TWI402565B - Liquid crystal display device - Google Patents

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TWI402565B
TWI402565B TW097135848A TW97135848A TWI402565B TW I402565 B TWI402565 B TW I402565B TW 097135848 A TW097135848 A TW 097135848A TW 97135848 A TW97135848 A TW 97135848A TW I402565 B TWI402565 B TW I402565B
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Kenji Nakao
Hirofumi Wakemoto
Tetsuya Kojima
Tetsuo Fukami
Yuko Kizu
Rei Hasegawa
Yukio Kizaki
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Japan Display Central Inc
Toshiba Kk
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Description

液晶顯示裝置
本發明係關於液晶顯示裝置。
 相關申請案之參照
本申請案係根據並主張2007年9月26日申請之日本專利申請案第2007-250209號之權利，其全部內容係以引用的方式併入本文中。
OCB(optically compensated bend：光學補償彎曲)模式之液晶顯示裝置，係使液晶材料形成彎曲配向，且於各配向膜附近使液晶分子之傾角變化，藉此讓液晶層之延遲產生變化。OCB模式係可實現良好之反應速度及視角特性之顯示模式之一，近年來備受矚目。
OCB模式之液晶顯示裝置係如上述，必須於液晶材料形成彎曲配向。然而，於電源導入前之初始狀態，液晶材料係形成有斜展(splay)配向。此係由於在液晶材料，原本斜展配向比起彎曲配向係更安定之故。因此，於啟動OCB模式之液晶顯示裝置時，需要可用以由斜展配向轉為彎曲配向之處理。
該轉移顯現必須對液晶層給予彎曲配向與斜展配向之狀態能量差以上之能量。例如作為使液晶材料轉移之方法，係提出有一種藉由對液晶胞(cell)進行電壓施加而給予靜電能量之方法。該情況下，若是相當於彎曲配向與斜展配向之狀態能量差之電壓施加，則轉移進行緩慢，因此實際上需要相當高之電壓施加。而且，於該轉移過程中容易受到基板表面之形狀或電場分布之影響，因此於液晶層中殘留有未轉移區域。
以往，為解決該問題係提出一種如下之技術，即，於鄰接之像素周圍設置嵌套形狀之屈曲圖案(以下稱為轉移核圖案)，對該電極間給予電位差之同時於對向電極間亦給予電位差，使液晶胞之厚度方向及面內方向發生強烈之液晶排列變形，以從斜展配向高速地轉移至彎曲配向(參考日本公開專利第2003-280036號公報)。
進一步亦提案一種如下技術，即，以像素電極、及鄰近於其並隔著切換元件而與鄰接像素電極連接之鄰近電極來構成轉移核圖案，對該電極間給予相當於圖像訊號振幅之電位差，同時於對向電極間亦給予電位差，使液晶胞之厚度方向及面內方向發生強烈之液晶排列變形，而一面抑制像素電極與周圍布線間之電容耦合所造成之電位變動，一面從斜展配向高速地轉移至彎曲配向(參考日本公開專利第2003-280036號公報)。於該等技術中，轉移核圖案係藉由將像素電極配置為位於周邊布線電極正上方而加以設置，可維持高開口率及對比。
上述日本公開專利第2003-280036號公報中，於轉移核圖案中，係藉由使鄰接之像素電極彼此、或使像素電極與可給予鄰接像素電位之鄰近電極接近，並進一步給予互為相反極性之訊號電位，以加強橫電場強度。
然而，於像素形成面內使電極彼此接近時，必須考慮圖案化極限之限制。例如作為透明電極材料所使用之ITO之情況下，於電極與電極間至少會發生數μm程度之距離。亦即，由於圖案化極限之限制，將難以使電極彼此較特定距離更為接近，而有於像素形成面內無法獲得所需橫電場強度之情況。
進而，為實現高速轉移，係必須於特定時序而對於對向電極、各個像素電極、進一步對於鄰近電極設定各個不同之電位，且需要複雜之驅動控制電路。亦即，於轉移核圖案使用鄰近電極之像素結構之情況下，每一像素需要2個切換元件，難以使元件構造及驅動電路結構變得簡易。
進一步而言，可對鄰接像素間或像素與鄰近電極間所給予之電位差係相當於像素訊號振幅(通常為10V或其以下)。該情況下，液晶胞之面內方向之電場強度不足，轉移動作會變得不安定。
本發明係有鑑於上述問題點而創作完成者，其目的在於提供一種可以簡易之結構來使液晶材料轉移，並且開口率及對比高之液晶顯示裝置。
又，本發明之目的在於提供一種可遍及顯示畫面全體都不會有初始轉移之不良情況的液晶顯示裝置。
依本發明之態樣之液晶顯示裝置，包含第一基板、第二基板、液晶層及電壓供給部，前述第一基板包含：第一絕緣基板；第一電極，其係配置於前述第一絕緣基板上；及第二電極，其係於前述第一絕緣基板與前述第一電極間，對於前述第一電極隔著絕緣基底層而配置；前述第二基板包含有：第二絕緣基板；及第三電極，其係配置於前述第二絕緣基板上；液晶層，其係夾持於前述第一電極與前述第三電極間，且於初始化處理中從第一狀態而相轉移為第二狀態；前述電壓供給部，其係於初始化處理中，對前述第一電極及前述第二電極供給第一電壓，並且對前述第三電極供給與前述第一電壓不同之第二電壓；前述第一電極包含轉移核形成部，該轉移核形成部係依供給至各前述電極之各前述電壓，而於前述液晶層形成轉移核。
依本發明，可提供一種以簡易之結構來使液晶材料轉移，並且開口率及對比高之液晶顯示裝置。
又，依本發明，可提供一種遍及顯示畫面全體都不會有初始轉移之不良情況的液晶顯示裝置。
本發明之優點將於接下來之說明中提出，並且其一部分係可明顯從說明中得知，或可藉由實踐本發明來習得。藉由下文中具體指出之機構及組合，可理解及獲取本發明之優點。
以下，邊參考圖式邊詳細說明關於本發明一實施型態之液晶顯示裝置。又，各圖中，對於發揮同樣或類似功能之構成係附上同一參考符號，並省略重複說明。
圖1係概略地表示關於本發明第一態樣之液晶顯示裝置之俯視圖。圖2係圖1之液晶顯示裝置之沿著II-II線的剖面圖。圖3係圖1之液晶顯示裝置之沿著III-III線的剖面圖。此外，圖1中省略後述之彩色濾光器。
本實施型態之液晶顯示裝置為OCB模式之主動矩陣型液晶顯示裝置，且該液晶顯示裝置包含有液晶顯示面板1及與其對向配置之背光(未圖示)等。
如圖2及圖3所示，液晶顯示面板1包含有陣列基板之背面基板10及對向基板之前面基板20。於背面基板10與前面基板20之間，係介在有框狀之接著劑層(未圖示)。由背面基板10、前面基板20及接著劑層所圍起之空間，係充滿有包含液晶材料之液晶層30。於背面基板10及前面基板20之各外面上，依序配置有光學補償膜40及偏光板50。
背面基板10包含例如玻璃基板等之透明絕緣基板100。於透明絕緣基板100上，形成有例如SiNx 層、SiO2 層之任一者，或SiNx 層及SiO2 層等之底塗層101。
於底塗層101上，配置形成有通道及源極‧汲極之多晶矽層等的半導體層102。半導體層102及底塗層101係以閘極絕緣膜103被覆。閘極絕緣膜103可使用例如TEOS(tetraethoxyorthosilane：四乙氧矽烷)來形成。
於閘極絕緣膜103上，於同層配置有圖1及圖3所示之掃描線104、圖1及圖2所示之閘極電極105、及圖1及圖3所示之輔助電容布線106。掃描線104係分別延伸於第一方向，並且排列於與第一方向交叉之第二方向。
於圖1，掃描線104係分別延伸於橫向或列方向之X方向，並且排列於縱向或行方向之Y方向。作為掃描線104之材料可使用金屬材料。例如作為掃描線104之材料可使用MoW。
如圖1所示，閘極電極105係作為掃描線104之一部分而設置。而且，如圖2所示，閘極電極105係隔著閘極絕緣膜103而與形成於半導體層102內通道相面對。閘極電極105、閘極絕緣膜103及半導體層102係作為配置於掃描線104及後述訊號線108之交叉部附近之切換元件，以構成薄膜電晶體110。
此外，於此，作為切換元件110係例示薄膜電晶體，但亦可使用二極體或MIM(Metal-Insulator-Metal：金屬-絕緣物-金屬)元件等其他元件作為切換元件。
輔助電容布線106係延伸於X方向，並且排列在與該X方向交叉之Y方向。於關於本實施型態之液晶顯示裝置，於每掃描線104配置1條輔助電容布線106。輔助電容布線106可例如與掃描線104採同一步驟形成。
如圖2及圖3所示，閘極絕緣膜103、掃描線104、閘極電極105及輔助電容布線106係以層間絕緣膜107被覆。層間絕緣膜107可使用例如SiO2 、SiNx 之任一者，或SiO2 及SiNx 等。
於層間絕緣膜107上，如圖1及圖2所示配置有訊號線108及汲極電極109。如圖1所示，訊號線108係分別延伸於Y方向，並且排列於X方向。作為訊號線108之材料可使用金屬材料。例如於訊號線108，可採用Mo層、Al-Nd層及Mo層之三層構造。
於關於本實施型態之液晶顯示裝置，如圖2所示，訊號線108係藉由設置於層間絕緣膜107之接觸孔而連接於薄膜電晶體110之源極電極。或者，訊號線108係與源極電極一體地形成。
如圖1及圖2所示，汲極電極109之一端係藉由設置於層間絕緣膜107之接觸孔而連接於薄膜電晶體110之半導體層102。如圖1及圖3所示，汲極電極109之另一端係隔著層間絕緣膜107而與輔助電容布線106相對向。亦即，於關於本實施型態之液晶顯示裝置，汲極電極109、輔助電容布線106及層間絕緣膜107係構成電容器。此外，於汲極電極109，可使用例如與訊號線108同一之材料。
層間絕緣膜107、訊號線108及汲極電極109係以絕緣基底層被覆。該絕緣基底層具備表面平滑化之功能，以便可迅速地實現相轉移。於關於本實施型態之液晶顯示裝置，作為一例係以鈍化膜111及彩色濾光器120構成絕緣基底層。此外，絕緣基底層亦可省略鈍化膜111，僅以彩色濾光器120來構成。而且，以透明樹脂置換彩色濾光器120亦可。
如圖2及圖3所示，鈍化膜111係被覆層間絕緣膜107、訊號線108及汲極電極109。於鈍化膜111可使用例如SiNx 。
彩色濾光器120具有吸收光譜互異之複數著色層之例如綠色著色層G、藍色著色層B、紅色著色層R。於關於本實施型態之液晶顯示裝置，該等著色層G、B、R係如圖3所示為延伸於Y方向之大致矩形狀，並且如圖2所示排列於X方向而形成條紋圖案。
該等著色層G、B、R係如圖2所示，配置為其等間之邊界位於訊號線108上。著色層G、B、R可使用例如透明樹脂、染料及顏料之混合物，或含透明樹脂與染料或顏料之混合物。此外，於圖2及圖3，將彩色濾光器120設置於背面基板10側，但彩色濾光器120設置於前面基板20側亦可。
如圖1至圖3所示，於彩色濾光器120上，對應於薄膜電晶體110之各個而配置有例如由ITO(indium tin oxide：氧化銦錫)等透明導電體所組成之像素電極130。該等像素電極130係如圖1及圖3所示，隔著設置於鈍化膜111及彩色濾光器120之接觸孔而電性連接於汲極電極109。像素電極130若為反射型，則能以鋁等金屬材料構成。
像素電極130及彩色濾光器120係以配向膜140被覆。於配向膜140之材料，可使用例如聚醯亞胺等樹脂。於配向膜140施以配向處理。於關於本實施型態之液晶顯示裝置，作為配向處理係選擇如規定膜面之液晶分子300之站起方位之方式，例如選擇摩擦處理。於關於本實施型態之液晶顯示裝置，於摩擦處理中係將圖1中以箭頭所示之方位作為摩擦方位AD。
於關於本實施型態之液晶顯示裝置，像素電極130具有轉移核形成部。亦即，於像素電極130之端邊中，與汲極電極109重疊並且與Y方向大致平行地延伸之部分，設置轉移核圖案131。轉移核圖案131係設置於像素電極130之端邊之屈曲圖案。
轉移核圖案131之圖案形狀能以例如與摩擦方位AD交叉之屈曲圖案來構成，其為不同形狀圖案之組合或連鎖圖案亦可。於圖1所示之情況下，作為一例係表示由凹部所組成之連續方形圖案之轉移核圖案131，該凹部係由對於摩擦方位AD大致以45°之角度交叉之端邊所組成。
如圖1所示，於配向膜140、240，在與X方向及Y方向大致構成45°之方位AD施行摩擦處理。轉移核圖案131具有由延伸於X方向之端邊及延伸於Y方向之端邊所組成之凹部。
於關於本實施型態之液晶顯示裝置，轉移核圖案131係形成為，延伸於X方向之端邊彼此在Y方向之寬度W為液晶層30之厚度d1之2分之1以上，絕緣基底層之厚度d2為液晶層30之厚度d1之5分之1以上。藉由使絕緣基底層之厚度d2為液晶層30之厚度d1之5分之1以上，更宜為4分之1以上，即使對隔著絕緣基底層所配置之上下電極供給相同電壓，仍可於轉移核圖案131附近之液晶層30，充分地施加有效之橫電場。而且，藉由使延伸於X方向之端邊彼此在Y方向之寬度W為液晶層30之厚度d1之2分之1以上，可實現確實之核形成。
如圖2及圖3所示，前面基板20包含例如玻璃基板等透明絕緣基板200。透明絕緣基板200係配置為與背面基板10之形成有配向膜140之面相對向。於透明絕緣基板200之與背面基板10之對向面，配置有作為對向電極之共同電極230。共同電極230可使用例如ITO等透明導電體。
共同電極230係以配向膜240被覆。配向膜240係藉由未圖示之間隔件而從配向膜140分隔。配向膜240之材料可使用例如聚醯亞胺等樹脂。於配向膜240係與配向膜140同樣施以摩擦等配向處理。
於關於本實施型態之液晶顯示裝置，作為配向膜240之配向處理係與配向膜140同樣選擇例如摩擦處理，於進行摩擦處理時，將圖1中以箭頭AD所示之方位作為摩擦方位。
框狀之接著劑層(未圖示)介在背面基板10與前面基板20間。而且，未圖示之粒狀間隔件介在背面基板10與前面基板20間之接著劑層之框內側。或者，於背面基板10及前面基板20之至少一方之對向面，形成有柱狀間隔件(未圖示)。該等間隔件係發揮保持由背面基板10、前面基板20及接著劑層所圍起之空間之厚度為一定之作用。
液晶層30包含介電率各向異性及折射率各向異性為正之液晶材料。該液晶材料係於電壓施加於像素電極130與共同電極230間之期間，形成彎曲配向。亮顯示與暗顯示之切換係藉由在典型上大於零之第一值與大於第一值之第二值間，切換施加於像素電極130與共同電極230間之電壓之絕對值來進行。此外，於關於本實施型態之液晶顯示裝置，有第一值亦可為零之情況。以下，將像素電極130與共同電極230間之施加電壓之絕對值設為第一值之狀態，係稱為關閉狀態，將施加電壓之絕對值設為第二值之狀態係稱為開啟狀態。
於圖2及圖3，描繪在關閉狀態下形成彎曲配向之液晶分子300之軸向，往紙面構成45。時之映射像。
光學補償膜40為例如雙軸性膜。光學補償膜40包含使例如折射率各向異性為負之單軸性化合物之例如圓盤型液晶化合物，呈異質配向之光學各向異性層。
配置於透明絕緣基板100上之光學補償膜40所包含之單軸性化合物之光學軸係例如於透明絕緣基板100側，與位於背面基板10附近之液晶分子300之開啟狀態之光學軸大致平行。於透明絕緣基板100之相反側，與位於背面基板10與前面基板20之中間之液晶分子300之開啟狀態之光學軸大致平行。
而且，於透明絕緣基板200上之光學補償膜40所包含之單軸性化合物之光學軸係例如於透明絕緣基板200側，與位於前面基板20附近之液晶分子300之開啟狀態之光學軸大致平行。於透明絕緣基板200之相反側，與位於背面基板10與前面基板20之中間之液晶分子300之開啟狀態之光學軸大致平行。該等光學補償膜40之延遲和與例如液晶層30之開啟狀態之延遲大致相等。
安裝於背面基板10及前面基板20之各個之偏光板50係配置為例如其等之穿透軸互相大致正交。而且，各偏光板50係配置為例如各穿透軸對於X方向及Y方向大致構成45°之角度。
掃描線104分別連接於歷經一垂直掃描期間，依序輸出掃描脈衝之掃描線驅動電路；訊號線108分別連接於在每水平掃描期間輸出影像訊號之訊號線驅動電路；進一步而言，共同電極230連接於共同電極驅動電路。而且，掃描線驅動電路、訊號線驅動電路及共同電極驅動電路連接於液晶控制器，其動作時序受到控制。
而且，未圖示之背光係配置為照亮液晶顯示面板1之背面基板10，點燈時序由液晶控制器控制。
此外，於此說明於液晶顯示面板1進行常亮驅動之情況之構造，但該液晶顯示面板1亦可設計為進行常暗驅動。而且，於此採用補償開啟狀態之結構，但亦可採用補償關閉狀態之結構。
於上述液晶顯示裝置，於電源導入前之初始狀態，液晶材料形成斜展配向。因此，啟動顯示裝置時，需要用以從斜展配向轉移為彎曲配向之處理，亦即需要初始化處理。
為了高速且遍及整面確實地從斜展配向轉移為彎曲配向，有效作法係在於像素電極130與共同電極230間施加電壓，使液晶分子300往液晶顯示面板1之厚度方向站起之動作之同時，於轉移核圖案131產生與摩擦方位AD交叉之橫電場，使基板面內方位之旋轉方式不同之扭曲變形鄰近形成，藉此使變形能量集中，轉移容易產生。
因此，為了高速轉移，於轉移核圖案131需要使扭曲變形產生之充分橫電場。
因此，關於本實施型態之液晶顯示裝置之轉移核圖案131之構造之情況下，發明者等人發現即使像素電極130及隔著絕緣膜所疊層之正下方電極(汲極電極109)為相同電位，仍可對於液晶分子300施加橫電場，而且達到充分強度。於以下說明其理由。
於轉移核圖案131附近，若考慮縱向之絕緣(介電性)構件之疊層構造，則如圖4及圖5所示，於像素電極130上及鄰近之汲極電極109上，係有上層之絕緣基底層有無之差異。因此，於像素電極130上及鄰近之汲極電極109上，由於縱電場強度不同，因此沿著轉移核圖案131之形狀而於液晶分子300施加橫電場且排列狀態不同。
詳言之，如圖4及圖5所示，將各構件層視為電容成分時所分配之電壓值係不同，而於同一高度，例如於液晶層30之下側界面之高度中，在像素電極130上及鄰近之汲極電極109上之間產生電位差。若該電位差為液晶層30之反應臨限電壓以上，則可確實地形成扭曲變形。
本實施型態之液晶顯示裝置於進行初始化時，像素電極130及汲極電極109為相同電位。此時，像素電極130與共同電極230間之電位差、及汲極電極109與共同電極230間之電位差係相等。
因此，如圖4及圖5所示，於液晶層30之下側界面之高度中，於像素電極130上與汲極電極109上發生電位差。其結果，於與轉移核圖案131之端邊大致正交之方向產生橫電場。此外，於本說明書內，縱向係與背面基板10及前面基板20之基板面大致正交之方向(液晶顯示面板1之厚度方向)，橫向係與背面基板10及前面基板20之基板面大致平行之方向。
如上述，若根據本實施型態之液晶顯示裝置之構成，雖與像素電極130處於疊層構造，但由於無法設定電位差，因此以往據判無法加以利用之其與汲極電極109之間，亦可形成轉移核圖案131。
亦即，由於汲極電極109通常以遮光性之金屬材料形成，因此配置有汲極電極109之區域無法利用於顯示。因此，在像素電極130之與汲極電極109重疊之區域，即使新設置轉移核圖案131，仍不會降低開口率或對比。
因此，若根據關於本實施型態之液晶顯示裝置，可提供一種以簡易之結構來使液晶材料轉移，並且開口率及對比高之液晶顯示裝置。而且，若根據本發明，可提供一種遍及顯示畫面全體，未有初始轉移之故障之液晶顯示裝置。
特別如上述，作為轉移核圖案131形成如延伸於X方向之端邊彼此在Y方向之寬度W為液晶層30之厚度d1之2分之1以上，絕緣基底層之厚度d2為液晶層30之厚度d1之5分之1以上，更宜為4分之1以上，則可充分施加有效之橫電場，而且可實現確實之核形成。
此外，於關於本實施型態之液晶顯示裝置，連接像素電極130與汲極電極109之接觸孔係如圖3所示，充分平坦化而於背面基板10之表面不產生凹入。如此，藉由平坦化而成為於背面基板10之轉移核圖案131附近不產生凹入，可不妨礙以轉移核作為起點之彎曲排列之擴散，實現更高速之轉移。
接著，於以下說明關於本實施型態之液晶顯示裝置之第二實施型態相關之液晶顯示裝置。圖6係概略地表示關於本實施型態之液晶顯示裝置之一例之圖。如圖6所示，關於本實施型態之液晶顯示裝置與上述關於第一實施型態之液晶顯示裝置之相異點為，配向膜140、240之摩擦方位AD與Y方向大致平行，及轉移核圖案131形成於像素電極130之隔著絕緣基底層而與訊號線108重疊之端邊。
於關於本實施型態之液晶顯示裝置，與上述關於第一實施型態之液晶顯示裝置相同，像素電極130具有包含轉移核圖案131之轉移核形成部。轉移核圖案131係如圖6所示之屈曲圖案。亦即，轉移核圖案131係由延伸在與摩擦方位AD交叉之方向之2個端邊、及延伸在與摩擦方位AD大致平行之方向之1個端邊所組成之與基板面大致平行之方向之凹凸狀屈曲圖案。轉移核圖案131係隔著絕緣基底層而配置於訊號線108上。
於上述轉移核圖案131附近，若考慮縱向(液晶顯示面板1之厚度方向)之絕緣(介電性)構件之疊層構造，則於像素電極130上及鄰近之訊號線108上，有上層之絕緣基底層有無之差異，進一步有配向膜140或液晶層30之厚度不同之可能性。進一步而言，於像素電極130上及鄰近之訊號線108上，由於因縱電場強度之差異，液晶分子300之排列狀態不同，故平均之介電率亦不同。
因此，與關於第一實施型態之液晶顯示裝置之情況相同，如圖5所示，將各構件層視為電容成分時所分配之電壓值不同。亦即，如圖4所示，即使像素電極130與訊號線108為相同電位，於同一高度，例如於液晶層30之下側界面之高度，於像素電極130上及鄰近之訊號線108上仍發生電位差。若該電位差為液晶層30之反應臨限電壓以上，則與上述情況同樣可確實地形成扭曲變形。
此係意味於初始化處理中，可歷經一垂直掃描期間，對於訊號線108持續供給特定影像訊號，亦即即使像素電極130與訊號線108為相同電位，仍可形成轉移核。亦即，於初始化處理中，不須為了積極地使像素電極130與訊號線108間具有電位差，而控制為歷經一垂直掃描期間施加交變電壓。因此，可簡化訊號線驅動電路或液晶控制器之結構。
進一步而言，由於訊號線108通常以遮光性之金屬材料形成，因此配置有訊號線108之區域無法利用於顯示。因此，在像素電極130之與訊號線108重疊之區域，即使新設置轉移核圖案131，仍不會降低開口率或對比。
因此，若根據關於本實施型態之液晶顯示裝置，與上述關於第一實施型態之液晶顯示裝置之情況相同，可提供一種以簡易之結構來使液晶材料轉移，並且開口率及對比高之液晶顯示裝置。
以下，說明關於上述實施型態之液晶顯示裝置之實施例。
(第一實施例)
關於第一實施例之液晶顯示裝置係藉由以下方法，製造圖1至圖3所示之OCB模式之液晶顯示裝置。此外，於本實施例，於背面基板10之外面不配置光學補償膜40，僅於前面基板20之外面配置光學補償膜40。
起先準備厚度0.5mm之玻璃基板100作為透明絕緣基板，於該玻璃基板100上，藉由成膜及圖案化形成從底塗層101至像素電極130之構造。將像素電極130予以圖案化時，如圖1所示，於配置在汲極電極109上之端邊中延伸於Y方向之端邊，形成具有較該端邊往像素電極130之內側凹入之凹部之轉移核圖案131。
轉移核圖案131之延伸於X方向之端邊彼此在Y方向之寬度W為液晶層30之厚度d1之2分之1以上，絕緣基底層之厚度d2為液晶層30之厚度d1之5分之1以上之4分之1。具體而言，於關於本實施例之液晶顯示裝置，液晶層30之厚度d1約為4μm，寬度W约為2μm，絕緣基底層之厚度d2約為1μm。
進一步準備厚度0.5mm之玻璃基板200作為透明絕緣基板，於該玻璃基板200上形成共同電極230。於此，像素電極130大致為長方形狀，配置像素電極130之X方向之間距設為82μm，Y方向之間距設為246μm。
接著，於像素電極130及共同電極230之各個上，旋轉塗布JSR股份有限公司製之「OPTMER AL3456」(產品名)，藉此形成厚度0.1μm之聚醯亞胺樹脂層。對於各聚醯亞胺樹脂層，沿著圖1所記載之摩擦方位AD，亦即往對於訊號線108之延在方向以45°交叉之方向施以摩擦處理。如此，形成配向膜140及240。
接著，於背面基板10之主面，以包圍配向膜140之方式分配熱硬化性接著劑。於該接著劑層所形成之框內，設置作為液晶注入口來利用之開口部(未圖示)。將接著劑暫時乾燥後，於未圖示之轉移墊上分配銀糊。
接下來，於配向膜240上，散布直徑4.3μm之粒狀間隔件。於此，作為間隔件係散布粒狀間隔件，但其取代亦可使用感光性樹脂來形成柱狀間隔件。柱狀間隔件設置於背面基板10、前面基板20之任一者均無妨。而且，柱狀間隔件亦可一體地設置於背面基板10或前面基板20，並於其上配置配向膜。
其後，以配向膜140及配向膜240相面對，且該等配向膜140、240之摩擦方位AD相等之方式，貼合背面基板10與前面基板20，並將其加熱。
接著，藉由浸泡法來注入介電率各向異性為正之向列型液晶化合物。接下來，於液晶注入口分配紫外線硬化樹脂，於其照射紫外線。進一步於背面基板10之外面黏貼偏光板50，並且於前面基板20之外面依序黏貼光學補償膜40及偏光板50。
此外，於此所使用之光學補償膜40包含使圓盤型液晶化合物彎曲配向為，其光學軸在垂直於X方向之面內變化之光學各向異性層。該光學補償膜40之最大主法線速度之方向係與光學補償膜40之厚度方向大致平行，最小主法線速度之方向係與X方向大致平行，剩餘之主法線速度方向係與Y方向大致平行。
使如此所獲得之液晶顯示面板1與未圖示之掃描線驅動電路、訊號線驅動電路、共同電極驅動電路、液晶控制器組合，並進一步與背光單元等組合，藉此完成圖1至圖3所示之液晶顯示裝置。
將該液晶顯示裝置在室溫下且背光點燈之狀態下，於掃描線104依序施加掃描脈衝，並且於訊號線108，施加以2.5V為基準並於每一垂直掃描期間極性反轉之振幅5V(±2.5V)之電壓，而且對於共同電極230，施加以2.5V為基準並於每一垂直掃描期間與訊號線108之電壓呈反向地極性反轉之振幅30V(±15V)之電壓。其結果，於像素電極130與共同電極230間，施加±17.5V之交流電壓。
透過顯微鏡觀察上述液晶顯示裝置之像素之結果，於一像素，液晶材料從斜展配向變化為彎曲配向所必要之時間之平均值為0.08秒。藉由重複測定，於畫面全體至完成轉移之平均所要時間為0.15秒。於整面進行轉移需要時間係由於面板面內存在有預傾之分布。
於上述實施例，絕緣基底層之厚度d2設為1μm，但進一步將厚膜設為3μm時，液晶材料從斜展配向變化為彎曲配向所必要之時間之平均值為0.1秒。藉由重複測定，於畫面全體至完成轉移之平均所要時間為0.2秒。
於上述實施例，為了確認轉移，於背光點燈之狀態下進行初始化處理，但實際上初始化處理時宜預先將背光熄燈。
而且，由於初始化處理時間係敏感地受到環境溫度影響，因此宜根據溫度感測器之檢出結果來決定初始化處理時間。
而且，於上述實施型態，初始化處理時係對於掃描線104依序輸出掃描脈衝，但對於複數掃描線104同時輸出掃描脈衝，或對於全掃描線104一次輸出掃描脈衝亦無妨。
(第二實施例)
接著，於以下說明關於第二實施例之液晶顯示裝置。藉由與第一實施例所說明同樣之方法，製造圖2、圖3及圖6所示之液晶顯示裝置。亦即，於關於本實施例之液晶顯示裝置，如圖6所示，於像素電極130，以與隔著切換元件110所連接之訊號線108重疊之方式設置轉移核圖案131。進一步於配向膜140、240，往圖6所示之摩擦方位AD，亦即往沿著訊號線108之延在方向之方向施以摩擦處理。
轉移核圖案131係由從像素電極130，以與對應訊號線108重疊之方式沿著對應訊號線108突出之複數凸部所構成。該凸部之各個係由與摩擦方位AD正交之端邊、與摩擦方位AD平行之端邊、進一步由與摩擦方位AD大致以45°之角度交叉之端邊所構成。
然後，轉移核圖案131之延伸於X方向之端邊彼此在Y方向之寬度W為液晶層30之厚度d1之2分之1以上，絕緣基底層之厚度d2為液晶層30之厚度d1之4分之1以上。
而且，於本實施例，與上述同樣地於掃描線104依序施加掃描脈衝，並且於訊號線108，施加以2.5V為基準並於每訊框極性反轉之振幅5V(±2.5V)之電壓，而且對於共同電極230，施加以2.5V為基準並於每訊框與訊號線108之電壓呈反向地極性反轉之振幅30V(±15V)之電壓。
此外，於本實施例，液晶層30之厚度d1設為4μm，絕緣基底層之厚度d2設為1μm，而且轉移核圖案131之延伸於X方向之端邊彼此在Y方向之寬度W設為2μm。
針對該液晶顯示裝置，藉由與第一實施例所實施同樣之方法，測定從斜展配向狀態往彎曲配向狀態之轉移所要時間。其結果，一像素之平均之轉移所要時間為0.1秒。於畫面全體至完成轉移之平均所要時間為0.2秒。
於上述實施例，以凸部構成轉移核圖案131，此係如第一實施例以凹部構成亦無妨。於通常顯示動作，期望極力減少像素電極130與訊號線108之重複面積，以減輕寄生電容，因此宜以凸部來構成。
(第三實施例)
作為本實施例之液晶顯示裝置，除了後述點以外，均與實施例2同樣地製造圖2、圖3及圖7所示之液晶顯示裝置。亦即，關於本實施例之液晶顯示裝置，係於將像素電極130予以圖案化時，形成如圖7所示之轉移核圖案131。進一步，本實施例之液晶顯示裝置，係對於配向膜140、240而在圖7所示之摩擦方位AD施以摩擦處理。摩擦方位AD係對於訊號線108所延伸之方向(Y方向)而大致成45°之方位。
如圖7所示，轉移核圖案131係設置於像素電極130與訊號線108重疊之端邊ER、EL之屈曲圖案。亦即，於本實施例之液晶顯示裝置，在延伸於大致長方形狀之像素電極130之Y方向的端邊ER、EL，係形成有轉移核圖案131。
於圖7表示相鄰之像素電極130之互相對向的端邊ER、EL之一部分。端邊ER係配置於鄰接之訊號線108之上層，具有從轉移核圖案131之兩端而大致與訊號線108平行地延伸之端邊ERB。轉移核圖案131包含有較端邊ERB而配置於像素電極130之內側，且大致與訊號線108平行地延伸之端邊ER2。端邊ER2係於其一端中連接於與摩擦方位AD大致平行地延伸之端邊ER1，端邊ER2與端邊ERB係藉由端邊ER1連接。
端邊ER2之另一端連接於端邊ER3之一端。端邊ER3係於大致與摩擦方位AD正交之方向，較訊號線108之X方向之寬度之中心往端邊EL側延伸。如上述，藉由端邊ER1、端邊ER2及端邊ER3，形成較轉移核圖案131之端邊ERB往像素電極130之內側凹入之凹部。
端邊ER3之另一端連接於端邊ER4之一端。端邊ER4係於與摩擦方位AD大致正交之方向，較端邊ERB往像素電極130之內側延伸。藉由端邊ER3及端邊ER4，形成較轉移核圖案131之端邊ERB往端邊EL側突出之三角形之凸部。
端邊ER4之另一端連接於端邊ER5之一端。端邊ER5係與訊號線108大致平行地延伸。端邊ER5之另一端連接於端邊ER6之一端。端邊ER6係延伸於與摩擦方位AD大致正交之方向。端邊ER6之另一端連接於端邊ERB。亦即，藉由端邊ER4、端邊ER5及端邊ER6，形成較轉移核圖案131之端邊ERB往像素電極130之內側凹入之凹部。
端邊EL具有配置於對應訊號線108之上層，與端邊ER之轉移核圖案131對向配置之鄰接轉移核圖案131L。端邊EL具有從轉移核圖案131L之兩端，與訊號線108大致平行地延伸之端邊ELB。
鄰接轉移核圖案131L係具有於訊號線108上，較端邊ELB配置於像素電極130之內側，與訊號線108大致平行地延伸之端邊EL2。端邊EL2之一端係連接於延伸在與摩擦方位AD大致正交之方向之端邊EL1之另一端，端邊EL1與端邊ELB係藉由端邊EL1連接。
端邊EL2之另一端連接於端邊EL3之一端。端邊EL3係於與摩擦方位AD大致正交之方向，較訊號線108之X方向之寬度之中心往端邊ER側延伸。藉由端邊EL1、端邊EL2及端邊EL3，形成較鄰接轉移核圖案131L之端邊ELB往像素電極130之內側凹入之凹部。
端邊EL3之另一端連接於端邊EL4之一端。端邊EL4係與訊號線108所延伸之方向大致平行地延伸。端邊EL4之另一端連接於端邊EL5之一端。端邊EL5係於與摩擦方位AD大致正交之方向，較端邊ELB往像素電極130之內側延伸。
藉由端邊EL3、端邊EL4及端邊EL5，形成鄰接轉移核圖案131L之大致矩形狀之凸部。該凸部係較訊號線108之X方向之中心，往端邊ER側突出。端邊ER2與端邊EL4係互相對向且大致平行地延伸。端邊ER3與端邊EL5係互相對向且大致平行地延伸。
端邊EL5之另一端連接於端邊EL6之一端。端邊EL6係於訊號線108上，與訊號線108大致平行地延伸。端邊EL6配置於與端邊ER3與端邊ER4連接之部分對向之位置。
端邊EL6之另一端連接於端邊EL7之一端。端邊EL7係與摩擦方位AD大致平行地延伸。端邊EL7與端邊ER4互相對向且大致平行地延伸。如上述，藉由端邊EL5、端邊EL6及端邊EL7，形成較鄰接轉移核圖案131L之端邊ELB往像素電極130之內側凹入之凹部。端邊EL7之另一端連接於端邊ELB。
亦即，如圖7所示，端邊ER3及端邊ER4所組成之三角形狀之凸部係配置為與端邊EL5、端邊EL6及端邊EL7所組成之凹部對向。端邊ER1、端邊ER2及端邊ER3所組成之凹部係配置為與端邊EL3、端邊EL4及端邊EL5所組成之大致矩形狀之凸部對向。
於關於本實施例之液晶顯示裝置，訊號線之X方向之寬度L1大致為12μm，端邊ELB與到訊號線108之端邊之距離L2大致為3.5μm，端邊ER4與端邊EL7之距離L3大致為5.0μm，端邊ER3與端邊ER4之連接部分與端邊EL6之距離L4大致為3.0μm，端邊ER3與端邊ER4之連接部分與端邊ER2之距離L5為7.0μm，端邊ER3與端邊EL5之距離L6大致為5.0μm，端邊EL4之長度L7大致為7.0μm，端邊ER2與端邊EL4之距離L8大致為3.0μm，端邊EL1與端邊EL3之距離L9大致為5.0μm，端邊EL2與到訊號線108之端邊之距離L10大致為1.5μm。轉移核圖案131之Y方向之長度L11大致為33.5μm。
將該液晶顯示裝置在室溫下且背光點燈之狀態下，與上述同樣於掃描線104依序施加掃描脈衝，並且於訊號線108，施加以2.5V為基準並於每訊框極性反轉之振幅5V(±2.5V)之電壓，而且對於共同電極230，施加以2.5V為基準並於每訊框與訊號線108之電壓呈反向地極性反轉之振幅30V(±15V)之電壓。
透過顯微鏡觀察上述液晶顯示裝置之像素之結果，於一像素，液晶材料從斜展配向變化為彎曲配向所必要之時間之平均值為0.08秒。藉由重複測定，於畫面全體至完成轉移之平均所要時間為0.15秒。
亦即，根據上述結果，若藉由關於第一本實施型態及第二實施型態之液晶顯示裝置，能以簡潔之元件及驅動電路結構，提供一種使全像素從斜展配向轉移往彎曲配向，而且開口率及對比高之液晶顯示裝置。
此外，本發明不原樣限定於上述實施型態，於實施階段中，於不脫離其要旨之範圍內可將結構要素變形並具體化。於圖1至圖4，表示於像素周圍設置轉移核圖案131之結構，但設置於像素內部之開口部之結構亦可。
進一步而言，轉移進展之速度係從設置有轉移核圖案131之部分，配向膜140、240之摩擦方位AD之始端側較終端側快速進展。因此，藉由將轉移核圖案131至少設置於配向膜之摩擦方位AD之始端側，可更縮短到轉移完成為止之所要時間。
而且，於關於上述第三實施例之液晶顯示裝置，採用圖7所示之轉移核圖案131及鄰接轉移核圖案131L，但具有圖7所示之轉移核圖案131及鄰接轉移核圖案131L連續者，或恰當變更圖7所示之凹部或凸部之尺寸或配置位置均可。
而且，於圖1至圖4表示主動矩陣型液晶顯示裝置，但液晶顯示裝置亦可採用例如單純矩陣型等其他驅動型。液晶顯示裝置之驅動型並無特別限制。
而且，可藉由上述實施型態所揭示之複數結構要素之恰當組合，來形成各種發明。例如從實施型態所示之全結構要素刪除數個結構要素亦可。進一步亦可恰當組合跨越不同實施型態之結構要素。
熟悉該技藝人士可輕易地想到其他優點及修訂。因此，本發明之廣義特徵並不受限於本說明書中所揭示及所描述之特定細節及代表性實施型態。因此，可在不違背由附加之申請專利範圍及其同等者所定義之精神或一般發明概念之範圍內，作各種修訂。
1．．．液晶顯示面板
10．．．第一基板、背面基板
20．．．第二基板、前面基板
30．．．液晶層
40．．．光學補償膜
50．．．偏光板
100．．．第一絕緣基板、透明絕緣基板
101．．．底塗層
102．．．半導體層
103．．．閘極絕緣膜
104．．．掃描線
105．．．閘極電極
106．．．輔助電容布線
107．．．層間絕緣膜
108．．．訊號線
109．．．汲極電極
110．．．薄膜電晶體
111．．．鈍化膜
120．．．彩色濾光器
130．．．第一電極、像素電極
131．．．轉移核形成部、轉移核圖案
131L．．．鄰接轉移核圖案
140,240．．．配向膜
200．．．第二絕緣基板、透明絕緣基板、玻璃基板
230．．．第三電極、共同電極
300．．．液晶分子
AD．．．摩擦方位
B．．．藍色著色層
d1,d2．．．厚度
EL,EL1~EL7,ELB,ER,ER1~ER6,ERB．．．端邊
G．．．綠色著色層
L1,W．．．寬度
L2~L6,L8~L10．．．距離
L7,L11．．．長度
R．．．紅色著色層
附圖係被併入及構成專利說明書之一部分來舉例本發明之實施型態，並與以上之一般說明及實施型態之詳細說明一同用以解釋本發明之原則。
圖1係概略地表示關於本發明之第一實施型態之液晶顯示裝置之俯視圖。
圖2係表示圖1之液晶顯示裝置之沿著II-II線的剖面之一例圖。
圖3係表示圖1之液晶顯示裝置之沿著III-III線之剖面之一例之圖。
圖4係概略地表示圖1所示之液晶顯示裝置之沿著IV-IV線之剖面之一例之圖。
圖5係用以說明關於圖1所示之液晶顯示裝置之轉移核圖案附近所產生之橫電場之圖。
圖6係概略地表示關於本發明之第二實施型態之液晶顯示裝置之剖面圖。
圖7係用以說明關於本發明之第二實施型態之液晶顯示裝置之其他例之圖。
1．．．液晶顯示面板
102．．．半導體層
104．．．掃描線
105．．．閘極電極
106．．．輔助電容布線
108．．．訊號線
109．．．汲極電極
110．．．薄膜電晶體
130．．．像素電極
131．．．轉移核圖案
AD．．．摩擦方位

Claims (9)

  1. 一種液晶顯示裝置，包含：第一基板，其包含：第一絕緣基板；第一電極，其配置於前述第一絕緣基板上；及第二電極，其係於前述第一絕緣基板與前述第一電極間，對於前述第一電極隔著絕緣基底層而配置；第二基板，其包含：第二絕緣基板；及第三電極，其配置於前述第二絕緣基板上；液晶層，其係夾持於前述第一電極與前述第三電極間，且於初始化處理中從第一狀態而相轉移為第二狀態；及電壓供給部，其於初始化處理中，對前述第一電極及前述第二電極供給第一電壓，並對前述第三電極供給與前述第一電壓不同之第二電壓；且前述第一電極包含轉移核形成部，該轉移核形成部根據供給至各前述電極之各前述電壓，於前述液晶層形成轉移核；其中前述絕緣基底層之厚度為前述液晶層厚度之5分之1以上。
  2. 一種液晶顯示裝置，包含：第一基板，其包含：第一絕緣基板；第一電極，其配置於前述第一絕緣基板上；及第二電極，其係於前述第一絕緣基板與前述第一電極間，對於前述第一電極隔著絕緣基底層而配置； 第二基板，其包含：第二絕緣基板；及第三電極，其配置於前述第二絕緣基板上；液晶層，其係夾持於前述第一電極與前述第三電極間，且於初始化處理中從第一狀態而相轉移為第二狀態；及電壓供給部，其於初始化處理中，對前述第一電極及前述第二電極供給第一電壓，並對前述第三電極供給與前述第一電壓不同之第二電壓；且前述第一電極包含轉移核形成部，該轉移核形成部根據供給至各前述電極之各前述電壓，於前述液晶層形成轉移核；其中前述絕緣基底層之厚度為1 μm以上。
  3. 一種液晶顯示裝置，包含：第一基板，其包含：第一絕緣基板；第一電極，其配置於前述第一絕緣基板上；及第二電極，其係於前述第一絕緣基板與前述第一電極間，對於前述第一電極隔著絕緣基底層而配置；第二基板，其包含：第二絕緣基板；及第三電極，其配置於前述第二絕緣基板上；液晶層，其係夾持於前述第一電極與前述第三電極間，且於初始化處理中從第一狀態而相轉移為第二狀態；及電壓供給部，其於初始化處理中，對前述第一電極及前述第二電極供給第一電壓，並對前述第三電極供給與 前述第一電壓不同之第二電壓；且前述第一電極包含轉移核形成部，該轉移核形成部根據供給至各前述電極之各前述電壓，於前述液晶層形成轉移核；其中分別而言，前述第一基板於前述第一電極上包含第一配向膜，前述第二基板於前述第三電極上包含第二配向膜，且互相平行地經配向處理，而於前述液晶層規定配向方位；前述轉移核形成部包含屈曲圖案，且包含與前述配向方位交叉之端邊；前述屈曲圖案包含較前述第一電極之端邊更往前述第一電極之內側凹入之凹部；於前述第一電極之端邊所延伸之方向中，前述凹部之寬度為前述液晶層厚度之2分之1以上。
  4. 如請求項3之液晶顯示裝置，其中於前述第一電極之端邊所延伸之方向中，前述凹部之寬度為2 μm以上。
  5. 一種液晶顯示裝置，包含：第一基板，其包含：第一絕緣基板；第一電極，其配置於前述第一絕緣基板上；及第二電極，其係於前述第一絕緣基板與前述第一電極間，對於前述第一電極隔著絕緣基底層而配置；第二基板，其包含：第二絕緣基板；及第三電極，其配置於前述第二絕緣基板上； 液晶層，其係夾持於前述第一電極與前述第三電極間，且於初始化處理中從第一狀態而相轉移為第二狀態；及電壓供給部，其於初始化處理中，對前述第一電極及前述第二電極供給第一電壓，並對前述第三電極供給與前述第一電壓不同之第二電壓；且前述第一電極包含轉移核形成部，該轉移核形成部根據供給至各前述電極之各前述電壓，於前述液晶層形成轉移核；其中前述第一基板進而包含：訊號線，其對前述第一電極供給特定影像訊號；及薄膜電晶體，其切換前述訊號線與前述第一電極之導通狀態；且前述第二電極係前述薄膜電晶體之汲極電極。
  6. 一種液晶顯示裝置，包含：第一基板，其包含：第一絕緣基板；第一電極，其配置於前述第一絕緣基板上；及第二電極，其係於前述第一絕緣基板與前述第一電極間，對於前述第一電極隔著絕緣基底層而配置；第二基板，其包含：第二絕緣基板；及第三電極，其配置於前述第二絕緣基板上；液晶層，其係夾持於前述第一電極與前述第三電極間，且於初始化處理中從第一狀態而相轉移為第二狀態；及電壓供給部，其於初始化處理中，對前述第一電極及 前述第二電極供給第一電壓，並對前述第三電極供給與前述第一電壓不同之第二電壓；且前述第一電極包含轉移核形成部，該轉移核形成部根據供給至各前述電極之各前述電壓，於前述液晶層形成轉移核；其中分別而言，前述第一基板於前述第一電極上包含第一配向膜，前述第二基板於前述第三電極上包含第二配向膜，且互相平行地經配向處理，而於前述液晶層規定配向方位；前述轉移核形成部包含屈曲圖案，且包含與前述配向方位交叉之端邊；前述第二電極係對前述第一電極供給影像訊號之訊號線；前述配向方位係與前述訊號線所延伸之方向交叉之方位；前述屈曲圖案至少設於前述第一電極之前述配向方位之始端側的端邊，且包含與前述配向方位大致平行之端邊、與前述配向方位大致正交之端邊、以及與前述訊號線所延伸之方向大致平行地延伸之端邊。
  7. 一種液晶顯示裝置，包含：第一基板，其包含：第一絕緣基板；訊號線及掃描線，其配置於前述第一絕緣基板上；及像素電極，其係隔著切換元件而連接於前述訊號線及掃描線，並隔著絕緣基底層而配置於前述訊號線及掃描線上； 第二基板，其包含：第二絕緣基板；及共同電極，其配置於前述第二絕緣基板上；液晶層，其配置於前述像素電極與前述共同電極之間，且於初始化處理中從第一狀態而相轉移為第二狀態；及電壓供給部，其係於初始化處理中，對前述像素電極及前述訊號線供給第一電壓，並對前述共同電極供給與前述第一電壓不同之第二電壓；且前述電壓供給部於初始化處理中，對於前述訊號線至少在1垂直掃描期間之間輸出大致相等之電壓；前述像素電極包含轉移核形成部，該轉移核形成部設於隔著前述絕緣基底層而配置於前述訊號線上之端邊，且根據前述像素電極、前述訊號線及前述共同電極之電位，而於液晶層形成轉移核。
  8. 如請求項7之液晶顯示裝置，其中分別而言，前述第一基板於前述像素電極上包含第一配向膜，前述第二基板於前述共同電極上包含第二配向膜，且互相平行地經配向處理，而於前述液晶層規定配向方位。
  9. 如請求項8之液晶顯示裝置，其中前述轉移核形成部包含屈曲圖案，且包含與前述配向方位交叉之端邊。
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