專利名稱：共平面開關液晶顯示器件及其驅(qū)動方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種共平而開關(IPS)液晶顯示(LCD)器件及其驅(qū)動方法，具體涉及一種提高開口率、降低能耗的IPS液晶顯示器件及其驅(qū)動方法。
背景技術：
應用于電視機以及各種便攜式電子器件如手機、個人數(shù)字助理(PDA)及筆記本電腦的平板顯示器件(具有輕、薄、小的特點)需求不斷增加。已對各種顯示器件如液晶顯示器(LCD)、等離子顯示板(PDP)、場致發(fā)光顯示器(FED)、以及真空熒光顯示器(VFD)進行了積極地研究，以作為平板顯示器件應用。
其中，由于LCD能提供高分辨率圖像、低能耗，輕、薄、小的LCD作為平板顯示器件而得到關注。
LCD包括用于顯示圖像的液晶板，和用于向液晶板提供驅(qū)動信號的驅(qū)動單元。液晶板包括彼此相對安裝的第一基板和第二基板，以及注入在第一和第二基板之間的液晶層。
通常，第一基板(或者薄膜晶體管TFT基板)包括沿同一方向以預定距離彼此分開排列的多條柵線，與柵線分別垂直排列的多條數(shù)據(jù)線，在由柵線和數(shù)據(jù)線所限定的各像素區(qū)內(nèi)以矩陣形式排列的多個像素電極，以及多個TFT，其通過柵線的信號導通，從而將數(shù)據(jù)線的信號傳遞至對應的像素電極。
第二基板(或者濾色片)包括黑矩陣層，用于遮擋來自像素區(qū)以外部分的光；用于再現(xiàn)色彩的R/G/B濾色片，以及用于再現(xiàn)圖像的公共電極。在IPS LCD中，公共電極形成于第一基板上。
第一基板和第二基板彼此相對地裝配。然后將液晶注入裝配后的第一和第二基板之間。
同時，利用液晶的光學各向異性和極化特性驅(qū)動LCD。
液晶由于其細長的結構而在分子排列上具有方向性。液晶的分子排列方向可以通過向液晶施加電場而進行人為地控制。
因此，如果液晶分子的排列方向被任意地改變，液晶分子的排列就被改變，以及由于光學各向異性而偏振的光也可被人為地調(diào)節(jié)。這樣，圖像信息得以顯示。
根據(jù)液晶分子的排列，LCD具有多種顯示模式。其中，TN LCD由于其易于顯示白/黑色彩并具有快的響應速度和低驅(qū)動電壓而被廣泛應用。在TN LCD中，當施加電壓后，原來與基板平行排列的液晶分子變?yōu)榕c基板大致垂直排列。因此，當施加電壓時，由于折射各向異性，視角變窄。
為了解決這一問題，提出了具有寬視角特性的多種模式。其中，開發(fā)出了共平面開關(IPS)LCD。
當施加電壓時，IPS LCD在板上形成水平電場并在板上排列液晶分子，從而改善了視角特性。
圖1是現(xiàn)有技術IPS LCD的截面圖。
在圖1中，像素電極12和公共電極13形成于下基板11的同一平面上。
下基板11與上基板15以預定間隔粘接在一起。在下基板11和上基板15之間形成液晶層14。該液晶層14在下基板11上的像素電極12和公共電極13之間形成的水平電場的作用下工作。
圖2A和2B示出了當IPS LCD的電壓開啟/關斷時液晶的變化。
從圖2A中可以看出，在關斷狀態(tài)下，即，當沒有水平電場施加到像素電極12或公共電極13上時，液晶14不發(fā)生相變。例如，液晶與像素電極12和公共電極13的水平方向成45°扭曲。
從圖2B中可以看出，在開啟狀態(tài)下，即，當在像素電極12或公共電極13上施加水平電場時，液晶層14發(fā)生相變。與圖2A中的關斷狀態(tài)相比較，扭曲角度約為45°，液晶的扭曲方向與像素電極12和公共電極13的水平方向一致。
如上所述，IPS LCD在同一平面具有像素電極和公共電極二者。
IPS LCD具有視角寬的優(yōu)點。即，當從前方觀看LCD時，在上/下/左/右方向上視角為70°。
此外，與普通LCD相比，其制造過程相對簡單，受視角影響所產(chǎn)生的色彩變動較小。
但是，由于公共電極和像素電極形成于同一平面上，透射率和孔徑比降低。
圖3為現(xiàn)有技術的IPS LCD的平面圖。
在圖3中，多條柵線32沿同一方向以預定間隔排列。多條數(shù)據(jù)線35沿與柵線32垂直的方向以預定間隔排列，以在透明下基板31上限定像素區(qū)P。
公共線39在像素區(qū)P內(nèi)與柵線32平行設置。在由柵線32和數(shù)據(jù)線35的交叉限定的各像素區(qū)P中形成有薄膜晶體管T。
此處，薄膜晶體管T包括從柵線32延伸出的柵極32a、形成于下基板31前面的柵絕緣層(未示出)、形成于設置在柵極32a上部的柵絕緣層上的有源層34、從數(shù)據(jù)線35延伸出的源極35a、以及與源極35a以預定距離間隔設置的漏極35b。
在像素區(qū)P內(nèi)形成有多個與數(shù)據(jù)線35平行的像素電極38。像素電極38的一端連接到薄膜晶體管T的漏極35b。同時，在像素區(qū)P內(nèi)還形成有多個從公共線39延伸出的公共電極39a。
在靠近數(shù)據(jù)線35的公共電極39a之間形成屏蔽電極，以防止電場變形。
具體地說，當掃描信號通過柵線施加到薄膜晶體管T上時候，薄膜晶體管T被導通，使得圖像信號通過數(shù)據(jù)線35輸入到像素電極38中。接著，在公共電極39a和像素電極38之間大致平行于基板的方向上形成電場。液晶分子沿電場方向旋轉(zhuǎn)。
但是，當圖像信號輸入到像素電極38時，不僅在公共電極39a和像素電極38之間形成電場，同時在像素電極38和數(shù)據(jù)線35之間也形成電場。
這時，像素電極38和數(shù)據(jù)線35之間的電場將像素區(qū)內(nèi)的整個水平電場扭曲。因此，液晶分子相對于基板不能完全水平。從而在垂直方向上產(chǎn)生色度亮度干擾。
電場的變化會影響液晶分子的旋轉(zhuǎn)，使色調(diào)產(chǎn)生變化。為了防止這一問題，在數(shù)據(jù)線35和公共電極39a之間以及數(shù)據(jù)線35和像素電極38之間形成用以屏蔽電場的屏蔽屏蔽電極36。
為了形成屏蔽電極36，公共電極的寬度應為10μm或更大。
因此，由于屏蔽電極的形成，公共電極的寬度加寬，像素區(qū)的孔徑比降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種IPS液晶顯示器件及其驅(qū)動方法，其可以有效克服因現(xiàn)有技術的局限和缺點而導致的一個或多個問題。
本發(fā)明的一個優(yōu)點在于提供一種IPS液晶顯示器件以及其驅(qū)動方法，其可以通過將像素電極、公共電極以及柵線相互平行設置并以預定角度傾斜來提高開口率，并通過對像素行采用列反轉(zhuǎn)法來降低能耗。
本發(fā)明的附加優(yōu)點和特征將在后面的描述中得以闡明，通過以下描述，將使它們在某種程度上顯而易見，或者可通過實踐本發(fā)明來認識它們。本發(fā)明的這些目的和優(yōu)點可通過書面描述及其權利要求以及附圖中具體指出的結構來實現(xiàn)和得到。
為了實現(xiàn)這些目的和其他優(yōu)點，并根據(jù)本發(fā)明的目的，作為概括性和廣義上的描述，一種共平面開關液晶顯示器件包括彼此交叉限定多個像素區(qū)的多條柵線和多條數(shù)據(jù)線；形成于數(shù)據(jù)線和柵線交叉處的薄膜晶體管；一對彼此相對并平行于像素區(qū)中數(shù)據(jù)線的公共線；一與公共線形成一體的公共電極，該公共電極以一預定角度傾斜；一對與公共線重疊的像素電極線；以及一與像素電極線形成一體的像素電極，該像素電極與公共電極平行，像素電極與公共電極以交替的形式設置，其中柵線與公共電極和像素電極基本上平行形成。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種用以驅(qū)動共平面開關液晶顯示器件的方法，該方法包括順序向數(shù)據(jù)線提供一數(shù)據(jù)信號；以及順序地向柵線提供一掃描信號，其中不同極性的電壓交替施加到液晶面板的像素區(qū)。
所述數(shù)據(jù)信號采用一列反轉(zhuǎn)方法順序施加給數(shù)據(jù)線。
所述不同極性的電壓采用一點反轉(zhuǎn)方法交替施加到所述像素區(qū)。
所述不同極性的電壓在垂直方向上交替施加到所述像素區(qū)。
所述不同極性的電壓在水平方向上交替施加到所述像素區(qū)。
應該理解，以上對本發(fā)明的概述和下文的詳細說明都是示例性和解釋性的，都是為了進一步解釋所要保護的本發(fā)明。


本申請所包含的附圖用于進一步理解本發(fā)明，其與說明書結合并構成說明書的一部分，所述附圖表示本發(fā)明的實施例并與說明書一起解釋本發(fā)明的原理，在附圖中圖1所示為普通IPS LCD的示意性截面圖；圖2A和圖2B所示為當IPS LCD在電壓開或關時液晶的變化；圖3所示為現(xiàn)有技術IPS LCD的平面圖；圖4所示為基于本發(fā)明的IPS LCD的示意性平而圖；圖5所示為圖4中所示的像素區(qū)中圈出區(qū)域的平面放大圖；以及圖6所示為當一信號施加到像素行時本發(fā)明的IPS LCD的像素行被驅(qū)動的情形。
具體實施例方式
下面將詳細說明在附圖中給出實施例的本發(fā)明的實施方式。其中相同的參考數(shù)字將在圖示中指代相同或相似的部分。
圖4是基于本發(fā)明的IPS LCD的示意性平面圖；圖5是圖4中所示的像素區(qū)中圈出區(qū)域的放大圖。
在圖4和圖5中，為了在本發(fā)明的IPS LCD 40中限定像素區(qū)，多條垂直數(shù)據(jù)線44彼此相距預定距離設置，多條柵線42相對于數(shù)據(jù)線44以一預定角度傾斜設置。
TFT“T”形成于由數(shù)據(jù)線44和柵線42的交點限定的各個像素區(qū)P1到P4中。根據(jù)像素列，TFT可設置于像素區(qū)的左側或右側。
即，連接到數(shù)據(jù)線44的源極45a相對于數(shù)據(jù)線44交替設置于像素區(qū)的左側和右側。
另外，公共線51和像素電極線52在像素區(qū)中與數(shù)據(jù)線44臨近的位置與數(shù)據(jù)線44基本上平行設置。公共線51和像素電極線52的寬度為8μm或以下。
而且，公共線51和像素電極線52彼此重疊，從而在每個像素區(qū)形成存儲電容。
第一和第二電極從公共線51和像素電極線52延伸出來，并與柵線42基本上平行設置。第一電極和第二電極分別與公共電極46和像素電極48相對應。
公共電極46和像素電極48可以相對于像素區(qū)的水平中心線向上或向下傾斜，從而可以取得寬的視角。
另外，柵線42與公共電極46和像素電極48基本上平行設置，從而提高了開口率。
在圖5中，TFT包括一從柵線42延伸出的柵極(未示出)，一形成于柵極上的半導體層(未示出)，一形成于半導體層上的從數(shù)據(jù)線44延伸來的源極45a，以及一漏極45b。向柵極施加一掃描信號，半導體層被該掃描信號激活，從而形成一溝道層。一圖像信號被施加到源極45a。
公共電極46和像素電極48相對于基本上垂直于數(shù)據(jù)線44的水平方向傾斜一預定角度，并且柵線42基本上平行于公共電極46和像素電極48設置。其中，傾斜角度向下約為45°。
當公共電極46，像素電極48和柵線42如上述傾斜時，液晶可以被水平排列(0°)。
由于數(shù)據(jù)線44和相鄰的公共電極46之間產(chǎn)生的電場方向與液晶的排列方向相同，因此由于數(shù)據(jù)線44產(chǎn)生的電場不會發(fā)生失真。
因此，由于不再需要單獨的屏蔽電極和黑矩陣來屏蔽不必要的電場，像素區(qū)的開口率可以提高。
同時，當柵線42不垂直于數(shù)據(jù)線44，而是相對于水平方向傾斜一預定角度時，由于柵線42和相鄰的像素電極之間的間隙可以保持一固定值(例如大約10μm)，因此開口率可以提高。
當像素電極48和公共電極46被傾斜設置，而柵線42水平設置時，柵線42和像素電極48之間的間隙則不能保持不變。
因此，每個像素區(qū)內(nèi)存在著一個上述間隙超過約10μm的區(qū)域。由于該不需要的區(qū)域不能作為有效透射光的區(qū)域，因此開口率降低。
然而，在本發(fā)明中，柵線42設置為與像素電極48和公共電極46基本上平行。即，柵線42和像素電極48之間的間隙保持固定。因此，由于每個像素區(qū)內(nèi)不存在上述間隙超過約10μm的區(qū)域，因此開口率可以提高。
這里，上述間隙并不局限于約10μm，其可以根據(jù)液晶面板的大小和圖像分辨率變化。
而且，由于柵線42相對于前級柵線42對稱地傾斜，像素區(qū)的開口區(qū)域可以進一步加寬。
同時，公共電極46連接到設置于靠近相鄰像素的公共線51上，而像素電極48連接到與公共線51重疊的像素電極線52上。
公共線51和像素電極線52彼此重疊，形成用作存儲電極的存儲電容50，。
存儲電容50用于提高施加到液晶上的電壓的保持特性和層次再現(xiàn)的穩(wěn)定性，以及降低閃爍和殘留影像。
圖6示出當一信號施加到像素行時本發(fā)明的IPS LCD的像素行被驅(qū)動的情形。
在圖6中，在柵線和數(shù)據(jù)線相交部分形成的TFT可以按照像素列設置于像素區(qū)的左側或右側。
具體地，由于TFT可以根據(jù)像素列設置在相應的像素區(qū)的左側或右側，每個TFT根據(jù)施加于此的極性接收信號。
當數(shù)據(jù)信號根據(jù)列反轉(zhuǎn)方法順序施加給第一和第二數(shù)據(jù)線時，一數(shù)據(jù)信號被施加給每一個連接到第一數(shù)據(jù)線的源極的像素區(qū)(參見圖4中的像素結構)。
由于兩數(shù)據(jù)線可以分別施加數(shù)據(jù)信號給以Z字形沿著一列形成的像素區(qū)，相應于數(shù)據(jù)線垂直方向的像素區(qū)交替開/關。
一個關閉的像素區(qū)被從相鄰數(shù)據(jù)線提供的數(shù)據(jù)信號開啟。
因此，如圖6所示，通過列反轉(zhuǎn)方法驅(qū)動的像素區(qū)以象點反轉(zhuǎn)方法那樣被驅(qū)動。
當數(shù)據(jù)信號順序提供給兩數(shù)據(jù)線，開/關信號順序提供給柵線時，一高于公共電極電壓的電壓提供給連接到第一數(shù)據(jù)線的像素區(qū)P1，以及一低于公共電極電壓的電壓提供給臨近的像素區(qū)P2，這是由于數(shù)據(jù)信號沒有提供至此。
相同地，當一開/關驅(qū)動信號提供給下一柵線，由于數(shù)據(jù)信號沒有提供至此，一低于公共電極電壓的電壓提供給像素區(qū)P2，由于被提供了數(shù)據(jù)信號，一高于公共電極電壓的電壓被提供給像素區(qū)P4。
如上所述，在本發(fā)明的IPS LCD中，像素電極、公共電極以及柵線彼此基本上平行設置，從而可以提高開口率。
此外，可以通過采用根據(jù)像素列將TFT置于像素區(qū)的左側或右側的列反轉(zhuǎn)方法實施點反轉(zhuǎn)方法，從而可以降低能耗。
由于本領域技術人員很容易在不背離本發(fā)明精神或范圍的基礎上對本發(fā)明做出改進和變型。因此，本發(fā)明意欲覆蓋落入本發(fā)明權利要求及其等效范圍內(nèi)的各種改進和變型。
權利要求
1.一共平面開關液晶顯示器件，包括彼此交叉限定多個像素區(qū)的多條柵線和多條數(shù)據(jù)線；形成于所述數(shù)據(jù)線和柵線交叉處的薄膜晶體管；一對彼此相對并基本上平行于像素區(qū)中數(shù)據(jù)線的公共線；一與所述公共線形成一體的公共電極，所述公共電極以一預定角度傾斜；一對與所述公共線重疊的像素電極線；以及一與所述像素電極線形成一體的像素電極，所述像素電極與公共電極基本上平行，所述像素電極與公共電極以交替的形式設置，其中，所述柵線與公共電極和像素電極基本上平行地形成。
2.按照權利要求1所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述柵線與公共電極和像素電極基本上平行地傾斜，其中，在所述數(shù)據(jù)線和柵線的交叉處孔徑比升高。
3.按照權利要求1所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述公共電極相對于所述像素區(qū)的水平中心線以一預定角度向上或向下傾斜。
4.按照權利要求1所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述像素電極相對于所述像素區(qū)的水平中心線以一預定角度向上或向下傾斜。
5.按照權利要求1所述的液晶顯示器件，其特征在于，一存儲電容形成于所述公共線和像素電極線相互重疊的區(qū)域。
6.按照權利要求1所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述柵線、公共電極以及像素電極以相同角度傾斜設置，并在像素區(qū)內(nèi)彼此基本上平行。
7.按照權利要求1所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述柵線、公共電極以及像素電極以相對于水平方向小于約45°的角度傾斜設置。
8.按照權利要求1所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述公共線的寬度為8μm或者更小。
9.按照權利要求1所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述柵線和一前線柵線從彼此延伸形成，從而加寬了每個像素區(qū)的開口區(qū)域。
10.按照權利要求1所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述薄膜晶體管根據(jù)像素列設置于所述像素區(qū)的左側或右側。
11.按照權利要求1所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述像素電極在所述像素區(qū)內(nèi)以一預定間隙彼此間隔。
12.按照權利要求11所述的液晶顯示器件，其特征在于，所述像素電極在所述像素區(qū)內(nèi)以一大約10μm的預定間隙彼此間隔。
13.一用于驅(qū)動共平面開關液晶顯示器件的方法，包括順序向數(shù)據(jù)線施加數(shù)據(jù)信號；以及順序向柵線施加掃描信號，其中不同極性的電壓交替施加到液晶面板的像素區(qū)。
14.按照權利要求13所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)信號采用一列反轉(zhuǎn)方法順序施加給數(shù)據(jù)線。
15.按照權利要求13所述的方法，其特征在于，所述不同極性的電壓采用一點反轉(zhuǎn)方法交替施加到所述像素區(qū)。
16.按照權利要求13所述的方法，其特征在于，所述不同極性的電壓在垂直方向上交替施加到所述像素區(qū)。
17.按照權利要求13所述的方法，其特征在于，所述不同極性的電壓在水平方向上交替施加到所述像素區(qū)。
全文摘要
共平面開關液晶顯示器件包括彼此交叉限定多個像素區(qū)的多條柵線和多條數(shù)據(jù)線；形成于數(shù)據(jù)線和柵線交叉處的薄膜晶體管；一對彼此相對并基本上平行于像素區(qū)中數(shù)據(jù)線的公共線；一與公共線形成一體的公共電極，該公共電極以一預定角度傾斜；一對與公共線重疊的像素電極線；以及一與像素電極線形成一體的像素電極，該像素電極與公共電極基本上平行，像素電極與公共電極以交替的形式設置，柵線與公共電極和像素電極基本上平行形成。
文檔編號G02F1/136GK1704828SQ20051007239
公開日2005年12月7日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權日2004年5月31日
發(fā)明者金度成, 姜炳求 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社