專利名稱：具有帶孔的對置電極的液晶顯示器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器及其制造方法，更具體而言，涉及一種具有包括孔的圖案化的對置公共電極的LCD及其制造方法。
背景技術(shù)：
LCD具有插入在像素電極與對置的公共電極之間的液晶，并通過在像素電極和對置公共電極之間施加電場來改變液晶的排列。改變的液晶排列控制透光率以形成圖像。
在各種類型的LCD中，光控的雙折射(OCB)型LCD具有快速響應(yīng)速度和優(yōu)異的視角。OCB型LCD包括像素電極、底配向?qū)印χ霉搽姌O、頂配向?qū)雍途哂姓殡姵?shù)各向異性Δε的向列液晶的液晶層。底配向?qū)雍晚斉湎驅(qū)友赝环较虮荒Σ?，使得液晶具有斜展配向。為了在OCB型LCD中形成圖像，應(yīng)該在顯示電極與對置公共電極之間形成高電場。該高電場將位于液晶層中心的液晶的傾斜角改變?yōu)?0°，使得液晶具有彎曲的配向。這被稱為彎曲轉(zhuǎn)變。將預(yù)定電壓施加在像素電極與對置公共電極之間，從而引起除了靠近配向?qū)拥囊壕Ъ拔挥谥行牡囊壕б酝獾氖Ｓ嘁壕A斜角改變。這樣，將穿過液晶層的光的偏振改變從而形成圖像。
為了具有多個像素的LCD實現(xiàn)高分辨率的圖像，設(shè)置在多個像素中的大多數(shù)液晶應(yīng)該被彎曲轉(zhuǎn)變。然而，這要求很長時間，且會出現(xiàn)未彎曲轉(zhuǎn)變的像素。為了防止這樣的情況，提高了彎曲轉(zhuǎn)變的電壓，從而導(dǎo)致高的功耗。
為了解決此問題，日本專利公開No.2003-140194公開了具有帶凹槽部分和凸起部分的像素電極的LCD。然而，在像素電極中形成凹槽部分和凸起部分可能減小開口率。
對OCB型LCD的討論可以在下面的參考文獻中找到，引入在此處作為參考Hiroyuki Yamakita等人題為“液晶顯示器”的美國專利No.6,600,540討論了一種顯示器，其包括一對相對基底、設(shè)置在該對基底之間的液晶層、設(shè)置在該對基底之一上的存儲電容器電極和設(shè)置得與存儲電容器電極交疊的像素電極，該像素電極在與存儲電容器電極交疊的區(qū)域具有孔；MichaelJohn Towler等人題為“液晶顯示裝置”的美國專利No.6,714,276討論了一種反射液晶顯示器，其包括一對相對基底、設(shè)置在該對基底之間的液晶層、設(shè)置有用作成核區(qū)的通孔區(qū)的透明電極和反射電極；且Masanobu Mizusaki等人題為“液晶顯示裝置、光學(xué)元件、制造所述液晶顯示裝置的方法和制造所述光學(xué)元件的方法”的美國專利No.6,852,374討論了液晶顯示裝置(LCD)、光學(xué)元件、制造該液晶顯示器的方法和制造該光學(xué)元件的方法，還涉及能有效地用在LCD中或光學(xué)元件中的液晶配向膜的材料。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明通過提供可以減小彎曲轉(zhuǎn)變時間和彎曲轉(zhuǎn)變電壓的LCD及其制造方法，解決了與常規(guī)裝置相關(guān)的上述問題。
在本發(fā)明的示范性實施例中，液晶顯示器包括底基底；設(shè)置在該底基底上的像素電極；設(shè)置在該底基底上方并具有面對底基底的相對表面的頂基底；設(shè)置在該頂基底的相對表面上并具有至少一個孔的對置公共電極；設(shè)置在該像素電極和對置公共電極之間的液晶層。


通過結(jié)合附圖與下面的詳細描述，對本發(fā)明更完整的理解及其許多附加的優(yōu)點將更明顯易懂，在附圖中，相同的參考標號表示相同或相似的元件，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的LCD的透視圖，其中示出了底基底和頂基底；圖2是沿圖1的線I-I’所取的橫截面圖，其示出了LCD及其制造方法；圖3A和3B是用于說明圖2的LCD的彎曲轉(zhuǎn)變的橫截面圖；且圖4到7是示出形成在對置公共電極中的孔的各種形狀的平面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的實施例，其范例在附圖中示出，其中相同的參考標號通篇表示相同元件。在下面描述了實施例以通過參照

本發(fā)明。在附圖中，如果設(shè)置在不同層或基底“上”，意為直接設(shè)置在該不同層和基底上，或者其間設(shè)置有另一層。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的LCD的透視圖，其中示出了底基底和頂基底。
參照圖1，像素電極150設(shè)置在底基底100上。在底基底100上，多條掃描線106可以沿一個方向設(shè)置，且多條數(shù)據(jù)線127可以沿垂直于掃描線106的方向設(shè)置。結(jié)果，單元像素區(qū)由掃描線106和數(shù)據(jù)線127的交點所限定。這樣，像素電極150位于每個單元像素區(qū)，即，位于由每條掃描線106和每條數(shù)據(jù)線127的交點所限定的區(qū)域。
在每個單元像素區(qū)上，設(shè)置通過掃描線106的控制而開關(guān)的薄膜晶體管(TFT)，以將電壓施加到數(shù)據(jù)線127以施加到像素電極150。該TFT包括從掃描線106突出的柵電極105、位于柵電極105上并交疊柵電極105的半導(dǎo)體層120、從數(shù)據(jù)線127突出并接觸半導(dǎo)體層120一端的源電極126、和接觸半導(dǎo)體層120另一端和像素電極150的漏電極125。
存儲電容器底電極110可以位于像素電極150下方以橫跨像素電極150。存儲電容器底電極110可以平行于掃描線106設(shè)置。存儲電容器底電極110和像素電極150形成存儲電容器。存儲電容器用于在非選擇周期內(nèi)存儲像素信息。
具有與底基底110相對(或?qū)χ?表面的頂基底500設(shè)置在底基底100上方。具有至少一個孔530a的對置公共電極530設(shè)置在上述頂基底500的相對、或?qū)χ帽砻妗Ｃ總€孔530a可以交疊至少一部分像素電極150?？?30a還可以交疊(或可以平行)至少一部分存儲電容器底電極110。
圖2是沿圖1的線I-I’所取的橫截面圖，其示出了LCD及其制造方法。
參照圖1和2，將柵導(dǎo)電層淀積在底基底100上并構(gòu)圖以形成掃描線106、從掃描線106突出的柵電極105和與掃描線106分隔開并平行于掃描線106的存儲電容器底電極110。柵絕緣層115形成在掃描線106、存儲電容器底電極110和柵電極105上。將非晶硅層淀積在柵絕緣層115上且然后構(gòu)圖以形成交疊柵電極105的半導(dǎo)體層120。
接著，將源極和漏極導(dǎo)電層淀積在具有半導(dǎo)體層120的底基底上，然后構(gòu)圖以形成數(shù)據(jù)線127、從數(shù)據(jù)線127突出并接觸半導(dǎo)體層120一端的源電極、和接觸半導(dǎo)體層120另一端的漏電極125，因此形成TFT。
鈍化層160形成在源電極和漏電極125及126上。將鈍化層160構(gòu)圖以形成暴露漏電極125預(yù)定部分的接觸孔。將像素導(dǎo)電層形成在鈍化層160上，然后構(gòu)圖以形成通過接觸孔接觸漏電極125的像素電極150。然后，底配向?qū)?70形成在具有像素電極150的底基底100的整個表面上方。
沿一個方向Rb進行摩擦底配向?qū)?70的工藝，使得底配向?qū)?70被平行配向并具有預(yù)定的預(yù)傾斜角。
同時，制備頂基底500，且在頂基底500的一個表面(面對底基底100的表面)上形成光屏蔽層圖案510。光屏蔽層圖案510屏蔽底基底100形成有TFT、數(shù)據(jù)線127和掃描線106的區(qū)域。因此，光屏蔽層圖案510暴露頂基底500相應(yīng)于像素電極150的部分。在頂基底500的暴露部分上形成彩色濾光層515。
在彩色濾光片層515上淀積相對的導(dǎo)電層，然后構(gòu)圖相對的導(dǎo)電層以形成對置公共電極，即具有至少一個孔530a的公共電極530。每個孔530a可以交疊至少一部分像素電極150?？?30a還可以交疊至少一部分存儲電容器底電極110。
在具有孔530a的公共電極530上形成頂配向?qū)?50。沿同一方向Rt摩擦頂配向?qū)?50，如底配向?qū)?70。進行摩擦工藝使得頂配向?qū)?50平行排列并具有預(yù)定的預(yù)傾斜角。
接著，將底基底100和頂基底500以預(yù)定間距彼此安裝。將液晶插入底基底100與頂基底500之間的空間，以形成液晶層600。優(yōu)選地，液晶是向列液晶并具有正介電常數(shù)各向異性。在液晶層600中的液晶中，鄰近底配向?qū)?70和頂配向?qū)?50的液晶通過配向處理的配向?qū)拥腻^定力(anchoringforce)分別以預(yù)定預(yù)傾斜角沿摩擦方向Rb和Rt平行排列。設(shè)置在液晶層600中心的液晶幾乎平行于底基底100和頂基底500配向。這樣，液晶層600的液晶具有斜展配向。
LCD可以具有在底基底100下發(fā)射白光的背光700。這種類型的LCD可以使用彩色濾光層515實現(xiàn)彩色圖像。
或者，紅(R)、綠(G)和藍(B)背光700可以設(shè)置在底基底100下面。這樣，可以省略彩色濾光層515。這種類型的LCD稱為場序LCD(FS-LCD)。該場序LCD以分時方式通過相應(yīng)于一個單元像素的液晶順序顯示紅(R)、綠(G)和藍(B)光，由此使用殘留圖像來實現(xiàn)彩色圖像。其響應(yīng)速度足夠快，且因此適合用于實現(xiàn)電影。
圖3A和3B是用于說明圖2的LCD的彎曲轉(zhuǎn)變的橫截面圖。
參照圖3A，將電壓施加到公共(相對)電極530和像素電極150，使得公共電極530和像素電極150之間具有電壓差Vt。結(jié)果，電場300a、300b和300c形成在公共電極530和像素電極150之間。更具體地，電場300a沿垂直的直線方向形成于公共電極530表面面對像素電極150的部分。然而，彎曲電場300b和300c沿像素電極150邊緣與公共電極530之間和公共電極530的邊緣與像素電極150之間的垂直方向形成。發(fā)生于電極150和530邊緣的電場扭曲將相鄰的液晶迅速從斜展配向轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢湎?。因此，轉(zhuǎn)變源可以更迅速地形成于電極150和530的邊緣。
參照圖3B，形成在電極150和530的邊緣的液晶的彎曲配向，即彎曲轉(zhuǎn)變從轉(zhuǎn)變源傳播到剩余區(qū)域。因此，將整個液晶層600的液晶轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢湎颉Q句話說，當施加初始轉(zhuǎn)變電壓Vt時，轉(zhuǎn)變源形成于像素電極150和公共電極530邊緣，且彎曲轉(zhuǎn)變從轉(zhuǎn)變源傳播到整個液晶層600。
形成在公共電極530中的孔530a(見圖3B和4)用于增加公共電極530的邊緣。因此，通過在公共電極530中形成孔530a，當施加初始轉(zhuǎn)變電壓Vt時，可以增加彎曲轉(zhuǎn)變的液晶，即轉(zhuǎn)變源的形成。因此，可以減少將彎曲轉(zhuǎn)變傳播到整個液晶層600所需的時間，即轉(zhuǎn)變時間，且可以減小轉(zhuǎn)變電壓。
每個孔530a可以交疊至少一部分像素電極150。這樣，可以形成許多形成有扭曲電場的區(qū)域，由此形成更多轉(zhuǎn)變源。此外，孔530a可以交疊存儲電容器底電極110。這樣，可以增加轉(zhuǎn)變源而不減小開口率。
此后，保持像素電極150和公共電極530之間的電壓差高于用于保持彎曲配向的臨界電壓。然后，當增加電壓差時，除了鄰近配向?qū)?70和550的液晶及位于液晶層600中心的液晶之外的剩余液晶的傾斜角增加，且然后當減小電壓差時，減小傾斜角。因此，變化穿過液晶層600的光的偏振，因此形成圖像。液晶的傾斜角的變化很快，從而可以實現(xiàn)快速的響應(yīng)速度特性。上述LCD被稱為OCB型LCD。優(yōu)選OCB型LCD在場序驅(qū)動方法中被驅(qū)動以實現(xiàn)更快的響應(yīng)速度。
圖4到7時示出形成在公共電極中的孔的各種形狀的平面圖。
參照圖4，孔530a形成為橫跨像素電極150。由于交疊像素電極150的公共電極530的邊緣沿兩個方向形成，彎曲轉(zhuǎn)變可以被均勻地傳播。
參照圖5，孔530a-1形成為與圖4相似的形式，但交疊像素電極150-1的公共電極530-1的邊緣增加。
參照圖6和7，多個孔530a-2或530a-3交疊一個像素電極150-2或150-3。交疊像素電極150-2或150-3的公共電極530-2或530-3的邊緣可以增加。
如上所述，通過增加交疊像素電極的公共電極的邊緣，可以產(chǎn)生更多轉(zhuǎn)變源，因此減少了轉(zhuǎn)變時間和轉(zhuǎn)變電壓。
因此，根據(jù)本發(fā)明，彎曲轉(zhuǎn)變時間和彎曲轉(zhuǎn)變電壓可以減小而不降低開口率。
雖然參照其某些示范性實施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以在不脫離權(quán)利要求及其等同物所限定的本發(fā)明的精神或范疇內(nèi)對本發(fā)明進行各種改進和變化。
本申請要求于2004年11月24日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請No.2004-87155的權(quán)益，其全部內(nèi)容引入于此作為參考。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，包括底基底；像素電極，設(shè)置在所述底基底上；頂基底，設(shè)置在所述底基底上方并具有面對所述底基底的相對表面；公共電極，設(shè)置在所述頂基底的相對表面上，所述公共電極具有至少一個孔；和液晶層，設(shè)置在所述像素電極與公共電極之間。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述孔交疊至少一部分所述像素它極。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示器，還包括存儲電容器底電極，設(shè)置在所述像素電極下方，其中所述孔交疊所述存儲電容器底電極。
4.如權(quán)利要求2所述的顯示器，其中所述一個像素電極被多個孔交疊。
5.如權(quán)利要求1所述的顯示器，還包括設(shè)置在所述像素電極上的底配向?qū)雍驮O(shè)置在所述公共電極上的頂配向?qū)?，所述底配向?qū)雍晚斉湎驅(qū)友赝环较虮荒Σ痢?br> 6.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述液晶層具有正介電常數(shù)各向異性的向列液晶。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示器，還包括掃描線和數(shù)據(jù)線，所述像素電極設(shè)置在由所述掃描線和數(shù)據(jù)線所限定的區(qū)域。
8.如權(quán)利要求1所述的顯示器，其中所述液晶顯示器是還包括設(shè)置在所述底基底下方的紅、綠和藍背光的場序液晶顯示器。
9.一種制造液晶顯示器的方法，包括在底基底上形成像素電極；在頂基底上形成公共電極，所述公共電極具有至少一個孔；安裝頂基底和底基底，使得所述公共電極面對所述像素電極；和通過將液晶插入所述頂基底和底基底之間的空間而形成液晶層。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述孔交疊至少一部分所述像素電極。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括在形成所述像素電極之前在所述底基底上形成被所述像素電極交疊的存儲電容器底電極，其中所述孔交疊所述存儲電容器底電極。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括在公共電極中形成多個孔以交疊所述一個像素電極。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括在所述像素電極上形成底配向?qū)硬⒀仡A(yù)定方向摩擦所述底配向?qū)樱缓驮谒龉搽姌O上形成頂配向?qū)硬⒀厮鲱A(yù)定方向摩擦所述頂配向?qū)印?br> 14.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述液晶層具有正介電常數(shù)各向異性的向列液晶。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液晶顯示器及其制造方法。所述液晶顯示器包括底基底。像素電極設(shè)置在所述底基底上。頂基底設(shè)置在所述底基底上方以具有面對底基底的相對表面。具有至少一個孔的公共電極設(shè)置在頂基底的相對表面上。液晶層設(shè)置在像素電極與公共電極之間。這樣彎曲轉(zhuǎn)變時間和彎曲轉(zhuǎn)變電壓可以減小而不降低開口率。
文檔編號G02F1/1337GK1779540SQ20051012683
公開日2006年5月31日 申請日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月24日
發(fā)明者權(quán)純郁 申請人:三星Sdi株式會社