CN206039105U - 液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种液晶显示装置，包括显示面板，该显示面板包括第一基板、与该第一基板相对设置的第二基板及位于该第一基板与该第二基板之间的液晶层，该第一基板上设有辅助电极，该第二基板上设有公共电极和像素电极，该公共电极和该像素电极相互绝缘设置，该辅助电极在与每个子像素相对应的位置包括相互间隔的多个辅助电极条，该像素电极形成在每个子像素内且包括相互间隔的多个像素电极条，该多个辅助电极条与该多个像素电极条相互平行且上下错开排列，且向该辅助电极和该公共电极上施加的电压信号相同。本实施例降低了第一基板的辅助电极与第二基板的各像素电极条之间的垂直电场，有利于降低驱动液晶分子的饱和电压，从而降低功耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及液晶显示的技术领域，特别是涉及一种液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)具有画质好、体积小、重量轻、低驱动电压、低功耗、无辐射和制造成本相对较低的优点，在平板显示领域占主导地位。
一般情况下，当用户从不同的视角观看液晶显示装置的屏幕时，图像的亮度会随着视角的增加而减小。传统的扭曲向列型(Twisted Nematic，TN)的液晶显示装置，公共电极和像素电极分别形成在上下两个不同的基板上，液晶分子在一个与基板垂直的平面内旋转。然而，TN型液晶显示装置的视角比较窄。为实现宽视角，采用水平电场的平面内切换型(In-Plane Switching，IPS)和采用边缘电场的边缘电场切换型(Fringe FieldSwitching，FFS)的液晶显示装置被开发出来。针对IPS型或FFS型的液晶显示装置，公共电极和像素电极是形成在同一基板(即薄膜晶体管阵列基板)上，液晶分子在与基板大致平行的平面内旋转从而获得更广的视角。
在现有技术中，通常会在彩色滤光片基板上制作ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)层，该ITO层与阵列基板上的公共电极电性导通，以消除外部静电对IPS、FFS型液晶显示装置的影响，防止产生静电云纹(Mura)现象。
但是，在这种方法中，由于彩色滤光片基板上的ITO层与阵列基板上的公共电极导通，使得彩色滤光片基板上的ITO层与阵列基板上的像素电极之间存在比较强的垂直电场，对液晶分子在平面内转动具有一定的抑制作用，使得液晶显示装置的穿透率降低、响应时间拉长。
IPS、FFS显示技术通常使用正性液晶，因为正性液晶具有响应电压低等诸多优点。随着技术的进步，负性液晶的性能得到显著提高，应用也越发广泛。但是负性液晶分子的介电常数(Δε)较低，粘滞系数(η1)较大。若采用负性液晶分子，由于该ITO层与像素电极之间的垂直电场对液晶分子的抑制作用，造成采用负性液晶分子的显示架构为了达到相同显示效果，饱和电压比较高，功耗较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种液晶显示装置，以提高液晶显示装置的穿透率，缩短液晶分子的响应时间，降低驱动液晶分子的饱和电压，降低功耗。
本实用新型实施例提供一种液晶显示装置，包括显示面板，该显示面板包括第一基板、与该第一基板相对设置的第二基板及位于该第一基板与该第二基板之间的液晶层，该第一基板上设有辅助电极，该第二基板上设有公共电极和像素电极，该公共电极和该像素电极相互绝缘设置，该辅助电极在与每个子像素相对应的位置包括相互间隔的多个辅助电极条，该像素电极形成在每个子像素内且包括相互间隔的多个像素电极条，该多个辅助电极条与该多个像素电极条相互平行且上下错开排列，且向该辅助电极和该公共电极上施加的电压信号相同。
进一步地，该辅助电极和该公共电极通过导电胶上下连接在一起。
进一步地，该多个辅助电极条与该多个像素电极条之间上下部分重叠或者完全没有重叠。
进一步地，相邻的辅助电极条之间形成狭缝，相邻的像素电极条之间形成狭缝，该辅助电极的各辅助电极条与该像素电极的各狭缝上下对应设置，该像素电极的各像素电极条与该辅助电极的各狭缝上下对应设置。
进一步地，该辅助电极在每个子像素的四周位置设有连接部，相邻子像素的辅助电极条之间通过该连接部连接在一起。
进一步地，该第一基板上还设有色阻层、黑矩阵和平坦层，该色阻层和该黑矩阵形成在该第一基板靠近该液晶层一侧的表面上，该平坦层覆盖该色阻层和该黑矩阵，该辅助电极形成在该平坦层靠近该液晶层一侧的表面上。
进一步地，该第一基板上还设有色阻层、黑矩阵和平坦层，该色阻层和该黑矩阵形成在该第一基板靠近该液晶层一侧的表面上，该辅助电极形成在该色阻层和该黑矩阵上，该平坦层覆盖该色阻层、该黑矩阵和该辅助电极，使该辅助电极位于该平坦层远离该液晶层一侧的表面上。
进一步地，该第二基板上还设有将该公共电极与该像素电极之间隔开的绝缘层，该像素电极位于该公共电极上方。
进一步地，该公共电极为面状电极。
进一步地，该公共电极和该像素电极位于同一层，该公共电极在与每个子像素相对应的位置包括相互间隔的多个公共电极条，该多个公共电极条与该多个像素电极条相互交替插入配合，且该多个公共电极条与该多个辅助电极条上下对应设置。
本实用新型实施例提供的液晶显示装置，由于在第一基板上设置的辅助电极为条状结构，各辅助电极条与各像素电极条在每个子像素内相互平行且上下错开排列，使得辅助电极在与各像素电极条相对应的位置镂空形成狭缝，降低了第一基板的辅助电极与第二基板的各像素电极条之间的原有垂直电场，增加了像素电极与公共电极之间的横向电场分量，有利于提高液晶显示装置的穿透率，缩短液晶分子的响应时间，降低驱动液晶分子的饱和电压，降低功耗。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例中液晶显示装置的结构示意图。
图2为图1中液晶显示装置的第二基板的电路结构示意图。
图3为图1中液晶显示装置的辅助电极的平面结构示意图。
图4a至图4b为本实用新型第一实施例与第一比较例的显示效果示意图。
图5为本实用新型第二实施例中液晶显示装置的结构示意图。
图6为本实用新型第三实施例中液晶显示装置的结构示意图。
图7为本实用新型第四实施例中液晶显示装置的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[第一实施例]
图1为本实用新型第一实施例中液晶显示装置的结构示意图，请参图1，该液晶显示装置包括显示面板20，该显示面板20包括第一基板21、与第一基板21相对设置的第二基板22以及位于第一基板21与第二基板22之间的液晶层23。第一基板21例如为彩色滤光片基板，第二基板22例如为薄膜晶体管阵列基板。
本实施例提供的液晶显示装置适用于平面内切换型(IPS)、边缘电场切换型(FFS)等模式的液晶显示装置，公共电极和像素电极均形成在同一基板(即薄膜晶体管阵列基板)上，在公共电极和像素电极之间施加显示用的电场时，液晶分子在与基板大致平行的平面内旋转以获得较广的视角。本实施例中，以边缘电场切换型(FFS)为例对该液晶显示装置进行说明。
本实施例中，第一基板21在靠近液晶层23的一侧设有色阻层211、黑矩阵(BM)212、平坦层213和辅助电极214，其中色阻层211和黑矩阵212形成在第一基板21靠近液晶层23一侧的表面上，平坦层213覆盖色阻层211和黑矩阵212，辅助电极214形成在平坦层213靠近液晶层23一侧的表面上。
图2为图1中液晶显示装置的第二基板的电路结构示意图，请结合图1与图2，本实施例中，第二基板22在靠近液晶层23的一侧设有扫描线222、数据线223、薄膜晶体管(TFT)224、公共电极225(common electrode)、绝缘层226和像素电极227(pixel electrode)。公共电极225与像素电极227之间通过绝缘层226间隔开且相互绝缘。
应当理解地，本实施例中，在第一基板21和第二基板22上仅示意了与本实用新型相关的部分膜层结构，对其它的膜层结构则进行了省略。
如图2所示，多条扫描线222与多条数据线223相互交叉限定形成多个子像素SP(sub-pixel)。子像素SP例如为红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)子像素，多个相邻的子像素SP构成一个显示像素(pixel)。例如一个显示像素可包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三个子像素SP。每个子像素SP内设有像素电极227和薄膜晶体管(TFT)224，薄膜晶体管224位于扫描线222与数据线223交叉的位置附近。每个薄膜晶体管224包括栅极、源极及漏极(图未示)，其中栅极电连接对应的扫描线222，源极与漏极之一电连接对应的数据线223，源极与漏极之另一电连接对应的像素电极227，例如源极电连接对应的数据线223，漏极电连接对应的像素电极227。
为了简便，图1与图2中仅示出了与一个子像素SP对应的结构示意图。本实施例中，像素电极227位于公共电极225上方，即像素电极227相较于公共电极225更靠近液晶层23设置。公共电极225采用面状电极。辅助电极214、公共电极225与像素电极227例如采用ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)等透明导电材质制成。
请参图1与图2，像素电极227设置在每个子像素SP内且包括相互间隔的多个像素电极条227a，该多个像素电极条227a在端部连接在一起并与TFT 224电连接，相邻的像素电极条227a之间形成狭缝227b。
图3为图1中液晶显示装置的辅助电极的平面结构示意图，请参图3，辅助电极214在与每个子像素SP相对应的位置包括相互间隔的多个辅助电极条214a，相邻的辅助电极条214a之间形成狭缝214b。辅助电极214在与黑矩阵212相对应的位置(即每个子像素SP的四周位置)相互连接在一起。具体地，辅助电极214在每个子像素SP的四周位置设有连接部214c，相邻子像素SP的辅助电极条214a之间通过连接部214c连接在一起。
请参图1，在每个子像素SP内，辅助电极214的各辅助电极条214a与像素电极227的各像素电极条227a相互平行且上下错开排列，辅助电极214的各辅助电极条214a与像素电极227的各狭缝227b上下对应设置，像素电极227的各像素电极条227a与辅助电极214的各狭缝214b上下对应设置。优选地，各辅助电极条214a与各像素电极条227a上下完全错开，即相互之间没有重叠。但考虑到制程对位的偏差，各辅助电极条214a与各像素电极条227a之间的上下对位也可以存在一定的偏离，因此各辅助电极条214a与各像素电极条227a在上下错开排列时允许存在部分重叠。
该液晶显示装置还包括驱动电路24，该液晶显示装置在显示时，驱动电路24向辅助电极214和公共电极225上施加的电压信号相同。本实施例中，该液晶显示装置在周边非显示区域通过导电胶25将辅助电极214与公共电极225连接，由驱动电路24提供电压信号至第二基板22的公共电极225上，同时电压信号通过导电胶25施加在第一基板21的辅助电极214上。
液晶分子一般分为正性液晶分子和负性液晶分子。本实施例中，液晶层23中的液晶分子可为正性液晶分子或负性液晶分子，优选为负性液晶分子，以获得更好的显示效果。
图4a至图4b为本实用新型第一实施例与第一比较例的显示效果示意图，在该第一比较例中，除了辅助电极214为面状电极(即不是条状电极)外，其余结构与本实用新型第一实施例完全相同。图4a与图4b中，图4a为该第一比较例的显示效果示意图，图4b为本实用新型第一实施例的显示效果示意图。
请参图4a，在该第一比较例中，由于辅助电极214为面状电极，第一基板21上的面状辅助电极与第二基板22上的各像素电极条227a之间存在比较强的垂直电场，从而对液晶分子在平面内转动产生较大的抑制作用(如图4a中虚线框A1所示)，影响液晶显示装置的穿透率，使液晶分子响应时间拉长。
请参图4b，在本实用新型第一实施例中，由于在第一基板21上设置的辅助电极214为条状结构，各辅助电极条214a与各像素电极条227a在每个子像素SP内相互平行且上下错开排列，使得辅助电极214在与各像素电极条227a相对应的位置镂空形成狭缝214b，降低了第一基板21的辅助电极与第二基板22的各像素电极条227a之间的原有垂直电场(如图4b中虚线框A2所示)，增加了像素电极227与公共电极225之间的横向电场分量，有利于提高液晶显示装置的穿透率，缩短液晶分子的响应时间，降低驱动液晶分子的饱和电压，降低功耗。
| 第一比较例 | 第一实施例 | |
| 饱和电压(V) | 6.7 | 4.5 |
| 穿透率(在各自饱和电压下) | 100％ | 103％ |
上述表格为本实用新型第一实施例与该第一比较例的实验数据。相较于该第一比较例，本实用新型第一实施例的饱和电压下降2.2V。在各自饱和电压下的穿透率进行比较时，本实用新型第一实施例提高了3％。另外，在驱动电压均为4.5V时，本实用新型第一实施例相较于该第一比较例的穿透率高13％。
[第二实施例]
图5为本实用新型第二实施例中液晶显示装置的结构示意图，请参图5，本实用新型第二实施例与上述第一实施例的主要区别在于，在本实用新型第二实施例中，色阻层211和黑矩阵212形成在第一基板21靠近液晶层23一侧的表面上，辅助电极214形成在色阻层211和黑矩阵212上，平坦层213覆盖色阻层211、黑矩阵212和辅助电极214，使辅助电极214位于平坦层213远离液晶层23一侧的表面上。为了利用导电胶25将辅助电极214与公共电极225连接，平坦层213内可以形成有穿孔213a，绝缘层226内可以形成有穿孔226a，以露出辅助电极214和公共电极225，导电胶25通过穿孔213a、226a将公共电极225与辅助电极214连接。关于本实施例的其他结构，可参见上述第一实施例，在此不再赘述。
| 第二比较例 | 第二实施例 | |
| 饱和电压(V) | 5.1 | 4.7 |
| 穿透率(在各自饱和电压下) | 100％ | 100％ |
上述表格为本实用新型的第二实施例与第二比较例的实验数据表格，其中在该第二比较例中，除了辅助电极为面状电极(即不是条状电极)之外，其余结构与本实用新型第二实施例完全相同。相较于该第二比较例，本实用新型第二实施例的饱和电压下降0.4V。在各自饱和电压下的穿透率两者相同。另外，在驱动电压均为4.7V时，本实用新型第二实施例相较于该第二比较例的穿透率高1％。
[第三实施例]
图6为本实用新型第三实施例中液晶显示装置的结构示意图，请参图6，本实用新型第三实施例与上述第一实施例的主要区别在于，在本实用新型第三实施例中，该液晶显示装置为采用平面内切换型(IPS)的液晶显示装置，公共电极225和像素电极227位于同一层且相互绝缘，公共电极225在与每个子像素SP相对应的位置也包括相互间隔的多个公共电极条225a，公共电极225在与黑矩阵212相对应的位置(即每个子像素SP的四周位置)可相互连接在一起。在每个子像素SP内，各公共电极条225a与各像素电极条227a相互交替插入配合(即各公共电极条225a位于像素电极227的各狭缝227b中)，且各公共电极条225a与各辅助电极条214a上下对应设置。关于本实施例的其他结构，可参见上述第一实施例，在此不再赘述。
[第四实施例]
图7为本实用新型第四实施例中液晶显示装置的结构示意图，请参图7，本实用新型第四实施例与上述第一实施例的主要区别在于，在本实用新型第四实施例中，色阻层211和黑矩阵212形成在第一基板21靠近液晶层23一侧的表面上，辅助电极214形成在色阻层211和黑矩阵212上，平坦层213覆盖色阻层211、黑矩阵212和辅助电极214，使辅助电极214位于平坦层213远离液晶层23一侧的表面上。另外，该液晶显示装置为采用平面内切换型(IPS)的液晶显示装置，公共电极225和像素电极227位于同一层且相互绝缘，公共电极225在与每个子像素SP相对应的位置也包括相互间隔的多个公共电极条225a，公共电极225在与黑矩阵212相对应的位置(即每个子像素SP的四周位置)可相互连接在一起。在每个子像素SP内，各公共电极条225a与各像素电极条227a相互交替插入配合(即各公共电极条225a位于像素电极227的各狭缝227b中)，且各公共电极条225a与各辅助电极条214a上下对应设置。关于本实施例的其他结构，可参见上述第一实施例，在此不再赘述。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，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，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型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，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种液晶显示装置，包括显示面板(20)，该显示面板(20)包括第一基板(21)、与该第一基板(21)相对设置的第二基板(22)及位于该第一基板(21)与该第二基板(22)之间的液晶层(23)，其特征在于，该第一基板(21)上设有辅助电极(214)，该第二基板(22)上设有公共电极(225)和像素电极(227)，该公共电极(225)和该像素电极(227)相互绝缘设置，该辅助电极(214)在与每个子像素相对应的位置包括相互间隔的多个辅助电极条(214a)，该像素电极(227)形成在每个子像素内且包括相互间隔的多个像素电极条(227a)，该多个辅助电极条(214a)与该多个像素电极条(227a)相互平行且上下错开排列，且向该辅助电极(214)和该公共电极(225)上施加的电压信号相同。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该辅助电极(214)和该公共电极(225)通过导电胶(25)上下连接在一起。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该多个辅助电极条(214a)与该多个像素电极条(227a)之间上下部分重叠或者完全没有重叠。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，相邻的辅助电极条(214a)之间形成狭缝(214b)，相邻的像素电极条(227a)之间形成狭缝(227b)，该辅助电极(214)的各辅助电极条(214a)与该像素电极(227)的各狭缝(227b)上下对应设置，该像素电极(227)的各像素电极条(227a)与该辅助电极(214)的各狭缝(214b)上下对应设置。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该辅助电极(214)在每个子像素的四周位置设有连接部(214c)，相邻子像素的辅助电极条(214a)之间通过该连接部(214c)连接在一起。
6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该第一基板(21)上还设有色阻层(211)、黑矩阵(212)和平坦层(213)，该色阻层(211)和该黑矩阵(212)形成在该第一基板(21)靠近该液晶层(23)一侧的表面上，该平坦层(213)覆盖该色阻层(211)和该黑矩阵(212)，该辅助电极(214)形成在该平坦层(213)靠近该液晶层(23)一侧的表面上。
7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该第一基板(21)上还设有色阻层(211)、黑矩阵(212)和平坦层(213)，该色阻层(211)和该黑矩阵(212)形成在该第一基板(21)靠近该液晶层(23)一侧的表面上，该辅助电极(214)形成在该色阻层(211)和该黑矩阵(212)上，该平坦层(213)覆盖该色阻层(211)、该黑矩阵(212)和该辅助电极(214)，使该辅助电极(214)位于该平坦层(213)远离该液晶层(23)一侧的表面上。
8.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该第二基板(22)上还设有将该公共电极(225)与该像素电极(227)之间隔开的绝缘层(226)，该像素电极(227)位于该公共电极(225)上方。
9.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，该公共电极(225)为面状电极。
10.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，该公共电极(225)和该像素电极(227)位于同一层，该公共电极(225)在与每个子像素相对应的位置包括相互间隔的多个公共电极条(225a)，该多个公共电极条(225a)与该多个像素电极条(227a)相互交替插入配合，且该多个公共电极条(225a)与该多个辅助电极条(214a)上下对应设置。
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