專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種液晶顯示裝置，尤指一種于保持高穿透率與廣視角的同時(shí)，并可解決于斜視角的穿透率反轉(zhuǎn)問題的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置是利用液晶分子于不同排列狀態(tài)下，對(duì)于光線具有不同的偏振或折射效果的特性，以控制光線穿透量，進(jìn)而使液晶顯示裝置產(chǎn)生影像。
傳統(tǒng)扭轉(zhuǎn)向列型(Twisted Nematic, TN)液晶顯示裝置，雖具有非常好的穿透特性，但受到液晶分子結(jié)構(gòu)與光學(xué)特性的影響，相對(duì)其視角非常狹窄。因此，如何讓顯示器同時(shí)兼具廣視角與高的光利用率，將對(duì)面板顯示技術(shù)造成新的突破。為穿透率與視角等問題，本發(fā)明的發(fā)明人已提出一種扭轉(zhuǎn)垂直配向型模式(Twisted Vertical Alignment),以賦予液晶顯示裝置高穿透率與廣視角等優(yōu)勢。然而，由于液晶分子是以垂直配向方式排列，于施予低電壓且以斜視角觀看液晶顯示器時(shí)，將產(chǎn)生穿透率反轉(zhuǎn)的問題，造成斜視角色偏，而影響液晶顯示器畫面的正常呈現(xiàn)。以此模式為例，請(qǐng)參閱圖IA至IE ;圖IA為方位角(azimuth angle)與極角(polarangle)的示意圖；圖IB是顯示扭轉(zhuǎn)垂直配向型模式的電極結(jié)構(gòu)；而圖IC則是顯示于液晶盒上下兩偏光片光軸設(shè)置在0°與90°的條件下，液晶在不同斜視角(即極角)的電壓-穿透率曲線(V-T curves)圖。由圖1C-1E可知，當(dāng)為低灰階電壓且方位角在0°和90°方向上，于斜視角55°會(huì)發(fā)生穿透率反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。為改善斜視角電壓-穿透率曲線失真的問題，現(xiàn)有的是借助于同一像素內(nèi)形成兩個(gè)以上的配向區(qū)域，并使各個(gè)區(qū)域的斜視角電壓-穿透率曲線彼此互補(bǔ)，以消除穿透率反轉(zhuǎn)特性。于實(shí)施上，茲以三種具體方式，說明如下第一種方式是將同一像素劃分為多個(gè)顯示區(qū)域，并利用電容耦合方法，讓各顯示區(qū)域形成不同電壓，借以產(chǎn)生多個(gè)顯示區(qū)配向的效果；第二種方式也是將同一像素劃分為多個(gè)顯示區(qū)域，并使用兩個(gè)薄膜電晶體，使各顯示區(qū)域形成不同電壓，以解決穿透率反轉(zhuǎn)問題；第三種方式則是將像素劃分為兩個(gè)以上顯示區(qū)域，并于部分顯示區(qū)域的電極上方覆蓋電子屏障材料，借以產(chǎn)生多個(gè)顯示區(qū)配向的效果。然而，現(xiàn)有的解決穿透率反轉(zhuǎn)的方法，皆將使液晶顯示器的制作工藝更為繁雜；有鑒于此，于保持高穿透率與廣視角的同時(shí)，如何利用更簡單的方式，通過于各顯示區(qū)域產(chǎn)生不同電場，以改善于斜視角的穿透率反轉(zhuǎn)問題，借以使液晶顯示裝置具有最佳的畫面呈現(xiàn)，則是本發(fā)明所關(guān)注的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種于保持高穿透率與廣視角的同時(shí)，利用具有至少一密電極區(qū)與至少一疏電極區(qū)的像素電極，以解決于斜視角的穿透率反轉(zhuǎn)問題。為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種至少包含一顯示區(qū)域的液晶顯示裝置，其包括
一第一基板、一第二基板、一液晶層、一第一偏光片、一第二偏光片。前述第一基板是具有一共同電極；前述第二基板是具有至少一像素單元，該像素單元是具有一像素電極，且該像素電極是由至少一密電極區(qū)以及至少一疏電極區(qū)所組成；前述液晶層是配置于第一基板與第二基板間，且其液晶分子于電壓驅(qū)動(dòng)后，將產(chǎn)生連續(xù)區(qū)域排列；前述第一偏光片是配置于第一基板上方；前述第二偏光片是配置于第二基板下方，且其偏光軸是與第一偏光片的偏光軸相互垂直于實(shí)施時(shí)，前述像素電極較佳包括數(shù)個(gè)主枝干，每一主枝干經(jīng)至少一次分枝后，形成數(shù)個(gè)分枝電極區(qū)；前述數(shù)個(gè)分枝電極區(qū)，是具有不同的電極寬度以及/或電極間隙寬度，以形成前述密電極區(qū)與疏電極區(qū)。于實(shí)施時(shí)，前述液晶層較佳摻入手性劑，并選擇最佳And及d/p參數(shù)，使a角為任意角度時(shí)，其穿透率T皆可大于一最小穿透率Tniin，且該Tniin可為最大穿透率的0. 9倍或更小倍率，其中An為液晶材料雙折射系數(shù)，d為液晶層厚度，p為摻入手性劑(chiraldopant)的節(jié)距(pitch), a角的定義為位于液晶層中間液晶分子排列方向與其中一偏光片的偏光軸的夾角；且在最大操作電壓下，前述d/p參數(shù)最佳介于0. 222 0. 36之間，而And參數(shù)最佳介于0. 465 0. 620之間。為進(jìn)一步了解本發(fā)明，以下舉較佳的實(shí)施例，配合附圖、標(biāo)號(hào)，將本發(fā)明的具體構(gòu)成內(nèi)容及其所達(dá)成的功效詳細(xì)說明如后


圖IA為極角與方位角示意圖。圖IB為顯示扭轉(zhuǎn)垂直配向型模式電極結(jié)構(gòu)的示意圖。圖IC為顯示圖IB中電極結(jié)構(gòu)于方位角0°斜視角電壓-穿透率曲線。圖ID為顯示圖IB中電極結(jié)構(gòu)于方位角90°斜視角電壓-穿透率曲線。圖IE為顯示圖IB中電極結(jié)構(gòu)于方位角45°斜視角電壓-穿透率曲線。圖2A為顯示第一實(shí)施例中像素電極結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2B為顯示圖2A中A、B區(qū)域低灰階電壓分子的側(cè)視圖。圖2C為顯示圖2A中電極結(jié)構(gòu)于方位角0°的斜視角電壓-穿透率曲線。圖2D為顯示圖2A中電極結(jié)構(gòu)于方位角90°的斜視角電壓-穿透率曲線。圖3A為顯示第二實(shí)施例中像素電極結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3B為顯示圖3A中電極結(jié)構(gòu)于方位角0°的斜視角電壓-穿透率曲線。圖3C為顯示圖3A中電極結(jié)構(gòu)于方位角90°的斜視角電壓-穿透率曲線。圖4A為顯示第三實(shí)施例中像素電極結(jié)構(gòu)的示意圖。圖4B為顯示圖4A中電極結(jié)構(gòu)于方位角0°的斜視角電壓-穿透率曲線。圖4C為顯示圖4A中電極結(jié)構(gòu)于方位角90°的斜視角電壓-穿透率曲線。圖5A為顯示第四實(shí)施例中像素電極結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5B為顯示圖5A中電極結(jié)構(gòu)于方位角0°的斜視角電壓-穿透率曲線。圖5C為顯示圖5A中電極結(jié)構(gòu)于方位角90°的斜視角電壓-穿透率曲線。圖6A至6U為顯示不同型態(tài)的像素電極圖紋結(jié)構(gòu)。主要元件符號(hào)說明分枝電極區(qū)A、B
具體實(shí)施例方式為了改善傳統(tǒng)技術(shù)上的問題，本發(fā)明提出一新的電極架構(gòu)，其是針對(duì)單一顯示區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將單一或多個(gè)顯示區(qū)域組成單一像素，以獲得預(yù)期的功能。本發(fā)明是揭示一種液晶顯示裝置，其至少包含一顯示區(qū)域，包括有一第一基板、一第二基板、一液晶層、一第一偏光片、一第二偏光片。前述第一基板是具有一共同電極。前述第二基板是具有至少一像素單元；前述像素單元是具有一像素電極，前述像素電極是由至少一密電極區(qū)以及至少一疏電極區(qū)所組成。前述液晶層是配置于第一基板與第二基板間；于電壓驅(qū)動(dòng)后，前述液晶層的液晶分子將產(chǎn)生連續(xù)區(qū)域排列；前述第一偏光片是配置于第一基板上方；前述第二偏光片則是配置于第二基板下方，且其偏光軸與第一偏光片的偏光軸相互垂直。 前述像素電極是包括數(shù)個(gè)主枝干，每一主枝干經(jīng)至少一次分枝后，形成數(shù)個(gè)分枝電極區(qū)；前述數(shù)個(gè)分枝電極區(qū)，是具有不同的電極寬度以及/或電極間隙寬度，以形成前述密電極區(qū)與疏電極區(qū)。其中，于前述每一分枝電極區(qū)內(nèi)，電極可任意角度進(jìn)行分枝；于實(shí)施時(shí)，也可將分屬密電極區(qū)與疏電極區(qū)的分枝電極區(qū)，分別以不同角度進(jìn)行分枝。此外，于前述每一分枝電極區(qū)內(nèi)，電極或電極間隙的寬度可為等間距者或?yàn)椴坏乳g距；而電極寬度是介于I至5微米Um)之間。前述密電極區(qū)與疏電極區(qū)的排列，也可采用以下方式將前述密電極區(qū)圍繞于疏電極區(qū)的外側(cè)；將前述疏電極區(qū)是圍繞于密電極區(qū)的外側(cè)；或?qū)⑶笆鍪桦姌O區(qū)與密電極區(qū)并列于主干之間。前述第一基板與第二基板之間，也可在像素單元中心及/或四周設(shè)置凸塊、凹陷或形成斜向場的電極圖紋結(jié)構(gòu)，以提升分子排列的穩(wěn)定性。前述液晶層可使用垂直配向的摻入手性劑的負(fù)型液晶材料或垂直配向的負(fù)型液晶材料。于實(shí)施時(shí)，前述液晶層較佳摻入手性劑，并選擇最佳And及d/p參數(shù)，使a角為任意角度時(shí)，其穿透率T皆可大于一最小穿透率Tniin，且該Tniin可為最大穿透率的0. 9倍或更小倍率，其中An為液晶材料雙折射系數(shù)，d為液晶層厚度，p為摻入手性劑的節(jié)距，a角的定義為位于液晶層中間液晶分子排列方向與其中一偏光片的偏光軸的夾角；以Tmin為最大穿透率的0. 9倍為例，在最大操作電壓下，前述d/p參數(shù)較佳介于0. 222 0. 36之間，而And參數(shù)則較佳介于0. 465 0. 620之間。為進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實(shí)施方式，茲以四種不同的實(shí)施形態(tài)說明如下第一實(shí)施例如圖2A所示，本實(shí)施例是以附圖中的正方形液晶顯示單元為例，一顯示器可由一個(gè)或多個(gè)液晶單元組合成一像素單元，而前述液晶單元不限于正方形。于本實(shí)施例，液晶層是采用扭轉(zhuǎn)垂直配向型模式，在Tmin為最大穿透率的0. 9倍條件，且最大操作電壓下，最佳的參數(shù)范圍分別為d/p = 0. 222 0. 360與And = 0. 465 0. 620，電極寬度是介為I 5iim之間。為便于說明，于此實(shí)施例中，是以參數(shù)d/p = 0. 277與And = O. 530進(jìn)行模擬，而液晶盒上、下兩偏光片光軸則是設(shè)置于0°與90°的方向上。于圖2A中，像素電極圖紋的電極寬度為2. 5 iim，其是由四個(gè)主枝干延伸形成分枝電極區(qū)B，其間隙寬度為7.5 ym，且每一分枝電極區(qū)B可再延伸形成新的分枝電極區(qū)A，其間隙寬度為2. 5 y m ;其中分枝電極區(qū)A為位于外側(cè)的密電極區(qū)，分枝電極區(qū)B則為位于內(nèi)部的疏電極區(qū)。當(dāng)施加電壓后，因受到四周斜向場(fringe field)作用，液晶分子將朝顯示區(qū)中心傾倒，并呈現(xiàn)連續(xù)對(duì)稱的排列；其中，由于A區(qū)電極密、電場大，因此液晶分子傾倒的角度較大；而因B區(qū)電極疏且電場較A區(qū)為小，因此液晶分子傾倒的角度較小(如第2B所示)。換言之，上述兩區(qū)域的液晶分子將隨電壓的改變，而具有不同的傾倒角度，于光學(xué)上將產(chǎn)生不同的電壓-穿透率曲線(V-T curves)。于實(shí)施時(shí)，借助調(diào)變A、B兩區(qū)域的電極疏密程度與面積，可輕易調(diào)變兩區(qū)斜視角的穿透率，而使其達(dá)到互補(bǔ)效果。如圖2C、2D所示，于密電極區(qū)域面積設(shè)定為占總面積2/9的條件下，模擬斜視角穿透率曲線圖；由圖中不難發(fā)現(xiàn)，經(jīng)A、B兩區(qū)域的互補(bǔ)，可完全消除斜視角反轉(zhuǎn)。第二實(shí)施例本實(shí)施例是使用100 U mX 100 U m的正方形液晶顯示單元為例。圖3A是顯示像素電極，其中像素電極結(jié)構(gòu)劃分為密電極區(qū)A與疏電極區(qū)B兩區(qū)。密電極區(qū)A是由2. 5 y m的電極與電極間隙的周期結(jié)構(gòu)所組成，而疏電極區(qū)B則是由2. 5 ii m的電極與7. 5 ii m電極間隙的周期結(jié)構(gòu)所組成，且A區(qū)圍繞B區(qū)外側(cè)，并利用位于基板下的導(dǎo)線將A、B區(qū)相互連接。當(dāng)施加電壓后，由于A區(qū)域的電場較大，因此液晶分子的傾倒角度較大；而由于B區(qū)域的電場較小，因此液晶分子的傾倒角度也隨之較小。最后，通過調(diào)變A、B兩區(qū)域電極的面積，在上述設(shè)計(jì)條件下，當(dāng)A區(qū)域面積小于總面積的0. 5倍時(shí)，即可改善斜視角電壓-穿透率(V-T curves)曲線反轉(zhuǎn)的問題。如第3B、3C圖所示，當(dāng)A區(qū)域面積為總面積的2/9的條件下，通過A區(qū)域與B區(qū)域的互補(bǔ)，可有效改善反轉(zhuǎn)的問題。第三實(shí)施例于本實(shí)施例中，是使用IOOiimX IOOiim的正方形液晶顯示單元為例。圖4A是顯示像素電極，其中像素電極結(jié)構(gòu)是由主干朝45度角方向，分枝形成密電極區(qū)A與疏電極區(qū)B等兩區(qū)。前述密電極區(qū)A是由m的電極與電極間隙的周期結(jié)構(gòu)所組成，前述疏電極區(qū)B則是由4 y m的電極與12 y m電極間隙的周期結(jié)構(gòu)所組成，且A區(qū)是圍繞于B區(qū)的外側(cè)。當(dāng)施加電壓后，由于A區(qū)的電場較大，因此液晶分子的傾倒角度較大；而由于B區(qū)的電場較小，因此液晶分子的傾倒角度也隨之較小。最后，通過調(diào)變A、B兩區(qū)域電極的面積，在上述設(shè)計(jì)條件下，當(dāng)A區(qū)面積小于總面積的0. 5倍時(shí)，即可改善斜視角電壓-穿透率曲線(V-T curves)反轉(zhuǎn)的問題。如圖4B、4C所示，當(dāng)A區(qū)域面積為總面積的2/9的條件下，通過A區(qū)域與B區(qū)域的互補(bǔ)，也可改善反轉(zhuǎn)的問題。第四實(shí)施例于本實(shí)施例中，是使用IOOiimX IOOiim的正方形液晶顯示單元為例。圖5A是顯示像素電極，其中像素電極結(jié)構(gòu)自主干分枝，形成左右并列的密電極區(qū)A與疏電極區(qū)B等兩區(qū)域，且密電極區(qū)是可互相對(duì)調(diào)。前述密電極區(qū)A是由2. 5 的電極與電極間隙的周期結(jié)構(gòu)所組成，而前述疏電極區(qū)B則是由2. 5 y m的電極與7. 5 y m電極間隙的周期結(jié)構(gòu)所組成。
當(dāng)施加電壓后，由于A區(qū)的電場較大，因此液晶分子的傾倒角度較大；而由于B區(qū)域的電場較小，因此液晶分子的傾倒角度也隨之較小。
最后，通過調(diào)變A、B兩區(qū)域電極的面積，在上述設(shè)計(jì)條件下，當(dāng)A區(qū)面積小于總面積的0. 5倍,即可改善斜視角電壓-穿透率曲線(V-T curves)反轉(zhuǎn)的問題。如圖5B、5C所示，當(dāng)A區(qū)域面積為總面積的1/2的條件下，通過A區(qū)域與B區(qū)域的互補(bǔ)，可有效改善反轉(zhuǎn)的問題。的問題，進(jìn)而提升視角特性。除上述實(shí)施例外，像素電極的圖紋也可設(shè)計(jì)為其他適合的結(jié)構(gòu)。圖6A至6U是顯示不同型態(tài)的像素電極的圖紋結(jié)構(gòu)。其中，圖6A至6K是顯示朝45與135度方向排列的像素電極圖紋結(jié)構(gòu)；圖6L至6U則是顯示朝0與90度方向排列的像素電極圖紋結(jié)構(gòu)。此外，如圖6A-6I與圖6L-6R所示，每個(gè)電極分枝也可連結(jié)兩個(gè)以上的新分枝；而如圖6D、6G、6L以及6P所示，分枝連接電極也可設(shè)計(jì)為具有特定的角度。如圖6A與6F所不,其兩者皆具有相同的密電極周期與不同的疏電極周期；于圖6J與6S中，疏電極是設(shè)置于密電極的外側(cè)；于圖6K中，使疏、密電極區(qū)具有不同的電極角度；于圖6H與6Q中，疏電極與密電極的寬度不同；于圖61與6R中，在同一電極區(qū)內(nèi)(于此 是以疏電極區(qū)為例)，可具有不同的周期；于圖6T與6U中，經(jīng)賦予內(nèi)、外電極不同的電極寬度，而得以產(chǎn)生疏、密電極區(qū)。根據(jù)前述實(shí)施例與顯示于圖6A至6U內(nèi)的電極圖紋結(jié)構(gòu)，無論疏電極區(qū)與密電極區(qū)的電極和間隙的寬度，或是電極形狀的設(shè)計(jì)與面積比率，皆可隨著實(shí)際應(yīng)用的不同而適當(dāng)加以調(diào)整，以改善斜視角電壓-穿透率曲線(V-T curves)反轉(zhuǎn)的問題。綜上所述，本發(fā)明確實(shí)可達(dá)到預(yù)期的目的，而提供一種于保持高穿透率與廣視角的同時(shí)，并可解決于斜視角的穿透率反轉(zhuǎn)問題的液晶顯示裝置。其確具產(chǎn)業(yè)利用的價(jià)值。又上述說明與附圖僅是用以說明本發(fā)明的實(shí)施例，凡熟于此業(yè)技藝的人士，仍可做等效的局部變化與修飾，其并未脫離本發(fā)明的技術(shù)與精神。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，至少包含一個(gè)顯示區(qū)域，其特征在于，其包括 一個(gè)第一基板，其具有一個(gè)共同電極； 一個(gè)第二基板，其具有至少一個(gè)像素單元；所述像素單元具有一個(gè)像素電極，所述像素電極是由至少一個(gè)密電極區(qū)以及至少一個(gè)疏電極區(qū)所組成； 一層液晶層，其配置于第一基板與第二基板間；于電壓驅(qū)動(dòng)后，所述液晶層的液晶分子將產(chǎn)生連續(xù)區(qū)域排列； 一個(gè)第一偏光片，配置于第一基板上方； 一個(gè)第二偏光片，配置于第二基板下方，且其偏光軸與第一偏光片的偏光軸相互垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶顯示裝置，其特征在于，該液晶層是使用垂直配向的摻入手性劑的負(fù)型液晶材料或垂直配向的負(fù)型液晶材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶顯示裝置，其特征在于，該像素電極是包括數(shù)個(gè)主枝干，每一個(gè)主枝干經(jīng)至少一次分枝后，形成數(shù)個(gè)分枝電極區(qū)；所述數(shù)個(gè)分枝電極區(qū)，是具有不同的電極寬度以及/或電極間隙寬度，以形成所述密電極區(qū)與疏電極區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于，于每一個(gè)分枝電極區(qū)內(nèi)，電極或電極間隙寬度為等間距。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于，于每一個(gè)分枝電極區(qū)內(nèi)，電極或電極間隙寬度為不等間距。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于，于每一個(gè)分枝電極區(qū)內(nèi)，電極寬度是介于I至5微米之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于，于每一個(gè)分枝電極區(qū)內(nèi)，電極是以任意角度進(jìn)行分枝。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶顯示裝置，其特征在于，作為密電極區(qū)與疏電極區(qū)的分枝電極區(qū)，分別具有不同的分枝角度。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶顯示裝置，其特征在于，該密電極區(qū)是圍繞于疏電極區(qū)的外側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶顯示裝置，其特征在于，該疏電極區(qū)是圍繞于密電極區(qū)的外側(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶顯示裝置，其特征在于，該疏電極區(qū)與密電極區(qū)并列于主干之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液晶顯示裝置，其特征在于，該液晶層是摻入手性劑，并選擇And及d/p參數(shù)，使a角為任意角度時(shí)，該液晶層穿透率T皆大于一個(gè)最小穿透率Tmin，其中An為液晶材料雙折射系數(shù)，d為液晶層厚度，p為摻入手性劑的節(jié)距，a角的定義為位于液晶層中間液晶分子排列方向與其中一偏光片的偏光軸的夾角。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新的液晶顯示裝置，于保持高穿透率與廣視角的同時(shí)，并可解決斜視角的穿透率反轉(zhuǎn)問題。前述液晶顯示裝置于結(jié)構(gòu)上主要包括具有共同電極的第一基板、具有至少一像素單元的第二基板、配置于第一、第二基板間的液晶層、第一偏光片、第二偏光片。其中，前述像素單元具有一像素電極，該像素電極是由至少一密電極區(qū)以及至少一疏電極區(qū)所組成；而前述液晶層的液晶分子，于電壓驅(qū)動(dòng)后，將產(chǎn)生連續(xù)區(qū)域排列。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK102645795SQ201110042169
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
發(fā)明者彭政忠, 沈毓仁, 范士鴻 申請(qǐng)人:奇美電子股份有限公司, 群康科技(深圳)有限公司