專利名稱：液晶層內(nèi)雙重疇的形成方法、液晶顯示裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置及其制造方法，更具體地說(shuō)，涉及一種在液晶層內(nèi)形成雙重疇的方法，以及應(yīng)用該方法的液晶顯示裝置制造方法及液晶顯示裝置。
扭轉(zhuǎn)向列(TN)液晶顯示元件(LCDs)盡管視角小，仍一直廣泛應(yīng)用于筆記本電腦。但是，為了在監(jiān)視器及電視市場(chǎng)上用LCDs取代陰極射線管(CRT)顯示元件，必須先解決擴(kuò)大視角的問(wèn)題。
因此，為了提高TN方式的視角，最近有人提出了關(guān)于LCDs的各種新概念。例如，R.Kiether等人的報(bào)告中(《第一2屆國(guó)際展覽會(huì)文集》日本信息展示與電視工程師學(xué)會(huì)，廣島，P.547，1992年)所講的使用IPS模式(in-Plane Switching mode，平面開關(guān)模式)的向列液晶。又如，K.Ohmuro等人(《1997年國(guó)際信息展示大會(huì)技術(shù)文件摘要》，波士頓，信息展示協(xié)會(huì)P.845，1997年)提出的具有負(fù)雙折射率相位補(bǔ)償板的VA模式(Verticalalignment mode)。
IPS模式表示只排列在CRT顯示元件上的廣視角特性，但這種模式存在著下述問(wèn)題，即單元間隔界限窄，其響應(yīng)時(shí)間甚至比TN模式的還要慢。此外，從斜向看畫面時(shí)，IPS模式多少會(huì)產(chǎn)生一些顏色變化現(xiàn)象(colour shift)。
具有負(fù)雙折射率的相位補(bǔ)償板(negative birefrigent film)且具有電容率異向性為負(fù)的液晶的VA模式，相對(duì)于各個(gè)方位角均具有極限值為70°以上的大視角，并具有25ms以下的非?？斓捻憫?yīng)時(shí)間。但是，為了獲得大視角，這種VA模式的LCDs必須在液晶層內(nèi)形成雙重疇或多重疇。關(guān)于在VA模式的LCDs的液晶層內(nèi)形成雙重疇或多重疇的技術(shù)，K.Ohmuro等人的報(bào)告已登載在1997年信息展示會(huì)文集第845頁(yè)上。
在液晶層內(nèi)形成雙重疇的技術(shù)包括(1)多重重疊法(multiple rubbingmethod)；(2)多重取向膜法(multiple alignment layer method)；(3)邊緣干擾帶電場(chǎng)法(edge fringe field method)；(4)平行干擾帶電場(chǎng)法(parallel fringe field method)等。由灰色標(biāo)度VGA水平儀(Gray scale VGA levele)而引導(dǎo)出多重重疊法、多重取向膜法及平行干擾帶電場(chǎng)法。
但是，這些方法需要很麻煩的工序。例如，在采用多重重疊法時(shí)，各板要對(duì)一個(gè)或兩個(gè)襯底進(jìn)行一次以上的重疊及光刻工序。在采用多重取向膜法時(shí)，要對(duì)一個(gè)或兩個(gè)襯底編制一個(gè)取向膜配置圖案并進(jìn)行蝕刻。在采用平行干擾帶電場(chǎng)法時(shí)，需要對(duì)位于濾色板層上部的ITO層編制配置圖像。這三種方法的工序包括涂層、烘烤、制作配置圖案、顯影以及去除光致抗蝕劑等工序。此外，多重重疊法需要追加一個(gè)重疊層、多重取向膜法需要追加一個(gè)涂層，平行干擾帶電場(chǎng)法需要在濾色板一側(cè)進(jìn)行ITO蝕刻。因此，雙重疇的形成工序存在著下述問(wèn)題它比現(xiàn)有的一重疇的形成工序復(fù)雜，而且費(fèi)用貴。另外，多重重疊法存在著視角不對(duì)稱的缺點(diǎn)。
為了解決TN模式視角小的問(wèn)題，在《亞洲展覽文集》第95頁(yè)中所提出的IPS模式的LCDs中，在不形成電場(chǎng)時(shí)，液晶分子是與襯底平行地排列的，形成電場(chǎng)時(shí)，則根據(jù)電場(chǎng)的形態(tài)而歪斜。因此，現(xiàn)有的IPS模式不能充分顯示響應(yīng)時(shí)間短的動(dòng)態(tài)畫面。所以，縮短對(duì)高性能LCDs的響應(yīng)時(shí)間是十分重要的。
此外，由于使用在IPS模式的LCDs中的液晶分子具有光學(xué)異向性，所以，根據(jù)視角會(huì)使畫面顯示出不同色相，這就叫作顏色變換現(xiàn)象。這種顏色變換現(xiàn)象會(huì)降低LCDs的顯示特性。(96′歐洲展覽會(huì)上，有人提出通過(guò)單向重疊法所得到的多重疇結(jié)構(gòu)可完全消除平面開關(guān)模式LCDs中的顏色變換現(xiàn)象)本發(fā)明是為了解決上述課題而提出的。
本發(fā)明的目的在于，簡(jiǎn)化在液晶層內(nèi)形成雙重疇的技術(shù)。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種使用簡(jiǎn)化了的在液晶層內(nèi)形成至少兩個(gè)疇的技術(shù)的液晶顯示裝置的制造方法。
本發(fā)明還有一個(gè)目的在是，加大液晶顯示裝置的視角。
本發(fā)明再有一個(gè)目的是，用液晶顯示裝置獲得高響應(yīng)速度(responsetime)。
為了解決上述的本發(fā)明的課題，本發(fā)明的發(fā)明者們開發(fā)了在液晶層內(nèi)形成雙重疇的方法，在具有相互間隔的兩個(gè)電極的襯底上形成垂直取向的液晶層，在所述兩個(gè)電極之間施加電壓，從而在所述兩個(gè)電極之間形成拋物線狀的干擾帶電場(chǎng)。
根據(jù)一種觀點(diǎn)的實(shí)施例，本發(fā)明的液晶層內(nèi)雙重疇的形成方法包括如下工序提供具有表面的襯底的工序；在所述襯底的表面上形成相互間隔規(guī)定距離的第一電極和第二電極的工序；在形成有第一電極和第二電極的所述襯底表面上，形成相對(duì)于所述襯底表面垂直取向的液晶層的工序；在第一電極與第二電極之間形成電場(chǎng)的工序；并且，在所述液晶層內(nèi)，疇的界面形成在電極之間的中間部分。
根據(jù)另一觀點(diǎn)的實(shí)施例，本發(fā)明的液晶顯示裝置制作方法包括如下工序提供具有表面的第一襯底的工序；在所述第一襯底的表面上形成第一電極和第二電極的工序；在形成有所述第一電極和第二電極的第一襯底的表面上形成垂直取向膜的工序；提供具有表面的第二襯底的工序；在所述第二襯底的表面上形成垂直取向膜的工序；配置所述第一襯底和第二襯底像的工序，使所述兩個(gè)襯底的所述垂直取向膜相互對(duì)置，并使兩個(gè)襯底間隔規(guī)定距離；在所述兩個(gè)襯底的所述垂直取向膜之間的空間形成液晶的工序。
根據(jù)另一觀點(diǎn)的實(shí)施例，本發(fā)明液晶顯示裝置的制造方法包括如下工序提供具有內(nèi)側(cè)面及外側(cè)面的第一襯底的工序；在所述第一襯底的內(nèi)側(cè)面上形成第一電極和第二電極的工序；在形成有第一電極和第二電極的第一襯底的內(nèi)側(cè)面上形成垂直取向膜的工序；提供具有內(nèi)側(cè)面及外側(cè)面的第二襯底的工序；在所述第二襯底的內(nèi)側(cè)面上形成垂直取向膜的工序；使所述兩個(gè)襯底的內(nèi)側(cè)面以規(guī)定距離相互對(duì)置地配置所述兩個(gè)襯底的工序；在所述兩個(gè)襯底之間的空間形成液晶層的工序；在所述兩個(gè)襯底的至少任一個(gè)襯底的外部表面上形成相位補(bǔ)償板的工序。
根據(jù)另一觀點(diǎn)的實(shí)施例，本發(fā)明的液晶顯示裝置包括具有表面的基體襯底；在所述基體襯底表面上形成的第一電極；形成在所述基體襯底的同一表面上且為了形成電場(chǎng)而與所述第一電極間隔的第二電極；在形成有所述第一電極和第二電極的所述基體襯板的表面上形成的含有液晶分子的液晶層，當(dāng)所述電極之間未形成電場(chǎng)時(shí)，所述液晶分子與基體襯底表面相垂直地取向；并且，在所述兩個(gè)電極之間形成電場(chǎng)時(shí)，液晶分子向所述兩個(gè)電極之間的中央?yún)^(qū)域傾斜。
根據(jù)另一觀點(diǎn)的實(shí)施例，本發(fā)明的液晶顯示裝置包括襯底；在所述襯底的表面上形成的第一電極；在所述襯底的表面上同第一電極相互分開地形成的第二電極，用于同所述第一電極一起形成電場(chǎng)；在所述襯底的表面上形成且含有液晶分子的液晶層；在所述液晶層的上部部分及下部部分中的至少一個(gè)部分形成的垂直取向膜；在液晶層的上部部分及下部部分中的至少一個(gè)部分形成的相位補(bǔ)償板；并且，當(dāng)在所述兩個(gè)電極之間形成電場(chǎng)時(shí)，所述液晶分子向所述兩個(gè)電極之間的中央?yún)^(qū)域傾斜。
根據(jù)另一觀點(diǎn)的實(shí)施例，本發(fā)明的液晶顯示裝置包括第一襯底，具有內(nèi)側(cè)面和位于所述內(nèi)側(cè)面的相反一側(cè)的外側(cè)面；第二襯底，同所述第一襯底相對(duì)置地配置，具有內(nèi)側(cè)面和位于所述內(nèi)側(cè)面的相反一側(cè)的外側(cè)面；位于所述兩個(gè)襯底之間且含有液晶分子的液晶層；第一電極和第二電極，形成于所述第一襯底的內(nèi)側(cè)面上，為了形成電場(chǎng)而相互間隔地配置；在所述第一襯底的內(nèi)側(cè)面和所述第二襯底的內(nèi)側(cè)面上分別形成的垂直取向膜；配置在所述第一襯底及第二襯底的外側(cè)表面中的至少任一個(gè)表面上的相位補(bǔ)償板；并且，當(dāng)所述兩個(gè)電極之間形成電場(chǎng)時(shí)，所述液晶分子向所述兩個(gè)電極之間的中央?yún)^(qū)域傾斜。
根據(jù)另一觀點(diǎn)的實(shí)施例，本發(fā)明的液晶顯示裝置包括第一襯底，具有內(nèi)側(cè)面和位于所述內(nèi)側(cè)面的相反一側(cè)的外側(cè)面；同所述第一襯底相對(duì)置地配置的第二襯底，具有內(nèi)側(cè)面和位于該內(nèi)側(cè)面的相反一側(cè)的外側(cè)面；位于所述兩個(gè)襯底的內(nèi)側(cè)面之間且含有液晶分子的液晶層；所述象素電極和對(duì)置電極，形成于所述第一襯底的內(nèi)側(cè)面上，且相互間隔地配置，用于在所述兩個(gè)電極之間形成電場(chǎng)后沿電場(chǎng)排列所述液晶分子；在所述第一襯底的內(nèi)側(cè)面和第二襯底的內(nèi)側(cè)面上分別形成的垂直取向膜；配置在所述第一襯底的外側(cè)面上的起偏鏡；配置在所述第二襯底的外側(cè)面上的相位補(bǔ)償板；配置在所述相位補(bǔ)償板上的檢偏鏡；并且，當(dāng)在所述象素電極與所述對(duì)置電極之間形成電場(chǎng)時(shí)，相對(duì)于所述兩個(gè)電極之間的內(nèi)側(cè)面垂直取向的液晶分子，沿著所述電場(chǎng)向所述兩個(gè)電極之間的中央?yún)^(qū)域傾斜。
根據(jù)另一觀點(diǎn)的實(shí)施例，本發(fā)明的液晶顯示裝置包括第一襯底，具有內(nèi)側(cè)面和位于所述內(nèi)側(cè)面的相反一側(cè)的外側(cè)面；第二襯底，同所述第一襯底相對(duì)置地配置，并具有內(nèi)側(cè)面和位于所述內(nèi)側(cè)面的相反一側(cè)的外側(cè)面；多個(gè)門總線和同所述門總線交叉的多個(gè)數(shù)據(jù)總線，呈矩陣狀配置在所述第一襯底的表面上，并分別限定由所述多個(gè)門總線中的一對(duì)和多個(gè)數(shù)據(jù)總線中的一對(duì)所圍成的象素領(lǐng)域；位于所述兩個(gè)襯底的內(nèi)側(cè)面之間且含有液晶分子的液晶層；象素電極和對(duì)置電極，形成于所述第一襯底的內(nèi)側(cè)面上，并相互間隔地配置，所述象素電極和對(duì)置電極用于在所述兩個(gè)電極之間形成電場(chǎng)，以使所述液晶分子沿著電場(chǎng)排列；多個(gè)多個(gè)開關(guān)元件，分別對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)象素區(qū)域，分別將所述多個(gè)數(shù)據(jù)總線中的對(duì)應(yīng)的線與所述多個(gè)象素電極中的對(duì)應(yīng)的線連接起來(lái)；垂直取向膜，分別形成在所述第一襯底的內(nèi)側(cè)面和所述第二襯底的內(nèi)側(cè)面上；起偏鏡，配置在所述第一襯底的外側(cè)面上；相位補(bǔ)償板，配置在所述第二襯底的外側(cè)面上；檢偏鏡，配置在所述相位補(bǔ)償板上；并且，當(dāng)未形成所述電場(chǎng)時(shí)，所述液晶分子相對(duì)于所述兩個(gè)襯底的內(nèi)側(cè)面垂直取向，當(dāng)在所述象素電極與所述對(duì)置電極之間形成電場(chǎng)時(shí)，相對(duì)于所述兩個(gè)襯底的內(nèi)側(cè)面垂直取向的所述液晶分子，沿著電場(chǎng)向所述兩個(gè)電極之間的中央?yún)^(qū)域傾斜。
根據(jù)本發(fā)明，在形成電場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生拋物線狀的電場(chǎng)，液晶分子相對(duì)于電極之間的中間部分對(duì)稱地排列。從而，液晶層被分割成兩個(gè)疇，所以可獲得具有對(duì)稱性的廣視角。此外，不需要復(fù)雜工序便可容易地得到雙重疇。
此外，在未形成電場(chǎng)時(shí)，通過(guò)相位補(bǔ)償板可防止光泄漏，畫面可成為完全的暗區(qū)。因此，較大地增加對(duì)比度。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1A是本發(fā)明第一實(shí)施例的液晶顯示裝置在未形成電場(chǎng)時(shí)的概略例示圖；圖1B是本發(fā)明第一實(shí)施例的液晶顯示裝置在形成電場(chǎng)時(shí)的概略例示圖；圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的液晶顯示裝置的第一襯底或基體襯底的剖面圖；圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例的液晶顯示裝置的第二襯底的剖面圖；圖4A是本發(fā)明第二實(shí)施例的液晶顯示裝置在不形成電場(chǎng)時(shí)的剖面圖；圖4B是本發(fā)明第二實(shí)施例的液晶顯示裝置在形成電場(chǎng)時(shí)的剖面圖；圖5A是本發(fā)明第三實(shí)施例的液晶顯示裝置在未形成電場(chǎng)時(shí)的軸測(cè)圖；圖5B表示本發(fā)明第三實(shí)施例的液晶顯示裝置在形成電場(chǎng)時(shí)的液晶驅(qū)動(dòng)的軸測(cè)圖；圖6A是表示構(gòu)成普通液晶層的液晶分子形狀的示意圖；圖6B是構(gòu)成本發(fā)明第三實(shí)施例的相位補(bǔ)償板的液晶分子的示意圖；圖7是本發(fā)明第四實(shí)施例的液晶顯示器的下部襯底的平面圖；圖8是沿圖7的VIII-VIII′線剖開后表示的本發(fā)明第四實(shí)施例的液晶顯示裝置的剖面圖，是未形成電場(chǎng)時(shí)的狀態(tài)示意圖；圖9是沿圖7的VIII-VIII′線剖開后表示的本發(fā)明第四實(shí)施例的液晶顯示裝置的剖面圖，是形成電場(chǎng)時(shí)的狀態(tài)示意圖；圖10是本發(fā)明涉及的液晶顯示裝置的電壓-透過(guò)率曲線；圖11A是向本發(fā)明涉及的液晶顯示裝置外加15V電壓時(shí)的透過(guò)狀態(tài)示意圖；圖11A是向本發(fā)明涉及的液晶顯示裝置外加55V電壓時(shí)的透過(guò)狀態(tài)示意圖；圖12是本發(fā)明涉及的液晶顯示裝置的亮度的視角依賴度示意圖；圖13是用于表示本發(fā)明液晶顯示裝置的液晶分子排列狀態(tài)的模擬結(jié)果圖；圖14是本發(fā)明涉及的具有相位補(bǔ)償板的液晶顯示裝置的等對(duì)比度曲線。
下面，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
第一實(shí)施例液晶層內(nèi)的雙重疇形成方法如圖1A所示，在下部或第一襯底10上形成用于形成電場(chǎng)的第一電極12和第二電極14。兩個(gè)電極由導(dǎo)電材料制成。這兩個(gè)電極在光學(xué)上最好是透明的，可采用該技術(shù)領(lǐng)域中人們熟知的現(xiàn)有材料制造?？衫谜婵照翦?、印刷以及其他可適用技術(shù)來(lái)制成提供理想的光學(xué)特性和電特性的電極。典型的電極材料包括銦錫氧化物、錫氧化物以及摻有銻的錫氧化物。電極最好較薄，例如約200A厚，并且是對(duì)液晶顯示裝置的光特性沒(méi)什么大影響的透明物。電極12、14之間的間隔，分別與電極12、14的寬度相等或大一些，間隔例如為3～20μm，更理想的是4～5μm。
此外，電極12、14的形態(tài)可改變成例如相互交叉的指狀組合形等多種形態(tài)?？赏瑫r(shí)形成兩個(gè)電極，也可先形成兩個(gè)電極中的任一個(gè)，然后形成另一個(gè)。最好是通過(guò)對(duì)電極邊緣部分進(jìn)行最佳設(shè)計(jì)，而防止辨別線(disclinationlines)的歪曲。此外，最好將第一電極和第二電極設(shè)置在同一層上。在這里，第一電極12和第二電極14是相互電氣絕緣的。
然后，在形成有第一電極12和第二電極14的第一襯底10的結(jié)果物的表面上，涂覆由聚酰亞胺(JALS-204，日本合成橡膠公司制造)構(gòu)成的下部或第一取向膜16。該第一取向膜16是用公知技術(shù)進(jìn)行垂直取向而獲得的取向膜。
此外，在上部或第二襯底18上形成由聚酰亞胺(JALS-204，日本合成橡膠公司制造)構(gòu)成的上部或第二垂直取向膜20。在這里，第一取向膜16和第二取向膜20分別具有80°～92°的前傾角。前傾角表示液晶分子的長(zhǎng)軸與襯底表面之間的夾角。
為了形成液晶單元，要進(jìn)行如下組合，即使下部或第一襯底10與上部或第二襯底18相隔規(guī)定距離，例如具有4.2μm左右的單元間隙d。向下部襯底1與上部襯底5之間的空間內(nèi)注入向列型液晶(韓國(guó)英克公司制造)形成液晶層22，所述向列型液晶具有很高的自身純度及可靠性且電容率異向性為正。該液晶層22具有約0.065至0.07的雙折射率Δn。因此，Δnd值被設(shè)定為約0.2～0.6。
液晶層22內(nèi)的液晶分子24是這樣排列的，即在第一電極12與第二電極14之間未形成電場(chǎng)時(shí)，通過(guò)垂直取向膜16、20，這些液晶分子的長(zhǎng)軸實(shí)際上是垂直于襯底的。
然后，讓我們看一看在液晶層內(nèi)形成雙重疇的原理，當(dāng)施加低于閾值電壓Vth的電壓時(shí)，如圖1A所示，液晶層的分子24與襯底10、18的表面垂直地排列。
在形成電場(chǎng)的情況下，即V＞Vth時(shí)，在第一電極12與第二電極14之間形成拋物線形干擾帶電場(chǎng)E(fringe field)E。因此，液晶層22內(nèi)的液晶分子24以上述電場(chǎng)形式如圖1B所示地排列，存在于兩個(gè)電極12及14之間區(qū)域內(nèi)的液晶分子以邊界(border)為中心形成兩個(gè)疇D1、D2。即，第一疇D1內(nèi)的液晶分子24a沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)、排列，第二疇D2內(nèi)的液晶分子24b沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)、排列。與此相反，位于兩個(gè)疇D1與D2之間的交界面上的液晶分子24c，由于相接鄰的液晶分子24a、24b的影響而維持初期狀態(tài)。
因此，本實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相反，取向膜即使不通過(guò)多道工序，也可通過(guò)簡(jiǎn)單工序，按雙重疇或多重疇形成液晶層。
第二實(shí)施例采用了液晶層內(nèi)雙重疇形成方法的液晶顯示裝置制造方法。
如圖2所示，在第一襯底或基體襯底30上形成用于產(chǎn)生電場(chǎng)的象素電極32和對(duì)置電極34。電極32、34之間的間隔同電極12、14之間的間隔相等或稍大一點(diǎn)，例如是3～20μm，最好是4～5μm。此時(shí)，可以同時(shí)形成象素電極32和對(duì)置電極34，也可以先形成這兩個(gè)電極32、34中的任一個(gè)，然后再形成另一個(gè)。象素電極32與對(duì)置電極34之間是電絕緣的。在本實(shí)施例中，在形成有象素電極32與對(duì)置電極34的第一襯底30的結(jié)果物的表面上，涂覆由聚酰亞胺(JALS-204，日本合成橡膠公司制造)構(gòu)成的下部垂直取向膜36。下部取向膜36，是利用公知的技術(shù)進(jìn)行垂直取向而獲得的。下部取向膜36的前傾角為88°～92°。然后，用脫離子水(deionized water)將結(jié)果物洗凈。
此外，如圖3所示，在上部或第二襯底38的內(nèi)側(cè)面上，利用公知技術(shù)形成具有黑底(black matrix，圖中未示出)的濾色板39。第二襯底38，不具有由銦氧化物構(gòu)成的任何對(duì)置電極。
為了使液晶層內(nèi)的分子垂直排列，在形成有濾色板39的第二襯底38的表面上，形成垂直排列的聚酰亞胺(JALS-204，日本合成橡膠公司制造)上部取向膜40。取向膜40具有約80°～92°范圍的前傾角。然后，用脫離子水將結(jié)果物洗凈。
接著，如圖4A所示，為形成液晶單元，將第一襯底30和第二襯底38組裝成具有規(guī)定距離、例如約3.0～8.5μm的單元間距。然后，向第一襯底30和第二襯底38之間的空間注入具有優(yōu)良的自身純度和可靠性且電容率異向性為正的向列液晶(韓國(guó)合成橡膠公司manufactured by Merck korea)而形成液晶層42。該液晶層42具有約0.065～0.07的雙折射率Δn。因此，本實(shí)施例的Δnd值約為0.2～0.6。
在此，液晶層42內(nèi)的液晶分子44具有正的電容率異向性。其結(jié)果，在象素電極32和對(duì)置電極34之間未形成電場(chǎng)時(shí)，液晶層42內(nèi)的液晶分子44通過(guò)下部及上部垂直取向膜36、40被排列成其長(zhǎng)軸實(shí)際上垂直于襯底。以下將結(jié)果物稱為L(zhǎng)CD板。
然后，如圖4A所示，將相位補(bǔ)償板46安裝在LCD板的第二襯底38的外側(cè)面。將起偏鏡48安裝在LCD板的第一襯底30的外側(cè)面，將檢偏鏡49安裝在LCD板的相位補(bǔ)償板46的露出表面上。
相位補(bǔ)償板46也可以配置在LCD板的某一側(cè)，這時(shí)，相位補(bǔ)償板46位于起偏鏡48和檢偏鏡49之間。換句話說(shuō)，在圖4A中，雖然相位補(bǔ)償板46位于第二襯底38和檢偏鏡49之間，但相位補(bǔ)償板46可以配置在第一襯底30和起偏鏡48之間，另外，也可以配置在LCD板的兩面上。更進(jìn)一步說(shuō)，相位補(bǔ)償板46可以形成在液晶層的上部部分及下部部分中的至少任意一個(gè)部分上，如果不直接安裝在液晶層上，也可以在與液晶層之間放置任何其它層和襯底而在液晶層的上部和下部部分中的至少任意一個(gè)部分上形成。
下面，看一下在液晶層內(nèi)形成雙重疇的工作原理，如圖4A所示，未形成電場(chǎng)時(shí)，即在電極上加V＜Vth的電壓時(shí)，液晶層42的分子44被排列成其長(zhǎng)軸與兩襯底30、38的表面垂直。
在象素電極32與對(duì)置電極34之間形成電場(chǎng)時(shí)，在象素電極32與對(duì)置電極34之間形成拋物線狀的干擾帶電場(chǎng)E。這時(shí)，拋物線狀的平面電場(chǎng)具有以象素電極32和對(duì)置電極34之間的中心線為基準(zhǔn)的對(duì)稱形態(tài)。因此，如圖4B所示，以中心線為基準(zhǔn)對(duì)稱地排列地形成雙重疇d1、d2。第一疇d1上的液晶分子44a向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)后排列，第二疇d2上的液晶分子44b向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)地排列。此時(shí)，處于兩個(gè)疇d1、d2之間的交界面上的液晶分子44c繼續(xù)維持原來(lái)的排列狀態(tài)。在此，由于受到與分子44c相鄰的分子44a、44b的影響，液晶分子44c被排列成垂直于兩襯底30、38的表面。因此，分子44具有以電極32、34間的交界作為基準(zhǔn)的對(duì)稱排列。
根據(jù)本實(shí)施例，由于形成多重疇，因此可以省略幾個(gè)重迭工序及光刻工序。這樣，不經(jīng)過(guò)復(fù)雜的工序階段，可容易地在各個(gè)單位象素內(nèi)的液晶層中形成雙重疇結(jié)構(gòu)。
第三實(shí)施例具有多重疇的液晶顯示裝置。
如圖5A所示，第一襯底30和第二襯底38以例如約3.0～8.5μm的單元間隔d而相對(duì)配置。在此，例如將第一襯底30作為下部襯底，第二襯底38作為上部襯底。下部襯底30和上部襯底38是透明玻璃襯底。這時(shí)，單元間距是考慮液晶顯示裝置的響應(yīng)時(shí)間、驅(qū)動(dòng)電壓、光效率等后決定的。最好將單元間隔設(shè)定成使Δnd(≈λ/2)約為0.2～0.6μm。通常，Δnd大時(shí)透過(guò)率增大，但視角反而變小。并且，增大d(單元間距)時(shí)，可減小驅(qū)動(dòng)電壓，但響應(yīng)時(shí)間反而增加。將在后面進(jìn)行說(shuō)明相位補(bǔ)償板。
液晶層42位于第一襯底30和第二襯底38之間。液晶層42內(nèi)的液晶是電容率異向性為正(positive dielectric anisotropy)的向列液晶。由于在形成電場(chǎng)時(shí)液晶具有成彎曲結(jié)構(gòu)的特性，最好選擇彈性系數(shù)小的液晶而降低驅(qū)動(dòng)電壓。
具有正的電容率異向性的液晶，由于具有優(yōu)良的純度和可靠性，因此，在本實(shí)施例中使用具有正的電容率異向性的液晶。
另外，為了促使液晶層42恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，可使用添加劑。將典型的添加劑、即膽甾手性添加劑(cholesteric chiral additive)溶解在液晶內(nèi)。
為了在IPS模式下形成驅(qū)動(dòng)液晶層42的電場(chǎng)，將象素電極32和對(duì)置電極34形成在第一襯底30或第二襯底38中所選擇的一個(gè)襯底的內(nèi)側(cè)面上，而不形成于另一個(gè)襯底。象素電極32和對(duì)置電極34是電絕緣的。在本實(shí)施例中，象素電極32和對(duì)置電極34都形成在第一襯底30的內(nèi)側(cè)面上。在此，象素電極32和對(duì)置電極34以規(guī)定距離隔離配置。象素電極32與對(duì)置電極34之間的間隔同電極32與34之間的寬度相同或比其稍大，間隔例如為3～20μm、最好為4～5μm。另外，使電極32、34的形態(tài)變更為例如相互交叉的指狀組合狀等多種形態(tài)。象素電極32和對(duì)置電極34由ITO物質(zhì)之類的透明金屬膜制成。
在此，向象素電極32輸入數(shù)據(jù)總線信號(hào)，向?qū)χ秒姌O34輸入共同信號(hào)。在這里，雖未在圖中表示，但是，在形成有象素電極32和對(duì)置電極34的襯底、例如下部襯底30的內(nèi)側(cè)面上，以矩陣形式形成門總線和數(shù)據(jù)總線、以及開關(guān)元件。另外，在未形成有電極32、34的襯底、例如上部襯底38的內(nèi)側(cè)面上形成濾色板(未圖示)。
在本實(shí)施例中，為了使液晶分子排列成初期的排列方向而提供取向膜。取向膜(alignment layers)36、40分別形成于形成有象素電極32、對(duì)置電極34的第一襯底30的內(nèi)側(cè)面和第二襯底38的內(nèi)側(cè)面上。在向象素電極32和對(duì)置電極34外加電壓之前，取向膜36、40使液晶層42內(nèi)的液晶分子44排列成規(guī)定方向。在本實(shí)施例中的取向膜36、40是與襯底之間的前傾角為88°～92°的垂直取向膜。
垂直取向膜36、40引導(dǎo)可以使液晶分子的長(zhǎng)軸實(shí)際上垂直于襯底地排列的垂直取向。因此，從液晶分子的排列可知，由垂直取向膜產(chǎn)生的前傾角同襯底表面之間的角度約為90°。
起偏鏡(polorizor)48安裝在第一襯底30的外側(cè)面上。安裝后的起偏鏡48的偏光軸同形成于象素電極32與對(duì)置電極34之間的電場(chǎng)之間的夾角為40°～50°、最好是約45°。在此，起偏鏡48的偏光軸同形成于象素電極32與對(duì)置電極34之間的電場(chǎng)所構(gòu)成的角為45°，其原因如下。即，如下式1所示，透過(guò)率是在形成電場(chǎng)時(shí)液晶分子與偏光軸構(gòu)成的角度的函數(shù)。
T＝sin2(2x)·sin2(π·Δnd/λ)……(式1)其中，T透過(guò)率x液晶分子的光軸與起偏鏡的偏光軸所構(gòu)成的角度Δn折射率異向性d有效單元間距(液晶層的厚度)λ入射光的波長(zhǎng)因此，為了獲得最大的透過(guò)率，應(yīng)使起偏鏡48的偏光軸與液晶分子構(gòu)成的角度x約為45°(π/4)。檢偏鏡(analyzer)49安裝在上部襯底38的外側(cè)面上。此時(shí)，將檢偏鏡49安裝在上部襯底38的外側(cè)面上，并使檢偏鏡49的軸與起偏鏡48的軸垂直。
在本實(shí)施例中，為了大大提高對(duì)比度，使用具有與向列液晶的延遲(retardation)Δnd基本相等的延遲值的相位補(bǔ)償板。在圖5A中，相位補(bǔ)償板46配置在第二襯底38與檢偏鏡49之間，但相位補(bǔ)償板46也可以配置在第一襯底30與起偏鏡48之間，還可以配置在LCD板的兩面上。進(jìn)一步地，相位補(bǔ)償板46可形成在液晶層的上部部分和下部部分中的至少任一個(gè)部分上，如果不直接安裝在液晶層上，也可以在與液晶層之間設(shè)置任何其它層和襯底，形成在液晶層的上部和下部部分中的至少任意一個(gè)部分上。
相位補(bǔ)償板46由具有與液晶層44的Δnd基本相同的Δnd值的向列液晶單元構(gòu)成。
如圖6A所示，液晶層42通常由其高度nz比半徑nx、ny大一些且具有正的雙折射率(positive birefringence)棒狀液晶分子44(nx＝ny＜nz)構(gòu)成。由此，液晶分子44如上所述地具有長(zhǎng)軸和短軸，所以具有折射率異向性的特性。因此，例如液晶分子44都垂直于襯底排列時(shí)，當(dāng)使用者從前面看畫面的情況下，只能看到液晶分子的短軸，畫面成為黑暗狀態(tài)。另一方面，當(dāng)使用者從偏離起偏鏡軸的方向看畫面時(shí)，可以看到液晶分子的斜線軸，產(chǎn)生光泄漏現(xiàn)象。這種光泄漏降低液晶顯示裝置的對(duì)比度。
因此，如圖6B所示，相位補(bǔ)償板46由高度nz比半徑nx、ny相對(duì)短一些而具有負(fù)的雙折射率的液晶分子46a(nx＝ny＞nz)構(gòu)成。在此，具有負(fù)的雙折射率的液晶分子46a，是例如盤形液晶分子或二軸延伸液晶分子。相位補(bǔ)償板46是具有負(fù)的折射率的液晶分子46a硬化后的液晶薄膜。因此，若設(shè)置相位補(bǔ)償板46，則由相位補(bǔ)償板46補(bǔ)償液晶分子44(nx＝ny＜nz)的折射率異向性，可以看成是同向性。
具有這種結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置的工作如下。
首先，在將電壓加在象素電極32和對(duì)置電極34上之前，如圖5A所示，由于垂直取向膜36、40的影響，液晶分子44被排列成其長(zhǎng)軸與襯底表面相垂直。因此，從起偏鏡48下部射入的光通過(guò)起偏鏡48后被線偏光，經(jīng)過(guò)線偏光的光通過(guò)液晶層42時(shí)，偏光狀態(tài)不變化。這樣，通過(guò)液晶層42的光不能通過(guò)檢偏鏡49，畫面成黑暗狀態(tài)。此時(shí)，由相位補(bǔ)償板46補(bǔ)償液晶層42的折射率異向性，不僅從前面、而且從各個(gè)面看完全為黑暗狀態(tài)。因此，改善了液晶顯示裝置的對(duì)比度(contrastratio)。
另一方面，若將規(guī)定電壓加在象素電極32和對(duì)置電極34上，則如圖5B所示，在象素電極32和對(duì)置電極34之間形成電場(chǎng)。更詳細(xì)地說(shuō)，形成鄰接于下部襯底30且?guī)缀跗叫杏谝r底表面的平面(in-plane)電場(chǎng)E1，并形成拋向上部襯底38的拋物線狀的干擾帶電場(chǎng)E2。液晶分子被排列成其長(zhǎng)軸與電場(chǎng)平行。
此時(shí)，存在于象素電極32與對(duì)置電極34之間的中部的液晶分子44c維持形成電場(chǎng)之前的排列狀態(tài)，該液晶分子44c兩側(cè)的液晶分子44a、44b沿著電場(chǎng)而左右對(duì)稱地傾斜。因此，在象素電極32與和對(duì)置電極34之間以中心線為界形成兩個(gè)疇。其中，位于中心線上的液晶分子44c成為分割兩個(gè)疇的界線。此時(shí)，由于以電場(chǎng)的形式形成雙重疇，液晶顯示裝置的畫面可以實(shí)現(xiàn)完美的左右對(duì)稱。
在此，如上所述，位于下部的電場(chǎng)E1與起偏鏡48的偏光軸之間的夾角約為45°。另外，當(dāng)把拋物線狀的平面電場(chǎng)E2也投影到下部襯底10上時(shí)，投影體與起偏鏡48的偏光軸之間夾角約為45°。因此，通過(guò)起偏鏡48被直線偏光后的光，在液晶層42內(nèi)改變偏光狀態(tài)，進(jìn)行拋物線偏光，能通過(guò)檢偏鏡49，畫面呈明亮狀態(tài)。這樣，透過(guò)率適用于上述(式1)而成為最大值。
在此，由于垂直取向膜36、40與液晶分子之間的力的作用，同兩襯底30、38直接接觸的液晶分子維持形成電場(chǎng)前的狀態(tài)。
第四實(shí)施例具有多重疇的有效矩陣方式的液晶顯示裝置。
如圖7所示，在液晶顯示裝置中，多個(gè)門總線51-1、51-2和數(shù)據(jù)總線55-1、52-2以有效的矩陣狀排列在透明的下部襯底50上。在門總線51-1、51-2與數(shù)據(jù)總線55-1、55-2之間具有門絕緣膜(未圖示)，在進(jìn)行電絕緣。單位象素區(qū)域P1-P4是由一對(duì)門總線和一對(duì)數(shù)據(jù)總線圍成的空間。例如，如圖7所示，象素P1是由兩種總線51-1、51-2及55-1、55-2圍成的區(qū)域形成的。以類似的方式形成象素P2、P3及P4。對(duì)置電極52-1、52-2、52-3、52-4分別形成在下部襯底50的單位象素領(lǐng)域P1-P4空間內(nèi)，具有例如四方形的形狀，同在行(row)方向上鄰接的其它單位象素內(nèi)的對(duì)置電極52-1、52-2、52-3、52-4電氣連接。因此，在對(duì)置電極52-1、52-2、52-3、52-4上都傳遞相同的共用信號(hào)。
象素電極56-1分別形成在形成有對(duì)置電極52-1的下部襯底50的單位象素空間P1-P4內(nèi)。在此，象素電極56-1可以按多種形態(tài)形成，在本實(shí)施例中是以文字“I”字形的形態(tài)形成。在這里，象素電極56-1的第一突緣(flange)部分56-1a和第二突緣部分56-1c相互平行，與對(duì)置電極52重迭。象素電極的腹板(web)部分56-1b將第一突緣部分56-1a和第二突緣部分56-1c連接起來(lái)，同時(shí)分割由對(duì)置電極52包圍的空間。在本實(shí)施例中，第一突緣部分56-1a和第二突緣部分56-1c，同平行于門總線51-1、51-2的對(duì)置電極52-1部分重迭，腹板部分56-1b被設(shè)置在同數(shù)據(jù)總線55-1、55-2平行的對(duì)置電極52-1部分中。
開關(guān)元件、例如薄膜晶體管TFT1-TFT2被設(shè)置在門總線51-2與數(shù)據(jù)總線55-1、55-2的交叉部分。該薄膜晶體管TFT1-TFT2包括門總線51-2、配置在門總線上的信道層54、從象素電極56-1延伸的源電極56d，以及數(shù)據(jù)總線(漏電極)55-1、55-2。在此，液晶顯示裝置的單位單元的開口空間AP是由對(duì)置電極52-1和象素電極56-1圍成的空間，從對(duì)置電極52-1與象素電極56-1相重迭的空間產(chǎn)生輔助容量電容。在圖7中省略了上部襯底或第二襯底的結(jié)構(gòu)。
含有信息的信號(hào)波(signal waves)被提供給例如數(shù)據(jù)總線55-1，掃描波(scanning waves)被同步地提供給例如門總線51-2。在此，雖然在圖中未表示，但各自的門總線51-1、51-2和數(shù)據(jù)總線55-1、55-2分別與掃描驅(qū)動(dòng)LSI和信號(hào)驅(qū)動(dòng)LSI相連接。信息信號(hào)從數(shù)據(jù)總線55-1通過(guò)薄膜晶體管TFT1而傳送到象素電極56-1上。因此，在對(duì)置電極52-1和象素電極56-1之間產(chǎn)生電場(chǎng)。
圖8和圖9是沿圖7的VIII-VIII′線剖開的剖面圖，門總線(門電極)51-1和對(duì)置電極52-1形成在下部襯底50的表面上，門絕緣膜53形成在形成有門總線51-1和對(duì)置電極52的下部襯底50的表面上。蒸鍍非晶質(zhì)硅層并制成布線圖案，從而在門總線51-1上方的門絕緣膜53上形成信道層54。數(shù)據(jù)總線(漏電極)55-1與信道層54的一側(cè)重迭，并形成在門絕緣膜53上部，象素電極56-1與信道層54的另一側(cè)重迭，并形成在門絕緣膜53上部，由此形成薄膜晶體管TFT1。在此，門絕緣膜53所起的作用是使門總線(門電極)51-1和數(shù)據(jù)總線(漏電極)55-1之間絕緣，并使對(duì)置電極52-1和象素電極56-1之間絕緣。
垂直取向的下部取向膜57形成在已形成有薄膜晶體管TFT1的下部襯底50的結(jié)果物上。黑色矩陣61被設(shè)置在與下部襯底50相對(duì)置的上部襯底60的內(nèi)側(cè)面上，其與薄膜晶體管TFT1相對(duì)應(yīng)。濾色板62被設(shè)置在黑色矩陣61的側(cè)面上的上部襯底60的表面上，并與單位象素相對(duì)應(yīng)。垂直取向的上部取向膜63形成在設(shè)有黑色矩陣61和濾色板62的上部襯底60的表面上。電容率異向性為正的液晶70介于上、下部襯底50和60之間。
在門總線51-1和數(shù)據(jù)總線55-1上未施加信號(hào)時(shí)，如圖8所示，因上、下垂直取向膜57、63的影響，液晶內(nèi)的分子70-1被排列成其長(zhǎng)軸垂直于襯底。
若將規(guī)定信號(hào)加在門總線51-1和數(shù)據(jù)總線55-1上，則如圖9所示，在對(duì)置電極52-1和象素電極56-1之間形成拋物線狀的干擾帶電場(chǎng)71。液晶分子70-1以拋物線狀的干擾帶電場(chǎng)的形態(tài)排列，形成雙重疇。
這時(shí)，在該實(shí)施例中，也如上述的那樣，存在于對(duì)置電極52和象素電極56之間中央部分的液晶分子70c，維持形成電場(chǎng)前的排列狀態(tài)，該液晶分子70c兩側(cè)的液晶分子70a、70b沿電場(chǎng)左右對(duì)稱地傾斜。
在此，對(duì)置電極52和象素電極56可變更為多種形式，例如輪狀、十字狀、“I”、“T”、“II”形等。
然后，為了測(cè)定電氣光學(xué)特性，使用碘鎢燈作為光源，并將電源(functiongenerator)發(fā)出的60Hz的方波電壓加在樣品單元上。用光電倍增管(photomultiplier tube)測(cè)定通過(guò)該單元的光。
圖10表示電壓-透過(guò)率曲線。加載電壓7V后引起光透過(guò)。然后，當(dāng)外加電壓為40V時(shí)透過(guò)率幾乎達(dá)到飽和狀態(tài)。垂直方向上的透過(guò)特性為sin2(δ/2)的函數(shù)。這里，δ＝πdΔn/λ表示相位延遲(phase retardation)。因此，對(duì)于dΔn＝λ/2的單元來(lái)說(shuō)，隨著以追加方式增加電壓，透過(guò)率也繼續(xù)增加。透過(guò)率-飽和電壓取決于電極間的距離、單元間隔及液晶材料。因此，根據(jù)Vth＝πl(wèi)/d(k3ε0Δε)1/2的最佳設(shè)計(jì)，Vth可減小為約5V左右。
對(duì)本發(fā)明的液晶顯示裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)及顯微鏡觀察。當(dāng)外加電壓為40V時(shí)，上升時(shí)間(rising time)為11ms，衰減時(shí)間為9ms。該速度與具有VA模式的單元速度幾乎相同。使用偏振光顯微鏡觀察透過(guò)圖形。在外加小于閾值電壓的電壓時(shí)，在靠近球形空間(sphere spacers)區(qū)域之外的區(qū)域，顯示出完全黑暗狀態(tài)。電壓增加到閾值電壓以上時(shí)，如圖11A及圖11B所示，在靠近電極的區(qū)域產(chǎn)生透過(guò)，透過(guò)區(qū)域擴(kuò)大到整個(gè)空間。在電極間的中央存在辨別線(disclination lines)。其原因是，液晶層在該中央?yún)^(qū)域的整個(gè)單元間隙中不發(fā)生移動(dòng)。即，方向子從兩個(gè)側(cè)被推向中央。該辨別線非常穩(wěn)定，甚至加55V電壓也不產(chǎn)生混亂。由于該辨別線不移向其它區(qū)域，因此，對(duì)顯示元件的性能沒(méi)有影響。
圖12是表示視角與透過(guò)率之間關(guān)系的示意圖，是在垂直方向上加40V電壓時(shí)的光強(qiáng)度。如圖所示，在亮度面上的均勻度同K.Ohmuro、S.Kataoka、T.Kasaki、Y.Keike在(美國(guó))信息顯示學(xué)會(huì)97摘要、845(1997)上發(fā)表的具有一個(gè)疇的VA模式相比，得到很大改善。另外，在各個(gè)方向上的60°極角以內(nèi)透過(guò)30％以上的光。這樣的結(jié)果取決于由拋物線狀的干擾帶電場(chǎng)引起的具有雙重疇的液晶方向子的形態(tài)。
圖13是模擬具有上述結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖，位于象素電極32和對(duì)置電極34之間的液晶分子按電場(chǎng)形態(tài)排列。由于電極32、34上部帶有等電位，所以，位于象素電極32和對(duì)置電極34上部的液晶分子維持初始狀態(tài)。這種液晶顯示裝置如圖所示地約用30ms達(dá)到飽和狀態(tài)，因此用30ms即可獲得最大透過(guò)率。從該結(jié)果可知，同用50～60ms以上獲得最大透過(guò)率的現(xiàn)有的IPS(平面內(nèi)切換In Plane Switching)模式的液晶顯示裝置相比，其響應(yīng)速度快。因此，可以適用于要求動(dòng)態(tài)圖像的畫面。
圖14是具有相位補(bǔ)償板46的本實(shí)施例液晶顯示裝置的等對(duì)比度曲線(iso-contrast curve)圖。如圖所示，液晶顯示裝置以等對(duì)比度曲線形式成鏡面對(duì)稱。另外，同具有一般的TN模式或相位補(bǔ)償板的VA模式(K.Ohmuro、S.Kataoka、T.Sasaki、Y.Koikwe、信息顯示學(xué)會(huì)97摘要、845(1997))相比，對(duì)比度大于10的區(qū)域較大。特別是對(duì)角線方向上的視角特性更好。
如上詳細(xì)說(shuō)明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，在形成電場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生拋物線狀電場(chǎng)，液晶分子相對(duì)于電極之間的中間部分對(duì)稱地排列。這樣，液晶層被分割成兩個(gè)疇，所以可得到具有對(duì)稱性的大視角。另外，不需復(fù)雜的工藝就能容易地得到雙重疇。
另外，在未形成電場(chǎng)時(shí)，通過(guò)相位補(bǔ)償板可防止光泄漏，從而使畫面成為完全黑暗狀態(tài)。因此，對(duì)比度大大提高。
而且，在本實(shí)施例中，在未形成電場(chǎng)時(shí)，液晶分子的長(zhǎng)軸垂直于襯底表面，形成電場(chǎng)時(shí)，液晶分子沿著電場(chǎng)方向按電場(chǎng)形態(tài)排列。因此，同在未形成電場(chǎng)時(shí)液晶分子平行于襯底表面而排列而在形成電場(chǎng)時(shí)液晶分子按電場(chǎng)形態(tài)被扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)有的IPS模式液晶顯示裝置相比，本發(fā)明的液晶顯示裝置的響應(yīng)時(shí)間大大縮短。
另外，由于使用具有很高的自身純度和可靠性的正的電容率異向性的液晶，因此大大提高了液晶顯示元件的質(zhì)量。
還有，由于在液晶層內(nèi)形成雙重疇，因此，形成電場(chǎng)時(shí)從斜向觀看畫面的側(cè)面時(shí)，可以看到幾乎同樣數(shù)量的液晶分子的長(zhǎng)軸和短軸。這樣，可以防止現(xiàn)有液晶顯示裝置中的、在只看液晶分子的一個(gè)軸的情況下所產(chǎn)生的顏色變化(color shift)現(xiàn)象。
本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例。
在本實(shí)施例中，雖然只在下部襯底上形成象素電極和對(duì)置電極，但是，與此不同地，在下部襯底上不形成電極，而只在上部襯底上形成象素電極和對(duì)置電極，也可以獲得同樣的效果。
另外，在本實(shí)施例中，雖然將具有負(fù)的雙折射率的相位補(bǔ)償板設(shè)在上部襯底和檢偏鏡之間，但也可以設(shè)在下部襯底和起偏鏡之間、液晶層和下部襯底之間、液晶層和下部襯底之間等處。
在不違反本發(fā)明的原理和宗旨的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域工作人員不僅明白各種變形實(shí)施例屬于本技術(shù)，而且也能夠容易地發(fā)明。因此，附在該說(shuō)明書中的權(quán)利要求不限于上述的說(shuō)明，上述權(quán)利要求包括本發(fā)明范圍內(nèi)的具有專利性質(zhì)的一切新內(nèi)容，同時(shí)還包括本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域的具有一般知識(shí)的人員能夠進(jìn)行均等處理的所有特征。
權(quán)利要求
1.一種液晶層內(nèi)雙重疇的形成方法，其特征在于，在具有相互間隔的兩個(gè)電極的襯底上形成垂直取向的液晶層，并在所述兩個(gè)電極之間施加電壓，從而在所述兩個(gè)電極之間形成拋物線狀的干擾帶電場(chǎng)。
2.一種液晶層內(nèi)雙重疇的形成方法，其特征在于，包括如下工序提供具有表面的襯底的工序；在所述襯底的表面上形成相互間隔規(guī)定距離的第一電極和第二電極的工序；在形成有第一電極和第二電極的所述襯底表面上，形成相對(duì)于所述襯底表面垂直取向的液晶層的工序；在所述第一電極與第二電極之間形成電場(chǎng)的工序；并且，在所述液晶層內(nèi)，疇的界面形成在所述電極之間的中間部分。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶層內(nèi)雙重疇的形成方法，其特征在于，形成所述垂直取向的液晶層的工序包括在形成有第一電極和第二電極的襯底上形成垂直取向膜的工序；在所述垂直取向膜上形成所述液晶層的工序。
4.一種液晶顯示裝置制造方法，其特征在于，包括如下工序提供具有表面的第一襯底的工序；在所述第一襯底的表面上形成第一電極和第二電極的工序；在形成有所述第一電極和第二電極的第一襯底的表面上形成垂直取向膜的工序；提供具有表面的第二襯底的工序；在所述第二襯底的表面上形成垂直取向膜的工序；配置所述第一襯底和第二襯底像的工序，使所述兩個(gè)襯底的所述垂直取向膜相互對(duì)置，并使兩個(gè)襯底間隔規(guī)定距離；在所述兩個(gè)襯底的所述垂直取向膜之間的空間形成液晶的工序。
5.一種液晶顯示裝置制造方法，其特征在于，包括如下工序提供具有內(nèi)側(cè)面及外側(cè)面的第一襯底的工序；在所述第一襯底的內(nèi)側(cè)面上形成第一電極和第二電極的工序；在形成有第一電極和第二電極的第一襯底的內(nèi)側(cè)面上形成垂直取向膜的工序；提供具有內(nèi)側(cè)面及外側(cè)面的第二襯底的工序；在所述第二襯底的內(nèi)側(cè)面上形成垂直取向膜的工序；使所述兩個(gè)襯底的內(nèi)側(cè)面以規(guī)定距離相互對(duì)置地配置所述兩個(gè)襯底的工序；在所述兩個(gè)襯底之間的空間形成液晶層的工序；在所述兩個(gè)襯底的至少任一個(gè)襯底的外部表面上形成相位補(bǔ)償板的工序。
6.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置制造方法，其特征在于，在形成所述相位補(bǔ)償板的工序之后，還包括在所述第一襯底的外側(cè)安裝起偏鏡并在第二襯底的外側(cè)配置檢偏鏡的工序。
7.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括具有表面的基體襯底；在所述基體襯底表面上形成的第一電極；形成在所述基體襯底的同一表面上且為了形成電場(chǎng)而與所述第一電極間隔的第二電極；在形成有所述第一電極和第二電極的所述基體襯板的表面上形成的含有液晶分子的液晶層，當(dāng)所述電極之間未形成電場(chǎng)時(shí)，所述液晶分子與基體襯底表面相垂直地取向；并且，在所述兩個(gè)電極之間形成電場(chǎng)時(shí)，液晶分子向所述兩個(gè)電極之間的中央?yún)^(qū)域傾斜。
8.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示裝置，其特征在于，包括在所述液晶層的上部表面及下部表面中的至少一個(gè)表面上形成的垂直取向膜。
9.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶層是電容率異向性為正的物質(zhì)。
10.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示裝置，其特征在于，還形成同所述基體襯底和液晶層一起構(gòu)成板的第二襯底，在所述板上還設(shè)有相位補(bǔ)償板。
11.如權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述相位補(bǔ)償板由含有許多負(fù)雙折射率的液晶分子的液晶薄膜構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第一電極是象素電極，所述第二電極是對(duì)置電極。
13.如權(quán)利要求12所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述象素電極和對(duì)置電極分別由透明金屬薄膜制成。
14.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶層是電容率各向異性為正的物質(zhì)。
15.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于，還形成同所述基體襯底和液晶層一起構(gòu)成板的第二襯底，在所述板上還設(shè)有相位補(bǔ)償板。
16.如權(quán)利要求15所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述相位補(bǔ)償板由含有許多負(fù)雙折射率的液晶分子的液晶薄膜構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第一電極是象素電極，所述第二電極是對(duì)置電極。
18.如權(quán)利要求17所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述象素電極和對(duì)置電極分別由透明金屬薄膜構(gòu)成。
19.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括襯底；在所述襯底的表面上形成的第一電極；在所述襯底的表面上同第一電極相互分開地形成的第二電極，用于同所述第一電極一起形成電場(chǎng)；在所述襯底的表面上形成且含有液晶分子的液晶層；在所述液晶層的上部部分及下部部分中的至少一個(gè)部分形成的垂直取向膜；在液晶層的上部部分及下部部分中的至少一個(gè)部分形成的相位補(bǔ)償板；并且，當(dāng)在所述兩個(gè)電極之間形成電場(chǎng)時(shí)，所述液晶分子向所述兩個(gè)電極之間的中央?yún)^(qū)域傾斜。
20.如權(quán)利要求19所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述相位補(bǔ)償板由含有許多負(fù)雙折射率的液晶分子的液晶薄膜構(gòu)成。
21.如權(quán)利要求19所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶層是電容率異向性為正的物質(zhì)。
22.如權(quán)利要求19所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第一電極是象素電極，所述第二電極是對(duì)置電極。
23.如權(quán)利要求22所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述象素電極和對(duì)置電極分別由透明金屬薄膜制成。
24.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括第一襯底，具有內(nèi)側(cè)面和位于所述內(nèi)側(cè)面的相反一側(cè)的外側(cè)面；第二襯底，同所述第一襯底相對(duì)置地配置，具有內(nèi)側(cè)面和位于所述內(nèi)側(cè)面的相反一側(cè)的外側(cè)面；位于所述兩個(gè)襯底之間且含有液晶分子的液晶層；第一電極和第二電極，形成于所述第一襯底的內(nèi)側(cè)面上，為了形成電場(chǎng)而相互間隔地配置；在所述第一襯底的內(nèi)側(cè)面和所述第二襯底的內(nèi)側(cè)面上分別形成的垂直取向膜，；配置在所述第一襯底及第二襯底的外側(cè)表面中的至少任一個(gè)表面上的相位補(bǔ)償板；并且，當(dāng)所述兩個(gè)電極之間形成電場(chǎng)時(shí)，所述液晶分子向所述兩個(gè)電極之間的中央?yún)^(qū)域傾斜。
25.如權(quán)利要求24所述的液晶顯示裝置，其特征在于，還包括在所述第一襯底的外側(cè)配置的起偏鏡。
26.如權(quán)利要求25所述的液晶顯示裝置，其特征在于，還包括在所述第二襯底的外側(cè)配置的檢偏鏡。
27.如權(quán)利要求24所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述相位補(bǔ)償板由含有許多負(fù)雙折射率的液晶分子的液晶薄膜構(gòu)成。
28.如權(quán)利要求25所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述起偏鏡的軸與電場(chǎng)方向之間的夾角約為45°。
29.如權(quán)利要求26所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述起偏鏡的軸與所述檢偏鏡的軸之間的夾角約為90°。
30.如權(quán)利要求24所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶層是電容率異向性為正的物質(zhì)。
31.如權(quán)利要求24所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述第一電極是象素電極，所述第二電極是對(duì)置電極。
32如權(quán)利要求31所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述象素電極和對(duì)置電極分別由透明金屬薄膜構(gòu)成。
33.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括第一襯底，具有內(nèi)側(cè)面和位于所述內(nèi)側(cè)面的相反一側(cè)的外側(cè)面；同所述第一襯底相對(duì)置地配置的第二襯底，具有內(nèi)側(cè)面和位于該內(nèi)側(cè)面的相反一側(cè)的外側(cè)面；位于所述兩個(gè)襯底的內(nèi)側(cè)面之間且含有液晶分子的液晶層；所述象素電極和對(duì)置電極，形成于所述第一襯底的內(nèi)側(cè)面上，且相互間隔地配置，用于在所述兩個(gè)電極之間形成電場(chǎng)后沿電場(chǎng)排列所述液晶分子；在所述第一襯底的內(nèi)側(cè)面和第二襯底的內(nèi)側(cè)面上分別形成的垂直取向膜；配置在所述第一襯底的外側(cè)面上的起偏鏡；配置在所述第二襯底的外側(cè)面上的相位補(bǔ)償板；配置在所述相位補(bǔ)償板上的檢偏鏡；并且，當(dāng)在所述象素電極與所述對(duì)置電極之間形成電場(chǎng)時(shí)，相對(duì)于所述兩個(gè)電極之間的內(nèi)側(cè)面垂直取向的液晶分子，沿著所述電場(chǎng)向所述兩個(gè)電極之間的中央?yún)^(qū)域傾斜。
34.如權(quán)利要求33所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶層是電容率異向性為正的物質(zhì)。
35.如權(quán)利要求33所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述起偏鏡的軸與電場(chǎng)方向的夾角約為45°。
36.如權(quán)利要求33所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述起偏鏡的軸與所述檢偏鏡的軸之間的夾角約為90°。
37.如權(quán)利要求33所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述相位補(bǔ)償板由含有許多負(fù)雙折射率的液晶分子的液晶薄膜構(gòu)成。
38.如權(quán)利要求33所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述象素電極和對(duì)置電極分別由透明金屬薄膜構(gòu)成。
39.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括第一襯底，具有內(nèi)側(cè)面和位于所述內(nèi)側(cè)面的相反一側(cè)的外側(cè)面；第二襯底，同所述第一襯底相對(duì)置地配置，并具有內(nèi)側(cè)面和位于所述內(nèi)側(cè)面的相反一側(cè)的外側(cè)面；多個(gè)門總線和同所述門總線交叉的多個(gè)數(shù)據(jù)總線，呈矩陣狀配置在所述第一襯底的表面上，并分別限定由所述多個(gè)門總線中的一對(duì)和多個(gè)數(shù)據(jù)總線中的一對(duì)所圍成的象素領(lǐng)域；位于所述兩個(gè)襯底的內(nèi)側(cè)面之間且含有液晶分子的液晶層；象素電極和對(duì)置電極，形成于所述第一襯底的內(nèi)側(cè)面上，并相互間隔地配置，所述象素電極和對(duì)置電極用于在所述兩個(gè)電極之間形成電場(chǎng)，以使所述液晶分子沿著電場(chǎng)排列；多個(gè)多個(gè)開關(guān)元件，分別對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)象素區(qū)域，分別將所述多個(gè)數(shù)據(jù)總線中的對(duì)應(yīng)的線與所述多個(gè)象素電極中的對(duì)應(yīng)的線連接起來(lái)；垂直取向膜，分別形成在所述第一襯底的內(nèi)側(cè)面和所述第二襯底的內(nèi)側(cè)面上；起偏鏡，配置在所述第一襯底的外側(cè)面上；相位補(bǔ)償板，配置在所述第二襯底的外側(cè)面上；檢偏鏡，配置在所述相位補(bǔ)償板上；并且，當(dāng)未形成所述電場(chǎng)時(shí)，所述液晶分子相對(duì)于所述兩個(gè)襯底的內(nèi)側(cè)面垂直取向，當(dāng)在所述象素電極與所述對(duì)置電極之間形成電場(chǎng)時(shí)，相對(duì)于所述兩個(gè)襯底的內(nèi)側(cè)面垂直取向的所述液晶分子，沿著電場(chǎng)向所述兩個(gè)電極之間的中央?yún)^(qū)域傾斜。
40.如權(quán)利要求39所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶層是電容率各向異性為正的物質(zhì)。
41.如權(quán)利要求39所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述起偏鏡的軸與電場(chǎng)方向的夾角約為45°。
42.如權(quán)利要求39所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述起偏鏡的軸與所述檢偏鏡的軸之間的夾角約為90°。
43.如權(quán)利要求39所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述相位補(bǔ)償板由含有許多負(fù)雙折射率的液晶分子的液晶薄膜構(gòu)成。
44.如權(quán)利要求39所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述象素電極和對(duì)置電極分別由透明金屬薄膜構(gòu)成。
全文摘要
一種液晶多重疇的形成方法、采用多重疇的液晶顯示裝置制造方法及液晶顯示裝置。本發(fā)明中的在液晶內(nèi)形成多重疇的方法是,將第一電極形成在襯底表面上;第二電極形成在襯底表面上,該第二電極同第一電極一起形成電場(chǎng);液晶層形成在形成有第一電極和第二電極的襯底上,并通過(guò)形成于第一電極和第二電極之間的電場(chǎng)起作用。
文檔編號(hào)G02F1/1337GK1201063SQ9810776
公開日1998年12月9日 申請(qǐng)日期1998年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月30日
發(fā)明者李升熙, 金香律 申請(qǐng)人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社