CN102162956B - 具有降低的挠曲电效应的液晶显示器 - Google Patents

具有降低的挠曲电效应的液晶显示器 Download PDF

Info

Publication number
CN102162956B
CN102162956B CN201110034700.9A CN201110034700A CN102162956B CN 102162956 B CN102162956 B CN 102162956B CN 201110034700 A CN201110034700 A CN 201110034700A CN 102162956 B CN102162956 B CN 102162956B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel electrode
liquid crystal
light shielding
crystal display
pixel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201110034700.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102162956A (zh
Inventor
鹤间建行
田中大直
渡边诚
山口英将
东周
伊藤洋文
后藤裕介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Display West Inc
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2010029009A external-priority patent/JP5642978B2/ja
Priority claimed from JP2010031434A external-priority patent/JP5484945B2/ja
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN102162956A publication Critical patent/CN102162956A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102162956B publication Critical patent/CN102162956B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512Light shielding layers, e.g. black matrix
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514Colour filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133784Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by rubbing
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134372Electrodes characterised by their geometrical arrangement for fringe field switching [FFS] where the common electrode is not patterned

Abstract

本发明涉及具有降低的挠曲电效应的液晶显示器。该液晶显示器包括:第一基板;位于所述第一基板上的第一像素电极,所述第一像素电极沿着第一方向和第二方向延伸,并具有沿着所述第一方向布置的多个第一像素电极条带;位于所述第一基板上的公共电极,所述公共电极沿着第三方向与所述第一像素电极间隔开;及遮光部,所述遮光部与所述第一像素电极和所述公共电极间隔开,所述遮光部沿着所述第二方向延伸,并布置成沿着所述第一方向与所述第一像素电极的最外面条带的至少一部分重叠。本发明的液晶显示器能够使用简单结构实现高图像质量。

Description

具有降低的挠曲电效应的液晶显示器
相关申请的交叉参考
本申请要求2010年2月12日向日本专利局提交的日本专利申请JP2010-029009和2010年2月16日向日本专利局提交的日本专利申请JP2010-031434的优先权,在这里将这两个申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及一种具有降低的挠曲电效应的液晶显示器,具体是由横向电场驱动模式驱动的液晶显示器。
背景技术
近年来,由于液晶显示器的低功耗、节省空间等原因,已成为主流显示器。液晶驱动模式中的一种模式为横向电场驱动模式,例如,FFS(边缘场切换,Fringe Field Switching)模式或IPS(平面内切换,In-PlaneSwitching)模式。横向电场驱动模式是通过在平行于基板的方向上形成电场并在平行于基板的平面内旋转具有偶极矩的液晶分子而实现显示的驱动模式。尤其是,由于FFS模式在每个像素中具有简单的电极结构,所以经常使用FFS模式。
在横向电场驱动模式中,电压施加到每个像素电极和公共电极,以在平行于基板的方向上形成电场。当在电压施加期间液晶分子在电场方向上对准时,出现诸如所谓的展曲变形(splay deformation)或弯曲变形(bend deformation)之类的取向变形。
除偶极矩之外,液晶分子通常还具有如图34A、图34B、图35A和图35B所示的形状不对称。当在由这类液晶分子构成的液晶中出现诸如展曲变形或弯曲变形之类的取向变形时,可能会诱发偏振。换句话说,在液晶(向列型介质)中,如图34A或图35A所示,在不出现取向变形的情况下,不出现整体偏振。另一方面,例如图34B所示,当在液晶中出现展曲变形时,诱发偏振,例如图35B所示,当在液晶中出现弯曲变形时,诱发偏振。在1987年的《物理评论快报》(Physical Review Letters)第58卷第1538-1540页中所刊登的J.S.Patel和Robert B.Meyer的论文“Flexoelectric electro-optics of a cholesteric liquid crystal”及1989年《应用物理学杂志》(Journal of Applied Physics)第66卷第1879-1881页所刊登的J.S.Patel和Sin-Doo Lee的论文“Fast linear electro-optic effect based oncholesteric liquid crystals”等文献中,这种现象被称作挠曲电效应。
在液晶显示器中,为了防止液晶材料的劣化,通常进行所谓的AC驱动(或帧反转驱动(frame reverse drive))。在AC驱动中,定期地将像素电极的电压与公共电极的电压之间的电位差的极性反向。在将具有上述挠曲电效应的液晶用于这类液晶显示器的情况下,即使在AC驱动中将上述电位差的极性反向,但由上述挠曲电效应所引起的液晶偏振的极性并不简单地反向。因此,透光系数随着电位差的极性而在像素与像素之间存在差异。尤其是,在这类液晶上进行AC驱动以使每个帧中的电位差的极性反向的情况下,其像素电极的电压大于公共电极的电压的第一帧(正帧)的透光系数不同于其像素电极的电压小于公共电极的电压的第二帧(负帧)的透光系数。因此,液晶显示器的亮度在帧与帧之间变化,于是屏幕上出现闪烁而导致图像质量下降。
在先技术已提出大量防止挠曲电效应影响图像质量的方法。例如,日本专利No.3668844披露了一种以如下方式配置的液晶显示器,即,通过在IPS模式中将每个像素分为两个区域,并在上述两个区域的一个区域中布置像素电极和公共电极,而在上述两个区域的另一个区域中以交换位置的方式布置像素电极和公共电极,使得这两个区域中的电场的方向相反。这种配置防止了在正帧和负帧之间像素的透光系数出现不同。
而且,在先技术已提出大量减少导致挠曲电效应的可能性的方法。例如,日本未审查专利公开公告No.2009-167228披露了一种使用具有较少不对称分子结构的液晶的液晶显示器。液晶分子的结构设计成为减少吸电子基团(electron withdrawing group)和给电子基团(electron donating group)的方向上的不对称。
在例如日本未审查专利No.2002-131767、No.2002-131780、No.H10-186407和No.2009-103925所描述的液晶显示器中,在像素的一部分中设置遮光层。在由于像素电极和像素信号线之间产生非预期电场而导致液晶分子不对准的情况下,在IPS模式中设置遮光层以遮蔽像素的一部分中的光。换句话说,遮蔽由于像素信号而未充分控制液晶分子的取向的情况下的像素的一部分中的光,以防止那部分光影响显示。然而,在日本专利No.3668844所公开的液晶显示器中,每个像素的电极结构复杂。在日本未审查专利No.2009-167228所公开的液晶显示器中,由于液晶的分子结构复杂,所以增加了材料费用,或降低了液晶的粘性或双折射。而且,在为满足各种规格的情况下,需要设计分子以便获得满足所述规格的分子结构,开发成本较为昂贵。
在日本未审查专利No.2002-131767、No.2002-131780、No.H10-186407和No.2009-103925中,公开了防止由IPS模式液晶显示器中的像素信号所导致的图像质量下降的方法,但是并未说明挠曲电效应。因此,并未公开防止由挠曲电效应所导致的图像质量下降的具体方法。
发明内容
因此,期望提供一种在不使电极结构或液晶的分子结构复杂化的情况下使用简单结构实现高图像质量的液晶显示器。
本发明意识到,在液晶显示器中,在像素电极的最外围条带中可能出现诸如展曲变形或弯曲变形之类的取向变形,使得由于挠曲电效应而诱发偏振。当电压施加到像素电极和公共电极以在平行于基板的方向上形成电场时,通常在像素电极的最外围条带的区域中,出现诸如展曲变形或弯曲变形之类的取向变形,于是挠曲电效应可诱发偏振。因此,当在AC驱动中使像素电极的电压和公共电极的电压之间的电位差的极性反向时,对应的液晶部分中的透光系数随着电位差的极性而不同。
为解决这个问题,在本发明的一个实施例中,设置具有遮光部的液晶显示器。遮光部防止光线穿过对应的液晶部分。因此,像素在正帧和负帧之间的透光系数不发生变化,减少了屏幕的闪烁。
更具体地,根据这个实施例,所述液晶显示器包括:(i)第一基板和(ii)位于所述第一基板上的第一像素电极。所述第一像素电极沿着第一和第二方向延伸且具有沿着第一方向布置的多个第一像素电极条带。所述液晶显示器还包括(iii)位于所述第一基板上的公共电极和遮光部,其中,所述公共电极沿着第三方向与所述像素电极间隔开,所述遮光部与所述像素电极和所述公共电极间隔开。所述遮光部沿着所述第二方向延伸并布置成沿着所述第一方向与所述第一像素电极的最外面条带的至少一部分重叠。
在根据上述实施例的所述液晶显示器中,遮光部布置成与每个像素电极的所述最外面条带的一部分或每个整个像素电极条带重叠。于是,有效地防止穿过具有挠曲电效应的区域的光对所述显示器的不利影响,可使用简单结构获得高图像质量。
根据本发明的另一实施例,提供包括虚拟电极的液晶显示器。具体地,所述液晶显示器包括(i)第一基板;(ii)位于所述第一基板上的第一像素电极,所述第一像素电极沿着第一和第二方向延伸并具有沿着所述第一方向布置的多个第一像素电极条带;及(iii)位于所述第一基板上的第二像素电极。所述第二像素电极沿着所述第一和第二方向延伸并具有沿着所述第一方向布置的多个第二像素电极条带。所述第二像素电极沿着所述第一方向与所述第一像素电极间隔开。而且,所述液晶显示器包括(iv)位于所述第一基板上的公共电极和(iv)布置在所述第一像素电极和所述第二像素电极之间的虚拟电极,所述公共电极沿着第三方向与所述第一和第二像素电极间隔开。
根据这个实施例,在像素之间的区域(像素间区域)中形成所述虚拟电极,以便降低挠曲电效应。具体地,在像素间区域中布置所述虚拟电极,就几乎不出现挠曲电效应,于是可使用简单结构实现高图像质量。
在其它实施例中,所述像素间区域的宽度可以变窄,以降低挠曲电效应。于是,几乎不出现由挠曲电效应所导致的液晶偏振,防止由透射率变化所导致的光闪烁,降低屏幕闪烁。而且,几乎不出现挠曲电效应,于是可使用简单结构获得高图像质量。
根据本发明的一个此类实施例,液晶显示器包括(i)第一基板;(ii)位于所述第一基板上的第一像素电极,所述第一像素电极沿着第一和第二方向延伸并具有沿着所述第一方向布置的多个第一像素电极条带,其中,所述多个第一像素电极条带沿着所述第一方向相互距离有第一间隔;(iii)第二像素电极,所述第二像素电极相邻于所述第一像素电极,所述第二像素电极沿着第一和第二方向延伸并具有沿着所述第一方向布置的多个第二像素电极条带,其中,所述多个第二像素电极条带沿着所述第一方向彼此间距有所述第一间隔;及(iv)位于所述第一基板上的公共电极,所述公共电极在第三方向上与所述第一和第二像素电极间隔开。而且,所述第一像素电极和所述第二像素电极相互间距有第二间隔,所述第二间隔实际等于所述第一间隔。
在相关实施例中,液晶显示器包括(i)第一像素电极,所述第一像素电极沿着第一和第二方向延伸;(ii)第二像素电极,所述第二像素电极沿着所述第一方向与所述第一像素电极间距有一间隔;及(iii)公共电极,所述公共电极沿着第三方向与所述第一和第二像素电极间隔开。而且,所述第一像素电极和所述第二像素电极之间的所述间隔的大小使得能够降低所述液晶显示器的挠曲电效应。
通过下面的说明和附图,本发明的这些及其它目的、特征和优点将更加明显。
附图说明
图1是表示根据第一实施例的液晶显示器的示例的框图。
图2是表示图1所示的显示部的示例的电路图。
图3是表示图1所示的显示部的示例的平面图。
图4是表示图3所示的显示部的剖面图。
图5A和图5B是表示图3所示的显示部的其它剖面图。
图6A和图6B是图1所示的显示部的主要部分的放大视图。
图7A和图7B是用于说明图1所示的显示部的操作的剖面图。
图8是表示在相关技术中比较示例的显示部的示例的平面图。
图9是表示图8所示的液晶显示器的特性的曲线。
图10是表示图8所示的液晶显示器中的取向变形的图。
图11是表示图8所示的液晶显示器的特性的另一曲线。
图12A、图12B和图12C是表示图8所示的液晶显示器的特性的其它图。
图13是表示根据第一实施例的变型的显示部的示例的平面图。
图14是表示根据第二实施例的显示部的结构示例的平面图。
图15是表示图14所示的显示部的剖面图。
图16是表示根据第三实施例的显示部的结构示例的平面图。
图17是表示图16所示的显示部的剖面图。
图18是表示根据第四实施例的显示部的结构示例的平面图。
图19是表示图18所示的显示部的剖面图。
图20是表示根据第四实施例的变型的显示部的剖面图。
图21是表示根据第五实施例的显示部的结构示例的平面图。
图22是表示图21所示的显示部的剖面图。
图23是表示根据第五实施例的变型的显示部的结构示例的平面图。
图24是表示图23所示的显示部的剖面图。
图25是表示根据第六实施例的显示部的结构示例的平面图。
图26是表示图25所示的显示部的剖面图。
图27是表示根据第六实施例的变型的显示部的结构示例的平面图。
图28是表示图27所示的显示部的剖面图。
图29是根据各个实施例的液晶显示器的应用示例1的外观立体图。
图30A和图30B是应用示例2的外观立体图。
图31是应用示例3的外观立体图。
图32是应用示例4的外观立体图。
图33A~图33G表示应用示例5,其中,图33A和图33B分别是应用示例5在打开状态时的前视图和侧视图,图33C、图33D、图33E、图33F和图33G分别是应用示例5在关闭状态时的前视图、左侧视图、右侧视图、俯视图和仰视图。
图34A和图34B是说明挠曲电效应的图。
图35A和图35B是说明挠曲电效应的其它图。
具体实施方式
下面将参照附图详细说明本发明的优选实施例。
1.第一实施例
a.结构示例
图1表示根据第一实施例的液晶显示器的示例。液晶显示器1是防止光穿过像素电极中的与易于导致挠曲电效应的部分相对应的一部分的FFS模式液晶显示器。液晶显示器1包括显示控制部2、公共信号驱动器3、栅极驱动器4和源极驱动器5。
显示控制部2将向每个屏幕所供应的图像信号Vsig(用于每个帧的显示)存储并保持在由SRAM(静态随机存储器)等构成的帧存储器中。而且,显示控制部2具有控制公共信号驱动器3、栅极驱动器4和源极驱动器5以相互协同地操作的功能,公共信号驱动器3、栅极驱动器4和源极驱动器5驱动显示部6。更具体地,显示控制部2向公共信号驱动器3和栅极驱动器4分别供应公共信号时序控制信号和扫描时序控制信号,并基于保持在帧存储器中的图像信号向源极驱动器5供应用于一条水平线的图像信号和显示时序控制信号。
公共信号驱动器3是响应于供应自显示控制部2的公共信号时序控制信号将公共信号Vcom供应到显示部6的电路。在这个示例中,显示部6通过帧反转驱动而操作。换句话说,公共信号驱动器3将在显示部6上待显示的各帧的公共信号Vcom的极性反向,并输出公共信号Vcom。
栅极驱动器4的功能为响应于供应自显示控制部2的扫描时序控制信号在显示部6中选择被驱动以用于显示的像素Pix(后面将说明)。更具体地,通过借助扫描信号线GCL将扫描信号Vscan施加到像素Pix的晶体管Tr的栅极(后面将说明),栅极驱动器4选择形成由像素构成的矩阵中的一条线的像素Pix作为被驱动以用于显示的像素。接着,所选择的像素Pix响应于供应自源极驱动器5的像素信号Vpix(后面将说明)在一条水平线上进行显示。因此,栅极驱动器4以时分方式顺序逐个扫描水平线,并操作使得在显示部6的整个显示表面上进行显示。
源极驱动器5是将供应自显示控制部2的一条水平线的图像信号作为像素信号Vpix供应到显示部6的每个像素Pix的电路。更具体地,源极驱动器5通过像素信号线SGL向构成栅极驱动器4所选择的一条水平线的像素Pix供应像素信号Vpix。
显示部6基于供应自源极驱动器5的像素信号Vpix显示图像。将参照图2~图6A和图6B说明显示部6的示例。
图2表示显示部6的像素的电路结构的示例。显示部6包括以矩阵形式布置的多个像素Pix。如图2所示,每个像素Pix包括晶体管Tr和液晶元件LC。晶体管Tr包括例如薄膜晶体管(TFT),在这个示例中,可以是n沟道MOS(金属氧化物半导体)型TFT。在晶体管Tr中,源极连接至像素信号线SGL,栅极连接至扫描信号线GCL,漏极通过像素电极14(未图示)连接至液晶元件LC。液晶元件LC的一端通过像素电极14(未图示)连接至晶体管Tr的漏极,液晶元件LC的另一端连接至公共电极13(未图示),使得公共信号驱动器3将公共信号Vcom供应到液晶元件LC。
如图2所示,像素Pix通过扫描信号线GCL连接至显示部6的同一行中的其它像素Pix。扫描信号线GCL连接至栅极驱动器4,于是扫描信号Vscan从栅极驱动器4供应到扫描信号线GCL。而且,像素Pix通过像素信号线SGL连接至显示部6的同一列中的其它像素Pix。像素信号线SGL连接至源极驱动器5,于是像素信号Vpix从源极驱动器5供应到像素信号线SGL。
图3表示配置显示部6的方式的示例。如图3所示,像素Pix包括像素电极14和遮光部39。在一个示例中,像素电极14可以是由ITO(铟锡氧化物)制成。
如图3所示,像素电极14是具有如下形状的透明电极,即,多个并排间隔布置的条带在其纵向上的两端处相互连接。具体地,每个像素电极沿着第一和第二方向延伸。在这里,“第一方向”对应于沿着扫描信号线GCL的方向,而“第二方向”对应于沿着像素信号线SGL的方向或纵向。如图3所示,多个第一像素电极条带沿着第一方向布置。而且,多个第一像素电极条带均沿着第二方向延伸。
像素电极14和晶体管Tr通过接触部CONT相互连接。遮光部39沿着第二方向延伸,并布置成沿着第一方向与像素电极14的每个最外面条带重叠。公共电极13(未在图3中图示)形成在像素电极14下方的整个层上。如同像素电极14的情况,公共电极13也可是由ITO制成的透明电极。
图4表示图3中的显示部6沿着箭头方向IV-IV的剖面图,图5A表示图3中的显示部6沿着箭头方向V-V的剖面图。显示部6包括阵列基板10、滤色基板20和液晶层9。
阵列基板10包括三个绝缘膜121~123、公共电极13、绝缘膜124、像素电极14和取向膜15(未图示),绝缘膜121~123、公共电极13、绝缘膜124、像素电极14和取向膜15依次形成在TFT基板11的面对液晶层9的表面上。在整个绝缘膜123上形成公共电极13。像素电极14下方的公共电极13沿着第三方向与像素电极间隔开。而且,在TFT基板11的另一表面上形成偏振板16。
滤色基板20包括滤色器22和取向膜23(未图示),滤色器22和取向膜23依次形成在相对基板21的面对液晶层9的表面上。通过周期性地布置例如红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三种滤色器而配置滤色器22。在滤色器22中,形成黑矩阵(black matrix)(未图示),以便遮蔽除开口之外的光或防止从相邻的三种颜色的滤色器发出的三种颜色光相混合。在相对基板21的另一表面上形成偏振板24。
液晶层9根据电场的状态调节穿过液晶层的光,其是由FFS模式(横向电场模式)的液晶形成。
如图4所示,晶体管Tr和绝缘膜121~123形成在同一层上。晶体管Tr的栅极31形成在TFT基板11上。使用扫描信号线GCL构成栅极31。换句话说,通过形成在TFT基板11上的扫描信号线GCL的一部分构成栅极31。在栅极31(扫描信号线GCL)上形成绝缘膜121,在绝缘膜121上形成半导体层40。换句话说,绝缘膜121在晶体管Tr的MOS结构中用作栅极绝缘膜。
半导体层40包括沟道层41、源极区域42、漏极区域43和LDD(轻掺杂排出)区域44和45。半导体层40可由非晶硅、多晶硅或单晶硅制成。在沟道层41中,响应于栅极31的电压形成沟道。例如,源极区域42和漏极区域43掺杂有诸如n型杂质之类的杂质。LDD区域44和45掺杂有杂质,所述杂质的浓度低于源极区域42和漏极区域43的杂质浓度。LDD区域44形成在沟道层41和源极区域42之间,LDD区域45形成在沟道层41和漏极区域43之间。
在半导体层40上形成绝缘膜122。在绝缘膜122上形成源极32和漏极33,源极32和漏极33通过接触孔分别连接至源极区域42和漏极区域43。源极32连接至在同一层中形成的像素信号线SGL(参照图5A)。漏极33通过接触点CONT连接至像素电极14。
如图5A所示,遮光部39形成在TFT基板11上,并布置成沿着第一方向与像素电极14的每个最外部条带(例如图5所示,整个最外部条带)重叠。在图5A所示的示例中,遮光部39与扫描信号线GCL位于同一层中,并由相同的材料形成,扫描信号线GCL所处的层沿着第三方向与像素电极间隔开(参照图4)。因此,可在制造过程的同一步骤中同时形成遮光部39和扫描信号线GCL。遮光部39不连接至扫描信号线GCL,并与周围电绝缘。
图6A和图6B表示液晶元件的显示操作的示例,示出了偏振板16和取向膜15的方向。如图6A和图6B所示,偏振板16和偏振板24布置成正交尼科尔状态(crossed Nichol state)。换句话说,在这个示例中,在与像素电极14的条带的纵向(第二方向)正交的方向上或从该方向稍微倾斜的方向上设置偏振板16的透射轴,在像素电极14的条带的纵向上或从该方向稍微倾斜的方向上设置偏振板24的透射轴。取向膜15和取向膜23的摩擦方向(rubbing direction)设置成沿着偏振板24的透射轴定位。
应指出,如这里所使用,在本发明中,阵列基板10是“第一基板”的示例,滤色基板20是“第二基板”的示例。绝缘膜124是“绝缘膜”的示例。像素信号线SGL是“第一布线”的示例,扫描信号线GCL是“第二布线”的示例。滤色器22是“滤色层”的示例。而且,在本发明的实施例中,例如,如图4所示,像素电极和公共电极形成在例如阵列基板的同一基板上。
b.操作和功能
接下来,将说明根据第一实施例的液晶显示器1的操作和功能。
显示控制部2基于所供应的图像信号Vsig将一条水平线的图像信号供应到源极驱动器5,而且将时序控制信号供应到公共信号驱动器3、栅极驱动器4和源极驱动器5,并控制它们以协同操作。公共信号驱动器3产生用于进行帧反转驱动的公共信号Vcom,并将公共信号Vcom供应到显示部6。栅极驱动器4产生扫描信号Vscan,并通过扫描信号线GCL将扫描信号Vscan供应到显示部6。源极驱动器5基于一条水平线的图像信号产生像素信号Vpix,并通过像素信号线SGL将像素信号Vpix供应到显示部6。显示部6基于所供应的像素信号Vpix、所供应的扫描信号Vscan和所供应的公共信号Vcom进行每个水平线的显示,使得通过线序扫描而在显示部6上显示图像。
接下来,参照图6A、图6B、图7A和图7B,说明FFS模式液晶的操作。
图6A表示像素电极14和公共电极13之间不存在电位差的状态(无电压施加状态)下的液晶元件的显示操作示例,而图6B表示存在电位差的状态(电压施加状态)下的液晶元件的显示操作示例。图7A和图7B分别表示无电压施加状态和电压施加状态下的液晶分子的操作示例。
如图6A和图7A所示,在无电压施加状态下的液晶层9的液晶分子91中,液晶分子91的轴线与偏振板16的透射轴正交并与偏振板24的透射轴平行(参照图6A)。因此,穿过偏振板16的入射光h到达偏振板24而不在液晶层9中产生相位差,并被吸收到偏振板24中。换句话说,在无电压施加的状态下,像素显示黑色。另一方面,在电压施加状态下,如图6B和图7B所示,横向电场E在偏离像素电极14的条带的纵向方向上旋转液晶分子91的轴线。在将位于液晶层9的厚度方向的中心的液晶分子91从像素电极14的条带的纵向旋转45°的情况下,穿过偏振板16的入射光h在穿过液晶层9时产生相位差,并转换成旋转90°的线性偏振光,以到达并穿过偏振板24。换句话说,在设置电位差以便将液晶分子91旋转45°的情况下,像素显示白色。
c.遮光部的功能
如图3和图5A所示,遮光部39布置成沿着第一方向与像素电极14的每个最外面条带重叠。如将在后面的比较示例中所述,在与像素电极14的每个最外面条带相对应的区域中布置遮光部39,在该区域中,挠曲电效应的影响是明显的。更具体地,在这个区域中不布置遮光部的情况下,正帧和负帧之间出现透光系数差异,导致闪烁。而且,出现所谓的老化(burn-in),即出现先前的显示状态影响目前的显示状态的现象。在液晶显示器1中,由于遮光部是挠曲电效应的影响明显的区域,所以降低了闪烁和老化,可以实现高图像质量。
d.比较示例
接下来,将说明根据比较示例的液晶显示器。在比较示例中,使用未包含遮光部的显示部6R配置液晶显示器。其它结构与第一实施例中相同(参照图1和图3)。应指出,使用相同的标记表示与根据第一实施例的液晶显示器1的部件相同的部件,将不再说明。
图8表示根据比较示例的显示部6R的示例。不同于根据第一实施例的显示部6(参照图3),显示部6R的像素Pix中没有设置遮光部。
图9的部分(A)表示图8所示的显示部6R的线段IX-IX在挠曲电效应情况下的透射率的模拟值,图9的部分(B)表示沿着IX-IX箭头方向的剖面图和横向电场。在图9的部分(B)中,S表示相邻像素Pix的像素电极14之间的间隔,L表示像素电极14的条带的电极宽度。图10表示在显示部6R中出现的展曲变形和弯曲变形的图。
如图9的部分(A)所示,像素电极14上的区域中的正帧的透射率A1和负帧的透射率A2不同于像素电极14之间的区域中的正帧的透射率A1和负帧的透射率A2,这是因为,如图10所示,在像素电极14中主要产生液晶的展曲变形,而在像素电极14之间主要产生液晶的弯曲变形。换句话说,这是因为,在这些区域中,由于挠曲电效应,液晶容易偏振,于是在正帧和负帧之间的透射率存在差异。
图11表示图8所示的显示部6R中的像素电极14的每个最外面条带周围的液晶中正帧和负帧之间的偏振差异,示出了当电极宽度L(线)和电极间隔S(间隔)的比值L/S(线与间隔的比)变化时的偏振差异的模拟值。在这种情况下,电极宽度L是固定的,改变电极间隔S以改变线与间隔的比L/S。在图11中,B1表示在电极间隔S大时的偏振差异,B2表示在电极间隔S减小到等于像素电极14中的条带之间的距离S2时的偏振差异(参照图8)。换句话说,B1表示像素电极14的每个最外面条带周围的液晶的偏振差异,B2表示像素电极14的中心附近条带的周围液晶的偏振差异。模拟结果显示出像素电极14的每个最外面条带周围的由挠曲电效应在正帧和负帧之间导致的液晶的偏振差异大于像素电极14的中心附近的条带周围的偏振差异。因此,特别在像素电极14的每个最外面条带周围产生正帧和负帧的透光系数差异。
因此,在根据对比示例的液晶显示器中,由于在像素电极14的每个最外面条带周围在正帧和负帧之间产生透光系数差异,所以液晶显示器的亮度在帧与帧之间变化而引起闪烁。
另一方面,在根据第一实施例的液晶显示器1中,如图3所示,在像素Pix中,在与像素电极14的每个最外面条带相对应的出现最大透射率差异的区域中布置遮光部39。因此,能够降低闪烁,实现高图像质量。另外,如图3所示,在像素电极之间的区域中,由于像素信号线SGL遮蔽了光,所以不可能出现闪烁。
而且,挠曲电效应导致所谓的老化,即出现先前的显示状态影响目前的显示状态的现象。下面将说明根据比较示例的液晶显示器中的老化。
图12A、图12B和图12C表示在使用根据比较示例的液晶显示器的情况下的老化测量结果的示例。按以下方式对老化进行测量。首先,显示灰色光栅屏幕(完全灰色屏幕)以确定像素透射率分布。接下来,显示黑白色格子旗(checkered flag)屏幕持续数小时。然后,再次显示灰色光栅屏幕以确定像素透射率分布。然后,确定显示最早的灰色光栅屏幕的情况下的屏幕透射率分布及显示最近的灰色光栅屏幕的情况下的屏幕透射率分布之间的差异。图12A和图12B分别通过颜色表示对格子旗屏幕中显示黑色的像素和显示白色的像素进行老化测试之前和之后的透射率分布的差异,图12C表示透射率变化和颜色之间的关系。如图12A~图12C所示,在显示白色的像素中,在整个像素中透射率变化极大。尤其是,像素电极的每个最外面条带周围的透射率发生极大的变化。换句话说,在根据对比示例的液晶显示器中,出现了所谓的老化。
老化现象是这样出现的。在根据对比示例的液晶显示器中,如图11所示,由于挠曲电效应而产生了正帧和负帧之间的偏振差异。在进行AC驱动的情况下,即使相同幅值的电位施加到正帧和负帧,由于偏振差异而导致继续施加不同的电位(残留DC电位差)的状态继续存在。由于残留DC电位差的原因,单元内的杂质离子在像素电极的取向膜周围聚集。由于杂质离子的迁移率差异等原因,杂质离子在取向膜中累积很长时间。在这种状态下,即使不向液晶单元施加电位,也持续地施加了电压。显示白色的像素进入如下状态,即,由于残留DC电位差的原因,施加了除真正施加的电位之外的额外电压,使得与显示黑色的区域相比,亮度发生了变化。这导致了老化。
如上所述,在根据对比示例的液晶显示器中,容易出现先前的显示状态影响目前的显示状态的老化,图像质量容易下降。
另一方面,在根据第一实施例的液晶显示器1中,在与像素电极14的每个最外面条带相对应的最容易出现老化的区域中布置屏蔽部39。因此,能够降低老化对显示的影响,可实现高图像质量。
e.遮光部的效果
如上所述,在实施例中,遮光部布置成与像素电极的每个最外面条带重叠,所以,降低了闪烁和老化以实现高图像质量。
而且,在实施例中,遮光部和扫描信号线GCL处于相同层中,并由相同材料形成。因此,简化了液晶显示器的结构,不需要增加形成遮光部的制造步骤。因此,不会增加制造费用。
f.变型1-1
在上述实施例中,如图3所示,像素电极包括多个直条带,但本发明不限于此,例如,如图13所示,像素电极可包括多个弯曲条带。
g.其它变型
在上述实施例中,例如,如图5所示,遮光部39布置成沿着第一方向与像素电极14的每个最外部条带完全地重叠,但本发明不限于此。例如,遮光部可布置成与每个最外部条带部分重叠。在这种情况下,期望遮光部布置成使得遮光部沿着条带的宽度方向(或沿着第一方向)与最外部条带的至少中心部分重叠,这是因为,如图9所示,在条带的中心部分(图9的部分(A)的左端和右端)在正帧和负帧之间明显产生透光系数差异。或者,遮光部可布置成与每个最外面条带完全地重叠。
图5B表示像素电极14和遮光部的位置关系。遮光部39A布置成沿着最外面条带的宽度方向(或沿着第一方向)与每个最外面条带的至少中心部分重叠。遮光部39B和39C均布置成与最外面条带的中心部分重叠,而且,遮光部39B和39C与最外面条带重叠的区域均大于遮光部39A所重叠的区域。遮光部39D布置成与每个最外面条带完全地重叠。
在上述实施例中,遮光部和扫描信号线GCL处于相同的层中,并由相同材料形成,但本发明不限于此。例如,遮光部可由不同于扫描信号线GCL的材料形成,但与扫描信号线GCL处于相同的层中。而且,例如,遮光部和像素信号线SGL可以处于相同的层中,并由相同材料形成,或者遮光部可形成为相对像素信号线SGL的独立体。
2.第二实施例
接下来,将说明根据第二实施例的液晶显示器。在第二实施例中,像素的遮光部的位置不同于第一实施例的位置。换句话说,在第一实施例中(参照图3),在与像素电极的最外面条带相对应的区域中布置遮光部,但在本实施例中,在相邻像素的像素电极之间的区域中布置遮光部。其它结构与第一实施例的结构相同(参照图1和图3)。应指出,使用相同的标记表示与根据第一实施例的液晶显示器1的部件相同的部件,将不再说明。
图14表示根据第二实施例的显示部51的示例,图15表示图14所示的显示部51沿着箭头方向XV-XV的剖面图。显示部51包括遮光部52。遮光部52沿着第一方向从与一个像素中的像素电极14的最外面条带相对应的区域延伸到与相邻于该像素的像素中的像素电极14的邻近的最外面条带相对应的区域。具体地,在这个实施例中,遮光部52还与相邻像素电极的最外面条带的至少一部分重叠。换言之,除与像素电极14的每个最外面条带相对应的区域之外,还在相邻像素Pix的像素电极之间的区域中布置遮光部52。如同第一实施例的情况(参照图4、图5A和图5B),遮光部52和扫描信号线GCL(参照图4)处于相同的层中并由相同的材料形成。换句话说,能够在制造过程的同一步骤中同时形成遮光部52和扫描信号线GCL。遮光部52不连接到扫描信号线,并与周围电绝缘。
在显示部51中,如同第一实施例的情况,当形成遮光部52时,可降低挠曲电效应对所显示的图像的影响。尤其是,遮光部52防止光穿过像素电极之间的区域,因此,与在像素电极之间的区域中不布置遮光部而仅由像素信号线遮蔽光的情况(第一实施例)相比,可更可靠地降低闪烁。
如上所述,在这个实施例中,除与像素电极的每个最外面条带相对应的区域之外,也在相邻像素的像素电极之间的区域中布置遮光部,因此,可进一步降低闪烁,可实现高图像质量。其它效果与第一实施例的效果相同。
在上述实施例中,由与扫描信号线GCL的材料相同的材料形成遮光部,但本发明不限于此,遮光部也可由不同于扫描信号线GCL的材料形成。
3.第三实施例
接下来,将说明根据本发明的第三实施例的液晶显示器。在第三实施例中,像素信号线还用作遮光部。其它结构与第一实施例的结构相同(参照图1和图3)。应指出,使用相同的标记表示与根据第一实施例的液晶显示器的部件相同的部件,将不再说明。
图16表示根据第三实施例的显示部54的结构示例,图17表示图16所示的显示部54沿着箭头方向XVII-XVII的剖面图。显示部54包括像素信号线SGL2。像素信号线SGL2沿着第一方向具有较大的宽度,并与相邻于像素信号线SGL2的两侧的像素Pix的像素电极14的最外面条带重叠。
像素信号线SGL2对应于本发明中的“第一布线”的示例和“遮光部”的示例。
像素信号线SGL2是由金属制成,并遮蔽光。因此,像素信号线SGL2具有与第一实施例等中的遮光部相同的效果。换句话说,当显示部54包括像素信号线SGL2时,如同第一实施例等的情况,能够降低挠曲电效应对所显示图像的影响。
如上所述,在这个实施例中,像素信号线沿着第一方向具有较大的宽度以便延伸到与相邻于像素信号线的像素电极的最外面条带相对应的区域。因此,由于没有布置专用遮光部,所以液晶显示器具有简单的结构,可获得遮光功能而不增加制造步骤。其它效果与第一实施例等的效果相同。
4.第四实施例
接下来,将说明根据本发明的第四实施例的液晶显示器。在第四实施例中,将用于防止颜色混合的黑矩阵用作遮光部以降低挠曲电效应对所显示图像的影响。其它结构与第一实施例(参照图1和图3)等的结构相同。应指出,使用相同的标记表示与根据第一实施例的液晶显示器的部件相同的部件,将不再说明。
图18表示根据第四实施例的显示部57的示例,图19表示图18所示的显示部57沿着箭头方向XIX-XIX的剖面图。显示部57包括遮光部58。如同第二实施例的情况,遮光部58从与一个像素中的像素电极14的最外面条带相对应的区域延伸到与相邻于该像素的像素中的像素电极14的最外面条带相对应的区域。通过所谓黑矩阵在滤色器22中形成遮光部58。换句话说,在显示部57中,布置在滤色器中的黑矩阵延伸到挠曲电效应影响所显示图像处的部分。
在显示部57中,遮光部58布置在滤色器22中,因此,如同第一实施例等的情况,可降低挠曲电效应对所显示图像的影响。尤其是,由于遮光部58与因挠曲电效应而透光系数变化的液晶层9相接触,所以遮光部58能够有效地遮蔽从倾斜方向入射的光,所述倾斜方向偏离垂直于穿过偏振板16的入射光的方向。
如上所述,在这个实施例中,遮光部是由滤色器中的黑矩阵构成。因此,可实现简单的结构而不增加制造步骤及不需要专用遮光部。
而且,在该实施例中,遮光部形成在靠近于液晶层9的部分中。因此,遮光部能够有效地遮蔽从倾斜方向入射的光。其它效果与第一实施例等的效果相同。
a.变型4-1
在上述实施例中,由滤色器中的黑矩阵构成遮光部,但本发明不限于此。例如,除用于防止颜色混合之外还用于防止由挠曲电效应导致的图像质量降低的黑矩阵可布置在滤色基板的另一层中或布置在阵列基板中,或者,仅用于防止由挠曲电效应导致的图像质量降低的黑矩阵可布置成与用于防止颜色混合的黑矩阵分开。图20表示黑矩阵布置在阵列基板中的情况下的剖面图。黑矩阵布置在绝缘膜121和绝缘膜122之间,遮光部58B是由黑矩阵构成。
b.变型4-2
在上述实施例中,滤色器布置在滤色基板20中,但本发明不限于此,例如,滤色器也可布置在阵列基板10中。
5.第五实施例
接下来,将说明根据本发明的第五实施例的液晶显示器。在第五实施例中,使用在其像素电极之间布置虚拟电极的显示部61构成液晶显示器。其它结构与第一实施例(参照图1和图3)等的结构相同。应指出,使用相同的标记表示与根据第一实施例的液晶显示器的部件相同的部件,将不再说明。
根据第五实施例,液晶显示器包括第一基板和位于第一基板上的第一像素电极,第一像素电极沿着第一方向和第二方向延伸并具有沿着第一方向布置的多个第一像素电极条带。液晶显示器还具有位于第一基板上的第二像素电极,第二像素电极沿着第一方向和第二方向延伸并具有沿着第一方向布置的多个第二像素电极条带。
在这个实施例中,第二像素电极沿着第一方向与第一像素电极间隔开。而且,液晶显示器优选地包括位于第一基板上的公共电极,公共电极沿着第三方向与第一和第二像素电极间隔开。在第一像素电极和第二像素电极之间布置虚拟电极。
图21表示根据第五实施例的显示部61的示例,图22表示图21所示的显示部61沿着箭头方向XXII-XXII的剖面图。显示部61包括虚拟电极62。虚拟电极62布置在相邻像素Pix的像素电极14之间,上述像素电极14沿着第一方向相互间隔开。如图22所示,虚拟电极62与像素电极14中的一个像素电极的至少最外面条带之间沿着第一方向的距离设置成等于像素电极14中的多个条带之间的间隔S2。虚拟电极62与每个像素电极14处于相同的层中,并是由相同的材料形成。换句话说,在制作过程的同一步骤中同时形成虚拟电极62和每个像素电极14。如图21和图22所示的示例中,虚拟电极62不电连接至显示部61的任何部分,处于浮动状态。
如图11所示,第一实施例的对比示例中所述的正帧和负帧之间的液晶偏振差异随着像素间的电极间隔S的减小(随着线与间隔比的增大)而降低。在根据这个实施例的显示部61中,由于沿着第一方向使虚拟电极62与像素电极14的最外面条带之间的间隔等于像素电极14的条带之间的间隔S2,所以等同减小像素之间的上述电极间隔S以降低偏振差异。更具体地,在不布置虚拟电极62的情况下,如同根据图11中的对比示例的显示部6R的情况(参照图8),如B1所示,偏振差异大,但是,当虚拟电极62布置成与像素电极14的最外面条带具有间隔S2时,如同根据本实施例的显示部61(参照图21),如B2所示,偏振差异降低。这意味着在包括虚拟电极62时降低了挠曲电效应。在显示部61中,以此方式降低挠曲电效应以降低正帧和负帧之间的液晶偏振差异。因此,降低了正帧和负帧之间的透光系数差异,因而降低了闪烁,可实现高图像质量。而且,在显示部61中,布置用于降低挠曲电效应的虚拟电极62,所以可防止由挠曲电效应所导致的第一实施例所述的老化的出现,可实现高图像质量。
如上所述,在这个实施例中,由于从像素电极的最外面条带以等于像素电极的条带间的间隔的距离向外放置虚拟电极,所以可以降低挠曲电效应。而且,如同包括第一实施例等的遮光部的情况,可实现高图像质量而不减小开口率。
而且,在本实施例中,由于虚拟电极和像素电极处于相同的层,且是由相同的材料形成,所以简化了显示器的结构,不需要增加用于形成虚拟电极的制造步骤。因此,不会增加制造费用。
a.变型5-1
在上述实施例中,虚拟电极不电连接至显示部的任何部分,但本发明不限于此,例如,虚拟电极可电连接至显示部的另一部分。
图23表示虚拟电极电连接至公共电极的显示部61B的结构示例,图24表示图23所示的显示部61B沿着箭头方向XXIV-XXIV的剖面图。虚拟电极62通过接触部CONT2电连接至公共电极13,公共电极13在像素电极14下方的整个层上沿着第三方向与像素电极14间隔开。因此,通过公共电极13和接触部CONT2将公共信号Vcom从公共信号驱动器3供应到虚拟电极62。与图21和图22所示的情况不同的是,在显示部61B中,公共信号Vcom以此方式施加到虚拟电极62,于是虚拟电极62的电位不处于浮动状态,是已知的。因此,可在设计阶段考虑虚拟电极62周围的电场,以便更精确的设计能够进一步降低挠曲电效应。
在图23中,虚拟电极62通过一个接触部CONT2连接至公共电极13,但本发明不限于此。例如,虚拟电极62可通过多个接触部连接至公共电极13。
b.其它变型
在上述实施例中,像素电极14的最外面条带和虚拟电极62之间的第二间隔等于像素电极14的多个条带之间的间隔。然而,本发明不限于此,第二间隔可稍微不同于条带间的间隔。优选地,当像素电极14的多个条带沿着第一方向彼此以第一间隔间隔开时,像素电极14的至少最外面条带与虚拟电极62沿着第一方向的第二间隔实际等于像素电极14的多个条带间的间隔。而且,在这种情况下,与B1所示的差异(不包括虚拟电极的情况)相比,大大降低了偏振差异,但该差异稍微不同于B2所示的差异。
在上述实施例中,虚拟电极62与像素电极14是由相同的材料形成,但本发明不限于此。例如,虚拟电极62可以由不同于像素电极14的材料形成。
在上述实施例中,在所有像素(红色、蓝色和绿色)的相邻像素的像素电极之间布置虚拟电极,然而,本发明不限于此。例如,可仅在绿色像素和相邻于绿色像素的像素之间布置虚拟电极。绿色像素的透射率大于红色和蓝色像素,所以挠曲电效应极大地影响了图像质量。因此,当仅在绿色像素周围布置虚拟电极时,可使用最小数量的虚拟电极有效改善图像质量。
6.第六实施例
接下来,将说明根据本发明的第六实施例的液晶显示器。在第六实施例中,减小相邻像素的像素电极间的间隔。换句话说,在第五实施例中(参照图21),在相邻像素的像素电极之间布置虚拟电极,以等同减小像素电极之间的间隔。在本实施例中,减小了相邻像素的像素电极之间的间隔。其它结构与第五实施例(参照图21)的结构相同。应指出,使用相同的标记表示与根据第五实施例的液晶显示器的部件相同的部件,将不再说明。
根据第六实施例,液晶显示器包括第一基板和位于第一基板上的第一像素电极,第一像素电极沿着第一方向和第二方向延伸并具有沿着第一方向布置的多个第一像素电极条带,多个第一像素电极条带沿着第一方向相互间距第一间隔。液晶显示器还具有邻近于第一像素电极的第二像素电极,第二像素电极沿着第一方向和第二方向延伸并具有沿着第一方向布置的多个第二像素电极条带,多个第二像素电极条带沿着第一方向相互间距第一间隔。
而且,液晶显示器优选地包括位于第一基板上的公共电极,公共电极在第三方向上与第一和第二像素电极间隔开。根据这个实施例,第一像素电极和第二像素电极相互间距有实际等于第一间隔的第二间隔。
在相关实施例中,液晶显示器包括沿着第一和第二方向延伸的第一像素电极和沿着第一方向与第一像素电极间隔开的第二像素电极。公共电极可沿着第三方向与第一和第二像素电极间隔开。在相关实施例中,第一像素电极和第二像素电极之间的间隔大小为能够降低液晶显示器中的挠曲电效应。
图25表示根据第六实施例的显示部64的示例,图26表示图25所示的显示部64沿着箭头方向XXVI-XXVI的剖面图。在显示部64中,相邻像素的像素电极14之间的间隔等于像素电极14的多个条带间的间隔S2。
在显示部64中,减小相邻像素的像素电极14(如图25所示,沿第一方向彼此隔开)间的间隔,以便降低像素间的上述电极间隔S,由此降低正帧和负帧之间的液晶偏振差异。由此,如同第五实施例的情况,降低了正帧和负帧之间的透光系数差异,于是可减少闪烁,可实现高图像质量。而且,在显示部64中,如同第五实施例的情况,可防止由挠曲电效应所导致的老化的出现,所以可实现高图像质量。
如上所述,在这个实施例中,减小了相邻像素的像素电极14间的间隔。于是,可降低挠曲电效应。如同包括第一实施例等的遮光部的情况,可实现高图像质量而不减小开口率。
而且,在该实施例中,不需要用于降低挠曲电效应的额外部件,所以简化了结构,可防止制造成本的增加。
a.变型6-1
在上述实施例中,如图25所示,布置像素电极14,使得相邻像素的像素电极14之间的间隔偏离像素信号线SGL。然而,本发明不限于此,例如,如图27和图28所示,也可将相邻像素电极14之间的间隔布置成与像素信号线SGL重叠。即使在由于施加到每个像素电极14的像素信号Vpix所形成的电场的原因而相邻像素电极14之间间隔中的液晶出现透射率误差的情况下,像素信号线SGL也用作遮光部,因此,能够将误差对图像质量的影响降低到最小。
b.其它变型
在上述实施例中,相邻像素的像素电极14之间的间隔等于像素电极14中的多个条带间的间隔,然而,本发明不限于此,该间隔可以稍微不同于条带间的间隔。优选地,相邻像素电极14间的间隔实际等于像素电极14的多个条带间的间隔。因此,在这种情况下,与图11中的B1所示的差异(相邻像素的像素电极14间的间隔大于本实施例的间隔的情况)相比,大大降低了偏振差异,但该差异稍微不同于图11中的B2所示的差异。
在上述实施例中,减小了所有像素(红色、蓝色和绿色)的相邻像素的像素电极之间的间隔,但本发明不限于此。例如,可仅减小绿色像素的像素电极与邻近于绿色像素的像素的像素电极之间的距离。绿色像素的透射率大于红色和蓝色像素,所以挠曲电效应极大地影响了图像质量。因此,当仅减小绿色像素的像素电极与邻近于绿色像素的像素的像素电极之间的距离时,可有效改善图像质量。
7.应用示例
接下来,参照图29~图33G,将说明上述实施例和上述变型中所述的液晶显示器的应用示例。根据上述实施例(等)的液晶显示器适用于任何领域的电子单元,例如,电视机、数码相机、笔记本个人计算机、诸如手机之类的便携式终端装置和摄像机。换句话说,根据上述实施例的液晶显示器适用于任何领域中的用于将输入自外部或产生自内部的图片信号显示为图像或图片的电子单元。
a.应用示例1
图29表示应用有根据上述任一实施例的液晶显示器的电视机。电视机例如具有画面显示屏幕部510,画面显示屏幕部510包括前面板511和滤光玻璃512。画面显示屏幕部510包括根据上述任一实施例的液晶显示器。
b.应用示例2
图30A和图30B表示应用有根据上述任一实施例的液晶显示器的数码相机。数码相机例如包括用于闪光的发光部521、显示部522、菜单开关523和快门按钮524。显示部522包括根据上述任一实施例的液晶显示器。
c.应用示例3
图31表示应用有根据上述任一实施例的液晶显示器的笔记本个人计算机。笔记本个人计算机例如包括主体531、用于输入符号等操作的键盘532和用于显示图像的显示部533。显示部533包括根据上述任一实施例等的液晶显示器。
d.应用示例4
图32表示应用有根据上述任一实施例的液晶显示器的摄像机。摄像机包括例如主体541、设于主体541的前表面上的目标捕获镜头542、开始/停止摄像开关543和显示部544。显示部544包括根据上述任一实施例的液晶显示器。
e.应用示例5
图33A~图33G表示应用有根据上述任一实施例的液晶显示器的移动电话。例如,通过借助连接部(铰链部)730使上盖710和下盖720相互连接来形成移动电话,移动电话包括显示器740、子显示器750、图片灯760和相机770。显示器740或子显示器750包括根据上述任一实施例等的液晶显示器。
尽管上面说明了各种实施例,但本发明不限于此,可以作出各种修改。
例如,在上述各个实施例中,液晶显示器进行帧反转驱动,但本发明不限于此。例如,液晶显示器可进行使像素电极的电压和公共电极的电压之间的电位差的极性在线与线之间反向的线反转驱动,或者进行使电位差的极性在点与点之间反向的点反转驱动。
而且,例如,在第一至第四实施例中,为所有像素(红色、蓝色和绿色)设置遮光部。然而,本发明不限于此。例如,可仅为每个绿色像素设置遮光部。由于绿色像素的透射率大于红色和蓝色像素,所以挠曲电效应极大地影响图像质量。因此,当仅为每个绿色像素设置遮光部时,可使由于包括遮光部而导致开口率下降最小化,能够有效地改善图像质量。
而且,例如,在第一至第四实施例中,在形成扫描信号线GCL、像素信号线SGL或滤色器22的相同层中形成遮光部。然而,本发明不限于此,可在另一层中形成遮光部,或者可额外形成用于遮光部的专用层。在这种情况下,当包括遮光部时,也能够降低闪烁和老化,可实现高图像质量。
而且,例如,在第一至第四实施例中,遮光部包含在FFS模式显示部中。然而,本发明不限于此,遮光部也可包含在例如IPS模式显示部中。在这种情况下,当遮光部包含在IPS模式显示部中时,也可降低闪烁和老化,可实现高图像质量。
本领域技术人员应当理解,依据设计要求和其它因素,可以在本发明所附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合及改变。

Claims (11)

1.一种液晶显示器,其包括:
第一基板;
位于所述第一基板上的第一像素电极,所述第一像素电极沿着第一方向和第二方向延伸,并具有沿着所述第一方向布置的多个第一像素电极条带;
位于所述第一基板上的公共电极,所述公共电极沿着第三方向与所述第一像素电极间隔开;
遮光部,所述遮光部与所述第一像素电极和所述公共电极间隔开,所述遮光部沿着所述第二方向延伸,并布置成沿着所述第一方向与所述第一像素电极的最外面条带的至少一部分重叠;及
位于与所述第一像素电极相同的层中的虚拟电极,所述虚拟电极在像素电极之间的区域中与所述第一像素电极间隔开,所述区域在与所述第一像素电极条带的纵向相交的方向上,
其中,所述第一像素电极和所述区域中所述虚拟电极之间的间隔对应于所述第一像素电极中相邻的所述第一像素电极条带之间的间隔。
2.如权利要求1所述的液晶显示器,其中,所述多个第一像素电极条带均沿着所述第二方向延伸。
3.如权利要求1所述的液晶显示器,还包括扫描信号线,其中,所述遮光部和所述扫描信号线是由相同的材料形成。
4.如权利要求3所述的液晶显示器,其中,所述遮光部和所述扫描信号线处于相同的层中。
5.如权利要求1所述的液晶显示器,其中,所述遮光部是像素信号线。
6.如权利要求1所述的液晶显示器,还包括第二基板,所述第二基板包括滤色器,其中,所述滤色器包括所述遮光部。
7.如权利要求1所述的液晶显示器,其中,所述遮光部是由黑矩阵构成。
8.如权利要求1所述的液晶显示器,其中,所述遮光部形成在所述第一基板中。
9.如权利要求2所述的液晶显示器,其中,所述遮光部沿着所述第一方向与所述最外面条带的至少中心部分重叠。
10.如权利要求1所述的液晶显示器,还包括第二像素电极,所述第二像素电极位于所述第一基板上并沿着所述第一方向与所述第一像素电极间隔开,所述第二像素电极沿着所述第一方向和所述第二方向延伸并具有沿着所述第一方向布置的多个第二像素电极条带,其中,所述遮光部与所述第二像素电极的最外面条带的至少一部分重叠。
11.如权利要求10所述的液晶显示器,还包括扫描信号线,所述扫描信号线处于沿着所述第三方向与所述第一像素电极间隔开的层中,其中,所述遮光部和所述扫描信号线是由相同的材料形成并处于相同的层中。
CN201110034700.9A 2010-02-12 2011-01-31 具有降低的挠曲电效应的液晶显示器 Active CN102162956B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010029009A JP5642978B2 (ja) 2010-02-12 2010-02-12 液晶表示装置および電子機器
JP2010-031434 2010-02-16
JP2010031434A JP5484945B2 (ja) 2010-02-16 2010-02-16 液晶表示装置および電子機器
JP2010-029009 2010-12-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102162956A CN102162956A (zh) 2011-08-24
CN102162956B true CN102162956B (zh) 2015-05-13

Family

ID=44464267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110034700.9A Active CN102162956B (zh) 2010-02-12 2011-01-31 具有降低的挠曲电效应的液晶显示器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8411232B2 (zh)
KR (1) KR20110093649A (zh)
CN (1) CN102162956B (zh)
TW (1) TWI447495B (zh)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120236241A1 (en) * 2005-09-15 2012-09-20 Ong Hiap L Liquid Crystal Displays Having Pixels with Embedded Fringe Field Amplifiers
TWI447495B (zh) * 2010-02-12 2014-08-01 Japan Display West Inc 具有減少撓曲電效應的液晶顯示器
KR101859483B1 (ko) * 2012-03-06 2018-06-27 엘지디스플레이 주식회사 입체 영상 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101994972B1 (ko) * 2012-06-20 2019-07-02 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
US9291859B2 (en) * 2012-06-20 2016-03-22 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display
CN102955636B (zh) * 2012-10-26 2015-09-09 北京京东方光电科技有限公司 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
KR20140119512A (ko) * 2013-04-01 2014-10-10 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
CN103941498B (zh) * 2013-11-15 2016-12-14 上海中航光电子有限公司 一种tft阵列基板、显示面板和显示装置
KR102192207B1 (ko) 2014-04-29 2020-12-18 삼성디스플레이 주식회사 영상 표시 장치
CN104529534B (zh) * 2014-12-29 2017-05-03 中国科学技术大学 一种提高铁电氧化物材料的挠曲电效应的方法
KR102283459B1 (ko) * 2015-01-02 2021-07-30 삼성디스플레이 주식회사 유기발광 디스플레이 장치 및 그 제조방법
US9798199B2 (en) 2015-03-04 2017-10-24 Apple Inc. Liquid crystal display with color motion blur compensation structures
US9703151B2 (en) 2015-03-04 2017-07-11 Apple Inc. Liquid crystal display with color motion blur compensation structures
KR102318870B1 (ko) * 2015-03-10 2021-10-29 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시장치
KR102148491B1 (ko) 2015-12-14 2020-08-26 엘지디스플레이 주식회사 박막트랜지스터 기판
CN105549279B (zh) * 2016-02-26 2018-06-05 京东方科技集团股份有限公司 改善显示面板显示灰阶差的方法
TWI605289B (zh) * 2017-02-14 2017-11-11 友達光電股份有限公司 畫素結構與使用其的顯示面板
GB2566673B (en) * 2017-07-21 2022-10-26 Flexenable Ltd Thin-Film Transistor (TFT) Architecture for Liquid Crystal Displays
JP6904889B2 (ja) * 2017-11-16 2021-07-21 パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 液晶表示パネル
JP6998740B2 (ja) * 2017-11-16 2022-01-18 パナソニック液晶ディスプレイ株式会社 液晶表示パネル
CN108257980B (zh) * 2018-01-22 2021-08-17 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板、显示装置
CN110872190A (zh) * 2018-08-30 2020-03-10 中国科学技术大学 一种调节介电材料表观挠曲电效应的方法
US11120756B2 (en) * 2019-08-12 2021-09-14 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal panel
CN110737141A (zh) * 2019-10-31 2020-01-31 厦门天马微电子有限公司 阵列基板、液晶显示面板及显示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1632684A (zh) * 2005-01-31 2005-06-29 广辉电子股份有限公司 液晶面板结构及其形成方法
CN1637559A (zh) * 2003-12-26 2005-07-13 株式会社日立显示器 液晶显示装置
CN101377593A (zh) * 2007-08-30 2009-03-04 株式会社日立显示器 液晶显示装置
JP2009116177A (ja) * 2007-11-08 2009-05-28 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 液晶表示装置
CN101526704A (zh) * 2008-03-06 2009-09-09 爱普生映像元器件有限公司 液晶装置及电子设备

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6038006A (en) * 1996-09-02 2000-03-14 Casio Computer Co., Ltd. Liquid crystal display device with light shield and color filter overlapping two edges of pixel electrode
JP3087841B2 (ja) 1996-10-29 2000-09-11 日本電気株式会社 広視野角液晶表示装置
TW396289B (en) 1996-10-29 2000-07-01 Nippon Electric Co Liquid crystal display device
US6104450A (en) * 1996-11-07 2000-08-15 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device, and methods of manufacturing and driving same
JP3332038B2 (ja) 2000-10-26 2002-10-07 松下電器産業株式会社 液晶表示装置
CN1591102A (zh) 2000-04-05 2005-03-09 松下电器产业株式会社 液晶显示板
JP3668844B2 (ja) 2000-10-04 2005-07-06 松下電器産業株式会社 表示装置及びその駆動方法
WO2002029483A1 (fr) 2000-10-04 2002-04-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Afficheur et son procede d'entrainement
JP2002131767A (ja) 2000-10-27 2002-05-09 Hitachi Ltd 液晶表示装置
KR100748442B1 (ko) * 2001-02-26 2007-08-10 엘지.필립스 엘시디 주식회사 수평전계 구동방식 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그제조 방법
US7697093B2 (en) * 2006-08-08 2010-04-13 Au Optronics Corp. Array panel
JP5224237B2 (ja) 2007-10-23 2013-07-03 Nltテクノロジー株式会社 横電界方式のアクティブマトリックス型液晶表示装置
JP2009167228A (ja) 2008-01-10 2009-07-30 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
TWM387373U (en) * 2010-01-15 2010-08-21 Chunghwa Picture Tubes Co Pixel structure
TWI447495B (zh) * 2010-02-12 2014-08-01 Japan Display West Inc 具有減少撓曲電效應的液晶顯示器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1637559A (zh) * 2003-12-26 2005-07-13 株式会社日立显示器 液晶显示装置
CN1632684A (zh) * 2005-01-31 2005-06-29 广辉电子股份有限公司 液晶面板结构及其形成方法
CN101377593A (zh) * 2007-08-30 2009-03-04 株式会社日立显示器 液晶显示装置
JP2009116177A (ja) * 2007-11-08 2009-05-28 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd 液晶表示装置
CN101526704A (zh) * 2008-03-06 2009-09-09 爱普生映像元器件有限公司 液晶装置及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
US8411232B2 (en) 2013-04-02
CN102162956A (zh) 2011-08-24
TWI447495B (zh) 2014-08-01
TW201213986A (en) 2012-04-01
US20110211145A1 (en) 2011-09-01
KR20110093649A (ko) 2011-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102162956B (zh) 具有降低的挠曲电效应的液晶显示器
US10088720B2 (en) TFT array substrate and display device with tilt angle between strip-like pixel electrodes and direction of initial alignment of liquid crystals
CN101833209B (zh) 一种液晶显示器的像素
CN1550826B (zh) 液晶装置,有源矩阵基板,显示装置以及电子设备
US20110310075A1 (en) Liquid crystal display and driving method thereof
US8325287B2 (en) Liquid crystal display
US11333943B2 (en) Display panel, display device, and manufacturing method
CN105511187A (zh) 一种显示面板及显示装置
US20090185125A1 (en) Liquid crystal display device
CN102096253B (zh) 电光装置和电子设备
CN100590504C (zh) 液晶显示装置阵列基板
CN101893774B (zh) 液晶显示面板及其制造方法
JP5642978B2 (ja) 液晶表示装置および電子機器
US10229935B2 (en) Curved display device having plurality of subpixel electrodes formed in plurality of columns
CN101493591B (zh) 应用具有极性延伸部的像素的多域垂直配向液晶显示器
JP5484945B2 (ja) 液晶表示装置および電子機器
US8339529B2 (en) Pixels having polarity extension regions for multi-domain vertical alignment liquid crystal displays
US20070187687A1 (en) Pixel structure and liquid crystal display panel
KR101951280B1 (ko) 액정 표시 장치
CN113376905B (zh) 一种显示面板及显示装置
CN101126882A (zh) 液晶显示器及其液晶显示面板
US11513399B2 (en) Display panel, display device, and manufacturing method
CN115516370A (zh) 阵列基板及显示装置
CN117970711A (zh) 彩膜基板、显示面板及显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: JAPAN DISPLAY WEST INC.

Free format text: FORMER OWNER: SONY CORPORATION

Effective date: 20121107

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20121107

Address after: Aichi

Applicant after: Japan display West Co.,Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Applicant before: Sony Corp.

C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant