CN101571654A - 液晶显示装置 - Google Patents

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凌志华
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Abstract

本发明公开一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括上基板，在所述上基板一侧形成共用电极；下基板，在所述下基板一侧形成像素电极，且在下基板上定义若干单元像素区域，所述单元像素区域包含透射区和反射区；液晶层，配置于上基板与下基板之间，在未加电时，液晶层的液晶分子垂直于像素电极表面排列；其中，在所述像素电极上布置多个不规则突起，在具多个不规则突起的反射区表面形成反射金属层，在反射区的上基板上形成涂覆层。通过该液晶显示装置的结构设计可以在简化工艺的条件下同时实现高可视性与广视角效果，以降低液晶显示装置制作成本并提高生产效率。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置，尤其涉及一种可以同时实现高可视性和广视角效果的液晶显示装置。
背景技术
随着薄膜晶体管制作技术的快速进步，具备了轻薄、省电、无辐射等优点的液晶显示器，大量的应用于计算器、个人数字助理器(PDA)、手表、笔记本计算机、数码相机和行动电话等各式电子产品中。再加上业界积极的投入研发以及采用大型化的生产设备，使液晶显示器的生产成本不断下降，更令液晶显示器的需求量大增。
薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)是利用液晶分子作为各向异性材料具有双折射特性来达到灰阶显示的效果，由于不同的观察位置具有不同的光程差，则液晶器件的显示特性与观察者的角度有关，因此液晶显示器本身就有视角的问题，随着观赏者角度不同而有不同的显示品质，通常视角愈大所看到的对比度愈低。随着液晶显示器大型化的发展，提升视角对比度与颜色均匀性则愈显得重要。
为了进一步的扩展液晶显示器的应用领域与品质，当前液晶显示器的研究重点，主要集中在如何增广视角以及提升响应速度等方面。现有技术开发了多种广视角技术，例如横向电场切换方式(In-Plane Switching；IPS)、边界电场切换技术(Fringe Field Switching；FFS)和多域垂直配向技术(Multi-Domain Vertical Alignment；MVA)。
在实现广视角显示的同时，高可视性也是现阶段的研究方向之一。尤其是在会在户外应用的小尺寸液晶显示器上。当环境光很强时，利用背光进行显示的液晶器件会出现颜色消退的状况，而利用环境光进行反射的显示装置可以避免这一情况的发生。但同时具有反射透射及广视角模式的显示装备制作工艺复杂，掩模板使用数目多且良率难以控制。这都导致了广视角反射透射式液晶面板的造价居高不下。
针对现有技术所存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，并本着精益求精的精神，积极研究改良，于是有了本发明液晶显示装置的产生。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种高可视性和广视角效果的液晶显示装置。
为了解决上述问题，本发明公开一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括上基板，在所述上基板一侧形成共用电极；下基板，在所述下基板上形成像素电极，且在所述下基板上定义多个单元像素区域，所述像素区域包含透射区和反射区；液晶层，配置于上基板与下基板之间，在未加电时，液晶层的液晶分子垂直于上基板或下基板表面排列；其中，在所述下基板上布置多个不规则突起，在反射区中，具多个不规则突起的下基板的表面形成反射金属层，在反射区的上基板上成型涂覆层。
如上所述，通过本发明液晶显示装置的结构设计可以同时实现高可视性和广视角的效果。尺寸不一，分布不规则的突起的使用同时起到了使液晶层的垂直排列的液晶分子形成多畴分布结构并在反射区作为反射子进行使用的效果。与现有工艺对比，该液晶显示装置结构的使用可以减少已有产品中上基板侧突起层的布局工艺和对透明电极的刻蚀、图形定义等工艺。下基板的多个不规则突起通过上述合理的设计同时起到反射子和广视角模式下锚泊液晶层的液晶分子的作用。
附图说明
图1(a)为本发明液晶显示装置的单位像素区域对应的上基板的立体结构示意图。
图1(b)为本发明液晶显示装置的单位像素区域对应的下基板的立体结构示意图。
图2为本发明液晶显示装置结构的截面示意图。
图3为本发明液晶显示装置结构的单位像素区域对应的液晶显示装置的俯视图。
图4为本发明液晶显示装置透射区的等对比度图。
图5为本发明液晶显示装置在不同灰阶下，像素的仿真示意图。
图中各组件的附图标记说明如下：
液晶显示装置                       1
上基板        100                  共用电极    110
涂覆层        120                  下基板      200
像素电极      210                  突起        220
大突起        220a                 小突起      220b
透射区        230                  反射区      240
反射层        250                  液晶层      300
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。
请参阅图1(a)、图1(b)与图2，本发明液晶显示装置1包括上基板100、与上基板100呈面向设置的下基板200以及配置于上基板100与下基板200之间的液晶层300。其中，在所述上基板100的紧邻液晶层300一侧形成共用电极110。在所述下基板200上定义多个单元像素区域。具体而言，每个像素区域包含透射区230和反射区240。在所述下基板200的紧邻液晶层300一侧形成像素电极210。在所述像素电极210上，且面向所述共用电极110的一侧布置多个不规则突起220。具体而言，即每个单元像素区域的透射区230和反射区240内均具有多个不规则突起220。其中，所述不规则突起220大小不一，其大小存在合理的差距，具体而言，尺寸在8μm～20μm之间，因而可区分定义为大突起220a和小突起220b。在本发明中，定义每个突起220的锥形斜面与下基板200倾斜之间的夹角为锥形角度，则突起220的锥形角度的范围在10°～25°之间。同时，在具有多个不规则突起220的下基板200表面溅射作为反射层250的反射金属层。在所述反射区240的上基板100的面向像素电极210一侧成型涂覆层120。所述涂覆层120为厚度在2μm左右的有机层，一般采用透明树脂材料制备。该涂覆层120用以与具有多个不规则突起220的反射区240的下基板200对应，使得配置于反射区240的液晶层300的厚度约为透射区230的液晶层300厚度的一半。
请参阅图2与图3，并结合参阅图4，所述的多个大小不一的突起220布局在所述像素电极210面向共用电极110的一侧。所述液晶显示装置1的透射区230中，在未加电时，液晶层300的液晶分子将沿突起220表面的斜边进行锚泊，从而为液晶层300的垂直排列的液晶分子提供预倾。在加电后，透射区230的液晶层300的液晶分子将沿已有的预倾方向转动。由于在液晶分子排列的平面内，液晶分子的预倾沿多个方向，故液晶分子将向各个方向转动，从而在该平面内的转动方向是多方向的，该不规则突起220的结构为液晶显示装置1提供良好的显示特性。其中，图4示出了液晶显示装置1的视角特性的等对比度图。
请参阅图2与图3，并结合参阅图5，该突起220由于尺寸总体较小且分布不规则，在进行反射式显示时，所述不规则突起220可以作为反射层下部反射子(bump reflector)使用。与上述透射区230不同，当该突起220结构用于反射式显示时，在具有多个不规则突起220的反射区240的表面溅射作为反射层250的反射金属，为了避免用作反射层250的反射金属与下层的透明像素电极210之间发生电化学腐蚀，反射层250的反射金属通常采用钼/钕-铝的结构。在所述反射区240的上基板100的面向像素电极210一侧成型涂覆层120。所述有涂覆层120为厚度在2μm左右的有机层，一般采用透明树脂材料制备。该涂覆层120用以与反射区240的下基板200对应，使得配置于反射区240的液晶层300的厚度约为透射区230的液晶层300厚度的一半。所述液晶显示装置1的反射区240中，在未加电时，液晶层300的液晶分子将沿突起220表面的斜边进行锚泊，从而为液晶层300的垂直排列的液晶分子提供预倾。在加电后，反射区240的液晶层300的液晶分子将沿已有的预倾方向转动。在像素电极210的多个不规则突起220的设计上，各突起220的位置和尺寸存在较大的差别，具体而言，尺寸在8μm～20μm之间。因而，在加电后大突起220a形成的优势畴将占主导地位，压制小突起220b侧面的畴分布，进而增加了液晶显示装置1的光学透过率，从而在有较大像素光学透过率的基础上实现广视角的特性。其中，图5示出了在灰度变化下，像素的仿真示意图。
综上所述，通过该液晶显示装置1的结构设计可以同时实现高可视性和广视角的效果。尺寸不一，分布不规则的突起220的使用同时起到了使液晶层300的垂直排列的液晶分子形成多畴分布结构并在反射区作为反射子进行使用的效果。与现有工艺对比，该液晶显示装置1结构的使用可以减少已有产品中上基板100侧突块层的布局工艺和对透明电极的刻蚀、图形定义等工艺。下基板200的多个不规则突起220通过上述合理的设计同时起到反射子和广视角模式下锚泊液晶层300的液晶分子的作用。在该结构下，液晶分子加电后在电极所在平面内将无规则分布，在1/4波片使用后能够表现出良好的视角特性。由于减少了上基板突块层的布局，该结构面板的整体工艺流程将简化，对于制作成本的降低以及良率的提升起到积极的作用。
本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改和变型落入所附权利要求书以及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。

Claims (9)

1.一种液晶显示装置，包括：
上基板，在所述上基板上形成共用电极；
下基板，在所述下基板上形成像素电极，在下基板上定义多个单元像素区域，所述单元像素区域包含透射区和反射区；
液晶层，配置于上基板与下基板之间，在未加电时，液晶层的液晶分子垂直于上基板或下基板表面排列；
其中，在所述像素电极上布置多个不规则突起，且反射区中，在具有多个不规则突起的下基板的表面形成反射金属层。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，在反射区的上基板上成型涂覆层，使得位于反射区的液晶层约为投射区的液晶层厚度的一半。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述多个不规则突起尺寸在8μm～20μm之间。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述多个突起的倾斜表面与下基板之间的夹角在10°～25°之间。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述反射金属采用钼/钕-铝的结构。
6.一种液晶显示装置，包括：
上基板，在所述上基板上形成共用电极；
下基板，在下基板上定义多个单元像素区；
液晶层，配置于上基板与下基板之间，在未加电时，液晶层的液晶分子垂直于上基板或下基板表面排列；
其中，在所述下基板上布置多个不规则突起，且在具多个不规则突起的下基板表面形成反射金属层。
7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其中，所述多个不规则突起尺寸在8μm～20μm之间。
8.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其中，所述多个突起的倾斜表面与下基板之间的夹角在10°～25°之间。
9.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其中，所述反射金属采用钼/钕-铝的结构。
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