边缘场开关模式液晶显示装置的像素单元和阵列基板的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种边缘场开关模式液晶显示装置的像素单元和阵列基板，所述像素单元和阵列基板均包括像素电极，所述像素电极包括支电极和连接支电极端部的端电极，所述像素单元和阵列基板还包括抑制电极，所述抑制电极设置在所述端电极远离所述支电极的一侧，且所述抑制电极靠近所述端电极一侧的边与所述端电极平行延伸设置，同时，所述抑制电极通过所述钝化层上开设的槽或过孔与所述公共电极电连接。本发明通过设置抑制电极改变了像素电极的端电极周围的电场分布，减小了有效显示区域内的Y方向电场分量，从而可以减少或消除向错（disclination?line）现象。
【专利说明】边缘场开关模式液晶显示装置的像素单元和阵列基板
【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶显示【技术领域】，尤其涉及一种边缘场开关模式液晶显示装置像素单元和阵列基板。
【背景技术】
[0002]在薄膜晶体管液晶显不器(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display,简称TFT-1XD)产品中，边缘场开关技术(Fringe Field Switching,简称FFS)能够提高平面内开关(In-Plane-Switching，简称IPS)模式液晶显示器的开口率和透射率。
[0003]FFS模式的液晶显示器包括公共电极和像素电极，所述公共电极和像素电极通过绝缘层分离重叠排列，且两者之间的距离可控制为小于上下玻璃基板之间的距离，以便可以在公共电极与像素电极之间形成边缘场，由此，可以控制位于像素电极上方的液晶分子，克服传统的IPS液晶显示器像素电极正上方电场为垂直方向，液晶分子不受控制的缺陷，大大提高了液晶显示器的开口率和透射率。
[0004]图1A是现有的FFS模式的液晶显示器像素单元的顶面示意图。图1B是现有的FFS模式的液晶显示器像素单元沿A-A’的截面示意图。如图1A和图1B所示，像素单元10包括梳状的像素电极11、面状的公共电极12和设置在两者之间的绝缘层13。其中，像素电极11包括平行设置的多个条状电极111和连接条状电极端部的端电极112。在像素电极11和公共电极12施加电压差后，端电极112会和公共电极12在Y方向(即所述条状电极的延伸的方向)形成电场分量EY。上述电场分量的存在会使得像素单元边缘处液晶分子排列不稳定，具体而言，Y方向的电场分量会影响液晶分子在XY平面的转动方向，引起向错(Disclination lines)现象。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于提出一种边缘场开关模式液晶显示装置像素单元和阵列基板，弱化或者消除边缘场开关模式液晶显示装置像素电极的端电极造成的像素单元边缘处出现向错的问题。
[0006]本发明公开了一种边缘场开关模式液晶显示装置的像素单元，所述像素单元包括像素电极、公共电极以及设置在像素电极和公共电极之间的钝化层；
[0007]所述像素电极包括至少两个平行设置的支电极和连接所述支电极端部的端电极；
[0008]所述像素单元还包括抑制电极，所述抑制电极设置在所述端电极远离所述支电极的一侧，且所述抑制电极靠近所述端电极一侧的边与所述端电极平行延伸设置，同时，所述抑制电极通过所述钝化层上开设的槽或过孔与所述公共电极电连接。
[0009]优选地，所述抑制电极远离所述端电极一侧的边可以为直线形、折线形、曲线形。
[0010]优选地，所述抑制电极的宽度大于3.5 μ m。
[0011]优选地，所述端电极宽度为2?3.5 μ m。[0012]优选地，所述像素电极的支电极可以为条状、Z字形或鱼骨形。
[0013]优选地，所述像素电极、所述公共电极和所述抑制电极均为透明电极。
[0014]优选地，所述抑制电极在所述钝化层上方的厚度大于或等于所述端电极的厚度。
[0015]优选地，所述抑制电极与所述端电极之间的距离小于所述钝化层厚度。
[0016]本发明还公开了一种边缘场开关模式液晶显示装置的阵列基板，包括:
[0017]彼此交叉设置的栅线和数据线，所述栅线和数据线限定出像素区域；
[0018]设置在所述栅线和数据线交叉位置的开关器件；
[0019]位于所述像素区域内的像素电极；
[0020]覆盖所述阵列基板的公共电极；以及
[0021]设置于所述像素电极和公共电极之间的钝化层；
[0022]其中，所述像素电极包括至少两个平行设置的支电极和连接所述支电极端部的端电极；
[0023]所述阵列基板还包括抑制电极，所述抑制电极设置在所述端电极远离所述支电极的一侧，且所述抑制电极靠近所述端电极一侧的边与所述端电极平行延伸设置，同时，所述抑制电极通过所述钝化层上开设的槽或过孔与所述公共电极电连接。
[0024]本发明通过设置与像素电极的端电极平行的抑制电极，改变了端电极周围垂直方向的电场分布，使得指向Y轴负方向的电场分量减少或消失，从而可以稳定控制像素单元边缘处可见区域的液晶分子的排布，抑制了向错和乱排现象的出现，提高了 FFS模式液晶显示器的显示质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1A是现有的FFS模式的液晶显示器像素单元的顶面示意图；
[0026]图1B是现有的FFS模式的液晶显示器像素单元的沿A_A’的截面示意图；
[0027]图2A是本发明第一实施例的像素单元的顶面示意图；
[0028]图2B是本发明第一实施例的像素单元沿B-B’的截面示意图；
[0029]图2C是本发明第一实施例的另一实施方式的顶面示意图；
[0030]图3A是仿真获得的本实施例的像素单元的发光亮度分布示意图；
[0031]图3B是仿真获得的现有技术的像素单元的发光亮度分布示意图；
[0032]图4是本发明第一实施例的另一实施方式的像素单元的截面示意图；
[0033]图5是本发明第二实施例的阵列基板的顶面示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0035]图2A是本发明第一实施例的像素单元的顶面示意图。图2B是本发明第一实施例的像素单元沿B-B’的截面示意图。如图2A和图2B所示,所述像素单元20包括像素电极21、公共电极22以及设置在像素电极21和公共电极22之间的钝化层23 (在图2A中以虚线形式示出)。
[0036]所述像素电极21包括至少两个平行设置的支电极211和连接所述支电极端部的端电极212。[0037]所述像素单元20还包括抑制电极24，所述抑制电极24设置在所述端电极212远离所述支电极211的一侧，且所述抑制电极24靠近所述端电极212 —侧的边241与所述端电极212平行延伸设置，同时，所述抑制电极通过所述钝化层23上开设的槽231或过孔231与所述公共电极22电连接。
[0038]在本实施例中，所述公共电极22为覆盖像素区域的面状电极。同时，所述像素电极21、公共电极22和抑制电极24均为透明电极，所述透明电极可通过铟锡氧化物(ΙΤ0)、铟锌氧化物(ΙΖ0)、上述材料的组合或其他透明导电材料制造。需要说明的是，所述公共电极22在像素区域还可以采用梳齿状，其齿状电极与所述支电极211间隔交替排列。
[0039]在本实施例的一个优选实施方式中，所述端电极212的宽度被形成为2-3.5微米(Um)0所述支电极211的宽度被形成为2.2微米(μ m)。所述钝化层23厚度为0.2_0.3微米(μ m)。
[0040]在本发明中，电极的“宽度”为电极在基板平面上，沿Y方向的尺寸。
[0041]同时，电极的“厚度”是指电极沿阵列基板的层叠方向上的尺寸。
[0042]需要说明的是，像素电极的支电极形状除形成为图中所示的条状外，还可以为Z
字形、鱼骨型等。
[0043]本实施例像素单元可以通过在形成所述钝化层23后，在所述钝化层23上所述端电极212远离所述支电极211的一侧的区域刻蚀多个过孔或与所述端电极212形状相同的槽，然后再沉积透明导电层，并图形化形成所述像素电极21和所述抑制电极24而获得。
[0044]当然，本领域技术人员可以理解，所述抑制电极24可以具有与所述端电极212不同的形状，其尺寸同样不受端电极的影响。
[0045]在本实施例的一个优选实施方式中，所述抑制电极24的宽度被设置为大于3.5微米。
[0046]在本实施例的另一优选实施方式中，如图2C所示，所述抑制电极的形状也可以形成得与端电极不同，例如，远离所述端电极一侧的边242可以为其它形状，例如折线形或曲线形。
[0047]如图1A和图1B所示，在没有设置抑制电极时，端电极112与位于其下方的公共电极12形成电场，该电场在Y轴方向的分量主要分布在所述端电极的两个侧边。同时，对于每个像素单元，在一个像素的像素区域内端电极到靠近端电极的像素区域边缘并不属于有效显示区(Active Area，AA区)，因此，端电极以及图1A和图2A中端电极以上的像素区域均会被黑色矩阵(Black Matrix, BM)覆盖而不可见。如图1B中端电极112指向Y轴正方向一侧的侧边(也即图中靠近支电极的方向)的Y方向电场分量会覆盖到AA区，进而对AA区的液晶分子排列构成影响，形成可观察到影响液晶显示质量的向错现象。而端电极112指向Y轴负方向(也即图中远离支电极的方向)一侧的侧边的Y方向电场分量虽然也会对对应区域的液晶分子构成影响，使得液晶分子出现向错现象，但是，由于该区域为黑色矩阵覆盖的区域，是液晶显示装置不可见的部分，因此，并不对液晶显示质量构成实质影响。
[0048]如图2A和图2B所示，本实施例在端电极212和像素区域边缘之间设置抑制电极24，抑制电极24通过过孔或槽与公共电极22电连接，因此两者具有相同的电压。由此，抑制电极24和端电极212之间存在电势差，由此形成指向Y轴负方向的电场。抑制电极24的存在会改变端电极212上的电荷分布，由于抑制电极24靠近所述端电极212 —侧的边与端电极212平行相对设置，且距离相较于公共电极22的其它位置更为接近，因此，端电极212中的大部分自由电荷会移动到远离支电极的一侧与抑制电极24对应一侧241形成指向Y轴方向的电场，由此导致端电极212在远离像素边缘一侧的自由电荷数量大大减少，进而，端电极212在Y轴正方向(也即靠近支电极方向)与公共电极23形成的Y轴方向的电场分量会大幅减小。
[0049]从另一个角度来分析，可以将由于所述端电极212与所述公共电极13、22或所述抑制电极24的组合近似看作形成均匀电场的平行电容器，在此前提下，两者之间的电场强
度可以根据下式计算，即:
【权利要求】
1.一种边缘场开关模式液晶显示装置的像素单元，所述像素单元包括像素电极、公共电极以及设置在像素电极和公共电极之间的钝化层； 所述像素电极包括至少两个平行设置的支电极和连接所述支电极端部的端电极； 所述像素单元还包括抑制电极，所述抑制电极设置在所述端电极远离所述支电极的一侦牝且所述抑制电极靠近所述端电极一侧的边与所述端电极平行延伸设置，同时，所述抑制电极通过所述钝化层上开设的槽或过孔与所述公共电极电连接。
2.根据权利要求1所述的边缘场开关模式液晶显示装置的像素单元，其特征在于，所述抑制电极远离所述端电极一侧的边可以为直线形、折线形、曲线形。
3.根据权利要求1所述的边缘场开关模式液晶显示装置的像素单元，其特征在于，所述抑制电极的宽度大于3.5 μ m。
4.根据权利要求1所述的边缘场开关模式液晶显示装置的像素单元，其特征在于，所述端电极宽度为2~3.5 μ m。
5.根据权利要求1所述的边缘场开关模式液晶显示装置的像素单元，其特征在于，所述像素电极的支电极可以为条状、Z字形或鱼骨形。
6.根据权利要求1所述的边缘场开关模式液晶显示装置的像素单元，其特征在于，所述像素电极、所述公共电极和所述抑制电极均为透明电极。
7.根据权利要求1所述的边缘场开关模式液晶显示装置的像素单元，其特征在于，所述抑制电极在所述钝化层上方的厚度大于或等于所述端电极的厚度。
8.—种边缘场开关模式液晶显示装置的阵列基板，包括: 彼此交叉设置的栅线和数据线，所述栅线和数据线限定出像素区域； 设置在所述栅线和数据线交叉位置的开关器件； 位于所述像素区域内的像素电极； 覆盖所述阵列基板的公共电极；以及 设置于所述像素电极和公共电极之间的钝化层； 其中，所述像素电极包括至少两个平行设置的支电极和连接所述支电极端部的端电极； 所述阵列基板还包括抑制电极，所述抑制电极设置在所述端电极远离所述支电极的一侦牝且所述抑制电极靠近所述端电极一侧的边与所述端电极平行延伸设置，同时，所述抑制电极通过所述钝化层上开设的槽或过孔与所述公共电极电连接。
9.根据权利要求8所述的边缘场开关模式液晶显示装置的像素单元，其特征在于，所述抑制电极远离所述端电极一侧的边可以为条形、折线形、曲线形。
10.根据权利要求8所述的用于边缘场开关模式液晶显示装置的阵列基板，其特征在于，所述端电极宽度为2~3.5 μ mo
11.根据权利要求8所述的边缘场开关模式液晶显示装置的阵列基板，其特征在于，所述抑制电极的宽度大于3.5 μ m。
12.根据权利要求8所述的用于边缘场开关模式液晶显示装置的阵列基板，其特征在于，所述像素电极的支电极可以为条状、Z字形或鱼骨形。
13.根据权利要求8所述的用于边缘场开关模式液晶显示装置的阵列基板，其特征在于，所述像素电极、所述公共电极和所述抑制电极均为透明电极。
14.根据权利要求8所述的用于边 缘场开关模式液晶显示装置的阵列基板，其特征在于，所述抑制电极在所述钝化层上方的厚度大于或等于所述端电极的厚度。
【文档编号】G02F1/1343GK103901673SQ201210577024
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月26日 优先权日:2012年12月26日
【发明者】叶岩溪, 宋琼, 沈柏平 申请人:厦门天马微电子有限公司