專利名稱：垂直取向模式的液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，更具體地說，涉及可高速響應(yīng)的垂直取向(Vertical Align)模式的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，為了改善TN(Twist Nematic扭轉(zhuǎn)向列)模式的液晶顯示裝置的低視角和響應(yīng)速度特性，提出了一種垂直取向模式的液晶顯示裝置。
雖未圖示，這種垂直取向模式的液晶顯示裝置具有如下結(jié)構(gòu)在分別具有液晶驅(qū)動(dòng)電極的上下部基板之間插入由介電常數(shù)的各向異性為負(fù)的液晶構(gòu)成的液晶層，在所述上下部基板的各個(gè)相對(duì)面上設(shè)置垂直取向膜，然后，以使偏光軸相互交叉地附著在上下部基板的相對(duì)面的各個(gè)背面上的偏光板。
但是，這種垂直取向模式的液晶顯示裝置具有與液晶為棒形相關(guān)的折射率各向異性，因而基于視角的畫面的彼此不同。例如，在形成電場以前，液晶與各基板垂直地排列，因而畫面的正面變成完全暗的狀態(tài)，光在側(cè)面泄漏，從而導(dǎo)致畫面質(zhì)量低。
因此，為了補(bǔ)償因液晶的折射率各向異性引起的畫面質(zhì)量低，提出了通過使電場畸變，使液晶排列在四個(gè)方向，由此使視角提高的結(jié)構(gòu)。
例如，在美國專利6288762中提出了形成突起作為使電場畸變的手段的方法，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
如圖1所示，下部基板11與上部基板12在夾置液晶13的情況下相對(duì)配置，在所述下部基板11和上部基板12的各相對(duì)面上分別形成突起14。
在這種結(jié)構(gòu)中，形成電場時(shí)，在突起14的附近電場發(fā)生畸變，液晶13在變成對(duì)稱的方向上排列，結(jié)果，形成液晶的多個(gè)區(qū)域，可補(bǔ)償因液晶折射率的各向異性引起的畫面質(zhì)量下降。
此外，作為使電場畸變的其它方法，有人提出了具有代替突起的縫隙結(jié)構(gòu)的液晶驅(qū)動(dòng)電極的方法，縫隙結(jié)構(gòu)的液晶驅(qū)動(dòng)電極的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其原理與突起結(jié)構(gòu)相同。圖2中，附圖標(biāo)號(hào)20表示縫隙結(jié)構(gòu)的液晶驅(qū)動(dòng)電極。
但是，利用上述突起和縫隙的垂直取向模式的液晶顯示裝置，由于在電場形成時(shí)，在突起或縫隙部分液晶開始變斜后，經(jīng)過一定時(shí)間，其余部分的液晶變斜，由這種現(xiàn)象引起的突起和縫隙之間的間隔太大時(shí)，響應(yīng)時(shí)間增加。
因此，為解決該問題，富土通公司在2001年SID Digset 1066頁中提出了鋸齒狀(Jagged)的液晶驅(qū)動(dòng)電極，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3中，附圖標(biāo)號(hào)30表示鋸齒狀的液晶驅(qū)動(dòng)電極。
按照這種結(jié)構(gòu)，可知響應(yīng)速度被大大改善。
然而，適用上述鋸齒狀液晶驅(qū)動(dòng)電極的垂直取向液晶顯示裝置雖然改善了響應(yīng)速度，但在沒有電極的部分，不產(chǎn)生電場，因而產(chǎn)生液晶移動(dòng)遲緩的現(xiàn)象，由此響應(yīng)速度遲緩，當(dāng)然存在因向錯(cuò)位線(disclination line)產(chǎn)生引起的畫面質(zhì)量降低的問題點(diǎn)。
圖4是模擬圖3的IV-IV′線的剖面的示意圖，由該圖可知施加電壓時(shí)，在沒有電極的部分，初期透射率的增加遲緩。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是為解決上述問題點(diǎn)而提出的發(fā)明，其目的在于提供一種可高速響應(yīng)同時(shí)可防止因向錯(cuò)位線產(chǎn)生引起的畫面質(zhì)量降低的垂直取向模式的液晶顯示裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種垂直取向模式的液晶顯示裝置，該裝置包括保持預(yù)定距離相對(duì)配置的下部基板和上部基板；插入所述上下部基板之間的由介電常數(shù)的各向異性為負(fù)的液晶構(gòu)成的液晶層；在所述下部基板內(nèi)側(cè)面上涂敷并在其表面上形成蜈蚣(centipedes)狀圖形的突起的樹脂層；以在所述突起上形成并配置于整個(gè)像素區(qū)域的方式形成像素電極；在所述上部基板內(nèi)側(cè)面上形成的相對(duì)電極；分別夾在所述像素電極與液晶層之間和相對(duì)電極與液晶層之間的垂直取向膜；和以使偏光軸相互交叉地分別附著在所述上下部基板的外側(cè)面上偏光板。
其中，形成所述蜈蚣狀圖形的突起，使其中心部的突起的寬度為5μm以下，兩側(cè)排列的外部突起的間隔為4-25μm。此外，形成所述像素電極，使相鄰的像素電極之間的間隔為10μm以下。并且，在單位像素內(nèi)按U形圖形形成所述突起和形成于其上的像素電極的層積構(gòu)造物，以便形成多疇。
按照本發(fā)明，通過在下部基板上形成蜈蚣狀圖形的突起后，在該突起上形成像素電極，可快速控制響應(yīng)時(shí)間，由此可控制向錯(cuò)位線的產(chǎn)生。
根據(jù)對(duì)以下參照的本發(fā)明最佳實(shí)施例的說明，將明確以上所述的本發(fā)明的目的和其它特征以及優(yōu)點(diǎn)等。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的利用突起的垂直取向模式的液晶顯示裝置的剖面圖。
圖2是說明現(xiàn)有技術(shù)的垂直取向模式液晶顯示裝置中的驅(qū)動(dòng)液晶的電極結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3同樣是說明現(xiàn)有技術(shù)的垂直取向模式液晶顯示裝置中的驅(qū)動(dòng)液晶的電極結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是模擬圖3的IV-IV′線的剖面的圖。
圖5是說明本發(fā)明實(shí)施例的垂直取向模式的液晶顯示裝置的圖。
圖6同樣是說明本發(fā)明實(shí)施例的垂直取向模式的液晶顯示裝置的圖。
圖7同樣是說明本發(fā)明實(shí)施例的垂直取向模式的液晶顯示裝置的圖。
圖8是模擬圖5的VIII-VIII′線的剖面的圖。
圖9是說明本發(fā)明其它實(shí)施例的垂直取向模式的液晶顯示裝置的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
首先，雖未圖示，本發(fā)明的垂直取向模式的液晶顯示裝置具有如下結(jié)構(gòu)具有ITO材料的液晶驅(qū)動(dòng)電極即各個(gè)像素電極和相對(duì)電極的下部基板和上部基板，在夾置由介電常數(shù)的各向異性為負(fù)的多個(gè)液晶構(gòu)成的液晶層的情況下結(jié)合，在所述下部基板與液晶層之間和上部基板與液晶層之間分別夾入垂直取向膜，并且，以使偏光軸相互交叉地在各基板的相對(duì)面的背面上分別附著偏光板。
在本發(fā)明的垂直取向模式的液晶顯示裝置中，由所述ITO構(gòu)成的像素電極不是縫隙結(jié)構(gòu)，而是在整個(gè)像素區(qū)域上配置，可使盡可能寬面積的力施加于液晶上，此外，在下部基板上還包括有縫隙功能的突起。
詳細(xì)地說，圖5-圖7是說明本發(fā)明實(shí)施例的垂直取向模式的液晶顯示裝置的示意圖，其中，圖5是展示下部基板的電極結(jié)構(gòu)的平面圖，圖6是沿圖5中A-A′線的剖面圖，圖7是沿圖5中B-B＇線的剖面圖。
如圖所示，在本發(fā)明的垂直取向模式的液晶顯示裝置中的下部基板具有在像素區(qū)域的突起52，在所述下部基板的液晶驅(qū)動(dòng)電極即由ITO構(gòu)成的像素電極54形成在所述突起52上。
其中，所述突起52期望形成為蜈蚣(centipedes)狀圖形，在形成薄膜晶體管的下部基板上涂敷作為保護(hù)膜的樹脂層50之后，通過對(duì)所述樹脂層50的UV曝光和顯影，形成這樣的蜈蚣狀突起52。
此外，在包含突起的樹脂層50上蒸鍍ITO之后，通過對(duì)其進(jìn)行蝕刻，形成所述像素電極54，然后，在所述像素電極54上涂敷垂直取向膜，完成下部基板。
這樣，在像素區(qū)域具有蜈蚣狀突起同時(shí)像素電極配置于整個(gè)像素區(qū)域上的情況下，液晶的疇形成容易，不僅可補(bǔ)償由折射率的各向異性引起的畫面質(zhì)量低下，而且在整個(gè)像素區(qū)域?qū)σ壕┘幼饔昧?，因而可快速控制液晶的響?yīng)時(shí)間。
特別是，利用所述突起的彎曲設(shè)定電場畸變的方向，借此，制作電極以使其在與突起方向相同的方向上，就可容易地控制液晶。
相反，如果控制液晶的方向與電極的方向在彼此相反的方向上，那么在它們兩者的力平衡的位置上產(chǎn)生液晶的向錯(cuò)位線，此時(shí)，在未設(shè)計(jì)的位置上產(chǎn)生所述向錯(cuò)位線的情況下，透射率降低，并且，在兩側(cè)，相反方向上的兩個(gè)力起作用，成為妨礙相互的移動(dòng)的要素，產(chǎn)生響應(yīng)時(shí)間遲緩的結(jié)果。
因此，本發(fā)明在形成蜈蚣狀突起中，按5μm以下的寬度較長地形成中心部的突起，在其兩側(cè)排列的外部突起之間的間隔為4-25μm。此外，本發(fā)明在所述蜈蚣狀突起上形成ITO材料的像素電極時(shí)，相鄰的像素電極之間的間隔調(diào)整為10μm以下。
按照本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)，可快速控制向液晶驅(qū)動(dòng)電極施加電壓時(shí)液晶的響應(yīng)速度，因而，可提高初期透射率。并且，由于可抑制向錯(cuò)位線的產(chǎn)生，因而能夠防止畫面質(zhì)量降低。
圖8是模擬圖5的VIII-VIII′線的剖面的示意圖，由圖示可知，相對(duì)于圖4的情況來說，施加電壓時(shí)的初期透射率的增加相對(duì)更快。
另一方面，本發(fā)明的垂直取向模式的液晶顯示裝置可在偏光板與下部基板之間和上部基板與偏光板之間設(shè)置相位補(bǔ)償板(phase compensation plate)，相對(duì)于這種相位補(bǔ)償板的x、y、z方向的位相延遲值(Rth)由下式1求出。
Rth＝[(nx+ny)/2-nz]×d.... (式1)其中，在使用一軸相位補(bǔ)償板時(shí)，期望的相位延遲值(Rth)包含40-800nm的范圍，在使用二軸相位補(bǔ)償板時(shí)，期望的相位延遲值(Rth)包含150-250nm的范圍。
此外，期望液晶的介電常數(shù)的各向異性為-2-10，期望液晶層的厚度設(shè)定為2-6μm，并且，期望液晶層的折射率的各向異性與厚度之積(d*Δn)為200-500nm。
圖9是說明本發(fā)明其它實(shí)施例的垂直取向膜式的液晶顯示裝置。
按照該實(shí)施例，在下部基板的突起52和ITO像素電極54在單位像素內(nèi)形成為曲折(zig-zag)形態(tài)的U形圖形。
在這種情況下，可形成多疇，因此，可實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的液晶取向。
如上所述，本發(fā)明通過在下部基板上形成蜈蚣狀圖形的突起并且在所述突起上形成用ITO構(gòu)成的液晶驅(qū)動(dòng)電極，可快速控制液晶，從而也可控制向錯(cuò)位線的產(chǎn)生，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)高速響應(yīng)，寬視角，高亮度和高畫面質(zhì)量的顯示畫面。
此外，本發(fā)明可在不脫離其實(shí)質(zhì)的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種垂直取向模式的液晶顯示裝置，其特征在于包括保持預(yù)定距離相對(duì)配置的下部基板和上部基板；插入所述上下部基板之間的由介電常數(shù)的各向異性為負(fù)的液晶構(gòu)成的液晶層；在所述下部基板內(nèi)側(cè)面上為覆蓋薄膜晶體管而涂敷并在其表面上形成蜈蚣狀圖形的突起的樹脂層；在所述突起上形成并配置于整個(gè)像素區(qū)域的像素電極；在所述上部基板內(nèi)側(cè)面上形成的相對(duì)電極；分別夾在所述像素電極與液晶層之間和相對(duì)電極與液晶層之間的垂直取向膜；和以使偏光軸相互交叉地分別附著在所述上下部基板的外側(cè)面上的偏光板。
2.如權(quán)利要求1所述的垂直取向模式的液晶顯示裝置，其特征在于，形成所述蜈蚣狀圖形的突起，使其中心部的突起的寬度為5μm以下，兩側(cè)排列的外部突起的間隔為4-25μm。
3.如權(quán)利要求1所述的垂直取向模式的液晶顯示裝置，其特征在于，形成所述像素電極，使相鄰的像素電極之間的間隔為10μm以下。
4.如權(quán)利要求1所述的垂直取向模式的液晶顯示裝置，其特征在于，以可形成多疇的方式在單位像素內(nèi)按U形圖形形成所述突起和形成于其上的像素電極的層積構(gòu)造物。
5.如權(quán)利要求1所述的垂直取向模式的液晶顯示裝置，其特征在于，還包括在所述上下部基板與偏光板之間設(shè)置的相位補(bǔ)償板。
6.如權(quán)利要求5所述的垂直取向模式的液晶顯示裝置，其特征在于，所述相位補(bǔ)償板為一軸或二軸相位補(bǔ)償板，所述一軸相位補(bǔ)償板的相位延遲值包含40-800nm的范圍，所述二軸相位補(bǔ)償板的相位延遲值包含150-250nm的范圍。
7.如權(quán)利要求1所述的垂直取向模式的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶的介電常數(shù)的各向異性為-2--10。
8.如權(quán)利要求1所述的垂直取向模式的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶層的厚度為2-6μm，液晶層的厚度與液晶的折射率各向異性之積為200-500nm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可高速響應(yīng)的垂直取向模式的液晶顯示裝置。本發(fā)明的垂直取向模式的液晶顯示裝置的特征在于包括保持預(yù)定距離相對(duì)配置的下部基板和上部基板；插入該上下部基板之間的由介電常數(shù)的各向異性為負(fù)的液晶構(gòu)成的液晶層；為覆蓋薄膜晶體管而在所述下部基板內(nèi)側(cè)面上涂敷并在其表面上形成蜈蚣狀圖形的突起的樹脂層；在所述突起上形成的配置于整個(gè)像素區(qū)域的像素電極；在所述上部基板內(nèi)側(cè)面上形成的相對(duì)電極；分別夾在所述像素電極與液晶層之間和相對(duì)電極與液晶層之間的垂直取向膜；和以使偏光軸相互交叉地分別附著在所述上下部基板的外側(cè)面上的偏光板。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK1477427SQ0314387
公開日2004年2月25日 申請(qǐng)日期2003年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月29日
發(fā)明者馬旌祜, 洪承湖 申請(qǐng)人:京東方顯示器科技公司