液晶显示器的制作方法

专利名称：液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示器。
背景技术：
液晶显示器是最广泛使用类型的平板显示器中的一种。液晶显示器包括 具有场发生电极(例如像素电极和共电极)的两个显示面板和置于面板之间的 液晶层。液晶显示器通过向场发生电极施加电压在液晶层上感生电场。电场 确定液晶层中的液晶分子的取向，该取向控制入射光的偏振，以形成图像。
液晶显示器还包括多条信号线例如栅极线和数据线，所述多条信号线控 制连接到像素电极的开关元件，以向像素电极提供合适的电压。
栅极驱动电路和数据驱动电路作为多个IC芯片直接安装在显示面板上。 可选择地，栅极驱动电路和数据驱动电路安装在柔性印刷电路膜上，柔性印 刷电路膜附于显示面板。这种IC占液晶显示器的制造成本的很大份额。因此， 期望减少这种IC的数量。数据驱动器IC比栅极驱动电路IC昂贵，因此，特 别期望减少数据驱动器IC的数量，尤其是在具有高分辨率的大的液晶显示器 中。可通过将栅极驱动电路和栅极线、数据线、开关元件与显示面板集成在 一起来降低栅极驱动电路的制造成本。然而，因为数据驱动电路具有复杂的 结构，所以难以将数据驱动电路与显示面板集成在一起。因此，需要减少数 据驱动器IC的数量。
如果数据驱动电路的驱动电压升高，则功耗增大，由数据驱动电路产生 的热按驱动电压的平方增多。会由于过多的热而损坏数据驱动电路。因此期 望减少数据驱动电路芯片的数量，并且也期望降低数据驱动电路的驱动电压。

发明内容
已经致力于研究了本发明的一些实施例，旨在提供一种具有降低数据驱
本发明的一个示例性实施例提供了一种液晶显示器，该液晶显示器包括基底、 形成在所述基底上的多条栅极线、多条数据线、多个薄膜晶体管、多个像素 电极和多条存储电极线。所述栅极线形成在所述基底上。所述数据线相对于 所述栅极线交叉地布置，所述薄膜晶体管连接到所述栅极线和所述数据线。 所述像素电极连接到所述薄膜晶体管，每个像素电极具有第一边和第二边， 其中，所述第一边平行于所述栅极线形成，所述第二边比所述第一边短且邻 近于所述第一边。所述存储电极线与所述像素电极叠置。在所述液晶显示器
施加到相邻存^f诸电4及线的存储电极信号可以在相位上相反。 所述存储电极线可基本上平行于所述数据线。 所述存储电极线可由与所述数据线相同的材料层制成。
每条存储电极线可邻近于所述栅极线中的一条或多条，并可具有平行于
所述栅极线的至少 一个分支。
每个像素电极的所述第一边可以是所述第二边的三倍长。 所述液晶显示器还可包括连接到所述栅极线的栅极驱动器，其中，所述
栅极驱动器可位于所述基底上。
所述栅极驱动器可包括连接到第 一组栅极线的第 一栅极驱动器和连接到
第二组栅极线的第二栅极驱动器。
所述第 一栅极驱动器和所述第二栅极驱动器可位于所述基底的相对侧。
在列方向上相邻的薄膜晶体管可连接到不同的数据线。
在列方向上相邻的薄膜晶体管可每两行连接到不同的数据线。
所述液晶显示器可包括连接到所述数据线的数据驱动器，并可包括多条
附加导线，可通过所述附加导线传输所述存储电极信号。
所述液晶显示器还可包括连接所述附加导线的存储电极信号提供线。所
述存储电极信号提供线可平行于所述栅极线。 可每隔一帧使所述存储电极信号反向。 相邻数据线上流动的数据电压的极性可彼此相反。
沿着相邻凄t据线流动的翁:据电压的极性可以分别相同。
本发明的另一实施例提供了一种液晶显示器，该液晶显示器包括矩阵型 像素、栅极线和数据线。所述数据线相对于所述栅极线交叉地布置。在所述 液晶显示器中，每个像素包括液晶电容器和存储电容器。所述存储电容器具 有第一端和第二端，所述第一端连接到所述液晶电容器，所述第二端接收存 储电极信号，所述存储电极信号为周期性交替的信号。在所述液晶显示器中， 其中，由所述栅极线和所述数据线限定的区域具有比第二边长的第一边，所 述第 一边沿着所述栅极线延伸，所述第二边沿着所述数据线延伸。
所述第一边可以是所述第二边的三倍长。
所述液晶电容器的电压可根据所述存储电极信号的振荡而改变。 本发明的另 一 实施例提供了 一种操作液晶显示器的方法。所述方法包括 向所述液晶显示器的形成在基底上的多条栅极线提供信号。所述方法可包括 向所述液晶显示器的多条数据线提供信号，所述数据线相对于所述栅极线交 叉地布置，并通过多个薄膜晶体管连接到所述栅极线，所述薄膜晶体管连接 到所述液晶显示器的多个像素电极，所述像素电极均具有第一边和第二边， 所述第一边平行于所述栅极线形成，所述第二边比所述第一边短且邻近于所 述第 一边。所述方法可包括向与所述像素电极叠置的多条存储电极线提供周 期性交替的信号。


图1是示出了根据本发明示例性实施例的液晶显示器的框图。
图2是示出了根据本发明示例性实施例的液晶显示器的像素的等效电路图。
图3是示出了根据本发明示例性实施例的液晶面板组件中的像素极性和
开关元件的布置的示意图。
图4是根据本发明示例性实施例的液晶面板组件的下面板的布局图。 图5是根据本发明示例性实施例的液晶面板组件的上面板的布局图。 图6是示出了由图4所示的下面板和图5所示的上面板形成的液晶面板
组件的布局图。
图7和图8分别是沿着vn-vn线和vni-vm线截取的图6所示的液晶
面板组件的剖视图。
图9A和图9B是示出了根据本发明示例性实施例的液晶显示器分别在两
个连续帧内的信号的波形。
图10是根据本发明示例性实施例的液晶面板组件和数据驱动器的透视图。
图11是根据本发明示例性实施例的液晶面板组件中的像素极性和开关 元件布置的示意图。
图12是根据本发明另 一示例性实施例的液晶面板组件的布局图。
具体实施例方式
以下，参照附图来描述本发明的示例性实施例。如本领域技术人员将认 识到的，在所有不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以不同的方式修 改这些示例性实施例。
在附图中，为了清晰起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。在整 个说明书中，相同的标号表示相同的元件。应该理解，当元件例如层、膜、 区域或基底^t称作在另一元件"上，，时，这可以指该元件"直接"在另一元 件"上"，或者可存在中间元件。相反，当元件被称作"直接"在另一元件"上" 时，不存在中间元件。
现在，将参照图1和图2来描述才艮据本发明一个示例性实施例的液晶显 示器。图l是液晶显示器的框图，图2是示出了液晶显示器的像素的等效电 路图。
参照图l和图2，液晶显示器包括液晶面板组件300。连接到该组件300 的是一对栅极驱动器400a和400b与数据驱动器500。还示出了存储电极驱动 单元700、连接到数据驱动器500的灰度电压发生器800以及用于控制电路 400a、 400b、 500、 700和800的信号控制器600。
液晶面板组件300包括多条显示信号线和连接到显示信号线的矩阵型像 素PX (例如像素PX1、 PX2和PX3)。如图2中所示，液晶层3置于相互面对 的下面板100和上面板200之间。
显示信号线包括栅极线Gl-Gn，用于提供栅极信号(为扫描信号)；数 据线D1-Dm,用于传输数据信号。栅极线G1-Gn彼此平行地在近似于行方向 上延伸，数据线D1-Dm彼此平行地在近似于列方向上延伸。
每个像素PX在行方向上延长。每个像素PX通过各自的开关元件Q连 接到相应的数据线(DL)(线D1-Dm中的一条)。开关元件Q连接到相应的栅极
线(GL)(线Gl-Gn中的一条)。每个像素PX与液晶电容器Clc和存储电容器 Cst结合。在一些实施例中，省略了存储电容器Cst。
开关元件Q是三端子元件例如薄膜晶体管。开关元件Q设置在下面板 100上。开关元件Q包括控制端，连接到相应的栅极线(GL);输入端，连 接到相应的数据线(DL);输出端，连接到相应的液晶电容器Clc和存储电容 器Cst。
液晶电容器Clc具有 一个端子，由下面板100上相应的像素电极191 提供；另一端子，由上面板200的共电极270提供；电容器电介质，由电极 191和270之间的液晶层3提供。像素电极191连接到开关元件Q。共电极 270占据上面板200的整个表面，并接收共电压Vcom。作为图2中所示结构 的一种选择，共电极270可形成在下面板100上。在这种情况下，两个电极 191和270中的至少一个可成形为线或杆。
存储电容器Cst用作对液晶电容器Clc的辅助。通过存储电极线SL与像 素电极191叠置并通过绝缘体与像素电极绝缘来设置存储电容器Cst。可选择 地，可通过像素电极191与相邻行的栅极线叠置并且在像素电极和栅极线之 间具有绝缘体来设置存储电容器Cst。
为了提供彩色显示，每个像素PX显示唯一的原色(空分)，或者可选择地， 每个像素PX在不同时间显示不同的原色(时分)。期望的颜色作为原色的空间 或时间之和而产生。原色可以是红色、绿色和蓝色。图2示出了被布置成提 供原色中的一种的滤色器230。在空分的情况下，滤色器230布置在上面板 200的对应于像素PX中的相应的一个像素(例如，像素PX1、 PX2、 PX3中的 一个)的像素电极191的区域上。在其它实施例中，滤色器230在相应的像素 电极191上方或下方形成在下面板100上。在一些实施例中，对于相同的颜 色，每行上相邻像素的滤色器230是邻接的(contiguous)，即，彼此物理接触。 不同颜色的滤色器230在列方向上交替。
将对要描述的实施例假设每个滤色器230显示唯一颜色红色、绿色 或蓝色(然而，本发明不局限于这样的实施例)。红色像素是具有红色滤色器 230的像素，绿色像素是具有绿色滤色器230的像素，蓝色像素是具有蓝色 滤色器230的像素。在每一列中，像素交替地为红色、绿色、蓝色、红色等。 三原色的三个连续像素例如PX1-PX3形成作为图像显示的基本单位的一个点 (dot) (DT)。
现在，将参照图3至图8来详细描述根据本发明示例性实施例的液晶面 板组件。图3是示出了根据示例性实施例的液晶面板组件中的像素极性和开 关元件Q的位置的示意图。任意两条相邻数据线171上的电压具有相反的极 性。极性之一为正(+)，另一极性为负(-)。
在每列上，开关元件Q的位置每两行改变。开关元件Q在两行上连接到 相邻的数据线171中的一条，然后在接下来的两行上连接到另一条数据线 171，如此重复。因此，如果数据驱动器500向相邻的数据线171提供极性相 反的数据电压(列反转(column inversion)),并且极性在一帧内保持不变，则相 邻像素的像素电压的极性在每行上(在每个像素)和在每列上(每两个像素)交 替。因此，在屏幕上表现的表观反转(apparentinversion)为2 x 1点反转。
除了帧反转以外，在一帧内数据驱动器500还使流经相邻数据线Dl-Dm 的数据电压的极性反向。因此，由数据驱动器500提供的数据电压的极性改 变。如图3中所示，由于关于像素和数据线Dl-Dm的连接按每个像素行改变， 所以在液晶面板组件300的屏幕上示出的像素电压的极性反转(表观反转)图 案和数据驱动器500中的极性反转(驱动器反转)图案看起来不同。即，虽然驱 动器反转为列反转，但是表观反转变成2 x 1点反转。
如果如上所述表观反转为点反转，则在每列上由反沖电压(kick-back voltage)(下面将参照图9A、图9B进行描述)产生的亮度变化趋于相互抵消 (cancel)。因此，可抑制每列中的闪烁(flicker)。由于驱动器反转为列反转，所 以在整个帧时间段内，数据线D1-Dm上的电压极性未改变。因此，可提高分 辨率或帧频，并且像素电荷增多。
现在，将参照图4至图8来详细描述^f艮据图3的示例性实施例的液晶面 板组件。
图4是示出了根据示例性实施例的液晶面板组件的下面板的布局图，图 5是示出了根据示例性实施例的液晶面板组件的上面板的布局图，图6是示 出了用图4中的下面板和图5中的上面板形成的液晶面板組件的布局图。图 7和图8分别是沿着VII-VII线和VIII-VIII线截取的图6的液晶面板组件的剖 视图。
图4至图8示出了下面4反100、上面板200以及置于显示面板100和200 之间的液晶层3。
首先，将描述下面板IOO。
多条栅极线121形成在由透明玻璃或塑料制成的绝缘基底110上。栅极
线121传输栅极信号，并基本在水平(行)方向上延伸。每条栅极线121包括向 上和向下突出的多个栅电极124及处于端部的加宽接触区129，其中，加宽 接触区129用于接触其它层或外部驱动电路。
栅极线121可由铝系金属(例如铝(A1)或铝合金)、银系金属(例如银(Ag) 或银合金)、铜系金属(例如铜(Cu)或铜合金)、钼系金属(例如钼(Mo)或钼合金) 或铬(Cr)、钽(Ta)或钛(Ti)制成。栅极线121也可为具有两层不同物理特性的 导电层(未示出)的多层结构。这两层导电层之一可以是具有低电阻率的金属， 以减少信号延迟或压降。这样的例子包括铝系金属、银系金属和铜系金属。 另一导电层可以是不同的材料，这种材料具有优良的物理特性和化学特性， 且适于与ITO(氧化铟锡)和/或IZO(氧化铟锌)形成良好的电接触。这样的例子 包括钼系金属、铬、钽和钛。例如，这种结构可具有由铬制成的下层和由铝 或铝合金制成的上层，或者具有由铝或铝合金制成的下层和由钼或钼合金制 成的上层。然而，除了上面描述的材料之外，栅极线121可由其它金属或其 它导电材料制成。
期望栅极线121具有倾斜的侧壁，并且侧壁相对于基底110的角度在大 约30°至大约80°的范围内。
由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)制成的栅极绝缘层140形成在栅极线121上。
由氢化非晶硅(a-Si)或多晶硅制成的多个半导体岛154形成在栅极绝缘 层140上。半导体岛154布置在每个栅电极124的上方。
多个欧姆接触岛(欧姆接触)163和165形成在半导体岛154上。欧姆接触 163和165由重掺杂有n-型杂质(例如磷)的n+氢化非晶硅制成，或者欧姆接 触163和165可由硅化物制成。在每个半导体岛154上设置一对欧姆接触163 和165。
半导体岛154及欧姆接触163和165具有倾斜的侧壁。侧壁相对于基底 110的角度在大约30。至大约80。的范围内。
数据线171、多个漏电极175和多条存储电极线131形成在欧姆接触163、 165和基底110上方。
数据线171传输数据信号，并基本在竖直(列)方向上延伸，且跨过栅极 线121。每条数据线171包括朝向栅电极124延伸的多个源电极173，还包括
位于端部用于接触其它层或外部驱动电路的加宽接触区179。产生数据信号 的数据驱动电路(未示出)可安装在附于基底110的柔性印刷电路膜(未示出) 上，或者可直接安装在基底110上，或者可与基底110集成在一起。当数据 驱动电路与基底110集成在一起时，数据线171可具有延伸部分，以直接连 接到数据驱动电路。
漏电极175与数据线171隔开。每个漏电极175是晶体管的一部分，该 晶体管包括栅电极124，还包括面对漏电极175的源电极173。每个漏电极 175包括杆形端部。漏电极175的杆形端部被U形的源电极173部分环绕。 源电极173和漏电极175在两侧大致对称。
一个栅电极124、 一个半导体岛154、 一个源电极173和一个漏电极175 形成薄膜晶体管(TFT)。薄膜晶体管的沟道在半导体岛154中位于源电极173 和漏电才及175之间。
每条存储电极线131包括平行于数据线171行进的主干(stem)，还包括从 主干分支的多个第一存储电极137a、第二存储电极137b、第三存储电极137c 和第四存储电极137d。 一组第一存储电极137a至第四存储电极137d设置在 每个像素电极191处。在每个像素电极191处，对应的第一存储电极137a至 第四存储电极137d平行并邻近于相邻的栅极线121在两个相对侧上从主干延 伸。第二存储电极137b和第四存储电极137d通过接合存储电极(junction storage electrode) 137e互连，接合存储电极137e平行于数据线。存储电极线 131也可采用其它的形状和布置。
期望数据线171、漏电极175和存储电极线131由难熔金属(例如钼、铬、 钽、钛和/或它们的合金)的层制成，和/或具有包含难熔金属层(未示出)和低电 阻率导电层(未示出)的多层结构。例如，可使用双层结构，该双层结构可包括 由铬、钼或它们的合金制成的下层和由铝或其合金制成的上层。 一些实施例 采用了三层结构，该三层结构包括由钼或其合金制成的下层、由铝或其合金 制成的中层及由钼或其合金制成的上层。数据线171、漏电极175和存储电 极线131也可由其它金属和/或非金属导电材料制成。
期望数据线171、漏电极175和存储电极线131具有倾斜的侧壁，并且 侧壁相对于基底110的角度在大约30。至大约80°的范围内。
欧姆接触163和165仅存在于设置在其下的半导体岛154与设置在其上 的数据线171和漏电极175之间。欧姆接触163和165降低半导体岛l54与
数据线171和漏电极175之间的接触电阻。每个半导体岛154包括未被数据 线171覆盖且未被漏电极175覆盖的区域(第一区)，该第一区位于源电极173 和漏电才及175之间。
钝化层180形成在数据线171、漏电极175和半导体岛154的未被覆盖 的部分上。钝化层180由无机绝缘体(例如氮化硅或氧化硅)制成。钝化层180 可由有机绝缘体制成，并可具有平坦的顶表面。在钝化层180由有机绝缘体 制成的情况下，钝化层180可以是光敏性的，并期望钝化层180的介电常数 小于大约4.0。钝化层180可至少在半导体岛154的第一区上方具有包括下无 机层和上有机层的双层结构，以获得无机层的优良的绝缘特性，同时避免对 半导体岛154的第一区的损坏。
多个接触孔182和185形成在钝化层180内，以暴露数据线171的接触 区179和漏电4及175的加宽接触区177，多个接触孔181形成在钝化层180 和栅极绝缘层140内，以暴露一册极线121的接触区129。
像素电极191及接触衬(contactliner)81和82形成在钝化层180的上方。 像素电极191及接触衬81和82可由透明导电材料(例如ITO或IZO)或反射 金属(例如铝、银、铬或它们的合金)制成。
每个像素电极191具有四条边，其中两条边大约在行方向上延伸，并大 致平行于栅极线121,另外两条边大约在列方向上延伸，并大致平行于数据 线171。行方向的边比列方向的边长。在一些实施例中，行方向的边是列方 向的边的三倍长。因此，与大小近似的具有行方向的边比列方向的边短的像 素电极的LCD相比，可减少每列的像素电极191的数量，并可增加每行的像 素电极191的数量。因此，减少了数据线171的总数，并可通过减少数据驱 动器500中的IC芯片的数量来降低制造成本。虽然栅极线121的数量增加， 但是因为栅极驱动器400a和400b可与包括栅极线121、数据线171和薄膜晶 体管的液晶面板组件300集成在一起，所以栅极线121数量的增加并不是实 质问题。即使没有集成栅极驱动器400a和400b,而是将栅极驱动器400a和 400b设置为IC芯片，因为用于栅极驱动器400a和400b的每个IC芯片的价 格较低，所以减少用于数据驱动器500的IC芯片的数量也更为经济。
每个像素电极191通过相应的接触孔185物理且电连接到相应的漏电极 175。像素电极191从漏电极175接收数据电压。像素电极191上的数据电压 和提供到共电极面板200上的共电极270的共电压感生电场，该电场确定电
极191和270之间的液晶层3的液晶分子的取向。该耳又向确定穿过液晶层3 的光的偏振。像素电极191和共电极270形成液晶电容器，该液晶电容器在 相应的薄膜晶体管截止之后保持其电压。
像素电极191与相应的存储电极线131叠置，具体地讲，与相应的存储 电极137a-137e叠置，从而形成了存储电容器，该存储电容器提高液晶电容 器的电压维持能力。更具体地讲，存储电极线131的主干在像素电极191的 中心部分上方沿着列方向行进。像素电极191的邻近栅极线121的边界与沿 着行方向从主干线在两侧延伸的存储电极137a-137d叠置。在该构造中，通 过存储电极137a-137e阻断了像素电极191和相应的栅极线121之间的电磁 干扰，从而稳定地维持像素电极191上的电压。与靠近像素电极的邻近数据 线的边界设置存储电极137a-137d的结构相比，所得到的结构在列方向上需 要更少的导线。因此，可减少在行方向上的像素宽度，从而留有更多的用于 集成栅极驱动器400a和400b的空间。存储电极137a-137e还阻挡像素电极 191之间的光泄漏。可利用存储电极线131的倾斜更大的侧壁使由于存储电 极线131的主干存在于像素电极191中间而造成的台阶状轮廓(step profile)变 得光滑。
每个接触衬82通过相应的接触孔182接触相应的数据线171的各自的接 触区179。接触衬82增强接触区179和外部装置之间的粘附，并保护接触区 179。
每个接触衬81通过相应的接触孔181接触相应的栅极线121的各自的接 触区129，因而将接触区129连接到栅极驱动器400。如果栅极驱动器400由 IC芯片形成，则接触衬81的形状和功能可与接触衬82的形状和功能相似。
现在将描述上面板200。光阻挡构件220形成在由透明玻璃或塑料制成 的绝缘基底210上，以阻挡光泄漏。光阻挡构件220也称作黑矩阵。
滤色器230形成在基底210和光阻挡构件220上。每个滤色器230的大 部分位于由光阻挡构件220环绕的区域中。每个滤色器230沿着像素电极191 纵向延伸。每个滤色器230为原色红色、绿色或蓝色。
保护层(overcoat) 250形成在滤色器230和光阻挡构件220上。保护层250 可由有机绝缘体制成。保护层250保护滤色器230免于暴露并提供平坦的表 面。可省略保护层250。
取向层11和21涂覆在显示面板100和200的内表面上，并且可以是垂
直取向层。偏振器12和22设置在显示面板100和200的外表面上，这两个 偏振器的偏振轴可互相平行或互成角度。在反射式液晶显示器的情况下，可 省略偏振器中的一个。
根据本示例性实施例的液晶显示器还可包括相位延迟膜(未示出)，以校 正液晶层3中的延迟。液晶显示器还可包括照明单元，用于为液晶层3提供 光。
液晶层3具有正介电各向异性或负介电各向异性，当不施加电场时，液 晶层3的液晶分子取向(arrange)为具有与显示面板100和200的表面平行或正 交的纵向轴。
再参照图1, 4册极驱动器400a和400b与信号线Gl-Gn、 Dl-Dm和薄膜 晶体管开关元件Q集成在液晶面板组件300上。4册才及驱动器400a、 400b分别 位于液晶面板组件300的左侧和右侧。栅极驱动器400a和400b分别交替地 连接到奇数栅极线和偶数栅极线，并提供栅极信号，每个栅极信号交替为栅 极导通电压Von和棚4及截止电压Voff。棚4及驱动器400a和400b向棚-极线 (Gl-Gn)提供栅极信号。在其它实施例中，栅极驱动器400a和400b均位于液 晶面板组件300的一侧。
至少一个偏振器(在图1中未示出)附于液晶面板组件300的外表面，用 于使光偏振。
灰度电压发生器800产生与像素PX的透射率有关的两组灰度电压(或参 考灰度电压组)。这两组中的一组相对于共电压Vcom具有正极性，另 一组具 有负极性。
数据驱动器500连接到液晶面板组件300的凄t据线Dl-Dm。数据驱动器 500从由灰度电压发生器800提供的电压中选择灰度电压，并将选择的灰度 电压作为数据信号提供给数据线D1-Dm。如果灰度电压发生器800提供预定 数量的参考灰度电压，而没有提供所需要的全部灰度电压，则数据驱动器500 划分参考灰度电压来产生所需的灰度电压，并选择多个产生的灰度电压作为 数据信号。
存储电极驱动器700连接到液晶面板组件300的存储电极线SL，并向存 储电极线SL交替地提供周期性的存储电极电压。
信号控制器600控制栅极驱动器400a、 400b和数据驱动器500。 驱动器400、 500、 600、 700和800中的每个可作为一个或多个IC芯片
直接安装在液晶面一反组件300上。可选择地，驱动器400、 500、 600、 700和 800可安装在柔性印刷电路膜(未示出)上，可利用载带封装(TCP)使柔性印刷 电路膜附于液晶面板组件300。在其它实施例中，驱动器400、 500、 600、 700 和800安装在印刷电路板(PCB)(未示出)上。在另一可选的实施例中，驱动器 400、 500、 600、 700和800可与液晶面斧反组件300、信号线G1-Gn、 Dl-Dm、 SL和薄膜晶体管开关元件Q集成在一起。驱动器400、 500、 600、 700和800 还可被集成在单个芯片中。在另一可选的实施例中，驱动器可包括单个芯片 和形成在该芯片外部的 一个或多个离散的电路元件。
现在将详细描述根据本实施例的液晶显示器的操作。
信号控制器600从外部图形控制器(未示出)接收输入图像信号R、 G和B 及用于显示输入图像信号R、 G和B的输入控制信号。输入图像信号R、 G 和B包括用于每个像素PX的亮度信息。亮度可具有预定数量的值，例如， 1024个值(即21())或256个值(即28)或64个值(即26)。输入控制信号可包括垂 直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK和数据使能信 号DE。
信号控制器600将输入图像信号R、 G和B处理为适于液晶面板组件300 的操作条件，并由输入图像信号R、 G、 B和输入控制信号产生栅极控制信号 C0NT1、数据控制信号CONT2、存储电极控制信号CONT3和图像信号DAT。 然后，信号控制器600向栅极驱动器400a和400b输出栅极控制信号C0NT1， 向数据驱动器500输出数据控制信号CONT2和图像信号DAT。另外，信号 控制器600向存储电极驱动器700输出存储电极控制信号CONT3。信号控制 器根据图1中示出的像素布置来排列(arrange)输入图像信号R、 G和B。
栅极控制信号CONTl包括扫描起始信号STV,用于使扫描开始；至 少一个时钟信号，用于控制栅极导通电压(Von)的输出周期。栅极控制信号 C0NT1还可包括输出使能信号OE,该信号限制栅极导通电压(Von)的持续时 间。
数据控制信号CONT2包括水平同步起始信号STH,使对一行像素的 所有歹寸(for all the columns for one row of pixels)开始传输数字图像信号DAT; 负载信号(LOAD)和数据时钟信号HCLK，用于使数据线Dl-Dm上的模拟数 据信号的驱动开始。数据控制信号CONT2还可包括反转信号RVS，该信号 使模拟数据信号相对于共电压Vcom的电压极性反向。在下文中，"数据信号
极性"指数据信号相对于共电压的电压极性。
数据驱动器500接收用于一行上所有列的像素(for one row for all the column of pixels)的数字图像信号DAT,根据来自信号控制器600的数据控制 信号CONT2通过选择对应于每个数字图像信号DAT的灰度电压将数字图像 信号DAT转换为模拟数据信号。然后，向相应的数据线Dl-Dm施加模拟数 据信号。
栅极驱动器400根据来自信号控制器600的栅极控制信号CONT1向栅 极线Gl-Gn提供栅极导通电压Von,从而导通连接到栅极线Gl-Gn的开关元 件Q。然后，通过导通的开关元件Q向相应的像素PX施加数据线Dl-Dm上 的数据信号。
存储电极驱动器700根据来自信号控制器600的存储电极控制信号 CONT3向存储电极线SL提供存储电极信号(Vst)。每个存储电极信号(Vst)具 有相对于共电压Vcom的周期性交替的极性。
施加到像素PX的数据信号的电压和共电压Vcom之间的差(即，像素电 压)表现为液晶电容器Clc的电压。液晶分子的取向随着像素电压的大小而变 化，从而卩吏穿过液晶层3的光的偏振改变。偏振的改变通过液晶面板组件300 中的偏振器4吏得光的透射率改变，像素PX显示对应于图〗象信号DAT的灰度 级的亮度。
通过在每个水平周期(1H)内重复上述操作，栅极导通电压Von被顺序地 提供给所有的栅极线Gl-Gn，并通过向所有的像素PX提供数据信号来显示 一帧的图像，其中，每个水平周期等于水平同步信号Hsync和数据使能信号 DE的一个周期。
在显示一帧的图像之后，下一帧开始，控制施加到数据驱动器500的反 转信号RVS的状态，以使来自前一帧的数据信号的极性反向(帧反转)。这里， 流经数据线的数据信号的极性即使在一帧内也可基于反转信号RVS的特性而 被反向(例如行反转、点反转)，或者施加到一个像素的数据信号的极性可以 是不同的(例如列反转、点反转)。
现在将参照图9A和图9B来描述才艮据本发明示例性实施例的液晶显示器 的操作。
图9A和图9B是示出了对于示例性像素PX在第n帧和第(n+l)帧内根据 本发明示例性实施例的液晶显示器的驱动信号的波形图。参照图9A，第n帧
显示如下。当从栅极驱动器400向栅极线121施加栅极信号(Vg)时，液晶电 容器Clc被充电。像素电极电压Vp升高，从负极性(-)改变成正极性(+)。存 储电极电压(Vst)为周期性交替的信号，其极性相对于共电压Vcom交替。对 于相应的像素行，在向数据线提供相应的数据电压(Vd)之前，栅极电压(Vg) 被驱动至栅极导通电平Von大约1H的时间。因此，液晶电容器Clc被预充电 大约1H的时间至适当极性的某一电压，尽管有可能未达到目标值。(对于当 前行，预充电利用了具有相同极性的前一像素行的数据线电压，尽管有可能 不是相同的目标电平。)于是，用于当前行的数据电压(Vd)被另外提供大约 1H的时间。
然后，在栅极电压Vg变为Von之后的大约2H的时间后，4册极电压返回 至Voff值。因此，用于正被描述的示例性像素的像素电极电压Vp下降了反 冲电压值(Vkb)。像素电极电压Vp基于存储电极电压(Vst)的振荡(oscillation) 以周期性方式振荡。当存储电极电压(Vst)升高时，像素电极电压Vp周期性 地升高如图中所示的AVp值，然后，当存储电极电压(Vst)降低时，电压Vp 返回至其初始电平。^f象素电极电压Vp的平均值Vpp增大(Vpp相对于Vcom 示出)。
图9B示出了当连接到像素的数据线具有负极性时下一帧内像素的操作。 当从4册极驱动器400向栅极线121 4是供4册极导通电压Von作为4册极信号Vg 时，液晶电容器Clc被充电。像素电极电压Vp的大小增大，并从正极性(+) 改变成负极性(-)。存储电极电压(Vst)周期性地交替，其极性相对于共电压 Vcom改变。在向数据线提供相应的数据电压(Vd)之前，栅极电压(Vg)升高至 栅极导通电平(Von)大约1H的时间。因此，液晶电容器Clc被预充电大约1H 的时间。随后，栅极电压(Vg)保持在Von,向栅极线提供相应的栅极电压(Vg) 另外的大约1H的时间。
然后，在栅极电压Vg变为Von之后的大约2H的时间后，栅极电压返回 至Voff值。因此，像素电极电压Vp下降了与反冲电压值(Vkb)—样大的值。 像素电极电压Vp基于存储电极电压(Vst)的振荡周期性地交替。当存储电极 电压(Vst)降低时，像素电极电压Vp的大小周期性地降低如图中所示的AVp 值，然后，当存储电极电压(Vst)升高时，电压Vp返回至其初始电平。像素 电极电压Vp的平均值Vpp的大小增大。
因此，在图9A的情况(正极性)和图9B的情况(负极性)下，由于存储电
极信号(Vst)的脉冲而使得共电压(Vcom)和像素电极电压(Vp)之间的差的大小 增大。因而，平均差Vpp的大小增大。因此，灰度级增大。因此，因为可利 用数据驱动器500的较低的驱动电压产生合适的像素电压，所以可减小数据 驱动器500的功耗并可减少由数据驱动器500产生的热。
在每一帧内，当如图9A或图9B所示驱动4册才及线121时，在相应4亍上的 任意两个相邻像素中的一个具有正极性，这两个相邻像素中的另 一个具有负 极性。因此，任意两个相邻列的数据线在每帧期间具有相反极性的电压Vst。 因此，数据线信号在相位上是相反的。
现在将参照图10来描述用于向根据本发明示例性实施例的液晶显示器 提供存储电极信号的方法。图IO是示出了根据该示例性实施例的液晶面板组 件300的透视图。液晶面板组件300包括彼此相对的下面板100和上面板200 及置于上下面板之间的液晶层3。
数据驱动器500的一侧连接到下面板100的上部。数据驱动器500的另 一侧连接到印刷电路板(PCB)900。灰度电压发生器800和存储电极驱动器700 设置在PCB 900上。数据驱动器500包括向数据线171传输数据电压(Vd)的 数据驱动电路芯片510。在数据驱动电路芯片510的周围形成附加导线 (additional wiring)520和530。附加导线520和530包括用于接收存储电极信 号(Vst)的第一附加导线520和用于接收共电压(Vcom)的第二附加导线530。 第一附加导线520的一端连接到存储电极驱动器700。第一附加导线520的 部分位于下面斧反100上，该部分连接到形成在下面 一反100上的存储电极信号 提供线130。存储电极信号提供线130与栅极线121平行，并连接到平行于 数据线171形成的多条存储电极线131。存储电极信号(Vst)由存储电极驱动 器700产生，并通过第一附加导线520和存储电极信号提供线130被传输到 存储电^l线131。
如上所述，由于存储电极信号提供线130平行于栅极线121行进，即， 在行方向上行进，所以存储电极信号提供线130和存储电极驱动器700之间 的距离均匀。因此，周期性交替的存储电极信号(Vst)以低延迟和低失真到达 像素。
通过第二附加导线530经过短连接器(short connector)40向上面板200上 的共电才及270 ^是供共电压Vcom。
现在，将参照图11和图12来描述根据本发明另一实施例的液晶面板组
件。
图11是示出了液晶面板组件中的开关元件Q和像素极性的示意图。每
个像素列邻近于两条数据线，列之间的像素PX交替地连接到这些数据线。 换言之，每列中任意两个连续像素的开关元件Q连接到这两条数据线中的不 同数据线。
如图11中所示，如果数据驱动器500向两条相邻数据线提供极性相反的 数据电压(列反转)，并且在一帧内极性保持相同，则列或行中的任意两个相邻 像素PX具有相反的极性。即，屏幕上的表观反转为点反转。
更具体地讲，除了在不同帧之间使每条数据线的极性反向之外，在每帧 期间，数据驱动器500还向任意两条相邻数据线D1-Dm提供不同的极性。由 于像素PX和对应数据线Dl-Dm之间的连接按图11中所示的在每列内交替， 所以数据驱动器500的极性反转(驱动器反转)图案不同于像素电极的极性反 转(表观反转)图案。虽然驱动器反转为列反转，但是表观反转为1 x 1点反转。
图12是示出了图11中所示的液晶面板组件的一个示例的布局图。图12 的液晶面板组件包括下面板(未示出)、上面板(未示出)和置于这两个显示面板 之间的液晶层(未示出)。层状结构的液晶面板与图3至图8中示出的层状结构 的液晶显示器大致相同。因此，没有示出图12的层状结构的液晶面板。将利 用与图7和图8中的标号相同的标号来描述图12的层状结构的液晶显示器。
现在将描述下面板100。导电栅极线121和导电存储电极线131形成在 绝缘基底110上。每条栅极线121包括端部129和多个栅电极124,每条存 储电极线131包括多个存储电极137。栅极绝缘层140形成在4册极线121上。 半导体岛154形成在4册^l绝缘层140上，欧姆接触163和165形成在半导体 岛154上。导电数据线171和导电漏电极175形成在欧姆接触163、 165和栅 极绝缘层140上方。每条数据线171包括端部179,用于连接到相应的多个 源电极173。钝化层180形成在数据导体171、 175和半导体岛154的暴露部 分上，接触孔181、 182和185形成在钝化层180和栅极绝缘层140中。像素 电极191和接触衬81、 82形成在钝化层180上。取向层11形成在像素电极 191 、接触衬81和82及钝化层180上方。
现在将描述上面板。光阻挡构件220、滤色器230、保护层250、共电极 270和取向层21形成在绝缘基底210上。
图12中所示的液晶面板组件包括薄膜晶体管，每个薄膜晶体管包括栅电
极124、半导体岛154的区域、源电极173和漏电极175。薄膜晶体管连接到 每个像素列上的不同的数据线。
根据本发明，可减少数据驱动电路芯片的数量。另外，因为可以用由数 据驱动电路提供的低电压来表示宽范围的灰度，所以可降低功耗并可减少热。
虽然已经结合目前认为是实用的示例性实施例描述了本发明，但是要理 解，本发明不局限于所公开的实施例，而是相反，本发明意图覆盖包括在权 利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。
权利要求
1、一种液晶显示器，包括基底；多条栅极线，形成在所述基底上；多条数据线，相对于所述栅极线交叉地布置；多个薄膜晶体管，连接到所述栅极线和所述数据线；多个像素电极，连接到所述薄膜晶体管，并具有第一边和第二边，其中，所述第一边平行于所述栅极线形成，所述第二边比所述第一边短且邻近于所述第一边；多条存储电极线，与所述像素电极叠置，其中，施加到所述存储电极线的存储电极信号为周期性交替的信号。
2、 如权利要求1所述的液晶显示器，其中，施加到相邻存储电极线的存 储电极信号在相位上相反。
3、 如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述存储电极线基本上平行 于所述数据线。
4、如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述存储电极线由材料层制 成，所述数据线也由相同的材料层制成。
5、 如权利要求3所述的液晶显示器，其中，每条存储电极线邻近于所述 栅极线中的一条或多条，并具有基本上平行于所述栅极线的至少一个分支。
6、 如权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述第一边是所述第二边的 三倍长。
7、 如权利要求1所述的液晶显示器，还包括连接到所述栅极线的栅极驱 动器，其中，所述栅极驱动器位于所述基底上。
8、 如权利要求7所述的液晶显示器，其中，所述栅极驱动器包括连接到 第 一组栅极线的第 一栅极驱动器和连接到第二组栅极线的第二栅极驱动器。
9、 如权利要求8所述的液晶显示器，其中，所述第一栅极驱动器和所述 第二栅极驱动器位于所述基底的相对侧。
10、 如权利要求1所述的液晶显示器，其中，在列方向上相邻的薄膜晶 体管连接到不同的数据线。
11、 如权利要求1所述的液晶显示器，其中，在列方向上相邻的薄膜晶 体管每两行连接到不同的数据线。
12、 如权利要求1所述的液晶显示器，还包括 数据驱动器，连接到所述数据线； 多条附加导线，其中，通过所述附加导线传输所述存储电极信号。
13、 如权利要求12所述的液晶显示器，还包括存储电极信号提供线，所 述存储电极信号提供线使所述附加导线和所述存储电极线连接，并平行于所 述栅极线形成。
14、 如权利要求12所述的液晶显示器，还包括连接所述附加导线的存储 电极信号提供线，其中，所述存储电极线平行于所述栅极线形成。
15、 如权利要求1所述的液晶显示器，其中，每隔一帧使所述存储电极 信号反向。
16、 如权利要求1所述的液晶显示器，其中，相邻数据线上的数据电压 的极性彼此相反。
17、 如权利要求15所述的液晶显示器，其中，沿着所述数据线流动的数 据电压的极性分别相同。
18、 一种液晶显示器，包括 矩阵型像素； 多条栅极线；多条数据线，相对于所述栅极线交叉地布置； 其中，所述像素中的每个包括 液晶电容器；存储电容器，具有第一端和第二端，所述第一端连接到所述液晶电 容器，所述第二端被提供有存储电极信号，所述存储电极信号为周期性交替 的信号，其中，由所述栅极线和所述数据线限定的区域具有比第二边长的第 一边， 所述第一边沿着所述栅极线延伸，所述第二边沿着所述数据线延伸。
19、 如权利要求18所述的液晶显示器，其中，所述第一边是所述第二边 的三倍长。
20、 如权利要求18所述的液晶显示器，其中，所述液晶电容器的电压根 据所述存储电极信号的振荡而改变。
全文摘要
本发明提供了一种液晶显示器。该液晶显示器包括按矩阵布置的多个像素、基底、多条栅极线、多条数据线、多个薄膜晶体管、多个像素电极和多条存储电极线。栅极线形成在基底上。数据线在栅极线上方或栅极线下方相对于栅极线交叉地行进，薄膜晶体管连接到栅极线和数据线。像素电极连接到薄膜晶体管，并具有第一边和第二边，第一边平行于栅极线形成，第二边比第一边短且邻近于第一边。存储电极线与像素电极叠置。施加到存储电极线的存储电极信号为周期性交替的信号。
文档编号G09G3/36GK101114096SQ200710139060
公开日2008年1月30日 申请日期2007年7月24日 优先权日2006年7月25日
发明者文胜焕 申请人:三星电子株式会社