專利名稱：薄膜晶體管陣列板和液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有薄膜晶體管陣列板的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
液晶顯示器包括兩個(gè)顯示板，一個(gè)具有像素電極，另一個(gè)具有公共電極，具有介電各向異性的液晶層在他們之間。像素電極以矩陣布置，并連接到開關(guān)元件例如薄膜晶體管(TFT)。數(shù)據(jù)電壓依次施加到像素電極的行。公共電極被提供以公共電壓。像素電極、公共電極和各向異性介電液晶層形成液晶電容器結(jié)構(gòu)。液晶電容器和與其連接的開關(guān)元件構(gòu)成像素單元。
當(dāng)電壓施加到液晶顯示器的兩個(gè)電極時(shí)，在液晶層中產(chǎn)生電場。電場強(qiáng)度控制光穿過液晶層的透射率，由此顯示所需圖像。為了防止顯示的衰減，每一幀、每一列或每個(gè)像素周期地反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)電壓相對于公共電壓的極性。
液晶顯示器包括傳遞柵極信號以控制開關(guān)元件的柵極線、傳遞將被施加到電場生成電極的數(shù)據(jù)電壓的數(shù)據(jù)線、產(chǎn)生柵極信號的柵極驅(qū)動(dòng)器、以及產(chǎn)生數(shù)據(jù)電壓的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器。一般地，柵極驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器由多個(gè)驅(qū)動(dòng)器IC芯片構(gòu)成。

發(fā)明內(nèi)容
為了減少驅(qū)動(dòng)器IC芯片的數(shù)量并由此降低制造成本，減少數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC芯片的數(shù)量尤為重要，因?yàn)閿?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC芯片比柵極驅(qū)動(dòng)電路芯片更貴。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，對每三個(gè)像素列設(shè)置兩條數(shù)據(jù)線，由此減少為數(shù)據(jù)線供給信號的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)量。雖然柵極線的數(shù)量翻倍，但因?yàn)闁艠O驅(qū)動(dòng)芯片不貴，所以柵極驅(qū)動(dòng)芯片數(shù)量的增加對制造成本沒有顯著影響。另外，由于為柵極線供給驅(qū)動(dòng)信號的柵極驅(qū)動(dòng)電路執(zhí)行非常簡單的功能，所以柵極驅(qū)動(dòng)電路可以通過利用薄膜晶體管形成工藝集成到襯底中，由此減少柵極驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)量。
薄膜晶體管陣列板包括對應(yīng)于一行像素電極在行方向上延伸連接到開關(guān)元件的第一和第二柵極線、以及對應(yīng)于三個(gè)像素列在列方向上延伸連接到開關(guān)元件的第一和第二數(shù)據(jù)線。關(guān)于三個(gè)像素列的組，第一和第二像素列中的像素電極經(jīng)開關(guān)元件連接到第一數(shù)據(jù)線，第三像素列中的像素電極經(jīng)開關(guān)元件連接到第二數(shù)據(jù)線。
薄膜晶體管陣列板包括向第一和第二柵極線供給柵極導(dǎo)通或柵極截止電壓的柵極驅(qū)動(dòng)電路。此外，向第一柵極線施加?xùn)艠O導(dǎo)通電壓時(shí)，柵極驅(qū)動(dòng)電路向第二柵極線施加?xùn)艠O導(dǎo)通電壓。
薄膜晶體管陣列板還包括數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路，其向第一和第二數(shù)據(jù)線提供圖像信號，并且數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路可提供兩點(diǎn)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)信號。
薄膜晶體管陣列板還可包括與第一至第三像素列對應(yīng)的冗余數(shù)據(jù)線。冗余數(shù)據(jù)線可以連接到第一數(shù)據(jù)線，可以對冗余數(shù)據(jù)線施加預(yù)定電壓。
薄膜晶體管陣列板還可包括連接部分，其每個(gè)把第一數(shù)據(jù)線連接到第二數(shù)據(jù)線；引線部分，其把第一和第二數(shù)據(jù)線連接到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路；以及連接元件，其把引線部分連接到連接部分。至少部分第三數(shù)據(jù)線可以在引線部分與將被連接到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路的連接部分之間通過。
當(dāng)一個(gè)像素列組包括順序布置的第一至第三像素列時(shí)，偶數(shù)像素列組的第三數(shù)據(jù)線可以在引線部分與將被連接到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路的連接部分之間通過，并且奇數(shù)像素列組的第三數(shù)據(jù)線可以不在引線部分與連接部分之間通過。
每個(gè)像素電極可包括沿不同方向傾斜的兩個(gè)平行四邊形電極片，兩個(gè)電極片的斜邊可以彼此相交，從而形成一對曲邊。
當(dāng)用作一個(gè)像素電極的該對子像素電極被稱作第一和第二子像素電極時(shí)，第一子像素電極可以與第一存儲電極線交迭，第二子像素電極可以與第二存儲電極線交迭。不同的電壓可以施加到第一存儲電極線和第二存儲電極線。
該薄膜晶體管陣列板還可包括與第二子像素電極交迭的第三存儲電極線。此外，不同的電壓可以施加到第一存儲電極線和第二存儲電極線，相同的電壓可以施加到第二存儲電極線和第三存儲電極線。
每個(gè)開關(guān)元件可包括連接到第一柵極線或第二柵極線的柵電極、連接到第一至第三數(shù)據(jù)線的任一個(gè)的源電極、以及在柵電極上與源電極相對且具有擴(kuò)展部分的漏電極。在第一和第三像素列中漏電極的擴(kuò)展部分可以與第一存儲電極線交迭，在第二像素列中漏電極的擴(kuò)展部分可以與第二存儲電極線交迭。每個(gè)子像素電極可包括沿不同方向傾斜的兩個(gè)平行四邊形電極片，兩個(gè)電極片的斜邊可以彼此相交，從而形成一對曲邊。


通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述目的和特點(diǎn)將變得更加清晰，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的液晶顯示器的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的液晶顯示器的一個(gè)像素的等效電路圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的薄膜晶體管陣列板的電路圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的薄膜晶體管陣列板的布局圖；圖5是薄膜晶體管陣列板沿圖4的V-V′線截取的剖視圖；圖6是薄膜晶體管陣列板沿圖4的VI-VI′線截取的剖視圖；圖7A和7B是時(shí)間圖(timing chart)，示出根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)電壓；圖8-12以及圖14和15是布局圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的薄膜晶體管陣列板的布局圖；圖13是沿圖12的XIII-XIII線截取的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作全面的描述，附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。為了清楚起見，附圖中夸大了層、膜、板、區(qū)的厚度。整個(gè)說明書中用相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件。應(yīng)理解，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)或襯底的元件被稱為在另一元件“上”時(shí)，它可以直接位于另一元件上，或者也可以存在中間元件。相反，當(dāng)一個(gè)元件被稱為“直接”在另一元件“上”時(shí)，則不存在中間元件。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的液晶顯示器包括液晶板組件300、連接到液晶板組件300的柵極驅(qū)動(dòng)器400和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500、連接到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500的灰度電壓發(fā)生器800、以及用于控制上述部件的信號控制器600。在等效電路圖中，液晶板組件300連接到多個(gè)顯示信號線G1-1-Gn-2以及D1-1-Dm-2，并且包括基本以矩陣布置的多個(gè)像素。
顯示信號線G1-1-Gn-2以及D1-1-Dm-2包括用于傳遞柵極信號(稱作“掃描信號”)的多個(gè)柵極線G1-1-Gn-2和用于傳遞數(shù)據(jù)信號的多個(gè)數(shù)據(jù)線D1-1-Dm-2。柵極線G1-1-Gn-2基本在行方向上延伸，從而彼此平行，數(shù)據(jù)線D1-1-Dm-2基本在列方向上延伸，從而彼此平行。
每個(gè)像素包括連接到顯示信號線G1-1-Gn-2以及D1-1-Dm-2之一的開關(guān)元件Q、連接到開關(guān)元件Q的液晶電容器CLC、以及存儲電容器CST。如果需要的話，可以省去存儲電容器CST。
開關(guān)元件Q是三端子元件，例如薄膜晶體管，且設(shè)置在下板100上。開關(guān)元件Q的控制端子連接到柵極線G1-1-Gn-2，其輸入端子連接到數(shù)據(jù)線D1-1-Dm-2，其輸出端子連接到液晶電容器CLC和存儲電容器CST。
液晶電容器CLC有兩個(gè)端子，下板100的像素電極191和上板200的公共電極270，液晶層3在兩電極之間作為電介質(zhì)材料。像素電極191連接到開關(guān)元件Q，公共電極270形成在上板200的整個(gè)表面上并被提供以公共電壓Vcom。與圖2所示的結(jié)構(gòu)不同，公共電極270可設(shè)置在下板100上，在該情況下，兩電極191和270中的至少一個(gè)可形成為線形或條形。
充當(dāng)液晶電容器CLC的輔助元件的存儲電容器CST包括設(shè)置在下板100上的信號線(未示出)、像素電極191和置于其間的絕緣體。對信號線施加預(yù)定電壓例如公共電壓Vcom。供選地，存儲電容器CST可以是像素電極191、絕緣體和形成在絕緣體上的前柵極線的疊置結(jié)構(gòu)。
如圖3所示，每對柵極線G1-n和G1-(n+1)(n是自然數(shù))依次設(shè)置在像素191的對應(yīng)行之下。每條數(shù)據(jù)線D1-1、D1-2、D2-1、D2-2等設(shè)置在相鄰的兩列像素之間。假設(shè)三個(gè)像素列屬于一個(gè)像素列組，則數(shù)據(jù)線的對D1-1和D1-2、D2-1和D2-2等被包括在一個(gè)像素列組中，從而沒有數(shù)據(jù)線設(shè)置在一個(gè)像素列組和另一像素列組之間。像素電極191、柵極線G1-1-Gn-2和數(shù)據(jù)線D1-1-Dm-2將在后面詳細(xì)描述。
多對柵極線G1-1-Gn-2設(shè)置在像素電極191a、191b和191c下面，并且經(jīng)布置在像素電極191a、191b和191c下面的開關(guān)元件Qa、Qb和Qc連接到像素電極191a、191b和191c。在此結(jié)構(gòu)中，當(dāng)一對柵極線Gn-1和Gn-2的上柵極線稱作第一柵極線Gn-1，其下柵極線稱作第二柵極線Gn-2時(shí)，第一柵極線Gn-1連接到像素列組的第一像素列中的像素電極191b，第二柵極線Gn-2連接到像素列組的第一和第三像素列中的第一和第三像素電極191a和191c。
設(shè)置在像素電極191a、191b和191c之間的多對數(shù)據(jù)線D1-1-Dm-2經(jīng)布置在像素電極191a、191b和191c下面的開關(guān)元件Qa、Qb和Qc連接到對應(yīng)的像素電極191a、191b和191c。在此結(jié)構(gòu)中，當(dāng)一像素列組中兩條數(shù)據(jù)線的左數(shù)據(jù)線稱作第一數(shù)據(jù)線Dm-1且其右數(shù)據(jù)線稱作第二數(shù)據(jù)線Dm-2時(shí)，第一數(shù)據(jù)線Dm-1連接到設(shè)置在第一數(shù)據(jù)線Dm-1兩側(cè)的第一和第二像素列中的像素電極191a和191b，并且第二數(shù)據(jù)線Dm-2連接到設(shè)置在第二數(shù)據(jù)線Dm-2右側(cè)的第三像素列中的像素電極191c。
即，第一像素列中的開關(guān)元件Qa連接到第二柵極線Gn-2、第一數(shù)據(jù)線Dm-1以及第一像素列中的像素電極191a，第二像素列中的開關(guān)元件Qb連接到第一柵極線Gn-1、第一數(shù)據(jù)線Dm-1以及第二像素列中的像素電極191b。此外，第三像素列中的開關(guān)元件Qc連接到第二柵極線Gn-2、第二數(shù)據(jù)線Dm-2和第三像素列中的像素電極191c。
為了進(jìn)行彩色顯示，每個(gè)像素具體顯示一種基色(空間劃分)，或者像素隨時(shí)間交替顯示基色(時(shí)間劃分)，這使基色被空間或時(shí)間合成，由此顯示所需顏色。作為空間劃分的示例，圖2示出每個(gè)像素在與像素電極191對應(yīng)的區(qū)域中具有用于顯示紅、綠和藍(lán)之一的濾色片230。與圖2所示的結(jié)構(gòu)不同，濾色片230可設(shè)置在下板100的像素電極191之上或之下。
在圖3中，優(yōu)選一像素列組的第一至第三像素列分別為紅、綠和藍(lán)像素列。供選地，第一至第三像素列可以由紅、綠和藍(lán)像素列的不同組合形成。
用于使光偏振的偏振片(未示出)安裝到液晶板組件300的兩個(gè)顯示板100和200中至少一個(gè)的外表面。
接下來將參考圖4-6詳細(xì)描述液晶板組件300的薄膜晶體管陣列板100的結(jié)構(gòu)。圖4是布局圖，示出根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的薄膜晶體管陣列板，圖5是薄膜晶體管陣列板的沿圖4的V-V′線截取的剖視圖，圖6是薄膜晶體管陣列板的沿圖4的VI-VI′線截取的剖視圖。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的液晶顯示器包括薄膜晶體管陣列板100、與薄膜晶體管陣列板100相對的公共電極板200、以及置于薄膜晶體管陣列板100和公共電極板200之間的液晶層3。
接下來將詳細(xì)描述薄膜晶體管陣列板100。多對柵極線121和122以及防漏光元件126形成在由例如透明玻璃制成的絕緣基板110上。
成對的柵極線121和122在水平方向上延伸。每條柵極線121的部分向上突出，從而形成柵電極124b，并且每條柵極線122的部分向下突出，從而形成柵電極124a和124c。柵極線121連接到集成于基板110中的柵極驅(qū)動(dòng)電路(未示出)，柵極線122的一端129具有較大的寬度，用于與其它層或外部器件的連接。
在彼此相鄰的兩對柵極線121和122之間沿垂直方向縱向地形成防漏光元件126，且在每個(gè)像素的像素區(qū)的兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)防漏光元件126。
柵極線121和122以及防漏光元件126可以由例如諸如鋁(Al)或鋁合金的鋁基金屬材料、諸如銀(Ag)或銀合金的銀基金屬材料、諸如銅(Cu)或銅合金的銅基金屬材料、諸如鉬(Mo)或鉬合金的鉬基金屬材料、鉻(Cr)、鉭(Ta)或鈦(Ti)形成。供選地，柵極線121和122以及防漏光元件126可包括具有不同物理屬性的兩層膜，即下層(未示出)和上層(未示出)。上層可以由低電阻金屬材料例如，諸如鋁(Al)或鋁合金的鋁基金屬材料、諸如銀(Ag)或銀合金的銀基金屬材料、諸如銅(Cu)或銅合金的銅基金屬材料形成，以減小柵極線121和122以及防漏光元件126中的信號延遲或電壓降。相反，下層可以由與形成上層的材料不同的材料形成，即可以用尤其與ITO(氧化銦錫)和IZO(氧化銦鋅)具有良好接觸特性的材料例如鉻、鉬(Mo)、鉬合金、鉭(Ta)或鈦(Ti)形成。鉻/鋁-釹(Nd)合金可以作為下層與上層結(jié)合的示例。
柵極線121和122以及防漏光元件126的側(cè)表面相對于基板110的表面傾斜，優(yōu)選傾斜30°-80°角。
由例如氮化硅(SiNx)形成的柵極絕緣層140形成在柵極線121和122以及防漏光元件126上。
由氫化非晶硅(縮寫為a-Si)或多晶硅形成的多個(gè)半導(dǎo)體島154a、154b和154c例如形成在柵極絕緣層140上。半導(dǎo)體島154a、154b和154c分別位于柵電極124a、124b和124c之上，兩半導(dǎo)體154a和154b之間的連接部分覆蓋柵極線121和122。半導(dǎo)體154c延伸從而覆蓋兩條柵極線121和122。
在半導(dǎo)體154a、154b和154c上形成由含硅化物或高濃度摻雜的n型雜質(zhì)的n型氫化非晶硅形成的多個(gè)歐姆接觸島163a、163b、165a和165b。在半導(dǎo)體島154a和154b上分別設(shè)置一對歐姆接觸163a和165a以及一對歐姆接觸163b和165b。在半導(dǎo)體154c上形成一對島狀歐姆接觸(未示出)。
半導(dǎo)體154a、154b和154c以及歐姆接觸163a、163b、165a和165b的側(cè)表面也相對于基板110的表面傾斜，優(yōu)選以約30°-80°角傾斜。
在歐姆接觸163a、163b、165a和165b以及柵極絕緣層140上分別形成多對數(shù)據(jù)線171和172以及多個(gè)漏電極175a、175b和175c。
數(shù)據(jù)線171和172在垂直方向上延伸從而交叉柵極線121和122并傳遞數(shù)據(jù)電壓。每條數(shù)據(jù)線171和172的端部179具有較大寬度，用于到其他層或外部器件的連接。從數(shù)據(jù)線171和172沿右和左方向延伸到漏電極175a、175b和175c的多個(gè)鉤形分支分別形成源電極173a、173b和173c。漏電極175a、175b和175c每個(gè)具有一個(gè)具有線形的末端和一個(gè)具有較大寬度用于連接到其他層的末端。數(shù)據(jù)線171具有沿右和左方向延伸的源電極173a和173b，源電極173a和173b分別設(shè)置在半導(dǎo)體154a和154b上。數(shù)據(jù)線172具有沿右方向延伸的源電極173c，源電極173c設(shè)置在半導(dǎo)體154c上。
柵電極124a、124b和124c，源電極173a、173b和173c，以及漏電極175a、175b和175c與半導(dǎo)體島154a、154b和154c一起形成薄膜晶體管(TFT)。薄膜晶體管的溝道形成在源電極173a、173b和173c與漏電極175a、175b和175c之間在半導(dǎo)體島154a、154b和154c中。
數(shù)據(jù)線171和172以及漏電極175a、175b和175c可以由難熔金屬材料例如鉬基金屬材料、鉻、鉭或鈦形成，或者他們可具有多層結(jié)構(gòu)，上層具有低電阻，下層具有良好的接觸特性。
數(shù)據(jù)線171和172以及漏電極175a、175b和175c的側(cè)表面也傾斜約30°-80°，類似于柵極線121和122。
歐姆接觸163a、163b、165a和165b僅設(shè)置在布置于歐姆接觸之下的半導(dǎo)體154a、154b和154c與布置于歐姆接觸之上的數(shù)據(jù)線171以及漏電極175a、175b和175c之間，用于降低接觸電阻。
如上所述，半導(dǎo)體島154a、154b和154c覆蓋柵極線121和122與數(shù)據(jù)線171和172或漏電極175a、175b和175c之間的邊界，從而防止數(shù)據(jù)線171和172中斷。
在數(shù)據(jù)線171和172，漏電極175a、175b和175c，以及半導(dǎo)體154a、154b和154c的暴露部分上形成鈍化層180。鈍化層180由具有良好的平坦化特性和光敏性的有機(jī)材料，具有小于4.0的低介電常數(shù)的絕緣材料例如通過等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)形成的a-Si∶C∶O或a-Si∶O∶F，或無機(jī)材料例如氮化硅形成。供選地，鈍化層180可以形成為有機(jī)材料膜和氮化硅膜的兩層結(jié)構(gòu)。
在鈍化層180中形成多個(gè)接觸孔185a、185b、185c和182，使得數(shù)據(jù)線171和172的端部179以及漏電極175a、175b和175c被暴露，并且還在鈍化層180中形成多個(gè)接觸孔181以暴露柵極線122的端部129和柵絕緣層140。
在鈍化層180上形成例如由ITO或IZO形成的多個(gè)像素電極191a、191b和191c以及多個(gè)接觸輔助件81和82。
像素電極191a、191b和191c經(jīng)接觸孔185a、185b和185c物理連接且電連接到漏電極175a、175b和175c，分別從漏電極175a、175b和175c提供數(shù)據(jù)電壓。被提供以數(shù)據(jù)電壓的像素電極191a、191b和191c以及被提供以公共電壓Vcom的顯示板200的公共電極270產(chǎn)生電場，這導(dǎo)致像素電極191a、191b和191c與公共電極270之間的液晶層3的液晶分子重新排列。
像素電極191a、191b或191c和公共電極270形成液晶電容器CLC，液晶電容器CLC在薄膜晶體管截止后維持施加到其上的電壓。為了增強(qiáng)電壓維持性能，存儲電容器CST并聯(lián)連接到液晶電容器CLC。存儲電容器CST通過使像素電極190和與像素電極190相鄰的前柵極線122交迭來形成。
像素電極191a、191b和191c分別覆蓋漏電極175a、175b和175c的擴(kuò)展端部，防漏光元件126布置地與每個(gè)像素電極191a、191b和191c的左右側(cè)交迭。防漏光元件126防止光由于數(shù)據(jù)線171和172的電壓而從數(shù)據(jù)線171和172泄漏。
接觸孔81和82分別經(jīng)接觸孔181和182連接到柵極線122的端部129和數(shù)據(jù)線171和172的端部179。接觸輔助件81和82用于確保外部器件與柵極線122以及數(shù)據(jù)線171和172的端部129和179之間的連接，并保護(hù)連接部分。當(dāng)用于向柵極線122提供掃描信號的柵極驅(qū)動(dòng)器(未示出)集成到顯示板中時(shí)，接觸輔助件81可以充當(dāng)用于將柵極驅(qū)動(dòng)器連接到柵極線122的端部129的元件。如果需要，接觸輔助件81可以被省去。
根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例，像素電極191a、191b和191c由透明導(dǎo)電聚合物形成。在反射型液晶顯示器中，像素電極可以由不透明反射金屬形成。在此情況下，接觸輔助件81和82可由與形成像素電極191a、191b和191c的材料特別地ITO和IZO不同的材料形成。
在像素電極191a、191b和191c上形成配向?qū)?未示出)以配向液晶層3。
在具有上述結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管陣列板中，對每三像素列形成兩條數(shù)據(jù)線171和172。因此，可以將數(shù)據(jù)線的數(shù)量減少到常規(guī)薄膜晶體管陣列板中的三分之二。因此，用于向數(shù)據(jù)線提供信號的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)量也減少，產(chǎn)生較低的制造成本。相反，柵極線的數(shù)量翻倍，導(dǎo)致柵極驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)量翻倍。但是，因?yàn)闁艠O驅(qū)動(dòng)芯片不貴，所以這對制成成本沒有顯著影響。另外，因?yàn)橛糜谙驏艠O線121供給驅(qū)動(dòng)信號的柵極驅(qū)動(dòng)電路執(zhí)行非常簡單的功能，所以可以利用薄膜晶體管形成工藝把柵極驅(qū)動(dòng)電路集成到基板110中，這能夠防止柵極驅(qū)動(dòng)芯片數(shù)量的增加。
在具有上述結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管陣列板中，當(dāng)屬于一個(gè)像素列組的三像素列布置成對應(yīng)于紅綠藍(lán)像素列時(shí)，紅綠藍(lán)像素在整個(gè)顯示區(qū)具有相同的形狀。因此，可以確保顯示的均勻性并提高顯示質(zhì)量。接下來，將參考圖1-3描述具有上述薄膜晶體管陣列板的液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)。
參見圖1，灰度電壓發(fā)生器800產(chǎn)生與像素的透射率有關(guān)的兩對灰度電壓。其中一對灰度電壓相對于公共電壓Vcom具有正值，另一對灰度電壓相對于公共電壓Vcom具有負(fù)值。
柵極驅(qū)動(dòng)器400連接到液晶板組件300的柵極線G1-1-Gn-2，并且施加?xùn)艠O信號給柵極線G1-1-Gn-2，每個(gè)柵極信號包括外界提供的柵極導(dǎo)通電壓Von和柵極截止電壓Voff的組合。柵極驅(qū)動(dòng)器400由多個(gè)IC構(gòu)成。
數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500連接到液晶板組件300的數(shù)據(jù)線D1-1-Dm-2，選擇灰度電壓發(fā)生器800產(chǎn)生的灰度電壓，并將選取的灰度電壓作為數(shù)據(jù)信號施加給像素。
柵極驅(qū)動(dòng)IC或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)IC的每個(gè)可以以芯片的形式安裝在FPC基板上，F(xiàn)PC基板可以安置在液晶板組件300上。供選地，他們可以直接安裝在玻璃基板上，不使用FPC基板(玻璃上芯片(COG)安裝法)，或者執(zhí)行與這些IC相同功能的電路可以與像素的薄膜晶體管一起直接形成在液晶板組件300中。信號控制器600控制柵極驅(qū)動(dòng)器400和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500。
接下來將詳細(xì)描述液晶顯示器的操作。信號控制器600從外部圖形控制器(未示出)接收輸入圖像信號R、G和B以及輸入控制信號，用于控制輸入圖像信號R、G和B的顯示。例如，下列信號的任一種可以用作輸入控制信號垂直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、主時(shí)鐘信號MCLK、以及數(shù)據(jù)使能信號(enable signal)DE。信號控制器600根據(jù)輸入控制信號將輸入圖像信號R、G和B處理為適于液晶板組件300的工作條件從而產(chǎn)生例如柵極控制信號CONT1和數(shù)據(jù)控制信號CONT2。然后，信號控制器600將柵極控制信號CONT1傳遞給柵極驅(qū)動(dòng)器400，并將數(shù)據(jù)控制信號CONT2和處理過的圖像信號DAT傳遞給數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500。圖像信號R、G和B的處理包括根據(jù)液晶板組件300的像素分布重新布置圖像信號R、G和B。
柵極控制信號CONT1包括指示柵極導(dǎo)通電壓Von開始輸出的掃描起始信號STV和用于控制柵極導(dǎo)通電壓Von的輸出時(shí)間和輸出電壓的至少一個(gè)時(shí)鐘信號。
數(shù)據(jù)控制信號CONT2包括指示開始傳遞圖像信號DAT的水平同步起始信號STH、允許向數(shù)據(jù)線D1-1-Dm-2施加數(shù)據(jù)電壓的加載信號TP、用于反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)電壓相對于公共電壓Vcom的極性(以下將“數(shù)據(jù)電壓相對于公共電壓的極性”簡稱為“數(shù)據(jù)電壓的極性”)的反轉(zhuǎn)信號RVS、以及數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號HCLK。
數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500響應(yīng)于從信號控制器600傳遞的數(shù)據(jù)控制信號CONT2順序接收用于一行像素的圖像數(shù)據(jù)DAT的組，從灰度電壓發(fā)生器800產(chǎn)生的灰度電壓中選擇對應(yīng)于每個(gè)圖像數(shù)據(jù)DAT的灰度電壓，把圖像數(shù)據(jù)DAT轉(zhuǎn)變成對應(yīng)的數(shù)據(jù)電壓，以及將數(shù)據(jù)電壓施加給數(shù)據(jù)線D1-1-Dm-2。
柵極驅(qū)動(dòng)器400根據(jù)來自信號控制器600的柵極控制信號CONT1將柵極導(dǎo)通電壓Von順序施加到柵極線G1-1至Gn-2，從而導(dǎo)通連接到柵極線G1-1-Gn-2的開關(guān)元件Q。然后，施加到數(shù)據(jù)線D1-1至Dm-2的數(shù)據(jù)電壓通過處于導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件Q應(yīng)用到對應(yīng)的像素。
施加到像素的數(shù)據(jù)電壓與公共電壓Vcom之間的差是液晶電容器CLC的充電電壓，即像素電壓。液晶分子的排列方向依賴于像素電壓的水平，這導(dǎo)致通過液晶層3的光的偏振發(fā)生改變。偏振的變化導(dǎo)致安裝在顯示板100和200上的偏振片(未示出)對光的透射率的變化。
在此結(jié)構(gòu)中，用于像素列組的第一和第二像素列的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)第一數(shù)據(jù)線Dm-1傳遞，用于像素列組的第三像素列的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)第二數(shù)據(jù)線Dm-2傳遞。經(jīng)第一數(shù)據(jù)線Dm-1傳遞的圖像數(shù)據(jù)通過經(jīng)第一和第二柵極線G1-1-Gn-2傳遞的掃描信號被選取，且然后被提供給第一列或第二列中的像素。經(jīng)第二數(shù)據(jù)線Dm-2傳遞的圖像數(shù)據(jù)通過經(jīng)第二柵極線Gn-2傳遞的掃描信號被選取，且然后被提供給第三列的像素。
柵極線Gn-1和Gn-2的數(shù)量是與根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的薄膜晶體管陣列板具有相同分辨率的常規(guī)薄膜晶體管陣列板的兩倍。因此，給予每條柵極線的導(dǎo)通時(shí)間與柵極線數(shù)量的增加成比例地縮短。隨著柵極導(dǎo)通時(shí)間變短，對像素電極充電所需的時(shí)間也縮短。但是，當(dāng)柵極導(dǎo)通時(shí)間過短時(shí)，像素電極可能達(dá)不到目標(biāo)電壓。為了解決此問題，可以進(jìn)行交迭驅(qū)動(dòng)，如圖7A和7B所示。
圖7A和7B是時(shí)間圖，示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)電壓。在圖7A中，柵極導(dǎo)通電壓同時(shí)施加給第一柵極線Gn-1和第二柵極線Gn-2，以對第一和第三像素列預(yù)充電，同時(shí)第二像素列也被充電。即使在施加給第一柵極線Gn-1的柵極導(dǎo)通電壓變?yōu)闁艠O截止電壓后，柵極導(dǎo)通電壓施加到第二柵極線Gn-2預(yù)定的時(shí)間，使得第一和第三像素列被充電。即，柵極導(dǎo)通電壓被連續(xù)施加給第二柵極線Gn-2第一柵極線Gn-1的導(dǎo)通時(shí)間以及柵極導(dǎo)通時(shí)間之后的預(yù)定時(shí)間。
在圖7B中，在施加給第一柵極線Gn-1的柵極導(dǎo)通電壓變?yōu)闁艠O截止電壓之前，柵極導(dǎo)通電壓施加給第一柵極線Gn-1，且柵極導(dǎo)通電壓還施加給第二柵極線Gn-2，從而對第一和第三像素列預(yù)充電，同時(shí)第二像素列也被充電。即使在施加給第一柵極線Gn-1的柵極導(dǎo)通電壓變?yōu)闁艠O截止電壓之后，柵極導(dǎo)通電壓施加到第二柵極線Gn-2預(yù)定的時(shí)間，使得第一和第三像素列被充電。即，柵極導(dǎo)通電壓被連續(xù)施加到第二柵極線Gn-2第一柵極線Gn-1的導(dǎo)通時(shí)間以及柵極導(dǎo)通時(shí)間之后的預(yù)定時(shí)間。
此交迭驅(qū)動(dòng)對于兩點(diǎn)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)、即按照+、+、-、-、+、+、-、-順序的反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)是有用的。在兩點(diǎn)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)中，可以用具有相同極性的電壓對第一和第三像素列進(jìn)行預(yù)充電和主充電。
接下來將參考圖8-14詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的薄膜晶體管陣列板。圖8是布局圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的薄膜晶體管陣列板。
圖8所示的像素布置類似于圖4所示的像素布置。即，在一行像素電極191a、191b和191c之下順序布置一對柵極線121和122，并且對每三個(gè)像素列設(shè)置兩條數(shù)據(jù)線171和172。
本示例性實(shí)施例與圖4所示的示例性實(shí)施例的不同之處在于為第三像素列供給圖像信號的數(shù)據(jù)線172設(shè)置在第三像素列的右側(cè)。本示例性實(shí)施例的特征在于像素區(qū)域中在左側(cè)的防漏光元件128連接到柵極線122。當(dāng)前柵極線用于形成存儲電容器時(shí)，防漏光元件128和柵極線122之間的連接使得能夠增大存儲電容器的電容。因此，在本示例性實(shí)施例中，柵極線122的寬度與圖4所示的示例性實(shí)施例相比可以被窄化，這能夠提高開口率(apertureratio)。半導(dǎo)體具有與數(shù)據(jù)線171和172以及漏電極175a、175b和175c基本相同的平面圖案，并且在源電極173a、173b和173c以及漏電極175a、175b和175c之間具有暴露部分154a、154b和154c。光阻擋元件127形成在數(shù)據(jù)線171和172之下。光阻擋元件127防止當(dāng)背光發(fā)射的光入射到形成于數(shù)據(jù)線171和172之下的半導(dǎo)體上時(shí)產(chǎn)生的光電子引起的光泄漏。
與圖4所示的示例性實(shí)施例類似，圖8所示的本實(shí)施例可以減少數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)量，并因而降低制造成本。此外，根據(jù)本實(shí)施例，可以在整個(gè)顯示區(qū)以相同結(jié)構(gòu)形成紅綠藍(lán)像素并因而確保顯示的均勻性。
圖9是布局圖，示出根據(jù)本發(fā)明再一示例性實(shí)施例的薄膜晶體管陣列板。下面將描述圖9所示的薄膜晶體管陣列板與圖4所示的薄膜晶體管陣列板之間的差異。
存儲電極線131在形成柵極線121和122的相同層中形成為與柵極線121和122分隔開。存儲電極線131具有向上和向下突出的多個(gè)存儲電極133a。
用于對第一像素列，即屬于一個(gè)像素列組的三個(gè)像素列中的右像素列供給圖像信號的數(shù)據(jù)線172設(shè)置在第一像素列的左側(cè)，用于向第二像素列和第三像素列提供圖像信號的數(shù)據(jù)線171設(shè)置在第二像素列和第三像素列之間。除了數(shù)據(jù)線171和172之外，在第一像素列和第二像素列之間形成不連接到薄膜晶體管的冗余數(shù)據(jù)線174。冗余數(shù)據(jù)線174在顯示區(qū)以外連接到數(shù)據(jù)線171。漏電極175a包括具有較大寬度的擴(kuò)展部分177a，擴(kuò)展部分177a設(shè)置成交迭存儲電極133a。提供擴(kuò)展部分以增大存儲電容器的電容。
在數(shù)據(jù)線171、172和174以及漏電極175a上形成預(yù)定厚度的由有機(jī)絕緣材料制成的鈍化層(未示出)。像素電極191a、191b和191c以較大寬度形成在鈍化層上，從而交迭數(shù)據(jù)線171、172和174以及柵極線122。由有機(jī)絕緣材料形成的較大厚度的鈍化層能夠減少數(shù)據(jù)線171、172和174與像素電極191a、191b和191c之間的耦合。因此，像素電極191a、191b和191c可以形成為部分覆蓋數(shù)據(jù)線171、172和174，這能夠確保高開口率。
冗余數(shù)據(jù)線174可以防止光從兩相鄰像素列之間的邊界處泄漏。
在第三像素列中，因?yàn)闁艠O線121交迭下一行的像素電極，所以能夠防止由于像素電極與當(dāng)前行中的柵極線的交迭導(dǎo)致的寄生電容的增加，該寄生電容會造成閃爍(flicker)。
圖10是布局圖，示出根據(jù)本發(fā)明又一示例性實(shí)施例的薄膜晶體管陣列板。
與圖9所示的示例性實(shí)施例相比，圖10所示的示例性實(shí)施例的特征在于公共電極電壓Vcom施加到冗余數(shù)據(jù)線174。因?yàn)閮蓷l柵極線121和122設(shè)置在下一行的像素電極191a、191b和191c之下，所以可以防止由于像素電極191a、191b和191c與當(dāng)前行中的柵極線121和122的交迭導(dǎo)致的寄生電容的增加，該寄生電容會造成閃爍。
圖11是布局圖，示出根據(jù)本發(fā)明又一示例性實(shí)施例的薄膜晶體管陣列板。
與圖9所示的示例性實(shí)施例相比，圖11所示的示例性實(shí)施例的特征在于薄膜晶體管形成為連接到冗余數(shù)據(jù)線174，而不是在數(shù)據(jù)線171的左側(cè)形成薄膜晶體管，且冗余數(shù)據(jù)線174經(jīng)薄膜晶體管連接到設(shè)置在冗余數(shù)據(jù)線174右側(cè)的像素電極191a。但是，因?yàn)槿哂鄶?shù)據(jù)線174在顯示區(qū)外連接到數(shù)據(jù)線171，圖11所示的示例性實(shí)施例采用與圖9所示的示例性實(shí)施例相同的驅(qū)動(dòng)方法。即，將被提供給第一像素列和第二像素列的圖像信號在導(dǎo)通信號被提供給柵極線122時(shí)施加到數(shù)據(jù)線171、172和174，將被提供給第三像素列的圖像信號在導(dǎo)通信號被提供給柵極線121時(shí)施加到數(shù)據(jù)線171和174。根據(jù)圖11所示的示例性實(shí)施例的薄膜晶體管陣列板可以執(zhí)行圖7A或7B所示的交迭驅(qū)動(dòng)。
圖12是根據(jù)本發(fā)明又一示例性實(shí)施例的液晶顯示器的布局圖，圖13是沿圖12的XIII-XIII線截取的剖視圖。
圖12和13所示的液晶顯示器是垂直配向型液晶顯示器的一個(gè)示例，其中液晶分子的主軸垂直于顯示板100和200的表面配向，電介質(zhì)突出物或切除部分用作當(dāng)施加電場時(shí)控制液晶分子的配向的配向控制裝置。
參見圖12和13，根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的液晶板組件包括薄膜晶體管陣列板100、公共電極板200、以及置于顯示板100和200之間的液晶層3。
首先將詳細(xì)描述薄膜晶體管陣列板100。多對柵極線121和122以及多條存儲電極線131形成在由例如透明玻璃形成的絕緣基板110上。
柵極線121和122傳遞柵極信號，并且基本沿水平方向延伸。在像素之上和之下分別形成一對柵極線121和122。每條柵極線121包括向下凸出的多個(gè)柵電極124a和124c，每條柵極線122包括向上凸出的多個(gè)柵電極124c。
存儲電極線131被提供以預(yù)定電壓，并基本平行于柵極線121和122延伸，從而彼此相鄰。每條存儲電極線131包括向上和向下凸出的存儲電極133a、133b和133c。存儲電極線131的形狀和布置可以改變。
柵極線121和122以及存儲電極線131可以由諸如鋁(Al)或鋁合金的鋁基金屬材料、諸如銀(Ag)或銀合金的銀基金屬材料、諸如銅(Cu)或銅合金的銅基金屬材料、諸如鉬(Mo)或鉬合金的鉬基金屬材料、鉻(Cr)、鉭(Ta)或鈦(Ti)形成。供選地，柵極線121和122以及存儲電極線131可包括具有不同物理特性的兩個(gè)導(dǎo)電層(未示出)的多層結(jié)構(gòu)。兩導(dǎo)電層之一可以由具有低電阻率的金屬材料形成，例如鋁基金屬材料、銀基金屬材料或銅基金屬材料，以減少信號延遲或電壓降。相反，另一層可由與形成所述一層的材料不同的材料形成，即，具有良好的化學(xué)、物理特性以及尤其與ITO(氧化銦錫)和IZO(氧化銦鋅)有良好電接觸特性的材料，例如鉬基金屬材料、鉻、鉭或鈦。例如，鉻層和鋁(合金)可以分別用作下層和上層，或者鋁(合金)層和鉬(合金)層可以分別用作下層和上層。但是，柵極線121和122以及存儲電極線131可以由上述金屬材料以外的導(dǎo)體或金屬材料形成。柵極線121和122以及存儲電極線131的側(cè)表面相對于基板110的表面傾斜，優(yōu)選傾斜30°-80°角。
例如由氮化硅(SiNx)或氧化硅(SiOx)形成的柵絕緣層140形成在柵極線121和122以及存儲電極線131上。
在柵絕緣層140上形成多個(gè)半導(dǎo)體條151，半導(dǎo)體條151例如由氫化非晶硅(非晶硅簡稱為a-Si)或多晶硅形成。半導(dǎo)體條151包括分別位于柵電極124a、124b和124c之上的凸出部分154a、154b和154c。
在每個(gè)半導(dǎo)體條151之上形成多個(gè)歐姆接觸條161和歐姆接觸島165。歐姆接觸條161具有在半導(dǎo)體條151的凸出部分154a、154b或154c之上與歐姆接觸島165相對的凸出部分163。歐姆接觸條161例如可以由諸如重?fù)诫s以n型雜質(zhì)的n+氫化非晶硅或硅化物的材料形成。
每個(gè)半導(dǎo)體條151以及歐姆接觸161和165的側(cè)表面相對于基板110的表面傾斜約30°-80°。
在歐姆接觸161和165以及柵絕緣層140上形成包含多條數(shù)據(jù)線171、172、174、171′、172′和174′以及多個(gè)漏電極175a、175b和175c的數(shù)據(jù)導(dǎo)體。
數(shù)據(jù)線171、172、174、171′、172′和174′傳遞數(shù)據(jù)信號且基本沿垂直方向延伸，從而交叉柵極線121和122以及存儲電極線131。數(shù)據(jù)線171、172和174包括分別朝向柵電極124a、124b和124c延伸且具有U形的源電極173a、173b和173c，開口部分面向右側(cè)。數(shù)據(jù)線171和174通過連接部分171a彼此連接，并且數(shù)據(jù)線171′和174′通過連接部分171a′彼此連接。連接部分171a和171a′的端部擴(kuò)展。
漏電極175a、175b和175c與數(shù)據(jù)線171、172、174、171′、172′和174′分隔開，從而分別以柵電極124a、124b和124c為中心與源電極173a、173b和173c相對。兩漏電極175a和175c分別從圍繞兩漏電極175a和175c的源電極173a和173c向柵極線121延伸，并以90°角向下方向彎曲。漏電極175b從圍繞漏電極175b的源電極173b向柵極線121延伸，并以90°角向上方向延伸。漏電極175a、175b和175c在與存儲電極133a、133b和133c交迭的位置分別具有擴(kuò)展部分177a、177b和177c。擴(kuò)展部分177a、177b和177c用于增大存儲電容器的電容。驅(qū)動(dòng)信號引線178和178′在顯示區(qū)外形成于柵絕緣層140上。
假設(shè)一個(gè)像素列組由三個(gè)像素列組成，用于驅(qū)動(dòng)奇數(shù)像素列組的數(shù)據(jù)線171、172和174的引線部分具有與用于驅(qū)動(dòng)偶數(shù)像素列組的數(shù)據(jù)線171′、172′和174′的引線部分不同的布置結(jié)構(gòu)。即，數(shù)據(jù)線172直線形成在與引線178和連接部分171a之間的空間分隔開的位置。但數(shù)據(jù)線172′以直角彎曲兩次，從而在引線178′和連接部分171a′之間通過。
數(shù)據(jù)線171、172、174、171′、172′和174′在奇數(shù)像素列組和偶數(shù)像素列組中以不同布置結(jié)構(gòu)形成的原因是，當(dāng)用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片來驅(qū)動(dòng)根據(jù)本發(fā)明該示例性實(shí)施例的液晶顯示器時(shí)，執(zhí)行一致的點(diǎn)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
數(shù)據(jù)線171、172、174、171′、172′和174′，漏電極175a、175b和175c，以及驅(qū)動(dòng)信號引線178和178′具有與歐姆接觸161和165基本相同的平面圖案，且還具有與半導(dǎo)體151基本相同的平面圖案，除了在源電極173a、173b和173c與漏電極175a、175b和175c之間以外。
柵電極124a、124b或124c，源電極173a、173b或173c，以及漏電極175a、175b或175c與半導(dǎo)體154a、154b或154c一起形成薄膜晶體管(TFT)。薄膜晶體管的溝道形成在源電極173a、173b或173c與漏電極175a、175b或175c之間在半導(dǎo)體154a、154b或154c中。
數(shù)據(jù)導(dǎo)體171、172、174、171′、172′、174′、175a、175b和175c可以由難熔金屬材料例如鉬、鉻、鉭、鈦、或其合金形成，或者它們可具有難熔金屬層(未示出)和具有低電阻的導(dǎo)電層(未示出)的多層結(jié)構(gòu)。多層結(jié)構(gòu)的例子包括以鉻或鉬(合金)層作為下層，以鋁(合金)層作為上層的兩層結(jié)構(gòu)，以及以鉬(合金)層作為下層，以鋁(合金)層作為中間層，以鉬(合金)層作為上層的三層結(jié)構(gòu)。但是，數(shù)據(jù)導(dǎo)體171、175a、175b可以由除上述金屬材料以外的各種導(dǎo)體或金屬材料形成。
優(yōu)選數(shù)據(jù)導(dǎo)體171、172、174、171′、172′、174′、175a、175b和175c的側(cè)表面相對于基板110的表面以30°-80°角傾斜。
歐姆接觸161和165僅設(shè)置在半導(dǎo)體151、154a、154b和154c與數(shù)據(jù)導(dǎo)體171、172、174、171′、172′、174′、175a、175b和175c之間，以降低其間的接觸電阻。半導(dǎo)體151、154a、154b和154c分別暴露于源電極173a、173b和173c與漏電極175a、175b和175c之間，并且還具有不被數(shù)據(jù)導(dǎo)體171、172、174、171′、172′、174′、175a、175b和175c覆蓋的暴露部分。
在數(shù)據(jù)導(dǎo)體171、172、174、171′、172′、174′、175a、175b和175c上以及半導(dǎo)體154a、154b和154c的暴露部分上形成鈍化層180。鈍化層180有小介電常數(shù)，并由較大厚度的有機(jī)絕緣體形成。以此方式，即使當(dāng)像素電極191a、191b和191c分別與數(shù)據(jù)線171、172和174交迭時(shí)，像素電極191a、191b和191c與數(shù)據(jù)線171、172和174之間的距離增大，并且電介質(zhì)材料的介電常數(shù)減小，這導(dǎo)致小的電容。優(yōu)選有機(jī)絕緣體具有小于4.0的介電常數(shù)，且其可以具有光敏性。鈍化層180可以由非有機(jī)絕緣體形成。此外，鈍化層180可以具有下無機(jī)層和上有機(jī)層的雙層結(jié)構(gòu)，以提高有機(jī)層的絕緣特性并防止暴露的半導(dǎo)體154a、154b和154c被損壞。
在鈍化層180中形成用于暴露數(shù)據(jù)線連接部分171a和171a′的多個(gè)接觸孔181，用于暴露漏電極175a、175b和175c的擴(kuò)展部分177a、177b和177c的多個(gè)接觸孔185，以及用于暴露引線部分178和178′的多個(gè)接觸孔182。在鈍化層180和柵絕緣層140中形成用于暴露柵極線121的端部的多個(gè)接觸孔(未示出)、在鈍化層180上形成多個(gè)像素電極191a、191b和191c以及多個(gè)連接元件84和86。像素電極和連接元件可以由透明導(dǎo)電材料例如ITO或IZO形成，或者由反射性金屬材料例如鋁、銀、鉻或它們的合金形成。
像素電極191a、191b和191c每個(gè)包括沿不同方向傾斜的兩個(gè)平行四邊形電極片。兩個(gè)電極片的斜邊彼此交叉，從而形成一對彎曲邊緣。
像素電極191a、191b和191c經(jīng)接觸孔185分別連接到漏電極175a、175b和175c。
像素電極191a、191b和191c，上板200的公共電極270，以及置于其間的液晶層3形成液晶電容器CLC。液晶電容器CLC在薄膜晶體管截止后保持所施加的電壓。
像素電極191a、191b和191c以及連接到像素電極191a、191b和191c的漏電極175a、175b和175c分別交迭存儲電極133a、133b和133c，從而形成存儲電容器CST。存儲電容器CST提高了液晶電容器CLC的電壓保持特性能。
連接元件84通過接觸孔181和182與連接部分171a和引線178接觸，從而連接連接部分171a和引線178。連接元件86經(jīng)接觸孔181和182與連接部分171a′和引部分178′連接，且跨過數(shù)據(jù)線172′連接連接部分171a′和引線178′。奇數(shù)像素列組的連接部分171a和引線178可以彼此直接連接。但是，奇數(shù)像素列組的連接部分171a和引線178經(jīng)連接元件84彼此連接，以便使布線負(fù)載與偶數(shù)像素列組匹配。
接下來描述上板200。在例如由透明玻璃或塑料形成的絕緣基板210上形成光阻擋元件220。光阻擋元件220可包括與像素電極191a、191b和191c的彎曲邊緣對應(yīng)的彎曲部分(未示出)以及與薄膜晶體管對應(yīng)的四邊形部分(未示出)。光阻擋元件220防止光在像素電極191a、191b和191c之間泄漏，并定義與像素電極191a、191b和191c相對的開口區(qū)。
在基板210和光阻擋元件220上形成多個(gè)濾色片230。濾色片230設(shè)置在被光阻擋元件220包圍的區(qū)域中，并且可以沿像素電極191a、191b和191c的列延伸。每個(gè)濾光片230可以顯示紅綠藍(lán)三基色之一。
公共電極270形成在濾色片230和光阻擋元件220上。公共電極270由透明導(dǎo)電材料例如ITO或IZO形成。
在公共電極270上形成凸起271a、271b和271c。凸起271a、271b和271c可以由有機(jī)材料或無機(jī)材料形成。凸起271a、271b和271c的數(shù)量取決于設(shè)計(jì)因素。光阻擋元件220與凸起271a、271b和271c交迭，這使得能夠防止光從凸起271a、271b和271c泄漏。凸起271a、271b和271c的每個(gè)在平面圖中布置在把像素電極191a、191b或191c沿水平方向分成兩部分的位置，并且包括在平面圖中與像素電極191a、191b或191c的上和下側(cè)交迭的彎曲部分、以及在中心沿垂直方向橫向延伸的中心部分。
分別在顯示板100和200的內(nèi)表面上形成配向?qū)?未示出)。配向?qū)?1和21可以是垂直配向?qū)印?br> 在顯示板100和200的外表面上設(shè)置偏振片(12、22)。兩偏振片的偏振軸彼此正交。優(yōu)選偏振軸相對于像素電極191a、191b和191c的曲邊以約45°角傾斜。在反射型液晶顯示器中，可以省去兩個(gè)偏振片中的一個(gè)。
液晶顯示器可以包括用于向偏振片12和22、延遲層、顯示板100和200以及液晶層3提供光的背光單元(未示出)。
液晶層3具有負(fù)介電各向異性。當(dāng)不施加電場時(shí)，液晶層3的液晶分子排列地使其主軸相對于兩顯示板的表面垂直。
凸起271a、271b和271c可以被形成于公共電極270中的切除部分(未示出)或者被凹陷部分(未示出)替代。凸起271a、271b和271c可以設(shè)置在場發(fā)生電極191和270之下。凸起271a、271b和271c改變公共電極270與像素電極191a、191b和191c之間產(chǎn)生的電場，從而控制液晶的排列。
在具有上述結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管陣列板中，因?yàn)閮蓷l數(shù)據(jù)線171和174彼此相連，所以用于向數(shù)據(jù)線供給信號的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)量小于常規(guī)薄膜晶體管陣列板中的情形，這使得能夠降低制造成本。相反，柵極線的數(shù)量翻倍，造成柵極驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)量翻倍。但是，因?yàn)闁艠O驅(qū)動(dòng)芯片不貴，所以對制造成本沒有顯著影響。另外，因?yàn)橛糜谙驏艠O線121供給驅(qū)動(dòng)信號的柵極驅(qū)動(dòng)電路執(zhí)行非常簡單的功能，所以利用薄膜晶體管形成工藝可以把柵極驅(qū)動(dòng)電路集成到基板110中，這使得能夠防止柵極驅(qū)動(dòng)芯片數(shù)量的增加。
在具有上述結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管陣列板中，當(dāng)屬于一個(gè)像素列組的三個(gè)像素列布置成對應(yīng)于紅綠藍(lán)像素列時(shí)，紅綠藍(lán)像素在整個(gè)顯示區(qū)具有相同的形狀。因此，能夠確保顯示的均勻性并因而提高顯示質(zhì)量。
圖14是布局圖，示出根據(jù)本發(fā)明又一示例性實(shí)施例的液晶顯示器。與圖13所示的示例性實(shí)施例相比，圖14所示的示例性實(shí)施例的特征在于數(shù)據(jù)線172和172′不與成對的數(shù)據(jù)線171、174、171′和174′交叉，無論是奇數(shù)像素陣列組還是偶數(shù)像素陣列組。
當(dāng)通過用于兩點(diǎn)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)具有上述結(jié)構(gòu)的液晶顯示器時(shí)，三點(diǎn)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)如圖3所示地進(jìn)行。
圖15是布局圖，示出根據(jù)本發(fā)明又一示例性實(shí)施例的液晶顯示器。根據(jù)圖15所示的示例性實(shí)施例的液晶顯示器的層結(jié)構(gòu)基本類似于根據(jù)圖12和13所示的示例性實(shí)施例的液晶顯示器，因而將省去對他們的完整描述。因此下面將僅描述液晶顯示器的層的布置結(jié)構(gòu)。
多對柵極線121和122沿水平方向延伸。多組存儲電極線131a、131b和131c平行于柵極線121和122形成。柵極線121具有多個(gè)柵電極124a和124b，柵極線122具有多個(gè)柵電極124c。存儲電極線131a、131b和131c分別具有存儲電極131a、133b和133c。
多條數(shù)據(jù)線171、172和174與柵極線121和122以及存儲電極線131a、131b和131c交叉，從而不與其電連接。數(shù)據(jù)線171具有多對源電極173bd和173bu，數(shù)據(jù)線172具有多對源電極173cd和173cu，數(shù)據(jù)線174具有多對源電極173ad和173au。兩條數(shù)據(jù)線171和174在顯示區(qū)之外彼此連接。
多對漏電極175ad和175au在源電極173ad和173au以及柵電極124a上彼此相對。漏電極175ad和175au分別向下和向上延伸，且在其端部具有與存儲電極133a和133c交迭的擴(kuò)展部分177ad和177au。多對漏電極175bd和175bu在源電極173bd和173bu以及柵電極124b上彼此相對。漏電極175bd和175bu分別向下和向上延伸，且在其端部具有分別與存儲電極133b和133c交迭的擴(kuò)展部分177bd和177bu。多對漏電極175cd和175cu在源電極173cd和173cu以及柵電極124c上彼此相對。漏電極175cd和175cu分別向下和向上延伸，并在其端部具有分別與存儲電極133b和133c交迭的擴(kuò)展部分177bd和177bu。
形成薄膜晶體管的接觸輔助件(未示出)和半導(dǎo)體(未示出)的結(jié)構(gòu)與上述示例性實(shí)施例中的相同，因此將省去其描述。
在屬于一個(gè)像素列組的三個(gè)像素列的第一像素列中形成多對子像素電極191cu和191cd。在第二像素列中形成多對子像素電極191au和191ad。在第三像素列中形成多對子像素電極191bu和191bd。
子像素電極191au、191ad、191bu、191bd、191cu和191cd每個(gè)包括沿不同方向傾斜的兩個(gè)平行四邊形電極片。兩電極片的斜邊彼此相交從而形成一對彎曲邊緣。子像素電極191au和191ad、191bu和191bd、或191cu和191cd相對于柵極線121具有反演對稱(inversion symmetry)。
子像素電極191au和191ad分別經(jīng)接觸孔185au和185ad連接到漏電極的擴(kuò)展部分177au和177ad。子像素電極191bu和191bd分別經(jīng)接觸孔185bu和185bd連接到漏電極的擴(kuò)展部分177bu和177bd。子像素電極191cu和191cd分別經(jīng)接觸孔185cu和185cd連接到漏電極的擴(kuò)展部分177cu和177cd。
上板的凸起271au、271ad、271bu、271bd、271cu和271cd布置在沿水平方向?qū)⒚總€(gè)子像素電極191au、191ad、191bu、191bd、191cu和191cd劃分開的位置。每個(gè)凸起包括在平面圖中與子像素電極191au、191ad、191bu、191bd、191cu和191cd的上下邊交迭的彎曲部分和在中心沿垂直方向橫向延伸的中心部分。
在液晶顯示器中，當(dāng)對柵極線121施加電壓時(shí)，第一像素列和第二像素列中的子像素電極191au、191ad、191cu和191cd被充以圖像信號電壓。然后，當(dāng)對柵極線121施加截止電壓并對柵極線122施加導(dǎo)通電壓時(shí)，第三像素列中的子像素電極191bu和191bd被充以圖像信號電壓。每對子像素電極191au和191ad、191bu和191bd、191cu和191cd形成一個(gè)像素電極。因此，為了用圖像信號電壓對一個(gè)像素行充電，柵極導(dǎo)通電壓必須施加到一對柵極線121和122。
在圖像信號電壓被沖到一像素行中的所有子像素電極191au、191ad、191bu、191bd、191cu和191cd的同時(shí)，存儲電極線131a、131b和131c保持在浮置狀態(tài)。隨后，當(dāng)對下一柵極線121施加?xùn)艠O導(dǎo)通電壓從而用圖像信號電壓對下一像素行中的子像素電極191au、191ad、191bu、191bd、191cu和191cd充電時(shí)，對前一像素行中處于浮置狀態(tài)的存儲電極線131a、131b和131c施加預(yù)定電壓。在此情況下，相同的電壓被施加到兩條存儲電極線131a和131b，但是不同的電壓被施加到存儲電極線131c。如果需要，不同的電壓可以被施加到存儲電極線131a和131b。
當(dāng)對處于浮置狀態(tài)的存儲電極線131a、131b和131c施加電壓時(shí)，處于浮置狀態(tài)的像素電極191au、191ad、191bu、191bd、191cu和191cd的電壓改變。此時(shí)，不同的電壓施加到存儲電極線131a和131b以及存儲電極線131c，這導(dǎo)致上子像素電極191au、191bu和191cu的電壓與下子像素電極191ad、191bd和191cd的電壓不同。然后，在一個(gè)像素中形成具有不同電壓的兩個(gè)區(qū)域，這導(dǎo)致側(cè)表面中咖瑪曲線的畸變減小。
在具有上述結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管陣列板中，因?yàn)閮蓷l數(shù)據(jù)線171和174彼此連接，用于向數(shù)據(jù)線供給信號的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)量小于常規(guī)薄膜晶體管陣列板的情形，這使得能夠降低制造成本。相反，柵極線的數(shù)量翻倍，這導(dǎo)致柵極驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)量翻倍。但是，因?yàn)闁艠O驅(qū)動(dòng)芯片不貴，所以對制造成本沒有顯著影響。另外，因?yàn)橛糜谙驏艠O線121供給驅(qū)動(dòng)信號的柵極驅(qū)動(dòng)電路執(zhí)行非常簡單的功能，所以可以利用薄膜晶體管形成工藝把柵極驅(qū)動(dòng)電路集成到基板110中，這使得能夠防止柵極驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)量增加。
在具有上述結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管陣列板中，當(dāng)屬于一個(gè)像素列組的三個(gè)像素列布置成對應(yīng)于紅綠藍(lán)像素列時(shí)，紅綠藍(lán)像素在整個(gè)顯示區(qū)中具有相同的形狀。因此，能夠確保顯示的均勻性并由此提高顯示質(zhì)量。
與常規(guī)薄膜晶體管陣列板相比，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，能夠減少向數(shù)據(jù)線供給信號的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)量，由此降低制造成本。在具有上述結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管陣列板中，當(dāng)屬于一個(gè)像素列組的三個(gè)像素列布置成對應(yīng)于紅綠藍(lán)像素列時(shí)，紅綠藍(lán)像素在整個(gè)顯示區(qū)具有相同的形狀。因此，能夠確保顯示的均勻性并因而提高顯示質(zhì)量。
應(yīng)理解，雖然結(jié)合示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但在不脫離本發(fā)明思想和范圍的前提下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明做各種修改和等效布置。
本申請要求享有2005年10月17日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請No.10-2005-0097704的優(yōu)先權(quán)，在此引用其全部內(nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1. 一種薄膜晶體管陣列板，包括多個(gè)像素，包括以行和列的矩陣布置的像素電極，具有連接到該像素電極的開關(guān)元件；沿行方向延伸的第一和第二柵極線，連接到該開關(guān)元件；以及沿列方向延伸的第一和第二數(shù)據(jù)線，用于服務(wù)于所述矩陣的三個(gè)像素列，所述開關(guān)元件將該第一和第二像素列中的像素電極連接到該第一數(shù)據(jù)線且將該第三像素列中的像素電極連接到該第二數(shù)據(jù)線。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列板，其中該第一和第三像素列中的所述像素電極經(jīng)各個(gè)開關(guān)元件連接到所述第一柵極線，該第二像素列中的所述像素電極經(jīng)各個(gè)開關(guān)元件連接到所述第二柵極線。
3.如權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管陣列板，還包括柵極驅(qū)動(dòng)電路，向所述第一和第二柵極線供給柵極導(dǎo)通電壓或柵極截止電壓，該柵極導(dǎo)通電壓施加到所述第一柵極線預(yù)定時(shí)間，同時(shí)一柵極導(dǎo)通電壓施加到該第二柵極線。
4.如權(quán)利要求3所述的薄膜晶體管陣列板，還包括向該第一和第二數(shù)據(jù)線提供圖像信號的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路，其中該數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路提供兩點(diǎn)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)信號。
5.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列板，還包括與所述第一至第三像素列對應(yīng)的冗余數(shù)據(jù)線。
6.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管陣列板，其中該冗余數(shù)據(jù)線連接到該第一數(shù)據(jù)線。
7.如權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管陣列板，其中預(yù)定電壓施加到該冗余數(shù)據(jù)線。
8.一種薄膜晶體管陣列板，包括多個(gè)像素，包括以矩陣布置的像素電極和連接到該像素電極的開關(guān)元件；第一和第二柵極線，連接到該開關(guān)元件，服務(wù)于一行像素電極；與三像素列對應(yīng)連接到所述開關(guān)元件的第一至第三數(shù)據(jù)線，該第一像素列中的像素電極經(jīng)某些開關(guān)元件連接到該第一數(shù)據(jù)線，該第二像素列中的像素電極經(jīng)另一些開關(guān)元件連接到該第二數(shù)據(jù)線，該第三像素列中的像素電極經(jīng)另一些開關(guān)元件連接到該第三數(shù)據(jù)線，所述第一和第二數(shù)據(jù)線彼此電連接。
9.如權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管陣列板，其中該第一和第三像素列中的所述像素電極經(jīng)某些開關(guān)元件連接到所述第一柵極線，且該第二像素列中的所述像素電極經(jīng)另一些開關(guān)元件連接到所述第二柵極線。
10.如權(quán)利要求9所述的薄膜晶體管陣列板，還包括柵極驅(qū)動(dòng)電路，向所述第一和第二柵極線提供柵極導(dǎo)通電壓或柵極截止電壓，其中，在施加所述柵極導(dǎo)通電壓到該第一柵極線的同時(shí)，該柵極驅(qū)動(dòng)電路施加所述柵極導(dǎo)通電壓到所述第二柵極線。
11.如權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管陣列板，還包括數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路，向所述第一和第二數(shù)據(jù)線提供圖像信號，其中該數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路提供兩點(diǎn)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)信號。
12.如權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管陣列板，還包括連接部分，其每個(gè)將所述第一數(shù)據(jù)線連接到所述第二數(shù)據(jù)線；引線部分，將該第一和第二數(shù)據(jù)線連接到該數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路；以及連接元件，將該引線部分連接到該連接部分，其中至少部分該第三數(shù)據(jù)線在該引線部分和將被連接到該數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路的該連接部分之間通過。
13.如權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管陣列板，其中，當(dāng)一個(gè)像素列組包括順序布置的所述第一至第三像素列時(shí)，偶數(shù)像素列組的所述第三數(shù)據(jù)線在該引線部分和將被連接到該數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路的該連接部分之間通過，且奇數(shù)像素列組的所述第三數(shù)據(jù)線不通過該引線部分和該連接部分之間。
14.如權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管陣列板，其中所述像素電極的每個(gè)包括沿不同方向傾斜的兩個(gè)平行四邊形電極片，且該兩個(gè)電極片的斜邊彼此相交從而形成一對曲邊。
15.一種薄膜晶體管陣列板，包括以矩陣布置的多對子像素電極，一對子像素用作一個(gè)像素電極；連接到該子像素電極的多個(gè)開關(guān)元件；第一和第二柵極線，連接到該開關(guān)元件，沿行方向延伸，且對應(yīng)于一行像素電極；對應(yīng)于一行像素電極的第一和第二存儲電極線；以及第一至第三數(shù)據(jù)線，連接到該開關(guān)元件，沿列方向延伸，且對應(yīng)于三個(gè)像素列，其中，當(dāng)所述三個(gè)像素列被稱為第一至第三像素列時(shí)，在該第一像素列中的所述子像素電極經(jīng)某些開關(guān)元件連接到該第一數(shù)據(jù)線，在該第二像素列中的所述子像素電極經(jīng)另一些開關(guān)元件連接到該第二數(shù)據(jù)線，在該第三像素列中的所述子像素電極經(jīng)再一些開關(guān)元件連接到該第三數(shù)據(jù)線，且該第一和第二數(shù)據(jù)線彼此電連接。
16.如權(quán)利要求15所述的薄膜晶體管陣列板，其中在該第一和第三像素列中的所述子像素電極經(jīng)某些開關(guān)元件連接到該第一柵極線，且在該第二像素列中的所述子像素電極經(jīng)另一些開關(guān)元件連接到該第二柵極線。
17.如權(quán)利要求16所述的薄膜晶體管陣列板，其中，當(dāng)用作一像素電極的一對子像素電極被稱為第一和第二子像素電極時(shí)，該第一子像素電極與所述第一存儲電極線交迭，且該第二子像素電極與該第二存儲電極線交迭。
18.如權(quán)利要求17所述的薄膜晶體管陣列板，其中不同的電壓施加到該第一存儲電極線和該第二存儲電極線。
19.如權(quán)利要求17所述的薄膜晶體管陣列板，還包括與所述第二子像素電極交迭的第三存儲電極線。
20.如權(quán)利要求19所述的薄膜晶體管陣列板，其中對該第一存儲電極線和該第二存儲電極線施加不同的電壓，且對該第二存儲電極線和該第三存儲電極線施加相同的電壓。
21.如權(quán)利要求20所述的薄膜晶體管陣列板，其中所述開關(guān)元件的每個(gè)包括柵電極，連接到該第一柵極線或該第二柵極線；源電極，連接到該第一至第三數(shù)據(jù)線中的任一個(gè)；以及漏電極，在所述柵電極之上與所述源電極相對且具有擴(kuò)展部分，其中該第一和第三像素列中該漏電極的所述擴(kuò)展部分與該第一存儲電極線交迭，且所述第二像素列中該漏電極的所述擴(kuò)展部分與該第二存儲電極線交迭。
22.如權(quán)利要求15所述的薄膜晶體管陣列板，其中所述子像素電極的每個(gè)包括沿不同方向傾斜的兩個(gè)平行四邊形電極片，且所述兩個(gè)電極片的斜邊彼此交叉從而形成一對曲邊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管陣列板，包括多個(gè)像素，包括以矩陣布置的像素電極以及連接到該像素電極的開關(guān)元件；連接到該開關(guān)元件的第一和第二柵極線，沿行方向延伸且對應(yīng)于一行像素電極；以及連接到該開關(guān)元件的第一和第二數(shù)據(jù)線，沿列方向延伸且對應(yīng)于三個(gè)像素列。在該薄膜晶體管陣列板中，當(dāng)所述三個(gè)像素列被稱為第一至第三像素列時(shí)，在該第一和第二像素列中的所述像素電極經(jīng)所述開關(guān)元件連接到該第一數(shù)據(jù)線，且該第三像素列中的所述像素電極經(jīng)該開關(guān)元件連接到該第二數(shù)據(jù)線。
文檔編號H01L29/786GK1952764SQ20061013595
公開日2007年4月25日 申請日期2006年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月17日
發(fā)明者金東奎 申請人:三星電子株式會社