專利名稱：液晶設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶設(shè)備，典型地涉及一種用作顯示單元的液晶顯示 設(shè)備，且更具體地涉及一種以光散射模式工作的液晶顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
存在各種液晶模式，如TN (扭曲向列)模式、使用垂直取向的VA (垂直排列)模式、以M^面內(nèi)進行切換的IPS (面內(nèi)切換)模式和 FFS (邊緣場切換)模式。散射型液晶是在光散射狀態(tài)與非光散射狀態(tài)或 透射狀態(tài)之間進行切換的模式。由于散射型液晶通常不需要偏M,并且 可以實現(xiàn)比必然需要偏光板的上述液晶模式更亮的顯示，因而正積極進行 這類散射型液晶的研究和開發(fā)。
通常，使用高分子M型液晶作為散射型液晶。參考圖1A和1B說 明高分子分散型液晶的原理。高分子分散性液晶設(shè)備包括一對玻璃基板 1、 一對ITO (銦錫氧化物)電極2、聚合物3、以及液晶分子4。在制造 中，將添加了單體的液晶注入在上部和下部具有電極的單元中，然后用紫 外線照射以引發(fā)液晶和高分子的相分離。因此，液晶置于由聚合高分子包 圍的小球內(nèi)。
在沒有施加電壓的狀態(tài)下，小球中的液晶分子隨機定向，并且液晶的 平均折射率不同于小球周圍的高分子。因此，如圖1A所示，液晶散射光。
另一方面，當(dāng)施加電壓時，在液晶具有正介電各向異性的情況下，液晶的 主要軸取向成與電場E平行，如圖1B所示。此時，如果液晶由液晶次要 軸方向上的折射率與周圍高分子的折射率基4^目同的材料制成，那么光不 被lt射，而是被透射過液晶。這是高分子散射型液晶的原理。另夕卜，還有使用動態(tài)散射的散射型液晶。在該嘲:射型液晶中，將通常 具有負介電各向異性的液晶和離子注入在上部和下部具有電極的元件中。 如果向上述元件施加高電壓，那么在液晶中產(chǎn)生湍流，并且液晶散射光(動 態(tài)散射)。
以前的液晶顯示i史備往往采用在液晶的厚度方向或垂直方向上施加 電壓的垂直電場系統(tǒng)。與此對照，近年來，采用橫向電場方法的液晶顯示 設(shè)備受到關(guān)注。這是在基仗的平面內(nèi)進行切換的IPS模式或FFS模式， 例如日本特開2005-338264號公報公開了這類模式。橫向電場型液晶顯示 設(shè)備包括一對^、保持在^1之間的間隙中的液晶、在其中一個基板上 形成的電極、以及用于通過電極向液晶施加沿著基板的平面方向的橫向電 場的驅(qū)動裝置。在該液晶顯示設(shè)備中，通過橫向電場控制液晶的取向狀態(tài) 來進行顯示。與垂直電場型的液晶顯示設(shè)備相比，橫向電場型的液晶顯示 設(shè)備的特征在于具有大的視野角，并表現(xiàn)出高的對比度，因而作為便攜式 設(shè)備的顯示單元受到關(guān)注。
參考圖2A的平面圖和圖2B的截面圖說明橫向電場模式。在橫向電 場模式中，通常在驅(qū)動基板5上公共地設(shè)置公共電極6，并且在公共電極 6上以梳狀圖案形成像素電極8，絕緣膜7介于公共電極6和像素電極8 之間，并且以覆蓋在像素電極8上的方式設(shè)置未示出的取向膜。在驅(qū)動基 板5側(cè)的取向膜與相對的基波9的未示出的另一取向膜之間保持液晶層 10。 一對偏光板11和lla以正交尼克爾(crossed Nicole) 關(guān)系來布置， !4l插入這一對偏ib^之間。這里，驅(qū)動^41側(cè)上的取向膜的摩擦方向和 相對的141側(cè)上的取向膜的摩擦方向、即液晶的取向方向與兩個偏it^L之 一的透射軸一致。此外，在液晶層的介電各向異性為正的情況下，像素電 極的摩擦方向和伸展方向基本上互相平行。實際上，在像素電極的摩擦方 向和伸展方向之間定義角度e，以使得可以控制在向液晶施加電壓時液晶 轉(zhuǎn)動的方向。
在具有上述這樣的配置的橫向電場模式中，當(dāng)沒有在公共電極和像素 電極之間施加電壓時，使形成液晶層的液晶分子的取向方向與偏光板中的 一個的透射軸垂直，并與另一個偏; 的透射軸平行。因此，〗象素顯示黑 色。另一方面，如果在公共電極和像素電極之間施加電壓，那么通過在像 素電極之間所生成的橫向電場或邊緣場，使液晶分子的取向方向向著相對 于像素電極的伸展方向呈傾斜的方向轉(zhuǎn)動。因此，使透過液晶層的光呈轉(zhuǎn)
動偏光狀態(tài)，從而透it^目對側(cè)的偏iyi，結(jié)果顯示白色。將上述橫向電場模式稱為邊緣場切換模式或FFS模式。作為另一種橫向電場模式，例如, IPS模式是已知的。

發(fā)明內(nèi)容
上述的散射型液晶模式的缺點在于通常需要幾十伏的高電壓。此夕卜， 由于高分子被^t，因而散射型液晶模式在可靠性方面劣于普通液晶模 式。此外，散射型液晶模式還具有如下缺點當(dāng)電壓逐漸升高時和當(dāng)電壓 逐漸降低時的透射率相互不同，也就是說，散射型液晶模式具有滯后現(xiàn)象。 另夕卜，對于動態(tài)散射模式，驅(qū)動電壓通常高達幾十伏，并且由于電流流動， 因而需要高功耗。此外，由于添加了離子，因而散射型液晶模式的可靠性 不是非常高。
因此，期望提供一種使用橫向電場并且可以通過減小的電壓來驅(qū)動的 全新的散射型液晶設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種液晶設(shè)備，該液晶設(shè)備包括之間留 有預(yù)定間隙而連結(jié)在一起的一對J41;保持在該間隙中的液晶層；以及在 該M中的至少一個上所形成的、用于施加與該基fel平行的方向的電場的 電極；當(dāng)沒有向液晶層施加電壓時，液晶層的液晶呈現(xiàn)與當(dāng)向液晶層施加 電壓時所生成的橫向電場平行的取向方向。典型地，根據(jù)本發(fā)明，提供一 種包括一對141和保持在該141之間的液晶層的液晶設(shè)備，其中該液晶層 具有正介電各向異性。應(yīng)該注意，術(shù)語"平行"不是必須表示嚴(yán)格統(tǒng)計意 義上的平行狀態(tài)，而是具有容差，在該容差內(nèi)，可以呈現(xiàn)出本發(fā)明能夠呈 現(xiàn)的效果。
如在背景技術(shù)的說明中所述，在普通橫向電場模式中，在液晶具有正 介電各向異性的情況下，當(dāng)沒有施加電壓時的液晶的取向方向與像素電極 的伸展方向平行。換句話說，當(dāng)沒有施加電壓時的液晶的取向方向與當(dāng)施 加電壓時所生成的橫向電場的方向垂直。如果如在本發(fā)明的實施例中一 樣，當(dāng)沒有施加電壓時的液晶的取向方向與像素電極的伸展方向垂直，也 就是說，如果取向方向與當(dāng)施加電壓時所生成的橫向電場的方向平行，那 么，當(dāng)施加電壓時液晶不轉(zhuǎn)動。因此，認(rèn)為通常不使用如上所述的液晶設(shè) 備。然而，第一次發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用本發(fā)明的元件配置的情況下，獲得這樣一 種狀態(tài)，在該狀態(tài)下當(dāng)向液晶施加電壓時，液晶強烈嘲:射光。因此，可以 實現(xiàn)可通過較低電壓驅(qū)動的^:射型液晶。
7在該液晶設(shè)備中，橫向電場可以是邊緣場。對于該液晶設(shè)備，液晶層
以更高的確定性^L射光。
在該例子中，可以將液晶i殳備配置成在鄰近液晶層的基板中的至少 一個的表面上，以相互隔離的關(guān)系布置公共電極和梳狀像素電極，以生成 邊緣場，并且當(dāng)不施加電壓時液晶的取向方向與梳狀像素電極的伸展方向 垂直。在該液晶設(shè)備中，確定地生成邊緣場，并當(dāng)施加電壓時，液晶層散 射光。這里應(yīng)該注意，術(shù)語"垂直"不是必須表示統(tǒng)計意義上嚴(yán)格的垂直 狀態(tài)，而是具有容差，在該容差內(nèi)可以呈現(xiàn)出本發(fā)明的實施例能夠呈現(xiàn)的 效果。
在該例子中，公共電極可以具有光反射特性或低光反射特性。對于該 液晶設(shè)備，由于公共電極具有光反射特性或低光反射特性，因而不需要重 新生產(chǎn)光Jl射構(gòu)件或低光^^射構(gòu)件。因此，可以預(yù)期減少步驟數(shù)。
優(yōu)選地，該液晶設(shè)備還包括布置在遠離液晶層的基板中的一個的表面 上的光反射板、低光反射板或黑色板。在布置光反射板的情況下，當(dāng)沒有 施加電壓時，通過光反射;^Jl則地反射從夕卜部輸入的光。因此，建立了基 本上黑色的狀態(tài)。當(dāng)施加電壓時，液晶層散射光，因而建立白色的狀態(tài)。 另一方面，在布置低光反射板的情況下，當(dāng)不施加電壓時，由低光反射板 吸收從外部輸入的光，因此建立黑色的狀態(tài)。另一方面，當(dāng)施加電壓時， 液晶層散射光，因而建立白色的狀態(tài)。這樣，可以實現(xiàn)不使用偏光板的反 射型液晶。
或者，液晶設(shè)備還可以包括布置在與液晶層相鄰的基fcl中的一個的表 面上的光J1射構(gòu)件或黑色構(gòu)件。在該例子中，由于將光反射體、低光反射 構(gòu)件或黑色構(gòu)件布置在141的內(nèi)部，因而沒有必要在基板的外部布置光反 射板或低光反射板。因此可以預(yù)期減小厚度。
根據(jù)本發(fā)明的另 一實施例，提供一種包括一對基&和保持在M之間 的液晶層的液晶設(shè)備，其中液晶層具有正介電各向異性，液晶層在一個像 素中具有液晶的至少兩個取向方向，當(dāng)沒有向液晶層施加電壓時，在液晶 層呈現(xiàn)取向方向的每一區(qū)域中，液晶層的液晶呈現(xiàn)與當(dāng)向液晶層施加電壓 時所生成的橫向電場平行的取向方向?？梢詫⒃撘壕гO(shè)備配置成在與液 晶層鄰近的J41的至少一個的表面上，以相互隔離的關(guān)系布置公共電極和 具有至少兩個伸展方向的梳狀像素電極，以生成邊緣場，其中當(dāng)沒有向該 區(qū)域中的液晶施加電壓時該區(qū)域中的液晶的、分別對應(yīng)于伸展方向的取向 方向與梳狀像素電極的伸展方向垂直。這里應(yīng)該注意，術(shù)語"垂直"不必須表示嚴(yán)格統(tǒng)計意義上的垂直狀態(tài)，而是具有容差，在該容差內(nèi)，可以呈 現(xiàn)出本發(fā)明的實施例可呈現(xiàn)的效果。
總之，在液晶設(shè)備包括一對基板和保持在基敗之間的液晶層的情況 下，其中，液晶層具有正介電各向異性，當(dāng)沒有向液晶層施加電壓時，液 晶層的液晶呈現(xiàn)與當(dāng)向液晶層施加電壓時所生成的橫向電場平行的取向 方向，可以實現(xiàn)較以前的電壓更低電壓的光散射型液晶模式。此外，在橫
向電場是邊緣場的情況下，光以更高的確定度被^a射。具有如上所述的配 置的液晶設(shè)備用作顯示設(shè)備，或還可應(yīng)用于如隱私膜的應(yīng)用，將該隱私膜 置于光散射狀態(tài)從而使得相對的側(cè)不能通過其從視覺上被觀察到。
在將液晶設(shè)備配置成使得公共電極和梳狀像素電極在鄰近液晶層的 a中的至少一個的表面上以相互隔離的關(guān)系布置，并且當(dāng)不施加電壓時 液晶的取向方向與梳狀像素電極的伸展方向垂直的情況下，則可實現(xiàn)能夠
確定地^L射光的散射光型液晶。
此外，當(dāng)液晶設(shè)備包括一對a和保持在a之間的液晶層時，其中 液晶層具有正介電各向異性，液晶層在一個像素中具有液晶的至少兩個取 向方向，當(dāng)沒有向液晶層施加電壓時，在液晶層呈現(xiàn)該取向方向的每一區(qū) 域中，液晶層的液晶呈現(xiàn)與當(dāng)向液晶層施加電壓時所生成的橫向電場平行 的取向方向，可以降低當(dāng)施加電壓時的散射強度的方向依賴性。
通過下面的結(jié)合附圖的說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的上述和其它目 的、特征和優(yōu)點將顯而易見，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分或 元件。


圖1A是示出在沒有施加電壓時的高分子散射型液晶的狀態(tài)的示意 圖；并且圖1B是示出在施加電壓時的高分子lt射型液晶的另一狀態(tài)的類 似的圖2A和2B是分別示出普通的FFS模式的平面圖和截面圖3是本發(fā)明的第一實施例中所使用的液晶顯示設(shè)備的示意性透視
圖4是以放大的比例示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的液晶顯示設(shè)備的光 散射狀態(tài)的微型照片的圖；圖5A是示出當(dāng)?shù)谝粚嵤├兴褂玫囊壕э@示設(shè)備的施加電壓為6 V時的偏光顯微鏡的觀察結(jié)果的示意圖；圖5B是示出當(dāng)?shù)谝粚嵤├械?液晶顯示設(shè)備的施加電壓為7 V時的偏光顯樹:鏡的觀察結(jié)果的類似的圖6A和6B是分別示出當(dāng)由第一實施例中所使用的液晶顯示設(shè)備的 偏;5btl的摩擦方向和透射軸所定義的角度為20度和-20度時的偏光顯微 鏡的觀察結(jié)果的示意圖7是當(dāng)使用漫射光測量漫射光的反射系數(shù)時第二實施例和第三實 施例中所使用的液晶顯示設(shè)備的示意圖8是示出在第二實施例中所使用的液晶顯示設(shè)備中電壓逐漸升高 和降低時的漫^Jt系數(shù)的測量結(jié)果的困9是第六實施例中所使用的液晶顯示設(shè)備的示意圖IO是FFS模式的有源矩陣驅(qū)動基板的平面圖；以及
圖11A和11B是分別示出圖10所示的有源矩陣顯示設(shè)備的一個像素 的示意性平面圖和示意性截面圖。
具體實施例方式
下面參考

本發(fā)明的實施例。首先說明本發(fā)明的第 一實施例。 具體地，參考圖3說明本發(fā)明的第一實施例中所使用的液晶顯示設(shè)備的驅(qū) 動^L側(cè)。通過濺射在玻璃基板1的整個區(qū)域上形成作為公共電極的ITO 電極15。在ITO電極15上，形成SiNx作為絕緣膜16，并且在絕緣膜16 上形成通過光刻被圖案化為梳狀的ITO的像素電極17。以線/間隔=3 jim/3 nm形成該梳狀電極。在像素電極17上涂覆并形成未示出的取向膜。 在本實施例中，對于取向膜使用日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)林式會社的SE7492。如圖 3所示，取向膜具有在與梳齒狀電極部分的伸展方向、即長度方向垂直的 方向上摩擦的摩擦表面。
現(xiàn)參考圖3說明相對的電極la。通過在相對的電極la上的涂覆形成 取向膜，并且該取向膜具有摩擦表面。對于取向膜使用日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)林式 會社的SE7492。這是聚酰亞胺基取向膜材料。
相互粘附玻璃141 1和相對的電極la,以使其取向膜彼此相對，且 玻璃基板1的摩擦方向和相對的電極la的摩擦方向互為反向平行的摩擦 方向，如圖3所示。在驅(qū)動a和相對的^之間散布適量的間隔劑，從而使得141之間的間隙可以保持固定。調(diào)整間隔直徑以使得該間隙具有3 Hm的尺寸。在該間隙中，通過注入步驟注入具有正介電各向異性的液晶。 作為液晶材料，使用具有正介電各向異性的日本默克林式會社(Merck Ltd.)的MLC-7021-100。此時，沒有施加電壓時的液晶的取向為摩擦方 向，即與梳齒狀電極部分的伸展方向或長度方向垂直的方向。如果在具有 上述這類配置的液晶顯示設(shè)備，公共電極，像素電極之間施,電壓，那么
方向垂直的方向。
下面詳細說明在該液晶顯示設(shè)備的公共電極和像素電極之間施加幅 度為10 V的60 Hz的交流矩形波時的液晶的織構(gòu)方式。為了便于觀察， 將液晶顯示設(shè)備插入以正交尼克爾配置方式布置的偏ibtl之間，并且在由 偏光板中的一個的透射軸和摩擦方向所定義的角度為20度的狀態(tài)下進行 顯微鏡觀察。微型照片如圖4所示。從圖4可見，液晶的織構(gòu)為使得交替 并相對規(guī)律地設(shè)置域(domain) DD和域DB,其中域DD具有明確的邊 界，并且在其邊界內(nèi)部相對較暗，域DB具有不明確的邊界，并且在其邊 界內(nèi)部相對較亮。
參考圖5A 6B更詳細地說明液晶的織構(gòu)。當(dāng)施加電壓的幅度增加至 5V時，沒有發(fā)現(xiàn)顯著變化。當(dāng)幅度為6V時，在梳狀電極的相鄰的ITO 部分或梳齒狀部分之間開始出現(xiàn)如圖5A所示的這類域。在這些域中，沿 著每一梳齒交替出現(xiàn)域DD和域DB，其中，"域DD具有明確的邊界，并 且在其邊界內(nèi)部相對較暗，"并且"域DB具有不明確的邊界，并且在其 邊界內(nèi)部相對較亮。"此外，當(dāng)幅度為7V時，如圖5B所見，在梳狀電極 的ITO部分或梳齒狀部分上也開始出現(xiàn)類似的域。此后，當(dāng)幅度增加至 10 V時，盡管沒有出現(xiàn)明顯的變化，但是散射光強度增加。發(fā)現(xiàn)如果出 現(xiàn)這類微小區(qū)域，在這些域之間產(chǎn)生折射率的邊界并強烈地散射光。
然后，為了研究這些域具有什么取向,在由摩擦方向和偏光板所定義 的角度為-20度的狀態(tài)下進行顯微鏡觀察。發(fā)現(xiàn)"具有明確的邊界的"域 DD改變成"具有不明確的邊界的"域DB，并且"具有不明確的邊界的" 域DB改變成"具有明確的邊界的"域DD,如圖6A和6B所示。根據(jù)該 現(xiàn)象和光也透射iti交尼克爾配置這一事實，估計"具有明確的邊界的" 域DD和"具有不明確的邊界的"域DB具有域DD和域DB在彼此相反 的方向上被扭曲的扭曲取向狀態(tài)。
如在以上背景技術(shù)的說明中所述，在普通的橫向電場模式中，如果液晶的介電各向異性為正，那么在沒有施加電壓時的液晶的取向方向與像素 電極的伸展方向基本平行。換句話說，取向方向與施加電壓時所生成的橫 向電場的方向基本垂直。如果如在本發(fā)明中一樣，沒有施加電壓時的液晶 的取向方向與像素電極的伸展方向垂直，也就是說，如果取向方向與在施 加電壓時所生成的橫向電場的方向平行，那么，當(dāng)施加電壓時，液晶不轉(zhuǎn) 動。因此，認(rèn)為通常不使用上述這類液晶設(shè)備。然而，首次發(fā)現(xiàn)在應(yīng)用本 發(fā)明的元件配置的情況下，獲得當(dāng)向液晶施加電壓時液晶強烈地"lt射光的
狀態(tài)。因此，可以實現(xiàn)可由較低電壓驅(qū)動的嘲:射型液晶。
現(xiàn)說明本發(fā)明的第二實施例。第二實施例包括鏡面板或光反射板與第 一實施例的液晶顯示設(shè)備或液晶屏的組合。參考圖7，將通it^玻璃141 的整個范圍上濺射A1所形成的鏡面板18布置在第一實施例中所使用的液 晶顯示設(shè)備沒有與液晶層接觸的側(cè)上，并且使用分光比色計RD測量散射 反射率。對于分光比色計RD,使用美能達的CM2002,并且測量施加電 壓時的IU^^射率。分光比色計RD包括發(fā)光口 19、光接收元件20、積 分球21、以及用于允許排出規(guī)則反射分量的艙口 22。在分光比色計RD 的艙口 22保持打開以使得能夠排出規(guī)則反射分量的狀態(tài)下進行該測量。
圖8示出此時的結(jié)果。如圖8所示，在施加電壓為10 V的情況下， 散射反射率為20，并且成功實現(xiàn)對比度16。此外，根據(jù)電壓是逐漸升高 還是逐漸降低，^t射反射率幾乎沒有不同，確認(rèn)沒有發(fā)現(xiàn)滯后現(xiàn)象。這樣，
設(shè)備。應(yīng)該注意，散射反射率的值表示全白板的反射率表示為100的情況 下的比率。
現(xiàn)說明第三實施例。第三實施例是第二實施例的變形例，與第二實施 例的不同在于使用通過在玻璃基板上濺射鉻或氧化鉻所形成的低反射板 或黑色板來代替鏡面板18。低反射板具有光吸收特性，并呈現(xiàn)黑色。與 第二實施例中相類似，使用美能達的分光比色計CM2002來測量施加電 壓時的^t射反射率。此時，在電壓的幅度為10 V的情況下，散射反射率 為7，對比度為9，并且這些值比第二實施例中的低。這是因為盡管在 第二實施例中，由于通過鏡面扭^Jt由液晶層向前方散射的光，因而反射 率高且相應(yīng)地對比度高，但是在放置了低反射板的情況下，通過4^!l射板 吸收了向前方散射的光。結(jié)果，反射率降低，并且對比度也降低。然而， 在如在第二實施例中一樣使用鏡面板的情況下，在黑色顯示的情況下，在 照片的附近出現(xiàn)了未預(yù)期的事物。然而，在放置低反射板的情況下，具有消除了該缺點的優(yōu)點。
現(xiàn)說明第四實施例。第四實施例是第 一實施例中所使用的液晶顯示設(shè) 備的變形例，與笫 一 實施例中所使用的液晶顯示設(shè)備的不同之處在于公共
電極由Ag金屬膜形成。除此之外，第四實施例中所使用的液晶顯示設(shè)備 與第一實施例中所使用的液晶顯示設(shè)備相似。在采用如上所述的該裝置配 置的情況下，在無需從外部安裝鏡面板的情況下，反射型液晶顯示設(shè)備以 與第二實施例中所使用的液晶顯示設(shè)備的厚度相比減小的厚度被成功地 形成。具體地，由Ag金屬板所形成的公共電極替換從外部設(shè)置的鏡面板。 在該液晶顯示設(shè)備中，將it^射構(gòu)件布置在與液晶相鄰的一個a的表面 上。
現(xiàn)說明第五實施例。在第五實施例中，修改第一實施例中所使用的液 晶顯示設(shè)備，以使得公共電極由多層鉻和氧化鉻形成。除此之外，第五實 施例中所使用的液晶顯示設(shè)備與第一實施例中所使用的類似。在采用如上 所述的該裝置配置的情況下，在無需從外部安裝^f^射板的情況下，>11射 型液晶顯示設(shè)備以與第三實施例中所使用的液晶顯示設(shè)備的厚度相比減 小的厚度被成功地形成。具體地，由多層鉻和氧化鉻所形成的具有低反射 特性的公共電極替換從外部設(shè)置的黑色板。在該液晶顯示設(shè)備中，將黑色 板布置在鄰近液晶層的一對^中的一個的表面上。
現(xiàn)參考圖9說明第六實施例。當(dāng)觀察第二實施例中所使用的液晶顯示 設(shè)備時，發(fā)現(xiàn)在梳齒狀電極部分的伸展方向上散射光的散射強度略弱于在 與伸展方向垂直的方向上的散射強度。因此，產(chǎn)生第一實施例中所使用的 單元的變形單元，以使得變形單元具有像素電極17的ITO圖案，像素電 極17的梳齒狀電極部分具有如圖9所示的兩個不同伸展方向。這兩個伸 展方向相互垂直。在形成該ITO圖案后，通過涂覆形成取向膜，并且然 后在ITO圖案的整個范圍上以箭頭標(biāo)記A，指示的方向摩擦一次。此后， 涂覆抗蝕劑以形成膜，并且利用光刻法(photolithography)剝落B所指 示的區(qū)域上的抗蝕劑，然后在箭頭標(biāo)記B，指示的方向上進行摩擦。然后， 剝落抗蝕劑。通過所描述的這樣的分割取向步驟，區(qū)域A和區(qū)域B的取 向方向變成與相應(yīng)的梳齒狀電極部分的伸展方向垂直的方向。
另一方面，對于相對的電極la，也通過涂覆形成取向膜，然后進行 類似的分割取向步驟。此后，將兩個基&l和la相互粘附。具體地，相 互粘附這兩個基板l和la，以使得區(qū)域A和區(qū)域B的取向方向相互之間 具有反向平行關(guān)系。利用具有上述配置的液晶顯示設(shè)備，可證實降低了施加電壓時的散射強度的方向依賴性。
盡管說明了本發(fā)明的幾個實施例，但是這些實施例自然地可應(yīng)用于如
圖IO所示的有源矩陣設(shè)備。在通過有源矩陣方法驅(qū)動FFS模式的液晶顯 示設(shè)備的情況下，多個掃描線12和多個信號線13如圖10所示垂直地連 接，并且在驅(qū)動基仗上的掃描線12和信號線13的各個交叉部分處以行和 列來設(shè)置狹縫狀或梳齒狀像素電極17,各像素電極17由TFT 14驅(qū)動。
圖11A和11B示出以上參考圖IO所述的有源矩陣橫向電場型的液晶 顯示設(shè)備的一個像素。如圖lla所示，在液晶顯示設(shè)備的基&上形成掃描 線12和信號線13,以使得其分別沿著行和列的方向伸展。掃描線12和 信號線13如網(wǎng)格結(jié)構(gòu)那樣相互交叉，并且一個網(wǎng)格對應(yīng)于正好一個像素。 各像素具有在其中形成的公共電極15和像素電極17。像素電極17布置 在公共電極15上，其中在像素電極17和公共電極15之間插入有中間層 絕緣膜，像素電極17具有梳狀圖案。在像素電極17和公共電極15之間 施加電壓以向液晶施加橫向電場，從而切換液晶的取向方向。為了向像素 電極17施加電壓，為每個像素形成薄膜晶體管(TFT) 14。薄膜晶體管 (TFT) 14在其柵極處連接到對應(yīng)的掃描線12，在其源極處連接到對應(yīng) 的信號線13，并在其漏極處通過接觸30連接到對應(yīng)的像素電極17。將像 素的公共電極15連接到公共電位。
參考圖IIB，該液晶顯示設(shè)備包括以彼此相對關(guān)系布置之間留有預(yù)定 間隙的一對基敗l和la、以及布置在該間隙中的液晶層10。顏色濾波器 31和取向膜32在透明141 la的內(nèi)表面上被分層。
下部透明基板1具有上述的公共電極15、具有梳狀圖案且置于公共 電極15之上的像素電極17、用于使液晶層10取向的布置在像素電極17 之上的取向膜或取向?qū)?3、以及用于在像素電極17和公共電極15之間 施加電壓以改變液晶層10的取向方向的切換裝置，其中在像素電極17 和公共電極15之間插入絕緣膜16。在圖IIB所示的實施例中，切換裝置 是如上所述的薄膜晶體管(TFT) 14。薄膜晶體管(TFT) 14覆蓋有中 間層絕緣膜37,并且通過接觸孔36連接到像素電極17。更具體地，薄膜 晶體管14在其柵極G被連接到未示出的掃描線12。半導(dǎo)體薄膜形成在柵 極G上，并被分成源極和漏極，柵極絕緣膜35插入在半導(dǎo)體薄膜和柵極 之間。如上所述源極連接到信號線13，并且漏極通過接觸孔36連接到像 素電極17。
如^目對于與公共電位連接的公共電極15向像素電極17施加根據(jù)圖像信號的電壓，那么將橫向電場施加于液晶層IO。因此，液晶層10的取 向狀態(tài)被切換，以使液晶層10處于光散射狀態(tài)，從而使得響應(yīng)于圖像信 號調(diào)節(jié)液晶的透射率。應(yīng)該注意，橫向電場方法不局限于公共電極15和 像素電極17由絕緣膜相互隔離的FFS模式，并且還可具有在同一平面組 合梳狀電極的IPS模式或其它模式。基本上，橫向電場方法包括在基板平 面內(nèi)發(fā)生切換的所有模式。
如上所述,根據(jù)本發(fā)明的實施例的液晶顯示設(shè)備的特征在于包括一對 之間保留預(yù)定間隙而連結(jié)在一起的基仗1和la、保持在該間隙中的液晶 層10、以及形成在基敗1和la中的至少一個上以向液晶層10施加與基 板1平行的橫向電場的電極17,并且在沒有施加橫向電場的狀態(tài)下，液 晶層10呈現(xiàn)光透射狀態(tài)，但是在施加橫向電場的另一狀態(tài)下，液晶層IO 呈現(xiàn)光散射狀態(tài)。在一個形式中，液晶層10由具有正介電各向異性的液 晶材料制成，并且在沒有施加橫向電場的狀態(tài)下，液晶層10取向為與橫 向電場平行的方向。在另一形式中，液晶層IO由具有負介電各向異性的 液晶材料制成，并且在沒有施加橫向電場的狀態(tài)下，液晶層10取向為與 橫向電場垂直的方向。
作為M本的形式，本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備包括一對之間保留預(yù)定間 隙連結(jié)在一起的1411和la、保持在該間隙中的液晶層IO、以及在M 1和la中的至少一個上形成以向液晶層IO施加預(yù)定方向的橫向電場的電 極15和17，并且液晶層10由具有正介電各向異性的液晶材料制成，并 且在沒有施加電場的狀態(tài)下，液晶層IO取向為與該電場平行的方向?；?者，液晶層10由具有負介電各向異性的液晶材料制成，并且在沒有施加 電場的狀態(tài)下，液晶層10取向為與該電場垂直的方向。
盡管使用特定術(shù)語說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是這些說明僅是為 了說明的目的，并且應(yīng)該理解，在不脫離所附權(quán)利要求的精神或范圍的情 況下，可以4故出改變和4務(wù)改。
權(quán)利要求
1. 一種液晶設(shè)備，包括一對基板；以及保持在所述基板之間的液晶層；所述液晶層具有正介電各向異性；當(dāng)沒有向所述液晶層施加電壓時，所述液晶層的液晶呈現(xiàn)與當(dāng)向所述液晶層施加電壓時所生成的橫向電場平行的取向方向。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶設(shè)備，其中所述橫向電場是邊緣場。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶設(shè)備，其中在與所述液晶層鄰近的所 述14l中的至少一個的表面上以相互隔離的關(guān)系布置公共電極和梳狀像 素電極，從而生成邊緣場，以及當(dāng)沒有施加電壓時所述液晶的取向方向與所述梳狀像素電極的伸展 方向垂直。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶設(shè)備，其中所述公共電極具有光反射 特性或低光>^射特性。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶設(shè)備，還包括布置在遠離所述液晶層的所述141中的一個的表面上的光反射板或 黑色板。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的液晶設(shè)備，還包括布置在與所述液晶層鄰近的所述基板中的一個的表面上的光反射構(gòu) 件或黑色構(gòu)件。
7. —種液晶設(shè)備，包括 一對^i4l;以及 保持在所ii!4l之間的液晶層； 所述液晶層具有負介電各向異性；當(dāng)沒有向所述液晶層施加電壓時，所述液晶層的液晶呈現(xiàn)與當(dāng)向所述 液晶層施加電壓時所生成的橫向電場垂直的取向方向。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶設(shè)備，其中所述橫向電場是邊緣場。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶設(shè)備，其中在與所述液晶層鄰近的所 述M中的至少一個的表面上以相互隔離的關(guān)系布置公共電極和梳狀像 素電極，以生成邊緣場，以及在沒有施加電壓時的所述液晶的取向方向與所述梳狀像素電極的伸 展方向平行。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶設(shè)備，其中所述公共電極具有光^Jt 特性或低光^Jt特性。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶設(shè)備，還包括 布置在遠離所述液晶層的所述基板中的一個的表面上的光反射板或
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶設(shè)備，還包括布置在與所述液晶層鄰近的所述基板中的一個的表面上的光反射構(gòu) 件或黑色構(gòu)件。
13. —種液晶設(shè)備，包括之間留有預(yù)定間隙而連結(jié)在一起的一對基板； 保持在所述間隙中的液晶層；以及在所述基仗中的至少一個上形成以向所述液晶層施加與所述基板平 行的橫向電場的電極；在沒有施加所述橫向電場的狀態(tài)下，所述液晶層呈現(xiàn)光透射狀態(tài)，然 而在施加所述橫向電場的另 一狀態(tài)下，所述液晶層呈現(xiàn)光^:射狀態(tài)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的液晶設(shè)備，其中所述液晶層由具有正介 電各向異性的液晶材料制成，并且在沒有施加所述橫向電場的狀態(tài)下，所 述液晶層取向為與當(dāng)施加所述橫向電場時所生成的橫向電場平行的方向。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的液晶設(shè)備，其中所述液晶層由具有負介 電各向異性的液晶材料制成，并且在沒有施加所述橫向電場的狀態(tài)下，所 述液晶層取向為與當(dāng)施加所述橫向電場時所生成的橫向電場垂直的方向。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的液晶設(shè)備，其中所述電極向所述液晶層 施加作為所述橫向電場的邊緣場。
17. —種液晶設(shè)備，包括 一對^;以及保持在所述M之間的液晶層； 所述液晶層具有正介電各向異性；所述液晶層在一個^^素中具有所述液晶的至少兩個取向方向；在所述液晶層呈現(xiàn)所述取向方向的每一個區(qū)域中，當(dāng)沒有向所述液晶 層施加電壓時，所述液晶層的液晶呈現(xiàn)與當(dāng)向所述液晶層施加電壓時所生 成的橫向電場平行的取向方向。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的液晶設(shè)備，其中在與所述液晶層鄰近的 所述1^L中的至少一個的表面上以相互隔離的關(guān)系布置公共電極和具有 至少兩個伸展方向的梳狀像素電極，以生成邊緣場，以及，沒有，所述，，中的，述液曰:曰，,電壓，所，區(qū)域中的所述液，向垂直。
19. 一種液晶i殳備，包括之間留有預(yù)定間隙而連結(jié)在一起的一對基仗； 保持在所述間隙中的液晶層；以及在所述Ul中的至少一個上形成以向所述液晶層施加預(yù)定方向的電 場的電極；所述液晶層由具有正介電各向異性的液晶材料制成；在沒有施加所述電場的狀態(tài)下，所述液晶層取向為與所述電場平行的 方向。
20. —種液晶設(shè)備，包括之間留有預(yù)定間隙而連結(jié)在一起的一對基仗； 保持在所述間隙中的液晶層；以及在所述^4l中的至少一個上形成以向所述液晶層施加預(yù)定方向的電 場的電極；所述液晶層由具有負介電各向異性的液晶材料制成；在沒有施加所述電場的狀態(tài)下，所述液晶層取向為與所述電場垂直的 方向。
全文摘要
這里公開一種液晶設(shè)備，該液晶設(shè)備包括一對基板；以及保持在所述基板之間的液晶層；所述液晶層具有正介電各向異性，當(dāng)沒有向該液晶層施加電壓時，該液晶層的液晶呈現(xiàn)與當(dāng)向該液晶層施加電壓時所生成的橫向電場平行的取向方向。
文檔編號G02F1/1343GK101498872SQ200910005140
公開日2009年8月5日 申請日期2009年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
發(fā)明者加邊正章, 津田英昭, 野口幸治 申請人:索尼株式會社