CN101551561B - 液晶显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及改善画面质量的液晶显示设备。该液晶显示设备包括：具有液晶单元盒的液晶显示面板；用于驱动液晶显示面板的栅线的栅驱动器；用于驱动液晶显示面板的第1、第2、第3、第4、第5、......、第2m-1、第2m、第2m+1数据线的数据驱动器，液晶显示面板包括：连接到奇数数据线的第一薄膜晶体管，其相对于奇数数据线以之字形布置于每一水平线上，连接到偶数数据线的第二薄膜晶体管，其相对于偶数数据线以之字形布置于每一水平线上，连接到第一薄膜晶体管的像素电极，用于使第一数据信号通过奇数数据线提供到其上，和连接到第二薄膜晶体管的公共电极，用于使第二数据信号通过偶数数据线提供到其上，并用于与像素电极一起形成水平电场。

Description

液晶显示设备
本申请要求享受于2008年4月4日提交的韩国专利申请No.P2008-031571的优先权，因此这里引入作为参考，如同将其完整阐述于此。 
技术领域
本发明涉及一种液晶显示设备，尤其是一种能够改善画面质量的液晶显示设备。
背景技术
通常，液晶显示设备通过电场控制具有介电各向异性的液晶的透光率来显示画面。液晶显示设备以电场来控制液晶的透光率，用于显示画面。
在液晶显示设备中，水平电场型液晶显示设备采用水平电场在面内切换模式(in-plane switch mode)中来驱动液晶，该水平电场是形成在平行布置于下基板上的像素电极和公共电极之间。
水平电场型液晶显示设备具有面对面地粘合在一起的薄膜晶体管基板和滤色器基板，用于保持两个基板之间的盒间隙的间隔物，和填充在该盒间隙内的液晶。
滤色器基板配有用于显示颜色的滤色器，用于避免漏光的黑矩阵，和涂布其上、用于液晶定向的取向膜。
薄膜晶体管基板配有平行布置、用于形成水平电场的像素单元的像素电极和公共电极，分别连接到像素电极的薄膜晶体管，和涂布其上、用于液晶定向的取向膜。
参照图1，水平电场型液晶显示设备具有通过平行于栅线布置的公共线而提供给公共电极的直流公共电压Vcom，和提供给像素电极、用于与公共电压一起形成电压差的数据电压Vdata。
现有技术中的公共电极不考虑液晶单元盒的位置而提供一个固定的公共电压。在这种情况下，如果因反冲(kick back)电压、公共线的线电阻等等 导致不同位置的液晶单元盒中所充的像素电压存在差别，那么就会出现画面质量下降，诸如闪烁的问题，因为公共电压不能针对不同的位置进行调整。
发明内容
因而，本发明致力于一种液晶显示设备。
本发明的一个目的是提供一种能够改善画面质量的液晶显示设备。
本发明其他的优点、目的和特征部分地在随后的描述中加以阐述，并且部分地，在本领域技术人员对随后所述的内容加以考察后可显而易见，或者可通过实施本发明而获得教导。本发明的目的和其它优点将通过书面的说明书及其权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为了实现本发明所述的这些目的和其他优点，以及按照本发明的意图，如这里具体地和广泛地所描述的，本发明提供一种液晶显示设备，包括：具有液晶单元盒的液晶显示面板；用于驱动该液晶显示面板的栅线的栅驱动器；用于驱动该液晶显示面板的第1、第2、第3、第4、第5、……、第2m-1、第2m、第2m+1数据线的数据驱动器，其中液晶显示面板包括：连接到奇数数据线的第一薄膜晶体管，其相对奇数数据线以之字形布置于每一水平线上，连接到偶数数据线的第二薄膜晶体管，其相对于偶数数据线以之字形布置于每一水平线上，连接到第一薄膜晶体管的像素电极，用于使第一数据信号通过该奇数数据线提供到其上，和连接到该第二薄膜晶体管的公共电极，用于使第二数据信号通过该偶数数据线提供到其上，并用于与该像素电极一起形成水平电场。
因而，本发明的液晶显示设备能够减小功耗以及数据驱动器的成本，因为需要用于产生数据电压的基准电压VDD能够减少现有技术的1/2。所充载的电压之差能够针对不同位置的液晶单元盒被补偿，因此容许画面质量不变差，诸如闪烁。此外，本发明的液晶显示设备能够无需单独的公共线，从而改善开口(aperture)。
应该理解，前面一般性的描述和后面具体的描述都是示例性和解释性的，并且试图如权利要求书那样提供对本发明的进一步的解释。
附图说明
这些附图提供了对本发明的进一步理解并且合并构成本说明书的一部 分，它们解释了本发明的实施例并且连同说明书一起用来解释本发明的原理。在图中：
图1是用于解释现有技术的水平电场型液晶显示设备的数据电压和公共电压的波形的截面图。
图2是用于解释根据本发明一个优选实施例的水平电场型液晶显示设备的电路图。
图3A是本发明的水平电场型液晶显示设备的电路图，用于解释位于同一水平线上的奇数和偶数液晶单元盒由同一栅线驱动的情形。
图3B是本发明的水平电场型液晶显示设备的电路图，用于解释位于同一水平线上的奇数和偶数液晶单元盒由各不相同的栅线驱动的情形。
图4是用于解释图2所示的液晶显示面板的平面图。
图5是用于解释分别沿着图3中I-I’和II-II线剖开的液晶显示面板的截面图。
图6是用于解释根据本发明一个优选实施例的液晶显示设备的驱动方法的波形图。
具体实施方式
现在将参考本发明的这些优选实施例，附图中示出了它的例子。尽可能地，在整个附图中用相同的附图标记表示相同或者相类似的部件。
图2是用于解释根据本发明一个优选实施例的水平电场型液晶显示设备的电路图。
参照图2，该液晶显示设备包括具有以矩阵方式布置的液晶单元盒的液晶面板150，用于驱动液晶显示面板150的栅线GL1～GLn的栅驱动器152，用于驱动液晶显示面板150的数据线DL1～DL2m+1的数据驱动器154，和用于控制栅驱动器152和数据驱动器154的定时控制器156。
定时控制器156产生多个控制信号，用以控制栅驱动器152和数据驱动器154的驱动定时，并为数据驱动器104提供像素数据。具体地，定时控制器156将一条水平线的像素数据划分成奇数像素数据和偶数像素数据，并为数据驱动器154提供奇数像素数据和偶数像素数据。
数据驱动器154通过使用来自伽马电压产生单元(未示出)的伽马电压 接收像素数据并将其转换成第一和第二数据信号。将第一和第二数据信号在每1/2水平周期内提供给数据线DL1～DL2m+1，在此周期内，栅线GL1～GLn上提供有栅高电压。具体地，其需要数据驱动器154在每一水平周期内将第一和第二数据信号提供给一条水平线上的、相对栅线为上/下方向之字形布置的液晶单元盒Clc。
栅驱动器152接连地给栅线GL1～GLn提供扫描信号，也即栅高电压，以驱动连接到栅线的第一和第二薄膜晶体管T1和T2。在这种情形下，位于同一水平线上的奇数液晶单元盒和偶数列液晶单元盒由同一条栅线GL或者两条不同的栅线GL驱动。
参照图3A，如果奇数液晶单元盒和偶数液晶单元盒是由同一条栅线GL驱动，那么尽管栅线GL的数量可与现有技术保持一样，但是数据电压比现有技术的更高。
与此相反，参照图3B，如果奇数液晶单元盒和偶数液晶单元盒是由两条不同的栅线GL驱动，那么尽管栅驱动器152的数量由于栅线GL数量的增加而增多两倍，但是与奇数液晶单元盒和偶数液晶单元盒由同一条栅线驱动的情形相比，数据电压的电平能够降低。因而，本发明的液晶显示设备以位于同一条水平线上的奇数液晶单元盒和偶数液晶单元盒由两条不同的栅线驱动作为例子来描述。
即使其成本比数据驱动器154低的栅驱动器152的数量比现有技术的增多两倍，但是由于与数据驱动器154因数据电压更高而导致功耗的增加以及成本的上升相比能够节省成本，因此优选在同一条水平线上的液晶单元盒由不同的栅线GL驱动。
从而，由于本发明的液晶显示设备与现有技术相比需要两倍的栅线，因此栅线以1/2水平周期驱动。因而，本发明的栅驱动器152在1/2水平周期的间隔内接连产生扫描信号，并且将此扫描信号提供给栅线GL。
液晶显示面板150具有栅线GL1～GLn，数据线DL1～DL2m+1，液晶单元盒Clc，第一和第二薄膜晶体管T1和T2，和第一和第二存储电容器Cst1和Cst2。
参照图2和图4，栅线GL1～GLn将扫描信号提供给第一和第二薄膜晶体管T1和T2的栅极106和136。
数据线DL1～DL2m+1垂直于栅线GL1～GLn形成，在数据线DL1～DL2m+1与栅线GL1～GLn之间形成栅绝缘膜112，以此形成子像素区域。数据线DL1～DL2m+1给第一和第二薄膜晶体管T1和T2的源极108和140分别提供数据信号。具体来说，奇数数据线DL1，DL3，……，DL2m+1给第一薄膜晶体管T1的源极108提供第一数据信号，而偶数数据线DL2，DL4，……，DL2m给第二薄膜晶体管T2的源极108提供第二数据信号，该第二数据信号与通过奇数数据线DL1，DL3，……，DL2m+1提供的第一数据信号形成电压差。例如，如果第一数据线为高电压数据信号，则第二数据信号为低电压数据信号，反之亦然。
第一薄膜晶体管T1使第一数据信号充载并保持在像素电极122上，该第一数据信号是响应于提供给栅线GL的扫描信号而被提供给奇数数据线DL1，DL3，……，DL2m+1的。为此，第一薄膜晶体管T1使其栅极106连接到栅线GL，源极108连接到奇数数据线DL1，DL3，……，DL2m+1，漏极110连接到像素电极122，并且有源层114和欧姆接触层116在源极108和漏极110之间均形成沟道。
第二薄膜晶体管T2将第二数据信号提供给公共电极124，该第二数据信号是响应于栅线GL上的扫描信号而被提供给偶数数据线DL2，DL4，……，DL2m的。为此，第二薄膜晶体管T2使其栅极136连接到栅线GL，源极138连接到偶数数据线DL2，DL4，……，DL2m，漏极140连接到公共电极124，并且有源层144和欧姆接触层146在源极138和漏极140之间均形成沟道。
液晶单元盒Clc形成于每个子像素区域处，并且使像素电极122连接到第一薄膜晶体管T1，公共电极124连接到第二薄膜晶体管T2。
像素电极122通过穿过保护膜的像素接触孔120与第一薄膜晶体管T1接触。第一数据信号通过第一薄膜晶体管T1从奇数数据线DL1，DL3，……DL2m+1提供到像素电极122上。像素电极122具有平行于栅线GL的第一像素水平部分122a，与第一像素水平部分122a相对并且平行的第二像素水平部分122b、和从第一像素水平部分122a或者第二像素水平部分122b延伸到子像素区域的像素指状(finger)部分122c。在这种情形下，第一像素水平部分122a是在栅绝缘膜122上从漏极110延伸出来的、与漏极110相同的金属，像素指状部分122c是形成于保护膜118上的透明导电膜，以改善开口，而且第二像素水平部分122b由与漏极110或者像素指部分122c相同的材料形成。
公共电压通过第二薄膜晶体管T2从偶数数据线DL2，DL4，……，DL2m提供到公共电极124上。公共电极124具有第一公共水平部分124a——其是从第二薄膜晶体管T2的漏极140延伸出来的且与栅线GL平行，与第一公共水平部分124a相对且平行的第二公共水平部分124b，和公共指状部分124c——其是从第一公共水平部分124a或者第二公共水平部分124b延伸到子像素区域的。在这种情形下，第一公共水平部分124a是在栅绝缘膜122上从漏极110延伸出来的、与漏极110相同的金属，公共指状部分124c是形成于保护膜118上的透明导电膜，以改善开口，而且第二公共水平部分124b由与漏极110或者像素指状部分122c相同的材料形成。与此同时，第一和第二公共水平部分124a和124b、第一和第二像素水平部分122a和122b、公共指状部分124c、像素指状部分122c可由同一材料在同一面上形成，或者其中至少一个可由与其余不同的材料形成，或者与其余的在不同的面上形成。
本发明的液晶显示设备在其上供有第一数据信号的像素电极的像素指状部分122c和其上供有第二数据信号的公共电极124的公共指状部分124c之间形成水平电场。该水平电场使薄膜晶体管基板和滤色器基板之间沿水平方向排列的液晶分子因其各项异性而发生旋转。因为穿过子像素区域的光的透射率随液晶分子的旋转程度而改变，所以能因此产生画面。
第一和第二存储电容器Cst1和Cst2用来使液晶单元盒中充载的数据电压保持住，直到下一数据电压充上为止。第一和第二存储电容器Cst1和Cst2并联连接，用于增加整个存储电容器的电容，以改善开口。
在使第一像素水平部分122a与第二公共水平部分124b重叠地形成时，第一存储电容器Cst1也随之形成，且保护膜118置于第一像素水平部分122a和第二公共水平部分124b之间，而在使第二像素水平部分122b与第一公共水平部分124a重叠地形成时，第二存储电容器Cst2也随之形成，且保护膜118形成于第二像素水平部分122b和第一公共水平部分124a之间。
参照图2，在本发明的液晶显示设备中，连接到液晶单元盒的第一薄膜晶体管T1相对于奇数数据线DL1，DL3，……DL2m+1以之字形布置，而且第二薄膜晶体管T2相对于偶数数据线DL2，DL4，……DL2m以之字形布置。据此，位于同一水平线上的液晶单元盒是由按列(column)彼此交替的不同的栅线GL驱动的。也即，第j(j是自然数)水平线上的液晶单元盒中，当奇数列的液 晶单元盒由第2j栅线GL2j驱动时，偶数列的液晶单元盒是由第2j-1栅线GL2j-1驱动。
具体来说，位于同一水平线上的奇数列的液晶单元盒由偶数栅线GL2，GL4，……驱动。也即，连接到奇数列上的液晶单元盒的第一和第二薄膜晶体管T1和T2由偶数栅线GL2，GL4，……导通(turn on)，用于将来自第2i-1(i是自然数)数据线DL1，DL3，……DL2m-1的第一数据电压提供给液晶单元盒的像素电极，并将来自第2i数据线DL2，DL4，……DL2m的第二数据电压提供给液晶单元盒的公共电极。
位于同一水平线上的偶数列的液晶单元盒由奇数栅线GL1，GL3，……驱动。也即，连接到偶数列上的液晶单元盒的第一和第二薄膜晶体管T1和T2由奇数栅线GL1，GL3，……导通，用于将来自第2i+1数据线DL3，DL5，……DL2m+1的第一数据电压提供给液晶单元盒的像素电极，并将来自第2i数据线DL2，DL4，……DL2m的第二数据电压提供给液晶单元盒的公共电极。
与此同时，将对本发明的液晶显示设备的点反转(dot inversion)型驱动进行描述。
参照图6，在一帧周期内第一栅线GL1被驱动的1/2水平周期内，第一水平线上的偶数液晶单元盒具有通过第2i数据线DL2，DL4，……，DL2m提供的第二数据电压Vd2和通过第2i+1数据线DL3，DL5，……，DL2m+1提供的第一数据电压Vd1。然后，第一水平线上的偶数液晶单元盒具有一个负极性像素电压信号，其等于从其上所充载的第一数据电压Vd1中减去第二数据电压Vd2所获得的电压。
在第二栅线GL2被驱动的1/2水平周期内，第一水平线上的奇数液晶单元盒具有通过第2i数据线DL2，DL4，……，DL2m提供的第二数据电压Vd2和通过第2i-1数据线DL1，DL3，……，DL2m-1提供的第一数据电压Vd1。然后，第一水平线上的奇数液晶单元盒具有一个正极性像素电压信号，其等于从其上所充载的第二数据电压Vd2中减去第一数据电压Vd1所获得的电压。
在第三栅线GL3被驱动的1/2水平周期内，第二水平线上的偶数液晶单元盒具有通过第2i数据线DL2，DL4，……，DL2m提供的第二数据电压Vd2和通过第2i+1数据线DL3，DL5，……，DL2m+1提供的第一数据电压Vd1。然后，第二水平线上的偶数液晶单元盒具有一个负极性像素电压信号，其等于从 其上所充载的第二数据电压Vd2中减去第一数据电压Vd1所获得的电压。
在第四栅线GL4被驱动的1/2水平周期内，第二水平线上的奇数液晶单元盒具有通过第2i数据线DL2，DL4，……，DL2m提供的第二数据电压Vd2和通过第2i-1数据线DL1，DL3，……，DL2m-1提供的第一数据电压Vd1。然后，第二水平线上的奇数液晶单元盒具有一个正极性像素电压信号，其等于从其上所充载的第一数据电压Vd1中减去第二数据电压Vd2所获得的电压。根据以上所述，液晶显示面板以点反转型被驱动。
在下一帧周期内，在一帧周期内第一栅线GL1被驱动的1/2水平周期内，第一水平线上的偶数液晶单元盒具有通过第2i数据线DL2，DL4，……，DL2m提供的第一数据电压Vd1和通过第2i+1数据线DL3，DL5，……，DL2m+1提供的第二数据电压Vd2。然后，第一水平线上的偶数液晶单元盒具有一个正极性像素电压信号，其等于从其上所充载的第二数据电压Vd2中减去第一数据电压Vd1所获得的电压。
在第二栅线GL2被驱动的1/2水平周期内，第一水平线上的奇数液晶单元盒具有通过第2i数据线DL2，DL4，……，DL2m提供的第一数据电压Vd1和通过第2i-1数据线DL1，DL3，……，DL2m-1提供的第二数据电压Vd2。然后，第一水平线上的奇数液晶单元盒具有一个负极性像素电压信号，其等于从其上所充载的第一数据电压Vd1中减去第二数据电压Vd2所获得的电压。
在第三栅线GL3被驱动的1/2水平周期内，第二水平线上的偶数液晶单元盒具有通过第2i数据线DL2，DL4，……，DL2m提供的第一数据电压Vd1和通过第2i+1数据线DL3，DL5，……，DL2m+1提供的第二数据电压Vd2。然后，第二水平线上的偶数液晶单元盒具有一个正极性像素电压信号，其等于从其上所充载的第一数据电压Vd1中减去第二数据电压Vd2所获得的电压。
在第四栅线GL4被驱动的1/2水平周期内，第二水平线上的奇数液晶单元盒具有通过第2i数据线DL2，DL4，……，DL2m提供的第一数据电压Vd1和通过第2i-1数据线DL1，DL3，……，DL2m-1提供的第二数据电压Vd2。然后，第二水平线上的奇数液晶单元盒具有一个负极性像素电压信号，其等于从其上所充载的第二数据电压Vd2中减去第一数据电压Vd1所获得的电压。根据以上所述，液晶显示面板以点反转型被驱动。
因而，由于在现有技术中为公共电压的第二数据电压的交替，本发明的 液晶显示设备能够将在现有技术中为数据电压的第一数据电压的电平降低1/2。最终，需要用来产生数据电压的基准电压VDD因其降低为现有技术的1/2而能够减小功耗以及数据驱动器的成本。
在现有技术中为公共电压的第二数据电压的脉冲模式驱动能够控制提供给处于不同位置的液晶单元盒的第二数据电压。
此外，由于在现有技术中为公共电压的第二数据电压其是通过偶数数据线提供给液晶单元盒，因此能够无需公共线。据此，本发明的液晶显示设备能够改善开口。
对本领域技术人员而言，显然，在不背离本发明的精神和范围的情况下，本发明能够进行各种改进和变动。因而，只要它们落在所附权利要求及其等价物的范围内，本发明意在包括这些改进和变动。

Claims (6)

1.一种液晶显示设备，其包括：
具有液晶单元盒的液晶显示面板；
用于驱动该液晶显示面板的栅线的栅驱动器；
用于驱动该液晶显示面板的第1、第2、第3、第4、第5、......、第2m-1、第2m、第2m+1数据线的数据驱动器，
其中该液晶显示面板包括：
连接到奇数数据线的第一薄膜晶体管，其相对于该奇数数据线以之字形布置于每一水平线上，
连接到偶数数据线的第二薄膜晶体管，其相对于该偶数数据线以之字形布置于每一水平线上，
连接到该第一薄膜晶体管的像素电极，用于使第一数据信号通过该奇数数据线提供到其上，和
连接到该第二薄膜晶体管的公共电极，用于使第二数据信号通过该偶数数据线提供到其上，并用于与该像素电极一起形成水平电场。
2.如权利要求1所述的设备，其中该液晶单元盒上所充载的该第一和该第二数据信号存在电压差，并且该第一和该第二数据信号在每水平周期内发生交替。
3.如权利要求1所述的设备，其中该第一数据信号在一个水平周期的1/2水平周期内被提供给第3、第5、......到第2m+1数据线，在一个水平周期的其余1/2水平周期内被提供给第1、第3、......到第2m-1数据线。
4.如权利要求1所述的设备，其中在位于第j条水平线上的液晶单元盒中，该奇数和偶数液晶单元盒的一些液晶单元盒连接到该第2i-1栅线，而其余液晶单元盒连接到第2i栅线。
5.如权利要求1所述的设备，其中该像素电极包括：
与该栅线平行的第一像素水平部分，
与该第一像素水平部分相对的第二像素水平部分，和
连接到该第一像素水平部分或者该第二像素水平部分的像素指状部分，并且
该公共电极包括：
第一公共水平部分，其与该第二像素水平部分重叠，且其间置有至少一绝缘膜，以形成第一存储电容器，
第二公共水平部分，其与该第一像素水平部分重叠，且其间置有至少一绝缘膜，以形成与该第一存储电容器并联连接的第二存储电容器，和
公共指状部分，其连接到该第一公共水平部分或者该第二公共水平部分，以与该像素指状部分交替设置。
6.如权利要求6所述的设备，其中该像素指状部分和该公共指状部分都是透明导电膜，并且该第一和第二像素水平部分以及该第一和第二公共水平部分是由与该像素指状部分和该公共指状部分相同或者不同的材料制成。
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