[发明专利]液晶显示器的像素及显示器单元

说明书

技术域

本发明涉及一种液晶显示器(1iquid crystal display，LCD)，特别涉及一种具有大像素的多域垂直配向(multi-domain vertically alignment)液晶显示器，且此液晶显示器制作在平滑的基板上。

背景技术

液晶显示器最早是用于如计算机与电子表的单色显示器，而如今已成为显示科技中的主流，且在电脑显示器或电视显示器产业中，液晶显示器均已取代了阴极射线管(cathode ray tube，CRT)。此外，液晶显示器的许多缺点也已克服，从而改善了液晶显示器的品质。举例来说，与无源阵行驱动显示相比，有源阵行驱动显示可降低残影现象(ghosting)，并可提升分辨率、色阶、视角、对比度以及反应时间。

然而，传统液晶显示器的主要缺点在于窄视角与低对比度，甚至有源阵行驱动显示的视角也仍远小于阴极射线管的视角。具体而言，当位于液晶显示器正前方的观众收看到高品质的影像时，位于液晶显示器两侧的其他观众便无法收看到高品质的影像。因此，多域垂直配向液晶显示器便应运而生，用以提升液晶显示器的视角和对比度。图1(a)～1(c)示出垂直配向液晶显示器100的像素的基本机能，而为求图示清楚，图1的液晶显示器仅示出单一一个域(domain)。另外，图1(a)～1(c)(以及图2)的液晶显示器是描述灰阶操作的动作方式。

液晶显示器100包括第一偏振片105、第一基板110、第一电极120、第一配向层125、多个液晶130、第二配向层140、第二电极145、第二基板150以及第二偏振片155。一般而言，第一基板110与第二基板150是由透明玻璃制成的，且第一电极120与第二电极145是由例如铟锡氧化物(Indium TinOxide)等透明导电材质制成的。第一配向层125与第二配向层140通常由聚亚酰胺(polyimide，PI)制成，并在静态下可使液晶130垂直排列。当操作时，光源(未示出)从第一偏振片105下方发出光束，其中第一偏振片105贴附在第一基板110上。第一偏振片105通常以第一方向偏振化，而第一偏振片105与第二偏振片155的偏振方向相互垂直，且第二偏振片155贴附在第二基板150上。所以，光源发出的光束无法同时穿越第一偏振片105与第二偏振片155，除非光束的偏振方向被旋转90°而至第一偏振片105与第二偏振片155的偏振方向之间。为求清楚表示，图中仅示出少量的液晶，而实际上，液晶是有如柱状的分子结构，其中液晶直径约为5，且液晶长度约为20～25。所以，在一个长300μm、宽100μm、高3μm的像素区域中，约有超过一千万个液晶分子。

在图1(a)中，液晶130是垂直排列，且垂直排列下的液晶130不会旋转光源的偏振方向，所以光源发出的光束无法穿过液晶显示器100。然而，如图1(b)所示，当在第一电极120与第二电极145之间施加电场时，液晶130会重新定向至倾斜姿态。在倾斜姿态下的液晶会将通过第一偏振片105的偏振光的偏振方向旋转90°，而使得光束可以穿越第二偏振片155。液晶倾斜的程度正比于电场强度，并用来控制穿过液晶显示器的光量(即像素的亮度)。一般而言，单一一个薄膜晶体管(thin-film-transistor，TFT)是对应配置于单一像素中。但是在彩色显示模式下，单一一个薄膜晶体管是对应配置于单一一个颜色分量构件(color component)，如红、蓝或绿。

然而，对在不同视角观看液晶显示器100的观众而言，其观看到的光束并非均匀。如图1(c)所示，因为液晶130的宽边(将光偏振方向旋转)正对偏左的观众172，所以观众172会看到全亮的像素。此外，因为液晶130的部分宽边正对中间的观众174，所以观众174可看到灰阶的像素。相对地，因为液晶130的宽边几乎没有正对偏右的观众176，所以观众176会看到全暗的像素。