CN100356252C - 有源矩阵型液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有源矩阵型液晶显示装置，其包括相对设置的第一基底及第二基底、一位于该第一基底和第二基底之间的液晶层、多个设置在该第二基底上的像素单元，该像素单元包括相互平行设置的共用电极及像素电极、设置在该共用电极及像素电极间的绝缘层，其中，该共用电极与像素电极都围成矩形状，而且相互间隔设置。采用矩形的共用电极与像素电极，加电压时，可产生两个电场方向相互垂直且平行于两基底的电场，在该两个电场的作用下，液晶分子可取向于该两个相互垂直的方向上，从而使得该两个方向的视角都得以扩大。

Description

有源矩阵型液晶显示装置

【技术领域】

本发明涉及一种液晶显示装置，尤其涉及一种有源矩阵型液晶显示装置。

【背景技术】

液晶显示装置中的液晶本身不具发光特性，通过采用电场控制液晶分子扭转而实现光的通过或不通过，从而达到显示的目的。在传统液晶显示装置中，在两玻璃基底的表面形成电极，以形成控制液晶分子扭转的电场，该电极使用透明导电材料，且两基底的电极相对设置，从而形成与基底表面相垂直的电场。由于该液晶分子具有正的电导各向异性，因此在该电场的控制下，液晶分子取向将垂直于基底表面。但是，因为液晶分子之间的相互作用力及重力等物理力的影响，使得液晶分子的取向不能完全垂直于基底表面，从而将影响液晶显示装置的视角特性。

一种现有技术液晶显示装置如图1、图2和图3所示，该液晶显示装置1包括相对设置的第一基底11与第二基底12、一位于该第一基底11和第二基底12之间由多个液晶分子171构成的液晶层17、两分别位于该第一基底11和第二基底12与液晶层17相异一侧且偏光轴相互垂直的偏光装置110与120、一设置在基底11上的彩色滤光片19、与液晶层17相邻并用于控制液晶分子171取向的配向层101与102、设置在两基底11与12之间的间隔壁170和由相互垂直的信号线13与栅极线14形成的像素单元10，该像素单元10包括多个相互平行且间隔设置的共用电极15和像素电极16，该共用电极15和像素电极16平行于栅极线14设置。

其中，该配向层101与102的取向与偏光装置120的偏光轴方向相同，该第一基底11与第二基底12中至少有一是采用透明材料制成，该液晶层17是采用向列(Nematic)型液晶制成，该液晶显示装置1通过彩色滤光片19实现彩色显示。

请再次参阅图2，是未加电压时，该液晶显示装置1所处工作状态的示意图。此状态下，由于未受电场作用，则该液晶分子171的取向与配向层101和102的取向相同，而该配向层101和102的取向与偏光装置偏光装置120的偏光轴平行，因此，经过偏光装置120进入液晶层的线偏振光正好能通过液晶层，且偏振态不发生变化。又因为，偏光装置110与120的偏光轴相互垂直，所以该线偏振光不能通过偏光装置110，即该液晶显示装置1处于暗态。

请再次参阅图3，是加电压时，该液晶显示装置1所处工作状态的示意图。该共用电极15与像素电极16形成基本平行于第一基底11和第二基底12的电场18，因为液晶分子171具有正的电导各向异性，所以在电场18作用下，该液晶分子17的取向与该电场18的方向一致，但是，由于电场18的方向与偏光装置120的偏光轴存在一定夹角，因此通过偏光装置120的线偏振光到达液晶层17时将产生双折射，从而该线偏振光的偏振态将发生改变。然而，该偏光装置110与120的偏光轴相互垂直，所以，该线偏振光的部分分量将通过偏光装置110，即该液晶显示装置1处于亮态。

如上所述，此采用平行于基底的电场控制液晶分子扭转的方法称为“平面内切换法”(In Plane Switching，IPS)，该“平面内切换法”用于有源矩阵型液晶显示装置，且采用该方法的液晶显示装置1比传统液晶显示装置具有更宽广的视角。

加电压时，该共用电极15与像素电极16仅能形成某一方向的平行于第一基底11和第二基底12的电场18，液晶分子171受电场18的作用，其长轴仅能取向于该电场18的方向，从而，在该电场18的方向的视角得以扩大；但是，由于液晶分子171仅取向于该电场18的方向，从而，与该电场18垂直的方向上，视角仍未得到改善，所以，该液晶显示装置1仍存在一定视角缺陷。

【发明内容】

为了克服现有技术液晶显示装置存在的视角缺陷，本发明提供一种视角更宽广的有源矩阵型液晶显示装置。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种有源矩阵型液晶显示装置，其包括相对设置的第一基底与第二基底、一位于该第一基底和第二基底的液晶层、相互垂直设置在第二基底上的信号线和栅极线，该信号线与栅极线相交形成像素单元，该像素单元包括相互平行设置的共用电极及像素电极，其中，该共用电极与像素电极都围成矩形状，而且相互间隔设置。

本发明解决技术问题所采用的另一技术方案是：本发明提供一种有源矩阵型液晶显示装置，其包括相对设置的第一基底与第二基底、一位于该第一基底与第二基底止间的液晶层、以及相互平行设置在该第二基底上的共用电极与像素电极，该有源矩阵型液晶显示装置进一步包括多个与该共用电极相连的第一透明电极和与该像素电极相连的第二透明电极，该第一透明电极和第二透明电极相互平行间隔设置以产生平行于第二基底的平面电场，且每一第一透明电极和第二透明电极都围成矩形状。

相较于现有技术，本发明提供的有源矩阵型液晶显示装置中，该共用电极与像素电极为矩形或第一透明电极与第二透明电极为矩形，从而，加电压时，该共用电极与像素电极之间或第一透明电极与第二透明电极之间形成相互垂直且平行于该第一基底与第二基底的两个方向的电场，  因此，在该两个电场作用下，液晶分子可取向于相互垂直的两个方向上，从而使得该两个方向的视角都得以扩大，所以，该有源矩阵型液晶显示装置具有较宽广的视角。

另外，本发明还提供的一种有源矩阵型液晶显示装置中，该第一透明电极与第二透明电极相互平行并间隔设置在该第二基底的同一层上，从而，相同驱动电压下，该第一透明电极与第二透明电极间形成的电场的有效强度更大，所以，该有源矩阵型液晶显示装置还可降低液晶的响应时间。

【附图说明】

图1为一种现有技术液晶显示装置的一像素单元的结构示意图。

图2为图1所示液晶显示装置的未加电压时所处工作状态的示意图。

图3为图1所示液晶显示装置的加电压时所处工作状态的示意图。

图4为本发明有源矩阵型液晶显示装置第一实施方式的一像素单元的结构示意图。

图5为图4所示有源矩阵型液晶显示装置的加电压时所处工作状态的示意图。

图6为本发明有源矩阵型液晶显示装置第二实施方式的一像素单元的结构示意图。

图7为图6所示有源矩阵型液晶显示装置的加电压时所处工作状态的示意图。

【具体实施方式】

本发明有源矩阵型液晶显示装置的第一实施方式如图4与图5所示，该液晶显示装置2包括相对设置的第一基底21与第二基底22、一位于该二基底间的液晶层27、两个分别位于该第一基底21和第二基底22与液晶层27相异一侧且偏光轴相互垂直的偏光装置210与220、一设置在基底21上的彩色滤光片29、一设置在该第二基底22邻近液晶层27一侧的绝缘层221、一设置在该绝缘层221邻近液晶层27一侧的钝化层222、一与液晶层27相邻并用于控制液晶分子271取向的配向层202、设置在两基底21与22之间的间隔壁270。

该液晶显示装置2还包括相互垂直设置在第二基底22上的信号线23与栅极线24，该信号线23与栅极线24相交形成像素单元20，该像素单元20包括多个共用电极25与像素电极26，其中，该共用电极25设置在该绝缘层221内，该像素电极26设置在该钝化层222内，所述每一共用电极25与像素电极26都围成矩形状，而且相互平行并间隔设置。

如上所述，当加电压时，该共用电极25与像素电极26之的间形成平行于该第一基底21和第二基底22的水平电场281与282，且该电场281与282的电场方向相互垂直，该电场282的分布如图5所示，在与该电场282垂直的方向上，该电场281的分布类似于电场282。因此，在电场281与282作用下，液晶分子271一部分将取向于电场281的方向，另一部分将取向于电场282的方向，从而使得电场281与282两个相互垂直的方向上的视角都得以扩大，所以，该液晶显示装置2与液晶显示装置1相比，具有较宽广的视角。

该液晶层27的液晶分子271是向列型液晶，该第一基底21与第二基底22中至少有一是采用透明材料制成，该共用电极25与像素电极26是采用氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)制成。另外，该共用电极25与像素电极26还可采用氧化锌锡(Indium Zinc Oxide，IZO)或金、银、铜等金属导电材料制成。

本发明有源矩阵型液晶显示装置的第二实施方式如图6与图7所示，该液晶显示装置3包括相对设置的第一基底31与第二基底32、一位于该二基底间的液晶层37、两分别位于该第一基底31和第二基底32与液晶层37相异一侧且偏光轴相互垂直的偏光装置310与320、一设置在基底31上的彩色滤光片39、与液晶层37相邻并用于控制液晶分子371取向的配向层301与302、相互垂直设置在第二基底上信号线33与栅极线34、设置在第一基底3 1与第二基底32间的间隔壁370。

该信号线33与栅极线3 4相交而形成的像素单元30，该像素单元30包括相互平行设置的共用电极35与像素电极36、多个与共用电极35相连的第一透明电极351和多个与像素电极36相连的第二透明电极361，该第一透明电极351极与第二透明电极361相互平行并间隔设置在该第二基底32的同一层上，而且该第一透明电极351与第二透明电极361都是矩形。

如上所述，该第一透明电极351和第二透明电极361分别与共用电极35和像素电极36相连，且该第一透明电极351与第二透明电极361都是矩形。从而，该电场382的分布如图7所示，在与该电场382垂直的方向上，该电场381的分布类似于电场382。当加电压时，该第一透明电极351的和第二透明电极361形成平行于该第一基底31和第二基底32的水平电场381与382，且该电场381与382的电场方向相互垂直，因此，在电场381与382作用下，液晶分子371一部分将取向于该电场381的方向，另一部分将取向于该电场382的方向，从而，  电场381与382相互垂直的两个方向的视角都得以扩大，所以，该液晶显示装置3与液晶显示装置1相比，具有较宽广的视角。

又因为该第一透明电极351与第二透明电极361设置在该第二基底32的同一层上，从而，相同驱动电压下，该电场381与382的有效强度大于液晶显示装置2中电场281与282的强度，所以，该液晶显示装置3还可降低液晶的响应时间。

但是，本发明有源矩阵型液晶显示装置并不限于上述实施方式所述，例如：该第一透明电极与第二透明电极之一是采用氧化铟锡或氧化锌锡制成；该第一基底与第二基底可采用玻璃或二氧化硅制成；该绝缘层可采用氧化硅或氮化硅等绝缘材料制成；该有源矩阵型液晶显示装置的配向层既可同时设置在两基底的邻近液晶层一侧，可分别设置在一基底邻近液晶层一侧等。

Claims (8)

1.一种有源矩阵型液晶显示装置，其包括相对设置的第一基底与第二基底、一位于该第一基底和第二基底之间的液晶层、相互垂直设置在第二基底上的信号线和栅极线，该信号线与栅极线相交形成像素单元，该像素单元包括相互平行设置的共用电极与像素电极，其特征在于：该共用电极与像素电极都围成矩形状，而且相互间隔设置。

2.如权利要求1所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于：该共用电极与像素电极之一是采用氧化铟锡或氧化锌锡或金属导电材料制成。

3.如权利要求1所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于：该有源矩阵型液晶显示装置进一步包括设置在该第二基底邻近液晶层一侧的绝缘层和设置在该绝缘层邻近液晶层一侧的钝化层。

4.如权利要求3所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于：该共用电极设置在该绝缘层内，该像素电极设置在该钝化层内。

5.一种有源矩阵型液晶显示装置，其包括相对设置的第一基底与第二基底、一位于该第一基底和第二基底之间的液晶层、以及相互平行设置在该第二基底上的共用电极与像素电极，其特征在于：该有源矩阵型液晶显示装置进一步包括多个与该共用电极相连的第一透明电极和与该像素电极相连的第二透明电极，该第一透明电极和第二透明电极相互平行间隔设置以产生平行于第二基底的平面电场，且每一第一透明电极和第二透明电极都围成矩形状。

6.如权利要求5所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于：该共用电极与像素电极之一是采用氧化铟锡或氧化锌锡或金属导电材料制成。

7.如权利要求5所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于：该第一透明电极与第二透明电极之一是采用氧化铟锡或氧化锌锡制成。

8.如权利要求5所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于：该第一透明电极与第二透明电极设置在该第二基底的同一层上。

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