面内切换模式液晶显示装置及其制造方法
专利汇可以提供面内切换模式液晶显示装置及其制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且面内切换模式 液晶 显示装置及其制造方法。一种面内切换模式液晶显示装置包括：彼此面对并隔开的第一和第二 基板 ；第一基板上的选通线；与选通线相交以限定包括多个区域的 像素 区的数据线；连接到选通线和数据线的 薄膜 晶体管；与选通线平行并隔开的公共线；从公共线伸出且具有环形形状的公共 电极 ；连接到 薄膜晶体管 且具有环形形状的像素电极，该像素电极与所述公共电极相互交替；以及像素电极与第二基板之间的液晶层，相邻区域中的液晶层具有彼此不同的取向方向。，下面是面内切换模式液晶显示装置及其制造方法专利的具体信息内容。
1、一种面内切换模式液晶显示装置，包括：
第一基板和第二基板，彼此面对并隔开；
选通线，位于所述第一基板上；
数据线，与所述选通线相交叉以限定一像素区；
薄膜晶体管，连接到所述选通线和所述数据线；
公共线，与所述选通线平行并隔开；
公共电极，从所述公共线伸出并且在所述像素区内具有环形形状；
像素电极，连接到所述薄膜晶体管并且在所述像素区内具有环形形 状，该像素电极与所述公共电极相交替；以及
液晶层，位于所述像素电极与所述第二基板之间；以及
像素连接线，横过所述像素电极，
其中，所述公共线和所述像素连接线相交叉以将所述像素区分为四 个区域，并且，一个区域中的像素电极和公共电极与所述四个区域中的 其它区域中的像素电极和公共电极是大体对称的。
2、如权利要求1所述的面内切换模式液晶显示装置，还包括连接到 所述薄膜晶体管的第一电容器电极以及与所述公共电极交叠的第二电容 器电极，并且，所述像素连接线将所述第一电容器电极和所述第二电容 器电极组合起来。
3、如权利要求2所述的面内切换模式液晶显示装置，其中，所述第 一电容器电极、所述第二电容器电极、所述像素连接线以及所述像素电 极由相同的材料制成并且位于同一层。
4、如权利要求2所述的面内切换模式液晶显示装置，其中，相邻的 两个区域中的液晶层的第一和第二取向方向彼此基本上垂直。
5、如权利要求4所述的面内切换模式液晶显示装置，其中，所述第 一取向方向是相对于与所述选通线平行的方向的0°方向和45°方向中 的一个方向，所述第二取向方向是90°方向和135°方向中的一个方向。
6、如权利要求5所述的面内切换模式液晶显示装置，还包括：所述 第一基板外侧的第一偏振板和所述第二基板外侧的第二偏振板，其中， 所述第一偏振板具有90°至270°的第一方向，所述第二偏振板具有0 °至180°的第二方向。
7、如权利要求1所述的面内切换模式液晶显示装置，其中，使用摩 擦法、光学取向法、等离子体方法、离子束方法以及电子束方法中的一 种方法来对所述液晶层进行取向。
8、一种面内切换模式液晶显示装置，包括：
第一基板和第二基板，彼此面对并隔开；
多条选通线，位于所述第一基板上；
多条数据线，与所述多条选通线相交叉以限定多个子像素区；
薄膜晶体管，连接到所述选通线和所述数据线；
公共线，与所述选通线平行并隔开；
公共电极，从所述公共线伸出并且具有环形形状；
像素电极，连接到所述薄膜晶体管并且具有环形形状，该像素电极 与所述公共电极相交替；以及
液晶层，位于所述像素电极与所述第二基板之间；
其中，所述多个子像素区中的相邻的四个子像素区被排列成矩阵形 状，以构成一像素区，
其中，所述四个子像素区中的平行于所述选通线的前两个子像素区 中的液晶层具有互不相同的取向方向，而所述四个子像素区中的平行于 所述数据线的后两个子像素区中的液晶层具有相同的取向方向。
9、如权利要求8所述的面内切换模式液晶显示装置，其中，每个子 像素区具有正方形形状。
10、如权利要求9所述的面内切换模式液晶显示装置，其中，所述 相邻的四个子像素区分别显示红色、绿色、蓝色以及白色，并且构成一 个像素区。
11、如权利要求10所述的面内切换模式液晶显示装置，其中，所述 前两个子像素区中的液晶层的第一和第二取向方向彼此基本上垂直。
12、如权利要求11所述的面内切换模式液晶显示装置，其中，所述 第一取向方向是相对于与所述选通线平行的方向的0°方向和45°方向 中的一个方向，所述第二取向方向是90°方向和135°方向中的一个方 向。
13、如权利要求12所述的面内切换模式液晶显示装置，还包括所述 第一基板外侧的第一偏振板和所述第二基板外侧的第二偏振板，其中， 所述第一偏振板具有90°至270°的第一方向，所述第二偏振板具有0 °至180°的第二方向。
14、如权利要求8所述的面内切换模式液晶显示装置，其中，使用 摩擦法、光学取向法、等离子体方法、离子束方法以及电子束方法中的 一种来对所述液晶层进行取向。
15、一种制造面内切换模式液晶显示装置的方法，包括：
使第一基板和第二基板彼此面对并隔开；
在所述第一基板上形成一选通线；
形成一数据线，该数据线与所述选通线相交叉以限定一像素区；
形成连接到所述选通线和所述数据线的一薄膜晶体管；
形成与所述选通线平行并隔开的一公共线；
形成从所述公共线伸出并在所述像素区内具有环形形状的一公共电 极；
形成在所述像素区内具有环形形状的像素电极和横过该像素电极的 像素连接线，其中，所述像素电极连接到所述薄膜晶体管，该像素电极 与所述公共电极相交替；
接合所述第一基板和所述第二基板，使得所述第一基板面对所述第 二基板并与所述第二基板隔开；
在所述第一基板与所述第二基板之间形成一液晶层；以及
对液晶层进行取向，
其中，所述公共线和所述像素连接线相交叉以将所述像素区分为四 个区域，并且，一个区域中的像素电极和公共电极与所述四个区域中的 其它区域中的像素电极和公共电极是大体对称的。
16、一种制造面内切换模式液晶显示装置的方法，包括：
在第一基板上形成多条选通线；
形成多条数据线，所述多条数据线与所述多条选通线相交叉以限定 多个子像素区，其中相邻的四个子像素区被排列成矩阵形状以构成一像 素区；
形成连接到所述多条选通线和所述多条数据线中的每一条的一薄膜 晶体管；
形成与所述选通线平行并隔开的一公共线；
形成从所述公共线伸出并具有环形形状的一公共电极；
形成连接到所述薄膜晶体管并具有环形形状的一像素电极，该像素 电极与所述公共电极相交替；
接合所述第一基板和一第二基板，使得所述第一基板面对所述第二 基板并与所述第二基板隔开；
在所述第一基板与所述第二基板之间形成一液晶层；以及
对液晶层进行取向，以使所述四个子像素区中的平行于所述选通线 的前两个子像素区中的液晶层具有互不相同的取向方向，而所述四个子 像素区中的平行于所述数据线的后两个子像素区中的液晶层具有相同的 取向方向。
技术领域
本发明涉及液晶显示装置。更具体来说，涉及一种其中改进了黑色 的亮度的面内切换模式液晶显示(IPS-LCD)装置。
背景技术
在常规LCD装置中，由于像素电极和公共电极分别位于下基板和 上基板上，所以在下基板与上基板之间垂直地感生纵向电场。常规LCD 装置具有高透光率和高孔径比。但是，使用纵向电场的常规LCD装置 的缺点在于它们的视角非常窄。为了解决窄视角的问题，提出了面内 切换液晶显示(IPS-LCD)装置。
IPS-LCD装置一般包括一下基板，在该下基板上布置有多个像素 电极和多个公共电极。在上、下基板之间插入液晶层。上基板没有任 何电极。参照图1，来对典型的IPS-LCD板的工作模式进行详细说明。
图1是示出现有技术IPS-LCD板的原理的剖视图。如图1所示，上 基板20和下基板10彼此隔开，并且在它们之间插入一液晶层30。通常 把上基板20和下基板10分别称为滤色器基板和阵列基板。在下基板10 上设有一公共电极12和一像素电极14。将公共电极12和像素电极14设 置得使它们彼此平行。在上基板20的表面上，通常将一滤色器层(未示 出)设置得与下基板10的像素电极14与公共电极12之间的区域相对应。
跨公共电极12和像素电极14施加的电压通过液晶层30的液晶分子 32产生面内电场“IF”。液晶分子32具有正介电各向异性，因此液晶分 子32将平行于电场“IF”排列。当在公共电极12与像素电极14之间没 有施加电场时，即处于“断电状态”时，液晶(LC)分子32的纵轴平行 于公共电极12和像素电极14，并且相对于公共电极12和像素电极14形 成一有限的角度。例如，在断电状态期间LC分子32的纵轴平行于公共 电极12和像素电极14。但是，在“通电状态”期间，当在公共电极12 与像素电极14之间施加电压时，在公共电极12与像素电极14之间产生 了平行于下基板10的表面的横向电场“IF”。横向电场“IF”使LC分子 32重新排列，使得LC分子32的纵轴与电场“IF”重合对准。由于LC分 子切换方向而又同时使它们的纵轴保持在与显示器的直视方向相垂直的 平面中，所以面内切换可以允许显示装置具有宽的视角。例如，视角可 以从垂直于IPS-LCD板的直线沿上-下侧方向和沿左-右侧方向变化80度 至85度。
图2A是根据现有技术IPS-LCD装置的阵列基板的平面图，而图 2B是根据另一现有技术IPS-LCD装置的阵列基板的平面图。图2A的 公共电极和像素电极位于条形图案中，而图2B的公共电极和像素电极 位于曲折形图案中。如图2A和2B中所示，将选通线“GL”布置得横 过所述附图，将数据线“DL”布置得基本上垂直于选通线“GL”。也 将公共线“CL”布置得平行于选通线“GL”横过所述附图，并且与选 通线“GL”隔开。在每个图中，邻近选通线“GL”与数据线“DL”的 交叉点设置一薄膜晶体管(TFT)“T”。
如图2A所示，从公共线“CL”伸出多个公共电极40，并将多个像 素电极42连接到TFT“T”。所述多个公共电极40和所述多个像素电极 42平行于数据线“DL”且彼此交替。由于在IPS-LCD装置中利用公共电 极40与像素电极42之间的横向电场来驱动液晶层，所以改进了视角性 能。而且，通过采用多区结构进一步改进了视角性能。例如，已经提出 了具有图2B中所示曲折形图案的结构。
如图2B所示，多个公共电极50与多个像素电极52相交替。所述多 个公共电极50和所述多个像素电极52具有曲折形图案。公共电极50与 像素电极52之间的液晶分子沿具有作为边界的弯曲部分的两个方向排 列，以构成多区结构。由此，进一步改进了视角。但是，由于在包括曲 折形图案的IPS-LCD装置中液晶分子的指向(director)彼此不同，所 以出现了反色(color inversion)，并且限制了视角。
图3A和3B是示出根据现有技术的具有曲折形图案的常黑模式 IPS-LCD装置中的液晶分子的重排状态的示意图。图3A示出了不施加电 压时的“断电状态”排列状态，而图3B示出了施加电压时的“通电状态” 排列状态。
图3A和图3B中的取向方向从270°变至90°。如图3A中所示，当 不施加电压时，液晶分子60的长轴“A1”对应于所述取向方向。在此情 况下，可能发生色移(color shift)。例如，当颜色应该是黑色时，沿 液晶分子60的短轴“A2”，即从0°至180°，可能观察到浅篮色。该浅 篮色源于液晶分子60的长轴“A1”和短轴“A2”之间的延迟(retardation) 差，从而使黑色劣化了。但是，当向两个区域像素施加电压时，如图3B 所示，液晶分子60在两个区域“D1”和“D2”中对称排列。因此，根据 视角，略微改进了黑色的显示性(appearance)。
发明内容
本发明的优点是提供了一种IPS-LCD装置及其制造方法，其中改进 了黑色的亮度性能。
本发明的另一个优点是提供了一种增加了对比度的IPS-LCD装置。
本发明的另一个优点是提供了一种增强了视角的IPS-LCD装置。
本发明的附加特征和优点将在下面的说明书中加以阐述，部分地根 据说明书是清楚的，或者可以通过实施本发明而获悉。通过下面的文字 说明及其权利要求书以及附图中所具体指出的结构来实现和获得本发明 的这些和其他优点。
为了实现这些及其他优点，根据本发明的原理的实施例提供了一种 面内切换模式液晶显示装置。该面内切换模式液晶显示装置包括：彼此 面对并隔开的第一基板和第二基板；选通线，位于第一基板上；数据线， 与该选通线相交叉以限定包括多个区域的一像素区；薄膜晶体管，连接 到所述选通线和所述数据线；公共线，平行于所述选通线并与该选通线 隔开；公共电极，从所述公共线伸出并且具有环形形状；像素电极，连 接到所述薄膜晶体管并且具有环形形状，该像素电极与所述公共电极相 交替；以及，液晶层，位于所述像素电极与所述第二基板之间，相邻区 域中的液晶层具有彼此不同的取向方向。
在另一方面，一种面内切换模式液晶显示装置包括：彼此面对并隔 开的第一基板和第二基板；多条选通线，位于所述第一基板上；多条数 据线，与所述多条选通线相交叉以限定多个子像素区；薄膜晶体管，连 接到所述选通线和所述数据线；公共线，平行于所述选通线并与该选通 线隔开；公共电极，从所述公共线伸出并且具有环形形状；像素电极， 连接到所述薄膜晶体管并且具有环形形状，该像素电极与所述公共电极 相交替；以及，液晶层，位于所述像素电极与所述第二基板之间，相邻 子像素区中的液晶层具有彼此不同的取向方向。
在另一方面，一种制造面内切换模式液晶显示装置的方法包括：使 第一基板和第二基板彼此面对并隔开；在所述第一基板上形成选通线； 形成与所述选通线相交叉的数据线，以限定包括多个区域的像素区；形 成连接到所述选通线和所述数据线的薄膜晶体管；形成与所述选通线平 行并且隔开的公共线；形成从所述公共线伸出并且具有环形形状的公共 电极；形成连接到所述薄膜晶体管并且具有环形形状的像素电极，该像 素电极与所述公共电极相交替；接合所述第一基板和所述第二基板，使 得所述第一基板面对所述第二基板并与该第二基板隔开；在所述第一基 板与所述第二基板之间形成液晶层；以及，使相邻区域中的液晶层取向 得具有彼此不同的取向方向。
在另一方面，一种制造面内切换模式液晶显示装置的方法包括：在 第一基板上形成多条选通线；形成与该多条选通线相交叉的多条数据线， 以限定多个子像素区；形成连接到所述选通线和所述数据线的薄膜晶体 管；形成与所述选通线平行并且隔开的公共线；形成从所述公共线伸出 并且具有环形形状的公共电极；形成连接到所述薄膜晶体管并且具有环 形形状的像素电极，该像素电极与所述公共电极相交替；接合所述第一 基板和所述第二基板，使得所述第一基板与所述第二基板面对并且隔开； 在所述第一基板和所述第二基板之间形成液晶层；以及，使相邻子像素 区中的液晶层取向得具有彼此不同的取向方向。
应当理解上述一般性描述及随后的详细描述都是示例性和说明性 的，用于提供对如权利要求所述的本发明的进一步说明。
附图说明
图1是示出现有技术IPS-LCD板的原理的剖视图。
图2A是根据所述现有技术IPS-LCD装置的阵列基板的平面图。
图2B是根据另一现有技术IPS-LCD装置的阵列基板的平面图。
图3A和3B是示出根据现有技术的具有曲折形图案的常黑模式 IPS-LCD装置中的液晶分子的重新排列状态的示意图。
图4是示出根据本发明第一实施例的IPS-LCD装置的平面图。
图5是示出根据本发明第二实施例的IPS-LCD装置的平面图。
具体实施方式
图4是示出根据本发明的第一实施例的IPS-LCD装置的平面图。图 4示出了IPS-LCD装置的一个像素区。将选通线112布置得横过图4，将 数据线128布置得基本上垂直于选通线112。成对的选通线112和数据线 128限定了一像素区“P”。公共线114平行于选通线112并与选通线112 隔开。邻近选通线112和数据线128的交叉点布置一薄膜晶体管(TFT) “T”。包括第一和第二公共电极图案120a和120b的公共电极120从公 共线114伸出。包括第一和第二像素电极图案138a和138b的像素电极 138连接到TFT“T”。像素电极138与公共电极120相交替。
第一公共电极图案120a具有一邻近于像素区“P”的边界部分的基 本上为矩形的外侧以及一圆形的内侧。第二公共电极图案120b具有环形 形状，并且被布置在第一公共电极图案120a内。第一像素电极图案138a 具有环形形状并且被布置在第一公共电极图案120a与第二公共电极图案 120b之间。第二像素电极图案138b具有盘形形状，并且被布置在第二公 共电极图案120b内。第一电容器电极140a和第二电容器电极140b分别 与第一公共电极图案120a的底部和第一公共电极图案120a的顶部交叠。 像素连接线141将第一电容器电极140a和第二电容器电极140b组合起 来。第一像素电极图案138a和第二像素电极图案138b从像素连接线141 伸出。
公共线114和像素连接线141可将像素区“P”分为四个子区，这 四个子区分别构成第一至第四区域“D1”、“D2”、“D3”以及“D4”，其中 施加电压时液晶分子150沿彼此不同的方向排列。为了沿平行于选通线 112的方向在相邻区域之间获得补偿效应，在第一和第四区域“D1” 和“D4”中沿相对于与选通线112平行的方向成90°方向(或135° 方向)执行了取向处理，而在第二和第三区域“D2”和“D3”沿0° 方向(或45°方向)执行了取向处理。当不施加电压时，通过所述取 向方向来确定液晶分子150的排列方向。因此，如果执行取向处理， 使得在相邻区域中的液晶分子150具有补偿这些相邻区域间的延迟的 排列状态，那么就改进了在不施加电压的情况下显示浅篮色的黑色亮 度性能。
可以使用摩擦法、光学取向法(photo-orientation methode)、 等离子体方法、离子束方法以及电子束方法之一来执行取向处理。在 等离子体方法中，等离子体将物理地撞击取向膜。在电子束方法中， 离子撞击取向膜。在离子束方法中，电子撞击取向膜。
图4中邻近液晶分子150的箭头表示施加电压时液晶分子150的 运动方向。具有彼此垂直交叉的偏振轴的上、下偏振板可以用于根据 本发明第一实施例的IPS-LCD装置。例如，上、下偏振板分别具有0° 至180°的偏振轴以及90°至270°的偏振轴。
图5是示出根据本发明的第二实施例的IPS-LCD装置的平面图。 图5示出了包括四个子像素区的一个像素区。如图5中所示，IPS-LCD 装置包括具有正方形形状的红、绿、蓝以及白色子像素区“SPR”、“SPG”、 “SPB”以及“SPW”。红、绿、蓝以及白色子像素区“SPR”、“SPG”、 “SPB”以及“SPW”构成一个像素区“PX”。在面积为1600mm×1200mm 的高分辨率UXVGA型号中，由于一个子像素区变小，可以执行取向处 理，使得在相邻子像素区中的液晶分子具有补偿这些相邻子像素区之 间的延迟的排列状态。例如，在红色和白色子像素区“SPR”和“SPW” 中，可以沿相对于与选通线平行的方向成90°的方向(或135°方向) 来执行取向处理；而在绿色和蓝色子像素区“SPG”和“SPB”中，可 以沿0°方向(或45°方向)来执行取向处理。因此，改进了不施加电 压的情况下的黑色的亮度性能。可以使用摩擦法、光学取向法、等离 子体方法、离子束方法以及电子束方法之一来执行取向处理。尽管在 图中未示出，但是公共电极和像素电极可以具有椭圆形的形状。
在根据本发明的IPS-LCD装置中，执行取向处理，使得在不施加 电压时相邻区域或相邻子像素区中的液晶分子具有补偿其间的延迟的 排列状态。因此，在多区域像素或多个子像素中削弱了色移效应。由 此，改进了黑色。而且，由于IPS-LCD具有形状为圆形的公共电极和 形状为圆形的像素电极，所以液晶分子的导向器在各个方向都相同。 因此，改进了对比度和视角，而在任何角度都没有反色。
本领域的技术人员应当明白，在不偏离本发明的精神或范围的条 件下，可以对本发明的IPS-LCD装置进行各种修改和变型。因此，本 发明将覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的各种修改和变型。
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