阵列基板及液晶显示装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及液晶显示【技术领域】，公开了一种阵列基板及液晶显示装置。该阵列基板包括栅线、数据线，由栅线和数据线限定的像素单元，以及形成在像素单元上方的取向膜。通过设置取向膜的摩擦方向不垂直于栅线方向，减小取向膜摩擦取向时所遇到的阻力，降低了摩擦不良的产生率。还可以设置取向膜的摩擦方向偏离垂直于栅线的角度β≥2°，以有效改善取向膜的摩擦不良。进一步地，对于提供多畴液晶工作模式的FFS显示装置，通过设置狭缝的延伸方向与摩擦方向的角度0°≤α≤12°，在保证有效改善摩擦不良的同时，还有效保证了显示装置的显示品质。
【专利说明】阵列基板及液晶显示装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及液晶显示【技术领域】，特别是涉及一种阵列基板及液晶显示装置。【背景技术】[0002]随着制造技术的发展,薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor LiquidCrystal Display，简称“TFT-1XD”)因其具有功耗低、制造成本低以及无辐射等优点，已经取代传统的显像管显示器而成为显示器的主流。TFT-1XD的显示面板由阵列基板和彩膜基板对盒形成，在阵列基板和彩膜基板之间填充有液晶分子。其中，阵列基板包括横纵交叉的栅线和数据线，由栅线和数据线限定的像素单元，以及形成在像素单元上的取向膜。每个像素单元包括薄膜晶体管(thin film transistor,简称“TFT”)、像素电极和公共电极。TFT作为开关器件，控制像素电极和公共电极之间产生驱动电场，从而控制液晶分子的扭转，实现画面显示。其中，取向膜的具体形成过程为:在形成像素单元后，沉积PI (聚酰亚胺)材料形成取向膜，并对取向膜进行取向摩擦，形成液晶分子的取向方向。
[0003]结合图1所示，定义栅线10丨为横向分布，则数据线20丨为纵向分布，栅线10丨和数据线20'限定像素单元P，像素单元P包括像素电极2'，像素电极2'具有狭缝3 ;。发明人通过TechWiz软件对液晶分子的取向方向(用图1中的实线表示)与纵向的夹角0° ^ β ^8°进行了模拟，并获取相应的响应时间，由模拟结果可知，当β =7°时，显示装置的响应时间变大，相比于β=0°时响应时间增加20%;当β =8°时，相比于β=0°时响应时间增加30%，而且显示装置的对比度相比于β=0°时下降了 50%。因此，液晶分子的取向方向与纵向的最佳夹角β=0°，即取向膜的摩擦方向与栅线10-垂直。但是，当取向膜的摩擦方向与栅线10丨垂直时，取向膜摩擦取向时所遇到的阻力会很大，不仅影响取向膜的使用寿命，而且还会影响摩擦的均匀性，进而导致显示的灰度不良。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供一种像素结构及液晶显示装置，用以解决取向膜的摩擦方向垂直于栅线时，出现的取向膜摩擦不良问题。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种阵列基板，包括栅线、数据线、由所述栅线和数据线限定的像素单元，以及形成在所述像素单元上方的取向膜，其中，所述栅线沿横向延伸，所述取向膜的摩擦方向与纵向呈第一非零角度β。
[0006]同时，本实用新型还提供液晶显示装置，所述液晶显示装置采用如上所述的阵列基板。
[0007]本实用新型的上述技术方案的有益效果如下:
[0008]上述技术方案中，通过设置取向膜的摩擦方向不垂直于栅线方向，减小取向膜摩擦取向时所遇到的阻力，降低了摩擦不良的产生率。
【专利附图】
【附图说明】[0009]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1表不现有技术中阵列基板的结构不意图；
[0011]图2表示现有技术中多畴液晶工作模式的显示装置中栅线方向、第二电极的狭缝延伸方向以及取向膜的摩擦方向三者的位置关系示意图；
[0012]图3表示本实用新型实施例中阵列基板的结构示意图；
[0013]图4表示本实用新型实施例中像素单元的结构示意图；
[0014]图5表示本实用新型实施例中第二电极的狭缝延伸方向和取向膜的摩擦方向的关系不意图；
[0015]图6表示本实用新型实施例中取向膜的摩擦方向偏离垂直于栅线的角度β与显不装置的响应时间的关系不意图。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0017]实施例一
[0018]结合图3和图4所示，本实用新型实施例中提供一种阵列基板，其包括衬底100，形成在衬底100上的栅线10和数据线20，以及由栅线10和数据线20限定的像素单元I。其中，像素单元I包括TFT (图中未示出)、公共电极4和像素电极2。TFT作为开关器件，其栅电极与栅线10连接，源电极与数据线20连接，漏电极与像素电极2连接，用于控制产生驱动液晶分子偏转的电场。在像素单元I上方还形成有取向膜101，取向膜101的摩擦方向决定液晶分子的取向。
[0019]为了便于描述，本实施例中定义栅线10沿横向延伸，而取向膜101的摩擦方向(用图3中的实线L表示)与纵向呈第一非零角度β，即取向膜101的摩擦方向不垂直于栅线10的方向，从而减小了取向膜101摩擦取向时所遇到的阻力，降低了摩擦不良的产生率。
[0020]本实施例中，优选设置β >2°，以有效改善取向膜摩擦取向时出现的摩擦不良。虽然β越大，对摩擦不良的改善就越明显，但是β的增大却会增加液晶显示装置的响应时间，并降低显示装置的对比度，甚至严重影响显示装置的画面显示质量。为此，可以设置2°≤β≤14°，以不影响显示装置的正常显示。发明人通过TechWiz软件对2° ^ β <14°进行了模拟，并获取相应的响应时间，如图6所示，由模拟结果可知，当β接近2°或者14°时，显示装置的响应时间变大，相比于β =7°时的响应时间增加了 25%，因此，优选β=7°。由于取向膜的摩擦方向与纵向的最佳夹角由原来的0°变为7。，有效避免了取向膜摩擦取向时出现的摩擦不良。
[0021]进一步地，设置数据线20的延伸方向与取向膜101的摩擦方向平行。由于阵列基板的栅线10和数据线20通常是横纵交叉设置的，当取向膜101的摩擦方向不垂直于栅线10，也就不平行于数据线20设置了，从而会在取向膜101摩擦取向时产生一定的阻力。通过设置数据线20的延伸方向与取向膜101的摩擦方向平行，可以消除该阻力，消除取向膜101的摩擦方向不平行于数据线20时造成的摩擦不良。
[0022]本实用新型的技术方案通过设置取向膜的摩擦方向不垂直于栅线方向，减小了取向膜摩擦取向时所遇到的阻力，降低了摩擦不良的产生率。
[0023]实施例二
[0024]当设置取向膜的摩擦方向不垂直于栅线方向时，会对显示装置的显示产生一定的影响，尤其是对于提供多畴液晶工作模式的显示装置。
[0025]ADSDS (简称ADS)是平面电场宽视角核心技术-高级超维场转换技术(ADvancedSuper Dimension Switch),其核心技术特性描述为:通过同一平面内狭缝电极边缘所产生的电场以及狭缝电极层与板状电极层间产生的电场形成多维电场，使液晶盒内狭缝电极间、电极正上方所有取向液晶分子都能够产生旋转，从而提高了液晶工作效率并增大了透光效率。高级超维场转换技术可以提高TFT-1XD产品的画面品质，具有高分辨率、高透过率、低功耗、宽视角、高开口率、低色差、无挤压水波纹(push Mura)等优点。针对不同应用，ADS技术的改进技术有高透过率1-ADS技术、高开口率H-ADS和高分辨率S-ADS技术等。
[0026]具体的，结合图1所示，ADS模式液晶显示装置的像素单元I包括第一电极(即公共电极)和设有多个狭缝3丨(每个狭缝3丨为条状)的第二电极2丨(即像素电极)，且第二电极2'位于第一电极上方，通过设置狭缝3'具有多个不同的延伸方向，使得第一电极能够通过狭缝3'与第二电极2'形成多个方向的水平电场，提供多畴的液晶工作模式。其中，第一电极可以为板状电极，也可以为设有多个狭缝的电极，并设置第二电极2 '的狭缝3'至少与第一电极两个狭缝之间的电极位置对应。
[0027]本实施例中将以ADS模 式的液晶显示装置为例，来具体说明取向膜的摩擦方向不垂直于栅线方向时，会对提供多畴液晶工作模式的显示装置的显示产生什么影响。
[0028]结合图1所示，对于提供双畴液晶工作模式的ADS显示装置，在其阵列基板的像素结构设计中，像素电极2'为“ < ”形状或者“ > ”形状排列，即像素电极2 '的狭缝3'具有两个不同的延伸方向，能够形成两个方向的水平驱动电场，从而提供双畴液晶工作模式，这种像素结构设计称之为2-domain设计，相对于Ι-domain (其像素电极的狭缝为直条状)设计，2-domain设计具有色偏小，视角大的优点)。结合图2所示，在将本实用新型的技术方案应用到提供双畴液晶工作模式的ADS显示装置的过程中，发明人发现，当取向膜的摩擦方向(用实线表示)与纵向的夹角β接近或者大于狭缝的延伸方向与纵向的夹角Θ时，会造成上方的狭缝3'与取向膜的摩擦方向的夹角α太小，导致液晶分子扭转混乱和响应时间过高，而下方的狭缝与取向膜的摩擦方向的夹角α太大，导致显示装置的对比度和透过率降低。当取向膜的摩擦方向(用实线L/表示)与纵向的夹角β小于狭缝3 ;的延伸方向与纵向的夹角Θ时，对摩擦不良的改善不够明显。
[0029]显然，对于ADS模式的液晶显示装置，当像素电极的狭缝具有三个或三个以上不同的延伸方向，提供多畴液晶工作模式时，也存在上述技术问题。
[0030]为此，本实施例中设置狭缝3的延伸方向与取向膜101的摩擦方向的夹角0°≤α≤12°，结合图3-图5所示。因为当0° <α〈1°时，液晶分子的取向方向(SP取向膜101的摩擦方向)与第二电极2的狭缝3基本呈平行状态，在施加驱动电压时，液晶分子扭转混乱，导致在很大的驱动电压情况下，屏幕的亮度还是不能达到饱和状态；而当Θ大于12°时，此时液晶分子的取向方向与第二电极2的狭缝3之间的角度太大，这样液晶分子的扭转角度太小，而为了保证屏幕在暗态时不漏光，显示面板的偏光片的吸收轴方向必须与取向膜101的摩擦方向平行或垂直，这样就会导致屏幕的透过率降低。优选5° ^ a ^ 7°，可以更好地保证像素结构的响应时间、透过率和对比度，进而保证显示装置的画面显示质量。具体的，为了保证α的角度范围，由于增大了取向膜101的摩擦方向与纵向的夹角β，需要设置α必须为β和θ ( Θ为狭缝3的延伸方向与纵向的夹角)之差，g卩α=| θ-β |，才能保证α不会太大，在所述角度范围内。
[0031]对于提供双畴液晶工作模式的ADS显示装置，在其阵列基板的像素结构设计中，像素电极2的狭缝3具有两个不同的延伸方向，并优选设置相邻两条狭缝3的延伸方向沿摩擦方向L的法线(即图5中的虚线)方向呈镜面对称，如图5所示，使得狭缝3的延伸方向与摩擦方向的夹角α相同，从而在相同强度的驱动电场作用下，液晶分子的响应时间相同，提高显示装置的显示质量。
[0032]具体的，狭缝3与取向膜101的摩擦方向的夹角2 ° ( α≤12 °，2°≤β≤14°，则根据公式2° ( α=β-θ≤12°，计算得出0°≤Θ≤12°，根据公式2。( α = θ-β≤12。，计算得出4。≤Θ≤26。。
[0033]上述技术方案中，通过设置取向膜的摩擦方向偏离垂直于栅线10的角度β ^ 2°，有效改善了取向膜的摩擦不良。进一步地，对于提供多畴液晶工作模式的ADS显示装置，通过设置狭缝的延伸方向与摩擦方向的角度0° < α < 12°，在保证有效改善摩擦不良的同时，还有效保证了显示装置的显示品质。
[0034]进一步地，通过设置数据线20的延伸方向与取向膜101的摩擦方向平行，使得数据线20的延伸方向与狭缝3的延伸方向的夹角为α，可以有效增加像素单元I的开口率。
[0035]下面将结合几种具体的实施方式来说明狭缝的延伸方向与摩擦方向的夹角α、取向膜的摩擦方向与纵向的夹角β以及狭缝与纵向的夹角Θ所在的预设角度范围三者之间的关系:
[0036]第一种实施方式:设置数据线20的延伸方向与取向膜101的摩擦方向平行，而取向膜101的摩擦方向与纵向的夹角β=14°，狭缝3与取向膜的摩擦方向的夹角
2。≤α≤12。，则当α=β-θ时，计算得出2° ( Θ≤12。，当α = θ-β时，计算得出16。≤ Θ ≤ 26° 。
[0037]第二种实施方式:设置取向膜的摩擦方向与纵向的夹角β =7°，狭缝3与取向膜的摩擦方向的夹角2°≤α≤12°，则当α=β-θ时，计算出0°≤Θ≤5°，当α = θ-β时，计算出9°≤Θ≤19°。
[0038]第三种实施方式:设置取向膜的摩擦方向与纵向的夹角β =2°，狭缝3与取向膜的摩擦方向的夹角2°≤α≤12°，则当α=β-θ时，计算出Θ =0°，当α = θ-β时，计算出4°≤Θ≤14°。
[0039]第四种实施方式:设置狭缝3与取向膜的摩擦方向的夹角α =7°，取向膜的摩擦方向与纵向的夹角2°≤β≤14°，则当α=β-θ时，计算出0°≤Θ≤7°，当α = θ-β时，计算出9°≤Θ≤21°。
[0040]第五种实施方式:设置狭缝3与取向膜的摩擦方向的夹角α =5°，取向膜的摩擦方向与纵向的夹角2°≤β≤14°，则当α=β-θ时，计算出0°≤Θ≤9°，当α = θ-β时，计算出7°≤Θ≤19°。[0041]实施例三
[0042]基于同一发明构思，本实施例中提供一种液晶显示装置，该液晶显示装置采用实施例一中的阵列基板。由于取向膜的摩擦方向不垂直于栅线方向，减小了取向膜摩擦取向时所遇到的阻力，降低了摩擦不良的产生率，进而提高了液晶显示装置的良率。
[0043]优选地，设置取向膜的摩擦方向偏离垂直于栅线的角度β≥2°，以有效改善取向膜的摩擦不良。进一步地，对于提供多畴液晶工作模式的ADS显示装置，通过设置狭缝的延伸方向与摩擦方向的角度0° < α < 12°，在保证有效改善摩擦不良的同时，还有效保证了显示装置的显示品质。
[0044]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型`的保护范围。
【权利要求】
1.一种阵列基板，包括栅线、数据线、由所述栅线和数据线限定的像素单元，以及形成在所述像素单元上方的取向膜，其特征在于，所述栅线沿横向延伸，所述取向膜的摩擦方向与纵向呈第一非零角度β。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，β≥2°。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，2°≤ β ≤14°。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，β=7°。
5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述数据线的延伸方向与取向膜的摩擦方向平行。
6.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述像素单元包括第一电极和设有多个狭缝的第二电极，所述第二电极位于所述第一电极上方； 所述狭缝具有多个不同的延伸方向。
7.根据权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，所述狭缝的延伸方向与摩擦方向呈第二角度α，且O。≤α≤12°。
8.根据权利要求7所述的阵列基板，其特征在于，5°≤ α ≤7°。
9.根据权利要求7或8所述的阵列基板，其特征在于，所述狭缝具有两个不同的延伸方向，且相邻两条狭缝的延伸方向沿摩擦方向的法线方向呈镜面对称。
10.一种液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置采用权利要求1-9任一项所述的阵列基板。
【文档编号】G02F1/1337GK203444213SQ201320613137
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】郭远辉, 秦锋 申请人:合肥京东方光电科技有限公司, 京东方科技集团股份有限公司