发明名称 液晶显示器及其制造方法
摘要 该液晶显示器包括:一第一基板含有一第一电极,驱动电压会对其施加,及一第一调准膜设在该一电极上,当驱动电压未施加时,可将液晶分子调准垂直于该第一调准膜的表面;一第二基板含有一第二电极相对于该第一电极,及一第二调准膜设在该第二电极上,当驱动电压未施加时,可将液晶分子调准垂直于该第二调准膜的表面;及一液晶层被密封在该第一与第二基板之间,而具有负的介电常数异向性;一可在驱动电压施加于该第一电极与第二电之间时限制液晶分子之斜倾方向的凸体,乃被设在该第一电极与第一调准膜之间,及/或第二电极与第二间准膜之间。该第一调准膜及/或第二调准膜在设有该凸体的区域,比未设有该凸体的区体具有较弱的垂直调准限制性。
申请公布号 TW565732 申请公布日期 2003.12.11
申请号 TW088117506 申请日期 1999.10.11
申请人 富士通显示技术股份有限公司 发明人 片冈真吾;田代国广;大室克文;小池善郎
分类号 G02F1/1337 主分类号 G02F1/1337
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种液晶显示器,包括:一第一基板含有一第一电极,有一驱动电压会施加于该电极,及一第一调准膜设在该电极上,当未施加驱动电压时,可将液晶分子调准垂直于该第一调准膜的表面;一第二基板含有一第二电极相对于该第一电极,及一第二调准膜设在该第二电极上,当未施加驱动电压时,可将液晶分子调准垂直于该第二调准膜的表面;及一液晶层被密封于该第一与第二基板之间,而具有负的介电常数异向性;该液晶显示器包含有:一凸体,当该驱动电压施加于该第一电极与第二电极之间时,可限制液晶分子的倾斜方向,而被设在该第一电极与第一调准膜之间,及/或该第二电极与第二调准膜之间;该第一调准膜及/或第二调准膜在设在该凸体的区域,比未设有该凸体的区域具有较弱的垂直调准限制性,其中该凸体系由介电材料所形成。2.如申请专利范围第1项之液晶显示器,其中:该第一调准膜及/或第二调准膜在设有该凸体的区域,比未设有该凸体的区域具有较小的薄膜厚度,俾可减弱设有凸体之区域的调准限制性。3.如申请专利范围第1项之液晶显示器,其中:该第一调准膜及/或第二调准膜具有细微化区域,其上未设有该调准膜,而被散布于设有凸体的区域,俾可减弱设有凸体之区域的调准有限制性。4.一种用于液晶显示器之基板,该基板包括:一作动装置可驱动液晶,一像元电极可被该作动装置施加一驱动电压,及一调准膜设在该像元极上,当未施加该驱动电压时,可将液晶分子调准垂直于该调准膜的表面;该基板含有:一凸体设在该像元电极与调准膜之间,当施加该驱动电压时,可限制液晶分子的倾斜方向;该调准膜在设在凸体的区域,比未设有凸体的区域具有较弱的垂直调准限制性,其中该凸体系由介电材料所形成。5.一种用于液晶显示器之基板,该基板包括:一普通电极,及一调准膜设在该普通电极上,当施加一驱动电压时,可将液晶分子调准垂直于该调准膜的表面;该基板含有:一凸体设在该普通电极与调准膜之间,当施加该驱动电压时,可限制液晶分子的倾斜方向;该调准膜在设有凸体的区域,比未设有凸体的区域具有较弱的垂直调准限制性,其中该凸体系由介电材料所形成。6.一种制造液晶显示器的方法,该显示器包含一液晶层具有负的介电常数异向性而被密封于一对基板之间,该对基板的表面乃被处理成具有垂直调准作用,该方法含有下列步骤:在该基板上制成一凸体以限制液晶分子的倾斜方向;及在该基板及所设的凸体上制成一调准膜,其在设在凸体的区域比未设有凸体的区域具有较弱的垂直调准限制性,其中该凸体系由介电材料所形成。7.如申请专利范围第6项之制造液晶显示器的方法,其中:于制造该调准膜的步骤中,该调准膜在凸体上比未设有凸体的区域制得较厚,俾使设有凸体的区域之垂直调准限制性被减弱。8.如申请专利范围第6项之制造液晶显示器的方法,其中:于制造该调准膜的步骤中,该调准膜具有细微化区域,其上未设有调准膜,而散布于设有凸体的区域中,俾使设有凸体的区域之垂直调准限制性被减弱。9.如申请专利范围第6项之制造液晶显示器的方法,其中:于制造调准膜的步骤,乃包括形成一调准膜具有实质上一致的垂直调准限制性之步骤,及选择性地在设在凸体之区域对该调准膜施以紫外线照射的步骤,俾使设有凸体之区域的垂直调准限制性可被减弱。10.如申请专利范围第6项之制造液晶显示器的方法,更包含:在制造该调准膜的步骤之后,有一减弱该调准膜之整体垂直调准限制性的步骤。11.如申请专利范围第6项之制造液混显示器的方法,更包含:在制造该凸体的步骤之后,有一增强该等凸体之表面张力的步骤。12.一种液晶显示器,包括:一第一基板含有一第一电极,有一驱动电压会施加于该电极,及一第一调准膜设在该第一电极上,当未施加该驱动电压时,会将液晶分子调准垂直于该第一调准膜的表面;一第二基板含有一第二电极相对于该第一电极,及一第二调准膜设在该第二电极上,当未施加驱动电压时,会将液晶分子调准垂直于该第二调准膜的表面;及一液晶层被密封于该第一基板与第二基板之间,而具有负的介电常数异向性;该液晶显示器包含有:一凸体,当该驱动电压施加于该第一电极与第二电极之间时,可限制液晶分子的倾斜方向,而被设在该第一电极与第一调准膜之间,及/或该第二电极与第二调准膜之间;当该驱动电压施加于第一电极与第二电极之间时,有一将被施加于该液晶层设有凸体的区域之电压,会被控制成大致等于或低于液晶的临界电压,其中该凸体系由介电材料所形成。13.如申请专利范围第12项之液晶显示器,其中:将被施加于该液晶层设有凸体的区域之电压,系藉该凸体使电压减降而来控制。14.如申请专利范围第13项之液晶显示器,其中:将被施加于该液晶层设有凸体的区域之电压,系以该凸体之高度及/或介电常数来控制。15.如申请专利范围第12项之液晶显示器,其中:将被施加于该液晶层设有凸体的区域之电压,系藉该第一调准膜及/或第二调准膜使电压减降而来控制。16.如申请专利范围第15项之液晶显示器,其中:将被施加于该液晶层设有凸体的区域之电压,系以该第一调准膜或第二调准膜之薄膜厚度及/或介电常数来控制。17.如申请专利范围第15项之液晶显示器,其中:该第一调准膜或第二调准膜在设有凸体的区域系比其它区域更厚。18.如申请专利范围第16项之液晶显示器,其中:该第一调准膜或第二调准膜在设有凸体的区域系比其它区域更厚。19.如申请专利范围第12项之液晶显示器,其中:该第一调准膜与第二调准膜在设有凸体的区域系比其它区域具有更高的垂直调准能力,而使在设有凸体之区域的液晶临界电压比其它区域更高。20.如申请专利范围第12项之液晶显示器,更包含有:一高电阻电极层设在该第一电极与凸体之间,及/或在该第二电极与凸体之间;将被施加于该液晶层设有凸体的区域之电压,系藉该高电阻电极层使电压减降而来控制。21.如申请专利范围第12项之液晶显示器,其中:该第一电极或第二电极在设有凸体的区域系被制成高电阻的,而将被施加该液晶层设有凸体的区域之电压,系藉该第一电极或第二电极被制成高电阻的区域使电压减降而来控制。22.一种制造液晶显示器的方法,该显示器包括:一第一基板含有一第一电极,有一驱动电压会施加于该电极,及一第一调准膜设在该第一电极上,有一驱动电压会施加于该电极,及一第一调准膜设在该第一电极上,当未施加该驱动电流时,会将液晶分子调准垂直于该第一调准膜之表面;一第二基板含有一第二电极相对于该第一电极,及一第二调准膜设在该第二电极上,当未施加该驱动电流时,会将液晶分调准垂直于该第二调准膜之表面;一液晶层被密封于该第一基板与第二基板之间,而具有负的介电常数异向性;及一凸体,当该驱动电压施加于该第一电极与第二电极之间时,可限制液晶分子倾斜的方向,而被设在该第一电极与第一调准膜之间,及/或该第二电极与第二调准膜之间;当该驱动电压施加于该第一电极与第二电极之间时,一将被施加于该液晶层设有凸体的区域之电压,会被控制成大致等于或低于液晶的临界电压,其中该凸体系由介电材料所形成。23.一种液晶显示器,其包含有:一第一基板及一第二基板以一预定间隙互相平行对设;一液晶材料具有负的介电常数异向性,而被装填于该第一基板与第二基板之间;一第一电极与一第二电极分别设在该第一基板与第二基板的相对表面上,而形成一像元区域;一第一凸体设在第一电极的表面上,该第一凸体之一侧面与该第一电极的表面形成一大于30的接触角;一区域限制装置设在该第二基板的相对表面上,可与该第一凸体共同来限制被以倾斜方向调准之液晶分子的区域边界之位置;一第一调准膜设在该第一基板的相对表面上,覆盖该第一电极与第一凸体,可将在液晶材料中之液晶分子垂直调准,及一第二调准膜设在该第二基板的相对表面上,覆盖该第二电极与区域限制装置,可将在液晶材料中之液晶分子垂直调准,其中该第一凸体系由介电材料所形成。24.如申请专利范围第23项之液晶显示器,其中:该液晶材料之正常折射率与不正常折射率之一平均折射率,与该第一凸体之折射率间的差异系低于该平均折射率的4%。25.如申请专利范围第23项之液晶显示器,更包含有:一第二凸体设在该第一基板的相对表面上,乃沿着一围绕该第一基板相对表面内部的连线线列设,且由相同于该第一凸体的材料制成,其中该第二凸体系由介电材料所形成。26.如申请专利范围第24项之液晶显示器,更包含有:一第二凸体设在该第一基板相对表面上,乃沿着一围绕该第二基板相对表面内部的连续线列设,且由相同于该第一凸体的材料制成,其中该第二凸体系由介电材料所形成。27.一种液晶显示器,包含有:一第一基板及一第二基板以一预定间隙互相平行对设;一液晶材料具有负的介电常数异向性,而被装填于该第一基板与第二基板之间;一第一电极与一第二电极分别设在该第一基板与第二基板的相对表面上,而形成一像元区域;一第一凸体设在该第一电极的表面上,该第一凸体之高度其底面宽度之比系大于0.5;一区域边界限制装置设在该第二基板的相对表面上,可与该第一凸体共同来限制被以倾斜方向调准之液晶分子的区域边界之位置;一第一调准膜设在该第一基板的相对表面上,覆盖该第一电极与第一凸体,可垂直调准在液晶材料中之液晶分子;及一第二调准膜设在该第二基板的相对表面上,覆盖该第二电极与区域边界限制装置,可垂直调准在液晶材料中之液晶分子,其中该第一凸体系由介电材料所形成。28.如申请专利范围第27项之液晶显示器,其中:该液晶材料之正常折射率与不正常折射率之一平均折射率,与该第一凸体之折射间的差异,系低于该平均折射率的4%。29.一种液晶显示器,包含有:一第一基板及一第二基板以一预定间隙互相平行对设;一液晶材料具有负的介电常数异向性,而被装填于该第一基板与第二基板之间;一第一电极与一第二电极分别设在该第一基板与第二基板的相对表面上,而形成一像元区域;一第一凸体由,其系设在该第一电极的表面上;一区域边界限制装置设在该第二基板的相对表面上,可与该第一凸体共同来限制被以倾斜方向调准之液晶分子的区域边界之位置;一第一调准膜设在该第一基板的相对表面上,覆盖该第一电极与第一凸体,可垂直调准在液晶材料中之液晶分子;及一第二调准膜设在该第二基板的相对表面上,覆盖该第二电极与区域限制装置,可垂直调准在液晶材料中之液晶分子,其中该第一凸体系由介电材料所形成。30.如申请专利范围第29项之液晶显示器,其中:该区域边界限制装置系为一第二凸体;且该液晶显示器更包含有:第三凸体设在该第二凸体的相对表面上,该等第三凸体当从垂直于基板的方向视之,系被互相隔离设在重叠于该第一凸体的区域,而由与第二凸体相同的材料所制成,且在其顶面涂设有该第一调准膜与第二调准膜,其中该第二凸体与第三凸体系由介电材料所形成。图式简单说明:第1图系本发明第一实施例之液晶显示器的平面图,示出其结构。第2图系本发明第一实施例之液晶显示器的剖视示意图,示出其结构。第3图系供说明该第一实施例之液晶显示器及其制造方法的原理。第4A图系本发明该第一实施例之液晶显示器的液晶分子之斜倾状态。第4B图系在本发明第一实施例之液晶显示器的液晶分子斜倾状态下之透光率图表。第5A与5B图系当在堤状凸体上的垂直调准限制性比在凸体之间隙中更弱(第5B图),及前者并未被减弱时(第5A图)的相片复制图。第6A-6C图系本发明该第一实施例之液晶显示器的制造方法各步骤之剖视图,示出该方法(第一部份)。第7A-7B图系本发明该第一实施例之液晶显示器的制造方法各步骤之剖视图,示出该方法(第二部份)。第8A-8C图系本发明该第一实施例之液晶显示器的制造方法各步骤之剖视图,示出该方法(第三部份)。第9图系为一TEM影像之复制图示出一在凸体上之调准膜被薄化的例子之剖视形状。第10图系为一TEM影像之复制图示出一将未设有调准膜之细微化区域设在凸体上的例子之剖视形状。第11A与11B图系堤状凸体之表面张力改变时透光状态之相片的复制图。第12图系表示以灰化来改变堤状凸体之表面张力的图表。第13A与13B图系调准膜之预烤温度变化时的透光状态之相片复制图。第14图系该像元整体在有清理与无清理时表示透光率变化的图表。第15A与15B图系表示有清理与无清理时透光率变化的图表。第16图系表示液晶之斜角与所施电压的关系图。第17A图系本发明第二实施例之液晶显示器的部份剖视图。第17B-17C图系本发明第二实施例之液晶显示器的电路图。第18A图系本发明第三实施例之液晶显示器的部份剖视图。第18B图系本发明第三实施例之液晶显示器的电路图。第19图系表示该调准膜之涂敷厚度与旋转器转数之间的关系图。第20图系本发明第四实施例之液晶显示器的部份剖视图,示出其结构。第21图系表示液晶临界电压变化对应于垂直调准限制性变化的图表。第22A图系本发明第五实施例之液晶显示器的部份剖视图,示出其结构。第22B图系本发明第五实施例之液晶显示器的电路图,示出其结构。第23图系表示ITO薄膜之电阻値与形成该薄膜时之氧的部份压力之间的关系。第24A-24C图系第五实施例之修正例的液晶显示器的部份剖视图,示出其结构。第25图系表示在例5之评估面板的透光率与施电压之间的关系图。第26A-26C图系为例5之评估面板调准的观察结果。第27图系表示在例6之评估面板的透光率与所施电压之间的关系图。第28图系表示在例7之评估面板的透光率与所施电压之间的关系图。第29图系表示在例8之评估面板的透光率与所施电压之间的关系图。第30图系表示在例9之评估面板的透光率与所施电压之间的关系图。第31图系一MVA式液晶显示器的平面图。第32图系该MVA式液晶显示器之TFT部份的剖视图。第33图系该MVA式液晶显示器之像元部份的剖视图。第34图系该MVA式液晶显示器之液晶腔室的剖视图,供说明其操作原理。第35A-35B图系为举例之习知技术与该MVA式液晶显示器之透光率的模拟结果。第36A-36C图系为各控制与举例之凸体剖视图。第37A-37B图系为像元之部份平面图,说明液晶分子的倾斜方向,与亮度分布。第38图系示出压克力树脂与抗蚀树脂的透光率。第39A-39B图系为液晶腔室之剖视图,供说明在凸体与液晶材料之间的折射率差异对透光率的影响。第40A图系使用间隔物凸体之液晶腔室的平面图。第40B图系使用间隔物凸体之液晶腔室的剖视图。第41图系该TFT基板之一平面示意图说明该周边凸体的排列。第42A-42C图系说明习知液晶显示器之结构与操作。第43A-43B图系说明要由本发明来解决之习知液晶显示器的问题。
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