CN101526699B - 多畴垂直取向模式的液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多畴垂直取向模式的液晶显示装置，包括相对设置的第一基板和第二基板，该第二基板上形成有多个像素，每个像素区域内形成有像素电极，该像素电极上形成有多个狭缝，该第一基板表面上形成有公共电极，该公共电极上形成有突起或狭缝；填充在第一基板和第二基板之间的液晶层；其中，所述的像素电极上的部分狭缝下面设置有水平控制电极，所述水平控制电极和所述狭缝相平行，且所述水平控制电极的宽度小于所述狭缝的宽度。本发明提供的多畴垂直取向模式的液晶显示装置，既实现多畴取向，解决色偏，又不会导致电荷积累，也不需要复杂的驱动。

Description

多畴垂直取向模式的液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，特别是涉及一种水平电场控制多畴垂直取向模式的液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置中的液晶本身不发光。液晶显示是通过电场控制液晶分子扭转从而控制液晶单元的光透过率，从而达到显示的目的。在垂直取向模式的液晶显示装置中，使用表现出负介电各项异性的液晶来构成液晶单元。参考美国专利6661488B1，如图1所示，现有的垂直取向模式的液晶显示装置包括相对设置的第一基板101与第二基板104，及填充在第一基板101和第二基板104之间的液晶分子106；第二基板104上形成有相互交叉多条扫描信号线108和数据信号线109，存储电容公共线110与扫描信号线108相互平行，该扫描信号线108和数据信号线109交叉定义出像素区域100，像素区域100内形成有像素电极103，扫描信号线108和数据信号线109的交叉处设置有薄膜晶体管(TFT)，TFT包括栅极、源极和漏极，及与栅极重叠以在源极和漏极之间形成沟道的半导体层112，漏电极通过接触孔113与像素电极103电连接，像素电极103上形成有狭缝107；第一基板101上形成有透明的公共电极102，公共电极102上形成有突起105，突起105与狭缝107交错相对。

液晶显示装置在不施加电压的情况下，液晶分子106垂直于第一基板101与第二基板104排列，如图1a所示；电信号可以通过分别附着于第一基板101与第二基板104上面的公共电极102与像素电极103施加。在施加电压的情况下，液晶分子106趋向于垂直于电场方向排列，从而偏离垂直于第一基板101和第二基板104的方向。具体偏转角度跟所施加偏压大小有关，如图1b所示。如此通过电压信号实现对液晶分子的调制，改变液晶像素的光透过特性，实现图像的显示。

当液晶分子倾斜一定角度的时候，观察者从不同角度将会观察到不同的显示效果，这就是液晶显示装置的视角问题。为解决视角问题，多种技术被开发出来。其中，垂直取向液晶显示通过在像素中设计出倾斜角度不同的子区域(畴)，像素的显示特性是其中的各个畴在空间上积分平均的效果。这样，从不同角度观察液晶显示装置时看到的差别减小，视角得以改善。如图1c所示，像素区域100内的液晶分子倾斜状况被分为四个畴A，B，C，D。

由于垂直取向液晶显示存在明显的色偏，即正面看与侧面看差别较大，为进一步改善视角，减低色偏的现象，目前提出了把液晶像素区域内与TFT连接的透明电极进一步分割成不同的区域，在不同区域施加不同的电压，使液晶分子倾斜程度不一样，如图2所示，20为液晶分子在像素不同子区域具有的不同倾斜状态，液晶分子分别处于21与22两种倾斜状态，这样就增加液晶显示畴数，实现多畴显示，从而进一步改善视角特性。目前有电容耦合方法(CC结构)和晶体管单独控制像素内不同区域的像素电极电压(TT结构)等技术来解决垂直取向液晶显示的色偏问题。CC结构由于存在电容耦合，导致开口率降低，此外由于电容连接，浮动的像素电极会导致电荷积累，从而产生残像，降低显示品质。而TT结构需要较多驱动IC个数和较复杂的驱动IC，导致成本的上升。因此有必要开发新的多畴垂直取向液晶显示技术，解决垂直取向液晶显示的色偏问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水平电场控制的多畴垂直取向模式的液晶显示装置，不会导致电荷积累，也不需要复杂的驱动。

为解决上述问题，本发明提供了一种多畴垂直取向模式的液晶显示装置，包括相对设置的第一基板和第二基板，该第二基板上形成有多个像素，每个像素区域内形成有像素电极，该像素电极上形成有多个狭缝，该第一基板表面上形成有公共电极，该公共电极上形成有突起或狭缝；填充在第一基板和第二基板之间的液晶层；其中所述的像素电极上的部分狭缝下面设置有水平控制电极，所述水平控制电极和所述狭缝相平行，且所述水平控制电极的宽度小于所述狭缝的宽度。

上述多畴垂直取向模式的液晶显示装置中，所述所述水平控制电极位于所述狭缝的正中间位置。

上述多畴垂直取向模式的液晶显示装置中，所述的水平控制电极可为一独立的控制线。

上述多畴垂直取向模式的液晶显示装置中，所述第二基板的栅极层上形成有存储电容公共线，所述的水平控制电极设置在第二基板的栅极层上，所述水平控制电极与该存储电容公共线相连接。

本发明多畴垂直取向模式的液晶显示装置，由于在像素电极上的部分狭缝下面设置有水平控制电极，该水平电场控制电极与狭缝处的像素电极的侧面之间形成水平电场；使得存在水平电场部分的像素电极处的液晶分子不仅受第一和第二基板之间的垂直电场，同时也受到该水平电场的调制，这与像素内未受水平电场调制的液晶分子取向不同，从而导致像素内液晶分子具有不同的取向，实现多畴取向，解决色偏，且本发明在不增加系统驱动电路复杂性的条件下增加了像素畴的数目。同时本发明像素中无悬空的电容电极，不会产生电荷积累和残留直流电压。

附图说明

图1为多畴垂直取向模式液晶显示装置的结构示意图。其中，图1a为液晶显示装置在不施加电压的情况下液晶分子的排布情况示意图；图1b为在施加一定电压的情况下液晶分子的排布情况示意图；图1c为像素区域的平面版图示意图。

图2为现有技术中对像素区域划分由四畴增加到八畴，像素进一步分割成的子区域液晶分子倾斜状态有轻微差别的示意图。

图3为本发明实施例的像素结构示意图。

图4a和图4b分别为本发明实施例沿图3C-C’和D-D’方向的截面示意图。

图5为本发明实施例的增益效果模拟图。

图6为本发明另一实施例的结构示意图。

图7为图6沿A-A’方向的截面示意图。

图中：

100：像素区域；

101：第一基板；102：公共电极；

103：像素电极；    104：第二基板；

105：突起；        106：液晶分子；

107：狭缝；        108：扫描信号线；

109：数据信号线；  110：存储电容公共线；111：半导体层；

112：源电极金属层连接像素电极部分；

113：接触孔；

20：液晶分子在像素不同子区域具有的不同倾斜状态；

21：在子像素A的液晶状态；

22：在子像素B的液晶状态；

200：第二基板；

210：扫描信号线；    211：存储电容公共线；

212：水平控制电极；  214：栅电极；    215：栅绝缘层；

220：数据信号线；    221：源电极；    222：漏电极；

225：半导体层；      226：欧姆接触层；231：钝化绝缘层；

230：接触孔；        240：狭缝；      241：像素电极

具体实施方式

下面结合附图及典型实施例对本发明作进一步说明。

图3为本发明实施例的像素结构示意图；图4为本发明实施例沿图3C-C’方向的截面示意图。

请参照图3和图4，本发明的多畴垂直取向模式液晶显示装置包括相对设置的第一基板(图中未示)和第二基板200，填充在第一基板和第二基板200之间的液晶层(图中未示)，液晶层由介电常数为负且各向异性的液晶材料构成；第一基板、第二基板200为透明基板，如玻璃基板、塑料基板；该第二基板200上形成有多个像素，每个像素区域由数据信号线220和扫描信号线210交叉定义形成，数据信号线220和扫描信号线210的交叉处设置有薄膜晶体管，薄膜晶体管由栅电极214、源电极221和漏电极222组成，像素区域内形成有像素电极241，漏电极222通过接触孔230与像素电极241电气连接，该像素电极241上形成有多个狭缝240，该第一基板表面上形成有公共电极，该公共电极上形成有突起或狭缝，该狭缝240与公共电极上的突起或狭缝交错相对，像素电极241、公共电极均采用透明导电材料制成，如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等；该像素电极241上的部分狭缝240的下面设置有水平控制电极212，该水平控制电极212与该狭缝240处像素电极241的侧面形成水平电场。这样水平控制电极212和像素电极241间存在水平电场，这种存在水平电场区域的液晶分子和未存在水平电场区域的液晶分子受到的电场力不同，而把像素电极241分为第一子像素与第二子像素两部分，分别与第一基板侧的透明电极形成垂直电场，由于受到水平电场作用力，导致第一子像素与第二子像素的液晶分子取向不同。

存储电容公共线211与扫描信号线210平行且处在同一层上，即栅极层，用于储存电容，水平控制电极212最好设置在栅极层上，当然也可设置在其它层。水平控制电极212设置在栅极层上时，可以为一独立的控制线，也可与存储电容公共线211相连接，即水平控制电极212同时充当存储电容公共线。水平控制电极212的宽度小于狭缝240的宽度，以位于狭缝240的正中间位置为佳。

以水平控制电极212设置在栅极层为例，具体制造工艺请结合图4a和图4b。首先在第二基板200上形成第一导电层即栅极层，采用掩模工艺形成图案化的扫描信号线210，存储电容公共线211，水平控制电极212，以及栅电极214。其后工艺与传统垂直取向模式液晶显示装置相同，依次在栅电极层上形成栅绝缘层215，半导体层225，欧姆接触层226，源电极221和漏电极222，钝化绝缘层231，像素电极241。

图5为本发明实施例的增益效果模拟图，从图中可以看出，传统的垂直取向液晶显示与本发明的垂直取向液晶显示在0度和60度的色差比例为1.23和1.18，这说明本发明结构的液晶显示装置能够改善色差。

图6为本发明另一实施例的结构示意图；图7为图6沿A-A’方向的截面示意图。

请参照图6、图7，图中狭缝240与水平方向呈一定的角度，水平控制电极212仍位于狭缝240的正中间，和狭缝240保持平行，以保证水平控制电极212与狭缝240处像素电极的侧面形成水平电场。为了与存储电容公共线211相连接，水平控制电极212两端水平伸展，水平控制电极212相应地在每一像素区域形成一段折线。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (4)

1.一种多畴垂直取向模式的液晶显示装置，包括

相对设置的第一基板和第二基板，该第二基板上形成有多个像素，每个像素区域内形成有像素电极，该像素电极上形成有多个狭缝，该第一基板表面上形成有公共电极，该公共电极上形成有突起或狭缝；

填充在第一基板和第二基板之间的液晶层；

其特征在于所述的像素电极上的部分狭缝下面设置有水平控制电极，所述水平控制电极和所述像素电极上的狭缝相平行，且所述水平控制电极的宽度小于所述像素电极上的狭缝的宽度。

2.根据权利要求1所述的多畴垂直取向模式的液晶显示装置，其特征在于所述水平控制电极位于所述像素电极上的狭缝的正中间位置。

3.根据权利要求1或2所述的多畴垂直取向模式的液晶显示装置，其特征在于所述的水平控制电极为一独立的控制线。

4.根据权利要求1或2所述的多畴垂直取向模式的液晶显示装置，其特征在于所述第二基板的栅极层上形成有存储电容公共线，所述的水平控制电极设置在第二基板的栅极层上，所述水平控制电极与该存储电容公共线相连接。

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