TW201318411A - 立體影像顯示器 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種立體影像顯示器，其包括：一主顯示部，包含一第一液晶單元以及一第一儲存電容器，該第一液晶單元通過一第一開關薄膜電晶體連接至一資料線並連接至施加有一共用電壓的一共用線；以及一輔助顯示部，包含一第二液晶單元以及一第二儲存電容器，該第二液晶單元通過一第二開關薄膜電晶體連接至該資料線並通過一放電控制薄膜電晶體連接至該共用線。

Description

立體影像顯示器
本發明涉及一種立體影像顯示器。
立體影像顯示器藉由使用立體技術或裸眼式立體(autostereoscopic)技術來顯示三維(Three Dimensional，3D)影像。
該立體技術是利用具有最可靠立體效果的左右眼時間差影像來實現的技術。該立體技術分為戴眼鏡式和非戴眼鏡式。該非戴眼鏡式為一種通常為了分離左右視差影像的光軸而將光學板(如：視差屏障(parallax barrier))安裝在顯示螢幕的正面或背面的方法。該戴眼鏡式將帶有不同偏光方向的左右視差影像顯示在顯示面板上，並利用偏光眼鏡或液晶快門眼鏡來實現立體影像。
該液晶快門眼鏡式藉由通過圖框單元(frame unit)交替輪流在顯示裝置上顯示左右眼影像，並將左右眼影像資料與打開及關閉該液晶快門眼鏡的左右眼快門同步，來實現3D影像。在該液晶快門眼鏡式中，該液晶快門眼鏡的即時資料(data on time)非常短。因此，該3D影像的亮度很低，且取決於該顯示裝置與該液晶快門眼鏡之間的同步以及開啟/關閉切換的反應特性會出現嚴重的3D串擾。
在該偏光眼鏡式中，偏光分離片(如：圖案相位差膜(pattern retarder))附著於顯示面板上。該圖案相位差膜分離顯示於該顯示面板的左眼影像與右眼影像的偏振。通過佩戴偏光眼鏡，觀看者觀看立體影像時透過偏光眼鏡的左眼濾光器看到左眼影像的偏振，同時透過偏光眼鏡的右眼濾光器看到右眼影像的偏振，所以才感受到立體的效果。
在該偏光眼鏡式的傳統立體影像顯示器中，液晶顯示面板可用作顯示器面板。由於該液晶顯示面板的像素陣列與由該液晶顯示面板的上玻璃基板厚度與上偏光板厚度所導致的圖案相位差膜之間的視差，導致這種立體影像顯示器提供了一個狹窄的垂直視角。當在一個大於或小於該液晶顯示面板正面的垂直視角觀看顯示於該偏光眼鏡式的立體影像顯示器上的立體 影像時，觀看者使用一隻眼睛(左眼或右眼)觀看時看到左右眼影像的重疊影像使觀看者感覺到了3D串擾。
在該偏光眼鏡式的立體影像顯示器中，為了解決垂直視角的3D串擾這一問題，日本專利公開第2002-185983號提出了一種在該立體影像顯示器的圖案相位差膜上形成黑色條紋(black stripes)(或3D薄膜)的方法。在另一方法中，可以增加形成在液晶顯示面板上的黑色矩陣的寬度。然而，形成於該圖案相位差膜的該黑色條紋可能降低2D/3D影像的亮度，並且它們可能與該黑色矩陣相互影響，造成雲紋(moiré)。增加黑色矩陣寬度的方法減少了孔徑比，從而降低了2D/3D影像的亮度。
為了解決日本專利公開第2002-185983號所揭露的這個立體影像顯示器的問題。通過韓國專利申請第2009-0033534號(2009年4月17日申請)以及美國專利申請第12/536031號(2009年8月5日申請)等，本申請人提出了一項將顯示面板的每個像素一分為二並利用任意一個作為有效黑色條紋的技術。本申請人提出的立體影像顯示器藉由將每個像素一分為二：一主顯示部及一有效黑色條紋，並在2D模式下在該主顯示部及該有效黑色條紋中寫入2D影像資料，藉此能夠防止2D影像亮度的減少。同樣，本申請人提出的立體影像顯示器在3D模式下藉由在該主顯示部寫入3D影像資料以及在該有效黑色條紋寫入黑色灰度數據，能夠在3D模式中獲得黑色條紋效果，從而加寬了垂直視角。同時，當實施本申請人提出的立體影像顯示器時，在該主顯示部及該有效黑色條紋中的薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)數量的增加可增加閘汲極(gate-drain)寄生電容Cgd以及改變該主顯示部與該有效黑色矩陣的閘源極(gate-source)寄生電容Cgs。該閘汲極寄生電容Cgd的增加可造成像素的一個大的RC(電阻與電容(Resistance and Capacitance))延遲，從而惡化了該像素的資料充電特性。同時，該主顯示部與該有效黑色條紋之間的該Cgs值的變化導致了回踢電壓(kickback voltage)△Vp的變化，因而它們之間產生了亮度差。為了設計該主顯示部與該有效黑色條紋具有同等位準的△Vp，可增加儲存電容器的電容。然而，這種方式減少了像素的孔徑比。
本申請一方面提供一種立體影像顯示器，能夠改善資料充電特性並使孔徑比的減少最小化，藉此藉由將每個像素分為一主顯示部及一有效黑色條紋能夠提高2D模式下顯示影像的亮度以及加寬3D模式下的垂直視角。
依據本申請的立體影像顯示器包括：一主顯示部，其包含一第一液晶單元以及一第一儲存電容器，該第一液晶單元通過一第一開關薄膜電晶體連接至一資料線並連接至施加有一共用電壓的一共用線；以及一輔助顯示部，其包含一第二液晶單元以及一第二儲存電容器，該第二液晶單元通過一第二開關薄膜電晶體連接至該資料線並通過一放電控制薄膜電晶體連接至該共用線。
其中該主顯示部與該輔助顯示部在一像素內被分開，並且一穿過該資料線的閘極線插入於該主顯示部與該輔助顯示部之間， 該第二開關薄膜電晶體的一源極電極藉由一穿過一鈍化薄膜的第一接觸孔與一連接圖案相連， 該連接圖案藉由一穿過該鈍化薄膜的第二接觸孔共同地連接至該放電控制薄膜電晶體的一源極電極以及該第二液晶單元的一像素電極。
該連接圖案與該第二液晶單元的該像素電極係一透明電極圖案，該透明電極圖案形成於覆蓋該第一開關薄膜電晶體、該第二開關薄膜電晶體以及該放電控制薄膜電晶體的該鈍化薄膜上。
在下文中，將參考所附圖式詳細描述本發明的實施例。同樣的元件符號將始終用於指代相同或相近的組件。在描述本發明過程中，如果對相關的已知功能或構造的詳細說明被認為不必要地轉移了本發明的主旨，那麼這樣的說明將被忽略。
第1圖至第5圖為顯示依據本發明示範性實施例之立體影像顯示器的結構及運行原理的視圖。
參考第1圖至第5圖，本發明的立體影像顯示器包括顯示裝置10、圖案相位差膜20、控制器30、面板驅動電路40以及偏光眼鏡50。
該顯示裝置10可以以平板顯示裝置來實施，例如液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)、場發射顯示器(Field Emission Display，FED)、電 漿顯示板(Plasma Display Panel，PDP)、包括無機電致發光以及有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode，OLED)的電致發光裝置(Electroluminescence Device，EL)、電泳式顯示器(Electrophoresis，EPD)等等。在下文中，應注意的是將以液晶顯示器作為顯示裝置10進行描述，但並不限於此。
顯示裝置10包括顯示面板11、上層偏光薄膜11a以及下層偏光薄膜11b。顯示面板11在2D模式下顯示2D影像以及在3D模式下顯示3D影像。顯示面板11可包括兩個玻璃基板及形成在它們之間的液晶層。形成在顯示面板11的下層玻璃基板上的是像素陣列，像素陣列包括：資料線DL；與資料線DL交叉的閘極線GL；用於施加共用電壓Vcom的共用線VCL1與VCL2；用於施加放電控制電壓V3D的放電控制線V3DL；薄膜電晶體ST1、ST2及DST；主顯示部MP；以及輔助顯示部SP。主顯示部MP與輔助顯示部SP以介於它們之間的閘極線GL在像素PIX內被分開。
第一共用線VCL1與閘極線GL平行，以及第二共用線VCL2與資料線DL平行。共用線VCL1與VCL2分為第一共用線VCL1與第二共用線VCL2。第一共用線VCL1與第二共用線VCL2彼此電性連接以向像素PIX內的共用電極Ec1與Ec2施加共用電壓Vcom。
形成在顯示面板11的上層玻璃基板上的是包括黑色矩陣、彩色濾光片等在內的濾色片矩陣。被提供該共用電壓Vcom的共用電極可進一步形成於上層玻璃基板上。上層偏光薄膜11a與下層偏光薄膜11b分別貼附於顯示面板11的上層與下層玻璃基板，並形成用於設置液晶的預傾角(pre-tilt angle)的配向膜(alignment film)。為了維持液晶單元的單元間隙，可在該等玻璃基板之間形成柱間隔物。
顯示面板11可以以透射式顯示裝置、半透射式顯示裝置、反射顯示裝置等的任何形式實施。透射式顯示裝置與半透射式顯示裝置需要背光單元12。背光單元12可以以直下式(direct type)背光單元或邊緣式(edge type)背光單元來實施。
顯示面板11的像素陣列包括依據該資料線DL與閘極線GL的交叉結構配置成矩陣形式的像素PIX。每個該像素PIX可為紅(Red)、綠(Green)、藍(Blue)三基色的子像素的任意一個。再者，如第3圖所示，每個像素PIX包括主顯示部MP以及用作有效黑色條紋的輔助顯示部SP，主顯示部 與輔助顯示部被介於它們之間的配線部分開。主顯示部MP與輔助顯示部SP之間的配線部包括第一共用線VCL1、閘極線GL以及放電控制線V3DL。
主顯示部MP通過第一開關薄膜電晶體ST1連接至資料線DL，並且主顯示部MP連接至第一共用線VCL1。輔助顯示部SP通過第二開關薄膜電晶體ST2連接至資料線DL，並且通過放電控制薄膜電晶體DST連接至第二共用線VCL2。第一開關薄膜電晶體ST1與第二開關薄膜電晶體ST2同時被來自閘極線GL的掃描脈衝(如第4圖的SCAN)開啟(switched on)。掃描脈衝SCAN在閘極低電壓VGL與閘極高電壓VGH之間波動。放電控制薄膜電晶體DST被由放電控制線V3DL施加的放電控制電壓V3D開啟。
如第4圖所示，在依據模式選取信號SEL之不同的值下產生放電控制電壓V3D。在2D模式下，可在與閘極低電壓同位準下產生放電控制電壓V3D，以便關閉放電控制薄膜電晶體DST。在3D模式下，可在高於閘極低電壓VGL且低於閘極高電壓VGH的輕微開啟位準(slight-on level)電壓Vsol下產生放電控制電壓V3D，以便輕微開啟放電控制薄膜電晶體DST。“輕微開啟”狀態代表薄膜電晶體的通道電流Id與“完全開啟(full-on)”狀態相比為要小的狀態。這是因為薄膜電晶體的通道電阻與通道電流取決於閘極電壓。閘極低電壓VGL可設定為-5V至0V之間的電壓，且閘極高電壓VGH可設定為25V至30V之間的電壓。這種情況下，輕微開啟位準電壓Vsol可設定為8V至12V之間的電壓。
當閘極電壓被作為直流電壓而施加很長的時間時，由於閘偏應力，放電控制薄膜電晶體DST可能被惡化。這種情況下，薄膜電晶體的臨界電壓被改變。為了減少由閘偏應力導致的放電控制薄膜電晶體DST的惡化，在3D模式下放電控制電壓V3D可週期性地降低至閘極低電壓VGL。
如第5圖所示，主顯示部MP在2D模式下顯示2D影像資料，以及在3D模式下顯示3D影像資料。對比之下，如第5圖所示，輔助顯示部SP在2D模式下顯示2D影像資料，然而在3D模式下輔助顯示部SP顯示黑色灰度並充當黑色條紋。
圖案相位差膜20貼附於顯示面板11的上層偏光薄膜11a。第一偏光選擇圖案22形成於圖案相位差膜20的奇數行。第二偏光選擇圖案24形成於圖案相位差膜20的偶數行。第一偏光選擇圖案22的光吸收軸與第二偏光選擇圖案24的光吸收軸正交。第一偏光選擇圖案22面對像素陣列的奇數 水平像素行，以及第二偏光選擇圖案24面對像素陣列的偶數水平像素行。第一偏光選擇圖案22延遲了來自上層偏光薄膜11a的入射光以允許第一偏振光(例如，左圓偏振光)經此通過。第二偏光選擇圖案24延遲了來自上層偏光薄膜11a的入射光以允許第二偏振光(例如，右圓偏振光)經此通過。第一偏振光與第二偏振光的光軸互相正交。
控制器30依據模式選取信號SEL控制面板驅動電路40在2D或3D模式下運作。控制器30通過使用者介面(例如：觸控螢幕；字幕顯示器(On Screen Display，OSD)；鍵盤；滑鼠；或遙控器等)接收模式選取信號SEL，並且以響應該模式選取信號SEL，並在2D模式運行與3D模式運行之間進行切換。同時，控制器30可藉由檢測編碼在輸入影像資料中的2D/3D識別編碼而區分該2D模式與該3D模式，例如，可被編碼為數位廣播標準的電子節目指南(Electrical Program Guide，EPG)或電子業務指南(Electrical Service Guide，ESG)的2D/3D識別編碼。
控制器30將從3D模式下的視頻源輸入的3D影像資料分成左眼影像資料與右眼影像資料，然後提供該左眼影像資料與該右眼影像資料到資料驅動器41。為此目的，控制器30可包括3D格式器。控制器30提供從2D模式下的視頻源輸入的2D影像的RGB資料到資料驅動器41。
控制器30藉由利用時序信號(例如，垂直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、資料致能信號DE、點時脈CLK等)產生用於控制面板驅動電路40的運行時序的控制信號。
用於控制資料驅動器41運行時序的資料控制信號包括：源啟動脈衝SSP，用於當顯示一水平行的資料時指示在一水平週期的資料起點；源採樣時脈SSC，用於控制資料的採樣時序；源輸出致能信號SOE，用於控制資料驅動器41的輸出時序；以及極性控制信號POL，用於控制提供至顯示面板11的液晶單元的資料電壓的極性。
用於控制閘極驅動器42的運行時序的閘極控制信號包括：閘極啟動脈衝GSP，用於當顯示一螢幕時指示自一垂直週期掃描開始的起始水平行；閘極位移時脈信號GSC，輸入到閘極驅動器42內的位移暫存器以依序位移閘極啟動脈衝GSP；以及閘極輸出致能信號GOE，用於控制閘極驅動器42的輸出。
控制器30可控制面板驅動電路40的運行在N×f圖框頻率(其中N為大於2的正整數，f為輸入圖框頻率，f係藉由與輸入圖框頻率同步的時序信號(垂直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、資料致能信號DE、點時脈CLK)相乘而得)。該輸入圖框頻率在國際電視標準委員會(National Television Standard Committee，NTSC)系統中為60Hz，該輸入圖框頻率在相位交替線式(Phase-Alternating Line，PAL)系統中為50Hz。
面板驅動電路40包括：用於驅動顯示面板11的資料線DL的資料驅動器41；以及用於驅動顯示面板11的閘極線GL的閘極驅動器42。
資料驅動器41在時序控制器30的控制下將2D或3D影像的數位視頻資料鎖存，並將該數位視頻資料轉換成類比正伽瑪補償電壓以及類比負伽瑪補償電壓。以響應極性控制信號POL，資料驅動器41將資料電壓的極性反轉以提供給資料線DL。資料驅動器41與從閘極驅動器42輸出的掃描脈衝(或閘極脈衝)同步地輸出資料電壓至資料線DL。
閘極驅動器42依序在控制器30的控制下提供在閘極低電壓VGL與該極高電壓VGH之間波動的掃描脈衝SCAN至閘極線GL。
面板驅動電路40包括電源電路(未示出)以及放電控制電壓產生電路等等。該電源電路產生面板驅動電壓(例如，共用電壓Vcom、閘極高電壓VGH、閘極低電壓VGL、正/負伽瑪參考電壓以及輕微開啟位準電壓Vsol)以提供給顯示面板11。該電源電路可以以DC-DC轉換器來實施。如第4圖所示，該放電控制電壓產生電路在控制器30的控制下輸出同樣的放電控制電壓V3D。該放電控制電壓產生電路可以以用於切換輕微開啟位準電壓Vsol與閘極低電壓VGL的電力開關裝置來實施。
偏光眼鏡50包括：具有左眼偏光濾光器的左眼鏡片50L；以及具有右眼偏光濾光器的右眼鏡片50R。該左眼偏光濾光器具有與圖案相位差膜20的第一偏光選擇圖案22相同的光吸收軸，以及該右眼偏光濾光器具有與圖案相位差膜20的第二偏光選擇圖案24相同的光吸收軸。例如，可選擇左圓偏振濾光器作為偏光眼鏡50的左眼偏光濾光器，以及可選擇右圓偏振濾光器作為偏光眼鏡50的右眼偏光濾光器。通過佩戴偏光眼鏡50，觀看者左眼看到的只有左眼影像，右眼看到的只有右眼影像。結果，觀看者就能夠通過雙眼視差感受到立體效果。
第6圖為像素PIX的等效電路圖。第7圖為顯示像素PIX實施的俯視圖。第8A圖至第8C圖為第7圖沿I-I’、II-II’、III-III’方向的剖面視圖。在第8A圖至第8C圖中，“ACT”代表半導體主動層，用於在薄膜電晶體的源極電極與汲極電極之間形成通道。“N+”代表半導體歐姆接觸層，用於與薄膜電晶體的源極電極與汲極電極產生歐姆接觸。以及“SUB”代表下層玻璃基板。
參考第6圖至第8C圖，主顯示部MP包括第一液晶單元Clc1以及第一儲存電容器Cst1，第一液晶單元Clc1連接至第一開關薄膜電晶體ST1並且施加有共用電壓Vcom。第一液晶單元Clc1的液晶分子通過施加有資料電壓的第一像素電極Ep1與施加有共用電壓Vcom的第一共用電極Ec1之間的電壓差來驅動。第一像素電極Ep1通過第一開關薄膜電晶體ST1連接至資料線DL。第一共用電極Ec1連接第一與第二共用線VCL1與VCL2的任意一個並施加有共用電壓Vcom。第一儲存電容器Cst1將第一液晶單元Clc1的電壓維持固定。
第一開關薄膜電晶體ST1被開啟以響應來自閘極線GL的掃描脈衝SCAN來將來自資料線DL的資料電壓Vdata施加至第一像素電極Ep1。第一開關薄膜電晶體ST1的閘極電極連接至該閘極線GL，並且第一開關薄膜電晶體ST1的汲極電極D連接至資料線DL。藉由穿過有機絕緣膜PAC及無機絕緣膜PAS的第一接觸孔CH1，第一開關薄膜電晶體ST1的源極電極S與第一像素電極Ep1連接。
第一儲存電容器Cst1包括第一開關薄膜電晶體ST1的源極電極S以及與第一開關薄膜電晶體ST1的源極電極S重疊的第一共用線VCL1，介電層插入於第一開關薄膜電晶體ST1的源極電極S與第一共用線VCL1之間。第一儲存電容器Cst1的介電層包括閘極絕緣膜GI以及依序層壓(laminate)的半導體圖案ACT與N+。該半導體圖案ACT與N+包括：半導體主動層ACT；以及形成在該半導體主動層ACT之上的半導體歐姆接觸層N+。
第一共用電極Ec1連接至施加有共用電壓Vcom的第二共用線VCL2。第二共用線VCL2藉由穿過有機絕緣膜PAC、無機絕緣膜PAS以及閘極絕緣膜GI的第三接觸孔CH3連接至第一共用線VCL1。因此，第一共用線VCL1與第二共用線VCL2皆施加有共用電壓Vcom。
輔助顯示部SP包括第二液晶單元Clc2以及第二儲存電容器Cst2，第二液晶單元Clc2連接至第二開關薄膜電晶體ST2與放電控制薄膜電晶體DST並且第二液晶單元Clc2被施加有共用電壓Vcom。第二液晶單元Clc2的液晶分子通過施加有資料電壓的第二像素電極Ep2與施加有共用電壓Vcom的第二共用電極Ec2之間的電壓差來驅動。第二像素電極Ep2通過第二開關薄膜電晶體ST2連接至資料線DL。該第二共用電極Ec2連接第一與第二共用線VCL1與VCL2的任意一個並施加有共用電壓Vcom。第二儲存電容器Cst2將第二液晶單元Clc2的電壓維持固定。
第二開關薄膜電晶體ST2被開啟以響應來自閘極線GL的掃描脈衝SCAN來將來自資料線DL的資料電壓Vdata施加於第二像素電極Ep2。第二開關薄膜電晶體ST2的閘極電極連接至閘極線GL，並且第二開關薄膜電晶體ST2的汲極電極D連接至資料線DL。通過穿過有機絕緣膜PAC及無機絕緣膜PAS的第二接觸孔CH2，第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S與第二像素電極Ep2連接。為此目的，第二像素電極Ep2的一個端部延伸穿過閘極線GL(有機絕緣膜PAC及無機絕緣膜PAS插入於第二像素電極Ep2與閘極線GL之間)並通過第二接觸孔CH2連接至第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S。第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S通過像素電極Ep2與第二接觸孔CH2連接至儲存電容器Cst2，並且第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S直接與放電控制薄膜電晶體DST的源極電極S連接。
為了減輕像素PIX孔徑比的減少而以第一開關薄膜電晶體ST1與第二開關薄膜電晶體ST2的閘極電極作為閘極線GL的一部分來實施。第一開關薄膜電晶體ST1與第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S及汲極電極D與閘極線GL重疊並且半導體圖案ACT與N+插入於第一開關薄膜電晶體ST1與第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S及汲極電極D與閘極線GL之間。
第一開關薄膜電晶體ST1與第二開關薄膜電晶體ST2的汲極電極D是以兩個U形並聯一體形成一個W形源極/汲極金屬圖案。第一開關薄膜電晶體ST1與第二開關薄膜電晶體ST2為在彼此旁邊。放電控制薄膜電晶體DST的汲極電極D以U形圖案化。每個薄膜電晶體ST1、ST2與DST的源極電極S的一個端部於U形汲極電極D所定義的U形通道內。
第二儲存電容器Cst2包括第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S以及與第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S重疊的第一共用線VCL1，且介電層插入於第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S以及與第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S重疊的第一共用線VCL1之間。第二儲存電容器Cst2的介電層包括依序層壓的閘極絕緣膜GI、半導體活性層ACT及半導體歐姆接觸層N+。
放電控制薄膜電晶體DST在第二像素電極Ep2與第二共用線VCL2之間切換電流通路，以響應放電控制電壓V3D。放電控制薄膜電晶體DST的閘極電極連接至放電控制線V3DL，以及放電控制薄膜電晶體DST的源極電極S連接至第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S。放電控制薄膜電晶體DST的源極電極S及汲極電極D與形成與閘極線GL平行的放電控制線V3DL重疊，並且半導體圖案ACT與N+插入於它們之間。部分的放電控制線V3DL作為放電控制薄膜電晶體DST的閘極電極使用。放電控制薄膜電晶體DST的源極電極S與第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S藉由源極/汲極金屬圖案連接，源極/汲極金屬圖案連接形成在半導體活性層ACT與半導體歐姆接觸層N+的圖案上並延伸穿過閘極線GL。放電控制薄膜電晶體DST的汲極電極D藉由穿過有機絕緣膜PAC的第四接觸孔CH4連接至第二共用線VCL2。
如第7圖至第8C圖所示，閘極線GL、放電控制線V3DL以及第一共用線VCL1可在形成在玻璃基板SUB上的閘極金屬圖案中形成。該等薄膜電晶體ST1、ST2及DST的源極電極S與汲極電極D可形成在形成於半導體圖案ACT與N+上並與半導體圖案ACT與N+形成為整體的源極/汲極金屬圖案中。如第7圖至第8C圖所示，像素電極Ep1與Ep2、共用電極Ec1與Ec2以及第二共用線VCL2可形成在形成於有機絕緣膜PAC上的透明電極圖案中。
在第一液晶單元Clc1與第二液晶單元Clc2中充電的資料電壓最多被改變為回踢電壓△Vp。該反沖電壓△Vp被定義為取決於像素PIX的寄生電容而變化的值，如下述等式1：
其中Cgs表示薄膜電晶體ST1、ST2及DST的閘極-源極寄生電容，Clc表示第一液晶單元Clc1與第二液晶單元Clc2的電容，Cst表示第一儲存電容器Cst1與第二儲存電容器Cst2的電容，以及△Vg表示閘極高電壓VGH與閘極低電壓VGL之間的差值。
在第6圖中，Cgs1為第一開關薄膜電晶體ST1的閘極-源極寄生電容，以及Cgs2為第二開關薄膜電晶體ST2的閘極-源極寄生電容。由第7圖至第8C圖可以理解，Cgs1形成在閘極線GL與存在於第一開關薄膜電晶體ST1的源極電極S的重疊部分，所以這裏的電容為相對較小。Cgs2大於Cgs1，因為Cgs2包括：閘極線GL與存在於第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S的重疊部分；與第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S連接的第二像素電極Ep2與閘極線GL的重疊部分；以及第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S以及在源極/汲極金屬圖案中彼此連接的放電控制薄膜電晶體DST與閘極線GL的重疊部分。這種情況下，由等式1可以理解，輔助顯示部SP的△Vp大於主顯示部MP的△Vp，因此主顯示部MP的亮度與輔助顯示部SP的亮度在相同灰度級時不同。由於第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S及在源極/汲極金屬圖案中彼此連接的放電控制薄膜電晶體DST與閘極線GL的重疊部分的電容大，所以Cgs2大於Cgs1。同時，如第8A圖所示，因為介電層的厚度厚，所以閘極線GL與存在於第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S的重疊部分的電容遠遠小於其他Cgs2分量的電容。
為了補償主顯示部MP與輔助顯示部SP之間之回踢電壓△Vp的差值以調整它們的回踢電壓至相等的位準，可調整等式1中之儲存電容器Cst的電容。例如，在第7圖至第8C圖的結構中，Cgs2大於Cgs1，所以輔助顯示部SP的△Vp大於主顯示部MP的△Vp。據此，由等式1可理解，如果輔助顯示部SP的第二儲存電容器Cst2的電容被增加，那麼輔助顯示部SP的△Vp就被降低，因此將主顯示部Mp與輔助顯示部SP的△Vp調整到相等位準。然而，這種方法造成了像素PIX的孔徑比減少，因為輔助顯示部SP的儲存電容器Cst2的電容應該為主顯示部MP的第一儲存電容器Cst1的電容的2倍以上，如第7圖所示。
為了實現主顯示部Mp與輔助顯示部SP的△Vp在相等的位準而不減少像素PIX的孔徑比，本發明提出了一種在第9圖與第10圖顯示的結構中 降低Cgs2的方法。
第9圖為詳細顯示依據本發明示範性實施例的像素的俯視圖。第10圖為顯示第9圖沿IV-IV’方向的截面的剖面視圖。
參考第9圖與第10圖，第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S藉由穿過有機絕緣膜PAC與無機絕緣膜PAS的第二接觸孔CH2連接至連接圖案LNK。
連接圖案LNK藉由穿過有機絕緣膜PAC與無機絕緣膜PAS的第四接觸孔CH4’共同連接至放電控制薄膜電晶體DST的源極電極S與第二像素電極Ep2。連接圖案LNK與第二像素電極Ep2同時形成在有機絕緣膜PAC上之同樣的透明電極圖案中。連接圖案LNK允許第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S以最短距離連接至放電控制薄膜電晶體DST的源極電極S以及第二像素電極Ep2。如第9圖所示，放電控制薄膜電晶體DST的源極電極S從U形汲極電極D內的半導體通道ACT與N+向左彎曲，這種情況下，第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S與薄膜電晶體DST的源極電極S之間的最短距離為垂直路徑。
如第7圖與第8A圖所顯示之第二開關薄膜電晶體ST2的源極電極S及放電控制薄膜電晶體DST與閘極線GL的重疊部分被移除，Cgs2可降至與Cgs1相同的位準。因此，本發明可實現主顯示部Mp與輔助顯示部SP的△Vp在相等的位準而不需增加孔徑比來增加第二儲存電容器Cst2的電容。而且，因為Cgs2的下降致使輔助顯示部SP的△Vp下降，所以本發明可改善輔助顯示部SP的資料電壓的充電與維持的特性達到主顯示部SP的位準。
第11圖為詳細顯示依據本發明另一示範性實施例的像素的俯視圖。第12圖為顯示第11圖沿V-V’方向的截面的剖面視圖。
參考第11圖與第12圖，半導體圖案ACT與N+可形成在薄膜電晶體ST1、ST2及DST中的源極電極S與汲極電極D之間的部分通道。
在本發明中，為了減少Cgd1與Cgd2，部分與第一與第二開關薄膜電晶體ST1與ST2的汲極電極D重疊的閘極線GL被進一步移除。由於通過形成反L形圖案的閘極線GL而被移除的移除部OP所致，第一與第二開關薄膜電晶體ST1與ST2的汲極電極D的底部不與閘極線GL重疊(即，閘極電極)。這裏，第一與第二開關薄膜電晶體ST1與ST2的汲極電極D的 底部對應於第一與第二開關薄膜電晶體ST1與ST2的W形通道的底部，被安置在第一與第二開關薄膜電晶體ST1與ST2的源極電極S下，且不具有半導體圖案ACT與N+。因此，閘極線GL與第一與第二開關薄膜電晶體的汲極電極的頂部TE及其源極電極S的底部BE重疊。另一方面，閘極線GL不與第一與第二開關薄膜電晶體ST1與ST2的汲極電極D的底部BE重疊，且也不與第一與第二開關薄膜電晶體ST1與ST2的源極電極S的頂部TE重疊。
因為藉由使用第11圖與第12圖所示結構來降低Cgd1與Cgd2，減少了在像素PIX中充電的資料電壓的延遲時間，本發明能夠改善像素PIX的資料電壓充電特性。
如上所述，在依據本發明的立體影像顯示器中，第二開關薄膜電晶體的源極電極連接至是透明電極圖案的連接圖案，該連接圖案共同連接至放電控制薄膜電晶體的源極電極與第二液晶單元的像素電極。因此，本發明可調整主顯示部與輔助顯示部的回踢電壓△Vp至相等位準並改善輔助顯示部的資料電壓的充電與維持特性而不需通過降低輔助顯示部的Cgs而減少孔徑比。
而且，由於藉由移除第一與第二開關薄膜電晶體的汲極電極下面的部分閘極線而使主顯示部與輔助顯示部的資料延遲減少，因此本發明可進一步改進主顯示部與輔助顯示部的資料電壓充電特性。
儘管實施方式已經通過參考其中的一些實施例進行了描述，但應該理解的是本領域技術人員能夠想到的許多其他的改變與實施方案都將落入本發明原理的精神與範圍內。尤其是，許多變化與修飾可能是針對說明書、圖式以及所附申請專利範圍內的組成部分和/或排列組合的佈置。除了對組成部分和/或佈置的變化於修飾外，其他的使用對本領域技術人員也是顯而易見的。
本申請案主張2011年10月26日於韓國提出的專利申請第10-2011-0109795號的優先權，所有內容作為參考而被納入到本文並在本文充分闡明。
10‧‧‧顯示裝置
11‧‧‧顯示面板
11a‧‧‧上層偏光薄膜
11b‧‧‧下層偏光薄膜
12‧‧‧背光單元
20‧‧‧圖案相位差膜
22‧‧‧第一偏光選擇圖案
24‧‧‧第二偏光選擇圖案
30‧‧‧控制器
40‧‧‧面板驅動電路
41‧‧‧資料驅動器
42‧‧‧閘極驅動器
50‧‧‧偏光眼鏡
50L‧‧‧左眼鏡片
50R‧‧‧右眼鏡片
ACT‧‧‧半導體主動層
BE‧‧‧底部
CH1‧‧‧第一接觸孔
CH2‧‧‧第二接觸孔
CH3‧‧‧第三接觸孔
CH4‧‧‧第四接觸孔
CH4’‧‧‧第四接觸孔
Clc1‧‧‧第一液晶單元
Clc2‧‧‧第二液晶單元
CLK‧‧‧點時脈
Cgs1、Cgs2‧‧‧閘極-源極寄生電容
Cgd1、Cgd2‧‧‧閘極-汲極寄生電容
Cst1‧‧‧第一儲存電容器
Cst2‧‧‧第二儲存電容器
D‧‧‧汲極電極
Ec1‧‧‧第一共用電極
Ec2‧‧‧第二共用電極
Ep1‧‧‧第一像素電極
Ep2‧‧‧第二像素電極
DE‧‧‧資料致能信號
DL‧‧‧資料線
DST‧‧‧放電控制薄膜電晶體
GI‧‧‧閘極絕緣膜
GL‧‧‧閘極線
GOE‧‧‧閘極輸出致能信號
GSP‧‧‧閘極啟動脈衝
GSC‧‧‧閘極位移時脈信號
Hsync‧‧‧水平同步信號
LNK‧‧‧連接圖案
MP‧‧‧主顯示部
N+‧‧‧半導體歐姆接觸層
OP‧‧‧移除部
PAC‧‧‧有機絕緣膜
PAS‧‧‧無機絕緣膜
PIX‧‧‧像素
POL‧‧‧極性控制信號
S‧‧‧源極電極
SCAN‧‧‧掃描脈衝
SEL‧‧‧模式選取信號
SOE‧‧‧源輸出致能信號
SP‧‧‧輔助顯示部
SSP‧‧‧源啟動脈衝
SSC‧‧‧源採樣時脈
ST1‧‧‧第一開關薄膜電晶體
ST2‧‧‧第二開關薄膜電晶體
SUB‧‧‧下層玻璃基板
TE‧‧‧頂部
V3D‧‧‧放電控制電壓
V3DL‧‧‧放電控制線
VCL1‧‧‧第一共用線
VCL2‧‧‧第二共用線
Vcom‧‧‧共用電壓
Vdata‧‧‧資料電壓
VGH‧‧‧閘極高電壓
VGL‧‧‧閘極低電壓
Vsync‧‧‧垂直同步信號
Vsol‧‧‧輕微開啟位準電壓
所附圖式為了提供對本發明的進一步理解，加入到這裏構成本發明申請文件的一部分，以說明本發明的實施例並與說明書一起提供解釋本發明的原理。附圖中：第1圖與第2圖為顯示依據本發明示範性實施例之偏光眼鏡式立體影像顯示器的圖式；第3圖為第2圖所示之像素的等效電路圖；第4圖為顯示依據驅動模式的放電控制電壓的波形圖；第5圖為顯示在2D及3D模式下像素的操作舉例的視圖；第6圖為顯示第3圖所示之主顯示部與輔助顯示部的詳細配置的像素PIX的等效電路圖；第7圖為顯示像素PIX的實施的俯視圖；第8A圖為第7圖沿I-I’方向的剖面視圖；第8B圖為第7圖沿II-II’方向的剖面視圖；第8C圖為第7圖沿III-III’方向的剖面視圖；第9圖為詳細顯示依據本發明示範性實施例的像素的俯視圖；第10圖為顯示第9圖沿IV-IV’方向的截面的剖面視圖；第11圖為詳細顯示依據本發明另一示範性實施例的像素的俯視圖；以及第12圖為顯示第11圖沿V-V’方向的截面的剖面視圖。
DL‧‧‧資料線
GL‧‧‧閘極線
ST1‧‧‧第一開關薄膜電晶體
ST2‧‧‧第二開關薄膜電晶體
DST‧‧‧放電控制薄膜電晶體
VCL1‧‧‧第一共用線
VCL2‧‧‧第二共用線
V3DL‧‧‧放電控制線
Cst1‧‧‧第一儲存電容器
Cst2‧‧‧第二儲存電容器
Cgs1、Cgs2‧‧‧閘極-源極寄生電容
Ep1‧‧‧第一像素電極
Ep2‧‧‧第二像素電極
CH1‧‧‧第一接觸孔
CH2‧‧‧第二接觸孔
CH4’‧‧‧第四接觸孔
CH4‧‧‧第四接觸孔
LNK‧‧‧連接圖案

Claims (14)

  1. 一種立體影像顯示器，包括：一主顯示部，其包含一第一液晶單元以及一第一儲存電容器，該第一液晶單元通過一第一開關薄膜電晶體連接至一資料線並連接至施加有一共用電壓的一共用線；以及一輔助顯示部，其包含一第二液晶單元以及一第二儲存電容器，該第二液晶單元通過一第二開關薄膜電晶體連接至該資料線並通過一放電控制薄膜電晶體連接至該共用線，其中該主顯示部與該輔助顯示部在一像素內被分開，並且一穿過該資料線的閘極線插入於該主顯示部與該輔助顯示部之間，該第二開關薄膜電晶體的一源極電極藉由穿過一鈍化薄膜的一第一接觸孔與一連接圖案相連，該連接圖案藉由穿過該鈍化薄膜的一第二接觸孔共同連接至該放電控制薄膜電晶體的一源極電極以及該第二液晶單元的一像素電極。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的立體影像顯示器，其中該連接圖案與該第二液晶單元的該像素電極係一透明電極圖案，該透明電極圖案形成於覆蓋該第一開關薄膜電晶體、該第二開關薄膜電晶體以及該放電控制薄膜電晶體的該鈍化薄膜上。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述的立體影像顯示器，其中該共用線包括與該閘極線平行的一第一共用線以及與該資料線平行的一第二共用線，其中該第一共用線通過一第三接觸孔相連至該第二共用線。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述的立體影像顯示器，其中該第一共用線連接至該第一儲存電容器以及該第二共用線通過該放電控制薄膜電晶體連接至該輔助顯示部。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述的立體影像顯示器，該第一開關薄膜電晶體的一閘極電極以及該第二開關薄膜電晶體的一閘極電極皆連接至該 閘極線。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述的立體影像顯示器，進一步包括一放電控制線，用於提供一放電控制電壓以切換該放電控制薄膜電晶體，並且該放電控制線連接至該放電控制薄膜電晶體的該閘極電極。
  7. 依據申請專利範圍第3項所述的立體影像顯示器，其中該第一儲存電容器包括該第一開關薄膜電晶體的一源極電極以及與該第一開關薄膜電晶體的該源極電極重疊的部分的該第一共用線，其中一第一介電層插入於該第一開關薄膜電晶體的該源極電極以及與該第一開關薄膜電晶體的該源極電極重疊的該部分的該第一共用線之間；以及該第二儲存電容器包括該第二開關薄膜電晶體的該源極電極以及與該第二開關薄膜電晶體的該源極電極重疊的另一部分的該第一共用線，其中一第二介電層插入於該第二開關薄膜電晶體的該源極電極以及與該第二開關薄膜電晶體的該源極電極重疊的該另一部分的該第一共用線之間。
  8. 依據申請專利範圍第7項所述的立體影像顯示器，其中該第一介電層與該第二介電層的每一個均包含一閘極絕緣膜以及一半導體圖案，並且該半導體圖案包括一半導體主動層以及形成在該半導體主動層之上的一半導體歐姆接觸層。
  9. 依據申請專利範圍第1項所述的立體影像顯示器，其中該第一開關薄膜電晶體的一汲極電極與該第二開關薄膜電晶體的一汲極電極皆連接至該資料線，該放電控制薄膜電晶體的一汲極電極連接至該共用線。
  10. 依據申請專利範圍第9項所述的立體影像顯示器，其中該第一開關薄膜電晶體的該汲極電極與該第二開關薄膜電晶體的該汲極電極以兩個U形並聯一體以一W形形成，以及該放電控制薄膜電晶體的該汲極電極以U形圖案化。
  11. 依據申請專利範圍第1項所述的立體影像顯示器，其中重疊在該閘極線上的該連接圖案的一部分與該資料線平行。
  12. 依據申請專利範圍第1項所述的立體影像顯示器，其中該連接圖案允許該第二開關薄膜電晶體的該源極電極以一最短距離連接至該放電控制薄膜電晶體的該源極電極以及該第二像素電極。
  13. 依據申請專利範圍第8項所述的立體影像顯示器，其中該閘極線與該半導體圖案部分地與該第一開關薄膜電晶體的該汲極電極以及該第二開關薄膜電晶體的該汲極電極重疊。
  14. 依據申請專利範圍第13項所述的立體影像顯示器，其中該閘極線與該第一開關薄膜電晶體的該汲極電極的頂部以及該第二開關薄膜電晶體的該汲極電極的頂部重疊；該閘極線與該第一開關薄膜電晶體的該源極電極的底部以及該第二開關薄膜電晶體的該源極電極的底部重疊；該閘極線不與該第一開關薄膜電晶體的該汲極電極的底部以及該第二開關薄膜電晶體的該汲極電極的底部重疊；以及該閘極線不與該第一開關薄膜電晶體的該源極電極的頂部以及該第二開關薄膜電晶體的該源極電極的頂部重疊。
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