CN103268042A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示装置，包括：第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板、以及夹设于所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层。所述第一基板包括：第一透明基底、依次形成于所述第一透明基底靠近所述第二基板的表面上的彩色滤光片层以及第一配向层，所述第一基板还包括第一电极，所述第一电极夹设于所述彩色滤光片层中。所述第二基板包括：第二透明基底、第二电极及第三电极以及第二配向层，其中，所述第二电极与所述第三电极分别位于不同层上，且所述第二电极与所述第三电极之间夹设有绝缘层，以电性绝缘所述第二电极和所述第三电极。本发明的液晶显示装置具有较高的穿透率和较快的响应时间。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种液晶显示装置。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器（Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，TFT-LCD）因具有低辐射性、厚度薄和耗电低等特点而被广泛应用于平板显示领域中。最初，绝大多数桌面TFT-LCD都是采用TN（TwistedNematic，扭转向列）模式，然而，TN型液晶显示器的第一电极和第二电极是分别形成在上下两个基板上，其液晶分子是在与基板正交的平面内旋转，由于液晶分子的光学各向异性，导致光从不同角度经过液晶分子后进入人眼的光程不同，因此其显示效果不同，必然导致视角范围比较小。
为了解决视角范围比较小的问题，IPS（In-Plane Switch，面内切换）模式等广视角技术被应用到相关产品中。在现有技术中，为了消除外部静电对IPS液晶显示装置的影响，也就是为了防止静电云纹(Mura)现象，通常会在彩色滤光片基板的外表面另外溅射一ITO（Indium Tin Oxide，氧化铟锡）层。而该ITO层是在彩色滤光片基板和阵列基板分别进行薄化处理以及液晶面板完成组立之后，再进行溅射的，这无形中延长了整个制程的时间，使得成本大大提高。
为了解决上述问题，可以在组立液晶面板之前，在彩色滤光片基板的内侧，也就是靠近液晶层的一侧形成ITO层，且该ITO层作为公共电极与阵列基板的公共电极导通，然后再完成液晶面板的组立。这样，可以简化工序，从而节省了制程时间，并降低生产成本。但是，在这种方法中，由于彩色滤光片基板中的ITO层作为公共电极与阵列基板的公共电极导通，使得彩色滤光片基板的ITO层与阵列基板的像素电极之间存在比较强的垂直电场，对液晶分子在平面内转动具有一定的抑制作用，使得液晶显示装置的穿透率降低、响应时间拉长。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是提供一种液晶显示装置，具有较广的视角范围和较高的穿透率。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种液晶显示装置，包括：第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板、以及夹设于所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层。所述第一基板包括：第一透明基底、依次形成于所述第一透明基底靠近所述第二基板的表面上的彩色滤光片层以及第一配向层，所述第一基板还包括第一电极，所述第一电极夹设于所述彩色滤光片层中。所述第二基板包括：第二透明基底、依次形成于所述第二透明基底靠近所述第一基板的表面上的第二电极及第三电极以及第二配向层，其中，所述第二电极与所述第三电极分别位于不同层上，且所述第二电极与所述第三电极之间夹设有绝缘层，以电性绝缘所述第二电极和所述第三电极。
于本发明的一种具体实施方式中，所述彩色滤光片层包括黑矩阵以及光阻层，所述黑矩阵形成于所述第一透明基底靠近所述第二基板的表面上，所述第一电极覆盖所述黑矩阵，所述光阻层形成于所述第一电极远离所述第一透明基底的表面上。
于本发明的一种具体实施方式中，所述第一电极直接形成于所述黑矩阵以及所述第一透明基底靠近所述第二基板的表面中未形成有所述黑矩阵的部分，所述光阻层直接形成于所述第一电极远离所述第一透明基底的表面上。
于本发明的一种具体实施方式中，所述第一配向层直接形成于所述光阻层远离所述第一透明基底的表面上。
于本发明的一种具体实施方式中，所述彩色滤光片层还包括保护层，所述保护层直接形成于所述光阻层远离所述第一透明基底的表面上，所述第一配向层位于所述保护层与所述液晶层之间。
于本发明的一种具体实施方式中，所述彩色滤光片层还包括保护层，所述保护层直接形成于所述黑矩阵以及所述第一透明基底靠近所述第二基板的表面中未形成有所述黑矩阵的部分，所述第一电极直接形成于所述保护层远离所述第一透明基底的表面上，所述光阻层直接形成于所述第一电极远离所述第一透明基底的表面上。
于本发明的一种具体实施方式中，所述彩色滤光片层包括依次形成于所述第一透明基底靠近所述第二基板的表面上的黑矩阵、光阻层，所述黑矩阵直接形成于所述第一透明基底的所述表面上、所述光阻层直接形成于所述黑矩阵以及所述第一透明基底靠近所述第二基板的表面中未形成有所述黑矩阵的部分，所述第一电极直接形成于所述光阻层远离所述第一透明基底的表面上。
于本发明的一种具体实施方式中，所述彩色滤光片层还包括保护层，所述保护层直接形成于所述第一电极远离所述第一透明基底的表面上，所述第一配向层直接形成于所述保护层远离所述第一透明基底的表面上。
于本发明的一种具体实施方式中，所述第一配向层具有第一摩擦方向，所述第二配向层具有第二摩擦方向，其中所述第二摩擦方向与所述第一摩擦方向相反。
于本发明的一种具体实施方式中，所述液晶层中的液晶分子为负性液晶分子，其中，所述第三电极的排列方向与所述第一摩擦方向之间具有一个夹角，且所述夹角在60至85度之间的范围内。
于本发明的一种具体实施方式中，所述液晶层中的液晶分子为正性液晶分子，其中，所述第三电极的排列方向与所述第一摩擦方向之间具有一个夹角，且所述夹角在5至30度之间的范围内。
于本发明的一种具体实施方式中，所述第二电极为像素电极，所述第三电极为公共电极，所述第一电极与所述第三电极相导通。
于本发明的一种具体实施方式中，所述液晶显示装置进一步包括封框胶，所述第一基板与所述第二基板的多个像素区域的外部区域通过设置所述封框胶将所述第一基板与所述第二基板密封起来，所述封框胶中设置有导电体，所述导电体的一端与所述第一基板的第一电极电性连接、另一端与所述第二基板的第三电极电性连接。
于本发明的一种具体实施方式中，所述第二电极为像素电极，所述第三电极为公共电极，所述第一电极与接地点连接。
于本发明的一种具体实施方式中，所述第一电极为浮接电极。
本发明的液晶显示装置在阵列基板(第二基板)上设置两个电极，在彩色滤光片基板(第一基板)上设置另外一个电极，而且彩色滤光片基板上的电极形成于彩色滤光片层中，在一定程度上可以减弱阵列基板与彩色滤光片基板之间存在的垂直电场，因此，本发明的液晶显示装置的响应速度变快，穿透率也有提高。
附图说明
图1为本发明第一实施例中的液晶显示装置的结构示意图。
图2为图1中液晶显示装置的其中一个像素区域的结构示意图。
图3为本发明第一实施例中的液晶显示装置的另一种实施方式。
图4为本发明比较例中的液晶显示装置的结构示意图。
图5为本发明第二实施例中的液晶显示装置的结构示意图。
图6为本发明第三实施例中的液晶显示装置的结构示意图。
图7为本发明第一实施例中的第二基板的一种具体实施方式的平面示意图。
图8a为沿图8中A-A线的剖面示意图。
图8b为沿图8中B-B线的剖面示意图。
图8c为沿图8中C-C线的剖面示意图。
图9为图7中IX部分的局部放大图。
图10a为示例6的穿透率效果图。
图10b为示例7的穿透率效果图。
图10c为示例6、示例7、示例8及示例9的穿透率-电压关系曲线的对比图。
图11为示例6、示例7、示例8、以及示例9的穿透率-时间关系曲线的对比图。
图12a为示例6的视角范围的效果图。
图12b为示例7的视角范围的效果图。
图12c为示例8的视角范围的效果图。
图12d为示例9的视角范围的效果图。
图13a为示例6、示例7、示例8、以及示例9在90度方向的色差-角度的效果对比图。
图13b为示例6、示例7、示例8在0度方向的色差-角度的效果对比图。
图14为本发明第一实施例中的第二基板的另一种具体实施方式的平面示意图。
图15为图14中的部分子像素区域的局部放大图。
图16是图2所示的液晶显示装置在一种实施方式中的结构示意图。
图17是图5中的液晶显示装置省略了保护层的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
图1为本发明第一实施例中的液晶显示装置的结构示意图。图2为图1中液晶显示装置的其中一个像素区域(图1中每两条相邻的虚线之间的区域对应一个像素区域P)的结构示意图。请参照图1及图2，于本实施例中，液晶显示装置10包括相对设置的第一基板11和第二基板12、以及夹设于第一基板11与第二基板12之间的液晶层13。
其中，第一基板11包括第一透明基底111，第一透明基底111包括靠近第二基板12设置的第一表面1111以及远离第二基板12设置的第二表面1112。
第一基板11与每个像素区域对应的部分分别包括：依次形成于所述第一透明基底111的第一表面1111的彩色滤光片层112、第一配向层113。彩色滤光片层112包括黑矩阵1121以及光阻层1122。所述第一基板11与每个像素区域对应的部分还分别包括：夹设于所述彩色滤光片层112内的第一电极114。优选的，第一电极114是透明电极，其可以例如是由ITO等透明导电材料形成。
于本实施例中，彩色滤光片层112还包括直接形成于光阻层1122远离第一透明基底111的表面上的保护层(over coat层，简称OC层)1123，也就是说保护层1123位于光阻层1122与第一配向层113之间，第一配向层113形成于保护层1123与液晶层13之间。
具体来讲，于本实施例中，第一透明基底111的第一表面1111上直接形成有黑矩阵1121。第一电极114覆盖黑矩阵1121，也就是黑矩阵1121的下表面1121a与侧表面1121b以及第一透明基底111的第一表面1111上未形成有黑矩阵1121的部分形成有整层的第一电极114。优选的，第一电极114均匀溅射在黑矩阵1121的下表面1121a和侧表面1121b、以及第一表面1111上未形成有黑矩阵1121的部分。
光阻层1122可以、但不限于为RGB滤光层。光阻层1122例如包括多个红色滤光图案、多个绿色滤光图案、多个蓝色滤光图案，且每个滤光图案分别对应于一个像素区域P。当然，光阻层1122的结构和图案可以根据实际需要进行选择，本发明的具体实施方式并不以此为限。
进一步的，液晶显示装置10还可以包括设置在第一基板11的第一偏光片115，其中，第一偏光片115形成于第一透明基底111的第二表面1112上。
于本实施例中，第二基板12包括第二透明基底121，第二透明基底121包括靠近第一基板11的第三表面1211和远离第一基板11的第四表面1212。
第二基板12与每个像素区域对应的部分分别包括：形成于透明基底第三表面1211上的第二电极122以及第三电极123，第二电极122和第三电极123分别位于不同层上并且其间夹设有绝缘层，以电性绝缘第二电极122和第三电极123。第二电极122和第三电极123中的其中一个作为像素电极，另一个作为公共电极。优选的，第二电极122与第三电极123是透明电极，其可以例如是由ITO等透明导电材料形成。
在本发明的一种具体实施方式中，第二电极122可以为像素电极，第三电极123可以为公共电极。其中，第二电极122可以包括多个呈彼此大致平行排列的条形第二电极部分1220，且多个第二电极部分1220彼此电性连接。第三电极123也可以包括多个呈彼此大致平行排列的条形第三电极部分1230，且多个第三电极部分1230彼此电性连接在一起，并电性连接至公共电极总线(图未示)。每个像素区域P中，每两个相邻的第二电极部分1220之间可设置一个对应的第三电极部分1230，且第三电极部分1230沿大致平行于第二电极部分1220的方向进行排列。例如，每个第三电极部分1230可居中地设置在每两个相邻的第二电极部分1220之间。需要说明的是，在本发明其他的具体实施方式中，第二电极和第三电极的具体结构也可以采用其他的设计方式，具体请参见后续的描述(如图7及图14)，本发明并不以此为限。
进一步的，液晶显示装置10还可以包括设置在第二基板12的第二配向层126和第二偏光片127。其中，第二配向层126覆盖第三电极123，第二偏光片127形成于第二透明基底121的第四表面1212上。
在本实施例中，液晶层13中的液晶分子131可以为负性液晶分子，也可以为正性液晶分子。
进一步的，为了节省成本，在本发明的其他实施方式中，也可以将保护层1123省略，也就是第一配向层113直接形成在光阻层1122远离第一透明基底111的表面上。具体的可以参照图3。图3所示的液晶显示装置与图1及图2所示的液晶显示装置相比只是省略了保护层1123，其他部分均可参见上述图1及图2所示实施方式中描述的具体内容，此处不再赘述。
表一为在模拟实验中图1及图2所示的液晶显示装置(以下简称示例1)、图3所示的液晶显示装置(以下简称示例2)与比较例之间的穿透率(transmittance)、开启响应时间Ton、关闭响应时间Toff、整体响应时间RT与中心对比度(Center CR)的比较结果。请参照图4，图4为所述比较例中的液晶显示装置10＇的结构示意图，液晶显示装置10＇包括相对设置的第一基板11＇和第二基板12＇、以及夹设于第一基板11＇与第二基板12＇之间的液晶层13＇，第一基板11＇包括第一透明基底111＇。第一基板11＇与每个像素区域对应的部分分别包括：依次形成于第一透明基底111＇第一表面1111＇的黑矩阵1121＇、光阻层1122＇、保护层(overcoat层，简称OC层)1123＇、电极层114＇以及第一配向层113＇。第二基板12＇包括第二透明基底121＇。第二基板12＇与每个像素区域对应的部分分别包括：依次形成于第二透明基底121＇第三表面1211＇的第二电极122＇以及第三电极123＇，第二电极122＇和第三电极123＇分别位于不同层上并且其间夹设有绝缘层，以电性绝缘第二电极122＇和第三电极123＇。第二电极122＇和第三电极123＇中的其中一个作为像素电极，另一个作为公共电极。
需要说明的是，表一中的数据是在比较例中的第二基板12＇的结构与示例1及示例2中的第二基板12的结构及电性连接关系相同、比较例中的液晶层13＇的厚度与示例1及示例2的液晶层13的厚度相同、以及比较例、示例1及示例2中的第一电极均为公共电极的情况下得到的数据。
表一
比较例 示例1 示例2
穿透率 6.67% 7.00% 6.97%
Ton(ms) 36.0686 20.5008 22.7553
Toff(ms) 26.9227 28.0716 27.9449
RT(ms) 62.9913 48.5724 50.7002
中心对比度 3320.85 3549.21 2085.42
在模拟实验中，比较例的整体响应时间RT大致为62.99毫秒（ms），本发明示例1的整体响应时间RT大致为48.57（ms），本发明示例2的整体响应时间RT大致为50.70（ms）。即本发明上述实施例中示例1及示例2中的液晶显示装置，其响应时间均比比较例中的响应时间都要快很多，且穿透率更高。
相对于比较例，本发明实施例提供的液晶显示装置由于将第一电极114形成于光阻层1122与第一透明基底111之间，拉大了第一电极114与第二基板12中的第二电极122与第三电极123之间的距离，减弱了第一基板11与第二基板12之间存在的垂直电场，使得液晶显示装置的穿透率升高，响应时间加快。
图5为本发明第二实施例中的液晶显示装置的结构示意图，为了图示的简洁和清楚起见，图5仅画出了液晶显示装置的其中一个像素区域的结构示意图。请参照图5，于本发明中，液晶显示装置20包括相对设置的第一基板21和第二基板22、以及夹设于第一基板21与第二基板22之间的液晶层23。
其中，第一基板21包括第一透明基底211，第一透明基底211包括靠近第二基板22设置的第一表面2111以及远离第二基板22设置的第二表面2112。
第一基板21与每个像素区域对应的部分分别包括：依次形成于所述第一透明基底211第一表面2111的彩色滤光片层212以及第一配向层213。彩色滤光片层212包括黑矩阵2121以及光阻层2122。所述第一基板21与每个像素区域对应的部分还分别包括：夹设于所述彩色滤光片层212内的第一电极214。
于本实施例中，所述彩色滤光片层212还包括保护层2123，第一电极214设置于光阻层2122与保护层2123之间，第一配向层213形成于保护层2123与液晶层23之间。也就是说，与第一实施例不同的是，本实施例中的第一电极214形成于光阻层2122与保护层2123之间。
具体来讲，于本实施例中，第一透明基底211的第一表面2111上直接形成有黑矩阵2121。黑矩阵2121的下表面2121a与侧表面2121b以及第一透明基底211的第一表面2111上未形成有黑矩阵2121的部分形成有整层的光阻层2122。
进一步的，液晶显示装置20还可以包括设置在第一基板21的第一偏光片215。第一偏光片215形成于第一透明基底211的第二表面2112上。
于本实施例中，第二基板22包括第二透明基底221，第二透明基底221包括靠近第一基板21的第三表面2211和远离第一基板21的第四表面2212。
第二基板22与每个像素区域对应的部分分别包括：形成于透明基底第三表面2211上的第二电极222以及第三电极223，第二电极222和第三电极223分别位于不同层上并且其间夹设有绝缘层，以电性绝缘第二电极222和第三电极223。第二电极122和第三电极123中的其中一个作为像素电极，另一个作为公共电极。优选的，第二电极222与第三电极223是透明电极，其可以例如是由ITO等透明导电材料形成。
在本发明的一种具体实施方式中，第二电极222可以为像素电极，第三电极223可以为公共电极。其中，第二电极222可以包括多个呈彼此大致平行排列的条形第二电极部分2220，且多个第二电极部分2220彼此电性连接。第三电极223也可以包括多个呈彼此大致平行排列的条形第三电极部分2230，且多个第三电极部分2230彼此电性连接在一起，并电性连接至公共电极总线(图未示)。每个像素区域P中，每两个相邻的第二电极部分2220之间可设置一个对应的第三电极部分2230，且第三电极部分2230沿大致平行于第二电极部分2220的方向进行排列。例如，每个第三电极部分2230可居中地设置在每两个相邻的第二电极部分2220之间。需要说明的是，在本发明其他的具体实施方式中，第二电极和第三电极的具体结构也可以采用其他的设计方式，具体请参见后续的描述(如图7及图14)，本发明并不以此为限。
进一步的，液晶显示装置20还可以包括设置在第二基板22的第二配向层226和第一偏光片227。其中，第二配向层226覆盖第三电极223，第二偏光片227形成于第二透明基底221的第四表面2212上。
在本实施例中，液晶层23中的液晶分子231可以为负性液晶分子，也可以为正性液晶分子。
表二为在模拟实验中图5所示的液晶显示装置(以下简称示例3)与比较例(参见图4)之间的穿透率、开启响应时间Ton、关闭响应时间Toff、整体响应时间RT与中心对比度的比较结果。需要说明的是，表一中的数据是在比较例中的第二基板12＇的结构与示例3中的第二基板22的结构及电性连接关系相同、比较例中的液晶层13＇的厚度与示例3的液晶层23的厚度相同、以及比较例、示例3中的第一电极均为公共电极的情况下得到的数据。
表二
比较例 示例3
穿透率 6.67% 7.00%
Ton(ms) 36.0686 22.6103
Toff(ms) 26.9227 27.9664
RT(ms) 62.9913 50.5767
中心对比度 3320.85 3595.16
在模拟实验中，比较例的整体响应时间RT大致为62.99毫秒（ms），本发明示例3的整体响应时间RT大致为50.58（ms）。即本发明上述实施例中的液晶显示装置，其响应时间比比较例中的响应时间都要快很多，且穿透率更高。
相对于比较例，本发明实施例提供的液晶显示装置由于将第一电极214直接形成于光阻层2122上，拉大了第一电极214与第二基板22中的第二电极222与第三电极223之间的距离，减弱了第一基板21与第二基板22之间存在的垂直电场，使得液晶显示装置的穿透率升高，响应时间加快。
图6为本发明第三实施例中的液晶显示装置的结构示意图，为了图示的简洁和清楚起见，图6仅画出了液晶显示装置的其中一个像素区域的结构示意图。请参照图6，于本发明的一种实施方式中，液晶显示装置30包括相对设置的第一基板31和第二基板32、以及夹设于第一基板31与第二基板32之间的液晶层33。
其中，第一基板31包括第一透明基底311，第一透明基底311包括靠近第二基板32设置的第一表面3111以及远离第二基板32设置的第二表面3112。
第一基板31与每个像素区域对应的部分分别包括：形成于所述第一透明基底311第一表面3111上的彩色滤光片层312，形成于所述彩色滤光片层312与液晶层之间的第一配向层313。彩色滤光片层312包括黑矩阵3121以及光阻层3122。所述第一基板31与每个像素区域对应的部分还分别包括：夹设于所述彩色滤光片层312内的第一电极314。
于本实施例中，所述彩色滤光片层312还包括保护层3123。具体的，黑矩阵3121直接形成于第一透明基底311的第一表面3111上、保护层3123直接形成于黑矩阵3121以及部分第一透明基底311的第一表面3111上、第一电极314直接形成于保护层3123远离所述第一透明基底311的表面上、光阻层3122直接形成在第一电极314远离所述第一透明基底311的表面上。也就是说，本实施例与第一实施例不同的是，在形成第一电极314之前先形成保护层3123。这样可以减小因光阻层3122与黑矩阵3121交叠区域的断差所造成的对液晶分子的影响，这里所说的断差指的是，黑矩阵与第一透明基底的第一表面之间的高度差，在图2、图3、图5中的标示为h。优选的，保护层3123的厚度大于或等于黑矩阵3121的厚度。
具体来讲，本实施例通过在形成黑矩阵3121之后先形成保护层3123，再形成第一电极314来使第一电极314更加平坦。相对于图2及图3中的第一电极114，本实施例中的第一电极314在光阻层3122与黑矩阵3121交叠区域变得平坦了，这样可以减小因第一电极的不平坦所造成的对液晶分子倾角的影响，使液晶分子的倾角在交叠区域的变化不大，也就相应的减小了由于液晶分子倾角变化所带来的对视角范围的影响。
于本实施例中，第二基板32包括第二透明基底321，第二透明基底321包括靠近第一基板31的第三表面3211和远离第一基板31的第四表面3212。
第二基板32与每个像素区域对应的部分分别包括：形成于透明基底第三表面3211上的第二电极322以及第三电极323，第二电极322和第三电极323分别位于不同层上并且其间夹设有绝缘层，以电性绝缘第二电极322和第三电极323。第二电极322和第三电极323中的其中一个作为像素电极，另一个作为公共电极。优选的，第二电极322与第三电极323是透明电极，其可以例如是由ITO等透明导电材料形成。
在本发明的一种具体实施方式中，第二电极322可以为像素电极，第三电极323可以为公共电极。其中，第二电极322可以包括多个呈彼此大致平行排列的条形第二电极部分3220，且多个第二电极部分3220彼此电性连接。第三电极323也可以包括多个呈彼此大致平行排列的条形第三电极部分3230，且多个第三电极部分3230彼此电性连接在一起，并电性连接至公共电极总线(图未示)。每个像素区域P中，每两个相邻的第二电极部分3220之间可设置一个对应的第三电极部分3230，且第三电极部分3230沿大致平行于第二电极部分3220的方向进行排列。例如，每个第三电极部分3230可居中地设置在每两个相邻的第二电极部分3220之间。需要说明的是，在本发明其他的具体实施方式中，第二电极和第三电极的具体结构也可以采用其他的设计方式，具体请参见后续的描述(如图7及图14)，本发明并不以此为限。
进一步的，液晶显示装置30还可以包括设置在第二基板32的第二配向层326和第二偏光片327。其中，第二配向层326覆盖第三电极323，第二偏光片327形成于第二透明基底321的第四表面3212上。
在本实施例中，液晶层33中的液晶分子331可以为负性液晶分子，也可以为正性液晶分子。
表三为在模拟实验中图6所示的液晶显示装置(以下简称示例4)以及比较例(请参见图4)之间的穿透率(transmittance)、开启响应时间Ton、关闭响应时间Toff、整体响应时间RT与中心对比度(Center CR)的比较结果。需要说明的是，表三中的数据是在比较例中的第二基板12＇的结构与示例4中的第二基板32的结构及电性连接关系相同、比较例中的液晶层13＇的厚度与示例4的液晶层13的厚度相同、以及比较例、示例4的第一电极均为公共电极的情况下得到的数据。
表三
比较例 示例4
穿透率 6.67% 7.01%
Ton(ms) 36.0686 22.6184
Toff(ms) 26.9227 28.0002
RT(ms) 62.9913 50.6186
中心对比度 3320.85 3170.25
在模拟实验中，比较例的整体响应时间RT大致为62.99毫秒（ms），本发明示例4的整体响应时间RT大致为50.62（ms）。即本发明上述实施例中的液晶显示装置，其响应时间比比较例中的响应时间都要快很多，且穿透率更高。
相对于比较例，本发明实施例提供的液晶显示装置由于将第一电极314形成于黑矩阵3121与光阻层3122之间，一方面拉大了第一电极314与第二基板32中的第二电极322与第三电极323之间的距离，减弱了第一基板31与第二基板32之间存在的垂直电场，使得液晶显示装置的穿透率升高，响应时间加快；另一方面，由于先形成保护层3123，再形成第一电极314，使得第一电极314更加平坦，这样在第一电极314上形成的光阻层3122也相应的变得比较平坦，也就是说光阻层3122与黑矩阵3121交叠区域的断差减小了，这样可以减小因光阻层3122与黑矩阵3121交叠区域的断差所造成的对液晶分子的影响，也就相应的减小了对视角的影响。
图7为本发明第一实施例中的第二基板的一种具体实施方式的平面示意图；图8a是沿图7中A-A线的剖面示意图；图8b是沿图7中B-B线的剖面示意图；图8c是沿图7中C-C线的剖面示意图。
请同时参照图7及图8a、8b及图8c，于本实施方式中，本发明的液晶显示装置的第二基板12b具体包括第二透明基底121b以及形成在第二透明基底121b上的多条扫描线124b、多条数据线125b及形成在扫描线124b和数据线125b交叉位置处的薄膜晶体管126b。薄膜晶体管126b包括与扫描线124b电性连接的栅极1261b、半导体层1262b、与数据线125b电性连接的源极1263b、漏极1264b。栅极1261b与半导体层1262b之间还形成有栅极绝缘层128b。进一步的，第二电极122b与第三电极123b之间还包括钝化层129b以电性隔离第二电极122b与第三电极123b。
多条扫描线124b和多条数据线125b相互交叉以限定出多个像素区域P，即每相邻两条扫描线124b和每相邻两条数据线125b之间相互交叉从而限定出一个像素区域P。优选地，扫描线124b和数据线125b彼此相互垂直。优选地，每个像素区域P分别包括至少两个以上的子像素区域P1，图7所示的子像素区域P1的数目仅仅是为了方便说明而设，其不作为对本发明的限制，本发明的子像素区域P1的数目可以根据实际液晶显示装置的尺寸和实际制程条件合理选择。
图9是图7中的子像素区域中Ⅸ部分的局部放大图，请参照图9，于本实施方式中，第二电极122b为网状结构，其包括多个第一像素电极部分1221b和多个第二像素电极部分1222b。第一像素电极部分1221b和第二像素电极部分1222b位于同一层中，且彼此相互交叉以限定出多个子像素区域P1。多个第一像素电极部分1221b呈彼此大致平行排列的条形，且其彼此电性连接在一起，而多个第二像素电极部分1222b也呈彼此大致平行排列的条形，且其彼此电性连接在一起。此外，多个第一像素电极部分1221b和多个第二像素电极部分1222b也彼此电性连接在一起，从而组成了像素区域P中的第二电极122b，并电性连接至薄膜晶体管126b的漏极1264b(请参照图8a)。
优选地，第一像素电极部分1221b和第二像素电极部分1222b相互垂直，第一像素电极部分1221b大致沿平行于扫描线112b的方向进行排列，而第二像素电极部分1222b大致沿平行于数据线125b的方向进行排列，从而能够使得液晶显示装置具有更加规整的像素结构。
而多个第三电极123b也呈彼此大致平行排列的条形，且其彼此电性连接在一起，并电性连接至第一公共电极总线（未标示）。在本发明实施例中，每个像素区域P中，每两个相邻的第二像素电极部分1222b之间可设置一个对应的第三电极123b，其沿大致平行于第二像素电极部分1222b的方向进行排列。每个第三电极123b可居中地设置在每两个相邻的第二像素电极部分1222b之间。
优选地，第三电极123b可设置为垂直于第二电极122b中的第一像素电极部分1221b，平行于第二像素电极部分1222b。当然，本领域技术人员可以理解的是，第三电极123b与第一像素电极部分1221b之间也可设置一定的夹角，例如，第三电极123b与第一像素电极部分1221b之间的夹角在50至150度之间的范围内，从而可以使液晶分子具有更快的响应速度。
于本实施方式中，第一像素电极部分1221b和第二像素电极部分1222b的宽度L1可设计在2至5微米（μm）之间的范围内，为避免第一像素电极部分1221b和第二像素电极部分1222b的正上方出现向错线（disclination line），所以第一像素电极部分1221b和第二像素电极部分1222b的宽度L1越细越好，但是考虑到实际制程能力的限制，依据制程良率，优选地将第一像素电极部分1221b和第二像素电极部分1222b的宽度L1设为2-5微米较好。优选地，第三电极123b的宽度L2也可设计在2至5微米（μm）之间的范围内。
于本实施方式中，在像素区域P中，每两个相邻第一像素电极部分1221b之间的间隙宽度L3可设计在大于0、且小于或等于6微米（μm）的范围内，而每两个相邻第二像素电极部分1222b之间的间隙宽度L4也可设计在大于0、且小于或等于6微米（μm）的范围内，这样的尺寸设计是考虑实际电场分量的利用率，太大则达不到理想效果。而每两个相邻第三电极123b之间的间隙宽度L5可设计在大于或等于3、且小于或等于8微米（μm）的范围内，其主要是考虑到实际制程的能力，大于此范围将会得不到较为理想的效果，小于此范围则实际制作比较困难，因此，优选地将每两个相邻第三电极123b之间的间隙宽度L5设计在大于或等于3、且小于或等于8微米（μm）之间的范围内。
进一步的，于本实施方式中，请再参照图7，第一配向层的摩擦方向a(第一摩擦方向)与第二配向层的摩擦方向b(第二摩擦方向)相反，第一偏光片的第一偏光片透过轴方向c与第二偏光片的第二偏光片透过轴方向d相互垂直。
进一步的，于本实施方式中，液晶层中的液晶分子可以是正性液晶分子，也可以是负性液晶分子。如果液晶层中的液晶分子是负性液晶分子，那么设置在第二基板12b上的第三电极126b与第二配向层126b的摩擦方向b的夹角α优选在60至85度之间的范围内。如果液晶层中的液晶分子是正性液晶分子，那么设置在第二基板12b上的第三电极126b与第二配向层126b的摩擦方向b的夹角α优选在5至30度之间的范围内。这样可使液晶层中的液晶分子初始就具有沿一个方向扭转的力矩，具有较大的力矩和较快的响应时间，且可以使液晶分子沿同一方向进行扭转，增加了液晶显示装置的穿透率，并且由于摩擦配向可以使得液晶层中的液晶分子具有预倾角，其在0至4度之间的范围内，使液晶分子在电场力作用下保持水平面内旋转，具有高视角特征。
图10a为上述实施方式中的液晶显示装置(请参考图2、图7至图9)搭配负性液晶分子时(以下简称示例5)的穿透率效果图，图10b为上述实施方式中的液晶显示装置搭配正性液晶分子时(以下简称示例6)的穿透率效果图，图10c为示例5、示例6、示例7、以及示例8的穿透率-电压关系曲线的对比图，其中，示例7为图3所示的液晶显示装置搭配负性液晶分子时。示例8与示例7的区别在于第一基板中没有设置第一电极，且示例8中的液晶层搭配的是正性液晶分子。
具体的，图10c中的曲线①为示例5的穿透率与电压的关系曲线，曲线②为示例6的穿透率与电压的关系曲线，曲线③为示例7的穿透率与电压的关系曲线，曲线④为示例8的穿透率与电压的关系曲线。如图10c所示，在驱动电压为5V时，示例5的穿透率为0.026588，而示例7的穿透率为0.021085，也就是说，在驱动电压为5V时，示例5的穿透率比示例7的穿透率高25%。在驱动电压为4V时，示例5的穿透率为0.01989，而示例7的穿透率为0.012304，也就是说，在驱动电压为4V时，示例5的穿透率比示例7的穿透率高60%。在驱动电压为5V时，示例6的穿透率为0.019997，而示例8的穿透率为0.020647，也就是说，在驱动电压为5V时，示例6的穿透率比示例8的穿透率低不到4%，没有明显下降。在驱动电压为4V时，示例6的穿透率为0.017397，而示例8的穿透率为0.0189，也就是说，在驱动电压为4V时，示例5的穿透率比示例7的穿透率低不到8%，也没有太明显的下降，而且比示例7的穿透率高40%。由此可见，本发明是可以兼容正性液晶分子的。
图11为示例5、示例6、示例7、以及示例8的穿透率-时间关系曲线的对比图。具体的，图11中的曲线①为示例5的穿透率-时间的关系曲线，曲线②为示例6的穿透率-时间的关系曲线，曲线③为示例7的穿透率-时间的关系曲线，曲线④为示例8的穿透率-时间的关系曲线。如图11所示，本发明实施方式的示例5，其在模拟实验下，开启的响应时间Ton大致为14.69毫秒（ms），而关闭的响应时间Toff大致为9.28毫秒（ms），本发明实施方式的示例6，其在模拟实验下，开启的响应时间Ton大致为11.39毫秒（ms），而关闭的响应时间Toff大致为9.62毫秒（ms），而示例7，其开启的响应时间Ton一般均在30毫秒（ms）以上(模拟实验为32.02毫秒，实测为34.37毫秒)，其关闭的响应时间Toff一般均在12毫秒（ms）以上(模拟实验为12.19毫秒，实测为13.1毫秒)。即本发明实施方式的液晶显示装置不论是搭配正性液晶分子还是搭配负性液晶分子，其响应时间比示例7的响应时间都要快很多，且负性液晶的穿透率更高。而与示例8相比，响应时间大致相同，其差别不大，均可达到现有液晶显示装置相当的水平。
图12a至图12d分别为示例5、示例6、示例7、以及示例8的视角范围的效果图。从图12a至图12d可以看出，本实施方式无论是搭配正性液晶分子还是负性液晶分子，都具有优良的广视角特性，上下左右方向均可达到180，并且，本实施方式搭配负性液晶分子的视角及中心高对比区域均优于搭配正性液晶分子，也优于示例7。
图13a为示例5、示例6、示例7、以及示例8在90度方向的色差-角度的效果对比图。其中，图13a的曲线①、②、③、④均是在相同的模拟条件下生成的，曲线①为示例5在90度方向的色差-角度关系曲线，曲线②为示例6在90度方向的色差-角度关系曲线，曲线③为示例7在90度方向的色差-角度关系曲线，曲线④为示例8在90度方向的色差-角度关系曲线。图13b为示例5、示例6、示例7在0度方向的色差-角度的效果对比图。其中，图13b的曲线①、②、③均是在相同的模拟条件下生成的，曲线①为示例5在0度方向的色差-角度关系曲线，曲线②为示例6在0度方向的色差-角度关系曲线，曲线③为示例7在0度方向的色差-角度关系曲线。如图13a及图13b所示，本发明实施方式的示例6与示例5与示例7均具有较小的色差特性，但是本实施方式搭配负性液晶分子时的色差最小。
在其他的具体实施方式中，上述实施例中的第二基板也可以采用如图14及图15所示的结构，图14为本发明第一实施例中的第二基板的另一种具体实施方式的平面示意图，为了图示的简洁和清楚起见，图14仅揭示了第二基板的其中一个像素区域P＇的平面结构。图15为图14中的部分子像素区域的局部放大图。
请同时参照图14及图15，于本实施方式中，第二基板12c包括透明基底以及形成于透明基底上的多条扫描线124c、多条数据线125c及形成在扫描线124c和数据线125c交叉位置处的薄膜晶体管126c。多条扫描线124c和多条数据线125c相互交叉从而限定出多个像素区域P＇，即每相邻两条扫描线124c和每相邻两条数据线125c之间相互交叉从而限定出一个像素区域P＇。第二电极122c包括多个第二电极部分1220c，第三电极123c包括多个第三电极部分1230c。
多个第二电极部分1220c通过电极连接部1221c彼此电性连接在一起，而且电极连接部1221c平行于第三电极部分1230c的方向且位于像素区域P＇的边缘。多个第二电极部分1220c和多个第三电极部分1230c以及电极连接部1221c均为透明电极，其可以例如是由ITO等透明导电材料形成。多个第二电极部分1220c和多个第三电极部分1230c分别位于不同层上并且其间夹有绝缘层。
多个第二电极部分1220c和多个第三电极部分1230c彼此相交叉以限定出多个子像素区域P1＇。优选地，每个像素区域P＇分别包括至少四个以上的子像素区域P1＇，从而能够提高穿透率。
在每一个子像素区域P1＇中，第二电极122c在与第三电极123c不相交叠的位置处设置有两个相对的凸起图案1222c。其中，凸起图案1222c可为三角形凸起图案或者弧形凸起图案，例如半圆形凸起图案或者其它具有弧形边的弧形凸起图案。多个第二电极部分1220c和多个第三电极部分1230c均呈彼此大致平行排列的条形。第二电极部分1220c和第三电极部分1230c之间的夹角θ在50至150度之间的范围内，从而可以使液晶分子具有更快的响应速度，优选的，多个第二电极部分1220c大致沿平行于扫描线124b的方向排列，第三电极部分1230c大致沿平行于数据线125c的方向排列。
优选的，在本发明中，第二电极部分1220c的宽度L1和第三电极部分1230c的宽度L2在2至5微米之间的范围内。此外，在子像素区域P1＇中，由于第二电极部分1220c位于第三电极部分1230c之下，因此位于上层的相邻两个第三电极部分1230c之间的间隙宽度L3在3至8微米（μm）之间的范围内，而位于下层的相邻两个第二电极部分1220c之间的间隙宽度L4在0至6微米（μm）之间的范围内，相邻两个第二电极部分1220c上的三角形凸起图案1222c之间间隔的距离L5在0至6微米（μm）之间的范围内。
可以理解的是，本发明实施例中的第二基板中第二电极与第三电极的具体结构，也可以为其他形式，并不局限于上述两种具体实施方式。
另外，上述实施例中的第二电极(122、222、322)优选为像素电极，第三电极(123、223、323)优选为公共电极，第一电极(114、214、314)可以浮接、与第三电极(123、223、323)导通或与第三电极(123、223、323)导通后接地。
下面将以图2所示的液晶显示装置为例，分别对这三种方式进行介绍。
于本发明的一种实施方式中，第一电极与第三电极相导通。具体的，第一电极114与第三电极123的电性连接方式可以参考图16。图16是图2所示的液晶显示装置在一种实施方式中的结构示意图。
请参照图16，第二基板12与第一基板11的多个像素区域P(图16中用I标示)的外部区域(图16中用II标示)可以通过设置封框胶17将第一基板11与第二基板12密封起来。进一步的，封框胶17中设置有导电体18(例如为Au ball)，导电体18的一端与第一基板11的第一电极114电性连接、另一端通过金属层19与第二基板12的第三电极123电性连接，其中金属层19与第三电极123电性连接，从而实现第三电极123与第一电极114相导通，也就是将第一电极114连接于公共电极。需要注意的是，在具体制造过程中，为了给第一基板12侧的第一电极114施加信号，保护层1123在封框胶17处需要使用光罩来形成图案使第一电极114由保护层1123中暴露出来，以便使导电体18导通第一电极114与电性连接于第三电极123的金属层19。
可以理解的是，于本发明的另一中实施方式中，也可以将图16所示的金属层19与接地点GND相连接。
于本发明的再一种实施方式中，也可以将第一基板(11、21、31)中的第一电极(114、214、314)为浮接(floating)电极，也就是第一电极(114、214、314)可以处于电浮接状态，不与第二电极、第三电极或者接地点GND相连接。当外界离子产生静电时，由于第一电极(114、214、314)是整面设置的，第一电极(114、214、314)可以使静电离子平均分布，减少了画面的Mura现象；另外，第二基板(12、22、32)通过液晶层(13、23、33)所产生的耦合电容使第一基板(11、21、31)的第一电极(114、214、314)带有电荷，从而减弱了第一基板(11、21、31)与第二基板(11、21、31)之间的垂直电场，使得液晶显示装置的穿透率升高，响应时间加快。在这种实施方式中，第一电极也可以称为共享电极。
请参照图17，图17是图6中的液晶显示装置省略了保护层的结构示意图。为图17所示的液晶显示装置与图5所示的液晶显示装置相比只是省略了保护层2123，也就是第一配向层213直接形成于第一电极214远离第一透明基底211的表面上，其他部分均可参见上述图5所示实施例中描述的具体内容。在模拟实验中，在图17中的第一电极214为浮接电极的情况下，图17所示的液晶显示装置的穿透率为7.00%、Ton为19.6021ms、Toff为28.1107ms、RT为47.7128ms、中心对比度为3449.11。将上述数据与比较例的相关数据比较可以看出，第一电极采用浮接的方式，其响应时间比比较例中的响应时间要快，且穿透率更高。表四为在模拟实验中示例1、示例3及示例4分别在第一电极与第三电极导通时(表四中简称导通)以及第一电极为浮接电极时(表四中简称浮接)与比较例在第一电极与第三电极导通时的穿透率(transmittance)、开启响应时间Ton、关闭响应时间Toff、整体响应时间RT与中心对比度(Center CR)的比较结果。
表四
Figure BDA00003215614800251
在模拟实验中，比较例的整体响应时间RT大致为62.99毫秒（ms），本发明示例1、3、4在第一电极(114、214、314)为浮接电极时的整体响应时间RT都在47秒左右，均比比较例的响应时间快很多，也比相同的示例在第一电极(114、214、314)与第三电极(123、223、323)导通时的响应速度快，由此，可以看出当第一电极浮接时，响应速度比第一电极与第三电极导通时更快。另外，将第一电极(114、214、314)设置为浮接电极，图16中的封框胶17内就不需要设置导电体18，使得封框胶17的宽度可以更窄，更容易实现窄边框的效果。
综上所述，本发明的液晶显示装置在阵列基板(第二基板)上设置两个电极，在彩色滤光片基板(第一基板)上设置另外一个电极，而且彩色滤光片基板上的电极形成于彩色滤光片层中，在一定程度上可以减弱阵列基板与彩色滤光片基板之间存在的垂直电场，因此，本发明的液晶显示装置的响应速度变快，穿透率也有提高，进而提高了产品性能及竞争力。
本文中应用了具体实施例对本发明的液晶显示装置的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (15)

1.一种液晶显示装置，包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板、以及夹设于所述第一基板与所述第二基板之间的液晶层，其特征在于，
所述第一基板包括：第一透明基底、依次形成于所述第一透明基底靠近所述第二基板的表面上的彩色滤光片层以及第一配向层，所述第一基板还包括第一电极，所述第一电极夹设于所述彩色滤光片层中；以及
所述第二基板包括：第二透明基底、依次形成于所述第二透明基底靠近所述第一基板的表面上的第二电极及第三电极以及第二配向层，其中，所述第二电极与所述第三电极分别位于不同层上，且所述第二电极与所述第三电极之间夹设有绝缘层，以电性绝缘所述第二电极和所述第三电极。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述彩色滤光片层包括黑矩阵以及光阻层，所述黑矩阵形成于所述第一透明基底靠近所述第二基板的表面上，所述第一电极覆盖所述黑矩阵，所述光阻层形成于所述第一电极远离所述第一透明基底的表面上。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一电极直接形成于所述黑矩阵以及所述第一透明基底靠近所述第二基板的表面中未形成有所述黑矩阵的部分，所述光阻层直接形成于所述第一电极远离所述第一透明基底的表面上。
4.如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一配向层直接形成于所述光阻层远离所述第一透明基底的表面上。
5.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，所述彩色滤光片层还包括保护层，所述保护层直接形成于所述光阻层远离所述第一透明基底的表面上，所述第一配向层位于所述保护层与所述液晶层之间。
6.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，所述彩色滤光片层还包括保护层，所述保护层直接形成于所述黑矩阵以及所述第一透明基底靠近所述第二基板的表面中未形成有所述黑矩阵的部分，所述第一电极直接形成于所述保护层远离所述第一透明基底的表面上，所述光阻层直接形成于所述第一电极远离所述第一透明基底的表面上。
7.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述彩色滤光片层包括依次形成于所述第一透明基底靠近所述第二基板的表面上的黑矩阵、光阻层，所述黑矩阵直接形成于所述第一透明基底的所述表面上、所述光阻层直接形成于所述黑矩阵以及所述第一透明基底靠近所述第二基板的表面中未形成有所述黑矩阵的部分，所述第一电极直接形成于所述光阻层远离所述第一透明基底的表面上。
8.如权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，所述彩色滤光片层还包括保护层，所述保护层直接形成于所述第一电极远离所述第一透明基底的表面上，所述第一配向层直接形成于所述保护层远离所述第一透明基底的表面上。
9.如权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一配向层具有第一摩擦方向，所述第二配向层具有第二摩擦方向，其中所述第二摩擦方向与所述第一摩擦方向相反。
10.如权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶层中的液晶分子为负性液晶分子，其中，所述第三电极的排列方向与所述第一摩擦方向之间具有一个夹角，且所述夹角在60至85度之间的范围内。
11.如权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶层中的液晶分子为正性液晶分子，其中，所述第三电极的排列方向与所述第一摩擦方向之间具有一个夹角，且所述夹角在5至30度之间的范围内。
12.如权利要求1至11任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第二电极为像素电极，所述第三电极为公共电极，所述第一电极与所述第三电极相导通。
13.如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置进一步包括封框胶，所述第一基板与所述第二基板的多个像素区域的外部区域通过设置所述封框胶将所述第一基板与所述第二基板密封起来，所述封框胶中设置有导电体，所述导电体的一端与所述第一基板的第一电极电性连接、另一端与所述第二基板的第三电极电性连接。
14.如权利要求1至11任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第二电极为像素电极，所述第三电极为公共电极，所述第一电极与接地点连接。
15.如权利要求1至11任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一电极为浮接电极。
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