CN109870856B - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示装置，包括：彼此面对并彼此间隔开的第一基板和第二基板，第一基板和第二基板具有像素区域；在第一基板的内表面上的栅极线和数据线，栅极线和数据线彼此交叉以限定像素区域；连接到像素区域中的栅极线和数据线的薄膜晶体管；在薄膜晶体管上的板状的第一电极；在第一电极上的杆状的第二电极；以及在第一基板和第二基板之间的液晶层。

Description

液晶显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年12月4日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2017-0165218、2018年8月17日在韩国提交的No.10-2018-0096209以及2018年8月24日在韩国提交的No.10-2018-0099307的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文中用于所有目的，如同在本文中充分阐述一样。
技术领域
本公开涉及一种液晶显示装置，更具体地，涉及一种通过在具有多个开口的电极上形成介电图案、通过形成与电极和多个开口相对应的黑矩阵或者通过在第一基板和第二基板的外表面上分别形成第一液晶胶囊层和第二液晶胶囊层提高了响应速度、透射率和白度的液晶显示装置。
背景技术
通常，利用液晶的光学各向异性和偏光特性来驱动液晶显示(LCD)装置。由于液晶分子具有长而细的结构，所以液晶分子的排列具有方向性。因此，可以通过向液晶分子施加电场来调整液晶分子的排列方向。
当调整液晶分子的排列方向时，液晶分子的排列被改变，并且由于光学各向异性之故，光沿液晶分子的排列方向折射以显示图像。
近来，有源矩阵液晶显示(AM-LCD)装置由于出众的分辨率和优异的动态图像显示质量已经成为了研究和开发的对象，在该有源矩阵液晶显示装置中，薄膜晶体管(TFT)和连接到TFT的像素电极以矩阵形式设置。
LCD装置包括具有公共电极的滤色基板、具有像素电极的阵列基板以及在滤色基板和阵列基板之间的液晶层。在包括滤色基板和阵列基板的LCD装置中，液晶层由公共电极和像素电极之间的垂直电场驱动。包括滤色基板和阵列基板的LCD装置在透射率和孔径比方面具有优异的性能。
已经开发了面内切换(IPS)模式LCD装置，在该面内切换模式LCD装置中，公共电极和像素电极交替地设置在两个基板中的一个上，并且液晶层设置在两个基板之间。
IPS模式LCD装置可以使用水平电场来调整具有介电各向异性(Δε)的液晶层的透光率以显示图像。
此外，已经提出了具有优于IPS模式LCD装置的视角特性的边缘场切换(FFS)模式LCD装置。
图1是示出了相关技术的边缘场切换模式液晶显示装置的平面图。
在图1中，相关技术的边缘场切换(FFS)模式液晶显示(LCD)装置10包括沿某方向的直线形状的栅极线43和直线形状的数据线51。栅极线43和数据线51彼此交叉以限定像素区域P。
连接到栅极线43和数据线51的薄膜晶体管(TFT)Tr设置在像素区域P中。TFT Tr包括栅极(未示出)、栅极绝缘层(未示出)、半导体层(未示出)、源极55和漏极58。
板状的公共电极60和与公共电极60重叠的像素电极70设置在像素区域P中。像素电极70具有多个开口op，每个开口op具有杆状。虽然公共电极60形成在整个显示区域中，但是公共电极60由对应于一个像素区域P的虚线示出。
在FFS模式LCD装置10中，通过向每个像素区域P中的具有多个杆形状的开口的像素电极70以及公共电极60施加电压来产生边缘场，并且通过边缘场驱动液晶层。
为了提高显示的现实性，已经研究了LCD装置的高速响应。与响应速度成反比的响应时间可以用从亮灰色到深灰色(灰色到灰色：GTG)的时间表示。例如，GTG可以被测量为从10％的亮度到90％的亮度的过渡时间。
在虚拟现实(VR)设备中，由于流体液晶的电光效应，响应速度受到液晶的运动的限制而引起诸如图像闪烁等余像。另外，虽然相关技术的FFS模式LCD装置改善了视角特性，但是相关技术的FFS模式LCD装置在响应速度的增大方面具有限制。
发明内容
因此，本公开的实施例涉及一种液晶显示装置，该液晶显示装置基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。
本公开的各方面涉及一种提高了响应速度、透射率和白度的液晶显示装置。
其他特征和方面将在下面的描述中阐述，并且部分地从描述中变得显然，或者可以通过实践本文提供的发明构思来学习。发明构思的其他特征和方面可以通过在书面说明书、以及本公开的权利要求书和附图中具体指出的或可从其导出的结构来实现和获得。
为了实现发明构思的这些和其他方面，如所具体呈现和概括地描述的，一种液晶显示装置包括：第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板彼此面对并且彼此间隔开，所述第一基板和所述第二基板具有像素区域；栅极线和数据线，所述栅极线和所述数据线在所述第一基板的内表面上，所述栅极线和所述数据线彼此交叉以限定所述像素区域；在所述像素区域中的连接到所述栅极线和所述数据线的薄膜晶体管；在所述薄膜晶体管上方的板状的第一电极；在所述第一电极上方的杆状的第二电极；以及在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，其中，所述第二电极包括：多个第一杆，所述多个第一杆彼此间隔开并且沿平行于所述栅极线的第一方向设置；第一连接部，所述第一连接部连接所述多个第一杆并且沿平行于所述数据线的第二方向设置；多个第二杆，所述多个第二杆相对于所述像素区域的中心线与所述多个第一杆对称，所述多个第二杆彼此间隔开并且沿所述第一方向设置；以及第二连接部，所述第二连接部连接所述多个第二杆并且沿所述第二方向设置。
应当理解，上述一般描述和以下详细描述都是说明性的，并且旨在提供对所要求保护的方面的进一步解释。
附图说明
为了提供对本公开的进一步理解而包含的附图被并入本申请中并构成本申请的一部分，附图举例说明了本公开的实施例，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：
图1是示出了相关技术的边缘场切换模式液晶显示装置的平面图；
图2是示出了根据本公开的第一实施例的液晶显示装置的截面图；
图3是示出了根据本公开的第一实施例的液晶显示装置的第二电极的平面图；
图4是示出了根据本公开的第二实施例的液晶显示装置的截面图；
图5是示出了根据本公开的第二实施例的液晶显示装置的第二电极和介电图案的平面图；
图6是示出了根据本公开的第一和第二实施例的液晶显示装置的相对于位置的透射率的曲线图；
图7是示出了根据本公开的第一和第二实施例的液晶显示装置的相对于单元间隙的液晶分子倾斜角的曲线图；
图8是示出了根据本公开的第一和第二实施例的液晶显示装置的相对于单元间隙的液晶分子扭转角的曲线图；
图9是示出了根据本公开的第三实施例的液晶显示装置的截面图；
图10是示出了根据本公开的第三实施例的液晶显示装置的第二电极和黑矩阵的平面图；
图11是示出了根据本公开的第三实施例的液晶显示装置的相对于黑矩阵宽度的对比度和白度的曲线图；
图12是示出了根据本公开的第三实施例的液晶显示装置的相对于黑矩阵宽度的对比度和白度的表格；
图13是示出了根据本公开的第四实施例的液晶显示装置的截面图；
图14是示出了根据本公开的第四实施例的液晶显示装置的第二电极、第一和第二胶囊电极以及第三和第四胶囊电极的平面图；并且
图15A和15B是分别示出了根据本公开的第四实施例的液晶显示装置的开启状态和关闭状态的偏光状态的截面图。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的多个方面，其示例在附图中示出。在下面的描述中，当确定与本文件相关的公知功能或配置的详细描述会不必要地使本公开的一个方面的要点模糊不清时，将省略其详细描述。所描述的处理步骤和/或操作的顺序是示例；然而，步骤和/或操作的顺序不限于本文中所阐述的顺序，并且可以如本领域已知的那样改变，除了必须以特定顺序发生的步骤和/或操作。相似的附图标记全部指示相似的元件。在下面的说明中使用的各个元件的名称仅仅是为了方便撰写说明书而选择的，因此可以与实际产品中使用的名称不同。
图2是示出了根据本公开的第一实施例的液晶显示装置的截面图，图3是示出了根据本公开的第一实施例的液晶显示装置的第二电极的平面图。
在图2和3中，根据本公开的第一实施例的液晶显示(LCD)装置110包括彼此面对并彼此间隔开的第一基板120和第二基板150，以及在第一基板120和第二基板150之间的液晶层160。第一基板120和第二基板150包括多个像素区域P。
薄膜晶体管(TFT)T以及第一电极134和第二电极138设置在第一基板120的内表面上的多个像素区域P中的每一个中。栅极122设置在第一基板120的内表面上的多个像素区域P中的每一个中，并且栅极绝缘层124在整个第一基板120中设置在栅极122上。
半导体层126设置在与栅极122相对应的栅极绝缘层124上，并且彼此间隔开的源极128和漏极130设置在半导体层126的两端部分上。
栅极122、半导体层126、源极128和漏极130构成TFT T。
虽然未示出，但是栅极线和数据线设置在第一基板120上，并且TFT T连接到栅极线和数据线。栅极线和数据线彼此交叉以限定像素区域P。
第一绝缘层132在整个第一基板120中设置在TFT T上，并且板状的第一电极134设置在每个像素区域P中的第一绝缘层132上。
第二绝缘层136在整个第一基板120中设置在第一电极134上，并且杆状的第二电极138设置在与第一电极134相对应的第二绝缘层136上。
第二电极138通过第一绝缘层132和第二绝缘层136的漏极接触孔连接到TFT T的漏极130。第二电极138可以包括多个第一杆138a、第一连接部138b、多个第二杆138c以及第二连接部138d。多个第一杆138a被设置为沿平行于栅极线的第一方向延伸。第一连接部138b连接多个第一杆138a并且被设置为沿平行于数据线的第二方向延伸。多个第二杆138c相对于像素区域P的中心线与多个第一杆138a对称并且被设置为沿第一方向延伸。第二连接部138d连接多个第二杆138c并且被设置为沿第二方向延伸。
第二电极138具有多个第一杆138a之间的第一开口op1、多个第二杆138c之间的第二开口op2、以及多个第一杆138a和多个第二杆138c之间的第三开口op3。
例如，第一开口op1和第二开口op2的沿第二方向的一侧的长度(所述长度是两个相邻的第一杆138a之间的间隙距离并且是两个相邻的第二杆138c之间的间隙距离)可以是约1μm至约5μm。
第三开口op3的沿第一方向的一侧的长度(所述长度是多个第一杆138a和多个第二杆138c之间的间隙距离)可以是像素区域P的沿第一方向的一侧的长度的约3％至约15％，并且可以是第二电极138的沿第一方向的一侧的长度的约5％至约20％。例如，第三开口op3的沿第一方向的一侧的长度可以是约1μm至约5μm。
虽然在第一实施例中第一电极134是公共电极，第二电极138是连接到TFT T的像素电极，但是在另一个实施例中第一电极134可以是连接到TFT T的像素电极，第二电极138可以是公共电极。
液晶层160包括多个液晶分子162。在第二电极138的多个第一杆138a和多个第二杆138c的边缘部分上的液晶分子162可以具有相对于第一基板120的第一倾斜角a1，并且在电场产生之后具有相对于第一方向的第一扭转角b1。
液晶层160可以沿第一方向初始取向，并且多个液晶分子162可以具有正介电各向异性(Δε＞0)。或者，液晶层160可以沿第二方向初始取向，并且多个液晶分子162可以具有负介电各向异性(Δε＜0)。
在LCD装置110中，电压被施加到第一电极134和第二电极138以产生电场。沿第二方向的电场可以在多个第一杆138a和多个第二杆138c的沿第一方向延伸的一侧产生，并且沿第一方向的电场可以在多个第一杆138a和多个第二杆138c的沿第二方向延伸的一侧以及第一连接部138b和第二连接部138d的沿第二方向延伸的一侧产生。沿第一方向和第二方向之间的对角线方向的电场可以在第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处产生。
在施加电压之前沿第一方向设置的第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处的液晶分子162在施加电压之后通过沿对角线方向的电场优先向顺时针方向或逆时针方向旋转以迅速地重新排列。
在施加电压之前沿第一方向设置的多个第一杆138a和多个第二杆138c的沿第一方向延伸的一侧的液晶分子162在施加电压之后通过沿第二方向的电场不优先向顺时针方向或逆时针方向旋转以重新排列。多个第一杆138a和多个第二杆138c的沿第一方向延伸的一侧的液晶分子162由于第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处的重新排列的液晶分子162而迅速地重新排列。
因此，在根据第一实施例的LCD装置110中，液晶层160由在第一电极134和第二电极138之间产生的电场驱动。第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处的液晶分子162优先向旋转方向迅速地重新排列，并且多个第一杆138a和多个第二杆138c的沿第一方向延伸的一侧的液晶分子162由于第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处的液晶分子162的重新排列而迅速地重新排列。因此，定义为液晶分子162的上升时间和下降时间之和的响应时间减少，并且响应速度增大。因此，LCD装置110可以容易地应用于虚拟现实(VR)设备。
例如，液晶分子162的上升时间、下降时间和响应时间可以分别是约7.7msec、约2.6msec和约10.3msec。
在LCD装置110中，可能产生对应于第二电极138的多个第一杆138a和多个第二杆138c的中心部分以及第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的中心部分的倾斜缺陷(disclination)。因此，可能降低LCD装置110的透射率、亮度和对比度。
为了最小化透射率和亮度的降低，在另一个实施例中，介电图案可以形成在第二电极138上。
图4是示出了根据本公开的第二实施例的液晶显示装置的截面图，图5是示出了根据本公开的第二实施例的液晶显示装置的第二电极和介电图案的平面图。可以省略与第一实施例相同的部件的说明。
在图4和5中，根据本公开的第二实施例的液晶显示(LCD)装置210包括彼此面对并彼此间隔开的第一基板220和第二基板250，以及在第一基板220和第二基板250之间的液晶层260。第一基板220和第二基板250包括多个像素区域P。
薄膜晶体管(TFT)T以及第一电极234和第二电极238设置在第一基板220的内表面上的多个像素区域P中的每一个中。栅极222设置在第一基板220的内表面上的多个像素区域P中的每一个中，并且栅极绝缘层224在整个第一基板220中设置在栅极222上。
半导体层226设置在与栅极222相对应的栅极绝缘层224上，并且彼此间隔开的源极228和漏极230设置在半导体层226的两端部分上。
栅极222、半导体层226、源极228和漏极230构成TFT T。
虽然未示出，但是栅极线和数据线设置在第一基板220上，并且TFT T连接到栅极线和数据线。栅极线和数据线彼此交叉以限定像素区域P。
第一绝缘层232在整个第一基板220中设置在TFT T上，并且板状的第一电极234设置在每个像素区域P中的第一绝缘层232上。
第二绝缘层236在整个第一基板220中设置在第一电极234上，并且杆状的第二电极238设置在与第一电极234相对应的第二绝缘层236上。
第二电极238通过第一绝缘层232和第二绝缘层236的漏极接触孔连接到TFT T的漏极230。第二电极238可以包括多个第一杆238a、第一连接部238b、多个第二杆238c以及第二连接部238d。多个第一杆238a被设置为沿平行于栅极线的第一方向延伸。第一连接部238b连接多个第一杆238a并且被设置为沿平行于数据线的第二方向延伸。多个第二杆238c相对于像素区域P的中心线与多个第一杆238a对称并且被设置为沿第一方向延伸。第二连接部238d连接多个第二杆238c并且被设置为沿第二方向延伸。
第二电极238具有多个第一杆238a之间的第一开口op1、多个第二杆238c之间的第二开口op2、以及多个第一杆238a和多个第二杆238c之间的第三开口op3。
例如，第一开口op1和第二开口op2的沿第二方向的一侧的长度(所述长度是两个相邻的第一杆238a之间的间隙距离并且是两个相邻的第二杆238c之间的间隙距离)可以是约1μm至约5μm。
第三开口op3的沿第一方向的一侧的长度(所述长度是多个第一杆238a和多个第二杆238c之间的间隙距离)可以是像素区域P的沿第一方向的一侧的长度的约3％至约15％，并且可以是第二电极238的沿第一方向的一侧的长度的约5％至约20％。例如，第三开口op3的沿第一方向的一侧的长度可以是约1μm至约5μm。
虽然在第二实施例中第一电极234是公共电极，第二电极238是连接到TFT T的像素电极，但是在另一个实施例中第一电极234可以是连接到TFT T的像素电极，第二电极238可以是公共电极。
具有与第二电极238相同的形状的介电图案240设置在第二电极238上。例如，介电图案240可以包括诸如二氧化硅(SiO2)和氮化硅(SiNx)等无机绝缘材料，或者诸如光丙烯酸和苯并环丁烯(BCB)等有机绝缘材料。
第二电极238和介电图案240分别具有第一厚度t1和第二厚度t2。例如，第一厚度t1和第二厚度t2可以彼此相同。
在多个第一杆238a和多个第二杆238c中的每一个上的介电图案240可以具有第二宽度w2，该第二宽度w2与多个第一杆238a和多个第二杆238c中的每一个上的倾斜缺陷(disclination)的宽度基本相同。
例如，当第二电极238的多个第一杆238a和多个第二杆238c中的每一个具有第一宽度w1时，在多个第一杆238a和多个第二杆238c中的每一个上的介电图案240的第二宽度w2可以在第一宽度w1的约25％至约50％的范围内。
液晶层260包括多个液晶分子262。在第二电极238的多个第一杆238a和多个第二杆238c的边缘部分上的液晶分子262可以具有相对于第一基板220的第二倾斜角a2，并且在电场产生之后具有相对于第一方向的第二扭转角b2。由于电场被介电图案240修改，所以第二实施例的第二倾斜角a2可以小于第一实施例的第一倾斜角a1(a2<a1)，并且第二实施例的第二扭转角b2可以大于第一实施例的第一扭转角b1。
例如，第二倾斜角a2可以比第一倾斜角a1小约0.6度(a2-a1＝-0.6°)，并且第二扭转角b2可以比第一扭转角b1大约45度(b2-b1＝+45°)。
液晶层260可以沿第一方向初始取向，并且多个液晶分子262可以具有正介电各向异性(Δε＞0)。或者，液晶层260可以沿第二方向初始取向，并且多个液晶分子262可以具有负介电各向异性(Δε＜0)。
在LCD装置210中，电压被施加到第一电极234和第二电极238以产生电场。沿第二方向的电场可以在多个第一杆238a和多个第二杆238c的沿第一方向延伸的一侧产生，并且沿第一方向的电场可以在多个第一杆238a和多个第二杆238c的沿第二方向延伸的一侧以及第一连接部238b和第二连接部238d的沿第二方向延伸的一侧产生。沿第一方向和第二方向之间的对角线方向的电场可以在第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处产生。
在施加电压之前沿第一方向设置的第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处的液晶分子262在施加电压之后通过沿对角线方向的电场优先向顺时针方向或逆时针方向旋转以迅速地重新排列。
在施加电压之前沿第一方向设置的多个第一杆238a和多个第二杆238c的沿第一方向延伸的一侧的液晶分子262在施加电压之后通过沿第二方向的电场不优先向顺时针方向或逆时针方向旋转以重新排列。多个第一杆238a和多个第二杆238c的沿第一方向延伸的一侧的液晶分子262由于第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处的重新排列的液晶分子262而迅速地重新排列。
因此，在根据第二实施例的LCD装置210中，液晶层260由在第一电极234和第二电极238之间产生的电场驱动。第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处的液晶分子262优先向旋转方向迅速地重新排列，并且多个第一杆238a和多个第二杆238c的沿第一方向延伸的一侧的液晶分子262由于第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处的液晶分子262的重新排列而迅速地重新排列。因此，定义为液晶分子262的上升时间和下降时间之和的响应时间减少，并且响应速度增大。因此，LCD装置210可以容易地应用于虚拟现实(VR)设备。
例如，液晶分子262的上升时间、下降时间和响应时间可以分别是约7.53msec、约2.72msec和约10.25msec。
此外，由于从第二电极238突出的介电图案240，与相关技术LCD装置相比，液晶分子262的第二倾斜角a2减小，并且液晶分子262的第二扭转角b2增大，因此透射率和亮度增大。
图6是示出了根据本公开的第一和第二实施例的液晶显示装置的相对于位置的透射率的曲线图，图7是示出了根据本公开的第一和第二实施例的液晶显示装置的相对于单元间隙的液晶分子倾斜角的曲线图，图8是示出了根据本公开的第一和第二实施例的液晶显示装置的相对于单元间隙的液晶分子扭转角的曲线图。参考图2至5以及图6至8。
在图6中，根据本公开的第一和第二实施例的LCD装置110和210可以在第二电极138和238的多个第一杆138a和238a及多个第二杆138c和238c的中心部分以及第一开口op1和第二开口op2的中心部分处具有相对低的透射率，并且可以在第二电极138和238的多个第一杆138a和238a及多个第二杆138c和238c的边缘部分处具有相对高的透射率。
根据第二实施例的LCD装置210的第二电极238的多个第一杆238a和多个第二杆238c的边缘部分处的透射率可以大于根据第一实施例的LCD装置110的第二电极138的多个第一杆138a和多个第二杆138c的边缘部分处的透射率。
例如，在第二电极138和238的多个第一杆138a和238a及多个第二杆138c和238c的边缘部分处，根据第二实施例的LCD装置210的透射率可以比根据第一实施例的LCD装置110的透射率大约6％。
在图7和8中，根据本公开的第一和第二实施例的LCD装置110和210的第一倾斜角a1和第二倾斜角a2以及第一扭转角b1和第二扭转角b2根据单元间隙(cell gap)增大然后减小。根据第二实施例的LCD装置210的第二倾斜角a2可以小于根据第一实施例的LCD装置110的第一倾斜角a1，并且根据第二实施例的LCD装置210的第二扭转角b2可以大于根据第一实施例的LCD装置110的第一扭转角b1。
因此，根据第二实施例的LCD装置210的第二电极238的多个第一杆238a和多个第二杆238c的边缘部分处的透射率可以大于根据第一实施例的LCD装置110的第二电极138的多个第一杆138a和多个第二杆138c的边缘部分处的透射率。
在根据本公开的第二实施例的LCD装置210中，由于液晶层260通过使用板状的第一电极234以及包括多个第一杆238a和多个第二杆238c的第二电极238来驱动，所以定义为液晶分子262的上升时间和下降时间之和的响应时间减少，并且响应速度增大。因此，LCD装置210可以容易地应用于虚拟现实(VR)设备。
此外，由于从第二电极238突出的介电图案240，液晶分子262的倾斜角减小，并且液晶分子262的扭转角增大，因此LCD装置210的透射率和亮度提高。
在另一个实施例中，为了最小化由于第一实施例的LCD装置110的倾斜缺陷导致的对比度的降低，黑矩阵可以形成为对应于第二电极138以及第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3。
图9是示出了根据本公开的第三实施例的液晶显示装置的截面图，图10是示出了根据本公开的第三实施例的液晶显示装置的第二电极和黑矩阵的平面图。可以省略与第一实施例相同的部件的说明。
在图9和10中，根据本公开的第三实施例的液晶显示(LCD)装置310包括彼此面对并彼此间隔开的第一基板320和第二基板350，以及在第一基板320和第二基板350之间的液晶层360。第一基板320和第二基板350包括多个像素区域P。
薄膜晶体管(TFT)T以及第一电极334和第二电极338设置在第一基板320的内表面上的多个像素区域P中的每一个中。栅极322设置在第一基板320的内表面上的多个像素区域P中的每一个中，并且栅极绝缘层324在整个第一基板320中设置在栅极322上。
半导体层326设置在与栅极322相对应的栅极绝缘层324上，并且彼此间隔开的源极328和漏极330设置在半导体层326的两端部分上。
栅极322、半导体层326、源极328和漏极330构成TFT T。
虽然未示出，但是栅极线和数据线设置在第一基板320上，并且TFT T连接到栅极线和数据线。栅极线和数据线彼此交叉以限定像素区域P。
第一绝缘层332在整个第一基板320中设置在TFT T上，并且板状的第一电极334设置在每个像素区域P中的第一绝缘层332上。
第二绝缘层336在整个第一基板320中设置在第一电极334上，并且杆状的第二电极338设置在与第一电极334相对应的第二绝缘层336上。
第二电极338通过第一绝缘层332和第二绝缘层336的漏极接触孔连接到TFT T的漏极330。第二电极338可以包括多个第一杆338a、第一连接部338b、多个第二杆338c以及第二连接部338d。多个第一杆338a被设置为沿平行于栅极线的第一方向延伸。第一连接部338b连接多个第一杆338a并且被设置为沿平行于数据线的第二方向延伸。多个第二杆338c相对于像素区域P的中心线与多个第一杆338a对称并且被设置为沿第一方向延伸。第二连接部338d连接多个第二杆338c并且被设置为沿第二方向延伸。
第二电极338具有多个第一杆338a之间的第一开口op1、多个第二杆338c之间的第二开口op2、以及多个第一杆338a和多个第二杆338c之间的第三开口op3。
例如，第一开口op1和第二开口op2的沿第二方向的一侧的长度(所述长度是两个相邻的第一杆338a之间的间隙距离并且是两个相邻的第二杆338c之间的间隙距离)可以是约1μm至约5μm。
第三开口op3的沿第一方向的一侧的长度(所述长度是多个第一杆338a和多个第二杆338c之间的间隙距离)可以是像素区域P的沿第一方向的一侧的长度的约3％至约15％，并且可以是第二电极338的沿第一方向的一侧的长度的约5％至约20％。例如，第三开口op3的沿第一方向的一侧的长度可以是约1μm至约5μm。
虽然在第三实施例中第一电极334是公共电极，第二电极338是连接到TFT T的像素电极，但是在另一个实施例中第一电极334可以是连接到TFT T的像素电极，第二电极338可以是公共电极。
与第二电极338以及第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3相对应的黑矩阵352设置在第二基板350的内表面上。
黑矩阵352覆盖诸如栅极线、数据线和TFT T的非发光元件。此外，黑矩阵352覆盖像素区域P中的倾斜缺陷以降低黑色图像的亮度并增大对比度。
垂直电场在第二电极338的多个第一杆338a和多个第二杆338c的中心部分处产生而引起倾斜缺陷。因此，黑色图像的亮度会由于倾斜缺陷而增大。
为了防止黑色图像的亮度增大，黑矩阵352包括第一阻挡部352a、第二阻挡部352b、第三阻挡部352c和第四阻挡部352d。第一阻挡部352a具有与第二电极338的第一连接部338b和第二连接部338d相对应的沿第二方向的杆状。第二阻挡部352b具有与第二电极338的多个第一杆338a和多个第二杆338c的中心部分相对应的沿第一方向的杆状。第三阻挡部352c具有与第一开口op1和第二开口op2的中心部分相对应的沿第一方向的杆状。第四阻挡部352d具有与第三开口op3的中心部分相对应的沿第二方向的杆状。
因此，黑矩阵352具有包括彼此连接并沿第一方向和第二方向的杆状的第一阻挡部352a、第二阻挡部352b、第三阻挡部352c和第四阻挡部352d的网格形状。第一阻挡部352a、第二阻挡部352b、第三阻挡部352c和第四阻挡部352d构成第四开口op4，该第四开口op4露出第二电极338的多个第一杆338a和多个第二杆338c的边缘部分。
黑矩阵352的第二阻挡部352b和第三阻挡部352c中的每一个可以具有与倾斜缺陷的宽度基本相同的第三宽度w3。
例如，当第二电极338的多个第一杆338a和多个第二杆338c中的每一个具有第一宽度w1时，黑矩阵352的第二阻挡部352b和第三阻挡部352c中的每一个的第三宽度w3可以在第一宽度w1的约25％至约50％的范围内。
液晶层360包括多个液晶分子362。在第二电极338的多个第一杆338a和多个第二杆338c的边缘部分上的液晶分子362可以具有相对于第一基板320的第一倾斜角a1，并且在电场产生之后具有相对于第一方向的第一扭转角b1。
液晶层360可以沿第一方向初始取向，并且多个液晶分子362可以具有正介电各向异性(Δε＞0)。或者，液晶层360可以沿第二方向初始取向，并且多个液晶分子362可以具有负介电各向异性(Δε＜0)。
在LCD装置310中，电压被施加到第一电极334和第二电极338以产生电场。沿第二方向的电场可以在多个第一杆338a和多个第二杆338c的沿第一方向延伸的一侧产生，并且沿第一方向的电场可以在多个第一杆338a和多个第二杆338c的沿第二方向延伸的一侧以及第一连接部338b和第二连接部338d的沿第二方向延伸的一侧产生。沿第一方向和第二方向之间的对角线方向的电场可以在第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处产生。
在施加电压之前沿第一方向设置的第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处的液晶分子362在施加电压之后通过沿对角线方向的电场优先向顺时针方向或逆时针方向旋转以迅速地重新排列。
在施加电压之前沿第一方向设置的多个第一杆338a和多个第二杆338c的沿第一方向的一侧的液晶分子362在施加电压之后通过沿第二方向的电场不优先向顺时针方向或逆时针方向旋转以重新排列。多个第一杆338a和多个第二杆338c的沿第一方向的一侧的液晶分子362由于第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处的重新排列的液晶分子362而迅速地重新排列。
因此，在根据第三实施例的LCD装置310中，液晶层360由在第一电极334和第二电极338之间产生的电场驱动。第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处的液晶分子362优先向旋转方向迅速地重新排列，并且多个第一杆338a和多个第二杆338c的沿第一方向的一侧的液晶分子362由于第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处的液晶分子362的重新排列而迅速地重新排列。因此，定义为液晶分子362的上升时间和下降时间之和的响应时间减少，并且响应速度增大。因此，LCD装置310可以容易地应用于虚拟现实(VR)设备。
例如，液晶分子362的上升时间、下降时间和响应时间可以分别是约4.1msec、约3.8msec和约7.9msec。
此外，由于对应于第二电极338的中心部分以及第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的中心部分的倾斜缺陷被黑矩阵352阻挡，所以对比度增大。
图11是示出了根据本公开的第三实施例的液晶显示装置的相对于黑矩阵宽度的对比度(CR)和白度(WL)的曲线图，图12是示出了根据本公开的第三实施例的液晶显示装置的相对于黑矩阵宽度的对比度和白度的表格。参考图9和10以及图11和12。
在图11和12中，由于黑矩阵352的第二阻挡部352b、第三阻挡部352c和第四阻挡部352d防止了通过第二电极338的中心部分以及第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的中心部分的倾斜缺陷造成的漏光，所以与根据第一实施例的LCD装置110相比，根据本公开的第三实施例的LCD装置310的黑色亮度降低，并且根据本公开的第三实施例的LCD装置310的对比度增大。
对比度随着黑矩阵352的第二阻挡部352b、第三阻挡部352c和第四阻挡部352d的宽度的增大而增大。
例如，当黑矩阵352的第二阻挡部352b和第三阻挡部352c的第三宽度w3为约0.4μm、约0.8μm、约1.2μm、约1.5μm、约2.0μm、约2.3μm和约2.5μm时，与第一实施例的LCD装置110的100％的对比度相比，第三实施例的LCD装置310的对比度可以分别是约108.0％、约119.7％、约127.7％、约134.9％、约145.6％、约149.3％和约152.2％。因此，与第一实施例的LCD装置110相比，第三实施例的LCD装置310的对比度可以分别增大约8.0％、约19.7％、约27.7％、约34.9％、约45.6％、约49.3％和52.2％。
虽然白度可能通过黑矩阵352降低，但是白度的降低是可接受的程度，并且可以被对比度的增大所抵消。
此外，通过将第三实施例的黑矩阵352应用到透射率和亮度得到提高的第二实施例的LCD装置210，白度的降低可以最小化。
在根据本公开的第三实施例的LCD装置310中，由于液晶层360通过使用板状的第一电极334以及包括多个第一杆338a和多个第二杆338c的第二电极338来驱动，所以定义为液晶分子362的上升时间和下降时间之和的响应时间减少，并且响应速度增大。因此，LCD装置310可以容易地应用于虚拟现实(VR)设备。
此外，由于与第二电极338的多个第一杆338a和多个第二杆338c的中心部分以及第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的中心部分相对应的黑矩阵352防止了通过倾斜缺陷造成的漏光，所以LCD装置310的对比度增大。
在另一个实施例中，为了提高由于第一实施例的LCD装置110的倾斜缺陷导致的透射率和白度的降低，在开启状态下起四分之一波片(QWP)的作用的第一液晶胶囊层468和第二液晶胶囊层482(图13)可以分别形成在第一基板120和第二基板150的外表面上。
图13是示出了根据本公开的第四实施例的液晶显示装置的截面图，图14是示出了根据本公开的第四实施例的液晶显示装置的第二电极、第一和第二胶囊电极以及第三和第四胶囊电极的平面图。可以省略与第一实施例相同的部件的说明。
在图13和14中，根据本公开的第四实施例的液晶显示(LCD)装置410包括彼此面对并彼此间隔开的第一基板420和第二基板450，在第一基板420和第二基板450之间的液晶层460，依次在第一基板420的外表面上的第一液晶胶囊层468和第一偏光板476，依次在第二基板450的外表面上的第二液晶胶囊层482和第二偏光板490。第一基板420和第二基板450包括多个像素区域P。
薄膜晶体管(TFT)T以及第一电极434和第二电极438设置在第一基板420的内表面上的多个像素区域P中的每一个中。栅极422设置在第一基板420的内表面上的多个像素区域P中的每一个中，并且栅极绝缘层424在整个第一基板420中设置在栅极422上。
半导体层426设置在与栅极422相对应的栅极绝缘层424上，并且彼此间隔开的源极428和漏极430设置在半导体层426的两端部分上。
栅极422、半导体层426、源极428和漏极430构成TFT T。
虽然未示出，但是栅极线和数据线设置在第一基板420上，并且TFT T连接到栅极线和数据线。栅极线和数据线彼此交叉以限定像素区域P。
第一绝缘层432在整个第一基板420中设置在TFT T上，并且板状的第一电极434设置在每个像素区域P中的第一绝缘层432上。
第二绝缘层436在整个第一基板420中设置在第一电极434上，并且杆状的第二电极438设置在与第一电极434相对应的第二绝缘层436上。
第二电极438通过第一绝缘层432和第二绝缘层436的漏极接触孔连接到TFT T的漏极430。第二电极438可以包括多个第一杆438a、第一连接部438b、多个第二杆438c以及第二连接部438d。多个第一杆438a被设置为沿平行于栅极线的第一方向X延伸。第一连接部438b连接多个第一杆438a并且被设置为沿平行于数据线的第二方向Y延伸。多个第二杆438c相对于像素区域P的中心线与多个第一杆438a对称并且被设置为沿第一方向X延伸。第二连接部438d连接多个第二杆438c并且被设置为沿第二方向Y延伸。
第二电极438具有多个第一杆438a之间的第一开口op1、多个第二杆438c之间的第二开口op2、以及多个第一杆438a和多个第二杆438c之间的第三开口op3。
例如，第一开口op1和第二开口op2的沿第二方向的一侧的长度(所述长度是两个相邻的第一杆438a之间的间隙距离并且是两个相邻的第二杆438c之间的间隙距离)可以是约1μm至约5μm。
第三开口op3的沿第一方向X的一侧的长度(所述长度是多个第一杆438a和多个第二杆438c之间的间隙距离)可以是像素区域P的沿第一方向X的一侧的长度的约3％至约15％，并且可以是第二电极438的沿第一方向X的一侧的长度的约5％至约20％。例如，第三开口op3的沿第一方向X的一侧的长度可以是约1μm至约5μm。
虽然在第四实施例中第一电极434是公共电极，第二电极438是连接到TFT T的像素电极，但是在另一个实施例中第一电极434可以是连接到TFT T的像素电极，第二电极438可以公共电极。
液晶层460包括多个液晶分子462。在第二电极438的多个第一杆438a和多个第二杆438c的边缘部分上的液晶分子462可以具有相对于第一基板420的第一倾斜角a1，并且在电场产生之后具有相对于第一方向X的第一扭转角b1。
液晶层460可以沿第一方向X初始取向，并且多个液晶分子462可以具有正介电各向异性(Δε＞0)。或者，液晶层460可以沿第二方向Y初始取向，并且多个液晶分子462可以具有负介电各向异性(Δε＜0)。
分别具有杆状的第一胶囊电极464和第二胶囊电极466设置在第一基板420的外表面上，第一液晶胶囊层468设置在第一胶囊电极464和第二胶囊电极466上。第一胶囊电极464和第二胶囊电极466彼此平行并彼此间隔开。
第一胶囊电极464和第二胶囊电极466中的每一个可以倾斜地设置为具有相对于第一方向X的第一斜角C1。例如，第一斜角C1可以是约45度。
第一液晶胶囊层468包括第一粘合剂470和分散在第一粘合剂470中的多个第一液晶胶囊472。多个第一液晶胶囊472中的每一个包括多个第一液晶分子474。
第一液晶胶囊层468的厚度可以根据第一液晶胶囊472的双折射特性和光学透射率而改变。例如，第一液晶胶囊层468的厚度可以在约1μm至约6μm的范围内。
第一粘合剂470使多个第一液晶胶囊472分散。例如，第一粘合剂470可以是透明的或半透明的(半透明的)，并且可以具有水溶性、脂溶性或水溶性和脂溶性的混合特性。
多个第一液晶胶囊472中的每一个是直径为1至999纳米的聚合物胶囊，并且包括诸如聚乙烯醇(PVA)的水溶性材料或诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的脂溶性材料。多个第一液晶胶囊472中的每一个可以具有在约1nm至约320nm的范围内的直径。
多个第一液晶分子474可以包括向列液晶、铁电液晶和柔性电液晶中的至少一种。
由于包括第一粘合剂470和多个第一液晶胶囊472的第一液晶胶囊层468可以在没有附加取向层的情况下形成，所以第一液晶胶囊层468可以直接接触第一胶囊电极464和第二胶囊电极466。
多个第一液晶分子474可以最初在多个第一液晶胶囊472中随机排列，使得每个第一液晶分子474的长轴相对于第一基板420的法线形成随机角度。
(初始随机排列)
第一偏光板476设置在第一液晶胶囊层468上。第一偏光板476可以是透射轴平行于第一方向X的线性偏光板。
分别具有杆状的第三胶囊电极478和第四胶囊电极480设置在第二基板450的外表面上，第二液晶胶囊层482设置在第三胶囊电极478和第四胶囊电极480上。第三胶囊电极478和第四胶囊电极480彼此平行并彼此间隔开。
第三胶囊电极478和第四胶囊电极480中的每一个可以倾斜地设置为具有相对于第一方向X的第二斜角C2。第一斜角C1和第二斜角C2可以彼此不同。例如，第二斜角C2可以是约135度。
第二液晶胶囊层482包括第二粘合剂484和分散在第二粘合剂484中的多个第二液晶胶囊486。多个第二液晶胶囊486中的每一个包括多个第二液晶分子488。
第二液晶胶囊层482的厚度可以根据第二液晶胶囊486的双折射特性和光学透射率而改变。例如，第二液晶胶囊层482的厚度可以在约1μm至约6μm的范围内。
第二粘合剂484使多个第二液晶胶囊486分散。例如，第二粘合剂484可以是透明的或半透明的(半透明的)，并且可以具有水溶性、脂溶性或水溶性和脂溶性的混合特性。
多个第二液晶胶囊486中的每一个是直径为1至999纳米的聚合物胶囊，并且包括诸如聚乙烯醇(PVA)的水溶性材料或诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的脂溶性材料。多个第二液晶胶囊486中的每一个可以具有在约1nm至约320nm的范围内的直径。
多个第二液晶分子488可以包括向列液晶、铁电液晶和柔性电液晶中的至少一种。
由于包括第二粘合剂484和多个第二液晶胶囊486的第二液晶胶囊层482可以在没有附加取向层的情况下形成，所以第二液晶胶囊层482可以直接接触第三胶囊电极478和第四胶囊电极480。
多个第二液晶分子488可以最初在多个第二液晶胶囊486中随机排列，使得每个第二液晶分子488的长轴相对于第二基板450的法线形成随机角度。
(初始随机排列)
第一粘合剂470和第二粘合剂484可以彼此相同或不同，第一液晶胶囊472和第二液晶胶囊486可以彼此相同或不同，并且第一液晶分子474和第二液晶分子488可以彼此相同或不同。
第二偏光板490设置在第二液晶胶囊层482上。第二偏光板490可以是透射轴平行于第二方向Y的线性偏光板。
在LCD装置410中，电压被施加到第一电极434和第二电极438以产生电场。沿第二方向Y的电场可以在多个第一杆438a和多个第二杆438c的沿第一方向X延伸的一侧产生，并且沿第一方向X的电场可以在多个第一杆438a和多个第二杆438c的沿第二方向Y延伸的一侧以及第一连接部438b和第二连接部438d的沿第二方向Y延伸的一侧产生。沿第一方向X和第二方向Y之间的对角线方向的电场可以在第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处产生。
在施加电压之前沿第一方向X设置的第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处的液晶分子462在施加电压之后通过沿对角线方向的电场优先向顺时针方向或逆时针方向旋转以迅速地重新排列。
在施加电压之前沿第一方向X设置的多个第一杆438a和多个第二杆438c的沿第一方向X的一侧的液晶分子462在施加电压之后通过沿第二方向Y的电场不优先向顺时针方向或逆时针方向旋转以重新排列。多个第一杆438a和多个第二杆438c的沿第一方向X的一侧的液晶分子462由于第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处的重新排列的液晶分子462而迅速地重新排列。
因此，在根据第四实施例的LCD装置410中，液晶层460由在第一电极434和第二电极438之间产生的电场驱动。第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处的液晶分子462优先向旋转方向迅速地重新排列，并且多个第一杆438a和多个第二杆438c的沿第一方向X的一侧的液晶分子462由于第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的拐角部分处的液晶分子462的重新排列而迅速地重新排列。因此，定义为液晶分子462的上升时间和下降时间之和的响应时间减少，并且响应速度增大。因此，LCD装置410可以容易地应用于虚拟现实(VR)设备。
例如，液晶分子462的上升时间、下降时间和响应时间可以分别是约4.1msec、约3.8msec和约7.9msec。
此外，由于在第一基板420和第二基板450的外表面上的第一液晶胶囊层468和第二液晶胶囊层482被用作四分之一波片(QWP)，所以即使存在倾斜缺陷光也被透射。
图15A和15B是分别示出了根据本公开的第四实施例的液晶显示装置的开启状态和关闭状态的偏光状态的截面图。参考图13和14以及图15A和15B。为了便于说明，在图15A和15B中仅示出了影响偏光状态的第一偏光板476和第二偏光板490、第一液晶胶囊层468和第二液晶胶囊层482以及液晶层460。
在图15A中，当LCD装置410具有显示白色图像的开启状态时，第一偏光板476下的背光单元(未示出)将非偏光的第一偏光状态PS1的光发射到具有平行于第一方向X的透射轴的第一偏光板476。
在第一偏光状态PS1的光中的平行于第一偏光板476的透射轴的线偏振光选择性地穿过第一偏光板476，并且第一偏光板476将平行于第一方向X的线性偏光的第二偏光状态PS2的光透射到第一液晶胶囊层468。
在开启状态下，第一胶囊电压被施加到第一胶囊电极464和第二胶囊电极466，以在第一胶囊电极464和第二胶囊电极466之间产生水平电场。因此，多个第一液晶胶囊472中的多个第一液晶分子474可以平行于水平电场排列，并且第一液晶胶囊层468可以作为具有λ/4(λ是光的波长)的延迟的四分之一波片(QWP)工作。
由于QWP将线偏振光变为圆偏振光，所以作为QWP的第一液晶胶囊层468可以将线偏振的第二偏光状态PS2的光变为左旋圆偏振的第三偏光状态PS3的光，并且可以将第三偏光状态PS3的光透射到液晶层460。
在开启状态下，驱动电压被施加到第一电极434和第二电极438以在第一电极434和第二电极438之间产生水平电场。因此，多个液晶分子462可以平行于水平电场排列，并且液晶层460可以具有λ/2(λ是光的波长)的延迟。
由于在与第二电极438的多个第一杆438a和多个第二杆438c的中心部分以及第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的中心部分相对应的液晶层460中不产生水平电场，所以多个液晶分子462不正常排列。因此，线偏振入射光不能穿过与第二电极438的多个第一杆438a和多个第二杆438c的中心部分以及第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的中心部分相对应的液晶层460而显示为倾斜缺陷。
然而，在根据第四实施例的LCD装置410中，由于左旋圆偏振第三偏光状态PS3的光被透射到开启状态的液晶层460，所以第三偏光状态PS3的入射光可以穿过液晶层460的包括第二电极438的多个第一杆438a和多个第二杆438c的中心部分以及第一开口op1、第二开口op2和第三开口op3的中心部分的整个区域。因此，在开启状态的LCD装置410中可以防止倾斜缺陷。
此外，具有λ/2的延迟的液晶层460可以将左旋圆偏振的第三偏光状态PS3的光变为右旋圆偏振的第四偏光状态PS4的光，并且可以将第四偏光状态PS4的光透射到第二液晶胶囊层482。
在开启状态下，第二胶囊电压被施加到第三胶囊电极478和第四胶囊电极480，以在第三胶囊电极478和第四胶囊电极480之间产生水平电场。因此，多个第二液晶胶囊486的多个第二液晶分子488可以平行于水平电场排列，并且第二液晶胶囊层482可以作为具有λ/4(λ是光的波长)的延迟的四分之一波片(QWP)工作。
由于QWP将圆偏振光变为线偏振光，所以作为QWP的第二液晶胶囊层482可以将右旋圆偏振的第四偏光状态PS4的光变为平行于第二方向Y的线偏振的第五偏光状态PS5的光，并且可以将第五偏光状态PS5的光透射到第二偏光板490。
第五偏光状态PS5的全部光穿过具有平行于第二方向Y的透射轴的第二偏光板490，并且LCD装置410可以显示白色。
在图15B中，当LCD装置410具有显示黑色图像的关闭状态时，第一偏光板476下的背光单元(未示出)将非偏光的第一偏光状态PS1的光透射到具有平行于第一方向X的透射轴的第一偏光板476。
在第一偏光状态PS1的光中的平行于第一偏光板476的透射轴的线偏振光选择性地穿过第一偏光板476，并且第一偏光板476将平行于第一方向X的线偏振的第二偏光状态PS2的光透射到第一液晶胶囊层468。
在关闭状态下，第一胶囊电压不施加到第一胶囊电极464和第二胶囊电极466，以不在第一胶囊电极464和第二胶囊电极466之间产生水平电场。因此，多个第一液晶胶囊472中的多个第一液晶分子474可以保持初始随机排列，并且第一液晶胶囊层468可以完整地将平行于第一方向X的线偏振的第二偏光状态PS2的光透射到液晶层460。
在关闭状态下，驱动电压不施加到第一电极434和第二电极438，以不在第一电极434和第二电极438之间产生水平电场。因此，多个液晶分子462可以保持初始排列，并且液晶层460可以完整地将平行于第一方向X的线偏振的第二偏光状态PS2的光透射到第二液晶胶囊层482。
在关闭状态下，第二胶囊电压不施加到第三胶囊电极478和第四胶囊电极480，以不在第三胶囊电极478和第四胶囊电极480之间产生水平电场。因此，多个第二液晶胶囊486中的多个第二液晶分子488可以保持初始随机排列，并且第二液晶胶囊层482可以完整地将平行于第一方向X的线偏振的第二偏光状态PS2的光透射到第二偏光板490。
平行于第一方向X的线偏振的第二偏光状态PS2的全部光被具有平行于第二方向Y的透射轴的第二偏光板490吸收，并且LCD装置410可以显示黑色而没有漏光。
在根据本公开的第四实施例的LCD装置410中，由于液晶层460通过使用板状的第一电极434以及包括多个第一杆438a和多个第二杆438c的第二电极438来驱动，所以定义为液晶分子362的上升时间和下降时间之和的响应时间减少，并且响应速度增大。因此，LCD装置410可以容易地应用于虚拟现实(VR)设备。
此外，在开启状态下，由于第一基板420和第二基板450的外表面上的第一液晶胶囊层468和第二液晶胶囊层482起QWP的作用，使得圆偏振的光穿过液晶层460，所以光可以透射穿过包括倾斜缺陷的整个像素区域P。因此，可以提高LCD装置410的透射率和白度。
此外，在关闭状态下，由于在第一基板420和第二基板450的外表面上的第一液晶胶囊层468和第二液晶胶囊层482没有延迟，使得线偏振的光穿过液晶层460，所以可以防止漏光。因此，可以防止对比度的降低。
因此，在根据本公开的液晶显示装置中，由于与电极具有相同形状的介电图案形成在具有多个开口的电极上，所以液晶分子的倾斜角减小，并且液晶分子的扭转角增大。因此，亮度增大。
此外，由于形成了与电极和开口相对应的网格形状的黑矩阵，所以响应时间减少，并且亮度和透射率增大。因此，黑色亮度降低，并且对比度增大。
此外，由于在开启状态下用作四分之一波片的第一液晶胶囊层和第二液晶胶囊层形成在第一基板和第二基板的外表面上，所以响应时间减少，并且透射率和白度增大。
显然，对本领域技术人员来说，在不脱离本公开的技术思想或范围的情况下，可以在本公开的显示装置中进行各种修改和变化。因此，本公开旨在涵盖本公开的修改和变化，只要它们属于所附权利要求及其等同物的范围。

Claims (16)

1.一种液晶显示装置，包括：
第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板彼此面对并且彼此间隔开；
栅极线和数据线，所述栅极线和所述数据线设置在所述第一基板的内表面上，所述栅极线和所述数据线彼此交叉以限定像素区域；
在所述像素区域中的连接到所述栅极线和所述数据线的薄膜晶体管；
设置在所述薄膜晶体管上方的板状的第一电极；
设置在所述第一电极上方的杆状的第二电极；
设置在所述第二极电上的介电图案；以及
设置在所述第二电极上并且在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，
其中，所述第二电极包括：
多个第一杆，所述多个第一杆彼此间隔开并且被设置为沿第一方向延伸；
第一连接部，所述第一连接部连接所述多个第一杆并且被设置为沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸；
多个第二杆，所述多个第二杆相对于所述像素区域的与所述第二方向平行的中心线与所述多个第一杆对称，所述多个第二杆彼此间隔开并且被设置为沿所述第一方向延伸；以及
第二连接部，所述第二连接部连接所述多个第二杆并且被设置为沿所述第二方向延伸，
其中，所述介电图案的形状对应于所述第二电极的形状。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，所述介电图案从所述第二电极突出。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中，所述介电图案的形状相似于所述第二电极的形状。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其中，所述介电图案的厚度与所述第二电极的厚度相同。
5.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其中，所述介电图案的第一杆和第二杆的宽度在所述第二电极的所述第一杆和所述第二杆的宽度的25％至50％的范围内。
6.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其中，所述多个第一杆与所述多个第二杆之间的间隙距离在所述像素区域的沿所述第一方向延伸的一侧的长度的3％至15％的范围内。
7.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中，所述介电图案包括无机绝缘材料和有机绝缘材料中的至少一种。
8.一种液晶显示装置，包括：
第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板彼此面对并且彼此间隔开；
栅极线和数据线，所述栅极线和所述数据线设置在所述第一基板的内表面上，所述栅极线和所述数据线彼此交叉以限定像素区域；
在所述像素区域中的连接到所述栅极线和所述数据线的薄膜晶体管；
设置在所述薄膜晶体管上方的板状的第一电极；
设置在所述第一电极上方的杆状的第二电极；
设置在所述第二电极上并且在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；以及
在所述第二基板的内表面上的黑矩阵，
其中，所述第二电极包括：
多个第一杆，所述多个第一杆彼此间隔开并且被设置为沿第一方向延伸；
第一连接部，所述第一连接部连接所述多个第一杆并且被设置为沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸；
多个第二杆，所述多个第二杆相对于所述像素区域的与所述第二方向平行的中心线与所述多个第一杆对称，所述多个第二杆彼此间隔开并且被设置为沿所述第一方向延伸；以及
第二连接部，所述第二连接部连接所述多个第二杆并且被设置为沿所述第二方向延伸，
其中，所述黑矩阵包括沿所述第一方向和沿所述第二方向延伸的多个杆，所述黑矩阵的所述多个杆对应于所述第二电极的所述第一杆和所述第二杆的中心部分以及所述第二电极的相邻的所述第一杆之间、相邻的所述第二杆之间及所述第一杆和所述第二杆之间的开口的中心部分。
9.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其中，第一开口设置在所述多个第一杆之间，第二开口设置在所述多个第二杆之间，并且第三开口设置在所述多个第一杆与所述多个第二杆之间。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其中，所述黑矩阵包括：
与所述第一连接部和所述第二连接部相对应的第一阻挡部；
与所述多个第一杆中的至少一个的中心部分以及所述多个第二杆中的至少一个的中心部分相对应的第二阻挡部；
与所述第一开口和所述第二开口的中心部分相对应的第三阻挡部；以及
与所述第三开口的中心部分相对应的第四阻挡部，
其中，所述第一阻挡部、所述第二阻挡部、所述第三阻挡部和所述第四阻挡部彼此连接以构成第四开口，所述第四开口露出所述多个第一杆的边缘部分和所述多个第二杆的边缘部分。
11.一种液晶显示装置，包括：
第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板彼此面对并且彼此间隔开；
栅极线和数据线，所述栅极线和所述数据线设置在所述第一基板的内表面上，所述栅极线和所述数据线彼此交叉以限定像素区域；
在所述像素区域中的连接到所述栅极线和所述数据线的薄膜晶体管；
设置在所述薄膜晶体管上方的板状的第一电极；
设置在所述第一电极上方的杆状的第二电极；
设置在所述第二电极上并且在所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；
在所述第一基板的外表面上的杆状的第一胶囊电极和第二胶囊电极，所述第一胶囊电极和所述第二胶囊电极彼此平行并彼此间隔开；
在所述第一胶囊电极和所述第二胶囊电极上的第一液晶胶囊层；
在所述第一液晶胶囊层上的第一偏光板；
在所述第二基板的外表面上的杆状的第三胶囊电极和第四胶囊电极，所述第三胶囊电极和所述第四胶囊电极彼此平行并彼此间隔开；
在所述第三胶囊电极和所述第四胶囊电极上的第二液晶胶囊层；以及
在所述第二液晶胶囊层上的第二偏光板，
其中，所述第二电极包括：
多个第一杆，所述多个第一杆彼此间隔开并且被设置为沿第一方向延伸；
第一连接部，所述第一连接部连接所述多个第一杆并且被设置为沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸；
多个第二杆，所述多个第二杆相对于所述像素区域的与所述第二方向平行的中心线与所述多个第一杆对称，所述多个第二杆彼此间隔开并且被设置为沿所述第一方向延伸；以及
第二连接部，所述第二连接部连接所述多个第二杆并且被设置为沿所述第二方向延伸。
12.根据权利要求11所述的液晶显示装置，其中，所述第一液晶胶囊层和所述第二液晶胶囊层在显示白色图像的开启状态期间作为四分之一波片工作。
13.根据权利要求11所述的液晶显示装置，其中，所述第一液晶胶囊层包括第一粘合剂和分散在所述第一粘合剂中的多个第一液晶胶囊，
其中，所述多个第一液晶胶囊中的每一个包括多个第一液晶分子，
其中，所述第二液晶胶囊层包括第二粘合剂和分散在所述第二粘合剂中的多个第二液晶胶囊，并且
其中，所述多个第二液晶胶囊中的每一个包括多个第二液晶分子。
14.根据权利要求11所述的液晶显示装置，其中，所述第一偏光板具有平行于所述第一方向的透射轴，
其中，所述第一胶囊电极和所述第二胶囊电极被倾斜地设置为具有相对于所述第一方向的第一斜角，
其中，所述第三胶囊电极和所述第四胶囊电极被倾斜地设置为具有相对于所述第一方向的与所述第一斜角不同的第二斜角，并且
其中，所述第二偏光板具有平行于所述第二方向的透射轴。
15.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，所述第一电极是公共电极和像素电极中的一个，并且所述第二电极是所述公共电极和所述像素电极中的另一个。
16.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，当所述液晶层沿所述第一方向初始取向时，所述液晶层的多个液晶分子具有正介电各向异性(Δε＞0)，并且
其中，当所述液晶层沿所述第二方向初始取向时，所述液晶层的所述多个液晶分子具有负介电各向异性(Δε＜0)。
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