CN105242464A - 一种液晶显示器和提高其响应时间的方法、阵列基板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示器和提高其响应时间的方法、阵列基板，其中阵列基板包括基板和设于基板上的阵列式排布的多个像素单元，每个像素单元包括沿第一方向设置的相互间隔的第一像素电极和第二像素电极，沿第二方向设置的相互间隔的第三像素电极和第四像素电极；其中第一像素电极和第二像素电极用于产生控制液晶分子从初始方向偏转至预定角度的第一水平电场，第三像素电极和第四像素电极用于产生控制液晶分子从预定角度回复至初始方向的第二水平电场。与现有技术相比，本发明能够在液晶层粘度大或低温环境时提高液晶显示器的响应时间，进而改善显示品质。

Description

一种液晶显示器和提高其响应时间的方法、阵列基板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示器和提高液晶显示器响应时间的方法、阵列基板。
背景技术
目前液晶显示器具有两大主流显示技术，一种是平面转换(In-PlaneSwitching，IPS)技术，另一种是垂直配向(VerticalAlignment，VA)技术，其中，IPS模式液晶显示器因具有响应速度快、可视角度大、色彩精细等优点而得到广泛应用。近年来，为了改进IPS模式液晶显示器的低孔径数和透过率而研制了边缘场开关(FringeFieldSwitching，FFS)模式的液晶显示器，实际应用时也可将IPS模式和FFS模式混合以满足液晶显示器对不同显示效果的要求。
液晶显示器(包括IPS模式和FFS模式混合液晶显示器)的响应时间包括上升时间和下降时间。上升时间是指液晶显示器由暗态转为亮态的时间，即液晶层中液晶分子由初始方向(或称初始取向位置)的全黑偏转到预定角度的全白状态之间的转换时间，其主要是液晶分子受电场作用而转动的快慢来决定。下降时间是指液晶显示器由亮态转为暗态的时间，即液晶分子由全白偏转到全黑状态之间的转换时间，其主要是液晶分子受液晶取向时锚定力的作用而转动回到初始取向位置的快慢来决定。因此，当液晶层粘度大或在低温环境时，液晶分子的下降时间将会变慢，进而影响显示品质。
综上，现有技术中的液晶显示器在液晶层粘度大或低温环境时使得响应时间变慢，进而影响显示品质。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种液晶显示器和提高其响应时间的方法、阵列基板，能够在液晶层粘度大或低温环境时提高响应时间，进而改善显示品质。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种阵列基板，其包括基板和设于基板上的阵列式排布的多个像素单元；每个像素单元包括沿第一方向设置的相互间隔的第一像素电极和第二像素电极，沿第二方向设置的相互间隔的第三像素电极和第四像素电极；其中第一像素电极和第二像素电极用于产生控制液晶分子从初始方向偏转至预定角度的第一水平电场，第三像素电极和第四像素电极用于产生控制液晶分子从预定角度回复至初始方向的第二水平电场。
其中，第一方向和第二方向相互垂直以使得第一像素电极和第二像素电极中的任意一个与第三像素电极和第四像素电极中的任意一个相互垂直。
其中，第一像素电极和第二像素电极同层设置；第三像素电极和第四像素电极同层设置，且由绝缘层与第一像素电极和第二像素电极进行间隔。
其中，每个像素单元进一步包括依次设置在基板上的公共电极、第一绝缘层以及第二绝缘层，其中第三像素电极和第四像素电极位于第一绝缘层与第二绝缘层之间，第一像素电极和第二像素电极位于第二绝缘层远离第三像素电极和第四像素电极的一侧。
可选的，每个像素单元进一步包括依次设置在基板上的公共电极和第一绝缘层，其中第一像素电极、第二像素电极、第三像素电极和第四像素电极位于第一绝缘层远离公共电极的一侧。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种液晶显示器，该液晶显示器包括上述技术方案中的阵列基板、彩膜基板和设于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层。
为解决上述技术问题，本发明采用的又一个技术方案是：提供一种提高液晶显示器响应时间的方法，其中液晶显示器包括沿第一方向设置的相互间隔的第一像素电极和第二像素电极，沿与第一方向垂直的第二方向设置的相互间隔的第三像素电极和第四像素电极，该方法包括以下步骤：
在上升响应期，在第一像素电极和第二像素电极之间形成第一水平电场，以使液晶分子从初始方向偏转至预定角度；
在下降响应期，在第三像素电极和第四像素电极之间形成第二水平电场，以使液晶分子从预定角度回复至初始方向。
其中，在上升响应期，在第一像素电极和第二像素电极之间形成第一水平电场，以使液晶分子从初始方向偏转至预定角度的步骤进一步包括：施加第一电压在第一像素电极，同时施加与第一电压数值相同且极性相反的第二电压在第二像素电极。
其中，液晶显示器还包括下基板，设于下基板和第一像素电极和第二像素电极之间的且与第一像素电极和第二像素电极绝缘设置的公共电极，在施加第一电压在第一像素电极，同时施加与第一电压数值相同且极性相反的第二电压在第二像素电极的步骤的同时，该方法进一步包括以下步骤：施加零电压至公共电极。
其中，在下降响应期，在第三像素电极和第四像素电极之间形成第二水平电场，以使液晶分子从预定角度回复至初始方向的步骤进一步包括：施加第三电压在第三像素电极，同时施加与第三电压数值相同且极性相反的第四电压在第四像素电极。
本发明的有益效果是：本发明提供的阵列基板包括基板及设于基板上的阵列式排布的多个像素单元；每个像素单元包括沿第一方向设置的相互间隔的第一像素电极和第二像素电极，沿第二方向设置的相互间隔第三像素电极和第四像素电极；其中第一像素电极和第二像素电极用于产生控制液晶分子从初始方向偏转至预定角度的第一水平电场，第三像素电极和第四像素电极用于产生控制液晶分子从预定角度回复至初始方向的第二水平电场。与现有技术相比，本发明在下降响应期时，通过第三像素电极和第四像素电极之间产生能够控制液晶分子从预定角度回复至初始方向的第二水平电场，使得在液晶层粘度大或低温环境时能够提高液晶显示器的响应时间，进而改善显示品质。
附图说明
图1是本发明提供的一种液晶显示器一实施方式的结构示意图；
图2是本发明提供的一种阵列基板一实施方式的俯视结构示意图；
图3是图2中第一像素电极和第二像素电极与液晶分子的初始方向的结构示意图；
图4是图2中第一像素电极和第二像素电极与液晶分子的预定角度的结构示意图；
图5是图2中阵列基板沿A-A截面的一结构示意图；
图6是图2中阵列基板沿A-A截面的另一结构示意图；
图7是本发明提供的一种提高液晶显示器响应时间的方法一实施方式的流程示意图。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本发明提供的一种液晶显示器一实施方式的结构示意图。如图1所示，该液晶显示器10包括阵列基板11、彩膜基板12和设于阵列基板11和彩膜基板12之间的液晶层13。
其中，阵列基板11可选是包括或不包括彩色滤光膜或和黑矩阵的多层基板。
其中，液晶层13包括大量的液晶分子131，应用于液晶显示器10中的液晶分子131可分为两大类：一类是只在某一温度范围内呈现液晶相的有机物，称为热致液晶分子，另一类是溶解于水或有机溶剂后而呈现的液晶相的化合物，称为溶致液晶分子。
请参阅图2，图2是本发明提供的一种阵列基板一实施方式的俯视结构示意图。其中图2中所示的阵列基板20与上述实施方式中的阵列基板11具有相同的结构。如图2所示，阵列基板20包括基板21(参考图5或图6)和设于基板21上的阵列式排布的多个像素单元22；每个像素单元22包括沿第一方向d1设置的相互间隔的第一像素电极P1和第二像素电极P2，沿第二方向d2设置的相互间隔的第三像素电极P3和第四像素电极P4；其中第一像素电极P1和第二像素电极P2用于产生控制液晶分子131(参阅图1)从初始方向偏转至预定角度的第一水平电场，第三像素电极P3和第四像素电极P4用于产生控制液晶分子131从预定角度回复至初始方向的第二水平电场。
其中，基板21可选是玻璃基板或塑料基板；第一像素电极P1和第二像素电极P2可选相互平行或不平行，图2中示例为相互平行；第三像素电极P3和第四像素电极P4也可选相互平行或不平行，图2中示例为相互平行。
请参阅图3和图4，图3是图2中第一像素电极和第二像素电极与液晶分子的初始方向的结构示意图，图4是图2中第一像素电极和第二像素电极与液晶分子的预定角度的结构示意图。如图3和图4所示，第一像素电极P1和第二像素电极P2之间产生的第一水平电场示例为与第一方向d1相同，在其他实施方式中，也可选与第一方向d1相反。其中，液晶显示器10的配向膜(或称取向膜，图中未示出)经特定工艺加工后能够对液晶分子131具有一定的锚定力，进而使液晶分子131能够形成一定的预倾角度，又称为初始取向位置或初始方向，如图3所示，液晶分子131的初始方向相对于第一水平电场的角度为θ1，此时液晶分子131使得液晶显示器10处于暗态。如图4所示，当液晶分子131在第一水平电场的作用下使得液晶显示器10处于亮态时，液晶分子131相对于第一水平电场的角度翻转至预定角度θ2。
其中，可以理解的是，第一像素电极P1和第二像素电极P2之间的第一水平电场用于使得液晶显示器10由暗态转为亮态，第三像素电极P3和第四像素电极P4之间的第二水平电场用于使得液晶显示器10由亮态转为暗态，因此第一像素电极P1、第二像素电极P2与第三像素电极P3、第四像素电极P4不同时工作，进一步的，第一像素电极P1、第二像素电极P2中任意一个与第三像素电极P3和第四像素电极P4中任意一个相互间隔设置。
请继续参阅图2，其中，第一方向d1和第二方向d2相互垂直以使得第一像素电极P1和第二像素电极P2中的任意一个与第三像素电极P3和第四像素电极P4中的任意一个相互垂直。在其他实施方式中，也可选第一方向d1和第二方向d2不相互垂直的方式。
请参阅图5，图5是图2中阵列基板沿A-A截面的一结构示意图。如图5所示，每个像素单元22进一步包括依次设置在基板21上的公共电极221和第一绝缘层222，其中第一像素电极P1、第二像素电极P2、第三像素电极P3和第四像素电极P4(图5中未示出)位于述第一绝缘层222远离公共电极221的一侧。
其中，公共电极221、第一像素电极P1、第二像素电极P2、第三像素电极P3或第四像素电极P4可选是金属或透明导电材料；第一绝缘层222可选是为氧化硅(SiOx)材料或/和氮化硅(SiNx)材料。
其中，在使得液晶显示器10由暗态转为亮态的上升响应期，通过分别向第一像素电极P1和第二像素电极P2施加电压以形成第一水平电场时，可选施加在第一像素电极P1的第一电压与施加在第二像素电极P2上的第二电压数值相同，极性相反。进一步的，公共电极221上的电压通常是零电位，此时第一像素电极P1、第二像素电极P2与公共电极221之间也存在与第一水平电场方向相同的水平电场，使得像素单元22在上升响应期的电场强度得到增强，其能够降低施加在第一像素电极P1和第二像素电极P2上的第一电压和第二电压，进而降低功耗。
在使得液晶显示器10由为亮态转为暗态的下降响应期，通过分别向第三像素电极P3和第四像素电极P4施加电压以形成第二水平电场时，可选施加在第三像素电极P3的第三电压与施加在第四像素电极P4上的第四电压数值相同，极性相反。此时液晶分子131不再只受初始取向时的锚定力作用，而且还受到第二水平电场的电场力作用，这使得液晶分子131受到的作用力增强，在强制液晶分子131翻转至初始方向时能够极大的减少下降时间。因此，即使在液晶层粘度大或低温环境时，液晶显示器10也能保持快速的响应时间，进而改善显示品质，使得不会出现画面的卡顿等不良现象。进一步的，公共电极221上的电压通常是零电位，此时第三像素电极P3、第四像素电极P4与公共电极221之间也存在与第二水平电场方向相同的水平电场，使得像素单元22在下降响应期的电场强度得到增强，其能够降低施加在第三像素电极P3和第四像素电极P4上的第三电压和第四电压，进而降低功耗。
在其他实施方式中，为了减少第一像素电极P1、第二像素电极P2和第三像素电极P3、第四像素电极P4同层设置之间造成的干扰，可选第一像素电极P1和第二像素电极P2同层设置；第三像素电极P3和第四像素电极P4同层设置，且由绝缘层(如图6中第二绝缘层223)与第一像素电极P1和第二像素电极P2进行间隔。
请参阅图6，图6是图2中阵列基板沿A-A截面的另一结构示意图。其中图6所示的结构是第一像素电极P1、第二像素电极P2和第三像素电极P3、第四像素电极P4不同层设置的一具体实施方式。如图6所示，每个像素单元22进一步包括依次设置在基板21上的公共电极221、第一绝缘层222以及第二绝缘层223，其中第三像素电极P3和第四像素电极P4位于第一绝缘层222与第二绝缘层223之间，第一像素电极P1和第二像素电极P2位于第二绝缘层223远离第三像素电极P4和第四像素电极P4的一侧。
其中，第二绝缘层223可选是为氧化硅(SiOx)材料或/和氮化硅(SiNx)材料。
可以理解的是，在其他实施方式中，可选第一像素电极P1和第二像素电极P2位于第一绝缘层222与第二绝缘层223之间，第三像素电极P3和第四像素电极P4位于第二绝缘层223远离第一像素电极P1和第二像素电极P2的一侧。
请参阅图7，图7是本发明提供的一种提高液晶显示器响应时间的方法一实施方式的流程示意图。其中图7所示的液晶显示器与上述液晶显示器10具有相同的结构，其也包括阵列基板20，此处以相同的标记进行说明，该液晶显示器包括沿第一方向d1设置的相互间隔的第一像素电极P1和第二像素电极P2，沿与第一方向d1垂直的第二方向d2设置的相互间隔的第三像素电极P3和第四像素电极P4(参阅图2)，如图7所示，该方法包括以下步骤：
S1：在上升响应期，在第一像素电极P1和第二像素电极P2之间形成第一水平电场，以使液晶分子113(参阅图1)从初始方向(参阅图3)偏转至预定角度(参阅图4)。
S2：在下降响应期，在第三像素电极P3和第四像素电极P4之间形成第二水平电场，以使液晶分子113从预定角度回复至初始方向。
其中，步骤S1和步骤S2分别对应上述阵列基板20中第一像素电极P1、第二像素电极P2和第三像素电极P3、第四像素电极P4在上升响应期和下降响应期的操作，此处不再赘述。
其中，步骤S1进一步包括：施加第一电压在第一像素电极P1，同时施加与第一电压数值相同且极性相反的第二电压在第二像素电极P2。
其中，液晶显示器还包括下基板(与上述阵列基板20中的基板21相同，参阅图5或6)，设于下基板21和第一像素电极P1和第二像素电极P2之间的且与第一像素电极P1和第二像素电极P2绝缘设置的公共电极221(参阅图5或6)，进一步的，在实施步骤S1的同时，该方法进一步包括以下步骤：
S3：施加零电压至公共电极。
其中，步骤S3使得第一像素电极P1、第二像素电极P2与公共电极221之间也存在与第一水平电场方向相同的水平电场，使得像素单元22在上升响应期的电场强度得到增强，其能够降低施加在第一像素电极P1和第二像素电极P2上的第一电压和第二电压，进而降低功耗。
其中，步骤S2进一步包括：施加第三电压在第三像素电极P3，同时施加与第三电压数值相同且极性相反的第四电压在第四像素电极P4。
进一步的，在实施步骤S2的同时，该方法也实施步骤S3，可以理解的是，其也能够降低施加在第三像素电极P3和第四像素电极P4上的第三电压和第四电压，进而降低功耗。
区别于现有技术，本发明提供的液晶显示器包括阵列基板，阵列基板进一步包括基板及设于基板上的阵列式排布的多个像素单元；每个像素单元包括沿第一方向设置的相互间隔的第一像素电极和第二像素电极，沿第二方向设置的相互间隔的第三像素电极和第四像素电极；在提高液晶显示器的响应时间时，通过向第一像素电极和第二像素电极分别施加电压以产生控制液晶分子从初始方向偏转至预定角度的第一水平电场；向第三像素电极和第四像素电极施加电压以产生控制液晶分子从预定角度回复至初始方向的第二水平电场。与现有技术相比，本发明在下降响应期时，通过第三像素电极和第四像素电极之间产生能够控制液晶分子从预定角度回复至初始方向的第二水平电场，能够在液晶层粘度大或低温环境时提高液晶显示器的响应时间，进而改善显示品质；此外分别在上升、下降响应期，通过施加零电压至公共电极上还能够分别增强上升、下降响应期的电场强度，其能够降低施加在第一像素电极P1、第二像素电极P2和第三像素电极P3、第二像素电极P4上的电压，进而降低功耗。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括基板和设于所述基板上的阵列式排布的多个像素单元；每个所述像素单元包括沿第一方向设置的相互间隔的第一像素电极和第二像素电极，沿第二方向设置的相互间隔的第三像素电极和第四像素电极；其中所述第一像素电极和所述第二像素电极用于产生控制液晶分子从初始方向偏转至预定角度的第一水平电场，所述第三像素电极和所述第四像素电极用于产生控制所述液晶分子从所述预定角度回复至所述初始方向的第二水平电场。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向相互垂直以使得所述第一像素电极和所述第二像素电极中的任意一个与所述第三像素电极和所述第四像素电极中的任意一个相互垂直。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一像素电极和所述第二像素电极同层设置；所述第三像素电极和所述第四像素电极同层设置，且由绝缘层与所述第一像素电极和所述第二像素电极进行间隔。
4.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，每个所述像素单元进一步包括依次设置在所述基板上的公共电极、第一绝缘层以及第二绝缘层，其中所述第三像素电极和所述第四像素电极位于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间，所述第一像素电极和所述第二像素电极位于所述第二绝缘层远离所述第三像素电极和所述第四像素电极的一侧。
5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，每个所述像素单元进一步包括依次设置在所述基板上的公共电极和第一绝缘层，其中所述第一像素电极、所述第二像素电极、所述第三像素电极和所述第四像素电极位于所述第一绝缘层远离所述公共电极的一侧。
6.一种液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器包括权利要求1-5中任意一项所述的阵列基板、彩膜基板和设于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层。
7.一种提高液晶显示器响应时间的方法，其中所述液晶显示器包括沿第一方向设置的相互间隔的第一像素电极和第二像素电极，沿与所述第一方向垂直的第二方向设置的相互间隔的第三像素电极和第四像素电极，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
在上升响应期，在所述第一像素电极和所述第二像素电极之间形成第一水平电场，以使液晶分子从初始方向偏转至预定角度；
在下降响应期，在所述第三像素电极和所述第四像素电极之间形成第二水平电场，以使所述液晶分子从所述预定角度回复至所述初始方向。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在上升响应期，在所述第一像素电极和所述第二像素电极之间形成第一水平电场，以使液晶分子从初始方向偏转至预定角度的步骤进一步包括：
施加第一电压在所述第一像素电极，同时施加与所述第一电压数值相同且极性相反的第二电压在所述第二像素电极。
9.根据权利要求8所述的方法，所述液晶显示器还包括下基板，设于所述下基板和所述第一像素电极和所述第二像素电极之间的且与所述第一像素电极和所述第二像素电极绝缘设置的公共电极，其特征在于，在所述施加第一电压在所述第一像素电极，同时施加与所述第一电压数值相同且极性相反的第二电压在所述第二像素电极的步骤的同时，所述方法进一步包括以下步骤：
施加零电压至所述公共电极。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在下降响应期，在所述第三像素电极和所述第四像素电极之间形成第二水平电场，以使所述液晶分子从所述预定角度回复至所述初始方向的步骤进一步包括：
施加第三电压在所述第三像素电极，同时施加与所述第三电压数值相同且极性相反的第四电压在所述第四像素电极。
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