平面內切換型液晶顯示裝置的製作方法
2023-08-03 18:10:51
專利名稱：平面內切換型液晶顯示裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液晶顯示裝置，特別涉及一種平面內切換型(In-Plane Switching，IPS)液晶顯示裝置。
背景技術：
液晶顯示裝置，是平面顯示裝置中的一種，經過幾十年來的發展，不僅在筆記本計算機領域得到廣泛應用，還在監視器與電視等領域佔據越來越大的份額。
為了克服現有技術中液晶顯示裝置的視角小的缺陷，許多公司都研發出相關的廣視角技術，而平面內切換技術就是其中頗具優勢的一種。
請參考圖1，是現有技術的平面內切換型液晶顯示裝置1的一像素區域P，其包括數據線115，與數據線115大致垂直的柵極線113，與數據線115大致平行的公共線135，薄膜電晶體(ThinFilm Transistor，TFT)120，公共電極133和像素電極131。該公共電極133包括公共電極彎折端133a與公共電極底端133b，該像素電極131包括像素電極彎折端131a與像素電極底端131b。該公共電極133與該公共線135連接，該像素電極彎折端131a與公共電極彎折端133a相互平行並交錯排列，並且成折條形。
該薄膜電晶體120設置在該數據線115與該柵極線113交界處，其包括分別與柵極線113、數據線115和像素電極131連接的柵極(未標示)、源極(未標示)、漏極(未標示)。
參考圖2，是圖1所示II區的放大圖。由於該像素電極彎折端131a與公共電極彎折端133a為折線形，在加電壓時，兩者之間產生一雙域電場，在該電場作用下液晶分子130沿兩個方向偏轉，使該像素在顯示效果上被分成兩個區域，在較傾斜方向觀看時，該兩區域引起的色差可相互補償。但是，在折線的彎折處，電場方向為兩個電場方向疊加，該處的液晶分子130偏轉方向不確定，不能正常偏轉，使得光線不能正常通過，導致該液晶顯示裝置1輝度降低。
圖3是圖1所示III區的液晶分子偏轉示意圖。公共電極彎折端133a與像素電極底端131b是由相同材料構成並且在接近時不能短路，因此，公共電極彎折端133a尾端與像素電極底端131b之間和像素電極彎折端131a尾端與公共電極底端133b之間必須留有空隙。當施加電壓時，在公共電極彎折端133a尾端與像素電極底端131b之間的電場141a、141b的方向以及像素電極彎折端131a尾端與公共電極底端133b之間的電場(圖未示)方向不同於分布在像素中部的電場140a、140b方向。
由於液晶分子具有朝液晶分子的長軸與電場方向間夾角較小的方向旋轉的趨勢，因此處於像素中部的所有液晶分子130c具有朝同一方向偏轉的趨勢，而處於公共電極彎折部133a尾端與像素電極底端131b之間以及像素電極彎折部131a尾端與公共電極底端133b之間拐角處的液晶分子130a、130b朝相對的方向偏轉(如圖3實心箭頭所示)，即該處的液晶分子130a、130b與像素中部的液晶分子130c偏轉方向不同，透射特性也不同，因此該拐角區域出現暗帶。
綜上所述，該彎折形電極結構的液晶顯示裝置1具有圖2所示的彎折部分以及圖3所示的拐角區域兩處缺陷。
為克服上述缺陷，業界對電極結構進行了改進，請一併參閱圖4和圖5。圖4是改進的平面內切換型液晶顯示裝置2的電極結構示意圖。該像素電極233包括像素電極底端233b與像素電極彎曲端233a，該公共電極243包括公共電極底端243b與公共電極彎曲端243a。該像素電極彎曲端233a和公共電極彎曲端243a形狀為波浪形，其間形成的電場方向為連續變化，即連續域，因此該結構可以稱作為連續域結構。此種電極結構克服了圖2所示彎折形電極結構中液晶分子在彎折部分不正常偏轉造成輝度低的現象。
圖5是圖4中V區所示施加電壓時電場以及液晶分子偏轉示意圖。像素電極彎曲端233a與公共電極彎曲端243a平行。在像素電極233與公共電極243施加電壓時產生一電場290。此時在該公共電極底端243b與公共電極彎曲端243a尾端所成的銳角α與該像素電極彎曲端233a尾端與公共電極底端243b所成的鈍角β周圍電場出現旋轉扭曲變形。施加電壓時處於平行電場區域中的液晶分子230a順時針方向旋轉，而處於扭曲電場區域中的液晶分子230b反時針旋轉，即處於平行電場和扭曲電場中的液晶的取向不同，扭曲電場區域由此產生暗帶，引起開口率降低。這些缺陷也會影響液晶層的反應特性，使顯示區域出現殘餘影像。
綜上所述，該種彎曲形電極結構的液晶顯示裝置2解決了彎折形電極結構的液晶顯示裝置1中電極彎折部液晶分子偏轉不正常的問題，但是對於電極尾端出現的扭曲電場問題仍未能很好的解決。
實用新型內容為了克服現有技術平面內切換型液晶顯示裝置的電極尾端出現扭曲電場導致輝度低的問題，本實用新型提供一種輝度較高的平面內切換型液晶顯示裝置。
本實用新型解決技術問題所採用的技術方案是提供一種平面內切換型液晶顯示裝置，其包括一像素電極和一公共電極，該像素電極包括像素電極底端和像素電極彎曲部，該公共電極包括公共電極底端和公共電極彎曲部，該兩電極彎曲部呈平滑曲線形狀並且交錯排列，其中，在該像素電極彎曲部與該像素電極底端的連接處以及該公共電極彎曲部與該公共電極底端的連接處設置有倒角。
與現有技術相比，本實用新型平面內切換型液晶顯示裝置的優點在於其像素電極和公共電極相應位置設置倒角，該倒角附近的電場為均勻分布的連續電場，即無扭曲電場現象出現，因此其消除了現有技術電極尾端液晶偏轉異常的現象，從而提高輝度。
圖1是現有技術平面內切換型液晶顯示裝置一像素區域的平面示意圖。
圖2是圖1所示II區的放大圖。
圖3是圖1所示III區的液晶分子偏轉示意圖。
圖4是現有技術改進的電極結構示意圖。
圖5是圖4中V區所示的電場和液晶分子偏轉示意圖。
圖6是本實用新型液晶顯示裝置第一實施方式一像素區域的平面示意圖。
圖7是圖6所示VII區的電場和液晶分子偏轉示意圖。
圖8是本實用新型平面內切換型液晶顯示裝置第二實施方式示意圖。
圖9是本實用新型平面內切換型液晶顯示裝置第三實施方式示意圖。
具體實施方式請參考圖6和圖7，圖6是本實用新型平面內切換型液晶顯示裝置3第一實施方式示意圖。與現有技術液晶顯示裝置結構相似，該平面內切換型液晶顯示裝置3包括相對設置的第一基底(圖未示)與第二基底(圖未示)，置於第一基底與第二基底間的液晶層(圖未示)，多個設置在該第一基底上並且相互垂直的柵極線311和數據線312，多個設置在該柵極線311與該數據線312交叉處的薄膜電晶體320，像素電極330和公共電極340。該像素電極330包括像素電極彎曲部333和像素電極底端332，該公共電極340包括公共電極彎曲部343和公共電極底端342。
該像素電極330與公共電極340相應於該像素區域設置，在本實施方式中其均設置於第一基底上，該像素電極彎曲部333與該公共電極彎曲部343相互平行並交錯排列，並且是由至少兩個弧形結構組成的平滑曲線，其間形成的電場方向為連續變化，即連續域，因此該結構可稱作為連續域結構。
圖7是圖6所示VII區的電場和液晶分子偏轉示意圖。相對於圖4所示的電極結構，其不同之處在於在公共電極彎曲部343與公共電極底端342的連接處設計一倒角342a，該倒角342a與公共電極彎曲部343和公共電極底端342材質相同並且是一整體。且該倒角342a位於公共電極彎曲部343在該連接處的切線方向與公共電極底端342所成的銳角一側(圖5中所示的銳角α處)並且凸出公共電極底端342，即為內倒角。在該種電極結構下，倒角342a的外側邊緣與公共電極彎曲部343以及像素電極彎曲部333垂直。當在公共電極340與像素電極330施加電壓時產生電場390，該電場390垂直於像素電極彎曲部333與公共電極彎曲部343，且在倒角342a附近的電場也為均勻分布的連續電場，無扭曲電場現象出現。在像素電極彎曲333與像素電極底端332的連接處也有同樣設計的倒角332a(參閱圖7)。
由圖中看出，遠離倒角342a的液晶分子303a順時針旋轉，鄰近倒角342a的液晶分子303b也順時針旋轉，因此，在該電場下，相同的旋轉方向避免倒角342a附近的扭曲電場以及暗帶的出現，液晶層的反應特性提高，顯示區域也無殘餘影像。
由於不僅消除了現有技術中彎折形電極結構中雙域交界處電場異常，而且消除了像素電極與連接線以及公共電極與公共線的連接處多餘域的電場異常及其產生的液晶分子偏轉異常，因此現有技術中的透光率較低的情形得以避免，從而能達到較高的輝度。
本實施方式中，該數據線312也可為平滑曲線，與像素電極彎曲部333平行。
本實用新型平面內切換型液晶顯示裝置的公共電極與像素電極對應每一像素區域，其可以設置於不同基底上，並產生近似平行的電場，即該電場的主要分量在與基底平行的方向上；當設置在同一基底時，可以有如鈍化層等隔離層存在於其間，而使二電極位於不同層；或將公共電極與像素電極置於同一層以產生平行性更優的電場。
本實用新型平面內切換型液晶顯示裝置的公共電極及像素電極可採用透明導電材料如氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)等。當採用透明材料時，可獲得較高的開口率，因而會有較高的輝度。
本實用新型進一步包括一彩色濾光片(圖未示)，設置在任一基板上。該彩色濾光片包括多個像素，每一像素包括紅、綠、藍三個子像素，各子像素邊緣至少包括兩個部分，該兩個部分分別向不同方向彎折，與像素電極平行。
請參閱圖8，是本實用新型平面內切換型液晶顯示裝置第二實施方式示意圖。與第一實施方式相同之處在於在該液晶顯示裝置4中，像素電極彎曲部433與像素電極底端432連接處設計有凸出像素電極底端432的倒角432a(該倒角為內倒角)、公共電極彎曲部443與公共電極底端442連接處同樣設計有凸出公共電極底端442的倒角442a(該倒角為內倒角)。與第一實施方式不同之處在在像素電極彎曲部433與像素電極底端432連接處與倒角432a相異的一側，增加凹向像素電極底端432內的倒角432b(該倒角也為內倒角)，在公共電極彎曲部443與公共電極底端442連接處與倒角442a相異的一側增加凸出公共電極底端442的鋸齒442b。即該倒角432b位於像素電極彎曲部433與像素電極底端432連接處所成的鈍角處(即圖5中所示的鈍角β處)，該鋸齒442b公共電極彎曲部433與公共電極底端442連接處所成的鈍角處(即圖5中所示的鈍角β處)。該倒角432b、鋸齒442b的設計進一步解決了像素電極彎曲部433與公共電極彎曲部443之間位於兩端部的電場扭轉問題。
請參閱圖9，是本實用新型平面內切換型液晶顯示裝置第三實施方式示意圖。與第一實施方式相同之處在於在該液晶顯示裝置5中，在像素電極彎曲部533與像素電極底端532連接處設計有凸出像素電極底端532的倒角532a，在公共電極彎曲部543與公共電極底端542連接處設計有凸出公共電極底端542的倒角542a。與第一實施方式不同之處在於在像素電極彎曲部533尾端且接近倒角542a處，沿與倒角542a邊緣平行方向切除邊角，形成倒角533a，該倒角533a為外倒角。同樣在公共電極彎曲部543尾端、接近倒角532a處，沿與倒角532a邊緣平行方向切除邊角，形成倒角543a，該倒角543a也為外倒角。
權利要求1.一種平面內切換型液晶顯示裝置，其包括一像素電極和一公共電極，該像素電極包括像素電極底端和像素電極彎曲部，該公共電極包括公共電極底端和公共電極彎曲部，該兩電極彎曲部呈平滑曲線形狀並且交錯排列，其特徵在於在該像素電極彎曲部與該像素電極底端的連接處以及該公共電極彎曲部與該公共電極的底端的連接處設置有倒角。
2.如權利要求1所述的平面內切換型液晶顯示裝置，其特徵在於該倒角位於該像素電極彎曲部與該像素電極底端連接處的銳角處以及該公共電極彎曲部與該公共電極底端連接處的銳角處。
3.如權利要求2所述的平面內切換型液晶顯示裝置，其特徵在於該倒角為凸出像素電極底端或者公共電極底端外。
4.如權利要求2所述的平面內切換型液晶顯示裝置，其特徵在於該倒角為內倒角。
5.如權利要求2所述的平面內切換型液晶顯示裝置，其特徵在於像素電極彎曲部與公共電極彎曲部的尾端存在倒角。
6.如權利要求5所述的平面內切換型液晶顯示裝置，其特徵在於該倒角為外倒角。
7.如權利要求6所述的平面內切換型液晶顯示裝置，其特徵在於該外倒角與內倒角的邊緣平行。
8.如權利要求1所述的平面內切換型液晶顯示裝置，其特徵在於該倒角分別位於該像素電極彎曲部與該像素電極底端連接處的鈍角處。
9.如權利要求8所述的平面內切換型液晶顯示裝置，其特徵在於公共電極彎曲部與公共電極底端連接處的鈍角處設置鋸齒。
10.如權利要求9所述的平面內切換型液晶顯示裝置，其特徵在於該鋸齒凸向公共電極底端外。
專利摘要本實用新型涉及一種平面內切換型液晶顯示裝置，其包括一像素電極和一公共電極，該像素電極包括像素電極底端和像素電極彎曲部，該公共電極包括公共電極底端和公共電極彎曲部，該兩電極彎曲部呈平滑曲線形狀並且交錯排列，其中，在該像素電極彎曲部與該像素電極底端的連接處以及該公共電極彎曲部與該公共電極底端的連接處設置有倒角。該種結構可消除電極尾端液晶偏轉異常現象，提高輝度。
文檔編號G02F1/1343GK2791695SQ20042009566
公開日2006年6月28日 申請日期2004年11月19日 優先權日2004年11月19日
發明者林澤民 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 群創光電股份有限公司