DE102005027957B4

DE102005027957B4 - Horizontal schaltendes Flüssigkristalldisplay

Info

Publication number: DE102005027957B4
Application number: DE102005027957A
Authority: DE
Inventors: Jong-Jin Anyang Park
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2004-12-31
Filing date: 2005-06-16
Publication date: 2009-01-15
Anticipated expiration: 2025-06-17
Also published as: FR2880430A1; US7486362B2; TWI278822B; GB2421832B; US20090174854A1; GB0512531D0; JP2006189758A; JP5059299B2; US20060146248A1; GB2421832A; KR101003623B1; TW200623005A; CN1797144B; KR20060077883A; JP2011209763A; US7656492B2; CN1797144A; JP5562912B2; DE102005027957A1; FR2880430B1

Abstract

Horizontal schaltendes Flüssigkristalldisplay (JPS-Display) mit:
– einer Vielzahl von Pixeln, die durch eine Vielzahl von einander schneidenden Gateleitungen (401, G1, G2) und Datenleitungen (402a, 402b, D1, D2, D3) gebildet sind;
– einem Paar von Schaltbauteilen (410, 420, T1, T2) in jedem Pixel, die an Schnittpunkten zwischen einer der Gateleitungen (401, G1, G2) und jeweils einer der Datenleitungen (402a, 402b, D1, D2, D3) in jedem Pixel ausgebildet sind, wobei ein Schaltbauteil (410, T1) des Paares mit einer N-ten der Datenleitung (402a, D1) verbunden ist und das andere Schaltbauteil (420, T2) des Paares mit einer (N + 1)-ten Datenleitung (402b, D2) verbunden ist; und
– einer ersten Elektrode (404), die mit dem ersten Schaltbauteil (410, T1) des Paares verbunden ist; und
– einer zweiten Elektrode (405), die mit dem zweiten Schaltbauteil (420, T2) des Paares verbunden ist, wobei eine Spannungsdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Elektrode...

Description

Die Erfindung betrifft ein IPS(In-Plane Switching = in der Ebene oder horizontal schaltend)-LCD (Flüssigkristalldisplay).
Einhergehend mit zunehmender Nachfrage nach tragbaren elektronischen Geräten wie Mobiltelefonen, PDAs und Notebooks stieg der Bedarf an Flachtafeldisplays, wie Flüssigkristalldisplays (LCDs, Plasmadisplaytafeln (PDPs), Feldemissionsdisplays (FEDs), Vakuumfluoreszenzdisplays (VFDs). Unter diesen sind LCDs für Massenherstellung und wegen ihres einfachen Ansteuerverfahrens und ihrer hohen Bildqualität am wettbewerbsfähigsten.
Ein LCD zeigt ein Bild durch Steuern des optischen Transmissionsvermögens eines Flüssigkristalls unter Verwendung eines elektrischen Felds an. Ein LCD ist mit einer Flüssigkristalldisplay-Tafel mit in Matrixform angeordneten Pixeln und einer Treiberschaltung zum Ansteuern dieser Tafel versehen.
Die 1 zeigt eine Pixeleinheit eines IPS-LCD gemäß dem Stand der Technik. Wie es in der 1 dargestellt ist, ist an jeder Schnittstelle zwischen Bitleitungen 101 und Datenleitungen 102 ein Pixelbereich gebildet. In jedem Pixel sind ein TFT (Thin Film Transistor = Dünnschichttransistor) als Schaltbauteil sowie eine Pixelelektrode 103 und eine gemeinsame Elektrode 105, die über das LCD hinweg abwechselnd angeordnet sind, vorhanden. Die Pixelelektrode 103 empfängt von Source-/Drainelektroden 106 und 107 des TFT ein Datensignal, um gemeinsam mit der gemeinsamen Elektrode auf einem ersten Substrat ein horizontales Feld auszubilden.
Dieses LCD zeigt dadurch ein Bild an, dass das optische Transmissionsvermögen des Flüssigkristalls durch ein elek trisches Feld geändert wird, das zwischen der Pixelelektrode 103 und der gemeinsamen Elektrode 105 entsprechend Datensignalen wirkt, wie sie an jede Pixelelektrode angelegt werden.
Obwohl es nicht dargestellt ist, ist ein zweites Substrat, ein Farbfiltersubstrat, so angebracht, dass es dem ersten Substrat zugewandt ist, und in den Zwischenraum zwischen diesen beiden Substraten ist eine Flüssigkristallschicht eingefüllt.
Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallschicht werden durch das genannte horizontale Feld angesteuert. Daher verfügt ein IPS-LCD über einen größeren Betrachtungswinkel als ein in einem TN(Twisted Nematic = verdrillt-nematisch)-Modus arbeitendes LCD, der nach links und rechts als auch nach oben und unten ungefähr 80–85° beträgt.
Die 2 ist ein Schaltbild, das eine Pixeleinheit eines IPS-LCD zeigt. Demgemäß ist ein TFT als Schaltbauteil an der Schnittstelle zwischen einer Gateleitung (Vgate) und einer Datenleitung (Vdata) ausgebildet. Der TFT ist mit einer Pixelelektrode (nicht dargestellt) verbunden, um ein elektrisches Feld an den Flüssigkristall anzulegen. Zwischen der Pixelelektrode und der gemeinsamen Elektrode (Vcom) entsteht ein horizontales Feld. Außerdem bilden die Pixelelektrode, die gemeinsame Elektrode und die Flüssigkristallschicht einen Kondensator (C_LC). Die Pixelelektrode, die gemeinsame Elektrode und eine zwischen diesen beiden ausgebildete Isolierschicht bilden ferner einen Speicherkondensator (C_ST) zum Aufrechterhalten eines Datensignals.
Wenn LCDs größer werden, werden die in der horizontalen und vertikalen Richtung angeordneten Gateleitungen bzw. Datenleitungen immer länger, wodurch der lineare Widerstand weiter zunimmt. Demgemäß werden entlang einer Gateleitung aus gebildete TFTs nicht gleichzeitig angesteuert, was als Leitungsverzögerungseffekt bezeichnet wird. D. h., dass selbst dann, wenn ein Scansignal an eine Gateleitung angelegt wird, der erste TFT und der N-te TFT entlang derselben aufgrund ihres linearen Widerstands dieses Signal zu verschiedenen Zeitpunkten empfangen, was dann merklich wird, wenn die Gateleitung lang ist.
Da eine große LCD-Tafel nicht durch einen einzelnen Fotomaskenprozess hergestellt werden kann, sind mehrere derartige Prozesse erforderlich, wobei jeder Fotomaskenprozess andere Eigenschaften zeigt, wodurch sich für die Pixeleinheiten verschiedene Bildqualitäten ergeben, was die Gesamtbildqualität senkt.
Auch sind beim bekannten IPS-LCD eine Pixelelektrode und eine Elektrode parallel zueinander vorhanden, um ein horizontales Feld anzulegen. Da jedoch die gemeinsame Elektrode das Öffnungsverhältnis senkt, muss die Leitung für sie dicht an die Gateleitung gelegt werden, um den Pixelbereich zu maximieren. Während des Herstellprozesses kann daher zwischen der Gateleitung und der Leitung für die gemeinsame Elektrode ein Kurzschluss erzeugt werden.
US 2004/0119926 A1 zeigt eine Aktivmatrix LCD, bei dem zwei Elektroden in einem Pixel auf einem Substrat angeordnet sind, wobei auf einem gegenüberliegenden Substrat eine Gegenelektrode aufgebracht ist.
WO 03/012537 A1 zeigt eine Anzeigevorrichtung, bei der in einem Pixel zwei TFTs vorhanden sind, die an zwei Spaltenleitungen angeschlossen sind und in Abhängigkeit eines Gatesignals eine Datenspannung auf den Spaltenleitungen an zwei Elektroden durchschalten, wobei die zwei Elektroden zwei unterschiedliche Felder zu einer gemeinsamen Elektrode innerhalb des Pixels aufbauen.
US 2004/0201816 A1 beschreibt ein LCD, bei dem ein horizontales Feld zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrode aufgebaut wird, die auf einem Substrat angeordnet sind.
US 2003/0002002 A1 beschreibt ein LCD, bei dem zwei TFTs in einem Pixel angeordnet sind. Das LCD verwendet eine Leitung zur Zuführung einer gemeinsamen Spannung, die parallel zur Gateleitung verläuft.
US 2004/0125057 A1 beschreibt ein IPS-LCD, bei dem in einem Pixel Teilelektroden angeordnet sind, die von zwei unterschiedlichen TFTs geschaltet werden. Das Feld wird zwischen den jeweiligen Teilelektroden und einer gemeinsamen Elektrode aufgebaut, die unterhalb der Teilelektroden angeordnet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein IPS-LCD mit einem einfachen Aufbau anzugeben, bei dem auf eine gemeinsame Elektrode. verzichtet wird.
Diese Aufgabe ist durch die LCDs gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen 1 und 6 gelöst. Diese erfindungsgemäßen LCDs weisen keine gemeinsame Elektrode mehr auf, so dass es auch zu keinem Kurzschluss mit einer Leitung für eine solche kommen kann. Außerdem können mit dem erfindungsgemäßen Aufbau Leitungsverzögerungen und/oder verschiedene Eigenschaften von Pixeln, insbesondere TFTs, über ein großes LCD hinweg verringert werden. Die Herstellbarkeit ist verbessert, da vereinfachte Prozesse verwendbar sind, bei denen nicht darauf geachtet werden muss, Kurzschlüsse zwischen Gateleitungen und Leitungen für gemeinsame Eintrittsflächen zu vermeiden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.
1 ist eine Draufsicht, die ein IPS-LCD gemäß einer bekannten Technik zeigt;
2 ist ein Schaltbild, das eine Pixeleinheit des IPS-LCD gemäß der 1 zeigt;
3 ist ein Schaltbild einer Pixeleinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
4A und 4B sind eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht einer Pixeleinheit bei der ersten Ausführungsform der Erfindung;
5A und 5B sind den 4A und 4B entsprechende Ansichten, jedoch für einen anderen Aufbau der Pixeleinheit gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung; und
6 und 7 sind ein Schaltbild bzw. eine Draufsicht einer Pixeleinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Ein IPS-LCD gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wie es durch die 3 und 4 veranschaulicht ist, verfügt über ein Paar von Schaltbauteilen in jeder Pixeleinheit sowie eine Horizontalelektrode, die mit diesen verbun den ist. Dagegen fehlt eine gemeinsame Elektrode. Das erforderliche horizontale elektrische Feld wird zwischen Horizontalelektroden erzeugt, die benachbart zu Datenleitungen verlegt sind. D. h., dass ein horizontales Feld durch eine erste Horizontalelektrode, die über ein mit einer ersten Datenleitung verbundenes erstes Schaltbauteil eine Datenspannung empfängt, und durch eine zweite Horizontalelektrode, die über ein mit einer zweiten Datenleitung verbundenes zweites Schaltbauteil eine Datenspannung empfängt, erzeugt wird. An die erste Horizontalelektrode wird über das erste Schaltbauteil eine erste Datenspannung über die erste Datenleitung angelegt, und an die zweite Horizontalelektrode wird über das zweite Schaltbauteil eine zweite Datenspannung über die zweite Datenleitung angelegt, wobei die Spannungsdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Datenspannung die Bildinformation bildet.
Bei einem IPS-LCD gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist in jeder Pixeleinheit ein Schaltbauteil ausgebildet, und mit der Pixeleinheit ist eine Horizontalelektrode verbunden. Die Horizontalelektrode verfügt über eine erste Teilelektrode, die an der Pixeleinheit N ausgebildet ist, und eine zweite Teilelektrode, die an der Pixeleinheit N – 1 ausgebildet ist. Die erste und die zweite Teilelektrode sind als Einheit ausgebildet. Ein horizontales Feld in einem Pixel wird durch eine von der Datenleitung N an die erste Horizontalelektrode angelegte N-te Datenspannung und durch eine von der Datenleitung N + 1 an die zweite Horizontalelektrode angelegte (N + 1)-te Datenspannung gebildet, wobei die Spannungsdifferenz zwischen den beiden genannten Datenspannungen der Bildinformation der Pixeleinheit entspricht.
Wie es aus dem Schaltbild der 3 erkennbar ist, ist eine Pixeleinheit durch mehrere Gateleitungen G1l, G2, G3, ... und mehrere Datenleitungen D1, D2, D3, ... gebildet, die einander schneiden.
In jeder Pixeleinheit ist als Schaltbauteil ein Paar von TFTs (T1 und T2) vorhanden, die mit Horizontalelektroden verbunden sind. Die Horizontalelektroden verlaufen parallel zueinander, und zwischen ihnen und einer dazwischen liegenden Flüssigkristallschicht ist ein Kondensator gebildet. Zwischen den Horizontalelektroden entsteht ein horizontales Feld, wenn Spannungen an die Datenleitungen gelegt werden, und es ist ein Kondensator gebildet.
Gemäß den 4A und 4B ist eine Anzahl von Gateleitungen 401 so ausgebildet, dass sie eine Anzahl von Datenleitungen 402a und 402b schneiden, um dadurch eine Pixeleinheit 430 zu bilden. Die Pixeleinheit 430 ist mit einem Paar von TFTs 410 und 420 versehen, die als erster TFT 410 und zweiter TFT 420 bezeichnet werden.
Der erste TFT 410 ist an der Schnittstelle zwischen der Gateleitung 401 und der ersten Datenleitung 402a ausgebildet, und der zweite TFT 420 ist an der Schnittstelle zwischen der Gateleitung 401 und der zweiten Datenleitung 403b ausgebildet.
Der erste TFT 410 ist über seine Drainelektrode 403 mit einer ersten Horizontalelektrode 404 verbunden, und der zweite TFT 420 ist über seine Drainelektrode mit einer zweiten Horizontalelektrode 405 verbunden. Die erste Horizontalelektrode 404 und die zweite Horizontalelektrode 405 können mit einer oder mindestens zwei Unterelektroden, die parallel zueinander verlaufen, versehen sein. Die erste Horizontalelektrode 404 und die zweite Horizontalelektrode 405 verlaufen parallel zueinander, und zwischen ihnen wird ein horizontales Feld erzeugt, warm Spannungen an die erste Daten leitung 402a und die zweite Datenleitung 402b angelegt werden. Der Flüssigkristall wird durch dieses horizontale Feld angesteuert.
Die erste Horizontalelektrode 404 und die zweite Horizontalelektrode 405 können aus einem transparenten Material in derselben Schicht hergestellt werden. Auch kann, wie es in der 5A dargestellt ist, eine aus einem transparenten Material hergestellt werden, und die andere kann aus einem undurchsichtigen Material, wie einem Material zum Herstellen einer Gateelektrode, hergestellt werden.
Die den 4A und 5A entsprechenden LCDs gemäß der ersten bzw. zweiten Ausführungsform der Erfindung verfügen über dieselbe Funktion, unterscheiden sich jedoch hinsichtlich eines Prozessschritts für die Horizontalelektrode.
Wie es aus der 4A erkennbar ist, bestehen die erste Horizontalelektrode 404 und die zweite Horizontalelektrode 405 aus einem transparenten Material, um das Öffnungsverhältnis zu erhöhen.
Wie oben angegeben, sind beim LCD gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung in jeder Pixeleinheit ein erster TFT und ein zweiter TFT vorhanden, mit denen die erste bzw. die zweite Horizontalelektrode verbunden sind, um ein horizontales Feld zu erzeugen. Demgemäß ist die Struktur einfacher als beim beschriebenen bekannten IPS-LCD zum Erzeugen eines horizontalen Felds unter Verwendung einer gemeinsamen Elektrode und einer Pixelelektrode, und das Öffnungsverhältnis ist erhöht.
Beim bekannten IPS-LCD werden eine Leitung für die gemeinsame Elektrode und eine Gateleitung gleichzeitig so hergestellt, dass sie so eng wie möglich nebeneinander verlaufen, um das Öffnungsverhältnis eines Pixeleinheitbereichs zu erhöhen. Jedoch können wegen der eng benachbarten Verlegung während dieses Prozesses Kurzschlüsse erzeugt werden, so dass Nacharbeiten zum Reparieren einer kurzgeschlossenen Gateleitung erforderlich sind.
Demgemäß wird bei der Erfindung keine Leitung für gemeinsame Elektroden hergestellt, so dass es auch zu keinem Kurzschluss zwischen einer solchen Leitung und einer Gateleitung kommen kann, so dass die genannten Nacharbeiten vermieden werden können.
Beim bekannten IPS-LCD wird das genannte horizontale Feld zwischen der gemeinsamen Elektrode, an die eine gemeinsame Spannung angelegt wird, und einer Pixelelektrode erzeugt, an die von einer Datenleitung eine Datenspannung angelegt wird, um dadurch Bildinformation zu realisieren. Da bei einem erfindungsgemäßen IPS-LCD keine gemeinsame Elektrode vorhanden ist, wird Bildinformation auf andere Weise realisiert, nämlich durch eine Spannungsdifferenz zwischen einer ersten Datenspannung und einer zweiten Spannung, die gleichzeitig an die Pixeleinheit angelegt werden.
Nachfolgend wird der Betrieb zum Darstellen von Bildinformation detaillierter erläutert.
Wenn von einer Gatetreiberschaltung ein Scansignal nacheinander an jeweils eine der Gateleitungen angelegt wird, werden Kanäle des ersten TFTs 410 und des zweiten TFTs 420 jeder Pixeleinheit, die mit der Gateleitung verbunden sind, eingeschaltet. Dann werden Datensignale eines bestimmten Werts für eine Gateleitung über die Datenleitungen an die jeweiligen TFTs angelegt.
Dabei wird über die erste Datenleitung 402a ein erstes Da tensignal an die erste Horizontalelektrode 404 angelegt, und über die zweite Datenleitung 402h und den zweiten TFT 420 wird ein zweites Datensignal an die zweite Horizontalelektrode 405 angelegt. Durch die an die erste und die zweite Horizontalelektrode angelegten Datenspannungen wird zwischen diesen ein horizontales Feld erzeugt, um dadurch den Flüssigkristall zu betreiben.
Da der Flüssigkristall durch die erste und die zweite Horizontalelektrode angelegte Datenspannungen betrieben wird, entspricht die Spannungsdifferenz zwischen diesen zwei Datenspannungen der herkömmlichen Spannungsdifferenz zwischen der gemeinsamen Spannung und der Spannung an der Elektrode.
D. h., dass die erste und die zweite Datenspannung verschieden von den Spannungen bei der bekannten Technik sind. Auch werden diese zwei Datenspannungen so eingestellt, dass die Spannungsdifferenz zwischen ihnen derjenigen zwischen der gemeinsamen Spannung und der Pixelelektrodenspannung bei der bekannten Technik entspricht. D. h., dass die zweite Datenspannung mit einer solchen Einstellung an jede Pixeleinheit angelegt werden, dass durch die Differenz zwischen ihnen die jeweils gewünschte Bildinformation dargestellt wird.
Die erste und die zweite Datenspannung werden durch eine Timingsteuerung eingestellt. Als Erstes werden externe Datensignale durch diese so eingestellt, dass eingestellte Datensignale erzeugt werden. Dann werden diese an die Datenleitungen angelegt, um Bildinformation anzuzeigen.
Wenn Datensignale an Horizontalelektroden angelegt werden, dient der zwischen ihnen gebildete Kondensator als Speicherkondensator zum Aufrechterhalten der Bildinformation für die Pixeleinheit für eine bestimmte Zeit.
Die 4B ist eine Schnittansicht einer Linie I-I in der 4A zur ersten Ausführungsform der Erfindung. Gemäß dieser Figur sind in jeder Pixeleinheit zwei TFTs 410 und 420 ausgebildet, mit denen Horizontalelektroden 404 bzw. 405 verbunden sind.
Genauer gesagt, wird auf einem Substrat 400 eine Gateelektrode 450 hergestellt, die durch eine Gateisolierschicht 451 isoliert wird. Auf dieser wird wiederum eine einen Halbleiter enthaltende aktive Schicht 460 hergestellt, die durch eine Zwischenschicht 452 isoliert wird.
Auf der Zwischenschicht 452 werden eine Sourceelektrode 470 und eine Drainelektrode 403, die jeweils mit der aktiven Schicht 460 verbunden sind, hergestellt. Auf den Source/Drainelektroden wird eine Passivierungsschicht 453 hergestellt.
Auf der Passivierungsschicht 453 werden mit der Drainelektrode 403 verbundene Horizontalelektroden 404 und 405 hergestellt, die mit den TFTs 410 bzw. 420 verbunden werden. Diese ersten und zweiten Horizontalelektroden 404 und 405 werden aus einem transparenten Material hergestellt, um das Öffnungsverhältnis zu erhöhen.
Bei diesem LCD gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung kann die Horizontalelektrode aus demselben Material wie die Gateleitungen hergestellt werden.
Die 5A zeigt, dass eine Horizontalelektrode zwischen einander zugewandten Horizontalelektroden aus demselben Material wie die Gateleitungen besteht. Dabei ist der Aufbau der 5A derselbe wie der der 4A, jedoch mit der Ausnahme, dass die zweite Horizontalelektrode aus demselben Material wie die Gateleitungen besteht und sie in derselben Schicht wie diese ausgebildet ist.
Wie es aus der 5A erkennbar ist, kann die zweite Horizontalelektrode 406 aus einer Metallschicht wie einer solchen aus Al, Mo usw. hergestellt werden, und sie kann gleichzeitig in einem Prozess zum Herstellen von Gateleitungen strukturiert werden.
Die 5B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II in der 5A, und sie zeigt, dass die zweite Horizontalelektrode 406 in derselben Schicht wie eine Gateleitung 450 ausgebildet ist und sie mit der Drainelektrode 403 des zweiten TFTs 420 verbunden ist.
Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung ist ein Paar von Schaltbauteilen in jeder Pixeleinheit ausgebildet, und mit diesen Schaltbauteilen sind Horizontalelektroden verbunden. Demgemäß wird selbst dann, wenn entlang einer langen Gateleitung ein großer linearer Widerstand vorliegt, an das Paar von TFTs, wie sie in jeder Pixeleinheit ausgebildet sind, beinahe dieselbe Gatespannung angelegt. Auch kann eine Leitungsverzögerung beseitigt werden, da Bildinformation durch eine Spannungsdifferenz zwischen benachbarten Datenspannungen realisiert wird.
Da die Pixeleinheit durch den TFT in ihr sowie Datenspannungen von benachbarten Datenleitungen, wie sie eine jeweilige Pixeleinheit bilden, angesteuert wird, dient der TFT als Schaltbauteil, das selbst dann kaum eine Streuung in der Pixeleinheit zeigt, wenn der jeweilige TFT als Schaltbauteil mit variierender Charakteristik abhängig von der Position auf dem Substrat dient. Demgemäß kann eine Verringerung der Bildqualität aufgrund von TFT-Streuungen vermieden werden.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, in der Pixeleinheit ei nen TFT herzustellen und eine für zwei benachbarte Pixel ausgebildete Horizontalelektrode anzubringen, die mit der Drainelektrode des TFT verbunden wird.
Dachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 6 und 7 ein LCD gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Gemäß der 6 ist in einer Pixeleinheit ein TFT vorhanden, mit dem eine für zwei benachbarte Pixel ausgebildete Horizontalelektrode verbunden ist.
Die zweite Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der ersten dadurch, dass in jeder Pixeleinheit nur ein Schaltbauteil vorhanden ist und eine gemeinsame integrierte Horizontalelektrode für zwei benachbarte Pixel ausgebildet ist, die durch das Schaltbauteil gesteuert wird.
Unter Bezugnahme auf die Draufsicht der 7 werden nun der Aufbau und der Betrieb dieses LCD gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung erläutert. Dieses verfügt über Pixel 640 und 650, die durch eine Vielzahl von einander schneidenden Gateleitungen 601 und Datenleitungen 602a und 602b gebildet sind; in jeder Pixeleinheit ist ein TFT 61D als Schaltbauteil ausgebildet, mit dem eine Horizontalelektrode verbunden ist, die integral für benachbarte Pixeleinheiten hergestellt ist.
Die Horizontalelektrode verfügt über eine erste Teilelektrode 620 und eine zweite Teilelektrode 630, die für benachbarte Pixeleinheiten integral ausgebildet sind. Die erste Teilelektrode 620 ist an der Pixeleinheit N ausgebildet, und die zweite Teilelektrode 630 ist an der Pixeleinheit N – 1 ausgebildet, die in der 7 links von der Pixeleinheit N liegt, so dass eine einzelne Horizon talelektrode für zwei benachbarte Pixeleinheiten vorliegt.
Die erste Teilelektrode 620 und die zweite Teilelektrode 630 können ferner mit mehreren parallelen Unter-Horizontalelektroden aufweisen die parallel zu Horizontalelektroden in benachbarten Pixeleinheiten verlaufen. D. h., dass sich die erste und die zweite Teilelektrode 620 und 630 in jeder Pixeleinheit gegenüberliegen und sich in einer beliebigen Pixeleinheit vorliegen, wobei sie parallel zueinander verlaufen. Auch werden die in einer Pixeleinheit angeordnete erste und zweite Teilelektrode 620 und 630 durch verschiedene TFTs angesteuert, die in benachbarten Pixeleinheiten liegen, wodurch dann ein horizontales Feld erzeugt wird.
Das LCD gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung verfügt über einen in jeder Pixeleinheit ausgebildeten TFT, eine in der Pixeleinheit N ausgebildete erste Teilelektrode 620 und eine zweite Teilelektrode 630, die sich ausgehend von der Pixeleinheit N + 1 erstreckt, die benachbart zur Pixeleinheit N liegt. Die erste und die zweite Teilelektrode verlaufen parallel zueinander.
Die Betriebsweise dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die folgende.
Die zweite Ausführungsform der Erfindung entspricht der ersten dahingehend, dass ein horizontales Feld durch Datenspannungen erzeugt wird, wie sie über benachbarte Datenleitungen angelegt werden, wobei durch dieses horizontale Feld ein Flüssigkristall angesteuert wird. Jedoch unterscheidet sich die zweite Ausführungsform von der ersten dadurch, dass die Datenspannungen durch einen einzelnen TFT gesteuert werden, wie er in jeder Pixeleinheit ausgebildet ist.
Gemäß der 7 werden, 'wenn ein Scansignal von einem Gatetreiber (nicht dargestellt) jeweils an eine einzelne Gateleitung gelegt wird, die in den Gateleitungen ausgebildeten mehreren TFTs 610 eingeschaltet. Dann werden Datenspannungen 5 von einem Datentreiber (nicht dargestellt) über jeden mit einer jeweiligen Datenleitung verbundenen TFT an eine jeweilige Horizontalelektrode angelegt.
Wie es aus der Pixeleinheit 640 der 7 erkennbar ist, 10 werden die TFTs durch Gaxesignale eingeschaltet, und dann werden eine erste und eine zweite Datenspannung über die erste Datenleitung 602a und die zweite Datenleitung 602b an den jeweiligen TFT angelegt.
Die über die erste Datenleitung 602a eingegebene erste Datenspannung wird an die erste Teilelektrode 620 angelegt, und die über die zweite Datenleitung 620b eingegebene zweite Datenspannung wird durch den mit ihr verbundenen TFT gesteuert, um an die zweite Teilelektrode 630 angelegt zu werden. Ein Pixel enthält also die erste Teilelektrode 620, an die die erste Datenspannung angelegt wird, und die zweite Teilelektrode 630, an die die zweite Datenspannung angelegt wird, wobei durch diese Teilelektroden der Flüssigkristall angesteuert wird.
Da die Spannungsdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Datenspannung die Bildinformation zum Ansteuern der Pixeleinheit realisiert, werden die Datenspannungen auf andere 30 Weise als bei einem herkömmlichen IPS-LCD an die Horizontalelektroden angelegt, um dieselbe Bildinformation zu realisieren, wie sie herkömmlicherweise dadurch realisiert wird, dass Datenspannungen an eine gemeinsame Elektrode und eine Pixelelektrode gelegt werden.
D. h., dass, da die Bildinformation in jeder Pixeleinheit durch die Spannungsdifferenz zwischen den zwei von zwei benachbarten Datenleitungen angelegten Datenspannungen bestimmt ist, die Datenspannungen durch eine Timingsteuerung vor dem Liefern von Datensignalen an einen Datentreiber so eingestellt werden, dass die Spannungsdifferenz zwischen der Pixeleinheit N und der Pixeleinheit N + 1 der gewünschten Bildinformation entspricht.
Da in der Pixeleinheit ein horizontales Feld durch individuell zugeführte Datenspannungen erzeugt werden kann, kommt es selbst dann zu keinem Leitungsverzögerungseffekt, wenn wegen einer langen Gateleitung ein größerer linearer Widerstand erzeugt wird.
D. h., dass bei der bekannten Technik die Spannung einer Pixelelektrode durch eine Gatespannung und eine Datenspannung bestimmt wird und Bildinformation durch die Pixelspannung und eine gemeinsame Spannung realisiert wird. Jedoch ist bei der Erfindung die Bildinformation durch die Spannungsdifferenz zwischen benachbarten Datenspannungen bestimmt, so dass Probleme aufgrund einer Leitungsverzögerung selbst dann nicht erzeugt werden, wenn in den Pixeleinheiten ausgebildete benachbarte TFTs beinahe dieselbe Charakteristik zeigen. Auch kann eine Verringerung der Bildqualität gelindert werden, wenn benachbarte TFTs ähnliche Charakteristiken aufweisen, selbst wenn diese Charakteristiken abhängig von der Position auf einem Substrat etwas differieren.
Wie oben angegeben, können bei erfindungsgemäßen LCDs eine sich aus einer langen Gateleitung ergebende Leitungsverzögerung und eine Zunahme des linearen Widerstands, wenn LCDs immer größer gebaut werden, dadurch verringert werden, dass in jeder Pixeleinheit ein horizontales Feld dadurch erzeugt wird, dass Datenspannungen an benachbarte Datenleitungen angelegt werden. Auch kann eine Verringerung der Bildqualität verhindert werden, da zwischen benachbarten TFTs selbst dann keine Streuung vorliegt, wenn diese abhängig von der Position auf einem großen Substrat verschiedene Eigenschaften zeigen. Außerdem ist, da keine gemeinsame Elektrode vorhanden ist, eine Verringerung des Öffnungsverhältnisses aufgrund einer solchen verringert, und der Prozess zum Herstellen von Gateleitungen ist vereinfacht, wodurch der Gesamtprozess vereinfacht ist.

Claims

Horizontal schaltendes Flüssigkristalldisplay (JPS-Display) mit: – einer Vielzahl von Pixeln, die durch eine Vielzahl von einander schneidenden Gateleitungen (401, G1, G2) und Datenleitungen (402a, 402b, D1, D2, D3) gebildet sind; – einem Paar von Schaltbauteilen (410, 420, T1, T2) in jedem Pixel, die an Schnittpunkten zwischen einer der Gateleitungen (401, G1, G2) und jeweils einer der Datenleitungen (402a, 402b, D1, D2, D3) in jedem Pixel ausgebildet sind, wobei ein Schaltbauteil (410, T1) des Paares mit einer N-ten der Datenleitung (402a, D1) verbunden ist und das andere Schaltbauteil (420, T2) des Paares mit einer (N + 1)-ten Datenleitung (402b, D2) verbunden ist; und – einer ersten Elektrode (404), die mit dem ersten Schaltbauteil (410, T1) des Paares verbunden ist; und – einer zweiten Elektrode (405), die mit dem zweiten Schaltbauteil (420, T2) des Paares verbunden ist, wobei eine Spannungsdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (404, 405) einer Bildinformation entspricht, wobei zwei benachbarte Pixel jeweils an eine gemeinsame Datenleitung (402b, D2) angeschlossen sind und an dieser Datenleitung (402b, D2) ein zum N-ten Pixel gehöriges Schaltbauteil (420, T2) und ein zum (N + 1)-ten Pixel gehöriges Schaltbauteil (410, T1) angeschlosssen ist.
Display nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Elektrode (404, 405) jeweils mindestens eine Unterelektrode aufweisen, die parallel zueinander verlaufen, um ein horizontales Feld zu erzeugen.
Display nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Elektrode (404, 405) aus einem transparenten Material bestehen.
Display nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der ersten oder zweiten Elektroden (404, 405) aus einem transparenten Material und die andere aus dem Material der Gateleitungen (401) bestehen.
Display nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Elektrode (404, 405) eines Pixels ein Bildsignal von einer ersten Datenleitung (402a, D1) bzw. einer zweiten Datenleitung (402b, D2), die zueinander benachbart verlaufen, empfangen.
IPS-Display mit: – einer Vielzahl von Pixeln (640, 650), die durch eine Vielzahl von einander schneidenden Gateleitungen (601) und Datenleitungen (602a, 602b) gebildet sind; – einem in jedem Pixel ausgebildeten Schaltbauteil (610) und – einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode in jedem Pixel, wobei jede Elektrode zwei miteinander verbundene Teilelektroden (620, 630) aufweist, wobei einer erste Teilelektrode (620) der ersten Elektrode im N-ten Pixel ausgebildet ist und eine zweite Teilelektrode (630) der ersten Elektrode im (N – 1)-ten Pixel ausgebildet ist, das linksseitig vom N-ten Pixel angeordnet ist, und wobei eine erste Teilelektrode (630) der zweiten Elektrode im N-ten Pixel ausgebildet ist und eine zweite Teilelektrode (620) der zweiten Elektrode im (N + 1)-ten Pixel ausgebildet ist, das rechtsseitig vom N-ten Pixel angeordnet ist, wobei die erste Elektrode mit einer N-ten Datenleitung (602a) über das N-te Schaltbauteil (610) verbunden ist und die zweite Elektrode mit einer (N + 1)-ten Datenleitung (602b) über das (N + 1)-te Schaltbauteil (610) verbunden ist, und wobei eine Spannungsdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Elektrode einer Bildinformation entspricht.
Display nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Teilelektroden (620, 630) der ersten oder zweiten Elektrode als integrale Einheit ausgebildet sind.
Display nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Teilelektrode (620, 630) jeweils mindestens eine Unterelektrode aufweisen, die parallel zueinander verlaufen.
Display nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode im N-ten Pixel mit einer N-ten Datenleitung (602a) verbunden ist und die zweite Elektrode (630) im N-ten Pixel mit einer (N + 1)-ten Datenleitung (602b) verbunden ist, um jeweilige Datensignale zu empfangen.
Display nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die im benachbarten (N – 1)-ten Pixel befindliche zweite Teilelektrode (630) ausgehend von der ersten Teilelektrode (620) im N-ten Pixel erstreckt und mit dieser verbunden ist.
Display nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Elektrode, sowie die Gateleitungen (601) und Datenleitungen (602a, 602b) auf einem Substrat angeordnet sind.
Display nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Elektrode einander nicht überlappen.
Display nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Elektrode nicht mit den Gateleitungen (601) oder den Datenleitungen (602a, 602b) überlappen.