专利名称：广视角的液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种广视角的液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)，且特别是涉及一种含有液晶偏向装置与介电常数差为负值的液晶的广视角(wide viewing angle)的液晶显示器。
液晶显示器因具有低幅射性以及体积轻薄短小的优点，故于使用上日渐广泛。然而，使用者从不同角度看入液晶显示器时，当角度增加时，对比(contrast ratio)会降低，而产生视角的限制。如何增大液晶显示器的视角，以提升液晶显示器的图像品质，是今日业界所致力的课题之一。
请参照
图1，其绘示传统液晶显示器的结构剖面图。传统的液晶显示器包括有一上面板102与一下面板104上。上面板102的上方为一上偏光膜(analyzer film)106，而下面板104的下方则为一下偏光膜(polarizer film)108。其中，上偏光膜106与下偏光膜108的偏光方向为相互垂直。另外，上面板102包括一玻璃基板110，玻璃基板110上则依序覆盖有一彩色滤光片(colorfilter)112、透明电极(transparent electrode)114与配向膜(alignment film)116。而下面板104则包括有一玻璃基板120、透明电极122与配向膜124。上面板102与下面板104之间夹着液晶层118。液晶层118中包括多个液晶分子，例如是液晶分子118A。配向膜114与124在摩擦配向制造工艺(Rubbingprocess)中用以使得液晶层118的液晶分子以固定方式排列于其上。
当施加一电压Va于透明电极114与透明电极122之间时，液晶层118的液晶分子将随着所施加的电压Va的大小而改变其状态，亦即是液晶分子的排列方向将随着所施加的电压Va而改变。不同的液晶排列方式，将使得光偏振的方向不同。如此，使得当光线(未标示于图中)由下偏光膜108经液晶层118从上偏光膜106穿过时，不同的液晶分子状态，将影响到穿过上偏光膜106的光线量的大小。也就是说，光的穿透率将随着不同的液晶层118的液晶分子状态而改变。所以，可藉由控制所施加的电压大小，来使得液晶显示面板有明、亮与灰阶(gray scale)等不同的亮度产生。
为了达到广视角的目的，一种使用光补偿弯曲(Optically compensatedbend，以下简称OCB)模态(mode)的液晶显示器已提出。请参照图2，其绘示使用OCB模态的液晶显示器的所施加的电压Va与光穿透率的关系曲线图。当所施加的电压Va为0时，光穿透率为T1当所施加的电压Va为临界电压Vc时，光穿透率为最大值，其为T2。而当所施加的电压Va为V1时，光穿透率为最小值，其为0。
另外，OCB模态的液晶显示器所使用的液晶的介电常数差为正值。而且，OCB模态的液晶显示器所使用的液晶为水平配向，即配向膜116与124使液晶分子以同一方向呈水平排列。上偏光膜106与下偏光膜108的偏振方向为相互垂直。
请参照图3A～3C，其所绘示的是使用OCB模态的液晶显示器于不同的施加电压Va时，液晶层118的液晶分子的排列方式的示意图。其中，图3A、图3B与图3C分别为施加电压Va为0、Vc与V1时的液晶层118的液晶分子的排列方式的示意图。液晶层118包括第一液晶层区域A、第二液晶层区域B与第三液晶层区域C。第一液晶层区域A中的液晶分子与配向膜106相接触，第二液晶层区域B中的液晶分子与配向膜124相接触，而第三液晶层区域C中的多个液晶分子则夹置于第一液晶层区域A与第二液晶层区域B之间。
在图3A中，当于施加电压Va为0时的起始状态下，第一液晶层区域A与第二液晶层区域B中的液晶分子与配向膜116与124的夹角很小，约三至八度左右，且第三液晶层区域C中的液晶分子与配向膜116与124几乎平行，此时的液晶为展曲排列(splay alignment)，液晶分子与上、下偏光膜106、108均夹有一角度，使光线得以通过上、下偏光膜106、108，故使用者所见到的液晶显示面板呈现亮态(white state)。
在图3B中，当施加电压Va为Vc时，第一液晶层区域A与第二液晶层区域B中的液晶分子与配向膜116与124的夹角增大，且只有部分的第三液晶层区域C中的液晶分子与配向膜116与124几近于垂直。此时的液晶分子为弯曲排列(bend alignment)，使用者所见到的液晶显示面板仍呈亮态，且亮度最大。
而在图3C中，当施加电压Va为V1时，第一液晶层区域A与第三液晶层区域C中的液晶分子与配向膜116与124的夹角更大，可达80度或更大。且大部分的第三液晶层区域C中的液晶分子与配向膜116与124几近于垂直，也就是说，液晶分子与上、下偏光膜106、108的偏光方向几近于垂直，则此时液晶显示面板呈现暗黑状态(dark state)。
当上、下面板之间的施加电压Va为大于临界电压Vc且小于电压V1的区间才属于OCB模态液晶显示器的操作区间(operation area)。藉由改变施加电压Va的大小，使得液晶显示面板可以呈现明暗亮度不同的灰阶变化。因OCB模态中液晶分子转向方向相同，可减少转动时液晶分子间的摩擦力，且液晶分子排列整齐，所以OCB模态的液晶显示器具有高反应速度(fastresponse)和广视角的优点。然而，OCB模态的液晶显示器的缺点在于施加电压Va于0至临界电压Vc之间的区间为不使用以及不稳定的缓冲区间。要使得OCB模态的液晶显示器进入操作区间，则必须使得施加电压Va大于临界电压Vc。如此，将使得所需提供的施加电压Va增大，且拉长操作所需的时间。
有鉴于此，本发明的目的就是在于提供一种广视角的液晶显示器。其于起始状态下为暗态，施加电压的后方为亮态，如此可提高对比率(contrastratio)。本发明藉由在上下基板的电极上形成位置相对的突起物，以形成多个显示域(domain)，来达到广视角、高对比率与高反应速度的优点。
为实现本发明的目的，提出一种广视角的液晶显示器，其包括一第一基板、一第一电极、一第一偏向装置、一第二基板、一像素电极、一第二偏向装置、以及一液晶层。第一基板具有一第一表面，第一电极与第一偏向装置位于第一表面上，且第一偏向装置具有一第一斜面。第二基板具有一第二表面，该第二表面与该第一表面相对，而像素电极与第二偏向装置位于该第二表面上。第二偏向装置与第一偏向装置相对应，且第二偏向装置具有一第二斜面。液晶层填充于第一基板与第二基板之间，液晶层由多个各向异性负介电常数差的液晶分子组成，且包括邻接第一偏向装置的第一液晶分子、邻接第二偏向装置的第二液晶分子、与未邻接第一偏向装置或第二偏向装置的一第三液晶分子。当第一电极与像素电极之间未施加一驱动电压时，则(a)第一液晶分子以垂直于第一斜面的方向排列，而与第一基板夹有一第一角度，且第一角度为锐角；(b)第二液晶分子以垂直于第二斜面的方向排列，而与第一基板夹有一第二角度，且第二角度为钝角；(c)第三液晶分子以垂直于第一基板的方向排列，使得第一液晶分子、第三液晶分子、第二液晶分子以近似π形方式依序垂直排列于第一基板与第二基板之间。当施加驱动电压于第一电极与像素电极间时，第一偏向装置与第二偏向装置使第一基板与第二基板之间产生一近似圆弧形驱动电场，而使第一液晶分子依一第一方向转动，且使第二液晶分子依一第二方向转动。第一方向与第二方向方向不同，因此该驱动电场使第一液晶分子、第二液晶分子、第三液晶分子均转向近似平行第一基板的方向排列。
除此之外，当所未施加该驱动电压于第一电极与像素电极间时，该液晶显示器为暗黑状态(dark state)；当所施加于第一电极与像素电极间的驱动电压为一特定电压时，液晶显示器为白亮状态(white state)。
更进一步而言，上面板与下面板包括多数个像素区域，各个像素区域由第一装置与第二装置将各个像素区域分成多数个显示区(domain)。
为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图作详细说明。附图中图1绘示传统液晶显示器的结构剖面图。
图2绘示现有技术中使用OCB模态的液晶显示器的所施加的电压Va与光穿透率的关系曲线图。
图3A～3C绘示使用OCB模态的液晶显示器于不同的施加电压Va时，液晶层的液晶分子的排列方式的示意图。
图4绘示本发明的第一实施例中液晶显示器的结构剖面图。
图5绘示依照本发明的液晶显示器的所施加的驱动电压Va与光穿透率的关系曲线图。
图6绘示图4中施加特定电压Vx于两电极之间时的液晶显示器的结构剖面图。
图7绘示图6中的液晶分子与入射光线的相关示意图。
图8A～8D绘示依照本发明的液晶显示器的一个像素(pixel)区域中的突起物形成的方式与液晶分子倾斜方向的上视示意图。
图9A～9B绘示本发明的第二实施例中液晶显示器的结构剖面图。
图10A～10B绘示本发明的第三实施例中液晶显示器的结构剖面图。
图11A～11B绘示本发明的第四实施例中液晶显示器的结构剖面图。
图12绘示本发明的第五实施例中液晶显示器的结构剖面图。
图13绘示本发明的第六实施例中液晶显示器的结构剖面图。
图14绘示本发明的第七实施例中液晶显示器的结构剖面图。
附图标号说明
102、402、902、1002、1120、1202、1302、1402上面板104、404、1004、1104、1204、1304下面板106、406上偏光膜108、408下偏光膜110、120玻璃基板410第一基板420第二基板112、412彩色滤光片114、122透明电极4142、914、1014、1114、1214、1314、1414第一电极422、1022、1122、1222、1322、1422像素电极416、426、1016、1026、1116、1126、1216、1226突起物116、124配向膜118、428液晶层118A、428A′1、428A′2、428B′1、428B′2、428C′1、428C′2液晶分子418、424、918、1018、1024、1118、1124、1218、1224、1318、1324、1418、1424垂直配向膜1416、1426介电层本发明兼具有垂直配向(Vertical alignment)的液晶显示器与光补偿弯曲(Optically compensated bend，以下简称OCB)模态(mode)的液晶显示器的优点。本发明的技术特点在于，只要能够使得施加电压于上面板与下面板的电极间时，液晶层中所产生的电场有横向弯曲的情形，配合垂直配向且介电常数差的值为负的液晶分子，即可达成本发明的广视角、高对比率与高反应速度的液晶显示器。本发明的液晶显示器包括上面板中的一第一偏向装置与下面板中的一第二偏向装置，用以使液晶层中产生圆弧形偏向电场。此第一装置与此第二装置可以是一介电材质的突起物(bump)，或是于透明电极产生一开口(slit)等方式达成。
第一实施例请参照图4，其绘示依照本发明第一实施例中液晶显示器的结构剖面图。液晶显示器包括有一上面板402与一下面板404。上面板402的上方为一上偏光膜(analyzer film)406，而下面板404的下方则为一偏光膜(polarizerfilm)408。其中，上偏光膜406与下偏光膜408的偏光方向互为垂直。上面板402包含一第一基板410，而下面板404包含一第二基板420。第一基板410包含一第一表面4101，第二基板420包含一第二表面4201，且第一表面4101与第二表面4201相对。另外，第一基板410上依序设有一彩色滤光片(color filter)412、第一电极414、与第一偏向装置416。为了达到本发明的目的，第一偏向装置为设于第一电极414上的突起物416，突起物416的材质为低介电常数的介电质。然后，一垂直配向膜(vertical alignment film)418则覆盖了突起物416与第一电极414。
下面板404还包括形成于第二基板420的第二表面4201上的像素电极422与第二偏向装置426。在此实施例中，第二偏向装置为设于像素电极422上的突起物426。垂直配向膜424则覆盖了突起物426与像素电极422。上面板402与下面板404之间夹着液晶层428。如图4所示，突起物416位于第一表面4101上，且至少具有一斜面4161。突起物426位于第二表面4201上，且至少具有一斜面4261。此外，第二基板的突起物426与第一基板的突起物416的位置相对应。
其中，液晶层428由多个各向异性负介电常数的液晶分子组成，且包括一第一液晶层区域A′、第二液晶层区域B′与第三液晶层区域C′。第一液晶层区域A′中包括多个第一液晶分子，例如是液晶分子428A′1与428A′2，其与垂直配向膜418相接触，且邻近第一偏向装置的突起物416。第二液晶层区域B′中亦包括多个第二液晶分子，例如是液晶分子428B′1与428B′2，此些液晶分子与垂直配向膜424相接触，且邻近第二偏向装置的突起物426。而第三液晶层区域C′中的多个第三液晶分子则夹置于第一液晶层区域A′与第二液晶层区域B′之间，并未邻近第一偏向装置416或第二偏向装置426。
当第一电极410与像素电极420之间未施加一驱动电压时，则第一液晶分子428A′1以垂直于第一斜面4161的方向排列，而与第一基板410夹有一第一角度θ1，且第一角度θ1为锐角。同时，第二液晶分子428B′1以垂直于第二斜面4261的方向排列，而与第一基板410夹有一第二角度θ2，且第二角度θ2为钝角。而第三液晶分子428C′1以垂直于第一基板410的方向排列，使得第一液晶分子428A′1、第三液晶分子428C′1、第二液晶分子428B′1以近似π形方式依序垂直排列于第一基板410与第二基板420之间。
为达本发明的目的，液晶层428中的液晶分子的介电常数差为负值，亦即是，平行液晶分子长轴的方向的介电常数小于垂直液晶分子长轴的方向的介电常数。为了使本发明的效果更加显著，较佳的实施方式为液晶分子的介电常数与突起物416与426的介电常数相差愈大愈好，且突起物416、426以介电常数较小的介电材质为佳。
此时，因为大部分的液晶分子为垂直排列，与上、下偏光膜406、408垂直，因此未施加该驱动电压时，光线(未标示于图中)无法穿透上偏光膜406或下偏光膜408，而使得液晶显示面板呈现暗黑状态(dark state)。
请参照图5，其所绘示的是依照本发明的液晶显示器的所施加的电压Va与光穿透率的关系曲线图。当所施加于第一电极414与422之间的电压Va为0时，液晶显示面板呈现暗黑状态，亦即是光穿透率为0。当所施加于透明电极414与422之间的电压Va为一特定电压Vx时，光穿透率为最大值，其为T3。由图5可以得知，当所施加的电压Va越大时，其光穿透率亦随之加大。所以，可以藉由适当的控制施加电压Va的值，来达到明暗与灰阶显像的目的。
请参照图6，其所绘示的是图4中施加特定电压Vx于第一电极与像素电极之间时，液晶显示器的结构剖面图。
当施加特定电压Vx于第一电极414与像素电极422之间时，液晶层428将因随着所施加的电压Vx而改变其排列方式。在图6中，虚线所示的是施加特定电压Vx于第一电极414与像素电极422之间时，第一电极414与像素电极422之间所产生的电场的等位线，而箭号所示的是驱动电场的电力线。因为液晶分子的介电常数差为负值，所以第三液晶层区域C′中的液晶分子将受到电场影响而转动成液晶分子的长轴与电力线垂直。此外，对于第一液晶层区域A′中的液晶分子而言，为受电场影响后，液晶分子428A′1将转动并使其长轴与电力线垂直。而由于液晶分子为紧密相连的结构，故而转动后的液晶分子428A′1将推挤邻近的液晶分子，使得第一液晶层区A′中其他的液晶分子，例如是液晶分子428A′2，均将转动成近似于液晶分子428A′1的方向。同理可知，第二液晶层区B′中的所有液晶分子均将转动成近似于液晶分子428B′1的方向，例如是液晶分子428B′2。
也就是说，当施加驱动电压于第一电极414与像素电极422间时，第一偏向装置的突起物416与第二偏向装置的突起物426使第一基板410与第二基板420之间产生的一近似圆弧形的驱动电场43，而使第一液晶分子428A′1依第一方向45转动，且使第二液晶分子428B′1依第二方向49转动。第一方向45与第二方向49方向相反，因此该驱动电场43使第一液晶分子428A′1、第二液晶分子428B′1、第三液晶分子428C′1均转向近似平行于第一基板410的方向排列。
此时，因为大部分的液晶分子为平行于第一电极414与像素电极422，与上、下偏光片406、408均夹有一角度，故而，于施加驱动电压Vx后，穿过下偏光膜408的光线(未标示于图中)亦可穿透上偏光膜406，而使得液晶显示面板呈现白亮状态(white state)。
比较本发明与现有技术，请同时参考图3C与图4，图4中的液晶分子排列方式与图3C中的液晶分子的排列方式类似，均以近似π形方式依序垂直排列于两基板之间，为液晶显示面板的暗黑状态(dark state)。再参考图3A与图6，图6中的液晶分子的排列方式与图3A中的液晶分子的排列方式类似，其皆是液晶分子的长轴平行于透明电极的排列方式。其中，图3C与图4分别是液晶显示器施加电压与未施加电压的情形，而图3A与图6则分别是液晶显示器未施加电压与施加电压的情形，表示本发明的操作情形与传统的光补偿弯曲(Optically compensated bend，OCB)模态的液晶显示器相反，故而本发明可视为一种反相OCB模态(reverse OCB)的液晶显示器。
请参照图7，其所绘示的是图6中的液晶分子与入射光线的相关示意图。由于第一层液晶区域A′的液晶分子的排列方式与第二层液晶区域B′的液晶分子的排列方式相互对称，所以，当光线L1与光线L2分别穿过液晶层428时，液晶分子对光线L1与光线L2所产生的效果是一样的。所以，使用者从液晶显示面板的右侧看到的画面的亮度，将与从左侧看到的画面的亮度相同。如此，使用本发明的液晶显示器将可达到广视角的优点。
就另一方面而言，当液晶分子由图4所示的排列方式，于施加电压之后转换成由图6所示的排列方式时，在液晶分子转动的过程当中，上下层液晶之间的转动方向相反，一者向上而一者向下，且一为顺时针方向一为逆时针方向。如此一来，液晶分子间所造成的摩擦力很小，故可产生快速反应的效果。相对的，现有技艺的液晶显示器动作时，不论是扭转线型(Twisted Nematicmode，TN)或垂直排列型(Vertical alignment mode，VA)，其液晶的转动方式都是朝同一方向，都为顺时针或都为逆时针方向，则上下层液晶分子间的摩擦力较大，液晶动作的反应时间较长。此外，若突起物416与426的介电常数与液晶分子的介电常数差的差值增大时，由图6可知，于突起物416与426附近的电力线的弯曲度亦加大，可使得引导液晶分子转动的力量加强，而使得反应速度更为加快。
请参照图8A～8D，其所绘示的是依照本发明的液晶显示器的一个像素(pixel)区域中的突起物形成的方式与液晶分子倾斜方向的上视示意图。像素区域指像素电极对应于第一与第二基板410、420之间的空间。请同时参考图4，上面板402与下面板404延伸于XY平面上，其包括了多数个像素区域。由图8A～8D所示，在每一个像素区域中，第一与第二偏向装置的突起物416与突起物426将每一个像素区域分成多数个显示区(domain)。如此，于施加电压之后，液晶分子于像素区域中的不同区域范围的液晶分子倾斜的方向相异，而不同的液晶分子倾斜的方向，决定了不同的显示域。图8A、8B、8D所绘示的是2个显示域的液晶显示器，而图8C所绘示的是4个显示域的液晶显示器。藉由改变显示域或是增加显示域的数目，可以有效地达到广视角的液晶显示器。
如图8A～8D所示，方向AA代表上偏光膜406的偏振方向，而方向PP则代表下偏光膜408的偏振方向。上下偏光膜406、408的偏振方向也可互相相反。图8A的突起物沿着一像素区域的对角线形成，图8B的突起物形成为双L形，图8C的突起物形成为十字形，而图8D的突起物则形成为H字形。然而，实施本发明时并不在此限，只要能够形成多个不同的显示域的突起物的形成方式均在本发明的范围。
在图4与图6中，以突起物416与426为例做说明，然而，实施本发明时，只要能够使得施加电压于第一电极414与像素电极422之后可产生的弧形偏向电场即可。第二实施例请参照图9A～9B，其所绘示本发明的第二实施例中液晶显示器的结构剖面图。在图9A～9B中，与图4结构相同的部分引用相同的标号。其中，图9A与图9B分别为未施加驱动电压时与施加驱动电压时的剖面图。于上面板902上的第一电极914中形成一开口915，并以垂直配向膜918覆盖于其上。而下面板404的构造则与图4的第一实施例相同。由图9B可以得知，因为施加电压于透明电极914与422之后，因为突起物426以及与之相对应的开口1915的影响而使得电力线呈现弯曲的现象，如此，可达到本发明的目的。第三实施例请参照图10A～10B，其所绘示本发明的第三实施例中液晶显示器的结构剖面图，在图10A～10B中，与图4结构相同的部分引用相同的标号。其中，图10A与图10B分别为未施加驱动电压时与施加驱动电压时的剖面图。于上面板1002中，先于彩色滤光片412上形成突起物1016，在其上还形成一第一电极1014。接着，垂直配向膜1018则覆盖于第一电极1014之上。在下面板1004中，与突起物1016相对应的突起物1026先形成于第二基板420上，于其上还形成一像素电极1022。接着垂直配向膜1024则覆盖于像素电极1022上。第一实施例中突起物位于电极上方，而第三实施例与第一实施例不同处在于，作为第一与第二偏向装置的突起物1016、1026分别位于第一电极1014与像素电极1022下方。由第10B可知，施加电压后，因为突起物1016与1026的影响将使得电力线呈现弯曲的现象，如此可达到本发明的目的。第四实施例请参照图11A～11B，其所绘示本发明的第四实施例中液晶显示器的结构剖面图，在图11A～11B中，与图4结构相同的部分引用相同的标号。其中，图11A与图11B分别为未施加驱动电压时与施加驱动电压时的剖面图。于上面板1102中，先于彩色滤光片412上形成突起物1116，并覆盖以第一电极1114。接着，垂直配向膜1118则覆盖于第一电极1114之上。而在下面板1104中，与突起物1116相对应的突起物1126则形成于像素电板1122上，并覆盖以垂直配向膜1124。第四实施例与第一、第三实施例不同处在于，作为第一偏向装置的突起物1116位于第一电极1014下方，而作为第二偏向装置的突起物1126位于像素电极1022的上方。由图11B可知，施加电压后，突起物1116与1126的影响将使得电力线呈现弯曲的现象，以达到本发明的目的。第五实施例请参照图12，其所绘示本发明的第四实施例中液晶显示器的结构剖面图，在图12中，与图4结构相同的部分引用相同的标号。其中，图12为未施加电压时的示意图。于上面板1202的第一电极1214上形成突起物1216，并覆盖以垂直配向膜1218。而在下面板1204中，突起物1226则形成于像素电极1222上，并覆盖以垂直配向膜1224。其中，突起物1216与1226的位置相对应，突起物1226位于突起物1216的下方。此外，作为第一偏向装置的突起物1216具有两斜面1217、1219，且两斜面的斜率不相同。同理，作为第二偏向装置的突起物1226亦具有两斜率不相同的斜面。如此，可藉由不同的突起物1216与1226的高度与两侧斜面的斜率，使其两侧的液晶分子的倾斜方向不同，来得到不同的显示域。第六实施例图13所绘示的是本发明的第五实施例中液晶显示器的结构剖面图，在图13中，与图4结构相同的部分引用相同的标号。图13为未施加驱动电压时的示意图。在图13中，先于第一电极1314与像素电极1322上分别形成相对应的开口后，覆盖以垂直配向膜1318与1324。如此，于施加电压后，因第一电极1314与像素电极1322的开口的影响，将使得电力线呈现弯曲的现象，以达到本发明的目的。第七实施例图14所绘示的是本发明的第六实施例中液晶显示器的结构剖面图。在图14中，与图4结构相同的部分引用相同的标号。图14为未施加驱动电压时的剖面图。在图14中，可使用一具有相对应的凹槽的介电层1416与1426来代替突起物。其分别介于第一电极1414和垂直配向膜1418，与像素电极1422和垂直配向膜1424之间。于施加电压后，因凹槽的介电层1416与1426可使得电力线呈现弯曲的现象，亦可达到本发明的目的。
本发明上述实施例所揭露的广视角的液晶显示器结合了使用垂直配向液晶的液晶显示器与OCB模态的液晶显示器的优点，包括广视角、快速反应、高对比率、与未施加电压时所产生的良好的(perfect)暗黑状态。
综上所述，虽然本发明已结合一优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当由后附的权利要求所界定。
权利要求
1.一种广视角的液晶显示器，包括一第一基板，其上具有一第一表面；一第一电极与一第一偏向装置，位于该第一表面之上，该第一偏向装置具有一第一斜面；一第二基板，其上具有一第二表面，该第二表面与该第一表面相对；一像素电极与一第二偏向装置，位于该第二基板的该第二表面上，该第二偏向装置具有一第二斜面，且该第二偏向装置与该第一偏向装置相对应；以及一液晶层，填充于该第一基板与该第二基板之间，该液晶层由多个各向异性负介电常数的液晶分子组成，该液晶层包括邻接该第一偏向装置的一第一液晶分子，邻接该第二偏向装置的一第二液晶分子，与未邻接该第一偏向装置或该第二偏向装置的一第三液晶分子；当该第一电极与该像素电极之间未施加一驱动电压时，(a)该第一液晶分子以垂直于该第一斜面的方向排列，而与该第一基板夹有一第一角度，且该第一角度为锐角；(b)该第二液晶分子以垂直于该第二斜面的方向排列，而与该第一基板夹有一第二角度，且该第二角度为钝角，(c)该第三液晶分子以垂直于该第一基板的方向排列，使得该第一液晶分子，该第三液晶分子，该第二液晶分子以近似π形方式依序垂直排列于该第一基板与该第二基板之间；当施加该驱动电压于该第一电极与该像素电极间时，该第一偏向装置与该第二偏向装置使第一基板与第二基板之间产生一近似圆弧形驱动电场，而使该第一液晶分子依一第一方向转动，使该第二液晶分子依一第二方向转动。且该第一方向与该第二方向方向相反，如此该驱动电场使该第一液晶分子、该第二液晶分子、该第三液晶分子均转向近似平行该第一基板的方向排列。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，该第一偏向装置为一第一突起物(bump)，该第二偏向装置为一第二突起物，该第一突起物形成于该第一电极之上，而该第二突起物形成于该像素电极之上，且该第二偏向装置位于该第一偏向装置的正下方。
3.如权利要求2所述的液晶显示器，其中，该第一突起物与该第二突起物的材质为低介电常数的介电质。
4.如权利要求2所述的液晶显示器，其中，该第一突起物还具有一第三斜面，该第三斜面的斜率与该第一斜面的斜率不相同，而该第二突起物还具有一第四斜面，且该第四斜面的斜率与该第三斜面的斜率不相同。
5.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，该第一偏向装置为一第一突起物，该第二偏向装置为一第二突起物，该第一突起物形成于该第一基板上，且该第一电极覆盖该第一突起物，该第二突起物形成于该像素电极之上，其中，该第一突起物与该第二突起物的材质为低介电常数的电介质。
6.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，该第一偏向装置为一第一突起物，该第二偏向装置为一第二突起物，该第一突起物形成于该第一基板上，且该第一电极覆盖该第一突起物，该第二突起物形成于该第二基板上，且该第二像素电极覆盖该第二突起物，其中，该第一突起物与该第二突起物的材质为低介电常数的介电质。
7.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，该第一基板上还包含一第一介电层，该第二基板上还包含一第二介电层，该第一偏向装置为一第一凹槽，该第一凹槽设于该第一介电层中，该第二偏向装置为一第二凹槽，该第二凹槽设于该第二介电层中，该第二凹槽位于该第一凹槽正下方，且该第一介电层形成于该第一电极上，而该第二介电层形成于该像素电极之上。
8.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，该像素电极对应于该第一与该第二基板之间的空间定义为一像素区域，且该第一偏向装置与该第二偏向装置将该像素区域分成多个显示区(domain)。
9.如权利要求8所述的液晶显示器，其中该第一偏向装置与该第二偏向装置沿着该像素区域的对角线形成。
10.如权利要求8所述的液晶显示器，其中于该像素区域中的该第一偏向装置与该第二偏向装置的形状成L形。
11.如权利要求8所述的液晶显示器，其中于该像素区域中，该第一偏向装置与该第二偏向装置形成十字形。
12.如权利要求8所述的液晶显示器，其中于该像素区域中，该第一偏向装置与该第二偏向装置形成H形。
13.一种广视角的液晶显示器，包括一第一基板、其上具有一第一表面；一第一电极与一第一偏向装置，位于该第一表面之上；一第二基板，其上具有一第二表面，该第二表面与该第一表面相对；一像素电极与一第二偏向装置，位于该第二基板的该第二表面上，且该第二偏向装置与该第一偏向装置相对应；以及一液晶层，填充于该第一基板与该第二基板之间，该液晶层由多个负介电常数各向异性液晶分子组成，该液晶层包括邻接该第一偏向装置的一第一液晶分子，邻接该第二偏向装置的一第二液晶分子，与未邻接该第一偏向装置或该第二偏向装置的一第三液晶分子；当该第一电极与该像素电极之间未施加一驱动电压时，(a)该第一液晶分子以垂直于该第一偏向装置的方向排列，而与该第一基板夹有一第三角度，(b)该第二液晶分子以垂直于该第二偏向装置的方向排列，而与该第一基板夹有一第四角度，且该第四角度为钝角，(c)该第三液晶分子以垂直于该第一基板的方向排列，使得该第一液晶分子、该第三液晶分子、该第二液晶分子以近似π形方式依序垂直排列于该第一基板与该第二基板之间；当施加该驱动电压于该第一电极与该像素电极间时，该第一偏向装置与该第二偏向装置使第一基板与第二基板之间产生一近似圆弧形驱动电场，而使该第一液晶分子依一第一方向转动，使该第三液晶分子依一第二方向转动，且该第一方向与该第二方向方向不同，如此该驱动电场使该第一液晶分子、该第二液晶分子、该第三液晶分子均转向近似平行该第一基板的方向排列。
14.如权利要求13所述的液晶显示器，其中，该第一偏向装置为一第一开口(slit)，该第一开口设于该第一电极上，该第二偏向装置为一第三突起物，该第二突起物形成于该像素电极之上，其中，该第三突起物的材质为低介电常数的电介质。
15.如权利要求13所述的液晶显示器，其中，该第一偏向装置为一第一开口，该第二偏向装置为一第二开口，该第一开口形成于该第一电极上，该第二开口形成于该像素电极之上。
全文摘要
一种广视角、高对比率与高反应速度的液晶显示器。此液晶显示器包括上面板的第一偏向装置与下面板的第二偏向装置,在上、下面板未加电压时,邻近第一、第二偏向装置的液晶分子,以近似π形的方式垂直排列在上、下面板之间。施加电压后,因该些偏向装置而产生一近似弧形的电场,液晶分子则因弧形电场的影响,转向与上、下面板平行的方向排列。
文档编号G02F1/1337GK1363852SQ0110123
公开日2002年8月14日 申请日期2001年1月8日 优先权日2001年1月8日
发明者郑新安 申请人:达碁科技股份有限公司