專利名稱：液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器(LCD)，更具體地涉及一種扭轉向列(TN)模式的液晶顯示器。
背景技術：
通常，液晶顯示器包括位于一對顯示面板之間的液晶層，在顯示面板上具有提供于其上的場產生電極和偏振器。場產生電極相對于液晶層產生電場，并且隨著電場強度的變化，液晶分子的取向變化。例如，在施加電場的狀態(tài)下，改變液晶層的液晶分子的取向，由此改變通過液晶層的光線的偏振。通過合適的遮蔽或透射穿過液晶層的偏振光，偏振器產生亮或暗區(qū)，從而顯示希望的圖像。
液晶顯示器可以根據液晶分子如何取向而劃分為幾種類型，例如包括扭轉取向(TN)模式液晶顯示器、面內開關(IPS)模式液晶顯示器、垂直取向(VA)模式液晶顯示器。當然，扭轉取向模式液晶顯示器最為常用。
在背景技術節(jié)披露的上述信息僅用于增強對本發(fā)明背景的理解，因而可以包含在本國家中對于本領域普通技術人員已知的不形成現(xiàn)有技術的信息。

發(fā)明內容
本發(fā)明的典型實施例提供了一種液晶顯示器，所述液晶顯示器包括第一電極、面對第一電極的第二電極、和夾置在第一和第二電極之間并且具有扭轉向列取向液晶的液晶層，其中液晶層的旋轉粘度在大約50mPas至大約80mPas的范圍內，界定液晶層厚度的單元間隙在大約2.5μm至大約5.0μm的范圍內，并且第一和第二電極之間的電壓差在大約0.2V至大約8.0V的范圍內。
當旋轉粘度是75mPas時，液晶層的響應時間可以由表達式-2.3×(單元間隙)2+17.83×單元間隙-26.04獲得。
當旋轉粘度是大約65mPas時，液晶層的響應時間可以由表達式-0.42×(單元間隙)2+3.95×單元間隙-2.25獲得。
當旋轉粘度是大約50mPas時，液晶層的響應時間可以由表達式0.95×(單元間隙)2-5.525×單元間隙+13.43獲得。
本發(fā)明的實施例提供了一種液晶顯示器，所述液晶顯示器包括第一電極、面對第一電極的第二電極、和夾置在第一和第二電極之間并且具有扭轉向列取向液晶的液晶層，其中液晶層的旋轉粘度在大約50mPas至大約80mPas的范圍內，界定液晶層厚度的單元間隙在大約2.5μm至大約5.0μm的范圍內，并且第一和第二電極之間的電壓差在大約0.2V至大約8.0V的范圍內，并且響應時間可以由表達式6.78+旋轉粘度×0.81+單元間隙×0.7+旋轉粘度×單元間隙×0.14獲得。
當液晶層的旋轉粘度在大約50mPas至大約65mPas的范圍內時，單元間隙在大約3.2μm至大約3.8μm的范圍內。
當液晶層的旋轉粘度大于大約65mPas，但不大于大約75mPas時，單元間隙大于或等于大約2.6μm，但小于大約3.2μm。
當液晶層的旋轉粘度在大約75mPas至大約80mPas時，單元間隙大于或等于大約2.5μm，但小于大約2.6μm。
本發(fā)明的實施例提供了一種液晶顯示器，所述液晶顯示器包括第一電極、面對第一電極的第二電極、和插入在第一和第二電極之間并且具有扭轉向列取向液晶的液晶層，其中液晶層的間距在大約10μm至大約70μm的范圍內，界定液晶層厚度的單元間隙在大約3.0μm至大約4.5μm的范圍內，并且第一和第二電極之間的電壓差在大約0.2V至大約6.0V的范圍內。
在液晶顯示器中，第一和第二電極之間的電壓差在大約0.2V至大約5.5V的范圍內，液晶層的間距在大約10μm至大約30μm的范圍內，并且所述液晶層的響應時間由表達式0.0364×間距+4.9928確定。
在液晶顯示器中，第一和第二電極之間的電壓差在大約0.2V至大約5.5V的范圍內，液晶層的間距在大約30μm至大約70μm的范圍內，并且液晶層的響應時間由表達式0.0166×間距+5.5558確定。
在液晶顯示器中，第一和第二電極之間的電壓差在大約0.2V至大約6.0V的范圍內，液晶層的間距在大約10μm至大約30μm的范圍內，并且液晶層的響應時間由表達式0.0408×間距+4.8189確定。
在液晶顯示器中，第一和第二電極之間的電壓差在大約0.2V至大約6.0V的范圍內，液晶層的間距在大約30μm至大約70μm的范圍內，并且液晶層的響應時間由表達式0.0123×間距+5.6467確定。
在液晶顯示器中，液晶層的間距可以是大約20μm，屏幕的對比度是大約500∶1，第一和第二電極之間的最大電壓差大于大約5.8V。
在液晶顯示器中，液晶層的間距是大約30μm，屏幕的對比度是大約500∶1，第一和第二電極之間的最大電壓差大于大約5.4V。
在液晶顯示器中，液晶層的間距是大約30μm，屏幕的對比度是大約600∶1，第一和第二電極之間的最大電壓差大于大約5.6V。
第一電極可以包括第一基底、在第一基底上形成的柵極線和數(shù)據線、與柵極線和數(shù)據線連接的薄膜晶體管，和與薄膜晶體管連接的像素電極。
第二電極可以包括第二基底，在第二基底上形成的濾色器，和在濾色器上形成的公共電極。
第二電極還可以包括在第二基底上形成的遮光構件。


圖1是根據本發(fā)明的典型實施例的液晶顯示器的布局圖。
圖2是沿圖1的液晶顯示器的II-II線所取的剖面圖。
圖3是沿圖1的液晶顯示器的III-III線所取的剖面圖。
圖4A和4B是示出根據本發(fā)明的典型實施例的扭轉取向(TN)模式液晶顯示器內像素結構的運行狀態(tài)的剖面圖。
圖5是示出根據本發(fā)明實驗的取決于液晶顯示器的旋轉粘度(rotationgamma)和單元間隙的響應時間的表。
圖6是示出根據本發(fā)明實驗的取決于旋轉粘度和單元間隙的液晶層的響應時間的曲線圖。
圖7是示出在本發(fā)明的實驗中根據旋轉粘度相對于各種單元間隙的變化的液晶層的響應時間的曲線圖。
圖8是示出根據本發(fā)明實驗的取決于液晶顯示器的液晶層間距的液晶層的響應時間的表。
圖9是示出根據本發(fā)明實驗的取決于液晶層間距的液晶層的響應時間的曲線圖。
圖10是示出根據液晶層間距和電極之間的電壓差的屏幕對比度變化的表。
具體實施例方式
扭轉取向模式液晶顯示器的問題是，由于液晶層的響應時間延遲了大約20～30ms，所以當顯示運動圖像(視頻)時存在限制。
本發(fā)明的實施例提供了一種具有大約5ms的快速響應時間的液晶顯示器。
現(xiàn)將參照附圖描述本發(fā)明的實施例，以便本領域的技術人員可以實施本發(fā)明。本領域的技術人員應當理解，所述實施例可以以各種不同方式修改而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
為了使多個層和區(qū)清晰，在圖中放大了層的厚度。通篇相似的參考標號分配給相似的元件。當任何部分，例如層、膜、區(qū)或板被稱作位于另一部分上時，意指該部分直接位于另一部分上或在另一部分上方而具有至少一中間部分。另一方面，如果任何部分被稱作直接在另一部分上時，意指在兩個部分之間沒有中間部分。
根據本發(fā)明典型實施例的液晶顯示器和偏振器將參照圖1至3詳細描述。
圖1是根據本發(fā)明的典型實施例的液晶顯示器的布局圖，并且圖2和圖3分別是沿圖1的液晶顯示器的II-II線和III-III線所取的剖面圖。
根據本實施例的液晶顯示器包括薄膜晶體管(TFT)陣列面板100和公共電極面板200，面板100和200相互面對，并且液晶層3夾置在兩個顯示面板100和200之間。
現(xiàn)將參照圖1至圖3詳細描述液晶顯示器的薄膜晶體管陣列面板。
多條柵極線121和多條存儲電極線131形成于由透明玻璃或塑料制成的絕緣基底110上。
柵極線121傳輸柵極信號并且主要在水平方向上延伸。各條柵極線121包括向下突出的多個柵電極124和具有與不同的層或外部驅動電路連接的較大面積的端部。用于產生柵極信號的柵極驅動電路(未圖示)可以安裝在貼附在基底110上的柔性印刷電路板(未圖示)上，直接安裝在基底110上，或集成在基底110上。如果柵極驅動電路集成在基底110上，可以柵極線121可以被加長，從而直接連接柵極驅動電路。
存儲電極線131接收預定的電壓并且包括與柵極線121基本平行延伸的支線和從支線分支的第一和第二存儲電極對133a和133b。各條存儲電極線131位于相鄰的兩條柵極線121之間，并且支線靠近兩條柵極線121的下面的一條柵極線。存儲電極133a和133b分別包括與支線連接的固定端和位于對側的自由端。第一存儲電極133a的固定端具有大的面積并且自由端分支為線性部分和曲線部分。但是，存儲電極線可以修改為具有各種形狀和布置。
柵極線121和存儲電極線131可以由例如鋁(Al)或鋁合金的鋁族金屬，例如銀(Ag)或銀合金的銀族金屬、例如銅(Cu)或銅合金的銅族金屬、例如鉬(Mo)或鉬或鉬合金的鉬族金屬、鉻、鉭、鈦等制成。但是，在這方面，柵極線121和存儲電極線131可以具有包括兩個各自具有不同物理特性的導電層(未圖示)的多層結構。兩個導電層之一由低電阻金屬，例如鋁族金屬、銀族金屬、或銅族金屬制成，以便減小信號延遲或電壓降。兩個導電層的另一個由例如鉬族金屬、鉻、鉭、或鈦的材料制成，這些材料展示了與不同的材料，具體地是ITO(氧化銦錫)和IZO(氧化銦鋅)具有優(yōu)良的物理、化學、和電接觸特性。優(yōu)良組合的實例可以包括下部鉻膜和上部鋁(合金)膜的組合，以及下部鋁(合金)膜和上部鉬(合金)膜的組合。此外，柵極線121和存儲電極線131可以由各種其它金屬或導體制成。
柵極線121的側壁和存儲電極線131的側壁對于基底110的表面傾斜，并且傾斜角優(yōu)選大約30°至80°。
在柵極線121和存儲電極線131上形成由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)等制成的柵絕緣層140。
由氫化非晶硅(a-Si)或多晶硅等制成的多條半導體條151形成于柵絕緣層140上。半導體條151主要在垂直方向上延伸并且包括向柵電極124突出的多個突起154。各條半導體條151在靠近柵極線121和存儲電極線131的位置增加其寬度從而擴展地覆蓋柵極線121和存儲電極線131。
在半導體條151上形成了多個歐姆接觸條161和多個歐姆接觸島165。歐姆接觸條161和歐姆接觸島165可以由例如其中摻雜了高濃度的磷的n型雜質的n+氫化非晶硅的材料制成，或者可以由硅化物制成。歐姆接觸條161包括多個突起163，并且突起163和歐姆接觸島165在半導體條151的突起154上成對布置。
半導體條151的側壁和歐姆接觸條和島161和165的側壁也對于半導體基底110的表面傾斜，并且傾斜角是大約30°至80°。
在歐姆接觸條和島161和165以及柵絕緣層140上形成多條數(shù)據線171和多個數(shù)據電極175。
數(shù)據線171傳輸數(shù)據信號并且主要在垂直方向延伸從而與柵極線121交叉。各條數(shù)據線171與存儲電極線131交叉并且在一組相鄰的存儲電極133a和133b之間延伸。各條數(shù)據線171包括向柵電極124延伸的多個源電極173和具有用于與不同的層或外部驅動電路連接的寬區(qū)域的端部179。用于產生數(shù)據信號的數(shù)據驅動電路(未圖示)可以安裝在貼附在基底110上的柔性印刷電路膜(未圖示)上，直接安裝在基底110上，或集成在基底110上。在數(shù)據驅動電路集成在基底110上的情形，數(shù)據線171可以被加長，從而與數(shù)據驅動電路連接。
漏電極175與數(shù)據線171分開并且面對以柵電極124為中心的源電極173。各個漏電極175包括一大的端部和具有條形的另一端部。大的端部覆蓋存儲電極137，而條形端部被彎曲成“J”形的源電極173部分地包圍。
柵電極124、源電極173和漏電極175與半導體條151的突起154一起構成薄膜晶體管(TFT)，并且在源電極173和漏電極175之間的突起154上形成薄膜晶體管的溝道。
優(yōu)選漏極線171和漏電極175由難熔金屬，例如鉬、鉻、鉭和鈦或其合金制成，并且可以具有包括難熔金屬膜(未圖示)和低電阻導電膜(未圖示)的多層結構。多層結構的實例可以包括下部鉻或鉬(合金)膜和上部鋁(合金)膜的雙層結構，和下部鉬(合金)膜、中間層鋁(合金)、和上部鉬(合金)膜的三層結構。此外，數(shù)據線171和漏電極175可以由各種其它金屬或導體制成。
優(yōu)選數(shù)據線171的側壁和漏電極175的側壁相對基底110的表面以大約30°至80°的傾斜角傾斜。
歐姆接觸條和島161和165僅存在于下部半導體條151和上部數(shù)據線171和漏電極175之間，以便降低其間的接觸電阻。各個半導體條的多數(shù)部分比數(shù)據線171窄，但是如前所述，半導體條151與柵極線121相交的部分具有大的寬度，平滑了表面的輪廓線，從而可以避免數(shù)據線171斷開。各個半導體條151的一些部分被暴露，而未被數(shù)據線171和漏電極175覆蓋，其包括例如在源電極173和漏電極175之間的部分。
在數(shù)據線171、漏電極175和半導體條151的被暴露的部分上形成鈍化層180。鈍化層180由無機絕緣體或有機絕緣材料等制成，并且可以具有平坦化的表面。無機絕緣體的實例可以是氮化硅和氧化硅。有機絕緣體可以具有光敏性，并且優(yōu)選其介電常數(shù)不大于大約4.0。在這方面，鈍化層180還可以具有下部無機膜和上部有機膜的雙層結構，從而可以不傷害半導體條151的被暴露的部分，同時仍保持有機膜的優(yōu)良的絕緣特性。
在鈍化層180上形成了分別暴露數(shù)據線171的端部179和漏電極175的多個接觸孔182和185，并且在鈍化層180和柵絕緣層140上形成了暴露柵極線121的端部129的多個接觸孔181，暴露存儲電極線131的靠近第一存儲電極133a的固定端的部分的多個接觸孔183a，和暴露第一存儲電極133a的自由端的突起的多個接觸孔183b。
多個像素電極191、多個跨線橋84、和多個接觸輔件81和82形成于鈍化層180的上部。像素電極191和接觸輔件81和82可以由透明導電材料，例如ITO或IZO，或反射性金屬，例如鋁、銀、鉻、或其它金屬制成。
像素電極191通過接觸孔185與漏電極175物理和電連接，并且從漏電極175接收數(shù)據電壓。在接收數(shù)據電壓時，像素電極191和接收公共電壓的公共電極顯示面板200的公共電極270一起產生電場，從而由此確定兩個電極191和270之間的液晶層3的液晶分子的方向(未圖示)。透過液晶層的光的偏振可以根據液晶分子的確定的方向而變化。像素電極191和公共電極270形成電容器，此后稱為“液晶電容器”，使得既便薄膜晶體管被關閉也可以保持施加的電壓。
像素電極用存儲電極線131以及存儲電極133a和133b覆蓋。電容器被稱為存儲電容器，形成于像素電極191和電連接像素電極191的漏電極175與存儲電極線131交疊處，并且存儲電容器加強了液晶電容器的電壓保持能力。
接觸輔件81和82分別通過接觸孔181和182與柵極線121的端部129和數(shù)據線171的端部179連接。接觸輔件81和82補充了柵極線121的端部129和數(shù)據線171的端部179與外部裝置的粘合特性，并且保護它們。橫過柵極線121的跨線橋84經由位于柵極線121另一側的接觸孔183a和183b連接存儲電極線131的被暴露的部分和存儲電極133b的自由端的被暴露的端部。存儲電極線131以及存儲電極133a和133b可以與跨線橋84一起修理柵極線121、數(shù)據線171或薄膜晶體管的缺陷。
現(xiàn)將參照圖2和3描述公共電極面板200。
在由透明玻璃等制成的絕緣基底210上形成遮光構件220。遮光構件220也被稱為黑矩陣并且避免光泄漏。遮光構件220面對像素電極191，包括具有與像素電極191基本相同形狀的多個開口，并且避免光在像素電極191之間泄漏。遮光構件220可以包括對應于柵極線121和數(shù)據線171的部分以及對應于薄膜晶體管的部分。
多個濾色器230也形成于基底210上。濾色器230多數(shù)位于被遮光構件220包圍的區(qū)內，并且可以沿像素電極191的列的垂直方向延伸。各個濾色器230可以顯示三原色之一，即紅、綠、或藍。
保護層250形成于濾色器230和遮光構件220上。保護層250可以由(有機)絕緣體制成，避免濾色器230被暴露，并且提供平坦化的表面?？梢允÷员Ｗo層250。
公共電極270形成于保護層250上。公共電極270由例如ITO、IZO等的透明導體制成。
配向層11和21分別被涂覆在兩個顯示面板100和200各自的內表面上，并且偏振器12和22被貼附在兩個顯示面板100和200各自的外表面上。
兩個偏振器12和22的透射軸相互垂直或平行。
在反射型液晶顯示器的情形，可以省略兩個偏振器12和22之一。
液晶顯示器還可以包括背光單元(未圖示)，用于對相延遲膜、顯示面板100和200、和液晶層3提供光線。
液晶層3包括具有正介電各向異性的扭轉液晶材料。對于液晶層3的液晶分子，液晶分子是這樣排列的，使得其較長的軸平行于顯示面板100和200并且液晶分子從顯示面板100起螺旋形扭轉90°到達另一顯示面板200。
優(yōu)選地，液晶層3的旋轉粘度大于或等于50mPas至80mPas，液晶層3的介電各向異性為4.8至5.5，單元間隙是2.5μm-5.0μm，兩個電極191和270之間的電壓差在0.2V至8.0V的范圍內。優(yōu)選地，液晶層的響應時間可以由表達式6.78+旋轉粘度×0.81+單元間隙×0.7+旋轉粘度×單元間隙×0.14獲得。
如果旋轉粘度是75mPas，液晶層的響應時間可以由表達式-2.3×(單元間隙)2+17.83×單元間隙-26.04獲得。如果旋轉粘度是大約65mPas，液晶層的響應時間可以由表達式-0.42×(單元間隙)2+3.95×單元間隙-2.25獲得。如果旋轉粘度是大約50mPas，液晶層的響應時間可以由表達式0.95×(單元間隙)2-5.525×單元間隙+13.43獲得。
如果液晶層3的旋轉粘度在大約50mPas至大約65mPas的范圍內，那么單元間隙優(yōu)選在大約3.2μm至大約3.8μm的范圍內。如果液晶層3的旋轉粘度大于大約65mPas，但不大于大約75mPas，那么單元間隙優(yōu)選大于等于大約2.6μm，但小于大約3.2μm。如果液晶層3的旋轉粘度在大于75mPas，但不大于大約80mPas，那么單元間隙優(yōu)選大于等于大約2.5μm，但小于大約2.6μm。
液晶層3的旋轉粘度優(yōu)選在50mPas-60mPas的范圍內，液晶層3的間距優(yōu)選在大約10μm至大約70μm的范圍內，單元間隙優(yōu)選在大約3.0μm至大約4.5μm的范圍內，并且兩個電極191和270之間的電壓差優(yōu)選在大約0.2V至大約6.0V的范圍內。
如果在兩個電極191和270之間的電壓差在大約0.2V至大約5.5V的范圍內，并且液晶層的間距在大約10μm至大約30μm的范圍內，那么液晶層的響應時間可以由表達式0.0364×間距+4.9928確定。如果在兩個電極191和270之間的電壓差在大約0.2V至大約5.5V的范圍內，并且液晶層的間距在大約30μm至大約70μm的范圍內，那么液晶層的響應時間可以由表達式0.0166×間距+5.5558確定。如果在兩個電極191和270之間的電壓差在大約0.2V至大約6.0V的范圍內，并且液晶層的間距在大約10μm至大約30μm的范圍內，那么液晶層的響應時間可以由表達式0.0408×間距+4.8189確定。如果在兩個電極191和270之間的電壓差在大約0.2V至大約6.0V的范圍內，并且液晶層的間距在大約30μm至大約70μm的范圍內，那么液晶層的響應時間可以由表達式0.0123×間距+5.6467確定。
為了保證液晶的快速響應時間以保持屏幕的對比度在某一水平之上，優(yōu)選地，根據液晶層3的間距控制場產生電極之間的電壓差。
如果液晶層3的間距是大約20μm，并且屏幕的對比度是大約500∶1，那么優(yōu)選電極191和270之間的最大電壓差大于大約5.8V。如果液晶層3的間距是大約30μm，并且屏幕的對比度是大約500∶1，那么優(yōu)選電極191和270之間的最大電壓差大于大約5.4V。如果液晶層3的間距是大約30μm，并且屏幕的對比度是大約600∶1，那么優(yōu)選電極191和270之間的最大電壓差大于大約5.6V。
當用這樣的尺寸制造液晶層3時，可以獲得5ms或更小的相對短的響應時間。
現(xiàn)將參照圖4A和4B描述根據本發(fā)明典型實施例的液晶顯示器的運行。
圖4A和4B是示出根據本發(fā)明的典型實施例的扭轉取向液晶顯示器中的液晶分子的取向的剖面圖。
當在像素電極191和公共電極270，即場產生電極191和270之間沒有電壓差，并且因而對液晶層3沒有施加電場時，如在圖4A中展示，液晶層3的液晶分子31這樣布置，使得其長軸平行于顯示面板100和200的表面并且具有這樣的結構，使得液晶分子31從顯示面板100開始螺旋形地扭轉90°至顯示面板200。
當光線通過偏振器12時，光線被線性偏振，并且當線性偏振的光線通過液晶層3時，由于液晶的各向異性折射引起的延遲使得所述光變化。通過控制介電體的各向異性和液晶層3的螺旋間距或單元間隙，即在顯示面板100和200之間的液晶層3的厚度，通過液晶層3的光線的線性偏振方向可以被旋轉90°。
因而，當偏振器12和22的透射軸相互垂直時，通過液晶層3的光線可以原樣通過偏振器22，實現(xiàn)亮狀態(tài)，稱為標準白模式。另一方面，當兩個偏振器12和22的透射軸相互平行時，通過液晶層3的光線被偏振器22遮蔽，實現(xiàn)了暗狀態(tài)，稱為標準黑模式。
參照圖4B，當通過在場產生電極191和270之間產生電壓差形成足夠大小的電場時，液晶分子31這樣排列，使得其長軸與電場的方向平行并且與顯示面板100和200垂直。
此時，通過了偏振器12的光線通過液晶層3而不改變其偏振。因而，在標準白模式，通過了液晶層3的光被偏振器22遮蔽，實現(xiàn)了暗狀態(tài)，而在標準黑模式，通過了偏振器12的光線原樣通過偏振器22，實現(xiàn)了亮狀態(tài)。
液晶層3的響應時間可以劃分為上升時間和下降時間。上升時間對應于在場產生電極191和270之間的電場未被施加電壓的狀態(tài)下，當施加具有足夠大小的電壓時液晶反應的反應時間，而下降時間對應于在場產生電極191和270之間的電場被施加以足夠大小電壓的狀態(tài)下，當充分施加低電壓時液晶反應的反應時間，即液晶分子回復到其初始狀態(tài)的時間。
下面將詳細描述液晶層的各種特性和響應時間之間的關系。
圖5示出了根據本發(fā)明實驗的取決于液晶顯示器的旋轉粘度和單元間隙的響應時間的表，并且圖6是示出根據本發(fā)明實驗的取決于旋轉粘度和單元間隙的液晶層的響應時間的曲線圖。
為了測量液晶層的響應時間，在實驗中使用了Merck Co的‘03-151’、‘04-203’、和‘05-152’，其中液晶層的旋轉粘度分別是75mPas、65mPas、和50mPas，場產生電極191和270之間的電壓差在0.2V-6.0V的范圍內，并且單元間隙分別是3.0μm、3.5μm和4.0μm。
如在圖5和6中所示，隨著液晶的旋轉粘度和單元間隙的增加，響應時間加長。因而，可以得知液晶顯示器的響應時間可以通過減小旋轉粘度和單元減小而減小。
現(xiàn)將參照圖7描述根據液晶的旋轉粘度和單元間隙的變化的響應時間的變化趨勢。
圖7是示出根據本發(fā)明實驗的實例的根據對應于各種單元間隙的旋轉粘度的變化的液晶層的響應時間的變化的圖，使用了來自圖5和6的結果。
在圖7中，對于單元間隙和響應時間之間的關系，注意到隨著單元間隙減小，無論旋轉粘度如何，響應時間都減小。對于旋轉粘度和響應時間之間的關系，注意到，當旋轉粘度減小時，響應時間大為減小，但是當旋轉粘度小時，尤其是當旋轉粘度小于大約60mPas時，由于旋轉粘度減小導致的響應時間的減小量非常小。
因而，當旋轉粘度小于60mPas時，為了減小響應時間，最好減小單元間隙，而不是使用具有低旋轉粘度的液晶材料。
根據基于通過幾個實驗獲得的數(shù)據的各個單元間隙(d)對各個旋轉粘度值的響應時間(t)如下。
當旋轉粘度是75mPas時，t＝-2.3×d2+17.83×d-26.04。
當旋轉粘度是65mPas時，t＝-0.42×d2+3.95×d-2.25。
當旋轉粘度是50mPas時，t＝0.95×d2-5.525×d+13.43。
當旋轉粘度、單元間隙、和響應時間之間的關系由基于從實驗結果獲得的方程表達時，響應時間可以從表達式6.78+旋轉粘度×0.81+單元間隙×0.7+旋轉粘度×單元間隙×0.14獲得。
因而，為了具有大約5ms的液晶顯示器的液晶層的高速響應時間，如果液晶顯示器的液晶層的旋轉粘度大于75mPas，則單元間隙優(yōu)選小于或等于3.2μm，如果液晶顯示器的液晶層的旋轉粘度大于65mPas，則單元間隙優(yōu)選小于或等于3.2μm，如果液晶顯示器的液晶層的旋轉粘度大于或等于50mPas，則單元間隙優(yōu)選小于或等于3.8μm。
圖8顯示了根據本發(fā)明實驗實例的液晶顯示器的液晶層3的間距的液晶層的響應時間的表。
為了測量液晶層的響應時間，使用了Merck Co.的‘04-1035’，并且在兩種情況下進行了實驗一個是液晶層的旋轉粘度是76.5mPas，單元間隙是4.0μm，并且場產生電極之間的電壓差是0.2V-5.5V；另一個是液晶層的旋轉粘度是76.5mPas，單元間隙是4.0μm，并且場產生電極之間的電壓差是0.2V-6.0V。
如在圖8中所示，在實驗中，隨著液晶層間距的增加，響應時間加長。另外，當場產生電極之間的電壓差增加時，響應時間減短。因而，可以認為通過減小液晶層的間距或通過增加場產生電極之間的電壓差，可以減小液晶層的響應時間。
現(xiàn)將參照圖9描述根據場產生電極之間的電壓差的液晶層的間距和響應時間的變化趨勢。
圖9是示出根據在圖8中的本發(fā)明的實驗中的液晶層的間距的變化的響應時間的變化的曲線圖。
參照圖9，當液晶層的間距在10μm至30μm的范圍內時，隨著液晶層間距的增加，響應時間大為增加，而當液晶層的間距在30μm至70μm的范圍內時，相對于液晶層間距的增加，響應時間的增加不顯著。另外，當液晶層的間距在10μm至30μm的范圍內增加時，取決于場產生電極之間的電壓差的響應時間的差別減小，而當液晶層的間距在30μm至70μm的范圍內增加時，取決于場產生電極之間的電壓差的響應時間的差別增加。
根據液晶層的各個間距(P)相對于場產生電極之間的電壓差的響應時間(t)可以由基于通過實驗獲得的數(shù)據的方程表達如下。
當場產生電極之間的電壓差在大約0.2V至大約5.5V的范圍內，并且液晶層的間距在大約10μm至大約30μm的范圍內時，t＝0.0364×P+4.9928。
當場產生電極之間的電壓差在大約0.2V至大約5.5V的范圍內，并且液晶層的間距在大約30μm至大約70μm的范圍內時，t＝0.0166×P+5.5558。
當場產生電極之間的電壓差在大約0.2V至大約6.0V的范圍內，并且液晶層的間距在大約10μm至大約30μm的范圍內時，t＝0.0408×P+4.8189。
當場產生電極之間的電壓差在大約0.2V至大約6.0V的范圍內，并且液晶層的間距在大約30μm至大約70μm的范圍內時，t＝0.0123×P+5.6467。
下面將描述根據液晶層間距或電極191和270之間的電壓差的屏幕的對比度。
圖10是示出在本發(fā)明的一個實驗中根據液晶層間距或電極191和270之間的電壓差的屏幕的對比度的變化的表。在本實驗中使用了在圖8和9中表現(xiàn)的實驗中所使用的相同的液晶材料。
在本實驗中，首先在液晶層的間距是70μm并且單元間隙是4.04μm的情況下測量屏幕的對比度，然后分別在液晶層的間距是10μm、20μm、和30μm并且單元間隙是0.00μm、4.04μm、和3.91μm的情況下測量屏幕的對比度。此后，對獲得的值進行比較，從而測量對比度的減小率(％)。對應的場產生電極之間的電壓差是0.2V-5V、0.2V-5.6V、0.2V-5.8V、和0.2V-6V。
如在圖10中所示，液晶層的間距和場產生電極之間的電壓差越小，液晶顯示器的對比度的減小率增加得越大。
即注意到當液晶層的間距減小時，縮短了液晶顯示器的液晶層的響應時間，但是在這種情形，液晶顯示器的屏幕的對比度也減小了。另外，當液晶顯示器的場產生電極之間的電壓差增加時，可以減小液晶層的響應時間并且液晶顯示器的屏幕對比度也相對增加。
因而，為了減小響應時間同時保持液晶顯示器的屏幕對比度，注意到，希望根據液晶層的間距而保持場產生電極之間的電壓差在某一值之上。
當獲得確保對比度500∶1和600∶1并且響應時間為5ms的液晶層的間距和場產生電極之間的電壓差的范圍時，可以注意到，為了具有大于等于500∶1的對比度和5ms的響應時間，如果液晶層的間距是20μm，則場產生電極191和270之間的最大電壓差優(yōu)選大于或等于5.8V，并且如果液晶層的間距是30μm，則場產生電極191和270之間的最大電壓差優(yōu)選大于或等于5.4V。
另外，為了具有對比度600∶1或更大并且響應時間為5ms，可以注意到優(yōu)選液晶層的間距是30μm并且電極191和270之間的最大電壓差大于或等于5.6V。
如上所述，通過控制液晶顯示器的旋轉粘度和單元間隙或通過控制液晶層的間距或液晶顯示器的場產生電極之間的電壓差，可以實現(xiàn)具有大約5ms的高速響應的液晶顯示器。
盡管結合目前被認為是實際典型實施例描述了本發(fā)明，但是應當理解本發(fā)明不限于披露的實施例，而是相反，本發(fā)明制造覆蓋包括在權利要求的精神和范圍內的各種修改和等同布置。
本申請要求于2005年7月11日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2005-0062266的優(yōu)先權和2005年7月12日提交的韓國專利申請No.10-2005-0062742的優(yōu)先權和權益，其全部內容因此于此作為參考。
權利要求
1.一種液晶顯示器，包括第一電極；面對所述第一電極的第二電極；和夾置在所述第一和第二電極之間并且具有扭轉向列取向液晶的液晶層，其中所述液晶層的旋轉粘度在大約50mPas至大約80mPas的范圍內，界定所述液晶層厚度的單元間隙在大約2.5μm至大約5.0μm的范圍內，并且所述第一和第二電極之間的電壓差在大約0.2V至大約8.0V的范圍內。
2.根據權利要求1的液晶顯示器，其中所述旋轉粘度是大約75mPas并且所述液晶層的響應時間從表達式-2.3×(單元間隙)2+17.83×單元間隙-26.04獲得。
3.根據權利要求1的液晶顯示器，其中所述旋轉粘度是大約65mPas并且所述液晶層的響應時間從表達式-0.42×(單元間隙)2+3.95×單元間隙-2.25獲得。
4.根據權利要求1的液晶顯示器，其中所述旋轉粘度是大約50mPas并且所述液晶層的響應時間從表達式0.95×(單元間隙)2-5.5255×單元間隙+13.43獲得。
5.根據權利要求1的液晶顯示器，其中所述第一電極包括第一基底；在所述第一基底上形成的柵極線和數(shù)據線；與所述柵極線和數(shù)據線連接的薄膜晶體管；和與所述薄膜晶體管連接的像素電極。
6.根據權利要求1的液晶顯示器，其中所述第二電極包括第二基底；在所述第二基底上形成的濾色器；和在所述濾色器上形成的公共電極。
7.根據權利要求1的液晶顯示器，其中所述第二電極還包括在所述第二基底上形成的遮光構件。
8.一種液晶顯示器，包括第一電極；面對所述第一電極的第二電極；和夾置在所述第一和第二電極之間并且具有扭轉向列取向液晶的液晶層，其中所述液晶層的旋轉粘度在大約50mPas至大約80mPas的范圍內，界定所述液晶層厚度的單元間隙在大約2.5μm至大約5.0μm的范圍內，并且所述第一和第二電極之間的電壓差在大約0.2V至大約8.0V的范圍內，并且響應時間從表達式6.78+旋轉粘度×0.81+單元間隙×0.7+旋轉粘度×單元間隙×0.14獲得。
9.根據權利要求8的液晶顯示器，其中所述液晶層的旋轉粘度在大約50mPas至大約65mPas的范圍內并且所述單元間隙在大約3.2μm至大約3.8μm的范圍內。
10.根據權利要求8的液晶顯示器，其中所述液晶層的旋轉粘度大于大約65mPas，但不大于大約75mPas，并且所述單元間隙大于或等于大約2.6μm，但小于大約3.2μm。
11.根據權利要求8的液晶顯示器，其中所述液晶層的旋轉粘度在大約75mPas至大約80mPas的范圍內，并且所述單元間隙大于或等于大約2.5μm，但小于大約2.6μm。
12.一種液晶顯示器，包括第一電極；面對所述第一電極的第二電極；和夾置在所述第一和第二電極之間并且具有扭轉向列取向液晶的液晶層，其中所述液晶層的間距在大約10μm至大約70μm的范圍內，界定所述液晶層厚度的單元間隙在大約3.0μm至大約4.5μm的范圍內，并且所述第一和第二電極之間的電壓差在大約0.2V至大約6.0V的范圍內。
13.根據權利要求12的液晶顯示器，其中所述第一和第二電極之間的電壓差在大約0.2V至大約5.5V的范圍內，所述液晶層的間距在大約10μm至大約30μm的范圍內，并且所述液晶層的響應時間由表達式0.0364×間距+4.9928確定。
14.根據權利要求12的液晶顯示器，其中所述第一和第二電極之間的電壓差在大約0.2V至大約5.5V的范圍內，所述液晶層的間距在大約30μm至大約70μm的范圍內，并且所述液晶層的響應時間由表達式0.0166×間距+5.5558確定。
15.根據權利要求12的液晶顯示器，其中所述第一和第二電極之間的電壓差在大約0.2V至大約6.0V的范圍內，所述液晶層的間距在大約10μm至大約30μm的范圍內，并且所述液晶層的響應時間由表達式0.0408×間距+4.8189確定。
16.根據權利要求12的液晶顯示器，其中所述第一和第二電極之間的電壓差在大約0.2V至大約6.0V的范圍內，所述液晶層的間距在大約30μm至大約70μm的范圍內，并且所述液晶層的響應時間由表達式0.0123×間距+5.6467確定。
17.根據權利要求12的液晶顯示器，其中所述液晶層的間距是大約20μm，屏幕的對比度是大約500∶1，所述第一和第二電極之間的最大電壓差大于大約5.8V。
18.根據權利要求12的液晶顯示器，其中所述液晶層的間距是大約30μm，屏幕的對比度是大約500∶1，所述第一和第二電極之間的最大電壓差大于大約5.4V。
19.根據權利要求12的液晶顯示器，其中所述液晶層的間距是大約30μm，屏幕的對比度是大約600∶1，所述第一和第二電極之間的最大電壓差大于大約5.6V。
20.根據權利要求12的液晶顯示器，其中所述第一電極包括第一基底；在所述第一基底上形成的柵極線和數(shù)據線；與所述柵極線和數(shù)據線連接的薄膜晶體管；和與所述薄膜晶體管連接的像素電極。
21.根據權利要求12的液晶顯示器，其中所述第二電極包括第二基底；在所述第二基底上形成的濾色器；和在所述濾色器上形成的公共電極。
22.根據權利要求21的液晶顯示器，其中所述第二電極還包括在所述第二基底上形成的遮光構件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液晶顯示器，所述液晶顯示器包括第一電極、面對所述第一電極的第二電極、以及夾置在所述第一和第二電極之間并且具有扭轉向列取向液晶的液晶層，其中所述液晶層的旋轉粘度是50mPas至80mPas，單元間隙，即所述液晶層的厚度是2.5μm至5.0μm，所述第一和第二電極之間的電壓差是0.2V至8.0V，從表達式6.78+旋轉粘度×0.81+單元間隙×0.7+旋轉粘度×單元間隙×0.14可以獲得響應時間。具有所述扭轉向列取向液晶的液晶顯示器，具有在10μm至70μm范圍間距的液晶層，單元間隙，即所述液晶層的厚度在3.0μm至4.5μm的范圍內，并且所述第一和第二電極之間的電壓差在0.2V至6.0V的范圍內。
文檔編號G02F1/1335GK1896850SQ20061010307
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月11日 優(yōu)先權日2005年7月11日
發(fā)明者洪性煥, 桂明荷, 金洸賢 申請人:三星電子株式會社