CN103869556B - 液晶显示器件 - Google Patents
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Abstract
一种液晶显示器件包括具有下基板的下面板。像素电极形成在下基板上并且包括部分板状电极和从部分板状电极延伸的多个微小分支电极。下层形成在下基板上且在像素电极下面并且包括倾斜部分。上面板包括面对下基板的上基板和形成在上基板上的公共电极。液晶层位于下面板和上面板之间,其中倾斜部分的一部分与微小分支电极的一部分重叠。
Description
技术领域
本公开涉及一种液晶显示器件。
背景技术
液晶显示器件是当前使用的平板显示器中最常见类型的其中之一,其包括两块显示面板以及插置在这两片显示面板之间的场产生电极诸如像素电极、公共电极等等和液晶层。液晶显示器件通过向场产生电极施加电压而在液晶层中施加电场,并且通过所施加的电场确定液晶层的液晶分子的方向,由此控制入射光的偏振,从而显示图像。
在液晶显示器件当中,已经开发出一种垂直配向模式的液晶显示器件,其液晶分子在不施加电场时排列为使得其长轴垂直于显示面板。
在垂直配向模式的液晶显示器件中,保证宽视角是重要的,并且为了保证宽视角,使用在场产生电极中形成诸如微小狭缝的切口的方法。由于切口和突起确定液晶分子的倾斜方向,所以通过适当地定位切口和突起,液晶分子的倾斜方向沿各种方向分散,从而增加视角。
在像素电极中形成微小狭缝从而具有多个分支电极的方法的情况下,由于与除了液晶分子的微小狭缝之外的另一液晶控制力的关系,液晶分子的响应速度减小,结果,存在纹理被显示预定时间的问题。
发明内容
已经做出了本发明的示例性实施方式以提供一种液晶显示器件,该液晶显示器件减少了由于液晶分子的响应速度的降低而出现的纹理。
本发明的一个示例性实施方式提供一种液晶显示器件,该液晶显示器件包括:下面板,其包括下基板、像素电极和下层,其中像素电极形成在下基板上并且包括部分板状电极和从部分板状电极延伸的多个微小分支电极,下层形成在下基板上且在像素电极下面并且包括倾斜部分;上面板,其包括面对下基板的上基板和形成在上基板上的公共电极;和液晶层,位于下面板和上面板之间,其中倾斜部分的一部分与微小分支电极的一部分重叠。
包括倾斜部分的下层可以是滤色器或包括有机绝缘体的钝化层。
部分板状电极可具有菱形形状,倾斜部分可具有菱形形状,并且倾斜部分的菱形形状可以大于部分板状电极的菱形形状。
液晶显示器件还可以包括在垂直或水平方向上从部分板状电极延伸的延伸部,其中多个微小分支电极甚至可以在延伸部中突出。
微小分支电极的最长电极可具有在50μm和68μm之间的长度。
微小分支电极的最长电极的长度可具有由像素电极占据的区域的倾斜长度的25%和35%之间的值。
倾斜部分和微小分支电极的重叠长度可具有倾斜长度的0%和10%之间的值。
公共电极可以由切口或突起组成并且可具有液晶控制机构(control means),所述液晶控制机构具有交叉结构。
液晶控制机构的交叉结构的交叉点可以与部分板状电极或倾斜部分的中心重合。
公共电极还可以包括由切口或突起组成的附加液晶控制机构。
附加液晶控制机构可以是位于交叉结构的交叉点部分处的菱形切口图案或菱形突起图案。
液晶控制机构可以包括在交叉结构中间的断开部分。
附加液晶控制机构可以是位于交叉结构的交叉点部分处的X形图案。
液晶控制机构可以包括在交叉结构中间的断开部分。
多个微小分支电极的端部可以不彼此连接以向外突出。
倾斜部分可具有在整个区域上的倾斜。
倾斜部分可具有仅在局部区域中的倾斜。
像素电极可以包括第一子像素电极和第二子像素电极,第一子像素电极和第二子像素电极可以分别包括部分板状电极和多个微小分支电极。
第一子像素电极可以形成在正方形区域中,第二子像素电极可以形成在矩形区域中。
第二子像素电极可以包括总共两个部分板状电极。
矩形区域可以被分成两个正方形区域,两个部分板状电极可以分别形成在这两个正方形区域中。
第二子像素电极可以包括总共一个部分板状电极。
液晶显示器件还可以包括排列液晶层的液晶分子的配向层(alignment layer),其中液晶层或配向层可以包括通过诸如紫外线的光聚合的预倾斜提供聚合物。
本发明的一个示例性实施方式还提供一种液晶显示器件,该液晶显示器件包括:下面板,其包括下基板、像素电极和下层,该像素电极形成在下基板上并且包括部分板状电极和从部分板状电极延伸的多个微小分支电极,下层形成在下基板上且在像素电极下面并且包括倾斜部分;上面板,其包括面对下基板的上基板和形成在上基板上的公共电极,其中公共电极具有由切口或突起组成的液晶控制机构并且具有交叉结构;和液晶层,位于下面板和上面板之间,其中多个微小分支电极的端部彼此不连接以向外突出。
倾斜部分的一部分可以与微小分支电极的一部分重叠。
液晶控制机构的交叉结构的交叉点可以与部分板状电极或倾斜部分的中心重合。
公共电极还可以包括由切口或突起组成的附加液晶控制机构。
附加液晶控制机构可以是位于交叉结构的交叉点部分处的菱形切口图案或菱形突起图案。
液晶控制机构可以包括在交叉结构中间的断开部分。
附加液晶控制机构可以是位于交叉结构的交叉点部分处的X形图案。
液晶控制机构可以包括在交叉结构中间的断开部分。
倾斜部分可具有在整个区域上的倾斜。
倾斜部分可具有仅在局部区域中的倾斜。
包括倾斜部分的下层可以是滤色器或包括有机绝缘体的钝化层。
部分板状电极可具有菱形形状,倾斜部分可具有菱形形状,并且倾斜部分的菱形形状可以大于部分板状电极的菱形形状。
液晶显示器件还可以包括在垂直或水平方向上从部分板状电极延伸的延伸部,其中多个微小分支电极甚至可以在延伸部中突出。
像素电极可以包括第一子像素电极和第二子像素电极,第一子像素电极和第二子像素电极可以分别包括部分板状电极和多个微小分支电极。
第一子像素电极可以形成在正方形区域中,第二子像素电极可以形成在矩形区域中。
第二子像素电极可以包括总共两个部分板状电极。
矩形区域可以被分成两个正方形区域,两个部分板状电极可以分别形成在这两个正方形区域中。
第二子像素电极可以包括总共一个部分板状电极。
液晶显示器件还可以包括排列液晶层的液晶分子的配向层,其中液晶层或配向层可以包括通过诸如紫外线的光聚合的预倾斜提供聚合物。
本发明的一示例性实施方式还提供一种用于液晶显示器件的液晶控制装置,该液晶显示器件具有实质上彼此平行的下面板和上面板以及位于上面板和下面板之间的液晶层。液晶控制装置包括:滤色器,在液晶层和下面板之间并且具有相对于上面板和下面板倾斜的倾斜滤色器部分;板状电极,层叠在倾斜滤色器部分上;多个分支电极,在实质上平行于上面板和下面板的方向上远离板状电极的与上面板最接近的边缘地延伸,分支电极的远离板状电极的端部彼此不连接,并且分支电极的最接近板状电极的端部重叠倾斜滤色器部分的边缘。
液晶控制装置还可以包括在上面板的基板与液晶层之间的公共电极,该公共电极具有位于倾斜滤色器部分上方的切口和/或突起。
根据本发明的示例性实施方式,通过与像素电极中的微小图案一起形成部分板状电极,液晶显示器件的视角和侧面可视性被加宽并且响应速度提高,液晶分子的控制力通过形成位于下层上的台阶提供装置和微小图案并且使它们在预定部分处彼此重叠,来提高,并因而液晶分子的响应速度提高,结果,纹理减少。此外,液晶分子的响应速度通过额外地使用用于提高液晶分子的控制力的结构来提高。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器件的布局图;
图2是沿图1的线II-II线截取的截面图;
图3是图1的液晶显示器件的一个像素的等效电路图;
图4是分开地示出仅图1的液晶显示器件的滤色器、像素电极和公共电极的布局图;
图5是图示使用本发明的示例实施方式的实验结果的图示;
图6至图9是示出本发明的示例实施方式和本发明的比较示例实施方式相比较的实验结果的图示;
图10至图17是示出根据本发明的示例性实施方式的纹理的图示;
图18至图24是示出根据本发明的另一示例性实施方式的像素结构和取决于该像素结构的纹理的图示;
图25至图32是示出根据本发明的另一示例性实施方式的液晶显示器件的电路图和布局图;
图33是根据本发明的另一示例性实施方式的液晶显示器件的截面图;
图34(a)-(c)是示出液晶分子通过使用诸如紫外线的光被聚合的预聚物(prepolymer)而具有预倾斜的过程的图示。
具体实施方式
下文中参照附图更充分地描述本发明的示例性实施方式。如本领域技术人员将会认识到的,所描述的实施方式可以以各种不同的方式来修改,而完全不偏离本发明的精神或范围。
在图中,层、膜、面板、区域等的厚度为了清晰而被夸大。在整个说明书中,相同的附图标记指代相同的元件。将理解,当一元件,诸如层、膜、区域或基板被称为“在”另一元件“上”时,其可以直接在所述另一元件上,或者也可以存在居间元件。相反,当一元件被称为“直接在”另一元件“上”时,则不存在居间元件。
以下,将参照图1至图3详细描述根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器件。
图1是根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器件的布局图,图2是沿图1的线II-II截取的截面图,图3是图1的液晶显示器件的一个像素的等效电路图。
参考图1和图2,根据示例性实施方式的液晶显示器件包括彼此面对的下面板100和上面板200,插置在这两个面板100、200之间的液晶层3、以及附接到面板100、200的外侧的一对偏振片(未示出)。
首先,将描述下面板100。
包括多条栅极线121、多条电压递降(step-down)的栅极线123以及多条存储电极线131的多个栅导体形成在绝缘基板110上。
栅极线121和电压递降的栅极线123主要在水平方向上延伸以传输栅极信号。栅极线121包括向上和向下突出的第一栅电极124h和第二栅电极124I。电压递降的栅极线123包括向上突出的第三栅电极124c。在图1的示例性实施方式中,第一栅电极124h和第二栅电极124I相互连接以形成一个突起。
存储电极线131也主要在水平方向上延伸以传输预定电压,诸如公共电压Vcom。存储电极线131包括存储电极135a、135b、135c,并且包括向下伸展的电容器电极134。存储电极线131包括向上延伸的两个第一垂直存储电极部135a、连接这两个第一垂直存储电极部135a的水平存储电极部135b、以及从水平存储电极部135b向上延伸的两个第二垂直存储电极部135c。
第一垂直存储电极部135a沿着形成在上部的第一像素电极191h的垂直边缘形成,第二垂直存储电极部135c沿着第二子像素电极191l的垂直边缘形成。水平存储电极部135b位于前一个第二子像素电极191l的水平边缘与当前的第一像素电极191h的水平边缘之间并且沿着这两个水平边缘形成。
结果,第一垂直存储电极部135a和水平存储电极部135b沿着第一像素电极191h的边缘形成为与第一像素电极191h至少部分地重叠,并且第二垂直存储电极部135c和水平存储电极部135b沿着第二子像素电极191l的边缘形成为与第二子像素电极191l至少部分地重叠。
图1示出了好像位于上部的水平存储电极部135b和位于下部的水平存储电极部135b彼此分离,但是事实上,形成在彼此相邻的上下像素PX处的水平存储电极部135b互相电连接。
栅极绝缘层140形成在栅极导体121、123、131上。
由非晶硅或晶体硅等等制成的多个半导体形成在栅极绝缘层140上。半导体主要在垂直方向上延伸,并且包括向第一栅电极124h和第二栅电极124l延伸且相互连接的第一半导体154h和第二半导体154l以及与第二半导体154l连接的第三半导体154c。第三半导体154c延伸以形成第四半导体157。
多个欧姆接触(未示出)形成在半导体154h、154l、154c上,第一欧姆接触(未示出)形成在第一半导体154h上,第二欧姆接触164b和第三欧姆接触(未示出)分别形成在第二半导体154l和第三半导体154c上。第三欧姆接触延伸以形成第四欧姆接触167。
包括多条数据线171、多个第一漏电极175h、多个第二漏电极175l和多个第三漏电极175c的数据导体形成在欧姆接触164b、167上。
数据线171传输数据信号,并且主要在垂直方向上延伸以与栅极线121和电压递降的栅极线123交叉。每条数据线171向第一栅电极124h和第二栅电极124l延伸并且包括相互连接的第一源电极173h和第二源电极173l。
第一漏电极175h、第二漏电极175l和第三漏电极175c分别包括一个宽的端部并且一个杆状的端部。第一漏电极175h和第二漏电极175l的杆状的端部被第一源电极173h和第二源电极173l部分地围绕。第二漏电极175l的一个宽的端部延伸以形成弯成字母‘U’形状的第三源电极173c。第三漏电极175c的宽的端部177c与电容器电极134重叠以形成电压递降的电容器(step-down capacitor)Cstd,并且杆状的端部被第三源电极173c部分地围绕。
第一栅电极124h、第二栅电极124l、第三栅电极124c、第一源电极173h、第二源电极173l、第三源电极173c、以及第一漏电极175h、第二漏电极175l、第三漏电极175c与第一半导体154h、第二半导体154l、第三半导体154c一起分别形成第一薄膜晶体管(TFT)Qh、第二薄膜晶体管Ql、第三薄膜晶体管Qc,并且薄膜晶体管的沟道形成在相应的源电极173h、173l、173c和相应的漏电极175h、175l、175c之间的相应的半导体154h、154l、154c中。
除了源电极173h、173l、173c和漏电极175h、175l、175c之间的沟道区之外,半导体154h、154l、154c具有与数据导体171、175h、175l、175c和其下面的欧姆接触164b、167基本相同的平面形状。也就是说,除了源电极173h、173l、173c和漏电极175h、175l、175c之间的空间之外,还在半导体154h、154l、154c处存在未被数据导体171、175h、175l、175c覆盖的暴露部分。
由诸如硅氮化物或硅氧化物的无机绝缘体制成的下钝化层180p形成在数据导体171、175h、175l、175c和半导体154h、154l、154c的暴露部分上。
滤色器230位于下钝化层180p上。滤色器230沿着相邻的数据线171之间的空间在垂直方向上延长,并且具有倾斜部分235h、235l,倾斜部分235h、235l的高度在滤色器230与第一子像素电极191h和第二子像素电极191l重叠的部分的局部区域中变化。倾斜部分235h、235l具有菱形结构,如图1中所示。第一倾斜部分235h的菱形结构被形成为使得顶点与第一部分板状电极192h所占据的正方形区域的边界接触。此外,通过将第二部分板状电极192l所占据的矩形区域划分成两个正方形区域,在这两个正方形区域中一个接一个地形成第二倾斜部分235l的菱形结构,并且一个第二倾斜部分235l的菱形结构被形成为使得顶点与相应的正方形区域的边界接触。然而,根据示例性实施方式,相应区域的边界和所述顶点可以彼此间隔预定距离。此外,根据示例性实施方式,菱形结构所在的区域可以具有矩形区域。倾斜部分235h、235l具有这样的结构:其中高度从菱形结构的一侧向中心逐渐减小。倾斜部分235h、235l具有这样的结构(参见图2):其中高度从一侧到中心以预定斜率减小,并且随着高度减小,宽度也减小。滤色器可以不形成在具有菱形结构的倾斜部分235h、235l的中心,并且根据示例性实施方式,可以在靠近中心的预定区域中设置其中不形成滤色器的开口。每个滤色器230可以显示原色(诸如红色、绿色和蓝色的三原色)之一,并且每个滤色器230可以在数据线171上彼此重叠。
上钝化层180q形成在滤色器230上。上钝化层180q可以防止滤色器230隆起,并且通过抑制有机材料(诸如从滤色器230流入的溶剂)对液晶层3的污染而防止在屏幕被驱动时可能导致的余象,并且可以由诸如硅氮化物或硅氧化物的无机绝缘体或有机材料制成。
暴露第一漏电极175h的宽的端部和第二漏电极175l的宽的端部的多个第一接触孔184h和多个第二接触孔184l分别形成在下钝化层180p、滤色器230和上钝化层180q中。
多个像素电极191形成在上钝化层180q上。像素电极191包括彼此分离的第一子像素电极191h和第二子像素电极191l,它们之间有两条栅极线121和123,这两条栅极线被布置在像素区域的上方和下方并且在列方向上彼此相邻。
第一子像素电极191h和第二子像素电极191l包括位于其中心的部分板状电极192h、192l、在垂直或水平方向上从部分板状电极192h、192l延伸的延伸部194h、194l、以及分别在倾斜方向上从部分板状电极192h、192l和延伸部194h、194l伸出的多个微小分支电极193h、193l。
第一子像素电极191h包括位于正方形区域中的第一部分板状电极192h、第一延伸部194h、以及多个第一微小分支电极193h,并且通过延伸到正方形区域外面的第一连接部分197h而与第一漏电极175h的宽的端部连接。
第一部分板状电极192h具有菱形形状,其中心位于所述正方形区域中心,并且菱形形状的每个顶点形成在与所述正方形区域的边界相距预定距离的位置处。此外,第一部分板状电极192h覆盖从滤色器230的第一倾斜部分235h的中心开始的一部分。结果,第一部分板状电极192h具有事实上由滤色器230的第一倾斜部分235h提供的倾斜度(参见图2)。
第一子像素电极191h具有从第一部分板状电极192h的菱形形状的每个顶点在垂直或水平方向上(在与栅极线121或数据线171平行或垂直的方向上)延伸的第一延伸部194h。第一延伸部194h在垂直或水平方向上延伸以与由第一子像素电极191h占据的正方形区域的边界相交。结果,第一延伸部194h在平面图上与滤色器230的第一倾斜部分235h的菱形结构的顶点相交,从而彼此垂直地重叠。
多个第一微小分支电极193h从第一部分板状电极192h的斜边和第一延伸部194h延伸。多个第一微小分支电极193h填满所述正方形区域的其余部分,与第一延伸部194h(或栅极线121或数据线171)形成45度角,并且与第一部分板状电极192h的斜边形成90度角。此外,第一微小分支电极193h的端部彼此不连接以具有向外突出的结构。然而,如果第一微小分支电极193h的端部彼此连接以便闭合,则通过电场排列的液晶层3的液晶分子的方向与通过闭合的端部排列的液晶分子的方向不同,结果液晶分子的响应速度可能延缓。因此,在本发明的示例性实施方式中,第一微小分支电极193h的端部彼此不连接,而是向外突出以便具有这样的结构:其中第一微小分支电极193h之间的开口区域(opening regions)是打开的。结果,液晶分子可以在由电场配向的方向上排列,而没有其他阻力,结果,液晶分子的响应速度提高并且纹理减少。
此外,与第一部分板状电极192h的斜边和第一延伸部194h连接的连接端子位于滤色器230的第一倾斜部分235h的上方,从而在多个第一微小分支电极193h中与滤色器230的第一倾斜部分235h重叠。也就是说,第一微小分支电极193h的连接端子与滤色器230的第一倾斜部分235h重叠预定距离。因此,第一微小分支电极193h的连接端子的附近具有由滤色器230的第一倾斜部分235h实际上提供的倾斜度,并且从连接端子的附近直到端部形成平坦结构(见图2)。第一微小分支电极193h的端部和滤色器230的第一倾斜部分235h彼此重叠并因此相应部分的液晶控制力进一步增加,结果,液晶分子可以被电场迅速地操作。结果,液晶分子的响应速度提高。然而,当第一微小分支电极193h的长度过度地增加并因此重叠距离过大时,可能产生由于狭缝结构而导致的纹理,因此,重叠距离需要被设定在预定水平或者更小。在示例性实施方式中,第一微小分支电极193h的最长电极可具有大于50μm且小于68μm的长度,并且像素的尺寸根据显示器件的特征被确定。当正方形区域的尺寸根据像素的尺寸来确定时,第一微小分支电极193h的最长电极的长度可以在大于50μm且小于68μm的范围内选择和使用。然而,根据示例性实施方式,超出上述范围的示例性实施方式也可以存在。第一微小分支电极193h的最长电极的长度可以具有整个正方形区域的倾斜长度的25%和35%之间的值,并且第一小分支电极193h的最长电极与第一倾斜部分235h重叠的长度可以具有整个正方形区域的倾斜长度的0%和10%之间的值。这将在下面参考图10到图17来描述。
第二子像素电极191I所占据的垂直长矩形区域被划分成两个正方形区域并且第一子像素电极191h的结构被分别形成在这两个正方形区域中以形成第二子像素电极191I。
也就是说,形成在通过划分由第二子像素电极191I所占据的垂直长矩形区域而得到的正方形区域的其中一个中的第二子像素电极191I具有下列特征。
第二子像素电极191I包括位于两个划分的正方形区域中的第二部分板状电极192l、第二延伸部194I和多个第二微小分支电极193l。
第二部分板状电极192l具有菱形形状,其中心位于正方形区域的中心,并且菱形形状的每个顶点形成在与正方形区域的边界相距预定距离的位置处。此外,第二部分板状电极192l覆盖从滤色器230的第二倾斜部分235I的中心开始的一部分。结果,第二部分板状电极192l具有由滤色器230的第二倾斜部分235I实际上提供的倾斜度。
第二子像素电极191I具有从第二部分板状电极192l的菱形形状的每个顶点在垂直或水平方向上(在平行或垂直于栅极线121或数据线171的方向上)延伸的第二延伸部194l。第二延伸部194l在垂直或水平方向上延伸以与两个划分的正方形区域的边界相交。结果,第二延伸部194l在平面图上与滤色器230的第二倾斜部分235I的菱形结构的顶点相交,从而彼此垂直地重叠。
多个第二微小分支电极193I从第二部分板状电极192l的斜边和第二延伸部194l延伸。多个第二小分支电极193I填满正方形区域的其余部分,与第二延伸部194l(或栅极线121或数据线171)形成45度角,并且与第二部分板状电极192l的斜边形成90度角。此外,第二微小分支电极193I的端部彼此不连接以具有向外突出的结构。然而,如果第二微小分支电极193I的端部彼此连接以闭合,则通过电场排列的液晶层3的液晶分子的方向与通过闭合的端部排列的液晶分子的方向不同,结果,液晶分子的响应速度可能延缓。因此,在本发明的示例性实施方式中,第二微小分支电极193I的端部彼此不连接,而是向外突出以具有这样的结构:第二微小分支电极193I之间的开口区域是打开的。结果,液晶分子可以在通过电场配向的方向上排列而没有其它阻力,因此,液晶分子的响应速度提高并且纹理减少。
此外,与第二部分板状电极192I的斜边和第二延伸部194I连接的连接端子位于滤色器230的第二倾斜部分235I上方以在多个第二微小分支电极193I中与滤色器230的第二倾斜部分235I重叠。也就是说,第二微小分支电极193I的连接端子与滤色器230的第二倾斜部分235I重叠预定距离。因此,第二微小分支电极193I的连接端子附近具有通过滤色器230的第二倾斜部分235I实际上提供的倾斜度,并且从连接端子附近直到端部形成平坦结构。第二微小分支电极193I的端部和滤色器230的第二倾斜部分235I彼此重叠,因而相应部分的液晶控制力进一步增加,结果,液晶分子可以通过电场快速地操作。结果,液晶分子的响应速度提高。然而,当第二微小分支电极193I的长度过度增加并因而重叠距离过大时,可能出现由于狭缝结构引起的纹理,结果,重叠距离需要被设定在预定水平或更小。在示例性实施方式中,第二微小分支电极193I的最长电极可具有大于50μm且小于68μm的长度,并且像素的尺寸根据显示器件的特性而来确定。在正方形区域的尺寸根据像素的尺寸来确定时,第二微小分支电极193I的最长电极的长度可以在大于50μm且小于68μm的范围内选择和使用。然而,根据示例性实施方式,上述范围之外的示例性实施方式也可以存在。第二微小分支电极193I的最长电极的长度可具有整个正方形区域的倾斜长度的25%和35%之间的值,第二微小分支电极193I的最长电极与第二倾斜部分235I重叠的长度可具有整个正方形区域的倾斜长度的0%和10%之间的值。这将在下面参考图10至图17来描述。
位于两个垂直相邻的正方形区域中的第二延伸部194I当中的在垂直方向彼此邻近的第二延伸部194I彼此连接。此外,多个第二微小分支电极193I当中的彼此相邻的电极也可以彼此连接。根据示例性实施方式,第二微小分支电极193I彼此不直接连接,而是可以经由设置在其间的水平连接结构彼此连接。
此外,位于上部的正方形区域通过延伸到该正方形区域外部的第二连接部分197I与第二漏电极175l的宽的端部连接。
第一子像素电极191h和第二子像素电极191l分别经由第一接触孔184h和第二接触孔184l从第一漏电极175h和第二漏电极175l接收数据电压。数据电压施加到其上的第一子像素电极191h和第二子像素电极191l与上面板200的公共电极270一起产生电场以确定两个电极191、270之间的液晶层3的液晶分子的方向。穿过液晶层3的光的亮度取决于所确定的液晶分子的方向而变化。
第一子像素电极191h和公共电极270与其间的液晶层3一起形成第一液晶电容器Clch,第二子像素电极191l和公共电极270与其间的液晶层3一起形成第二液晶电容器Clcl。结果,即使在第一和第二薄膜晶体管Qh、Ql被断开之后,所施加的电压也被保持。
除存储电极135之外,第一和第二子像素电极191h、191l还与存储电极线131重叠以形成第一和第二存储电容器Csth、Cstl,第一和第二存储电容器Csth、Cstl分别加强第一和第二液晶电容器Clch、Clcl的电压保持容量。
电容器电极134和第三漏电极175c的膨胀部(expansion)177c彼此重叠,并且栅绝缘层140、半导体层和欧姆接触157、167插置在其间,以形成电压递降的电容器Cstd。在本发明另一示例性实施方式中,设置在电容器电极134与第三漏电极175c的膨胀部177c之间的半导体层和欧姆接触157、167可以被去除,其中电容器电极134和第三漏电极175c的膨胀部177c形成电压递降的电容器Cstd。
下配向层(未示出)形成在像素电极191和暴露的上钝化层180q上。下配向层可以是垂直配向层并且可以是包含光反应材料的配向层。
接着,将描述上面板200。
光阻挡构件220位于绝缘基板210下面。光阻挡构件220被称作黑矩阵且阻挡光泄漏。光阻挡构件220沿栅极线121和电压递降的栅极线123延伸以向上和向下膨胀,覆盖第一薄膜晶体管Qh、第二薄膜晶体管Ql和第三薄膜晶体管Qc所在的区域并且沿着数据线171延伸,并且覆盖数据线171的外围。没有被光阻挡构件220覆盖的区域成为通过向外部发射光而显示图像的区域。
由有机材料制成并且提供平坦化的下表面的平坦化层(planarization layer)250形成在光阻挡构件220下面。在图2的示例性实施方式中,光阻挡构件220形成上面板200处,但是根据示例性实施方式,光阻挡构件220可以形成在下面板100处。
由透明导电材料制成的公共电极270形成在平坦化层250的下表面上。作为液晶控制机构的切口275h、275l在公共电极270处形成为十字形。第一切口275h的交叉结构中的交叉点与下面板100的第一部分板状电极192h的菱形形状的中心重叠或者与滤色器230的第一倾斜部分235h的菱形形状的中心重叠。此外,第二切口275l的两个交叉结构上下地形成,并且分别与下面板100的两个第二部分板状电极192l的菱形形状的中心重叠,或者分别与滤色器230的两个第二倾斜部分235l的菱形形状的中心重叠。此外,位于相邻像素的切口275h、275l延伸以彼此连接。切口275h、275l用于提高液晶分子的控制力。
此外,附加液晶控制机构位于公共电极270中切口275h、275l的交叉结构的交叉点附近。在图1的示例性实施方式中,菱形切口图案276h、276l形成为附加液晶控制机构。菱形切口图案276h、276l具有在平面图上与下面板100的部分板状电极192h、192I的菱形形状或滤色器230的倾斜部分235h、235I的菱形形状平行的边。菱形切口图案276h和276l的尺寸可以根据示例性实施方式而不同。如果尺寸过小,则作为液晶控制机构的作用微小,而如果尺寸过大,则透射率劣化,结果,根据示例性实施方式的菱形切口图案276h、276l可以以适当的尺寸形成。根据作为附加液晶控制机构的菱形切口图案276h、276l,位于公共电极270处的切口275h、275l仅在垂直或水平方向上延伸,结果,与所述方向成45度的方向的液晶控制力劣化。因此,45度的方向的液晶控制力通过形成额外的菱形液晶控制机构(菱形切口图案276h、276l)来提高,结果,液晶分子通过电场快速地排列,因而响应速度提高。
上配向层(未示出)形成在公共电极270、切口275h、275l以及菱形切口图案276h、276l下面。上配向层可以是垂直配向层,并且可以是通过使用光聚合材料光致排列的配向层。
偏振片(未示出)设置在两个面板100、200的外侧上,两个偏振片的透射轴彼此垂直并且其一个透射轴可以平行于栅极线121。然而,偏振片可以仅设置在两个面板100、200的任何一个的外侧上。
液晶层3具有负介电各向异性,并且液晶层3的液晶分子排列为使得在不施加电场时其长轴垂直于两个面板100、200的表面。因此,在没有施加电场时,入射光不透过正交偏振片(orthogonal polarizer)而是被阻挡。
根据图1的示例性实施方式,通过诸如紫外线的光聚合的聚合物没有包括在液晶层3中。然而,根据示例性实施方式,可以进一步包括通过诸如紫外线的光聚合的聚合物。也就是说,在不包含提供预倾斜(pretilt)的聚合物时也足以控制排列方向的情形下,液晶层3可以不包括聚合物。根据示例性实施方式,通过诸如紫外线的光聚合的聚合物可以包括在形成在上面板200和下面板100上的配向层中,并且该聚合物可以通过图34所示的方法而被包括。在该情形下,液晶层3中可以不包括该聚合物。这将参考图34来描述。
如上所述,其上施加数据电压的第一子像素电极191h和第二子像素电极191l与上面板200的公共电极270一起产生电场,结果,在没有施加电场时被配向为垂直于两个电极191、270的表面的液晶层3的液晶分子在相对于两个电极191、270的表面的水平方向上倾斜,并且透过液晶层3的光的亮度取决于液晶分子的倾斜度而变化。
液晶显示器件还可以包括用于保持两个面板100、200之间的单元间隙的间隔物(未示出),并且该间隔物附接到上面板200以被定位于公共电极270下面。
在图1的示例性实施方式中,液晶显示器件包括上钝化层180q和下钝化层180p。也就是说,上钝化层180q和下钝化层180p形成在滤色器230的上和下,并且根据示例性实施方式,上钝化层180q和下钝化层180p二者可以被去除,或者其一个钝化层可以被去除。
根据示例性实施方式,滤色器230可以形成在与图1和图2不同的位置(下基板或上基板的另一部分),在该情形下,有机层可以形成在图2的滤色器230的一位置处,并且倾斜部分可以形成在相应的有机层处。在该情形下,上钝化层180q可以被省略。
根据示例性实施方式,代替切口的突起结构可以形成,以作为液晶控制机构和公共电极270中形成的附加液晶控制机构。这将参考图33被描述。
在下文中,包括图1的液晶显示器件的特征的仅滤色器、像素电极和公共电极的结构将参考图4被分开详细描述。
图4是仅分离地示出图1的液晶显示器的滤色器、像素电极和公共电极的布局图。
首先,在图4中,仅示出了位于图1的像素的上部分处的子像素,并且CF表示滤色器,PE表示像素电极,CE表示公共电极。
图4中示出的滤色器具有第一倾斜部分235h。第一倾斜部分235h具有其中高度在与第一子像素电极191h重叠的部分的局部区域中变化的结构。第一倾斜部分235h具有图4所示的菱形结构。第一倾斜部分235h的菱形结构形成为使得顶点与由第一部分板状电极192h占据的正方形区域的边界接触。第一倾斜部分235h具有其中高度从菱形结构的一边朝向中心逐渐减小的结构。第一倾斜部分235h具有以下结构:其中高度从一边到中心以预定斜度减小,并且随着高度减小,宽度也减小。
图4中示出的像素电极PE具有以下特征。
第一子像素电极191h形成在滤色器230上,该第一子像素电极191h包括第一部分板状电极192h、在垂直或水平方向上从第一部分板状电极192h延伸的第一延伸部194h、和在倾斜方向上从第一部分板状电极192h和第一延伸部194h突出的多个微小分支电极193h。第一子像素电极191h还包括第一连接部分197h,第一连接部分197h延伸到正方形区域之外以与第一漏电极175h的宽的端部连接。
第一部分板状电极192h具有菱形形状,其中心位于正方形区域的中心,菱形形状的每个顶点形成在与正方形区域的边界相距预定距离的位置处。此外,第一部分板状电极192h覆盖从滤色器230的第一倾斜部分235h的中心开始的一部分。结果,第一部分板状电极192h具有实际上由滤色器230的第一倾斜部分235h提供的倾斜度。
第一子像素电极191h具有在垂直或水平方向上从第一部分板状电极192h的菱形形状的每个顶点延伸的第一延伸部194h。第一延伸部194h在垂直或水平方向上延伸以与由第一子像素电极191h占据的正方形区域的边界相交。结果,第一延伸部194h在平面图上与滤色器230的第一倾斜部分235h的菱形结构的顶点相交,从而彼此垂直地重叠。
多个第一微小分支电极193h从第一部分板状电极192h的斜边和第一延伸部194h延伸。多个第一微小分支电极193h填满正方形区域的剩余部分,与第一延伸部194h形成45度角,并且与第一部分板状电极192h的斜边形成90度角。此外,第一微小分支电极193h的端部彼此不连接以向外突出。
此外,与第一部分板状电极192h的斜边和第一延伸部194h连接的连接端子位于滤色器230的第一倾斜部分235h上方,以在多个第一微小分支电极193h中与滤色器230的第一倾斜部分235h重叠。也就是说,第一微小分支电极193h的连接端子与滤色器230的第一倾斜部分235h重叠预定距离。因此,第一微小分支电极193h的连接端子附近具有通过滤色器230的第一倾斜部分235h实际上提供的倾斜度,并且从连接端子附近直到所述端部形成平坦结构。
图4中示出的公共电极CE具有以下特征。
公共电极CE具有液晶控制机构和附加液晶控制机构,并且具有第一切口275h作为液晶控制机构以及具有第一菱形切口图案276h作为附加液晶控制机构。
首先,第一切口275h形成为十字形,并且是其中不形成公共电极CE的区域。此外,第一菱形切口图案276h具有菱形形状并且定位成以第一切口275h的交叉点为中心。
在图4中,组合公共电极CE、像素电极PE和滤色器CF的结构被示出,并且实际上由于滤色器230的第一倾斜部分235h而具有台阶。(图2)
在组合公共电极CE、像素电极PE和滤色器CF的结构(CF+PE+CE)中,证实了第一部分板状电极192h的菱形边与滤色器230的第一倾斜部分235h的边彼此平行,并且在平面图上彼此不重叠。也就是说,第一倾斜部分235h的菱形结构具有较大的面积,而第一部分板状电极192h的菱形结构具有较小的面积。此外,两个菱形结构的中心彼此重合。结果,第一微小分支电极193h的连接端子侧的一部分与第一倾斜部分235h重叠以具有倾斜结构。
此外,公共电极CE的第一切口275h的交叉结构中的交叉点与下面板100的第一部分板状电极192h的菱形形状的中心以及滤色器230的第一倾斜部分235h的菱形形状的中心重合。此外,公共电极CE的第一菱形切口图案276h的菱形形状与第一部分板状电极192h的菱形形状的中心以及滤色器230的第一倾斜部分235h的菱形形状的中心重合。此外,第一菱形切口图案276h的菱形结构具有比第一部分板状电极192h的菱形面积和滤色器230的第一倾斜部分235h的菱形面积小的面积,各菱形形状的边彼此平行并且彼此不重叠。
因而,根据图1的示例性实施方式,为了提高液晶分子的控制力,像素电极191的微小分支电极的端部彼此不连接以具有突出结构。此外,滤色器的倾斜部分和微小分支电极彼此部分地重叠以提高相应区域中的液晶分子的控制力。此外,液晶分子的控制力通过在上面板200的公共电极中形成液晶控制机构和附加液晶控制机构而被改善。
也就是说,在图1的示例性实施方式中,液晶分子的控制力通过微小分支电极的端部的突出结构、倾斜部分和微小分支电极的重叠结构、公共电极的液晶控制机构的形成以及公共电极中附加液晶控制机构的形成的总共四个结构被提高。然而,即使仅形成这四个结构中的至少一个,液晶控制力也被提高,因此,仅具有其中至少一个结构的示例性实施方式也属于本发明。液晶配向力可以通过根据示例性实施方式的液晶配向特性结合并使用四个结构中的一个或多个而被改善。
在下文中,将参考图5描述使用如图1所示的用于加强液晶配向力的四个结构的示例性实施方式中的透射和显示特性的变化。
图5是示出通过使用本发明的示例实施方式的实验结果的示图。
如图5所示,可以证明,在菱形切口图案276h、276l中光的透射特性较差,其中菱形切口图案276h、276l是形成在公共电极270中的附加液晶控制机构。然而,结果,在菱形切口图案周围的液晶分子在45度方向上的液晶配向力被提高,并因而液晶分子快速地配向,由此提高响应特性。
此外,在图5中,可以证明,在部分板状电极192h、192l的四条边和公共电极270的切口275h、275l彼此相接的部分附近中出现纹理。在该情形下,部分板状电极192h、192l的边以45度角倾斜,而公共电极270的切口275h、275l形成在垂直/水平方向上,并因而由于液晶分子的排列方向之间的差异而在相应部分中出现纹理。然而,倾斜部分235h、235l形成在所述部分处,并且倾斜部分235h、235l和微小分支电极193h、193l彼此重叠,结果,液晶分子的控制力提高,由此减小了出现纹理的区域并提高了液晶分子的响应速度。
在下文中,将描述根据倾斜部分235h、235l和微小分支电极193h、193l彼此重叠的程度的显示特性的变化。
首先,参考图6至图9,将与其中倾斜部分235h、235l和微小分支电极193h、193l彼此不重叠的比较示例实施方式相比较地描述倾斜部分235h、235l和微小分支电极193h、193l彼此重叠时的显示特性。
图6至图9是示出本发明的示例实施方式和比较示例实施方式相比较的试验结果的图示。
图6示出了基于第一子像素电极191h中的第一微小分支电极193h的最长电极的长度是65μm的示例进行的试验。这里,第一倾斜部分235h的一条边的长度是100μm,第一微小分支电极193h的最长电极与第一倾斜部分235h重叠15μm。
图7示出了关于具有图6所示的重叠结构的像素,随着时间推移,纹理的变化。图7示出了其中随时间推移,图形从左向右变化的情形,其可以证明,随着时间推移,纹理消失。
图8示出了其中微小分支电极与图6中的倾斜部分不重叠的情形,作为比较示例实施方式。在该情形下,尽管时间推移,纹理的变化仍然较小。
图7和图8是经过相同时间间隔拍摄的图片,其可以证明在图7中,与比较示例实施方式相比,纹理被消除的时间缩短,结果,液晶分子的响应速度提高。
图9用图表示出了该结果,横轴表示时间,竖轴表示亮度。
如在图9中证明的,在图6的示例实施方式中,最大亮度在短时间内显示并被保持,而在比较示例实施方式中,随时间推移,亮度不断增加,结果,在液晶分子连续排列时,显示亮度增加。因此,如图6所示,在微小分支电极与倾斜部分重叠时,液晶分子的控制力增强,由此提高了液晶分子的响应速度。
此外,图9示出了与比较示例实施方式相比,在图6的示例实施方式中显示亮度也被提高。也就是说,在图6的示例实施方式中,因为纹理较少并且被快速消除,所以显示亮度比比较示例实施方式中的高。
在下文中,将参考图10至图17描述与微小分支电极和倾斜部分的重叠程度的显示特性。
图10至图17是示出根据本发明的示例实施方式的纹理的图示,图10和图11示出了其中微小分支电极的最长电极的长度是50μm的情形。图12和图13示出了微小分支电极的最长电极的长度是62μm的情形。图14和图15示出了微小分支电极的最长电极的长度是68μm的情形。图16和图17示出了微小分支电极的最长电极的长度是73μm的情形。
首先,将描述图10和图11。
图10和图11示出了微小分支电极的最长电极的长度是50μm的情形,第一微小分支电极193h的一端与第一倾斜部分235h的一边彼此重合。结果,在与第一倾斜部分235h的每条边相应的部分中出现纹理。
然而,如图12至图15所示,在其中第一微小分支电极193h的最长电极的长度是62μm或68μm的情形下,液晶控制力由于在与第一倾斜部分235h的每条边相应的部分处的第一微小分支电极193h而增加,并因而在所述相应部分中的纹理被消除。
然而,在其中第一微小分支电极193h的最长电极的长度是68μm的图14和图15中,在与第一倾斜部分235h的每条边相应的部分处再次开始出现纹理。
当第一微小分支电极193h和第一倾斜部分235h的重叠长度如图16和图17所示地增加时,在与第一倾斜部分235h的每条边相应的部分处产生大量纹理,结果,存在透射率劣化的问题。
因此,在示例性实施方式中,第一微小分支电极193h的最长电极的长度需要大于50μm并且小于68μm。在该情形下,第一倾斜部分235h的一条边的长度是100μm,正方形区域的倾斜长度是200μm。
因此,微小分支电极的最长电极的长度可具有整个正方形区域的倾斜长度的25%和35%之间的值,微小分支电极的最长电极与倾斜部分重叠的长度可具有整个正方形区域的倾斜长度的0%和10%之间的值。
在下文中,将参考图18至图24描述在上面板200的公共电极270中形成的液晶控制机构或附加液晶控制机构的各种示例性实施方式。
图18至图24是示出根据本发明的另一示例性实施方式的像素结构以及取决于其的纹理的图示。
首先,图18和图19示出了从图1的公共电极270去除了作为附加液晶控制机构的菱形切口图案276h和276l的情形。也就是说,仅作为液晶控制机构且具有十字形的切口275h、275l形成在公共电极270中。
在比较图19与图5时,在图19中,有利的是光透过交叉结构的交叉点部分,但是在具有交叉结构的切口275h和第一倾斜部分235h彼此重叠的区域中出现的纹理的尺寸相对较大。
在下文中,将描述图20的示例实施方式。
如图20所示,公共电极270具有作为液晶控制机构的具有交叉结构的切口,并且与图1不同,具有X形状的X形切口图案277h被形成以作为附加液晶控制机构。此处,X形切口图案277h的一条边的长度可以具有在整个正方形区域的倾斜长度的0%和25%之间的值。X形切口图案277h也可以与由突起形成的情形一起被称为X形图案。
在比较图21与图5和图19时,有利的是光透过交叉结构的交叉点部分,并且在具有交叉结构的切口275h和第一倾斜部分235h彼此重叠的区域中出现的纹理的尺寸相对不大。
在下文中,将描述图22的示例实施方式。
如图22所示,公共电极270不具有附加液晶控制机构,但是在作为液晶控制机构的具有交叉结构的切口275h的中间具有断开部分275-1h。断开部分275-1h形成为使得切口部分通过在切口275h之间形成公共电极270而断开。结果,位于一个正方形区域中的公共电极270通过断开部分275-1h彼此连接。
在比较图23与图5、图19和图21时,有利的是光透过交叉结构的交叉点部分,但是在具有交叉结构的切口275h和第一倾斜部分235h彼此重叠的区域中以及断开部分275-1h中出现纹理。
根据示例性实施方式,图1、图18、图19、图20和图22的至少两个可以被一起使用,并且图24的结构被示出作为一示例。
图24示出了图1和图22的结构的组合结构。
也就是说,如图24所示,在作为液晶控制机构的具有交叉结构的第一切口275h中间的断开部分275-1h被包括于公共电极270中。此外,第一菱形切口图案276h如同图1一样被包括作为附加液晶控制机构。因而,在图24的结构中,液晶分子的控制力由于第一切口275h中间的断开部分275-1h和菱形切口图案276h而提高,结果,可以获得更快速的液晶分子响应速度。
因而,本发明的示例实施方式也可以被应用于各种像素结构,在下文中,将分别参考图25至图32描述应用于每个像素结构的代表性示例。
图25至图32是示出根据本发明的另一示例性实施方式的液晶显示器件的电路图和布局图。
首先,参考图25和图26,将描述其中在从一个晶体管Q接收数据电压之后两个子像素通过辅助存储电容器Cas彼此耦接的结构。
图25是根据本发明另一示例性实施方式的液晶显示器件的一个像素的等效电路图,图26是根据本发明另一示例性实施方式的液晶显示器件的下面板的布局图。
根据本发明示例性实施方式的液晶显示器件包括具有多条栅极线GL、多条数据线DL和多条存储电极线SL的信号线以及与其连接的多个像素PX。每个像素PX包括一对第一和第二子像素PXa、PXb,第一子像素电极(图26的191h)形成在第一子像素PXa中以及第二子像素电极(图26的191I)形成在第二子像素PXb中。
根据本发明示例性实施方式的液晶显示器件还包括与栅极线GL和数据线DL连接的开关元件Q、与开关元件Q连接并且形成在第一子像素PXa中的第一液晶电容器Clca和第一存储电容器Csta、与开关元件Q连接并且形成在第二子像素PXb中的第二液晶电容器Clcb和第二存储电容器Cstb、以及形成在开关元件Q和第二液晶电容器Clcb之间的辅助电容器Cas。
开关元件Q是设置在下面板100中的三端子元件诸如薄膜晶体管,其控制端连接到栅极线GL,输入端连接到数据线DL,输出端连接到第一液晶电容器Clca、第一存储电容器Csta和辅助电容器Cas。
辅助电容器Cas的一个端子连接到开关元件Q的输出端,其另一端子连接到第二液晶电容器Clcb和第二存储电容器Cstb。
第二液晶电容器Clcb的充电电压因辅助电容器Cas而比第一液晶电容器Clca的充电电压低,由此提高了液晶显示器件的侧面可视性。
在根据本发明示例性实施方式的液晶显示器件的结构中,如图26所示,包括多条栅极线121和多条存储电极线131的多个栅导体形成在由透明玻璃或塑料制成的绝缘基板(未示出)上。
栅极线121传送栅信号并且主要在水平方向上延伸。每条栅极线121包括多个向上突出的栅电极124。
存储电极线131接收预定电压并且延伸以实质上平行于栅极线121。每条存储电极线131位于两个相邻的栅极线121之间。存储电极线131包括向下膨胀的存储电极135a、135b。然而,存储电极线131和存储电极135a、135b的形状和布局可以变化。
栅绝缘层(未示出)形成在栅导体121、131上。岛形半导体154形成在栅绝缘层上。半导体154位于栅电极124上。
包括多条数据线171和漏电极175的数据导体形成在半导体154和栅绝缘层上。
数据线171传送数据信号并且主要在竖直方向上延伸以与栅极线121和存储电极线131交叉。每条数据线171包括朝向栅电极124延伸的源电极173。
漏电极175与数据线171分离并且包括面对基于栅电极124的源电极173的杆状的端部。杆状的端部由弯曲的源电极173部分地围绕。
漏电极175的另一端部延伸以实质上平行于数据线171从而形成在整个第一子像素PXa和第二子像素PXb中,在第二子像素PXb中形成的部分被称作辅助电极176。
钝化层(未示出)形成在数据导体171、175和半导体154上。钝化层由有机绝缘体等制成并包括倾斜部分185h、185l。钝化层的除了倾斜部分185h、185l之外的部分是平坦的。在图26的示例性实施方式中,倾斜部分185h、185I形成在钝化层上,图26的示例性实施方式不同于图1的倾斜部分形成在滤色器230上的示例性实施方式。
倾斜部分185h、185I位于与第一和第二子像素电极191h、191l重叠的一部分的局部区域中并且具有其高度变化的结构。倾斜部分185h、185I具有图26所示的菱形结构。第一倾斜部分185h的菱形结构可以形成为使得顶点与由第一部分板状电极192h占据的四边形区域的边界接触,并且根据示例性实施方式,顶点可以不与所述边界接触。此外,第二倾斜部分185I的菱形结构可以形成为使得顶点与由第二部分板状电极192I占据的四边形区域的边界接触,并且根据示例性实施方式,顶点可以不与所述边界接触。此外,根据示例性实施方式,菱形结构所处的区域也可以具有正方形或矩形区域。倾斜部分185h、185l具有其中高度从菱形结构的一边朝向中心逐渐减小的结构。倾斜部分185h、185l具有以下结构:其中高度从一边到中心以预定斜度减小,并且随着高度减小,宽度也减小。有机绝缘体可以不形成在具有菱形结构的倾斜部分185h、185l的中心,并且根据示例性实施方式,有机绝缘体没有形成在其中的开口可以被包括在所述中心附近的预定区域中。
滤色器可以形成在钝化层下面,并且滤色器可以位于上面板上。此外,与图26不同,如图1所示的倾斜部分可以位于定位在钝化层下面的滤色器处。在该情形下,倾斜部分可以不形成在钝化层处。
多个像素电极191形成在钝化层上。每个像素电极191包括形成在预定距离处的第一子像素电极191h和第二子像素电极191l。
第一子像素电极191h和第二子像素电极191l包括位于其中心处的部分板状电极192h、192l、在垂直或水平方向上从部分板状电极192h、192l延伸的延伸部194h、194l、以及分别在倾斜方向上从部分板状电极192h、192l和延伸部194h、194l突出的多个微小分支电极193h、193l。
第一子像素电极191h包括第一部分板状电极192h和多个第一微小分支电极193h,并且通过延伸到四边形区域之外的连接部分而与漏电极175的宽的端部连接。
第一部分板状电极192h具有菱形形状,其中心位于四边形区域的中心,菱形形状的每个顶点形成在与四边形区域的边界相距预定距离的位置处。此外,第一部分板状电极192h覆盖从钝化层的第一倾斜部分185h的中心开始的一部分。结果,第一部分板状电极192h具有实际上通过钝化层的第一倾斜部分185h提供的倾斜度。
第一子像素电极191h具有在垂直或水平方向上(平行于或垂直于栅极线121或数据线171的方向)从第一部分板状电极192h的菱形形状的每个顶点延伸的第一延伸部194h。第一延伸部194h在垂直或水平方向上延伸以与由第一子像素电极191h占据的四边形区域的边界相交。结果,第一延伸部194h在平面图上与钝化层的第一倾斜部分185h的菱形结构的顶点相交,从而彼此垂直地重叠。
多个第一微小分支电极193h从第一部分板状电极192h的斜边和第一延伸部194h延伸。多个第一微小分支电极193h填满四边形区域的剩余部分,与第一延伸部194h(或栅极线121或数据线171)形成45度角,并且与第一部分板状电极192h的斜边形成90度角。此外,第一微小分支电极193h的端部彼此不连接以向外突出。然而,如果第一微小分支电极193h的端部彼此连接以闭合,则通过电场排列的液晶层3的液晶分子的方向不同于通过闭合的端部排列的液晶分子的方向,结果,液晶分子的响应速度可能延缓。因此,在本发明的示例性实施方式中,第一微小分支电极193h的端部彼此不连接,而是向外突出以具有其中在第一微小分支电极193h之间的开口区域被打开的结构。结果,液晶分子可以在通过电场配向的方向上排列而没有其他阻力,结果,液晶分子的响应速度提高并且纹理减少。
此外,与第一部分板状电极192h的斜边和第一延伸部194h连接的连接端子位于钝化层的第一倾斜部分185h上方以在多个第一微小分支电极193h中彼此重叠。也就是说,第一微小分支电极193h的连接端子与钝化层的第一倾斜部分185h重叠预定距离。因此,第一微小分支电极193h的连接端子附近具有通过钝化层的第一倾斜部分185h实际上提供的倾斜度,并且从连接端子附近直到端部形成平坦结构。第一微小分支电极193h的端部和钝化层的第一倾斜部分185h彼此重叠,因而相应部分的液晶控制力进一步增加,结果,液晶分子可以通过电场快速地操作。结果,液晶分子的响应速度提高。然而,当第一微小分支电极193h的长度过度增加并因而重叠距离过大时,可能出现由于狭缝结构引起的纹理,结果,重叠距离需要被设定在预定水平或更小。在示例性实施方式中,第一微小分支电极193h的最长电极可具有大于50μm且小于68μm的长度,并且像素的尺寸根据显示器件的特性来确定。在四边形区域的尺寸根据像素的尺寸来确定时,第一微小分支电极193h的最长电极的长度可以在大于50μm且小于68μm的范围内选择和使用。然而,根据示例性实施方式,上述范围之外的示例性实施方式也可能存在。第一微小分支电极193h的最长电极的长度可具有整个四边形区域的倾斜长度的25%和35%之间的值,第一微小分支电极193h的最长电极与第一倾斜部分185h重叠的长度可具有整个四边形区域的倾斜长度的0%和10%之间的值。
第二子像素电极191I的第二部分板状电极192l具有菱形形状,其中心位于四边形区域的中心,并且菱形形状的每个顶点形成在与四边形区域的边界间隔预定距离的位置处。此外,第二部分板状电极192l覆盖从钝化层的第二倾斜部分185I的中心开始的一部分。结果,第二部分板状电极192l具有实际上通过钝化层的第二倾斜部分185I提供的倾斜度。
第二子像素电极191I具有在垂直或水平方向上(平行或垂直于栅极线121或数据线171的方向)从第二部分板状电极192l的菱形形状的每个顶点延伸的第二延伸部194l。第二延伸部194l在垂直或水平方向上延伸以与两个划分的正方形区域的边界相交。结果,第二延伸部194l在平面图上与钝化层的第二倾斜部分185I的菱形结构的顶点相交,从而彼此垂直地重叠。
多个第二微小分支电极193I从第二部分板状电极192l的斜边和第二延伸部194l延伸。多个第二微小分支电极193I填满四边形区域的剩余部分,与第二延伸部194l(或栅极线121或数据线171)形成45度角,并且与第二部分板状电极192l的斜边形成90度角。此外,第二微小分支电极193I的端部彼此不连接以向外突出。然而,如果第二微小分支电极193I的端部彼此连接以闭合,则通过电场排列的液晶层3的液晶分子的方向不同于通过闭合的端部排列的液晶分子的方向,结果,液晶分子的响应速度可能延缓。因此,在本发明的示例性实施方式中,第二微小分支电极193I的端部彼此不连接,而是向外突出以具有其中在第二微小分支电极193I之间的开口区域被打开的结构。结果,液晶分子可以在通过电场配向的方向上排列而没有其他阻力,结果,液晶分子的响应速度提高并且纹理减少。
此外,与第二部分板状电极192I的斜边和第二延伸部194I连接的连接端子位于钝化层的第二倾斜部分185I上方以在多个第二微小分支电极193I中与钝化层的第二倾斜部分185I重叠。也就是说,第二微小分支电极193I的连接端子与钝化层的第二倾斜部分185I重叠预定距离。因此,第二微小分支电极193I的连接端子附近具有通过钝化层的第二倾斜部分185I实际上提供的倾斜度,并且从连接端子附近直到端部形成平坦结构。第二微小分支电极193I的端部和钝化层的第二倾斜部分185I彼此重叠,因而相应部分的液晶控制力进一步增加,结果,液晶分子可以通过电场快速地操作。结果,液晶分子的响应速度提高。然而,当第二微小分支电极193I的长度过度增加并因而重叠距离过大时,可能出现由于狭缝结构引起的纹理,结果,重叠距离需要被设定在预定水平或更小。在示例性实施方式中,第二微小分支电极193I的最长电极可具有大于50μm且小于68μm的长度,并且像素的尺寸根据显示器件的特性来确定。在正方形区域的尺寸根据像素的尺寸来确定时,第二微小分支电极193I的最长电极的长度可以在大于50μm且小于68μm的范围内选择和使用。然而,根据一示例性实施方式,上述范围之外的示例性实施方式也可能存在。第二微小分支电极193I的最长电极的长度可具有整个正方形区域的倾斜长度的25%和35%之间的值,第二微小分支电极193I的最长电极与第二倾斜部分185I重叠的长度可具有整个正方形区域的倾斜长度的0%和10%之间的值。
第二子像素电极191I包括第二部分板状电极192I和多个第二微小分支电极193I,并且与辅助电极176重叠以形成辅助电容器Cas。
第一和第二子像素电极191h、191l与上面板的公共电极以及其间的液晶层一起形成第一和第二液晶电容器,从而即使在薄膜晶体管(图25的Q)关断之后,也保持所施加的电压。
第一和第二子像素电极191h、191l与存储电极135a、135b重叠以形成第一和第二存储电容器Csta、Cstb,并且增强第一和第二液晶电容器Clca、Clcb的电压保持容量。
在第一示例性实施方式中,辅助电极176通过延长漏电极175而形成,但是本发明不限于此,辅助电极176可以形成为与漏电极175分离。在该情形下,接触孔形成在第一子像素电极191h上方的钝化层中,辅助电极176通过接触孔与第一子像素电极191h连接以与第二子像素电极191I重叠。
光阻挡构件和公共电极可以形成在上面板200上。滤色器可以形成在上面板200上。
形成在上面板200上的公共电极由透明导电材料制成并且可以包括液晶控制机构和附加液晶控制机构。
作为液晶控制机构的切口275h、275l形成在公共电极270处呈十字形。第一切口275h的交叉结构中的交叉点与下面板100的第一部分板状电极192h的菱形形状的中心重叠或者与钝化层的第一倾斜部分185h的菱形形状的中心重叠。此外,第二切口275I的交叉结构分别与下面板100的第二部分板状电极192I的菱形形状的中心或者与钝化层的第二倾斜部分185I的菱形形状的中心重叠。此外,位于相邻像素处的切口275h、275l延伸以彼此连接。切口275h、275l用于提高液晶分子的控制力。
此外,附加液晶控制机构位于公共电极270中的切口275h、275l的交叉结构的交叉点附近。在图26的示例性实施方式中,菱形切口图案276h、276l被形成以作为附加液晶控制机构。菱形切口图案276h、276l具有在平面图上与下面板100的部分板状电极192h、192I的菱形形状或钝化层的倾斜部分185h、185I的菱形形状平行的边。菱形切口图案276h、276l的尺寸可以根据示例性实施方式而不同。如果尺寸过小,则作为液晶控制机构的作用微小,而如果尺寸过大,则透射率劣化,结果,菱形切口图案276h、276l可以根据示例性实施方式以适当的尺寸形成。根据作为附加液晶控制机构的菱形切口图案276h、276l,位于公共电极270处的切口275h、275l仅在垂直或水平方向上延伸,结果,与所述方向成45度的方向的液晶控制力可能劣化。因此,45度的方向的液晶控制力通过形成附加的菱形形状的液晶控制机构(菱形切口图案276h、276l)而提高,结果,液晶分子通过电场快速地排列,因而响应速度提高。
配向层(未示出)形成在下面板100和上面板的内侧。配向层可以是垂直配向层,并且可以是通过使用光聚合材料光致排列的配向层。
偏振片(未示出)设置在两个面板100、200的外侧上,两个偏振片的透射轴彼此垂直并且其一个透射轴可以平行于栅极线121。
液晶层3在下面板100和上面板200之间具有负介电各向异性,并且液晶层3的液晶分子排列为使得在不施加电场时长轴垂直于两个面板100、200的表面。
根据图26的示例性实施方式,通过诸如紫外线的光聚合的聚合物不包括在液晶层3中。然而,根据示例性实施方式,可以进一步包括通过诸如紫外线的光聚合的聚合物。这将参考图34描述。
在下文中,参考图27和图28,在两个子像素分别从相应的Qa、Qb接收相同的数据电压之后,第二子像素电极(图28的191i)的电荷通过第三开关元件Qc流入辅助电容器Cas并因而第二液晶电容器Clcb的电压下降。
在下文中,将参考图27和图28在下面详细描述根据本发明示例性实施方式的液晶显示器件。
图27是根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器件的一个像素的等效电路图,图28是根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器的下面板的布局图。
根据本发明示例性实施方式的液晶显示器件包括具有多条栅极线GLn、GLn+1、多条数据线DL和多条存储电极线SL的信号线以及与其连接的多个像素PX。每个像素PX包括一对第一和第二子像素PXa、PXb,第一子像素电极(图28的191h)形成在第一子像素PXa中以及第二子像素电极(图28的191I)形成在第二子像素PXb中。
根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器件还包括连接到栅极线GLn和数据线DL的第一开关元件Qa和第二开关元件Qb、连接到第一开关元件Qa以形成在第一子像素PXa中的第一液晶电容器Clca和第一存储电容器Csta、连接到第二开关元件Qb以形成在第二子像素PXb中的第二液晶电容器Clcb和第二存储电容器Cstb、与第二开关元件Qb连接并且通过下一条栅极线GLn+1开关的第三开关元件Qc、和与第三开关元件Qc连接的辅助电容器Cas。
第一开关元件Qa和第二开关元件Qb是设置在下面板100中的三端子元件诸如薄膜晶体管,其控制端连接到栅极线GLn,输入端连接到数据线DL,输出端分别连接到第一液晶电容器Clca和第一存储电容器Csta以及第二液晶电容器Clcb和第二存储电容器Cstb。
第三开关元件Qc也是设置在下面板100中的三端子元件诸如薄膜晶体管,其控制端连接到下一条栅极线GLn+1,输入端连接到第二液晶电容器Clcb,输出端连接到辅助电容器Cas。
辅助电容器Cas的一个端子连接到第三开关元件Qc的输出端,其另一端子连接到存储电极线SL。
在描述根据本发明的示例性实施方式的液晶显示器件的操作时,当栅极导通电压被施加到栅极线GLn时,连接到栅极线GLn的第一开关元件Qa和第二开关元件Qb关断,数据线171的数据电压被施加到第一和第二子像素电极(图28的191h、191l)。
接着,当栅极关断电压被施加到栅极线GLn并且栅极导通电压被施加到下一条栅极线GLn+1时,第一和第二开关元件Qa、Qb关断而第三开关元件Qc导通。结果,与第二开关元件Qb的输出端连接的第二子像素电极(图28的191l)的电荷流入到辅助电容器Cas中并因而第二液晶电容器Clcb的电压下降。
因而,第一和第二液晶电容器Clca、Clcb的电荷电势彼此不同,由此提高液晶显示器的侧面可视性。
在根据本发明示例性实施方式的液晶显示器的结构中,如图28所示,包括多条第一栅极线121、多条电压递降的栅极线123和多条存储电极线131的多个栅导体形成在由透明玻璃或塑料制成的绝缘基板(未示出)上。
第一栅极线121和电压递降的栅极线123主要在水平方向上延伸以传送栅信号。第一栅极线121包括向上突出的第一栅电极124a和第二栅电极124b,电压递降的栅极线123包括向上突出的第三栅电极124c。第一栅电极124a和第二栅电极124b彼此连接以形成一个突起。
存储电极线131主要在水平方向上延伸以传送预定电压诸如公共电压。存储电极线131包括向上和向下膨胀的存储电极135a、135b。在该情形下,存储电极线131和存储电极135a、135b的形状和布局可以变化。
栅绝缘层(未示出)形成在栅导体121、123、131上。
多个岛形半导体154形成在栅绝缘层140上。半导体154包括位于第一栅电极124a上的第一半导体154a、位于第二栅电极124b上的第二半导体154b、以及位于第三栅电极124c上的第三半导体154c。第一半导体154a和第二半导体154b可以彼此连接。
包括多条数据线171、第一漏电极175a、第二漏电极175b、第三源电极173c和第三漏电极175c的数据导体形成在半导体154和栅绝缘层上。
数据线171传送数据信号并且主要在竖直方向上延伸以与第一栅极线121和电压递降的栅极线123交叉。每条数据线171包括朝向第一栅电极124a和第二栅电极124b延伸的第一源电极173a和第二源电极173b。第一源电极173a和第二源电极173b彼此连接。
第一漏电极175a、第二漏电极175b和第三漏电极175c分别包括一个宽的端部和另一个杆状的端部。第一漏电极175a和第二漏电极175b的杆状的端部分别被第一源电极173a和第二源电极173b部分地围绕,并且第三漏电极175c也被第三源电极173c部分地围绕。第二漏电极175b的一个宽的端部与第三源电极173c连接。第三漏电极175c的宽的端部177c与存储电极线131的膨胀部137a部分地重叠以形成辅助电容器Cas。
第一、第二、第三栅电极124a、124b、124c、第一、第二、第三源电极173a、173b、173c以及第一、第二第三漏电极175a、175b、175c分别与第一、第二、第三半导体154a、154b、154c一起形成第一、第二第三薄膜晶体管(TFT)(图5的Qa、Ql、Qc),并且薄膜晶体管的沟道形成在相应的源电极173a、173b、173c和相应的漏电极175a、175b、175c之间的相应的半导体154a、154b、154c中。
钝化层(未示出)形成在数据导体171、175a、175b、175c和半导体154a、154b、154c的暴露部分上。钝化层由有机绝缘体或类似物制成并包括倾斜部分185h、185l。钝化层的除了倾斜部分185h、185l之外的部分是平坦的。在图28的示例性实施方式中,倾斜部分185h、185I形成在钝化层上,其不同于图1的倾斜部分形成在滤色器230上的示例性实施方式。
倾斜部分185h、185I位于与第一和第二子像素电极191h、191l重叠的部分的局部区域中并且具有其高度变化的结构。倾斜部分185h、185I具有图28所示的菱形结构。第一倾斜部分185h的菱形结构可以形成为使得顶点与由第一部分板状电极192h占据的四边形区域的边界接触,并且根据示例性实施方式,顶点可以不与所述边界接触。此外,第二倾斜部分185I的菱形结构可以形成为使得顶点与由第二部分板状电极192I占据的四边形区域的边界接触,并且根据示例性实施方式,顶点可以不与所述边界接触。此外,根据示例性实施方式,菱形结构所处的区域也可以具有正方形或矩形区域。倾斜部分185h、185l具有其中高度从菱形结构的一边朝向中心逐渐减小的结构。倾斜部分185h、185l具有以下结构:其中高度从一边到中心以预定斜度减小,并且随着高度减小,宽度也减小。有机绝缘体可以不形成在具有菱形结构的倾斜部分185h、185l的中心,并且根据示例性实施方式,有机绝缘体没有形成在其中的开口可以被包括在所述中心附近的预定区域中。
滤色器可以形成在钝化层下面,并且滤色器可以位于上面板上。此外,与图28不同,如图1所示的倾斜部分可以位于定位在钝化层下面的滤色器处。在该情形下,倾斜部分可以不形成在钝化层处。
多个像素电极191形成在钝化层上。每个像素电极191包括形成在预定距离处的第一子像素电极191h和第二子像素电极191l。
第一子像素电极191h和第二子像素电极191l包括位于其中心处的部分板状电极192h、192l、在垂直或水平方向上从部分板状电极192h、192l延伸的延伸部194h、194l、以及分别在倾斜方向上从部分板状电极192h、192l和延伸部194h、194l突出的多个微小分支电极193h、193l。
第一子像素电极191h包括第一部分板状电极192h和多个第一微小分支电极193h,并且通过延伸到四边形区域之外的连接部分而与漏电极175的宽的端部连接。
第一部分板状电极192h具有菱形形状,其中心位于四边形区域的中心,菱形形状的每个顶点形成在与四边形区域的边界相距预定距离的位置处。此外,第一部分板状电极192h覆盖从钝化层的第一倾斜部分185h的中心开始的一部分。结果,第一部分板状电极192h具有实际上通过钝化层的第一倾斜部分185h提供的倾斜度。
第一子像素电极191h具有在垂直或水平方向上(平行或垂直于栅极线121或数据线171的方向)从第一部分板状电极192h的菱形形状的每个顶点延伸的第一延伸部194h。第一延伸部194h在垂直或水平方向上延伸以与由第一子像素电极191h占据的四边形区域的边界相交。结果,第一延伸部194h在平面图上与钝化层的第一倾斜部分185h的菱形结构的顶点相交,从而彼此垂直地重叠。
多个第一微小分支电极193h从第一部分板状电极192h的斜边和第一延伸部194h延伸。多个第一微小分支电极193h填满四边形区域的剩余部分,与第一延伸部194h(或栅极线121或数据线171)形成45度角,并且与第一部分板状电极192h的斜边形成90度角。此外,第一微小分支电极193h的端部彼此不连接以向外突出。然而,如果第一微小分支电极193h的端部彼此连接以闭合,则通过电场排列的液晶层3的液晶分子的方向不同于通过闭合的端部排列的液晶分子的方向,结果,液晶分子的响应速度可能延缓。因此,在本发明的示例性实施方式中,第一微小分支电极193h的端部彼此不连接,而是向外突出以具有在第一微小分支电极193h之间的开口区域被打开的结构。结果,液晶分子可以在通过电场配向的方向上排列而没有其他阻力,由此提高了液晶分子的响应速度并且减少了纹理。
此外,与第一部分板状电极192h的斜边和第一延伸部194h连接的连接端子位于钝化层的第一倾斜部分185h上方以在多个第一微小分支电极193h中与钝化层的第一倾斜部分185h重叠。也就是说,第一微小分支电极193h的连接端子与钝化层的第一倾斜部分185h重叠预定距离。因此,第一微小分支电极193h的连接端子附近具有通过钝化层的第一倾斜部分185h实际上提供的倾斜度,并且从连接端子附近直到端部形成平坦结构。第一微小分支电极193h的端部和钝化层的第一倾斜部分185h彼此重叠,因而相应部分的液晶控制力进一步增加,结果,液晶分子可以通过电场快速地操作。结果,液晶分子的响应速度提高。然而,当第一微小分支电极193h的长度过度增加并因而重叠距离过大时,可能出现由于狭缝结构引起的纹理,结果,重叠距离需要被设定在预定水平或更小。在示例性实施方式中,第一微小分支电极193h的最长电极可具有大于50μm且小于68μm的长度,并且像素的尺寸根据显示器件的特性来确定。在四边形区域的尺寸根据像素的尺寸来确定时,第一微小分支电极193h的最长电极的长度可以在大于50μm且小于68μm的范围内选择和使用。然而,根据一示例性实施方式,上述范围之外的示例性实施方式也可能存在。第一微小分支电极193h的最长电极的长度可具有整个四边形区域的倾斜长度的25%和35%之间的值,第一微小分支电极193h的最长电极与第一倾斜部分185h重叠的长度可具有整个四边形区域的倾斜长度的0%和10%之间的值。
第二子像素电极191I的第二部分板状电极192l具有菱形形状,其中心位于四边形区域的中心,并且菱形形状的每个顶点形成在与四边形区域的边界间隔预定距离的位置处。此外,第二部分板状电极192l覆盖从钝化层的第二倾斜部分185I的中心开始的一部分。结果,第二部分板状电极192l具有实际上通过钝化层的第二倾斜部分185I提供的倾斜度。
第二子像素电极191I具有在垂直或水平方向上(平行或垂直于栅极线121或数据线171的方向)从第二部分板状电极192l的菱形形状的每个顶点延伸的第二延伸部194l。第二延伸部194l在垂直或水平方向上延伸以与两个划分的正方形区域的边界相交。结果,第二延伸部194l在平面图上与钝化层的第二倾斜部分185I的菱形结构的顶点相交,从而彼此垂直地重叠。
多个第二微小分支电极193I从第二部分板状电极192l的斜边和第二延伸部194l延伸。多个第二微小分支电极193I填满四边形区域的剩余部分,与第二延伸部194l(或栅极线121或数据线171)形成45度角,并且与第二部分板状电极192l的斜边形成90度角。此外,第二微小分支电极193I的端部彼此不连接以向外突出。然而,如果第二微小分支电极193I的端部彼此连接以闭合,则通过电场排列的液晶层3的液晶分子的方向不同于通过闭合的端部排列的液晶分子的方向,结果,液晶分子的响应速度可能延缓。因此,在本发明的示例性实施方式中,第二微小分支电极193I的端部彼此不连接,而是向外突出以具有其中在第二微小分支电极193I之间的开口区域被打开的结构。结果,液晶分子可以在通过电场配向的方向上排列而没有其他阻力,由此提高了液晶分子的响应速度并且减少了纹理。
此外,与第二部分板状电极192I的斜边和第二延伸部194I连接的连接端子位于钝化层的第二倾斜部分185I上方以在多个第二微小分支电极193I中彼此重叠。也就是说,第二微小分支电极193I的连接端子与钝化层的第二倾斜部分185I重叠预定距离。因此,第二微小分支电极193I的连接端子附近具有通过钝化层的第二倾斜部分185I实际上提供的倾斜度,并且从连接端子附近直到端部形成平坦结构。第二微小分支电极193I的端部和钝化层的第二倾斜部分185I彼此重叠,因而相应部分的液晶控制力进一步增加,结果,液晶分子可以通过电场快速地操作。结果,液晶分子的响应速度提高。然而,当第二微小分支电极193I的长度过度增加并因而重叠距离过大时,可能出现由于狭缝结构引起的纹理,因此,重叠距离需要被设定在预定水平或更小。在示例性实施方式中,第二微小分支电极193I的最长电极可具有大于50μm且小于68μm的长度,并且像素的尺寸根据显示器件的特性来确定。在正方形区域的尺寸根据像素的尺寸来确定时,第二微小分支电极193I的最长电极的长度可以在大于50μm且小于68μm的范围内选择和使用。然而,根据示例性实施方式,上述范围之外的示例性实施方式也可能存在。第二微小分支电极193I的最长电极的长度可具有整个正方形区域的倾斜长度的25%和35%之间的值,第二微小分支电极193I的最长电极与第二倾斜部分185I重叠的长度可具有整个正方形区域的倾斜长度的0%和10%之间的值。
光阻挡构件和公共电极可以形成在上面板200上。滤色器可以形成在上面板200上。
形成在上面板200上的公共电极由透明导电材料制成,并且可以包括液晶控制机构和附加液晶控制机构。
作为液晶控制机构的切口275h、275l形成在公共电极270处呈十字形。第一切口275h的交叉结构中的交叉点与下面板100的第一部分板状电极192h的菱形形状的中心重叠或者与钝化层的第一倾斜部分185h的菱形形状的中心重叠。此外,第二切口275I的交叉结构分别与下面板100的第二部分板状电极192I的菱形形状的中心或者与钝化层的第二倾斜部分185I的菱形形状的中心重叠。此外,位于相邻像素处的切口275h、275l延伸以彼此连接。切口275h、275l用于提高液晶分子的控制力。
此外,附加液晶控制机构位于公共电极270中的切口275h、275l的交叉结构的交叉点附近。在图28的示例性实施方式中,菱形切口图案276h、276l被形成以作为附加液晶控制机构。菱形切口图案276h、276l具有在平面图上与下面板100的部分板状电极192h、192I的菱形形状或钝化层的第二倾斜部分185h、185I的菱形形状平行的边。菱形切口图案276h、276l的尺寸可以根据示例性实施方式而不同。如果尺寸过小,则作为液晶控制机构的作用微小,而如果尺寸过大,则透射率劣化,结果,菱形切口图案276h、276l可以根据示例性实施方式以适当的尺寸形成。根据作为附加液晶控制机构的菱形切口图案276h、276l,位于公共电极270处的切口275h、275l仅在垂直或水平方向上延伸,结果,与所述方向成45度的方向的液晶控制力可能劣化。因此,45度的方向的液晶控制力通过形成附加的菱形形状的液晶控制机构(菱形切口图案276h、276l)而提高,结果,液晶分子通过电场快速地排列,因而响应速度提高。
配向层(未示出)形成在下面板100和上面板200的内侧。配向层可以是垂直配向层,并且可以是通过使用光聚合材料光致排列的配向层。
偏振片(未示出)设置在两个面板100、200的外侧上,两个偏振片的透射轴彼此垂直并且其一个透射轴可以平行于栅极线121。
液晶层3在下面板100和上面板200之间具有负介电各向异性,并且液晶层3的液晶分子排列为使得在不施加电场时长轴垂直于两个面板100、200的表面。
根据图28的示例性实施方式,通过诸如紫外线的光聚合的聚合物不包括在液晶层3中。然而,根据示例性实施方式,可以进一步包括通过诸如紫外线的光聚合的聚合物。这将参考图34来描述。
第一和第二子像素电极191h、191l与上面板的公共电极以及其间的液晶层一起形成第一和第二液晶电容器(图27的Clca、Clcb),从而即使在第一和第二薄膜晶体管(图27的Qa、Qb)关断之后也保持所施加的电压。
第一和第二子像素电极191h、191l与存储电极135a、135b重叠以形成第一和第二存储电容器Csta、Cstb,并且增强第一和第二液晶电容器Clca、Clcb的电压保持容量。
在下文中,将参考图29和图30描述其中两个子像素分别从相应的晶体管Qa、Qb接收不同数据电压的结构。
图29是根据本发明示例性实施方式的液晶显示器件的一个像素的等效电路图,图30是根据本发明示例性实施方式液晶显示器件的下面板的布局图。
参考图29和图30,根据本发明示例性实施方式的液晶显示器件包括彼此面对的下面板100和上面板200以及插置在两个面板100、200之间的液晶层3。
首先,将描述下面板100。
多条栅极线121和多条存储电极线131、135形成在绝缘基板110上。
栅极线121传送栅信号并且主要在水平方向上延伸。每条栅极线121包括向上突出的多个第一和第二栅电极124a、124b。
存储电极线包括延伸以实质上平行于栅极线121的主干(stem)131和从主干131延伸的多个存储电极135。
存储电极线131、135的形状和布局可以变化。
栅绝缘层140形成在栅极线121和存储电极线131、135上,由非晶硅或晶体硅制成的多个半导体154a、154b形成在栅绝缘层140上。
多对欧姆接触形成在半导体154a、154b上,欧姆接触可以由硅化物或诸如其中n型杂质以高浓度掺杂的n+氢化非晶硅的材料制成。
多对数据线171a、171b和多对第一和第二漏电极175a、175b形成在欧姆接触和栅绝缘层140上。
数据线171a、171b传送数据信号并且主要在竖直方向上延伸以与栅极线121和存储电极线的主干131交叉。数据线171a、171b包括朝向第一和第二栅电极124a、124b延伸以弯曲成U字母形状的第一和第二源电极173a、173b,第一和第二源电极173a、173b基于第一和第二栅电极124a、124b面对第一和第二漏电极175a、175b。
第一和第二漏电极175a、175b分别从被第一和第二源电极173a、173b部分围绕的端部向上延伸,并且相对的端部可具有宽的区域以与其它层连接。
然而,数据线171a、171b的除了第一和第二漏电极175a、175b之外的形状和布局可以变化。
第一和第二栅电极124a、124b、第一和第二源电极173a、173b和第一和第二漏电极175a、175b分别与第一和第二半导体154a、154b一起形成第一和第二薄膜晶体管(TFT)Qa、Qb,并且第一和第二薄膜晶体管Qa、Qb的沟道形成在第一和第二源电极173a、173b与第一和第二漏电极175a、175b之间的第一和第二半导体154a、154b中。
欧姆接触仅存在于其下面的半导体154a、154b、其上面的数据线171a、171b和漏电极175a、175b当中以降低其间的接触电阻。除了源电极173a、173b与漏电极175a、175b之间的空间之外,在半导体154a、154b处存在没有被数据线171a、171b和漏电极175a、175b覆盖的暴露部分。
钝化层(未示出)形成在数据线171a、171b、漏电极175a、175b和半导体154a、154b的暴露部分上。钝化层由有机绝缘体或类似物制成并包括倾斜部分185h、185l。钝化层的除了倾斜部分185h、185l之外的部分是平坦的。在图30的示例性实施方式中,倾斜部分185h、185I形成在钝化层上,其不同于图1的倾斜部分形成在滤色器230上的示例性实施方式。
倾斜部分185h、185I位于与第一和第二子像素电极191h、191l重叠的一部分的局部区域中并且具有其高度变化的结构。倾斜部分185h、185I具有图30所示的菱形结构。第一倾斜部分185h的菱形结构可以形成为使得顶点与由第一部分板状电极192h占据的四边形区域的边界接触,并且根据示例性实施方式,顶点可以不与所述边界接触。此外,第二倾斜部分185I的菱形结构可以形成为使得顶点与由第二部分板状电极192I占据的四边形区域的边界接触,并且根据示例性实施方式,顶点可以不与所述边界接触。此外,根据示例性实施方式,菱形结构所处的区域也可以具有正方形或矩形区域。倾斜部分185h、185l具有其中高度从菱形结构的一边朝向中心逐渐减小的结构。倾斜部分185h、185l具有以下结构:其中高度从一边到中心以预定斜度减小,并且随着高度减小,宽度也减小。有机绝缘体可以不形成在具有菱形结构的倾斜部分185h、185l的中心,并且根据示例性实施方式,有机绝缘体没有形成在其中的开口可以被包括在所述中心附近的预定区域中。
滤色器可以形成在钝化层下面,并且滤色器可以位于上面板上。此外,与图30不同,如图1所示的倾斜部分可以位于定位在钝化层下面的滤色器处。在该情形下,倾斜部分可以不形成在钝化层处。
多个像素电极191形成在钝化层上。每个像素电极191包括形成在预定距离处的第一子像素电极191h和第二子像素电极191l。
第一子像素电极191h和第二子像素电极191l包括位于其中心处的部分板状电极192h、192l、在垂直或水平方向上从部分板状电极192h、192l延伸的延伸部194h、194l、以及分别在倾斜方向上从部分板状电极192h、192l和延伸部194h、194l突出的多个微小分支电极193h、193l。
第一子像素电极191h包括第一部分板状电极192h和多个第一微小分支电极193h,并且通过延伸到四边形区域外部的连接部分与漏电极175的宽的端部连接。
第一部分板状电极192h具有菱形形状,其中心位于四边形区域的中心,菱形形状的每个顶点形成在与四边形区域的边界相距预定距离的位置处。此外,第一部分板状电极192h覆盖从钝化层的第一倾斜部分185h的中心开始的一部分。结果,第一部分板状电极192h具有实际上通过钝化层的第一倾斜部分185h提供的倾斜度。
第一子像素电极191h具有在垂直或水平方向上(平行或垂直于栅极线121或数据线171的方向)从第一部分板状电极192h的菱形形状的每个顶点延伸的第一延伸部194h。第一延伸部194h在垂直或水平方向上延伸以与由第一子像素电极191h占据的四边形区域的边界相交。结果,第一延伸部194h在平面图上与钝化层的第一倾斜部分185h的菱形结构的顶点相交,从而彼此垂直地重叠。
多个第一微小分支电极193h从第一部分板状电极192h的斜边和第一延伸部194h延伸。多个第一微小分支电极193h填满四边形区域的剩余部分,与第一延伸部194h(或栅极线121或数据线171)形成45度角,并且与第一部分板状电极192h的斜边形成90度角。此外,第一微小分支电极193h的端部彼此不连接以向外突出。然而,如果第一微小分支电极193h的端部彼此连接以闭合,则通过电场排列的液晶层3的液晶分子的方向不同于通过闭合的端部排列的液晶分子的方向,结果,液晶分子的响应速度可能延缓。因此,在本发明的示例性实施方式中,第一微小分支电极193h的端部彼此不连接,而是向外突出以具有在第一微小分支电极193h之间的开口区域被打开的结构。结果,液晶分子可以在通过电场配向的方向上排列而没有其他阻力,由此提高了液晶分子的响应速度并且减少了纹理。
此外,与第一部分板状电极192h的斜边和第一延伸部194h连接的连接端子位于钝化层的第一倾斜部分185h上方以在多个第一微小分支电极193h中彼此重叠。也就是说,第一微小分支电极193h的连接端子与钝化层的第一倾斜部分185h重叠预定距离。因此,第一微小分支电极193h的连接端子附近具有通过钝化层的第一倾斜部分185h实际上提供的倾斜度,并且从连接端子附近直到端部形成平坦结构。第一微小分支电极193h的端部和钝化层的第一倾斜部分185h彼此重叠,因而相应部分的液晶控制力进一步增加,结果,液晶分子可以通过电场快速地操作。结果,液晶分子的响应速度提高。然而,当第一微小分支电极193h的长度过度增加并因而重叠距离过大时,可能出现由于狭缝结构引起的纹理,结果,重叠距离需要被设定在预定水平或更小。在示例性实施方式中,第一微小分支电极193h的最长电极可具有大于50μm且小于68μm的长度,并且像素的尺寸根据显示器件的特性来确定。在四边形区域的尺寸根据像素的尺寸来确定时,第一微小分支电极193h的最长电极的长度可以在大于50μm且小于68μm的范围内选择和使用。然而,根据示例性实施方式,上述范围之外的示例性实施方式也可能存在。第一微小分支电极193h的最长电极的长度可具有整个四边形区域的倾斜长度的25%和35%之间的值,第一微小分支电极193h的最长电极与第一倾斜部分185h重叠的长度可具有整个四边形区域的倾斜长度的0%和10%之间的值。
第二子像素电极191I的第二部分板状电极192l具有菱形形状,其中心位于四边形区域的中心,并且菱形形状的每个顶点形成在与四边形区域的边界间隔预定距离的位置处。此外,第二部分板状电极192l覆盖从钝化层的第二倾斜部分185I的中心开始的一部分。结果,第二部分板状电极192l具有实际上通过钝化层的第二倾斜部分185I提供的倾斜度。
第二子像素电极191I具有在垂直或水平方向上(平行或垂直于栅极线121或数据线171的方向)从第二部分板状电极192l的菱形形状的每个顶点延伸的第二延伸部194l。第二延伸部194l在垂直或水平方向上延伸以与两个划分的正方形区域的边界相交。结果,第二延伸部194l在平面图上与钝化层的第二倾斜部分185I的菱形结构的顶点相交,从而彼此垂直地重叠。
多个第二微小分支电极193I从第二部分板状电极192l的斜边和第二延伸部194l延伸。多个第二微小分支电极193I填满四边形区域的剩余部分,与第二延伸部194l(或栅极线121或数据线171)形成45度角,并且与第二部分板状电极192l的斜边形成90度角。此外,第二微小分支电极193I的端部彼此不连接以向外突出。然而,如果第二微小分支电极193I的端部彼此连接以闭合,则通过电场排列的液晶层3的液晶分子的方向不同于通过闭合的端部排列的液晶分子的方向,结果,液晶分子的响应速度可能延缓。因此,在本发明的示例性实施方式中,第二微小分支电极193I的端部彼此不连接,而是向外突出以具有其中在第二微小分支电极193I之间的开口区域被打开的结构。结果,液晶分子可以在通过电场配向的方向上排列而没有其他阻力,由此提高了液晶分子的响应速度并且减少了纹理。
此外,与第二部分板状电极192I的斜边和第二延伸部194I连接的连接端子位于钝化层的第二倾斜部分185I上方以在多个第二微小分支电极193I中与钝化层的第二倾斜部分185I重叠。也就是说,第二微小分支电极193I的连接端子与钝化层的第二倾斜部分185I重叠预定距离。因此,第二微小分支电极193I的连接端子附近具有通过钝化层的第二倾斜部分185I实际上提供的倾斜度,并且从连接端子附近直到端部形成平坦结构。第二微小分支电极193I的端部和钝化层的第二倾斜部分185I彼此重叠,因而相应部分的液晶控制力进一步增加,结果,液晶分子可以通过电场快速地操作。结果,液晶分子的响应速度提高。然而,当第二微小分支电极193I的长度过度增加并因而重叠距离过大时,可能出现由于狭缝结构引起的纹理,结果,重叠距离需要被设定在预定水平或更小。在示例性实施方式中,第二微小分支电极193I的最长电极可具有大于50μm且小于68μm的长度,并且像素的尺寸根据显示器件的特性来确定。在正方形区域的尺寸根据像素的尺寸来确定时,第二微小分支电极193I的最长电极的长度可以在大于50μm且小于68μm的范围内选择和使用。然而,根据一示例性实施方式,上述范围之外的示例性实施方式也可能存在。第二微小分支电极193I的最长电极的长度可具有整个正方形区域的倾斜长度的25%和35%之间的值,第二微小分支电极193I的最长电极与第二倾斜部分185I重叠的长度可具有整个正方形区域的倾斜长度的0%和10%之间的值。
光阻挡构件和公共电极可以形成在上面板200上。滤色器可以形成在上面板200上。
形成在上面板200上的公共电极由透明导电材料制成并且可以包括液晶控制机构和附加液晶控制机构。
作为液晶控制机构的切口275h、275l形成在公共电极270处呈十字形。第一切口275h的交叉结构中的交叉点与下面板100的第一部分板状电极192h的菱形形状的中心重叠或者与钝化层的第一倾斜部分185h的菱形形状的中心重叠。此外,第二切口275I的交叉结构分别与下面板100的第二部分板状电极192I的菱形形状的中心或者与钝化层的第二倾斜部分185I的菱形形状的中心重叠。此外,位于相邻像素处的切口275h、275l可以延伸以彼此连接。切口275h、275l用于提高液晶分子的控制力。
此外,额外的液晶控制机构位于公共电极270中的切口275h、275l的交叉结构的交叉点附近。在图30的示例性实施方式中,菱形切口图案276h、276l形成作为附加液晶控制机构。菱形切口图案276h、276l具有在平面图上与下面板100的部分板状电极192h、192I的菱形形状或钝化层的第二倾斜部分185h、185I的菱形形状平行的边。菱形切口图案276h、276l的尺寸可以根据示例性实施方式而不同。如果尺寸过小,则作为液晶控制机构的作用微小,而如果尺寸过大,则透射率劣化,结果,根据示例性实施方式的菱形切口图案276h、276l可以形成有适当的尺寸。根据作为附加液晶控制机构的菱形切口图案276h、276l,位于公共电极270处的切口275h、275l仅在垂直或水平方向上延伸,结果,与所述方向成45度的方向的液晶控制力可能劣化。因此,45度的方向的液晶控制力通过形成额外的菱形液晶控制机构(菱形切口图案276h、276l)而提高,结果,液晶分子通过电场快速地排列,因而响应速度改善。
配向层(未示出)形成在下面板100和上面板200的内侧。配向层可以是垂直配向层,并且可以是通过使用光聚合材料光致排列的配向层。
偏振片(未示出)设置在两个面板100、200的外侧上,两个偏振片的透射轴彼此垂直并且其一个透射轴可以平行于栅极线121。
在下面板100和上面板200之间的液晶层3具有负介电各向异性,并且液晶层3的液晶分子排列为使得在不施加电场时长轴垂直于两个面板100、200的表面。
根据图30的示例性实施方式,通过诸如紫外线的光聚合的聚合物不包括在液晶层3中。然而,根据示例性实施方式,可以进一步包括通过诸如紫外线的光聚合的聚合物。这将参考图34描述。
第一和第二子像素电极191h、191l与上面板的公共电极以及其间的液晶层一起形成第一和第二液晶电容器,从而即使在薄膜晶体管(图29的Q)断开之后也保持所施加的电压。
第一和第二子像素电极191h、191l与存储电极135a、135b重叠以形成第一和第二存储电容器Csta、Cstb,并且增强第一和第二液晶电容器Clca、Clcb的电压保持容量。
在下文中,将参考图31和图32描述其中通过每个子像素显示的灰度级因连接到电源线的电容器Csa、Csb而变化的结构,其中在两个子像素从晶体管Qa、Qb接收相同的数据电压之后电压摆动。
图31是根据本发明示例性实施方式的液晶显示器的一个像素的等效电路图,图32是根据本发明示例性实施方式的液晶显示器的下面板的布局图。
根据本发明示例性实施方式的液晶显示器包括栅极线GL、数据线DL、第一电源线SL1、第二电源线SL2以及连接到栅极线GL和数据线DL的第一开关元件Qa和第二开关元件Qb,如图31所示。
根据本发明示例性实施方式的液晶显示器还包括连接到第一开关元件Qa的辅助的电压递增的电容器Csa和第一液晶电容器Clca、以及连接到第二开关元件Qb的辅助的电压递降的电容器Csb和第二液晶电容器Clcb。
第一开关元件Qa和第二开关元件Qb由诸如薄膜晶体管的三端元件组成。第一开关元件Qa和第二开关元件Qb连接到相同的栅极线GL和相同的数据线DL并且在相同的时序导通以输出相同的数据信号。
以规则周期摆动的电压被施加到第一电源线SL1和第二电源线SL2。第一低电压被施加到第一电源线SL1预定周期(例如,1H),第一高电压被施加到第一电源线SL1下一个预定周期。第二高电压被施加到第二电源线SL2预定周期,第二低电压被施加到第二电源线SL2下一个预定周期。在该情形下,对于一个帧,第一周期和第二周期重复多次,因而摆动电压被施加到第一电源线SL1和第二电源线SL2。在该情形下,第一低电压和第二低电压彼此相同,第一高电压和第二高电压可以彼此相同。
辅助的电压递增(step-up)的电容器Csa连接到第一开关元件Qa和第一电源线SL1,辅助的电压递降(step-down)的电容器Csb连接到第二开关元件Qb和第二电源线SL2。
辅助的电压递增的电容器Csa与第一开关元件Qa连接的部分的端子(在下文中,称为‘第一端子')的电压Va在第一低电压被施加到第一电源线SL1时减小,并且在第一高电压被施加到第一电源线SL1时增加。此后,随着第一电源线SL1的电压摆动,第一端子的电压Va摆动。
辅助的电压递降的电容器Csb与第二开关元件Qb连接的部分的端子(在下文中,称为‘第二端子')的电压Vb在第二高电压被施加到第二电源线SL2时增加,并且在第二低电压被施加到第二电源线SL2时减小。此后,随着第二电源线SL2的电压摆动,第二端子的电压Vb摆动。
因而,即使相同的数据电压被施加到两个子像素,两个子像素的像素电极的电压Va、Vb根据第一和第二电源线SL1、SL2中的摆动电压的幅度而变化,结果,两个子像素的透射率可以彼此不同并且侧面可视性可以提高。
在下文中,将参考图32描述根据本发明的另一示例性实施方式的液晶显示器的结构。
多条栅极线121、第一电源线131a和第二电源线131b形成在由透明玻璃或塑料制成的第一基板(未示出)上。
栅极线121传送栅信号并且主要在水平方向上延伸。栅极线121包括向上突出的第一栅电极124a以及向下突出的第二栅电极124b。
以规则周期摆动的电压被施加到第一电源线131a和第二电源线131b。
第一低电压被施加到第一电源线131a预定周期(例如,1H),第一高电压被施加到第一电源线131a下一个预定周期。第二高电压被施加到第二电源线131b预定周期,第二低电压被施加到第二电源线131b下一个预定周期。在该情形下,对于一个帧,第一周期和第二周期重复多次,因而摆动电压被施加到第一电源线131a和第二电源线131b。在该情形下,第一低电压和第二低电压彼此相同,并且第一高电压和第二高电压可以彼此相同。
第一电源线131a可以形成在栅极线121上方,第二电源线131b可以形成在栅极线121下面。
栅绝缘层(未示出)形成在栅极线121、第一电源线131a和第二电源线131b上。岛形半导体(未示出)形成在栅绝缘层上。半导体分别位于第一和第二栅电极124a、124b上。
多条数据线171、第一源电极173a、第二源电极173b、第一漏电极175a和第二漏电极175b形成在半导体和栅绝缘层上。
数据线171传送数据信号并且主要在竖直方向上延伸以与栅极线121和电源线131a、131b交叉。在图32中示出的数据线171不是形成为直线形式。数据线171由彼此连接的第一子数据线171a和第二子数据线171b组成,并且第一子数据线171a和第二子数据线171b位于不同的线上。第一子数据线171a沿像素电极191的与数据线171的右侧相邻的边缘形成,第二子数据线171b沿像素电极191的与数据线171的左侧相邻的边缘形成。
第一源电极173a和第二源电极173b形成为分别从数据线171在第一栅电极124a和第二栅电极124b上方突出。第一源电极173a和第二源电极173b形成为从相同的数据线171突出以接收相同的数据电压。第一源电极173a和第二源电极173b可以形成为U字母形。
第一漏电极175a与第一源电极173a间隔开,并且包括基于第一栅电极124a面对第一源电极173a的杆状的端部和被膨胀从而与第一电源线131a部分重叠的膨胀部。第一漏电极175a的杆状的端部被U形的第一源电极173a部分地围绕。此外,第一漏电极175a的膨胀部具有十字形。
第二漏电极175b与第二源电极173b间隔开,并且包括基于第二栅电极124b面对第二源电极173b的杆状的端部以及被膨胀从而与第二电源线131b部分重叠的膨胀部。第二漏电极175b的杆状的端部被U形的第二源电极173b部分地围绕。此外,第二漏电极175b的膨胀部具有十字形。
第一栅电极124a、第一源电极173a和第一漏电极175a形成第一开关元件(图31的Qa),第二栅电极124b、第二源电极173b和第二漏电极175b形成第二开关元件(图31的Qb)。
钝化层(未示出)形成在数据线171、第一和第二源电极173a、173b以及第一和第二漏电极175a、175b上。钝化层由有机绝缘体或类似物制成并包括倾斜部分185h、185l。钝化层的除了倾斜部分185h、185l之外的部分是平坦的。在图30的示例性实施方式中,倾斜部分185h、185I形成在钝化层上,其不同于图1的倾斜部分形成在滤色器230上的示例性实施方式。
倾斜部分185h、185I位于与第一和第二子像素电极191h、191l重叠的部分的局部区域中并且具有其高度变化的结构。倾斜部分185h和185I具有图30所示的菱形结构。第一倾斜部分185h的菱形结构可以形成为使得顶点与由第一部分板状电极192h占据的四边形区域的边界接触,并且根据一示例性实施方式,顶点可以不与所述边界接触。此外,第二倾斜部分185I的菱形结构可以形成为使得顶点与由第二部分板状电极192I占据的四边形区域的边界接触,并且根据一示例性实施方式,顶点可以不与所述边界接触。此外,根据一示例性实施方式,菱形结构所处的区域也可以具有正方形或矩形区域。倾斜部分185h、185l具有其中高度从菱形结构的一边朝向中心逐渐减小的结构。倾斜部分185h、185l具有以下结构:其中高度从一边到中心以预定斜度减小,并且随着高度减小,宽度也减小。有机绝缘体可以不形成在具有菱形结构的倾斜部分185h、185l的中心,并且根据一示例性实施方式,有机绝缘体没有形成在其中的开口可以被包括在所述中心附近的预定区域中。
滤色器可以形成在钝化层下面,并且滤色器可以位于上面板上。此外,与图30不同,如图1所示的倾斜部分可以位于定位在钝化层下面的滤色器处。在该情形下,倾斜部分可以不形成在钝化层处。
多个像素电极191形成在钝化层上。每个像素电极191包括形成在预定距离处的第一子像素电极191h和第二子像素电极191l。
第一子像素电极191h和第二子像素电极191l包括位于其中心处的部分板状电极192h、192l、在垂直或水平方向上从部分板状电极192h、192l延伸的延伸部194h、194l、以及分别在倾斜方向上从部分板状电极192h、192l和延伸部194h、194l突出的多个微小分支电极193h、193l。
第一子像素电极191h包括第一部分板状电极192h和多个第一微小分支电极193h,并且通过延伸到四边形区域外部的连接部分与漏电极175的宽的端部连接。
第一部分板状电极192h具有菱形形状,其中心位于四边形区域的中心,菱形形状的每个顶点形成在与四边形区域的边界相距预定距离的位置处。此外,第一部分板状电极192h覆盖从钝化层的第一倾斜部分185h的中心开始的一部分。结果,第一部分板状电极192h具有实际上通过钝化层的第一倾斜部分185h提供的倾斜度。
第一子像素电极191h具有在垂直或水平方向上(平行或垂直于栅极线121或数据线171的方向)从第一部分板状电极192h的菱形形状的每个顶点延伸的第一延伸部194h。第一延伸部194h在垂直或水平方向上延伸以与由第一子像素电极191h占据的四边形区域的边界相交。结果,第一延伸部194h在平面图上与钝化层的第一倾斜部分185h的菱形结构的顶点相交,从而彼此垂直地重叠。
多个第一微小分支电极193h从第一部分板状电极192h的斜边和第一延伸部194h延伸。多个第一微小分支电极193h填满四边形区域的剩余部分,与第一延伸部194h(或栅极线121或数据线171)形成45度角,并且与第一部分板状电极192h的斜边形成90度角。此外,第一微小分支电极193h的端部彼此不连接以向外伸出。然而,如果第一微小分支电极193h的端部彼此连接以闭合,则通过电场排列的液晶层3的液晶分子的方向不同于通过闭合的端部排列的液晶分子的方向,结果,液晶分子的响应速度可能延缓。因此,在本发明的示例性实施方式中,第一微小分支电极193h的端部彼此不连接,而是向外突出以具有在第一微小分支电极193h之间的开口区域被打开的结构。结果,液晶分子可以在通过电场配向的方向上排列而没有其他阻力,由此提高了液晶分子的响应速度并且减少了纹理。
此外,与第一部分板状电极192h的斜边和第一延伸部194h连接的连接端子位于钝化层的第一倾斜部分185h上方以在多个第一微小分支电极193h中彼此重叠。也就是说,第一微小分支电极193h的连接端子与钝化层的第一倾斜部分185h重叠预定距离。因此,第一微小分支电极193h的连接端子附近具有通过钝化层的第一倾斜部分185h实际上提供的倾斜度,并且从连接端子附近直到端部形成平坦结构。第一微小分支电极193h的端部和钝化层的第一倾斜部分185h彼此重叠,因而相应部分的液晶控制力进一步增加,结果,液晶分子可以通过电场快速地操作。结果,液晶分子的响应速度提高。然而,当第一微小分支电极193h的长度过度增加并因而重叠距离过大时,可能出现由于狭缝结构引起的纹理,结果,重叠距离需要被设定在预定水平或更小。在示例性实施方式中,第一微小分支电极193h的最长电极可具有大于50μm且小于68μm的长度,并且像素的尺寸根据显示器件的特性来确定。在四边形区域的尺寸根据像素的尺寸来确定时,第一微小分支电极193h的最长电极的长度可以在大于50μm且小于68μm的范围内选择和使用。然而,根据一示例性实施方式,上述范围之外的示例性实施方式也可能存在。第一微小分支电极193h的最长电极的长度可具有整个四边形区域的倾斜长度的25%和35%之间的值,第一微小分支电极193h的最长电极与第一倾斜部分185h重叠的长度可具有整个四边形区域的倾斜长度的0%和10%之间的值。
第二子像素电极191I的第二部分板状电极192l具有菱形形状,其中心位于四边形区域的中心,并且菱形形状的每个顶点形成在与四边形区域的边界间隔预定距离的位置处。此外,第二部分板状电极192l覆盖从钝化层的第二倾斜部分185I的中心开始的一部分。结果,第二部分板状电极192l具有实际上通过钝化层的第二倾斜部分185I提供的倾斜度。
第二子像素电极191I具有在垂直或水平方向上(平行或垂直于栅极线121或数据线171的方向)从第二部分板状电极192l的菱形形状的每个顶点延伸的第二延伸部194l。第二延伸部194l在垂直或水平方向上延伸以与两个划分的正方形区域的边界相交。结果,第二延伸部194l在平面图上与钝化层的第二倾斜部分185I的菱形结构的顶点相交,从而彼此垂直地重叠。
多个第二微小分支电极193I从第二部分板状电极192l的斜边和第二延伸部194l延伸。多个第二微小分支电极193I填满四边形区域的剩余部分,与第二延伸部194l(或栅极线121或数据线171)形成45度角,并且与第二部分板状电极192l的斜边形成90度角。此外,第二微小分支电极193I的端部彼此不连接以向外突出。然而,如果第二微小分支电极193I的端部彼此连接以闭合,则通过电场排列的液晶层3的液晶分子的方向不同于通过闭合的端部排列的液晶分子的方向,结果,液晶分子的响应速度可能延缓。因此,在本发明的示例性实施方式中,第二微小分支电极193I的端部彼此不连接,而是向外突出以具有其中第二微小分支电极193I之间的开口区域被打开的结构。结果,液晶分子可以在通过电场配向的方向上排列而没有其他阻力,由此提高了液晶分子的响应速度并且减少了纹理。
此外,与第二部分板状电极192I的斜边和第二延伸部194I连接的连接端子位于钝化层的第二倾斜部分185I上方以在多个第二微小分支电极193I中与钝化层的第二倾斜部分185I重叠。也就是说,第二微小分支电极193I的连接端子与钝化层的第二倾斜部分185I重叠预定距离。因此,第二微小分支电极193I的连接端子附近具有通过钝化层的第二倾斜部分185I实际上提供的倾斜度,并且从连接端子附近直到端部形成平坦结构。第二微小分支电极193I的端部和钝化层的第二倾斜部分185I彼此重叠,因而相应部分的液晶控制力进一步增加,结果,液晶分子可以通过电场快速地操作。结果,液晶分子的响应速度提高。然而,当第二微小分支电极193I的长度过度增加并因而重叠距离过大时,可能出现由于狭缝结构引起的纹理,结果,重叠距离需要被设定在预定水平或更小。在示例性实施方式中,第二微小分支电极193I的最长电极可具有大于50μm且小于68μm的长度,并且像素的尺寸根据显示器件的特性来确定。在正方形区域的尺寸根据像素的尺寸来确定时,第二微小分支电极193I的最长电极的长度可以在大于50μm且小于68μm的范围内选择和使用。然而,根据一示例性实施方式,上述范围之外的示例性实施方式也可能存在。第二微小分支电极193I的最长电极的长度可具有整个正方形区域的倾斜长度的25%和35%之间的值,第二微小分支电极193I的最长电极与第二倾斜部分185I重叠的长度可具有整个正方形区域的倾斜长度的0%和10%之间的值。
光阻挡构件和公共电极可以形成在上面板200上。滤色器可以形成在上面板200上。
形成在上面板200上的公共电极由透明导电材料制成并且可以包括液晶控制机构和附加液晶控制机构。
作为液晶控制机构的切口275h、275l形成在公共电极270处呈十字形。第一切口275h的交叉结构中的交叉点与下面板100的第一部分板状电极192h的菱形形状的中心重叠或者与钝化层的第一倾斜部分185h的菱形形状的中心重叠。此外,第二切口275I的交叉结构分别与下面板100的第二部分板状电极192I的菱形形状的中心或者与钝化层的第二倾斜部分185I的菱形形状的中心重叠。此外,位于相邻像素处的切口275h、275l可以延伸以彼此连接。切口275h、275l用于提高液晶分子的控制力。
此外,附加液晶控制机构位于公共电极270中的切口275h、275l的交叉结构的交叉点附近。在图32的示例性实施方式中,菱形切口图案276h、276l被形成以作为附加液晶控制机构。菱形切口图案276h、276l具有在平面图上与下面板100的部分板状电极192h、192I的菱形形状或钝化层的第二倾斜部分185h、185I的菱形形状平行的边。菱形切口图案276h、276l的尺寸可以根据示例性实施方式而不同。如果尺寸过小,则作为液晶控制机构的作用微小,而如果尺寸过大,则透射率劣化,结果,菱形切口图案276h、276l可以根据示例性实施方式以适当的尺寸形成。根据作为附加的液晶控制机构的菱形切口图案276h、276l,位于公共电极270处的切口275h、275l仅在垂直或水平方向上延伸,结果,与所述方向成45度的方向的液晶控制力可能劣化。因此,45度的方向的液晶控制力通过形成附加的菱形形状的液晶控制机构(菱形切口图案276h、276l)而提高,结果,液晶分子通过电场快速地排列,因而响应速度提高。
配向层(未示出)形成在下面板100和上面板200的内侧。配向层可以是垂直配向层,并且可以是通过使用光聚合材料光致排列的配向层。
偏振片(未示出)设置在两个面板100、200的外侧上,两个偏振片的透射轴彼此垂直并且其一个透射轴可以平行于栅极线121。
液晶层3在下面板100和上面板200之间具有负介电各向异性,并且液晶层3的液晶分子排列为使得在不施加电场时长轴垂直于两个面板100、200的表面。
第一子像素电极191a和第二子像素电极191b与形成在第二基板上的公共电极以及其间的液晶层一起形成第一液晶电容器和第二液晶电容器(图31的Clca、Clcb),从而即使在第一和第二开关元件Qa、Qb关断之后也保持被施加的电压。
此外,第一子像素电极191a与第一电源线131a以及其间的钝化层一起形成辅助的电压递增的电容器(图31的Csa)从而使第一液晶电容器(图31的Clca)的电压递增。第二子像素电极191b与第二电源线131b和其间的钝化层一起形成辅助的电压递降电容器(图31的Csb),从而使第二液晶电容器(图31的Clcb)的电压递降。根据施加到电源线131a、131b的电压,辅助的电压递增电容器(图31的Csa)使第一液晶电容器(图31的Clca)的电压递降,并且辅助的电压递降电容器(图31的Csb)使第二液晶电容器(图31的Clcb)的电压递增。
在下文中,将参考图33描述本发明的另一示例性实施方式。
图33是根据本发明另一示例性实施方式的液晶显示器的截面图。
图33相应于图2,与图2不同,形成在公共电极270中的液晶控制机构和附加液晶控制机构由突起而不是切口形成。
此外,滤色器230的倾斜部分不是像图2的倾斜部分那样完全地形成,而是仅在局部区域中包括倾斜部分并且在剩余的部分中形成平坦结构。
因而,将在下面详细地描述与图2不同的部分。
滤色器230沿相邻数据线171之间的空间在竖直方向上延长并且在滤色器230的与第一和第二子像素电极191h、191l重叠的部分的局部区域中具有高度变化的局部倾斜部分235h’。局部倾斜部分235h’具有菱形结构,局部倾斜部分235h’具有高度从菱形结构的一边逐渐减小的部分,以及高度平坦的部分。这里,高度减小的部分具有以预定斜度减小的高度,并且随着高度减小,其宽度也减小。此外,在形成滤色器230时,高度平坦的部分可具有均一的高度,并且滤色器230如图33所示地被去除并且高度可以是均一的。
第一倾斜部分235h的菱形结构形成为使得顶点与由第一部分板状电极192h占据的正方形区域的边界接触。然而,根据一示例性实施方式,相应区域的边界和顶点可以彼此间隔开预定距离。此外,根据一示例性实施方式,菱形结构所处的区域也可以具有矩形区域。
局部倾斜部分235h’的倾斜部分与第一微小分支电极193h重叠,并且第一微小分支电极193h可以仅形成在局部倾斜部分235h’处。根据一示例性实施方式,第一微小分支电极193h可以形成在局部倾斜部分235h’的高度平坦的部分。
作为液晶控制机构的突起275h’形成在公共电极270处呈十字形。突起275h’的交叉结构中的交叉点与下面板100的第一部分板状电极192h的菱形形状的中心重叠或者与滤色器230的第一倾斜部分235h的菱形形状的中心重叠。此外,位于相邻像素处的切口275h、275l可以延伸以彼此连接。切口275h、275l用于提高液晶分子的控制力。
此外,附加液晶控制机构位于公共电极270中的突起275h’的交叉结构的交叉点附近。在图33的示例性实施方式中,菱形的突起图案276h’被形成以作为附加的液晶控制机构。菱形的突起图案276h’具有在平面图上与下面板100的部分板状电极192h、192I的菱形形状或滤色器230的倾斜部分235h、235I的菱形形状平行的边。菱形的突起图案276h’的尺寸可以根据一示例性实施方式而不同。如果尺寸过小,则作为液晶控制机构的作用微小,而如果尺寸过大,则透射率劣化,结果,的菱形的突起图案276h’可以根据示例性实施方式以适当的尺寸形成。根据作为附加的液晶控制机构的菱形的突起图案276h’,位于公共电极270处的突起275h’仅在垂直或水平方向上延伸,结果,与所述方向成45度的方向的液晶控制力可能劣化。因此,45度的方向的液晶控制力通过形成附加的菱形形状的液晶控制机构(菱形的突起图案276h’)而提高,结果,液晶分子通过电场快速地排列,因而响应速度提高。
根据示例性实施方式,液晶控制机构和附加液晶控制机构的其中之一可以通过切口形成,而另一个可以通过突起形成。
如图33所示,在形成在滤色器230处的倾斜部分是仅在局部形成倾斜度的局部倾斜部分235h’的情形下,与完全形成倾斜度的示例性实施方式相比,液晶控制力会降低。在该情形下,根据示例性实施方式,为了提高液晶分子的控制力,光反应材料被包括在液晶层或配向层中并且预倾斜角可以被提供到液晶层或配向层。
在下文中,将参考图34描述光配向。
图34是一工艺的图示,经由所述工艺,通过使用诸如紫外线的光聚合的预聚物,液晶分子具有预倾斜。
参考图34,首先,预聚物330诸如通过由如紫外线的光引起的聚合而被处理的单体与液晶材料一起被注入在两个面板100、200之间。预聚物330可以是通过诸如紫外线的光聚合的反应性介晶(reactive mesogen)。
接着,数据电压被施加到第一和第二子像素电极191h、191I并且公共电压被施加到上面板200的公共电极270以在两个面板100、200之间的液晶层3中产生电场。然后,液晶层3的液晶分子31响应该电场而在预定方向上倾斜。
在其中液晶层3的液晶分子31在预定方向上倾斜的状态下,在照射诸如紫外线的光时,预聚物330被聚合以形成预倾斜提供聚合物350,如图34所示。预倾斜提供聚合物350通过接触面板100、200形成。液晶分子31的排列方向由预倾斜提供聚合物350确定,使得液晶分子31具有在上述方向上的预倾斜。因此,即使在电压没有被施加到场产生电极191、270的状态下,液晶分子31也排列为在四个不同方向上具有预倾斜。
结果,液晶分子31在一个像素的上部子像素或下部子像素的每个区域中的共四个方向上具有预倾斜。
在纹理不是仅通过滤色器230的倾斜部分提供的台阶而控制液晶分子来减少的情形下,可以附属地(subordinately)使用图34所示的使用聚合物的预倾斜。
在图34中,描述了光反应材料被包括在液晶层中的示例性实施方式,但是即使在光反应材料被包括在配向层中的情形下,液晶显示器件也基于该示例性实施方式来形成。
如上所述,液晶分子的控制力通过各种方法来提高,所述各种方法诸如微小分支电极的端部的突出结构、倾斜部分和微小分支电极的重叠结构、公共电极的液晶控制机构的形成、公共电极中附加液晶控制机构的形成、以及由于光配向引起的预倾斜的提供。然而,即使仅形成所述结构中的至少一个,液晶控制力也被提高,结果,仅具有其至少一个的示例性实施方式也属于本发明。液晶配向力可以通过根据示例性实施方式的液晶配向特性来组合并使用所述结构中的一个或多个而被提高。
虽然已经结合目前被认为的实际实施方式描述了本发明,但是将理解,本发明不限于所公开的实施方式,而是相反地,本发明旨在覆盖权利要求的精神和范围内包括的各种变形和等效布置。
Claims (9)
1.一种液晶显示器件,包括:
下面板,包括:
下基板,
像素电极,形成在所述下基板上并且包括部分板状电极和从所述部分板状电极延伸的多个微小分支电极,以及
下层,形成在所述下基板上且在所述像素电极下面并且包括倾斜部分;
上面板,包括面对所述下基板的上基板以及形成在所述上基板上的公共电极;以及
液晶层,位于所述下面板和所述上面板之间,
其中
所述部分板状电极是连续的电极结构,并且覆盖所述倾斜部分,使得所述部分板状电极具有倾斜度,并且
所述倾斜部分的一部分与所述微小分支电极的一部分重叠,并且所述微小分支电极的重叠部分覆盖所述倾斜部分,使得所述微小分支电极的重叠部分具有倾斜度。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器件,其中包括所述倾斜部分的所述下层是滤色器或包括有机绝缘体的钝化层。
3.根据权利要求2所述的液晶显示器件,其中:
所述部分板状电极具有菱形形状,
所述倾斜部分具有菱形形状,和
所述倾斜部分的菱形形状比所述部分板状电极的菱形形状大。
4.根据权利要求3所述的液晶显示器件,还包括:
延伸部,在垂直或水平方向上从所述部分板状电极延伸,
其中所述多个微小分支电极的一部分在所述延伸部中突出。
5.根据权利要求3所述的液晶显示器件,其中所述公共电极具有包括切口或突起的液晶控制机构,并且所述液晶控制机构具有交叉结构。
6.根据权利要求5所述的液晶显示器件,其中所述液晶控制机构的交叉结构的交叉点与所述部分板状电极或所述倾斜部分的中心重合。
7.根据权利要求6所述的液晶显示器件,其中所述公共电极还包括:包含切口或突起的附加液晶控制机构,并且所述附加液晶控制机构位于所述交叉结构的交叉点部分处。
8.一种液晶显示器件,包括:
下面板,包括:
下基板,
像素电极,形成在所述下基板上并且包括部分板状电极和从所述部分板状电极延伸的多个微小分支电极,以及
下层,形成在所述下基板上且在所述像素电极下面并且包括倾斜部分;
上面板,包括:
面对所述下基板的上基板,和
公共电极,形成在所述上基板上,其中所述公共电极具有包括切口或突起的液晶控制机构,并且所述液晶控制机构具有交叉结构;和
液晶层,位于所述下面板和所述上面板之间,
其中所述多个微小分支电极的端部从部分板状电极向外突出并且彼此不连接,
所述部分板状电极是连续的电极结构,并且覆盖所述倾斜部分,使得所述部分板状电极具有倾斜度,并且
所述倾斜部分的一部分与微小分支电极的一部分重叠,并且所述微小分支电极的重叠部分覆盖所述倾斜部分,使得所述微小分支电极的重叠部分具有倾斜度。
9.根据权利要求8所述的液晶显示器件,其中所述液晶控制机构的交叉结构的交叉点与所述部分板状电极或所述倾斜部分的中心重合。
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