CN104678663A - 液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示器包括：绝缘基板；多个像素，布置在绝缘基板上，其中，每个像素具有在水平方向上延长的形状并且包括薄膜晶体管形成区域和显示区；以及参考电压线，沿着显示区的中央在垂直方向上延伸，其中，显示区包括单个高灰度子像素区和两个低灰度子像素区，并且单个高灰度子像素区位于两个低灰度子像素区之间。

Description

液晶显示器
技术领域
本发明的示例性实施方式涉及液晶显示器。
背景技术
液晶显示器(“LCD”)是最为广泛使用的平板显示器类型中的一种。LCD通常包括其中设置场生成电极(诸如像素电极和公共电极)的两个显示面板以及插入在两个显示面板之间的液晶层。在这种LCD中，将电压施加至场生成电极以在液晶层中产生电场，电场确定液晶层的液晶分子的方向，并且通过控制入射光的偏振显示图像。
在LCD之中，已经开发出垂直取向(“VA”)模式LCD，在该种LCD中，在不存在电场时，液晶分子的长轴被取向为垂直于面板。
在VA模式LCD中，可通过在场生成电极中形成诸如微小的狭缝的切口(cutout)来实现宽视角。因为切口和突起(protrusion)可确定液晶分子的倾斜方向，所以使用切口和突起可使倾斜方向分布在各个方向上，从而拓宽参考视角。
发明内容
在垂直取向模式液晶显示器(其中在包括多个分支电极的像素电极中限定微小的狭缝)中，由于与液晶分子的其他液晶控制力的关系以及微小的狭缝，液晶分子的响应速度下降，从而随着时间可能显示纹理。
本发明的示例性实施方式提供如下一种液晶显示器：具有减少的由于纹理而导致的显示质量的退化，同时最小化开口率的减小。本发明还提供一种其中不产生垂直线污点(stain)的液晶显示器。
根据本发明的液晶显示器的示例性实施方式包括：绝缘基板；多个像素，布置在绝缘基板上，其中，每个像素具有在水平方向上延长的形状，并且包括薄膜晶体管形成区域和显示区；以及参考电压线，沿着显示区的中央在垂直方向上延伸，其中，显示区包括单个高灰度子像素区和两个低灰度子像素区，并且单个高灰度子像素区位于两个低灰度子像素区之间。
在示例性实施方式中，液晶显示器可进一步包括：第一薄膜晶体管，连接至布置在单个高灰度子像素区中的高灰度像素电极；第二薄膜晶体管，分别连接至布置在两个低灰度子像素区中的两个低灰度像素电极；以及第三薄膜晶体管，连接至两个低灰度像素电极和参考电压线。
在示例性实施方式中，参考电压线可包括沿着显示区的外部区域朝向薄膜晶体管形成区域延伸的分支。
在示例性实施方式中，单个高灰度子像素区和两个低灰度子像素区中的每一个可包括四个域(domain)。
在示例性实施方式中，参考电压线可穿过单个高灰度子像素区的中央。
在示例性实施方式中，显示区可包括八个域。
在示例性实施方式中，单个高灰度子像素区可包括四个域，并且两个低灰度子像素区中的每一个可包括两个域。
在示例性实施方式中，单个高灰度子像素区可包括三个域，两个低灰度子像素区中的一个可包括三个域，并且两个低灰度子像素区中的另一个可包括两个域。
在示例性实施方式中，显示区的八个域在显示区中可排布在沿水平方向延伸的两个行和沿垂直方向延伸的四个列上，并且单个高灰度子像素区可包括布置在第二列和第二行上的域、布置在第三列和第一行上的域以及布置在第三列和第二行上的域。
在示例性实施方式中，液晶显示器可进一步包括：第一连接，沿着显示区的上部区域布置，其中，第一连接将单个高灰度像素电极与第一薄膜晶体管彼此连接；以及第二连接，沿着显示区的上部区域布置，其中，第二连接将两个低灰度像素电极中的一个与第二薄膜晶体管连接。
在示例性实施方式中，第一连接和第二连接中的每一个可包括从其延伸方向朝向显示区弯曲的弯曲端部，并且第一连接和第二连接中的每一个的弯曲端部的长度可在约6微米(μm)至约8μm的范围内。
在示例性实施方式中，单个高灰度像素电极和两个低灰度像素电极中的每一个可包括多个单位像素电极，每个单位像素电极可包括具有平面形状的中央电极和从中央电极的一侧延伸的多个微分支，单个高灰度子像素区和两个低灰度子像素区中的每一个可包括面向其单位像素电极的公共电极，并且可在公共电极中限定开口。
根据本发明的液晶显示器的示例性实施方式包括：绝缘基板；多个像素，布置在绝缘基板上，其中，每个像素具有在水平方向上延长的形状，并且包括薄膜晶体管形成区域和显示区；以及参考电压线，沿着显示区的中央在垂直方向上延伸，其中，显示区包括排布在两个行上的多个域，两行域之中的一行域是高灰度子像素区，在两个行的第一行上的域限定显示区的高灰度子像素区，在两个行的第二行上的域限定显示区的低灰度子像素区，并且参考电压线包括沿着显示区的外部区域朝向薄膜晶体管形成区域延伸的分支。
在示例性实施方式中，液晶显示器可进一步包括：第一薄膜晶体管，连接至布置在高灰度子像素区中的高灰度像素电极；第二薄膜晶体管，连接至布置在低灰度子像素区中的低灰度像素电极；以及第三薄膜晶体管，连接至低灰度像素电极和参考电压线。
在示例性实施方式中，高灰度子像素区和低灰度子像素区中的每一个可包括六个域。
在示例性实施方式中，参考电压线可穿过高灰度子像素区和低灰度子像素区的中央。
在示例性实施方式中，高灰度像素电极可包括对应于高灰度像素区中的域的多个单位像素电极，低灰度像素电极可包括对应于低灰度像素区中的域的多个单位像素电极，高灰度子像素区中的高灰度像素电极的单位像素电极中的一个与低灰度子像素区中的低灰度像素电极的单位像素电极中的一个可被布置成在垂直方向上彼此邻近，并且被布置成在垂直方向上彼此邻近的单位像素电极之间的距离可以是均匀的。
在示例性实施方式中，高灰度像素电极可包括对应于高灰度像素区中的域的多个单位像素电极，低灰度像素电极可包括对应于低灰度像素区中的域的多个单位像素电极，高灰度子像素区中的高灰度像素电极的单位像素电极中的一个与低灰度子像素区中的低灰度像素电极的单位像素电极中的一个可被布置成在垂直方向上彼此邻近，并且被布置成在垂直方向上彼此邻近的单位像素电极之间的距离可在远离显示区的中央朝向显示区的一侧的方向上增加。
在示例性实施方式中，在显示区的中央处的被布置成在垂直方向上彼此邻近的单位像素电极之间的距离与在显示区的一侧的被布置成在垂直方向上彼此邻近的单位像素电极之间的距离之间的差异可在约零(0)μm至约3μm的范围内。
在示例性实施方式中，高灰度像素电极和低灰度像素电极中的每一个可包括多个单位像素电极，每个单位像素电极可包括具有平面形状的中央电极和从中央电极的一侧延伸的多个微分支，高灰度子像素区和低灰度子像素区中的每一个可包括面向其单位像素电极的公共电极，并且可在公共电极中限定开口。
如上所述，在包括在水平方向上具有延长形状的像素的液晶显示器的的示例性实施方式中，可最小化被遮光构件所覆盖的纹理和部分，从而提高开口率。在这种实施方式中，通过形成在水平方向上延长的像素的左右对称，有效地防止垂直线污点的出现。
附图说明
通过参考附图详细地描述本发明的示例性实施方式，本发明的上述和其他特征将变得更加显而易见，其中：
图1是示出根据本发明的显示设备的示例性实施方式的框图；
图2是示出根据本发明的显示设备的像素的示例性实施方式的示意图；
图3是示出根据本发明的显示设备的示例性实施方式的像素的连接关系的视图；
图4是在根据本发明的显示设备的示例性实施方式中的像素电极及其周围部件(surrounding)的平面图；
图5是图4的像素的详细结构的视图；
图6是图5的结构中的像素的示例性实施方式的纹理的视图；
图7是示出根据本发明的像素的另一可替代示例性实施方式的示意图；
图8是在根据本发明的显示设备的可替代示例性实施方式中的像素电极及其周围部件的平面图；
图9是图8的结构中的像素的示例性实施方式的纹理的视图；
图10是根据本发明的显示设备的另一可替代示例性实施方式的像素电极及其周围部件的平面图；
图11是图10的结构中的像素的示例性实施方式的纹理的视图；
图12至图14是根据本发明的像素电极的示例性实施方式的连接结构的视图；
图15是示出根据本发明的显示设备的像素的可替代示例性实施方式的示意图；
图16是图15的像素的另一可替代示例性实施方式的详细结构的视图；
图17是图16的结构中的像素的示例性实施方式的纹理的视图；
图18是在根据本发明的液晶显示器的示例性实施方式中的其中根据电场产生纹理的位置的截面图；
图19至图22是根据本发明的具有各种结构的像素电极的示例性实施方式的纹理的视图；
图23至图27是示出根据本发明的像素的示例性实施方式的等效电路图；以及
图28是示出使用通过诸如紫外线的光来偏振的预聚物来为液晶分子设置预倾角的过程的示例性实施方式的视图。
具体实施方式
在下文中，将参考其中示出了各种实施方式的附图更加全面地描述本发明。然而，本发明可体现为多种不同的形式并且不应被解释为局限于在此所阐述的实施方式。而是，提供这些实施方式以使本公开为全面的和完整的，并且将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。类似的参考标号表示遍及全文的类似元件。
将理解，当一个元件被称为“在”另一元件“上”时，其可直接在另一元件上或者其间可存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另一元件“上”时，则不存在中间元件。
将理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或者部分与另一元件、部件、区域、层或者部分区分开。因此，在不背离本发明的教导的情况下，下面所讨论的“第一元件”、“部件”、“区域”、“层”或者“部分”可被称为第二元件、部件、区域、层或者部分。
本文中所使用的术语仅为了描述特定实施方式的目的而并不旨在限制本发明。如本文使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在包括复数形式，复数形式包括“至少一个”，除非上下文另有明确指示。“或者”是指“和/或”。如本文使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项的任何和全部组合。将进一步理解，当在本说明书中使用术语“包含(comprise)”和/或“包含(comprising)”、或者“包括(include)”和/或“包括(including)”时，规定指定特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、区域、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或者添加。
而且，在本文中可使用诸如“下部”或“底部”以及“上部”或“顶部”的相对术语来描述如图中所示的一个元件与另一个元件的关系。将理解，相对术语旨在包括除图中所描绘的方位之外的设备的不同方位。例如，如果在一个图中的设备被翻转，则被描述为在其他元件“下部”一侧的元件将被定位为在其他元件的“上部”侧。因此，示例性术语“下部”可包括“下部”和“上部”两个方位，这取决于图中的具体方位。同样，如果在一个图中的设备被翻转，则被描述为在其他元件“下方”或“下面”的元件将被定位在其他元件“上方”。因此，示例性术语“下方”或者“下面”可包括上方和下方两个方位。
本文所使用的“约”或“近似”包括指定值和落在由本领域普通技术人员所确定的特定值的可接收偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与特定量的测量相关联的误差(即，测量系统的局限性)。例如，“约”可指落在一个或多个标准偏差内或者落在指定值的±30％、20％、10％、5％内。
除非另有定义，否则，本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。将进一步理解，诸如在通常使用词典中所定义的术语应被解释为具有与其在相关领域和本公开的背景中的含义一致的含义，并且将不以理想化或者过度正式的意义进行解释，除非本文明确如此限定。
在此，参考作为理想化实施方式的示意性图示的截面图示来描述示例性实施方式。因此，例如，预期由于制造技术和/或容差而产生的图示的形状的变化。因此，本文所描述的实施方式不应被解释为局限于本文所示出的区域的特定形状，而是包括例如由于制造而产生的形状上的偏差。例如，通常，示出或者描述为平坦的区域可具有粗糙的和/或非线性特性。而且，所示出的尖锐的角可以是圆角。因此，在图中所示出的区域在本质上是示意性的并且其形状并不旨在示出区域的精确形状并且并不旨在限制权利要求的范围。
现在，将参考图1描述根据本发明的显示设备的示例性实施方式。
图1是示出根据本发明的显示设备的示例性实施方式的框图。
如图1所示，根据本发明的显示设备的示例性实施方式包括用于显示图像的显示面板300、用于驱动显示面板300的数据驱动器500和栅极驱动器400、以及用于控制数据驱动器500和栅极驱动器400的信号控制器600。
显示面板300包括多条栅极线G1至Gn以及多条数据线D1至D(m+1)。多条栅极线G1至Gn大致在横向方向上延伸，并且多条数据线D1至D(m+1)大致在纵向方向上延伸，从而与多条栅极线G1至Gn相交。在这种实施方式中，大致在纵向方向上延伸的多条参考电压线V1至Vm被布置在多条数据线D1至D(m+1)之间。参考电压线V1至Vm与栅极线G1至Gn相交。
每个像素PX均连接至相应的栅极线和相应的数据线。像素PX大致排布成包括多个像素行和多个像素列的矩阵形式，并且每个像素PX可以是具有大致在水平或横向方向(其是栅极线G1至Gn的延伸方向)上延长的形状的横向型像素。如上所述，横向型像素可包括薄膜晶体管、液晶电容器以及存储电容器。薄膜晶体管的控制端子连接至栅极线G1至Gn的相应栅极线，薄膜晶体管的输入端子连接至数据线D1至D(m+1)的相应数据线，并且薄膜晶体管的输出端子连接至液晶电容器的一个端子(像素电极)和存储电容器的一个端子。液晶电容器的另一端子连接至公共电极，并且存储电容器的另一端子可被施加有存储电压。例如，根据示例性实施方式，薄膜晶体管的沟道层可包括或者可由非晶硅、多晶硅或者氧化物半导体制成。参考电压线V1至Vm将参考电压提供给像素PX。在示例性实施方式中，参考电压具有不根据时间而变化的恒定电平。在可替代示例性实施方式中，参考电压可具有根据时间而变化的电压电平。
在根据本发明的液晶显示器的示例性实施方式中，数据线交替地连接至左侧和右侧像素PX。在这种实施方式中，数据线在第一行连接至位于右侧的像素PX、在第二行连接至位于左侧的像素PX、并且在第三行连接至位于右侧的像素PX。在示例性实施方式中，栅极线连接至对应于其的像素行的所有像素PX。
根据这种实施方式，像素列中的第奇数个像素和第偶数个像素连接至不同的数据线，例如，其邻近的两条数据线。在这种实施方式中，当在一个帧期间每条数据线被施加相同极性的数据电压时，在像素PX处所显示的极性反转(inversion)可呈现为点反转。
数据线D1至D(m+1)的数量(例如，m+1)可比像素列的数量(m)大一个。在示例性实施方式中，如图1所示，在第一数据线D1的左侧处不存在像素列，使得仅在其右侧处的像素列交替地连接至第一数据线D1，并且在右侧处不存在像素列，使得仅最后一条数据线(即，第(m+1)条数据线D(m+1))可仅交替地连接至其左侧的像素列。
信号控制器600响应于来自外部的输入数据和控制信号(例如，垂直同步信号、水平同步信号、主时钟信号以及数据启用信号)基于液晶显示器面板300的操作条件来操作，并随后基于输入数据和控制信号产生并输出图像数据DAT、栅极控制信号CONT1、数据控制信号CONT2以及时钟信号。
栅极控制信号CONT1可包括指示开始输出栅极导通电压的扫描起始信号以及控制栅极导通电压的输出时序的栅极时钟信号。
数据控制信号CONT2可包括指示开始输入图像数据DAT的水平同步起始信号以及将数据电压施加至数据线D1至D(m+1)的负载信号。
显示面板300的多条栅极线G1至Gn连接至栅极驱动器400，并且栅极驱动器400基于从信号控制器600所施加的栅极控制信号CONT1顺序地将栅极导通电压施加至栅极线G1至Gn。
在其中不将栅极导通电压施加至栅极线G1至Gn的帧的区段内，施加栅极断开电压。
显示面板300的多条数据线D1至D(m+1)连接至数据驱动器500，并且数据驱动器500从信号控制器600接收数据控制信号CONT2和图像数据DAT。数据驱动器500使用在灰度电压生成器(未示出)中所产生的灰度电压将图像数据DAT转换成数据电压并且将数据电压发送至数据线D1至D(m+1)。数据电压包括正极性的数据电压和负极性的数据电压。相对通过反转方法来驱动的帧、像素行或者像素列，交替地施加正极性的数据电压和负极性的数据电压。可执行反转驱动以显示运动图片或者静止图像。
根据示例性实施方式，可设置图1中未示出的各种像素连接结构。
接着，将参考图2示意性地描述一个像素PX的结构。
图2是示出根据本发明的显示设备的示例性实施方式的像素的示意图。
根据本发明的示例性实施方式，显示设备的像素PX是具有大致在水平方向上延长的形状的横向型像素。在这种实施方式中，像素PX包括薄膜晶体管形成区域TA和显示区DA。像素的像素电极布置在显示区DA中，并且通过布置在显示区DA中的液晶分子显示图像。薄膜晶体管形成区域TA包括诸如用于传输将被施加给显示区DA的像素电极的电压的薄膜晶体管的元件和配线。
在示例性实施方式中，如图2所示，参考电压线V在像素PX中沿着显示区DA的虚构垂直中央线布置在纵向方向上。在这种实施方式中，显示区DA主要被划分成三个子像素区，例如，一个或单个高灰度子像素区Hsub和两个低灰度子像素区L sub。如图2所示，高灰度子像素区H sub位于像素PX的中央位置处，并且两个低灰度子像素区L sub位于一个高灰度子像素区H sub的相应侧处。在这种实施方式中，参考电压线V在纵向方向上穿过高灰度子像素区H sub的中央。
在示例性实施方式中，如图2中的虚线所示，子像素区H sub和L sub中的每一个包括四个域。在这种实施方式中，每个子像素区通过与在横向方向和纵向方向上的中央交叉的线划分成四个域。因此，在这种实施方式中，像素PX包括十二个域。在这种实施方式中，参考电压线V被定位成将十二个域对半划分并且低灰度子像素区L sub的四个域和高灰度子像素区H sub的两个域位于参考电压线V的左侧和右侧的每一侧处。因此，在这种实施方式中，显示区DA的相对于参考电压线V的左部分和右部分显示大致彼此对称的图像。在像素显示相对于参考电压线V左右对称的图像的示例性实施方式中，多个像素PX可输出如图3所示的图像。
图3是示出根据本发明的显示设备的示例性实施方式的像素的连接关系的视图。
图3示出了其中每个像素PX输出相对于对应于其的参考电压线V具有左右或者镜像对称性的图像的结构，并且相邻像素PX具有不同的极性。在图3中，D是指数据线。
在示例性实施方式中，如图3所示，每个像素PX是左右对称的，并且相邻的像素PX被施加有不同极性的数据电压。因此，在这种实施方式中，尽管高灰度子像素沿着相同的子像素列布置并且低灰度子像素沿着相同的子像素列布置，但可不出现亮度差异并且垂直线污点不会被观察者识别。
在示例性实施方式中，参考电压线V穿过像素PX的中央，从而高灰度子像素的一部分与参考电压线V重叠，例如，被参考电压线V覆盖。然而，在这种实施方式中，通过高灰度子像素显示高于低灰度子像素的更高亮度，从而由于参考电压线V而导致的亮度退化极其小并且开口率的减小降低。在这种实施方式中，参考电压线V将显示亮度划分成在像素PX的右侧和左侧上大致为恒定的，从而可大致恒定地维持在像素PX的右侧和左侧的显示质量。
接着，将参考图4描述像素PX中的像素电极和参考电压线V的结构。
图4是根据本发明的显示设备的示例性实施方式的像素电极及其周围部件的平面图。
像素PX中的像素电极包括作为高灰度子像素的像素电极的高灰度像素电极191a和作为低灰度子像素的像素电极的低灰度像素电极191b。
高灰度像素电极191a和低灰度像素电极191b中的每一个包括分别对应于四个域的四个单位像素电极，并且每个单位像素电极包括中央电极198和从中央电极198的一侧的外部延伸的多个微分支199。多个微分支199可相对于水平方向或者垂直方向形成约45度的角，或者可相对于水平方向或者垂直方向形成在约40度至约50度的范围内的角。此外，中央电极198的一侧与微分支199可彼此垂直。
高灰度像素电极191a的四个单位像素电极和低灰度像素电极191b的四个单位像素电极通过延伸部彼此连接。在示例性实施方式中，如图4所示，中央电极198具有大到足以接触或者限定其中布置单位像素电极的区域的一侧的尺寸，但并不局限于此。在可替代示例性实施方式中，可减小中央电极198的尺寸，并且微分支199可位于中央电极198的拐角处以接触或者限定其中布置单位像素电极的区域的该侧。单位像素电极的延伸部从中央电极198或者微分支199延伸。通过延伸部连接的四个单位像素电极被施加有相同的电压。相同像素电极(例如，高灰度像素电极191a或者低灰度像素电极191b)中的单位像素电极通过延伸部彼此连接，并且与包括在另一像素电极(例如，低灰度像素电极191b或者高灰度像素电极191a)中的单位像素电极分开。
在示例性实施方式中，在单位像素电极位于其中的一个域区域的上部公共电极中限定作为域划分部的开口72、73和78。在这种实施方式中，上部公共电极中的开口可以是包括横向开口72和与横向开口72相交的纵向开口73的十字形开口以及位于十字形开口的中央处的中央开口78。中央开口78可具有包括分别位于由十字形开口所划分的四个子区域中的四条直边的多边形形状。例如，在一种示例性实施方式中，中央开口78具有菱形形状。
在示例性实施方式中，对应于相邻单位像素电极的开口72、73和78未彼此连接。在可替代示例性实施方式中，相邻单位像素电极中的开口72、73和78可彼此连接。
在其中顺序地排布低灰度像素电极191b、高灰度像素电极191a以及低灰度像素电极191b的结构中，参考电压线178在纵向方向上穿过位于像素的中央处的高灰度像素电极191a的中央。
将参考图5更加详细地描述包括上述像素电极、公共电极以及参考电压线的像素的整体结构。
图5是图4中的像素的详细结构的视图。
首先，在显示设备的示例性实施方式中，多条栅极线121布置在其下面板的绝缘基板(未示出)上。
栅极线121大致在横向方向上延伸并且包括从栅极线121向上突出和延伸的第一栅电极124a、第二栅电极124b以及第三栅电极124c。在这种实施方式中，第三栅电极124c从栅极线121向上延伸和扩展，并且第一栅电极124a和第二栅电极124b从第三栅电极124c延伸。第一栅电极124a和第二栅电极124b可被限定在从第三栅电极124c延伸的相同扩展区域中。在这种实施方式中，栅极线121可包括从在横向方向上延伸的主线周期性地弯曲的弯曲部。
栅极绝缘层布置在栅极线121上，并且第一半导体154a、第二半导体154b以及第三半导体154c分别布置在第一栅电极124a、第二栅电极124b以及第三栅电极124c上。
包括数据线171、第一漏电极175a、第二漏电极175b、第三源电极173c、第三漏电极175c和参考电压线178的数据导体布置在第一半导体154a、第二半导体154b、第三半导体154c以及栅极绝缘层上。
数据线171大致在纵向方向上延伸并且包括分别从数据线171的主线朝向第一栅电极124a和第二栅电极124b延伸的第一源电极173a和第二源电极173b。
参考电压线178包括大致平行于数据线171延伸的主线178a和从主线178a延伸并且大致平行于栅极线121的分支178b。分支178b沿着显示区的外部区域延伸至薄膜晶体管形成区域TA，并且分支178b的一端限定第三漏电极175c。
在这种实施方式中，第一漏电极175a面向第一源电极173a，第二漏电极175b面向第二源电极173b，并且第三漏电极175c面向第三源电极173c。第三源电极173c连接至第二漏电极175b。
第一栅电极124a、第一源电极173a和第一漏电极175a与第一半导体154a一起共同限定第一薄膜晶体管，第二栅电极124b、第二源电极173b和第二漏电极175b与第二半导体154b一起共同限定第二薄膜晶体管，并且第三栅电极124c、第三源电极173c和第三漏电极175c与第三半导体154c一起共同限定第三薄膜晶体管。在这种实施方式中，通过第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的源电极施加数据电压，并且通过第三薄膜晶体管的源电极施加参考电压。
钝化层布置在数据导体上并且像素电极布置在钝化层上。
在这种实施方式中，每个像素电极包括如图4所示的一个高灰度像素电极191a和两个低灰度像素电极191b。
第一薄膜晶体管的第一漏电极175a通过第一接触孔185a连接至高灰度像素电极191a。在示例性实施方式中，如图5所示，第一薄膜晶体管的第一漏电极175a通过布置在像素(显示区)的上部区域中的第一连接195a连接至高灰度像素电极191a。第一连接195a包括连接至高灰度像素电极191a的一个单位像素电极的弯曲端部。在示例性实施方式中，如图14所示，第一连接195a可具有线性结构并且直接连接至高灰度像素电极191a的中央电极198。参考图12和图13，在其中第一连接195a包括连接至高灰度像素电极191a的一个单位像素电极的弯曲端部的可替代示例性实施方式中，朝向高灰度像素电极191a弯曲的第一连接195a的弯曲端部的长度可在约6微米(μm)至约8μm的范围内。
第二薄膜晶体管的第二漏电极175b经由第二接触孔185b分别通过第二连接195b和第三连接195c连接至两个低灰度像素电极191b。靠近第二薄膜晶体管的低灰度像素电极191b的中央电极198通过第二连接195b连接至第二漏电极175b。远离第二薄膜晶体管的低灰度像素电极191b通过沿着像素(显示区)的上部区域布置的第三连接195c连接至第二漏电极175b。在示例性实施方式中，第三连接195c包括连接至低灰度像素电极191b的一个单位像素电极的弯曲端部。在可替代示例性实施方式中，如图14所示，第三连接195c未通过弯曲而被划分成两个部分，而是线性地延伸连接至低灰度像素电极191b的中央电极198。参考图12和图13，在其中第三连接195c包括连接至低灰度像素电极191b的一个单位像素电极的弯曲端部的示例性实施方式中，朝向低灰度像素电极191b弯曲的第三连接195c的弯曲端部的长度可在约6μm至约8μm的范围内。
接着，面向像素电极并且接收公共电压的公共电极布置在显示设备的上面板的绝缘基板上。在这种实施方式中，如图4所示，在公共电极中限定开口72、73和78。根据示例性实施方式，公共电极可包括作为域划分部的突起。
在这种实施方式中，显示设备包括插入在下面板与上面板之间的液晶层，并且液晶层包括具有负介电各向异性的液晶分子。当其中不产生电场时，液晶分子可被取向为使得其长轴大致垂直于两个显示面板。
在这种实施方式中，当数据电压被传输至像素PX时，数据电压事实上通过第一薄膜晶体管被施加至高灰度像素电极191a。在这种实施方式中，两个低灰度像素电极191b被施加有在通过第二薄膜晶体管所施加的数据电压与通过第三薄膜晶体管所施加的参考电压之间的中间电压。因此，高灰度像素电极191a和两个低灰度像素电极191b被施加有不同电平的电压。
被施加不同电平的数据电压的高灰度像素电极191a和低灰度像素电极191b与上面板的公共电极一起产生电场，从而确定两个电极之间的液晶层的液晶分子的方位。当确定两个电极之间的液晶层的液晶分子的方位时，可通过由像素电极未位于其中的间隙和公共电极的开口的一侧所产生的使大致垂直于显示面板的表面的主电场失真的水平分量来首先确定液晶分子的倾斜方向。主电场的水平分量大致垂直于单位像素电极和开口的一侧，并且液晶分子在大致垂直于该侧的方向上倾斜。
将参考图6描述在具有图4和图5的结构的像素中的其中产生纹理的部分。
图6是示出在图5的结构中的像素的示例性实施方式的纹理的视图。
在图6中，在由T指示的部分中示出纹理。该部分在低灰度像素电极191b的下方并且在参考电压线178的分支178b的上方。通常，纹理主要出现在低灰度像素电极191b的外周(上/下/右/左)上。在本发明的示例性实施方式的像素结构中，如图6所示，在两个低灰度像素电极191b中，仅在位于靠近薄膜晶体管形成区域TA的低灰度像素电极191b下方识别出纹理，从而减少了纹理的形成。
上面描述了其中一个显示区DA被划分成十二个域的示例性实施方式。
接着，将参考图7至图11描述其中一个显示区DA被划分成八个域的示例性实施方式。
图7是根据本发明的显示设备的可替代示例性实施方式的像素的示意图。
在示例性实施方式中，像素PX是具有总共八个域的具有大致在水平方向上延长的形状的横向型像素。八个域以2行4列排布在水平方向和垂直方向上。
在这种实施方式中，像素PX通常包括薄膜晶体管形成区域TA和显示区DA。像素电极布置在显示区DA中，并且通过位于显示区DA中的液晶分子显示图像。在这种实施方式中，诸如传输要被施加至显示区DA的像素电极的电压的薄膜晶体管的元件和配线布置在薄膜晶体管形成区域TA中。
在像素PX的示例性实施方式中，如图7所示，参考电压线V沿着显示区DA的中央位于纵向方向上。参考电压线V垂直延伸，同时将八个域划分成两个区域，每个区域包括四个域。在这种实施方式中，显示区DA被划分成三个子像素区，并且包括一个高灰度子像素区H sub和两个低灰度子像素区L sub。
图7并未示出高灰度子像素区H sub和两个低灰度子像素区L sub在像素PX中的位置。在示例性实施方式中，高灰度子像素区H sub可位于中央处并且低灰度子像素区L sub可位于其侧，但并不局限于此。在可替代示例性实施方式中，如图8和图10所示，可对高灰度子像素区H sub和两个低灰度子像素区L sub的位置进行各种修改。
首先，将描述图8中所示的示例性实施方式。
图8是根据本发明的显示设备的可替代示例性实施方式的像素电极及其周围部件的平面图。
在示例性实施方式中，如图7和图8所示，在总共八个域中的四个域对应于高灰度子像素区H sub并且在总共八个域中的其余四个域对应于两个低灰度子像素区L sub。在这种实施方式中，位于中央处的四个域对应于高灰度子像素区H sub，并且在每个侧部中的两个域对应于低灰度子像素区Lsub。通过两个域限定两个低灰度子像素区L sub中的每一个。在这种实施方式中，参考电压线V在纵向方向上穿过高灰度子像素区H sub的中央。在图8中，包括在高灰度子像素区H sub中的高灰度像素电极由191a表示，并且低灰度子像素区L sub的低灰度像素电极由191b表示。
高灰度子像素区H sub包括四个域，并且每个低灰度子像素区L sub包括两个域。每个域由图7中的虚线表示，并且图8中的虚线划分子像素区。在这种实施方式中，参考电压线V在垂直方向上布置成穿过像素PX的中央，同时将八个域划分成两半，并且一个低灰度子像素区L sub和高灰度子像素区H sub的两个域位于参考电压线V的右侧，并且另一低灰度子像素区L sub和高灰度子像素区H sub的其余两个域位于参考电压线V的左侧。因此，由像素PX所显示的图像相对于参考电压线V具有左右对称性。
位于像素PX中的像素电极包括作为高灰度子像素的像素电极的高灰度像素电极191a和作为低灰度子像素的像素电极的低灰度像素电极191b。
高灰度像素电极191a包括分别对应于四个域的四个单位像素电极，并且两个低灰度像素电极191b中的每一个包括两个单位像素电极。包括在两个低灰度像素电极191b中的单位像素电极的总数量为4。
每个单位像素电极包括中央电极198和从中央电极198的一侧向外延伸的微分支199。微分支199相对于水平方向或者垂直方向可形成约45度的角，或者可形成在约40度至约50度的范围内的角。此外，中央电极198的一侧与微分支199可大致彼此垂直。
高灰度像素电极191a和低灰度像素电极191b的单位像素电极可通过延伸部彼此连接。在示例性实施方式中，如图8所示，中央电极198具有大到足以接触或者限定其中布置单位像素的区域的一侧的尺寸。在可替代示例性实施方式中，可减小中央电极198的尺寸，并且微分支199可位于中央电极198的拐角处以接触或者限定其中布置单位像素电极的区域的一侧。单位像素电极的延伸部从中央电极198或者微分支199延伸。通过延伸部彼此连接的单位像素电极被施加相同的电压。包括在像素电极(例如，高灰度像素电极191a或者低灰度像素电极191b)中的单位像素电极通过延伸部彼此连接并且与包括在其他像素电极(例如，低灰度像素电极191b或者高灰度像素电极191a)中的单位像素电极分开或者间隔开。
在示例性实施方式中，在单位像素电极位于其中的一个域区域的上部公共电极中限定作为域划分部的开口72、73和78。在这种实施方式中，上部公共电极中的开口可以是包括横向开口72、与横向开口72相交的纵向开口73的十字形开口以及位于十字形开口的中央处的中央开口78。中央开口78可具有包括分别位于由十字形开口所划分的四个子区域中的四个直边的多边形状。例如，在一种示例性实施方式中，中央开口78具有菱形形状。
在示例性实施方式中，对应于相邻单位像素电极的开口72、73和78未彼此连接。在可替代示例性实施方式中，相邻的开口72、73和78可彼此连接。
在其中顺序地排布低灰度像素电极191b、高灰度像素电极191a以及低灰度像素电极191b的结构中，参考电压线178在纵向方向上穿过位于像素的中央处的高灰度像素电极191a的中央。
在示例性实施方式中，如图8所示，单位像素电极(其每一个限定域)的尺寸可彼此不同。在这种实施方式中，包括在低灰度像素电极191b中的单位像素电极的尺寸可大于包括在高灰度像素电极191a中的单位像素电极的尺寸。在其中高灰度像素电极191a和低灰度像素电极191b具有不同数量的单位像素电极的示例性实施方式中，每个单位像素电极的尺寸可彼此不同，从而被高灰度像素电极191a和低灰度像素电极191b所占据的面积可大致彼此相同或者相似。
将参考图9描述在具有图8的结构的像素中的其中产生纹理的部分。
图9是示出在图8的结构中的像素的示例性实施方式的纹理的视图。
在图9中，在由T指示的部分中示出纹理。该部分在低灰度像素电极191b的下方并且在参考电压线178的分支178b的上方。通常，纹理主要出现在低灰度像素电极191b的外周(上/下/右/左)上。在本发明的示例性实施方式的像素结构中，如图9所示，在两个低灰度像素电极191b中，仅在位于靠近薄膜晶体管形成区域TA的低灰度像素电极191b下方识别出纹理，从而减少了纹理的形成。
接着，将参考图10描述具有其中高灰度像素电极191a包括三个单位像素电极的对称结构的可替代示例性实施方式。
图10是根据本发明的显示设备的另一可替代示例性实施方式的像素电极及其周围部件的平面图。
在示例性实施方式中，如图10所示，在总共八个域中的三个域限定高灰度子像素区H sub并且其余五个域限定两个低灰度子像素区L sub。在这种实施方式中，位于中央处的三个域对应于一个高灰度子像素区H sub，并且位于两侧处的其余五个域对应于两个低灰度子像素区L sub。每个域通过图7中的虚线划分，并且图10中的虚线划分子像素区。
在示例性实施方式中，如图10所示，包括在高灰度子像素区H sub中的三个域包括较低行的两个域和较高行的一个域。在这种实施方式中，左侧低灰度子像素区L sub包括三个域，并且右侧低灰度子像素区L sub包括两个域。
在这种实施方式中，参考电压线178在纵向方向上穿过八个域的中央。参考电压线178延伸，同时划分高灰度子像素区H sub的三个域中的较低行的两个域。高灰度子像素区H sub相对于参考电压线178具有非对称结构，然而，两个低灰度子像素区L sub可分别存在在参考电压线178的两侧(例如，左侧和右侧)处。在这种实施方式中，尽管两个低灰度子像素区L sub具有非对称结构，但两个低灰度子像素区L sub被定位成仅与参考电压线178的一侧相邻，即，左侧的低灰度子像素区L与参考电压线178间隔开。
在图10中，包括在高灰度子像素区H sub中的高灰度像素电极由191a表示，并且低灰度子像素区L sub中的低灰度像素电极由191b表示。
位于一个像素PX中的像素电极包括作为高灰度子像素的像素电极的高灰度像素电极191a和作为低灰度子像素的像素电极的低灰度像素电极191b。
高灰度像素电极191a包括分别对应于三个域的三个单位像素电极，并且两个低灰度像素电极191b分别包括三个和两个单位像素电极。包括在两个低灰度像素电极191b中的单位像素电极的总数量为5。
每个单位像素电极包括中央电极198和从中央电极198的一侧向外延伸的微分支199。微分支199相对于水平方向或者垂直方向可形成约45度的角，或者可形成在约40度至约50度的范围内的角。此外，中央电极198的一侧与微分支199可大致彼此垂直。
高灰度像素电极191a和低灰度像素电极191b的单位像素电极可通过延伸部彼此连接。在示例性实施方式中，如图10所示，中央电极198具有大到足以接触或者限定其中布置单位像素电极的区域的一侧的尺寸。在可替代示例性实施方式中，可减小中央电极198的尺寸，并且微分支199可位于中央电极198的拐角处以接触或者限定其中布置单位像素电极的区域的该侧。单位像素电极的延伸部从中央电极198或者微分支199延伸。通过延伸部连接的单位像素电极被施加相同的电压。包括在像素电极(例如，高灰度像素电极191a或者低灰度像素电极191b)中的单位像素电极通过延伸部彼此连接并且与包括在其他像素电极(例如，低灰度像素电极191b和高灰度像素电极191a)中的单位像素电极分开或者间隔开。
在示例性实施方式中，在单位像素电极位于其中的一个域区域的上部公共电极中限定作为域划分部的开口72、73和78。在示例性实施方式中，在上部公共电极中的开口可以是包括横向开口72、与横向开口72相交的纵向开口73的十字形开口以及位于十字形开口的中央处的中央开口78。中央开口78可具有包括分别位于由十字形开口所划分的四个子区域中的四个直边的多边形状。例如，在一种示例性实施方式中，中央开口78具有菱形形状。
在示例性实施方式中，对应于相邻单位像素电极的开口72、73和78不彼此连接。在可替代示例性实施方式中，相邻的开口72、73和78可彼此连接。
在其中顺序地排布低灰度像素电极191b、高灰度像素电极191a以及低灰度像素电极191b的结构中，参考电压线178在纵向方向上穿过位于像素的中央处的高灰度像素电极191a的中央。
将参考图11描述在具有图10的结构的像素中的其中产生纹理的部分。
图11是示出在图10的结构中的像素的示例性实施方式的纹理的视图。
在图11中，在由T指示的部分中示出纹理。该部分在低灰度像素电极191b的下方并且在参考电压线178的分支178b的上方。通常，纹理主要出现在低灰度像素电极191b的外周(上/下/右/左)上。在本发明的示例性实施方式的像素结构中，在两个低灰度像素电极191b中，仅在位于靠近薄膜晶体管形成区域TA的低灰度像素电极191b的下方识别出纹理，从而减少了纹理的形成。
在图10的示例性实施方式中，高灰度像素电极191a中的两个单位像素电极位于较低行。在其中在像素PX的左下区域并且在低灰度像素电极191b附近产生纹理的这种实施方式中，在左侧的较低行的宽度大于在右侧的较低行的宽度，从而进一步减小纹理的尺寸，即，图11中所示的纹理的尺寸可小于图9中所示的纹理的尺寸。
在上面，描述了在低灰度像素电极191b附近产生的纹理。
在下文中，将参考图12至图14描述根据连接195的连接结构(其中，每个单位像素电极连接至薄膜晶体管的漏电极)的纹理的产生程度。
图12至图14是根据本发明的像素电极的示例性实施方式的连接结构的视图。
图12至图14包括照片中的像素电极的结构的描述。
在示例性实施方式中，如图12和图13所示，连接至单位像素电极的连接195具有线性结构。在图14中，连接至单位像素电极的连接195’具有两个弯曲结构(在下文中，双弯曲连接195’)。
如图14的纹理和图12的纹理所示，在图12的示例性实施方式中，在连接195附近的纹理大幅度减少。即，在包括线性结构的连接195(在下文中，线性连接195)而非双弯曲连接195’的实施方式中较少地产生纹理。
图12和图13示出了包括被布置成与单位像素电极相隔不同距离的线性连接195的实施方式，即，线性连接195包括从其延伸方向朝向单位像素电极延伸的弯曲部以连接至其。在图13中，在图13的左侧示出包括被布置成与单位像素电极相隔的距离比图12中所示的示例性实施方式的连接195长大约1μm的线性连接195的示例性实施方式，并且在图13的右侧示出被布置成与单位像素电极相隔的距离比图12中所示的示例性实施方式的连接195长大约2μm的线性连接195的示例性实施方式。在此，连接(即，图12中所示的示例性实施方式的连接195)被布置成与单位像素电极相隔的参考距离可为约6μm。如图12和图13所示，随着连接195相距单位像素电极的距离(或者连接195的弯曲端部的长度)的增加，纹理减少，同时单位像素电极的位置相距域的边界更远。然而，当单位像素电极大致向内定位时，未被有效控制的液晶分子的区域增加。因此，在示例性实施方式中，如图13所示，连接的距离可增加至比参考距离高达约2μm。在示例性实施方式中，如上所述的，连接195相距单位像素电极的距离可在约6μm至约8μm的范围内。
接着，将参考图15描述本发明的另一示例性实施方式。
图15是根据本发明的显示设备的像素的另一可替代示例性实施方式的示意图。
在示例性实施方式中，像素PX是具有大致在水平方向上延长的形状的横向型像素。在这种实施方式中，像素PX包括薄膜晶体管形成区域TA和显示区DA。像素电极布置在显示区DA中并且通过布置在显示区DA中的液晶分子显示图像。在这种实施方式中，诸如传输要被施加至显示区DA的像素电极的电压的薄膜晶体管的元件和配线布置在薄膜晶体管形成区域TA中。
在示例性实施方式中，如图15所示，像素PX包括在显示区DA的中央处的位于垂直方向上的参考电压线V。在这种实施方式中，显示区DA被划分成包括一个高灰度子像素区H sub和一个低灰度子像素区L sub的两个子像素区。高灰度子像素区H sub和低灰度子像素区L sub大致在垂直方向上延伸。在示例性实施方式中，如图15所示，高灰度子像素区H sub位于像素PX中的上侧，并且低灰度子像素区L sub位于像素PX中的下侧。因此，参考电压线V在垂直或者纵向方向上穿过高灰度子像素区H sub和低灰度子像素区L sub的中央。
在示例性实施方式中，子像素区H sub和L sub中的每一个包括六个域。每个域通过图15中的虚线划分，并且实线表示高灰度子像素区H sub和低灰度子像素区L sub的边界。在这种实施方式中，子像素区被划分成上部和下部。在示例性实施方式中，像素PX包括十二个域，并且每个子像素区Hsub或L sub包括六个域。根据示例性实施方式，像素PX可被划分成偶数个域，例如，12个。此外，参考电压线V被定位成划分十二个域，并且低灰度子像素区L sub和高灰度子像素区H sub被参考电压线V划分成两半。因此，由像素所显示的图像相对于参考电压线V可具有左右对称性。
将参考图16描述包括像素电极、公共电极以及参考电压线的像素的整体结构。
图16是图15的像素的示例性实施方式的详细结构的视图。
首先，参考显示设备的下面板，多条栅极线121位于下面板的绝缘基板上。
栅极线121大致在水平或者横向方向上延伸并且包括从栅极线121向上突出和延伸的第一栅电极124a、第二栅电极124b和第三栅电极124c。在这种实施方式中，第三栅电极124c从栅极线121向上延伸和扩展，并且第一栅电极124a和第二栅电极124b从第三栅电极124c延伸。第一栅电极124a和第二栅电极124b可包括扩展部。在这种实施方式中，栅极线121可包括从大致在横向方向上延伸的主线周期性地弯曲的弯曲部。
栅极绝缘层布置在栅极线121上，并且第一半导体154a、第二半导体154b和第三半导体154c分别布置在第一栅电极124a、第二栅电极124b和第三栅电极124c上。
包括数据线171、第一漏电极175a、第二漏电极175b、第三源电极173c、第三漏电极175c和参考电压线178的数据导体布置在第一半导体154a、第二半导体154b、第三半导体154c以及栅极绝缘层上。
数据线171大致在纵向方向上延伸并且包括分别从数据线171的主线朝向第一栅电极124a和第二栅电极124b延伸的第一源电极173a和第二源电极173b。
参考电压线178包括大致平行于数据线171延伸的主线178a以及从主线178a延伸并大致平行于栅极线121的分支178b。分支178b沿着显示区的外部区域延伸至薄膜晶体管形成区域TA，并且分支178b的一端限定第三漏电极175c。
在这种实施方式中，第一漏电极175a面向第一源电极173a，第二漏电极175b面向第二源电极173b，并且第三漏电极175c面向第三源电极173c。第三源电极173c连接至第二漏电极175b。
第一栅电极124a、第一源电极173a以及第一漏电极175a与第一半导体154a一起共同限定第一薄膜晶体管，第二栅电极124b、第二源电极173b以及第二漏电极175b与第二半导体154b一起共同限定第二薄膜晶体管，并且第三栅电极124c、第三源电极173c以及第三漏电极175c与第三半导体154c一起共同限定第三薄膜晶体管。在这种实施方式中，通过第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的源电极施加数据电压，并且通过第三薄膜晶体管的源电极施加参考电压。
钝化层布置在数据导体上，并且像素电极布置在钝化层上。
在这种实施方式中，位于像素PX中的像素电极包括作为高灰度子像素的像素电极的高灰度像素电极191a以及作为低灰度子像素的像素电极的低灰度像素电极191b。像素电极包括一个高灰度像素电极191a和一个低灰度像素电极191b。
高灰度像素电极191a和低灰度像素电极191b中的每一个包括对应于六个域的六个单位像素电极，并且每个单位像素电极包括中央电极198和从中央电极198的一侧向外延伸的微分支199。微分支199相对于水平方向或者垂直方向可形成约45度的角，或者可形成在约40度至约50度的范围内的角。此外，中央电极198的一侧与微分支199可大致彼此垂直。
高灰度像素电极191a或者低灰度像素电极191b中的六个单位像素电极呈一条线地排布在垂直方向上并且通过延伸部连接。在图16的示例性实施方式中，中央电极198具有大到足以接触或者限定其中布置单位像素电极的区域的一侧的尺寸，但并不局限于此。在可替代示例性实施方式中，可减小中央电极198的尺寸，并且微分支199可位于中央电极198的拐角处。单位像素电极的延伸部从中央电极198或者微分支199延伸。通过延伸部连接的六个单位像素电极被施加相同的电压。包括在高灰度像素电极191a和低灰度像素电极191b的其中一个中的单位像素电极通过延伸部彼此连接，并且与包括在高灰度像素电极191a和低灰度像素电极191b的另一个中的单位像素电极分开或者间隔开。
第一薄膜晶体管的第一漏电极175a通过第一接触孔185a连接至高灰度像素电极191a。在示例性实施方式中，如图16所示，第一连接195a在左侧延伸以连接至高灰度像素电极191a。
第二薄膜晶体管的第二漏电极175b通过第二连接195b连接至低灰度像素电极191b。在示例性实施方式中，如图16所示，低灰度像素电极191b通过第二连接195b连接，并且第二连接195b在左侧延伸以连接至低灰度像素电极191b。第三薄膜晶体管将第二薄膜晶体管的第二漏电极175b与参考电压线178连接以改变施加至低灰度像素电极191b的数据电压的电平。
接着，参考显示设备的上面板，面向像素电极并接收公共电压的公共电极布置在上面板的绝缘基板上。
在示例性实施方式中，可在单位像素电极位于其中的一个域区域的上部公共电极中限定作为域划分部的开口72、73和78。在这种实施方式中，上部公共电极中的开口可以是包括横向开口72、与横向开口72相交的纵向开口73的十字形开口，并且可进一步包括位于十字形开口的中央处的中央开口78。中央开口78可具有包括分别位于由十字形开口所划分的四个子区域中的四个直边的多边形状。例如，在一种示例性实施方式中，中央开口78具有菱形形状。
在示例性实施方式中，对应于相邻单位像素电极的开口72、73和78并不彼此连接。在可替代示例性实施方式中，相邻开口72、73和78可彼此连接。
根据示例性实施方式，公共电极可包括作为域划分部的突起。
插入在下面板与上面板之间的液晶层包括具有负介电各向异性的液晶分子。当其中不产生电场时，液晶分子可被取向成使得其长轴被布置成大致垂直于上显示面板和下显示面板。
当数据电压被传输至像素PX时，实际上，数据电压通过第一薄膜晶体管施加至高灰度像素电极191a。在这种实施方式中，低灰度像素电极191b被施加有在通过第二薄膜晶体管所施加的数据电压与通过第三薄膜晶体管所施加的参考电压之间的中间电压。因此，高灰度像素电极191a和低灰度像素电极191b被施加有具有不同电平的电压。
被施加有不同电平的数据电压的高灰度像素电极191a和低灰度像素电极191b与上面板的公共电极一起产生电场，从而确定两个电极之间的液晶层的液晶分子的方位。当确定两个电极之间的液晶层的液晶分子的方位时，可通过由像素电极未位于其中的间隙和公共电极的开口的一侧所产生的使大致垂直于显示面板的表面的主电场失真的水平分量来首先确定液晶分子的倾斜方向。主电场的水平分量几乎垂直于单位像素电极以及开口72、73和78的一侧，并且液晶分子大致在垂直于其该侧的方向上倾斜。
在其中高灰度像素电极191a和低灰度像素电极191b分别排布在像素的上部和下部的结构中，参考电压线178在垂直方向上穿过高灰度像素电极191a和低灰度像素电极191b的中央，从而具有对称结构。
将参考图17描述在具有图16的结构的像素中的其中产生纹理的部分。
图17是示出在图16的结构中的像素的示例性实施方式的纹理的视图。
在图17中，在由T表示的部分中示出纹理。如图17所示，在高灰度像素电极191a与低灰度像素电极191b之间的部分T中产生纹理。
在具有图16的结构的像素的示例性实施方式中，在高灰度像素电极191a与低灰度像素电极191b之间产生纹理，并且在这种实施方式中，减少了在像素外部附近的纹理。
在下文中，将参考图18更加详细地描述图17中所示的高灰度像素电极191a与低灰度像素电极191b之间所产生的纹理。
图18是在根据本发明的液晶显示器的示例性实施方式中的其中根据电场产生纹理的位置的截面图。
在图18中，“高”是指将高压相对地施加至高灰度像素电极191a一侧。在图18中，“低”是指将低电压相对地施加至低灰度像素电极191b的一侧。
液晶分子通过施加至高灰度像素电极191a的高电压排布在高灰度像素电极191a上并且通过低电压相对地排布在低灰度像素电极191b上。然而，在两个像素电极的中央处，排布在高灰度像素电极191a上的液晶分子的排布方向和排布在低灰度像素电极191b上的液晶分子的排布方向可彼此接触或者抵触。然而，在被施加有高电压的高灰度像素电极191a上的排布方向具有更强的控制力，因此，在靠近低灰度像素电极191b的位置处而非如图18中所示的两个电极的中间位置处产生纹理。
根据具有图16的像素结构的示例性实施方式，可减少在像素电极附近处所产生的纹理。
在下文中，将参考图19至图22更加详细地描述其中减少图17中所示的在中央处所产生的纹理的示例性实施方式。
图19至图22是根据本发明的具有各种结构的像素电极的示例性实施方式的纹理的视图。
在图19至图22的每一个的上部，示出了包括在高灰度像素电极191a中的单位像素电极和包括在低灰度像素电极191b中的单位像素电极的示例性实施方式。此外，在图19至图22的每一个的下部，示出了单位像素的纹理。
在图19至图22中，在改变像素中的高灰度像素电极191a与低灰度像素电极191b之间的间隔的同时示出了纹理的变化。
首先，在示例性实施方式中，如图19所示，包括在高灰度像素电极191a中的单位像素电极与低灰度像素电极191b的单位像素电极之间的间隔可大致为均匀的。即，单位像素电极的任何部分之间的垂直方向上的距离大致为恒定的。
在可替代示例性实施方式中，如图20至图22所示，随着从中央靠近两端，即，在远离显示区的中央朝向显示区的一侧的方向上，垂直方向上的两个单位像素电极之间的距离可增加。图20示出了其中在显示区的两端处的两个单位像素电极之间的垂直方向上的距离比在显示区的中间部分或者中央处的两个单位像素电极之间的垂直方向的距离(即，参考距离)长大约1μm的示例性实施方式，图21示出了其中在两端处的两个单位像素电极之间的垂直方向上的距离比参考距离长大约2μm的示例性实施方式，并且图22示出其中在两端处的两个单位像素电极之间的垂直方向上的距离比参考距离长大约3μm的示例性实施方式。
如在图19至图22的下部处的纹理所示，在图22的示例性实施方式中，产生的纹理最小。因此，在示例性实施方式中，高灰度像素电极191a的单位像素电极和低灰度像素电极191b的单位像素电极中的至少一个单位像素电极具有四边形结构，并且高灰度像素电极191a的单位像素电极和低灰度像素电极191b的单位像素电极的面对侧中的一个可具有曲线结构或者可以是凸形边(convex side)。在这种实施方式中，当凸形边的曲率变得更大时，可减少纹理。凸形边的中央与两端之间的距离或高度差可在约零(0)μm至约3μm的范围内。
在示例性实施方式中，如上所述，高灰度像素电极和低灰度像素电极通过使用参考电压线178可具有不同的电压电平。
接着，将参考图23至图27的电路图描述其中改变两个子像素电极的电压电平的示例性实施方式。
图23至图27是根据本发明的像素的示例性实施方式的等效电路图。
首先，将参考图23描述液晶显示器的示例性实施方式的像素。
图23是如上所述的其中通过使用参考电压线178来将不同电平的电压施加至两个子像素电极的像素的示例性实施方式的电路图。
在图23中，由PXa表示第一子像素(高灰度子像素)，并且由PXb表示第二子像素(低灰度子像素)。
参考图23，根据本发明的液晶显示器的示例性实施方式包括诸如栅极线121、数据线171以及传输参考电压的参考电压线178等信号线和连接至信号线的像素PX。
每个像素PX包括第一子像素PXa和第二子像素PXb。第一子像素PXa包括第一开关元件Qa和第一液晶电容器Clca，并且第二子像素PXb包括第二开关元件Qb和第三开关元件Qc以及第二液晶电容器Clcb。第一开关元件Qa和第二开关元件Qb分别连接至栅极线121和数据线171，并且第三开关元件Qc连接至第二开关元件Qb的输出端子和参考电压线178。第一开关元件Qa的输出端子连接至第一液晶电容器Clca，并且第二开关元件Qb的输出端子连接至第二液晶电容器Clcb和第三开关元件Qc的输入端子。第三开关元件Qc包括连接至栅极线121的控制端子、连接至第二液晶电容器Clcb的输入端子、以及连接至参考电压线178的输出端子。
首先，参考图23中所示的像素PX的操作，当栅极线121被施加栅极导通电压时，连接至栅极线121的第一开关元件Qa、第二开关元件Qb以及第三开关元件Qc被接通。因此，施加至数据线171的数据电压通过接通的第一开关元件Qa和第二开关元件Qb被施加至第一液晶电容器Clca和第二液晶电容器Clcb，从而通过数据电压与公共电压之间的差值对第一液晶电容器Clca和第二液晶电容器Clcb进行充电。当通过第一开关元件Qa和第二开关元件Qb对第一液晶电容器Clcb和第二液晶电容器Clcb等同地施加数据电压时，通过第三开关元件Qc划分第二液晶电容器Clcb的充电电压。因此，第二液晶电容器Clcb的充电电压小于第一液晶电容器Clca的充电电压，从而两个子像素Pxa和PXb的亮度可彼此不同。因此，通过适当地控制在第一液晶电容器Clca中充入的电压和在第二液晶电容器Clcb中充入的电压，从侧面观察的图像可大致接近从前方观察的图像，从而提高侧面可视性。
然而，根据本发明的液晶显示器的示例性实施方式的像素PX的结构并不局限于图23中所示的示例性实施方式，并且可进行各种修改。
接着，将参考图24描述液晶显示器的可替代示例性实施方式的像素。
根据本发明的液晶显示器的这种实施方式包括信号线(其包括多条栅极线GL、多条数据线DL以及多条存储电极线SL)以及连接至其的多个像素PX。每个像素PX均包括一对第一子像素PXa和第二子像素PXb。第一子像素电极191a布置在第一子像素PXa中并且第二子像素电极191b布置在第二子像素PXb中。
在这种实施方式中，液晶显示器的每个像素可进一步包括连接至栅极线GL和数据线DL的开关元件Q、连接至开关元件Q并布置在第一子像素PXa中的第一液晶电容器Clca和第一存储电容器Csta、以及连接至开关元件Q并布置在第二子像素PXb中的第二液晶电容器Clcb和第二存储电容器Cstb、以及布置在开关元件Q与第二液晶电容器Clcb之间的辅助电容器Cas。
在这种实施方式中，诸如薄膜晶体管等的作为三端元件的并布置在下显示面板中的开关元件Q包括连接至栅极线GL的控制端子、连接至数据线DL的输入端子、以及连接至第一液晶电容器Clca、第一存储电容器Csta和辅助电容器Cas的输出端子。
辅助电容器Cas的一个端子连接至开关元件Q的输出端子，并且辅助电容器Cas的另一端子连接至第二液晶电容器Clcb和第二存储电容器Cstb。
通过辅助电容器Cas，第二液晶电容器Clcb的充电电压低于第一液晶电容器Clca的充电电压，从而提高液晶显示器的侧面可视性。
接着，将参考图25描述液晶显示器的另一可替代示例性实施方式的像素。
在这种实施方式中。液晶显示器包括信号线(其包括多条栅极线GLn和GL(n+1)、多条数据线DL以及多条存储电极线SL)以及连接至其的多个像素PX。每个像素PX均包括一对第一子像素PXa和第二子像素PXb。第一子像素电极191a布置在第一子像素PXa中并且第二子像素电极191b布置在第二子像素PXb中。
在这种实施方式中，液晶显示器可进一步包括连接至栅极线GLn和数据线DL的第一开关元件Qa和第二开关元件Qb、连接至第一开关元件Qa并形成在第一子像素PXa中的第一液晶电容器Clca和第一存储电容器Csta、连接至第二开关元件Qb并布置在第二子像素中的第二液晶电容器Clcb和第二存储电容器Cstb、连接至第二开关元件Qb和随后的栅极线GL(n+1)的第三开关元件Qc、以及连接至第三开关元件Qc的辅助电容器Cas。
诸如薄膜晶体管等的作为三端元件的并布置在下显示面板中的第一开关元件Qa和第二开关元件Qb包括连接至栅极线GLn的控制端子、连接至数据线DL的输入端子、以及分别连接至第一液晶电容器Clca和第一存储电容器Csta以及第二液晶电容Clcb和第二存储电容器Cstb的输出端子。
诸如薄膜晶体管等的作为三端元件的并布置在下显示面板中的第三开关元件Qc包括连接至随后的栅极线GL(n+1)的控制端子、连接至第二液晶电容器Clcb的输入端子、以及连接至辅助电容器Cas的输出端子。
辅助电容器Cas的一个端子连接至第三开关元件Qc的输出端子，并且另一端子连接至存储电极线SL。
在下文中，将描述液晶显示器的这种实施方式的操作。当栅极导通电压被施加至栅极线GLn时，连接至栅极线GLn的第一开关元件Qa和第二开关元件Qb被接通，并且数据线171的数据电压通过接通的第一开关元件Qa和第二开关元件Qb施加至第一子像素电极和第二子像素电极。
随后，当栅极断开电压被施加至栅极线GLn并且栅极导通电压被施加至随后的栅极线GL(n+1)时，第一开关元件Qa和第二开关元件Qb被切断并且第三开关元件Qc被接通。因此，连接至第二开关元件Qb的输出端子的第二子像素电极(图6中的191b)的电荷流入辅助电容器Cas，从而第二液晶电容器Clcb的电压降低。
如上所述，在这种实施方式中，第一液晶电容器Clca和第二液晶电容器Clcb的充电电压彼此不同，从而提高了液晶显示器的侧面可视性。
接着，将参考图26描述液晶显示器的另一可替代示例性实施方式的像素。
根据本发明的液晶显示器的示例性实施方式包括诸如多条栅极线GL、多条数据线DL1和DL2、以及多条存储电极线SL的信号线以及连接至其的多个像素PX。每个像素PX包括一对第一液晶电容器Clca和第二液晶电容器Clab以及一对第一存储电容器Csta和第二存储电容器Cstb。
在这种实施方式中，像素PX的每个子像素包括除一个薄膜晶体管Q之外的一个液晶电容器和一个存储电容器。包括在一个像素中的两个子像素的薄膜晶体管Q连接至栅极线GL并分别连接至不同的数据线(例如，两条相邻的数据线)DL1和DL2。不同的数据线DL1和DL2同时施加不同电平的电压，从而两个子像素的第一液晶电容器Clca和第二液晶电容器Clcb具有不同的充电电压。因此，在这种实施方式中，可提高液晶显示器的侧面可视性。
接着，将参考图27描述液晶显示器的另一可替代示例性实施方式的像素。
在示例性实施方式中，如图27所示，液晶显示器包括栅极线GL、数据线DL、第一电源线SL1、第二电源线SL2、以及连接至栅极线GL和数据线DL的第一开关元件Qa和第二开关元件Qb。
在这种实施方式中，液晶显示器进一步包括连接至第一开关元件Qa的辅助步升电容器Csa和第一液晶电容器Clca以及连接至第二开关元件Qb的辅助步降电容器Csb和第二液晶电容器Clcb。
第一开关元件Qa和第二开关元件Qb可以是诸如薄膜晶体管的三端元件。第一开关元件Qa和第二开关元件Qb连接至相同的栅极线GL和相同的数据线DL以被接通，从而相同的数据信号同时输出至其。
在恒定周期内摆动(swing)的电压被施加至第一电源线SL1和第二电源线SL2。在预定的周期或者第一周期(例如，水平周期)内，第一电源线SL1被施加第一低电压，并且在下一预定的周期或者第二周期内，第一电源线SL1被施加第一高电压。在预定的周期或者第一周期内，第二电源线SL2被施加第二高电压，并且在下一预定的周期或者第二周期内，第二电源线SL2被施加第二低电压。在这种实施方式中，在一个帧内重复地(例如，交替地或者若干次)设定第一周期和第二周期，从而将摆动的电压施加至第一电源线SL1和第二电源线SL2。在这种实施方式中，第一低电压和第二低电压可大致彼此相同，并且第一高电压和第二高电压可大致彼此相同。
辅助步升电容器Csa连接至第一开关元件Qa和第一电源线SL1，并且辅助步降电容器Csb连接至第二开关元件Qb和第二电源线SL2。
当第一电源线SL1被施加第一低电压时，辅助步升电容器Csa通过其连接至第一开关元件Qa的端子(在下文中，被称为“第一端子”)的电压Va降低，并且当第一电源线SL1被施加第一高电压时，第一端子的电压Va升高。然后，第一端子的电压Va根据第一电源线SL1的电压的摆动而摆动。
在这种实施方式中，当第二电源线SL2被施加第二高电压时，辅助步降电容器Csb通过其连接至第一开关元件Qb的端子(在下文中，称为“第二端子”)的电压Vb升高，并且当第二电源线SL2被施加第二低电压时，第二端子的电压Vb降低。然后，第二端子的电压Vb根据第二电源线SL2的电压的摆动而摆动。
如上所述，在示例性实施方式中，两个子像素被施加相同的数据电压，并且两个子像素的像素电极的电压Va和Vb根据在第一电源线SL1和第二电源线SL2中摆动的电压的大小而变得彼此不同，从而两个子像素的透射率被设置成彼此不同，从而提高侧面可视性。
在示例性实施方式中，如图24至图27所示，使用了参考电压线，但并不局限于此。在本发明的示例性实施方式中，平行于数据线并且在纵向方向上穿过像素的显示区的中央的任何线可被用于提高显示质量。
在液晶显示器的示例性实施方式中，包括在像素电极中的单位像素电极具有微分支199，并且单位像素电极的数量非常大，从而像素电极中的微分支199的数量非常大。因此，在这种实施方式中，可充分获得控制液晶分子的液晶控制力，从而可省去液晶层中通过分离光来聚合的预聚物。
然而，根据可替代示例性实施方式，可部分地减小液晶控制力，从而在液晶层中可包括预聚物。
将参考图28描述在包括预聚物的液晶层中形成预倾斜的方法的示例性实施方式。
图28是示出使用通过诸如紫外线的光使预聚物偏振来为液晶分子设置预倾角的过程的示例性实施方式的视图。
首先，参考图28，通过诸如紫外线的射线的聚合作用来固化的诸如单体的预聚物330与液晶材料一起被注入到液晶显示器的两个显示面板(例如，下面板100和上面板200)之间。预聚物330可以是通过诸如紫外线的射线来聚合的反应性介晶。
接着，将数据电压施加至第一子像素电极和第二子像素电极，并且将公共电压施加至上面板200的公共电极，从而在下面板100和上面板200之间的液晶层3中产生电场。因此，响应于电场，液晶层3的液晶分子31在预定方向上倾斜。
如上所述，当在液晶层3的液晶分子31在预定方向上倾斜的状态下照射光(例如，紫外光)时，预聚物330聚合，并且如图28所示，形成预倾斜设置聚合物350。预倾斜设置聚合物350接触下面板100和上面板200。液晶分子31通过预倾斜设置聚合物350被确定为在具有预倾角的上述方向上具有取向方向。因此，在不将电压施加至场生成电极(例如，像素电极和公共电极)的状态下，液晶分子31被排布为具有四个方向上的预倾角。
因此，液晶分子31在像素的上部和下部子像素的每个区域中具有四个方向上的预倾角。
在示例性实施方式中，额外地施加如图28所示的使用聚合物的预倾斜，使得与由微分支199所提供的液晶控制力的控制一起可进一步减少纹理。
在示例性实施方式中，如参考图28所述的，液晶层包括光敏材料，但并不局限于此。在可替代示例性实施方式中，取向层可包括光敏材料。
尽管已经结合目前被视为实际示例性实施方式的实施方式描述了本发明，但应当理解，本发明并不局限于所公开的实施方式，而是相反，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变形和等同布置。

Claims (20)

1.一种液晶显示器，包括：
绝缘基板；
多个像素，布置在所述绝缘基板上，其中，每个像素具有在水平方向上延长的形状，并且包括薄膜晶体管形成区域和显示区；以及
参考电压线，沿着所述显示区的中央在垂直方向上延伸；
其中，
所述显示区包括单个高灰度子像素区和两个低灰度子像素区；并且
所述单个高灰度子像素区位于所述两个低灰度子像素区之间。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，进一步包括：
第一薄膜晶体管，连接至布置在所述单个高灰度子像素区中的高灰度像素电极；
第二薄膜晶体管，连接至分别布置在所述两个低灰度子像素区中的两个低灰度像素电极；以及
第三薄膜晶体管，连接至所述两个低灰度像素电极和所述参考电压线。
3.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中，
所述参考电压线包括沿着所述显示区的外部区域朝向所述薄膜晶体管形成区域延伸的分支。
4.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中，
所述单个高灰度子像素区和所述两个低灰度子像素区中的每一个包括四个域。
5.根据权利要求4所述的液晶显示器，其中，
所述参考电压线穿过所述单个高灰度子像素区的中央。
6.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中，
所述显示区包括八个域。
7.根据权利要求6所述的液晶显示器，其中，
所述单个高灰度子像素区包括四个域；并且
所述两个低灰度子像素区中的每一个包括两个域。
8.根据权利要求6所述的液晶显示器，其中，
所述单个高灰度子像素区包括三个域；
所述两个低灰度子像素区中的一个包括三个域；并且
所述两个低灰度子像素区中的另一个包括两个域。
9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中，
所述显示区的八个域在所述显示区中排布在沿所述水平方向延伸的两个行和沿所述垂直方向延伸的四个列上；并且
所述单个高灰度子像素区包括布置在第二列和第二行上的域、布置在第三列和第一行上的域、以及布置在所述第三列和所述第二行上的域。
10.根据权利要求2所述的液晶显示器，进一步包括：
第一连接，沿着所述显示区的上部区域布置，其中，所述第一连接将所述单个高灰度像素电极和所述第一薄膜晶体管彼此连接；以及
第二连接，沿着所述显示区的所述上部区域布置，其中，所述第二连接将所述两个低灰度像素电极中的一个与所述第二薄膜晶体管连接。
11.根据权利要求10所述的液晶显示器，其中，
所述第一连接和所述第二连接中的每一个包括从其延伸方向朝向所述显示区弯曲的弯曲端部；并且
所述第一连接和所述第二连接中的每一个的所述弯曲端部的长度在6微米至8微米的范围内。
12.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中，
所述单个高灰度像素电极和所述两个低灰度像素电极中的每一个包括多个单位像素电极；
每个单位像素电极包括具有平面形状的中央电极和从所述中央电极的一侧延伸的多个微分支；
所述单个高灰度子像素区和所述两个低灰度子像素区中的每一个包括面向其单位像素电极的公共电极；并且
在所述公共电极中限定有开口。
13.一种液晶显示器，包括：
绝缘基板；
多个像素，形成在所述绝缘基板上，其中，每个像素具有在水平方向上延长的形状并且包括薄膜晶体管形成区域和显示区；以及
参考电压线，沿着所述显示区的中央在垂直方向上延伸；
其中，
所述显示区包括排布在两个行上的多个域；
在所述两个行的第一行上的所述域限定所述显示区的高灰度子像素区，在所述两个行的第二行上的所述域限定所述显示区的低灰度子像素区；并且
所述参考电压线包括沿着所述显示区的外部区域朝向所述薄膜晶体管形成区域延伸的分支。
14.根据权利要求13所述的液晶显示器，进一步包括：
第一薄膜晶体管，连接至布置在所述高灰度子像素区中的高灰度像素电极；
第二薄膜晶体管，连接至布置在所述低灰度子像素区中的低灰度像素电极；
第三薄膜晶体管，连接至所述低灰度像素电极和所述参考电压线。
15.根据权利要求14所述的液晶显示器，其中，
所述高灰度子像素区和所述低灰度子像素区中的每一个包括六个域。
16.根据权利要求15所述的液晶显示器，其中，
所述参考电压线穿过所述高灰度子像素区和所述低灰度子像素区的中央。
17.根据权利要求14所述的液晶显示器，其中，
所述高灰度像素电极包括对应于所述高灰度像素区中的所述域的多个单位像素电极；
所述低灰度像素电极包括对应于所述低灰度像素区中的所述域的多个单位像素电极；
所述高灰度子像素区中的所述高灰度像素电极的所述单位像素电极中的一个与所述低灰度子像素区中的所述低灰度像素电极的所述单位像素电极中的一个被布置成在所述垂直方向上彼此邻近；并且
被布置成在所述垂直方向上彼此邻近的所述单位像素电极之间的距离是均匀的。
18.根据权利要求14所述的液晶显示器，其中，
所述高灰度像素电极包括对应于所述高灰度像素区中的所述域的多个单位像素电极；
所述低灰度像素电极包括对应于所述低灰度像素区中的所述域的多个单位像素电极；
所述高灰度子像素区中的所述高灰度像素电极的所述单位像素电极中的一个与所述低灰度子像素区中的所述低灰度像素电极的所述单位像素电极中的一个被布置成在所述垂直方向上彼此邻近；并且
被布置成在所述垂直方向上彼此邻近的所述单位像素电极之间的距离在从所述显示区的所述中央朝向所述显示区的一侧的方向上增加。
19.根据权利要求18所述的液晶显示器，其中，
在所述显示区的所述中央处的被布置成在所述垂直方向上彼此邻近的所述单位像素电极之间的所述距离与在所述显示区的所述一侧处的被布置成在所述垂直方向上彼此邻近的所述单位像素电极之间的所述距离的差异在零微米至3微米的范围内。
20.根据权利要求14所述的液晶显示器，其中，
所述高灰度像素电极和所述低灰度像素电极中的每一个包括多个单位像素电极；
所述单位像素电极中的每一个包括具有平面形状的中央电极和从所述中央电极的一侧延伸的多个微分支；
所述高灰度子像素区和所述低灰度子像素区中的每一个包括面向其单位像素电极的公共电极；并且
在所述公共电极中限定有开口。
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