CN1967334A - 液晶显示器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种液晶显示器及其制造方法,该液晶显示器包括:基板;形成在该基板上的多个像素电极,每个像素电极包括第一和第二子像素电极;和形成在该基板上的多个第一数据线,其中该第一数据线交叠像素电极中两个相邻的像素电极中的每个的第一和第二子像素电极。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器(LCD)及其制造方法。更具体而言,本发明涉及一种最小化垂直串扰的发生的LCD及最小化LCD中的垂直串扰的方法。
背景技术
液晶显示器(LCD)是最广泛使用的平板显示器之一。LCD包括一对面板和夹置在面板之间的液晶(LC)层,面板包括例如像素电极和公共电极的场产生电极。LCD通过向电极施加电压而在LC层中产生电场,并通过控制电场的强度来获得期望的图像,该电场强度用于确定LC层中的LC分子的取向和入射到LC层上的光的偏振,从而改变入射到LC层上的光的透射率。
LCD还包括连接到各个像素电极的开关元件,以及用于控制开关元件的多条信号线,例如栅线和数据线,由此向像素电极施加电压。
在无电场的情况下将LC分子的主轴垂直于上下面板排列的垂直排列(VA)模式LCD具有高对比度和宽参考视角。参考视角定义为使得对比度等于1∶10的观察角度或者灰度间亮度反转的极限角度。
为了在VA模式LCD中实现宽视角,在场产生电极中设置切口,并在场产生电极上设置突起。由于切口和突起能够确定LC分子的倾斜方向,所以通过使用切口和突起,倾斜方向可以分布到几个方向,因此实现宽的参考视角。
在构图的垂直排列(PVA)模式LCD中,为了提高水平可视度,已经提出将每个像素电极分为彼此电容耦合的两个子像素电极。然后,一个子像素被直接施加电压且另一子像素由于电容性耦合而被施加较低电压,从而两个子像素电极具有彼此不同的电压,这导致了两个子像素的不同透射率。
电压施加到LCD中的场产生电极以在LC层中产生电场,且调解电场的强度以调整穿过LC层的光的透射率,因此显示期望的图像。为了防止LC层因为长时间施加一个方向的电场而被劣化,数据电压的极性以每帧、每行或每像素地关于公共电压反转。
发明内容
本发明提供了具有防止垂直串扰发生的优点的液晶显示器(LCD)。
本发明还提供了最小化LCD中的垂直串扰的方法。
本发明的示范性实施例提供了LCD,包括:基板;多个形成在基板上的像素电极,每个像素电极包括第一和第二子像素电极;和多个沿LCD的列方向形成在基板上的第一数据线,其中第一数据线的至少一条交叠与其连接的像素电极的第一和第二子像素电极,且还交叠沿LCD的行方向相邻的像素电极的至少第二子像素电极。
这里,像素电极可以包括连接到第一数据线之一的第一像素电极和与第一像素电极相邻的第二像素电极,且第一数据线之一可以包括交叠第一像素电极的第一子像素电极的第一部分,交叠第一像素电极的第二子像素电极的第二部分,交叠第二像素电极的第一子像素电极的第三部分,和交叠第二像素电极的第二子像素电极的第四部分。
第一部分和第二部分可以形成预定角度,第一数据线在第四部分弯曲。第一部分和第四部分可以设置在直线中。第三部分和第四部分可以形成预定角度。第一部分和第三部分可以彼此平行。第一、第二和第四部分分别被分为两部分。
第三部分的宽度可以宽于第一部分的宽度。第一部分的长度可以大于第三部分的长度。
第一部分的面积可以基本等于第三部分的面积。
第二部分的面积可以基本等于第四部分的面积。
LCD还可以包括形成在第一数据线和多个像素电极之间的有机层。
每个像素电极的第一子像素电极和第二子像素电极彼此水平相邻,且每个第一和第二子像素电极可以包括至少两个具有彼此不同的倾斜方向的平行四边形电极片,且每个第二子像素电极的至少一个电极片分别设置在每个第一子像素电极之上或之下。
每个第一子像素电极可以包括右倾斜平行四边形电极片和左倾斜平行四边形电极片,且每个第二子像素电极可以包括三个右倾斜平行四边形电极片和三个左倾斜平行四边形电极片。
右倾斜平行四边形电极片和左倾斜平行四边形电极片可以沿垂直方向交替设置。
每个第一子像素电极的电极片的高度可以大于每个第二子像素电极的电极片中设置在每个第一子像素电极之上或之下的电极片的高度。
多个像素电极中的每个可以包括彼此垂直相邻的至少两个第一电极和至少一个第二电极,且每个第一和第二电极可以包括至少两个具有彼此不同的倾斜方向的平行四边形电极片。每个像素电极的第一子像素电极可以包括至少两个第一电极中的一个,且每个像素电极的第二子像素电极可以包括至少两个第一电极和至少一个第二电极中的至少一个。
至少两个第一电极的高度可以不同于至少一个第二电极的高度。每个第一子像素电极的每个第一电极可以与每个第二子像素电极的每个第一电极彼此水平相邻。
每个电极片可以包括一对彼此平行的倾斜边,且至少两个第一电极的电极片的倾斜边以与至少一个第二电极的电极片的倾斜边交错的方式设置。
多个像素电极中的至少一个可以包括至少一个第一电极和至少一个第二电极,每个第一和第二电极可以包括至少两个具有彼此不同的倾斜方向的平行四边形电极片,且至少一个第一电极的高度可以不同于至少一个第二电极的高度。
多个像素电极中的至少一个的第一子像素电极可以包括第一电极,且多个像素电极中的至少一个的第二子像素电极包括第二电极中的两个或多个。
多个像素电极中的至少一个的第二子像素电极可以包括彼此水平相邻并连接的第二电极中的三个,且多个像素电极中的至少一个的第一子像素电极可以与第二电极中设置在中间的第二电极对准。
多个像素电极的至少一个的第二子像素电极的面积可以大于多个像素电极中的至少一个的第一子像素电极的面积。
多个像素电极中的至少一个的第一子像素电极的电压可以不同于多个像素电极中的至少一个的第二子像素电极的电压。
LCD还可以包括:第一薄膜晶体管(TFT),连接到第一子像素电极中的一个;第二薄膜晶体管,连接到第二子像素电极中的一个;第一栅线,连接到第一TFT;和第二栅线,连接到第二TFT。
第一和第二TFT可以分别响应于来自第一和第二栅线的信号被导通,并传送来自第一数据线中至少一条的信号。
LCD还可以包括:第一TFT,连接到第一子像素电极之一;第二TFT,连接到第二子像素电极之一;第二数据线,形成在基板上,第二数据线与第一数据线之一形成对;和栅线,与第一和第二数据线交叉,其中第一TFT连接到第一数据线和栅线之一,且第二TFT连接到第二数据线和栅线。
第一和第二TFT可以分别响应于来自栅线的信号被导通,并传送来自第一和第二数据线的信号。
LCD还可以包括形成在第二数据线与像素电极之间的有机层。
本发明的另一示范性实施例提供了一种LCD,包括:基板;形成在基板上的多个像素电极,每个像素电极包括第一和第二子像素电极;和多个第一数据线,交叠像素电极,其中第一子像素电极中的至少一个交叠第一数据线中的两个相邻第一数据线。
这里,多个第一数据线中的相邻第一数据线之间的距离可以彼此不同。
第一数据线可以包括连接到第一子像素电极的自身数据线和与自身数据线相邻的相邻数据线,且第一子像素电极中的至少一个可以包括交叠自身数据线的第一部分和交叠相邻数据线的第二部分。
第二部分的宽度可以大于第一部分的宽度。第二部分的长度可以短于第一部分的长度。第二部分的面积可以基本等于第一部分的面积。LCD还可以包括形成在基板上的多个第二数据线,每个第二数据线分别和与第二数据线相邻的第一数据线形成一对数据线。每对数据线可以包括连接到第一子像素电极的自身数据线对和与自身数据线对相邻数据线对,且第一子像素电极中的至少一个包括交叠自身数据线对的第一部分和交叠相邻数据线对的第二部分。
第二部分的宽度可以大于第一部分的宽度。第二部分的长度可以短于第一部分的长度。第二部分的面积可以基本等于第一部分的面积。
本发明的另一示范性实施例提供了一种最小化显示装置中的垂直串扰的方法,该方法包括:在基板上沿显示装置的列方向形成第一数据线和相邻的第二数据线;将第一数据线与第一像素电极的第一和第二子像素电极交叠,第一像素电极通过开关元件电连接到第一数据线;将第一数据线与第二像素电极的第一和第二子像素电极中的至少一个交叠,该第二像素电极沿显示装置的行方向与第一像素电极相邻,第二像素电极还交叠第二数据线并通过开关元件电连接到第二数据线,并向第一和第二数据线施加相反极性的数据电压;其中由于数据线与像素电极之间的寄生电容而导致的像素电极电压的变化基本在正极性和负极性方向同时发生,并彼此抵消。
附图说明
通过参考附图对其示范性实施例的进一步描述,本发明将变得更为明显,在附图中:
图1是根据本发明的示范性实施例的示范性液晶显示器(LCD)的框图;
图2是根据本发明的示范性实施例的两个示范性子像素的等效电路图;
图3是根据本发明的各个示范性实施例的示范性液晶(LC)面板组件的示范性像素电极和示范性公共电极的布图;
图4A到图4C是形成图3所示的每个示范性子像素电极的示范性基本单元的示范性电极片的平面图;
图5是根据本发明的示范性实施例的示范性LC面板组件的示范性像素的等效电路图;
图6是根据本发明的示范性实施例的示范性LC面板组件的布图;
图7和图8是图6所示的示范性LC面板组件沿线VII-VII和线VIII-VIII所取的剖面图;
图9是根据本发明的另一示范性实施例的示范性LC面板组件的布图;
图10是粗略示出图9所示的示范性LC面板组件的视图;
图11是根据本发明的另一示范性实施例的示范性LC面板组件的示范性像素的等效电路图;
图12是根据本发明的另一示范性实施例的示范性LC面板组件的布图;
图13是图12所示的示范性LC面板组件沿线XIII-XIII所取的剖面图;且
图14是粗略示出根据本发明的另一示范性实施例的示范性LC面板组件的布图。
具体实施方式
将参考附图更为充分地描述本发明,在附图中示出了本发明的优选实施例。本领域的技术人员将理解,所述实施例能够以不同形式改进,均不脱离本发明的精神和范畴。
在附图中,为了清晰而夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。相同的参考标号通篇指代相同元件。
可以理解当元件或层、膜、区域或基板被称为在另一元件“上”时,它可以直接在其他元件上、或可以存在中间的元件。相反,当元件被称为“直接”在其他元件“上”时,则没有中间元件或层存在。通篇相似的标号指示相似的元件。这里所用的术语“和/或”包括相关列举项目的一个或更多的任何和所有组合。
可以理解虽然术语第一、第二和第三等可以于此用来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分,但是这些元件、部件、区域、层和/或部分应不受这些术语限制。这些术语只用于区分一个元件、部件、区域、层或部分与其他元件、部件、区域、层或部分。因此,以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分,而不背离本发明的教导。
这里使用的术语仅为了描述特定实施例且不是旨在限制本发明。如这里所用的,单数形式“一”、“一个”、“该”旨在包括复数形式,除非清楚表示相反意思。应进一步理解,本说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”限定存在所述的构件、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在额外的一个或多个其他构件、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
在这里为了描述的方便,可以使用空间相对术语,诸如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等,来描述一个元件或部件和其他(诸)元件或(诸)部件如图中所示的关系。可以理解空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外的装置在使用或操作中的不同方向。例如,如果在图中的装置被翻转,被描述为在其他元件或部件的“下方”或“下面”的元件则应取向在所述其他元件或部件的“上方”。因此,示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。装置也可以有其它取向(旋转90度或其它取向)且相应地解释这里所使用的空间相对描述语。
除非另有限定,否则这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的意思。还应理解,例如那些在通常使用的词典中定义的术语应该被解释为具有与相关技术环境中一致的意思,且不应理解为过度理想或过度正式的意思,除非清楚地如此限定。
这里参考剖面视图描述了本发明的实施例,这些剖面图示意性地示出了本发明的理想实施例。因此可以预期从所示出的形状由于制造技术和/或裕度的偏离。因此,本发明的实施例不应限于这里示出的具体的区域的形状,而是旨在包括由例如制造所导致的形状的偏离。例如,示出或描述为平坦的区域可以典型地具有粗糙和/或非线性特征。此外,示出的尖角可以被倒圆。因此,在图中示出的区域本质上是示意性的,且其形状不是旨在限制本发明的范围。在液晶显示器(LCD)的数据线和像素电极之间产生寄生电容。寄生电容影响像素电极电压,具体地在施加低灰度电压时改变子像素之间施加有高电压的子像素电极的电压,因此改变亮度。因此,产生垂直串扰,该垂直串扰降低LCD的图像质量。
因此,本发明防止了LCD中的垂直串扰的发生,以提高LCD的图像质量。此后,将参考附图详细描述本发明。
首先,将参考图1和图2描述根据本发明示范性实施例的LCD。
图1是根据本发明的示范性实施例的示范性LCD的框图,图2是根据本发明的示范性实施例的示范性LCD的两个示范性子像素的等效电路图。
如图1所示,LCD包括液晶(LC)面板组件300、连接到LC面板组件300的栅极驱动器400和数据驱动器500、连接到数据驱动器500的灰度电压发生器800和控制上述元件的信号控制器600。
LC面板组件300包括多条信号线(未示出)和连接到信号线并设置成矩阵的多个像素PX,如等效电路图中所示。LC面板组件300包括彼此面对的下面板100和上面板200,LC层3夹置在它们之间,如图2所示的结构图。
信号线包括用于传送栅信号(也称为“扫描信号”)的多条栅线(未示出)和用于传送数据信号的多条数据线(未示出)。栅线基本沿行方向即第一方向延伸,并基本彼此平行;数据线基本沿列方向即第二方向延伸,并基本彼此平行。第一方向和第二方向可以基本彼此垂直。
每个像素PX包括成对的子像素,且每个子像素包括LC电容器Clca或Clcb。两个子像素中至少一个包括连接到栅线、数据线和LC电容器Clca或Clcb的开关元件(未示出)。
LC电容器Clca/Clcb包括设置在下面板100上的子像素电极PEa/PEb和设置在上面板200上的公共电极CE作为两个端子,且设置在子像素电极PEa/PEb与公共电极CE之间的LC层3充当LC电容器Clca/Clcb的电介质。彼此分离的一对子像素电极PEa和PEb形成像素电极PE。公共电极CE提供有公共电压Vcom并覆盖上面板200的整个表面,或者基本上覆盖整个表面。LC层3具有负介电各向异性,且LC层3中的LC分子可以取向以使得在无电场的情况下,LC分子的长轴基本垂直于两面板100、200。
同时,为了实现彩色显示,每个像素PX唯一地显示一组例如基色的颜色中的一种颜色(空间划分),或每个像素PX依次顺序显示颜色(时间划分),使得颜色的空间或时间的和被识别为期望的颜色。一组例如基色的颜色的例子包括红、绿和蓝。图2显示了空间划分的例子,其中在上面板200的区域中每个像素PX包括代表颜色之一的滤色器CF。或者,滤色器CF可以设置在设置于下面板100上的子像素电极PEa/PEb之上或之下。
偏振片(未示出)设置在面板100和200外表面上,且两个偏振片的偏振轴可以彼此垂直。当LCD是反射LCD时,两偏振片之一可以被省略。在垂直偏振片的情形,在无电场时入射到LC层3中的光不能穿过偏振片。
将参考图3、图4A、图4B和图4C进一步描述LC面板组件的像素电极结构。
图3是根据本发明的各个实施例的示范性LC面板组件的示范性像素电极和示范性公共电极的布图,图4A到图4C是形成图3所示的每个示范性子像素电极的基本单元的示范性电极片的平面图。
如图3所示,LC面板组件的每个像素电极191包括彼此分开的成对的第一子像素电极191a和第二子像素电极191b。第一子像素电极191a和第二子像素电极191b在LC组件的行方向彼此相邻,并具有切口91a和91b。公共电极(270,参考图2)包括面对第一子像素电极191a和第二子像素电极191b的切口71a和71b。
形成像素电极191的第一子像素电极191a和第二子像素电极191b两者都可以被耦合到各个开关元件(未示出)。或者,第二子像素电极191b可以电容耦合到第一子像素电极191a,而第一子像素电极191a连接到开关元件(未示出)。
第一子像素电极191a和第二子像素电极191b中每个包括至少一个图4A所示的平行四边形电极片196和一个图4B所示的平行四边形电极片197。图4A和图4B所示的电极片196和197被连接以形成图4C所示的基本电极198,且每个子像素电极191a和191b具有基于基本电极198的结构。
如图4A和图4B所示,每个电极片196和197具有成对的倾斜边196o和197o以及成对的横边196t和197t,并基本上具有平行四边形形状。每条倾斜边196o和197o与横边196t和197t形成倾斜角,且倾斜角优选从约45度到约135度的范围。此后,为了方便,电极片196和197的形状根据从相对于横边196t和197t的垂直状态的倾斜的方向(倾斜方向)分类,并且当倾斜方向如图4A所示向右时称为“右倾斜”,且当倾斜方向如图4B所示向左时称为“左倾斜”。
电极片196和197的横边196t和197t的长度即宽度W,以及横边196t和197t之间的距离即高度H,可以根据LC面板组件300的尺寸而自由确定。而且,每个电极片196和197的横边196t和197t可以根据与其他部分的关系而修改为例如弯曲的或突出的,在此后提及平行四边形时,可以包括这种改进。
公共电极270包括面对电极片196和197的切口61和62,且电极片196和197关于切口61和62被分为两个子区域S1和S2。切口61和62包括与电极片196和197的倾斜边196o和197o平行的倾斜部分61o和62o,以及关于倾斜部分61o和62o形成钝角并交叠电极片196和197的横边196t和197t的横向部分61t和62t。
每个子区域S1和S2包括由切口61和62的倾斜部分61o和62o以及电极片196和197的倾斜边196o和197o限定的两个主边。主边之间的距离即每个子区域S1和S2的宽度优选约25到40μm。
图4C所示的基本电极198通过组合右倾斜电极片196和左倾斜电极片197而形成。右倾斜电极片196和左倾斜电极片197形成的优选角度基本是直角,且仅在一部分形成两电极片196和197的连接。未连接的部分形成切口90,其设置在凹入的弯曲侧。然而,可以省略切口90。
两电极片196和197的外部横边196t和197t形成基本电极198的横边198t,且两电极片196和197的相应的倾斜边196o和197o被彼此连接以形成基本电极198的弯曲边缘198o1和198o2。
弯曲边198o1和198o2包括与横边198t相接并形成例如约135度的钝角的凸边198o1,以及包括与横边198t相接并形成例如45度的锐角的凹边198o2。成对的倾斜边196o和197o彼此基本以直角相接,以形成弯曲边198o1和198o2,从而其弯曲角基本为直角。因此,基本电极198可以基本具有简单的凹六边形形状,其形成为箭状。基本电极198可以包括由凹边198o2形成的一个凹形。
从凹边198o2的凹形顶点CV朝凸边198o1的凸形顶点VV延伸的切口60基本向上到达基本电极198的中间。
而且,公共电极270的切口61和62彼此连接以形成切口60。这里,切口61和62的交叠的横向部分61t和62t被组合以形成横向部分60t1。此新切口60可以如下再次描述。
切口60包括具有弯曲点CP的弯曲部分60o、连接到弯曲部分60o的弯曲点CP的中间横向部分60t1和连接到弯曲部分60o的各个末端的成对的终端横向部分60t2。切口60的弯曲部分60o具有以直角彼此相接的成对的倾斜部分,且弯曲部分60o基本平行于基本电极198的弯曲边198o1和198o2,并将基本电极198等分为左右两半。切口60的中间横向部分60t1与弯曲部分60o形成钝角,例如约135度,并基本朝基本电极198的凸形顶点VV延伸。终端横向部分60t2与基本电极198的横边198t对齐并与弯曲部分60o形成钝角,例如约135度。
基本电极198和切口60关于连接基本电极198的凸形顶点VV和凹形顶点CV的虚拟直线(此后称为横向中心线)基本具有反演对称性。
现在,将进一步描述凸3所示的各个像素电极的特性。
在图3所示的像素电极191中,第一子像素电极191a的面积小于第二子像素电极191b的面积。具体地,第二子像素电极191b的高度大于第一子像素电极191a的高度,且第一子像素电极191a和第二子像素电极191b的电极片的宽度基本相同。第二子像素电极191b的电极片的数目大于第一子像素电极191a的电极片的数目。
第一子像素电极191a包括左倾斜电极片197和右倾斜电极片196,并具有与图4C所示的基本电极198基本相同的结构。
第二子像素电极191b通过两个或多个左倾斜电极片197以及两个或多个右倾斜电极片196的组合形成,并包括图4C所示的基本电极198和与基本电极198组合的左倾斜和右倾斜电极片196和197。
图3所示的第二子像素电极191b共包括六个电极片191b1-191b6,其中两个电极片191b6和191b5分别设置在第一子像素电极191a之上和之下。像素电极191b具有弯曲三次的结构,其与弯曲一次的结构相比具有优异的显示垂直线的特性。此外,由于公共电极270的切口61和62的横向部分61t和62t在第一子像素电极191a的电极片191a1和191a2与第二子像素电极191b的电极片191b5和191b6彼此相邻的位置组合以形成横向部分,因此开口率得到进一步提高。
设置在像素电极191的中心区域的电极片191a1、191a2、191b1和191b2的高度不同于设置在电极片191a1、191a2、191b1和191b2之上或之下的电极片191b3-191b6的高度。例如,上、下电极片191b3-191b6的电极片的高度约为中间电极片191a1、191a2、191b1和191b2的高度的一半,且因此第一子像素电极191a与第二子像素电极191b的面积比变为约1∶2。这样,通过调整上下电极片191b3-191b6的高度可以获得期望的面积比,且优选的面积比约为1∶1.1到1∶3。
在图3中,第一子像素电极191a和第二子像素电极191b的位置关系和弯曲方向可以被调整,且图3中的像素电极191可以通过反演对称转换向上和向下或向左和向右调整,或者通过旋转转换调整。
再次参考图1,灰度电压发生器800产生多个与像素PX的透射率相关的灰度电压(或者参考灰度电压)。然而,灰度电压发生器800可以仅产生给定数目的灰度电压(称为参考灰度电压),而不是产生所有灰度电压。
栅极驱动器400连接到LC面板组件300的栅线,并从外部装置合成栅导通电压Von和栅截止电压Voff,以产生用于施加到栅线的栅信号Vg。
数据驱动器500连接到LC面板组件300的数据线,并施加数据电压Vd到数据线,该数据电压是从由灰度电压发生器800提供的灰度电压中选择的。然而,在灰度电压发生器800仅提供预定数目的参考灰度电压而不是提供所有灰度电压的情形,数据驱动器500分割参考灰度电压以产生用于所有灰度的灰度电压,数据信号是从该灰度电压中选择的。
信号控制器600控制栅极驱动器400和数据驱动器500等。
上述驱动器400、500、600和800中每个可以以至少一个集成电路(IC)芯片的形式直接安装在LC面板组件300上,或者可以以贴附到LC面板组件300的带载封装(TCP)的形式安装在柔性印刷电路膜(未示出)上,或者可以安装在独立的印刷电路板上(未示出)。另一方面,驱动器400、500、600和800中每个可以被集成到LC面板组件300中。而且,驱动器400、500、600和800可以被集成到单一芯片中,且因此,它们中至少一个或形成它们的至少一个电路元件可以位于单个芯片之外。
现在,将描述LCD的操作。
信号控制器600从外部图像控制器(未示出)提供有输入图像信号R、G和B以及用于控制器显示的输入控制信号。输入图像信号R、G和B包括每个像素PX的亮度信息,且该亮度具有预定数目例如1024(=210)、256(=28)或64(=26)的灰度。输入控制信号包括例如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK、数据使能信号DE等。
基于输入控制信号和输入图像信号R、G和B,信号控制器600适当处理用于操作LC面板组件300和数据驱动器500的条件的输入图像信号R、G和B,并产生栅控制信号CONT1和数据控制信号CONT2。然后,信号控制器600将栅控制信号CONT1传送到栅驱动器400,并把处理过的图像信号DAT和数据控制信号CONT2传送到数据驱动器500。输出图像信号DAT是具有预定数目的值(或灰度)的数字信号。
栅控制信号CONT1包括用于指示扫描操作开始的扫描开始信号STV和用于控制栅导通电压Von的输出时间的至少一个时钟信号。栅控制信号CONT1还可以包括用于限定栅导通电压Von的持续时间的输出使能信号OE。
数据控制信号CONT2包括用于通知子像素包的图像数据传送开始的水平同步开始信号STH,用于指示数据信号施加到LC面板组件300的负载信号LOAD,和数据时钟信号HCLK。数据控制信号CONT2还可以包括用于反演数据信号关于公共电压Vcom的极性的反演信号RVS(此后,数据信号关于公共电压Vcom的极性被称为“数据信号的极性”)。
响应于来自信号控制器600的数据控制信号CONT2,数据驱动器500依次接收子像素包的数字图像信号DAT,选择相应于各个数字图像信号DAT的灰度电压,将数字图像信号DAT转换未模拟数据信号,并将该模拟数据信号提供到相应的数据线作为数据电压Vd。
栅驱动器400响应于来自信号控制器600的栅控制信号CONT1施加栅导通电压Von到栅线,因此开启连接到栅线的开关元件。然后,施加到数据线的数据信号通过栅导通开关元件被施加到相应的子像素。
这里,参考图3,当形成像素电极191的第一子像素电极191a和第二子像素电极191b耦合到各个开关元件时,即每个子像素具有其各自的开关元件时,两个子像素可以通过相同数据线在不同时间被提供有各自数据电压Vd,或者通过不同数据线在同一时间被提供各自数据电压Vd。或者,当第一子像素电极191a被连接到开关元件(未示出)且第二子像素电极191b电容耦合到第一子像素电极191a时,仅第一子像素电极191a通过开关元件被提供有数据电压,而第二子像素电极191b被提供有取决于第一子像素电极191a的电压的电压。这里,具有相对小面积的第一子像素电极191a的电压高于具有相对大面积的第二子像素电极191b的电压。
这样,当在第一或第二LC电容器Clca或Clcb产生电压差时,在LC层3中产生基本垂直于面板100和200表面的初级电场。此后,像素电极191和公共电极270一起被称为“场产生电极”。然后,LC层3中的LC分子响应于该电场而倾斜,使得它们的长轴变得垂直于电场方向,且LC分子的倾斜程度确定入射在LC层3上的光的偏振变化。光偏振的变化引起通过偏振片的光的透射率的变化,如此使得LCD显示图像。
LC分子的倾斜角取决于电场的强度。由于两个LC电容器Clca和Clcb的电压彼此不同,所以LC分子的倾斜角也彼此不同,且两个子像素191a和191b的亮度彼此不同。因此,可以调整第一LC电容器Clca的电压和第二LC电容器Clcb的电压使得从横向侧面观察的图像与从正面观察的图像最相似,即可以使横向伽马曲线与正面伽马曲线最相似,因此提高横向可视度。
而且,当施加有较高电压的第一子像素电极191a的面积形成为小于第二子像素电极191b的面积时,横向伽马曲线进一步接近正面伽马曲线。具体地,当第一子像素电极191a与第二子像素电极191b的面积之比如图3到图4C所示约为1∶2到1∶3时,横向伽马曲线将与正面伽马曲线更相似,因此进一步提高横向可视度。
电场产生电极191和270的子像素电极191a和191b以及切口91a、91b、71a和71b的边缘扭曲初级电场并给予其水平分量,该水平分量初始确定LC层3中的LC分子的倾斜方向。初级电场的水平分量垂直于子像素电极191a和191b的边缘以及切口71a和71b的边缘。
参考图3,由于被切口71a和71b分割的每个子区域上的LC分子关于主边基本垂直倾斜,倾斜方向的方位角分布位于四个方向。因此,如果LC分子的倾斜方向改变,则LCD的参考视角提高。
同时,由于子像素电极191a和191b之间的电压差而其次产生的次级电场的方向与子区域的每条主边垂直。因此,次级电场的方向与初级电场的水平分量的方向一致。因此,子像素电极191a与191b之间的次级电场提高了LC分子的倾斜方向的确定。
通过以水平周期(也表示为“1H”并等于水平同步信号Hsync和数据使能信号DE的一个周期)为单元重复此过程,所有像素PX被提供有数据信号,因此显示一帧图像。
当一帧完成后下一帧开始时,控制施加到数据驱动器500的反演信号RVS使得施加到每个像素PX的数据信号Vd的极性反演为与前一帧的极性相反(称为“帧反演”)。这里,即使在一帧中,在数据线中流动的数据信号Vd的极性根据反演信号RVS的特性而变化(例如,行反演和点反演),或者施加到像素PX包的数据信号Vd可以彼此不同(例如,列反演和点反演)。
现在,参考图5到图8和上述图1到图4C,将描述根据本发明示范性实施例的示范性LC面板组件。
图5是根据本发明示范性实施例的示范性LC面板组件的示范性像素的等效电路图。
参考图5,LCD面板组件包括信号线以及多个连接到信号线的像素PX,该信号线包括多对栅线GLa和GLb、多条数据线DL、多条存储电极线SL。
每个像素PX包括成对的子像素PXa和PXb,且每个子像素PXa/PXb包括分别连接到相应的栅线GLa/GLb和数据线DL的开关元件Qa/Qb,连接到开关元件Qa/Qb的LC电容器Clca/Clcb,以及连接到开关元件Qa/Qb和存储电极线SL的存储电容器Csta/Cstb。
包括薄膜晶体管(TFT)的每个开关元件Qa/Qb是设置在下面板100上的三端元件,并具有连接到栅线GLa/GLb的例如栅电极的控制端,连接到数据线DL的例如源电极的输入端,以及连接到LC电容器Clca/Clcb以及存储电容器Csta/Cstb的例如漏电极的输出端。
充当LC电容器Clca/Clcb的辅助电容器的存储电容器Csta/Cstb通过将设置于下面板100上的存储电极线SL与子像素电极Pea/PEb通过设置于它们之间的绝缘体相交叠而形成,且存储电极线SL被提供有例如公共电压Vcom的预定电压。或者,存储电容器Csta和Cstb可以通过将子像素电极PEa和PEb与紧邻的前一栅线通过绝缘体交叠而形成。
这里,将省略上述LC电容器Clca和Clcb的详细描述。
在包括此LC面板组件的LCD中,信号控制器600可以接收像素PX的输入图像信号R、G和B,并将它们转换为两个子像素PXa和PXb的输出图像信号DAT,该输出图像信号DAT被传送到数据驱动器500。两个子像素PXa和PXb的独立灰度电压组可以通过灰度电压发生器产生,且灰度电压组可以被交替地施加到数据驱动器500或者可以被数据驱动器500交替地选择,因此施加不同电压到两个子像素PXa和PXb。然而,优选补偿图像信号或产生灰度电压组以使得两个子像素PXa和PXb的合并的伽马曲线与正面参考伽马曲线相近。例如,根据确定为最适合于LC面板组件的正面参考伽马曲线而形成正面合并伽马曲线,并使横向合并伽马曲线最接近正面参考伽马曲线。
将参考图6、图7和图8以及上述图3来描述图5所示的LC面板组件的实例。
图6是根据本发明的示范性实施例的示范性LC面板组件的布图,图7和图8是图6所示的示范性LC面板组件沿线VII-VII和线VIII-VIII所取的剖面图。
参考图6和图7,LC面板组件包括彼此相对的下面板100和上面板200,以及夹置在两个面板100和200之间的LC层3。
首先,将描述下面板100。
包括多对第一和第二栅线121a和121b以及多对第一和第二存储电极线131a和131b的多个栅极导体形成在优选由透明玻璃或塑料制成的绝缘基板110上。
用于传送栅信号的第一和第二栅线121a和121b基本沿横向即第一方向延伸,并分别设置在上面的位置和下面的位置。
每条第一栅线121a包括从第一栅线121a突出的多个第一栅电极124a,以及具有用于连接另一层或栅极驱动器400的大面积的端部129a。每条第二栅线121b包括从第二栅线121b突出的多个第二栅电极124b,以及用于连接另一层或栅极驱动器400的大面积的端部129b。当栅极驱动器400集成在基板110上时,栅线121a和121b可以延伸以直接连接到栅极驱动器400。
施加有预定电压例如公共电压Vcom的存储电极线131a和131b基本在横向即第一方向延伸。第一和第二存储电极线131a和131b设置在第一栅线121a和第二栅线121b之间。每条存储电极线131a和131b包括从存储电极线131a和131b向上和向下延伸的多对第一和第二存储电极137a和137b。然而,包括存储电极137a和137b的存储电极线131a和131b的形状和排列可以以各种形式改变。
栅极导体121a、121b、131a和131b可以由含铝(Al)金属例如Al和Al合金、含银(Ag)金属例如Al和Ag合金、含铜(Cu)金属例如Cu和Cu合金、含钼(Mo)金属例如Mo和Mo合金、铬(Cr)、钽(Ta)和钛(Ti)制成。或者,栅极导体121a、121b、131a和131b可以具有多层结构,包括具有不同物理性质的两个导电层(未示出)。两个导电层之一优选由低电阻率金属制成,例如含Al金属、含Ag金属、或含Cu金属,以减小信号延迟或电压降,而另一导电层优选由例如含Mo金属、Cr、Ti和Ta的材料形成,其具有与其他材料例如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)之间良好的物理、化学和电接触特性。两层的组合好的例子包括下Cr层和上Al(合金)层对,和下Al(合金)层和上Mo(合金)层对。然而,栅极导体121a、121b、131a和131b可以由上述以外的许多各种金属或导体制成。
栅极导体121a、121b、131a和131b的横向侧面关于基板110表面倾斜,且优选的倾斜角从约30度到约80度范围。
优选由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)制成的栅极绝缘层140形成在栅极导体121a、121b、131a和131b上以及绝缘基板110的暴露部分上。
优选由氢化非晶硅(s-Si)或多晶硅制成的多个第一和第二半导体岛154a和154b形成在栅极绝缘层140上。第一和第二半导体154a和154b分别设置在第一和第二栅电极124a和124b上。
成对的欧姆接触岛163a和165a形成在每个第一半导体岛154a上,且成对的欧姆接触岛(未示出)还形成在每个第二半导体岛154b上。欧姆接触163a和165a优选由重掺杂n型杂质例如磷(P)的n+氢化a-Si或硅化物制成。
半导体154a和154b以及欧姆接触163a和165a的横向侧面也关于基板110的表面倾斜,且优选的倾斜角从约30度到约80度变化。
包括多条数据线171和多对第一和第二漏电极175a和175b的多个数据导体形成在欧姆接触163a和165a以及栅极绝缘层140上。
用于传送数据信号的数据线171基本在纵向即基本垂直于第一方向的第二方向上延伸,并交叉栅线121a和121b以及存储电极线131a和131b。每条数据线171在其中间区域弯曲四次,且关于第一栅线121a的上部和关于第二存储电极线131b的下部设置成直线。
每条数据线171包括朝第一和第二栅电极124a和124b分支出去的多对第一和第二源电极173a和173b,以及具有连接另一层或数据驱动器500的大面积的末端179。当数据驱动器500集成在基板110上时,数据线171可以延伸从而与其直接连接。
第一和第二漏电极175a和175b彼此分开并也从数据线171分开。
第一/第二漏电极175a/175b关于第一/第二栅电极124a/124b面对第一/第二源电极173a/173b,并包括具有大面积和棒形端部的端部177a/177b。分别具有交叠第一和第二存储电极137a和137b的大面积的端部177a和177b以及棒型端部被弯曲的第一和第二电极173a和173b部分围绕。
第一/第二栅电极124a/124b、第一/第二源电极173a/173b和第一/第二漏电极175a/175b以及第一/第二半导体154a/154b形成具有形成在第一/第二半导体154a/154b中的沟道的第一/第二TFT Qa/Qb,该第一/第二半导体设置在第一/第二源电极173a/173b和第一/第二漏电极175a/175b之间。
数据导体171、175a和175b优选由难熔金属制成,例如Mo、Cr、Ta和Ti或其合金。而且,数据线171和漏电极175a及175b可以具有多层结构,包括难熔金属层(未示出)和具有低电阻率的导电层(未示出)。多层结构的例子包括下Cr或Mo(合金)层和上Al(合金)层的双层,以及下Mo(合金)层、中间Al(合金)层以及上Mo(合金)层的三层。然而,数据导体171、175a和175b可以由上述以外的许多各种金属或导电材料制成。
数据导体171、175a和175b的横向侧面也关于基板110的表面倾斜,且其倾斜角优选在约30度道约80度范围。
欧姆接触163a和165a仅夹置在下半导体154a和154b以及在其上的上数据导体171、175a和175b之间,并减小其间的接触电阻。半导体154a和154b包括未覆盖有数据导体171、175a和175b的暴露部分,例如位于源电极173a和173b以及漏电极175a和175b之间的部分。
钝化层180形成在数据导体171、175a和175b上以及半导体154a和154b的暴露部分上。钝化层180可以进一步形成在栅极绝缘层140的暴露部分上。钝化层180优选由无机绝缘体或有机绝缘体制成,且其表面可以是平坦的。有机绝缘体可以具有光敏性,且其优选的介电常数低于约4.0。然而,钝化层180可以具有双层结构,包括下无机层和上有机层,从而不损害半导体154a和154b的暴露部分,并发挥有机层的优异的绝缘特性。
钝化层180具有分别暴露数据线171的端部179和第一及第二漏电极175a和175b的大的端部177a和177b的多个接触孔182、185a和185b,且钝化层180和栅极绝缘层140具有分别暴露栅线121a和121b的端部129a和129b的多个接触孔181a和181b。
多个像素电极191和多个接触辅助81a、81b和82形成在钝化层180上。这些可以由透明导体制成,例如ITO或IZO,或者由反射金属制成,例如Al、Ag、Cr或其合金。
每个像素电极191与形成在上面板200上的滤色器CF面对,这将在下面进一步描述,且每个滤色器CF分别代表一组例如基色的颜色中的一种,例如红(R)、绿(G)和蓝(B)。如上所述,每个像素电极191包括彼此分开的成对的第一子像素电极191a和第二子像素电极191b。
第一子像素电极191Ra、191Ga和191Ba通过接触孔185a分别连接到每个第一漏电极175a的宽末端177a,且第二子像素电极191Rb、191Gb、191Bb通过接触孔185b连接到每个第二漏电极175b的宽末端177b。
像素电极191交叠数据线171,钝化层180夹置在其间。每条数据线171交叠每个相邻的像素电极191。即,数据线171交叠通过第一和第二TFT连接到数据线171的像素电极191的第一子像素电极191a和第二子像素电极191b,并交叠与前一像素电极191相邻的另一像素电极191的第一子像素电极191a和第二子像素电极191b。此后,关于数据线171,连接到数据线171的像素电极191和第一子像素电极191a和第二子像素电极191b分别被称为自身像素电极191和自身第一子像素电极191a和自身第二子像素电极191b,且与前一像素电极191相邻的像素电极191和第一子像素电极191a和第二子像素电极191b分别被称为相邻像素电极191和相邻第一子像素电极191a和相邻第二子像素电极191b。
数据线171不直线延伸,而是弯曲或弯折几次以交叠自身像素电极191和相邻像素电极191。即,数据线171沿纵向延伸以交叠自身第二子像素电极191b,然后约在它与第一栅线121a相接的地方弯曲从而与自身第一子像素电极191a和相邻第二子像素电极191b交叠。接着,数据线171在与它与相邻第二子像素电极191b相交叠的区域中弯曲,并垂直于第一存储电极线131a延伸,并交叠相邻第二子像素电极191b。数据线171在它交叠相邻第二子像素电极191b以及它交叠相邻第二子像素电极191b和自身第一子像素电极191a的区域中再次弯曲。接着,数据线171在大约它与第二存储电极线131b相接的点再次弯曲一次,从而交叠自身第二子像素电极191b。即,数据线171总共弯曲或弯折四次,且关于第一栅线121a的上部和关于第二存储电极线131b的下部设置成直线。即,关于第一栅线121a的上部和关于第二存储电极线131b的下部在纵向或第二方向延伸。而且,数据线171的此结构具有关于第一存储电极线131a的垂直对称性。
同时,如果数据线171交叠自身第一子像素电极191a、自身第二子像素电极191b和相邻第二子像素电极191b的部分分别被称为第一部分171a、第二部分171b和第四部分171d,则第一、第二和第四部分171a、171b和171d的长度与第三部分171c彼此不同。即,第一、第二和第四部分171a、171b和171d被分为两部分,该两部分位于第一存储电极线131a之上和之下,但第三部分171c越过第一存储电极线131a并包括一部分。而且,第三部分171c的宽度大于第一、第二和第四部分171a、171b和171d的宽度,例如约两倍大。因此,第一部分171a的面积和第三部分171c的面积基本相同,且第二部分171b的面积和第四部分171d的面积基本相同。
当关于一个像素电极191对上述描述再次说明时,像素电极191交叠连接到像素电极191的数据线171和相邻数据线171。数据线171与像素电极191之间产生寄生电容从而影响像素电极电压。由于进行列反演驱动时,具有彼此相反极性的数据电压被施加到相邻数据线171,如果像素电极191同时交叠施加有极性彼此相反的数据电压的两个数据线171,则由两条相邻数据线171每条和像素电极191中之间的寄生电容导致的像素电极电压的变化在正极性和负极性方向同时发生,并彼此抵消。因此,可以最小化数据线171和像素电极191之间产生的寄生电容所导致的垂直串绕的发生。
存储电极线131a、漏电极175a的大端部177a和接触孔185a位于子像素电极191a和191b的横向中心线上。连接子像素电极191a和191b的弯曲点的直线是上述子区域的边界,其中LC分子的配置被扭曲以产生纹理。因此,采用此设置,可以提高开口率同时防止纹理。
由于像素电极191的形状和设置之外的部分已经参考图3描述了,因此将省略其详细描述。
第一/第二子像素电极191Ra、191Ga和191Ba/191Rb、191Gb和191Bb和设置在上面板200上的公共电极270以及设置在其间的LC层3分别形成第一/第二LC电容器Clca/Clcb,从而即使在TFT Qa/Qb截止时也存储施加的电压。
第一子像素电极191Ra、191Ga和191Ba以及连接到每个第一子像素电极191Ra、191Ga和191Ba的第一漏电极175a通过夹置在其间的栅极绝缘层140交叠每个像素区域的存储电极137a,以形成第一/第二存储电容器Csta/Cstb,且第一/第二存储电容器Csta/Cstb提高了第一/第二LC电容器Clca/Clcb的电压存储能力。
接触辅助81a、81b和82通过接触孔181a、181b和182分别连接到栅线121a和121b的端部129a和129b。接触辅助81a、81b和82补充栅线121a和121b的端部129a和129b和数据线171的端部179对外部装置的粘结性,并保护它们。
接着,将描述上面板200。
光阻元件220形成在优选由透明玻璃或塑料制成的绝缘基板210上。光阻元件220包括面对像素电极191的弯曲边缘的弯曲部分和面对TFT的四边形部分,且光阻元件220限定与像素电极191相对的开口区域并防止像素电极191之间的光泄漏。
多个滤色器230也形成在基板210和光阻元件220上。滤色器230基本设置在光阻元件220围绕的区域中,并可以在基本沿像素电极191的纵向延伸。每个滤色器230可以代表一组例如基色的颜色中的一种,例如红、绿和蓝。在可选实施例中,滤色器230可以形成在下面板100上。
涂层250形成在滤色器230和光阻元件200上。涂层250优选由绝缘体制成,例如有机绝缘体,并防止滤色器230被暴露并还提供了平坦表面。在可选实施例中,涂层250可以省略。
公共电极270形成在涂层250上。
配向层11和21涂覆在面板100和200的内表面上,且它们可以是同型的。
偏振片12和22设置在面板100和200的外表面上,且它们的偏振轴可以彼此垂直,一个偏振轴优选平行于栅线121a和121b。当LCD是反射LCD时,可以省略偏振片12和22之一。
LCD可以包括向偏振片12和22提供光的背光单元(未示出)、延迟膜、面板100和200以及LC层3。
LC层3处于负介电各向异性状态,且LC层3中的LC分子排列使得在无电场时它们的长轴基本垂直于面板100和200的表面。
接着,将参考图9和图10描述图5中的LC面板组件的另一实例。
图9是根据本发明另一示范性实施例的示范性LC面板组件的布图,图10是大致示出图9所示的示范性LC面板组件的图。
参考图9和图10,LC面板组件包括下面板和上面板(未示出)和夹置在其它们之间的LC层(未示出)。
图9和图10所示的LC面板组件的层结构与图6到图8所示的LC面板组件的层结构基本类似。
关于下面板,包括多对第一和第二栅线121a和121b以及多对存储电极线131a和131b的多个栅极导体形成在绝缘基板上(未示出)。第一和第二栅线121a和121b分别包括第一和第二栅电极124a和124b以及端部129a和129b。存储电极线131a和131b包括存储电极137a和137b。栅极绝缘层(未示出)形成在栅极导体121a、121b、131a和131b上以及在绝缘基板上。多个半导体154a和154b形成在栅极绝缘层上,且多个欧姆接触(未示出)形成在其上。包括多条数据线171和多个第一和第二漏电极175a和175b的数据导体形成在欧姆接触上。每条数据线171包括多个第一和第二源电极173a和173b以及端部179,且漏电极175a和175b包括具有大面积的端部177a和177b。钝化层(未示出)形成在数据导体171、175a和175b和半导体154a和154b的暴露部分上,以及形成在栅极绝缘层的暴露部分上,且钝化层和栅极绝缘层具有多个接触孔181a、181b、182、185a和185b。包括第一子像素电极191a和第二子像素电极191b的多个像素电极191以及多个接触辅助81a、81b和82形成在钝化层上。配向层(未示出)形成在像素电极191、接触辅助81a、81b和82以及钝化层上。
至于上面板,光阻元件、公共电极270和配向层形成在绝缘基板上。
图9和10所示的LC面板组件的像素电极191的形状不同于图6到图8所示的LC面板组件的形状。
每个像素电极191面对形成在上面板上的滤色器CF并分别代表一组例如三基色的颜色中的一种,例如红(R)、绿(G)和蓝(B)。像素电极191可以被分为面对每个滤色器CF的三个像素电极191R、191G和191B并彼此分开。每个像素电极191R、191G和191B包括彼此分开的成对的第一和第二子像素电极191Ra、191Rb、191Ga、191Gb、191Ba、191Bb。
第一和第二子像素电极191Ra、191Rb、191Ga、191Gb、191Ba、191Bb每个还包括至少一个图4A所示的平行四边形电极片196和图4B所示的一个平行四边形电极片197。连接图4A和图4B所示的电极片196和197以形成图4C所示的基本电极198,且子像素电极191Ra、191Rb、191Ga、191Gb、191Ba和191Bb每个具有基于基本电极198的结构。
第一子像素电极191Ra、191Ga和191Ba包括左倾斜电极片197和右倾斜电极片196,且其具有与图4C所示的基本电极198基本相同的结构。
图10所示的第二子像素电极191Rb和191Bb包括第一和第二单元电极191Rb1和191Rb2,以及191Bb1和191Bb2,每个具有与基本电极198基本相同的结构,且第一和第二单元电极191Rb1和191Rb2以及191Bb1和191Bb2通过跨过第一栅线121a的连接部分192R和192B彼此垂直连接。换言之,第一单元电极191Rb1和191Bb1设置在第一栅线121a上,且第二单元电极191Rb2和191Bb2设置在第一栅线121a之下。第一单元电极191Rb1和191Bb1的凸形顶点和凹形顶点可以沿第一存储电极线131a排列,且第二单元电极191Rb2和191Bb2的凸形顶点和凹形顶点可以沿第二存储电极线131b排列。第一单元电极191Rb1和191Bb1的高度大于第二单元电极191Rb2和191Bb2的高度,优选约1.1到2倍大于第二单元电极的高度。而且,当第一子像素电极191Ra和191Ba的高度等于第一单元电极191Rb1和191Bb1的高度时,第一子像素电极191Ra和191Ba与第二子像素电极191Rb和191Bb的面积比变为约1∶1.5到1∶2。这样,可以通过调整第一子像素电极191Ra和191Ba以及第二子像素电极191Rb和191Bb的第一和第二单元电极191Rb1、191Rb2、191Bb1和191Bb2的宽度和高度来获得期望的面积比。
为了清楚,在图9中单独示出第一和第二子像素电极191Ga和191Gb,且在图10中示出了其他的第一和第二子像素电极191Ra、191Ba、191Rb和191Bb。第二子像素电极191Gb包括三个单元电极,它们具有与基本电极198相同的结构并在其顶部和底部沿行方向彼此连接。两个切口91和92三等分第二子像素电极191Gb,且两切口91和92每个包括平行于第二子像素电极191Gb的弯曲边缘的弯曲部分和与其连接沿第二存储电极线131b延伸的横向部分。第二子像素电极191Gb的宽度较大,例如约三倍宽于第一子像素电极191Ga。而且,第二子像素电极191Gb的高度优选约第一子像素电极191Ga高度的1/2倍到1倍。类似地,可以调整第一和第二子像素电极191Ga和191Gb的宽度和高度以调节面积比。
可以调整子像素电极191Ra、191Rb、191Ga、191Gb、191Ba和191Bb的宽度和高度,从而像素电极191R、191G和191B的面积可以基本相同。
如此,假设代表三种不同颜色的像素电极191R、191G和191B形成一组像素电极,在相邻像素电极组中代表相同颜色的像素电极191R、191G和191B的形状以相同方式重复,且相邻像素电极组本身的形状也以相同方式重复。因此,垂直线的表达进一步提高,且独立施加数据电压到第一和第二子像素电极191Ra和191Rb、191Ga和191Gb以及191Ba和191Bb是有利的。
此外,由于容易调整一组像素电极中的子像素电极191Ra、191Rb、191Ga、191Gb、191Ba和191Bb的宽度和高度,所以调整各个像素电极191R、191G和191B相对于彼此的面积也变得容易。
如图10所示,每条数据线171在第二方向直线延伸,且数据线171之间的间隔分别不同。每条数据线171交叠两个相邻像素电极191中每个的所有第一子像素电极191a和第二子像素电极191b。
例如,面对蓝色滤色器的像素电极191B的第一子像素电极191Ba交叠两条相邻数据线171。如果通过TFT和像素电极191B连接到像素电极191B的数据线171的交叠部分被称为第一区域171e,并且如果相邻数据线171和像素电极191B的交叠部分被称为第二区域171f,那么第一区域171e的长度大于第二区域171f的长度。另一方面,第二区域171f的宽度大于第一区域171e的宽度。因此,第一区域171e的面积于第二区域171f的面积基本相同。因此,由于数据线171与像素电极191之间的寄生电容所导致的像素电极电压的变化可以被最小化。
图6到图8所示的LC面板组件的多个特征也可以应用到图9和图10所示的LC面板组件。
接着,将参考图11、图12和图13以及上述图1和图2描述根据本发明的另一示范性实施例的LC面板组件。
图11是根据本发明另一示范性实施例的示范性LC面板组件的等效电路图。
参考图11,LCD面板组件包括信号线和连接到信号线的多个像素PX,信号线包括多条栅线GL、多对数据线DLc和DLd以及多条存储电极线SL。
每个像素PX包括成对的子像素PXc和Pxd,且每个子像素电极PXc/Pxd包括分别连接到相应的栅线GL和数据线DLc/DLd的开关元件Qc/Qd,以及连接到开关元件Qc/Qd的LC电容器Clcc/Clcd,以及连接到开关元件Qc/Qd的存储电容器Csta/Cstb和存储电极线SL。
包括TFT的每个开关元件Qc/Qd是设置在下面板100上的三端子元件,并具有连接到栅线GL的如栅电极的控制端例,以及连接到数据线DLc/DLd的例如源电极的输入端,和连接到LC电热器Clcd和存储电容器Cstc/Cstd的例如漏电极的输出端。
LC电容器Clcc和Clcd、存储电容器Cstc和Cstd以及包括上述LC面板组件的操作与前一实施例基本相同,因此将省略详细的描述。然而,在图5所示的LCD中,形成像素PX的两个子像素PXa和PXb在不同时间提供有数据电压,但在图11所示的示范性实施例中,两个子像素电极PXc和PXd在相同时间施加有数据电压。
现在,将参考图12和图13描述图11所示的LC面板组件的实例。
图12是根据本发明另一示范性实施例的示范性LC面板组件的布图,且图13是图12所示的示范性LC面板组件沿线XIII-XIII所取的剖面图。
参考图12和图13,LC面板组件包括彼此相对的下面板100和上面板200,且LC层3夹置在两面板100和200之间。
根据图12和13所示的示范性实施例的LC面板组件的层结构基本与图6到8所示的LC面板组件的层结构相同。
至于下面板100,包括多条栅线121和多条存储电极线131a的多个栅极导体形成在绝缘基板110上。每条存储电极线131a包括多个存储电极137a和137b。每条栅线121包括第一和第二栅电极124a和124b以及端部129。栅极绝缘层140形成在栅极导体121和131a上以及绝缘基板的暴露部分上。包括第一和第二突起154a和154b的多个半导体条形成在栅极绝缘层140上,且多个欧姆接触岛163b和165b形成在其上。包括多对第一和第二数据线171a和171b以及多个第一和第二漏电极175a和175b的数据导体形成在欧姆接触163b和165b上。第一和第二数据线171a和171b分别包括多个第一和第二源电极173a和173b以及端部179a和179b,且第一和第二漏电极175a和175b包括交叠存储电极137a和137b的扩展部分177a和177b。钝化层180形成在数据导体171a、171b、175a和175b以及半导体154a和154b的暴露部分上,以及形成在栅极绝缘层140的暴露部分上,且钝化层180和栅极绝缘层140具有多个接触孔181、182a、182b、185a和185b。包括第一子像素电极191a和第二子像素电极191b的多个像素电极191和多个接触辅助81、82a和82b形成在钝化层180上。配向层11形成在像素电极191、接触辅助81、82a和82b以及钝化层180上。
至于上面板200,光阻元件220、公共电极270和配向层21形成在绝缘基板210上。
在图12和图13的LC面板组件中,栅线121的数目是数据线171a和171b数目的一半且是图6和图9所示的LC面板组件的两倍。即,一对数据线171a和171b以相同方式重复设置。
此外,连接到形成像素电极191的第一子像素电极191a和第二子像素电极191b的第一和第二TFT Qc和Qd连接到相同栅线121和彼此不同数据线171a和171b。
虽然第一和第二TFT Qc和Qd分别位于第一数据线171a和第二数据线171b的右侧和左侧,但是替换排列也落入这些实施例的范畴。
而且,在图13所示的LCD中,多个滤色器230形成在下面板100的钝化层180下面,而不是在上面板200上设置滤色器230。
滤色器230沿像素电极191行的纵向延伸,从而形成条纹,且两个滤色器230在数据线171上彼此交叠。交叠的滤色器230由有机层制成从而把像素电极191与数据线171绝缘。因此,即使钝化层180不是由有机材料制成,也可以防止在像素电极191和数据线171彼此交叠处的寄生电容的产生。而且,滤色器230可以充当阻隔像素电极191之间的光泄漏的光阻元件。这样,上面板200上的光阻元件220可以被省略,这简化了LCD的制造工艺。
滤色器230具有穿透孔235,接触孔185a和185b通过该穿透孔235穿过,且穿透孔235大于接触孔185a和185b。在栅线121的端部129和数据线171的端部179设置的区域不存在滤色器230。
钝化层(未示出)也可以设置在滤色器230下面。
图6到图8所示的LC面板组件的各种特性也可以应用到图12和图13所示的LC面板组件。
现在,将参考图14描述图11所示的LC面板组件的另一实例。
图14是大致示出根据本发明的另一示范性实施例的示范性LC面板组件的布图。
参考图14,LC面板组件包括彼此面对的下面板和上面板(未示出),且LC层(未示出)夹置在两面板之间。
图14所示的LC面板组件的层结构与图6到图8所示的LC面板组件的层结构基本相似。
至于下面板,包括多条栅线121和多条存储电极线131a和131b的多个栅极导体形成在绝缘基板(未示出)上。而且,数据线171a和171b形成来与栅线121和存储电极线131a和131b交叉。TFT Qc和Qd形成在栅线121与数据线171a和171b彼此交叉的点。TFT Qc和Qd包括从每条栅线121延伸的第一和第二栅电极、半导体岛、从数据线171a和171b延伸的第一和第二源电极173a和173b、以及第一和第二漏电极175a和175b。TFT Qc和Qd的形状与图12所示的LC面板组件的形状基本相同。像素电极191形成在TFT Qc和Qd上。像素电极191的形状与图10所示的LC面板组件的像素电极形状基本相同。
至于上面板,光阻元件、多个滤色器、涂层、公共电极和配向层形成在绝缘基板上。
然而,与图12所示的LC面板组件不同,在图14所示的LC面板组件中,多对数据线171a和171b的大部分基本沿直线延伸。仅连接到面对绿色滤色器的像素电极191G并交叠面对蓝色滤色器的像素电极191B的数据线对171a和171b弯曲或弯折两次。而且,数据线对171a和171b的宽度等于图10所示的LC面板组件的数据线171的宽度。
图6到图8所示的LC面板组件的多个特征也可以应用到图14所示的LC面板组件。
使用上述LCD的实施例使得最小化或防止显示装置中的垂直串绕的方法成为可能。该方法包括在基板上沿显示装置的列方向形成第一数据线和相邻的第二数据线,将第一数据线与第一像素电极的第一和第二子像素电极交叠,第一像素电极通过开关元件电连接到第一数据线,将第一数据线与第二像素电极的第一和第二子像素电极至少之一交叠,第二像素电极与第一像素电极在显示装置的行方向相邻,第二像素电极还交叠第二数据线并通过开关元件电连接到第二数据线,以及施加相反极性的数据电压到第一和第二数据线,其中由于数据线和像素电极之间的寄生电容所导致的像素电极电压的变化在正极性和负极性方向基本同时发生,并相互抵消。
因此,根据本发明,在数据线与像素电极之间产生的寄生电容被抵消,从而最小化寄生电容对像素电极电压变化的影响。因此,防止了在显示装置中发生垂直串绕,以提高显示质量。
虽然上面已经详细描述了本发明的优选实施例,但应该清楚地理解,这里所教导的基本发明概念的许多变化和/或改进对本领域技术人员是显然的,并仍将落入由权利要求所限定的本发明的精神和范畴内。
虽然结合当前考虑为可以实施的示范性实施例描述了本发明,但应该理解,本发明不限于所公开的实施例,而是相反,本发明旨在覆盖落入权利要求的精神和范畴内的各种改进和等同特征。
Claims (42)
1、一种液晶显示器,包括:
基板;
多个像素电极,形成在所述基板上,且每个所述像素电极包括第一和第二子像素电极;和
多条第一数据线,沿所述液晶显示器的列方向形成在所述基板上,
其中所述第一数据线的至少一条交叠与其连接的像素电极的第一和第二子像素电极,且还交叠沿所述液晶显示器的行方向相邻的像素电极的至少第二子像素电极。
2、根据权利要求1所述的液晶显示器,其中所述像素电极包括连接到所述第一数据线之一的第一像素电极和与所述第一像素电极相邻的第二像素电极,且
所述第一数据线之一包括:
第一部分,交叠所述第一像素电极的第一子像素电极;
第二部分,交叠所述第一像素电极的第二子像素电极;
第三部分,交叠所述第二像素电极的第一子像素电极;和
第四部分,交叠所述第二像素电极的第二子像素电极。
3、根据权利要求2所述的液晶显示器,其中所述第一部分和第二部分形成预定角度。
4、根据权利要求3所述的液晶显示器,其中所述第一部分和第四部分设置在直线中。
5、根据权利要求4所述的液晶显示器,其中所述第三部分和第四部分形成预定角度。
6、根据权利要求5所述的液晶显示器,其中所述第一部分和第三部分彼此平行。
7、根据权利要求2所述的液晶显示器,其中所述第一、第二和第四部分分别被分为两部分。
8、根据权利要求2所述的液晶显示器,其中所述第三部分的宽度宽于所述第一部分的宽度。
9、根据权利要求2所述的液晶显示器,其中所述第一部分的长度大于所述第三部分的长度。
10、根据权利要求2所述的液晶显示器,其中所述第一部分的面积基本等于所述第三部分的面积。
11、根据权利要求2所述的液晶显示器,其中所述第二部分的面积基本等于所述第四部分的面积。
12、根据权利要求1所述的液晶显示器,还包括形成在所述第一数据线和多个像素电极之间的有机层。
13、根据权利要求1所述的液晶显示器,其中每个像素电极的第一子像素电极和第二子像素电极彼此水平相邻,且
所述第一和第二子像素电极每个包括至少两个具有彼此不同的倾斜方向的平行四边形电极片,且
每个第二子像素电极的至少一个电极片分别设置在每个第一子像素电极之上或之下。
14、根据权利要求13所述的液晶显示器,其中每个第一子像素电极包括右倾斜平行四边形电极片和左倾斜平行四边形电极片,且
每个第二子像素电极包括三个右倾斜平行四边形电极片和三个左倾斜平行四边形电极片。
15、根据权利要求14所述的液晶显示器,其中所述右倾斜平行四边形电极片和左倾斜平行四边形电极片沿垂直方向交替设置。
16、根据权利要求13所述的液晶显示器,其中每个第一子像素电极的电极片的高度大于每个第二子像素电极的电极片中设置在每个第一子像素电极之上或之下的电极片的高度。
17、根据权利要求1所述的液晶显示器,其中多个像素电极中的每个包括彼此垂直相邻的至少两个第一电极和至少一个第二电极,且
所述第一和第二电极每个包括至少两个具有彼此不同的倾斜方向的平行四边形电极片,且
每个像素电极的第一子像素电极包括所述至少两个第一电极中的一个,且每个像素电极的第二子像素电极包括所述至少两个第一电极和至少一个第二电极中的至少一个。
18、根据权利要求17所述的液晶显示器,其中所述至少两个第一电极的高度不同于所述至少一个第二电极的高度。
19、根据权利要求17所述的液晶显示器,其中每个第一子像素电极的每个第一电极与每个第二子像素电极的每个第一电极彼此水平相邻。
20、根据权利要求17所述的液晶显示器,其中每个电极片包括一对彼此平行的倾斜边,且
所述至少两个第一电极的电极片的倾斜边以与所述至少一个第二电极的电极片的倾斜边交错的方式设置。
21、根据权利要求1所述的液晶显示器,其中所述多个像素电极中的至少一个包括至少一个第一电极和至少一个第二电极,且
所述第一和第二电极每个包括至少两个具有彼此不同的倾斜方向的平行四边形电极片,且
所述至少一个第一电极的高度不同于所述至少一个第二电极的高度。
22、根据权利要求21所述的液晶显示器,其中所述多个像素电极中的至少一个的第一子像素电极包括第一电极,且所述多个像素电极中的至少一个的第二子像素电极包括第二电极中的两个或多个。
23、根据权利要求22所述的液晶显示器,其中所述多个像素电极中的至少一个的第二子像素电极包括彼此水平相邻并连接的第二电极中的三个,且
所述多个像素电极中的至少一个的第一子像素电极与第二电极中设置在中间的第二电极对准。
24、根据权利要求1所述的液晶显示器,其中所述多个像素电极的至少一个的第二子像素电极的面积大于所述多个像素电极中的至少一个的第一子像素电极的面积。
25、根据权利要求1所述的液晶显示器,其中所述多个像素电极中的至少一个的第一子像素电极的电压不同于所述多个像素电极中的至少一个的第二子像素电极的电压。
26、根据权利要求1所述的液晶显示器,还包括:
第一薄膜晶体管,连接到所述第一子像素电极中的一个;
第二薄膜晶体管,连接到第二子像素电极中的一个;
第一栅线,连接到所述第一薄膜晶体管;和
第二栅线,连接到所述第二薄膜晶体管。
27、根据权利要求26所述的液晶显示器,其中所述第一和第二薄膜晶体管分别响应于来自所述第一和第二栅线的信号被导通,并传送来自所述第一数据线中至少一条的信号。
28、根据权利要求1所述的液晶显示器,还包括:
第一薄膜晶体管,连接到所述第一子像素电极之一;
第二薄膜晶体管,连接到所述第二子像素电极之一;
第二数据线,形成在所述基板上,所述第二数据线与所述第一数据线之一形成对;和
栅线,与所述第一和第二数据线交叉,
其中,所述第一薄膜晶体管连接到所述第一数据线和栅线之一,且第二薄膜晶体管连接到所述第二数据线和栅线。
29、根据权利要求28所述的液晶显示器,其中所述第一和第二薄膜晶体管分别响应于来自所述栅线的信号被导通,并传送来自所述第一和第二数据线的信号。
30、根据权利要求29所述的液晶显示器,还包括形成在所述第二数据线与像素电极之间的有机层。
31、一种液晶显示器,包括:
基板;
形成在所述基板上的多个像素电极,每个所述像素电极包括第一和第二子像素电极;和
多条第一数据线,交叠所述像素电极,
其中所述第一子像素电极中的至少一个交叠所述第一数据线中的两条相邻第一数据线。
32、根据权利要求31所述的液晶显示器,其中所述多条第一数据线中的相邻第一数据线之间的距离彼此不同。
33、根据权利要求31所述的液晶显示器,其中所述第一数据线包括连接到第一子像素电极的自身数据线和与所述自身数据线相邻的相邻数据线,且
所述第一子像素电极中的至少一个包括交叠所述自身数据线的第一部分和交叠所述相邻数据线的第二部分。
34、根据权利要求33所述的液晶显示器,其中所述第二部分的宽度大于所述第一部分的宽度。
35、根据权利要求33所述的液晶显示器,其中所述第二部分的长度短于所述第一部分的长度。
36、根据权利要求33所述的液晶显示器,其中所述第二部分的面积基本等于所述第一部分的面积。
37、根据权利要求31所述的液晶显示器,还包括形成在所述基板上的多条第二数据线,每条所述第二数据线分别和与所述第二数据线相邻的第一数据线形成一对数据线。
38、根据权利要求37所述的液晶显示器,其中所述每对数据线包括连接到所述第一子像素电极的自身数据线对和与所述自身数据线对相邻数据线对,且
所述第一子像素电极中的至少一个包括交叠所述自身数据线对的第一部分和交叠所述相邻数据线对的第二部分。
39、根据权利要求38所述的液晶显示器,其中所述第二部分的宽度大于所述第一部分的宽度。
40、根据权利要求38所述的液晶显示器,其中所述第二部分的长度短于所述第一部分的长度。
41、根据权利要求38所述的液晶显示器,其中第二部分的面积基本等于所述第一部分的面积。
42、一种最小化显示装置中的垂直串扰的方法,该方法包括:
在基板上沿显示装置的列方向形成第一数据线和相邻的第二数据线;
将所述第一数据线与第一像素电极的第一和第二子像素电极交叠,所述第一像素电极通过开关元件电连接到所述第一数据线;
将所述第一数据线与所述第二像素电极的第一和第二子像素电极中的至少一个交叠,所述第二像素电极沿显示装置的行方向与第一像素电极相邻,且所述第二像素电极还交叠所述第二数据线并通过开关元件电连接到所述第二数据线,并
向所述第一和第二数据线施加相反极性的数据电压;
其中由于所述数据线与所述像素电极之间的寄生电容而导致的像素电极电压的变化基本在正极性和负极性方向同时发生,并彼此抵消。
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