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(IXD)裝置，更具體地說，涉及由于偏振膜而改善視角特性的面內(nèi)切換(IPS)模式IXD裝置。
背景技術(shù)：
一般來說，IXD裝置利用液晶分子的光學(xué)各向異性和偏振特性來產(chǎn)生圖像。由于 液晶分子具有長而薄的形狀，所以液晶分子沿特定方向配向。通過施加電場可以控制液晶 分子的配向方向。因此，液晶分子的配向方向根據(jù)所施加的電場的方向而改變，并且由于光 學(xué)各向異性，光沿著液晶分子的配向方向折射，由此顯示圖像。IXD裝置根據(jù)液晶分子的配向而具有各種顯示模式。在IXD裝置的各種顯示模式 中，在顯示黑白色、快速響應(yīng)速度和低驅(qū)動電壓方面具有優(yōu)點的扭曲向列(TN)模式得到廣 泛使用。在TN模式LCD裝置中，液晶分子被設(shè)置為平行于兩個基板，并且當(dāng)施加電壓時液 晶分子被配向為垂直于兩個基板。因此，TN模式LCD裝置由于施加電壓時的液晶分子的折 射率各向異性而具有窄視角的缺點。為了改善視角，已經(jīng)提出具有寬視角特性的面內(nèi)切換 (IPS)模式IXD裝置。圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式IXD裝置的截面圖。在圖1中，IPS模式IXD裝 置10包括彼此面對并間隔開的上基板12和下基板14、在上基板12和下基板14之間的液 晶層16、以及分別在上基板12和下基板14的外表面上的上偏振片18a和下偏振片18b。上偏振片18a包括在上基板12的外表面上的第一內(nèi)支撐層24a，在第一內(nèi)支撐 層24a上的上偏振層20a，以及在上偏振層20a上的第一外支撐層22a。下偏振片18b包括 接合到下基板14的外表面的第二內(nèi)支撐層24b，在第二內(nèi)支撐層24b上的下偏振層20b，以 及在下偏振層20b上的第二外支撐層22b。上偏振層20a和下偏振層20b各自具有0型偏 振器，并且上偏振層20a和下偏振層20b的偏振軸彼此垂直。第一內(nèi)支撐層24a和第一外 支撐層22a以及第二內(nèi)支撐層24b和第二外支撐層22b用于保護(hù)上偏振層20a和下偏振層 20b，并可以具有膜類型。在IPS模式IXD裝置10中，與上基板12和下基板14平行的一對電極形成在像素 區(qū)中，并且液晶分子在沿該對電極之間的水平電場的平面中配向。由于液晶分子在沿水平 電場的平面中旋轉(zhuǎn)，所以防止了由于液晶分子的折射率各向異性所導(dǎo)致的灰度反轉(zhuǎn)(gray inversion)并提高了沿向上、向下、向左和向右方向的視角特性。但是，沿對角方向的視角 特性由于沿對角方向的光泄漏而劣化。圖2是示出沿正面方向通過圖1的IPS模式IXD裝置的光的偏振狀態(tài)的龐加萊 (Poincare)球，并且圖3是示出沿對角方向通過圖1的IPS模式IXD裝置的光的偏振狀態(tài) 的龐加萊球。在圖2和圖3中，點A和A’分別表示上偏振片18a的透射軸和吸收軸，并且 點B和B’分別表示下偏振片18b的透射軸和吸收軸。在圖2中，正面方向具有大約0°的極角θ以及大約0°的方位角φ。另外，上偏振 片18a的透射軸A和下偏振片18b的吸收軸B’具有彼此相同的位置，并且上偏振片18a的吸收軸Α’和下偏振片18b的透射軸B具有彼此相同的位置。因此，上偏振片18a的透射軸 A垂直于下偏振片18b的透射軸B，并且上偏振片18a的吸收軸A’垂直于下偏振片18b的 吸收軸B’。當(dāng)沿正面方向觀看IPS模式IXD裝置10時，由于上偏振片18a的吸收軸A’被設(shè) 置在與下偏振片18b的透射軸B相同的位置處，所以通過下偏振片18b的光完全被上偏振 片18a吸收，防止了光泄漏。結(jié)果，獲得理想的黑色狀態(tài)。在圖3中，對角方向具有大約60°的極角θ以及大約45°的方位角φ。另外，上偏 振片18a的透射軸A和下偏振片18b的吸收軸B’具有彼此不同的位置，以形成預(yù)定的角度， 并且上偏振片18a的吸收軸A’和下偏振片18b的透射軸B具有彼此不同的位置，以形成預(yù) 定的角度。當(dāng)沿對角方向觀看IPS模式IXD裝置10時，由于上偏振片18a的吸收軸A’被設(shè) 置在與下偏振片18b的透射軸B不同的位置處，所以通過下偏振片18b的光沒有完全被上 偏振片18a吸收，發(fā)生了光泄漏。結(jié)果，獲得不理想的黑色狀態(tài)。圖4是示出在黑色狀態(tài)中根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式LCD裝置的對比度的視圖。在 圖4中，在黑色狀態(tài)中在IPS模式IXD裝置的與對角方向相對應(yīng)的大約45°、大約135°、大 約225°和大約315°的方位角處出現(xiàn)光泄漏，并且IPS模式IXD裝置的亮度增加。因此， 降低了 IPS模式IXD裝置的對比度
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明致力于一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置基本上消除了由于現(xiàn)有 技術(shù)的限制和缺點所導(dǎo)致的一個或更多個問題。本發(fā)明的優(yōu)點是提供一種通過使用包括E型偏振器的第一偏振層和包括0型偏振 器的第二偏振層來防止黑色狀態(tài)中的光泄漏的液晶顯示裝置。本發(fā)明的另一優(yōu)點是提供一種使用包括E型偏振器的第一偏振層、包括0型偏振 器的第二偏振層和包括0型偏振器的第三偏振層來防止光泄漏并提高沿正面方向的對比 度的液晶顯示裝置。本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點將在下面的說明中得到闡釋并且將部分地根據(jù)該說明 而變得明顯，或者可以通過對本發(fā)明的實踐來得到了解。通過書面的說明書及其權(quán)利要求 以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點。為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點，根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里所體現(xiàn)和廣義說明的，一種 液晶顯示裝置包括彼此面對并間隔開的上基板和下基板；在上基板和下基板之間的液晶 層；在上基板的外表面上的上偏振片；以及在下基板的外表面上的下偏振片，其中，上偏振 片和下偏振片中的一個包括第一偏振層，該第一偏振層具有彼此垂直的第一光軸和第一吸 收軸，并且上偏振片和下偏振片中的另一個包括第二偏振層，該第二偏振層具有彼此平行 的第二光軸和第二吸收軸。應(yīng)當(dāng)理解的是，上述一般說明和下述詳細(xì)說明都是示例性和說明性的，且旨在為 所要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步解釋。


附圖被包括在本說明書中以提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并結(jié)合到本說明書中且 構(gòu)成本說明書的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實施方式，且與說明書一起用于解釋本發(fā)明 的原理。在附圖中圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式IXD裝置的截面圖；圖2是示出沿正面方向通過圖1的IPS模式LCD裝置的光的偏振狀態(tài)的龐加萊球；圖3是示出沿對角方向通過圖1的IPS模式IXD裝置的光的偏振狀態(tài)的龐加萊 球；圖4是示出在黑色狀態(tài)中根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式IXD裝置的對比度的視圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的IPS模式IXD裝置的截面圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的針對IPS模式LCD裝置的E型偏振器的視 圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的針對IPS模式LCD裝置的0型偏振器的視 圖；圖8是示出沿正面方向通過根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的IPS模式IXD裝置的光的 偏振狀態(tài)的龐加萊球；圖9是示出沿對角方向通過根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的IPS模式LCD裝置的光的 偏振狀態(tài)的龐加萊球；圖10是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的IPS模式IXD裝置的截面圖；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的IPS模式IXD裝置的E型偏振器的第二 上偏振層的二色性比(Kchdichroic ratio)的沿正面方向的白色圖像(正面白色)的亮度 和沿對角方向的黑色圖像(對角黑色)的亮度的曲線圖；圖12A和圖12B是分別示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的IPS模式IXD裝置在白色 狀態(tài)和黑色狀態(tài)中的對比度的視圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的IPS模式IXD裝置的截面圖；圖14是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的IPS模式IXD裝置的E型偏振器的第一 下偏振層的二色性比(Kd)的沿正面方向的白色圖像(正面白色)的亮度和沿對角方向的 黑色圖像(對角黑色)的亮度的曲線圖；以及圖15A和圖15B是分別示出根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的IPS模式IXD裝置在白色 狀態(tài)和黑色狀態(tài)中的對比度的視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)地說明本發(fā)明的實施方式，在附圖中示出本發(fā)明的實施方式的示例。 盡可能用相似的附圖標(biāo)記來指示相同或相似的部件。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的IPS模式IXD裝置的截面圖。在圖5中，IPS模式IXD裝置110包括彼此面對并間隔開的上基板112和下基板 114 ；在上基板112和下基板114之間的液晶層116 ；在上基板112的外表面上的上偏振片 118a ；以及在下基板114的外表面上的下偏振片118b。
薄膜晶體管(TFT) 160、連接到TFT 160的像素電極162以及與像素電極162 —起 生成水平電場的公共電極164形成在下基板114的內(nèi)表面上。TFT 160包括在下基板114 的內(nèi)表面上的柵極166、在柵極166上的柵絕緣層168、在柵極166上方的柵絕緣層168上 的半導(dǎo)體層170以及在半導(dǎo)體層170上并彼此間隔開的源極172a和漏極172b。公共電極164可以與柵極166同時形成，并且柵絕緣層168可以形成在公共電極 164與像素電極162之間。在另一實施方式中，公共電極164與像素電極162可以包括彼此 相同的層。公共電極164與像素電極162彼此間隔開，并通過所施加的電壓來生成水平電 場。鈍化層174形成在TFT 160、像素電極162和柵絕緣層168上。具有開口部的黑底176形成在上基板112的內(nèi)表面上，并且濾色器層178形成在 黑底176上。黑底176阻擋來自包括像素電極162的像素區(qū)的外部的部分的光。保護(hù)層 (overcoat layer) 180形成在濾色器層178上。保護(hù)層180保護(hù)濾色器層178并防止濾色 器層 178 受損(eruption)。上偏振片118a包括在上基板112的外表面上的上偏振層120a和在上偏振層 120a上的第一外支撐層122a。下偏振片118b包括在下基板114的外表面上的內(nèi)支撐層 124、在內(nèi)支撐層124上的下偏振層120b以及在下偏振層120b上的第二外支撐層122b。上 偏振層120a和下偏振層120b分別包括E型偏振器和0型偏振器。上偏振層120a和下偏振層120b分別具有彼此垂直的第一透射軸和第二透射軸 (即，第一偏振軸和第二偏振軸)。另外，上偏振層120a的第一光軸、下偏振層120b的第二 光軸以及液晶層116的第三光軸相互平行。

第一外支撐層122a和第二外支撐層122b以及內(nèi)支撐層124可以用于保護(hù)上偏振 層120a和下偏振層120b，并可以具有膜類型。保護(hù)上偏振層120a和下偏振層120b的外表 面的第一外支撐層122a和第二外支撐層122b可以具有三乙酰基纖維素(TAC :tri acetyl cellulose)的薄膜，并且保護(hù)下偏振層120b的內(nèi)表面的內(nèi)支撐層124可以具有沒有相位差 (零延遲)的三乙?；w維素(TAC)的薄膜。由于E型偏振器可以用作沒有支撐層的膜類 型，所以可以省略E型偏振器的上偏振層120a與上基板112之間的附加支撐層。下面將說明針對上偏振層120a的E型偏振器和針對下偏振層120b的0型偏振層。圖6和圖7是分別示出針對根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的IPS模式IXD裝置的E型 偏振器和0型偏振器的視圖。在圖6中，E型偏振器可以具有帶有盤中心軸的盤形狀并可以包括單個超分子復(fù) 合物(complex)或多個有機化合物(compound)。E型偏振器具有與盤中心軸平行的光軸、 與盤中心軸平行的第一透射軸(即，第一偏振軸)126a以及與盤中心軸垂直的第一吸收軸 128a。在圖7中，0型偏振器可以具有帶有桿中心軸的桿形狀，并可以包括用碘染色的聚 乙烯醇(PVA:poly vinyl alcohol)樹脂，其中碘沿拉伸方向設(shè)置。0型偏振器具有與盤中 心軸平行的光軸、與桿中心軸垂直的第二透射軸(即，第二偏振軸)126b以及與桿中心軸平 行的第二吸收軸128b。圖8是示出沿正面方向通過根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的IPS模式IXD裝置的光的 偏振狀態(tài)的龐加萊球，并且圖9是示出沿對角方向通過根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的IPS模 式LCD裝置的光的偏振狀態(tài)的龐加萊球。
在圖8和圖9中，點E和E’分別表示上偏振片118a的透射軸和吸收軸，并且點F 和F’分別表示下偏振片118b的透射軸和吸收軸。龐加萊球表示光在球表面上的偏振狀 態(tài)。龐加萊球廣泛用于設(shè)計補償膜，因為如果已知光學(xué)元件的光軸和相位延遲值，則利用龐 加萊球可以方便地預(yù)測偏振狀態(tài)。在龐加萊球中，赤道表示線偏振，北極點S3表示左旋圓 偏振，南極點-S3表示右旋圓偏振，上半球表示左旋橢圓偏振，并且下半球表示右旋橢圓偏 振。在圖8中，正面方向具有大約0°的極角θ以及大約0°的方位角φ。另外，上偏振 片118a的透射軸E和下偏振片118b的吸收軸F’具有彼此相同的位置(-S1)，并且上偏振 片118a的吸收軸E’和下偏振片118b的透射軸F具有彼此相同的位置(Si)。因此，上偏振 片118a的透射軸E垂直于下偏振片118b的透射軸F，并且上偏振片118a的吸收軸E’垂直 于下偏振片118b的吸收軸F，。當(dāng)沿正面方向觀看圖5的IPS模式IXD裝置110時，由于上偏振片118a的吸收軸 E’位于與下偏振片118b的透射軸F相同的位置(Si)，所以通過下偏振片118b的光完全被 上偏振片118a吸收，防止了光泄漏。結(jié)果，獲得理想的黑色狀態(tài)。在圖9中，對角方向具有大約60°的極角θ以及大約45°的方位角φ。另外，上偏 振片118a的透射軸E和下偏振片118b的吸收軸F’具有彼此相同的位置，并且上偏振片 118a的吸收軸E’和下偏振片118b的透射軸F具有彼此相同的位置。因此，上偏振片118a 的透射軸E垂直于下偏振片118b的透射軸F，并且上偏振片118a的吸收軸E’垂直于下偏 振片118b的吸收軸F，。當(dāng)沿對角方向觀看圖5的IPS模式IXD裝置110時，由于上偏振片118a的吸收軸 E’位于與下偏振片118b的透射 軸F相同的位置，所以通過下偏振片118b的光完全被上偏 振片118a吸收，防止了光泄漏。結(jié)果，獲得理想的黑色狀態(tài)。但是，由于E型偏振器具有相對較低的吸收系數(shù)，所以IPS模式IXD裝置110可能 在正面方向上的對比度方面具有缺點。在第二實施方式中，通過防止光泄漏來提高在IPS 模式IXD裝置110的正面方向上的對比度。圖10是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的IPS模式IXD裝置的截面圖。在圖10中，IPS模式IXD裝置210包括彼此面對并間隔開的上基板212和下基 板214 ；在上基板212和下基板214之間的液晶層216 ；在上基板212的外表面上的上偏振 片218a ；以及在下基板214的外表面上的下偏振片218b。盡管在圖10中未示出，但是，薄膜晶體管(TFT)、連接到該TFT的像素電極、與該 像素電極一起生成水平電場的公共電極以及鈍化層可以形成在下基板214的內(nèi)表面上。另 夕卜，具有開口部的黑底、濾色器層和保護(hù)層可以形成在上基板212的內(nèi)表面上。上偏振片218a包括在上基板212的外表面上的上偏振層220和在上偏振層220 上的第一外支撐層222a。上偏振層220包括在第一外支撐層222a下面的第一上偏振層 220a、以及在第一上偏振層220a與上基板212之間的第二上偏振層220b。下偏振片218b 包括在下基板214的外表面上的內(nèi)支撐層224、在內(nèi)支撐層224上的下偏振層221、以及在 下偏振層221上的第二外支撐層222b。第一上偏振層220a和下偏振層221各自包括0型 偏振器，并且第二上偏振層220b包括E型偏振器。第一上偏振層220a和第二上偏振層220b分別具有彼此垂直的第一透射軸和第二透射軸(即，第一偏振軸和第二偏振軸)。另外，下偏振層221具有與第二偏振軸垂直的第三透射軸(即，第三偏振軸)。此外，第一上偏振層220a的第一光軸垂直于相互平行的第二 上偏振層220b的第二光軸、下偏振層221的第三光軸以及液晶層216的第四光軸中的每一 個。第一外支撐層222a和第二外支撐層222b以及內(nèi)支撐層224可以用于保護(hù)上偏振 層220和下偏振層221，并可以具有膜類型。保護(hù)上偏振層220和下偏振層221的外表面的 第一外支撐層222a和第二外支撐層222b可以具有三乙?；w維素(TAC)的薄膜，并且保 護(hù)下偏振層221的內(nèi)表面的內(nèi)支撐層224可以具有沒有相位差(零延遲)的三乙?；w維 素(TAC)的薄膜。由于E型偏振器可以用作沒有支撐層的膜類型，所以可以省略E型偏振 器的第二上偏振層220b與上基板212之間的附加支撐層。在IPS模式IXD裝置210中，E型偏振器的第二上偏振層220b被設(shè)置在0型偏振 器的第一上偏振層220a下面，并且0型偏振器的下偏振層221被設(shè)置為具有0模式，其中 下偏振層221的第三光軸平行于液晶層216的第四光軸。由于來自背光單元(未示出)的光通過下偏振層221和第二上偏振層220b，所以 沿對角方向的光泄漏被最小化。另外，由于來自第二上偏振層220b的光通過第一上偏振層 220a，所以提高了沿正面方向的對比度。表1和圖11分別是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的IPS模式IXD裝置的E型偏 振器的第二上偏振層的二色性比(Kd)的沿正面方向的白色圖像(正面白色)的亮度和沿 對角方向的黑色圖像(對角黑色)的亮度的表和曲線圖。[表 1]
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括彼此面對并間隔開的上基板和下基板；在所述上基板和所述下基板之間的液晶層；在所述上基板的外表面上的上偏振片；以及在所述下基板的外表面上的下偏振片，其中，所述上偏振片和所述下偏振片中的一個包括第一偏振層，該第一偏振層具有彼 此垂直的第一光軸和第一吸收軸，并且所述上偏振片和所述下偏振片中的另一個包括第二 偏振層，該第二偏振層具有彼此平行的第二光軸和第二吸收軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一偏振層和所述第二偏振層分 別具有彼此垂直的第一透射軸和第二透射軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述液晶層具有第三光軸，并且所述第 一光軸、所述第二光軸和所述第三光軸彼此平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述上偏振片包括在所述上基板的 所述外表面上的第一偏振層和在所述第一偏振層上的第一外支撐層，并且所述下偏振片包 括在所述下基板的所述外表面上的內(nèi)支撐層、在所述內(nèi)支撐層上的第二偏振層、以及在所 述第二偏振層上的第二外支撐層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一外支撐層和所述第二外支撐 層各自包括三乙?；w維素TAC的薄膜，并且所述內(nèi)支撐層包括沒有相位差的三乙?；w 維素TAC的薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其中，所述上偏振片還包括在所述第一偏振 層和所述第一外支撐層之間的具有彼此平行的第三光軸和第三吸收軸的第三偏振層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其中，所述液晶層具有與所述第二光軸平行 的第四光軸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一光軸、所述第二光軸和所述第 四光軸彼此平行，并且所述第三光軸垂直于所述第一光軸、所述第二光軸和所述第四光軸 中的每一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述上偏振片包括在所述上基板的所 述外表面上的內(nèi)支撐層、在所述內(nèi)支撐層上的第二偏振層、以及在所述第二偏振層上的第 一外支撐層，并且所述下偏振片包括在所述下基板的所述外表面上的第一偏振層和在所 述第一偏振層上的第二外支撐層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置，其中，所述下偏振片還包括在所述第一偏 振層和所述第二外支撐層之間的具有彼此平行的第三光軸和第三吸收軸的第三偏振層。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置，其中，所述液晶層具有與所述第三光軸垂直 的第四光軸。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一光軸、所述第二光軸和所述 第四光軸彼此平行，并且所述第三光軸垂直于所述第一光軸、所述第二光軸和所述第四光 軸中的每一個。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一偏振層包括E型偏振器，并且 所述第二偏振層包括O型偏振器。
全文摘要
一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包括彼此面對并間隔開的上基板和下基板；在所述上基板和所述下基板之間的液晶層；在所述上基板的外表面上的上偏振片；以及在所述下基板的外表面上的下偏振片，其中，所述上偏振片和所述下偏振片中的一個包括第一偏振層，該第一偏振層具有彼此垂直的第一光軸和第一吸收軸，并且所述上偏振片和所述下偏振片中的另一個包括第二偏振層，該第二偏振層具有彼此平行的第二光軸和第二吸收軸。
文檔編號G02B5/30GK102109704SQ20101060607
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者孫眩鎬, 李濬熙 申請人:樂金顯示有限公司