專利名稱：液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器。更具體地，本發(fā)明涉及一種能夠減少紋理缺陷 (texture defect)的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)是其中液晶層插置于兩個(gè)透明基板之間的顯示裝置。液晶層用于調(diào)節(jié)每個(gè)像素的透光率，由此顯示期望的圖像。在VA IXD(垂直配向模式的IXD)中，當(dāng)沒有施加電場(chǎng)時(shí)，液晶分子垂直地配向 (即，垂直于基板)，當(dāng)在兩個(gè)基板之間施加電場(chǎng)時(shí)，液晶分子旋轉(zhuǎn)到水平位置。通過(guò)液晶分子透射光來(lái)顯示圖像。作為特定類型的VAIXD，PVA IXD (圖案化垂直配向模式的IXD)通過(guò)使用圖案化的像素電極將液晶分子配向在彼此不同的方向上以形成液晶域(domain)，從而加寬LCD的視角。然而，如果像素電極被圖案化有多個(gè)微狹縫，則在微狹縫的中間處配向的液晶分子會(huì)難以控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能夠減少紋理缺陷的IXD。一方面，該IXD包括第一基板；第一像素電極，形成在第一基板上；第二像素電極，與第一像素電極的至少一部分交疊并包括一個(gè)或多個(gè)延長(zhǎng)的開口 ；鈍化層，插置在第一像素電極與第二像素電極之間；第二基板；以及液晶層，包括在第一基板與第二基板之間垂直地配向的液晶分子，其中由第一像素電極施加到液晶層的第一有效電壓不同于由第二像素電極施加到液晶層的第二有效電壓。施加到第一像素電極的電壓是第一電壓，施加到第二像素電極的電壓是第二電壓。當(dāng)?shù)谝浑妷菏┘拥降谝幌袼仉姌O時(shí)第一有效電壓施加到液晶層，當(dāng)?shù)诙妷菏┘拥降诙袼仉姌O時(shí)第二有效電壓施加到液晶層，第一有效電壓和第二有效電壓滿足0. SV1 < V2 < 0. 9V”第一電壓可以與第二電壓相同或不同。當(dāng)具有相同電平的第一電壓和第二電壓施加到第一像素電極和第二像素電極時(shí)， 第一有效電壓和第二有效電壓根據(jù)鈍化層的厚度而改變。另外，第一電壓等于第一有效電壓，第二有效電壓如公式1定義。公式1
(d JdicYV2=Vt 1 + ^~—
V εpisLC J在公式1中，Vt是第二電壓，C^是液晶層的厚度，ε 5是鈍化層的介電常數(shù)，~是鈍化層的厚度，ε μ是液晶層的介電常數(shù)。像素可以具有電荷共享結(jié)構(gòu)(charge sharing structure)，所以第一電壓可以具有不同于第二電壓的電平。


通過(guò)參照以下結(jié)合附圖考慮的詳細(xì)描述，以上和其他的優(yōu)點(diǎn)將容易變得明顯，在附圖中圖1是示出根據(jù)第一示范性實(shí)施方式的LCD的平面圖；圖2是沿圖1的線1-1’截取的截面圖；圖3A和圖:3B分別是示出根據(jù)第一示范性實(shí)施方式的IXD的像素電極和紋理控制電極的平面圖；圖4是沿圖1的線11-11’截取的截面圖；圖5是示出根據(jù)第一示范性實(shí)施方式的用于計(jì)算機(jī)模擬模型的像素電極和紋理控制電極的結(jié)構(gòu)的圖；圖6是示出在具有圖5的結(jié)構(gòu)的IXD中，第一有效電壓與第二有效電壓之間的差隨著鈍化層厚度的變化的曲線圖；圖7A和圖7B是示出根據(jù)第一示范性實(shí)施方式的IXD中已經(jīng)施加電壓之后透射率 (transmittance)作為時(shí)間的函數(shù)的曲線圖；圖8A和圖8B是分別示出在常規(guī)LCD和根據(jù)第一示范性實(shí)施方式的LCD中的透射率的照片；圖9A至圖9E是示出在常規(guī)IXD和根據(jù)第一示范性實(shí)施方式的IXD中當(dāng)?shù)谝挥行щ妷号c第二有效電壓之間的差值改變時(shí)液晶分子的配向和透射率的模擬結(jié)果的照片；圖10是示出在第一有效電壓與第二有效電壓之間的差值改變時(shí)的透射率的曲線圖；圖11是示出根據(jù)第二示范性實(shí)施方式的LCD的平面圖；圖12是沿圖11的線III-III’截取的截面圖；圖13是提供在圖11所示的IXD中的像素的等效電路圖；圖14是示出根據(jù)第三示范性實(shí)施方式的LCD的截面圖；圖15A至圖15C是示出根據(jù)第四至第六示范性實(shí)施方式的IXD的圖；圖16是示出根據(jù)第七示范性實(shí)施方式的LCD的平面圖；圖17A和圖17B是示出根據(jù)第七示范性實(shí)施方式的IXD的一部分的平面圖；圖18是沿圖16的線V-V’截取的截面圖；圖19A和圖19B是示出根據(jù)第七示范性實(shí)施方式的IXD中已經(jīng)施加電壓之后透射率作為時(shí)間函數(shù)的曲線圖；圖20A、圖20B、圖21A、圖21B、圖22A和圖22B是示出在常規(guī)LCD和在根據(jù)第七示范性實(shí)施方式的LCD中透射率作為時(shí)間的函數(shù)的照片；圖23是示出常規(guī)IXD和根據(jù)第七示范性實(shí)施方式的IXD的透射率以任意單位表示的曲線圖；圖M是示出在根據(jù)第七示范性實(shí)施方式的IXD中對(duì)于位置A至F的液晶分子的極角(polar angle)的圖；圖25A和圖25B分別是示出根據(jù)第八和第九示范性實(shí)施方式的LCD的圖；圖沈是示出根據(jù)第十示范性實(shí)施方式的LCD的平面圖27A和圖27B是示出根據(jù)第十示范性實(shí)施方式的IXD的平面圖；圖觀是沿圖沈的線VI-VI，截取的截面圖；圖四々、圖^B、圖30A、圖30B、圖31A和圖31B是示出在常規(guī)LCD中和根據(jù)第十示范性實(shí)施方式的LCD中的液晶分子的配向和透射率的模擬結(jié)果的照片；圖32是示出在根據(jù)第十示范性實(shí)施方式的LCD中透射率如何根據(jù)像素電極和紋理控制電極的形狀變化的曲線圖；圖33是在根據(jù)第十示范性實(shí)施方式的LCD中透射率如何根據(jù)像素電極和紋理控制電極的形狀變化的另一曲線圖；圖34是示出對(duì)于根據(jù)第十一示范性實(shí)施方式的LCD的模擬結(jié)構(gòu)的圖；以及圖35A、圖35B和圖35C是示出在根據(jù)第十一示范性實(shí)施方式的LCD中對(duì)于液晶分子的配向和透射率的模擬結(jié)果的照片。
具體實(shí)施例方式在下文，將參照附圖詳細(xì)描述示范性實(shí)施方式。然而，本發(fā)明不限于下面的實(shí)施方式，而是包括在本公開的技術(shù)范圍內(nèi)的各種改變、替代和變形。在附圖中，為了清楚解釋的目的，層和區(qū)域的尺寸可以被放大。術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等可以用于解釋各種元件，但是元件不受這樣的術(shù)語(yǔ)的限制。這些術(shù)語(yǔ)用于將一個(gè)元件與另一元件區(qū)分開。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中被稱為第一元件的元件可以在另一實(shí)施方式中被稱為第二元件。除非上下文有另外的要求，否則單數(shù)形式不排除復(fù)數(shù)形式。在下面的描述中，術(shù)語(yǔ)“包括”或“包含”用于表示特征、數(shù)字、步驟、操作、元件、部分或其組合而不排除其他特征、數(shù)字、步驟、操作、元件、部分或其組合。應(yīng)該理解，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)域、或板的元件被稱為在另一元件“之上”或“之下”時(shí)，該元件可以直接在另一元件上，或者也可以在其間存在一個(gè)或多個(gè)居間元件。此外，當(dāng)元件被稱為“直接在”另一元件“上”時(shí)，則在其間不存在居間層。圖1是示出根據(jù)第一示范性實(shí)施方式的IXD的平面圖。圖2是沿圖1的線1_1’ 截取的截面圖。圖3A和圖;3B是分別示出根據(jù)第一示范性實(shí)施方式的LCD的像素電極和紋理控制電極的平面圖。圖4是沿圖1的線11-11’截取的截面圖以示出IXD的一部分。參照?qǐng)D1和圖2，IXD包括第一基板100、面對(duì)第一基板100的第二基板200、以及插置在第一基板100與第二基板200之間的液晶層300。第一基板100是具有薄膜晶體管的薄膜晶體管基板，該薄膜晶體管用于驅(qū)動(dòng)像素電極，該像素電極施加電場(chǎng)到液晶層300的液晶分子，第二基板200是具有表現(xiàn)圖像的顏色的濾色器的濾色器基板。液晶層300包括具有介電各向異性的多個(gè)液晶分子。液晶分子是垂直配向液晶分子，其在第一基板100與第二基板200之間垂直地配向(即，液晶分子的長(zhǎng)軸配向?yàn)榇怪庇诘谝换?00和第二基板200的表面)。當(dāng)電場(chǎng)施加在第一基板100與第二基板200之間時(shí)，液晶分子在第一基板100與第二基板200之間沿特定方向旋轉(zhuǎn)以透射或阻擋光。在本說(shuō)明書中使用的術(shù)語(yǔ)“旋轉(zhuǎn)”意思是液晶分子改變?nèi)∠蛞栽谙鄬?duì)于第一基板100或第二基板200的表面水平(S卩，平行)的方向上。此外，術(shù)語(yǔ)“旋轉(zhuǎn)”可以包括在液晶分子的配向方向上的總體改變以及液晶分子到水平方向的特定旋轉(zhuǎn)。在下面的描述中，常黑模式的LCD將作為示例來(lái)描述，在常黑模式的LCD中，當(dāng)不施加電場(chǎng)時(shí)液晶層300是黑的(S卩，沒有光透射)，當(dāng)施加電場(chǎng)時(shí)液晶層300是白的(S卩，允許光透射)。然而，在其他實(shí)施方式中，LCD可以是常白模式的LCD。第一基板100包括形成有多個(gè)像素的第一絕緣基板101。第一絕緣基板101包
括 n+p 條柵線 GL1.....GLn, GLn+1.....GL—h 和 GLn+p 以及 m+q 條數(shù)據(jù)線 DL1.....DLm,
DLm+1.....DLwn和DLm+(1，其中每個(gè)像素可以包括柵線GL1.....GLn, GLn+1.....GL—h和
GLn+p之一以及數(shù)據(jù)線DL1.....DLm、DLm+1.....DLim^1和DLnrtl之一。為了方便的目的，圖1
所示的像素包括第η條柵線GLn和第m條數(shù)據(jù)線DLm。每個(gè)像素具有相同的結(jié)構(gòu)。每個(gè)像素包括第η條柵線GLn、存儲(chǔ)線STL、絕緣層111、第m條數(shù)據(jù)線DLm、薄膜晶體管TFT、紋理控制電極TCE、鈍化層121和像素電極PE。薄膜晶體管TFT包括柵電極GE、 半導(dǎo)體層SM、源電極SE和漏電極DE。第η條柵線GLn在第一絕緣基板101上沿第一方向延伸。柵電極GE從第η條柵線GLn突出或者形成在第η條柵線GLn的一部分上。存儲(chǔ)線STL設(shè)置在第η條柵線GLn與第η+1條柵線GLn+1之間并與第η條柵線GLn 和第η+1條柵線GLn+1間隔開。存儲(chǔ)線STL可以圍繞像素。絕緣層111形成在形成有第η條柵線GLn和存儲(chǔ)線STL的第一絕緣基板101的整個(gè)表面上。半導(dǎo)體層SM形成在絕緣層111上。第m條數(shù)據(jù)線DLm、源電極SE和漏電極DE形成在具有第η條柵線GLn的第一絕緣基板101上，絕緣層111插置在其間。第m條數(shù)據(jù)線DLm在與第η條柵線GLn延伸的方向不同(并可以基本上垂直于該方向)的方向上延伸，并交叉第η條柵線GLn。源電極SE從第m條數(shù)據(jù)線DLm分支出來(lái)，使得源電極SE可以部分地交疊第η條柵線GLn。漏電極DE與源電極SE間隔開，半導(dǎo)體層SM 插置在其間。漏電極DE可以部分地交疊柵電極GE。紋理控制電極TCE形成在絕緣層111上。紋理控制電極TCE直接接觸漏電極DE 同時(shí)部分地交疊漏電極DE。鈍化層121形成在具有紋理控制電極TCE的第一絕緣基板101上。鈍化層121具有接觸孔CH，漏電極DE通過(guò)該接觸孔CH部分地暴露。像素電極PE形成在紋理控制電極TCE上，鈍化層121插置在其間，使得像素電極 PE可以部分地交疊紋理控制電極TCE。像素電極PE通過(guò)形成在鈍化層121中的接觸孔CH 連接到漏電極DE。下面將進(jìn)一步描述紋理控制電極TCE、像素電極PE和鈍化層121。在具有上述結(jié)構(gòu)的LCD中，薄膜晶體管TFT在柵信號(hào)施加到第η條柵線GLn時(shí)導(dǎo)通。因此，施加到第m條數(shù)據(jù)線DLm的數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)薄膜晶體管TFT被傳輸?shù)郊y理控制電極TCE和像素電極PE。參照?qǐng)D1至圖4，像素電極PE包括主干部PEl和從主干部PEl徑向地分支出來(lái)的分支部PE2。像素電極PE通過(guò)接觸孔CH連接到漏電極DE。參照?qǐng)D4，根據(jù)從平面圖中觀看時(shí)像素電極PE和紋理控制電極TCE之間的交疊尺寸而將像素電極PE和紋理控制電極TCE分為第一區(qū)PAl和第二區(qū)PA2。像素電極PE提供在第一區(qū)PAl和第二區(qū)PA2中，紋理控制電極TCE提供在第二區(qū)PA2中。也就是，第一區(qū)PAl是只提供像素電極PE的區(qū)域，第二區(qū)PA2是像素電極PE和紋理控制電極TCE彼此交疊的區(qū)域。像素電極PE的主干部PEl (圖1)與分支部PE2會(huì)合的位置表示為第一位置Pl (圖 4)，第一區(qū)PAl和第二區(qū)PA2之間的邊界表示為第二位置P2，分支部PE2的末端表示為第三位置P3。根據(jù)第一示范性實(shí)施方式，主干部PEl具有十字形狀(圖3A)。在此情形下，像素被主干部PEl分為多個(gè)區(qū)域。分支部PE2彼此間隔開使得相鄰的分支部PE2不彼此接觸。 此外，分支部PE2在由主干部PEl限定的區(qū)域中彼此平行地延伸。相鄰的分支部PE2彼此間隔開大約2-10微米的距離，從而使液晶層300的液晶分子預(yù)傾斜。當(dāng)在平面圖(圖;3B)中觀看時(shí)，在第二區(qū)PA2中紋理控制電極TCE部分地交疊像素電極PE。特別地，紋理控制電極TCE部分地交疊分支部PE2。紋理控制電極TCE具有位于第一區(qū)PAl (圖4)中的開口 OPN以暴露絕緣層111的一部分。根據(jù)第一示范性實(shí)施方式，開口 OPN具有關(guān)于主干部PEl對(duì)稱的形狀，特別地，具有矩形形狀。在此情形下，矩形開口 OPN的長(zhǎng)側(cè)邊和短側(cè)邊分別基本平行于第m條數(shù)據(jù)線 DLffl和第η條柵線GLn。此外，紋理控制電極TCE的某些外邊緣基本平行于主干部PEl的縱向。參照?qǐng)D1、圖3A和圖3B，當(dāng)紋理控制電極TCE交疊像素電極PE時(shí)，紋理控制電極 TCE部分地交疊像素電極PE的分支部PE2并具有與第二分支部PE2的長(zhǎng)度方向交叉的邊緣。當(dāng)在平面圖中觀看時(shí)，鄰近開口 OPN定位的紋理控制電極TCE的內(nèi)邊緣位于分支部PE2 的末端與像素電極PE的主干部PEl之間。分支部PE2的末端位于紋理控制電極TCE內(nèi)?？紤]到在制造工藝中可能引入的未對(duì)準(zhǔn)，分支部PE2的末端與紋理控制電極TCE的外邊緣間隔開約3μπι或更大的距離。第二基板200 (圖2~)包括第二絕緣基板201，在第二絕緣基板201上提供有濾色器 CF和公共電極CE。濾色器CF形成在第二絕緣基板201上以給穿過(guò)液晶層300的光提供顏色。公共電極CE形成在濾色器CF上以通過(guò)與像素電極PE和紋理控制電極TCE —起產(chǎn)生電場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶層300。根據(jù)第一示范性實(shí)施方式，像素電極PE與紋理控制電極TCE間隔開，鈍化層121 插置在其間，所以即使相同的電壓施加到像素電極PE和紋理控制電極TCE，從像素電極PE 和紋理控制電極TCE施加到液晶層300的有效電壓也可以改變。因?yàn)殡娊橘|(zhì)層不形成在像素電極PE與液晶層300之間，所以施加到像素電極PE 的第一電壓Vp等于由像素電極PE施加到液晶層的第一有效電壓V1。當(dāng)?shù)诙妷篤t施加到紋理控制電極TCE時(shí)施加到液晶層300的有效電壓是第二有效電壓V2，其在公式1中定義。公式1
(d IdicYV2=Vt 1 + ^~—
V 5 pi 5LC J在公式1中，C^是液晶層300的厚度，ε ρ是鈍化層121的介電常數(shù)，dp是鈍化層 121的厚度，ε κ是液晶層300的介電常數(shù)。因?yàn)榧y理控制電極TCE和像素電極PE電連接到漏電極DE，所以相同的電壓電平施加到紋理控制電極TCE和像素電極PE。當(dāng)相同的電壓電平施加到紋理控制電極TCE和像素電極PE兩者時(shí)，滿足Vp = Vt。因此，實(shí)際上，第二有效電壓V2小于第一有效電壓力。圖5是示出用于計(jì)算機(jī)模擬模型的像素電極PE和紋理控制電極TCE的結(jié)構(gòu)的圖， 該計(jì)算機(jī)模擬模型用于在模擬中計(jì)算當(dāng)具有相同水平的電壓分別施加到紋理控制電極TCE 和像素電極PE時(shí)第一和第二有效電壓Vl和V2之間的差。參照?qǐng)D5，該結(jié)構(gòu)包括像素電極PE，該像素電極PE具有主干部PEl以及垂直于主干部PEl分支出來(lái)的多個(gè)分支部PE2，紋理控制電極TCE在分支部PE2的末端處部分地交疊分支部PE2。鈍化層121提供在像素電極PE與紋理控制電極TCE之間。鈍化層121由具有各種厚度的無(wú)機(jī)絕緣層SiNx或有機(jī)絕緣層形成。圖6是示出通過(guò)使用圖5的結(jié)構(gòu)當(dāng)將相同的電壓施加到像素電極PE和紋理控制電極TCE時(shí)第一有效電壓V1與第二有效電壓V2之間的差(V1-V2)作為鈍化層121的厚度的函數(shù)的曲線圖。差(V1-V2)表示為Δ V。參照?qǐng)D6，AV隨著鈍化層121的厚度變厚而增大。當(dāng)鈍化層121包括無(wú)機(jī)層Gl 時(shí)相對(duì)于當(dāng)鈍化層121包括有機(jī)層G2時(shí)產(chǎn)生更大的Δ V。SiNx層用作無(wú)機(jī)層G2。如上所述，雖然相同的電壓施加到像素電極PE和紋理控制電極TCE，但是施加到液晶層300的有效電壓可以通過(guò)調(diào)節(jié)鈍化層121的厚度來(lái)調(diào)節(jié)。如果施加到像素電極PE 的有效電壓不同于施加到紋理控制電極TCE的有效電壓，則形成在像素電極PE和紋理控制電極TCE兩者的邊緣處的垂直電場(chǎng)被初始扭曲。因此，沿像素電極PE和紋理控制電極TCE 兩者的邊緣定位的液晶分子響應(yīng)于電場(chǎng)的該變化或扭曲朝像素電極PE的主干部PEl旋轉(zhuǎn)。 然后，隨著時(shí)間的流逝，與旋轉(zhuǎn)的液晶分子相鄰的液晶分子被繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，使得提供在像素區(qū)中的所有液晶分子被旋轉(zhuǎn)。在LCD中，透射率可以依靠液晶分子的旋轉(zhuǎn)而增加。圖7A和圖7B是示出當(dāng)電壓已經(jīng)施加到像素電極PE和紋理控制電極TCE兩者之后時(shí)間分別過(guò)去IOms和50ms時(shí)從圖1所示的IXD的截面11-11’獲得的透射率的曲線圖。參照?qǐng)D4和圖7A，當(dāng)電壓施加到像素電極PE和紋理控制電極TCE兩者之后時(shí)間過(guò)去IOms時(shí)，在對(duì)應(yīng)于像素電極PE的邊緣的第一位置Pl和第三位置P3處的透射率以及在對(duì)應(yīng)于與紋理控制電極TCE的開口 OPN相鄰的邊緣的第二位置P2處的透射率高于其他區(qū)域的透射率。液晶層300的更高透射率表示液晶層300的電場(chǎng)在像素電極PE的邊緣處和在與紋理控制電極TCE的開口 OPN相鄰的邊緣處被初始改變。具體地，在像素電極PE的邊緣處和與紋理控制電極TCE的開口 OPN相鄰的邊緣處定位的液晶分子被初始旋轉(zhuǎn)，也就是， 被那個(gè)位置的電場(chǎng)的扭曲直接旋轉(zhuǎn)。參照?qǐng)D7B，當(dāng)電壓施加到像素電極PE和紋理控制電極TCE之后時(shí)間過(guò)去50ms時(shí)， 在像素的整個(gè)區(qū)域上發(fā)生更高的透射率，這表明像素電極PE上方的大部分液晶分子已經(jīng)被旋轉(zhuǎn)。如圖7A和圖7B所示，以上結(jié)構(gòu)引起電場(chǎng)扭曲使得當(dāng)電壓施加到像素電極PE和紋理控制電極TCE時(shí)在像素電極PE的主干部PEl和分支部PE2之間發(fā)生液晶分子的初始旋轉(zhuǎn)。因此，以上結(jié)構(gòu)可以有利于在形成像素電極PE的所有區(qū)域中的液晶分子的二次旋轉(zhuǎn)， 這里“二次旋轉(zhuǎn)”指由相鄰的液晶分子的旋轉(zhuǎn)造成的液晶分子的旋轉(zhuǎn)，相鄰的液晶分子可以是通過(guò)在特定位置的電場(chǎng)的扭曲而被初始旋轉(zhuǎn)的液晶分子。圖8A和圖8B是分別示出來(lái)自常規(guī)LCD和根據(jù)第一示范性實(shí)施方式的LCD的透射率的照片，其是從像素的一部分獲得。常規(guī)LCD具有與根據(jù)第一示范性實(shí)施方式的LCD的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，除了常規(guī)LCD沒有紋理控制電極TCE之外。常規(guī)LCD在與根據(jù)第一示范性實(shí)施方式的LCD相同的條件下被制造和驅(qū)動(dòng)。參照?qǐng)D8A，在常規(guī)IXD中，在像素電極的分支部的末端與主干部之間發(fā)生紋理缺陷。也就是，當(dāng)電場(chǎng)施加到常規(guī)LCD的液晶層時(shí)，由于液晶分子的未配向(misalignment)， 在位于像素電極的分支部的末端與主干部之間的區(qū)域上的液晶層處形成非透射區(qū)。引起紋理缺陷的非透射區(qū)不規(guī)則地形成在像素電極的分支部的末端與主干部之間而與像素電極的形狀無(wú)關(guān)。產(chǎn)生紋理缺陷是因?yàn)樵诿總€(gè)分支部的中部排列的液晶分子可能沒有被電場(chǎng)旋轉(zhuǎn)或充分旋轉(zhuǎn)。如果分支部具有長(zhǎng)的長(zhǎng)度，則在像素電極PE的分支部的中部(其位于分支部的末端與主干部之間)排列的液晶分子在電場(chǎng)施加到其上時(shí)可能沒有均勻地旋轉(zhuǎn)，或者這些液晶分子即使在電場(chǎng)沒有施加到其上時(shí)也可能旋轉(zhuǎn)。此外，因?yàn)樵诜种Р康脑撝胁康囊壕Х肿舆h(yuǎn)離液晶分子由于電場(chǎng)扭曲而被初始旋轉(zhuǎn)的分支部的末端和主干部?jī)烧叨ㄎ?，所以液晶分子可能沒有被旋轉(zhuǎn)。如果一個(gè)液晶分子沒有被旋轉(zhuǎn)，則與該個(gè)液晶分子相鄰的液晶分子容易不被旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，紋理缺陷可能增加。參照?qǐng)D8B，與常規(guī)IXD不同，根據(jù)第一示范性實(shí)施方式的IXD在像素的整個(gè)區(qū)域上示出均勻的透射率而沒有任何紋理缺陷。換言之，根據(jù)第一示范性實(shí)施方式的LCD的紋理控制電極可以產(chǎn)生在像素電極PE的位于像素電極的主干部與分支部之間的中部配向的液晶分子的均勻旋轉(zhuǎn)。為了防止發(fā)生圖8A所示的紋理缺陷，第一有效電壓V1必須不同于第二有效電壓 V2。關(guān)于這一點(diǎn)，第二有效電壓V2與第一有效電壓V1的比例(V2ZiV1)設(shè)為0. 3 < V2A1 < 0. 9。 如果該比例小于0.3，則在分支部PE2的末端與主干部PEl之間的區(qū)域中電場(chǎng)可能很少被改變，從而可能發(fā)生紋理缺陷。此外，如果該比例大于0. 9，則單獨(dú)被像素電極PE配向的液晶分子的旋轉(zhuǎn)程度可能不同于被紋理控制電極和像素電極PE配向的液晶分子的旋轉(zhuǎn)程度， 所以在特定區(qū)域中透射率可能降低。因此，0. 3 < V2A1 < 0. 9的比例用于在像素的整個(gè)區(qū)域上實(shí)現(xiàn)均勻的透射率。圖9A至圖9E是示出在常規(guī)IXD和根據(jù)第一示范性實(shí)施方式的IXD中當(dāng)?shù)谝挥行щ妷篤l與第二有效電壓V2之間的差值改變時(shí)液晶分子的配向和透射率的模擬結(jié)果的照片。圖9A示出當(dāng)6V施加到常規(guī)IXD的像素電極時(shí)液晶分子的配向和透射率。圖9B至圖 9E示出當(dāng)?shù)谝挥行щ妷菏?V，第一有效電壓Vl與第二有效電壓V2之間的差值Δ V分別為 0. 8V、0. 9V、1. IV和2. OV時(shí)液晶分子的配向和透射率。圖9B至圖9E中示出的結(jié)果是通過(guò)使用圖5所示的像素電極PE和紋理控制電極TCE的結(jié)構(gòu)獲得的。參照?qǐng)D9A，在不具有紋理控制電極TCE的常規(guī)IXD中發(fā)生紋理缺陷。參照?qǐng)D9B， 當(dāng)差值Δ V是0. 8V時(shí)，也就是當(dāng)?shù)谝挥行щ妷篤l是6V而第二有效電壓是5. 2V時(shí)，即使在第一有效電壓與第二有限電壓之間存在差異，也發(fā)生紋理缺陷。參照?qǐng)D9C至圖9Ε，當(dāng)差值 AV為0. 9V、1. IV和2. OV時(shí)不產(chǎn)生紋理缺陷。圖10是示出當(dāng)?shù)谝挥行щ妷篤l與第二有效電壓V2之間的差值Δ V改變時(shí)的透射率的曲線圖。圖10所示的結(jié)果通過(guò)使用圖5所示的像素電極PE和紋理控制電極TCE的結(jié)構(gòu)來(lái)獲得。
參照?qǐng)D10，當(dāng)差值Δ V在約0.9V至約6. OV的范圍內(nèi)時(shí)獲得適合IXD的透射率。 特別地，當(dāng)差值ΔΥ為1.1V時(shí)獲得最高的透射率。如果差值Δ V基本等于或大于4. OVJlJ 透射率為最大透射率基礎(chǔ)上的約80%至約85%，所以顯示質(zhì)量會(huì)降低。第一有效電壓V1和第二有效電壓V2可以根據(jù)第一基板100的結(jié)構(gòu)或施加到像素電極PE的電壓而改變。當(dāng)考慮圖9Α至圖9Ε和圖10的模擬結(jié)果時(shí)，當(dāng)?shù)谝挥行щ妷篤1和第二有效電壓V2滿足0. < V2 < 0. QV1時(shí)可以不發(fā)生紋理缺陷并可以保持期望的透射率。為了獲得第一有效電壓V1和第二有效電壓V2之間的期望的差值Δν，鈍化層121 可以具有在約0. 4 μ m至約5 μ m之間的厚度。包括諸如SiNx層的無(wú)機(jī)層的鈍化層可以具有在約0. 9 μ m至約5 μ m范圍內(nèi)的厚度，包括有機(jī)層的鈍化層121可以具有在約0. 45 μ m 至約3μπι范圍內(nèi)的厚度。圖11是示出根據(jù)第二示范性實(shí)施方式的LCD的平面圖，圖12是沿圖11的線 IH-Iir截取的截面圖。下面對(duì)第二示范性實(shí)施方式的描述將集中在相對(duì)于第一示范性實(shí)施方式的差異上從而避免不必要的重復(fù)，并且除非另有表述，否則第一示范性實(shí)施方式的技術(shù)特征在第二實(shí)施方式中也被采用。相同或相似的附圖標(biāo)記將用于指代相同或相似的元件。根據(jù)第一示范性實(shí)施方式，通過(guò)改變鈍化層121的厚度來(lái)獲得第一有效電壓V1與第二有效電壓V2之間的差值Δ V,雖然具有相同水平的電壓施加到像素電極PE和紋理控制電極TCE。然而，根據(jù)第二示范性實(shí)施方式，采用了電荷共享結(jié)構(gòu)，使得施加到像素電極PE 的電壓水平不同于施加到紋理控制電極TCE的電壓水平，由此獲得第一有效電壓V1與第二有效電壓V2之間的差值Δ V。參照?qǐng)D11和圖12，IXD包括具有像素的第一絕緣基板101。第一絕緣基板101 包括 η+ρ 條柵線 GL” . . .、GLn, GLn+1、. . .、GLfatp)^ 和 GLn+p 以及
m+q條數(shù)據(jù)線DL1.....DLm、DLm+1.....DL0^h和DLm+(1，其中每個(gè)像素可以包括柵線GL1.....
GLn、GLn+1、· · ·、GL(n+p)_ι 和GLn+p之一以及數(shù)據(jù)線DL1.....DLm,
ULm+l、· · ·、UL(Iiiiq)-I 和DLm+ 之
一。為了方便的目的，圖11和其余的附圖中所示的像素中示出了第η條柵線GLn、第η+1條柵線GLn+1和第m條數(shù)據(jù)線DLm，重復(fù)的部分被省略。每個(gè)像素具有相同的結(jié)構(gòu)。每個(gè)像素包括第η條柵線GLn、存儲(chǔ)線STL、絕緣層111、第m條數(shù)據(jù)線DLm、薄膜晶體管T1、T2和Τ3、紋理控制電極TCE、鈍化層121和像素電極ΡΕ。第一薄膜晶體管Tl包括第一柵電極GE1、第一半導(dǎo)體層SM1、第一源電極SEl和第一漏電極DE1，第二薄膜晶體管Τ2 包括第二柵電極GE2、第二半導(dǎo)體層SM2、第二源電極SE2和第二漏電極DE2，第三薄膜晶體管Τ3包括第三柵電極GE3、第三半導(dǎo)體層SM3、第三源電極SE3和第三漏電極DE3。第η條柵線GLn、第η+1條柵線GLn+1、第一至第三柵電極GE1、GE2和GE3以及存儲(chǔ)線STL提供在第一絕緣基板101上。第η條柵線GLn在第一絕緣基板101上沿一個(gè)方向延伸。第η+1條柵線GLn+1形成在相鄰的像素中同時(shí)平行于第η條柵線GLn與第η條柵線GLn間隔開。第一柵電極GEl和第二柵電極GE2可以從第η條柵線GLn分支出來(lái)。根據(jù)本示范性實(shí)施方式，第一柵電極GEl和第二柵電極GE2形成為第η條柵線GLn的一部分。第三柵電極GE3形成為第η+1條柵線GLn+1的一部分。
存儲(chǔ)線STL設(shè)置在第η條柵線GLn與第η_1條柵線GLlri之間并與第η條柵線GLn 和第η+1條柵線GLn+1間隔開。存儲(chǔ)線STL可以圍繞像素。絕緣層111形成在第η條柵線GLn上以及形成有第η條柵線GLn和存儲(chǔ)線STL的第一絕緣基板101的整個(gè)表面上。第m條數(shù)據(jù)線DLm、第一源電極SE1、第一漏電極DE1、第二源電極SE2、第二漏電極 DE2、第三源電極SE3、第三漏電極DE3和電荷共享電極⑶E形成在具有第η條柵線GLn的第一絕緣基板101上。第m條數(shù)據(jù)線DLm在與第η條柵線GLn的方向不同(并可以基本上垂直于該方向) 的方向上延伸，并交叉第η條柵線GLn，絕緣層111插置在其間。第一源電極SEl和第二源電極SE2從第m條數(shù)據(jù)線DLm分支出來(lái)，使得第一源電極SEl和第二源電極SE2可以部分地交疊第η條柵線GLn。第一源電極SEl和第二源電極 SE2彼此相連。第一和第二漏電極DEl和DE2與第一和第二源電極SEl和SE2間隔開，第一和第二半導(dǎo)體層SMl和SM2插置在第一和第二源電極SEl和SE2與第一和第二漏電極DEl和DE2 之間，使得第一和第二漏電極DEl和DE2可以部分地交疊第η條柵線GLn。第三源電極SE3從第二漏電極DE2分支出來(lái)，使得第三源電極SE3可以部分地交疊第η+1條柵線GLn+1。第三漏電極DE3與第三源電極SE3間隔開，第三半導(dǎo)體層SM3插置在其間，使得第三漏電極DE3可以部分地交疊第η+1條柵線GLn+1。當(dāng)在平面圖中觀看時(shí)，電荷共享電極CDE交疊像素的存儲(chǔ)線STL。紋理控制電極TCE形成在絕緣層111上。紋理控制電極TCE直接接觸第二漏電極 DE2，同時(shí)部分地交疊第二漏電極DE2。像素電極PE形成在具有第一至第三源電極SE1、SE2和SE3以及第一至第三漏電極DE1、DE2和DE3的絕緣基板101上，鈍化層121插置在其間。像素電極PE通過(guò)形成在鈍化層121中的接觸孔CH連接到第一漏電極DEl。圖13是提供在圖11所示的IXD中的像素的等效電路圖。將參照?qǐng)D13詳細(xì)描述驅(qū)動(dòng)根據(jù)第二示范性實(shí)施方式的LCD的方法。具有第一和第二薄膜晶體管Tl和T2的像素形成有第一和第二液晶電容器Tl-Clc 和T2-Clc以及第一和第二存儲(chǔ)電容器Tl-Cst和T2-Cst。第一薄膜晶體管Tl包括連接到第η條柵線GLn的第一柵電極GE1、連接到第m條數(shù)據(jù)線DLm的第一源電極SEl、以及連接到第一液晶電容器Tl-Clc的第一漏電極DEl。第一液晶電容器Tl-Clc由連接到第一漏電極DEl的像素電極PE、面對(duì)像素電極PE并接收公共電壓Vcom的公共電極CE、以及插置在像素電極PE與公共電極CE之間的液晶層300定義。 第一存儲(chǔ)電容器Tl-Cst由像素電極PE、存儲(chǔ)線STL和絕緣層111以及鈍化層121定義，其中存儲(chǔ)電容器電壓Vest施加到存儲(chǔ)線STL，存儲(chǔ)電容器電壓Vest基本等于公共電壓Vcom， 絕緣層111和鈍化層121插置在像素電極PE與存儲(chǔ)線STL之間。第二薄膜晶體管T2包括連接到第η條柵線GLn的第二柵電極GE2、連接到第m條數(shù)據(jù)線DLm的第二源電極SE2、以及連接到第二液晶電容器T2-Clc的第二漏電極DE2。第二液晶電容器T2-Clc由連接到第二漏電極DE2的紋理控制電極TCE、面對(duì)紋理控制電極TCE 并接收公共電壓Vcom的公共電極CE、以及插置在紋理控制電極TCE與公共電極CE之間的
11液晶層300定義。第二存儲(chǔ)電容器T2-Cst由紋理控制電極TCE、存儲(chǔ)線STL和絕緣層111 以及鈍化層121定義，其中存儲(chǔ)電容器電壓Vest施加到存儲(chǔ)線STL，絕緣層111和鈍化層 121插置在紋理控制電極TCE與存儲(chǔ)線STL之間。柵信號(hào)施加到第η條柵線GLn。數(shù)據(jù)信號(hào)施加到第m條數(shù)據(jù)線DLm。如果第一和第二薄膜晶體管Tl和T2響應(yīng)于通過(guò)第η條柵線GLn施加的柵信號(hào)而導(dǎo)通，則數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)第一和第二薄膜晶體管Tl和Τ2與施加到第η條柵線GLn的柵信號(hào)同步地輸出到像素電極 PE和紋理控制電極TCE兩者。如果柵信號(hào)施加到第η條柵線GLn，則第一和第二薄膜晶體管Tl和T2導(dǎo)通。因此， 施加到第m條數(shù)據(jù)線DLm的數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)第一和第二薄膜晶體管Tl和T2傳輸?shù)降谝缓偷诙壕щ娙萜鱐l-Clc和T2-Clc的像素電極PE和紋理控制電極TCE兩者。因?yàn)橄嗤男盘?hào)施加到第一和第二液晶電容器Tl-Clc和T2-Clc的像素電極PE和紋理控制電極TCE，所以第一和第二液晶電容器Tl-Clc和T2-Clc被分別充有相同電平的第一和第二像素電壓。在像素的電壓調(diào)節(jié)模塊中，第三薄膜晶體管T3調(diào)節(jié)分別充在像素電極PE和紋理控制電極TCE中的第一和第二像素電壓的電平。第三薄膜晶體管T3包括連接到第n+1條柵線GLn+1的第三柵電極GE3、連接到紋理控制電極TCE的第三源電極SE3、以及連接到下拉電容器(down capacitor) Cdown的第三漏電極DE3。下拉電容器Cdown由存儲(chǔ)線STL、連接到第三漏電極DE3同時(shí)部分地交疊存儲(chǔ)線 STL的電荷共享電極⑶E、以及插置在電荷共享電極⑶E與存儲(chǔ)線STL之間的絕緣層111定義。第三薄膜晶體管T3響應(yīng)于在柵信號(hào)施加到第η條柵線GLn之后施加到第n+1條柵線GLn+1的柵信號(hào)而導(dǎo)通并輸出電壓控制信號(hào)。因此，紋理控制電極TCE電連接到電荷共享電極CDE。因此，在第一液晶電容器Tl-Clc中所充的第一像素電壓的電平和在第二液晶電容器T2-Clc中所充的第二像素電壓的電平通過(guò)下拉電容器Cdown來(lái)調(diào)節(jié)。具體地，通過(guò)下拉電容器Cdown使得第二像素電壓處于較低的電平。此時(shí)，所降低的電壓電平可以根據(jù)下拉電容器Cdown的電容值而改變。以此方式，通過(guò)使用電壓調(diào)節(jié)模塊，不同的電壓可以施加到像素電極PE和紋理控制電極TCE。因此，根據(jù)第二示范性實(shí)施方式，第一有效電壓V1與第二有效電壓V2之間的差值A(chǔ)V可以通過(guò)施加不同的電壓到像素電極PE和紋理控制電極TCE而調(diào)節(jié)。結(jié)果，可以減少紋理缺陷。此外，根據(jù)另一示范性實(shí)施方式，提供了具有不同電平的第一和第二電壓，還調(diào)節(jié)了鈍化層121的厚度，以調(diào)節(jié)第一和第二有效電壓V1和V2,從而減少紋理缺陷。圖14是示出根據(jù)第三示范性實(shí)施方式的LCD的截面圖。根據(jù)第三示范性實(shí)施方式的LCD的平面圖與根據(jù)第二示范性實(shí)施方式的LCD的平面圖基本相同，圖14的截面圖是沿圖11的線III-III’截取的。下面對(duì)第三示范性實(shí)施方式的描述將集中在相對(duì)于第一示范性實(shí)施方式的差異上，以避免不必要的重復(fù)，除非另有說(shuō)明，否則第一示范性實(shí)施方式的技術(shù)特征將在第三示范性實(shí)施方式中采用。相同或相似的附圖標(biāo)記將用于指代相同或相似的元件。根據(jù)第三示范性實(shí)施方式，提供反應(yīng)性介晶(mesogen)層RMl和RM2來(lái)使液晶層的液晶分子預(yù)傾斜。反應(yīng)性介晶層RMl和RM2包括第一反應(yīng)性介晶層和第二反應(yīng)性介晶RM2，第一反應(yīng)性介晶層RMl插置在像素電極PE與液晶層300之間，第二反應(yīng)性介晶層RM2 插置在公共電極CE與液晶層300之間。反應(yīng)性介晶具有類似于液晶分子的性質(zhì)。反應(yīng)性介晶層RMl和RM2可以通過(guò)聚合在像素電極和公共電極上的光反應(yīng)性單體而形成。光反應(yīng)性單體可以通過(guò)照射諸如紫外線的光到光反應(yīng)性單體上而聚合。聚合物在特定方向延伸以引起液晶分子預(yù)傾斜，也就是沿特定方向配向，而沒有施加電場(chǎng)。具體地，液晶層300的液晶分子可以被反應(yīng)性介晶層以約 85°至95°的角度預(yù)傾斜。以預(yù)定角度預(yù)傾斜的液晶層300的液晶分子在施加電場(chǎng)的情況下可以比沒有被預(yù)傾斜的液晶分子具有更快的響應(yīng)速度。這樣，反應(yīng)性介晶層RMl和RM2 可以用于引導(dǎo)液晶層300。反應(yīng)性介晶RMl和RM2可以包括由各種官能團(tuán)組成的化合物。例如，反應(yīng)性介晶層RMl和RM2可以包括由化學(xué)式1表示的化合物。[化學(xué)式1]R3-J-K-R4 在化學(xué)式1中，J和K分別代表
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，包括第一基板；第一像素電極，形成在所述第一基板上；第二像素電極，與所述第一像素電極的至少一部分交疊并包括多個(gè)延長(zhǎng)的開口 ；鈍化層，插置在所述第一像素電極與所述第二像素電極之間；第二基板；以及液晶層，包括在所述第一基板與所述第二基板之間垂直地配向的液晶分子，其中由所述第一像素電極施加到所述液晶層的第一有效電壓V1不同于由所述第二像素電極施加到所述液晶層的第二有效電壓V2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中施加到所述第一像素電極的電壓是第一電壓，施加到所述第二像素電極的電壓是第二電壓，當(dāng)所述第一電壓施加到所述第一像素電極時(shí)所述第一有效電壓施加到所述液晶層，當(dāng)所述第二電壓施加到所述第二像素電極時(shí)所述第二有效電壓施加到所述液晶層，所述第一有效電壓和所述第二有效電壓滿足0. SV1 < V2 < 0. 9V1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，其中所述第一電壓具有與所述第二電壓的電平相同的電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，還包括薄膜晶體管，該薄膜晶體管連接到所述第一像素電極和所述第二像素電極并配置為響應(yīng)于柵信號(hào)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)，其中所述第一像素電極和所述第二像素電極通過(guò)接收所述數(shù)據(jù)信號(hào)而分別被充有電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其中所述液晶層形成在所述第二像素電極上， 其中所述第一電壓等于所述第一有效電壓，第二有效電壓由下面公式1定義公式1(d/dLCYV2=Vt 1 +I sPlsLc)其中Vt是第二電壓，C^是所述液晶層的厚度，ε ρ是所述鈍化層的介電常數(shù)，dp是所述鈍化層的厚度，ε μ是所述液晶層的介電常數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器，其中所述鈍化層包括有機(jī)絕緣層或無(wú)機(jī)絕緣層，并具有0. 4 μ m至5 μ m的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示器，其中所述無(wú)機(jī)絕緣層包括SiNx并具有0.9 μ m 至5μπ 的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示器，其中所述有機(jī)絕緣層具有0.45 μ m至3 μ m的厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，其中所述第一電壓具有與所述第二電壓的電平不同的電平。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示器，還包括配置為響應(yīng)于第一柵信號(hào)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管，其中所述第一像素電極連接到所述第 一薄膜晶體管以通過(guò)接收所述數(shù)據(jù)信號(hào)而被充有所述第一電壓，所述第二像素電極連接到所述第二薄膜晶體管以通過(guò)接收所述數(shù)據(jù)信號(hào)而被充有所述第二電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開一種液晶顯示器。該液晶顯示器包括第一基板、第一像素電極、第二像素電極、第二基板以及液晶層。第一像素電極形成在第一基板上。第二像素電極與第一像素電極的至少一部分交疊，第一絕緣層插置在其間。第二像素電極具有多個(gè)延長(zhǎng)的開口并向液晶層施加電壓，該電壓不同于第一像素電極施加到液晶層的電壓。
文檔編號(hào)G02F1/1362GK102419500SQ20111031320
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者催碩, 尹晟在, 樸宰弘, 權(quán)五正, 李赫珍, 金熙燮 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社