CN100390616C - 面内切换型液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供面内切换型液晶显示装置及其制造方法。该面内切换型液晶显示装置包括:第一基板,相垂直地排列在第一基板上以限定像素区的选通线和数据线,与像素区内的公共电极单元交叠的像素电极单元。所述公共电极单元包括与所述选通线平行排列的多个公共电极。所述像素电极单元包括与一条或更多条数据线平行排列的多个像素电极、布置在所述像素区上端并连接所述多个像素电极的上像素电极辅助线,所述多个像素电极与所述多个公共电极相交叉以限定多个子像素区。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示装置,尤其涉及一种面内切换型液晶显示装置及其制造方法。
背景技术
液晶显示装置由于功耗低并且提供高图像质量而被经常使用。通过以一致的间隔面对面地接合薄膜晶体管阵列基板和滤色器基板,并在薄膜晶体管阵列基板与滤色器基板之间布置液晶层来形成液晶显示装置。
以矩阵排列形式在薄膜晶体管阵列基板上布置多个像素。在一像素内形成有一薄膜晶体管、一像素电极和一电容器。在滤色器基板上形成有一公共电极、一RGB滤色器和一黑底(black matrix)。公共电极与像素电极一起对液晶层施加电场。RGB滤色器提供彩色显示能力。在薄膜晶体管阵列基板和滤色器基板的相面对的表面形成有一配向膜,并摩擦该配向膜使其沿特定方向朝向液晶层。
当在像素电极与公共电极之间施加电场时,液晶由于介电各向异性而旋转。结果,光被像素透射或阻挡,从而显示字符或图像。然而,这种扭转向列式液晶显示装置视角窄。最近引入了面内切换型LCD结构,以通过沿相对于基板几乎水平的方向排列液晶分子来改进窄视角。
图1A示出了依据现有技术结构的面内切换型液晶显示器(LCD)的平面图。图1B示出了依据现有技术结构的面内切换型液晶显示器(LCD)的剖视图。如图1A所示,在第一透明基板10上沿水平方向和竖直方向排列了多条选通线1和多条数据线3,以限定多个像素区。尽管在实际的液晶显示装置中,“N”条选通线1和“M”条数据线3彼此交叉,以创建N×M个像素,但出于示例的目的,在图1A中只示出了一个像素。
在选通线1和数据线3的交叉处布置有薄膜晶体管9。薄膜晶体管9包括栅极1a、半导体层5和源/漏极2a和2b。栅极1a与选通线1相连接。源/漏极2a和2b与数据线3相连接。在整个基板上形成有栅极绝缘层8。
将公共线4布置为平行于像素区中的选通线1。将一对电极,公共电极6和像素电极7,布置为平行于数据线3,用以开关液晶分子。公共电极6与选通线1同时形成,并与公共线4相连接。像素电极7与源/漏极2a和2b同时形成,并与薄膜晶体管9的漏极2b相连接。在包括源/漏极2a和2b的基板10的整个表面上形成有一钝化膜11。像素电极线14被形成为与公共线4交叠,并且连接到像素电极7。像素电极线14、公共线4以及插入其间的栅极绝缘层8形成了存储电容器(Cst)。
在第二基板20上形成有黑底21和滤色器23,在该第二基板20上形成有用于平坦化滤色器23的外敷膜(overcoat film)。黑底21防止光泄露到薄膜晶体管9、选通线1和数据线3。滤色器23使液晶显示装置具有彩色显示能力。在第一基板10和第二基板和20的相对表面上形成有配向膜12a和12b。配向膜12a和12b确定了液晶的初始配向方向。在第一基板10和第二基板20之间形成有液晶层13。通过在公共电极6与像素电极7之间施加电压来控制液晶层13的透光性。
图2A示出了在未对现有技术的面内切换型LCD装置施加电压时,根据该LCD装置的液晶分子的取向。参照图2A,当未在面内切换型LCD装置的公共电极6与像素电极7之间施加电压时,液晶层内的液晶分子沿在第一和第二基板的相面对的表面上形成的配向膜的摩擦方向(图中箭头↑所指方向)排列。
图2B示出了当对现有技术的面内切换型LCD装置施加了电压时,根据该LCD装置的液晶分子的取向。参照图2B,当在公共电极6与像素电极7之间施加了电压时,在公共电极6与像素电极7之间产生了电场,并且液晶分子依据所产生的电场透射光。
图3是示出现有技术面内切换型LCD装置的透光率特性变化的曲线图。如图3所示,透光性随着在公共电极6与像素电极7之间施加的电压线性增加。然而,如果电压连续增加超过了最大值,则透光率开始以抛物线形状降低。在这种情况下,当液晶分子相对于配向膜的初始配向方向成45°角时,获得了与最大透光率相对应的电压Vmax。此外,如果在公共电极6与像素电极7之间施加高于Vmax的电压,则液晶材料的透光率降低。
然而,图3中的曲线图仅示出了理论透光率。在实际的现有技术LCD装置中,在比理论值Vmax小的电压处就达到了最大亮度。从而,对实际产品施加所述理论值Vmax降低了亮度。因而,在实际的现有技术LCD装置中,将施加电压的最大值设置为低于所述理论值Vmax。因而,一般不能达到产品的最大亮度。
所述面内切换型LCD装置具有下列问题。液晶层13中的液晶分子始终被取向在同一平面上,因而降低了垂直和水平视角方向的灰度级。尽管可以增强视角,但在高于Vmax的电压下的透光率下降了。另外,尽管需要施加电压Vmax以实现可能最亮的图像,但液晶分子在一个方向上的集中排列影响了图片质量。例如,当沿液晶分子的较短侧的方向来观看屏幕图像时,出现了黄色偏移(yellow shift)。而当沿液晶分子的较长侧的方向观看屏幕图像时,出现了蓝色偏移(blue shift)。
发明内容
因而,本发明致力于提供一种面内切换型液晶显示装置,其基本上消除了由于现有技术的局限和缺点所产生的一个或更多个问题。
本发明的一个目的是提供一种在高电压下具有提高的透光率的面内切换型液晶显示(LCD)装置。
本发明的另一目的是提供一种用于制造在高电压下具有提高的透光率的面内切换型液晶显示(LCD)装置的方法。
本发明的另一目的是提供一种降低了与视角相关的色偏(colorshift)的面内切换型液晶显示(LCD)装置。
本发明的另一目的是提供一种用于制造降低了与视角相关的色偏的面内切换型液晶显示(LCD)装置的方法。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明中阐明,部分从说明书中显见,部分可通过对本发明的实践而获知。通过文字说明及其权利要求书以及附图所具体指出的结构,可实现和获得本发明的其他目的和优点。
为实现这些和其他的优点并依据本发明的目的,如具体实现和广泛描述的,面内切换型LCD装置包括:第一基板;一条或更多条选通线,以第一方向排列在所述第一基板上;一条或更多条数据线,以垂直于所述第一方向的第二方向排列在所述第一基板上,所述一条或更多条选通线与所述一条或更多条数据线的交叉限定了像素区;布置在所述像素区内的公共电极单元;布置在所述像素区内与所述公共电极单元交叠的像素电极单元;面对所述第一基板的第二基板;第一配向膜和第二配向膜,分别布置在所述第一基板和所述第二基板的相面对的表面上;以及在所述第一配向膜与所述第二配向膜之间的液晶层。所述公共电极单元包括:与所述一条或更多条选通线平行排列的多个公共电极,布置在所述像素区的左外沿处的左公共电极辅助线,以及布置在所述像素区的右外沿处的右公共电极辅助线,所述左公共电极辅助线和所述右公共电极辅助线连接所述多个公共电极。所述像素电极单元包括:与所述一条或更多条数据线平行排列的多个像素电极,和布置在所述像素区的上端并连接所述多个像素电极的上像素电极辅助线,所述多个像素电极与所述多个公共电极相交叉以限定多个子像素区。
在另一方面中,面内切换型LCD装置包括:第一基板;水平排列在所述第一基板上的一条或更多条选通线;垂直排列在所述第一基板上的一条或更多条数据线,所述一条或更多条选通线与所述一条或更多条数据线的交叉限定了像素区;布置在所述像素区内的公共电极单元;布置在所述像素区内与所述公共电极单元交叠的像素电极单元;面对所述第一基板的第二基板;第一配向膜和第二配向膜,分别布置在所述第一基板和所述第二基板的相面对的表面上;以及在所述第一配向膜与所述第二配向膜之间的液晶层。所述公共电极单元包括:与所述一条或更多条选通线平行排列的多个公共电极,布置在所述像素区的左外沿处的左公共电极辅助线,以及布置在所述像素区的右外沿处的右公共电极辅助线,所述左公共电极辅助线和所述右公共电极辅助线连接所述多个公共电极。所述像素电极单元包括:与所述一条或更多条数据线平行排列的多个像素电极,布置在所述像素区的上端的上像素电极辅助线,布置在所述像素区的下端的下像素电极辅助线,所述上像素电极辅助线和所述下像素电极辅助线中的每一个都连接所述多个像素电极的相应的上端和下端,所述多个像素电极与所述多个公共电极相交叉以限定多个子像素区。
在另一方面中,用于制造面内切换型LCD装置的方法包括:提供相互面对的第一基板和第二基板;在所述第一基板上形成一条或更多条水平选通线;在所述第一基板上形成一条或更多条垂直数据线,所述一条或更多条数据线与所述一条或更多条选通线的交叉限定了像素区;通过形成与所述一条或更多条选通线平行排列的多个公共电极,在所述像素区的左外沿处布置左公共电极辅助线,以及在所述像素区的右外沿处布置右公共电极辅助线,来形成布置在所述像素区内的公共电极单元,其中所述左公共电极辅助线和所述右公共电极辅助线连接所述多个公共电极;通过形成与所述一条或更多条数据线平行排列的多个像素电极,在所述像素区的上端布置上像素电极辅助线,在所述像素区的下端布置下像素电极辅助线,来形成布置在所述像素区内与所述公共电极单元交叠的像素电极单元,所述上像素电极辅助线和所述下像素电极辅助线中的每一个都连接所述多个像素电极的相应的上端和下端,所述多个像素电极与所述多个公共电极相交叉以限定多个子像素区;分别在所述第一基板和所述第二基板的相面对的表面上形成第一配向膜和第二配向膜;以及在所述第一配向膜与所述第二配向膜之间形成液晶层。
应该理解,前面的一般描述和随后的详细描述都是示例性和说明性的,并意在提供对如权利要求所述的发明的进一步解释。
附图说明
所包括的附图用于提供对本发明的进一步理解,其被并入说明书中并构成说明书的一部分。附图示出了本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1A示出了依据现有技术方案的面内切换型液晶显示(LCD)装置的平面图;
图1B示出了依据现有技术方案的面内切换型液晶显示(LCD)装置的剖视图;
图2A示出了当未对现有技术的面内切换型LCD装置施加电压时,依据该LCD装置的液晶分子的取向;
图2B示出了当对现有技术的面内切换型LCD装置施加了电压时,依据该LCD装置的液晶分子的取向;
图3是示出现有技术的面内切换型LCD装置的透光率特性变化的曲线图;
图4A示出了依据本发明一实施例的示例性面内切换型液晶显示(LCD)装置的平面图;
图4B示出了依据本发明一实施例的示例性面内切换型液晶显示(LCD)装置的剖视图;
图5A示出了在未对依据本发明一实施例的示例性面内切换型液晶显示(LCD)装置施加电压时,液晶分子的取向;
图5B示出了在对依据本发明一实施例的示例性面内切换型液晶显示(LCD)装置施加了电压时,液晶分子的取向;
图6是示出依据本发明一实施例的示例性面内切换型LCD装置的透光率特性变化的曲线图;
图7示出了依据本发明一实施例的子像素区中的示例性等势线;
图8A是依据本发明一实施例的示例性面内切换型LCD装置的子像素区内的液晶分子取向和前表面透光率特性的平面图;
图8B是沿图8A所示的示例性面内切换型LCD装置的线III-III’所截取的液晶分子的取向和透光率特性的截面图;
图9示出了依据本发明一实施例的示例性面内切换型LCD装置内的双折射补偿;以及
图10A和10B示出了用于制造依据本发明一实施例的面内切换型LCD装置的示例性连续过程。
具体实施方式
现在详细说明本发明的优选实施例,其示例示出在附图中。
图4A示出了依据本发明实施例的示例性面内切换型液晶显示(LCD)装置的平面图。参照图4A,面内切换型LCD装置100包括选多条通线101和多条数据线103。将选通线101和数据线103分别水平和竖直地排列在透明的第一基板110上。一选通线101和一数据线103的交叉限定了一像素(P)。在一选通线101和一数据线103的交叉处布置有一开关器件109。开关器件109包括栅极101a、半导体层105和源/漏极102a和102b。栅极101a延伸自选通线101。半导体层105形成在栅极101a上。源/漏极102a和102b布置在半导体层105上,并与半导体层105间具有一间隔。
通过分别水平地和竖直地布置在像素区(P)内的第一电极单元106和第二电极单元107将像素(P)分成多个子像素(P’)。第一电极单元106为公共电极单元,包括第一到第四公共电极106a-106d。第二电极单元107为像素电极单元,包括第一到第四像素电极107a-107d。第一到第四公共电极106a-106d与选通线101平行排列。第一到第四像素电极107a-107d与数据线103平行排列。第一到第四公共电极与第一到第四像素电极的多个交叉形成了多个子像素(P’)。虽然没有示出,但可将第一电极单元106形成为与数据线103平行,并可将第二电极单元107与选通线101平行。
公共电极辅助线106’被形成为与像素(P)的外沿处的数据线103相平行,并被第一和第四像素电极107a、107d交叠。公共电极辅助线106’电连接第一到第四公共电极106a-106d。公共电极辅助线106’不产生用于驱动子像素(P’)内的液晶的电场,而且屏蔽第一到第四像素电极107a-107d,使其免受数据线103上的信号的影响。优选地,将公共电极辅助线106’布置为距离数据线103比距离第一到第四像素电极107a-107d更近,以更有效地屏蔽数据线103上的信号。
仍参照图4A,形成一公共电极连接图案104以电连接相邻的公共电极辅助线106’。可以在公共电极辅助线106’的任何位置处形成所述公共电极连接图案104。公共电极连接图案104优选地形成在公共电极辅助线106’的中部以提高向公共电极单元106传送信号的速度。
在像素(P)的外沿处形成有像素电极辅助线107’。像素电极辅助线107’与选通线101相平行。像素电极辅助线107’电连接第一到第四像素电极107a-107d。将一上像素电极辅助线107’置于像素电极107a-107d的上端。上像素电极辅助线107’和在像素上端的选通线101的交叠部分形成了一存储电容器(Cst)。将一下像素电极辅助线107’置于像素电极107a-107d的下端。下像素电极辅助线107’与开关器件109的漏极102b电连接。
通过将彼此按一定间隔交叠,第一到第四公共电极106a-106d和像素电极辅助线107’,或者第一到第四像素电极107a-107d和公共电极辅助线106’,可形成不同的存储电容器。可在公共电极单元106和像素电极单元107彼此交叉和交叠的区域处形成一存储电容器。因而可增加存储电容器的电容。
图4B示出了依据本发明实施例的示例性面内切换型液晶显示(LCD)器件的截面图。参照图4B,公共电极单元106和像素电极单元107被插入其间的栅极绝缘层108电绝缘。在包括像素电极单元107的基板的整个表面上形成有钝化层111。
在第二基板120上形成有黑底121和滤色器123。黑底121防止光从液晶显示器泄露。滤色器123为液晶显示器实现彩色。在第一基板110和第二基板120的相面对的表面上形成有第一配向膜112a和第二配向膜112b。第一配向膜112a和第二配向膜112b确定了液晶的初始配向方向。在第一配向膜112a与第二配向膜112b之间插入有液晶层113。
在依据本发明实施例的面内切换型LCD装置中,通过依据施加在公共电极单元106与像素电极单元107之间的电压强度驱动液晶分子来控制透光性。图5A示出了在未对依据本发明实施例的示例性面内切换型液晶显示(LCD)装置施加电压时,液晶分子的取向。参照图5A,当未在公共电极单元106与像素电极单元107之间施加电压时,液晶分子113a沿形成在第一基板110和第二基板120相面对的表面上的配向膜的摩擦方向(箭头↑指示的方向)进行取向。如图5A所示,配向膜的摩擦方向与像素电极单元107的方向平行。在这种情况下,液晶分子113a取向平行于像素电极单元107的方向,从而在屏幕上显示黑色。另选地,所述摩擦方向可以平行于公共电极单元106的方向。在该另选情况下,液晶取向平行于公共电极单元106的方向。
图5B示出了在对依据本发明实施例的示例性面内切换型液晶显示(LCD)装置施加了电压时,液晶分子的取向。参照图5B,当在公共电极单元106与像素电极单元107之间施加了电压时,在公共电极单元106与像素电极单元107之间产生了电场。液晶分子113a由在公共电极与像素电极之间施加的电压所产生的电场来驱动。如上所述,公共电极单元106与像素电极单元107垂直交叉以形成子像素P’。当跨公共电极单元106和像素电极单元107施加电压时,如图5B所示,在子像素P’中产生的电场在子像素P’的角部斜向取向,并相对于子像素P’的中心对称。
图6是示出依据本发明实施例的示例性面内切换型LCD装置的透光率特性变化的曲线图。如图6所示,当未施加电压时,透光率为0。透光率几乎随所施加电压的强度线性增加。当电压达到了一定水平(与最大透光率相对应)时,即使所施加的电压进一步增加,透光率也不再增加。与图3所示的现有技术行为相比,当电压进一步增加时,透光率保持在最大值而不下降。达到最大透光率的初始电压被定义为Vmax。
图6中所示的示例性透光率特性曲线是由于依据本发明实施例的公共电极和像素电极的结构特征而产生的。通常,可以利用公式1来计算透光率(T)。在公式1中,α是偏振片与液晶分子的光轴之间的夹角,‘d’是液晶显示器的单元间隙(cell gap),λ是光的波长。依据公式1,如果偏振片和所述摩擦方向具有相同方向,那么当偏振片与液晶分子的光轴之间的夹角为45°时,透光率最大。
公式1
透光率(T)=sin2(2α)sin2(πd×n(λ)/λ)
图7示出了依据本发明实施例的子像素区中的示例性等势线。如图7所示,在公共电极与像素电极之间形成的电场的方向不超过45°。因而,虽然所施加的电压可能高于Vmax,但由于液晶分子113a的取向相对于所述摩擦方向不超过45°,所以透光率也不降低。
图8A是依据本发明实施例的示例性面内切换型LCD装置的子像素区内的液晶分子取向和前表面透光率特性的平面图。图8B是沿图8A所示的示例性面内切换型LCD装置的线III-III’所截取的液晶分子取向和透光率特性的截面图。参照图8A,当跨公共电极和像素电极施加电压Vmax时,液晶分子(以条形示出)平行于在公共电极与像素电极之间产生的电场排列,从而透射光。随后,在具有不同的液晶分子排列状态的区域之间形成了边界。该边界的形状大致类似于“十”字(+)。该边界将一个子像素划分为四个域(domain)。液晶分子在对角方向上具有相同的取向。液晶分子的取向关于所述边界对称。依据本发明的该实施例,通过驱动在由所述边界限定的四个域内的液晶可获得最大透光率。
图9示出了依据本发明实施例的示例性面内切换型LCD装置的双折射补偿。如图9所示,当液晶分子在两个域内对称地取向时,第一液晶分子213a的双折射a1补偿了取向与第一液晶分子213a的方向相反的第二液晶分子213b的双折射a2,从而抵消了双折射。类似地,双折射值c1由c2补偿。从而,使由于液晶的双折射特性产生的色偏最小化。由此可以防止图像质量取决于视角的劣化。因此,对称多域结构补偿了由液晶的双折射导致的畸变(aberration),并使色偏最小化。
图10A和10B示出了用于制造依据本发明实施例的面内切换型LCD装置的示例性连续过程。如图10A所示,制备了一诸如玻璃的透明绝缘基板210。通过例如溅射法等将诸如Cu、Ti、Cr、Al、Mo、Ta或Al合金的金属淀积在透明基板210上。随后,对淀积的金属进行构图,以形成一包括一选通电极201a的选通线、多个公共电极206a-206d、一公共电极辅助线206’以及一公共电极图案204。将所述多个公共电极206a-206d布置为与选通线201平行。将公共电极辅助线206’垂直布置在公共电极206a-206d的两端,并电连接公共电极206a-206d。公共电极图案204通过公共电极辅助线206’电连接相邻像素(未示出)的公共电极。
随后,通过例如等离子CVD(化学气相淀积)的方法将诸如SiNx或SiOx的无机物淀积在包括选通线201和公共电极206a-206d的基板的整个表面上,以形成栅极绝缘层(未示出)。将非晶硅和n+非晶硅层叠在所述栅极绝缘层(未示出)的上部,并且接着进行构图以在栅极201a的上部形成一半导体层205。
随后,如图10B所示,利用例如溅射法来淀积如Cu、Mo、Ta、Al、Cr、Ti或Al合金的金属,并且接着进行构图。将一数据线203形成为与选通线201垂直交叉以限定一像素。将源极/漏极202a和202b置于半导体层205上。将多个像素电极207a-207d布置为平行于数据线203,并与公共电极206a-206d垂直交叉,以与所述多个公共电极206a-206d一起形成多个子像素(P’)。在像素电极207a-207d的两端布置有一像素电极辅助线207’,以电连接多个像素电极207。位于像素上端的像素电极辅助线207’与选通线201交叠。位于下端的像素电极辅助线207’与漏极202b电连接。
通过上述过程,形成了一薄膜晶体管209,其包括栅极201、半导体层205和源/漏极202a/202b。在选通线201和数据线203交叉处将所述薄膜晶体管209形成在选通线201上。随后,将无机物(如SiNx、SiOx等)或有机物(如苯并环丁烯(benzocyclobutene)、丙烯等)形成在包括薄膜晶体管209和像素电极207的基板的整个表面上,以形成一钝化膜(未示出)。虽然没有示出,但制备了其上形成有黑底和滤色器的第二基板。将通过上述过程制造的第一基板接合到第二基板,从而制造面内切换型LCD装置。
依据本发明实施例的面内切换型液晶显示装置具有许多优点。例如,即便施加了比Vmax更高的电压,也能保持最大的亮度。在本发明的实施例中,可将最大施加电压Vmax设置得比理论值更高,同时保持最大亮度。另外,通过由公共电极和像素电极的合适的水平和垂直排列形成具有四域每像素的子像素,可使色偏现象最小化。因而,随着色偏的降低,可以提高图像的质量。
对本领域的技术人员而言,显然可以在不脱离本发明的原理或范围的情况下,对本发明的面内切换型的液晶显示装置进行各种修改和变型。因而,本发明将覆盖落入所附权利要求及其等同物的对本发明的修改和变型。
Claims (30)
1.一种面内切换型液晶显示装置,包括:
第一基板;
一条或更多条选通线,以第一方向排列在所述第一基板上;
一条或更多条数据线,以垂直于所述第一方向的第二方向排列在所述第一基板上,所述一条或更多条选通线与所述一条或更多条数据线的交叉限定了像素区;
布置在所述像素区内的公共电极单元;
布置在所述像素区内与所述公共电极单元交叠的像素电极单元;
面对所述第一基板的第二基板;
分别布置在所述第一基板和所述第二基板的相面对的表面上的第一配向膜和第二配向膜;以及
在所述第一配向膜与所述第二配向膜之间的液晶层,
其中,所述公共电极单元包括:与所述一条或更多条选通线平行排列的多个公共电极,布置在所述像素区的左外沿处的一左公共电极辅助线,以及布置在所述像素区的右外沿处的一右公共电极辅助线,所述左公共电极辅助线和所述右公共电极辅助线连接所述多个公共电极,并且
其中,所述像素电极单元包括:与所述一条或更多条数据线平行排列的多个像素电极,和布置在所述像素区的最上端并连接所述多个像素电极的一上像素电极辅助线,所述多个像素电极与所述多个公共电极相交叉以限定多个子像素区。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置,其中,所述左公共电极辅助线和所述右公共电极辅助线中的一个被布置为距离所述一条或更多条数据线比距离所述多个像素电极更近,从而保护所述多个像素电极不受所述一条或更多条数据线上的信号的影响。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置,其中,所述公共电极辅助线不在所述多个子像素区中产生电场。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置,其中,所述左公共电极辅助线和所述右公共电极辅助线平行于所述一条或更多条数据线。
5.如权利要求1所述的液晶显示装置,进一步包括一公共电极连接图案,所述公共电极连接图案将所述公共电极单元连接到一相邻公共电极单元。
6.如权利要求5所述的液晶显示装置,其中,所述公共电极连接图案布置在所述左公共电极辅助线和所述右公共电极辅助线之一的中部。
7.如权利要求1所述的液晶显示装置,进一步包括一下像素电极辅助线,所述下像素电极辅助线布置在所述像素区的下端,并连接所述多个像素电极。
8.如权利要求7所述的液晶显示装置,进一步包括一第一存储电容器,所述第一存储电容器形成在其中所述上像素电极辅助线与所述选通线相交叠的区域中。
9.如权利要求7所述的液晶显示装置,进一步包括一第二存储电容器,所述第二存储电容器包括所述上像素电极辅助线和所述下像素电极辅助线之一以及所述多个公共电极之一的交叠部分。
10.如权利要求1所述的液晶显示装置,进一步包括一第三存储电容器,所述第三存储电容器包括所述左公共电极辅助线和所述右公共电极辅助线之一以及所述多个像素电极之一的交叠部分。
11.如权利要求1所述的液晶显示装置,进一步包括一第四存储电容器,所述第四存储电容器形成在其中所述像素电极单元与所述公共电极单元相交叠的区域中。
12.如权利要求1所述的液晶显示装置,进一步包括:
位于所述一条或更多条选通线和所述一条或更多条数据线的交叉处的开关器件。
13.如权利要求12所述的液晶显示装置,其中,所述开关器件包括:
与所述一条或更多条选通线相连接的栅极;
位于所述栅极上的栅极绝缘层;
位于所述栅极绝缘层上的半导体层;以及
位于所述半导体层上的源极和漏极。
14.如权利要求1所述的液晶显示装置,其中,所述第二基板包括滤色器和黑底。
15.如权利要求1所述的液晶显示装置,其中,所述第一配向膜的摩擦方向与所述一条或更多条选通线的方向相同。
16.如权利要求1所述的液晶显示装置,其中,所述第一配向膜的摩擦方向与所述一条或更多条数据线的方向相同。
17.如权利要求1所述的液晶显示装置,其中,所述上像素电极辅助线与所述选通线的一部分交叠。
18.如权利要求13所述的液晶显示装置,其中,所述下像素电极辅助线电连接到所述开关器件的漏极。
19.一种面内切换型液晶显示装置,包括:
第一基板;
水平排列在所述第一基板上的一条或更多条选通线;
垂直排列在所述第一基板上的一条或更多条数据线,所述一条或更多条选通线与所述一条或更多条数据线的交叉限定了像素区;
布置在所述像素区内的公共电极单元;
布置在所述像素区内与所述公共电极单元交叠的像素电极单元;
面对所述第一基板的第二基板;
第一配向膜和第二配向膜,分别布置在所述第一基板和所述第二基板的相面对的表面上;以及
在所述第一配向膜与所述第二配向膜之间的液晶层,
其中,所述公共电极单元包括:与所述一条或更多条选通线平行排列的多个公共电极,布置在所述像素区的左外沿处的一左公共电极辅助线,以及布置在所述像素区的右外沿处的一右公共电极辅助线,所述左公共电极辅助线和所述右公共电极辅助线连接所述多个公共电极,并且
其中,所述像素电极单元包括:与所述一条或更多条数据线平行排列的多个像素电极,布置在所述像素区的最上端的一上像素电极辅助线,布置在所述像素区的最下端的一下像素电极辅助线,所述上像素电极辅助线和所述下像素电极辅助线中的每一个都连接所述多个像素电极的相应的上端和下端,所述多个像素电极与所述多个公共电极相交叉以限定多个子像素区。
20.如权利要求19所述的液晶显示装置,其中,所述上像素电极辅助线与所述选通线的一部分交叠。
21.如权利要求19所述的液晶显示装置,还包括:
位于所述一条或更多条选通线与所述一条或更多条数据线的交叉处的开关器件。
22.如权利要求21所述的液晶显示装置,其中,所述开关器件包括:
连接到所述一条或更多条选通线的栅极;
位于所述栅极上的栅绝缘层;
位于所述栅绝缘层上的半导体层;以及
位于所述半导体层上的源极和漏极。
23.如权利要求22所述的液晶显示装置,其中,所述下像素电极辅助线电连接到所述开关器件的漏极。
24.一种用于制造面内切换型液晶显示装置的方法,包括:
提供相互面对的第一基板和第二基板;
在所述第一基板上形成一条或更多条水平选通线;
在所述第一基板上形成一条或更多条垂直数据线,所述一条或更多条数据线与所述一条或更多条选通线的交叉限定了像素区;
通过形成与所述一条或更多条选通线平行排列的多个公共电极,在所述像素区的左外沿处布置一左公共电极辅助线,以及在所述像素区的右外沿处布置一右公共电极辅助线,来形成一布置在所述像素区内的公共电极单元,其中所述左公共电极辅助线和所述右公共电极辅助线连接所述多个公共电极;
通过形成与所述一条或更多条数据线平行排列的多个像素电极,在所述像素区的最上端布置一上像素电极辅助线,在所述像素区的最下端布置一下像素电极辅助线,来形成一布置在所述像素区内与所述公共电极单元交叠的像素电极单元,其中,所述上像素电极辅助线和所述下像素电极辅助线中的每一个都连接所述多个像素电极的相应的上端和下端,所述多个像素电极与所述多个公共电极相交叉以限定多个子像素区;
分别在所述第一基板和所述第二基板的相面对的表面上形成第一配向膜和第二配向膜;以及
在所述第一配向膜与所述第二配向膜之间形成液晶层。
25.如权利要求24所述的方法,进一步包括:
在所述公共电极单元与所述像素电极单元之间形成绝缘层。
26.如权利要求24所述的方法,进一步包括:
在所述第二基板上形成滤色器和黑底。
27.如权利要求24所述的方法,其中,所述上像素电极辅助线与所述选通线的一部分交叠。
28.如权利要求24所述的方法,还包括:
在所述一条或更多条选通线与所述一条或更多条数据线的交叉处形成开关器件。
29.如权利要求28所述的方法,其中,所述开关器件包括:
连接到所述一条或更多条选通线的栅极;
位于所述栅极上的栅绝缘层;
位于所述栅绝缘层上的半导体层;以及
位于所述半导体层上的源极和漏极。
30.如权利要求29所述的方法,其中,所述下像素电极辅助线电连接到所述开关器件的漏极。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6088078A (en) * | 1997-12-03 | 2000-07-11 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Liquid crystal display with horizontal electric field |
CN1329265A (zh) * | 2000-06-20 | 2002-01-02 | 国际商业机器公司 | 应用干法取向的多畴及面内切换液晶显示器 |
US6452657B1 (en) * | 1998-09-17 | 2002-09-17 | Nec Corporation | In-plane switching scheme liquid crystal display unit |
CN1395139A (zh) * | 2001-07-02 | 2003-02-05 | 日本电气株式会社 | 平面内切换型液晶显示装置及其制造方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6088078A (en) * | 1997-12-03 | 2000-07-11 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Liquid crystal display with horizontal electric field |
US6452657B1 (en) * | 1998-09-17 | 2002-09-17 | Nec Corporation | In-plane switching scheme liquid crystal display unit |
CN1329265A (zh) * | 2000-06-20 | 2002-01-02 | 国际商业机器公司 | 应用干法取向的多畴及面内切换液晶显示器 |
CN1395139A (zh) * | 2001-07-02 | 2003-02-05 | 日本电气株式会社 | 平面内切换型液晶显示装置及其制造方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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Owner name: LG DISPLAY CO., LTD. Free format text: FORMER NAME OR ADDRESS: LG. PHILIP LCD CO., LTD. |
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CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Seoul, South Kerean Patentee after: LG DISPLAY Co.,Ltd. Address before: Seoul, South Kerean Patentee before: LG.Philips LCD Co.,Ltd. |
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CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20080528 |