CN101750816B - 边缘场转换型液晶显示器 - Google Patents

Abstract

公开了一种在施加外部压力时可以防止显示污迹产生的边缘场转换型液晶显示器。边缘场转换型液晶显示器包括：栅极线；数据线；连接到栅极线和数据线的TFT；连接到TFT以接收数据信号的像素电极；用于提供公共电压的公共线；以及电连接到公共线并以平板形状形成以覆盖像素区域的公共电极，其中区域关于区域边界区垂直对称，像素电极包括多个以预定的间隙彼此相隔的指形部分以与公共电极一起形成边缘场，还包括在区域边界区连接指形部分的边界连接图案。

Description

边缘场转换型液晶显示器

本申请要求于2008年12月8日提交的韩国专利申请No.10-2008-0124241的优先权，为了所有的目的，在此援引其内容作为参考，如同此处全部列出的一样。

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器，特别是涉及一种可以防止在施加外部压力时产生显示污迹(display stain)的边缘场转换型液晶显示器。

背景技术

通常，液晶显示器(LCD)用电场控制液晶材料的光透射率以显示图像。根据电场驱动液晶材料的方向，液晶显示器大致上分类为垂直电场型和水平电场型。

使用垂直电场型的LCD以扭曲向列(TN)模式驱动液晶材料，其中在彼此相对地布置在上基板和下基板上的像素电极和公共电极之间形成垂直电场。使用垂直电场型的LCD具有较大的孔径比的优点，同时也有大约90°的狭窄视角的不足。使用水平电场型的LCD以共平面开关(IPS)模式驱动液晶材料，其中在彼此平行地布置在下基板上的像素电极和公共电极之间形成水平电场。使用水平电场型的LCD具有大约160°的较宽视角的优点，同时也有低孔径比和低透射率的不足。

近期，为了克服使用水平电场型的LCD的缺点，提出了一种通过边缘场操作的边缘场转换(下文中称之为“FFS”)型液晶显示器。

图1表示在FFS型液晶显示器中的像素区域P。参照图1，FFS型液晶显示器包括：形成为彼此交叉的数据线DL和栅极线GL，连接到数据线DL和栅极线GL的交叉处的薄膜晶体管(下文中称之为“TFT”)，在由数据线DL和栅极线GL的交叉结构确定的像素区域P处提供且连接到TFT的像素电极16，在像素区域P处提供以与像素电极16一起形成边缘场的公共电极2，以及连接到公共电极2的公共线6。像素电极16包括多个指形部分(fingerportion)16b，以及在指形部分16b的相反端用于公共连接指形部分16b的连接部分16a。公共电极2在像素电极16下以平板形状形成，以与像素电极16的指形部分16b一起形成边缘场，在公共电极2和像素电极16之间插入有栅极绝缘膜和保护膜。

这样的FFS型液晶显示器将显示图像的像素区域P分为两个区域D1和D2，以防止由视角依赖(viewing angle dependency)造成的图像失真。像素电极在将第一区域D1和第二区域D2彼此分隔的区域边界线B处弯曲。在区域D1和D2的每一个处，形成在像素电极和垂直于区域边界线B的法线(N)之间的电极夹角θ相等。电极夹角θ由初始设定值决定。由于电极夹角θ越小，在同样的外加电压下液晶的移动角度越大，从而可以降低用于驱动液晶的驱动电压。同时，在电极的低透射率区域和电极间隙中心的液晶的平均指向(averagedirector)接近45°，从而提高了亮度。因此，为了降低驱动电压并提高亮度，近来趋向于减小电极夹角θ到15°以下。

然而，如果减小电极夹角θ，由于外部压力使得液晶不能保持它原有的形态，液晶会塌陷，所以产生如图2中所示的显示污迹。如下面的表1所示，电极夹角θ与液晶的力矩十分相关。电极夹角越小，液晶的力矩也越小。因此，很难使液晶在外部压力下保持与它们的形态有关的取向。

[表1]

夹角	力矩(a.u.)
		10度	0.34
15度	0.50
		20度	0.64
25度	0.77
		30度	0.87

因此，如图3中所示，当在白色灰度(white gray scale)下施加外部压力到显示面板时，如果由外力产生的力矩(To)大于液晶的固有力矩(Tlc)，在施加了外部压力的部分，液晶的取向不能恢复原有的状态，而是保持在施加外部压力时的状态。这引起了与没有施加外部压力的区域(施加了外部压力的区域用区域1表示，没有施加外部压力的区域用区域2表示)之间的区域差异，由此在依赖于视角的颜色范围内导致了差异。图4表示在白色灰度下，如果施加外部压力到液晶面板，由施加外部压力区域中的区域之间的边界区的塌陷引起的亮度降低，从而出现显示污迹的例子。

发明内容

本文献的一方面提供一种可以防止在施加外部压力时产生显示污迹的边缘场转换型液晶显示器。

为了实现上述方面，提供一种将像素区域分为具有不同的液晶移动的两个区域的边缘场转换型液晶显示器，根据本发明的示例性实施例，包括：栅极线，形成在基板上；数据线，与栅极线交叉以确定像素区域，其中栅极绝缘膜插入到两者之间；TFT，连接到栅极线和数据线；像素电极，连接到TFT以接收数据信号；公共线，用于提供公共电压；以及公共电极，电连接到公共线并以平板形状形成以覆盖像素区域，其中区域关于区域边界区垂直对称，像素电极包括多个以预定的间隙彼此相隔的指形部分，以与公共电极一起形成边缘场，还包括在区域边界区连接指形部分的边界连接图案。

在第一和第二区域区的指形部分与垂直于穿过区域边界区的区域边界线的法线形成第一电极夹角，以及在区域边界区的指形部分与法线形成第二电极夹角，第二电极夹角比第一电极夹角大。

第一电极夹角被设为小于15°。

像素电极进一步包括：第一主体部分，在像素区域的下端部分与公共电极和公共线部分重叠，且连接第二区域的指形部分；以及第二主体部分，在像素区域的上端部分与公共电极重叠，且连接第一区域的指形部分。

第一主体部分与TFT的漏极电极电接触，其中漏极电极被穿过保护膜的钝化孔暴露。

附图说明

所包含的附图用于提供对发明的进一步的理解，并引入组成说明书的一部分，附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1是表示在传统的FFS型液晶显示器中的一个像素区域的平面图；

图2是表示由于外部压力在区域边界区中的液晶形态塌陷的图；

图3是解释由于外部压力区域边界区的塌陷原理的图；

图4是表示由区域边界区的塌陷产生显示污迹的例子的照片；

图5是表示根据本发明的示例性实施例的FFS型液晶显示器中的一个像素区域的平面图；

图6是沿图5中的线I-I’提取的截面图；以及

图7是表示由边界连接图案使之独特的区域之间的边界的图。

具体实施方式

在下文中，将参照图5至图7详细解释本文献的实施。

图5是表示根据本发明的示例性实施例的FFS型液晶显示器中的一个像素区域的平面图。图6是沿图5中的线I-I’提取的截面图。图7是表示由边界连接图案使之独特的区域之间的边界的图。

参照图5至图7，根据本系统的示例性实施例的边缘场转换型液晶显示器包括：形成在下基板100上以彼此交叉的栅极线GL和数据线DL，其中栅极绝缘膜108插入在两者之间；连接到栅极线GL和数据线DL的交叉处的TFT；在由交叉结构确定的像素区域P中提供且连接到TFT的像素电极116；在像素区域P中提供以与像素电极116一起形成边缘场的公共电极102；以及连接到公共电极102的公共线106。尽管未示出，在下基板100上形成了连接到栅极线GL的栅极焊盘和连接到数据线DL的数据焊盘。此外，边缘场转换型液晶显示器包括在其上形成有黑矩阵、滤色器图案和外敷层的上基板，还包括夹在上基板和下基板之间的液晶层。

为了防止由视角依赖导致的颜色失真，这样的边缘场转换型液晶显示器将显示图像的像素区域P分为两个区域D1和D2。在第一区域D1和第二区域D2中的液晶的移动方向彼此不同。

栅极线GL将来自栅极驱动器的扫描信号提供给TFT，数据线DL将来自数据驱动器的视频信号提供给TFT。栅极线GL和数据线DL彼此交叉以确定像素区域P，其中绝缘膜108插入到两者之间。栅极线GL可以由具有Al、Mo、Cr、Cu、Al合金、Mo合金、Cu合金等等的单层或者多层结构的栅极金属层形成。数据线DL可以具有由Al、Mo、Cr、Cu、Al合金、Mo合金、Cu合金等等单层或者多层结构的数据金属层形成。

响应于提供给栅极线GL的扫描信号，TFT将提供给数据线DL的像素信号提供给像素电极116。因此，TFT包括包含在栅极线GL中的栅极电极104，连接到数据线DL的源极电极112a，面向源极电极112a且连接到像素电极116的漏极电极112b，与栅极线GL重叠且两者之间有栅极绝缘膜108以限定源极电极112a和漏极电极112b之间的沟道的有源层110a，以及形成在有源层110a上而不是形成在沟道部分以与源极电极112a和漏极电极112b形成欧姆接触的欧姆接触层110b。进一步，包括有源层110a和欧姆接触层110b的半导体层110沿着数据线DL重叠。此处，栅极绝缘膜108由诸如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)的无机绝缘材料形成，源极电极112a和漏极电极112b可以由具有Al、Mo、Cr、Cu、Al合金、Mo合金、Cu合金等等的金属单层或者多层结构的数据金属层形成。半导体层110可以由非晶硅或者由多晶硅形成。

公共电极102和公共线106提供用于驱动液晶的基准电压，即提供公共电压给各个像素。

因此，公共线106在像素区域P的下端部分平行于栅极线GL形成，以接收来自公共电压提供焊盘(未示出)的公共电压。如同栅极线GL，公共线106可以由具有Al、Mo、Cr、Cu、Al合金、Mo合金、Cu合金等等的单层或者多层结构的栅极金属层形成。

公共电极102在像素区域P的下端部分电连接到公共线106。公共电极102与公共线106重叠，并以平板形状形成以覆盖像素区域P。公共电极102可以由诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锡(TO)和氧化铟锡锌(ITZO)的透明导电层形成。

在像素区域P中，像素电极116与公共电极102一起形成边缘场。因此，像素电极116包括多个指形部分116b，在指形部分116b的相反端用于公共连接指形部分116b的主体部分116a，以及在区域D1和D2之间的边界区BA用于公共连接指形部分116b的边界连接图案116c。

主体部分116a分为在像素区域P的下端部分与公共电极102和公共线106重叠的第一主体部分，以及在像素区域P的上端部分与公共电极102重叠的第二主体部分。在公共电极102和公共线106上，第一主体部分电接触被穿过保护膜114的钝化孔PH暴露的漏极电极112。

在第一区域D1，指形部分116b与垂直于区域边界线B的法线N形成第一电极夹角θ1。在第二区域D2，指形部分116b与垂直于区域边界线B的法线N形成第一电极夹角θ1。另一方面，在区域D1和D2之间的边界区BA，各个区域D1和D2中的指形部分116b与垂直于区域边界线B的法线N形成第二电极夹角θ2。此处，为了减少用于移动液晶的驱动电压和增加亮度，将第一电极夹角θ1设为小于15°。由于边界连接图案116c的形成，第二电极夹角θ2比第一电极夹角θ1大。这样，如果仅使第二电极夹角θ2变大，而第一电极夹角θ1保持与传统工艺中的相同，则可以防止由施加外部压力造成的在区域之间的边界区的塌陷，同时减少了用于移动液晶的驱动电压和增加了亮度效果。这是因为，如果第二电极夹角θ2增大，位于区域D1和D2之间的边界区BA的液晶的力矩同时增大，借此液晶保持它们形态的能力(保持它们原有取向的力)变得与力矩的增加一样强。指形部分116b在各个区域中以预定的间隙彼此相隔且彼此平行地形成，从而与以平板形状形成在它们下面的公共电极102一起形成边缘场。在指形区域116b和公共电极102之间的重叠区域形成存储电容器Cst，并且其间插入有保护膜114和栅极绝缘膜108。像素电极116可以由与公共电极102的透明导电层相似的透明导电层形成。

当通过TFT接收视频信号时，像素电极116与被施加公共电压的公共电极102形成边缘场。在其上形成有TFT的下基板和其上形成有滤色器的上基板之间沿水平方向排列的液晶分子通过介电各向异性旋转。因此，根据液晶分子旋转的角度，通过改变像素区域P传输的光的透射率，从而实现灰度。

如上文具体所述，通过将像素区域分为具有不同的液晶移动的两个区域且形成连接像素电极至区域边界区的边界连接图案，相比于区域区中较小的电极夹角，根据本发明的边缘场转换型液晶显示器可以在区域边界区增加电极夹角(形成在垂直于区域边界线的法线和像素电极之间的夹角)。因此，根据本发明的边缘场转换型液晶显示器可以有效地防止由施加外部压力造成的在区域之间的边界的塌陷而产生的显示污迹，同时提供了与传统技术中所提供的同样的效果。

对本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的技术方案的范围内，可以进行各种变化和修改。因此，本发明的技术范围并不限制于说明书详细描述的内容，而是应由所附权利要求来限定。

Claims (4)

1.一种边缘场转换型液晶显示器，其中像素区域被分为具有不同的液晶移动的两个区域，包括：

栅极线，形成在基板上；

数据线，与所述栅极线交叉以确定所述像素区域，栅极绝缘膜插入到两者之间；

TFT，连接到所述栅极线和所述数据线；

像素电极，连接到所述TFT以接收数据信号；

公共线，用于提供公共电压；以及

公共电极，电连接到所述公共线并以平板形状形成以覆盖所述像素区域，

其中所述区域关于区域边界区垂直对称，所述像素电极包括多个以预定的间隙彼此相隔的指形部分，以与所述公共电极一起形成边缘场，还包括在所述区域边界区连接所述指形部分的边界连接图案，

其中在第一和第二区域区的指形部分与垂直于穿过所述区域边界区的区域边界线的法线形成第一电极夹角，在所述区域边界区的指形部分与所述法线形成第二电极夹角，所述第二电极夹角比所述第一电极夹角大。

2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中所述第一电极夹角被设为小于15°。

3.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中所述像素电极进一步包括：

第一主体部分，在所述像素区域的下端部分与所述公共电极和所述公共线部分重叠，且连接所述第二区域的指形部分；以及

第二主体部分，在所述像素区域的上端部分与所述公共电极重叠，且连接所述第一区域的指形部分。

4.根据权利要求3所述的液晶显示器，其中所述第一主体部分与所述TFT的漏极电极电接触，其中所述漏极电极被穿过保护膜的钝化孔暴露。

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