CN1786799A - 平面内切换型液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种平面内切换型液晶显示装置，该平面内切换型液晶显示装置包括：一上基板、一与上基板相对设置的下基板、一液晶层、两偏光片、两配向膜和多个像素电极与公共电极，该液晶层设置在上基板与下基板之间，两偏光片分别设置在上基板与下基板上，两配向膜分别设置在上基板与下基板内侧，上配向膜与下配向膜的摩擦方向垂直，多个像素电极与公共电极形成在下基板上；其中该液晶层是扭曲向列型液晶，该像素电极与公共电极至少具有两个不同方向的部分，当施加电压时该像素电极与公共电极间产生至少两个方向之电场。

Description

平面内切换型液晶显示装置

【技术领域】

本发明是关于一种液晶显示装置，特别是关于一种平面内切换型液晶显示装置(In-Plane Switching LiquidCrystal Display，IPSLCD)。

【背景技术】

液晶显示装置，是平面显示装置中的一种，其经过几十年来的发展，不仅在笔记本计算机领域得到广泛应用，还在监视器、电视及桌上型计算机领域占据越来越大的份额。

为了克服现有技术中液晶显示装置中视角小的缺陷，许多公司都研发出相关的广视角技术，而平面内切换型液晶显示装置是其中颇具优势的一种。

普通的平面内切换型液晶显示装置包括两相对设置的上、下基板，夹在两基板间的液晶层及设置在下基板上的多个像素电极及公共电极。由于像素电极与公共电极设置在同一基板之上，其利用像素电极与公共电极间产生的平行于基板的横向电场促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的优点。

请参阅图1，是一种现有技术平面内切换型液晶显示装置的立体示意图。该平面内切换型液晶显示装置10包括一下基板12，一上基板11及夹在其中的一液晶层13。一上偏光片14及一下偏光片15分别设置在该上基板11及下基板12外侧。一像素电极16与一公共电极17设置在该下基板12的内侧，其中该像素电极16与公共电极17是长条状的透明电极，相互平行且间隔排列。一上配向膜(图未示)及一下配向膜(图未示)分别设置在该上基板11及下基板12的内侧，该下配向膜覆盖该像素电极16与公共电极17，其中，上、下配向膜的摩擦方向相同，靠近该两配向膜处的液晶分子18长轴大致平行于上、下基板11及12。上偏光片14与下偏光片15的偏振轴互相垂直，未施加电压时，液晶分子18的长轴与像素电极16及公共电极17具有一夹角，自背光源(图未示)发出的光线通过液晶层13后，其偏振态及偏振方向不发生变化，光线被上偏光片14吸收不能通过，故该平面内切换型液晶显示装置10显示暗态。

请参阅图2，当在像素电极16及公共电极17间施加电压时，将产生一平行于下基板12的电场E1，该电场E1的方向垂直于像素电极16与公共电极17。在该电场E1的作用下，液晶分子18的长轴朝平行于电场E1的方向偏转，液晶层13的光学延迟发生变化，自下偏光片15出射的线偏振光通过液晶层13后转变成椭圆偏振光或圆偏振光，故光线可以穿过上偏光片14，此时该平面内切换型液晶显示装置10显示亮态，从而实现图像显示的目的。

但是，由于未施加电压时液晶分子18沿同一方向排列，施加电压后每一液晶分子18均需偏转相同的幅度，以达到与电场E1平行的状态，导致该平面内切换型液晶显示装置10的响应速度慢，从而影响图像显示效果。另外，由于该平面内切换型液晶显示装置10是利用液晶分子18的双折射原理以实现显示目的，当液晶层13的厚度发生变化时，其相位延迟也发生变化，影响光线通过液晶层13后的偏振状态，从而影响该平面内切换型液晶显示装置10的显示效果。也就是说，液晶层13的厚度误差允许范围较小，在面板制作过程中对制程要求较高，从而导致生产良率低。且由于像素电极16及公共电极17均是长条透明型电极，因此加入电压时，像素电极16及公共电极17间产生的电场方向唯一，因而就限定了可视角度，其视角特性不佳。

【发明内容】

为克服现有技术中平面内切换型液晶显示装置响应速度慢，生产良率低和视角特性较差的问题，本发明提供一种响应速度快，生产良率高和视角特性更佳的平面内液晶显示装置。

对应上述目的，本发明提供一种平面内切换型液晶显示装置，其包括：一上基板及一与上基板相对设置的下基板；一液晶层，其设置在上基板与下基板之间，该液晶层是扭曲向列型液晶；两分别设置在上基板与下基板上的上偏光片及下偏光片；两分别设置在上基板与下基板内侧的上配向膜及下配向膜，该上配向膜与下配向膜的摩擦方向垂直；多个形成在下基板上的像素电极与公共电极；其中，该像素电极与公共电极至少具有两个不同方向的部分，当施加电压时该像素电极与公共电极间产生至少两个方向的电场。

与现有技术相比较，由于该液晶显示装置采用扭曲向列型液晶，上、下配向膜的摩擦方向垂直，因而该液晶显示装置的液晶层成90°扭曲排列，当施加电压时，液晶层的液晶分子偏转至电场方向时，其偏转时间较短，液晶层的厚度也可允许具有较大的误差，且由于像素电极与公共电极至少包括两个不同方向的部分，因此在施加电压时，像素电极与公共电极间产生至少两个方向的电场，即电场方向并不唯一。像素电极与公共电极间产生一双域或多域电场，在该电场作用下液晶分子会沿两个方向或多个方向偏转，使该像素在显示效果上分成两个或多个区域，该两个或多个区域引起的色差可相互补偿，因此，该平面内切换型液晶显示装置在各个方向上对比度增强，因而视角特性更佳。

【附图说明】

图1是一种现有技术平面内切换型液晶显示装置的立体示意图。

图2是现有技术平面内切换型液晶显示装置施加电压时的立体示意图。

图3是本发明的平面内切换型液晶显示装置第一实施方式的剖面示意图。

图4是本发明的平面内切换型液晶显示装置第一实施方式的电极结构示意图。

图5是本发明的平面内切换型液晶显示装置第二实施方式的电极结构示意图。

图6是本发明的平面内切换型液晶显示装置第二实施方式施加电压时电极结构放大示意图。

【具体实施方式】

请参阅图3，是本发明的平面内切换型液晶显示装置第一实施方式的剖面示意图。本发明的平面内切换型液晶显示装置100包括一上基板110及一与上基板相对设置的下基板120，一设置在基板110、120间的液晶层130，该液晶层130采用扭曲向列型液晶分子180。

一下偏光片121设置在下基板120的外侧，多个公共电极170形成在下基板120上，一绝缘层122覆盖该公共电极170，多个像素电极160与数据线140形成在该绝缘层122上，一钝化层123覆盖在像素电极160与数据线140上，一下配向膜124形成在该钝化层123上并与液晶层130相接触。该绝缘层122材料是二氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)，该钝化层123材料是二氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNx)。

一上偏光片111设置在上基板110的外侧，一上配向膜114设置在上基板110的内侧并与液晶层130相接触。

该上配向膜114与下配向膜124的预倾角度很小，一般是0°～10°，液晶层130的液晶分子180长轴大致平行于基板110、120平面。其中，上配向膜114与下配向膜124的摩擦方向大致成90°，上基板110与下基板120间的液晶分子180在未施加电压时成90°扭曲排列，以形成一扭曲向列型的液晶层130。该上配向膜114与下配向膜124的材料是聚乙烯醇(PolyvinylAlcohol)，其中该下配向膜124对液晶分子180的锚钩能(Anchoring Strength)远大于上配向膜114对液晶分子180的锚钩能。

该上偏光片111的偏振轴方向与上配向膜114的摩擦方向垂直，所以，靠近该上配向膜114的液晶分子180长轴方向与上偏光片111的偏振方向垂直。该下偏光片121的偏振轴方向与下配向膜124的摩擦方向平行，因此，靠近该下配向膜124的液晶分子180长轴方向与下偏光片121的偏振方向平行。

请参阅图4，是本发明的平面内切换型液晶显示装置第一实施方式的电极结构示意图。多条带状的栅极线150形成在下基板120上并横向延伸，多条带状的数据线140形成在下基板120上纵向延伸。相互垂直的栅极线150与数据线140形成一像素区域，每一像素区域至少包括一位于栅极线150与数据线140交叉处的薄膜晶体管190，该薄膜晶体管190包括一栅极191、一源极193及一漏极192，其中，该薄膜晶体管190的栅极191与栅极线150相互电连接，源极193与数据线140电连接，漏极192与像素电极160电连接。该像素电极160与公共电极170均是“>”形带状电极且平行间隔设置，二者均是透明导电材料制成，如氧化铟锡(Indium TinOxide，ITO)或氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)。该像素电极160与公共电极170亦可由导电金属材料制成。

由于该液晶显示装置100采用扭曲向列型液晶层130，由于上配向膜114与下配向膜124的摩擦方向大致成90°，液晶层130内的液晶分子180呈90°扭曲排列，当在像素电极160与公共电极170间施加电压时，液晶分子应朝向电场方向偏转，因而，该液晶层130内所有液晶分子180在电场作用下，所需要的偏转时间比现有技术中液晶分子的偏转时间短，因此，该液晶显示装置100响应速度更快。由于该液晶显示装置100利用上配向膜114与下配向膜124的摩擦方向不同使液晶层130内的液晶分子180成90°扭曲排列，因而，该液晶显示装置100对液晶层130的厚度无严格要求，该液晶层130的厚度可具有较大的尺寸误差。且由于像素电极160与公共电极170均是“>”形带状电极且平行间隔设置，因此，当施加电压时，在像素电极160与公共电极170间产生两平行于基板的电场E11及E12，该电场E11与电场E12方向不同。液晶分子180在该两电场E11及E12作用下旋转使液晶分子180的长轴方向分别平行于电场E11及E12。由于未施加电压时每一液晶分子180排列不一致，在电场E11及E12作用下，液晶分子180的长轴平行于电场E11及E12方向时所需的时间短，因此，本发明平面内切换型液晶显示装置100具有响应速度快的优点。另外，本发明平面内切换型液晶显示装置100利用扭曲排列的液晶分子180来改变通过液晶层130的光线的偏振方向以实现图像显示目的，因此可允许液晶层130厚度具有较大的误差范围，对制程的要求不如现有技术高，故可提高生产良率。此外，由于该“>”形带状像素电极160与公共电极170及液晶分子180将一像素分成两个不同区域，该两个不同的区域具有不同的视角特性，两个区域引起的色差可相互补偿，因此，该平面内切换型液晶显示装置100在各个方向上对比度增强，视角特性更佳。

请参阅图5，是本发明的平面内切换型液晶显示装置第二实施方式的电极结构示意图。该平面内切换型液晶显示装置200与平面内切换型液晶显示装置100的区别在于，该像素电极260包括第一弯曲部分261、第二弯曲部分262及第三弯曲部分263，该弯曲部分均是“>”形带状结构，该公共电极270与像素电极260相对应且平行间隔设置。

请参阅图6，是本发明的平面内切换型液晶显示装置第二实施方式施加电压时电极结构放大示意图。该像素电极260的第一弯曲部分261、第二弯曲部分262及第三弯曲部分263分别包括第一侧边2611、2621、2631及第二侧边2612、2622、2632。第一侧边2611、2621、2631与第二侧边2612、2622、2632首尾相连形成三弯曲角。该第一侧边2611、2621、2631彼此倾斜设置互不平行，第二侧边2612、2622、2632彼此倾斜设置互不平行。当于像素电极260与公共电极270间施加电压时，像素电极260与公共电极270间产生平行于基板的电场E21、E22、E23、E24、E25、E26。该各电场的方向不同，每一像素的液晶分子280沿六个方向排列，每一像素被分为六个区域，每一区域具有不同的视角特性，因而可提高视角并使各视角的对比度增强，从而提高显示品质。

Claims (10)

1.一种平面内切换型液晶显示装置，其包括：一上基板、一与上基板相对设置的下基板、一液晶层、两偏光片、两配向膜和多个像素电极与公共电极，该液晶层设置在上基板与下基板之间，两偏光片分别设置在上基板与下基板上，两配向膜分别设置在该上基板与下基板内侧，上配向膜与下配向膜的摩擦方向垂直，多个像素电极与公共电极形成在下基板上；其特征在于：该液晶层是扭曲向列型液晶，该像素电极与公共电极至少具有两个不同方向的部分。

2.如权利要求1所述的平面内切换型液晶显示装置，其特征在于：当施加电压时，该像素电极与公共电极间至少产生两个不同方向的电场。

3.如权利要求1所述的平面内切换型液晶显示装置，其特征在于：该像素电极与公共电极采用“＞”形带状结构。

4.如权利要求3所述的平面内切换型液晶显示装置，其特征在于：该下配向膜的锚钩能大于上配向膜的锚钩能。

5.如权利要求4所述的平面内切换型液晶显示装置，其特征在于：该下偏光片的偏振轴方向平行于靠近该下配向膜表面处的液晶分子长轴。

6.如权利要求5所述的平面内切换型液晶显示装置，其特征在于：未施加电压时，该上偏光片的偏振轴方向垂直于靠近下配向膜表面处的液晶分子长轴。

7.如权利要求1所述的平面内切换型液晶显示装置，其特征在于：该像素电极与公共电极由多个“＞”形带状结构构成。

8.如权利要求7所述的平面内切换型液晶显示装置，其特征在于：该下配向膜的锚钩能大于上配向膜的锚钩能。

9.如权利要求8所述的平面内切换型液晶显示装置，其特征在于：该下偏光片的偏振轴方向平行于靠近该下配向膜表面处的液晶分子长轴。

10.如权利要求9所述的平面内切换型液晶显示装置，其特征在于：未施加电压时，该上偏光片的偏振轴方向垂直于靠近下配向膜表面处的液晶分子长轴。

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