CN1719321A

CN1719321A - 垂直配向型液晶显示装置

Info

Publication number: CN1719321A
Application number: CN 200510082855
Authority: CN
Inventors: 邱俊昌
Original assignee: Quanta Display Inc
Current assignee: Quanta Display Inc
Priority date: 2005-07-11
Filing date: 2005-07-11
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2025-07-11
Also published as: CN100368916C

Abstract

一种垂直配向型(VA type)液晶显示装置，具有多个画素区，每一画素区由一源极线与一栅极线驱动，包括下列元件；一第二基板对向于一第一基板；一液晶层，位于第一基板与第二基板之间；一第一与一第二画素驱动元件分别耦接一第一与一第二画素电极，形成于第一基板之上，所述第一与第二画素电极具有多个狭缝(slit)，所述第一画素驱动元件与所述第二画素驱动元件具有不同的导通电流，使第一画素电极与第二画素电极具有不同的电压，使得所述液晶层具有两个不同方位的液晶方位区；一共同电极，形成于第二基板内侧，具有多个突起(protrusion)或多个狭缝(slit)。本发明可改善垂直配向型液晶显示装置的色散问题。

Description

垂直配向型液晶显示装置

技术领域

本发明为一种液晶显示装置，特别是一种具有广视角的垂直配向型液晶显示装置。

背景技术

垂直配向型(VA type)液晶显示装置具有反应快的特性，已成为目前极具潜力的技术，但因其视角较平面转换型(IPS type)液晶显示装置小，在斜视时具有较严重的色散，俗称gamma washout，已成为VA type液晶显示装置最需解决的问题。

图1为一VA type液晶显示装置在不同视角时，电压与透射比(transmittance)对照图。在图1中，曲线11为正视VA type液晶显示装置时的电压与透射比曲线，曲线12为以60度角斜视VA type液晶显示装置时的电压与透射比曲线。根据VA type液晶显示装置的特性来说，透射比的变化大体上是随着电压增加而增加，若透射比不随电压增加而增加，反而有降低的情形时则产生色散。我们可以观察到以60度角斜视VA type液晶显示装置时所得到的曲线12，在施加电压3V至4V间时透射比甚至微幅降低，故观察到的色散情形是较正视VA type液晶显示装置时的曲线11来得严重。

目前用以改良此缺点的技术有许多种，较好的是利用画素切割改良此缺点。请参考图2，图2是一画素切割技术示意图。图2是将一个画素所占的区域切割成第一画素21与第二画素22，且第一画素21与第二画素22具有不同的电压V1与V2。当画素充电时，因为第一画素21与第二画素22具有不同的电压，使得液晶分子L1与L2具有不同的液晶扭转方位，而改善斜视时产生的色散问题。图3为应用图2所揭露技术的一已知技术示意图，在图3的已知技术中，在一画素区域中，在画素电极31上，再额外加上一介电层30，介电层30形成额外的电容，造成不同的电压V1与V2。但利用此方式则容易造成夹厚(cellgap)不均匀而有水波纹(mura)以及严重的残像。图4为应用图2所揭露技术的另一已知技术示意图，为改善图3产生的夹厚问题，因此利用介电层43形成的耦合电容，浮接画素电极42，使画素电极41与42具有不同的电压V1与V2。但因为一般介电层材料不够细密，虽然可以改善夹厚的问题，但是仍会有严重的残像产生。

发明内容

本发明的目的为改善垂直配向型(VA type)液晶显示装置的色散问题。

本发明的另一目的为在一画素单元中，利用具有不同导通电流的薄膜晶体管驱动元件，驱动不同的画素电极，以改善垂直配向型(VA type)液晶显示装置的色散问题。

本发明提供一种垂直配向型(VA tyPe)液晶显示装置，具有多个画素区，每一该画素区由一源极线与一栅极线驱动，包括一第一基板、一第二基板、一液晶层、一第一画素电极、一第二画素电极、一第一画素驱动元件、一第二画素驱动元件以及一共同电极。该第二基板对向于该第一基板；该液晶层，位于该第一基板与该第二基板之间；该第一画素电极与该第二画素电极具有多个狭缝(slit)；该第一与该第二画素驱动元件分别耦接该第一与该第二画素电极，形成于该第一基板之上；其中该第一画素驱动元件与该第二画素驱动元件具有不同的导通电流，使该第一画素电极与该第二画素电极具有不同的电压；该共同电极，形成于该第二基板内侧，具有多个突起(protrusion)或多个狭缝(slit)，与该第一画素电极以及该第二画素电极之间产生不同的电压差，使得该液晶层具有两个不同方位的液晶方位区。

本发明更提供一种垂直配向型(VA type)液晶显示装置，具有多个画素区，每一该画素区包括一栅极线、一源极线、一第一薄膜晶体管元件、一第二薄膜晶体管元件、一第一画素电极、一第二画素电极、一第一基板、一第二基板、一液晶层以及一共同电极。该横向延伸的栅极线与该纵向延伸的源极线，形成于该第一基板上；该第一薄膜晶体管元件，形成于该第一基板之上，具有一第一源极与一第一漏极；该第二薄膜晶体管元件，形成于该第一基板之上，具有一第二源极与一第二漏极，其中该第一薄膜晶体管元件与该第二薄膜晶体管元件具有不同的导通电流；该第一画素电极，经由该第一漏极而电性连接该第一源极，使得该第一画素电极具有一第一电压值；该第二画素电极，经由该第二漏极而电性连接该第二源极，使得该第二画素电极具有异于该第一电压值的一第二电压值，其中该第一电压值与该第二电压值具有一电压差；该第二基板，对向于该第一基板；该液晶层，位于该第一基板与该第二基板之间；该第一画素电极与该第二画素电极具有多个狭缝(slit)；该共同电极，形成于该第二基板内侧，具有多个突起(protrusion)或多个狭缝(slit)，与该第一画素电极以及该第二画素电极之间产生不同的电压差，使得该液晶层具有两个不同方位的液晶方位区。

本发明更提供一种垂直配向型(VA type)液晶显示装置，具有多个画素区，每一该画素区包括一栅极线、一源极线、一第一薄膜晶体管元件、一第二薄膜晶体管元件、一第一画素电极、一第二画素电极、一第一基板、一第二基板、一液晶层以及一共同电极。该横向延伸的栅极线与该纵向延伸的源极线，形成于该第一基板上；该第一薄膜晶体管元件，形成于该第一基板之上，具有一第一源极与一第一漏极；该第二薄膜晶体管元件，形成于该第一基板之上，具有该第一源极与一第二漏极，其中该第一薄膜晶体管元件与该第二薄膜晶体管元件具有不同的导通电流；该第一画素电极，经由该第一漏极而电性连接该第一源极，使得该第一画素电极具有一第一电压值；该第二画素电极，经由该第二漏极而电性连接该第一源极，使得该第二画素电极具有异于该第一电压值的一第二电压值，其中该第一电压值与该第二电压值具有一电压差；该第二基板，对向于该第一基板；该液晶层，位于该第一基板与该第二基板之间；该第一画素电极与该第二画素电极具有多个狭缝(slit)；该共同电极，形成于该第二基板内侧，具有多个突起(protrusion)或多个狭缝(slit)，与该第一画素电极以及该第二画素电极之间产生不同的电压差，使得该液晶层具有两个不同方位的液晶方位区。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作如下详细说明。

附图说明

图1为一VA type液晶显示装置在不同视角时，电压与透射比对照图；

图2为画素切割技术示意图；

图3为应用图2所揭露技术的一已知技术示意图；

图4为应用图2所揭露技术的另一已知技术示意图；

图5为根据本发明的一实施例示意图；

图6为根据本发明的另一实施例示意图；

图7为根据本发明的一实施例中一画素的配置图；

图8为根据本发明的另一实施例中一画素的配置图；

图9为根据本发明的另一实施例中一画素的配置图。

符号说明：

11：正视VA type液晶显示装置时的电压与透射比曲线；

12：以60度角斜视VA type液晶显示装置时的电压与透射比曲线；

21：第一画素； 22：第二画素； 30：介电层；

31：画素电极； 41、42：画素电极；

43：介电层； 50：MVA液晶显示装置；

51、61：上基板； 52、62：下基板； 53：突起；

63：狭缝； 54、64：第一驱动元件；

55、65：第二驱动元件；56、66：第一画素电极；

57、67：第二画素电极； 58、68：共同电极；

59、69：狭缝； 701、801、901：源极线；

702、802、902：栅极线； 703、803、903：储存电容线；

704、804、904：第一画素电极； 705、805、905：第二画素电极；

706、806、906：第一延伸部； 707、807、907：第二延伸部；

711、811、911：栅极部； 709、713、909、913：通道层；

708、816、908：第二漏极； 710、810：第二源极；

712、812、912：第一漏极； 714、814：第一源极；

808：第三漏极； 809：第三通道层；

813：第一通道层； 815：第二通道层；

910：源极；

W1、W2：通道宽度 d1、d2、d3：通道长度。

具体实施方式

图5为根据本发明的一实施例示意图。图5为一多象限垂直配向型(multi-domain vertical alignment，MVA)液晶显示装置50，具有一上基板51与对向于上基板的一下基板52，液晶(图上未绘出)则填充在上基板51与下基板52之间。在上基板51上附有一共同电极58，该共同电极58的材质较佳实施例为铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)层。共同电极58上具有一个或多个突起(protrusion)53，用以改变液晶的扭转方向，该突起53的材质较佳实施例为光阻剂或介电材料。下基板52具有一第一驱动元件54与第二驱动元件55，分别连接一第一画素电极56与一第二画素电极57，其中该第一画素电极56与一第二画素电极57不相互连接，且具有一个或多个狭缝(slit)59。该第一驱动元件54与第二驱动元件55具有不同的导通电流，使得第一画素电极56与第二画素电极57与共同电极58之间具有不同的电压V1与V2，因而使得液晶因承受的电压不同而有不同的扭转方向，该第一驱动元件54与第二驱动元件55较佳实施例为一薄膜晶体管(thinfilm transistor，TFT)。

图6为根据本发明的另一实施例示意图。图6为一图像垂直配向型(patterned vertical alignment，PVA)液晶显示装置60，具有一上基板61与对向于上基板的一下基板62，液晶(图上未绘出)则填充在上基板61与下基板62之间。在上基板61上附有一共同电极68，该共同电极68的材质较佳实施例为铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)层。共同电极68上具有一个或多个狭缝(slit)63，用以改变液晶的扭转方向。下基板62具有一第一驱动元件64与第二驱动元件65，分别连接一第一画素电极66与一第二画素电极67，其中该第一画素电极66与一第二画素电极67不相互连接，且具有一个或多个狭缝(slit)69。该第一驱动元件64与第二驱动元件65具有不同的导通电流，使得第一画素电极66与第二画素电极67与共同电极68之间具有不同的电压V1与V2，因而使得液晶因承受的电压不同而有不同的扭转方向，该第一驱动元件64与第二驱动元件65较佳实施例为一薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)。

图7为根据本发明的一实施例中一画素的配置图。在图7中将原先一画素的画素电极区分为一第一画素电极704与一第二画素电极705，且该第一画素电极704与该第二画素电极705不相连。该第一画素电极704由一第一薄膜晶体管TFT1驱动，该第二画素电极705由一第二薄膜晶体管TFT2驱动，其中TFT1与TFT2具有不同的导通电流。第一薄膜晶体管TFT1是由源极线701延伸的一第一源极714、一第一漏极712、一由栅极线702延伸的栅极部711以及一通道层713所组成。该第一漏极712为一第一延伸部706的延伸，该第一延伸部706位于一储存电容线(storage capacitanceelectrode line，Cs线)703上。在TFT1导通时，第一源极714通过通道层713与第一漏极712产生电位差，透过第一漏极712使得第一延伸部706具有一电压V1，用以驱动该第一画素电极704。第二薄膜晶体管TFT2是由源极线701延伸的一第二源极710、一第二漏极708、一由栅极线702延伸的栅极部711以及一通道层709所组成。该第二漏极708为一第二延伸部707的延伸，该第二延伸部707位于一储存电容线703上。在TFT2导通时，通过通道层709与第二漏极708产生电位差，第二源极710透过该第二漏极708使得第二延伸部707具有一电压V2，用以驱动该画素电极705。为使TFT1与TFT2具有不同的导通电流，必须使得TFT1与TFT2中通道层709与713满足下列数学式：

W1/d1 W2/d2

图8为根据本发明的另一实施例中一画素的配置图。在图8中将原先一画素的画素电极区分为一第一画素电极804与一第二画素电极805，且该第一画素电极804与该第二画素电极805不相连。该第一画素电极804由一第一薄膜晶体管TFT1驱动，该第二画素电极805由一第二薄膜晶体管TFT2驱动，其中TFT1与TFT2具有不同的导通电流。与图7所示的实施例不同的是，图8所示的实施例中TFT1是采用一双漏极(dual drain)设计。第一薄膜晶体管TFT1是由源极线801延伸的一第一源极814、一第一漏极812、一第二漏极816、一第一通道层813、由栅极线802延伸的一栅极部811以及一第二通道层815所组成。该第一漏极812与第二漏极816为一第一延伸部806的延伸，该第一延伸部806位于一储存电容线803上。在TFT1导通时，源极814通过第一通道层813与第一漏极812以及通过第二通道层815与第二漏极816产生电位差，透过第一漏极812与第二漏极816使得第一延伸部806具有一电压V1，用以驱动该第一画素电极804。第二薄膜晶体管TFT2是由源极线801延伸的一第二源极810、一第三漏极808、一由栅极线802延伸的栅极部811以及第三通道层809所组成。该第三漏极808为一第二延伸部807的延伸，该第二延伸部807位于一储存电容线803上。在TFT2导通时，通过第三通道层809与第三漏极808产生电位差，透过该第三漏极808使得第二延伸部807具有一电压V2，用以驱动该画素电极805。为使TFT1与TFT2具有不同的导通电流，必须使得TFT1中第一通道层813及第二通道层815与TFT2中第三通道层809满足下列数学式：

W1/d1 W2/d2+W2/d3

图9为根据本发明的另一实施例中一画素的配置图。在图9中将原先一画素的画素电极区分为一第一画素电极904与一第二画素电极905，且该第一画素电极904与该第二画素电极905不相连。该第一画素电极904由一第一薄膜晶体管TFT1驱动，该第二画素电极905由一第二薄膜晶体管TFT2驱动，其中TFT1与TFT2具有不同的导通电流。与图7及图8所示的实施例不同的是，图9所示的实施例中TFT1与TFT2是采用一共源极(commonsource)设计。第一薄膜晶体管TFT1是由源极线901延伸的一源极910、一第一漏极912、一由栅极线902延伸的栅极部911以及一通道层913所组成。该第一漏极912为一第一延伸部906的延伸，该第一延伸部906位于一储存电容线903上。在TFT1导通时，源极910通过通道层913与第一漏极912产生电位差，透过第一漏极912使得第一延伸部906具有一电压V1，用以驱动该第一画素电极904。第二薄膜晶体管TFT2是由源极线901延伸的源极910、一第二漏极908、一由栅极线902延伸的栅极部911以及一通道层909所组成。该第二漏极908为一第二延伸部907的延伸，该第一延伸部907位于一储存电容线903上。在TFT2导通时，源极910通过通道层909与第二漏极908产生电位差，透过该第二漏极908使得第二延伸部907具有一电压V2，用以驱动该画素电极905。为使TFT1与TFT2具有不同的导通电流，必须使得TFT1与TFT2中通道层909与913满足下列数学式：

W1/d1 W2/d2

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺的人，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视申请专利范围所界定的为准。

Claims

1.一种垂直配向型液晶显示装置，具有多个画素区，其特征在于，每一画素区由一源极线与一栅极线驱动，包括：

一第一基板；

一第二基板，对向于所述第一基板；

一液晶层，位于所述第一基板与所述第二基板之间；

一第一画素电极与一第二画素电极，该第二画素电极与该第一画素电极不连接，形成于所述第一基板之上，其中该第一与第二画素电极具有多个狭缝；

一第一画素驱动元件，耦接所述第一画素电极，形成于所述第一基板之上；

一第二画素驱动元件，耦接所述第二画素电极，形成于所述第一基板之上，其中所述第一画素驱动元件与所述第二画素驱动元件具有不同的导通电流，使所述第一画素电极与所述第二画素电极具有不同的电压；以及

一共同电极，形成于所述第二基板内侧，具有多个突起或多个狭缝，与所述第一画素电极以及所述第二画素电极之间产生不同的电压差，使得所述液晶层具有两个不同方位的液晶方位区。

2.如权利要求1所述的垂直配向型液晶显示装置，其特征在于更包括一平行于该栅极线的储存电容线，位于所述第一基板上。

3.如权利要求1所述的垂直配向型液晶显示装置，其特征在于，所述第一画素电极以及所述第二画素电极是铟锡氧化物或铟锌氧化物层。

4.如权利要求1所述的垂直配向型液晶显示装置，其特征在于，所述共同电极是铟锡氧化物或铟锌氧化物层。

5.如权利要求1所述的垂直配向型液晶显示装置，其特征在于，所述第一驱动元件是一第一薄膜晶体管元件，所述第二驱动元件是一第二薄膜晶体管元件。

6.如权利要求5所述的垂直配向型液晶显示装置，其特征在于，所述第一薄膜晶体管元件与所述第二薄膜晶体管元件的通道具有不同的宽长比。

7.一种垂直配向型液晶显示装置，具有多个画素区，其特征在于，每一该画素区包括：

一栅极线与一源极线，分别横向延伸及纵向延伸地形成于一第一基板上；

一第一薄膜晶体管元件，形成于所述第一基板之上，具有一第一源极与一第一漏极；

一第二薄膜晶体管元件，形成于所述第一基板之上，具有一第二源极与一第二漏极，其中所述第一薄膜晶体管元件与该第二薄膜晶体管元件具有不同的导通电流；

一第一画素电极，具有多个狭缝，经由所述第一漏极而电性连接所述第一源极，使得该第一画素电极具有一第一电压值；

一第二画素电极，具有多个狭缝，经由所述第二漏极而电性连接所述第二源极，使得该第二画素电极具有异于所述第一电压值的一第二电压值，其中所述第一电压值与该第二电压值具有一电压差；

一第二基板，对向于所述第一基板；

一液晶层，位于所述第一基板与所述第二基板之间；以及

一共同电极，形成于所述第二基板内侧，具有多个突起或多个狭缝，与所述第一画素电极以及所述第二画素电极之间产生不同的电压差，使得该液晶层具有两个不同方位的液晶方位区。

8.如权利要求7所述的垂直配向型液晶显示装置，其特征在于更包括一平行于栅极线的储存电容线，位于所述第一基板上。

9.如权利要求7所述的垂直配向型液晶显示装置，其特征在于，所述第一薄膜晶体管元件与所述第二薄膜晶体管元件的源极具有第一源极、第一漏极、第二源极以及第二漏极的一配置次序。

10.如权利要求7所述的垂直配向型液晶显示装置，其特征在于，所述第一画素电极以及所述第二画素电极是铟锡氧化物或铟锌氧化物层。

11.如权利要求7所述的垂直配向型液晶显示装置，其特征在于，所述共同电极是铟锡氧化物或铟锌氧化物层。

12.如权利要求7所述的垂直配向型液晶显示装置，其特征在于，所述第一薄膜晶体管元件与所述第二薄膜晶体管元件具有相同的栅极。

13.如权利要求7所述的垂直配向型液晶显示装置，其特征在于，所述第一薄膜晶体管元件与所述第二薄膜晶体管元件的通道具有不同的宽长比。

14.一种垂直配向型液晶显示装置，具有多个画素区，其特征在于，每一该画素区包括：

一栅极线与一源极线，分别横向延伸与纵向延伸地形成于一第一基板上；

一第二薄膜晶体管元件，形成于所述第一基板之上，共享所述第一源极且具有一第二漏极，其中所述第一薄膜晶体管元件与该第二薄膜晶体管元件具有不同的导通电流；

一第二画素电极，具有多个狭缝，经由所述第二漏极而电性连接所述第一源极，使得该第二画素电极具有异于所述第一电压值的一第二电压值，其中所述第一电压值与该第二电压值具有一电压差；

一第二基板，对向于所述第一基板；

一液晶层，位于所述第一基板与所述第二基板之间；以及

15.如权利要求14所述的垂直配向型液晶显示装置，其特征在于，更包括一平行于栅极线的储存电容线，位于所述第一基板上。

16.如权利要求14所述的垂直配向型液晶显示装置，其特征在于，所述第一画素电极以及所述第二画素电极是铟锡氧化物或铟锌氧化物层。

17.如权利要求14所述的垂直配向型液晶显示装置，其特征在于，所述共同电极是铟锡氧化物或铟锌氧化物层。

18.如权利要求14所述的垂直配向型液晶显示装置，其特征在于，所述第一薄膜晶体管元件与所述第二薄膜晶体管元件具有相同的栅极。

19.如权利要求14所述的垂直配向型液晶显示装置，其特征在于，所述第一薄膜晶体管元件与所述第二薄膜晶体管元件的通道具有不同的宽长比。