專利名稱：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，更詳細(xì)地講，涉及能高速應(yīng)答，且能用于動(dòng)畫圖像及TV用的高性能產(chǎn)品的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，在垂直定向(Vertical Align)模式的液晶顯示裝置中，提出了用于改善扭轉(zhuǎn)向列(Twist Nematic)模式液晶顯示裝置低可見角及應(yīng)答速度特性的方案。這種垂直定向模式的液晶顯示裝置沒作圖示，其具有以下結(jié)構(gòu)在各個(gè)具有液晶驅(qū)動(dòng)電極的上下基板間夾持著由介電常數(shù)各向異性為負(fù)的液晶構(gòu)成的液晶層，分別在所述上下部基板的相對(duì)面上設(shè)置垂直定向膜，分別在上下部基板相對(duì)面的里面安裝偏振光板以使偏振光軸相互交叉。
但是，所述垂直定向模式液晶顯示裝置與液晶是棒狀有關(guān)，具有折射率各向異性，因此，畫面上根據(jù)可見角不同而變?yōu)榛ゲ幌嗤?。例如，在形成電?chǎng)前，由于液晶與全部基板垂直排列，因此在畫面的正面形成完全黑的狀態(tài)，而在側(cè)面漏泄光導(dǎo)致畫面質(zhì)量下降。
因而，提出了通過(guò)使電場(chǎng)畸變，在兩個(gè)或四個(gè)方向上使液晶定向，提高垂直定向模式液晶顯示裝置的可見角的結(jié)構(gòu)方案。
例如，富土通公司在美國(guó)特許6,288,762號(hào)中提出了作為用于使電場(chǎng)畸變的裝置利用突起的一個(gè)名為MVA(Multidomain Vertical Align)模式的液晶顯示裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
參照?qǐng)D1，下部基板11和上部基板12夾著液晶13相對(duì)配置，分別在所述下部基板11和上部基板12的相對(duì)面上形成突起14。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，形成電場(chǎng)后，則在突起14附近產(chǎn)生電場(chǎng)的畸變，液晶13在相互對(duì)稱的方向定向，因此，形成液晶的多區(qū)域，使由液晶折射率各向異性引起的畫面質(zhì)量下降可以得到補(bǔ)償。
韓國(guó)的三星公司提出了一種作為用于使電場(chǎng)畸變的另一種裝置，利用槽(Slit)的，一個(gè)名為PVA(Patterned Vertical Align)模式的液晶顯示裝置，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。
參照?qǐng)D2，上下部基板21、22的液晶驅(qū)動(dòng)電極23、24分別具有槽結(jié)構(gòu)，該P(yáng)VA模式液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)原理與圖1所示的突起結(jié)構(gòu)的原理相同。
另一方面，圖2中的槽，在驅(qū)動(dòng)液晶的一種傾斜(tilting)中起源的作用，如圖3A及圖3B所示，可以看出槽36間的距離越近相對(duì)的數(shù)量越多，應(yīng)答時(shí)間越減少。這種現(xiàn)象在圖1的突起結(jié)構(gòu)中也同樣。
在圖3A及3B中未說(shuō)明的各圖面符號(hào)分別為31表示下部基板，32表示上部基板，33及34表示液晶驅(qū)動(dòng)電極，35表示液晶。
但是，若為減少應(yīng)答時(shí)間，增加傾斜源(tilting source)，即增加突起或槽的數(shù)量，在顯示畫面上不僅會(huì)誘發(fā)旋轉(zhuǎn)位移線(disclinationline)增加，減少透過(guò)率，而且反過(guò)來(lái)講，會(huì)招致增加應(yīng)答時(shí)間及增加驅(qū)動(dòng)電壓那樣的特性下降。
在此，為了改善在所述突起及槽結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，提出了各種新的結(jié)構(gòu)方案，其中之一是日本夏普公司提出的把電場(chǎng)以圓形畸變，液晶作成按風(fēng)車(pinwhell)形狀定向的一個(gè)名為ASV(Advanced Super View)模式的液晶顯示裝置的方案。
圖4是說(shuō)明現(xiàn)有的ASV模式液晶顯示裝置的圖。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，傾斜源由突起制成，這時(shí)，所述突起形成風(fēng)車結(jié)構(gòu)，液晶隨著風(fēng)車結(jié)構(gòu)的突起按風(fēng)車形態(tài)定向。
但是，由風(fēng)車結(jié)構(gòu)形成突起的ASV模式液晶顯示裝置沒有更詳細(xì)的圖示說(shuō)明，但存在由于在突起中心部必須生成的旋轉(zhuǎn)位移線與液晶的手性摻雜物(chiral dopant)大量混雜，存在產(chǎn)生從突起結(jié)構(gòu)的中心部脫離的非對(duì)稱現(xiàn)象的問(wèn)題。特別是風(fēng)車的非對(duì)稱表示在低灰度等級(jí)中輝度不均勻，但可以預(yù)想抑制這種現(xiàn)象，能得到均勻的畫面質(zhì)量。
所述ASV模式液晶顯示裝置由于在其制作時(shí)用于形成風(fēng)車突起，必須進(jìn)行另一種方法的掩膜工序，因此存在增加制造工序及費(fèi)用的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題提出的，其目的在于提供一種可以得到均勻的畫面質(zhì)量的液晶顯示裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種構(gòu)成工序簡(jiǎn)單，費(fèi)用節(jié)約的液晶顯示裝置。
進(jìn)而，本發(fā)明的再一目的在于提供一種能快速應(yīng)答，可用于動(dòng)畫及TV用的高性能產(chǎn)品的液晶顯示裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的液晶顯示裝置包括下部基板和上部基板，其放在規(guī)定距離，相對(duì)配置；液晶層，其夾在所述上下部基板之間，由介電常數(shù)各向異性為負(fù)的液晶構(gòu)成；彩色樹脂層，其具有在所述上部基板的內(nèi)側(cè)面上形成，在各單位象素的內(nèi)部規(guī)則形成的規(guī)定數(shù)量的斜坑(Valley)；相對(duì)電極，其在包含所述斜坑的彩色樹脂層上形成；象素電極，其具有在所述下部基板的內(nèi)側(cè)面上形成，以所述上部基板的斜坑為中心，配置在其周圍的“十”形態(tài)的槽；垂直定向膜，其分別夾在所述象素電極和液晶層之間及相對(duì)電極和液晶層之間；偏振光板，其分別附著在所述上下部基板的外側(cè)面上，使偏振光軸相互交叉。
在此，所述斜坑深度是2μm以下，剖面是短邊長(zhǎng)度是5μm以下的四邊形，壁面具有10～90°的角，在各單位象素的內(nèi)部形成2-10個(gè)所述斜坑。
所述液晶的介電常數(shù)各向異性是-2～-10，所述液晶層的厚度是2-6μm，所述液晶層的厚度和液晶的折射率各向異性的積是200～500nm。
本發(fā)明的液晶顯示裝置進(jìn)一步包括設(shè)在所述象素電極的槽形成部上的不透明圖形。
進(jìn)而，本發(fā)明的液晶顯示裝置還包括設(shè)在所述上下部基板和偏振光板之間的相位補(bǔ)償板，所述相位補(bǔ)償板是一軸或兩軸的相位補(bǔ)償板，所述一軸相位補(bǔ)償板的相位延遲值在40～800nm的區(qū)域；所述兩軸相位補(bǔ)償板的相位延遲值在150～250nm的區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)用斜坑形成把液晶按風(fēng)車形態(tài)變成橫向的傾斜源可以形成顯示均勻的可見角的風(fēng)車結(jié)構(gòu)。另外，該斜坑由于可以與上板制作時(shí)的彩色樹脂層圖形形成時(shí)一起形成，故可以確保工序簡(jiǎn)單。
與上述本發(fā)明的目的不同的特征及長(zhǎng)處等可由下面對(duì)參照的本發(fā)明的


圖1是現(xiàn)有的利用突起及槽的液晶顯示裝置的剖面圖；圖2是現(xiàn)有的利用突起及槽的液晶顯示裝置的剖面圖；
圖3A及圖3B是說(shuō)明相對(duì)使液晶傾斜的源的每單位長(zhǎng)度的個(gè)數(shù)的應(yīng)答時(shí)間及透過(guò)率變化的圖；圖4是說(shuō)明現(xiàn)有的利用風(fēng)車(Pinwheel)結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置的問(wèn)題的照片；圖5A及圖5B是根據(jù)本發(fā)明制成的液晶顯示裝置中的上部基板的平面圖及剖面圖；圖6是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明制造的液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)的圖；圖7是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明制造的液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)原理的剖面圖；圖8是表示根據(jù)本發(fā)明制造的液晶顯示裝置的象素的照片。
符號(hào)說(shuō)明50 下部基板51 象素電極52 槽圖形53、54 液晶55 上部基板56 彩色樹脂層57 斜坑58 相對(duì)電極59 偏振光軸及透過(guò)軸具體實(shí)施方式
下面，根據(jù)附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的所希望的實(shí)施例。
首先，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例制成的液晶顯示裝置，雖沒圖示，具有以下結(jié)構(gòu)。ITO材料的液晶驅(qū)動(dòng)電極，即各自具有象素電極和相對(duì)電極的下部基板和上部基板夾著由介電常數(shù)各向異性為負(fù)的多個(gè)液晶構(gòu)成的液晶層合在一起，在所述下部基板和液晶層間及上部基板和液晶層間各自?shī)A著垂直定向膜，而在各基板對(duì)面的里面具有附著偏振光板，以使它們各自的偏振光軸互相交叉。
在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置中，在上部基板和相對(duì)電極之間夾著用于實(shí)現(xiàn)彩色的紅(R)、綠(G)、蘭(B)的彩色樹脂層，此時(shí)，在彩色樹脂層上，在每一個(gè)與象素對(duì)應(yīng)的部分上規(guī)則地形成規(guī)定數(shù)量，如2～40個(gè)的斜坑。
該斜坑與用于形成紅、綠、蘭各彩色樹脂層的印刻圖形時(shí)同時(shí)形成，因而，不需要用于形成斜坑的另一種方法的掩膜工序。所述斜坑將彩色樹脂層的厚度做成2μm以下，其深度成為2μm以下，其剖面作成短邊長(zhǎng)度為5μm以下的四角形，而壁面作成具有10～90°的角。
圖5A及圖5B是根據(jù)本發(fā)明制成的液晶顯示裝置中的上部基板的平面圖及剖面圖，在此，圖面符號(hào)55表示上部基板，56表示彩色樹脂層，57表示斜坑。
進(jìn)而，在根據(jù)本發(fā)明制成的液晶顯示裝置中，象素電極具有槽圖形，其以上部基板的斜坑為中心，配置在其周圍。這樣的槽圖形如具有“十”形態(tài)。
圖6是用于說(shuō)明驅(qū)動(dòng)根據(jù)本發(fā)明制造的液晶顯示裝置的圖，如圖所示，可以看到液晶53、54以斜坑57為中心按風(fēng)車結(jié)構(gòu)排列。在此，把液晶53、54按風(fēng)車形態(tài)形成橫向的傾斜源是斜坑57，通過(guò)形成該斜坑57可以形成能顯示同一可見角的風(fēng)車結(jié)構(gòu)。在象素電極51中的槽圖形52以斜坑57為中心配置在其周圍該部分不與電極連通。圖6中未說(shuō)明的圖面符號(hào)59表示偏振光板的透過(guò)軸。
另一方面，在根據(jù)本發(fā)明制成的液晶顯示裝置中，液晶驅(qū)動(dòng)如圖7所示，斜坑57被透明電極即相對(duì)電極58全部覆蓋，若這樣的傾斜源在斜坑部上加電場(chǎng)，就會(huì)邊以風(fēng)車樣排列液晶邊使其橫過(guò)來(lái)。因而，形成旋轉(zhuǎn)位移線的位置就會(huì)存在于斜坑57內(nèi)，由于抑制了光的透過(guò)，故可以通過(guò)使上部基板的彩色濾光片變薄，防止出現(xiàn)的透過(guò)率的下降。
在下部基板50上形成的象素電極51的“十”形狀的槽圖形52，與斜坑57一樣地形成傾斜源，起緩沖在相互不同的斜坑之間形成的旋轉(zhuǎn)位移線的作用。
圖8是表示利用這個(gè)制作的液晶顯示裝置的照片，如圖所示，可以看到在離開風(fēng)車中心的部分不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)位移線，只在“十”狀的槽部分產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)位移線。
結(jié)果，由于本發(fā)明的液晶顯示裝置原樣使用風(fēng)車結(jié)構(gòu)并在用于按風(fēng)車的形態(tài)使液晶定向的傾斜源中利用斜坑，故可以得到更均勻的可見角特性，特別是不需要用于形成斜坑的另一種方法的掩膜工序，可以使工序簡(jiǎn)單。
本發(fā)明的液晶顯示裝置利用形成若干斜坑即傾斜源可以加快應(yīng)答時(shí)間，補(bǔ)償可見角，形成完全的無(wú)限區(qū)域。
另一方面，在所述的本發(fā)明的液晶顯示裝置中，液晶必須使用具有負(fù)的介電常數(shù)各向異性的，特別是必須添加手性摻雜物。這時(shí)，添加所述手性摻雜物由于在液晶按風(fēng)車形態(tài)定向時(shí)，出現(xiàn)向左側(cè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)或向右側(cè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的兩種情況，所以成為用于防止該不均勻的形成，因此最好作成具有最大100μm以下的液晶間距。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，在偏振光板和下部基板之間及上部基板和偏振光板之間，可以進(jìn)一步各自設(shè)置相位補(bǔ)償板(Phase CompensationPlate)，此時(shí)，對(duì)相位補(bǔ)償板x、y、z方向的相位延遲值(Rth)可由下式(1)求出Rth＝[(nx+ny)/2-nz]×d (1)例如，使用一軸相位補(bǔ)償板時(shí)，最好相位延遲值(Rth)在40～800nm的區(qū)域，使用兩軸相位補(bǔ)償板時(shí)，最好相位延遲值(Rth)在150～250nm的區(qū)域。
進(jìn)而在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，最好液晶的介電常數(shù)各向異性為-2～-10，液晶層的厚度最好設(shè)定成2～6μm，而液晶層的折射率各向異性與厚度的積(d*Δn)最好為200～500nm。
另外，本發(fā)明的液晶顯示裝置可以在所述象素電極的槽形成部中設(shè)置不透明圖形，這樣，由看不見旋轉(zhuǎn)位移線，可以使圖面品位得到改善。
如上所述，本發(fā)明通過(guò)用斜坑形成按風(fēng)車形態(tài)把液晶作成橫向的傾斜源，可以顯示均勻的可見角，且由于可以在斜坑的中心具有旋轉(zhuǎn)位移線而能夠減少透過(guò)率的損失；特別是通過(guò)形成各種斜坑，實(shí)現(xiàn)能高速應(yīng)答，且能用于動(dòng)畫及TV的高性能產(chǎn)品的液晶顯示裝置。
進(jìn)而，由于本發(fā)明沒有使用另一種方法的掩膜工序，在制作上板時(shí)與彩色樹脂層印刻圖形時(shí)一起形成所述斜坑，可以確保工序簡(jiǎn)單。
另外，本發(fā)明可以在不脫離其要旨的范圍內(nèi)實(shí)施多種變化。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于，該液晶顯示裝置包括下部基板和上部基板，其放在規(guī)定距離，相對(duì)配置；液晶層，其夾在所述上下部基板之間，由介電常數(shù)各向異性為負(fù)的液晶構(gòu)成；彩色樹脂層，其具有在所述上部基板的內(nèi)側(cè)面上形成，在各單位象素的內(nèi)部規(guī)則形成的規(guī)定數(shù)量的斜坑(Valley)；相對(duì)電極，其在包含所述斜坑的彩色樹脂層上形成；象素電極，其具有在所述下部基板的內(nèi)側(cè)面上形成，以所述上部基板的斜坑為中心，配置在其周圍的“十”形態(tài)的槽，；垂直定向膜，其分別夾在所述象素電極和液晶層之間及相對(duì)電極和液晶層之間；偏振光板，其分別附著在所述上下部基板的外側(cè)面上，使偏振光軸相互交叉。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述斜坑深度是2μm以下，部面是短邊長(zhǎng)度為5μm以下的四邊形，壁面具有10～90°的角度。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述斜坑在各單位象素的內(nèi)部形成2～40個(gè)。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，還包括設(shè)在所述象素電極的槽形成部上的不透明的圖形。
5.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，還包括設(shè)在所述上下部基板和偏振光板之間的相位補(bǔ)償板。
6.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述相位補(bǔ)償板是一軸或兩軸的相位補(bǔ)償板，所述一軸相位補(bǔ)償板的相位延遲值在40～800nm的區(qū)域，所述兩軸相位補(bǔ)償板的相位延遲值在150～250nm的區(qū)域。
7.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶的介電常數(shù)各向異性是-2～-10。
8.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶層的厚度是2～6μm，液晶層的厚度和液晶的折射率各向異性的積是200～500nm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能高速應(yīng)答，可用于動(dòng)畫及TV的高性能制品的液晶顯示裝置。其包括放在規(guī)定距離相對(duì)配置的下部基板和上部基板；液晶層，其夾在所述上下部基板之間，由介電常數(shù)各向異性為負(fù)的液晶構(gòu)成；彩色樹脂層，其具有在所述上部基板的內(nèi)側(cè)面上形成，在各單位象素的內(nèi)部規(guī)則形成的規(guī)定數(shù)量的斜坑；相對(duì)電極，其在包含所述斜坑的彩色樹脂層上形成；象素電極，其具有在所述下部基板的內(nèi)側(cè)面上形成，且以所述上部基板的斜坑為中心配置在其周圍的“十”形態(tài)的槽；垂直定向膜，其分別夾在所述象素電極和液晶層之間及相對(duì)電極和液晶層之間；偏振光板，其分別附著在所述上下部基板的外側(cè)面上，使偏振光軸相互交叉。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK1573446SQ20041004593
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月12日
發(fā)明者馬旌祜, 洪承湖, 申盛旭, 崔祥彥 申請(qǐng)人:京東方顯示器科技公司