[发明专利]液晶显示设备

说明书

本申请要求于2010年8月12日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2010-0077996的优先权，以引用的方式将其合并于此。

技术领域

本发明涉及液晶显示(LCD)设备，更具体而言，涉及具有改善的对比度(contrastratio)和由低电压驱动的LCD设备。

背景技术

近年来，进入信息社会以后，用于处理和显示密集型信息的显示技术得到快速发展。LCD设备由于其低功耗、薄外形、低重量以及便携性而代替了阴极射线管(CRT)。

通常，LCD设备利用液晶分子的光学各向异性和偏振特性来产生图像。液晶分子呈现能够沿特定方向取向的细长形。通过施加电场可以控制液晶分子的取向方向。

因而，液晶分子的取向随着所施加的电场的方向而改变，并且由于光学各向异性，光沿着液晶分子的取向方向发生折射，由此显示图像。

由于包含作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)的、被称为有源矩阵LCD(AM-LCD：active matrix LCD)设备的LCD设备具有高分辨率和显示运动图像的优良特性，因此AM-LCD得到了广泛使用。特别地，由于使用水平电场的面内切换(IPS：in-planeswitching)模式LCD设备具有宽视角而使得使用水平电场的面内切换(IPS)模式LCD设备得到了开发。

图1是现有技术的IPS模式LCD设备的截面图。如图1所示，第一基板1与第二基板2相对，液晶层3置于第一基板1与第二基板2之间。第一偏振器4和第二偏振器6分别设置在第一基板1和第二基板2的外表面。第一偏振器4和第二偏振器6具有彼此垂直的光轴。液晶层3包括液晶分子5。此外，在第一基板1上设置有多个像素电极7和多个公共电极9。像素电极7和公共电极9彼此间隔开并彼此交替地布置。当向像素电极7和公共电极9施加电压时，在像素电极7与公共电极9之间产生水平电场。

在关闭状态下，在像素电极7与公共电极9之间不产生电场。液晶分子5维持它们初始的布置，并且IPS模式LCD设备产生黑色。

另一方面，在开启状态下，在像素电极7与公共电极9之间产生电场。液晶分子5沿水平电场的方向排列，并且IPS模式LCD设备产生白色。

由水平电场驱动的IPS模式LCD设备在视角方面具有优点。

在现有技术的IPS模式LCD设备中，非手性向列液晶层(achiral nematic liquidcrystal layer)置于上基板与下基板之间。在上基板的内表面和下基板的内表面上分别形成有第一水平取向层和第二水平取向层，以对非手性向列液晶层的非手性向列液晶分子进行定向(orient)。第一水平取向层和第二水平取向层的取向方向平行于布置在上基板的外表面和下基板的外表面之一处(例如布置在下基板的外表面处)的偏振器的偏振轴。

IPS模式LCD设备的透射率可以由下式(1)表示：

T=sin2(2α)sin2(2πdΔnλ)]]>---------------式(1)，

其中，T是透射率，α是液晶的指向矢与偏振器的偏振轴之间的角度，Δn是折射率，d是液晶层的厚度。

根据式(1)，在黑色状态(T＝0)下，应当满足条件α＝0、Δn＝0和d＝0中的一个。然而，Δn和d变为零几乎是不可能的。因而，为了获得黑色状态，必须使液晶的指向矢相对于偏振器的偏振轴的扭曲最小化，即，满足条件α＝0。

顺便提及，由于热涨落(thermal fluctuation)等而使得液晶分子(具体而言，向列液晶分子)不完全沿着相同的方向取向，并且向列液晶分子在有序度方面比晶体更不稳定。有序度被定义为由式(2)表示的有序参数S。向列液晶的有序参数通常为大约0.3至大约0.8。这里，S＝1表示完全有序，而S＝0表示完全无序。