CN1292297C - 液晶显示装置及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种液晶显示装置及其制作方法，其中该装置包括一对相对设置的第一基板与第二基板、一夹在该两基板之间的液晶层、一设置在第一基板的彩色滤光片、多对形成在第二基板上的配对电极及一形成在第二基板一侧的配向膜，该配向膜表面具有取向结构。该液晶显示装置具有较高的光穿透率及较低的驱动电压，并且由于第一基板一侧无取向结构，因而制程得以简化，制程良品率得以提高。
Description
【技术领域】
本发明是关于一种液晶显示装置，特别是关于一种平面内切换广视角液晶显示装置(In-Plane Switching Liquid Crystal Display，IPSLCD)及其制作方法。
【背景技术】
液晶显示装置具有一对彼此相对的基板，通过散布间隔剂使上下两基板的单元间隙保持为定值，并有液晶注入基板之间。当施加驱动电压时，液晶分子的取向改变，液晶层的双折射也发生改变。利用液晶层双折射指数变化的特性，液晶显示装置完成显示功能。液晶分子的初始状态要尽可能规则排列，这样基板表面衬底层的表面状态就可以调整液晶分子与基板的相互作用。
目前，应用最广泛的调整技术是将用于液晶配向层的配向材料施加到基板面对液晶层的表面，对所施加的材料干燥固化，摩擦而形成取向结构，这样，基板附近的液晶分子相对于基板的倾角(预倾角)基本相同。
平面内切换广视角液晶显示装置技术将传统液晶显示装置中控制液晶的垂直于基板方向的电场改为平行于基板方向的电场，在此电场的控制下，液晶分子只需在水平面内转动，而省去了在垂直方向上的偏转。然而，通常两侧基板均存在取向结构，受较强配向力的控制，施加驱动电压后并非所有液晶分子均发生扭转。如对于驱动电极位于同一基板的平面内切换广视角液晶显示装置，在液晶层厚度方向上液晶分子距平面电极距离愈大，其所受电场力愈小，分子扭转愈难，因而平行电场驱动的液晶显示装置的驱动电压通常较高，能耗较大，光穿透率低。
1997年7月22日，中国国家知识产权局公开了一种仅在彩色滤光片一侧设有取向结构的平行电场液晶显示装置，专利申请号为97113223。请参阅图1，在一基板11的表面形成彩色滤光片12，彩色滤光片12上形成一配向膜13，配向膜13的表面设有取向结构131。在另一基板14的表面形成薄膜晶体管15及用来施加平行电场的配对电极17，并在薄膜晶体管15与配对电极17上形成绝缘膜18，绝缘膜18上形成一具有配向膜19，配向膜19的弱取向能力是经过一个热处理过程来实现的。当电压施加在配对电极17之间时，将产生如图1虚线所示的平行电场171。
该平行电场液晶显示装置1是在基板11一侧的彩色滤光片12上形成一配向膜13，配向膜13的表面设有取向结构131，由于配对电极17位于第二基板14一侧，因而施加电场时，在彩色滤光片12一侧的液晶层16中的液晶分子所受的电场力较弱，并且受取向结构131的较强配向力的影响，彩色滤光片12一侧的液晶层16中的液晶分子很难扭转，光穿透率较低。同时，通常彩色滤光片12的成本占整个液晶显示装置1总成本的23％左右，因而，和直接在基板表面进行配向处理相比，在彩色滤光片12表面进行配向处理时，制程不良会使成本大大提高，并且在彩色滤光片12表面进行配向处理良品率也比直接在基板表面进行配向处理良品率低。再者，该平行电场液晶显示装置1的绝缘膜18侧具有一弱配向能力的配向膜19，借此结构来达到液晶层16中的液晶分子在平行电场驱动下容易偏转的功效，其使得整个平行电场液晶显示装置1的结构更复杂、成本高。
【发明内容】
为解决现有技术液晶显示器光穿透率低及成本高的问题，本发明提供一种具有较高光穿透率与成本较低的广视角液晶显示装置。
为解决现有技术液晶显示器的制作方法良品率低的问题，本发明提供一种制程良品率较高的上述液晶显示装置的制作方法。
本发明液晶显示装置包括：一对相对设置的第一基板与第二基板、一夹在该两基板之间的液晶层、一设置在第一基板的彩色滤光片、多对形成在第二基板上的配对电极、多个形成在第二基板上的薄膜晶体管、一形成在该配对电极与该薄膜晶体管上的绝缘膜及一仅形成在第二基板一侧的配向膜，该配向膜表面具有取向结构，该第一基板一侧无配向膜。
本发明液晶显示装置的制作方法包括以下步骤：制备第一基板与第二基板；在第一基板上形成一彩色滤光片；在第二基板上形成多个薄膜晶体管；在第二基板上形成多对配对电极；在该配对电极与该薄膜晶体管上形成绝缘膜；仅在第二基板一侧形成配向膜；对配向膜进行配向处理，形成取向结构；将第一基板与第二基板面对面放置并将液晶注入其间。
相比现有技术，本发明液晶显示装置及其制作方法的优点在于：仅在第二基板一侧形成取向结构，第一基板附近的液晶分子不受配向力的影响，因而可降低驱动电压，提高光穿透率；由于在基板上进行配向处理比在彩色滤光片上进行配向处理成本低并且良品率高，因而可降低制造成本。
【附图说明】
图1是现有技术液晶显示装置的剖视图。
图2是本发明液晶显示装置的剖视图。
图3是本发明液晶显示装置未加电压时液晶分子取向示意图。
【具体实施方式】
请参照图2，本发明液晶显示装置2包括一对相对设置的第一基板21与第二基板24、一夹在该两基板之间的液晶层26、一设在第一基板21表面的彩色滤光片22、多对形成在第二基板24的配对电极27及一形成在第二基板24一侧的配向膜29，该配向膜29表面具有取向结构291。
彩色滤光片22表面平滑，没有配向膜，不进行配向处理。在第二基板24上形成多阵列状薄膜晶体管25，在配对电极27与薄膜晶体管25上形成绝缘膜28，在第二基板24一侧形成配向膜29，以控制液晶层26中液晶分子的排列方向。配向膜29的形成主要以平版印刷方式为主。配向设备(图未示)的滚筒表面卷附有摩擦布，滚筒回转时，其表面布材即对第二基板24上的配向膜29产生擦拭，在配向膜29表面形成微细的取向结构291，使液晶层26中的液晶分子形成预定的取向。配向膜29的材质是聚酰亚胺(Polyimide，PI)。
施加电压在该多对配对电极27之间时，液晶层26中产生如图2中虚线所示平行电场271。液晶层26中液晶分子会受电场力作用而在水平面内发生扭转。在液晶层26厚度方向上液晶分子距配对电极27距离愈大，其所受电场力愈小，分子扭转愈难。本发明的液晶显示装置2在距离第二基板24较远一侧的彩色滤光片22上没有取向结构，液晶层26中的液晶分子不受彩色滤光片22的锚定能(Anchoring Energy)及较强配向力的影响，在较小的驱动电压下即可发生扭转，并且越多比例的液晶分子被扭转，越高比例的光得以通过，从而提高光穿透率。
请参阅图3，是未加电压时本发明液晶显示装置的液晶分子的取向示意图。未施加电压时，由于第二基板24一侧具有取向结构291，液晶分子沿取向结构291的摩擦方向排列时，系统能量最低，即取向结构291附近的液晶分子趋向于沿能量极小的方向排列，如图3中箭头方向所示。在此边界条件下，根据系统能量最小原则及液晶的连续体理论，位于彩色滤光片22一侧的液晶分子的取向也会与第二基板24附近的液晶分子取向相同。因此，液晶层26中的液晶分子未施加电压时，在整个厚度方向上沿单轴方向排列。
下面参照图2介绍本发明液晶显示装置的制作方法。制备第一基板21与第二基板24，在第二基板24上形成多个阵列状薄膜晶体管25，在第二基板24上形成多对配对电极27，在配对电极27与薄膜晶体管25上形成绝缘膜28，仅在第二基板24一侧形成配向膜29，对配向膜29进行配向处理，形成取向结构291，以控制液晶层26液晶分子的排列方向。第一基板21表面平滑，不形成配向膜。将第一基板21与第二基板24面对面放置并将液晶注入其间。配向膜29的形成主要以平版印刷方式为主。
配向处理时，配向设备(图未示)的滚筒表面卷附有摩擦布，滚筒回转时，其表面布材即对第二基板24上的配向膜29产生擦拭，在配向膜29表面形成微细的取向结构291，使液晶层26中的液晶分子形成预定的取向。配向膜29的材质是聚酰亚胺(Polyimide，PI)。
本发明液晶显示装置的制作方法也可做其它变更设计。如：可以在第一基板21表面进一步形成一彩色滤光片22，该彩色滤光片22表面没有配向膜，不进行配向处理；取向结构291的形成并不局限于传统的摩擦配向，还可以采用诸如紫外线照射配向(UVAlignment)及平版印刷配向(Lithographic Technique of Alignment)而得；配向膜29的材质还可以是聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺(Polyamide)及聚乙烯醇等。
Claims (8)
1.一种液晶显示装置，包括一对相对设置的第一基板与第二基板、一夹在该两基板之间的液晶层、一设置在第一基板上的彩色滤光片、多对形成在第二基板上的配对电极、多个形成在第二基板上的薄膜晶体管及一形成在该配对电极与该薄膜晶体管上的绝缘膜，其特征是：该液晶显示装置仅在第二基板一侧设有一配向膜，该配向膜表面具有取向结构，该第一基板一侧无配向膜。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征是：该配向膜的材质是聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯、聚苯乙烯或聚乙烯醇。
3.一种液晶显示装置的制作方法，其包括以下步骤：制备第一基板与第二基板；在第一基板上形成一彩色滤光片；在第二基板上形成多个薄膜晶体管；在第二基板上形成多对配对电极；在该配对电极与该薄膜晶体管上形成绝缘膜；仅在第二基板一侧形成配向膜；对配向膜进行配向处理，形成取向结构；将第一基板与第二基板面对面放置并将液晶注入其间。
4.如权利要求3所述的液晶显示装置的制作方法，其特征是：该配向膜的材质是聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯、聚苯乙烯或聚乙烯醇。
5.如权利要求3所述的液晶显示装置的制作方法，其特征是：该配向处理是摩擦配向处理。
6.如权利要求3所述的液晶显示装置的制作方法，其特征是：该配向处理是紫外线照射配向处理。
7.如权利要求3所述的液晶显示装置的制作方法，其特征是：该配向处理是平版印刷配向处理。
8.如权利要求3所述的液晶显示装置的制作方法，其特征是：该配向膜的形成方式为平版印刷方式。
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