專利名稱：垂直配向液晶顯示器及其像素結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種垂直配向液晶顯示器，特別涉及一種垂直配向液晶顯示器的像素
結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
垂直配向(Vertical Alignment)類型的液晶顯示器，例如多域垂直配向(MVA， Multi-domain Vertical Alignment)，改變液晶分子呈非單一方向排列以提高顯示器的可 視角，并縮短反應(yīng)時間。 圖1顯示一種公知的垂直配向液晶顯示器。在圖1中，為了改變液晶分子12的排 列方向，在將像素電極4沉積在下玻璃襯底2的表面上之后，在像素電極4上方形成用于配 向控制的凸塊6 ;同樣，在制作彩色濾光片時，也在上玻璃襯底14和共用電極10的下方制 作凸塊8。這樣，液晶的排列會受到凸塊6、8的影響而呈現(xiàn)稍微傾斜的狀態(tài)，當(dāng)像素電極4、 共用電極10通電后會產(chǎn)生如圖所示的虛線的橫向電場，使液晶分子12隨者凸塊6、8的分 布往不同方向傾斜，從而增加可視角。 圖2顯示了另一種公知的垂直配向液晶顯示器，其結(jié)構(gòu)與圖1類似，不同的地方在 于并不在像素電極4上制作凸塊6，而是進行蝕刻工藝以使像素電極4在適當(dāng)位置形成開口 16。而在共用電極10的下表面，仍制作與開口相對位置錯開的凸塊8。這樣，當(dāng)像素電極4 和共用電極IO通電后會產(chǎn)生如圖所示的虛線的橫向電場，使液晶分子12隨者凸塊8和開 口 16的分布往不同方向傾斜因而增加可視角。 另一方面，傳統(tǒng)的液晶顯示器由多條彼此正交的掃描線與數(shù)據(jù)線構(gòu)成驅(qū)動電路， 其中數(shù)據(jù)線由數(shù)據(jù)驅(qū)動器(data driver or source driver)驅(qū)動，而掃目苗線由掃描驅(qū)動器 (scan driver or gate driver)驅(qū)動。由于解析度提高，數(shù)據(jù)線連帶數(shù)據(jù)驅(qū)動器的數(shù)量也 增加，使得成本提高，為了降低成本，數(shù)據(jù)線的數(shù)量必須降低。 圖3顯示一種公知液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)，為了圖示的簡潔，僅顯示下玻璃襯底， 即晶體管襯底部分的上視圖。在圖中每一列相鄰的兩個像素電極共用同一數(shù)據(jù)線，例如，像 素電極PI與像素電極P2共用了數(shù)據(jù)線S2、像素電極P3與P4則共用了數(shù)據(jù)線S3。另外， 每一列相鄰的兩個像素電極卻連接不同的掃描線，例如，相鄰兩像素電極P1與P2的像素電 極PI連接掃描線Gl、像素電極P2連接掃描線G2。 另外，中國臺灣專利548615號，題為"具有三個相鄰像素共用數(shù)據(jù)線的驅(qū)動電路 的顯示面板"公開一種三個相鄰像素電極經(jīng)由第一開關(guān)組、第二開關(guān)組、第三開關(guān)組選擇性 地由共用數(shù)據(jù)線驅(qū)動，數(shù)據(jù)線的數(shù)量進一步減少。 前述每一列兩個相鄰像素電極或三個相鄰像素電極共用數(shù)據(jù)線的技術(shù)均可應(yīng)用 于垂直配向型的液晶顯示器。但是，不論是利用凸塊還是開口在像素區(qū)域內(nèi)增加橫向電場， 應(yīng)用上遇到的困難是在像素電極與像素電極之間的配置，例如圖3中像素電極P2與像素電 極P3之間的配置，必須考慮像素電極間的邊緣電場大小與串音干擾(crosstalk)，為了使 得液晶分子具有較大的傾斜角度，邊緣電場必須足夠強大，為了減少串音干擾，像素電極間的距離被增加。但是，像素電極之間的距離增加使得開口率降低，且邊緣電場仍不夠大、串 音干擾仍無法減少到令人滿意的程度。 因此，對于垂直配向型的液晶顯示器，亟需提供一種新的像素結(jié)構(gòu)，特別是相鄰多 個像素電極共用數(shù)據(jù)線的像素結(jié)構(gòu)，可改善公知技術(shù)的缺失。 本發(fā)明的目的在于提供一種垂直配向型液晶顯示器及其像素結(jié)構(gòu)，以便增加像素 開口率、增加邊緣電場、減少反應(yīng)時間、減少串音干擾。 根據(jù)上述目的，本發(fā)明提供一種垂直配向型液晶顯示器及其像素結(jié)構(gòu)，包括用于 制作彩色濾光片的上襯底，及用于制作晶體管的下襯底，下襯底的每兩條數(shù)據(jù)線與每兩條 掃描線定義兩個像素，每個像素包括像素電極與晶體管，兩個像素的像素電極之間具有狹 縫，其下設(shè)置有偏壓電極；其中，偏壓電極具有電壓值VE，像素電極具有電壓值VP，在電壓值 為正值(positiveframe)時VP > VE，在電壓值為負(fù)值(negative frame)時VP < VE。


圖1到圖3顯示了公知垂直配向型液晶顯示器； 圖4到圖13顯示了本發(fā)明實施例的垂直配向型液晶顯示器及其像素結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
圖4顯示本發(fā)明實施例的垂直配向型液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)，其中像素結(jié)構(gòu)包括 用于制作彩色濾光片的上襯底與用于制作晶體管的下襯底，但為了圖示的簡潔，圖中僅顯 示下襯底30的部分上視圖。本發(fā)明實施例的垂直配向型液晶顯示器其像素結(jié)構(gòu)的下襯底 30包括互相正交排列的多條數(shù)據(jù)線(例如S1-S3)與多條掃描線(例如G0-G5)，每兩條數(shù) 據(jù)線與每兩條掃描線定義兩個像素，每個像素包括像素電極(例如P1-P8)與晶體管(例如 T0-T8)，晶體管包括柵極、源極、漏極，該像素電極與該晶體管的漏極連接，經(jīng)由晶體管的柵 極連接掃描線、經(jīng)由晶體管的源極連接數(shù)據(jù)線，其中，每一列兩個相鄰的像素電極共用一條 數(shù)據(jù)線，例如像素電極Pl與電極P2共用了數(shù)據(jù)線S2，像素電極P3與P4則共用了數(shù)據(jù)線 S3。另外，每一列相鄰的兩個像素電極卻連接不同的掃描線，例如，相鄰兩像素電極P1與 P2，像素電極Pl連接掃描線Gl ，像素電極P2連接掃描線G2。此外，在兩條數(shù)據(jù)線與兩條掃 描線所定義的兩個像素電極之間的狹縫下方，配置有偏壓電極(例如El-E2)，偏壓電極可 達到增加開口率、增加邊緣電場、減少串音干擾的目的。 值得注意的是，在圖4中以及本發(fā)明其它實施例中并未限制晶體管的位置，為 了響應(yīng)不同的驅(qū)動方式，例如行反轉(zhuǎn)(row inversion)、點反轉(zhuǎn)(dotinversion)、列反轉(zhuǎn) (column inversion)、幀反轉(zhuǎn)(frame inversion)，晶體管可以形成在其它位置。例如，可以 將在圖中連接數(shù)據(jù)線S2與掃描線G3的晶體管T6改為連接數(shù)據(jù)線S2與掃描線G4，而可以 將在圖中連接數(shù)據(jù)線Sl與掃描線G4的晶體管T5改為連接數(shù)據(jù)線Sl與掃描線G3。此外， 偏壓電極(E1、E2)不限于應(yīng)用在相鄰兩個像素共用數(shù)據(jù)線的情形，還可應(yīng)用于相鄰多個像 素，例如相鄰三個像素共用數(shù)據(jù)線的情形。 圖5是圖4在A-A'方向的剖面圖，并且加上本發(fā)明實施例的垂直配向型液晶顯示
發(fā)明內(nèi)容器的像素結(jié)構(gòu)的上襯底32部分。上襯底32的下方形成彩色濾光片34，彩色濾光片34通過 多個色阻36(color resist)組成由多個顏色構(gòu)成的陣列，而相鄰的兩個色阻36通過黑矩 陣(Bl-B3)隔開，黑矩陣具有遮光與提高對比度的作用；以及，在彩色濾光片34下方形成共 用電極38。在位置上，色阻36對應(yīng)于下襯底30的像素電極(P7、P8)，黑矩陣(Bl-B3)對應(yīng) 于數(shù)據(jù)線或掃描線(例如數(shù)據(jù)線S2與S3)以及在兩像素電極之間構(gòu)成的狹縫(例如像素 電極P7與P8之間的狹縫C2)。此外，偏壓電極E2設(shè)置在狹縫C2的下方。
如圖5所示，在本實施例中，偏壓電極E2的寬度大于狹縫C2的寬度，黑矩陣B2的 寬度大于偏壓電極E2的寬度。但在其它實施例中，偏壓電極E2的寬度可以等于狹縫C2的 寬度；或者，黑矩陣B2的寬度等于偏壓電極E2的寬度，后者的情形如本發(fā)明另一實施例的 圖6所示，圖6與圖5的差異在于黑矩陣B2與偏壓電極E2的寬度不同，其余特征與圖6相 同。注意黑矩陣B2的寬度可不同于黑矩陣B1與B3的寬度。此外，在本實施例中，偏壓電 極E2與數(shù)據(jù)線S2、S3屬于同一層，也就是，偏壓電極E2可與數(shù)據(jù)線S2、S3在同一制造程序 內(nèi)完成并且兩者可具有相同材料。另外，圖中未示的其它元件包括位于襯底上方的柵極； 位于柵極上方的絕緣層；配置在同一層位于絕緣層上方的漏極、源極與數(shù)據(jù)線；位于漏極、 源極與數(shù)據(jù)線上方的防護層；設(shè)置在上襯底32與下襯底30之間的液晶層；以及，分別配置 在共用電極38下方與像素電極(P7、P8)上方的配向膜幫助液晶分子排列。
由于偏壓電極E2可具有遮光的效果，在本發(fā)明另一實施例中，改為用偏壓電極E2 取代黑矩陣B2來遮光，如本發(fā)明圖8的實施例所示，在偏壓電極E2的上方?jīng)]有配置黑矩陣 B2。 在本發(fā)明實施例中，偏壓電極，例如E2具有的電位為VE，與共用電極38具有相同 的電位，而諸如P7與P8的像素電極具有電位Vp，經(jīng)由實驗發(fā)現(xiàn)，為了增加像素電極之間，例 如P7與P8之間的邊緣電場，Vp要大于VE，也就是在電壓值為正值(positive frame)時VP > VE，在電壓值為負(fù)值(negative frame)時VP < VE。 本發(fā)明的重要特征在于偏壓電極配置在像素電極之間的狹縫下方，而為了在垂直 配向型液晶顯示器的像素區(qū)域內(nèi)增加橫向電場，理所當(dāng)然可以將公知技術(shù)附加在本發(fā)明 中。例如，圖8顯示本發(fā)明另一個實施例，其與圖7實施例的差異在于，在上襯底32的共用 電極38(或者配向膜)的下方具有凸塊40，以增加液晶分子的傾斜角度。在其它實施例中， 共用電極38具有多個開口 ，并搭配像素電極P7、P8具有凸塊40或多個開口 ，使得像素區(qū)域 內(nèi)的橫向電場增加。在圖9的實施例中，與圖8實施例的不同之處在于，在鄰近數(shù)據(jù)線S2、 S3的下方，具有屏蔽電極42，屏蔽電極42與柵極、掃描線同一層，提供良好的屏蔽效果，減 少像素電極P7、 P8與數(shù)據(jù)線S2、 S3間的串音干擾。上述圖8、圖9等特征也可以加在任何 本發(fā)明其它實施例中。 圖10至圖13顯示了若干種本發(fā)明的實施例，與之前的各實施例相同的元件以 相同的符號表示，實施例相同的部分不再贅述，只說明不同的部分。參見圖io，偏壓電極 (El-E4)的長度大約與像素電極(P0-P8)間狹縫的長度相同，且偏壓電極并未跨越掃描線 (G0-G5)，在此實施例中，偏壓電極與掃描線、柵極屬于同一層，位于數(shù)據(jù)線的下方。為了供 應(yīng)電壓給各像素電極間的偏壓電極，可在同一層設(shè)置一條橫向電極(未圖示)連接各偏壓 電極。 參見圖ll，偏壓電極(El-E2)與數(shù)據(jù)線(Sl-S3)位于同一層，偏壓電極跨越掃描線(G0-G5)以使每一行像素電極之間的狹縫下的偏壓電極互相連接。此外，每一像素電極 (P0-P8)內(nèi)可形成多個開口，以增加橫向電場，使液晶分子的傾斜角度增加。值得注意的是， 開口的形狀、位置沒有限制。 參見圖12，偏壓電極(El-E2)與數(shù)據(jù)線(Sl-S3)位于同一層，偏壓電極跨越掃描 線(G0-G5)以使每一行像素電極之間的狹縫下的偏壓電極互相連接；同時，每一像素電極 (P0-P8)內(nèi)可形成多個開口，以增加橫向電場，使液晶分子的傾斜角度增加；并且，偏壓電 極(El-E2)還延伸到像素電極內(nèi)多個開口的下方，這樣可增加電場效應(yīng)，增加液晶分子的 傾斜角度并且減少反應(yīng)時間。 參見圖13，偏壓電極(El-E4)的長度大約與像素電極(P0-P8)間狹縫的長度相同， 且偏壓電極并未跨越掃描線(G0-G5)，在此實施例中，偏壓電極與柵極、掃描線屬于同一層， 位于數(shù)據(jù)線的下方。為了供應(yīng)電壓給各像素電極間的偏壓電極，可在同一層設(shè)置一條橫向 電極(未示出)以連接各偏壓電極；同時，每一個像素電極內(nèi)可形成多個開口，以增加橫向 電場，使液晶分子的傾斜角度增加；并且，偏壓電極(El-E4)還延伸至像素電極內(nèi)多個開口 的下方，這樣可增加電場效應(yīng)，增加液晶分子的傾斜角度并且減少反應(yīng)時間。
根據(jù)本發(fā)明的實施概念，因為偏壓電極帶來良好的屏蔽效應(yīng)(shieldingeffect)， 可降低兩個像素電極間的串音干擾，使得兩個像素電極間狹縫的距離可以縮短。在公知技 術(shù)中，狹縫的寬度大約是8至10 ii m，而本發(fā)明實施例中，狹縫的寬度至少可以減少到是4至 8 ii m之間，在一個實施例中，狹縫的寬度為6 ii m。此夕卜，由于像素電極的電壓VP大于偏壓 電極的電壓^，使邊緣電場在不改變電場方向的前提下，加強了原先存在的電場強度，減少 了液晶分子的反應(yīng)時間，并改善相關(guān)的其它缺陷，例如指壓缺陷(touchmura)等等。此外， 由于可以減少像素電極間的距離、可以減小黑矩陣的面積，像素的開口率得以提高。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利要求書；并且在 不本發(fā)明的權(quán)利要求書的情況下所作的等效變化與修改都應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求書 中。
權(quán)利要求
種垂直配向型液晶顯示器的結(jié)構(gòu)，包括上襯底；以及下襯底，所述下襯底包括由多條掃描線與多條數(shù)據(jù)線構(gòu)成的像素電極陣列，其中每兩條數(shù)據(jù)線與每兩條掃描線定義兩個像素，每個像素包括像素電極與晶體管，所述兩個像素的像素電極之間具有狹縫，在所述狹縫下設(shè)置偏壓電極；其中，所述偏壓電極具有電壓值VE，所述兩個像素的像素電極具有電壓值VP，在電壓值為正值時VP＞VE，在電壓值為負(fù)值時VP＜VE。
2. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述晶體管包括柵極、源極、漏極，所述像素電極與所述漏極連接，所述柵極與掃描線連接，所述源極與數(shù)據(jù)線連接，并且所述上襯底包括共用電極，所述共用電極具有電壓值Ve，且所述Ve等于所述VE。
3. 如權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)，其中所述上襯底尚包括設(shè)置于上襯底下方的彩色濾光片，所述彩色濾光片通過多個色阻組成由多個顏色構(gòu)成的陣列，相鄰的兩個色阻以黑矩陣隔開，并且所述共用電極設(shè)置在所述彩色濾光片下方，其中每個所述色阻對應(yīng)于一個所述像素電極，黑矩陣對應(yīng)于數(shù)據(jù)線或兩個所述像素電極之間的所述狹縫。
4. 如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，其中所述黑矩陣對應(yīng)于所述數(shù)據(jù)線，而所述兩個像素電極間的所述狹縫并不對應(yīng)于黑矩陣。
5. 如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，其中所述偏壓電極的寬度大于或等于所述狹縫的寬度，對應(yīng)于所述狹縫的黑矩陣的寬度大于或等于所述偏壓電極的寬度。
6. 如權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)，其中所述共用電極下方的每個像素區(qū)域內(nèi)具有多個凸塊或具有多個開口以增加液晶分子的傾斜角度。
7. 如權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)，其中每個所述像素電極內(nèi)具有多個凸塊或具有多個開口以增加液晶分子的傾斜角度。
8. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述偏壓電極與所述多條掃描線位于同一層，所述偏壓電極的長度大約與像素電極之間的狹縫的長度相同，并且所述偏壓電極并未跨越掃描線，并且橫向電極連接所述偏壓電極。
9. 如權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)，其中每所述像素電極內(nèi)具有多個開口。
10. 如權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)，其中所述偏壓電極還延伸至所述像素電極內(nèi)的多個開口的下方。
11. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述偏壓電極與多條數(shù)據(jù)線位于同一層，所述偏壓電極跨越掃描線以使每一行像素電極之間的狹縫下的各偏壓電極互相連接，同時，每個像素電極內(nèi)具有多個開口。
12. 如權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)，其中在每個所述像素電極內(nèi)，所述偏壓電極還延伸至所述像素電極內(nèi)的多個開口的下方。
13. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，還包括設(shè)置在鄰近所述多條數(shù)據(jù)線的下方的屏蔽電極，所述屏蔽電極與所述多條掃描線位于同一層。
14. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述狹縫的寬度大約為4至8ym之間。
15. 如權(quán)利要求14所述的結(jié)構(gòu)，其中所述狹縫的寬度為6ym。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種垂直配向型液晶顯示器及其像素結(jié)構(gòu)，顯示器包括上襯底及下襯底，下襯底的每兩條數(shù)據(jù)線與每兩條掃描線定義兩個像素，每個像素包括像素電極與晶體管，兩個像素的像素電極之間具有狹縫，其下設(shè)置偏壓電極；其中，偏壓電極具有電壓值VE，像素電極具有電壓值VP，在電壓值為正值(positive frame)時VP＞VE，在電壓值為負(fù)值(negativeframe)時VP＜VE。
文檔編號G02F1/13GK101726941SQ20081017496
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者張靜潮 申請人:瀚宇彩晶股份有限公司