TWI297801B - - Google Patents

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1297801 • 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種液晶顯示器，其特別有關於一種垂 直配向型液晶顯示器，其像素内液晶分子的方位係被設定 為複數個互相不同的方向。 【先前技術】 液晶顯示器主要包含一液晶顯示器單元具有兩玻璃基 板彼此對置而將一液晶層夾設於其間。垂直配向（VA )型 液晶顯示器是一種使用負液晶材料以及垂直配向薄膜的類 型（mode)。當無電壓供應時，液晶分子係排列在一垂直方 向而出現黑螢幕顯示（black display)。當供給一預先設定的 電壓時’液晶分子係排列在一水平方向而出現白螢幕顯示 (white display)。相較於扭曲向列型液晶顯示器，該垂直配 向型液晶顯不器提供較高的對比、較快的反應速度並且對 黑白顯示提供極佳的視野角度特性。 然而’當'觀看角度並非垂直於螢幕平面時，該垂直配向 型液晶顯示器會有對比下降或對比反轉（c〇ntrast reversai) 之問題。這是光與液晶顯示器單元内液晶分子交互作用之 結果。當光以非垂直之入射角通過液晶顯示器單元時，其 與液晶分子交互作用 > 古^从 1下用之方式係不同於當光以垂直之入射角 通過液晶顯示器單元。lL ^ μ / 早70 因此，在光穿透狀態（白）以及非 穿透狀態（黑）之間的i , 門的對比在非垂直角度時明顯下降，因 而使該等顯示器在許, 社汗夕應用（例如平面電視螢幕以及大型 電腦螢幕）皆無法令人滿音。

P01-202-TW 1297801 本^明因而咢求提供一種垂直配向型液 克服或至少改善前述先前技術之_。 ^ 【發明内容】 本發月之主要目的係提供一種廣視角且高對比之垂直 配向型液晶顯示器。 ^ 根據本發明通用態樣之液晶顯示器，其主要包含經垂直 配向處理之第-基板及第二基板；一具負介電常數異向性 :液曰曰:其失設於該第一及第二基板之間；-光遮蔽陣列 设於：第一基板上;複數個陣列排列之突起彼此平行設於 5亥第一基板上；以及複數個陣列排列之狹縫（slit)設於該 像素電極’該複數個狹縫係與突起之主體交錯排列。每個 突：具有-彎折成「之」字形之主體以及複數個分岔部。 該第，基板設有複數條彼此平行的閘線路；複數條彼此平 行的資料線路，其垂直於則線路；及複數個像素電極成 矩陣式排列於該閘線路與資料線路的交叉部分。該像素恭 極具有平行於間線路之第—邊緣以及平行於資料線路之第 二邊緣。該光遮蔽陣列具有複數行沿資料線路延伸以及複 數列沿間線路延伸。根據本發明之垂直配向型液晶顯示器 的視野角度表現，可藉由將像素内液晶分子的方位 (orientation )設定為複數個互為不同的方向而加以改 善0 根據本發明一較佳實施例，該突起之所有分岔部皆設於 正對像素電極第二邊緣之位置使得分岔部與狹縫之夾角不 大於45度，藉此使得在分岔部與狹縫交界附近的液晶分子 P01-202-TW 6 1297801 的取向（亦即「該液晶分子長軸之平均方向」）差異大幅降 低至最多45度。這將有效抑制液晶分子排列不整齊的境界 線（disclinatioro發生在狹縫與第二像素電極邊緣交界之 鄰近區域，藉此避免境界線所導致的顯示缺陷。 根據本發明另一較佳實施例，該光遮蔽陣列每行皆具有 複數個膨脹部設在每一個像素區域内。在本實施例中了第 一基板上正對像素電極第二邊緣並且在突起主體與狹縫間 之區域係設有該膨脹部以及該突起分岔部，藉此有效遮蔽 因串擾（crosstalk)導致的變暗區域。 根據本發明又一較佳實施例，該像素電極第二邊緣具有 複數個凹口設於正對該突起分岔部之區域外，使得像素電 極第二邊緣與資料線路間的最小距離在凹口附近係相對增 加，藉此有效改善串擾之問題。 根據本發明再一較佳實施例，該像素電極第二邊緣具有 複數個凹口排列成鋸齒形設於正對該突起分岔部之區域 外，藉此降低串擾之影響。 為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯特徵，下文特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖示， 作詳細說明如下。 【實施方式】 第1圖及第2圖所示為根據本發明第一較佳實施例垂直 配向型液晶顯不器之像素部分，其揭示特別的突起以及狭 縫圖案。根據本發明之液晶顯示器主要包含一第一基板及 一第二基板。該些基板的表面係被垂直配向處理。一具有

^Ol-202-TW 7 1297801 負介電常數声向性（dielectric constant anisotropy)的液晶密 封於該兩基板之間。本發明的垂直配向型液晶顯示器較佳 是一種薄膜電晶體液晶顯示器（TFT LCD)。如第7圖所示， 該第一基板1 02設有一光遮蔽陣列例如遮光層（BM)(未示 於第7圖中）；複數個彩色濾光片i〇2a以及一共同電極 102b。如第2圖所示，該第二基板1〇4設有複數條彼此平 行的閘線路（gate line)i〇6 ;複數條彼此平行的資料線路 108,其垂直於該閘線路；及複數個薄膜電晶體（未示於圖 中）與像素電極120,該薄膜電晶體及像素電極係成矩陣 式排列於該閘線路與資料線路的交叉部分。一般而言，該 第一基板102係稱為彩色濾光基板因為其設有彩色濾光 片，而該第二基板104係稱為薄膜電晶體基板。該基板間 一般設有間隔件（spacer)(未示於圖中）用以界定該基板之 間的間隔（gap )。 參見第1圖及第2圖，像素電極120係設於由兩相鄰閘 線路106以及兩相鄰資料線路1〇8 (未示於第1圖中）所 界定之像素區域内。該像素電極120具有平行於閘線路之 第一邊緣120a以及平行於資料線路之第二邊緣12补。根 據本發明之液晶顯示器，其具有複數個陣列排列之突起工Μ 以及狹縫（slit) 140用以調整液晶的方位，當施以一電壓時 該液晶中的液晶分子係呈傾斜狀排列而使得每一個像素内 液晶的方位係包含複數個方向。因此，根據本發明之垂直 配向型液晶顯示器的視野角度表現，可藉由將像素内液晶 分子的方位（orientation)設定為複數個互為不同的方向而 加以改善。該複數個突起130係彼此平行設於該第一基板

P01-202-TW 1297801 上。每個突起130主要具有一彎折成「之」字形的主體 130a。該複數個陣列排列之狹縫14〇係設於該像素電極 12〇可以理解的是，該像素電極120係被狹縫140分隔成 數個部分電極。如第1圖所示，該複數個狹縫14〇係與突 起之主體130a交錯排列。 一般而言，當液晶顯示器僅設置彎折成「之」字形的突 起主體130a與狹缝140時，其顯示器像素會有一部分呈現 變暗（darkened)的狀況。而在像素中呈現黑暗的區域内， 其已發現當施以電壓時液晶分子的方位改變得很慢。這將 降低對比以及反應時間，因而使顯示品質惡化。這是由於 液as分子被像素電極邊緣12〇b附近的傾斜電場所傾斜之 方向係相當不同於該狹縫140所導致的傾斜方向。這將導 致在該像素電極邊緣12〇b所形成的區域（d〇main)以及該狹 縫140所形成的區域之間的邊界上產生液晶分子排列不整 齊的境界線（disclination)。因此，一變暗區域出現在狹缝 140與像素電極邊緣120b交界之鄰近區域。 根據本發明之液晶顯示器，其特徵在於每個突起i 3 〇具 有複數個分岔部130b設於正對像素電極第二邊緣i2〇l3之 位置。值得注意的是’該分岔部13 0 b與狹縫14 0之夾角係 保持在小於或等於45度，藉此使得在分岔部13〇b與狹縫 14 0父界附延的液晶分子的取向（亦即「該液晶分子長軸 之平均方向」）差異大幅降低至最多45度。這有效抑制境 界線發生在狹縫140與像素電極邊緣i20b交界之鄰近區 域0 9 P01-202-TW 、 1297801 如第1圖以及第2圖所示，該光遮蔽陣列1 5 〇係以陰影 表示以幫助瞭解。一般而言，該光遮蔽陣列具有複數行丨5如 沿資料線路108延伸以及複數列150b沿閘線路1〇6延伸。 值得注意的是，在第丨圖以及第2圖所示之實施例中，該 光遮蔽陣列之每一行15(^係具有大致相同之寬度。一般而 5，為了獲得較佳之開口率（aperture rati〇)(亦即可透光區 域之比例），像素電極邊緣12〇b係被設計為盡量靠近資料 線路108。然而，當像素電極邊緣12〇1)太接近資料線路1〇8 時將導致電容耦合（capacitive coupling)(亦即串擾 (crosstalk))之問題而使得顯示器像素會有一部分呈現變暗 (darkened) 〇 第3圖所示為根據本發明第二較佳實施例垂直配向型 液晶顯示器之像素部分。該液晶顯示器之特徵在於該光遮 蔽陣列之每一行150a皆具有複數個膨脹部（只有4個膨脹 部150c標示於第3圖中）設在每一個像素區域内。在本實 施例中，第一基板上正對像素電極第二邊緣並且在突起主 ，13=a與狹縫14〇間之區域係設有該膨脹部i5〇c以及該 犬起刀岔邠13〇b，藉此有效遮蔽因串擾（crosstalk)導致的 變暗區域。 曰第4圖所示為根據本發明第三較佳實施例垂直配向型 夜:曰,„’員7F器之像素部分。該液晶顯示器之特徵在於該像素 ° 第一邊緣120b具有複數個凹口 122設於正對該突 起刀岔部130b之區域外，使得像素電極第二邊緣12汕盘 資料線路間的最小距離在凹σ 122附近係相對增加，藉： 有效改善串擾之問題。再者，該凹口 122之設置目的係在

P01-202-TW 1297801 於猎由曾曲該像素電極第二 ^ A 邊緣120b之部分區段，而增加 通像素電極第二邊緣120b ⑵附近區域㈣場所傾斜之度’其係改變了該凹口 == 佈，使得該附近區域之液晶排列更加 之問題Γ ϋ 動’因而同時解決境界線（d—) 第5圖所示為根據本發明四 手古 液晶顯示器之像素部分。亨液曰顧 a例垂直配向型 古拎昨 該液日日顯不器之特徵在於同時設 有細脹部150c以及凹口 122，藉 籍此進一步改善前述問題。 第6圖所示為根據本發明第五較佳實施例垂直配 =晶顯示器之像素部分。該液晶顯示器之特徵在於該像素 電極第=邊緣12Gb具有複數個凹n m排列成鑛齒形設於 ，對該犬起分岔部13Gb之區域外，藉此降低串擾之影響， 並抑制境界線問題之發生。 曰 接著，用以形成該突起的製程敘述如了。當該突起13〇 要形成在彩色濾光基板時，先將—光阻㈣於彩色满光基 板表面，轉移一預先設定圖案（參照w W所示的突起圖 案），然後顯影而形成該突起130〇該製程可藉由習知技術 而輕易實施。此外，該狹縫14〇可利用習知像素電極形成 步驟而與像素電極120 —起形成。 雖然本發明已以前述較佳實施例揭示，然其並非用以限 定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和 範圍内，當可作各種之更動與修改，因此本發明之保護範 圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 P01-202-TW 11 Ϊ297801 【圖式簡單說明】 第1圖：根據本發明第一較佳實施例之垂直配向型液晶 顯示$ 4參各古 °豕京uP分的平面圖，其揭示特別的突起以及狹縫圖 案； ，淨 ^ Γ — 圖：根據本發明第一較佳實施例之垂直配向型液晶 顯示器單_ ^1Α \ ^ 像素部分的平面圖； 第3 m · 顯- β •根據本發明第二較佳實施例之垂直配向型液晶 顯不器單一伤主^ 像素部分的平面圖； 顯干哭w圖根據本發明第三較佳實施例之垂直配向型液晶 〜早-像素部分的平面圖； 5 顯示琴θ根據本發明第四較佳實施例之垂直配向型液晶 广像素部分的平面圖； 第6圖：根據本發 顯示器單一你* 乃弟五較佳實施例之垂直配向型液晶 -像素部分的平面圖，及 弟7圖：根據本發明―+“ 示器之部分剖_ 敎佳實施例之垂直配向型液晶顯 不圖〇

P01-202-TW 12 1297801 【主要元件符號說明】 102 基板 102a 彩色濾光片 102b 共同電極 104 基板 106 閘線路 108 資料線路 120 像素電極 120a 邊緣 120b 邊緣 122 凹口 124 凹口 130 突起 130a 主體 130b 分岔部 140 狹縫 150 光遮蔽陣列 150a 行 150b 列 150c 膨脹部 P01-202-TW 13、

Claims (1)

1297801 ~ 十、申請專利範圍： • 1、 一種液晶顯示器，其包含： 經垂直配向處理之第一基板及第二基板； 具負介電常數異向性（dielectric constant anisotropy)之 液晶’其夾設於該第一及第二基板之間； 一光遮蔽陣列設於該第一基板上； 複數條閘線路（gate line)設於該第二基板上； 複數條彼此平行且與閘線路垂直之資料線路（data Hne)，該 複數條閘線路與資料線路係形成複數個矩陣排列之像素區 域，該每一個像素區域係為兩相鄰閘線路以及兩相鄰資料 線路所界定； 一像素電極設於每一個像素區域，該像素電極具有平行於 閘線路之第一邊緣以及平行於資料線路之第二邊緣； 複數個陣列排列之突起彼此平行設於該第一基板上，其各 具有▼主體以及複數個分岔部，該複數個突起之主體係彎 折成「之」字形；及 複數個陣列排列之狹縫㈨⑴設於該像素電極，該複數個狹 縫係與突起之主體交錯排列，且該突起之所有分岔部皆設 於正對像素電極第二邊緣之位置使得分岔部與狹縫之央角 不大於45度； 其中該光遮蔽陣列具有複數行沿資料線路延伸以及複數列 、P01-202-TW 14 1297801 /;σ間線路延伸，該光遮蔽陣列每行皆具有複數個膨脹部設 在每一個像素區域内，使得第一基板上正對像素電極第二 邊緣並且在突起主體與狹縫間之區域係大致為該膨脹部以 及該突起分岔部所遮蔽。 2、 依申請專利範圍第i項之液晶顯示器，其中該像素電 極第一邊緣係具有複數個彎曲部分設於正對該突起分岔部 之區域外。 3、 一種液晶顯示器，其包含： 經垂直配向處理之第一基板及第二基板； 具負介電常數異向性（dielectric constant anisotropy)之 液晶，其夾設於該第一及第二基板之間； 一光遮蔽陣列設於該第一基板上； 複數條閘線路（gate line)設’於該第二基板上； 複數條彼此平行且與閘線路垂直之資料線路（data line)，該 複數條閘線路與資料線路係形成複數個矩陣排列之像素區 域，忒母一個像素區域係為兩相鄰閘線路以及兩相鄰資料 線路所界定； 一像素電極設於每一個像素區域，該像素電極具有平行於 閘線路之第一邊緣以及平行於資料線路之第二邊緣； 複數個陣列排列之突起彼此平行設於該第_基板上，其各 具有一主體以及複數個分岔部，該複數個突起之主體係彎 P01-202-TW 、15 1297801 ‘ .. ； Γ _ • 折成「之」字形；及 複數個陣列排列之狹缝（slit)設於該像素電極，該複數個狹 縫係與突起之主體交錯排列，且該突起之所有分岔部皆設 於正對像素電極第二邊緣之位置使得分岔部與狹縫之夾角 不大於45度； 其中該像素電極第二邊緣係具有複數個彎曲部分設 於正對該突起分岔部之區域外，且該複數個彎曲部分係形 成複數個凹口。 4、依申請專利範圍第3項之液晶顯示器，其中該光遮蔽 陣列具有複數行沿資料線路延伸以及複數列沿閘線路延 伸’該光遮蔽陣列每行皆具有複數個膨脹部設在每一個像 素區域内，使得第一基板上正對像素電極第二邊緣並且在 犬起主體與狹縫間之區域係大致為該膨脹部以及該突起分 岔部所遮蔽。 5 依申請專利範圍第3項之液晶顯示器，其中該複數個 凹口係排列成鋸齒形。 P01-202-TW 16