CN105911778A - 具有提高的抗纹理性和侧向可视性的液晶显示器 - Google Patents

Abstract

根据本发明的一个示例性实施例的一种具有提高的抗纹理性和侧向可视性的液晶显示器(LCD)包括：下面板，具有包括至少一个单元像素电极的像素电极；上面板，具有包括至少一个单元公共电极的公共电极；以及介于下面板与上面板之间的液晶层。单元像素电极包括至少近似对角地定向且平行四边形形状的中心电极，并进一步包括从中心电极延伸的多个分支，并且公共电极包括沿与LCD的弯曲方向相对应的第一方向延伸的开口。

Description

具有提高的抗纹理性和侧向可视性的液晶显示器

技术领域

本发明的实施例总地来说涉及平板显示器。更具体地，本发明的实施例涉及具有提高的抗纹理性和侧向可视性的液晶显示器(LCD)。

背景技术

作为目前使用最广泛的平板显示器之一，液晶显示器(LCD)包括两片包含诸如像素电极、公共电极等的场生成电极的显示面板、以及介于这两片显示面板之间的液晶层。LCD通过向场生成电极施加电压以在液晶层中生成电场、通过该电场确定液晶分子的方向并从而控制入射光的偏振，来显示图像。

已经研发出不同类型的LCD，包括其中当没有施加电场时液晶分子的长轴被布置成垂直于显示面板的竖直取向(VA)模式LCD。在VA模式LCD中，确保宽视角已经被视为一个重要的问题，因此，出于该目的，经常使用用于在场生成电极中形成诸如微小狭缝等的切口的方法。由于切口和突起有助于确定液晶分子的倾斜方向，因此可以对它们进行适当的设置，以使液晶分子的倾斜方向分散在各个方向上，从而实现宽视角。

当像素电极被形成有微小狭缝以具有多个分支电极时，液晶分子的响应速度由于液晶分子的与微小狭缝没有关联的液晶控制而劣化，所以不期望的纹理被显示预定时间。

在此背景技术部分公开的上述信息仅用于增强对发明背景的理解，因此它可能包含不构成在此国家本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。

发明内容

本发明的实施例提供一种显示设备，该显示设备在即使弯曲时也能够通过不产生纹理来提供提高的侧面可视性。

本发明的一个示例性实施例提供了一种液晶显示器(LCD)，包括：下面板，具有包括至少一个单元像素电极的像素电极；上面板，具有包括至少一个单元公共电极的公共电极；以及介于下面板与上面板之间的液晶层。单元像素电极包括至少近似对角地定向且平行四边形形状的中心电极以及从中心电极延伸的多个分支，并且公共电极包括沿与LCD的弯曲方向相对应的第一方向延伸的开口。

像素电极可以包括沿第一方向顺序布置的四个单元像素电极，其中顺序布置的中心电极的平行四边形形状可以沿不同方向延伸。

四个单元像素电极可以被布置为使得两个相邻单元像素电极的中心电极可以形成至少近似V形，而另外两个单元像素电极的中心电极可以形成至少近似倒V形。

竖直槽可以形成在两个相邻单元像素电极之间或另外两个单元像素电极之间。

滤色器中具有相同颜色的滤色器可以形成在沿第一方向彼此相邻的像素中，而滤色器中具有不同颜色的滤色器可以形成在沿与第一方向不同的第二方向彼此相邻的像素中。

绝缘基底可以包括：沿垂直于第一方向的第二方向延伸的栅极线；沿第一方向延伸以跨过栅极线的数据线；以及与像素电极设置在同一层上并且被形成在数据线上方的屏蔽电极。

像素电极和屏蔽电极可以彼此分离，并且屏蔽电极和公共电极可以被布置为接收相同的电压。

屏蔽电极可以包括延伸超过薄膜晶体管区域的一部分的突出部，并且黑色间隔件可以形成在薄膜晶体管区域中，并与突出部间隔开。

LCD可以是沿第一方向弯曲的曲面型LCD。

开口可以沿与LCD的弯曲方向相同的方向延伸。

附图说明

图1是根据本发明的一个示例性实施例的液晶显示器(LCD)的布局图。

图2是沿图1的线II-II截取的剖视图。

图3示出了本发明的一个实施例的LCD的像素电极。

图4示出了本发明的一个实施例的LCD的公共电极。

图5示出了在本发明的一个实施例的LCD中的液晶分子和域的布置。

图6是根据本发明的一个比较示例的LCD的布局图。

图7示出了在根据图6的比较示例的LCD中的液晶分子的布置。

图8是根据本发明的另一示例性实施例的显示设备的布局图。

图9是图8的显示设备的沿线IX-IX截取的剖视图。

具体实施方式

在下文中将参考其中示出了本发明的示例性实施例的附图更充分地描述本发明。如本领域技术人员将认识到的，所描述的实施例可以以各种不同的方式修改，所有这些都不脱离本发明的精神或范围。

在图中，为了清楚，层、膜、面板、区域等的厚度被夸大了。因而图未按比例绘制。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。将理解的是，当诸如层、膜、区域或基底的元件被称为在另一元件“上”时，它可以直接在另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接”在另一元件“上”时，不存在中间元件。所有数值是近似的，并且可以变化。具体的材料和组合物的所有示例都将被视为非限制性和仅示例性的。代替地，可以使用其它合适的材料和组合物。

现在将参考图详细描述根据本发明的一个示例性实施例的液晶显示器(LCD)。

首先，参考图1和图2，将描述根据本发明的一个示例性实施例的LCD。图1是根据本发明的该示例性实施例的LCD的布局图，图2是沿图1的线II-II截取的剖视图。

参考图1，根据本发明的该示例性实施例的一个像素PX是被形成为当在图1的角度观察时在水平方向上延伸的水平型像素。

参考图1和图2，根据本发明的该示例性实施例的LCD包括彼此面对的下面板100和上面板200，其中液晶层3介于下面板100与上面板200之间。

首先将描述下面板100。

包括栅极线121和分割基准电压线131的栅极导线形成在由透明玻璃或塑料形成的绝缘基底110上。

在该例子中，栅极线121大体形成在竖直方向上。也就是说，如图1所示，像素电极191被形成为在水平方向上延伸，并且栅极线121被形成为平行于像素电极191的短边。

栅极线121包括栅电极124以及用于与另一层或外部驱动电路连接的宽端部(未示出)。栅极线121可以例如由诸如铝(Al)或铝合金的铝基金属、诸如银(Ag)或银合金的银基金属、诸如铜(Cu)或铜合金的铜基金属、诸如钼(Mo)或钼合金的钼基金属、铬(Cr)、钽(Ta)、钛(Ti)等形成。然而，栅极线121也可以具有其中包括具有不同物理特性的至少两个导电层的多层结构。

分割基准电压线131至少部分地形成在其中形成有像素电极191的像素区域内，并且可以被形成为具有一侧打开的四边形形状。在该例子中，没有形成分割基准电压线131的那一侧可以是该水平型像素的一个边缘。分割基准电压线131连接至在竖直方向上彼此相邻的像素。

栅极绝缘层140形成在栅极导线上，并可以由氮化硅(SiN_x)或氧化硅(SiO_x)形成。栅极绝缘层140也可以具有其中包括具有不同物理特性的至少两个绝缘层的多层结构。

由非晶硅或多晶硅形成的半导体154形成在栅极绝缘层140上。半导体154可以包括氧化物半导体。

欧姆接触163和165形成在半导体154上。

欧姆接触163和165可以例如由诸如n+氢化非晶硅或者硅化物的材料形成，其中诸如磷的n型杂质以高浓度掺杂在n+氢化非晶硅中。欧姆接触163与165配对，以被设置在半导体154上。当半导体154是氧化物半导体时，欧姆接触163和165可以被省略。

包括数据线171和漏电极175的数据导线形成在欧姆接触163和165以及栅极绝缘层140上，其中数据线171包括源电极173。

数据线171包括用于与另一层或外部驱动电路连接的宽端部(未示出)。数据线171传输数据信号，并且在水平方向上延伸，以跨过栅极线121。

源电极173是数据线171的一部分，并且从数据线171竖直地延伸。源电极173可以具有大致U形。

漏电极175可被形成为直的，并且漏电极175可以垂直于数据线171延伸的方向。

栅电极124、源电极173和漏电极175连同半导体154共同形成一个薄膜晶体管(TFT)，并且TFT的沟道被形成在半导体154中、源电极173与漏电极175之间。数据线171和漏电极175可以例如由诸如钼、铬、钽、钛等或它们的合金的难熔金属形成，并且可以具有包括难熔金属层(未示出)和低电阻导电层(未示出)的多层结构。这种多层结构的示例可以包括铬或钼(合金)下层和铝(合金)上层的双层、以及钼(合金)下层、铝(合金)中间层和钼(合金)上层的三层。然而，数据线171和漏电极175可以由除了上述金属之外的各种金属或导体形成。数据线171的宽度可以是约3.5±0.75微米。

第一钝化层180n被设置在数据导线171、173和175、栅极绝缘层140和暴露的半导体154上。第一钝化层180n可以由有机绝缘材料或无机绝缘材料形成。

第二钝化层180q被设置在第一钝化层180n上。第二钝化层180q可被省略。第二钝化层180q可以是滤色器。第二钝化层180q如果是滤色器，则可唯一地显示原色之一，原色可以例如是诸如红、绿、蓝或黄、青、品红的三原色等。虽然未示出，不过滤色器还可以显示除了上面列出的原色之外的混合色或白色。

像素电极191形成在第二钝化层180q上。像素电极191包括中心电极198、以及从中心电极198延伸的微小分支部199。像素电极的具体形状将在后面描述。

第一接触孔185形成在第一钝化层180n和第二钝化层180q中，以暴露漏电极175。像素电极191通过第一接触孔185物理连接且电连接至漏电极175，以从漏电极175接收电压。

屏蔽电极273在数据线171上方并沿数据线171、与像素电极191形成在同一层上。屏蔽电极273沿一个像素区域的边缘位于该像素区域的相对侧，并位于数据线171上方。屏蔽电极可以不是分离地设置在每个像素区域中，而可以沿其所有相邻像素被形成为连续体。

屏蔽电极273可以例如由诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)的透明导电材料或诸如铝、银、铬或其合金的反射金属形成。

相同的电压可以被施加到屏蔽电极273和公共电极270。由于相同的电压被施加到屏蔽电极273和公共电极270，因此在屏蔽电极273与公共电极270之间不产生电场，因而介于屏蔽电极273与公共电极270之间的液晶层3未取向。因此，屏蔽电极273与公共电极270之间的液晶处于黑色状态。当如上所述液晶呈现黑色时，液晶本身可以执行黑矩阵的功能。因此，当如图1所示，屏蔽电极273沿数据线171形成时，不需要在数据线171上方形成黑矩阵。

虽然未示出，但取向层被涂覆在像素电极191上，并且该取向层可以是在预定方向上摩擦的水平取向层。然而，在根据本发明的另一示例性实施例的LCD中，取向层包括光反应性材料，以被光取向。

现在将描述上面板200。

黑矩阵220形成在由诸如透明玻璃或塑料的透明材料形成的绝缘基底210上。黑矩阵220防止光的泄漏。黑矩阵220可以被形成为与其中形成有晶体管TFT等的晶体管区域相对应。另外，黑矩阵220可以可替代地形成在下面板100中。

然而，如图1所示，由于被形成在数据线171上方的屏蔽电极273用作黑矩阵，因此在与数据线171相对应的区域中没有必要形成黑矩阵220。

在绝缘基底210上还形成多个滤色器230。滤色器230可以可替代地设置在绝缘基底110上，并且在这种情况下，黑矩阵220也可以设置在绝缘基底110上。

相同的滤色器230可以沿水平方向布置。也就是说，在形成有多个像素的LCD中，相同颜色的滤色器可以沿水平方向形成在一行中。具体地，例如，当红色滤色器形成于在行方向上布置的多个像素上时，绿色滤色器形成于在其下的一行中且在行方向上布置的多个像素上，并且蓝色滤色器形成于在其下的一行中且在行方向上布置的多个像素上。

然而，滤色器230也可以形成在下面板100中。即使滤色器230形成在下面板100中，滤色器230也可以沿水平方向布置。

外涂层250形成在滤色器230和黑矩阵220上。外涂层250可用于平坦化其上形成有滤色器230和黑矩阵220的绝缘基底210。如果需要，外涂层250可以被省略。

公共电极270形成在外涂层250上。公共电极270具有开口72，以与像素电极191相对应。公共电极270的具体形状将在后面描述。上取向层(未示出)形成在公共电极270上。上取向层可以是竖直取向层。

现在将参考图3至图5描述本发明的LCD的像素电极和公共电极的形状。图3示出了本发明的LCD的像素电极，图4示出了本发明的LCD的公共电极。图5示出了本发明的LCD中的液晶分子和域的布置。

首先，参考图3，将描述本发明的LCD的像素电极的形状。参考图3，本发明的像素电极191包括板状中心电极198和微小分支部199。

在该例子中，中心电极198具有多个平行四边形形状。此外，每个平行四边形形状的中心电极198被对角设置。

参考图3，像素电极被划分成总共四个区域。也就是说，像素电极被划分成第一子区域Da、第二子区域Db、第三子区域Dc和第四子区域Dd。在每个子区域中，中心电极198被不同地布置。此外，如图3所示，竖直槽形成在第一子区域Da与第二子区域Db之间或第三子区域Dc与第四子区域Dd之间。

参考图3，在第一子区域Da中，像素电极的中心电极198a具有从左上角向右下角延伸的平行四边形形状。

在第二子区域Db中，像素电极的中心电极198b具有从左下角向右上角延伸的平行四边形形状。

第一子区域Da的中心电极198a和第二子区域Db的中心电极198b可以相对于第一子区域和第二子区域的中心对称。另外，如图3所示，第一子区域Da的中心电极198a和第二子区域Db的中心电极198b可以形成整体大致的V形。

微小分支部199从中心电极198a和198b中的每一个对角地延伸。在该例子中，微小分支部199延伸的方向与中心电极198a和198b中的每一个被布置的方向相反。也就是说，参考第一子区域Da，由于中心电极198a从左上角到右下角对角地形成，因此从中心电极198a延伸的微小分支部199在从左下角到右上角的方向上形成。这也适用于其它子区域。

另外，在第三子区域Dc中，像素电极191的中心电极198c以从左下角到右上角的方向布置。另外，在第四子区域Dd中，像素电极191的中心电极198d以从左上角到右下角的方向布置。

中心电极198c和198d可以相对于第三子区域Dc和第四子区域Dd的中心对称。另外，如图3所示，中心电极198c和中心电极198d可以形成整体大致的倒置V形。

微小分支部199从中心电极198c和198d中的每一个对角地延伸。在该例子中，微小分支部199形成的方向与中心电极198c和198d中的每一个的布置方向相反。这也类似于第一子区域和第二子区域。

现在将参考图4描述本发明的LCD的公共电极270。参考图4，公共电极270被形成为大致平面结构，其中心形成有开口72。在该例子中，公共电极270被形成为具有从其裁出的开口72的矩形结构。

每个开口72确定液晶的取向方向。在该例子中，由于开口72如图4的图中所示的那样被水平形成，因此它们也将对应的液晶分子水平定向。在该例子中，如图3所示，进一步增加了像素电极191的微小分支部199的作用，所以当电场被施加到像素电极191和公共电极270时，液晶可以最终布置为如图5所示。

图5示出了本发明的LCD中的液晶的排列。参考图5，LCD的显示区域被划分成第一子区域Da、第二子区域Db、第三子区域Dc和第四子区域Dd。

参考图5，在本发明的LCD中，液晶分子310通过像素电极的中心电极198和微小分支部199以及公共电极270的开口72而沿预定方向取向。

根据这样的取向，液晶分子沿不同的方向取向，其结果是，当从LCD的侧面观察时，由于液晶分子的头部、主体和侧部都同样被观察到，因此可以提高侧面可视性。

另外，在本发明的LCD中，只有水平开口72形成在公共电极270中。因此，即使LCD向左或右弯曲，也不会出现由于未对准而导致的纹理。本发明这样的效果将对比于比较示例来描述。图6是根据一个比较示例的LCD的布局图。图7示出了根据图6的比较示例的LCD中的液晶分子的布置。

参考图6，在根据比较示例的LCD中，像素电极的形状和公共电极的形状与本发明的实施例的形状不同。也就是说，参考图7，根据比较示例的LCD的像素电极包括菱形中心电极198和从中心电极198延伸的微小分支部199。

另外，在根据比较示例的LCD中，十字形开口形成在公共电极中。

参考图7，公共电极被形成有包括水平开口72和垂直于水平开口72的竖直开口73的十字形开口，并且可以进一步包括位于十字形开口的中心处的中心开口78。

公共电极的十字形开口被放置为与像素电极的中心电极相对应。

因此，如图7所示，液晶分子通过在像素电极的中心电极198、微小分支部199以及公共电极的开口72、73和78之间生成的电场而沿四个方向排列。

同样地，因为液晶分子的主体和头部被均等地观察到，因此可以提高侧面可视性。然而，在根据比较示例的LCD中，重要的是，像素电极的中心电极198被设置成对应于公共电极的开口72和73。也就是说，由于液晶分子的取向方向由像素电极的中心电极198与公共电极的开口72和73之间的对准确定，因此如果像素电极的中心电极198与公共电极的开口72和73没有被设置成彼此对应，则液晶分子的取向方向从图7所示的方向发生改变。

然而，当LCD向左右弯曲以实现曲面LCD时，出现上面板和下面板的未对准，并且像素电极的中心电极198不再与公共电极的开口72和73对准。这是因为像素电极和公共电极被分别提供在下面板和上面板中，并且当上面板和下面板的组件被弯曲时，由于下面板和上面板之间的曲率差而出现下面板和上面板的未对准。因此，公共电极的十字形开口和像素电极的中心电极198不再被定位成一个直接在另一个上方。这样，当在公共电极的开口与像素电极的中心电极之间出现未对准时，预排列的液晶分子的取向方向被扰乱。也就是说，由于沿不同方向向液晶分子施加力，因此液晶分子不再按如图7所示排列。如上所述，液晶分子的取向方向的这种改变被识别为纹理。

然而，在根据本发明的示例性实施例的LCD中，诸如图3的LCD中，公共电极270的开口仅形成在水平方向上。因此，即使LCD在水平方向上弯曲，与公共电极的开口相关的电场也不受影响。也就是说，由于公共电极的开口与像素电极的中心电极之间的对应关系对液晶分子的排列没有显著影响，因此即使公共电极在水平方向上弯曲而引起水平未对准，液晶分子也可以保持相同的排列。

由于公共电极的开口仅形成在水平方向上，因此水平开口仍然存在于像素区域中，并且即使在未对准之后仍具有相同的水平尺寸和位置。因此，即使出现未对准，液晶分子也不受影响。

在图2和图4中，公共电极的水平开口72被示出为具有局部剖开的部分。也就是说，具有两个彼此间隔开并且被公共电极270的一部分分离的水平开口72。然而，在本发明的另一示例性实施例中，可以具有单个连续的水平开口72。例如，在图4中，公共电极270的分离两个水平开口72的那一小部分可以被去除，以形成单个、较大的且连续的开口72，而不是两个分离的较小开口72。

另外，公共电极的水平开口72可以被形成为使得其在多个水平相邻的像素区域上不断裂。也就是说，水平开口72可以被延伸为跨越或延伸跨过一个以上的像素区域。

图8是根据本发明的另一示例性实施例的显示设备的布局图。图9是沿图8的线IX-IX截取的剖视图。参考图8，根据图8的示例性实施例的显示设备具有与根据图1的示例性实施例的显示设备几乎相同的组件。为简明起见，相同组件的详细描述将因此被省略。

根据图8的示例性实施例的显示设备具有突出部275，突出部275是屏蔽电极273的一部分，并从屏蔽电极273朝晶体管区域突出。屏蔽电极273的突出部275因而也与屏蔽电极273接收相同的电压。

因此，屏蔽电极273的突出部275也执行如上所述的黑矩阵的功能。

参考图8，根据本发明的该示例性实施例的显示设备包括形成在不存在屏蔽电极的晶体管区域中的间隔件320。

间隔件320不仅用于维持上面板200与下面板100之间的间隔或间隙，而且因为其由黑色材料形成而还用作黑矩阵。

也就是说，在根据图8的示例性实施例的显示设备中，光被晶体管区域中的屏蔽电极273的突出部275并且也被在没有形成屏蔽电极的区域中的黑色间隔件320部分地阻挡。

因此，黑矩阵可以从薄膜晶体管区域以及从形成有数据线的区域移除。

参考图9，黑矩阵未形成在上面板200的与薄膜晶体管区域相对应的那一部分中。而突出部275形成在下面板100中，以从屏蔽电极向晶体管区域延伸。此外，黑色间隔件320形成在不存在屏蔽电极的突出部275的晶体管区域中，从而代替黑矩阵。

因此，由于不需要额外的余量，因此工艺可以简化，并且开口率可以增加。

尽管已经结合当前认为是实用的示例性实施例描述了此发明，但应该理解的是，本发明不应限于所公开的实施例，而是相反，意在覆盖被包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变化和等同方案。此外，所公开的或以其它方式理解的各个实施例的不同特征可以以任何方式混合和匹配，以产生在发明的范围内的进一步的实施例。

<符号说明>

110、210：绝缘基底 3：液晶层

121：栅极线 124：栅电极

131：分割基准电压线 140：栅极绝缘层

154：半导体 163、165：欧姆接触

171：数据线 173：源电极

175：漏电极 180、180n、180q：钝化层

191：像素电极 198：中心电极

199：微小分支部 270：公共电极

72：开口 273：屏蔽电极

275：突出部 310：液晶分子

320：间隔件 220：黑矩阵

230：滤色器 250：外涂层

Claims (10)

1.一种液晶显示器，包括：

下面板，具有包括至少一个单元像素电极的像素电极；

上面板，具有包括至少一个单元公共电极的公共电极；以及

液晶层，介于所述下面板与所述上面板之间，

其中所述单元像素电极包括对角地定向且平行四边形形状的中心电极，并进一步包括从所述中心电极延伸的多个分支，并且所述公共电极包括沿与所述液晶显示器的弯曲方向相对应的第一方向延伸的开口。

2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中所述像素电极包括沿所述第一方向顺序布置的四个单元像素电极，其中顺序布置的中心电极的平行四边形形状沿不同方向延伸。

3.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中所述四个单元像素电极被布置为使得两个相邻单元像素电极的中心电极形成V形，而另外两个单元像素电极的中心电极形成倒V形。

4.根据权利要求3所述的液晶显示器，其中竖直槽形成在所述两个相邻单元像素电极之间或所述另外两个单元像素电极之间。

5.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中所述上面板进一步包括滤色器，其中所述滤色器中具有相同颜色的滤色器形成在沿所述第一方向彼此相邻的像素中，而所述滤色器中具有不同颜色的滤色器形成在沿与所述第一方向不同的第二方向彼此相邻的像素中。

6.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中所述下面板包括：沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸的栅极线；沿所述第一方向延伸以跨过所述栅极线的数据线；以及与所述像素电极设置在同一层上并且被形成在所述数据线上方的屏蔽电极。

7.根据权利要求6所述的液晶显示器，其中所述像素电极和所述屏蔽电极彼此分离，并且所述屏蔽电极和所述公共电极被布置为接收相同的电压。

8.根据权利要求6所述的液晶显示器，其中所述屏蔽电极包括延伸超过薄膜晶体管区域的一部分的突出部，并且其中黑色间隔件形成在所述薄膜晶体管区域中，并与所述突出部间隔开。

9.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中所述液晶显示器是沿所述第一方向弯曲的曲面液晶显示器。

10.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中所述公共电极的所述开口包括彼此间隔开的两个水平开口。