附图说明
图1A绘示为依照本发明的一实施例的具有显示域导向突起的MVALCD的平面图。
图1B绘示乃图1A中沿着A-A’线段的剖面图。
图2绘示为当施加电压的有效值约为6伏特时,图1A及1B的MVA LCD的液晶指向(director)的模拟分布图。
图3绘示为图1A及1B中的MVA LCD的电压与亮度的相依曲线。
图4绘示为当图1A及1B中的MVA LCD于伽玛校正系数γ=2.2时,于不同入射角下的典型的伽玛曲线。
图5绘示为当传统的具有四显示域的MVA LCD于伽玛校正系数γ=2.2时,于不同入射角下的伽玛曲线。
图6A绘示依照本发明的另一实施例的具有显示域导向狭缝的MVALCD的平面图。
图6B绘示乃图6A中沿着A-A’线段的剖面图。
图7绘示为当施加电压的有效值约为6伏特时,图6A及6B的MVA LCD的液晶指向的模拟分布图。
图8绘示为图6A及6B中的MVA LCD的电压与亮度的相依曲线。
图9绘示为图第6A及6B中的MVA LCD于伽玛校正系数γ=2.2时,于不同入射角下的典型的伽玛曲线。
图10A绘示为依照本发明的另一实施例的MVA LCD面板的平面图。
图10B绘示乃图10A中沿着A-A’线段的剖面图。
图11绘示为当施加电压的有效值约为6伏特时,图10A及10B的MVALCD的液晶指向的模拟分布图。
图12绘示为图10A及10B中的MVA LCD的电压与亮度的相依曲线。
图13绘示为当图10A及10B中的MVA LCD于伽玛校正系数γ=2.2时,于不同入射角下的典型的伽玛曲线。
图14A绘示为依照本发明的另一实施例的MVA LCD面板的平面图。
图14B绘示乃图14A中沿着A-A’线段的剖面图。
图15绘示为当施加电压的有效值约为6伏特时,图14A及14B的MVALCD的液晶指向的模拟分布图。
图16绘示为图14A及14B中的MVA LCD的电压与亮度的相依曲线。
图17绘示为当图14A及14B中的MVA LCD于伽玛校正系数γ=2.2时,于不同入射角下的典型的伽玛曲线。
图18A绘示为依照本发明的另一实施例的MVA LCD面板的平面图。
图18B绘示乃图18A中沿着A-A’线段的剖面图。
附图标记说明
100、600、1000、1400、1800:MVA LCD面板
110、610、1010、1410、1810:下基板
112、612、1012、1412、1812:薄膜晶体管
114、614、1014、1414、1814:扫描线
116、616、1016、1416、1816:数据线
122、622、1022、1422、1822:透明基板
124、624、1024、1424、1824:栅极绝缘层
126、626、1026、1426、1826:保护层
128、628、1028、1428、1828:像素电极
129、629、1029、1429、1829:显示域导向层
130、630、1030、1430、1830:上基板
132、632、1032、1432、1832:透明基板
134、634、1034、1434、1834:彩色滤光板
135、635、1035、1435、1835:涂布层
136、636、1036、1436、1836:共同电极
138、638、1037、1038、1437、1438、1837、1838:显示域导向层
139:屏障层
150、1050、1850:液晶层
161、661、1061、1461、1861:主要区
162、662、663、1062、1462、1862:次要区
639:电子屏障
650:液晶材料
1039、1439、1839:电子屏障层
具体实施方式
在详细说明本发明所披露的实施例之前,需知本发明非限定于为说明所显示特定的安排而为的应用,本发明适用于其它的实施方式。再者,此处所使用的字词以说明目的所用,并非用以限制本发明。
请参照主要元件符号说明的段落,以识别本发明的各元件于说明书及图示中的符号及其编号。
本发明提出一透射式垂直配向型液晶显示器(Vertically Aligned LiquidCrystal Display,VA LCD)的装置结构,用以产生多个显示域以提高可视角,且特别能够改良角度相依的伽玛曲线,而能增加色彩表现性能。本发明所提出的液晶显示器可应用于与无磨擦(rubbing-free)及简易的工艺,优选地,使用具有负介电性(Δε<0)的液晶材料。
请参照图1A及1B,图1A绘示为依照本发明的一实施例的具有显示域导向突起的MVA LCD的平面图,图1B绘示乃图1A中沿着A-A’线段的剖面图。如图1A及1B所示,MVA LCD面板的各单元像素100包括一下基板110、一上基板130及夹置于其间的一液晶层150。下基板110包括具有多个薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)112的一透明基板122、多条扫描线114、多条数据线116、一栅极绝缘层124、一保护层126、以及制成于透明基板122的一内表面上的多个像素电极128。各TFT 112设置于单元像素区100之一之内,且连接至对应的扫描线114与数据线116,如图1A所示。图1B的栅极绝缘层124形成以覆盖扫描线114,保护层126形成以覆盖数据线116,并位于透明基板122之上,透明基板122可为一透明玻璃。
栅极绝缘层124及保护层126皆可为一有机材料,例如为非晶硅碳氧(a-Si:C:O)及非晶硅氧氟(a-Si:O:F);或者,栅极绝缘层124及保护层126亦皆可为一无机材料,例如为氮化硅(Silicon Nitride,SiNx)及氧化硅(SiliconOxide,SiO2),且可通过等离子体辅助式化学气相沉积(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition,PECVD)、或通过相似的溅镀方法来制成。各像素电极128电性连接至一对应的TFT 121。透明像素电极128通常由一电性传导的材料所制成,且具有高光学穿透性,例如为氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide,IZO)、或氧化锌(Zin Oxide,ZnO)。各像素电极128具有多个显示域导向层129。显示域导向层129可为液晶配向的突起,并通过沉积一有机材料(例如为a-Si:C:O及a-Si:O:F)所形成、或通过沉积一无机材料(例如为氮化硅(SiNx)及氧化硅(SiO2))所形成。显示域导向层129亦可为液晶配向的狭缝,狭缝通过开口图案层蚀刻透明像素电极128来形成。
上基板130包括一透明基板132、一彩色滤光片134、一涂布层135、多个共同电极136、多个显示域导向层138、及多个电子屏障层139。涂布层135设置于透明基板132的下方,以覆盖彩色滤光片134。涂布层135的材料可以是丙烯酸(acrylic)树脂、聚酰胺(polyamide)、聚酰亚胺(polyimide)、或酚醛环氧(novolac epoxy)树脂。涂布层135通过使用光刻(photolithography)及蚀刻工艺而予以图案化,以形成多个部分蚀刻的区域。未蚀刻的区域(未绘示)之处,可具有足够的厚度,以使其兼备间隙物(cell spacer)的功能,来简化工艺、降低成本。
各共同电极136设置于涂布层135上。透明共同电极136通常由一电性传导的材料所制成,且具有高光学穿透性,例如为ITO、IZO、或ZnO。电子屏障层139设置以填补位于涂布层135及共同电极136上的被部分蚀刻的区域。电子屏障层139可以是一有机材料,例如为a-Si:C:O及a-Si:O:F;或者,电子屏障层139亦可以是一无机材料,例如为SiNx及SiO2,且可通过PECVD来制成、或通过其它普通技术人员可知的相似的溅镀方法来制成。各共同电极136具有多个显示域导向层138。显示域导向层138可为液晶配向的突起,并通过沉积一有机材料(例如为a-Si:C:O及a-Si:O:F)所形成、或通过沉积一无机材料(例如为SiNx及SiO2)所形成。显示域导向层138亦可为液晶配向的狭缝,狭缝通过开口图案层蚀刻透明共同电极136来形成
液晶层150垂直配向于下基板110与上基板130之间。当TFT 112切换为开启状态(ON-state)时,电场会产生于下基板110与上基板130之间。如此,通过显示域导向层129、138及电子屏障层139,可使液晶层150的液晶分子倾斜于多个方向上,以达到一多显示域液晶的架构。
由于电子屏障层139的屏蔽效应(screen effect),靠近电子屏障层139的处的电场强度会小于其它区域的电场强度。因此,电子屏障层139可划分一单元像素100为至少二不同的区域,例如一主要区161及一次要区162,而产生两种不同的临界电压。在不同的灰阶下,具有电子屏障层139的次要区162通常会产生较高的临界电压,而导致较低的亮度。因此,于各种灰阶下,通过两不同区域161及162所组成的亮度,可改善MVA LCD面板的角度相依伽玛曲线。主要区161与次要区162的面积比介于10∶1至1∶10的范围内,而电子屏障层139与对应的液晶显示面板100的面积比典型地大于1∶1000。
在使用Z字型的电极的典型MVA LCD中,当受到TFT阵列的驱动时,一个单元像素通常会形成四个液晶显示域。在使用本发明的架构下,即使仅使用一个TFT,亦可形成超过四个液晶显示域,其原因在于次要区162所具有的临界电压不同于主要区161所具有的临界电压。如此,可扩大MVA LCD面板的视角。
在模拟的过程中,各参数设定如下。MVA LCD的结构重复以尺寸为100微米×450微米的一单元像素所架构。突起型式的像素显示域导向层129及共同显示域导向层138具有Z字型的宽度w=12微米、及突出的高度hp=1.2微米。各相邻的显示域导向层于投影面上的间距g=35微米。电子屏障层139由氮化硅所制成,且为平坦(flat),并具有宽度we=12微米、高度h=1.2微米、且介电常数为7.0。主要区161与次要区162的面积比选择为约2∶1,介于上基板与下基板之间的液晶胞间距约莫为4微米。所使用的液晶材料150为默克(Merck)负型Δε的液晶混合物MLC-6608(于波长λ=550纳米(nm)时的双折射率Δn=0.083、介电异向性Δε=-4.2、粘滞系数(rotationalviscosity)γ1=0.186帕斯卡秒(Pa·s)),此液晶材料150于初始状态上与基板呈现垂直配向。在此例中,液晶材料的方位角约为0度,预倾角约为90度。
请参照图2,其绘示为施加6伏特的有效值电压于共同电极136与像素电极128之间时,于图1A及1B的架构下液晶指向(director)的模拟分布图。分布图为一平面图,且从像素单元的中点沿着Z轴的方向分割开来。如图所示,由于边场效应(fringing field)与介于下基板110与上基板130之间的纵向(longitudinal)电场,液晶指向将会被重新导向,并垂直于电场方向。分别通过像素及共同显示域导向突起层129及138,可于主要区161中形成一典型的四个显示域的结构。于次要区162中,倾斜的电子屏障层139有助于形成额外的两个显示域。因此,在TFT 112所提供的一外部电场的应用下,总共可形成六个液晶显示域于整个像素单元100。若配合使用合适的补偿膜,则可扩大此具有六个显示域的MVA LCD的可视角。前述的补偿膜例如记录于S.T.Wu及D.K.Yang所提出的文献中:Reflective Liquid Crystal Displays(Wiley,New York,2001),第12章。
请参照图3,其绘示为分别整个像素100、主要区161及次要区162的电压与亮度的相依曲线。在此例中,入射白光源来自于传统的冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)所提供的背光,此背光于进入夹置于两交错的线性偏光片的MVA LCD面板之前,会先通过具有红绿蓝三种颜色的彩色滤光片。主要区161的临界电压约为2.25伏特的有效值,次要区的临界电压约为2.40伏特的有效值。电子屏障层139会使得临界电压略微提高,导致于定义整个像素100为具有一相同的灰阶时,次要区162会具有低于主要区161的亮度。
在量化的分析上,于离轴方向上的图像失真系数
定义如下:
此处,ΔBi,j为于灰阶值i及灰阶值j时的亮度差异。而符号“<>”表示为于任意的灰阶值时的平均值。
位于约0至1之间。较小的
意味着图像失真的情形较轻微,如角度相依伽玛曲线上所显示,亦即,此时于离轴方向上具有优选的图像品质。
请参照图4,其绘示了整个像素单元100的传统伽玛曲线于伽玛校正系数γ=2.2时,且于不同入射角下的标绘图。于此,方位角设定约为0度,并以具有256个灰阶值的8位灰度(gray scale)来计算。于下,D的值为0.2994。
请参照图5,其更绘示了主要区161的传统伽玛曲线于伽玛校正系数γ=2.2时,且以一传统具有四显示域的MVA LCD为例。于
的视角下,对应的D的值约为0.3510。概要地,相较于传统的MVA LCD,本例的架构可具有14.7%的改善成效,而能于离轴方向上产生优选的图像品质。
请参照图6A及6B,其绘示本发明的另一实施例MVA LCD面板的平面图。图6A绘示为MVA LCD面板的架构,图6B绘示乃图6A中沿着A-A’线段的剖面图。于此实施例中,主要元件沿用图1A及1B的架构,并使用新的标号。此两架构的主要差异在于:本实施例采用不同的像素与共同导向狭缝。
相仿于图1A及1B所绘示的架构,在本实施例中,MVA LCD包括一下基板610、一上基板630及一夹置于其间的液晶层650。如图6B所示,下基板610包括一透明基板622、多个TFT 612、多条扫描线614、多条数据线616、一栅极绝缘层624、一保护层626、以及多个像素电极628。
各TFT 612设置于单元像素区600之一内,且连接至对应的扫描线614与数据线616,如图6A所示。如同前述的例,栅极绝缘层624形成以覆盖扫描线614,保护层626形成以覆盖数据线616,并位于透明基板622之上。栅极绝缘层624及保护层626皆可为一有机材料,例如a-Si:C:O及a-Si:O:F、或为一无机材料,例如SiNx及SiO2,且可通过PECVD来制成、或通过相似的溅镀方法来制成。各像素电极628电性连接至一对应的TFT 612。透明像素电极628通常由一电性传导的材料所制成,且具有高光学穿透性,例如为ITO、IZO或ZnO。与图1B所绘示的架构不同的是,各像素电极628具有多个显示域导向层629。显示域导向层629为液晶配向的狭缝,并通过蚀刻透明像素电极628,来产生显示域导向层的狭缝629于像素电极628中。
上基板630包括一透明基板632、一彩色滤光片634、一涂布层635、多个共同电极636、多个显示域导向层638、及多个电子屏障层639。涂布层635设置于透明基板632的下方,以覆盖彩色滤光片634。涂布层635的材料可以是丙烯酸树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、或酚醛环氧树脂。涂布层635通过使用光刻及蚀刻工艺而予以图案化,以形成多个部分蚀刻的区域,且具有的厚度典型地大于0.1微米。而未蚀刻的区域(未绘示)之处,则具有足够的厚度,以使其兼备间隙物(cell spacer)的功能,来简化工艺、降低成本。
如先前所述,各共同电极636设置于涂布层635上。透明共同电极636通常由一电性传导的材料所制成,且具有高光学穿透性,例如为ITO、IZO、或ZnO。电子屏障层639设置以填补位于涂布层635及共同电极636上的被部分蚀刻的区域。电子屏障层639可以是一有机材料,例如为a-Si:C:O及a-Si:O:F;或者,电子屏障层639亦可以是一无机材料,例如为SiNx及SiO2,且可通过PECVD来制成、或通过其它普通技术人员可知的相似的溅镀方法来制成。与图1B的架构不同的是,各共同电极636具有多个显示域导向层638。显示域导向层638可为液晶配向的狭缝,狭缝通过开口图案层来蚀刻透明共同电极636所形成。
在模拟的过程中,各参数设定如下。MVA LCD的结构重复以尺寸为100微米×600微米的一单元像素所架构。狭缝型式的显示域导向层629及638具有Z字型的宽度w=12微米。各相邻的显示域导向层于投影面上的间距g=35微米。在此例中,电子屏障层639由氮化硅所制成,且为平坦,并具有宽度we=12微米、高度h=1.2微米、且介电常数为7.0。此两个倾斜的电子屏障层639位于图6A所示的次要区662及次要区663上。主要区661与次要区662及663的面积比选择为约1∶1,介于上基板与下基板之间的液晶胞间距约为4微米。在此例中,所使用的液晶材料为默克负型Δε的液晶混合物MLC-6608(于波长λ=550纳米(nm)时的双折射率Δn=0.083、介电异向性Δε=-4.2、粘滞系数(rotational viscosity)γ1==0.186帕斯卡秒(Pa·s)),此液晶材料于初始状态上与基板呈现垂直配向。液晶材料的方位角约为0度,预倾角约为90度。
请参照图7,其绘示为施加6伏特的有效值电压于共同电极636与像素电极628之间时,本实施例的液晶指向(director)的模拟分布图。分布图为一平面图,且从像素单元的中点沿着Z轴的方向分割开来。如图所示,由于边缘效应与介于下基板610与上基板630之间的纵向电场,液晶指向将会被重新导向,并垂直于电场方向。分别通过像素及共同显示域导向狭缝629及638,可于主要区661中形成一典型的四个显示域的结构。于次要区662及663中,电子屏障层639有助于形成额外的四个显示域。因此,在TFT 612所提供的一外部电场的应用下,总共可形成八个液晶显示域于整个像素单元600。若配合使用合适的补偿膜,则可扩大此具有八个显示域的MVA LCD的可视角。
请参照图8,其绘示为分别整个像素600、主要区661及次要区662及663的电压与亮度的相依曲线。在此例中,入射白光源来自于传统CCFL所提供的背光,此背光于进入夹置于两交错的线性偏光片(未绘示)的MVA LCD面板之前,会先通过具有红绿蓝三种颜色的彩色滤光片。主要区661的临界电压约为2.25伏特的有效值,次要区的临界电压约为2.32伏特的有效值。次要区会具有较高的临界电压的原因在于,因为电子屏障层639会使得会遮敝一部分的电场。因此,在定义整个像素600为具有一相同的灰阶时,次要区662及663会具有低于主要区661的亮度。
请参照图9,其绘示了整个像素单元600的典型的伽玛曲线于伽玛校正系数γ=2.2时,且于不同入射角下的标绘图。如图所示,方位角设定约为0度,并以具有256个灰阶值的8位灰度(gray scale)来计算。于
下,D的值为0.2771。
相较于典型的传统具有四显示域的MVA LCD具有的D值为0.3510,本例的架构可具有21%的改善成效,故能于离轴方向上产生优选的图像品质。
请参照图10A及10B,其绘示本发明的另一实施例MVA LCD面板的架构。图10A绘示为MVA LCD面板的平面图,图10B绘示乃图10A中沿着A-A’线段的剖面图。在此实施例中,主要元件沿用图1A、1B、6A及6B的架构,并使用新的标号。相仿于图6A及6B所绘示的例,图10A及10B所绘示的架构分别包括像素电极显示域导向狭缝1029及共同电极显示域导向狭缝1038。主要差异在于:本实施例采用不同的像素与共同导向狭缝。
相仿于图1A及1B所绘示的架构,本实施例于图10A及10B所绘示的架构中,MVA LCD面板1000包括一下基板1010、一上基板1030及一夹置于其间的液晶层1050。如图6B所示,下基板1010包括一透明基板1022、多个TFT 1012、多条扫描线1014、多条数据线1016、一栅极绝缘层1024、一保护层1026、以及多个像素电极1028,如图10B所示。各TFT 1012设置于单元像素区1000之一内,且连接至对应的扫描线1014与数据线1016,如图10A所示。栅极绝缘层1024形成以覆盖扫描线1014,保护层1026形成以覆盖数据线1016,并位于透明基板1022之上,透明基板1022可为一透明玻璃。栅极绝缘层1024及保护层1026皆可为一有机材料,例如a-Si:C:O及a-Si:O:F、或为一无机材料,例如SiNx及SiO2,且可通过PECVD来制成、或通过普通技术人员所知的相似的溅镀方法来制成。
如先前所述,各像素电极1028电性连接至一对应的TFT 1012。透明像素电极1028通常由一电性传导的材料所制成,且具有高光学穿透性,例如为ITO、IZO或ZnO。各像素电极1028具有多个显示域导向层1029。显示域导向层1029为液晶配向的狭缝,狭缝通过开口图案层蚀刻透明像素电极1028来形成。
上基板1030包括一透明基板1032、一彩色滤光片1034、一涂布层1035、多个共同电极1036、多个显示域导向层1037、多个显示域导向层1038、及多个电子屏障层1039。涂布层1035设置于透明基板1032的下方,以覆盖彩色滤光片1034。涂布层1035的材料可以是丙烯酸树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、或酚醛环氧树脂。涂布层1035通过使用光刻及蚀刻工艺而予以图案化,以形成多个部分蚀刻的区域,且具有的厚度典型地大于0.1微米。未蚀刻的区域为主要区1061,被蚀刻的区域为次要区1062。
各共同电极1036设置于涂布层1035及被蚀刻的次要区1062上。透明共同电极1036通常由一电性传导的材料所制成,且具有高光学穿透性,例如为ITO、IZO、或ZnO。电子屏障层1039设置以填补位于共同电极1036上的被蚀刻的次要区1062。电子屏障层1039可包括一有机材料,例如为a-Si:C:O及a-Si:O:F;或者,电子屏障层1039亦可以是一无机材料,例如为SiNx及SiO2,且可通过PECVD来制成、或通过其它普通技术人员可知的相似的溅镀方法来制成。如图10B所示,各共同电极1036具有位于主要区1061内的多个显示域导向层1038、以及具有位于次要区1062内的多个显示域导向层1037。其等可为液晶配向的狭缝,狭缝通过开口图案蚀刻透明共同电极1036的过程中来形成。
在模拟的过程中,各参数设定如下。MVALCD的结构重复以尺寸为100微米×450微米的一单元像素所架构。狭缝型式的显示域导向层1029及1038具有Z字型的宽度w=12微米。各相邻的显示域导向层于投影面上的间距g=35微米。在此例中,电子屏障层1039由氮化硅所制成,且为平坦,并具有高度h=1.2微米、且介电常数为3.5。电子屏障层1039覆盖于次要区1062及显示域导向层1037上,且于次要区1062中具有宽度约we=12微米。主要区1061与次要区1062的面积比选择为约2∶1,介于上基板与下基板之间的液晶胞间距约为4微米。在此例中,所使用的液晶材料为默克负型Δε的液晶混合物MLC-6608(于波长λ=550纳米(nm)时的双折射率Δn=0.083、介电异向性Δε=-4.2、粘滞系数(rotational viscosity)γ1=0.186帕斯卡秒(Pa·s)),此液晶材料于初始状态上与基板呈现垂直配向。液晶材料的方位角约为0度,预倾角约为90度。
请参照图11,其绘示为施加6伏特的有效值电压于共同电极1036与像素电极1028之间时,本实施例的液晶指向的模拟分布图。分布图为一平面图,且从像素单元的中点沿着Z轴的方向分割开来。如图所示,由于边缘效应与介于下基板1010与上基板1030之间的纵向电场,液晶指向将会被重新导向,并垂直于电场方向。分别通过像素及共同显示域导向狭缝1029及1038,可于主要区1061中形成一典型的四个显示域的结构。于次要区1062中,倾斜的显示域导向狭缝层1037与电子屏障层1039有助于形成额外的二个显示域。因此,在TFT 1012所提供的一外部电场的应用下,总共可形成六个液晶显示域于整个像素单元1000。此具有六个显示域的MVA LCD可扩大显示面板的可视角。
请参照图12,其绘示为分别整个像素1000、主要区1061及次要区1062的电压与亮度的相依曲线。在此例中,入射白光源来自于传统CCFL所提供的背光,此背光于进入夹置于两交错的线性偏光片(未绘示)的MVA LCD面板之前,会先通过具有红绿蓝三种颜色的彩色滤光片。主要区1061的临界电压约为2.25伏特的有效值,次要区的临界电压约为3.00伏特的有效值。由于电子屏障层1039能有效地遮敝一部分的电场,因此,于定义整个像素1000为具有一相同的灰阶时,次要区1062会具有低于主要区1061的亮度。
请参照图13,其绘示了整个像素单元1000的典型的伽玛曲线于伽玛校正系数γ=2.2时,且于不同入射角下的标绘图。于此,方位角设定约为0度,并以具有256个灰阶值的8位灰度(gray scale)来计算。于
的视野方向下,D的值为0.2866。相较于典型的传统具有四显示域的MVALCD具有的D值为0.3510,本例的架构可具有18.4%的改善成效,故能于离轴方向上产生优选的图像品质。
请参照图14A及14B,其绘示本发明的另一实施例MVA LCD面板的架构。图14A绘示为MVA LCD面板的平面图,图14B绘示乃图14A中沿着A-A’线段的剖面图。于此实施例中,主要元件沿用图1A、1B、6A、6B、10A及10B的架构,并使用新的标号。相仿于图10A及10B所绘示的例,本实施例的架构分别包括像素电极显示域导向狭缝建议改为1429a及1429b及共同电极显示域导向狭缝1438。
如图14A及14B所示,MVA LCD面板包括一下基板1410、一上基板1430及一夹置于其间的液晶层1450。下基板1410包括一透明基板1422、多个TFT 1412、多条扫描线1414、多条数据线1416、一栅极绝缘层1424、一保护层1426、多个像素电极1428、多个显示域导向层1429a及1429b、以及多个电子屏障层1421。电子屏障层1421形成于透明基板1422的一内表面,且邻近于液晶层1450。
各TFT 1412设置于单元像素区1400之一内,且连接至对应的扫描线1414与数据线1416,如图14A所示。栅极绝缘层1424形成以覆盖扫描线1414,保护层1426形成以覆盖数据线1416,并位于透明基板1422之上,如图14B所示。栅极绝缘层1424及保护层1426皆可为一有机材料,例如a-Si:C:O及a-Si:O:F、或为一无机材料,例如SiNx及SiO2,且可通过PECVD来制成、或通过普通技术人员所知的相似的溅镀方法来制成。
如前述的例子不同的是,涂布层1427设置于位于下基板的保护层1426的上方。涂布层1427的材料可以是丙烯酸树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、或酚醛环氧树脂。涂布层1427通过使用光刻及蚀刻工艺而予以图案化,以形成多个部分蚀刻的区域,且具有的厚度典型地大于0.1微米。未蚀刻的区域即是主要区1461,被蚀刻的区域即是次要区1462。各像素电极1428设置于涂布层1427及被蚀刻的次要区1462上。透明像素电极1428通常由一电性传导的材料所制成,且具有高光学穿透性,例如为ITO、IZO、或ZnO。
各像素电极1428具有位于主要区1461内的多个显示域导向层1429a、以及位于次要区1462内的多个显示域导向层1429b。其等可为液晶配向的狭缝,狭缝通过开口图案蚀刻透明共同电极1436来形成。电子屏障层1421设置以填补位于像素电极1428上的被蚀刻的次要区1462。电子屏障层1421可包括一有机材料,例如为a-Si:C:O及a-Si:O:F;或者,电子屏障层1421亦可以是一无机材料,例如为SiNx及SiO2,且可通过PECVD来制成、或通过其它相似的溅镀方法来制成。
上基板1430包括一透明基板1432、一彩色滤光片1434、多个共同电极1436、多个显示域导向层1438。各共同电极1436具有多个显示域导向层1438,显示域导向层1438为液晶配向的狭缝,狭缝通过开口图案层蚀刻共同像素电极1436来形成。
在此例中,各参数设定如下。MVA LCD的结构重复以尺寸为100微米×600微米的一单元像素所架构。狭缝型式的显示域导向层1429a、1429b及1438选择为具有Z字型的宽度w=12微米。各相邻的显示域导向层于投影面上的间距g=35微米。在此例中,平坦的电子屏障层1421具有高度h=1.2微米、且介电常数为3.5。主要区1461与次要区1462的面积比选择为约1∶1。介于上基板与下基板之间的液晶胞间距约为4微米。在此例中,所使用的液晶材料为默克负型Δε的液晶混合物MLC-6608(于波长λ=550纳米(nm)时的双折射率Δn=0.083、介电异向性Δε=-4.2、粘滞系数(rotationalviscosity)γ1=0.186帕斯卡秒(Pa·s)),此液晶材料于初始状态上与基板呈现垂直配向。液晶材料的方位角约为0度,预倾角约为90度。
请参照图15,其绘示为施加6伏特的有效值电压于共同电极1436与像素电极1428之间时,本实施例的液晶指向的模拟分布图。分布图为一平面图,且从像素单元的中点沿着Z轴的方向分割开来。如图所示,由于边缘效应与介于下基板1410与上基板1430之间的纵向电场,液晶指向将会被重新导向,并垂直于电场方向。分别通过显示域导向狭缝1429a、1429b及1438,可分别于主要区1461及次要区1462中形成一典型的四个显示域的结构。此两种位于主要区1461及次要区1462中的四个显示域结构不相同。因此,于TFT 1412所提供的一外部电场的应用下,总共可形成八个液晶显示域于整个像素单元1400。此具有八个显示域的MVA LCD可进一步扩大显示面板的可视角。
请参照图16,其绘示为分别整个像素1400、主要区1461及次要区1462的电压与亮度的相依曲线。在此例中,入射白光源来自于传统CCFL所提供的背光,此背光于进入夹置于两交错的线性偏光片(未绘示)的MVA LCD面板之前,会先通过具有红绿蓝三种颜色的彩色滤光片。主要区1461的临界电压约为2.25伏特的有效值,次要区1462的临界电压约为2.80伏特的有效值。在电子屏障层1421的效应下,次要区的临界电压显著地增加。因此,于定义整个像素1400为具有一相同的灰阶时,次要区1462会具有低于主要区1461的亮度。
请参照图17,其绘示第四实施例中的整个像素单元1400的典型的伽玛曲线于伽玛校正系数γ=2.2时,且于不同入射角下的标绘图。于此,方位角设定约为0度,并以具有256个灰阶值的8位灰度来计算。于
的视野方向下,D的值为0.2369。相较于典型的传统具有四显示域的MVA LCD具有的D值为0.3510,第四实施例的架构可具有32.5%的改善成效,故能于离轴方向上产生优选的图像品质。
请参照图18A及18B,其绘示本发明的另一实施例MVA LCD面板的平面图。图18A绘示为MVA LCD面板的架构,图18B绘示乃图6A中沿着A-A’线段的剖面图。在此实施例中,主要元件沿用图1A、1B、6A及6B的架构,并使用新的标号。相仿于图6A及6B所绘示的例,图18A及18B所绘示的架构分别包括像素电极显示域导向狭缝1829及共同电极显示域导向狭缝1838。主要差异在于:本实施例采用不同的像素与共同导向狭缝。
相仿于图1A及1B所绘示的架构,在图18A及18B所绘示的另一架构中,MVALCD面板1800包括一下基板1810、一上基板1830及夹置于其间的一液晶层1850。下基板1810包括一透明基板1822、多个TFT 1812、多条扫描线1814、多条数据线1816、一栅极绝缘层1824、一保护层1826、以及多个像素电极1828。如图18A所示,各TFT 1812设置于单元像素区1800之一内,且连接至对应的扫描线1814与数据线1816。栅极绝缘层1824形成以覆盖扫描线1814,保护层1826形成以覆盖数据线1816,并位于透明基板1822之上,透明基板1822可为一透明玻璃。栅极绝缘层1824及保护层1826皆可为一有机材料,例如a-Si:C:O及a-Si:O:F、或为一无机材料,例如SiNx及SiO2,且可通过PECVD来制成、或通过具有通常知识知所知的相似的溅镀方法来制成。
如先前所述,各像素电极1828电性连接至一对应的TFT 1812。透明像素电极1828通常由一电性传导的材料所制成,且具有高光学穿透性,例如为ITO、IZO或ZnO。各像素电极1828具有多个显示域导向层1829。显示域导向层1829为液晶配向的狭缝,狭缝通过开口图案蚀刻透明像素电极1828来形成。
上基板1830包括一透明基板1832、多个涂布层1835、多个共同电极1836、多个显示域导向层1837、多个显示域导向层1838、及多个电子屏障层1839。涂布层1835设置于透明基板1832的下方,以覆盖彩色滤光片1834。涂布层1835的材料可以是丙烯酸树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、或酚醛环氧树脂。涂布层1835通过使用光刻及蚀刻工艺而予以图案化,以形成多个部分蚀刻的区域,且具有的厚度典型地大于0.1微米。而未蚀刻的区域为主要区1861,而被蚀刻的区域为次要区1862。
各共同电极1836设置于涂布层1835及被蚀刻的次要区1862上。透明共同电极1836通常由一电性传导的材料所制成,且具有高光学穿透性,例如为ITO、IZO、或ZnO。电子屏障层1839设置以填补位于共同电极1836上的被蚀刻的次要区1862。电子屏障层1839包括一有机材料,例如为a-Si:C:O及a-Si:O:F;或者,电子屏障层1839还包括一无机材料,例如为SiNx及SiO2,且可通过PECVD来制成、或通过其它普通技术人员可知的相似的溅镀方法来制成。如图18B所示,各共同电极1836具有多个显示域导向层1838于主要区1861中、及具有多个显示域导向层1837于次要区1862中。其等可为液晶配向的狭缝,狭缝通过开口图案层蚀刻透明共同电极1836来形成。MVA LCD的结构重复以尺寸为100微米×450微米的一单元像素所架构。显示域导向层1829及1838可例如为具有Z字型的宽度w=12微米。各相邻的显示域导向层于投影面上的间距例如g=35微米。在此例中,电子屏障层1839例如由氮化硅所制成,且为平坦,并具有例如为高度h=1.2微米。电子屏障层1839覆盖次要区1862,而位于次要区1862的显示域导向层1837具有宽度we=12微米。主要区1861与次要区1862的面积比选择例如为约2∶1,介于上基板与下基板之间的液晶胞间距例如约为4微米。在此例中,所使用的液晶材料可以为默克负型Δε的液晶混合物MLC-6608(于波长λ=550纳米(nm)时的双折射率Δn=0.083、介电异向性Δε=-4.2、粘滞系数(rotational viscosity)γ1=0.186帕斯卡秒(Pa·s)),此液晶材料于初始状态上与基板呈现垂直配向。液晶材料的方位角可以约为0度,预倾角约为90度。此实施例的架构应能于离轴方向上产生优选的图像品质。
本发明所披露的实施例中,共同及像素显示域导向为狭缝,然亦可以代替以其它型式的架构,例如显示域导向突起、或突起与狭缝的组合。
综上所述,虽然本发明已以一些优选实施例披露如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。