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扭曲排列增强的广视角技术李雪红，邹忠飞，钟德镇，李永谦，刘春凤，洪崇益，简廷宪摘要：开发了液晶分子在双重电场作用下，扭曲排列稳定性增强的广视角技术，这种架构搭配负性液晶的开启响应速度略大于正性液晶，关闭响应速度与正性液晶一致，穿透率约提高了１０％。分析了三电极作用下穿透率分别与响应时间和电压的关系，有效地解决了ＦＦＳ和ＩＰＳ对广视角技术的垄断。关键词：广视角；负性液晶；响应时间；穿透率Wideviewingangletechnologyofteistedarrangementenhanced１引言薄膜晶体管液晶显示器由于低辐射、轻薄、低功耗等特点在平板显示领域得广泛普及［１－３］。随着工艺技术的成熟，人们对液晶显示器的要求越来高，高分辨率、广视角、超薄、低成本等成为现阶段液晶显示追求的新目标。传统的ＴＮ（扭曲向列相）型液晶显示器，液晶分子在上下两个正交的平面内旋转，由于液晶分子的光学各向异性，会造成不同角度显示的画面效果不同。为了解决视角问题，ＴＮ型液晶显示器通常采用加补偿膜的方式，这种技术与成熟的ＴＮ工艺结合从而得到了广泛的应用，然而，由于补偿膜是固定的，不能对任意灰阶任意角度进行补偿，因此ＴＮ模式固有的灰阶反转现象依旧存在。其他广视角技术，例如ＭＶＡ（多畴垂直取向），ＰＶＡ（垂直取向构型），ＣＰＡ（连续焰火状排列），ＩＰＳ（平面电场开关），ＦＦＳ（边缘电场开关）等技术门槛高，不易普及［４］。本论文开发了一种新型广视角技术，具有较广的视角以及较低的操作电压。该技术中液晶盒中的液晶分子能够同时受到边缘电场和水平电场的双重作用，可以更快的转动，从而提高响应速度，降低驱动电压，并且提高穿透率。这种结构具有现有的ＦＦＳ（广视角技术）和ＩＰＳ（平面转换）两种显示模式的优点。本文中开发的ＰＥＴ（扭曲排列增强构型）技术工艺简单，只需在现有的ＴＮ技基础上，在下基板（即阵列基板）侧增加一道光罩，上基板（即彩色滤光片基板）与ＴＮ模式共用，简化了制作流程。ＰＥＴ技术采用三电极架构，在上基板内侧制作另外一个公共电极，与现有的ＩＰＳ和ＦＦＳ模式不同，成盒后可以直接薄化，不需要在上基板外表面溅射一层ＩＴＯ（铟锡金属氧化物）来防止静电云纹（不均）。因此工序简单省时，容易实现。此外，ＰＥＴ技术可以随意调整各电极的结构和排布方式从而在一个像素区域内实现多畴模式，其可以改善视角和色偏现象，从而达到更好的显示效果。２实验设计本文中开发的液晶显示面板，其画素为ＰＥＴ结构的广视角技术，是三电极结构，像素电极和其中一个公共电极位于下方的阵列基板的不同层，另外一个公共电极位于上方的彩色滤光片基板上，其中阵列基板的像素电极和公共电极形成边缘电场，和彩色滤光片基板的公共电极形成平面电场。图１（ａ）所示为ＰＥＴ的俯视结构图，（ｂ）为画素中ＴＦＴ（薄膜晶体管）开关处的剖面图。图２为液晶分子在电场作用下的排列［５］。图１画素结构．（ａ）画素俯视图；（ｂ）ＴＦＴ开关处剖面图．图２电场作用下液晶分子排列３实验结果３．１穿透率与响应时间关系图３的模拟结果表示为：负性液晶搭配ＰＥＴ架构下透率与响应时间的关系。其中开启响应时间表示从穿透率的１０％上升到９０％所用的时间，而关闭响应时间表示从穿透率的９０％下降到１０％所用的时间。在模拟实验结果中，开启响应时间ｔｏｎ大致为２３．９ｍｓ，而关闭响应时间ｔｏｆｆ大致为１３．４１ｍｓ，而现有的ＦＦＳ液晶显示面板若采用负性液晶分子，其开启的响应时间ｔｏｎ一般均在５０ｍｓ以上。而在模拟实验中，采用正性液晶分子的ＦＦＳ模式液晶显示装置，其开启响应时间大致为１８．５ｍｓ，而其关闭的响应时间大致为１３．２４ｍｓ，即ＰＥＴ架构液晶显示装置的开启的响应时间ｔｏｎ大于采用正性液晶分子的ＦＦＳ模式液晶显示装置，而ＰＥＴ架构液晶显示装置的关闭的响应时间ｔｏｆ与采用正性液晶分子的ＦＦＳ模式液晶显示装置大致相同［２］。