專利名稱：液晶顯示裝置和評(píng)估液晶顯示裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示(LCD)裝置。特別是，本發(fā)明涉及這樣一種類型的LCD裝置，該LCD裝置具有一個(gè)在其上形成開(kāi)關(guān)元件的第一基底，一個(gè)在其上形成彩色層的第二基底，以及一個(gè)位于第一與第二基底之間的液晶層。本發(fā)明還涉及一種評(píng)估該LCD裝置的方法，所述第二基底不包括以相對(duì)彩色層定位于靠近液晶層形成的電極。這種類型的已知結(jié)構(gòu)是“面內(nèi)切換(IPS)型LCD裝置”。
背景技術(shù)：
主動(dòng)矩陣尋址LCD裝置使用薄膜晶體管(TFT)作為像素的開(kāi)關(guān)元件，并且能夠提供優(yōu)質(zhì)圖象質(zhì)量。該主動(dòng)矩陣尋址裝置已經(jīng)被廣泛用作空間節(jié)省型臺(tái)式計(jì)算機(jī)或者類型物的監(jiān)視器裝置(或者，監(jiān)視器)。
關(guān)于主動(dòng)矩陣尋址LCD裝置的工作模式，目前已經(jīng)知道有兩種模式，一種是雙扭式向列(TN)模式，一種是IPS模式。對(duì)于TN模式，液晶層中最初取向的液晶分子在工作時(shí)，在垂直于第一和第二透明基片的方向上旋轉(zhuǎn)。與此不同，對(duì)于IPS模式，液晶層中最初取向的液晶分子在工作時(shí)，在近似平行于第一和第二透明基片的平面上旋轉(zhuǎn)。
對(duì)于IPS模式LCD裝置，按照在相應(yīng)像素區(qū)域形成梳齒的方式，在TFT基片上交替形成像素電極和公共電極。在像素電極和公共電極上施加電壓，以便在液晶層中生成近似平行于TFT基片的預(yù)期電場(chǎng)，從而改變預(yù)期像素區(qū)域中的液晶分子的取向。這樣，就可以按要求控制穿透液晶層的光量，在裝置屏幕上生成圖像。從上述說(shuō)明可知，液晶分子在近似平行于TFT基片的平面上旋轉(zhuǎn)或者扭轉(zhuǎn)，因而與TN模式LCD裝置相比，具有優(yōu)質(zhì)圖像可在較寬視角內(nèi)顯示的特征。
下面結(jié)合圖1解釋IPS型LCD裝置的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)的IPS型LCD裝置包括第一基片(即，薄膜晶體管(TFT)基片)S101，平行于基片S101定位的第二基片(即，濾色(CF)基片)S102，和夾在這些基片S101和S102之間的液晶層110。
TFT基片S101包括第一透明板101，在透明板101的內(nèi)表面上形成的夾層介電層104，在層108上形成的取向?qū)?09a。在板101上彼此平行地形成諸多掃描線(未示出)。在層104上彼此平行地形成諸多信號(hào)線(未示出)。掃描線和信號(hào)線相互垂直，從而在其交叉點(diǎn)上形成像素區(qū)域。TFT(未示出)在一個(gè)矩陣陣列的各像素區(qū)域(即，掃描線和信號(hào)線的各交叉點(diǎn))上形成。在每個(gè)像素區(qū)域中，按照形成梳齒的方式形成像素電極107和公共電極103。布置在各像素上的所有公共電極103通過(guò)公共電極線(未示出)相互電連接，在操作時(shí)，通過(guò)公共電極線向其施加公共電位。
CF基片S102包括第二透明板111。避免無(wú)用光穿透基片S102的有圖案的黑色矩陣112和顯示彩色圖像的有圖案的彩色層113形成在板111的內(nèi)表面上。矩陣112和層113幾乎覆蓋板111的所有內(nèi)表面。層113包括諸多用于紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的子層。在黑色矩陣112和彩色層上形成對(duì)其構(gòu)成保護(hù)的外涂層114。把黑色矩陣112、彩色層113和外涂層114的組合稱作濾色鏡(CF)。取向?qū)?09b在層114上形成。另一方面，導(dǎo)電層在板111的外表面形成。
取向?qū)?09a和109b經(jīng)由液晶層110彼此相對(duì)，所述取向?qū)?09a和109b用來(lái)以預(yù)定方向(即，初始取向方向)均勻地對(duì)層110內(nèi)的液晶分子進(jìn)行取向處理，使其具有相對(duì)于像素電極107軸線的一個(gè)特定角度。
偏振板116a被附加在第一透明板101的外表面上。偏振板116b被附加在導(dǎo)電層115的外表面上。偏振板116a的偏振軸垂直于偏振板116b的偏振軸。偏振板116a和116b的偏振軸之一被設(shè)置為平行于液晶分子上述初始取向方向。
操作時(shí)，根據(jù)需要，經(jīng)由TFT有選擇地將電位施加到諸多電極107，從而在像素電極107與對(duì)應(yīng)的公共電極103之間形成橫向電場(chǎng)。因此，在所選擇的像素中，液晶分子在平行于基底S101和S102的平面上旋轉(zhuǎn)(換言之，所述分子被扭轉(zhuǎn))，從而在屏幕上顯示預(yù)期圖像。
圖1所示的參考標(biāo)號(hào)117是指由每個(gè)像素公共電極103與像素電極107之間的電壓生成的電力線。
此類LCD裝置在過(guò)去主要用于筆記本式和臺(tái)式各人計(jì)算機(jī)的監(jiān)視器。然而，近來(lái)已經(jīng)開(kāi)始已經(jīng)在其它領(lǐng)域使用，比如，電視(TV)和多媒體。因此，不僅存在改善視角特征的需要，而且還存在加寬色度的需要。對(duì)于為T(mén)V領(lǐng)域設(shè)計(jì)的視覺(jué)儀器(例如，TV監(jiān)視器)，包含色彩的圖象信號(hào)的傳輸方法已經(jīng)被標(biāo)準(zhǔn)化。涉及圖象信號(hào)傳輸?shù)囊粋€(gè)典型標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)和日本使用的“NTSC”(國(guó)家電視制式委員會(huì))。另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是歐洲各國(guó)使用的“EBU”(歐洲廣播聯(lián)盟)。為了在將來(lái)把LCD裝置的應(yīng)用擴(kuò)展到TV和多媒體領(lǐng)域，需要以滿足NTSC和EBU兩種標(biāo)準(zhǔn)的方式制造LCD裝置。
在傳統(tǒng)上，LCD裝置是按照NTSC標(biāo)準(zhǔn)制造的，該NTSC標(biāo)準(zhǔn)要求該裝置具有近似60％的色度范圍。另一方面，為了滿足需要裝置具有近似70％色度范圍的EBU標(biāo)準(zhǔn)，LCD裝置的組成元件或者部件必須得到改善。特別是，必須改善濾色鏡的光學(xué)特性。為了適應(yīng)所需要的改善，用于濾色鏡的色素或者諸多色素的種類和組合/安排需要被調(diào)整或者協(xié)調(diào)。
另一方面，由組成元件的光學(xué)特性和/或液晶特性造成的各種顯示缺陷或缺點(diǎn)已經(jīng)為人們所知。這些缺陷之一被稱作“白色不均勻性”，它是由濾色鏡造成的?！鞍咨痪鶆蛐浴笔沁@樣一種現(xiàn)象當(dāng)把電壓施加到所有像素電極從而在整個(gè)屏幕上顯示黑色圖像時(shí)，在屏幕上觀察到不均勻或者不平坦。這是因?yàn)?，即使電壓被施加到所有像素電極上，也不能使穿透率在一部分像素上等于零。白色不均勻性的原因被認(rèn)為是，盡管加到像素電極和對(duì)應(yīng)的公共電極上的電壓保持恒定，但無(wú)用電流流經(jīng)存在于液晶中的離子物質(zhì)，從而降低了施加到像素部分中像素電極和對(duì)應(yīng)公共電極上的電壓。
為了抑制或者避免白色不均勻性，人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)并公開(kāi)了某些措施。這些措施的實(shí)例在以下文件中披露2001年10月31日公開(kāi)的日本待審專利申請(qǐng)第2001-305332和2000年7月4日公開(kāi)的日本待審專利申請(qǐng)第2000-186225，通過(guò)仔細(xì)考慮濾色鏡中含有的雜質(zhì)來(lái)抑制“白色不均勻性”。
公開(kāi)No.2000-186225中披露的措施是一種產(chǎn)生濾色鏡的色素的方法，其中，煙化硫酸或者硫酸被用作具有銅酞菁骨架的組合物的氯化和/或溴化的溶媒。在該方法中，降低了離子雜質(zhì)，該離子雜質(zhì)很可能分離并且對(duì)LCD裝置的性能造成不良影響。
日本公開(kāi)第2001-305332中公開(kāi)的措施是一種用于濾色鏡的樹(shù)脂合成，包含一種揮發(fā)成分和一種非揮發(fā)成分，并且具有從一個(gè)液晶提取了雜質(zhì)的該液晶的特定電壓持續(xù)率。該措施是以以下內(nèi)容為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的。
與液晶層接觸的形成濾色鏡的樹(shù)脂部件被視作離子物質(zhì)的源。對(duì)于與顯示缺陷(是由從樹(shù)脂部件向液晶層運(yùn)動(dòng)的離子物質(zhì)造成的)相關(guān)的特征，考慮的是液晶和剩余DC電壓的電壓持續(xù)比(ΔE)，其中從樹(shù)脂部件的樹(shù)脂合成的成分中提取雜質(zhì)。
采用上述兩種措施，降低了濾色鏡中含有的離子物質(zhì)，因此，可以抑制“白色不均勻性”。然而，還存在另一種“紅色不均勻性”的顯示缺陷。造成該缺陷的原因是，穿透彩色層的綠色子層的光被降低，從而在屏幕上觀看到整個(gè)顯示的圖像為不均勻的微紅色。由于“紅色不均勻性”不是由存在于濾色鏡中的離子物質(zhì)造成的，因此，概缺陷不能通過(guò)上述的已知措施來(lái)避免或者消除。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種上述類型的LCD裝置，該裝置能夠有效避免顏色不均勻性(特別是，紅色不均勻性)發(fā)生，而且不會(huì)使濾色鏡的制造處理復(fù)雜化。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述類型的LDC裝置的評(píng)估方法，該方法能夠方便和容易地評(píng)估在LDC裝置中是否存在時(shí)變的潛在缺陷。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種上述類型的LCD裝置的評(píng)估方法，該方法能夠容易地得知LDC裝置的長(zhǎng)期可靠性。
從以下說(shuō)明中將會(huì)使本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員明白上述目的與沒(méi)有特別提及的其它目的。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種LCD裝置，包括
第一基底，在其上形成多個(gè)開(kāi)關(guān)元件；第二基底，在其上形成彩色層；彩色層具有紅色子層、綠色子層和藍(lán)色子層；位于第一與第二基底之間的液晶層；和所述第二基底不包括以相對(duì)彩色層定位于靠近液晶層一側(cè)的方式形成的電極；其中，形成綠色子層的綠染色成分包含一個(gè)具有銅酞菁骨架的色素；其中，色素對(duì)綠染色成分的重量比等于或者小于接近27％。
對(duì)于本發(fā)明的第一方面的LCD裝置，形成彩色層的綠色子層的綠染色成分包含具有銅酞菁骨架的色素，同時(shí)，使色素對(duì)綠染色成分的重量比等于或者小于近似27％。因此，可以避免出現(xiàn)紅色不均勻性，而且不會(huì)使濾色鏡的制造過(guò)程復(fù)雜化。
在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的裝置的優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)把100Hz至1MHz的交流電場(chǎng)施加到彩色層上時(shí)，彩色層的介電損耗因子滿足以下關(guān)系(ε”100/ε”min)＜近似1.25其中，ε”100是近似100Hz的介電損耗因子的值，ε”min是100Hz至1MHz范圍內(nèi)的介電損耗因子的最小值。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)把1MHz的交流電場(chǎng)施加到彩色層上時(shí)，彩色層的介電損耗因子滿足以下關(guān)系(ε”后來(lái)/ε”初始)＜近似1.6其中，ε”初始是介電損耗因子的初始值，ε”后來(lái)是把介電電流電場(chǎng)施加到彩色層以作為至少72小時(shí)電場(chǎng)應(yīng)力后獲得的介電損耗因子的后來(lái)值。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的再一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，按照65％或者更高比例設(shè)置色度范圍。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的再一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一基底具有多條掃描線，信號(hào)線垂直于這些掃描線延伸，像素電極在掃描線和信號(hào)線的各交叉點(diǎn)上形成，將一個(gè)電位公共地施加到公共電極上，從而構(gòu)成面內(nèi)開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，其中液晶層內(nèi)的液晶分子在近似平行于第一和第二基底的平面上借助施加到像素電極和公共電極上的電壓來(lái)旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了另一個(gè)LCD裝置，包括第一基底，在其上形成多個(gè)開(kāi)關(guān)元件；第二基底，在其上形成一個(gè)彩色層；所述彩色層具有紅色子層、綠色子層和藍(lán)色子層；所述綠色子層由綠染色成分形成位于第一與第二基底之間的液晶層；和所述第二基底不包括以相對(duì)彩色層定位于靠近液晶層一側(cè)的方式形成的電極；其中，當(dāng)100Hz至1MHz的交流電場(chǎng)加到彩色層上時(shí)，彩色層的介電損耗因子滿足以下關(guān)系(ε”100/ε”min)＜近似1.25其中，ε”100是近似100Hz的介電損耗因子的值，ε”min是100Hz至1MHz范圍內(nèi)的介電損耗因子的最小值。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的第二方面的LCD裝置，當(dāng)把100Hz至1MHz的交流電場(chǎng)施加到彩色層上時(shí)，彩色層的介電損耗因子滿足以下關(guān)系(ε”100/ε”min)＜近似1.25其中，ε”100是近似100Hz的介電損耗因子的值，ε”min是100Hz至1MHz范圍內(nèi)的介電損耗因子的最小值。因此，可以避免出現(xiàn)“紅色不均勻性”，并且不會(huì)使濾色鏡的制造過(guò)程復(fù)雜化。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，綠染色成分包含具有銅酞菁骨架的色素。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的裝置的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，按照65％或者更高比例設(shè)置色度范圍。
在本發(fā)明第二方面的再一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一基底具有多條掃描線，信號(hào)線垂直于這些掃描線延伸，像素電極在掃描線和信號(hào)線的各交叉點(diǎn)形成，并且將一個(gè)電位公共地施加到公共電極上，從而構(gòu)成面內(nèi)開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，液晶層內(nèi)的液晶分子在近似平行于第一和第二基底的一個(gè)平面上借助施加到像素電極和公共電極上的電壓來(lái)旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，還提供了另一個(gè)LCD裝置，包括第一基底，在其上形成多個(gè)開(kāi)關(guān)元件；第二基底，在其上形成一個(gè)彩色層；所述彩色層具有紅色子層、綠色子層和藍(lán)色子層；所述綠色子層由綠染色成分形成；位于第一與第二基底之間的液晶層；和所述第二基底不包括以相對(duì)彩色層定位于靠近液晶層一側(cè)的方式形成的電極；其中，當(dāng)1MHz的交流電場(chǎng)被加到彩色層上時(shí)，彩色層的介電損耗因子滿足以下關(guān)系(ε”后來(lái)/ε”初始)＜近似1.6其中，ε”初始是介電損耗因子的初始值，ε”后來(lái)是把介電電流電場(chǎng)施加到彩色層以作為至少72小時(shí)電場(chǎng)應(yīng)力后獲得的介電損耗因子的后來(lái)值。
對(duì)于本發(fā)明的第三方面的LCD裝置，當(dāng)把1MHz的交流電場(chǎng)施加到彩色層上時(shí)，彩色層的介電損耗因子滿足以下關(guān)系(ε”后來(lái)/ε”初始)＜近似1.6其中，ε”初始是介電損耗因子的初始值，ε”后來(lái)是把介電電流電場(chǎng)施加到彩色層以作為至少72小時(shí)電場(chǎng)應(yīng)力后獲得的介電損耗因子的后來(lái)值。因此，可以避免出現(xiàn)“紅色不均勻性”，并且不會(huì)使濾色鏡的制造過(guò)程復(fù)雜化。
在根據(jù)本發(fā)明第三方面的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，綠染色成分包含具有銅酞菁骨架的色素。
在根據(jù)本發(fā)明第三方面的裝置的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，按照65％或者更高比例設(shè)置色度范圍。
在根據(jù)本發(fā)明第三方面的再一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一基底具有多條掃描線，信號(hào)線垂直于這些掃描線延伸，像素電極在掃描線和信號(hào)線的各交叉點(diǎn)形成，并且將一個(gè)電位公共地施加到公共電極上，從而構(gòu)成面內(nèi)開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，液晶層內(nèi)的液晶分子在近似平行于第一和第二基底的一個(gè)平面上借助施加到像素電極和公共電極上的電壓來(lái)旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種評(píng)估LCD裝置的方法，該LCD裝置包括第一基底，在其上形成多個(gè)開(kāi)關(guān)元件；第二基底，在其上形成彩色層；所述彩色層具有紅色子層、綠色子層和藍(lán)色子層；所述綠色子層由綠染色成分形成；位于第一與第二基底之間的液晶層；和所述第二基底不包括以相對(duì)彩色層定位于靠近液晶層一側(cè)的方式形成的電極；該方法包括將100Hz至1MHz的交流電場(chǎng)施加到彩色層；在交流電場(chǎng)下測(cè)量彩色層的介電損耗因子；計(jì)算(ε”100/ε”min)的比值其中，ε”100是近似100Hz的介電損耗因子的值，ε”min是100Hz至1MHz范圍內(nèi)的介電損耗因子的最小值。
將(ε”100/ε”min)的比值與一個(gè)特定值進(jìn)行比較，從而評(píng)估該裝置的顯示質(zhì)量。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明第四方面的LCD裝置的估算方法，將100Hz至1MHz交流電場(chǎng)施加到彩色層。在該交流電場(chǎng)下測(cè)量彩色層的介電損耗因子。測(cè)量(ε”100/ε”min)的比值，其中ε”100是近似100Hz的介電損耗因子的值，ε”min是100Hz至1MHz范圍內(nèi)的介電損耗因子的最小值。將(ε”100/ε”min)的比值與一個(gè)特定值進(jìn)行比較，從而評(píng)估裝置的顯示質(zhì)量。
因此，可以方便和容易地評(píng)估LCD裝置中是否存在時(shí)變的潛在缺陷，而且不需要使用觀測(cè)接觸顯示器屏幕的指紋的最初和后續(xù)舉止的傳統(tǒng)方法。此外可以容易地得知LCD裝置的持久可靠性。
在根據(jù)本發(fā)明的第四方面的方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，如果比值滿足以下關(guān)系(ε”100/ε”min)＜近似1.25，則判定LCD裝置良好。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了另一種評(píng)估LCD裝置的方法，該LCD裝置包括第一基底，在其上形成多個(gè)開(kāi)關(guān)元件；第二基底，在其上形成彩色層；所述彩色層具有紅色子層、綠色子層和藍(lán)色子層；所述綠色子層由綠染色成分形成；位于第一與第二基底之間的液晶層；和所述第二基底不包括以相對(duì)彩色層定位于靠近液晶層一側(cè)的方式形成的電極；該方法包括在施加1MHz的交流電場(chǎng)的條件下，測(cè)量彩色層的介電損耗因子，從而獲得介電損耗因子的初始值ε”初始；施加直流電場(chǎng)到彩色層，以作為至少持續(xù)72小時(shí)的電場(chǎng)應(yīng)力；當(dāng)施加至少持續(xù)72小時(shí)的直流電場(chǎng)之后，測(cè)量彩色層的介電損耗因子，從而獲得介電損耗因子的后來(lái)值ε”后來(lái)；計(jì)算(ε”后來(lái)/ε”初始)的比值；和將(ε”后來(lái)/ε”初始)的比值與一個(gè)特定值進(jìn)行比較，從而評(píng)估裝置的顯示質(zhì)量。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明第四方面的LCD裝置的估算方法，在施加1MHz交流電場(chǎng)的條件下測(cè)量彩色層的介電損耗因子，從而獲得介電損耗因子的初始值ε”初始。施加直流電場(chǎng)到彩色層，以作為至少持續(xù)72小時(shí)的電場(chǎng)應(yīng)力；測(cè)量施加至少持續(xù)72小時(shí)的直流電場(chǎng)后的彩色層的介電損耗因子，從而獲得介電損耗因子的后來(lái)值ε”后來(lái)；將(ε”后來(lái)/ε”初始)的比值與一個(gè)特定值比較，從而估算裝置的顯示質(zhì)量；因此，可以方便和容易地評(píng)估LCD裝置中是否存在時(shí)變的潛在缺陷，而且不需要使用觀測(cè)接觸顯示器屏幕的指紋的最初和后續(xù)舉止的傳統(tǒng)方法。此外可以容易地得知LCD裝置的持久可靠性。
在根據(jù)本發(fā)明的第五方面的方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，如果比值滿足以下關(guān)系(ε”后來(lái)/ε”最初)＜近似1.6，則判定LCD裝置良好。


為了容易地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，下面將結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)的IPS型LCD裝置的配置的局部截面圖，圖中顯示了一個(gè)出現(xiàn)在該裝置中的問(wèn)題；圖2A是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的IPS型LCD裝置的配置的局部平面示意圖；圖2B是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的裝置的配置的局部截面圖；圖3是表示彩色層的綠色子層綠色素濃度與紅色不均勻性級(jí)之間相關(guān)的曲線，顯示了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)；圖4A是表示樣本A的介電常數(shù)的頻率特性的曲線，該樣本A具有19.9wt％的綠色素濃度并且時(shí)間依賴變化，該圖顯示了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)；圖4B是表示樣本A的介電損耗因子的頻率特性的曲線，該樣本A具有19.9wt％的綠色素濃度并且時(shí)間依賴變化，該圖顯示了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)；圖5A是表示樣本B的介電常數(shù)的頻率特性的曲線，該樣本B具有25.5wt％的綠色素濃度并且時(shí)間依賴變化，該圖顯示了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)；圖5B是表示樣本B的介電損耗因子的頻率特性的曲線，該樣本B具有25.5wt％的綠色素濃度并且時(shí)間依賴變化，該圖顯示了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)；圖6A是表示樣本C的介電常數(shù)的頻率特性的曲線，該樣本C具有27.0wt％的綠色素濃度并且時(shí)間依賴變化，該圖顯示了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)；圖6B是一個(gè)顯示樣本C的介電損耗因子的頻率特性的曲線，該樣本C具有27.0wt％的綠色素濃度并且時(shí)間依賴變化，該圖顯示了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)；圖7A是表示樣本D的介電常數(shù)的頻率特性的曲線，該樣本D具有28.4wt％的綠色素濃度并且時(shí)間依賴變化，該圖顯示了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)；圖7B是表示樣本D的介電損耗因子的頻率特性的曲線，該樣本D具有28.4wt％的綠色素濃度并且時(shí)間依賴變化，該圖顯示了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)；圖8是表示介電損耗因子的時(shí)間依賴變化與紅色不均勻性級(jí)之間相關(guān)的曲線，顯示了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)；
圖9是表示介電損耗因子的頻率特性輪廓與紅色不均勻性級(jí)之間相關(guān)的曲線，顯示了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
紅色不均勻性是LCD裝置的顯示缺陷之一，在CF基底上未設(shè)置電極的IPS模式LCD裝置中可以明顯地看到該紅色不均勻性。本發(fā)明人積極地研究了該問(wèn)題，最終發(fā)現(xiàn)了造成該問(wèn)題的原因。
具體地說(shuō)，對(duì)于IPS模式的LCD裝置，透明電極通常由ITO(氧化銦錫)制成，該透明電極不是以定位在相對(duì)于彩色層靠近液晶層的一側(cè)的方式置在CF基底上。因此，驅(qū)動(dòng)液晶的橫向電場(chǎng)很可能穿透CF基底。結(jié)果，橫向電場(chǎng)被施加到形成于CF基底上的彩色層上，從而使彩色層帶電。如此帶電的彩色層造成顯示缺陷。
由于形成彩色層子層的顏色成分包含光電導(dǎo)酞菁色素，因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)橫向電場(chǎng)穿透濾色鏡時(shí)，在彩色層中生成電荷。盡管如此生成的一部分電荷將經(jīng)由黑色矩陣離開(kāi)彩色層的內(nèi)部，但剩余電荷將因?yàn)橹亟M而消散，或者將在彩色層中累積。本發(fā)明人認(rèn)為“紅色不均勻性”的顯示缺陷很可能是彩色層中累積電荷導(dǎo)致的變化造成的。
如上所述，紅色不均勻性被認(rèn)為是彩色層的帶電造成，因此該缺陷不能通過(guò)利用包含較少雜質(zhì)的顏色成分的前述像有技術(shù)措施來(lái)避免。發(fā)明人研究了某些其它措施，最終發(fā)現(xiàn)通過(guò)利用一種物理性質(zhì)可以有效地避免該紅色不均勻性，這種物理性質(zhì)具有與彩色層中含有的色素濃度或者彩色層的起電的相關(guān)性。
具體地說(shuō)，業(yè)已發(fā)現(xiàn)彩色層的起電具有一個(gè)與形成綠色子層的綠染色成分中含有的銅酞菁鹵化物的一個(gè)色素的相關(guān)性。此外，還發(fā)現(xiàn)紅色不均勻性可以通過(guò)限制色素濃度而預(yù)先避免，以及可以通過(guò)測(cè)量彩色層的復(fù)介電常數(shù)來(lái)評(píng)估紅色不均勻性的時(shí)變級(jí)。
具體地說(shuō)，為了避免紅色不均勻性，需要使彩色層的綠色子層沒(méi)有電荷。這可以在以下條件下實(shí)現(xiàn)。具體地說(shuō)，(i)綠色子層的綠染色成分中含有的色素與所述的綠染色成分的重量比等于或者小于近似27％，或者(ii)彩色層的介電損耗因子具有一個(gè)包含低頻范圍內(nèi)的近似平坦區(qū)域(即，包含低頻范圍內(nèi)的非上升區(qū)域)的初始頻率特性，以及即使在長(zhǎng)時(shí)間施加電場(chǎng)應(yīng)力到彩色層之后，也使介電損耗因子的增加速率保持在一個(gè)特定范圍內(nèi)。滿足條件(i)和條件(ii)，就不會(huì)生成對(duì)驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)造成不良影響的無(wú)用電場(chǎng)，從而可以提高LCD裝置的顯示質(zhì)量。
下面結(jié)合圖2A至圖9對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體解釋。圖2A和圖2B表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的IPS型LCD裝置的每個(gè)像素的配置。圖3表示彩色層的綠色子層地綠色素濃度(wt％)與紅色不均勻性級(jí)之間的相關(guān)性。圖4A至圖7B表示樣本A至D的介電常數(shù)和介電損耗因子的頻率特性，所述的每個(gè)樣本分別具有特定綠色素濃度和它們的時(shí)間依賴變化。圖8表示介電損耗因子的時(shí)間依賴變化與紅色不均勻性級(jí)之間的相關(guān)性。圖9表示介電損耗因子的頻率特性輪廓與紅色不均勻性級(jí)之間的相關(guān)性。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)可以在LCD裝置中獲得，每一個(gè)這樣的LCD裝置都沒(méi)有設(shè)置在CF基底上的電極，一個(gè)典型的例子是IPS模式LCD裝置。
如圖2A和2B所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的IPS模式LCD裝置包括第一基底(即，TFT基底)S1，平行于基底S1的第二基底(即，CF基底)S2，和夾在基底S1與S2之間的液晶層10。
TFT基底S1包括透明板1，在透明板1的內(nèi)表面上形成的夾層介電層4，在層4上形成的保護(hù)層8，和在層8上形成的取向?qū)?。掃描線2在板1上相互平行地形成。信號(hào)線6在層4上相互平行地形成。掃描線2和信號(hào)線6彼此垂直，在它們的交叉點(diǎn)形成像素區(qū)域。TFT5被形成在矩陣陣列中的各像素區(qū)域(即，掃描線2和信號(hào)線6的各交叉點(diǎn))上。在這些像素的每個(gè)區(qū)域中，以形成梳齒的方式構(gòu)成像素電極7和公共電極3。像素電極7電連接對(duì)應(yīng)的TFT5。設(shè)置在各像素上的所有公共電極3通過(guò)公共電極線(未示出)相互電連接，操作時(shí)，施加一個(gè)公共電位。像素電極7和公共電極3的縱軸平行于信號(hào)線6。通過(guò)在像素電極7和公共電極3上施加電位差，生成垂直于縱軸的電場(chǎng)，該電場(chǎng)近似平行于基底S1和S2。
CF基底S2包括第二透明板11。避免無(wú)用光穿透基底S2的有圖案的黑色矩陣12和一個(gè)顯示彩色圖像的有圖案的彩色層13在板11的內(nèi)表面上形成。矩陣12和層13幾乎覆蓋了板11的所有內(nèi)表面。層13包括紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)的多個(gè)子層，這些子層有規(guī)則地排列(例如，△排列或者馬賽克排列等)，使其與對(duì)應(yīng)的像素相對(duì)。鄰接的R、G或B子層中的縫隙采用矩陣12覆蓋。在黑色矩陣12和彩色層13上形成由樹(shù)脂制成的外涂層14，以保護(hù)黑色矩陣12和彩色層13。黑色矩陣12、彩色層13和外涂層14的組合被稱作濾色鏡(CF)。取向?qū)?b在層14上形成。另一方面，導(dǎo)電層15在板11的外表面上形成。
經(jīng)由液晶層10彼此相對(duì)的取向?qū)?a和9b被用來(lái)在層10中以預(yù)定方向(即，初始取向方向)均勻地排列液晶分子，所述預(yù)定方向具有相對(duì)于像素電極7的縱軸的特定角度。
偏振板16a被附在第一板1的外表面上。偏振板16b被附在導(dǎo)電層15的外表面上。板16a的偏振軸垂直于板16b的偏振軸16a。板16a和16b的偏振軸之一被設(shè)置為平行于液晶分子的上述初始取向方向。
操作時(shí)，按照需要，經(jīng)由TFT5選擇性地向多個(gè)像素電極7施加電位，同時(shí)經(jīng)由公共電極線(未示出)向所有公共電極施加公共電位，從而在像素電極7與對(duì)應(yīng)的公共電極3之間形成橫向電場(chǎng)。因此，在所選擇的像素中，液晶分子在平行于基底S1和S2的一個(gè)平面上旋轉(zhuǎn)(換言之，這些分子被扭轉(zhuǎn))，從而在屏幕上顯示預(yù)期圖像。
如上面說(shuō)明的，對(duì)于本發(fā)明實(shí)施例的IPS模式LCD裝置，驅(qū)動(dòng)液晶層10的電場(chǎng)由設(shè)置在TFT基底S1上的像素電極7和公共電極3形成，因此，與TN模式LCD裝置不同，CF基底S2上不設(shè)置相對(duì)的電極。結(jié)果，驅(qū)動(dòng)液晶層10的電場(chǎng)穿透形成于CF基底S2上的彩色層13。
彩色層13由R、G、B子層構(gòu)成。R、G、B子層的每一個(gè)由特定染色成分制成，其中，染色成分的特定顏色的色素被分布在樹(shù)脂中。用于G子層的G染色(即，綠染色)成分主要由分布在樹(shù)脂中的綠和黃色素構(gòu)成。對(duì)于綠色素，已經(jīng)廣泛使用替代鹵素通常是氯或者溴的銅酞菁鹵化物。這種類型的G色素通過(guò)施加電場(chǎng)而被極化，以生成電荷。由于正電荷和負(fù)電荷經(jīng)過(guò)G子層的流動(dòng)趨向彼此不同，同時(shí)，彩色層13和黑色矩陣12具有高電阻值，因此由G色素生成的電荷很可能累積在綠子層中。此外，正電荷和負(fù)電荷經(jīng)過(guò)G子層的流動(dòng)趨向彼此不同地知識(shí)是發(fā)明人最近發(fā)現(xiàn)的。
當(dāng)綠子層(因而，彩色層13)通過(guò)累積的電荷起電時(shí)，在彩色層13與TFT基底S1之間生成電場(chǎng)。如此生成的電場(chǎng)將對(duì)像素電極7和公共電極3生成的驅(qū)動(dòng)橫向電場(chǎng)的分布造成不良影響，從而在改變了彩色層13的綠色子層的附近的液晶層10的液晶分子的取向方向。結(jié)果，降低了液晶層10的透明性，并且減少了發(fā)射光的綠色波長(zhǎng)分量。從而生成了紅色不均勻性。綠色子層帶電的現(xiàn)象也將出現(xiàn)在紅色和藍(lán)色子層中。然而，這種現(xiàn)象在綠色子層中更明顯或者更顯著地被觀測(cè)。
所以，為了驗(yàn)證綠子層的電性欲紅色不均勻性之間的相關(guān)性，本發(fā)明人制作了具有綠色素(即，銅酞菁鹵化物)對(duì)綠染色成分的不同重量比的濾色鏡，并且測(cè)試了紅色不均勻性的等級(jí)。通過(guò)目視識(shí)別定性確定的紅色不均勻性被分類成5個(gè)等級(jí)或者臺(tái)階(即，等級(jí)0至4)，如下面的表1所示。紅色不均勻性等級(jí)是在下列條件下規(guī)測(cè)的。
以處于白色顯示狀態(tài)的方式控制LCD裝置，然后發(fā)明人之一將他/她的手指以特定壓力觸摸裝置的屏幕。此后，發(fā)明人觀測(cè)留在屏幕上的指紋的后續(xù)狀態(tài)。
表1

通常，紅色不均勻性的容許范圍低于等級(jí)2；換言之，等級(jí)1和0是允許的。
本發(fā)明人制作了樣本A至D，并且將它們用于上述的紅色不均勻性測(cè)試。樣本A至D具有下列表2所示的綠染色成分中綠染色色素的不同濃度。通過(guò)所述測(cè)試獲得的樣本A至D的紅色不均勻性等級(jí)也被顯示在表2和圖3中。
表2

如上面解釋的，可以認(rèn)為紅色不均勻性的原因是由形成綠色子層的綠染色成分中含有的色素(即，銅酞菁鹵化物)的電荷產(chǎn)生的。因此，隨著綠染色成分的色素的濃度上升，累積的電荷量增加，結(jié)果使紅色不均勻性等級(jí)似乎變得對(duì)綠染色成分色素濃度的更壞比例。然而，通過(guò)考慮表2和圖3所示的測(cè)試結(jié)果，可以看到綠染色成分的色素濃度與紅色不均勻性等級(jí)之間的相關(guān)性不是線性的。相反，可以看到，當(dāng)綠染色成分的色素濃度等于或者小于特定閾值時(shí)，可以顯著地避免紅色不均勻性。該事實(shí)被認(rèn)為是綠染色成分中綠色素分布的相當(dāng)大的變化造成的。
根據(jù)上述解釋，為了保持紅色不均勻性等級(jí)低于等級(jí)2(處在一個(gè)實(shí)質(zhì)上允許的范圍內(nèi))，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)綠染色成分中的綠染色(即，銅酞菁鹵化物)的濃度比應(yīng)當(dāng)保持等于近似27wt％或者更低。
此外，在本發(fā)明中，綠染色成分中的綠染色(即，銅酞菁鹵化物)的濃度比是指按照形成并規(guī)則排列彩色層13(包括紅、綠、蘭子層)的濾色鏡狀態(tài)測(cè)量的濃度比。這意味著綠染色成分中的色素(即，銅酞菁鹵化物)的濃度比是通過(guò)排除諸如溶媒的揮發(fā)性成分或者配料獲得的比值。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是不依賴于鹵素替代物的計(jì)算和類型/種類?？梢詫ⅫS色素添加到綠色素上，以調(diào)整色調(diào)。在此情況下，如果添加的黃色素可用于濾色鏡，則能夠獲得上述優(yōu)點(diǎn)?？梢园讶魏螛?shù)脂連同色素一起用作將要用于彩色層13的樹(shù)脂，如果所述樹(shù)脂可用于濾色鏡的話。
在上述測(cè)試中，認(rèn)為綠染色成分中的綠染色(即，銅酞菁鹵化物)的濃度比可以預(yù)先避免紅色不均勻性。然而，通常的情況是，制造商確定染色成分中含有的色素的濃度比，并且不公開(kāi)色素的具體配置或者組合。因此，即使包含染色色素的染色成分表示初始狀態(tài)中沒(méi)有紅色不均勻性，那么在長(zhǎng)時(shí)間驅(qū)動(dòng)LCD裝置之后，也可能觀測(cè)到紅色不均勻性現(xiàn)象。另一方面，初始規(guī)測(cè)的紅色不均勻性可能在驅(qū)動(dòng)LCD裝置或者長(zhǎng)時(shí)間使用之后，變得更壞。
難于預(yù)測(cè)或者測(cè)量上述的紅色不均勻性依賴于時(shí)間變化的可能性。因此，通常的作法是，在把電場(chǎng)應(yīng)力施加給濾色鏡一個(gè)特定時(shí)段之后，用手指以特定的壓力接觸屏幕。此后，觀測(cè)如此接觸的指紋的初始和后續(xù)狀態(tài)，以便判斷紅色不均勻性的等級(jí)。如果觀測(cè)到的紅色不均勻性等級(jí)超過(guò)一個(gè)特定閾值，則作為次品拒絕所述濾色鏡。然而，使用屏幕上留下的指紋的所述傳統(tǒng)方法具有以下缺點(diǎn)難于在紅色不均勻性的細(xì)微等級(jí)之間進(jìn)行辨別，以及LCD裝置可能被手指按壓屏幕的操作損壞。因此，需要開(kāi)發(fā)一種能夠使用方便和容易的方式確實(shí)評(píng)估LCD裝置的長(zhǎng)期可靠性的方法。
為了響應(yīng)所述的需求，本發(fā)明人對(duì)彩色層13的紅色不均勻性依賴于時(shí)間的變化與物理性質(zhì)之間的相關(guān)性進(jìn)行了試驗(yàn)或測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)把彩色層13的染色子層的介電損耗因子用作一個(gè)指標(biāo)，可以評(píng)估紅色不均勻性依賴于時(shí)間的變化。
具體地說(shuō)，介電常數(shù)是向起電施加較大影響的物理性質(zhì)。此外，為了驅(qū)動(dòng)LCD裝置，向LCD裝置施加交流(AC)電壓。因此，我們可以認(rèn)為，如果電荷存在于彩色層13中，則介電常數(shù)的變化不能跟隨AC電壓的依賴于時(shí)間變化。這樣導(dǎo)致一個(gè)觀點(diǎn)的產(chǎn)生，即介電常數(shù)的頻率特性具有與紅色不均勻性的相關(guān)性。所以，本發(fā)明人評(píng)估復(fù)介電常數(shù)(complexpermittivity)(特別是介電損耗因子)的頻率特性的輪廓和依賴于時(shí)間的變化，從而測(cè)量紅色不均勻性的等級(jí)。這是本發(fā)明人創(chuàng)造的一種新方法。
為了確認(rèn)發(fā)明人的方法的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明人以上述測(cè)試所示的相同方式制作了樣本A至D，并利用這些樣板對(duì)該方法進(jìn)行了測(cè)試。如表2所示，樣板A至D具有綠染色成分的不同綠色素濃度。鋁電極、彩色層、外涂層和鋁電極在一個(gè)玻璃板上連續(xù)形成，以形成用于樣板A至D的“夾心單元”。5V直流電壓施加到各個(gè)樣板A至D24小時(shí)，48小時(shí)或者72小時(shí)。在施加AC電場(chǎng)到樣板A至D的同時(shí)采用已知的LCR儀表測(cè)量這些樣板的復(fù)介電常數(shù)。這樣，可以獲得施加DC電壓24小時(shí)、48小時(shí)和72小時(shí)之后的復(fù)介電常數(shù)的數(shù)據(jù)，以及初始數(shù)據(jù)。
在此，在把復(fù)介電常數(shù)定義為ε*時(shí)，令ε*為實(shí)數(shù)部分ε’與虛數(shù)部分ε”的組合，如下式(1)所示。
ε*＝ε’-iε”(1)在式(1)中，實(shí)數(shù)部分ε’被稱作“介電常數(shù)”，虛數(shù)部分ε”被稱作“介電損耗因子”。
本發(fā)明的上述評(píng)估方法的測(cè)試結(jié)果被顯示在圖4A及圖4B、圖5A及圖5B、圖6A及圖6B、圖7A及圖7B中。圖4A及圖4B分別顯示了樣板A的介電常數(shù)和介電損耗以及它們依賴于時(shí)間的變化。圖5A及圖5B分別顯示了樣板B的介電常數(shù)和介電損耗以及它們依賴于時(shí)間的變化。圖6A及圖6B分別顯示了樣板C的介電常數(shù)和介電損耗以及它們依賴于時(shí)間的變化。圖7A及圖7B分別顯示了樣板D的介電常數(shù)和介電損耗以及它們依賴于時(shí)間的變化。在這些圖中，菱形、三角形、矩形和圓形標(biāo)記分別指初始狀態(tài)、24小時(shí)后、48小時(shí)后、72小時(shí)后的后續(xù)狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
正如從圖4A至圖7A中看到的，介電常數(shù)ε’隨頻率的增加而逐漸降低，并且介電常數(shù)ε’的趨勢(shì)和數(shù)值沒(méi)有顯示出根據(jù)綠染色成分的綠色素濃度而明顯變化。相反，介電損耗因子ε”則隨增加的頻率而逐漸增加(例如，圖4)。另一方面，介電損耗因子ε”降低，然后隨著頻率增加而增加(例如，圖7B)。此外，ε”的值在低頻范圍(接近100Hz)與高頻范圍(接近1MHz)之間明顯變化。介電常數(shù)ε’和介電損耗因子ε”的時(shí)間依賴變化隨著色素濃度比增加而增加，其中介電損耗因子ε”的變化量大于介電常數(shù)ε’的變化量。所以，為了評(píng)估頻率特性和它的時(shí)間依賴性，本發(fā)明人認(rèn)為寧愿用介電損耗因子ε”而不用介電常數(shù)ε’。
因此，通過(guò)關(guān)注介電損耗因子ε”可以看到，具有較大色素濃度的樣板D的介電損耗因子ε”在從低頻范圍到高頻范圍中增加，并且樣板D的ε”依賴于時(shí)間的變化在高頻范圍中較大。因此，即使染色成分的色素濃度未知，也可以通過(guò)測(cè)量高頻范圍(例如，1MHz)內(nèi)的因子ε”的時(shí)間依賴變化和通過(guò)獲得其變化的速率來(lái)假定紅色不均勻性。
圖8通過(guò)以下方式得到描繪圖4B至圖7B所示的1MHz的72小時(shí)后的介電損耗因子ε”的后續(xù)值與其初始值的比值，以及紅色不均勻性等級(jí)。從圖8中可以看到，ε”后來(lái)(72小時(shí)后)對(duì)ε”初始(初始)的比值(即，ε”的變化率)越大，則紅色不均勻性越高。因此，通過(guò)獲得介電損耗因子ε”的變化率，可以得知LCD裝置是否具有導(dǎo)致紅色不均勻性的潛在缺陷。如果介電損耗因子ε”后來(lái)(72小時(shí)后)等于或者小于介電損耗因子ε”初始(初始)近似1.6倍，則紅色不均勻性等級(jí)可以保持低于表1所示的等級(jí)2，換言之，該紅色不均勻性等級(jí)可以保持在允許的范圍內(nèi)。
觀測(cè)圖4B至圖7B所示的介電損耗因子ε”的頻率特性的輪廓或者形狀，可以從具有最大色素濃度的樣板D(圖7B)中看到，介電損耗因子ε”在低頻范圍(接近100Hz)和高頻范圍(接近1MHz)內(nèi)大，在中頻范圍(接近10kHz)內(nèi)小。另一方面，對(duì)于具有低于樣板D的色素濃度的樣板A至C，頻率特性在低頻和中頻范圍趨于平坦。
人們認(rèn)為頻率特性輪廓的差異是由染色子層中綠色素的分布差異和染色子層與其它組成元件之間的關(guān)系造成的?；陬l率特性輪廓的差異，可以假定綠色色素的濃度和依賴于時(shí)間的紅染色不均勻性。此外，通過(guò)把低頻范圍和中頻范圍中近似平坦的頻率特性(換言之，該頻率特性輪廓沒(méi)有突出的或者上升的區(qū)域)用作一個(gè)指標(biāo)，可以辨別和排除經(jīng)過(guò)一個(gè)特定時(shí)間后具有出現(xiàn)紅色不均勻性的可能性的樣板。
圖9通過(guò)以下方式得到描繪圖4B至圖7B所示的近似100Hz的介電損耗因子ε”的值對(duì)100Hz至1MHz范圍內(nèi)的最小值的比值，以及紅色不均勻性等級(jí)。從圖9中可以看到，ε”100(100Hz)對(duì)ε”min(100Hz～1MHz)的比值越大(即，中頻范圍中的ε”的頻率特性輪廓的凹陷越深)，則紅色不均勻性越高。因此，通過(guò)獲得介電損耗因子ε”的變化率，可以得知LCD裝置是否具有導(dǎo)致紅色不均勻性的潛在缺陷。如果介電損耗因子ε”100(100Hz)等于或者小于介電損耗因子ε”min(100Hz～1MHz中的最小值)近似1.25倍，則紅色不均勻性等級(jí)可以保持低于表1所示的等級(jí)2，換言之，該紅色不均勻性等級(jí)可以保持在允許的范圍內(nèi)。
在上述的測(cè)試或者試驗(yàn)中，外涂層14可以由傳統(tǒng)LCD裝置中使用相同材料制成。然而，考慮綠色素的起電，層14的材料似乎對(duì)所述起電的具有影響。具體地說(shuō)，如果外涂層14的介電常數(shù)增加，層14變得很可能帶電。因此，帶電的綠色素很可能受外涂層14的影響，因此，介電常數(shù)的頻率特性似乎改變。實(shí)際上，在改變介電常數(shù)的同時(shí)使用外涂層14執(zhí)行發(fā)明人的測(cè)試的過(guò)程中，獲得了當(dāng)層14的介電常數(shù)比較大時(shí)紅色不均勻性更有可能出現(xiàn)的結(jié)果。因此，從介電常數(shù)的觀點(diǎn)看，選擇外涂層14的材料是重要的。
此外，濾色鏡可以通過(guò)任何方法制作，比如印刷方法、光刻方法、蝕刻方法等。然而，最好采用光刻方法，因?yàn)樗哂杏糜诟咔逦群凸庾V特性的良好控制性和再現(xiàn)性。在光刻方法中，色素被分布在透明樹(shù)脂中。另一方面，光聚合引發(fā)劑以及聚合單體被分布在適當(dāng)?shù)厝苊街小Ｒ虼?，將它們混合在一起，以形成染色成分。然后將所述成分涂在透明板的表面上，并選擇性曝光和顯影，由此使用于一種顏色如紅色的染色成分層形成圖案。結(jié)果，以形成Δ或者馬賽克布局等的方式，在透明板上安排彩色層13的紅、綠、籃子層。
實(shí)例為了更詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，下面將解釋一些實(shí)例。
(實(shí)例1)本發(fā)明人實(shí)際上以下述方式制作了若干樣板，并且測(cè)量了1MHz的介電損耗因子ε”后來(lái)(72小時(shí)后)對(duì)介電損耗因子ε”初始(初始)的比值，和介電損耗因子ε”100(100Hz)對(duì)介電損耗因子ε”min(100Hz～1MHz中最小值)的比值。
(濾色鏡的制作)包含碳粒子的樹(shù)脂成分被沉積在第二透明板11的表面上，使其具有近似1.3μm的厚度并形成圖案，由此形成阻止無(wú)用光的黑色矩陣。因此，用旋轉(zhuǎn)涂料器將染色成分涂敷在板11上以便覆蓋矩陣12，并在烤爐中使其干燥。采用掩模有選擇地對(duì)由此形成的染色成分層進(jìn)行曝光并顯影，用水清洗，之后進(jìn)行烘烤，由此在板11上形成三種顏色R、G和B之一的染色子層。對(duì)另外兩種顏色重復(fù)這些相同的加工步驟。這樣，在板11上與黑色矩陣12一起形成具有特定圖案如鑲嵌圖案的紅、綠和蘭子層。綠子層的綠色素的濃度比是19.9wt％。紅、綠和蘭子層的厚度分別是2.0μm、2.1μm和2.1μm。形成構(gòu)成彩色層13的這些R、G和B子層以滿足EBU標(biāo)準(zhǔn)定義的色度。
隨后，用旋轉(zhuǎn)涂料器涂敷樹(shù)脂溶液并用烤爐對(duì)其進(jìn)行固化，由此在板11上形成外涂層14以覆蓋彩色層13。層14的厚度為1.0μm。
(TFT基底的制造)在第一透明板1上，沉積大約250μm厚度的鉻(Cr)層并形成圖案，由此形成掃描線2、公用電極線和公用電極3。沉積厚度大約為400nm的氮化硅(SiNx)層，該層用于TEF 5的選通介電。接著，連續(xù)沉積厚度大約為300nm的i型非晶態(tài)硅(Si)層和厚度大約為30nm的n型非晶態(tài)Si層。兩非晶態(tài)Si層形成圖案以形成TET5的Si絕緣區(qū)。隨后沉積夾層介電層4，接著在其上沉積厚度大約為250nm的Cr層。這樣沉積的Cr層形成圖案以便構(gòu)成信號(hào)線6和像素電極7。對(duì)于保護(hù)層8，沉積厚度大約為200nm的SiNx層。在掃描線2和信號(hào)線6的分離區(qū)域中有選擇地消除由此沉積的SiNx層。
(LCD板的制造)
分別通過(guò)涂敷而在TFT基底S1和保護(hù)層8內(nèi)表面上和CF基底S2的外涂層14上形成取向?qū)?a和9b。接著沿與像素電極7縱軸線成15°的方向?qū)?a和9b實(shí)施摹拓過(guò)程。此后，在基底S1和S2的周圍區(qū)域涂覆密封材料，并在基底S1和S2的內(nèi)表面中分布隔離物。TFT基底S1和CF基底S2接著結(jié)合在一起。通過(guò)一個(gè)孔或多個(gè)孔在基底S1和S2之間的空間內(nèi)注入液晶，接著封閉一個(gè)孔或多個(gè)孔。液晶層10的單元間隙(cell gap)設(shè)定為4.5μm。所注入液晶的折射率各向異性Δn為0.70。將偏振板16b的偏振軸設(shè)置成平行于摹拓方向。偏振板16a的偏振軸設(shè)置成垂直于摹拓方向。以此方法制造本發(fā)明實(shí)施例1的LCD控制板。
這樣制造的實(shí)施例1的LCD控制板在溫度為60℃的加熱室中連續(xù)工作600小時(shí)，而對(duì)該控制板施加電場(chǎng)應(yīng)力。但是，沒(méi)有觀察到紅色不均勻性。由于在該控制板中使用了根據(jù)本發(fā)明形成的綠子層，因此介質(zhì)損耗因子ε”100(100Hz)與介質(zhì)損耗因子ε”min(最小100Hz-1Hz)之比為1.25，而向控制板施加電場(chǎng)應(yīng)力的介質(zhì)損耗因子ε”后來(lái)(600小時(shí)后)與(最初)1Hz介質(zhì)損耗因子ε”初始之比為1.21。
(比較實(shí)例1)除了以下步驟外，其余以與上述實(shí)施例1相同的方式制造比較實(shí)施例1的LCD板綠子層綠色素的濃度比設(shè)定為28.4wt％。紅、綠和蘭子層的厚度分別是2.0μm、1.9μm和2.1μm。
使由此制造的比較實(shí)施例1的LCD控制板在溫度為60℃的加熱室中連續(xù)工作600小時(shí)，同時(shí)對(duì)該控制板施加電場(chǎng)應(yīng)力。結(jié)果，觀察到層4的嚴(yán)重而可怕的紅色不均勻性。由于在該控制板中使用了綠子層，因此介質(zhì)損耗因子ε”100(100Hz)與介質(zhì)損耗因子ε”min(最小100Hz-1Hz)之比為2.88，而介質(zhì)損耗因子ε”后來(lái)(600小時(shí)后)與(最初)1Hz的介質(zhì)損耗因子ε”初始之比為2.05。
將實(shí)施例1和比較實(shí)施例1比較，即使不知道綠子層的色度濃度，也能夠通過(guò)測(cè)量介質(zhì)損耗因子ε”100(100Hz)與介質(zhì)損耗因子ε”min(最小100Hz-1Hz)之比和介質(zhì)損耗因子ε”后來(lái)(600小時(shí)后)與(最初)1Hz的介質(zhì)損耗因子ε”初始之比來(lái)假設(shè)紅色不均勻性。因此，可以方便而容易地知道該LCD器確實(shí)具有長(zhǎng)期可靠性，而且不會(huì)使彩色過(guò)濾器制造過(guò)程變復(fù)雜。
變化在上述說(shuō)明中，由于IPS模式LCD器是一種典型的LCD器，因此采用它作為一個(gè)實(shí)例。但是，本發(fā)明不限于該實(shí)施例和實(shí)例1。本發(fā)明適用于任何其他類型LCD器，其中不以相對(duì)于彩色層13定位在靠近液晶層10側(cè)面上的方式在CF基底S2上形成電極。
此外，上述說(shuō)明指綠子層的綠色素和紅色不均勻性之間的關(guān)系。但是，如果由于施加的電場(chǎng)而在子層中產(chǎn)生有害的電荷，則本發(fā)明適用于另一顏色的子層色素與除紅色外的顏色不均勻性之間的關(guān)系。盡管已經(jīng)說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選方式，但是應(yīng)該明白，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不背離本發(fā)明精神的情況下可以進(jìn)行改進(jìn)。因此，本發(fā)明的范圍僅有由以下權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.一種LCD裝置，包括第一基底，在其上形成多個(gè)開(kāi)關(guān)元件；第二基底，在其上形成彩色層；所述彩色層具有紅色子層、綠色子層和藍(lán)色子層；所述綠色子層由綠染色成分形成位于第一與第二基底之間的液晶層；和所述第二基底不包括以相對(duì)彩色層定位于靠近液晶層一側(cè)的方式形成的電極；其中，當(dāng)100Hz至1MHz的交流電場(chǎng)被加到彩色層上時(shí)，彩色層的介電損耗因子滿足以下關(guān)系(ε”100/ε”min)＜1.25其中，ε”100是100Hz的介電損耗因子的值，ε”min是100Hz至1MHz范圍內(nèi)的介電損耗因子的最小值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中綠染色成分包含具有銅酞菁骨架的色素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中按照65％或者更高比例設(shè)置色度范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中第一基底具有多條掃描線，信號(hào)線垂直于這些掃描線延伸，像素電極在掃描線和信號(hào)線的各交叉點(diǎn)形成，并且將一個(gè)電位公共地施加到公共電極上，從而構(gòu)成面內(nèi)開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，液晶層內(nèi)的液晶分子在近似平行于第一和第二基底的平面上借助施加到像素電極和公共電極上的電壓來(lái)旋轉(zhuǎn)。
5.一種LCD裝置，包括第一基底，在其上形成多個(gè)開(kāi)關(guān)元件；第二基底，在其上形成彩色層；所述彩色層具有紅色子層、綠色子層和藍(lán)色子層；所述綠色子層由綠染色成分形成；位于第一與第二基底之間的液晶層；和所述第二基底不包括以相對(duì)彩色層定位于靠近液晶層一側(cè)的方式形成的電極；其中，當(dāng)1MHz的交流電場(chǎng)被加到彩色層上時(shí)，彩色層的介電損耗因子滿足以下關(guān)系(ε”后來(lái)/ε”初始)＜1.6其中ε”初始是介電損耗因子的初始值，ε”后來(lái)是把介電電流電場(chǎng)施加到彩色層以作為至少72小時(shí)電場(chǎng)應(yīng)力后獲得的介電損耗因子的后來(lái)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中綠染色成分包含具有銅酞菁骨架的色素。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中按照65％或者更高比例設(shè)置色度范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中第一基底具有多條掃描線，信號(hào)線垂直于這些掃描線延伸，像素電極在掃描線和信號(hào)線的各交叉點(diǎn)形成，并且將一個(gè)電位公共地施加到公共電極上，從而構(gòu)成面內(nèi)開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，液晶層內(nèi)的液晶分子在近似平行于第一和第二基底的平面上借助施加到像素電極和公共電極上的電壓來(lái)旋轉(zhuǎn)。
9.一種評(píng)估LCD裝置的方法，該LCD裝置包括第一基底，在其上形成多個(gè)開(kāi)關(guān)元件；第二基底，在其上形成彩色層；所述彩色層具有紅色子層、綠色子層和藍(lán)色子層；所述綠色子層由綠染色成分形成；位于第一與第二基底之間的液晶層；和所述第二基底不包括以相對(duì)彩色層定位于靠近液晶層一側(cè)的方式形成的電極；所述方法包括將100Hz至1MHz的交流電場(chǎng)施加到彩色層；在交流電場(chǎng)下測(cè)量彩色層的介電損耗因子；計(jì)算(ε”100/ε”min)的比值其中ε”100是近似100Hz的介電損耗因子的值，ε”min是100Hz至1MHz范圍內(nèi)的介電損耗因子的最小值。將(ε”100/ε”min)的比值與一個(gè)特定值進(jìn)行比較，從而評(píng)估裝置的顯示質(zhì)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中如果該比值滿足以下關(guān)系(ε”100/ε”min)＜1.25，則判定LCD裝置良好。
11.一種評(píng)估LCD裝置的方法，該LCD裝置包括第一基底，在其上形成多個(gè)開(kāi)關(guān)元件；第二基底，在其上形成彩色層；所述彩色層具有紅色子層、綠色子層和藍(lán)色子層；所述綠色子層由綠染色成分形成；位于第一與第二基底之間的液晶層；和所述第二基底不包括以相對(duì)彩色層定位于靠近液晶層一側(cè)的方式形成的電極；所述方法包括在施加1MHz的交流電場(chǎng)的條件下，測(cè)量彩色層的介電損耗因子，從而獲得介電損耗因子的初始值ε”初始；施加直流電場(chǎng)到彩色層，以作為至少持續(xù)72小時(shí)的電場(chǎng)應(yīng)力；當(dāng)施加至少持續(xù)72小時(shí)的交流電場(chǎng)之后，測(cè)量彩色層的介電損耗因子，從而獲得介電損耗因子的后來(lái)值ε”后來(lái)；計(jì)算(ε”后來(lái)/ε”初始)的比值；和將(ε”后來(lái)/ε”初始)的比值與一個(gè)特定值進(jìn)行比較，從而評(píng)估裝置的顯示質(zhì)量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中如果比值滿足以下關(guān)系(ε”后來(lái)/ε”最初)＜1.6，則判定LCD裝置良好。
全文摘要
一種LCD裝置可以防止顏色不均勻性(紅色不均勻性)發(fā)生，并且不需要使濾色鏡的制造過(guò)程復(fù)雜化。多個(gè)開(kāi)關(guān)元件在第一基底上形成。彩色層在第二基底上形成。所述彩色層具有紅色子層、綠色子層和藍(lán)色子層。液晶層位于第一與第二基底之間。所述第二基底不包括以相對(duì)彩色層定位于靠近液晶層一側(cè)的方式形成的電極。形成綠色子層的綠染色成分包含一個(gè)具有銅酞菁骨架的色素。色素對(duì)綠染色成分的重量比等于或者小于接近27％。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK1661451SQ20041010065
公開(kāi)日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月3日
發(fā)明者藤卷江利子, 高橋聰之助 申請(qǐng)人:Nec液晶技術(shù)株式會(huì)社