專利名稱：對比度增強的垂直配向顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器件，更具體地，涉及一種垂直配向液晶顯示器件。
背景技術(shù)：
液晶顯示器件(IXD)現(xiàn)在作為重要的平板顯示器件之一被廣泛使用。液晶顯示器 件具有兩個顯示面板以及插設(shè)在面板之間的液晶層，場產(chǎn)生電極(例如像素電極和公共電 極)形成在該兩個顯示面板上。在液晶顯示器件中，電壓被施加到電極，跨過液晶層產(chǎn)生的 電場決定了液晶分子的取向。通過根據(jù)顯示數(shù)據(jù)信號來控制入射光偏振，視頻圖像顯示在 LCD面板上。在液晶顯示器件之中，垂直配向(VA)模式的液晶顯示器件具有高對比度和寬參 考視角(reference viewing angle)的優(yōu)點，該參考視角被定義為1 10的對比度時 的視角，也被稱為灰度間亮度轉(zhuǎn)換限制角(intergrayluminance inversion limitation angle)。在VA模式液晶顯示器件中，當(dāng)沒有電場施加到其上時液晶分子的軸垂直于上顯示 面板和下顯示面板取向。在垂直配向(VA)模式液晶顯示器件中，切口(cutout)或突起可以形成在場產(chǎn)生 電極上以加寬視角。切口或突起改變了附近的液晶分子的取向，從而加寬了參考視角。然而，垂直配向(VA)模式液晶顯示器件的側(cè)向可見性(lateral visibility)比 正向可見性(front visibility)差。例如，對于具有切口的圖案化垂直配向(PVA)液晶顯 示器件，圖像朝著側(cè)面變得更亮，在最壞情況下，高灰度之間的亮度差異被消除使得畫面圖 像會呈現(xiàn)為已經(jīng)倒塌(collapsed)。在本背景部分公開的信息意在用于理解本發(fā)明的背景，因此它可以包含并不形成 已被本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面提供了一種具有增強的側(cè)向可見性的優(yōu)點的垂直配向液晶顯 示器件。在本發(fā)明的一個或多個實施例中，基于可變電容器，像素包括高灰度子像素和低 灰度子像素。本發(fā)明的示范性實施例提供了一種顯示器件，該顯示器件包括多條柵極線、多條 數(shù)據(jù)線以及連接到多條柵極線之一和多條數(shù)據(jù)線之一的像素。像素包括第一子像素和第二 子像素。第一子像素包括第一薄膜晶體管，具有分別連接到柵極線的控制端和連接到數(shù)據(jù) 線的輸入端；以及第一液晶電容器和第一可變電容器，分別連接到第一薄膜晶體管的輸出 端。第二子像素包括第二薄膜晶體管，具有分別連接到柵極線的控制端和連接到數(shù)據(jù)線的 輸入端；以及第二液晶電容器和第二可變電容器，分別連接到第二薄膜晶體管的輸出端。第一可變電容器和第二可變電容器可以在施加到柵極電極的電壓達(dá)到或超過預(yù) 定電壓時具有第一電容，并且它們在施加到柵極電極的電壓小于預(yù)定電壓時具有第二電容。當(dāng)?shù)谝豢勺冸娙萜骱偷诙勺冸娙萜髦痪哂械谝浑娙輹r，另一個可變電容器可 以具有第二電容。第一可變電容器和第二可變電容器可以每個通過薄膜晶體管形成，該薄膜晶體管 包括柵極電極、半導(dǎo)體層、源極電極和漏極電極，并且源極電極和漏極電極可以彼此電連 接。第一可變電容器的源極電極和漏極電極可以連接到第一薄膜晶體管的輸出端，第 二可變電容器的柵極電極可以連接到第二薄膜晶體管的輸出端。第一電容可以存儲在半導(dǎo)體層、源極電極和漏極電極與柵極電極重疊的區(qū)域處。 第二電容可以存儲在源極電極和漏極電極與柵極電極重疊的區(qū)域處。歐姆接觸層可以形成 在源極電極和漏極電極與半導(dǎo)體層之間。第一電容可以存儲在半導(dǎo)體層、歐姆接觸層以及源極電極和漏極電極與柵極電極 重疊的區(qū)域處。第二電容可以存儲在歐姆接觸層以及源極電極和漏極電極與柵極電極重疊 的區(qū)域處。第一可變電容器和第二可變電容器可以每個包括柵極電極、半導(dǎo)體層和上電極， 其中上電極可以與柵極電極和半導(dǎo)體層部分重疊。第一可變電容器的上電極可以連接到 第一薄膜晶體管的輸出端，第二可變電容器的柵極電極可以連接到第二薄膜晶體管的輸出 端。第一電容可以存儲在半導(dǎo)體層和上電極與柵極電極重疊的區(qū)域處。第二電容可以 存儲在上電極與柵極電極重疊的區(qū)域處。歐姆接觸層可以形成在上電極與半導(dǎo)體層之間。第一電容可以存儲在半導(dǎo)體層、歐姆接觸層和上電極與柵極電極重疊的區(qū)域處。 第二電容可以存儲在歐姆接觸層和上電極與柵極電極重疊的區(qū)域處。本發(fā)明的另一示范性實施例提供了一種顯示器件，該顯示器件包括多條柵極線； 多條數(shù)據(jù)線；以及像素，連接到多條柵極線之一和多條數(shù)據(jù)線之一。像素包括薄膜晶體 管，具有分別連接到柵極線的控制端和連接到數(shù)據(jù)線的輸入端；以及液晶電容器和可變電 容器，分別連接到薄膜晶體管的輸出端，其中可變電容器通過薄膜晶體管形成?？勺冸娙萜骺梢跃哂斜∧ぞw管結(jié)構(gòu)，該薄膜晶體管結(jié)構(gòu)具有柵極電極、半導(dǎo)體 層、源極電極和漏極電極，并且源極電極和漏極電極可以彼此電連接?？勺冸娙萜骺梢酝ㄟ^這樣的結(jié)構(gòu)形成，在該結(jié)構(gòu)中從具有柵極電極、半導(dǎo)體層以 及源極電極和漏極電極的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)去除源極電極或漏極電極。這樣，可變電容器形成在每個像素內(nèi)使得像素分為高灰度子像素和低灰度子像 素。分開的子像素表示不同的灰度使得側(cè)向可見性被增強。將像素分成兩個子像素時不需 要形成用于將不同信號施加到其上的單獨的配線，并且在用于驅(qū)動顯示器件的驅(qū)動器處被 處理的數(shù)據(jù)量減少。此外，像素以簡化的方式被分為具有可變電容器的兩個子像素，不要求 形成額外的配線和元件，使得開口率增大。


圖1是根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的液晶顯示器件中像素的等效電路圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的可變電容器的電壓_電容曲線圖3是示出在根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的兩個子像素的薄膜晶體管輸出端處的 電壓變化的曲線圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的液晶顯示器件的像素的等效電路圖；圖5和圖6是根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的圖4中示出的可變電容器的截面圖；圖7是本發(fā)明示范性實施例的圖6中示出的可變電容器的電壓_電容曲線圖；圖8和圖9是示出來自根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的圖4所示的可變電容器在應(yīng)力下的電壓-電流特性曲線圖；圖10和圖11是根據(jù)本發(fā)明另一示范性實施例的可變電容器的截面圖。
具體實施例方式在下文將參照附圖對本發(fā)明做更為充分的描述，附圖中示出了本發(fā)明的示范性實 施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，所描述的實施例可以以多種不同的方法修改，而都不 背離本發(fā)明的精神或范圍。首先參照圖1描述根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的顯示器件。圖1是根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的液晶顯示器件的像素的等效電路圖。如圖1所示，對于根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的液晶顯示器件，像素900包括兩個子 像素901和902。子像素901和902分別包括薄膜晶體管Qs_h和Qs_l、液晶電容器Clc_h 和Clc_l以及可變電容器Cst_h和Cst_l。子像素901和902通過數(shù)據(jù)線Dj接收相同的電 壓，但施加到液晶電容器Clc_h和Clc_l的電壓根據(jù)可變電容器Cst_h和Cst_l的操作而 不同。因此，通過控制液晶電容器ClcJ!和Clc_l，圖像顯示不同的灰度級。表現(xiàn)較低灰度 的子像素902將在下文稱作低灰度子像素，表現(xiàn)較高灰度的子像素901將稱作高灰度子像
ο將首先詳細(xì)地描述子像素的關(guān)系。高灰度子像素901包括薄膜晶體管Qs_h，該薄膜晶體管Qs_h具有連接到柵極線 Gi的控制端和連接到數(shù)據(jù)線Dj的輸入端。液晶電容器Clc_h和可變電容器Cst_h分別連 接到薄膜晶體管Qs_h的輸出端。液晶電容器Clc_h包括像素電極(未示出)、公共電極(未示出)以及插設(shè)在像素 電極與公共電極之間的液晶層(未示出)。像素電極連接到薄膜晶體管Qs_h的輸出端并接 收數(shù)據(jù)電壓，公共電極接收公共電壓Vcom。當(dāng)電場由像素電極與公共電極之間的電壓差產(chǎn) 生時，液晶分子由于電場而重新取向使得光偏振被定量地改變，從而顯示圖像。可變電容器Cst_h具有在其兩端處的第一電極和第二電極(未示出)以及設(shè)置在 這些電極之間的絕緣層(未示出)。第一電極連接到薄膜晶體管Qs_h的輸出端并接收數(shù)據(jù) 電壓，第二電極接收參考電壓Vref。參考電壓Vref可以與公共電壓Vcom相同。根據(jù)本發(fā) 明示范性實施例的可變電容器Cst_h可以具有極性，對于高灰度子像素901，它可以構(gòu)造為 連接到薄膜晶體管Qs_h輸出端的第一電極具有正(+)極性。可變電容器Cst_h具有以下 特性積累電容在預(yù)定電壓處快速增大并在隨后到達(dá)它的平穩(wěn)狀態(tài)。這將參照圖2更具體 地描述。同時，寄生電容Cph形成在柵極線Gi與薄膜晶體管Qs_h的輸出端之間。對于高灰度子像素901，由于可變電容器Cst_h的特性，電壓在薄膜晶體管Qs_h的輸出端(區(qū)域Α)處變化，使得液晶電容器Clc_h的特性被改變。同時，寄生電容Cph也可 以被改變，這將在隨后參照圖3描述。類似地，低灰度子像素902包括薄膜晶體管Qs_l，該薄膜晶體管Qs_l具有連接到 柵極線Gi的控制端和連接到數(shù)據(jù)線Dj的輸入端。液晶電容器Clc_l和可變電容器Cst_l 連接到薄膜晶體管Qs_l的輸出端。液晶電容器Clc_l包括像素電極(未示出)、公共電極(未示出)以及插設(shè)在這些 電極之間的液晶層(未示出)。像素電極連接到薄膜晶體管Qs_l的輸出端并接收數(shù)據(jù)電 壓，公共電極接收公共電壓Vcom。當(dāng)電場由像素電極與公共電極之間的電壓差產(chǎn)生時，液晶 分子由于電場而重新取向使得光偏振被定量地改變，從而顯示圖像?？勺冸娙萜鰿st_l具有在其兩端處的第一電極和第二電極(未示出)以及設(shè)置在 這些電極之間的絕緣層(未示出)。第一電極連接到薄膜晶體管Qs_l的輸出端并接收數(shù)據(jù) 電壓，第二電極接收參考電壓Vref。參考電壓Vref可以與公共電壓Vcom相同。根據(jù)本發(fā) 明示范性實施例的可變電容器Cst_l可以具有極性，對于低灰度子像素902，它可以構(gòu)造為 連接到薄膜晶體管Qs_l的輸出端的第一電極具有負(fù)(_)極性?？勺冸娙萜鰿st_l具有以 下特性積累電容在預(yù)定電壓處快速增大并在隨后到達(dá)它的平穩(wěn)狀態(tài)。這將參照圖2更具 體地描述。同時，寄生電容Cpl形成在柵極線Gi與薄膜晶體管Qs_l的輸出端之間。在低灰度子像素902中，由于可變電容器Cst_l，電壓在薄膜晶體管Qs_l的輸出端 (區(qū)域B)處變化，使得液晶電容器Clc_l的電容改變。同時，寄生電容Cpl也可以被改變， 這將在隨后參照圖3描述?，F(xiàn)在將詳細(xì)描述可變電容器Cst_h和Cst_l的工作特性。圖2是根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的可變電容器的電壓_電容曲線圖。在圖2的曲 線圖中，橫軸表示跨過每個可變電容器Cst_h和Cst_l所施加的電壓，縱軸表示存儲在可變 電容器Cst_h和Cst_l中的電容。根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的可變電容器Cst_h和Cst_l具有以下特性積累電容 在預(yù)定電壓(在附圖中示出為0)處快速增大并隨后到達(dá)它的穩(wěn)定狀態(tài)。因此，電容差A(yù)C 存在于當(dāng)施加預(yù)定電壓或更小的電壓時獲得的最小電容Cmin與當(dāng)施加超過預(yù)定電壓的電 壓時獲得的最大電容Cmax之間。由于可變電容器Cst_h和Cst_l具有極性，所以當(dāng)?shù)扔诨?高于預(yù)定電壓的電壓施加到正⑴端時它們表現(xiàn)出最大電容Cmax。相反，當(dāng)電壓施加到負(fù) (-)端時，因為所施加的電壓并不影響電容，所以可變電容器Cst_h和Cst_l表現(xiàn)出最小電 容Cmin，并且兩端的電壓變化最小。兩個子像素901和902由于電容差Δ C而被分成高灰度子像素901和低灰度子像 素902，這將參照圖3詳細(xì)地描述。圖3是示出在根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的兩個子像素中的薄膜晶體管的輸出端 處的電壓變化的曲線圖。在圖3的曲線圖中，Vg表示施加到柵極線Gi的柵極電壓，VA表示在圖1中示出的 高灰度子像素901的區(qū)域A處的端(Α端)處的電壓，VB表示低灰度子像素902的區(qū)域B處 的端(B端)處的電壓。此外，VkA表示高灰度子像素901的A端處的回掃電壓(kickback voltage), VkB表示低灰度子像素902的B端處的回掃電壓。圖3的曲線圖示出了在施加參考電壓Vref后測量的結(jié)果，參考電壓Vref具有與公共電壓Vcom相同的大小。當(dāng)柵極電壓開啟并且數(shù)據(jù)電壓施加到像素時，子像素901和902充有數(shù)據(jù)電壓。當(dāng) 柵極電壓關(guān)斷時，在各個子像素901和902處所充的電壓下降得如回掃電壓一樣多。A端處 的回掃電壓和B端處的回掃電壓由公式1表示。公式1
［００５４］<formula>formula see original document page 8</formula><formula>formula see original document page 8</formula>在公式1中，Cp表示寄生電容，AVgate表示在柵極電壓的開和關(guān)部分之間的電 壓差，Cmax表示可變電容器的最大電容，Cmin表示可變電容器的最小電容，Clc表示液晶電 容，Δ C表示最大電容Cmax與最小電容Cmin之間的差。因為A端處的回掃電壓由于電容差A(yù)C而具有相對較小的數(shù)值，所以高灰度子像 素901的電壓在關(guān)斷柵極電壓時下降并相對較低使得它表現(xiàn)出高灰度。當(dāng)數(shù)據(jù)電壓高于公 共電壓Vcom時，公式1是有效的。同時，低于公共電壓Vcom的電壓通過反向驅(qū)動而作為數(shù)據(jù)電壓被施加。因為數(shù)據(jù) 電壓小于公共電壓Vcom，所以高灰度子像素901的可變電容器Cst_h具有最小電容Cmin， 而低灰度子像素902的可變電容器Cst_l具有最大電容Cmax。結(jié)果，A端處的回掃電壓相 對較低，B端處的回掃電壓相對較高。因此，當(dāng)柵極關(guān)斷時，電壓在A端處下降得更多，使得 高灰度子像素901表現(xiàn)出較高的灰度?，F(xiàn)在將詳細(xì)描述可變電容器通過薄膜晶體管形成的情形。圖4是根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的液晶顯示器件中像素的等效電路圖，圖5和圖 6是圖4中示出的可變電容器的截面圖。圖7是圖6中示出的可變電容器的電壓_電容曲 線圖。附圖中的附圖標(biāo)記110表示基板。如圖4所示，對于根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的液晶顯示器件，像素900包括兩個子 像素901和902。子像素901和902分別包括薄膜晶體管Qs_h和Qs_l、液晶電容器Clc_h 和Clc_l以及可變電容器Ct_h和Ct_l。各個子像素901和902通過數(shù)據(jù)線Dj接收相同的 電壓，但施加到液晶電容器Clc_h和Clc_l的電壓根據(jù)可變電容器Ct_h和Ct_l的操作而 不同。因此，當(dāng)圖像通過液晶電容器ClcJ!和Clc_l顯示時，它們表現(xiàn)不同的灰度。表現(xiàn)相 對較低灰度的子像素902將稱作低灰度子像素，表現(xiàn)相對較高灰度的子像素901將被稱作 高灰度子像素。將首先詳細(xì)描述各個子像素的關(guān)系。高灰度子像素901包括薄膜晶體管Qs_h，該薄膜晶體管Qs_h具有連接到柵極線 Gi的控制端和連接到數(shù)據(jù)線Dj的輸入端。液晶電容器Clc_h和可變電容器Ct_h分別連接 到薄膜晶體管Qs_h的輸出端。液晶電容器Clc_h包括像素電極(未示出)、公共電極(未示出)以及插設(shè)在像素 電極與公共電極之間的液晶層(未示出)。像素電極連接到薄膜晶體管Qs_h的輸出端并接 收數(shù)據(jù)電壓，公共電極接收公共電壓Vcom。當(dāng)電場由像素電極與公共電極之間的電壓差產(chǎn)生時，液晶分子由于電場而重新取向使得光偏振被定量地改變，從而顯示圖像。如圖6所示，可變電容器Ct_h通過包括柵極電極124、半導(dǎo)體層150、源極電極173 和漏極電極175的薄膜晶體管形成。源極電極173和漏極電極175彼此電連接。柵極絕緣 層140插設(shè)在半導(dǎo)體層150與柵極電極124之間。歐姆接觸層163和165形成在源極電極 173與半導(dǎo)體層150之間以及漏極電極175與半導(dǎo)體層150之間。對于高灰度子像素901， 柵極電極124連接到薄膜晶體管Qs_h的輸出端并接收數(shù)據(jù)電壓，源極電極173和漏極電極 175接收公共電壓Vcom。任意電壓VO可代替公共電壓Vcom施加到目標(biāo)。在圖4中示出了 標(biāo)記Vcom或V0，公共電壓Vcom或任意電壓可以施加到目標(biāo)。對于根據(jù)本發(fā)明示范性實施 例的可變電容器Ct_h，當(dāng)施加到柵極電極124的電壓達(dá)到或超過預(yù)定電壓時，溝道根據(jù)薄 膜晶體管的特性形成在半導(dǎo)體層150處。在此情況下，半導(dǎo)體層150用作導(dǎo)體，使得可變電 容器Ct_h形成在半導(dǎo)體層150、源極電極173和漏極電極175與柵極電極124重疊的區(qū)域 處。將參照圖7更具體地描述高灰度子像素901的可變電容器Ct_h的工作特性。對于圖7的曲線圖，橫軸表示施加到柵極的電壓，縱軸表示存儲在薄膜晶體管處 的電容。對于圖7中示出的薄膜晶體管，源極電極和漏極電極彼此電連接并同時接地。在 一個實施例中，薄膜晶體管的寬度W是200 μ m，長度L為50 μ m,柵極電極與源極電極和漏 極電極重疊的長度為10 μ m，絕緣層的厚度為450nm。實驗表明，薄膜晶體管的積累電容沿預(yù)定電壓(由附圖中的點線表示)快速地升 高并逐漸到達(dá)預(yù)定電容Cmax。因此，當(dāng)通過柵極電極124施加的電壓達(dá)到預(yù)定數(shù)值時，薄膜 晶體管具有最大電容Cmax。此外，對于高灰度子像素901，寄生電容Cph形成在柵極線Gi與薄膜晶體管Qs_h 的輸出端之間。類似地，低灰度子像素902包括薄膜晶體管Qs_l，該薄膜晶體管Qs_l具有連接到 柵極線Gi的控制端和連接到數(shù)據(jù)線Dj的輸入端。液晶電容器Clc_l和可變電容器Ct_l 連接到薄膜晶體管Qs_l的輸出端。液晶電容器Clc_l包括像素電極(未示出)、公共電極(未示出)以及插設(shè)在像素 電極與公共電極之間的液晶層(未示出)。像素電極連接到薄膜晶體管Qs_l的輸出端并接 收數(shù)據(jù)電壓，公共電極接收公共電壓Vcom。當(dāng)電場由像素電極與公共電極之間的電壓差產(chǎn) 生時，液晶分子重新取向以定量地改變光偏振，從而顯示圖像。類似地，如圖5所示，可變電容器Ct_l通過包括柵極電極124、半導(dǎo)體層150、源極電極173和漏極電極175的薄膜晶體管形成。源極電極173和漏極電極175彼此電連接。 柵極絕緣層140插設(shè)在半導(dǎo)體層150與柵極電極124之間。歐姆接觸層163和165形成在 源極電極173與半導(dǎo)體層150之間以及漏極電極175與半導(dǎo)體層150之間。對于低灰度子 像素902，源極電極173和漏極電極175連接到薄膜晶體管Qs_l的輸出端并接收數(shù)據(jù)電壓， 柵極電極124接收公共電壓Vcom。任意電壓VO可以代替公共電壓Vcom施加到目標(biāo)，任意 電壓VO在圖4中單獨地表示。然而，可變電容器Ct_l具有根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的特 性，當(dāng)預(yù)定電壓施加到薄膜晶體管的柵極電極124時，它并不導(dǎo)通，原因在于沒有溝道形成 在半導(dǎo)體層150處。因此，如圖5所示，可變電容器Ct_l形成在源極電極173和漏極電極 175與柵極電極124重疊的地方。在形成歐姆接觸層163和165的情況下，該可變電容器可 以形成在歐姆接觸層163和165以及源極電極173和漏極電極175與柵極電極124重疊的地方。在低灰度子像素902的情況下，恒定電壓施加到柵極電極124。此外，寄生電容Cpl形成在柵極線Gi與薄膜晶體管Qs_l的輸出端之間。如上所述，圖5中示出的低灰度子像素902的可變電容器Ct_l和圖6中示出的高 灰度子像素901的可變電容器Ct_h具有不同的存儲電容，因為盡管其它條件相同但是重疊 面積不同。因此，對于這兩個子像素，即使相同的數(shù)據(jù)電壓施加到其上，但回掃電壓仍不同， 這導(dǎo)致不同的亮度。
圖4到圖6示出了可變電容器的結(jié)構(gòu)，其中薄膜晶體管的源極電極和漏極電極彼 此電連接。當(dāng)使用該可變電容器(其中薄膜晶體管的源極電極和漏極電極彼此電連接)時， 確認(rèn)器件特性以便測試其可靠性。這在圖8和圖9中示出。圖8和圖9示出了圖4中的可變電容器在應(yīng)力(stress)下的電壓-電流特性。圖8示出了用DC電壓驅(qū)動?xùn)艠O的情況，圖9示出了用AC電壓驅(qū)動?xùn)艠O的情況。在 圖8和圖9中，橫軸表示柵極電極和源極電極之間的電壓差，縱軸表示沿漏極電極流動的電流。圖8示出了在應(yīng)力施加之前的電流-電壓曲線不同于在施加三小時15VDC的應(yīng)力 后的電流-電壓曲線。相反地，圖9示出了在AC電壓應(yīng)力施加之前的電壓-電流曲線與施加三小時 士 15VAC電壓的應(yīng)力之后的曲線重疊。因為液晶顯示器件通常反向驅(qū)動以防止器件退化，所以通過反向驅(qū)動在形成和使 用圖4中示出的可變電容器中不存在問題?，F(xiàn)在將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明另一示范性實施例的可變電容器。圖10和圖11是根據(jù)本發(fā)明另一示范性實施例的可變電容器的截面圖。圖10和圖11中示出的可變電容器可以包括圖1中示出的那些可變電容器的所有 其它的結(jié)構(gòu)特征。對于根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的液晶顯示器件，像素900包括兩個子像 素901和902，子像素901和902又分別包括薄膜晶體管Qs_h和Qs_l、液晶電容器Clc_h 和Clc_l以及可變電容器Ct_h和Ct_l。高灰度子像素901的可變電容器Ct_h在圖11中示出，低灰度子像素902的可變 電容器ct_l在圖10中示出。如圖11所示，高灰度子像素901的可變電容器Ct_h包括柵極電極124、半導(dǎo)體層 150和源極電極173，但是不像通常的薄膜晶體管一樣具有漏極電極。柵極絕緣層140形成 在半導(dǎo)體層150與柵極電極124之間。此外，歐姆接觸層163形成在源極電極173與半導(dǎo) 體層150之間。在高灰度子像素901中，柵極電極124連接到薄膜晶體管Qs_h的輸出端并 接收數(shù)據(jù)電壓，源極電極173接收公共電壓Vcom。任意電壓VO可以代替公共電壓Vcom施 加到目標(biāo)。然而，在圖11中示出的可變電容器Ct_h中，當(dāng)施加到柵極電極124的電壓達(dá)到 或超過預(yù)定電壓時，根據(jù)薄膜晶體管的特性，半導(dǎo)體層150起到類似導(dǎo)體的作用。在此情況 下，如圖11所示，可變電容器Ct_h形成在半導(dǎo)體層150和源極電極173與柵極電極124重 疊的地方。低灰度子像素902包括圖10中示出的可變電容器Ct_l。低灰度子像素902的可 變電容器ct_l包括柵極電極124、半導(dǎo)體層150和源極電極173，但是不像通常的薄膜晶體 管一樣具有漏極電極。柵極絕緣層140形成在半導(dǎo)體層150與柵極電極124之間。歐姆接觸層163形成在源極電極173與半導(dǎo)體層150之間。在低灰度子像素902中，源極電極 173連接到薄膜晶體管Qs_l的輸出端并接收數(shù)據(jù)電壓，柵極電極124接收公共電壓Vcom。 任意電壓VO可以代替公共電壓Vcom施加到目標(biāo)。在根據(jù)本發(fā)明示范性實施例的可變電容 器Ct_l中，當(dāng)預(yù)定電壓施加到柵極電極124時，根據(jù)薄膜晶體管的特性，薄膜晶體管并不導(dǎo) 通，原因在于沒有溝道形成在半導(dǎo)體層150處。因此，在圖10中，可變電容器Ct_l形成在 源極電極173與柵極電極124重疊的地方。當(dāng)形成歐姆接觸層163時，該可變電容器可以 形成在歐姆接觸層163和源極電極173與柵極電極124重疊的地方。如上所述，即使其它的條件相同，圖10中示出的低灰度子像素902的可變電容器 ct_l和圖11中示出的高灰度子像素901的可變電容器Ct_h也具有不同的存儲電容，因為 其重疊面積彼此不同。因此，在各個子像素處形成不同的回掃電壓，即使相同的數(shù)據(jù)電壓施 加到其上，這導(dǎo)致不同的亮度。圖10和圖11中示出的可變電容器結(jié)構(gòu)不同于圖5和圖6中示出的可變電容器結(jié) 構(gòu)，不同在于兩個子像素901和902中的可變電容器Ct_l和Ct_h被不同地控制。也就是 說，圖6和圖11中示出的高灰度子像素901的可變電容器Ct_h彼此差別較小，而低灰度子 像素902的可變電容器Ct_l彼此差別明顯，差別在于圖10中的電容減小到圖5中電容的 一半(見雙端箭頭)。因此，在形成顯示器件中，在期望擴大兩個子像素901和902的可變 電容器Ct_l和Ct_h之間的尺寸差異的情況下，可以使用圖10和圖11中示出的結(jié)構(gòu)；或者 在期望減小這些可變電容器Ct_l和Ct_h之間的尺寸差異的情況下，可以使用圖5和圖6 中示出的結(jié)構(gòu)。此外，在設(shè)計薄膜晶體管中可以改變電極和溝道的尺寸，以控制高灰度子像 素901的可變電容器Ct_h與低灰度子像素902的可變電容器Ct_l之間的差異，從而獲得 增強的側(cè)向可見性。以上基于電路圖描述了在液晶顯示器件中形成的液晶面板的像素結(jié)構(gòu)。沒有在以 上描述的信號控制器、數(shù)據(jù)驅(qū)動器、柵極驅(qū)動器、液晶層等可以以各種方式形成。盡管已經(jīng)結(jié)合現(xiàn)在認(rèn)為是可行的示范性實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本 發(fā)明不限于公開的實施例，相反，本發(fā)明旨在涵蓋包括在權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的各 種修改和等同布置。本申請要求于2009年3月5日提交到韓國知識產(chǎn)權(quán)局的韓國專利申請 No. 10-2009-0018995的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部內(nèi)容在此引入以做參考。
權(quán)利要求
一種顯示器件，包括多條柵極線；多條數(shù)據(jù)線；以及像素，連接到所述多條柵極線之一和所述多條數(shù)據(jù)線之一，所述像素包括第一子像素和第二子像素，其中所述第一子像素包括第一薄膜晶體管，具有分別連接到所述柵極線至少之一的控制端和連接到所述數(shù)據(jù)線至少之一的輸入端；以及第一液晶電容器和第一可變電容器，分別連接到所述第一薄膜晶體管的輸出端；以及其中所述第二子像素包括第二薄膜晶體管，具有分別連接到所述柵極線至少之一的控制端和連接到所述數(shù)據(jù)線至少之一的輸入端；以及第二液晶電容器和第二可變電容器，分別連接到所述第二薄膜晶體管的輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示器件，其中所述第一可變電容器和所述第二可變電容器在 施加到柵極電極的電壓達(dá)到或超過預(yù)定電壓時具有第一電容，并且所述第一可變電容器和 所述第二可變電容器在施加到所述柵極電極的電壓小于所述預(yù)定電壓時具有第二電容。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示器件，其中當(dāng)所述第一可變電容器和所述第二可變電容器 之一具有所述第一電容時，另一個可變電容器具有所述第二電容。
4.如權(quán)利要求2所述的顯示器件，其中所述第一可變電容器和所述第二可變電容器每 個都通過薄膜晶體管形成，該薄膜晶體管包括柵極電極、半導(dǎo)體層、源極電極和漏極電極， 其中所述源極電極和所述漏極電極彼此電連接。
5.如權(quán)利要求4所述的顯示器件，其中所述第一可變電容器的所述源極電極和所述漏 極電極分別連接到所述第一薄膜晶體管的輸出端，所述第二可變電容器的所述柵極電極連 接到所述第二薄膜晶體管的輸出端。
6.如權(quán)利要求5所述的顯示器件，其中所述第一電容存儲在所述半導(dǎo)體層、所述源極 電極和所述漏極電極與所述柵極電極重疊的區(qū)域處。
7.如權(quán)利要求5所述的顯示器件，其中所述第二電容存儲在所述源極電極和所述漏極 電極與所述柵極電極重疊的區(qū)域處。
8.如權(quán)利要求4所述的顯示器件，還包括形成在所述源極電極和所述漏極電極與所述 半導(dǎo)體層之間的歐姆接觸層。
9.如權(quán)利要求8所述的顯示器件，其中所述第二電容存儲在所述歐姆接觸層、所述源 極電極和所述漏極電極與所述柵極電極重疊的區(qū)域處。
10.如權(quán)利要求2所述的顯示器件，其中所述第一可變電容器和所述第二可變電容器 每個都包括柵極電極、半導(dǎo)體層和上電極，其中所述上電極與所述柵極電極和所述半導(dǎo)體 層部分重疊。
11.如權(quán)利要求10所述的顯示器件，其中所述第一可變電容器的所述上電極連接到所 述第一薄膜晶體管的所述輸出端，所述第二可變電容器的所述柵極電極連接到所述第二薄 膜晶體管的所述輸出端。
12.如權(quán)利要求11所述的顯示器件，其中所述第一電容存儲在所述半導(dǎo)體層和所述上電極與所述柵極電極重疊的區(qū)域處。
13.如權(quán)利要求11所述的顯示器件，其中所述第二電容存儲在所述上電極與所述柵極 電極重疊的區(qū)域處。
14.如權(quán)利要求10所述的顯示器件，還包括形成在所述上電極與所述半導(dǎo)體層之間的 歐姆接觸層。
15.如權(quán)利要求14所述的顯示器件，其中所述第二電容存儲在所述歐姆接觸層和所述 上電極與所述柵極電極重疊的區(qū)域處。
16.一種顯示器件，包括多條柵極線；多條數(shù)據(jù)線；以及像素，連接到所述多條柵極線之一和所述多條數(shù)據(jù)線之一，其中所述像素包括薄膜晶體管，具有分別連接到所述柵極線至少之一的控制端和連 接到所述數(shù)據(jù)線至少之一的輸入端；以及液晶電容器和可變電容器，分別連接到所述薄膜 晶體管的輸出端，其中所述可變電容器通過薄膜晶體管形成。
17.如權(quán)利要求16所述的顯示器件，其中所述可變電容器具有薄膜晶體管結(jié)構(gòu)，該薄 膜晶體管結(jié)構(gòu)包括柵極電極、半導(dǎo)體層、源極電極和漏極電極，其中所述源極電極和所述漏 極電極彼此電連接。
18.如權(quán)利要求16所述的顯示器件，其中所述可變電容器形成為具有從具有柵極電 極、半導(dǎo)體層以及源極電極和漏極電極的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)去除源極電極或漏極電極的結(jié) 構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種對比度增強的垂直配向顯示器件。該垂直配向液晶顯示器件包括具有可變電容器的兩個子像素。通過在每個子像素處形成可變電容器，像素被分成高灰度子像素和低灰度子像素。通過此結(jié)構(gòu)，子像素表現(xiàn)不同的灰度，從而增強了側(cè)向可見性。在將像素分成兩個子像素時不需要形成用于向其施加不同信號的單獨的配線，并且在用于驅(qū)動顯示器件的驅(qū)動器處被處理的數(shù)據(jù)量減小。此外，像素以簡化的方式分成具有可變電容器的兩個子像素，不需要形成額外的配線和元件，從而增大了開口率。
文檔編號G02F1/1362GK101825822SQ20091025346
公開日2010年9月8日 申請日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者尹寧秀, 蔡鐘哲, 鄭光哲, 鄭美惠, 高俊哲 申請人:三星電子株式會社