[发明专利]液晶显示装置及其制造方法

说明书

本申请是申请号为200510062877.4、申请日为2000年2月15日、发明名称为“液晶显示装置及其制造方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种垂直取向的液晶显示装置及其制造方法，特别是在一个象素内液晶分子的取向方向分裂成多个方向这种结构的液晶显示装置及其制造方法。

背景技术

有源矩阵型液晶显示装置通过设置一个开关来避免串扰问题，该开关在非选时关闭以切断到每一象素的信号，因此与简单矩阵型液晶显示装置相比具有极好的显示特性。特别地，由于在采用TFT作为开关的液晶显示装置中TFT(薄膜晶体管)具有高驱动性能，因此这种液晶显示装置具有几乎等同于CRT(阴极射线管)的极好显示特性。

图1为一剖面图，所示的是普通TN(扭曲向列)液晶显示装置的结构。

TN液晶显示装置的结构为具有正介电各向异性的液晶69密封在互相相对排列的两层玻璃衬底61，71之间。TFT(未示出)，象素电极62，总线63，平面层64，以及取向膜66形成于玻璃衬底61的上表面侧上。象素电极62由透明导电材料ITO(氧化铟锡)制成。在预定时刻通过总线63及TFT将与图象相对应的电压施加到这些象素电极62上。平面层64由绝缘材料制成用以覆盖象素电极62及总线63。由聚酰亚胺等制成的水平取向膜66形成于平面层64上。在未施加电压时，对取向膜66的表面进行取向处理以确定液晶分子的取向方向。作为这种取向方法的代表，利用一布辊沿一个方向对取向膜表面进行摩擦的摩擦方法已为公众所知。

此外，黑底72，滤色片73，平面层74，相对电极75及取向膜76形成于玻璃衬底71的下表面侧上。黑底72由金属如Cr(铬)制成以使光线不能透入象素间区域。滤色片73包括红(R)，绿(G)及蓝(B)三种滤色片。R·G·B滤色片73中之一与一个象素电极62相对。所形成的平面层74用以覆盖黑底72及滤色片73。由ITO制成的相对电极75形成于平面层74之下。水平取向膜76形成于相对电极75之下。取向膜76的表面也经过摩擦处理。在这种情形下，取向膜66的摩擦方向与取向膜76的摩擦方向相差90°。

玻璃衬底61、71设置成其间放置球形或圆柱形衬垫79的形式。通过衬垫79使液晶69的层厚(在下文当中称作“盒厚”)保持不变。衬垫79例如可由塑料或玻璃制成。

此外，将偏振片(未示出)粘贴到玻璃衬底61的下表面侧及玻璃衬底71的上表面侧上。在白色常态液晶显示装置中，两偏振片设置成使其偏振轴相互垂直交叉的方式。在黑色常态液晶显示装置中，两偏振片设置成使其偏振轴相互平行的方式。

在此公开说明书中，其上形成有TFT，象素电极，取向膜等的衬底被称作“TFT衬底”，而其上形成有滤色片，相对电极，取向膜等的衬底被称作“CF衬底”。

图2A和2B的示意图给出了白色常态TN液晶显示装置的操作过程。如图2A和2B中所示，在白色常态液晶显示装置中，两偏振片67，77设置成使其偏振轴相互垂直交叉的方式。由于在此TN液晶显示装置中采用的是具有正介电各向异性的液晶69及水平取向膜66，76，因此取向膜66，76附近的液晶分子69a取向于取向膜66，76的摩擦方向。如图2A所示，在两偏振片67，77设置成其偏振轴相互垂直相交的TN液晶显示装置中，密封在二取向膜66，76之间的液晶分子69a螺旋式地改变其取向方向，其位置自一衬底61侧靠近另一衬底71侧。此时，穿过偏振片67的光线以线性偏振光状态进入液晶层69。由于液晶分子69a的取向逐渐扭曲，故入射光线的偏振方向也逐渐扭曲，从而使光线得以穿过偏振片77。

如果施加到象素电极62和相对电极75之间的电压逐渐增加，则当电压超过一定值(阈值)时，液晶分子69a开始沿电场方向上升。当施加的电压足够时，如图2B所示，液晶分子69a几乎垂直指向衬底61，71。此时，透过偏振片67的光线无法透过偏振片77，这是由于其偏振轴在液晶层69的作用下不能旋转而造成的。

换句话说，在TN液晶显示装置中，与所施加的电压相对应，液晶分子的方向从与衬底61，71几乎平行的状态一直变为几乎与与衬底61，71垂直的状态，并且从此液晶显示装置透射出的光线透射率也发生了相应的变化。因此，通过控制每一象素的光线透射率，便可以在液晶显示装置上显示出所要求图象。

但是，利用具有上述结构的TN液晶显示装置无法获得好的视角特性。也就是说，如果从衬底的垂直方向来看图象的话，能获得较好的显示质量，但如果从衬底的倾斜方向来看图象，则对比度大大降低，且同时色度也会发生转变。