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CN1534341A - 液晶显示器 - Google Patents

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CN1534341A
CN1534341A CNA2004100387400A CN200410038740A CN1534341A CN 1534341 A CN1534341 A CN 1534341A CN A2004100387400 A CNA2004100387400 A CN A2004100387400A CN 200410038740 A CN200410038740 A CN 200410038740A CN 1534341 A CN1534341 A CN 1534341A
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�Ϻ���ͨ��ѧ
仓学璇
李昶勋
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Abstract

本发明公开的一种液晶显示器包括两个基层、多条门线、多条数据线、两个偏振片、一个或两个补偿器、相互平行或逆平行排列的液晶材料、球形或圆柱形的隔片、置于两基层之间的白(透明)或黑隔片，液晶材料的双折射散射大于补偿材料的双折射散射。

Description

液晶显示器
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器。
背景技术
典型的液晶显示器包括提供公用电极和彩色滤光片等的上层板，提供多个薄膜晶体管(TFTs)和像素电极等的下层板，以及填充在两板之间间隙内的液晶层(LC)。两板之间的间隙由许多隔片支撑。像素电极和公用电极备有不同的电压以产生电场来改变液晶分子的方向，从而控制光透射率来显示图像。
发明内容
本发明涉及液晶显示器(LCD)。液晶包括两基层、逆平行排列的液晶层、两相互正交的偏振片、一个补偿薄膜或相互正交的两个补偿薄膜、支撑两基层间间隙的隔片。隔片的数目是有限的或隔片的透射率是一定值。
以上提到的液晶显示器示出了宽视角、高对比率以及低黑光发光率。
附图说明
图1是根据本发明实施例的液晶显示器的平面图。
图2是根据本发明第一实施例沿图1中II-II′方向的剖视图。
图3是示出了当从前面观察LCD时，OCB模式的液晶显示器中在未设置隔板的位置上光透过媒体的指标图。
图4是示出了当从前面观察LCD时，OCB模式的液晶显示器中在设置有隔板的位置上光透过媒体的指标图。
具体实施方式
现参照示出了优选实施例的附图对本发明进行详细说明。然而本发明还可以实施多种不同形式，并且不受以下实施例的限制。
为了表示清楚，在附图中夸大了各层、薄膜和区域的厚度。整篇中相似的附图标记指示相似的元件。可以理解的是，当说明一元素诸如层、薄膜、区域或基层在另一元素之上时，则表示它直接在另一元素之上或两者之间有中间元素存在。相对的，当说明一个元素直接在另一元素之上时，则表示两者之间没有中间元素存在。
现参考附图详细说明本发明液晶显示器的实施例。
图1是根据本发明实施例的液晶显示器平面图，图2是沿图1中II-II′方向的剖视图。
根据本实施例的一种OCB模式的液晶显示器包括薄膜晶体管组板100，彩色滤光板200，置于板100和200之间的多个黑色隔片320并使板100和200之间形成间隙，间隙之间的液晶层3，分别附于板100和200外层的一对延迟薄膜(或补偿薄膜)13和23，以及分别附于延迟薄膜13和23外表面的一对偏振片12和22。
以下将描述薄膜晶体管组板。
栅极导线最好由导电材料例如铝、铝合金、铬、铬合金、钼、钼合金、氮化铬以及氮化钼组成，它形成在绝缘层110上厚度为1000-3500埃。
栅极导线包括沿横向延伸的多条门线121以及门线121分出的多个门电极123。
栅极导线可以有至少两层的多层结构，该多层结构最好至少包括一个由低阻抗金属制成的层。
门绝缘层140形成在基层110上，优选地由氮化硅或氧化硅组成，其厚度为3500-4500埃并且覆盖栅极导线。
半导体层150形成在门绝缘层140之上，半导体层150优选地由无定型硅组成并覆盖多个门电极123，欧姆接触层163和165形成在半导体层150之上，优选地由涂有传导性杂质的无定型硅组成，厚度大约为500-800埃。
数据导线形成在欧姆接触层163和165以及门绝缘层140之上，数据导线优选地由导电材料例如铝、铝合金、铬、铬合金、钼、钼合金、氮化铬、氮化钼组成，厚度大约为1500-3500埃。
数据导线包括沿纵向延伸的多条数据线171组成，并与门线121交叉定义多个像素区域，从数据线171分支出来的多个源电极173并且延伸到欧姆接触层的一部分163，以及正对源电极173的多个漏电极175，从欧姆接触层的另一部分165延伸到像素区域中的门绝缘层140。
数据导线可以有至少两层的多层结构，该多层结构最好至少包括一个由低阻抗金属制成的层。
数据导线和半导体层150被钝化层180覆盖，钝化层180由诸如氮化硅和氧化硅的绝缘材料组成，厚度大约为1500-2500埃。
钝化层180有多个暴露在漏电极175上的节点洞181，多个像素电极190形成在钝化层180之上，并且通过节点洞181与漏电极175连接。像素电极190由透明导电材料如ITO和IZO组成。
正对薄膜晶体管100的彩色滤光板200将在下面进行描述。
正对部分门线121、数据线171、薄膜晶体管组板中的薄膜晶体管的黑色基质220形成在第二绝缘基层210之上。
多个红色滤光片230R、绿色滤光片230G、蓝色滤光片230B顺序形成在基层210和黑色基质220之上。
包括红、绿、蓝色滤光片R、G、B的板的整个表面被ITO和IZO制成的公用电极270覆盖。
液晶层3排列在OCB(光学补偿双折射)模式中，以倾斜状态排列向列液晶，通过使用预定电压转变为弯曲状态，并且调整供应电压来控制光的透射率。
偏振薄膜12和22的偏振轴相互正交，偏振薄膜12和22的波长色散最好小于液晶层3的波长色散。液晶的波长色散和补偿片被详细描述在韩国专利申请号为2002-058995，名称为“液晶显示器的OCB模式及其驱动方法”，于2002年9月27日提交的专利中，与本申请有相同的受让人，因此可以通过全文参考在此结合。图3和图4分别示出了当从LCD前面观察时，在一OCB模式LCD中有隔片和没有隔片的位置上光透过媒体的指标图。
如图3当光通过液晶显示器时，被偏振薄膜12线性偏振的光的偏振方向被延迟薄膜13的光率体13a改变，然后被液晶层3的光率体3a改变。接着光极化被延迟薄膜23的光率体23a所改变，最后被偏振薄膜22阻挡。偏振薄膜12和22相互正交的偏振轴如图3中A和B所示。
如果光的偏振是经过延迟薄膜13、23和液晶层3的线性偏振，延迟薄膜和液晶层相互补偿双重折射。
OCB模式的液晶显示器有宽视角和反应时间快的优点。
然而，OCB模式的液晶显示器的一个缺点就是在黑光状态下表现相对高的发光率，因为当液晶分子靠近基层时它们倾斜排列。为了避免黑光状态下高的发光率，经常使用延迟薄膜阻碍光的泄漏，然而因为隔片代替液晶材料占据了部分间隙里的空间，延迟薄膜和液晶层提供的总延迟根据隔片的位置不同而不同，尤其这增加黑光状态下隔片附近的光泄漏。
总之，OCB模式的液晶显示器利用延迟薄膜13和23增加黑光状态，但是在隔片周围没有完全成功。
因为液晶层3被隔片320代替，延迟薄膜13和23不能提供足够的延迟使偏振光被偏振薄膜22阻碍。因此如果隔片320不是黑色，经偏振薄膜12的线偏振光通过光率体13a改变偏振方向，并且它经过隔片不改变偏振方向。从隔片出来的光经过延迟薄膜23后又改变偏振方向，经延迟薄膜出来的偏振光不被偏振薄膜22阻碍。
然而，本发明的一个实施例利用黑色隔片320来阻止光的泄漏。
为了增加黑色隔片320对光的阻碍，优选的是延迟薄膜13和23的慢轴不与偏振片12和22的传送轴和吸收轴平行。
还有为了减小光的泄漏优选地将黑色隔片320的散射限制在一个小的数值范围之内，尽管最好使黑色隔片320的散射密度尽可能的小，但是为了使单元间隙一致每平方毫米大约50至90的散射密度也是能接受的。
根据实验当使用大约每平方毫米130到150的透明隔片时黑光状态的发光率大约为2.00至2.3，当使用大约每平方毫米60到80的透明隔片时黑光状态的发光率大约为1.7至1.9，另一方面，当使用黑色隔片时黑光发光率大约为1.5至1.7，比上述两透明隔片都低。
OCB模式液晶显示器中液晶分子的排列详细描述在美国专利申请号为09/986707，名称为“为加快最初的弯曲状态的液晶显示器及其驱动器和驱动方法”，于2001年11月19日提交的专利中，与本申请有相同的受让人，因此可以通过全文参考在此结合。如图2所示的OCB模型，基层表面的液晶分子排列方向相互平行，而它们的倾斜方向相反，这种排列方式称之为“逆平行”。
OCB模式液晶显示器中双重折射的补偿方法详细描述在美国专利申请号为09/879119，名称为“利用补偿薄膜有一宽视角的液晶显示器”，于2001年6月13日提交的专利中和申请号为10/713426，名称为“利用补偿薄膜有一宽视角的液晶显示器”，于2003年11月17日提交的专利中，两者与本申请有相同的受让人，因此可以通过全文参考在此结合。
OCB模式的液晶显示器中，黑光状态下液晶层的非零延迟值使得需要通过补偿薄膜或延迟薄膜补偿液晶层延迟值。然而在隔片的位置没有延迟，因为隔片由光各向同性的材料制成。因为不管是隔片还是液晶材料占据位置，补偿的延迟值都是相同的，因此在隔片位置总的延迟值与在液晶材料位置上的不同。黑光状态下OCB模式的液晶显示器的双重折射补偿方法详细描述在韩国专利申请号为2002-048056，名称为“OCB模式的液晶显示器及其驱动方法”，于2002年8月14日提交的专利申请中，与本申请有相同的受让人，因此可以通过全文参考在此结合。
OCB模式的液晶显示器的一个方面减小了液晶材料位置的总的延迟值。因此在隔片位置，补偿薄膜的延迟值改变了通过隔片的光的偏振状态。在正交的偏振片处，光偏振状态的变化导致光泄漏，因此导致黑光状态降级。
因此，为了增加OCB模式液晶显示器中的黑光状态，需要减少隔片的数目。实验证明每平方毫米90个隔片在黑光状态下较每平方毫米150个隔片减少10％的发光率。在商业装置中每平方毫米90个隔片的黑光发光率是可以接受的。
另一实验证实每平方毫米150个黑隔片在黑光状态下较每平方毫米90个白隔片减少10％的发光率，这些实验证明为了增加OCB模式液晶显示器中的黑光状态，黑隔片或减少白(或透明)隔片的数目是需要的。通常情况下黑隔片的光透射率低于3％。
本发明的一个实施例利用两个正交的偏振片，一个或两个补偿薄膜，当从液晶显示器顶视方向观察时，液晶分子排列在平面里，此平面与偏振片的透射方向呈45度。如果液晶分子与偏振片的偏振方向平行排列，则装置不能正确工作。为了补偿液晶层的双折射，当从上面观测时，补偿薄膜的慢轴应和液晶分子的慢轴正交。
实验数据显示在下表中。
  隔片类型 隔片制造商   隔片号 黑光发光率     评估
  白色隔片   Sekisui   130/mm2 2.0-2.2cd/m2     不佳
  白色隔片   Sekisui   90/mm2 1.7-1.9cd/m2     可接受
  黑色隔片   Natoco   90/mm2 1.5-1.7cd/m2     好
虽然本发明已经参照优选实施例进行了详细描述，应该理解的是，本发明并不受限于已公开的实施例，但是反之，对本发明不同的修改和等同的组合包括在权利要求的精神和范围之内。

Claims (23)

1、一种液晶显示器，其包括：
一在其上有公用电极的上基层；
一在其上有像素电极的下基层；
一注入在上基层与下基层之间的液晶层；
置于上下基层之间的隔片；
其中所述两基层上的液晶分子相互逆平行排列，并且隔片的颜色是黑色。
2、如权利要求1所述的液晶显示器，其中，
所述液晶显示器还包括补偿薄膜和偏振片。
3、如权利要求2所述的液晶显示器，其中，
所述补偿薄膜的慢轴与偏振片的透光轴不平行。
4、如权利要求3所述的液晶显示器，其中，
所述补偿薄膜的慢轴和偏振片透光轴之间的角度大约为45度。
5、如权利要求1所述的液晶显示器，其中，
所述隔片是球形或圆柱形。
6、一种液晶显示器，其包括：
一在其上有公用电极的上基层；
一在其上有像素电极的下基层；
一注入在上基层与下基层之间的液晶层；
置于上下基层之间的隔片；
其中所述液晶层的排列是OCB模式，并且隔片是黑色的。
7、如权利要求6所述的液晶显示器，其中，
所述液晶显示器还包括一补偿薄膜和偏振片。
8、如权利要求7所述的液晶显示器，其中，
补偿薄膜的慢轴与偏振片的透光轴不平行。
9、如权利要求8所述的液晶显示器，其中，
补偿薄膜的慢轴和偏振片透光轴之间的角度大约为45度。
10、如权利要求6所述的液晶显示器，其中，
所述隔片是球形或圆柱形。
11、如权利要求7所述的液晶显示器，其中，
所述补偿薄膜的双折射散射比液晶层的小。
12、一种液晶显示器，其包括：
一在其上有公用电极和彩色滤光片的上基层；
一在其上有像素电极以及薄膜晶体管组件的下基层；
一注入在上基层与下基层之间的液晶层；
置于上下基层之间的隔片；
其中所述隔片的光透射率小于3％并且隔片的数目小于每平方毫米90个。
13、如权利要求12所述的液晶显示器，其中，
所述液晶显示器还包括一补偿薄膜和偏振片。
14、如权利要求13所述的液晶显示器，其中，
所述补偿薄膜的慢轴与偏振片的透光轴不平行。
15、如权利要求14所述的液晶显示器，其中，
所述补偿薄膜的慢轴和偏振片透光轴之间的角度大约为45度。
16、如权利要求12所述的液晶显示器，其中，
所述隔片是球形或圆柱形。
17、如权利要求12所述的液晶显示器，其中，
所述补偿薄膜的双折射散射比液晶层的小。
18、一种液晶显示器，其包括：
一在其上有公用电极的上基层；
一在其上有像素电极的下基层；
一注入在上基层与下基层之间的液晶层；
置于上下基层之间的隔片；
其中在所述上下基层上的液晶层的液晶分子相互逆平行排列，隔片的数目小于每平方毫米90个。
19、如权利要求18所述的液晶显示器，其中，
所述液晶显示器还包括一补偿薄膜和偏振片。
20、如权利要求19所述的液晶显示器，其中，
所述补偿薄膜的慢轴与偏振片的透光轴不平行。
21、如权利要求20所述的液晶显示器，其中，
所述补偿薄膜的慢轴和偏振片透光轴之间的角度大约为45度。
22、如权利要求18所述的液晶显示器，其中，
所述隔片是球形或圆柱形。
23、如权利要求18所述的液晶显示器，
所述补偿薄膜的双折射散射比液晶层的小。
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