CN101256750B - 驱动液晶显示器件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种驱动液晶显示器件的方法，该液晶显示器件包括第一和第二基板、第一基板上的栅极线、与栅极线交叉以确定像素区域的数据线、与每个栅极线和每个数据线连接的薄膜晶体管、相邻栅极线之间的公共线、在每个像素区域中的与公共线交叠的像素电极、和在第二基板上的公共电极，该方法包括下述步骤：连续给栅极线施加扫描信号；给数据线施加数据信号，从而给像素电极供给像素电压；给公共电极施加公共电压；和给公共线施加存储电容器电压，其中像素电压和存储电容器电压是相对于公共电压具有正和负极性的交流(AC)电压。

Description

驱动液晶显示器件的方法
本申请要求2007年2月28日提交的韩国专利申请No.10-2007-0020483的优先权，其在这里为了所有目的而结合作为参考，就像在这里列出一样。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器件，尤其涉及一种驱动液晶显示器件的方法。
发明背景
液晶显示(LCD)器件根据液晶材料的光学各向异性和偏振特性而驱动。液晶分子具有细长的形状，液晶分子沿取向方向规则排列。光沿液晶分子的细长的形状穿过LCD器件。液晶分子的取向依赖于施加给液晶分子的电场的强度或方向。通过控制电场的强度或方向，可控制液晶分子的取向，从而显示图像。
将参照附图描述现有技术的LCD器件及其驱动方法。
图1是现有技术的LCD器件的等效电路图。
在图1中，现有技术的LCD器件包括栅极线G1到Gn、数据线D1到Dn、开关元件T、液晶电容器CLC和存储电容器Cst。栅极线G1到Gn以及数据线D1到Dn彼此交叉以确定像素区域P。开关元件T、液晶电容器CLC和存储电容器Cst设置在每个像素区域P处。液晶电容器CLC的电容由施加给液晶的像素电压和公共电压之间的电位差确定。
在图1的LCD器件中，扫描信号以时间间隔连续施加给栅极线G1到Gn，与其连接的开关元件T导通。由此，数据信号通过开关元件从数据线D1到Dn输入到像素。
更详细地说，扫描信号连续施加到第一栅极线G1到第n栅极线Gn。当扫描信号施加到第一栅极线G1时，栅极与其连接的开关元件T导通。此时，选择的数据信号流过数据线D1到Dn，选择的像素变为开状态。
这里，扫描信号施加较短时间。为了将液晶电容器CLC的充电量一直保持到施加下一个扫描信号，使用存储电容器Cst的电容。
如果连续给液晶电容器CLC施加具有相同极性的电压，则液晶电容器CLC的液晶会退化，从而导致图像的闪烁或变暗。因此，为了阻止液晶的退化并提高图像质量，通过反转驱动方法驱动LCD器件，其中规则地反转液晶电容器CLC的极性。
反转驱动方法包括其中液晶电容器CLC的极性每一帧都反转的帧反转驱动方法、其中液晶电容器CLC的极性在每一垂直线都反转的列反转驱动方法、其中液晶电容器CLC的极性在每一水平线都反转的线反转驱动方法、其中液晶电容器CLC的极性在每一像素区域P都反转的点反转驱动方法，等等。
图2是图解用于解释图1的LCD器件的操作的信号的视图，其显示了像素电压Vp和公共电压Vcom。LCD器件可由点反转驱动方法驱动。
在图2中，像素电压Vp和公共电压Vcom施加到图1的液晶电容器CLC。公共电压Vcom是直流(DC)电压。像素电压Vp是相对于公共电压Vcom交替具有正和负极性的交流(AC)电压。
在点反转驱动方法中，给沿水平和垂直方向彼此相邻的各个像素施加具有相反极性的电压。此外，极性在每一帧都改变。因此，在沿水平和垂直方向彼此相邻的像素内可抵消闪烁，可阻止液晶退化。
之后将参照附图3描述依照现有技术的LCD器件的阵列基板的结构。
图3是示意性图解依照现有技术的用常白模式驱动的扭曲向列(TN)LCD器件的阵列基板的横截面图。
如图3中所示，依照现有技术的LCD器件包括下基板22和上基板50、以及夹在下基板22和上基板50之间的液晶层14。在下基板22上形成有薄膜晶体管T、像素电极46、栅极线13和数据线42。在上基板50上形成有黑色矩阵52、红色、绿色和蓝色滤色器54a、54b和54c以及公共电极56。包含薄膜晶体管T、像素电极46、栅极线13和数据线42的下基板22称作阵列基板。包含黑色矩阵52、红色、绿色和蓝色滤色器54a、54b和54c以及公共电极56的上基板50称作彩色滤色器基板。
栅极线13和数据线42彼此交叉从而确定像素区域P。薄膜晶体管T设置在栅极线13和数据线42的各个交点附近并以矩阵状设置。
每个像素电极46设置在每个像素区域P处并由具有相对较高光透射率的透明导电材料，如氧化铟锡(ITO)形成。像素电极46分别与薄膜晶体管T连接。像素电极46也以矩阵状设置。
每个薄膜晶体管T都包括栅极30、有源层34、以及源极和漏极36和38。栅极30与栅极线13连接并施加来自栅极线13的脉冲信号。源极36与数据线42连接并施加来自数据线42的数据信号。数据信号通过与源极36隔开并与像素电极46连接的漏极38施加到像素电极46。有源层34设置在栅极30与源极和漏极36和38之间。
在TN LCD器件中，当没有施加电压时，液晶层14的液晶分子最初扭曲90度。
就是说，靠近上基板50的液晶分子相对于靠近下基板22的液晶分子具有90度的角，其间的液晶分子设置为逐渐减少变化。
在上基板50和下基板20的外表面上分别设置有第一和第二偏振器62和64。第一偏振器62具有垂直于第二偏振器64的光透射轴的光透射轴。第一和第二偏振器62和64的光透射轴分别平行于靠近上基板50和下基板20的液晶分子。
在没有施加电压时的关状态中，来自背光(没有示出)的光穿过第二偏振器64并变为线性偏振光。线性偏振光在穿过液晶层14的同时扭曲90度并穿过第一偏振器62，从而显示白色。
另一方面，在施加电压时的开状态中，液晶层14的液晶分子垂直于上基板和下基板50和22排列。
因此，来自背光的光穿过第二偏振器64和液晶层14，但光被其光透射轴垂直于第二偏振器64的透射轴的第一偏振器62阻挡或吸收，从而显示黑色。
同时，在图3的LCD器件中，像素电极46的端部在之前设置的栅极线13上延伸，存储电容器Cst包括作为第一电极的栅极线13和作为第二电极的与栅极线13交叠的像素电极46。此时，重要的是使存储电容器Cst具有足够的电容。
然而，在LCD器件中，因为栅极线13用作存储电容器Cst的电极，所以栅极线13存在信号延迟，这降低了LCD器件的操作。
为了解决该问题，提出了另一个结构的LCD器件的阵列基板，其进一步包括作为存储电容器的第一电极的存储线。
图4是依照现有技术的LCD器件的阵列基板的平面图。
在图4中，栅极线74沿第一方向形成在基板70上，数据线86沿第二方向形成。栅极线74和数据线86彼此交叉以确定像素区域P。
薄膜晶体管T形成在栅极和数据线74和86的每个交点附近。薄膜晶体管T包括栅极72、有源层80、源极82和漏极84。栅极72与栅极线74连接并从栅极线74接收扫描信号。有源层80形成在栅极72上。源极82与数据线86连接并从数据线86接收图像信号。漏极84与源极82间隔开。
还形成有公共线。公共线包括对应于每个像素区域P的第一部分76a、第二部分76b、第三部分76c、第四部分76d、和第五部分76e。第一部分76a和第二部分76b平行于数据线86并分别位于数据线86的两侧，从而数据线86设置在第一和第二部分76a和76b之间。第三部分76c和第四部分76d平行于栅极线74并在像素区域P的上部和下部区域中分别与数据线86交叉。第三和第四部分76c和76d与第一部分76a和第二部分76b连接。跨过像素区域P，第五部分76e连接第二部分76b和另一个第一部分76a，即下一个像素区域的第一部分。第五部分76e靠近薄膜晶体管T设置。因此，第一部分76a、第二部分76b和第五部分76e在每个像素P处具有一体的形状。
像素电极88形成在每个像素区域P处并与漏极84连接。像素电极88与公共线的第五部分76e交叠。交叠的第五部分76e用作第一电极，交叠的像素电极88用作第二电极，由此形成存储电容器。像素电极88与第一和第二部分76a和76b部分交叠。
图5是图解用于解释图4的LCD器件的操作的信号的视图，其显示了像素电压Vp和公共电压Vcom。
在图5中，给像素电极88施加像素电压Vp，给形成在与图4的阵列基板相对的基板上的公共电极(没有示出)施加公共电压Vcom。施加到图4的公共线76a、76b、76c、76d和76e的存储电容器电压Vstg具有与公共电压Vcom相同的值。
图4的薄膜晶体管T通过施加到图4的栅极72的扫描信号导通，像素电压Vp通过薄膜晶体管T从图4的数据线86施加到图4的像素电极88。像素电压Vp相对于公共电压Vcom交替变化。
附带地，在制造LCD器件中，存在下述问题，即公共线76a、76b、76、76d和76e和像素电极88可能短路，并且在薄膜晶体管T的沟道表面上可能存在颗粒。当常白模式LCD器件显示黑色时，具有问题的像素显示白色。因此，这些问题在黑色图像上导致亮缺陷。
下面将参照附图6进行更详细的解释。
图6是依照现有技术的LCD器件的横截面图，其对应于图4的线VI-VI。
在图6中，依照现有技术的LCD器件包括下基板70和上基板90，在下基板70和上基板90之间夹有液晶层98。在下基板70上形成有薄膜晶体管(没有示出)、像素电极88、栅极线(没有示出)和数据线86。在上基板90上形成有黑色矩阵92、红色、绿色和蓝色滤色器94a、94b和94c以及公共电极96。
如前面所述，在下基板70上进一步形成有公共线。公共线包括对应于每个像素区域P的第一部分76a、第二部分76b、第三部分76c、第四部分76d、和第五部分76e。像素电极88与图4的第五部分76e交叠，从而形成存储电容器。像素电极88还与第一和第二部分76a和76b交叠。
附带地，在制造工序过程中，像素电极88可能与公共线的第二部分76b短路，如图6的区域F中所示。尽管图中所示，但像素电极88还可能与公共线的第一部分76a短路。
此时，因为像素电极88受公共线的存储电容器电压的影响，所以与公共电极96相同的电压施加到像素电极88，由此传输光。因此，当施加电压时在黑色图像上存在亮缺陷。
此外，尽管在图中没有示出，但在薄膜晶体管的沟道表面上可能存在颗粒。此时，应当分离包含颗粒的薄膜晶体管，对应于该薄膜晶体管的像素在黑色图像上导致亮缺陷。
近年来，非常需要零缺陷，必须在LCD器件中具有零亮缺陷。
附带地，如上所述，因为TN LCD器件用常白模式驱动，所以很难将亮缺陷最小化。此外，由于需要快速响应，所以要求较小的单元间隙，且电极之间的短路会导致生产力下降。
发明内容
因此，本发明的实施方式涉及一种驱动液晶显示器件的方法，其基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。
本发明的实施方式的优点是提供一种解决了黑色图像上的亮缺陷的驱动液晶显示器件的方法。
另一个优点是提供一种提高图像质量和生产力的驱动液晶显示器件的方法。
将在下面的描述中列出本发明其他的特征和优点，且其中一部分从下面的描述变得显而易见，或者通过本发明的实践可以理解到。通过在所写说明书和权利要求以及附图中特别指出的结构可实现和获得本发明的目的和其它的优点。
为了实现这些目的和其它优点并根据本发明的目的，如这里具体化和广泛描述的，提供了一种驱动液晶显示器件的方法，该液晶显示器件包括第一和第二基板、第一基板上的栅极线、与栅极线交叉以确定像素区域的数据线、与每个栅极线和每个数据线连接的薄膜晶体管、相邻栅极线之间的公共线、在每个像素区域中的与公共线交叠的像素电极、和在第二基板上的公共电极，该方法包括下述步骤：连续给栅极线施加扫描信号；给数据线施加数据信号，从而给像素电极供给像素电压；给公共电极施加公共电压；和给公共线施加存储电容器电压，其中像素电压和存储电容器电压是相对于公共电压具有正和负极性的交流(AC)电压。
应当理解，本发明前面的一般性描述和下面的详细描述都是典型性的和解释性的，意在提供如权利要求中所述的本发明进一步的解释。
附图说明
给本发明提供进一步理解并组成说明书一部分的附图图解了本发明的实施方案并与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1是现有技术的LCD器件的等效电路图。
图2是图解用于解释图1的LCD器件的操作的信号的视图；
图3是示意性图解依照现有技术的用常白模式驱动的扭曲向列(TN)LCD器件的阵列基板的横截面图；
图4是依照现有技术的LCD器件的阵列基板的平面图；
图5是图解用于解释图4的LCD器件的操作的信号的视图；
图6是依照现有技术的LCD器件的横截面图，其对应于图4的线VI-VI；
图7是依照本发明的LCD器件的阵列基板的平面图；和
图8A到8C是图解用于解释图7的LCD器件的操作的信号的视图。
具体实施方式
现在将参照本发明的优选实施方案详细描述，附图中图解了其实施例。
在本发明的常白模式TN LCD器件中，给形成在阵列基板上的公共线施加交流(AC)电压。因此，具有与公共线短路的像素电极的像素变为暗缺陷。
图7是依照本发明的LCD器件的阵列基板的平面图。
在图7中，栅极线104沿第一方向形成在基板100上，数据线116沿第二方向形成。栅极线104和数据线116彼此交叉从而确定像素区域P。
薄膜晶体管T形成在栅极线和数据线104和116的每个交点附近。薄膜晶体管T包括栅极102、有源层110、欧姆接触层(没有示出)、源极112和漏极114。栅极102与栅极线104连接并从栅极线104接收扫描信号。有源层110和欧姆接触层与栅极102交叠。源极112和漏极114形成在欧姆接触层上。源极112与数据线116连接并从数据线116接收图像信号。漏极114与源极112间隔开。
在相邻的栅极线104之间还形成有公共线。公共线包括对应于每个像素区域P的第一部分106a、第二部分106b、第三部分106c、第四部分106d、和第五部分106e。第一部分106a和第二部分106b平行于数据线116并位于数据线116的两侧，从而数据线116设置在第一和第二部分106a和106b之间。第三部分106c和第四部分106d平行于栅极线104并在附图中的像素区域P的上部和下部区域中分别与数据线116交叉。第三和第四部分106c和106d与第一部分106a和第二部分106b连接。第五部分106e沿第一方向与像素区域P交叉并连接第二部分106b和另一个第一部分106a，即下一个像素区域P的第一部分。第五部分106e设置在薄膜晶体管T附近。
像素电极122形成在每个像素区域P处。像素电极122与漏极114连接。像素电极122与公共线的第五部分106e交叠。
将参照附图8A到8C解释包含阵列基板的LCD器件的操作。
图8A到8C是图解用于解释图7的LCD器件的操作的信号的视图，其显示了像素电压Vp、公共电压Vcom和存储电容器电压Vstg。LCD器件用常白模式驱动。
尤其是，当给栅极线104施加扫描信号时，与其连接的薄膜晶体管T导通。图像信号，即像素电压Vp通过薄膜晶体管T从数据线116施加到像素电极122。
像素电压Vp是当帧改变时从正极性变为负极性或者从负极性变为正极性的AC电压。LCD器件可由点反转、列反转、线反转或帧反转驱动方法驱动。
此时，给形成在与阵列基板相对的基板上的公共电极(没有示出)施加公共电压Vcom，给图7的公共线106a、106b、106c、106d和106e施加存储电容器电压Vstg。
存储电容器电压Vstg是AC电压，其与公共电压Vcom不同。通过与现有技术不同的另一个电源施加存储电容器电压Vstg。
存储电容器电压Vstg具有与图8A中所示的像素电压Vp相同的周期和相同的极性。存储电容器电压Vstg具有与图8B中所示的像素电压Vp相同的周期和相反的极性。存储电容器电压Vstg具有与图8C中所示的像素电压Vp不同的周期。
在LCD器件中，当施加电压且LCD器件显示黑色图像时，通过像素电压Vp和公共电压Vcom之间的差改变液晶分子的排列，不具有缺陷的正常像素实现黑状态。另一方面，通过存储电容器电压Vstg和公共电压Vcom之间的差改变液晶分子的排列，其中图3的像素电极122与公共线106a、106b、106c、106d和106e例如在图7的点M处短路的异常像素获得黑状态。
此时，即使异常像素具有与正常像素不同的黑色纯度，异常像素也会在黑色图像上变为暗缺陷而不是亮缺陷。因此，不存在亮缺陷，提高了LCD器件的对比度，从而获得了较高的质量。
其中给公共线施加AC电压的上述驱动方法对于解决像素电极和公共线短路的问题是有利的。
同时，在像素中，在薄膜晶体管T像素的沟道上可能存在颗粒CON，如图7中所示。或者对应于像素区域P的线与像素电极122短路。此时，薄膜晶体管T或短路部分沿着线CL与像素电极122分离，像素电极122与公共线106a、106b、106c、106d和106e焊接并连接。
然后，在像素中，通过公共电压Vcom和存储电容器电压Vstg之间的差排列液晶分子(没有示出)，获得了黑状态。
与此类似，在依照本发明的常白模式LCD器件中，当显示黑色图像时，通过给公共线施加AC电压而使异常像素变为黑状态，因而可克服亮缺陷。
根据该方法，LCD器件具有较高的质量。
此外，因为具有异常像素的阵列基板没有废弃并用于LCD，所以提高了生产力。
在不脱离本发明的精神或范围的情况下可在本发明的液晶显示器件的阵列基板及其驱动方法中做各种修改和变化，这对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。因此，本发明意在覆盖落入所附权利要求及其等价物范围中的本发明的修改和变化。

Claims (8)

1.一种驱动液晶显示器件的方法，所述液晶显示器件包括第一和第二基板、第一基板上的栅极线、与栅极线交叉以确定像素区域的数据线、与每个栅极线和每个数据线连接的薄膜晶体管、相邻栅极线之间的公共线、在每个像素区域中的与公共线交叠的像素电极、和在第二基板上的公共电极，所述方法包括：
连续给所述栅极线施加扫描信号；
给所述数据线施加数据信号，从而给所述像素电极供给像素电压；
给所述公共电极施加公共电压；和
给所述公共线施加存储电容器电压，
其中所述像素电压和存储电容器电压是相对于公共电压具有正和负极性的交流(AC)电压，并且
其中在一个所述像素区域中，像素电极与公共线短路，存储电容器电压施加到短路的像素电极。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存储电容器电压具有与像素电压相同的周期和相同的极性。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存储电容器电压具有与像素电压相同的周期和相反的极性。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存储电容器电压具有与像素电压不同的周期。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述公共线包括第一、第二、第三、第四和第五部分，其中第一和第二部分分别设置在数据线的相对侧上，每一个第三和第四部分都与第一和第二部分连接，且第五部分连接第二部分与下一个第一部分。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述像素电极与公共线的第二和第五部分以及下一个第一部分部分地交叠。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液晶显示器件由点反转、线反转、列反转和帧反转驱动方法之一驱动。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液晶显示器件用常白模式驱动。
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