CN1673840A - 横向电场液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种横向电场液晶显示器，包括两相对设置的第一基板和第二基板、一形成于第一基板与第二基板之间的液晶层、一形成于第一基板并且横向延伸的栅极线、一形成于第一基板并且纵向延伸的数据线及多个形成于第一基板的共用电极和像素电极。该栅极线与数据线形成一像素区域，该共用电极为弯曲形，该像素电极的形状与共用电极的形状相似并且相互间隔设置，该共用电极至少包括两弯曲部分，每一弯曲部分具有两相交的第一侧边和第二侧边，其中至少一弯曲部分的一侧边与其他弯曲部分的侧边倾斜设置。

Description

横向电场液晶显示器

【技术领域】

本发明是关于一种液晶显示器，特别是关于一种具有广视角的横向电场液晶显示器。

【背景技术】

横向电场液晶显示器(In Plane Switching mode LCD，IPS LCD)由于具有良好的显示性能，被广泛应用于桌上型计算机及笔记本型计算机的监视器中。横向电场液晶显示器为主流广视角LCD技术之一，其与普通扭曲向列型液晶显示器(Twisted Nematic LCD，TN-LCD)不同之处在于：IPS LCD的共用电极与像素电极设置在同一玻璃基板上，其利用共用电极与像素电极间产生的横向电场使液晶分子在同一平面内转动，具有广视角、高发光效率及高对比度等优点。

根据共用电极与像素电极的电极排列结构的不同，横向电场液晶显示器可以分成单区域(Single Domain)和双区域(Two Domain)两种类型。图1是现有技术单区域横向电场液晶显示器的电极排列结构俯视图。该横向电场液晶显示器的一像素区域包括一横向设置的栅极线11、一纵向设置的数据线12、一薄膜晶体管TFT(Thin FilmTransistor)16和多个共用电极141与像素电极151。该共用电极141与像素电极151均为直条形带状电极并且平行间隔设置。当在共用电极141与像素电极151间施加一电压时产生一平行于基板(图未示)的电场，在该电场的作用下液晶分子在一平行于基板的平面内转动。由于该共用电极141与像素电极151都是直条形的带状电极，所以该电场为均匀的电场，其强度和方向均为一致，每一像素内的液晶分子仅朝单一方向转动。所以当从不同的方向观察时会产生色彩改变的现象，即所谓的色偏(Color Shift)，从而影响液晶显示器的显示质量。

为解决现有技术单区域横向电场液晶显示器的色偏问题，业界提出另一种电极排列结构。图2是现有技术双区域横向电场液晶显示器的电极排列结构俯视图，共用电极142与像素电极152分别具有一弯曲部分(未标示)，该弯曲部分成“>”状，该共用电极142与像素电极152相互间隔并且平行设置。请参照图3，共用电极142与像素电极152间没有施加电压时，液晶分子沿箭头A所示的初始方向排列；在共用电极142与像素电极152间施加一电压时产生两平行于基板(图未示)的电场E₁₀、E₂₀，该电场E₁₀与电场E₂₀的方向不同，  由于液晶分子为正型液晶，且液晶分子的初始配向方向与电场所成的角度不同，所以液晶分子在该两电场E₁₀、E₂₀的作用下向两相反的方向旋转，其中位于电场E₁₀中的液晶分子顺时针方向旋转，位于电场E₂₀中的液晶分子逆时针方向旋转。所以该弯曲的共用电极142与像素电极152及朝相反方向旋转的液晶分子将一像素分成两不同的区域，该两不同的区域具有不同的视角特性，所以该双区域横向电场液晶显示器可消除单区域横向电场液晶显示器的色偏问题，从而提高液晶显示器的显示质量。双区域横向电场液晶显示器为目前液晶电视(LCD TV)的主流技术。

但是该双区域横向电场液晶显示器的上下左右视角较大，而其它方向的视角较小，导致不同视角的对比度不同。液晶电视应用上要求任一视角的对比度均相同，使视觉均匀度高。

【发明内容】

为克服现有技术的横向电场液晶显示器视角较小且不同视角的对比度不同的问题，本发明提供一种视角较大且不同视角的对比度相同的横向电场液晶显示器。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：提供一种横向电场液晶显示器，包括两相对设置的第一基板和第二基板、一形成于第一基板与第二基板之间的液晶层、一形成于第一基板并且横向延伸的栅极线、一形成于第一基板并且纵向延伸的数据线及多个形成于第一基板的共用电极和像素电极。该栅极线与数据线形成一像素区域，该共用电极为弯曲形，该像素电极的形状与共用电极的形状相似并且相互间隔设置，该共用电极至少包括两弯曲部分，每一弯曲部分具有两相交的第一侧边和第二侧边，其中至少一弯曲部分的一侧边与其他弯曲部分的侧边倾斜设置。

相较于现有技术，由于本发明的横向电场液晶显示器的共用电极与像素电极设置在同一基板上并且相互间隔排列，该共用电极与像素电极至少包括两弯曲部分，每一弯曲部分具有两相交的第一侧边和第二侧边，由于至少一弯曲部分的一侧边与其他弯曲部分的侧边倾斜设置，所以液晶分子在电场作用下至少向三个不同的方向旋转，所以每一像素区域至少分成三个区域，每个区域具有不同的视角特性，因此能提高各方向的视角并使各视角的对比度相同，从而提高显示质量。

【附图说明】

图1是现有技术横向电场液晶显示器一个像素区域的平面示意图。

图2是另一现有技术横向电场液晶显示器一个像素区域的平面示意图。

图3是图2的横向电场液晶显示器的电场方向示意图。

图4是本发明横向电场液晶显示器第一实施方式一个像素区域的平面示意图。

图5是图4沿V-V方向的剖面示意图。

图6是本发明横向电场液晶显示器第一实施方式的电场方向示意图。

图7是本发明横向电场液晶显示器第二实施方式一个像素区域的平面示意图。

图8是本发明横向电场液晶显示器第三实施方式一个像素区域的平面示意图。

图9是本发明横向电场液晶显示器第四实施方式一个像素区域的剖面图。

【具体实施方式】

请参照图4和图5，是本发明横向电场液晶显示器第一实施方式一像素区域的平面示意图和剖面图。本发明横向电场液晶显示器包括一第一基板27、一第二基板37及设置于第一基板27与第二基板37间的液晶层23，该液晶层23包括多个介电系数异方性为正型的液晶分子。

该第一基板27的外表面设置一偏光板28，多个共用电极24形成于第一基板27上，一绝缘层40覆盖于该共用电极24上，多个像素电极25与数据线22形成于该绝缘层40上，一钝化层50覆盖于该多个像素电极25与数据线22上，一配向膜29形成于该钝化层50上并且与液晶层23相接触。该绝缘层40的材料为二氧化硅(SiO₂)或氮化硅(SiN_x)，该钝化层50的材料为二氧化硅(SiO₂)或氮化硅(SiN_x)。

该第二基板37的外表面设置一偏光板38，内表面依次设置一彩色滤光片20及一配向膜39。

一栅极线21形成于第一基板27上并横向延伸，一带状的数据线22形成于第一基板27并纵向延伸。相互垂直的栅极线21与数据线22形成一像素区域，每一像素区域至少包括一位于栅极线21与数据线22交叉处的薄膜晶体管26，该薄膜晶体管26包括一栅极261、一源极262和一漏极263。其中该栅极261与栅极线21相连，源极262与数据线22相连，漏极263与像素电极25相连。该像素区域进一步包括一与共用电极24相连的共用电极总线240及一与像素电极25相连的像素电极总线250。该共用电极总线240与栅极线21平行且形成于同一层上。该像素电极总线250与栅极线21平行，形成于共用电极总线240之上且覆盖部分共用电极总线240，像素电极总线250与数据线22形成于同一层上，像素电极总线250与其覆盖的部分共用电极总线240之间形成一存储电容(未标示)。

该多个共用电极24由多个连续相连的第一弯曲部分241、第二弯曲部分242及第三弯曲部分243组成，自共用电极总线240沿纵向方向延伸。该多个像素电极25具有与共用电极24相似的形状，自像素电极总线250沿纵向延伸。该多个共用电极24与像素电极25等间距交错排列并且相互平行，二者均由透明导电材料制成，如氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)。

请同时参照图6，该共用电极24的第一弯曲部分241、第二弯曲部分242及第三弯曲部分243分别包括两相交的第一侧边2411、2421、2431与第二侧边2412，2422、2432。第一侧边2411、2421、2431分别与第二侧边2412、2422、2432分别形成一弯曲角(未标示)。每一弯曲部分241、242、243的第一侧边2411、2421、2431及第二侧边2412、2422、2432长度均相等。该第一侧边2411、2421、2431彼此倾斜设置互不平行，第二侧边2412、2422、2432也彼此倾斜设置互不平行。当共用电极24与像素电极25间无施加电压时，液晶分子在配向膜29、39的作用下沿箭头所示的初始方向B排列，液晶分子的初始排列方向B与共用电极24的弯曲部分的侧边具有六个不同的夹角(未标示)；当于共用电极24与像素电极25间施加一定电压时，共用电极24与像素电极25之间产生平行于基板27、37的横向电场E₁、E₂、E₃、E₄、E₅、E₆。该横向电场E₁、E₂、E₃、E₄、E₅、E₆的方向不同，由于液晶分子为正型液晶，且液晶分子的初始配向方向B与电场的夹角不同，所以液晶分子在电场E₁、E₃、E₅的作用下顺时针方向旋转并沿三个不同方向排列；液晶分子在电场E₂、E₄、E₆的作用下逆时针方向旋转并沿三个不同的方向排列。所以每一像素区域的液晶分子沿六个不同的方向排列，每个像素区域分割成六个区域，每一区域具有不同的视角特性，因而可提高各方向的视角并使各视角的对比度相同，从而提高显示质量。

本实施方式中，数据线22也可以为钜齿状，包括三弯曲部分，分别与共用电极24的弯曲部分241、242、243相对应。

请参照图7，是本发明横向电场液晶显示器第二实施方式一像素区域的平面示意图。该共用电极34包括连续分布的第一弯曲部分341、第二弯曲部分342及第三弯曲部分343。每一弯曲部分341、342、343的第一侧边3411、3421、3431与第二侧边3412、3422、3432长度分别相等，且第一弯曲部分341侧边的长度大于第二弯曲部分342侧边的长度，第二弯曲部分342侧边的长度大于第三弯曲部分343侧边的长度。第一侧边3411、3421、3431彼此平行设置，第二侧边3412、3422平行设置，第二侧边3432与第二侧边3412、3422倾斜设置。像素电极35与共用电极34等距离间隔并且平行排列。当共用电极34与像素电极35间未施加电压时，液晶分子的初始排列方向(未标示)与共用电极34的各侧边形成三个不同的夹角(未标示)，当共用电极34与像素电极35间施加一定的电压时，两电极间产生三个方向不同的电场(未标示)，一像素区域的液晶分子在电场的作用下沿三个不同的方向排列，所以每像素区域分割成三个区域，该三个区域具有不同的视角特性，因而可提高各方向的视角并使各视角的对比度相同，从而提高显示质量。

请参照图8，是本发明横向电场液晶显示器第三实施方式一像素区域的平面示意图。共用电极44弯曲部分441、441、443侧边的长度自共用电极总线240沿纵向延伸逐渐变小。共用电极44与像素电极45等距离间隔且平行排列。

请参照图9，是本发明横向电场液晶显示器第四实施方式一像素区域的剖面图。其与第一实施方式、第二实施方式及第三实施方式大致相同，不同之处在于共用电极54与像素电极55是形成于同一层上。

本发明中，通过调整共用电极弯曲部分各侧边的位置关系，可将一像素分割成3～6个区域。一像素区域内共用电极与像素电极的数量并不仅限于本发明实施方式所描述，可根据共用电极与像素电极的间距及弯曲部分的弯曲角大小不同而改变。共用电极弯曲部分的数量也可以随弯曲部分侧边的长度、弯曲角的大小及像素区域的大小而改变。共用电极各弯曲部分也可以不连续分布，而分别通过一导体相互连接。

Claims (10)

1.一横向电场液晶显示器，  包括两相对设置的第一基板和第二基板、一形成于第一基板与第二基板间的液晶层、一形成于第一基板并横向延伸的栅极线、一形成于第一基板并纵向延伸的数据线及多个形成于第一基板的共用电极及像素电极，该栅极线与数据线形成一像素区域，该共用电极为弯曲形，该像素电极的形状与共用电极的形状相似并且相互间隔设置，其特征在于：该共用电极至少包括两弯曲部分，每一弯曲部分具有两相交的第一侧边和第二侧边，其中至少一弯曲部分的一侧边与其他弯曲部分的侧边倾斜设置。

2.如权利要求1所述的横向电场液晶显示器，其特征在于：该共用电极的弯曲部分是连续分布。

3.如权利要求1所述的横向电场液晶显示器，其特征在于：该共用电极的弯曲部分是通过一导体相连。

4.如权利要求1所述的横向电场液晶显示器，其特征在于：进一步包括一与共用电极相连的共用电极总线，该共用电极总线与栅极线平行设置。

5.如权利要求1所述的横向电场液晶显示器，其特征在于：进一步包括一与像素电极相连的像素电极总线，该像素电极总线与栅极线平行设置。

6.如权利要求1所述的横向电场液晶显示器，其特征在于：该共用电极与像素电极是采用透明导电材料制成。

7.如权利要求1所述的横向电场液晶显示器，其特征在于：该共用电极与像素电极为导电金属。

8.如权利要求1所述的横向电场液晶显示器，其特征在于：其中该数据线包括多个弯曲部分，分别与共用电极的弯曲部分相对应。

9.如权利要求1所述的横向电场液晶显示器，其特征在于：该共用电极与像素电极形成于不同层上。

10.如权利要求1所述的横向电场液晶显示器，其特征在于：该共用电极与像素电极形成于同一层上。

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