ПАНЕЛЬ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ДИСПЛЕЯ (ЖКД) И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПИКСЕЛЕМ
LIQUID-CRYSTAL DISPLAY (LCD) PANEL AND PIXEL CONTROL DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к панели жидкокристаллического дисплея (LCD, ЖКД), более конкретно к устройству управления пикселем для панели ЖКД.
Уровень техники
На фиг.1 иллюстрируется обычная панель жидкокристаллического дисплея (ЖКД), такая как ЖКД со скрученной нематической структурой (TN, СН), которая включает в себя подложку 10 тонкопленочных транзисторов (TFT, ТПТ), подложку 20 цветного фильтра 20 и слой 30 молекул жидких кристаллов между подложкой 10 ТПТ и подложкой 20 цветного фильтра. Во время работы, когда напряжение (V) прикладывают через слой 11 электрода пикселя на подложке ТПТ 10 и слой 12 общего электрода на подложке 20 цветного фильтра, молекулы жидких кристаллов в слое 30 молекул жидких кристаллов выравниваются в определенном направлении, регулируя в результате задержку фазы слоя 30 молекул жидкого кристалла относительно луча света. В этом состоянии, когда пара лучей (LI, L2) света, между которыми имеется угол θ, проходит через слой 30 молекул жидких кристаллов, лучи (LI, L2) света получают разные задержки фазы и поэтому имеют разные уровни яркости. При этом, когда изменяется угол, под которым просматривают обычную панель ЖКД, яркость, отображаемая в обычной панели ЖКД, также изменяется, в результате чего возникает проблема сдвига цвета.
Как можно видеть на фиг.2, обычная панель ЖКД имеет разные γ-кривые коэффициента (А, В, С) при нуле градусов, сорока пяти градусах и шестидесяти градусах угла обзора. Это обозначает, что обычной панели ЖКД присуща проблема сдвига цвета при наклонных углах обзора, и поэтому она имеет узкий угол обзора.
Для расширения угла обзора были разработаны панели ЖКД с переключением в плоскости (IPS, ПВП) и панели ЖКД с многодоменным вертикальным выравниванием (MVA, МВВ).
Как показано на фиг.3 и 4, обычная панель МВВ ЖКД включает в себя подложку 31 ТПТ и подложку 32 цветного фильтра, на каждой из которых сформирован прозрачный электропроводный электрод 33, 38. Прозрачный электропроводный электрод 33 на подложке 31 ТПТ сформирован с зазором 34 в нем, с помощью которого разделяют прозрачный электропроводный электрод 33 на пару элементов 35, 36 электрода. Прозрачный электропроводный электрод 38 на подложке 32 цветного фильтра сформирован с ребром 37 на нем. Такая конструкция также обеспечивает возможность ориентации молекул жидких кристаллов в разных направлениях и, таким образом, расширяет угол обзора обычной панели МВБ ЖКД. Однако, поскольку электрическое поле 39 генерируется между прозрачными электропроводными электродами 33, 38, которые нежелательно влияют на ориентацию молекул жидких кристаллов, обычной панели МВБ ЖКД также присуща проблема сдвига цвета, когда ее рассматривают при относительно широких углах обзора.
Различные обычные устройства управления пикселями были предложены для уменьшения сдвига цвета обычной панели МВВ ЖКД. Одно из обычных устройств управления пикселем, как показано на фиг.5, включает в себя ТПТ 51, накопительный конденсатор 52, разделительный конденсатор 53, и первый, и второй конденсаторы 54, 55 жидких кристаллов. Каждый из накопительного конденсатора 52 и разделительного конденсатора 53 управляет соответствующим одним из первого и второго конденсаторов 54, 55 жидких кристаллов. Элементы 35, 36 электродов, прозрачный электропроводный электрод 38 и молекулы жидких кристаллов на фиг.3 составляют первый и второй конденсаторы 54, 55 жидких кристаллов. Во время работы, когда ТПТ 51 включен, накопительный конденсатор 52 заряжается и, в свою очередь, заряжает разделительный конденсатор 53. В результате первый и второй конденсаторы 54, 55 жидких кристаллов обеспечивают разные γ-кривые, обеспечивая, таким образом, компенсацию сдвига цвета. Однако, поскольку разделительный конденсатор 53 требуется заряжать с помощью накопительного конденсатора 52, соответствующая компенсация сдвига цвета не может быть обеспечена. Кроме того, обычное устройство управления пикселями может привести к формированию остаточных изображений на панели МВВ ЖКД.
Другое обычное устройство управления пикселями, как представлено на фиг.6, включает в себя первый и второй ТПТ 61, 62, первый и второй накопительные конденсаторы 63, 64 и первый и второй конденсаторы 65, 66 жидких кристаллов. Каждый из первого и второго накопительных конденсаторов 63, 64 соединен с соответствующей одной из общих линий (VcomA, VcomB). В качестве альтернативы, как показано на фиг.7, каждый из первого и второго ТПТ 61, 62 может быть соединен с соответствующей одной из линий сканирования (GateA, GateB). Во время работы, когда разные напряжения прикладывают к общим линиям (VcomA, VcomB), первый и второй накопительные конденсаторы 63, 64 генерируют различные напряжения. В результате первый и второй конденсаторы 65, 66 жидких кристаллов обеспечивают разные γ-кривые. Хотя такое решение снижает проблему сдвига цвета, увеличенное количество общих линий (VcomA, VcomB) или линий сканирования (GateA, GateB) усложняет конструкцию обычного устройства управления пикселями.
Сущность изобретения
Поэтому основная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить панель жидкокристаллического дисплея (ЖКД), которая позволяет преодолеть описанные выше недостатки предшествующего уровня техники.
Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить устройство управления пикселями, которое позволяет преодолеть описанные выше недостатки предшествующего уровня техники.
В соответствии с аспектом настоящего изобретения устройства управления пикселями для панели жидкокристаллического дисплея (ЖКД) содержат первые и вторые транзисторы и первый и второй накопительные конденсаторы. Панель ЖКД включает в себя множество первых конденсаторов жидких кристаллов и множество вторых конденсаторов жидких кристаллов. Первый транзистор имеет электрод затвора, электрод стока и электрод истока, выполненные с возможностью их подключения к соответствующему одному из первого конденсатора жидких кристаллов. Второй транзистор имеет электрод затвора, соединенный с электродом затвора первого транзистора, электрод стока, соединенный с электродом стока первого транзистора, и электрод истока, выполненный с возможностью его подключения к соответствующему одному из второго конденсатора жидких кристаллов. Первый накопительный конденсатор имеет вывод конденсатора, соединенный с электродом истока первого транзистора. Второй накопительный конденсатор имеет первый вывод конденсатора, соединенный с электродом истока второго транзистора, и второй электрод конденсатора, выполненный с возможностью подключения к электроду затвора первого транзистора устройства управления пикселем в другом ряду пикселей панели ЖКД.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения панель жидкокристаллического дисплея (ЖКД) содержит множество первых конденсаторов жидких кристаллов, множество вторых конденсаторов жидких кристаллов и множество устройств управления рядами пикселей. Каждое из устройств управления рядами пикселей включает в себя первый и второй транзисторы и первый и второй накопительные конденсаторы. Первый транзистор имеет электрод затвора, электрод стока и электрод истока, соединенные с соответствующим одним из первых конденсаторов жидких кристаллов. Второй транзистор имеет электрод затвора, соединенный с электродом затвора первого транзистора, электрод стока, соединенный с электродом стока первого транзистора, и электрод истока, соединенный с соответствующим одним из вторых конденсаторов жидких кристаллов. Первый накопительный конденсатор имеет вывод конденсатора, соединенный с электродом истока первого транзистора. Второй накопительный конденсатор имеет первый вывод конденсатора, соединенный с электродом истока второго транзистора и вторым выводом конденсатора. Второй вывод конденсатора второго накопительного конденсатора каждого из устройств управления пикселями в одном из рядов соединен с электродом затвора первого транзистора устройств управления пикселями в другом одном из рядов.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения подложка транзисторов содержит прозрачный элемент подложки, слой электрода, множество первых транзисторов, множество вторых транзисторов, множество первых накопительных конденсаторов и множество вторых накопительных конденсаторов. Элемент прозрачной подложки определяет множество рядов, состоящих из областей пикселей. Слой электрода разделен на множество первых областей электродов, каждая из которых расположена в соответствующей одной из областей пикселя, и множество вторых областей электрода, каждая из которых расположена в соответствующей одной из областей пикселей. Каждый из первых транзисторов расположен в соответствующей одной из областей пикселей и имеет электрод затвора, электрод стока и электрод истока, соединенные с первой областью электрода в соответствующей одной из областей пикселя. Каждый из вторых транзисторов расположен в соответствующей одной из областей пикселей и имеет электрод затвора, соединенный с электродом затвора первого транзистора, в соответствующей одной из областей пикселя, и электрод истока, соединенный со второй областью электрода, в соответствующей одной из областей пикселя. Каждый из первых накопительных конденсаторов расположен в соответствующей одной из областей пикселя, соединен с первой областью электрода в соответствующей одной из областей пикселя и имеет вывод конденсатора, соединенный с электродом истока первого транзистора в соответствующей одной из областей пикселя. Каждый из вторых накопительных конденсаторов расположен в соответствующей одной из областей пикселя, соединен со второй областью электрода в соответствующей одной из областей пикселя и имеет первый вывод конденсатора, соединенный с электродом истока второго транзистора, в соответствующей одной из областей пикселей, и второй вывод конденсатора. Второй вывод конденсатора второго накопительного конденсатора в каждой из областей пикселя в одном из рядов соединен с электродом затвора первого транзистора в одной из областей пикселя в другом одном из рядов.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения панель жидкокристаллического дисплея (ЖКД) содержит подложку транзисторов и подложку цветного фильтра. Подложка транзисторов включает в себя элемент прозрачной подложки, слой электрода, множество первых транзисторов, множество вторых транзисторов, множество первых накопительных конденсаторов и множество вторых накопительных конденсаторов. Элемент прозрачной подложки определяет множество рядов областей пикселей. Слой электрода разделен на множество первых областей электродов, каждая из которых расположена в соответствующей одной из областей пикселя, и множество вторых областей электрода, каждая из которых расположена в соответствующей одной из областей пикселя. Каждый из первого транзистора расположен в соответствующей одной из областей пикселя и имеет электрод затвора, электрод стока и электрод истока, соединенные с первой областью электрода, в соответствующей одной из областей пикселя. Каждый из вторых транзисторов расположен в соответствующей одной из областей пикселя и имеет электрод затвора, соединенный с электродом затвора первого транзистора в соответствующей одной из областей пикселя, и электрод истока, соединенный со второй областью электрода в соответствующей одной из областей пикселя. Каждый из первых накопительных конденсаторов расположен в соответствующей одной из областей пикселя, соединен с первой областью электрода в соответствующей одной из областей пикселя и имеет вывод конденсатора, соединенный с электродом истока первого транзистора в соответствующей одной из областей пикселя. Каждый из вторых накопительных конденсаторов расположен в соответствующей одной из областей пикселя, соединен со второй областью электрода в соответствующей одной из областей пикселя и имеет первый вывод конденсатора, соединенный с электродом истока второго транзистора, в соответствующей одной из областей пикселя, и второй вывод конденсатора. Второй вывод конденсатора второго накопительного конденсатора в каждой из областей пикселя в одном из рядов соединен с электродом затвора первого транзистора в одной из областей пикселя в другом одном из рядов. Подложка цветного фильтра расположена на подложке транзисторов.
Краткое описание чертежей
Другие свойства и преимущества настоящего изобретения будут понятны из следующего подробного описания предпочтительного варианта воплощения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 показана схема обычной панели жидкокристаллического дисплея (ЖКД);
фиг.2 - график, иллюстрирующий γ-кривые обычной панели ЖКД;
фиг.3 - схема обычной панели ЖКД с многодоменным вертикальным выравниванием (МВВ);
фиг.4 - схема, иллюстрирующая прорезь, сформированную в прозрачном проводящем электроде обычной панели МВВ ЖКД;
фиг.5-7 - схемы обычных устройств управления пикселями;
фиг.8 - принципиальная схема предпочтительного варианта воплощения панели ЖКД в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.9 - фрагмент с частным разрезом, иллюстрирующий устройство управления пикселем предпочтительного варианта воплощения;
фиг.10 - фрагмент с частичным разрезом вдоль линии А-А по фиг.9;
фиг.11 - принципиальная схема устройства управления пикселями в соответствии с предпочтительным вариантом воплощения; и
фиг.12 - график, иллюстрирующий γ-кривые предпочтительного варианта воплощения.
Подробное описание изобретения
На фиг.8-10 показан предпочтительный вариант воплощения панели 1 жидкокристаллического дисплея (ЖКД) в соответствии с настоящим изобретением, которая включает в себя подложку 100 тонкопленочного транзистора (ТПТ) и подложку 200 цветного фильтра.
В данном варианте воплощения панель 1 ЖКД представляет собой панель ЖКД с многодоменным вертикальным выравниванием (МВВ)
Подложка 100 ТПТ включает в себя элемент 101 прозрачной подложки, слой 500 электрода и множество устройств 120 управления пикселями.
Панель 1 ЖКД дополнительно включает в себя множество параллельных линий сканирования (Gate1-GateN), которые расположены на элементе 101 прозрачной подложки, множество параллельных линий данных (Data1-DataN), которые расположены на элементе 101 прозрачной подложки и которые пересекают линии сканирования (Gate1-GateN), определяя, таким образом, множество рядов областей пикселей и множество общих линий (Vcom1-VcomN), которые расположены на элементе 101 прозрачной подложки.
Слой 500 электрода подложки 100 ТПТ разделен на множество первых областей 502 электрода, каждая из которых расположена в соответствующей одной из областей пикселей, и множество вторых областей 503 электрода, каждая из которых расположена в соответствующей одной из областей пикселей. В данном варианте воплощения слой 500 электрода подложки 100 ТПТ изготовлен из оксида индия-олова (ITO, ОИО).
Каждое из устройств 120 управления пикселем расположено в соответствующей одной из областей пикселя. Поскольку устройства 120 управления пикселем идентичны по своей конструкции, здесь будет описано только устройство 120 управления пикселем в одной из областей пикселя, например в области (Pn) пикселя, в N-м ряду областей пикселей.
При дальнейшей ссылке на фиг.11 можно видеть, что устройство 120 управления пикселем включает в себя первый и второй транзисторы (Та, Tb) и первые и вторые накопительные конденсаторы (CstA, CstB).
Первый транзистор (Та) расположен проксимально переходу линии сканирования (GateN) и линии данных (DataN) и имеет электрод (G) затвора, соединенный с линией сканирования (GateN), электрод (D) стока, соединенный с линией (DataN) данных и электрод (S) истока, соединенный с первой областью 502 электрода в области (Рn) пикселя.
Второй транзистор (Tb) имеет электрод (G) затвора, соединенный с линией (GateN) сканирования, электрод (D) стока, соединенный с линией (DataN) данных, и электрод (S) истока, соединенный с областью 503 второго электрода в области (Pn) пикселя.
В данном варианте воплощения каждый из первого и второго транзисторов (Та, Tb) представляет собой ТПТ. В альтернативном варианте воплощения каждый из первого и второго транзисторов (Та, Тb) представляет собой комплементарный металлооксидный полупроводниковый (CMOS, КМОП) транзистор в случае, когда панель ЖКД представляет собой панель рефлективного типа.
Первый накопительный конденсатор (CstA) имеет первый вывод 104 конденсатора, соединенный с электродом (S) истока первого транзистора (Та), и второй вывод 102 конденсатора, соединенный с общей линией (VcomN).
Следует отметить, что первый вывод 104 конденсатора первого накопительного конденсатора (CstA) соединен с электродом (S) истока первого транзистора (Та) через модуль 108 электропроводного провода, как лучше всего показано на фиг.9. Конструкция также уменьшает сопротивление между первым накопительным конденсатором (CstA) и первым транзистором (Та), не влияя на степень передачи слоя 500 электрода подложки 100 ТПТ.
В альтернативном варианте воплощения первый вывод 104 конденсатора первого накопительного конденсатора (CstA) подключен к электроду (S) истока первого транзистора (Та) через модуль электропроводного проходного отверстия.
Второй накопительный конденсатор (CstB) расположен на некотором расстоянии от первого накопительного конденсатора (CstA) и расположен проксимально линии сканирования (GateN-1). В таком варианте воплощения второй накопительный конденсатор (CstB) имеет первый вывод 107 конденсатора, соединенный с электродом (S) истока второго транзистора (Tb), и второй вывод 103 конденсатора, соединенный с линией сканирования (GateN-1).
В альтернативном варианте воплощения второй накопительный конденсатор (CstB) расположен проксимально линии (GateN+1) сканирования и второй вывод 103 конденсатора его соединен с линией сканирования (GateN+1).
Первый вывод 107 конденсатора второго накопительного конденсатора (CstB) соединен с электродом (S) истока второго транзистора (Tb) через модуль 105 электропроводного проходного отверстия, как лучше всего показано на фиг.9.
Подложка 200 цветного фильтра включает в себя элемент 210 прозрачной подложки, и слой электрода 201, расположенный на элементе 210 прозрачной подложки. В таком варианте воплощения слой 201 электрода подложки 200 цветного фильтра, так же как и слой 500 электрода подложки 100 ТПТ, изготовлен из окисла индия-олова (ОИО).
Подложка 200 цветного фильтра расположена на подложке 100 ТПТ так, что участок слоя молекул жидких кристаллов располагается между слоем 201 электрода подложки 200 цветного фильтра и первой областью 502 электрода слоя 500 электрода подложки 100 ТПТ, таким образом, что первый конденсатор (ClcA) жидких кристаллов сформирован между ними, и так, что остальной участок слоя молекул жидких кристаллов располагается между слоем 201 электрода подложки 200 цветного фильтра и второй областью 503 электрода слоя 500 электрода подложки 100 ТПТ, таким образом, что между ними формируется второй конденсатор (ClcB) жидких кристаллов.
Первый конденсатор (ClcA) жидких кристаллов соединен с электродом (S) истока первого транзистора (Та), в то время как второй конденсатор (СlсВ) жидких кристаллов соединен с электродом (S) истока второго транзистора (Тb).
Панель 1 ЖКД дополнительно включает в себя схему 300 управления затвором и схему 400 управления данными. Схема 300 управления затвором соединена с линией сканирования (Gate1-GateN) и управляет, то есть активирует, линиями сканирования (Gate1-GateN) последовательно. Схема 400 управления данными подключена к линиям данных (Data1-DataN) и управляет, то есть последовательно управляет, пикселями линии данных (Data1-DataN).
Следует отметить, что во время работы напряжение 0 вольт прикладывают к общей линии (Vcoml-VcomN). Кроме того, напряжение 5 вольт прикладывают к линии данных (Data1-DataN), когда линию данных (Data1-DataN) активируют. Кроме того, напряжение 15 вольт/1 вольт прикладывают к линии сканирования (Gate1-GateN), когда линию сканирования (Gatel-GateN) активируют/деактивируют.
Во время работы, когда линию сканирования (GateN) и линию данных (DataN) активируют, каждый из первого и второго транзисторов (Та, Tb) находится в открытом состоянии и каждый из первого и второго накопительных конденсаторов (CstA, CstB) заряжен напряжением 5 вольт по линии (DataN) данных через соответствующий один из первого и второго транзисторов (Та, Tb). В этом состоянии, поскольку общая линия (VcomN) имеет напряжение 0 вольт, первый накопительный конденсатор (CstA) может иметь напряжение 5 вольт. В то же время, поскольку линия сканирования (GateN-1) деактивирована и имеет напряжение 1 вольт, второй накопительный конденсатор (CstB) может иметь напряжение 4 вольта. При этом, поскольку напряжения первого и второго накопительных конденсаторов (CstA, CstB) отличаются друг от друга, как показано на фиг.12, первый и второй конденсаторы (C1cA, C1cB) жидких кристаллов имеют различные γ-кривые (La, Lb), при суммировании которых получают γ-кривую Lc. Это обозначает, что в панели 1 ЖКД в соответствии с настоящим изобретением уменьшена проблема сдвига цвета (или вымывания цвета).
Таким образом, было показано, что устройство 120 управления пикселем в соответствии с настоящим изобретением уменьшает проблему сдвига цвета, которая обычно наблюдается при широких углах обзора, без увеличения количества линий сканирования или линий данных, и поэтому имеет относительно простую конструкцию.
Хотя настоящее изобретение было описано в связи с тем, что рассматривается как наиболее практичный и предпочтительный вариант воплощения, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено раскрытым вариантом воплощения, но предназначено для охвата различных компоновок, включенных в сущность и объем самой широкой интерпретации, которые охватывают все такие модификации и эквивалентные компоновки.