CN102236211A - 液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶显示器。在液晶显示器中,形成在第一基板上的第一配向层包括在第一方向上取向的第一区域以及在与第一方向相反的第二方向上取向的第二区域,形成在面对第一基板的第二基板上的第二配向层包括沿不同于第一方向的第三方向取向的第三区域以及沿与第三方向相反的第四方向取向的第四区域。插置在第一配向层与第二配向层之间的液晶分子在由第一区域至第四区域限定的不同畴中沿不同方向取向。像素电极包括沿第一方向至第四方向的至少之一延伸的延伸部。能改善液晶显示器的开口率和透光率。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示器。更具体地,本发明涉及具有改善的显示品质的液晶显示器。
背景技术
一般地,液晶显示器(LCD)通过施加电压到液晶层来显示图像,其中施加电压到液晶层控制穿过液晶层的光的透射率。然而,因为光沿着液晶分子的取向方向传输,所以与其它显示装置相比,LCD可具有相对窄的视角。
在这点上,已经开发了PVA LCD(垂直取向构型LCD)和SPVA LCD(超级垂直取向构型LCD)。在PVA LCD和SPVA LCD中,每个像素被分成多个畴并且液晶分子在每个畴中沿不同方向取向。垂直取向液晶被用于PVA LCD和SPVA LCD,通过在像素电极和面对像素电极的公共电极中形成具有预定尺寸的缝开口图案而在每个像素中形成多畴。
然而,需要用于形成缝开口图案的附加工艺,并且开口率会由于缝开口图案而减小。
发明内容
提供一种由于开口率和透光率的增加而具有改善的显示品质的LCD。
在一个方面中,液晶显示器包括第一基板、配向层、第二基板和液晶层。
第一基板包括多个像素电极,每个像素电极与多个像素区的其中之一相应;第二基板包括面对像素电极的公共电极。配向层插置在第一基板与第二基板之间并包括沿第一方向取向的第一区域、沿不同于第一方向的第二方向取向的第二区域、沿不同于第一方向取向的第三区域以及沿与第三方向相反的第四方向取向的第四区域。以液晶分子在液晶层的多个畴的每一个中沿不同方向取向的方式,液晶层包括插置在第一基板与第二基板之间的液晶分子,所述畴通过第一区域至第四区域被限定在每个像素区中。
在该情形下,每个像素电极包括延伸部,该延伸部在像素电极的与至少一个所述畴相应的一部分处沿第一方向至第四方向中的至少一个从像素电极向外延伸。
在另一方面,液晶显示器包括具有多个像素的第一基板、面对第一基板的第二基板以及插置在第一基板与第二基板之间的液晶层。
每个像素包括多个畴,在每个畴内液晶分子沿基本相同的方向取向,液晶分子取向的方向对于每个畴不同。第一基板和第二基板的至少一个包括位于至少两个所述畴之间的界线处的光阻挡层。光阻挡层的一端沿一方向被斜切,该方向与在光阻挡层周围彼此相邻的至少两个畴的其中之一中液晶分子的取向方向平行。
在另一方面,液晶显示器包括第一基底、形成在第一基底上的像素电极、覆盖像素电极的第一配向层、面对第一基底的第二基底,形成在第二基底上的公共电极、覆盖公共电极的第二配向层以及插置在第一配向层与第二配向层之间的液晶层。
第一基底包括具有多列和多行的多个像素区并且像素电极设置在像素区中。
第一配向层包括沿列延伸并在第一方向上取向的多个第一配向区以及沿列延伸并与第一配向区交替的多个第二配向区,第二配向区在与第一方向相反的第二方向上取向。
第二配向层包括沿行延伸并在垂直于第一方向的第三方向上取向的多个第三配向区以及沿行延伸并与第三配向区交替的多个第四配向区,第四配向区沿与第三方向相反的第四方向取向。
当在平面图中观察时,第一配向区和第二配向区分别与在相同行中彼此相邻的两个像素区部分地重叠,第三配向区和第四配向区与在相同列中彼此相邻的两个像素区部分地重叠。
液晶层包括被限定为第一区域和第三区域的重叠区域的第一畴、被限定为第一区域和第四区域的重叠区域的第二畴、被限定为第二区域和第三区域的重叠区域的第三畴以及被限定为第二区域和第四区域的重叠区域的第四畴。液晶分子的取向方向在第一畴至第四畴中彼此不同。
每个像素区包括第一畴至第四畴,在一个像素区中第一畴至第四畴的取向顺序与在邻近所述一个像素区的其它像素区中第一畴至第四畴的取向顺序不同。
当在第一畴至第四畴中液晶分子的取向方向顺序地顺时针或逆时针旋转的像素区被称为旋转型像素区,并且液晶分子在第一畴中的取向方向与液晶分子在第四畴中的取向方向相反或面对或者液晶分子在第二畴中的取向方向与液晶分子在第三畴中的取向方向相反或面对的像素区被称为会聚-发散型像素区时,旋转型像素区和会聚-发散型像素区在行方向和列方向上交替地排列。
在另一方面,当第一配向层在第一方向和第二方向上取向以及第二配向层在第三方向和第四方向上取向时,延伸部沿第一方向至第四方向的其中之一设置在像素电极中。如果其中液晶分子沿不同方向取向的多个畴被限定在像素区中,则能根据每个畴中液晶的取向方向确定延伸部的位置。
因此,形成在液晶的取向方向指向相邻像素电极的畴的界线处的边缘场区能转变成具有黑矩阵的光阻挡区。因而,能改善LCD的开口率和透光率。
此外,提供能减少由离子杂质的迁移所引起的线残像的高品质LCD。
附图说明
当结合附图考虑时,通过参考以下的详细描述,以上和其它优点将变得容易看到,其中:
图1是局部切除的透视图,显示出根据第一示范性实施方式的LCD;
图2是放大截面图,显示出在图1中示出的LCD的一部分;
图3是沿图2的线I-I’截取的截面图;
图4A和图4B是截面图,显示出在显示面板的阵列基板上设置的第一配向层的取向过程;
图5是在图4A中显示的第一掩模的平面图;
图6A和图6B是截面图,显示出在显示面板的相对基板上设置的第二配向层的取向过程;
图7是在图6A中显示的第二掩模的平面图;
图8A至图8C是平面图,显示出第一配向层和第二配向层的取向方向以及像素电极的形状;
图9A至图9C是平面图,显示出根据另一示范性实施方式的第一配向层和第二配向层的取向方向以及像素电极的形状;
图10A至图10C是平面图,显示出根据另一示范性实施方式的第一配向层和第二配向层的配向方向以及第一像素电极和第二像素电极的形状;
图11是在根据第二示范性实施方式的LCD中设置的像素的等效电路图;
图12是在图11中显示的像素的布局图;
图13是沿图12的线II-II’截取的截面图;
图14A至图14C是平面图,显示出根据另一示范性实施方式的第一配向层和第二配向层的配向方向以及第一像素电极和第二像素电极的形状;
图15是平面图,显示出设置有在图14C中示出的第一像素电极和第二像素电极的阵列基板;
图16是沿图15的线III-III’截取的截面图;
图17是在根据第三示范性实施方式的LCD中设置的像素的等效电路图;
图18是平面图,显示出设置有在图17中示出的像素的阵列基板;
图19是在根据第四示范性实施方式的LCD中设置的像素的等效电路图;
图20是平面图,显示出设置有在图18中示出的像素的阵列基板;
图21是在根据第五示范性实施方式的LCD中设置的像素的等效电路图;
图22是平面图,显示出设置有在图21中示出的像素的阵列基板;
图23是平面图,显示出根据另一示范性实施方式设置有在图21中示出的像素的阵列基板;
图24A至图24C是平面图,显示出根据另一示范性实施方式的第一配向层和第二配向层的配向方向以及第一像素电极和第二像素电极的形状;
图25是平面图,显示出根据另一示范性实施方式的阵列基板;
图26是平面图,显示出根据第六示范性实施方式的LCD;
图27A是在图26中显示的A1的放大图;
图27B是根据另一示范性实施方式在图26中显示的A1的平面图;
图28是平面图,显示出根据第七示范性实施方式的LCD的像素;
图29是沿图28的线IV-IV’截取的截面图;
图30是平面图,显示出根据第八示范性实施方式的LCD的像素;
图31A是平面图,显示出在根据第九示范性实施方式的LCD中第一基板的配向方向;
图31B是平面图,显示出在根据第九示范性实施方式的LCD中第二基板的配向方向;
图31C是截面图,显示出当图31A的第一基板与图31B的第二基板耦接时液晶层的取向;
图32是平面图,显示出其中图31C的像素区以3×5矩阵图案重复排列的LCD;
图33是放大平面图,显示出根据第十示范性实施方式的LCD的一部分;以及
图34是平面图,其与图32类似,显示出其中图31C的像素区以3×5矩阵图案重复排列的LCD。
具体实施方式
在以下文中,将参考附图详细描述示范性实施方式。然而,本发明不限于以下实施方式而是包括不同变型、替换和改进。
在图中,为了清晰说明的目的,可以放大层和区域的尺寸。术语“第一”、“第二”等等能用来解释不同的元件,但是元件不限于这样的术语。术语用来区分一个元件与另一元件。因而,在一个实施方式中被称为第一元件的元件可以在另一实施方式中被称为第二元件。除非上下文另外地需要,单数表达可以不排除复数表达。
在下面的描述中,术语“包括”或“包含”用于表明特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合而不排除其它特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合。将理解当元件诸如层、膜、区域或板被称为在另一元件‘上’或‘下’时,该元件能是直接在另一元件上或者也可以存在中间元件或者存在多个中间元件。此外,当元件被称为“直接在”另一元件“上”时,不存在中间元件。
图1是局部切除的透视图,显示出根据第一示范性实施方式的LCD,图2是放大的截面图,显示出在图1中示出的LCD的一部分,图3是沿图2的线I-I’截取的截面图。
参考图1至图3,LCD 400包括第一基板100、第二基板200以及插置在第一基板100与第二基板200之间的液晶层300。
第一基板100包括第一基底110、栅极线GL、数据线DL、薄膜晶体管TFT、像素电极PE和第一配向层120。
第一基底110具有多个像素区PA。虽然为了便于说明在图2和图3中仅显示出一个像素区PA,但是在LCD 400(图1)中多个像素区PA以矩阵形式布置。
像素区PA具有相同的结构,因此以下的描述将基于一个像素区PA作为实例进行。此外,像素区PA具有长矩形形状,但是本发明不限于此。像素区PA可具有不同的形状,诸如V形状或Z形状。
像素区PA包括栅极线GL、数据线DL、薄膜晶体管TFT和像素电极PE。
栅极线GL在第一基底110上沿一个方向延伸。
数据线DL在基底110上交叉栅极线GL并与栅极线GL绝缘。
薄膜晶体管TFT邻近栅极线GL和数据线DL之间的交叉点设置。薄膜晶体管TFT包括从栅极线GL分支出的栅电极GE、从数据线DL分支出的源电极SE以及与源电极SE间隔开的漏电极DE。
像素电极PE连接到漏电极DE。
参考图3,栅极线GL和栅电极GE设置在像素区PA中并形成在第一基底110上。
半导体图案SM形成在栅极线GL上并且第一绝缘层151插置在其间。具有半导体图案SM的第一基底110上设置有数据线DL、源电极SE和漏电极DE。半导体图案SM在源电极SE与漏电极DE之间形成导电沟道。
第二绝缘层152与源电极SE和漏电极DE一起形成在第一绝缘层151上。有机层153形成在第二绝缘层152上。像素电极PE形成在有机层153上并穿过接触孔CH电连接到漏电极DE,其中接触孔CH穿过第二绝缘层152和有机层153形成。
第一配向层120形成在像素电极PE上以覆盖像素电极PE。
第二基板200设置为面对第一基板100。第二基板200包括第二基底210、滤色器CF、黑矩阵241、公共电极CE和第二配向层220。
滤色器CF和黑矩阵241设置在第二基底210上。公共电极CE和第二配向层220顺序地形成在滤色器CF和黑矩阵241上。
滤色器CF位于像素区PA中。每个滤色器CF具有红色、绿色和蓝色颜色中的其中之一。黑矩阵241形成在滤色器CF之间并阻挡透过液晶层300的光。公共电极CE设置在滤色器CF和黑矩阵241上。第二配向层220覆盖公共电极CE。
液晶层300设置在第一配向层120与第二配向层220之间。液晶层300包括垂直取向液晶,但是本发明不限于此。液晶层300可包括例如扭向相列液晶。
当薄膜晶体管TFT响应通过栅极线GL供应的驱动信号而导通时,通过数据线DL供应的图像信号经由已经导通的薄膜晶体管TFT供应到像素电极PE。公共电压被施加到公共电极CE,并且电场产生在像素电极PE与公共电极CE之间。因此,液晶层300的液晶分子被电场驱动,因此,基于穿过液晶层300的光量来显示图像。
液晶分子的预倾斜角是在电场被施加到液晶层之前液晶分子旋转或倾斜的角度。在液晶层300中包括的液晶分子的预倾斜角可根据第一配向层120和第二配向层220的特性而变化。如果液晶层300包括垂直取向液晶,则垂直取向液晶分子具有相对于基板的表面约88°至约89°的预倾斜角。
在示范性实施方式中,第一配向层120和第二配向层220每个均包括多个区域并且在每个区域中配向层沿不同方向取向。在以下文中,在首先描述用于使配向层沿特定方向取向的方法之后,将描述根据当前示范性实施方式的第一配向层120和第二配向层220的取向方向。
用于使第一配向层120和第二配向层220在每个区域中沿特定方向取向的方法利用光。该方法可包括,例如,以具有彼此不同的各种偏振方向的紫外线辐照配向层,并且还以相对于配向层表面具有一倾斜角的光线辐照配向层。
图4A和图4B是截面图,显示出设置在显示面板的第一基板上的第一配向层的取向过程,图5是在图4A中显示的第一掩模的平面图。
参考图4A和图4B,第一配向层120形成在第一基底110上以覆盖像素电极PE。如上所述,至少一层插置在第一基底110与像素电极PE之间,但是为了便于说明,在图4A和图4B中省略了任何插置层。第一配向层120可包括当辐射光(诸如,例如,紫外线或激光)时可经历分解、二聚或异构化反应的聚合物材料,诸如,例如,聚乙烯醇肉桂酸酯(polyvinyl cinnamate,PVCN)材料、聚硅氧烷肉桂酸酯(polysiloxane cinnamate,PSCN)材料或纤维素肉桂酸酯(cellulose cinnamate,CelCN)材料。
具有多个第一开口131的第一掩模130设置在第一配向层120上方。如图5所示,第一开口131沿第一方向D1延伸并彼此平行。
像素区PA包括沿垂直于第一方向D1的方向限定的第一区域A1和第二区域A2。在该情形下,第一掩模130的第一开口131位于像素区PA的第一区域A1上方。然后,第一配向层120被相对于第一配向层120的表面具有预定倾斜角θ的光辐照以执行第一配向层120的第一区域A1的首次曝光工艺。预定倾斜角θ,在相对于第一配向层120表面的约40°至约45°的范围内,其中光以该预定倾斜角θ照在第一配向层120上。在首次曝光工艺中,光源(未示出)将光辐照到第一区域A1上同时沿第一开口131在第一方向D1上移动。
通过相对于第一配向层120的表面倾斜第一基底110或光源,光能够以预定的倾斜角度辐照在第一配向层120的表面上。
然后,移动第一掩模130使得第一开口131相应于像素区PA的第二区域A2定位。在这个状态下,第二区域A2被光以预定倾斜角θ辐射从而执行关于第一配向层120的第二区域A2的二次曝光工艺。在二次曝光工艺中,光源将光辐照在第二区域A2上同时沿第一开口131在第二方向D2上移动,第二方向D2与第一方向D1相反。
在完成该曝光工艺之后,第一配向层120在第一区域A1中沿第一方向D1以第一角度倾斜,在第二区域A2中沿第二方向D2以第二角度倾斜。例如,配向层120倾斜的角度,在此也被称为配向层120的预倾角,是约85°至约89°。因而,当不施加电场时,第一配向层120的液晶层(未示出)的液晶分子沿配向方向垂直地取向,并在第一配向层120的特定区域倾斜预倾斜角。
根据当前示范性实施方式,能精确地控制液晶分子取向的方向。此外,虽然已经关于第一配向层120描述了利用光使配向层取向的方法,但是本发明不限于此。能采用使配向层取向的各种其它方法,诸如通过利用反应介晶(reactive mesogen)或摩擦法。
图6A和图6B是截面图,显示出设置在显示面板的相对基板上的第二配向层的取向过程,图7是在图6A中显示的第二掩模的平面图。
参考图6A和图6B,第二基板200包括第二基底210和形成在第二基底210上的公共电极CE。为了便于说明,在图6A和图6B中显示出与一个像素区PA相应的公共电极CE。然而,公共电极CE形成在第二基底210的整个表面上。此外,至少一层插置在第二基底210与公共电极CE之间,但是为了便于说明,在图6A和图6B中省略了任何插置层。
第二配向层220形成在第二基底210上以覆盖公共电极CE。第二配向层220可包括当辐照光(诸如,例如,紫外线或激光)时可经历分解、二聚或异构化反应的聚合物材料,诸如,例如,聚乙烯醇肉桂酸酯(PVCN)材料、聚硅氧烷肉桂酸酯(PSCN)材料或纤维素肉桂酸酯(CelCN)材料。
具有多个第二开口231的第二掩模230设置在第二配向层220上方。如图7所示,第二开口231彼此平行并沿第三方向D3延伸,第三方向D3垂直于第一方向D1(见图5)。
像素区PA包括沿第一方向D1限定的第三区域A3和第四区域A4。在该情形下,第二掩模230的第二开口231位于像素区PA的第三区域A3上方。然后,第二配向层220被相对于第二配向层220的表面具有预定倾斜角θ的光辐照以执行第二配向层220的第三区域A3的第三曝光工艺。在第三曝光工艺中,曝光器件将光辐照在第三区域A3上同时沿第二开口231在第三方向D3上移动。
通过相对于第二配向层220的表面倾斜第二基底210或光源,光能够以预定倾斜角θ辐照在第二配向层220的表面上。
然后,第二掩模230移位使得第二开口231相应于像素区PA的第四区域A4定位。在这个状态下,第四区域A4由光以相对于第二配向层220的表面的预定倾斜角θ辐照以执行第二配向层220的第四区域A4的第四曝光工艺。在该第四曝光工艺中,光源将光辐照在第四区域A4上同时沿第二开口231在第四方向D4上移动,第四方向D4与第三方向D3相反。
在完成该曝光工艺之后,第二配向层220在第三区域A3中沿第三方向D3以第三角度倾斜,在第四区域A4中沿第四方向D4以第四角度倾斜。例如,第二配向层220的预倾斜角为约85°至约89°。因而,当不施加电场时,第二配向层220的液晶层(未示出)的液晶分子沿配向方向垂直地取向,并在第二配向层220的特定区域倾斜预倾斜角。
图8A至图8C是平面图,显示出第一配向层和第二配向层的配向方向以及像素电极的形状。图8A显示图4B的第一配向层的配向方向。图8B显示图6B的第二配向层的配向方向。图8C显示像素电极。
参考图8A至图8C,在第一基板100中像素区PA被分成第一区域A1和第二区域A2,第一配向层120在第一区域A1中沿第一方向D1取向以及在第二区域A2中沿第二方向D2取向。
在第二基板200中像素区PA被分成第三区域A3和第四区域A4,第二配向层220在第三区域A3中沿第三方向D3取向以及在第四区域A4中沿第四方向D4取向。
图8C显示在彼此面对的同时被组合的图8A的第一基板100和图8B第二基板200。当第一基板和第二基板组合时,第一畴DM1、第二畴DM2、第三畴DM3和第四畴DM4形成在第一基板100和第二基板200之间。第一畴DM1相应于其中第一区域A1和第三区域A3重叠的区域,第二畴DM2相应于其中第一区域A1和第四区域A4重叠的区域,第三畴DM3相应于其中第二区域A2和第三区域A3重叠的区域,第四畴DM4相应于其中第二区域A2和第四区域A4重叠的区域。
在插置在第一配向层120与第二配向层220之间的液晶层300中,液晶分子在每个畴中沿不同方向取向。在第一畴DM1至第四畴DM4中,液晶分子沿四个不同的方向取向。具体地,在第一畴DM1中,液晶分子沿第五方向D5取向,第五方向D5被限定为配向层沿其取向的第一方向D1和第三方向D3的矢量和;在第二畴DM2中,液晶分子沿第六方向D6取向,第六方向D6被限定为其中配向层沿其取向的第一方向D1和第四方向D4的矢量和;在第三畴DM3中,液晶分子沿第七方向D7取向,第七方向D7被限定为其中配向层沿其取向的第二方向D2和第三方向D3的矢量和;在第四畴中,液晶分子沿第八方向D8取向,第八方向D8被限定为其中配向层沿其取向的第二方向D2和第四方向D4的矢量和。
因此,如图8C所示,在第一畴DM1至第四畴DM4中,液晶层的液晶分子具有在第一畴DM1至第四畴DM4中依序顺时针旋转的取向方向。例如,液晶分子的取向方向以第一畴DM1、第三畴DM3、第四畴DM4和第二畴DM2的顺序顺时针旋转。因为在其中液晶分子沿不同方向取向的多个畴DM1至DM4形成在像素区中,所以LCD 400可具有宽视角。
此外,设置在第一基板100上的像素电极PE包括至少一个延伸部,该至少一个延伸部在像素电极PE的与第一畴DM1至第四畴DM4的至少一个相应的一部分处沿第一方向D1至第四方向D4之一延伸。
具体地,如果液晶层300的取向方向在第一畴DM1至第四畴DM4中如图8C所示地依序顺时针旋转,则像素电极PE的延伸部可包括在像素电极的分别与第一畴DM1至第四畴DM4相应的区域中沿像素电极PE的边缘定位的第一延伸部111a、第二延伸部111b、第三延伸部111c和第四延伸部111d。
第一延伸部111a在像素电极PE的与第一畴DM1相应的区域沿第一方向D1向外延伸。也就是说,延伸部111a在像素电极PE的与第一畴DM1相应的区域中沿像素电极PE的外边缘定位,并沿第一方向D1向外突出。第二延伸部111b在像素电极PE的与第二畴DM2相应的区域沿第四方向D4从像素电极PE向外延伸。此外,第三延伸部111c在像素电极PE的与第三畴DM3相应的区域沿第三方向D3从像素电极PE向外延伸,第四延伸部111d在像素电极PE的与第四畴DM4相应的区域沿第二方向D2从像素电极PE向外延伸。
由于在两个相邻像素电极PE之间形成的边缘场(fringe field),在两个相邻像素电极PE之间的界线处可发生液晶分子的异常取向(错排列(misalignment))。发生在两个相邻像素电极PE之间的边缘场的位置可以通过在每个相邻像素中液晶分子的取向方向来确定。也就是说,在液晶分子的取向方向朝相邻像素电极指向或对准的区域中,在像素电极PE与相邻像素电极(在图8C中未示出)之间产生边缘场。
根据一个示范性实施方式,第一延伸部111a至第四延伸部111d设置在其中边缘场产生于像素电极PE与相邻像素电极之间的区域中。如果第一延伸部111a至第四延伸部111d设置在这样的区域中,则像素电极PE与相邻像素电极之间的界线区域可以转移到黑矩阵241所定位的区域,在此被称为光阻挡区。黑矩阵241阻挡光并防止漏光。如此,如果产生边缘场的界线区域转移到这样的光阻挡区,则由于边缘场导致发生错排列的区域位于该光阻挡区中,因液晶分子的错排列可能泄漏的任何光被阻挡。因此,能防止可以由像素之间的界线处的液晶分子的错排列引起的LCD 400的开口率和透光率的降低。
图9A至图9C是平面图,显示出根据本发明另一示范性实施方式的第一配向层和第二配向层的配向方向以及像素电极的形状。图9A显示出第一配向层的配向方向。图9B显示出第二配向层的配向方向。图9C显示像素电极。
参考图9A至图9C,在第一基板100中像素区PA被分成第一区域A1和第二区域A2,第一配向层120在第一区域A1中沿第一方向D1取向以及在第二区域A2中沿第二方向D2取向。
在第二基板200中像素区PA被分成第三区域A3和第四区域A4,第二配向层220在第三区域A3中沿第三方向D3取向以及在第四区域A4中沿第四方向D4(其与图8B中的取向方向相反)取向。
如图9C所示,当第一基板100和第二基板200组合同时彼此面对时,第一畴DM1至第四畴DM4形成在第一基板100和第二基板200之间。第一畴DM1相应于其中第一区域A1和第三区域A3重叠的区域,第二畴DM2相应于其中第一区域A1和第四区域A4重叠的区域,第三畴DM3相应于其中第二区域A2和第三区域A3重叠的区域,第四畴DM4相应于其中第二区域A2和第四区域A4重叠的区域。
在该情形下,在第一畴DM1中,液晶分子沿第五方向D5取向,第五方向D5被限定为第一方向D1和第三方向D3的矢量和;在第二畴DM2中,液晶分子沿第六方向D6取向,第六方向D6被限定为第一方向D1和第四方向D4的矢量和;在第三畴DM3中,液晶分子沿第七方向D7取向,第七方向D7被限定为第二方向D2和第三方向D3的矢量和;在第四畴DM4中,液晶分子沿第八方向D8取向,第八方向D8被限定为第二方向D2和第四方向D4的矢量和。
因此,如图9C所示,在第二畴DM2中的液晶300的取向方向面对在第三畴DM3中的液晶300的取向方向,在第一畴DM1中的液晶300的取向方向与在第四畴DM4中的液晶300的取向方向相反。
此外,设置在第一基板100上的像素电极PE包括至少一个延伸部,该至少一个延伸部沿与第一畴DM1至第四畴DM4的至少一个相应的第一方向D1至第四方向D4之一延伸。详细地,如果第二畴DM2中的液晶分子的取向方向面对第三畴DM3中的液晶分子的取向方向,则像素电极PE的延伸部可包括沿第一畴DM1定位的第一延伸部111e和第二延伸部111f,以及沿第四畴DM4定位的第三延伸部111g和第四延伸部111h。
第一延伸部111e在第一畴DM1沿第一方向D1从像素电极PE向外延伸,第二延伸部111f在第一畴DM1沿第三方向D3从像素电极PE向外延伸。此外,第三延伸部111g在第四畴DM4沿第二方向D2从像素电极PE向外延伸,第四延伸部111h在第四畴DM4沿第四方向D4从像素电极PE向外延伸。
在像素电极PE内的液晶分子的取向方向彼此面对的第二畴DM2和第三畴DM3中相邻像素电极之间不产生边缘场。然而,在液晶分子的取向方向彼此相反的第一畴DM1和第四畴DM4中相邻像素电极之间产生边缘场。因而,如果第一延伸部111e至第四延伸部111h形成在像素电极PE中与第一DM1至第四畴DM4相应的区域,则在其中液晶分子错排列的区域可以转移到黑矩阵241下面的光阻挡区中。因此,能改善LCD的开口率和透光率。
图10A至图10C是平面图,显示出根据另一示范性实施方式的第一配向层和第二配向层的配向方向以及第一像素电极和第二像素电极的形状。图10A显示出根据又一示范性实施方式的第一配向层的配向方向。图10B显示出根据又一示范性实施方式的第二配向层的配向方向。图10C显示出设置在像素区中的像素电极。
参考图10A至图10C,在第一基板100中像素区PA被分成第一子像素区SPA1和第二子像素区SPA2,第一子像素区SPA1和第二子像素区SPA2的每一个被分成第一区域A1和第二区域A2。在第一区域A1中液晶分子沿第二方向D2取向以及在第二区域A2中沿第一方向D1取向。
在第二基板200中,第一子像素区SPA1和第二子像素区SPA2的每一个均被分成第三区域A3和第四区域A4。在第三区域A3中液晶分子沿第三方向D3取向以及在第四区域A4中沿第四方向D4取向。
如图10C所示,当第一基板100和第二基板200组合同时彼此面对时,第一畴DM1至第四畴DM4形成在第一基板100和第二基板200之间的第一子像素区SPA1和第二子像素区SPA2两者中。第一畴DM1相应于第一区域A1和第三区域A3重叠的区域,第二畴DM2相应于第一区域A1和第四区域A4重叠的区域,第三畴DM3相应于第二区域A2和第三区域A3重叠的区域,第四畴DM4相应于第二区域A2和第四区域A4重叠的区域。
液晶层300的液晶分子在第一畴DM1至第四畴DM4中沿彼此不同的各种方向取向。详细地,在第一畴DM1中,液晶分子沿第五方向D5取向,第五方向D5被限定为第二方向D2和第三方向D3的矢量和;在第二畴DM2中,液晶分子沿第六方向D6取向,第六方向D6被限定为第二方向D2和第四方向D4的矢量和;在第三畴DM3中,液晶分子沿第七方向D7取向,第七方向D7被限定为第一方向D1和第三方向D3的矢量和;在第四畴DM4中,液晶分子沿第八方向D8取向,第八方向D8被限定为第一方向D1和第四方向D4的矢量和。
因此,在每个子像素区SPA1和SPA2中液晶层300的取向方向在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转。例如,液晶层的取向方向以第一畴DM1、第二畴DM2、第四畴DM4和第三畴DM3的顺序逆时针旋转。因为在其中液晶分子沿不同方向取向的多个畴DM1至DM4形成在子像素区SPA1和SPA2中,所以LCD 400可具有宽视角。
此外,第一像素电极141设置在第一基板100的第一子像素区SPA1中,第二像素电极142设置在第一基板100的第二子像素区SPA2中。第一像素电极141和第二像素电极142在第一方向D1彼此相邻地排列。
第一像素电极141上包括至少一个延伸部,该至少一个延伸部沿与第一畴DM1至第四畴DM4的至少一个相应的第一方向D1至第四方向D4之一延伸。详细地,如果液晶分子的取向方向如图10C所示地在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转,则第一像素电极141的延伸部可分别包括沿第一畴DM1至第四畴DM4定位的第一延伸部141a至第四延伸部141d。
特别地,像素电极141的第一延伸部141a在与第一畴DM1相应的区域沿第三方向D3延伸,第二延伸部141b在与第二畴DM2相应的区域沿第二方向D2延伸。此外,第三延伸部141c在与第三畴DM3相应的区域沿第一方向D1延伸,第四延伸部141d在与第四畴DM4相应的区域沿第四方向D4延伸。
第二像素电极142也包括至少一个延伸部,该至少一个延伸部沿与第一畴DM1至第四畴DM4的至少一个相应的第一方向D1至第四方向D4之一延伸。详细地,如果液晶分子的取向方向如图10C所示地在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转,则第二像素电极142的延伸部可分别包括沿第一畴DM1至第四畴DM4定位的第五延伸部142a至第八延伸部142d。
第五延伸部142a沿第三方向D3延伸以及第六延伸部142b沿第二方向D2延伸。此外,第七延伸部142c沿第一方向D1延伸,第八延伸部142d沿第四方向D4延伸。
在以下文中,将基于其中两个子像素设置在每个像素中的结构参考图11至图13详细地描述设置在像素电极中的延伸部。
图11是在根据第二示范性实施方式的LCD中设置的像素的等效电路图。根据第二示范性实施方式的LCD包括多个像素。然而,为了便于说明,在图11中仅示出其中一个像素,其余的像素具有相同的结构。
参考图11,像素PX包括第一子像素SPX1和第二子像素SPX2。第一子像素SPX1包括第一薄膜晶体管Tr1、第一液晶电容器Clc1和第一存储电容器Cst1。第二子像素SPX2包括第二薄膜晶体管Tr2、第二液晶电容器Clc2、第二存储电容器Cst2、第三薄膜晶体管Tr3和耦合电容器Ccp。第一子像素SPX1和第二子像素SPX2设置在两条相邻的数据线(在以下文中,被称为第一数据线DLm和第二数据线DLm+1)之间。
第一子像素SPX1的第一薄膜晶体管Tr1连接到第一数据线DLm和第一栅极线GLn。第二子像素SPX2的第二薄膜晶体管Tr2连接到第一数据线DLm和第一栅极线GLn。
详细地,第一薄膜晶体管Tr1包括连接到第一数据线DLm的第一源电极、连接到第一栅极线GLn的第一栅电极以及连接到第一液晶电容器Clc1的第一漏电极。第一存储电容器Cst1设置在第一漏电极与第一存储线SLn之间,并并联连接到第一液晶电容器Clc1。第二薄膜晶体管Tr2包括连接到第一数据线DLm的第二源电极、连接到第一栅极线GLn的第二栅电极以及连接到第二液晶电容器Clc2的第二漏电极。第二存储电容器Cst2设置在第二漏电极与第二存储线SLn+1之间,并并联连接到第二种液晶电容器Clc2。
当第一栅信号被施加到第一栅极线GLn(高电平区间的第一栅信号)时,第一薄膜晶体管Tr1和第二薄膜晶体管Tr2同时导通。然后施加到第一数据线DLm的数据电压通过已经导通的第一薄膜晶体管Tr1和第二薄膜晶体管Tr2施加到第一液晶电容器Clc1和第二液晶电容器Clc2。因而,在第一栅信号的高电平区间期间,第一液晶电容器Clc1和第二液晶电容器Clc2被充以相同的像素电压。
第三薄膜晶体管Tr3包括连接到第二薄膜晶体管Tr2的第二漏电极的第三源电极、连接到第二栅极线GLn+1的第三栅电极以及连接到耦合电容器Ccp的第三漏电极。第二栅极线GLn+1接收第二栅信号,该第二栅信号在第一栅信号落下之后上升。当第三薄膜晶体管Tr3响应第二栅信号导通时,电压分布(voltage distribution)可发生在第二液晶电容器Clc2与耦合电容器Ccp之间。因此,充在第二液晶电容器Clc2中的像素电压降低。在该电压分布之后第二液晶电容器Clc2中像素电压的降低的电压电平取决于耦合电容器Ccp的充电速率。
因而,第一液晶电容器Clc1被充以第一像素电压,第二液晶电容器Clc2被充以第二像素电压,在接收第二栅信号之后该第二像素电压低于第一像素电压。
图12是在图11中显示的像素的布局图,图13是沿图12的线II-II’截取的横截面图。
参考图12和图13,LCD 400包括第一基板100、第二基板200以及插置在第一基板100与第二基板200之间的液晶层300,其中第二基板200与第一基板100耦接并面对第一基板100。
第一基板100包括第一基底110、在第一基底110上沿第二方向D2延伸并彼此平行的第一数据线DLm和第二数据线DLm+1以及在第一基底110上沿第三方向D3延伸的第一栅极线GLn和第二栅极线GLn+1。
此外,第一基板100还包括沿第三方向D3延伸的第一存储线SLn以及从第一存储线SLn分支并沿第二方向D2延伸的第一分支电极LSLn和第二分支电极RSLn。第一基板100可还包括沿第三方向D3延伸的第二存储线SLn+1以及从第二存储线SLn+1分支并沿第一方向D1延伸的第三分支电极LSLn+1和第四分支电极RSLn+1。
第一薄膜晶体管Tr1包括从第一栅极线GLn分支的第一栅电极GE1、从第一数据线DLm分支的第一源电极SE1以及电连接到第一像素电极141的第一漏电极DE1。
第一像素电极141部分地重叠第一存储线SLn以及第一分支电极LSLn和第二分支电极RSLn以形成第一存储电容器Cst1(见图11)。
第一像素电极141被分成第一畴DM1至第四畴DM4,在第一畴DM1至第四畴DM4中液晶分子沿彼此不同的各种方向取向。液晶分子的取向方向在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转。例如,液晶分子的取向方向以第一畴DM1、第二畴DM2、第四畴DM4和第三畴DM3的顺序逆时针旋转。
如果液晶分子的取向方向如图12所示地在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转,则第一像素电极141的第一延伸部141a在与第一畴DM1相应的区域沿第三方向D3延伸并重叠第一数据线DLm。此外,第一像素电极141的第二延伸部141b在与第二畴DM2相应的区域沿第二方向D2延伸。另外,第一像素电极141的第三延伸部141c在与第三畴DM3相应的区域沿第一方向D1延伸,第一像素电极141的第四延伸部141d在与第四畴DM4相应的区域沿第四方向D4延伸并重叠第二数据线DLm+1。
第二薄膜晶体管Tr2包括从第一栅极线GLn分支的第二栅电极GE2、从第一数据线DLm分支的第二源电极SE2以及电连接到第二像素电极142的第二漏电极DE2。
第二像素电极142部分地重叠第二存储线SLn+1以及第三分支电极LSLn+1和第四分支电极RSLn+1以形成第二存储电容器Cst2(见图11)。
第二像素电极142被分成第一畴DM1至第四畴DM4,在第一畴DM1至第四畴DM4中液晶分子沿彼此不同的各种方向取向。液晶分子的取向方向在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转。
如果液晶分子的取向方向如图12所示地在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转,则第二像素电极142的第五延伸部142a在与第一畴DM1相应的区域沿第三方向D3延伸并重叠第一数据线DLm。此外,第二像素电极142的第六延伸部142b在与第二畴DM2相应的区域沿第二方向D2延伸。另外,第二像素电极142的第七延伸部142c在与第三畴DM3相应的区域沿第一方向D1延伸,第二像素电极142的第八延伸部142d在与第四畴DM4相应的区域沿第四方向D4延伸并重叠第二数据线DLm+1。
第一基板100还包括第三薄膜晶体管Tr3和耦合电容器Ccp。第三薄膜晶体管Tr3包括从第二栅极线GLn+1分支的第三栅电极GE3、从第二漏电极DE2延伸的第三源电极SE3以及连接到耦合电容器Ccp的第三漏电极DE3。耦合电容器Ccp包括从第三漏电极DE3延伸的第一电极CE1以及面对第一电极CE1的第二电极CE2,但是本发明不限于此。
参考图13,第一基板100还包括第一绝缘层151和第二绝缘层152以及有机层153。
第二基板200包括:第二基底210,黑矩阵241,滤色器层R、G和B,公共电极CE以及第二配向层220。黑矩阵241形成在与第一基板100的光阻挡区相应的区域中。光阻挡区能被限定为形成第一数据线DLm和第二数据线DLm+1、第一薄膜晶体管Tr1至第三薄膜晶体管Tr3、耦合电容器Ccp以及第一栅极线GLn和第二栅极线GLn+1的区域。因为第一像素电极141和第二像素电极142没有形成在光阻挡区中,所以液晶分子在光阻挡区没有被排列,使得通过光阻挡区中的液晶层可发生漏光。为此,黑矩阵241设置在光阻挡区中以阻挡这样的漏光。
根据一个示范性实施方式,黑矩阵241可部分地重叠第一像素电极141的第一延伸部141a至第四延伸部141d。虽然在图中未示出,但是黑矩阵241可部分地重叠第一像素电极141的第二延伸部141b和第三延伸部141c以及第二像素电极142的第五延伸部142a至第八延伸部142d。
如果第一延伸部至第八延伸部141a至141d和142a至142d与黑矩阵241重叠,则错排列或没有被排列的液晶分子的区域能转移到黑矩阵241下面的光阻挡区,其中该错排列可以由于边缘场产生。因此,能防止可以由液晶分子的错排列引起的LCD的开口率和透光率的降低。
公共电极CE面对第一像素电极141以形成第一液晶电容器Clc1。虽然在图中没有示出,公共电极CE面对第二像素电极142以形成第二液晶电容器Clc2。
图14A至图14C是平面图,显示出根据又一示范性实施方式的第一配向层和第二配向层的配向方向以及第一像素电极和第二像素电极的形状。图14A显示出根据又一示范性实施方式的第一配向层的配向方向。图14B显示出根据又一示范性实施方式的第二配向层的配向方向。图14C显示出设置在像素区中的第一像素电极和第二像素电极。
参考图14A至图14C,在第一基板100中像素区PA被分成第一子像素区SPA1和第二子像素区SPA2,第一子像素区SPA1和第二子像素区SPA2的每一个被分成第一区域A1和第二区域A2。在第一区域A1中液晶分子沿第二方向D2取向并且在第二区域A2中沿第一方向D1取向。
在第二基板200中,第一子像素区SPA1和第二子像素区SPA2的每一个均被分成第三区域A3和第四区域A4。在第三区域A3中液晶分子沿第三方向D3取向并且在第四区域A4中沿第四方向D4取向。
如图14C所示,当第一基板100和第二基板200组合同时彼此面对时,第一畴DM1至第四畴DM4在第一基板100和第二基板200之间形成在第一子像素区SPA1和第二子像素区SPA2两者中。第一畴DM1相应于第一区域A1和第三区域A3重叠的区域,第二畴DM2相应于第一区域A1和第四区域A4重叠的区域,第三畴DM3相应于第二区域A2和第三区域A3重叠的区域,第四畴DM4相应于第二区域A2和第四区域A4重叠的区域。
液晶层300的液晶分子在第一畴DM1至第四畴DM4中沿彼此不同的各种方向取向。详细地,在第一畴DM1中,液晶分子沿第五方向D5取向,第五方向D5被限定为第二方向D2和第三方向D3的矢量和;在第二畴DM2中,液晶分子沿第六方向D6取向,第六方向D6被限定为第二方向D2和第四方向D4的矢量和;在第三畴DM3中,液晶分子沿第七方向D7取向,第七方向D7被限定为第一方向D1和第三方向D3的矢量和;在第四畴DM4中,液晶分子沿第八方向D8取向,第八方向D8被限定为第一方向D1和第四方向D4的矢量和。
因此,在第二畴DM2中液晶层300的取向方向与在第三畴DM3中液晶层300的取向方向相反。此外,在第一畴DM1中液晶层300的取向方向面对在第四畴DM4中液晶层300的取向方向。如此,因为在其中液晶分子沿不同方向取向的多个畴DM1至DM4形成在子像素区SPA1和SPA2中,所以LCD 400可具有宽视角。
此外,第一像素电极141设置在第一基板100的第一子像素区SPA1中,第二像素电极142设置在第一基板100的第二子像素区SPA2中。第一像素电极141和第二像素电极142在第一方向D1彼此相邻地排列。
当液晶层300在第二畴DM2中的取向方向与液晶层300在第三畴DM3中的取向方向相反时,第一像素电极141的延伸部可包括沿第二畴DM2定位的第一延伸部141e和第二延伸部141f以及沿第三畴DM3定位的第三延伸部141g和第四延伸部141h。
第一延伸部141e沿第二方向D2延伸以及第二延伸部141f沿第四方向D4延伸。此外,第三延伸部141g沿第一方向D1延伸,第四延伸部141h沿第三方向D3延伸。
当液晶层300在第一畴DM1中的取向方向面对液晶层300在第四畴DM4中的取向方向时,第二像素电极142可包括沿第二畴DM2定位的第五延伸部142e和第六延伸部142f以及沿第三畴DM3定位的第七延伸部142g和第八延伸部142h。
第五延伸部142e沿第二方向D2延伸以及第六延伸部142f沿第四方向D4延伸。此外,第七延伸部142g沿第一方向D1延伸,第八延伸部142h沿第三方向D3延伸。
图15是平面图,显示出设置有在图14C中示出的第一像素电极和第二像素电极的阵列基板,图16是沿图15的线III-III’截取的截面图。在下面的描述中,将省略已经参考图12描述的元件的细节并且相同的附图标记将指定相同的元件。
参考图15,第一像素电极141被分成第一畴DM1至第四畴DM4,在第一畴DM1至第四畴DM4中液晶分子沿彼此不同的各种方向取向。液晶层300在第二畴DM2中的取向方向与液晶层300在第三畴DM3中的取向方向相反。
当液晶层300在第二畴DM2中的取向方向与液晶层300在第三畴DM3中的取向方向相反时,第一像素电极141的第一延伸部141e在与第二畴DM2相应的区域沿第二方向D2延伸,第一像素电极141的第二延伸部141f在与第二畴DM2相应的区域沿第四方向D4延伸同时与第一数据线DLm部分地重叠。另外,第一像素电极141的第三延伸部141g在与第三畴DM3相应的区域沿第一方向D1延伸,第一像素电极141的第四延伸部141h在与第三畴DM3相应的区域沿第三方向D3延伸同时与第二数据线DLm+1部分地重叠。
此外,第二像素电极142被分成第一畴DM1至第四畴DM4,在第一畴DM1至第四畴DM4中液晶分子沿彼此不同的各种方向取向。液晶层300在第二畴DM2中的取向方向与液晶层300在第三畴DM3中的取向方向相反。
当液晶层300在第二畴DM2中的取向方向与液晶层300在第三畴DM3中的取向方向相反时,第二像素电极142的第五延伸部142e在与第二畴DM2相应的区域沿第二方向D2延伸,第二像素电极142的第六延伸部142f在与第二畴DM2相应的区域沿第四方向D4延伸同时与第一数据线DLm部分地重叠。另外,第二像素电极142的第七延伸部142g在与第三畴DM3相应的区域沿第一方向D1延伸,第二像素电极142的第八延伸部142h在与第三畴DM3相应的区域沿第三方向D3延伸同时部分地重叠第二数据线DLm+1。
如图16所示,第一像素电极141的第一延伸部141e至第四延伸部141h可与黑矩阵241部分地重叠。此外,第二像素电极142的第五延伸部142e至第八延伸部142h可与黑矩阵241部分重叠。
如果第一延伸部至第八延伸部141e至141h和142e至142h与黑矩阵241重叠,则液晶分子错排列或没有被排列的区域能转移到黑矩阵241下面的光阻挡区,其中该错排列可以因边缘场而产生。因此,能改善LCD 400的开口率和透光率。
图17是在根据第三示范性实施方式的LCD中设置的像素的等效电路图。
参考图17,像素PX包括第一子像素SPX1和第二子像素SPX2。第一子像素SPX1包括第一薄膜晶体管Tr1、第一液晶电容器Clc1和第一存储电容器Cst1。第二子像素SPX2包括第二薄膜晶体管Tr2、第二液晶电容器Clc2、第二存储电容器Cst2、第三薄膜晶体管Tr3和耦合电容器Ccp。
第一薄膜晶体管Tr1包括连接到第一数据线DLm的第一源电极、连接到第一栅极线GLn的第一栅电极以及连接到第一液晶电容器Clc1的第一漏电极。第一存储电容器Cst1设置在第一漏电极与第一存储线SLn之间,并且并联连接到第一液晶电容器Clc1。
第二薄膜晶体管Tr2包括连接到第一数据线DLm的第二源电极、连接到第一栅极线GLn的第二栅电极以及连接到第二液晶电容器Clc2的第二漏电极。第二存储电容器Cst2设置在第二漏电极与第二存储线SLn+1之间,并联连接到第二种液体晶电容器Clc2。
第三薄膜晶体管Tr3包括从连接到第二薄膜晶体管Tr2的第二漏电极的第三源电极、连接到第一存储线SLn的第三栅电极以及连接到耦合电容器Ccp的第三漏电极。耦合电容器Ccp设置在第三漏电极与第一存储线SLn之间。
当第一栅信号施加到第一栅极线GLn时,第一薄膜晶体管Tr1和第二薄膜晶体管Tr2同时导通。然后施加到第一数据线DLm的数据电压通过已经导通的第一薄膜晶体管Tr1和第二薄膜晶体管Tr2被施加到第一液晶电容器Clc1和第二液晶电容器Clc2。因而,第一液晶电容器Clc1和第二液晶电容器Clc2被充以相同的像素电压。根据当前的示范性实施方式,数据电压可具有0V至15V的电平。
第三薄膜晶体管Tr3响应施加到第一存储线SLn的存储电压而导通。例如,施加到第一存储线SLn的存储电压是约7.5V。第三薄膜晶体管Tr3响应存储电压可具有足以导通第三薄膜晶体管Tr3的沟道宽度。
根据一个示范性实施方式,因为第三薄膜晶体管Tr3已经响应存储电压而导通,所以根据第一液晶电容器Clc1和耦合电容器Ccp的充电速率,在第一液晶电容器Clc1与耦合电容器Ccp之间发生电压分布。第一节点N1的电势根据电压分布而改变。详细地,当具有正极性的数据电压被施加到第一节点N1时,第一节点N1的电势由于电压分布而降低。此外,当具有负极性的数据电压被施加到第一节点N1时,第一节点N1的电势由于电压分布而增加。第一节点N1的电势变化能根据耦合电容器Ccp的电容被调整。
因此,当第一液晶电容器Clc1被充以第一像素电压时,第二液晶电容器Clc2被充以低于第一像素电压的第二像素电压,并且是第三薄膜晶体管Tr3和耦合电容器Ccp降低了第二像素电压。
图18是平面图,显示出设置有在图17中示出的像素的第一基板。
参考图18,第一基板100包括沿第二方向D2延伸并彼此平行的第一数据线DLm和第二数据线DLm+1、沿第三方向D3延伸的第一栅极线GLn以及沿第三方向D3延伸的第一存储线SLn和第二存储线SLn+1。此外,第一基板100还包括从第一存储线SLn分支并沿第二方向D2延伸的第一分支电极LSLn和第二分支电极RSLn。
第一薄膜晶体管Tr1的第一栅电极GE1从第一栅极线GLn分支,第一薄膜晶体管Tr1的第一源电极SE1从第一数据线DLm分支。第一薄膜晶体管Tr1的第一漏电极DE1电连接到第一像素电极141。
第一像素电极141部分地重叠第一存储线SLn以及第一分支电极LSLn和第二分支电极RSLn以形成第一存储电容器Cst1(见图17)。
第一像素电极141被分成第一畴DM1至第四畴DM4,在第一畴DM1至第四畴DM4中液晶分子沿彼此不同的各种方向取向。液晶分子的取向方向在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转。例如,液晶分子的取向方向以第一畴DM1、第二畴DM2、第四畴DM4和第三畴DM3的顺序逆时针旋转。
如果液晶分子的取向方向在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转,则第一像素电极141的第一延伸部141a在与第一畴DM1相应的区域沿第三方向D3延伸并重叠第一数据线DLm。此外,第一像素电极141的第二延伸部141b在与第二畴DM2相应的区域沿第二方向D2延伸。另外,第一像素电极141的第三延伸部141c在与第三畴DM3相应的区域沿第一方向D1延伸,第一像素电极141的第四延伸部141d在与第四畴DM4相应的区域沿第四方向D4延伸并重叠第二数据线DLm+1。
第二薄膜晶体管Tr2的第二栅电极GE2从第一栅极线GLn分支,第二薄膜晶体管Tr2的第二源电极SE2从第一数据线DLm分支。第二薄膜晶体管Tr2的第二漏电极DE2电连接到第二像素电极142。
第二像素电极142被分成第一畴DM1至第四畴DM4,在第一畴DM1至第四畴DM4中液晶分子沿彼此不同的各种方向取向。液晶分子的取向方向在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转。
如果液晶分子的取向方向在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转,则第二像素电极142的第五延伸部142a在与第一畴DM1相应的区域沿第三方向D3延伸并重叠第一数据线DLm。此外,第二像素电极142的第六延伸部142b在与第二畴DM2相应的区域沿第二方向D2延伸。另外,第二像素电极142的第七延伸部142c在与第三畴DM3相应的区域沿第一方向D1延伸,第二像素电极142的第八延伸部142d在与第四畴DM4相应的区域沿第四方向D4延伸并重叠第二数据线DLm+1。
第一基板100还包括第三薄膜晶体管Tr3和耦合电容器Ccp。第三薄膜晶体管Tr3的第三栅电极GE3从第一存储线SLn分支,第三薄膜晶体管Tr3的第三源电极SE3从第二漏电极DE2延伸,第三薄膜晶体管Tr3的第三漏电极DE3连接到耦合电容器Ccp。耦合电容器Ccp包括从第三漏电极DE3延伸的第一电极CE1以及面对第一电极CE1的第二电极CE2,但是本发明不限于此。
图19是在根据第四示范性实施方式的LCD中设置的像素的等效电路图,图20是平面图,显示出设置有图19中示出的像素的第一基板。
在图19和图20中显示的像素与在图11和图12中显示的像素相同,除了第二耦合电容器Ccp2之外。
参考图19和图20,第一耦合电容器Ccp1设置在第三薄膜晶体管Tr3的第三漏电极DE3与第一存储线SLn之间。第一耦合电容器Ccp1包括从第三漏电极DE3延伸的第一电极CE1以及从第一存储线SLn延伸同时面对第一电极CE1的第二电极CE2。
第二耦合电容器Ccp2设置在第三薄膜晶体管Tr3的第三漏电极DE3与第一液晶电容器Clc1的第一像素电极141之间。第二耦合电容器Ccp2包括从第一电极CE1延伸的第三电极CE3以及从第一像素电极141延伸同时面对第三电极CE3的第四电极CE4。
当第三薄膜晶体管Tr3响应供应到第二栅极线GLn+1的第二栅信号导通时,电压分布可发生在第一耦合电容器Ccp1与第二液晶电容器Clc2之间。因此,第一耦合电容器Ccp1和第二液晶电容器Clc2被充以相同的电压,但是充到第二液晶电容器Clc2中的第二像素电压低于充到第一液晶电容器Clc1中的第一像素电压。
当第一液晶电容器Clc1通过第二耦合电容器Ccp2连接到第一耦合电容器Ccp1时,充到第一液晶电容器Clc1中的第一像素电压可由于第一耦合电容器Ccp1的耦合而增加。
参考图20,第一像素电极141被分成第一畴DM1至第四畴DM4,在第一畴DM1至第四畴DM4中液晶分子沿彼此不同的各种方向取向。液晶分子的取向方向在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转。例如,液晶分子的取向方向以第一畴DM1、第二畴DM2、第四畴DM4和第三畴DM3的顺序逆时针旋转。
如果液晶分子的取向方向在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转,则第一像素电极141的第一延伸部141a在与第一畴DM1相应的区域沿第三方向D3延伸并重叠第一数据线DLm。此外,第一像素电极141的第二延伸部141b在与第二畴DM2相应的区域沿第二方向D2延伸。另外,第一像素电极141的第三延伸部141c在与第三畴DM3相应的区域沿第一方向D1延伸,第一像素电极141的第四延伸部141d在与第四畴DM4相应的区域沿第四方向D4延伸并重叠第二数据线DLm+1。
第二薄膜晶体管Tr2的第二栅电极GE2从第一栅极线GLn分支,第二薄膜晶体管Tr2的第二源电极SE2从第一数据线DLm分支。第二薄膜晶体管Tr2的第二漏电极DE2电连接到第二像素电极142。
第二像素电极142被分成第一畴DM1至第四畴DM4,在第一畴DM1至第四畴DM4中液晶分子沿彼此不同的各种方向取向。液晶分子的取向方向在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转。
如果液晶分子的取向方向在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转,则第二像素电极142的第五延伸部142a在与第一畴DM1相应的区域沿第三方向D3延伸并重叠第一数据线DLm。此外,第二像素电极142的第六延伸部142b在与第二畴DM2相应的区域沿第二方向D2延伸。另外,第二像素电极142的第七延伸部142c在与第三畴DM3相应的区域沿第一方向D1延伸,第二像素电极142的第八延伸部142d在与第四畴DM4相应的区域沿第四方向D4延伸并重叠第二数据线DLm+1。
如此,当延伸部形成在第一像素电极141和第二像素电极142中时,能改善LCD 400的开口率和透光率。
图21是在根据第五示范性实施方式的LCD中设置的像素的等效电路图。
根据第五示范性实施方式的LCD包括多个像素。然而,为了便于说明,在图21中仅示出其中一个像素,其余的像素具有相同的结构。
参考图21,像素PX包括第一子像素SPX1和第二子像素SPX2。第一子像素SPX1包括第一薄膜晶体管Tr1、第一液晶电容器Clc1和第一存储电容器Cst1。第二子像素SPX2包括第二薄膜晶体管Tr2、第二液晶电容器Clc2和第二存储电容器Cst2。第一子像素SPX1和第二子像素SPX2设置在两条相邻的数据线(在以下文中,被称为第一数据线DLm和第二数据线DLm+1)之间。
第一子像素SPX1的第一薄膜晶体管Tr1连接到第一数据线DLm和第一栅极线GLn,第二子像素SPX2的第二薄膜晶体管Tr2连接到第二数据线DLm+1和第一栅极线GLn。
第一液晶电容器Clc1并联连接到第一存储电容器Cst1,第二液晶电容器Clc2并联连接到第二存储电容器Cst2。
当一栅信号被施加到栅极线GLn时,第一薄膜晶体管Tr1和第二薄膜晶体管Tr2同时导通。然后,施加到第一数据线DLm的第一数据电压通过已经导通的第一薄膜晶体管Tr1被传送到第一液晶电容器Clc1,施加到第二数据线DLm+1的第二数据电压通过已经导通的第二薄膜晶体管Tr2被传送到第二液晶电容器Clc2。第一数据电压的电压电平不同于第二数据电压的电压电平。因而,充在第一液晶电容器Clc1中的电压不同于充在第二液晶电容器Clc2中的电压。根据一个示范性实施方式,如果第一液晶电容器Clc1被充以第一像素电压,则第二液晶电容器Clc2被充以低于第一像素电压的第二像素电压。
图22是平面图,显示出设置有在图21中示出的像素的第一基板。
参考图22,第一基板100包括沿第二方向延伸并彼此平行的第一数据线DLm和第二数据线DLm+1以及沿第三方向D3延伸的栅极线GLn。
第一薄膜晶体管Tr1的第一栅电极GE1从第一栅极线GLn分支,第一薄膜晶体管Tr1的第一源电极SE1从第一数据线DLm分支。第一薄膜晶体管Tr1的第一漏电极DE1电连接到第一像素电极141。
第一像素电极141部分地重叠第一存储线SLn以及第一分支电极LSLn和第二分支电极RSLn以形成第一存储电容器Cst1(见图21)。
第一像素电极141被分成第一畴DM1至第四畴DM4,在第一畴DM1至第四畴DM4中液晶分子沿彼此不同的各种方向取向。如果液晶分子的取向方向在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转,则第一像素电极141的第一延伸部141a在与第一畴DM1相应的区域沿第三方向D3延伸并重叠第一数据线DLm。此外,第一像素电极141的第二延伸部141b在与第二畴DM2相应的区域沿第二方向D2延伸。另外,第一像素电极141的第三延伸部141c在与第三畴DM3相应的区域沿第一方向D1延伸,第一像素电极141的第四延伸部141d在与第四畴DM4相应的区域沿第四方向D4延伸并重叠第二数据线DLm+1。
第二薄膜晶体管Tr2的第二栅电极GE2从栅极线GLn分支,第二薄膜晶体管Tr2的第二源电极SE2从第二数据线DLm+1分支。第二薄膜晶体管Tr2的第二漏电极DE2电连接到第二像素电极142。
第二像素电极142部分地重叠第二存储线SLn+1以及第三分支电极LSLn+1和第四分支电极RSLn+1以形成第二存储电容器Cst2(见图21)。
第二像素电极142被分成第一畴DM1至第四畴DM4,在第一畴DM1至第四畴DM4中液晶分子沿彼此不同的各种方向取向。如果液晶分子的取向方向在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转,则第二像素电极142的第五延伸部142a在与第一畴DM1相应的区域沿第三方向D3延伸并重叠第一数据线DLm。此外,第二像素电极142的第六延伸部142b在与第二畴DM2相应的区域沿第二方向D2延伸。另外,第二像素电极142的第七延伸部142c在与第三畴DM3相应的区域沿第一方向D1延伸,第二像素电极142的第八延伸部142d在与第四畴DM4相应的区域沿第四方向D4延伸并重叠第二数据线DLm+1。
因而,第一像素电极141的第一延伸部141a至第四延伸部141d可部分地重叠黑矩阵241(见图13)。此外,第二像素电极142的第五延伸部142a至第八延伸部142d可部分地重叠黑矩阵241。
如果第一延伸部至第八延伸部141a至141d和142a至142d与黑矩阵241重叠,则其中液晶分子错排列或没有被排列的区域能转移到黑矩阵241下方的光阻挡区中,其中错排列可以由于边缘场产生。因此,能改善可以由液晶分子的错排列引起的LCD 400的开口率和透光率的降低。
图23是平面图,显示出根据本发明的另一实施方式设置有在图21中示出的像素的第一基板。在下面的描述中,将省略已经参考图22描述的元件的细节并且相同的附图标记将指定相同的元件。
参考图23,第一像素电极141和第二像素电极142的每一个均被分成第一畴DM1至第四畴DM4,在第一畴DM1至第四畴DM4中液晶分子沿彼此不同的各种方向取向。
如果液晶层300在第二畴DM2中的取向方向与液晶层300在第三畴DM3中的取向方向相反,则第一像素电极141的第一延伸部141e在与第二畴DM2相应的区域沿第二方向D2延伸,第一像素电极141的第二延伸部141f在与第二畴DM2相应的区域沿第四方向D4延伸同时与第一数据线DLm部分重叠。另外,第一像素电极141的第三延伸部141g在与第三畴DM3相应的区域沿第一方向D1延伸,第一像素电极141的第四延伸部141h在与第三畴DM3相应的区域沿第三方向D3延伸同时与第二数据线DLm+1部分地重叠。
如果液晶层300在第二畴DM2中的取向方向与液晶层300在第三畴DM3中的取向方向相反,则第二像素电极142的第五延伸部142e在与第二畴DM2相应的区域沿第二方向D2延伸,第二像素电极142的第二延伸部142f在与第二畴DM2相应的区域沿第四方向D4延伸同时与第一数据线DLm部分地重叠。另外,第二像素电极142的第七延伸部142g在与第三畴DM3相应的区域沿第一方向D1延伸,第二像素电极142的第八延伸部142h在与第三畴DM3相应的区域沿第三方向D3延伸同时与第二数据线DLm+1部分地重叠。
因而,第一像素电极141的第一延伸部141e至第四延伸部141h可部分地重叠黑矩阵241(见图16)。此外,第二像素电极142的第五延伸部142e至第八延伸部142h可部分地重叠黑矩阵241。
如果第一延伸部至第八延伸部141e至141h和142e至142h与黑矩阵241重叠,则可以因边缘场而产生的液晶分子的错排列区域能转移到光阻挡区。因此,能改善可由液晶分子的错排列所引起的LCD 400的开口率和透光率的降低。
图24A至图24C是平面图,显示出根据又一示范性实施方式的第一配向层和第二配向层的配向方向以及第一像素电极和第二像素电极的形状,图24A显示出第一配向层的配向方向。图24B显示出第二配向层的配向方向。图24C显示出设置在像素区中的第一像素电极和第二像素电极。
参考图24A至图24C,在第一基板100中像素区PA被分成第一子像素区SPA1和第二子像素区SPA2,第一子像素区SPA1和第二子像素区SPA2的每一个被分成第一区域A1和第二区域A2。在第一区域A1中液晶分子沿第二方向D2取向并且在第二区域A2中沿第一方向D1取向。
在第二基板200中,第一子像素区SPA1和第二子像素区SPA2的每一个均被分成第三区域A3和第四区域A4。在第三区域A3中液晶分子沿第三方向D3取向并且在第四区域A4中沿第四方向D4取向。第一子像素区SPA1的第四区域A4邻近第二子像素区SPA2的第四区域A4。在另一示范性实施方式中,第一子像素区SPA1的第三区域A3可邻近第二子像素区SPA2的第三区域A3。
第一畴DM1至第四畴DM4形成在第一基板100和第二基板200之间第一子像素区SPA1中。第一畴DM1相应于第一区域A1和第三区域A3重叠的区域,第二畴DM2相应于第一区域A1和第四区域A4重叠的区域,第三畴DM3相应于第二区域A2和第三区域A3重叠的区域,第四畴DM4相应于第二区域A2和第四区域A4重叠的区域。
液晶层300的液晶分子在第一畴DM1至第四畴DM4中沿彼此不同的各种方向取向。详细地,在第一畴DM1中,液晶分子沿第五方向D5取向,第五方向D5被限定为第二方向D2和第三方向D3的矢量和;在第二畴DM2中,液晶分子沿第六方向D6取向,第六方向D6被限定为第二方向D2和第四方向D4的矢量和;在第三畴DM3中,液晶分子沿第七方向D7取向,第七方向D7被限定为第一方向D1和第三方向D3的矢量和;在第四畴DM4中,液晶分子沿第八方向D8取向,第四畴DM4中的第八方向D8被限定为第一方向D1和第四方向D4的矢量和。
因此,液晶层300的取向方向在每个子像素区SPA1和SPA2中在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转。
第五畴DM5至第八畴DM8形成在第一基板100和第二基板200之间第二子像素区SPA2中,其中在第五畴DM5中第一区域A1和第四区域A4重叠,在第六畴DM6中第一区域A1和第三区域A3重叠,在第七畴DM7中第二区域A2和第四区域A4,在第八畴DM8中第二区域A2和第三区域A3重叠。
液晶层300的液晶分子在第五畴DM5至第八畴DM8中沿彼此不同的各种方向取向。详细地,在第五畴DM5中,液晶分子沿第九方向D9取向,第九方向D9被限定为第二方向D2和第四方向D4的矢量和;在第六畴DM6中,液晶分子沿第十方向D10取向,第十方向D10被限定为第二方向D2和第三方向D3的矢量和;在第七畴DM3中,液晶分子沿第十一方向D11取向,第十一方向D11被限定为第一方向D1和第四方向D4的矢量和;在第八畴DM8中,液晶分子沿第十二方向D12取向,第十二方向D12被限定为第一方向D1和第三方向D3的矢量和。
第五畴DM5的液晶层300的液晶分子面对第八畴DM8的液晶层的液晶分子。此外,第六畴DM6的液晶层300的液晶分子与第七畴DM7的液晶层300的液晶分子相反地取向。
如此,因为在其中液晶分子沿不同方向取向的多个畴DM1至DM8形成在第一子像素区SPA1和第二子像素区SPA2中,所以LCD 400可具有宽视角。
当液晶分子的取向方向在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转时,第一像素电极141可包括在与第一畴DM1相应的区域沿第三方向D3延伸的第一延伸部141a、在与第二畴DM2相应的区域沿第二方向D2延伸的第二延伸部141b、在与第三畴DM3相应的区域沿第一方向D1延伸的第三延伸部141c以及在与第四畴DM4相应的区域沿第四方向D4延伸的第四延伸部141d。
此外,当在第五畴DM5中液晶分子的取向方向面对第八畴DM8中液晶分子的取向方向时,第二像素电极142可包括在与第六畴DM6相应的区域分别沿第二方向D2和第三方向D3延伸的第五延伸部142e和第六延伸部142f以及在与第七畴DM7相应的区域分别沿第一方向D1和第四方向D4延伸的第七延伸部142g和第八延伸部142h。
参考图24C,液晶分子的取向方向在第一子像素区SPA1中逆时针旋转;在第二子像素区SPA2中,液晶分子在第五畴DM5中的取向方向面对液晶分子在第八畴DM8中的取向方向。然而,根据另一示范性实施方式,液晶分子的取向方向可在第一子像素区SPA1中顺时针旋转,在第二子像素区SPA2中在第六畴DM6中的液晶分子的取向方向可面对在第七畴DM7中的液晶分子的取向方向。
图25是平面图,显示出根据另一示范性实施方式的第一基板。在图25中,为了说明目的,仅示出设置在第一基板100中的其中一个像素。
参考图25,第一基板100包括沿第二方向D2延伸并彼此平行的第一数据线DLm和第二数据线DLm+1以及沿第三方向D3延伸的栅极线GLn。第一基板100的每个像素包括第一薄膜晶体管Tr1、第三像素电极143、第二薄膜晶体管Tr2和第四像素电极。第四像素电极被分成第一电极部144和第二电极部145。
第一薄膜晶体管Tr1连接到第一数据线DLm和栅极线GLn,第二薄膜晶体管Tr2连接到第二数据线DLm+1和栅极线GLn。
第一薄膜晶体管Tr1的第一栅电极GE1从第一栅极线GLn分支,第一薄膜晶体管Tr1的第一源电极SE1从第一数据线DLm分支。第一薄膜晶体管Tr1的第一漏电极DE1电连接到第四像素电极。第二薄膜晶体管Tr2的第二栅电极GE2从栅极线GLn分支,第二薄膜晶体管Tr2的第二源电极SE2从第二数据线DLm+1分支。第二薄膜晶体管Tr2的第二漏电极DE2电连接到第三像素电极143。
第一电极部144和第二电极部145彼此电连接同时在第二方向D2上彼此间隔开。第一像素电极143插置在第一电极部144和第二电极部145之间同时与第一电极部144和第二电极部145电绝缘。
如图25所示,第三像素电极143被分成第一畴DM1至第四畴DM4,在第一畴DM1至第四畴DM4中液晶分子沿彼此不同的各种方向取向。当液晶分子的取向方向在第一畴DM1至第四畴DM4中顺序地逆时针旋转时,第三像素电极143包括在与第一畴DM1相应的区域沿第三方向D3延伸并重叠第一数据线DLm的第一延伸部143a以及在与第二畴DM2相应的区域沿第二方向D2延伸的第二延伸部143b。另外,第一像素电极143包括在与第三畴DM3相应的区域沿第一方向D1延伸的第三延伸部143c以及在与第四畴DM4相应的区域沿第四方向D4延伸并重叠第二数据线DLm+1的第四延伸部143d。
此外,第一电极部144和第二电极部145每个均被分成两个畴以构成第五畴DM5至第八畴DM8,在第五畴DM5至第八畴DM8中液晶分子沿彼此不同的各种方向取向。当液晶分子的取向方向在第五畴DM5至第八畴DM8中顺序地逆时针旋转时,第一电极部144包括在与第五畴DM5相应的区域沿第二方向D2延伸的第五延伸部144a、在与第五畴DM5相应的区域沿第三方向D3延伸并重叠第一数据线DLm的第六延伸部144b、在与第七畴DM7相应的区域沿第一方向D1延伸的第七延伸部141c。
此外,第二电极部145包括在与第六畴DM6相应的区域沿第二方向D2延伸的第八延伸部145a、在与第八畴DM8相应的区域沿第一方向D1的第九延伸部145b以及在与第八畴DM8相应的区域沿第四方向D4延伸的第十延伸部145c。
虽然在图中未示出,但是第三像素电极143的第一延伸部143a至第四延伸部143d可部分地重叠黑矩阵241(见图13)。此外,第一电极部144的第五延伸部144a至第七延伸部144c以及第二电极部145的第八延伸部145a至第十延伸部145c可与黑矩阵241部分地重叠。
当第一延伸部至第十延伸部143a至143d、144a至144c以及145a至145c与黑矩阵241重叠时,则可以因边缘场而产生的液晶分子的错排列区域能转移到光阻挡区中。因此,能改善可由液晶分子的错排列所引起的LCD 400的开口率和透光率的降低。
图26是平面图,显示出根据第六示范性实施方式的LCD。在下面的描述中,将省略已经参考图12描述的元件的细节并且相同的附图标记将指定相同的元件。
参考图26,像素PX还包括与第一像素电极141相应的光阻挡层BL。特别地,光阻挡层BL可设置在第一畴DM1至第四畴DM4之间的界线区处。根据一个示范性实施方式,光阻挡层BL具有平行于第一存储线SLn延伸的条纹形状并设置在第一畴DM1与第二畴DM2之间以及第三畴DM3与第四畴DM4之间的界线区处。
此外,光阻挡层BL的两端分别连接到从第一存储线SLn分支的第一分支电极LSLn和第二分支电极RSLn。沿与彼此相邻的两个畴的至少一个中液晶分子的取向方向平行的方向,光阻挡层BL的两端可在光阻挡层BL的任一侧上被斜切。
例如,沿与第一畴DM1和第二畴DM2的至少一个中的液晶分子的取向方向平行的方向,光阻挡层BL的连接到第一分支电极LSLn的第一端可被斜切。根据一个示范性实施方式,沿平行于第二畴DM2中液晶分子的取向方向的方向,光阻挡层BL的第一端被斜切。
此外,沿与第三畴DM3和第四畴DM4的至少一个中的液晶分子的取向方向平行的方向,光阻挡层BL的连接到第二分支电极RSLn的第二端可被斜切。根据一个示范性实施方式,光阻挡层BL的第二端沿与在第三畴DM3中的液晶分子的取向方向平行的方向被斜切。
虽然图26显示出具有条纹形状的光阻挡层BL,但是本发明不限于此。根据另一示范性实施方式,光阻挡层BL可具有延伸到第一畴DM1与第三畴DM3之间的界线区以及第二畴DM2与第四畴DM4之间的界线区的十字形状。在该情形下,光阻挡层BL的四个边缘可沿与相应畴中的液晶分子的取向方向平行的方向被斜切。
此外,虽然图26显示了设置在第一像素电极141的第一畴DM1至第四畴DM4之间的界线区处的光阻挡层BL,但是本发明不限于此。根据另一示范性实施方式,光阻挡层BL可设置在第二像素电极142的第一畴DM1至第四畴DM4之间的界线区处。
如果光阻挡层BL设置在第一畴DM1至第四畴DM4之间的界线区处,则在显示器中由第一畴DM1至第四畴DM4之间的界线区处的液晶分子的错排列所引起的纹理缺陷会不可见。
此外,如果光阻挡层BL的第一端和第二端被斜切,则能改善像素PX的开口率和透光率。
图27A是在图26中显示的A1的放大图。
参考图27A,光阻挡层BL从第二分支电极RLSn分支。光阻挡层BL的连接到第二分支电极RSLn的第二端可沿平行于第三畴DM3(见图26)中液晶分子的取向方向的方向被斜切。
如果光阻挡层BL通过第二分支电极RSLn连接到第一存储线SLn(见图26),则光阻挡层BL从第一存储线SLn接收存储电压。因此,光阻挡层BL可增加设置在光阻挡层BL与第一像素电极141之间的第一存储电容器Cst1的电容。
虽然在图27A中仅显示了光阻挡层BL的第二端,但是光阻挡层BL的第一端可从第一分支电极LSLn分支。
图27B是根据另一示范性实施方式在图26中显示的A1的平面图。
参考图27B,光阻挡层BL与第二分支电极RSLn间隔开。如果光阻挡层BL的第二端与第二分支电极RSLn电绝缘,则光阻挡层BL不从存储线SLn接收存储电压。因而,光阻挡层BL不执行改善第一存储电容器Cst1的电容的功能。
然而,如果光阻挡层BL与第二分支电极RSLn间隔开,则像素的开口率和透光率可相应于光阻挡层BL与第二分支电极RSLn之间的间隙而改善。
虽然在图中未示出,但是光阻挡层BL的第一端能电连接到第一分支电极LSLn或与第一分支电极LSLn电绝缘。如果光阻挡层BL的第一端电连接到第一分支电极LSLn,则即使光阻挡层BL的第二端与第二分支电极RSLn电绝缘,光阻挡层BL也通过第一分支电极LSLn接收存储电压,因此光阻挡层BL能改善第一存储电容器Cst1的电容。
然而,如果光阻挡层BL的第一端与第一分支电极LSLn电绝缘,则光阻挡层BL处于浮置状态。因而,光阻挡层BL可以不执行改善第一存储电容器Cst1的电容的功能。然而,像素的开口率和透光率可相应于光阻挡层BL的第一端与第一分支电极LSLn之间的间隙而被改善。
图28是平面图,显示根据第七示范性实施方式的LCD的像素,图29是沿图28的IV-IV’线截取的截面图。
参考图28,第一像素电极141和第二像素电极142的每一个均被分成第一畴DM1至第四畴DM4,其中在第一畴DM1至第四畴DM4中液晶分子的取向方向顺序地逆时针旋转。详细地,在第一畴DM1中,液晶分子沿第五方向D5取向,第五方向D5被限定为第二方向D2和第四方向D4的矢量和;在第二畴DM2中,液晶分子沿第六方向D6取向,第六方向D6被限定为第二方向D2和第三方向D3的矢量和;在第三畴DM3中,液晶分子沿第七方向D7取向,第七方向D7被限定为第一方向D1和第四方向D4的矢量和;在第四畴DM4中,液晶分子沿第八方向D8取向,第八方向D8被限定为第一方向D1和第三方向D3的矢量和。
第一像素电极141可包括在与第一畴DM1相应的区域沿第四方向D4延伸的第一延伸部141i以及在与第四畴DM4相应的区域沿第三方向D3延伸的第二延伸部141j。此外,第二像素电极142可包括在与第一畴DM1相应的区域沿第四方向D4延伸的第三延伸部142i以及在与第四畴DM4相应的区域沿第三方向D3延伸的第四延伸部142j。
第一数据线DLm在与第一延伸部141i相应的区域弯曲到第一延伸部141i内,然后在与第一像素电极141的第二畴DM2相邻的区域处向外弯曲。此外,第一数据线DLm在与第三延伸部142i相应的区域弯曲到第三延伸部142i内,然后在与第二像素电极142的第二畴DM2相邻的区域处向外弯曲。因而,对于每个像素来说,第一数据线DLm弯曲四次。
第二数据线DLm+1在与第二延伸部141j相应的区域弯曲到第二延伸部141j内,然后在与第二像素电极142的第三畴DM3相邻的区域处向外弯曲。此外,第二数据线DLm+1在与第四延伸部142j相应的区域弯曲到第四延伸部142j内,然后在第四延伸部142j终止的区域向外弯曲。因而,对于每个像素来说,第二数据线DLm+1弯曲四次。
边缘场产生在第一像素电极141和第二像素电极142的与每个畴的液晶分子的取向方向相应的边缘处。特别地,边缘场在第一畴DM1的左侧和第四畴DM4的右侧产生。当产生边缘场时,液晶分子在产生边缘场的区域异常取向。
第一延伸部至第四延伸部141i、141j、142i和142j相应于产生边缘场的区域形成,使得第一像素电极141和第二像素电极142的边缘部转移到黑矩阵区域中。因而,如果形成第一至第四延伸部141i、141j、142i和142j,则由液晶分子的错排列所引起的纹理缺陷会看不见。
参考图29,第二像素电极142的第三延伸部142i形成在形成黑矩阵241的第二基板200上。此外,第一数据线DLm位于第一分支电极LSLn内部同时与第三延伸部142i重叠。因而,由液晶分子的错排列所引起的纹理缺陷可能看不见。
图30是平面图,显示出根据第八示范性实施方式的LCD的像素。
参考图30,第一像素电极141被分成第一畴DM1至第四畴DM4,其中液晶分子在第一畴DM1中的取向方向面对液晶分子在第四畴DM4中的取向方向,液晶分子在第二畴DM2中的取向方向与液晶分子在第三畴DM3中的取向方向相反。也就是说,液晶分子在第一畴至第四畴中的取向方向能被限定为会聚和发散型。
详细地,在第一畴DM1中,液晶分子沿第六方向D6取向,第六方向D6被限定为第二方向D2和第三方向D3的矢量和;在第二畴DM2中,液晶分子沿第五方向D5取向,第五方向D5被限定为第二方向D2和第四方向D4的矢量和;在第三畴DM3中,液晶分子沿第八方向D8取向,第八方向D8被限定为第一方向D1和第三方向D3的矢量和;在第四畴DM4中,液晶分子沿第七方向D7取向,第七方向D7被限定为第一方向D1和第四方向D4的矢量和。
第一像素电极141可包括在第二畴DM2中沿第四方向D4延伸的第五延伸部141k以及在第三畴DM3中沿第三方向D3延伸的第六延伸部141l。
第二像素电极142被分成第五畴DM5至第八畴DM8,在第五畴DM5至第八畴DM8中液晶分子的取向方向顺序地逆时针旋转。详细地,在第五畴DM5中,液晶分子沿第五方向D5取向,第五方向D5被限定为第二方向D2和第四方向D4的矢量和;在第六畴DM6中,液晶分子沿第六方向D6取向,第六方向D6被限定为第二方向D2和第三方向D3的矢量和;在第七畴DM7中,液晶分子沿第七方向D7取向,第七方向D7被限定为第一方向D1和第四方向D4的矢量和;在第八畴DM8中,液晶分子沿第八方向D8取向,第八方向D8被限定为第一方向D1和第三方向D3的矢量和。
第二像素电极142可包括在第五畴DM5中沿第四方向D4延伸的第三延伸部142i以及在第八畴DM8中沿第三方向D3延伸的第四延伸部142j。
第一数据线DLm在与第五延伸部141k相应的区域弯曲到第五延伸部141k内部,然后延伸到第二像素电极142的第三延伸部142i内而不弯曲。然后,第一数据线DLm在第二像素电极142的第三延伸部142i终止的区域向外弯曲并位于第二像素电极142的第六畴DM6外。因而,对于每个像素来说,第一数据线DLm弯曲至少两次。
此外,第二数据线DLm+1位于第六延伸部141l内部然后在第六延伸部141l终止的区域向外弯曲。然后,第二数据线DLm+1延伸而不弯曲直到第二像素电极142的第四延伸部142j开始的区域,并弯曲到第四延伸部142j内部。因而,对于每个像素来说,第二数据线DLm+1弯曲两次。
因此,如图30所示的第一数据线DLm和第二数据线DLm+1弯曲的次数小于如图28所示的第一数据线DLm和第二数据线DLm+1弯曲的次数。因此,如果在第一像素电极141的第一畴DM1至第四畴DM4中液晶分子的取向方向被配置为会聚和发散型并且第二像素电极142的第五畴DM5至第八畴DM8的取向方向顺序地逆时针旋转,则能减少第一数据线DLm和第二数据线DLm+1弯曲的次数。
如果第一数据线DLm和第二数据线DLm+1弯曲的次数减少,则能减小互连电阻并且能提高LCD的产品良率。
在以下文中,将参考图31A至图31C描述在根据一个示范性实施方式的LCD中液晶分子的取向方向。图31A和图31B是平面图,分别显示出在根据第九示范性实施方式的LCD的第一基板100和第二基板200中像素区的取向方向,其中利用如上所述的取向方法,液晶分子如箭头所示地取向。图31C是截面图,显示出当图31A的第一基板100与图31B的第二基板200耦接时液晶层300的取向方向,其中取向方向是第一基板100和第二基板200的取向方向的和。在图31C中显示的取向方向相应于第一基板100的取向方向和第二基板200的取向方向的矢量和。
在图31A至图31C中,显示从多个像素区PA中选出并排列成2×2矩阵形式的四个像素区P11、P12、P21和P22,以示出在每个像素区PA和相邻的像素区PA中液晶分子的取向方向。实线指示像素区PA的界线,点线指示配向区的界线。
此外,排列成2×2矩阵形式的四个像素区P11、P12、P21和P22可被称为四个子像素区。在图31A-31C中,四个子像素区排列成2×2矩阵形式以构成一个像素区。此外,在每个像素区PA被称为子像素区的情形下,每个像素区的排列方向可以与图31A至31C中显示的排列方向相同。
另外,虽然在图31A至图31C中示出的像素区PA具有在纵向长且在横向短的矩形形状,但是本发明不限于此。例如,像素区PA可具有在横向长且在纵向短的矩形形状。
参考图31A,第一基板100设置有排列成2×2矩阵图案的形式的像素区。也就是说,第一基板100包括定位在第一行和第一列的第一像素区P11、定位在第一行和第二列的第二像素区P12、定位在第二行和第一列的第三像素区P21以及定位在第二行和第二列的第四像素区P22。
第一配向层120包括第一配向区AN1和第二配向区AN2。在第一配向区AN1中液晶层300的取向方向与在第二配向区AN2中液晶层300的取向方向相反。液晶层300在第一配向区AN1中沿第一方向D1取向,液晶层300在第二配向区AN2中沿与第一方向D1相反的第二方向D2取向。第一方向D1和第二方向D2是矩阵的列方向。第三方向D3和第四方向D4是矩阵的行方向。
在一个示范性实施方式中,第一配向层120包括两个第一配向区AN1,第二配向区AN2设置在两个第一配向区AN1之间。
第二配向区AN2可部分地重叠设置在相同行中的两个相邻像素区。详细地,第二配向区AN2可部分地覆盖在第一行中彼此相邻的第一像素区P11和第二像素区P12。此外,第二配向区AN2可部分地覆盖在第二行中彼此相邻的第三像素区P21和第四像素区P22。
根据当前示范性实施方式,第二配向区AN2关于设置在相同行中的两个相邻像素区之一的重叠面积基本上与第二配向区AN2关于两个相邻像素区中另一个的重叠面积相同,但是本发明不限于此。例如,第二配向区AN2关于第一像素区P11的重叠面积可大于或小于第二配向区AN2关于第二像素区P12的重叠面积。如此,能不同地调整在每个像素区中由配向区覆盖的面积量。
图31B显示出具有与第一基板100的像素区相应地排列成2×2矩阵形式的像素区的第二基板200。参考图31B,第二配向层220包括第三配向区AN3和第四配向区AN4。在第三配向区AN3中液晶层300的取向方向与在第四配向区AN4中液晶层300的取向方向相反。液晶层300在第三配向区AN3中沿第三方向D31取向,液晶层300在第四配向区AN4中沿与第三方向D3相反的第四方向D4取向。第三方向D3和第四方向D4是矩阵的行方向并且基本上垂直于第一方向D1和第二方向D2。
在一个示范性实施方式中,第二配向层220包括两个第三配向区AN3,第四配向区AN4设置在这两个第三配向区AN3之间。
第四配向区AN4可部分地重叠设置在相同列中的两个相邻像素区。详细地,第四配向区AN4可部分地覆盖在第一列中彼此相邻的第一像素区P11和第三像素区P21。此外,第四配向区AN4可部分地覆盖在第二列中彼此相邻的第二像素区P12和第四像素区P22。
根据当前示范性实施方式,第四配向区AN4关于设置在相同列中的两个相邻像素区的其中之一的重叠面积基本上与第四配向区AN4关于两个相邻像素区中另一个的重叠面积相同,但是本发明不限于此。例如,第四配向区AN4关于第一像素区P11的重叠面积可大于或小于第四配向区AN4关于第四像素区P22的重叠面积。
参考图31C,当第一基板100与第二基板200组合时,液晶层300具有与第一配向层120和第二配向层220的配向方向的矢量和相应的取向方向。因而,液晶层300被分成多个畴,在该多个畴中液晶分子相应于第一配向层120和第二配向层220的配向方向的矢量和来取向。
畴可包括第一配向区AN1重叠第三配向区AN3的第一畴DM1、第一配向区AN1重叠第四配向区AN4的第二畴DM2、第二配向区AN2重叠第三配向区AN3的第三畴DM3以及第二配向区AN2重叠第四配向区AN4的第四畴DM4。
在第一畴DM1至第四畴DM4中,液晶分子沿彼此不同的各种方向取向。也就是说,液晶层300在第一畴DM1至第四畴DM4中具有彼此不同的各种指向矢。
详细地,在第一畴DM1中,液晶层300沿第五方向D5取向,第五方向D5被限定为第一方向D1和第三方向D3的矢量和;在第二畴DM2中,液晶层300沿第六方向D6取向,第六方向D6被限定为第一方向D1和第四方向D4的矢量和;在第三畴DM3中,液晶层300沿第七方向D7取向,第七方向D7被限定为第二方向D2和第三方向D3的矢量和;在第四畴DM4中,液晶层300沿第八方向D8取向,第八方向D8被限定为第二方向D2和第四方向D4的矢量和。第五方向D5至第八方向D8彼此不同。
每个像素区P11、P12、P21和P22包括第一畴DM1至第四畴DM4。第一畴DM1至第四畴DM4如下布置。在第一像素区P11中,第一畴DM1至第四畴DM4以第一畴DM1、第三畴DM3、第四畴DM4和第二畴DM2的顺序顺时针排列。在第二像素区P12中,第一畴DM1至第四畴DM4以第三畴DM3、第一畴DM1、第二畴DM2和第四畴DM4的顺序顺时针排列。在第三像素区P21中,第一畴DM1至第四畴DM4以第二畴DM2、第四畴DM4、第三畴DM3和第一畴DM1的顺序顺时针排列。在第四像素区P22中,第一畴DM1至第四畴DM4以第四畴DM4、第二畴DM2、第一畴DM1和第三畴DM3的顺序顺时针排列。
如上所述,第一畴DM1至第四畴DM4的排列方向在第一至第四像素区P11、P12、P21和P22中彼此不同。
在第一像素区P11和第四像素区P22中,第一畴DM1至第四畴DM4依序顺时针或逆时针旋转。具有依序顺时针或逆时针排列的第一畴DM1至第四畴DM4的像素区,诸如第一像素区P11和第四像素区P22,将被称为旋转型像素区。
不同于第一像素区P11和第四像素区P22,第二像素区P12和第三像素区P21的第一畴DM1至第四畴DM4的取向方向可以不依序旋转。相反,在一个像素区中,第一畴DM1的取向方向面对第四畴DM4的取向方向同时向内会聚,或第一畴DM1的取向方向与第四畴DM4的取向方向相反同时向外发散。此外,在一个像素区中,第二畴DM2的取向方向和第三畴DM3的取向方向彼此面对同时向内会聚,或第二畴DM2的取向方向和第三畴DM3的取向方向彼此相反同时向外发散。因而,在第二像素区P12和第三像素区P21中液晶分子的取向方向被视为弯曲,但是取向方向指向第一方向D1或第二方向D2。具有其中液晶分子的取向方向向内会聚或向外发散的第一畴至第四畴的像素区,诸如第二像素区P12和第三像素区P21,将被称为会聚-发散型像素区。
图32是平面图,显示出其中图31C的像素区以3×5矩阵图案形式重复排列的LCD。
参考图32,第一配向区AN1和第二配向区AN2沿列彼此交替。此外,第一配向区AN1和第二配向区AN2可部分地重叠在相同行中彼此相邻的两个像素区。
第三配向区AN3和第四配向区AN4沿行彼此交替。此外,第三配向区AN3和第四配向区AN4可部分地重叠在相同列中彼此相邻的两个像素区。
因而,在不同像素区中的彼此邻近的畴中,液晶分子沿相同取向方向取向。
参考图32,每个像素区包括第一畴DM1至第四畴DM4,其中在一个像素区中第一畴DM1至第四畴DM4的排列顺序与相邻像素区的排列顺序不同。
此外,旋转型像素区和会聚-发散型像素区沿行和列彼此交替地排列。因而,如果一个像素区是旋转型像素区,则在行方向或列方向上彼此相邻的四个像素区是会聚-发散型像素区。相反,如果一个像素区是会聚-发散型像素区,则在行方向或列方向上彼此相邻的四个像素区是旋转型像素区。
因为具有上述结构的LCD具有在一个像素区中沿彼此不同的各种方向排列的多个畴,所以能实现宽横向可见度。此外,在具有上述结构的LCD中,可减少线残影(line-afterimage)。
在具有如图32所示的结构的LCD中线残影减少的原因如下。
一般地,离子杂质存在于LCD的液晶层中。离子杂质可来自制造LCD的工艺或者可在已经制成LCD之后由于设置在液晶层两端的电极产生的电场而产生。离子杂质的后一种原因可以在相同灰度级长时间连续显示的像素区中常见。
当电压被施加到每个像素区的电极时,离子杂质由于吸引力而朝电极迁移,因此产生漏电流。因而,位于产生漏电流的区域处的液晶分子由于该漏电流而被错排列。与其它区域相比,液晶分子的错排列降低或增加区域的亮度。
离子杂质的迁移会受到电场、液晶分子的形状和液晶分子的取向方向影响。离子杂质在电场的边缘能容易地迁移,因为电场的影响在电场的边缘被最小化。因而,离子杂质能通过吸引力在电场的边缘容易地迁移而不受电场影响。
此外,与液晶分子的短轴方向相比,离子杂质能沿液晶分子的长轴方向容易地迁移。此外,如果液晶分子在相邻区域沿相同方向取向,则离子杂质能在相邻像素区之间容易地迁移。
然而,根据示范性实施方式,液晶分子在一个像素区的每个畴中沿彼此不同的各种方向取向。此外,在一个像素区的畴中液晶分子的取向顺序以液晶分子的取向方向可能彼此不匹配或者彼此不对称的方式与邻近所述一个像素区的其它像素中液晶分子的取向顺序不同。因而,能减少离子杂质的迁移,从而能减少由离子杂质所引起的线残像。
表1显示出在根据现有技术的LCD中和根据示范性实施方式的LCD中线残像的测试结果。
根据现有技术的LCD设置有旋转型像素区,因此相邻像素区也被制定成旋转型像素区。此外,根据示范性实施方式的LCD被制定成旋转型像素区和会聚-发散型像素区,其中旋转型像素区和会聚-发散型像素区与如上所述的第九示范性实施方式类似地彼此交替地排列。
在表1中,“表示残像的灰度级”指在相同条件下残像图案被施加到LCD持续预定时间之后,当电压被施加到在屏幕的整个表面上实现相同灰度级的程度时发生残像的灰度级。灰度级在从0G到225G的范围内,其中G表示灰度级。此外,0G指示黑颜色,255G指示白颜色以及1G至254G指示灰颜色。在表1中,由于表示残像的灰度级具有较低灰度级,所以在LCD中残像减少。
表1
参考表1,与根据现有技术的LCD相比,根据第九示范性实施方式的LCD能减少残像。
表2显示出在根据现有技术的LCD中和根据示范性实施方式的LCD中对于产生残像的时间长度的测试结果。在该测试中,施加电压使得在表1的相同条件下在屏幕的整个面上实现相同的灰度级。
表2
参考表2,与根据现有技术的LCD相比,在根据第九示范性实施方式的LCD中看到线残像之前的时间长度被延迟。
在以下文中,将描述根据第十示范性实施方式的LCD。第十示范性实施方式的以下描述将集中于相对于第九示范性实施方式的区别从而避免冗余。此外,将省略已经在第九示范性实施方式中描述的元件的细节且相同的附图标记将指定相同的元件。
图33是放大平面图,显示出根据第十示范性实施方式的LCD的一部分。LCD 400设置有具有矩阵形式的相同结构的多个像素区PA,然而,为了便于说明,在图33中仅示出一个像素区PA。
参考图33,除了每个像素区PA的像素电极被分成第一子像素电极PE1和第二子像素电极PE2之外,第十示范性实施方式类似于第九示范性实施方式,第一薄膜晶体管Tr1和第二薄膜晶体管Tr2以及第一数据线DL1和第二数据线DL2相应于第一子像素电极PE1和第二子像素电极PE2设置。
每个像素区设置有栅极线GL、第一数据线DL1、第二数据线DL2、第一薄膜晶体管Tr1和第二薄膜晶体管Tr2以及第一子像素电极PE1和第二子像素电极PE2。
栅极线GL沿第一方向延伸。第一数据线DL1和第二数据线DL2沿其它方向延伸同时交叉栅极线GL。
第一薄膜晶体管Tr1邻近栅极线GL和第一数据线DL1之间的交叉点设置。第一薄膜晶体管Tr1包括从栅极线GL分支的第一栅电极GE1、从第一数据线DL1分支的第一源电极SE1以及与第一源电极SE1间隔开的第一漏电极DE1。
第二薄膜晶体管Tr2邻近栅极线GL和第二数据线DL2之间的交叉点设置。第二薄膜晶体管Tr2包括从栅极线GL分支的第二栅电极GE2、从第二数据线DL2分支的第二源电极SE2以及与第二源电极SE2间隔开的第二漏电极DE2。
第一子像素电极PE1和第二子像素电极PE2设置在第一数据线DL1与第二数据线DL2之间。
第一子像素电极PE1通过接触孔连接到第一漏电极DE1。第二子像素电极PE2还通过一接触孔连接到第二漏电极DE2。对于相同的灰度级,第一子像素电极PE1和第二子像素电极PE2分别通过第一薄膜晶体管Tr1和第二薄膜晶体管Tr2接收具有彼此不同的电压电平的两个电压。
图34是平面图,其与图32类似,显示出其中像素区以3×5矩阵图案重复排列的LCD。
参考图34,第一配向区AN1和第二配向区AN2沿列彼此交替地排列。此外,第一配向区AN1和第二配向区AN2可部分地重叠在相同行中彼此相邻的两个像素区。第三配向区AN3和第四配向区AN4沿行彼此交替地排列。此外,第三配向区AN3和第四配向区AN4可部分地重叠沿列方向彼此相邻的两个像素区。例如,第三配向区AN3重叠设置在沿列方向彼此邻近的两个子像素区的其中之一中的第二子像素电极PE2,并重叠设置在沿列方向彼此邻近的两个子像素区的另一个中的第一子像素电极PE1。此外,第四配向区AN4重叠设置在沿列方向彼此相邻的两个子像素区的其中之一中的第二子像素电极PE2,并重叠设置在沿列方向彼此邻近的两个子像素区的另一个中的第一子像素电极PE1。
此外,每个子像素区包括第一畴DM1至第四畴DM4,其中在一个像素区中第一畴DM1至第四畴DM4的排列顺序与相邻子像素区中的排列顺序不同。此外,旋转型像素区和会聚-发散型像素区沿行和列方向彼此交替地排列。因而,如果一个像素区是旋转型像素区,则在行方向或列方向上邻近旋转型像素区的四个像素区是会聚-发散型像素区。相反,如果一个像素区是会聚-发散型像素区,则在行方向或列方向上邻近会聚-发散型像素区的四个像素区是旋转型像素区。
因为具有上述结构的LCD能通过第一子像素电极PE1和第二子像素电极PE2调整液晶层300的取向方向同时表现出相同的灰度级,所以能改善LCD的横向可见度。此外,因为第一子像素电极PE1和第二子像素电极PE2在一个像素区中相应于不同的配向区,所以能减少离子杂质的迁移。离子杂质存在于LCD的液晶层中。离子杂质可在电场的边缘容易地迁移。然而,因为第一子像素电极PE1与第二子像素电极PE2之间的间隙相应于第三配向区AN3与第四配向区AN4之间的间隙,所以液晶层300的取向方向在该区域不同,使得离子杂质不会容易地迁移。
根据当前示范性实施方式,第一子像素电极PE1和第二子像素电极PE2沿列方向排列,但是实施方式不限于此。子像素电极的数量和形状能不同地变化并且子像素电极能沿不同方向排列。例如,第一子像素电极PE1和第二子像素电极PE2能沿行方向排列。另外,第一子像素电极PE1能被分成两个子像素电极PE1。在该情形下,第二子像素电极PE2设置在这两个子像素电极PE1之间。
虽然已经描述了示范性实施方式,但是本领域的普通技术人员将理解本发明不应限于这些示范性实施方式而是能在本公开的精神和范围内进行各种变化和改进。
例如,虽然像素区已经被示为矩形形状,但是像素区可具有不同的形状。此外,像素电极的数量和形状能不同地变化。
本申请依赖于分别在2010年11月19日、2010年5月7日和2010年4月22日提交的韩国专利申请No.10-2010-0115819、10-2010-0043073和10-2010-0037539的优先权,在此通过参考结合其全部内容。
Claims (53)
1.一种液晶显示器,包括:
第一基板,包括多个像素电极,每个像素电极相应于多个像素区中的其中之一;
第二基板,包括面对所述像素电极的公共电极;
配向层,插置在所述第一基板与所述第二基板之间并包括沿第一方向取向的第一区域、沿不同于所述第一方向的第二方向取向的第二区域、沿不同于所述第一方向和所述第二方向的第三方向取向的第三区域以及沿不同于所述第一方向至所述第三方向的第四方向取向的第四区域;以及
液晶层,包括插置在所述第一基板与所述第二基板之间的液晶分子,其中所述液晶分子在所述液晶层中的多个畴的每一个中沿不同的方向取向,所述畴通过所述配向层的第一区域至第四区域限定在每个像素区中;
其中每个像素电极包括延伸部,该延伸部在所述像素电极的与至少一个所述畴相应的一部分处沿所述第一方向至所述第四方向中的至少一个延伸。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器,其中所述配向层包括当被辐照光时经历分解、二聚和异构化反应的其中之一的聚合物材料,
所述畴包含被限定为所述第一区域和所述第三区域的重叠区域的第一畴、被限定为所述第一区域和所述第四区域的重叠区域的第二畴、被限定为所述第二区域和所述第三区域的重叠区域的第三畴以及被限定为所述第二区域和所述第四区域的重叠区域的第四畴;以及
所述液晶分子在所述第一畴中沿被限定为所述第一方向和所述第三方向的矢量和的第五方向取向,在所述第二畴中沿被限定为所述第一方向和所述第四方向的矢量和的第六方向取向,在所述第三畴中沿被限定为所述第二方向和所述第三方向的矢量和的第七方向取向,以及在所述第四畴中沿被限定为所述第二方向和所述第四方向的矢量和的第八方向取向。
3.根据权利要求2所述的液晶显示器,其中当所述第五方向、所述第六方向、所述第七方向和所述第八方向顺序地逆时针旋转时,每个像素电极的所述延伸部包括:在所述像素电极的与所述第一畴相应的一部分处沿所述第三方向向外延伸的第一延伸部、在所述像素电极与所述第二畴相应的一部分处沿所述第一方向向外延伸的第二延伸部、在所述像素电极的与所述第三畴相应的一部分处沿所述第二方向向外延伸的第三延伸部以及在所述像素电极的与所述第四畴相应的一部分处沿所述第四方向向外延伸的第四延伸部。
4.根据权利要求2所述的液晶显示器,其中当所述第五方向、所述第六方向、所述第七方向和所述第八方向顺序地顺时针旋转时,每个像素电极的所述延伸部包括:在所述像素电极的与所述第一畴相应的一部分处沿所述第一方向向外延伸的第一延伸部、在所述像素电极与所述第二畴相应的一部分处沿所述第四方向向外延伸的第二延伸部、在所述像素电极的与所述第三畴相应的一部分处沿所述第三方向向外延伸的第三延伸部以及在所述像素电极的与所述第四畴相应的一部分处沿所述第二方向向外延伸的第四延伸部。
5.根据权利要求2所述的液晶显示器,其中当所述第五方向面对所述第八方向时,每个像素电极的所述延伸部包括:在所述像素电极的与所述第二畴相应的一部分处沿所述第一方向向外延伸的第一延伸部、在所述像素电极与所述第二畴相应的一部分处沿所述第四方向向外延伸的第二延伸部、在所述像素电极的与所述第三畴相应的一部分处沿所述第二方向向外延伸的第三延伸部以及在所述像素电极的与所述第三畴相应的一部分处沿所述第三方向向外延伸的第四延伸部。
6.根据权利要求2所述的液晶显示器,其中当所述第六方向与所述第七方向面对时,每个像素电极的所述延伸部包括:在所述像素电极的与所述第一畴相应的一部分处沿所述第一方向向外延伸的第一延伸部、在所述像素电极与所述第一畴相应的一部分处沿所述第三方向向外延伸的第二延伸部、在所述像素电极的与所述第四畴相应的一部分处沿所述第二方向向外延伸的第三延伸部以及在所述像素电极的与所述第四畴相应的一部分处沿所述第四方向向外延伸的第四延伸部。
7.根据权利要求1所述的液晶显示器,其中所述配向层包括覆盖所述像素电极的第一配向层以及覆盖所述公共电极的第二配向层,所述第一配向层包括所述第一区域和所述第二区域,所述第二配向层包括所述第三区域和所述第四区域,其中所述第一方向与所述第二方向相反,所述第三方向基本上垂直于所述第一方向,所述第四方向与所述第三方向相反。
8.根据权利要求7所述的液晶显示器,其中每个像素电极包括对于相同的灰度级接收彼此不同的电压的第一子像素电极和第二子像素电极,所述延伸部在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每个的与至少之一所述畴相应的部分处从所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个沿所述第一方向至所述第四方向的至少之一延伸。
9.根据权利要求8所述的液晶显示器,其中所述第一配向层和所述第二配向层的每个均包括当被辐照光时经历分解、二聚和异构化反应的其中之一的聚合物材料,
所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的所述畴包含被限定为所述第一区域和所述第三区域的重叠区域的第一畴、被限定为所述第一区域和所述第四区域的重叠区域的第二畴、被限定为所述第二区域和所述第三区域的重叠区域的第三畴以及被限定为所述第二区域和所述第四区域的重叠区域的第四畴;以及
所述液晶分子在所述第一畴中沿被限定为所述第一方向和所述第三方向的矢量和的第五方向取向,在所述第二畴中沿被限定为所述第一方向和所述第四方向的矢量和的第六方向取向,在所述第三畴中沿被限定为所述第二方向和所述第三方向的矢量和的第七方向取向,以及在所述第四畴中沿被限定为所述第二方向和所述第四方向的矢量和的第八方向取向。
10.根据权利要求9所述的液晶显示器,其中当所述第五方向、所述第六方向、所述第七方向和第八方向顺序地逆时针旋转时,所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个的所述延伸部均包括:在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每个的与所述第一畴相应的一部分处沿所述第三方向向外延伸的第一延伸部、在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每个的与所述第二畴相应的一部分处沿所述第一方向向外延伸的第二延伸部、在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每个的与所述第三畴相应的一部分处沿所述第二方向向外延伸的第三延伸部以及在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每个的与所述第四畴相应的一部分处沿所述第四方向向外延伸的第四延伸部。
11.根据权利要求10所述的液晶显示器,其中所述第一基板还包括沿所述第一方向延伸并在所述第三方向上排列的多条数据线以及沿所述第三方向延伸并在所述第一方向上排列的多条栅极线,所述第一子像素电极和所述第二子像素电极在所述第一方向上彼此相邻。
12.根据权利要求11所述的液晶显示器,其中每个像素设置在两条相邻的数据线之间,所述第一子像素电极和第二子像素电极的每一个的所述第一延伸部和所述第四延伸部分别与所述两条相邻的数据线重叠。
13.根据权利要求9所述的液晶显示器,其中当所述第五方向、所述第六方向、所述第七方向和第第八方向顺序地顺时针旋转时,所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个的所述延伸部包括:在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个的与所述第一畴相应的一部分处沿所述第一方向向外延伸的第一延伸部、在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个的与所述第二畴相应的一部分处沿所述第四方向向外延伸的第二延伸部、在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个的与所述第三畴相应的一部分处沿所述第三方向向外延伸的第三延伸部以及在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个的与所述第四畴相应的一部分处沿所述第二方向向外延伸的第四延伸部。
14.根据权利要求9所述的液晶显示器,其中当所述第五方向面对所述第八方向时,所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个的所述延伸部包括:在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个的与所述第二畴相应的一部分处沿所述第一方向向外延伸的第一延伸部、在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个的与所述第二畴相应的一部分处沿所述第四方向向外延伸的第二延伸部、在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个的与所述第三畴相应的一部分处沿所述第二方向向外延伸的第三延伸部以及在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个的与所述第三畴相应的一部分处沿所述第三方向向外延伸的第四延伸部。
15.根据权利要求9所述的液晶显示器,其中当所述第六方向与所述第七方向面对时,所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个的所述延伸部包括:在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个的与所述第一畴相应的一部分处沿所述第一方向向外延伸的第一延伸部、在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个的与所述第一畴相应的一部分处沿所述第三方向向外延伸的第二延伸部、在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个的与所述第四畴相应的一部分处沿所述第二方向向外延伸的第三延伸部以及在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极的每一个的与所述第四畴相应的一部分处沿所述第四方向向外延伸的第四延伸部。
16.根据权利要求8所述的液晶显示器,其中每个像素区还包括连接到所述第一子像素电极的第一晶体管和连接到所述第二子像素电极的第二晶体管,所述第一子像素电极和所述第二子像素在所述第一方向上彼此相邻,所述第一晶体管和所述第二晶体管设置在所述第一子像素电极和所述第二子像素电极之间。
17.根据权利要求16所述的液晶显示器,其中所述第一基板还包括沿所述第一方向延伸并在所述第三方向上排列的多条数据线以及沿所述第三方向延伸并在所述第一方向上排列的多条栅极线,所述第一晶体管和所述第二晶体管连接到相同的数据线和相同的栅极线。
18.根据权利要求16所述的液晶显示器,其中所述第一基板还包括沿所述第一方向延伸并在所述第三方向上排列的多条数据线以及沿所述第三方向延伸并在所述第一方向上排列的多条栅极线,
每个像素区设置在两条相邻的数据线之间,以及
每个像素区的所述第一晶体管连接到所述两条数据线的其中之一,所述第二晶体管连接到所述两条数据线的剩余一条。
19.根据权利要求8所述的液晶显示器,其中所述第二子像素电极包括在所述第一方向上彼此间隔开预定距离同时彼此电连接的两个电极部,所述第一子像素电极设置在所述两个电极部之间。
20.根据权利要求1所述的液晶显示器,其中所述第二基板还包括黑矩阵,每个像素电极的所述延伸部部分地重叠所述黑矩阵。
21.一种液晶显示器,包括:
第一基板,包括多个像素;
第二基板,面对所述第一基板;以及
液晶层,包括插置在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶分子;
其中每个像素包括多个畴,在每个畴内所述液晶分子沿基本上相同的方向取向,所述液晶分子取向的所述方向对于每个畴不同,
其中所述第一基板和所述第二基板的至少一个包括位于一个或多个所述畴之间的界线处的光阻挡层,所述光阻挡层的端部沿一方向被斜切,该方向基本上平行于在所述光阻挡层周围彼此相邻的所述两个畴的其中之一中所述液晶分子取向的所述方向。
22.根据权利要求21所述的液晶显示器,其中所述第一基板包括设置在每个像素中的像素电极以及与所述像素电极重叠的存储互连部,所述光阻挡层从所述存储互连部延伸。
23.根据权利要求21所述的液晶显示器,其中所述第一基板包括设置在每个像素中的像素电极以及与所述像素电极重叠的存储互连部,所述光阻挡层与所述存储互连部间隔开预定距离。
24.根据权利要求21所述的液晶显示器,其中所述像素包括第一子像素和第二子像素,所述第二子像素被充以一电压,该电压低于被充到所述第一子像素中的电压,所述第一子像素包括被分成第一畴至第四畴的第一子像素电极,所述第二子像素包括被分成第一畴至第四畴的第二子像素电极。
25.根据权利要求24所述的液晶显示器,其中所述液晶分子在所述第一子像素和所述第二子像素的每一个的所述第一畴至所述第四畴中取向的方向顺序地逆时针旋转。
26.根据权利要求25所述的液晶显示器,其中所述光阻挡层面对所述第一子像素电极,所述光阻挡层的第一端位于所述第一畴和所述第二畴之间的界线处并沿所述液晶分子在所述第二畴中取向的方向被斜切,所述光阻挡层的第二端位于所述第三畴和所述第四畴之间的界线处并沿所述液晶分子在所述第三畴中取向的方向被斜切。
27.根据权利要求25所述的液晶显示器,其中所述第一子像素电极包括从所述第一畴延伸的第一延伸部以及从所述第四畴延伸的第二延伸部,所述第二子像素电极包括从所述第一畴延伸的第三延伸部以及从所述第四畴延伸的第四延伸部。
28.根据权利要求27所述的液晶显示器,其中所述第一子像素电极和所述第二子像素电极设置在彼此相邻的所述第一数据线和所述第二数据线之间,所述第一子像素电极的所述第一延伸部和所述第二延伸部分别重叠所述第一数据线和所述第二数据线,所述第二子像素电极的所述第三延伸部和所述第四延伸部分别重叠所述第一数据线和所述第二数据线。
29.根据权利要求28所述的液晶显示器,其中所述第一数据线和所述第二数据线在一个像素中弯曲四次。
30.根据权利要求24所述的液晶显示器,其中所述液晶分子在所述第一子像素的所述第一畴至所述第四畴中取向的方向与所述液晶分子在所述第二子像素的所述第一畴至所述第四畴中取向的方向不同。
31.根据权利要求30所述的液晶显示器,其中所述第一子像素电极包括从所述第二畴延伸的第五延伸部以及从所述第三畴延伸的第六延伸部,所述第二子像素电极包括从所述第一畴延伸的第三延伸部以及从所述第四畴延伸的第四延伸部。
32.根据权利要求31所述的液晶显示器,其中所述第一子像素电极和所述第二子像素电极设置在彼此相邻的所述第一数据线和所述第二数据线之间,所述第一子像素电极的所述第五延伸部和所述第六延伸部分别重叠所述第一数据线和所述第二数据线,所述第二子像素电极的所述第三延伸部和所述第四延伸部分别重叠所述第一数据线和所述第二数据线。
33.根据权利要求32所述的液晶显示器,其中所述第一数据线和所述第二数据线在一个像素中弯曲两次。
34.根据权利要求21所述的液晶显示器,还包括:
第一配向层,形成在所述第一基板上并在每个像素中包括沿第一方向取向的第一区域以及沿不同于所述第一方向的第二方向取向的第二区域;以及
第二配向层,形成在所述第二基板上同时面对所述第一配向层。
35.根据权利要求34所述的液晶显示器,其中所述第一配向层和所述第二配向层的每个均包含当被辐照光时经历分解、二聚和异构化反应的其中之一的聚合物材料。
36.一种液晶显示器,包括:
第一基底,包含具有多列和多行的多个像素区;
像素电极,设置在所述像素区中;
第一配向层,覆盖所述像素电极并包括沿所述列延伸并沿所述第一方向取向的多个第一配向区以及沿所述列延伸并与所述第一配向区交替的多个第二配向区;
第二基底,面对所述第一基底;
公共电极,形成在所述第二基底上同时面对所述像素电极;
第二配向层,覆盖所述公共电极,并包含沿所述行延伸并沿垂直于所述第一方向的第三方向取向的多个第三配向区以及沿所述行延伸并与所述第三配向区交替的多个第四配向区,所述第四配向区沿与所述第三方向相反的第四方向取向;以及
液晶层,包括插置在所述第一配向层和所述第二配向层之间的液晶分子,
其中,当在平面图中观察时,所述第一配向区和所述第二配向区分别部分地重叠在相同行中彼此相邻的两个像素区,所述第三配向区和所述第四配向区部分地重叠在相同列中彼此相邻的两个像素区。
37.根据权利要求36所述的液晶显示器,其中所述液晶层包括被限定为所述第一配向区和所述第三配向区的重叠区域的第一畴、被限定为所述第一配向区和所述第四配向区的重叠区域的第二畴、被限定为所述第二配向区和所述第三配向区的重叠区域的第三畴以及被限定为所述第二配向区和所述第四配向区的重叠区域的第四畴,其中所述液晶分子的取向方向在所述第一畴至所述第四畴中彼此不同。
38.根据权利要求37所述的液晶显示器,其中在彼此相邻并在不同像素区中排列的两个畴中的液晶分子的取向方向彼此相同。
39.根据权利要求37所述的液晶显示器,其中所述液晶分子在所述第一畴中沿被限定为第一方向和第三方向的矢量和的第五方向取向,在所述第二畴中沿被限定为第一方向和第四方向的矢量和的第六方向取向,在第三畴中沿被限定为第二方向和第三方向的矢量和的第七方向取向,在所述第四畴中沿被限定为第二方向和第四方向的矢量和的第八方向取向。
40.根据权利要求39所述的液晶显示器,其中每个像素区包括所述第一畴至所述第四畴,在一个像素区中所述第一畴至所述第四畴中取向方向的顺序与在邻近所述一个像素区的其它像素区中所述第一畴至所述第四畴中取向方向的顺序不同。
41.根据权利要求40所述的液晶显示器,其中,如果在所述第一畴至所述第四畴中所述液晶分子的所述取向方向顺序地顺时针或逆时针旋转的像素区被称为旋转型像素区,并且所述液晶分子在所述第一畴中的所述取向方向与所述液晶分子在所述第四畴中的所述取向方向相反或面对或者所述液晶分子在所述第二畴中的取向方向与所述液晶分子在所述第三畴中的所述取向方向相反或面对的像素区被称为会聚-发散型像素区,则所述旋转型像素区和所述会聚-发散型像素区在行方向和列方向上交替地布置。
42.根据权利要求37所述的液晶显示器,其中每个像素区与所述第一配向区之间的重叠面积与每个像素区与所述第二配向区之间的重叠面积相同。
43.根据权利要求42所述的液晶显示器,其中每个像素区与所述第三配向区之间的重叠面积与每个像素区与所述第四配向区之间的重叠面积相同。
44.根据权利要求42所述的液晶显示器,其中所述第一配向区至所述第四配向区的每一个与两个相邻像素区的其中之一之间的重叠面积与所述第一配向区至所述第四配向区的每一个与两个相邻像素区的剩余一个之间的重叠面积不同。
45.根据权利要求37所述的液晶显示器,还包括在所述第一基底上沿所述行的延伸方向延伸并在所述列的延伸方向上排列的多条栅极线以及在所述第一基底上沿所述列的所述延伸方向延伸并在所述行的所述延伸方向上排列的多条数据线。
46.根据权利要求45所述的液晶显示器,其中每个像素区还包括连接到所述栅极线之一和所述数据线之一的薄膜晶体管,所述薄膜晶体管连接到相应的像素电极。
47.根据权利要求45所述的液晶显示器,其中每个像素电极设置在两条相邻的数据线之间,并包括对于相同的灰度级接收彼此不同的电压的第一子像素电极和第二子像素电极。
48.根据权利要求47所述的液晶显示器,其中每个像素区还包括连接到所述栅极线之一和所述两条相邻数据线之一的第一薄膜晶体管以及连接到所述栅极线之一和所述两条相邻数据线的剩余一条的第二薄膜晶体管,所述第一子像素电极连接到所述第一薄膜晶体管,所述第二子像素电极连接到所述第二子像素电极。
49.根据权利要求47所述的液晶显示器,其中设置在每个像素区中的所述第一子像素电极和所述第二子像素电极沿所述列的所述延伸方向延伸,所述第一子像素电极重叠所述第一配向区和所述第二配向区的其中之一,所述第二子像素电极重叠所述第一配向区和所述第二配向区的剩余一个。
50.根据权利要求47所述的液晶显示器,其中所述第一子像素电极重叠所述第三配向区和所述第四配向区的其中之一,所述第二子像素电极重叠所述第三配向区和所述第四配向区的剩余一个。
51.一种液晶显示器,包括:
多个像素;
其中每个像素包括:
第一基底,包括2×2矩阵形式的四个子像素区;
子像素电极,设置在所述子像素区中;
第一配向层,覆盖所述子像素电极并包括沿彼此相反的方向取向的第一配向区和第二配向区;
第二基底,面对所述第一基底;
公共电极,形成在所述第二基底上同时面对所述子像素电极;
第二配向层,覆盖所述公共电极并包括沿彼此相反的方向以及沿与所述第一配向区和所述第二配向区垂直的方向取向的第三配向区和第四配向区;以及
液晶层,插置在所述第一配向层和所述第二配向层之间;
其中所述第二配向区设置在第一配向区之间同时与在相同行中彼此相邻的两个子像素区部分地重叠,所述第四配向区设置在所述第三配向区之间同时与在相同列中彼此相邻的两个子像素区部分地重叠。
52.根据权利要求51所述的液晶显示器,其中所述液晶层包括多个畴,每个畴包括沿两个配向区以彼此不同的不同方向取向的液晶分子,其中当在平面图中观察时所述两个配向区彼此相应。
53.根据权利要求52所述的液晶显示器,其中,当在平面图中观察时,每个子像素区的所述液晶层包含被限定为所述第一区域和所述第三区域的重叠区域的第一畴、被限定为所述第一区域和所述第四区域的重叠区域的第二畴、被限定为所述第二区域和所述第三区域的重叠区域的第三畴以及被限定为所述第二区域和所述第四区域的重叠区域的第四畴。
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PB01 | Publication | ||
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Owner name: SAMSUNG DISPLAY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SAMSUNG ELECTRONICS CO., LTD. Effective date: 20121101 |
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C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20121101 Address after: Gyeonggi Do, South Korea Applicant after: Samsung Display Co., Ltd. Address before: Gyeonggi Do, South Korea Applicant before: Samsung Electronics Co., Ltd. |
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C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20111109 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |