CN101349839B - 多畴垂直取向模式的液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多畴垂直取向模式的液晶显示装置，该装置包括：相对设置的第一基板和第二基板；一液晶层，填充在第一基板和第二基板之间；所述第一基板上形成有多行像素电极；所述第二基板上形成有共用电极；所述像素电极或共用电极上形成有突起或者狭缝；其中，所述像素电极形状大致为等腰梯形，所述突起或者狭缝与相邻像素电极的腰边基本平行，同一行的像素电极按同一方向排列，同一列相邻的两个像素电极的腰边大致重合。本发明提供的液晶显示装置，由于其像素电极形状和突起或者狭缝相匹配，从而大幅度降低边缘场造成的黑纹区域，提高了液晶显示装置透过率。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置，特别是涉及一种多畴垂直取向模式(Multi-domain Vertical Alignment，MVA/PVA)的液晶显示装置。
背景技术
随着信息社会的发展，人们对显示设备的需求大量增长。为了满足这种需求，最近常用的几种平板显示设备，如液晶显示装置(LCD)，等离子体显示器件(PDP)，OLED显示器件都得到了迅猛的发展。在平板显示器件当中，液晶显示装置由于其重量低、体积小、能耗低的优点，正在逐步取代冷阴极显示设备。
液晶显示装置主要由第一基板111和第二基板112，以及夹在两个基板之间的液晶分子114组成，如图1A。根据液晶分子取向上的差异，可以将液晶显示装置分为扭转显示模式(TN)、面内开关显示模式(IPS)、垂直取向显示模式(VA)等。对于垂直取向显示模式，在第一基板111内侧形成有公共电极113，在第二基板112内侧形成有像素电极122，从而可以形成垂直电场；在两层透明导电层之间嵌入负性液晶，所谓负性液晶是指液晶分子长轴的介电常数小于垂直于液晶分子长轴的方向上的介电常数。在没有垂直电场作用在液晶分子上的情况下，液晶分子114垂直于第一基板111和第二基板112，如图1A所示。当有垂直电场作用在液晶分子上时，由于液晶分子114长轴的介电常数较小，所以液晶分子114在电场作用下，会发生特定方向的取向，最终垂直于电场，也就是平行于基板方向排列，如图1B所示。同TN模式相比，垂直取向模式具有高对比度、高视角的优点，同面内开关(IPS)模式相比，垂直取向模式具有高对比度，高开口率的优点。此外，由于在垂直取向模式当中使用了垂直取向膜，所以在生产工艺上不需要采用摩擦。而在大尺寸面板的生产过程中，摩擦往往会造成摩擦不均等不良，对生产中的良率带来很大影响，所以垂直取向模式非常适合应用在大尺寸面板的生产上。
当然垂直取向模式也有自己的弱点，其主要表现在不同视角下的色差比面内开关模式要差，为了改善垂直配向模式的视角特性，在欧洲专利0884626A2中提到了采用多域的垂直取向显示模式(Multi-Domain Vertical Alignment，MVA)改善垂直取向模式的视角特性。在MVA显示模式中，液晶分子被ITO狭缝或者表面突起分为4个域，当施加电场的时候，不同域内的液晶分子的旋转方向均不相同，这样在某个方向进行观察的时候，相对于这个观察方向，各个域内的液晶分子造成的光学延迟也就不相同，各个区域的光学延迟彼此平均可以得到相对较好视角特性。
上述的垂直取向模式的狭缝或者表面突起一般沿45度方向排列，而现有的像素其像素电极是矩形状，如图3所示，在扫描线115和数据线116相交的地方形成有矩形状像素电极122，所以在搭配成45度方向的彩膜基板或者阵列基板的突起或者狭缝时，由于边缘场效应的影响，在某些边缘的位置液晶分子的取向会有些紊乱，从而造成这些区域出现不希望存在的黑纹。请参见图2A和2B，在突起117和数据线116相交的边角区域，液晶分子114由于边缘场效应，并不完全按照理想方向取向，从而产生这些黑纹119，黑纹119不仅对响应速度有影响，而且对于相应部位的透过率的影响也非常大。
针对上述问题，欧洲专利0884626A2给出的解决方案是采用呈Zigzag式样的像素，通过修改像素的形状，使由于边缘场造成的黑纹的区域大幅度降低。请参见图4，在扫描线115和数据线116相交的地方形成有Zigzag状像素电极122，扫描线115相应地为折线状；请继续参见图5，在扫描线115和数据线116相交的地方形成有Zigzag状像素电极122，数据线116相应地为折线状。上述两种解决方案必须搭配折线状的扫描线或者数据线，以便同Zigzag状像素电极122相匹配，不但使制造工艺复杂，而且折线状的扫描线或者数据线会增加信号延迟，进而影响液晶显示器件的亮度和对比度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多畴垂直取向模式的液晶显示装置，既能够降低边缘场造成的黑纹区域，提高透过率，又不增加信号延迟。
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；一液晶层，填充在第一基板和第二基板之间；所述第一基板上形成有呈成矩阵状分布的像素电极；所述第二基板上形成有共用电极；所述像素电极或共用电极上形成有突起或狭缝；其中，所述像素电极形状大致为等腰梯形，所述突起或者狭缝与相邻像素电极的腰边基本平行，同一行的像素电极按同一方向排列，同一列相邻的两个像素电极的腰边大致重合。
上述多畴垂直取向模式的液晶显示装置中，其中，所述等腰梯形的底角为45度。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的多畴垂直取向模式的液晶显示装置，由于其像素电极形状与突起或者狭缝相匹配，从而大幅度降低边缘场造成的黑纹区域，提高了液晶显示装置透过率。本发明提供的多畴垂直取向模式的液晶显示装置仅需改变像素电极形状及排列，实现简单，且不会增加信号延迟。
附图说明
图1A是垂直取向模式液晶显示装置在不加电状态下的液晶分子取向示意图。
图1B是垂直取向模式液晶显示装置在加电状态下的液晶分子取向示意图。
图2A是像素边角区域黑纹出现位置示意图。
图2B是像素边角区域出现黑纹的原理示意图。
图3是现有的像素结构示意图。
图4是现有的搭配折线状扫描线的像素结构示意图。
图5是现有的搭配折线状数据线的像素结构示意图。
图6是本发明像素结构示意图。
图7是本发明的相邻行两个像素排列示意图。
图中：
111：第一基板 112：第二基板 113：公共电极
114：液晶分子 115：扫描线 116：数据线
117：突起 118：狭缝 119：黑纹
121：接触孔 122：像素电极 123：源、漏极
124：突起 125：狭缝
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。
本发明提供的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；一液晶层，填充在第一基板和第二基板之间；所述第一基板上形成有呈成矩阵状分布的像素电极；所述第二基板上形成有共用电极；所述像素电极或共用电极上形成有突起或狭缝。本发明主要是对其中像素结构进行改进，通过像素电极形状的改变，使其与所述突起或者狭缝相匹配，从而大幅度降低边缘场造成的黑纹区域，提高了液晶显示装置透过率。
图6是本发明像素结构示意图。
请参照图6，在扫描线115和数据线116相交的地方形成有竖直放置成等腰梯形状的像素电极122，其底角大致为45度。像素电极122由一个薄膜晶体管开关(图未示)控制充入数据信号，薄膜晶体管开关的源、漏极123通过接触孔121引出和像素电极122电接触。对于三基色混色方案，这个非标准矩形存在一个方向，在这个方向上的平均长度L1是这个方向的法线方向平均长度L2的3倍，或者近似于3倍，对于4基色方案，其近似等于4倍。当然，在同一行，或者同一列中，这些非标准矩形并不是一定要按照同一方向排列。
图7是本发明的相邻行两个像素排列示意图。
请参照图7，在扫描线Gn和Gn+1，数据线Dm和Dm+1相交的地方形成有两个竖直放置成等腰梯形状的像素电极122，所述两个像素电极122为同一列相邻的两个像素电极，其腰边大致重合，即上面像素电极的上底边和下面像素电极的下底边相对齐，依此类推，每一行的像素电极按同一方向排列，同一列相邻的两个像素电极的腰边都大致重合。像素电极122或共用电极上形成有突起124或者狭缝125，所述突起124或者狭缝125与相邻像素电极122的腰边基本平行。
本发明提供的多畴垂直取向模式的液晶显示装置，其中数据线和现有像素结构一样，采用直线状配置，所以不会增加数据线的信号延迟。如果利用扫描线制作存储电容，扫描线直接采用直线状的扫描线，所以信号延迟和现有像素也是一样的；如果利用公共电极制作存储电容，则需要对像素的TFT结构做一些改变，请参考图6，本发明的像素结构中的TFT(图未示)采用了一个源极两个漏极的设置，其中源极连接数据线，然后在器件上引出两个漏极分别连接像素电极和公共电极。采用这种做法，同样也不会增加扫描线的信号延迟。
综上所述，本发明提供的多畴垂直取向模式的液晶显示装置仅需改变像素电极形状及排列，实现简单，不会增加数据线或扫描线的信号延迟。另外，本发明制作工艺和目前的制作工艺完全相同，并不增加额外的制作工艺。
首先是扫描线的制作：在基板溅射淀积第一金属层，经过光刻胶涂布，曝光、显影、刻蚀等工序在所述第一金属层得到扫描线115。
接着在基板上继续沉积绝缘层，分别有a-Si和n+a Si组成。经过光刻胶涂布，曝光、显影、刻蚀等工序完成半导体层图形的制作，并形成沟道区。
接着在基板上继续沉积第二金属层，经过光刻胶涂布，曝光、显影、刻蚀等工序得到数据线116，源、漏极123，数据线116和源、漏极123之一相连。
接着在基板上继续沉积钝化层，并在特殊位置刻蚀出接触孔121，裸落出源、漏极123的另一极。
最后在基板上溅射透明导电层并进行刻蚀，得到像素电极122和狭缝125。像素电极122和从接触孔121引出的源、漏极123的另一极相连。像素电极122大致为一个竖直放置的等腰梯形，其底角约为45度，从而使得狭缝125和像素电极122的一条腰相平行。最后和相应的彩膜基板贴合在一起，完成产品的制作。
在透过率方面使用相应的模拟软件，不考虑彩膜基板本身的吸收，采用垂直配向模式，驱动电压6V，将显示面积归一化后，本发明像素结构和现有像素结构的对比结果如下：
| 本发明像素结构 | 现有像素结构 | |
| 透过率 | 27.9％ | 24.5％ |
通过对比结果可以看出，本发明提供的多畴垂直取向模式的液晶显示装置，由于其像素电极形状与突起或者狭缝相匹配，使用本发明的像素结构在透过率方面相对于普通的像素结构，可以提高10％左右，从而大幅度降低边缘场造成的黑纹区域。
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 (2)
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；
一液晶层，填充在第一基板和第二基板之间；
所述第一基板上形成有呈成矩阵状分布的像素电极；
所述第二基板上形成有共用电极；
所述像素电极或共用电极上形成有突起或狭缝；
其特征在于，所述像素电极形状大致为等腰梯形，所述突起或者狭缝与相邻像素电极的腰边基本平行，同一行的像素电极按同一方向排列，同一列相邻的两个像素电极的腰边大致重合。
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，所述等腰梯形的底角为45度。
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