[发明专利]一种多区域垂直配向液晶显示器的像素

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器，尤其涉及一种可以平滑型基板制造的大像素多区域垂直配向液晶显示器的像素。

背景技术

初次使用在如计算器与电子表的简单单色显示器的液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)，已变成最优势的显示科技。液晶显示器经常用来取代阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)在计算机显示与电视显示上的应用。液晶显示器的各种缺点已经被克服以改善液晶显示器的质量。举例来说，广泛地取代被动矩阵显示器的主动矩阵显示器，相对于被动矩阵显示器具有降低鬼影(Ghosting)且改善分辨率(Resolution)、色阶(Color Gradation)、视角(Viewing Angle)、对比(Contrast Ratio)以及反应时间(Response Time)的成效。

然而，传统扭转向列液晶显示器(Twisted Nematic LCD)的主要缺点为非常窄的视角以及非常低的对比。甚至连主动式矩阵的视角更窄于阴极射线管的视角。尤其是当观看者直接地在液晶显示器前面收看一高画质影像时，在液晶显示器侧旁的其它观看者则无法看到此一高画质影像。多区域垂直配向液晶显示器(Multi-domain Vertical Alignment Liquid Crystal Display，MVA LCD)被发展来改善液晶显示器的视角以及对比。请参考图1a-1c，表示一垂直配向液晶显示器100的像素基本功能。为了清楚地解说，图1的液晶显示器仅使用单一区域(Single Domain)。再者，为了清楚地解说，图1a-1c(以及图2)的液晶显示器依据灰阶操作来叙述。

液晶显示器100具有一第一偏光片105、一第一基板110、一第一电极120、一第一配向层125、多个液晶130、一第二配向层140、一第二电极145、一第二基板150以及一第二偏光片155。一般而言，第一基板110与第二基板150由透明玻璃所制成。第一电极120与第二电极145由如氧化铟锡(Indium TinOxide，ITO)的透明导电材质所制成。第一配向层125与第二配向层140由聚酰 亚氨(Polyimide，PI)所制成，且与在静止态的液晶130垂直地配向。在操作时，一光源(图未示)从贴附在第一基板110的在下面的第一偏光片105射出光线。第一偏光片105通常在一第一方向偏振，且贴附在第二基板150的第二偏光片155与第一偏光片104垂直地偏振。因此，从光源而来的光线并不会同时穿透第一偏光片105与第二光偏光片155，除非光线的偏振在第一偏光片105与第二偏光片155之间旋转90度。为了清楚说明，并未显示很多的液晶。在实际的显示器中，液晶为棒状分子(rod like molecules)，其直径大约为5埃(Angstrom， 长度大约20-25埃。因此，在一像素中有超过一千两百万的液晶分子，其中像素的长、宽、高分别为300微米(micrometer，μm)、120微米、3微米。

在图1中，液晶130为垂直配向。在垂直配向中，液晶130并不会将从光源的偏振极光转向。因此，从光源来的光线并不会穿过液晶显示器100，且对所有颜色及所有间隙晶胞(cell gap)而言，提供一个完全地光学暗态(optical black state)及非常高的的对比(contrast ratio)。因此，多区域垂直配向液晶显示器相对传统的低对比的扭转式向列型液晶显示器而言，在对比上提供一个显著的改善。然而，如图1b所示，当在第一电极120与第二电极145之间加入一个电场(electric field)时，液晶130即重新定向到一倾斜位置(tilted position)。在倾斜位置的液晶将从第一偏光片105而来的偏振光线的偏振转向90度，以致光线可以穿过第二偏光片155。而倾斜的大小，即控制光线穿过液晶显示器的多少(如像素的亮度)，与电场强度成正比。一般而言，单一个薄膜晶体管，用在每一个像素上。然而对彩色显示器而言，各别的薄膜晶体管用在每一色分量(color component，典型地为、绿及蓝)。