CN101221332B - 像素结构及具有此像素结构的液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
一种像素结构及具有此像素结构的液晶显示器，该像素结构包括一主动元件以及一像素电极。像素电极与主动元件电性连接，且像素电极区具有多个配向区域。像素电极的每一配向区域分别具有一组彼此配向方向相同的配向狭缝，其中各组配向狭缝包括多个长度相同且数量占最多数的第一配向狭缝。至少其中一组配向狭缝还包括至少一第二配向狭缝，且第二配向狭缝的长度大于每一第一配向狭缝的长度。本发明的像素结构中的狭缝设计可以有效地控制液晶分子的排列，已改善各个像素在显示相同灰阶影像时所呈现显示亮度不一致的现象。此外，本发明的像素结构中的狭缝设计可以搭配原有的驱动电路进行驱动，且制造上也与现有工艺相同，因此不会对成本造成负担。
Description
技术领域
本发明涉及一种像素结构与液晶显示器，且尤其涉及一种具有良好显示质量的像素结构与液晶显示器。
背景技术
随着液晶显示器的显示规格不断地朝向大尺寸发展，市场对于液晶显示器的性能要求是朝向高对比(High Contrast Ratio)、快速反应与广视角等特性，为了克服大尺寸液晶显示面板的视角问题，液晶显示面板的广视角技术也必须不停地进步与突破。其中，以多域垂直配向式(Multi-domain VerticalAlignment mode，MVA mode)的液晶显示面板为目前较为常见的广视角技术，如多域垂直配向式(Multi-domain Vertical Alignment，MVA)液晶显示面板、聚合物稳定配线(Polymer Stabilized Alignment，PSA)液晶显示面板等。
一般的多域垂直配向液晶显示面板是通过配置于彩色滤光基板或薄膜晶体管阵列基板上的配向凸起物与狭缝来改变电场的方向，以使液晶分子可呈现多种不同的倾倒方向，进而达到增加液晶显示器的广视角范围的目的。
图1A为现有技术一种多域垂直配向式液晶显示面板的剖面示意图，而图1B为图1A的多域垂直配向式液晶显示面板的像素结构上视示意图。请同时参考图1A与图1B，多域垂直配向式液晶显示面板1包括第一基板10、第二基板20、配向结构30以及液晶层40。第一基板10上的各个像素分别具有主动元件14与连接主动元件14的像素电极12。第二基板20配置于第一基板10上方且与第一基板10维持一间隙，此外，第二基板20具有共享电极22。在多域垂直配向式液晶显示面板1中，配向结构30可制作于第一基板10与第二基板20上，由图1A可知，配向结构30是由位于第二基板20上的配向凸起32以及位于像素电极12上的配向狭缝34所构成。此外，液晶层40位于第一基板10与第二基板20之间。
如图1B所示，像素电极12可区分为四个配向区域，其分别为第一配向区域12a、第二配向区域12b、第三配向区域12c以及第四配区域12d。配向狭缝34在第一配向区域12a具有彼此配向方向相同的多个第一配向狭缝34a，配向狭缝34在第二配向区域12b具有彼此配向方向相同的多个第二配向狭缝34b，配向狭缝34在第三配向区域12c具有彼此配向方向相同的多个第三配向狭缝34c，以及配向狭缝34在第三配向区域12d具有彼此配向方向相同的多个第四配向狭缝34d。
值得一提的是，像素电极12上的这些配向狭缝34采用对称设计，其中第一配向狭缝34a与这些第二配向狭缝34b互为镜像(mirror image)，且这些第一配向狭缝34a与这些第二配向狭缝34b分别与这些第三配向狭缝34c与这些第四配向狭缝34d互为镜像。
此外，多域垂直配向式液晶显示面板1内的液晶分子具有垂直配向的特性，而配向结构30可令不同区域内的液晶分子以不同角度倾倒，以使多域垂直配向式液晶显示面板1具有广视角的功效。由于配向狭缝34的对称设计，理论上各像素中的液晶分子排列应是相同的，但实际上，在不同的像素中，液晶分子在四个配向区域中间的交集位置处的排列都会略有不同，此现象使得每一个像素在显示相同灰阶影像时所呈现的显示亮度都不尽相同，进而导致液晶显示器的显示亮度不均匀。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种像素结构，其内部的液晶分子排列十分稳定。
本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种液晶显示器，其具有良好的显示质量。
为实现上述目的，本发明提出一种像素结构，其包括一主动元件以及一像素电极。像素电极与主动元件电性连接，像素电极区具有多个配向区域，而像素电极的每一配向区域分别具有一组彼此配向方向相同的配向狭缝，其中各组配向狭缝包括多个长度相同且数量占最多数的第一配向狭缝，而至少其中一组配向狭缝还包括至少一第二配向狭缝，且第二配向狭缝的长度大于每一第一配向狭缝的长度。
在本发明的一实施例中，上述的每一配向区域的面积实质上相等。
在本发明的一实施例中，上述的这些配向区域的数量为4个。
在本发明的一实施例中，上述的像素电极包括透明像素电极。
在本发明的一实施例中，上述的像素电极的每一配向区域还包括一第三配向狭缝，第三配向狭缝的长度小于这些第一配向狭缝的长度且与这些第一配向狭缝的配向方向相同。
在本发明的一实施例中，上述的像素电极更具有至少一第四狭缝，第四狭缝的配向方向与这些第二配向狭缝的配向方向的向量总和相反。
在本发明的一实施例中，上述的第四狭缝位于相邻的这些配向区域的交界处。
在本发明的一实施例中，上述的像素结构还包括一共通线，位于这些配向区域的交界处并横跨于像素电极。
在本发明的一实施例中，上述的像素电极还具有至少一第四狭缝，第四狭缝的配向方向与共通线平行，且第四狭缝位于共通线上方。
在本发明的一实施例中，上述的各组配向狭缝为封闭式的狭缝。
在本发明的一实施例中，上述的各组配向狭缝延伸至像素电极的边缘。
而且，为实现上述目的，本发明提出一种液晶显示器，其包括一主动元件阵列基板、一对向基板以及一液晶层。主动元件阵列基板具有多条扫描线、多条数据线以及多个像素结构，其中每一像素结构与对应的这些扫描线以及这些数据线电性连接。每一像素结构包括一主动元件以及一像素电极。像素电极与主动元件电性连接，且像素电极区具有多个配向区域，而像素电极的每一配向区域分别具有一组彼此配向方向相同的配向狭缝，其中各组配向狭缝包括多个长度相同且占数量最多数的第一配向狭缝，而至少其中一组配向狭缝还包括至少一第二配向狭缝，且第二配向狭缝的长度大于每一第一配向狭缝的长度。液晶层配置于主动元件阵列基板与对向基板之间。
在本发明的一实施例中，上述的每一配向区域的面积实质上相等。
在本发明的一实施例中，上述的这些配向区域的数量为4个。
在本发明的一实施例中，上述的像素电极包括透明像素电极。
在本发明的一实施例中，上述的像素电极的每一配向区域还包括一第三配向狭缝，第三配向狭缝的长度小于这些第一配向狭缝的长度且与这些第一配向狭缝的配向方向相同。
在本发明的一实施例中，上述的像素电极还具有至少一第四狭缝，第四狭缝的配向方向与这些第二配向狭缝的配向方向的向量总和相反。
在本发明的一实施例中，上述的第四狭缝位于相邻的这些配向区域的交界处。
在本发明的一实施例中，上述的像素结构还包括一共通线，位于这些配向区域的交界处并横跨于像素电极。
在本发明的一实施例中，上述的像素电极还具有至少一第四狭缝，第四狭缝的配向方向与共通线平行，且第四狭缝位于共通线上方。
在本发明的一实施例中，上述的各组配向狭缝为封闭式的狭缝。
在本发明的一实施例中，上述的各组配向狭缝延伸至像素电极的边缘。
在上述的像素结构中，由于第二配向狭缝的长度大于第一配向狭缝的长度，因此像素结构可以轻易地控制液晶分子在四个配向区域中间交集位置的倾倒方向，使每一像素电极区域在显示相同灰阶影像时所呈现的显示亮度几乎相同。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A为现有技术一种多域垂直配向式液晶显示面板的剖面示意图；
图1B为图1A的多域垂直配向式液晶显示面板的像素结构上视示意图；
图2为本发明的一种像素结构的上视示意图；
图3为本发明的另一种像素结构的上视示意图；
图4为本发明的另一种像素结构的上视示意图；
图5A为本发明一实施例的液晶显示器的示意图；
图5B为5A主动阵列基板上局部上视示意图；
图6为本发明的另一种像素结构的上视示意图。
其中，附图标记：
1：多域垂直配向式液晶显示面板 10：第一基板
12：像素电极 12a：第一配向区域
12b：第二配向区域 12c：第三配向区域
12d：第四配向区域 14：主动元件
20：第二基板 22：共享电极
30：配向结构 32：配向凸起
34：配向狭缝 34a：第一配向狭缝
34b：第二配向狭缝 34c：第三配向狭缝
34d：第四配向狭缝 40：液晶层
100：液晶显示器 200：主动元件阵列基板
210：扫描线 220：数据线
230a：像素结构 230b：像素结构
230c：像素结构 230d：像素结构
232：共通线 234：主动元件
236：像素电极 236a：配向区域
236b：配向狭缝 236b1：第一配向狭缝
236b2：第二配向狭缝 236b3：第三配向狭缝
236c：第四狭缝 238：接触窗
300：对向基板 400：液晶层
具体实施方式
图2为本发明的一种像素结构的上视示意图。请参考图2，在本实施例中，每一像素结构230a包括一主动元件234以及一像素电极236。像素电极236会与主动元件234电性连接。在本实施例中，像素电极236例如是通过接触窗238而与主动元件234电性连接。像素电极236区分为多个配向区域236a，且每一配向区域236a分别具有一组彼此配向方向相同的配向狭缝236b，且相互紧邻配向区域236a的配向狭缝236b呈一对称的配向方向，其中各组配向狭缝236b包括第一配向狭缝236b1以及第二配向狭缝236b2，其中第一配向狭缝236b1数量占最多数且长度相同，而至少其中一个配向区域236a的配向狭缝236b还包括至少一第二配向狭缝236b2，第二配向狭缝236b2的长度大于第一配向狭缝236b1的长度而且延伸出配向区域236a如图2所示。
在本实施例中，配向区域236a的数量为四个，也就是像素电极236区分为四个不同配向区域236a，其中每一配向区域236a的面积实质上相等。一般而言，配向狭缝236b是用来控制液晶分子的排列方向。在本实施例中，由于配向狭缝236b的设计为第二配向狭缝236b2的长度大于每一第一配向狭缝236b1的长度而且向四个配向区域236a中间交集的位置延伸出配向区域236a外，因此像素结构230a可以轻易地控制液晶分子在四个配向区域236a中间交集位置的倾倒方向，使每一像素电极236区域在显示相同灰阶影像时所呈现的显示亮度几乎相同。
值得一提的是，在本实施例中，像素电极236包括透明像素电极236，但本发明并不限定像素电极236必须是透明电极。在其它实施例中，像素电极也可以是反射电极。
请再参考图2，像素电极236的各组配向狭缝236b还包括至少一第三配向狭缝236b3，且第三配向狭缝236b3的长度小于每一第一配向狭缝236b1的长度。在本实施例中，配向区域236a内的第一配向狭缝236b1、第二配向狭缝236b2以及第三配向狭缝236b3的配向方向都相同。此外，像素电极236还具有至少一第四狭缝236c，第四狭缝236c的配向方向与第二配向狭缝236b2的配向方向不相同，但第四狭缝236c的配向方向为第二配向狭缝236b2配向方向的向量总和相反，用以辅助液晶分子的倾倒方向。
在本实施例中，各组的配向狭缝236延伸至像素电极236的边缘，且第一配向狭缝236b1、第二配向狭缝236b2、第三配向狭缝236b3以及第四狭缝236c都为封闭式的狭缝。值得一提的是，本发明并不限定各组的配向狭缝236必须是封闭式的狭缝。在其它实施例中，配向狭缝236也可以是开放式的狭缝，如图3所示。
图3为本发明的另一种像素结构的上视示意图。在本实施例中，像素结构230b具有开放式的配向狭缝236b以及第四狭缝236c，其中第一配向狭缝236b1、第二配向狭缝236b2、第三配向狭缝236b3延伸至像素电极236的边缘。
图4为本发明的另一种像素结构的上视示意图。请参考图4，在本实施例中，像素结构230c还包括一位于配向区域236a交界处并横跨于像素电极236的共通线232，此共通线232会与像素电极236产生电容耦合，以作为像素结构230c的储存电容。此外，第四狭缝236c的配向方向与第一配向狭缝236b1、第二配向狭缝236b2以及第三配向狭缝236b3的配向方向不相同。在本实施例中，第四狭缝236c位于共通线232的上方，且第四狭缝236c的配向方向与共通线232平行。
值得一提的是，本实施例所揭露的储存电容器的架构为储存电容器形成于共通线232上(Cst on common)。然而，本发明并非限定储存电容器的架构必须为储存电容器形成于共通线232。在其它实施例中，储存电容器的架构也可为储存电容器形成于扫描在线(Cst on gate)。
若是将本发明的像素结构230a、像素结构230b或像素结构230c应用于液晶显示器中，除了可以达到广视角的目的之外，还可以控液晶分子的倾倒方向，使液晶显示器呈现较佳的显示质量。另外，本发明是利用第二配向狭缝236b2的长度大于第一配向狭缝236b1的长度设计来控制液晶分子在四个配向区域236a中间交集位置的倾倒方向，因此各个像素在显示相同灰阶影像时所呈现的显示亮度十分接近。
以下将针对将上述的像素结构230c应用在液晶显示器中作详细说明。
图5A为本发明一实施例的液晶显示器的示意图。请参考图5A，本实施例的液晶显示器100包括一主动元件阵列基板200、一对向基板300以及一液晶层400。主动元件阵列基板200具有多条扫描线210、多条数据线220以及多个像素结构230a。此外，每一像素结构230a与对应的这些扫描线210以及这些数据线220电性连接。液晶层400配置于主动元件阵列基板200与对向基板300之间。
图5B为5A主动阵列基板上局部上视示意图，为了方便说明，请参考图5B，图5B仅绘示其中一个像素结构。主动元件阵列基板200包括多个像素结构230c，而像素结构可以是上述图2所绘示的像素结构230a、图3所绘示的像素结构230b或图4所绘示的像素结构230c。图5B是以图4的像素结构230c为例来作说明。
请参考图5B，主动元件阵列基板200的像素结构230c包括一主动元件234以及一像素电极236。像素电极236例如为透明像素电极，其通过接触窗238与主动元件234电性连接。配向区域236a的数量为四个，也就是像素电极236区分为四个不同配向区域236a。每一配向区域236a面积实质上相等且其分别具有一组彼此配向方向相同的配向狭缝236b，且相互紧邻配向区域236a的配向狭缝236b呈一对称的配向方向，其中各组配向狭缝236b包括多个长度相同且数量占最多数的第一配向狭缝236b1，而至少其中一组配向区域236a的配向狭缝236b还包括至少一第二配向狭缝236b2，且第二配向狭缝236b2的长度大于第一配向狭缝236b1的长度而且延伸出配向区域236a。
此外，各组配向区域236a的配向狭缝236b还包括至少一第三配向狭缝236b3以及至少一第四狭缝236c。第三配向狭缝236b3的长度小于每一第一配向狭缝236b1的长度，且配向区域236a内的第一配向狭缝236b1、第二配向狭缝236b2以及第三配向狭缝236b3的配向方向都相同。第四狭缝236c的配向方向与第二配向狭缝236b2配向方向的向量总和相反，用以辅助液晶分子的倾倒方向。
详细而言，由于在本实施例中，配向狭缝236b的设计为第二配向狭缝236b2的长度大于每一第一配向狭缝236b1的长度，且设置第四狭缝236c以辅助液晶分子的倾倒方向，因此可以精确地控制在四个配向区域中间交集位置的液晶分子往第四狭缝236c的方向倾倒，使每一像素电极236区域在显示相同灰阶影像时所呈现的显示亮度几乎相同。另外，本发明是利用第二配向狭缝236b2的长度大于第一配向狭缝236b1的长度，且第二配向狭缝236b2向四个配向区域236a中间交集的位置延伸出配向区域236a外的设计来控制液晶分子倾倒方向，因此各个像素在显示相同灰阶影像时所呈现的显示亮度十分接近。
当然，本发明并不限定配向狭缝236b与第四狭缝236c的布置方式与位置，也就是说第一配向狭缝236b1、第二配向狭缝236b2、第三配向狭缝236b3以及第四狭缝236c的位置可以有其它种变化，其例如图6所绘示的像素结构230d。
综上所述，本发明的像素结构中的狭缝设计可以有效地控制液晶分子的排列，已改善各个像素在显示相同灰阶影像时所呈现显示亮度不一致的现象。此外，本发明的像素结构中的狭缝设计可以搭配原有的驱动电路进行驱动，且制造上也与现有工艺相同，因此本发明不会对成本造成负担。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (11)
1.一种像素结构，其特征在于，包括：
一主动元件；以及
一像素电极，与该主动元件电性连接，该像素电极具有多个配向区域，而该像素电极的各该配向区域分别具有一组彼此配向方向相同的配向狭缝，其中各组配向狭缝包括多个长度相同且数量占最多数的第一配向狭缝，而至少其中一组配向狭缝还包括至少一第二配向狭缝，且该第二配向狭缝的长度大于各该第一配向狭缝的长度；
该像素电极还具有至少一第四狭缝，该第四狭缝的配向方向与该些第二配向狭缝的配向方向的向量总和相反，该第四狭缝位于相邻的该多个配向区域的交界处。
2.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，各该配向区域的面积相等。
3.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该多个配向区域的数量为4个。
4.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该像素电极包括透明像素电极。
5.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，该像素电极的各该配向区域还包括一第三配向狭缝，该第三配向狭缝的长度小于该些第一配向狭缝的长度且与该些第一配向狭缝的该配向方向相同。
6.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，还包括一共通线，位于该些配向区域的交界处并横跨于该像素电极。
7.根据权利要求6所述的像素结构，其特征在于，该第四狭缝的配向方向与该共通线平行，且该第四狭缝位于该共通线上方。
8.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，各组配向狭缝为封闭式的狭缝。
9.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，各组配向狭缝延伸至像素电极的边缘。
10.一种液晶显示器，其特征在于，包括：
一主动元件阵列基板，具有多条扫描线、多条数据线以及多个像素结构，各该像素结构与对应的该些扫描线以及该些数据线电性连接，且各该像素结构包括：
一主动元件；
一像素电极，与该主动元件电性连接，该像素电极具有多个配向区域，而该像素电极的各该配向区域分别具有一组彼此配向方向相同的配向狭缝，各组配向狭缝包括多个长度相同且数量占最多数的第一配向狭缝，而至少其中一组配向狭缝还包括至少一第二配向狭缝，且该第二配向狭缝的长度大于各该第一配向狭缝的长度；
一对向基板；以及
一液晶层，配置于该主动元件阵列基板与该对向基板之间；
该像素电极还具有至少一第四狭缝，该第四狭缝的配向方向与该些第二配向狭缝的配向方向的向量总和相反，该第四狭缝位于相邻的该多个配向区域的交界处。
11.根据权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于，该像素电极的各该配向区域还包括一第三配向狭缝，该第三配向狭缝的长度小于该些第一配向狭缝的长度且与该些第一配向狭缝的该配向方向相同。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |