液晶显示器及其制造方法

专利名称：液晶显示器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器及其制造方法。
技术背景液晶显示器(LCD)可以使用于例如是可携式装置、电脑显示器以及高画 质电视等电子产品中。液晶显示器可具有液晶层以及两个交错的线性偏光 板，以通过光电作用来调变光。施加在液晶层的外部电压可以改变液晶分子 的方向以及液晶层的光相位延迟特性，进而改变通过交错的线性偏光板的光 量。依据施加在液晶层的电压，显示器的各个像素可以显示一定范围的灰度 色阶。彩色滤光片可以用来过滤光，以产生彩色。液晶显示器的光学特性与液晶层未施加电压(称为"初始状态，，)或施加电 压(称为"操作状态")时的液晶分子的分子排列有关。液晶分子初期的排列可 由表面的边界条件来决定。两个基板之间的液晶层以及表面的边界条件可由 覆在基板上的配向膜来控制。各配向膜可以例如是有机(如聚合物)或无机薄 膜材料。液晶分子初期是以垂直于或是平行于稍微倾斜(预倾斜)于一特定方向的 配向膜表面的方式排列。倾斜的方向定义了在操作状态的分子再定位方向 (reorientation direction)。倾存+量称为预倾存+角度(pretilt angle)。配向月莫的表面 结构定义表面的预倾斜角度，其可以经由摩擦定向有机配向膜、以一倾斜入 射方向的偏振光或是无偏振光对有机配向膜进行曝光、或倾斜沉积无机配向 膜的方式来获得的。在液晶层施加电压的操作状态时，由于液晶分子的介电 各向异性，所施加的电场会在液晶分子上施加一扭矩。液晶层初期的结构以 及分子的再定位结构共同界定了液晶的类型。液晶类型不同，其应用也会有 所不同。例如，不同尺寸的显示器可使用的液晶类型也并不相同，这是因为必须 考虑元件制造的复杂度、制造的成本以及系统的效能等因素。对小型或是中 型荧幕(例如用于移动电话以及电脑荧幕)而言，可以使用扭转向列(Twisted8Nematic, TN)型。M. Schadt在1971年的Applied Physics Letters的第18巻 第127页篇名为"Voltage-Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal"中详细说明了 TN显示器。TN显示器的操作可靠，且制造简 易。在TN显示器中，使用了两个具有配向膜的基板，配向膜可使得液晶分 子在初期状态与基板的表面平行。沿正交方向摩擦定向上、下配向膜。在此 边界条件下，没有施加电压的液晶层会具有扭转结构。由于双折射 (birefringence)以及波导作用(wave guiding effect),此扭转结构会改变通过液 晶层的光的偏振状态。相较于在亮的状态仅使用双折射作用的其他种类型的 液晶，波导作用可在亮的状态提供具低色散的高透射效率。"扭转结构"是指液晶层的一种状态，其在垂直方向上不同位置的液晶分子的指向矢(director)的方向不同。扭转结构与螺旋相似。顺时针扭转方向表 示当液晶分子从接近显示器的背面的位置移动到接近显示器正面的位置时， 液晶分子具有顺时针方向旋转的方向性(与左旋螺旋相似)。逆时针扭转方向 表示当液晶分子从接近显示器的背面的位置移动到接近显示器正面的位置 时，液晶分子具有逆时针方向旋转的方向性(与右旋螺旋相似)。TN显示器可以透过施加一个操作电压给液晶层，使液晶分子排列成与 基板表面垂直的方向，而转变为暗的状态。在暗的状态中，液晶层表面区域 的光延迟会造成漏光，这是因为接近表面区域的液晶分子受到配向膜的束缚 而并未转变成与基板垂直的状态所致。另一种液晶显示类型称的为垂直配向(VA)类型，液晶分子在初期会在垂 直方向(亦即，与基板表面垂直)排列。VA型液晶有两种。第一种是以双折射 作用(birefringence effect)来控制亮度，其称的为电控双折射(ECB) VA型液晶， 请参照M. Schadt在1971年的Applied Physics Letters的第19巻第391页篇 名为"Deformation of Nematic Liquid Crystals with Vertical Orientation in Electrical Fields"的内容。ECB VA型液晶是使用配向膜使液晶分子垂直于基 板的表面。上、下配向膜的摩擦定向方向彼此相对。为达到高亮度，上、下 偏光板的光轴具有相对于配向膜的摩擦定向方向呈45度方向的透射轴。值得注意的是"垂直"和"水平"是用来描述显示器的各构件的相对方向。 各构件可具有不同的方向。第二种VA型液晶称的为"手性垂直型"或"垂直至扭转平面转变型"液 晶，其具有ECB VA型液晶(例如高对比)以及TN型液晶(例如高亮度以及低9色散)的优点。请参照Seong-Woo Suh等人在1996年的Applied Physics Letters 的第 68巻第 2819页篇名为 "Novel electro-optic effect associated with a homeotropic to twisted-planar transition in nematic liquid crystals"的内容以及 Shin-Tson Wu等人在1997年的Journal of Applied Physics的第82巻的第4795 页篇名为"Chiral-homeotropic liquid crystal cells for high contrast and low voltage displays"的内容。手性垂直型液晶显示器可以使用混合少量手性材 料的负介电各向异性液晶材料。在手性垂直型LCD中，液晶材料夹在两个玻璃基板之间，其玻璃基板 覆盖着一层透明导电电极(如铟锡氧化物)并且在实质的上方覆盖一层薄的有 机(如聚亚酰胺)或无机(如SiO》配向膜。在初期状态，配向膜可使液晶分子垂直于基板的表面排列。施加电压给液晶层时，手性材料会在液晶层中产生 一个扭转结构。在下、上基板上的配向膜的倾斜方向可以不相同。两个倾斜的方向所夹 的角度可以例如是90度。施加电压给液晶层时，不同的倾斜方向会在液晶 层中形成一个扭转结构。配向膜的倾斜方向安置在可以使得液晶分子在液晶 层中形成一个扭转结构，其中扭转结构的扭转方向与手性材料所造成的扭转 方向相同。例如，若是手性材料所造成的扭转结构具有顺时针扭转方向，则配向膜 的倾斜方向则安置在可以使得液晶分子产生顺时针方向的扭转结构的方向 上。相反地，若是手性材料所造成的扭转结构具有逆时针扭转方向，则配向 膜的倾斜方向则安置在可以使得液晶分子产生逆时针方向的扭转结构的方 向上。手性垂直LCD具有交错的偏光板，亦即，具有彼此方向正交的透射轴。 其中 一 层配向膜的倾斜方向与交错的偏光板的其中 一 个透射轴(transmi ssion axe)平行。在初期状态，液晶分子排列在垂直方向上且光不会通过交错的偏 光板，因而形成暗的图像。此结果与ECBVA型的情形相似。在操作状态， 垂直方向的电场会施加在液晶层上。由于液晶分子具有负介电各向异性，因 此，所施加的电场会使得液晶分子再定位朝向水平方向。由于配向膜上不同 的倾斜方向的作用以及手性材料的作用，大部分区域的液晶分子会形成一个 扭转结构。手性垂直型LCD中大部分区域中的扭转结构与TN型LCD者相 似，且其光学特性也与TN型LCD者相似。发明内容在一方面，本发明提出一种液晶显示器，其包括第一基板，具有第一电极与第一配向膜；第二基板，具有第二电极与第二配向膜；以及一液晶层， 具有多数个液晶分子，位在第一基板与第二基板之间。液晶层掺杂一手性材 料，当在以第一与第二电极施加电场给液晶层时使液晶分子的方向扭转。第 一配向膜具有第一配向方向，第二配向膜具有第二配向方向，且第一和第二 配向膜具有方向性，当在施加电场给液晶层时造成一指向矢(director)扭转，不同。液晶显示器包括一反射层，用以反射通过液晶层的第一部分的外部光， 外部光^^皮液晶层的第一部分调变。实施此显示器可包括以下一种或多种特征。液晶显示器可包括一背光模 块，以产生光，其被液晶层的第二部分调变。当液晶显示器的像素在亮的状 态时，在像素中至少有十分之一、至少有二分之一的或至少有三分之二的第 二部分的液晶分子形成一扭转结构，扭转结构具有一扭转方向，其与相邻第 一与第二配向膜的液晶分子所形成的扭转结构的扭转方向相反。手性材料所 造成的扭转之间距为液晶显示层的第二部分的厚度的3至6倍。液晶显示层 的第一部分的厚度小于液晶显示层的第二部分的厚度。在没有施加电场给液晶层时，液晶分子实质上与第一与第二基板垂直的方向平行。在一些实施例中，第一和第二配向膜易造成液晶分子的指向矢逆时针扭 转；而手性材料易造成指向矢顺时针扭转。在一些实施例中，第一和第二配 向膜易造成液晶分子的指向矢顺时针扭转；而手性材料易造成指向矢逆时针 扭转。在没有施加电压给液晶层时，液晶分子实质上垂直于第一与第二配向 膜，而在施加电场给液晶层时，液晶分子倾斜于实质上垂直的方向。第一配 向膜是贴附在第 一基板上；而第二配向膜是贴附在第二基板上。上述液晶层包括负介电各向异性(negative dielectric anisotropy)液晶材 料。液晶显示器包括多个电极，用以施加电场给液晶层。第一基板具有第一 偏光板(polarizer);第二基板具有第二偏光板。在一些实施例中，第一极性和 第二极性包括圓偏光板。在没有施加电场给液晶层时显示器在一暗的状态。 第一配向方向相对于第二配向方向的角度为60至120度。在另一方面，本发明提出一种液晶显示器，包括第一配向膜，具有第一配向方向；第二配向膜，具有第二配向方向，第二配向膜较接近观看显示 器的使用者；以及一液晶层，具有多数个液晶分子，位在第一配向膜与第二 配向膜之间。液晶层掺杂一手性材料。此液晶显示器还包括一反射层，用以 反射通过液晶层的第一部分的外部光，外部光被液晶层的第一部分调变。当 第一配向膜和第二配向膜排列的方式可使得由第一配向方向顺时针测量至 第二配向方向的第二配向方向相对于第一配向方向的角度小于180度时，手 性材料包括实质上为右旋手性材料。当第一配向膜和第二配向膜排列的方式 可使得由第 一配向方向逆时针测量至第二配向方向的第二配向方向相对于 第一配向方向的角度小于180度时，手性材料包括实质上为左旋手性材料。实施上述装置可包括以下一种或多种特征。本发明的液晶显示器可包括 一背光模块用以产生光，光被液晶层的第二部分调变。在一些实施例中，手 性材料实质上包括右旋手性材料，且第一配向膜和第二配向膜排列的方式， 可使得由第一配向方向顺时针测量至第二配向方向时，第二配向方向相对于 第一配向方向的角度介于180至100度。在一些实施例中，手性材料实质上 包括左旋手性材料，且第一配向膜和第二配向膜排列的方式，可使得由第一 配向方向逆时针测量至第二配向方向时，第二配向方向相对于第一配向方向 的角度介于環至100度。在又一方面，本发明提出一种液晶显示器，包括下配向膜，具有第一 配向方向；上配向膜，具有第二配向方向，上配向膜较接近观看显示器的使 用者。此液晶显示器还包括一液晶层，具有多数个液晶分子，位在上配向膜 与下配向膜之间，液晶层掺杂一手性材料。此液晶显示器还包括一反射层， 用以反射通过液晶层的第 一部分的外部光，外部光被液晶层的第 一部分调 变。当下配向膜和上配向膜排列的方式可使得由第一配向方向顺时针测量至 第二配向方向的第二配向方向相对于第一配向方向的角度小于180度时，手 性材料选自于可以在液晶层中造成右旋扭转的结构。当下配向膜和上配向膜 排列的方式可使得由第一配向方向逆时针测量至第二配向方向的第二配向 方向相对于第一配向方向的角度小于180度时，手性材料选自于可以在液晶 层中造成左旋扭转的结构。实施上述装置可包括以下一种或多种特征。本发明的液晶显示器还包括 一背光模块，用以产生光，光被液晶层的第二部分调变。在一些实施例中， 手性材料选自于可以在电场施加给液晶层时在液晶层中造成右旋扭转结构者，且当且上配向膜和下配向膜排列的方式可使得由第 一配向方向顺时针测 量至第二配向方向的第二配向方向相对于第一配向方向的角度介于80至 100度。在一些实施例中，手性材料选自于可以在电场施加给液晶层时在液 晶层中造成左旋扭转结构者，且下配向膜和下配向膜排列的方式可使得由第 一配向方向逆时针测量至第二配向方向的第二配向方向相对于第一配向方向的角度介于80至100度。在另一方面，本发明又提出一种液晶显示器，其包括下配向膜，具有第 一配向方向；以及上配向膜，具有第二配向方向，上配向膜较接近观看显示 器的使用者；以及液晶层，具有多数个液晶分子，位在上配向膜与下配向膜 之间，液晶层掺杂一手性材料。在一些实施中，在亮的状态时，当下配向膜 和上配向膜排列的方式可使得由第一配向方向逆时针测量至第二配向方向 的第二配向方向相对于第一配向方向的角度介于80至100度时，光会由低 配向膜行进至上配向膜，该液晶层具有光偏振旋转结构，可以使得光以逆时 针方向、顺时针方向以及逆时针方向的顺序由下配向膜行进至上配向膜。在 一些实施例中，在亮的状态时，当下配向膜和上配向膜排列的方式可使得由 第 一 配向方向顺时针测量至第二配向方向的第二配向方向相对于第 一 配向 方向的角度介于80至100度时，液晶层具有光偏振旋转结构，可以使得光配向膜。此显示器还包括反射层，用以反射通过液晶层的第一部分的外部光， 外部光被液晶层的第 一部分调变。实施上述装置可包括以下一种或多种特征。本发明的液晶显示器还包括 背光模块，以产生光，其被液晶层的第二部分调变。在一些实施例中，液晶 层掺杂一右旋手性材料，且下配向膜和上配向膜排列的方式可使得由第一配 向方向顺时针测量至第二配向方向的第二配向方向相对于第一配向方向的 角度介于80至100度。在一些实施例中，液晶层掺杂一左旋手性材料，且 下配向,膜和上配向膜排列的方式可使得由第 一 配向方向逆时针测量至第二 配向方向的第二配向方向相对于第一配向方向的角度介于80至100度。在另一方面，本发明提出一种液晶显示器，其包括一像素电路，具有暗 的状态及亮的状态，像素电路包括下配向膜，具有第一配向方向；上配向 膜，具有第二配向方向，上配向膜较接近观看显示器的使用者；以及一液晶 层，具有多个液晶分子，位在上配向膜与下配向膜之间。液晶层掺杂一手性材料，当像素电路在亮的状态时，可使得像素电路中至少十分之一、至少二 分之一或至少三分之二的液晶分子形成一扭转结构，扭转结构具有一扭转方 向，其与相邻上配向膜与下配向膜的液晶分子所形成的部分扭转结构的扭转 方向相异。此液晶显示器还包括一反射层，用以反射通过液晶层的第一部分 的外部光，外部光被液晶层的第一部分调变。实施上述装置可包括以下一种或多种特征。此液晶显示器还包括一背光 膜组，用以产生光，光被液晶层的第二部分调变。像素电路包括一开关元件， 以控制液晶层的第一和第二部分的灰阶。像素电路包括第一开关元件，用以 控制液晶层的第一部分的灰阶，以及第二开关元件，用以控制液晶层的第二 部分的灰阶。在另一方面，本发明又提出一种液晶显示器的操作方法，此方法包括施 加一电场在第一配向膜与第二配向膜之间的一液晶层，以使得液晶层中的多 个液晶分子倾斜成垂直于第一配向膜的方向。在液晶层中掺杂一手性材料， 以在液晶分子的指向矢中造成扭转，手性材料所造成的扭转的方向与没有手 性材料的第一和第二配向膜所造成的扭转的方向相反(例如相反)。反射通过 液晶层的第 一部分的外部光并以液晶层的第 一部分调变外部光。实施上述装置可包括以下一种或多种特征。在一些实施中，利用手性材 料造成扭转的方法包括以手性材料造成逆时针扭转，其中第 一和第二配向膜 所造成的扭转的方向为顺时针方向。在一些实施例中，利用手性材料造成扭 转的方法包括以手性材料造成顺时针扭转，其中第 一和第二配向膜所造成的 扭转的方向为逆时针方向。此方法包括以一背光模块产生光，以及以液晶层 的第二部分调变来自背光模块的光。在操作半透射半反射式显示器的一些实 例中，此方法包括使用多个圆偏光板，以在显示器的像素在亮的状态时，使 得来自背光模块的光以及所反射的外部光通过，并且在像素在暗的状态时， 阻挡来自背光模块的光以及所反射的外部光通过。在操作反射式显示器的一 些实例中，液晶显示器的操作方法，还包括使用一圆偏光板，以在显示器的 像素在亮的状态时，使得反射的外部光通过，并且在像素在暗的状态时，阻 挡反射的光通过。上述方法中，所施加的电场，可使得液晶显示器的像素进入亮的状态， 并且造成像素中的至少十分之一、至少二分至一或至少三分之二的液晶分子 形成一扭转结构，扭转结构具有一扭转方向，与相邻第一与第二配向膜的液说 构的扭转方向相异(例如相反)。此操作方法包括施加 一电场，使液晶显示器的像素进入亮的状态以及移除电场，使像素进入暗的 状态。此操作方法包括在液晶层中形成一扭转结构，其中扭转结构之间距为液晶层的第二部分的厚度的3至6倍。在另一方面，本发明又提出一种液晶显示器的制造方法，包括提供具有 第一配向膜的第一基板，第一配向膜具有第一配向方向，并提供具有第二配 向膜的第二基板，第二配向膜具有第二配向方向，第二配向膜较接近观看显 示器的使用者。在第一与第二基板之间的一液晶层中形成一扭转结构，其中 当第 一 配向膜和第二配向膜排列的方式可使得由第 一 配向方向顺时针测量至第二配向方向的第二配向方向相对于第一配向方向的角度小于180度时， 扭转结构为右旋。当第一配向膜和第二配向膜排列的方式可使得由第一配向 方向逆时针测量至第二配向方向的第二配向方向相对于第一配向方向的角 度小于180度时，扭转结构为左旋。反射通过液晶层的第一部分的外部光并 以液晶层的第 一 部分调变外部光。实施此方法可包括以下一种或多种特征。在一些实施例中，当第一配向 膜和第二配向膜排列的方式可使得由第一配向方向顺时针测量至第二配向方向的第二配向方向相对于第一配向方向的角度小于180度时，液晶层掺杂 一右旋手性材料。在一些实施例中，当第一配向膜和第二配向膜排列的方式 可使得由第一配向方向逆时针测量至第二配向方向的第二配向方向相对于 第一配向方向的角度小于180度时，液晶层掺杂一左旋手性材料。在一些实 施例中，扭转结构为右旋，且第一配向膜和第二配向膜排列的方式可使得由 第一配向方向顺时针测量至第二配向方向的第二配向方向相对于第一配向方向的角度为80至100度。在一些实施例中，扭转结构为左旋，且第一配 向膜和第二配向膜排列的方式可使得由第一配向方向逆时针测量至第二配向方向的第二配向方向相对于第一配向方向的角度为80至100度。本发明的装置以及方法如下所述的一个或多个优点。半透射半反射式液 晶显示器使用了扭转方向与配向膜所造成的扭转方向不同(例如是相反)的手 性材料，其透射特性与反射特性吻合，因此，可以使用单一的开关元件来控 制像素的透射部和反射部。液晶显示器(例如透射式或反射式)使用了具有扭 转方向与配向膜所造成的扭转方向不同(例如是相反)的手性材料，其色散较 少。在亮度状态时，光的偏振会因为液晶层的扭转结构造成的偏振旋转(波导)作用以及在大部分区域的反方向扭转结构所造成的相位延迟作用而改变。为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合 所附图示，作详细i兌明如下。


图1绘示一种液晶显示器的剖面示意图。图2A绘示偏光板和配向膜的光轴示意图。图2B绘示液晶分子的倾斜方向的示意图。图3A和图3B绘示液晶层的电压和扭转特性的关系图。图4是比较不同型的液晶显示器的电压和透射特性的关系图。图5A和图5B为等亮度曲线图。图6为半透射半反射式液晶显示器的示意图。图7为ECB VA型半透射半反射式液晶显示器的电压和透射以及反射特 性的关系图。图8为半透射半反射式显示器的透射和反射特性图。 图9为手性垂直型液晶显示器的透射和反射特性图。 图IO为不同型的显示器的电压和透射特性的关系图。 图11为包括像素电路阵列的液晶显示器的示意图。 图12为偏光板和配向膜的光轴的示意图。附图标记说明10 :液晶显示器12 :阵列14 :像素电路16 :栅极驱动器18 :数据驱动器20 :薄膜晶体管21:第一节点 22、 25:电容器 23:第二节点26 :栅极线 28 :数据线110:半透射半反射式液晶显示器112 :透射部114 :反射部126 :缓沖层128 :金属反射片132 :背光单元134 :像素170:垂直配向式液晶显示器 116、 172:液晶层 118、 120、 174、 176 :基板 122、 178a、 178b :延迟膜124 :偏光膜136、 180a、 180b :偏光板150、 210、 220、 230、 232、 250 :图152、 154、 162、 164、 212、 214、 216、 222、 224、 242、 244、 246、 252、 254 :曲线182a、182b :透明电极184a、184b :配向膜186 :背光模块188 :光190 :液晶分子192 :指向矢201、202 :透射轴203、204 :，页杀+方向205、206 :角等分线207、208 :角度226 :最大亮度234、236 :区域247、248、 249、 256 :最大透射率168、 258 :最大反射率具体实施方式
请参照图1，其绘示一种垂直配向式液晶显示器170的剖面示意图。此 显示器170使用一种可在液晶层172中造成扭转结构的手性材料，此扭转结 构具有一扭转方向，与配向膜所造成的扭转方向相反。液晶层172位于彼此 平行的上基板174与下基板176之间。宽频1/4波延迟膜(broadband quarter wave retardation film)178a和178b分别位于上基板174和下基板176的外侧 上。线性偏光板180a和180b则分别贴附在延迟膜178a和178b上。延迟膜 178a和178b可选自于可达到广视角者。基板174和176的内侧分别具有涂 覆着配向膜184a和184b的透明电极182a和182b。背光模块186所产生的 光188被各材料层调变。施加在电极182a和182b数据电压Vdata可控制液 晶层172的中的液晶分子的方向性(orientation),使得光188在调变之后具有 特定的灰度色阶(scale level)。液晶层172具有负介电各向异性(negative dielectric anisotropy)的液晶材 料。液晶层172掺杂手性材料，例如是左旋扭转结构CB15或右旋扭转结构 S811L手性材料CB15以及S8111可由日本Merck公司购得。当电压Vdata 低于启始电压(例如2.5伏特)时，液晶分子实质上沿着垂直于基板174以及 176的表面的方向Dl排列。在此例中，基板174和176的表面与水平方向 平行，而方向Dl则与垂直方向平行。当电压Vdata超过启始电压时，液晶 层172的中的手性材料产生一扭转结构。配向膜184a以及184b各具有一表 面预倾角(pretilt angle),其决定与其相邻的液晶分子的倾斜方向。图2A绘示偏光板180a、 180b以及配向膜184a、 184b的光轴示意图。 偏光板180a、 180b为交4普构形，亦即，下偏光板180b具有透射轴201，其 与上偏光膜180a的透射轴202正交。下配向膜184b与倾斜方向203有关(又 称为一配向方向)，而上配位层184a与倾斜方向204有关。倾斜方向203和 204所夹的角度可以是约为90度。在一些实例中，此角度208在60度至120 度之间，或是80度至100度之间。在一些实例中，轴201和202所夹的角 度207的角等分线205可以例如是与倾斜方向203和204的角等分线206平 行。图2B绘示有关于轴201、 202以及垂直方向Dl的液晶分子190的指向矢(director)192的倾斜方向。当电压Vdata大于启始电压时，由于液晶分子 的负介电各向异性，液晶分子190将倾斜偏离垂直方向Dl，使得液晶分子 190相对于垂直方向Dl具有倾斜角e，并且相对于轴201具有方位角(azimuth angle)cp(亦即，指向矢192投影在水平面相对于轴201具有角度cp)。方位角cp受两个因素影响。第一个因素是配向膜184a和184b的影响。 当像素在操作状态时(亦即，当电压Vdata高于启始电压时)，由于与配向膜 184a和184b相邻的液晶分子具有不同的倾斜方向203和204(图2A)，因此， 易在液晶层172中造成一扭转结构(类似螺旋)。与下配向膜184b相邻的液晶分子会朝方向203倾斜；而与上配向膜184a 相邻的液晶分子会朝方向204倾斜。若是在液晶层172的中没有手性材料， 则液晶分子将具有一个逆时针的扭转结构。当垂直方向Dl上不同位置的液 晶分子由接近下配向膜184b移动到接近上配向膜184a时，其倾斜方向将由方向203逐渐改变为方向204(角度(p由cpl逐渐增加为(p2),而形成一个逆时 针扭转结构。第二个影响(p角度的因素是手性材料所造成的扭转方向。手性材料选自 于可造成一扭转方向者，此扭转方向与配向膜184a和184b所造成的扭转方 向相反。在此例中，手性材料式选自于左旋手性材料，其可以造成顺时针扭 转。在液晶层172的中的手性材料必须足够大量，以使得手性材料所造成的 扭转作用足以影响配向层所造成的扭转作用。在液晶层172中的手性材料的 用量(或百分比)可以采用例如是p二l/(HTPxc)的关系式来决定的。关系式中 的p表示手性掺杂所造成的螺旋间距；HTP是螺旋扭转力(helical twisting power),表示手性掺杂扭转向列相(nematic pgase)液晶的能力，其与所使用的 手性材料有关；c表示手性摻杂的浓度比(重量％)。配向膜184a、 184b对于与的较接近的液晶分子的影响较大于与的较远 离的液晶层172中间的液晶分子。因此，当一特定范围的电压施加在整个液 晶层172时，接近液晶层172中间的液晶分子的扭转方向将与相邻于配向膜 184a、 184b的液晶分子的4丑转方向相反。手性材津牛和配向膜184a、 184b的 相反扭转作用的结果，使得液晶层172可具有一特定的扭转结构，以使得液 晶显示器170具有优选的显示特性，并且相较于手性垂直型液晶显示器 (chiral homeotropic mode LCD)具有寿交j氐的才喿作电压。 "在一些实例中，由倾斜方向203顺时针测量至倾斜方向204时，当倾斜方向204 (上配向膜184a的)，其相对于倾斜方向203(下配向膜184b的)的角图3A绘示当一特定电压Vdata施加给液晶层172时，液晶层172的扭 转结构的曲线(例如212、 214、 216)图210。图3A的实例是假设上、下配位 膜的配向方向所夹的角度约为90度。在图210中的各曲线表示在液晶层172 中不同位置的液晶分子的角度cp。图3A中的横座标表示沿着图2B方向Dl 的液晶分子的正规化位置，"O，，表示接近下配向层184b;而"l，，表示接近上配 向层184a。图3A中的纵轴表示方位角cp。当电压Vdata从O伏特增加到5伏特时，会改变液晶层172的扭转结构。 当电压Vdata低于启始电压时(例如约为2伏特)，与下基板和上基板相邻的 液晶分子的方向角分别为0度和+90度，下基板和上基板之间的分子形成一 逆时针扭转构形，其中扭转角由0度逐渐改变为+90度。由曲线212可看出， 当Vdata-O伏特时，方位角cp由0度逐渐改变为90度。当电压Vdata高于启始电压时(例如Vdata=3伏特)，与下基板和上基板 相邻的液晶分子的方向角分别为0度和+90度。接近下基板的分子(例如正规 化位置0至0.15)形成一逆时针扭转构形，其中扭转角由0度迅速改变为+45 度。与液晶层中172接近配向膜184a、 184b的区域相比较，液晶层172中 大部分的区域(例如正规化位置0.15至0.85)是没有扭转的或仅有少许在相反 方向扭转(在此例中为顺时针方向)。接近上基板的分子(例如正规化位置0.85 至l)则形成一逆时针扭转构形，其中扭转角度由+45度迅速改变为+90度。当液晶单元的扭转角轮廓(如图3A的212、 214、 216)被视为正规化的单 元间隙(cell gap)的函数时，函数的斜率或是倾角(inclination)将与扭转的方向 有关。例如，当倾角为正时，扭转方向为逆时针；当倾角为负时，扭转方向 为顺时针。如曲线214所示，当Vdata=3伏特时，正规化位置介于0至0.15时，扭 转结构具有一逆时针扭转。正规化位置介于0.15至0.85时，扭转结构具有 一顺时针扭转。正规化位置介于0.85至1时，扭转结构具有一逆时针扭转。如曲线216所示，当Vdata=5伏特时，正M^化位置介于0至0.2时，扭— 转结构具有一逆时针扭转。正规化位置介于0.2至0.8时，扭转结构几乎成 一定值(cp维持在+45度)。正规化位置介于0.8至1时，扭转结构具有一逆时 针扭转。因此，液晶层172在接近配向膜184a、 184b的处具有较大的扭转；而 在大部分的区域则具有较小的扭转。这是因为配向膜和手性材料所产生的扭 转相互竟争的结果。比较图3B的图260,其曲线262是表示在传统的手性垂直型液晶显示 器实例的液晶层施加不同的电压的液晶层的扭转结构。当操作电压由0伏特 改变为5伏特时，手性垂直型液晶显示器的液晶层维持在一种扭转结构，其 中整个液晶层维持相同的扭转方向。液晶显示器170(图l)以及传统的手性垂直型液晶显示器实例之间的扭 转结构的不同将导致光学特性的差异。图3-6以及图8-10的数据是模拟而得 到的。图4的曲线图220，显示传统的手性垂直型液晶显示器实例和图1的液 晶显示器170的透射特性的曲线222和224。用来模拟曲线222和224的数 据使用相同的液晶材料。在传统的手性垂直型液晶显示器的实例中，手性材手性材料所造成的扭转方向则与配向膜所造成的扭转方向相反。模拟所使用 的波长为550纳米。比4交曲线222和224，显示液晶显示器170可以使用库交 低的驱动电流来达到最大的亮度226。图5A和图5B分别绘示一种传统的手性垂直型LCD实例以及液晶显示 器170(图l)在操作状态的等亮度曲线图(iso-luminance graph)230以及232。 等亮度曲线图230显示传统的手性垂直型LCD实例的最大透射位置(在区域 234内)是偏离中心位置的。而等亮度曲线图232显示液晶显示器170的最大 透射位置(在区域236内)则是接近中心位置的。相较于传统的手性垂直型 LCD实例的亮度分布，液晶显示器170的亮度分布(如图232所示)是比较对 称于显示器的中心的。半透射半反射式液晶显示器(transflective LCD)可以分别或是同时在透 射显示模式以及反射显示模式显示图像，因此，半透射半反射式液晶显示器 可以用在暗的周围条件(ambient condition)或是亮的周围条件。在半透射半反 射式液晶显示器中，有一些入射的环境光(ambientlight)会反射回观视者，而 有一些背光则会经由液晶层传送至观视者。这些被反射光和被透射的光可分 别或同时提供给观视者。图6是绘示一种半透射半反射式液晶显示器110的示意图。在图中仅绘21示出单一个像素134。与透射示显示器170(图l)相同的是，半透射半反射式 液晶显示器110具有位于上基板118和下基板120之间的液晶层116。宽频 1/4波延迟膜122贴附在各个基板118、 120的外侧。线性偏光膜124贴附在 各个延迟膜122上，以形成一个宽频圓偏光板136。上偏光膜和下偏光膜124 交错排列的，可以使得上宽频圓偏光板以及下宽频圆偏光板在像素还没被启 动时(亦即，当像素在黑的状态时)阻挡透射光和反射光。上基板118的内侧 有涂覆着一层配向膜的透明电极。与透射式显示器170不同的是，半透射半反射式液晶显示器110包括透 射部(transmissivepart)112以及反射部114。在透射部112中，下基板120具 有涂覆着一层配向膜的透明电极。而在反射部114中，下基板120具有涂覆 着金属反射片(reflector)128的緩冲层126。金属反射片128用以反射环境光 或来自外部光源130的光。緩沖层126表面凹凸不平，以得金属反射片128 也是凹凸不平，由此反射一方向范围内的入射光。透射部112可传送来自背 光单元132的光。同一个像素的透射部112和反射部114以相同的开关元件 如薄膜晶体管(请参照图ll)来操作。半透射半反射式液晶显示器110可通过以上所述的光电作用来调变光， 以产生具有各种灰度色阶的图像。在透射部112的光会通过液晶层116—次； 而在反射部114的光则会因为光受到反射片128的反射而可以通过液晶层 116 二次。通过緩冲层126的使用可以行成双单元间隙结构，其中反射部114 中的液晶层116的厚度小于透射部112，在透射部112和反射部114中的光 的光相位延迟实质上相同。请参照美国专利第6,281,952号。图7的曲线图150是分别绘示传统的液晶层中未摻杂手性材料的ECB VA型半透射半反射式液晶显示器实例的透射和反射特性的曲线152以及 154。图150的纵轴是ECB VA型半透射半反射式液晶显示器实例的透射部 以及反射4卩的正M/f匕的光电响应(normalized electro-optic response)。比4交ECB VA型半透射半反射式液晶显示器实例的曲线152和154，其显示透射特性 和反射特性实质上相同。图8的曲线图250是分别绘示半透射半反射式液晶显示器IIO(图6)透射 部112和反射部114的透射特性和反射特性的曲线252和254。图250的纵 轴是传统ECB VA型液晶显示器实例的透射部112以及反射部114是正规化 最大透射值的光电响应。光电响应为l表示透射率或反射率与ECBVA型半透射半反射式液晶显示器(图7)者相同。图8显示半透射半反射式液晶显示器110的最大透射率256和最大反射 率258与传统的ECB VA型半透射半反射式液晶显示器实例实质上相同。这 可能是因为在显示器110的液晶层116施加2.5伏特至5伏特的操作电压时， 大部分的液晶层116具有实质上相同的方位角cp(约为45±8度)。此情况与传 统的ECB VA型显示器实例相同，在液晶层施加操作电压时，大部分的液晶 分子实质上以相同的方向倾斜(方位角cp约为45度)。在操作电压为0伏特至5伏特时，曲线252和254彼此实质上吻合。这 表示在半透射半反射式液晶显示器110的像素施加数据电压Vdata时，透射 部112和反射部114具有实质上相同的灰度色阶。图9的曲线图160是分别绘示与传统ECB VA型液晶显示器实例有关的 传统手性垂直型液晶显示器的透射和反射的光电响应曲线162和164。透射 率162的最大值166以及反射率164的最大值68分別是ECB VA型液晶显 示器实例(图7)的最大响应值的60%及80%。在操作电压为3伏特至4伏特 时，曲线162和164彼此实质上并不吻合，此将使得灰度色阶失真。比较图8以及图9，显示半透射半反射式液晶显示器110比传统的手性 垂直式半透射半反射式显示器实例具有优选的显示特性。图10中的曲线图242、 244以及246分别绘示传统的ECB VA型半透射 半反射式液晶显示器实例、半透射半反射式液晶显示器170(图6)以及传统 的手性垂直式液晶显示器实例的透射部的透射特性。半透射半反射式显示器 是使用宽频圆偏光板。在传统的手性垂直式LCD实例中(曲线246)，最大透 射率247 j氐于传统ECB VA型LCD实例(曲线242)的最大透射率248的2/3。 比较后可知液晶显示器170 (曲线244)具有最大的透射率249，其值与传统的 ECB VA型LCD实例的最大透射率248接近。在最大亮度方面，液晶显示器IIO或170和传统ECB VA型LCD实例 一样好。液晶显示器IIO或170的优点是在亮的状态时，当光通过液晶层时 光的偏振是会改变的，这是因为两个作用(l)液晶层的扭转结构造成的偏振 旋转(波导)作用以及(2)在大部分区域的反方向扭转结构(或实质上无扭转的 结构)所造成的相位延迟作用。相较于传统使用延迟作用来改变光的偏振但 无波导作用的ECB VA型LCD实例，LCDllO或170的色散(color dispersion) 现象一交少。图11绘示一种液晶显示器10实例的示意图。液晶显示器10包括像素电路14阵列12，其中像素电路14被一个或是多个栅极驱动器16以及一个 或多个数据驱动器18所控制。各个像素电路14包括一个或多个薄膜晶体管 (TFT)20、 一个存储电容器CST22以及液晶单元(未绘示)。液晶单元的结构 与图1或图6所示者相似。液晶单元具有一有效电容，以CLC25来表示。 电容器CST22、 CLC25可以例如是平行连接第一节点21以及第二节点23。 TFT20包括栅极24，其与连接栅极驱动器16的栅极线26连接。当栅极驱动 器16驱动栅极线26，打开TFT20时，数据驱动器18会同时以一电压信号(例 如Vdata)来驱动数据线28，其中电压信号会通过电容器CST22、 CLC25。在一些实例中，第一和第二节点21和23分别连接到两个位于液晶单元 两侧的透明电极(例如图1的182a以及182b)。电容器CST22, CLC25所保 留(held)的电压(例如Vdata)决定了施加在液晶单元的电压大小。数据线28 上的电压有时称为"灰度电压"，这是因为其决定了像素电路14所显示的灰 度色阶。显示器10上的各个像素包括显示红色、绿色以及蓝色的三个子像素。 各子像素包括一个像素电路14。通过控制三个子像素的灰度色阶，各个像素 可以显示广范围的彩度以及灰度色阶。虽然，以上已披露一些实例，然而，其他的实施方式以及应用亦是涵盖 在以下的权利要求内。例如，具有手性材料的液晶层，其手性材料可造成扭 转方向与配向膜所造成的扭转方向相反的扭转结构，亦可以使用在没有背光模块的反射示液晶显示器的中。手性材料可以与以上所述者不同。显示器中 各构件的尺寸和方向亦可以与以上所述者不同。例如，请参照图12,在一些实例中，轴201与轴202所夹的角度207 的角等分线205可以与倾斜方向203和204所夹的角度的角等分线206正交 (与图2A比较，其角度207的角等分线205与倾斜方向203和204所夹的角 度的角等分线206平行)。像素电路可以有各种的排列方式，例如，存储电 容器CTS的端点可连接到节点21，而存储电容器其他的端点可以连接到下 一列的栅极线。在图6的半透射半反射式显示器110中，同一像素的透射部112和反射 部114可以以两个独立的开关元件来控制。半透射半反射式显示器llO不需 要使用双单元间隙结构。緩沖层126可被移除，以使透射部112与反射部11424具有相同的单元间隙。以上所述的液晶分子的方向性是指液晶分子的指向矢的方向。液晶分子 不需要在所有的时间都指向同 一个方向。在大多数的时间液晶分子中的大部 分易于指向一个方向(以指向矢来表示)，而不是其他方向。例如，"液晶分子 实质上排列成与基板垂直的方向"表示液晶分子的指向矢的平均方向是沿着 正交方向，但是，个别的分子则可能指向不同的方向。手性材料中可具有杂 质。例如，掺杂右旋(或左旋)手性材料的液晶层可以包括少量的左旋(或右旋) 手性材料，但是，液晶层中的扭转结构的扭转方向主要还是由右旋(或左旋) 手性材料来决定的。综上所述，虽然本发明已以一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。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括第一基板，具有第一电极与第一配向膜；第二基板，具有第二电极与第二配向膜；液晶层，具有多个液晶分子，位在该第一基板与该第二基板之间，该液晶层掺杂一手性材料，当在以该第一与该第二电极施加电场给该液晶层时使这些液晶分子的方向扭转，其中该第一配向膜具有第一配向方向，该第二配向膜具有第二配向方向，该第一和第二配向膜具有方向性，当在施加电场给该液晶层时造成一指向矢扭转，该第一和第二配向膜所造成的扭转的方向与该手性材料所造成的扭转方向不同；以及反射层，用以反射通过该液晶层的第一部分的外部光，该外部光被该液晶层的该第一部分调变。
2. 如权利要求1所述的液晶显示器，还包括背光模块以产生光，其被该 液晶层的一第二部分调变。
3. 如权利要求2所述的液晶显示器，其中当该液晶显示器的像素在亮的 状态时，在该像素中至少有十分之一的该第二部分的该液晶分子形成一扭转 结构，该扭转结构具有一扭转方向，其与相邻该第一与该第二配向膜的这些 液晶分子所形成的该扭转结构的扭转方向相反。
4. 如权利要求2所述的液晶显示器，其中当该液晶显示器的像素在亮的 状态时，在该像素中至少有二分之一的该第二部分的该液晶分子形成一扭转 结构，该扭转结构具有一扭转方向，其与相邻该第一与该第二配向膜的这些 液晶分子所形成的该扭转结构的扭转方向相反。
5. 如权利要求2所述的液晶显示器，其中该手性材料所造成的扭转之间 距为该液晶显示层的该第二部分的厚度的3至6倍。
6. 如权利要求2所述的液晶显示器，其中该液晶显示层的该第一部分的 厚度小于该液晶显示层的该第二部分的厚度。
7. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中在没有施加电场给该液晶层 时，这些液晶分子实质上与该第一与该第二基板垂直的方向平行。
8. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中该第一和该第二配向膜易造成这些液晶分子的该指向矢逆时针扭转；而该手性材料易造成该指向矢顺时针 扭转。
9. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中该第一和该第二配向膜易造成 这些液晶分子的该指向矢顺时针扭转；而该手性材料易造成该指向矢逆时针 扭转。
10. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中该第一极性和该第二极性包 括圓偏光板。
11. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中该显示器在没有施加电场给 该液晶层时在暗的状态。
12. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中该第一配向方向相对于该第 二配向方向的角度为60至120度。
13. —种液晶显示器，包括第一配向膜，具有第一配向方向；第二配向膜，具有第二配向方向，该第二配向膜较接近观看该显示器的 使用者；液晶层，具有多个液晶分子，位在该第一配向膜与该第二配向膜之间， 该液晶层掺杂一手性材料；以及反射层，用以反射通过该液晶层的第一部分的外部光，该外部光被该液 晶层的该第一部分调变，其中，当该第一配向膜和该第二配向膜排列的方式可使得由该第一配向 方向顺时针测量至该第二配向方向的该第二配向方向相对于该第 一配向方 向的角度小于180度时，该手性材料包括实质上为右旋手性材料，且当该第一配向膜和该第二配向膜排列的方式可使得由该第一配向方向 逆时针测量至该第二配向方向的该第二配向方向相对于该第一配向方向的 角度小于180度时，该手性材料包括实质上为左旋手性材料。
14. 如权利要求13所述的液晶显示器，还包括背光模块，用以产生光， 该光被该液晶层的一第二部分调变。
15. 如权利要求13所述的液晶显示器，其中该手性材料实质上包括右旋 手性材料，且该第一配向膜和该第二配向膜排列的方式，可使得由该第一配 向方向顺时针测量至该第二配向方向时，该第二配向方向相对于该第 一配向 方向的角度介于180至IOO度。
16. 如权利要求13所述的液晶显示器，其中该手性材料实质上包括左旋手性材料，且该第一配向膜和该第二配向膜排列的方式，可使得由该第一配 向方向逆时针测量至该第二配向方向时，该第二配向方向相对于该第一配向方向的角度介于180至100度。
17. —种液晶显示器，包括下配向膜，具有第一配向方向；上配向膜，具有第二配向方向，该上配向膜较接近观看显示器的使用者；液晶层，具有多个液晶分子，位在该上配向膜与该下配向膜之间，该液 晶层掺杂一手性材料；以及反射层，用以反射通过该液晶层的第一部分的外部光，该外部光被该液 晶层的该第一部分调变，其中，当该下配向膜和该上配向膜排列的方式可使得由该第一配向方向 顺时针测量至该第二配向方向的该第二配向方向相对于该第 一 配向方向的 角度小于180度时，该手性材料选自于可以在该液晶层中造成右旋扭转的结 构，以及当该下配向膜和该上配向膜排列的方式可使得由该第一配向方向逆时 针测量至该第二配向方向的该第二配向方向相对于该第一配向方向的角度 小于180度时，该手性材料选自于可以在该液晶层中造成左旋扭转的结构。
18. 如权利要求17所述的液晶显示器，还包括背光模块，用以产生光， 该光被该液晶层的 一第二部分调变。
19. 如权利要求17所述的液晶显示器，其中该手性材料选自于可以在该 液晶层中造成右旋扭转的结构，且该上配向膜和该下配向膜排列的方式可使 得由该第 一配向方向顺时针测量至该第二配向方向的该第二配向方向相对 于该第一配向方向的角度介于80至100度。
20. 如权利要求17所述的液晶显示器，其中该手性材料选自于可以在该 液晶层中造成左旋扭转的结构，且该下配向膜和该下配向膜排列的方式可使 得由该第一配向方向逆时针测量至该第二配向方向的该第二配向方向相对 于该第一配向方向的角度介于80至100度。
21. —种液晶显示器，包括下配向膜，具有第一配向方向；上配向膜，具有第二配向方向，该上配向膜较接近观看显示器的使用者；液晶层，具有多个液晶分子，位在该上配向膜与该下配向膜之间，该液 晶层掺杂一手性材料，其中在亮的状态时，当该下配向膜和该上配向膜排列的方式可使得由该第一配向方向逆时 针测量至该第二配向方向的该第二配向方向相对于该第一配向方向的角度介于80至100度时，在光由该下配向膜行进至该上配向膜时，该液晶层具 有一光偏振旋转结构，可以使得光以逆时针方向、顺时针方向以及逆时针方 向的顺序由该下配向膜行进至该上配向膜，其中当该下配向膜和该上配向膜排列的方式可使得由该第一配向方向 顺时针测量至该第二配向方向的该第二配向方向相对于该第一配向方向的 角度介于80至IOO度时，该液晶层具有一光偏振旋转结构，可以使得光以 顺时针方向、逆时针方向以及顺时针方向的顺序由该下配向膜行进至该上 配向膜；以及反射层，用以反射通过该液晶层的第一部分的外部光，该外部光被该液 晶层的该第一部分调变。
22. 如权利要求21所述的液晶显示器，还包括背光模块，以产生光，其 被该液晶层的 一 第二部分调变。
23. 如权利要求21所述的液晶显示器，其中该液晶层掺杂一右旋手性材料，且该下配向膜和该上配向膜排列的方式 可使得由该第一配向方向顺时针测量至该第二配向方向的该第二配向方向 相对于该第一配向方向的角度介于80至100度，该液晶层掺杂一左旋手性材料，且该下配向膜和该上配向膜排列的方式 可使得由该第一配向方向逆时针测量至该第二配向方向的该第二配向方向 相对于该第一配向方向的角度介于80至100度。
24. —种液晶显示器，包括像素电路，具有黑的状态及亮的状态，该像素电路包括下配向膜，具有第一配向方向；上配向膜，具有第二配向方向，该上配向膜较接近观看显示器的使用者； 液晶层，具有多个液晶分子，位在该上配向膜与该下配向膜之间，该液 晶层掺杂一手性材料，当该像素电路在该亮的状态时，可使得该像素电路中 至少十分之一的该液晶分子形成一扭转结构，该扭转结构具有一扭转方向， 其与相邻该上配向膜与该下配向膜的这些液晶分子所形成的部分该扭转结构的扭转方向相异；以及反射层，用以反射通过该液晶层的第一部分的外部光，该外部光纟皮该液 晶层的该第一部分调变。
25. 如权利要求24所述的液晶显示器，还包括背光膜组，用以产生光， 该光被该液晶层的 一 第二部分调变。
26. 如权利要求24所述的液晶显示器，其中该像素电路包括开关元件， 以控制该液晶层的该第一和该第二部分的灰阶。
27. 如权利要求24所述的液晶显示器，其中该像素电路包括第 一开关元 件，用以控制该液晶层的该第一部分的灰阶，以及第二开关元件，用以控制 该液晶层的该第二部分的灰阶。
28. 如权利要求24所述的液晶显示器，其中当该像素电路在该亮的状态 时，该手性材料可使得该像素电路中至少二分之一的该液晶分子形成一扭转 结构，该扭转结构具有一扭转方向，其与相邻该上配向膜与该下配向膜的这些液晶分子所形成的部分该扭转结构的扭转方向相异。
29. 如权利要求24所述的液晶显示器，其中该手性材料使得该像素电极 中至少二分之一的液晶分子形成一扭转结构，该扭转结构具有一扭转方向， 其与相邻该第一与该第二配向膜的这些液晶分子所形成的部分该扭转结构 的扭—转方向相反。
30. —种液晶显示器的制造方法，包括提供具有第一配向膜的第一基板，该第一配向膜具有第一配向方向； 提供具有第二配向膜的第二基板，该第二配向膜具有第二配向方向，该第二配向膜较接近观看该显示器的使用者；在该第 一与该第二基板之间的 一液晶层中形成一扭转结构， 当该第一配向膜和该第二配向膜排列的方式可使得由该第一配向方向顺时针测量至该第二配向方向的该第二配向方向相对于该第一配向方向的角度小于180度时，该扭转结构为右旋，且当该第一配向膜和该第二配向膜排列的方式可使得由该第一配向方向逆时针测量至该第二配向方向的该第二配向方向相对于该第一配向方向的角度小于180度时，该扭转结构为左旋；以及反射通过该液晶层的第一部分的外部光并以该液晶层的该第一部分调变该外部光。
31. 如权利要求30所述的液晶显示器的制造方法，其中 当该第一配向膜和该第二配向膜排列的方式可使得由该第一配向方向顺时针测量至该第二配向方向的该第二配向方向相对于该第 一配向方向的角度小于180度时，该液晶层掺杂一右旋手性材料，以及当该第一配向膜和该第二配向膜排列的方式可使得由该第一配向方向 逆时针测量至该第二配向方向的该第二配向方向相对于该第 一配向方向的 角度小于180度时，该液晶层掺杂一左旋手性材料。
32. 如权利要求30所述的液晶显示器的制造方法，其中该扭转结构为右 旋，且该第一配向膜和该第二配向膜排列的方式可使得由该第一配向方向顺 时针测量至该第二配向方向的该第二配向方向相对于该第 一配向方向的角 度为80至100度。
33. 如权利要求30所述的液晶显示器的制造方法，其中该扭转结构为左 旋，且该第一配向膜和该第二配向膜排列的方式可使得由该第一配向方向逆 时针测量至该第二配向方向的该第二配向方向相对于该第一配向方向的角 度为80至100度。
全文摘要
本发明公开了一种液晶显示器及其制造方法。该液晶显示器包括第一基板，具有第一电极与第一配向膜；第二基板，具有第二电极与第二配向膜；液晶层，具有多个液晶分子，位在第一基板与第二基板之间。液晶层掺杂一手性材料，以在利用第一与第二电极施加电场给液晶层时使液晶分子的方向扭转。第一配向膜具有第一配向方向，第二配向膜具有第二配向方向，且第一和第二配向膜具有方向性，易在施加一电场给液晶层时造成指向矢扭转，其中第一和第二配向膜所造成的扭转的方向与手性材料所造成的扭转方向不同。此液晶显示器包括反射层，用以反射通过液晶层的第一部分的外部光，该外部光被该液晶层的该第一部分调变。
文档编号G02F1/1362GK101261402SQ20071015980
公开日2008年9月10日 申请日期2007年12月21日 优先权日2006年12月22日
发明者吴诗聪, 李俊现, 李汪洋, 韦忠光 申请人:奇美电子股份有限公司;中佛罗里达大学