[发明专利]一种液晶显示器的像素

说明书

本发明是一件分案申请，原申请的申请日为：2008年04月30日；原申请号为：200810096213.3；原发明创造名称为：应用关联质点极性的像素及多域垂直配向液晶显示器。

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)的像素。

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，且在计算机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，许多液晶显示器的缺点也已被克服而改善液晶显示器的品质。举例来说，相较于无源式阵列显示器而言，有源式阵列显示器可降低残影现象(ghosting)，并可提升解析度、色阶、视角、对比度以及反应时间，且已经广泛取代了无源式阵列显示器。

然而，传统扭转向列型(twisted nematic)液晶显示器的主要缺点在于窄视角与低对比度，甚至有源式阵列显示器的视角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，来提升液晶显示器的视角和对比度。图1a～1c显示垂直配向液晶显示器100的像素的基本机能，而为求附图清楚，图1的液晶显示器仅显示单一领域(domain)。再者，图1a～1c(以及图2)的液晶显示器是在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是由透明玻璃所构成，且第一电极120与第二电极145是由如铟锡氧化物(Indium TinOxide)的透明导电材质所构成。第一配向层125与第二配向层140通常是由聚酰亚胺(polyimide，PI)所构成，并在静态下可使液晶130垂直排列。当操作时，光源(未显示)会从第一偏振片105下方发出光束，其中第一偏振片105是贴附在第一基板110上。第一偏振片105通常会以第一方向将光束偏振化，而第一偏振片105与第二偏振片155的偏振方向会相互垂直，且第二偏振片155是贴附在第二基板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，图中仅显示少量的液晶，而在实际上，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，约有超过一千万个液晶分子于其中。

在图1a中，液晶130是垂直排列，且在垂直排列下的液晶130并不会旋转光源的偏振方向，所以光源发出的光束无法通过液晶显示器100。所以对于所有颜色与液晶层间距(cell gap)而言，液晶显示器100可提供完全的光学黑暗状态(optical black state)以及非常高的对比度。因此相较于传统低对比度的扭转向列型液晶显示器而言，多域垂直配向液晶显示器在对比度上提供相当大的改善。然而，如图1b所示，当施加电场于第一电极120与第二电极145之间时，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°，而使光束得以穿越第二偏振片155。液晶倾斜的程度是正比于电场强度，并用来控制通过液晶显示器的光量(即像素的亮度)。一般而言，单一个薄膜晶体管(thin-film-transistor，TFT)是对应配置于单一像素中。但是在彩色显示器中，单一个的薄膜晶体管是对应配置于如红蓝绿的单一颜色分量(color component)中。

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1c所示，因为液晶130宽边(将光偏振方向旋转)是正对偏左的观众172，所以观众172会看到全亮的像素。此外，因为液晶130宽边是部份正对中间的观众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。