專利名稱：一種面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置，尤其涉及一種依據(jù)有源矩陣原理操作的面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置。
現(xiàn)有技術(shù)面內(nèi)開關(guān)(IPS)型逐漸廣泛使用在例如TV的大屏幕監(jiān)視器中。在IPS型中，通過在平行于基板所產(chǎn)生的水平電場(chǎng)作用下，液晶通過在與基板平行的平面內(nèi)相對(duì)于分子軸的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生顯示。對(duì)于這種形式，視角不取決于分子軸的上仰角(rise angle)，因此視角特性比扭曲向列(TN)型有了顯著提高。
盡管IPS型具有視角特性方面的優(yōu)點(diǎn)，但是為了使得液晶分子的旋轉(zhuǎn)方向保持一致，必須提供預(yù)扭角。特別是，液晶分子的初始定向軸必須相對(duì)于水平電場(chǎng)的施加方向傾斜。
圖1示出了傳統(tǒng)液晶顯示裝置中對(duì)預(yù)扭角要求的平面示意圖。如圖1所示，在現(xiàn)有的液晶顯示裝置中，在每個(gè)像素上形成梳狀共用電極91和像素電極92，以及為了產(chǎn)生與電極延伸方向垂直的水平電場(chǎng)96，跨接共用電極91和像素電極92施加電壓。液晶分子的初始定向方向97平行于電極的延伸方向。當(dāng)液晶分子軸的預(yù)扭角相對(duì)于水平電場(chǎng)方向的垂直方向傾斜時(shí)，在預(yù)扭角為0度的情況下，液晶分子的初始定向方向97與水平電場(chǎng)96垂直，如圖1所示，并且液晶分子的旋轉(zhuǎn)方向不固定。因此，液晶分子能夠向左或向右旋轉(zhuǎn)，在與旋轉(zhuǎn)方向相反的邊界域處出現(xiàn)了液晶分子不連續(xù)定向的向錯(cuò)(disclination)線，導(dǎo)致圖像品質(zhì)變壞。
因此，為了使得液晶分子的旋轉(zhuǎn)方向保持一致，有必要將預(yù)扭角設(shè)定為某些不是0度的值。但是，如果預(yù)扭角太大，則白色亮度將不會(huì)足夠高，以至于不能實(shí)現(xiàn)充足的對(duì)比度。在這種情況下，一般慣例是設(shè)置預(yù)扭角在10到20度的范圍內(nèi)。
圖2示出了第一傳統(tǒng)液晶顯示裝置的像素的平面示意圖。該圖描繪了單一域的情況，其中液晶分子定位在像素內(nèi)的單一方向上。如圖2所示，像素具有梳狀共用電極101和像素電極102；沿與共用電極101和像素電極102的延伸方向相垂直的方向施加電場(chǎng)106。為了提供預(yù)扭角108，液晶分子105的初始定向方向107相對(duì)于共用電極101和像素電極102的延伸方向傾斜了前述角。在使用摩擦技術(shù)的情況下，沿相對(duì)于電極的延伸方向傾斜了預(yù)扭角108的等值角的方向上進(jìn)行摩擦。在圖2中，液晶分子105的初始定向方向相對(duì)于電極的延伸方向逆時(shí)針傾斜了預(yù)扭角108，并且通過施加電場(chǎng)106使得液晶分子105逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
在其中液晶分子的定向方向被分成像素中的若干域的多域定向的情況下，液晶分子的旋轉(zhuǎn)方向在每個(gè)域中必須不同。例如，通過改變每個(gè)域的初始定向方向來實(shí)現(xiàn)。圖3說明了一種傳統(tǒng)的液晶顯示裝置，其中液晶分子的初始定向方向在像素的兩個(gè)區(qū)域之間不同。如圖3所示，像素具有梳狀共用電極111和像素電極112，沿與共用電極111和像素電極112延伸方向相垂直的方向施加電場(chǎng)116，通過液晶分子的初始定向狀態(tài)的差異，電極之間的顯示區(qū)域被分為子域113、114。特別是，在子域113中，液晶分子的初始定向方向117a相對(duì)于電極的延伸方向逆時(shí)針傾斜了預(yù)扭角118，而在子域114中，液晶分子的初始定向方向117b相對(duì)于電極的延伸方向順時(shí)針傾斜了預(yù)扭角118。假設(shè)不同的定向狀態(tài)，則施加電場(chǎng)116導(dǎo)致液晶分子115在子域113中沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)而在子域114中沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。這樣，在單個(gè)子域中的液晶分子通過兩個(gè)不同的定向方向117a、117b而具有相反的旋轉(zhuǎn)方向，并且相互補(bǔ)償，抑制了沿對(duì)角線方向的色差。但是，需要特定技術(shù)，例如或分段摩擦或光配向(photo-alignment)，并且生產(chǎn)量低且成本高。
因此，正如專利文獻(xiàn)1(日本專利No.3120751)所公開的那樣，通常方法是彎曲電極本身以代替改變液晶的初始定向方向。圖4示出了專利文獻(xiàn)1所公開的液晶顯示裝置的平面示意圖。如圖4所示，共用電極121和像素電極122在子域123、124的邊界處被彎曲呈“V”形，同時(shí)保持每個(gè)子域本身之間平行。盡管液晶的初始定向方向127是同一方向，但是對(duì)于每個(gè)子域來說，水平電場(chǎng)126的施加方向不同，并因此液晶分子125將會(huì)具有彼此相反的旋轉(zhuǎn)方向。具體來說，在子域123中的液晶分子125會(huì)沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，而在子域124中的液晶分子125會(huì)沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。該現(xiàn)有技術(shù)也通過摩擦技術(shù)便于定向。
專利文獻(xiàn)2(日本專利No.3132483)公開了用于利用0度預(yù)扭角實(shí)現(xiàn)多域定向的裝置。圖5示出了專利文獻(xiàn)2所公開的面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的平面示意圖。如圖5所示，共用電極131和像素電極132由沿液晶的初始定向方向137延伸的平行電極部分以及沿與其正交的方向延伸的正交電極部分139組成。像素由被平行電極部分和正交電極部分139劃分的液晶層中的子域組成。在圖5中，像素被像素電極132的正交電極部分139分為子域133和134，并且每個(gè)域還進(jìn)一步被像素電極132的平行電極部分分為兩個(gè)子域。由于這種結(jié)構(gòu)，對(duì)于單個(gè)子域而言，穿過電極所產(chǎn)生的水平電場(chǎng)的方式以交變形式彼此不同。這樣，液晶的初始定向方向127平行于平行電極部分，并且預(yù)扭角為0度。但是，通過提供正交電極部分139使得液晶分子的旋轉(zhuǎn)方向在每個(gè)子域中保持一致，同時(shí)單個(gè)子域的旋轉(zhuǎn)方向彼此相反。
與專利文獻(xiàn)3(WO99/45430)所公開的面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置有關(guān)，描述了一個(gè)實(shí)施例，其中在每個(gè)像素區(qū)域中所提供的共用電極和像素電極的部分被彎曲。例如，共用電極和像素電極由與圖像信號(hào)線平行延伸的平行電極部分以及相對(duì)于圖像信號(hào)線傾斜的傾斜電極部分組成，同時(shí)傾斜電極部分形成在平行電極部分的末端。平行電極部分占據(jù)了大部分電極，傾斜電極部分占據(jù)整個(gè)電極的一部分。由于這種電極結(jié)構(gòu)，在共用電極和像素電極之間的像素區(qū)域被分為與平行電極部分對(duì)應(yīng)的第一子域和與傾斜電極部分對(duì)應(yīng)的第二子域，同時(shí)在這兩個(gè)子域之間的電場(chǎng)方向不同。而且公開了液晶分子的初始定向方向是兩個(gè)子域共用的指定方向，其角度相對(duì)于平行電極部分的延伸方向成15度，需要一個(gè)非0度的預(yù)傾斜角。
但是，上述現(xiàn)有技術(shù)存在如下的許多問題。
在圖2到4所示的現(xiàn)有技術(shù)中，重要的是液晶分子的初始定向方向相對(duì)于梳狀電極的延伸方向傾斜。在梳狀電極由金屬膜形成的情況下，金屬膜所產(chǎn)生的水平差異變成一種問題。在最小的情況下，這個(gè)水平差異大約幾千埃。在代表大多數(shù)普通定向方法的摩擦技術(shù)的情況下，在接近水平差異的區(qū)域中會(huì)出現(xiàn)定向方向的偏移，導(dǎo)致黑暗狀態(tài)中的光泄漏。隨之而來的問題是對(duì)比度較低。
在專利文獻(xiàn)2所公開的現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)初始定向方向平行于位于梳狀電極的延伸方向的平行電極部分時(shí)，它垂直于正交電極部分139。因此，由于該摩擦技術(shù)，存在可能增加光泄漏的問題和進(jìn)一步的對(duì)比度方面的缺點(diǎn)。
在專利文獻(xiàn)3所公開的現(xiàn)有技術(shù)中，描述了一種結(jié)構(gòu)，其中電極部分以與此處本發(fā)明類似的方式彎曲。但是初始定向方向相對(duì)于平行電極部分的延伸方向傾斜，產(chǎn)生了與前述類似的由摩擦技術(shù)所引起的低對(duì)比度問題。
在梳狀電極為透明導(dǎo)電膜例如氧化銦錫(ITO)而不是金屬膜的情況下，由于膜所產(chǎn)生的水平差異為近似400，并因此水平差異會(huì)相對(duì)小。但是對(duì)于高對(duì)比度的需要近年來非常迫切，由此，由于較小水平差異所產(chǎn)生的光泄漏不能再被忽略。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置，其由于簡單的電極結(jié)構(gòu)而具有較高孔徑比和較高的對(duì)比度。
根據(jù)本發(fā)明的一種面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置，具有第一基板，與第一基板面對(duì)的第二基板，位于所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層，以及像素電極和共用電極，其形成在所述第一基板的面對(duì)所述第二基板的表面上，并且產(chǎn)生與所述第一基板平行的電場(chǎng)，其中確立所述像素電極和所述共用電極的形狀，以使得所述像素電極和所述共用電極之間的像素區(qū)域在其中形成有主要部分和特殊部分，主要部分的電場(chǎng)方向與液晶分子的初始定向方向正交，特殊部分比主要部分小并且其電場(chǎng)不正交。
特殊部分可以是這樣的部分，其像素電極和共用電極的延伸方向相對(duì)于主要部分中的像素電極和共用電極的延伸方向傾斜。
特殊部分優(yōu)選是這樣的部分，其像素電極和共用電極的延伸方向相對(duì)于主要部分中的像素電極和共用電極的延伸方向傾斜15到45度。
特殊部分的表面面積優(yōu)選是所述主要部分的表面面積的百分之10或更小。
特殊部分被配置到從所述像素電極和所述共用電極中選出的一個(gè)電極的末端部分，以及被配置到另一個(gè)電極的基部。
特殊部分可以是所述像素電極和所述共用電極的每個(gè)末端部分和基部處的兩個(gè)位置。
特殊部分中的所述像素電極和所述共用電極的所述傾斜方向在設(shè)置于兩個(gè)位置處的特殊部分中彼此相反。
特殊部分可以是所述像素電極和所述共用電極的中間部分，并且所述像素電極和所述共用電極的中間部分具有V形形狀。
特殊部分可以是所述像素電極和所述共用電極的所述中間部分，以及可以是在所述像素電極和所述共用電極的每個(gè)末端部分和基部處的兩個(gè)位置。
特殊部分位于所述像素電極和所述共用電極的中間部分，并且所述像素電極或所述共用電極的中間部分具有V形形狀和通過其鏡反所產(chǎn)生的反V形形狀，并且另一個(gè)是菱形形狀。
第一基板根據(jù)有源矩陣原理操作并且具有多條掃描信號(hào)線、多條以矩陣結(jié)構(gòu)與這些掃描信號(hào)線交叉的圖像信號(hào)線、在由所述掃描信號(hào)線和所述圖像信號(hào)線限定的每個(gè)像素區(qū)域中形成的薄膜晶體管、以及多條平行于所述掃描信號(hào)線并且跨接多個(gè)像素提供參考電位的共用信號(hào)線，其中所述共用電極連接到所述共用信號(hào)線，并且像素電極、所述掃描信號(hào)線、以及所述圖像信號(hào)線連接到形成在像素上的所述薄膜晶體管。
像素電極或所述共用電極中的一個(gè)或者二者都由金屬膜形成。
根據(jù)本發(fā)明，在像素電極和共用電極之間的像素區(qū)域中，液晶分子的預(yù)扭角設(shè)為0度；并且確立像素電極和共用電極的形狀，以便形成主要部分和特殊部分，主要部分的電場(chǎng)方向與液晶分子的初始定向方向正交，特殊部分比主要部分小并且特殊部分的電場(chǎng)沒有正交，借此在特殊部分中的液晶分子的定向由于電場(chǎng)而統(tǒng)一變化，并且在主要部分中的液晶分子的定向也遵循該統(tǒng)一變化而改變。由于在主要部分中的液晶分子的初始定向方向平行于共用電極和像素電極，所以便于定向。在將摩擦技術(shù)用作初始定向的情況下，摩擦方向和電極延伸方向大部分是平行的，這有可能避免在由電極膜產(chǎn)生的水平差異的區(qū)域的附近出現(xiàn)定向方向偏移的問題。而且，由于特殊部分僅占據(jù)像素區(qū)域的很小的比例，其基本不會(huì)影響黑暗狀態(tài)下的光泄漏。因此，有可能實(shí)現(xiàn)具有高對(duì)比度和高圖像品質(zhì)的液晶顯示裝置。


圖1示出了傳統(tǒng)液晶顯示裝置中對(duì)預(yù)扭角的要求的平面示意圖；圖2示出了第一傳統(tǒng)液晶顯示裝置的像素的平面示意圖；圖3示出了第二傳統(tǒng)液晶顯示裝置的像素的平面示意4示出了專利文獻(xiàn)1所公開的液晶顯示裝置的平面示意圖；圖5示出了專利文獻(xiàn)2所公開的場(chǎng)內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的平面示意圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的平面示意圖；圖7是第一實(shí)施例的液晶定向的模擬結(jié)果；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的平面示意圖；圖9是第二實(shí)施例的液晶定向的模擬結(jié)果；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的平面示意圖；圖11是第三實(shí)施例的液晶定向的模擬結(jié)果；圖12示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的平面示意圖；圖13示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的平面示意圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施例。首先，描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的液晶顯示裝置。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的像素的平面示意圖。這里，示出實(shí)施例的平面圖是僅代表顯示區(qū)域的示意圖。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示裝置是面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置，其依據(jù)有源矩陣原理操作，且其具有夾在一對(duì)相對(duì)基板之間的液晶層、由在這些基板表面上所形成的多個(gè)像素組成的顯示區(qū)域、以及在位于其中一個(gè)基板的表面上的每個(gè)像素區(qū)域中形成的像素電極和共用電極。在電極之間生成基本平行于該基板的電場(chǎng)，由此使得液晶層的液晶分子在平行于該基板的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并且通過控制通過液晶層的光通量來進(jìn)行顯示。在該基板上形成多條掃描信號(hào)線、多條與掃描信號(hào)線平行的共用信號(hào)線、以及與掃描信號(hào)線交叉的圖像信號(hào)線；在多個(gè)像素區(qū)域中形成共用電極，其連接到像素電極和共用信號(hào)線并且跨接多個(gè)像素提供參考電位，該多個(gè)像素區(qū)域被掃描信號(hào)線和圖像信號(hào)線按矩陣結(jié)構(gòu)劃分；并且掃描信號(hào)線、圖像信號(hào)線、以及像素電極被連接到TFT(膜晶體管)，該TFT形成在像素的掃描信號(hào)線和圖像信號(hào)線的交叉點(diǎn)附近。
如圖6所示，梳狀共用電極11和像素電極12以結(jié)合的方式在像素中互相平行放置，這些電極分別具有兩個(gè)和一個(gè)帶狀電極部分，該帶狀電極部分沿該圖的垂直方向延伸，同時(shí)其被配置成以使單個(gè)延伸的像素電極12以相對(duì)方式定位在一對(duì)共用電極11的延伸電極部分之間。共用電極11和像素電極12形成這里所公開的列3，液晶分子15放置在每一列內(nèi)。液晶分子的初始定向方向17對(duì)于列3而言是不變的。
在共用電極11和像素電極12之間的像素區(qū)域由主要部分1和特殊部分2組成，在主要部分1中，共用電極11和像素電極12的延伸方向與液晶分子的初始定向方向17平行，而在特殊部分2中，該延伸方向不與液晶分子的初始定向方向17平行。在特殊部分2中，像素電極12的末端部分和共用電極11的基部互相平行，并且相對(duì)于液晶分子的初始定向方向17傾斜了規(guī)定的角度，并且在特殊部分2內(nèi)的列3的長度方向相對(duì)于主要部分1內(nèi)的列3的長度方向沿斜向向右傾斜。特殊部分2優(yōu)選占據(jù)列3中的總面積的10％或更小。也即，主要部分1將占據(jù)列3的大部分。
因此，當(dāng)向共用電極11和像素電極12兩端施加電壓以產(chǎn)生電場(chǎng)時(shí)，在占據(jù)列3大部分的主要部分1內(nèi)，水平電場(chǎng)16會(huì)垂直于液晶分子的初始定向方向17，而在特殊部分2內(nèi)的電場(chǎng)不會(huì)垂直。
接下來，將會(huì)描述本實(shí)施例的操作。在沒有施加電壓的情況下，液晶分子15朝向初始定向方向17。跨接共用電極11和像素電極12施加電壓，產(chǎn)生水平電場(chǎng)16。在主要部分1中，由于水平電場(chǎng)16與液晶分子的初始定向方向17正交，因此液晶分子15的旋轉(zhuǎn)方向不固定。另一方面，在列3的特殊部分2中，水平電場(chǎng)16不與液晶分子的初始定向方向17正交。因此，液晶分子15沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，從而減小液晶分子軸相對(duì)于水平電場(chǎng)16的傾斜角度，并且改變了分子的定向方向。接下來，遵循定向方向的變化，同樣的變化也會(huì)出現(xiàn)在主要部分1內(nèi)的液晶分子15的定向方向中，該主要部分1占據(jù)列3的大部分。特別是，主要部分1內(nèi)的液晶分子15的旋轉(zhuǎn)方向通過特殊部分2中的水平電場(chǎng)16的扭曲而保持一致。
接下來，討論本實(shí)施例的效果。由于上述結(jié)構(gòu)，占據(jù)列3大部分的主要部分1內(nèi)的液晶分子15具有0度的預(yù)扭角，因此即使在使用摩擦技術(shù)的情況下也可以實(shí)現(xiàn)較好的定向。具體來說，由于摩擦方向和電極延伸方向大部分是平行的，因此可以避免在由于電極膜而產(chǎn)生的水平差異的區(qū)域附近出現(xiàn)定向方向偏移的問題。而且，特殊部分2的作用使得液晶分子15的旋轉(zhuǎn)方向在列3之中全部保持一致，因此圖像品質(zhì)不會(huì)變差。而且，特殊部分2僅占據(jù)列3整體的一小部分，因此，基本上不會(huì)對(duì)黑暗狀態(tài)下的光泄漏產(chǎn)生影響。因此有可能實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度。
在圖6中，為了便于理解本發(fā)明，特殊部分2被描繪成占據(jù)列3整個(gè)長度的相對(duì)較大的比例。然而，實(shí)際上，例如特殊部分2占據(jù)列3整個(gè)長度的不超過百分之10。
在第一實(shí)施例中的液晶定向的模擬結(jié)果如圖7所示。正如圖7所描繪的那樣，在共用電極位置11a之間的液晶分子的初始定向方向基本相同，且特殊部分2的作用也導(dǎo)致液晶分子的旋轉(zhuǎn)方向相同。
接下來，描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的液晶顯示裝置。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的像素的平面示意圖。如圖8所示，梳狀共用電極31和像素電極32在像素中以結(jié)合方式互相平行地放置，從而形成由共用電極31和像素電極32所包圍的列3。液晶分子的初始定向方向37在整個(gè)列3中不變。
在本實(shí)施例中的共用電極31和像素電極32之間的像素區(qū)域由主要部分1和特殊部分4a、4b組成，在主要部分1中，共用電極31和像素電極32的延伸方向與液晶分子的初始定向方向37平行，以及特殊部分4a、4b中不與液晶分子的初始定向方向37平行。特殊部分4a位于共用電極31的基部和像素電極32的末端部分之間，而特殊部分4b位于共用電極31的末端部分和像素電極32的基部之間。在特殊部分4a和4b中的共用電極31和像素電極32的彎曲方向彼此相反。因此，如圖8所示，在平行于液晶分子的初始定向方向37延伸的列3兩端，相對(duì)于液晶分子的初始定向方向37，將列3的長度方向沿彼此相反的方向被彎曲。主要部分1占據(jù)列3的大部分。特殊部分4a和4b優(yōu)選占據(jù)列3的百分之10或更小。
由于這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)在共用電極31和像素電極32的兩端施加電壓以產(chǎn)生電場(chǎng)時(shí)，在占據(jù)列3大部分的主要部分1內(nèi)，水平電場(chǎng)36會(huì)垂直于液晶分子的初始定向方向37，而位于列3兩端的特殊部分4a、4b內(nèi)的電場(chǎng)不會(huì)垂直。
接下來，將會(huì)描述本實(shí)施例的操作。在沒有施加電壓的情況下，液晶分子35面對(duì)初始定向方向37?？缃庸灿秒姌O31和像素電極32施加電壓，產(chǎn)生水平電場(chǎng)36。在主要部分1中，由于水平電場(chǎng)36與液晶分子的初始定向方向37正交，因此液晶分子35的旋轉(zhuǎn)方向不固定。另一方面，在列3兩端形成的特殊部分4a、4b中，水平電場(chǎng)36沒有與液晶分子的初始定向方向37正交。因此，液晶分子35沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，從而減小了液晶分子軸相對(duì)于水平電場(chǎng)36的傾斜角度。并且改變了晶體的定向方向。在這種情況下，液晶分子36的旋轉(zhuǎn)方向在列3兩端是相同的。然后，遵循定向方向的變化，在占據(jù)列3的大部分的主要部分1內(nèi)的液晶分子35在它們的定向方向上也會(huì)經(jīng)歷同樣的變化。具體地，主要部分1內(nèi)的液晶分子35的旋轉(zhuǎn)方向通過在特殊部分4a、4b中的水平電場(chǎng)16的扭曲而保持一致。
接下來，討論實(shí)施例的效果。本實(shí)施例的效果與第一實(shí)施例相類似，但是由于在列3兩端形成了特殊部分4a、4b，所以在液晶分子中產(chǎn)生相同旋轉(zhuǎn)方向的效果比第一實(shí)施例更顯著。此外，當(dāng)電極的延伸方向在列3兩端沒有平行于初始定向方向時(shí)，這些電極僅占列3整個(gè)長度的很小的比例，并且即使在這些部分中出現(xiàn)光泄漏，基本上也不會(huì)因此而產(chǎn)生影響。因此有可能實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度。
在本實(shí)施例中的液晶定向的模擬結(jié)果如圖9所示。正如圖9所描繪的那樣，在共用電極位置31a之間的液晶分子的初始定向方向基本相同，在該列兩端所形成的特殊部分的作用還導(dǎo)致液晶分子的旋轉(zhuǎn)方向相同。
接下來，描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的液晶顯示裝置。圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置的像素的平面示意圖。如圖10所示，梳狀共用電極51和像素電極52在像素中以結(jié)合方式互相平行地放置，從而形成了由共用電極51和像素電極52所包圍的列3。液晶分子的初始定向方向57在整個(gè)列3中不變。
在本實(shí)施例中的共用電極51和像素電極52之間的像素區(qū)域由主要部分1和不與液晶分子的初始定向方向57平行的特殊部分5組成，其中在主要部分1中，共用電極51和像素電極52的延伸方向與液晶分子的初始定向方向57平行。特殊部分5位于共用電極51和像素電極52的中間部分中，其中該電極具有相互平行的V形形狀。特殊部分5優(yōu)選占據(jù)列3的一部分，例如百分之10或更小。
由于這種結(jié)構(gòu)，占據(jù)列3大部分的主要部分1平行于液晶分子的初始定向方向57延伸，并且在列3的中間部分中形成的特殊部分5被彎曲，并同時(shí)保持相互平行的V形形狀。
描述本實(shí)施例的操作。當(dāng)跨接共用電極51和像素電極52施加電壓從而產(chǎn)生電場(chǎng)時(shí)，水平電場(chǎng)56在占據(jù)列3大部分的主要部分1內(nèi)與液晶分子的初始定向方向57正交。但是，電場(chǎng)在列3中間形成的特殊部分5內(nèi)不會(huì)正交。由此，在主要部分1內(nèi)的液晶定向的變化與在特殊部分5中的液晶定向的變化一致。對(duì)于V形形狀的特殊部分5的每一側(cè)，列3被分為子域53、54，其具有彼此不同的液晶分子55的旋轉(zhuǎn)方向，并且液晶分子的旋轉(zhuǎn)方向在每個(gè)子域內(nèi)保持相同。
在圖10中，所示的V形形狀的特殊部分5位于每個(gè)電極的單一位置，但是當(dāng)位于多個(gè)位置時(shí)，該列可以被分為多個(gè)子域。在這種情況下，具有V形形狀的特殊部分和具有通過其鏡反(鏡像反轉(zhuǎn))產(chǎn)生的相反V形形狀的部分會(huì)以交替的方式排列。
接下來，描述本實(shí)施例的效果。本實(shí)施例的效果與第一和第二實(shí)施例相類似。而且，在保持列3的形狀基本呈直線的同時(shí)，可以產(chǎn)生多域定向，這有可能使得濾色器設(shè)計(jì)變得簡單。當(dāng)電極不與列3的中間部分的V形形狀的特殊部分5中的初始定向方向57平行時(shí)，特殊部分僅占列3整個(gè)長度的很小的比例，即使光泄漏出現(xiàn)在這個(gè)部分中，也基本不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。因此，有可能實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度。
在本實(shí)施例中的液晶定向的模擬結(jié)果如圖11所示。正如圖11所描繪的那樣，顯而易見的是，V形形狀的特殊部分的作用導(dǎo)致在共用電極位置51a之間的液晶分子的定位方向被分為兩個(gè)子域，在每個(gè)子域中的液晶分子的旋轉(zhuǎn)方向相同。
接下來，描述本發(fā)明的第四實(shí)施例。圖12示出了根據(jù)本實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的平面示意圖。如圖12所示，梳狀共用電極71和像素電極72在像素中以彼此結(jié)合的方式放置，從而形成了由共用電極71和像素電極72所包圍的列3。液晶分子的初始定向方向77在整個(gè)列3中不變。
本實(shí)施例的電極結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施例中的電極結(jié)構(gòu)類似。在屬于共用電極71的電極對(duì)中，位于該圖左側(cè)的電極的中間部分形成V形形狀，而位于該圖左側(cè)的電極的中間部分形成有反V形形狀，該反V形形狀是通過初始的V形形狀的鏡反而產(chǎn)生的。位于該電極對(duì)之間的像素電極72通常在其中間部分具有菱形形狀，且菱形形狀的輪廓彼此平行于面對(duì)的V形和反V形。在本實(shí)施例中，在共用電極71和像素電極72之間的像素區(qū)域由主要部分1和不與液晶分子的初始定向方向77平行的特殊部分6組成，在該主要部分中，共用電極71和像素電極72的延伸方向與液晶分子的初始定向方向77平行。特殊部分6是這樣的區(qū)域，該區(qū)域具有V形和反V形形狀，并且位于共用電極71和像素電極72的中間部分。
由于這種結(jié)構(gòu)，沿該圖的垂直方向形成子域73、74，在該子域中，液晶分子具有彼此相反的定位方向，并且該子域位于電極中間部分中的V形和反V形形狀的特殊部分6的一側(cè)。在該圖的左邊和右邊的列3之間也可以使液晶分子的定向方向相反。當(dāng)斜向觀察時(shí)，這具有增加補(bǔ)償作用的效果。另外，本實(shí)施例的操作和效果基本上與第一到第三實(shí)施例的操作和效果相同。
接下來，參考圖13描述根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例。圖13示出了根據(jù)本實(shí)施例的液晶顯示裝置的像素的平面示意圖。如圖13所示，梳狀共用電極81和像素電極82在像素中以結(jié)合的方式互相平行地放置，從而形成由共用電極81和像素電極82所包圍的列3。液晶分子的初始定向方向87在整個(gè)列3中不變。
在本實(shí)施例中，在共用電極81和像素電極82之間的像素區(qū)域由主要部分1和特殊部分7a、7b、7c組成，其中特殊部分7a、7b、7c不與液晶分子的初始定向方向87平行，在主要部分1中，共用電極81和像素電極82的延伸方向與液晶分子的初始定向方向87平行。特殊部分7a位于共用電極81的基部和像素電極82的末端部分之間，而特殊部分7c位于共用電極81的末端部分和像素電極82的基部之間。特殊部分7b位于共用電極81和像素電極82的中間部分中，形成互相平行的V形形狀。電極的末端部分和基部傾斜，以至于在列3兩端所形成的特殊部分7a、7b的彎曲方向相同。特殊部分7b將列3分為子域83和84，并且當(dāng)施加水平電場(chǎng)86時(shí)，液晶分子85的旋轉(zhuǎn)方向在這些區(qū)域之間相互不同。
由于上述結(jié)構(gòu)，有可能實(shí)現(xiàn)多域定向，同時(shí)保持列3的形狀基本呈直線；濾色器的設(shè)計(jì)也簡單；并且有可能進(jìn)一步穩(wěn)定在每個(gè)子域內(nèi)的液晶分子的旋轉(zhuǎn)方向。另外，本實(shí)施例的操作和效果基本與第一到第四實(shí)施例的操作和效果相同。
盡管本發(fā)明的上述實(shí)施例描述了這樣的配置，其中沿垂直方向延伸的電極部分的數(shù)量對(duì)于共用電極而言是兩個(gè)，對(duì)于像素電極而言是一個(gè)，并且像素電極被定位為面對(duì)在該對(duì)電極部分之間的共用電極，但是本發(fā)明不限于這種配置并且能夠在單一像素內(nèi)具有多個(gè)電極部分。
在所詳述的第一到第五實(shí)施例中，特殊部分(一個(gè)或多個(gè))的角度可以與現(xiàn)有技術(shù)中的預(yù)扭角大致相同；例如，大約15度或更大。從模擬可以顯而易見，該角度越大，則使液晶分子旋轉(zhuǎn)方向保持相同的效果越顯著，且驅(qū)動(dòng)電壓較小。
但是，如果該角超過45度，則V形形狀的特殊部分會(huì)具有銳角，并且很難使用普通的TFT(薄膜晶體管)工藝形成。而且，在特殊部分中的光泄漏隨角度變大而增加。因此，即使特殊部分僅占用整列長度的一小部分，但是對(duì)比度的效果也需要考慮。
諸如上述的考慮使得優(yōu)選的特殊部分的角度為15到45度。實(shí)際上，根據(jù)像素設(shè)計(jì)，可以靈活地確定特定角度。例如，在該列較窄的情況下，很難產(chǎn)生一個(gè)較大的角度，考慮到可以接受大約15度的角。
優(yōu)選的是，由特殊部分所占據(jù)的整列長度的比例盡可能較小。但是，過低的比例會(huì)導(dǎo)致很難通過普通的TFT工藝來形成該部分，并且實(shí)現(xiàn)液晶分子旋轉(zhuǎn)方向相同的效果也較差。
諸如上述的考慮使得優(yōu)選地特殊部分占據(jù)整列長度的比例為百分之10或更小。根據(jù)像素設(shè)計(jì)，可以靈活地確定該結(jié)構(gòu)。例如，在整列寬度降低的情況下，例如緊湊型產(chǎn)品或高精度產(chǎn)品，可以以第一實(shí)施例的方式彎曲其中一列的末端。在整列寬度相當(dāng)大的情況下，例如TV等等，可以提供多個(gè)V形形狀的特殊部分來產(chǎn)生多域定向。
在本發(fā)明中，顯著的優(yōu)點(diǎn)是由金屬膜形成共用電極或像素電極中的一個(gè)、或二者。其原因是由于初始定向方向的大部分與具有水平差異的金屬膜電極平行，所以可以實(shí)現(xiàn)減少光泄漏方面的優(yōu)點(diǎn)，特別是在使用摩擦技術(shù)時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置，包括第一基板；與該第一基板面對(duì)的第二基板；位于所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層；以及像素電極和共用電極，它們形成在所述第一基板的面對(duì)所述第二基板的表面上，并且產(chǎn)生與所述第一基板平行的電場(chǎng)，其中確立所述像素電極和所述共用電極的形狀，以使得所述像素電極和所述共用電極之間的像素區(qū)域在其中形成有主要部分和特殊部分，該主要部分的電場(chǎng)方向與液晶分子的初始定向方向正交，該特殊部分比主要部分小并且其電場(chǎng)沒有正交。
2.如權(quán)利要求1所述的面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置，其中該特殊部分是這樣的部分，其像素電極和共用電極的延伸方向相對(duì)于主要部分中的像素電極和共用電極的延伸方向傾斜。
3.如權(quán)利要求2所述的面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置，其中特殊部分是這樣的部分，其像素電極和共用電極的延伸方向相對(duì)于主要部分中的像素電極和共用電極的延伸方向傾斜了15到45度。
4.如權(quán)利要求2或3所述的面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置，其中所述特殊部分的表面面積是所述主要部分的表面面積的百分之10或更小。
5.如權(quán)利要求2或3所述的面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置，其中所述特殊部分被配置到從所述像素電極和所述共用電極中選出的一個(gè)電極的末端部分，以及被配置到另一個(gè)電極的基部。
6.如權(quán)利要求2或3所述的面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置，其中所述特殊部分在位于所述像素電極和所述共用電極的每個(gè)末端部分和基部的兩個(gè)位置。
7.如權(quán)利要求6所述的面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置，其中所述特殊部分中的所述像素電極和所述共用電極的所述傾斜方向在所述位于兩個(gè)位置處的特殊部分中彼此相反。
8.如權(quán)利要求2或3所述的面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置，其中所述特殊部分位于所述像素電極和所述共用電極的中間部分；并且所述像素電極和所述共用電極的中間部分具有V形形狀。
9.如權(quán)利要求8所述的面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置，其中所述特殊部分是所述像素電極和所述共用電極的所述中間部分，以及是所述像素電極和所述共用電極的每個(gè)末端部分和基部處的兩個(gè)位置。
10.如權(quán)利要求2或3所述的面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置，其中所述特殊部分位于所述像素電極和所述共用電極的中間部分；并且所述像素電極或所述共用電極的中間部分具有V形形狀和通過其鏡反所產(chǎn)生的反V形形狀，并且另一個(gè)是菱形形狀。
11.如權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)所述的面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置，其中所述第一基板根據(jù)有源矩陣原理操作并且具有多條掃描信號(hào)線、多條以矩陣結(jié)構(gòu)與所述掃描信號(hào)線交叉的圖像信號(hào)線、在由所述掃描信號(hào)線和所述圖像信號(hào)線限定的每個(gè)像素區(qū)域中形成的薄膜晶體管、以及平行于所述掃描信號(hào)線并且跨接多個(gè)像素提供參考電位的多條共用信號(hào)線，其中所述共用電極連接到所述共用信號(hào)線；以及所述像素電極、所述掃描信號(hào)線、以及所述圖像信號(hào)線連接到形成在該像素上的所述薄膜晶體管。
12.如權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)所述的面內(nèi)開關(guān)型液晶顯示裝置，其中所述像素電極或所述共用電極中的一個(gè)、或者二者都由金屬膜形成。
全文摘要
在共用電極和像素電極之間的像素區(qū)域由主要部分和特殊部分組成，在主要部分中，共用電極和像素電極的延伸方向與液晶分子的初始定向方向平行，以及所述特殊部分不與液晶分子的初始定向方向平行。在特殊部分中，像素電極的末端部分和共用電極的基部互相平行，并且相對(duì)于液晶分子的初始定向方向傾斜了規(guī)定角度。當(dāng)穿過共用電極和像素電極施加電壓以產(chǎn)生水平電場(chǎng)時(shí)，該水平電場(chǎng)在占據(jù)了大部分列的主要部分內(nèi)與液晶分子的初始定向方向垂直，而該電場(chǎng)在特殊部分中不垂直。主要部分占據(jù)了該列的大部分。
文檔編號(hào)G02F1/1362GK101038403SQ20071008579
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2007年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者今野隆之 申請(qǐng)人:Nec液晶技術(shù)株式會(huì)社