专利名称：垂直取向模式的液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液晶显示装置，特别是涉及一种垂直取向模式 的液晶显示装置。
技术背景随着信息社会的发展，人们对显示设备的需求得到了增长。为了满足这种需求，最近几种平板显示设备，如液晶显示装置(LCD)、有机发光 (0LED)显示装置、等离子体显示装置(PDP)都得到了迅猛的发展。在 平板显示装置当中，液晶显示装置由于其重量低、体积小、能耗低的优点， 正在逐步取代冷阴极显示设备。液晶显示装置主要由相对设置的第一基板、第二基板，以及像夹心饼 干一样嵌入在两个基板之间的液晶层组成。目前常用的液晶显示装置显示 模式有TN(Twist Nemetic，扭曲向列)、IPS (In Plane Switching,面内 开关)和VA (Vertical Alignment,垂直取向)模式。TN型液晶显示装 置的主要缺点为视角范围比较窄，IPS模式的液晶显示装置改善了 TN的 缺点，其视角可以达到170度以上，但是由于其模式是通过液晶分子在平 面内转动而实现画面显示，其响应速度慢。对于垂直取向模式的液晶显示装置，如图la、图lb所示，在第一、 第二基板10和20的内侧均设置有透明导电层11和21,从而可以形成垂 直电场；在两层透明导电层11和21之间嵌入液晶层30,液晶层30由负
性液晶分子3r组成，所谓负性液晶是指液晶分子长轴方向的介电常数小于液晶分子短轴方向的介电常数，如图la所示，在没有垂直电场作用在 液晶分子上的情况下，液晶分子垂直于基板表面取向，如图lb所示当有 垂直电场作用牵液晶分子上时，由于液晶分子长轴的介电常数较小，所以 液晶分子在电场作用下，会发生特定方向的取向，最终垂直于电场方向排 列。如上所述，同TN模式相比，VA模式具有高对比度、高视角的优点， 但是同面内开关(IPS)模式相比，VA模式的视角特性略差，为了改善垂 直取向模式的袍角特性，欧洲专利0884626A2公开了 一种多区域的垂直取 向显示模式(Multi-Domain Vertical Alignment, MVA )，要实现这种多 区域的垂直配向显示模式需要在第一基板10侧和第二基板20侧制作相应 的凸起12或者沟槽22，在MVA显示模式中，如图2所示，液晶分子31 被沟槽22或者突起12分为四个域，当施加电场的时候，每个域内的液晶 分子的旋转方向均不相同，这样在某个方向进行观察的时候，相对于这个 观察方向，各个域内的液晶分子造成的光学延迟也就不相同，各个区域的 光学延迟彼此平均可以得到较好视角特性。要实现上述MVA显示模式，要求第一基板10在完成透明电极层溅射后，还需要增加一次曝光工艺过程，通过这次曝光，在第一基板io侧制 作出特定图形的凸起12;同时还要求在第二基板20在透明电极层曝光、 刻蚀中，同时完成第二基板20侧透明电极层沟槽22的制作。制作第一基 板10侧凸起12 —般要进行以下处理:将相应材料在第一基板表面进行涂 布或溅射、曝光、显影和退火；制作第一基板侧沟槽一般要进行溅射、光 刻胶涂布、曝光、显影和刻蚀。因此，该种结构的液晶显示装置增加了工
艺复杂度，提高了成本，同时由于第一基板最终要和第二基板贴合在一起，又由于曝光位置精度、贴合精度的影响，贴合完毕后，如图3a、图3b所 示，第一基板10侧凸起或者沟槽12所处的位置可能会偏离设计位置，这 会对响应速度，视角带来不好的影响。 实用新型内容本实用新型解决的技术问题在于提供一种降低第一基板制作成本、避 免由于第一、二基板贴合时相对位置偏差而造成的响应速度降低、视角变差的垂直取向模式的液晶显示装置。为达上述目的，本实用新型提供了一种垂直取向模式的液晶显示装置，包括相对设置的第一基板和第二基板； 一液晶层，填充在第一基板和第二基板之间；所述第二基板上形成有多个具有像素电极的子像素；其中所述像素电极上形成有沟槽,所述沟槽将像素电极分立成电学上互不相连 的两个部分，两个部分分别连接一个TFT器件。基于上述构思，本实用新型的垂直取向模式的液晶显示装置由于在 像素电极上制作有沟槽，像素电极被分离为彼此没有电学连接的两个部 分，这两个部分分别使用一个TFT器件进行驱动，当这两个TFT器件使用 不同的驱动波形时，通过电压的差异，在TFT器件驱动的象素电极周围的 电势面是呈上凸状的，从而可以得到像现有的垂直取向模式一样的电场岐 变，显示效果也等同于现有的垂直取向显示模式，但相比现有结构的液晶 显示装置，由于在第一基板侧不需要制作凸起或沟槽，省去了一次曝光工 艺生产过程，大大降低了成本，同时无需考虑第一基板上凸起或沟槽的位 置偏离设计值造成的黑紋，响应速度低下等问题，减少了设计时的难度。 为了更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本 实用新型的详细说明与附图。然而附图仅供参考与辅助说明用，不构成对 本实用新型的限制。
图la是现有的垂直取向模式的液晶显示装置在不加电压时的液晶分 子取向示意图；图lb是现有的垂直取向模式的液晶显示装置在加上电压时的液晶分 子取向示意图；图2是现有的多畴垂直取向模式的液晶显示装置的子像素示意图； 图3a是第一、第二基板贴合后，没有发生相对位置偏移时的示意图； 图3b是第一、第二基板贴合后，发生相对位置偏移时的示意图； 图4是本实用新型的垂直取向模式的液晶显示装置的子像素结构示 意图；图5是本实用新型的垂直取向模式的液晶显示装置的子像素的两个 驱动信号波形示意图；图6a是现有的垂直取向模式液晶显示装置结构及其子像素电场的岐 变示意图；图6b是本实用新型的垂直取向模式的液晶显示装置结构及其子像素电场岐变示意图；图7、图8是本实用新型实施例的子像素的结构示意图。图中.10.第一基板 11.透明导电层(共用电极)12.凸起(沟槽)20.第二基板 21.透明导电层(像素电极) 22.沟槽23.沟槽 24a、 24b.扫描线 25a、 25b.信号线26.公共电极线 27a、 27b. TFT器件28、 29.透明电极层部分 231.辅助透明电极沟槽 30.液晶层 31.液晶分子41、 42.驱动信号电压 50.歧变电势面具体实施方式
以下结合附图及典型实施例对本实用新型作进一步说明。图4是本实用新型的垂直取向模式的液晶显示装置的子像素结构示意图；图5是本实用新型的垂直取向模式的液晶显示装置的子像素的两个 驱动信号波形示意图；图6a是现有的垂直取向模式液晶显示装置结构及 其子像素电场的岐变示意图；图6b是本实用新型实施例的垂直取向模式 的液晶显示装置的结构示意图。参照图6b，垂直取向模式的液晶显示装置，包括相对设置的第一基 板10、第二基板20及填充在第一基板10和第二基板20之间的液晶层30， 参照图4,第二基板20上形成有多条平行排列的扫描线24a与多条平行 的信号线25a相互垂直，所述扫描线24a和信号线25a之间设置有绝缘膜， 每两相邻扫描线24a和信号线25a定义出子像素，子像素的显示区为透明 导电层21,即像素电极；通过刻蚀，在每个子像素内的透明导电层(像 素电极)21被分隔为电学上彼此不相连的两个透明电极层部分28和29， 这两个部分的透明电极层28和29分别使用TFT器件27a和28b进行控制。 同时在同一个扫描周期，参照图5，加在透明电极层29部分上的驱动信 号电压42要高于加在透明电极层28部分的信号电压41。参照图6a、图 6b，通过电压的差异，产生歧变电势面50，得到像普通垂直取向模式一 样的电场岐变，这些歧变电场的存在，会首先导致歧变电场附近的液晶分 子发生特定方向的取向，然后这种取向行为象多米诺骨牌一样向其他区域 延伸，从而得到近似于普通垂直取向显示模式一样的显示效果。液晶层30—由介电常数为负且各向异性的液晶分子31组成，像素电 极21和设置在第一基板10内侧的共用电极11均釆用透明导电材料制成， 如ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化锌锡)等；另外，垂直取向模式的液晶显 示装置还包括设置在第一、第二基板10和20内侧的VA型配向膜，设置 在基板10和20外侧的偏光板等(图中均未示)。第二基板上与扫描信号线平行并处于同一层的存储电容公共电极线 26和像素电极21之间形成的存储电容用来维持下一个信号来临前液晶分子的状态。图7、图8是本实用新型实施例的子像素的结构示意图。参照图7，为了在一个子像素中实现使用两个TFT器件进行驱动，在 子像素内引入另一条扫描线24b,扫描线24a、 24b和信号线25a的交叠 处分别设置薄膜晶体管(TFT) 27a、 27b。参照图8,还可以通过在子像素内引入另一条信号线25b来实现两个 TFT器件的驱动，扫描线24a和信号线25a、 25b的交叠处分别设置薄膜 晶体管(TFT) 27a、 27b。参照图7、图8,为了防止在像素边缘出现黑紋，在像素边缘制作有
辅助透明电极沟槽231，辅助透明电极沟槽231与像素的边缘相平行，且 与沟槽23连成一体，这些辅助的透明电极沟槽231可以使其周围的液晶 分子向平行或者垂直于偏光片吸收轴的方向取向，可以有效的抑制住像素 电极21的边缘电场的作用，改善响应速度。本实用新型上述实施例所给出的垂直取向模式的液晶显示器，通过在 像素电极21上制作沟槽23，像素电极21被分离为彼此没有电学连接的 两个部分28、 29,这两个部分分别使用一个TFT器件27a、 27b进行驱动， 且这两个TFT器件27a、 27b所使用的驱动波形不同，通过电压的差异， 在TFT器件驱动的像素电极周围的电势面50是上凸的，从而可以得到像 现有垂直取向模式一样的电场岐变，显示效果也等同于现有的垂直取向显 示模式，但相比现有结构的液晶显示装置，由于在第一基板10侧不需要 制作凸起或沟槽，省去了一次曝光工艺生产过程，大大降低了成本，同时 无需考虑第一基板上凸起或沟槽的位置偏离设计值造成的黑紋，响应速度 低下等问题，减少了设计时的难度。
权利要求1.一种垂直取向模式的液晶显示装置，包括相对设置的第一基板和第二基板；一液晶层，填充在第一基板和第二基板之间；所述第二基板上形成有多个具有像素电极的子像素；其中所述像素电极上形成有沟槽，所述沟槽将像素电极分立成电学上互不相连的两个部分，两个部分分别连接一个TFT器件。
2. 根据权利要求l所述的液晶显示装置，其特征在于所述的子 像素的边缘设置有与像素边缘平行且与沟槽连成一体的辅助透明电极
3. 根据权利要求l所述的液晶显示装置，其特征在于所述的像 素电极的材料为铟锡氧化物。
专利摘要本实用新型公开了一种垂直取向模式的液晶显示装置，包括相对设置的第一基板和第二基板；一液晶层，填充在第一基板和第二基板之间；所述第二基板上形成有多个具有像素电极的子像素；其中所述像素电极上形成有沟槽，所述沟槽将像素电极分立成电学上互不相连的两个部分，两个部分分别连接一个TFT器件；通过本实用新型结构的液晶显示装置，第一基板侧不需要制作凸起或沟槽，降低制作成本，同时无需考虑第一基板上凸起或沟槽的位置偏离设计值造成的黑纹，响应速度低下问题，减少了设计时的难度。
文档编号G02F1/1362GK201044031SQ20072007070
公开日2008年4月2日 申请日期2007年6月6日 优先权日2007年6月6日
发明者亮 徐 申请人:上海广电光电子有限公司