CN1746757A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示装置，其包括：以包括行和列的矩阵排列的多个像素电极，每个像素具有连接像素电极的开关元件；多条栅极线，与开关元件连接并且沿行的方向延伸，至少两条栅极线指定一行；以及多条数据线，与开关元件连接并且沿列的方向延伸，其中，每个像素电极具有第一侧以及比第一侧更加远离数据线的第二侧，并且接近像素电极的第二侧排列开关元件。

Description

显示装置
相关申请的交叉引用
本发明要求2004年9月10日提交的韩国专利申请第10-2004-0072507号、2004年9月10日提交的韩国专利申请第10-2004-0072749号、以及2004年9月10日提交的韩国专利申请第10-2004-0072685号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及具有改进的结构和驱动方案的显示装置，其简化了制造过程并且降低了成本。
背景技术
诸如有源矩阵(AM)液晶显示器(LCD)和有源矩阵机发光二极管显示器(OLED)的主动型显示装置包括多个以矩阵排列并且包括开关元件的多个像素，以及诸如栅极线和数据线的、用于将信号传输到开关元件的多个信号线。响应于从栅极线接收的用于显示图像的栅极信号，像素的开关元件将来自数据线的数据信号分别传输到像素。LCD的像素根据数据信号调节入射光的透射率。OLED的像素根据数据信号调节光发射的亮度。
显示装置还包括栅极驱动器，用于产生并向栅极线提供栅极信号；以及数据驱动器，用于将数据信号提供给数据线。栅极驱动器和数据驱动器中的每一个通常包括多个驱动集成电路(IC)芯片。优选地，IC芯片的数量很少以降低制造成本。特别地，由于数据驱动IC芯片比栅极驱动IC芯片贵很多，所以数据驱动IC芯片的数量很重要。
LCD包括设置有场产生电极的一对面板以及具有介电各向异性的液晶(LC)层，该液晶层设置在两个面板之间。场产生电极通常包括多个与开关元件(诸如，薄薄膜晶体管(TFT))连接的像素，该像素电极被提供有数据电压；以及共电极，覆盖面板的整个表面并且被提供有共电压。一对场产生电极和在其之间设置的液晶形成液晶电容器，该场产生电极彼此配合以产生电场。
LCD向场产生电极提供电压以产生到液晶层的电场。可通过调节穿过液晶电容器的电压来控制电场的强度。由于电场决定了液晶分子的方向并且分子方向决定了穿过液晶层的光的透射率，所以通过控制所施加的电压调节光的透射率，可在显示器上得到想要的图像。
为了避免由于长期应用单向电场等而产生图像的恶化，将相对于共电压的多个数据电压每帧、每行、或每点地倒置(inverse)。
在不同的倒置类型中，点倒置将给定数量的像素的数据电压极性倒置，由于反冲电压(kickback voltage)，降低了垂直色度亮度干扰和垂直闪烁，从而改善了图像质量。然而，流入各条数据线中的数据电压的极性倒置经常需要复杂的驱动方案，可能会造成信号延迟。尽管可通过应用低电阻率金属减少信号延迟，但是这样使生产过程复杂并且增加了制造成本。
相反地，列倒置将给定数量的像素列中的每列的电压极性倒置。由于在一帧期间，列倒置未倒置多个施加给每条数据线的数据电压，可显著地减少与信号延迟有关的问题。
然而，由于垂直色度亮度干扰和垂直闪烁等，列倒置技术劣于点倒置技术。
发明内容
本发明提供了一种具有排列在其基片上的像素的开关元件的布置的显示装置，该显示装置考虑到在保证图像质量时，降低数据驱动IC芯片数量的驱动方案，从而简化了生产过程并且降低了成本。
本发明的其余特征将在以下的描述中进行阐释，并且部分地通过以下的描述将会显而易见，或者通过本发明的实践而获得。
本发明公开了一种显示装置，其包括：以矩阵排列的多个像素，每个像素具有连接于此的开关元件；多条栅极线，与开关元件连接并且沿矩阵的行方向延伸，每行包括至少两条栅极线；以及多条数据线，与开关元件连接，每条数据线沿矩阵列的方向延伸，其中，每个像素电极具有第一面和比第一面离数据线远的第二面，并且接近像素电极的第二面排列开关元件。
应该明了上述的概述以及以下的详细说明都是示范性的和解释性的，并且将要提供对所要保护的本发明的进一步地解释。
附图说明
附图可提供对本发明的进一步地理解，并且被包括在内作为说明书的组成部分，其示出了本发明的实施例，并且和说明书一起用来解释本发明的原理。其中：
图1是根据本发明一实施例的LCD的结构图；
图2是根据本发明一实施例的LCD的像素的等效电路图；
图3示意性地示出了根据本发明一实施例的LCD的结构；
图4是根据本发明一实施例的下部面板的布局图；
图5至图7是分别沿着图4中的V-V′线、VI-VI′线及VII-VII′截取的下部面板的截面图；
图8示意性地示出了根据本发明另一实施例的像素的排列；
图9及图10是根据本发明实施例的TFT阵列面板的布局图；
图11是图4至图7所示的LCD的示意性的布局图；
图12是图8至图10所示的LCD的示意性的布局图；
图13至图18示意性地示出了根据本发明其它实施例的在LCD中的像素的排列。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能够实施本发明，现参照附图详细说明本发明的实施例。但是本发明可表现为不同形式，它不局限于在此说明的实施例。
在附图中，为了清楚起见，扩大了各层的厚度及区域。在全篇说明书中对相同元件附上相同的标号，应当理解的是当提到层、薄膜、区域、或基片等元件在别的元件“之上”时，指其直接位于别的元件之上，或者也可能有别的元件介于其间。相反，当某个元件被提到“直接”位于别的元件之上时，意味着并无别的元件介于其间。
下面，参照附图详细说明根据本发明实施例的作为显示装置实例的液晶显示器(LCD)。
图1是根据本发明一实施例的LCD的结构图。图2是根据本发明一实施例的LCD的像素的等效电路图。
参照图1，LCD包括LC显示板组件300及与该液晶显示板组件连接的栅极驱动器400和数据驱动器500、与数据驱动器500连接的灰度电压产生器800、以及控制上述元件的信号控制器600。
参照图1，面板组件300包括多条显示信号线G1-G2n和D1-Dm以及与其连接的并基本上以阵列排列的多个像素PX。
将显示信号线G1-G2n和D1-Dm排列在下部面板100上并且包括传输栅极信号(也称为“扫描信号”)的多条栅极线G1-G2n和传输数据信号的多条数据线D1-Dm。栅极线G1-G2n基本上沿行的方向延伸，并且基本上彼此平行，而数据线D1-Dm基本上沿列的方向延伸并且基本上彼此平行。
参照图2，每个像素PX包括与栅极线G和数据线D连接的(即，耦合的)开关元件Q，以及与开关元件Q连接的(即，耦合的)LC电容器CLC和储能电容器CST。如果需要，可以忽略储能电容器CST。
将包括TFT的开关元件Q设置在下部面板100上并且包括三个端：控制端，与栅极线G连接(即，耦合)；输入端，与数据线D连接(即，耦合)；以及输出端，与LC电容器CLC和储能电容器CST连接(即，耦合)。
LC电容器CLC包括设置在下部面板100上的像素电极190和设置在上部面板200上的共电极270作为两个端。设置在两个电极190、270之间的LC层3起到LC电容器CLC的电介质的作用。像素电极190与开关元件Q连接(即，耦合)，并且共电极270被提供有共电压Vcom并且覆盖上部面板200的整个表面。应该理解的是，共电极270可以设置在下部显示板100上，并且两个点190、270中的至少一个可呈近似条型或棒状。
储能电容器CST是用于液晶电容器CLC的辅助电容器。储能电容器CST包括像素电极190以及单独信号线，其设置在下部显示板100上，通过绝缘体与像素电极190重叠，并且被提供有诸如共电压Vcom的预定电压。可选地，储能电容器CST包括像素电极190以及称作在前数据线的邻近栅极线，其通过绝缘体与像素电极190重叠。
对于彩色显示器，各像素PX可唯一地显示原色中一种(即，空间分割)或各像素PX顺序地显示原色(时间分割)，以使将原色的空间或时间的总和识别为想要的颜色。图2示出空间分割的实例，其中，各像素PX包括在面对像素电极190的上部面板200区域中的表示原色中的一种的滤色镜230。可选地，可将滤色镜230设置在下部显示板100上的像素电极190的上面或下面。
一组原色的实例包括红色、绿色、以及蓝色。包括红、绿、蓝滤色镜的像素PX被分别称为红、绿、蓝像素。红、绿、蓝像素的代表性的排列为条形排列，其中，每个像素行依次包括红、绿、蓝像素并且每个像素列只表示一种颜色。
一个或多个偏光器(未示出)附着到面板100和200中的至少一个上。此外，可将用于补偿反射各向异性的一个或多个延迟薄膜排列在偏光器和面板之间。
参照图3，描述本发明一实施例的LCD的详细结构。
图3示意性地示出根据本发明一实施例的LCD的结构。
如图3所示，LCD包括面板组件300、印刷电路板(PCB)550、以及至少一个附着到面板组件300和PCB 550上的柔性电路(FPC)薄膜510。
将PCB 550邻近面板组件300的上边部设置并且安装或在其上固定有诸如信号控制器600、灰度电压产生器800等的若干电路元件。FPC薄膜510安装数据驱动IC 540并且包括多个与数据驱动IC540的输出端连接的(即，耦合的)输出主线(lead line)521以及多个与数据驱动IC 540的输入端连接的(即，耦合的)输入主线(未示出)。
面板组件300包括栅极线(G1、G2...)、数据线(D1、D2...)、以及像素，并且像素包括像素电极190以及与栅极线(G1、G2...)、数据线(D1、D2...)连接的(即，耦合的)开关元件Q、以及像素电极190。数据线(D1、D2...)通过接触点C1与在FPC薄膜上的主线521连接(即，耦合)。
面板组件300还包括左伪线(dummy line)L1和右伪线L2，它们基本上平行数据线(D1、D2...)延伸并且分别位于最左的数据线D1的左边和最右数据线Dm的右边。PCB 550还包括旁路线551a和551b并且FPC薄膜510还包括522a、522b、523a、523b，即，两对连接线。
右伪线L2与主线521电连接(即，电耦合)，该主线通过连接线523a、旁路线551a、以及连接线522a与最左的数据线D1连接。相似地，左伪线L2与另一主线521电连接(即，电耦合)，该主线通过连接线522b、旁路线551b、以及连接线523b与最右的数据线Dm连接。连接线522b和523b在接触点C1与伪线L1和L2连接(即，耦合)并且连接线522a和523a在接触点C2与伪线L1和L2连接。连接线522a、522b、523a、523b在接触点C3与旁路线551a和551b连接。
每一对栅极线G2i-1及G2i(i＝1、2、...)设置在像素电极190的行的上面和下面。数据线Dj(j＝1、2、3、...)设置在两列相邻的像素电极190之间。换句话说，每条数据线Dj(j＝1、2、3、...)设置在邻近的邻近一对像素电极190之间。左伪线L1设置在最左像素列的左侧并且右伪线L2设置在最右像素列的右侧。
像素电极190通过设置在接近像素电极190角(corner)的开关元件Q与栅极线(G1、G2...)和数据线(D1、D2...)或伪线L1和L2连接(即，耦合)。由于伪线L1和L2可被认为与数据线(D1、D2...)形成连接关系，所以，可省略像素电极190和伪线L1和L2之间的连接关系。
分配给连接于此的各开关元件Q的像素电极190的角落位置根据像素电极190与栅极线(G1、G2...)和数据线(D1、D2...)之间的连接而以行或以列的方式变化。例如，将对于像素电极190的将与上部栅极线G2i-1和左数据线(D1、D2...)连接(即，耦合)的开关元件Q接近像素电极190的左上角设置，其是离上部栅极线G2i-1和左数据线(D1、D2...)最近的角。
一行像素电极190可选地与邻近其的一对栅极线G2i-1及G2i连接(即，耦合)并且可选地与最接近的数据线和次接近的数据线连接(即，耦合)。
由此，设置在两个邻近数据线之间的一对像素电极190以及一对栅极线与相同的数据线，但是不同的栅极线连接(即，耦合)。
下面，论述在像素矩阵中的开关元件的配置以及它们与各栅极线和数据线的连接。在每像素行中的像素具有可选地位于接近上部角落和下部角落的开关元件。在每像素列中的像素具有可选地位于接近上部角落和下部角落并且还可选地位于左侧角落和右侧角落的开关元件。一对栅极线设置在每个像素行的上面和下面，其中，在每个像素行中的像素的开关元件与最接近于各开关元件的栅极线连接(即，耦合)。每条数据线设置在邻近的一对像素列之间并且与一对像素有关的开关元件连接(即，耦合)。在一个实施例中，具有与相同数据线连接(即，耦合)的开关元件的每一对像素位于同一像素行。在另一实施例中，在每个像素行中位于两个邻近数据线之间的两个像素具有与同一数据线连接(即，耦合)的开关元件。最后，在另一实施例中，在每个像素列中的两个邻近像素具有与不同数据线连接(即，耦合)的开关元件。
上述配置将数据线D1、D2、D3...的数量减少到像素列的一半。还可改变图3中所示的像素电极190与栅极线和数据线的配置和连接。
下面，参照图4至图7详细说明根据本发明一实施例的LC面板组件300。
图4是根据本发明一实施例的下部面板的布局图。图5至图7是分别沿着图4中的V-V′线、VI-VI′线及VII-VII′截取的下部面板的截面图。
参照图4至图7，LC面板包括TFT阵列面板100、面对TFT阵列面板100的共电极面板200、介于面板100和200之间的液晶层3。
关于TFT阵列面板100，在诸如透明玻璃或塑料的绝缘基片110上形成多对栅极线121a、121b和多条储能电极线131。栅极线121a、121b主要以横向延伸并且传输栅极信号。一对栅极线121a、121b彼此分离并且包括彼此相对(即，向上和向下)延伸的多个栅极电极124a、124b。每个栅极线121a、121b还包括具有用于与另一层或外部驱动电路接触的足够大的区域的末端129。
用于产生栅极信号的栅极驱动电路(未示出)可被安装在柔性印刷电路(FPC)薄膜(未示出)上，其可附着到基片110上，直接安装到基片110上，或集成到基片110上。可延伸栅极线121a、121b以与可集成到基片110上的驱动电路连接(即，耦合)。
储能电极131可被提供有预定的电压，并且将每个储能电极131设置在两个邻近的栅极线121之间。每个储能电极131包括多组储能电极133a1、133a2、133b1、133b2、133c1、133c2、133d以及连接邻近组的储能电极线133a1-133d的多对储能连接件135a、135b。
每组储能电极133a1-133d基本上形成一对矩形，每各矩形包括以横向延伸的第一储能电极133a1或133a2、及以横向延伸并且与第一储能电极133a1或133a2相对设置的第二储能电极133b1或133b2，以纵向延伸并且连接第一和第二储能电极133a1、133a2、133b1、133b2一端的第三储能电极133c1、133c2，以及纵向延伸并且连接第一和第二储能电极133a1、133a2、133b1、133b2另一端的第四储能电极133d。一对矩形通常分享第四储能电极133d并且相对于第四储能电极133d中心基本上具有180°旋转对称。第一储能电极133a1、133a2接近栅极电极124a和124b弯曲。然而，储能电极线131可具有不同形状和配置。
栅极线121a、121b和储能电极线131可由包含铝或铝合金的金属、包含银或银合金的金属、包含铜或铜合金的金属、包含钼或钼合金的金属、铬、钽或钛组成。但是，栅极线121a、121b和储能电极线131可以具有包括物理性质不同的两个导电薄膜(未示出)的多层结构。薄膜中的一层可由低电阻率金属组成，例如，由包含铝的金属、包含银的金属、包含铜的金属组成，用于减少信号迟延或电压下降。
其他薄膜可由包含诸如Cr、Ta、或Ti的金属材料组成，该材料与氧化铟锡(ITO)及氧化铟锌(IZO)一致，具有良好的物理、化学、以及电接触特性。例如，两层薄膜的组合可包括下部Cr薄膜和上部Al(合金)薄膜以及下部Al(合金)薄膜和上部Mo(合金)薄膜。然而，应该理解的是栅极线121a、121b和储能电极线131可由不同金属或导体组成。
栅极线121a、121b和储能电极线131侧面相对于基片110表面倾斜，其优选倾斜角为约30-80°。
在栅极线121a、121b及储能电极线131上形成由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)组成的栅极绝缘层140。
在栅极绝缘层140上形成多对岛状半导体152、154a、154b。将每个岛状半导体154a、154b设置在栅极124a、124b上并包括覆盖栅极线121a、121b及储能连接件135a边缘的延伸。岛状半导体152设置在储能连接件135b并且覆盖电极连接部135b的边缘。岛状半导体152、154可由氢化非晶硅(缩写为a-Si)或多晶硅组成。
在岛状半导体152、154a、154b上部形成由硅化物或与n型杂质重参杂(磷)的n+氢化非晶硅组成的多个岛状欧姆接触件162、163a、165a。
岛状半导体152、154a、154b和欧姆接触件162、163a、165a、侧面也相对于基片110表面倾斜大约30-80°。
在欧姆接触件162、163a、165a、及栅极绝缘层140上分别形成多条数据线171和多个漏极电极175a、175b。
数据线171传输数据信号并且基本上以纵向延伸以与栅极线121a、121b及储能连接件135a、135b交叉。各数据线171包括向栅极电极124a、124b延伸的并且弯曲成类似字母J的多个源极电极173a、173b。每个源极电极173a延伸到邻近的两个栅极电极124a、124b之间的区域中。
每条数据线171还包括末端179，其具有足够大的区域用于与另一层或外部驱动电路接触。用于产生数据信号的驱动电路(未示出)可被安装在FPC薄膜上，其可附着到基片110上，直接安装到基片110上，或集成到基片110上。数据线171可与集成到基片110上的驱动电路连接。
漏极电极175a、175b与数据线171分离并且相对于栅极电极124a、124b，与源极电极173a、173b相对设置。每个漏极电极175a、175b包括相对宽的末端以及相对窄的末端。宽的末端与储能电极133a重叠并且窄的末端通过源极电极173a、173b部分地闭合。
栅极电极124a/124b、源极电极173a/173b、及漏极电极175a/175b与岛状半导体154a/154b一起形成TFT，TFT具有沟道，形成在源极电极173a/173b和漏极电极175a/175b之间的岛状半导体154a/154b中。
数据线171和漏极电极175a、175b由诸如钼、铬、钽、钛或它们的合金的难熔金属组成。然而，数据线171和漏极电极175a、175b可为包括难熔性薄膜(未示出)以及低电阻率薄膜(未示出)多层结构。例如，多层结构可包括双层结构，其可包括下部Cr/Mo(合金)薄膜和上部Al(合金)薄膜；以及三层结构，其可包括下部Mo(合金)薄膜、中部Al(合金)薄膜、和上部Mo(合金)薄膜。然而，栅极线121a、121b和储能电极131可由不同金属或导体组成。
数据线171和漏极电极175a、175b相对于基片的表面具有倾斜边缘的外形，并且倾斜角度为大约30-80°。
只将欧姆接触件162、163a、165a设置在下层岛状半导体152、154a、154b与其上的数据线171及漏极电极175a、175b之间，并且减少了它们之间的接触电阻。设置岛状半导体152以及位于栅极线121a和121b以及储能连接件135a、135b以使表面的外形平滑或水平，从而避免了数据线171的断开。岛状半导体152、154a、154b包括一些暴露的部分，其未被覆盖有数据线171及漏极电极175a、175b，例如，位于源极电极173a、173b和漏极电极175a、175b。
可在漏极电极175a、175b、数据线171、以及岛状半导体152、154a、154b的暴露部分上形成钝化层180。钝化层180可由无机绝缘材料或有机绝缘材料组成并且钝化层180可基本上具有水平的顶面。无机绝缘材料可包括氮化硅和氧化硅。有机绝缘材料可具有感光性并且电介质常数小于4.0。钝化层180可包括包含无机绝缘体的下部薄膜以及包含有机绝缘体的上部薄膜，由此，其具有有机绝缘体的绝缘特性，而有机绝缘材料防止了岛状半导体152、154a、154b暴露部分的损坏。
钝化层180具有多个接触孔185、182，用于分别暴露数据线171及漏极电极175a、175b的端部179。钝化层180和栅极绝缘层140具有用于暴露栅极线121a、121b的端部129的多个接触孔181。
在钝化层180上形成由诸如ITO或IZO的透明导体材料或诸如Ag、Al、Cr或它们合金的反射导体材料组成的多个像素电极190和多个接触辅助件81、82。
像素电极191通过接触孔185与漏极电极175a、175b物理电连接(即，耦合)，由此，像素电极191接收来自漏极电极175a、175b的数据电压。被提供有数据电压的像素电极191与提供有共电压的共电极面板的共电极270一起产生电场，以决定液晶层3的液晶分子(未示出)的方向。像素电极191以及共电极270形成LC电容器Clc，在TFT关闭之后，其储存所提供的电压。
像素电极191与储能电极133a1-133d重叠。像素电极191、与像素电极191连接的漏极电极175a、175b、以及储能电极131形成储能电容器CST，其增加了LC电容器CLC的电压储存能力。
像素电极191覆盖了漏极电极175a、175b宽的端部并且设置在储能电极133c1、133c2、133d上的纵向边缘，以使储能电极133c1、133c2、133d阻止在像素电极191和数据线171之间的干扰和像素电极191之间的干扰。
接触辅助件81、82通过接触孔181、182分别与栅极线121a、121b的端部129及数据线171的端部179连接。接触辅助件81、82保护末端129、179并且改善末端129、179和外部装置之间的附着力。
下面，描述根据本发明实施例的共电极面板200。
在绝缘基片210上设置被称为黑阵的遮光件220。遮光件220用于防止或显著降低光的泄漏。遮光件220可包括多个面对像素电极191的开口并且可基本上具有与像素电极191相同的平面形状。可选地，遮光件220可包括多个面对数据线171的基本上为直线的部分以及面对TFT阵列面板100上面对TFT的多个变宽的部分。
在基片210形成多个滤色镜230。滤色镜230基本上设置在由遮光件220限定或围绕的区域内。滤色镜230基本上以纵向沿像素电极191延伸。滤色镜230可代表诸如红、绿、蓝的原色中的一种。
在滤色镜230及遮光件220上形成由有机绝缘体组成的覆盖层250，其防止或基本上防止滤色镜230暴露给污染物，并且还提供了基本上平坦的表面。可省略覆盖层250。
可在覆盖层250上形成由诸如ITO或IZO的透明导电材料组成的共电极270。
均匀的校准层(未示出)可设置在面板100、200的内表面上。
重新参照图1，灰度电压产生器800产生与像素透射率有关的两组多个灰度电压。在一组中的灰度电压相对于共电压Vcom具有正极性，而在另一组中的灰度电压相对于共电压Vcom具有负极性。
栅极驱动器400与面板组件300的栅极线G1-G2n连接(即，耦合)，综合来自外部装置的栅极开通电压Von和栅极关闭电压Voff以产生用于栅极线G1-G2n的栅极信号。
数据驱动器500与面板组件的数据线D1-Dm连接(即，耦合)，并且选择来自灰度电压产生器800的灰度电压，作为数据电压传输给数据线D1-Dm。
每个栅极驱动器400和数据驱动器500可包括安装在面板组件300上或以薄薄膜封装(TCP)的形式安装在柔性印刷电路(FPC)薄膜上的至少一个集成电路(IC)芯片，它们附着于液晶显示板组件300。可选地，驱动器400和500可沿显示信号线G1-G2n和D1-Dm与面板组件300集成并且与TFT开关元件Q集成。
信号控制器600控制栅极驱动器400及数据驱动器500的操作。
下面，说明至少上述液晶显示器的操作。
信号控制器600被提供有来自图形控制器(未示出)(例如，由外部提供的)的输入图像信号R、G、B及控制其显示的输入控制信号，例如，垂直同步信号Vsync、和水平同步信号Hsync、主时钟MCLK、数据使能信号DE。在根据输入控制信号和输入图像信号R、G和B产生栅极控制信号CONT1及数据控制信号CONT2并且处理适用于面板组件300操作的图像信号R、G和B之后，向栅极驱动器400传输栅极控制信号CONT1，向数据驱动器500传输数据控制信号CONT2和处理过的图像信号DAT。在这里，图像信号R、G、B的处理包括根据面板组件300的像素排列重新排列图像数据R、G、B。
栅极控制信号CONT1包括用于命令开始扫描的扫描开始信号STV及控制栅极开通电压Von输出时间的时钟信号。栅极控制信号CONT1还包括限定栅极开通电压Von持续时间的输出使能信号DE。
数据控制信号CONT2包括通知用于一组图像的数据传输开始的水平同步开始信号STH、命令向数据线D1-Dm施加数据电压负载信号LOAD、以及数据时钟信号HCLK。数据控制信号CONT2还包括倒置信号RVS，用于相对于共电压Vcom倒置多个数据电压。
相应于从控制器600接收到的数据控制信号CONT2，数据驱动器500接收来自控制器600对于半行像素的图像数据DAT信息包，将图像数据DAT由灰度电压产生器800提供的灰度电压中选择的模拟数据电压，并且将数据电压施加给数据线D1-Dm。应该可以理解信息包可包含不同量的图像数据DAT。
相应于从信号控制器600接收到的栅极控制信号CONT1，栅极驱动器400将栅极开通电压Von施加到栅极线G1-G2n，由此，开通与其连接的开关元件Q。将施加给数据线D1-Dm的数据电压通过激活的开关元件Q施加给像素。
将数据电压和共电压Vcom之差表现为通过LC电容器CLC的电压，被称作像素电压。在LC电容器CLC中的液晶分子根据像素电压大小具有方向，并且分子的方向决定了通过液晶层3的光的偏振。偏光器将光偏振转化成光透射。
以1/2水平周期(或″1/2H″)(等于水平同步信Hsync或数据使能信号DE的半个周期)为单位反复该程序。在一帧内向所有栅极线G1-G2n依次施加栅极开通电压Von，以向所有像素施加数据电压。结束一帧后开始下一帧时，控制施加给数据驱动器500的倒置控制信号RVS，由此，倒置多个数据电压，其被称作“帧倒置”。
除了帧倒置之外，在一帧内数据驱动器500改变流入各数据线的多个数据电压的极性，由此改变像素电压的极性。如图3所示，因为像素和数据线D1-Dm之间的连接很复杂，所以数据驱动器500产生的极性倒置图案和出现在面板组件300上的像素电压极性倒置图案不同。下文中，将在数据驱动器500的倒置叫做“驱动器倒置”，将出现在面板组件300上的像素电压极性倒置叫做“明显(apparent)倒置”。
图3中所示的极性倒置图案是列倒置的驱动器倒置并且是1×2点倒置的明显倒置。驱动器列倒置指示在每条数据线中的数据电压极性固定或恒定并且相邻的两条数据线中的数据电压极性相反。表面1×2点倒置指示每一行、每两列倒置极性。
像素的开关元件的上述配置实现了对于给定列式的驱动器倒置的1×2点式的明显倒置。列式的驱动器倒置使可用于数据线的材料多样化并由此很容易地找到适用于简化生产过程的材料。此外，由于在正极性像素电压和负极性像素电压之间的反冲电压，点式明显倒置分散亮度的差，由此，降低了垂线的缺陷。
现在，参照图8描述根据本发明另一实施例的LCD中的像素排列。
图8示意性地示出了根据本发明另一实施例的像素的排列。
图8示出的像素排列类似于图3示出的像素排列。
详细地，每一对栅极线G2i-1及G2i(i＝1、2、...)设置在像素电极190的行的上面和下面。每条数据线Dj(j＝1、2、3、...)设置在两列相邻的像素电极190之间。
而且，与一对在像素行中的像素电极190连接的(即，耦合的)两个开关元件Q设置在两条相邻数据线Dj、Dj+1之间并且与不同的栅极线G2i-1、G2i连接。例如，如图8所示，接近像素电极190上角设置的开关元件Q与上部栅极线G2i-1连接(即，耦合)，接近像素电极190下角设置的开关元件Q与下部栅极线G2i连接(即，耦合)。
连接开关元件Q和数据线的每个连接设置在相邻的两条栅极线之间。
然而，图8中与各像素电极190连接的开关元件Q位置比图3中所示的实施例中的位置要远。详细地，接近像素电极190的纵向边缘设置每个开关元件Q，该纵向边缘为像素电极190的两个纵向边缘中离数据线较远的一条纵向边缘。
总之，设置像素和开关元件Q，以使在两个邻近数据线之间设置的在行中一对邻近像素的开关元件Q与单一的数据线连接(即，耦合)。此外，在列中的一对邻近的像素与不同的数据线连接(即，耦合)，并且一对邻近的像素的开关元件沿列的方向设置在像素电极190的对面。在像素行中，重复设置具有相同结构的像素对。
下面，参照图9及图10详细说明具有图8所示的像素排列的TFT阵列面板。
图9及图10是根据本发明实施例的TFT阵列面板的布局图。
参照图9和图10，根据本发明一实施例的TFT阵列面板的层结构与图4至图7示出的层结构类似，并由此，为了方便起见，省略TFT面板的横截面。
在基片110和栅极绝缘层140上设置包括栅极电极124a、124b的多条栅极线121a、121b，包括储能电极133a1-133d及储能连接件135a、135b的多条储能电极线131。在其上依次设置多个岛状半导体152、154a、154b及多个欧姆接触件162、163a、163b、165a、165b。在欧姆接触件162、163a、163b、165a、165b及栅极绝缘层140上形成包括源极电极173a、173b和末端179的多条数据线171及多个漏极电极175a、175b。并且在其上形成钝化层180。在钝化层180及栅极绝缘层140上设置有多个接触孔181、182、185。在钝化层180上形成多个像素电极190和多个接触辅助件82、81。
图9及图10中所示的TFT阵列面板还包括多个岛状半导体153以及设置在岛状半导体153和数据线171之间的欧姆接触件(未示出)。该岛状半导体153设置在栅极线121a、121b和数据线171的交叉处，以使表面的外形平滑或水平，从而避免了数据线171的断开。
而且，图10中所示的每个源极电极173a、173b具有基本上U形或弯曲的字母的形状。漏极电极175a、175b沿纵向延伸以交叉栅极电极124a、124b的上部边缘。由于栅极电极124a、124b的上部边缘基本上平行于栅极线121a、121b的延伸方向，所以，当漏极电极175a、175b沿栅极线121a、121b的延伸方向移动时，漏极电极175a、175b和栅极电极124a、124b的重叠区域基本上一致。
图8至图10示出的情况，比图4至图7示出的实施例减少了垂直条纹，下面参照图11和图12对此进行详细说明。
图11是图4至图7所示的LCD的示意性的布局图。图12是图8至图10所示的LCD的示意性的布局图。图11及图12中斜线区域是由遮光件遮挡的区域。
相邻的两个像素电极190之间距离，在像素电极190之间配置数据线171时和在像素电极190之间未布置数据线时不同。为了在像素电极190之间配置数据线171，需要比数据线171宽的区域。
由于这种像素电极190之间的宽度差异，根据是否配置数据线171来决定遮光件的宽度。例如，对于15英尺WXGA LCD，设置在数据线171上的遮光件宽度部分的宽度约为29微米，而设置在像素电极190之间，没有设置数据线的遮光件部分的宽度约为18微米。
参照图11，覆盖数据线171的遮光件″A″部分的面积要大于没有数据线的遮光件″B″部分的面积。设置在数据线171之间的一对像素具有小于在其中未设置数据线的有效显示面积，从而产生纵向条纹缺陷。
但是，图8至图10示出的LCD中，未包括数据线171的像素电极190之间布置开关元件Q。因此，遮光件部分D的面积包括开关元件Q占据的面积和像素电极190之间间隙的面积，而包括数据线171的部分C的面积不包括开关元件Q占据的面积。由开关元件Q占据的面积可补偿由于插入数据线171而增加的面积，从而降低了部分C和D之间面积的不同，降低了纵向条纹缺陷。
下面，参照图13至图15详细说明根据本发明另一实施例的像素排列。
图13至图15示意性地示出根据本发明其它实施例的在LCD中的像素的排列，其中，像素的排列与图8中所示的像素的排列相似。
每一对栅极线G2i-1及G2i设置在像素电极190的行的上面和下面。每条数据线Dj设置在两列相邻的像素电极190之间。
与一对在像素行中的像素电极190连接的(即，耦合的)两个开关元件Q设置在两条相邻数据线Dj、Dj+1之间并且与不同的栅极线G2i-1、G2i连接。例如，如图13所示，接近像素电极190上角设置的开关元件Q与上部栅极线G2i-1连接(即，耦合)，接近像素电极190下角设置的开关元件Q与下部栅极线G2i连接(即，耦合)。
此外，邻近像素电极190的纵向边缘设置开关元件Q，该边缘相对远离数据线，并且开关元件Q与数据线的每个互连设置在两个相邻栅极线之间。
然而，图13至图15示出的开关元件Q与数据线之间的互连与图8中所示的互连不同，并且将在下面对该结构进行描述。
根据图13示出的排列，在行方向上邻近的每对像素(下文中，称作像素对)中的开关元件Q与不同的数据线连接(即，耦合)。在列方向相邻的两个像素与不同的数据线连接并且在列方向上的相对的位置设置有开关元件Q。在行方向邻近的两个像素对中的相应像素的开关元件Q与不同侧的数据线连接(即，耦合)并且在列方向上设置在相对的位置。结果，通过重复排列在行方向和列方向中的2×4像素矩阵来得到图13所示的像素排列。
图14示出的排列中，在每个像素对中的开关元件Q与单一数据线连接(即，耦合)。在列方向中邻近的两个像素与不同的数据线连接并且在相同位置设置开关元件Q。在行方向中邻近的两个像素对具有相同的结构。结果，通过重复排列在行方向和列方向中的2×2像素矩阵来得到图14所示的像素排列。
图15示出的排列中，在每个像素对中的开关元件Q与单一数据线连接(即，耦合)。在列方向中邻近的两个像素与不同的数据线连接并且在相同位置设置开关元件Q。在行方向邻近的两个像素对中的相应像素的开关元件Q与同一侧的数据线连接(即，耦合)并且在列方向上设置在相对的位置。结果，通过重复排列在行方向和列方向中的2×4像素矩阵来得到图15所示的像素排列。
下面，参照图16至图18详细说明根据本发明其它实施例的像素排列。
图16至图18示意性地示出了根据本发明其它实施例的在LCD中的像素的排列，其中，像素的排列与图8中所示的像素的排列相似。
每一对栅极线G2i-1及G2i设置在像素电极190的行的上面和下面。每条数据线Dj设置在两列相邻的像素电极190之间。
两个开关元件Q与不同的栅极线G2i-1、G2i连接(即，耦合)。例如，接近像素电极190上角设置的开关元件Q与上部栅极线G2i-1连接(即，耦合)，接近像素电极190下角设置的开关元件Q与下部栅极线G2i连接(即，耦合)。
各开关元件Q接近像素电极190的纵向边缘设置，该纵向边缘离数据线最远，并且开关元件Q与数据线的每个互连(interconnection)174设置在两个相邻栅极线之间。
图13至图15示出的开关元件Q与数据线之间的互连与图8中所示的互连不同。两个开关元件Q与单一互连174。例如，如图16所示，在列方向邻近的上部和下部像素对中，上部像素对的下部开关元件Q和下部像素对的上部开关元件Q与单一数据线连接(即，耦合)。
图16示出的排列中，在每个像素对中的开关元件Q与不同的数据线连接(即，耦合)。在列方向中邻近的两个像素与不同的数据线连接并且在相同位置设置开关元件Q。在行方向中邻近的两个像素对具有相同的结构。结果，通过重复排列在行方向和列方向中的2×2像素矩阵来得到图16所示的像素排列。
图17示出的排列中，在每个像素对中的开关元件Q与不同的数据线连接(即，耦合)。在列方向中邻近的两个像素与不同的数据线连接并且在相同位置设置开关元件Q。在行方向邻近的两个像素对中的相应像素的开关元件Q与不同侧的数据线连接(即，耦合)并且在列方向上设置在相对的位置。结果，通过重复排列在行方向和列方向中的2×4像素矩阵来得到图17所示的像素排列。
图18示出的排列中，在每个像素对中的开关元件Q与不同的数据线连接(即，耦合)。在列方向中邻近的两个像素与单一或不同的数据线连接并且在相同位置或相对的位置设置开关元件Q。在行方向邻近的两个像素对中的相应像素的开关元件Q与不同侧的数据线连接(即，耦合)并且在列方向上设置在相对的位置。结果，通过重复排列在行方向和列方向中的4×4像素矩阵来得到图18所示的像素排列。
下面，将描述图13至图18所示的LCD中的数据电压的极性倒置形式。
图13至图18所示的LCD中的驱动器倒置为列倒置。
图13和图17所示的倒置为1×1点倒置，图14至图16所示的倒置为1×2点倒置。图18所示的倒置为2×1点倒置。
如上所述，像素开关元件的上述设置实现了对于给定列型驱动器倒置的1×2点形明显倒置。列形驱动器倒置可改变用于数据线的材料，从而可能降低成本并且简化生产过程。由于在正极性像素电压和负极性像素电压之间的反冲电压，点式明显倒置分散亮度的差，由此，降低了垂线的缺陷。
根据本发明实施例的上述结构和驱动方案减少了数据驱动IC芯片的数量，同时保证了图像质量。
应该理解的是上述讨论并不局限于此并且可用于诸如OLED装置的其他显示装置。
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 (20)

1.一种显示装置，包括：
以矩阵排列的多个像素，每个像素具有连接于其上的开关元件；
多条栅极线，与所述开关元件连接并且沿所述矩阵的行的方向延伸，每行包括至少两条所述栅极线；以及
多条数据线，与所述开关元件连接，每条数据线沿所述矩阵的列的方向延伸，
其中，所述每个像素电极具有第一侧以及比所述第一侧更加远离所述数据线的第二侧，并且所述开关元件接近所述像素电极的第二侧设置。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，将在每行中的至少两个相邻像素排列在两个相邻的数据线之间并且形成像素组，形成所述像素组的所述两个相邻像素与不同的栅极线连接。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，在所述像素组中的每个所述像素与同一数据线连接。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其中，在所述像素组中的所述像素与不同的数据线连接。
5.根据权利要求2所述的显示装置，其中，在列中的相邻像素与同一数据线连接。
6.根据权利要求2所述的显示装置，其中，在列中的相邻像素与不同的数据线连接。
7.根据权利要求2所述的显示装置，其中，将与每个像素组中的所述像素连接的所述不同栅极线排列在所述像素的上部侧和下部侧。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，对于在每行中的两个相邻像素的开关元件在列方向上与各个像素相对设置，所述两个相邻像素在两个相邻数据线之间排列并且形成像素对。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，将在列中的相邻像素的所述开关元件分别排列在基本上相同的位置上。
10.根据权利要求8所述的显示装置，其中，将在列中的相邻像素的所述开关元件分别排列在基本上相对的位置上。
11.根据权利要求8所述的显示装置，其中，将在行中相邻像素对中的相应像素的所述开关元件分别排列在基本上相同的位置上。
12.根据权利要求8所述的显示装置，其中，将在行中相邻像素对中的相应像素的所述开关元件分别排列在基本上相对的位置上。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其中，通过互连将所述数据线和所述开关元件连接。
14.根据权利要求13所述的显示装置，其中，在两个相邻的栅极线之间排列每个互连。
15.根据权利要求13所述的显示装置，其中，将每个互连与所述开关元件中的两个相连。
16.根据权利要求1所述的显示装置，其中，每个所述开关元件包括：
栅极电极，与所述栅极线中的一个连接，并且具有基本上与所述栅极线平行的一侧；
源极电极，与所述数据线中的一个连接；以及
漏极电极，与所述像素电极中的一个连接并且与所述栅极电极的一侧相交。
17.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述显示装置的驱动器倒置为列倒置。
18.根据权利要求17所述的显示装置，其中，所述显示器的明显倒置为点倒置。
19.根据权利要求1所述的显示装置，还包括：
遮光件，排列在所述像素电极之间。
20.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述遮光件包括：
第一部分，沿所述列的方向延伸并且与所述数据线重叠；
第二部分，沿所述列的方向延伸并且不与所述数据线重叠；以及
第三部分，与所述开关元件重叠，
其中，所述第一部分比所述第二部分宽。
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