DE102004031108B4

DE102004031108B4 - In der Ebene schaltendes Flüssigkristalldisplay und Arraysubstrat für ein solches

Info

Publication number: DE102004031108B4
Application number: DE102004031108A
Authority: DE
Inventors: Yun-Bok Lee
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2004-06-28
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2024-06-29
Also published as: US7420642B2; KR20050058157A; CN1627159A; CN100361012C; KR100564219B1; TWI279766B; JP2005173541A; US20060139546A1; US20050128408A1; JP4087820B2; US7002656B2; TW200519821A; DE102004031108A1

Abstract

Arraysubstrat zur Verwendung bei einem IPS-LCD, mit:
– einer Vielzahl von Gateleitungen (212), die in einer ersten Richtung auf einem Substrat angeordnet sind;
– einer Vielzahl von die Gateleitungen (212) schneidenden Datenleitungen (228), die in einer zweiten Richtung angeordnet sind, wobei die Gate- und die Datenleitungen (212, 228) über abgerundete Abschnitte verfügen und Paare derselben Pixelbereiche kreisbogensegmentförmig umgrenzen;
– einer Leitung (214) für ein gemeinsames Potential, die in der ersten Richtung zwischen einem Paar von Gateleitungen (212) verläuft;
– einer kreisförmigen Elektrode (220) für ein gemeinsames Potential, die mit der Leitung (214) für ein gemeinsames Potential verbunden ist;
– einem nahe jeder Schnittstelle zwischen einer Gate- und einer Datenleitung (212, 228) angeordneten Dünnschichttransistor (T); und
– einer kreisförmigen Pixelelektrode (238), die von der kreisförmigen Elektrode (220) für ein gemeinsames Potential beabstandet ist.

Description

Die Erfindung betrifft Flüssigkristalldisplays (LCDs), genauer gesagt, solche, die in einer Ebene oder horizontal schalten (IPS = in-plane switching), wobei ein an Flüssigkristalle anzulegendes elektrisches Feld in einer Ebene parallel zu einem Substrat erzeugt wird.
LCDs nutzen die optische Anisotropie und die Polarisationseigenschaften von Flüssigkristallmolekülen zum Erzeugen eines Bilds. Flüssigkristallmoleküle verfügen auf Grund ihrer langen, dünnen Form über eine definierte Orientierung. Die Orientierungsrichtung kann durch ein angelegtes elektrisches Feld gesteuert werden. Anders gesagt, ändert sich die Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen, wenn sich ein angelegtes elektrisches Feld ändert. Auf Grund der optischen Anisotropie hängt die Brechung einfallenden Lichts von der Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle ab. So kann durch geeignetes Kontrollieren eines angelegten elektrischen Felds ein gewünschtes Lichtbild erzeugt werden.
Von den verschiedenen Arten bekannter LCDs bilden Aktivmatrix(AM)-LCDs mit in Matrixform angeordneten Dünnschichttransistoren (TFTs) und Pixelelektroden den Gegenstand erheblicher Forschung und Entwicklung, da sie über hohe Auflösung und hervorragende Eigenschaften beim Anzeigen bewegter Bilder verfügen.
LCDs haben bei Büroautomatisierung (OA)-Anlagen und Videoeinheiten vielfältige Anwendungen, da sie leicht und flach sind und wenig Energie verbrauchen. Eine typische LCD-Tafel verfügt über ein oberes Substrat, ein unteres Substrat und eine zwischen diese eingefügte Flüssigkristallschicht. Das obere Substrat, das üblicherweise als Farbfilter-Substrat bezeichnet wird, enthält im Allgemeinen eine Elektrode für ein gemeinsames Potential und Farbfilter. Das untere Substrat, das üblicherweise als Arraysubstrat bezeichnet wird, verfügt über Schaltelemente, wie TFTs und Pixelelektroden.
Wie bereits beschrieben, beruht der Betrieb eines LCD auf dem Prinzip, dass die Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle von einem elektrischen Feld abhängt, das zwischen die Elektrode für gemeinsames Potential und die Pixelelektrode gelegt wird. So wird die Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle durch das Anlegen eines elektrischen Felds an die Flüssigkristallschicht kontrolliert. Wenn die Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle geeignet eingestellt ist, wird Licht entlang der Orientierungsrichtung gebrochen, um Bilddaten anzuzeigen. Die Flüssigkristallmoleküle fungieren als optisches Modulationselement mit variablen optischen Eigenschaften, die von der Polarität der angelegten Spannung abhängen.
Bei einem herkömmlichen LCD verläuft, da die Pixelelektrode und die Elektrode für gemeinsames Potential auf dem unteren bzw. dem oberen Substrat positioniert sind, das zwischen ihnen induzierte elektrische Feld rechtwinklig zu ihnen. Jedoch zeigen herkömmliche LCDs mit einem elektrischen Längsfeld einen Nachteil dahingehend, dass sie nur über einen sehr engen Betrachtungswinkel verfügen. Um das Problem eines engen Betrachtungswinkels zu lösen, wurden in der Ebene schaltende (IPS) LCDs vorgeschlagen. IPS-LCDs enthalten typischerweise ein unteres Substrat, auf dem eine Pixelelektrode und eine Elektrode für gemeinsames Potential angebracht sind, ein oberes Substrat ohne Elektrode sowie eine zwischen diese Substrate eingefügte Flüssigkristallschicht. Nun erfolgt unter Bezugnahme auf die 1 eine detaillierte Erläuterung zu Betriebsmodi einer typischen IPS-LCD-Tafel.
Die 1 ist eine schematische Schnittansicht zum Veranschaulichen eines Konzepts einer bekannten IPS-LCD-Tafel. Wie es in der 1 dargestellt ist, sind ein oberes und ein unteres Substrat 10 und 20 voneinander beabstandet, und zwischen sie ist eine Flüssigkristallschicht 30 eingefügt. Das obere und das untere Substrat 10 und 20 werden häufig als Arraysubstrat bzw. Farbfilter-Substrat bezeichnet. Auf dem unteren Substrat 20 befinden sich eine Elektrode für gemeinsames Potential 22 und eine Pixelelektrode 24, die parallel zueinander ausgerichtet sind. Auf einer Fläche des oberen Substrats 10 ist eine Farbfilterschicht (nicht dargestellt) üblicherweise an einer Position zwischen der Pixelelektrode 24 und der Elektrode für gemeinsames Potential 22 des unteren Substrats 20 angebracht. Eine an die Elektrode für gemeinsames Potential 22 und die Pixelelektrode 24 angelegte Spannung erzeugt ein elektrisches Feld 26 durch den Flüssigkristall 32 hindurch. Der Flüssigkristall 32 verfügt über positive dielektrische Anisotropie, und so richtet er sich parallel zum elektrischen Feld 26 aus.
Nun veranschaulicht die Beschreibung den Betrieb dieses bekannten IPS-LCD. Wenn durch die Elektrode für gemeinsames Potential 22 und die Pixelelektrode 24 kein elektrisches Feld erzeugt wird, d. h., im Aus-Zustand, verlaufen die Längsachsen der Flüssigkristallmoleküle 32 parallel, und sie bilden mit der Elektrode für gemeinsames Potential 22 und der Pixelelektrode 24 einen definierten Winkel. Zum Beispiel sind die Längsachsen der LC-Moleküle 32 zu sowohl der Elektrode für gemeinsames Potential 22 als auch der Pixelelektrode 24 angeordnet.
Wenn dagegen eine Spannung an die Elektrode für gemeinsames Potential 22 und die Pixelelektrode 24 angelegt wird, d. h. im Ein-Zustand, wird, da sich diese beiden Elektroden auf dem unteren Substrat 20 befinden, ein in der Ebene liegendes Feld 26 erzeugt, das parallel zur Fläche des unteren Substrats 20 verläuft. Dem werden die Flüssigkristallmoleküle 32 so umgeordnet, dass ihre Längsachsen mit dem elektrischen Feld 26 zusammenfallen.
Daraus ergibt sich ein grosser Betrachtungswinkel im Bereich von 80 bis 85° nach oben und unten sowie links und rechts ausgehend von einer Linie senkrecht auf der IPS-LCD.
Die 2 ist eine Draufsicht zum Veranschaulichen eines Pixels eines Arraysubstrats bei einem bekannten IPS-LCD. Wie dargestellt, sind Gateleitungen 40 quer angeordnet, und die Datenleitungen 42 sind im wesentlichen rechtwinklig zu ihnen angeordnet. Auch ist eine Leitung für gemeinsames Potential 50 in der Querrichtung parallel zur Gateleitung 40 beabstandet von dieser angeordnet. Eine Gateleitung 40, eine Leitung für gemeinsames Potential 50 und ein Paar Datenleitungen 42 bilden einen Pixelbereich P auf dem Arraysubstrat. In einer Ecke des Pixelbereichs P ist nahe der Schnittstelle zwischen der Gate- und der Datenleitung 40 und 42 ein TFT angeordnet.
In jedem Pixel P erstrecken sich drei Elektroden 44 rechtwinklig ausgehend von der Leitung für gemeinsames Potential 50, und zwei Elektroden 44 sind jeweils benachbart zu den Datenleitungen 42 angeordnet. Benachbart zu einer Gateleitung 40 ist parallel zu dieser eine Pixelverbindungsleitung 48 vorhanden, die elektrisch mit dem TFT T verbunden ist. Pixelelektroden 46 erstrecken sich rechtwinklig gegenüber der Pixelverbindungsleitung 48 zur Leitung für gemeinsames Potential 50. Jede der Pixelelektroden 46 ist zwischen zwei Elektroden 44 parallel zur Datenleitung 42 vorhanden. Jedes von Gebieten I zwischen den jeweiligen Elektroden 44 und den jeweiligen Pixelelektroden 46 ist als Block definiert, wo die Flüssigkristallmoleküle durch die elektrischen Felder umgeordnet werden, die zwischen der Elektrode für gemeinsames Potential 44 und der Pixelelektrode 46 erzeugt werden. In der 2 existieren vier Blöcke in einem Pixel.
Wie es in der 2 dargestellt ist, werden beim bekannten IPS-LCD die Flüssigkristallmoleküle unter Verwendung eines parallel zum Arraysubstrat erzeugten elektrischen Felds angeordnet und betrieben. So kann ein größerer Betrachtungswinkel als bei einem LCD erzeugt werden, bei dem elektrische Felder rechtwinklig zum Arraysubstrat erzeugt werden. Bei IPS-LCDs wurden einige weitere Modifizierungen entwickelt, um den Betrachtungswinkel weiter zu erhöhen.
Die 3 ist eine Draufsicht eines Arraysubstrats zur Verwendung bei einem IPS-LCD mit mehreren Domänen einer anderen bekannten Technik. Hinsichtlich der 3 werden einige detaillierte Erläuterungen, insbesondere solche, wie sie bereits unter Bezugnahme auf die 2 erfolgten, weggelassen, um doppelte Erläuterungen zu vermeiden.
In der 3 ist eine Pixelverbindungsleitung 58 über einer Leitung für gemeinsames Potential 60 vorhanden. Elektroden für gemeinsames Potential 54 und Pixelelektroden 56 erstrecken sich jeweils ausgehend von der Leitung für gemeinsames Potential 60 und der Pixelverbindungsleitung 58 nach oben und unten. Sowohl die Elektroden für gemeinsames Potential 54 als auch die Pixelelektroden 56 verfügen über Zickzackform mit mehreren umgebogenen Abschnitten, und sie sind parallel zueinander abwechselnd angeordnet. Die Zickzackform definiert die Mehrfachdomänen in den Pixelbereichen, die symmetrisch zu den Biegeabschnitten der Elektroden für gemeinsames Potential 54 und der Pixelelektroden 56 liegen. Diese Zickzackstrukturen und die Mehrfachdomänen verbessern den Betrachtungswinkel weiter gegenüber der geraden Form der 2.
Darüber hinaus überlappt die Pixelverbindungsleitung 58 in der 3 mit der Leitung für gemeinsames Potential 60, so dass ein Überlappungsgebiet einen Speicherkondensator CST bildet. Das heisst, dass die Pixelverbindungsleitung 58 als eine Elektrode desselben dient, während der Überlappungsabschnitt der Leitung für gemeinsames Potential 60 als die andere Elektrode desselben dient. Eine der Pixelelektroden 56 ist mit einer Drainelektrode 62 verbunden, so dass alle Pixelelektroden 56 elektrisch mit dem TFT T verbunden sein können.
Jedoch besteht bei einem IPS-LCD mit den oben genannten Mehrfachdomänen ein Problem dahingehend, dass Farbverschiebungen abhängig vom Betrachtungswinkel auftreten, da Flüssigkristallmoleküle eine lange und dünne Form aufweisen.
Die 4 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Betrachtungswinkeleigenschaften des IPS-LCD mit Zickzackstruktur der 3. Dieses IPS-LCD mit zickzackförmigen gemeinsamen und Pixelelektroden verfügt über verbesserte Betrachtungswinkel in den Richtungen ±90 und ±180°, d. h. nach rechts-links sowie nach oben-unten, wie es durch Bezugszeichen IVa und IVb in der 4 dargestellt ist. Jedoch sind die Betrachtungswinkel in den Richtungen ±45 und ±135°, d. h. in den Diagonalrichtungen, beeinträchtigt, wie es durch Bezugszeichen IVc und IVd in der 4 dargestellt ist. Ferner treten Farbverschiebungen auch abhängig von Betrachtungswinkeln oder Richtungen auf.
Wenn die an die Elektroden angelegten Spannungen elektrische Felder zwischen den Elektroden für gemeinsames Potential und den Pixelelektroden erzeugen, drehen sich die Flüssigkristallmoleküle entsprechend den elektrischen Feldern um ungefähr 45°. Auf Grund der Drehung der Flüssigkristallmoleküle tritt eine Grauumkehr auf. Insbesondere dann, wenn das IPS-LCD in einem Graumodus betrieben wird, erzeugt es wegen der optischen Anisotropieeigenschaften der Flüssigkristallmoleküle bei einer Deklination von 45(+45)° in Bezug auf die Flüssigkristallpolarisation eine gelbliche Farbe. Ausserdem erzeugt es bei einer Deklination von 135(–45)° in Bezug auf die Flüssigkristallpolarisation aus demselben Grund eine bläuliche Farbe.
US 6,243,145 A beschreibt eine Flüssigkristallanzeige mit einem kreisförmigen Pixel, bei der eine kreisförmige Elektrode für gemeinsames Potential und eine kreisförmige Pixelelektrode vorhanden sind. Die Pixelelektrode wird über einen Durchbruch in der Elektrode für gemeinsames Potential mit Spannung versorgt. Ebenso ist die Pixelelektrode unterbrochen, um ein Potential zur Leitung für das gemeinsame Potential zuzuführen.
US 5,144,288 A beschreibt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, bei der Bildelemente in einer Δ-Konfiguration bzw. in einer Wabenstruktur angeordnet sind.
JP 2003-1 6727 A beschreibt ein Flüssigkristallanzeigeelement, bei dem Sourceelektrodenleitungen, Elektrodenleitungen für Kondensatoren und Gateleitungen gekrümmt sind. Innerhalb der von den kreisförmig gekrümmten Leitungen befindet sich eine kreisrunde Öffnung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein IPS-LCD und ein Arraysubstrat für ein solches zu schaffen, die für vergrößerten Betrachtungswinkel ohne Farbverschiebung mit vergrößerter Apertur sorgen.
Diese Aufgabe ist hinsichtlich des IPS-LCD durch die Lehre des beigefügten Anspruchs 12 und hinsichtlich des Arraysubstrats durch die Lehre des beigefügten unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Beim IPS-LCD und beim Arraysubstrat gemäß der Erfindung wird eine gleichmässige Richtung von Flüssigkristallmolekülen in allen Richtungen aufrechterhalten. Ausserdem kann die Apertur in einem Pixelbereich erhöht werden.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.
1 ist eine schematische Schnittansicht zum Veranschaulichen eines Konzepts einer bekannte IPS-LCD-Tafel;
2 ist eine Draufsicht zum Veranschaulichen eines Pixels auf einem Arraysubstrat beim bekannten IPS-LCD;
3 ist eine Draufsicht zum Veranschaulichen eines Arraysubstrats zur Verwendung bei einem IPS-LCD mit Mehrfachdomänen gemäß einer anderen bekannten Technik;
4 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen des Betrachtungswinkels beim IPS-LCD mit Zickzackstruktur gemäß der 3;
5 ist eine Draufsicht zum Veranschaulichen eines Arraysubstrats zur Verwendung bei einem IPS-LCD;
6A und 6B sind schematische Ansichten zum Veranschaulichen einer beispielhaften Pixelanordnung eines IPS-LCD mit kreisförmigen Elektroden für gemeinsames Potential und kreisförmigen Pixelelektroden einer Ausführungsform der Erfindung; und
7 ist eine Draufsicht der 5, jedoch zu einer Ausführungsform der Erfindung.
Bei der Erfindung verfügen die Elektroden für gemeinsames Potential und die Pixelelektroden im Wesentlichen über eine Kreisform.
Wie es in der 5 dargestellt ist, sind Gateleitungen 112 quer angeordnet, und Datenleitungen 128 sind im Wesentlichen rechtwinklig zu ihnen ange ordnet. Paare von Gate- und Datenleitungen 112 und 128 bilden Bereiche P auf dem Arraysubstrat. Nahe jeder Schnittstelle zwischen einer Gate- und einer Datenleitung 112 und 128 ist ein TFT T angebracht, so dass jedes Pixel P über einen TFT T verfügt. Das heisst, dass jedes der Pixel P in seiner unteren linken Ecke einen TFT aufweist. Die Gate- und die Datenleitungen 112 und 118 wirken beide als Grenzen zu benachbarten Pixeln P.
Im Pixelbereich ist eine im Wesentlichen kreisförmige Elektrode für gemeinsames Potential 120 mit im Wesentlichen kreisförmiger Bandform angeordnet. Die kreisförmige Elektrode für gemeinsames Potential 120 in einem Pixel P ist mit der benachbarten kreisförmigen Elektrode für gemeinsames Potential verbunden, die im benachbarten Pixel angeordnet ist. Das heisst, dass eine im Wesentlichen rechtwinklige Leitung für gemeinsames Potential 114 die Datenleitung 128 schneidet und benachbarte kreisförmige Elektroden für gemeinsames Potential 120 verbindet. Innerhalb der kreisförmigen Elektrode für gemeinsames Potential 120 ist beabstandet von dieser eine kreisförmige Pixelelektrode 138 angeordnet. Die Pixelelektrode 138 verfügt ebenfalls über kreisförmige Bandform, und ist über eine Pixelverbindungsleitung 140 mit dem TFT T verbunden. Das heisst, dass sich die Pixelverbindungselektrode 140 von einer Seite der kreisförmigen Pixelelektrode 138 aus erstreckt und mit dem TFT T in Kontakt steht, um von diesem elektrische Signale an die Pixelelektrode 138 zu übertragen.
Ein zwischen der kreisförmigen Elektrode für gemeinsames Potential und der Pixelelektrode 120 und 138 ausgebildeter Aperturbereich verfügt ebenfalls über kreisförmige Bandform, so dass die in ihm liegenden Flüssigkristallmoleküle Flüssigkristalldirekten aufweisen, die in allen Richtungen konstant sind. Daher ist eine Farbverschiebung vermieden, und die Bildqualität bei diesem IPS-LCD ist erhöht. Ausserdem zeigt zwar die 5 nur eine Elektrode für gemeinsames Potential und eine Pixelelektrode im Pixelbereich P. jedoch sind mehrere Elektroden für gemeinsames Potential und Pixelelektroden möglich, um innerhalb eines Pixelbereichs P mehrere Domänen auszubilden.
Das in der 5 dargestellte Arraysubstrat zeigt die Gate- und Datenleitungen 112 und 128 in Form gerader Leitungen, wobei jeder der durch sie gebildeten Pixelbereiche P als Rechteck, z. B. von Kastenform, geformt ist. Die kreisförmigen Elektroden für gemeinsames Potential 120 und die Pixelelektroden 138 sind innerhalb des rechteckigen Pixelbereichs P ausgebildet. Daher existieren wegen der Profilunterschiede zwischen dem rechteckigen Pixelbereich P und der kreisförmigen Elektroden für gemeinsames Potential 120 und Pixelelektrode 138 im Pixelbereich P Blindbereiche DA, die nicht als Aperturbereich wirken. Diese Blindbereiche DA bewirken eine Abnahme des Aperturverhältnisses des IPS-LCD. Um diesen Nachteil zu überwinden, wurden Modifizierungen entwickelt, die in 7 dargestellt sind.
Bei der in 6A schematisch dargestellten beispielhaften Pixelanordnung in einem IPS-LCD verfügt jeder Pixelbereich P über eine Rechteckform, und die kreisförmige Elektrode für gemeinsames Potential und die Pixelelektrode CE sind innerhalb des rechteckigen Pixelbereichs P angeordnet. Ferner bilden vier Pixelbereiche P ein Rechteck A, wenn Linien so gezogen werden, dass sie die Zentren der kreisförmigen Elektrode für gemeinsames Potential und der Pixelelektrode CE verbinden. Diese Konfiguration kann als Streifenstruktur bezeichnet werden, da die Pixelbereiche P entlang vertikaler oder horizontaler Linien parallel nebeneinander angeordnet sind.
Die 6B zeigt eine gegenüber der 6A modifizierte Pixelanordnung. Im Vergleich zur 6A ist der Pixelbereich der 6B nicht rechteckig geformt, sondern die Elektroden für gemeinsames Potential und die Pixelelektroden CE verfügen im Wesentlichen über eine Kreisform, und sind im Zentrum der Pixelberei che, wie bei der 6A, angeordnet. Wenn Linien so gezogen werden, dass sie die Zentren benachbarter dreier Pixelbereiche verbinden, wird ein Dreieck B gebildet. Ferner wird ein Parallelogramm C erzeugt, wenn Linien so gezogen werden, dass sie die Zentren von vier benachbarten Pixelbereichen verbinden. Diese ein Dreieck oder ein Parallelogramm bildende Konfiguration kann wegen der oben genannten Profile als Delta- oder Parallelogrammstruktur bezeichnet werden. Durch die Deltastruktur 6B können die Intervalle zwischen den kreisförmigen Elektroden für gemeinsames Potential und den Pixelelektroden CE verkleinert werden, wodurch der Blindbereich im Vergleich zur in 6A dargestellten Streifenstruktur entsprechend einem Restbereich R verkleinert wird. Dies bedeutet, dass die Deltastruktur das Aperturverhältnis relativ zur Streifenstruktur erhöht.
Der Ausführungsform der Erfindung in 7 wird die oben genannte Deltastruktur dazu genutzt, die Blindbereiche zu minimieren, die nicht dahingehend wirken, dass sie Bilder anzeigen würden.
Leitungen für gemeinsames Potential 214 sind quer auf einem Substrat voneinander beabstandet angeordnet. Gateleitungen 212 sind in einer Zeilenrichtung auf dem Substrat angeordnet, während sie der Figur von links nach rechts entlang den Leitungen für gemeinsames Potential 214 verlaufen. Datenleitungen 228 sind in einer Spaltenrichtung quer zur Gateleitung 212 angeordnet. Paare von Gate- und Datenleitungen 212 und 228 definieren Pixelbereiche P. Die Gate- und Datenleitungen 212 und 228 sind in jedem Pixelbereich P so gekrümmt, dass sie Kreise um diese herum bilden. Das heisst, dass die Pixelbereiche P bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform vom in 5 dargestellten Fall abweichen und kreisförmig sind, da die Gate- und die Datenleitungen 212 und 228 so ausgebildet sind, dass sie um die Pixelbereiche P herum ver laufen.
Nahe jeder Schnittstelle zwischen Gate- und Datenleitungen 212 und 228 ist ein TFT T vorhanden, der über eine Sourceelektrode 250 und eine Drainelektrode 252 verfügt. Die Sourceelektrode 250 erstreckt sich ausgehend von der Datenleitung 228 über einen Teil der Gateleitung 212. Die Drainelektrode 252 ist von der Sourceelektrode 250 beabstandet, sie überlappt einen Teil der Gateleitung 212 und sie erstreckt sich in den Pixelbereich P.
Innerhalb jedes Pixelbereichs P sind eine kreisförmige Elektrode für gemeinsames Potential 220 und eine kreisförmige Pixelelektrode 228 angeordnet. Die kreisförmige Elektrode für gemeinsames Potential 220 verfügt über ein erstes kreisförmiges Muster 220a sowie ein zweites kreisförmiges Muster 220b, die sich beide ausgehend von der Leitung für gemeinsames Potential 214 erstrecken und mit dieser verbunden sind. Die Leitung für gemeinsames Potential 214 verläuft so entlang einem Durchmesser des ersten und zweiten Musters 220a und 220b, dass sie diese jeweils in zwei Halbkreisteile unterteilt. Das erste kreisförmige Muster 220a der Elektrode für gemeinsames Potential ist grösser als das zweite kreisförmige Muster 220b, so dass das Letztere innerhalb des Ersteren angeordnet ist. Indessen verfügt das erste kreisförmige Muster 220a der Elektrode für gemeinsames Potential über eine Öffnung, um einen Schnitt mit der Drainelektrode 252 zu vermeiden.
Die kreisförmige Pixelelektrode 238 besteht aus einem ersten und einem zweiten kreisförmigen Pixelelektrodenmuster 238a und 238b. Das erste kreisförmige Pixelelektrodenmuster 238a ist wie ein kreisförmiges Band geformt, und es ist zwischen dem ersten und dem zweiten kreisförmigen Muster 220a und 220b der Elektrode für gemeinsames Potential angeordnet. Das zweite kreisförmige Pixelelektrodenmuster 238b ist innerhalb des zwei ten kreisförmigen Musters 220b der Elektrode für gemeinsames Potential angeordnet. Eine Pixelverbindungsleitung 241 verbindet das erste und das zweite kreisförmige Pixelelektrodenmuster 238a und 238b, und erstreckt sich über einen Teil des ersten kreisförmigen Musters 220a der Elektrode für gemeinsames Potential.
Indessen ist eine Kondensatorelektrode 221 über einem Teil des ersten kreisförmigen Musters 220a der Elektrode für gemeinsames Potential angeordnet, und ist mit der Pixelverbindungsleitung 241 verbunden. Die Kondensatorelektrode 221 und der Überlappungsabschnitt des ersten kreisförmigen Musters 220a der Elektrode für gemeinsames Potential bilden einen Speicherkondensator CST mit eingefügter dielektrischer Schicht (nicht dargestellt). Die Kondensatorelektrode 221 wirkt als erste Elektrode desselben, und der Überlappungsabschnitt des ersten kreisförmigen Musters 220a der Elektrode für gemeinsames Potential wirkt als zweite Elektrode desselben. Obwohl 7 zeigt, dass sie Kondensatorelektrode 221 über dem ersten kreisförmigen Muster 220a der Elektrode für gemeinsames Potential angeordnet ist, kann sie auch über der vorigen Gateleitung 212 angeordnet sein, die für die vorigen Pixelbereiche P vorhanden ist. Das erste kreisförmige Pixelelektrodenmuster 238a ist so mit der Drainelektrode 252 verbunden, dass es über den TFT T Datensignale von der Datenleitung 228 empfängt.
Im in der 7 dargestellten Pixelbereich P sind die Aperturbereiche zwischen den Elektrodenmustern kreisförmig ausgebildet, da die Muster 220a, 220b, 238a und 238b der Elektroden für gemeinsames Potential und der Pixelelektroden kreisförmig sind. Ferner sind auch die Pixelbereiche P kreisförmig, da die Gate- und die Datenleitungen 212 und 228 über Bereiche verfügen, die den kreisförmigen Elektroden für gemeinsames Potential und Pixelelektroden 220 und 228 entsprechen.
Bei der Ausführungsform der Erfindung der 7 haben die Pixelbereiche P die Formation einer Dreiecks- oder einer Parallelogrammstruktur, wie es in 6B dargestellt ist. Das heisst, dass die Pixelbereiche von links nach rechts der Figur parallel verteilt sind, jedoch schräg von oben nach unten in der Figur. Wenn Linien so gezogen werden, dass die Zentren der drei Pixelbereiche P verbunden werden, erzeugen die Linien den Buchstaben Delta (Δ), d. h. die Dreiecksstruktur. Wenn dagegen Linien so gezogen werden, dass sie die Zentren von vier Pixelbereichen P verbinden, bilden sie ein Parallelogramm, so dass bei dieser Betrachtung eine Parallelogrammstruktur gebildet ist. Die kreisförmigen Pixelbereiche und die Dreiecks- oder Parallelogrammstruktur können die Blindbereiche im Vergleich zur Streifenfigur der 5 verkleinern, da die kreisförmigen Pixelbereiche P dicht beieinander liegen. Daher ist das Aperturverhältnis erhöht.
Es werden auch Ausführungsformen der Erfindung in Betracht gezogen, bei denen Pixel, Pixelelektroden und Elektroden für gemeinsames Potential über Mehreckform statt über kreisförmige Bandform verfügen. Zum Beispiel können Pixel die Form von mehr Ecken mit fünf oder mehr Seiten aufweisen. Es ist zu beachten, dass dann, wenn die Anzahl der Seiten bei einem regelmässigen oder gleichseitigen Mehreck erhöht wird, die Mehreckform eine Annäherung im Wesentlichen an eine Kreisform zeigt.
Gemäß der Erfindung ist es auf Grund der kreisförmigen Elektroden für gemeinsames Potential und der kreisförmigen Pixelelektroden möglich, einen größeren Betrachtungswinkel zu erzielen. Auch wird eine Farbverschiebung verhindert, und der Kontrast und die Auflösung eines IPS-LCD sind auf Grund der Tatsache erhöht, dass die Flüssigkristalldirekten in allen Richtungen gleichmässig sind. Ferner ist das Aperturverhältnis erhöht, da der Blindbereich verkleinert ist, wenn die Pixelbereiche abgerundet sind und eine Dreiecks- oder Parallelogrammstruktur verwendet wird.

Claims

Arraysubstrat zur Verwendung bei einem IPS-LCD, mit: – einer Vielzahl von Gateleitungen (212), die in einer ersten Richtung auf einem Substrat angeordnet sind; – einer Vielzahl von die Gateleitungen (212) schneidenden Datenleitungen (228), die in einer zweiten Richtung angeordnet sind, wobei die Gate- und die Datenleitungen (212, 228) über abgerundete Abschnitte verfügen und Paare derselben Pixelbereiche kreisbogensegmentförmig umgrenzen; – einer Leitung (214) für ein gemeinsames Potential, die in der ersten Richtung zwischen einem Paar von Gateleitungen (212) verläuft; – einer kreisförmigen Elektrode (220) für ein gemeinsames Potential, die mit der Leitung (214) für ein gemeinsames Potential verbunden ist; – einem nahe jeder Schnittstelle zwischen einer Gate- und einer Datenleitung (212, 228) angeordneten Dünnschichttransistor (T); und – einer kreisförmigen Pixelelektrode (238), die von der kreisförmigen Elektrode (220) für ein gemeinsames Potential beabstandet ist.
Arraysubstrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixelbereiche in mehreren Zeilen angeordnet sind, wobei Pixelbereiche einer Zeile in Bezug auf eine benachbarte Zeile in Zeilenrichtung zueinander versetzt sind.
Arraysubstrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (220) eine erste und eine zweite kreisförmige Struktur aufweist, wobei die erste Struktur (220a) grösser als die zweite Struktur (220b) ist und die zweite Struktur (220b) innerhalb der ersten Struktur (220a) liegt.
Arraysubstrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (214) entlang einer Durchmesserlinie der kreisförmigen Pixelelektrode (238) so verläuft, dass sie diese in zwei Halbkreisabschnitte unterteilt.
Arraysubstrat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kreisförmige Pixelelektrode (238) eine erste und eine zweite kreisförmige Pixelelektrodenstruktur (238a, 238b) aufweist, wobei die zweite kreisförmige Pixelelektrodenstruktur (238b) innerhalb der zweiten kreisförmigen Struktur (220b) der Elektrode (220) angeordnet ist und die erste kreisförmige Pixelelektrodenstruktur (238a) zwischen der ersten und der zweiten kreisförmigen Struktur (220a, 220b) der Elektrode (220) angeordnet ist.
Arraysubstrat nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Pixelverbindungsleitung (241), die die erste und die zweite kreisförmige Pixelelektrodenstruktur (238a, 238b) miteinander verbindet.
Arraysubstrat nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Kondensatorelektrode über der ersten kreisförmigen Struktur (220a) der Elektrode (220), wobei diese Kondensatorelektrode mit der Pixelverbindungsleitung (241) verbunden ist und sie und ein Abschnitt der ersten kreisförmigen Struktur (220a), der die Kondensatorelektrode überlappt, einen Speicherkondensator bilden.
Arraysubstrat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste kreisförmige Struktur (220a) der Elektrode (220) eine dem Dünnschichttransistor entsprechende Öffnung aufweist.
Arraysubstrat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dünnschichttransistor eine Drainelektrode aufweist, die sich durch die Öffnung in der ersten kreisförmigen Struktur (220a) der Elektrode (220) zur kreisförmigen Pixelelektrode (238) erstreckt.
Arraysubstrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abgerundeten Abschnitte der Gateleitungen (212) und der Datenleitungen (228) an die Krümmungen der kreisförmigen Pixelelektroden (238) und der Elektroden (220) angepasst (238) sind.
Arraysubstrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixelbereiche in mehreren Zeilen angeordnet sind, wobei Pixelbereiche einer Zeile in Bezug auf eine benachbarte Zeile in Zeilenrichtung zueinander nicht versetzt sind.
Flüssigkristalldisplay mit: – einer Vielzahl von Gateleitungen (212), die in einer Zeilenrichtung auf einem Substrat angeordnet sind; – einer Vielzahl von die Gateleitungen (212) schneidenden Datenleitungen (228), die in einer Spaltenrichtung angeordnet sind, wobei die Gate- und die Datenleitungen (212, 228) über abgerundete Abschnitte verfügen und Paare derselben Pixelbe reiche kreisbogensegmentförmig umgrenzen; – einer Vielzahl von im Wesentlichen kreisförmigen Pixeln, die in benachbarten ersten und zweiten Zeilen und in benachbarten ersten und zweiten Spalten angeordnet sind; – wobei Pixel in den zweiten Zeilen in Zeilenrichtung gegenüber Pixeln der ersten Zeilen um einen vorbestimmten Abstand zueinander versetzt sind. rein
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeilenabstand zwischen Pixeln der ersten und zweiten Zeilen kleiner als der Spaltenabstand zwischen Pixeln der ersten und zweiten Spalten ist.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der der ersten Zeile zugewandte Rand eines Pixels der zweiten Zeile in Spaltenrichtung an der derselben Position liegt, wie der der zweiten Zeile zugewandte Rand eines Pixels der ersten Zeile.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil eines Pixels der zweiten Zeile zwischen zwei benachbarten Pixeln der ersten Zeile liegt.
Flüssigkristalldisplay nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes und ein zweites benachbartes Pixel der ersten Zeile einen ersten Abstand zwischen ihren Zentren aufweisen, wobei das Zentrum eines dritten Pixels in der zweiten zur ersten Zeile benachbarten Zeile in einem Abstand zu den Zentren der ersten und zweiten Pixel angeordnet ist, der gleich dem ersten Abstand ist.