專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，且特別涉及一種液晶顯示裝置(liquid crystal display)。
背景技術：
針對多媒體社會的急速進步，多半受惠于半導體元件或顯示裝置的飛躍 性進步。就顯示器而言，具有高畫質、空間利用效率佳、低消耗功率、無輻 射等優(yōu)越特性的薄膜晶體管(Thin Film Transistor, TFT)液晶顯示裝置已逐漸 成為市場的主流。
目前，市場對于液晶顯示裝置的性能要求是朝向高對比(high contrast ratio)、 無灰階反轉(no gray scale inversion)、 色偏小(low color shift)、 亮度高 (high luminance)、高色彩豐富度、高色飽和度、快速反應與廣視角等特性。 目前能夠達成廣視角要求的技術包括了扭轉向列型(twisted nematic， TN)液晶 力口上廣牙見角月莫(wide viewing film)、共平面切換式(in-plane switching, IPS)液晶 顯示裝置、邊際場切換式(fringe field switching)液晶顯示裝置與多域垂直配向 式(multi-domain vertically alignment, MVA)薄月莫晶體管液晶顯示裝置等。
然而，在扭轉向列型液晶顯示裝置中，液晶層上下都必須使用配向層對 液晶分子進行配向，使得工藝時間較長且成本較高。此外，扭轉向列型液晶 顯示裝置還有視角不對稱、暗態(tài)畫面亮度較高以及對比度較低等缺點。在垂 直配向式液晶顯示裝置中，則存在光透射率較差、反應速度較慢以及色偏較 嚴重等缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是在提供一種液晶顯示裝置，具有優(yōu)選的顯示品質。 本發(fā)明提出一種液晶顯示裝置，其具有多個像素區(qū)，各像素區(qū)的液晶分 子的操作模式包括扭轉向列模式與垂直配向模式。
本發(fā)明另提出一種液晶顯示裝置，其具有多個像素區(qū)。此液晶顯示裝置包括第一基板、第二基板與一液晶層。第一基板具有多個像素電極。各像素 電極分別位于一個像素區(qū)，且各像素電極具有多個第一狹縫。第一狹縫是沿 第一方向延伸。第二基板具有共用電極與配向層。配向層覆蓋共用電極。液 晶層配置于第 一基板的像素電極與第二基板的配向層之間。配向層是對液晶 層進行配向，且配向層使液晶層的液晶分子沿第二方向預傾。其中，第一方 向實質上垂直第二方向。
此外，液晶層靠近配向層的液晶分子的長軸與第二基板的法線方向之間 的夾角可為0-15度。另外，各像素電極例如還具有第二狹縫，其連接各第 一狹縫。各像素電極的第二狹縫例如是連接第一狹縫的中間部分，而各第一
狹縫的末端至第二狹縫的距離例如是10-35微米。第二狹縫的延伸方向例如
實質上垂直第一方向。第二狹縫的寬度、各第一狹縫的寬度以及任意兩個相
鄰的第 一狹縫間的距離例如分別是1 -6微米。
再者，液晶顯示裝置例如還包括第一偏振片與第二偏振片，分別配置于 第 一基板與第二基板遠離液晶層的表面上。第 一偏振片與第二偏振片的偏振 方向例如實質上互相垂直。
此外，第一基板可為有源元件陣列基板。同時，第一基板還可具有多個 彩色濾光膜，其分別位于各像素區(qū)。
另外，第二基板例如更具有多個彩色濾光膜，其分別位于各像素區(qū)。
再者，液晶顯示裝置例如還包括背光模塊，而第一基板、第二基板以及 液晶層配置于背光模塊上。
此外，各像素區(qū)的液晶分子可為負型液晶分子。
另外，各第一狹縫的寬度以及任意兩個相鄰的第 一狹縫間的距離例如分 別是1-6微米。
再者，各像素區(qū)的液晶分子的操作模式例如包括了扭轉向列模式與垂直 配向一莫式。
綜上所述，在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，由于各像素區(qū)的液晶分子的操 作模式大致上包括了扭轉向列模式與垂直配向模式，因此本發(fā)明的液晶顯示 裝置具有視角較為對稱、暗態(tài)畫面亮度較低、高對比度、高光透射率、反應 速度較快以及色偏輕微等優(yōu)點。
為讓本發(fā)明之上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉優(yōu) 選實施例，并配合所附圖示，作詳細說明如下。


圖1為本發(fā)明一實施例的液晶顯示裝置的局部剖視圖。 圖2為圖1的液晶顯示裝置中第一基板的局部俯視圖。
圖3A與圖3B為圖1的液晶顯示裝置中單一像素區(qū)的局部立體示意圖。 圖4為圖3B的液晶顯示裝置中液晶層沿如圖2所示的I-I剖面線剖視，
而在Y-Z平面上所見的局部剖視圖。
圖5A至圖5E依序為圖3B的液晶顯示裝置中液晶層在X-Y平面上分別
距離第一基板0.5、 1、 2、 3與3.5微米處的局部剖視圖。
附圖標記說明
1000:液晶顯示裝置
100:第一基板
110:像素電極
112:第一狹縫
114:第二狹縫
120:掃瞄線
130:數(shù)據(jù)線
140:有源元件
200:第二基板
210:共用電極
220:配向層
230:彩色濾光膜
300:液晶層
400:第一偏振片
500:第二偏振片
600:背光模塊
P10:像素區(qū)
D10:第一方向
D20:第二方向
D30:第二基板的法線方向D40:第二狹縫的延伸方向 D50、 D60:偏振方向 WIO、 W40:距離 W20、 W30:寬度
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例的液晶顯示裝置中，每個像素區(qū)中的液晶分子的操作模 式都同時包括了扭轉向列模式與垂直配向模式。以下，介紹一種能夠使液晶 分子產生如上述操作模式的實施例。
圖1為本發(fā)明的實施例的液晶顯示裝置的局部剖示圖。請參照圖1，本 實施例的液晶顯示裝置1000包括第一基板100、第二基板200與液晶層300， 且液晶顯示裝置1000可劃分為多個像素區(qū)PIO。液晶層300是配置于第一 基板100與第二基板200之間。第二基板200具有共用電極210與配向層220。 其中，配向層220覆蓋共用電極210，且配向層220靠近液晶層300。
此外，液晶層300的液晶分子例如是采用負型液晶分子。負型液晶分子 的平行介電常數(shù)小于垂直介電常數(shù)，因此在受到電場作用時負型液晶分子的 長軸將垂直電場方向。另外，液晶顯示裝置IOOO例如還包括第一偏振片400 與第二偏振片500。第一偏振片400配置于第一基板100遠離液晶層300的 表面，亦即第一偏振片400與液晶層300分別配置于第一基板IOO的兩個相 對表面上。第二偏振片500配置于第二基板200遠離液晶層300的表面上， 亦即第二偏振片500與液晶層300分別配置于第二基板200的兩個相對表面 上。
再者，第一基板IOO可以是有源元件陣列基板，亦即第一基板100上具
有掃瞄線、數(shù)據(jù)線、有源元件以及像素電極等，稍后將對這些構件做較為詳
細的說明。同時，前述的第一基板100還可更具有多個彩色濾光膜(未繪示)， 其分別位于各像素區(qū)PIO。或者，第二基板200例如還具有多個彩色濾光膜 230，其分別位于各像素區(qū)PIO。另外，若液晶顯示裝置IOOO采用透射式或 半透射半反射式設計，則可還包括背光模塊600以提供面光源，而第一基板 100、第二基板200以及液晶層300配置于背光^f莫塊600上。
圖2為圖1的液晶顯示裝置中第一基板的局部俯視圖，圖3A與圖3B 為圖1的液晶顯示裝置中單一像素區(qū)的局部立體示意圖，其中圖3A顯示液晶層未受電場作用的狀態(tài)，而圖3B顯示液晶層受電場作用的狀態(tài)。
請參照圖2、圖3A與圖3B,第一基板100具有多個像素電極110。各 像素電極110分別位于一個像素區(qū)P10,且各像素電極110具有多個第一狹 縫112。這些第一狹縫112是沿第一方向D10 (即平行圖3A中的X軸)延 伸。此外，第一基板100例如還具有多條掃瞄線120 (圖2中僅繪示一條)、 多條數(shù)據(jù)線130以及多個有源元件140。其中，像素區(qū)P10即由掃瞄線120 與數(shù)據(jù)線130所定義。有源元件140與對應的掃瞄線120、數(shù)據(jù)線130及像 素電極110電性連接。有源元件140由對應的掃瞄線120驅動，而像素電極 110經由有源元件140接收對應的數(shù)據(jù)線130所傳輸?shù)男盘枴?br> 液晶層300配置于第一基板100與第二基板200的配向層220之間，且 像素電極IIO是位于第一基板IOO朝向液晶層300的表面上。配向層220是 對液晶層300進行配向，亦即液晶層300的液晶分子在未受到電場作用時大 致為垂直排列，如圖3A所示。同時，配向層220也使液晶層300的液晶分 子沿第二方向D20預傾，亦即液晶層300的液晶分子的長軸平行于第二方向 1)20。其中，第一方向D10實質上垂直第二方向D20,而液晶層300的液晶 分子的長軸在X-Y平面上的投影是平行于Y軸。此外，液晶層300靠近配 向層220的液晶分子的長軸(即第二方向D20)與第二基板200的法線方向 D30 (即平行圖3A中的Z軸)之間的夾角可以為0~15度，當然此夾角也可 以是其他的角度。使液晶層300的液晶分子沿第二方向D20預傾的目的在于 使所有液晶分子在受電場作用而傾倒時能朝同 一方向傾倒。在配向層220的 制作方法方面，可使用毛刷沿垂直第一方向D10的方向(如Y軸)摩擦配 向膜220，以在配向膜220上形成能讓液晶方子預傾的溝槽?；蛘?，也可使 用光配向法將配向膜220的分子結構做配向效果，此一方式對于液晶分子的 配向角度是取決于配向光線的入射角度。
另外，各像素電極110還可具有第二狹縫114，其連接各第一狹縫112。 在本實施例中，第二狹縫114是以連接各第一狹縫112的中間部分為例做說 明，第二狹縫114的延伸方向D40是以實質上垂直第一方向D10為例做說 明，但非用以限定本發(fā)明。本實施例中，配向層220是被沿著平行于第二狹 縫114的延伸方向D40的方向做配向處理，而使液晶層300的液晶分子沿第 二方向D20預傾。此外，請參照圖2，各第一狹縫112的末端至第二狹縫114 的距離W10例如是10-35微米，而第二狹縫114的寬度W20、各第一狹縫112的寬度W30以及任意兩個相鄰的第一狹縫112間的距離W40例如分別 是l-6微米。再者，本實施例中是以像素電極110具有第一狹縫112與第二 狹縫114為例做說明，但實際上第一狹縫112與第二狹縫114也可設計成位 于共用電極210上，并將配向層220改為覆蓋沒有狹縫的像素電極110。
在本實施例中，第一偏振片400與第二偏振片500為線性偏振片。其中， 第一偏振片400的偏振方向D60與第二偏振片500的偏振方向D50例如是 實質上互相垂直。如圖3A，由于本實施例中液晶層300的液晶分子在未受 電場作用時是垂直第一偏振片400排列，因此通過第一偏振片400的光線的 偏振方向將不會受到液晶層300的改變而無法通過第二偏振片500，亦即圖 3A中的液晶顯示裝置1000是處于暗態(tài)(dark state)。如圖3B,當液晶層300 的液晶分子受電場作用而轉動時，通過第一偏振片400的光線的偏振方向將 受到液晶層300的改變而可通過第二偏振片500，亦即圖3B中的液晶顯示 裝置1000是處于亮態(tài)(white state)。另外，本實施例中通過第二偏振片500 的光線的偏振方向D50例如是實質上平行第一方向D10,亦即偏振方向D50 垂直于Y軸，但非用以限定本發(fā)明。
圖4為圖3B的液晶顯示裝置中液晶層沿如圖2所示的I-I剖面線剖視， 而在Y-Z平面上所見的局部剖視圖，其中繪示模擬所得的液晶分子的排列狀 態(tài)。請參照圖3B與圖4，當液晶層300受電場作用時，在第一狹縫112的 邊緣處的液晶分子會受到兩種方向的電場作用， 一是共用電極210與像素電 極110之間的電場，另一則是第一狹縫112兩側的像素電極110之間的電場。 靠近共用電極210的液晶分子則主要受到共用電.極210與像素電極IIO之間 的電場以及配向層配向的作用。因此，在第一狹縫112的邊緣處的液晶分子 的長軸將大致平行于X軸，而靠近共用電極210的液晶分子的長軸將大致平 行于Y軸，如圖4中的A區(qū)所示。由此可知，在對應第一狹縫112的邊緣 處的A區(qū)中，液晶分子的操作模式會是扭轉向列模式。
同樣參照圖3B與圖4，當液晶層300受電場作用時，因為第一狹縫112 的邊緣處的液晶分子的擠壓，在第一狹縫112中央以及第一狹縫112之間的 像素電極110中央的液晶分子(即對應圖4中的B區(qū)的液晶分子)會以垂直 配向4莫式作動。
在此，假設液晶層300的厚度為4微米，而圖5A至圖5E依序為圖3B 的液晶顯示裝置中液晶層在X-Y平面上分別距離第一基板0.5、 1、 2、 3與3.5微米處的局部剖視圖，其中繪示模擬所得的液晶分子的排列狀態(tài)，且圖
5A至圖5E中的A區(qū)與B區(qū)分別對應圖4中的A區(qū)與B區(qū)。請參照圖3B 與圖5A,當液晶層300受電場作用時，在對應第一狹縫112的邊緣處的A 區(qū)中液晶分子的長軸在X-Y平面上的投影大致平行于X軸，而在對應第一 狹縫112中央以及第一狹縫112之間的像素電極110中央的B區(qū)中液晶分子 的長軸在X-Y平面上的投影大致與X軸夾45度角。請參照圖3B與圖5B 至圖5D，當液晶層300受電場作用時，在A區(qū)中液晶分子的長軸在X-Y平 面上的投影會漸漸朝平行于Y軸的方向轉動，而B區(qū)中液晶分子的長軸在 X-Y平面上的投影仍大致與X軸夾45度角。請參照圖3B與圖5A,當液晶 層300受電場作用時，在A區(qū)中液晶分子的長軸在X-Y平面上的投影最為 接近平行于X軸，而B區(qū)中液晶分子的長軸在X-Y平面上的投影仍大致與 X軸夾45度角。由圖5A至圖5E的模擬結果可發(fā)現(xiàn)，A區(qū)的液晶分子的操 作模式確實呈現(xiàn)扭轉向列模式，而B區(qū)的液晶分子的操作模式確實呈現(xiàn)垂直 配向才莫式。因此，本實施例的液晶顯示裝置1000在單一像素區(qū)P10內即同 時存在扭轉向列模式與垂直配向模式的液晶分子。
此外，請再參照圖5A至圖5E,由圖中可發(fā)現(xiàn)位于圖殺右半部的液晶分 子的排列方向大致與位于圖示左半部的液晶分子的排列方向對稱。產生上述 現(xiàn)象的原因主要在于，圖式中央的C區(qū)是對應于圖3B的第二狹縫114,因 此受到第二狹縫114兩側的像素電極110所產生的電場影響后，C區(qū)兩側的 液晶分子的排列會朝向不同方向。換言之，本實施例的液晶顯示裝置1000 在單一像素區(qū)P10內的液晶分子具有兩種域(domain)的排列模式。
綜上所述，在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，由于各像素區(qū)的液晶分子的操 作模式同時包括了扭轉向列模式與垂直配向模式，因此本發(fā)明的液晶顯示裝 置可獲得、暗態(tài)畫面亮度較低、高對比度、高光透射率、反應速度較快以及 色偏輕微等優(yōu)點。此外，通過第二狹縫的設計，本發(fā)明的液晶顯示裝置還具 有視角較為對稱的優(yōu)點。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例4皮露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的更動與 潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，具有多個像素區(qū)，各該像素區(qū)的液晶分子的操作模式包括扭轉向列模式與垂直配向模式。
2. 如權利要求1所述的液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括 第一基板，具有多個像素電極，其中各該像素電極分別位于這些像素區(qū)其中之一，且各該像素電極具有多個第一狹縫，這些第一狹縫是沿第一方向 延伸；第二基板，具有共用電極與配向層，其中該配向層覆蓋該共用電極；以及液晶層，配置于該第一基板的這些像素電極與該第二基板的該配向層之 間，其中該配向層對該液晶層進行配向，且該配向層使該液晶層的液晶分子 沿第二方向預傾，該第一方向實質上垂直該第二方向。
3. 如權利要求2所述的液晶顯示裝置，其中該液晶層靠近該配向層的液 晶分子的長軸與該第二基板的法線方向之間的夾角為0-15度。
4. 如權利要求2所述的液晶顯示裝置，其中各該像素電極還具有第二狹 縫，該第二狹縫連接這些第一狹縫的中間部分。
5. 如權利要求4所述的液晶顯示裝置，其中各該第一狹縫的末端至該第 二狹縫的距離為10-35微米。
6. 如權利要求4所述的液晶顯示裝置，其中該第二狹縫的寬度、各該第 一狹縫的寬度以及任意兩個相鄰的這些第 一狹縫間的距離分別為1 -6微米。
7. 如權利要求4所述的液晶顯示裝置，其中該第二狹縫的延伸方向實質 上垂直該第一方向。
8. 如權利要求2所述的液晶顯示裝置，其中各該第一狹縫的寬度以及任 意兩個相鄰的這些第 一狹縫間的距離分別為1 -6微米。
9. 如權利要求2所述的液晶顯示裝置，其中該第一基板為有源元件陣列 基板。
10. 如權利要求2所述的液晶顯示裝置，其中該第二基板還具有多個彩色 濾光膜，分別位于這些像素區(qū)。
11 .如權利要求2所述的液晶顯示裝置，還包括背光模塊，而該第 一基板、該第二基板以及該液晶層配置于該背光模塊上。
12. 如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其中各該像素區(qū)的液晶分子為負 型液晶分子。
13. —種液晶顯示裝置，具有多個像素區(qū)，該液晶顯示裝置包括 第一基板，具有多個像素電極，其中各該像素電極分別位于這些像素區(qū)其中之一，且各該像素電極具有多個第一狹縫，這些第一狹縫是沿第一方向 延伸；第二基板，具有一共用電極與一配向層，其中該配向層覆蓋該共用電極；以及液晶層，配置于該第一基板的這些像素電極與該第二基板的該配向層之 間，其中該配向層對該液晶層進行配向，且該配向層使該液晶層的液晶分子 沿第二方向預傾，該第一方向實質上垂直該第二方向。
14. 如權利要求13所述的液晶顯示裝置，其中各該像素電極更具有第二 狹縫，該第二狹縫連接這些第一狹縫的中間部分。
15. 如權利要求14所述的液晶顯示裝置，其中該第二狹縫的延伸方向實 質上垂直該第一方向。
16. 如權利要求13所述的液晶顯示裝置，還包括第一偏振片與第二偏振 片，分別配置于該第一基板與該第二基板遠離該液晶層的表面上。
17. 如權利要求16所述的液晶顯示裝置，其中該第一偏振片與該第二偏 振片的偏振方向實質上互相垂直。
18. 如權利要求13所述的液晶顯示裝置，其中該第一基板為有源元件陣 列基板，該第二基板更具有多個彩色濾光膜，分別位于這些像素區(qū)。
19. 如權利要求13所述的液晶顯示裝置，還包括背光模塊，而該第一基 板、該第二基板以及該液晶層配置于該背光模塊上。
20. 如權利要求13所述的液晶顯示裝置，其中各該像素區(qū)的液晶分子為 負型液晶分子。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液晶顯示裝置，其具有多個像素區(qū)，各該像素區(qū)的液晶分子的操作模式包括扭轉向列模式與垂直配向模式。此液晶顯示裝置包括第一基板、第二基板與液晶層。液晶層配置于第一基板的多個像素電極與第二基板的配向層之間。第一基板的每個像素電極具有多個第一狹縫。配向層對液晶層進行配向，且配向層使液晶層的液晶分子的預傾方向實質上垂直于第一狹縫的延伸方向。
文檔編號G02F1/1362GK101295116SQ20071010213
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月29日 優(yōu)先權日2007年4月29日
發(fā)明者何宜霖, 杜珮姍, 林宗賢, 王君瑞 申請人:奇美電子股份有限公司