專利名稱：垂直配向型液晶顯示裝置及其像素單元電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置，尤指一種垂直配向型液晶顯示裝置及其像素單元電路。
背景技術：
目前常見的兩種液晶驅動方式包括扭轉向列(Twisted Nematic，TN)模式以及垂直配向(Vertically-aligned，VA)模式。
當采用TN模式來驅動液晶時，液晶顯示器的液晶在不加任何電場的情況下，液晶不會旋轉，使得背光模塊的光源會穿過液晶及偏光板，進而造成顯示器呈現(xiàn)全白的畫面，一般稱之為“Normally White”。
盡管TN液晶顯示器的相關技術在近年來已經(jīng)有顯著地進步，且TN液晶顯示器所提供的對比與色彩飽和度也優(yōu)于傳統(tǒng)顯示器(例如CRT顯示器)。然而，TN液晶顯示器具有一關鍵性的缺點，即TN液晶顯示器的視角范圍比較窄，使得其應用受到限制。
當采用VA模式來驅動液晶時，液晶顯示器的液晶在不加任何電場的情況下，液晶不會旋轉，背光模塊的光源會被液晶阻擋而不會穿過液晶及偏光板，顯示器會呈現(xiàn)全黑的畫面，一般稱之為“Normally Black”。
在顯示時，由VA液晶顯示器所提供的對比度比TN液晶顯示器所提供的對比度高。此外，VA液晶顯示器的反應時間也比較快，且對于白畫面及黑畫面具有較佳的廣視角。所以，VA液晶顯示器為目前受矚目的一種新型式的液晶顯示器。
然而，VA液晶顯示器會因其各個液晶的不同雙折射特性，造成在各種顯示視角的亮度不均。
圖1為現(xiàn)有多區(qū)域垂直配向(Multi-Domain Vertical Alignment，MVA)液晶顯示裝置的結構示意圖，其顯示一個次像素單元1的結構示意圖。于圖1中，包括第一基板11與第二基板12。在第一基板11與第二基板12之間具有多個液晶分子141、142。在第一基板11的表面上鍍有共同電極111，且在共同電極111的表面上有多個凸起物(Protrusion)13。在第二基板12的表面上鍍有像素電極121，且在像素電極121之間具有多個狹縫(Slit)15。
由于現(xiàn)有MVA液晶顯示裝置的所有像素單元在同一灰階狀態(tài)時，次像素單元的液晶分子的傾斜角度會相同。例如圖1中的液晶分子141、142的傾斜角度與液晶分子143、144的傾斜角度相同。有關其傾斜角度為何相同，請繼續(xù)參照下述說明。
圖2為現(xiàn)有MVA液晶顯示裝置的其中一個像素單元2的電路示意圖，其包括次像素單元21、22。次像素單元21還包括薄膜晶體管211、輔助電容(Cs1)212、共同電壓213及液晶電容(Clc)214。次像素單元22還包括薄膜晶體管221、輔助電容(Cs2)222、共同電壓223及液晶電容(Clc)224。
上述共同電壓213、223由共同電極所提供，其中共同電極提供固定不變的共同電壓(Common voltage，簡稱Vcom)。液晶電容214、224則由共同電極、像素電極與夾合于其間的液晶所構成，其中像素電極提供操作電壓。所以，便可通過控制共同電壓值與操作電壓值的差，來控制液晶層中的電場，進而控制液晶分子的轉動。
由于輔助電容212、222連接相同的共同電壓，且液晶電容214、224的值幾乎相等。所以，在同一灰階下，次像素單元21的液晶分子的傾斜角度會與次像素單元22的液晶分子的傾斜角度幾乎相同。
這樣，將會使得面板的亮度不均，并使得顯示品質(zhì)降低，因此如何改善上述所探討的問題，已經(jīng)成為一亟需解決的課題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種垂直配向型液晶顯示裝置及其像素單元電路，能夠改善垂直配向型液晶顯示裝置的視角問題；能夠改善在不同視角而產(chǎn)生亮度不均的問題。
本發(fā)明提供一種垂直配向型液晶顯示裝置的像素單元電路。該電路包括一第一個次像素單元，包括一第一薄膜晶體管、一第一液晶電容及一第一輔助電容，所述第一薄膜晶體管的源極與一數(shù)據(jù)線電性連接，該第一薄膜晶體管的柵極與一控制線電性連接，該第一薄膜晶體管的漏極與所述第一液晶電容的一端及第一輔助電容的一端電性連接；以及一第二個次像素單元，包括一第二薄膜晶體管、一第二液晶電容及一第二輔助電容，所述第二薄膜晶體管的源極與所述數(shù)據(jù)線電性連接，該第二薄膜晶體管的柵極與所述控制線電性連接，該第二薄膜晶體管的漏極與所述第二液晶電容的一端及第二輔助電容的一端電性連接；其中，所述第一輔助電容的另一端與一提供一耦合電極電壓的耦合信號線電性連接，所述第二輔助電容的另一端則與一提供一共同電壓的共同電壓線電性連接，以使得所述第一個次像素單元的像素電壓與第二個次像素單元的像素電壓不同。
所述耦合電極電壓為一交流電壓，所述共同電壓為一直流電壓。
所述耦合信號線的材質(zhì)與所述數(shù)據(jù)線的材質(zhì)相同。
所述控制線的材質(zhì)與所述共同電壓線的材質(zhì)相同。
所述第一個次像素單元的像素電壓與所述第二個次像素單元的像素電壓的差值為1～3伏。
所述第一個次像素單元呈現(xiàn)不同像素時，所述耦合信號線提供的耦合電極電壓相對地不同。
所述耦合信號線提供的耦合電極電壓能被分為不同極性與不同大小的電壓值。
所述第一個次像素單元與第二個次像素單元被布局于一基板上，且該第一個次像素單元與第二個次像素單元的布局被配置為一棋盤格圖形。
本發(fā)明還提供一種垂直配向型液晶顯示裝置，該裝置包括
一第一基板，包括多個凸起物與一共同電極，該共同電極位于所述第一基板的表面，所述凸起物位于該共同電極的部分表面；以及一第二基板，包括多個像素電極與多個狹縫，所述像素電極位于該第二基板的表面，所述狹縫位于所述像素電極之間；其中，所述第一基板與第二基板形成多像素單元，每一像素單元包括一第一個次像素單元，包括一第一薄膜晶體管、一第一液晶電容及一第一輔助電容，所述第一薄膜晶體管的源極與一數(shù)據(jù)線電性連接，該第一薄膜晶體管的柵極與一控制線電性連接，該第一薄膜晶體管的漏極與所述第一液晶電容的一端及第一輔助電容的一端電性連接；以及一第二個次像素單元，包括一第二薄膜晶體管、一第二液晶電容及一第二輔助電容，所述第二薄膜晶體管的源極與所述數(shù)據(jù)線電性連接，該第二薄膜晶體管的柵極與所述控制線電性連接，該第二薄膜晶體管的漏極與所述第二液晶電容的一端及第二輔助電容的一端電性連接；其中，所述第一輔助電容的另一端與一提供一耦合電極電壓的耦合信號線電性連接，所述第二輔助電容的另一端則與一提供一共同電壓的共同電壓線電性連接，以使得所述第一個次像素單元的像素電壓與第二個次像素單元的像素電壓不同。
所述耦合電極電壓為一交流電壓，所述共同電壓為一直流電壓。
所述耦合信號線的材質(zhì)與所述數(shù)據(jù)線的材質(zhì)相同。
所述控制線的材質(zhì)與所述共同電壓線的材質(zhì)相同。
所述第一個次像素單元的像素電壓與所述第二個次像素單元的像素電壓的差值為1～3伏。
所述第一個次像素單元呈現(xiàn)不同像素時，所述耦合信號線提供的耦合電極電壓相對地不同。
所述耦合信號線提供的耦合電極電壓能被分為不同極性與不同大小的電壓值。
所述第一個次像素單元與第二個次像素單元的布局被配置為一棋盤格圖形。
通過本發(fā)明能夠改善垂直配向型液晶顯示裝置的視角問題；能夠改善在不同視角而產(chǎn)生亮度不均的問題。
圖1為現(xiàn)有多區(qū)域垂直配向液晶顯示裝置的結構示意圖；圖2為現(xiàn)有多區(qū)域垂直配向液晶顯示裝置的其中一個像素單元的電路示意圖；圖3為本發(fā)明一較佳實施例的像素單元的電路示意圖；圖4為本發(fā)明一較佳實施例的像素單元的像素電壓波形示意圖；圖5為本發(fā)明一較佳實施例的垂直配向型液晶顯示裝置的剖視圖；圖6為本發(fā)明一較佳實施例的像素單元的布線圖；圖7為現(xiàn)有垂直配向型液晶顯示裝置的V-T曲線示意圖；圖8為本發(fā)明所提供的配向型液晶顯示裝置的V-T曲線示意圖；圖9為現(xiàn)有垂直配向型液晶顯示裝置的色調(diào)曲線示意圖；圖10為本發(fā)明所提供的配向型液晶顯示裝置的色調(diào)曲線示意圖。
具體實施例方式
圖3為本發(fā)明垂直配向型液晶顯示裝置的其中一個像素單元3的電路示意圖。在像素單元3中還包括有次像素單元301、302，且該像素單元3包括數(shù)據(jù)線31、控制線(Vg)32、共同電壓線(Vcom)33、耦合信號線(Vcs2)34、薄膜晶體管351、352、液晶電容361、362、輔助電容371、372。
所述述薄膜晶體管351、352的源極與數(shù)據(jù)線31電性連接，薄膜晶體管351、352的柵極與控制線32電性連接，薄膜晶體管351、352的漏極分別與液晶電容361、362的一端及輔助電容371、372的一端電性連接，輔助電容371的另一端與耦合信號線34電性連接，輔助電容372的另一端與共同電壓線33電性連接。
于本實施例中，耦合信號線34的材質(zhì)與數(shù)據(jù)線31的材質(zhì)相同，控制線32的材質(zhì)與共同電壓線33的材質(zhì)相同。
此外，于本實施例中，耦合信號線34在實際上由一耦合電極所形成，該耦合電極位于下基板中，凸起物位于上基板，且耦合電極位于凸起物的下方，以改善次像素單元301的開口率，另外，耦合電極的寬度小于凸起物的寬度。于本實施例中，次像素單元301的開口率小于或等于次像素單元302的開口率，即次像素單元301的開口率不大于次像素單元302的開口率。
上述共同電壓線33用以提供固定的共同電壓，其中該共同電壓為直流電壓。耦合信號線34用以提供耦合電極電壓，其中該耦合電極電壓為交流電壓。于本實施例中，共同電壓與耦合電極電壓大小不同，且輔助電容371與耦合信號線34電性連接，輔助電容372與共同電壓線33電性連接，所以整個次像素單元301的像素電壓將與次像素單元302的像素電壓不同。
上述次像素單元301、302的像素電壓可依據(jù)下述公式獲得Vp1＝(Cs1/(Cs1+Clc+Cgd))*Vcs(n)+VsigVp2＝Vsig其中，Vp1為次像素單元301的像素電壓，Vp2為次像素單元302的像素電壓，Vsig為數(shù)據(jù)線31所提供的操作電壓，Vcs(n)為耦合信號線34提供的耦合電極電壓，Cs1為輔助電容371，Clc為液晶電容361，Cgd為薄膜晶體管351的柵極、漏極間的電容。
請注意，上述耦合電極電壓(Vcs(n))在次像素單元301呈現(xiàn)不同像素時，其值相對地不同。于本實施例中，耦合電極電壓可以被分為紅(+)、綠(-)、藍(+)、紅(-)綠(+)及藍(-)等不同極性與不同大小的電壓值，以調(diào)整紅、綠、藍等不同原色的色調(diào)曲線。此外，在本實施例中，次像素單元301呈現(xiàn)藍色時，耦合電極電壓小于次像素單元301呈現(xiàn)其它原色(紅色或綠色)時的耦合電極電壓。
因此，可通過控制耦合信號線34所提供的耦合電極電壓來使得次像素單元301的像素電壓與次像素單元302的像素電壓不同，進而使得次像素單元301所屬的液晶分子的傾斜角度與次像素單元302所屬的液晶分子的傾斜角度不同。
于本實施例中，次像素單元301的像素電壓與次像素單元302的像素電壓的差值較佳為1伏～3伏。另外，次像素單元301所屬的液晶分子的傾斜角度較佳為與次像素單元302所屬的液晶分子垂直。
另外，圖4為一個像素單元的像素電壓的波形示意圖。有關其說明，敬請一并參照圖3。于圖4中，A1為次像素單元301的像素電壓的波形，A2為數(shù)據(jù)線31所提供的源極電壓的波形，B1為次像素單元302的像素電壓的波形，B2為數(shù)據(jù)線31所提供的源極電壓的波形。
像素單元3中的一部分像素電壓(例如次像素單元301的像素電壓)在充電至數(shù)據(jù)線31所提供的源極電壓后，通過輔助電容371耦合所述耦合電極電壓來提升，如A1所示。相對地，由于次像素單元302的輔助電容372與共同電壓線33連接，故次像素單元302的像素電壓在充電到數(shù)據(jù)線31所提供的源極電壓后，無法再提升。
因此，通過輔助電容371連接提供耦合電極電壓的耦合信號線34可使得次像素單元301的像素電壓與次像素單元302的像素電壓不同。
接下來，下述將說明如何形成前面所討論的像素電路。
圖5為本發(fā)明垂直配向型液晶顯示裝置的剖視圖，其包括玻璃基板511與玻璃基板512，且在玻璃基板511與玻璃基板512之間包括有負向液晶層52，其中該負向液晶層52包括多個具有負介電常數(shù)的異相位的液晶分子521、522、523、524。
在玻璃基板511上有一層彩色濾光片53，在彩色濾光片53上則有一共同導電層54，且在共同導電層54上增設有多個凸起物551、552、553，其中所述凸起物551、552、553位于所述共同導電層54的部分表面上。
在玻璃基板512上有柵極絕緣層56，在柵極絕緣層56上則布有保護層57，其中在玻璃基板512與柵極絕緣層56之間有一共同電極581，其用以電性連接一第二輔助電容，如圖3中的輔助電容372；在柵極絕緣層56與保護層57之間有一耦合電極582，其用以電性連接一第一輔助電容，如圖3中的輔助電容371。
上述保護層57的上布有多個像素電極591、592、593、594、595、596，且所述像素電極591、592、593、594、595、596以及部分保護層57被一垂直配向層60所覆蓋。在所述像素電極591、592、593、594、595、596之間，具有多個狹縫501、502、503。由于在同一像素單元中，本發(fā)明將其第一個次像素單元的輔助電容與一提供耦合電極電壓的耦合信號線(由耦合電極582形成)相連接，并將其第二個次像素單元的輔助電容與一提供共同電壓的共同電壓線相連接，以使得第一個次像素單元的像素電壓與第二個次像素單元的像素電壓不同，進而使得第一個次像素單元所屬的液晶分子所傾斜的角度與第二個次像素單元所屬的液晶分子所傾斜的角度不同，以改善垂直配向型液晶顯示裝置亮度不均的問題。
圖6為本發(fā)明垂直配向型液晶顯示裝置的像素單元的布線圖，其包括次像素單元61、次像素單元62、薄膜晶體管63、電性連接輔助電容(Cs1)的耦合電極64、電性連接輔助電容(Cs2)的共同電極65、柵極總線接線(控制線)66、數(shù)據(jù)線67、耦合電極(Cs1)總線接線68及共同電極(Cs2)總線接線69。
上述次像素單元61、次像素單元62、薄膜晶體管63、電性連接輔助電容的耦合電極64、電性連接輔助電容的共同電極65、柵極總線接線66、數(shù)據(jù)線67、耦合電極總線接線68、及共同電極總線接線69均布局于圖5中的玻璃基板512上，且次像素單元61、62的布局被配置為棋盤格圖形。
上述耦合電極總線接線68與耦合電極64電性連接，共同電極總線接線69與共同電極65電性連接。上述耦合電極64與共同電極65與柵極總線接線66平行。
圖7～圖10為本發(fā)明所提供的垂直配向型液晶顯示裝置與現(xiàn)有垂直配向型液晶顯示裝置的比較示意圖。圖7為現(xiàn)有垂直配向型液晶顯示裝置的電壓V-穿透率T曲線示意圖。圖8為本發(fā)明所提供的配向型液晶顯示裝置的V-T曲線示意圖，其中提供至輔助電容(Cs1)的電壓為正負1.5伏。比較圖7與圖8可得知，本發(fā)明所提供的垂直配向型液晶顯示裝置確實能改善現(xiàn)有垂直配向型液晶顯示裝置的缺點。
圖9為現(xiàn)有垂直配向型液晶顯示裝置的色調(diào)曲線示意圖。圖10為本發(fā)明所提供的配向型液晶顯示裝置的色調(diào)曲線示意圖，橫坐標Gamma表示灰階穿透率，縱坐標T表示穿透率。其中提供至輔助電容(Cs1)的電壓為正負1.5伏。比較圖9與圖10可得知，本發(fā)明所提供的垂直配向型液晶顯示裝置確實具有較佳的性能。
由以上的說明可知，本發(fā)明將每個像素單元分為第一個次像素單元與第二個次像素單元，第一個次像素單元的輔助電容的一端與提供耦合電極電壓的耦合信號線電性連接，而第二個次像素單元的輔助電容的一端與提供共同電壓的共同電壓線電性連接，供通過控制耦合電極電壓的大小與極性來使得第一個次像素單元的像素電壓與第二個次像素單元的像素電壓不同，進而使得第一個次像素單元所屬的液晶分子的傾斜角度與第二個次像素單元所屬的液晶分子的傾斜角度不同，因此，能改善不同視角情況下亮度不均的問題。
上述實施例僅用于說明本發(fā)明，而非用于限定本發(fā)明。
權利要求
1.一種垂直配向型液晶顯示裝置的像素單元電路，其特征在于，包括一第一個次像素單元，包括一第一薄膜晶體管、一第一液晶電容及一第一輔助電容，所述第一薄膜晶體管的源極與一數(shù)據(jù)線電性連接，該第一薄膜晶體管的柵極與一控制線電性連接，該第一薄膜晶體管的漏極與所述第一液晶電容的一端及第一輔助電容的一端電性連接；以及一第二個次像素單元，包括一第二薄膜晶體管、一第二液晶電容及一第二輔助電容，所述第二薄膜晶體管的源極與所述數(shù)據(jù)線電性連接，該第二薄膜晶體管的柵極與所述控制線電性連接，該第二薄膜晶體管的漏極與所述第二液晶電容的一端及第二輔助電容的一端電性連接；其中，所述第一輔助電容的另一端與一提供一耦合電極電壓的耦合信號線電性連接，所述第二輔助電容的另一端則與一提供一共同電壓的共同電壓線電性連接，以使得所述第一個次像素單元的像素電壓與第二個次像素單元的像素電壓不同。
2.如權利要求1所述的像素單元電路，其特征在于，所述耦合電極電壓為一交流電壓，所述共同電壓為一直流電壓。
3.如權利要求1所述的像素單元電路，其特征在于，所述耦合信號線的材質(zhì)與所述數(shù)據(jù)線的材質(zhì)相同。
4.如權利要求1所述的像素單元電路，其特征在于，所述控制線的材質(zhì)與所述共同電壓線的材質(zhì)相同。
5.如權利要求1所述的像素單元電路，其特征在于，所述第一個次像素單元的像素電壓與所述第二個次像素單元的像素電壓的差值為1～3伏。
6.如權利要求1所述的像素單元電路，其特征在于，所述第一個次像素單元呈現(xiàn)不同像素時，所述耦合信號線提供的耦合電極電壓相對地不同。
7.如權利要求1所述的像素單元電路，其特征在于，所述耦合信號線提供的耦合電極電壓能被分為不同極性與不同大小的電壓值。
8.如權利要求1所述的像素單元電路，其特征在于，所述第一個次像素單元與第二個次像素單元被布局于一基板上，且該第一個次像素單元與第二個次像素單元的布局被配置為一棋盤格圖形。
9.一種垂直配向型液晶顯示裝置，其特征在于，包括一第一基板，包括多個凸起物與一共同電極，該共同電極位于所述第一基板的表面，所述凸起物位于該共同電極的部分表面；以及一第二基板，包括多個像素電極與多個狹縫，所述像素電極位于該第二基板的表面，所述狹縫位于所述像素電極之間；其中，所述第一基板與第二基板形成多像素單元，每一像素單元包括一第一個次像素單元，包括一第一薄膜晶體管、一第一液晶電容及一第一輔助電容，所述第一薄膜晶體管的源極與一數(shù)據(jù)線電性連接，該第一薄膜晶體管的柵極與一控制線電性連接，該第一薄膜晶體管的漏極與所述第一液晶電容的一端及第一輔助電容的一端電性連接；以及一第二個次像素單元，包括一第二薄膜晶體管、一第二液晶電容及一第二輔助電容，所述第二薄膜晶體管的源極與所述數(shù)據(jù)線電性連接，該第二薄膜晶體管的柵極與所述控制線電性連接，該第二薄膜晶體管的漏極與所述第二液晶電容的一端及第二輔助電容的一端電性連接；其中，所述第一輔助電容的另一端與一提供一耦合電極電壓的耦合信號線電性連接，所述第二輔助電容的另一端則與一提供一共同電壓的共同電壓線電性連接，以使得所述第一個次像素單元的像素電壓與第二個次像素單元的像素電壓不同。
10.如權利要求9所述的垂直配向型液晶顯示裝置，其特征在于，所述耦合電極電壓為一交流電壓，所述共同電壓為一直流電壓。
11.如權利要求9所述的垂直配向型液晶顯示裝置，其特征在于，所述耦合信號線的材質(zhì)與所述數(shù)據(jù)線的材質(zhì)相同。
12.如權利要求9所述的垂直配向型液晶顯示裝置，其特征在于，所述控制線的材質(zhì)與所述共同電壓線的材質(zhì)相同。
13.如權利要求9所述的垂直配向型液晶顯示裝置，其特征在于，所述第一個次像素單元的像素電壓與所述第二個次像素單元的像素電壓的差值為1～3伏。
14.如權利要求9所述的垂直配向型液晶顯示裝置，其特征在于，所述第一個次像素單元呈現(xiàn)不同像素時，所述耦合信號線提供的耦合電極電壓相對地不同。
15.如權利要求9所述的垂直配向型液晶顯示裝置，其特征在于，所述耦合信號線提供的耦合電極電壓能被分為不同極性與不同大小的電壓值。
16.如權利要求9所述的垂直配向型液晶顯示裝置，其特征在于，所述第一個次像素單元與第二個次像素單元的布局被配置為一棋盤格圖形。
全文摘要
本發(fā)明提供一種垂直配向型液晶顯示裝置的像素單元電路。每個像素單元被分為第一個次像素單元與第二個次像素單元，第一個次像素單元的輔助電容的一端與提供耦合電極電壓的耦合信號線電性連接，第二個次像素單元的輔助電容的一端與提供共同電壓的共同電壓線電性連接，以通過控制耦合電極電壓來使得第一個次像素單元的像素電壓與第二個次像素單元的像素電壓不同。通過本發(fā)明改善垂直配向型液晶顯示裝置的視角問題；改善在不同視角而產(chǎn)生亮度不均的問題。
文檔編號G02F1/136GK1776492SQ20051013230
公開日2006年5月24日 申請日期2005年12月19日 優(yōu)先權日2005年12月19日
發(fā)明者李錫烈 申請人:廣輝電子股份有限公司