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CN110543051B - 液晶显示设备 - Google Patents

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CN110543051B
CN110543051B CN201910449979.3A CN201910449979A CN110543051B CN 110543051 B CN110543051 B CN 110543051B CN 201910449979 A CN201910449979 A CN 201910449979A CN 110543051 B CN110543051 B CN 110543051B
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CN
China
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electrode
liquid crystal
axis
portions
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今野隆之
池野英德
杉本光弘
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Wuhan Tianma Microelectronics Co Ltd
Original Assignee
Wuhan Tianma Microelectronics Co Ltd
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Abstract

一种液晶显示设备,包括:元件基板;面向所述元件基板的相对基板;夹在所述元件基板和所述相对基板之间的液晶;以及形成在所述元件基板的面向所述液晶的表面上的多个电极组,每个电极组包括:多个第一、第二、第三、第四电极,分别向第一电极和第三电极给予驱动电位。分别向第二电极和第四电极给予公共电位。与第二电极相比,第三电极中的每一个位于更靠近液晶的层处,并且通过绝缘层与第二电极中的一个交叉。与第一电极相比,第四电极中的每一个位于更靠近液晶的层处,并且通过绝缘层与第一电极中的一个交叉。在第三电极和第二电极的相应的交叉部处,第三电极的宽度彼此相同。在第四电极和第一电极的相应的交叉部处,第四电极的宽度彼此相同。

Description

液晶显示设备
技术领域
本公开涉及液晶显示设备。
背景技术
液晶显示设备由于薄且重量轻而被用于各种领域。特别是,随着汽车被配备更多的电子设备,安装在车辆中的液晶显示设备的数量正增加。在许多情况下,如果显示设备需要具有宽视角,则使用横向电场液晶显示设备。
因为汽车在很宽的温度范围内使用,所以液晶显示设备所要求的工作温度范围是-30℃至80℃,这是非常宽的。最近,一些车辆已经开始将液晶显示设备用于侧视镜、后视镜等。因为液晶显示设备需要流畅地显示来自安装在车辆外部的相机的图像,所以在整个温度范围内需要足够水平的响应速度。
液晶显示设备的响应速度随着温度下降而减慢,但是液晶显示设备被要求即使在低温范围内也具有显示视频所必需的响应速度。响应速度通常由前导时间(leading time)(τon)和拖尾时间(trailing time)(τoff)之和(τon+τoff) 表示。因此,有必要减少前导时间和拖尾时间两者。
通过降低液晶材料的粘度或减小液晶层中的间隙来提高响应速度。然而,这些方法不足以实现足够的响应速度。当施加像素电压(ON时段)时,液晶的响应速度由液晶的弹性能和电阻电压之间的关系确定。当未施加电压时(OFF 时段),液晶的响应速度是液晶由于弹性能的恢复速度。利用过驱动(overdrive) 可以减少前导时间。另一方面,拖尾速度由弹性的自然恢复力确定,并且对于正常的单元结构,不易于降低恢复速度。
液晶从OFF状态恢复的起始点是通过每个被设置在液晶层上方和下方的配向膜而具有固定取向的液晶分子。因此,通过增加该起始点的数量以帮助液晶分子返回到初始状态,液晶可以更快地从OFF状态恢复,这提高了响应速度。关于这一点,美国专利号6452657公开了例如特定的IPS(面内切换)结构。在该结构中,由每个像素中的驱动电极和公共电极环绕的子部分中的液晶分子的取向彼此不同,并且由于不旋转且保持稳定功能的子部分的边界中的液晶分子作为壁,因此可以提高响应速度。
发明内容
然而,在上述结构中,液晶的初始取向方向与施加到电极的突起之间的区域的电场的方向垂直,并且因此,液晶分子由于电场而从初始取向状态所旋转朝向的方向根据情况而变化。因此,不可能实现稳定的取向。而且,如果在液晶中生成流动,则液晶分子可能被固定到与所设计方向不同的旋转方向。近年来,许多液晶面板具有安装在其显示表面上的指向设备,使得用户可以通过手指触摸特定位置,并且液晶中的流动更可能通过手指按压液晶显示面板而生成。因此,在横向电场型液晶显示面板中需要使液晶的取向更稳定。
本发明的一个方面是一种液晶显示设备,包括:元件基板;面向元件基板的相对基板;夹在元件基板和相对基板之间的液晶;以及形成在元件基板的面向液晶的表面上的多个电极组,该多个电极组被配置为将电场施加到液晶的每个像素区域。多个电极组中的每个包括:多个第一电极,其沿着液晶的取向轴延伸,并沿着与取向轴垂直的第二轴以一定间隔布置;多个第二电极,其沿着取向轴延伸并沿着第二轴布置,使得多个第二电极和多个第一电极以一定间隔交替地排列;多个第三电极,其沿着第二轴延伸,并沿着取向轴以一定间隔布置;以及多个第四电极,其沿着第二轴延伸并沿着取向轴布置,使得多个第四电极和多个第三电极以一定间隔交替地排列。分别向多个第一电极和多个第三电极给予驱动电位。分别向多个第二电极和多个第四电极给予公共电位。与多个第二电极相比,多个第三电极中的每个位于更靠近液晶的层处,并且通过绝缘层与多个第二电极中的一个交叉。与多个第一电极相比,多个第四电极中的每个位于更靠近液晶的层处,并且通过绝缘层与多个第一电极中的一个交叉。在多个第三电极和多个第二电极的相应的交叉部处,第三电极的宽度彼此相同。在多个第四电极和多个第一电极的相应的交叉部处,第四电极的宽度彼此相同。
利用本公开的实施例,可以在横向电场型液晶显示面板中使液晶的取向更稳定。
要理解的是前面的总体性描述和后面的详细描述两者都是示例性和说明性的,而不是对本公开的限制。
附图说明
图1示意性地示出了液晶显示设备的配置示例。
图2示意性地示出了液晶显示设备的剖面结构。
图3A是一个像素的像素电路的平面图。
图3B是用于详细说明下公共电极、下驱动电极、上公共电极和上驱动电极的结构的图。
图3C示意性地示出了像素电路的电极结构的一部分和在像素区域中形成的电场。
图3D是沿着图3C的线IIID-IIID得到的剖视图。
图3E是沿着图3C的线IIIE-IIIE得到的剖视图。
图3F示意性地示出了即使在施加像素电压时液晶分子也不移动的部分。
图4是示意性地示出了实施例2的电极结构的平面图。
图5A是示意性地示出了实施例3的电极结构的平面图。
图5B是用于详细说明下公共电极、下驱动电极、上公共电极和上驱动电极的结构的图。
图5C是沿着图5B的线VC-VC得到的剖视图。
图5D是沿着图5B的线VD-VD得到的剖视图。
图6A是示意性地示出了实施例4的电极结构的平面图。
图6B是沿着图6A的线VIB-VIB得到的剖视图。
图6C是沿着图6A的线VIC-VIC得到的剖视图。
图7A是示意性地示出了实施例5的电极结构的平面图。
图7B是沿着图7A的线VIIB-VIIB得到的剖视图。
图7C是沿着图7A的线VIIC-VIIC得到的剖视图。
图8A是示意性地示出了实施例6的电极结构的平面图。
图8B是用于详细说明下公共电极、下驱动电极、上公共电极和上驱动电极的结构的图。
图8C是沿着图8B的线VIIIC-VIIIC得到的剖视图。
图8D是沿着图8B的线VIIID-VIIID得到的剖视图。
图9是示意性地示出了实施例7的电极结构的平面图。
图10A是示意性地示出了实施例8的电极结构的平面图。
图10B是用于详细说明下公共电极、下驱动电极、上公共电极和上驱动电极的结构的图。
图10C和10D分别是沿着图10B的线XC-XC得到的剖视图和沿线XD-XD 得到的剖视图。
图11、12和13示出了像素内电极结构,其中相应电极具有不同的形状。
图14A是示意性地示出了实施例10的电极结构的平面图。
图14B是详细说明上驱动电极和公共电极的结构的图。
图14C和14D分别是沿着图14B的线XIVC-XIVC得到的剖视图和沿线 XIVD-XIVD得到的剖视图。
图15A是示意性地示出了实施例11的电极结构的平面图。
图15B是详细说明上驱动电极、公共电极和下驱动电极的形状以及液晶分子的操作的图。
图15C和15D分别是沿着图15B的线XVC-XVC得到的剖视图和沿线 XVD-XVD得到的剖视图。
图16A是示意性地示出了实施例12的电极结构的平面图。
图16B是详细说明上驱动电极的形状和液晶分子的操作的图。
图16C和16D分别是沿着图16B的线XVIC-XVIC得到的剖视图,和沿线 XVID-XVID得到的剖视图。
图17A是示意性地示出了实施例13的电极结构的平面图。
图17B是详细说明上驱动电极的形状和液晶分子的操作的图。
图17C和17D分别是沿着图17B的线XVIIC-XVIIC得到的剖视图和沿线 XVIID-XVIID得到的剖视图。
图18A是示意性地示出了实施例14的电极结构的平面图。
图18B是详细说明液晶分子的操作的图。
图18C和18D分别是沿着图18B的线XVIIIC-XVIIIC得到的剖视图和沿线 XVIID-XVIIID得到的剖视图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图描述本公开的实施例。应当注意的是,实施例仅是用于实施本公开的特征的示例,而不是限制本公开的技术范围。
实施例1
图1示意性地示出了液晶显示设备10的配置示例。液晶显示设备10包括液晶显示面板和控制设备。液晶显示面板包括:TFT(薄膜晶体管)基板100,其中形成电极以向薄膜晶体管和液晶施加电场;相对基板200;以及密封部150,其将TFT基板100和相对基板200放在一起。液晶材料被密封在TFT基板100 和相对基板200之间。
在TFT基板100的显示区域125的外部,设置了扫描驱动器131和驱动器 IC 134。驱动器IC 134经由FPC(柔性印刷电路)135而被连接到外部设备。扫描驱动器131和驱动器IC是控制设备的一部分。
扫描驱动器131驱动TFT基板100的扫描线。例如,使用各向异性导电膜(ACF)来安装驱动器IC 134。驱动器IC 134向扫描驱动器131提供功率和定时信号(控制信号),并且还向数据线提供与图像数据对应的信号。也就是说,驱动器IC 134具有显示控制功能。
图2示意性地示出了液晶显示设备10的剖面结构。图2示出了液晶显示设备10的结构的一部分,并且不包括诸如背光单元的一些配置。液晶显示面板包括TFT基板100和面向TFT基板100的相对基板200。液晶层111被夹在TFT 基板100和相对基板200之间。液晶显示设备10也包括背光单元,该背光单元在图中未示出。
TFT基板100包括绝缘基板102。绝缘基板102是由玻璃或树脂制成的绝缘透明基板。绝缘基板102例如是矩形形状,并且其一个主表面面对相对基板200 的一个主表面。偏振板101被放置在绝缘基板102的与液晶层111相对的一侧上的另一个主表面上。
在绝缘基板102的面向液晶层111的主表面上,布置了向液晶层111和公共电极(也称为相对电极)104施加电场的驱动电极(也称为像素电极)103。一对驱动电极103和公共电极104向一个像素的液晶施加电场。透射过像素的光量根据所施加的电场而改变。在绝缘基板102上,形成TFT阵列(图中未示出) 以选择要控制的像素。
图2中所示的配置示例是横向电场驱动液晶显示设备。横向电场驱动液晶显示设备的示例包括IPS(面内切换)和FFS(边缘场切换)液晶显示设备。在图2中,多个像素中的仅一个像素的驱动电极和公共电极用附图标记103和104 表示。
在包括驱动电极103和公共电极104的电极层上方形成配向膜105。配向膜 105与液晶层111接触,并且在未施加电场时确定液晶分子的配向状态(初始取向)。
在图2的配置示例中,相对基板200是包括滤色器(CF)的CF基板。相对基板200并非必须包括滤色器。相对基板200包括由玻璃或树脂制成的绝缘基板141。绝缘基板141例如是矩形形状。偏振板142被放置在绝缘基板141的与液晶层111相对的一侧上的另一个主表面上。
在绝缘基板141的面向液晶层11的主表面上,形成网格状黑色矩阵124以划分相应的像素。黑色矩阵124是例如由黑色树脂或铬材料制成的金属薄膜。在由黑色矩阵124围绕的每个像素的区域中形成红色、绿色或蓝色的滤色器123。
在滤色器123上,形成绝缘覆盖层122。覆盖层122可以被省略。在覆盖层 122上,形成配向膜121。配向膜121与液晶层111接触,并且在未施加电场时确定液晶分子的配向状态(初始取向)。
背光单元(未在图中示出)被安装在液晶显示面板的后表面(后侧)上。 TFT基板100和相对基板200中的一个是前侧,该前侧是存在观看图像的用户的位置,而另一个是后侧。也就是说,背光单元被放置在图2所示的液晶显示面板的TFT基板101或相对基板200上。
液晶层111通过调整施加在驱动电极103和公共电极104之间的电场来控制来自背光单元的光中有多少可以透射过每个像素。驱动器IC 134分别控制每个像素的驱动电极103和公共电极104的电位。驱动器IC 134根据图像数据来控制每个像素的驱动电极103的电位和公共电极104的电位,从而调整在每个像素中要透射的光量。
下面,将说明像素电路中的电极结构的示例。下面描述的示例是横向电场型像素电路,并且向液晶层111施加电场的电极被包括在TFT基板100中。图 3A至3F示出了像素中的电极结构的示例。
图3A是一个像素的像素电路的平面图。像素电路300包括沿着X轴延伸并沿着Y轴彼此分离的公共线304A和304B(局部视图),以及沿着Y轴延伸的数据线301(局部视图)和沿着X轴延伸的栅极线302(局部视图)。像素区域由公共线304A和304B、数据线301和与数据线301相邻的数据线(图中未示出)限定。在像素区域中,透射的光量根据施加到液晶层111的电场而改变。
像素电路300包括下公共电极321A、321B和321C。下公共电极321A、321B 和321C分别沿着Y轴延伸,并沿着X轴彼此分离。下公共电极321A、321B 和321C具有线形形状,并且其宽度彼此相同(沿着X轴的长度)。每个下公共电极321A、321B和321C的一个端部被连接到公共线304B。
公共线304B(的一部分)和下公共电极321A、321B和321C形成梳状电极。下公共电极321A、321B和321C分别对应于梳状电极的齿。
像素电路300包括下驱动电极312A、312B和312C。下驱动电极312A、312B 和312C分别沿着Y轴延伸,并沿着X轴彼此分离。下驱动电极312A、312B 和312C具有线形形状,并且其宽度彼此相同(沿着X轴的长度)。
下驱动电极312A、312B和312C以及下公共电极321A、321B和321C沿着X轴交替排列,其间具有空间。具体地,下驱动电极312A、下公共电极321A、下驱动电极312B、下公共电极321B、下驱动电极312C和下公共电极321C按从图3A的右侧到左侧这样的顺序布置,其间具有空间。
每个下驱动电极312A、312B和312C的一个端部被连接到下驱动电极基部 311。下驱动电极基部311沿着X轴延伸。下驱动电极基部311和下驱动电极 312A、312B和312C形成梳状电极。下驱动电极312A、312B和312C分别对应于梳状电极的齿。
下驱动电极基部311被连接到TFT的一个源极/漏极,并且在平面图中,源极/漏极的至少一部分与TFT的沟道部303重叠。沟道部303在平面图中与栅极线302重叠。TFT的另一个源极/漏极被连接到数据线301。
像素电路300包括上公共电极324A、324B和324C。上公共电极324A、324B 和324C分别沿着X轴延伸,并沿着Y轴彼此分离。每个上公共电极324A、324B 和324C的一个端部被连接到沿着Y轴延伸的上公共电极基部323。上公共电极基部323通过接触部(层间连接部)322而被物理地和电连接到公共线304A。
像素电路300包括上驱动电极315A、315B和315C。上驱动电极315A、315B 和315C分别沿着X轴延伸,并沿着Y轴彼此分离。每个上驱动电极315A、315B 和315C的一个端部被连接到沿着Y轴延伸的上驱动电极基部314。上驱动电极基部314通过接触部(层间连接部)313而被物理地和电连接到下驱动电极基部 311。
上驱动电极315A、315B和315C以及上公共电极324A、324B和324C沿着Y轴交替排列,其间具有空间。具体地,上驱动电极315A、上公共电极324A、上驱动电极315B、上公共电极324B、上驱动电极315C和上公共电极324C按从图3A的顶部到底部这样的顺序布置,其间具有空间。初始取向方向361是与由配向膜105和121或Y轴限定的液晶层111的取向轴平行的方向。
图3B是用于详细说明下公共电极、下驱动电极、上公共电极和上驱动电极的结构的图。图3B示出了下公共电极321A和321B、下驱动电极312A、312B 和312C、上公共电极324A和上驱动电极315B作为示例。
上公共电极324A包括菱形部331A和331B以及线形部332A、332B和332C。菱形部331A和331B以及线形部332A、332B和332C沿着X轴交替布置。
在菱形部331A和331B中的每一个中,两个角沿着X轴面向彼此,而另两个角沿着Y轴面向彼此。在平面图中,一个菱形部与一个下公共电极交叉。菱形部(或其一部分)在平面图中与一个下公共电极(或其一部分)重叠。在图 3B的示例中,菱形部331A与下公共电极321A重叠,并且菱形部331B与下公共电极321B重叠。
线形部被连接到一个或两个菱形部。菱形部的最大宽度是线形部的宽度的至少两倍。在图3B中,线形部332B和332C每个都连接两个菱形部。线形部 332A仅连接到一个菱形部331A。线形部的最小宽度优选为2至3μm。
线形部332A、332B和332C在沿着X轴的方向上延伸,并且其宽度(沿着 Y轴的长度)彼此相同。因此,在线形部332A、332B和332C的每一个中,面向彼此的两个侧边沿着X轴延伸。在平面图中,一个线形部与一个下驱动电极交叉。在平面图中,线形部(或其一部分)与一个下驱动电极重叠。在图3B的示例中,线形部332A与下驱动电极312A重叠,线形部332B与下驱动电极312B 重叠,并且线形部332C与下驱动电极312C重叠。
上驱动电极315B包括菱形部335A、335B和335C以及线形部336A和336B。菱形部335A、335B和335C以及线形部336A和336B沿着X轴交替布置。
在菱形部335A、335B和335C中的每一个中,两个角沿着X轴面向彼此,而另两个角沿着Y轴面向彼此。在平面图中,一个菱形部与一个下驱动电极交叉。菱形部(或其一部分)在平面图中与一个下驱动电极(或其一部分)重叠。在图3B的示例中,菱形部335A与下驱动电极312A重叠,并且菱形部335B与下驱动电极312B重叠。
线形部被连接到一个或两个菱形部。菱形部的最大宽度是线形部的宽度的至少两倍。在图3B中,线形部336A和336B每个都连接两个菱形部。线形部的宽度优选为2至3μm。线形部336A和336B在沿着X轴的方向上延伸,并且其宽度(沿着Y轴的长度)彼此相同。因此,在线形部336A和336B的每一个中,面向彼此的两个侧边沿着X轴延伸。
在平面图中,一个线形部与一个下公共电极交叉。线形部(或其一部分) 在平面图中与一个下公共电极重叠。在图3B的示例中,线形部336A与下公共电极321A重叠,并且线形部336B与下公共电极321B重叠。
像素区域被下公共电极、下驱动电极、上公共电极和上驱动电极分成多个子部分。在图3B的示例中,两个子部分用附图标记347A和347B表示。每个子部分由下公共电极、下驱动电极、上公共电极和上驱动电极限定。
例如,子部分347A由下公共电极321A、下驱动电极312A、上公共电极324A 和上驱动电极315B限定。子部分347B由下公共电极321A、下驱动电极312B、上公共电极324A和上驱动电极315B限定。
每个子部分包括沿着Y轴(取向轴)延伸的两个相对侧边,以及相对于Y 轴和垂直于Y轴的X轴以倾斜方式延伸的两个相对侧边。例如,在子部分347A 中,沿着Y轴延伸的两个相对侧边是下驱动电极312A的一个侧边和下公共电极321A的一个侧边,其面向彼此。而且,在子部分347A中,相对于X轴和Y 轴以倾斜方式延伸的两个相对侧边是上公共电极324A的菱形部331A的一个侧边和上驱动电极315B的菱形部335A的一个侧边。
在子部分347B中,沿着Y轴延伸的两个相对侧边是下驱动电极312B的一个侧边和下公共电极321A的一个侧边,其面向彼此。在子部分347B中,相对 X轴和Y轴以倾斜方式延伸的两个相对侧边是上公共电极324A的菱形部331A 的一个侧边和上驱动电极315B的菱形部335B的一个侧边。
图3C示意性地示出了像素电路的电极结构的一部分和在像素区域中形成的电场。图3D是沿着图3C的线IIID-IIID得到的剖面图,并且图3E是沿着图3C 的线IIIE-IIIE得到的剖面图。线IIID-IIID沿着X轴,并且线IIIE-IIIE沿着Y轴。
如图3D和3E所示,下驱动电极312A、312B和312C以及下公共电极321A 和321B被布置在相同层中,并且被形成在绝缘层353上。绝缘层351覆盖下驱动电极312A、312B和312C以及下公共电极321A和321B。上公共电极324A 和324B以及上驱动电极315B和315C被布置在相同层中,并且被形成在绝缘层351上。该说明适用于所有上驱动电极、上公共电极、下驱动电极和下公共电极。
返回图3A,数据线301位于上公共电极和上驱动电极上方的层处。沟道部 303位于下驱动电极和下公共电极下方的层处。栅极线302和公共线304A位于沟道部303下方的相同层处。
电极和布线由金属制成。驱动电极和公共电极可以由透明导电材料(诸如 ITO或IZO)形成。驱动电极、公共电极、栅极线、数据线和公共线可以具有由选自铬、钼、铝和钛的单一金属或其合金制成的单层结构。这些元件替代地可以具有多层结构,其中每层由单一金属或合金制成。绝缘层被提供在相应的不同金属层之间,并且例如由氮化硅或氧化硅形成。像素电路的元件由针对设计所选择的适当导电材料或绝缘材料制成。
如图3C所示,在由下驱动电极、下公共电极、上驱动电极和上公共电极限定的子部分中生成使液晶分子341旋转的电场(其一部分用附图标记342表示)。如上所述,上驱动电极和上公共电极包括菱形部,并且每个菱形部包括相对于X 轴和Y轴倾斜的侧边。
限定子部分的侧边包括沿着Y轴延伸的下公共电极的侧边和下驱动电极的侧边、以及上公共电极的菱形部的一个侧边和上驱动电极的菱形部的一个侧边。在沿着Y轴延伸的下公共电极的侧边和相对于X轴和Y轴倾斜的上驱动电极的侧边,生成相对于X轴和Y轴倾斜的宽的斜电场。而且,在沿着Y轴延伸的下驱动电极的侧边和相对于X轴和Y轴倾斜的上公共电极的侧边,生成相对于X 轴和Y轴倾斜的宽的斜电场。当施加像素电压时,斜电场可以提高响应速度(减少响应时间)。在一个示例中,由菱形部的侧边与X轴或Y轴形成的角度是45 度。
另一方面,下公共电极和上驱动电极的线形部的交叉生成沿着Y轴(取向轴)的电场(其一部分用附图标记343A表示)。类似地,下驱动电极和上公共电极的线形部的交叉生成沿着Y轴(取向轴)的电场(其一部分用附图标记343B 表示)。利用沿着取向轴的这些电场,液晶分子341的取向被固定到初始取向方向361。
图3F示意性地示出了即使在施加像素电压时液晶分子341也不移动的部分 346。部分346具有网格状形状。部分346由每个与下驱动电极或下公共电极的中心重叠、沿着Y轴延伸、并沿着X轴以一定间隔排列的部分和每个与上驱动电极或上公共电极的中心重叠、沿着X轴延伸、并沿着Y轴以一定间隔排列的部分构成。由部分346限定的矩形区域每个包括像素区域的子部分(诸如347A 和347B)。
如上所述,通过具有液晶分子不旋转的网格状部分346,无论是否施加像素电压,液晶分子的操作可以是稳定的。
与上述示例不同,下驱动电极可以包括菱形部和线形部,而上驱动电极是线形形状,并且下公共电极可以包括菱形部和线形部,而上公共电极是线形形状。上驱动电极和下驱动电极两者都可以是线形形状,或者换句话说,上驱动电极和下驱动电极两者都可以以条带图案形成。上公共电极和下公共电极两者都可以是线形形状,或者换句话说,上公共电极和下公共电极两者都可以以条带图案形成。这些也适用于其他实施例。
实施例2
图4是示意性地示出了实施例2的电极结构的平面图。下面,将主要讨论与实施例1的不同之处。如图4所示,省略了在实施例1中描述的驱动电极的基部314和公共电极的基部323。上驱动电极315A、315B和315C与任何导电构件分离,并由绝缘构件环绕,从而处于电浮置状态(浮置电极)。类似地,上公共电极324A、324B和324C与任何导电构件分离,并由绝缘构件环绕,从而处于电浮置状态(浮置电极)。
上驱动电极315A、315B和315C与下公共电极321A、321B和321C重叠的区域小于上驱动电极315A、315B和315C与下驱动电极312A、312B和312C 重叠的区域。上驱动电极315A、315B和315C与下驱动电极312A、312B和312C 耦合,并通过下驱动电极312A、312B和312C接收驱动电位(像素电位)。
上公共电极324A、324B和324C与下驱动电极312A、312B和312C重叠的区域小于上公共电极324A、324B和324C与下公共电极321A、321B和321C 重叠的区域。上公共电极324A、324B和324C与下公共电极321A、321B和321C 耦合,并通过下公共电极321A、321B和321C接收公共电位。
在本实施例中,上驱动电极与下驱动电极电容性地耦合,并且上公共电极与下公共电极电容性地耦合,并且因此,不必要将上驱动电极经由导电构件连接到下驱动电极,或将上公共电极经由导电构件连接到下公共电极。通过电容耦合,可以向下驱动电极和上公共电极中的仅一个给予驱动电位或公共电位。
实施例3
图5A是示意性地示出了实施例3的电极结构的平面图。图5B是用于详细说明下公共电极、下驱动电极、上公共电极和上驱动电极的结构的图。图5C和 5D分别是沿着图5B的VC-VC线的剖视图,以及沿VD-VD线的剖视图。下面,将主要讨论与实施例1的不同之处。
省略了在实施例1描述的驱动电极的基部314和公共电极的基部323。上驱动电极315A、315B和315C通过形成在像素区域中的那些电极的每个交叉部处的接触部(层间连接部)371而被物理地和电连接到下驱动电极312A、312B和 312C。在图5A至5D中,例如,一个接触部用附图标记371表示。
上公共电极324A、324B和324C通过形成在像素区域中的那些电极的每个交叉部处的接触部(层间连接部)372而被物理地和电连接到下公共电极321A、 321B和321C。在图5A至5D中,例如,一个接触部用附图标记372表示。
利用该实施例的配置,上驱动电极可以接收驱动电位,并且上公共电极可以接收公共电位。相应的上驱动电极需要经由接触部371而被连接到至少一个下驱动电极,并且相应的上公共电极需要经由接触部372而被连接到至少一个下公共电极。例如,驱动电极和公共电极中的仅一个可以经由交叉部处的接触部而被保持在相同的电位,而另一个可以被电容性地耦合。
实施例4
图6A是示意性地示出了实施例4的电极结构的平面图。图6B是沿着图6A 的线VIB-VIB得到的剖视图。图6C是沿着图6A的线VIC-VIC得到的剖视图。下面,将主要讨论与实施例1和实施例2的不同之处。
下公共电极321A、321B和321C位于与下驱动电极312A、312B和312C 不同的层处。具体地,下驱动电极312A、312B和312C位于下公共电极321A、 321B和321C上方的层处。绝缘层351被形成在下驱动电极312A、312B和312C 与下公共电极321A、321B和321C之间。下驱动电极312A、312B和312C被形成在绝缘层351上。
绝缘层352被布置在下驱动电极312A、312B和312C与上驱动电极315A、 315B和315C以及上公共电极324A、324B和324C之间。绝缘层352覆盖下驱动电极312A、312B和312C。上驱动电极315A、315B和315C以及上公共电极 324A、324B和324C被形成在绝缘层352上。
利用该实施例的配置,即使下驱动电极312A、312B和312C以及下公共电极321A、321B和321C的间距变窄,也可以可靠地防止相应电极之间的短路。
实施例5
图7A是示意性地示出了实施例5的电极结构的平面图。图7B是沿着图7A 的线VIIB-VIIB得到的剖视图。图7C是沿着图7A的线VIIC-VIIC得到的剖视图。下面,将主要讨论与实施例3的不同之处。
下公共电极321A、321B和321C位于与下驱动电极312A、312B和312C 不同的层处。具体地,下驱动电极312A、312B和312C位于下公共电极321A、 321B和321C上方的层处。绝缘层351被形成在下驱动电极312A、312B和312C 与下公共电极321A、321B和321C之间。下驱动电极312A、312B和312C被形成在绝缘层351上。
绝缘层352被布置在下驱动电极312A、312B和312C与上驱动电极315A、 315B和315C以及上公共电极324A、324B和324C之间。绝缘层352覆盖下驱动电极312A、312B和312C。上驱动电极315A、315B和315C以及上公共电极 324A、324B和324C被形成在绝缘层352上。
利用该实施例的配置,即使下驱动电极312A、312B和312C以及下公共电极321A、321B和321C的间距变窄,也可以可靠地防止相应电极之间的短路。
实施例6
图8A是示意性地示出了实施例6的电极结构的平面图。图8B是用于详细说明下公共电极、下驱动电极、上公共电极和上驱动电极的结构的图。图8C是沿着图8B的线VIIIC-VIIIC得到的剖视图。图8D是沿着图8B的线VIIID-VIIID 得到的剖视图。下面,将主要讨论与实施例1的不同之处。
在实施例1中被形成在两个不同层处的驱动电极312A、312B和312C以及驱动电极315A、315B和315C被形成在相同层处。驱动电极312A、312B和312C 在相应的交叉部处与驱动电极312A、315B和315C是连续的。省略了驱动电极的基部314和接触部313。例如,通过对一个金属膜进行图案化,可以同时形成驱动电极312A、312B和312C以及驱动电极315A、315B和315C。
如图8C和8D所示,驱动电极312A、312B、312C、315A、315B和315C 被布置在下公共电极321A、321B和321C与上公共电极324A、324B和324C 之间。绝缘层351被布置在驱动电极312A、312B、312C、315A、315B和315C 与下公共电极321A、321B和321C之间。绝缘层352被布置在驱动电极312A、 312B、312C、315A、315B和315C与上公共电极324A、324B和324C之间。
沿着X轴延伸的驱动电极315A、315B和315C的每个线形部通过绝缘层 351与下公共电极321A、321B和321C中的一个交叉。沿着X轴延伸的上公共电极324A、324B和324C的每个线形部通过绝缘层352与驱动电极312A、312B 和312C中的一个交叉。
利用本实施例的电极结构,可以在确保形成与实施例1相同的电场的同时提高制造效率。驱动电极可以用公共电极代替。具体地,所有公共电极位于相同层处,并且沿着X轴延伸的相应的公共电极在相应的交叉部处与沿着Y轴延伸的公共电极是连续的。公共电极分别通过绝缘层被夹在上驱动电极和下驱动电极夹之间。
实施例7
图9是示意性地示出了实施例7的电极结构的平面图。下面,将主要讨论与实施例6的不同之处。省略了上公共电极的基部323。与实施例2类似,上公共电极324A、324B和324C与任何导电构件分离,并被绝缘构件围绕,从而处于电浮置状态(浮置电极)。
上公共电极324A、324B和324C与下驱动电极312A、312B和312C重叠的区域小于上公共电极324A、324B和324C与下公共电极321A、321B和321C 重叠的区域。上公共电极324A、324B和324C与下公共电极321A、321B和321C 耦合,并通过下公共电极321A、321B和321C接收公共电位。
实施例8
图10A是示意性地示出了实施例8的电极结构的平面图。图10B是用于详细说明下公共电极、下驱动电极、上公共电极和上驱动电极的结构的图。图10C 和10D分别是沿着图10B的线XC-XC得到的剖视图和沿线XD-XD得到的剖视图。
下面,将主要讨论与实施例6的不同之处。省略了上公共电极的基部323。如在实施例3中那样,上公共电极324A、324B和324C通过形成在像素区域中的那些电极的相应的交叉部处的接触部372而被物理地和电连接到下公共电极 321A、321B和321C。
实施例9
图11、12和13示出了像素内电极结构,其中相应电极具有不同的形状。下面,将主要讨论与实施例1的不同之处。图11的示例包括下驱动电极312A、 312B和312C、下公共电极321A、321B和321C、上驱动电极315A和315B以及上公共电极324A、324B和324C。
上驱动电极315A和315B以及上公共电极324A、324B和324C具有圆形部,而不是实施例1的菱形部。圆形部的圆弧部分是限定像素区域的子部分的侧边的一部分,并且被认为是相对于X轴和Y轴倾斜的侧边。
在图12的示例中,上驱动电极315A和315B以及上公共电极324A、324B 和324C具有各自包括曲线(朝向中心凹陷)的部分,而不是实施例1的菱形部。该曲线是限定像素区域的子部分的侧边的一部分,并且被视为相对于X轴和Y 轴倾斜的侧边。
在图13的示例中,上驱动电极315A和315B以及上公共电极324A、324B 和324C具有多边形部,而不是实施例1的菱形部。与下公共电极或下驱动电极交叉的多边形部的一部分包括沿着X轴延伸的两个相对侧边。多边形部每个都具有通过从与下驱动电极或下公共电极重叠的菱形部去除角而获得的形状。多边形部具有侧边,该侧边是限定像素区域的子部分的侧边的一部分,并且相对于X轴和Y轴倾斜。
实施例10至实施例14
随着在每个像素的开口(开口区域)中单独地施加有电场的所划分部分数量增加,或者随着每个像素中的开口数量增加,当施加到驱动电极的驱动电位被关闭时,液晶分子花费更短时间回到初始取向方向。因此,即使利用相同的液晶材料,响应速度也将提高。在下面的实施例10至14中,将说明具有可以提高液晶分子的响应速度的形状的FFS型液晶显示设备中的驱动电极和公共电极。
在实施例10至14中,将液晶显示面板中的一个像素的电极结构作为示例来进行说明。液晶显示面板包括向液晶的像素区域中的每个施加电场的多个电极组,并且多个电极组中的每个至少包括驱动电极和公共电极。在下面的描述中,驱动电位被给予驱动电极,并且公共电位被给予公共电极。公共电极被布置为与驱动电极重叠。
实施例10
图14A是示意性地示出了实施例10的电极结构的平面图。下面,将主要讨论与实施例1的不同之处。像素300包括上驱动电极401和公共电极501。
上驱动电极401呈网格状。上驱动电极401具有多个交叉部、多个行连接部、多个列连接部和多个开口。在图14A中,例如,交叉部用附图标记411A 表示。交叉部以一定间隔布置成矩阵。也就是说,交叉部沿着X轴和Y轴彼此分离地布置。交叉部可以是各种形状,诸如菱形、五边形或六边形。如果交叉部是菱形,则交叉部也将被称为菱形部。如果交叉部是菱形,则交叉部具有相对于X轴和Y轴倾斜的侧边。行方向例如是沿着X轴的方向,并且列方向是例如沿着Y轴的方向。
在图14A中,行连接部例如用附图标记421A表示。行连接部将沿行方向以一定间隔布置的两个交叉部彼此连接。行连接部也称为X轴线形部。在图14A 中,列连接部例如用附图标记431A表示。列连接部将沿列方向以一定间隔布置的两个交叉部彼此连接。列连接部也称为Y轴线形部。
在图14A中,例如,用附图标记441A表示开口。开口中的每个由四个交叉部、两个行连接部和两个列连接部限定。公共电极501是形成为覆盖像素300 的电极,像素300是单位像素。也就是说,公共电极501连续地形成在像素300 中。公共电极501具有多个孔。在图14A中,例如,用附图标记511A表示孔。沿行方向和列方向以相等间隔形成孔。形成孔以将开口分成四个部分,如参考图14B所述。
基部451A被连接到TFT的一个源极/漏极,并且在平面图中,源极/漏极的至少一部分与TFT的沟道部303重叠。沟道部303在平面图中与栅极线302重叠。
接下来,参考图14B,将说明开口的形状和液晶分子的操作。图14B是详细说明上驱动电极401和公共电极501的结构的图。图14B示出了图14的开口 441A附近的结构。下面,将主要讨论与实施例1的不同之处。
上驱动电极401具有多个开口。开口中的每个由第一至第四交叉部、第一和第二行连接部以及第一和第二列连接部限定。例如,开口441A由第一交叉部 411A至第四交叉部411D、第一和第二行连接部421A和421B以及第一和第二列连接部431A和431B限定。
第一和第二交叉部411A和411B在列方向上彼此相邻,在它们之间保持一定距离。第三和第四交叉部411C和411D在列方向上彼此相邻,在它们之间保持一定距离。第三和第四交叉部411C和411D分别在行方向上与第一和第二交叉部411A和411B相邻,在它们之间保持一定距离。
第一列连接部431A将第一交叉部411A和第二交叉部411B彼此连接。第二列连接部431B将第三交叉部411C和第四交叉部411D彼此连接。第一行连接部421A将第一交叉部411A和第三交叉部411C彼此连接。第二行连接部421B 将第二交叉部411B和第四交叉部411D彼此连接。
多个列连接部沿着X轴方向以相等间隔布置。例如,列连接部431A、431B 和431D沿着X轴方向以相等间隔布置。多个行连接部沿着Y轴方向以相等间隔布置。例如,列连接部421A和421B沿着Y轴方向以相等间隔布置。
接下来,将说明公共电极501。公共电极501具有分别与多个开口重叠的孔。例如,公共电极501具有在位置上对应于开口441A的孔511A,以及在位置上对应于开口441B的孔511B。除了圆形之外,孔可以是各种形状,诸如多边形。
例如,孔511A和511B在行方向上彼此相邻,在它们之间保持一定距离。孔511A和511C在列方向上彼此相邻,在它们之间保持一定距离。由开口限定的像素部分也称为子部分。
接下来,将说明电场和液晶分子的操作。在子部分的每一个中,生成使液晶分子旋转的电场。在该图中,电场用实心双箭头表示,并且电场的一部分例如用附图标记601表示。上驱动电极401和公共电极501的菱形部分的侧边形成相对于X轴和Y轴倾斜的宽的斜电场(诸如斜电场601)。该斜电场601使斜电场601周围的液晶分子701倾斜取向。行连接部和公共电极501形成沿着Y 轴(取向轴)的电场(例如,电场602)。利用沿着取向轴的该电场,围绕的液晶分子的取向被固定到初始取向方向。
位于开口441A中的孔511A上方的液晶分子702不受电场影响,并保持初始取向方向。该固定的液晶分子702用作壁,并且因此,开口441A被分成分别受不同电场影响的四个部分。
为了使这四个所划分部分的面积尽可能彼此相等,孔优选被形成在重心处。
接下来,将参考图14C和14D说明剖面结构。图14C和14D分别是沿着图14B的线XIVC-XIVC得到的剖视图和沿线XIVD-XIVD得到的剖视图。
液晶层(图中未示出)位于上驱动电极401上方的层处。上驱动电极401 和公共电极501被形成在不同的层处,在其间具有绝缘层801。也就是说,与公共电极501相比,上驱动电极401位于更靠近液晶的层处(图中未示出)。图14C 示出了作为上驱动电极401的剖面的列连接部431D、431B和431A的剖面。图 14D示出了作为上驱动电极401的剖面的行连接部421A和421B的剖面。
图14C和14D中的双箭头示意性地表示由上驱动电极401和公共电极501 形成的电场。从图14C和14D明显可知,由于在孔511A至511C附近没有形成电场,所以位于孔上方的液晶分子不受电场影响,并保持初始取向方向,这使得这些液晶分子用作壁。
如上所述,利用实施例10的电极结构,可以增加像素开口(开口区域)中的所划分部分的数量。也就是说,即使在施加像素电压时,位于孔上方的液晶层的液晶分子也不移动,并且用作壁。利用以网格状图案形成的孔,在一个像素中以网格状图案形成液晶分子不旋转的部分。
具体地,通过将公共电极中的孔形成在与上驱动电极的开口重叠的位置中,每个开口被分成受不同电场单独影响的四个部分。相邻所划分部分中的液晶分子的取向方向彼此不同。
为了进一步说明该划分,一个像素具有九个开口(三乘三),如图14A所示,并且一个像素被分成受不同电场单独影响的36个部分(四乘九)。因此,液晶的响应速度提高。
实施例11
图15A是示意性地示出了实施例11的电极结构的平面图。下面,将主要讨论与实施例10的不同之处。在实施例11中,添加电连接到上驱动电极的下驱动电极,以便增大影响液晶分子的电场。
在图15A中,除了实施例10的像素300的配置之外,实施例11的像素300 还具有下驱动电极901和电连接下驱动电极901和上驱动电极402的接触孔851。
实施例11的上驱动电极402具有与实施例10的上驱动电极401类似的结构。实施例11的上驱动电极402与实施例10的上驱动电极401之间的区别在于,由于下驱动电极901的添加,交叉部中的一些的结构已被修改。
例如,实施例10的上驱动电极401的交叉部411A的形状被修改为如交叉部412A中的五边形。交叉部412A经由接触孔851电连接到下驱动电极901。
实施例10的上驱动电极401的交叉部411B的形状被修改为如交叉部412B中的三角形。
实施例11的公共电极502具有与实施例10的公共电极501类似的结构。
实施例11的公共电极502与实施例10的公共电极501之间的区别在于,由于下驱动电极901的添加,孔的形状已经被修改。如实施例10中,在行方向和列方向上以相等间隔形成孔。例如,实施例11的孔512的形状是矩形。在图15A 中,例如,用附图标记512A至512C表示孔。孔可以是各种形状,诸如圆形和多边形。
在图15A中,孔的形状是正方形,并且两条对角线分别平行于X轴和Y轴。
下驱动电极901分别与公共电极502的多个孔重叠,并被施加有驱动电位。下驱动电极901具有沿行方向或列方向延伸的多个梳齿部分。在图15A中,梳齿部分例如用附图标记911A表示。梳齿部分与沿梳齿部分延伸的方向布置的多个孔重叠。梳齿部分在Y轴方向上的宽度与孔在Y轴方向上的对角线长度的宽度相同。
接下来,参考图15B,将详细说明开口的形状和液晶分子的操作。图15B 是详细说明上驱动电极402、公共电极502和下驱动电极901的形状以及液晶分子的操作的图。图15B示出了图15A的开口441A附近的结构。下面,将主要讨论实施例10和实施例11之间的不同之处。
梳齿部分911A与沿梳齿部分911A布置的多个孔512A和512B重叠。梳齿部分911B与沿梳齿部分911B布置的多个孔512C和512D重叠。
在实施例11中,除了电场601和602之外,还在公共电极502和下驱动电极901的孔的侧边形成电场(诸如电场603)。电场601和603是相对X轴和Y 轴倾斜的宽的斜电场,并且电场602是沿着Y轴(取向轴)的电场。斜电场601 和603使斜电场601和603周围的液晶分子701倾斜取向。
如实施例10中所述,利用公共电极502的孔512A,开口441被分成分别受不同电场影响的四个部分。为了使这四个所划分部分的面积尽可能彼此相等,孔优选被形成在重心处。
接下来,将参考图15C和15D说明剖面结构。图15C和15D分别是沿着图 15B的线XVC-XVC得到的剖视图和沿线XVD-XVD得到的剖视图。
液晶层(图中未示出)位于上驱动电极402上方的层处。公共电极502和上驱动电极402被形成在不同的层处,在其间具有绝缘层801。下驱动电极901 和公共电极502被形成在不同的层处,在其间具有绝缘层802。也就是说,与公共电极502相比,上驱动电极402位于更靠近液晶的层处(图中未示出)。另一方面,与公共电极502相比,下驱动电极901位于更远离液晶的层处(图中未示出)。
图15C示出了作为上驱动电极401的剖视图的列连接部431A、431B和431D 的剖面。图15D示出了作为上驱动电极401的剖视图的行连接部421A和421B 的剖面,以及作为下驱动电极901的剖视图的梳齿部分911A和911B的剖面。
图15C和15D中的双箭头示意性地表示由下驱动电极901和公共电极502 形成的电场,以及由上驱动电极402和公共电极502形成的电场。
通过将公共电极中的孔形成在与上驱动电极的开口重叠的位置中,每个开口被分成受不同电场单独影响的四个部分。相邻所划分部分中的液晶分子的取向方向彼此不同。
为了进一步说明该划分,一个像素具有九个开口(三乘三),如图15A所示,并且一个像素被分成受不同电场单独影响的36个部分(四乘九)。因此,液晶的响应速度提高。
实施例12
实施例12与实施例11的不同之处在于,通过修改上驱动电极的形状而不是在公共电极中形成孔,物理地增加了一个像素中的上驱动电极中的开口的数量。
图16A是示意性地示出了实施例12的电极结构的平面图。下面,将主要讨论与实施例10的不同之处。通过将菱形交叉部添加到实施例10的上驱动电极 401的开口来获得实施例12的上驱动电极403。在图16A中,例如,那些附加交叉部用附图标记413A表示。
上驱动电极403具有多个延伸部,其沿着X轴或Y轴延伸并且彼此分离。在图16A中,沿着X轴延伸的延伸部用附图标记461A至461D表示。
多个延伸部包括两种类型的延伸部。第一类型的延伸部称为第一类型延伸部,并且第二类型的延伸部称为第二类型延伸部。在图16A中,第一类型延伸部用附图标记461A和461C表示,并且第二类型延伸部用附图标记461B和461D 表示。第一类型延伸部和第二类型延伸部在Y轴方向上彼此相邻,在它们之间保持一定距离。例如,第一类型延伸部461A和第二类型延伸部461B彼此相邻,第二类型延伸部461B和第一类型延伸部461C彼此相邻,并且第一类型延伸部 461C和第二类型延伸部461D彼此相邻。在下面的描述中,当不必要区分该两者时,第一类型延伸部和第二类型延伸部将统称为延伸部。
公共电极503是形成为覆盖像素300(其为单位像素)的电极。也就是说,公共电极503连续地形成在像素300中。与实施例10和11不同,公共电极503 不具有孔。
参考图16B,将详细说明上驱动电极403的形状和液晶分子的操作。图16B 是详细说明上驱动电极403的形状和液晶分子的操作的图。
多个延伸部中的每一个具有沿着X轴排列的交叉部(在它们之间保持一定距离)以及连接沿着X轴排列的相应的交叉部的连接部(在它们之间保持一定距离)。
例如,第一类型延伸部461A具有沿X轴排列的交叉部413B和413C(在它们之间保持一定距离)以及连接这些交叉部413B和413C的连接部(422A、 431D和422B)。交叉部413B经由行连接部422B而被连接到列连接部431D,并且经由行连接部422C还被连接到列连接部431C。
多个第一类型延伸部的每个交叉部在X轴方向的位置彼此相同。例如,第一类型延伸部461A的交叉部413B在X轴方向的位置与第一类型延伸部461C 的交叉部413A在X轴方向的位置相同。换句话说,多个第一类型延伸部的相应的交叉部沿着Y轴布置在直线上,并且彼此连接。交叉部413A和交叉部413B 例如通过列连接部431E连接。
多个第二类型延伸部的每个交叉部在X轴方向的位置彼此相同。例如,第一类型延伸部461B的交叉部411A在X轴的位置与第二类型延伸部461D的交叉部411B在X轴的位置相同。换句话说,多个第二类型延伸部的相应的交叉部沿着Y轴布置在直线上,并且彼此连接。交叉部411A和交叉部411B例如通过列连接部分431A连接。
第一类型延伸部的交叉部在X轴方向的位置不同于第二类型延伸部的交叉部在X轴方向的位置。例如,第一类型延伸部461A的交叉部413B在X轴方向的位置不同于第二类型延伸部461B的交叉部411A和411C在X轴方向的位置。
如上所述,多个第一类型延伸部的交叉部和多个第二类型延伸部的交叉部沿着X轴和Y轴以Z字形图案布置。例如,交叉部413B、411C和413C沿着X 轴以Z字形图案布置。例如,交叉部413C、411C和413D沿着Y轴以Z字形图案布置。
接下来,将说明电场和液晶分子的操作。在每个开口中,生成使液晶分子旋转的电场。将在图16B的右下角处的开口442A中的电场作为示例进行说明。开口442A由第一类型延伸部461A的交叉部413B的侧边、第二类型延伸部461B 的交叉部411A的侧边(其面向交叉部413B的侧边)、列连接部431E和列连接部431C限定。交叉部411A的侧边和公共电极503形成相对X轴和Y轴倾斜的宽的斜电场611A。交叉部413A的侧边和公共电极503形成相对X轴和Y轴倾斜的宽的斜电场611B。这些斜电场使斜电场周围的液晶分子(诸如液晶分子701) 倾斜取向。
优选的是,多个开口的每个侧边彼此相等,使得每个开口的面积相等。
接下来,将参考图16C和16D说明剖面结构。图16C和16D分别是沿着图 16B的线XVIC-XVIC得到的剖视图,和沿线XVID-XVID得到的剖视图。液晶层(图中未示出)位于上驱动电极403上方的层处。
上驱动电极403和公共电极503被形成在不同的层处,在其间具有绝缘层 801。也就是说,与公共电极503相比,上驱动电极403位于更靠近液晶的层处 (图中未示出)。
图16C示出了作为上驱动电极403的剖视图的列连接部431D、交叉部413D、列连接部431B、交叉部413A和列连接部431A的剖面。
图16C和16D中的双箭头示意性地表示由上驱动电极403和公共电极503 形成的电场。
在实施例12中,通过修改上驱动电极的形状,物理地增加一个像素中的上驱动电极中的开口的数量。在图16A的示例中,一个像素具有36个开口(六乘六)。通过增加开口的数量,液晶的响应速度提高。
实施例13
以类似于实施例12的方式,在实施例13中,通过修改上驱动电极的形状而不是在公共电极中形成孔,物理地增加一个像素中的上驱动电极中的开口的数量。
图17A是示意性地示出了实施例13的电极结构的平面图。下面,将主要讨论与实施例12的不同之处。在实施例13的上驱动电极404中,多个交叉部(经修改的交叉部)(其不包括最左列的多个交叉部和最右列的多个交叉部)在列方向上彼此不连接。在图17A中,例如,经修改的交叉部用附图标记414A表示。图17A中的最左列的多个交叉部和最右列的多个交叉部与图16A的上驱动电极 403中的最左列的多个交叉部和最右列的多个交叉部是相同的。
上驱动电极404具有多个延伸部,其沿着X轴或Y轴延伸并且彼此分离。在图17A中,沿着X轴延伸的延伸部用附图标记462A至462D表示。以类似于实施例12的方式,多个延伸部包括第一类型延伸部和第二类型延伸部。在图17A 中,第一类型延伸部用附图标记462A和462C表示,并且第二类型延伸部用附图标记462B和462D表示。第一类型延伸部和第二类型延伸部在Y轴方向上彼此相邻。
参考图17B,将详细说明上驱动电极404的形状和液晶分子的操作。图17B 是详细说明上驱动电极404的形状和液晶分子的操作的图。
上驱动电极404具有多个交叉部,并且多个交叉部包括例如经修改的交叉部414A至414F。经修改的交叉部也可以简称为交叉部。
下面,将使用经修改的交叉部414A作为示例来说明经修改的交叉部的形状。经修改的交叉部414A在X轴方向上经由行连接部423A而连接到相邻的经修改的交叉部414B。以下,将Y轴箭头方向(图中的向下方向)称为第一方向,并且将与第一方向相反的方向(例如,图中的向上方向)称为第二方向。
经修改的交叉部414A具有第一突起部414Ad,该第一突起部414Ad在Y 轴的第一方向上延伸并且不连接到沿第一方向与经修改的交叉部414A相邻布置的延伸部462B的连接部423B。经修改的交叉部414A具有第二突起部414Au,该第二突起部414Au在Y轴的第二方向上延伸并且不连接到沿第二方向与经修改的交叉部414A相邻布置的延伸部462D的连接部423C。
如上所述,多个第一类型延伸部的交叉部和多个第二类型延伸部的交叉部沿着X轴和Y轴以Z字形图案布置。例如,交叉部414A、414C、414B和414D 沿着X轴以Z字形图案布置。例如,交叉部414F、414A、414C和414E沿着Y 轴以Z字形图案布置。
接下来,将说明电场和液晶分子的操作。在每个开口中,生成使液晶分子旋转的电场。将经修改的交叉部414A附近的开口443A中的电场作为示例进行说明。开口443A由第一类型延伸部462C的经修改的交叉部414A的侧边、经修改的交叉部414A的第二突起部414Au、第二类型延伸部462D的经修改的交叉部414C的侧边(其面向经修改的交叉部414A的侧边)、经修改的交叉部414C 的第一突起部414Cd、行连接部423A和行连接部423C限定。经修改的交叉部 414A的侧边和公共电极503形成相对X轴和Y轴倾斜的宽的斜电场611A。交叉部414C的侧边和公共电极503形成相对X轴和Y轴倾斜的宽的斜电场611B。这些斜电场使斜电场周围的液晶分子(诸如液晶分子701)倾斜取向。经修改的交叉部的第一突起部和第二突起部的侧边和公共电极503形成沿着Y轴的电场。
优选的是,多个开口的每个侧边彼此相等,使得每个开口的面积相等。
接下来,将参考图17C和17D说明剖面结构。图17C和17D分别是沿着图17B的线XVIIC-XVIIC得到的剖视图和沿线XVIID-XVIID得到的剖视图。液晶层(图中未示出)位于上驱动电极404上方的层处。
上驱动电极404和公共电极503被形成在不同的层处,在其间具有绝缘层 801。液晶层(图中未示出)位于上驱动电极404上方的层处。在图17C中,经修改的交叉部414D和414C的剖面被示出为上驱动电极404的剖面图,并且在图17D中,经修改的交叉部414F、行连接部423A、经修改的交叉部414C和行连接部423D的剖面图被示出为上驱动电极404的剖面图。
图17C和17D中的双箭头示意性地表示由上驱动电极404和公共电极503 形成的电场。
在实施例13中,通过以类似于实施例12的方式修改上驱动电极的形状,物理地增加一个像素中的上驱动电极中的开口的数量。通过增加开口的数量,液晶的响应速度提高。
实施例14
图18A是示意性地示出了实施例14的电极结构的平面图。下面,将主要讨论与实施例11的不同之处。
上驱动电极405包括多个波浪状延伸部,其沿着Y轴延伸并且沿着X轴彼此分离。在图18A中,例如,波浪状延伸部用附图标记415A至415D表示。相应的波浪状延伸部415A至415D从基部451A沿着Y轴朝向第二方向(图中的向上方向)延伸。相应的波浪状延伸部415A至415D被连接至行连接部424A。上驱动电极405经由接触孔851而被电连接到下驱动电极902。
公共电极504是形成为覆盖像素300(其为单位像素)的电极。也就是说,公共电极504连续地形成在像素300中。公共电极504包括沿着X轴向上敞开并沿着Y轴以一定间隔布置的多个开口。开口的较长侧边沿着X轴方向,并且开口的较短侧边沿着Y轴方向。在图18A中,开口例如用附图标记513A至513E 表示。开口沿着Y轴以一定间隔布置。
下驱动电极902是形成为覆盖像素300(其为单位像素)的电极。也就是说,下驱动电极902连续地形成在像素300中。图18A示意性地示出了下驱动电极 902的一部分通过开口513A至513E而被暴露的状态。
参考图18B,将详细说明液晶分子的操作。图18B是详细说明液晶分子的操作的图。将在波浪状延伸部415B附近的开口443A中的电场作为示例进行说明。开口443A由波浪状延伸部415B、波浪状延伸部415C以及公共电极504 的开口513B和513C限定。波浪状延伸部和公共电极504形成相对X轴和Y轴倾斜的宽的斜电场611A。例如,斜电场611A由波浪状延伸部415B和公共电极 504形成。这些斜电场使斜电场周围的液晶分子(诸如液晶分子701)倾斜取向。公共电极504和下驱动电极902形成沿着Y轴的电场。
接下来,将参考图18C和18D说明剖面结构。图18C和18D分别是沿着图 18B的线XVIIIC-XVIIIC得到的剖视图和沿线XVIID-XVIIID得到的剖视图。液晶层(图中未示出)位于上驱动电极405上方的层处。
公共电极504和上驱动电极405被形成在不同的层处,在其间具有绝缘层 801。公共电极503和下驱动电极902被形成在不同的层处,在其间具有绝缘层 802。也就是说,与公共电极504相比,上驱动电极405位于更靠近液晶(图中未示出)的层处。另一方面,与公共电极504相比,下驱动电极902位于更远离液晶(图中未示出)的层处。
图18C示出了作为上驱动电极405的剖视图的波浪状延伸部415D、415C 和415B的剖面。图18C和18D中的双箭头示意性地表示由上驱动电极405和公共电极504形成的电场。
在实施例14中,通过修改上驱动电极的形状,物理地增加一个像素中的上驱动电极中的开口的数量。在图18A的示例中,一个像素具有18个开口(六乘三)。通过增加开口的数量,液晶的响应速度提高。
如上所述,已经描述了本公开的实施例;然而,本公开不限于前述实施例。本领域技术人员可以在本公开的范围内容易地修改、添加或转换前述实施例中的每个元件。一个实施例的配置的一部分可以用另一个实施例的配置代替,或者实施例的配置可以合并到另一个实施例的配置中。

Claims (18)

1.一种液晶显示设备,包括:
元件基板;
面向所述元件基板的相对基板;
夹在所述元件基板和所述相对基板之间的液晶;以及
形成在所述元件基板的面向所述液晶的表面上的多个电极组,所述多个电极组被配置为将电场施加到所述液晶的每个像素区域,
其中,所述多个电极组中的每个电极组包括:
多个第一电极,其沿着所述液晶的取向轴延伸并沿着与所述取向轴垂直的第二轴以一定间隔布置;
多个第二电极,其沿着所述取向轴延伸并沿着所述第二轴布置,使得所述多个第二电极和所述多个第一电极以一定间隔交替地排列;
多个第三电极,其沿着所述第二轴延伸并沿着所述取向轴以一定间隔布置;以及
多个第四电极,其沿着所述第二轴延伸并沿着所述取向轴以一定间隔布置,使得所述多个第四电极和所述多个第三电极以一定间隔交替地排列,
其中,分别向所述多个第一电极和所述多个第三电极给予驱动电位,
其中,分别向所述多个第二电极和所述多个第四电极给予公共电位,
其中,与所述多个第二电极相比,所述多个第三电极中的每个第三电极位于更靠近所述液晶的层处,并且通过绝缘层与所述多个第二电极中的一个第二电极交叉,
其中,与所述多个第一电极相比,所述多个第四电极中的每个第四电极位于更靠近所述液晶的层处,并且通过绝缘层与所述多个第一电极中的一个第一电极交叉,
其中,在所述多个第三电极和所述多个第二电极的相应的交叉部处,所述第三电极的宽度彼此相同,并且
其中,在所述多个第四电极和所述多个第一电极的相应的交叉部处,所述第四电极的宽度彼此相同。
2.根据权利要求1所述的液晶显示设备,
其中,所述多个第一电极、所述多个第二电极、所述多个第三电极和所述多个第四电极分别限定多个部分,并且
其中,所述多个部分中的每个部分包括沿着所述取向轴延伸的两个相对侧边、以及相对于所述取向轴和所述第二轴以倾斜方式延伸的两个相对侧边。
3.根据权利要求2所述的液晶显示设备,
其中,所述第一电极和所述第三电极中的至少一个包括在第一方向上交替地布置的多个第一部和多个第二部,所述第一方向是所述第一电极和所述第三电极中的所述至少一个的延伸方向,
其中,所述多个第一部中的每个第一部由四个侧边构成,所述四个侧边中的每个侧边是相对于所述取向轴和所述第二轴以倾斜的方式延伸的两个相对侧边中的一个侧边,
其中,所述多个第二部每个都为沿着所述第一方向延伸的线形形状,并且彼此具有相同的宽度;
其中,所述第二电极和所述第四电极中的至少一个包括在第二方向上交替地布置的多个第三部和多个第四部,所述第二方向是所述第二电极和所述第四电极中的所述至少一个的延伸方向,
其中,所述多个第三部中的每个第三部由四个侧边构成,所述四个侧边中的每个侧边是相对于所述取向轴和所述第二轴以倾斜的方式延伸的两个相对侧边中的一个侧边,并且
其中,所述多个第四部每个都为沿着所述第二方向延伸的线形形状,并且具有彼此相同的宽度。
4.根据权利要求2所述的液晶显示设备,
其中,所述多个第一电极每个都为线形形状,并且具有彼此相同的宽度,
其中,所述多个第二电极每个都为线形形状,并且具有彼此相同的宽度,
其中,所述多个第三电极中的每个第三电极包括沿着所述第二轴交替地布置的多个第一部和多个第二部,
其中,所述多个第一部中的每个第一部由四个侧边构成,所述四个侧边中的每个侧边是相对于所述取向轴和所述第二轴以倾斜的方式延伸的所述两个相对侧边中的一个侧边,
其中,所述多个第二部每个都为沿着所述第二轴延伸的线形形状,并且具有彼此相同的宽度;
其中,所述多个第四电极中的每个第四电极包括沿着所述第二轴交替地布置的多个第三部和多个第四部,
其中,所述多个第三部中的每个第三部由四个侧边构成,所述四个侧边中的每个侧边是相对于所述取向轴和所述第二轴以倾斜的方式延伸的所述两个相对侧边中的一个侧边,并且
其中,所述多个第四部每个都为沿着所述第二轴延伸的线形形状,并且具有彼此相同的宽度。
5.根据权利要求1所述的液晶显示设备,
其中,所述多个第一电极和所述多个第三电极位于相同层处,并且
其中,所述多个第一电极在相应的交叉部处与所述多个第三电极是连续的。
6.根据权利要求1所述的液晶显示设备,
其中,所述多个第三电极中的每个第三电极是位于所述多个第一电极上方的层处的浮置电极,
其中,所述多个第三电极分别与所述多个第一电极重叠的面积大于所述多个第三电极分别与所述多个第二电极重叠的面积、以及所述多个第三电极分别与所述多个第四电极重叠的面积,并且
其中,经由所述多个第一电极向所述多个第三电极给予所述驱动电位。
7.根据权利要求1所述的液晶显示设备,
其中,所述多个第三电极中的每个第三电极经由层间连接部而被物理地连接到所述多个第一电极中的至少一个第一电极,所述层间连接部被形成在与所述多个第一电极中的所述至少一个第一电极的交叉部处。
8.根据权利要求1所述的液晶显示设备,
其中,所述多个第一电极和所述多个第二电极位于相同层处。
9.根据权利要求1所述的液晶显示设备,
其中,所述多个第一电极每个都为线形形状,并且具有彼此相同的宽度,
其中,所述多个第二电极每个都为线形形状,并且具有相同的宽度,并且
其中,所述多个第一电极和所述多个第二电极位于不同层处。
10.一种液晶显示设备,包括:
液晶;和
多个电极组,其被配置为向所述液晶的每个像素区域施加电场,
其中,所述多个电极组中的每个电极组包括被给予驱动电位的第一电极、以及被布置为通过绝缘层与所述第一电极重叠的第二电极,所述第二电极被给予公共电位,
其中,所述第一电极包括:
多个交叉部,其以一定间隔布置成矩阵;
行连接部,每个行连接部连接沿着行方向以一定间隔布置的两个交叉部;
列连接部,每个列连接部连接沿着列方向以一定间隔布置的两个交叉部;以及
开口,其由所述交叉部、所述行连接部和所述列连接部限定,并且
其中,所述第二电极具有多个孔,每个孔在位置上对应于所述开口。
11.根据权利要求10所述的液晶显示设备,
其中,所述第一电极具有多个所述开口,并且
其中,所述多个开口中的每个开口由以下限定:
在所述列方向上彼此相邻布置的第一交叉部和第二交叉部;
在所述列方向上彼此相邻布置的、并且在所述行方向上分别与所述第一交叉部和所述第二交叉部相邻布置的第三交叉部和第四交叉部;
连接所述第一交叉部和所述第二交叉部的第一列连接部;
连接所述第三交叉部和所述第四交叉部的第二列连接部;
连接所述第一交叉部和所述第三交叉部的第一行连接部;以及
连接所述第二交叉部和所述第四交叉部的第二行连接部。
12.根据权利要求10所述的液晶显示设备,还包括:与所述第二电极的多个孔重叠的第三电极,所述第三电极被施加有驱动电位,
其中,与所述第二电极相比,所述第三电极位于更远离所述液晶的层处。
13.根据权利要求12所述的液晶显示设备,
其中,所述第三电极具有沿着所述行方向或所述列方向延伸的多个梳齿部,并且
其中,所述梳齿部中的每个梳齿部与沿着所述梳齿部布置的多个孔重叠。
14.根据权利要求10所述的液晶显示设备,
其中,所述第二电极的孔每个都被形成在所述开口中的重心处。
15.一种液晶显示设备,包括:
液晶;和
多个电极组,其被配置为向所述液晶的每个像素区域施加电场,
其中,所述多个电极组中的每个电极组包括被给予驱动电位的第一电极以及被布置为通过绝缘层与所述第一电极重叠的第二电极,所述第二电极被给予公共电位,
其中,所述第一电极包括沿着第一轴或与所述第一轴垂直的第二轴延伸的多个延伸部,所述第一轴与液晶的取向轴平行,所述多个延伸部以一定间隔布置,
其中,所述多个延伸部中的每个延伸部具有在所述第二轴方向上以一定间隔彼此相邻布置的交叉部、以及连接以一定间隔彼此相邻布置的相应的交叉部的连接部,
其中,被包括在所述多个延伸部中的多个第一类型延伸部的相应的交叉部被布置在沿着所述第一轴的直线上,
其中,被包括在所述多个延伸部中的多个第二类型延伸部的相应的交叉部被布置在沿着所述第一轴的直线上,
其中,在所述第二轴上所述第一类型延伸部的交叉部的位置与在所述第二轴上所述第二类型延伸部的交叉部的位置不一致,并且
其中,所述第一类型延伸部和所述第二类型延伸部被交替地布置在所述第一轴方向上。
16.根据权利要求15所述的液晶显示设备,
其中,所述多个交叉部被布置在沿着所述第一轴的直线上,并且在所述直线上以一定间隔彼此相邻布置的相应的交叉部由所述连接部连接。
17.根据权利要求15所述的液晶显示设备,
其中,所述多个交叉部中的至少一个交叉部包括:
朝向所述第一轴的第一方向延伸的第一突起部,所述第一突起部不被连接到在所述第一方向上位于邻近所述交叉部的延伸部的连接部,并且
朝向与所述第一轴的第一方向相对的第二方向延伸的第二突起部,所述第二突起部不被连接到在所述第二方向上位于邻近所述交叉部的延伸部的连接部。
18.一种液晶显示设备,包括:
液晶;和
多个电极组,其被配置为向所述液晶的每个像素区域施加电场,
其中,所述多个电极组中的每个电极组包括被给予驱动电位的第一电极、被布置为通过绝缘层与所述第一电极重叠并被给予公共电位的第二电极、以及被给予驱动电位的第三电极,
其中,与所述第二电极相比,所述第一电极位于更靠近所述液晶的层处,
其中,所述第一电极包括沿着第一轴延伸的多个波浪状延伸部,所述波浪状延伸部沿着第二轴以一定间隔布置,
其中,所述第二电极包括沿着所述第二轴延伸的多个开口,所述开口沿着所述第一轴以一定间隔布置,并且
其中,与所述第二电极相比,所述第三电极位于更远离所述液晶的层处。
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