[发明专利]垂直取向模式的液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，特别是涉及一种垂直取向模式的薄膜晶体管液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置中的液晶本身不发光，液晶显示是通过电场控制液晶分子扭转来控制液晶单元的光透过率，从而达到显示的目的。通常情况下，TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示装置)中把液晶封入上下基板之间。在垂直取向模式的TFT-LCD中，液晶分子一般由介电常数为负且各向异性的液晶材料构成。参考美国专利6661488B1，液晶显示装置的上下基板在不施加电压的情况下，液晶分子106垂直于第一基板101与第二基板104排列，如图1A；电压信号可以通过分别附着于第一基板101与第二基板104上面的公共电极102与像素电极103施加。在施加电压的情况下，液晶分子106趋向于垂直于电场方向排列，从而偏离垂直于第一、第二基板101、104的方向。具体偏转角度跟所施加偏压大小有关，如图1B。如此通过电压信号实现对液晶分子的调制，改变液晶像素的光透过特性，实现图像的显示。

当液晶分子倾斜一定角度的时候，观察者从不同角度将会观察到不同的显示效果，这就是液晶显示装置的视角问题。为解决视角问题，提出了多种技术方案。其中，垂直取向模式的液晶显示装置通过在像素中设计出倾斜角度不同的子区域(畴)，如MVA(Multi-domain Vertical Alignment，多畴垂直取向)、PVA(Patterned VerticalAlignment，图像垂直取向)技术，像素的显示特性是其中的各个畴在空间上积分平均的效果。这样，从不同角度观察液晶显示器件时看到的差别减小，视角得以改善。参照图1，MVA液晶显示装置通过在公共电极102上形成凸起105或者在像素电极103上形成狭缝107，使由扫描线108和数据线109交叉定义出的像素区域100中形成倾斜角度不同的四个子区域(畴)A，B，C，D。

为进一步改善视角，减低色偏的现象，液晶像素区域内与TFT连接的透明电极被进一步分割成不同的区域，如美国专利7113233B2。透明电极可以是但不限于氧化铟锡(Indium Tin Oxide，简称ITO)或者氧化锌(Zinc Oxide，简称ZnO)等兼具透明与导电特征的材料。如图2示意，通过一定的方法，使像素内分割成的不同区域上的电压按照设计存在一定的差别，液晶分子倾斜程度不一样，分别处于201与202两种倾斜状态，这样就在原来四畴的基础上增加到了八畴，以进一步改善视角特性。

美国专利7113233B2提出的八畴显示方式是通过电容串联分压的效果形成具有不同电压值的第一子像素A、第二子像素B来实现的。该实现方法存在一个悬空电极，如图3中第二子像素B上串联的附加电容C_SIN与液晶电容C_LCB公用的悬空电极300。悬空电极300会通过耦合与漏电带来静电荷的积累，并且积累的电荷很难释放，会导致残留直流电压，引起图像错误灰阶表现与残像等问题。

为解决上述悬空电极带来的电荷积累带来的问题，有多种方案被提出。中华映管(ChunghwA Picture TuBes，LTD)在SID 2007，18.2，pp.1007-9.公开的题为MVA-LCD with Low Color Shift And High ImAge QuAlity中提出了一种通过给分压电容并联一个第三薄膜晶体管T3，在充电的时候使分压电容放电，从而消除了悬空电极，避免了电荷积累，如图4所示。这种电路虽然没有悬空电极，不会引入电荷积累，却难以实现电容分压的效果。参考图4，在数据写入充放电的时候，第三薄膜晶体管T3导通附加电容C_SiN两端电极，使电容放电，且两端电极处于同电位。在充放电结束之后，C_SiN与C_LCB之间不会发生电荷分享。结果C_LCA与C_LCB上电位没有差别，失去了使像素内不同子像素区域偏压差别化的功能。