CN101718934B

CN101718934B - 显示器及其光电装置

Info

Publication number: CN101718934B
Application number: CN2009102611371A
Authority: CN
Inventors: 诸葛慧; 郑胜文
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2029-12-28
Also published as: CN101718934A

Abstract

本发明提供一种显示器，其中各子像素具有主要显示区与次要显示区，分别可对应至第一与第二像素电极，第一与第二像素电极相互分离而具有间隙，且所述间隙垂直于栅极线。各子像素更包括耦合电极、第一开关晶体管、第二开关晶体管与共享晶体管。耦合电极与第一像素电极电容耦合；第一与第二开关晶体管均电性连接至同一栅极线与同一数据线，且分别电性连接至第一与第二像素电极，共享晶体管电性连接至栅极线、耦合电极与第二像素电极。本发明亦公开一种光电装置。

Description

显示器及其光电装置

技术领域

本发明涉及一种显示技术领域，且特别是有关于一种显示器与采用此种显示器的光电装置。

背景技术

随着科技不断进步，可节省能源或提高亮度的显示器日益重要，因此，能提高穿透率并降低背光耗能的多原色显示器被开发而出。多原色显示器主要通过白色子像素的高穿透率来提升显示器亮度；另一方面，多原色显示器也可因加入黄色或其他明度较高的色彩提升显示器亮度，通过显示器亮度提升达到省电的效果。相较之下，传统显示器例如仅具红(R)、绿(G)、蓝(B)三种颜色的子像素，所能提供的亮度有限，因此在户外或外在环境光强度高时可视度较低。

图1为公知红绿蓝白(RGBW)多原色显示器的子像素结构的俯视示意图。如图1所示，各子像素10包括形成于基底(图中未标示)上的两条共用电极COM、两个辅助电极113与133、像素电极PX1与PX2、耦合电极120、开关晶体管Ta与Tc、以及共享晶体管Tb；共用电极COM在大致上与数据线DL(y)与DL(y+1)垂直的方向上的金属走线为两条，辅助电极113位于共用电极COM与像素电极PX1之间且与像素电极PX1相连接，辅助电极133位于共用电极COM与像素电极PX2之间且与像素电极PX2相连接；像素电极PX1与PX2呈上下排列且辅助电极113与133亦呈上下排列，数据线DL(y)与DL(y+1)位于像素电极PX1与PX2的左右两侧，栅极线GL(x)与GL(x+1)位于像素电极PX1与PX2之间且跨越数据线DL(y)与DL(y+1)；开关晶体管Ta与Tc的栅极皆电性连接至栅极线GL(x)，开关晶体管Ta与Tc的源极皆电性连接至数据线DL(y)，开关晶体管Ta的漏极电性连接至像素电极PX1，开关晶体管Tc的漏极电性连接至像素电极PX2；共享晶体管Tb的栅极电性连接至栅极线GL(x+1)，其中公知共享晶体管Tb的源极直接连接至开关晶体管Tc的漏极，亦即公知共享晶体管Tb的源极与开关晶体管Tc的漏极直接共用同一块金属，共享晶体管Tb的漏极电性连接至耦合电极120，而耦合电极120电容耦合至共用电极COM、辅助电极113以及像素电极PX1。

在此，由于子像素10的像素电极PX1与PX2呈上下排列而适用于长条形的子像素布局，共用电极COM与栅极金属走线的长度为长条形的短边长度；但应用在正方形的子像素布局(对应较佳的显示效果)时，共用电极COM与栅极金属走线的长度增长，使开口率大幅降低，此外还会导致液晶导向不良的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显示器，可具有较高的开口率，同时能避免液晶导向不良的问题。

本发明的再一目的在于提供一种光电装置，其所采用的显示器可具有较高的开口率，同时能避免液晶导向不良的问题。

本发明一实施例提出一种显示器，其包括基底以及形成于基底上的栅极线与数据线；数据线与栅极线交错排列而定义出多个子像素，每一子像素具有由栅极线中的两相邻栅极线与数据线中的两相邻数据线定义的像素区域，此像素区域至少具有第一区与第二区；其中每一子像素包括第一像素电极、第二像素电极、耦合电极、第一开关晶体管、第二开关晶体管以及共享晶体管。第一像素电极设置于第一区中，第二像素电极设置于第二区中，第二像素电极与第一像素电极相互间隔且分离具有间隙，此间隙大致上与栅极线垂直；耦合电极设置于第一区中，且与所述第一像素电极相电容耦合；第一开关晶体管与第二开关晶体管的栅极皆电性连接至上述两相邻的栅极线中的一个，第一开关晶体管与第二开关晶体管的第一源/漏极皆电性连接至上述两相邻的数据线中的一个，第一开关晶体管的第二源/漏极电性连接至第一像素电极，且第二开关晶体管的第二源/漏极电性连接至第二像素电极；共享晶体管的栅极电性连接至上述两相邻的栅极线中的另一个，共享晶体管的第一源/漏极电性连接至耦合电极，且共享晶体管的第二源/漏极电性连接至第二像素电极。

在本发明的一实施例中，上述的多个子像素包括红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素与白色子像素。

在本发明的一实施例中，上述的耦合电极与像素区域的透光部分的面积比值约为2.5％～4.5％。

在本发明的一实施例中，上述的像素区域的在大致上与数据线平行的方向上的长度与此像素区域的在大致上与栅极线平行的方向上的宽度的比值约为0.9～1.1。

在本发明的一实施例中，上述的每一子像素更包括共用电极，而共用电极包括设置于基底与耦合电极之间、设置于基底与第一像素电极之间、以及设置于基底与第二像素电极之间，且共用电极电容耦合至耦合电极、第一像素电极以及第二像素电极。

在本发明的一实施例中，上述的每一子像素更包括第一辅助电极，而第一辅助电极位于共用电极与第一像素电极之间且与第一像素电极相连接。

在本发明的一实施例中，上述的每一子像素更包括第二辅助电极，而第二辅助电极位于共用电极与第二像素电极之间，且与第二像素电极以及共享晶体管的第二源/漏极相连接。

在本发明的一实施例中，上述的第一像素电极与第二像素电极皆具有多个条状部，且相邻两个条状部之间具有一狭缝。

本发明另一实施例提出一种光电装置，其包含上述的显示器。

本发明实施例提出的显示器的各个子像素包含沿大致上与数据线垂直的方向排列的第一区与第二区，第一像素电极与第二像素电极分设于第一区与第二区且相互间隔，因而可应用于正方形的子像素布局设计，共用电极在大致上与数据线垂直的方向上的金属走线可以减少一条，使得开口率得以提升，同时第一区与第二区有足够大的尺寸而能够避免液晶导向不良的问题。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示为现有技术的一种子像素结构布局示意图；

图2绘示为相关于本发明实施例的一种显示器的局部结构示意图；

图3绘示为图2所示显示器的子像素的结构布局示意图；

图4绘示为沿图3中剖面线I-I’的剖视图；

图5绘示为沿图3中剖面线II-II’的剖视图；

图6绘示为沿图3中剖面线III-III’的剖视图；

图7绘示为相关于本发明实施例的一种光电装置的结构框图。

其中，附图标记

10：子像素 GL(x)、GL(x+1)：栅极线

DL(y)、DL(y+1)：数据线 COM：共用电极

113、133：辅助电极 120：耦合电极

PX1、PX2：像素电极 Ta、Tc：开关晶体管

Tb：共享晶体管 30：显示器

300：基底 GL(n)～GL(n+7)：栅极线

DL(m)～DL(m+4)：数据线 P：像素

31：子像素 AA：像素区域

A1、A2：区 TA：像素区域的透光部分

L：长度 W：宽度

321、341：辅助电极 331：耦合电极

35：间隙 361：条状部

363：狭缝 T1、T3：开关晶体管

T2：共享晶体管 S1、S3：源极

302、304：介电层 500：光电装置

502：电子元件

具体实施方式

请参阅图2，本发明实施例提出的一种显示器30包括：基底300以及形成基底300上的栅极线(或称为扫描线)例如GL(n)～GL(n+7)与数据线(或称为信号线)例如DL(m)～DL(m+4)。栅极线GL(n)～GL(n+7)与数据线DL(m)～DL(m+4)交错排列而定义出多个子像素31；本实施例中，每四个子像素31构成一个像素P，且每一像素P中的各个子像素31可包括第一色彩子像素、第二色彩子像素、第三色彩子像素与第四色彩子像素，例如红色(R)子像素、绿色(G)子像素、蓝色(B)子像素与白色(W)子像素，但并非以此为限，各个子像素31所显示的颜色可选自色坐标的其他色彩，例如可加入或替换为黄色或其他明度较高的色彩。于其它实施例中，亦可至少四个子像素31构成一个像素P。

此外，位于两相邻子像素31之间的二栅极线例如GL(n+1)与GL(n+2)的尾端不连接在一起(如图2所示)，即通入不同的信号，使得信号选择性较多；又或者，位于两相邻子像素31之间的二栅极线例如GL(n+1)与GL(n+2)的尾端连接在一起(未绘示)，即通入相同的信号。

请参阅图3，其绘示出本发明实施例的子像素31的一种布局设计。如图3所示，子像素31具有由栅极线GL(n)～GL(n+7)中的两相邻的栅极线GL(n)与GL(n+1)与数据线DL(m)～DL(m+4)中的两相邻的数据线DL(m)与DL(m+1)定义的像素区域AA，而像素区域AA至少具有沿大致上与数据线垂直的方向排列的第一区A1与第二区A2；换句话说，第一区A1与第二区A2是水平排列于像素区域AA中。第一区A1与第二区A2可以分别是子像素31的主要显示区(main region)与次要显示区(sub region)，但亦可彼此替换而不限于此。像素区域AA的在大致上与数据线DL(m)与DL(m+1)平行的方向上的长度L与像素区域AA的在大致上与栅极线GL(n)与GL(n+1)平行的方向上的宽度W的比值约为0.9～1.1，换而言之，像素区域AA的形状为正方形或接近正方形。在本实施例中，至少四个子像素组成一个像素P，像素P的长度与宽度比值亦约为0.9～1.1。进一步地，子像素31包括像素电极PX1与PX2、耦合电极331、开关晶体管T1与T3、共享晶体管T2、辅助电极321与341、以及共用电极COM。本实施例中，像素电极PX1与PX2皆具有多个条状部361，且相邻两个条状部361之间具有狭缝363，即不具有像素电极材料存在，此种像素电极结构设计有利于解决视角色偏的问题；耦合电极331与像素区域AA的透光部分TA的面积比值较佳地约为2.5％～4.5％。此处所谓的透光部分TA，像素区域AA中可用以显示亮度的面积，包含未被共用电极COM、栅极线GL(n)～GL(n+7)、数据线DL(m)～DL(m+4)、辅助电极321与341遮蔽的像素电极PX1、PX2以及像素电极PX1、PX2的各个条状部361间的狭缝363。

承上述，像素电极PX1设置于第一区A1中，像素电极PX2设置于第二区A2中，像素电极PX2与像素电极PX1相互间隔且分离而具有间隙35，此间隙35沿大致上与数据线DL(m)与DL(m+1)平行的方向延伸且大致上与栅极线GL(n)GL(n+1)垂直；本发明的像素电极PX1与PX2之间不须设置栅极线GL(n)～GL(n+7)与数据线DL(m)～DL(m+4)，因此可有效提升开口率。耦合电极331设置于第一区A1中且与像素电极PX1相电容耦合。开关晶体管T1与T3的栅极皆电性连接至两相邻的栅极线GL(n)与GL(n+1)中的GL(n)，开关晶体管T1与T3的源极皆电性连接至两相邻的数据线DL(m)与DL(m+1)中的DL(m)，开关晶体管T1的漏极电性连接至像素电极PX1，且开关晶体管T3的漏极电性连接至像素电极PX2。共享晶体管T2的栅极电性连接至两相邻的栅极线GL(n)与GL(n+1)中的GL(n+1)，共享晶体管T2的源极电性连接至耦合电极331，且共享晶体管T2的漏极通过辅助电极341电性连接至像素电极PX2。辅助电极321与341皆为十字架形结构且相互电性绝缘。共用电极COM包括位于第一区A1中的十字架形结构与位于第二区A2中的十字架形结构，且此二个十字架形结构在间隙35处相连，其中，此二个十字架形结构的大小与比值并不加以限定，而视设计的要求。必需说明的是，此间隙35是由像素电极PX1与像素电极PX2相互分隔且水平排列于像素区域AA中所形成的。详言之，像素电极PX1与像素电极PX2依据第一区A1与第二区A2的排列方式排列于像素区域AA中，且像素电极PX1位于第一区A1中与像素电极PX2位于第二区A2中，其中，第一区A1中的像素电极PX1与第二区A2中的像素电极PX2相互分隔。

下面将结合图3至图6详细说明相关于本发明实施例的子像素31的像素电极PX1与PX2、耦合电极331、辅助电极321与341以及共用电极COM之间的相对位置关系。其中，图4绘示为沿图3中剖面线I-I’的剖视图，图5绘示为沿图3中剖面线II-II’的剖视图，图6绘示为沿图3中剖面线III-III’的剖视图。

如图4所示，共用电极COM设置于基底300上，辅助电极321与341与共用电极COM之间通过介电层302相互电性绝缘，像素电极PX1与PX2与辅助电极321与341之间设置有介电层304，并且像素电极PX1与PX2分别与辅助电极321与341电性连接。换而言之，共用电极COM设置于基底300与像素电极PX1之间且设置于基底300与像素电极PX2之间，其与像素电极PX1与PX2相电容耦合；辅助电极321位于共用电极COM与像素电极PX1之间且与像素电极PX1相连接，辅助电极341位于共用电极COM与像素电极PX2之间且与像素电极PX2相连接。

如图5所示，像素电极PX2与辅助电极341与开关晶体管T3的漏极S3相连接，并且像素电极PX2上形成有多个条状部361，各条状部361间具有狭缝363。

如图6所示，类似地，像素电极PX1与辅助电极321与开关晶体管T1的漏极S1相连接，并且像素电极PX1上形成有多个条状部361，各条状部361间具有狭缝363。此外，耦合电极331位于共用电极COM与像素电极PX1之间，且通过介电层302与304分别与共用电极COM与像素电极PX1电性绝缘；换而言之，耦合电极331电容耦合至共用电极COM与像素电极PX1。再者，耦合电极331通过共享晶体管T2电性连接至像素电极PX2(请一并参阅图3)，因此可达成对像素电极PX1与PX2上的电荷进行重新分配的功效。

需要说明的是，像素电极PX1与PX2并不限于如图4至图6所示的设置于最上层；于其他实施例中，其亦可设置于共用电极COM与基底300之间且与共用电极COM电性绝缘；又或者，设置于共用电极300与辅助电极321与341之间且与共用电极COM电性绝缘，并且分别与辅助电极321与341相连接。

图7绘示为本发明的一实施例的光电装置的示意图。如图7所示，本实施例的光电装置500包括图3所示的显示器30以及与显示器30电性连接的电子元件502。本实施例的电子元件502包括如：控制元件、操作元件、处理元件、输入元件、存储元件、驱动元件、发光元件、保护元件、感测元件、侦测元件、或其它功能元件、或前述的组合。而光电装置500的类型包括可携式产品(如手机、摄影机、照相机、笔记本电脑、游戏机、手表、音乐播放器、电子信件收发器、地图导航器、数字相片、或类似的产品)、影音产品(如影音放映器或类似的产品)、屏幕、电视、看板、投影机内的面板等。

综上所述，本发明实施例提出的显示器的各个子像素包含沿大致上与数据线垂直的方向排列的第一区与第二区，第一像素电极与第二像素电极分设于第一区与第二区且相互间隔，因而可应用于正方形的子像素布局设计，共用电极在大致上与数据线垂直的方向上的金属走线可以减少一条，使得开口率得以提升，同时第一区与第二区有足够大的尺寸而能够避免液晶导向不良的问题。

此外，任何本领域技术人员还可对本发明上述实施例提出的显示器结构作适当变更，例如适当变更像素电极的结构，变更辅助电极的结构，变更共用电极的结构，不设置辅助电极、在基底上不设置共用电极、与/或将各个晶体管的源极与漏极的电连接关系互换等等。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种显示器，其特征在于，包括：

基底；

栅极线，设置于所述基底上；以及

数据线，设置于所述基底上，且与所述栅极线交错排列而定义出多个子像素，每一所述子像素具有由所述栅极线中的两相邻的栅极线与所述数据线中的两相邻的数据线定义的像素区域，所述像素区域至少具有第一区与第二区，其中，每一所述子像素包括：

第一像素电极，设置于所述第一区中；

第二像素电极，设置于所述第二区中，其中所述第二像素电极与所述第一像素电极相互间隔且分离而具有间隙，所述间隙大致上与所述栅极线垂直；

耦合电极，设置于所述第一区中，其中所述耦合电极与所述第一像素电极相电容耦合；

第一开关晶体管；

第二开关晶体管，所述第一开关晶体管与所述第二开关晶体管的栅极皆电性连接至所述两相邻的栅极线中的同一条栅极线，所述第一开关晶体管与所述第二开关晶体管的源极皆电性连接至所述两相邻的数据线中的同一条数据线；所述第一开关晶体管的漏极电性连接至所述第一像素电极，且所述第二开关晶体管的漏极电性连接至所述第二像素电极；或，所述第一开关晶体管与所述第二开关晶体管的栅极皆电性连接至所述两相邻的栅极线中的同一条栅极线，所述第一开关晶体管与所述第二开关晶体管的漏极皆电性连接至所述两相邻的数据线中的同一条数据线，所述第一开关晶体管的源极电性连接至所述第一像素电极，且所述第二开关晶体管的源极电性连接至所述第二像素电极；以及

共享晶体管，所述共享晶体管的栅极电性连接至所述两相邻的栅极线中的另一个，所述共享晶体管的源极电性连接至所述耦合电极，且所述共享晶体管的漏极电性连接至所述第二像素电极；或所述共享晶体管的栅极电性连接至所述两相邻的栅极线中的另一个，所述共享晶体管的漏极电性连接至所述耦合电极，且所述共享晶体管的源极电性连接至所述第二像素电极。

2.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述子像素包括红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素与白色子像素。

3.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述耦合电极与所述像素区域的透光部分的面积比值为2.5％～4.5％。

4.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述像素区域的在大致上与所述数据线平行的方向上的长度与所述像素区域的在大致上与所述栅极线平行的方向上的宽度的比值为0.9～1.1。

5.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，每一所述子像素还包括共用电极，所述共用电极包括设置于所述基底与所述耦合电极之间，设置于所述基底与所述第一像素电极之间，以及设置于所述基底与所述第二像素电极之间，所述共用电极电容耦合至所述耦合电极、所述第一像素电极以及所述第二像素电极。

6.根据权利要求5所述的显示器，其特征在于，每一所述子像素还包括第一辅助电极，所述第一辅助电极位于所述共用电极与所述第一像素电极之间且与所述第一像素电极相连接。

7.根据权利要求6所述的显示器，其特征在于，每一所述子像素还包括第二辅助电极，所述第二辅助电极位于所述共用电极与所述第二像素电极之间，且与所述第二像素电极以及所述共享晶体管的连接所述第二像素电极的所述源极或漏极相连接。

8.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，所述第一像素电极与所述第二像素电极分别具有多个条状部，且相邻两个所述条状部之间具有狭缝。

9.一种光电装置，其特征在于，包含根据权利要求1所述的显示器。