(57)【要約】  セル化されたカラーフィルム基板と共通電極層及び画素電極層を有するＴＦＴアレイ基板と、前記カラーフィルム基板と前記ＴＦＴアレイ基板との間に設けられ、前記画素電極層に駆動電圧を印加しない場合に、前記カラーフィルム基板及び前記ＴＦＴアレイ基板に垂直に配向する液晶と、を備える垂直配向型液晶ディスプレイ及びその製造方法を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル化されたカラーフィルム基板と、共通電極層及び画素電極層を有するＴＦＴアレイ基板と、
前記カラーフィルム基板と前記ＴＦＴアレイ基板との間に設けられ、前記画素電極層に駆動電圧を印加しない場合に、前記カラーフィルム基板及び前記ＴＦＴアレイ基板に垂直に配向する液晶と、を備えることを特徴とする垂直配向型液晶ディスプレイ。
【請求項２】
前記カラーフィルム基板及び前記ＴＦＴアレイ基板の、互いに対向する面の少なくとも１つの面には、配向膜が設けられており、かつ前記配向膜は、非摩擦配向膜であることを特徴とする請求項１に記載の垂直配向型液晶ディスプレイ。
【請求項３】
前記液晶は、ポジティブ液晶であることを特徴とする請求項１または２に記載の垂直配向型液晶ディスプレイ。
【請求項４】
前記ＴＦＴアレイ基板における画素電極層は、間隔をあけて設けられ、ストリップ形状をなす第１の画素電極及び第２の画素電極を有し、前記共通電極層は前記画素電極層の下方に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の垂直配向型液晶ディスプレイ。
【請求項５】
前記ＴＦＴアレイ基板における画素電極層は、間隔をあけて設けられ、ストリップ形状をなす第１の画素電極及び第２の画素電極を有し、前記共通電極層は、ストリップ形状をなし、前記第１の画素電極と前記第２の画素電極との間の下方に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の垂直配向型液晶ディスプレイ。
【請求項６】
前記第１の画素電極には正電圧が印加され、前記第２の画素電極には負電圧が印加されることを特徴とする請求項４または５に記載の垂直配向型液晶ディスプレイ。
【請求項７】
前記第１の画素電極には正電圧が印加され、前記第２の画素電極には共通電極層と同じ電圧が印加されることを特徴とする請求項４または５に記載の垂直配向型液晶ディスプレイ。
【請求項８】
前記画素電極と前記共通電極との間に設けられるパッシベーション層をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の垂直配向型液晶ディスプレイ。
【請求項９】
ＴＦＴアレイ基板上に、パターニング工程によって、共通電極層及び画素電極層を形成する工程と、
前記ＴＦＴアレイ基板の、前記共通電極及び前記画素電極層が設けられた側、及びカラーフィルム基板上に、配向膜をそれぞれ形成する工程と、
前記ＴＦＴアレイ基板と前記カラーフィルム基板との配向膜が形成された面が対向する状態で、前記ＴＦＴアレイ基板と前記カラーフィルム基板とをセル化して、且つそれらの間に、前記画素電極に駆動電圧を印加しない場合に、前記カラーフィルム基板及び前記ＴＦＴアレイ基板に垂直に配向する液晶を設ける工程と、を備えることを特徴とする垂直配向型液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項１０】
前記配向膜は、非摩擦配向膜であることを特徴とする請求項９に記載の垂直配向型液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項１１】
前記液晶は、ポジティブ液晶であることを特徴とする請求項９または１０に記載の垂直配向型液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項１２】
前記ＴＦＴアレイ基板における画素電極層は、間隔をあけて設けられ、ストリップ形状をなす第１の画素電極及び第２の画素電極を有し、前記共通電極層は前記画素電極層の下方に形成されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の垂直配向型液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項１３】
前記ＴＦＴアレイ基板における画素電極層は、間隔をあけて設けられ、ストリップ形状をなす第１の画素電極及び第２の画素電極を有し、前記共通電極層は、ストリップ形状をなし、前記第１の画素電極と前記第２の画素電極との間の下方に形成されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の垂直配向型液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項１４】
前記第１の画素電極には正電圧が印加され、前記第２の画素電極には負電圧が印加されることを特徴とする請求項１２または１３に記載の垂直配向型液晶ディスプレイの製造方法。
【請求項１５】
前記第１の画素電極には正電圧が印加され、前記第２の画素電極には共通電極層と同じ電圧が印加されることを特徴とする請求項１２または１３に記載の垂直配向型液晶ディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直配向型液晶ディスプレイ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜電界効果トランジスタ・液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、モニター、テレビ、ノートパソコン等の分野で既に広く応用され、さらに、これからの２０〜３０年でも、依然としてディスプレイの主流技術である。
【０００３】
目前、ＴＦＴ−ＬＣＤ技術では、より一層優れた表示効果を図れるように、高いコントラスト及び高透過率を実現するための努力が行われている。ＴＦＴ−ＬＣＤのコントラストに影響を及ぼす重要な要素は、液晶の配向である。液晶の配向効果によって、ＴＦＴ−ＬＣＤ表示モードは、製品のコントラストが既に３０００：１にも上がるが、コストが比較的高く、反応速度が比較的遅いネガティブ液晶を用いる液晶垂直配向のＶＡ（垂直配向）モードと、液晶が水平に配向して、製品のコントラストが１５００：１だけであり、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ、インプレーンスイッチング）及びＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ、フリンジフィールドスイッチング）モードなどを有する面に沿って配向するモードと、を主に有する。水平配向液晶の特性、及び摩擦配向工程の摩擦不良、粒子（ｐａｒｔｉｃｌｅ）等の原因によって、面に沿って配向するモードのディスプレイのコントラストは比較的低い。上記原因によって、このような製品は、暗状態での光漏れが大幅に増加され、コントラストの向上に悪影響が及ぼされる。
よって、従来技術では、例えば、ＦＦＳ電極構造の液晶ディスプレイにおいて、暗状態での光漏れによってコントラストが低い問題が解決できていない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施例は、セル化されたカラーフィルム基板と共通電極層及び画素電極層を有するＴＦＴアレイ基板と、前記カラーフィルム基板と前記ＴＦＴアレイ基板との間に設けられ、前記画素電極層に駆動電圧を印加しない場合に、前記カラーフィルム基板及び前記ＴＦＴアレイ基板に垂直に配向する液晶とを備える垂直配向型液晶ディスプレイを提供する。
【０００５】
本発明の他の実施例は、ＴＦＴアレイ基板上に、パターニング工程によって、共通電極層及び画素電極層を形成する工程と、前記ＴＦＴアレイ基板の、前記共通電極及び前記画素電極層が設けられた側、及びカラーフィルム基板上に、配向膜をそれぞれ形成する工程と、前記ＴＦＴアレイ基板と前記カラーフィルム基板との配向膜が形成された面が対向する状態で、前記ＴＦＴアレイ基板と前記カラーフィルム基板とをセル化して、且つそれらの間に、前記画素電極に駆動電圧を印加しない場合に、前記カラーフィルム基板及び前記ＴＦＴアレイ基板に垂直に配向する液晶を設ける工程と、を備える垂直配向型液晶ディスプレイの製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明実施例に係る垂直配向型液晶ディスプレイの構造概略図である。
【図２】本発明実施例に係る垂直配向型液晶ディスプレイと従来のＦＦＳ電極構造の液晶ディスプレイとの透過率の対比図である。
【図３】本発明の他の実施例に係る垂直配向型液晶ディスプレイの構造概略図である。
【図４】本発明の他の実施例に係る垂直配向型液晶ディスプレイの構造概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明実施例の技術案をさらに明確に説明するように、実施例の図面を簡単に説明する。当然ながら、上記図面は本発明の一部の実施例に関するものであり、本発明を限定するものではない。
以下、本発明実施例の目的、技術案及び利点を一層明確にするように、図面を参照しながら、本発明実施例の技術案を明確に説明する。下記の実施例は、当然ながら、本発明実施例の一部であり、全ての実施例ではない。本発明実施例に基づき、当業者が創造性付けの労働を払う必要がない前提で得られる全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に入る。
【０００８】
本発明実施例は、図１に示すように、セル化されたカラーフィルム基板１１と共通電極層１３２及び画素電極層１３１を有するＴＦＴアレイ基板１３と、カラーフィルム基板１１とＴＦＴアレイ基板１３との間に設けられ、通電されない場合（即ち、駆動電圧が画素電極１３１に印加されない場合）に、カラーフィルム基板１１及びＴＦＴアレイ基板１３に垂直に配向する液晶１２と、を備える垂直配向型液晶ディスプレイを提供する。
【０００９】
また、カラーフィルム基板１１及びＴＦＴアレイ基板の、互いに対向する面には、配向膜１４が設けられている。
【００１０】
本発明実施例に係る垂直配向型液晶ディスプレイは、液晶が垂直に配向するため、配向膜を摩擦配向する工程が必要ではなくなり、摩擦配向工程中の不良が避けられ、摩擦不良による暗状態での光漏れが避けられる。このようなＦＦＳ電極構造の液晶ディスプレイは、暗状態での光漏れが大幅に減少されるため、コントラストが向上する。
【００１１】
さらに、配向膜１４は、非摩擦配向膜であってもよい。非摩擦配向膜とは、配向膜の配向機能が摩擦配向工程以外の工程で実現するものである。これによって、摩擦配向による摩擦不良、粒子（ｐａｒｔｉｃｌｅ）等が避けられ、暗状態での光漏れがさらに減少され、このＦＦＳ電極構造の液晶ディスプレイのコントラストが向上する。非摩擦配向工程としては、従来技術におけるいずれの適当な工程も用いることができるので、ここで贅言しない。
【００１２】
また、液晶１２は、ポジティブ液晶であってもよい。ポジティブ液晶は、ネガティブ液晶に対して、反応速度が一層速く、価格がより安い。このため、ポジティブ液晶を用いることで、製品の品質が向上するだけでなく、生産コストも低下する。
【００１３】
さらに、図１に示すように、ＴＦＴアレイ基板１３における画素電極層１３１は、正電圧を印加する第１の画素電極１３１１及び負電圧を印加する第２の画素電極１３１２を有してもよい。この第１の画素電極１３１１及び第２の画素電極１３１２は、間隔をあけて設けられ、ストリップ形状をなす。共通電極層１３２は画素電極層１３１の下方に形成されてもよい。これによって、図１に示すように、画素電極層１３１と共通電極層１３２との間に電場が発生するだけでなく、正電圧を印加する第１の画素電極１３１１と負電圧を印加する第２の画素電極１３１２との間にも電場が発生する。よって、本実施例に係る垂直配向型液晶ディスプレイは、従来のＦＦＳ電極構造に対して、電場強度がさらに高くなり、製品のワット損及び発熱が低下し、生産コストが低下する。
【００１４】
また、画素電極１３１と共通電極１３２との間に、パッシベーション層１５が設けられてもよい。
【００１５】
本発明の他の実施例は、図１に示すような液晶ディスプレイ構造によって、２ｄｍｏｓで上記技術案の具体的な実施効果を模擬する。模擬実験において、液晶のパラメータは、Δε＝７、Δｎ＝０．１０７、液晶セルの厚みｄ＝３．３５μｍ、Ｋ１１＝９．３ｐＮ、Ｋ２２＝５．９ｐＮ、Ｋ３３＝１１．８ｐＮ、画素電極の幅＝３．５μｍ、画素電極ピッチ＝８μｍ、パッシベーション層１５の厚み＝０．３５μｍ、プレチルト角＝９０°である。２ｄｍｏｓ模擬は、周知の液晶光学模擬のソフトウェアであり、液晶ディスプレイの透過率、駆動電圧等の光電特性を模擬するものである。
【００１６】
これに対して、比較実験としての従来ＦＦＳ電極構造の液晶ディスプレイでは、模擬実験に用いられる液晶パラメータは、Δε＝３、Δｎ＝０．１２２、液晶セルの厚みｄ＝３．３５μｍ、Ｋ１１＝９．３ｐＮ、Ｋ２２  ＝５．９ｐＮ、Ｋ３３＝１１．８ｐＮ、画素電極の幅＝２．８μｍ、画素電極ピッチ＝５．２μｍ、パッシベーション層の厚み＝０．３５μｍ、方位角（Ａｚｉｍｕｔｈ  Ａｎｇｌｅ）＝−７９°、プレチルト角＝２°である。
【００１７】
図２は、上述した本発明実施例に係る垂直配向型液晶ディスプレイと従来のＦＦＳ電極構造液晶ディスプレイとの透過率の対比図である。図２に示すように、従来のＦＦＳ電極構造の液晶ディスプレイは、最大透過率が約３７％であり、所要の駆動電圧が９．５Ｖであるが、本発明実施例に係る垂直配向型液晶ディスプレイは、最大透過率が約３２％であり、所要の駆動電圧が１２．７５Ｖである。よって、本発明実施例に係る垂直配向型液晶ディスプレイの透過率は、従来のＦＦＳ電極構造の液晶ディスプレイの透過率の８６％になり、さらに、本発明実施例に係る垂直配向型液晶ディスプレイのコントラストは、１５００から２０００以上にも上がり、従来ＦＦＳの１３３％になる。従って、本発明実施例に係る垂直配向型液晶ディスプレイのコントラストは、従来のＦＦＳ電極構造の液晶ディスプレイに対して、著しく改善されている。ここで、本発明実施例は、ＦＦＳ電極構造に基づき、液晶が垂直に配向され、ポジティブ液晶を用いる表示技術を提供する。この技術は、ＦＦＳ、ＩＰＳ及びＶＡモジュールの特徴を兼ね備えるので、ＦＩＳ−ＶＡモードと命名される。
【００１８】
図３は、本発明の他の実施例による垂直配向型液晶ディスプレイを示す。
【００１９】
本発明実施例に係る垂直配向型液晶ディスプレイの構造は、図１に示す実施例の構造と基本的に類似する。但し、ＴＦＴアレイ基板１３上の画素電極層１３１は、正電圧を印加する第１の画素電極２１１、及び共通電極層１３２の電圧と同じである第２の画素電極２１２を備え、この第１の画素電極２１１及び第２の画素電極２１２は間隔をあけて設けられ、ストリップ形状をなし、共通電極層１３２は画素電極層１３１の下方に形成される。また、パッシベーション層１５は画素電極１３１と共通電極１３２との間に設けられてもよい。
【００２０】
これによって、ＴＦＴアレイ基板上の電圧数が３つから２つに減少でき、液晶パネルの設計及び製造が簡単化され、製品の生産効率及び製品の品質が向上される。
【００２１】
図４は、本発明の他の実施例による垂直配向型液晶ディスプレイを示す。
本発明実施例に係る垂直配向型液晶ディスプレイの構造は、図１に示す実施例の構造と基本的に類似する。但し、ＴＦＴアレイ基板１３上の画素電極層１３１は、正電圧を印加する第１の画素電極１３１１、及び負電圧を印加する第２の画素電極１３１２を備え、この第１の画素電極１３１１及び第２の画素電極１３１２は、間隔をあけて設けられ、ストリップ形状をなす。共通電極層３１は、ストリップ形状をなし、正電圧を印加する第１の画素電極１３１１と負電圧を印加する第２の画素電極１３１２との間の下方に形成される。
【００２２】
共通電極をストリップ形状に設計することによって、空間が節約され、蓄積容量が便利に制御でき、透過率が向上され、製品のコントラストがさらに向上する。
【００２３】
また、本実施例では、第１の画素電極１３１１は正電圧を印加し、第２の画素電極１３２２は共通電極層３１と同じ電圧を印加してもよい。
【００２４】
本発明実施例に係る垂直配向型液晶ディスプレイの製造方法は、以下のステップを備える。
【００２５】
Ｓ５０１では、ＴＦＴアレイ基板上にパターニング工程によって共通電極層及び画素電極層を形成する。
【００２６】
具体的には、基板上の画素電極層は、正電圧を印加する第１の画素電極及び負電圧を印加する第２の画素電極を備え、第１の画素電極及び第２の画素電極が間隔をあけて設けられストリップ形状をなし、共通電極層が画素電極層の下方に形成される。これによって、画素電極層と共通電極層との間に電場が発生するだけでなく、正電圧を印加する第１の画素電極と負電圧を印加する第２の画素電極との間にも電場が発生する。従って、本実施例に係る液晶ディスプレイは、従来のＦＦＳ電極構造の液晶ディスプレイに対して、電場強度がさらに高くなり、製品のワット損及び発熱が低下され、生産コストが低下される。
【００２７】
或いは、基板上の画素電極層は、正電圧を印加する第１の画素電極及び共通電極層の電圧と同じ第２の画素電極を備え、第１の画素電極及び第２の画素電極は間隔をあけて設けられストリップ形状をなし、共通電極層が画素電極層の下方に設けられる。これによって、ＴＦＴアレイ基板上の電圧数は、３つから２つに減少でき、液晶パネルの設計及び製造が簡単化され、製品の生産効率及び製品の品質が向上する。
【００２８】
或いは、基板上の画素電極層は、正電圧を印加する第１の画素電極及び負電圧を印加する第２の画素電極を備え、第１の画素電極及び第２の画素電極は間隔をあけて設けられストリップ形状をなし、共通電極層は、ストリップ形状をなし、第１の画素電極と第２の画素電極との間の下方に形成される。共通電極をストリップ形状に設計することによって、空間が節約され、蓄積容量が便利に制御でき、透過率が向上し、製品のコントラストがさらに向上する。この実施例では、第１の画素電極１３１１は正電圧を印加し、第２の画素電極１３２２は共通電極層３１と同じ電圧を印加してもよい。
【００２９】
Ｓ５０２では、ＴＦＴアレイ基板の、共通電極及び画素電極層が設けられた側、及びカラーフィルム基板上に、配向膜をそれぞれ形成する。
【００３０】
具体的に、配向膜は非摩擦配向膜であってもよい。非摩擦配向膜とは、配向膜の配向機能が摩擦配向工程以外の工程で実現するものである。これによって、摩擦配向工程による摩擦不良、粒子（ｐａｒｔｉｃｌｅ）などが避けられ、暗状態での光漏れがさらに避けられ、液晶ディスプレイのコントラストが向上する。また、本実施例における液晶は、ポジティブ液晶であってもよい。ポジティブ液晶は、ネガティブ液晶に対して反応速度がより速く、価格がより安い。
【００３１】
Ｓ５０３では、ＴＦＴアレイ基板及びカラーフィルム基板の、配向膜が形成された面を対向する状態で、ＴＦＴアレイ基板とカラーフィルム基板とをセル化して、それらの間に、液晶を設置する。この液晶が通電しない場合（即ち、前記画素電極に駆動電圧を印加しない場合）にカラーフィルム基板及びＴＦＴアレイ基板に垂直に配向される。
【００３２】
ＴＦＴアレイ基板とカラーフィルム基板とをセル化して、かつそれらの間に液晶を設けることは、具体的に、まず、配向膜に液晶を注入し、そしてＴＦＴアレイ基板とカラーフィルム基板とをセル化してもよいし、或いは、ＴＦＴアレイ基板とカラーフィルム基板とをセル化し、そして真空で液晶を注入してもよい。基板のセル及び液晶の設置方法にかかわらず、液晶が通電しない場合に、カラーフィルム基板及びＴＦＴアレイ基板に垂直に配向することができるため、いずれも本発明の保護範囲に属するべきである。
【００３３】
液晶が垂直に配向されるので、暗状態での光漏れが大幅に減少され、ＦＦＳ電極構造の液晶ディスプレイのコントラストが向上する。
【００３４】
本発明実施例に係る垂直配向型液晶ディスプレイの製造方法は、基板上に、パターニング工程によって共通電極層及び画素電極層を形成する工程と、この基板及び形成されたカラーフィルム基板上に配向膜を設置する工程と、この配向膜上に前記基板に垂直に配向する液晶を注入し、液晶が注入された基板及び形成されたカラーフィルム基板をセル化する工程と、或いは、基板及び形成されたカラーフィルム基板をセル化し、該基板に垂直に配向する液晶を真空で注入する工程と、を備える。液晶は垂直配向され、かつ摩擦配向技術による摩擦不良、粒子（ｐａｒｔｉｃｌｅ）等を避けるように、非摩擦配向技術を用いるので、暗状態での光漏れがさらに減少し、ＦＦＳ電極構造の液晶ディスプレイのコントラストがさらに向上する。
【００３５】
以上は本発明の具体的な実施形態に過ぎず、本発明技術案の保護範囲はこれに限らない。本発明に開示された技術的範囲内に、当業者が容易に想到し得る変更や取替は、いずれも本発明の保護範囲内に入る。従って、本発明の保護範囲は特許請求の範囲に記載の保護範囲を基準にすべきである。
【符号の説明】
【００３６】
１１  基板
１２  液晶
１３  ＴＦＴアレイ基板
１３１  画素電極層
１３１１  第１の画素電極
１３１２  第２の画素電極
１３２  共通電極層
１４  配向層
１５  パッシベーション層
２１１  第１の画素電極
２１２  第２の画素電極
３１  共通電極層
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図２】
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【国際調査報告】
2014527201.tif 000007
2014527201.tif 000008
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