CN103941494B - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示装置，其包括基板、至少一薄膜晶体管、保护层、下部共用电极层、像素电极层以及液晶层。薄膜晶体管设置在基板上，包括栅极、源极以及漏极。保护层设置在薄膜晶体管与基板上，下部共用电极层设置在保护层上，且包括下部共用电极。像素电极层设置在下部共用电极层上，且包括至少一像素电极，电连接到漏极，且液晶层设置在像素电极层上。在显示画面时，通过独立电压源来对液晶显示装置各别提供下部共用电压，可以改善因回踢电压造成的画面异常。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，一种使用HUA(HannStar Ultra-high Aperture)技术的液晶显示装置，特别是涉及一种具有独立电压源的多个共用电极的液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等特性，已被广泛地应用在笔记本计算器(notebook)、个人数码助理(personal digital assistant,PDA)等携带式信息产品上，并且已逐渐取代传统桌上型计算机的阴极射线管监视器。

公知液晶显示装置的驱动是利用在在下基板表面设置像素电极，以及在上基板或下基板表面设置共享电极，并且通过分别提供共享电压与像素电压给共享电极和像素电极，在液晶层中形成电场来驱动液晶分子，用以显示画面。在液晶显示装置中，栅极对像素会造成回踢电压Vp，而回踢电压Vp会受到像素中各种电性组件之间产生的电容所影响。如果回踢电压Vp越大，那么共享电极的回踢电压数值也越大，影响到共享电极的准位，造成电压涟波(ripple)，使得画面异常，例如发生跨越干扰(cross talk)或呈现微绿色(greenish)的状况。因此，如何降低回踢电压对液晶显示装置造成画面异常的影响实为业界努力的目标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是公知液晶显示装置中因为回踢电压过高而造成的画面异常现象，而本发明提供一种液晶显示装置，其包括多个独立的共用电极，通过调整各个共用电极的共用电压，可以改善回踢电压造成的画面异常现象。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种液晶显示装置，包括基板、至少一薄膜晶体管、保护层、下部共用电极层、像素电极层以及液晶层。薄膜晶体管设置在基板上，且薄膜晶体管包括一栅极、一源极以及一漏极。保护层设置在薄膜晶体管与基板上。下部共用电极层设置在保护层上，且包括一下部共用电极。像素电极层设置在下部共用电极层上，并且包括至少一像素电极，电连接到漏极，而液晶层设置在像素电极层上。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种液晶显示装置，包括基板、至少一薄膜晶体管、保护层、共用电极层、像素电极层以及液晶层。薄膜晶体管设置在基板上，且包括一栅极、一源极以及一漏极。保护层设置在薄膜晶体管上，共用电极层设置在保护层上，并且共用电极层包括多个次共用电极，分别通过一个独立的电压源来对液晶显示装置分别提供一共用电压，并且该些次共用电极彼此不互相电连接。像素电极层设置在共用电极层上，包括至少一像素电极电连接到该漏极，并且液晶层设置在像素电极层上。

本发明的液晶显示装置利用提供独立的电压源给不同的共用电极，可以分别调整各个共用电极的准位(电位)，以改善回踢电压造成画面异常的状况。

附图说明

图1所示为本发明液晶显示装置的第一实施例的剖视示意图。

图2所示为图1的液晶显示装置的共用电极配置示意图。

图3所示为本发明液晶显示装置的第一实施例的变化实施例的部分俯视图。

图4所示为本发明液晶显示装置的第二实施例的共用电极配置示意图。

图5所示为图4液晶显示装置的部分俯视示意图。

图6所示为本发明液晶显示装置的第三实施例的共用电极配置示意图。

图7所示为图6液晶显示装置的部分俯视示意图。

图8所示为本发明液晶显示装置的第四实施例的剖视示意图。

图9所示为图8液晶显示装置的共用电极配置示意图。

其中，附图标记说明如下：

10、110、210、310 液晶显示装置

12 下基板

14 上基板

15、15a、15b、15c、15d 像素区

16 液晶层

18 薄膜晶体管

20 栅极绝缘层

22 通道层

24 非显示区

26 第二导电层

28 数据线

30 源极

32 漏极

34 保护层

36 下部共用电极层

40 绝缘层

42 像素电极层

43 像素电极

44 第一导电层

45 扫描线

46 栅极

48 显示区

50 下部共用电极

50a、50b、50c、50d、50n 下部次共用电极

52 开口

53 上部共用电极层

54 上部共用电极

56、58 导线

561、562、563、564、56n 导线

56a、58a 次要导线

56b、58b 主要导线

581、582、583、584、58n 导线

60 上部共用电极导线

62、62a、62b、62c、64 焊接点

66 芯片连接区

67 芯片

68 狭缝

W 下部次共用电极的纵向宽度

具体实施方式

请参考图1与图2，图1所示为本发明液晶显示装置的第一实施例的单一像素的剖视示意图，而图2所示为图1的液晶显示装置的共用电极配置示意图。如图1所示，本发明液晶显示装置10包括下基板12、上基板14以及设置在上基板14与下基板12之间的液晶层16。液晶显示装置10还包括至少一薄膜晶体管18、保护层34、下部共用电极层36、绝缘层40以及像素电极层42。薄膜晶体管12设置在下基板12表面，包括一栅极46、一源极30以及一漏极32，其中栅极46是由第一导电层44所构成，例如为第一金属层，通道层22设置在栅极绝缘层20上方，并且电连接到源极30和漏极32，源极30和漏极32可以由同一层第二导电层26所制作，例如为第二金属层。

本发明使用HUA(HannStar Ultra-high Aperture)技术的液晶显示装置，其保护层34设置在薄膜晶体管18与下基板12上，可以由有色半透明材料或透明高分子材料所制作，而下部共用电极层36设置在保护层34上，且下部共用电极层36包括下部共用电极50。下部共用电极层36优选由透明导电材料制作，例如氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)材料，但不以此为限。绝缘层40设置在下部共用电极层36上，且绝缘层40与保护层34具有一开口52，曝露出部分漏极32。像素电极层42设置在下部共用电极层36与绝缘层40上，包括至少一像素电极43，通过开口52而电连接到漏极32，且像素电极层42优选由透明导电材料所制作，例如为ITO，液晶层16则设置在像素电极层42上。借此，可提升开口率。

在本实施例中，液晶显示装置10为扭转式向列型(twisted nematic,TN)液晶显示装置，在上基板14的下表面还包括上部共用电极层53设置在液晶层16上，且上部共用电极层53包括一上部共用电极54，其中，上部共用电极层53优选由透明导电材料制作，例如ITO。

请再参考图3，图3为本发明第一实施例的变化实施例的部分俯视示意图。此外，下基板12表面定义有显示区48与非显示区24，其中显示区48用来显示影像，而非显示区24可以用来设置导线。显示区48可以包括至少一数据线28和至少一扫描线45，分别电连接到源极30与栅极44，且数据线28与扫描线45基本上垂直相交定义出至少一像素区15，数据线28与像素区15重迭的部分可以视为源极30，而扫描线45与像素区15重迭的部分也可以视为栅极46。本实施例的下部共用电极层36覆盖了扫描线45、数据线28和大部分的像素区15，也就是说，在显示区48内的共用电极50均具有相同的下部共用电压准位(电位)，并且可以通过多条导线而电连接到显示区48之外的电压源。

如图2所示，在显示区48两侧的非显示区24内可以分别设置导线56与导线58在下基板12的表面，用以电连接下部共用电极50到焊接点(bonding pad)62，其中导线56包括次要导线56a与主要导线56b，而导线58包括次要导线58a与主要导线58b，其中次要导线56a与58b的数量可依据需要而调整。在其它实施例中，导线56与58也可仅具有一条次要导线56a与一条次要导线58a。次要导线56a、主要导线56b、次要导线58a以及主要导线58b可以由同一层或不同层导电层所制作，例如可以分别由第一导电层44、第二导电层26、下部共用电极层36、像素电极层42的其中一者或其它导电层所制作。举例而言，次要导线56a与58a可以由相同于共用电极层36或像素电极层42的透明导电材料所制作，而主要导线56b与58b可以由第一导电层44或第二导电层26所制作，但不限于此。导线56、58也可以都由第一导电层44或第二导电层26所制作。

此外，设置在上基板14的上部共用电极54可以通过导电胶而电连接到设置在下基板12表面的上部共用电极导线60，并通过上部共用电极导线60而电连接到焊接点64，其中上部共用电极导线60可以由上述各导电层的其中一者来制作。需要注意的是，上部共用电极54与下部共用电极50彼此不互相电连接，即两者呈开路设计，而焊接点62与64设置在芯片连接区66，可以通过一芯片与一柔性线路版(flexible printed circuit FPC)而分别电连接到外部的独立电压源。在图2中，以导线58、56和上部共用电极导线60分别电连接到不同的焊接点62与64来表示：在液晶显示装置10显示画面时，不同的独立电压源分别通过导线58、56和上部共用电极导线60而个别提供下部共用电压和上部共用电压给下部共用电极50与上部共用电极54，其中上部共用电压与下部共用电压可以具有相同或不相同的准位(电位)。举例而言，上部共用电压可以为一般TN液晶显示器中用来驱动液晶分子的共用电压的准位，而下部共用电压可以为任意准位，用以调整共用电极与其它电性组件的电容耦合状况，例如使公知技术中因为像素区15对共用电极产生耦合电容而导致的涟波电压的状况局限在下部共用电极50，减少对上部共用电极54的影响，以改善画面异常的问题。

本发明的液晶显示装置并不以上述实施例为限。下文将继续揭示本发明的其它实施例或变化实施例，为了简化说明并突显各实施例或变化实施例之间的差异，下文中使用相同标记标注相同组件，不再对重复部分作赘述。

请参考图3，为求容易表示本发明的HUA技术，其仅画出数据线28、扫描线45以及下部共用电极50用以做为说明。在本变化实施例中，液晶显示装置10包括多条扫描线45与多条数据线28，互相交错形成多个像素区，图3以标记15a、15b表示不同的像素区。如图3所示，下部共用电极50几乎覆盖了各个像素区15a、15b，横跨各数据线28，并且至少部分覆盖各条扫描线46，因此整个像素区15a、15b、扫描线45和数据线28上方的下部共用电极50均具有同样的电压准位。本变化实施例的下部共用电极50的配置图基本上相同于图2，因此不再赘述。

请参考图4与图5，图4所示为本发明液晶显示装置的第二实施例的共用电极配置示意图，而图5所示为图4液晶显示装置的部分俯视示意，为求容易表示本发明的HUA技术，其仅画出数据线28、扫描线45以及下部共用电极50用以做为说明。在本实施例液晶显示装置110中，下部共用电极50包括多个下部次共用电极50a、50b、50c、50d……50n等，分别对应和覆盖多个像素区，但是不会覆盖设置在不同的下部次共用电极50a、50b、50c、50d……50n之间的扫描线45，例如下部次共用电极50a对应并覆盖呈一横列设置的多个像素区15a与像素区15a之间的数据线28；下部次共用电极50b对应并覆盖呈一横列设置的多个像素区15b与像素区15b之间的数据线28；下部次共用电极50c对应并覆盖呈一横列设置的多个像素区15c与像素区15c之间的数据线28；以及下部次共用电极50d对应并覆盖呈一横列设置的多个像素区15d与像素区15ad之间的数据线28。此外，下部次共用电极50a、50b、50c、50d……50n分别通过左侧的导线561、562、563、564……56n与右侧的导线581、582、583、584……58n电连接到芯片67上不同的焊接点以及各自独立的电压源。因此，若本实施例中有n列像素区，则下部共用电极50可以包括n个下部次共用电极，分别覆盖该n列像素区，并分别通过左、右两侧的n条导线连接到不同的焊接点。

请再参考图4，各下部次共用电极50a、50b、50c、50d……50n(以下利用50a、50b、50c、50d为代表说明)彼此不互相电连接，所以在液晶显示装置110显示画面时，各个下部次共用电极50a、50b、50c、50d可以分别具有不同或相同的准位，该些准位也可以相同或不同于上部共用电极54的准位。由于各个下部次共用电极50a、50b、50c、50d的准位可以通过不同的独立电压源分别提供不同的下部共用电压，因此可以分别调整下部次共用电极50a、50b、50c、50d与像素电极43之间所形成的储存电容，改善各区域中因为回踢电压造成的画面异常问题。再者，在不同实施例中，各像素区15a、15b、15c、15d中的下部次共用电极50a、50b、50c、50d还可以具有各种大小狭缝(slit)68，例如为梳状狭缝，用以进一步调整各区域或各像素区15a、15b、15c、15d的储存电容，但不以此为限。

请参考图6与图7，图6所示为本发明液晶显示装置的第三实施例的共用电极配置示意图，而图7所示为图6液晶显示装置的部分俯视示意图，为求容易表示本发明的HUA技术，其仅画出数据线28、扫描线45以及下部共用电极50用以做为说明。在本实施例液晶显示装置210中，下部共用电极50包括三个下部次共用电极50a、50b、50c设置在显示区48内，且分别对应和覆盖多个像素区，其中下部次共用电极50a、50b、50c的数量仅为举例，在其它实施例中，下部共用电极50可以仅包括二个或者包括数量更多的下部次共用电极。在图7中，位于第一横列的像素区以标记15a代表，位于第二横列的像素区以标记15b代表，位于第三横列的像素区以标记15c代表，位于第四横列的像素区以标记15d，而下部次共用电极50a、50b、50c分别对应并覆盖多个横列的像素区15a、15b、15c或15d。例如，图7表示出下部次共用电极50a至少对应了像素区15a、15b，而下部次共用电极50b至少对应了像素区15c、15d。下部次共用电极50a覆盖了像素区15a、15b的数据线28，并同时覆盖了设置在像素区15a、15b之间的扫描线45的至少一部分，下部次共用电极50b覆盖了像素区15c、15d的数据线28，并同时覆盖了设置在像素区15c、15d之间的扫描线45的至少一部分。此外，本實施例的下部次共用电极50a、50b、50c、50d还可以具有狭缝(slit)68，例如为长条状狭缝，用以进一步调整各区域或各像素区15a、15b、15c、15d的储存电容，但不以此为限。

然而，设置在相邻下部次共用电极50a、50b、50c之间的扫描线45则不会被下部次共用电极50a、50b、50c所覆盖，例如图7中设置在像素区15b与像素区15c之间的扫描线45不会被下部次共用电极50a或50b所覆盖。此外，下部次共用电极50a、50b、50c彼此不互相电连接，并分别通过左侧的导线561、562、563和右侧的导线581、582、583而电连接到不同的焊接点62a、62b、62c，因此可以通过焊接点62a、62b、62c而分别对下部次共用电极50a、50b、50c提供不同电压以改善各区域回踢电压对显示画面的影响。再者，非显示区24表面也可以另外设置上部共用电极导线60，用以电连接焊接点64与设置在上基板14的上部共用电极44，使得下部次共用电极50a、50b、50c和上部共用电极44可以分别通过多个独立的电压源来对液晶显示装置210提供不同的共用电压。

值得注意的是，下部次共用电极50a、50b、50c可以依据需要或设计而具有不同的面积或是对应覆盖不同数量或不同横列的像素区，例如通过设计下部次共用电极50a、50b、50c的纵向宽度W来调整各下部次共用电极50a、50b、50c的面积，并配合芯片或外部电压源提供不同的共用电压，以改善画面异常的问题。

请参考图8与图9，图8所示为本发明液晶显示装置的第四实施例的剖视示意图，而图9所示为图8液晶显示装置的共用电极配置示意图。本实施例与第三实施例不同的地方在于本实施利液晶显示装置310可不具有上部共用电极，例如液晶显示装置310为平面转换型(in-plane switching,IPS)液晶显示装置，因此只需要在下基板12表面设置多个下部次共用电极50a、50b、50c即可。此外，由于没有上部共用电极，因此下基板12表面可以省略前述上部共用电极导线60以及焊接点64的设置。再者，在本实施例的变化实施例中，下部次共用电极的数量以及导线并不限于图9所示者，可以参考图2而具有n个下部次共用电极或具有其它数量的下部次共用电极。

在前述实施例中，设置在非显示区24的导线56、58、561、562、563、581、582、583等以及上部共用电极导线60并不限定其制作材料，例如可以分别由第一导电层44、第二导电层26、下部共用电极层36及像素电极层42其中一者所制作，也可以由上述导电层的其中二者所制作，但不以此为限。

综上所述，本发明液晶显示装置包括至少两个互相独立的共用电极，并且通过对此两个共用电极分别提供独立的电压源与独立的共用电压，可以改善回踢电压过高的问题。当此两个共用电极分别为上部共用电极与下部共用电极时，可以通过调整下部共用电压而使涟波电压局限在下基板。另一方面，若下部共用电极包括多个独立的下部次共用电极时，也可以对该些下部次共用电极分别提供不同的下部共用电压，用以分别调整显示区不同区域的电容耦合与涟波电压等问题。因此，通过对液晶显示装置提供两个以上不同的独立共用电压，可以进一步改善画面异常的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

一基板；

至少一薄膜晶体管，设置在该基板上，且该薄膜晶体管包括一栅极、一源极以及一漏极；

一保护层，设置在该薄膜晶体管上；

一下部共用电极层，设置在该保护层上，且包括一下部共用电极，该下部共用电极包括多个下部次共用电极，该些下部次共用电极彼此不互相电连接；

一像素电极层，设置在该下部共用电极层上，该像素电极层包括至少一像素电极电连接到该漏极；

一液晶层，设置在该像素电极层上；以及

多条导线，设置在该基板上，

其中，各该下部次共用电极分别通过该些导线的至少一条导线与一个独立的电压源电连接，且各该独立的电压源分别对所电连接的该下部次共用电极提供一下部共用电压。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，还包括：

多条扫描线与多条数据线，设置在该基板与该下部共用电极层之间，该些扫描线与该些数据线定义出多个像素区，并且各该下部次共用电极分别对应和覆盖多个该像素区。

3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，各该下部次共用电极不覆盖设置在相邻的该些下部次共用电极之间的该些扫描线。

4.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，提供给各该下部次共用电极的该下部共用电压分别具有不同或相同的电位。

5.如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，各该下部次共用电极分别覆盖设置在对应的该些像素区之间的该些扫描线的至少一部分。

6.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，还包括

一上部共用电极层，设置在该液晶层上，且包括一上部共用电极，

其中，该上部共用电极不与该些下部次共用电极互相电连接，并且在该液晶显示装置显示画面时，各该下部次共用电极分别对该液晶显示装置各别提供该下部共用电压，该上部共用电极通过一独立的另一电压源来对该液晶显示装置提供一上部共用电压。

7.如权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，还包括另一导线设置在该基板上，该另一导线用来将该上部共用电极电连接到所对应的该独立的另一电压源。

8.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

一基板；

多个薄膜晶体管，设置在该基板上，且各该薄膜晶体管包括一栅极、一源极以及一漏极；

一保护层，设置在该些薄膜晶体管上；

一共用电极层，设置在该保护层上，该共用电极层包括多个次共用电极，各该次共用电极分别与一个独立的电压源电连接，且各该独立的电压源分别对所电连接的该次共用电极提供一共用电压，并且该些次共用电极彼此不互相电连接；

一像素电极层，设置在该共用电极层上，该像素电极层包括多个像素电极，各该像素电极分别电连接到对应的该薄膜晶体管的该漏极；以及

一液晶层，设置在该像素电极层上。

9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，该液晶显示装置还包括：

多条扫描线，设置在该基板与该共用电极层之间，分别对应各该薄膜晶体管，并且电连接所对应的该薄膜晶体管的该栅极；以及

多条数据线，设置在该基板与该共用电极层之间，分别对应各该薄膜晶体管，并且电连接所对应的该薄膜晶体管的该源极，其中该些扫描线与该些数据线定义出多个像素区，且该共用电极层覆盖该些数据线。

10.如权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于，各该次共用电极分别对应和覆盖多个该像素区以及覆盖设置在该些像素区之间的该些扫描线的至少一部分，但是不覆盖设置在相邻的该些次共用电极之间的该些扫描线。

11.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，还包括多条导线设置在该基板上，分别用来电连接各该次共用电极与所对应的该些独立的电压源。