專(zhuān)利名稱(chēng)：快速響應(yīng)和高透過(guò)率的ips-va液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器(FR-IPS-VA IXD)，特別涉 及一種快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示模式，在傳統(tǒng)液晶顯示模式的基礎(chǔ)上，在與 下玻璃基板條狀I(lǐng)TO像素電極間隙中心位置所對(duì)應(yīng)的上玻璃基板上加上條狀I(lǐng)TO公共電 極，利用上下玻璃基板條狀I(lǐng)TO電極間的斜向電場(chǎng)使液晶分子在開(kāi)響應(yīng)過(guò)程中快速傾斜， 最終在共面電場(chǎng)的作用下，分子傾斜達(dá)到飽和狀態(tài)。
背景技術(shù)：
共面轉(zhuǎn)換垂面排列液晶顯示器(In-PlaneSwitching Vertical Alignment LCD), 簡(jiǎn)稱(chēng)(IPS-VALCD)，是利用下玻璃基板上的條狀I(lǐng)TO像素電極間的電勢(shì)差所產(chǎn)生的水平電 場(chǎng)驅(qū)動(dòng)液晶分子傾倒的液晶顯示器。它具有優(yōu)良的寬視角特性，可以廣泛地應(yīng)用于臺(tái)式機(jī) 顯示器，液晶電視等大屏液晶顯示器。傳統(tǒng)的共面轉(zhuǎn)換垂面排列液晶顯示器(IPS-VA IXD)都是采用下玻璃基板上的 條狀I(lǐng)TO像素電極驅(qū)動(dòng)模式，電極寬度和間距都比較大，透過(guò)率較低，閾值電壓較大( 2. 92V)，響應(yīng)時(shí)間慢(大于15ms)，會(huì)造成驅(qū)動(dòng)困難和圖像拖影的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決傳統(tǒng)共面轉(zhuǎn)換垂面排列液晶顯示器透過(guò)率低和響應(yīng)速度 慢的問(wèn)題，提供一種高透過(guò)率和快速響應(yīng)的液晶顯示器。本發(fā)明屬于一種具有快速響應(yīng)和 高透過(guò)率特性的共面轉(zhuǎn)換垂面排列液晶顯示器(FR-IPS-VA IXD)，在減小電極寬度和保持 電極間距的同時(shí)(傳統(tǒng)IPS液晶顯示器電極寬度為4μπι，電極間距為ΙΟμπι)，采用在與下 玻璃基板條狀I(lǐng)TO像素電極間隙中心位置所對(duì)應(yīng)的上玻璃基板上加上條狀I(lǐng)TO公共電極， 利用上下玻璃基板條狀I(lǐng)TO電極間的斜向電場(chǎng)達(dá)到了提高開(kāi)響應(yīng)速度的目的，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)響 應(yīng)速度1倍以上的提高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了低閾值電壓和高透過(guò)率，且保持了傳統(tǒng)共面轉(zhuǎn)換垂面 排列液晶顯示器的寬視角特性。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器，該液晶顯示器包括兩個(gè)偏光片 (分為起偏器和檢偏器)、兩個(gè)負(fù)C膜、液晶盒；其位置關(guān)系依次為起偏器、第一負(fù)C膜、液 晶盒、第二負(fù)C膜和檢偏器；光線(xiàn)依次通過(guò)起偏器、第一負(fù)C膜、液晶盒、第二負(fù)C膜和檢偏
O所述的液晶盒是垂面排列的液晶盒，包括玻璃基板、氧化銦錫電極(條狀I(lǐng)TO電 極)、取向?qū)?、液晶層、封邊框膠和間隔物；其位置關(guān)系為最外層為兩片玻璃基板，下玻璃 內(nèi)表面為條狀I(lǐng)TO像素電極，上玻璃內(nèi)表面為條狀I(lǐng)TO公共電極，再向里是取向?qū)樱虚g為 液晶層和間隔物。所述的液晶盒中的兩個(gè)條狀I(lǐng)TO電極相同，均為電極寬度為W = 1 4μ m，電極 間距為G = 4 20 μ m，上玻璃基板上的條狀I(lǐng)TO電極位于下玻璃基板條狀I(lǐng)TO電極間隙中
3心位置上方，且下玻璃基板條狀I(lǐng)TO電極相鄰電極(pixel 1和pixel 2)間加電勢(shì)相反的 電壓。所述的液晶盒中上下玻璃基板內(nèi)表面上的條狀I(lǐng)TO電極中優(yōu)選電極寬度為W = Ιμπι,電極間距為G = 9μπι0所述的液晶盒中液晶層的厚度是4 μ m，液晶材料參數(shù)為ε // = 14，ε ±= 4，n。= 1. 4794，ne = 1. 6，K11 = 10. 87pN, K22 = 9. 5pN, K33 = 15. 37pN, Y1 = O. IPas ；邊界強(qiáng)錨定， 上下兩基板處液晶的預(yù)傾角度和方位角度都為90°和0°。所述液晶盒中的間隔物為球形樹(shù)脂粉間隔物，直徑為4μπι。所述的液晶盒中的取向?qū)訛榫埘啺纺?。所述的兩個(gè)負(fù)C膜的厚度均為21 μ m ；折射率參數(shù)均為ne = 1. 483，n0 = 1. 493。所述的起偏器和檢偏器均為理想偏光片。上面所述的快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器樣品盒的制作方法，其步 驟如下步驟1，刻蝕出條狀I(lǐng)TO電極圖形；步驟2，取向?qū)油坎技肮袒?；步驟3，取向?qū)幽Σ撂幚?；步驟4，下玻璃基板噴球形樹(shù)脂粉，上玻璃基板印刷封邊框膠；步驟5，上下玻璃基板貼合并將封邊框膠固化；步驟6，灌注液晶材料并封口 ；步驟7，清洗玻璃表面并貼合兩個(gè)負(fù)C膜，以及起偏器和檢偏器，最后得到該快速 響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器樣品盒。本發(fā)明的有益效果為使用新設(shè)計(jì)的FR-IPS電極結(jié)構(gòu)，利用上下玻璃基板條狀 ITO電極間的斜向電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了提高開(kāi)響應(yīng)速度的目的，透過(guò)率與傳統(tǒng)IPS-VA液晶顯示器幾 乎相等，閾值電壓降低了 0. 2V，與傳統(tǒng)IPS-VA液晶顯示器(虛線(xiàn))響應(yīng)時(shí)間對(duì)比，相同的 液晶材料參數(shù)和液晶盒厚，傳統(tǒng)IPS-VA液晶顯示器的上升時(shí)間8. 03ms，下降時(shí)間6. 32ms, 快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器的上升時(shí)間3. 87ms，下降時(shí)間6. 28ms，實(shí)現(xiàn)了開(kāi) 響應(yīng)速度1倍以上的提高。并通過(guò)使用兩個(gè)厚度均為21 μ m，折射率參數(shù)為Iie= 1.483，η。 =1. 493的負(fù)C膜進(jìn)行膜補(bǔ)償，視角與傳統(tǒng)IPS液晶顯示器相同?？焖夙憫?yīng)和高透過(guò)率的 IPS-VA液晶顯示器在保持了傳統(tǒng)IPS-VA液晶顯示器的優(yōu)良特性的同時(shí)，進(jìn)一步降低了閾 值電壓，同時(shí)響應(yīng)速度得到大幅度提高，這對(duì)解決由于響應(yīng)時(shí)間慢而引起的圖像拖影問(wèn)題 有深刻意義，且工藝上簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，是一種性能優(yōu)良的新型液晶顯示器。


圖1是本發(fā)明快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器(b)和傳統(tǒng)的IPS-VA液 晶顯示器(a)電極結(jié)構(gòu)和亮態(tài)液晶分子分布示意圖對(duì)比。圖2是本發(fā)明快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器(實(shí)線(xiàn))和傳統(tǒng)的IPS-VA 液晶顯示器(虛線(xiàn))在相同的液晶參數(shù)和液晶盒厚，響應(yīng)時(shí)間圖對(duì)比。圖3是本發(fā)明快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器(虛線(xiàn))和傳統(tǒng)的IPS-VA 液晶顯示器(實(shí)線(xiàn))透過(guò)率與電壓關(guān)系圖對(duì)比。
圖4是本發(fā)明快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器(b)和傳統(tǒng)的IPS-VA液 晶顯示器(a)透光區(qū)域與不透光區(qū)域平面圖對(duì)比。圖5是本發(fā)明快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器(b)和傳統(tǒng)的IPS-VA液 晶顯示器(a)相同補(bǔ)償后的對(duì)比度視角圖對(duì)比。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器樣品盒的制作方法，按照以 下步驟制作步驟1，刻蝕出條狀I(lǐng)TO電極圖形。先在ITO導(dǎo)電玻璃上涂覆感光膠，再覆蓋光刻掩膜版(光刻掩膜版是在膠片上制 成與電極圖形對(duì)應(yīng)的黑白圖案，曝光時(shí)使透明區(qū)光刻膠在光的作用下起反應(yīng))，然后通過(guò)紫 外光進(jìn)行照射，對(duì)ITO電極層進(jìn)行選擇性化學(xué)腐蝕，從而在ITO導(dǎo)電玻璃上得到與掩膜版完 全對(duì)應(yīng)的圖形。步驟2，取向?qū)油坎技肮袒?。在刻蝕好的ITO導(dǎo)電玻璃上涂布取向劑(聚酰胺酸溶液)，形成均勻的膜層。然 后預(yù)烘，將取向材料溶液中的溶劑加熱使之揮發(fā)，留下固體的取向材料膜層，然后在300 350°C下固化1 2小時(shí)，脫水閉環(huán)生成聚酰亞胺膜，這樣就形成了所需要的取向膜。步驟3，取向?qū)幽Σ撂幚?。在取向膜上用絨布向一個(gè)方向摩擦，液晶層中的液晶分子在垂面排列的情況下有 一個(gè)小的傾斜的角度。步驟4，下玻璃基板噴灑直徑為4 μ m的球形樹(shù)脂粉，上玻璃基板印刷封邊框膠和 導(dǎo)電膠。在下玻璃基板上用噴粉機(jī)噴灑球形樹(shù)脂粉，形成較均勻分布，來(lái)控制兩玻璃基板 之間的間距，上玻璃基板上采用絲網(wǎng)印刷方法來(lái)絲印邊框膠和導(dǎo)電點(diǎn)膠，用來(lái)控制所制作 液晶器件的大小和導(dǎo)通上下基板之間的公共電極。步驟5，上下玻璃基板貼合并將邊框膠固化。在對(duì)位貼合機(jī)上將上下玻璃基板進(jìn)行對(duì)位貼合，使用熱固化方法在200°C左右將 邊框膠固化，形成液晶空盒。步驟6，灌注液晶材料并封口。將空盒放置在抽真空的液晶灌注密閉室內(nèi)，盒中的氣體由封口處抽出，然后使注 入孔(密封邊框的缺口)接觸液晶，液晶材料(Merck公司生產(chǎn)的MLC-6224-000)參數(shù)ε // =14，ε 丄=4，η。= 1. 4794，ne = 1. 6，K11 = 10. 87pN, K22 = 9. 5pN, K33 = 15. 37pN, y != 0. IPas0利用毛細(xì)現(xiàn)象，就可將空盒的大部分容積注入液晶材料，再向液晶灌注室內(nèi)充入經(jīng) 過(guò)充分干燥的氬氣和氮?dú)獾榷栊詺怏w，利用惰性氣體的壓力使液晶材料完全充滿(mǎn)液晶盒。 采用密封膠粘接封口，通過(guò)冷凍的方法，讓封口膠恰當(dāng)?shù)厥湛s帶入封口內(nèi)，再用紫外光照射 固化。步驟7，清洗玻璃表面并在液晶盒上下基板上貼上兩個(gè)等厚度負(fù)C膜和上下偏光 片(即起偏器和檢偏器)。刮膠和清洗，將液晶盒表面殘留的一些封口膠、液晶和其他污物清除掉。然后就可以貼上兩個(gè)等厚度負(fù)C膜和上下偏光片了。負(fù)C膜的折射率參數(shù)為ne= 1.483，n。= 1.493， 兩個(gè)負(fù)C膜的厚度都是21 μ m。模擬中，偏光片采用理想偏光片，起偏器的方位角為-45°， 檢偏器的方位角為45°，厚度為220 μ m。最后得到這種快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器樣品盒。以上制作方法未述內(nèi)容為公知技術(shù)，具體可以參照由北京郵電大學(xué)出版社出版、 范志新編著的《液晶器件工藝基礎(chǔ)》。本發(fā)明制得的快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器(b)的電極結(jié)構(gòu)及亮態(tài) 液晶分子分布和傳統(tǒng)IPS-VA液晶顯示器(a)的電極結(jié)構(gòu)及亮態(tài)液晶分子分布對(duì)比如圖1 所示，在與下玻璃基板條狀I(lǐng)TO像素電極1和2間隙中心位置所對(duì)應(yīng)的上玻璃基板上加上 條狀I(lǐng)TO公共電極3。快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器(實(shí)線(xiàn))與傳統(tǒng)IPS-VA液 晶顯示器(虛線(xiàn))響應(yīng)時(shí)間對(duì)比如圖2所示，相同的液晶材料參數(shù)和液晶盒厚，傳統(tǒng)IPS-VA 液晶顯示器的上升時(shí)間8. 03ms，下降時(shí)間6. 32ms，快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示 器的上升時(shí)間3. 87ms，下降時(shí)間6. 28ms,實(shí)現(xiàn)了開(kāi)響應(yīng)速度1倍以上的提高。圖3是快速 響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器(虛線(xiàn))和傳統(tǒng)的IPS-VA液晶顯示器(實(shí)線(xiàn))透過(guò) 率與電壓關(guān)系圖對(duì)比，在透過(guò)率幾乎相同的情況下快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯 示器有較低的閾值電壓，利于驅(qū)動(dòng)。圖4是快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器(b) 和傳統(tǒng)的IPS-VA液晶顯示器(a)透光區(qū)域與不透光區(qū)域平面圖對(duì)比，兩種顯示器的透光區(qū) 域與不透光區(qū)域幾乎相同，導(dǎo)致兩種顯示器有相同的開(kāi)口率。圖5是快速響應(yīng)和高透過(guò)率 的IPS-VA液晶顯示器(b)和傳統(tǒng)的IPS-VA液晶顯示器(a)相同補(bǔ)償后的對(duì)比度視角圖對(duì) 比，通過(guò)相同的膜補(bǔ)償后，兩種顯示器的視角相同。液晶層的厚度是4 μ m，液晶材料(Merck公司生產(chǎn)的MLC-6224-000)參數(shù)ε // = 14，ε 丄=4，η。= 1. 4794，ne = 1· 6，K11 = 10. 87pN, K22 = 9. 5pN, K33 = 15. 37pN, y!= 0. lPas。邊界強(qiáng)錨定，上下兩基板處液晶的預(yù)傾角度和方位角都為90°和0°。兩個(gè)負(fù)C 膜的折射率參數(shù)為ne= 1.483，η。= 1.493，厚度都是21 μ m。模擬中，上下偏光片(即起 偏器和檢偏器)均采用理想偏光片。起偏器的方位角為-45°，檢偏器的方位角為45°?？焖夙憫?yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器的初始狀態(tài)，液晶分子垂面排列，在正 交偏光片和補(bǔ)償膜的作用下，得到一個(gè)良好的暗態(tài)。在下玻璃基板的相鄰條狀I(lǐng)TO電極 (pixel 1和pixel 2)上加上士5. 4V的工作電壓，同時(shí)，上玻璃基板上的條狀I(lǐng)TO電極不加 電壓，保持OV低電位，利用上下玻璃基板上的條狀I(lǐng)TO電極間的斜向電場(chǎng)使液晶分子在開(kāi) 響應(yīng)過(guò)程中快速傾斜，最終在共面電場(chǎng)的作用下，分子傾斜達(dá)到飽和狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)亮態(tài)。本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
一種快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS VA液晶顯示器，其特征為該液晶顯示器包括兩個(gè)偏光片(分為起偏器和檢偏器)、兩個(gè)負(fù)C膜、液晶盒；其位置關(guān)系依次為起偏器、第一負(fù)C膜、液晶盒、第二負(fù)C膜和檢偏器；光線(xiàn)依次通過(guò)起偏器、第一負(fù)C膜、液晶盒、第二負(fù)C膜和檢偏器。
2.如權(quán)利要求1快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器，其特征為所述的液晶盒 是垂面排列的液晶盒，包括玻璃基板、氧化銦錫電極(條狀I(lǐng)TO電極)、取向?qū)印⒁壕?、?邊框膠和間隔物；其位置關(guān)系為最外層為兩片玻璃基板，下玻璃內(nèi)表面為條狀I(lǐng)TO像素電 極，上玻璃內(nèi)表面為條狀I(lǐng)TO公共電極，再向里是取向?qū)?，中間為液晶層和間隔物。
3.如權(quán)利要求1快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器，其特征為所述的液晶盒中 的兩個(gè)條狀I(lǐng)TO電極相同，均為電極寬度為W = 1 4 μ m，電極間距為G = 4 20 μ m，上 玻璃基板上的條狀I(lǐng)TO公共電極位于下玻璃基板條狀I(lǐng)TO像素電極間隙中心位置上方，且 下玻璃基板條狀I(lǐng)TO電極相鄰電極(pixel 1和pixel 2)間加電勢(shì)相反的電壓。
4.如權(quán)利要求1快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器，其特征為所述的液晶盒中 上下玻璃基板內(nèi)表面上的條狀I(lǐng)TO電極的寬度為W=Iym,電極間距為G = 9 μ m。
5.如權(quán)利要求1快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器，其特征為所述的液晶盒 中液晶層的厚度是4 μ m，液晶材料參數(shù)為ε" = 14，ε ±= 4，η0 = 1. 4794, ne = 1.6，K11 =10. 87pN, K22 = 9. 5pN, K33 = 15. 37pN, Y1 = O. IPas ；邊界強(qiáng)錨定，上下兩基板處液晶的 預(yù)傾角度和方位角度都為90°和0°。
6.如權(quán)利要求1快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器，其特征為所述液晶盒中的 間隔物為球形樹(shù)脂粉間隔物，直徑為4 μ m。
7.如權(quán)利要求1快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器，其特征為所述的液晶盒中 的取向?qū)訛榫埘啺纺ぁ?br> 8.如權(quán)利要求1快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器，其特征為所述的兩個(gè)負(fù)C 膜的厚度均為21 μ m ；折射率參數(shù)均為ne = 1. 483，n0 = 1. 493。
9.如權(quán)利要求1快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器，其特征為所述的起偏器和 檢偏器均為理想偏光片。
10.如權(quán)利要求1快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器的制作方法，其特征為步 驟如下步驟1，刻蝕出條狀I(lǐng)TO電極圖形；步驟2，取向?qū)油坎技肮袒?；步驟3，取向?qū)幽Σ撂幚?；步驟4，下玻璃基板噴球形樹(shù)脂粉，上玻璃基板印刷封邊框膠；步驟5，上下玻璃基板貼合并將封邊框膠固化；步驟6，灌注液晶材料并封口 ；步驟7，清洗玻璃表面并貼合兩個(gè)負(fù)C膜，以及起偏器和檢偏器，最后得到該快速響應(yīng) 和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器樣品盒。
全文摘要
本發(fā)明為一種快速響應(yīng)和高透過(guò)率的IPS-VA液晶顯示器(FR-IPS-VA LCD)，該液晶顯示器包括兩個(gè)偏光片(分為起偏器和檢偏器)、兩個(gè)負(fù)C膜、液晶盒；光線(xiàn)依次通過(guò)起偏器、第一負(fù)C膜、液晶盒、第二負(fù)C膜和檢偏器。所述的液晶盒是垂面排列的液晶盒，包括玻璃基板、氧化銦錫電極(條狀I(lǐng)TO電極)、取向?qū)?、液晶層、封邊框膠和間隔物；其位置關(guān)系為最外層為兩片玻璃基板，下玻璃內(nèi)表面為條狀I(lǐng)TO像素電極，上玻璃內(nèi)表面為條狀I(lǐng)TO公共電極，再向里是取向?qū)樱虚g為液晶層和間隔物。本發(fā)明在保持了傳統(tǒng)IPS-VA液晶顯示器的優(yōu)良特性的同時(shí)，進(jìn)一步降低了閾值電壓，同時(shí)響應(yīng)速度得到大幅度提高，這對(duì)解決由于響應(yīng)時(shí)間慢而引起的圖像拖影問(wèn)題有深刻意義，且工藝上簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，是一種性能優(yōu)良的新型液晶顯示器。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK101916010SQ20101022995
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者孫玉寶, 楊國(guó)強(qiáng) 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)