CN1506722B - 液晶显示器 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示器，其主要包含经垂直配向处理的第一基板及第二基板以及一具负介电常数异向性的液晶，该液晶密封于该第一及第二基板之间。一个阵列排列的狭缝(slit)设于形成在一基板上的像素电极上。一个光遮蔽阵列以及一个阵列排列的突起设于另一基板上。每一个第一突起具有一主体设置为大致呈「之」字型图案并且彼此平行。该狭缝以及该第一突起的主体交错设置。该液晶显示器的特征在于每一个第一突起具有多个缺口形成于该光遮蔽阵列的区域中。

Description

液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器，特别涉及一种多区域垂直配向型(multi-domain vertically aligned)液晶显示器，其具有特定的突起图案用于液晶注入(one drop fill简称ODF)的制程。

背景技术

液晶显示器主要包含两个相对设置的第一以及第二基板以及一液晶层夹设于其间。美国专利第5263888号所揭示的液晶注入(onedrop fill简称ODF)的制程包含涂布粘着剂于该第一基板的整个周边，滴注液晶材料于该第一基板，将该第二基板叠置于该第一基板上并且按压该基板直到该基板之间之间隔达到一预先设定的值(典型为3-10微米)，并且固化该粘着剂。在按压该基板的步骤中，该液晶材料散布以充满于基板之间的空间藉此形成一液晶层。

垂直配向(VA)型液晶显示器是一种使用负型液晶材料以及垂直配向薄膜的类型(mode)。相较于扭曲向列型液晶显示器，该垂直配向型液晶显示器提供较高的对比、较快的反应速度并且对黑白显示提供极佳的视野角度特性。然而，垂直配向型液晶显示器仍具有一个关键性的缺点即是其视野角度狭窄。这导致垂直配向型液晶显示器在应用上受限的难题。

欧洲专利公告第0884626-A2号揭示一个多区域垂直配向型(multi-domain vertically aligned)液晶显示器，其具有多个区域调整构件用以改善其视野角度的表现。典型地，该区域调整构件藉由在薄膜晶体管基板的像素电极上设狭缝，并且在彩色滤光基板的共同电极上设突起而实现。该突起的图形为连续的并且在所有像素中的突起以大致相同的方式配置。该突起典型地具有约1-2μm的高度。对于具有较小缝隙(gap)(3-3.9μm)设计的多区域垂直配向型液晶显示器，该突起以及该薄膜晶体管基板之间隔为约2-2.9μm。若该多区域垂直配向型液晶显示器由前述的ODF制程制造，容易有气泡陷于呈连续图案的突起之间。在这种情况下，可能会发现在按压该基板的步骤中发生液晶材料散布不完全，因而在突起之间产生气泡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多区域垂直配向型液晶显示器，其具有不连续的调整构件可克服或至少改善前述现有技术的问题。

为了达成本发明的目的以及其它功效，根据本发明的液晶显示器包含经垂直配向处理的第一基板及第二基板，一液晶层夹设于该第一及第二基板之间，以及不连续的调整构件设于至少该第一及第二基板其中之一上。该液晶层包含的液晶分子在大致无电场施加于该液晶层时大致垂直于该第一基板的主要表面。该不连续调整构件调整该液晶层的方位(orientation)，使得当电压施加时，每一像素中的液晶分子被倾斜配向而使该方位包含多个方向。既然该调整构件形成不连续图案，陷在该第一以及第二基板之间的气泡可轻易穿过该调整构件而排出，因此显著地降低气泡的产生机率。

为达上述目的，本发明提供的一技术手段表示如下：

一种液晶显示器，其特征在于，该液晶显示器包含：

经垂直配向处理的一第一基板及一第二基板，该第二基板和第一基板上下设置；

一液晶层夹设于该第一及第二基板之间，该液晶层包含当无电场施加于该液晶层时垂直于该第一基板的主要表面的液晶分子；多

多个平行栅极线与多个垂直于该栅极线的平行数据线设置于该第一基板上；

多个像素电极，设置于该第一基板上，每一个像素电极具有第一边缘与第二边缘，其中第一边缘平行于该栅极线，而第二边缘平行于

该数据线；

一个阵列排列的第一突起，设于该第二基板上，每一个第一突起具有一个呈「之」字型图案的主体，并且各主体间相互平行，其中所述第一突起的主体为交错设置，并且每一个第一突起具有多个缺口形成于其中，所述第一突起还具有由主体延伸而出的多个第一分岔部与多个第二分岔部，所述第一分岔部形成于面对该像素电极的第一边缘的位置处，而所述第二分岔部形成于面对该像素电极的第二边缘的位置处，位于像素电极第一边缘位置处附近的每两个面对相邻的第一分岔部之间以及第一基板和第二基板之间定义出一个沟槽；

多个第二突起，设置于该第二基板上，所述第二突起形成在靠近所述沟槽的位置处。

为达上述目的，本发明提供的另一技术手段表示如下：

一种彩色滤光基板，用于与一薄膜晶体管基板形成一液晶显示器，薄膜晶体管基为第一基板，彩色滤光基板为第二基板，该第二基板与第一基板上下设置，该薄膜晶体管基板具有多个像素电极以及一个阵列排列的狭缝设于该像素电极上，每一像素电极具有第一边缘与第二边缘，其特征在于，该彩色滤光基板包含：

一个阵列排列的第一突起，每一个第一突起具有一个呈「之」字型图案的主体，并且各主体间彼此平行，该薄膜晶体管基板的狭缝以及该第一突起的主体为交错设置，

其中每一个第一突起具有多个缺口形成于其中；

所述第一突起还具有由主体延伸而出的多个第一分岔部与多个第二分岔部，所述第一分岔部形成于面对该像素电极的第一边缘的位置处，而所述第二分岔部形成于面对该像素电极的第二边缘的位置处，位于像素电极第一边缘位置处附近的每两个面对相邻的第一分岔部之间以及第一和第二基板之间定义出一个沟槽；以及

多个第二突起，设置于该第二基板上，所述第二突起形成在靠近所述沟槽的位置处。

本发明的不连续调整构件藉由一个阵列排列的第一突起以及狭缝实现，其中每一个第一突起具有多个缺口形成于其中。该第一突起形成于该第二基板上，其中每一个第一突起具有一主体设置为大致呈「之」字型图案并且彼此平行。该狭缝设于在该第一基板之上的像素电极上，使得该狭缝以及该第一突起的主体交错设置。该第一突起的缺口允许陷在该第一突起之间的气泡可轻易穿过排出，因此显著地降低气泡的产生机率。此外，在ODF制程的按压该基板的步骤中，该第一突起的缺口允许滴注的液晶材料较均匀地散布，使得该液晶材料完全地填满两个基板之间形成的凹穴。然而，既然该第一突起的图形为不连续，在该缺口边缘液晶分子的方位为混乱的。这造成在缺口附近产生向错(disclination)。因此所有的缺口可被设计成具有预先设定的大小以达成良好的气体排出且将向错降至最小。此外，所有的缺口可形成于形成第二基板上的光遮蔽阵列的区域中，藉此有效地遮蔽恶化的显示品质例如向错所导致的漏光。

一般而言，该第一基板可具有多个彼此平行设置的栅极线以及多个彼此平行设置的数据线垂直于该栅极线。该像素电极具有平行于栅极线的第一边缘以及平行于数据线的第二边缘。该光遮蔽阵列具有多个纵列沿数据线延伸以及多个横列沿栅极线延伸。因此，所有的缺口可设计成位于该光遮蔽阵列的横列及/或纵列的区域中使得没有任何该第一突起延伸跨越该光遮蔽阵列的横列及/或纵列。

较佳地，该第一突起可具有多个第一分岔部形成于面对该像素电极的第一边缘的位置以及多个第二分岔部形成于面对该像素电极的第二边缘的位置。在此实施例中，在分岔部以及狭缝周围的液晶分子之间的取向(即该液晶分子长轴的平均方向)差异显著地降低到最大45度。这有效地抑制在狭缝以及像素电极边缘之间的边界产生向错，因此避免因向错而造成的显示缺陷。

根据本发明的实施例，该第二基板另包含多个第二突起形成于一个由从相邻的第一突起主体延伸的两个第一分岔部以及该第一以及第二基板所界定的沟槽中。

根据本发明的实施例，该第二基板另包含多个第三突起形成在靠近一个由从相邻的第一突起主体延伸的两个第一分岔部以及该第一以及第二基板所界定的沟槽的位置。

为了让本发明之上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附图标，作详细说明如下。

附图说明

图1a：根据本发明第一实施例的多区域垂直配向型液晶显示器的部分平面图，其揭示特别的突起图案；

图1b：为图1a的多区域垂直配向型液晶显示器的平面图，其揭示特别的突起以及狭缝图案；

图2：根据本发明第二实施例的多区域垂直配向型液晶显示器的部分平面图，其揭示特别的突起图案；

图3：根据本发明第三实施例的多区域垂直配向型液晶显示器的部分平面图，其揭示特别的突起图案；

图4：根据本发明第四实施例的多区域垂直配向型液晶显示器的部分平面图，其揭示特别的突起图案；

图5：根据本发明第五实施例的多区域垂直配向型液晶显示器的部分平面图，其揭示特别的突起图案；及

图6：根据本发明一实施例的多区域垂直配向型液晶显示器的部分剖示图。

图中符号说明

100  多区域垂直配向型液晶显示器

101  光遮蔽阵列   101a 横列

101b 纵列

102  第二基板     102a 彩色滤光片

103  液晶层

104     第一基板       104a  栅极线

104b    数据线

120     像素电极       120a  第一边缘

120b    第二边缘

130     突起           130a  主体

130b    缺口           130c  缺口

130d    分岔部         130e  分岔部

132     突起           134   突起

136     突起

140     狭缝

200     多区域垂直配向型液晶显示器

300     多区域垂直配向型液晶显示器

400     多区域垂直配向型液晶显示器

具体实施方式

本发明提供一多区域垂直配向型液晶显示器，其具有用以使用在液晶注入制程(例如one drop fill制程)的不连续调整构件。根据本发明的液晶显示器包含一第一基板及一第二基板用以垂直配向以及一液晶层夹设于该第一及第二基板之间。该不连续的调整构件设于至少该第一及第二基板其中之一上。该液晶层所包含的液晶分子在大致无电场施加于该液晶层时大致垂直于该第一基板的主要表面。该不连续调整构件调整该液晶层的方位(orientation)，使得当施加电压时每一像素中的液晶分子被倾斜配向而使该方位包含多个方向，藉此改善视野角度的表现。既然该调整构件形成不连续图案，陷在该第一以及第二基板之间的气泡可轻易穿过该调整构件而排出，因此显著地降低气泡的产生机率。

如图6所示，该液晶显示器主要包含一第一基板104及一第二基板102。所述基板的表面被垂直配向处理。一具有负介电常数异向性(dielectric constant anisotropy)的液晶层103密封于该两基板之间。本发明的多区域垂直配向型液晶显示器较佳是一种薄膜晶体管液晶显示器。典型地，该第二基板102因形成有彩色滤光片102a而称为彩色滤光基板，且该第一基板104被称为薄膜晶体管基板。该基板间一般设有间隔件(spacer)(未示于图中)用以界定该基板之间的间隔(gap)。

图1a以及1b揭示一个多区域垂直配向型液晶显示器100的一部分，其具有不连续的调整构件，该不连续的调整构件根据本发明的第一实施例由特别的突起以及狭缝构成。该第二基板102具有一光遮蔽阵列101(未示于图1b中)(例如一遮光层(BM))形成于其上。该第一基板104设有多条彼此平行的栅极线(gate line)104a，多条彼此平行的数据线104b，其垂直于该栅极线104a，及多个薄膜晶体管与像素电极120(未示于图1a中)，该薄膜晶体管及像素电极成矩阵式排列于该栅极线104a与数据线104b的交叉部分。该像素电极120具有平行于栅极线104a的第一边缘120a以及平行于数据线104b的第二边缘120b。本液晶显示器100形成有多个突起130以及狭缝(slit)l40(未示于图1a中)用以调整液晶的方位，当施以一电压时使得该液晶分子的配置被引导而包含多个方向。由于液晶分子的方位呈多个互相不同的方向，因此该液晶显示器100的视野角度可大幅增加。该多个突起130彼此平行设于该第二基板上。每个突起130主要具有一弯折成「之」字形的主体130a。该狭缝140设于该像素电极120。如图1b所示，该多个狭缝140与突起的主体130a交错排列。

多区域垂直配向型液晶显示器100的突起具有多个缺口l30b使得陷在该突起130之间的空气可轻易穿过该缺口130b而排出，因此显著地降低气泡的产生机率。

此外，在ODF制程的按压该基板的步骤中，该突起l30的缺口130b允许滴注的液晶材料较均匀地散布，使得该液晶材料完全地填满两个基板之间形成的凹穴。然而，既然该突起130的图形为不连续，在缺口130b的边缘的液晶分子的倾斜方向会因突起130而变得混乱。这造成在缺口130b边缘附近产生向错(disclination)。因此所有的缺口130b可被设计成具有预先设定的大小以达成良好的气体排出且将向错降至最小。此外，所有的缺口130b可形成于光遮蔽阵列101的区域中，藉此有效地遮蔽例如向错所导致的漏光等恶化的显示品质。

如图1a所示，该光遮蔽阵列101具有多个横列101a沿栅极线104a延伸以及多个纵列101b沿数据线104b延伸。所有的缺口130b可设计以位于该光遮蔽阵列的横列101a的区域中使得没有任何该突起130延伸跨越该光遮蔽阵列的横列101a。此外，本发明的突起可具有缺口130c(见于图5)，且全部位于该光遮蔽阵列的纵列101b的区域中，使得该突起130皆未延伸跨越该光遮蔽阵列的纵列101b。所有的缺口可设计成位于该光遮蔽阵列的横列以及纵列的区域中，使得该突起皆未延伸跨越该光遮蔽阵列的横列以及纵列。

一般而言，当液晶显示器仅设置狭缝140与弯折成「之」字形的突起主体130a时，其显示器像素会有一部分呈现变暗(darkened)的状况。而在像素中呈现黑暗的区域内，当施以电压时液晶分子的方位改变得很慢。这将降低对比以及反应时间，因而使显示品质恶化。这是由于液晶分子被像素电极120边缘120a、120b附近的电场所影响(见于图1b)所影响的倾斜方向相当不同于该狭缝140所导致的倾斜方向。因此，如图1b所示，该突起130较佳地具有多个第一分岔部l30d设子正对像素电极120第一边缘120a的位置以及多个第二分岔部130e设于正对像素电极120第二边缘120b的位置。在此实施例中，在分岔部130d、130e以及狭缝140周围的液晶分子之间的取向(即该液晶分子长轴的平均方向)差异显著地降低到最大45度。这有效地抑制在狭缝以及像素电极边缘之间的边界产生向错，因此避免因向错而造成的显示缺陷。

图2所揭示为一个根据本发明第二实施例的多区域垂直配向型液晶显示器200的像素区域，该像素电极120以及该狭缝140未示于其中。此液晶显示器200包含多个突起132形成于一个由从相邻的突起130的主体130a延伸的两个第一分岔部130d以及该基板102、104(未示于图中)所界定的沟槽中。在ODF制程的按压该基板的步骤中，该突起132使滴注的液晶材料穿过前述的界定于该第一分岔部130d的沟槽速度减缓。

图3所揭示为一个根据本发明第三实施例的多区域垂直配向型液晶显示器300的像素区域，该像素电极120以及该狭缝140未示于其中。此液晶显示器300包含多个突起134形成于前述的沟槽的左侧开口附近的位置。在ODF制程的按压该基板的步骤中，该突起l34使滴注的液晶材料穿过前述的沟槽速度减缓。

图4所揭示为一个根据本发明第四实施例的多区域垂直配向型液晶显示器400的像素区域，该像素电极120以及该狭缝140未示于其中。此液晶显示器400包含多个突起136形成于前述的沟槽的右侧开口附近的位置。在ODF制程的按压该基板的步骤中，该突起136使滴注的液晶材料穿过前述的沟槽速度减缓。

接着，用以形成该突起的制程叙述如下。先将一光阻涂布于表面，转移一预先设定图案(参照图1-5所示的突起图案)，然后显影而形成该突起130、132、134以及136。该制程可藉由习知技术而轻易实施。此外，该狭缝140可利用习知像素电极形成步骤而与像素电极120一起形成。

虽然本发明已以前述较佳实施例揭示，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改，因此本发明的保护范围当视权利要求和发明内容的范围为准。

Claims (10)

1.一种液晶显示器，其特征在于，该液晶显示器包含：

经垂直配向处理的一第一基板及一第二基板，该第二基板与第一基板上下设置；

一液晶层夹设于该第一及第二基板之间，该液晶层包含当无电场施加于该液晶层时垂直于该第一基板的主要表面的液晶分子；

多个平行栅极线与多个垂直于该栅极线的平行数据线设置于该第一基板上；

多个像素电极，设置于该第一基板上，每一个像素电极具有第一边缘与第二边缘，其中第一边缘平行于该栅极线，而第二边缘平行于该数据线；

一个阵列排列的第一突起，设于该第二基板上，每一个第一突起具有一个呈「之」字型图案的主体，并且各主体间相互平行，其中所述第一突起的主体为交错设置，并且每一个第一突起具有多个缺口形成于其中，所述第一突起还具有由主体延伸而出的多个第一分岔部与多个第二分岔部，所述第一分岔部形成于面对该像素电极的第一边缘的位置处，而所述第二分岔部形成于面对该像素电极的第二边缘的位置处，位于像素电极第一边缘位置处附近的每两个面对相邻的第一分岔部之间与第一和第二基板之间定义出一个沟槽；

多个第二突起，设置于该第二基板上，所述第二突起形成在靠近所述沟槽的位置处。

2.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，该第二基板设有一光遮蔽阵列，并且该第一突起的缺口都形成在该光遮蔽阵列的区域中。

3.如权利要求2所述的液晶显示器，其特征在于，

该光遮蔽阵列具有多个纵列沿着该数据线延伸，并且有多个横列沿着该栅极线延伸，

其中所述第一突起皆未延伸跨越该光遮蔽阵列的横列。

4.如权利要求2所述的液晶显示器，其特征在于，

该光遮蔽阵列具有多个纵列沿着该数据线延伸并且有多个横列沿着该栅极线延伸，

其中所述第一突起皆未延伸跨越该光遮蔽阵列的纵列。

5.如权利要求2所述的液晶显示器，其特征在于，

该光遮蔽阵列具有多个纵列沿着该数据线延伸并且有多个横列沿着该栅极线延伸，

其中所述第一突起皆未延伸跨越该光遮蔽阵列的纵列以及横列。

6.一种彩色滤光基板，用于与一薄膜晶体管基板形成一液晶显示器，该薄膜晶体管基板为第一基板，彩色滤光基板为第二基板，该第二基板与第一基板上下设置，该薄膜晶体管基板具有多个像素电极以及一个阵列排列的狭缝设于该像素电极上，每一像素电极具有第一边缘与第二边缘，其特征在于，该彩色滤光基板包含：

一个阵列排列的第一突起，每一个第一突起具有一个呈「之」字型图案的主体，并且各主体间彼此平行，该薄膜晶体管基板的狭缝以及该第一突起的主体为交错设置，

其中每一个第一突起具有多个缺口形成于其中；

所述第一突起还具有由主体延伸而出的多个第一分岔部与多个第二分岔部，所述第一分岔部形成于面对该像素电极的第一边缘的位置处，而所述第二分岔部形成于面对该像素电极的第二边缘的位置处位于像素电极第一边缘位置处附近的每两个面对相邻的第一分岔部之间以及第一基板和第二基板之间定义出一个沟槽；以及

多个第二突起，设置于该第二基板上，所述第二突起形成在靠近所述沟槽的位置处。

7.如权利要求6所述的彩色滤光基板，其另包含一光遮蔽阵列，其特征在于，所述第一突起的缺口都形成在该光遮蔽阵列的区域中。

8.如权利要求7所述的彩色滤光基板，其特征在于，

该薄膜晶体管基板具有多个平行栅极线，以及多个平行数据线垂直于该栅极线；以及

当该彩色滤光基板设于该薄膜晶体管基板上时，该光遮蔽阵列具有多个纵列沿着该数据线延伸，并且有多个横列沿着该栅极线延伸，

其中所述第一突起皆未延伸跨越该光遮蔽阵列的横列。

9.如权利要求7所述的彩色滤光基板，其特征在于，

该薄膜晶体管基板具有多个平行栅极线以及多个平行数据线垂直于该栅极线；以及

当该彩色滤光基板设于该薄膜晶体管基板上时，该光遮蔽阵列具有多个纵列沿着该数据线延伸，并且有多个横列沿着该栅极线延伸，

其中所述第一突起皆未延伸跨越该光遮蔽阵列的纵列。

10.如权利要求7所述的彩色滤光基板，其特征在于，

该薄膜晶体管基板具有多个平行栅极线以及多个平行数据线垂直于该栅极线；以及

当该彩色滤光基板设于该薄膜晶体管基板上时，该光遮蔽阵列具有多个纵列沿着该数据线延伸，并且有多个横列沿着该栅极线延伸，

其中所述第一突起皆未延伸跨越该光遮蔽阵列的纵列以及横列。

Images