专利名称：一种像素单元、阵列基板和液晶显示器件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及像素单元、阵列基板和液晶显示器件。
背景技术：
液晶显示技术已经成为目前显示的主流技术，其中薄膜晶体管液晶显示(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display, TFT-LCD)产品具有体积小、功耗低、无辐射、 显示分辨率高等特点已经被大量普及并成为主流产品。高级超维场开关(Advanced-SuperDimensional Switching ；简称AD-SDS)技术是最近几年出现的可以改变LCD画质的技术之一，其通过同一平面内像素电极边缘所产生的平行电场以及像素电极层与对电极层间产生的纵向电场形成多维空间复合电场，使液晶盒内像素电极间、电极正上方以及液晶盒上方所有取向液晶分子都能够产生旋转转换，从而提高了平面取向系液晶工作效率并增大了透光效率，能具备传统扭曲向列(Twist Nematic-LCD，TN-LCD)型所没有的广视角。目前已有技术的AD-SDS模式液晶显示器件的单个亚像素单元如图1所示，在阵列基板(一种玻璃基板)上，栅电极总线101、数据线总线(或称源电极总线)102和漏电极 103交会处形成薄膜晶体管(TFT)器件。像素电极104基本布满栅电极总线101与数据线总线102之间的区域，一般与栅电极总线101和数据线总线102相隔一定距离，像素电极 104不与栅电极总线101和数据线总线102导通。图1是单个亚像素单元的示意图，图中示出与该亚像素有关的栅电极总线101和数据线总线102。对于整个玻璃基板，栅电极总线 101和数据线总线102均可环绕单个亚像素。公共电极105基本布满整个像素区，在公共电极105中有多条规则地平行于数据线102的狭缝。像素电极104和公共电极105均由透明的导电材料构成，并且位于同一块玻璃基板上。工艺过程中像素电极104先于公共电极 105形成，像素电极104和公共电极105中间使用透明绝缘材料进行隔离。工作时，像素电极104通过TFT器件与数据线总线102相互导通。栅电极总线101控制数据线总线102到漏电极103(导通至像素电极104)之间的电子迁移。像素电极104和公共电极105(电位为0)之间的电势差驱动液晶分子旋转，从而通过不同的电势差控制液晶盒透过率的变化， 形成不同的灰阶，最终实现显示。在驱动过程中，未充电时，液晶盒内的液晶分子排列如图1中106所示，充电后，液晶盒内的液晶分子排列如图2中107所示，液晶盒内的液晶分子都是沿同一方向旋转。液晶旋转前后状态如图3所示，虚线表示液晶旋转前状态，阴影表示液晶旋转后状态。由于液晶分子折射率的各项异性，不同视角下观察到的显示状态也会有所差异，直观的视觉效果就是不同视角下显示出来的颜色有所不同，即“色差”，如图3中从正面观察为白态，从液晶长轴方向观察颜色变青，从液晶短轴方向观察颜色变黄，从非正面视角观察到的颜色都不是所需要的白色，因此亟待解决该色差问题
实用新型内容
[0006]本实用新型实施例提供一种像素单元、阵列基板和开关液晶显示器件，用于减少不同视角下的色差，提高液晶显示画质。—种像素单元，包括有像素电极和公共电极；公共电极间的形状为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状；或者像素电极的形状为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状；或者公共电极和像素电极的形状均为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状。 像素电极和公共电极均由透明的导电材料构成。透明的导电材料为氧化铟、氧化锡、氧化铟锡中的一种或几种。当公共电极的形状为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状时，公共电极的宽度范围为2 10 μ m，公共电极间存在缝隙，缝隙的宽度范围为3 20 μ m ；或者当像素电极的形状均为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状时，像素电极的宽度范围均为2 10 μ m，同一个像素电极内存在缝隙，缝隙的宽度范围为3 20 μ m0一种阵列基板，包括前述的像素单元。一种液晶显示器件，包括前述的阵列基板，位于阵列基板一侧的彩色滤光片基板， 和位于阵列基板与彩色滤光片基板之间的液晶层。液晶层中的液晶分子为正性液晶或负性液晶。阵列基板与彩色滤光片基板的摩擦角度为30 150度中的任一角度，且阵列基板与彩色滤光片基板的摩擦方向反平行。所述的液晶显示器件还包括位于阵列基板背面和位于彩色滤光片基板背面的偏光片；阵列基板侧的偏光片的吸光轴方向与阵列基板的摩擦方向平行或垂直，以及与彩色滤光片基板侧的偏光片的吸光轴垂直。本实用新型实施例通过改变公共电极和像素电极的形状，使得在充电后像素内各点的电场方向不完全相同。像素电极为块状，公共电极间的形状为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状；或者，像素电极的形状为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状；或者，公共电极和像素电极的形状均为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状。从而使液晶分子的旋转方向不完全相同，且尽可能使液晶分子的旋转方向多样，这样可以对液晶分子折射率各向异性造成的不同视角下的色差进行自我补偿，进而提高液晶显示画质。
图1为现有技术中单个亚像素单元的示意图；图2为现有技术中充电后单个亚像素单元的示意图；图3为现有技术中液晶旋转前后状态的示意图；图4为本实用新型实施例中液晶显示器件的截面结构示意图；图5为本实用新型实施例中充电前针对矩形回形针状公共电极的单个亚像素单元的示意图；图6为本实用新型实施例中充电后针对矩形回形针状公共电极的单个亚像素单元的示意图；图7为本实用新型实施例中液晶旋转前后状态的第一示意图；图8为本实用新型实施例中充电前针对类椭圆回形针状公共电极的单个亚像素单元的示意图；图9为本实用新型实施例中充电后针对类椭圆回形针状公共电极的单个亚像素单元的示意图；图10为本实用新型实施例中液晶旋转前后状态的第二示意图；图11为本实用新型实施例中充电前针对椭圆回形针状公共电极的单个亚像素单元的示意图；图12为本实用新型实施例中充电后针对椭圆回形针状公共电极的单个亚像素单元的示意图。
具体实施方式
本实用新型实施例通过改变像素电极和公共电极的形状，使得在充电后像素内各点的电场方向不完全相同。像素电极为块状，公共电极为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状；或者，像素电极的形状为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状； 或者，公共电极和像素电极的形状均为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状。从而使液晶分子的旋转方向不完全相同，且尽可能使液晶分子的旋转方向多样，这样可以对液晶分子折射率各向异性造成的不同视角下的色差进行自我补偿，进而提高液晶显示画质。参见图4，本实施例中液晶显示器件包括用于在充电后控制液晶分子旋转的阵列基板401，彩色滤光片基板(或称彩膜基板)402，位于阵列基板401和彩色滤光片基板 402之间的液晶层403。阵列基板401、彩色滤光片基板402和液晶层403共同构成液晶盒。 液晶层403中的液晶可以是正性液晶或负性液晶。阵列基板401与彩色滤光片基板402之间的摩擦角度为30 150度中的任一角度。且阵列基板与彩色滤光片基板的摩擦方向反平行。阵列基板401包括多个像素单元。每个像素单元包括栅电极总线101，数据线总线102，漏电极103，位于栅电极总线101与数据线总线102交汇处的薄膜晶体管(TFT)器件，位于栅电极总线101与数据线总线102之间区域的像素电极104，位于像素区的公共电极105。栅电极总线101，数据线总线102，漏电极103、像素电极104和公共电极105均位于阵列基板401正面。像素电极104基本布满栅电极总线101与数据线总线102之间的区域，参见图5 中虚线框所示区域。像素电极104与栅电极总线101和数据线总线102相隔一定距离。且像素电极104与漏电极103连通。其中，由于像素电极104与栅电极总线101和数据线总线102相隔一定距离，因此说像素电极104基本布满栅电极总线101与数据线总线102之间的区域，而不是完全布满。像素电极104与漏电极103之间可以采用过孔连接或直连接等连接方式。公共电极105基本布满整个像素区，该基本布满的意思是公共电极105间存在缝隙。公共电极105的宽度范围为2 10 μ m，缝隙的宽度范围为3 20 μ m。如果宽度过小，对生产工艺要求较高，目前的工艺也很难达到，如果将来工艺水平提高，该宽度可以进一步缩小。如果宽度过大，则光学性能不好，影响画质。像素电极104与公共电极105之间通过绝缘材料隔离。较佳的，像素电极104和公共电极105均由透明的导电材料构成。透明的导电材料包括氧化铟、氧化锡、氧化铟锡中的一种或多种。任何透明的导电材料均适用于本实施例。液晶显示器件还包括偏光片404和偏光片405。偏光片404和偏光片405位于液晶盒的两侧，偏光片404贴覆于阵列基板401背面，偏光片405位于彩色滤光片基板402 背面。其中，本实施例中将彩色滤光片基板402与阵列基板401相对的一面称为正面。较佳的，偏光片404的吸光轴(或透过轴)和偏光片405的吸光轴(或透过轴)垂直。偏光片404的吸收轴方向与阵列基板401的摩擦方向平行或垂直。本实施例主要的改进点是改变公共电极105或像素电极104的形状，或者改变像素电极104和公共电极105的形状，使在充电后有效显示区不同点上的电场方向不完全相同。当仅改变公共电极105的形状时，也就是公共电极105采用本实施例提供的形状时，较佳的，像素电极104的形状为块状，像素电极104间无缝隙。像素电极104和公共电极105 的形状主要设计成矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状等等。任何可以使充电后有效显示区不同点上的电场方向不完全相同的公共电极形状均适用于本实施例。从生产工艺的难易程度，光学的色差和视角，透过率等方面考虑，本实施例提供的公共电极的三种形状所达到的效果较佳。不同亚像素区的公共电极105可以采用相同或不同的形状。下面以公共电极105为例进行说明。实施例1，公共电极105为矩形回形针状，参见图5所示。以一个亚像素为例，未充电时，所有液晶分子的长轴均平行于阵列基板401的摩擦方向，规则的排列于液晶盒内部。由于液晶分子未发生旋转，透过偏光片404的偏振光经过液晶层之后偏振方向不发生变化，而偏光片405的透过轴方向是垂直于偏光片404的透过轴方向，使得偏振光无法再透过偏光片405，液晶盒显示为黑色。充电后，栅电极总线101控制数据线总线102到漏电极 103(导通至像素电极104)之间的电子迁移，像素电极104和公共电极105(电位为0)之间的电势差驱动液晶分子旋转。如图6所示，每个液晶分子所处位置的电场方向不完全一致， 如液晶分子1061和1062所处位置的电场相互垂直，原来平行于摩擦方向的液晶分子1061 和1062沿各自不同的电场方向分别旋转，旋转后如液晶分子1071和液晶分子1072所示。 透过偏光片404的偏振光经过液晶层之后偏振方向发生变化，部分地透过偏光片405。不同的驱动电压下，液晶盒会呈现出不同的透过率，显示出不同的灰阶。参见图7所示，由于处于横向公共电极和竖向公共电极附近的液晶分子在旋转后长轴方向垂直，恰好可以对液晶分子折射率各向异性造成的不同视角下的色差进行一定的自我补偿，减少了色差，增大了视角，像素的显示画质得到了很大的提高。实施例2，公共电极105为类椭圆回形针状，参见图8所示，类椭圆回形针状存在直线和弧线，并且本实施例为了提高光学性能，将部分公共电极形状做成弧形，使弧形电极附近各点所处的电场方向不一致，这样充电后弧形电极附近的液晶分子旋转的方向不一致， 加强了不同视角下的色差的自我补偿效果，这样液晶盒的视角、色彩等画质得到很大提高。 以一个亚像素为例，未充电时，所有液晶分子的长轴均平行于阵列基板401的摩擦方向，规则的排列于液晶盒内部。由于液晶分子未发生旋转，透过偏光片404的偏振光经过液晶层之后偏振方向不发生变化，而偏光片405的透过轴方向垂直于偏光片404的透过轴方向， 使得偏振光无法透过偏光片405，液晶盒显示为黑色。充电后，栅电极总线101控制数据线总线102到漏电极103(导通至像素电极104)之间的电子迁移，像素电极104和公共电极 105(电位为0)之间的电势差驱动液晶分子旋转。如图9所示，由于每个液晶分子所处位置的电场方向不完全一致，如液晶分子1061、1062和1063所处位置的电场方向不一致，原来平行于摩擦方向的液晶分子1061、1062和1063沿各自不同的电场方向分别旋转，旋转后如液晶分子1071、1072和1073所示。透过偏光片404的偏振光经过液晶层之后偏振方向发生变化，部分地透过偏光片405。不同的驱动电压下，液晶盒会呈现出不同的透过率，显示出不同的灰阶。参见图10所示，由于处于弧形公共电极和竖向直线公共电极附近的液晶分子在旋转后长轴方向不一致，弧形公共电极附近旋转后的液晶分子长轴方向也各不相同，可以对液晶分子折射率各向异性造成的不同视角下的色差进行更好的自我补偿，大大减少了色差，增大了视角，像素的显示画质得到了很大的提高。实施例3，公共电极105为椭圆回形针状，参见图11所示，本实施例为了提高光学性能，将大部分公共电极形状做成弧形，使弧形电极附近各点所处的电场方向不一致，这样充电后弧形电极附近的液晶分子旋转的方向不一致，大大加强了不同视角下的色差的自我补偿效果，这样液晶盒的视角、色彩等画质得到很大提高。以一个亚像素为例，未充电时，所有液晶分子的长轴均平行于阵列基板401的摩擦方向，规则的排列于液晶盒内部。由于液晶分子未发生旋转，透过偏光片404的偏振光经过液晶层之后偏振方向不发生变化，而偏光片405的透过轴方向垂直于偏光片404的透过轴方向，使得偏振光无法透过偏光片405， 液晶盒显示为黑色。充电后，栅电极总线101控制数据线总线102到漏电极103(导通至像素电极104)之间的电子迁移，像素电极104和公共电极105(电位为0)之间的电势差驱动液晶分子旋转。如图12所示，由于每个液晶分子所处位置的电场方向不完全一致，如液晶分子1061、1062和1063所处位置的电场方向不一致，原来平行于摩擦方向的液晶分子1061、1062和1063沿各自不同的电场方向分别旋转，旋转后如液晶分子1071、液晶分子 1072和液晶分子1073所示。透过偏光片404的偏振光经过液晶层之后偏振方向发生变化， 部分地透过偏光片405。不同的驱动电压下，液晶盒会呈现出不同的透过率，显示出不同的灰阶。参见图10所示，由于弧形公共电极附近的液晶分子在旋转后长轴方向不一致，旋转后的液晶分子之间长轴方向存在一定的角度，可以对液晶分子折射率各向异性造成的不同视角下的色差进行更好的自我补偿，大大减少了色差，增大了视角，像素的显示画质得到了很大的提高。像素电极104与公共电极105的形状不同。或者，像素电极104与公共电极105 的形状相同，且像素电极到水平面的投影与公共电极到水平面的投影不完全重合。本实施例中水平面是指像素电极层和公共电极层所在的平面。本实用新型实施例通过改变像素电极和公共电极的形状，使得在充电后像素内各点的电场方向不完全相同。像素电极为块状，公共电极为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状；或者，像素电极的形状为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状； 或者，公共电极和像素电极的形状均为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状。从而使液晶分子的旋转方向不完全相同，且尽可能使液晶分子的旋转方向多样，这样可以对液晶分子折射率各向异性造成的不同视角下的色差进行自我补偿，进而提高液晶显示画质。 显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求1.一种像素单元，其特征在于，包括有像素电极和公共电极；公共电极的形状为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状；或者像素电极的形状为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状；或者公共电极和像素电极的形状均为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状。
2.如权利要求1所述的像素单元，其特征在于，像素电极和公共电极均由透明的导电材料构成。
3.如权利要求2所述的像素单元，其特征在于，透明的导电材料为氧化铟、氧化锡、氧化铟锡中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的像素单元，其特征在于，当公共电极的形状为矩形回形针状、 类椭圆回形针状或椭圆回形针状时，公共电极的宽度范围为2 10 μ m，公共电极间存在缝隙，缝隙的宽度范围为3 20 μ m ；或者当像素电极的形状均为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状时，像素电极的宽度范围均为2 10 μ m，同一个像素电极内存在缝隙，缝隙的宽度范围为3 20 μ m。
5.如权利要求1所述的像素单元，其特征在于，像素电极与公共电极的形状不同；或者像素电极与公共电极的形状相同，且像素电极到水平面的投影与公共电极到水平面的投影不完全重合。
6.一种阵列基板，其特征在于，包括多个权利要求1至4中任一项所述的像素单元。
7.一种液晶显示器件，其特征在于，包括权利要求6所述的阵列基板，位于阵列基板一侧的彩色滤光片基板，和位于阵列基板与彩色滤光片基板之间的液晶层。
8.如权利要求7所述的液晶显示器件，其特征在于，液晶层中的液晶分子为正性液晶或负性液晶。
9.如权利要求7所述的液晶显示器件，其特征在于，阵列基板与彩色滤光片基板的摩擦角度为30 150度中的任一角度，且阵列基板与彩色滤光片基板的摩擦方向反平行。
10.如权利要求9所述的液晶显示器件，其特征在于，还包括位于阵列基板背面和位于彩色滤光片基板背面的偏光片；阵列基板侧的偏光片的吸光轴方向与阵列基板的摩擦方向平行或垂直，以及与彩色滤光片基板侧的偏光片的吸光轴垂直。
专利摘要本实用新型公开了一种液晶显示器件及其像素单元，用于减少不同视角下的色差，提高液晶显示画质。所述液晶显示器件包括用于在充电后控制液晶分子旋转的阵列基板，彩色滤光片基板，位于阵列基板和彩色滤光片基板之间的液晶层；其中，阵列基板中的像素单元中包括有像素电极和公共电极；像素电极为块状，中间无缝隙，公共电极的形状为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状；或者像素电极的形状为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状；或者像素电极和公共电极的形状均为矩形回形针状、类椭圆回形针状或椭圆回形针状。
文档编号G02F1/1343GK201984263SQ20112010479
公开日2011年9月21日 申请日期2011年4月11日 优先权日2011年4月11日
发明者杨发禄, 林准焕 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 成都京东方光电科技有限公司