專利名稱：液晶顯示裝置及液晶顯示裝置的驅(qū)動方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示技術，尤其涉及一種垂直排列液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法。
背景技術：
垂直排列(vertical alignment)液晶分子在液晶盒中依靠取向膜層的表面鉚定 能的作用豎直排列在液晶層中。當在液晶層的兩側的氧化銦錫(ITO)極板上施加電場后， 液晶分子會在電場作用下發(fā)生偏轉，配合偏光片和背光源的設置而產(chǎn)生了光程差，并由此 可以顯示圖像。但是，如果偏壓電場是均勻的且液晶分子無法獲得預偏的情況下，液晶分 子的偏轉就是雜亂取向的，這種雜亂取向的偏轉不僅需要耗費很長的響應時間，而且無規(guī) 則的偏轉會形成很多雜亂的疇，疇與疇交界處的液晶分子無法偏轉就形成了無效的顯示區(qū) 域，極大的降低了液晶顯示器的開口率。對于上述問題，有兩種解決方式，第一種是在ITO玻璃上刻縫以形成傾斜電場 和ITO緣側向電場，利用有規(guī)則傾斜方向的電場來確定液晶分子的偏轉方向，該方法也稱 為圖像垂直排列構型(PVA，Patterned Vertical Alignment)方法；另外一種方式是在 ITO表面形成一定形狀的凸起以使液晶分子獲得傾斜鉚定，該方法也稱為多區(qū)域垂直排列 (MVA, Multi-Domain VerticalAlignment)，以上兩種技術可以詳細參閱中國專利申請第 200610115796. 0 號、200510082855. 4 號和 200810043312. 5 號。上述二種方法為了使得液晶分子預傾，分別需要一道在ITO電極上制作凸起的工 藝和在ITO電極上刻縫的工藝，制作工藝復雜，增加工藝成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的是使得液晶分子預傾而需要在PVA工藝中刻縫和在MVA工藝中制作 凸起而使得生產(chǎn)成本高和工藝復雜的問題。為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是—種液晶顯示裝置包括第一基板、第二基板和位于第一基板和第二基板之間的液 晶分子。第一基板上設置有第一共用電極。第二基板與第一共用電極正對的表面上設置有 像素電極和第二共用電極，該第二共用電極圍繞所述像素電極，所述第二共用電極與像素 電極之間具有狹縫，在第二共用電極獲得驅(qū)動信號時，第二共用電極與像素電極之間形成 驅(qū)動位于狹縫內(nèi)的液晶分子預傾的電場?？蛇x地，所述狹縫的寬度處處相等?？蛇x地，所述狹縫的寬度為2 μ m 4 μ m?？蛇x地，所述像素電極包括多個像素電極子塊，所述多個像素電極子塊電連接，所 述第二共用電極圍繞每一像素電極子塊，所述狹縫為環(huán)形。可選地，所述像素電極子塊排成一排，每一像素電極子塊呈圓形。可選地，所述像素電極子塊排成一排，每一像素電極子塊呈矩形。為了解決上述問題，本發(fā)明還提供上述液晶顯示裝置的驅(qū)動方法，所述液晶顯示
3裝置還包括源極金屬線、與源極金屬線交叉的柵極金屬線和源極金屬線與柵極金屬線定義 的像素單元，像素單元包括薄膜晶體管和所述像素電極，該方法不同時地在所述第二共用 電極和所述柵極金屬線上施加驅(qū)動信號，在所述第二共用電極上施加驅(qū)動信號，形成驅(qū)動 位于所述狹縫內(nèi)的液晶分子預傾所需的電場，在所述柵極金屬線上施加驅(qū)動信號用于導通 薄膜晶體管而將源極金屬線的信號傳遞給所述像素電極。可選地，在每幀圖像的周期內(nèi)，在每幀圖像的起始時間點對第二共用電極施加一 次驅(qū)動信號，然后對所述柵極金屬線施加另一驅(qū)動信號。可選地，在每幀圖像的周期內(nèi)，在每幀圖像的起始時間點和中間時間點先后對第 二共用電極施加一次驅(qū)動信號，每次對第二共用電極施加驅(qū)動信號之后，對所述柵極金屬 線施加另一驅(qū)動信號?？蛇x地，所述驅(qū)動信號為高壓脈沖信號。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明由于第二共用電極圍繞像素電極，第二共用電極與像素電極之間具有狹 縫，該狹縫和第二共用電極與像素電極一起通過曝光顯影形成，因此，在不增加任何工藝的 情況下，獲得了使得液晶分子預傾所需的電場，與現(xiàn)有的MVA方法相比，不需要形成凸起的 工藝，而且，不會出現(xiàn)暗態(tài)漏光而導致對比度下降的現(xiàn)象；與現(xiàn)有的PVA方法相比，不用對 彩膜側的ITO玻璃作光刻處理，降低了生產(chǎn)成本和工藝復雜度；通過對第二共用電極施加驅(qū)動信號使得第二共用電極與像素電極之間產(chǎn)生電場， 該電場驅(qū)動位于狹縫的液晶分子向著電場線的方向偏轉而形成疇，并且，狹縫內(nèi)的液晶分 子在偏轉時候帶動第二共用電極與第一共用電極之間、像素電極與第一共用電極之間的液 晶分子作有預傾方向的偏轉，形成規(guī)則疇，預傾效果好。2、狹縫的寬度為2 4μ m時候，產(chǎn)生的電場強度強。3、像素電極被分成若干像素電極子塊且第二共用電極圍繞像素電極，這樣，像素 電極子塊均勻位于第二共用電極圍成的區(qū)域內(nèi)，在第二共用電極與像素電極之間形成的疇 是規(guī)則對稱的，像素顯示均勻。4、由于所述施加驅(qū)動信號的次數(shù)為一次或者二次，在保證形成電場的同時也保證 了柵掃描信號的時間，避免了在充電電流并不非常大的非晶硅器件中，充電時間過分縮短 導致像素電極充電不足等問題。


圖1是本發(fā)明液晶顯示裝置的結構示意圖；圖2是沿著圖1中A-A線的剖視圖；圖3是本發(fā)明第一種像素電極子塊與第二共用電極的結構示意圖；圖4是本發(fā)明第二種像素電極子塊與第二共用電極的結構示意圖；圖5是液晶分子驅(qū)動狀態(tài)下的偏轉示意圖；圖6是本發(fā)明第一種驅(qū)動方法在第一實施例液晶顯示裝置中形成規(guī)則疇的時序 圖；圖7是本發(fā)明第二種驅(qū)動方法在第一實施例液晶顯示裝置中形成規(guī)則疇的時序 圖。
具體實施例方式通過在形成像素電極的工藝中形成狹縫和第二共用電極，使得在第二共用電極施 加驅(qū)動信號時，第二共用電極和像素電極之間形成狹縫內(nèi)的液晶分子作預傾方向的偏轉所 需的電場，這樣，可以使得狹縫和第二共用電極與像素電極一起通過曝光顯影形成，不增加 任何工藝就可以獲得液晶分子預傾的電場。請參閱圖1和圖2，本發(fā)明的液晶顯示裝置包括第一基板1、第二基板2和液晶層 3。第一基板1上設置有第一共用電極11。第二基板2與第一共用電極11正對的表面上設置有第二共用電極21和像素電極 22，第二基板2與第一基板1之間有所述液晶層3。所述第二共用電極21圍繞所述像素電 極22，第二共用電極21與所述像素電極22之間具有狹縫23，通常情況下，第二共用電極21 的電位保持接地或者始終與第一共用電極11的電位保持一致，使得像素電極22與第一共 用電極11之間的電位差保持穩(wěn)定，利于維持電場的均勻，避免中間的液晶分子因發(fā)生不規(guī) 則的偏轉而出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。第二基板2在沿第一方向設有若干柵極金屬線M (即掃描線)， 沿與第一方向垂直的第二方向設有若干源極金屬線25 (即數(shù)據(jù)線)，在柵極金屬線M與源 極金屬線25相交的區(qū)域設有薄膜晶體管沈和漏極區(qū)。作為像素開關元件的薄膜晶體管沈 包括由柵極金屬線M延伸的柵極、由源極金屬線25延伸的源極以及電連接于像素電極22 的漏極。在漏極區(qū)上開設有過孔241用于導通像素電極22和漏極，用于在柵極金屬線M 上的掃描信號導通薄膜晶體管26時能將漏極上經(jīng)由源極金屬線25傳來的數(shù)據(jù)信號提供給 像素電極22。請參閱圖3，像素電極22包括多個像素電極子塊，如圖3所示，所述像素電極22 包括三塊像素電極子塊，分別為221A、221B、221C，所述像素電極子塊221A、221B、221C通過 ITO電極222實現(xiàn)電連接。所述第二共用電極21圍繞所述像素電極子塊221A、221B、221C 以使所述像素電極22與第二共用電極21之間的狹縫23為環(huán)形，另外，所述第二共用電極 21圍成的區(qū)域也可以是非封閉的。所述像素電極子塊221A、221B、221C為矩形且排成一排， 中間的像素電極子塊221B位于像素電極22的中心，第一像素電極子塊221A和第三像素子 塊221C相對中間的第二像素電極子塊221B對稱設置，這樣，所有像素電極子塊221A、221B、 221C均勻位于第二共用電極22的區(qū)域內(nèi)，在第二共用電極21與像素電極22之間形成電場 后，第二共用電極21與像素電極22之間形成的疇是規(guī)則對稱的，像素顯示均勻。請參閱圖4，像素電極2 2也可以包括呈圓形的三塊像素電極子塊2 24A、2 MB、 224C，此時，在所述像素電極子塊224A、2MB、224C的周圍圍繞著第二共用電極27。中間的 像素電極子塊224也位于第二共用電極27的中心，第一像素電極子塊224A和第三像素電 極子塊224C也相對于中間的像素電極子塊224B對稱設置。同樣，也能使得像素顯示均勻。在圖3和圖4中，狹縫23的寬度處處相等，從而保證形成的電場均勻。不論像素 電極22設計成何種結構，像素電極22與第二共用電極21之間都要保證適當?shù)莫M縫23，以 便產(chǎn)生液晶分子預傾所需的電場，在該電場的作用下，狹縫23內(nèi)的液晶分子向著電場線方 向偏轉，并由此形成規(guī)則疇，然后，狹縫23內(nèi)的液晶分子帶動位于第二共用電極21與第一 共用電極11、像素電極22與第一共用電極11之間的液晶分子發(fā)生偏轉，而形成規(guī)則疇，為
5每一幀的顯示確定液晶分子的預傾狀態(tài)。可選地，所述狹縫23的寬度為2 μ m 4 μ m，如果 狹縫23的寬度大于4 μ m,則，第二共用電極21與像素電極22之間的距離較遠，所形成的電 場弱；如果寬度小于2 μ m，工藝無法達到這樣的要求。請參閱圖5，如果在第二共用電極21施加驅(qū)動信號，所述驅(qū)動信號可以是一個電 壓脈沖信號(例如高壓為15V，低壓為OV的電壓脈沖信號)，則在第二共用電極21和像素電 極22之間會形成電場。在該電場的作用下，位于狹縫23內(nèi)的液晶分子(圖中未示)向著 電場線的方向偏轉而形成規(guī)則疇，狹縫23內(nèi)的液晶分子偏轉會帶動位于第二共用電極21 與第一共用電極11之間以及像素電極22與第一共用電極11之間的液晶分子發(fā)生偏轉，從 而使得所有液晶分子在施加了驅(qū)動信號的情況下都能確定預傾方向，形成規(guī)則疇，這樣，不 僅提高了液晶分子的響應速度，而且，能實現(xiàn)像素內(nèi)部規(guī)則多疇顯示。相對在MVA模式中要 在銦錫氧化物電極表面制作一定形狀的突起或者在PVA模式中要在銦錫氧化物電極上劃 刻狹縫來獲得液晶分子保持預傾方向的現(xiàn)有技術，本發(fā)明的狹縫23和第二共用電極21在 形成像素電極22的工藝中，與像素電極22 —起通過曝光顯影形成，不用增加任何工藝，因 此，降低了生產(chǎn)成本和工藝復雜度，而且，本發(fā)明的液晶顯示裝置也不會出現(xiàn)MVA形成的凸 起在無電場條件下也導致液晶分子略微處于偏轉狀態(tài)，從而，引起暗態(tài)漏光，導致對比度下 降的情況。另外，采用在第二共用電極21施加驅(qū)動信號使得液晶分子在電場的作用下有預 傾方向的偏轉并形成規(guī)則疇后，這種在電場作用下的預傾方向的偏轉會產(chǎn)生退化的趨勢， 即保持一定時間的預傾方向后會再回復至初始的垂直狀態(tài)。為防止上述可能出現(xiàn)的退化， 就要在相隔一定時間的間隙內(nèi)在第二共用電極21上再次施加驅(qū)動信號，以確保像素區(qū)內(nèi) 的液晶分子保持預傾方向的偏轉。因此，在其他實施例中，施加驅(qū)動信號的次數(shù)還可以根據(jù) 實際情況增加，例如至少為二次。請參閱圖6并結合圖1，圖6顯示了本發(fā)明的液晶顯示裝置的驅(qū)動方法在第一實施 例中形成規(guī)則疇的時序圖。如圖6所示，在一幀圖像的持續(xù)時間T內(nèi)包括有驅(qū)動模式和顯 示模式，其中，在所述驅(qū)動模式下輸入驅(qū)動信號，以實現(xiàn)液晶分子的規(guī)則疇；而在所述顯示 模式下輸入顯示信號，以實現(xiàn)圖像顯示，在一幀圖像的持續(xù)時間T，驅(qū)動模式所占用的時間 稱為規(guī)則疇形成時段401，而顯示模式所占用的時間稱為圖像顯示時段402。在該實施例的 規(guī)則疇形成時段401，在第二共用電極21上施加用以驅(qū)動液晶分子作預傾方向偏轉的驅(qū)動 信號，由于該驅(qū)動信號施加在第二共用電極21上，因此，圖6中用21代表驅(qū)動信號的波形， 所述驅(qū)動信號的高壓為15V，低壓為OV的高壓脈沖信號，在該高壓脈沖信號的作用下，第二 共用電極21與像素電極22之間形成電場，該電場使得第二共用電極21與像素電極22之 間的狹縫23內(nèi)的液晶分子向著電場線的方向發(fā)生偏轉而形成疇，該處液晶分子的偏轉帶 動其他位置的液晶分子偏轉而形成規(guī)則疇。從而，在整個顯示屏內(nèi)的所有像素上均形成電 場，特別的，在形成電場的過程中，液晶顯示裝置的柵極金屬線M上沒有信號輸入，薄膜晶 體管沈關閉。在該實施例中，規(guī)則疇形成時段401是處于一幀圖像的持續(xù)時間T的前段， 即所述電壓脈沖信號是出現(xiàn)在每一幀圖像的起始時間點。在規(guī)則疇形成時段401之后，在 柵極金屬線M上施加用于導通薄膜晶體管沈的掃描信號而將源極金屬線25的信號傳遞 給像素電極22，由于在柵極金屬線上施加的信號時導通薄膜晶體管沈而使得像素電極22 獲得信號，所以，在圖6中，用22代表該掃描信號，22(1)表示施加至第一條柵極金屬線M的信號，22( 表示施加至第二條柵極金屬線M的信號，以此類推，掃描信號從第一條柵極 金屬線M逐次施加給第N條柵極金屬線M，使得像素電極22能夠獲得用于顯示圖像的驅(qū) 動信號而進入顯示時段402。然后以每一幀圖像為周期，如此循環(huán)，液晶顯示裝置獲得良好 的顯示。在該實施例的每一幀圖像中，在第二共用電極21施加一次能使液晶分子形成規(guī)則 疇的驅(qū)動信號。請參閱圖7并結合圖1，圖7顯示了本發(fā)明液晶顯示裝置的驅(qū)動方法的第二實施 例，在圖7中，用21代表驅(qū)動信號，22(1)表示施加至第一條柵極金屬線M的信號，22 (2) 表示施加至第二條柵極金屬線M的信號，以此類推。但與第一實施例相比，所施加驅(qū)動信 號的次數(shù)為兩次，因此，在一幀圖像的持續(xù)時間T內(nèi)包括兩次規(guī)則疇形成時段403(驅(qū)動模 式下)和兩次圖像顯示時段404(顯示模式下)，同樣的，在驅(qū)動信號作用的過程中，液晶顯 示裝置的柵極金屬線M也不輸入信號而使得薄膜晶體管26關閉，不影響電場的形成。如 圖7所示，在第一次施加驅(qū)動信號使得規(guī)則疇形成時段403完成之后進入第一次圖像顯示 時段404，此時，逐次對柵極金屬線M施加驅(qū)動信號，當?shù)诙问┘域?qū)動信號時，掃描信號 停止輸入，待第二次規(guī)則疇形成時段403完成后，再次對柵極金屬線M施加驅(qū)動信號，如此 循環(huán)，液晶顯示裝置獲得良好的顯示。在該實施例中，施加第一次驅(qū)動信號的時刻在一幀圖 像的起始時間點，施加第二次驅(qū)動信號的時刻出現(xiàn)在每幀圖像的中間時間點，這樣，當?shù)谝?次施加驅(qū)動信號形成的電場消失而使得液晶分子的預傾發(fā)生退化之后，第二次施加驅(qū)動信 號形成的電場又可以使得液晶分子作預傾方向的偏轉，簡而言之，第一次施加驅(qū)動信號可 以使得液晶分子作有預傾方向的偏轉，第二次施加的驅(qū)動信號是對以前施加的驅(qū)動信號起 補償作用維持液晶分子偏轉，以此類推，在其他實施例中，施加驅(qū)動信號的時刻和次數(shù)也可 以發(fā)生變化，比如，第一次施加驅(qū)動信號的時刻出現(xiàn)在每一幀圖像的起始時間點，第二次施 加驅(qū)動信號的時刻出現(xiàn)在每一幀圖像持續(xù)時間的四分之二時間點處，第三次施加驅(qū)動信號 的時刻出現(xiàn)在每一幀圖像持續(xù)時間的四分之三時間點，應具有同樣的效果。但是，施加驅(qū)動信號的次數(shù)增多，一幀圖像時間里形成電場所占的時間就越長，形 成電場的次數(shù)就越多，液晶分子的規(guī)范傾斜情況就越理想，但是，在形成電場的時間里，柵 極金屬線M沒有信號輸入(也就是圖像顯示時段404和規(guī)則疇形成時段403不會同時出 現(xiàn)，也就是，不同時地對所述第二共用電極21和所述柵極金屬線M施加驅(qū)動信號)，因此， 增加對第二共用電極21驅(qū)動信號的次數(shù)會縮短柵掃描信號的時間，使得薄膜晶體管沈開 啟的次數(shù)就少，在充電電流不是非常大的非晶硅器件中，像素電極22充電時間就少，這樣 會導致很多問題，比如，像素電極22充電不足，所以，施加驅(qū)動信號的次數(shù)應該適當選取， 在本發(fā)明的第一實施例選擇一次，在本發(fā)明的第二實施例選擇二次。本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定權利要求，任何本領域 技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的 保護范圍應當以本發(fā)明權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，包括第一基板，該第一基板上設置有第一共用電極；第二基板，該第二基板與第一共用電極正對的表面上設置有像素電極；液晶分子，位于所述第一基板和第二基板之間；其特征在于，還包括第二共用電極，該第二共用電極設置在第二基板與第一共用電極正對的表面上且圍繞 所述像素電極，所述第二共用電極與像素電極之間具有狹縫，在第二共用電極獲得驅(qū)動信 號時，第二共用電極與像素電極之間形成驅(qū)動位于狹縫內(nèi)的液晶分子預傾的電場。
2.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述狹縫的寬度處處相等。
3.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述狹縫的寬度為2μ m 4 μ m。
4.如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述像素電極包括多個像素電極 子塊，所述多個像素電極子塊電連接，所述第二共用電極圍繞每一像素電極子塊，所述狹縫 為環(huán)形。
5.如權利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述像素電極子塊排成一排，每一 像素電極子塊呈圓形。
6.如權利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述像素電極子塊排成一排，每一 像素電極子塊呈矩形。
7.—種權利要求1至6任一項所述液晶顯示裝置的驅(qū)動方法，所述液晶顯示裝置還包 括源極金屬線、與源極金屬線交叉的柵極金屬線和源極金屬線與柵極金屬線定義的像素單 元，像素單元包括薄膜晶體管和所述像素電極，其特征在于，不同時地在所述第二共用電極 和柵極金屬線上施加驅(qū)動信號，在所述第二共用電極上施加驅(qū)動信號，形成驅(qū)動位于所述 狹縫內(nèi)的液晶分子預傾所需的電場；在所述柵極金屬線上施加驅(qū)動信號用于導通薄膜晶體 管而將源極金屬線的信號傳遞給像素電極。
8.如權利要求7所述的液晶顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于，在每幀圖像的周期內(nèi)， 在每幀圖像的起始時間點對第二共用電極施加一次驅(qū)動信號，然后對所述柵極金屬線施加 驅(qū)動信號。
9.如權利要求7所述的液晶顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于，在每幀圖像的周期內(nèi)， 在每幀圖像的起始時間點和中間時間點先后對第二共用電極施加一次驅(qū)動信號，每次對第 二共用電極施加驅(qū)動信號之后，對所述柵極金屬線施加驅(qū)動信號。
10.如權利要求7所述的液晶顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于，所述驅(qū)動信號為高壓 脈沖信號。
全文摘要
一種液晶顯示裝置以及液晶顯示裝置的驅(qū)動方法，所述液晶顯示裝置包括第一基板、第二基板和位于第一基板和第二基板之間的液晶分子。第一基板上設置有第一共用電極。第二基板與第一共用電極正對的表面上設置有像素電極和第二共用電極，該第二共用電極圍繞所述像素電極，所述第二共用電極與像素電極之間具有狹縫，在第二共用電極獲得驅(qū)動信號時，第二共用電極與像素電極之間形成驅(qū)動位于狹縫內(nèi)的液晶分子預傾的電場。由于狹縫和第二共用電極與像素電極一起通過曝光顯影形成，因此，在不增加任何工藝的情況下，獲得了使得液晶分子預傾所需的電場，與現(xiàn)有的MVA方法和與現(xiàn)有的PVA方法相比，降低了生產(chǎn)成本和工藝復雜度。
文檔編號G02F1/1368GK102116972SQ20091024806
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權日2009年12月30日
發(fā)明者任嬌燕, 霍思濤, 馬駿 申請人:上海天馬微電子有限公司