专利名称：多畴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，特别是涉及一种能够改善色差 的多畴垂直取向模式的液晶显示装置。
背景技术：
液晶显示(Liquid Crystal Display, LCD)是目前广泛应用的主流 显示技术之一，具有耗能小、厚度薄、重量轻及工作电压低等特征。液晶 显示面板一般包括有上基板、下基板及填充在上下基板之间的液晶层；下 基板上的显示区域包含多个子像素区域，其内设置有薄膜晶体管(TFT) 以及像素电极，薄膜晶体管充当开关元件；上基板具有共通电极UPS液
晶显示模式除外)及彩色过滤器；在上下基板的电极上具有配向膜材料， 使液晶分子得到配向；下基板的像素电极与上基板的共通电极之间形成电 场，在电场的作用下，液晶分子的排列状态发生变化，从而使背光源的透 过率发生变化，形成图案显示。
目前应用于电视方面的液晶显示模式主要为MVA (MulU-domain Vertical Alignment;多畴垂直取向)模式。MVA液晶显示多为利用凸起 物或者狭缝电极以形成多畴垂直取向显示模式，以利用凸起物形成MVA 显示模式为例，在没有电场存在的情况下，液晶分子在配向膜的作用下垂 直取向，如图1A所示，此时显示器具有良好的黑态。对液晶分子施加一 定的电压，液晶由垂直排列状态逐渐转向平行排列，如图1B所示，液晶
显示装置透过率发生变化，从而实现灰阶显示。在这个过程中，由于凸起 物的倾斜面或者由于条状电极形成的倾斜电场，触发液晶分子形成多个方 向的取向，即形成多畴垂直取向显示模式。在这种情况下，观察者在各个 视角下观察屏幕所显示的画面，所观察的灰阶一致，没有灰阶反转等现象
的发生，显示了良好的视角特性，如图2所示。
MVA显示模式在斜视角方面虽然表现的灰阶一致，但是与正视角方向 的灰阶相比，则具有灰阶方向依存性。表现在具体的颜色上，正视角方向 和斜视角方向的颜色则不完全一致，会发生色差。通过液晶显示器的透射 光强变化公式为，
I = I0sin、in2[，("e# - "0Ki
其中，I为透射光强，1。为入射光强，入为入射光波长，d为液晶盒
的厚度，①为液晶分子的方位角。其有效折射率/y- , 2，"6 2 2 ，
cos P +w。 sin 0
在这里n。、 rv e分别为液晶分子的寻常折射率、非常折射率和液晶分子 的极性角。n。、 n6、 e和①的定义如图3所示。
从这个公式可以看出，液晶分子的有效折射率是和液晶分子的极性 角相关的，在不同的视角下，液晶分子表现的极性角是不相同的，则会引 起透射光强的变化。具体的表现为斜视角下的透过能力下降，斜视角方向 和正视角方向所表现的颜色不一致，导致色差，从而影响视角范围和画面 质量。
为解决斜视角的色差问题，可以利用电容耦合的方法或者双TFT驱 动的方法形成8畴以上的显示模式，使液晶分子在各个视角方向表现的有 效折射率趋于一致，则不同视角下的透过率差异变小，色差可以得到改善。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题在于提供一种具有多畴垂直取向模式的 液晶显示装置，使液晶显示斜视角方向的色差得到改善。
基于上述目的，本实用新型提供了一种多畴垂直取向模式的液晶显示
装置，包括一上基板、 一下基板； 一液晶层，填充在上下基板之间；所述 上基板表面形成有共通电极，共通电极上形成有狭缝或凸起；所述下基板 的显示区域包含有多个子像素区域，子像素内设置有像素电极，像素电极 上形成有狭缝或凸起;其中所述子像素分成具有一定面积比的至少两个区 域，且至少有两个区域的共通电极和像素电极之间的间隙互不相同。
基于上述构思，本实用新型的多畴垂直取向模式的液晶显示装置由于 每个子像素内至少有两个区域形成的共通电极和像素电极之间的间隙互 不相同，则子像素在相同电压的驱动下，各个区域表现的电场强度不全相 同，同一子像素内的液晶分子取向表现不同，因此能够形成多畴显示的效 果，从而改善色差。
为了更进一步说明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。其中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1A是不施加电场时MVA模式的液晶分子取向示意图； 图1B是施加电场时MVA模式的液晶分子取向示意图； 图2是在不同视角下观察MVA模式的显示画面； 图3A是液晶分子状态定义的示意图3B是液晶分子折射率定义的示意图4A是本实用新型实施例中上基板侧的共通电极的结构示意图； 图4B是本实用新型实施例中像素电极的结构示意图； 图5是本实用新型实施例中子像素结构的俯视示意图； 图6A是本实用新型实施例中14所在区域液晶分子在电场驱动下的形
态示意图6B是本实用新型实施例中15所在区域液晶分子在电场驱动下的形
态示意图7是不同电压下透过率随视角e的变化关系图8A是4畴显示模式下正视角和斜视角60度时的V-T曲线图8B是8畴显示模式下正视角和斜视角60度时的V-T曲线图9是本实用新型实施例中子像素结构的俯视示意图IO是本实用新型实施例中子像素结构的俯视示意图。
图中
IO.下基板 11.凸起(或狭缝) 12.像素电极 14、 15、 16间隙不同的区域
20.上基板 21.凸起(或狭缝) 22.共通电极 30.液晶层 31.液晶分子具体实施方式
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4A是本实用新型实施例中上基板侧的共通电极的结构示意图；4B
是本实用新型实施例中像素电极的结构示意图。
参照图4A、 4B,本实用新型的多畴垂直显示模式的液晶显示装置包 括一上基板20、 一下基板10及填充在上下基板10和20之间的液晶层30; 所述下基板10的显示区域包含有多个子像素区域，子像素内设置有像素 电极12和TFT器件(图中未示出)，像素电极12上形成有狭缝或凸起11; 所述上基板20表面形成有共通电极22，共通电极22上形成有狭缝或凸 起21。所述像素电极12上形成的狭缝或凸起11，与共通电极22上的狭 缝或凸起21错位相对。像素电极12、共通电极22材料为铟锡氧化物或 铟锌氧化物。
参照图4B，子像素被分为两个面积不同的区域，分别为14和15区 域。所述两个区域14、 15中的共通电极22和像素电极12之间的间隙互
不相同。所述子像素被分为面积不同的区域，可以为两个区域，也可以为
两个以上区域，其区域形状或数目可根据需要进行设计。
参照图9，所述子像素中两个间隙不同的区域14、 15可呈矩形状。 参照图IO，子像素可被分为三个区域14、 15和16显示，三个区域
14、 15、 16中至少有两个区域的间隙不同。
可使用半色调掩模版或灰阶掩模版在上基板20上形成具有不同厚度
的色阻层或平坦层(图中未绘示)，从而形成共通电极22和像素电极11
之间间隙不同的区域。
图5是本实用新型实施例一子像素结构的俯视示意图。
为了更好说明本实用新型结构的多畴显示与现有有技术的4畴显示
的改善处，本实施例利用液晶显示器模拟软件分别制作了 4畴显示，以及
应用本实用新型结构的多畴显示(以8畴显示为例)，进行对比和比较。
具体的模拟设定如下
采用软件模拟的子像素结构如图5所示。在上基板20、下基板10上 的共通电极22、像素电极12上分别形成有狭缝21和11 (也可以使用凸 起，在本模拟中使用的为ITO狭缝)以便产生多畴垂直取向液晶显示。如 果为4畴显示，则两个区域共通电极22和像素电极12之间均采用相同的 间隙，本模拟釆用4.0微米。如果采用本实用新型装置以形成8畴显示， 则对区域14共通电极22和像素电极12之间的间隙釆用3.5微米，区域 15釆用4.0微米的间隙，即可实现8畴显示。
在上述的4畴显示模式下，两个区域的液晶分子受到电场驱动时表 现相同。在上述的8畴显示模式下，两个区域14、 15的液晶分子31由于 共通电极22和像素电极12之间的间隙不同，在相同电压的作用下，受到 的电场强度不同，区域14的液晶分子31受到的电场作用较高，则液晶分 子31更趋向平行基板10、 20方向排列；区域15的电场作用较弱，液晶 分子31趋向平行基板10、 20方向排列的程度不如区域14，则形成8畴 显示。液晶分子状态示意如图6所示。
利用软件模拟，图7给出了 3.5V电压下，4畴模式和8畴模式透过 率随视角e的变化图。在图7中，本实用新型装置的8畴显示，视角土60 度与0度的差值分别是0. 02527和0. 01164。 4畴显示的视角± 60度与0 度的差值分别为0. 027411和0. 037537。可以看出，8畴显示在正视角和 <60度视角之内的透过率差异比4畴显示的差异小。
图8给出了 4畴显示和8畴显示，正视角和斜视角60度时透过率随 电压变化的曲线。从图8也可以看出，本实用新型结构下的8畴显示，斜
视角60度与正视视角的差值比4畴的差值小。图7、 8表明，本实用新型 结构下的8畴显示，其斜视角方向的透过率和正视角方向透过率差值的减 少，则色差较小。
权利要求1.一种多畴垂直取向模式的液晶显示装置，包括一上基板；一下基板；一液晶层，填充在上下基板之间；所述上基板表面形成有共通电极，共通电极上形成有狭缝或凸起；所述下基板的显示区域包含有多个子像素区域，子像素内设置有像素电极，像素电极上形成有狭缝或凸起；其中所述子像素分成具有一定面积比的至少两个区域，且至少有两个区域的共通电极和像素电极之间的间隙互不相同。
2. 根据权利要求l所述的液晶显示装置，其特征在于所述的像 素电极、共通电极材料为铟锡氧化物。
3. 根据权利要求l所述的液晶显示装置，其特征在于所述的子 像素的至少两个区域的面积不相等。
专利摘要本实用新型公开了一种多畴垂直取向模式的液晶显示装置，包括一上基板、一下基板；一液晶层，填充在上下基板之间；所述上基板表面形成有共通电极，共通电极上形成有狭缝或凸起；所述下基板的显示区域包含有多个子像素区域，子像素内设置有像素电极，像素电极上形成有狭缝或凸起；其中所述子像素分成具有一定面积比的至少两个区域，且至少有两个区域的共通电极和像素电极之间的间隙互不相同。
文档编号G02F1/13GK201060351SQ200720072180
公开日2008年5月14日 申请日期2007年7月5日 优先权日2007年7月5日
发明者曹文一, 骥 马 申请人:上海广电光电子有限公司