CN1924674A - 液晶显示器 - Google Patents

Abstract

公开了一种具有更好的可见度和透光度的LCD，该LCD具有：第一面板，第一面板包括设置在绝缘基板的像素区域中的第一场发生电极以及覆盖该第一场发生电极并且沿第一方向摩擦的第一配向膜，第一场发生电极包括多个相互间隔预定的距离并且相互平行地设置的子电极和电连接子电极的连接电极；第二面板，第二面板包括设置在绝缘基板上的第二场发生电极、多个面向该子电极并且具有比该子电极的宽度大的宽度的开口以及覆盖该第二场发生电极并且沿第二方向摩擦的第二配向膜；和插在第一面板和第二面板之间的液晶层。

Description

液晶显示器

技术领域

本公开涉及一种液晶显示器(“LCD”)技术，并且尤其涉及具有提高的可见度和透光度的LCD。

背景技术

在平板显示器中广泛使用的LCD包括两个具有多个电极的平板或面板和设置在其间的液晶层。LCD通过给电极施加电压以重排液晶层中的液晶而调整通过其透射的光量。在LCD中，用薄膜晶体管充当开关元件来控制施加到各个电极上的图像信号。

在LCD中，配向液晶使得在没有电场下LC分子的长轴垂直于平板的垂直配向(VA)模式LCD因为它的宽视角和大的对比度而受到欢迎。在VA模式LCD中，可以通过在每一个场发生电极中形成切口或凸起来获得宽视角。在这里，为了实现宽视角，由散射场(fringe field)将液晶的倾斜方向均匀分布在四个方向上。尤其是，人们认为在电极中形成有切口的图案化垂直配向(PVA)模式LCD是能够代替水平电场模式例如面内转换模式(IPS)或散射场转换(FFS)模式的宽视角LCD技术。

然而，PVA模式LCD具有与它的前侧γ曲线不符合的横向γ曲线失真，从而显示出与扭曲向列(TN)模式LCD相比低的左侧和右侧可见度。例如，具有切口作为域(domain)界定构件的PVA模式LCD显示的图像朝向侧面变明亮和变白，在严重的情况下，亮灰度级之间的亮度差很不清楚，因此图像失去了对比度。

发明内容

本公开的一个特征是提供一种具有提高的可见度和透光度的LCD。

根据本公开的一个方面，提供一种LCD，包括：具有第一场发生电极和第一配向膜的第一面板、具有第二场发生电极和第二配向膜的第二面板以及插在第一面板和第二面板之间的液晶层。

根据本公开的另一个方面，提供一种LCD，包括：第一面板、第二面板和液晶层，第一面板具有设置在第一绝缘基板的像素区域中的第一场发生电极和覆盖该第一场发生电极并且沿第一方向摩擦的第一水平配向膜，第一场发生电极具有多个相互平行并且间隔预定距离的子电极和电连接子电极的连接电极，第二面板具有设置在第二绝缘基板上的第二场发生电极和覆盖该第二场发生电极并且沿第二方向摩擦的第二水平配向膜，第二场发生电极具有多个面向该子电极并且宽度比该子电极的宽度大的开口，液晶层包括具有负介电各向异性的液晶，液晶层插在第一面板和第二面板之间。

根据本公开的另一个方面，提供一种LCD，包括：第一面板、第二面板和液晶层，第一面板具有设置在第一绝缘基板的像素区域中的第一场发生电极和覆盖该第一场发生电极并且沿第一方向摩擦的第一水平配向膜，第一场发生电极具有多个相互平行并且间隔预定距离的子电极和电连接子电极的连接电极，第二面板具有设置在第二绝缘基板上的第二场发生电极和覆盖该第二场发生电极并且沿与第一方向相反的方向摩擦的第二水平配向膜，第二场发生电极具有多个面向该子电极并且宽度比该子电极的宽度大的开口，液晶层包括具有正介电各向异性的液晶，液晶层插在第一面板和第二面板之间。

附图说明

通过参照附图来详细描述本发明的优选实施例，本公开的上述和其它特征和方面将变得更加显而易见，在附图中：

图1图示了根据本公开第一实施例的LCD的布局；

图2图示了根据本公开第一实施例的LCD的第一面板的布局；

图3图示了根据本公开第一实施例的LCD的第二面板的布局；

图4是沿图1中的线IV-IV’的截面图；

图5是图示当根据本公开第一实施例的LCD的薄膜晶体管处于“关闭”状态时液晶的排列的示意平面图；

图6A是图示施加到根据本公开的实施例的LCD上的数据电压和公共电压的电压图；

图6B是图示当根据本公开第一实施例的LCD的薄膜晶体管处于“开启”状态时液晶的排列的示意平面图；

图7是图示在根据本公开第一实施例的LCD的薄膜晶体管处于“开启”状态下液晶的排列的示意截面图；

图8图示了根据根据本公开第二实施例的LCD的布局；

图9图示了根据本公开第二实施例的LCD的第一面板的布局；

图10图示了根据本公开第二实施例的LCD的第二面板的布局；

图11是沿图8中的线XI-XI’的截面图；

图12是图示当根据本公开第二实施例的LCD的薄膜晶体管处于“关闭”状态时液晶的排列的示意平面图；

图13是图示当根据本公开第二实施例的LCD的薄膜晶体管处于“开启”状态时液晶的排列的示意平面图；

图14图示了根据本公开第三实施例的LCD的布局；

图15图示了根据本公开第三实施例的LCD的第一面板的布局；

图16图示了根据本公开第三实施例的LCD的第二面板的布局；

图17是沿图14中的线XVII-XVII’的截面图；

图18是图示当根据本公开第三实施例的LCD的薄膜晶体管处于“关闭”状态时液晶的排列的示意平面图；

图19是图示当根据本公开第三实施例的LCD的薄膜晶体管处于“开启”状态时液晶的排列的示意平面图；

图20图示了根据本公开第四实施例的LCD的布局；

图21图示了根据本公开第四实施例的LCD的第一面板的布局；

图22图示了根据本公开第四实施例的LCD的第二面板的布局；

图23是沿图20中的线XXIII-XXIII’的截面图；

图24是图示当根据本公开第四实施例的LCD的薄膜晶体管处于“关闭”状态时液晶的排列的示意平面图；

图25是图示当根据本公开第四实施例的LCD的薄膜晶体管处于“开启”状态时液晶的排列的示意平面图；以及

图26到28是示意性地图示在实验例9和22以及比较例9的LCD的薄膜晶体管处于“开启”状态下形成的等电位线的截面图。

具体实施方式

通过参照下面对优选实施例的详细描述和附图，可以更容易理解本公开的特征和方面及其实现方法。然而，本发明可以按照多种不同的形式实施，并且不应该将本发明解释为限制于在这里所阐述的实施例。而是提供这些实施例使得本公开详尽和完整并且向本领域技术人员充分传达本发明的理念，本发明将只由附加的权利要求所限定。在整个说明书中相同的附图标记指示相同的元件。此外，将通过下面的具体实验例来详细描述本公开。然而，实验例只是为了解释，本领域普通技术人员很容易构想其它的实施例和应用。由于本领域技术人员会充分地类推在下面的具体实验例中没有描述的技术内容，因此省略了关于它们的描述。

首先，将参照图1到4描述根据本公开第一实施例的LCD。图1图示了根据本公开第一实施例的LCD的布局，图2图示了根据本公开第一实施例的LCD的第一面板的布局，图3图示了根据本公开第一实施例的LCD的第二面板的布局，图4是沿图1中的线IV-IV’的截面图。该LCD包括第一面板、面向该第一面板的第二面板和插在第一和第二面板之间的液晶层300，液晶层300包括相对于第一和第二面板水平配向的液晶310。

参照图2和4，对于第一面板100，由透明导电氧化物例如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)制成的像素电极182设置在由透明绝缘材料例如玻璃制成的第一绝缘基板110上。像素电极182是场发生电极，包括多个相互平行并且间隔预定距离的子电极182a和电连接子电极182a的连接电极182b。

像素电极182与薄膜晶体管相连以接收数据电压。薄膜晶体管与负责栅信号传输的栅线122和负责图像信号传输的数据线162相连，并且根据栅信号将像素电极182打到开启/关闭。配向膜190设置在上面具有像素电极182的第一绝缘基板110上。配向膜190使得在电压关闭状态下液晶层300的液晶310水平配向。

此外，第二面板200包括用来防止光泄露的黑矩阵220、由红、绿和蓝元件构成的滤色器230和公共电极270，公共电极270是场发生电极，由透明导电氧化物例如ITO或IZO制成。公共电极270包括多个开口270a，还包括在绝缘基板210的下表面上形成的电场产生部分270b，绝缘基板210由透明绝缘材料例如玻璃制成。

配向膜280设置在上面具有公共电极270的第二绝缘基板210上。配向膜280使得液晶层的液晶310水平配向。

下面将更加详细地描述根据本公开第一实施例的LCD。首先将描述第一面板100。形成在第一绝缘基板110上的栅配线(gate wires)包括沿横向延伸的栅线122、与栅线122的一端部连接以从外部器件接收栅信号并将接收的栅信号传输到栅线122的栅焊盘124和薄膜晶体管的栅电极126，该栅电极126与栅线122相连并且形成为突出的形状。在这里，栅配线可以具有单层结构或多层结构，单层结构包括由含Al金属例如Al或Al合金制成的导电层，多层结构还包括另一个层，该另一个层尤其是由显示出与ITO或IZO在物理、化学和电学方面具有良好接触特性的材料，例如Cr、Ti、Ta、Mo或其合金制成，该另一个层形成在该导电层上。

由氮化硅(SiNx)等制成的栅绝缘膜130设置在第一绝缘基板110和栅配线上。数据配线设置在栅绝缘膜130上，并且沿纵向延伸以与栅配线相交，界定例如形状为矩形的像素区域。数据配线包括数据线162、是数据线路162的支路的源极165、与源极165分离的漏极166和形成在数据线162的一端部处的数据焊盘168。如同栅配线，数据线162、源极165、漏极166和数据焊盘168可以具有单层结构或多层结构，单层结构包括由Al或Al合金制成的导电层，多层结构还包括另一个层，该另一个层尤其是由显示出与ITO或IZO具有良好的物理、化学和电接触特性的材料，例如Cr、Ti、Ta、Mo或其合金制成，该另一个层形成在该导电层上。

界定薄膜晶体管的沟道区域的半导体层140形成在源极165和漏极166的下面。此外，欧姆接触层155和156例如由硅化物或具有高浓度n型杂质的n+氢化硅形成，形成在半导体层140上以减小源/漏极165和166与半导体层140之间的接触电阻。

由无机绝缘材料例如氮化硅或有机绝缘材料例如树脂形成的钝化层形成在数据配线上。分别暴露漏极166和数据焊盘168的接触孔177和178形成在钝化层上。此外，接触孔174通过栅绝缘层130形成在钝化层上以暴露栅焊盘124。

通过接触孔177与漏极166电连接的像素电极182设置在钝化层上。像素电极182包括多个子电极182a和连接子电极182a的连接电极182b。

像素电极182的子电极182a可以形成为预定的条带形状，例如与基本上沿数据线162的方向延伸的像素区域的长边平行。在这种情况下，每个子电极182a的宽度和子电极182a之间的距离取决于LCD的光学性能。例如，每个子电极182a的宽度可以是约6μm或更小，并且子电极182a之间的距离可以在约4到约14μm的范围内。如果每个子电极182a的宽度是4μm，那么子电极182a之间的距离可以是约11μm。

形成像素电极182的连接电极182b以将各个子电极182a相互电连接。如图1和2中所示，可以通过在子电极182a的一侧处或两侧处、或者在子电极182a的中间部分处将各个子电极182a相互连接来形成连接电极182b，并且各个子电极182a的连接部分没有特殊限制。施加有像素电压的像素电极182与第二面板200的公共电极270一起产生电场，由此确定位于像素电极182与公共电极270之间的液晶层的液晶310的方向。

分别通过接触孔174和178与栅焊盘124和数据焊盘168相连的辅助栅焊盘184和辅助数据焊盘188也设置在钝化层上。辅助栅焊盘184和辅助数据焊盘188补充与外电路器件的粘附，并且保护栅焊盘124和数据焊盘168。辅助栅焊盘184和辅助数据焊盘188可以由ITO或IZO制成。

配向膜190设置在具有像素电极182的第一绝缘基板110上。配向膜190可以是水平配向膜，使得在电压关闭状态下液晶层的液晶310相对于基板110水平配向。配向膜190使液晶310具有例如0.5到3度的预先倾斜角，使得在电压接通状态下，液晶310在每一个域内沿特定的方向移动。可以对配向膜190进行摩擦，使得在电压关闭状态下液晶层的液晶310相对于子电极182a成α的角度的配向。在这里，角度α可以由LCD的设定的光学性能来确定，并且可以是除了0和90度的任意角度。例如，角度α可以在60和85度的范围内。

下面更加详细地描述第二面板200。参照图3和4，黑矩阵220设置在第二面板的基板210上以防止光的泄露。由红、绿和蓝元件构成的滤色器230设置在黑矩阵220上，保护层250设置在滤色器230上以使滤色器230的阶形(stepped)表面平面化。

公共电极270设置在保护层250上。公共电极270包括多个开口270a和多个电场产生部分270b。平行于像素电极182的子电极182a来形成公共电极270的开口270a，在其间插入液晶层。公共电极270的开口270a的宽度等于或大于子电极182a的宽度，使得子电极182a基本上不与公共电极部分270交迭。

在这里，开口270a的宽度由LCD的设定的光学性能和子电极182a的宽度来确定。例如，每个开口270a可以具有约4到14μm的宽度。在这种情况下，如果每个子电极182a的宽度是4μm，那么每个开口270a的宽度可以是11μm。公共电极270例如由透明导电材料例如ITO或IZO制成。

由插在场发生电极270的开口270a之间的场发生电极部分270b与第一面板100的子电极182a一起产生电场。插在开口270a之间的场发生电极部分270b的宽度，也就是开口270a之间的距离由LCD的设定的光学性能以及子电极182a和开口270a的宽度来确定。例如，设置在开口270a之间的场发生电极部分270b的宽度可以是约6μm或更小。

配向膜280设置在上面具有公共电极270的第二绝缘基板210上。除了配向膜280的摩擦方向与第一面板100的配向膜190的摩擦方向形成180度的角度以外，配向膜280与第一面板100的配向膜190相同。因此，省略了类似的描述。

包括液晶310的液晶层插在上述含有薄膜的第一面板100与含有滤色器的第二面板200之间。液晶310在第一面板100和第二面板200之间水平配向，并且具有负介电各向异性(Δε＜0)，也就是液晶310的长轴相对于施加的电场垂直配向。液晶310可以是商业上所使用的，并且按照它们的长轴基本上平行于基板110和210的表面配向的方式根据像素的开/关状态来驱动液晶310。

接下来，现在将参照图4到7描述根据示例实施例的LCD的薄膜晶体管处于开/关状态下液晶分子310的排列。图5是图示当根据本公开第一实施例的LCD的薄膜晶体管处于“关闭”状态时液晶的排列的示意平面图，图6A是图示施加到根据本公开的实施例的LCD上的数据电压和公共电压的电压图；图6B是图示当根据本公开第一实施例的LCD的薄膜晶体管处于“开启”状态时液晶的排列的示意平面图，图7是图示在根据本公开第一实施例的LCD的薄膜晶体管处于“开启”状态下液晶的排列的示意截面图。

首先，将描述在薄膜晶体管处于“关闭”状态下液晶310的排列。首先参照图4-5和7，液晶310平行于第一和第二面板100和200的配向膜190和280配向，第一和第二面板100和200的配向膜190和280可以与子电极182a成60和85度范围内的角度进行摩擦。在这种情况下，液晶310的长轴相对于子电极182a倾斜约60到85度的角度α。

接下来，参照图4、6A、6B和7，对于薄膜晶体管处于“开启”状态下液晶310的排列，当薄膜晶体管被开启并且将图像信号施加到像素电极182上时，在第一面板100和第二面板200之间产生电场E。这时，当通过第一面板100的像素电极182和公共电极270之间的电势差改变配向方向时，可以调整灰度级，由此调整透光度。当使用商业上使用的液晶时，根据本公开的实施例的LCD具有将薄膜晶体管打开的高阈值电压(V_th)，从而可以具有大的带有饱和透光度的电势差。因此，当使用商业数据驱动IC按照常用的驱动方法来驱动根据本公开实施例的LCD时，可能不会产生具有饱和透光度的电势差。因此，应该使用新的液晶代替使用商业上可买到的液晶，或者应该使用能够输出宽范围的数据电压的数据驱动IC。

在根据本实施例的LCD中，通过回转(swing)施加到公共电极270上的公共电压，使得它与提供给像素电极180的数据电压相反，由此甚至当使用商业上的液晶和数据驱动器IC时也获得相对大的电势差。在例如使用具有0到15V范围内的输出电压的数据驱动IC来显示灰度级时，如果像素电极182与公共电极270之间的电势差是约10V，那么根据常用的驱动方法提供给公共电极270的7.5V的固定电压产生7.5V的最大电势差。因此，不能显示灰度级。如图6A中所示，为了使用商业上的液晶和数据驱动IC来产生10V的电势差，根据本发明实施例的LCD将5到10V范围内的公共电压提供给公共电极270；更加特定地是，通过提供15V的数据电压(Vd)给像素电极182和5V的电压给公共电极270或者0V的数据电压(Vd)给像素电极182和10V的电压给公共电极270。也就是，通过以与数据电压(Vd)相反的极性回转公共电压(Vcom)，可以获得更大的电势差。因此，在使用商业上的液晶或者数据驱动IC时能够获得具有提高了的透光度的电势差。这个驱动方法的优势在于如果根据本实施例的LCD例如是小或中等尺寸的，那么即使公共电压回转也不会显著影响RC延迟。

在用前述方法驱动的LCD中，像素电极的子电极182a和插在公共电极270的开口270a之间的电场产生部分270b交替地形成，在其间有液晶层，电场E不是垂直取向而是水平取向从子电极182a到电场产生部分270b成弯曲的形状。具有负介电各向异性的液晶310沿R₁方向转动，从而使得它们的长轴相对于施加的电场E垂直配向。也就是，在电压关闭状态，通过摩擦配向膜190和280而将液晶310相对于子电极182a预先倾斜预定的角度。在电压开启状态，液晶310基于预先倾斜的角度沿预定的方向一致(uniformly)转动。在这种情况下，液晶310基本上平行于基板110和210的表面转动。

如上所述，根据本实施例的LCD具有低的液晶电容，其将像素电极182与公共电极270交叠的面积最小化，从而在高频(例如120Hz)驱动方法例如脉冲驱动方法中有优势。例如当将液晶310沿产生电场的方向配向所需要的时间，也就是上升时间被缩短时，可以通过过冲(overshoot)驱动方法，例如脉冲驱动方法的动态电容补偿来改善响应时间。此外，当液晶310返回到它们的初始配向方向所需要的时间，也就是下降时间被缩短时，可以通过采用脉冲驱动方法，例如背光闪烁来改进响应时间。

而且，当在液晶310相对于子电极182a预先倾斜预定角度的状态下给像素电极182施加电压时，液晶310沿相同的方向一致转动。从而，示例性实施例的LCD没有在朝不同方向转动的液晶之间产生的织构(textures)，从而未导致非正常域。

然后，在“开启”状态的薄膜晶体管中产生水平电场，从而使液晶310基本上平行于第一和第二绝缘基板110和210的表面转动，由此实现可以与面内转换模式(IPS)或散射场转换(FFS)模式相比的视角和可见度。此外，在场发生电极，也就是像素电极和公共电极270上的所有液晶310均转动，由此增加了透光度。

接下来，将参照图8到11描述根据本发明第二实施例的LCD。图8图示了根据第二实施例的LCD的布局，图9图示了根据第二实施例的LCD的第一面板的布局，图10图示了根据第二实施例的LCD的第二面板的布局，图11是沿图8中的线XI-XI’的截面图。

第二实施例的LCD与第一实施例的LCD相同，只是第一面板的配向膜和第二面板的配向膜相对于基本上沿数据线162的方向延伸的像素区域的长边成90度的角度摩擦，例如在第一面板的配向膜的摩擦方向和第二面板的配向膜的摩擦方向形成180度的角度，并且在子电极182a和开口270a相对于配向膜的摩擦方向成例如60到85度的预先倾斜角的状态下相互平行地形成的条件下。从而为了避免重复省略了对其的描述。

现在将参照图11到13描述根据示例实施例的LCD的薄膜晶体管处于开启/关闭状态下液晶的排列。图12是图示当根据第二实施例的LCD的薄膜晶体管处于“关闭”状态时液晶的排列的示意平面图，图13是图示当根据本公开第二实施例的LCD的薄膜晶体管处于“开启”状态时液晶的排列的示意平面图。

首先参照图11和12，对于薄膜晶体管处于“关闭”状态下液晶的排列，液晶310的长轴平行于第一和第二面板100和200的配向膜190和280配向，可以相对于子电极182a成60和85度之间范围内的角度对第一和第二面板100和200的配向膜190和280进行摩擦，也就是例如液晶310的长轴相对于基本上沿数据线162的方向延伸的像素区域的长边倾斜90度的角度。在这种情况下，如图12中所示，液晶310的长轴相对于子电极182a倾斜约60到85的角度α。

接下来，对于薄膜晶体管处于“开启”状态下液晶分子的排列，如图11和13中所示，当薄膜晶体管被开启并且给像素电极182施加数据电压时，在第一面板100和第二面板200之间产生电场E。在这里，驱动LCD的方法与根据本实施例的方法相同，并且液晶的排列与前面实施例的液晶排列相同，如上所述产生水平电场。因此，具有负介电各向异性的液晶310沿方向R₂转动，使得由于负介电各向异性它们的长轴相对于施加的电场垂直配向。在这里，与配向膜190和280邻近的液晶310保持它们的初始配向，它们的初始配向是基于对配向膜190和280进行摩擦产生的倾斜角沿相同的方向一致转动到的。

如同在根据第一实施例的LCD中，在第二实施例的LCD中，像素电极182和公共电极270之间的交迭区域被最小化了，由此保证了低的液晶电容。

此外，液晶310沿相同的方向一致转动并且没有产生非正常的域，没有引起织构问题。而且，获得了类似于IPS或FFS模式的视角和可见度，而且场发生电极也就是像素电极和公共电极上的所有液晶均转动，由此增加了透光度。

在下文中，将参照图14到17描述根据第三实施例的LCD。图14图示了根据本公开第三实施例的LCD的布局，图15图示了根据本公开第三实施例的LCD的第一面板的布局，图16图示了根据第三实施例的LCD的第二面板200的布局，图17是沿图14中的线XVII-XVII’的截面图。

由于除了像素电极182和在其上形成的配向膜190之外，根据本公开第三实施例LCD的第一面板100与根据第二实施例的LCD的第一面板100相同，因此没有给出对其的描述，只描述区别。

参照图14到17，包括多个子电极182a和连接多个子电极182a的连接电极182b的像素电极182设置在钝化层上。像素电极182包括多个子电极182a和连接子电极182a的连接电极182b。像素电极182的子电极182a可以具有预定的形状，例如平行于基本上沿数据线162的方向延伸的像素区域的长边形成的条带。在这种情况下，每个子电极182a的宽度和子电极182a之间的距离取决于LCD的光学特性。例如，每个子电极182a的宽度可以是约6μm或更小，并且子电极182a之间的距离可以从约20到40μm。如果每个子电极182a的宽度是4μm，那么子电极182a之间的距离可以是约31μm。形成像素电极182的连接电极182b以相互电连接各个子电极182a。可以通过在子电极182a的一侧处或两侧处、或者在子电极182a的中间部分处将各个子电极182a相互连接来形成连接电极182b，并且各个子电极182a的连接部分没有特殊限制。

配向膜190设置在上面具有像素电极182的第一面板100上。第一面板100的配向膜190使液晶层的液晶310在电压关闭状态下水平配向。配向膜190使液晶310具有例如0.5到3度的预先倾斜角。摩擦第一面板100的配向膜190使得在电压关闭状态下液晶层的液晶310相对于子电极182a成角度α配向。在这里，角度α可以由LCD的设定的光学性能确定，并且可以是除了0和90度之外的任意角度。例如角度α可以是5和30度之间范围内的角度。

由于除了公共电极270和在其上形成的配向膜280以外，根据本公开第三实施例LCD的第二面板200与根据第二实施例的LCD的第二面板200相同，因此将不给出对其的描述，而将只描述区别。

参照图14、16和17，包括多个开口270a和多个电场产生部分270b的公共电极270设置在保护层250上。平行于像素电极182的子电极182a形成公共电极270的开口270a，在它们之间插有液晶层。开口270a的宽度等于或大于子电极182a的宽度，使得子电极182a基本上不与公共电极部分270b交迭。在这里，开口270a的宽度由LCD的设定的光学性能和子电极182a的宽度来确定。例如，开口270a的宽度可以从约20到40μm。例如，当子电极182a的宽度是4μm时，开口270a的宽度可以是31μm。

由插在公共电极270的开口270a之间的电场产生部分270b与第一面板100的子电极182a一起产生电场。插在开口270a之间的电场产生部分270b的宽度由LCD的设定的光学性能以及子电极182a和开口270a的宽度来确定。例如，插在开口270a之间的公共电极部分270b的宽度可以是约6μm或更小。

配向膜280设置在上面具有公共电极270的基板210上。第二面板200的配向膜280是使液晶层的液晶310’在电压关闭状态下水平配向的配向膜。例如，配向膜280使液晶310’具有例如0.5到3度的预先倾斜角。此外，将第二面板200的配向膜280摩擦，使得在电压关闭状态下液晶层的液晶310相对于开口270a成α的角度配向。在这里，角度α可以由LCD的设定的光学性能来确定，并且可以是除了0和90度之外的任意角度。例如，角度α可以是5和30度之间范围内的角度。在这里，第二面板200的配向膜280的摩擦方向相对于第一绝缘基板110的配向膜190的摩擦方向形成约180度的角度。

如上所述，根据第三实施例构成液晶层的液晶310’具有正介电各向异性(Δε＞0)，也就是液晶310’的长轴平行于施加的电场配向。在这里，液晶310’可以优选具有7到15范围内的、并且更加优选在9到12范围内的介电各向异性。按照液晶310’的长轴基本上平行于基板110和210的表面的方式根据像素的开启/关闭状态来驱动液晶310’。

接下来，现在将参照图17到19描述根据第三实施例的LCD的薄膜晶体管的开启/关闭状态下液晶的排列。图18是图示当根据第三实施例的LCD的薄膜晶体管处于“关闭”状态时液晶的排列的示意平面图，图19是图示当根据第三实施例的LCD的薄膜晶体管处于“开启”状态时液晶的排列的示意平面图。

首先，参照图18，对于薄膜晶体管处于“关闭”状态下的液晶310’的排列，液晶310’的长轴平行于第一和第二面板100和200的配向膜190和280配向，可以对第一和第二面板100和200的配向膜190和280相对于子电极182a成5和30度之间范围内的角度进行摩擦。在这种情况下，液晶310的长轴相对于子电极182a倾斜约60到85度的角度α。

接下来，参照图17和19，对于薄膜晶体管处于“开启”状态下的液晶310’的排列，当薄膜晶体管被打开并且给像素电极182施加数据电压时，在第一面板100和第二面板200之间产生电场E。在这里，驱动LCD的方法与根据本公开的实施例的方法相同，并且如同在根据本公开第一实施例的LCD中所描述的，电场E在水平方向从子电极182a指向公共电极部分270b。具有正介电各向异性的液晶310’沿R₃的方向转动，使得它们的长轴平行于所施加的电场E配向。在这时，基于对配向膜190和280进行摩擦而相对于子电极182a预先倾斜的液晶310’的预先倾斜角，液晶310’沿预定的方向一致转动。具有正介电各向异性的液晶310’的转动角度比具有负介电各向异性的液晶的转动角度大。也就是，具有正介电各向异性的液晶310’比具有负介电各向异性的液晶具有更大的半径。液晶310’基本上平行于基板110和210的表面转动。

在根据第三实施例的LCD中，像素电极的子电极之间的距离和公共电极270的开口270a的宽度比根据第一实施例的LCD的大。从而，即使第一和第二面板100和200未对准，在子电极和第一面板的公共电极之间产生间距差别，但是并没有使电场显著扭曲。而且，在本发明的本实施例中，使用具有正介电各向异性的液晶310’增加了响应速度和面内的移动，由此保证了与具有负介电各向异性的液晶相比更好的可见度。而且，如同根据本公开第一实施例的LCD，根据第三实施例的LCD具有降低的液晶电容。此外，由于在电压打开状态下液晶310’沿相同的方向一致转动，并且在“开启”状态的薄膜晶体管中产生了水平方向的电场，因此没有产生织构。因此，实现了类似于IPS或FFS模式LCD的视角和可见度。此外，所有的液晶310’均在场发生电极上转动，由此增加了透光度。当第一和第二平板未对准时，提供给子电极与公共电极之间的间隔增加的区域中的液晶的可利用的电压会降低。因此，提供给液晶的可利用的电压降低，由此降低了透光度。

提供给液晶的可利用的电压的量取决于介电各向异性。也就是，提供给液晶的可利用的电压随着介电各向异性的增加而相对增加。因此，通过使用具有相对大介电各向异性的液晶可以降低由于未对准引起的透光度的下降。

例如，使用具有7或更大的介电各向异性的液晶可有效降低透光度的下降。考虑到液晶对于热和紫外线的稳定性，可以以具有15或更小的介电各向异性的液晶作为例子。优选的是，使用具有9到13范围内的介电各向异性的液晶会有效降低透光度的下降并且会获得液晶的稳定性。

接下来，将参照图20到23描述根据第四实施例的LCD。图20图示了根据第四实施例的LCD的布局，图21图示了根据第四实施例的LCD的第一面板的布局，图22图示了根据第四实施例的LCD的第二面板的布局，图23是沿图20中的XXIII-XXIII’的截面图。

除了平行于基本上沿数据线162的方向延伸的像素区域的长边对第一面板100的配向膜190和第二面板200的配向膜280进行摩擦以外，例如在第一和第二面板100和200的配向膜190和280的摩擦方向形成约180度的角度，并且相对于配向膜190和280的摩擦方向成例如5到30度的预定角度相互平行地形成子电极182a和开口270a的条件下，根据第四实施例的LCD基本上类似于根据第三实施例的LCD，包括平行于像素区域的长边的子电极182a和开口270a和具有正介电各向异性的液晶310’。因此，为了避免重复，没有给出对其的描述。

接下来，现在将参照图23到25描述根据第四实施例的LCD的薄膜晶体管处于开启/关闭状态下液晶的排列。图24是图示当根据第四实施例的LCD的薄膜晶体管处于“关闭”状态时液晶的排列的示意平面图，图25是图示当根据第四实施例的LCD的薄膜晶体管处于“开启”状态时液晶的排列的示意平面图。

首先，参照图23和24，对于薄膜晶体管处于“关闭”状态的液晶的排列，子电极182a和开口270a相对于配向膜190和280的摩擦方向成例如5到30度的预定角度倾斜，对配向膜190和280沿着相反的方向并且例如平行于基本上沿着数据线162的方向延伸的像素区域的长边进行摩擦。液晶310’平行于水平配向膜190和280的摩擦方向配向，从而使它们的长轴相对于基板110和210的表面成0.5到3度的预先角度倾斜。也就是，液晶310’的长轴平行于像素区域的长边配向。结果是，液晶310’的长轴相对于子电极182a成约5到30度的角度α配向。

接下来，参照图25，对于薄膜晶体管处于“开启”状态下的液晶310’的排列，当薄膜晶体管被打开并且给像素电极182施加数据电压时，在第一面板100和第二面板200之间产生电场E。在这里，驱动LCD的方法与根据本实施例的方法相同，并且与在第一实施例的描述中所述完全相同地产生电场E。具有正介电各向异性的液晶310’沿R₄的方向转动，使得它们的长轴平行于施加的电场E配向。在这里，基于通过摩擦配向膜190和280而相对于子电极182a预先倾斜的液晶310’的预先倾斜角，液晶310’沿预定的方向一致转动。具有正介电各向异性的液晶310’的转动角度比具有负介电各向异性的液晶的转动角度大。也就是，具有正介电各向异性的液晶310’比具有负介电各向异性的液晶更大的半径。此外，液晶310’基本上平行于基板110和210的表面转动。

如上所述，在根据第四实施例的LCD中，虽然第一面板100和第二面板200未对准，但是没有引起电场的扭曲，在根据第三实施例的包括平行于像素区域的长边的子电极182a和开口270a以及具有正介电各向异性的液晶310’中的LCD也是这种情况。

此外，使用具有正介电各向异性的液晶310’增加了响应速度和面内的移动，由此保证了与具有负介电各向异性的液晶相比更好的可见度。此外，如同根据第一实施例的LCD，液晶电容降低了，并且由于在电压打开状态下液晶310’沿相同的方向一致转动，因此没有产生织构。

此外，在“开启”状态的薄膜晶体管中产生了水平方向的电场，由此实现了可以与IPS模式或FFS模式LCD相比的视角和可见度。此外，在场发生电极上的所有的液晶310’均转动，由此增加了透光度。

此外，对于具有7到15、优选9到12范围内的正介电各向异性的液晶来说，可以有效降低透光度的下降同时保持稳定性。

在下文中，将参照实验例和比较例更加具体地描述本公开。下面的例子为了进行解释而不旨在限制本发明的范围。

下面描述实验例1-24和比较例1-20。这些例子提供根据LCD的构造的透光度的比较。

首先，通过计算机模拟来评估根据本公开实施例的LCD和常规的FFS模式LCD的特征，通过模拟获得的LCD的透光度在下面的表1中示出。在表1中，在实验例1-24中使用根据本公开实施例的LCD样本，在比较例1-20中使用FFS模式LCD样本。在表1中，w是像素电极的每个子电极的宽度或者公共电极的开口之间的距离(对于实验例1-24)或者像素电极的宽度(对于比较例1-20)，L是像素电极的子电极之间的距离或者公共电极的每个开口的宽度(对于实验例1-24)或者像素电极之间的距离(对于比较例1-20)，D是单元间隙，Δn是双折射率，Δε是介电各向异性，Φ是像素电极的子电极和摩擦方向之间的角度。在图26到28中分别概略地图示了实验例9和22以及比较例9的LCD的薄膜晶体管处于“开启”状态下形成的等电位线。图26图示了在根据实施例的LCD中在第一面板100的第一绝缘基板110上形成的条带形子电极182a与在第二面板200的第二绝缘基板210上形成的公共电极部分270b之间形成的等电势线以及具有负介电各向异性的液晶310的排列。图27图示了在根据本公开第二实施例的LCD中在第一面板100的第一绝缘基板110上形成的条带形子电极182a与在第二面板200的第二基板210上形成的公共电极部分270b之间形成的等电势线以及具有正介电各向异性的液晶310’的排列。图28图示了在FFS模式LCD中在公共电极270与在第一面板100的基板110上形成的条带形像素电极182之间形成的等电势线以及具有正介电各向异性的液晶310’的排列。

表1

例	w	L	D	Δn	Δε	Φ	透光度(％)
								实验例1实验例2实验例3实验例4实验例5实验例6实验例7实验例8实验例9实验例10实验例11实验例12实验例13实验例14实验例15实验例16实验例17实验例18实验例19实验例20实验例21实验例22	4444444444444555555444	9999101010111111121212101011111212313131	4.24.44.65.04.24.65.04.24.65.04.24.65.04.65.04.65.04.65.04.65.05.2	0.08000.08000.08000.08000.08000.08000.08000.08000.08000.08000.08000.08000.08000.08000.08000.08000.08000.08000.08000.07830.07200.0692	-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8666	80808080808080808080808080808080808080101010	44.1744.8544.8043.2244.5645.6444.5444.2945.6944.9843.9545.3444.7843.5742.9843.7443.4543.4443.3843.1544.1544.16

实验例23实验例24比较例1比较例2比较例3比较例4比较例5比较例6比较例7比较例8比较例9比较例10比较例11比较例12比较例13比较例14比较例15比较例16比较例17比较例18比较例19比较例20

4444455544445554444555

313167867856786785678678

5.46.03.83.83.83.83.83.84.24.24.24.24.24.24.24.64.64.64.64.64.64.6

0.06670.06000.09200.09200.09200.09200.09200.09200.09200.09200.09200.09200.09200.09200.09200.09200.09200.09200.09200.09200.09200.0920

66-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8

1010...................

44.0443.4343.3443.8643.3440.9241.8541.8341.8944.6644.9844.2942.0943.3643.0840.9343.5443.8943.1241.5442.5842.17

如在表1和图26到28中所示，当在根据本公开实验例1-24的LCD与根据比较例1-20的FFS模式LCD之间比较模拟结果时，根据实验例1-24的LCD的透光度类似于或大于根据比较例1-20的LCD的透光度。

下面描述实验例25-31。这些实施例提供了对LCD的根据介电各向异性的透光度降低的评估。

对具有与本发明的实施例相同的构造、并且L为27μm、Φ为20度的LCD进行模拟。由此获得的透光度在表2中示出。模拟了当第一和第二面板对准和偏移6μm时的透光度。在这里，Δε表示介电各向异性，透光度的下降是当第二面板偏移6μm时的透光度与第二面板对准时的透光度的比值。

表2

	Δε	透光度(％)		透光度的降低(％)
					对准	偏移6μm
		实验例1	7.4				41.51	30.24	27.15
实验例2	8.4			41.14	32.34	21.39
		实验例3	10				39.65	34.47	13.06
实验例4	11			39.09	35.20	9.95
		实验例5	12				38.71	35.81	7.49
实验例6	13			38.40	36.24	5.63
		实验例7	14				38.13	36.20	5.06

参照图2，随着液晶的介电各向异性的增加，当平板对准时，透光度略微增加。例如，介电各向异性为7.4和14之间的差别是3.38％，从而是微不足道的。相反，当平板偏离6μm时，透光度随着介电各向异性的增加而增加。因此，透光度的降低随着介电各向异性的增加而显著增加。实验表明，即使平板未对准，通过使用大的液晶也可以有效地减少透光度的下降。

结论是，本领域技术人员将理解，在不偏离本发明的原则下可以对优选实施例进行多种变化和修改。因此，本发明的公开的优选实施例没有特殊的意义，只是为了描述而并不是为了限制。

如上所示，根据本公开的液晶显示器将场发生电极之间的重叠面积最小化，并且具有能够产生水平电场的、包括具有正或负介电各向异性的液晶的结构，由此实现了更好的可见度和透光度。

Claims (29)

1.一种液晶显示器，包括：

第一面板，其包括设置在第一绝缘基板的像素区域中的第一场发生电极和覆盖该第一场发生电极并且沿第一方向摩擦的第一配向膜，所述第一场发生电极具有多个相互平行并且间隔预定距离的子电极和电连接所述子电极的连接电极；

第二面板，其包括设置在第二绝缘基板上的第二场发生电极和覆盖该第二场发生电极并且沿第二方向摩擦的第二配向膜，所述第二场发生电极具有多个面向该子电极并且宽度比该子电极的宽度大的开口；和

液晶层，插置在所述第一面板和所述第二面板之间。

2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述第一场发生电极中的所述子电极的宽度是约6μm或更小。

3.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述第二场发生电极中的所述开口之间的距离是约6μm或更小。

4.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述第一和第二配向膜是水平配向膜。

5.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述第一方向和所述第二方向形成约180度的角度。

6.如权利要求1所述的液晶显示器，其中构成所述液晶层的液晶的预先倾斜角在约0.5到约3度的范围内。

7.如权利要求1所述的液晶显示器，其中构成所述液晶层的液晶具有负介电各向异性。

8.如权利要求7所述的液晶显示器，其中在所述第一场发生电极中的所述子电极之间的距离在约4到约14μm的范围内。

9.如权利要求7所述的液晶显示器，其中在所述第二场发生电极中的所述开口的宽度在约4到约14μm的范围内。

10.如权利要求7所述的液晶显示器，其中所述子电极和所述第一方向形成约60到约85度的角度。

11.如权利要求1所述的液晶显示器，其中构成所述液晶层的液晶具有正介电各向异性。

12.如权利要求11所述的液晶显示器，其中所述液晶的介电各向异性在约7到约15的范围内。

13.如权利要求11所述的液晶显示器，其中在所述第一场发生电极中所述子电极之间的距离在约20到约40μm的范围内。

14.如权利要求11所述的液晶显示器，其中在所述第二场发生电极中所述开口的宽度在约20到约40μm的范围内。

15.如权利要求11所述的液晶显示器，其中所述子电极和所述第一方向形成约5到约30度的角度。

16.如权利要求1所述的液晶显示器，其中提供给所述第二场发生电极的公共电压回转成与提供给所述第一场发生电极的数据电压反极性。

17.一种液晶显示器，包括：

第一面板，其包括设置在第一绝缘基板的像素区域中的第一场发生电极和覆盖该第一场发生电极并且沿第一方向摩擦的第一水平配向膜，所述第一场发生电极具有多个相互平行并且间隔预定距离的子电极和电连接所述子电极的连接电极；

第二面板，其包括设置在第二绝缘基板上的第二场发生电极和覆盖该第二场发生电极并且沿第二方向摩擦的第二水平配向膜，所述第二场发生电极具有多个面向该子电极并且宽度比该子电极的宽度大的开口；和

液晶层，其包括具有负介电各向异性的液晶，液晶层插置在所述第一面板和所述第二面板之间。

18.如权利要求17所述的液晶显示器，其中所述子电极的宽度以及所述开口之间的距离是约6μm或更小。

19.如权利要求17所述的液晶显示器，其中所述子电极的宽度以及所述开口之间的距离在约4μm和约14μm的范围内。

20.如权利要求17所述的液晶显示器，其中所述第一方向和所述第二方向形成约180度的角度。

21.如权利要求20所述的液晶显示器，其中所述子电极和所述第一方向形成约60到约85度的角度。

22.如权利要求17所述的液晶显示器，其中提供给所述第二场发生电极的公共电压回转成与提供给所述第一场发生电极的数据电压反极性。

23.一种液晶显示器，包括：

第一面板，其包括设置在第一绝缘基板的像素区域中的第一场发生电极和覆盖该第一场发生电极并且沿第一方向摩擦的第一水平配向膜，所述第一场发生电极具有多个相互平行并且间隔预定距离的子电极和电连接所述子电极的连接电极；

第二面板，其包括设置在第二绝缘基板上的第二场发生电极和覆盖该第二场发生电极并且沿与所述第一方向成180度的方向摩擦的第二水平配向膜，所述第二场发生电极具有多个面向该子电极并且宽度比该子电极的宽度大的开口；和

液晶层，其包括具有正介电各向异性的液晶，液晶层插置在所述第一面板和所述第二面板之间。

24.如权利要求23所述的液晶显示器，其中各向异性介电常数在约7到约15的范围内。

25.如权利要求23所述的液晶显示器，其中所述子电极的宽度以及所述开口之间的距离是约6μm或更小。

26.如权利要求23所述的液晶显示器，其中所述子电极之间的距离以及所述开口的宽度在约20到约40μm的范围内。

27.如权利要求23所述的液晶显示器，其中所述第一方向和所述第二方向形成约180度的角度。

28.如权利要求27所述的液晶显示器，其中所述子电极和所述第一方向形成约5到约30度范围内的角度。

29.如权利要求23所述的液晶显示器，其中提供给所述第二场发生电极的公共电压回转成与提供给所述第一场发生电极的数据电压反极性。

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