CN101088042A - 彩色液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了一种彩色液晶显示装置，其中多个像素电极与多个源极部分重迭，及在所述像素的任何相邻单位行对或沿着该列方向的任何相邻单位像素对执行极性反转。一种彩色液晶显示装置，其中液晶材料夹在一具有薄膜晶体管(TFT)的控制电路的TFT基板以及一与之相对的基板之间，多个像素的多个列及行排列成矩阵，每列具有一栅极总线及每行具有一源极总线，在所述像素的任何相邻单位行对或沿着该列方向的任何相邻单位像素对执行极性反转，及多个像素电极在其各自侧端部分重迭或接近所述源极总线，其特征为排列所述电极使多个像素电极与所述源极总线间的一寄生电容在其各自侧端是等同的，及彩色层的二或多个类型以相同分配率分配给连接到该相同源极总线的多个图像单元。

Description

彩色液晶显示装置
技术领域
本发明涉及彩色液晶显示装置，特别是涉及一种改良的结构，其能提高显示质量。
背景技术
彩色液晶显示装置已广泛用于各种电子装置及设备中。
在这种彩色液晶显示装置中，液晶材料被夹在一TFT基板和一与其相对的基板之间，该TFT基板具有薄膜晶体管(TFT)的控制电路，并且图像元素(像素)的多个列及行以矩阵形式排列，每列具有一栅极总线及每行具有一源极总线。而且，目前用于这种装置的彩色滤波器一般使用一种纵向条纹布局，其中某一图案中的红绿蓝三色的彩色滤波器对于每行顺次配置。
此外，这些近来的彩色液晶显示装置具有在一层中形成的像素电极，该层与含有源极总线与栅极总线的总线线路的层不同，而且在迭层布局中像素电极是直接置于总线线路上面，以便总线线路本身作为防止背光照射的光遮蔽区，以提高孔径比。
图4A及4B显示了液晶显示装置的垂直剖面的例子，为了易于了解而省略了相对基板中的TFT基板及玻璃基板。液晶层1与漏极2的上层重迭，且若该层是透光型，则使用ITO层，若不是透光型，则使用反射层。源极3，4在液晶层1的底部。漏极2与源极3，4之间的关系如图4A所示，其中漏极2与源极3，4在其个别部分水平位置重迭，而这也产生一种如图4B所示的情况，其中它们不在其个别部分水平位置重迭，而是存在于相同的邻近区域。当其重迭时，重迭的程度从一液晶显示装置而变到另一液晶显示装置，但是与像素电极层的重迭在任何装置中是固定的。当漏极与源极层之间无重迭时，需要诸如黑色矩阵之类的任何适宜的光遮蔽构件，以防止背光束从像素电极层与源极及总线层之间的间隙漏出。
在该结构中，如上所述，由于重迭及一些部分其中源极，漏极，及像素电极层位于相同的邻近区域，所以在源极与漏极之间会产生寄生电容。该寄生电容依据其在图3的单一相对电极的左侧及右侧的位置而定义为CSDL或CSDR。如上所述，若各层有重迭和/或接近的并列，则通常会发生寄生电容。
已知专利文件1
美国专利公开第20020024491A1。
发明内容
技术问题
因漏极及源极的重迭而产生的寄生电容会使显示质量劣化，例如产生交叉干扰，这个问题在本技术领域中是公知的。
以下将说明导致交叉干扰发生的机理，交叉干扰是由于源极与漏极之间的寄生电容而产生的。
图5的电路图显示单个像素单元的模型，其中液晶单元C1c连接到晶体管T，其晶体管T具有连接到栅极线G的栅极，其最终连接液晶单元C1c及源极总线S。导通晶体管以使数据或源极总线的电压施加到液晶单元C1c。一存储器电容Cs t与该液晶单元并联。而且，类似于图4，寄生电容CSDL存在于晶体管T的节点与液晶单元C1c之间，即像素电极与源极总线之间，而另一寄生电容CSDR存在于该节点与相邻源极总线之间。
在这些电容中，像素电极与源极总线之间产生的寄生电容对于性能的影响较大。具体地说，这是因为源极信号的变化通过图3或图4中的CSDR而影响像素电位，从而大幅改变像素电位。这样的电位变化会减少像素的有效电压或增加像素电位的损失。
图6示出了一种响应于屏幕上端的像素的一源极总线信号的方波的周期性变化在屏幕下端的像素形成的通常波形，而图7示出了图6中的交叉干扰如何影响该像素的信号电平。交叉干扰的存在是商用技术应用被放弃的主要原因。即使交叉干扰并非如此不利，像素电位的有效值仍有损失，而此预测导致需要预先升高源极信号的电平，而这又会增加功率的消耗。
为了克服上述问题而设计了一种改进方案，可期望它能有效消除上述损失，这是基于一种概念即将中央像素的相对侧的源极总线电位中的极性反转例如从正到负或从负到正，可令一额定像素电位存在于相对侧电容Csd之间。
更详细地说，可使用行反转驱动或点反转驱动以某种程度地去除上述现象。前者需要施加交流电以使在任何一对相邻行的极性反转，而后者需要施加交流电以沿着列方向而使在任何一对相邻点的极性反转。
在像素的相邻单位行对或相邻单位列对中的此极性反转仍会产生交叉干扰，因为已知技术RGB(红绿蓝)像素的主要部分使用在纵向条纹中，因此将要显示一单色窗口时，中央像素的相对侧的极性并未反转，这包括一种情况其中方形的黑色窗是在白色背景的中央。
本发明可克服已知技术中的上述缺陷，因此本发明的目的是提供一种彩色液晶显示装置，其改进去除了交叉干扰的任何影响，仅管像素电极重迭源极且使相邻成对的单位行或相邻单位点极性反转。
技术方案
根据本发明，一种彩色液晶显示装置，其中液晶材料夹在一具有薄膜晶体管(TFT)控制电路的TFT基板一与之相对基板之间，多个像素的多个列及行排列成矩阵，每列具有一栅极总线及每行具有一源极总线，对所述像素的任何相邻的成对单位行或沿着该列方向的任何相邻的成对单位像素对执行极性反转，及多个像素电极在其各自侧端部分重迭或接近所述源极总线，其特征为排列所述电极使所述像素电极与所述源极总线间的一寄生电容在其各自侧端是等同的，及彩色层的二个或多个类型以相同分配率分配给连接到该相同源极总线的多个图像单元。
有益效果
在根据本发明的彩色液晶显示装置中，虽然对所述像素的任何相邻单位或沿着该列方向的任何相邻单位像素对执行极性反转，该彩色液晶显示装置藉由二条源极总线而使像素电极在其各自侧端重迭，以在该二侧具有等同的寄生电容，彩色层的二个或多个类型以相同分配率分配给连接到该相同源极总线的所述图像单元。因此，极性反转的结果是，驱动该电极通过任何单个源极总线可允许像素的相对侧端上的寄生电容具有平均的电平变化，因此总的来说减少了交叉干扰的影响。
附图说明
图1示出了一示范色彩布局的概念，该色彩布局用于根据本发明的彩色液晶显示装置中的各像素；
图2示出了另一示范色彩布局的概念，该色彩布局用于根据本发明的彩色液晶显示装置中的各像素；
图3的示意电路图显示根据本发明的彩色液晶显示装置中的寄生电容；
图4A及4B的剖面图显示漏极及源极的概念及液晶格中发展的寄生电容；
图5是电路图以显示液晶格中寄生电容的模型；
图6示出了液晶显示装置中的一般波形；以及
图7示出了的波形是液晶显示装置中的一系列交叉干扰。
附图符号说明
1    液晶
2    漏极
3、4 源极
10   源极总线
具体实施方式
以下将详细叙述本发明的多个实施例。
图1是根据本发明的彩色液晶显示装置实施例的平面图，其示出了一种彩色滤波器的布局。在此实施例，位于源极总线10之间的彩色滤波器以这样一种布局安排，即其中在某一图案中的三种色彩RGB即红绿蓝顺序连接，以便二相邻行中的任何相邻彩色滤波器对的色彩不同。因此，总的来说，在显示装置中的色彩率精确地是1/3:1/3:1/3。若将几乎相同的色彩率施加至任何单一行中的色彩布局，则在任何相邻彩色滤波器对中不需要上述不同色彩的需求，而且其在相邻行中的色彩相同。
图3是图1的等效电路，在不论其个别色彩之下，示出了任何相邻的在源极总线之间延伸的漏极对之间的彩色滤波器的相对侧上的寄生电容，分别地在其左侧是CSDL，在其右侧是CSDR，而无需考虑它们各自的色彩。通常，当夹在基板之间的绝缘材料在整个示层中都是均匀时，则唯一的要求是重迭源极的漏极面积是完全均匀的。即使该面积从一部分变到另一部分，本质(substance)、距离、以及形状也因此而改变以维持装置中任何地方的寄生电容都相同。
依此，即使在显示单色窗口的情况下，通过极性反转可补偿源极总线中的信号，所述源极总线连接到任何相邻的成对像素，因为色彩分别是RGB(红、绿、蓝)的窗口及背景的电位是完全均匀的，因此不会产生出明显的交叉干扰。
若三种色彩均匀地分配在任何单个行，则图1的色彩布局可以是任何类型，或者具有第二行中的色彩，其位移到图1第三行所示，或者其相对于纵向及横向中心线，及相对于一中心点是对称也可以接受。
图2示出了一种色彩布局，其中在任何单一行，三种色彩的每一个成串地(series)出现二次，且接着变成另一个以便该行将所有都是相同率的一起包含。在此例子中，或者说，可接受相对于纵向及横向中心线，以及相对于一中心点的对称布局方式。
虽然上述布局在彩色滤波器图案中都是正常的，但不必一定如此，连接到源极串的像素是相同分配率的色彩。
根据本发明导入了正面使用寄生电容的概念，且为了使其有效，可使用一种其允许较大的寄生电容的架构。
例如，有利的是减少一绝缘膜的厚度，该绝缘膜将像素与源极总线分离，而这可以有效地令制造商节省制造所需的时间，且限制必要的工艺及材料的成本。
绝缘膜的变薄适于减少步阶的高度，该步阶是去除绝缘膜后留下的，而这可有效地抑制因液晶的非均匀定向而导致的区域(domain)现象。

Claims (5)

1.一种彩色液晶显示装置，其中液晶材料夹在一具有薄膜晶体管的控制电路的薄膜晶体管基板以及一与之相对的基板之间，多个像素的多个列及行排列成矩阵，每列具有一栅极总线及每行具有一源极总线，在所述像素的任何相邻的成对单位行或沿着该列方向的任何相邻的成对单位像素执行极性反转，以及多个像素电极在其各自侧端部分重迭或接近所述源极总线，其特征为排列所述电极使所述像素电极与所述源极总线间的一寄生电容在其个别侧端是等同的，以及彩色层的二个或多个类型以相同分配率分配给连接到该相同源极总线的多个图像单元。
2.如权利要求1的彩色液晶显示装置，其中三个或多个色彩分配给多个图像单元的任何行中的每个像素，所述图像单元连接到该相同源极总线。
3.如权利要求1或2的彩色液晶显示装置，其中在所述像素电极与所述源极总线重迭中的一绝缘膜在材料是同等的而且是均匀的，及该重迭在所述中央像素电极的二相对侧端上的量是等同的。
4.如权利要求1、2或3的彩色液晶显示装置，其中所述彩色层在该相对基板上形成。
5.如权利要求1、2或3的彩色液晶显示装置，其中所述彩色层在该薄膜晶体管基板上形成。
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