专利名称：液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器。
背景技术：
一般来说，液晶显示器(LCD)是通过取决于液晶分子的排列来控制光的透射率用于显示图像的一种器件，其中通过对像素电极和共用电极施加不同的电势横跨液晶材料产生电场来改变液晶分子的排列，液晶材料插入在其上设置有共用电极和滤色器的上部面板和其上设置有薄膜晶体管(TFTs)和像素电极的下部面板之间。
如本领域中所周知地，液晶显示器具有其窄视角的主要缺陷。现介绍已提出用于加宽视角的各种方法。
如一个例子，有一种用于控制液晶分子的倾斜方向的方法，该方法利用使液晶分子定向垂直于上部和下部面板并且在像素电极和与像素电极相对的共用电极中形成挖剪图案或突出部分。
如另一个例子，有一种通过形成在同一面板上的两电极产生的水平电场用于使液晶分子在平行于面板表面的平面上旋转的方法。
如又一个例子，有一种通过对常规的扭曲向列(TN)模式LCD添加散射补偿膜或折射补偿膜来用于加宽视角的方法。
在这些方法中，由于仅仅通过对常规结构增添膜来加宽视角，所以通过添加补偿膜来用于加宽视角的方法具有高可用性。然而，由于相邻像素之间的混色，这种方法具有降低清晰度度的问题。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的一个目的是提高液晶显示器中图象的清晰度。
为了实现该目的，在根据本发明的液晶显示器中，根据像素的大小调整玻璃基板的厚度或黑色矩阵的宽度。
根据本发明的一个方案，提供一种液晶显示器，其包括第一绝缘基板、形成在第一基板的内表面上的多条第一信号线、形成在第一基板的内表面上并且与第一信号线绝缘并交叉的多条第二信号线、形成在像素区中用第一信号线和第二信号线的交叉区域所限定的多个像素电极、具有与第一基板的内表面相对的内表面的第二绝缘基板、形成在第二基板的内表面上用于把第二基板分隔成像素区的黑色矩阵、形成在第一基板和第二基板之一上用于与像素电极协作产生驱动电场的共用电极、以及在第一基板和第二基板之间注入的液晶材料，其中满足下列条件 其中L是第二基板的厚度，p是像素区的行距，以及w是黑色矩阵的宽度。
优选地，液晶显示器还包括设置在第一基板的外部表面上的第一偏振板、设置在第一偏振板的外部表面上的第一补偿膜、设置在第一补偿膜的外部表面上的光导板、粘附到第二基板的外部表面上并含有折光片的第二补偿膜、以及粘附到第二补偿膜的外部表面上的第二偏振板。
优选地，当散射片用作液晶显示器中的第二补偿膜时，满足下列条件 优选地，共用电极包括在基板内表面上的透明导电材料，并且用黑色矩阵分隔的每个像素区设置有红色、绿色和蓝色滤色器。
根据本发明的另一个方案，提供一种液晶显示器，其包括第一绝缘基板、形成在第一基板的内表面上的多条第一信号线、形成在第一基板的内表面上并且与第一信号线绝缘并交叉的多条第二信号线、形成在像素区中用第一信号线和第二信号线的交叉区域所限定的多个像素电极、具有与第一基板的内表面相对的内表面的第二绝缘基板、在第二基板的内表面上用于每个像素区所形成的红色、绿色和蓝色滤色器、形成在第二基板的内表面上用于分隔红色、绿色和蓝色滤色器的黑色矩阵、形成在第一基板和第二基板之一上用于与像素电极协作产生驱动电场的共用电极、以及在第一基板和第二基板之间注入的液晶材料，其中黑色矩阵包括用于分隔三种连续的红色、绿色和蓝色滤色器的组之间的第一部分和用于分隔含在滤色器的组中的滤色器之间的第二部分，满足下列条件
其中w是黑色矩阵的第一部分的宽度，L是第二基板的厚度，以及p是像素区的行距。
优选地，液晶显示器还包括设置在第一基板的外部表面上的第一偏振板、设置在第一偏振板的外部表面上的第一补偿膜、设置在第一补偿膜的外部表面上的光导板、粘附到第二基板的外部表面上并含有折光片的第二补偿膜、以及粘附到第二补偿膜的外部表面上的第二偏振板。
优选地，当散射片用作液晶显示器中的第二补偿膜时，满足下列条件
图1是根据本发明第一实施例的液晶显示器的示意截面图；图2是根据本发明第一实施例的液晶显示器的详细截面图；图3示出了通过光散射和折射在液晶显示器中散布开的图；图4是用于几种背光膜的光束轮廓的示图；图5示出了在液晶显示面板内部和外部实验折射的光路；图6是进入液晶显示器内的入射角和液晶显示器内的反射角之间关系的示图；图7是用于计算在液晶显示器中沿光的路径侵入相邻像素的宽度的理论图；图8示出了取决于相邻像素之间散射的侵入距离的像素的可见度的理论图；图9是用于根据本发明第二实施例的液晶显示器的滤色器的布置图。
具体实施例方式
现在参考附图详细介绍本发明的优选实施例。
图1是根据本发明第一实施例的液晶显示器的示意截面图。
彼此相对的设置其之间具有单元间隙g的下部基板10和上部基板100。在上部基板100上形成黑色矩阵200和滤色器310、320和330，以及在下部基板10上形成含有栅极信号线与数据信号线的金属信号线(未示出)和像素电极(未示出)。含有扭曲向列液晶的液晶层900(未示出)设置在上部基板100和下部基板10之间。在上部基板100上设置例如散射片和折射膜的上部补偿膜102，以及在上部补偿膜102上设置上部偏振板101。下部偏振板11设置在下部基板10上，以及例如散射片和折光片的下部补偿膜12设置在下部偏振板11上。背光单元的光导板13设置在下部补偿膜12下方。此处，下部补偿膜12和光导板13一起设置在背光单元内是很常见的。
此时，当假定上部基板100的厚度为L时，像素行距为p，而黑色矩阵的宽度为w，并且当折光片用作下部补偿膜12时，满足下列关系式 可选择地，当除折光片以外的散射片用作下部补偿膜12时，满足下列关系式 那么，能防止不能区分相邻像素的颜色的混色。下文将说明获得这种效果的原因。现在，将详细介绍根据本发明第一实施例的液晶显示器的结构。
图2是根据本发明第一实施例的液晶显示器的详细截面图。首先，将介绍下部TFT阵列面板。
首先介绍一下部TFT阵列面板。
在例如透明玻璃的绝缘基板10上形成沿横向方向延伸的多条栅极线(未示出)，以及在同一层上并用与栅极线相同的材料形成多条存储电容器线31和34。栅极线具有突出型的栅电极(未示出)。栅极绝缘膜40形成在栅极信号线和存储电容器线31和34上。由非晶硅形成的半导体层(未示出)形成在与栅电极相反的栅极绝缘膜40上。由重掺杂有例如磷(P)的N型杂质的非晶硅构成的接触层(未示出)形成在半导体层上。多个源极(未示出)和多个漏极(未示出)分别形成在接触层的两个部分上，并且源极连接到多条数据线70上，数据线70形成在栅极绝缘膜40上并且沿纵向方向延伸。具有暴露漏极的多个接触孔(未示出)的保护层80形成在数据线70上，并且通过接触孔连接到漏极上的多个像素电极91形成在保护层80上。像素电极91由透明导电材料构成，例如ITO(氧化铟锡)和IZO(氧化铟锌)。
此处，要施加到下文将要介绍的滤色面板的共用电极上的电势典型地施加到存储电容器线31和34上。
随后，将介绍上部滤色面板。
多个像素区用含有Cr/Cr氧化物的双层的黑色矩阵200来限定并且形成在例如透明玻璃的基板100上。在每个像素区重形成红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)滤色器310、320和330。用保护膜600涂敷滤色器310、320和330来用于保护滤色器310、320和330，以及由例如ITO的透明导体构成的共用电极400形成在保护膜600上。共用电极400与像素电极900协作产生用于改变液晶方向的电场。
另一方面，可以用添加黑色素的有机绝缘材料形成黑色矩阵200，而取代用例如Cr的金属材料来形成。
对准并装配如上所述的薄膜晶体管阵列面板和滤色面板，液晶材料900注入在面板装配组件之间，使得液晶材料900中的液晶分子是扭曲取向的。两块偏振板11和101设置在两基板10和100外部，使得它们的偏振轴彼此平行或垂直对准。最后，当在上部偏振板11和上部基板10之间设置例如散射片的补偿膜12以便实现宽视角时，完成根据第一实施例的液晶显示器。
下面将说明本发明的效果。
首先，将参考图1和3说明相邻像素之间混色的原因。
图3示出了通过光散射和折射在液晶显示器中散布开的图。
在具有用于利用补偿膜实现宽视角的补偿膜的液晶显示器中，通过使穿过液晶层900的光在补偿膜102中朝所有方向散射，可见度在所有方向中变得相似。这时，在光到达散射片102之前，穿过滤色器310、320和330的光不得不穿过上部基板100。然而，在光以一定角度倾斜的情况下，光从其本身的像素区偏离，也就是，当光到达散射片102时定位在相邻的像素区。从而，如图3所示，在相邻的像素之间出现混色。
现在，将考虑以从背光发射的光穿过液晶面板的角度。
图4是用于几种背光膜的光束轮廓的示图，以及图5示出了在液晶显示面板内部和外部折射的光路。
参考图4，当从背光发射的光通过折光面板入射在液晶面板内时，光集中在入射角度中0°和25°之间的路径上，而在一片散射膜的情况下集中在0°和40°之间。在三片散射膜的情况下，与一片散射膜相比，光更加集中在中心部分。然而，可以一般地认为位于入射角中0°和40°之间的光是有效的。顺便，参考图5，由于在朝面板内入射期间光折射，所以进入面板的入射角与在面板内移动角不同。
图6是进入液晶显示器内的入射角和液晶显示器内的反射角之间关系的示图。
参考图6，在折光片的情况下，作为光的主要路径的0°至25°的范围变成在面板内的0°至17°的范围。而且，在散射膜的情况下，作为光的主要路径的0°至40°的范围变成在面板内的0°至25°的范围。利用折光片的液晶显示器主要用于笔记本电脑，而利用散射膜的液晶显示器主要用于监视器或TV。
现在，将说明关于侵入相邻像素的距离的计算。
图7是用于计算在液晶显示器中沿光的路径侵入相邻像素的宽度的理论图。
如果侵入相邻像素的距离设为x，那么从下列关系式中计算xx＝Ltanθ-w(3)此处，为了避免像素之间的混色，x必须为0，换句话说，光不应侵入相邻的像素。为了观察者能区分两相邻的像素，即使在相邻的像素之间局部表现出混色，表示侵入宽度的x不超过像素宽度p的一半。也就是，应满足下列关系式x=Ltanθ-w<p2---------(4)]]>根据L重新设置关系式(4)，得到下列关系式L≤p+2w2tanθ------------(5)]]>如上所述，由于当折光片用作下部补偿膜时光路径集中在入射角中的0°和17°之间，并且当散射片用作下部补偿膜时光路径集中在入射角中的0°和25°之间，所以用于区分两相邻像素的条件分别为关系式1和2。
那么，将计算像素的大小，像素的大小取决于实际所采用的玻璃基板的厚度并要求彼此区分两相邻的像素。
在关系式5中，黑色矩阵的宽度w大约为像素宽度的1/10。即w≈p10.]]>把这个关系式放入关系式5，得到下列关系式L<p+p/52tanθ=3p5tanθ-------(6)]]>在具有700μm、500μm和300μm厚度的玻璃基板的情况下，当利用关系式6计算在折光片和散射片的情况下要求区分两相邻像素的最小像素行距时，得到下表表1
尽管根据液晶显示器的用途和等级可以采用比表1中列出的像素行距(pixel pitch)小的像素行距，但认为不能用这种小的像素行距产生具有高可见度的液晶显示器。
图9是用于根据本发明第二实施例的液晶显示器的滤色器的布置图。
除黑色矩阵和滤色器的排列间隔以外，第二实施例在结构上类似于第一实施例。在第二实施例中，分隔成组的三种红色、绿色和蓝色的组合的黑色矩阵的间隔体比分隔在一组像素中的红色、绿色和蓝色的其它间隔体宽。当折光片用作下部补偿膜12时，多组像素之间的黑色矩阵的间隔体的宽度满足下列关系式
当散射片用作补偿膜12时，多组像素之间的黑色矩阵的间隔体的宽度满足下列关系式
例如，在像素行距规定为300μm以及上部基板的厚度分别为700μm、500μm和300μm的情况下，当计算在折光片和散射片用作下部补偿膜的情况下要求区分两相邻像素的最小像素行距时，得到下表表2
当形成黑色矩阵满足表2时，能彼此区分两相邻组的像素。此处，要满足关于表2中所列宽度的条件的黑色矩阵的部分仅仅是含有红色、绿色和蓝色滤色器的像素组之间的部分，而分隔一组中的红色、绿色和蓝色像素的黑色矩阵的部分不要求满足表2中所列宽度的条件。这是因为表示图象的一个点的红色、绿色和蓝色像素之间的混色是可接受的。
尽管用例子介绍了在下部基板和上部基板上分别形成像素电极和共用电极的结构，但本发明可应用于形成在同一基板上用于产生平行于基板的电场的像素电极和共用电极的液晶显示器。
如上所述，通过除去数据线上方的共用电极并形成用于数据线的开口，降低了信号线的负载，减少了横越信号线的液晶电容的变化，降低了由于旁路色度亮度干扰引起的光的泄漏，而增加了孔径比。当降低信号线负载时，能克服关于用单个铬膜形成的数据线的结构的清晰度和大小的局限性，其导致实现了具有高清晰度的更宽的液晶显示器。当减少横越信号线的液晶电容的变化时，由于克服了当电荷比低时首先出现的纵向色度亮度干扰，所以能克服关于电荷比的局限性。此外，由于旁路色度亮度干扰引起的光的泄漏的减少和孔径比的增加能产生具有良好品质图像的液晶显示器。
尽管此处详细介绍了本发明的优选实施例，但应清楚地明白此处所讲解的基础发明概念的许多变化和/或修改可对本领域的技术人员来说仍将落入附加权利要求所限定的本发明的主旨和范围内。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括第一绝缘基板；形成在第一基板的内表面上的多条第一信号线；形成在第一基板的内表面上并且与第一信号线绝缘并交叉的多条第二信号线；形成在像素区中用第一信号线和第二信号线的交叉区域所限定的多个像素电极；具有与第一基板的内表面相对的内表面的第二绝缘基板；形成在第二基板的内表面上用于把第二基板分隔成像素区的黑色矩阵；形成在第一基板和第二基板之一上用于与像素电极协作产生驱动电场的共用电极；以及在第一基板和第二基板之间注入的液晶材料，其中满足下列条件 其中L是第二基板的厚度，p是像素区的行距，以及w是黑色矩阵的宽度。
2.根据权利要求1的液晶显示器，还包括设置在第一基板的外部表面上的第一偏振板；设置在第一偏振板的外部表面上的第一补偿膜；设置在第一补偿膜的外部表面上的光导板；粘附到第二基板的外部表面上并含有折光片的第二补偿膜；以及粘附到第二补偿膜的外部表面上的第二偏振板。
3.根据权利要求1的液晶显示器，其中满足下列条件
4.根据权利要求3的液晶显示器，还包括设置在第一基板的外部表面上的第一偏振板；设置在第一偏振板的外部表面上的第一补偿膜；设置在第一补偿膜的外部表面上的光导板；粘附到第二基板的外部表面上并含有折光片的第二补偿膜；以及粘附到第二补偿膜的外部表面上的第二偏振板。
5.根据权利要求1至4中任一的液晶显示器，其中共用电极包括在基板内表面上的透明导电材料。
6.根据权利要求1至4中任一的液晶显示器，还包括用黑色矩阵分隔的在每个像素区中形成的红色、绿色和蓝色滤色器。
7.根据权利要求6的液晶显示器，其中黑色矩阵包括用于分隔三种连续的红色、绿色和蓝色滤色器的组之间的第一部分和用于分隔含在滤色器的组中的滤色器之间的第二部分，第一部分的宽度比第二部分的宽度宽。
8.一种液晶显示器，包括第一绝缘基板；形成在第一基板的内表面上的多条第一信号线；形成在第一基板的内表面上并且与第一信号线绝缘并交叉的多条第二信号线；形成在像素区中用第一信号线和第二信号线的交叉区域所限定的多个像素电极；具有与第一基板的内表面相对的内表面的第二绝缘基板；在第二基板的内表面上用于每个像素区所形成的红色、绿色和蓝色滤色器；形成在第二基板的内表面上用于分隔红色、绿色和蓝色滤色器的黑色矩阵；形成在第一基板和第二基板之一上用于与像素电极协作产生驱动电场的共用电极；以及在第一基板和第二基板之间注入的液晶材料，其中黑色矩阵包括用于分隔三种连续的红色、绿色和蓝色滤色器的组之间的第一部分和用于分隔含在滤色器的组中的滤色器之间的第二部分，满足下列条件 其中w是黑色矩阵的第一部分的宽度，L是第二基板的厚度，以及p是像素区的行距。
9.根据权利要求8的液晶显示器，还包括设置在第一基板的外部表面上的第一偏振板；设置在第一偏振板的外部表面上的第一补偿膜；设置在第一补偿膜的外部表面上的光导板；粘附到第二基板的外部表面上并含有折光片的第二补偿膜；以及粘附到第二补偿膜的外部表面上的第二偏振板。
10.根据权利要求8的液晶显示器，其中满足下列条件
11.根据权利要求10的液晶显示器，还包括设置在第一基板的外部表面上的第一偏振板；设置在第一偏振板的外部表面上的第一补偿膜；设置在第一补偿膜的外部表面上的光导板；粘附到第二基板的外部表面上并含有折光片的第二补偿膜；以及粘附到第二补偿膜的外部表面上的第二偏振板。
全文摘要
彼此相对的设置其之间具有单元间隙的下部基板和上部基板。在上部基板上形成黑色矩阵和滤色器，以及在下部基板上形成含有栅极信号线与数据信号线的金属信号线(未示出)和像素电极(未示出)。含有扭曲向列液晶的液晶层(未示出)设置在上部基板和下部基板之间。在上部基板上设置例如散射片和折射膜的上部补偿膜，以及在上部补偿膜上设置上部偏振板。下部偏振板设置在下部基板上，以及例如散射片和折光片的下部补偿膜设置在下部偏振板上。背光单元的光导板设置在下部补偿膜下方。此时，当假定上部基板的厚度为L时，像素行距为p，而黑色矩阵的宽度为w，并且当折光片用作下部补偿膜时，满足关系式(I)。当散射片用作下部补偿膜时，满足关系式(II)。
文档编号G02F1/1333GK1620630SQ02828223
公开日2005年5月25日 申请日期2002年7月26日 优先权日2002年2月19日
发明者宋长根 申请人:三星电子株式会社