CN1854831A - 液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示器，包括：多个像素，以矩阵形式排列，并具有第一和第二子像素。多个栅极线与第一和第二子像素相连，以向其传输栅极信号。多个第一和第二数据线与栅极线交叉，并与第一和第二子像素相连，以分别向其传输第一和第二数据电压。数据驱动器，用于分别向第一和第二数据线输出第一和第二数据电压。第一和第二数据电压具有相同的极性。将像素分割为两个子像素，并将不同的数据电压分别施加到两个子像素上，从而增强可视性。

Description

液晶显示器
相关申请的交叉引用
本申请要求2005年4月26日递交的韩国专利申请No.2005-0034412的优先权，将其全部公开内容一并在此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器。
背景技术
液晶显示器(“LCD”)，最广泛使用的平板显示设备之一，包括：两个显示板，其上安装有场产生电极，如像素和公共电极等；以及夹在其间的液晶层。LCD通过向场产生电极施加电压在液晶层中产生电场，对液晶层的液晶分子进行取向，以控制入射光的偏振，从而显示图像。利用LCD，两个电极在接收到电压时在液晶层中产生电场，并改变电场的强度，以控制通过液晶层的光的透射率，并获得所需的图像。为了防止液晶层由于长期施加单向电场而退化，针对各个帧、像素行或像素，反转数据电压相对于公共电压的极性。
由于给出了较高的对比度和较宽的基准视角，垂直取向(“VA”)模式LCD得到了普遍的关注，其中在未施加电场时，液晶分子的方向垂直于上下显示板取向。基准视角表示对比度为1∶10的视角或中间灰度亮度反转极限角。
利用VA模式LCD，可以在场产生电极处形成切除部分或突出，以实现宽视角。因为通过切除部分或突出来确定液晶分子的倾斜方向，液晶分子的倾斜方向可以是多种多样的，从而加宽了基准视角。
但是，VA模式LCD的横向侧与其正前侧相比具有较差的可视性。例如，具有切除部分的图案垂直取向(PVA)模式LCD的亮度向其横向侧变大，而在严重的情况下，将消除高灰度之间的亮度差，从而使显示图像出现失真。为了增强横向侧可视性，已经提出应当将像素分割为两个子像素，彼此通过电容器组合。将电压直接施加到一个子像素上，而由于电容器组合，在另一子像素处引起电压降。按照这种方式，两个子像素在电压上彼此不同，并具有不同的光透射率。
但是，利用这种方法，不能够将两个子像素的光透射率适当地控制为所需电平，尤其是针对各个颜色，光透射率不同。因此，不能针对各个颜色，不同地调整电压。此外，由于添加了针对电容器组合的导体，孔径比退化，而且由于电容器组合感生电压降，光透射率减小。
发明内容
为了提供一种具有增强横向侧可视性和合理光透射率的液晶显示器，以矩阵形式排列像素，并具有第一和第二子像素；多个栅极线，与第一和第二子像素相连，以向其传输栅极信号；多个第一和第二数据线，与栅极线交叉，并与第一和第二子像素相连，以分别向其传输第一和第二数据电压；以及数据驱动器，用于分别向第一和第二数据线输出第一和第二数据电压；其中第一和第二数据电压具有相同的极性。
有利地，第一和第二数据线可以位于像素的每一端，多个第一和第二数据线可以顺序地与数据驱动器相连，以及数据驱动器可以输出第一和第二数据电压，从而针对每两个输出端，反转其极性。
对于设置在相邻像素之间的第一和第二数据线对，至少一对第一和第二数据线可以按照交叉的方式与数据驱动器相连。数据驱动器可以输出第一和第二数据电压，从而针对每个连续输出端，反转其极性。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的实施例，本发明将变得更加清楚，其中：
图1是根据本发明实施例的LCD的方框图；
图2是根据本发明实施例的LCD的像素的等效电路图；
图3是根据本发明实施例的LCD的子像素的等效电路图；
图4是根据本发明实施例的LCD的薄膜晶体管板的平面图；
图5是根据本发明实施例的LCD的公共电极板的平面图；
图6是具有如图4所示的薄膜晶体管板和如图5所示的公共电极板的液晶板组件的平面图；
图7A和7B是沿图6中的VIIa-VIIa线和VIIb-VIIb线得到的液晶板组件的横截面视图；
图8A和8B示意性地示出了利用根据本发明实施例的LCD的驱动器反转和表观反转；
图9是根据本发明实施例的LCD的多种信号的时序图；
图10是根据本发明另一实施例的LCD的方框图；
图11是根据本发明另一实施例的LCD的薄膜晶体管板的平面图；
图12是沿图11中的XII-XII线得到的薄膜晶体管板的横截面视图；
图13A和13B示意性地示出了利用根据本发明另一实施例的LCD的驱动器反转和表观反转；
图14是根据本发明另一实施例的LCD的方框图；
图15是根据本发明另一实施例的LCD的薄膜晶体管板的平面图；以及
图16A和16B示意性地示出了利用根据本发明另一实施例的LCD的驱动器反转和表观反转。
具体实施方式
下面，将参照附图，对本发明进行更为全面的描述，在附图中示出了本发明的优选实施例。但是，可以按照多种不同的形式来具体实现本发明，而且本发明不应当被理解为局限于这里所述的实施例。在附图中，为了清楚，放大了层、膜和区域的厚度。相似的数字始终表示相似的元件。应当理解，当如层、膜、区域或基板等元件被称为“位于”另一元件“之上”时，可以直接位于另一元件之上，或者可以出现介于其间的元件。相反，当元件被称为“直接位于”另一元件“之上”时，不存在介于其间的元件。
如图1所示，根据本发明实施例的LCD包括液晶板组件300、与液晶板组件300相连的栅极和数据驱动器400和500、与数据驱动器500相连的灰度电压发生器800、和用于对其进行控制的信号控制器600。
从等效电路来看，液晶板组件300包括多个显示信号线G1-Gn和D1-D2m、和与这些线相连并以矩阵形式排列的多个像素PX。相反，从物理结构来看，如图3所示，液晶板组件300包括彼此面对的薄膜晶体管板100和公共电极板200和位于这两个板之间的液晶层3。
显示信号线G1-Gn和D1-D2m包括：多条栅极线G1-Gn，用于传输栅极信号(也被称为“扫描信号”)；和数据线D1-D2m，用于传输数据信号。栅极线G1-Gn沿像素行的方向彼此平行地延伸，而数据线D1-D2m沿像素列的方向彼此平行地延伸。数据线D1-D2m对分别位于像素PX的每一侧。
图2示出了显示信号线和像素PX的等效电路。显示信号线包括以GL表示的栅极线、以DLa和DLb表示的数据线、以及与栅极线GL平行延伸的存储电极线SL。各个像素PX具有一对子像素PXa和PXb，以及子像素PXa和PXb包括与相关栅极线GL和数据线DLa和DLb相连的开关元件Qa和Qb、与开关元件Qa和Qb相连的液晶电容器CLCa和CLCb、以及存储电容器CSTa和CSTb。在需要时，可以省略存储电容器CSTa和CSTb。
如图3所示，以设置在薄膜晶体管板100处的薄膜晶体管形成各个子像素PXa和PXb的开关元件Q。开关元件Q是三极管器件，控制端与栅极线GL相连，输入端与数据线DL相连，以及输出端与液晶电容器CLC和存储电容器CST相连。
液晶电容器CLC由作为其两个接线端的薄膜晶体管板100的子像素电极PE和公共电极板200的公共电极CE、以及用作电介质的、位于两个电极PE和CE之间的液晶层构成。子像素电极PE与开关元件Q相连，公共电极CE形成在公共电极板200的整个表面上，以接收公共电压Vcom。作为图3所示的结构的选择，可以将公共电极CE设置在薄膜晶体管板100处，在这种情况下，可以按照线或杆的形状形成两个电极PE和CE中的任何一个。
通过在插入绝缘体的同时，以子像素电极PE覆盖设置在薄膜晶体管板100处的存储电极线SL，形成辅助液晶电容器CLC的存储电容器CST，以及将如公共电压Vcom等预定电压施加到存储电极线SL上。或者，可以通过在插入绝缘体的同时，以前一栅极线覆盖子像素电极PE，形成存储电容器CST。
为了显示颜色，各个像素应当本质上表现一种原色(空间分割)，或者代替地，按照时间次序表现原色(时间分割)，从而可以通过原色的空间和时间和来感知所需的颜色。原色包括红、绿和蓝色。图3示出了空间分割的示例，其中每个像素具有位于公共电极板200区域的、表现一种原色的滤色器CF。与图3所示的结构不同，可以在薄膜晶体管板100的子像素电极PE的上方或下方形成滤色器CF。
如图1所示，灰度电压发生器800产生与子像素PXa和PXb的光透射率相关的两组灰度电压。两组灰度电压之一相对于公共电压Vcom具有正值，而另一组具有负值。栅极驱动器400与液晶板组件300的栅极线G1-Gn相连，以便将栅极信号与来自外部的栅极导通和栅极截止电压Von和Voff的组合一起施加到栅极线G1-Gn上。数据驱动器500与液晶板组件300的数据线D1-D2m相连，以选择来自灰度电压发生器800的灰度电压，并将其施加到子像素PXa和PXb上，作为数据信号。将栅极驱动器400或数据驱动器500以一个或多个驱动集成电路芯片的形式直接安装在液晶板组件300上，或者以带载封装(TCP)的形式安装在柔性印刷电路膜(未示出)上，并附加到液晶板组件300上。相反，可以将栅极驱动器400和数据驱动器500与液晶板组件300集成在一起。信号控制器600控制栅极和数据驱动器400和500的操作。
首先，将参照图4、6、7A和7B，对薄膜晶体管板100进行详细的解释。在基于透明玻璃的绝缘基板110上形成多个栅极线121和多个存储电极线131。栅极线121水平延伸，彼此间隔，以传输栅极信号。栅极线121具有多个突出，用于形成多个栅极电极124a和124b，较宽的端部129与其他层或外部驱动电路相连。
存储电极线131水平延伸，并具有多个突出，用于形成存储电极133a和133b。第一存储电极133a是矩形的，相对于存储电极线131对称。第二存储电极133b具有从存储电极线131垂直延伸的突出以及从突出进一步延伸的延伸部分。将预定电压施加到存储电极线131上，如施加到公共电极板200的公共电极270上的公共电压Vcom。
以基于铝的金属材料(铝(Al)和铝合金)、基于银的金属材料(银(Ag)和银合金)、基于铜的金属材料(铜(Cu)和铜合金)、基于钼的金属材料(钼(Mo)和钼合金)、铬(Cr)、钛(Ti)或钽(Ta)形成栅极线121和存储电极线131。或者，栅极线121和存储电极线131可以具有多层结构，具有物理特性不同的两个导电层(未示出)。一个导电层由低电阻率金属材料(如基于铝的金属材料、基于银的金属材料和基于铜的金属材料等)形成，从而可以减小栅极线121和存储电极线131的信号延迟或电压降。相反，以具有与其他材料(如氧化铟锡ITO和氧化铟锌IZO等)的良好接触特性的材料(如基于钼的金属材料、铬、钛和钽)形成另一导电层。这种组合的良好示例是具有基于铬的下层和基于铝(合金)的上层的结构、以及具有基于铝(合金)的下层和基于钼(合金)的上层的结构。此外，可以用多种其他金属材料和导体形成栅极线121和存储电极线131。
栅极线121和存储电极线131的横向侧相对于基板110的表面倾斜，优选地30到80°。在栅极线121和存储电极线131上，以氮化硅(SiNx)形成栅极绝缘层140。在栅极绝缘层140上以氢化非晶硅(缩写为a-Si)或多晶硅形成多个线形半导体151a和151b。多个线形半导体151a和151b垂直延伸，并且从半导体151a和151b分别向栅极电极124a和124b伸出多个突出154a和154b。
在半导体151a和151b上以硅化物或n+氢化非晶硅(其中掺杂了高浓度的n型杂质(如磷等))形成多个线形和岛形欧姆接触161a、161b、165a和165b。线形欧姆接触161a和161b分别具有多个突出163a和163b。突出163a和163b对和岛形欧姆接触165a和165b对分别位于半导体151a和151b的突出154a和154b上。
半导体151a和151b和欧姆接触161a、161b、165a和165b的横向侧相对于基板110的表面以30到80°倾斜。在欧姆接触161a、161b、165a和165b上以及在栅极绝缘层140上形成第一和第二数据线171a和171b对和第一和第二漏极电极175a和175b对。数据线171a和171b垂直延伸，并与栅极线121和存储电极线131交叉，以传输数据电压。数据线171a和171b包括向栅极电极124a和124b延伸的多个源极电极173a和173b，并放大端部179a和179b，使其与其他层或外部驱动电路相连。
漏极电极175a和175b与数据线171a和171b相分离，并分别在栅极电极124a和124b的周围面向源极电极173a和173b。第一和第二漏极电极175a和175b具有位于半导体151a和151b的突出154a和154b上的杆形端部、以及从杆形端部延伸并被存储电极133a和133b覆盖了较宽区域的延伸部分177a和177b。第一和第二漏极电极175a和175b的杆形端部由U形源极电极173a和173b局部环绕。
第一和第二栅极电极124a和124b、第一和第二源极电极173a和173b、以及第一和第二漏极电极175a和175b与半导体151a和151b的突出154a和154b一起形成了第一和第二薄膜晶体管(TFT)Qa和Qb。薄膜晶体管Qa和Qb的沟道分别形成在第一和第二源极电极173a和173b与第一和第二漏极电极175a和175b之间的半导体154a和154b处。
优选地，分别以难熔金属形成数据线171a和171b和漏极电极175a和175b，如钼、铬、钽和钛或其合金，或者可以包括具有难熔金属层(未示出)和低电阻率导电层(未示出)的多层结构。多层结构的示例是具有基于铬或钼(合金)的下层和基于铝(合金)的上层的双层结构，以及具有基于钼(合金)的下层、基于铝(合金)的中间层和基于钼(合金)的上层的三层结构。此外，数据线171和漏极电极175a和175b可以由多种其他材料或导体形成。与栅极线121和存储电极线131一样，数据线171a和171b以及漏极电极175a和175b的横向侧分别以30到80°倾斜。
考虑到处理容量和产出率，最小化两个相邻数据线171a和171b之间的距离，从而最小化由于数据线171a和171b的数量的增加而导致的孔径比的减小。欧姆接触161a、161b、165a和165b仅存在于下层半导体151a和151b与上层数据线171a和171b和漏极电极175a和175b之间，以降低其间的接触电阻。除了其具有通过源极电极173a和173b和漏极电极175a和175b暴露的部分以外，线形半导体151a和151b具有与数据线171a和171b和漏极电极175a和175b和下层欧姆接触161a、161b、165a和165b几乎相同的形状。
在数据线171a和171b、漏极电极175a和175b和半导体151a和151b的暴露部分上形成钝化层180。以无机绝缘材料(例如氮化硅或氧化硅)、有机绝缘材料或低介电常数绝缘材料形成钝化层。优选地，有机绝缘材料和低介电常数绝缘材料具有4.0或更小的介电常数，低介电常数绝缘材料的示例是通过等离子增强化学气相沉积(PECVD)形成的a-Si∶C∶O或a-Si∶O∶F。钝化层180可以由具有光敏性的有机绝缘材料制成，并可以压平(flatten)钝化层180的表面。可选择地，钝化层180可以具有包括无机下层和有机上层的双层结构，以便提供有机层的出色绝缘特性，并且不损害半导体151a和151b的暴露部分。
在钝化层180形成多个接触孔182a、182b、185a和185b，从而使其分别暴露数据线171a和171b的端部179a和179b以及漏极电极175a和175b的延伸部分177a和177b。在钝化层180和栅极绝缘层140形成多个接触孔181，从而使其暴露栅极线121的端部129。在钝化层180上，以透明导电材料(如ITO和IZO)或反射金属材料(如铝、银及其合金)形成具有第一和第二子像素电极191a和191b的多个像素电极191、屏蔽电极88和多个接触辅助件81、82a和82b。
第一和第二子像素电极191a和191b通过接触孔185a和185b与第一和第二漏极电极175a和175b物理和电连接，以接收来自第一和第二漏极电极175a和175b的数据电压。针对一个输入图像信号，将预先确定了差别的电压施加到子像素电极191a和191b对上，并根据子像素电极191a和191b的尺寸和形状确定其尺度。此外，子像素电极191a和191b的面积可以彼此不同。例如，第二子像素电极191b接收比施加到第一子像素电极191a上的电压高的电压，并且面积小于第一子像素电极191a。
在接收到数据电压时，子像素电极191a和191b与公共电极270一起产生电场，并对两个电极191a和191b与公共电极270之间的液晶层3的液晶分子进行取向。
如前所述，各个子像素电极191a和191b和公共电极270形成了液晶电容器CLCA和CLCb，并维持施加到其上的电压，甚至是在薄膜晶体管Qa和Qb截止之后。存储电容器CSTa和CSTb与液晶电容器CLCa和CLCb并联，以增强电压存储容量。通过以存储电极133a和133b覆盖第一和第二子像素电极191a和191b和与之相连的漏极电极175a和175b的延伸部分177a和177b，形成存储电容器CSTa和CSTb。
以矩形粗略地描绘了各个像素电极191，并在其右角处进行切边。切边后的斜边与栅极线121成45°角。在插入间隙93的同时，形成了一个像素电极191的第一和第二子像素电极191a和191b对彼此啮合。第一子像素电极191a的形状为旋转后的等边梯形，左边围绕存储电极133a，右边与左边相对，以及上下斜边与栅极线121成45°角。第二子像素电极191b包括：一对梯形，面向第一子像素电极191a的斜边；以及垂直部分，面向第一子像素电极191a的右边。因此，第一和第二子像素电极191a和191b之间的间隙93具有：上和下倾斜部分93a和93b，与栅极线121大体成45°角，具有均匀的宽度；以及垂直部分93c，具有实质上均匀的宽度。
为了解释方便，将间隙93称为切割部分。像素电极191具有中间切割部分91和92、上切割部分93a和94a以及下切割部分93b和94b。通过切割部分91、92、93a、93b、94a和94b，将像素电极191分割为多个区域。切割部分91、92、93a、93b、94a和94b几乎相对于存储电极线131反转对称。上和下切割部分93a、93b、94a和94b从像素电极191的左侧向其右侧倾斜延伸，并分别位于像素电极191的上半部和下半部，围绕将像素电极191水平一分为二的存储电极线131。上和下切割部分93a、93b、94a和94b彼此垂直地延伸，同时与栅极线121成45°角。中间切割部分91和92由平行于上切割部分93a和94a和下切割部分93a和94b行进的一对分支形成。中间切割部分91和92分别具有在其中心水平延伸的水平部分。
因此，分别通过切割部分91、92、93a、93b、94a和94b，将像素电极191的上半部和下半部分为四个区域。根据如像素尺寸、像素电极191的水平与垂直边长比和液晶层3的种类和特性等设计因素，改变分割区域和切割部分的个数。以与之相邻的栅极线121覆盖像素电极191，从而增强孔径比。屏蔽电极88具有沿着数据线171a和171b行进的垂直部分和沿着栅极线121行进的水平部分。屏蔽电极88的垂直部分完全覆盖数据线171a和171b，其水平部分位于栅极线121的边界内部。屏蔽电极88可以通过钝化层180和栅极绝缘层140的接触孔(未示出)与存储电极线131相连，或与用于将公共电压Vcom从薄膜晶体管板100中继到公共电极板200的短路点(未示出)相连。
屏蔽电极88接收公共电压Vcom，并屏蔽形成在数据线171a和171b与像素电极191之间的电场以及形成在数据线171a和171b与公共电极270之间的电场，从而防止像素电极191的电压失真和由数据线171a和171b传输的数据电压的信号延迟。像素电极191和屏蔽电极88应当彼此相隔一段距离，以防止其彼此短路。因此，像素电极191远离数据线171a和171b，从而减小其间的寄生电容。
由于液晶层3的介电常数高于钝化层180，如果没有屏蔽电极88，数据线171a和171b与屏蔽电极88之间的寄生电容小于数据线171a和171b与公共电极270之间的寄生电容。此外，由于以相同的层形成像素电极191和屏蔽电极88，均匀地保持其间的距离，因此以恒定的方式保持其间的寄生电容。为了最小化孔径比的减小，优选地，最小化屏蔽电极88与像素电极191之间的距离。但是，在需要时，可以省略屏蔽电极88。
接触辅助部分81、82a和82b分别通过接触孔181、182a和182b与栅极线121的端部129和数据线171a和171b的端部179a和179b相连。接触辅助部分81、82a和82b用于加强栅极线121的暴露端部129和数据线171a和171b的暴露端部179a和179b与外部器件之间的粘接，并对其加以保护。
如果将如图1所示的栅极驱动器400或数据驱动器500集成在薄膜晶体管板100上，可以延长栅极线121或数据线171a和171b，直接与栅极驱动器400或数据驱动器相连。在这种情况下，接触辅助部分81、82a和82b可以用于互连栅极线121或数据线171a和171b与这些驱动器400和500。在像素电极191、接触辅助部分81、82a和82b和钝化层180上形成取向层11，以对液晶层3进行取向。取向层11可以是水平取向层。
现在，将参照图5到7A，对公共电极板200进行详细的解释。在基于透明玻璃的绝缘基板210上形成被称为黑矩阵的遮光件220，以防止光的泄漏。遮光件220面向像素电极191，并具有几乎与像素电极191相同形状的多个开口部分。可选择地，可以用与数据线171a和171b相对应的部分和与薄膜晶体管Qa和Qb相对应的部分形成遮光件220。但是，可以用防止光从像素电极191和薄膜晶体管Qa和Qb周围泄漏的多种形状来形成遮光件220。
在基板210上形成多个滤色器230。滤色器230大多位于由遮光件220围绕的区域内，并且其沿着像素电极191垂直且纵向延伸。滤色器230可以表现红、绿、蓝三种原色之一。在滤色器230和遮光件220上形成外涂层250，以防止滤色器230暴露，并提供压平表面。
在外涂层250上以诸如ITO和IZO等透明导电材料形成公共电极270。公共电极270具有多组切割部分71-74b。一组切割部分71-74b面向一个像素电极191，并包括中间切割部分71和72、上切割部分73a和74a、以及下切割部分73b和74b。切割部分71-74b排列在像素电极191的相邻切割部分91-94b之间，以及像素电极191的外围切割部分94a和94b与斜边之间。此外，各个切割部分71-74b包括至少一个倾斜部分，与像素电极191的切割部分91-94b平行延伸。
下和上切割部分73a-74b包括从像素电极191的右侧向其底侧或顶侧延伸的倾斜部分、以及从倾斜部分的各个端点沿着像素电极191的边延伸的水平和垂直部分(被这些边覆盖且与倾斜部分成钝角)。
第一中间切割部分71具有大体上从像素电极191的左侧沿水平方向延伸的水平中央部分、从水平中央部分的端点向像素电极191的左侧倾斜延伸的一对倾斜部分、以及从倾斜部分的端点沿着像素电极191的左侧延伸的垂直端部(被左侧边覆盖且与倾斜部分成钝角)。
第二中间切割部分72包括大体上沿像素电极191的右侧延伸的垂直部分(被右侧边覆盖)、从垂直部分的各个端点向像素电极191的左侧延伸的一对倾斜部分、以及从倾斜部分的端点沿像素电极191的左侧延伸的垂直端部(被左侧边覆盖且与倾斜部分成钝角)。
在切割部分71-74b的倾斜部分形成三角形凹口。可以将凹口形成为矩形、梯形或半圆形，或者可以是凹陷的或凸起的。凹口确定了位于与切割部分71-74b相对应的区域边界处的液晶层3的液晶分子的排列。切割部分71-74b的个数可以根据设计因素而改变，并且可以用切割部分71-74b覆盖遮光件220，以防止切割部分71-74b周围的光泄漏。
由于将相同的公共电压施加到公共电极270和屏蔽电极88上，在这些电极之间并不存在电场。因此，位于公共电极270和屏蔽电极88之间的液晶分子持续保持其初始垂直取向状态，并阻止入射光。
在公共电极270和外涂层250上形成取向层21，以便对液晶层3进行取向。取向层21可以是水平取向层。将偏振片12和22设置在板100和200的外表面上，并且两个偏振片12和22的光透射轴彼此垂直。两个偏振片12和22的光透射轴之一(或其光吸收轴)为水平方向。在反射型LCD的情况下，可以省略两个偏振片12和22之一。
液晶层3具有负介电各向异性，液晶层3的液晶分子具有在未施加电压时相对于两个板的表面垂直取向的方向。在将公共电压施加到公共电极270上且将数据电压施加到像素电极191上时，产生几乎垂直板100和200的表面的电场。电极191和270的切割部分91-94b和71-74b使该电场变形，并形成与切割部分91-94b和71-74b的边垂直的分量。因此，电场相对于与板100和200的表面垂直的方向倾斜。响应于电场，取向液晶分子，从而使其方向垂直于电场。
此时，在切割部分91-94b和71-74b以及像素电极191的边周围形成的电场并不平行于液晶分子的方向，而是与液晶分子的方向成预定角度。因此，在液晶分子的方向与电场之间的平面上、沿具有最短运动距离的方向旋转液晶分子。因此，切割部分91-94b和71-74b组以及像素电极191的边将位于像素电极191上的部分液晶层3分割为液晶分子的倾斜方向彼此不同的多个区域，因此，扩大了基准视角。可以由突出或中空部分代替切割部分91-94b和71-74b中的至少一个，而且可以改变切割部分91-94b和71-74b的形状和排列。
现在，将对具有上述结构的LCD的显示操作进行详细的解释。如图1所示，信号控制器600从外部图形控制器(未示出)接收输入图像信号R、G和B和用于控制其显示的输入控制信号(如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK和数据使能信号DE)。信号控制器600适合于根据输入图像信号R、G和B、依照液晶板组件300的操作条件，来处理图像信号R、G和B，并产生栅极控制信号CONT1和数据控制信号CONT2。信号控制器600将栅极控制信号CONT1传输给栅极驱动器400，以及将数据控制信号CONT2和处理过的图像信号DAT传输给数据驱动器500。通过按照经验预先确定并记录在查找表(未示出)中的映射，或通过信号控制器600的操作，完成图像信号的转换。
栅极控制信号CONT1包括用于指示开始扫描栅极导通电压Von的扫描开始信号STV、用于控制栅极导通电压Von的输出定时的栅极时钟信号CPV、和用于定义栅极导通电压Von的宽度的输出使能信号OE。数据控制信号CONT2包括用于通知针对一行子像素PXa和PXb的数据传输的水平同步开始信号STH、用于将相关数据电压施加到数据线D1-D2m上的加载信号LOAD、和数据时钟信号HCLK。此外，数据控制信号CONT2包括用于反转数据电压相对于公共电压Vcom的极性(此后称为“数据电压的极性”)的反转信号RVS。
数据驱动器500根据来自信号控制器600的数据控制信号CONT2，接收并移位一行子像素PXa和PXb的图像数据DAT。数据驱动器500在来自灰度电压发生器800的灰度电压中选择与各个图像数据DAT相对应的灰度电压，并适当地将图像数据DAT转换为模拟数据电压，以将其施加到相关数据线D1-D2m上。栅极驱动器400根据来自信号控制器600的栅极控制信号CONT1，将栅极导通电压Von施加到栅极线G1-Gn上，以导通与栅极线G1-Gn相连的开关元件Qa和Qb，因而通过导通的开关元件Qa和Qb，将施加到数据线D1-D2m上的数据电压施加到相关的子像素PXa和PXb上。
施加到子像素PXa和PXb上的数据电压与公共电压Vcom之间的差由各个液晶电容器CLCa和CLCb的充电电压表示，即由子像素电压表示。根据子像素电压的尺度，重新定向液晶分子，因而改变了通过液晶层3的光的偏振。偏振变化由附加于板100和200的偏振片12和22的光透射率的变化表示。
将一个输入图像数据转换为一对输出图像数据，将不同的光透射率赋予一对子像素PXa和PXb。因此，两个子像素PXa和PXb指示不同的伽马曲线，一个像素PX的伽马曲线成为这二者的混合曲线。正前侧混合伽马曲线对应于最优确定的正前侧基准伽马曲线，以及将横向侧混合伽马曲线建立为最接近正前侧基准伽马曲线。按照这种方式，转换图像数据，并增强横向侧可视性。此外，如先前所解释的那样，可以将接收相对较高的电压的第二子像素电极191b的面积建立为小于第一子像素电极191a，以减小横向侧混合伽马曲线的变形。
当经过一个水平周期或1H(水平同步信号Hsync和数据使能信号De的周期)时，数据驱动器500和栅极驱动器400针对下一行子像素PXa和PXb重复相同的操作。按照这种方式，将栅极导通电压Von顺序施加到一个帧的所有栅极线G1-Gn上，从而将数据电压施加到所有子像素PXa和PXb上。当一个帧终止时，开始下一帧，并控制施加到数据驱动器500上的反转信号RVS，从而使施加到各个子像素PXa和PXb上的数据电压的极性与前一帧的相反(“帧反转”)。
除了帧反转，数据驱动器500反转一个帧内流经相邻数据线D1-D2m的数据电压的极性，因此，在接收数据电压时，也改变子像素电压的极性。但是，根据数据驱动器500与数据线D1-D2m之间的互连，数据驱动器500处的极性反转模式与液晶板组件300的屏幕上的子像素电压的极性反转模式存在差异。此后，将数据驱动器500处的反转称为“驱动器反转”，以及将屏幕上的反转称为“表观反转”。为了解释方便，将子像素PXa或PXb处的子像素电压的极性简单地称为“子像素PXa或PXb的极性”，以及将像素PX的极性称为“像素PX的极性”。
现在，将参照图8A到9，对利用根据本实施例的LCD的驱动器反转和表观反转进行详细的解释。图8A和8B示意性地示出了利用根据本发明实施例的LCD的驱动器反转和表观反转，以及图9是根据本发明实施例的LCD的多种信号的时序图。如图8A和8B所示，以数据驱动IC 541形成图1所示的数据驱动器500，以及数据驱动IC 541的输出端Y1-Y2m通过液晶板组件300的数据焊盘50与数据线D1-D2m相连。
数据驱动IC 541每隔两个输出端Y1-Y2m向数据线输出极性反转的数据电压，因此，流经与一对子像素PXa和PXb相连的两个数据线(例如D1和D2)的数据电压的极性是相同的，以及形成了一个像素PX的一对子像素PXa和PXb的极性是相同的。但是，流经位于两个相邻像素PX之间的两个数据线(例如D2和D3)的数据电压的极性是彼此相反的，因此，水平方向上彼此相邻的像素PX的极性彼此不同。
如图8A所示，数据驱动IC 541反转各个像素行的数据电压的极性，因此垂直方向上彼此相邻的像素PX在极性上彼此相反。因此，像素PX具有点反转模式。如图8B所示，数据驱动IC 541针对一个帧，向各个输出端Y1-Y2m输出相同极性的数据电压，因此，垂直方向上彼此相邻的像素PX具有相同的极性。因此，像素PX具有列反转模式。
代替刚刚描述的操作，如果针对各个数据线D1-D2m和各个像素行反转数据电压的极性，从而使子像素具有点反转模式，则对于各个像素行，可以出现相同的极性。根据这种代替方案，以相对较低的灰度显示图像数据，并且接收相对较低的数据电压的子像素PXa的极性不会影响像素PX的极性。但是，接收相对较高的数据电压的子像素PXb的极性影响像素PX的极性。因此，像素PX的实际反转模式取决于子像素PXb的极性，从而导致行反转。
类似地，在针对各个数据线D1-D2m反转数据电压的极性，以及针对一个帧流经一个数据线的数据电压的极性相同，从而使子像素具有列反转模式的情况下，一个帧的所有像素PX实质上可以具有相同的极性。因此，由于在这两种情况下，相同的极性出现在一行或一帧的像素PX上，有可能产生闪烁或串扰。但是，由于具有根据本发明的结构，将形成了一个像素PX的一对子像素PXa和PXb的极性建立为相同，因此，所有像素PX具有点反转或列反转模式，从而防止了闪烁或串扰的产生。
在1H内施加了数据电压Vdat之后，栅极信号变为栅极导通电压Von，并在输出使能信号OE为高电平时，变为栅极截止电压Voff。相邻的栅极导通电压Von彼此并不重叠。但是，在以如图8B所示的反转模式进行驱动的情况下，流经一个数据线的数据电压的极性对于一个帧是相同的，因此相邻的栅极信号可以彼此重叠。因此，如图9所示，可以增加施加栅极信号Vg1-Vgn的栅极导通电压Von的时间间隔(此后称为栅极导通时间)。即，提前了在相关像素行施加栅极导通电压Von的时间点，从而使其与前一像素行的1H部分重叠(ΔT1)，或者最大程度地减小了输出使能信号OE的高电平宽度(ΔT2)，或者去除了输出使能信号OE。按照这种方式，在充分增加了栅极导通时间的情况下，即使设备是高分辨率LCD或者帧频率是120Hz，仍然可以获得适当的驱动余量。可以用多个数据驱动IC实现数据驱动器500，以及在这种情况下，可以按照相同的方式进行驱动器反转和表观反转。
现在，将参照图10到13B，对根据本发明另一实施例的LCD进行详细的解释。如图10所示，根据本发明实施例的LCD包括液晶板组件301、与液晶板组件301相连的栅极和数据驱动器400和501、与数据驱动器501相连的灰度电压发生器800、和用于对其进行控制的信号控制器600。由于除了液晶板组件301和数据驱动器501以外，此LCD实质上与如图1所示的LCD相同，将省略对相似结构组件的解释，而只对不同的结构进行解释。
液晶板组件301包括多个栅极线G1-Gn、多个数据线D1-D2m、和与之相连的多个像素PX。数据驱动器501具有多个输出端Y1-Y2m。数据线D1、D4、D5、D8、…、D2m-3和D2m分别与数据驱动器501的输出端Y1、Y4、Y5、Y8、…、Y2m-3和Y2m相连。数据线D2和D3以交叉的方式与输出端Y3和Y2相连，以及数据线D6和D7也以交叉的方式与输出端Y7和Y6相邻。连续重复这种连接结构。
将参照图11和12，对这种液晶板组件的示例进行详细的解释。由于除了数据线171a的端部的面积以外，图11所示的薄膜晶体管板实质上与图4所示的薄膜晶体管板相同，将省略对相似结构组件的解释，而只对不同的结构进行解释。
在栅极绝缘层140上以氢化非晶硅或多晶硅形成多个线形半导体151a和151b以及岛形半导体151c。在半导体151a、151b和151c上以硅化物或n+氢化非晶硅(其中掺杂了高浓度的n型杂质(如磷等))形成多个线形和岛形欧姆接触161a、161b、161c、165a和165b。在欧姆接触161a、161b、161c、165a和165b和栅极绝缘层140上形成第一和第二数据线171a和171b对、数据线延伸部分171c、和第一和第二漏极电极175a和175b对。
第一数据线171a包括向第一栅极电极124a延伸的多个源极电极173a。第一和第二数据线171a和171b之一具有较宽的端部179a，使其与外部驱动电路相连，而另一个具有较宽的端部179e，使其与另一层相连。数据线延伸部分171c垂直延伸，并具有较宽的端部179c和179d，使其与外部驱动电路和另一层相连。在数据线171a和171b、数据线延伸部分171c、漏极电极175a和175b、以及半导体151a和151b的暴露部分上形成钝化层180。
在钝化层180形成多个接触孔182a、187a、182b、185a和185b，从而使其分别暴露数据线171a和171b的端部179a、179e和179b以及漏极电极175a和175b的延伸部分177a和177b。此外，在钝化层180形成多个接触孔182c和187b，从而使其分别暴露数据线延伸部分171c的端部179c和179d。在钝化层180和栅极绝缘层140形成多个接触孔181，从而使其暴露栅极线121的端部129。
在钝化层180上形成具有第一和第二子像素电极191a和191b的多个像素电极191、屏蔽电极88、多个接触辅助件81、82a、82b和82c、以及多个连接器87。以透明导电材料(如ITO和IZO)或反射金属材料(如铝、银及其合金)形成。连接器87通过接触孔187a和187b互连数据线171a和数据线延伸部分171c。因此，将施加到数据线延伸部分171c上的数据电压传输到数据线171a。本实施例所解释的是：第一数据线171a横跨在第二数据线171b上，并通过连接器87与外部驱动电路相连，但也可以使第二数据线171b横跨在第一数据线171a上，并与外部驱动电路相连。
现在，将参照图13A和13B，对利用此LCD的驱动器反转和表观反转进行详细的解释。如图13A和13B所示，以数据驱动IC 541形成图10所示的数据驱动器501，以及数据驱动IC 541的输出端Y1-Y2m通过液晶板组件301的数据焊盘51与数据线D1-D2m相连。如先前所解释的那样，数据线D2、D3、D6、D7、…、D2m-2和D2m-1以交叉的方式与数据驱动IC 541的相关输出端相连。
数据驱动IC 541向各个输出端Y1-Y2m输出极性上进行了反转的数据电压，每隔两个数据线反转极性的数据电压流经部分交叉的数据线D1-D2m。因此，流经与一对子像素PXa和PXb相连的两个数据线(例如D1和D2)的数据电压具有相同的极性，以及形成了一个像素PX的一对子像素PXa和PXb具有相同的极性。但是，流经位于两个相邻像素PX之间的两个数据线(例如D2和D3)的数据电压的极性是彼此相反的，因此，水平方向上彼此相邻的像素PX的极性彼此不同。如图13A所示，数据驱动IC 541反转各个像素行的数据电压的极性，因此垂直方向上彼此相邻的像素PX的极性彼此相反，从而使像素PX具有点反转模式。
如图13B所示，数据驱动IC 541针对一个帧，向各个输出端Y1-Y2m输出相同极性的数据电压，因此，垂直方向上彼此相邻的像素PX具有相同的极性，从而使像素PX具有列反转模式。按照这种方式，如果形成了一个像素PX的一对子像素PXa和PXb具有相同的极性，像素PX具有点反转或列反转模式，从而防止了闪烁或串扰的产生。此外，在以如图13B所示的反转模式进行驱动的情况下，栅极信号彼此重叠，从而按照图9所示的方式，延长了栅极导通时间。可以将与如图1到9所示的LCD有关的多种特征应用于如图10到13B所示的LCD。
现在，将参照图14到16B，对根据本发明另一实施例的LCD进行详细的解释。如图14所示，根据本发明实施例的LCD包括液晶板组件302、与液晶板组件302相连的栅极驱动器400和一对数据驱动器502a和502b、与数据驱动器502a和502b相连的灰度电压发生器800、和用于对其进行控制的信号控制器600。除了液晶板组件302和数据驱动器502a和502b以外，此LCD实质上与如图1所示的LCD相同。因此，将省略对相似结构组件的解释，而只对不同的结构进行解释。
液晶板组件302包括多个栅极线G1-Gn、多个数据线D1-D2m、和与之相连的多个像素PX。一对数据驱动器502a和502b分别位于液晶板组件302的上部和下部，并分别与奇数序号和偶数序号的数据线D1-D2m相连。
现在，将参照图15，对这种液晶板组件的示例进行详细的解释。如图15所示，由于除了数据线171a的端部的面积以外，根据本实施例的薄膜晶体管板实质上与图4所示的薄膜晶体管板相同，将省略对相似结构组件的解释，而只对不同的结构进行解释。如图15所示，第一和第二数据线171a和171b包括位于薄膜晶体管板的顶端和底端的较宽端部179a和179b，使其与其他层或外部驱动电路相连。因此，接触辅助件82a和82b也位于薄膜晶体管板的顶端和底端，并通过接触孔182a和182b，分别与数据线171a和171b的端部179a和179b相连。
将参照图16A和16B，对利用此LCD的驱动器反转和表观反转进行详细的解释。如图16A和16B所示，以上和下数据驱动IC 543a和543b形成图14所示的一对数据驱动器502a和502b，以及上数据驱动IC 543a的输出端Y1-Ym通过液晶板组件302的上数据焊盘52a与数据线D1、D3、D5、…、和D2m-1相连，以及下数据驱动IC 543b的输出端Y1-Ym通过液晶板组件302的下数据焊盘52b与数据线D2、D4、D6、…、和D2m相连。
各个数据驱动IC 543a和543b向各个输出端Y1-Ym输出极性上进行了反转的数据电压，每隔两个数据线反转极性的数据电压流经数据线D1-D2m。因此，流经与一对子像素PXa和PXb相连的两个数据线(例如D1和D2)的数据电压具有相同的极性，以及形成了一个像素PX的一对子像素PXa和PXb的极性是相同的。但是，流经位于两个相邻像素PX之间的两个数据线(例如D2和D3)的数据电压的极性是彼此相反的，因此，水平方向上彼此相邻的像素PX的极性彼此不同。
如图16A所示，各个数据驱动IC 543a和543b反转各个像素行的数据电压的极性，因此垂直方向上彼此相邻的像素PX的极性彼此相反，从而使像素PX具有点反转模式。如图16B所示，各个数据驱动IC 543a和543b针对一个帧，向各个输出端Y1-Ym输出相同极性的数据电压，因此，垂直方向上彼此相邻的像素PX具有相同的极性，从而使像素PX具有列反转模式。按照这种方式，以如图16B所示的反转模式进行驱动，栅极信号彼此重叠，从而按照图9所示的方式，延长了栅极导通时间。可以将与如图1到9所示的LCD有关的多种特征应用于如图14到16B所示的LCD。
如上所述，利用本发明的结构，将像素分为一对子像素，并且各个子像素与两个不同的数据线相连。因此，可以将不同的数据电压施加到两个子像素上，以达到所需的电平，因此，可以增强可视性。此外，将具有相同极性的数据电压施加到子像素对上，从而防止了闪烁或串扰的产生。
尽管已经参考优选实施例，对本发明进行了详细的描述，本领域普通技术人员应当清楚的是，在不偏离如所附权利要求所述的本发明的精神和范围的前提下，可以进行多种修改和替换。

Claims (15)

1.一种液晶显示器，包括：
多个像素，以矩阵形式排列，并具有第一和第二子像素；
多个栅极线，与第一和第二子像素相连，以向其传输栅极信号；
多个第一和第二数据线，与栅极线交叉，并与第一和第二子像素相连，以分别向其传输第一和第二数据电压；以及
数据驱动器，用于分别向第一和第二数据线输出第一和第二数据电压；
其中第一和第二数据电压具有相同的极性。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于第一和第二数据线分别位于像素的两端。
3.根据权利要求2所述的液晶显示器，其特征在于多个第一和第二数据线与数据驱动器顺序连接。
4.根据权利要求3所述的液晶显示器，其特征在于数据驱动器输出第一和第二数据电压，从而针对每两个输出端，反转第一和第二电压的极性。
5.根据权利要求2所述的液晶显示器，其特征在于对于设置在相邻像素之间的第一和第二数据线对，至少一对第一和第二数据线按照交叉的方式与数据驱动器相连。
6.根据权利要求5所述的液晶显示器，其特征在于数据驱动器输出第一和第二数据电压，从而针对每个连续输出端，反转第一和第二数据电压的极性。
7.根据权利要求2所述的液晶显示器，其特征在于数据驱动器包括第一和第二数据驱动器，分别与第一和第二数据线相连。
8.根据权利要求7所述的液晶显示器，其特征在于像素位于第一和第二数据驱动器之间。
9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于第一和第二驱动器输出第一和第二数据电压，从而针对每个连续输出端，反转第一和第二电压的极性。
10.根据权利要求4、6和9之一所述的液晶显示器，其特征在于施加到位于相邻像素之间的第一和第二数据线上的第一和第二数据电压的极性彼此相反。
11.根据权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于流经第一和第二数据线的第一和第二数据电压具有相同的极性。
12.根据权利要求11所述的液晶显示器，其特征在于施加到相邻栅极线上的栅极导通电压彼此重叠。
13.根据权利要求12所述的液晶显示器，其特征在于施加栅极导通电压的时间间隔长于一个水平周期。
14.根据权利要求10所述的液晶显示器，其特征在于针对每个连续像素行，反转流经第一和第二数据线的第一和第二数据电压的极性。
15.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于第一和第二数据电压的尺度彼此不同，并且是根据一个图像信息数据获得的。
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