TWI387800B - 顯示裝置 - Google Patents

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TWI387800B
TWI387800B TW094131153A TW94131153A TWI387800B TW I387800 B TWI387800 B TW I387800B TW 094131153 A TW094131153 A TW 094131153A TW 94131153 A TW94131153 A TW 94131153A TW I387800 B TWI387800 B TW I387800B
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Description

顯示裝置
本發明係關於一種顯示裝置,其具有簡化製造過程且降低成本之改良結構及驅動機制。
主動式顯示裝置(諸如主動式矩陣(AM)液晶顯示器(LCD)及主動式矩陣有機發光顯示器(OLED))包括複數個像素,其配置成矩陣且包括開關元件及用以將訊號傳輸至該等開關元件之複數個訊號線(諸如閘極線及資料線)。該等像素之開關元件回應於自閘極線接收之用以顯示影像之閘極訊號而選擇性地將來自資料線之資料訊號傳輸至該等像素。LCD之像素根據該等資料訊號調整入射光之透射率。OLED之像素根據資料訊號調整發射光之亮度。
顯示裝置進一步包括一用以產生閘極訊號且將其應用至閘極線之閘極驅動器及一用以將資料訊號應用至資料線之資料驅動器。閘極驅動器及資料驅動器之每一者通常包括複數個驅動積體電路(IC)晶片。較佳地,IC晶片之數量很少以降低製造成本。具體詳言,由於資料驅動IC晶片比閘極驅動IC晶片昂貴很多,故資料驅動IC晶片之數量很重要。
LCD包括具備場產生電極之一對面板及一具有介電各向異性之液晶(LC)層,該層置於兩個面板之間。場產生電極通常包括連接至待提供有資料電壓之開關元件(諸如薄膜電晶體(TFT))之複數個像素電極,及一覆蓋一面板之整個表面且提供有共同電壓之共同電極。彼此合作並產生電場之一對場產生電極及於其間安置之液晶形成一液晶電容器。
LCD將電壓施加至該等場產生電極以產生一電場至該液晶層。藉由調整在液晶電容器上之電壓可控制電場強度。由於電場判定液晶分子之配向,且該等分子配向判定穿過液晶層之光的透射率,故藉由控制所施加之電壓調整光透射率,藉此於顯示器上獲取所要影像。
為了防止歸因於單向電場等等之長期施加而導致之影像破壞,隔一訊框、隔一列或隔一點使得相對於共同電壓之資料電壓之極性反向。
在各種反轉類型中,隔給定數量像素使得資料電壓極性反向之點反轉(dot inversion)減少歸因於反沖電壓(kickback voltage)而導致之垂直串擾(vertical crosstalk)或垂直閃爍(vertical flickering),藉此改良影像品質。然而,於每一資料線中流動之資料電壓之極性反轉經常需要可造成訊號延遲之複雜的驅動機制。儘管藉由使用低電阻金屬可減少訊號延遲,但該方式可使得製造過程複雜化且提高生產成本。
反之,行反轉(column inversion)隔給定數量像素行使得電壓極性反向。由於在一訊框期間行反轉未使得施加至每一資料線之資料電壓之極性反向,故可顯著減少與訊號延遲相關聯之問題。
然而,就垂直串擾及垂直閃爍等等而言,行反轉技術劣於點反轉技術。
本發明提供一種顯示裝置,該裝置具有於其基板上配置之像素之開關元件的配置,其允許減少資料驅動IC晶片之數量同時保證影像品質之驅動機制;藉此簡化製造工藝且降低成本。
本發明之額外特徵將於隨後描述中陳述,且自下列說明中易瞭解到其部分,或可藉由實施本發明而獲知。
本發明揭示一種顯示裝置,其包括配置成矩陣之複數個像素,每一像素具有一與其耦接之開關元件;與開關元件耦接且於該矩陣之列方向上延伸之複數個閘極線,每一列包括至少兩個閘極線;及與該等開關元件耦接之複數個資料線,每一資料線於該矩陣之行方向上延伸,其中每一像素電極具有一第一側及一第二側,該第二側比該第一側更遠離一資料線,且開關元件配置於該等像素電極之第二側附近。
應瞭解,上文之一般說明及下文之詳細說明為例示性的及解釋性的,且希望其對申請之本發明提供進一步解釋。
參看附圖於下文更充分地描述本發明,於附圖中展示本發明之較佳實施例。然而,本發明可以諸多不同形式實施且不應認為限制至本文所陳述之實施例。全文中類似數字表示類似元件。
於諸圖式中,為了清晰起見而誇示了各層及各區域之厚度。全文中類似數字表示類似元件。應瞭解,當認為一元件(諸如層、區域或基板)在另一元件"上"時,該元件可直接在其它元件上或亦可存在介入元件。相反,當認為一元件"直接"在另一元件"上"時,無介入元件存在。
將參看附圖於下文描述作為根據本發明之實施例之顯示裝置實例的液晶顯示器(LCD)。
圖1為根據本發明之實施例之LCD的方塊圖。圖2為根據本發明之實施例之LCD的像素的等效電路圖。
參看圖1,一LCD包括LC面板總成300、連接至面板總成300之一閘極驅動器400及一資料驅動器500、連接至資料驅動器500之灰度電壓產生器800及一控制上述元件之訊號控制器600。
參看圖1,面板總成300包括複數個顯示訊號線G1 -G2 n 及D1 -Dm 及與其連接且大體上配置成矩陣之複數個像素PX。於圖2中所示之結構圖中,面板總成300包括一下面板及一上面板200及一於其兩個面板之間配置之LC層3。
顯示訊號線G1 -G2 n 及D1 -Dm 於下面板100上配置且包括傳輸閘極訊號(亦稱作"掃描訊號")之複數個閘極線G1 -G2 n 及傳輸資料訊號之複數個資料線D1 -Dm 。閘極線G1 -G2 n 大體上於列方向上延伸且大體上彼此平行,而資料線D1 -Dm 大體上於行方向上延伸且大體上彼此平行。
參看圖2,每一像素PX包括與一閘極線G及一資料線D連接(例如,耦接)之開關元件Q,及與開關元件Q連接(例如,耦接)之一LC電容器Clc及一儲存電容器Cst。根據需要可省略儲存電容器Cst。
包括一TFT之開關元件Q於下面板100上提供且包括三個端子:一與閘極線G連接(例如,耦接)之控制端子、一與資料線D連接(例如,耦接)之輸入端子及一皆與LC電容器Clc及儲存電容器Cst連接(例如,耦接)之輸出端子。
LC電容器Clc包括一於下面板100上提供之像素電極190及一於上面板200上提供之共同電極270,該等兩個電極作為兩個端子。於兩個電極190與270之間配置之LC層3運作為LC電容器Clc之介電質。像素電極190與開關元件Q連接(例如,耦接);且共同電極270提供有共同電壓Vcom且覆蓋上面板200之整個表面。應瞭解,共同電極270可於下面板100上提供,且像素電極190與共同電極270之至少一者可具有近似桿狀或條狀之形狀。
儲存電容器Cst為LC電容器Clc之輔助電容器。儲存電容器Cst包括像素電極190及於下面板100上提供之獨立訊號線,其經由絕緣物重疊像素電極190,且該獨立訊號線提供有預定電壓,諸如共同電壓Vcom。或者,儲存電容器Cst包括像素電極190及稱作先前閘極線之相鄰閘極線,該閘極線經由絕緣物重疊像素電極190。
對於彩色顯示器,每一像素PX可唯一地表示一種原色(意即,空間分割)或各個像素PX可連續依次表示原色(意即,時間分割),使得認定該等原色之空間或時間總和為所要之顏色彩。圖2展示空間分割之實例,其中每一像素PX包括一彩色濾光片230,該彩色濾光片代表面對像素電極190之上面板200之區域中一種原色。或者,彩色濾光片230可提供於下面板100上之像素電極190之上或之下。
一組原色之實例包括紅色、綠色及藍色。包括紅色、綠色及藍色濾光片之像素PX分別稱作紅色、綠色及藍色像素。一紅色、綠色及藍色像素之代表性配置為條帶配置,其中每一像素列包括依次配置之紅色、綠色及藍色像素,且每一像素行僅代表一種顏色。
一個或多個偏光器(未圖示)連接至面板100與200中之至少一者。此外,用以補償折射各向異性之一個或多個延遲膜(未圖示)可於偏光器及面板之間配置。
參看圖3,其描述了根據本發明之實施例之LCD的詳細組態。
圖3示意性地展示根據本發明之實施例之LCD的結構。
參看圖3,一LCD包括一面板總成300、一印刷電路板(PCB)550及至少一可撓性印刷電路(FPC)膜510,該膜連接至面板總成300及PCB 550。
PCB 550配置於面板總成300之上邊緣部分附近,且其上安裝或附著數個電路元件,諸如訊號控制器600、灰度電壓產生器800等等。FPC膜510安裝有資料驅動IC 540,且包括與資料驅動IC 540之輸出端子連接(例如,耦接)之複數個輸出引線521及與資料驅動IC 540之輸入端子連接(例如,耦接)之複數個輸入引線(未圖示)。
面板總成300包括閘極線(G1 、G2 ...)、資料線(D1 、D2 ...)及像素,且像素包括像素電極190及與閘極線(G1 、G2 ...)、資料線(D1 、D2 ...)及像素電極190連接(例如,耦接)之開關元件Q。資料線(D1 、D2 ...)經由接觸點C1於FPC膜510上與引線521連接(例如,耦接)。
面板總成300進一步包括一左虛擬線L1及一右虛擬線L2,其大體上平行於資料線(D1 、D2 ...)延伸,且分別安置於最左邊資料線D1 左邊及最右邊資料線Dm 之右邊。PCB 550進一步包括繞道線551a及551b,且FPC膜510進一步包括連接線522a、522b、523a及523b,例如,兩對連接線。
右虛擬線L2與引線521電連接(例如,耦接),該引線經由連接線523a、繞道線551a及連接線522a與最左邊資料線D1 連接(例如,耦接)。類似地,左虛擬線L1與另一引線521電連接(例如,耦接),該引線經由連接線522b、繞道線551b及連接線523b與最右邊資料線Dm 連接(例如,耦接)。 連接線522b及523b於接觸點C1處與虛擬線L1及L2連接(例如,耦接),且連接線522a及523a於接觸點C2處連接至引線521。連接線522a、522b、523a及523b於接觸點C3處與繞道線551a及551b連接(例如,耦接)。
每一對閘極線G2i-1 及G2i (i=1、2...)係配置於一列像素電極190之上側及下側。每一資料線Dj (j=1、2、3...)係配置於像素電極之兩個相鄰行之間。換言之,每一資料線Dj (j=1、2、3...)係配置於像素電極190之相鄰對之間。左虛擬線L1係配置於最左邊像素行之左邊且右虛擬線L2係配置於最右邊像素行之右邊。
像素電極190經由開關元件Q與閘極線(G1 、G2 ...)及資料線(D1 、D2 ...)或虛擬線L1及L2連接(例如,耦接),該開關元件Q係配置於像素電極190之端角附近。舉例而言,由於虛擬線L1及L2在連接關係上可看作資料線(D1 、D2 ...),故像素電極190與虛擬線L1及L2之連接可省略。
像素電極190指派至與其耦接之各自開關元件Q之端角位置視像素電極190與閘極線(G1 、G2 ...)及資料線(D1 、D2 ...)之間的連接的情況而在列及行中變化。舉例而言,用於待與上閘極線G2 i 1 及左資料線(D1 、D2 ...)連接(例如,耦接)之像素電極190之開關元件Q係配置於像素電極190之左上端角附近,該端角為距上閘極線G2 i 1 及左資料線(D1 、D2 ...)最近。
一列像素電極190與一對與其相鄰之閘極線G2 i 1 及G2 i 交替連接(例如,耦接),且與最近之資料線及次最近之資料線交替連接(例如,耦接)。一行像素電極190與其相鄰之上閘極線G2 i 1 及下閘極線G2 i 交替連接(例如,耦接),且與最近之資料線及次最近之資料線交替連接(例如,耦接)。
因此,一對於兩個相鄰資料線及一對閘極線之間配置之像素電極190與相同資料線連接(例如,耦接),但連接至不同閘極線。
下文討論像素矩陣中之開關元件之配置及其至各自閘極線及資料線的連接。每一像素列中之像素具有靠近上端角與下端角交替定位之開關元件。每一像素行中之像素具有靠近上端角與下端角交替定位且亦於左側端角與右側端角交替定位之開關元件。一對閘極線係配置於每一像素列之上側及下側,其中每一像素列中之像素之開關元件與最靠近各自開關元件而定位之閘極線連接(例如,耦接)。每一資料線係配置於像素行之相鄰對之間,且與與數對像素相關聯之開關元件連接(例如,耦接)。在一實施例中,具有與相同資料線連接(例如,耦接)之開關元件的每一對像素係安置於相同像素列中。在另一實施例中,於兩個相鄰資料線之間安置之每一像素列中之兩個像素具有與相同資料線連接(例如,耦接)之開關元件。最後,在另一實施例中,在每一像素行中之兩個相鄰像素具有與不同資料線連接(例如,耦接)之開關元件。
上述配置將資料線D1 、D2 、D3 ...之數量減少為像素行之一半。圖3中所示之配置及像素電極190與閘極線及資料線之連接亦可不同。
參看圖4、圖5、圖6及圖7,下文描述根據本發明之實施例之LC面板總成。
圖4為根據本發明之實施例之下面板(TFT陣列面板)之布局圖。圖5、圖6及圖7分別為包括圖4中所示之LC下面板之面板總成沿著線V-V'、Ⅵ-Ⅵ'及Ⅶ-Ⅶ'所取之截面圖。
參看圖4、圖5、圖6及圖7,一LC面板總成包括一TFT陣列面板100、一面向TFT陣列面板100之共同電極面板200及一於面板100與200之間插入之液晶層3。
關於TFT陣列面板100,複數對之閘極線121a及121b及複數個儲存電極線131形成於絕緣基板110(諸如透明玻璃或塑料)上。
閘極線121a及121b傳輸閘極訊號且大體上於橫向方向上延伸。該對閘極線121a及121b彼此分離且包括複數個閘電極124a及124b,該閘電極向彼此延伸,例如向上及向下延伸。每一閘極線121a及121b進一步包括一末端部分129,其具有用以與另一層或外部驅動電路接觸之足夠大的面積。
用以產生閘極訊號之閘極驅動電路(未圖示)可安裝於一可撓性印刷電路(FPC)膜(未圖示)上,該膜可與基板110連接,直接安裝於基板110上或整合至基板110上。閘極線121a及121b可延伸以與一與基板110成一整體之驅動電路連接(例如,耦接)。
儲存電極線131提供有預定電壓,且每一儲存電極線131係配置於兩個相鄰閘極線121之間。每一儲存電極線131包括複數組儲存電極133a1、133a2、133b1、133b2、133c1、133c2、及133d以及連接相鄰組之儲存電極133a1-133d之複數對儲存連接135a及135b。
每一組儲存電極133a1-133d大體上形成一對矩形,每一矩形包括一第一儲存電極133a1或133a2(於橫向方向上延伸)、一第二儲存電極133b1或133b2(於橫向方向上延伸且與第一儲存電極133a1或133a2相反配置)、一第三儲存電極133c1或133c2(於縱向方向上延伸且連接第一及第二儲存電極133a1及133b1或133a2及133b2之一端)及一第四儲存電極133d(於縱向方向上延伸且連接第一及第二儲存電極133a1及133b1或133a2及133b2之另一端)。該對矩形通常共用第四儲存電極133d,且大體上具有相對於第四儲存電極133d之中心成180度旋轉對稱(rotational symmetry)。第一儲存電極133a1及133a2於靠近閘極電極124a及124b定位之處彎曲。然而,儲存電極線131可具有各種形狀及配置。
閘極線121a及121b及儲存電極線131可由含Al或Al合金之金屬、含Ag或Ag合金之金屬、含Cu或Cu合金之金屬、含Mo或Mo合金之金屬、Cr、Ta或Ti構成。然而,閘極線121a及121b可具有多層結構,其包括具有不同物理特性之兩導電薄膜(未圖示)。其中一薄膜可由含Al之低電阻金屬、含Ag之金屬及含Cu之金屬構成以減少訊號延遲或電壓降落。
另一膜可由具有良好的物理特徵、化學特徵及與其它材料(諸如氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO))之電接觸特徵之材料(諸如含Cr、Ta或Ti之金屬)構成。舉例而言,兩膜之組合可包括一下Cr膜與一上Al(合金)膜及一下Al(合金)膜與一上Mo(合金)膜。然而,應瞭解,閘極線121a及121b與儲存電極線131可由各種金屬或導體構成。
閘極線121a及121b與儲存電極線131之外側(lateral side)相對於基板之表面傾斜,且其傾角範圍為約30度至約80度。
可由氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiOx)構成之一閘極絕緣層140形成於閘極線121a及121b與儲存電極線131上。
複數對半導體島154a及154b與複數個半導體島152形成於閘極絕緣層140上。每一半導體島154a及154b配置於一閘電極124a或124b上,且包括覆蓋閘極線121a及121b與一儲存連接135a之邊緣之延伸部分。半導體島152配置於儲存連接135b上且覆蓋儲存連接135b之邊緣。半導體島152及154可由氫化非晶矽(縮寫為"a-Si")或多晶矽構成。
複數對歐姆接觸島狀物163a及165a形成於半導體島154a上,且複數個歐姆接觸島狀物162形成於半導體島152上。此外,複數對歐姆接觸島狀物(未圖示)形成於於半導體島154b上。歐姆接觸物162、163a及165a可由高度摻雜了n型雜質(諸如磷)之n+氫化a-Si構成,或其可由矽化物構成。
半導體島152、154a及154b及歐姆接觸物162、163a及165a之外側相對於基板110之表面傾斜,且其傾角範圍較佳為約30度至約80度。
複數個資料線171及複數個汲電極175a及175b形成於歐姆接觸物162、163a、165a及閘極絕緣層140上。
資料線171傳輸資料訊號且大體上於縱向方向上延伸以與閘極線121a、121b及儲存連接135a、135b相交。每一資料線171包括複數個源電極173a及173b,其向閘極電極124a及124b延伸且彎曲成類似於字母J。每一源電極173a於相鄰兩個閘極線121a與121b之間的區域中延伸。
每一資料線171進一步包括末端部分179,其具有用以與另一層或一外部驅動電路接觸之足夠大的面積。一用以產生資料訊號之資料驅動電路(未圖示)可安裝於一與基板110連接之FPC膜(未圖示)上,該膜直接安裝於基板110上或與基板110成一整體。資料線171可與一與基板110成一整體之驅動電路連接。
汲電極175a及175b與資料線171分開且相對於閘極電極124a及124b與源電極173a及173b相反配置。汲電極175a與175b之每一者包括一相對寬之末端部分及一相對窄之末端部分。寬末端部分重疊儲存電極133a且窄末端部分由一源電極173a或173b部分地包圍。
一閘電極124a/124b、一源電極173a/173b、一汲電極175a/175b及一半導體島154a/154b一同形成一TFT,其具有一於半導體島154a/154b中形成之通道,半導體島154a/154b位於源電極173a/173b與汲電極175a/175b之間。
資料線171及汲電極175a及175b可由難熔金屬(諸如Cr、Mo、Ta、Ti或其合金)構成。然而,資料線171與汲電極175a及175b可為多層結構,其包括一難熔金屬膜(未圖示)及一低電阻膜(未圖示)。舉例而言,該多層結構可包括一雙層結構(其可包括一下Cr/Mo(合金)膜及一上Al(合金)膜)及三層結構(其可包括一下Mo(合金)膜、一中間Al(合金)膜及一上Mo(合金)膜)。然而,資料線171與汲電極175a及175b可由各種金屬或導體構成。
資料線171與汲電極175a及175b具有相對於基板之表面之傾斜邊緣輪廓,且其傾角範圍為約30度至約80度。
歐姆接觸物162、163a及165a僅配置於下方的半導體島152、154a及154b與上方的導體171、175a及175b之間,且降低了其間之接觸電阻。半導體島152及半導體島154b之延伸部分(安置於閘極線121a及121b與儲存連接135a及135b之上)如此配置以使得該表面之輪廓平滑或水平(level),藉此防止資料線171之斷開。半導體島152、154a及154b包括某些未用資料線171與汲電極175a及175b覆蓋之曝露部分,諸如位於源電極173a及173b與汲電極175a及175b之間的部分。
一鈍化層(passivation layer)180可形成於資料線171、汲電極175a及175b及半導體島152、154a及154b之曝露部分上。鈍化層180可由無機絕緣物材料或有機絕緣物材料構成,且鈍化層180可具有大體上水平之頂面(top surface)。該無機絕緣物材料可包括氮化矽及氧化矽。該有機絕緣物材料可具有感光性(photosensitivity)及小於約4.0之介電常數。鈍化層180可包括一含無機絕緣物之下膜及一含有機絕緣物之上膜,使得該鈍化層具有有機絕緣物之絕緣特徵,同時該有機絕緣物材料防止半導體島152、154a及154b之曝露部分之損壞。
鈍化層180具有複數個接觸孔182及185,其分別曝露資料線171與汲電極175a及175b之末端部分179。鈍化層180及閘極絕緣層140具有複數個接觸孔181,其曝露閘極線121a及121b之末端部分129。
複數個像素電極190及複數個接觸助件(contact assistant)81及82配置於鈍化層180上,且可由一透明導體材料(諸如ITO或IZO)或一反射性導體材料(諸如Ag、Al、Cr或其合金)構成。
像素電極190經由接觸孔185與汲電極175a及175b物理連接且電連接(例如,耦接),使得像素電極190接收來自汲電極175a及175b之資料電壓。供應有資料電壓之像素電極190與一供應有共同電壓之共同電極面板之共同電極270協作而產生電場,該電場判定液晶層3之液晶分子(未圖示)之配向。像素電極190及共同電極270形成一LC電容器Clc,其於關閉TFT之後儲存所施加之電壓。
一像素電極190重疊儲存電極133a1-133d。像素電極190及一與像素電極190及儲存電極線131連接之汲電極175a及175b形成一儲存電容器Cst,其增大LC電容器Clc之電壓儲存容量。
像素電極190覆蓋汲電極175a及175b之寬末端部分,且具有配置於儲存電極133c1、133c2及133d上之縱向邊緣,使得儲存電極133c1、133c2及133d阻礙像素電極190與資料線171之間的干擾及像素電極190之間的干擾。
接觸助件81及82分別經由接觸孔181及182與閘極線121a及121b之末端部分129及資料線171之末端部分179連接(例如,耦接)。接觸助件81及82保護末端部分129及179且提高末端部分129及179與外部裝置之間的黏著力。
下文為根據本發明之實施例的共同電極面板200之描述。
稱作黑色矩陣(black matrix)之光阻構件(light blocking member)220(用以防止或顯著減少漏光)配置於一絕緣基板210上。光阻構件220可包括面對像素電極190之複數個開 口,且其具有大體上與像素電極190相同之類似平面形狀。或者,光阻構件220可包括面對資料線171之複數個大體上成直線之部分及面對TFT陣列面板100上之TFT之複數個加寬部分。
複數個彩色濾光片230形成於基板210上,且其大體上配置於由光阻構件220包圍或界定之區域中。彩色濾光片230可大體上沿著像素電極190之縱向方向上延伸。彩色濾光片230可代表若干原色(諸如紅色、綠色及藍色)中之一種顏色。
一覆蓋層250可形成於彩色濾光片230及光阻構件220上。覆蓋層250較佳由(有機)絕緣物構成,且其防止或大體上防止彩色濾光片230曝露至污染物且亦提供一大體上水平之平面。可省略覆蓋層250。
一共同電極270可形成於覆蓋層250上。共同電極270較佳由一透明導體材料(諸如ITO及IZO)構成。
相似的對準層(未圖示)可於面板100及200之內表面上配置。
再次參看圖1,灰度電壓產生器800產生與像素之透射率相關之兩組複數個灰度電壓。一組中之灰度電壓具有相對於共同電壓Vcom之正極性,而另一組中之灰度電壓具有相對於共同電壓Vcom之負極性。
閘極驅動器400與面板總成300之閘極線G1 -G2n 連接(例如,耦接),且自外部裝置合成閘極開電壓Von及閘極關電壓Voff以產生用以施加至閘極線G1 -G2n 之閘極訊號。
資料驅動器500與面板總成300之資料線D1 -Dm 連接(例如,耦接),且將資料電壓(其係自灰度電壓產生器800提供之灰度電壓中選出)傳輸至資料線D1 -Dm
閘極驅動器400及資料驅動器500每一者可包括至少一個積體電路(IC)晶片,其安裝於面板總成300上或於捲帶式封裝(TCP)類型之可撓性印刷電路(FPC)膜上,其連接至LC面板總成300。或者,驅動器400及500可與面板總成300連同顯示訊號線G1 -G2n 及D1 -Dm 及TFT開關元件Q成一整體。
訊號控制器600控制閘極驅動器400及資料驅動器500之運作。
下文描述至少上述LCD之運作。
訊號控制器600自(例如)外部提供之圖形控制器(未圖示)提供以輸入影像訊號R、G及B以及控制其顯示之輸入控制訊號,諸如垂直同步訊號Vsync、水平同步訊號Hsync、主時脈MCLK及資料允許訊號DE。於產生閘極控制訊號CONT1及資料控制訊號CONT2,且根據輸入控制訊號及輸入影像訊號R、G及B處理適用於面板總成300之運作的影像訊號R、G及B之後,訊號控制器600將閘極控制訊號CONT1傳輸至閘極驅動器400,且將經處理之影像訊號DAT及資料控制訊號CONT2傳輸至資料驅動器500。影像訊號R、G及B之處理包括根據面板總成300之像素配置而進行的影像資料R、G及B之再配置。
閘極控制訊號CONT1包括一用以命令開始掃描之掃描開始訊號STV及一用以控制閘極開電壓Von之輸出時間之時脈訊號。閘極控制訊號CONT1可進一步包括一用以界定閘極開電壓Von之持續時間之輸出啟用訊號OE。
資料控制訊號CONT2包括一用以告知一群組像素之資料傳輸開始之水平同步開始訊號STH、一用以命令將資料電壓施加至資料線D1 -Dm 之載入訊號LOAD及一資料時脈訊號HCLK。資料控制訊號CONT2可進一步包括一用以相對於共同電壓Vcom將資料電壓之極性反向之反轉訊號RVS。
與來自訊號控制器600之資料控制訊號CONT2響應,資料驅動器500自訊號控制器600接收將一列像素減半之影像資料DAT之一封包,將影像資料DAT轉換成類比資料電壓(自灰度電壓產生器800提供之灰度電壓選出),且將資料電壓施加至資料線D1 -Dm 。應瞭解,該封包可含有各種數量之影像資料DAT。
閘極驅動器400響應於自訊號控制器600所接收之閘極控制訊號CONT1將閘極開電壓Von施加至閘極線G1 -G2 n ,藉此開啟與其連接之開關元件Q。將施加至資料線D1 -Dm 之資料電壓經由已啟動之開關元件Q提供至該等像素。
資料電壓與共同電壓Vcom之間的差表示為在LC電容器Clc上之電壓,稱其為像素電壓。LC電容器Clc中之LC分子具有取決於像素電壓之量值之配向,且分子配向判定穿過LC層3之光的極化作用。偏光器將光極化(light polarization)轉換成光透射率。
藉由由半個水平週期之單元重複該程序(該水平週期由"1/2H"表示且等於水平同步訊號Hsync或資料啟用訊號DE之半個週期),所有閘極線G1 -G2 n 於一訊框期間連續供應有閘極開電壓Von,藉此將資料電壓施加至所有像素。當一個訊框結束之後下一個訊框開始時,控制施加至資料驅動器500之反轉控制訊號RVS使得資料電壓之極性反向,此稱作"訊框反轉"。
不同於訊框反轉,資料驅動器500於一個訊框期間改變於每一資料線中流動之資料電壓之極性,藉此改變像素電壓之極性。如圖3中所示,由於像素與資料線D1 -Dm 之間的連接複雜,故由資料驅動器500產生之極性反轉模式不同於於面板總成300上呈現之像素電壓的極性反轉。於下文中,資料驅動器500之極性反轉稱作為"驅動器反轉",且於面板總成300上呈現之像素電壓之極性反轉稱作為"外觀反轉(apparent inversion)"。
圖3中所示之極性反轉模式為行反轉之驅動器反轉及1×2點反轉之外觀反轉。驅動器行反轉表示每一資料線中之資料電壓之極性為固定或不變的,且相鄰資料線中之資料電壓之極性相反。外觀1×2點反轉表示隔一列及隔兩行使得極性反向。
像素之開關元件之上述配置實現了一給定行類型驅動器反轉之1×2點類型外觀反轉。行類型驅動器反轉使得資料線可用之材料多樣化,且因此易於發現適合用以簡化製造工藝之材料。此外,該點類型外觀反轉分散了歸因於正極性像素電壓與負極性像素電壓之間的反沖電壓的亮度之差別,以藉此減少垂直線缺陷。
參看圖8,描述根據本發明之另一實施例之LCD中的像素配置。
圖8示意地展示根據本發明之另一實施例之LCD中的像素配置。
參看圖8,根據該實施例之像素配置類似於圖3中所示之像素配置。
詳言之,每一對閘極線G2 i 1 及G2 i (i=1、2,...)安置於一列像素電極190之上側及下側。每一資料線Dj (j=1、2、3...)配置於像素電極190之兩個相鄰行之間。
此外,與一像素列中之一對像素電極190連接(例如,耦接)之兩個開關元件Q配置於兩個相鄰資料線Dj 及Dj 1 之間,且連接至不同閘極線G2 i 1 及G2 i 。舉例而言,如圖8中所示,配置於一像素電極190之上端角附近之一開關元件Q與一上閘極線G2 i 1 連接(例如,耦接),且配置於一像素電極190之下端角附近之開關元件Q與下閘極線G2 i 連接(例如,耦接)。
每一連接開關元件Q與資料線之連接配置於兩個相鄰閘極線之間。
開關元件Q於圖8中所示實施例中比於圖3中所示實施例中更遠離資料線而配置。詳言之,每一開關元件Q配置於像素電極190之縱向邊緣附近,該縱向邊緣為像素電極190之兩個縱向邊緣距資料線更遠之一者。
總之,配置像素及開關元件Q使得一列中之一對相鄰像素之開關元件Q(於兩個相鄰資料線之間配置)與單一資料線連接(例如,耦接)。此外,一行中之一對相鄰像素與不同資料線連接(例如,耦接),且該對相鄰像素之開關元件於行方向上配置於像素電極190之對側。在一像素列中,具有相同組態之數對像素重複配置。
參看圖9及圖10,詳細描述包括圖8中所示之像素配置之TFT陣列面板。
圖9及10為根據本發明之實施例之TFT陣列面板的布局圖。
根據圖9及10中所示之實施例之TFT陣列面板的分層結構與圖5、圖6及圖7中所示之分層結構大體上相同,且因此為了方便省略該TFT陣列面板之截面。
包括閘電極124a、124b及末端部分129之複數個閘極線121a及121b以及包括儲存電極133a1-133d及儲存連接135a及135b之複數個儲存電極線131配置於一基板110及一閘極絕緣層140上。複數個半導體島152、154a及154b以及複數個歐姆接觸物162、163a、163b、165a及165b連續配置於其上。包括源電極173a、173b及末端部分179之複數個資料線171以及複數個汲電極175a及175b形成於歐姆接觸物162、163a、163b、165a及165b與閘極絕緣層140上。一鈍化層180形成於其上。複數個接觸孔181、182及185提供於鈍化層180及閘極絕緣層140處。複數個像素電極190與複數個接觸助件81及82形成於鈍化層180上。
於圖9及圖10中所示之每一TFT陣列面板進一步包括配置於閘極線121a、121b與資料線171之相交處之複數個半導體島153及配置於半導體島153與資料線171之間之複數個歐姆接觸物(未圖示)。半導體島153使得該表面輪廓光滑或大體上水平,藉此防止資料線171斷開。
此外,圖10中所示之源電極173a及173b之每一者具有大體上類似U形或彎曲形狀之特徵。汲電極175a及175b於縱向方向上延伸以與閘電極124a及124b之上邊緣相交。由於閘電極124a及124b之上邊緣大體上平行於閘極線121a及121b之延伸部分方向,故當汲電極175a及175b於閘極線121a及121b之延伸部分方向上移動時,汲電極175a及175b與閘電極124a及124b之重疊區域大體上相同。
與圖4、圖5、圖6及圖7中所示之實施例相比,圖8、圖9及圖10中所示之實施例已減少了垂直條帶,將參看圖11及圖12於下文中對其描述。
圖11為圖4、圖5、圖6及圖7中所示LCD之示意布局圖,且圖12為圖8、圖9及體10中所示LCD之示意布局圖。圖11及圖12中之陰影線區域為光阻構件所覆蓋之區域。
在像素電極190之間配置有資料線171與在像素電極190之間沒有配置資料線171此兩種情況下兩個相鄰像素電極190之間的距離不同。需要具有寬度比資料線171更大的區域使得資料線可配置於像素電極190之間。
歸因於像素電極190之間的距離差別,光阻構件之寬度取決於資料線171是否如此配置。舉例而言,對於15吋WXGA LCD,於一資料線171上安置之光阻構件之一部分的寬度可為約29微米,而無資料線情況下於像素電極190之間安置之光阻構件之一部分的寬度可為約18微米。
參看圖11,覆蓋了資料線171之光阻構件的部分A之面積大於無資料線情況下之光阻構件的部分B之面積。因此,配置於資料線171之間之一對像素具小於其間沒有配置資料線之一對像素之有效顯示面積,藉此造成縱向條帶缺陷。
然而,圖8、圖9及圖10中所示之LCD配置位於像素電極190(未包括資料線)之間的部分處之開關元件Q。因此,光阻構件的部分D之面積包括開關元件Q佔據之面積以及像素電極190之間的間隙之面積,而包括資料線171的部分C之面積未包括由開關元件Q佔據之面積。開關元件Q佔據之面積可補償藉由插入資料線171所增大之面積,藉此減小部分C與D之間的面積差,該方式減少縱向條帶缺陷。
參看圖13、圖14及圖15,於下文描述根據本發明之其它實施例之像素配置。
圖13、圖14及圖15示意地展示在根據本發明之其它實施例之LCD中的像素配置,其中該像素配置類似於圖8中所示之像素配置。
每一對閘極線G2 i 1 及G2 i 配置於一列像素電極190之上側及下側。每一資料線Dj 配置於像素電極190之兩個相鄰行之間。
與一像素列中之一對像素電極190連接(例如,耦接)且配置於兩個相連資料線之間之兩個開關元件Q與不同閘極線G2 i 1 及G2 i 連接(例如,耦接)。舉例而言,如圖13中所示,配置於像素電極190之上端角附近之一開關元件Q與一上閘極線G2 i 1 連接(例如,耦接),且配置於像素電極190之下端角附近之一開關元件Q與下閘極線G2 i 連接(例如,耦接)。
此外,開關元件Q配置於像素電極190之一縱向邊緣附近,該邊緣距資料線相對較遠,且將開關元件Q與資料線連接之每一互連配置於兩個相鄰閘極線之間。
然而,圖13、圖14及圖15中所示之開關元件Q與資料線之間的連接不同於圖8中所示之連接,且於下文描述該組態。
根據圖13中所示之配置,於列方向上相鄰之各對像素(下文稱作"像素對")中的開關元件Q與不同資料線連接(例如,耦接)。於行方向上之兩個相鄰像素與不同資料線連接(例如,耦接),且於行方向上具有配置於相反位置上之開關元件Q。於列方向上相鄰之兩像素對中的對應像素之開關元件Q與不同側的資料線連接(例如,耦接),且於行方向上配置於相反位置上。結果,圖13中所示之像素配置藉由於列方向及行方向上重複配置2×4像素矩陣而獲得。
於圖14中所示之配置中,每一像素對中之開關元件Q與單一資料線連接(例如,耦接)。行方向上相鄰之兩個像素與不同資料線連接(例如,耦接),且具有配置於相同位置上之開關元件Q。列方向上相鄰之兩個像素對具有相同組態。結果,圖14中所示之像素配置藉由於列方向及行方向上重複配置一2×2像素矩陣而獲得。
於圖15中所示之配置中,每一像素對中之開關元件Q與單一資料線連接(例如,耦接)。行方向上相鄰之兩個像素與不同資料線連接(例如,耦接),且具有配置於相同位置上之開關元件Q。於列方向上相鄰之兩像素對中的對應像素之開關元件Q與相同側的資料線連接(例如,耦接),且於行方向上配置於相反位置上。結果,圖15中所示之像素配置藉由於列方向及行方向上重複配置一2×4像素矩陣而獲得。
參看圖16、圖17及圖18,於下文描述根據本發明之其它實施例之像素配置。
圖16、圖17及圖18示意地展示根據本發明之其它實施例之LCD中的像素配置,其中該像素配置類似於圖8中所示之像素配置。
每一對閘極線G2 i 1 及G2 i 配置於一列像素電極190之上側及下側。每一資料線Dj 配置於像素電極190之兩個相鄰行之間。
在一像素對中之兩個開關元件Q與不同閘極線G2 i 1 及G2 i 連接(例如,耦接)。舉例而言,安置於一像素電極190之上端角附近之開關元件Q與一上閘極線G2 i 1 連接(例如,耦接),且安裝於一像素電極190之下端角附近之一開關元件Q與下閘極線G2 i 連接(例如,耦接)。
開關元件Q配置於像素電極190之一縱向邊緣附近,該邊緣距資料線最遠,且連接開關元件Q及資料線之每一互連174配置於兩個相鄰閘極線之間。
圖16-18中所示之開關元件Q與資料線之間的連接不同於圖8中所示之連接。兩個開關元件Q連接至單一互連174。舉例而言,如圖16所示,行方向上相鄰之上及下像素對中,上像素對之一下開關元件Q及下像素對之一上開關元件Q與單一資料線連接(例如,耦接)。
於圖16中所示之配置中,每一像素對中之開關元件Q與不同資料線連接(例如,耦接)。行方向上相鄰之兩個像素與不同資料線連接(例如,耦接),且具有配置於相同位置上之開關元件Q。列方向上相鄰之兩個像素對具有相同組態。結果,圖16中所示之像素配置藉由於列方向及行方向上重複配置2×2像素矩陣而獲得。
於圖17中所示之配置中,每一像素對中之開關元件Q與不同資料線連接(例如,耦接)。行方向上相鄰之兩個像素與不同資料線連接(例如,耦接),且具有配置於相同位置上之開關元件Q。列方向上相鄰之兩像素對中的對應像素之開關元件Q與不同側的資料線連接,且安置於行方向上於相反位置上。結果,圖17中所示之像素配置藉由於列方向及行方向上重複配置一2×4像素矩陣而獲得。
於圖18中所示之配置中,每一像素對中之開關元件Q與不同資料線連接(例如,耦接)。行方向上相鄰之兩個像素與單一資料線或不同資料線連接(例如,耦接),且具有配置於相同位置或行方向上之相反位置上之開關元件Q。列方向上相鄰之兩像素對中的對應像素之開關元件Q與不同側的資料線連接(例如,耦接),且安置於行方向上之相反位置上。結果,圖18中所示之像素配置藉由於列方向及行方向上重複配置一4×4像素矩陣而獲得。
於下文描述圖13、圖14、圖15、圖16、圖17及圖18中所示LCD中之資料電壓之極性反轉類型。
圖13、圖14、圖15、圖16、圖17及圖18中所示LCD中之驅動器反轉為行反轉。
圖13及圖17中所示反轉為1×1點反轉。圖14、圖15及圖16中所示反轉為1×2點反轉。圖18中所示反轉為2×1點反轉。
像素之開關元件之上述配置實現了一給定行類型驅動器反轉之1×2點類型外觀反轉。行類型驅動器反轉使得各種材料能夠用於資料線,藉此潛在地降低成本並簡化製造工藝。點類型外觀反轉亦分散歸因於正極性像素電壓與負極性像素電壓之間的反沖電壓之亮度差別以減少垂直線缺陷。
根據本發明之實施例之上述結構及驅動機制減少了資料驅動IC晶片之數量,同時保證影像品質。
應瞭解,本發明不限於上文論述之實施例,且可應用至其它顯示裝置,諸如OLED裝置。
熟習此項技術者易瞭解在不背離本發明之精神或範疇之情況下對本發明可做出各種修正及變更。因此,期望本發明涵蓋本發明之修正及變更(若其於隨附之申請專利範圍及其均等物之範疇內)。
3...液晶層
81,82...接觸助件
100,200...面板
110,210...絕緣基板
121a,121b,129...閘極線
124a,124b...閘電極
131...儲存電極線
133a1-133d...儲存電極
135a,135b...儲存連接
140...閘極絕緣層
151,152,153,154a,154b...半導體
162,163a,163b,165a,165b...歐姆接觸物
171,179...資料線
173a,173b...源電極
174...互連
175a,175b...汲電極
180...鈍化層
181,182,185...接觸孔
190...像素電極
220...光阻構件
230...彩色濾光片
250...覆蓋層
270...共同電極
300...液晶面板總成
400...閘極驅動器
500...資料驅動器
510...可撓性印刷電路(FPC)膜
521...引線
522a,552b,523a,523b...連接線
540...資料驅動IC晶片
550...印刷電路板(PCB)
551a,551b...繞道線
600...訊號控制器
800...灰度電壓產生器
C1,C2,C3...接觸點
CL C ...液晶電容器
CONT1,CONT2...控制訊號
CS T ...儲存電容器
D1 -Dm ...資料線
DAT...輸出影像訊號
DE...資料啟用訊號
G1 -G2 n ...閘極線
Hsync...水平同步訊號
L1,L2...虛擬線
Q...開關元件
R,G,B...輸入影像訊號
Vcom...共同電壓
Voff...閘極關電壓
Von...閘極開電壓
Vsync...垂直同步訊號
圖1為根據本發明之實施例之LCD的方塊圖。
圖2為根據本發明之實施例之LCD的像素的等效電路圖。
圖3示意地展示根據本發明之實施例之LCD的結構。
圖4為根據本發明之實施例之下面板的布局圖。
圖5、圖6及圖7分別為圖4中沿著線V-V'、Ⅵ-Ⅵ'及Ⅶ-Ⅶ'所取之下面板的截面圖。
圖8示意地展示在根據本發明之另一實施例之LCD中的像素配置。
圖9及圖10為根據本發明之實施例之TFT陣列面板的布局圖。
圖11為圖4-7中所示之LCD之示意布局圖。
圖12為圖8、圖9及圖10中所示之LCD之示意布局圖;及圖13、圖14、圖15、圖16、圖17及圖18示意地展示根據本發明之其它實施例之LCD中的像素配置。
190...像素電極
D1 -Dm ...資料線
G1 -G2 n ...閘極線
Q...開關元件

Claims (19)

  1. 一種顯示裝置,其包含:複數個像素,其配置成一矩陣,每一像素具有一耦接至其之開關元件;複數個閘極線,其與該等開關元件耦接且於該矩陣之一列方向上延伸,每一列包括該等閘極線之至少兩者;及複數個資料線,其與該等開關元件耦接,每一資料線於該矩陣之一行方向上延伸,其中每一列中於列之方向直接相鄰之兩個像素係配置於直接相鄰之兩個資料線之間,且形成一像素組,該像素組之該兩個直接相鄰像素係與若干不同閘極線耦接,且由耦接至該像素組之該兩個相鄰像素其中之一之一第一開關元件至該像素組之該兩個相鄰像素間之一邊界區域的一距離係小於該第一開關元件至直接位於該像素組旁邊之該兩個相鄰資料線的一距離。
  2. 如請求項1之顯示裝置,其中在該像素組中之該等像素之每一者係與一相同資料線耦接。
  3. 如請求項1之顯示裝置,其中在該像素組中之該等像素係與若干不同資料線耦接。
  4. 如請求項1之顯示裝置,其中在一行中之若干相鄰像素係與一相同資料線耦接。
  5. 如請求項1之顯示裝置,其中在一行中之若干相鄰像素係與若干不同資料線耦接。
  6. 如請求項1之顯示裝置,其中與在每一像素組中之該等像素耦接之該等不同閘極線係配置於該等像素之一上側及一下側處。
  7. 如請求項1之顯示裝置,其中在每一列中之兩個相鄰像素之該等開關元件佔據在各自像素中在該行方向上之若干相反位置。
  8. 如請求項7之顯示裝置,其中在一行中之若干相鄰像素之該等開關元件係分別配置於大體上該相同位置上。
  9. 如請求項7之顯示裝置,其中在一行中之若干相鄰像素之該等開關元件係分別配置於大體上若干相反位置上。
  10. 如請求項7之顯示裝置,其中在一列中之若干相鄰像素組中之若干對應像素的該等開關元件係分別配置於大體上相同位置上。
  11. 如請求項7之顯示裝置,其中在一列中之兩個相鄰像素組中之若干對應像素的該等開關元件係分別配置於若干大體上相反位置上。
  12. 如請求項1之顯示裝置,其中該等資料線及該等開關元件係藉由若干互連而耦接。
  13. 如請求項12之顯示裝置,其中該等互連之每一者係配置於兩個相鄰閘極線之間。
  14. 如請求項12之顯示裝置,其中該等互連之每一者係與該等開關元件之兩者耦接。
  15. 如請求項1之顯示裝置,其中該等開關元件之每一者包含: 一閘電極,其與該等閘極線之一者耦接且具有一大體上平行於該等閘極線之側;一源電極,其與該等資料線之一者耦接;及一汲電極,其與該等像素電極之一者耦接且與該閘電極之該側相交。
  16. 如請求項1之顯示裝置,其中該顯示裝置之一驅動器反轉為一行反轉。
  17. 如請求項16之顯示裝置,其中該顯示裝置之一外觀反轉為一點反轉。
  18. 如請求項1之顯示裝置,其進一步包含:一光阻構件,其配置於該等像素電極之間。
  19. 如請求項1之顯示裝置,其中該光阻構件包含:一第一部分,其於該行方向上延伸且重疊該等資料線;一第二部分,其於該行方向上延伸且未重疊該等資料線;及一第三部分,其重疊該等開關元件,其中該第一部分係比該第二部分更寬。
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