專利名稱：光學(xué)補(bǔ)償彎曲型液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與一種光學(xué)補(bǔ)償彎曲(optical compensated bend; OCB)模式液晶顯 示器(OCB mode LCD)有關(guān)，特別是一種能加速液晶分子從斜展(splay)狀態(tài)轉(zhuǎn) 換到彎曲(bend)狀態(tài)的顯示器面板。
背景技術(shù)：
液晶顯示器由于具備了輕薄、省電、無輻射線等優(yōu)點(diǎn)，而大量的應(yīng)用于 個(gè)人數(shù)字助理器(PDA)、筆記型電腦、數(shù)碼相機(jī)、攝錄影機(jī)、行動(dòng)電話等各 式電子產(chǎn)品中。再加上業(yè)界積極的投入研發(fā)以及采用大型化的生產(chǎn)設(shè)備，使 液晶顯示器的品質(zhì)不斷提升，且價(jià)格持續(xù)下降，更使得液晶顯示器的應(yīng)用領(lǐng) 域迅速擴(kuò)大。為了進(jìn)一步提高液晶層的反應(yīng)速率并增廣視角，目前液晶顯示器制作 中，針對(duì)液晶分子的材料特性，設(shè)計(jì)出三種主要的改善方式。這三種改善方 式包括(l)采用垂直配向(Vertical Alignment; VA)的液晶模式；(2)開發(fā)低粘 度的液晶分子；以及(3)采用光學(xué)#卜償彎曲(OCB)模式。垂直配向的方式通過改變配向膜的表面形狀，使液晶分子沿著配向膜表 面排列分布，如此一來，當(dāng)施加電壓于像素電極(pixel electrode)時(shí)，液晶分 子能迅速的轉(zhuǎn)動(dòng)而呈現(xiàn)垂直的排列。開發(fā)低粘度液晶材料的方式則是著眼于 液晶反應(yīng)時(shí)間與液晶分子的粘度呈現(xiàn)正比關(guān)；當(dāng)液晶分子的粘度降低時(shí)，其 反應(yīng)時(shí)間便會(huì)縮短。對(duì)采用OCB模式的液晶顯示器而言，分布于上、下玻璃基板表面的液 晶分子平行配向，但內(nèi)層的液晶分子不扭曲，只是在一個(gè)平面內(nèi)彎曲排列， 此種排列方式會(huì)使光線產(chǎn)生雙折射，是以加上雙軸相位差膜(Biaxial Retardation Film)可補(bǔ)償各個(gè)軸向的相差，并克服視角受到液晶分子傾斜造成光學(xué)特性變化的影響，因此可提供寬視角的效果。除此之外，由于OCB模式內(nèi)的液晶分子只是彎曲排列，不用像TN模式的液晶分子一樣，需要克服 改變扭曲排列的回流(Backflow)延滯，因此采用OCB模式可使液晶顯示器的 反應(yīng)時(shí)間縮減至1 10 ms，遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)丁N液晶模式的反應(yīng)時(shí)間(約50 ms)。值得注意的是，盡管OCB模式的液晶顯示器具有上述優(yōu)點(diǎn)，但在應(yīng)用 上仍有許多缺陷。例如，現(xiàn)有的OCB模式液晶顯示器往往需要一段較長的 熱機(jī)(warm-up)時(shí)間，才能使液晶層中的液晶分子由斜展(splay)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到真 正要進(jìn)行操作的彎曲(bend)狀態(tài)。請(qǐng)參照?qǐng)D1A與圖1B，分別顯示液晶分子 10在斜展?fàn)顟B(tài)與彎曲狀態(tài)下的排列情形。在共用電極12與像素電極14之間 施加預(yù)定電壓時(shí)，會(huì)驅(qū)使液晶分子10從圖1A所示初始的斜展?fàn)顟B(tài)，經(jīng)過扭 轉(zhuǎn)(twist)而排列成圖1B所示的彎曲狀態(tài)，以供顯示畫面用。為了加速液晶分子由斜展?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換到彎曲狀態(tài)，目前的OCB模式液晶 顯示器設(shè)計(jì)中，往往會(huì)在液晶層兩端的共用電極12與像素電極14間施加高 電壓，加速驅(qū)迫液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)；但此種方法并無法均勻且快速的使整個(gè)顯 示器面板中液晶分子都立即達(dá)到所需的彎曲狀態(tài)。在此情況下，顯示器依舊 無法正常地顯示影像。另外，為了在像素電極12與共用電極14之間產(chǎn)生一個(gè)較大跨壓，需要 改變顯示面板的驅(qū)動(dòng)晶片的高壓工藝規(guī)格，或是變更整個(gè)像素的圖案設(shè)計(jì)， 而導(dǎo)致整體成本與設(shè)計(jì)難度的增加。因此，對(duì)此領(lǐng)域的設(shè)計(jì)業(yè)者或生產(chǎn)業(yè)者 而言，嘗試提供一種易于生產(chǎn)實(shí)作的顯示面板設(shè)計(jì)，來加速OCB模式液晶 顯示器的液晶分子由斜展?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移至彎曲狀態(tài)，已成為相關(guān)人士所致力的方 向。發(fā)明內(nèi)容為此，本發(fā)明提出了一種光學(xué)補(bǔ)償彎曲(OCB)型液晶顯示器，其中的液 晶分子可迅速自斜展?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移至彎曲狀態(tài)，以進(jìn)行影像顯示的操作。上述光學(xué)補(bǔ)償彎曲型液晶顯示器包括像素電極、彩色濾光片、共用電極 以及液晶層。像素電極制作于光學(xué)補(bǔ)償彎曲型液晶顯示器的第一基板上。彩 色濾光片制作于光學(xué)補(bǔ)償彎曲型液晶顯示器的第二基板上，并與前述像素電 極上下相對(duì)。共用電極則制作于彩色濾光片表面。液晶層位于像素電極與共用電極之間，當(dāng)像素電極與共用電極兩者之間產(chǎn)生電場時(shí)，液晶層中的液晶分子即受電場影響，由初始的斜展?fàn)顟B(tài)經(jīng)過扭 轉(zhuǎn)而排列成彎曲狀態(tài)。而值得注意的是，上述第二基板表面設(shè)有階梯狀結(jié)構(gòu)。通過此階梯狀結(jié) 構(gòu)的設(shè)置，可使得液晶分子在初始狀態(tài)時(shí)，即與配向膜造成的配向方向夾有 夾角，而保持在一個(gè)近似扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。并且，此階梯狀結(jié)構(gòu)亦會(huì)影響像素單 元里面的電場分布，使液晶分子受到此改變后的電場影響，而具有預(yù)傾角。因此，當(dāng)像素電極與共用電極之間產(chǎn)生電場時(shí)，液晶層中的液晶分子即 可均勻且快速的自斜展?fàn)顟B(tài)扭轉(zhuǎn)至彎曲狀態(tài)。為進(jìn)一步彰顯本發(fā)明的上述及其他優(yōu)點(diǎn)，線配合附圖作詳細(xì)說明如后。


圖1A與圖IB分別顯示在光學(xué)補(bǔ)償彎曲(OCB)型液晶顯示器中，液晶分 子在斜展?fàn)顟B(tài)與彎曲狀態(tài)下的排列情形。圖2為一光學(xué)補(bǔ)償彎曲(OCB)型液晶顯示器第一實(shí)施例的剖面圖。圖3A及圖3B分別為本發(fā)明的第一實(shí)施例中，第二基板的俯視示意圖， 以及圖3A中沿剖面線A-A，的剖面圖。圖3C顯示本發(fā)明的階梯狀結(jié)構(gòu)于第二基板上分布設(shè)置的圖案。圖4A及圖4B分別為本發(fā)明的第二實(shí)施例中第二基板的俯視示意圖， 以及圖4A中沿剖面線A-A，的剖面圖。圖5A及圖5B分別為本發(fā)明的第二實(shí)施例中第二基板的俯視示意圖， 以及圖5A中沿剖面線A-A，的剖面圖。圖5C顯示本發(fā)明的階梯狀結(jié)構(gòu)于第二基板上分布設(shè)置的另 一圖案。主要元件符號(hào)說明IO液晶分子 12共用電^L 14像素電極 20第 一基板 21第二基板 22像素電極 23彩色濾光片23C1鋸齒狀圖案23C2連續(xù)齒狀圖案24共用電極25黑色矩陣26凸起物26a鋸齒狀圖案26b連續(xù)齒狀圖案23a色阻 S階梯狀結(jié)構(gòu) 23b色阻 L液晶層 23C開口圖案
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖2，其為光學(xué)補(bǔ)償彎曲(OCB)型液晶顯示器2的第一實(shí)施例的 剖面圖。液晶顯示器2由第一基板20與第二基板21上下重疊組裝而成，并 在第一基板20與第二基板21之間夾持有液晶層L。光學(xué)補(bǔ)償彎曲型液晶顯 示器2還包括像素電極22、彩色濾光片23以及共用電極24。
如圖2所示，像素電極22制作于光學(xué)補(bǔ)償彎曲型液晶顯示器的第一基 板上。在一般的情況下，第一基板20上還會(huì)設(shè)有諸如掃描線、數(shù)據(jù)線、薄 膜晶體管、共用線等元件，并且依據(jù)掃描線所輸入的電信號(hào)來開啟或關(guān)閉薄 膜晶體管，使數(shù)據(jù)線上的電信號(hào)施加至像素電極22。
彩色濾光片23制作于光學(xué)補(bǔ)償彎曲型液晶顯示器的第二基板21上，并 與前述像素電極22上下相對(duì)。
共用電極24制作于彩色濾光片23的表面。當(dāng)像素電極22與共用電極 24兩者之間產(chǎn)生電場時(shí)，液晶層L中的液晶分子即受電場影響，由初始的 斜展?fàn)顟B(tài)經(jīng)過扭轉(zhuǎn)而排列成彎曲狀態(tài)。
值得注意的是，第二基板21表面處具有階梯狀結(jié)構(gòu)S。通過階梯狀結(jié) 構(gòu)S的設(shè)置，可使液晶層L中鄰近階梯狀結(jié)構(gòu)S的液晶分子受到階梯狀結(jié)構(gòu) S的影響，而使液晶分子的初始狀態(tài)保持在一個(gè)容易快速扭轉(zhuǎn)的斜展?fàn)顟B(tài)。 此外，通過液晶分子之間的相互推擠，可將鄰近階梯狀結(jié)構(gòu)S的液晶分子的 排列狀態(tài)擴(kuò)散至整個(gè)液晶層L中，使整個(gè)液晶層L中的每一個(gè)液晶分子都保 持在容易快速扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)；當(dāng)像素電極22與共用電極24之間形成電場時(shí)， 液晶層L中的液晶分子即可均勻且快速地自斜展?fàn)顟B(tài)扭轉(zhuǎn)至彎曲狀態(tài)。
以下將進(jìn)一步說明上述階梯狀結(jié)構(gòu)S。請(qǐng)一并參閱圖3A及圖3B，其分 別根據(jù)本發(fā)明繪示第二基板的俯視示意圖，以及圖3A中沿剖面線A-A，的 剖面圖。
如圖3B所示，在第二基板21上方制作有黑色矩陣(Black Matrix; BM ) 25，并在黑色矩陣25上方制作彩色濾光片23，使得黑色矩陣25位于第二基 板21與彩色濾光片23之間。共用電極24則制作于彩色濾光片23上。在共用電極24的表面設(shè)有凸起物26。在優(yōu)選實(shí)施例中，凸起物26的分 布圖案如圖3A的俯視圖所示，其以鋸齒狀圖案26a分布沿伸于共用電極24 表面上，而在共用電極24的表面構(gòu)成階梯狀結(jié)構(gòu)S(圖3B)。凸起物26可由 有機(jī)材料或類似材料制成。
藉上述結(jié)構(gòu)可使分布于凸起物26周邊的液晶分子沿著凸起物26的表面 形狀排列，并使液晶分子的初始狀態(tài)保持在容易快速扭轉(zhuǎn)的斜展?fàn)顟B(tài)；同時(shí)， 此種狀態(tài)可擴(kuò)散至整個(gè)液晶層中，使整個(gè)液晶層中的液晶分子皆保持在容易 快速扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)，進(jìn)而縮短液晶分子自斜展?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換至彎曲狀態(tài)的時(shí)間。
需注意的是，凸起物26所構(gòu)成的階梯狀結(jié)構(gòu)S的分布設(shè)置方式并不限 于前述鋸齒狀圖案26a。舉例而言，凸起物26所構(gòu)成的階梯狀結(jié)構(gòu)S的分布 設(shè)置方式亦可如圖3C所示，其中凸起物26以多段彎折的連續(xù)圖案26b分布 沿伸于共用電極24表面上。需注意的是，雖然圖3C中的多段彎折的連續(xù)圖 案26b繪示成直角狀的多段齒狀彎折圖案，但本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)則涵蓋非直 角狀的多段彎折圖案或單段圖案。
圖4A為本發(fā)明的光學(xué)補(bǔ)償彎曲(OCB)型液晶顯示器的第二實(shí)施例中的 第二基板的俯視圖。圖4B為前述圖4A中的第二基板沿剖面線A-A'的剖 面圖。
一般而言，彩色濾光片23具有多塊色阻(例如紅色色阻、綠色色阻、 藍(lán)色色阻)，并通過不同顏色的色阻將光線過濾成所需的色光來顯示彩色影 像。在本實(shí)施例中，階梯狀結(jié)構(gòu)S由至少兩塊相鄰色阻23a、 23b彼此重疊 而構(gòu)成。確切而言，第二基板21上方制作有黑色矩陣25，在黑色矩陣25 的上方還先后制作有色阻23a以及色阻23b而堆疊成階梯狀結(jié)構(gòu)S。在本實(shí) 施例中，色阻23b重疊于色阻23a的上方，且色阻23b的側(cè)邊具有鋸齒狀圖 案分布。
如圖4B所示，階梯狀結(jié)構(gòu)S上還制作有共用電極24。在優(yōu)選實(shí)施例中， structure)。
圖5A為本發(fā)明的光學(xué)補(bǔ)償彎曲(OCB)型液晶顯示器的第三實(shí)施例的第 二基板的俯視圖。圖5B為前述圖5A中的第二基板沿剖面線A-A，的剖面圖。
如前所述，彩色濾光片包括多個(gè)色阻，其中至少有一個(gè)色阻具有開口圖案23c而構(gòu)成階梯狀結(jié)構(gòu)S。如圖4B所示，當(dāng)色阻制作于黑色矩陣25上后， 可將其挖鑿出開口圖案23c而曝露出部份黑色矩陣25表面。然后再制作共 用電極24于其上。
在圖5A所示的實(shí)施例中，分布于色阻23上的開口圖案23c為鋸齒狀圖 案23cl。在其他實(shí)施方式中，分布于色阻23上的開口圖案23c可如圖5C 所示的齒狀圖案23c2。
需注意的是，雖然圖3A、圖3C、圖4A、圖5A及圖5C所示開口圖案 為連續(xù)的齒狀或鋸齒狀圖案，但本發(fā)明的實(shí)施例包括非連續(xù)的圖案，且形狀 亦不以齒狀或鋸齒狀為限。
綜觀上述各實(shí)施例可知，本發(fā)明的光學(xué)補(bǔ)償彎曲(OCB)型液晶顯示器， 通過其中所具有的階梯狀結(jié)構(gòu)，使其中的液晶分子的初始排列狀態(tài)，保持在 可快速扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)下；當(dāng)共用電極與像素電極之間產(chǎn)生電場時(shí)，液晶分子即 可快速且均勻地自斜展?fàn)顟B(tài)扭轉(zhuǎn)彎曲狀態(tài)，以進(jìn)行影像的顯示操作，并可大 幅縮短光學(xué)補(bǔ)償彎曲(OCB)型液晶顯示器的熱機(jī)時(shí)間。此外，根據(jù)本發(fā)明， 不需大幅改變?cè)械墓に嚰纯奢p易生產(chǎn)制作階梯狀結(jié)構(gòu)，因而具有高度的實(shí) 用價(jià)值。
以上所述利用不同實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明，其并非用以限制本發(fā)明的范 圍，并且本領(lǐng)域普通技術(shù)人員皆能明了，適當(dāng)做些許修改仍不脫離本發(fā)明的 精神及范圍。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)補(bǔ)償彎曲型液晶顯示器，包括第一基板；第二基板；像素電極，制作于該第一基板上；彩色濾光片，制作于該第二基板上，其中該彩色濾光片具有多塊色阻，且其中的一色阻具有開口圖案；共用電極，制作于該彩色濾光片表面；及液晶層，位于該像素電極與該共用電極之間。
2. 如權(quán)利要求1的光學(xué)補(bǔ)償彎曲型液晶顯示器，其中該開口圖案曝露出 部份該黑色矩陣的表面。
3. 如權(quán)利要求1的光學(xué)補(bǔ)償彎曲型液晶顯示器，其中該開口圖案為鋸齒 狀圖案。
4. 如權(quán)利要求l的光學(xué)補(bǔ)償彎曲型液晶顯示器，其中該開口圖案為連續(xù) 齒狀圖案。
5. 如權(quán)利要求l的光學(xué)補(bǔ)償彎曲型液晶顯示器，其中位于該開口圖案上 方的共用電極與該開口圖案形成共形結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學(xué)補(bǔ)償彎曲型液晶顯示器，包括像素電極、彩色濾光片、共用電極以及液晶層。像素電極制作于光學(xué)補(bǔ)償彎曲型液晶顯示器的第一基板上。彩色濾光片制作于光學(xué)補(bǔ)償彎曲型液晶顯示器的第二基板上。共用電極制作于彩色濾光片表面。液晶層位于像素電極與共用電極之間。第二基板表面具有階梯狀結(jié)構(gòu)，可使液晶層中的液晶分子均勻且快速地自斜展?fàn)顟B(tài)扭轉(zhuǎn)至彎曲狀態(tài)。
文檔編號(hào)G02F1/139GK101303501SQ20081008302
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2006年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月20日
發(fā)明者吳政芳, 張庭瑞, 李佳育, 陳伯綸 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司