CN106125422A - 显示设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通过形成水平电场和边缘电场而增强亮度均匀性的显示设备，该显示设备包括：第一基板；第一栅极线，第一栅极线在第一基板上；第一数据线和第二数据线，第一数据线和第二数据线与第一栅极线交叉；第一薄膜晶体管，第一薄膜晶体管连接至第一栅极线和第一数据线；第二薄膜晶体管，第二薄膜晶体管连接至第一栅极线和第二数据线；第一钝化层，第一钝化层在第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管上；下共用电极，下共用电极在第一钝化层上；第二钝化层，第二钝化层覆盖下共用电极；以及第一像素电极，第一像素电极包括与第一薄膜晶体管连接的第一子像素电极和与第二薄膜晶体管连接的第二子像素电极。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年5月8日提交的韩国专利申请第10-2015-0064325号的优先权以及由其衍生的所有权益，通过引用将其全部内容结合在此。
技术领域
本发明的示例性实施方式涉及显示设备，更具体地，涉及增强亮度均匀性的显示设备。
背景技术
液晶显示器(“LCD”)设备是一种最近得到广泛认可的平板显示器(“FPD”)设备。LCD设备包括两个基板和***在两个基板之间的液晶(“LC”)层，两个基板上形成有电极。在这样的LCD设备中，LC层的LC分子因施加在两个电极上的电压而重新排列，由此调整透光量并且在LCD设备上显示图像。
此外，与LCD设备不同，有机发光二极管(“OLED”)显示设备作为柔性显示设备以及FPD设备因没有背光单元并可制造成薄膜堆叠式结构而备受关注。
发明内容
本发明的实施方式中的示例性实施方式涉及能够提供增强图像的亮度均匀性的显示设备。
根据本发明的示例性实施方式，显示设备包括：第一基板；第一栅极线，第一栅极线在第一基板上；第一数据线和第二数据线，第一数据线和第二数据线与第一栅极线交叉；第一薄膜晶体管(“TFT”)，第一薄膜晶体管连接至第一栅极线和第一数据线；第二薄膜晶体管，第二TFT连接至第一栅极线和第二数据线；第一钝化层，第一钝化层在第一TFT T1和第二TFT T2上；下共用电极，下共用电极在第一钝化层上；第二钝化层，第二钝化层覆盖下共用电极；以及第一像素电极，第一像素电极包括与第一TFT连接的第一子像素电极和与第二TFT连接的第二子像素电极；其中，第一子像素电极的至少一部分和第二子像素电极的至少一部分均与下共用电极重叠。
在示例性实施方式中，第一子像素电极和第二子像素电极可均与下共用电极的边缘重叠。
在示例性实施方式中，第一子像素电极与下共用电极的重叠可小于第一子像素电极的宽度的一半，并且第二子像素电极与下共用电极的重叠可小于第二子像素电极的宽度的一半。
在示例性实施方式中，下共用电极可不存在于第一子像素电极与第二子像素电极之间的区域中。
在示例性实施方式中，下共用电极可与第一数据线和第二数据线重叠。
在示例性实施方式中，下共用电极可不与第一TFT和第二TFT重叠。
在示例性实施方式中，下共用电极可具有比第一子像素电极和第二子像素电极各自的宽度更宽的宽度。
在示例性实施方式中，第一子像素电极和第二子像素电极各自的宽度可以小于第一子像素电极与第二子像素电极之间的间隔。
在示例性实施方式中，第一子像素电极和第二子像素电极可设置在同一层上同时彼此相邻。
在示例性实施方式中，第一子像素电极和第二子像素电极可大致平行于彼此。
在示例性实施方式中，第一子像素电极和第二子像素电极可接收具有同一电平且不同极性的电压。
在示例性实施方式中，显示设备可进一步包括：第二基板，第二基板与第一基板相对；液晶(“LC”)层，液晶层在第一基板与第二基板之间；以及上共用电极，上共用电极在第二基板上。
在示例性实施方式中，LC层可以是垂直取向层。
在示例性实施方式中，LC层可具有负介电各向异性。
在示例性实施方式中，显示设备可进一步包括：第二栅极线，第二栅极线大致平行于第一栅极线；第三数据线，第三数据线与第一数据线相对同时在第三数据线与第一数据线之间具有第二数据线；第三TFT，第三TFT连接至第二数据线和第二栅极线；第四TFT，第四TFT连接至第二栅极线和第三数据线；以及第二像素电极，第二像素电极包括与第三TFT连接的第三子像素电极和与第四TFT连接的第四子像素电极。
在示例性实施方式中，第二栅极线可被设置成与第一子像素电极的端部和第二子像素电极的端部重叠。
在示例性实施方式中，第三TFT和第四TFT可不与下共用电极重叠。
在示例性实施方式中，下共用电极可与第三数据线重叠。
上述实施方式仅是说明性的并且并不旨在进行任何限制。除说明的示例性实施方式、实施方式以及特征之外，通过参考附图和以下详细的描述，进一步的示例性实施方式、实施方式以及特征将变得显而易见。
附图说明
根据结合所附的附图进行的以下详细描述，将能更为清晰地理解本发明的上述特征和其他特征以及示例性实施方式，其中：
图1是示出了根据示例性实施方式的显示设备的显示区域的一部分的平面图；
图2是示出了根据示例性实施方式的显示设备的像素的平面图；
图3是沿着图1中的线A-A’的截面图；
图4A是示出了根据示例性实施方式的像素的电路图；
图4B是示出了施加至根据示例性实施方式的像素的电压的波形图；
图5示出了基于钝化层的厚度变化的亮度变化的曲线图；
图6示出了基于像素的临界尺寸(“CD”)变化的局部亮度变化的曲线图；
图7是示出了根据另一示例性实施方式的显示设备的像素的一部分的放大图；
图8是沿着图7中的线B-B’的截面图；
图9是示出了根据另一示例性实施方式的显示设备的截面图；并且
图10示出了基于像素的CD变化的亮度变化的曲线图。
具体实施方式
根据下面参考所附的附图详细描述的示例性实施方式，本发明的优点和特征以及实现本发明的优点和特征的方法将变得清晰。然而，本发明可涵盖多种不同形式并且不应被解释为局限于此处阐述的示例性实施方式。更确切地，提供这些示例性实施方式使得本公开全面且完整并且将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。本发明仅由权利要求的范围限定。因此，为了防止本发明被模糊地解释，在示例性实施方式中未详细描述公知的组成元件、操作以及技术。在本说明书中，类似参考标号指类似元件。
为便于描述，本文可能使用空间相对术语“在…下面”、“在…之下”、“下”、“在…上面”、“上”等来描述如图中所示的一个元件或部件与另一元件或部件之间的关系。应当理解的是，除附图中描绘的方位之外，空间相对术语还旨在包括使用或操作中的设备的不同方位。例如，在将附图中所示的设备翻转的情况下，位于另一设备下或在另一设备之下的设备可放置在另一设备上面。因此，说明性术语“下”可包括下方和上方位置。设备还可定位在其他方向上，因此，根据方位的不同可对空间相对术语进行不同地解释。
此处使用的全部术语仅用于描述示例性实施方式并且可根据相关技术和申请人的意图进行修改。因此，本文使用的术语应被解释为具有与其在本公开的上下文中的含义一致的含义并且并不旨在限制示例性实施方式。除非上下文另有清楚的说明，否则本文使用的单数形式“a”、“an”、以及“the(该)”也旨在包括复数形式。应当进一步理解的是，本说明书中使用的术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”和/或“包含(including)”指定了存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但是并不排除存在或添加一种或多种其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
应当理解的是，当元件被称之为在另一元件上时，该元件可直接在另一元件上或其间可存在中间元件。相反，当元件被称之为直接在另一元件上时，则不存在中间元件。
应当理解的是，尽管此处可能使用术语“第一”、“第二”、“第三”等描述各个元件、部件、区域、层和/或部分，然而，这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件、部件、区域、层和/或部分与另一元件、部件、区域、层和/或部分。因此，在不背离本文教导的情况下，下面讨论的“第一元件”、“第一部件”、“第一区域”、“第一层”、或“第一部分”可被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层、或第二部分。
考虑到所讨论的测量和与特定数量的测量相关联的误差(即，测量***的局限性)，此处使用的“约”或“大约”包含所陈述的值和由本领域普通技术人员确定的与特定值的偏差的可接受范围内的均值。例如，“约”可指在一个或多个标准偏差内或在所陈述值的±30％、±20％、±10％、±5％内。
除非另有限定，否则本文使用的全部术语(包括技术和科学术语)具有与本领域技术人员通常理解的相同含义。应当进一步理解的是，除非本说明书中有清晰限定，否则诸如通常使用词典中限定的术语应被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义并且不应以理想化或过于刻板的含义进行解释。
本文参考理想化实施方式的示意性示图的截面示图描述了示例性实施方式。这样，预计因例如制造技术和/或容差而从示图的形状发生变化。因此，本文描述的实施方式不应被解释为局限于此处示出的区域的具体形状，而是包括例如因制造而产生的形状上的偏差。例如，被示出或描述为平坦的区域通常可具有粗糙和/或非线性特征。而且，所示出的尖锐角可以是圆形的。因此，图中示出的区域本质上是示意性的并且其形状并不旨在示出区域的精确形状并且并不旨在限制本权利要求的范围。
在下文中，将参考图1、图2、图3、图4A以及图4B描述有关显示设备的示例性实施方式。
图1是示出了根据示例性实施方式的显示设备的显示区域的一部分的平面图。图2是示出了根据示例性实施方式的显示设备的像素的平面图。图3是沿着图1中的线A-A’的截面图。图4A是根据示例性实施方式的显示设备的像素的电路图。图4B是施加至根据示例性实施方式的像素的电压的波形图。
图1示出了两个像素Px1和Px2、四个子像素电极P1、P2、P3及P4、以及四个薄膜晶体管(“TFT”)T1、T2、T3及T4来描述两个邻近像素电极(即，四个邻近的子像素电极)之间的布置关系。
参考图1，根据示例性实施方式的显示设备可包括：第一栅极线G1，第一栅极线G1在基板上；第二栅极线G2，第二栅极线G2与第一栅极线G1相邻且大致平行于第一栅极线G1；第一数据线D1和第二数据线D2，第一数据线D1和第二数据线D2与第一栅极线G1交叉；第三数据线D3，关于第二数据线D2与第一数据线D1相对，第二数据线D2位于第三数据线D3与第一数据线D1之间；第一TFT T1，第一TFT T1连接至第一栅极线G1和第一数据线D1；第二TFT T2，第二TFT T2连接至第一栅极线G1和第二数据线D2；第三TFT T3，第三TFT T3连接至第二栅极线G2和第二数据线D2；第四TFT T4，第四TFT T4连接至第二栅极线G2和第三数据线D3；下共用电极COM，下共用电极COM在第一钝化层171上；第一像素电极，第一像素电极包括与第一TFT T1连接的第一子像素电极P1和与第二TFT T2连接的第二子像素电极P2；以及第二像素电极，第二像素电极包括与第三TFT T3连接的第三子像素电极P3和与第四TFT T4连接的第四子像素电极P4。
如图1所示，两个相邻像素Px1和Px2(即，第一像素Px1和第二像素Px2)可以彼此点对称。因为除其间的点对称关系之外，第一像素Px1和第二像素Px2具有相同配置，所以将主要关于第一像素Px1描述根据示例性实施方式的显示设备。
根据示例性实施方式的显示设备的像素(例如，第一像素Px1)可包括设置在像素上的两个数据线D1和D2、两个TFT T1和TFT T2、两个子像素电极P1和P2、以及下共用电极COM。
下面将提供与根据示例性实施方式的显示设备的结构有关的详细描述。
例如，参考图1、图2以及图3，多条栅极线G1可设置在包括诸如玻璃或塑料等透明材料的基板上。
栅极线G1可传输栅极信号并且可大致在横向方向上延伸。栅极线G1中的每条均可包括设置在其上的多个栅电极GE。
栅极绝缘层130可设置在栅极线GL上。在示例性实施方式中，栅极绝缘层130可包括例如氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)等。多个半导体层AL可设置在栅极绝缘层130上。在示例性实施方式中，该多个半导体层AL可包括例如氢化非晶硅(a-Si)、多晶硅等。
多个欧姆接触元件(未示出)可设置在半导体层AL上。在示例性实施方式中，欧姆接触元件可包括掺杂有诸如磷的高浓度n型杂质的n+氢化非晶硅或硅化物。欧姆接触元件可成对地设置在半导体层AL上。
多条数据线D1和D2以及多个漏电极DE可设置在欧姆接触元件和栅极绝缘层130上。
数据线D1和D2可传输数据信号并且可在与栅极线G1和G2交叉的大致纵向方向上延伸。数据线D1和D2可均包括朝向栅电极GE延伸的源电极SE。
漏电极DE可与数据线D1和D2分离并且可面向栅电极GE上的源电极SE。
栅电极GE、源电极SE以及漏电极DE与半导体层AL一起可形成TFT。TFT的沟道可形成在源电极SE与漏电极DE之间的半导体层AL中。如上所述，单个像素可包括设置在像素上的两个TFT T1和TFT T2。
第一钝化层171可设置在TFT T1和TFT T2上。第一钝化层171可包括无机绝缘材料或有机绝缘材料，并且可具有平坦表面。无机绝缘材料的实施例可包括氮化硅(SiNx)和氧化硅(SiOx)。在示例性实施方式中，有机绝缘材料可具有光敏性和约4.0或更小的介电常数。在示例性实施方式中，第一钝化层171可具有包括下无机层和上有机层的双层结构，使得可以实现有机层的优异绝缘性质并且可以明显减少对半导体层AL的暴露部分的损害。在第一钝化层171中可以限定多个接触孔，漏电极DE通过该多个接触孔被暴露。
下共用电极COM可设置在第一钝化层171上，在第一钝化层171具有曲率的情况下，下共用电极COM也可具有曲率。在替代的示例性实施方式中，下共用电极COM可具有例如平面形状。设置在相邻像素上的下共用电极COM可彼此连接，以接收显示区域外部供给的预定电平的共用电压。
下共用电极COM可与数据线D1和D2重叠。
下共用电极COM可在其与栅极线G1相邻的部分中具有开口。因此，下共用电极COM可不与第一TFT T1和第二TFT T2重叠。
在示例性实施方式中，下共用电极COM可包括诸如氧化铟锡(“ITO”)、氧化铟锌(“IZO”)等透明导电材料并且可与像素电极一起形成电场。
此外，下共用电极COM可与数据线D1和D2重叠并且可设置在两个像素区域上方，由此用作使得在一像素中形成的电场不对另一相邻像素的电场产生影响的屏蔽共用电极。
第二钝化层173可被设置成覆盖下共用电极COM。除了其位置不同之外，就其中包括的材料和其功能而言，第二钝化层173可与第一钝化层171相同或相似。第二钝化层173可包括无机绝缘材料或有机绝缘材料并且可具有平坦表面。在示例性实施方式中，第二钝化层173可具有包含下无机层和上有机层的双层结构，使得可以实现有机层的优异绝缘性质并且不影响下共用电极COM。在第二钝化层173中可以限定多个接触孔，漏电极DE通过该多个接触孔被暴露。
在示例性实施方式中，多个像素电极可设置在第二钝化层173上。像素电极可包括多个子像素电极P1和P2。在示例性实施方式中，子像素电极P1和P2可包括诸如ITO、IZO等的透明导电材料。
参考图4A，第一子像素电极P1可连接至第一TFT T1，并且第二子像素电极P2可连接至第二TFT T2。
详细地，第一子像素电极P1可通过第一接触孔CH1物理连接和/或电连接至第一漏电极并且可从第一漏电极接收第一数据电压。类似地，第二子像素电极P2可通过第二接触孔CH2物理连接和/或电连接至第二漏电极并且可从第二漏电极接收第二数据电压。类似地，第三接触孔CH3可从第三漏电极接收第二数据电压，并且第四接触孔CH4可从第四漏电极接收第三数据电压。下面将进一步描述第一数据电压与第二数据电压之间的关系。
参考图1，第一子像素电极P1和第二子像素电极P2可以预定间隔交替形成并且可大致平行于彼此。
第一子像素电极P1的至少一部分和第二子像素电极P2的至少一部分可均与下共用电极COM重叠。第一子像素电极P1和第二子像素电极P2可均与下共用电极COM的边缘重叠小于子像素电极的宽度的一半。因此，如图1所示，下共用电极COM可不存在于第一子像素电极P1与第二子像素电极P2之间。
图2是示出了图1中示出的像素中的像素Px1的平面图，并且将参考图2更为详细地描述下共用电极COM、第一子像素电极P1以及第二子像素电极P2之间的布置关系。
在图2中，WCOM表示下共用电极COM的宽度，并且WP1和WP2分别表示第一子像素电极P1的宽度和第二子像素电极P2的宽度。WP1～P2表示第一子像素电极P1与第二子像素电极P2之间的间隔，并且WOL1和WOL2分别表示下共用电极COM与第一子像素电极P1之间的重叠宽度和下共用电极COM与第二子像素电极P2之间的重叠宽度。
参考图2，下共用电极COM可具有比第一子像素电极P1的宽度和第二子像素电极P2的宽度中的每个宽度更大的宽度。换言之，下共用电极COM的宽度WCOM可比第一子像素电极P1的宽度WP1和第二子像素电极P2的宽度WP2中的每个宽度更大。
如上所述，下共用电极COM可与第一子像素电极P1和第二子像素电极P2的至少各自部分重叠。第一子像素电极P1和第二子像素电极P2与下共用电极COM的重叠可均小于子像素电极的一半。
第一子像素电极P1和第二子像素电极P2可设置在同一层(即，第二钝化层173)上，同时彼此相邻。第一子像素电极P1和第二子像素电极P2可分别连接至第一TFT和第二TFT，由此接收具有相同电平且不同极性的电压。
在示例性实施方式中，第一子像素电极P1的宽度WP1和第二子像素电极P2的宽度WP2可均小于第一子像素电极P1与第二子像素电极P2之间的间隔WP1～P2。
在第一子像素电极P1与第二子像素电极P2之间可以产生水平电场，并且由此显示设备以平面转换(“IPS”)模式工作。
下共用电极COM、第一子像素电极P1以及第二子像素电极P2之间的宽度和布置关系可由以下公式表达。
WCOM>WP1
WCOM>WP2
WOL1≤1/2*WP1
WOL2≤1/2*WP2
WP1～P2>WP1
WP1～P2>WP2
图3是沿着图1中的线A-A’的截面图，并且是示出了根据示例性实施方式的显示设备的模拟图。
根据示例性实施方式的显示设备可包括下面板100、第一子像素电极180以及第二子像素电极190，下面板100包括在第一基板110上的下共用电极120。上面板200可包括在第二基板210上的上共用电极220。
如上参考图1和图2所述，第一子像素电极180的至少一部分和第二子像素电极190的至少一部分可均与下共用电极120的边缘重叠，并且下共用电极120可不存在于第一子像素电极180与第二子像素电极190之间的区域中。
参考图3，根据示例性实施方式的显示设备可包括区域“A”和区域“B”，在区域“A”中设置有下共用电极120并且设置有第一子像素电极180和第二子像素电极190，第一子像素电极180和第二子像素电极190均至少具有与下共用电极120重叠的部分，在区域“B”中下共用电极120不存在且设置有第一子像素电极180和第二子像素电极190。
在区域“A”中，下共用电极120和第一子像素电极180可被设置成彼此重叠以形成边缘电场。在区域“B”中，第一子像素电极180和第二子像素电极190可设置在同一层上同时彼此相邻以在第一子像素电极180和第二子像素电极190之间形成水平电场。
根据示例性实施方式的显示设备可包括水平取向的液晶(“LC”)层300。LC层300可具有正介电各向异性或负介电各向异性。
如图3中所示，根据示例性实施方式的显示设备可进一步包括上共用电极220。
上共用电极220可用于通过疏散集中在第一子像素电极180和第二子像素电极190的端部的电场而减少图像残留。
在根据示例性实施方式的显示设备包括上共用电极220的情况下，可以使用具有负介电常数的LC。通过使用这样的具有负介电常数的LC，在对下共用电极120和上共用电极220施加具有相同电平的电压的情况下，不会影响下共用电极120并且不会影响第一子像素电极180与第二子像素电极190之间形成的水平电场，因此，可以保持LC的水平取向并且可以减少图像残留。
在根据示例性实施方式的显示设备不包括上共用电极220的情况下，LC层300可具有负介电各向异性或正介电各向异性。
下面将参考图4A和图4B描述施加至下共用电极COM、第一子像素电极P1以及第二子像素电极P2的电压以及由此形成的电场。
图4A是示出了根据示例性实施方式的像素的电路图。
参考图4A，根据示例性实施方式的显示设备可包括像素中的两个TFT、分别连接至该两个TFT的两个子像素电极、以及被设置成与两个子像素电极的至少各自部分重叠的下共用电极。
如图4A所示，第一子像素电极P1和第二子像素电极P2可分别连接至第一TFT T1和第二TFT T2，第一TFT T1和第二TFT T2彼此不同。
换言之，在通过栅极线G1施加栅极导通信号时，可对第一子像素电极P1施加第一数据信号并且可对第二子像素电极P2施加不同于第一数据信号的数据信号。第一子像素电极P1可从第一TFT T1的第一漏电极接收第一数据电压。类似地，第二子像素电极P2可从第二TFT T2的第二漏电极接收第二数据电压。
被施加第一数据电压的第一子像素电极P1、被施加第二数据电压的第二子像素电极P2、以及下共用电极COM可产生电场。
图4B是示出了根据示例性实施方式的像素的电压的波形图。
参考图4B，根据示例性实施方式的显示设备可在单个帧期间对两个子像素电极施加具有相同电平且不同极性的电压。
在图4B中，施加至第一子像素电极的电压可以指示基于第一数据信号施加给第一子像素电极P1的数据电压，并且施加至第二子像素电极的电压可以指示基于第二数据信号施加给第二子像素电极P2的数据电压。此外，在图4B中的竖直方向上形成的线可指示对栅极线施加栅极导通电压的时间点。
在帧中，在施加栅极导通电压的时间段期间，可以基于第一数据信号将施加至第一子像素电极的电压施加到第一子像素电极P1。当对第二子像素电极P2施加栅极导通电压时，可对第二子像素电极P2施加与第一子像素电极P1的电压具有相反极性和相同电平的电压(以下被称之为“相反极性电压”)。
在根据示例性实施方式的显示设备中，可以基于施加给下共用电极COM的共用电压分别对第一子像素电极P1和第二子像素电极P2施加具有不同极性且相同电平的电压。
在上述这样的显示设备的配置中，可以对第一子像素电极P1和第二子像素电极P2施加不同的电压，以在第一子像素电极P1和第二子像素电极P2之间形成水平电场，由此显示设备以IPS模式工作，并且可在第一子像素电极P1与下共用电极COM之间或第二子像素电极P2与下共用电极COM之间形成边缘电场，由此显示设备以面线转换(“PLS”)模式工作。
因此，根据示例性实施方式的显示设备可通过在单个像素中同时产生水平电场和边缘电场来控制LC。
如上参考图1、图2、图3、图4A以及图4B所述，根据示例性实施方式的显示设备可通过在单个像素中产生水平电场和边缘电场而显示具有均匀亮度的图像。
在下文中，将参考图5和图6提供与根据示例性实施方式的显示设备的亮度均匀性有关的描述。
图5是示出了基于钝化层中的厚度分布的关于灰阶(gray scale)的亮度变化的曲线图。
在图5中，x轴可表示灰阶并且y轴可表示亮度变化。第一曲线图GR1可表示基于约±0.6微米(μm)的钝化层的厚度变化的关于常规显示设备的灰阶的亮度变化的测量结果。第二曲线图GR2和第三曲线图GR3可表示基于约±0.6μm的钝化层的厚度变化的关于根据示例性实施方式的显示设备的灰阶的亮度变化的测量结果。
参考图5，第一曲线图GR1展示了基于钝化层的厚度变化的关于灰阶的相对较大的亮度变化，而第二曲线图GR2和第三曲线图GR3展示了基于钝化层的厚度变化的关于灰阶的相对较小的亮度变化。因此，可以认识到，根据示例性实施方式的显示设备的关于灰阶的亮度变化小于常规显示设备的关于灰阶的亮度变化。
在根据示例性实施方式的显示设备中，钝化层可不存在于没有下共用电极的区域“B”中。因此，可以减少基于钝化层的厚度变化的关于灰阶的亮度变化。
图6示出了基于像素的临界尺寸(“CD”)变化的局部亮度变化的曲线图。
在图6中，x轴可表示CD并且y轴可表示亮度。图6中示出的曲线图可表示在根据示例性实施方式的显示设备的显示区域中基于电场形成方案的局部亮度变化的模拟结果。
如上参考图3所述，区域“A”可指示设置有下共用电极的区域，并且区域“B”可指示没有下共用电极的区域。图6中以箭头指示的部分可均表示基于CD变化的亮度变化。
参考图6，区域“A”和区域“B”展示了基于CD变化的亮度变化的相反结果。换言之，随着CD增加，在区域“A”中亮度可增加，而在区域“B”中亮度可减少。
根据示例性实施方式的显示设备可包括区域“A”和区域“B”这两者，区域“A”中的亮度基于像素内的CD变化而增加，并且区域“B”中的亮度基于像素内的CD变化而减少。因此，根据示例性实施方式的显示设备可具有对基于CD分布的亮度增加和亮度减少的补偿效应。
根据示例性实施方式的显示设备可通过补偿基于下共用电极的存在的亮度变化来减少基于CD分布的亮度变化。
在下文中，将参考图7和图8描述根据另一示例性实施方式的显示设备。
图7是示出了根据另一示例性实施方式的显示设备的像素的一部分的放大图。图8是沿着图7中的线B-B’的截面图。
根据另一示例性实施方式的显示设备可包括：第一基板110；第一栅极线122，第一栅极线122在第一基板110上；第一数据线162-1和第二数据线162-2，第一数据线162-1和第二数据线162-2与第一栅极线122交叉；第一TFT T1，第一TFT T1连接至第一栅极线122和第一数据线162-1；第二TFT T2，第二TFT T2连接至第一栅极线122和第二数据线162-2；第一钝化层171，第一钝化层171在第一TFT T1和第二TFT T2上；平坦化层175，平坦化层175在第一钝化层171上；下共用电极120，下共用电极120在平坦化层175上；第二钝化层173，第二钝化层173覆盖下共用电极120；以及像素电极，像素电极包括与第一TFT T1连接的第一子像素电极180和与第二TFT T2连接的第二子像素电极190。第一子像素电极180和第二子像素电极190的至少各自部分可与下共用电极120重叠。
根据另一示例性实施方式的显示设备可与参考图3描述的显示设备具有相同的配置，但是，根据示例性实施方式的显示设备可进一步包括平坦化层175并且可在平坦化层175上具有下共用电极120，下共用电极120具有平坦形状而非弯曲形状。因此，关于根据示例性实施方式和另一示例性实施方式的显示设备，相同部件和对应的部件被赋予了相同参考标号，简洁起见，将省去重复性描述。
下面板100可包括：第一基板110；TFT 150，TFT 150在第一基板110上；第一钝化层171，第一钝化层171在TFT 150上；平坦化层175，平坦化层175在第一钝化层171上；下共用电极120，下共用电极120在平坦化层175上；第二钝化层173，第二钝化层173在下共用电极120上；以及第一子像素电极180和第二子像素电极190，第一子像素电极180和第二子像素电极190在第二钝化层173上同时彼此相邻。
在示例性实施方式中，第一基板110可使用包括诸如玻璃或塑料的透明材料的绝缘基板。
传输栅极信号的栅极布线122和124可设置在第一基板110上。栅极布线122和124可包括在一个方向(例如，横向方向)上延伸的栅极线122，以及从栅极线122突出以具有突出形状的栅电极124。栅电极124与源电极165、漏电极166以及半导体层142一起可构成TFT 150。
尽管未示出，然而，存储布线可进一步设置在第一基板110上，存储布线用于形成像素电极，例如，第一子像素电极180和第二子像素电极190、以及存储电容器。存储布线可包括形成栅极布线122和124的相同材料并且可设置在与设置有栅极布线122和124的层相同的层上。
在示例性实施方式中，栅极布线122和124可包括，例如，诸如(Al)或Al合金的基于Al的金属、诸如Ag或Ag合金的基于银(Ag)的金属、诸如Cu或Cu合金的基于铜(Cu)的金属、诸如Mo或Mo合金的基于钼(Mo)的金属、铬(Cr)、钛(Ti)以及钽(Ta)中的至少一种。
栅极布线122和124可具有多层结构，其包括具有不同物理性质的至少两个导电层。在示例性实施方式中，两个导电层中的一个可包括具有相对低电阻系数的金属，例如，基于Al的金属、基于Ag的金属、或基于Cu的金属，从而减少栅极布线122和124的信号延迟或压降。在示例性实施方式中，两个导电层中的另一个可包括例如基于Mo的金属、Cr、Ti、或Ta等材料，其对诸如氧化铟锡(“ITO”)、氧化铟锌(“IZO”)或氧化铝锌(“AZO”)的透明导电氧化物(“TCO”)具有优异的接触特性。
栅电极124的这样的多层结构的实例可包括具有Cr下层和Al上层的电极、具有Al下层和Mo上层的电极、以及具有Ti下层和Cu上层的电极。然而，示例性实施方式并不局限于此，并且栅极布线122和124可包括各种其他金属和导电材料。
栅极绝缘层130可设置在第一基板110与栅极布线122和124上。例如，在示例性实施方式中，栅极绝缘层130可包括氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)。此外，栅极绝缘层130可进一步包括氧化铝、氧化钛、氧化钽或氧化锆。尽管图8示出了具有双层结构的栅极绝缘层130，然而，栅极绝缘层130的结构并不局限于此。
被设置用于形成TFT 150的沟道的半导体层142可设置在栅极绝缘层130上。半导体层142的至少一部分可与栅电极124重叠。在示例性实施方式中，半导体层142可包括氧化物半导体，例如，氧化物半导体包括镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)以及锌(Zn)中的至少一种。
然而，示例性实施方式并不局限于此，半导体层142还可包括例如非晶硅(a-Si)。换言之，例如，半导体层142可包括基于硅的半导体。
包括预定绝缘层的蚀刻阻挡层(etch stopper)(“ES”)168可设置在源电极165与漏电极166之间的半导体层142的沟道区域上。ES 168可用于防止沟道区域被后续处理损坏。换言之，ES 168可设置在半导体层142的沟道区域上，由此在后续处理期间防止半导体层142的沟道区域与化学材料之间的接触并且防止沟道区域暴露于湿或干蚀刻处理和等离子体处理。
然而，根据示例性实施方式的显示设备的TFT的结构并不局限于这样的ES结构，并且还可包括反向沟道蚀刻(“BSE”)结构。
数据布线162、165以及166可设置在ES 168和栅极绝缘层130上。数据布线162、165以及166可包括：数据线162，数据线162设置在与栅极线122交叉的方向(例如，纵向方向)上；源电极165，源电极165与数据线162的一部分对应并且与数据线162设置在同一线上；以及漏电极166，漏电极166与源电极165间隔开并且基于TFT 150的沟道区域与源电极165平行地延伸。因此，漏电极166可与数据线162的一部分平行。
栅电极124、源电极165以及漏电极166与半导体层142一起可构成TFT 150。源电极165与漏电极166之间的半导体层142中可以形成TFT150的沟道。
根据另一示例性实施方式的显示设备可包括与数据线162在同一线上的源电极165和与数据线162平行延伸的漏电极166。由此在不增加数据布线162、165以及166占据的面积的情况下增加了TFT的宽度，并且由此增加了显示设备的开口率。
在示例性实施方式中，数据线162和漏电极166尤其可包括诸如钼(Mo)、铬(Cr)、钽(Ta)以及钛(Ti)或其合金的难熔金属并且可具有例如包括难熔金属层和低电阻导电层的多层结构。除上述材料之外，数据线162和漏电极166还可包括各种其他金属或导电材料。
可由数据线162和栅极线122限定像素区域，然而，像素区域并不局限于此。可以由黑矩阵(未示出)限定像素区域。在示例性实施方式中，像素区域可包括例如红色像素区域、绿色像素区域以及蓝色像素区域。然而，本发明并不局限于此，并且像素区域可包括例如白色像素区域。
第一钝化层171可设置在数据布线162、165和166以及ES 168上。详细地，第一钝化层171可设置在源电极165、漏电极166以及ES 168上。第一钝化层171可包括有机绝缘材料或无机绝缘材料。
此外，图8中示出的TFT 150的结构作为示例给出，而并不局限于此。
平坦化层175可设置在第一钝化层171上。在示例性实施方式中，平坦化层175可具有单层或多层结构，其中包括氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、具有光敏性的有机材料、诸如Si:C:O或Si:O:F的低介电常数绝缘材料等。
平坦化层175可用于使TFT 150的上部平坦化。在通过第一钝化层171使TFT 150的上部平坦化的情况下，可以省去平坦化层175。
下共用电极120可设置在平坦化层175上。下共用电极120可具有无曲率的平坦形状。相邻像素上的下共用电极120可彼此连接，由此接收从显示区域外部供给的具有预定电平的共用电压。
第二钝化层173可被设置成覆盖下共用电极120。第二钝化层173可包括有机绝缘材料或无机绝缘材料。
第一子像素电极180和第二子像素电极190可设置在第二钝化层173上。在示例性实施方式中，第一子像素电极180和第二子像素电极190可包括诸如ITO、IZO等的透明导电材料。第一子像素电极180和第二子像素电极190可以预定间隔交替形成在同一层上并且可大致平行于彼此。
因为参考图2描述了下共用电极COM、第一子像素电极P1和第二子像素电极P2之间的布置关系以及电场的形成，所以将省去重复性描述。
可在第一钝化层171、平坦化层175、第二钝化层173中限定第一接触孔CH1，通过第一接触孔CH1暴露漏电极166。详细地，第一子像素电极180可通过第一接触孔CH1物理连接和/或电连接至漏电极166并且可从第一漏电极接收第一数据电压。
尽管图中未示出，然而，下取向层可设置在第一子像素电极180和第二子像素电极190以及第二钝化层173上。在示例性实施方式中，下取向层可包括例如光反应性材料。在示例性实施方式中，下取向层可包括聚酰胺酸、聚硅氧烷以及聚酰亚胺中的至少一种。
图9是示出了根据另一示例性实施方式的显示设备的截面图。
根据示例性实施方式的显示设备可包括下面板100、上面板200、以及在下面板100与上面板200之间的LC层300。
因为上面参考图7和图8描述了下面板100，所以简明起见将省去重复性描述。
上面板200可包括第二基板210、遮光层230、滤色器240、保护层(overcoat layer)250以及上共用电极220。
在示例性实施方式中，第二基板210可包括诸如玻璃或塑料的透明材料。
遮光层230可设置在第二基板210上。遮光层230(也被称之为黑矩阵)可隔开多个滤色器240并且可限定像素区域。
此外，遮光层230可用于防止从背光单元(未示出)供给的光传输到外面并且可防止外部光照射到栅极线122、数据线162或TFT 150。遮光层230可被设置成与栅极线122、数据线162以及TFT 150重叠。在示例性实施方式中，遮光层230可具有格子(lattice)结构，其中，遮光层230沿着栅极线122和数据线162布置。
滤色器240可设置在由遮光层230隔开的像素区域中。例如，在示例性实施方式中，滤色器240可进一步包括红色滤光器、绿色滤光器以及蓝色滤光器作为示例。然而，滤色器240的类型并不局限于此。
红色滤光器、绿色滤光器、以及蓝色滤光器可被设置成分别与红色像素区域、绿色像素区域、以及蓝色像素区域对应。
保护层250可设置在滤色器240上。保护层250可使滤色器240的上部平坦化并且可保护滤色器240。在示例性实施方式中，保护层250可以包括例如丙烯酸环氧树脂材料。
上共用电极220可设置在保护层250上。
在示例性实施方式中，上共用电极220可包括诸如ITO、IZO或AZO的TCO。
上共用电极220可通过疏散集中在第一子像素电极180和第二子像素电极190的端部上的电场来减少图像残留。因为上面参考图3描述了上共用电极220，所以简明起见将省去重复性描述。
尽管未示出，但上面板200可进一步包括上取向层。上取向层可设置在上共用电极220上。上取向层可包括形成下取向层的相同材料。
柱状间隔件可设置在下面板100与上面板200之间。柱状间隔件可保持下面板100与上面板200之间的预定间隔，由此保持了显示设备的单元间隙。
当第一基板110和第二基板210的面向彼此的表面分别被定义为相应基板的上表面并且第一基板110和第二基板210的与其上表面相对的表面分别被定义为相应基板的下表面时，上偏光器可进一步设置在第一基板110的下表面上，并且下偏光器(未示出)可进一步设置在第二基板210的下表面上。
LC层300可设置在下面板100与上面板200之间的间隔中。因为上面参考图3描述了LC层300，所以简明起见将省去重复性描述。
图10示出了基于像素中的CD变化的亮度变化的曲线图。
在图10中，x轴可表示灰阶并且y轴可表示亮度变化。第五曲线图GR5和第六曲线图GR6可表示基于像素中约±0.6μm的CD变化的关于根据示例性实施方式的显示设备的灰阶的亮度变化的测量结果。第四曲线图GR4和第七曲线图GR7可表示基于像素中约±0.6μm的CD变化的关于常规显示设备的灰阶的亮度变化的测量结果。
参考图10，第五曲线图GR5和第六曲线图GR6展示了基于像素中的CD变化的关于灰阶的相对较小的亮度变化，而第四曲线图GR4和第七曲线图GR7展示了基于像素中的CD变化的关于灰阶的相对较大的亮度变化。换言之，根据示例性实施方式的显示设备的关于灰阶的亮度变化可小于常规显示设备的关于灰阶的亮度变化。
根据另一示例性实施方式的显示设备可包括其中亮度基于像素内的CD变化而增加的区域(具有下共用电极)和其中亮度基于像素内的CD变化而减少的区域(无下共用电极)这两者。因此，根据示例性实施方式的显示设备可对基于CD分布的亮度增加和亮度减少具有补偿效应。
根据另一示例性实施方式的显示设备可通过补偿基于下共用电极的存在的亮度变化，减少基于像素中的CD分布的关于灰阶的亮度变化。
如上所述，根据一个或多个示例性实施方式，显示设备通过在像素内形成水平电场区域和边缘电场区域可减少亮度分布偏差。
此外，显示设备通过使用第二基板上的上共用电极疏散集中在像素电极的两端部上的电场可减少图像残留。
因此，显示设备可增强亮度均匀性并且可减少图像残留。
根据上文，可以理解的是，出于示例性目的在本文中描述了根据本公开的各种实施方式，并且在不背离教导的范围和实质的情况下，可以做出各种改造。因此，本文公开的各种实施方式并不旨在限制教导的实际范围和实质。上述实施方式以及其他实施方式的各种特征可以任何方式混合和搭配，以产生与本发明一致的进一步的实施方式。
Claims (18)
1.一种显示设备，包括：
第一基板；
第一栅极线，所述第一栅极线在所述第一基板上；
第一数据线和第二数据线，所述第一数据线和所述第二数据线与所述第一栅极线交叉；
第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管连接至所述第一栅极线和所述第一数据线；
第二薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管连接至所述第一栅极线和所述第二数据线；
第一钝化层，所述第一钝化层在所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管上；
下共用电极，所述下共用电极在所述第一钝化层上；
第二钝化层，所述第二钝化层覆盖所述下共用电极；以及
第一像素电极，所述第一像素电极包括与所述第一薄膜晶体管连接的第一子像素电极和与所述第二薄膜晶体管连接的第二子像素电极；
其中，所述第一子像素电极的至少一部分和所述第二子像素电极的至少一部分均与所述下共用电极重叠。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第一子像素电极和所述第二子像素电极均与所述下共用电极的边缘重叠。
3.根据权利要求2所述的显示设备，其中，所述第一子像素电极与所述下共用电极的重叠小于所述第一子像素电极的宽度的一半，并且所述第二子像素电极与所述下共用电极的重叠小于所述第二子像素电极的宽度的一半。
4.根据权利要求3所述的显示设备，其中，所述下共用电极不存在于所述第一子像素电极与所述第二子像素电极之间的区域中。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述下共用电极与所述第一数据线和所述第二数据线重叠。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述下共用电极与所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管分离。
7.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述下共用电极具有比所述第一子像素电极和所述第二子像素电极各自的宽度更宽的宽度。
8.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第一子像素电极和所述第二子像素电极各自的宽度小于所述第一子像素电极与所述第二子像素电极之间的间隔。
9.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第一子像素电极和所述第二子像素电极设置在同一层上并且彼此相邻。
10.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第一子像素电极和所述第二子像素电极平行于彼此。
11.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第一子像素电极和所述第二子像素电极接收具有相同电平且不同极性的电压。
12.根据权利要求1所述的显示设备，进一步包括：
第二基板，所述第二基板与所述第一基板相对；
液晶层，所述液晶层在所述第一基板与所述第二基板之间；以及
上共用电极，所述上共用电极在所述第二基板上。
13.根据权利要求12所述的显示设备，其中，所述液晶层是垂直取向层。
14.根据权利要求12所述的显示设备，其中，所述液晶层具有负介电各向异性。
15.根据权利要求1所述的显示设备，进一步包括：
第二栅极线，所述第二栅极线平行于所述第一栅极线；
第三数据线，所述第三数据线关于所述第二数据线与所述第一数据线相对，所述第二数据线位于所述第三数据线与所述第一数据线之间；
第三薄膜晶体管，所述第三薄膜晶体管连接至所述第二数据线和所述第二栅极线；
第四薄膜晶体管，所述第四薄膜晶体管连接至所述第二栅极线和所述第三数据线；以及
第二像素电极，所述第二像素电极包括与所述第三薄膜晶体管连接的第三子像素电极和与所述第四薄膜晶体管连接的第四子像素电极。
16.根据权利要求15所述的显示设备，其中，所述第二栅极线与所述第一子像素电极的端部和所述第二子像素电极的端部重叠。
17.根据权利要求15所述的显示设备，其中，在平面图中，所述第三薄膜晶体管和所述第四薄膜晶体管与所述下共用电极分离。
18.根据权利要求15所述的显示设备，其中，所述下共用电极与所述第三数据线重叠。
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