CN100395622C - 液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

提供了包括红、绿、蓝和白色子像素(RP、GP、BP和WP)的四色液晶显示器(LCD)。该LCD还包括用于向子像素传送栅信号的多条栅线(121)和用于向子像素传送数据信号的多条数据线(171)。白色子像素小于其他子像素，且每条数据线(171)在相邻两个子像素之间穿过，并至少包括一个弯曲部分。此外，数据线(171)的长度基本相同。

Description

液晶显示器
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器。
背景技术
通常，液晶显示器(LCD)包括液晶(LC)面板组件，该液晶面板组件包括设置有两种不同类型的场产生电极例如像素电极和公共电极的两个面板，以及设置在其间具有介电各向异性的LC层。场产生电极之间的电压差的变化，即由电极产生的电场的强度变化，改变穿过LCD的透光率，并因此通过控制电极之间的电压差而获得期望的图像。
LCD包括包含三个子像素的多个像素，每个子像素包括像素电极和红、绿、蓝滤色器之一。下面，分别把包括红、绿或蓝滤色器的子像素称为红色子像素、绿色子像素或蓝色子像素。子像素由通过显示信号线施加到其上的信号所驱动，从而进行显示操作。信号线包括用于携带扫描信号的栅线和用于携带数据信号的数据线。每个子像素具有连接到栅线之一和数据线之一的薄膜晶体管(TFT)，以控制施加到像素电极的数据信号。
同时，存在几种类型的红、绿和蓝色子像素的排列。示例是其中每个子像素列包括代表同样颜色的子像素的条纹排列；其中红、绿和蓝色子像素沿行和列方向依次设置的马赛克排列；和其中子像素沿列方向之字型设置且红、绿和蓝色子像素依次设置的三个一组的排列。三个一组的排列对显示圆或斜线是有利的。
发明内容
然而，由于在子像素中的滤色器仅传送入射到其上的光的三分之一，因此由红、绿和蓝三色子像素表示一个点的常规LCD可能涉及差的光学效率。为了提高光学效率，已经发展出四色LCD，其还包括没有滤色器的白色子像素或者代表红、绿和蓝色以外的颜色的额外子像素。然而，由于增加的用于高亮度的子像素，常规四色LCD可能显示出差的色彩浓度。
本发明的动机是解决常规LCD的问题。
提供了一种液晶显示器，其包括：彼此交叉的多条栅线和多条数据线；和连接到所述栅线和数据线的多个像素，每个像素包括红、绿、蓝和白色子像素，其中所述白色子像素小于所述红、绿和蓝色子像素，每条数据线在两个子像素之间穿过，并至少具有弯曲部分，且数据线的长度基本相同。
所述子像素可以具有基本相同的长度，所述白色子像素可以具有小于红、绿和蓝色子像素宽度的宽度，可以设置所述子像素以形成多行，在每行中的所述子像素可以依次设置，且在相邻行中的子像素排列可以平移预定数目的子像素。
每行可以包括沿第一方向依次设置的红、绿、白和蓝色子像素，所述红和白色子像素可以在第二方向相邻，且沿第二方向延伸并穿过所述红色子像素中心的直线可以穿过白色子像素中心。
每个像素可以包括红色子像素、在第二方向与红色子像素相邻的白色子像素、和在第一方向与白色子像素相邻的绿色和蓝色子像素。作为选择，每个像素可以包括红色子像素、在第一方向与红色子像素相邻的绿色子像素、和在第二方向分别与红色和绿色子像素相邻的白色和蓝色子像素。
所述子像素被进行1×1线反转或1×1点反转。
相邻行中的子像素排列可以被平移两个子像素。
可以对所述液晶显示器进行子像素渲染(sub-pixel rendering)。
可以设置所述子像素以形成多行，每行中的所述子像素依次设置，且相邻行中的子像素排列可以被平移预定数目的子像素。
用于子像素复制的逻辑像素可以包括在第一行中彼此相邻的红色和绿色子像素、和属于与第一行相邻的第二行并分别与红色和绿色子像素相邻的白色和蓝色子像素。作为选择，用于子像素复制的逻辑像素包括第一行中的红色子像素、属于与第一行相邻的第二行并与所述红色子像素相邻设置的白色子像素、和属于第二行并与所述白色子像素相邻设置的绿色和蓝色子像素。
提供一种液晶显示器，其包括：多条栅线，形成在基板上并沿第一方向延伸；栅绝缘层，形成在所述栅线上；半导体层，形成在所述栅绝缘层上；多条数据线，至少形成在所述半导体层上并沿第二方向延伸；多个漏电极，至少形成在所述半导体层上并与所述数据线分离；和多个第一和第二像素电极，连接到所述漏电极并排列成多行，其中所述第二电极的宽度小于第一电极的宽度，第一和第二像素电极沿第二方向相邻，彼此相邻的第一和第二像素电极具有沿第二方向延伸且彼此不一致的边界，沿第二方向延伸并穿过第一像素电极中心的直线穿过与第一像素电极相邻的第二像素电极的中心，且所述数据线沿第一和第二像素电极的边界延伸。
所述液晶显示器可以包括红、绿、蓝和白色子像素，且所述红、绿和蓝色子像素可以构成第一像素电极，而所述白色子像素构成第二像素电极。
所述数据线可以与所述栅线交叉并在交点附近具有朝向第一方向的弯曲部分，且所述数据线的弯曲部分与栅线分离。
所述数据线的长度或所述数据线与第一和第二像素电极相邻的部分的长度基本相同。在数据线中的信号延迟可以基本相同。
如上所述，相对小的白色子像素WP提高四色LCD的亮度，并防止色彩浓度的减小，因此使得能够显示生动的图像。此外，Δ排列使得在子像素之间穿过的数据线长度均匀，从而消除由于数据线长度差异而导致的负载差异，因此防止了图像恶化。此外，数据线和栅线之间交叠的减少降低了RC延迟。
此外，基于将显示的图像类型而选择用于渲染的基本像素的形状满足了用户。
附图说明
通过参照附图对本发明实施例的详细描述，本发明将变得更为明显，在附图中：
图1是根据本发明实施例的LCD的方框图；
图2是根据本发明实施例的LCD的子像素的等效电路图；
图3和4示出了根据本发明实施例的LCD的子像素的空间排列：
图5-7示出了根据本发明另一实施例的LCD的空间排列和基本像素结构；
图8是在具有图3和4所示的马赛克排列的四色LCD中所显示的韩国字母
Figure C20048002289700061
的放大视图；
图9和10是在具有图6所示的Δ排列的四色LCD中所显示的韩国字母
Figure C20048002289700062
的放大视图；
图11和12是在具有图7所示的Δ排列的四色LCD中所显示的韩国字母的放大视图；
图13示出了根据具有图3和4所示的马赛克排列的四色LCD的用于复制的基本像素和逻辑像素；
图14示出了根据具有图6所示的Δ排列的四色LCD的用于复制的基本像素和逻辑像素；
图15示出了根据具有图7所示的Δ排列的四色LCD的用于复制的基本像素和逻辑像素；
图16是用于根据本发明的实施例的LCD的示范性TFT阵列面板的布局图；
图17到19是图16所示的TFT阵列面板分别沿线Xa-Xa’、Xb-Xb’和Xc-Xc’所取的截面图；
图20是在用于根据本发明另一实施例的LCD的示范性TFT阵列面板中，在TFT附近的部分的布局图；
图21示出了具有图3和4所示的马赛克排列并进行1×1点反转的LCD的子像素极性分布的范例；
图22示出了具有图5所示的Δ排列并进行1×1点反转的LCD的子像素极性分布的范例；
图23示出了马赛克子像素2×2点反转的极性分布的范例；且
图24示出了具有Δ排列并进行2×4点反转的LCD的子像素极性分布的范例。
具体实施方式
现在将在下面参照附图更详细地描述本发明，在附图中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以实施为许多不同形式，且不应该理解为局限于此处提出的实施例。通篇相同的参考标号指的是相同元件。
在附图中，为了清楚而夸大了层和区域的厚度。通篇相同的参考标号指的是相同元件。将理解，当例如层、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”，它可以是直接位于另一元件上或者可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接”在另一元件“上”时，不存在中间元件。
然后，将参照附图描述根据本发明实施例的四色液晶显示器。
参照图1和2，将描述根据本发明实施例的四色LCD。
图1是根据本发明实施例的LCD的方框图，图2是根据本发明实施例的LCD的子像素的等效电路图。
参照图1，根据本发明实施例的LCD包括LC面板组件300、连接到面板组件300的栅驱动器400和数据驱动器500、连接到数据驱动器500的灰度电压(gray voltage)发生器800和控制上述元件的信号控制器600。
参照图2，面板组件300包括下面板100、上面板200和插入在其间的LC层300，同时从电路的角度，面板组件300包括多条显示信号线G1-Gn和D1-Dm以及与之连接并基本排列成矩阵的多个子像素。
显示信号线G1-Gn和D1-Dm设置在下面板100上，并包括传送栅极信号(也称作“扫描信号”)的多条栅线G1-Gn以及传送数据信号的多条数据线D1-Dm。栅线G1-Gn基本沿行方向延伸，且它们基本彼此平行，而数据线D1-Dm基本沿列方向延伸，且它们基本彼此平行。
每个子像素包括连接到信号线G1-Gn和D1-Dm的开关元件Q以及连接到开关元件Q的LC电容器CLC和存储电容器CST。如果不需要，也可以省略存储电容器CST。
开关元件Q设置在下面板100上并具有三个终端：连接到栅线G1-Gn之一的控制终端；连接到数据线D1-Dm之一的输入终端；和连接到LC电容器CLC和存储电容器CST的输出终端。
LC电容器CLC包括设置在下面板100上的像素电极190和设置在上面板200上的公共电极270以作为两个终端。设置在两个电极190和270之间的LC层3充当LC电容器CLC的电介质。像素电极190连接到开关元件Q，且公共电极270连接到公共电压Vcom并覆盖上面板200的整个表面。与图2不同，公共电极270可以设置在下面板100上，且两电极190和270可以均具有杆状或条纹形状。
存储电容器CST是LC电容器CLC的从属电容器。存储电容器CST包括像素电极190和分离的信号线(未示出)，其设置在下面板100上、经由绝缘体交叠像素电极190并提供有例如公共电压Vcom的预定电压。作为选择，存储电容器CST包括像素电极190和称为在前栅线的相邻栅线，该栅线经由绝缘体交叠像素电极190。
为了彩色显示，每个子像素可以通过在相应于像素电极190的区域中提供多个红、绿、蓝滤色器之一和透明滤色器230而展现其本身颜色。图2所示的滤色器230设置在上面板200上。然而，可以省略透明滤色器。
上面板200还包括用于防止光泄漏的光阻隔元件220(由阴影区表示并且也称为黑矩阵)，且光阻隔元件220具有面对像素电极190或滤色器230的敞开区。
滤色器230可以设置在下面板100的像素电极190之上或之下，且光阻隔元件200可以被省略或者设置在下面板100上。
一个或多个偏振器(未示出)安装到面板100和200至少之一。
将参照图3-7描述子像素的空间排列。
图3和4示出了根据本发明实施例的四色LCD的子像素空间排列的范例。
参照图3和4，像素包括排列成2×2矩阵的红色子像素RP、绿色子像素GP、蓝色子像素BP和白色子像素WP，且因此图3和4所示的排列被称为马赛克排列。红色和绿色子像素RP和GP形成行且蓝色和白色子像素形成另一行，而红色和蓝色子像素RP和BP形成列且绿色和白色子像素形成另一列。白色子像素WP小于其他子像素RP、GP和BP，例如白色子像素WP的面积等于或小于另一子像素RP、GP或BP面积的约50％。
在图3中，像素区被四分为相等的四分之一，且该四分之一分配给相应的子像素RP、GP、BP和WP。为了防止白色像素WP附近的光泄漏，可以增大白色子像素WP附近的数据线D1-Dm和栅线G1-Gn的宽度，或者减小面对白色子像素WP的光阻隔元件220的开口。此时，需要一个掩模来制造红、绿和蓝色滤色器。
在图4中，像素区被四分为分配给红、绿和蓝色子像素RP、GP和BP的三个较大的子区域以及分配给白色子像素WP的一个较小的子区域。在上面行中的红和绿色子像素RP和GP向下延长，而在下面行中的蓝色子像素BP向右延长。因此，由于红色子像素和蓝色子像素的右边界线是不一致的，所以穿过像素的数据线Dj+1是弯曲的。然而，在像素间通过的数据线Dj是直的。在该情形中，子像素RP和GP的尺寸彼此相等，但它们与蓝色和白色子像素BP和WP的尺寸不同。因此，形成滤色器230所需要的掩模数目是三个。
由于在给定区域中子像素WP减少且其他子像素RP、BP和GP增多，色彩浓度提高了，同时通过增加白色子像素WP而保持产生的亮度增加。
图5-7示出了根据本发明其他实施例的LCD的子像素空间排列和基本像素结构。
如图5所示，子像素RP、GP、WP和BP沿行方向依次设置。子像素RP、GP和BP的尺寸彼此相等，而子像素WP小于其他子像素RP、GP和BP。子像素RP、GP、BP和WP的纵向长度基本彼此相等，而子像素WP的横向宽度小于其他子像素RP、GP和BP的宽度。穿过行中的子像素RP中心的纵向线也穿过相邻行中的白色子像素WP的中心。结果，行的子像素排列与向左或向右平移约两个子像素的相邻行的子像素排列相同。
在图5所示的范例中，由于在列方向相邻的两个子像素RP和WP的中心线相一致，所以子像素RP和WP的左边界之间的距离等于它们的右边界之间的距离。因此，分别靠近左右边界穿过的两条数据线Dj和Dj+1具有相等长度，且因此在数据线Dj和Dj+1中的延迟基本彼此相等。因此，与图4所示的相比，数据线Dj和Dj+1能传送相对均匀的数据信号。
参照图6，一个像素包括红色子像素RP、沿列方向与其相邻的白色子像素WP、和沿行方向与其相邻的绿色和蓝色子像素GP和BP。因此，像素具有三角形或倒三角形形状，且这样的子像素排列可以称为三角形或德耳塔(Δ)排列。在Δ排列中，沿行方向依次设置三角形像素和倒三角形像素
参照图7，一个像素包括沿行方向彼此相邻的成对的红色和绿色子像素RP和GP，以及与该红色和绿色子像素对RP和GP沿列方向相邻的成对的白色和蓝色子像素WP和BP。这样，像素具有类似矩形的梯形或倒梯形形状。
将参照图8-12描述通过各种LCD的字母表示范例。
图8-12是在根据本发明实施例的四色LCD中所显示的韩国字母
Figure C20048002289700101
的放大视图。具体地，图8是由图3和4所示的马赛克排列中的子像素所表示的，图9是由图6所示的Δ排列的子像素所表示的，且图11是由图7所示的Δ排列的子像素所表示的。此外，图10和12是图9和11所示的那些沿右方向移动一个像素所得到的。
优选图8所示的马赛克排列用于表示横向或纵向直线，因为所有像素具有规则的方形形状。
同时，在图9和10所示的Δ排列中给出了对横向或纵向直线的相对差的表示，因为像素的长度和宽度彼此不同，从而纵向线的宽度与横向线的宽度不同。然而，可以使每个像素的长度和宽度彼此相等，且这样，当行的数目固定时，可以增加行方向的分辨率。由于在斜向上相邻的像素彼此局部交叠，因此在某种程度上保证了斜向的连续性。为此，优选Δ排列用于表示斜线以及曲线。然而，由于像素的上边缘长度与其下边缘长度有很大的不同，且在行方向相邻的两个像素的形状是相反的，那么当移动一个像素之后显示字母时，移动后的字母的轮廓可能与图9和10所示的移动前的不同。
图11和12所示的Δ排列示出了纵向或横向线的好的表示，虽然像素上边缘的长度与其下边缘的长度不同，但长度差很小，从而像素的形状接近方形。此外，由于沿斜线的相邻像素彼此交叠，所以Δ排列适合表示斜线和曲线。此外，虽然在行方向相邻的两个像素的形状相反，但是在移动像素后的字母的形状与移动前类似，因为像素上边缘和下边缘之间的长度差很小。
同时，对上述子像素排列应用子像素渲染，以提高LCD的分辨率，这将参照图13到15详细描述。
图13示出了用于在具有图3或4所示的马赛克排列的四色LCD中的渲染的基本像素和逻辑像素，图14示出了用于在具有图6所示的Δ排列的四色LCD中的渲染的基本像素和逻辑像素，且图15示出了用于在具有图7所示的Δ排列的四色LCD中的渲染的基本像素和逻辑像素。
参照图13，基于包括排列为2×2矩阵的子像素的逻辑像素单元而进行渲染。为了渲染，通过沿行和列方向逐个移动子像素而获得逻辑像素，那么一个子像素属于四个逻辑像素。如图13所示，对给定的四个基本像素获得额外的五个逻辑像素，且因此逻辑像素的总数是九。
图14所示的逻辑像素包括分别在图6中示出和在图7中示出的两种类型。由于子像素属于五个逻辑像素，且对给定的四个基本像素形成额外的六个逻辑像素，所以逻辑像素的总数是十。
参照图15，逻辑像素定义为图7所示的像素。即，逻辑像素包括在行方向相邻且不包括白色子像素的两个成对的子像素和在列方向与之相邻并包括白色子像素的另一子像素对。这样，子像素属于四个逻辑像素，且对于给定的四个基本像素得到额外的五个逻辑像素。结果，逻辑像素的总数是九。
在图13到15中，逻辑像素的中心用“A”表示，且额外逻辑像素的中心表示为“B”。
图13所示的结构适用于显示例如字符的文本，因为基本像素和逻辑像素的中心A和B保持均匀的距离，且它们沿横向或纵向直线对准。
相反，图14所示的结构适用于显示运动图像和有利于用在大屏幕，因为产生了许多额外的逻辑像素。然而，虽然三角形基本像素的中心A未设置在像素行之间的边界上，但额外的逻辑像素的中心B设置在边界上。因此，中心A和B不设置在横向或纵向直线上。此外，中心A和B不保持均匀距离，且此外，中心A从像素行之间的边界向上和向下偏离。
参照图15，即使四个子像素BP、RP、GP和WP排列成Δ排列，基本像素和逻辑像素具有同样形状，且其中心A和B设置在像素行的边界上因此，中心A和B沿横向或纵向直线对准，并保持均匀距离。因此，图15所示的结构适用于显示文本并给出均匀的图像质量分布。
结果，具有Δ排列的四色LCD根据将显示的图像类型而选择三角形(或倒三角形)基本像素或梯形(或倒梯形)基本像素。
图3-6所示的四个像素的排列仅是其范例且它们可以被改进。
将参照图16-19，描述用于根据本发明实施例的具有图5所示的子像素排列的LCD的TFT阵列面板具体结构的范例。
图16是用于根据本发明实施例的LCD的示范性TFT阵列面板的布图，且图17-19是图16所示的TFT阵列面板分别沿线Xa-Xa’、Xb-Xb’和Xc-Xc’所取的截面图。
在绝缘基板110上形成多条栅线121和多个存储电极133。
用于传送栅信号的每条栅线121基本沿横向延伸，且每条栅线121向上突出的多个部分形成多个栅电极123。
每个存储电极133与栅线121分离并供应有预定电压，例如供应到图2所示的其他面板200的公共电极270的公共电压。存储电极133具有矩形环的形状并包括连接到相邻存储电极133的连接135。
栅线121和存储电极133包括优选由含Ag金属例如Ag和Ag合金或含Al金属例如Al和Al合金制成的低电阻导电层，或优选由Cr、Ti、Ta、Mo或它们的合金例如MoW合金制成的其他金属层。栅线121和存储电极133可以具有多层结构，其包括低电阻导电层和优选由与其他材料例如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)具有好的物理、化学和电接触特性的Cr、Ti、Ta、Mo或它们的合金例如MoW合金所制成的另外的层。这些层的组合的好的范例是Cr与Al-Nd合金。
栅线121和存储电极133的横向侧面向基板110表面倾斜，且其倾斜角优选在约30-80度范围变化。
在栅线121和存储电极133上形成优选由氮化硅(SiNx)制成的栅绝缘层140。
在栅绝缘层140上形成优选由氢化非晶硅(简称为“a-Si”)制成的多个半导体条纹151。每个半导体条纹151包括宽阔地覆盖在栅电极124上的多个凸起154。
在半导体条纹151上形成优选由硅化物或重掺杂有n型杂质的n+氢化a-Si制成的多个欧姆接触161和165。欧姆接触161具有多个凸起163，且凸起163和欧姆接触165成对地设置在半导体条纹151的凸起154上。
半导体条纹151和欧姆接触161和165的横向侧面也关于基板110的表面倾斜，且其倾斜角优选处于约30-80度范围。
在欧姆接触161和165及栅绝缘层140上形成多条栅线171和多个漏电极175。
用于传送数据电压的数据线171基本沿纵向延伸，且它们在横向于栅线121附近较短地延伸并与栅线121交叉。
每条栅线171朝向漏电极175延伸的多个分支形成多个源电极173。每对源电极173和漏电极175彼此分离并关于栅电极123彼此面对。栅电极123、源电极173和漏电极175与半导体条纹151的凸起154一起形成TFT，该TFT具有形在位于源电极173与漏电极175之间的凸起154中的沟道。
数据线171和漏电极175优选由难熔金属例如Cr、Ta、Ti、Mo或它们的合金制成。数据线171和漏电极175可以具有多层结构，其包括低电阻导电层和优选由与其他材料例如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)具有好的物理、化学和电接触特性的Cr、Ti、Ta、Mo或它们的合金例如MoW合金制成的另外的层。
数据线171和漏电极175的横向侧面也关于基板110的表面倾斜，且其倾斜角在约30-80度内变化。
欧姆接触161和165仅设置在下面的半导体条纹151与其上的上面的数据线171和上面的漏电极175之间，并减小了其间的接触电阻。半导体条纹151包括多个未被数据线171和漏电极175覆盖的暴露的部分，例如位于源电极173和漏电极175之间的部分。
在数据线171、漏电极175和半导体条纹151的暴露部分上形成钝化层180。钝化层180优选由具有好的平整特性的光敏有机材料、低介电绝缘材料例如由等离子增强化学气相淀积(PECVD)形成的a-Si:C:O和a-Si:O:F、或例如氮化硅的无机材料制成。作为选择，钝化层180可以包括氮化硅膜和有机膜。
钝化层180具有分别暴露数据线171的端部179和漏电极175的多个接触孔182和185。钝化层180和栅绝缘层140具有暴露栅线121端部129的多个接触孔181。
优选由IZO或ITO制成的多个像素电极190和多个接触辅助81和82形成在钝化层180上。
像素电极190通过接触孔185物理地并电学地连接到漏电极175，并接收来自漏电极175的数据电压。
返回参照图2，供应有数据电压的像素电极190与其他面板200上的公共电极270一起产生电场，该电场使设置在其间的LC层3中的LC分子重新定向。
如上所述，像素电极190和公共电极270形成LC电容器CLC，其在TFTQ关断之后存储所供应的电压。参照图16，像素电极190与围绕其边缘的存储电极133交叠，从而形成存储电容器，该电容器并联到LC电容器CLC，用于提高电压存储能力。
像素电极190可以交叠栅线121和数据线171以提高开口率。
接触辅助81和82分别通过接触孔181和189连接到栅线121的暴露端部129和数据线171的暴露端部179。接触辅助81和82保护暴露部分129和179，并补充暴露部分129和179与外部器件之间的附着性，但它们是可选的。
根据本发明的另一实施例，像素电极190由透明导电聚合物制成。对于反射或透反LCD，像素电极190包括不透明反射金属。在这种情况下，接触辅助81和82可以由不同于像素电极190的材料例如ITO或IZO制成。
将参照图20描述用于根据本发明另一实施例的LCD的TFT阵列面板的示范性具体结构。
图20是用于根据本发明另一实施例的LCD的示范性TFT阵列面板中的TFT附近部分的布局图。
根据此实施例的TFT阵列面板的结构与图16-19所示的结构很类似。
图20所示的TFT阵列面板结构与图16所示的相比，图20所示的栅电极124向上和向下突出，而图16所示的栅电极124仅向上突出。取代地，其向上突出的长度小于图16所示的。因此，与其相关的部分，这包括漏电极175、源电极173和数据线171、半导体条纹151、和欧姆接触161和165，也向下移动。
具体地，图20所示的数据线的弯曲部分Y与栅线121分离，而图16所示的栅线171在位于栅线121上的弯曲部分X处从向上的方向到横向弯曲。因此，栅线121与数据线161之间的交叠区减小，从而由交叠导致的电容负载与图16所示的结构相比减小。
与TFT相邻的像素电极190的下边界向下移动，而其上边界向上移动。因此，像素电极190的下部区域增加，而其上部区域减小，因此基本保持总开口率。
此外，由于漏电极175向下移动，存储电极133的下部横向部分被缩短，如图20所示。
接着，将描述具有马赛克排列和Δ排列的四色LCD的各种特性的比较。
在同样的设计规则下设计了其中所有子像素RP、GP、BP和WP具有相等尺寸的第一马赛克排列、图3所示的白色子像素WP具有等于其他子像素RP、GP或BP一半面积的第二马赛克排列、图16所示的第一Δ排列、和图20所示的第二Δ排列，并对它们进行比较。
在第一马赛克排列中的每个子像素RP、GP、BP和WP的面积都等于144.5μm×144.5μm。在第二马赛克排列中，每个红、绿和蓝色子像素RP、GP和BP的面积都等于144.5μm×144.5μm，且白色子像素WP的面积等于上述面积的一半。在第一和第二Δ排列中，每个红、绿和蓝色子像素RP、GP和BP的面积都等于161μm×144.5μm，且白色子像素WP的面积等于95μm×144.5μm。
比较了开口率、数据线171的电阻(Rd)、栅线121与数据线171(包括漏电极175)之间的寄生电容(Cgd)、数据线171的延迟值(RC)并在表1中示出。表1中所示的电阻(Rd)、寄生电容(Cgd)、和延迟值(RC)的值是关于第一马赛克排列的值。
表1
  马赛克1   马赛克2   Δ1   Δ2
  开口率   58.76％   51.42％   58.20％   58.26％
  Rd   1   1   1.21   1.21
  Cgd   1   1   1.37   0.89
RC 1 1 1.78 1.08
如表1所示，Δ排列显示基本等于第一马赛克排列的开口率，而它们具有比马赛克排列大的电阻(Rd)。第一Δ排列显示出大于马赛克排列的寄生电容(Cgd)，且因此第一Δ排列的延迟值(RC)比马赛克排列的大得多。然而，第二Δ排列显示出比马赛克排列小得多的寄生电容(Cgd)，因为交叠面积可能显著减小。结果，在第二Δ排列中的数据线171的延迟值(RC)接近等于马赛克排列。
再参照图1，灰度电压发生器800产生两组与像素透射率相关的多个灰电压。在一组中的灰电压具有关于公共电压Vcom的正极性，而在另一组中的具有关于公共电压Vcom的负极性。
栅驱动器400连接到面板组件300的栅线G1-Gn，并合成来自外部器件的栅开启(gate-on)电压Von和栅关闭(gate off)电压Voff，以产生用于施加到栅线G1-Gn的栅信号。
数据驱动器500连接到面板组件300的数据线D1-Dm并向数据线D1-Dm施加从灰度电压发生器800所供应的灰电压中选择的数据电压。
信号控制器600控制驱动器400和500等，且其将三色图像数据R、G和B改变为四色图像数据R’、G’、B’和W。
现在，将详细描述该LCD的操作。
信号控制器600供应有来自外部图像控制器(未示出)的三色输入图像信号R、G和B以及控制其显示的输入控制信号，例如垂直合成信号Vsync、水平合成信号Hsync、主时钟MCLK和数据使能信号DE。在产生栅控制信号CONT1和数据控制信号CONT2并在输入控制信号和输入图像信号R、G和B的基础上把三色输入图像信号R、G和B处理和改进为适合于面板组件300的操作的四色图像信号R’、G’、B’和W之后，信号控制器600提供用于栅驱动器400的栅控制信号CONT1、以及用于数据驱动器500的处理和改进过的图像信号R’、G’、B’和W及数据控制信号CONT2。
栅控制信号CONT1包括用于指导开始扫描的扫描开始信号STV、至少用于控制栅开始电压Von的输出的时钟信号等。
数据控制信号CONT2包括用于通知水平周期开始的水平合成开始信号STH、用于指导向数据线D1-Dm施加数据电压的负载信号LOAD、用于反向数据电压极性(相对于公共电压Vcom)的反向控制信号RVS、和数据时钟信号HCLK。
数据驱动器500从信号控制器600接收用于子像素行的R’、G’、B’和W图像数据包，并响应于来自信号控制器600的数据控制信号CONT2将图像数据R’、G’、B’和W转换为从灰度电压发生器800所提供的灰电压中选择的模拟数据电压。此后，数据驱动500向数据线D1-Dm提供数据电压。
响应于来自信号控制器600的栅控制信号CONT1，栅驱动器400向栅线G1-Gn施加栅开启电压Von，因此开启与其连接的开关元件Q。施加到数据线D1-Dm的数据电压通过启动的开关元件Q供应到子像素。
数据电压与公共电压Vcom之间的差表示为跨过LC电容器CLC的电压，即像素电压。在LC电容器CLC中的LC分子具有依赖于像素电压大小的取向，且分子取向决定穿过LC层3的光的偏振。偏振器将光偏振转变为光透射。
通过以水平周期单元(由1H表示且等于水平合成信号Hsync和数据使能信号DE的一个周期)重复此过程，在一帧期间所有栅线G1-Gn被依次供应栅开启电压Von，因此向所有像素施加数据电压。当一帧结束下一帧开始时，控制施加到数据驱动器500的反转控制信号RVS，从而反转数据电压的极性(称为“帧反转”)。也可以控制反转控制信号RVS使得在一帧中数据线中流动的数据电压反转(例如线反转和点反转)，或者在一个包中的数据电压反转(例如列反转和点反转)。
接着，将参照图21-24详细描述根据本发明实施例的四色LCD的反转。
图21示出了具有图3和4所示的马赛克排列并进行1×1点反转的LCD的子像素极性分布的范例，且图22示出了具有图5所示的Δ排列并进行1×1点反转的子像素极性分布的范例。
对于图21和22所示的子像素排列，相邻子像素具有相反极性。
在图21所示的子像素排列中，相同颜色的子像素具有相同极性。然而，在图22所示的Δ排列中，在行方向彼此相邻的相同颜色的子像素具有相同极性，而在两个相邻像素行中相同颜色的子像素具有相反极性。即，图22所示的Δ排列显示线反转，因此，提高图像质量，无串扰和闪烁。
图23示出了进行2×2点反转的LCD的马赛克子像素极性分布的范例。
如图23所示，相同颜色的子像素显示1×1点反转，从而在行和列方向相邻的相同颜色子像素具有相反极性。因此，应用到具有马赛克排列的四色LCD的2N×2点反转使得相同颜色子像素经历N×1点反转。
图24示出了具有Δ排列并进行2×2点反转的LCD的子像素极性分布的范例。
如图24所示，同样颜色的子像素显示1×1点反转，从而在行和列反向相邻的相同颜色子像素具有相反极性。因此，应用到具有Δ排列的四色LCD的2×4N点反转使得相同颜色的子像素经历N×1点反转。
如上所述，相对小的白色子像素提高了四色LCD的亮度并防止色彩浓度的降低，因此使得能够显示生动的图像。此外，Δ排列使得在子像素之间穿过的数据线的长度均匀，从而消除了由于数据线长度差异而导致的负载差异，因此防止了图像品质降低。此外，数据线于栅线之间交叠面积的减小降低了RC延迟。
此外，基于将要显示的图像类型而对用于渲染的基本像素形状的选择能满足用户。
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，本领域的技术人员可能进行的、对此处教导的基本发明概念的许多变化和/或改进将仍落在权利要求所限定的本发明的精神和范畴内。

Claims (19)

1.一种液晶显示器，包括：
彼此交叉的多条栅线和多条数据线；和
连接到所述栅线和数据线的多个像素，每个像素包括红、绿、蓝和白色子像素；
其中所述白色子像素小于所述红、绿和蓝色子像素，每条数据线在两个子像素之间穿过并至少具有弯曲部分，且所述数据线的长度基本相同。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述子像素基本具有相同的长度，所述白色子像素具有小于红、绿和蓝色子像素宽度的宽度，设置所述子像素以形成多行，在每行中的所述子像素依次设置，且在相邻行中的子像素排列错开预定数目的子像素。
3.如权利要求2所述的液晶显示器，其中每行包括沿第一方向依次设置的红、绿、白和蓝色子像素，所述红色和白色子像素在第二方向相邻，且沿第二方向延伸并穿过所述红色子像素中心的直线穿过白色子像素中心。
4.如权利要求3所述的液晶显示器，其中每个像素包括红色子像素、在第二方向与红色子像素相邻的白色子像素、和在第一方向与白色子像素相邻的绿色和蓝色子像素。
5.如权利要求3所述的液晶显示器，其中每个像素包括红色子像素、在第一方向与红色子像素相邻的绿色子像素、和在第二方向分别与红色和绿色子像素相邻的白色和蓝色子像素。
6.如权利要求3所述的液晶显示器，其中所述子像素被进行1×1线反转。
7.如权利要求3所述的液晶显示器，其中所述子像素被进行1×1点反转。
8.如权利要求2所述的液晶显示器，其中相邻行中的子像素排列被平移两个子像素。
9.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述液晶显示器被进行子像素渲染。
10.如权利要求9所述的液晶显示器，其中设置所述子像素以形成多行，每行中的所述子像素依次设置，且相邻行中的子像素排列平移预定数目的子像素。
11.如权利要求10所述的液晶显示器，其中用于子像素渲染的逻辑像素包括在第一行中彼此相邻的红色和绿色子像素、和属于与第一行相邻的第二行并分别与红色和绿色子像素相邻的白色和蓝色子像素。
12.如权利要求10所述的液晶显示器，其中用于子像素渲染的逻辑像素包括第一行中的红色子像素、属于与第一行相邻的第二行并与所述红色子像素相邻设置的白色子像素、和属于第二行并与所述白色子像素相邻设置的绿色和蓝色子像素。
13.一种液晶显示器，包括：
多条栅线，形成在基板上并沿第一方向延伸；
栅绝缘层，形成在所述栅线上；
半导体层，形成在所述栅绝缘层上；
多条数据线，至少形成在所述半导体层上并沿第二方向延伸；
多个漏电极，至少形成在所述半导体层上并与所述数据线分离；和
多个第一和第二像素电极，连接到所述漏电极并排列成多行，
其中所述第二电极的宽度小于所述第一电极的宽度，所述第一和第二像素电极沿第二方向相邻，彼此相邻的第一和第二像素电极具有沿第二方向延伸且彼此不一致的边界，沿第二方向延伸并穿过第一像素电极中心的直线穿过与第一像素电极相邻的第二像素电极的中心，且所述数据线沿第一和第二像素电极的边界延伸。
14.如权利要求13所述的液晶显示器，其中所述液晶显示器包括红、绿、蓝和白色子像素，且所述红、绿和蓝色子像素构成第一像素电极，而所述白色子像素构成第二像素电极。
15.如权利要求13所述的液晶显示器，其中所述数据线与所述栅线交叉并在交点附近具有向第一方向延伸的弯曲部分。
16.如权利要求15所述的液晶显示器，其中所述数据线的弯曲部分与所述栅线分离。
17.如权利要求16所述的液晶显示器，其中所述数据线的长度基本相同。
18.如权利要求16所述的液晶显示器，其中所述数据线与所述第一和第二像素电极相邻的部分的长度基本相同。
19.如权利要求18所述的液晶显示器，其中在数据线中的信号延迟基本相同。
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