快速響應(yīng)的共面轉(zhuǎn)換模式液晶顯示器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種快速響應(yīng)的共面轉(zhuǎn)換模式液晶顯示器，其組成包括：部件由上到下依次為：上偏振片、補(bǔ)償膜、上基板、中間部分、下基板和下偏振片；中間部分包括電極層、透明凸起和液晶層，本發(fā)明通過引入凸起結(jié)構(gòu)，使液晶層中的部分區(qū)域的厚度減小，根據(jù)響應(yīng)時(shí)間與液晶層厚的平方成正比，因此液晶層中有厚度較小區(qū)域的液晶響應(yīng)速度增快，同時(shí)也帶動(dòng)著厚度較大區(qū)域的響應(yīng)速度增快，從而有效的提高了液晶分子的響應(yīng)速度。
【專利說明】快速響應(yīng)的共面轉(zhuǎn)換模式液晶顯示器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種液晶顯示【技術(shù)領(lǐng)域】的裝置，具體是一種提高共面轉(zhuǎn)換模式液晶顯示器(IPS-1XD)的響應(yīng)速度的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著顯示技術(shù)的發(fā)展，液晶顯示器越來越廣泛地應(yīng)用到如智能手機(jī)、平板電腦等便攜式移動(dòng)電子產(chǎn)品的顯示設(shè)備中。
[0003]共面轉(zhuǎn)換液晶顯示器(IPS-1XD)固有的優(yōu)勢包括可視角度大，并且由于液晶分子的排列樣式保持水平排列，因而觸摸時(shí)基本不出現(xiàn)色差(水波紋)，因而更適合目前觸屏設(shè)備使用。共面轉(zhuǎn)換模式是針對在玻璃基板上水平配置的液晶，施加水平方向的橫向電場，使得液晶分子在平行于玻璃基板的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。主要的特點(diǎn)就是液晶分子以保持水平狀態(tài)旋轉(zhuǎn)來調(diào)整每個(gè)子像素的亮度，因此擁有了寬視角顯示的特點(diǎn)。
[0004]圖1所示為現(xiàn)有的IPS-1XD的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，在現(xiàn)有的IPS-1XD中，液晶層位于上玻璃基板和下玻璃基板之間，在下玻璃基板上有“之”字形透明ITO電極，在上玻璃基板的上側(cè)和下玻璃基板的下側(cè)分別設(shè)置上偏光片和下偏光片。
[0005]“之”字狀電極的驅(qū)動(dòng)方式，電極寬度、電極間距和液晶分子的摩擦角度可以根據(jù)需求做出適當(dāng)調(diào)整。在電極上施加電壓后，電極間產(chǎn)生水平電場，液晶分子在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)亮度的控制。隨著工藝、材料和像素結(jié)構(gòu)的發(fā)展，IPS顯示技術(shù)的性能越來越完善。
[0006]IPS顯示模式以其優(yōu)秀的視角特性，色彩還原效果，成為寬視角顯示用TFT-1XD的理想顯示技術(shù)?？梢詮V泛地應(yīng)用于臺式機(jī)顯示器，液晶電視等大屏幕液晶顯示器。
[0007]但是采用這種驅(qū)動(dòng)模式，液晶的響應(yīng)速度比較慢，會造成圖像拖影的問題。IPS模式的響應(yīng)速度也一直是IPS模式的最大的問題。本發(fā)明提出一種快速響應(yīng)的IPS模式，以解決響應(yīng)速度慢的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]基于現(xiàn)有的共面轉(zhuǎn)換液晶顯示器(IPS-LCD)所存在的響應(yīng)速度慢的問題，本發(fā)明提出一種快速響應(yīng)的IPS-LCD，該顯示器在傳統(tǒng)的IPS顯示器中增加凸起結(jié)構(gòu)，凸起可以減小相應(yīng)位置的液晶層厚度，從而使響應(yīng)時(shí)間變小，在下基板或者上基板內(nèi)表面制作凸起，均有響應(yīng)時(shí)間變小的結(jié)果；在一般的液晶顯示器中，凸起結(jié)構(gòu)往往會引起暗態(tài)漏光的現(xiàn)象，在此結(jié)構(gòu)中，由于凸起的方向和液晶的初始排列方向相同，所以暗態(tài)漏光不存在，以達(dá)到快速響應(yīng)的目的，并且能保持現(xiàn)有技術(shù)中的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)工藝上的制作。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0010]一種快速響應(yīng)的共面轉(zhuǎn)換模式液晶顯示器，其組成包括:部件由上到下依次為:上偏振片、補(bǔ)償膜、上基板、中間部分、下基板和下偏振片；
[0011]中間部分包括電極層、透明凸起和液晶層，其位置為下述兩種分布方式任一:
[0012]分布方式一，電極層為Pixel電極和Common電極，兩種電極均為傳統(tǒng)“之”字形電極，平行并排排列，間隔排列在下基板的上表面，透明凸起帶狀分布在下基板上，當(dāng)位置與電極重疊時(shí)，覆蓋電極之上，液晶層充滿上基板和下基板之間；
[0013]或者，分布方式二，透明凸起帶狀分布在上基板下表面，所述的電極層包括Pixel電極和Common電極，兩種電極均為傳統(tǒng)“之”字形電極，平行并排排列，間隔排列在下基板的上表面，液晶層充滿上基板和下基板之間。
[0014]其中，Pixel電極為驅(qū)動(dòng)電壓，Common電極為O電壓。
[0015]所述的Pixel電極和Common電極寬度為I?4 μ m,間隔為5?9 μ m。
[0016]所述的“之”字狀電極與y軸方向之間的夾角為12°?25°。
[0017]所述的透明凸起，截面為長方形、梯形或三角形；凸起的長方向排列可以為縱方向(y軸)，此時(shí)所用液晶的介電各向異性為正；凸起的長方向排列也可以為橫方向(X軸)，此時(shí)所用液晶的介電各向異性為負(fù)。
[0018]所述的梯形凸起為下底寬2?5μηι,高I?2 μ m,上底寬I?4 μ m,間隔為I?5 μ m平行排列。
[0019]所述的長方體凸起為寬I?5μηι,高I?2μηι,間隔I?5μηι平行排列。
[0020]所述的透明凸起的放置角度與液晶分子的方位角一致。
[0021]所述的液晶層填充在基板之間，為正性液晶或負(fù)性液晶；液晶層厚度為3?5 μ m。
[0022]所述的正性液晶具體參數(shù)為:Y=60mPa.s, Δ ε =10, K11=I0.87ρΝ, Κ22=9.5ρΝ,Κ33=15.37ρΝ。
[0023]所述的負(fù)性液晶具體參數(shù)為:Y=186mPa.s, Δ ε =-4.2, Κη=16.7ρΝ, Κ22=7.3ρΝ,Κ33=18.IpN0
[0024]所述的補(bǔ)償膜具體參數(shù)為:ΝΧ=1.511，Ny=L 5095，Nz=L 51025，厚度為184 μ m。
[0025]所述的液晶材料,不僅限于具有上述參數(shù)的液晶，也可以為其它液晶材料，上述參數(shù)只是為本發(fā)明的具體實(shí)施例做出解釋。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明通過引入凸起結(jié)構(gòu)，使液晶層中的部分區(qū)域的厚度減小，根據(jù)響應(yīng)時(shí)間與液晶層厚的平方成正比，因此液晶層中有厚度較小區(qū)域的液晶響應(yīng)速度增快，同時(shí)也帶動(dòng)著厚度較大區(qū)域的響應(yīng)速度增快，從而有效的提高了液晶分子的響應(yīng)速度。在本發(fā)明實(shí)施例中，我們采用4μπι的液晶層厚，由于透明凸起的Iym高度，從在液晶層中形成3μπι的液晶層厚區(qū)域，通過這樣的設(shè)計(jì)，可以使本發(fā)明的響應(yīng)速度相比于不加透明凸起的液晶顯示器結(jié)構(gòu)的響應(yīng)速度提高40%左右。通過以下參考附圖的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其它方面和特征變得明顯。但是應(yīng)該知道，該【專利附圖】

【附圖說明】僅僅是為了解釋的目的設(shè)計(jì)，而不是作為本發(fā)明涉及范圍的設(shè)定，這是因?yàn)槠涫亲鳛閰⒖级o出的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)的說明，其中:
[0028]圖1是傳統(tǒng)IPS-1XD的結(jié)構(gòu)圖，圖1 (a)為俯視圖，圖1 (b)為剖面圖；
[0029]圖2是實(shí)施例1中，本發(fā)明提出的快速響應(yīng)的IPS-1XD結(jié)構(gòu)圖，圖2(a)為俯視圖，圖2 (b)為剖面圖；
[0030]圖3是實(shí)施例1中傳統(tǒng)IPS-1XD與本發(fā)明提出的快速響應(yīng)的IPS-1XD的透過率隨電壓變化曲線圖；[0031 ] 圖4是傳統(tǒng)IPS-1XD在使用正性液晶層時(shí)的視角圖；
[0032]圖5是實(shí)施例1中本發(fā)明提出的快速響應(yīng)的IPS-LCD視角圖；
[0033]圖6是實(shí)施例2中，本發(fā)明提出的快速響應(yīng)的IPS-1XD結(jié)構(gòu)圖圖6 (a)為俯視圖，圖6 (b)為剖面圖；
[0034]圖7是實(shí)施例3中本發(fā)明提出的快速響應(yīng)的IPS-1XD的結(jié)構(gòu)圖圖7(a)為俯視圖，圖7 (b)為剖面圖；
[0035]圖8是實(shí)施例4中本發(fā)明提出的快速響應(yīng)的IPS-1XD的結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖9是實(shí)施例5中本發(fā)明提出的快速響應(yīng)的IPS-1XD的結(jié)構(gòu)圖，圖9 Ca)為俯視圖，圖9 (b)為剖面圖；
[0037]圖10、11是實(shí)施例5中不同電極傾角下的最大灰度間的透過率與時(shí)間關(guān)系曲線對比圖；
[0038]圖12是實(shí)施例2中本發(fā)明提出的快速響應(yīng)的IPS-1XD的視角圖；
[0039]圖13是傳統(tǒng)IPS-1XD使用正性液晶層時(shí)，在補(bǔ)償膜作用下的伽馬曲線圖，圖(a)、(b)、(c)、(d)分別對應(yīng)Φ為0°、30°、45°、90°情況下的伽馬曲線圖；
[0040]圖14是本發(fā)明提出的快速響應(yīng)的IPS-LCD使用正性液晶層時(shí)，在補(bǔ)償膜作用下的伽馬曲線圖，圖14 (a)、圖14(b)、圖14 (c)、圖14(d)分別對應(yīng)Φ為0°、30°、45°、90°情況下的伽馬曲線圖；
[0041]圖15是實(shí)施例6中本發(fā)明提出的快速響應(yīng)IPS-1XD的結(jié)構(gòu)圖，圖15 Ca)為俯視圖，圖15 (b)為側(cè)視圖，圖15 (c)為剖面圖；
[0042]圖16是實(shí)施例7中本發(fā)明提出的快速響應(yīng)IPS-1XD的結(jié)構(gòu)圖，圖16 Ca)為俯視圖，圖16 (b)為側(cè)視圖，圖16 (c)為剖面圖；
[0043]圖17是實(shí)施例6、實(shí)施例7與傳統(tǒng)IPS-1XD在使用負(fù)性液晶時(shí)的V_T對比圖。
[0044]圖18是傳統(tǒng)IPS-1XD在使用負(fù)性液晶時(shí)的視角圖；
[0045]圖19是實(shí)施例6中本發(fā)明提出的快速響應(yīng)的IPS-LCD的視角圖；
[0046]圖20是實(shí)施例7中本發(fā)明提出的快速響應(yīng)的IPS-1XD的視角圖；
【具體實(shí)施方式】
[0047]為了進(jìn)一步闡述本發(fā)明達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例對本發(fā)明提出的快速響應(yīng)的IPS-LCD具體實(shí)施例及功效做出詳細(xì)說明。
[0048]本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0049]傳統(tǒng)共面轉(zhuǎn)換模式的液晶顯示器如圖1所示，具體包括:上偏振片1、補(bǔ)償膜8、上基板2、正性液晶層3、Pixel電極4、Common電極5,下基板6和下偏振片7,其中:上偏振片I的下表面與上基板2的上表面相連，補(bǔ)償膜8夾與上基板2和尚偏光片I中間，下偏振片7的上表面與下基板6的下表面相連，Pixel電極4與Common電極5和下基板6相連。
[0050]實(shí)施例1
[0051]如圖2所示，本實(shí)施例包括:上偏振片11、補(bǔ)償膜19、上基板12、下基板17和下偏振片18,中間部分。中間部分包括:正性液晶層13、透明凸起14、Pixel電極15、Common電極16。其中:上偏振片11的下表面與上基板12的上表面相連,補(bǔ)償膜19夾與上基板12和尚偏光片11中間，中間部分分布方式為:電極層為Pixel電極15和Common電極16,兩種電極均為傳統(tǒng)“之”字形電極，平行并排排列，間隔排列在下基板17的上表面，透明凸起14為帶狀分布在下基板17上，當(dāng)位置與電極層重疊時(shí)，覆蓋電極之上，液晶層13充滿上基板12和下基板17之間。
[0052]所述的上偏光片11為薄膜晶體管液晶顯示器所使用的偏光片，型號為G1220DU，其厚度為230 μ m，吸收軸與水平方向夾角為90°。
[0053]所述的補(bǔ)償膜為液晶顯示器所使用的雙軸膜，其中Nx=L 511，Ny=L 5095，Nz=L 51025，厚度為184μπι，慢軸與水平方向的夾角為0°。
[0054]所述的正性液晶13填充在基板之間，具體參數(shù)為:Y =60mPa.s, A ε =10,K11=I0.87ρΝ，Κ22=9.5ρΝ，Κ33=15.37ρΝ。預(yù)傾角為1°，方位角為90°，液晶層厚度最大處為4 μ m0
[0055]所述的透明凸起14的截面為寬3 μ m、高I μ m的長方形凸起結(jié)構(gòu)，間隔為3 μ m并排平行排列，凸起排列的長方向與液晶分子的排列方向相同，均為y方向，如附圖2(a)所
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[0056]所述的Pixel電極15和Common電極16為寬3 μ m,間隔8 μ m的透明ITO電極。形狀為傳統(tǒng)的“之”字形電極，電極斜邊與y軸之間的夾角為18°。
[0057]所述的下偏振片18型號與上偏光片I型號相同，厚度為230 μ m,吸收軸與水平方向夾角為90°。
[0058]本實(shí)施例具體的有效收益為:與傳統(tǒng)IPS結(jié)構(gòu)的顯示器相比較，本發(fā)明有效的提高了 IPSL-CD的響應(yīng)時(shí)間。
[0059]本發(fā)明中，我們使用了專業(yè)的模擬軟件進(jìn)行了模擬。模擬了傳統(tǒng)IPS-LCD與本實(shí)施例提出的快速響應(yīng)的IPS-LCD的各種顯示特性。具體的，包括透過率隨電壓變化的變化曲線圖(V-T圖)，顯示器的視角特性，透過率與響應(yīng)時(shí)間曲線(T-T圖)，并且具體的模擬了各個(gè)灰度間的響應(yīng)時(shí)間曲線，做出了對比，使本發(fā)明的有效收益變的更為明顯:
[0060]本實(shí)施例提出的快速響應(yīng)的IPS-1XD與傳統(tǒng)的IPS-1XD的V-T圖如圖3所示。本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電壓與傳統(tǒng)IPS結(jié)構(gòu)相比，提高了 2.4V。但是由于本實(shí)施例中使用了正性液晶，實(shí)際生產(chǎn)中Λ ε可以做到更大，完全可以降低驅(qū)動(dòng)電壓，實(shí)現(xiàn)低驅(qū)動(dòng)電壓，以達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)的要求。
[0061]傳統(tǒng)的IPS-1XD與本實(shí)施例提出的快速響應(yīng)IPS-1XD的視角圖如圖4、圖5所示:通過補(bǔ)償膜補(bǔ)償后，本實(shí)施例提出的快速響應(yīng)的IPS-LCD與傳統(tǒng)的IPS-LCD與的視角圖近似。全視角對比度達(dá)到了 100以上，并且絕大部分視角對比度達(dá)到了 500以上。保留了傳統(tǒng)IPS-LCD的寬視角的特性，很好的實(shí)現(xiàn)了寬視角顯示。
[0062]我們把透過率分為五個(gè)等級，透過率分別等于0，0.25，0.5，0.75和1.0倍的最大透過率，并且分別標(biāo)記為第O級灰度，第I級灰度，第2級灰度，第3級灰度，第4級灰度。
[0063]表一為傳統(tǒng)IPS-LCD各個(gè)灰度間的響應(yīng)時(shí)間，表二為本發(fā)明提出的快速響應(yīng)的IPS-LCD的各個(gè)灰度間的響應(yīng)時(shí)間。
[0064]傳統(tǒng)IPS-1XD的響應(yīng)時(shí)間如表一所示:
[0065]表一
[0066]
【權(quán)利要求】
1.一種快速響應(yīng)的共面轉(zhuǎn)換模式液晶顯示器，其特征為該顯示器的組成包括:部件由上到下依次為:上偏振片、補(bǔ)償膜、上基板、中間部分、下基板和下偏振片； 中間部分包括電極層、透明凸起和液晶層，其位置為下述兩種分布方式任一: 分布方式一，電極層為Pixel電極和Common電極，兩種電極均為傳統(tǒng)“之”字形電極，平行并排排列，間隔排列在下基板的上表面，透明凸起帶狀分布在下基板上，當(dāng)位置與電極重疊時(shí)，覆蓋電極之上，液晶層充滿上基板和下基板之間； 或者，分布方式二，透明凸起帶狀分布在上基板下表面，所述的電極層包括Pixel電極和Common電極，兩種電極均為傳統(tǒng)“之”字形電極，平行并排排列，間隔排列在下基板的上表面，液晶層充滿上基板和下基板之間； 其中，Pixel電極為驅(qū)動(dòng)電壓，Common電極為O電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的快速響應(yīng)的共面轉(zhuǎn)換模式液晶顯示器，其特征為所述的Pixel電極和Common電極寬度為I?4 μ m,間隔為5?9 μ m。
3.如權(quán)利要求1所述的快速響應(yīng)的共面轉(zhuǎn)換模式液晶顯示器，其特征為所述的“之”字狀電極與y軸方向之間的夾角為12°?25°。
4.如權(quán)利要求1所述的快速響應(yīng)的共面轉(zhuǎn)換模式液晶顯示器，其特征為所述的透明凸起，截面為長方形、梯形或三角形；凸起的長方向排列可以為縱方向(y軸)，此時(shí)所用液晶的介電各向異性為正；凸起的長方向排列也可以為橫方向(X軸)，此時(shí)所用液晶的介電各向異性為負(fù)。
5.如權(quán)利要求4所述的快速響應(yīng)的共面轉(zhuǎn)換模式液晶顯示器，其特征為所述的梯形凸起為下底寬2?5μηι,高I?2 μ m,上底寬I?4 μ m,間隔為I?5μηι平行排列。
6.如權(quán)利要求4所述的快速響應(yīng)的共面轉(zhuǎn)換模式液晶顯示器，其特征為所述的長方體凸起為寬I?5μηι,高I?2μηι,間隔I?5μηι平行排列。
7.如權(quán)利要求1所述的快速響應(yīng)的共面轉(zhuǎn)換模式液晶顯示器，其特征為所述的透明凸起的放置角度與液晶分子的方位角一致。
8.如權(quán)利要求1所述的快速響應(yīng)的共面轉(zhuǎn)換模式液晶顯示器，其特征為所述的液晶層填充在基板之間，為正性液晶或負(fù)性液晶；液晶層厚度為3?5 μ m。
【文檔編號】G02F1/1335GK103592792SQ201310468071
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】孫玉寶, 李巖鋒, 趙彥禮 申請人:河北工業(yè)大學(xué)