廣視角的液晶顯示器的制作方法

專利名稱：廣視角的液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種廣視角的液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)，且特別是涉及一種含有液晶偏向裝置與介電常數差為負值的液晶的廣視角(wide viewing angle)的液晶顯示器。
液晶顯示器因具有低幅射性以及體積輕薄短小的優點，故于使用上日漸廣泛。然而，使用者從不同角度看入液晶顯示器時，當角度增加時，對比(contrast ratio)會降低，而產生視角的限制。如何增大液晶顯示器的視角，以提升液晶顯示器的圖像品質，是今日業界所致力的課題之一。
請參照

圖1，其繪示傳統液晶顯示器的結構剖面圖。傳統的液晶顯示器包括有一上面板102與一下面板104上。上面板102的上方為一上偏光膜(analyzer film)106，而下面板104的下方則為一下偏光膜(polarizer film)108。其中，上偏光膜106與下偏光膜108的偏光方向為相互垂直。另外，上面板102包括一玻璃基板110，玻璃基板110上則依序覆蓋有一彩色濾光片(colorfilter)112、透明電極(transparent electrode)114與配向膜(alignment film)116。而下面板104則包括有一玻璃基板120、透明電極122與配向膜124。上面板102與下面板104之間夾著液晶層118。液晶層118中包括多個液晶分子，例如是液晶分子118A。配向膜114與124在摩擦配向制造工藝(Rubbingprocess)中用以使得液晶層118的液晶分子以固定方式排列于其上。
當施加一電壓Va于透明電極114與透明電極122之間時，液晶層118的液晶分子將隨著所施加的電壓Va的大小而改變其狀態，亦即是液晶分子的排列方向將隨著所施加的電壓Va而改變。不同的液晶排列方式，將使得光偏振的方向不同。如此，使得當光線(未標示于圖中)由下偏光膜108經液晶層118從上偏光膜106穿過時，不同的液晶分子狀態，將影響到穿過上偏光膜106的光線量的大小。也就是說，光的穿透率將隨著不同的液晶層118的液晶分子狀態而改變。所以，可藉由控制所施加的電壓大小，來使得液晶顯示面板有明、亮與灰階(gray scale)等不同的亮度產生。
為了達到廣視角的目的，一種使用光補償彎曲(Optically compensatedbend，以下簡稱OCB)模態(mode)的液晶顯示器已提出。請參照圖2，其繪示使用OCB模態的液晶顯示器的所施加的電壓Va與光穿透率的關系曲線圖。當所施加的電壓Va為0時，光穿透率為T1當所施加的電壓Va為臨界電壓Vc時，光穿透率為最大值，其為T2。而當所施加的電壓Va為V1時，光穿透率為最小值，其為0。
另外，OCB模態的液晶顯示器所使用的液晶的介電常數差為正值。而且，OCB模態的液晶顯示器所使用的液晶為水平配向，即配向膜116與124使液晶分子以同一方向呈水平排列。上偏光膜106與下偏光膜108的偏振方向為相互垂直。
請參照圖3A～3C，其所繪示的是使用OCB模態的液晶顯示器于不同的施加電壓Va時，液晶層118的液晶分子的排列方式的示意圖。其中，圖3A、圖3B與圖3C分別為施加電壓Va為0、Vc與V1時的液晶層118的液晶分子的排列方式的示意圖。液晶層118包括第一液晶層區域A、第二液晶層區域B與第三液晶層區域C。第一液晶層區域A中的液晶分子與配向膜106相接觸，第二液晶層區域B中的液晶分子與配向膜124相接觸，而第三液晶層區域C中的多個液晶分子則夾置于第一液晶層區域A與第二液晶層區域B之間。
在圖3A中，當于施加電壓Va為0時的起始狀態下，第一液晶層區域A與第二液晶層區域B中的液晶分子與配向膜116與124的夾角很小，約三至八度左右，且第三液晶層區域C中的液晶分子與配向膜116與124幾乎平行，此時的液晶為展曲排列(splay alignment)，液晶分子與上、下偏光膜106、108均夾有一角度，使光線得以通過上、下偏光膜106、108，故使用者所見到的液晶顯示面板呈現亮態(white state)。
在圖3B中，當施加電壓Va為Vc時，第一液晶層區域A與第二液晶層區域B中的液晶分子與配向膜116與124的夾角增大，且只有部分的第三液晶層區域C中的液晶分子與配向膜116與124幾近于垂直。此時的液晶分子為彎曲排列(bend alignment)，使用者所見到的液晶顯示面板仍呈亮態，且亮度最大。
而在圖3C中，當施加電壓Va為V1時，第一液晶層區域A與第三液晶層區域C中的液晶分子與配向膜116與124的夾角更大，可達80度或更大。且大部分的第三液晶層區域C中的液晶分子與配向膜116與124幾近于垂直，也就是說，液晶分子與上、下偏光膜106、108的偏光方向幾近于垂直，則此時液晶顯示面板呈現暗黑狀態(dark state)。
當上、下面板之間的施加電壓Va為大于臨界電壓Vc且小于電壓V1的區間才屬于OCB模態液晶顯示器的操作區間(operation area)。藉由改變施加電壓Va的大小，使得液晶顯示面板可以呈現明暗亮度不同的灰階變化。因OCB模態中液晶分子轉向方向相同，可減少轉動時液晶分子間的摩擦力，且液晶分子排列整齊，所以OCB模態的液晶顯示器具有高反應速度(fastresponse)和廣視角的優點。然而，OCB模態的液晶顯示器的缺點在于施加電壓Va于0至臨界電壓Vc之間的區間為不使用以及不穩定的緩沖區間。要使得OCB模態的液晶顯示器進入操作區間，則必須使得施加電壓Va大于臨界電壓Vc。如此，將使得所需提供的施加電壓Va增大，且拉長操作所需的時間。
有鑒于此，本發明的目的就是在于提供一種廣視角的液晶顯示器。其于起始狀態下為暗態，施加電壓的后方為亮態，如此可提高對比率(contrastratio)。本發明藉由在上下基板的電極上形成位置相對的突起物，以形成多個顯示域(domain)，來達到廣視角、高對比率與高反應速度的優點。
為實現本發明的目的，提出一種廣視角的液晶顯示器，其包括一第一基板、一第一電極、一第一偏向裝置、一第二基板、一像素電極、一第二偏向裝置、以及一液晶層。第一基板具有一第一表面，第一電極與第一偏向裝置位于第一表面上，且第一偏向裝置具有一第一斜面。第二基板具有一第二表面，該第二表面與該第一表面相對，而像素電極與第二偏向裝置位于該第二表面上。第二偏向裝置與第一偏向裝置相對應，且第二偏向裝置具有一第二斜面。液晶層填充于第一基板與第二基板之間，液晶層由多個各向異性負介電常數差的液晶分子組成，且包括鄰接第一偏向裝置的第一液晶分子、鄰接第二偏向裝置的第二液晶分子、與未鄰接第一偏向裝置或第二偏向裝置的一第三液晶分子。當第一電極與像素電極之間未施加一驅動電壓時，則(a)第一液晶分子以垂直于第一斜面的方向排列，而與第一基板夾有一第一角度，且第一角度為銳角；(b)第二液晶分子以垂直于第二斜面的方向排列，而與第一基板夾有一第二角度，且第二角度為鈍角；(c)第三液晶分子以垂直于第一基板的方向排列，使得第一液晶分子、第三液晶分子、第二液晶分子以近似π形方式依序垂直排列于第一基板與第二基板之間。當施加驅動電壓于第一電極與像素電極間時，第一偏向裝置與第二偏向裝置使第一基板與第二基板之間產生一近似圓弧形驅動電場，而使第一液晶分子依一第一方向轉動，且使第二液晶分子依一第二方向轉動。第一方向與第二方向方向不同，因此該驅動電場使第一液晶分子、第二液晶分子、第三液晶分子均轉向近似平行第一基板的方向排列。
除此之外，當所未施加該驅動電壓于第一電極與像素電極間時，該液晶顯示器為暗黑狀態(dark state)；當所施加于第一電極與像素電極間的驅動電壓為一特定電壓時，液晶顯示器為白亮狀態(white state)。
更進一步而言，上面板與下面板包括多數個像素區域，各個像素區域由第一裝置與第二裝置將各個像素區域分成多數個顯示區(domain)。
為使本發明的上述目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉一優選實施例，并配合附圖作詳細說明。附圖中圖1繪示傳統液晶顯示器的結構剖面圖。
圖2繪示現有技術中使用OCB模態的液晶顯示器的所施加的電壓Va與光穿透率的關系曲線圖。
圖3A～3C繪示使用OCB模態的液晶顯示器于不同的施加電壓Va時，液晶層的液晶分子的排列方式的示意圖。
圖4繪示本發明的第一實施例中液晶顯示器的結構剖面圖。
圖5繪示依照本發明的液晶顯示器的所施加的驅動電壓Va與光穿透率的關系曲線圖。
圖6繪示圖4中施加特定電壓Vx于兩電極之間時的液晶顯示器的結構剖面圖。
圖7繪示圖6中的液晶分子與入射光線的相關示意圖。
圖8A～8D繪示依照本發明的液晶顯示器的一個像素(pixel)區域中的突起物形成的方式與液晶分子傾斜方向的上視示意圖。
圖9A～9B繪示本發明的第二實施例中液晶顯示器的結構剖面圖。
圖10A～10B繪示本發明的第三實施例中液晶顯示器的結構剖面圖。
圖11A～11B繪示本發明的第四實施例中液晶顯示器的結構剖面圖。
圖12繪示本發明的第五實施例中液晶顯示器的結構剖面圖。
圖13繪示本發明的第六實施例中液晶顯示器的結構剖面圖。
圖14繪示本發明的第七實施例中液晶顯示器的結構剖面圖。
附圖標號說明
102、402、902、1002、1120、1202、1302、1402上面板104、404、1004、1104、1204、1304下面板106、406上偏光膜108、408下偏光膜110、120玻璃基板410第一基板420第二基板112、412彩色濾光片114、122透明電極4142、914、1014、1114、1214、1314、1414第一電極422、1022、1122、1222、1322、1422像素電極416、426、1016、1026、1116、1126、1216、1226突起物116、124配向膜118、428液晶層118A、428A′1、428A′2、428B′1、428B′2、428C′1、428C′2液晶分子418、424、918、1018、1024、1118、1124、1218、1224、1318、1324、1418、1424垂直配向膜1416、1426介電層本發明兼具有垂直配向(Vertical alignment)的液晶顯示器與光補償彎曲(Optically compensated bend，以下簡稱OCB)模態(mode)的液晶顯示器的優點。本發明的技術特點在于，只要能夠使得施加電壓于上面板與下面板的電極間時，液晶層中所產生的電場有橫向彎曲的情形，配合垂直配向且介電常數差的值為負的液晶分子，即可達成本發明的廣視角、高對比率與高反應速度的液晶顯示器。本發明的液晶顯示器包括上面板中的一第一偏向裝置與下面板中的一第二偏向裝置，用以使液晶層中產生圓弧形偏向電場。此第一裝置與此第二裝置可以是一介電材質的突起物(bump)，或是于透明電極產生一開口(slit)等方式達成。
第一實施例請參照圖4，其繪示依照本發明第一實施例中液晶顯示器的結構剖面圖。液晶顯示器包括有一上面板402與一下面板404。上面板402的上方為一上偏光膜(analyzer film)406，而下面板404的下方則為一偏光膜(polarizerfilm)408。其中，上偏光膜406與下偏光膜408的偏光方向互為垂直。上面板402包含一第一基板410，而下面板404包含一第二基板420。第一基板410包含一第一表面4101，第二基板420包含一第二表面4201，且第一表面4101與第二表面4201相對。另外，第一基板410上依序設有一彩色濾光片(color filter)412、第一電極414、與第一偏向裝置416。為了達到本發明的目的，第一偏向裝置為設于第一電極414上的突起物416，突起物416的材質為低介電常數的介電質。然后，一垂直配向膜(vertical alignment film)418則覆蓋了突起物416與第一電極414。
下面板404還包括形成于第二基板420的第二表面4201上的像素電極422與第二偏向裝置426。在此實施例中，第二偏向裝置為設于像素電極422上的突起物426。垂直配向膜424則覆蓋了突起物426與像素電極422。上面板402與下面板404之間夾著液晶層428。如圖4所示，突起物416位于第一表面4101上，且至少具有一斜面4161。突起物426位于第二表面4201上，且至少具有一斜面4261。此外，第二基板的突起物426與第一基板的突起物416的位置相對應。
其中，液晶層428由多個各向異性負介電常數的液晶分子組成，且包括一第一液晶層區域A′、第二液晶層區域B′與第三液晶層區域C′。第一液晶層區域A′中包括多個第一液晶分子，例如是液晶分子428A′1與428A′2，其與垂直配向膜418相接觸，且鄰近第一偏向裝置的突起物416。第二液晶層區域B′中亦包括多個第二液晶分子，例如是液晶分子428B′1與428B′2，此些液晶分子與垂直配向膜424相接觸，且鄰近第二偏向裝置的突起物426。而第三液晶層區域C′中的多個第三液晶分子則夾置于第一液晶層區域A′與第二液晶層區域B′之間，并未鄰近第一偏向裝置416或第二偏向裝置426。
當第一電極410與像素電極420之間未施加一驅動電壓時，則第一液晶分子428A′1以垂直于第一斜面4161的方向排列，而與第一基板410夾有一第一角度θ1，且第一角度θ1為銳角。同時，第二液晶分子428B′1以垂直于第二斜面4261的方向排列，而與第一基板410夾有一第二角度θ2，且第二角度θ2為鈍角。而第三液晶分子428C′1以垂直于第一基板410的方向排列，使得第一液晶分子428A′1、第三液晶分子428C′1、第二液晶分子428B′1以近似π形方式依序垂直排列于第一基板410與第二基板420之間。
為達本發明的目的，液晶層428中的液晶分子的介電常數差為負值，亦即是，平行液晶分子長軸的方向的介電常數小于垂直液晶分子長軸的方向的介電常數。為了使本發明的效果更加顯著，較佳的實施方式為液晶分子的介電常數與突起物416與426的介電常數相差愈大愈好，且突起物416、426以介電常數較小的介電材質為佳。
此時，因為大部分的液晶分子為垂直排列，與上、下偏光膜406、408垂直，因此未施加該驅動電壓時，光線(未標示于圖中)無法穿透上偏光膜406或下偏光膜408，而使得液晶顯示面板呈現暗黑狀態(dark state)。
請參照圖5，其所繪示的是依照本發明的液晶顯示器的所施加的電壓Va與光穿透率的關系曲線圖。當所施加于第一電極414與422之間的電壓Va為0時，液晶顯示面板呈現暗黑狀態，亦即是光穿透率為0。當所施加于透明電極414與422之間的電壓Va為一特定電壓Vx時，光穿透率為最大值，其為T3。由圖5可以得知，當所施加的電壓Va越大時，其光穿透率亦隨之加大。所以，可以藉由適當的控制施加電壓Va的值，來達到明暗與灰階顯像的目的。
請參照圖6，其所繪示的是圖4中施加特定電壓Vx于第一電極與像素電極之間時，液晶顯示器的結構剖面圖。
當施加特定電壓Vx于第一電極414與像素電極422之間時，液晶層428將因隨著所施加的電壓Vx而改變其排列方式。在圖6中，虛線所示的是施加特定電壓Vx于第一電極414與像素電極422之間時，第一電極414與像素電極422之間所產生的電場的等位線，而箭號所示的是驅動電場的電力線。因為液晶分子的介電常數差為負值，所以第三液晶層區域C′中的液晶分子將受到電場影響而轉動成液晶分子的長軸與電力線垂直。此外，對于第一液晶層區域A′中的液晶分子而言，為受電場影響后，液晶分子428A′1將轉動并使其長軸與電力線垂直。而由于液晶分子為緊密相連的結構，故而轉動后的液晶分子428A′1將推擠鄰近的液晶分子，使得第一液晶層區A′中其他的液晶分子，例如是液晶分子428A′2，均將轉動成近似于液晶分子428A′1的方向。同理可知，第二液晶層區B′中的所有液晶分子均將轉動成近似于液晶分子428B′1的方向，例如是液晶分子428B′2。
也就是說，當施加驅動電壓于第一電極414與像素電極422間時，第一偏向裝置的突起物416與第二偏向裝置的突起物426使第一基板410與第二基板420之間產生的一近似圓弧形的驅動電場43，而使第一液晶分子428A′1依第一方向45轉動，且使第二液晶分子428B′1依第二方向49轉動。第一方向45與第二方向49方向相反，因此該驅動電場43使第一液晶分子428A′1、第二液晶分子428B′1、第三液晶分子428C′1均轉向近似平行于第一基板410的方向排列。
此時，因為大部分的液晶分子為平行于第一電極414與像素電極422，與上、下偏光片406、408均夾有一角度，故而，于施加驅動電壓Vx后，穿過下偏光膜408的光線(未標示于圖中)亦可穿透上偏光膜406，而使得液晶顯示面板呈現白亮狀態(white state)。
比較本發明與現有技術，請同時參考圖3C與圖4，圖4中的液晶分子排列方式與圖3C中的液晶分子的排列方式類似，均以近似π形方式依序垂直排列于兩基板之間，為液晶顯示面板的暗黑狀態(dark state)。再參考圖3A與圖6，圖6中的液晶分子的排列方式與圖3A中的液晶分子的排列方式類似，其皆是液晶分子的長軸平行于透明電極的排列方式。其中，圖3C與圖4分別是液晶顯示器施加電壓與未施加電壓的情形，而圖3A與圖6則分別是液晶顯示器未施加電壓與施加電壓的情形，表示本發明的操作情形與傳統的光補償彎曲(Optically compensated bend，OCB)模態的液晶顯示器相反，故而本發明可視為一種反相OCB模態(reverse OCB)的液晶顯示器。
請參照圖7，其所繪示的是圖6中的液晶分子與入射光線的相關示意圖。由于第一層液晶區域A′的液晶分子的排列方式與第二層液晶區域B′的液晶分子的排列方式相互對稱，所以，當光線L1與光線L2分別穿過液晶層428時，液晶分子對光線L1與光線L2所產生的效果是一樣的。所以，使用者從液晶顯示面板的右側看到的畫面的亮度，將與從左側看到的畫面的亮度相同。如此，使用本發明的液晶顯示器將可達到廣視角的優點。
就另一方面而言，當液晶分子由圖4所示的排列方式，于施加電壓之后轉換成由圖6所示的排列方式時，在液晶分子轉動的過程當中，上下層液晶之間的轉動方向相反，一者向上而一者向下，且一為順時針方向一為逆時針方向。如此一來，液晶分子間所造成的摩擦力很小，故可產生快速反應的效果。相對的，現有技藝的液晶顯示器動作時，不論是扭轉線型(Twisted Nematicmode，TN)或垂直排列型(Vertical alignment mode，VA)，其液晶的轉動方式都是朝同一方向，都為順時針或都為逆時針方向，則上下層液晶分子間的摩擦力較大，液晶動作的反應時間較長。此外，若突起物416與426的介電常數與液晶分子的介電常數差的差值增大時，由圖6可知，于突起物416與426附近的電力線的彎曲度亦加大，可使得引導液晶分子轉動的力量加強，而使得反應速度更為加快。
請參照圖8A～8D，其所繪示的是依照本發明的液晶顯示器的一個像素(pixel)區域中的突起物形成的方式與液晶分子傾斜方向的上視示意圖。像素區域指像素電極對應于第一與第二基板410、420之間的空間。請同時參考圖4，上面板402與下面板404延伸于XY平面上，其包括了多數個像素區域。由圖8A～8D所示，在每一個像素區域中，第一與第二偏向裝置的突起物416與突起物426將每一個像素區域分成多數個顯示區(domain)。如此，于施加電壓之后，液晶分子于像素區域中的不同區域范圍的液晶分子傾斜的方向相異，而不同的液晶分子傾斜的方向，決定了不同的顯示域。圖8A、8B、8D所繪示的是2個顯示域的液晶顯示器，而圖8C所繪示的是4個顯示域的液晶顯示器。藉由改變顯示域或是增加顯示域的數目，可以有效地達到廣視角的液晶顯示器。
如圖8A～8D所示，方向AA代表上偏光膜406的偏振方向，而方向PP則代表下偏光膜408的偏振方向。上下偏光膜406、408的偏振方向也可互相相反。圖8A的突起物沿著一像素區域的對角線形成，圖8B的突起物形成為雙L形，圖8C的突起物形成為十字形，而圖8D的突起物則形成為H字形。然而，實施本發明時并不在此限，只要能夠形成多個不同的顯示域的突起物的形成方式均在本發明的范圍。
在圖4與圖6中，以突起物416與426為例做說明，然而，實施本發明時，只要能夠使得施加電壓于第一電極414與像素電極422之后可產生的弧形偏向電場即可。第二實施例請參照圖9A～9B，其所繪示本發明的第二實施例中液晶顯示器的結構剖面圖。在圖9A～9B中，與圖4結構相同的部分引用相同的標號。其中，圖9A與圖9B分別為未施加驅動電壓時與施加驅動電壓時的剖面圖。于上面板902上的第一電極914中形成一開口915，并以垂直配向膜918覆蓋于其上。而下面板404的構造則與圖4的第一實施例相同。由圖9B可以得知，因為施加電壓于透明電極914與422之后，因為突起物426以及與之相對應的開口1915的影響而使得電力線呈現彎曲的現象，如此，可達到本發明的目的。第三實施例請參照圖10A～10B，其所繪示本發明的第三實施例中液晶顯示器的結構剖面圖，在圖10A～10B中，與圖4結構相同的部分引用相同的標號。其中，圖10A與圖10B分別為未施加驅動電壓時與施加驅動電壓時的剖面圖。于上面板1002中，先于彩色濾光片412上形成突起物1016，在其上還形成一第一電極1014。接著，垂直配向膜1018則覆蓋于第一電極1014之上。在下面板1004中，與突起物1016相對應的突起物1026先形成于第二基板420上，于其上還形成一像素電極1022。接著垂直配向膜1024則覆蓋于像素電極1022上。第一實施例中突起物位于電極上方，而第三實施例與第一實施例不同處在于，作為第一與第二偏向裝置的突起物1016、1026分別位于第一電極1014與像素電極1022下方。由第10B可知，施加電壓后，因為突起物1016與1026的影響將使得電力線呈現彎曲的現象，如此可達到本發明的目的。第四實施例請參照圖11A～11B，其所繪示本發明的第四實施例中液晶顯示器的結構剖面圖，在圖11A～11B中，與圖4結構相同的部分引用相同的標號。其中，圖11A與圖11B分別為未施加驅動電壓時與施加驅動電壓時的剖面圖。于上面板1102中，先于彩色濾光片412上形成突起物1116，并覆蓋以第一電極1114。接著，垂直配向膜1118則覆蓋于第一電極1114之上。而在下面板1104中，與突起物1116相對應的突起物1126則形成于像素電板1122上，并覆蓋以垂直配向膜1124。第四實施例與第一、第三實施例不同處在于，作為第一偏向裝置的突起物1116位于第一電極1014下方，而作為第二偏向裝置的突起物1126位于像素電極1022的上方。由圖11B可知，施加電壓后，突起物1116與1126的影響將使得電力線呈現彎曲的現象，以達到本發明的目的。第五實施例請參照圖12，其所繪示本發明的第四實施例中液晶顯示器的結構剖面圖，在圖12中，與圖4結構相同的部分引用相同的標號。其中，圖12為未施加電壓時的示意圖。于上面板1202的第一電極1214上形成突起物1216，并覆蓋以垂直配向膜1218。而在下面板1204中，突起物1226則形成于像素電極1222上，并覆蓋以垂直配向膜1224。其中，突起物1216與1226的位置相對應，突起物1226位于突起物1216的下方。此外，作為第一偏向裝置的突起物1216具有兩斜面1217、1219，且兩斜面的斜率不相同。同理，作為第二偏向裝置的突起物1226亦具有兩斜率不相同的斜面。如此，可藉由不同的突起物1216與1226的高度與兩側斜面的斜率，使其兩側的液晶分子的傾斜方向不同，來得到不同的顯示域。第六實施例圖13所繪示的是本發明的第五實施例中液晶顯示器的結構剖面圖，在圖13中，與圖4結構相同的部分引用相同的標號。圖13為未施加驅動電壓時的示意圖。在圖13中，先于第一電極1314與像素電極1322上分別形成相對應的開口后，覆蓋以垂直配向膜1318與1324。如此，于施加電壓后，因第一電極1314與像素電極1322的開口的影響，將使得電力線呈現彎曲的現象，以達到本發明的目的。第七實施例圖14所繪示的是本發明的第六實施例中液晶顯示器的結構剖面圖。在圖14中，與圖4結構相同的部分引用相同的標號。圖14為未施加驅動電壓時的剖面圖。在圖14中，可使用一具有相對應的凹槽的介電層1416與1426來代替突起物。其分別介于第一電極1414和垂直配向膜1418，與像素電極1422和垂直配向膜1424之間。于施加電壓后，因凹槽的介電層1416與1426可使得電力線呈現彎曲的現象，亦可達到本發明的目的。
本發明上述實施例所揭露的廣視角的液晶顯示器結合了使用垂直配向液晶的液晶顯示器與OCB模態的液晶顯示器的優點，包括廣視角、快速反應、高對比率、與未施加電壓時所產生的良好的(perfect)暗黑狀態。
綜上所述，雖然本發明已結合一優選實施例揭露如上，然而其并非用以限定本發明，本領域的技術人員在不脫離本發明的精神和范圍內，可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍應當由后附的權利要求所界定。
權利要求
1.一種廣視角的液晶顯示器，包括一第一基板，其上具有一第一表面；一第一電極與一第一偏向裝置，位于該第一表面之上，該第一偏向裝置具有一第一斜面；一第二基板，其上具有一第二表面，該第二表面與該第一表面相對；一像素電極與一第二偏向裝置，位于該第二基板的該第二表面上，該第二偏向裝置具有一第二斜面，且該第二偏向裝置與該第一偏向裝置相對應；以及一液晶層，填充于該第一基板與該第二基板之間，該液晶層由多個各向異性負介電常數的液晶分子組成，該液晶層包括鄰接該第一偏向裝置的一第一液晶分子，鄰接該第二偏向裝置的一第二液晶分子，與未鄰接該第一偏向裝置或該第二偏向裝置的一第三液晶分子；當該第一電極與該像素電極之間未施加一驅動電壓時，(a)該第一液晶分子以垂直于該第一斜面的方向排列，而與該第一基板夾有一第一角度，且該第一角度為銳角；(b)該第二液晶分子以垂直于該第二斜面的方向排列，而與該第一基板夾有一第二角度，且該第二角度為鈍角，(c)該第三液晶分子以垂直于該第一基板的方向排列，使得該第一液晶分子，該第三液晶分子，該第二液晶分子以近似π形方式依序垂直排列于該第一基板與該第二基板之間；當施加該驅動電壓于該第一電極與該像素電極間時，該第一偏向裝置與該第二偏向裝置使第一基板與第二基板之間產生一近似圓弧形驅動電場，而使該第一液晶分子依一第一方向轉動，使該第二液晶分子依一第二方向轉動。且該第一方向與該第二方向方向相反，如此該驅動電場使該第一液晶分子、該第二液晶分子、該第三液晶分子均轉向近似平行該第一基板的方向排列。
2.如權利要求1所述的液晶顯示器，其中，該第一偏向裝置為一第一突起物(bump)，該第二偏向裝置為一第二突起物，該第一突起物形成于該第一電極之上，而該第二突起物形成于該像素電極之上，且該第二偏向裝置位于該第一偏向裝置的正下方。
3.如權利要求2所述的液晶顯示器，其中，該第一突起物與該第二突起物的材質為低介電常數的介電質。
4.如權利要求2所述的液晶顯示器，其中，該第一突起物還具有一第三斜面，該第三斜面的斜率與該第一斜面的斜率不相同，而該第二突起物還具有一第四斜面，且該第四斜面的斜率與該第三斜面的斜率不相同。
5.如權利要求1所述的液晶顯示器，其中，該第一偏向裝置為一第一突起物，該第二偏向裝置為一第二突起物，該第一突起物形成于該第一基板上，且該第一電極覆蓋該第一突起物，該第二突起物形成于該像素電極之上，其中，該第一突起物與該第二突起物的材質為低介電常數的電介質。
6.如權利要求1所述的液晶顯示器，其中，該第一偏向裝置為一第一突起物，該第二偏向裝置為一第二突起物，該第一突起物形成于該第一基板上，且該第一電極覆蓋該第一突起物，該第二突起物形成于該第二基板上，且該第二像素電極覆蓋該第二突起物，其中，該第一突起物與該第二突起物的材質為低介電常數的介電質。
7.如權利要求1所述的液晶顯示器，其中，該第一基板上還包含一第一介電層，該第二基板上還包含一第二介電層，該第一偏向裝置為一第一凹槽，該第一凹槽設于該第一介電層中，該第二偏向裝置為一第二凹槽，該第二凹槽設于該第二介電層中，該第二凹槽位于該第一凹槽正下方，且該第一介電層形成于該第一電極上，而該第二介電層形成于該像素電極之上。
8.如權利要求1所述的液晶顯示器，其中，該像素電極對應于該第一與該第二基板之間的空間定義為一像素區域，且該第一偏向裝置與該第二偏向裝置將該像素區域分成多個顯示區(domain)。
9.如權利要求8所述的液晶顯示器，其中該第一偏向裝置與該第二偏向裝置沿著該像素區域的對角線形成。
10.如權利要求8所述的液晶顯示器，其中于該像素區域中的該第一偏向裝置與該第二偏向裝置的形狀成L形。
11.如權利要求8所述的液晶顯示器，其中于該像素區域中，該第一偏向裝置與該第二偏向裝置形成十字形。
12.如權利要求8所述的液晶顯示器，其中于該像素區域中，該第一偏向裝置與該第二偏向裝置形成H形。
13.一種廣視角的液晶顯示器，包括一第一基板、其上具有一第一表面；一第一電極與一第一偏向裝置，位于該第一表面之上；一第二基板，其上具有一第二表面，該第二表面與該第一表面相對；一像素電極與一第二偏向裝置，位于該第二基板的該第二表面上，且該第二偏向裝置與該第一偏向裝置相對應；以及一液晶層，填充于該第一基板與該第二基板之間，該液晶層由多個負介電常數各向異性液晶分子組成，該液晶層包括鄰接該第一偏向裝置的一第一液晶分子，鄰接該第二偏向裝置的一第二液晶分子，與未鄰接該第一偏向裝置或該第二偏向裝置的一第三液晶分子；當該第一電極與該像素電極之間未施加一驅動電壓時，(a)該第一液晶分子以垂直于該第一偏向裝置的方向排列，而與該第一基板夾有一第三角度，(b)該第二液晶分子以垂直于該第二偏向裝置的方向排列，而與該第一基板夾有一第四角度，且該第四角度為鈍角，(c)該第三液晶分子以垂直于該第一基板的方向排列，使得該第一液晶分子、該第三液晶分子、該第二液晶分子以近似π形方式依序垂直排列于該第一基板與該第二基板之間；當施加該驅動電壓于該第一電極與該像素電極間時，該第一偏向裝置與該第二偏向裝置使第一基板與第二基板之間產生一近似圓弧形驅動電場，而使該第一液晶分子依一第一方向轉動，使該第三液晶分子依一第二方向轉動，且該第一方向與該第二方向方向不同，如此該驅動電場使該第一液晶分子、該第二液晶分子、該第三液晶分子均轉向近似平行該第一基板的方向排列。
14.如權利要求13所述的液晶顯示器，其中，該第一偏向裝置為一第一開口(slit)，該第一開口設于該第一電極上，該第二偏向裝置為一第三突起物，該第二突起物形成于該像素電極之上，其中，該第三突起物的材質為低介電常數的電介質。
15.如權利要求13所述的液晶顯示器，其中，該第一偏向裝置為一第一開口，該第二偏向裝置為一第二開口，該第一開口形成于該第一電極上，該第二開口形成于該像素電極之上。
全文摘要
一種廣視角、高對比率與高反應速度的液晶顯示器。此液晶顯示器包括上面板的第一偏向裝置與下面板的第二偏向裝置,在上、下面板未加電壓時,鄰近第一、第二偏向裝置的液晶分子,以近似π形的方式垂直排列在上、下面板之間。施加電壓后,因該些偏向裝置而產生一近似弧形的電場,液晶分子則因弧形電場的影響,轉向與上、下面板平行的方向排列。
文檔編號G02F1/1337GK1363852SQ0110123
公開日2002年8月14日 申請日期2001年1月8日 優先權日2001年1月8日
發明者鄭新安 申請人:達碁科技股份有限公司