具体实施方式
在下文中,将参考附图更为充分地描述本发明,附图中展示了本发明的优选实施例。本领域技术人员将意识到,在不背离本发明的精神和范围的情况下,可以以各种不同的方式对所描述的实施例做出修改。
在附图中,为了清晰起见夸大了层、膜、屏板、区域等的厚度。在整个说明书中始终采用类似的附图标记表示类似的元件。应当理解,当称一元件,例如层、膜、区域或基板在另一元件“上”时,它可能直接在另一元件上,也可能存在中间元件。相反,在称一元件直接位于另一元件上时,不存在中间元件。这里所用的词语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何与全部组合。
应当理解,虽然这里可能使用词语第一、第二等来描述多种元件、组件、区域、层和/或部分,但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应被视为受限于这些词语。这些词语仅用于将某一元件、组件、区域、层或部分与其他元件、组件、区域、层或部分区分开。这样一来,在不背离本发明的教导的情况下,可以将以下所讨论的第一元件、组件、区域、层或部分称为第二元件、组件、区域、层或部分。
这里所用的术语仅仅是为了描述特定的实施例,并不意在限制本发明。如这里所用的,单数形式“一”和“该”意在同时包括复数形式,除非上下文另行明确指出。还要理解的是,在用于本说明书中时,词语“包括”指明所述特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在,但不排除一个或多个其他特征、区域、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或增加。
为了便于描述,这里可能使用例如“在......下”、“之下”、“下”、“之上”、“上”等空间相对术语来描述如图所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应当理解,空间相对术语意在包括除图示方向之外的处于使用中或在工作中的器件的不同方向。例如,如果将图中的器件反转,被描述为在其他元件或功能部件“下”或“之下”的元件将位于其他元件或功能部件“之上”。这样一来,示范性术语“在......下”可以包括之上和之下两种方向。器件可以采取其他取向(旋转90度或者处于其他方向),并由此对这里所用的空间关系描述语进行相应的解释。
除非另行定义,这里所用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本发明所属技术领域的普通技术人员所通常理解的同样含义。还要理解的是,诸如在通用词典中所定义的那些术语应当被解释为有着与其在相关技术和本公开的上下文中的含义相一致的含义,除非这里明确加以定义,否则不应被解释为理想化的或过度形式化的含义。
本文将参考截面图描述本发明的实施例,截面图为本发明的理想化实施例的示意图。照此,可以预见到,由于(例如)制造技术和/或容限的影响,会引起图示形状的变化。这样一来,本发明的实施例不应被解释为受限于本文图示的特定的区域形状,而是包括因(例如)制造而产生的形状变化。例如,被图示或描述为平坦的区域可能一般会具有粗糙和/或非线性特征。此外,图示的尖锐的角可能是润圆的。这样一来,图示的区域从本质上讲是示意性的,它们的形状不意在展示区域的精确形状,且不意在限制本发明的范围。
由于光在形成了突起或切口的部分处难以透射,因此,在提高突起和切口的数量时,降低了开口率。为了提高开口率,有人提出了一种增大每一像素电极的尺寸的结构。但是,在这种情况下,由于像素电极之间的距离以及像素电极和数据线之间的距离短,因此,在像素电极边缘产生了强侧部电场。在所述侧部电场的影响下,使液晶分子的配向散乱。因此,产生了纹理或光泄漏,并延长了响应时间。
此外,与正面可视性相比,具有垂直配向(VA)模式的液晶显示器(LCD)的侧面可视性不好。例如,在具有已构图垂直配向(PVA)模式的LCD中,图像沿横向(lateral direction)逐渐变亮。在最坏的情况下,高灰度之间不存在亮度差,因此,可能观看到处于破碎状态的显示画面。
因此,本发明提供了一种具有改善了侧面可视性的优点的LCD。
此外,本发明提供了一种具有以简单的结构形成像素的优点的LCD。
以下将参考附图详细描述本发明。
首先,将参照图1和图2对根据本发明的示范性实施例的LCD予以说明。
图1是根据本发明的示范性实施例的示范性LCD的方框图,图2是根据本发明的示范性实施例的示范性LCD中的两个示范性子像素的等效电路图。
如图1所示,LCD包括液晶屏板组件300、连接至所述液晶屏板组件300的栅极驱动器400和数据驱动器500、连接至所述数据驱动器500的灰度电压发生器800以及控制上述元件的信号控制器600。
从等效电路可以看到,液晶屏板组件300包括多条信号线G1a到Gnb和D1到Dm,以及按照矩阵形式设置的连接至所述多条信号线G1a到Gnb和D1到Dm的多个像素PX。在图2中,液晶屏板组件300包括彼此面对的下部和上部屏板100和200,以及插置于其间的液晶层3。
信号线G1a到Gnb和D1到Dm具有多条传输栅极信号(也称为“扫描信号”)的栅极线G1a到Gnb,以及多条传输数据信号的数据线D1到Dm。栅极线G1a到Gnb沿作为第一方向的行方向延伸,从而使其基本互相平行,数据线D1到Dm沿作为第二方向的列方向延伸,从而使其基本互相平行。第一方向可以与第二方向基本垂直。
每一像素PX具有一对子像素,每一子像素具有液晶电容器Clca和Clcb。所述两个子像素中的至少一个具有连接至栅极线、数据线和液晶电容器Clca或Clcb的开关元件(未示出)。
液晶电容器Clca/Clcb采用下部屏板100的子像素电极PEa/PEb和上部屏板200的公共电极CE作为两个端子,子像素电极PEa/PEb和公共电极CE之间的液晶层3起着绝缘材料的作用。所述一对子像素电极PEa和PEb彼此分离,并形成了一个像素电极PE。在上部屏板200的整个表面上,或基本在其整个表面上形成公共电极CE,并向公共电极CE施加公共电压Vcom。液晶层3具有负介电各向异性,在不存在电场的情况下,液晶层3内的液晶分子的长轴可以垂直于两个显示屏板100和200的表面。
同时,为了实现彩色显示,允许每一像素PX显示诸如三原色的一组颜色中的一种颜色(空间划分),并允许每一像素随着时间的推移交替显示颜色(时间划分),从而实现通过所示颜色的空间和时间加和识别预期的色彩。所述的一组颜色的例子可以包括三种颜色,例如,红色、绿色和蓝色。图2是空间划分的例子,其示出了每一像素PX具有位于上部屏板200的区域内的显示诸如三原色之一的一种颜色的滤色器CF的情况。或者,可以在下部屏板100的子像素电极PEa和PEb之上或之下形成滤色器CF。
在显示屏板100和200的外表面上设置两个偏振器12和22(参见图6),两个偏振器的偏振轴可以相互正交。在反射型LCD中,可以省略两个偏振器12和22中的一个。就交叉(crossed)偏振器而言,在不存在电场时入射到液晶层3上的光受到阻挡。
再次参考图1,灰度电压发生器800产生与像素PX的透射率相关的多个灰度电压(或参考灰度电压)。但是,灰度电压发生器800可以只产生指定数目的灰度电压,而不是产生所有的灰度电压。
连接至液晶屏板组件300的栅极线G1a到Gnb的栅极驱动器400向栅极线G1a到Gnb施加由栅极导通电压Von和栅极截止电压Voff构成的栅极信号(Vg)。
数据驱动器500连接至液晶屏板组件300的数据线D1到Dm并将从灰度电压发生器800提供的灰度电压中选出的数据电压Vd施加到数据线D1到Dm上。但是,在灰度电压发生器800并未提供针对所有灰度的电压,而是只提供预定数量的参考灰度电压的情况下,数据驱动器500将对参考灰度电压予以分割,以产生针对所有灰度的灰度电压,并从所产生的灰度电压中选择数据信号。
信号控制器600控制栅极驱动器400和数据驱动器500。
以至少一个集成电路(IC)芯片的形式将每一驱动器400、500、600和800安装到液晶屏板组件300上,所述芯片安装在软性印刷电路(FPC)膜(未示出)上,从而使其以带载封装(TCP)的形式附着于液晶屏板组件300,或者将其安装在单独的印刷电路板(PCB)(未示出)上。但是,可以将每一驱动器400、500、600和800直接集成在液晶屏板组件300上。此外,可以将每一驱动器400、500、600和800集成到单个芯片当中。在这种情况下,可以将驱动器400、500、600和800中的至少一个或者每一驱动器400、500、600和800的至少一个驱动电路设置在所述单个芯片的外部。
将参考图3到图7以及图1和图2对液晶屏板组件的结构做进一步的描述。
图3是根据本发明的示范性实施例的液晶屏板组件中的一个示范性像素的等效电路图。
参考图3,根据本示范性实施例的液晶屏板组件包括多条信号线和连接至所述多条信号线的多个像素PX,所述信号线具有多对栅极线GLa和GLb、多条数据线DL和多条存储电极线SL。
每一像素PX具有一对子像素PXa和PXb,每一子像素PXa/PXb包括连接至对应的栅极线GLa/GLb和对应的数据线DL的开关元件Qa/Qb、连接至开关元件Qa/Qb的液晶电容器Clca/Clcb以及连接至开关元件Qa/Qb和存储电极线SL的存储电容器Csta/Cstb。
每一开关元件Qa/Qb对应于设置在下部屏板100中的诸如薄膜晶体管(TFT)的三端子元件,其具有连接至栅极线GLa/GLb的诸如栅电极的控制端子、连接至数据线DL的诸如源电极的输入端子和连接至液晶电容器Clca/Clcb和存储电容器Csta/Cstb的诸如漏电极的输出端子。
通过使存储电极线SL与包含在下部屏板100中的像素电极PX重叠并在其间设置绝缘体而形成执行液晶电容器Clca/Clcb的辅助功能的存储电容器Csta/Cstb。向存储电极线SL施加诸如公共电压Vcom的预定电压。但是,也可以通过使子像素电极PXa和PXb与恰位于子像素电极PXa和PXb的上方的前一(previos)栅极线重叠并在其间插入绝缘体而形成存储电容器Csta和Cstb。
每一子像素电极PXa和PXb至少具有如图4A所示的平行四边形电极片196和如图4B所示的平行四边形电极片197。
如图4A和图4B所示,电极片196具有一对斜边196o和196o以及一对纵向边196t和196t,电极片197具有一对斜边197o和197o以及一对纵向边197t和197t,每一电极片196和197基本为平行四边形。斜边196o和197o相对于纵向边196t和197t成斜角,所述斜角优选处于45°到135°的范围内。为了方便起见,以垂直于纵向边196t和197t倾斜的方向(倾斜方向)为基础,将如图4A所示向右倾斜的情况称为“向右倾斜”,将如图4B所示的向左倾斜的情况称为“向左倾斜”。
在电极片196和197中,可以根据液晶显示器屏板组件300的尺寸自由确定作为宽度的纵向边196t和197t之间的长度和作为高度的斜边196o和197o之间的长度。此外,在电极片196和197中,考虑到与其他部分之间的关系,可以使纵向边196t和197t弯曲或突出以产生形变,在下述说明中,即使在电极片196和197中产生了各种类型的形变,仍然像其仍具有平行四边形外形一样称呼电极片196和197。
在将要参考图5予以描述的第一和第二子像素电极191a和191b中,将每者均具有不同倾斜度的平行四边形电极片196和197沿行方向相互连接。平行四边形电极片196和197的纵向边196t和197t相互接触。平行四边形电极片196和197的斜边196o和197o相互连接以形成斜角或直角,所述斜角优选为90°左右。
第一和第二子像素电极191a和191b沿列方向彼此相邻。第二子像素电极191b的高度大于第一子像素电极191a的高度。特别地,第二子像素电极191b的高度处于第一子像素电极191a的高度的1.1到2倍的范围内。第二子像素电极191b的宽度稍微大于第一子像素电极191a的高度。相应地,第二子像素电极191b的面积大于第一子像素电极191a的面积,具体而言前者处于后者1.5到2倍的范围内。但是,本发明不限于此,可以通过调整每一第一和第二子像素电极191a和191b的高度和宽度在第一和第二子像素电极191a和191b之间获得预期的面积比。优选地,第一和第二子像素电极191a和191b之间的面积比处于1∶1.1到1∶3的范围内。
照此,每一第一和第二子像素电极191a和191b均沿水平方向弯曲一次。换言之,每一第一和第二子像素电极191a和191b可以具有按照带有一个凹陷的箭头形状形成的相当简单的凹入六边形形状。简言之,应当理解,其外部边缘不发生交叉。第一子像素电极191a的凸起部分(箭头形状的尖部)可以套入相邻的第二子像素电极191b的凹陷内,第二子像素电极191b的凸起部分可以套入相邻的第一子像素电极191a的凹陷内。于是,第一和第二子像素电极191a和191b沿列方向交替嵌套。相应地,有可能容易地形成三个像素电极191的区域,其对应于用于显示包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的一组颜色中的三种颜色之一的滤色器CF。此外,还可以容易地调整将要参考图5予以说明的与数据线171a和171b重叠的区域。
在包括液晶屏板组件300的LCD中,信号控制器600接收针对每一像素PX的输入图像信号R、G和B,并将其转换为针对两个子像素PXa和PXb的多个输出图像数据DAT,所述输出图像数据DAT将被提供给数据驱动器500。否则,灰度电压发生器800将针对两个子像素PXa和PXb产生独立的灰度电压组。两组灰度电压将由灰度电压发生器800交替提供给数据驱动器500,或者由数据驱动器500对其进行交替选择,从而向两个子像素PXa和PXb提供不同电压。这时,优选通过确定所转换的输出图像信号的值以及每一组中灰度电压的值,使得两个子像素PXa和PXb的伽玛曲线的合成接近正面观看的基准伽玛曲线。例如,正面观看的合成伽玛(gamma)曲线与正面观看的适宜伽玛曲线一致,而侧面观看的侧面曲线的合成伽玛曲线与正面观看的伽玛曲线最为相似。
在下文中,将参考图5到图7以及图1和图2描述图3所示的LCD的例子。
图5是根据本发明的示范性实施例的示范性LCD的布局图,图6和图7是沿图5所示的示范性LCD中的VI-VI线和VII-VII线得到的截面图。
参考图5到图7,液晶屏板组件包括彼此相对的下部屏板100和上部屏板200,在所述两个显示屏板100和200之间插入液晶层3。
首先,将描述下部屏板100。
在诸如透明玻璃或塑料的绝缘基板110上形成多个栅极导体,其包括多对第一和第二栅极线121a和121b以及多条存储电极线131。
第一和第二栅极线121a和121b传输栅极信号,并沿作为第一方向的横向延伸。第一栅极线121a位于第二栅极线121b之上。
第一栅极线121a具有多个朝着第二栅极线121b向下突出的第一栅电极124a和用于与其他层和栅极驱动器400连接的宽末端129。第二栅极线121b具有多个朝着第一栅极线121a向上突出的第二栅电极124b和用于与其他层和栅极驱动器400连接的宽末端129。栅极线121a和121b可以通过延伸连接至栅极驱动器400,栅极驱动器400可以集成在基板110上。
向存储电极线131提供诸如公共电压Vcom的预定电压,存储电极线131沿作为第一方向的横向延伸。每一存储电极线131位于第一栅极线121a和第二栅极线121b之间。每一存储电极线131包括沿垂直方向延伸的部分,并且包括从存储电极线131的部分延伸的存储电极137a和137b。但是,存储电极线131可以具有各种外形和布置。
每一栅极导体121a、121b和131可以由诸如铝(Al)或铝合金的基于铝的金属、诸如银(Ag)或银合金的基于银的金属、诸如铜(Cu)或铜合金的基于铜的金属、诸如钼(Mo)或钼合金的基于钼的金属、铬(Cr)、钽(Ta)、钛(Ti)等构成。但是,所述栅极导体也可以具有多层结构,所述多层结构具有物理特性互不相同的两个或更多的导电层(未示出)。为了降低信号延迟或电压降,所述两层结构中的两个导电层之一由诸如基于铝的金属、基于银的金属、基于铜的金属等的具有低电阻的金属构成,而另一导电层则由诸如基于钼的金属、铬、钽、钛等的具有良好的物理、化学特性以及与(特别是)氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)具有良好的电接触特性的材料构成。所述两个导电层的材料配置的优选实例可以包括铬下层和铝(合金)上层,以及铝(合金)下层和钼(合金)上层。但是,每一栅极导体121a、121b和131不仅可以由上述材料构成,还可以由各种金属或各种导体构成。
栅极导体121a、121b和131的侧面(lateral side)相对于基板110的表面倾斜,其倾斜角处于大约30度到大约80度的范围内。
在栅极导体121a、121b和131上以及绝缘基板110的暴露部分上形成栅极绝缘层140,栅极绝缘层140可以由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)构成。
在栅极绝缘层140上形成多个可以由氢化非晶硅(a-Si)或多晶硅构成的第一和第二半导体岛154a和154b。将第一和第二半导体154a和154b设置在第一和第二栅电极124a和124b上。
在每一第一半导体154a上形成一对欧姆接触岛(欧姆接触)163a和165a,在每一第二半导体154b上也形成一对欧姆接触岛(未示出)。每一欧姆接触163a和165a可以由其中掺杂了高浓度的诸如磷的n型杂质的诸如n+氢化a-Si的材料构成,或者可以由诸如硅化物的材料构成。
半导体岛154a和154b以及欧姆接触163a和165a的侧面可以相对于基板110的表面倾斜,其倾斜角可以处于大约30到大约80度的范围内。
在欧姆接触163a和165a以及栅极绝缘层140上形成数据导体,所述数据导体包括多条数据线171和多对第一和第二漏电极175a和175b。
数据线171传输数据信号,并沿作为基本垂直于第一方向的第二方向的纵向延伸,从而与栅极线121a和121b以及存储电极线131交叉。每条数据线171包括多对延伸至第一和第二栅电极124a和124b的第一和第二源电极173a和173b,以及用于与其他层或数据驱动器500相连接的宽末端179。数据线171可以延伸以连接到数据驱动器500,数据驱动器500可以集成在基板110上。
第一和第二漏电极175a和175b彼此隔开,并且它们还与数据线171隔开。第一/第二漏电极175a/175b面对位于第一/第二栅电极124a/124b之上的第一/第二源电极173a/173b,并且具有一个宽末端177a/177b和一个杆状末端。第一漏电极175a的宽末端177a的面积大于第二漏电极175b的宽末端177b的面积。宽末端177a和177b与存储电极137a和137b重叠,第一和第二漏电极175a和175b的杆状末端的部分受到诸如按“C”形弯曲的第一和第二源电极173a和173b的环绕。
第一/第二栅电极124a/124b、第一/第二源电极173a/173b和第一/第二漏电极175a/175b连同第一/第二半导体154a/154b一起形成第一/第二TFTQa/Qb,在位于第一/第二源电极173a/173b和第一/第二漏电极175a/175b之间的第一/第二半导体154a/154b内形成第一/第二TFT Qa/Qb的沟道。在图示的实施例中,第一/第二TFT Qa/Qb位于数据线171的左侧,但是其他备选位置也处于这些实施例的范围内。
每一数据导体171、175a和175b优选由诸如钼、铬、钽和钛或其合金的难熔金属构成,或者其可以具有多层结构,所述多层结构包括难熔金属膜(未示出)和具有低电阻的导电层(未示出)。所述多层结构的优选实例可以包括具有铬或钼(合金)下层和铝(合金)上层的双层,以及具有钼(合金)下层、铝(合金)中间层和钼(合金)上层的三层。但是,数据导体171、175a和175b不仅可以由上述材料构成,还可以由各种金属或导体构成。
数据导体171、175a和175b具有倾斜边缘轮廓,其倾角可以相对于基板110处于大约30度到大约80度的范围内。
仅在位于欧姆接触163a和165a之下的半导体154a和154b以及位于欧姆接触163a和165a之上的数据导体171、175a和175b之间插置欧姆接触163a和165a,以降低其间的电阻。除了位于源电极173a和173b以及漏电极175a和175b之间的区域外,半导体154a和154b还包括其他未被数据导体171、175a和175b覆盖的部分。
在数据导体171、175a和175b上、半导体154a和154b的暴露部分上以及栅极绝缘层140的暴露部分上形成钝化层180。钝化层180由无机绝缘体或有机绝缘体构成,并且其可以具有平直表面。所述有机绝缘体优选具有小于等于4.0的介电常数,并且其可以具有感光性。但是,钝化层180可以具有包括下方无机层和上方有机层的双层结构,从而使其在充分利用有机膜的良好绝缘特性的同时不会破坏半导体154a和154b的暴露部分。
在钝化层180中,形成暴露数据线171的末端179以及第一和第二漏电极175a和175b的宽末端177a和177b的多个接触孔182、185a和185b,在钝化层180和栅极绝缘层140中,形成暴露栅极线121a和121b的末端129的多个接触孔181。
在钝化层180上形成多个像素电极191和多个接触辅助物81和82。每一像素电极191和接触辅助物81、82可以由诸如ITO或IZO的透明导电材料或者诸如铝、银、铬或其合金的反射金属构成。
每一像素电极191均形成于下部屏板100上,并且面对每者均显示诸如红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的一组颜色中的一种颜色的滤色器CF。每一像素电极191具有彼此隔开的一对第一和第二子像素电极191a和191b。第一和第二子像素电极191a和191b沿列方向彼此相邻,第一子像素电极191a具有切口91和92,第二子像素电极191b具有切口93。此外,面对像素电极191的公共电极270具有多个切口71、72、73、74和75。
每一第一和第二子像素电极191a和191b至少具有如图4A所示的平行四边形电极片196和如图4B所示的平行四边形电极片197。沿水平方向连接如图4A和图4B所示的电极片196和197以形成基础电极,每一子像素电极191a和191b具有如上文中参照图4A和图4B所描述的基于所述基础电极的结构,因此将不再重复对其的具体描述。
将第一子像素电极191a通过接触孔185a经由宽末端177a连接至每一第一漏电极175a,将第二子像素电极191b通过接触孔185b经由宽末端177b连接至每一第二漏电极175b。
第一/第二子像素电极191a和191b、上部屏板200的公共电极270以及形成于其间的液晶层3形成了第一/第二液晶电容器Clca/Clcb,即使在TFT(Qa/Qb)截止之后其也可以保持向其施加的电压。
第一/第二子像素电极191a和191b以及连接至第一/第二子像素电极191a和191b的第一/第二漏电极175a和175b与存储电极137重叠,并在其间插置栅极绝缘层140,从而形成第一/第二存储电容器Csta/Cstb,第一/第二存储电容器Csta/Cstb增强了第一/第二液晶电容器(Clca/Clcb)的电压保持能力。
接触辅助物81和82通过接触孔181和182连接至栅极线121a和121b的末端129以及数据线171的末端179。接触辅助物81和82补充了栅极线121a和121b的末端129以及数据线171的末端179与外部装置之间的连接,并对它们予以保护。
接下来,将对上部屏板200予以描述。
在诸如但不限于透明玻璃或塑料的绝缘基板210上形成光阻挡构件220。光阻挡构件220可以具有对应于每一像素电极191的弯曲边缘的弯曲部分(未示出)以及对应于每一TFT的四边形部分(未示出)。光阻挡构件220防止像素电极191之间的光泄漏,并界定了面对像素电极191的开口区域。
还在基板210和光阻挡构件220上形成多个滤色器230。滤色器230主要存在于由光阻挡构件220包围的区域内,并且其可以通过分别沿像素电极191的列延伸而得到延长。每一滤色器230可以显示包括红色、绿色和蓝色的诸如三原色的三种颜色中的一种。
在滤色器230和光阻挡构件220上形成外涂层250。外涂层250可以由有机绝缘体构成,其防止滤色器230暴露,并提供平直表面。或者,可以省略外涂层250。
在外涂层250上形成公共电极270。公共电极270由诸如ITO、IZO等的透明导体形成,其具有多个切口71到75。
切口71到75的数量可以根据设计而不同,光阻挡构件220可以与切口71到75重叠,以阻挡切口71到75的附近的光泄漏。
可以在显示屏板100和200的内表面上形成配向层11和21,并且它们可以是垂直配向层。
在显示屏板100和200的外表面上设置偏振器12和22。两个偏振器12和22的偏振轴优选相互正交,并相对于子像素电极191a和191b的斜边形成大约为45°的角。就反射型LCD而言,可以省略两个偏振器12和22中的一个。
LCD可以包括向偏振器12和22、相位延迟膜、显示屏板100和200以及液晶层3提供光的照明单元(背光单元)(未示出)。
液晶层3具有负介电各向异性,在不存在电场的情况下,液晶层3的液晶分子的长轴垂直于两个显示屏板100和200的表面。
可以采用突起(未示出)或凹陷(未示出)替代切口71到75。所述突起可以由有机材料或无机材料构成,并且设置在场发生电极191和270之上或之下。
现在将进一步描述图1到图7所示的LCD的示范性操作。
信号控制器600接收输入图像信号R、G和B以及来自外部图形控制器(未示出)的用于控制输入图像信号R、G和B的显示的输入控制信号。输入图像信号R、G和B含有每一像素PX的亮度信息,所述亮度具有预定数量的灰度,例如1024(=210)、256(=28)或64(=26)。输入控制信号的例子包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK、数据启动(enable)信号DE等。
信号控制器600在输入图像信号R、G和B以及输入控制信号的基础上,根据液晶屏板组件300和数据驱动器500的运行条件对输入图像信号R、G和B进行适当处理,产生栅极控制信号CONT1、数据控制信号CONT2等,从而将栅极控制信号CONT1传输至栅极驱动器400,将数据控制信号CONT2和经过处理的图像信号DAT传输至数据驱动器500。输出图像信号DAT是具有预定数量的值(或灰度)的数字信号。
栅极控制信号CONT1包括指示扫描启动操作的扫描起始信号STV和至少一个控制栅极导通电压Von的输出周期的时钟信号。所述栅极控制信号CONT1还可以包括用于界定栅极导通电压Von的持续时间的输出启动信号OE。
数据控制信号CONT2包括指示针对一组像素PX的图像数据操作的传输开始的水平同步起始信号STH、指示向液晶屏板组件300施加数据信号Vd的加载信号LOAD和数据时钟信号HCLK。数据控制信号CONT2还可以包括反转针对公共电压Vcom的数据信号Vd的电压极性的反转信号RVS(下文中,将“针对公共电压的数据信号的电压极性”简称为“数据信号的极性”)。
根据由信号控制器600提供的数据控制信号CONT2,数据驱动器500接收针对一组像素的数字图像信号DAT,选择对应于各数字图像信号DAT的灰度电压,将数字图像信号DAT转换为模拟数据信号Vd,并将所转换的信号施加至对应的数据线171。
根据由信号控制器600提供的栅极控制信号CONT1,栅极驱动器400向栅极线121a和121b施加栅极导通电压,并导通连接至栅极线121a和121b的开关元件Qa和Qb。之后,将提供给数据线171的数据信号Vd通过导通的开关元件Qa和Qb施加至对应的子像素PXa和PXb。
如果跨越第一和第二液晶电容器Clca和Clcb产生了电势差,那么将在液晶层3内产生基本垂直于显示屏板100和200的表面的初级电场。(在下文中,将像素电极191和公共电极270称为“场发生电极”。)此时,液晶层3的液晶分子的长轴将响应所施加的电场而垂直于电场的施加方向,入射到液晶层3上的光的偏振的变化将根据液晶分子的倾斜而不同。当偏振发生变化时,由偏振器12和22改变透射率,LCD由此显示图像。
液晶层3内的液晶分子的倾斜角取决于电场的强度。由于两个液晶电容器Clca和Clcb的电压互不相同,因此,液晶层3内的液晶分子的倾斜角不同。因此,两个子像素PXa和PXb中的亮度不同。相应地,如果适当调整第一液晶电容器Clca的电压和第二液晶电容器Clcb的电压,那么侧面观看的图像可以最大化地接近正面观看的图像,即,侧面伽玛曲线可以最大化地接近正面伽玛曲线,由此可以提高侧面可视性。
此外,如果使向其上施加了高电压的第一子像素电极191a的面积小于第二子像素电极191b的面积,那么可以使侧面伽玛曲线更加接近正面伽玛曲线,由此能够改善侧面可视性。具体而言,在本发明的示范性实施例中,在一个像素电极组中,可以自由调整每一子像素电极191a和191b的宽度和高度。因此,可以自由调整第一子像素电极191a和第二子像素电极191b之间的面积比。
分别通过场发生电极270和191的切口71到75和91到93以及子像素电极191a和191b的边缘使初级电场发生扭曲,根据由此获得的水平分量初级确定液晶层3内的液晶分子的倾斜方向。这一初级电场的水平分量基本垂直于切口71到75和91到93的边缘以及子像素电极191a和191b的边缘。
通过切口71到75和91到93将子像素PXa和PXb划分为多个子区域,每一子区域具有两个由切口71到75和91到93的弯曲部分以及子像素电极191a和191b的弯曲边缘界定的主边。每一子区域内的液晶分子沿垂直于所述主边的方向,即基本沿四个方向倾斜。照此,由于使液晶分子的倾斜方向多样化,从而提高了LCD的基准视角。
同时,通过子像素电极191a和191b之间的电压差产生的次级电场的方向垂直于所述子区域的主边。因此,次级电场的方向等于初级电场的水平分量的方向。因此,子像素电极191a和191b之间的次级电场决定着液晶层3内的液晶分子的倾斜方向。
一个水平周期(也称为“1H”,其等于水平同步信号Hsync和数据启动信号DE每者的周期)为单位内重复上述过程,将数据信号Vd施加至所有的像素PX,由此显示一帧图像。
完成一帧以后开始下一帧,控制施加至数据驱动器500的反转信号RVS,使得施加至每一像素PX的数据信号Vd的极性与前一帧的相反(“帧反转”)。这时,在一帧内,根据反转信号RVS的特征(例如:行反转和点反转)改变流经一条数据线171的数据信号Vd的极性,或者施加至一组像素PX的数据信号Vd的极性可以是不同的(例如:列反转和点反转)。
在下文中,将参考图8和图9以及图1和图2描述根据本发明另一示范性实施例的液晶组件。
图8使根据本发明另一示范性实施例的示范性液晶屏板中的一个示范性像素的等效电路图。
参考图8,液晶屏板组件包括多条信号线和连接至所述信号线的多个像素PX,所述多条信号线包括多条栅极线GL、多对数据线DLa和DLb以及多条存储电极线SL。
每一像素PX具有一对子像素PXa和PXb,每一子像素PXa/PXb具有连接至对应的栅极线GL和对应的数据线DLa/DLb的开关元件Qa/Qb、连接至开关元件Qa/Qb的液晶电容器Clca/Clcb以及连接至开关元件Qa/Qb和存储电极线SL的存储电容器Csta/Cstb。
每一开关元件Qa/Qb也对应于包含在下部屏板100中的诸如TFT的三端子元件,其具有连接至栅极线GL的诸如栅电极的控制端子、连接至数据线DLa/DLb的诸如源电极的输入端子和连接至液晶电容器Clca/Clcb和存储电容器Csta/Cstb的诸如漏电极的输出端子。
所述包括液晶电容器Clca和Clcb、存储电容器Csta和Cstb以及液晶屏板组件的LCD的操作与根据上述示范性实施例的LCD中的操作基本相同,因此,将省略对其的详细说明。在图3到图7所示的LCD中,向形成一个像素PX的两个子像素PXa和PXb施加数据电压时二者之间存在时间差,而在图8和图9所示的本示范性实施例中,同时向两个子像素PXa和PXb施加数据电压。
现在将参考图9进一步描述图8所示的液晶屏板组件的例子。
图9是根据本发明的另一示范性实施例的示范性液晶屏板组件的布局图。
如图9所示,液晶屏板组件包括彼此相对的下部屏板100和上部屏板200,在两个显示屏板100、200之间形成液晶层3,有一对偏振器(未示出)附着于显示屏板100和200的外表面。
根据图8和图9所示的示范性实施例的液晶屏板组件的层结构与图5到图7所示的液晶屏板组件的层结构基本相同。
现在将描述图8和图9所示的实施例的下部屏板。在绝缘基板(未示出)上,形成多个栅极导体,其包括多条栅极线121以及多对第一和第二存储电极线131a和131b。每一栅极线121具有多对第一和第二栅电极124a和124b以及末端129。第一和第二栅电极124a和124b可以从栅极线121沿相反方向延伸。存储电极线131a和131b具有多个存储电极137a和137b。每一存储电极137a和137b可以分别从存储电极线131a和131b沿双向延伸。在栅极导体121、131a和131b以及绝缘基板上,形成栅极绝缘层(未示出)。在栅极绝缘层上形成多个半导体岛154a和154b,在多个半导体岛154a和154b上形成欧姆接触(未示出)。在欧姆接触上,形成数据导体,其包括多对第一和第二数据线171a和171b以及多个第一和第二漏电极175a和175b。第一和第二数据线171a和171b包括多个第一和第二源电极173a和173b以及末端179a和179b,第一和第二漏电极175a和175b包括延伸部分177a和177b。在数据导体171a、171b、175a和175b上、半导体154a和154b的暴露部分上和栅极绝缘层上,形成钝化层(未示出),在钝化层和栅极绝缘层内形成多个接触孔181、182a、182b、185a和185b。在钝化层上形成多个像素电极191,其包括第一和第二子像素电极191a和191b以及多个接触辅助物81、82a和82b。与图5所示的液晶屏板中相同,第一和第二子像素电极191a和191b具有包括图4A和图4B所示的平行四边形电极片196、197的结构。第一子像素电极191a设有切口93,第二子像素电极191b设有切口91和92。在像素电极191、接触辅助物81、82a和82b以及钝化层上形成配向层(未示出)。
现在将对上部屏板200予以说明。在绝缘基板上,形成光阻挡构件、多个滤色器、外涂层、具有切口71、72、73、74和75的公共电极以及配向层。
但是,在根据图8和图9所示的实施例的液晶屏板组件中,与图5到图7所示的液晶屏板组件相比,栅极线121的数量仅为其一半,而数据线171a和171b的数量则为其二倍。此外,根据图8和图9所示的实施例,将连接至用于形成一个像素电极191的第一和第二子像素电极191a和191b的第一和第二TFT Qa和Qb连接至同一条栅极线121和不同的数据线171a和171b。
第一和第二TFT Qa和Qb位于第一和第二数据线171a和171b的左侧或右侧。
可以将图5到图7所示的液晶屏板组件的各种特征应用到图8和图9所示的液晶屏板组件上。
接下来,将参考图10和图11以及图1和图2描述根据本发明另一示范性实施例的液晶屏板组件。
图10是根据本发明另一示范性实施例的示范性液晶屏板组件中的一个示范性像素的等效电路图。
参考图10,液晶屏板组件包括信号线和连接至所述信号线的多个像素PX,所述信号线包括多条栅极线GL和多条数据线DL。
每一像素PX具有一对第一和第二子像素PXa和PXb,以及连接于两个子像素PXa和PXb之间的耦合电容器Ccp。
第一子像素PXa具有连接至对应的栅极线GL和对应的数据线DL的开关元件Q,以及连接至开关元件Q的第一液晶电容器Clca和存储电容器Csta。第二子像素PXb具有连接至耦合电容器Ccp的第二液晶电容器Clcb,所述耦合电容器Ccp将第二子像素PXb连接至第一子像素PXa。
所述开关元件Q也对应于包含在下部屏板100内的诸如TFT的三端子元件,其具有连接至栅极线GL的诸如栅电极的控制端子、连接至数据线DL的诸如源电极的输入端子以及连接至液晶电容器Clca、存储电容器Csta和耦合电容器Ccp的诸如漏电极的输出端子。
开关元件Q根据通过栅极线GL提供的栅极信号将通过数据线DL提供的数据电压施加至第一液晶电容器Clca和耦合电容器Ccp,耦合电容器Ccp改变数据电压的幅度,并将受到改变的电压施加至第二液晶电容器Clcb。
如果向存储电容器Csta施加公共电压Vcom,并且采用相同的参考标记表示电容器Clca、Csta、Clcb和Ccp及其电容,那么第一液晶电容器Clca的充电电压Va和第二液晶电容器Clcb内的充电电压Vb之间的关系如下:
[公式1]
Vb=Va×[Ccp/(Ccp+Clcb)]
由于Ccp/(Ccp+Clcb)的值小于1,因此,第二液晶电容器Clcb内的充电电压Vb总是小于第一液晶电容器Clca内的充电电压Va。即使施加至存储电容器Csta的电压不是公共电压Vcom,也可以实现所述关系。
可以通过调整耦合电容器Ccp的电容获得第一液晶电容器Clca的电压Va和第二液晶电容器Clcb的电压Vb之间的适当比率。
现在将参考图11进一步描述图10所示的液晶屏板组件的例子。
图11是根据本发明的另一示范性实施例的示范性液晶屏板组件的布局图。
参考图11,根据本示范性实施例的液晶屏板组件包括彼此相对的下部屏板100和上部屏板200,在两个显示屏板100、200之间插置液晶层3,有一对偏振器(未示出)附着于显示屏板100和200的外表面。
根据图11所示的实施例的液晶屏板组件的层结构与图5到图7所示的液晶屏板组件的层结构基本相同。
现在将描述下部屏板100。在绝缘基板(未示出)上,形成多个栅极导体,其包括多条栅极线121和多条存储电极线131。每一栅极线121具有多个栅电极124和末端129。在栅极线121和绝缘基板上形成栅极绝缘层(未示出)。在栅极绝缘层上,形成多个半导体岛154,在多个半导体岛154上形成多个欧姆接触岛(未示出)。在欧姆接触和栅极绝缘层上形成数据导体,其包括多条数据线171和多个漏电极175。每条数据线171具有多个源电极173和末端179。在数据导体171和175以及半导体154的暴露部分上形成钝化层(未示出),并在钝化层和栅极绝缘层内形成多个接触孔181、182和185。在钝化层上形成多个包括第一和第二子像素电极191a和191b的像素电极191以及多个接触辅助物81和82。在第二子像素电极191b上形成切口91和92,在第一子像素电极191a上形成切口93。在像素电极191上、接触辅助物81和82上以及钝化层上形成配向层(未示出)。
现在将描述上部屏板200。在绝缘基板上,依次形成光阻挡构件、多个滤色器、外涂层、具有切口71、72、73、74和75的公共电极以及配向层。
在根据图10和图11的示范性实施例的液晶屏板组件中,与图5到图7所示的液晶屏板组件相比,栅极线121的数量为其一半,在每一像素电极191中仅存在一个TFT Q。
形成TFT Q的漏电极175包括杆状末端、第一和第二扩展部分176和177以及连接两个扩展部分176和177的连接部分。在下文中,将第二扩展部分177称为“耦合电极”。第一子像素电极191a通过暴露漏电极175的第一扩展部分176的接触孔185连接至漏电极175。使第二子像素电极191b与耦合电极177重叠,以形成耦合电容器Ccp。
可以将图5到图7所示的液晶屏板组件的各种特征应用到图10和图11所示的液晶屏板组件上。
将参考图12和13以及图1和图2描述根据本发明另一示范性实施例的液晶屏板组件。
图12是根据本发明另一示范性实施例的示范性LCD中的一个示范性像素的等效电路图。
参考图12,液晶屏板组件包括彼此相对的下部和上部屏板100和200,在下部和上部屏板100和200之间插置液晶层3,有一对偏振器(未示出)附着于显示屏板100和200的外表面。
在下部屏板100上,设置包括多条栅极线GL、多条数据线DL和多条存储电极线SL的信号线。每一像素具有开关元件Q、连接至开关元件Q的液晶电容器Clc以及连接至开关元件Q和存储电极线SL的存储电容器Cst。
所述开关元件Q也对应于包含在下部屏板100内的诸如TFT的三端子元件,其具有连接至栅极线GL的诸如栅电极的控制端子、连接至数据线DL的诸如源电极的输入端子以及连接至液晶电容器Clc和存储电容器Cst的诸如漏电极的输出端子。
液晶电容器Clc采用下部屏板100的像素电极PE和上部屏板200的公共电极CE作为两个端子。插置在公共电极CE和像素电极PE之间的液晶层3起着绝缘材料的作用。在上部屏板200的整个表面上,或基本在其整个表面上形成公共电极CE,并向公共电极CE施加公共电压Vcom。液晶层3具有负介电各向异性,在不存在电场的情况下,液晶层3内的液晶分子经过配向使其长轴垂直于两个显示屏板100和200的表面。
图12所示的包括存储电容器Cst和液晶屏板组件的LCD的操作与根据上述示范性实施例的LCD的操作基本相同,因此将省略对其的详细说明。但是,在图12所示的LCD中,未将一个像素PX划分为两个电极,而是将其构造成一个电极。
现在将参考图13描述图12所示的液晶屏板组件的例子。
图13是根据本发明的示范性实施例的示范性液晶屏板组件的布局图。
参考图13,液晶屏板组件包括彼此相对的下部屏板100和上部屏板200,在所述两个显示屏板100和200之间插入液晶层3。
根据图13所示的实施例的液晶屏板组件的层结构与图5到图7所示的液晶屏板组件的层结构基本相同。
现在将描述下部屏板100。在绝缘基板(未示出)上,形成多个栅极导体,其包括多条栅极线121和多条存储电极线131。每一栅极线121具有栅电极124和末端129,每条存储电极线131具有存储电极137。在栅极导体121和131以及绝缘基板上形成栅极绝缘层(未示出)。在栅极绝缘层上形成多个半导体154,在多个半导体154上形成多个欧姆接触(未示出)。在欧姆接触和栅极绝缘层上形成数据导体,其包括多条数据线171和多个漏电极175。每条数据线171具有多个源电极173和末端179,每一漏电极175具有宽末端177。在数据导体171和175上、半导体154的暴露部分上以及栅极绝缘层上形成钝化层180,并在钝化层和栅极绝缘层内形成多个接触孔181、182和185。在钝化层上,形成分别连接至漏电极175的宽末端177以及栅极线121和数据线171的末端121和179的多个像素电极191和多个接触辅助物81和82。每一像素电极191设有切口91、92、93和94。在像素电极191上、接触辅助物81和82上以及钝化层上形成配向层(未示出)。
现在将描述上部屏板200。在绝缘基板上,形成光阻挡构件、多个滤色器、外涂层、具有切口71、72、73、74和75的公共电极以及配向膜。
在根据本示范性实施例的液晶屏板组件中,与图5到图7所示的液晶屏板组件相比,存储电极137在存储电极线131中沿垂直方向扩大,其具有沿数据线171的方向延伸的宽度,使得其平行于栅极线121得到延长,其具有沿栅极线121的方向延伸的长度,使得其可以连接至相邻的像素电极191。
此外,未将像素电极191划分为两个电极,而是将其构造为一个电极。相应地,向所有的像素电极191施加相同的电压。
图10和图11所示的液晶屏板组件的各种特征适用于图12和图13所示的液晶屏板组件。
因此,采用上述示范性实施例使一种改善LCD的侧面可视性的方法成为了可能。所述方法可以包括在基板上沿第一方向形成栅极线,在基板上沿第二方向形成数据线,在基板上的每一像素区域内形成至少一个像素电极,所述至少一个像素电极具有以带有一个凹陷的箭头形状形成的相当简单的凹入六边形形状,所述箭头形状的箭头尖处于所述第二方向内。每像素区域形成至少一个像素电极可以包括每像素区域形成第一和第二子像素电极,每一第一和第二子像素电极具有按照带有一个凹陷的箭头形状形成的相当简单的凹入六边形形状,所述箭头形状的箭头尖处于第二方向,第二子像素电极嵌套到相邻的第一像素电极的凹陷内,第一子像素电极嵌套到相邻的第二子像素电极的凹陷内。每像素区域形成至少一个像素电极也可以包括每像素区域形成第一和第二子像素电极,使所形成的第一子像素电极的面积小于第二子像素电极的面积,所述方法还可以使通过数据线施加至第一子像素电极的电压大于施加至第二子像素电极的电压。
根据本发明,可以通过像素的简单结构改善LCD的侧面可视性,并且可以容易地形成像素区。
尽管已经结合当前被认为是实际的示范性实施例的内容对本发明进行了描述,但是,应当理解本发明不限于所公开的实施例,反之,本发明意在涵盖落在权利要求的精神和范围内的各种修改和等同设置。
本申请要求于2005年11月14日提交的韩国专利申请No.10-2005-0108427的优先权,在此将其全文引入以供参考。