液晶显示器的制作方法

本发明涉及一种液晶显示器；特别是涉及一种可改善白色光偏黄问题的液晶显示器。

背景技术：

液晶显示器是以红(R)、绿(G)、蓝(B)色光三原色混合作为基本工作原理，其中液晶显示器的每个像素(pixel)都包括红、绿、蓝三种颜色的子像素(subpixel)，且由这三个子像素按一定亮度比例混合而显示出其颜色。当三个子像素以等量的比例混合时，即可得到白色光。

在液晶显示器的设计中，颜色品味是一项很重要的设计因子，其可通过一CIE 1931色度座标(chromaticity coordinate)来具体呈现。所谓CIE 1931色度座标是可通过平面空间来描述颜色，并将三原色(红、绿、蓝色)刺激值(Tristimulus Values)X、Y、Z转换成色度座标，其转换公式如下：

其中，红色刺激值X主要由红色子像素贡献，绿色刺激值Y主要由绿色子像素贡献，而蓝色刺激值Z主要由蓝色子像素贡献。

一般来说，液晶显示器在提升亮度时较常出现白色光偏黄问题，原因在于蓝色子像素的亮度增益较红色及绿色子像素的亮度增益为明显不足(亦即，BZ增益会远小于RX及GY)，而导致由红、绿、蓝三个子像素混合所形成白色光的色点座标(Wx,Wy)发生偏离。

因此，如何提供一种液晶显示器，可调整偏离的白色光的色点座标以改善白色光偏黄问题，实为本领域技术人员的一重要课题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的一实施例提供一种液晶显示器，包括：一第一基板，包括多个子像素；一第一电极层，形成于该第一基板上，该第一电极层对应其中一子像素包括一第一主干、一第二主干及多个条状分支，该第一主干与该第二主干相交，该些条状分支连接于该第一、第二主干并与该第一主干之间形成有一夹角，且该些条状分支呈间隔排列并具有一周期，其中，该些周期或者该些夹角在该些子像素中的至少两者间是不同的；一第二基板，相对于该第一基板；一第二电极层，形成于该第二基板上；以及一液晶层，设置于该第一、第二电极层之间。

本发明的另一实施例提供一种液晶显示器，包括：一第一基板，包括多个子像素；一微结构层，形成于该第一基板上，该微结构层对应其中一子像素包括一第一主干、一第二主干及多个条状分支，该第一主干与该第二主干垂直相交，该些条状分支连接于该第一、第二主干并与该第一主干之间形成有一夹角，且该些条状分支呈间隔排列并具有一周期，其中，该些周期或者该些夹角在该些子像素中的至少两者间是不同的；一第一电极层，顺应性地形成于该微结构层上；一第二基板，相对于该第一基板；一第二电极层，形成于该第二基板上；以及一液晶层，设置于该第一、第二电极层之间。

在上述液晶显示器中，该第一基板还包含多个像素，每一像素包括三个该些子像素，该些三个子像素为一红色子像素、一绿色子像素及一蓝色子像素，且该蓝色子像素中的该些条状分支的该周期小于该红色、绿色子像素中的该些条状分支的该周期。

在上述液晶显示器中，该蓝色子像素中的该些条状分支和该红色、绿色子像素中的该些条状分支的周期差值介于1至8微米。

在上述液晶显示器中，该些子像素包括一红色子像素、一绿色子像素及一蓝色子像素，且该蓝色子像素中的该些条状分支与该第一主干之间的该夹角小于该红色、绿色子像素中的该些条状分支与该第一主干之间的该夹角。

在上述液晶显示器中，该蓝色子像素中的该些条状分支与该第一主干之间的该夹角和该红色、绿色子像素中的该些条状分支与该第一主干之间的该夹角的角度差值介于1至30度。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例的一液晶显示器的剖面示意图；

图2是根据本发明的一实施例的图1中的液晶显示面板的剖面示意图；

图3A及图3B是根据本发明的不同实施例的图2中的第一电极层在一个像素中的上视图；

图4是根据本发明的另一实施例的图1中的液晶显示面板的剖面示意图；

图5A及图5B是根据本发明的不同实施例的图4中的微结构层及第一电极层在一个像素中的上视图。

符号说明

1～液晶显示器；

10、10’～液晶显示面板；

20～背光模块；

110～第一基板；

112～第二基板；

114～液晶层；

116～第一电极层；

1162～第一主干；

1164～第二主干；

1166～条状分支；

116’～第一电极层；

116A’～凸起结构；

116B’～凹陷结构；

116C’～部分；

117～微结构层；

1172～第一主干；

1174～第二主干；

1176～条状分支；

118～第二电极层；

P、P(1)、P(2)、P’、P(1’)、P(2’)～周期；

S～子像素；

S(B)～蓝色子像素；

S(G)～绿色子像素；

S(R)～红色子像素；

W1、W2、W1’、W2’～宽度；

θ、θ1、θ2、θ’、θ1’、θ2’～夹角。

具体实施方式

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

在以下所说明的本发明的各种实施例中，所称的方位“上”、“下”，仅是用来表示相对的位置关系，并非用来限制本发明。当述及一第一材料层位于一第二材料层上时，包括第一材料层与第二材料层直接接触或间隔有一或更多其他材料层的情形。

此外，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分皆使用相同的符号。在附图中，实施例的形状或厚度可扩大，以简化或是方便标示。在附图中未绘示或描述的元件，为所属技术领域中具有通常知识者所知的形式。

图1是根据本发明的一实施例的一液晶显示器的剖面示意图。图2是根据本发明的一实施例的图1中的液晶显示面板的剖面示意图。

如图1及图2所示，本发明的一实施例的液晶显示器1包括相对设置的一液晶显示面板(LCD panel)10以及一背光模块(Backlight Module)20，其中背光模块20可发出光线穿过液晶显示面板10，并经由液晶显示面板10的各像素显示色彩而形成一影像。液晶显示面板10包括一第一基板110、一第二基板112、一液晶层114、一第一电极层116以及一第二电极层118，其中第一基板110例如为一薄膜晶体管(TFT)阵列(Array)基板(包含有薄膜晶体管，图未示)，第二基板112例如为一彩色滤光片(color filter)基板(包含有彩色滤光层，图未示)，而液晶层114则夹设于第一、第二基板110及112之间。另外，第一电极层116例如为一图案化的(patterned)像素电极(pixel electrode)层，形成于第一基板110上，而第二电极层118例如为一整面的(full faced)共同电极(common electrode)层，形成于第二基板112上且相对于第一电极层116。在本实施例中，液晶显示面板10为一垂直配向型(vertical alignment，简称 VA)液晶显示面板。

在一些实施例中，第一基板110与第二基板112可使用玻璃基板、透明压克力基板或可挠性基板等，而液晶层114可使用负型液晶。在一些实施例中，液晶层114可使用高分子稳定型垂直配向(polymer stabilized vertical alignment，简称PSVA)液晶层。在一些实施例中，第一电极层116与第二电极层118可由铟锡氧化物(indium tin oxide，简称ITO)或铟锌氧化物(indium zinc oxide，简称IZO)所构成。此外，液晶显示面板10还可包括一对配向层(图未示)及一对偏光板(图未示)，分别形成于第一、第二基板110及112的内侧及外侧，其中该一对配向层可通过摩擦作用而控制液晶分子的排列方向，而该一对偏光板可分别具有沿0度及90度方向排列的光穿透轴(彼此呈正交)，因此当液晶分子的指向()位在45度时，会产生较亮的影像。

接着，请参阅图3A，其是根据本发明的一实施例的图2中的第一电极层116在一个像素中的上视图。如图3A所示，第一基板的每一像素包括三个子像素S，且由左至右依序为红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)以及蓝色子像素S(B)。其中，电一电极层116对应其中一子像素S包括一沿第一方向D1(附图上的水平方向)的第一主干(main trunk)1162、一沿第二方向D2(附图上的垂直方向)的第二主干1164及多个条状分支(branch)1166，且第一方向D1与第二方向D2不同。在图3A中，第一方向D1与第二方向D2是垂直相交的，但并不以此为限。此外，多个条状分支1166是连结于第一主干1162及第二主干1164并与第一主干1162之间形成有一夹角θ，且该些条状分支1166呈间隔排列并具有一固定的周期(pitch)P，其中该周期的定义为单一个条状分支1166的宽度(如图3A所示的W1)与相邻条状分支1166的间隔宽度(如图3A所示的W2)的总合(单位是微米(μm))，亦即，相当于相邻条状分支1166上的同一点之间的距离。在一些实施例中，同一子像素中的每一条状分支1166的宽度W1与相邻条状分支1166的间隔宽度W2可为相同的或不同的。

图3A的实施例的特点在于，该些子像素S中的条状分支1166与第一主干1162之间的夹角θ均为相同的，例如为45度，而蓝色子像素S(B)中的条状分支1166的周期P(2)不同于红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)中的条状分支1166的周期P(1)，例如红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)中的条状分支1166的周期P(1)均为10微米，而蓝色子像素S(B)中的条状分支1166的 周期P(2)则为7微米，小于周期P(1)(10微米)。在一些实施例中，蓝色子像素S(B)中的该些条状分支1166和红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)中的该些条状分支1166的周期差值(即，P(1)-P(2))也可介于1至8微米。

表1

由表1所示色点座标的模拟结果可确实得知，当蓝色子像素S(B)中的条状分支1166的周期P(2)与红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)中的条状分支1166的周期P(1)相同时(例如为10微米时)，所得到的白色光的色点座标为(0.283,0.293)，而当蓝色子像素S(B)中的条状分支1166的周期P(2)变小(例如由10微米变成6微米)时，白色光的色点座标则调整为(0.276,0.283)，也就是说，可通过改变其中一颜色的子像素条状分支的周期来调整白色光的色点座标，而在本实施例中，则是用以改善白色光偏黄的情形。这是由于当条状分支1166的周期P变小时，可增加第一电极层116及第二电极层118(图2)之间的电场强度，并进而提高液晶效率及穿透率。所以，当将蓝色子像素S(B)中的条状分支1166的周期P(2)变小时，即可有效地增加蓝色刺激值Z，因而能够移动白色光的色点座标。

接着，请参阅图3B，其是根据本发明的另一实施例的第一电极层116在一个像素中的上视图。其中，图3B的实施例与图3A的实施例的差异在于，该些子像素S中的条状分支1166的周期P均为相同的，例如为10微米，而蓝色子像素S(B)中的条状分支1166与第一主干1162之间的夹角θ2不同于红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)中的条状分支1166与第一主干1162之间的夹角θ1，例如红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)中的条状分支1166与第一主干1162之间的夹角θ1均为45度，而蓝色子像素S(B)中的条状分支1166与第一主干1162之间的夹角θ2则为30度，小于夹角θ1(45度)。在一些实施例中，蓝色子像素S(B)中的条状分支1166与第一主干1162之间的夹角θ2和红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)中的条状分支1166与第一主干1162之间的夹角θ1的角度差值(即，θ1-θ2)也可介于1至30度。

表2

由表2所示色点座标的模拟结果可确实得知，当蓝色子像素S(B)中的条状分支1166与第一主干1162之间的夹角θ2和红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)中的条状分支1166与第一主干1162之间的夹角θ1相同时(例如为45度时)，所得到的白色光的色点座标为(0.283,0.293)，而当蓝色子像素S(B)中的条状分支1166与第一主干1162之间的夹角θ2变小时(例如由45度变成30度时)，白色光的色点座标则调整为(0.273,0.281)，也就是说，可通过改变其中一颜色的子像素条状分支与第一主干之间的夹角来调整白色光的色点座标，而在本实施例中，则是用以改善白色光偏黄的情形。这是由于当条状分支1166与第一主干1162之间的夹角变小时，可使得整体液晶分子的指向()较趋近于45度，并进而提高液晶效率及穿透率。所以，当将蓝色子像素S(B)中的条状分支1166与第一主干1162之间的夹角θ2变小时，即可有效地增加蓝色刺激值Z，因而能够移动白色光的色点座标。

图4是根据本发明的另一实施例的图1中的液晶显示面板10’的剖面示意图。如图4所示，液晶显示面板10’包括一第一基板110、一第二基板112、一液晶层114、一第一电极层116’、一微结构层117以及一第二电极层118，其中第一基板110、第二基板112、液晶层114以及第二电极层118均与图2的实施例所揭露的内容相同，故在此不重复赘述。此外，在图4的实施例中，微结构层117例如为一图案化且透光的绝缘材料(例如氮化物)层，形成于第一基板110上，而第一电极层116’例如为一透明电极层(可由ITO或IZO等材料所构成)，顺应性地形成于微结构层117上且相对于第二电极层118。

上述形成有凸起结构116A’(对应于微结构层117中的凸起结构)及凹陷结构116B’(对应于微结构层117中的凸起结构之间的狭缝)的第一电极层116’，是类似于图2的实施例中的第一电极层116，并可与第二电极层118配合而产生垂直电场以控制液晶层114内的多个液晶分子的排列，也就是说，本实施例的液晶显示面板10’也为一垂直配向型液晶显示面板。但不同的是，本实施例的第一电极层116’为一整面的结构(更准确地说，是在每一子像素中的第一电极层116’为一整面的结构)，故其相较于图2的实施例的图案化 的第一电极层116，可产生较均匀的电场，使得液晶分子的排列更为一致，并可避免产生具有亮、暗纹交错的影像。

需特别说明的是，尽管本实施例的液晶分子的排列是较图2的实施例更为一致，可具有较佳的液晶效率及穿透率，并产生亮度更高的影像。然而，经研究发现，本实施例仍具有明显的白色光偏黄问题，这是由于以三原色刺激值X、Y、Z来看，仅有红色刺激值X、绿色刺激值Y获得增益，但蓝色刺激值Z却几乎无增益，导致本实施例相较于图2的实施例在穿透率上升的同时也伴随着严重的白色光偏黄问题。因此，在希望保持高穿透率的情况下调整偏离的白色光的色点座标，必须改变蓝色子像素的设计以增加蓝色刺激值Z。

请参阅图5A，其是根据本发明的一实施例的图4中的微结构层117及第一电极层116’在一个像素中的上视图。如图5A所示，第一基板110(图4)的每一像素包括三个子像素S，且由左至右依序为红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)以及蓝色子像素S(B)。其中，微结构层117对应其中一子像素S包括一沿第一方向D1(附图上的水平方向)的第一主干1172、一沿第二方向D2(附图上的垂直方向)的第二主干1174及多个条状分支1176，且第一方向D1与第二方向D2不同。在图5A中，第一方向D1与第二方向D2是垂直相交的，但并不以此为限。此外，多个条状分支1176是连结于第一主干1172及第二主干1174并与第一主干1172之间形成有一夹角θ’，且该些条状分支1176呈间隔排列并具有一固定的周期(pitch)P’，其中该周期的定义为单一个条状分支1176的宽度(如图5A所示的W1’)与相邻条状分支1176的间隔宽度(如图5A所示的W2’)的总合(单位是微米(μm))，亦即，相当于相邻条状分支1176上的同一点之间的距离。在一些实施例中，同一子像素中的每一条状分支1176的宽度W1’与相邻条状分支1176的间隔宽度W2’可为相同的或不同的。在图5A的实施例中，第一电极层116’包括多个部分116C’，分别全面性地覆盖于该些子像素S中的微结构层117上方，且彼此电性绝缘。

图5A的实施例的特点在于，该些子像素S中的条状分支1176与第一主干1172之间的夹角θ’均为相同的，例如为45度，而蓝色子像素S(B)中的条状分支1176的周期P(2’)不同于红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)中的条状分支1176的周期P(1’)，例如红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)中的条状分支1176的周期P(1’)均为10微米，而蓝色子像素B中的条状分支1176的周 期P(2’)则为7微米，小于周期P(1’)(10微米)。在一些实施例中，蓝色子像素S(B)中的该些条状分支1176和红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)中的该些条状分支1176的周期差值(即，P(1’)-P(2’))也可介于1至8微米。

表3

由表3所示色点座标的模拟结果可确实得知，当蓝色子像素S(B)中的条状分支1176的周期P(2’)与红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)中的条状分支1176的周期P(1’)相同时(例如为10微米时)，所得到的白色光的色点座标为(0.283,0.293)，而当蓝色子像素S(B)中的条状分支1176的周期P(2’)变小(例如由10微米变成6微米)时，白色光的色点座标则调整为(0.276,0.283)，也就是说，可通过改变其中一颜色的子像素条状分支的周期来调整白色光的色点座标，而在本实施例中，则是用以改善白色光偏黄的情形。通过减少蓝色子像素S(B)中的条状分支1176的周期P(2’)，可有效地增加蓝色刺激值Z且能够移动白色光的色点座标的原理已于上述图3A的实施例中说明，故在此不重复赘述。

接着，请参阅图5B，其是根据本发明的另一实施例的图4中的微结构层117及第一电极层116’在一个像素中的上视图。其中，图5B的实施例与图5A的实施例的差异在于，该些子像素S中的条状分支1176的周期P’均为相同的，例如为10微米，而蓝色子像素S(B)中的条状分支1176与第一主干1172之间的夹角θ2’不同于红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)中的条状分支1176与第一主干1172之间的夹角θ1’，例如红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)中的条状分支1176与第一主干1172之间的夹角θ1’均为45度，而蓝色子像素S(B)中的条状分支1176与第一主干1172之间的夹角θ2’则为30度，小于夹角θ1’(45度)。在一些实施例中，蓝色子像素S(B)中的条状分支1176与第一主干1172之间的夹角θ2’和红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)中的条状分支1176与第一主干1172之间的夹角θ1’的角度差值(即，θ1’-θ2’)也可介于1至30度。

表4

由表4所示色点座标的模拟结果可确实得知，当蓝色子像素S(B)中的条状分支1176与第一主干1172之间的夹角θ2’和红色子像素S(R)、绿色子像素S(G)中的条状分支1176与第一主干1172之间的夹角θ1’相同时(例如为45度时)，所得到的白色光的色点座标为(0.283,0.293)，而当蓝色子像素S(B)中的条状分支1176与第一主干1172之间的夹角θ2’变小时(例如由45度变成30度时)，白色光的色点座标则调整为(0.273,0.281)，也就是说，可通过改变其中一颜色的子像素条状分支与第一主干之间的夹角来调整白色光的色点座标，而在本实施例中，则是用以改善现有白色光偏黄的问题。通过减少蓝色子像素S(B)中的条状分支1176与第一主干1172之间的夹角θ2’，可有效地增加蓝色刺激值Z且能够移动白色光的色点座标的原理已于上述图3B的实施例中说明，故在此不重复赘述。

虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可做些许的更动与润饰。因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。