專利名稱：面內(nèi)切換模式液晶顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示(LCD)器件，更具體地，涉及改善對比度并且有效操作反射模式和透射模式的面內(nèi)切換(IPS)模式LCD器件。
背景技術(shù)：
近年來，因為作為平板顯示器的液晶顯示(LCD)器件的優(yōu)越特性，已對其進行了積極的調(diào)查和研究。LCD器件利用液晶的光學各向異性來調(diào)整透光率并顯示圖像?？赏ㄟ^對既具有液體的流動性又具有光學特性的液晶施加電場來改變液晶的光學各向異性。作為能夠替代傳統(tǒng)陰極射線管(CRT)顯示器的新型顯示器件，由于LCD器件外形薄、重量輕、并且功耗低，所以LCD器件得到了廣泛關(guān)注。
通常，LCD器件包括濾色器(C/F)陣列基板和薄膜晶體管(TFT)陣列基板，其中TFT基板與C/F基板被設(shè)置為彼此相對。此外，在下基板與上基板之間形成有具有介電各向異性的液晶層。LCD器件包括多個像素，每個像素具有薄膜晶體管TFT。通過對像素區(qū)的薄膜晶體管進行開關(guān)，從而通過像素選擇地址線向?qū)?yīng)的像素施加電壓。
LCD器件根據(jù)液晶的特性和圖案結(jié)構(gòu)而具有多種模式。所述多種模式中的一些包括扭曲向列(TN)模式，其中在布置按90°扭曲的液晶指向矢(director)之后通過施加電壓來控制液晶指向矢；多區(qū)域模式，其中通過將一個像素分成幾個區(qū)域而獲得寬視角；光補償雙折射(OCB)模式，其中通過在基板的外表面上形成補償膜來根據(jù)光的方向補償光的相位變化；以及面內(nèi)切換(IPS)模式，其中通過在任一基板上形成兩個電極來與基板大致平行地產(chǎn)生橫向電場。
同時，LCD器件還可以分類為透射型LCD，其使用背光作為光源；反射型LCD器件，其是環(huán)境光作為光源；以及透射-反射型LCD器件，其既使用背光又使用環(huán)境光。在透射-反射型LCD器件的情況下，可以減小透射型LCD器件和反射型LCD器件的缺點。即，透射型LCD器件由于使用背光而具有高功耗的問題。此外，反射型LCD器件不能在黑暗的環(huán)境中使用。
透射-反射型LCD器件包括單位像素區(qū)，其中各個單位像素具有透射部分和反射部分。因此，透射-反射型LCD器件既可以使用環(huán)境光又可以使用從背光產(chǎn)生的光。
在透射型LCD器件和透射-反射型LCD器件的透射部分中，從背光發(fā)出并透過下基板入射的光到達液晶層，從而改善亮度。此外，在反射型LCD器件和透射-反射型LCD器件的反射部分中，在明亮的環(huán)境中，對透過上基板入射的環(huán)境光進行反射從而改善亮度。
為了在透射部分和反射部分實現(xiàn)最大效率，提出了一種雙單元間隙方法，其中透射部分的單元間隙大約是反射部分的單元間隙的兩倍大。
透射-反射型可以應(yīng)用于IPS模式LCD器件。在這種情況下，可以通過形成雙單元間隙方法的電極來最大化透射-反射模式中的效率。
此后，將參照附圖來描述透射-反射型的IPS模式LCD器件。
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式LCD器件的平面圖。圖2是沿著圖1的I-I’的剖面圖。圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光學示意圖。圖4是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的反射部分和透射部分中偏振狀態(tài)的變化的對比表。
參照圖1和圖2，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式LCD器件包括多個像素區(qū)。每個像素區(qū)包括反射部分R和透射部分T。IPS模式LCD器件包括薄膜晶體管陣列基板11，其包括多條線和薄膜晶體管；與薄膜晶體管陣列基板11相對地形成的濾色器陣列基板21；以及形成在薄膜晶體管陣列基板11與濾色器陣列基板21之間的液晶層31。在這種情況下，透射部分中的液晶層(d1)是反射部分中的液晶間隙(d2)的兩倍大，這稱為雙單元間隙結(jié)構(gòu)。
如圖1和2所示，薄膜晶體管陣列基板11包括選通線12、數(shù)據(jù)線15、薄膜晶體管TFT、反射片60、鈍化層16、公共電極24、和像素電極17。此時，選通線12與數(shù)據(jù)線15垂直以限定單位像素區(qū)。薄膜晶體管TFT形成在選通線12與數(shù)據(jù)線15的交叉處附近。薄膜晶體管TFT包括柵極12a、柵絕緣層13、半導體層14、以及源極15a和漏極15b。反射片60形成在反射部分R中，以反射環(huán)境光。鈍化層16與數(shù)據(jù)線15和反射部分60對應(yīng)。此外，公共電極24和像素電極17形成在鈍化層16的一部分上，其中公共電極24和像素電極17產(chǎn)生橫向電場。
圖1的IPS模式LCD的反射部分R包括柵絕緣層13和鈍化層16。然而，對于透射部分去除柵絕緣層13和鈍化層16，從而形成雙單元間隙。即，透射部分中的液晶的單元間隙(d1)是反射部分中的液晶的單元間隙(d2)的兩倍大。
通過從透射部分去除柵絕緣層13和鈍化層16，可以通過在透射部分和反射部分中適當?shù)貞?yīng)用導通和截止模式來最大化透射模式的效率。透射部分T的單元間隙“d1”是反射部分R的單元間隙“d2”的兩倍大。
因此，入射在反射部分上的環(huán)境光和入射在透射部分上的光同時到達用于顯示圖像的屏幕的表面。即，入射在反射部分上的環(huán)境光在兩次通過液晶層后到達屏幕的表面。同時，從背光發(fā)出并入射在透射部分上的光在通過透射部分的液晶層(其具有的單元間隙是反射部分的單元間隙的兩倍大)之后到達屏幕的表面。結(jié)果，入射在反射部分上的光和入射在透射部分上的光同時到達顯示圖像的屏幕的表面。
反射片60由鋁Al、釹鋁AlNd、或者銀Ag形成。反射片60在明亮環(huán)境中反射環(huán)境光，從而在屏幕上顯示圖像。
透射部分T包括從其去除了鈍化層16的第一部分和其中形成有鈍化層16的第二部分。在包括第一部分和第二部分的透射部分T中，存在第一公共電極24a和像素電極17，從而形成第一橫向電場E1。在反射部分中也形成有像素電極17，由此設(shè)置在鈍化層16上的像素電極17和第二公共電極24b產(chǎn)生第二橫向電場E2。
在通過將像素區(qū)分成反射部分和透射部分而具有雙單元間隙的IPS模式LCD器件中，分別與透射部分和反射部分平行地形成公共電極和像素電極。在透射部分中，通過第一公共電極24a和像素電極17在透射部分的整個單元間隙“d1”中形成第一橫向電場E1。在反射部分中，通過第二公共電極24b和像素電極17在反射部分的整個單元間隙“d2”中形成第二橫向電場E2。因此，當環(huán)境光不足以驅(qū)動IPS模式LCD器件時，IPS模式LCD器件通過第一橫向電場E1按透射模式工作。當環(huán)境光足以驅(qū)動IPS模式LCD器件時，IPS模式LCD器件通過第二橫向電場E2按以反射模式工作。
可以根據(jù)像素區(qū)的大小和數(shù)量來改變透射部分和反射部分的寬度。優(yōu)選地，透射部分與反射部分的寬度比大約為1比1或者3比1。
濾色器陣列基板21包括黑底層22和濾色器層81。此時，設(shè)置具有多個黑底圖案的黑底層22以防止光泄漏。濾色器層81包括多個濾色器圖案，其中在各個黑底圖案之間設(shè)置有各個濾色器圖案。
此外，在薄膜晶體管陣列基板11和濾色器陣列基板21的內(nèi)表面上形成有第一配向?qū)雍偷诙湎驅(qū)?未示出)，以將液晶層31的液晶分子配向為預(yù)定方向。此外，在薄膜晶體管陣列基板11和濾色器陣列基板21的外表面上形成有第一偏振片50和第二偏振片51。此外，在濾色器陣列基板21與第二偏振片之間形成有相位差片，其中所述相位差片提供相位延遲。
第一偏振片50和第二偏振片51僅僅與透光軸平行地透射光，從而將環(huán)境光轉(zhuǎn)化為線性偏振光。相位差片改變光的偏振狀態(tài)，其由相位差為λ/2的半波片HWP形成，以按相位延遲180°來改變線性偏振光。
可以將第一偏振片和第二偏振片的透光軸、相位差片的透光軸、以及液晶分子的指向矢設(shè)置為使得示例IPS LCD處于常黑模式。
如圖3所示，相位差片HWP的透光軸定位為相對于上偏振片51(上POL)的透光軸成+Θ角。此外，下偏振片50(下POL)的透光軸定位為相對于相位差片HWP的光軸成+Θ角。然后，液晶分子初始配向為相對于下偏振片(下POL)的透光軸成+45°角。當通過電場來驅(qū)動液晶分子時，液晶分子相對于下偏振片的透光軸按-45°角旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)白電平。
將參照圖4來描述具有圖3的光學結(jié)構(gòu)的透射-反射IPS LCD器件的光路。在圖4中，箭頭表示光通過各個部分的方向。
在反射部分的OFF狀態(tài)中(即當未驅(qū)動液晶時)，通過相位差片HWP使入射在上偏振片51(上POL)上的環(huán)境光按2Θ角旋轉(zhuǎn)，隨后光透過液晶，由此光改變?yōu)閳A形偏振光。由此，圓形偏振光到達反射片。隨后，該圓形偏振光在反射片上反射，隨后所反射的光通過液晶層，從而光改變?yōu)榫€性偏振光。然后，通過相位差片使線性偏振光按2Θ角旋轉(zhuǎn)，從而相對于上偏振片51的透光軸成90°角地發(fā)出光。然而，光不通過上偏振片51的透光軸，由此實現(xiàn)黑電平。
此時，反射部分中的液晶的單元間隙與對應(yīng)于λ/4(四分之一波板；QWP)的“d/2”(＝Δnd)相對應(yīng)，從而將線性偏振光變?yōu)閳A形偏振光，并將圓形偏振光變?yōu)榫€性偏振光。
在反射部分的ON狀態(tài)中(即，當對液晶進行驅(qū)動時)，通過相位差片HWP使入射在上偏振片51(上POL)上的環(huán)境光按2Θ角旋轉(zhuǎn)，隨后光通過液晶層。此后光到達反射片。隨后光在反射片上反射，所反射的光通過液晶層。因此，通過相位差片HWP使光按2Θ角旋轉(zhuǎn)，從而沿與上偏振片51的透光軸相同的方向發(fā)出光。當光通過上偏振片時，其實現(xiàn)為白電平。此時，在驅(qū)動液晶的情況下，液晶按-45°角旋轉(zhuǎn)，從而液晶被配向為與下偏振片的透光軸相同的方向。
在透射部分的情況下，當未驅(qū)動液晶時(OFF狀態(tài))，通過初始配向的液晶分子將從背光發(fā)出并入射在下偏振片50(下POL)上的光的偏振方向變?yōu)?0°。隨后通過相位差片HWP使光的偏振方向按2Θ角改變，從而相對于上偏振片51的透光軸成90°角地發(fā)出光。因此，光不通過上偏振片，從而實現(xiàn)黑電平。
此時，透射部分中的液晶的間隙與對應(yīng)于λ/2(半波板；HWP)的“d”(＝2Δnd)相對應(yīng)，以改變光的偏振方向。即，與液晶的配向方向?qū)ΨQ地改變光的偏振方向。
在透射部分中，當對液晶進行驅(qū)動時(ON狀態(tài))，從背光發(fā)射并入射在下偏振片50(下POL)上的光通過液晶，隨后通過相位差片HWP改變光的偏振方向，從而沿與上偏振片51的透光軸相同的方向發(fā)出光，從而實現(xiàn)白電平。此時，在驅(qū)動液晶的情況下，液晶分子按-45°角旋轉(zhuǎn)，從而液晶分子被配向為與下偏振片的透光軸相同的方向。
與透射型IPS模式LCD器件的透射部分不同，透射-反射型IPS模式LCD器件的透射部分由于相位差片HWP的雙折射而可能具有圓形偏振光，從而在黑電平中產(chǎn)生發(fā)光。因此，在IPS模式LCD器件中不能實現(xiàn)強黑電平。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在提供一種IPS模式LCD器件，其基本上消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點而引起的一個或者更多個問題。
本發(fā)明的優(yōu)點是提供了一種IPS模式LCD器件，其中，在LCD板的反射部分中形成有延遲層(retardation layer)以防止透射部分中的相位差片HWP的雙折射，從而基本上去除了透射模式中的黑電平發(fā)光。
本發(fā)明的附加優(yōu)點和特征部分地將在隨后的說明中得以闡述，部分地將基于對下文的考察而對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員變得顯而易見，或者可以從對本發(fā)明的實踐而習得。通過所述說明書及其權(quán)利要求以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)并獲得本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點。
為實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點并根據(jù)本發(fā)明的目的，如在此具體實施和廣義描述的那樣，IPS模式LCD器件包括選通線和數(shù)據(jù)線，在第一基板上彼此垂直，用于限定分為透射部分和反射部分的單位像素區(qū)；選通線與數(shù)據(jù)線的交叉處的薄膜晶體管；反射部分中的反射片；包括反射片的第一基板的整個表面上的鈍化層；與選通線平行的公共線；從公共線分出的公共電極；像素電極，與公共電極平行地形成，用于產(chǎn)生橫向電場；像素電極上的反射部分中的延遲層；與第一基板相對的第二基板；第一基板與第二基板之間的液晶層；以及分別形成在第一基板和第二基板的外表面上的第一偏振片和第二偏振片。
在根據(jù)本發(fā)明的IPS模式LCD器件中，在LCD板的反射部分中形成有延遲層，由此可以有效地操作透射模式。
因此，可以防止透射部分中的雙折射，從而通過從黑電平完全去除發(fā)光來改善對比度。
可以理解，本發(fā)明的前述一般性說明和以下詳細說明都是示例性和說明性的，旨在提供對如權(quán)利要求所述的本發(fā)明的進一步說明。


為提供對本發(fā)明的進一步理解而包括的附圖被并入且構(gòu)成本申請的一部分，其示出了本發(fā)明的實施例，并且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IPS模式LCD器件的平面圖；圖2是沿著圖1的I-I’的剖面圖；圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光學示意圖；圖4是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的反射部分和透射部分中的偏振狀態(tài)的對比表；圖5是根據(jù)本發(fā)明的IPS模式LCD器件的平面圖；圖6是沿著圖5的II-II’的剖面圖；圖7是沿著圖5的III-III’的剖面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的反射部分的光學示意圖；圖9示出根據(jù)本發(fā)明的透射部分中的偏振狀態(tài)的變化；圖10是根據(jù)本發(fā)明的透射部分的光學示意圖；以及圖11示出根據(jù)本發(fā)明的反射部分中的偏振狀態(tài)的變化。
具體實施例方式
現(xiàn)在將對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明，其示例在附圖中示出。只要有可能，就在全部附圖中使用相同的標號來表示相同或者相似的部分。
此后，將參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的IPS模式LCD器件。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的IPS模式LCD器件的平面圖。圖6是沿著圖5的II-II’的剖面圖。圖7是沿著圖5的III-III’的剖面圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的反射部分的光學示意圖。圖9示出根據(jù)本發(fā)明的透射部分中的偏振狀態(tài)的變化。圖10是根據(jù)本發(fā)明的透射部分的光學示意圖；圖11示出根據(jù)本發(fā)明的反射部分中的偏振狀態(tài)的變化。
如圖5至7所示，根據(jù)本發(fā)明的IPS模式LCD器件包括薄膜晶體管陣列基板111、濾色器陣列基板121、液晶層131、延遲層161、第一配向?qū)?90和第二配向?qū)?91、以及第一偏振片150和第二偏振片151。
薄膜晶體管陣列基板111包括多條選通線112和數(shù)據(jù)線115、多個薄膜晶體管TFT、公共電極124、以及像素電極117。在施加電壓的情況下，公共電極124和像素電極117產(chǎn)生橫向電場。此外，薄膜晶體管陣列基板111包括多個像素區(qū)，各像素區(qū)分成反射部分R和透射部分T。
濾色器陣列基板121被設(shè)置為與薄膜晶體管陣列基板111相對。在薄膜晶體管陣列基板111與濾色器陣列基板121之間是液晶層131。此外，延遲層161與薄膜晶體管陣列基板111的反射部分對應(yīng)。隨后，可以在薄膜晶體管陣列基板111和濾色器陣列基板121的內(nèi)表面上形成第一配向?qū)?90和第二配向?qū)?91，以提供液晶層131的液晶分子的初始配向方向。在薄膜晶體管陣列基板111和濾色器陣列基板121的外表面上形成有第一偏振片150和第二偏振片151。
按透射-反射模式操作IPS模式LCD器件。即，IPS模式LCD器件的透射部分用從背光發(fā)出的光按透射模式來工作。此外，IPS模式LCD器件的反射部分用環(huán)境光按反射模式來工作。在反射模式的情況下，通過延遲層161對環(huán)境光進行相位延遲。
更具體地，在薄膜晶體管陣列基板111上，存在基本彼此垂直以限定單位像素區(qū)的選通線112和數(shù)據(jù)線115。此外，通過柵絕緣層113使選通線112與數(shù)據(jù)線115彼此絕緣。在選通線112與數(shù)據(jù)線115的交叉處附近形成有薄膜晶體管TFT。薄膜晶體管TFT用作根據(jù)地址信號來控制單位像素的點亮或者熄滅狀態(tài)的開關(guān)。在反射部分R中形成有反射片160，以將入射光反射到濾色器陣列基板側(cè)。此外，在包括薄膜晶體管的薄膜晶體管陣列基板111的整個表面上形成有鈍化層116。隨后，在鈍化層116上與選通線112平行地形成有公共線125。公共電極124從公共線125延伸。像素電極117與薄膜晶體管的漏極115b相連接，其中像素電極117與公共電極124基本平行。此外，形成在反射部分R中的延遲層161使環(huán)境光的相位延遲。此外，可以在包括延遲層161的薄膜晶體管陣列基板111的整個表面上形成有第一配向?qū)?90，其中第一配向?qū)?90提供液晶的初始配向方向。
如上所述，LCD器件的像素區(qū)分成反射部分R和透射部分T。在這種情況下，可以將像素區(qū)內(nèi)的由與像素電極相鄰的公共電極限定的區(qū)塊形成為反射部分或者透射部分。在像素區(qū)中，可以選擇性地設(shè)置反射部分和透射部分。在圖5的示例性實施例中，以R、T、T和R的順序設(shè)置反射部分和透射部分，然而，也可以使用反射部分和透射部分的其它圖案。
像素內(nèi)的區(qū)塊數(shù)量不受限制，即，可以根據(jù)LCD器件的大小、像素的數(shù)量、以及像素區(qū)之間的間距來改變區(qū)塊的數(shù)量。在圖5中，像素區(qū)中形成有四個區(qū)塊。即使兩個LCD器件具有相同的大小，如果一個LCD器件在像素區(qū)具有大間距，則它具有相對較大的像素區(qū)。因此，在具有大間距的LCD器件的情況下，可以在像素區(qū)中形成六個區(qū)塊。在具有小間距的LCD器件中，可以在像素區(qū)中形成兩個區(qū)塊。
在圖5的示例中，在與數(shù)據(jù)線115相同的層內(nèi)同時形成反射片160。在與像素電極117或者選通線112相同的層內(nèi)可以同時在鈍化層116上形成公共線125和公共電極124。
延遲層161可以由包括RM(活性液晶原(Reactive Mesogen))的液晶材料以淀積方法或者涂布方法來形成。為了確定光軸，延遲層161的分子基本上排列為預(yù)定方向。雖然未示出，但是可以在延遲層161下面附加地形成第三配向?qū)?，以為延遲層提供配向方向。
即，涂布第三配向?qū)右耘c具有像素電極的鈍化層116的反射部分相對應(yīng)，然后通過摩擦來確定第三配向?qū)拥呐湎蚍较?。將包括液晶原的液晶涂布在第三配向?qū)由?，并且對其進行初始配向和固化，從而形成延遲層161。
同時，薄膜晶體管TFT包括柵極112a、柵絕緣層113、半導體層114、歐姆接觸層114a、以及源極115a和漏極115b。柵極112a可以從選通線112延伸，柵絕緣層113形成在柵極112a上?？梢酝ㄟ^在柵極112a上方淀積非晶硅a-Si:H來形成半導體層114，并且可以將其隔離(島形)。此外，由將雜質(zhì)離子注入非晶硅而制造的n+a-Si形成歐姆接觸層114a。設(shè)置歐姆接觸層114a來改善半導體層114與上層之間的接觸特性。源極115a和漏極115b形成在半導體層114上。源極115a從數(shù)據(jù)線延伸，漏極115b與像素電極117的一部分接觸。
可以通過濺射來對低電阻金屬(例如銅Cu、鋁Al、釹鋁AlNd、錫Sn、鉬Mo、鉻Cr、鈦Ti、鉭Ta、或者鎢鉬MoW等)進行淀積和構(gòu)圖，從而形成選通線層和數(shù)據(jù)線層。然后，由具有大反射率的低電阻金屬形成反射片160。
可以通過PECVD(等離子增強化學氣相沉積)由氧化硅SiOx、或者氮化硅SiNx的無機絕緣材料來形成柵絕緣層113?？梢酝ㄟ^淀積無機絕緣材料(例如氧化硅SiOx、或者氮化硅SiNx)或者通過涂布有機絕緣材料(例如BCB(苯并環(huán)丁烯)或者丙烯酸基材料)來形成鈍化層116。
可以通過控制第一偏振片150和第二偏振片151的透光軸、延遲層161的光軸、以及液晶分子的指向矢的角度來將IPS模式LCD器件制造為常黑模式。即，通過控制液晶的單元間隙，液晶層131可以具有λ/2的相位差值，并且延遲層161具有與QWP(四分之一波板)的λ/4對應(yīng)的相位差值。
即，上偏振片151的透光軸與下偏振片150的透光軸基本垂直。此外，液晶可以初始配向為與上偏振片151的透光軸相同的方向。反射部分R中的延遲層161的透光軸形成為相對于上偏振片151的透光軸成+45°角。
在對液晶進行驅(qū)動的情況下，旋轉(zhuǎn)反射部分R的液晶分子相對于上偏振片151的偏光軸平均按+22.5°角旋轉(zhuǎn)。此外，透射部分T的液晶分子平均按+45°角旋轉(zhuǎn)。
為了控制液晶分子的旋轉(zhuǎn)角度，必須確定反射部分R和透射部分R中的像素電極和公共電極的寬度。即，液晶分子的旋轉(zhuǎn)能力根據(jù)施加到像素電極117和公共電極124的電場的強度而變化。在反射部分的情況下，因為液晶分子按+22.5°角旋轉(zhuǎn)，所以公共電極與像素電極之間的間隔可能較大。同時，在透射部分的情況下，因為液晶分子按+45°角旋轉(zhuǎn)，所以公共電極與像素電極之間的間隔可能較小。
在根據(jù)本發(fā)明的IPS模式LCD器件中，反射部分中的公共電極與像素電極之間的間隔大于透射部分中的公共電極與像素電極之間的間隔。
當反射部分和透射部分中存在預(yù)定的電極寬度時，可以通過施加到反射部分和透射部分的驅(qū)動電壓來控制液晶分子的旋轉(zhuǎn)角度。即，如果在反射部分R和透射部分T中使用相同的驅(qū)動電壓，則反射部分R中的電場強度大于透射部分T中的電場強度。在另一方法中，通過向反射部分和透射部分中的公共電極施加不同電壓，可以控制液晶分子的旋轉(zhuǎn)角度。
此后，將詳細描述反射部分R和透射部分T中的光學結(jié)構(gòu)和偏振狀態(tài)。
在反射部分的光學結(jié)構(gòu)的情況下，如圖8中所示，上偏振片151(上POL)的透光軸與下偏振片150(下POL)的透光軸基本垂直，液晶的初始配向可以配向為與上偏振片的透光軸相同的方向。在這種情況下，延遲層161的光軸形成為與上偏振片151(上POL)的透光軸成+45°角。在施加電壓時，反射部分R的液晶分子相對于上偏振片151(上POL)的偏光軸按+22.5°角旋轉(zhuǎn)。
參照圖9來描述施加到反射部分的環(huán)境光的光路。如果未驅(qū)動液晶(OFF狀態(tài))，則入射在上偏振片151(上POL)上的環(huán)境光通過初始配向的液晶131和延遲層161QWP。由此，光變?yōu)閳A形偏振光，該圓形偏振光到達反射片160。然后，當從反射片160反射的圓形偏振光通過延遲層161QWP時，圓形偏振光變?yōu)榫€性偏振光。該線性偏振光通過液晶層131，從而相對于上偏振片151(上POL)的透光軸成90°角地發(fā)出光。然而，因為光不通過上偏振片151，所以其顯示為黑電平。
如上所述，延遲層161由相位差為λ/4的材料(其用作QWP(四分之一波板))形成。即，延遲層161將圓形偏振光變?yōu)榫€性偏振光，并且將線性偏振光變?yōu)閳A形偏振光。
在反射部分R中，當驅(qū)動液晶時(ON狀態(tài))，液晶分子相對于上偏振片151(上POL)的偏光軸按22.5°角旋轉(zhuǎn)。通過相位延遲為λ/2的HWP(半波板)，使通過上偏振片151的偏光軸的入射光按45°角對稱地旋轉(zhuǎn)。
因此，當入射在上偏振片151(上POL)上的環(huán)境光通過液晶層131時，光按45°角旋轉(zhuǎn)。然后，光通過具有相同光軸的延遲層161QWP，并且光到達反射片160。此后，反射片160上反射的光通過延遲層161QWP，通過液晶層使光按45°角旋轉(zhuǎn)。因此，沿與上偏振片151(上POL)的透光軸相同的方向發(fā)出光，隨后光通過上偏振片151。由此，其顯示為白電平。
如圖10所示，在透射部分T中，上偏振片151(上POL)的透光軸與下偏振片150(下POL)的透光軸基本垂直，由此液晶的初始配向方向與上偏振片151(上POL)的透光軸相同。即，除了沒有延遲層外，其具有與反射部分R相同的設(shè)置。
在施加電壓時，透射部分T的液晶分子相對于上偏振片的偏光軸按45°角旋轉(zhuǎn)。
參照圖11來說明在透射部分T中從背光發(fā)出的光的光路。
如果未驅(qū)動液晶(OFF狀態(tài))，則從背光入射在下偏振片150(下POL)上的光通過液晶層131，從而相對于上偏振片151(上POL)的透光軸成90°角地發(fā)出光。因此，由于光不通過上偏振片151，所以其顯示為黑電平。
在透射部分中，當對液晶進行驅(qū)動時(ON狀態(tài))，從背光(未示出)發(fā)出的光的偏振方向改變。因此，沿與上偏振片151(上POL)的透光軸相同的方向發(fā)出光，從而實現(xiàn)白電平。
此時，透射部分中的液晶的單元間隙對應(yīng)于“d(＝2Δnd)”。其具有對應(yīng)于λ/2(半波板HWP)的相位差，從而使得光的偏振方向?qū)ΨQ地改變。如果液晶分子按45°角旋轉(zhuǎn)，則當光通過液晶層131時其方向按90°角改變。
當將透射-反射模式應(yīng)用于IPS模式LCD器件時，在反射部分R中形成延遲層161。因此，在透射模式中，可以防止黑電平中增加亮度。
反射部分和透射部分具有相等的單元間隙，由此可以實現(xiàn)簡化的處理。
同時，濾色器陣列基板121包括黑底層圖案122、濾色器層圖案123、和第二配向?qū)?91。在這種情況下，黑底層圖案122是與單位像素區(qū)和薄膜晶體管的邊緣對應(yīng)地形成的，以防止光泄漏。此外，各個R、G和B濾色器層圖案123形成在各個黑底層圖案122之間。第二配向?qū)?91形成在包括濾色器層圖案123的濾色器陣列基板121的整個表面上。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的IPS模式LCD器件具有以下優(yōu)點。
當將透射-反射模式應(yīng)用于IPS模式LCD器件時，在反射部分中形成延遲層。因此，在透射模式中，可以防止在黑電平中亮度增加。結(jié)果，可以在保持高對比度的情況下實現(xiàn)透射-反射模式。
反射部分和透射部分具有相等的單元間隙，從而實現(xiàn)了簡化的處理并且減少了制造的錯誤。
對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，很明顯可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對本發(fā)明進行多種修改和變形。因此，本發(fā)明旨在覆蓋本發(fā)明的修改和變形，只要這些修改和變形落入所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，包括選通線和數(shù)據(jù)線，在第一基板上彼此基本垂直，限定至少一個具有透射部分和反射部分的單位像素區(qū)；選通線與數(shù)據(jù)線的交叉處附近的薄膜晶體管；反射部分中的反射片；包括反射片的第一基板的表面上的鈍化層；與選通線基本平行的公共線；從公共線延伸的公共電極；與公共電極基本平行的像素電極；像素電極上的反射部分中的延遲層；與第一基板相對的第二基板；第一基板與第二基板之間的液晶層；以及分別在第一基板和第二基板的外表面上的第一偏振片和第二偏振片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其中，反射片形成在與數(shù)據(jù)線相同的層中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其中，公共線和公共電極形成在與選通線或者像素電極相同的層中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，還包括分別在第一基板和第二基板的內(nèi)表面上的第一配向?qū)雍偷诙湎驅(qū)印?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其中，延遲層包括活性液晶原。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其中，延遲層具有大約λ/4的相位延遲。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其中，延遲層是通過淀積方法或者涂布方法而形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，還包括在延遲層下面的第三配向?qū)印?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其中，透射部分或者反射部分是以公共電極和像素電極限定的區(qū)塊形成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其中，反射部分中的公共電極與像素電極之間的間隔大于透射部分中的公共電極與像素電極之間的間隔。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其中，公共電極與像素電極之間的間隔被控制為使得反射部分的液晶分子按大約22.5°角旋轉(zhuǎn)，并且使得透射部分的液晶分子按大約45°角旋轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其中，反射部分中的公共電極與像素電極之間的間隔與透射部分中的公共電極與像素電極之間的間隔相等。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其中，驅(qū)動電壓被控制為使得反射部分的液晶分子按大約22.5°角旋轉(zhuǎn)，并且使得透射部分的液晶分子按大約45°角旋轉(zhuǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其中，反射部分中的單元間隙與透射部分中的單元間隙基本相等。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其中，所述單元間隙處于獲得大約λ/2的相位延遲的范圍內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其中，第一偏振片的偏光軸與第二偏振片的偏光軸彼此基本垂直，液晶層的液晶分子初始配向為與第二偏振片的透光軸相同的方向，并且，延遲層的光軸相對于第二偏振片的透光軸按大約45°角旋轉(zhuǎn)。
17.一種面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，包括選通線和數(shù)據(jù)線，在基板上彼此基本垂直，限定至少一個具有透射部分和反射部分的單位像素區(qū)；選通線與數(shù)據(jù)線的交叉處附近的薄膜晶體管；反射部分中的反射片；包括反射片的第一基板的表面上的鈍化層；與選通線基本平行的公共線；從公共線延伸的公共電極；與公共電極基本平行的像素電極；以及像素電極上的反射部分中的延遲層。
全文摘要
公開了一種面內(nèi)切換模式液晶顯示器件，其中在單位像素區(qū)的反射部分中形成有延遲層，以有效地操作透射模式和反射模式并改善對比度，所述單位像素區(qū)具有透射部分和反射部分，其中透射部分中的單元間隙與反射部分中的單元間隙基本相等。
文檔編號G02F1/1339GK1940668SQ20051010846
公開日2007年4月4日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者白欽日 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社