CN1779540A - 具有带孔的对置电极的液晶显示器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示器及其制造方法。所述液晶显示器包括底基底。像素电极设置在所述底基底上。顶基底设置在所述底基底上方以具有面对底基底的相对表面。具有至少一个孔的公共电极设置在顶基底的相对表面上。液晶层设置在像素电极与公共电极之间。这样弯曲转变时间和弯曲转变电压可以减小而不降低开口率。

Description

具有带孔的对置电极的液晶显示器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器及其制造方法，更具体而言，涉及一种具有包括孔的图案化的对置公共电极的LCD及其制造方法。
背景技术
LCD具有插入在像素电极与对置的公共电极之间的液晶，并通过在像素电极和对置公共电极之间施加电场来改变液晶的排列。改变的液晶排列控制透光率以形成图像。
在各种类型的LCD中，光控的双折射(OCB)型LCD具有快速响应速度和优异的视角。OCB型LCD包括像素电极、底配向层、对置公共电极、顶配向层和具有正介电常数各向异性Δε的向列液晶的液晶层。底配向层和顶配向层沿同一方向被摩擦，使得液晶具有斜展配向。为了在OCB型LCD中形成图像，应该在显示电极与对置公共电极之间形成高电场。该高电场将位于液晶层中心的液晶的倾斜角改变为90°，使得液晶具有弯曲的配向。这被称为弯曲转变。将预定电压施加在像素电极与对置公共电极之间，从而引起除了靠近配向层的液晶及位于中心的液晶以外的剩余液晶倾斜角改变。这样，将穿过液晶层的光的偏振改变从而形成图像。
为了具有多个像素的LCD实现高分辨率的图像，设置在多个像素中的大多数液晶应该被弯曲转变。然而，这要求很长时间，且会出现未弯曲转变的像素。为了防止这样的情况，提高了弯曲转变的电压，从而导致高的功耗。
为了解决此问题，日本专利公开No.2003-140194公开了具有带凹槽部分和凸起部分的像素电极的LCD。然而，在像素电极中形成凹槽部分和凸起部分可能减小开口率。
对OCB型LCD的讨论可以在下面的参考文献中找到，引入在此处作为参考：Hiroyuki Yamakita等人题为“液晶显示器”的美国专利No.6,600,540讨论了一种显示器，其包括一对相对基底、设置在该对基底之间的液晶层、设置在该对基底之一上的存储电容器电极和设置得与存储电容器电极交叠的像素电极，该像素电极在与存储电容器电极交叠的区域具有孔；MichaelJohn Towler等人题为“液晶显示装置”的美国专利No.6,714,276讨论了一种反射液晶显示器，其包括一对相对基底、设置在该对基底之间的液晶层、设置有用作成核区的通孔区的透明电极和反射电极；且Masanobu Mizusaki等人题为“液晶显示装置、光学元件、制造所述液晶显示装置的方法和制造所述光学元件的方法”的美国专利No.6,852,374讨论了液晶显示装置(LCD)、光学元件、制造该液晶显示器的方法和制造该光学元件的方法，还涉及能有效地用在LCD中或光学元件中的液晶配向膜的材料。
发明内容
因此，本发明通过提供可以减小弯曲转变时间和弯曲转变电压的LCD及其制造方法，解决了与常规装置相关的上述问题。
在本发明的示范性实施例中，液晶显示器包括：底基底；设置在该底基底上的像素电极；设置在该底基底上方并具有面对底基底的相对表面的顶基底；设置在该顶基底的相对表面上并具有至少一个孔的对置公共电极；设置在该像素电极和对置公共电极之间的液晶层。
附图说明
通过结合附图与下面的详细描述，对本发明更完整的理解及其许多附加的优点将更明显易懂，在附图中，相同的参考标号表示相同或相似的元件，其中：
图1是根据本发明实施例的LCD的透视图，其中示出了底基底和顶基底；
图2是沿图1的线I-I’所取的横截面图，其示出了LCD及其制造方法；
图3A和3B是用于说明图2的LCD的弯曲转变的横截面图；且
图4到7是示出形成在对置公共电极中的孔的各种形状的平面图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施例，其范例在附图中示出，其中相同的参考标号通篇表示相同元件。在下面描述了实施例以通过参照附图说明本发明。在附图中，如果设置在不同层或基底“上”，意为直接设置在该不同层和基底上，或者其间设置有另一层。
图1是根据本发明的实施例的LCD的透视图，其中示出了底基底和顶基底。
参照图1，像素电极150设置在底基底100上。在底基底100上，多条扫描线106可以沿一个方向设置，且多条数据线127可以沿垂直于扫描线106的方向设置。结果，单元像素区由扫描线106和数据线127的交点所限定。这样，像素电极150位于每个单元像素区，即，位于由每条扫描线106和每条数据线127的交点所限定的区域。
在每个单元像素区上，设置通过扫描线106的控制而开关的薄膜晶体管(TFT)，以将电压施加到数据线127以施加到像素电极150。该TFT包括从扫描线106突出的栅电极105、位于栅电极105上并交叠栅电极105的半导体层120、从数据线127突出并接触半导体层120一端的源电极126、和接触半导体层120另一端和像素电极150的漏电极125。
存储电容器底电极110可以位于像素电极150下方以横跨像素电极150。存储电容器底电极110可以平行于扫描线106设置。存储电容器底电极110和像素电极150形成存储电容器。存储电容器用于在非选择周期内存储像素信息。
具有与底基底110相对(或对置)表面的顶基底500设置在底基底100上方。具有至少一个孔530a的对置公共电极530设置在上述顶基底500的相对、或对置表面。每个孔530a可以交叠至少一部分像素电极150。孔530a还可以交叠(或可以平行)至少一部分存储电容器底电极110。
图2是沿图1的线I-I’所取的横截面图，其示出了LCD及其制造方法。
参照图1和2，将栅导电层淀积在底基底100上并构图以形成扫描线106、从扫描线106突出的栅电极105和与扫描线106分隔开并平行于扫描线106的存储电容器底电极110。栅绝缘层115形成在扫描线106、存储电容器底电极110和栅电极105上。将非晶硅层淀积在栅绝缘层115上且然后构图以形成交叠栅电极105的半导体层120。
接着，将源极和漏极导电层淀积在具有半导体层120的底基底上，然后构图以形成数据线127、从数据线127突出并接触半导体层120一端的源电极、和接触半导体层120另一端的漏电极125，因此形成TFT。
钝化层160形成在源电极和漏电极125及126上。将钝化层160构图以形成暴露漏电极125预定部分的接触孔。将像素导电层形成在钝化层160上，然后构图以形成通过接触孔接触漏电极125的像素电极150。然后，底配向层170形成在具有像素电极150的底基底100的整个表面上方。
沿一个方向Rb进行摩擦底配向层170的工艺，使得底配向层170被平行配向并具有预定的预倾斜角。
同时，制备顶基底500，且在顶基底500的一个表面(面对底基底100的表面)上形成光屏蔽层图案510。光屏蔽层图案510屏蔽底基底100形成有TFT、数据线127和扫描线106的区域。因此，光屏蔽层图案510暴露顶基底500相应于像素电极150的部分。在顶基底500的暴露部分上形成彩色滤光层515。
在彩色滤光片层515上淀积相对的导电层，然后构图相对的导电层以形成对置公共电极，即具有至少一个孔530a的公共电极530。每个孔530a可以交叠至少一部分像素电极150。孔530a还可以交叠至少一部分存储电容器底电极110。
在具有孔530a的公共电极530上形成顶配向层550。沿同一方向Rt摩擦顶配向层550，如底配向层170。进行摩擦工艺使得顶配向层550平行排列并具有预定的预倾斜角。
接着，将底基底100和顶基底500以预定间距彼此安装。将液晶插入底基底100与顶基底500之间的空间，以形成液晶层600。优选地，液晶是向列液晶并具有正介电常数各向异性。在液晶层600中的液晶中，邻近底配向层170和顶配向层550的液晶通过配向处理的配向层的锚定力(anchoringforce)分别以预定预倾斜角沿摩擦方向Rb和Rt平行排列。设置在液晶层600中心的液晶几乎平行于底基底100和顶基底500配向。这样，液晶层600的液晶具有斜展配向。
LCD可以具有在底基底100下发射白光的背光700。这种类型的LCD可以使用彩色滤光层515实现彩色图像。
或者，红(R)、绿(G)和蓝(B)背光700可以设置在底基底100下面。这样，可以省略彩色滤光层515。这种类型的LCD称为场序LCD(FS-LCD)。该场序LCD以分时方式通过相应于一个单元像素的液晶顺序显示红(R)、绿(G)和蓝(B)光，由此使用残留图像来实现彩色图像。其响应速度足够快，且因此适合用于实现电影。
图3A和3B是用于说明图2的LCD的弯曲转变的横截面图。
参照图3A，将电压施加到公共(相对)电极530和像素电极150，使得公共电极530和像素电极150之间具有电压差Vt。结果，电场300a、300b和300c形成在公共电极530和像素电极150之间。更具体地，电场300a沿垂直的直线方向形成于公共电极530表面面对像素电极150的部分。然而，弯曲电场300b和300c沿像素电极150边缘与公共电极530之间和公共电极530的边缘与像素电极150之间的垂直方向形成。发生于电极150和530边缘的电场扭曲将相邻的液晶迅速从斜展配向转变为弯曲配向。因此，转变源可以更迅速地形成于电极150和530的边缘。
参照图3B，形成在电极150和530的边缘的液晶的弯曲配向，即弯曲转变从转变源传播到剩余区域。因此，将整个液晶层600的液晶转变为弯曲配向。换句话说，当施加初始转变电压Vt时，转变源形成于像素电极150和公共电极530边缘，且弯曲转变从转变源传播到整个液晶层600。
形成在公共电极530中的孔530a(见图3B和4)用于增加公共电极530的边缘。因此，通过在公共电极530中形成孔530a，当施加初始转变电压Vt时，可以增加弯曲转变的液晶，即转变源的形成。因此，可以减少将弯曲转变传播到整个液晶层600所需的时间，即转变时间，且可以减小转变电压。
每个孔530a可以交叠至少一部分像素电极150。这样，可以形成许多形成有扭曲电场的区域，由此形成更多转变源。此外，孔530a可以交叠存储电容器底电极110。这样，可以增加转变源而不减小开口率。
此后，保持像素电极150和公共电极530之间的电压差高于用于保持弯曲配向的临界电压。然后，当增加电压差时，除了邻近配向层170和550的液晶及位于液晶层600中心的液晶之外的剩余液晶的倾斜角增加，且然后当减小电压差时，减小倾斜角。因此，变化穿过液晶层600的光的偏振，因此形成图像。液晶的倾斜角的变化很快，从而可以实现快速的响应速度特性。上述LCD被称为OCB型LCD。优选OCB型LCD在场序驱动方法中被驱动以实现更快的响应速度。
图4到7时示出形成在公共电极中的孔的各种形状的平面图。
参照图4，孔530a形成为横跨像素电极150。由于交叠像素电极150的公共电极530的边缘沿两个方向形成，弯曲转变可以被均匀地传播。
参照图5，孔530a-1形成为与图4相似的形式，但交叠像素电极150-1的公共电极530-1的边缘增加。
参照图6和7，多个孔530a-2或530a-3交叠一个像素电极150-2或150-3。交叠像素电极150-2或150-3的公共电极530-2或530-3的边缘可以增加。
如上所述，通过增加交叠像素电极的公共电极的边缘，可以产生更多转变源，因此减少了转变时间和转变电压。
因此，根据本发明，弯曲转变时间和弯曲转变电压可以减小而不降低开口率。
虽然参照其某些示范性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员应该理解，可以在不脱离权利要求及其等同物所限定的本发明的精神或范畴内对本发明进行各种改进和变化。
本申请要求于2004年11月24日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2004-87155的权益，其全部内容引入于此作为参考。

Claims (14)

1、一种液晶显示器，包括：
底基底；
像素电极，设置在所述底基底上；
顶基底，设置在所述底基底上方并具有面对所述底基底的相对表面；
公共电极，设置在所述顶基底的相对表面上，所述公共电极具有至少一个孔；和
液晶层，设置在所述像素电极与公共电极之间。
2、如权利要求1所述的显示器，其中所述孔交叠至少一部分所述像素它极。
3、如权利要求2所述的显示器，还包括存储电容器底电极，设置在所述像素电极下方，其中所述孔交叠所述存储电容器底电极。
4、如权利要求2所述的显示器，其中所述一个像素电极被多个孔交叠。
5、如权利要求1所述的显示器，还包括设置在所述像素电极上的底配向层和设置在所述公共电极上的顶配向层，所述底配向层和顶配向层沿同一方向被摩擦。
6、如权利要求1所述的显示器，其中所述液晶层具有正介电常数各向异性的向列液晶。
7、如权利要求1所述的显示器，还包括扫描线和数据线，所述像素电极设置在由所述扫描线和数据线所限定的区域。
8、如权利要求1所述的显示器，其中所述液晶显示器是还包括设置在所述底基底下方的红、绿和蓝背光的场序液晶显示器。
9、一种制造液晶显示器的方法，包括：
在底基底上形成像素电极；
在顶基底上形成公共电极，所述公共电极具有至少一个孔；
安装顶基底和底基底，使得所述公共电极面对所述像素电极；和
通过将液晶插入所述顶基底和底基底之间的空间而形成液晶层。
10、如权利要求9所述的方法，其中所述孔交叠至少一部分所述像素电极。
11、如权利要求10所述的方法，还包括在形成所述像素电极之前在所述底基底上形成被所述像素电极交叠的存储电容器底电极，其中所述孔交叠所述存储电容器底电极。
12、如权利要求10所述的方法，还包括在公共电极中形成多个孔以交叠所述一个像素电极。
13、如权利要求9所述的方法，还包括：
在所述像素电极上形成底配向层并沿预定方向摩擦所述底配向层；和
在所述公共电极上形成顶配向层并沿所述预定方向摩擦所述顶配向层。
14、如权利要求9所述的方法，其中所述液晶层具有正介电常数各向异性的向列液晶。
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