CN102314032B - 一种液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液晶显示装置，其包括：按矩阵方式排列的多个像素单元，每一像素单元进一步包括第一子像素电极和第二子像素电极，其中，第一子像素电极设置在像素单元的中央位置，第二子像素电极环绕设置在第一子像素电极的周围。通过以上方式，本发明能够改善液晶显示装置的γ视角特性，使得液晶显示装置达到更佳的显示效果，提高显示品质。

Description

一种液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种可改善γ特性的液晶显示装置。

背景技术

近几年，液晶显示技术发展迅速，成为人们研究的热点。由于液晶显示装置具有分辨率高、厚度薄、重量轻以及耗能低等优点，因而在医疗、广告、军事、展览、娱乐等显示领域有广泛应用。图1是一种现有的液晶显示装置的结构示意图。现有液晶显示装置1包括液晶显示面板10以及背光模组12。其中，液晶显示面板10包括第一基板11、第二基板13以及液晶层15。第一基板11为电极基板，第二基板13为彩色滤光片基板，液晶层15夹持于第一基板11和第二基板13之间。图2为液晶显示装置1中各像素单元的等效电路图，液晶显示装置1包括按矩阵方式排列的多个像素单元110，如图2所示，其中每个像素单元110进一步包括：扫描线1101、数据线1102、薄膜晶体管1103以及像素电极1104。

具体而言，扫描线1101与数据线1102绝缘交叉设置，且薄膜晶体管1103的栅极与扫描线1101连接，薄膜晶体管1103的源极与数据线1102连接，薄膜晶体管1103的漏极与像素电极1104连接。扫描线1101提供扫描信号开启薄膜晶体管1103的栅极时，像素电极1104可从数据线1102上获取对应驱动电压，以显示相应画面。

以下描述现有的液晶显示装置1的显示特性。

液晶显示装置1采用扭转向列方式（TN方式），通过利用液晶分子的旋光性根据电压取向的变化而变化的特性来控制液晶层的透光量。然而，用户从显示面的斜方向观察液晶显示装置1时，液晶显示装置1显示的对比度明显降低。并且，当用户从显示面的斜方向观察渐变到从显示面的正面观察时，可以明显地观察到从黑到白多个灰度等级间的亮度差。此外，TN方式的液晶显示装置显示的灰度等级具有反转特性，如从正面观察到比较暗的部分，而在斜方向观察则会变亮。

具体而言，请参见图3-5，图3是表示现有的液晶显示装置1加载的驱动电压与透射率的关系曲线图，其中，曲线301为正视角观察现有的液晶显示装置1的加载驱动电压与透射率的曲线，曲线302为偏离正视角30°观察现有的液晶显示装置1的加载驱动电压与透射率的曲线，曲线303为偏离正视角60°观察现有的液晶显示装置1的加载驱动电压与透射率的曲线。

图4是把图3的曲线图以白显示时的透射率标准化的曲线图，其中曲线401为正视角观察现有的液晶显示装置1的标准化透射率的曲线图，曲线402为偏离正视角30°观察现有的液晶显示装置1的标准化透射率的曲线图，曲线403为偏离正视角60°观察现有的液晶显示装置1标准化透射率的曲线图。

图5是现有的液晶显示装置1的γ特性的曲线图。γ特性用来表示亮度的灰度等级依赖性，其中灰度等级显示状态根据观察方向的不同而改变，因此在正视角进行观察和在各个偏离正视角的视角（例如，偏离正视角30°和偏离正视角60°）进行观察时所对应的γ特性不同。如图5所示，曲线501为现有的液晶显示装置1的正视角灰度等级特性，曲线502为现有的液晶显示装置1的偏离正视角30°的灰度等级特性，曲线503为现有的液晶显示装置1的偏离正视角60°的灰度等级特性。由于曲线502和曲线503与正视角灰度等级特性曲线501之间的偏移量较大，由此可见现有的液晶显示装置1的γ特性效果较差。

因此，需要提供一种液晶显示装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种液晶显示装置，通过改善液晶显示装置的γ特性，使得液晶显示装置达到更佳的显示效果，提高显示品质。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种液晶显示装置，其包括：按矩阵方式排列的多个像素单元，每一像素单元进一步包括第一子像素电极和第二子像素电极，其中，第一子像素电极设置在像素单元的中央位置，第二子像素电极环绕设置在第一子像素电极的周围，第一子像素电极包括第一区域、第二区域、第三区域和第四区域，第一区域与第二区域并列设置，第三区域与第一区域对角设置，第四区域与第二区域对角设置，第一区域与第三区域包括走向呈第一方向的电极，第二区域与第四区域包括走向呈第二方向的电极，且第一方向与第二方向相互垂直，当向第一子像素电极提供液晶驱动电压进行显示时，位于第一子像素电极的四个区域的液晶分子倾斜方位角相差90度；第二子像素电极对应设置于第一区域外侧的第一部分的电极走向与第一区域的电极走向相同；第二子像素电极对应设置于第二区域外侧的第二部分的电极走向与第二区域的电极走向相同；第二子像素电极对应设置于第三区域外侧的第三部分的电极走向与第三区域的电极走向相同；第二子像素电极对应设置于第四区域外侧的第四部分的电极走向与第四区域的电极走向相同，当向第二子像素电极提供液晶驱动电压进行显示时，位于第二子像素电极的四个区域的液晶分子倾斜方位角相差90度；并且，与第一子像素电极对应的液晶层上的驱动电压为第一驱动电压，与第二子像素电极对应的液晶层的驱动电压为第二驱动电压，其中第一驱动电压小于第二驱动电压。

其中，像素单元进一步包括：

扫描线；

数据线，与扫描线绝缘设置；

第一薄膜晶体管，第一薄膜晶体管的栅极与扫描线连接，第一薄膜晶体管的源极与数据线连接，第一薄膜晶体管的漏极与第一子像素电极连接；

第二薄膜晶体管，第二薄膜晶体管的栅极与扫描线连接，第二薄膜晶体管的源极与数据线连接，第二薄膜晶体管的漏极与第二子像素电极连接；

第一辅助电容与第一辅助电容配线，第一辅助电容的辅助电极与第一子像素电极连接，第一辅助电容的对置电极与第一辅助电容配线连接；

第二辅助电容与第二辅助电容配线，第二辅助电容的辅助电极与第二子像素电极连接，第二辅助电容的对置电极与第二辅助电容配线连接。

其中，第一子像素电极的面积和第二子像素电极的面积的比例为1:2。

其中，第一子像素电极为矩形、圆形或椭圆形，第二子像素电极的外周呈矩形。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种液晶显示装置，其包括：按矩阵方式排列的多个像素单元，其中，每一像素单元包括：

像素中央部分，设置于像素单元的中央；

像素边沿部分，设置于像素单元的边沿，且环绕像素中央部分的周围；

像素中央部分包括第一区域、第二区域、第三区域和第四区域，第一区域与第二区域并列设置，第三区域与第一区域对角设置，第四区域与第二区域对角设置，第一区域与第三区域分别包括走向呈第一方向的电极，第二区域与第四区域分别包括走向呈第二方向的电极，且第一方向与第二方向相互垂直，当提供液晶驱动电压进行显示时，位于像素中央部分的四个区域的液晶分子倾斜方位角相差90度；像素边沿部分对应设置于第一区域外侧的第一部分的电极走向与第一区域的电极走向相同；像素边沿部分对应设置于第二区域外侧的第二部分的电极走向与第二区域的电极走向相同；像素边沿部分对应设置于第三区域外侧的第三部分的电极走向与第三区域的电极走向相同；像素边沿部分对应设置于第四区域外侧的第四部分的电极走向与第四区域的电极走向相同，当向像素边沿部分提供液晶驱动电压进行显示时，位于像素边沿部分的四个区域的液晶分子倾斜方位角相差90度；并且，与像素中央部分对应的液晶层上的驱动电压为第一驱动电压，与像素边沿部分对应的液晶层的驱动电压为第二驱动电压，其中第一驱动电压小于第二驱动电压。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的液晶显示装置中每一个像素单元分割设置为第一子像素电极以及第二子像素电极，并且第一子像素电极设置在像素单元的中央位置，第二子像素电极设置在第一子像素电极的周围。上述像素结构可进一步改善液晶显示装置的γ特性，使得液晶显示装置达到更佳的显示效果，提高显示品质。

附图说明

图1是一种现有的液晶显示装置的结构示意图；

图2是图1所示的液晶显示装置中各像素单元的等效电路图；

图3是表示现有的液晶显示装置加载的驱动电压与透射率的关系曲线图；

图4是把图3的曲线图以白显示时的透射率标准化的曲线图；

图5是现有的液晶显示装置的γ特性的曲线图；

图6是本发明液晶显示装置一优选实施例的结构示意图；

图7是图6中液晶显示面板中一个像素单元的结构示意图；

图8是图6中液晶显示面板中各像素单元的等效电路图；

图9是图6中液晶显示面板中各像素单元的等效电路图；

图10是本发明液晶显示装置加载的驱动电压与透射率的关系曲线图；

图11是将图10的曲线图以白显示时的透射率标准化的曲线图；以及

图12是本发明液晶显示装置的γ特性的曲线图。

具体实施方式

请参见图6，图6是本发明液晶显示装置一优选实施例的结构示意图。如图6所示，本发明的液晶显示装置50包括液晶显示面板51以及背光模组52。

在本实施例中，液晶显示面板51与背光模组52叠合设置。其中，液晶显示面板51用于提供显示画面，背光模组52为液晶显示面板51提供所需的背光源。

图7显示图6中液晶显示面板51中一个像素单元的结构示意图。如图7所示，本发明液晶显示面板51包括按矩阵方式排列的多个像素单元60，其中每一像素单元60进一步包括第一子像素电极61和第二子像素电极62。

在本实施例中，第一子像素电极61设置在像素单元60的中央位置，并且为矩形。第二子像素电极62设置在像素单元60的边沿，具体而言是环绕设置在第一子像素电极61的周围，且第二子像素电极62的外周呈矩形设置。应理解，本发明中第一子像素电极61的形状不限于此，在其他实施例中，只要第一子像素电极61是设置于像素单元60的中部位置（优选设置于像素单元60的中央位置），其形状可以设置为圆形、菱形或椭圆形等其他形状。

第一子像素电极61可进一步分为多个显示区域，在本实施例中，第一子像素电极61划分为四个区域：第一区域611、第二区域612、第三区域613以及第四区域614。其中，位于左上方的第一区域611与位于右上方的第二区域612在同一水平方向上并排设置，位于右下方的第三区域613与第一区域611对角设置，位于左下方的第四区域614与第二区域612对角设置，并且第一区域611与第三区域613的电极走向相同，例如为图中所示的第一方向D1；第二区域612与第四区域614的电极走向相同，例如为图中所示的第二方向D2。其中，第一方向D1例如为与水平正方向呈135°夹角的方向，第二方向D2例如为与水平正方向呈45°夹角的方向。

相应地，第二子像素电极62对应设置于第一区域611外侧的第一部分621的电极走向与第一区域611的电极走向相同，例如均为第一方向D1。第二子像素电极62对应设置于第二区域612外侧的第二部分622的电极走向与第二区域612的电极走向相同，例如均为第二方向D2。第二子像素电极62对应设置于第三区域613外侧的第三部分623的电极走向与第三区域613的电极走向相同，例如均为第一方向D1。第二子像素电极62对应设置于第四区域614外侧的第四部分624的电极走向与第四区域614的电极走向相同，例如均为第二方向D2。

在本实施例中，第一方向D1与第二方向D2互相垂直。当向第一子像素电极61和第二子像素62提供液晶驱动电压时，与第一子像素电极61对应的液晶分子（图未示）的倾斜方向与第一子像素电极61的电极结构相关，因此位于第一子像素61中611、612、613及614此4个区域的液晶分子倾斜方位角相互相差90°。位于第二子像素电极62的液晶分子（图未示）的倾斜方向由第二子像素电极62的电极结构决定，因此位于621、622、623及624此4个部分的液晶分子倾斜方位角相互相差90°。此时，液晶显示装置50为采用MVA（Multi-Domain VerticalAlignment，像素分割垂直配向）方式的液晶显示装置。应理解，本发明中液晶显示装置50不限为采用MVA配向方式，其可为采用IPS（In-PlaneSwitching，共面切换）等其他配向方式的液晶显示装置。

此外，在本实施例中，第一子像素电极61的面积和第二子像素电极62的面积的比例优选为1:2。

图8-9是图6中液晶显示面板51中各像素单元60的等效电路图。如图8所示，像素单元60包括第一子像素电极61、第二子像素电极62、扫描线63、数据线64、第一薄膜晶体管65、第二薄膜晶体管66、第一辅助电容67、第二辅助电容68、第一辅助电容配线69a以及第二辅助电容配线69b。

在本实施例中，数据线64与扫描线63绝缘设置，第一薄膜晶体管65的栅极与扫描线63连接，第一薄膜晶体管65的源极与数据线64连接，第一薄膜晶体管65的漏极与第一子像素电极61连接，此外第一辅助电容67的辅助电极与第一子像素电极61连接，第一辅助电容67的对置电极与第一辅助电容配线69a连接。第一薄膜晶体管65的栅极从扫描线63获取扫描信号，使第一薄膜晶体管65的源极和漏极导通，第一子像素电极61通过第一薄膜晶体管65从数据线64获取驱动电压。

第二薄膜晶体管66的栅极与扫描线63连接，第二薄膜晶体管66的源极与数据线64连接，第一薄膜晶体管66的漏极与第二子像素电极62连接，此外第二辅助电容68的辅助电极与第二子像素电极62连接，第二辅助电容68的对置电极与第二辅助电容配线69b连接。第二薄膜晶体管66的栅极从扫描线63获取扫描信号，使第二薄膜晶体管66的源极和漏极导通，第二子像素电极62通过第二薄膜晶体管66获取驱动电压。

如图9所示，在图8中的第一子像素电极61和第二子像素电极62的液晶层以第一液晶层615和第二液晶层625表示，因此由第一子像素电极61、第一液晶层615以及和第一子像素电极61对置的公共电极616形成第一液晶电容Clc1，由第二子像素电极62、第二液晶层625以及和第二子像素电极62对置的公共电极616形成第二液晶电容Clc2。其中，第一液晶电容Clc1的第一子像素电极61和第一辅助电容67的辅助电极与第一薄膜晶体管65的漏极，第二液晶电容Clc2的第二子像素电极62和第二辅助电容68的辅助电极与第二薄膜晶体管66的漏极连接。在本实施例中，第一液晶电容Clc1和第二液晶电容Clc2的静电电容值相同，而第一辅助电容67和第二辅助电容68的静电电容值相同。

当扫描线63提供扫描信号时，第一薄膜晶体管65和第二薄膜晶体管66同时开启，此时第一液晶电容Clc1的第一子像素电极61、第二液晶电容Clc2的第二子像素电极62、第一辅助电容67的辅助电极以及第二辅助电容68的辅助电极连接至数据线64，获取相同的驱动电压。由于第一辅助电容67的对置电极和第二辅助电容68的对置电极与第一子像素电极61和第二子像素电极62电气独立，因此可通过调节第一辅助电容67的电容值的大小和第一辅助配线69a的电压的大小，进而控制加载在第一液晶电容Clc1的第一驱动电压的大小；同理，可通过调节第二辅助电容68的电容值和第二辅助配线69b的电压的大小，进而控制加载在第二液晶电容Clc2的第二驱动电压的大小。在本实施方式中，优先为第一驱动电压小于第二驱动电压。

这样，在第一子像素电极61和第二子像素电极62上加载不同的驱动电压时，在不同的γ特性混合的状态下观察，可以改善γ特性的视场角依赖性，进而在低灰度等级时增加第一子像素电极61和第二子像素电极62之间的驱动电压差，以此进一步改善在常黑方式下黑侧（即亮度低的一侧）的γ特性效果，以提高液晶显示装置50的显示质量。

值得注意的是，在本实施例中，通过调节第一辅助电容67以及第二辅助电容68的电容值的大小和第一辅助配线69a以及第二辅助配线69b的电压的大小，以使第一子像素电极61和第二子像素电极62上加载不同的驱动电压。在其他实施例中，可以通过其他方式以使第一子像素电极61和第二子像素电极62上加载不同的驱动电压，例如分别设置第一数据线和第二数据线，以相应提供第一驱动电压和第二驱动电压。

以下描述本发明实施例的液晶显示装置50的显示特性。

请参见图10-12，图10是本发明液晶显示装置加载的驱动电压与透射率的关系曲线图，图11是将图10的曲线图以白显示时的透射率标准化的曲线图，图12是本发明液晶显示装置的γ特性的曲线图。如图10所示，本发明液晶显示装置50加载不同的驱动电压，在不同视角观察该液晶显示装置50的透射率，其中曲线101表示正视角观察液晶显示装置50的加载驱动电压与透射率的曲线，曲线102表示偏离正视角30°观察液晶显示装置50的加载驱动电压与透射率的曲线，曲线103表示偏离正视角60°观察液晶显示装置50的加载驱动电压与透射率的曲线。

如图11所示，透射率标准化的曲线图包括不同视角观察该液晶显示装置50的标准化透射率的曲线图。其中曲线111表示正视角观察液晶显示装置50的标准化透射率的曲线图，曲线112表示偏离正视角30°观察液晶显示装置50的标准化透射率的曲线图，曲线113表示偏离正视角60°观察液晶显示装置50标准化透射率的曲线图。液晶显示装置50在正视角观察与偏离正视角30°观察和偏离正视角60°观察的显示特性不同，进而在不同视角观察液晶显示装置50的显示面的显示γ特性不同。

如图12所示，为了进一步表示在不同视角观察液晶显示装置50的显示面的显示γ特性不同。其中曲线121、曲线122以及曲线123的横轴值为：横轴值=（正视角标准化透射率/100）^1/2，曲线121、曲线122以及曲线123的纵轴值分别为：纵轴值=（正视角标准化透射率/100）^1/2、纵轴值=（偏离正视角30°标准化透射率/100）^1/2、纵轴值=（偏离正视角60°标准化透射率/100）^1/2。由此可知液晶显示装置50的γ特性在不同视角的偏移明显，在本实施例中，正面灰度等级特性的γ值设定为2。

具体而言，曲线121为液晶显示装置50的正视角灰度等级特性，其中横轴值=纵轴值，因此曲线121成一直线。而曲线122为液晶显示装置50的偏离正视角30°灰度等级特性和曲线123为液晶显示装置50的偏离正视角60°灰度等级特性，其中曲线122和曲线123与正视角灰度等级特性直线121之间的偏移量表示各视角（偏离正视角30°和偏离正视角60°）间的γ特性偏移量，亦即是在正视角观察时和各个视角下观察的灰度等级显示的偏移量。曲线122和曲线123与正视角灰度等级特性直线121的偏移量越小，表示液晶显示装置50的γ特性越好。在理想状态下，曲线122和曲线123与正视角灰度等级特性直线121为一致的直线。

区别于现有的液晶显示装置的显示特性，将图12与图5相比较，其中曲线122和曲线123与正视角灰度等级特性直线121之间的偏移量比曲线502和曲线502与正视角灰度等级特性直线501之间的偏移量小，由此可见本发明液晶显示装置50改善了现有液晶显示装置的γ特性，且改善效果良好。综上所述，本发明通过将每一个像素单元60设置为第一子像素电子61以及第二子像素电极62，并且第一子像素电极61设置在像素单元60的中央位置，第二子像素电极62设置在第一子像素电极60的周围，进而改善液晶显示装置50的γ特性，使得液晶显示装置50达到更佳的显示效果，提高显示品质。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括：按矩阵方式排列的多个像素单元，其特征在于，每一所述像素单元进一步包括第一子像素电极和第二子像素电极，其中，所述第一子像素电极设置在所述像素单元的中央位置，所述第二子像素电极环绕设置在所述第一子像素电极的周围，所述第一子像素电极包括第一区域、第二区域、第三区域和第四区域，所述第一区域与所述第二区域并列设置，所述第三区域与所述第一区域对角设置，所述第四区域与所述第二区域对角设置，所述第一区域与所述第三区域包括走向呈第一方向的电极，所述第二区域与所述第四区域包括走向呈第二方向的电极，且所述第一方向与所述第二方向相互垂直，当向所述第一子像素电极提供液晶驱动电压进行显示时，位于所述第一子像素电极的四个区域的液晶分子倾斜方位角相差90度；所述第二子像素电极对应设置于所述第一区域外侧的第一部分的电极走向与所述第一区域的电极走向相同；所述第二子像素电极对应设置于所述第二区域外侧的第二部分的电极走向与所述第二区域的电极走向相同；所述第二子像素电极对应设置于所述第三区域外侧的第三部分的电极走向与所述第三区域的电极走向相同；所述第二子像素电极对应设置于所述第四区域外侧的第四部分的电极走向与所述第四区域的电极走向相同，当向所述第二子像素电极提供液晶驱动电压进行显示时，位于所述第二子像素电极的四个区域的液晶分子倾斜方位角相差90度；

并且，与所述第一子像素电极对应的液晶层上的驱动电压为第一驱动电压，与所述第二子像素电极对应的液晶层的驱动电压为第二驱动电压，其中所述第一驱动电压小于所述第二驱动电压。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述像素单元进一步包括：

扫描线；

数据线，与所述扫描线绝缘设置；

第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的栅极与所述扫描线连接，所述第一薄膜晶体管的源极与所述数据线连接，所述第一薄膜晶体管的漏极与所述第一子像素电极连接；

第二薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管的栅极与所述扫描线连接，所述第二薄膜晶体管的源极与所述数据线连接，所述第二薄膜晶体管的漏极与所述第二子像素电极连接；

第一辅助电容与第一辅助电容配线，所述第一辅助电容的辅助电极与所述第一子像素电极连接，所述第一辅助电容的对置电极与所述第一辅助电容配线连接；

第二辅助电容与第二辅助电容配线，所述第二辅助电容的辅助电极与所述第二子像素电极连接，所述第二辅助电容的对置电极与所述第二辅助电容配线连接。

3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一子像素电极的面积和所述第二子像素电极的面积的比例为1:2。

4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一子像素电极为矩形、圆形或椭圆形，所述第二子像素电极的外周呈矩形。

5.一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括：按矩阵方式排列的多个像素单元，其特征在于，每一所述像素单元包括：

像素中央部分，设置于所述像素单元的中央；

像素边沿部分，设置于所述像素单元的边沿，且环绕所述像素中央部分的周围；

所述像素中央部分包括第一区域、第二区域、第三区域和第四区域，所述第一区域与所述第二区域并列设置，所述第三区域与所述第一区域对角设置，所述第四区域与所述第二区域对角设置，所述第一区域与所述第三区域分别包括走向呈第一方向的电极，所述第二区域与所述第四区域分别包括走向呈第二方向的电极，且所述第一方向与所述第二方向相互垂直，当提供液晶驱动电压进行显示时，位于所述像素中央部分的四个区域的液晶分子倾斜方位角相差90度；所述像素边沿部分对应设置于所述第一区域外侧的第一部分的电极走向与所述第一区域的电极走向相同；所述像素边沿部分对应设置于所述第二区域外侧的第二部分的电极走向与所述第二区域的电极走向相同；所述像素边沿部分对应设置于所述第三区域外侧的第三部分的电极走向与所述第三区域的电极走向相同；所述像素边沿部分对应设置于所述第四区域外侧的第四部分的电极走向与所述第四区域的电极走向相同，当向所述像素边沿部分提供液晶驱动电压进行显示时，位于所述像素边沿部分的四个区域的液晶分子倾斜方位角相差90度；

并且，与所述像素中央部分对应的液晶层上的驱动电压为第一驱动电压，与所述像素边沿部分对应的液晶层的驱动电压为第二驱动电压，其中所述第一驱动电压小于所述第二驱动电压。