TW202022463A - 液晶顯示裝置 - Google Patents

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TW202022463A
TW202022463A TW108126205A TW108126205A TW202022463A TW 202022463 A TW202022463 A TW 202022463A TW 108126205 A TW108126205 A TW 108126205A TW 108126205 A TW108126205 A TW 108126205A TW 202022463 A TW202022463 A TW 202022463A
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李燦浩
曹在亨
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南韓商Ｌｇ顯示器股份有限公司
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Abstract

一種液晶顯示裝置，包括：複數條閘極線和資料線，在一基板上彼此相交並且界定複數個子像素；複數個共用電極和複數個像素電極，交錯地設置在該等子像素內；一第一薄膜電晶體，包含連接到閘極線的一第一閘極電極、連接到資料線的一第一源極電極、以及連接到像素電極的一第一汲極電極；一第一共用線，被施加一第一共同電壓；以及一第二薄膜電晶體，包含連接到閘極線的一第二閘極電極、連接到第一共用線的一第二源極電極、以及連接到共同電極的一第二汲極電極。

Description

液晶顯示裝置
本發明涉及一種液晶顯示裝置，並且更具體地，涉及一種可以在低頻率下驅動的液晶顯示裝置。
隨著資訊導向社會的發展，對用於顯示影像的顯示裝置的各種類型的需求正在增加。近來，已經使用了各種類型的平板顯示裝置，例如：液晶顯示裝置(LCD)和有機發光二極體(OLED)。
在這些平板顯示設備中，LCD小巧、輕量、薄且低功耗，因此被廣泛使用。
一般來說，LCD接收從外部系統輸入在60Hz的驅動頻率下的時脈(clock)，並在該驅動頻率下運作。
在這種情況下，在基本上相同的驅動頻率下，顯示裝置操作用於快速變化的影像，例如：視訊，並且操作用於很少變化的影像，例如：靜止影像，這導致功耗的增加。
為了克服這個問題，已經提出了可變更新率(variable refresh rate，VRR)技術。根據VRR技術，可以驅動顯示裝置以在60Hz的正常頻率下顯示視訊，並且在低於正常頻率的頻率下顯示靜止影像，從而可以降低功耗。
每個像素連接到單條閘極線和單條資料線，並且薄膜電晶體(TFT)和儲存電容器(Cst)設置以驅動該像素。TFT設置在閘極線與資料線之間的交會點。TFT由以下組成：從閘極線突出的閘極電極、從資料線突出的源極電極、以及與源極電極隔開並連接到像素電極的汲極電極。
設置Cst，其中，設置為平行於閘極線的共用線與像素電極重疊。同時，液晶電容器(Clc)以電路的方式設置在汲極電極與共用電極之間。共用電壓是恆定電壓。由於閘極電極與源極電極或汲極電極之間的寄生電容器 (parasitic capacitor,Cgs)，產生了回踢電壓(kickback voltage,△Vp)，該回踢電壓是施加到液晶的電流的電壓。△Vp成為液晶劣化的原因。
同時，當以60Hz或更低的低頻驅動顯示裝置時，電位保持時間(holding time)增加。因此，增加了像素壓降(pixel voltage drop)。因此，亮度劣化，並且出現諸如閃爍、影像殘留等的缺陷。例如，當以120Hz驅動顯示裝置時，有效電壓(Vrms)為3.35V，且透射率為約21.6%；而當以40Hz驅動顯示裝置時，Vrms降低至3.11V，且透射率降低至約為15.7%。
為了解決這個問題，需要增加Cst的面積。但是，Cst面積的增加並未獲得顯著的進步。
本發明的目的是提供一種液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置可以使由低頻驅動導致的亮度劣化最小化，並且藉由使作為回踢電壓的參考標準的共用電壓與像素電壓同步來改善閃爍。
本發明的目的不限於上述目的，並且本發明所屬領域中具有通常知識者從以下描述中可以清楚地理解以上未提及的其他目的。
根據本發明的一個態樣，提供了一種液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置包括：複數條閘極線和複數條資料線，在一基板上彼此相交並且界定複數個子像素。該液晶顯示裝置還包括：複數個共用電極和複數個像素電極，交錯地設置在該複數個子像素內。該液晶顯示裝置進一步包括第一薄膜電晶體。該第一薄膜電晶體包含：一第一閘極電極，連接到該閘極線；一第一源極電極，連接到該資料線；以及一第一汲極電極，連接到該像素電極。該液晶顯示裝置還包括一第一共用線。該液晶顯示裝置又包括一第二薄膜電晶體。該第二薄膜電晶體包含：一第二閘極電極，連接到該閘極線；一第二源極電極，連接到該第一共用線；以及一第二汲極電極，連接到該共用電極。
該等示例性實施例的其他詳細內容包含在詳細描述和圖式中。
根據本發明，還提供了一種使用共用電壓作為電源(source)的電晶體。因此，可以使由低頻驅動導致的亮度劣化最小化，並且藉由使共用電壓與像素電壓同步來改善閃爍。因此，可以提高顯示品質。
本發明的效果不限於以上列舉的內容，並且在本說明書中包含更多種效果。
100‧‧‧顯示面板
108‧‧‧共用電極
108a‧‧‧共用電極線
108l‧‧‧共用線
110‧‧‧基板
111‧‧‧屏蔽線
111a‧‧‧連接線
115a‧‧‧第一絕緣層
115b‧‧‧第二絕緣層
116‧‧‧閘極線
117‧‧‧資料線
118‧‧‧像素電極
118a‧‧‧像素電極線
121a‧‧‧第一閘極電極
121b‧‧‧第二閘極電極
122a‧‧‧第一源極電極
122b‧‧‧第二源極電極
123a‧‧‧第一汲極電極
123b‧‧‧第二汲極電極
124a‧‧‧第一主動層
124b‧‧‧第二主動層
124c‧‧‧半導體圖案
130a‧‧‧第一電極
130b‧‧‧第二電極
130c‧‧‧第三電極
140a‧‧‧第一接觸孔
140b‧‧‧第二接觸孔
140c‧‧‧第三接觸孔
150‧‧‧連接電極
200‧‧‧資料驅動電路
208‧‧‧共用電極
208a‧‧‧共用電極線
208l‧‧‧共用線、第一共用線
208l'‧‧‧第二共用線
210‧‧‧基板
211‧‧‧屏蔽線
211a‧‧‧連接線
215a‧‧‧第一絕緣層
215b‧‧‧第二絕緣層
216‧‧‧閘極線
217‧‧‧資料線
218‧‧‧像素電極
218a‧‧‧像素電極線
221a‧‧‧第一閘極電極
221b‧‧‧第二閘極電極
222a‧‧‧第一源極電極
222b‧‧‧第二源極電極
223a‧‧‧第一汲極電極
223b‧‧‧第二汲極電極
224a‧‧‧第一主動層
224b‧‧‧第二主動層
224c‧‧‧半導體圖案
240a‧‧‧第一接觸孔
240b‧‧‧第二接觸孔
240c‧‧‧第三接觸孔
250‧‧‧連接電極
300‧‧‧閘極驅動電路
400‧‧‧時序控制電路
Ccc'‧‧‧第二儲存電容器
Cdc‧‧‧寄生電容器
Cdc'‧‧‧寄生電容器
Cdp‧‧‧寄生電容器
Cgc‧‧‧寄生電容器
Cgc'‧‧‧寄生電容器
Cgd‧‧‧寄生電容器
Cgs‧‧‧寄生電容器
CL‧‧‧內部共用線
Clc‧‧‧液晶電容器
CLK‧‧‧時脈信號
Cst‧‧‧第一儲存電容器
DCS‧‧‧資料控制信號
DE‧‧‧資料致能信號
DL‧‧‧資料線
GCS‧‧‧閘極控制信號
GL‧‧‧閘極線
Hsync‧‧‧水平同步信號
P‧‧‧像素
RGB‧‧‧數位資料
TR1‧‧‧第一薄膜電晶體(第一TFT)
TR2‧‧‧第二薄膜電晶體(第二TFT)
Vcom、VCOM‧‧‧共用電壓
Vcom'‧‧‧第二共用電壓
VG‧‧‧閘極電壓
VPXL‧‧‧像素電壓
Vpxl_nega‧‧‧像素電壓
Vpxl_posi‧‧‧像素電壓
Vrms‧‧‧有效電壓
Vsync‧‧‧垂直同步信號
△VA‧‧‧回踢電壓
△VAC‧‧‧回踢電壓
△VB‧‧‧回踢電壓
△VBC‧‧‧回踢電壓
△Vp‧‧‧第一回踢電壓、回踢電壓
△Vp'‧‧‧第二回踢電壓、回踢電壓
透過以下結合附圖的詳細描述，將更清楚地理解本發明的上述和其他態樣、特徵和其他優點，其中：
圖1是說明根據本發明的液晶顯示裝置的示意性方塊圖；
圖2是說明根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置的平面圖；
圖3是說明根據圖2中所示之本發明第一實施例的液晶顯示裝置的子像素的一示例的等效電路圖；
圖4A和圖4B是比較傳統的驅動方法與根據本發明的驅動方法之間的差異的視圖；
圖5是根據圖2中所示之本發明第一實施例的液晶顯示裝置沿A-A'線所截取的示意性剖視圖；
圖6是說明根據本發明第二實施例的液晶顯示裝置的一示例的平面圖；
圖7是說明根據圖6中所示之本發明第二實施例的液晶顯示裝置的子像素的一示例的等效電路圖；
圖8是說明根據圖6中所示之本發明第二實施例的液晶顯示裝置沿B-B'線所截取的示意性剖視圖；
圖9A和圖9B是說明根據圖6中所示之本發明第二實施例的液晶顯示裝置分別沿C-C'線和D-D'線所截取的示意性剖面圖；
圖10A至圖10C是對比較例與本發明之間的正訊框(positive frame)的像素電壓進行比較的視圖；
圖11A至圖11C是對比較例與本發明之間的負訊框(negative frame)的像素電壓進行比較的視圖；
圖12是比較根據比較例與本發明之間的電容比的回踢電壓的曲線圖；
圖13是比較根據比較例與本發明之間的電容比的有效電壓的曲線圖；
圖14A和圖14B是說明根據比較例之電壓隨時間的變化的示例的曲線圖；
圖15A和圖15B是根據本發明第二實施例之電壓隨時間的變化的示例的曲線圖；以及
圖16A和圖16B是對比較例與本發明第二實施例之間的有效電壓隨時間的變化進行比較的視圖。
透過參考以下結合附圖詳細描述的示例性實施例，本發明的優點和特徵、以及實現該等優點和特徵的方法將變得清楚。然而，本發明不限於所揭露內容的示例性實施例，而是將以各種形式實現。該等示例性實施例僅提供作為示例，使得本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以完全理解本發明的公開內容和本發明的範疇。因此，本發明僅由申請專利範圍的範疇界定。
在用於描述本發明的示例性實施例的附圖中所揭露的形狀、尺寸、比例、角度和數量僅僅是示例，並且本發明不限於此。在通篇說明書中，相同的元件符號一般表示相同的元件。此外，在本發明的以下描述中，可以省略對已知現有技術的詳細說明，以避免不必要地模糊本發明的標的(subject matter)。本文使用的諸如「包括」、「具有」和「包含」的術語一般旨在允許添加其他組件，除非這些術語與術語「僅」一起使用。除非另有明確說明，否則對單數的任何引用可以包含複數。
即使沒有明確說明，組件也被解釋為包含常規的誤差範圍。
當使用諸如「上」、「上方」、「下方」和「下一個」的術語來描述兩個部件之間的位置關係時，一個以上的部件可以位於該兩個部件之間，除非這些術語與術語「立即」或「直接」一起使用。
當一元件或層設置在另一元件或層「上」時，其他層或其他元件可以直接插入該另一元件上或插入其之間。
儘管術語「第一」、「第二」等用於描述各種組件，但是該些組件不受這些術語的限制。這些術語僅用於區分一個組件與其他組件。因此，以下將提到的第一組件可以是本發明的技術構思中的第二組件。
在通篇說明書中，相同的元件符號一般表示相同的元件。
為了便於說明，示出了圖式中所示之每個組件的尺寸和厚度，並且本發明不限於所示之組件的尺寸和厚度。
本發明的各種實施例的特徵可以部分地或完全地彼此附接或組合，並且可以以技術上的各種方式互鎖和運作，並且這些實施例可以彼此獨立地或相互關聯地執行。
在下文中，將參照附圖詳細描述本發明的各種實施例。
圖1是根據本發明的液晶顯示裝置的示意性方塊圖。
參照圖1，根據本發明的液晶顯示裝置可以包括顯示面板100，其中複數個像素P以一矩陣設置。根據本發明的液晶顯示裝置進一步可以包括驅動電路，其驅動顯示面板100。驅動顯示面板100的驅動電路可以包括：資料驅動電路200、閘極驅動電路300、以及時序控制電路400。
根據本發明的液晶顯示裝置可以配置為可變更新率(VRR)液晶顯示裝置，其頻率隨著所顯示的影像而變化。然而，本發明不限於此。
當VRR液晶顯示裝置顯示快速變化之例如視訊的影像時，其可以以正常頻率模式在60Hz的正常頻率下驅動，該60Hz的正常頻率從外部系統輸入作為驅動頻率。
當VRR液晶顯示裝置顯示很少變化之例如靜止影像的影像時，其可以以低頻模式在低於正常頻率的頻率下驅動。與正常頻率模式相比，在低頻模式下的訊框數減少。因此，資料寫入操作(data write operation)的數量，即，更新操作(refresh operation)的數量減少。因此，可以降低液晶顯示裝置的功耗。
在顯示面板100中，可以提供傳輸用於驅動像素P的驅動信號的各種線。
此處，例如，傳輸資料電壓的複數條資料線DL中的每一條可以沿一行線(column line)方向延伸，並且連接到一對應行線中的像素P。此外，傳輸閘極電壓的複數條閘極線GL中的每一條可以沿一列線(row line)方向延伸，並且連接到一對應列線中的像素P。
時序控制電路400可以控制資料驅動電路200和閘極驅動電路300的驅動時序。時序控制電路400可以重新排序從外部系統輸入的數位資料RGB，以使其適用於顯示面板100的解析度，並將重新排序的數位資料RGB供應給資料驅動電路200。
此外，時序控制電路400可以產生：資料控制信號DCS，用於控制資料驅動電路200的操作時序；以及閘極控制信號GCS，用於控制閘極驅動電路300的操作時序。時序控制電路400基於諸如垂直同步信號Vsync和水平同步信號Hsync、時脈信號CLK和資料致能信號DE的時序信號產生該等信號。
資料驅動電路200用於驅動資料線DL。也就是說，資料驅動電路200可以基於資料控制信號DCS將數位資料RGB轉換為類比資料電壓，並將該類比資料電壓供應給對應的資料線DL。
閘極驅動電路300用於驅動閘極線GL。也就是說，閘極驅動電路300可以基於閘極控制信號GCS產生閘極電壓，並且將該閘極電壓依序地供應給該等閘極線GL。
圖2是根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置的平面圖。
圖3是圖2中所示之根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置的子像素的一示例的等效電路圖。此處，圖3示出了例如：第一薄膜電晶體(TFT)TR1和第二薄膜電晶體(TFT)TR2；以及由複數條線形成的液晶電容器Clc、第一儲存電容器Cst和第二儲存電容器Ccc'、及複數個寄生電容器Cdc、Cdc'、Cdp、Cgd、Cgs、Cgc'和Cgc，該複數條線即：閘極線116、資料線117、共用線108l、以及內部共用線CL。
圖4A和圖4B是比較傳統驅動方法與根據本發明的驅動方法之間的差異的視圖。
圖5是圖2中所示之根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置沿A-A'線所截取的示意性剖視圖。
首先，參照圖2、圖3和圖5，根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置可以包括複數個子像素。
可以透過複數條閘極線116與複數條資料線117之間的交會點將複數個子像素以一矩陣界定在基板110上。也就是說，複數個子像素可以沿行和列的方向設置以形成一矩陣。
閘極線116可以沿第一方向設置在基板110上。此外，資料線117可以沿與第一方向不同的第二方向設置，以與閘極線116一起界定複數個子像素。
複數個子像素中的每一個可以實現特定顏色的光。例如，每個子像素可以配置為以下任何一種：實現紅色的紅色子像素、實現綠色的綠色子像素、以及實現藍色的藍色子像素。在這種情況下，一個紅色子像素、一個綠色子像素和一個藍色子像素的群組可以形成一個像素。然而，本發明不限於此。一個像素可以包含：一個紅色子像素、一個綠色子像素、一個藍色子像素、以及一個白色子像素。
如上所述，根據本發明第一實施例的子像素可以配置包含：第一TFT TR1和第二TFT TR2；以及由複數條線形成的液晶電容器Clc、第一儲存電容器Cst和第二儲存電容器Ccc'、及複數個寄生電容器Cdc、Cdc'、Cdp、Cgd、Cgs、Cgc'和Cgc，該複數條線即：閘極線116、資料線117、共用線108l、以及內部共用線CL。
根據本發明第一實施例的每個子像素包含兩個TFT，即，第一TFT TR1和第二TFT TR2。例如，第一TFT TR1和第二TFT TR2可以設置在閘極線116與資料線117之間的交會點，即，垂直相鄰的子像素之間的邊界。此外，共用線108l可以設置在垂直相鄰的子像素之間的邊界。共用線108l可以在資料線117上方延伸。
在子像素內，可以交錯地設置複數個共用電極108和複數個像素電極118。
此處，第一TFT TR1可以包括：連接到閘極線116的第一閘極電極121a、設置在第一閘極電極121a上的第一主動層124a、以及連接到資料線117的第一源極電極122a。第一TFT TR1還可以包括：第一汲極電極123a，設置在第一源極電極122a的相對側上，並且電性連接到像素電極118。
也就是說，作為開關元件的第一TFT TR1可以連接到對應的閘極線116和資料線117，以接收閘極電壓和資料電壓。第一TFT TR1的第一閘極電極121a可以連接到閘極線116，並且第一源極電極122a可以連接到資料線117。此外，第一汲極電極123a可以連接到液晶電容器Clc。在這種情況下，第一TFT TR1的第一主動層124a可以由具有優異遷移率或截止電流(off-current)特性的氧化物半導體形成。然而，本發明不限於此。
根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置，除了第一TFT TR1以外，在子像素中還包含：使用第一共用電壓作為電源的第二TFT TR2。
也就是說，根據本發明，由第一共用電壓誘發第二共用電壓，以使第二共用電壓經由第二TFT TR2與資料電壓(或像素電壓)同步。因此，可以使由低頻驅動導致的亮度劣化最小化，並改善閃爍。
此處，第二TFT TR2可以包括：連接到閘極線116的第二閘極電極121b、設置在第二閘極電極121b上的第二主動層124b、以及電性連接到共用線108l的第二源極電極122b。第二TFT TR2還可以包括：第二汲極電極123b，經由連接電極150電性連接到共用電極108。
液晶電容器Clc可以由以下組成：設置在相對側上的像素電極118和共用電極108；以及填充在像素電極118與共用電極108之間的液晶層。
像素電極118可以電性連接到第一TFT TR1的第一汲極電極123a，以接收像素電壓。共用電極108可以電性連接到第二TFT TR2的第二汲極電極123b，以接收與像素電壓同步的第二共用電壓。像素電壓與第二共用電壓之間的差距產生像素電極118與共用電極108之間的電場。因此，改變了液晶分子的配向(alignment)，因而可以顯示影像。
第一儲存電容器Cst與液晶電容器Clc並聯連接，並且儲存施加到像素電極118的資料電壓，即像素電壓，直到下一訊框為止。第二儲存電容器Ccc'分別與液晶電容器Clc和第一儲存電容器Cst串聯連接。
以下，將詳細描述根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置的層狀結構。
閘極線116、第一閘極電極121a、第二閘極電極121b、以及第一電極130a、第二電極130b和第三電極130c可以設置在基板110上的同一層上。
第一閘極電極121a和第二閘極電極121b可以形成閘極線116的一部分。因此，可以對第一閘極電極121a和第二閘極電極121b施加相同的閘極電壓。
在這種情況下，第一汲極電極123a、第二源極電極122b和第二汲極電極123b中的每一個可以沿一個方向延伸。第一電極130a、第二電極130b和第三電極130c可以分別設置在延伸的第一汲極電極123a、第二源極電極122b和第二汲極電極123b的下方。
此外，屏蔽線111可以設置在資料線117的至少一側上，並且連接到第一電極130a和第三電極130c。屏蔽線111可以屏蔽橫向電場中資料信號的干擾。
未與第一電極130a和第三電極130c連接的屏蔽線111的另一端可以連接到與閘極線116平行設置的連接線111a。然而，本發明不限於此。
閘極線116、第一閘極電極121a、第二閘極電極121b、第一電極130a、第二電極130b和第三電極130c、屏蔽線111、以及連接線111a可以形成為基板110上的第一金屬層。
第一金屬層可以包含由導電金屬群組中選出的任何一種，該導電金屬群組包括：鋁(Al)、Al合金、鎢(W)、銅(Cu)、Cu合金、鉬(Mo)、銀(Ag)、Ag合金、金(Au)、Au合金、鉻(Cr)、鈦(Ti)、Ti合金、鉬鎢(MoW)、鉬鈦(MoTi)或銅/鉬鈦(Cu/MoTi)、或其中兩種以上的組合、或其他適當的材料。
此外，第一絕緣層115a可以設置在閘極線116、第一閘極電極121a、第二閘極電極121b、第一電極130a、第二電極130b和第三電極130c、屏蔽線111、以及連接線111a上。
第一絕緣層115a可以由以下形成：矽基(Si-based)氧化物薄膜、氮化物薄膜、或包含其的化合物；包含Al2O3的金屬氧化物薄膜；有機絕緣膜；以及具有低k值的材料。
例如，第一絕緣層115a可以包含由包括氧化矽(SiO2)、氮化矽(SiNx)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鉿(HfO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鉭(Ta2O5)、鋇-鍶-鈦氧化物(Ba-Sr-Ti-O)、或鉍-鋅-鈮氧化物(Bi-Zn-Nb-O)、或其中兩種以上的組合、或其他適當的材料的群組中選出的任何一種。
第一主動層124a和第二主動層124b可以設置在第一絕緣層115a上的同一層上。
第一主動層124a和第二主動層124b可以形成為半導體層。
該半導體層可以包含：非晶矽(a-Si)、低溫多晶矽(LTPS)、IGZO基氧化物半導體、化合物半導體、奈米碳管、石墨烯、以及有機半導體。
氧化物半導體可以是其中矽(Si)被添加到氧化物半導體的材料，該氧化物半導體包含：鋅(Zn)；以及由包括鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)、 銦(In)、鈦(Ti)、鎵(Ga)、或鋁(Al)的群組中所選出的一種以上。例如，半導體層可以由其中矽離子被添加到氧化銦鋅(InZnO)的矽銦鋅氧化物(Si-InZnO：SIZO)形成。
如果半導體層由SIZO形成，則主動層中的Si原子相對於Zn、In和Si原子的總含量的含量比可以為約0.001wt%至約30wt%。隨著Si原子的含量增加，更強烈地控制電子的產生，因此，可能降低遷移率，但是可以改善裝置的穩定性。
除了上述材料以外，氧化物半導體可以進一步包含：第I族(Group I)元素，例如：鋰(Li)或鉀(K)；以及第II族(Group II)元素，例如：鎂(Mg)、鈣(Ca)或鍶(Sr)。氧化物半導體還可以包含：第III族(Group III)元素，例如：鎵(Ga)、Al、In或釔(Y)；第IV族(Group IV)元素，例如：Ti、鋯(Zr)、Si、Sn或Ge；以及第V族(Group V)元素，例如：鉭(Ta)、釩(Vb)、鈮(Nb)或銻(Sb)。氧化物半導體又可以包含屬於鑭系元素的元素，例如：鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、或鎦(Lu)。
資料線117、第一源極電極122a、第一汲極電極123a、第二源極電極122b和第二汲極電極123b可以設置在第一主動層124a和第二主動層124b上的同一層上。
在資料線117下方，可以設置由與第一主動層124a和第二主動層124b相同的半導體層形成的半導體圖案124c。然而，本發明不限於此。如果資料線117以及第一主動層124a和第二主動層124b由不同的遮罩製程形成，則半導體圖案可以不設置在資料線117下方。
資料線117、第一源極電極122a、第一汲極電極123a、第二源極電極122b、以及第二汲極電極123b可以形成為第二金屬層。
第二金屬層可以包含由導電金屬群組中選出的任何一種，該導電金屬群組包括：Al、Al合金、W、Cu、Cu合金、Mo、Ag、Ag合金、Au、Au合金、Cr、Ti、Ti合金、MoW、MoTi或Cu/MoTi、或其中兩種以上的組合、或其他適當的材料。
如上所述，資料線117可以沿與第一方向不同的第二方向設置，以與閘極線116一起界定複數個子像素。
連接到閘極線116的第一閘極電極121a、設置在第一閘極電極121a上的第一主動層124a、連接到資料線117的第一源極電極122a、以及設置在第一源極電極122a的相對側上並且電性連接到像素電極118的第一汲極電極123a可以形成第一TFT TR1。
連接到閘極線116的第二閘極電極121b、設置在第二閘極電極121b上的第二主動層124b、電性連接到共用線108l的第二源極電極122b、以及經由連接電極150電性連接到共用電極108的第二汲極電極123b可以形成第二TFT TR2。
第二絕緣層115b可以設置在資料線117、第一源極電極122a、第一汲極電極123a、第二源極電極122b、以及第二汲極電極123b上的同一層上。
第二絕緣層115b可以由以下形成：Si基氧化物薄膜、氮化物薄膜、或包含其的化合物；包含Al2O3的金屬氧化物薄膜；有機絕緣膜；以及具有低k值的材料。例如，第二絕緣層115b可以包含由包括氧化矽(SiO2)、氮化矽(SiNx)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鉿(HfO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鉭(Ta2O5)、鋇-鍶-鈦氧化物(Ba-Sr-Ti-O)、或鉍-鋅-鈮氧化物(Bi-Zn-Nb-O)、或其中兩種以上的組合、或其他適當的材料的群組中選出的任何一種。
共用電極108和像素電極118可以設置在第二絕緣層115b上的同一層上。
像素電極118和共用電極108可以交錯地設置在子像素內，以形成橫向電場。
複數個共用電極108可以在子像素內設置為指狀(finger shape)或魚骨狀(herringbone shape)，但是本發明不限於此。共用電極108可以沿垂直方向或水平方向設置為直線。
複數個像素電極118可以在子像素內設置為指狀或魚骨狀，但是本發明不限於此。像素電極118可以沿垂直方向或水平方向設置為直線。
可以藉由移除第二絕緣層115b的一部分，形成暴露第一汲極電極123a的一部分的第一接觸孔140a。
複數個像素電極118的一端可以連接到設置為與閘極線116平行的像素電極線118a。因此，像素電極線118a可以經由第一接觸孔140a電性連接到第一汲極電極123a。
此外，可以藉由移除第二絕緣層115b的一部分，形成暴露第二源極電極122b的一部分的第二接觸孔140b。
第二源極電極122b可以經由第二接觸孔140b電性連接到共用線108l。
此外，可以藉由移除第二絕緣層115b和第一絕緣層115a的一部分，形成暴露第二汲極電極123b的側表面的一部分和第三電極130c的頂表面的一部分的第三接觸孔140c。
複數個共用電極108中的至少一個的一端可以連接到連接電極150。因此，連接電極150可以經由第三接觸孔140c電連接到第二汲極電極123b和第三電極130c。
複數個共用電極108的另一端可以連接到設置為與閘極線116平行的共用電極線108a，但是本發明不限於此。
可以經由共用線108l向第二源極電極122b施加第一共用電壓。可以透過第二TFT TR2向第二汲極電極123b施加與第一共用電壓不同的第二共用電壓。此外，第二汲極電極123b可以經由連接電極150將第二共用電壓傳輸到共用電極108。因此，向根據本發明的共用電極108施加第二共用電壓而不是第一共用電壓。
第二共用電壓與像素電壓同步。
第一汲極電極123a的一部分設置在第一電極130a上，並與第一電極130a一起形成第一儲存電容器Cst。在這種情況下，第一電極130a連接到第三電極130c，因此，可以將第二共用電壓施加到第一電極130a。因此，第一儲存電容器Cst可以具有第二共用電壓與像素電壓之間的電容。
同時，施加第二共用電壓的連接電極150、第一電極130a和第三電極130c、屏蔽線111和連接線111a可以界定為內部共用線CL。
因此，第二儲存電容器Ccc'可以具有第一共用電壓與第二共用電壓之間的電容。
參照圖3和圖4，在本發明的第一實施例中，進一步設置使用第一共用電壓作為電源的第二TFT TR2，並且寄生電容器Cgs被設計為與Cgc'相同，以使回踢電壓同步。
因此，形成具有第二共用電壓的內部共用線CL，以進一步在共用線與內部共用線CL之間形成第二儲存電容器Ccc'。
如上所述，第二儲存電容器Ccc'具有第一共用電壓與第二共用電壓之間的電容，並且可以具有與第一共用電壓的充電和電位保持(holding)有關的電容。
像素電極與內部共用線CL之間的第一儲存電容器Cst具有像素電壓與第二共用電壓之間的電容，並且可以具有與像素電壓的充電和電位保持有關的電容。
第一回踢電壓△Vp是由於第一閘極電極與第一源極電極或第一汲極電極之間的第一寄生電容器Cgs而施加到液晶的直流電的電壓。
此外，第二回踢電壓△Vp'是由於第二閘極電極與第二源極電極或第二汲極電極之間的第二寄生電容器Cgc'而施加到液晶的直流電的電壓。
該等等效電路的回踢電壓可由以下方程式表示。
△Vp=Cgs×△Vg/(Cgs+Clc+Cst)
△Vp'=Cgc'×△Vg/(Cgc'+Clc+Cst+Ccc')
此處，△Vg表示閘極電壓的高值Vgh與低值Vgl之間的差值；Clc表示液晶電容器的值；以及Cst表示第一儲存電容器的值。此外，Cgs表示由第一閘極電極與第一源極電極或第一汲極電極之間的第一寄生電容器產生的寄生電容值。
另外，Ccc'表示第二儲存電容器的值；Cgc'表示由第二閘極電極與第二源極電極或第二汲極電極之間的第二寄生電容器產生的寄生電容值。
根據△Vp=△Vp'的同步化條件，Cgs×△Vg/(Cgs+Clc+Cst)等於Cgc'×△Vg/(Cgc'+Clc+Cst+Ccc')。
如果第一TFT TR1和第二TFT TR2設計為相同，則Cgs等於Cgc'，並且因此，Cgs×△Vg/(Cgs+Clc+Cst)等於Cgs×△Vg/(Cgs+Clc+Cst+Ccc')。
因此，為了滿足△Vp=△Vp'，需要滿足Ccc'≒0的條件。
因此，需要將第二儲存電容器Ccc'設計為小到使得△Vp與△Vp'之間的差距最小化。
作為參考，圖4A示出了由典型結構中的反轉(inversion)所導致的驅動差異。此處，VCOM、VPXL和VG分別表示共用電壓、像素電壓和閘極電壓。
參照圖4A，可以看出，對於像素電壓，在正訊框中產生△VA的回踢電壓，並且在負訊框中產生△VB的回踢電壓。
在這種情況下，可以看出△VA不等於△VB，並且因此，對於每個灰階電壓(gray voltage)的最佳共用電壓變為不同，並且發生由於亮度的差異所導致的閃爍。
相反地，圖4B示出了根據本發明由在像素電壓與第二共用電壓同步的結構中的反轉所導致的驅動差異。在圖4B中，以鏈線(dashed-dotted line)繪製第二共用電壓。
參照圖4B，可以看出，對於像素電壓，在正訊框中產生△VA的回踢電壓，並且在負訊框中產生△VB的回踢電壓。此外，可以看出，對於第二共用電壓，在正訊框中產生△VAC的回踢電壓，並且在負訊框中產生△VBC的回踢電壓。
在這種情況下，像素電壓與第二共用電壓之間的差距滿足在正訊框和負訊框中的△VA-△VAC=△VB-△VBC。因此，可以看出，在任何灰階電壓下，像素電壓與第二共用電壓之間的差距由△Vp和△Vp'自控制(self-control)。因此，可以看出，對於每個訊框，由電壓對稱性改善了閃爍。
圖6是根據本發明第二實施例的液晶顯示裝置的平面圖。
圖7是圖6中所示之根據本發明第二實施例的液晶顯示裝置的子像素的一示例的等效電路圖。此處，圖7示出了例如：第一TFT TR1和第二TFT TR2；以及由複數條線形成的液晶電容器Clc、第一儲存電容器Cst和第二儲存電容器Ccc'、及複數個寄生電容器Cdc、Cdc'、Cdp、Cgd、Cgs、Cgc'和Cgc，該複數條線即：閘極線216、資料線217、共用線208l、以及內部共用線CL。
圖8是圖6中所示之根據本發明第二實施例的液晶顯示裝置沿B-B'線所截取的示意性剖視圖。
圖9A是圖6中所示之根據本發明第二實施例的液晶顯示裝置沿C-C'線所截取的示意性剖視圖。圖9B是圖6中所示之根據本發明第二實施例的液晶顯示裝置沿D-D'線所截取的示意性剖視圖。
除了第一儲存電容器被設計為具有第一共用電壓與像素電壓之間的電容以外，圖6至圖9B中所示之根據本發明第二實施例的液晶顯示裝置具有與本發明第一實施例基本上相同的配置。
首先，參照圖6至圖9B，根據本發明第二實施例的液晶顯示裝置可以包含如上所述之本發明第一實施例的複數個子像素。
可以透過複數條閘極線216與複數條資料線217之間的交會點將複數個子像素以一矩陣界定在基板210上。也就是說，複數個子像素可以沿行和列的方向設置以形成一矩陣。
例如，閘極線216可以沿第一方向設置在基板210上。此外，資料線217可以沿與第一方向不同的第二方向設置，以與閘極線216一起界定複數個子像素。
複數個子像素中的每一個可以實現特定顏色的光。例如，每個子像素可以配置為以下任何一種：實現紅色的紅色子像素、實現綠色的綠色子像素、以及實現藍色的藍色子像素。在這種情況下，一個紅色子像素、一個綠色子像素和一個藍色子像素的群組可以形成一個像素。然而，本發明不限於此。一個像素可以包含：一個紅色子像素、一個綠色子像素、一個藍色子像素、以及一個白色子像素。
如上所述，根據本發明第二實施例的子像素可以配置包含：第一TFT TR1和第二TFT TR2；以及由複數條線形成的液晶電容器Clc、第一儲存電容器Cst和第二儲存電容器Ccc'、及複數個寄生電容器Cdc、Cdc'、Cdp、Cgd、Cgs、Cgc'和Cgc，該複數條線即：閘極線216、資料線217、第一共用線208l和第二共用線208l'、以及內部共用線CL。
根據本發明第二實施例的每個子像素包含兩個TFT，即，如上所述之本發明第一實施例的第一TFT TR1和第二TFT TR2。例如，第一TFT TR1和第二TFT TR2可以設置在閘極線216與資料線217之間的交會點，即垂直相鄰的子像素之間的邊界。此外，第一共用線208l和第二共用線208l'可以設置在垂直相鄰的子像素之間的邊界。第一共用線208l可以設置為在與閘極線216相 同的層上與閘極線216平行。第一共用線208l可以將第一共用電壓施加到第二TFT TR2的第二源極電極222b。相反地，第二共用線208l'可以設置在與共用電極208和像素電極218相同的層上的垂直相鄰的子像素之間的邊界。第二共用線208l'可以連接到第一共用線208l，或者可以直接從外部向第二共用線208l'施加第一共用電壓。第二共用線208l'可以在資料線217上方延伸。
在這種情況下，屏蔽線211可以設置在資料線217的至少一側上。屏蔽線211的一端可以連接到第一共用線208l。此外，屏蔽線211的另一端可以連接到設置為與閘極線216平行的連接線211a。屏蔽線211可以屏蔽橫向電場中資料信號的干擾。可以向連接線211a和第一共用線208l施加第一共用電壓。
在子像素內，可以交錯地設置複數個共用電極208和複數個像素電極218。
此處，第一TFT TR1可以包括：連接到閘極線216的第一閘極電極221a、設置在第一閘極電極221a上的第一主動層224a、以及連接到資料線217的第一源極電極222a。第一TFT TR1還可以包括：第一汲極電極223a，設置在第一源極電極222a的相對側上，並且經由第一接觸孔240a電性連接到像素電極218。
也就是說，複數個像素電極218的一端可以連接到設置為與閘極線216平行的像素電極線218a。因此，像素電極218可以經由像素電極線218a電性連接到第一汲極電極223a。
因此，作為開關元件的第一TFT TR1可以連接到對應的閘極線216和資料線217，以分別接收閘極電壓和資料電壓。第一TFT TR1的第一閘極電極221a可以連接到閘極線216，並且第一源極電極222a可以連接到資料線217。此外，第一汲極電極223a可以連接到液晶電容器Clc。在這種情況下，第一TFT TR1的第一主動層224a可以由具有優異遷移率或截止電流特性的氧化物半導體形成。然而，本發明不限於此。
除了如上所述的子像素內的第一TFT TR1以外，根據本發明第二實施例的液晶顯示裝置還包含使用第一共用電壓作為電源的第二TFT TR2。
也就是說，根據本發明，由第一共用電壓誘發第二共用電壓，以使第二共用電壓經由第二TFT TR2與資料電壓(或像素電壓)同步。因此，可以使由低頻驅動導致的亮度劣化最小化，並改善閃爍。
此處，第二TFT TR2可以包括：連接到閘極線216的第二閘極電極221b、設置在第二閘極電極221b上的第二主動層224b、以及電性連接到第一共用線208l的第二源極電極222b。第二TFT TR2還可以包括：第二汲極電極223b，經由第三接觸孔240c電性連接到連接電極250。
在這種情況下，複數個共用電極208中的至少一個的一端可以連接到連接電極250。因此，共用電極208可以經由連接電極250電性連接到第二汲極電極223b。
複數個共用電極208的另一端可以連接到設置為與閘極線216平行的共用電極線208a，但是本發明不限於此。
第二源極電極222b可以經由第二接觸孔240b電性連接到第一共用線208l。
液晶電容器Clc可以由以下構成：設置在相對側上的像素電極218和共用電極208；以及填充在像素電極218與共用電極208之間的液晶層。
像素電極218可以電性連接到第一TFT TR1的第一汲極電極223a，以接收像素電壓。共用電極208可以電性連接到第二TFT TR2的第二汲極電極223b，以接收與像素電壓同步的第二共用電壓。像素電壓與第二共用電壓之間的差距產生了在像素電極218與共用電極208之間的電場。因此，改變了液晶分子的配向，因此可以顯示影像。
第一儲存電容器Cst與彼此串聯連接的液晶電容器Clc和第二儲存電容器Ccc'並聯連接，並且儲存施加到像素電極218的資料電壓，即像素電壓，直到下一訊框為止。
以下，將參照圖8、圖9A和圖9B詳細描述根據本發明第二實施例的液晶顯示裝置的層狀結構。
閘極線216、第一閘極電極221a、第二閘極電極221b、以及第一共用線208l可以設置在基板210上的同一層上。
第一閘極電極221a和第二閘極電極221b可以形成閘極線216的一部分。因此，可以將相同的閘極電壓施加到第一閘極電極221a和第二閘極電極221b。
在這種情況下，第一汲極電極223a、第二源極電極222b和第二汲極電極223b中的每一個可以沿一個方向延伸。第一共用線208l可以設置在延伸的第一汲極電極223a、第二源極電極222b和第二汲極電極223b的下方。
此外，屏蔽線211可以設置在資料線217的至少一側上。屏蔽線211的一端可以連接到第一共用線208l。
屏蔽線211可以屏蔽橫向電場中資料信號的干擾。
屏蔽線211的另一端可以連接到設置為與閘極線216平行的連接線211a。然而，本發明不限於此。
可以向連接線211a和第一共用線208l施加第一共用電壓。
閘極線216、第一閘極電極221a、第二閘極電極221b、第一共用線208l、屏蔽線211、以及連接線211a可以形成為基板210上的第一金屬層。
第一金屬層可以包含由導電金屬群組中選出的任何一種，該導電金屬群組包括：Al、Al合金、W、Cu、Cu合金、Mo、Ag、Ag合金、Au、Au合金、Cr、Ti、Ti合金、MoW、MoTi或Cu/MoTi、或其中兩種以上的組合、或其他適當的材料。
此外，第一絕緣層215a可以設置在閘極線216、第一閘極電極221a、第二閘極電極221b、第一共用線208l、屏蔽線211、以及連接線211a上。
第一絕緣層215a可以由以下形成：矽基氧化物薄膜、氮化物薄膜、或包含其的化合物；包含Al2O3的金屬氧化物薄膜；有機絕緣膜；以及具有低k值的材料。
例如，第一絕緣層215a可以包含由包括氧化矽(SiO2)、氮化矽(SiNx)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鉿(HfO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鉭(Ta2O5)、鋇-鍶-鈦氧化物(Ba-Sr-Ti-O)、或鉍-鋅-鈮氧化物(Bi-Zn-Nb-O)、或其中兩種以上的組合、或其他適當的材料的群組中選出的任何一種。
第一主動層224a和第二主動層224b可以設置在第一絕緣層215a上的同一層上。
第一主動層224a和第二主動層224b可以形成為半導體層。
該半導體層可以包含：a-Si、LTPS、IGZO基氧化物半導體、化合物半導體、奈米碳管、石墨烯、有機半導體等。
氧化物半導體可以是其中矽(Si)被添加到氧化物半導體的材料，該氧化物半導體包括：鋅(Zn)；以及由包含鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)、銦(In)、鈦(Ti)、鎵(Ga)、或鋁(Al)的群組中所選出的至少一種。例如，半導體層可以由其中矽離子被添加到氧化銦鋅(InZnO)的矽銦鋅氧化物(Si-InZnO：SIZO)形成。
如果半導體層由SIZO形成，則主動層中的Si原子相對於Zn、In和Si原子的總含量的含量比可以為約0.001wt%至約30wt%。隨著Si原子的含量增加，更強烈地控制電子的產生，因此，可能降低遷移率，但是可以改善裝置的穩定性。
除了上述材料以外，氧化物半導體進一步可以包含：第I族元素，例如：Li或K；以及第II族元素，例如：Mg、Ca或Sr。氧化物半導體還可以包含：第III族元素，例如：Ga、Al、In或Y；第IV族元素，例如：Ti、Zr、Si、Sn或Ge；以及第V族元素，例如：Ta、Vb、Nb或Sb。氧化物半導體又可以包含屬於鑭系元素(Ln)的元素，例如：La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。
資料線217、第一源極電極222a、第一汲極電極223a、第二源極電極222b、以及第二汲極電極223b可以設置在第一主動層224a和第二主動層224b上的同一層上。
在資料線217下方，可以設置由與第一主動層224a和第二主動層224b相同的半導體層形成的半導體圖案224c。然而，本發明不限於此。如果資料線217以及第一主動層224a和第二主動層224b由不同的遮罩製程形成，則半導體圖案可以不設置在資料線217下方。
資料線217、第一源極電極222a、第一汲極電極223a、第二源極電極222b、以及第二汲極電極223b可以形成為第二金屬層。
第二金屬層可以包含由導電金屬群組中選出的任何一種，該導電金屬群組包括：Al、Al合金、W、Cu、Cu合金、Mo、Ag、Ag合金、Au、Au合金、Cr、Ti、Ti合金、MoW、MoTi或Cu/MoTi、或其中兩種以上的組合、或其他適當的材料。
如上所述，資料線217可以沿與第一方向不同的第二方向設置，以與閘極線216一起界定複數個子像素。
連接到閘極線216的第一閘極電極221a、設置在第一閘極電極221a上的第一主動層224a、連接到資料線217的第一源極電極222a、以及設置在第一源極電極222a的相對側上並電性連接到像素電極218的第一汲極電極223a可以形成第一TFT TR1。
連接到閘極線216的第二閘極電極221b、設置在第二閘極電極221b上的第二主動層224b、電性連接到第一共用線208l的第二源極電極222b、以及經由連接電極250電性連接到共用電極208的第二汲極電極223b可以形成第二TFT TR2。
第二絕緣層215b可以設置在資料線217、第一源極電極222a、第一汲極電極223a、第二源極電極222b、以及第二汲極電極223b上的同一層上。
第二絕緣層115b可以由以下形成：Si基氧化物薄膜、氮化物薄膜、或包含其的化合物；包含Al2O3的金屬氧化物薄膜；有機絕緣膜；以及具有低k值的材料。例如，第二絕緣層215b可以包含由包括氧化矽(SiO2)、氮化矽(SiNx)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鉿(HfO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鉭(Ta2O5)、鋇-鍶-鈦氧化物(Ba-Sr-Ti-O)、或鉍-鋅-鈮氧化物(Bi-Zn-Nb-O)、或其中兩種以上的組合、或其他適當的材料的群組中選出的任何一種。
共用電極208和像素電極218可以設置在第二絕緣層215b上的同一層上。
像素電極218和共用電極208可以交錯地設置在子像素內，以形成橫向電場。
複數個共用電極208可以在子像素內設置為指狀或魚骨狀，但是本發明不限於此。共用電極208可以沿垂直方向或水平方向設置為直線。
此外，複數個像素電極218可以在子像素內設置為指狀或魚骨狀，但是本發明不限於此。像素電極218可以沿垂直方向或水平方向設置為直線。
可以藉由移除第二絕緣層215b的一部分，形成暴露第一汲極電極223a的一部分的第一接觸孔240a。
複數個像素電極218的一端可以連接到設置為與閘極線216平行的像素電極線218a。因此，像素電極線218a可以經由第一接觸孔240a電性連接到第一汲極電極223a。
此外，可以藉由移除第一絕緣層215a的一部分，形成暴露第一共用線208l的一部分的第二接觸孔240b。
第二源極電極222b可以經由第二接觸孔240b電性連接到第一共用線208l。
另外，可以藉由移除第二絕緣層215b的一部分，形成暴露第二汲極電極223b的一部分的第三接觸孔240c。
複數個共用電極208中的至少一個的一端可以連接到連接電極250。因此，連接電極250可以經由第三接觸孔240c電性連接到第二汲極電極223b。
複數個共用電極208的另一端可以連接到設置為與閘極線216平行的共用電極線208a，但是本發明不限於此。
如上所述，第二共用線208l'可以設置在與共用電極208和像素電極218相同的層上的垂直相鄰的子像素之間的邊界。第二共用線208l’可以連接到第一共用線208l，或者可以直接從外部向第二共用線208l'施加第一共用電壓。第二共用線208l'可以在資料線217上方延伸。因此，如圖9B所示，第二共用線208l'和共用電極208可以形成第二儲存電容器Ccc'的一部分。此外，如圖9A所示，在資料線217和共用電極線208a上方延伸的第二共用線208l'可以形成第二儲存電容器Ccc'的一部分。
可以經由第一共用線208l向第二源極電極222b施加第一共用電壓。可以透過第二TFT TR2向第二汲極電極223b供應與第一共用電壓不同的第二共用電壓。此外，第二汲極電極223b可以經由連接電極250將第二共用電壓傳輸到共用電極208。因此，向根據本發明的共用電極208施加第二共用電壓而不是第一共用電壓。
第二共用電壓與像素電壓同步。
第一汲極電極223a的一部分設置在第一共用線208l上，並且與第一共用線208l一起形成第一儲存電容器Cst。在這種情況下，第一儲存電容器Cst可以具有第一共用電壓與像素電壓之間的電容。
同時，施加第二共用電壓的連接電極250、周邊的共用電極208、以及共用電極線208a可以界定為內部共用線CL。第二共用線208l'和內部共用線CL可以形成第二儲存電容器Ccc'。因此，第二儲存電容器Ccc'可以具有第一共用電壓與第二共用電壓之間的電容。
如上所述，第二共用線208l'和內部共用線CL平行地設置在子像素內的最上面的電極層上，以形成第二儲存電容器Ccc'。在這種情況下，由於該等線的長度較長，可以形成巨大的電容器。
在這種情況下，第二儲存電容器Ccc’與第一共用電壓的充電有關。如果Cst和Ccc'設計為與本發明第二實施例相同，則由像素電壓的下降產生的△Vp與由第二共用電壓的下降產生的△Vp'相同。因此，△Vp的影響被忽略不計。這可以被認為是像素電壓與第二共用電壓之間的同步化。
再次參照圖7，在本發明第二實施例中，進一步設置使用第一共用電壓作為電源的第二TFT TR2，並且寄生電容器Cgs被設計為與Cgc'相同，以使回踢電壓同步。
因此，形成具有第二共用電壓的內部共用線CL，以進一步在共用線與內部共用線CL之間形成第二儲存電容器Ccc'。
如上所述，第二儲存電容器Ccc'具有第一共用電壓與第二共用電壓之間的電容，並且可以具有與第一共用電壓的充電和電位保持有關的電容。
第一共用線與像素電極之間的第一儲存電容器Cst具有第一共用電壓與像素電壓之間的電容，並且可以具有與像素電壓的充電和電位保持有關的電容。
第一回踢電壓△Vp是由於第一閘極電極與第一源極電極或第一汲極電極之間的第一寄生電容器Cgs而施加到液晶的直流電的電壓。
此外，第二回踢電壓△Vp'是由於第二閘極電極與第二源極電極或第二汲極電極之間的第二寄生電容器Cgc'而施加到液晶的直流電的電壓。
該等等效電路的回踢電壓可由以下方程式表示。
△Vp=Cgs×△Vg/(Cgs+Clc+Cst)
△Vp'=Cgc'×△Vg/(Cgc'+Clc+Ccc')
此處，△Vg表示閘極電壓的高值Vgh與低值Vgl之間的差值；Clc表示液晶電容器的值；以及Cst表示第一儲存電容器的值。此外，Cgs表示 由第一閘極電極與第一源極電極或第一汲極電極之間的第一寄生電容器產生的寄生電容值。
另外，Ccc'表示第二儲存電容器的值；Cgc'表示由第二閘極電極與第二源極電極或第二汲極電極之間的第二寄生電容器產生的寄生電容值。
根據△Vp=△Vp'的同步化條件，Cgs×△Vg/(Cgs+Clc+Cst)等於Cgc'×△Vg/(Cgc'+Clc+Ccc')。
如果第一TFT TR1和第二TFT TR2設計為相同，則Cgs等於Cgc'，因此，Cgs×△Vg/(Cgs+Clc+Cst)等於Cgs×△Vg/(Cgs+Clc+Ccc')。
因此，為了滿足△Vp=△Vp'，需要滿足Cst=Ccc'的條件。
因此，需要以相同的比例設計Cst和Ccc'，即第一儲存電容器和第二儲存電容器，以使△Vp與△Vp'之間的差距最小化。
圖10A至圖10C是對比較例與本發明之間的正訊框的像素電壓進行比較的視圖。
此處，圖10A示出了在根據比較例的液晶顯示裝置中的正訊框的像素電壓。圖10B示出了在根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置中的正訊框的像素電壓。圖10C示出了在根據本發明第二實施例的液晶顯示裝置中的正訊框的像素電壓。
圖11A至圖11C是對於比較例與本發明之間的負訊框的像素電壓進行比較的視圖。
此處，圖11A示出了在根據比較例的液晶顯示裝置中的負訊框的像素電壓。圖11B示出了在根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置中的負訊框的像素電壓。圖11C示出了在根據本發明第二實施例的液晶顯示裝置中的負訊框的像素電壓。
參照圖10A至圖11C，施加到液晶的像素電壓Vpxl_posi和Vpxl_nega隨時間下降了一個回踢電壓△Vp。
首先，參照圖10A和圖11A，可以看出，在根據比較例的液晶顯示裝置中，共用電壓Vcom沒有變化，並且回踢電壓△Vp是2.05V。因此，可以看出，像素電壓Vpxl_posi和Vpxl_nega變化極大。
在這方面，參照圖10B和圖11B，可以看出，在根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置中，第二共用電壓Vcom'與像素電壓Vpxl_posi和 Vpxl_nega同步化地變化。此外，可以看出，第二共用電壓Vcom'下降了與像素電壓Vpxl_posi和Vpxl_nega相似的一個回踢電壓△Vp'。
在這種情況下，回踢電壓之間的差值，即△Vp-△Vp'，恢復到0.96V，這意味著與比較例相比有所改善。然而，即使在這種情況下，仍可以看出由閘極耦合(gate coupling)導致的△Vp的絕對值是高的，且一訊框中的像素電壓Vpxl_posi和Vpxl_nega的變化稍高。
參照圖10C和圖11C，可以看出，在根據本發明第二實施例的液晶顯示裝置中，第二共用電壓Vcom'與像素電壓Vpxl_posi和Vpxl_nega同步化地變化。此外，可以看出，第二共用電壓Vcom’下降了與像素電壓Vpxl_posi和Vpxl_nega相似的回踢電壓△Vp'。
在這種情況下，與比較例和第一實施例相比，回踢電壓的差值，即△Vp-△Vp'，恢復到接近0的0.12V，這意味著顯著的改善。因此，可以看出，由閘極耦合導致的△Vp的絕對值是低的，且一訊框中的像素電壓Vpxl_posi和Vpxl_nega的變化相對減小。
因此，可以看出，本發明第二實施例在△Vp的絕對值和同步化方面具有較好的效果。
圖12是比較依據比較例與本發明之間的電容比的回踢電壓的曲線圖。
即，圖12示出了在本發明的比較例以及第一實施例和第二實施例中，由電容比Ccc'/Cst所導致的回踢電壓及回踢電壓的差值。
在本發明第二實施例中，液晶電容器Clc被固定為112fF，而第一儲存電容器Cst的值被變化地設定為70、110、150、190和230fF。
此外，在本發明第一實施例中，液晶電容器Clc被設定為112fF，而第一儲存電容器Cst的值被設定為150fF。
參照圖12，可以看出，比較例的液晶顯示裝置不包含第二儲存電容器，並且無論電容比Ccc'/Cst如何，都具有2.05V的恆定回踢電壓△Vp。
相反地，可以看出，與比較例的回踢電壓△Vp相比，在第一實施例和第二實施例的液晶顯示裝置中，回踢電壓的差值，即△Vp-△Vp'，具有非常小的值。此外，可以看出，回踢電壓的差值隨著電容比Ccc'/Cst的增加而增加。 另外，可以看出，在本發明第二實施例中，當電容比Ccc'/Cst具有小於1的值時，△Vp-△Vp'的絕對值增加。
可以看出，在對於最佳設計範圍的Ccc'=Cst的條件下，回踢電壓的差值，即△Vp-△Vp'，在本發明第一實施例中恢復到0.96V，而在本發明第二實施例中恢復到接近0的0.12V。
因此，可以看出，如果第二儲存電容器Ccc'和第一儲存電容器Cst設計為相同的比例，以使回踢電壓△Vp同步，則效果可以最大化。因此，可以有效地解決由回踢電壓△Vp導致的影像品質的劣化。
在本發明第二實施例中，第二儲存電容器Ccc'和第一儲存電容器Cst設計為相同的比例。因此，本發明的第二實施例比本發明的比較例和第一實施例更有效，並且在去除閃爍和影像殘留方面是有用的。
圖13是對基於比較例與本發明之間的電容比的有效電壓進行比較的曲線圖。
圖13示出了在比較例的液晶顯示裝置中，液晶電容器Clc設定為139fF，而第一儲存電容器Cst的值設定為91fF。
如上所述，在本發明第二實施例中，液晶電容器Clc被固定為112fF，而第一儲存電容器Cst的值被變化地設定為70、110、150、190和230fF。
此外，在本發明第一實施例中，液晶電容器Clc設定為112fF，而第一儲存電容器Cst的值設定為150fF。
參照圖13，可以看出，比較例的液晶顯示裝置不包含第二儲存電容器，並且無論電容比Ccc'/Cst如何，都具有約6.86V的恆定有效電壓Vrms。
可以看出，本發明第一實施例的液晶顯示裝置具有比比較例較低的有效電壓Vrms，並且隨著電容比Ccc'/Cst的增加，有效電壓Vrms略微增加。
然而，可以看出，當第一儲存電容器Cst的值為150fF或更大時，本發明第二實施例的液晶顯示裝置具有比比較例更高的有效電壓Vrms。
因此，由於本發明第二實施例的液晶顯示裝置確保比比較例更高的有效電壓Vrms，所以可以降低驅動電壓並且可以改善功耗。
圖14A和圖14B是根據比較例的電壓隨時間的變化的示例的曲線圖。例如，圖14A示出了在120Hz的正常頻率下驅動的電壓隨時間的變化；以及圖14B示出了在40Hz的低頻下驅動的電壓隨時間的變化。
圖15A和圖15B是根據本發明第二實施例的電壓隨時間的變化的示例的曲線圖。例如，圖15A示出了在120Hz的正常頻率下驅動的電壓隨時間的變化；以及圖15B示出了在40Hz的低頻下驅動的電壓隨時間的變化。
在圖14A至圖15B中，虛線曲線表示正訊框，實線曲線表示負訊框。
參照圖14A和圖14B，可以看出，在比較例的液晶顯示裝置中，在120Hz的正常頻率下驅動的有效電壓Vrms是3.26V。相反地，可以看出，在40Hz的低頻下驅動的有效電壓Vrms降低為2.92V，其降低約10.4%，這導致亮度降低約10%。
參照圖15A和圖15B，可以看出，在本發明第二實施例的液晶顯示裝置中，在120Hz的正常頻率下驅動的有效電壓Vrms是3.26V。此外，可以看出，在40Hz的低頻下驅動的有效電壓Vrms降低為3.02V，其降低約7.3%，這導致亮度降低約7%。因此，可以看出，與比較例相比，第二實施例中的有效電壓Vrms的下降提升了30%。
如上所述，在本發明的第二實施例中，像素電壓與第二共用電壓同步，這與截止電流的改善具有相同的效果。此外，根據本發明第二實施例，可以看出有效電壓Vrms提高了約30%，並且改善了由低頻驅動導致的亮度劣化。
圖16A和圖16B是對於比較例與本發明第二實施例之間的有效電壓隨時間的變化進行比較的視圖。
圖16A示出了在根據比較例的液晶顯示裝置中的有效電壓隨時間的變化。圖16B示出了在根據本發明第二實施例的液晶顯示裝置中的有效電壓隨時間的變化。
在圖16A和圖16B中，實線曲線和虛線曲線分別表示正訊框和負訊框。
參照圖16A和圖16B，可以看出，在比較例的液晶顯示裝置中，對於每個訊框，即正訊框和負訊框，有效電壓Vrms是不對稱的，因此發生閃爍。然而，可以看出，在本發明第二實施例中，對於每個訊框，即正訊框和負訊框，有效電壓Vrms是幾乎對稱的，因此，閃爍得到改善。
本發明的示例性實施例還可以描述如下。
根據本發明的一個態樣，提供了一種液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置包括：複數條閘極線和複數條資料線，在一基板上彼此相交並且界定複數個子像素；複數個共用電極和複數個像素電極，交錯地設置在該複數個子像素內；一第一薄膜電晶體，包含連接到閘極線的一第一閘極電極、連接到資料線的一第一源極電極、以及連接到像素電極的一第一汲極電極；一第一共用線，被施加一第一共用電壓；以及一第二薄膜電晶體，包含連接到閘極線的一第二閘極電極、連接到第一共用線的一第二源極電極、以及連接到共用電極的一第二汲極電極。
第一閘極電極和第二閘極電極可以連接到相同的閘極線，以接收相同的閘極電壓。
第一共用線可以設置在垂直相鄰的子像素之間的邊界，並且設置為與閘極線平行。
第一閘極電極、第二閘極電極、以及第一共用線可以設置在基板上的同一層上。
該液晶顯示裝置可以進一步包括一第一絕緣層，設置在第一閘極電極、第二閘極電極、以及第一共用線上。
第一源極電極、第一汲極電極、第二源極電極、以及第二汲極電極設置在第一絕緣層上。
該液晶顯示裝置還可以包括一第二絕緣層，設置在第一源極電極、第一汲極電極、第二源極電極、以及第二汲極電極上，該等共用電極和該等像素電極可以設置在第二絕緣層上。
該液晶顯示裝置又可以包括一屏蔽線，連接到第一共用線，並且設置為與資料線平行，且沿著資料線設置在資料線的至少一側上。
該液晶顯示裝置進一步可以包括一連接線，連接到屏蔽線的一端，並且設置為與閘極線平行。
該液晶顯示裝置還可以包括一第一接觸孔，藉由移除第二絕緣層的一部分暴露第一汲極電極的一部分，其中，像素電極線可以經由第一接觸孔電性連接到第一汲極電極。
第一汲極電極的一部分可以設置在第一共用線上，並且可以與第一共用線一起形成第一儲存電容器。
該液晶顯示裝置還可以包括一第二接觸孔，藉由移除第一絕緣層的一部分暴露第一共用線的一部分，其中，第二源極電極可以經由第二接觸孔電性連接到第一共用線。
該液晶顯示裝置又可以包括一第三接觸孔，藉由移除第二絕緣層的一部分暴露第二汲極電極的一部分，其中，共用電極可以經由第三接觸孔電性連接到第二汲極電極。
像素電極可以經由第一汲極電極施加像素電壓；第二源極電極可以經由第一共用線施加第一共用電壓；以及共用電極可以經由第二汲極電極施加與第一共用電壓不同的第二共用電壓。
該液晶顯示裝置進一步可以包括一第二共用線，設置在與共用電極相同的層上，並且被施加第一共用電壓。
第二共用線可以設置在垂直相鄰的子像素之間的邊界。
第二共用線可以在資料線上方延伸。
第二共用線可以與共用電極一起構成第二儲存電容器。
第一儲存電容器可以具有第一共用電壓與像素電壓之間的電容。
第二儲存電容器可以具有第一共用電壓與第二共用電壓之間的電容。
第二共用電壓可以與像素電壓同步。
第一儲存電容器和第二儲存電容器可以具有相同的電容。
儘管已經參照附圖詳細描述了本發明的示例性實施例，但是本發明不限於此，並且可以在不脫離本發明的技術構思的情況下，實施為許多不同的形式。因此，提供本發明的示例性實施例僅用於說明目的，而不是旨在限制本發明的技術概念。本發明的技術概念的範疇不限於此。因此，應當理解，上述示例性實施例在所有態樣都是說明性的，並不限制本發明。本發明的保護範疇應基於以下申請專利範圍來解釋，並且在其均等範疇內的所有技術概念應被解釋為落入本發明的範疇內。
本發明主張於2018年8月20日提交的韓國專利申請第10-2018-0096901號的優先權權益，其揭露內容透過引用結合於此。
208‧‧‧共用電極
208a‧‧‧共用電極線
208l‧‧‧共用線、第一共用線
208l'‧‧‧第二共用線
211‧‧‧屏蔽線
211a‧‧‧連接線
216‧‧‧閘極線
217‧‧‧資料線
218‧‧‧像素電極
218a‧‧‧像素電極線
221a‧‧‧第一閘極電極
221b‧‧‧第二閘極電極
222a‧‧‧第一源極電極
222b‧‧‧第二源極電極
223a‧‧‧第一汲極電極
223b‧‧‧第二汲極電極
240a‧‧‧第一接觸孔
240b‧‧‧第二接觸孔
240c‧‧‧第三接觸孔
250‧‧‧連接電極
TR1‧‧‧第一薄膜電晶體(第一TFT)
TR2‧‧‧第二薄膜電晶體(第二TFT)

Claims (22)

  1. 一種液晶顯示裝置，包括：
    複數條閘極線和複數條資料線，在一基板上彼此相交並界定複數個子像素；
    複數個共用電極和複數個像素電極，交錯地設置在該複數個子像素內；
    一第一薄膜電晶體，包含：一第一閘極電極，連接到該閘極線；一第一源極電極，連接到該資料線；以及一第一汲極電極，連接到該像素電極；
    一第一共用線，被施加一第一共用電壓；以及
    一第二薄膜電晶體，包含：一第二閘極電極，連接到該閘極線；一第二源極電極，連接到該第一共用線；以及一第二汲極電極，連接到該共用電極。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置，其中，該第一閘極電極和該第二閘極電極連接到相同的閘極線，以接收相同的閘極電壓。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置，其中，該第一共用線設置在垂直相鄰的子像素之間的邊界，並設置為與該閘極線平行。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置，其中，該第一閘極電極、該第二閘極電極、以及該第一共用線設置在該基板上的同一層上。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置，進一步包括一第一絕緣層，設置在該第一閘極電極、該第二閘極電極、以及該第一共用線上。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述的液晶顯示裝置，其中，該第一源極電極、該第一汲極電極、該第二源極電極、以及該第二汲極電極設置在該第一絕緣層上。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述的液晶顯示裝置，進一步包括一第二絕緣層，設置在該第一源極電極、該第一汲極電極、該第二源極電極、以及該第二汲極電極上，其中，該等共用電極和該等像素電極設置在該第二絕緣層上。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，進一步包括一屏蔽線，連接到該第一共用線，並設置為與該資料線平行，且沿該資料線設置在該資料線的至少一側上。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述之液晶顯示裝置，進一步包括一連接線，連接到該屏蔽線的一端，並設置為與該閘極線平行。
  10. 根據申請專利範圍第7項所述之液晶顯示裝置，進一步包括：
    一第一接觸孔，其藉由移除該第二絕緣層的一部分暴露該第一汲極電極的一部分，
    其中，一像素電極線通過該第一接觸孔電性連接到該第一汲極電極。
  11. 根據申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置，其中，該第一汲極電極的一部分設置在該第一共用線上，並與該第一共用線一起形成一第一儲存電容器。
  12. 根據申請專利範圍第6項所述之液晶顯示裝置，進一步包括：
    一第二接觸孔，藉由移除該第一絕緣層的一部分暴露該第一共用線的一部分，
    其中，該第二源極電極通過該第二接觸孔電性連接到該第一共用線。
  13. 根據申請專利範圍第7項所述之液晶顯示裝置，進一步包括：
    一第三接觸孔，藉由移除該第二絕緣層的一部分暴露該第二汲極電極的一部分，
    其中，該共用電極通過該第三接觸孔電性連接到該第二汲極電極。
  14. 根據申請專利範圍第11項所述之液晶顯示裝置，其中，該像素電極經由該第一汲極電極被施加一像素電壓，該第二源極電極經由該第一共用線被施加該第一共用電壓，以及該共用電極經由該第二汲極電極被施加與該第一共用電壓不同的一第二共用電壓。
  15. 根據申請專利範圍第14項所述之液晶顯示裝置，進一步包括一第二共用線，設置在與該共用電極相同的層上，並被施加該第一共用電壓。
  16. 根據申請專利範圍第15項所述的液晶顯示裝置，其中，該第二共用線設置在垂直相鄰的子像素之間的邊界。
  17. 根據申請專利範圍第15項所述的液晶顯示裝置，其中，該第二共用線在該資料線上方延伸。
  18. 根據申請專利範圍第15項所述的液晶顯示裝置，其中，該第二共用線與該共用電極一起構成一第二儲存電容器。
  19. 根據申請專利範圍第14項所述的液晶顯示裝置，其中，該第一儲存電容器具有在該第一共用電壓與該像素電壓之間的電容。
  20. 根據申請專利範圍第18項所述的液晶顯示裝置，其中，該第二儲存電容器具有在該第一共用電壓與該第二共用電壓之間的電容。
  21. 根據申請專利範圍第14項所述的液晶顯示裝置，其中，該第二共用電壓與該像素電壓同步。
  22. 根據申請專利範圍第18項所述的液晶顯示裝置，其中，該第一儲存電容器和該第二儲存電容器具有相同的電容。
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