CN1825419B - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示装置，包括以矩阵排列的多个像素电极，所述多个像素电极中的每个像素电极具有第一和第二子像素电极。该装置还包括连接于所述第一子像素电极的多个第一开关器件，连接于所述开关器件的多条栅极线，连接于所述第一器件并在所述像素电极之间通过以传输数据电压的多条数据线，以及第一和第二存储电极，所述第一和第二存储电极设置在所述像素电极与设置于所述像素电极两侧的数据线之间并与所述第一子像素电极交叠。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置。更具体而言，本发明涉及一种通过提高空间利用率而能够获得高分辨率的液晶显示装置。
背景技术
主要用于平板显示装置的液晶显示装置包括两个面板以及***其间的液晶层，所述两个面板具有电场产生电极，比如像素电极和公共电极。液晶显示装置通过向电场产生电极施加电压以在液晶层中产生电场来显示图像。电场的大小决定了液晶层中液晶分子的配向(alignment)，从而控制入射光的偏振。
具有垂直配向模式的液晶显示装置具有如此排列的液晶分子，使得当不产生电场时液晶分子的主轴垂直于上下面板。最近这种具有垂直配向模式的液晶显示装置引起了关注，因为它们提供了高的对比率和宽的参考视角。这里，参考视角表示对应于1∶10的对比率的视角或者在灰度电压之间用于亮度反转的限制角。
在电场产生电极内形成切口部分和/或在电场产生电极上形成突起是当前在具有垂直配向模式的液晶显示装置中实现宽视角的方法。由于切口部分和突起能够决定液晶分子的倾斜方向，所以通过利用切口部分和突起能够不同地分布液晶分子的倾斜方向，从而能够确保宽视角。
然而，存在的问题在于，与具有垂直配向模式的液晶显示装置的前可见度相比，其侧可见度劣化。例如，设置有切口部分的具有垂直配向图案的液晶显示装置的侧部的图像变得更亮。在更严重的情况下，高灰度电压之间的亮度差异消失，可显示出失真的图像。
为解决这些问题所提出的方法包括，通过将一个像素分成两个子像素、将所述两个子像素以电容方式耦合并且通过将第一电压直接施加到一个子像素并由于电容耦合将相对于第一电压减小的第二电压施加到另一子像素而向所述两个子像素提供不同的电压，来提供不同的透射率。
然而，使用上面提出的方法导致在像素电极和数据线之间产生寄生电容，从而导致各种缺陷，例如垂直斑点和针迹缺陷(stitch defect)。尤其是，这些缺陷在正常黑类型的液晶显示装置中比在正常白类型中更显著。
为了解决上面所提到的问题，已经提出了一种在数据线和像素电极之间设置存储电极的方法。
然而，在具有被分为左和右子像素的前述两个子像素的液晶显示装置中使用这样的存储电极的情况下，两个子像素的存储电容由于配向变化而不一致且彼此不同。因此，反冲电压(kick-back voltage)和充电率变得不同，这可能导致诸如闪烁、潜像和斑点的缺陷产生。
发明内容
通过下文描述的根据本发明的液晶显示装置，克服或缓和了上述的以及其它的缺点和不足。
根据本发明的示范性实施例，液晶显示装置包括：以矩阵排列的多个像素电极，所述多个像素电极中的每个像素电极具有第一和第二子像素电极；连接于所述第一子像素电极的多个第一开关器件；连接于所述开关器件的多条栅极线；连接于所述第一器件并在所述像素电极之间通过以传输数据电压的多条数据线；以及，第一和第二存储电极，所述第一和第二存储电极设置在所述像素电极与设置于所述像素电极两侧的数据线之间并与所述第一子像素电极交叠。
在以上的示范性实施例中，所述第一子像素电极可以具有设置于所述第一和第二存储电极上的第一和第二边界线，且所述第一子像素电极可以被所述第二子像素电极包围。
此外，所述液晶显示装置还可以包括与所述第二子像素电极交叠但是不与所述第一子像素电极交叠的第三存储电极。该装置还可以包括连接于所述第二子像素电极并与所述第三存储电极交叠的导电部件，其中所述导电部件与所述第三存储电极之间的距离小于所述导电部件与所述第二子像素电极之间的距离。所述导电部件可以具有设置于所述第三存储电极上并彼此面对的一对边界线。
所述液晶显示装置还可以包括连接于所述第二子像素电极、所述栅极线和所述数据线的第二开关器件，其中施加于每个所述像素的第一和第二子像素电极的数据电压的大小彼此不同，并从相同的图像信息中获得。相对于预定电压，施加于所述第二子像素电极的数据电压可以大于施加于所述第一子像素电极的数据电压，在已经施加并终止到所述第一子像素电极的数据电压之后，可以将数据电压施加于所述第二子像素电极，并且每个所述第一子像素电极的面积可以大于每个所述第二子像素电极的面积。
所述液晶显示装置还可包括与所述第二子像素电极交叠但是不与所述第一子像素电极交叠的第三存储电极。
所述第二开关器件可具有连接于所述栅极线的栅电极，连接于所述数据线的源电极和连接于所述第二子像素电极的漏电极。所述漏电极可以具有与所述第三存储电极交叠的扩大部分，所述扩大部分与所述第三存储电极之间的距离可以小于所述扩大部分与所述第二子像素电极之间的距离。所述漏电极的扩大部分可以具有设置在所述第三存储电极上并彼此面对的一对边界线。
所述第一和第二子像素电极可以彼此电容耦合。所述第一开关器件可以具有连接于所述栅极线的栅电极，连接于所述数据线的源电极，以及连接于所述第一子像素电极的漏电极。所述漏电极可以具有与所述第二子像素电极交叠的耦合电极。相对于预定电压，由于电容耦合而在所述第二子像素电极处感应的电压可以小于所述第一子像素电极的电压，并且每个所述第二子像素电极的面积可以大于每个所述第一子像素电极的面积。另外，所述第一和第二子像素电极的每一个可以不与连接到其上的相应的栅极线交叠。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示范性实施例，本发明的以上和其它特征及优点将变得更加明显，其中：
图1是示出根据本发明的液晶显示装置的一示范性实施例的框图；
图2是示出根据本发明的液晶显示装置的像素的一示范性实施例的等效电路示意图；
图3是示出根据本发明的液晶显示装置的子像素的一示范性实施例的等效电路示意图；
图4是示出根据本发明的液晶显示装置的布局的一示范性实施例的平面图；
图5和图6分别是示出沿图4的V-V’和VI-VI’线得到的液晶面板组件的截面图；
图7是示出根据本发明的液晶显示装置的一示范性实施例的伽马曲线的图；
图8是示出根据本发明的液晶显示装置的布局的另一示范性实施例的平面图；以及
图9是示出图8的液晶显示装置的等效电路示意图。
具体实施方式
下文参照附图对本发明做更为充分的描述，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以多种不同的形式实施，而不应被解释为仅限于此处所述的实施例。并且，提供这些实施例是为了使本公开透彻和完整，并且将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。通篇用相同的附图标记表示相同的元件。
应当理解，当称一个元件在另一元件“上”时，它可以直接在另一元件上，或者，其间还可以存在***的元件。相反，当称一个元件“直接在”另一元件上时，则不存在***元件。如此处所用的，术语“和/或”包括一个或多个所列相关项目的任何及所有组合。
应当理解，虽然这里可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区别开。因此，以下讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以在不背离本发明精神的前提下称为第二元件、组件、区域、层或部分。
这里所用的术语仅仅是为了描述特定实施例，并非要限制本发明。如此处所用的，除非上下文另有明确表述，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”均同时旨在包括复数形式。需要进一步理解的是，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”或者“包括(includes)”和/或“包括(including)”当在本说明书中使用时，指定了所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或增加。
为便于描述，此处可以使用诸如“在...之下”、“在...下面”、“下(lower)”、“在...之上”、“上(upper)”等等空间相对性术语来描述如图所示的一个元件或部件与另一个(些)元件或部件之间的关系。应当理解，空间相对性术语是用来概括除附图所示取向之外的使用或操作中的器件的不同取向的。例如，如果附图中的器件翻转过来，被描述为“在”其他元件或部件“之下”或“下面”的元件将会定向为其他元件或部件的“上方”。这样，示例性术语“在...下面”就能够涵盖之上和之下两种取向。器件还可以采取其他取向(旋转90度或在其他取向)，此处所用的空间相对性描述符做相应解释。
除非另行定义，此处使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有本发明所属领域内的普通技术人员所通常理解的同样的含义。进一步应当理解的是，诸如通用词典中所定义的术语，除非此处加以明确定义，否则应当被解释为具有与它们在相关领域的语境以及本公开中的含义相一致的含义，而不应被解释为理想化的或过度形式化的意义。
这里参照截面图描述本发明的实施例，这些图为本发明理想化实施例的示意图。因而，举例来说，由制造技术和/或公差引起的插图形状的变化是可能发生的。因此，本发明的实施例不应被解释为仅限于此处示出的区的特定形状，而是包括由例如制造引起的形状偏差在内。例如，图示或被描述为平坦的区域通常可具有粗糙的和/或非线性的特征。此外，所示出的锐角可以被圆化。因此，附图所示的区域实质上是示意性的，它们的形状并非要展示区域的精确形状，也并非要限制本发明的范围。
下文中将参考附图详细描述本发明。
图1是示出根据本发明的液晶显示装置的一示范性实施例的框图。图2是示出根据本发明的液晶显示装置的像素的一示范性实施例的等效电路示意图。图3是示出根据本发明实施例的液晶显示装置的子像素的一示范性实施例的等效电路示意图。
如图1所示，根据本发明的液晶显示装置的示范性实施例包括液晶显示板组件300，连接于液晶显示板组件300的一对栅极驱动器400a和400b以及数据驱动器500，连接于数据驱动器500的灰度电压发生器800，以及用于控制上面所列举的部件的信号控制器600。
如在框图中所看到的，液晶显示板组件300包括多个像素PX，所述像素连接于多条显示信号线且基本上以矩阵形式排列。另一方面，如图3所示，液晶显示板组件分别包括相互面对的下面板100和上面板200，以及***其间的液晶层3。
显示信号线包括用于传输栅极信号(有时称为“扫描信号”)的多条栅极线G1a到Gnb和用于传输数据信号的多条数据线D1到Dm。如图1所示，栅极线G1a到Gnb基本在行方向上彼此平行延伸，数据线D1到Dm基本在列方向上彼此平行延伸。
在图2的示出显示信号线DL和像素PX(各只示出一个)的等效电路示意图中，除了由附图标记GLa到GLb表示的栅极线和由附图标记DL表示的数据线之外，显示信号线包括基本上平行于栅极线G1a到Gnb延伸的存储电极线SL(只示出一条)。
仍然参考图2，每个像素PX包括一对子像素PXa和PXb，子像素PXa和PXb包括分别连接于相应的栅极线GLa和GLb以及数据线DL的开关器件Qa和Qb。液晶电容器CLCa和CLCb以及存储电容器CSTa和CSTb分别连接于开关器件Qa和Qb以及存储电极线SL。存储电容器CSTa和CSTb根据需要可被省略，在这种情况下，存储电极线SL也可被省略。
如图3所示，子像素PXa和PXb的开关器件Q可以以薄膜晶体管等来构造，并设置在上面板100上。每个开关器件Q是三端口器件，其具有连接于栅极线GL的控制端口、连接于数据线DL的输入端口以及连接于液晶电容器CLC和存储电容器CST的输出端口。
液晶电容器CLC的两个端口包括下面板100的子像素电极PE和上面板200的公共电极CE。***在两电极PE和CE之间的液晶层3用作电介质部件。子像素电极PE连接于开关器件Q，且公共电极CE设置在上面板200上以接收公共电压Vcom。
通过将设置于下面板100的子像素电极线SL和子像素电极PE交叠并在其间***绝缘部件来构造存储电容器CST，存储电容器CST具有用于液晶电容器CLC的辅助功能。预定电压、比如公共电压Vcom施加于存储电极线SL。然而，可选择的，可通过交叠子像素电极PE和设置在上方的前栅极线(front gate line)并在其间***绝缘部件来构造存储电容器CST。
另一方面，为了实现彩色显示，每个像素唯一地显示不同颜色或原色(primary color)之一(空间划分)，或者，每个像素根据时间交替显示不同颜色或原色(时间划分)。然后可通过原色的空间或时间组合来获得所期望的颜色。不同颜色的实例包括三种颜色比如红、绿和蓝色中的一种，且还可以是原色。图3示出了空间划分的一个实例。如图所示，每个像素包括用于表示不同颜色或原色之一的滤色器CF，其被设置在上面板200的区域中。与图3所示的不同，滤色器CF可以设置在下面板100的子像素电极PE的上方或下方。
如图1所示，栅极驱动器400a和400b连接于栅极线G1a到Gnb从而将以栅极开启(gate-on)电压Von和栅极关断(gate-off)电压Voff的组合形成的栅极信号施加到栅极线G1a到Gnb上。在图1中，栅极驱动器400a和400b分别设置在液晶显示板组件300的左侧和右侧，从而分别连接于奇数和偶数的栅极线G1a到Gnb。在某些情况下，可以提供单一的栅极驱动器以施加所有的栅极信号。
灰度电压发生器800产生对应于像素透射率的两灰度电压集(例如参考灰度级集合)。两灰度电压集被独立地施加于构成一个像素的两个子像素。每个灰度电压集包括相对于公共电压Vcom具有正值的灰度电压集和相对于公共电压Vcom具有负值的灰度电压集。然而，代替两(参考)灰度电压集，可以仅产生单一(参考)灰度电压集。
数据驱动器500连接于液晶显示板组件300的数据线D1到Dm，从而选取灰度电压发生器800的两灰度电压集之一并将所选取的灰度电压集中的一个灰度电压作为数据信号施加给像素。可选择的，在灰度电压发生器800产生参考灰度电压而不是所有灰度电压的情况下，数据驱动器500通过划分参考灰度电压来产生灰度电压并在所产生的灰度电压中选择数据电压。
栅极驱动器400a和400b或数据驱动器500可以以液晶显示板组件300上多个驱动集成芯片(“ICs”)的形式直接安装，或者它们可以以液晶显示板组件300中柔性印刷电路(“FPC”)膜(未示出)上带载封装(“TCP”)的形式附着。可选择的，栅极驱动器400a和400b或数据驱动器500可以与显示信号线G1a到Gnb和D1到Dm以及薄膜晶体管开关器件Q一起直接安装于液晶显示板组件300上。
信号控制器600控制栅极驱动器400a和400b、数据驱动器500等的操作。
现将参考图4至6详细描述前述液晶显示板组件的一个实例。
图4是示出根据本发明的液晶显示装置的布局的一示范性实施例的平面图。图5和图6分别是示出沿图4的V-V’和VI-VI’线得到的液晶面板组件的截面图。
参考图4至6，液晶显示板组件300包括下面板100、与下面板100面对的上面板200以及***其间的液晶层3。
首先将详细描述下面板100。
多条第一栅极线121a和第二栅极线121b以及多条存储电极线131设置于由透明玻璃等制成的电介质基板110上。
如所示出的，栅极线121a和121b主要在纵向方向上延伸，并且在物理上和电学上彼此分开，以传输各自的栅极信号。设置于上侧和下侧的第一和第二栅极线121a和121b包括多个第一和第二栅电极124a和124b，所述第一和第二栅电极分别从第一和第二栅极线121a和121b朝向彼此突出，如图4所示。栅极线121a和121b包括分别设置在左侧和右侧的多个端部129a和129b。端部129a和129b具有用于连接到其它层或外部设备的宽区域。
如图4所示，存储电极线131主要在纵向方向上延伸。存储电极线和第一栅极线121a之间的距离基本上等于存储电极线131和第二栅极线121b之间的距离。每条存储电极线131包括多对直线形状的第一存储电极137a和第二存储电极137b以及板形的存储电极137c。如图4所示，第一和第二存储电极137a和137b从存储电极线131在向上和向下的方向上延伸。然而，存储电极137a、137b和137c以及存储电极线131的形状和设置可以以各种方式进行修改。
栅极线121和存储电极线131优选例如由诸如铝(Al)和铝合金的铝基金属、诸如银(Ag)和银合金的银基金属、诸如铜(Cu)和铜合金的铜基金属、诸如钼(Mo)和钼合金的钼基金属、铬(Cr)、钛(Ti)或钽(Ta)制成。然而，栅极线121和存储电极线131可具有包括两导电层(未示出)的多层结构，该两导电层各自具有不同的物理特性。为了减小栅极线121和存储电极线131的信号延迟或电压降，两导电层之一例如由具有低电阻率的金属制成，包括铝基金属、银基金属或铜基金属。另一导电层例如由与其它材料、尤其与氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)具有良好接触特性的材料制成，比如钼基金属、铬、钛或钽。所述组合的优选实例包括下铬层和上铝层的组合以及上钼层和下铝层的组合。然而，栅极线121和存储电极线131可以由各种金属和导电材料制成。
此外，栅极线121和存储电极线131的侧表面相对于基板110的表面倾斜或偏斜。栅极线121和存储电极线131的侧表面相对于基板110的表面的倾斜角在约30°至约80°的范围之内。
由氮化硅SiNx等制成的栅极绝缘层140形成在栅极线121和存储电极线131上。
由氢化非晶硅或多晶硅制成的多个岛形半导体154和156形成于栅极绝缘层140的上方。岛形半导体154设置在第一和第二栅电极124a和124b之上。岛形半导体156设置在栅极线121附近的部分栅极线121a和121b之上。
由硅化物或掺杂有n型杂质的n+氢化非晶硅等制成的多个岛形欧姆接触部件163、165和166形成于半导体154和156的上方。
半导体154和156以及欧姆接触部件163、165和166的侧表面也相对于基板110的表面倾斜，并包括在约30°至约80°的范围之内的倾斜角。
多条数据线171以及多个第一漏电极175a和第二漏电极175b形成于欧姆接触部件163和165以及栅极绝缘层140上。
如图4所示，数据线171主要在纵向方向上延伸以与栅极线121和存储电极线131相交并向其传输数据电压。第一和第二存储电极137a和137b分别设置在数据线171的右侧和左侧，且在不交叠数据线的情况下与数据线分开。数据线171具有分别朝向第一和第二漏电极175a和175b延伸的多个第一和第二源电极173a和173b，以及相对于数据线171具有扩大的宽度以用于连接到其他层或外部设备的端部179。
第一漏电极175a具有从半导体154上的条形端部延伸的面积较大的扩大部分177a。第二漏电极175b具有从半导体154上的条形端部延伸并与板形存储电极137c交叠的面积较大的扩大部分177b。第二漏电极175b的扩大部分177b的整个部分设置于板形存储电极137c上。特别是，优选的是扩大部分177b的左侧和右侧与板形存储电极137c的左侧和右侧分开预定距离，如图4所示。
源电极173a和173b弯曲以围绕漏电极175a和175b的条形端部。第一和第二栅电极124a和124b、第一和第二源电极173a和173b以及第一和第二漏电极175a和175b与半导体154一起构成了第一和第二薄膜晶体管(“TFTs”)Qa和Qb。薄膜晶体管Qa和Qb的沟道形成在第一和第二源电极173a和173b与漏电极175a和175b之间的半导体154上。
数据线171以及漏电极175a和175b优选地由铬、钼基金属或诸如钽或钛的难熔金属制成，并可以具有多层结构，该多层结构利用难熔金属制成的下层(未示出)和置于其上的由低电阻材料制成的上层(未示出)构造。作为多层结构的一个实例，除前述的由下部铬或钼层以及上部铝层组成的双层结构之外，还存在包括钼层/铝层/钼层结构的三层结构。
与栅极线121和存储电极线131类似，数据线171以及漏电极175a和175b的侧表面也倾斜或偏斜，倾斜角在约30°至约80°的范围内。
欧姆接触部件163、165和166仅被***在下面的半导体154和156与上面的数据线171以及漏电极175a和175b之间，并具有减小其间的接触电阻的功能。岛形半导体154和156以及欧姆接触部件166设置在栅极线121a和121b与数据线171的交叉处，并且其表面的轮廓是平滑的，从而可以防止数据线171的断开。
保护膜(例如钝化层)180形成于数据线171、漏电极175a和175b以及暴露的半导体154和156上。保护膜180由比如氮化硅和氧化硅的无机材料、具有极佳的平面化特性和感光性的有机材料、或者利用等离子体增强化学气相沉积(“PECVD”)形成的比如a-Si:C:O或a-Si:O:F的低介电常数绝缘材料制成。然而，为了利用有机膜的极佳特性并保护半导体154的暴露部分，保护膜180可以具有下部无机膜和上部有机膜的双层结构。
在保护膜180中，分别暴露数据线171的端部179以及漏电极175a和175b的扩大部分177a和177b的多个接触孔182、185a和185b形成于保护膜180和栅极绝缘层140中，并且形成分别暴露栅极线121a和121b的端部129a和129b的多个接触孔181a和181b。
在保护膜180上，形成了包括多个第一子像素电极190a和第二子像素电极190b的多个像素电极190以及多个接触辅助部件81a、81b和82。像素电极190和接触辅助部件81和82由诸如ITO、IZO的透明导电材料或者诸如铝的反射导电材料制成。
第一和第二子像素电极190a和190b通过接触孔185a和185b在物理上并在电学上连接到第一和第二漏电极175a和175b，以分别接收来自第一和第二漏电极175a和175b的数据电压。
被施加了数据电压的子像素电极190a和190b与公共电极270一起产生电场，从而能够确定两电极190和270之间液晶层3的液晶分子的配向。
如上所述，即使薄膜晶体管Qa和Qb截止，子像素电极190a和190b以及公共电极270也构成液晶电容器CLCa和CLCb以维持所施加的电压。为了增大电压存储能力，通过使第一和第二子像素电极190a和190b以及连接到其上的第一和第二漏电极175a和175b与直线形状的存储电极137a、137b和137c交叠，来构造并行连接于液晶电容器CLCa和CLCb的存储电容器CSTa和CSTb。
参考图4，第一子像素电极190a与第一和第二直线形状的存储电极137a和137b交叠，第二子像素电极190b与板形存储电极137c和第二漏电极175b交叠。更具体而言，第一子像素电极190a的左侧和右侧分别设置在第一和第二直线形状的存储电极137a和137b上。结果，尽管相对于存储电极137a和137b出现第一子像素190a的左右位置变化，但第一子像素电极190a与存储电极137a和137b之间的存储电容是一致的。此外，如上所述，优选的是第二漏电极175b的扩大部分177b的左侧和右侧与板形存储电极137c的左侧和右侧分开预定距离。因此，尽管相对于存储电极137c出现第二漏电极175b的左右位置变化，但第二漏电极175b与存储电极137c之间的存储电容是一致的。这里，尽管存储电容通过第二子像素电极190b和存储电极137c之间的存储电容而增加，但第二漏电极175b和存储电极175c之间的存储电容比第二子像素电极190b和存储电极137c之间的存储电容大得多，因此使得第二子像素电极190b的存储电容保持在基本一致的值。
一个像素电极190的一对第一和第二子像素电极190a和190b相互接合，其间***有间隙94，并且第二子像素电极190b基本上被第一子像素电极190a包围。更具体而言，第一子像素电极190a***在第一和第二直线形状的存储电极137a和137b与第二子像素电极190b之间。
每个第一子像素电极190a具有基本上为矩形的外边界并包括设置在其中心的中心部分。中心部分具有旋转的等边梯形的形状，一对边缘部分具有直角三角形或直角梯形的形状，多个直线形状的连接部分用于连接这些部分和延伸部分。第一子像素电极190a的延伸部分从其中心沿着第二直线形状的存储电极137b在向下的方向上延伸，如图4所示。每个第二子像素电极190b包括设置在其中心处并在横向方向上延伸的直线部分，以及连接到其两端的一对倾斜部分。
第一和第二子像素电极190a和190b相对于存储电极线131大致反对称。优选地，每个第一子像素电极190a的面积大于每个第二子像素电极190b的面积。更为优选地，为了确保可见度，第一子像素电极190a的面积是第二子像素电极190b面积的1.5倍或更大。
第一栅极线121a设置在像素电极190的上方，且第二栅极线121b设置在像素电极190的下方，如图4所示。像素电极190与第一和第二栅极线121a和121b分开，不与它们交叠。
第一和第二子像素电极190a和190b的形状可以以多种方式改变。
接触辅助部件81a、81b和82通过接触孔181a、181b和182分别连接于栅极线121a和121b的端部129a和129b以及数据线171的端部179。接触辅助部件81a、81b和82具有补偿栅极线121a和121b的暴露的端部129a和129b以及数据线171的暴露的端部179与外部设备的附着性并保护这些部分的功能。
如图1所示，在栅极驱动器400a和400b或数据驱动器500集成于液晶显示板组件300上的情况下，栅极线121a和121b或数据线171延伸到直接连接于其上。在这种情况下，接触辅助部件81a、81b和82可用于将栅极线121a和121b或数据线171连接到驱动器400a、400b和500。
参考图5和6，用于使液晶层3配向的配向膜11涂敷在像素电极190和保护膜180上。
现将描述上面板200。
称为黑矩阵的用于防止光泄漏的遮光部件220形成于由透明玻璃等制成的电介质基板210上。遮光部件220包括多个开口部分，所述开口部分面对像素电极190并具有与像素电极190基本相同的形状。可选择的，可以以对应于数据线171的部分和对应于薄膜晶体管的部分来构造遮光部件220。然而，为了防止像素电极190以及薄膜晶体管Qa和Qb附近的光泄漏，遮光部件220可以具有各种形状。
多个滤色器230形成于基板210上。滤色器230的大部分设置在由遮光部件220包围的区域中。滤色器230在相对于图4-6的横向方向上沿着像素电极190延伸。每个滤色器230能够显示诸如红、绿和蓝色的三种颜色中的一种，还可以是原色。
为了防止滤色器230被暴露并提供平坦化的表面，覆盖膜(cover film)250形成于滤色器230和遮光部件220上。
由诸如ITO或IZO的透明导电材料制成的公共电极270形成于覆盖膜250上。
公共电极270包括多个切口部分集271至274(图4和6)。
切口部分271至274的一个切口部分集面对一个像素电极190，并包括一对中心切口部分271和272以及上切口部分273和下切口部分274。中心切口部分271以及上和下切口部分273和274与第一子像素电极190a交叠。中心切口部分272与第二子像素电极190b交叠。每个切口部分271至274设置成与越过子像素电极190a和190b的子像素电极190a和190b的斜边平行。因此，每个切口部分271至274包括至少一个倾斜部分。切口部分271至274的一个切口部分集相对于存储电极线131具有近似反对称性。
中心切口部分271包括一对倾斜部分和一对横向部分，倾斜部分在倾斜或斜的方向上基本从像素电极190的中心延伸到像素电极190的右侧，横向部分从倾斜部分的端部沿着像素电极190的右侧相对于倾斜部分呈钝角延伸并与像素电极190的右侧交叠，如图4所示。
中心切口部分272包括横向部分，所述横向部分基本上从像素电极190的左侧中心在向上和向下的方向上延伸，并且与存储电极271c交叠，如图4所示。中心切口部分272进一步包括一对倾斜部分以及横向部分，倾斜部分在倾斜方向上从横向部分的端部延伸到像素电极190的右侧，横向部分从倾斜部分的端部沿着第二子像素电极190b的右侧相对于倾斜部分呈钝角延伸并与第二子像素电极190b的右侧交叠。
切口部分271至274的数目可根据设计因素变化。遮光部件220与切口部分271至274交叠，以防止切口部分271至274附近的光泄漏。
参考图5和6，用于使液晶分子配向的配向膜21涂敷于公共电极270上。
垂直偏振片12和22设置在面板100和200的外表面上(图3)。两偏振片12和22的透射轴相互垂直，且透射轴(或吸收轴)之一平行于相对于图4的纵向方向。在反射型液晶显示装置的情况下，两偏振片12和22之一可以被省略。
液晶层3具有负各向异性介电常数，并且液晶分子如此配向，使得当没有电场施加于液晶分子时，其主轴垂直于两面板100和200的表面。
当公共电压和数据电压分别施加于公共电极270和像素电极190时，在基本垂直于面板100和200表面的方向上产生电场。电极190和270的切口部分94和271至274(下文中，为了便于描述，将附图标记94表示的部件称为切口部分)使电场变形以产生垂直于切口部分94和271至274的侧面的水平分量。因此，电场在相对于垂直于面板100和200表面的方向倾斜的方向上取向。响应于电场，液晶分子具有将主轴方向改变为垂直于电场方向的趋势。这时，由于切口部分94和271至274以及像素电极190侧面附近的电场具有不平行于液晶分子主轴方向的预定角度，因此液晶分子在这样的方向上旋转，使得由液晶分子的主轴方向和电场所形成的表面上的移动距离缩短。因此，一组切口部分94和271至274以及像素电极190的侧面将位于像素电极190上的液晶层3的区域划分成其中液晶分子具有不同倾角的多个畴(domain)，由此能够增大参考视角。
切口部分271至274中的至少一个可以由突起(未示出)或凹陷部分替代，切口部分94和271至274的形状和排布可以以多种方式改变。
下面将参考图1详细描述液晶显示装置的显示操作。
信号控制器600从外部图形控制器(未示出)接收输入图像信号R、G和B以及用于控制其显示的输入控制信号。作为输入控制信号的一个实例，垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK和数据使能信号DE被接收。信号控制器600基于输入控制信号以及输入图像信号R、G和B根据液晶显示板组件300的操作状况处理图像信号R、G和B，以产生栅极控制信号CONT1和数据控制信号CONT2。然后信号控制器600将所产生的栅极控制信号CONT1传输给栅极驱动器400a和400b，并将所产生的数据控制信号CONT2和经处理的图像信号DAT传输给数据驱动器500。
栅极控制信号CONT1包括用于指示扫描起始的扫描起始信号STV(未示出)和用于控制栅极开启电压Von的输出时间的至少一个时钟信号。栅极控制信号CONT1还可以包括用于定义栅极开启电压Von的持续时间的输出使能信号OE(未示出)。
数据控制信号CONT2包括用于指示一组像素PX的数据传输的水平同步起始信号STH(未示出)，用于命令施加数据电压到数据线D1到Dm的负载信号LOAD(未示出)，以及数据时钟信号HCLK(未示出)。数据控制信号CONT2可以包括用于使相对于公共电压Vcom的数据电压的极性(下文中，“相对于公共电压Vcom的数据电压的极性”被简写为“数据信号的极性”)相反的反向信号RVS(未示出)。
响应来自于信号控制器600的数据控制信号CONT2，数据驱动器500接收用于一组子像素PX的图像数据DAT，选取来自灰度电压发生器800的两灰度电压集之一，并从所选择的灰度电压集中选取对应于图像数据DAT的灰度电压，使得图像数据DAT被转换成相关的数据电压。然后将相关的数据电压施加到相关的数据线D1至Dm。
可选择的，取代数据驱动器500，单独设置的外部电路(未示出)可选择两灰度电压集之一并将所选择的灰度电压集传输给数据驱动器500。另外，灰度电压发生器800可提供一具有可变值的参考电压，且数据驱动器500可分割该参考电压，从而能够产生灰度电压。
响应来自信号控制器600的栅极控制信号CONT1，栅极驱动器400a和400b将栅极开启电压Von施加于栅极线G1a到Gnb从而使连接于栅极线G1a到Gnb的开关器件Qa和Qb导通。结果，施加于数据线D1到Dm的数据电压通过导通的开关器件Qa和Qb被施加于相关的子像素PXa和PXb上。
施加于子像素PXa和PXb的数据电压和公共电压Vcom之间的差变为液晶电容器CLCa和CLCb的充电电压，即像素电压。液晶分子的配向根据像素电压的强度而变化。因此，穿过液晶层3的光的偏振发生改变。由于附着于显示板100和200的偏振片12和22(图5和6)，偏振的改变导致了光的透射率的改变。
如图7所示，两个上述的灰度电压集代表了不同的伽马曲线Ta和Tb。将两个上述的灰度电压集施加于一个像素PX的两个子像素PXa和PXb上，使得一个像素PX的伽马曲线是这些伽马曲线的组合曲线T。在确定两灰度电压集时，确定组合伽马曲线T使其接近用于前表面的参考伽马曲线。例如，确定用于前表面的组合伽马曲线T使其等于最适合的用于前表面的参考伽马曲线，且确定用于侧表面的组合伽马曲线T使其最接近用于前表面的参考伽马曲线。如果位于下侧的伽马曲线形成为在低灰度级中较低，则有可能进一步改进侧可见度。
为了便于充电，施加到第一子像素电极190a的电压被设置为低于施加到第二子像素电极190b的电压的电压。用于将栅极开启电压施加到两栅极线121a和121b的时间间隔被设计为彼此部分地交叠从而增加充电时间。
以作为垂直同步信号Hsync和栅极时钟CPV的一个周期的一个水平周期(或1H)为单位，数据驱动器500以及栅极驱动器400a和400b重复执行前述的操作。以这种方式，在一帧期间，栅极开启电压Von被顺序地施加所有栅极线G1到Gnb，以将数据电压施加到所有像素。当一帧结束时，下一帧开始，控制施加于数据驱动器500的反向信号RVS的状态。以这种方式，施加于每个像素的数据信号的极性与前一帧中的极性相反(例如帧反转)。这时，即使在一帧中，根据反向信号RVS的特性，流过数据线的数据电压的极性可以被反转(例如，行反转和点反转)，并且同时流过数据线的数据电压的极性可以相互不同(例如，列反转和点反转)。
现将参考图8和9描述根据本发明的液晶显示装置的另一示范性实施例。
图8是示出根据本发明的液晶显示装置的布局的另一示范性实施例的平面图。图9是示出图8的液晶显示装置的等效电路示意图。
参考图8和9，根据该可选实施例的液晶显示装置的每个像素PX包括一对子像素PXa和PXb，以及连接在其间的耦合电容器Ccp。子像素PXa包括开关器件Q，液晶电容器CLCa和存储电容器CSTa。子像素PXb仅包括液晶电容器CLCb，而没有开关器件Q。
参考图8，液晶显示装置还包括下面板、面对下面板的上面板以及***在下和上面板之间的液晶层(未示出)。
根据该可选实施例的面板的层结构与图4至6中所示的面板的层结构基本相同，因此并未示出。
在薄膜晶体管面板中，包括栅电极124的多条栅极线121和包括直线形状的存储电极133a和133b的多条存储电极线131形成于基板110上，且栅极绝缘层140、多个半导体154和多个岛形欧姆接触部件(未示出)顺序形成于其上。包括源电极173的多条数据线171和多个漏电极175形成于欧姆接触部件上，且保护膜180形成于其上。在保护膜180上形成了多个接触孔185。包括子像素电极190a和190b的多个像素电极形成于保护膜180上，且配向膜11涂敷于其上。
在公共电极板200中，遮光部件(未示出)、多个滤色器(未示出)、覆盖膜(未示出)、具有多个切口部分275至277的公共电极(未示出)和配向膜(未示出)形成于电介质基板(未示出)上。
如图8和9所示，液晶显示装置包括单一的栅极线121和单一的薄膜晶体管Q，并且仅第一子像素电极190a通过该薄膜晶体管Q连接于栅极线121和数据线171。第二子像素电极190b与薄膜晶体管的漏电极175交叠以构成耦合电容器Ccp。第二子像素电极190b具有通过与第一子像素电极190a电容性耦合而感应的电压。该感应电压小于第一子像素电极190a的电压。
更具体而言，如图8所示，栅极线121设置在像素电极190的下方，且栅极线121设置有在向上和向下的方向上突出的栅电极124。换句话说，栅电极124的宽度大于栅极线121。半导体154和欧姆接触部件设置于栅电极124上，且每个漏电极175和U形源电极173的一端设置于其上。漏电极175包括扩大部分177，其在向上的方向上延伸并具有设置在第一子像素电极190a下方的较宽的宽度。耦合电极176从第二子像素电极190b之下的扩大部分177延伸。
不同于图4所示的液晶显示装置，第一子像素电极190a不具有梯形形状的中心部分，且相应区域填充有第二子像素电极190b以形成近似梯形的形状。另外，第一子像素电极190a具有直线形状的连接部分，其基本平行于第二子像素电极190b的梯形的底边。因此，第二子像素电极190b的面积大于第一子像素电极190a的面积。更为优选地，为了改进可见度，第一子像素电极190a的面积约是第二子像素电极190b面积的1.5倍或更大。
第二子像素电极190b被第一子像素电极190a完全包围，并包括从其右侧延伸到其左侧的直线形状的切口部分。
公共电极的切口部分集275至277包括中心切口部分275以及上切口部分276和下切口部分277。中心切口部分275包括一对倾斜部分和一对横向部分，倾斜部分在倾斜或斜的方向上基本从像素电极190的左侧的中心延伸到像素电极190的右侧，横向部分从倾斜部分的端部沿着像素电极190的右侧相对于倾斜部分呈钝角延伸，并与像素电极190的右侧交叠，如图8所示。中心切口部分275在向左的方向上在两倾斜部分的交叉处略微突出。
存储电极线131包括与像素电极190的上侧和下侧完全交叠的杆部(stem portion)。存储电极133a和133b连接于两个杆部。第一子像素电极190a与存储电极133a和133b两者交叠。更具体而言，第一子像素电极190a的左侧和右侧分别设置在存储电极133a和133b上。第二子像素电极190b被设计为不与存储电极线131交叠。
半导体154沿着限定栅电极124的边界线设置并覆盖源电极173和漏电极175，使得源电极173和漏电极175并未断开。
如上所述，在本发明的示范性实施例中，为了改进可见度，优选的是其上施加有低电压的子像素电极的面积大于其上施加有高电压的子像素电极的面积。
根据本发明的示范性实施例，设置在一个子像素两端的存储电极相互交叠，而另一子像素电极设置在其中，因此能够将子像素的存储电容保持为一致的值。
尽管已经描述了本发明示范性实施例以及改进的实例，但本发明不限于上述的实施例和实例，而是可以在不脱离本发明的所附权利要求、详细说明和附图的范围的前提下以各种形式进行修改。因此，这样的修改自然也包括在本发明的范围之内。
本申请要求在韩国知识产权局于2005年2月7日提交的韩国专利申请No.2005-0011488以及于2005年10月25日提交的韩国专利申请No.2005-0100702的优先权，在此结合其全部内容作为参考。

Claims (18)

1.一种液晶显示装置，包括：
以矩阵排列的多个像素电极，所述多个像素电极中的每个像素电极具有第一和第二子像素电极；
连接于所述第一子像素电极的多个第一开关器件；
连接于所述第一开关器件的多条栅极线；
多条数据线，所述多条数据线连接于所述第一开关器件并在所述像素电极之间通过以传输数据电压；以及
第一和第二存储电极，所述第一和第二存储电极设置在所述像素电极与设置于所述像素电极两侧的数据线之间，并且所述第一和第二存储电极与所述第一子像素电极交叠而不与所述第二子像素电极交叠。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述第一子像素电极具有设置于所述第一和第二存储电极上的第一和第二边界线。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述第二子像素电极被所述第一子像素电极包围。
4.如权利要求1所述的液晶显示装置，还包括与所述第二子像素电极交叠但是不与所述第一子像素电极交叠的第三存储电极。
5.如权利要求4所述的液晶显示装置，还包括连接于所述第二子像素电极并与所述第三存储电极交叠的导电部件。
6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其中所述导电部件具有设置于所述第三存储电极上并彼此面对的一对边界线。
7.如权利要求1所述的液晶显示装置，还包括连接于所述第二子像素电极、所述栅极线和所述数据线的第二开关器件，
其中施加于每个所述像素的第一和第二子像素电极的数据电压的大小彼此不同，并从相同的图像信息中获得。
8.如权利要求7所述的液晶显示装置，其中相对于预定的灰度，施加于所述第二子像素电极的数据电压的大小大于施加于所述第一子像素电极的数据电压的大小。
9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其中在已经施加并终止到所述第一子像素电极的数据电压之后，将数据电压施加到所述第二子像素电极。
10.如权利要求8所述的液晶显示装置，其中每个所述第一子像素电极的面积大于每个所述第二子像素电极的面积。
11.如权利要求8所述的液晶显示装置，还包括与所述第二子像素电极交叠但是不与所述第一子像素电极交叠的第三存储电极。
12.如权利要求11所述的液晶显示装置，
其中所述第二开关器件具有连接于所述栅极线的栅电极、连接于所述数据线的源电极和连接于所述第二子像素电极的漏电极，
其中所述漏电极具有与所述第三存储电极交叠的扩大部分，并且
所述扩大部分与所述第三存储电极之间的距离小于所述扩大部分与所述第二子像素电极之间的距离。
13.如权利要求12所述的液晶显示装置，其中所述漏电极的扩大部分具有设置在所述第三存储电极上并彼此面对的一对边界线。
14.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述第一和第二子像素电极彼此电容耦合。
15.如权利要求14所述的液晶显示装置，
其中所述第一开关器件具有连接于所述栅极线的栅电极、连接于所述数据线的源电极以及连接于所述第一子像素电极的漏电极，并且
其中所述漏电极具有与所述第二子像素电极交叠的耦合电极。
16.如权利要求14所述的液晶显示装置，其中相对于预定电压，由于电容耦合而在所述第二子像素电极处感应的电压小于所述第一子像素电极的电压。
17.如权利要求16所述的液晶显示装置，其中每个所述第二子像素电极的面积大于每个所述第一子像素电极的面积。
18.如权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述第一和第二子像素电极都不与连接到其上的栅极线交叠。
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