TWI644149B - 液晶顯示器 - Google Patents

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辛哲
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Abstract

本發明的例示性實施例公開了一種液晶顯示器包含：包括至少一下面板單元電極的下面板電極、包括面向該至少一下面板單元電極之至少一上面板單元電極的上面板電極、以及設置於下面板電極與上面板電極之間的液晶層，其中下面板單元電極包含於複數個子區域之間形成邊界的主幹部、包括分別設置於複數個子區域之複數條直線邊的中心圖案、及從中心圖案延伸出來的複數個精細分支部分，主幹部包含水平主幹部及垂直主幹部，且在水平主幹部與相對的中心圖案之直線邊之間所形成的角度和在垂直主幹部與相對的中心圖案之直線邊之間所形成的角度互不相同。

Description

液晶顯示器
本發明的例示性實施例係關於一種液晶顯示器。
液晶顯示器是目前最為廣泛使用的平板顯示器之一，且包含其上形成有諸如像素電極及共同電極之電場產生電極的二顯示面板，以及設置於該二顯示面板之間的液晶層。液晶顯示器藉由將電壓施加到電場產生電極以在液晶層上產生電場、由所產生的電場決定液晶層之液晶分子的排列、並控制入射光的偏振而顯示影像。
在多種液晶顯示器之中，在不施加電場下定向液晶分子使其長軸垂直於上面板和下面板的垂直配向型(vertical alignment,VA)液晶顯示器已經引起關注，這是由於其對比度高及能夠很容易地實現寬廣的參考視角。
為了於垂直配向型液晶顯示器中實現寬廣的參考視角，可在一像素中形成具有不同排列方向之液晶的複數個定義域。
如多種形成複數個定義域的方法，使用在電場產生電極上形成諸如細縫之切口的方法。根據此方法，可以藉由利用在切口的邊緣與面向該邊緣的電場產生電極之間形成的邊緣電場重新排列液晶分子而形成複數個定義域。
舉例而言，具有定義域形成元件的液晶顯示器可以包括：包含形成於上基板及下基板兩者上之定義域形成元件的VA液晶顯示器、以及具有僅形成於下基板而非上基板之精細圖案的無圖案(patternless)VA液晶顯示器。藉由定義域形成元件將顯示區域扇區化成複數個定義域，且在每個定義域中的液晶分子一般都傾向於相同方向上。
近來，已研發出不需電場即提供預傾斜給液晶分子的方法以改善液晶的反應速度並提供寬廣的視角。為了使液晶分子具有朝向不同方向的預傾斜，可使用具有不同排列方向的配向層、或添加用以提供預傾斜給液晶層之液晶分子以在液晶層被施加電場後固化的配向輔助。藉由熱能或諸如紫外光之光能所固化的配向輔助可以預設方向提供預傾斜給液晶分子。於這種情況下，為了對液晶層產生電場，施加電壓到相對的電場產生電極。
然而，為了製造包含用於提供預傾斜之配向輔助的液晶顯示器，可能需要使用紫外光線的配向輔助及後續固化處理，從而導致需要額外程序及額外成本的新生產線。因此，液晶顯示器的製造成本會增加、需要用到額外的製造設備、以及使製造過程複雜化。
以上於此先前技術部分所揭露的資料僅用於加強對本發明背景的理解，並因此其可能包含不構成先前技術的任何部分且不構成可能被所屬領域之通常知識者建議為先前技術的資料。
本發明的例示性實施例提供了一種具有高側面可見度及寬廣視角的液晶顯示器。
將於以下內容闡述本發明的更多特徵，並且在部分內容中係顯而易見的，或可以藉由實現本發明而得知。
本發明的例示性實施例揭露了一種液晶顯示器包含：包括至少一下面板單元電極的下面板電極、包括面向該至少一下面板單元電極之至少一上面板單元電極的上面板電極、以及設置於下面板電極與上面板電極之間的液晶層，其中下面板單元電極包含於複數個子區域之間形成邊界的主幹部、包括分別設置於複數個子區域之複數條直線邊的中心圖案、及從中心圖案延伸出來的複數個精細分支部分，主幹部包含水平主幹部及垂直主幹部，且在水平主幹部與相對的中心圖案之直線邊之間所形成的角度及於垂直主幹部與相對的中心圖案之直線邊之間所形成的角度互不相同。
本發明的例示性實施例提供能夠以低成本並藉由簡單的製造過程而製造的液晶顯示器，且不需額外的製造設備即具有高側面可見度及優良的視角。
應當理解的是，前面的一般性描述及以下的詳細描述兩者皆為例示性及說明性的，且旨在對本發明之申請專利範圍提供進一步的解釋。
100‧‧‧下顯示面板
110、210‧‧‧絕緣基板
121‧‧‧閘極線
123‧‧‧降壓閘極線
124a‧‧‧第一閘極電極
124b‧‧‧第二閘極電極
124c‧‧‧第三閘極電極
125‧‧‧存儲電極線
126‧‧‧存儲延伸部分
127‧‧‧水平部分
128‧‧‧垂直部分
140‧‧‧閘極絕緣層
151‧‧‧半導體
154a‧‧‧第一半導體
154b‧‧‧第二半導體
154c‧‧‧第三半導體
161、163a、165a‧‧‧歐姆接觸
171‧‧‧數據線
173a‧‧‧第一源極電極
173b‧‧‧第二源極電極
173c‧‧‧第三源極電極
175a‧‧‧第一汲極電極
175b‧‧‧第二汲極電極
175c‧‧‧第三汲極電極
177c‧‧‧第三汲極電極的寬端部
180p‧‧‧下鈍化層
180q‧‧‧上鈍化層
185a、185b‧‧‧接觸孔
191a‧‧‧第一子像素電極
191b‧‧‧第二子像素電極
192‧‧‧連接部分
195‧‧‧水平主幹部
197‧‧‧垂直主幹部
198‧‧‧中心圖案
199‧‧‧精細分支部分
200‧‧‧上顯示面板
220‧‧‧光阻擋元件
226a、226b、227、228‧‧‧開口
230‧‧‧濾色器
270‧‧‧上面板電極
3‧‧‧液晶層
75‧‧‧水平開口
77‧‧‧垂直開口
78‧‧‧中心開口
95‧‧‧水平間隙
97‧‧‧垂直間隙
a1、a2‧‧‧垂直間隙的寬度
b1、b2‧‧‧水平間隙的寬度
Clca‧‧‧第一液晶電容器
Clcb‧‧‧第二液晶電容器
Csta‧‧‧第一存儲電容器
Cstb‧‧‧第二存儲電容器
Cstd‧‧‧降壓電容器
PX‧‧‧像素
PXa‧‧‧第一子像素
PXb‧‧‧第二子像素
Qa‧‧‧第一薄膜電晶體
Qb‧‧‧第二薄膜電晶體
Qc‧‧‧第三薄膜電晶體
UC‧‧‧上面板單元電極
UP‧‧‧下面板單元電極
W1‧‧‧垂直開口的寬度
W2‧‧‧水平開口的寬度
θ1、θ2、θ3、θ4‧‧‧角度
發明圖式係被包含以提供對本發明之進一步理解且被併入及構成本說明書的一部分而說明本發明的實施例，並與實施方式一起用來解釋本發明的原理。
第1圖是表示根據本發明的例示性實施例的液晶顯示器 的像素的等效電路圖。
第2圖是表示根據本發明的例示性實施例的液晶顯示器的像素的俯視平面圖。
第3圖是沿著第2圖的II-II線所截取的液晶顯示器的橫截面圖。
第4圖是表示根據本發明的例示性實施例的液晶顯示器的下及上面板電極的俯視平面圖。
第5圖及第6圖是表示根據本發明的例示性實施例的液晶顯示器的模擬結果的模擬影像。
第7圖是根據本發明的例示性實施例及其比較例的液晶顯示器的亮度評估圖。
第8圖是根據本發明的另一例示性實施例及其比較例的液晶顯示器的亮度評估圖。
本發明將於下文參照顯示本發明的例示性實施例之圖式而更充分地說明。如同所屬領域之通常知識者應理解的，所說明之實施例可以各種不同的方式修改而皆不背離本發明的精神或範疇。於圖式中，層、區域等的厚度，會為了清晰度而被誇大。相同的元件符號在整篇說明書中表示相同的元件。
應當理解的是，當如層、膜、區域或基板之元件被稱為「位於」另一元件「上」時，元件可直接位於另一元件上或也可存在有中間元件。相反的，當元件被稱為「直接位於」另一元件「上」時，則 不存在有中間元件。為了本發明內容之目的應當理解的是，「X、Y及Z的其中至少一個」可以被解釋為僅有X、僅有Y、僅有Z、或X、Y及Z的二個或更多個項目的任何組合(例如，XYZ、XYY、YZ、ZZ)。
於下文中，根據本發明的例示性實施例的液晶顯示器將參照第1圖至第4圖而描述。
第1圖是表示根據本發明的例示性實施例的液晶顯示器的像素的等效電路圖，第2圖是表示根據本發明的例示性實施例的液晶顯示器的像素的俯視平面圖，第3圖是沿第2圖的II-II線所截取的液晶顯示器的橫截面圖，以及第4圖是表示根據本發明的例示性實施例的液晶顯示器的下及上面板電極的俯視平面圖。
請參照第1圖，根據本發明的例示性實施例的液晶顯示器包含閘極線121、降壓閘極線123、包含數據線171的訊號線、以及連接到訊號線的像素PX。
每個像素包含第一及第二子像素PXa及PXb。第一子像素PXa包含第一薄膜電晶體Qa、第一液晶電容器Clca、以及第一存儲電容器Csta，而第二子像素PXb包含第二及第三薄膜電晶體Qb及Qc、第二液晶電容器Clcb、第二存儲電容器Cstb、以及降壓電容器Cstd。
第一及第二薄膜電晶體Qa及Qb分別連接到閘極線121和數據線171，而第三薄膜電晶體Qc連接到降壓閘極線123。
更具體地說，第一及第二薄膜電晶體Qa及Qb可以為三端子元件。第一及第二薄膜電晶體Qa及Qb的控制端子可以連接到閘極線121。第一及第二薄膜電晶體Qa及Qb的輸入端子可以連接到數據線171。而第一及第二薄膜電晶體Qa及Qb的輸出端子可以各自分別連接到第一液晶電容器Clca和第一存儲電容器Csta以及第二液晶電容器 Clcb和第二存儲電容器Cstb。
第三薄膜電晶體Qc也可以為薄膜電晶體的三端子元件，包含連接到降壓閘極線123的控制端子、連接到第二液晶電容器Clcb的輸入端子、以及連接到降壓電容器Cstd的輸出端子。
降壓電容器Cstd連接到第三薄膜電晶體Qc的輸出端子及共同電壓。
現在將說明像素PX的操作。首先，閘極導通電壓被施加於閘極線121而啟動連接到其上的第一及第二薄膜電晶體Qa及Qb。閘極切斷電壓被施加於降壓閘極線123。
因此，數據線171的數據電壓通過啟動的第一及第二薄膜電晶體Qa及Qb而施加於第一及第二液晶電容器Clca及Clcb，且第一及第二液晶電容器Clca及Clcb以數據電壓與共同電壓之間的差值進行充電。
接著，同時施加閘極切斷電壓於閘極線121以及施加閘極導通電壓於降壓閘極線123，從而關閉第一及第二薄膜電晶體Qa及Qb，並啟動第三薄膜電晶體Qc。因此，與第二薄膜電晶體Qb的輸出端子連接的第二液晶電容器Clcb的充電電壓可能會降低。相應地，於由幀反轉(frame inversion)所驅動的液晶顯示器的例示性實施例中，第二液晶電容器Clcb的充電電壓可能會低於第一液晶電容器Clca的充電電壓，而液晶顯示器的可見度可藉由微分第一及第二液晶電容器Clca及Clcb的充電電壓而改善。
請參照第2圖及第3圖，將說明根據本發明的例示性實施例而具有繪示於第1圖中之電路結構的液晶顯示器。因此，相同的元件符號用以表示相同的元件，而重複的描述將被省略。
第2圖是根據本發明的例示性實施例的液晶顯示器的一像素的俯視平面圖，而第3圖是沿著第2圖的II-II線所截取的液晶顯示器的橫截面圖。
根據本發明的例示性實施例的液晶顯示器包含互相面對的下及上顯示面板100及200，以及設置於二顯示面板100及200之間的液晶層3。
首先，將說明下顯示面板100。複數個閘極導體包括形成於絕緣基板110上的閘極線121、降壓閘極線123、以及存儲電極線125。閘極線121及降壓閘極線123可以主要沿著水平方向延伸並傳送閘極訊號。閘極線121可以包含第一閘極電極124a及第二閘極電極124b，而降壓閘極線123可以包含第三閘極電極124c。第一及第二閘極電極124a及124b互相連接。存儲電極線125可以沿著水平方向而延伸並傳送如共同電壓之預定電壓。存儲電極線125可以包含存儲延伸部分126、大致向上延伸而與閘極線121垂直的一對垂直部分128、以及連接於該對垂直部分128的水平部分127，但是存儲電極線125的結構並不受限於此。
閘極絕緣層140位於閘極導體上，且半導體151位於閘極絕緣層140上。半導體151可以主要沿著垂直方向而延伸，並包含朝向第一及第二閘極電極124a及124b延伸而相互連接的第一及第二半導體154a及154b、以及連接於第二半導體154b的第三半導體154c。
歐姆接觸161形成於半導體151上，歐姆接觸163a及165a形成於第一半導體154a上，歐姆接觸也可以分別形成於第二半導體154b及第三半導體154c上。然而，歐姆接觸163a及165a可以被省略。
包含數據線171、第一汲極電極175a、第二汲極電極175b、及第三汲極電極175c的數據導體可以形成於歐姆接觸163a及165a上。數據線171可以包含朝向第一閘極電極124a及第二閘極電極124b延伸的第一源極電極173a及第二源極電極173b。第一汲極電極175a及第二汲極電極175b的棒狀端部分別被第一源極電極173a及第二源極電極173b局部地包圍。第二汲極電極175b之一寬端被再次延伸以形成彎曲成U字形的第三源極電極173c。第三汲極電極175c之一寬端部177c與存儲延伸部分126重疊以形成降壓電容器Cstd，且第三汲極電極175c的棒狀端部被第三源極電極173c局部地包圍。
第一、第二及第三閘極電極124a、124b及124c、第一、第二及第三源極電極173a、173b及173c、以及第一、第二及第三汲極電極175a、175b及175c分別共同形成第一、第二及第三半導體154a、154b及154c和第一、第二及第三薄膜電晶體Qa、Qb及Qc。
下鈍化層180p位於數據導體(171、175a、175b及175c)以及半導體(154a、154b及154c)的顯露部分上。濾色器230及光阻擋元件220可以位於下鈍化層180p上。光阻擋元件220可以包含位於第一及第二薄膜電晶體Qa及Qb上的開口227、位於第一汲極電極175a的寬端部上的開口226a、位於第二汲極電極175b的寬端部上的開口226b、以及位於第三薄膜電晶體Qc上的開口228。另外，濾色器230及光阻擋元件220之中的至少一個可以位於上顯示面板200上。
上鈍化層180q位於濾色器230及光阻擋元件220上。在下鈍化層180p及上鈍化層180q中形成有分別顯露第一及第二汲極電極175a及175b的複數個接觸孔185a及185b。
包含第一子像素電極191a及第二子像素電極191b的下 面板電極位於上鈍化層180q上。每個第一子像素電極191a及第二子像素電極191b可以具有如第4圖中所示的形狀。特別是，第一及第二子像素電極191a及191b的區域可以不同地配置以改善側面可見度。更具體地，第一子像素電極191a可以如第2圖中所示的下面板電極而包含四個下面板單元電極UP，而第二子像素電極191b可以包含六個或八個下面板單元電極UP。
在第2圖所繪示的例示性實施例中，第一子像素電極191a包含四個下面板單元電極UP而第二子像素電極191b包含六個下面板單元電極UP。特別是，根據本發明的例示性實施例，中心圖案的側邊可以分別形成不同的角度。具體地說，下面板單元電極的中心圖案的側邊與主幹部之間所形成的角度是不相同的。
根據本發明的例示性實施例，水平主幹部與下面板單元電極的中心圖案的側邊之間所形成的角度可以大於垂直主幹部與下面板單元電極的中心圖案的側邊之間所形成的角度。例示性實施例的結構可以提供具有已改善的側面可見度的顯示器。
本說明書僅說明了水平主幹部與下面板單元電極的中心圖案的側邊之間所形成的角度可以大於垂直主幹部與下面板單元電極的中心圖案的側邊之間所形成的角度的例示性實施例，但本發明並不受限於此，並可以進一步包括垂直主幹部與下面板單元電極的中心圖案的側邊之間所形成的角度可以大於水平主幹部與下面板單元電極的中心圖案的側邊之間所形成的角度的例示性實施例。此例示性實施例可以提供已改善的視角。
因此，藉由採用根據該顯示裝置所要求的特徵結構，可改善顯示面板的側面可見度或視角。
第一子像素電極191a可以通過接觸孔185a從第一汲極電極175a接收數據電壓，而第二子像素電極191b可以通過接觸孔185b從第二汲極電極175b接收數據電壓。
然後，參照上顯示面板200，上面板電極270位於絕緣基板210上面。
位於各子像素PXa及PXb中的上面板電極270可以具有如第4圖中所說明的上面板電極的相同結構。
特別的是，第一及第二子像素PXa及PXb的區域可以不同地配置以改善側面可見度。更具體地，第一子像素PXa的上面板電極270可以相似於下面板電極而包含四個上面板單元電極UC，且第二子像素PXb的上面板電極270可以包含六個或八個上面板單元電極UC。
在第2圖所繪示的例示性實施例中，第一子像素PXa的上面板電極270包含四個上面板單元電極UC而第二子像素PXb的上面板電極270包含六個下面板單元電極UC。特別的是，根據本發明的例示性實施例，將顯示並說明可以形成不同角度的複數個側邊的例子。具體地說，十字形開口的水平開口與上面板單元電極的中心開口之間所形成的角度與十字形開口的垂直開口與上面板單元電極的中心開口之間所形成的角度互不相同。
根據本發明的例示性實施例，水平開口與中心開口之間所形成的角度可以大於垂直開口與中心開口之間所形成的角度。例示性實施例的結構可以提供具有被改善的側面可見度的顯示器。
本說明書僅說明了中心開口與水平開口之間所形成的角度大於中心開口與垂直開口之間的角度的例示性實施例，但本發明並不 受限於此，並可以包含中心開口與垂直開口之間所形成的角度大於中心開口與水平開口之間的角度的例示性實施例。此例示性實施例可以提供被改善的視角。
因此，藉由採用根據顯示器所要求的特徵結構，可改善顯示面板的側面可見度或視角。
第一子像素電極191a、上面板電極270及設置於其間的液晶層3可以形成第一液晶電容器Clca，而第二子像素電極191b、上面板電極270及設置於其間的液晶層3可以形成第二液晶電容器Clcb，從而維持所施加的電壓，即使是在第一及第二薄膜電晶體Qa及Qb被關閉後。而且，第一及第二子像素電極191a及191b可以與存儲電極線125重疊以形成第一及第二存儲電容器Csta及Cstb。
根據本例示性實施例的液晶顯示器可以被應用到任何的例示性實施例，其中一像素PX包含：包括複數個下面板單元電極UP的下面板電極、以及包括複數個上面板單元電極UC的上面板電極270。當考慮液晶控制力時，可根據結構及像素PX的面積而改變形成一像素PX的下面板單元電極UP及上面板單元電極UC的數目。
雖然例示性實施例揭露了四個互相連接的下面板單元電極UP及四個互相連接的上面板單元電極UC，但是本發明並不受限於此。
請參照第4圖，複數個下面板單元電極UP通過連接部分192而互相連接。連接部分192可以位於下面板單元電極UP的十字形主幹部(195及197)的延長線上。沿著相鄰的下面板單元電極UP之間的列方向(即垂直方向)上的空間形成水平間隙95，而沿著相鄰的下面板單元電極UP之間的行方向(即水平方向)上的空間形成垂直 間隙97。
上面板單元電極UC互相連接。相鄰的十字形開口(75及77)可以於上面板單元電極UC中沿著行方向及/或列方向而互相連接。在例示性實施例中，為了避免上面板電極270的上面板單元電極UC被劃分為區塊，相鄰於上面板電極270的側邊的十字形開口(75及77)的末端部可以與上面板電極270的該側邊分隔開以形成連接部分。
換句話說，在每個上面板單元電極UC中藉由十字形開口(75及77)所劃分的四個子區域可以通過連接部分而互相連接。
位於水平間隙95及垂直間隙97的區域中的液晶分子沒有固定的傾斜方向，並且可以傾向於大致與水平間隙95或垂直間隙97的延伸方向平行的兩個方向上。因此，沿著下面板電極形成有精細分支部分199的子區域的不同方向而控制水平間隙95及垂直間隙97的區域中的液晶分子。特別的是，當施加外部壓力於顯示影像的液晶顯示器的顯示面板時，水平間隙95及垂直間隙97周圍的液晶分子的排列方向可能會變得無定向而令液晶分子互相碰撞，使得在除去外部壓力之後，水平間隙95及垂直間隙97周圍的液晶分子的方向還沒有恢復，因此可能產生紋路(texture)而顯示出碰撞傷痕。換句話說，水平間隙95或垂直間隙97周圍的液晶分子的排列可以藉由外部壓力而影響鄰近的液晶分子，使得液晶分子的排列的無定向性可能被轉移到水平間隙95或垂直間隙97的附近，在外部壓力被移除之後擴張紋路而顯示出碰撞傷痕。當顯示器影像具有高灰度時，碰撞傷痕可能會更糟。
為了抑制或立刻移除來自因外部壓力所導致的紋路的碰撞傷痕，下面板電極可以具有如第4圖所繪示的形狀。
請參照第4圖，根據本例示性實施例，一像素PX的下 面板電極包含位於每個下面板單元電極UP的十字形主幹部(195及197)中心的中心圖案198。
當中心圖案198具有菱形形狀，中心圖案198的每一側邊可以與十字形主幹部(195及197)形成傾斜角。而且，中心圖案198的側邊可以與精細分支部分199所延伸的方向形成直角。
如上所述，具有側邊的中心圖案198可以形成於每個下面板單元電極UP的十字形主幹部(195及197)的中心部分，以增強藉由中心圖案198的側邊所形成的邊緣電場之影響水平間隙95或垂直間隙97的周圍的液晶控制力。所以，在除去外部壓力之後，可輕易地移除或抑制來自紋路的碰撞傷痕。
此外，中心圖案198的複數個側邊與主幹部(195及197)之間的角度可以互不相同。具體而言，根據本發明的例示性實施例，中心圖案198的側邊與水平主幹部195之間所形成的角度可以大於中心圖案198的側邊與垂直主幹部197之間所形成的角度。中心圖案198的側邊與水平主幹部195之間所形成的角度θ 1可以大於45度並小於或等於50度。為了控制液晶分子，期望具有角度大於45度的非對稱性結構。然而，當角度θ 1超過50度時，透射性會降低。因此，中心圖案198的側邊與垂直主幹部197之間所形成的角度θ 3可以大於或等於40度並小於45度。
換句話說，顯示面板的側面可見度可以通過形成菱形狀的中心圖案198而被改善，其中菱形狀具有比水平對角線長度長的垂直對角線長度。根據上述例示性實施例的結構，精細分支部分的液晶分子的角度近似於水平主幹部的角度(零度)。當中心圖案198的側邊與水平主幹部195之間所形成的角度為50度時，液晶分子與水平主幹部之 間所形成的角度會變為40度，因此可改善側面可見度。
本說明書中說明了菱形狀的中心圖案198具有比水平對角線長度長的垂直對角線長度，但本發明並不受限於此。水平對角線長度可以比垂直對角線長度長。根據此例示性實施例，可以改善視角。
根據例示性實施例，中心圖案198的側邊與垂直主幹部197之間所形成的角度可以大於45度並小於或等於50度。所以，中心圖案198的側邊與水平主幹部195之間所形成的角度θ 1可以大於或等於40度並小於45度。因此，垂直對角線長度可以比水平對角線長度長，而可改善顯示器的視角。
對每個像素而言，上述的中心圖案198可以具有不同的形狀。根據例示性實施例，對於第一及第二子像素Pxa及Pxb兩者而言，中心圖案的側邊與水平主幹部之間所形成的角度可以大於中心圖案的側邊與垂直主幹部之間所形成的角度。在此例示性實施例中，第一及第二子像素Pxa及Pxb兩者都可以藉由減輕影像模糊而改善對液晶分子的控制，並因此具有已改善的側面可見度。
根據另一例示性實施例，對於第一子像素Pxa而言，中心圖案198的側邊與水平主幹部195之間所形成的角度可以大於中心圖案198的側邊與垂直主幹部197之間所形成的角度，而對於第二子像素Pxb而言，中心圖案198的側邊與垂直主幹部197之間所形成的角度可以大於或等於中心圖案198的側邊與水平主幹部195之間所形成的角度。
於此例示性實施例中，第一子像素可以藉由減輕影像模糊而在低灰度中具有已改善的側面可見度，而第二子像素可以具有已改善的視角。
雖然本說明書已經描述了上述的組合，但是本發明並不受限於此，任何滿足顯示器的要求的組合都是可行的。
下面板單元電極UP的精細分支部分199可以具有大約53μm的最大長度。當精細分支部分199的長度被縮短時，可以增強在水平間隙95及垂直間隙周圍之藉由精細分支部分199的末端部形成的邊緣電場的液晶控制力。
由於下面板單元電極UP的區域受到限制，當中心圖案198的尺寸增加時，精細分支部分199的長度會縮短，來自形成中心圖案198所造成的影響會疊加於精細分支部分199被縮短長度所造成的影響，而進一步減少因外部壓力所產生的碰撞傷痕。
根據本例示性實施例，一像素PX的上面板電極270可以包含位於每個上面板單元電極UC的十字形開口(75及77)的中心部分的中心開口78。例如，中心開口78可以具有菱形形狀，而中心開口的每一側邊可以具有相對於十字形主幹部(195及197)的延伸方向的傾斜角。更具體地說，中心開口78的側邊與精細分支部分199的延伸方向可以大致形成直角。
根據例示性實施例，當上面板電極270包含中心開口78時，藉由中心開口78的側邊形成的邊緣電場可影響水平間隙95及垂直間隙97的周圍而增強液晶控制力。因此，在除去外部壓力之後，可移除或抑制因紋路而導致的碰撞傷痕。
根據例示性實施例，作為一實施例而言，中心開口78的對角線長度可以比另一對角線長度長。換言之，中心開口78的側邊與水平開口75之間及與垂直開口77之間形成不同的角度。例如，水平開口75與中心開口78之間所形成的角度可以大於垂直開口77與中心 開口78之間所形成的角度。於中心開口78具有菱形形狀的情況下，水平對角線會比垂直對角線短。
具體地說，根據本發明的例示性實施例，中心開口78與水平開口75之間所形成的角度θ 2可以大於中心開口78與垂直開口77之間所形成的角度θ 4。中心開口78與水平開口75之間所形成的角度θ 2可以大於45度並小於或等於50度。這是由於當角度θ 2超過50度時可能會減低透射性。因此，中心開口78與垂直開口77之間的角度θ 4可以大於或等於40度並小於45度。在例示性實施例中，中心開口78具有非對稱性結構，由於往零度方向的液晶控制力被增強而可改善側面可見度。
本說明書說明了具有比水平對角線長度長的垂直對角線長度的中心開口78，但是本發明並不受限於此，並可以進一步配置具有比水平對角線長度短的垂直對角線長度的中心開口78。於此例示性實施例中，顯示器於下面板單元電極中可以具有如上所述的已改善的視角。
總括來說，當中心開口78與水平開口75形成的角度大於與垂直開口77形成的角度時，可以藉由以低灰度減輕影像模糊而增強液晶控制力，且當中心開口78與垂直開口77形成的角度大於與水平開口75形成的角度時，可改善視角，從而可以根據顯示面板所需的特徵而靈活設計其結構。
雖然本說明書說明了上面板單元電極的中心開口78對應於下面板單元電極的中心圖案的例示性實施例，但是本發明並不受限於此。
下面板單元電極的中心圖案與上面板單元電極的中心開 口中的至少一個可以具有非對稱性菱形形狀。
上面板單元電極包含中心開口78及十字形開口。十字形開口包含水平開口75及垂直開口77。水平開口75對應於下面板單元電極的水平主幹部，而垂直開口77對應於下面板單元電極的垂直主幹部。
根據例示性實施例，垂直開口77的寬度W1可以大於水平開口75的寬度W2。例如，垂直開口的寬度W1可以為4μm，而水平開口的寬度W2可以為3.5μm。然而，開口75及77的寬度並不受限於上述的寬度，並且只要具有非對稱性開口的寬度，其寬度可以具有任何範圍。根據例示性實施例，可以加強控制往零度方向的液晶分子的邊緣電場而改善側面可見度。
各下面板單元電極UP的四個頂角中的至少一個頂角可以被倒角。請參照第4圖，本發明的例示性實施例所提供的各下面板單元電極UP的全部四個頂角被倒角。然而，於下面板電極的中心部分中的各下面板單元電極UP的頂角可不被倒角。
被倒角的頂角的長度可以為大約10μm至大約15μm，但其長度並不受限於此。
根據例示性實施例，在下面板單元電極UP的頂角被倒角的情況中，精細分支部分199的末端部可以縮短相對長度的精細分支部分199的長度。因此，產生於縮短的精細分支部分199的末端部的邊緣電場的影響可以很好地被傳送到水平間隙95及垂直間隙97的周圍，從而增強液晶控制力。而且，由於於被倒角的頂角的精細分支部分199的末端部與水平主幹部195及垂直主幹部197形成傾斜角，從而增強於大致平行於精細分支部分199的延伸方向的方向上的液晶控制力。因此，可進一步防止或立刻移除由外部壓力所導致的傷痕。
下面板電極的水平間隙95及垂直間隙97可以具有不同的形狀。根據例示性實施例，水平間隙95或垂直間隙97的頂角不平行但可相對於水平方向或垂直方向形成傾斜線而形成傾斜角。
換句話說，水平間隙95及垂直間隙97的寬度是不固定的，且可以根據位置而改變其寬度。
具體而言，於連接部分192的周圍水平間隙95及垂直間隙97的寬度可以為最小的，並可以遠離連接部分192而增加其寬度。因此，較靠近十字形主幹部(195及197)的水平間隙95及垂直間隙97的寬度可被減少，而較靠近下面板單元電極UP的頂角的可被增加。
因此，在四個下面板單元電極UP相遇的中心部分處、以及在下面板單元電極UP的頂角處，在下面板電極的中心部分的水平間隙95及垂直間隙97可具有最大的寬度。而且，水平間隙95及垂直間隙97可以在下面板電極的邊緣周圍具有最大的寬度。
如上所述，當下面板電極的水平間隙95及垂直間隙97的頂角為傾斜時，位於水平間隙95及垂直間隙97的區域的液晶分子可以傾斜於不與水平方向及垂直方向平行的方向上。因此，控制水平間隙95及垂直間隙97周圍的液晶分子以配置為大致朝向方向為相鄰的精細分支部分199的延伸方向，從而減少於該處的紋路。所以，可抑制施加外部壓力後留下的碰撞傷痕或可快速移除碰撞傷痕。
垂直間隙97的寬度可以與水平間隙95的寬度不同。
根據本發明的例示性實施例，垂直間隙97的寬度大於水平間隙95的寬度，而此非對稱性結構增強了用於控制液晶分子的邊緣電場。
具體地說，垂直間隙97的寬度(a1及a2)大於水平間隙95的寬度(b1及b2)。例如，a1及a2可以分別為4μm及7μm，b1可以為3.5μm，而b2可以為6μm。然而，間隙的寬度並不受限於此，且只要可增強液晶控制力並具有非對稱值，其寬度可以具有任何範圍。
雖然本說明書只說明了垂直間隙比水平間隙大的例示性實施例，但是本發明並不受限於此，並且水平間隙95的寬度b1及b2可以大於垂直間隙97的寬度a1及a2。當垂直間隙大於水平間隙時，液晶分子可以藉由改善凸塊(bumps)而輕易地控制，而當水平間隙大於垂直間隙時，可改善視角。
雖然本說明書說明了第一及第二子像素同樣具有非對稱性結構(角度、間隙的寬度等)，但是本發明並不受限於此，並且於具有複數個子像素的結構中，至少一個子像素可具有非對稱性結構。
因此，可藉由採用上述的非對稱性間隙結構而滿足該顯示裝置的要求。
根據本發明的例示性實施例，藉由在上面板電極270中形成面向下面板電極的十字形主幹部(195及197)的十字形開口(75及77)，可增強使液晶分子的排列方向大致朝向平行精細分支部分199傾斜的控制力(稱為液晶分子的控制力)。
特別的是，可以在未形成一般如配向層的配向輔助而充分地獲得液晶分子的控制力，以提供預傾斜給液晶分子而在液晶層3中得到快速的反應速度。
請參照第5圖至第6圖，將說明對上述角度進行調整所造成的影響。
第5圖是表示下面板單元電極的中心圖案的角度被調整的例示性實施例的模擬影像。具體而言，第5圖說明了中心圖案的側邊與水平主幹部之間所形成的角度為50度的例示性實施例。
第6圖是表示上面板單元電極的中心開口的角度被調整的例示性實施例的模擬影像。具體而言，第6圖說明了水平開口與中心開口之間所形成的角度為50度的例示性實施例。
第5圖說明了下面板電極旁的液晶分子的初始運動，並通過中心圖案與精細分支部分之間所產生的邊緣電場而控制液晶分子。也就是說，在中心圖案與精細分支部分之間的邊界開始定向液晶分子。因此，於本發明的例示性實施例中，調整中心圖案的角度以改變對液晶分子的控制，從而改善可見度。
另一方面，第6圖說明了於上面板電極中液晶分子的初始運動，並在中心開口中初步控制液晶分子。也就是說，在中心開口的邊界開始定向液晶，因此在中心開口處的圖案形狀是很重要的。因此，類似於第5圖中的上述原因，上電極的中心開口的調整角度改變了液晶分子的控制，從而改善可見度。
接著，將參照第7圖及第8圖說明根據本發明的例示性實施例的改善能見度的影響。
第7圖是根據本發明的例示性實施例及其比較例的液晶顯示器的亮度評估圖，而第8圖是根據本發明的另一例示性實施例及其比較例的液晶顯示器的亮度評估圖。
首先，請參照第7圖，相較於前方可見度，側面可見度或多或少展現出較模糊的影像。與下面板電極的中心圖案具有對稱的菱形形狀的個案1比較，下面板電極的中心圖案具有非對稱性形狀且水平 主幹部與複數個頂角之間形成的角度為50度的個案2顯示了較輕微的影像模糊現象。因此，可以藉由調整下面板電極的中心圖案的角度而改善可見度，尤其是當水平主幹部與複數個側邊之間所形成的角度超過45度時。
然後，請參照第8圖，如第7圖之上述說明，相較於前方可見度，側面可見度或多或少展現出較模糊的影像。與上面板電極的中心圖案具有對稱的菱形形狀的個案1比較，上面板電極的中心圖案具有非對稱性形狀且水平開口與中心開口之間形成的角度為50度的個案3減輕了影像的模糊。因此，可藉由調整上面板電極的中心圖案的角度而改善可見度，尤其是當水平開口與中心開口之間所形成的角度超過45度時可以進一步改善其可見度。
當本發明已經與目前被認為是可實現的例示性實施例結合而說明時，應當理解的是，本發明並不受限於所揭露的實施例，相反地，係旨在涵蓋包含於所附的發明申請專利範圍的精神及範圍內的所進行的各種修改及等效配置。

Claims (9)

  1. 一種液晶顯示器，其包含：一下面板電極，包含至少一下面板單元電極；一上面板電極，包含面向該下面板單元電極的至少一上面板單元電極；以及一液晶層，設置於該下面板電極與該上面板電極之間，其中：該下面板單元電極包含：於複數個子區域之間形成邊界的一主幹部；一中心圖案，其包含分別設置於該複數個子區域的複數條直線邊；及從該中心圖案延伸出來的複數個精細分支部分，該主幹部包含一水平主幹部及一垂直主幹部，且該水平主幹部與該中心圖案的相對直線邊之間所形成的角度大於該垂直主幹部與該中心圖案的相對直線邊之間所形成的角度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該水平主幹部與該中心圖案的相對直線邊之間所形成的角度為大於45度且小於或等於50度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該下面板電極包含複數個下面板單元電極，且於相鄰的下面板單元電極之間的間隙的寬度為不一致的。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示器，其中該上面板單元電極包含平行延伸於該主幹部的一開口。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之液晶顯示器，其中該開口包含：一中心開口，包含對應於該下面板單元電極的該中心圖案的複數個直線邊；以及一十字形開口，對應於該主幹部。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之液晶顯示器，其中該十字形開口包含一水平開口及一垂直開口，且該水平開口與該中心開口的相對直線邊之間所形成的角度和於該垂直開口與該中心開口的相對直線邊之間所形成的角度為互不相同。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示器，其中該水平開口與該中心開口的相對直線邊之間的角度為大於或等於40度且小於45度、或大於45度且小於或等於50度。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之液晶顯示器，其中該中心開口的相對直線邊與該水平開口之間所形成的角度大於該中心開口的相對直線邊與該垂直開口之間所形成的角度。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之液晶顯示器，其中該水平開口的寬度比該垂直開口的寬度窄。
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