液晶顯示裝置的制作方法

文檔序號：2809196閱讀：165來源：國知局

專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置。
背景技術：
有源矩陣型液晶顯示裝置能夠顯示高清晰度高品質的圖像，從而通常被用作液晶電視機、便攜式裝置等的顯示裝置，其中，有源矩陣型液晶顯示裝置包括設置在每個象素作為有源元件的晶體管。在這些有源矩陣型液晶顯示裝置中，由于以下原因，利用多晶薄膜晶體管(下文中被稱作"多晶硅TFT")作為晶體管的液晶顯示裝置尤其用于像素尺寸小的液晶顯示裝置。這些原因即采用這種類型，晶體管具有高電流驅動能力，從而提供給每個像素的晶體管的尺寸可以減小；用于產生供給每個像素的信號的電路可以構造在形成有每個象素的同一基底上。
圖22是示出了利用多晶硅TFT的液晶顯示裝置的一個像素的等效電路的電路框圖。下文中參照這個附圖來提供說明。
在這個附圖中，晶體管Trl被提供給每個像素。連接到晶體管Tr 的源電極的像素電容器Cpix由像素電極、反電極(counter electrode) 和夾在這兩個電極之間的液晶層形成。此外，保持電容器Cst連接到晶體管Trl的源電極。晶體管Tr的柵電極連接到柵極線Gn，并且晶體管Trl的漏電極連接到數(shù)據(jù)線Dm。
在用于顯示液晶顯示裝置的一屏的圖像的時間段中，晶體管Trl 操作以在該時間段的大部分時間內保持寫入到像素電容器Cpix和保持電容器Cst的視頻信號。如果在保持時間段期間像素電容器Cpix和保持電容器Cst的電壓不產生波動，則能夠得到閃爍小且串擾少的精細的畫面品質。
近來，市場上對在顯示裝置中實現(xiàn)諸如高清晰度和高亮度的性能需求很強。因此，液晶顯示裝置的像素間距已經變小，作為光源的背光的亮度增大。液晶顯示裝置的亮度幾乎取決于背光的亮度和液晶顯示裝置的像素的透光率，像素的透光率根據(jù)數(shù)值孔徑發(fā)生大的改變。當像素間距由于實現(xiàn)高清晰度而變小時，數(shù)值孔徑也自然地變小。此外，像素電容器和保持電容器的值也變小。而且，晶體管的漏電流根據(jù)照射到晶體管的光的量而增加。因此，在高清晰度和高亮度的液晶顯示裝置中，在保持時間段期間，像素電容器和保持電容器的電壓變得波動，從而產生閃爍和串擾。
具體來說，在利用頂部柵極型多晶硅TFT的液晶顯示裝置的情況下，來自背光的光直接照射到晶體管的溝道部分。因此，其光漏電流變得大于通常利用底部柵極型的非晶硅薄膜晶體管(下文中稱作"a-Si TFT")的液晶顯示裝置的光漏電流。這導致了更多嚴重的問題。
另外，串擾不僅很大程度地受晶體管的漏電流的程度的影響，還受漏電流對于"源極和漏極之間的電壓Vds的相關性的"影響。此外，假設數(shù)據(jù)線Dm的電勢是Vdata并且像素電容器Cpix的電壓是Vpix，則Vds是Vdata和Vpix的函數(shù)。因此，根據(jù)寫入到與公用數(shù)據(jù)線連接的每個像素的信號的亮度，每個像素的晶體管的源極和漏極之間的電壓波動很大。因此，晶體管的漏電流將大大地變化。結果，當顯示特定圖案時，不顯示圖案的像素將受到影響，從而產生串擾。
第2000-010072號日本未實質審査的專利公開(專利文件l:圖1 等)公開了用于處理這些問題的傳統(tǒng)技術的示例。圖23A是示出了在專利文件1中公開的液晶顯示裝置的一個像素的等效電路的電路圖。在下文中，將參照這個附圖來提供說明。
在此技術中，用于將視頻信號寫入像素的晶體管是串聯(lián)連接的兩個晶體管Trl和Tr2。在完成將視頻信號寫入像素之后，兩個晶體管 Trl和Tr2被設置成同時不導電，作為兩個晶體管Trl和Tr2之間的連接點的中間節(jié)點通過第三晶體管Tr3p連接到公共布線ST，公共布線 ST具有等于反電極的電壓的電壓。釆用這些操作，由于這兩個串聯(lián)連接的晶體管Trl和Tr2，與像素連接的晶體管Tr2的源極和漏極之間的電壓Vds變成與數(shù)據(jù)線Dm的電勢無關?？紤]的是因此能夠減少串擾。
第2006-189473號日本的未實質審査的專利公開(專利文件2:圖 2等)公開了上述傳統(tǒng)技術的另一示例。圖23B是示出了在專利文件2 中公開的液晶顯示裝置的一個像素的等效電路的電路圖。在下文中，將通過參照這個附圖來提供說明。
如在專利文件1中公開的技術的情況，用于將視頻信號寫入像素的晶體管是串聯(lián)連接的兩個晶體管Trl和Tr2。方法是在將兩個晶體管Trl和Tr2設置成不導電之后，將作為兩個晶體管Trl和Tr2之間的連接點的中間節(jié)點通過第三晶體管Tr3連接到公共布線ST。其中，公共布線ST具有的電壓接近于反電極的電勢。據(jù)此，由于串聯(lián)連接的兩個晶體管Trl和Tr2，與像素連接的晶體管Tr2的源極和漏極之間的電壓Vds變成與數(shù)據(jù)線Dm的電勢無關?？紤]的是因此能夠減少串擾。
通過簡化專利文件1和2中公開的液晶顯示裝置的一部分來描述專利文件1和2中公開的液晶顯示裝置，以明確與本發(fā)明的差別。
然而，這些傳統(tǒng)技術存在下面的問題。
第一個問題是制造成本提高。采用專利文件1中描述的技術，串
聯(lián)連接用于將視頻信號寫入像素的兩個晶體管Trl、 Tr2的導電類型必須與用于向中間節(jié)點提供電勢的第三晶體管Tr3p的導電類型不同，其中，中間節(jié)點是兩個晶體管Trl和Tr2的連接點。在專利文件1中，示出的是晶體管Trl、 Tr2是n溝道晶體管，而晶體管Tr3p是p溝道晶體管的情況。通過如在這種情況下利用不同導電類型的晶體管，可以使連接到晶體管Trl、 Tr2的柵電極的控制線(柵極線Gn)和連接到晶體管Tr3p的柵電極的控制線(柵極線Gn)是同一條線，由此可以同時將
晶體管中的一個控制為導通而將另一個控制為不導通。據(jù)此，不必要對兩個晶體管單獨地利用不同的控制線。優(yōu)點在于提高了像素的數(shù)值
孔徑。然而，這樣就需要構造n溝道晶體管和p溝道晶體管的工藝，
從而增加了制造成本。
第二個問題是數(shù)值孔徑被劣化。采用專利文件2中描述的技術，像素中使用的所有的晶體管的導電類型可以是相同的。因此，沒有增加制造成本。然而，必須通過不同的控制線來控制串聯(lián)連接的兩個晶體管Trl和Tr2的柵電極和第三晶體管Tr3的柵電極。即，必需對每個像素行提供附加的控制線Con來控制第三晶體管Tr3，這樣就導致了數(shù) 值孔徑劣化。

發(fā)明內容
因此，根據(jù)上述問題，本發(fā)明的示例性目的在于提供一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置通過抑制閃爍和串擾能夠提高畫面品質而不劣化像素的數(shù)值孔徑并且不增加制造成本。
根據(jù)本發(fā)明示例性方面的液晶顯示裝置是包括由像素構造的像素矩陣的像素顯示裝置，每個像素具有像素電極并且設置在多條柵極線和多條數(shù)據(jù)線的交叉點附近，其中，每個像素包括第一開關器件，
其具有串聯(lián)連接的多個晶體管A，當多個晶體管A在被第一柵極線選擇從而被同時設置為導通時，將從多條數(shù)據(jù)線中的一條提供的電壓施加給像素電極，其中，第一柵極線是多條柵極線中的一條；和第二開
關器件，其具有晶體管B和電容器，用于當晶體管B在被第二柵極線選擇而被設置成導通時，將指定的電勢供給多個晶體管A之間的連接
點中的至少一個，并將指定的電勢存儲在電容器中，和在沒有被第一
柵極線和第二柵極線選擇時，將多個晶體管A的連接點的電勢中的至少一個保持為存儲在電容器中的電勢，其中，第二柵極線是多條柵極線中的一條，但與第一柵極線不同。
根據(jù)本發(fā)明的另一示例性方面的液晶顯示裝置是包括由像素構造的像素矩陣的液晶顯示裝置，每個像素具有像素電極并且設置在多條柵極線和多條數(shù)據(jù)線的交叉點附近，其中，每個像素包括第一開關器件，其具有串聯(lián)連接的多個晶體管A，當多個晶體管A在被第一柵
極線選擇而被同時設置為導通時，將從多條數(shù)據(jù)線中的一條供給的電
壓施加到像素電極，其中第一柵極線是多條柵極線中的一條；并且像素矩陣上的成對的兩個相鄰像素包括至少一個晶體管B和多個電容器，該晶體管B的源電極和漏電極連接在一個像素的多個晶體管A的連接點中的至少一個與多個像素的多個晶體管A的連接點中的至少一個連接點或另一連接點之間，并且該晶體管B的柵電極連接到第二柵極線，其中第二柵極線是多條柵極線中的一條但與第一柵極線不同，該多個電容器的一端連接到與晶體管B連接的每個像素的多個晶體管A的連接點中的每個，并且另一端連接到公共電極。

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置和像素矩陣的第一示例性實施例的電路框圖，該圖示出了一個像素的等效電路；
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置和像素矩陣的第一示例性實施例的電路框圖，該圖示出了整個等效電路；
圖3是示出了圖1和圖2所示的液晶顯示裝置和像素矩陣的操作
的時序圖4A是示出了根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置和像素矩陣的第二示例性實施例的電路框圖，該圖示出了一個像素的等效電路；
圖4B是示出了根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置和像素矩陣的第三示例性實施例的電路框圖，該圖示出了一個像素的等效電路；
圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置和像素矩陣的第四示例性實施例的電路框圖，該圖示出了用于兩個像素的等效電路；
圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置和像素矩陣的第四示例性實施例的電路框圖，該圖示出了整個等效電路；
圖7是示出了圖5和圖6所示的液晶顯示裝置和像素矩陣的操作的時序圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置和像素矩陣的第五示例性實施例的電路框圖，該圖示出了整個等效電路；
圖9A是示出了根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置和像素矩陣的第六示例性實施例的電路框圖，該圖示出了用于兩個像素的等效電路；
圖9B是示出了根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置和像素矩陣的第七示例性實施例的電路框圖，該圖示出了用于兩個像素的等效電路；
圖10是示出了根據(jù)第一示例性實施例的液晶顯示裝置和像素矩陣的制造方法的示例(a)的平面圖11是示出了根據(jù)第一示例性實施例的液晶顯示裝置和像素矩陣的制造方法的示例(b)的平面圖12是示出了根據(jù)第一示例性實施例的液晶顯示裝置和像素矩陣的制造方法的示例(c)的平面圖13是示出了根據(jù)第一示例性實施例的液晶顯示裝置和像素矩陣的制造方法的示例(d)的平面圖14是示出了根據(jù)第一示例性實施例的液晶顯示裝置和像素矩陣的制造方法的示例(e)的平面圖15是示出了根據(jù)第一示例性實施例的液晶顯示裝置和像素矩陣的制造方法的示例(f)的平面圖16是示出了根據(jù)第四示例性實施例的液晶顯示裝置和像素矩
陣的制造方法的示例(a)的平面圖17是示出了根據(jù)第四示例性實施例的液晶顯示裝置和像素矩陣的制造方法的示例(b)的平面圖18是示出了根據(jù)第四示例性實施例的液晶顯示裝置和像素矩陣的制造方法的示例(C)的平面圖19是示出了根據(jù)第四示例性實施例的液晶顯示裝置和像素矩陣的制造方法的示例(d)的平面圖20是示出了根據(jù)第四示例性實施例的液晶顯示裝置和像素矩陣的制造方法的示例(e)的平面圖21是示出了根據(jù)第四示例性實施例的液晶顯示裝置和像素矩陣的制造方法的示例(f)的平面圖22是示出了利用多晶硅TFT的液晶顯示裝置的一個像素的等效電路的電路框圖23A是示出了在專利文件1中公開的液晶顯示裝置的一個像素
的等效電路的電路框圖23B是示出了在專利文件2中公開的液晶顯示裝置的一個像素
的等效電路的電路框圖。
具體實施例方式
下文中，將通過參照附圖來描述本發(fā)明的示例性實施例。
第一示例性實施例
圖1和圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的具有像素矩陣的液晶顯示裝置的第一示例性實施例的電路框圖。圖1示出了一個像素的等效電路，圖2示出了整個等效電路。下文中將參照這些附圖來提供說明。
圖1中的像素20表示從圖2的像素矩陣11中取出的任意一個像素。因此，在圖1中，柵極線和數(shù)據(jù)線的參考標號一般標作"n"和"m"。像素矩陣11用像素20構造，像素20每個具有像素電極23布置在柵極線G1 G4和數(shù)據(jù)線D1 D4之間的交叉點附近。每個像素20包括作為第一開關器件的開關器件21和作為第二開關器件的開關器件22。開
關器件21具有作為串聯(lián)連接的多個晶體管A的晶體管Trl、 Tr2。當被柵極線G1 G4中的一條柵極線Gn選擇時，晶體管Trl和Tr2被設置成同時導通(ON),從而將從數(shù)據(jù)線D1 D4中的一條數(shù)據(jù)線Dm供給的電壓施加到像素電極23。幵關器件22具有作為晶體管B的晶體管 Tr3和作為電容器的控制電容器Ca。當被柵極線G1 G4中的與柵極線 Gn不同的一條柵極線Gn+l選擇時，晶體管Tr3被設置為導通(ON)，以將指定的電勢供給晶體管Trl和Tr2之間的連接點24，并且所述指定的電勢被存儲在控制電容器Ca中。當沒有被柵極線Gn和柵極線 Gn+1選擇時，連接點24的電勢被保持成存儲在控制電容器Ca中的電勢。
此外，每個像素20具有施加有指定的電勢作為公共電極的公共布線ST。當晶體管Tr3被柵極線Gn+1選擇時，晶體管Tr3被設置成導通(ON)，從而將公共布線ST連接到控制電容器Ca，以向控制電容器Ca供給指定的電勢。
另外，在開關器件21中，晶體管Trl和Tr2的柵電極共同連接到柵極線Gn，晶體管Trl的源電極連接到晶體管Tr2的漏電極，晶體管 Trl的漏電極連接到數(shù)據(jù)線Dm，晶體管Tr2的源電極連接到像素電極 23。在開關器件22中，控制電容器Ca連接在晶體管Trl、 Tr2的連接點和公共布線ST之間，晶體管Tr3的柵電極連接到柵極線Gn+1，晶體管Tr3的源電極連接到連接點24，晶體管Tr3的漏電極連接到公共布線ST。
根據(jù)這個示例性實施例的液晶顯示裝置IO包括其上設置有像素
矩陣ll的晶體管基底；布置成面對晶體管基底的相對基底；設置在晶
體管基底和相對基底之間的液晶層13。晶體管基底也被稱作TFT基底，并且例如，通過在玻璃基底上形成像素矩陣11、柵極驅動器電路14、數(shù)據(jù)驅動器電路15等來構造TFT基底。例如，通過在玻璃基底上形成
反電極12等來構造相對基底。
液晶顯示裝置10的除了反電極12、液晶層13、柵極驅動器電路 14和數(shù)據(jù)驅動器電路15之外的結構在下文中被稱作像素矩陣11。另外，用于一個像素的液晶層13構造一個像素電容器Cpix，并且保持電容器Cst連接在晶體管Tr2的源電極和公共布線ST之間。根據(jù)環(huán)境保持電容器Cst可以被省去。
接下來，將描述該示例性實施例的操作和效果。采用該示例性實施例的像素矩陣11和液晶顯示裝置10，當被柵極線Gn選擇時，晶體管Trl和Tr2被設置成同時導通(ON)，以將從數(shù)據(jù)線Dm供給的電壓施加到像素電極23。當柵極線Gn+1選擇時，晶體管Tr3被設置成導通(ON)，以將指定的電勢供給到晶體管Trl、 Tr2之間的連接點 24，并且指定的電勢存儲在控制電容器Ca。當沒有被柵極線Gn和Gn+1 選擇時，晶體管Trl Tr3被設置成截止(OFF)，并且連接點24的電勢被保持為存儲在控制電容器Ca中的電勢。據(jù)此，當沒有被柵極線 Gn選擇時，連接點24的電壓可以被穩(wěn)定。因此，能夠減小晶體管Tr2 的漏電流。這樣使得能夠穩(wěn)定像素電極23的電壓，從而能夠抑制閃爍和串擾。在這里應當注意的是晶體管Trl Tr3由柵極線Gn和Gn+1 的選擇信號設置成導通的事實意味著晶體管Trl Tr3是同一導電類型。因此，與制造不同導電類型的晶體管的情況相比，可以簡化制造工藝，從而可以抑制制造成本。另外，用于驅動晶體管Tr3的柵極線Gn+1是用于驅動另一像素的晶體管Trl、 Tr2的布線。由此，不需要特定的布線來驅動晶體管Tr3。因此，與需要特定布線的情況相比，可以提高像素20的數(shù)值孔徑。即，采用本發(fā)明，可以得到通過抑制閃爍和串擾的產生來提高圖像品質而不劣化像素20的數(shù)值孔徑并且不增加制造成本的像素矩陣11等。
每個晶體管Trl Tr3的源極和漏極具有相同的結構，因此源極和漏極可以被相反地命名。不必說，在這里"連接"意味著電連接。"指
定的電勢"不限于公共電極的電壓，而且還可以是不依賴于數(shù)據(jù)線的電壓，例如恒定的DC電壓、比數(shù)據(jù)線的電壓波動小電壓(即穩(wěn)定的電壓)。這些也應用于下文描述的示例性實施例。
在下文中，將更詳細地描述根據(jù)第一示例性實施例的像素矩陣11 和液晶顯示裝置10。
圖2示出了示例性實施例的液晶裝置10的結構。圖l示出了從中取出的任意像素20。液晶顯示裝置10由下述構造像素矩陣11，其上有以矩陣形式布置的像素，其中，像素布置在沿著縱向方向和橫向
方向設置的數(shù)據(jù)線(D1 D4)和柵極線(G1 G4)之間的每個交叉點附近；用于驅動數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)驅動器電路15;用于驅動柵極線的柵極驅動器14。像素矩陣11的每個像素由下述器件構造串聯(lián)布置的兩個晶體管Trl、 Tr2 (其一端連接于數(shù)據(jù)線，另一端連接于像素電容器Cpix 和保持電容器Cst);連接于Tr2的像素電容器Cpix;保持電容器Cst; 連接于Trl和Tr2之間的連接點的控制電容器Ca;以及與控制電容器 Ca并聯(lián)布置的晶體管Tr3。保持電容器Cst的另一端和控制電容器Ca 的另一端與布線ST連接，布線ST公用于所有像素。每個像素電容器 Cpix是由TFT基底上的像素電極和相對基底的反電極12(雖然沒有示出)構成的電容器，其中，TFT基底具有形成在表面上的晶體管，相對基底與TFT基底相對，并且液晶層13設置在它們之間。另外，柵極驅動器電路14的輸出端子的數(shù)目比有助于像素矩陣11的顯示的有效像素的像素行的數(shù)目至少多1，并且柵極驅動器電路14的輸出端子連接到沿著像素矩陣11的有效像素的邊緣部分布置的柵極線G5。 Trl和 Tr2的柵極端子連接到公共柵極線，Tr3的柵極端子連接到兩個相鄰的柵極線中的其中一個柵極線，其不同于連接到Trl和Tr2的柵極線。
在圖2中，有連接于有效像素的四條數(shù)據(jù)線和四條柵極線。然而，這些線的數(shù)目不限于這個數(shù)值。另外，可以通過相同的工藝在形成有像素晶體管的基底上形成數(shù)據(jù)驅動器電路15和柵極驅動器電路14，或
者數(shù)據(jù)驅動器電路15和柵極驅動器電路14中的一個或者兩個可形成在另一基底上并且電連接到晶體管。
接著，將通過參照圖3所示的時序圖來描述動作。這個時序圖示出了在視頻信號被寫入到根據(jù)示例實施例的液晶顯示裝置的多個像素
行的時間段內控制信號線、像素電壓等的變化。時間段TH1 TH4的每個表示用于寫入一個像素行的視頻信號的一個水平時間段(horizontal period) 。 G1~G5分別是柵極線G1 G5的電壓波形，而Dl是數(shù)據(jù)線 Dl的電壓波形。"Vpix (l，l)"表示與柵極線Gl和數(shù)據(jù)線Dl連接的像素的像素電極電勢(像素電容器電勢)，Va (1,1)表示這個像素的控制電容器Ca的電壓。類似地，"Vpix(2，l)"表示與柵極線G2 和數(shù)據(jù)線Dl連接的像素的像素電極電勢，Va (2,1)表示這個像素的控制電容器Ca的電壓。
在時間段TH1中，當柵極線G1的電勢變化為使Trl、 Tr2導電的電壓時，像素晶體管Trl和Tr2被設置成導通狀態(tài)。據(jù)此，數(shù)據(jù)線Dl 的電勢Vsigl被寫入到像素電容器Cpix和保持電容器Cst。這里應當注意的是，Vsigl是對應于將要顯示在像素上的視頻信號的電壓。與同同時，相同的電壓Vsigl也被寫入到控制電容器Ca。此時，Tr3的柵極端連接到柵極線G2，使得Tr3處于截止狀態(tài)。然后，當Gl的電勢變化為使像素晶體管Trl、 Tr2不導電的電勢時，晶體管Trl、 Tr2和Tr3都成為截止狀態(tài)。對連接于數(shù)據(jù)線D2 D4和柵極線Gl的每個像素執(zhí)行類似的操作，并且一個像素行的視頻信號被寫入到像素電容器Cpix和保持電容器Cst。
然后，在時間段TH2中，柵極線G2變化為使像素晶體管導電的電勢，從而與柵極線Gl連接的每個像素的Tr3變化為導通狀態(tài)。因此，作為布線ST的電勢的Vst被寫入到控制電容器Ca。在柵極線G2變化為使晶體管變成截止狀態(tài)的電勢后，Vst被保持在控制電容器Ca中。同時據(jù)此，通過如上所述的相同的操作，視頻信號被寫入到與柵極線G2連接的每個像素的像素電容器Cpix和保持電容器Cst。
時間段TH4是視頻信號被寫入到與柵極線G4連接的每個像素的時間段，在有效像素中，視頻信號最后被寫入與柵極線G4連接的每個像素。用于將視頻信號寫入到與柵極線G4連接的每個像素的像素電容器Cpix和保持電容器Cst的操作是與如上所述的操作相同的操作。在時間段TH4的末尾，用于在每個像素顯示視頻的視頻信號被寫入到與柵極線G4連接的每個像素的像素電容器Cpix、保持電容器Cst和控制電容器Ca。
接著，在時間段TH5，柵極線G5變化為使像素晶體管導電的電勢，因此與柵極線G4連接的每個像素的Tr3變成導通狀態(tài)。據(jù)此，作為布線ST的電勢的Vst被寫入到與柵極線G4連接的每個像素的控制電容器Ca。
通過一系列的這些操作，視頻信號被寫入到有效像素的所有像素電容器Cpix和保持電容器Cst中的每個。因此，在每個像素處于視頻信號保持操作(在每個像素的像素晶體管Trl和Tr2處于截止狀態(tài)下的操作)的時間段內，布線ST的電壓Vst被寫入并保持到控制電容器 Ca。這里注意的是，Vst是幾乎等于反電極的電壓的值。
雖然在此之前已經描述的情況下像素晶體管Td、 Tr2和Tr3是n 型晶體管，但是也可以利用p型晶體管。在這種情況下，每條柵極線的電勢可以簡單地變成使p型能夠導電和不導電的狀態(tài)。另外，至于
Trl、 Tr2和Tr3的溝道寬度W1 W3 (圖ll) ， Tr3的溝道寬度W3可以被設置成小于Trl、 Tr2的溝道寬度Wl、 W2。原因在于Tr3具有寫入控制電容器Ca的特性是足夠的，而Ca的值可以是小于像素電容器Cpix和保持電容器Cst之和的值。另外，己經描述了點反轉或柵極線反轉的情況，在點反轉或柵極線反轉的情況下，在用于用液晶顯示裝置顯示一屏的視頻信號的一幀時間段內，用于反電極的寫入到垂直相鄰且連接到同一數(shù)據(jù)線的兩個像素的視頻信號的極性被反轉。然而，也可以是極性變成相同的數(shù)據(jù)線反轉或幀反轉。另外，也可以具有如下操作將一個水平時間段內將連接到同一柵極線的像素劃分成多個塊，并以時分的方式將視頻信號寫入到塊單元。
采用根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，在像素電容器Cpix和保持電容器Cst的保持時間段內電壓波動能夠被抑制得小。因此，能夠大大降低閃爍和串擾。此外，可以通過采用工藝成本低的方法來實現(xiàn)本發(fā)明的結構。另外，采用本發(fā)明的結構，數(shù)值孔徑基本上不被劣化。在下文中將描述其原因。
當在用于AC驅動液晶的方法中使用點反轉法或柵極線反轉時，
在從視頻信號寫入到每個像素的像素電容器Cpix和保持電容器Cst的點到下一視頻信號寫入到每個像素的像素電容器Cpix和保持電容器 Cst的點的時間段的幾乎一半內，用于反電極的相對于寫入到對應像素
的視頻信號的極性具有不同極性的視頻信號被寫入到與該像素連接的
數(shù)據(jù)線。然而，在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置中，控制電容器Ca被提供到像素晶體管Trl、 Tr2的連接點，在Trl和Tr2處于保持操作的時間段的大部分中，作為與數(shù)據(jù)線電勢不相關的布線ST的電勢Vst被寫入到控制電容器Ca。因此，連接到像素電容器Cpix和保持電容器Cst 的晶體管Tr2的源極-漏極電壓Vds變成具有Vst相對于寫入到像素電容器Cpix和保持電容器Cst的電壓的電勢差。由于Vst是幾乎等于反電極電勢的電壓，Tr2的Vds變成關于施加到數(shù)據(jù)線的電壓的至多一半。晶體管的漏電流取決于Vds，隨著Vds變大漏電流增加。因此，降低 Vds等于降低漏電流。因此，能夠減少閃爍和串擾。另外，因為晶體管的漏電流根據(jù)像素處于保持操作的時間段內寫入到數(shù)據(jù)線的電壓而波動，所以產生串擾。因此，在本發(fā)明的情況下，當在保持時間段內數(shù) 據(jù)線電勢變成與源極-漏極電壓Vds不相關時，不產生串擾。
當利用數(shù)據(jù)線反轉或幀反轉時，在液晶顯示裝置的每個像素中，在一幀的前階段在被寫入視頻信號的像素中和在后階段在被寫入視頻信號的像素中，影響是不同的。在前階段被寫入視頻信號的像素的情況下，在幀時間段的大部分內，用于反電極的寫入到像素的視頻信號的極性與用于反電極的施加到數(shù)據(jù)線的信號的極性相同。同時，在后階段被寫入到視頻信號的像素的情況下，在幀時間段的大部分內，用于反電極的寫入到像素的視頻信號的極性與用于反電極的施加到數(shù)據(jù) 線的信號的極性不同。因此，在傳統(tǒng)的液晶顯示裝置中，在前階段被寫入視頻信號的像素中，像素晶體管的源極-漏極電壓小，并且漏電流也變小。同時，在后階段被寫入視頻信號的像素中，像素晶體管的源極-漏極電壓大，并且漏電流也變大。因此，在后階段被寫入視頻信號的像素中，閃爍和串擾變得廣泛，使得在液晶顯示裝置的平面內難以使閃爍均勻。同時，采用本發(fā)明的液晶顯示裝置，每個像素的與像素
電容器和保持電容器連接的晶體管Tr2的源極-漏極電壓Vds變成與數(shù)
據(jù)線電勢不相關。因此，在前階段被寫入視頻信號的像素的漏電流和在后階段被寫入視頻信號的像素的漏電流之間不存在差別。因此，可以大大減少閃爍和串擾。
另外，由于可以用同一類型的晶體管來構造用于像素的所有晶體
管。因此，與同時使用p型晶體管和n型晶體管的情況相比，可以降低工藝成本。另外，除了用于控制三個晶體管Trl Tr3的柵極線和數(shù)據(jù) 線之外，在每個像素中，不需要提供任何其它的控制線。因此，可以將數(shù)值孔徑的劣化抑制到最小。
接著，將通過參照圖1至圖3來描述像素矩陣11的驅動方法。該驅動方法是根據(jù)本發(fā)明的像素矩陣驅動方法的示例性實施例，并且像素矩陣11的上述操作將被描述為驅動方法。
根據(jù)這個示例性實施例的驅動方法是用于驅動像素矩陣11的方法，像素矩陣11用具有像素電極23的像素20構造，像素20在柵極線G1 G4和數(shù)據(jù)線D1 D4之間的交叉點的附近布置成矩陣。首先，當具有串聯(lián)連接的晶體管Trl Tr3和控制電容器Ca的每個像素20被柵極線Gl G4中的一條柵極線Gm選擇時，晶體管Trl、 Tr2被同時設置成導通，以將從數(shù)據(jù)線Dm供給的電壓施加到像素電極23，其中數(shù)據(jù) 線Dm是數(shù)據(jù)線D1 D4中的一條。隨后，當被柵極線Gn+1選擇時，晶體管Tr3被設置為導通，以將預定的電勢供給到晶體管Trl和Tr2 之間的連接點24，并且將預定的電勢存儲在控制電容器Ca。然后，當沒有被柵極線G1和G2選擇時，晶體管Trl Tr3被設置為截止，并且晶體管Trl、 Tr2之間的連接點24的電勢被保持為存儲在控制電容器 Ca中的電勢。這個示例性實施例的驅動方法能夠提供與上述像素矩陣 11的功能和效果類似的功能和效果。
根據(jù)本發(fā)明的示例性優(yōu)點如下。采用本發(fā)明，當被第一柵極線選擇時，多個晶體管A同時被設置成導通，以向像素電極施加從數(shù)據(jù)線供給的電壓。當被第二柵極線選擇時，晶體管B被設置為導通，至少向多個晶體管A之間的連接點的一個供給預定的電勢，并且預定電勢被存儲在電容器中。當沒有被第一柵極線和第二柵極線選擇時，晶體管A和晶體管B被設置成截止，并且多個晶體管A之間的至少一個連接點的電勢被保持為存儲在電容器中的電勢。據(jù)此，當沒有被第一柵極線選擇時，能夠穩(wěn)定多個晶體管A之間的連接點的電壓。由此，能夠減小多個晶體管A的漏電流。這使得能夠穩(wěn)定像素電極的電壓，因此可以抑制閃爍和串擾。這里應當注意的是，晶體管A和B通過第一柵極線和第二柵極線的選擇信號被設置為導通的事實意味著晶體管A 和B是同一導電類型。因此，與制造不同導電類型的晶體管的情況相比，可以簡化制造工藝，從而可以抑制制造成本。另外，用于驅動晶體管B的第二柵極線是用于驅動另一像素的晶體管A的布線。因此，不需要專門的布線來用于驅動晶體管B。因此，與需要專門的布線的情況相比，可以改善像素的數(shù)值孔徑。S卩，可以采用本發(fā)明通過抑制閃爍和串擾的產生能夠得到提高畫面品質而不劣化像素的數(shù)值孔徑的像素矩陣等，并且且不增加制造成本來。
第二示例性實施例
圖4A是示出了根據(jù)本發(fā)明的像素矩陣和液晶顯示裝置的第二示例性實施例的電路框圖，并且是一個像素的等效電路。下文將參照這個圖來提供說明。相同的參考標號應用于與圖1相同的器件，并將省略其說明。
除了像素的內部之外，根據(jù)該示例性實施例的整個液晶顯示裝置
的結構與圖2所示的結構相同。在該示例性實施例中，像素30的開關器件31與第一示例性實施例不同。在第二示例性實施例中，對每個像素30提供四個像素晶體管。其中，晶體管Trl、 Tr2和Tr4串聯(lián)連接，作為一個端的Trl連接到數(shù)據(jù)線Dm，而作為另一端的Tr4連接到像素電容器Cpix和保持電容器Cst。另外，Trl、 Tr2和Tr4的柵電極連接到公共柵極線Gn。控制電容器Ca和晶體管Tr3連接到Trl和Tr2的連接點。Cst的另一端和Ca的另一端連接到布線ST，布線ST對于所有像素是公用的。另外，Tr3的另一端也連接到布線ST，并且柵極端連接到柵極線Gn+l， Gn+1是與Gn相鄰的線。
艮P，在這種結構中，圖1的結構中的像素晶體管Tr2被形成為雙柵晶體管。不必說，在圖1的結構中與像素晶體管Trl對應連接于數(shù)據(jù) 線的晶體管也可形成為雙柵晶體管。此外，這些晶體管也可形成為具有多柵，即，可以形成為三柵晶體管。然而，當晶體管被形成為具有多柵時，用于放置晶體管的面積增大，從而使數(shù)值孔徑劣化。因此，希望只具有與形成有多柵的像素電容器(對應于圖1的結構中的像素晶體管Tr2)連接的晶體管。另外，雖然在此描述了用n型晶體管構造像素晶體管的情況，但是也可以使用p型晶體管。
根據(jù)第二示例性實施例的液晶顯示裝置的操作與圖2中所示的液晶顯示裝置的操作相同。采用第二示例性實施例的液晶顯示裝置，能夠將在像素電容器Cpix和保持電容器Cst的保持時間段內的波動抑制成很小。因此，能夠大大減少閃爍和串擾。另外，可以以低工藝成本
的方法來實現(xiàn)示例性實施例的結構。此外，在抑制數(shù)值孔徑的劣化的同時，可以實現(xiàn)示例性實施例的結構。其原因在于，能夠降低連接到
像素電容器的晶體管Tr2和Tr4的漏電流，這與在第一示例性實施例中描述的原因相同。另外，由于在這個示例性實施例中保持寫入到像素電容器的電壓的晶體管被構造為具有兩個串聯(lián)連接的晶體管Tr2和 Tr4,因此晶體管Trl和Tr4中的每個得源極-漏極電壓可以被分壓，使得與圖l所示的情況相比，可進一步降低漏電流。
第三示例性實施例
圖4B是示出了根據(jù)本發(fā)明的像素矩陣和液晶顯示裝置的第三示例性實施例的電路框圖，且該圖是一個像素的等效電路。在下文中，將通過參照這個圖來提供說明。相同的參考標號應用于與圖1相同的器件，并將省略對其的說明。
除了像素內部之外，根據(jù)第三示例性實施例的整個液晶顯示裝置的結構與圖2所示的結構相同。在這個示例性實施例中，像素40的開關器件42與第一示例性實施例不同。在開關器件42中，用于將信號寫入到控制電容器Ca的晶體管Tr3連接到與布線ST不同的布線STA。在這里應當注意的是，如在布線ST的情況一樣，布線STA的電壓是幾乎等于反電極12的電勢的電壓。g卩，例如，通過緩沖電路連捧，形成為布線ST和布線STA彼此不受電影響。雖然在此描述了用n型晶體管來構造像素晶體管的情況，但是也可以使用p型晶體管。
根據(jù)第三示例性實施例的液晶顯示裝置的操作與圖2所示的液晶顯示裝置的操作相同。采用第三示例性實施例的液晶顯示裝置，在像素電容器Cpix和保持電容器Cst的保持時間段內的電壓的波動能夠被抑制成很小。因此，可以大大減少閃爍和串擾。另外，可以以低工藝成本的方法來實現(xiàn)該示例性實施例的結構。此外，在抑制數(shù)值孔徑的劣化的同時，可以實現(xiàn)示例性實施例的結構。其原因與第一示例性實施例所描述的原因相同。此外，采用該示例性實施例的結構，將幾乎
等于反電極電勢的電壓寫入到控制電容器Ca的晶體管Tr3連接到與布線ST不同的布線STA。因此，連接到所有像素的保持電容器的布線 ST的電勢由于當Tr3處于導通狀態(tài)時流動的電流而不波動，從而可以變成進一步減少閃爍。
第四示例性實施例
圖5和圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的像素矩陣和液晶顯示裝置的第四示例性實施例的電路框圖。圖5是用于兩個像素的等效電路，圖6 示出了整個等效電路。下文中，將通過參照這些附圖來提供說明。相同的參考標號應用于與圖1和圖2的組件相同的器件，并將省略對其的說明。
在這個示例性實施例的像素矩陣51中，像素60A、 60B內的開關器件62A、 62B與第一示例性實施例的像素矩陣11的不同。g卩，像素矩陣51被構造為具有各具有像素電極23的像素60A和60B，像素60A 和60B在柵極線G1 G4和數(shù)據(jù)線D1 D4之間的交叉點的附近以矩陣的形式布置。像素60A和60B中的每個包括作為第一開關器件的開關器件21。開關器件21具有作為串聯(lián)連接的多個晶體管A的晶體管Trl、 Tr2。當被柵極線G1 G4中的一條柵極線Gn選擇時，Trl和Tr2被設置為同時導通，以將從數(shù)據(jù)線Dm或數(shù)據(jù)線Dm+1提供的電壓施加到像素電極23，其中數(shù)據(jù)線Dm或數(shù)據(jù)線Dm+1是數(shù)據(jù)線D1 D4中的一條。另外，像素矩陣51包括作為提供給像素60A的晶體管B的晶體管 Tr3和作為提供給像素60A和60B中的每個的多個電容器的控制電容器Ca。晶體管Tr3的源電極和漏電極連接到像素60A的晶體管Trl、 Tr2之間的連接點24和像素60B的晶體管Trl、 Tr2之間的連接點24，并且晶體管Tr3的柵電極連接到與柵極線Gn不同的柵極線Gn+1?？?制電容器Ca的一端連接到連接點24，另一端連接到預定電勢的布線 ST。
另外，像素60A和像素60B中的每個具有反電極12，反電極12
設置在具有像素電極23的同一基底上，或設置在單獨的基底上。像素
60A和像素60B中的每個受像素電極23和反電極12之間的電場控制。在相應的晶體管Trl和Tr2之間的連接點24通過晶體管Tr3連接的兩個像素60A和像素60B中，反電極12具有相同的電勢，并且施加到像素60A、 60B中的每個的像素電極23的信號具有不同于相應的反電極 12的極性。
另夕卜，像素60A和像素60B中的每個具有作為公共電極的布線ST。晶體管Trl、 Tr2的柵電極共同連接到柵極線Gn，晶體管Trl的源電極連接到晶體管Tr2的漏電極，像素60A的晶體管Trl的漏電極連接到數(shù)據(jù)線Dm,像素60B的晶體管Trl的漏電極連接到數(shù)據(jù)線Dm+l，并且晶體管Tr2的源電極連接到像素電極23。控制電容器Ca連接在布線 ST與晶體管Trl和Tr2的連接點24之間，晶體管Tr3的柵電極連接到柵極線Gn+1，晶體管Tr3的漏電極連接到像素60A的連接點24，而晶體管Tr3的源電極連接到像素60B的連接點24。
下文中，將更詳細地描述根據(jù)這個示例性實施例的像素矩陣51和液晶顯示裝置50。
圖6示出了這個示例性實施例的液晶顯示裝置50的結構，圖5示出了任意選擇的兩個相鄰像素60A和60B。液晶顯示裝置50被構造成具有像素矩陣51，其上的像素以矩陣的方式布置在縱向方向和橫向方向設置的數(shù)據(jù)線(D1 D4)和柵極線(G1 G4)之間的每個交叉點的附近；用于驅動數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)驅動器電路15;以及用于驅動柵極線的柵極驅動器電路14。每個像素至少包括串聯(lián)布置(一端連接到數(shù)據(jù) 線，而另一端連接到像素電容器Cpix和保持電容器Cst)的兩個晶體管Trl、 Tr2;連接到Tr2的像素電容器Cpk;保持電容器Cst;以及連接到Trl和Tr2之間的連接點的控制電容器Ca。連接到兩條相鄰數(shù)據(jù) 線并連接到同一柵極線的兩個像素中的至少一個具有第三晶體管Tr3。 Tr3的柵極端連接到與連接有該像素的像素晶體管Trl、 Tr2的柵極線
不同的柵極線，而Tr3的源極端和漏極端分別連接到兩個相鄰像素的像
素晶體管Td和Tr2的連接點。保持電容器Cst的另一端和控制電容器 Ca的另一端連接到所有像素公用的布線ST。每個像素電容器Cpix是由在TFT基底上的像素電極23、與相對基底的反電極12 (雖然沒有示出)構造的電容器，其中，TFT基底具有形成在表面上的晶體管，相對基底與TFT基底相對，液晶層13設置在TFT基底和相對基底之間。另外，柵極驅動器電路14的輸出端的數(shù)目比有助于像素矩陣51的顯示的有效像素的像素行的數(shù)目至少多1，并且其端子連接到沿著像素矩陣51的有效像素的邊緣部分布置得柵極線G5。
接下來，將以具體的方式通過給定的柵極線來描述柵極線Gn和數(shù) 據(jù)線Dm。具體來說，在連接到柵極線Gl和兩條相鄰的數(shù)據(jù)線Dl和 D2的左側和右側彼此相鄰的兩個像素60A和60B中，連接到Dl的像素60A的Trl和Tr2的柵極端連接到Gl。 Tr3被提供給像素60A，并且Tr3的柵極端連接到G2。對于連接到D2的像素60B沒有提供Tr3，并且Trl、 Tr2的柵極端連接到Gl。連接到Dl的像素60A的Tr3的源極端連接到與Dl連接的像素60A的Trl、 Tr2之間的連接點24，并且其漏端連接到與D2連接的像素60B的Trl、 Tr2之間的連接點24。類似地，在連接到相鄰的數(shù)據(jù)線D3和D4的左側和右側彼此相鄰的兩個像素60A和60B中，Tr3提供給與D3連接的像素60A。晶體管Tr3的源極端連接到與D3連接的像素60A的Trl和Tr2之間的連接點，并且其漏端連接到與D4連接到的像素60B的Trl和Tr2之間的連接點24。
然而，在連接到相鄰數(shù)據(jù)線D2和D3的左側和右側彼此相鄰像素中，Trl和Tr2之間的中間點沒有通過晶體管連接。即，在左側和右側彼此相鄰的兩個像素之外，每個像素的晶體管Trl和Tr2之間的連接點通過第三晶體管Tr3連接，其中第三晶體管Tr3提供給成對像素中的其中一個。
在圖6所示的情況下，有連接到有效像素的四條數(shù)據(jù)線和四條柵
極線。然而，這些線的數(shù)目不限于這樣的數(shù)值。另外，可以通過相同的工藝將數(shù)據(jù)驅動器電路15和柵極驅動器電路14形成在形成有像素晶體管的基底上，或者數(shù)據(jù)驅動器電路15和柵極驅動器電路14中的一個或兩個電路可形成在另一個基底上并電連接到晶體管。
接下來，將通過參照圖7所示的時序圖來描述操作。該時序圖示
出了在視頻信號被寫入到根據(jù)示例性實施例的液晶顯示裝置的多個像
素行的時間段內控制信號線、像素電壓等的變化。時間段TH1 TH4中的每個表示用于對一個像素行寫入視頻信號的一個水平時間段。 G1 G5分別是柵極線G1 G5的電壓波形，而Dl、 D2分別是數(shù)據(jù)線 Dl、 D2的電壓波形。"Vpix(l， 1)"表示連接到柵極線Gl和數(shù)據(jù) 線D1的像素的像素電極電勢(像素電容器電勢)，Va (1， 1)表示這個像素的控制電容器Ca的電壓。類似地，Vpix (1, 2)"表示連接到柵極線G1和數(shù)據(jù)線D2的像素的像素電極電勢，Va(l， 2)表示這個像素的控制電容器Ca的電壓。
在時間段TH1中，對于與柵極線G1和數(shù)據(jù)線D1連接的像素，當柵極線Gl的電勢變成使Trl、 Tr2導電的電壓時，像素晶體管Trl和 Tr2被設置成導通狀態(tài)。據(jù)此，數(shù)據(jù)線Dl的電勢VsiglA被寫入到像素電容器Cpix和保持電容器Cst。在此應當注意的是，VsiglA是對應于被顯示在像素上的視頻信號的電壓。同時據(jù)此，相同的電壓VsiglA 也被寫入到控制電容器Ca。此時，Tr3的柵極端連接到柵極線G2，使得Tr3處于截止狀態(tài)。同時，對于連接到柵極線G1和數(shù)據(jù)線D2的像素，數(shù)據(jù)線D2的電勢VsiglB被寫入到像素電容器Cpix、保持電容器 Cst和控制電容器Ca。然后，當Gl的電勢變成使像素晶體管Trl和 Tr2不導電的電勢時，每個像素的所有晶體管Trl、 Tr2和Tr3成為截止狀態(tài)。與數(shù)據(jù)線D3、 D4和柵極線G1連接的像素中的每個執(zhí)行類似的操作，并且用于一個像素行的視頻信號被寫入到像素電容器Cpix和保持電容器Cst。
然后，在時間段TH2中，柵極線G2變成使像素晶體管導電的電
勢，使得與柵極線Gl連接的像素的晶體管Tr3中的每個變成導通狀態(tài)。因此，控制電容器Ca的電勢變成兩個相鄰像素的電勢的平均電壓。具體來說，對于與柵極線Gl和數(shù)據(jù)線Dl連接的像素和與柵極線Gl和數(shù)據(jù)線D2連接的像素，兩個像素的控制電容器Ca的電勢變成如圖7 所示的(VsiglA+VsiglB) /2的電壓。同時據(jù)此，通過如上所述的相同的操作，視頻信號被寫入到與柵極線G2連接的每個像素的像素電容器 Cpix和保持電容器Cst。
時間段TH4是視頻信號被寫入到與柵極線G4連接的每個像素的時間段，其中，該像素是在有效像素中最后被寫入的視頻信號的像素。用于將視頻信號寫入到與柵極線G4連接的每個像素的像素電容器 Cpix和保持電容器Cst的操作與如上所述的操作相同。在時間段TH4 的末尾，用于在每個像素顯示視頻的視頻信號被寫入到與柵極線G4連接的每個像素的像素電容器Cpix、保持電容器Cst和控制電容器Ca。
接著，在時間段TH5中，柵極線G5變成使像素晶體管導電的電勢，使得與柵極線G4連接的晶體管Tr3中的每個變成導通狀態(tài)。據(jù)此，與柵極線G4連接的每個像素的控制電容器Ca的電勢變成兩個相鄰像素的電勢的平均電壓。通過一系列這樣的操作，視頻信號被寫入到有效像素的所有像素電容器Cpix和保持電容器Cst中的每個。因此，在每個像素處于視頻信號保持操作(在每個像素的像素晶體管Trl和Tr2 處于截止狀態(tài)的狀態(tài)下的操作)的時間段內，控制電容器Ca變成具有兩個相鄰像素的平均電壓。假設液晶顯示裝置采用AC驅動方法，則每個像素的控制電容器Ca的電勢變成具有平均接近于反電極的電勢的值，在AC驅動方法中，在任意的水平時間段內用于反電極的相鄰的數(shù) 據(jù)線的電勢的極性不同(點反轉或數(shù)據(jù)線反轉)。
雖然在此之前已經描述的情況中像素晶體管Trl、 Tr2和Tr3是n 型晶體管，但是也可以使用p型晶體管。在這種情況下，每條柵極線的電勢可以簡單地變?yōu)槭筆型能夠導通和不導通的狀態(tài)。另外，關于
Trl、 Tr2和Tr3的溝道寬度W1 W3 (圖17) ， Tr3的溝道寬度W3可以被設置成小于Trl、 Tr2的溝道寬度Wl、 W2。原因在于，對于Tr3 具有寫入控制電容器Ca的特性就是足夠的，并且Ca的值可以是小于像素電容器Cpix和保持電容器Cst之和的值。
采用根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置，能夠將像素電容器Cpix和保持電容器Cst的保持時間段內的電壓的波動抑制成很小。因此，能夠大大減少閃爍和串擾。另外，可以通過以低工藝成本的方法，來實現(xiàn)本發(fā) 明的結構。此外，采用本發(fā)明的結構，數(shù)值孔徑基本上不被劣化。在下文中將描述其原因。
當在用于AC驅動液晶的方法中使用點反轉或柵極線反轉時，在從視頻信號被寫入到每個像素的像素電容器Cpix和保持電容器Cst的點到下一視頻信號被寫入到每個像素的像素電容器Cpix和保持電容器 Cst的點的時間段的幾乎一半內，與用于反電極的寫入到對應像素的視頻信號的極性具有不同極性的視頻信號被寫入到與該像素連接的數(shù)據(jù) 線。然而，在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示裝置中，控制電容器Ca被提供給像素Trl、 Tr2之間的連接點，并且在Trl和Tr2處于保持操作的時間段的大部分中，接近于反電極的電勢的電壓被寫入到控制電容器Ca中。因此，連接到像素電容器Cpix和保持電容器Cst的晶體管Tr2的源極-漏極電壓Vds變成與數(shù)據(jù)線的電勢無關。另外，控制電容器ca的電勢變成平均接近于反電極的電勢，使得Vds的大小也能夠平均被縮小。因此，能夠減少閃爍和串擾。
當使用數(shù)據(jù)線反轉驅動時，在液晶顯示裝置的每個像素中，在一幀的前階段被寫入視頻信號的像素中和在后階段被寫入視頻信號的像素中，影響是不同的。在前階段被寫入視頻信號的像素的情況下，在幀時間段的大部分內，用于反電極的寫入到像素的視頻信號的極性與用于反電極的施加到數(shù)據(jù)線的信號的極性相同。同時，在后階段被寫入到視頻信號的像素的情況下，在幀時間段的大部分內，用于反電極的寫入到像素的視頻信號的極性與用于反電極的施加到數(shù)據(jù)線的信號的極性不同。因此，在傳統(tǒng)的液晶顯示裝置中，在前階段被寫入視頻信號的像素中，像素晶體管的源極-漏極電壓小，并且漏電流也變小。同時，在后階段被寫入視頻信號的像素中，像素晶體管的源極-漏積電壓大，并且漏電流也變大。因此，在后階段被寫入視頻信號的像素中，閃爍和串擾變得廣泛，使得在液晶顯示裝置的平面內難以使閃爍均勻。
同時，采用本發(fā)明的液晶顯示裝置，每個像素的與像素電容器和
保持電容器連接的晶體管Tr2的源極-漏極電壓Vds變成與數(shù)據(jù)線電勢不相關。因此，控制電容器Ca的電勢變成平均接近于反電極的電勢，使得可以平均減小Vds的大小。因此，在前階段被寫入視頻信號的像素的漏電流和在后階段被寫入視頻信號的像素的漏電流之間不存在差別。因此，可以大大減少閃爍和串擾。
另外，由于能夠用同一類型的晶體管來構造用于像素的所有晶體管。因此，與同時使用p型晶體管和n型晶體管的情況相比，可以降低工藝成本。另外，除了用于控制三個晶體管Trl Tr3的柵極線和數(shù)據(jù) 線之外，在每個像素中，不需要提供任何其它的控制線。因此，可以數(shù)值孔徑的劣化被抑制到最小。
第五示例性實施例
圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的像素矩陣和液晶顯示裝置的第五示例性實施例的電路框圖，該圖示出了整個等效電路。下文中，將通過參照這個圖來提供說明。相同的參考標號應用于與圖5和圖6的組件相同的器件，并將省略對其的說明。
根據(jù)像素60A和像素60B的布局，這個示例性實施例的像素矩陣 71和液晶顯示裝置70與圖5和圖6的像素矩陣51和液晶顯示裝置50 不同。即，在兩個相鄰像素60A和60B中通過晶體管Tr3連接的控制
電容器Ca成對的方式不同。在圖6所示的示例性實施例中，在像素中，
設置有Tr3的像素被以偏置的方式設置到兩條相鄰數(shù)據(jù)線中的一條。然而，在第五示例性實施例中，交替地設置具有Tr3的像素。除此之外，第五示例性實施例與圖6所示的示例性實施例相同，其操作方法也相同。另外，也可以采用p型晶體管來構造Trl、 Tr2和Tr3。
采用根據(jù)第五示例性實施例的液晶顯示裝置，可以得到與圖6所示的液晶顯示裝置的效果相同的效果。另外，設置有Tr3的像素處于伸縮形式(telescopic form)，這意味著通過設置Tr3其數(shù)值孔徑變劣化的像素也處于伸縮形式。因此，能夠實現(xiàn)這樣的效果，即，可以使由于數(shù)值孔徑的差異導致的亮度差異平衡。
第六示例性實施例
圖9A是示出了根據(jù)本發(fā)明的像素矩陣和液晶顯示裝置的第六示例性實施例的電路框圖，這個圖是兩個像素的等效電路。下文中，將通過參照這個圖來提供說明。相同的參考標號應用于與圖5的組件相同的器件，并將省略對其的說明。
在根據(jù)這個示例性實施例的像素80A和80B中，開關器件82A、 82B與圖5所示的像素60A、 60B的開關器件不同。即，第六實施例的不同是在于Tr3被提供給所有的像素80A和80B。在圖5所示的情況下，兩個相鄰像素60A、 60B的控制電容器Ca通過單個Tr3連接，然而，在第六示例性實施例中，控制電容器Ca通過分別提供給像素80A 和80B的兩個晶體管連接。除此之外，第六示例性實施例與圖6所示的示例性實施例相同，且其操作方法也相同。而且，也可以采用p型晶體管來構造像素晶體管Trl、 Tr2和Tr3。
釆用根據(jù)這個示例性實施例的液晶顯示裝置，可以實現(xiàn)與圖6所示的液晶顯示裝置的效果相同的效果。另外，晶體管Tr3被提供給所有的像素，使得所有像素的數(shù)值孔徑的平均值變小。然而，能夠使每個像素的數(shù)值孔徑一致。
第七示例性實施例
圖9B是示出了根據(jù)本發(fā)明的像素矩陣和液晶顯示裝置的第七示例性實施例的電路框圖，這個圖是兩個像素的等效電路。下文中，將通過參照這個圖來提供說明。相同的參考標號應用于與圖5的組件相同的器件，并將省略對其的說明。
在根據(jù)該示例性實施例的像素90A和90B中，開關器件91A、91B 與圖5所示的像素60A、 60B的開關器件不同。艮卩，與圖5所示結構的差別在于，在用于連接數(shù)據(jù)線和液晶電容器的在左側合右側彼此相鄰的兩個像素90A、 90B的晶體管中，連接到液晶電容器側的晶體管具有雙柵(Tr2、 Tr4)。在此已經描述了采用n型晶體管來構造像素晶體管的情況。然而，也可以采用p型晶體管來構造像素晶體管。
根據(jù)第七示例性實施例的液晶顯示裝置的操作與圖6所示的液晶顯示裝置的操作相同。采用根據(jù)第七示例性實施例的液晶顯示裝置，可以得到與圖6所示的液晶顯示裝置的效果相同的效果。而且，由于連接到像素電容器的晶體管被形成為具有Tr2和Tr4的雙柵晶體管，因此每個晶體管的源極-漏極電壓被分壓，從而變小。因此，能夠進一步降低漏電流。
第八示例性實施例
圖10至圖15是用于制造根據(jù)第一示例性實施例的像素矩陣和液晶顯示裝置的方法的示例平面圖。將通過參照這些附圖來提供說明。
在圖10至圖15中，通過以主工藝步驟的單元示出像素布局。首先，在諸如玻璃、石英或塑料的透明基底上形成Si02或SiN的絕緣薄膜，在其上形成為TFT的半導體層101，并進行圖案化。圖10示出了直到完成半導體層101的圖案化的工藝階段的像素布局。根據(jù)對相應工藝被優(yōu)化的工藝步驟的需要，對半導體層101進行諸如退火、雜質摻雜、氫化和活化等工藝處理。
在半導體層101上，形成柵極金屬層102并且用，例如，設置在
其之間的由Si02制成的薄的絕緣膜形成圖案。圖11示出了在完成柵極
金屬層102的圖案化之后的像素布局。由圖中Trl Tr3所示的雙點劃線環(huán)繞的部分是對應于圖1和圖2中所示的像素矩陣11和液晶顯示裝置 10中的每個像素20的晶體管Trl Tr3的部分。類似地，由Cst和Ca 所示的雙點劃線環(huán)繞的部分是將成為保持電容器Cst和控制電容器Ca 的部分。這些電容器用夾在在柵極金屬層102和半導體層101之間的薄的柵極絕緣膜構造，并且這些部分的半導體層101具有預先摻雜的高濃度雜質。作為用于柵極的金屬，可以根據(jù)工藝的最高溫度使用Wsi、 Mo、 Cr、 Al等。
此后，形成由Si02等制成的絕緣膜，并且在必要的位置形成電連接數(shù)據(jù)線金屬層(隨后將描述)和半導體層101或柵極金屬層102的接觸孔103。圖12示出了這種狀態(tài)。
此后，形成數(shù)據(jù)線金屬層104并且圖案化。圖13示出了在完成數(shù) 據(jù)線金屬層104的圖案化之后的像素布局。希望使用諸如Al的低電阻金屬用于數(shù)據(jù)線金屬層104。在數(shù)據(jù)線金屬層104上形成&02或SiN 的絕緣薄膜。另外，根據(jù)需要，在其上形成無機或有機圖案化膜。
圖14示出了在形成用于電連接數(shù)據(jù)線金屬層104和像素電極金屬層(隨后將描述)的接觸孔105之后的布局。
圖15示出了在完成像素電極金屬層106的圖案化之后的像素布局。透明的電極膜用于像素電極金屬層106。其材料的例子是ITO。
像素電極金屬層106必須電連接到形成TFT的半導體層101。在
圖15中，示出了通過數(shù)據(jù)線金屬層104來連接像素電極金屬層106和半導體層101的情況。然而，可以直接連接像素電極金屬層106和半導體層101。
作為用于絕緣膜和金屬膜的材料提出的例子與本發(fā)明的要點無關，因此也可以使用其它材料。通過上述步驟，能夠制造第一示例性實施例中描述的TFT基底。通過層壓TFT基底和上面形成有反電極的相對基底并通過在TFT基底和相對基底之間的間隙插入液晶能夠制造液晶顯示裝置。這里，不描述基本上與本發(fā)明無關的工藝，比如用于使液晶取向的工藝、層壓基底的工藝和層壓諸如偏振片的光學膜的工藝。對于這些工藝，可以選擇適于液晶顯示裝置使用的工藝。另外，也可以采用相同的方法來構造根據(jù)其它示例性實施例的像素矩陣和液晶顯示裝置。
第九示例性實施例
圖16至圖21是用于制造根據(jù)第四示例性實施例的像素矩陣和液晶顯示裝置的方法的示例。下文中，將通過參照這些附圖來提供說明。
在圖16至圖21中，通過主工藝步驟的單元來示出像素布局。首先，圖16示出了直到完成半導體層201的圖案化的工藝階段的像素布局。
圖17示出了在完成柵極金屬層202的圖案化之后的像素布局。在附圖中附圖標記Trl Tr3所示的雙點劃線環(huán)繞的部分是對應于圖8中所示的像素矩陣71和液晶顯示裝置70中的每個像素60A、 60B的像素晶體管Trl Tr3的部分。類似地，附圖標記Cst和Ca所示的雙點劃線環(huán) 繞的部分是將成為保持電容器Cst和控制電容器Ca的部分。
圖18示出了在形成用于電連接數(shù)據(jù)線金屬層(將描述)和半導體層201或柵極金屬層202的接觸孔203之后的布局。
圖19示出了在完成數(shù)據(jù)線金屬層204的圖案化之后的像素布局。
圖20示出了在形成用于電連接數(shù)據(jù)線金屬層204和像素電極金屬層(隨后將描述)的接觸孔205之后的布局。
圖21示出了在完成像素電極金屬層206的圖案化之后的像素布局。
通過上述步驟，能夠構造具有第四示例性實施例中描述的結構的 TFT基底。通過層壓TFT基底和上面形成有反電極的相對基底并通過在TFT基底和相對基底之間的間隙插入液晶能夠構造液晶顯示裝置。至于用于絕緣薄膜和金屬膜的材料，例如，可以使用上述的材料。
這里，不描述基本上與本發(fā)明無關的工藝，比如用于使液晶取向的工藝、層壓基底的工藝和層壓諸如偏振片的光學薄膜的工藝。對于這些工藝，可以選擇適于液晶顯示裝置使用的工藝。另外，也可以采用相同的方法構造根據(jù)其它示例性實施例的像素矩陣和液晶顯示裝置。
雖然已經參照本發(fā)明的示例性實施例示出并描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這些實施例。本領域的普通技術人員將會理解，在不脫離由權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在本發(fā)明的范圍內可以做出形式和細節(jié)上的各種變化。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，所述液晶顯示裝置包括由像素構造的像素矩陣，每個像素具有像素電極并且設置在多條柵極線和多條數(shù)據(jù)線的交叉點附近，其中，每個像素包括第一開關器件，其具有串聯(lián)連接的多個晶體管A，當所述多個晶體管A在被第一柵極線選擇而被同時設置為導通時，用于將從所述多條數(shù)據(jù)線中的一條供給的電壓施加到所述像素電極，其中所述第一柵極線是所述多條柵極線中的一條；和第二開關器件，其具有晶體管B和電容器，用于當晶體管B在被第二柵極線選擇而被設置成導通時，將指定的電勢供給所述多個晶體管A之間的連接點中的至少一個并且將所述指定的電勢存儲在所述電容器中，和在沒有被所述第一柵極線和所述第二柵極線選擇時，將所述連接點的電勢中的至少一個保持在所述多個晶體管A之間的所述電容器，其中所述第二柵極線是所述多條柵極線中的一條，但與所述第一柵極線不同。
2. 如權利要求1所述的液晶顯示裝置，其中每個像素包括施加有所述指定的電勢的公共電極；并且晶體管B當被所述第二柵極線選擇時被設置為導通，并且通過將所述公共電極連接到所述電容器向所述電容器供給所述指定的電勢。
3. 如權利要求2所述的液晶顯示裝置，其中所述第一開關包括作為所述多個晶體管A的第一晶體管和第二晶體管，其中所述第一晶體管的柵電極和所述第二晶體管的柵電極共同連接到所述第一柵極線，所述第一晶體管的源電極或漏電極連接到所述第二晶體管的源電極或漏電極，所述第一晶體管的所述源電極和所述漏電極中的另一個連接到所述數(shù)據(jù)線中的一條，而所述第二晶體管的所述源電極和所述漏電極中的另一個連接到所述像素電極；并且所述第二開關包括作為所述晶體管B的第三晶體管，其中所述電容器連接在所述第一晶體管和所述第二晶體管的連接點與所述公共電極之間，所述第三晶體管的柵電極連接到所述第二柵極線，所述第三晶體管的源電極或漏電極連接到連接點，而所述第三晶體管的所述源電極和所述漏電極中的另一個連接到所述公共電極。
4. 一種液晶顯示裝置，所述液晶顯示裝置包括由像素構成的像素矩陣，每個像素具有像素電極并且設置在多條柵極線和多條數(shù)據(jù)線的交叉點附近，其中，每個像素包括第一開關裝置，其具有串聯(lián)連接的多個晶體管A，當多個晶體管 A在被第一柵極線選擇而被同時設置為導通時，用于將從所述多條數(shù) 據(jù)線中的一條供給的電壓施加到所述像素電極，其中所述第一柵極線是所述多條柵極線中的一條；和第二開關裝置，其具有晶體管B和電容器，用于當晶體管B在被第二柵極線選擇而被設置成導通時，將指定的電勢供給所述多個晶體管A之間的連接點中的至少一個并且將所述指定的電勢存儲在所述電容器中，和在沒有被所述第一柵極線和所述第二柵極線選擇時，將所述連接點的電勢中的至少一個保持在所述多個晶體管A之間的所述電容器，其中所述第二柵極線是所述多條柵極線中的一條，但與所述第一柵極線不同。
5. —種液晶顯示裝置，所述液晶顯示裝置包括由像素構造的像素矩陣，每個像素具有像素電極并且設置在多條柵極線和多條數(shù)據(jù)線的交叉點附近，其中，每個像素包括第一開關器件，所述第一開關器件具有串聯(lián)連接的多個晶體管A,當所述多個晶體管A在被第一柵極線選擇而被同時設置為導通時，用于將從所述多條數(shù)據(jù)線中的一條供給的電壓施加到所述像素電極，其中所述第一柵極線是所述多條柵極線中的一條；并且所述像素矩陣上的成對的兩個相鄰像素包括至少一個晶體管B和多個電容器，所述晶體管B的源電極和漏電極連接在一個像素的所述多個晶體管A的連接點中的至少一個與一個像素的所述多個晶體管A 的連接點中的至少一個連接點或另一連接點之間，并且所述晶體管B 的柵電極連接到第二柵極線，其中所述第二柵極線是所述多條柵極線中的一條但與所述第一柵極線不同，所述多個電容器的一端連接到與所述晶體管B連接的每個像素的所述多個晶體管A的所述連接點中的每個，并且另一端連接到公共電極。
6. 如權利要求5所述的液晶顯示裝置，其中每個像素包括反電極，所述反電極設置在設置有所述像素電極的相同的基底上或者設置在單獨的基底上；每個像素的液晶受所述像素電極和所述反電極之間的電場控制；并且在具有通過所述晶體管B連接的所述晶體管A之間的所述連接點的至少一個的兩個像素中，其反電極具有相同的電勢，并且用于反電極的施加到所述兩個像素的每個像素電極的信號的極性不同。
7. 如權利要求5所述的液晶顯示裝置，其中所述第一開關包括作為所述多個晶體管A的第一晶體管和第二晶體管，其中所述第一晶體管和所述第二晶體管的柵電極共同連接到所述第一柵極線，所述第一晶體管的源電極或漏電極連接到所述第二晶體管的源電極或漏電極，所述第一晶體管的所述源電極和所述漏電極中的另一個連接到所述數(shù)據(jù)線中的一條，所述第二晶體管的所述源電極和所述漏電極中的另一個連接到所述像素電極；并且所述像素矩陣上的所述兩個相鄰像素中的一個包括作為所述晶體管B的第三晶體管，其中所述電容器連接在所述第一晶體管和所述第二晶體管的所述連接點與所述公共電極之間，所述第三晶體管的柵電極連接到所述第二柵極線，所述第三晶體管的源電極或漏電極連接到一個像素的所述第一晶體管和所述第二晶體管之間的連接點，所述第三晶體管的所述源電極和所述漏電極中的另一個連接到另一像素的所述第一晶體管和所述第二晶體管之間的連接點。
8. 如權利要求3所述的液晶顯示裝置，其中，至少所述第一晶體管和所述第二晶體管中的任一個被形成為具有多個柵極。
9. 如權利要求7所述的液晶顯示裝置，其中，至少所述第一晶體管和所述第二晶體管中的任一個被形成為具有多個柵極。
10. 如權利要求3所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一晶體管、所述第二晶體管和所述第三晶體管具有相同的導電類型。
11. 如權利要求7所述的液晶顯示裝置，其中，所述第一晶體管、所述第二晶體管和所述第三晶體管具有相同的導電類型。
12. 如權利要求3所述的液晶顯示裝置，其中，所述公共電極分為彼此沒有電影響的第一公共電極和第二公共電極，所述電容器連接在所述連接點和所述第一公共電極之間，并且所述第三晶體管的所述源電極和所述漏電極中的另一個連接到所述第二公共電極。
13. 如權利要求3所述的液晶顯示裝置，其中，所述第三晶體管的溝道寬度小于所述第一晶體管和所述第二晶體管的溝道寬度。
14. 如權利要求7所述的液晶顯示裝置，其中，所述第三晶體管的溝道寬度小于所述第一晶體管和所述第二晶體管的溝道寬度。
15. —種液晶顯示裝置，所述液晶顯示裝置包括由像素構造的像素矩陣，每個像素具有像素電極并且設置在多條柵極線和多條數(shù)據(jù)線的交叉點附近，其中每個像素包括第一開關裝置，所述第一開關裝置具有串聯(lián)連接的多個晶體管A，當所述多個晶體管A在被第一柵極線選擇而被同時設置為導通時，用于將從所述多條數(shù)據(jù)線中的一條供給的電壓施加到所述像素電極，其中所述第一柵極線是所述多條柵極線中的一條；并且所述像素矩陣上的成對的兩個相鄰像素包括至少一個晶體管B和多個電容器，所述晶體管B的源電極和漏電極連接在一個像素的所述多個晶體管A的連接點中的至少一個與一個像素的所述多個晶體管A 的連接點中的至少一個連接點或另一連接點之間，并且所述晶體管B 的柵電極連接到第二柵極線，其中所述第二柵極線是所述多條柵極線中的一條但與所述第一柵極線不同，所述多個電容器的一端連接到與所述晶體管B連接的每個像素的所述多個晶體管A的所述連接點中的每個，并且另一端連接到公共電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置，以提供通過抑制閃爍和串擾的產生能夠提高畫面品質而不劣化像素的數(shù)值孔徑并且不提高制造成本的像素矩陣等。第一開關器件具有串聯(lián)連接的晶體管，當晶體管A在被柵極線選擇時，晶體管被同時設置為導通，從而將從數(shù)據(jù)線供給的電壓施加到像素電極。第二開關器件具有晶體管和控制電容器。當晶體管被與上述柵極線不同的柵極線選擇時，晶體管被設置為導通，從而將指定的電勢供給第一開關的晶體管之間的連接點，指定的電勢被存儲在控制電容器中。當沒有被這兩條柵極線選擇時，連接點的電勢被保持為存儲在控制電容器中的電勢。
文檔編號G02F1/1362GK101344694SQ20081013566
公開日2009年1月14日申請日期2008年7月9日優(yōu)先權日2007年7月9日
發(fā)明者關根裕之申請人:Nec液晶技術株式會社

完整全部詳細技術資料下載