CN100565314C - 垂直取向模式的液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种垂直取向模式的液晶显示装置，包括相对设置的第一基板和第二基板；填充在第一基板和第二基板之间的液晶层；所述第一基板和第二基板的内表面上形成有透明导电层；所述第一基板的透明导电层上形成有球冠状凸起；第二基板的透明导电层图案为多个相互分开的近似于矩形；所述第一基板的外侧贴附有第一偏光板，第二基板的外侧贴附有第二偏光板；其中在两个相邻的近似于矩形的透明导电层图案之间的区域的两侧保留有透明导电材料，每两个相邻的透明导电层图案电学上互相连通，所述第一偏光板的吸收轴为45度，所述第二偏光板的吸收轴为135度。本发明结构的液晶显示装置具有较高开口率，可适用于小尺寸的移动显示器件。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器件，尤其涉及一种适用于小屏的垂直取向模式的液晶显示装置。
背景技术
随着信息社会的发展，人们对显示设备的需求日益增长。为了满足这种需求，最近几种平板显示设备，如液晶显示器件(LCD)，等离子体显示器件(PDP)都得到了迅猛的发展。在平板显示器件当中，液晶显示器件由于其重量低、体积小、能耗低的优点，正在逐步取代冷阴极显示设备。
随着液晶技术的发展，用于手机等小的移动显示器件的液晶显示屏的技术规格也越来越高，以前通常用于液晶电视的垂直取向显示模式也应用在了手机显示器件上。
垂直取向模式最初是富士通有限公司发明的。其发表于1998年的SIDTechnical Digest第29卷，第1077页；或见美国专利6424398。在阵列基板侧和彩膜基板侧通过直角型凸起物形成了4个显示区域的LCD显示单元。如图1。偏光片的吸收轴通常采用0度和90度。而根据垂直取向模式的透过率公式，在透过轴呈45度下，光的透过率最大，而当偏光板的吸收轴是0度和90度时，只有角部的区域和偏光板的透过轴呈45度角，所以透过率相对不好。
为了提高垂直取向显示模式的视角特性，提高对比度，需要搭配合适的补偿膜。
国际商用机器公司对富士通的发明进行了改进，提出了脊柱(ridge)和边缘场效应的(RFF-MH)模式。其做法是在基板的一侧形成凸起物，在另外一基板的一侧形成ITO沟槽。具体详见美国专利6493050。
针对上述两种技术，三星电子有限公司也提出了自己的改进方式，形成图案化的垂直取向显示模式(PVA)，在这种显示模式中，完全利用边缘场效应，由于没有凸起造成的漏光，这种技术可以得到较高的对比度。
而夏普公司的做法是在一侧基板的特定位置上采用球冠形凸起，在另一侧基板上采用图案化的ITO图案，在保持两个近似于矩形的ITO图形电学上相互连通，两个近似于矩形的ITO图案的中间的ITO被保留下来。理论上，这种搭配方法可以实现无限多个显示区域，如图2所示，在这种显示模式中，两侧的偏光板吸收轴分别是0度和90度排列。具体详见美国专利US6630975。
手机用液晶屏的发展趋势是：厚度更小；耗电量更低；亮度更高。手机用屏的这种需求，需要开发出开口率更高的液晶显示屏。
如果在小的移动显示屏上采用垂直取向显示模式，无论采用富士通公司的技术还是国际商用机器、三星、夏普的显示技术，都会存在开口率过低的问题。造成这种问题的原因在于小移动屏相对于电视用屏，本身的面积要小很多。而无论是凸起还是ITO沟槽，受曝光和刻蚀能力的限制，他们的宽度都不能做的很小，而这些区域其透过率是很低的。这种影响对于面积较小的移动屏远远大于面积很大的液晶电视屏。这造成了无法把垂直取向向模式的电视屏的像素设计直接应用于小的移动显示器件上。
考虑到如手机待机时间要求等，小移动显示屏的开口率必须得到提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可适用于小屏的开口率高的垂直取向模式的液晶显示装置。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种垂直取向模式的液晶显示装置，包括相对设置的第一基板和第二基板；填充在第一基板和第二基板之间的液晶层；所述第一基板和第二基板的内表面上形成有透明导电层；所述第一基板的透明导电层上形成有球冠状凸起；第二基板的透明导电层图案为多个相互分开的近似于矩形；所述第一基板的外侧贴附有第一偏光板，第二基板的外侧贴附有第二偏光板；其中在两个相邻的近似于矩形的透明导电层图案之间的区域的两侧保留有透明导电材料，每两个相邻的近似于矩形的透明导电层图案电学上互相连通，所述第一偏光板的吸收轴为45度，所述第二偏光板的吸收轴为135度。
上述液晶显示装置中，所述第一、二偏光板上可添加有1/4波片。
上述液晶显示装置中，所述第一、二偏光板上可制作有补偿膜。
本发明的垂直取向模式的液晶显示装置，由于两个相邻的近似于矩形的透明电极层图案中间部分的两侧保留有透明导电材料，保持两个近似于矩形的透明导电层图案电学上互相连通，且第一、二偏光板的吸收轴分别是45度和135度时，这样大多数液晶分子长轴就和偏光板的透过轴呈45度夹角，光的透过率最大，从而具有较高的开口率，可适用于小尺寸的移动显示屏，如手机上使用的显示屏。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1是4区域垂直取向模式的像素结构示意图。
图2是现有技术中的像素结构示意图。
图3是垂直取向模式的像素结构断面示意图(凸起等结构未画出)。
图4是本发明实施例的第一基板的断面结构示意图。
图5是本发明实施例的像素结构示意图。
图6是本发明实施例中偏光板吸收轴方向示意图。
图7是本发明另一实施例的结构示意图。
图中：
11：凸起 12：凸起 13：透明导电层
14：球冠状凸起 15a：第一基板 15b：第二基板
16a、16b：垂直取向膜 17a、17b：透明导电层
18：液晶层 19：黑矩阵 20：色层
21a：第一偏光板 21b：第二偏光板 22a、22b：1/4波片
具体实施方式
实施例1
图3是垂直取向模式的像素结构断面示意图。请参照图3，垂直取向模式的液晶显示装置主要第一基板15a、第二基板15b，以及像夹心饼干一样嵌入在第一基板15a和第二基板15b之间的液晶层18组成。液晶层18由负性液晶分子组成，所谓负性液晶是指液晶分子长轴的介电常数小于垂直于液晶分子长轴的方向上的介电常数。通过垂直取向膜16a和16b，使液晶分子垂直于第一、第二基板15a和5b表面排列。在液晶层18的两侧，第一基板15a、第二基板15b的内侧分别是透明导电层17a和17b。
图4是本发明实施例的第一基板的断面结构示意图。所述第一基板上形成有黑矩阵层19，红、绿、蓝色层20，在黑矩阵层19和色层20的外表面是透明导电层17a。在透明导电层17a的外面是球冠状凸起14。
第二基板15b上制作有相互交叉的栅极扫描线和数据信号线，并定义出子像素区域，在栅极扫描线和数据信号线的交叉处设置有开关器件，如薄膜晶体管管，这些开关器件自下至上分别是扫描金属层；绝缘层；非晶硅层；掺杂非晶硅层和信号金属层(图中均未绘示)。在子像素的特定区域制作有透明电极层，透明电极层和信号电极通过开关器件连接在一起，当开关器件电学上处于打开状态时，透明电极层上的电压近似等于信号电极上的电压。
第一基板15a和第二基板15b之间可采用散布垫料来保持盒厚。或在透明导电层上方，通过光刻方法制作特定高度的垫料，来维持液晶盒盒厚。(图中未绘示)
图5是本发明实施例的像素结构示意图；请参照图4、图5，第一基板15a的表面透明导电层17a上形成有球冠状凸起14，在第二基板15b上采用图形化的透明导电层17b，透明导电层17a、17b的材料可以为氧化铟锡(ITO)，该图形化的透明导电层17b为多个相互分开的近似于矩形状，为保持两个近似于矩形的ITO图形电学上互相连通，在两个近似于矩形的ITO图形的两侧的ITO被保留下来。
图6是本发明实施例中偏光板吸收轴方向示意图；请参照图6，在第一基板15a和第二基板15b的最外侧，分别贴附有第一偏光板21a和第二偏光板21b，且第一、二偏光板15a、15b的吸收轴分别是45度和135度。
参照图7，为了进一步提高光的透过率，可在第一、二偏光板21a、21b上各增加1/4波片22a、22b。
另外，为了提高视角，可在第一、二偏光板21a、21b上增加补偿膜，补偿膜可以是X-Plate或者负性C-Plate等。
通过模拟，将本发明实施例的像素结构以及现有技术的像素结构的透过率做了比较。
模拟条件
子像素大小：100um*300um；
对于现有技术的4区域像素结构(参考图1)，凸起的宽度是10um；
对于本发明实施例的像素结构，球冠状凸起的直径是10um；
模拟结果参考下表：
| 如图1现有技术的像素结构 | 采用图5的像素结构，偏光板吸收轴是0度和90度 | 采用图5的像素结构，偏光板吸收轴是45度和135度 | |
| 透过率 | 2.89％ | 2.03％ | 5.07％ |
可见采用新的像素结构，搭配吸收轴是45度和135度的第一、二偏光板，可以实现较高的透过率，这对于移动显示器件降低成本，提高待机时间有非常重要的意义。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (3)
1.一种垂直取向模式的液晶显示装置，包括
相对设置的第一基板和第二基板；
填充在第一基板和第二基板之间的液晶层；
所述第一基板和第二基板的内表面上形成有透明导电层；
所述第一基板的透明导电层上形成有球冠状凸起；第二基板的透明导电层图案为多个相互分开的近似于矩形；
所述第一基板的外侧贴附有第一偏光板，第二基板的外侧贴附有第二偏光板；
其特征在于在两个相邻的近似于矩形的透明导电层图案之间的区域的两侧保留有透明导电材料，以保持每两个相邻的近似于矩形的透明导电层图案电学上互相连通，所述第一偏光板的吸收轴为45度，所述第二偏光板的吸收轴为135度。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一、第二偏光板上添加有1/4波片。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一、二偏光板上制作有补偿膜。
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| CNB2008100349638A CN100565314C (zh) | 2008-03-21 | 2008-03-21 | 垂直取向模式的液晶显示装置 |
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