CN106483715A - 显示设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种显示设备。本公开的一个示例性实施例提供了一种显示设备,包括:包括多个单元区域的第一基底;被设置在一个单元区域中的第一基底上的单元电极部分;面对单元电极部分的相对电极;被插入在单元电极部分与相对电极之间的液晶层;以及被插入在第一基底与液晶层之间并朝向液晶层突出的突起。突起包括:彼此面对并包括平行于第一方向的边的一对水平部分;彼此面对并包括平行于与第一方向不同的第二方向的边的一对垂直部分;以及包括平行于相对于第一方向和第二方向倾斜的方向的第一斜边的至少一个角落部分。
Description
相关申请的交叉引用
此申请要求2015年8月24日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2015-0119127号的优先权和权益,其全部内容通过引用被合并于此。
技术领域
本公开涉及显示设备,更具体地,涉及垂直取向(VA)模式的液晶显示器。
背景技术
诸如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器等的显示设备通常包括包含用于显示图像的多个像素的显示面板。
液晶显示器的显示面板包括包含液晶分子的液晶层、用于控制液晶层中的液晶分子的取向的电场产生电极、用于将电压施加到电场产生电极中的至少一些的多条信号线以及被连接到多条信号线的多个开关元件。当将电压施加到电场产生电极时,在液晶层中产生电场,从而重新取向液晶分子。因此,图像可通过调节透射光的量来显示。显示面板可包括至少一个偏振器以控制透射光的量。
被包括在液晶显示器中的电场产生电极包括用于接收数据电压的像素电极和用于接收公共电压的相对电极。像素电极可以通过由例如薄膜晶体管形成的开关元件接收数据电压。像素电极和相对电极可以被配置为彼此面对且在它们之间插入有液晶层,或者可以被设置在相对于液晶层的同一侧。
每个像素可以显示原色,诸如红色、绿色、蓝色等。
在液晶显示器中,存在当电场没有被施加到液晶层时液晶分子被布置为使得液晶分子的长轴相对于显示面板的表面基本上垂直取向的垂直取向(VA)模式。实施垂直取向(VA)模式的液晶显示器与其它液晶显示器相比通常具有高对比度和宽标准视角。
为了在实施垂直取向模式的液晶显示器中实现宽视角,可以在一个像素中形成具有不同的液晶分子取向方向的多个子区域或域。用于形成多个域的方法的一个示例可包括在电场产生电极中形成诸如狭缝的切口。在电场产生电极中形成切口的情况下,由切口的边缘形成边缘场,这重新取向液晶分子。因此,可以形成多个域。
每个域或子区域中的液晶分子基本上在相同的方向上倾斜。
初始取向方法被用于加速响应速度和实施宽视角。当电场没有被施加到液晶层时,初始取向方法对液晶分子提供了预倾斜。为了向液晶分子提供具有各种预定方向的预倾斜,可以使用具有各种取向方向的取向层,或者在将电场施加到液晶层之后可以将取向助剂添加到液晶层或取向层并固化。
然而,为了制造包括用于预倾斜的取向助剂的液晶显示器,通常需要用于取向助剂的附加工艺线、紫外线固化工艺等,这将导致额外的成本。因此,存在增加液晶显示器的制造成本、需要额外的制造设备以及制造过程复杂化的问题。在此背景技术部分公开的上述信息仅用于增强对本公开的背景的理解,因此可能包含不构成在该国家对本领域普通技术人员而言已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开描述了具有能够增加其液晶取向控制性和透过率的优点的液晶显示器。
本公开的一个示例性实施例提供了一种显示设备,包括:包括多个单元区域的第一基底;被设置在第一基底上并被设置在一个单元区域中的单元电极部分;面对单元电极部分的相对电极;被插入在单元电极部分与相对电极之间的包括多个液晶分子的液晶层;以及被插入在第一基底与液晶层之间并朝向液晶层突出的突起,其中突起包括:相对于单元电极部分的中心彼此面对并包括平行于第一方向的边的一对水平部分;相对于单元电极部分的中心彼此面对并包括平行于与第一方向不同的第二方向的边的一对垂直部分;以及包括平行于相对于第一方向和第二方向倾斜的方向的第一斜边的至少一个角落部分。
第一斜边和第一方向可以形成大于等于约40°并小于约90°的锐角。
水平部分和垂直部分可以围绕被包括在单元区域中的透光区域的至少一部分延伸。
突起可以包括相对于突起的底表面斜向倾斜的第一侧表面。
单元区域可以包括多个子区域,当在液晶层中产生电场时多个子区域处的液晶分子在彼此不同的方向上倾斜的,并且被设置在第一侧表面上的液晶分子可以具有在液晶分子欲在子区域的每个中倾斜的方向上的预倾斜。
突起的第一侧表面和底表面可以形成在约40°至约50°的范围内的角度。
突起可以被包括在具有比透光区域低的透光率的阻光区域中。
单元电极部分可以包括被设置在子区域中的相邻子区域之间的边界处的杆和被连接到杆的多个分支,并且分支可以朝向与第一方向和第二方向不同的方向延伸。
单元电极部分可以包括被设置在单元电极部分的至少一个角落中的至少一个平面部分。
平面部分可以包括朝向相对于第一方向倾斜的方向延伸的第二斜边,第二斜边可以被设置在子区域的内部中。
第一斜边可以与平面部分重叠。
第二斜边可以与面对第二斜边的分支隔开。
分支的端部的边可以与突起重叠。
突起的第一侧表面与底表面可以形成在约1°至约2°的范围内的角度。
角落部分在一个对应的子区域中所占据的面积可以小于等于约50%。
角落部分可以被包括在透光区域中。
角落部分的最大厚度可以小于等于约0.5微米。
显示设备可以进一步包括面对第一基底的第二基底以及被设置在第一基底上的间隔件,液晶层被插入在第一基底与第二基底之间,而突起和间隔件可以被设置在同一层中并且可以包括相同的材料。
此外,显示设备可以包括与间隔件和突起被设置在同一层中、包括与间隔件和突起相同的材料、并具有小于间隔件的厚度的厚度的主阻光块,主阻光块可以被设置在阻光区域中。
第一斜边可以被连接到水平部分或垂直部分的边。
显示设备可以包括被配置为对应于一个图像信号显示图像的像素,像素可以包括多个单元区域。
本公开的另一实施例提供了一种显示设备,包括:包括多个单元区域的第一基底;被设置在第一基底上并被设置在多个单元区域中的一个单元区域中的单元电极部分;面对单元电极部分的相对电极;以及被插入在单元电极部分与相对电极之间的包括多个液晶分子的液晶层,其中单元区域包括多个子区域,当在液晶层中产生电场时多个子区域处的液晶分子在彼此不同的方向上倾斜,并且单元电极部分包括被设置在相邻子区域之间的边界处的杆、被连接到杆的多个分支、以及被设置在单元电极部分的至少一个角落中的至少一个平面部分。
平面部分可以包括朝向相对于杆的延伸方向倾斜的方向延伸的斜边,斜边可以被设置在子区域的内部中。
斜边可以与面对斜边的分支隔开。
平面部分在对应的子区域中所占据的面积的比例可以小于等于约50%。
根据本公开的一个示例性实施例,显示设备可以提高其液晶取向控制性和透射率。
附图说明
图1是根据本公开的一个示例性实施例的显示设备的布局图。
图2和图3是示出了根据本公开的一个示例性实施例的显示设备的像素中的多个单元区域的俯视图。
图4是示出了根据本公开的一个示例性实施例的显示设备的单元区域中的突起和液晶分子的取向方向的俯视图。
图5是沿线V-V'截取的图4的示例性剖视图。
图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12和图13是示出了根据本公开的一个示例性实施例的显示设备的单元区域中的突起和单元电极部分的结构的俯视图。
图14是沿线XIV-XIV'截取的图13的示例性剖视图。
图15是示出了根据本公开的一个示例性实施例的显示设备的单元区域中的突起和单元电极部分的结构的俯视图。
图16是示出了根据本公开的一个示例性实施例的显示设备的像素的布局图。
图17是另外示出了图16的像素中的突起的布局图。
图18、图19和图20是沿线XVII-XVII'截取的图17的示例性剖视图。
具体实施方式
在下文中将参考示出了本系统和方法的示例性实施例的附图更充分地描述本系统和方法。如本领域技术人员将认识到的那样,所描述的实施例可以以各种不同的方式修改,所有这些都不脱离本公开的精神或范围。
在图中,为了清楚,层、膜、面板、区域等的厚度被夸大。贯穿说明书,相同的附图标记表示相同的元件。当诸如层、膜、区域或基底的一个元件被称为在另一元件“上”时,它可以直接在另一元件上,或者还可以存在中间元件。相反,当一个元件被称为“直接”在另一元件“上”时,不存在中间元件。
为了避免削弱相关主题,在本文的描述中可以省略对本领域普通技术人员而言通常已知的部分,贯穿说明书,相同的附图标记指代相同或相似的组成元件。
贯穿此说明书和所附的权利要求书,当描述一个元件被“结合”到另一元件时,该元件可以被“直接结合”到另一元件或通过第三元件被“电结合”到另一元件。另外,除非明确描述为相反,词语“包括”及其变型将被理解为暗示包括所陈述的元件,但不排除任何其它元件。
首先,参考图1至图3描述根据本公开的一个示例性实施例的显示设备。
参考图1,根据本公开的示例性实施例的显示设备包括显示面板300。显示面板300包括布置有多个像素PX的显示区域DA,多条信号线被设置在显示区域DA中。多个像素PX可以被布置成大致矩阵形式,但它们不限于此。
像素PX被设置在显示面板300的显示区域中,以根据图像信号显示图像,并且可以显示诸如红色、绿色、蓝色等的原色。通过调节具有不同颜色的多个像素PX的亮度可以显示各种颜色。
一个像素PX可以包括具有相对高的透光率的至少一个透光区域和不具有透光率或具有相对低的透光率的至少一个阻光区域。
信号线包括用于传送控制开关元件的导通和断开的栅极信号的多条栅极线GL1至GLn、以及用于传送数据电压的多条数据线DL1至DLm。栅极线GL1至GLn在第一方向D1上延伸,数据线DL1至DLm在与第一方向D1不同的第二方向D2上延伸。第二方向D2可以垂直于第一方向D1,当从相对于显示面板300的平面的垂直方向观察时,第一方向D1和第二方向D2在同一平面上。
显示面板300可包括被设置在与一个像素PX对应的区域中的至少一个开关元件以及被连接到至少一个开关元件的至少一个像素电极。开关元件可以包括被连接到至少一条数据线DLj(j=1,2,……,或m)和至少一条栅极线GLi(i=1,2,……,或n)的至少一个薄膜晶体管。薄膜晶体管可根据通过栅极线GLi传送的栅极信号被控制以通过数据线DLj将数据电压传送到像素电极。
在剖面结构中,液晶显示器的显示面板300包括至少一个液晶层,液晶层包括多个液晶分子。液晶分子可在相对于显示面板300的平面的大致垂直方向上被初始取向。为此,显示面板300可以包括与液晶层相邻的至少一个垂直取向层。这里,显示面板300的平面表示在平行于第一方向D1和第二方向D2的方向上延伸的平面。
参考图2和图3,一个像素PX包括至少一个单元区域SP。具体地,在一个像素PX包括多个单元区域SP的情况下,单元区域SP可以具有均一或不均一的面积。
在一个像素PX包括多个单元区域SP的情况下,被包括在一个像素PX中的单元区域SP可以被布置为图2中所示的四边形矩阵形式。图2示出了一个像素PX包括被布置成3×2矩阵形式的六个单元区域SP的示例,但本公开的示例性实施例不限于此。
被包括在一个像素PX中的多个单元区域SP可被配置为如图3所示的两个隔开的区域,在这两个隔开的区域之间插入有包括薄膜晶体管的薄膜晶体管区域TRA。例如,被布置成2×2矩阵形式的多个单元区域SP可以被设置在相对于薄膜晶体管区域TRA的上部,被布置成3×2矩阵形式的多个单元区域SP可以被设置在相对于薄膜晶体管区域TRA的下部,但本示例性实施例不限于此。
薄膜晶体管区域TRA可以与很少的光或没有光透射的阻光区域对应。单元区域SP的大部分可以作为透光区域。
根据本公开的示例性实施例的显示设备的一个像素PX可以包括用于显示取决于与图像信号对应的相同或不同伽马曲线的亮度的图像的多个子像素PXa和PXb。参考图3,被包括在一个像素PX中的第一子像素PXa可包括在相对于薄膜晶体管区域TRA的一侧的多个单元区域SP,被包括在一个像素PX中的第二子像素PXb可包括在相对于薄膜晶体管区域TRA的另一侧的多个单元区域SP。在中等灰度中,当第二子像素PXb显示具有比第一子像素PXa的亮度低的亮度的图像时,被包括在第二子像素PXb中的单元区域SP的数量可以大于被包括在第一子像素PXa中的单元区域SP的数量。
接下来,参考图4和图5连同上述图1至图3描述根据本公开的一个示例性实施例的显示设备的单元区域SP的具体结构。
参考图4,当在平面结构上观察时,一个单元区域SP包括多个子区域A1、A2、A3和A4。当在液晶层中产生电场时,被包括在子区域A1、A2、A3和A4中的每个中的液晶分子31被重新取向,使得液晶分子31的长轴的方向分别彼此不同。液晶分子31的长轴被最初取向为相对于显示面板300的平面垂直,并根据所产生的电场在与显示面板300的平面平行的方向上倾斜和重新取向。
例如,如图4所示,在一个单元区域SP包括四个子区域A1、A2、A3和A4的情况下,被设置在子区域A1、A2、A3和A4中的每个中的液晶分子31在分别不同的方向a1、a2、a3和a4上倾斜。液晶分子31被大体上倾斜的方向a1、a2、a3和a4与第一方向D1和第二方向D2不同。例如,子区域A1、A2、A3和A4中的每个中的液晶分子31的倾斜方向a1、a2、a3和a4可以在相对于第一方向D1或第二方向D2约40°至约50°或约130°至约140°的范围内,但不限于此。第一子区域A1中的液晶分子31的倾斜方向a1与第三子区域A3中的液晶分子31的倾斜方向a3相反,第二子区域A2中的液晶分子31的倾斜方向a2与第四子区域A4中的液晶分子31的倾斜方向a4相反。子区域A1、A2、A3和A4中的沿第一方向D1或第二方向D2彼此相邻的一对子区域中的液晶分子31的倾斜方向a1、a2、a3和a4在第一方向D1或第二方向D2上的矢量分量可以彼此相反。此外,子区域A1、A2、A3和A4中的沿第一方向D1或第二方向D2相邻的一对子区域中的液晶分子31的倾斜方向a1、a2、a3和a4可以形成85°至95°的范围内的角度,但不限于此。
子区域A1、A2、A3和A4的大部分区域用作透光区域。
参考图4和图5,一个单元区域SP包括用于控制液晶分子31的取向方向的突起261。像素PX(未示出)可以包括作为在液晶层中产生电场的电极之一的像素电极,突起261可以被插入在像素电极与液晶层之间。如图5所示,突起261可通过朝向液晶层突出而向液晶分子31提供预倾斜,从而控制液晶分子31的倾斜方向。突起261的截面位置可以被设置在具有被形成为朝向液晶层突出的表面的另一层上。
参考图4,当从平面结构观察时,突起261包括被配置为相对于单元区域SP的中心C彼此面对并各自包括与第一方向D1平行的边的一对水平部分261a、被配置为相对于单元区域SP的中心C彼此面对并各自包括与第二方向D2平行的边的一对垂直部分261b、以及包括平行于与第一方向D1和第二方向D2倾斜的方向的斜边Ea的角落部分261c。
彼此相邻的水平部分261a和垂直部分261b可如图4所示被彼此连接,或者可以被彼此隔开。水平部分261a的宽度和垂直部分261b的宽度可以彼此相同,或者可以彼此不同。
角落部分261c被插入在彼此相邻的水平部分261a与垂直部分261b之间。角落部分261c可以是包括斜边Ea的大致三角形的形状。角落部分261c的除了斜边Ea之外的另外两条边可以分别与第一方向D1和第二方向D2大致平行。如图4所示,角落部分261c的斜边Ea可以被连接到相邻的水平部分261a的边和垂直部分261b边,或以预定距离与这些边隔开。
一对水平部分261a、一对垂直部分261b和四个角落部分261c可以被彼此连接,以基本上构成封闭曲线。在这种情况下,突起261可以具有大致四边形形状。
角落部分261c的斜边Ea可以与第一方向D1形成大于约40°并小于约90°的角度Ang。在本文中,角度Ang是锐角。斜边Ea的延伸方向可以分别与子区域A1、A2、A3和A4中的液晶分子31的倾斜方向a1、a2、a3和a4相交。更具体地说,相交的角度可以是大致90°。
在角落部分261c的斜边Ea与被形成为面对斜边Ea的顶点之间的距离W2可以小于等于水平部分261a或垂直部分261b的宽度W1,但不限于此。
突起261被形成为围绕单元区域SP的透光区域的至少一部分。图4示出了突起261形成围绕被包括在单元区域SP中的多个子区域A1、A2、A3和A4的闭合曲线。突起261可以与围绕透光区域的阻光区域对应,但不限于此。
参考图4和图5,当从剖面结构观察时,突起261包括用作相对于突起261的底表面斜向倾斜的斜坡Sa。突起261的侧表面Sa与底表面之间的剖面角度Ang1可以在约40°至约50°的范围内,但不限于此,可以取决于突起261的材料特性或制造工艺而改变。
突起261可包括被配置为彼此面对的一对侧表面Sa,它们之间的顶边可以与突起261的底表面大致平行。然而,在某些情况下,突起261的与其底表面大致平行的顶边可被省略。
突起261的从其底表面的最大高度H1(即,最大厚度)可在约0.5微米至1.2微米的范围内,但不限于此,可取决于设计条件而改变。
角落部分261c的斜边Ea与角落部分261c的侧表面Sa的底边对应。
垂直取向层可被设置在突起261的表面上。因此,围绕突起261的表面的液晶分子31可以在与突起261的表面大致垂直的方向被取向。
当液晶分子31的大致垂直于显示面板300的平面的取向被确定为基准取向时,即使在液晶层中没有产生电场时,突起261也控制液晶分子31(特别是与侧表面Sa相邻的液晶分子31)具有朝向子区域A1、A2、A3和A4的每个内部部分的预倾斜。预倾斜方向与大致垂直于显示面板300的平面的基准取向的方向形成锐角,它们之间的锐角可以大于约30°。
具体地,突起261的角落部分261c控制与其相邻的液晶分子31具有朝向倾斜方向a1、a2、a3和a4的预倾斜。
当在液晶层中产生电场时,液晶分子31的由突起261引起的这种预倾斜可以提供被设置在子区域A1、A2、A3和A4中的每个中的液晶分子31在各自倾斜方向a1、a2、a3和a4上的更快取向。
具体地,由于垂直于角落部分261c的斜边Ea的方向大致面对单元区域SP的中心C,因此当在液晶层中产生电场时,位于角落部分261c周围的液晶分子31已经具有在液晶分子31被倾斜的倾斜方向a1、a2、a3和a4上的预倾斜。因此,液晶分子31可以在倾斜方向a1、a2、a3和a4上被更快地重新取向,从而提高了其响应速度和透射率。
在角度Ang为约45°的情况下,角落部分261c可以控制被设置在子区域A1、A2、A3和A4中的液晶分子31在朝向单元区域SP的中心C的方向上被更快取向。在角度Ang大于约45°的情况下,角落部分261c可以控制液晶分子31具有在其倾斜方向a1、a2、a3和a4与第一方向D1之间的小于约45°的角度。在这种情况下,当在液晶层中产生电场时,液晶分子31可以在比第二方向D2更靠近第一方向D1的方向上被倾斜。因此,侧面可视性可以提高。
如果显示面板300的液晶层被外部压力按压因而液晶分子31的取向是无序的,则即使外部压力被去除,液晶分子31的取向也不会恢复,从而被看作斑点。然而,根据本公开的示例性实施例,突起261可以控制与其相邻的液晶分子31在预定方向上取向。这便于子区域A1、A2、A3和A4中的每个中的液晶分子31恢复到原始取向方向。也就是说,在外部压力被去除之后,液晶分子31的取向从无序恢复的恢复速度被提高。具体地说,突起261的角落部分261c可支持更快恢复到倾斜方向a1、a2、a3和a4。
这样,根据本公开的示例性实施例,当通过在液晶层中产生电场来显示图像时,液晶分子31可以由于突起261而更快地在目标取向方向上重新取向,所以透射率可被进一步提高,更靠近目标亮度的图像可被显示,从而提高了显示质量。
根据本公开的一个示例性实施例,突起261可包括有机材料。在根据本公开的一个示例性实施例的显示设备的制造工艺中,突起261可以通过涂覆有机材料、然后利用使用光掩模的曝光和显影的光刻工艺来形成。在这种情况下,与突起261对应的光掩模的透光率可以具有恒定值。
下面将参考图6至图12以及上述图1至图5描述根据本公开的一个示例性实施例的显示设备的单元区域SP的详细结构。与上述示例性实施例中相同的构成元件由相同的附图标记表示,其描述被省略。侧重于不同的元件而提供详细描述。
首先,参考图6,根据本示例性实施例的显示设备与前述示例性实施例基本相同,而在此实施例中像素电极的结构更具体。
参考图6,单元电极部分191被设置在一个单元区域SP中。在一个像素PX包括多个单元区域SP的情况下,单元电极部分191可以是被设置在像素PX中的像素电极的一部分,在一个像素PX包括一个单元区域SP的情况下,单元电极部分191可以是像素电极本身。
单元电极部分191的整体形状为大致四边形,并包括包含水平杆和与水平杆交叉的垂直杆的十字形杆195、以及多个分支197。十字形杆195的中心可以与单元区域SP的中心C大致重合。
十字形杆195沿单元区域SP的子区域A1、A2、A3和A4之间的边界延伸。换句话说,单元区域SP通过十字形杆195分为子区域A1、A2、A3和A4。十字形杆195的水平杆可在平行于第一方向D1的方向上延伸,十字形杆195的垂直杆可在平行于第二方向D2的方向上延伸。
十字形杆195的宽度可以在约4微米至约6微米的范围内,但不限于此。
分支197被连接到十字形杆195,并从十字形杆195向外延伸。分支197被设置在子区域A1、A2、A3和A4中,除电极之外的狭缝被设置在被设置在子区域A1、A2、A3和A4中的每个中的相邻分支197之间。子区域A1、A2、A3和A4的沿第一方向D1或第二方向D2彼此相邻的一对子区域的分支197与十字形杆195的交叉位置可以不被重合设置,而可以被交替设置。
分支197和狭缝的节距(pitch)可以在约5微米至约8微米的范围内,但不限于此。此外,分支197和狭缝的宽度的比例可以在约1.5:1至约1:1.5的范围内,但不限于此,可以考虑显示特性进行适当调整。
在单元区域SP的四个子区域A1、A2、A3和A4中,被设置在第一子区域A1中的分支197从十字形杆195朝向右上方向倾斜延伸,被设置在第二子区域A2中的分支197从十字形杆195朝向左上方向倾斜延伸,被设置在第三子区域A3中的分支197从十字形杆195朝向左下方向倾斜延伸,被设置在第四子区域A4中的分支197从十字形杆195朝向右下方向倾斜延伸。
尽管未示出,分支197的端部中的至少一些可以被彼此连接,以形成单元电极部分191的外周。
在分支197与十字形杆195的水平杆的延伸方向之间的锐角可以在约40°至约50°的范围内,但不限于此,可以考虑显示设备的诸如可视性的显示特性进行适当调整。
根据本公开的示例性实施例,单元区域SP可以包括上述突起261,突起261可以被设置在单元电极部分191的上方或下方。在下文中,主要描述突起261被设置在单元电极部分191上的示例。
分支197的端部的边可以与突起261重叠或可以不与突起261重叠。图6示出了分支197的端部的边与突起261重叠的示例。在这种情况下,单元区域SP的透光区域的效率可以得到提高。
显示面板300还可以包括被配置为面对单元像素部分191的相对电极(在图6中未示出),在单元像素部分191与该相对电极之间插入有液晶层。相对电极用作与像素电极一起在液晶层中产生电场的电场产生电极。被施加到像素电极的数据电压与被施加到相对电极的电压之间的电压差可以取决于与像素PX对应的图像信号的灰度而改变。被设置在显示面板300的多个像素PX中的相对电极可被彼此连接,以传送相同的电压。相对电极可以被形成为单个板的形状,而没有任何切口。
在下文中,将描述根据本公开的一个示例性实施例的显示设备的显示操作。
当被连接到包括单元电极部分191的像素电极的薄膜晶体管被导通时,数据电压被施加到像素电极。然后,被施加诸如公共电压的恒定电压的相对电极与像素电极一起在液晶层中产生电场。电场包括大致垂直于显示面板300的平面的垂直分量,液晶分子31由于电场的垂直分量而倾向于在与显示面板300的平面大致平行的方向上倾斜。在这种情况下,单元电极部分191的分支197的边缘可以产生边缘场。分支197周围的液晶分子31由于此边缘场而朝向分支197的内部倾斜。结果是,液晶分子31大多向中心C倾斜,并倾斜到与分支197的延伸方向大致平行的方向。因此,四个子区域A1、A2、A3和A4中的液晶分子31的倾斜方向彼此不同,并且可以与图4中所示的液晶分子31的上述倾斜方向a1、a2、a3和a4相同。
如上所述,通过向液晶分子31提供预倾斜,突起261可以提高用于重新取向液晶分子31的控制性(被称为液晶取向控制性)和响应速度。具体地,突起261的角落部分261c可以通过如在图6中所示的区域Ra中提供靠近液晶分子31的倾斜方向a1、a2、a3和a4的预倾斜来进一步提高液晶分子31的液晶取向控制性和响应速度。
突起261的其它效果与前述描述相同。
与常规技术不同,根据本公开的示例性实施例,可以在不向取向层或液晶层包括取向助剂的情况下确保液晶分子31的足够控制性。因此,可以在不增加用于形成取向助剂的复杂制造工艺的情况下提供在液晶取向控制性和透射率上得到改进的显示设备。
此外,当一个像素PX包括多个单元区域SP并且像素PX的大小增加时,液晶分子31的液晶取向控制性可以提高,而透射率不会劣化。
接下来,参考图7,根据本示例性实施例的显示设备与图6中示出的前述示例性实施例的大部分相同,而单元电极部分191的分支197的端部的边可以不与突起261重叠。分支197的端部的边和突起261的内边缘的边之间的距离d1可以大于等于0微米,并可以小于等于约1微米。
根据本示例性实施例,显示设备可具有提高的侧面可视性。
接下来,参考图8,根据本示例性实施例的显示设备与图6中示出的前述示例性实施例大部分相同,而突起261的角落部分261c的斜边Ea与第一方向D1可以形成大于约45°的角度Ang。在这种情况下,液晶分子31的由于角落部分261c而倾斜的方向a1、a2、a3和a4与第一方向D1可被控制为在其间形成小于约45°的角度。结果是,当在液晶层中产生电场时,液晶分子31可以在比第二方向D2更靠近第一方向D1的方向上倾斜,所以侧面可视性可以得到提高。
接下来,参考图9,根据本示例性实施例的显示设备与前述示例性实施例的大部分相同,而单元电极部分191可以具有不同的结构。
单元电极部分191与前述示例性实施例的单元电极部分191大部分相同,而至少一个单个板形状的平面部分198可以被设置在单元电极部分191的四个角落的至少一个中。在单元电极部分191是大致四边形形状的情况下,至少一个平面部分198被设置在四边形的至少一个角落中。图9示出了每个平面部分198被设置在单元电极部分191的四个角落中的示例。
形成平面部分198的电极在其上没有图案,所以具有连续表面,而没有诸如狭缝的开口。
一个平面部分198可以是包括被设置在子区域A1、A2、A3和A4中的一个子区域的内部的斜边Eb的多边形,例如三角形。平面部分198可以是包括与单元电极部分191的顶点对应并被形成为面对斜边Eb的第一顶点、被形成在单元电极部分191的水平边上的第二顶点、以及被形成在单元电极部分191的垂直边上的第三顶点的三角形形状。斜边Eb朝向与子区域A1、A2、A3和A4中的每个子区域的分支197的延伸方向相交的方向延伸。更具体地说,斜边Eb延伸的方向可以基本上垂直于分支197的延伸方向。平面部分198可以形成单元电极部分191的外周并且可包括被连接到斜边Eb的两边。
在平面部分198的顶点中,被形成在单元电极部分191的水平边或垂直边上的顶点被形成在斜边Eb的端部上,并且可被设置在单元电极部分191的顶点与十字形杆195的水平杆或垂直杆的端部之间。因此,在子区域A1、A2、A3和A4中由平面部分198所占据的面积可小于等于约50%。在这种情况下,平面部分198的斜边Eb与被形成为面对斜边Eb的顶点之间的距离可以小于等于子区域A1、A2、A3和A4中的每个子区域的对角线长度的约50%。
平面部分198的斜边Eb与十字形杆195的水平杆的延伸方向(即,第一方向D1)之间的角度可以在约40°至约50°的范围内。具体地说,平面部分198的斜边Eb可以基本上平行于突起261的角落部分261c的斜边Ea。突起261的角落部分261c的斜边Ea与平面部分198的内部区域重叠。
这样,在单元电极部分191包括平面部分198的情况下,液晶取向控制性可以通过由平面部分198的斜边Eb产生的边缘场的作用而得到提高,从而进一步提高显示设备的透射率。
参考上述图6,分支197的边缘周围的液晶分子31具有在面对分支197的内部的方向上被取向的倾向,而不是在分支197的延伸方向上被取向。因此,透射率在分支197的边缘的周围被部分恶化,所以其周围的空间可以被看作是暗空间。然而,如在本公开的本示例性实施例中,在单元电极部分191包括平面部分198的情况下,分支197周围的暗空间可以减小,所以单元区域SP的整体透射率可以得到提高。
由于狭缝或分支197没有被形成在平面部分198上,因此当液晶分子31被重新取向时,控制性可能不够。然而,平面部分198被设置在与突起261的角落部分261c相邻的位置中,角落部分261c增强了液晶分子31的控制性,所以与平面部分198对应的液晶分子31的取向方向可以被有效地控制。因此,可以实现足够的透射率。
平面部分198通过单独的连接器(未示出)被物理和电连接到十字形杆195。参考图9,平面部分198可以与分支197的端部以预定距离隔开,但本示例性不限于此。例如,平面部分198可以被连接到分支197的端部。
接下来,参考图10,根据本示例性实施例的显示设备与图9中示出的前述示例性实施例的大部分相同,而单元电极部分191的端部的边和平面部分198的外侧可以不与突起261重叠。分支197的端部的边和平面部分198的外部边与突起261的内边缘之间的距离可以大于等于0微米。根据本示例性实施例,显示设备可具有提高的侧面可视性。
接下来,参考图11,根据本示例性实施例的显示设备与图9中示出的前述示例性实施例的大部分相同,而单元区域SP的至少一个平面部分198可被连接到与其相邻的分支197的端部。
接下来,参考图12,根据本示例性实施例的显示设备与图9中示出的前述示例性实施例的大部分相同,而被设置在单元区域SP中的突起261的至少一个角落部分261c可被省略。根据本示例性实施例,狭缝没有被形成在平面部分198中,所以可以减少上述暗空间,从而提高整体透射率。
在下文中,将参考图13至图15连同上述图一起描述根据本公开的一个示例性实施例的显示设备的单元区域SP的详细结构。与上述示例性实施例中相同的组成元件由相同的附图标记表示。因此,其描述被省略,提供侧重于不同的元件的详细描述。
参考图13和图14,根据本示例性实施例的显示设备与图6中示出的前述示例性实施例的大部分相同,而突起261可具有部分不同的结构。根据本示例性实施例的突起261可以包括倾斜角落部分261d,而不是上述角落部分261c。
参考图13,当从平面结构观察时,突起261包括被配置为相对于单元区域SP的中心C彼此面对并各自包括与第一方向D1平行的边的一对水平部分261a、被配置为相对于单元区域SP的中心C彼此面对并各自包括与第二方向D2平行的边的一对垂直部分261b、以及包括与相对于第一方向D1和第二方向D2倾斜的方向平行的斜边Ec的倾斜角落部分261d。除了倾斜角落部分261d,包括水平部分261a、垂直部分261b等的突起261的特性与前述描述中相同,所以在本文中将省略详细描述。
倾斜角落部分261d被设置在单元区域SP的至少一个角落中,并被插入在彼此相邻的水平部分261a与垂直部分261b之间。倾斜角落部分261d可以是包括斜边Ec的大致三角形的形状。倾斜角落部分261d的除了斜边Ec之外的两条边可以分别与第一方向D1和第二方向D2大致平行。如图13所示,倾斜角落部分261d的斜边Ec可以被连接到相邻的水平部分261a的边和垂直部分261b的边,或者以预定的距离与它们隔开。
一对水平部分261a、一对垂直部分261b和四个倾斜角落部分261d可以被彼此连接,并基本上构成封闭曲线。在这种情况下,突起261的外周可以是大致四边形形状。
倾斜角落部分261d的斜边Ec可以相对于第一方向D1形成大于等于约40°并小于约90°的角度Ang2。在本文中,角度Ang2是锐角。斜边Ec的延伸方向可以分别与子区域A1、A2、A3和A4中的液晶分子31的倾斜方向a1、a2、a3和a4相交,更具体地说,相交的角度可以是大致垂直的。
参考图13和图14,倾斜角落部分261d的斜边Ec与被形成为面对斜边Ec的顶点之间的距离d2可以小于等于子区域A1、A2、A3和A4中的每个子区域的对角线长度的约50%。
突起261的水平部分261a和垂直部分261b可被形成为围绕单元区域SP的透光区域的至少一部分。图13示出了突起261的水平部分261a和垂直部分261b形成围绕被包括在单元区域SP中的所有子区域A1、A2、A3和A4的封闭曲线的示例。突起261的水平部分261a和垂直部分261b可对应于围绕透光区域的阻光区域,倾斜角落部分261d的大部分可以对应于透光区域。也就是说,倾斜角落部分261d所位于的区域可发射光,以显示图像。
参考图13和图14,当如在上述示例性实施例中那样从剖面结构观察时,突起261的水平部分261a和垂直部分261b包括作为相对于突起261的底表面斜向倾斜的斜坡的侧表面Sa,突起261的倾斜角落部分261d包括作为相对于突起261的底表面斜向倾斜的斜坡的侧表面Sb。侧表面Sa和Sb相对于突起261的底表面的倾斜可以彼此不同,而侧表面Sb相对于突起261的底表面的倾斜比侧表面Sa相对于突起261的底表面的倾斜更平缓。
倾斜角落部分261d的侧表面Sb与突起261的底表面之间的剖面角度Ang3可以在约1°至约2°的范围内,但不限于此,并且可取决于突起261的材料特性或制造工艺而改变。
倾斜角落部分261d的从其底表面的最大高度H2(即,最大厚度)可小于等于约0.5微米,但不限于此,可取决于设计条件而改变。具体地,倾斜角落部分261d对应于单元区域SP的子区域A1、A2、A3和A4中的每个子区域的透光区域,所以倾斜角落部分261d的厚度可被减小,以实现预定的透射率。
倾斜角落部分261d的外周被连接到突起261的水平部分261a或垂直部分261b。倾斜角落部分261d的最大厚度可小于突起261的水平部分261a或垂直部分261b的最大厚度。
突起261的倾斜角落部分261d的斜边Ec是倾斜角落部分261d的侧表面Sb的底边。
当液晶分子31的大致垂直于显示面板300的平面的取向被确定为基准取向时,倾斜角落部分261d控制与侧表面Sb相邻的液晶分子31即使在液晶层中没有产生电场时也具有朝向子区域A1、A2、A3和A4的每个内部部分的预倾斜。液晶分子31的预倾斜方向是相对于大致垂直于显示面板300的平面的基准取向方向DR形成锐角的方向,它们之间的锐角预倾斜角Ap可以是例如在约1°至约2°的范围内。
当在液晶层中产生电场时,液晶分子31的由突起261引起的预倾斜可以提供被设置在子区域A1、A2、A3和A4中的每个子区域中的液晶分子31在各自倾斜方向a1、a2、a3和a4上的更快取向。
具体地,由于垂直于倾斜角落部分261d的斜边Ec的方向大致面对单元区域SP的中心C,因此当在液晶层中产生电场时,位于倾斜角落部分261d周围的液晶分子31已经具有在液晶分子31被倾斜的倾斜方向a1、a2、a3和a4上的预倾斜。因此,液晶分子31可以具有更快的重新取向速度,所以可以提高其响应速度和透射率。
在被形成在倾斜角落部分261d的斜边Ec与第一方向D1之间的角度Ang2为约45°的情况下,倾斜角落部分261d可以控制被设置在子区域A1、A2、A3和A4中的液晶分子31在朝向单元区域SP的中心C的方向上被更快取向。在角度Ang2大于约45°的情况下,倾斜角落部分261d可以控制液晶分子31在其倾斜方向a1、a2、a3和a4与第一方向D1之间具有小于约45°的角度。在这种情况下,当在液晶层中产生电场时,由于液晶分子31可以在比第二方向D2更靠近第一方向D1的方向上被倾斜,因此侧面可视性可以得到提高。
如果显示面板300的液晶层被外部压力按压因而液晶分子31的取向是无序的,则即使当外部压力被去除时,液晶分子31的取向也可能无法恢复,从而被看作斑点。然而,根据本公开的示例性实施例,突起261可以控制与其相邻的液晶分子31的在预定方向上的取向。这便于在子区域A1、A2、A3和A4中的每个子区域中的液晶分子31恢复到原始取向方向。也就是说,在外部压力被去除之后,液晶分子31的取向从无序恢复的恢复速度被提高。具体地,突起261的倾斜角落部分261d可支持更快恢复到倾斜方向a1、a2、a3和a4。
这样,根据本公开的示例性实施例,当通过在液晶层中产生电场来显示图像时,液晶分子31可以由于突起261的作用而在目标重新取向方向上更快地重新取向,所以透射率可被进一步提高,更靠近目标亮度的图像可被显示,从而提高了显示质量。此外,与常规技术不同,可以在不向取向层或液晶层包括取向助剂的情况下确保液晶分子31的足够控制性,所以可以在不增加复杂制造工艺的情况下提供在液晶取向控制性和透射率上得到改进的显示设备。
接下来,参考图15,根据本示例性实施例的显示设备与图13和图14中示出的前述示例性实施例的大部分相同,而单元电极部分191的结构可以不同。
单元电极部分191与前述示例性实施例的大部分相同,而如同图9中示出的示例性实施例,单元电极部分191可以包括被设置在其四个角落中的至少一个中的至少一个平面部分198。在单元电极部分191是大致四边形形状的情况下,平面部分198被设置在四边形的至少一个角落中。图15示出了每个平面部分198被设置在单元电极部分191的所有四个角落上的示例。
平面部分198的特性与在图9中示出的上述示例性实施例相同,所以这里详细描述被省略。
倾斜角落部分261d的斜边Ec与被形成为面对斜边Ec的顶点之间的距离d2可小于平面部分198的斜边Eb与被形成为面对斜边Eb的顶点之间的距离。也就是说,倾斜角落部分261d的斜边Ec可与平面部分198的内部部分重叠。
倾斜角落部分261d的斜边Ec可以大致平行于平面部分198的斜边Eb。
在单元电极部分191包括平面部分198的情况下,液晶取向控制性可以通过由平面部分198的斜边Eb引起的边缘场的作用而得到提高,所以显示设备的透射率可以被进一步提高。此外,由于平面部分198可被形成为单个板的形状而没有开口或分支197,因此不存在围绕分支197的前述暗空间,所以单元区域SP的整体透射率可以得到提高。
由于狭缝或分支197没有被形成在平面部分198上,因此当液晶分子31被重新取向时,控制性可能不够。然而,因为平面部分198的至少一部分与倾斜角落部分261d重叠,所以在重新取向液晶分子31的情况下的液晶取向控制性可以通过由倾斜角落部分261d的作用引起的液晶分子31的预倾斜而得到提高。因此,被定位为与平面部分198对应的液晶分子31的取向方向可以被有效地控制,所以可以实现足够的透射率。
在根据本公开的一个示例性实施例的显示设备的制造工艺中,突起261可以通过涂覆有机材料、然后利用使用光掩模的曝光和显影的光刻工艺来形成。在这种情况下,与突起261的水平部分261a和垂直部分261b对应的光掩模的透光率可以是恒定的,与倾斜角落部分261d对应的光掩模的透光率可以不同于与水平部分261a和垂直部分261b对应的光掩模的透光率。在有机材料具有负的光敏性使得有机材料的被光照射的一部分得到保留的情况下,与倾斜角落部分261d对应的光掩模的透光率可以小于与水平部分261a和垂直部分261b对应的光掩模的透光率,所以在曝光工艺期间较少的光可以被照射到有机材料。
为了使倾斜角落部分261d的侧表面Sb平缓,与倾斜角落部分261d对应的光掩模的区域可以根据其位置具有可变透光率。例如,在材料具有负的光敏性使得被光照射的一部分得到保留的情况下,与倾斜角落部分261d对应的光掩模的透光率可从被配置为面向倾斜角落部分261d的斜边Ec的顶点朝向斜边Ec下降。与倾斜角落部分261d对应的光掩模的透光率可以以阶梯式方式或以渐进方式改变。
除了这种光刻工艺之外,可以使用用于形成根据位置具有不同厚度的突起261的各种方法。
接下来,将参考图16至图20连同上述图一起描述根据本公开的一个示例性实施例的显示设备的一个像素的结构。
首先,参考图16至图18,根据本公开的示例性实施例的显示设备是包括显示面板300的液晶显示器。当从剖面结构观察时,显示面板300可以包括被配置为彼此面对的下显示面板100和上显示面板200,液晶层3被插入在它们之间。
下显示面板100包括基底110以及被设置在基底110的内平面上的多条栅极线121和包括基准电压线131的栅极导体。这里,基底110的内平面是指被配置为面对液晶层3的平面,在下文中同样如此。
栅极线121主要在作为水平方向的第一方向D1上延伸,并且包括第一栅电极124a、第二栅电极124b和第三栅电极124c。
基准电压线131可以与栅极线121隔开,并可在基本上平行于第一方向D1的方向上延伸。基准电压线131可传送可以作为AC电压或诸如公共电压Vcom等的恒定DC电压的基准电压。
基准电压线131可包括大体上在水平方向上延伸的延伸部分131a、从延伸部分131a向上或向下突出并大体上在平行于第二方向D2的方向上延伸的垂直部分131b、以及被连接到垂直部分131b并大体上在第一方向D1上延伸的水平部分131c。
栅极绝缘层140被设置在栅极导体上,包括第一半导体154a、第二半导体154b和第三半导体154c的半导体层被设置在栅极绝缘层140上。第一半导体154a和第二半导体154b可被彼此连接。第一半导体154a可以与第一栅电极124a重叠,第二半导体154b可以与第二栅电极124b重叠,第三半导体154c可以与第三栅电极124c重叠。
半导体层可以包括无定形硅、多晶硅、氧化物半导体等。
多个欧姆接触元件163a和165a可以被设置在半导体层上。欧姆接触元件163a和165a可以由硅化物或诸如掺杂有高密度n型杂质的n+氢化非晶硅的材料形成。欧姆接触元件163a和165a可被省略。
包括第一源电极173a和第二源电极173b的多条数据线171、以及包括第一漏电极175a、第二漏电极175b、第三源电极173c和第三漏电极175c的数据导体被设置在欧姆接触元件163a和165a以及栅极绝缘层140上。
数据线171可以传送数据信号,可以大体上在作为垂直方向的第二方向D2上延伸,并且可以与栅极线121和基准电压线131相交。
第一源电极173a从数据线171朝向第一栅电极124a突出,并被配置为面对第一漏电极175a,第二源电极173b从数据线171朝向第二栅电极124b突出,并被配置为面对第二漏电极175b。
第一源电极173a和第二源电极173b被彼此连接,第二漏电极175b和第三源电极173c被彼此连接。第三源电极173c和第三漏电极175c被配置为彼此面对。
在第三漏电极175c的端部中,被形成为不面对第三源电极173c的端部可以与基准电压线131相邻或重叠。
第一栅电极124a、第一源电极173a、第一漏电极175a连同第一半导体154a一起构成作为第一开关元件的第一薄膜晶体管Qa。第二栅电极124b、第二源电极173b、第二漏电极175b连同第二半导体154b一起构成作为第二开关元件的第二薄膜晶体管Qb。第三栅电极124c、第三源电极173c和第三漏电极175c连同第三半导体154c一起构成作为分压开关元件的第三薄膜晶体管Qc。
第一薄膜晶体管Qa、第二薄膜晶体管Qb和第三薄膜晶体管Qc的沟道被分别形成在被插入在第一源电极173a、第二源电极173b和第三源电极173c与第一漏电极175a、第二漏电极175b和第三漏电极175c之间的第一半导体154a、第二半导体154b和第三半导体154c中。
栅极线121、基准电压线131以及第一薄膜晶体管Qa、第二薄膜晶体管Qb和第三薄膜晶体管Qc可以被设置在上述薄膜晶体管区域TRA中。
第一绝缘层180a被设置在数据导体和半导体154a、154b和154c的暴露部分上。第一绝缘层180a可以由有机绝缘材料或无机绝缘材料形成,并且可以包括单层或多层。
有机层可以被设置在第一绝缘层180a上。例如,有机层可以包括滤色器230。穿过滤色器230的光可以显示诸如红色、绿色和蓝色的三原色、四原色等的原色中的一种颜色。由滤色器230显示的颜色不限于包括红色、绿色和蓝色的三原色,可以包含包括青色、品红色、黄色的原色或白色系列的一种。
滤色器230可沿着每个像素阵列延伸。滤色器230可以包括被设置在漏电极175a、175b和175c的部分上的开口(未示出)。
第二绝缘层180b可以被设置在滤色器230上。第二绝缘层180b可以包括无机绝缘材料或有机绝缘材料。第二绝缘层180b用作用于滤色器230的外涂层,并且可以防止滤色器230被暴露,所以可以防止诸如滤色器230的颜料的杂质流入液晶层3中。第二绝缘层180b可以被省略。
第一绝缘层180a和第二绝缘层180b包括暴露第一漏电极175a的一部分的第一接触孔185a和暴露第二漏电极175b的一部分的第二接触孔185b。第一接触孔185a和第二接触孔185b可以被分别设置在滤色器230的开口中。
栅极绝缘层140以及第一绝缘层180a和第二绝缘层180b可以进一步包括同时暴露第三漏电极175c的一部分和基准电压线131的一部分的第三接触孔185c。
包括多个像素电极和连接电极192和193的像素电极层被设置在第二绝缘层180b上。
被设置在一个像素PX中的像素电极可以被形成为包括彼此连接的所有部分的一个连续电极,或者可以被形成为包括多个子像素电极。在本示例性实施例中,描述将侧重于像素电极包括第一子像素电极191a和第二子像素电极191b的示例上。
如前所述,一个像素PX包括多个单元区域SP。因此,如同上述示例性实施例中,一个像素电极可以包括多个单元电极部分191。此外,在一个像素电极包括隔开的第一子像素电极191a和第二子像素电极191b的情况下,子像素电极191a和191b中的每个可如同上述示例性实施例中包括多个单元电极部分191,以确保足够的液晶取向可控性。图16和图17示出了第一子像素电极191a包括被彼此连接的四个单元电极部分191并且第二子像素电极191b包括被彼此连接的六个单元电极部分191的示例。
被包括在一个像素PX中的单元电极部分191的数量可以根据一个像素PX的面积并考虑液晶取向控制性而被不同地确定。
单元电极部分191可以被布置成大致矩阵的形式,相邻设置的单元电极部分191可以通过连接器(未示出)彼此连接。连接器可以被设置在单元电极部分191的十字形杆195的延伸线上。
单元电极部分191的结构与上述示例性实施例中相同,因此这里详细描述被省略。
参考图16,被包括在单元电极部分191中的十字形杆195可以不具有恒定的宽度,而可以具有朝向单元电极部分191的中心增加的宽度,但不限于此。
第一子像素电极191a和第二子像素电极191b可以被配置为彼此面对,并且在它们之间插入有栅极线121、基准电压线131、以及第一薄膜晶体管Qa、第二薄膜晶体管Qb和第三薄膜晶体管Qc,但其配置不限于示出的示例性实施例,而可以以各种方式进行修改。
第一子像素电极191a和第二子像素电极191b分别通过接触孔185a和185b被物理和电连接到第一漏电极175a和第二漏电极175b。第一子像素电极191a可以从第一漏电极175a接收数据电压,第二子像素电极191b可接收在通过第二漏电极175b传送的数据电压和通过基准电压线131传送的基准电压之间分压的电压。
第三漏电极175c和基准电压线131可以通过连接电极192在第三接触孔185c中被彼此连接。
连接电极192可以包括接触第三漏电极175c和基准电压线131的一部分的接触部分192c、从接触部分192c向上延伸的垂直部分192a、以及从接触部分192c向下延伸的垂直部分192b。垂直部分192a和192b与第一子像素电极191a和第二子像素电极191b隔开,并可以在大致平行于第二方向D2的方向上延伸。垂直部分192a和192b可以与数据线171重叠。垂直部分192a和192b电连接多条基准电压线131,所以可以防止通过基准电压线131传送的基准电压的变化。此外,垂直部分192a和192b阻挡由数据线171的数据电压产生的电场,并防止相邻的像素电极的电压由于数据电压的变化而波动。
连接电极193与连接电极192可以在第一方向D1上被交替设置,并且可以被配置为彼此面对,在它们之间插入有像素电极。连接电极193的结构和功能可以与连接电极192的结构和功能大致相同。
像素电极层可包括透明导电材料,诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、金属薄膜等。
在本实施例中上面所描述的像素PX的结构仅仅是一个示例,许多变化是可能的。
阻光构件221被设置在像素电极层上。也被称为黑矩阵的阻光构件221可以阻挡光透射。因此,形成有阻光构件221的区域被包括在阻光区域中。
根据本示例性实施例,如同上述示例性实施例中,阻光构件221可包括主阻光块221a、间隔件221b和突起261。
主阻光块221a可以包括位于阻光区域中的一部分,该阻光区域包括设置有第一薄膜晶体管Qa、第二薄膜晶体管Qb和第三薄膜晶体管Qc的区域,并且可以具有大致平坦的上表面。主阻光块221a可以阻挡分别设置有第一子像素电极191a和第二子像素电极191b的透光区域之间、以及彼此相邻的像素PX的透光区域之间的光泄漏。
主阻光块221a可包括覆盖接触孔185a、185b和185c的部分。该部分可以通过填充接触孔185a、185b和185c而使接触孔185a、185b和185c的上部之间的台阶部分平滑,以阻挡其周围的光泄漏。
间隔件221b可以被连接到主阻光块221a,但是本示例性实施例不限于此。
间隔件221b被设置在阻光区域中,具体地,可被设置在第一薄膜晶体管Qa、第二薄膜晶体管Qb和第三薄膜晶体管Qc的上部以及/或诸如栅极线121、基准电压线131和数据线171的信号线上。
处于一般状态的间隔件221b可用作保持和支撑上显示面板200与下显示面板100之间的单元间隙的主间隔件,也可以是当外部压力被施加到显示设备时在上显示面板200与下显示面板100之间的距离变窄的情况下保持和支撑上显示面板200与下显示面板100之间的单元间隙的子间隔件。在间隔件221b用作子间隔件的情况下,当没有施加压力时,间隔件221b的上部可以不与上显示面板200的内表面接触。
突起261被简单地示于图17中,省略了其细节,但是可以具有根据上述各个示例性实施例的突起的结构。与突起261的侧表面Sa相邻的液晶分子31可以具有在大致垂直于侧表面Sa的方向上的初始取向,并且即使在液晶层3中没有产生电场时大体上也可维持取向状态。突起261的其它特性和作用与上述描述的突起261的特性和作用相同,因此这里详细描述被省略。
突起261与阻光构件221的主阻光块221a或者间隔件221b被设置在同一层中,可以包括与阻光构件221的主阻光块221a或者间隔件221b相同的材料。突起261的最大厚度可以比主阻光块221a的平均厚度更厚、类似于主阻光块221a的平均厚度或比主阻光块221a的平均厚度更薄。图18示出了突起261的最大厚度比其周围的主阻光块221a更厚的示例,但本示例性实施例不限于此。
阻光构件221可以通过使用一个光掩模来形成。由于阻光构件221,如在主阻光块221a、间隔件221b和突起261中具有各种厚度,光掩模可以具有根据对应的位置被不同调整的透光率。具体地说,在阻光构件221的材料具有负光敏性的情况下,光掩模的与具有最大厚度的间隔件221b对应的区域可具有最高的透光率,与主阻光块221a和突起261对应的区域可以有较低的透光率。在这种情况下,光掩模的与主阻光块221a和突起261对应的区域可具有半色调或多个狭缝,以控制透光率。在主阻光块221a和突起261的厚度彼此不同的情况下,光掩模的与较厚的一个对应的区域可以具有相比光掩模的与较薄的一个对应的区域的透光率高的透光率。
具体地,在上述突起部分261包括倾斜角落部分261d的情况下,与倾斜角落部分261d对应的光掩模可以具有比与突起261的其它部分(例如,水平部分261a或垂直部分261b)对应的光掩模低的透光率。如上所述,光掩模的透光率朝向倾斜角落部分261d的厚度减小的方向减小,所以倾斜角落部分261d可形成平缓的倾斜。这样,可以通过逐渐控制狭缝的数量或半色调的色调强度来形成光掩模的具有逐渐改变的透光率的区域。
阻光构件221可包括诸如炭黑的颜料和光敏性有机材料。
在滤色器230和/或阻光构件221连同第一薄膜晶体管Qa、第二薄膜晶体管Qb和第三薄膜晶体管Qc一起如在本公开的一个示例性实施例中被设置在下显示面板100中的情况下,可以促进阻光构件221与滤色器230之间以及像素电极与薄膜晶体管Qa、Qb和Qc之间的对准,从而降低了对准误差。
取向层11被设置在阻光构件221上,取向层11可以是垂直取向层。
上显示面板200包括基底210,相对电极270可以被设置在基底210的内表面上。相对电极270可以在基底210的整个表面上被形成为平面单个板的形状。相对电极270可传送具有恒定电压的公共电压Vcom。相对电极270可以包括诸如ITO和IZO的透明导电材料或者金属薄膜等。
取向层21被设置在相对电极270上,取向层21可以是垂直取向层。
液晶层3包括多个液晶分子31。液晶分子31可以具有负介电各向异性,并且可以当在液晶层3中没有产生电场时在大致垂直于基底110和210的平面的方向上被初始取向。液晶分子31(特别是在突起261周围的液晶分子31)具有在大致垂直于突起261的表面的方向上的预倾斜。
像素电极和相对电极270可以通过用被施加的电压在液晶层3中产生电场来控制液晶分子31的取向方向,从而显示图像。
图19示出了根据与图16和图17中示出的示例性实施例不同的一个示例性实施例的显示设备的剖面结构。参考图19以及图16和图17,本示例性实施例与图18中示出的前述示例性实施例的大部分相同,而滤色器230可以被设置在上显示面板200中。
下显示面板100可包括被设置在第一绝缘层180a与第二绝缘层180b之间的第三绝缘层180c。第三绝缘层180c可以包括有机材料,并且可以提供平坦的上表面。
图20示出了根据与图16和图17中示出的示例性实施例不同的一个示例性实施例的显示设备的剖面结构。参考图20以及图16和图17,本示例性实施例与图19中示出的前述示例性实施例的大部分相同,而阻光构件220可以被设置在上显示面板200中。阻光构件220可以被插入在基底210与滤色器230之间,并且可以被设置在滤色器230上。外涂层250可以被设置在阻光构件220和滤色器230上,相对电极270可以被设置在外涂层250上。阻光构件220可具有与上述主阻光块221a的结构和功能相似的结构和功能。
下显示面板100和上述描述大部分相同,而间隔件222和突起261可以被设置在像素电极层上。
间隔件222可以具有岛的形状。间隔件222可被设置在像素PX的阻光区域中,具体地,可被设置在第一薄膜晶体管Qa、第二薄膜晶体管Qb和第三薄膜晶体管Qc的上部以及/或诸如栅极线121、基准电压线131和数据线171的信号线上。另外,间隔件222可具有与上述间隔件221b的结构和功能相似的结构和功能。
突起261可以具有根据上述各种示例性实施例的结构和功能。突起261与间隔件222被设置在同一层中,并且可包括与间隔件222相同的材料。突起261的最大厚度小于间隔件222的厚度。
突起261和间隔件222可以通过使用一个光掩模来形成。例如,在形成突起261和间隔件222的材料具有负光敏性的情况下,光掩模的与具有最大厚度的间隔件222对应的区域可具有最高的透光率,光掩模的与突起261对应的区域可以有较低的透光率。在这种情况下,光掩模的与突起261对应的区域可具有半色调或多个狭缝,以控制透光率。
具体地,在上述突起261包括倾斜角落部分261d的情况下,与倾斜角落部分261d对应的光掩模可以具有比与突起261的其它部分(例如,水平部分261a或垂直部分261b)对应的光掩模低的透光率。此外,如上所述,光掩模的透光率朝向倾斜角落部分261d的厚度减小的方向减小,所以倾斜角落部分261d可形成平缓的倾斜。这样,可以通过逐渐控制狭缝的数量或半色调的色调强度来形成光掩模的具有逐渐改变的透光率的区域。
被包括在间隔件222和突起261中的材料可以是透明的或者可以包括阻光材料。即使在突起261包括透明材料的情况下,形成有突起261的区域也不会透射大部分的光,所以可被主要包括在阻光区域中。
根据本公开的示例性实施例,突起261可以被插入在包括单元电极部分191的像素电极与液晶层3之间。然而,在某些情况下,它可以被设置在被插入在基底110与像素电极之间的层中。在突起261被插入在基底110与像素电极之间的情况下,突起261的台阶部分被传递到突起261的上层,因而与液晶层3相邻的最上层向液晶层3突出,所以液晶分子31可以具有预倾斜。
尽管已经结合示例性实施例描述了本系统和方法,但本系统和方法不限于所公开的实施例,而是相反,覆盖被包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
<符号说明>
300:显示面板
191:单元电极部分
220、221:阻光构件
221b、222:间隔件
230:滤色器
261:突起
270:相对电极
Claims (10)
1.一种显示设备,包括:
包括多个单元区域的第一基底;
被设置在所述第一基底上并被设置在所述多个单元区域中的一个单元区域中的单元电极部分;
面对所述单元电极部分的相对电极;
被插入在所述单元电极部分与所述相对电极之间的包括多个液晶分子的液晶层;和
被插入在所述第一基底与所述液晶层之间并朝向所述液晶层突出的突起,
其中所述突起包括:
相对于所述单元电极部分的中心彼此面对并包括平行于第一方向的边的一对水平部分;
相对于所述单元电极部分的所述中心彼此面对并包括平行于与所述第一方向不同的第二方向的边的一对垂直部分;和
包括平行于相对于所述第一方向和所述第二方向倾斜的方向的第一斜边的至少一个角落部分。
2.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述第一斜边和所述第一方向形成大于等于40°并小于90°的锐角。
3.根据权利要求2所述的显示设备,其中所述突起包括相对于所述突起的底表面斜向倾斜的第一侧表面。
4.根据权利要求3所述的显示设备,其中所述单元区域包括多个子区域,当在所述液晶层中产生电场时所述多个子区域处的所述液晶分子在彼此不同的方向上倾斜,并且
被设置在所述第一侧表面上的所述液晶分子具有在所述液晶分子欲在所述多个子区域的每个中倾斜的方向上的预倾斜。
5.根据权利要求4所述的显示设备,其中所述突起的所述第一侧表面和所述底表面形成在40°至50°的范围内的角度。
6.根据权利要求4所述的显示设备,其中所述单元电极部分包括被设置在所述多个子区域中的相邻子区域之间的边界处的杆和被连接到所述杆的多个分支,并且
所述分支朝向与所述第一方向和所述第二方向不同的方向延伸。
7.根据权利要求6所述的显示设备,其中所述单元电极部分包括被设置在所述单元电极部分的至少一个角落中的至少一个平面部分。
8.根据权利要求4所述的显示设备,其中所述突起的所述第一侧表面与所述底表面形成在1°至2°的范围内的角度。
9.根据权利要求8所述的显示设备,其中所述至少一个角落部分中的一个角落部分在一个对应的子区域中所占据的面积的比例小于等于50%。
10.一种显示设备,包括:
包括多个单元区域的第一基底;
被设置在所述第一基底上并被设置在所述多个单元区域中的一个单元区域中的单元电极部分;
面对所述单元电极部分的相对电极;和
被插入在所述单元电极部分与所述相对电极之间的包括多个液晶分子的液晶层,
其中所述单元区域包括多个子区域,在所述液晶层中产生电场时所述多个子区域处的所述液晶分子在彼此不同的方向上倾斜,并且
所述单元电极部分包括被设置在相邻子区域之间的边界处的杆、被连接到所述杆的多个分支、以及被设置在所述单元电极部分的至少一个角落中的至少一个平面部分。
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