[发明专利]液晶显示器

说明书

本发明涉及一种液晶显示器，特别是涉及一种多畴(multi-domain)液晶显示器。

液晶显示器(liquid crystal display)，是利用外加电场的作用，使得液晶分子转动，由特定的初期取向(alignment)变化至其他的取向状态，而伴随着液晶分子取向变化所产生的多折射性、旋光性、二色性、光散乱性、旋光分散等各种光学性质的变化，将被转换成视觉上的变化。相较于其他光学元件中所使用的电气光学材料，液晶只需要低电压、低消耗电力就可以使光学性质产生大幅变化，而且不需要进一步加工成型。此外，液晶显示器具有厚度薄、重量轻等优点，目前在平面显示器市场中占有相当重要的地位。

液晶显示器的显示方式会因选择不同种类的液晶而有所不同。其中一种以外加电场来控制液晶分子的多折射性，称之为电控briefringence(electricallycontrolled briefringence，ECB)效应，即是利用负介电各向异性(negativedielectric anisotropy)的向列型(nematic)液晶搭配使用垂直取向(verticalalignment)处理的取向膜，当外加电压超过临界电压时，原本垂直排列于取向膜表面的液晶分子，便会随着相对应的电压大小做一定角度的倾斜。而且，为了要进一步控制液晶分子的取向变化状态，现有技术在液晶显示器基板上制作取向控制结构，使象素区中的取向畴(domain)增加，以确保液晶显示器的显示效果具有宽广的视野以及高度的色彩对比。

请参考图1，图1所示为现有液晶显示器的剖面示意图。现有液晶显示器10包含有一上、下透明玻璃基板12、14，以及一负介电各向异性液晶16填充于上、下基板12、14之间。上、下基板12、14的内侧表面上分别设有一电极18、22以及一垂直取向层20、24，而上、下透明玻璃基板12、14的外侧表面上分别设有一偏光板(polarizer)26、28。一般而言，上基板12是用来作为一滤色(color filter)基板，下基板14是用来作为一薄膜晶体管(thin filmtransistor)基板，且其上设有多个薄膜晶体管(以下简称TFT)、电极22以及一有源矩阵驱动电路(active matrix drive circuit)，且下基板14表面上的电极22可用来作为一象素电极。此外，现有液晶显示器10另包含有多条第一条状凸起物30，设于上基板12的电极18与垂直取向层20之间，以及多条第二条状凸起物32，设于下基板12的电极22与垂直取向层24之间，均是用来作为控制液晶16的取向变化的取向控制结构。

请参考图2，图2所示为图1所示的取向控制结构的上视图，且图2的切线I-I＇的剖面示意图为图1所示。液晶显示器10中包含有多个闸极线36、信号线38、TFT结构39以及象素电极22。上基板12的第一条状凸起物30以平行闸极线36的方式设置于闸极线36上方，下基板14的第二条状凸起物32则是以平行闸极线36的方式穿越象素电极22的中央部位。因此，所有的第一条状凸起物30以及第二条状凸起物32是以互相平行的方式交替排列于液晶显示器10中。

请参考图3与图4，图3与图4显示图1所示的液晶16的取向变化。如图3所示，由于负介电各向异性液晶16设置于垂直取向层20、24之间，因此于尚未外加电压于液晶显示器10时，所有的液晶分子会以垂直于相对位置的垂直取向层20、24的方式排列，其中位于相邻的凸起物30、32之间的液晶分子16A的排列方式是垂直于基板12、14，而位于条状凸起物30、32上方的液晶分子16B的排列方式则是垂直凸起物30、32的表面，相对上、下基板12、14而言，则液晶分子16B呈现一定角度的倾斜。

如图4所示，外加电压于液晶显示器10之后，原本垂直排列于垂直取向层20、24表面的负介电各向异性液晶16，会朝着垂直于电场方向转动，并随着相对应的电压大小做一定角度的倾斜，图示中的箭头方向是指液晶16的取向变化。举例来说，设于第二条状凸起物32上方的液晶分子16B₁(原本以右上左下的角度倾斜)，于外加电压之后会倾向于平行于垂直取向层20、24的方向而以顺时针方向转动，进而使相邻的液晶分子16A₁也以顺时针方向转动。同样地，设于第二条状凸起物32上方的液晶分子16B₂(原本以左上右下的角度倾斜)，于外加电压之后会倾向于平行于垂直取向层20、24的方向而以逆时针方向转动，进而使相邻的液晶分子16A₂也以逆时针方向转动。