CN102495500B - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液晶显示装置，其像素区域中包含第一电极及第二电极，其中，第二电极包括多个条状的第一导电部以及一个条状的第二导电部，该多个第一导电部均具有相对的第一端部和第二端部，该多个第一导电部的第一端部通过该第二导电部连接在一起，该多个第一导电部的第二端部互不相连；以及该第一电极在相邻的第一导电部之间并靠近第二端部的区域设有开口及藉由该开口形成的电极突出部，当液晶显示装置工作时，该第一电极的该电极突出部与该第二电极之间形成垂直于该第一导电部的方向上的分量电场。相较于现有技术，本发明的液晶显示装置具有更高的光穿透率和较快的响应时间。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及光电显示技术领域，且特别涉及一种液晶显示装置。

背景技术

目前，液晶显示装置作为平板显示器的一种，因其具有低功耗、形薄质轻等优点，故已被广泛的应用在各个领域中。通常，液晶显示装置中的液晶面板包括薄膜晶体管阵列基板、彩色滤光片基板以及填充在薄膜晶体管阵列基板和彩色滤光片基板之间的液晶层。薄膜晶体管阵列基板包括多条栅极线(gate line)、多条数据线(data line)、由多条栅极线和多条数据线交叉排列限定的多个像素区域(pixel area)等。像素区域包含像素电极及公共电极、以及设置在数据线和栅极线的交叉处附近的薄膜晶体管（Thin Film Transistor，简称TFT）。薄膜晶体管作为是否施加电压到像素电极上的开关元件。通过在像素电极和公共电极之间施加电压，从而在两电极之间产生电场，并通过控制施加电压的大小来改变该电场强度，进而通过控制位于像素电极和公共电极之间液晶分子的偏转角度来控制入射光的透射率，从而实现对液晶面板中的像素亮与暗的控制。

图1所示为现有的一种边缘电场切换（Fringe Field Switching, 简称FFS）型液晶显示装置的局部剖面示意图，图2所示为图1中FFS型液晶显示装置中阵列基板的示意性俯视图。请参阅图1及图2，在FFS型液晶显示装置10的阵列基板12中，玻璃基板120上依次形成有像素电极122、绝缘层126、公共电极124、及摩擦取向层128。像素电极122在像素区域内整层设置，而公共电极124则具有多个条状的水平导电部1240及两个条状的竖直导电部1242，多个水平导电部1240的两端分别通过两个竖直导电部1242连接以形成多个封闭的条形开口1244，薄膜晶体管18通过漏极金属层182与像素电极122电连接。

在如图1和图2所示的液晶显示装置10中，其利用像素电极122与公共电极124之间产生的电场，使得条状的公共电极124间以及位于公共电极124正上方的取向液晶分子都能在平行于玻璃基板120的平面方向产生旋转转换，从而在增大视角的同时提高液晶层的透光效率。

但是，在该现有的FFS型液晶显示装置10中，在位于公共电极124的两个条状的竖直导电部1242所在区域，由于公共电极124中两个条状的竖直导电部1242与像素电极122之间产生的电场沿该竖直导电部1242两侧分布，而在两个竖直导电部1242之间的区域，公共电极124中多个条状的水平导电部1240与像素电极122之间产生的电场沿水平导电部1240的两侧分布，因此，在液晶显示装置10的液晶层中，与公共电极124中两个竖直导电部1242对应区域，液晶分子分别受到两个不同方向电场的影响，所以在施加外部驱动电压后，这两个区域内的液晶分子会由于分别受到两个不同方向电场的影响，从而出现向错(Disclination line)现象，即该区域的液晶分子会出现不同的偏转方向，甚至基本不发生转动，导致该区域始终呈现暗态，降低了像素实际的穿透率。

发明内容

因此，本发明提供一种液晶显示装置，以克服现有技术中FFS型液晶显示装置在像素单元边缘区域的液晶分子在施加电压后的向错(Disclination line)现象，从而提高液晶显示装置的穿透率。

本发明所提供的液晶显示装置，包括设置于阵列基板上的多条栅极线、多条数据线、以及由多条栅极线和多条数据线交叉排列限定出的多个像素区域，每个像素区域包含第一电极及第二电极、以及设置在数据线和栅极线的交叉处附近的薄膜晶体管，其中，该第二电极包括多个条状的第一导电部以及一个条状的第二导电部，该多个第一导电部均具有相对的第一端部和第二端部，该多个第一导电部的第一端部通过该第二导电部连接在一起，该多个第一导电部的第二端部互不相连；以及该第一电极在相邻的第一导电部之间并靠近第二端部的区域设有开口及藉由该开口形成的电极突出部，当所述液晶显示装置工作时，该第一电极的该电极突出部与该第二电极之间形成垂直于该第一导电部的方向上的分量电场。

进一步地，该开口形成两个相对的电极突出部。

进一步地，该两个电极突出部对称设置。

进一步地，该两个电极突出部之间相互连接。

进一步地，该两个电极突出部之间存在间隙。

进一步地，该第一导电部沿第一方向延伸，该第二导电部沿第二方向延伸，第一方向与第二方向相互垂直。

进一步地，该第一导电部沿第一方向延伸，该第二导电部沿第二方向延伸，该第一方向与该第二方向的夹角大致为83度。

进一步地，该电极突出部包括与该第一电极相连接的连接部以及远离该连接部的尖端部，该电极突出部的宽度由该连接部向该尖端部递减。

进一步地，该电极突出部为尖三角、圆弧形或者梯形结构。

进一步地，该电极突出部为长条形。

由上可知，在本发明中，通过在第一电极上在相邻的第一导电部之间并靠近第二端部的区域设有开口及藉由该开口形成的电极突出部，从而利用电极突出部与第一导电部之间产生的垂直于第一导电部方向上的分量电场，进而保证了位于像素单元边缘区域的液晶分子在施加电压后能够沿同一方向发生偏转，进而克服了现有技术中靠近像素单元边缘区域的液晶分子由于受到两个不同方向的电场作用而产生向错(Disclination line)现象，借此来使原本不透光的像素单元边缘区域呈现亮态，同时能够使得位于像素单元边缘区域的液晶分子快速发生偏转，从而提高了液晶显示装置的响应时间和穿透率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是现有边缘电场切换型液晶显示装置的局部剖面示意图。

图2是图1所示的边缘电场切换型液晶显示装置中阵列基板的示意性俯视图。

图3是本发明第一实施例的液晶显示装置中阵列基板的示意性俯视图。

图4是图3中第一电极与第二电极的分解示意图。

图5是图3中V部分的局部放大图。

图6是本发明第二实施例中第一电极与第二电极的分解示意图。

图7是本发明第三实施例的液晶显示装置中阵列基板的示意性俯视图。

图8是本发明第四实施例的液晶显示装置中阵列基板的示意性俯视图。

图9是本发明第五实施例的液晶显示装置中阵列基板的示意性俯视图。

图10是本发明第六实施例中第一电极与第二电极的排布示意图。

图11所示为本发明中FFS型液晶显示装置的穿透率与现有的FFS型液晶显示装置穿透率的模拟效果对比示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的液晶显示装置的具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

请参照图3，本发明第一实施例中，液晶显示装置为边缘电场切换型液晶显示装置，其阵列基板22包括由栅极线24及数据线26交叉而限定的多个像素区域。像素区域内包括：依次设置在玻璃基板(未示出)上的第一电极222、绝缘层(未示出)、第二电极224、位于第二电极224上方的摩擦取向层(未示出)，以及位于数据线26和栅极线24交叉处的薄膜晶体管28。摩擦取向层的摩擦方向与图3中D2所示方向大致呈0°～±15°的夹角，即在非驱动状态(也即第一电极222与第二电极224之间不存在电压差时的状态)，液晶分子沿着与D2所示方向大致呈0°～±15°夹角的方向取向。在图3中，以与D2相同的方向作为X方向，以与D2垂直的方向作为Y方向。

本实施例中，第二电极224在像素区域内与第一电极222相对设置。第二电极224及第一电极222可以通过至少一种透明导电材料沉积而成，例如铟锡氧化物(indium tin oxide, ITO)、氧化铟锌(indium zinc oxide, IZO)、氧化铟(indium oxide, IO)、或其他透明导电层。在本发明中，第一电极为液晶显示装置的像素电极，第二电极为液晶显示装置的公共电极；或者第一电极为液晶显示装置的公共电极，第二电极为液晶显示装置的像素电极。

图4是图3中第一电极与第二电极的分解示意图。具体的，请参照图4，在本实施例的FFS型液晶显示装置中，第二电极224包括多个条状的第一导电部2240，其第二电极224中只设置一个条状的第二导电部2242。其中，第二电极224的多个第一导电部2240的延伸方向为第一方向，第二导电部2242的延伸方向为第二方向，在本实施例中，第一方向与X方向一致，第二方向与Y方向一致，即第一方向和第二方向相互垂直。在本实施例中，第二电极224中第一导电部2240具有相对的第一端部2240a和第二端部2240b，第一导电部2240的第一端部2240a通过第二导电部2242彼此连接，而第一导电部2240的第二端部2240b互不相连，且第一导电部2240之间形成多个敞口间隙2244。即第二电极224大致呈现为梳状结构，其中，沿第二方向延伸的第二导电部2242形成该梳状结构的第二电极224的梳根部位，沿第一方向延伸的第一导电部2240形成该梳状结构的第二电极224的梳齿部位。

图5所示为图3中相邻的第一导电部2240之间靠近第二端部2240b的区域的局部放大示意图。在本实施例中，如图4和图5所示，第一电极222在相邻的第一导电部2240之间并靠近第二端部2240b的区域设有开口226及藉由开口226形成的电极突出部228。当本发明中液晶显示装置工作时，第一电极222的电极突出部228与第二电极224之间形成垂直于第一导电部2240的方向上的分量电场。在本实施例中，藉由该开口226形成相对的电极第一突出部228a及电极第二突出部228b。优选情况下，电极第一突出部228a和电极第二突出部228b为对称的结构。优选情况下，电极第一突出部228a和电极第二突出部228b分别包括与第一电极222相连接的连接部以及远离连接部的尖端部，电极第一突出部228a和电极第二突出部228b的宽度分别由其各自的连接部向尖端部递减。在本实施例中，电极第一突出部228a和电极第二突出部228b为对称的尖三角结构，以电极第一突出部228a为例，其具有两个侧边AB及AC，以及由两个侧边AB及AC限定的夹角θ。如图5所示，通过该对称的尖三角结构，能够使得在与第一导电部2240的靠近第二端部2240b对应位置，第一电极222与第一导电部2240之间产生的电场具有较强的垂直于第一导电部2240的方向上的分量，从而使得位于与第一导电部2240第二端部2240b相对应的区域的电场比像素单元中心区域电场的垂直于第一导电部2240的方向上的分量要大，这个电场保证了位于像素单元边缘区域的液晶分子在施加电压后能够沿同一方向发生偏转，进而克服了现有技术中靠近像素单元边缘区域的液晶分子由于受到两个不同方向的电场作用而产生向错(Disclination line)现象，借此来使原本不透光的像素单元边缘区域呈现亮态，从而提高了液晶显示装置的穿透率。同时该电场能够使得位于像素单元边缘区域的液晶分子快速发生偏转，从而可以提高了液晶显示装置的响应时间。在本实施例中，电极第一突出部228a或电极第二突出部228b的尖三角结构中θ的角度越小，则第一电极222与第二电极224所形成电场的垂直于第一导电部2240的方向上的分量越大，则对其响应时间及穿透率的提升效果越好。

本实施例中，上述的第一电极222上的尖三角结构由对第二电极层224的对应位置进行挖空而形成，即藉由开口226形成。在本发明中，如图3、图4和图5所示，可以仅在第一电极222上与相邻的第一导电部2240之间并靠近第二端部2240b的区域设有开口226并借由开口226形成该对称的尖三角结构的电极第一突出部228a及电极第二突出部228b，而不对第一电极222与第二端部2240b重叠区域进行挖空。 

另外，由于第二电极224第一导电部2240之间的间距非常小，因此，对第一电极222上与第二电极224中相邻的第一导电部2240的第二端部2240b之间区域挖空形成该尖三角结构在具体实施过程中会存在一定困难，因此，请参照图6，在本发明第二实施例中，可以同时将第一电极322与第二电极324重叠的位置挖空形成开口326，以促使该尖三角结构的形成。

此外，请参照图7至图9，在第三至第五实施例中，电极突出部428、528、及628也可以采用圆弧形、梯形或者长条形等形状，不再赘述。在上述如图7、图8所示的第三、第四实施例中，电极第一突出部及电极第二突出部为圆弧形或梯形时，电极第一突出部与电极第二突出部可以相互连接，也可以存在一定间隙。

图10是本发明第六实施例中第二电极与第一电极的排布示意图。如图10所示，第二电极724的多个第一导电部的延伸方向为第一方向，第二导电部的延伸方向为第二方向，在本实施例中，与前述第一实施例不同的是，第二导电部的第二方向仍然与Y方向一致，而第一方向与第二方向大致呈83度夹角，即该第二电极724的第一导电部与第二导电部的夹角为83度左右。在本实施例中，液晶分子的摩擦取向方向垂直于第二方向，即在非驱动状态(也即第一电极222与第二电极224之间不存在电压差时的状态)，液晶分子的摩擦取向方向与第一方向预先形成一定角度的夹角，因此能够使得第二电极724与第一电极722中形成的电场与液晶分子的摩擦取向方向预先形成一定夹角，进而能够快速的使得液晶分子发生偏转，进而加快液晶显示装置的响应时间。需要说明的是，该图10所示的第二电极与第一电极排布形状同样适用于第二至第五实施例，不在赘述。

图11所示为本发明中FFS型液晶显示装置的穿透率与现有的FFS型液晶显示装置穿透率的模拟效果对比示意图，其中，S1表示现有的FFS型液晶显示装置穿透率的模拟曲线，S2表示本发明中FFS型液晶显示装置穿透率的模拟曲线。从图11可以看出，本发明实施例的像素区域的最大穿透率可以由现有技术的0.4198提高到0.4448，大约提高了6%左右。

综上所述，在本发明所提供的液晶显示装置中，通过在第一电极上挖空所形成的电极突出部，且电极突出部位于第一电极上与所述第二电极中相邻的第一导电部之间并靠近第二端部的区域，同时将第二电极设置为梳状，因此，当液晶显示装置工作时，第一电极的电极突出部和第二电极之间能够产生较强的垂直于第二电极的第一导电部方向上的分量电场，从而保证了位于像素单元边缘区域的液晶分子在施加电压后能够沿同一方向发生偏转，进而克服了现有技术中靠近像素单元边缘区域的液晶分子由于受到两个不同方向的电场作用而产生的向错(Disclination line)现象，借此来使原本不透光的像素单元边缘区域呈现亮态，从而提高了液晶显示装置的穿透率。同时该电场能够使得位于像素单元边缘区域的液晶分子快速发生偏转，从而可以提高了液晶显示装置的响应时间。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置，包括设置于阵列基板上的多条栅极线、多条数据线、以及由多条栅极线和多条数据线交叉排列限定出的多个像素区域，每个像素区域包含第一电极及第二电极、以及设置在数据线和栅极线的交叉处附近的薄膜晶体管，其特征在于：

该第二电极包括多个条状的第一导电部以及一个条状的第二导电部，该多个第一导电部均具有相对的第一端部和第二端部，该多个第一导电部的第一端部通过该第二导电部连接在一起，该多个第一导电部的第二端部互不相连；以及

该第一电极在相邻的所述第一导电部之间并靠近所述第二端部的区域设有开口及藉由该开口形成的电极突出部，当所述液晶显示装置工作时，该第一电极的该电极突出部与该第二电极之间形成垂直于该第一导电部的方向上的分量电场。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该电极突出部包括两个相对设置的电极突出部。

3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：该两个电极突出部对称设置。

4.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：该两个电极突出部之间相互连接。

5.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：该两个电极突出部之间存在间隙。

6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该第一导电部沿第一方向延伸，该第二导电部沿第二方向延伸，第一方向与第二方向相互垂直。

7.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：该第一导电部沿第一方向延伸，该第二导电部沿第二方向延伸，该第一方向与该第二方向的夹角大致为83度。

8.如权利要求1至7中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：该电极突出部包括与该第一电极相连接的连接部以及远离该连接部的尖端部，该电极突出部的宽度由该连接部向该尖端部递减。

9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于：该电极突出部为尖三角、圆弧形或者梯形结构。

10.如权利要求1至7中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：该电极突出部为长条形。