列於第一基板結構410上;但施加電壓時,如第9B圖所示,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC會受到電場影響變為非光學等向性型態,受電場效應影響的液晶分子LC之長軸會沿著平行於第一電極層215與對側第二電極層125所形成之電場方向排列,液晶混合物130中的液晶分子LC分佈在第一電極層215和第二電極層125之間。經由選擇第一電極層215覆蓋在第二不對稱突起物119的位置,可以影響液晶分子LC的光學表現,以達到良好的顯示效果。
一實施例中,如第9C圖所示,第二基板結構220中,第二電極層225部分覆蓋第三不對稱突起物123,第一電極層115完全覆蓋且直接接觸第二不對稱突起物119。實施例中,液晶分子LC例如是藍相液晶分子,當未施加電壓時,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC為光學等向性,此時僅沿著第二不對稱突起物119之形狀而排列於第一基板結構310上;但施加電壓時,如第9C圖所示,施加電壓時,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC會受到電場影響變為非光學等向性型態,受電場效應影響的液晶分子LC之長軸會沿著平行於第一電極層115與對側第二電極層225所形成之電場方向排列,並且分佈在第一電極層115和第二電極層225之間。經由選擇第二電極層225覆蓋在第三不對稱突起物123的位置,可以改變電場的分佈而影響液晶分子LC的光學表現,以達到良好的顯示效果。
實施例中,第二不對稱突起物119的材質可以和第一電極層115的材質係為相同,例如是銦錫氧化物(ITO),但本發明實施態樣並不僅限制於此。實施例中,第二不對稱突起物119和第一電極層115係為一體成形而形成一不對稱突起電極。如此一來,不對稱突起電極可以同時達到第二不對稱突起物119和第一電極層115的功效,並且還能簡化製程。
一實施例中,如第9D圖所示,第二基板結構220中,第二電極層125部分覆蓋第三不對稱突起物123,第一電極層215部分覆蓋且直接接觸第二不對稱突起物119。實
施例中,液晶分子LC例如是藍相液晶分子,當未施加電壓時,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC為光學等向性,此時僅沿著第二不對稱突起物119之形狀而排列於第一基板結構310上;但施加電壓時,如第9D圖所示,施加電壓時,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC會受到電場影響變為非光學等向性型態,受電場效應影響的液晶分子LC之長軸會沿著平行於第一電極層215與對側第二電極層125所形成之電場方向排列,並且分佈在第一電極層215和第二電極層125之間。經由適當搭配第一電極層215和第二電極層125的相對位置、以及第一不對稱突起物113和第二不對稱突起物119的相對位置和型態,有利於使入射光線能夠以接近垂直於液晶分子LC的長軸方向穿過,使入射光線能夠經歷較佳的雙折射特性,亦即使液晶分子LC排列的方向(長軸方向)與入射光線的光路方向夾有較大角度,則可使入射光線經歷較大的雙折射性,進而提升穿透率,降低操作電壓,達到良好的顯示效果。
實施例中,各個第二不對稱突起物119之間也可以設置一間隙,各個間隙可以具有不同之寬度。實施例中,如第9D圖所示,間隙S3之寬度大於間隙S4之寬度。間隙S3和S4可以作為緩衝區域,降低第一基板結構310和第二基板結構220對組誤差對於液晶顯示面板10之整體顯示效果的影響。
一實施例中,如第9E圖所示,第二基板結構320包括第二基材121、第三不對稱突起物123、第四不對稱突起物129、及第二電極層125。第四不對稱突起物129設
置於第三不對稱突起物123上,第二電極層125完全覆蓋且直接接觸第四不對稱突起物129,第一電極層215部分覆蓋且直接接觸第二不對稱突起物119。實施例中,液晶分子LC例如是藍相液晶分子,當未施加電壓時,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC為光學等向性,此時僅沿著第二不對稱突起物119和第四不對稱突起物129之形狀而排列於第一基板結構310上;但施加電壓時,如第9E圖所示,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC會受到電場影響變為非光學等向性型態,受電場效應影響的液晶分子LC之長軸會沿著平行於第一電極層215與對側第二電極層125所形成之電場方向排列,並且分佈在第一電極層215和第二電極層125之間。經由適當搭配第二不對稱突起物119和第四不對稱突起物129的相對位置和型態,可以有效地調整液晶分子LC的傾斜角度,搭配調整第一平坦化層117之折射率和第一不對稱突起物113之折射率的大小與數值關係,可以有效地調整入射光線折射的角度。如此一來,有利於使入射光線能夠以與液晶分子LC的長軸夾一角度θ,角度θ介於30度至90度之間,且此角度越接近90度越好,使入射光線能夠經歷較佳的雙折射特性,進而提升穿透率,降低操作電壓,達到良好的顯示效果。
實施例中,第四不對稱突起物129的材質可以和第二電極層125的材質係為相同,例如是銦錫氧化物(ITO),但本發明實施態樣並不僅限制於此。實施例中,第四不對稱突起物129的材質和第二電極層125的材質相同時,第四
不對稱突起物129和第二電極層125可以在一次製程中形成,使得第四不對稱突起物129和第二電極層125係為一體成形而形成一不對稱突起電極。如此一來,不對稱突起電極可以同時達到第四不對稱突起物129和第二電極層125的功效,並且還能簡化製程。
一實施例中,如第9F圖所示,第二基板結構320包括第二基材121、第三不對稱突起物123、第四不對稱突起物129、及第二電極層225。第二電極層225部分覆蓋且直接接觸第四不對稱突起物129,第一電極層215部分覆蓋且直接接觸第二不對稱突起物119。實施例中,液晶分子LC例如是藍相液晶分子,當未施加電壓時,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC為光學等向性,此時僅沿著第二不對稱突起物119和第四不對稱突起物129之形狀而排列於第一基板結構410上;但施加電壓時,如第9F圖所示,液晶混合物130中的藍相液晶分子LC會受到電場影響變為非光學等向性型態,受電場效應影響的液晶分子LC之長軸會沿著平行於第一電極層215與對側第二電極層225所形成之電場方向排列,並且分佈在第一電極層215和第二電極層225之間。經由適當搭配第一電極層215和第二電極層225的相對位置、第一不對稱突起物113和第二不對稱突起物119的相對位置和型態、以及第二不對稱突起物119和第四不對稱突起物129的相對位置和型態,有利於使入射光線能夠以與液晶分子LC的長軸夾一角度θ,角度θ介於30度至90度之間,且此角度越接近90度越好,使入射光線能夠經歷較佳的雙折射特性,亦即
使液晶分子LC排列的方向(長軸方向)與入射光線的光路方向夾有較大角度,則可使入射光線經歷較大的雙折射性,進而提升穿透率,降低操作電壓,達到良好的顯示效果。
以下係舉例說明根據本發明之多種實施態樣達成的數種光線行進路徑之結果,然而此領域熟習相關技術者可知,本發明並不限制於以下方式,可依實際應用之條件所需而做適當選擇與變化。
第10A圖繪示應用本發明一實施例之一種液晶顯示面板之局部俯視光路示意圖,第10B圖繪示沿第10A圖之剖面線10B-10B’之剖面示意圖。如第10A圖所示,第一基材111之次畫素區的一個電極單元E1包括複數個區域D1~D4。需注意的是,第10A~10B圖中之第一不對稱突起物113之圖式、第三不對稱突起物123之圖式、及液晶分子LC之圖式係已簡化以利清楚說明實施例之內容。
一實施例中,液晶混合物130例如是藍相液晶混合物,液晶顯示面板10例如是垂直電場開關式(vertical field switch)液晶面板,電極分別設置於液晶混合物層兩側的基板上。未施加電壓的藍相液晶具有光學等向性(optical isotropy),被施加電壓的藍相液晶會沿電場方向拉伸(形成液晶分子的長軸方向)而具有非光學等向性(optical anisotropy)。施加電壓時,當入射光線的方向平行於電場方向(藍相液晶拉伸的方向)時,藍相液晶呈現光學等向性,不具有雙折射特性;當入射光線的方向不平行於電場方向時,藍相液晶呈現非光學等向性,而入射光線的方向
垂直於電場方向時,可經歷最大的雙折射特性。換句話說,未施加電壓時,或者是施加電壓時但入射光線平行於電場方向時,藍相液晶不偏極化入射光線,藍相液晶顯示面板於正常黑(normally black)顯示模式下呈現暗帶。
如第10A圖和第10B圖所示,光線LB以垂直於第一基材111表面的方向入射,也就是以平行於電場方向V1的方向入射,電場方向V1垂直於第一基材111的表面。由於第一不對稱突起物113,例如是稜鏡結構,使入射光線LB的角度偏折而斜向穿過液晶分子LC,例如是藍相液晶。液晶分子LC之長軸方向R1大約平行於電場方向V1,當入射光線LB的角度偏折越大時,偏折的入射光線LB與液晶分子LC之長軸方向R1的角度越大,有利於使入射光線LB能夠以與液晶分子LC的長軸夾較大角度之方向R1穿過,亦即使液晶分子LC的排列方向(長軸方向R1)與入射光線LB的光路方向夾一角度θ,角度θ介於30度至90度之間,且角度θ越接近90度效果越好,則可使入射光線LB經歷較大的雙折射性,進而提升穿透率。接著,光線LB斜向穿過液晶分子LC後,光線LB再被第三不對稱突起物123偏折而射出液晶顯示面板,朝向預定的方向前進。在不同的區域D1~D4中,可以分別調整第一不對稱突起物113和第三不對稱突起物123的結構,以達到不同的預定的光線LB之偏折角度,使得在不同區域中,即使預定的偏折角度都不相同,仍都能具備高穿透率,降低操作電壓,達到良好的顯示效果。
換句話說,在液晶顯示面板的次畫素區的不同的區域
中,經由上述方式調整第一不對稱突起物113的結構而改變入射光線的偏折角度,使得入射光線的偏折角度與電場的方向(液晶分子的長軸方向)之間具有大角度,如此一來,針對單一區域而言,以斜向光入射液晶區,入射光線的光路通過液晶區的距離較長,可累積較多相位延遲,進而使穿透率提升,降低所需操作電壓。同時,經由上述方式調整第三不對稱突起物123的結構而改變射出光線的偏折角度,使得無論光線射出液晶面板之預定的顯示角度是大(偏折至到大角度區域)或小(集中至中間小角度區域),光線射出液晶面板後均能維持預定的顯示角度。如此一來,則可以達到在液晶顯示面板的次畫素區的不同區域中,即使各個區域預定的偏折角度都不相同,仍都能具備高穿透率,進而達到良好的廣視角的效果。
第11A圖繪示應用本發明另一實施例之一種液晶顯示面板之局部俯視光路示意圖,第11B圖繪示沿第11A圖之剖面線11B-11B’之剖面示意圖。如第11A圖所示,第一基材111之次畫素區的一個電極單元E2包括複數個區域D5~D8。需注意的是,第12A~12B圖中之第一不對稱突起物113之圖式、第三不對稱突起物123之圖式、及液晶分子LC之圖式係已簡化以利清楚說明實施例之內容。
一實施例中,液晶混合物130例如是藍相液晶混合物,液晶顯示面板10例如是垂直電場開關式(vertical field switch)液晶面板,電極分別設置於液晶層兩側的基板上。未施加電壓的藍相液晶具有光學等向性,被施加電壓的藍相液晶會沿電場方向拉伸(形成液晶分子的長軸方向)而具
有非光學等向性。施加電壓時,當入射光線的方向垂直於電場方向時,藍相液晶呈現非光學等向性,可經歷最大的雙折射特性。
如第11A圖和第11B圖所示,光線LB以垂直於第一基材111表面的方向入射,由於第一不對稱突起物113,例如是稜鏡結構,使入射光線LB的角度偏折而斜向穿過液晶分子LC,例如是藍相液晶。並且,由於第一電極層115設置於第二不對稱突起物119上且平行於第二不對稱突起物119的傾斜表面,以及第二電極層125設置於第四不對稱突起物129上且平行於第四不對稱突起物129的傾斜表面,因此,受電場效應影響的液晶分子LC之長軸會沿著平行於第一電極層115與對側第二電極層125所形成之電場方向V2排列,並且液晶分子LC之長軸方向R2大約平行於電場方向V2,使得入射光線LB與液晶分子LC之長軸方向R2具有更大角度(更接近垂直),有利於使入射光線LB能夠以與液晶分子LC的長軸方向R2夾一角度θ,角度θ介於30度至90度之間,且此角度越接近90度越好,使入射光線LB能夠經歷夠佳的雙折射特性,進而提升入射光線LB相對於液晶分子LC的穿透率。接著,光線LB斜向穿過液晶分子LC後,光線LB的角度再被第三不對稱突起物123及第四不對稱突起物129偏折而射出液晶顯示面板,朝向預定的方向前進。實施例中,若入射光線LB的光路方向固定,以不對稱突起物結構(例如是第二不對稱突起物119及第四不對稱突起物129)的設計使液晶分子LC排列方向(長軸方向R2)與入射光線LB的光路
方向夾有較大角度,則可使入射光線LB經歷較大的雙折射性,進而提升穿透率,降低操作電壓。
如此一來,在液晶顯示面板的次畫素區的不同的區域中,經由上述方式調整第二不對稱突起物119的結構和第四不對稱突起物129的結構而改變液晶分子LC之長軸的排列方向,搭配調整第一不對稱突起物113和第三不對稱突起物123的結構改變入射光線LB的偏折角度,使得入射光線LB與液晶分子LC之長軸方向R2具有更大角度(更接近垂直),亦即使液晶分子LC的排列方向(長軸方向)與入射光線LB的光路方向夾有較大角度,則可使入射光線LB經歷較大的雙折射性,進而提升穿透率,降低操作電壓。並且,無論光線射出液晶面板之預定的顯示角度是大(偏折至到大角度區域)或小(集中至中間小角度區域),射出光線射出液晶面板後均能維持預定的顯示角度。如此一來,即使液晶顯示面板的次畫素區的各個區域預定的偏折角度都不相同,仍可以達到使單一區域提升穿透率並降低操作電壓,進而達到良好的顯示效果。
第12A圖繪示本發明一實施例之一種基板結構之光路示意圖,第12B圖繪示本發明另一實施例之一種基板結構之光路示意圖。
如第12A圖所示,基板結構510中,結構層513設置在第一基材111上,第一電極層115設置在結構層513上,結構層513之折射率與第一基材111之折射率不同,結構層513之折射率與第一電極層115之折射率不同,各膜層之介面係為平面且約略平行於第一電極層115的表
面,液晶分子LC的長軸方向R1大約接近垂直於第一電極層115的表面。如第12B圖所示,第一不對稱突起物113具有一傾斜表面113a,傾斜表面113a與第一基材111的表面111a相夾一角度α。第一不對稱突起物113之折射率與第一電極層115之折射率不同。液晶分子LC的長軸方向R2大約垂直於第一電極層115的表面(也就是平行於電場之方向)。
當光線LB從空氣入射穿過第一基材111、傾斜的第一不對稱突起物113(或平坦的結構層513)、和第一電極層115而進入液晶層130,光線LB經過各個介面產生各種入射角及折射角。當第一不對稱突起物113之折射率和結構層513之折射率均為n3,液晶層130之折射率為n5,由司乃爾定律(Snells Law)可得知,n5*sin(θ5a)=n3*sin(θ3+α)>n3*sin(θ3)=n5*sin(θ5),換句話說,光線LB與液晶分子LC的長軸方向R2夾有之角度θ5a大於光線LB與液晶分子LC的長軸方向R1夾有之角度θ5。
根據以上之結果顯示,在第一基板結構110中設置第一不對稱突起物113在第一基材111之相鄰於液晶層130的表面111a上,可以有效提升光線LB與液晶分子LC的長軸方向之夾角,使入射光線LB能夠經歷較佳的雙折射特性,亦即使液晶分子LC的排列方向(長軸方向)與入射光線LB的光路方向夾有較大角度,進而提升穿透率,降低操作電壓,達到最佳化的光線LB斜向入射至液晶層130的結果,以達到良好的顯示效果。
第13A圖繪示本發明再一實施例之一種基板結構之光路示意圖,第13B圖繪示本發明更一實施例之一種基板結構之光路示意圖。
如第13A圖所示,基板結構520中,結構層523設置在第二基材121上,第二電極層125設置在結構層523上,結構層523之折射率與第一基材121之折射率不同,結構層523之折射率與第二電極層125之折射率不同,各膜層之介面係為平面且約略平行於第二電極層125的表面,液晶分子LC的長軸方向R1大約垂直於第二電極層125的表面。如第13B圖所示,第三不對稱突起物123具有一傾斜表面123a,傾斜表面123a與第二基材121的表面121a相夾一角度α。第三不對稱突起物123之折射率與第二電極層125之折射率不同。液晶分子LC的長軸方向R2大約接近垂直於第二電極層125的表面(也就是平行於電場之方向)。
當光線LB從液晶層130射出穿過第二電極層125、傾斜的第三不對稱突起物123(或平坦的結構層523)、和第二基材121而進入空氣,光線LB經過各個介面產生各種入射角及折射角。當空氣之折射率為n1,第三不對稱突起物123之折射率和結構層523之折射率均為n3’,液晶層130之折射率為n5,由司乃爾定律可得知,n1*sin(θ1’)=n3’*sin(θ3’)=n5*sin(θ5’),n5*sin(θ5a’)=n3’*sin(θ3’-α)<n3’*sin(θ3’)=n5*sin(θ5’),換句話說,光線LB與第二基板結構120的第二基材121的法線方向N2夾有之角度θ5a’小於光線LB與基板結構520
的第二基材121的法線方向N1夾有之角度θ5’。
根據以上之結果顯示,在第二基板結構120中設置第三不對稱突起物123在第二基材121之相鄰於液晶層130的表面121a上,可以有效降低光線LB與第二基材121的法線方向之夾角,使得光線LB能夠以接近第二基材121的法線方向穿過,使射出光線LB的光路方向與第二基材121的法線方向夾有較小角度,達到最佳化的光線LB正向射出至空氣的結果,以達到良好的顯示效果。
第14A~14C圖繪示本發明一實施例之一種具有平坦層之基板結構之光路示意圖。本實施例中與前述實施例相同之元件係沿用同樣的元件標號,且相同元件之相關說明請參考前述,在此不再贅述。
如第14A~14C圖所示,當光線LB穿過傾斜的第一不對稱突起物113(或平坦的結構層513)和第一平坦化層117(或平坦層517),光線LB經過介面產生各種入射角及折射角。當第一不對稱突起物113之折射率和結構層513之折射率均為n31,第一平坦化層117之折射率和平坦層517之折射率均為n32,由司乃爾定律與幾何結構計算可得知,當第一不對稱突起物113和結構層513之折射率n31大於第一平坦化層117和平坦層517之折射率n32,比較如第14A及14B圖所示之實施例,光線LB與第一平坦化層117的法線方向N4夾有之角度θ32a大於光線LB與平坦層517的法線方向N3夾有之角度θ32。此外,比較如第14A及14C圖所示之實施例,光線LB與第一平坦化層117的法線方向N4夾有之角度θ32a小於光線LB與平坦
層517的法線方向N3夾有之角度θ32。同理,當第一不對稱突起物113和結構層513之折射率n31小於第一平坦化層117和平坦層517之折射率n32,則比較如第14A及14B圖所示之實施例,角度θ32a小於角度θ32;比較如第14A及14C圖所示之實施例,角度θ32a大於角度θ32。
根據以上之結果顯示,在第一基板結構110中設置具有不同折射率之第一不對稱突起物113及第一平坦化層117在第一基材111之相鄰於液晶層130的表面111a上,可以調整光線LB與第一平坦化層117的法線方向N4夾角,以達到最佳化的光線LB斜向入射至液晶層130的結果。一實施例中,如第14B圖所示,當第一不對稱突起物113之折射率n31大於第一平坦化層117之折射率n32時,可以增大光線LB與第一平坦化層117的法線方向N4夾有之角度,另一實施例中,如第14C圖所示,則可減小光線LB與第一平坦化層117的法線方向N4夾有之角度。同理,當第一不對稱突起物113之折射率n31小於第一平坦化層117之折射率n32時,一實施例中,如第14B圖所示,可以減小光線LB與第一平坦化層117的法線方向N4夾有之角度,另一實施例中,如第14C圖所示,則可增加光線LB與第一平坦化層117的法線方向N4夾有之角度。
因此,上述實施例所提出之液晶顯示面板,液晶分子受到第一不對稱突起物的型態與第一電極層和第二電極層圖案設計之影像,可以有效地調整液晶分子的傾斜角度,提升入射光線的穿透率,降低操作電壓,進而達到良好的顯示效果。此外,第一不對稱突起物對應次畫素區之
電極單元中的各個區域設置,因此不會產生第一不對稱突起物與各個區域的對位誤差而造成顯示品質下降。並且,兩個第一不對稱突起物之間的間隙可以作為緩衝區域,降低第一基板結構和第二基板結構對組時產生的誤差對於液晶顯示面板之整體顯示效果的影響。但若無需考慮對位誤差,則間隙亦可為零。另外,第一電極層可以完全覆蓋或部分覆蓋第一不對稱突起物,經由選擇第一電極層覆蓋在第一不對稱突起物的位置,可以選擇液晶分子分佈的位置,以達到預定的顯示效果。再者,第一平坦化層之折射率與第一不對稱突起物之折射率係為不同,利用調整此兩者折射率的大小與數值關係,可以有效地調整入射光線折射的角度。綜上所述,利用第一不對稱突起物的結構將各個區域的入射光線導向不同的預定方向,並且提升入射光線在各個區域的穿透率,可以強化多域顯示的效果,進而使液晶顯示面板整體達到良好的廣視角顯示效果。
綜上所述,雖然本發明已以實施例揭露如上,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內,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。
10‧‧‧液晶顯示面板
110、110a、110b、110c、110d、110’、210、310、410‧‧‧第一基板結構
111‧‧‧第一基材
111a、113a‧‧‧表面
113、113a、113b、113c、113d‧‧‧第一不對稱突起物
115、215‧‧‧第一電極層
117‧‧‧第一平坦化層
119‧‧‧第二不對稱突起物
120、120’、120”、220、320、420‧‧‧第二基板結構
121‧‧‧第二基材
123‧‧‧第三不對稱突起物
125、225‧‧‧第二電極層
127‧‧‧第二平坦化層
129‧‧‧第四不對稱突起物
130、530‧‧‧液晶混合物
2-2’、3-3’、4-4’、6-6’、9-9’、10B-10B’、11B-11B’‧‧‧剖面線
510‧‧‧基板結構
511‧‧‧基材
513、523‧‧‧結構層
517‧‧‧平坦層
C1、C2‧‧‧長度
D1~D8、D11~D18、D21~D24、D31~D38、D41~D48‧‧‧區域
E1、E2、E11、E12、E21、E22、E31、E32、E41、E42‧‧‧電極單元
F‧‧‧結構
H‧‧‧高度
L、L1、L2、L3、L4、W1、W2、W3‧‧‧寬度
LC‧‧‧液晶分子
LB‧‧‧入射光線
n1、n3、n3’、n31、n32、n5‧‧‧折射率
N1~N4‧‧‧法線方向
P1、P2、P3、P4‧‧‧次畫素區
R1、R2‧‧‧長軸方向
S、S’、S1~S4‧‧‧間隙
V1、V2‧‧‧電場方向
α、θ、θ1~θ5、θ1’~θ5’、θ4a~θ5a、θ4a’~θ5a’、θ31~θ32、θ32a‧‧‧角度
第1圖繪示依照本發明之一實施例之液晶顯示面板之俯視示意圖。
第2A~2E圖繪示沿第1圖之剖面線2-2’之剖面示意
圖。
第3圖繪示依照本發明之另一實施例之液晶顯示面板之俯視示意圖。
第4A~4B圖繪示沿第4圖之剖面線4-4’之剖面示意圖。
第5圖繪示依照本發明之又一實施例之液晶顯示面板之俯視示意圖。
第6A~6C圖繪示沿第5圖之剖面線6-6’之第一基板結構之剖面示意圖。
第7圖繪示依照本發明之又一實施例之第一基板結構之剖面示意圖。
第8圖繪示依照本發明之更一實施例之液晶顯示面板之俯視示意圖。
第9A~9F圖繪示沿第8圖之剖面線9-9’之剖面示意圖。
第10A圖繪示應用本發明一實施例之一種液晶顯示面板之局部俯視光路示意圖。
第10B圖繪示沿第10A圖之剖面線10B-10B’之剖面示意圖。
第11A圖繪示應用本發明另一實施例之一種液晶顯示面板之局部俯視光路示意圖。
第11B圖繪示沿第11A圖之剖面線11B-11B’之剖面示意圖。
第12A圖繪示本發明一實施例之一種基板結構之光路示意圖。
第12B圖繪示本發明另一實施例之一種基板結構之光路示意圖。
第13A圖繪示本發明再一實施例之一種基板結構之光路示意圖。
第13B圖繪示本發明更一實施例之一種基板結構之光路示意圖。
第14A~14C圖繪示本發明一實施例之一種具有平坦層之基板結構之光路示意圖。
110‧‧‧第一基板結構
111‧‧‧第一基材
113‧‧‧第一不對稱突起物
115‧‧‧第一電極層
120‧‧‧第二基板結構
121‧‧‧第二基材
125‧‧‧第二電極層
130‧‧‧液晶混合物
D13、D16‧‧‧區域
H‧‧‧高度
LC‧‧‧液晶分子
S‧‧‧間隙
α‧‧‧角度
Claims (19)
- 一種液晶顯示面板,包括:一第一基板結構,包括:一第一基材和至少一第一不對稱突起物,其中該第一基材具有複數個次畫素區,各該次畫素區具有至少一區域,該第一不對稱突起物設置於該區域上;及一第一電極層,設置於該第一不對稱突起物之上;一第二基板結構,與該第一基板結構對組;以及一液晶混合物,設置於該第一不對稱突起物和該第二基板結構之間,其中該液晶混合物包括複數個液晶分子,一入射光線穿過該些液晶分子並且與該些液晶分子的等效液晶分子長軸方向夾有一角度,該角度係為30度至90度。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板,其中該第一不對稱突起物之剖面係為不對稱三角形、不對稱梯形、不對稱多邊形或不對稱弧形。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板,其中該第一電極層係部分覆蓋且直接接觸該第一不對稱突起物。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板,其中該第一基板結構更包括:一第一平坦化層設置於該第一不對稱突起物上,該第一電極層設置於該第一平坦化層上,該第一平坦化層之折射率與該第一不對稱突起物之折射率係為不同。
- 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示面板,其 中該第一電極層係部分覆蓋且直接接觸該第一平坦化層。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板,其中該第一基板結構更包括:至少一第二不對稱突起物設置於該第一不對稱突起物之上。
- 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示面板,其中該第二不對稱突起物之剖面係為不對稱三角形、不對稱梯形、不對稱多邊形或不對稱弧形。
- 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示面板,其中該第一電極層係部分覆蓋且直接接觸該第二不對稱突起物。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板,其中各該次畫素區具有至少一電極單元,該第一基板結構包括至少二第一不對稱突起物,該電極單元更包括至少一間隙位於各該些第一不對稱突起物之間,該間隙之寬度係為介於0至10微米(μm)。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板,其中該第二基板結構更包括:一第二基材;以及一第二電極層,設置於該第二基材之上。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板,其中該第二基板結構更包括:一第二基材;至少一第三不對稱突起物設置於該第二基材上;以及一第二電極層,設置於該第三不對稱突起物之上。
- 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示面板,其中該第二電極層係部分覆蓋且直接接觸該第三不對稱突起物。
- 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示面板,其中該第二基板結構更包括:一第二平坦化層設置於該第三不對稱突起物上,該第二電極層設置於該第二平坦化層上,該第二平坦化層之折射率與該第三不對稱突起物之折射率係為不同。
- 如申請專利範圍第13項所述之液晶顯示面板,其中該第二電極層係部分覆蓋且直接接觸該第二平坦化層。
- 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示面板,其中該第二基板結構更包括:至少一第四不對稱突起物設置於該第三不對稱突起物上。
- 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示面板,其中該第二電極層係部分覆蓋且直接接觸該第四不對稱突起物。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板,其中各該次畫素區具有複數個該區域,該些區域之該些第一不對稱突起物係對稱性地排列。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板,各該次畫素區具有複數個電極單元及複數個該區域,位於不同的該些電極單元中之該些區域之該些第一不對稱突起物之排列方式係為不同。
- 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示面板,該第一不對稱突起物之材質與該第一電極層之材質係為相同。
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