CN102998857B - 一种狭缝电极、阵列基板及显示装置 - Google Patents

一种狭缝电极、阵列基板及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种狭缝电极、阵列基板和显示装置，用以提高阵列基板图像亮度的均匀性，降低图像色偏的问题。本发明提供的狭缝电极包括：至少一个狭缝电极单元，所述狭缝电极单元包括多个沿第一方向排列的第一狭缝组，以及多个沿第二方向排列的第二狭缝组；所述第一狭缝组中包括至少一个沿第一方向排列的狭缝；所述第二狭缝组中包括至少一个沿第二方向排列的狭缝；所述第一狭缝组和所述第二狭缝组间隔排列。

Description

一种狭缝电极、阵列基板及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种狭缝电极、阵列基板及显示装置。
背景技术
目前，薄膜晶体管液晶显示器（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD）的显示模式主要有扭曲向列（Twisted Nematic，TN）模式、垂直取向（Vertical Alignment，VA）模式、平面方向转换（In-Plane-Switching，IPS）模式和高级超维场转换（ADvanced Super Dimension Switch，ADS）模式等。
ADS模式是平面电场宽视角核心技术，其核心技术特性描述为：通过同一平面内狭缝电极边缘所产生的电场以及狭缝电极层与板状电极层间产生的电场形成多维电场，使液晶盒内狭缝电极间、电极正上方所有取向液晶分子都能够产生旋转，从而提高了液晶工作效率并增大了透光效率。ADS模式的开关技术可以提高TFT-LCD产品的画面品质，具有高分辨率、高透过率、低功耗、宽视角、高开口率、低色差、无挤压水波纹（push Mura）等优点。针对不同应用，ADS技术的改进技术有高透过率I-ADS技术、高开口率H-ADS和高分辨率S-ADS技术等。
如图1所示，现有ADS模式的阵列基板上形成有栅线22和数据线21，相邻的栅线22和数据线21限定了亚像素区（即R亚像素区、G亚像素区或B亚像素区），每一个亚像素区内形成有一个薄膜晶体管（TFT）、条形公共电极24和像素电极25，公共电极24与像素电极25之间为绝缘层（俯视图未示出）。在无电压时，公共电极24和像素电极25之间无电场，位于阵列基板和彩膜基板之间的液晶分子26不发生偏转；当施加电压时，公共电极24和像素电极25之间形成水平电场，液晶分子26沿着电场的方向发生偏转，在宽视角的前提下，实现了较高的透光效率。
如图2所示，现有ADS模式的阵列基板通常采用“/\”状的双畴像素结构，即公共电极34为“/\”状。在施加电压时，液晶分子具有对称取向，显示视角可以在特定角度上呈现一致的对称性。然而，当旋转屏幕或从不同角度观察屏幕时，由于液晶分子表观长度不同，显示视角并不是一致对称（例如，在0°、90°、180°和270°方向上的视角与45°、135°、225°和315°上的视角就有较大差异），显示效果较差。
上述水平摩擦排列的液晶分子模式的显示阵列基板，容易带来水平方向画面明暗不均的显示缺陷，导致图像的显示品质较差。
另外，由于液晶分子水平排列，在观察角度易产生色偏，影响画面显示效果。
发明内容
本发明实施例提供了一种狭缝电极、阵列基板和显示装置，用以提高显示装置显示图像亮度的均匀性，降低图像色偏，从而提高图像画面的品质。
本发明实施例提供的一种狭缝电极，包括：至少一个狭缝电极单元，所述狭缝电极单元包括多个沿第一方向排列的第一狭缝组，以及多个沿第二方向排列的第二狭缝组；所述第一狭缝组中包括至少一个沿第一方向排列的狭缝；所述第二狭缝组中包括至少一个沿第二方向排列的狭缝；所述第一狭缝组和所述第二狭缝组间隔排列。
较佳地，所述第一狭缝组中包括一个或两个狭缝；所述第二狭缝组中包括一个或两个狭缝。
较佳地，所述第一狭缝组中的狭缝与第二狭缝组中的狭缝之间的夹角为
0°~20°。
较佳地，属于第一狭缝组和第二狭缝组相邻的狭缝之间的平均距离为1μm~40μm。
较佳地，所述狭缝电极包括两个狭缝电极单元，两个狭缝电极单元上的狭缝呈镜像分布。
较佳地，所述狭缝电极为公共电极或像素电极。
本发明实施例提供的一种阵列基板，包括所述狭缝电极。
本发明实施例提供的一种显示装置，包括所述阵列基板。
本发明实施例提供的一种狭缝电极，包括：至少一个狭缝电极单元；所述狭缝电极单元包括多个沿第一方向排列的第一狭缝组，以及多个沿第二方向排列的第二狭缝组；所述第一狭缝组中包括至少一个沿第一方向排列的狭缝；所述第二狭缝组中包括至少一个沿第二方向排列的狭缝，所述第一狭缝组和所述第二狭缝组间隔排列。狭缝的设置方向不同，相应地，狭缝电极的形状也不同，狭缝电极与对应的电极之间形成的局部电场的方向不同，排列在相邻狭缝周围的液晶分子水平排列方向不同，整体图像亮度达到均匀性。另外，由于液晶分子固有的特性，液晶分子长轴方向图像呈现蓝色，短轴方向图像呈现出红色。由于排列在相邻狭缝周围的液晶分子水平排列方向不同，多个液晶分子长轴和短轴方向图像呈现不同颜色得到均衡，降低了图像色偏的问题。
附图说明
图1为现有ADS模式的阵列基板单畴像素结构俯视图；
图2为现有ADS模式的阵列基板双畴像素结构的电极俯视图；
图3为本发明实施例提供的阵列基板截面示意图；
图4为本发明实施例提供的阵列基板俯视示意图；
图5为本发明实施例提供的第一狭缝组和第二狭缝组包括一个狭缝的狭缝电极单元结构示意图；
图6为本发明实施例提供的第一狭缝组和第二狭缝组包括两个狭缝的狭缝电极单元结构示意图；
图7为本发明实施例提供的第一狭缝组包括一个狭缝和第二狭缝组包括两个狭缝的狭缝电极单元结构示意图；
图8为本发明实施例提供的第一狭缝组和第二狭缝组包括一个狭缝的狭缝电极单元结构示意图；
图9为本发明实施例提供的液晶分子在公共电极和像素电极的作用下排列方式示意图；
图10为本发明实施例提供的包括两个狭缝电极单元的狭缝电极结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种狭缝电极、阵列基板及显示装置，用以提高显示装置显示图像亮度的均匀性，降低图像色偏，从而提高图像画面的品质。
本发明实施例针对宽视角类型的显示屏，如ADS模式的显示屏，设置像素电极或公共电极为狭缝电极。其中，狭缝电极包括至少一个狭缝电极单元，所述狭缝电极单元包括多个沿第一方向排列的第一狭缝组，以及多个沿第二方向排列的第二狭缝组；所述第一狭缝组中包括至少一个沿第一方向排列的狭缝；所述第二狭缝组中包括至少一个沿第二方向排列的狭缝；所述第一狭缝组和所述第二狭缝组间隔排列。通过设置不同方向的狭缝，改变狭缝电极的图案，实现液晶分子在像素区域水平方向趋向多个方向的排列方式，改善图像亮度的均匀性，降低色偏问题。
需要说明的是，公共电极和像素电极的设置位置可以互换，公共电极可以在像素电极的上方，也可以为像素电极在公共电极的上方，无论哪种电极位于上方，位于上方的电极一定为狭缝电极，位于下方的电极可以为板状电极或狭缝电极。
下面通过附图对本发明实施例提供的技术方案进行说明。
以狭缝电极为像素电极，公共电极为板状电极为例说明。
首先介绍一下像素电极所在阵列基板的整体结构。
参见图3，本发明实施例提供的阵列基板截面图，包括：
基板1、基板1上的公共电极2和像素电极3，公共电极2和像素电极3通过绝缘层4相绝缘。公共电极2设置在像素电极3下方，即靠近基板1的一侧。图3所示的阵列基板为ADS模式的阵列基板。
其中，所述基板可以为玻璃、塑料等，优选为玻璃。所述绝缘层可以为至少一层，图3中只是做示意，只要可以实现绝缘效果即可，不做限定。所述公共电极和像素电极的材料及制作工艺均与现有技术相同，在此不做赘述。
参见图4，本发明实施例提供的阵列基板俯视图。像素电极3位于基板1上呈横向和纵向交叉排列。图4中未体现像素电极3的狭缝设置方式。
下面具体说明本发明实施例提供的狭缝电极为像素电极时的狭缝设置方式。
像素电极包括至少一个狭缝电极单元。
下面具体介绍狭缝电极单元的结构。
如图5，狭缝电极单元31包括多个沿第一方向排列的第一狭缝组311，和多个沿第二方向排列的第二狭缝组312；
第一狭缝组311沿第一方向排列，所述第一方向与像素电极短边的夹角为α；第二狭缝组312沿第二方向排列，所述第二方向与像素电极短边的夹角为β。
第一狭缝组311中包括至少一个沿第一方向排列的狭缝；第二狭缝组312中包括至少一个沿第二方向排列的狭缝；
第一狭缝组311和第二狭缝组312间隔排列。
图5所示的第一狭缝组311中包括一个沿第一方向排列的狭缝311；第二狭缝组312中包括一个沿第二方向排列的狭缝312。
第一狭缝组311和第二狭缝组312中的狭缝个数可以相同也可以不同。
图6所示的狭缝电极单元31，第一狭缝组311和第二狭缝组312中的狭缝个数相同，具体地，第一狭缝组311中包括两个沿第一方向排列的狭缝3111；第二狭缝组312中包括两个沿第二方向排列的狭缝3112。
图7所示的狭缝电极单元31，第一狭缝组311和第二狭缝组312中的狭缝个数不相同，第一狭缝组311中包括一个沿第一方向排列的狭缝3111；第二狭缝组312中包括两个沿第二方向排列的狭缝3112。
所述狭缝电极还可以为第一狭缝组311中包括两个沿第一方向排列的狭缝3111；第二狭缝组312中包括一个沿第二方向排列的狭缝3112。
狭缝电极单元31中的所有第一狭缝组311和第二狭缝组312沿像素电极3的短边排列或沿像素电极3的长边排列。本发明实施例图5至图10所示的狭缝电极单元31中的狭缝组沿像素电极3的短边排列。
本发明实施例提供的像素电极还可以是如图8所示的结构。第一狭缝组311与像素电极的短边（如图8中的虚线a）平行，第二狭缝组312与像素电极的短边呈一定夹角α。
下面结合图9说明本发明实施例提供的狭缝电极的阵列基板可以改善图像亮度均一性和色偏问题的原理。
ADS模式的显示屏，像素电极和公共电极在施加一定电压形成电压差，二者之间形成一定电场，现有技术每个像素电极对应的区域在同一灰阶下呈现的图像的亮度不均匀，这一缺陷在低电压灰阶画面下可见，在屏幕处于全黑或者整个显示屏较亮时不可见。因此，低电压下灰阶显示效果越暗，图像的亮度不均匀的缺陷越不明显，因此，需要保证低电压下光线的透过率较低，保证图像显示亮度比较均匀。
参见图9，为施加了一定驱动电压的狭缝电极单元31和公共电极（图9中未体现公共电极）形成电场之后，液晶分子5的排列结构示意图。此时液晶分子5从狭缝电极单元31未施加电压的情况下的均一方向的排列方式转变为狭缝电极单元31和公共电极施加驱动电压的情况下的排列方向，该排列方向受狭缝电极单元31的影响。狭缝电极单元31中的狭缝的排列方向为两个，狭缝之外的狭缝电极单元31部分之间形成电场在局部不一致，电场在水平方向的指向不同，液晶分子5长轴沿着电场线的方向排列，液晶分子5的排列方向在局部也不一致，液晶分子5长轴在水平方向的指向也不同。在低电压下光线的透过率较低，保证图像显示亮度比较均匀。
并且，当液晶分子5长轴在水平方向的指向也不同时，某一视角的液晶分子5的折射率不同，整体上缩小了不同视角之间平均折射率的差距，人眼从不同角度观看显示屏时，不会有太明显的差异，视角很大的情况下观看显示屏时，色差和亮度的变化较小，提高了图像亮度的均匀性，减小了不同视角带来的色差，提高了图像显示的品质。
上述狭缝与像素电极的短边的夹角、狭缝的宽度，以及狭缝的密度根据显示屏具体尺寸的大小而定。
较佳地，所述第一狭缝组中的狭缝与第二狭缝组中的狭缝之间的夹角（α+β）为0°~20°。
所述α可以为±11°，此时β可以为±7°，或β可以为±11°，此时α可以为±7°，所述α可以为0°，此时β可以为±7°或±11°，或所述β可以为0°，此时α可以为±7°或±11°。
较佳地，所述第一狭缝组和第二狭缝组相邻的狭缝之间的平均距离为1μm~40μm。
同理，当显示屏尺寸较大时，可以设置狭缝与横向的夹角大一些，相邻两个狭缝之间的平均距离大一些；当显示屏尺寸较小时，可以设置狭缝与横向的夹角相对小一些，相邻两个狭缝之间的平均距离小一些。
较佳地，所述狭缝电极包括两个狭缝电极单元，两个狭缝电极单元上的狭缝呈镜像分布。如图10所示，为像素电极3包括如图5所示的狭缝电极单元的俯视示意图，虚线b靠上的部分为第一狭缝电极单元，虚线b靠下的部分为第二狭缝电极单元。第一狭缝电极单元和第二狭缝电极单元关于虚线b呈镜像对称。
像素电极3上除了第一狭缝组和第二狭缝组之外，均为像素电极的导电膜层部分。
镜像对称设置的狭缝电极单元，可以更进一步提高液晶分子的分布不均匀性，可以降低低电压下光线的透过率，且减小不同视角下的色偏。
需要说明的是，狭缝电极不限于图5至图10所示的设置方式。
在显示屏尺寸较大时，例如平板电脑或液晶电视，由于相应的像素电极较大，第一狭缝组和第二狭缝组中的狭缝可以设置多一些。但是针对尺寸较小的显示屏，为了降低制作工艺的复杂度，第一狭缝组和第二狭缝组中的狭缝可以设置少一些。
较佳地，第一狭缝组和第二狭缝组中的狭缝个数相同，以保证整个像素电极上液晶分子的排列比较均匀，实现较佳的显示效果。
本发明实施例还可以设置公共电极为狭缝电极，狭缝设置在与显示区域相对应的位置，狭缝的设置方式与上述像素电极上的狭缝的设置方式类似，这里不再赘述。
本发明实施例提供的狭缝电极结构，狭缝的排列方向也可以沿像素电极的长边方向排列。
需要说明的是，当公共电极为狭缝电极，则像素电极设置为板状电极。当像素电极为狭缝电极，公共电极设置为板状电极。这样可以保证液晶分子在较密的电场下发生偏转，实现较佳的显示效果。
本发明实施例还提供一种阵列基板，包括本发明实施例所述的狭缝电极。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括上述阵列基板，该显示装置可以为ADS模式的液晶面板、液晶显示器、液晶电视、OLED面板、OLED显示器、OLED电视或电子纸等显示装置。
该显示装置的一个示例为液晶显示装置，其中，阵列基板与对置基板彼此对置以形成液晶盒，在液晶盒中填充有液晶材料。该对置基板例如为彩膜基板。阵列基板的每个像素单元的像素电极用于施加电场对液晶材料的旋转的程度进行控制从而进行显示操作。在一些示例中，该液晶显示器还包括为阵列基板提供背光的背光源。
该显示装置的另一个示例为有机电致发光（OLED）显示装置，其中，阵列基板的每个像素单元的薄膜晶体管连接有机电致发光装置的阳极或阴极，用于驱动有机发光材料发光以进行显示操作。
本发明实施例提供的一种狭缝电极，包括：至少一个狭缝电极单元；所述狭缝电极单元包括多个沿第一方向排列的第一狭缝组，以及多个沿第二方向排列的第二狭缝组；所述第一狭缝组中包括至少一个沿第一方向排列的狭缝；所述第二狭缝组中包括至少一个沿第二方向排列的狭缝，所述第一狭缝组和所述第二狭缝组间隔排列。狭缝的设置方向不同，相应地，狭缝电极的形状也不同，狭缝电极与对应的电极之间形成的局部电场的方向不同，排列在相邻狭缝周围的液晶分子水平排列方向不同，整体图像亮度达到均匀性。另外，由于液晶分子固有的特性，液晶分子长轴方向图像呈现蓝色，短轴方向图像呈现出红色。由于排列在相邻狭缝周围的液晶分子水平排列方向不同，多个液晶分子长轴和短轴方向图像呈现不同颜色得到均衡，降低了图像色偏的问题。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种狭缝电极，其特征在于，包括：两个狭缝电极单元，每一所述狭缝电极单元包括多个沿第一方向排列的第一狭缝组，以及多个沿第二方向排列的第二狭缝组；所述第一狭缝组中包括至少一个沿第一方向排列的狭缝；所述第二狭缝组中包括至少一个沿第二方向排列的狭缝；所述第一狭缝组和所述第二狭缝组间隔排列；所述两个狭缝电极单元上的狭缝呈镜像分布；
所述第一方向与所述狭缝电极短边之间的夹角为α，所述第二方向与所述狭缝电极的短边之间的夹角为β，其中，α＝±11°、β＝±7°，或者α＝±7°、β＝±11°，或者α＝0°、β＝±7°，或者α＝0°、β＝±11°，或者β＝0°、α＝±7°，或者β＝0°、α＝±11°。
2.根据权利要求1所述的狭缝电极，其特征在于，所述第一狭缝组中包括一个或两个狭缝；所述第二狭缝组中包括一个或两个狭缝。
3.根据权利要求1所述的狭缝电极，其特征在于，所述第一狭缝组中的狭缝与第二狭缝组中的狭缝之间的夹角为大于4°小于等于20°。
4.根据权利要求1所述的狭缝电极，其特征在于，属于第一狭缝组和第二狭缝组相邻的狭缝之间的平均距离为1μm～40μm。
5.根据权利要求1所述的狭缝电极，其特征在于，所述狭缝电极为公共电极或像素电极。
6.一种阵列基板，其特征在于，包括权利要求1-5任一权项所述的狭缝电极。
7.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求6所述的阵列基板。
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