CN102231025A - 多畴垂直配向型液晶显示面板及其像素结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多畴垂直配向型液晶显示面板及其像素结构，液晶显示面板包括：阵列基板，包括多条扫描线、多条数据线以及多个像素区域；设有公共电极的彩膜基板，与阵列基板相对设置；液晶层，配置于阵列基板与彩膜基板之间。各像素区域包括第一子像素电极和第二子像素电极，第一TFT和第二TFT。在液晶显示面板施加电压时，各像素存在以下三个电场力方向：第一子像素电极与第二子像素电极之间相反极性的强电场力；第一子像素电极与公共电极之间的电场力；第二像素电极与公共电极之间的电场力。三个电场力使液晶分子向同一方向倾倒，实现快速响应。本发明无需在彩色滤光片基板上设置凸起物或狭缝结构，可提高其对比度，简化制程、降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示装置(TFT-LCD)，特别涉及一种多畴垂直配向型液晶显示面板及其像素结构。
背景技术
液晶面板是TFT-LCD的主要组件，一般包括薄膜晶体管阵列基板(也称为阵列基板)、彩膜基板以及夹在该薄膜晶体管阵列基板与彩膜基板基板之间的液晶层。现有技术的TFT-LCD的阵列基板一般包括多条数据线和多条扫描线，并由数据线与扫描线垂直交叉地排列以限定多个像素区域。薄膜晶体管形成于数据线与扫描线的交叉位置附近，并包括栅极、半导体层、源极及漏极。通常，薄膜晶体管的栅极与扫描线电性连接，其源极与数据线电性连接，而其漏极与像素电极电性连接。
目前的广视角MVA(多畴垂直配向)技术，因未施加电压时，液晶分子即以垂直基板方式排列，故可提供良好的对比度。然而，通常垂直配向式液晶显示器为形成多域分割效果，其所匹配的结构会有些许漏光的情形，从而影响液晶显示面板的对比度的提高。
如图1所示，液晶显示面板主要包括位于下层的薄膜晶体管阵列基板20、位于上层的彩膜基板80以及夹于二者之间的液晶分子70，其中，彩膜基板80上设有公共电极81，薄膜晶体管阵列基板20上设有像素电极30。此类多区域垂直配向式液晶显示面板通常于像素电极30上配置狭缝(slit)60和于彩膜基板80上配置凸起物(bump)50，从而使得液晶分子70在未施加电压时即具有朝不同方向倾斜的预倾角，以有效迅速地控制施加电压后的液晶分子的倾斜方向，当施加电压后，液晶层即可分割为多个分别具有不同倾斜方向的液晶微域，以有效改善不同观察角度的灰阶显示状态下的视角特性。然而，在彩膜基板80上设置凸起物50会引起漏光，使得液晶显示面板的对比度下降，况且其需要在彩膜基板上增加一道光刻工艺而使得制程复杂，成本较高。
发明内容
发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种无需在CF侧增加任何bump或ITO slit结构的多畴垂直配向型液晶显示面板及其像素结构。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种多畴垂直配向型像素结构，所述像素结构包括：
一基板；
若干条扫描线和若干条数据线，配置于所述基板上；
定义一像素区域，所述像素区域包括第一子像素区域和第二子像素区域；
一像素电极，分为第一子像素电极和第二子像素电极，其中第一子像素电极配置于所述第一子像素区域内，第二子像素电极配置于所述第二子像素区域内；以及
第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，均配置于所述基板上，其中第一薄膜晶体管的栅极和第二薄膜晶体管的栅极分别连接扫描线，第一薄膜晶体管的源级和第二薄膜晶体管的源级分别连接数据线，第一薄膜晶体管的漏级和第二薄膜晶体管的漏级分别连接第一子像素电极和第二子像素电极；
所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管、第一子像素电极和第二子像素电极和扫描线、数据线的连接构成驱动电路；所述第一子像素电极与第二子像素电极分别通过第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管充入相反极性的电压。
所述第一子像素电极和第二子像素电极可各分为若干段，第一子像素电极和第二子像素电极的对应段大致平行，且各段均为鱼骨状结构，鱼骨端部相互对应。
每个所述子像素电极各段整体上可为之字形结构或矩形结构。
所述驱动电路可采用点反转或列反转的驱动方式。
本发明所采用的另一种技术方案为：一种多畴垂直配向型液晶显示面板，所述液晶显示面板包括：
一薄膜晶体管阵列基板，其具有多个如前一个技术方案所述的像素结构；
一设有公共电极的彩膜基板，其与所述薄膜晶体管阵列基板相对设置；以及
一液晶层，配置于所述薄膜晶体管阵列基板与所述彩膜基板之间。
所述第一子像素电极和第二子像素电极可各分为若干段，第一子像素电极和第二子像素电极的对应段大致平行，且各段均为鱼骨状结构，鱼骨端部相互对应。
每个所述子像素电极各段整体上可为之字形结构或矩形结构。
所述驱动电路可采用点反转或列反转的驱动方式。
所述第一子像素电极与所述公共电极间的电压差，可不等于所述第二子像素电极与所述公共电极间的电压差，如此可实现八畴显示。
有益效果：本发明中，彩膜基板无需设置突起物或缝隙结构，较之传统MVA及PVA，对比度更高，制程更简单，成本更低，此外，本发明为8畴VA显示，改善了视角；更可利用行反转驱动方式实现点反转显示，达到省电的效果。
附图说明
图1为现有广视角MVA式液晶显示面板的示意图；
图2为本发明多畴垂直配向型像素结构的平面示意图；
图3为图2沿P-P’向的剖视图；
图4为本发明像素的第一种驱动电路示意图；
图5为本发明像素的第二种驱动电路示意图；
图6为传统MVA的对比度及视角模拟结果示意图；
图7为本发明液晶显示面板的对比度及视角结果示意图；
图8为图4所示驱动电路对应的数据线电压波形图；
图9为图5所示驱动电路对应的数据线电压波形图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
图2为本发明新型8畴VA型显示像素平面示意图，如图，将一像素分成面积大致相等的第一子像素电极Sub_pixel A与第二子像素电极Sub_pixel B，且两者通过各自的开关元件(即为薄膜晶体管)，充入相反极性的电压。为实现第一、第二子像素电极极性相反，采用扫描线或数据线双倍的设计，使第一、第二子像素电极通过各自的开关元件充入的数据线信号为相反极性。每个像素存在以下三个电场力方向：第一子像素电极与第二子像素电极之间相反极性的强电场力；第一像素电极与彩膜基板公共电极之间的电场力；第二像素电极与彩膜基板公共电极的电场力。三个电场力使液晶分子向同一方向倾倒，实现液晶快速响应。第一子像素电极和第二子像素电极各段均为鱼骨状结构，且鱼骨端部相互对应。第一子像素电极和第二子像素电极各段均倾斜45度，整体上为Zigzag结构，搭配使用成本最低的0°/90°偏光片，此架构为优。若第一子像素电极和第二子像素电极各段不倾斜45度，可为矩形结构，则搭配使用45°/135°偏光片。
如图3所示，Sub_pixel A与Sub_pixel B分别为“+”、“-”极性，同时给出了电力线方向，及在TFT与CF侧电极作用下的液晶倾倒方向。如此，液晶分子倾倒仅依靠TFT侧像素电极及CF侧VCOM电极(彩膜基板公共电极)间电场力作用，即可实现快速响应定向倾倒，而无需在CF侧增加Bump或Slit结构。
如图4所示，两子像素Sub_pixel A与Sub_pixel B分别通过不同的TFT充入极性相反的电压，通过点反转驱动实现点反转显示。图中，GN为第N条扫描线，GN+1为第N+1条扫描线，D1为第1条数据线，D2为第2条数据线，...，D8为第8条数据线。扫描线与数据线分别横向与纵向排列交错。扫描线与数据线包围的区域，即为像素电极，另外一个三端器件即为开关元件，即TFT(薄膜晶体管)，当TFT打开时，数据线便将电压信号传输给像素电极，当TFT关闭时，像素电极维持该电压不变，直到下一帧再充入新的电压。
本发明特别之处在于：图4中，每个像素区域分成第一子像素电极与第二子像素电极，且两者电压极性相反。如D1，其电压正负交替，GN打开时，充入Sub_pixel A的data电压为正，GN+1打开时，充入Sub_pixel B的data电压为负，如此，Sub_pixelA与Sub_pixel B通过各自的TFT，均连接到D1，即可实现相反极性。在当前帧，第一子像素电极(以点填充示意)为正，第二子像素电极(以线填充示意)为负；下一帧第一子像素电极为负，第二子像素电极为正。另外，在本实施例中，数据线为传统MVA的两倍，是为了实现同一时刻，第一子像素电极与第二子像素电极的电压为相反极性。另外，该驱动电路仅为一实例，其他连接方法亦可，只需满足Sub_pixel A与Sub_pixel B极性相反即可。
图5为另一实施例，如图5所示，其通过列反转驱动实现点反转显示，因此达到省电的效果，为更优化的驱动方式。如D1一直为正极性，D2一直为负极性，GN打开时，Subpixel_A通过TFT连接到D1，所以Subpixel_A为正极性；GN+1打开时，Subpixel_B通过TFT连接到D2，所以Subpixel_A为负极性；如此，Subpixel_A与Subpixel_B通过各自的TFT，分别连接到D1与D2，才可实现相反极性。如图8和图9所示，Vdata为数据线的电压，Vcom为彩膜基板公共电极电压。如图8所示，在一帧时间内，图4的数据线电压需要正负交替(高于Vcom电压为正，低于Vcom为负)，产生更多的功耗；如图9所示，在一帧时间内，图5的数据线电压一直为正，或一直为负，节省了功耗。
如图6所示，本发明液晶显示面板的最大对比度由传统MVA的3000∶1增加到5000∶1；此外，本发明的视角更优秀：如传统MVA，在上下左右视角85度内，对比度大于10，而本发明，在上下左右视角85度内对比度大于100。
Claims (9)
1.一种多畴垂直配向型像素结构，其特征在于，所述像素结构包括：
一基板；
若干条扫描线和若干条数据线，配置于所述基板上；
定义一像素区域，所述像素区域包括第一子像素区域和第二子像素区域；
一像素电极，分为第一子像素电极和第二子像素电极，其中第一子像素电极配置于所述第一子像素区域内，第二子像素电极配置于所述第二子像素区域内；以及
第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，均配置于所述基板上，其中第一薄膜晶体管的栅极和第二薄膜晶体管的栅极分别连接扫描线，第一薄膜晶体管的源级和第二薄膜晶体管的源级分别连接数据线，第一薄膜晶体管的漏级和第二薄膜晶体管的漏级分别连接第一子像素电极和第二子像素电极；
所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管、第一子像素电极和第二子像素电极和扫描线、数据线的连接构成驱动电路；所述第一子像素电极与第二子像素电极分别通过第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管充入相反极性的电压。
2.根据权利要求1所述多畴垂直配向型像素结构，其特征在于，所述第一子像素电极和第二子像素电极各分为若干段，第一子像素电极和第二子像素电极的对应段大致平行，且各段均为鱼骨状结构，鱼骨端部相互对应。
3.根据权利要求2所述多畴垂直配向型像素结构，其特征在于，每个所述子像素电极各段整体上为之字形结构或矩形结构。
4.根据权利要求1所述多畴垂直配向型像素结构，其特征在于，所述驱动电路采用点反转或列反转的驱动方式。
5.一种多畴垂直配向型液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板包括：
一薄膜晶体管阵列基板，其具有多个如权利要求1所述的像素结构；
一设有公共电极的彩膜基板，其与所述薄膜晶体管阵列基板相对设置；以及
一液晶层，配置于所述薄膜晶体管阵列基板与所述彩膜基板之间。
6.根据权利要求5所述多畴垂直配向型液晶显示面板，其特征在于，所述第一子像素电极和第二子像素电极各分为若干段，第一子像素电极和第二子像素电极的对应段大致平行，且各段均为鱼骨状结构，鱼骨端部相互对应。
7.根据权利要求5所述多畴垂直配向型液晶显示面板，其特征在于，每个所述子像素电极各段整体上为之字形结构或矩形结构。
8.根据权利要求5所述多畴垂直配向型液晶显示面板，其特征在于，所述驱动电路采用点反转或列反转的驱动方式。
9.根据权利要求5所述多畴垂直配向型液晶显示面板，其特征在于，所述第一子像素电极与所述公共电极间的电压差，不等于所述第二子像素电极与所述公共电极间的电压差。
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