專利名稱：平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種液晶顯示裝置，特別是關(guān)于一種平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置(In Plane Switching Liquid Crystal Display，IPSLCD)。
背景技術(shù)：
在眾多不同類型的液晶顯示裝置中，扭曲向列(TwistedNematic，TN)型液晶顯示裝置因?yàn)榫哂械万?qū)動(dòng)電壓及低能耗的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。普通的扭曲向列型液晶顯示裝置包括兩相對(duì)的透明基板及夾于其中的液晶層，其中液晶層的液晶分子的長(zhǎng)軸與該兩透明基板大致平行，且該兩透明基板表面處的液晶分子成90°扭曲排列。但是在傾斜方向觀看時(shí)，該扭曲向列型液晶顯示裝置會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的漏光現(xiàn)象，導(dǎo)致其視角狹小，所以扭曲向列型液晶顯示裝置不能滿足大角度觀看的需要。
為了解決普通扭曲向列型液晶顯示裝置視角小的缺陷，日本日立(Hitachi)公司提出一種平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，其具有較大的視角。
請(qǐng)參閱圖1，是一種現(xiàn)有技術(shù)平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置的立體示意圖。該平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置100包括一下基板12，一上基板11及夾在其中的一液晶層15。一上偏光片13及一下偏光片14分別設(shè)置在該上基板11及下基板12的外側(cè)。像素電極16與共用電極17設(shè)置在該下基板12的內(nèi)側(cè)，其中該像素電極16與共用電極17是長(zhǎng)條狀的透明電極，相互平行并且間隔排列。一上配向膜(圖未示)及一下配向膜(圖未示)分別設(shè)置在該上基板11及下基板12的內(nèi)側(cè)，該下配向膜覆蓋該像素電極16與共用電極17，其中，上、下配向膜的摩擦方向相反，靠近該兩配向膜處的液晶分子18的長(zhǎng)軸大致平行于上下基板11、12。上偏光片13與下偏光片14的偏振軸互相垂直，未施加電壓時(shí)，液晶分子18的長(zhǎng)軸與像素電極16及共用電極17具有一夾角，從背光源(圖未示)發(fā)出的光線通過液晶層15后，其偏振態(tài)及偏振方向不會(huì)發(fā)生變化，光線被上偏光片13吸收而不能通過，此時(shí)該平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置100顯示暗態(tài)。
請(qǐng)參閱圖2，當(dāng)在像素電極16及共用電極17之間施加電壓時(shí)，將產(chǎn)生一平行于下基板12的電場(chǎng)E1，該電場(chǎng)E1的方向垂直于像素電極16與共用電極17。在該電場(chǎng)E1的作用下，液晶分子18的長(zhǎng)軸朝平行于電場(chǎng)E1的方向偏轉(zhuǎn)，液晶層15的光學(xué)延遲發(fā)生變化，從下偏光片14出射的線偏振光通過液晶層15后轉(zhuǎn)變成橢圓偏振光或圓偏振光，所以光線可以穿過上偏光片13，此時(shí)該平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置100顯示亮態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)圖像顯示的目的。
但是，由于未施加電壓時(shí)液晶分子18沿同一方向排列，施加電壓后每一液晶分子18均需偏轉(zhuǎn)相同的幅度，以達(dá)到與電場(chǎng)E1平行的狀態(tài)，導(dǎo)致該平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置100的響應(yīng)速度慢，從而影響圖像顯示效果。另外，由于該平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置100是利用液晶分子18的雙折射原理以實(shí)現(xiàn)顯示目的，當(dāng)液晶層15的厚度發(fā)生變化時(shí)，其相位延遲也發(fā)生變化，影響光線通過液晶層15后的偏振狀態(tài)，從而影響該平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置100的顯示效果。也就是說，液晶層15的厚度誤差允許范圍較小，在面板制作過程中對(duì)制程要求較高，從而導(dǎo)致生產(chǎn)良率低。

發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置響應(yīng)速度慢及生產(chǎn)良率低的缺陷，本發(fā)明提供一種響應(yīng)速度快、生產(chǎn)良率高并且具有廣視角的平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，包括兩相對(duì)設(shè)置的上基板與下基板、一夾于上基板與下基板之間的液晶層、兩分別設(shè)置在上基板與下基板的上偏光片與下偏光片、多個(gè)像素電極與共用電極及兩分別設(shè)置在上基板與下基板內(nèi)側(cè)的上配向膜與下配向膜，該上配向膜與下配向膜的摩擦方向大致成90度，形成一扭曲向列型的液晶層。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置中，液晶層為扭曲向列型，在像素電極與共用電極間施加一定電壓時(shí)，液晶分子朝平行于電場(chǎng)方向偏轉(zhuǎn)，由于上配向膜與下配向膜的摩擦方向大致成90°，液晶層內(nèi)的液晶分子呈90°扭曲排列，所有液晶分子在電場(chǎng)作用下達(dá)到同一狀態(tài)時(shí)所需的時(shí)間比現(xiàn)有技術(shù)平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置的液晶分子所需的時(shí)間短，所以本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置具有較快的響應(yīng)速度。另外，本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置通過扭曲排列的液晶分子來改變通過液晶層的光線的偏振方向以實(shí)現(xiàn)圖像顯示目的，因此可允許液晶層厚度具有較大的誤差范圍，對(duì)制程的要求不如現(xiàn)有技術(shù)高，所以可提高生產(chǎn)良率。此外，本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置還具有廣視角的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置未施加電壓時(shí)的立體示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置施加電壓時(shí)的立體示意圖。
圖3是本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置第一實(shí)施方式未施加電壓時(shí)的立體示意圖。
圖4是圖3所示的平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置的一個(gè)子像素的平面示意圖。
圖5是圖4所示的平面內(nèi)切換型液晶顯示狀置沿V-V線的剖面圖。
圖6是本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置第一實(shí)施方式施加電壓時(shí)的立體示意圖。
圖7是本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置第二實(shí)施方式一個(gè)子像素的平面示意圖。
圖8是本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置第三實(shí)施方式一個(gè)子像素的平面示意圖。
圖9是本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置第三實(shí)施方式的電極排布圖。
圖10是本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置第四實(shí)施方式一個(gè)子像素的平面示意圖。
圖11是本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置第四實(shí)施方式一個(gè)子像素的電極排布示意圖。
圖12是本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置第五實(shí)施方式的剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖3，是本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置未施加電壓時(shí)的立體示意圖。本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置200包括一彩色濾光片基板21、一薄膜晶體管基板22及夾在該彩色濾光片基板21與薄膜晶體管基板22之間的液晶層25。一上偏光片23與一下偏光片24分別設(shè)置在該彩色濾光片基板21與薄膜晶體管基板22的外側(cè)。該液晶層25包括摻雜有對(duì)掌性摻雜劑(Chiral Dopant)之正型液晶分子251。
請(qǐng)參閱圖4及圖5，是本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置第一實(shí)施方式一像素區(qū)域的平面示意圖及剖面圖。該薄膜晶體管基板22包括一下基板221，多個(gè)共用電極26形成在下基板221，一絕緣層222覆蓋該共用電極26，多個(gè)像素電極27與數(shù)據(jù)線28形成在該絕緣層222上，一鈍化層223覆蓋在該多個(gè)像素電極27與數(shù)據(jù)線28上，一下配向膜224形成在該鈍化層223上并且與液晶層25相接觸。該絕緣層222材料是二氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)，該鈍化層223材料是二氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)。
該彩色濾光片基板21包括一上基板211，一彩色濾光片212及一設(shè)置在該上基板211內(nèi)側(cè)的上配向膜213。
該上配向膜213與下配向膜224的預(yù)傾角度很小，一般是0°～10°，液晶層25的液晶分子251長(zhǎng)軸大致平行于基板平面。其中，上配向膜213與下配向膜224的摩擦方向大致成90°，上基板211與下基板221之間的液晶分子251在未施加電壓時(shí)成90°扭曲排列，以形成一扭曲向列型的液晶層25。該上配向膜213與下配向膜224的材料是聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol)，其中該下配向膜224對(duì)液晶分子251的錨鉤能(Anchoring Strength)遠(yuǎn)小于上配向膜213對(duì)液晶分子251的錨鉤能。
該上偏光片23的偏振軸與上配向膜213的摩擦方向平行，所以，靠近該上配向膜213的液晶分子251長(zhǎng)軸方向與上偏光片23的偏振軸平行。該下偏光片24的偏振軸與上偏光片23的偏振軸平行。
一柵極線29形成在下基板221上并橫向延伸，該帶狀的數(shù)據(jù)線28形成在下基板221并縱向延伸。相互垂直的柵極線29與數(shù)據(jù)線28形成一像素區(qū)域，每一像素區(qū)域至少包括一位于柵極線29與數(shù)據(jù)線28交叉處的薄膜晶體管20，該薄膜晶體管20包括一柵極201、一源極203及一漏極202。其中該柵極201與柵極線29相連，源極203與數(shù)據(jù)線28相連，漏極202與像素電極27相連。該共用電極26與像素電極27均是直條形帶狀電極并且平行間隔設(shè)置，兩者均由透明導(dǎo)電材料制成，如氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide，IZO)。該共用電極26與像素電極27也可以由導(dǎo)電金屬材料制成。
像素電極27與共用電極26間未施加電壓時(shí)，液晶層25的液晶分子251成90°扭曲排列，從背光源(圖未示)發(fā)出的光線通過下偏光片24時(shí)轉(zhuǎn)變成偏振方向與下偏光片24的偏振軸平行的線偏振光，該線偏振光經(jīng)過液晶層25后，其偏振方向扭轉(zhuǎn)90°，轉(zhuǎn)變成與上偏光片23的偏振軸垂直的線偏振光，所以該線偏振光被上偏光片23吸收，此時(shí)該平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置200顯示暗態(tài)。
請(qǐng)參閱圖6，是本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置第一實(shí)施方式施加電壓時(shí)的立體示意圖。當(dāng)在像素電極27與共用電極26之間施加一定電壓時(shí)，將產(chǎn)生一平行于基板平面的電場(chǎng)E2，在該電場(chǎng)E2的作用下，液晶分子251的長(zhǎng)軸朝平行于該電場(chǎng)E2的方向偏轉(zhuǎn)，由于上下配向膜213、224的預(yù)傾角很小，且下配向膜224對(duì)液晶分子251的錨鉤能遠(yuǎn)小于上配向膜213對(duì)液晶分子251的錨鉤能，所以在電場(chǎng)E2的作用下，液晶分子251大致成水平且均勻排列。光線通過該液晶層25后，其偏振方向不會(huì)發(fā)生變化，光線能穿過上偏光片23，此時(shí)該平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置200顯示亮態(tài)。
由于未施加電壓時(shí)每一液晶分子251排列不一致，在電場(chǎng)E2的作用下，液晶分子251的長(zhǎng)軸從初始狀態(tài)到平行于電場(chǎng)E2方向時(shí)所需的時(shí)間短，所以本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置200具有響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。另外，本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置200是利用扭曲排列的液晶分子251來改變通過液晶層25的光線的偏振方向以實(shí)現(xiàn)圖像顯示的目的，因此可允許液晶層25厚度具有較大的誤差范圍，對(duì)制程的要求不如現(xiàn)有技術(shù)高，所以可提高生產(chǎn)良率。此外，本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置還200具有廣視角的優(yōu)點(diǎn)。
請(qǐng)參閱圖7，是本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置第二實(shí)施方式一子像素區(qū)域的平面示意圖。該平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置300與平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置200的區(qū)別在于，共用電極36與像素電極37分別具有一彎曲部分(未標(biāo)示)，該彎曲部分成“>”狀，該共用電極36與像素電極37相互間隔并平行設(shè)置。在共用電極36與像素電極37之間施加一電壓時(shí)產(chǎn)生兩平行于基板(圖未示)的電場(chǎng)E21、E22，該電場(chǎng)E21與電場(chǎng)E22的方向不同，由于液晶分子351是正型液晶，液晶分子351在該兩電場(chǎng)E21、E22作用下旋轉(zhuǎn)并且分別平行于該電場(chǎng)E21、E22。所以該彎曲的共用電極36與像素電極37及液晶分子351將一子像素分成兩個(gè)不同的區(qū)域，該兩個(gè)不同的區(qū)域具有不同的視角特性，所以該平面內(nèi)切換型電場(chǎng)液晶顯示裝置300可消除本發(fā)明第一實(shí)施方式平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置200中由于液晶分子251僅朝一方向偏轉(zhuǎn)而存在的色偏問題，從而提高顯示品質(zhì)。
請(qǐng)參閱圖8，是本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置第三實(shí)施方式一子像素的平面示意圖。該平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置400與平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置300的區(qū)別在于，該共用電極46包括第一彎曲部分461、第二彎曲部分462及第三彎曲部分463。請(qǐng)同時(shí)參閱圖9，該共用電極46的第一彎曲部分461、第二彎曲部分462及第三彎曲部分463分別包括第一側(cè)邊4611、4621、4631與第二側(cè)邊4612、4622、4632。第一側(cè)邊4611、4621、4631分別與第二側(cè)邊4612、4622、4632首尾相連形成三個(gè)彎曲角(未標(biāo)示)。每一彎曲部分461、462、463的第一側(cè)邊4611、4621、4631及第二側(cè)邊4612、4622、4632長(zhǎng)度均相等。該第一側(cè)邊4611、4621、4631彼此傾斜設(shè)置互不平行，第二側(cè)邊4612、4622、4632也是彼此傾斜設(shè)置互不平行。當(dāng)在共用電極46與像素電極47之間施加一定電壓時(shí)，共用電極46與像素電極47之間產(chǎn)生平行于基板(圖未示)的電場(chǎng)E31、E32、E33、E34、E35、E36。該各電場(chǎng)的方向不同，每一子像素區(qū)域的液晶分子451沿六個(gè)不同的方向排列，每子像素區(qū)域分割成六個(gè)區(qū)域，每一個(gè)區(qū)域具有不同的視角特性，因而可提高視角并且使各視角的對(duì)比度相同，從而提高顯示品質(zhì)。
請(qǐng)參閱圖10，是本發(fā)明平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置第四實(shí)施方式一子像素的平面示意圖。該平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置500與平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置200的區(qū)別在于，該共用電極56與像素電極57為相似的波浪形結(jié)構(gòu)。請(qǐng)同時(shí)參閱圖11，波浪形的共用電極56與像素電極57相互平行且交錯(cuò)排列，當(dāng)在像素電極57與共用電極56之間施加一定的電壓時(shí)，形成平行于基板(圖未示)并且連續(xù)變化的電場(chǎng)。液晶分子551在連續(xù)電場(chǎng)的作用下偏轉(zhuǎn)，其偏轉(zhuǎn)方向也是連續(xù)變化，從而形成連續(xù)域，可消除液晶分子僅朝單一方向偏轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的色偏缺陷，可以進(jìn)一步改善視角并加強(qiáng)色彩方面的表現(xiàn)。
本實(shí)施方式平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置500的共用電極56與像素電極57的形狀不僅限于波浪形，其它可形成與基板平行的連續(xù)電場(chǎng)的電極形狀也可以被采用，如弧形、平滑連接的直線與曲線構(gòu)成的電極也可適用。
請(qǐng)參閱圖12，是本發(fā)明第五實(shí)施方式平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置600的剖面示意圖。其與第一實(shí)施方式平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置200的區(qū)別在于，上偏光片63與下偏光片64的偏振軸互相垂直。未施加電壓時(shí)，該平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置600顯示亮態(tài)。
本發(fā)明中，像素電極與共用電極也可以設(shè)置在同一基板的同一層上，也可以設(shè)置在不同基板上。本發(fā)明的偏光片也可以設(shè)置在基板的內(nèi)側(cè)。
權(quán)利要求
1.一種平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，包括兩相對(duì)設(shè)置的上基板與下基板、一夾于上基板與下基板之間的液晶層、兩分別設(shè)置在上基板與下基板的上偏光片與下偏光片、多個(gè)像素電極與共用電極及兩分別設(shè)置在上基板與下基板內(nèi)側(cè)的上配向膜與下配向膜，其特征在于該上配向膜與下配向膜的摩擦方向大致成90度，形成一扭曲向列型的液晶層。
2.如權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，其特征在于該下配向膜的錨鉤能大于上配向膜的錨鉤能。
3.如權(quán)利要求2所述的平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，其特征在于該下偏光片的偏振軸平行于靠近該下配向膜表面處的液晶分子的長(zhǎng)軸。
4.如權(quán)利要求3所述的平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，其特征在于該像素電極與共用電極是長(zhǎng)條型。
5.如權(quán)利要求1或3所述的平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，其特征在于當(dāng)施加電壓時(shí)像素電極與共用電極之間產(chǎn)生至少具有兩個(gè)方向的電場(chǎng)。
6.如權(quán)利要求5所述的平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，其特征在于該像素電極與共用電極是彎折形。
7.如權(quán)利要求5所述的平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，其特征在于該像素電極與該共用電極是曲線型。
8.如權(quán)利要求7所述的平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，其特征在于該像素電極與該共用電極是波浪型。
9.如權(quán)利要求7所述的平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，其特征在于該像素電極與該共用電極是弧形。
10.如權(quán)利要求7所述的平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，其特征在于該像素電極與該共用電極是由直線與曲線平滑連接而成。
11.如權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，其特征在于該像素電極與共用電極形成在下基板上。
12.如權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，其特征在于該像素電極與共用電極形成在不同的基板上。
13.如權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，其特征在于該上偏光片與下偏光片分別形成于相應(yīng)基板的靠近液晶層一側(cè)。
14.如權(quán)利要求1所述的平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，其特征在于該液晶層包括摻雜有對(duì)掌性摻雜劑的正型液晶材料。
全文摘要
本發(fā)明公開一種平面內(nèi)切換型液晶顯示裝置，包括兩相對(duì)設(shè)置的上基板與下基板、一夾于上基板與下基板之間的液晶層、兩分別設(shè)置在上基板與下基板的上偏光片與下偏光片、多個(gè)像素電極與共用電極及兩分別設(shè)置在上基板與下基板內(nèi)側(cè)的上配向膜與下配向膜，該上配向膜與下配向膜的摩擦方向大致成90度，形成一扭曲向列型的液晶層。
文檔編號(hào)G02F1/133GK1746754SQ20041005149
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月11日
發(fā)明者林澤民, 陳鵲如, 彭家鵬 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 群創(chuàng)光電股份有限公司