使用扫描电极线形成存储电容器的场序制液晶显示板.pdf

一种场序制液晶显示板，包括每个具有漏极、源极和栅极的薄膜晶体管，分别耦合到薄膜晶体管的漏极或源极的单元电极，耦合到薄膜晶体管的栅极的扫描电极线，耦合到薄膜晶体管的源极或漏极的数据电极线，以及设置在每个单元电极和相应的扫描电极线之间的存储电容器用于维持施加到单元电极的电压。

1.  一种场序制液晶显示板，包括：
薄膜晶体管，每个包括漏极、源极和栅极；
单元电极，分别耦合到薄膜晶体管的漏极或源极；
扫描电极线，耦合到薄膜晶体管的栅极；
数据电极线，耦合到薄膜晶体管的源极或漏极；和
存储电容器，设置在每个单元电极和相应的扫描电极线之间，用于维持施加到单元电极的电压。

2.  权利要求1的场序制液晶显示板，其中存储电容器每个均设置在其中一个单元电极和其中一个扫描电极线之间，该扫描电极线与通过其中一个薄膜晶体管耦合到相应的单元电极的扫描电极线相邻。

3.  权利要求2的场序制液晶显示板，其中相邻的扫描电极线和耦合到相应单元电极上的扫描电极线设置在相应的单元电极的相对侧。

4.  权利要求1的场序制液晶显示板，进一步包括用于驱动数据电极线的数据驱动器。

5.  权利要求1的场序制液晶显示板，其中存储电容器每个均设置于其中一个单元电极和通过其中一个薄膜晶体管耦合到相应的单元电极上的扫描电极线之间。

6.  权利要求1的场序制液晶显示板，其中存储电容器的电容量约为0.07pF到0.2pF。

7.  权利要求1的场序制液晶显示板，进一步包括用于驱动扫描电极线的扫描驱动器。

8.  一种场序制液晶显示板，包括：
单元电极；
扫描电极线；和
存储电容器，用于维持施加在单元电极上的电压；
其中存储电容器设置于单元电极和扫描电极线之间。

9.  权利要求8的场序制液晶显示板，进一步包括分别耦合到每个单元电极的薄膜晶体管，其中存储电容器每个均设置于其中一个单元电极和其中一个扫描电极线之间，该扫描电极线与通过其中一个薄膜晶体管耦合到相应单元电极的扫描电极线相邻。

10.  权利要求8的场序制液晶显示板，进一步包括分别耦合到每个单元电极的薄膜晶体管，其中存储电容器每个均设置于其中一个单元电极和通过其中一个薄膜晶体管耦合到相应的单元电极的扫描电极线之间。

11.  权利要求8的场序制液晶显示板，其中存储电容器的电容量约为0.07pF到0.2pF。

12.  权利要求8的场序制液晶显示板，其中在扫描每个相应的扫描电极线的终点和作用于单元电极的光照时间的起点之间，在存储电容器中维持电压。

13.  权利要求8的场序制液晶显示板，进一步包括玻璃衬底，其中扫描电极线设置在玻璃衬底上。

14.  权利要求13的场序制液晶显示板，进一步包括：
数据电极线，用于驱动单元电极；和
绝缘层，位于数据电极线上；
其中单元电极形成在绝缘层上。

15.  权利要求8的场序制液晶显示板，其中通过排列单元电极形成存储电容器，使得单元电极的上部设置在扫描电极线的下方。

使用扫描电极线形成存储电容器的场序制液晶显示板
相关申请的交叉引用
本申请要求于2003年7月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2003-4771的优先权，这里引入其公开内容供参考。
技术领域
本发明涉及一种场序制液晶显示板，更确切的说涉及一种包括在基于逐帧工作、每帧由显示灰度等级的区域构成的场序制液晶显示设备中的液晶显示板。
背景技术
一般来说，场序制液晶显示设备，如于2003年提交的韩国专利公开No.2003-27717中公开的设备，具有安装在液晶显示板下面的照明装置，以便在每帧期间顺序地辐射红色、绿色和蓝色的背光。一个单位帧分为红区、绿区和蓝区，以及为了驱动液晶，在红区中红色背光在红色单元上辐射，在绿区中绿色背光在绿色单元上辐射，在蓝区中蓝色背光在蓝色单元上辐射。
参看图1，常规的场序制液晶显示设备包括液晶显示板10、照明装置40、数据转换器51、图像存储器52、缓冲器53、扫描驱动器54、数据驱动器55、照明控制器56和控制器57。
控制器57控制数据转换器51、图像存储器52、缓冲器53、扫描驱动器54、数据驱动器55和照明控制器56的工作。
在照明控制器56的控制下工作的照明设备40安装在液晶显示板10下面，在每帧期间顺序产生红色、绿色和蓝色的背光。
在控制器57的控制下工作的数据转换器51，把接受到的图像数据转换成红色图像数据、绿色图像数据和蓝色图像数据。红色图像数据、绿色图像数据和蓝色图像数据响应控制器57输出的写命令信号被存储在图像存储器52中。随后，存储在图像存储器52中的红色图像数据、绿色图像数据和蓝色图像数据响应从控制器57输出的读出命令信号传送到缓冲器53中。下一步，缓冲器53把红色图像数据、绿色图像数据和蓝色图像数据作为串行数据发送到数据驱动器55。此后，数据驱动器55顺序接收各个颜色的串行数据，并处理串行数据以驱动液晶显示板10的数据电极线。最后，扫描驱动器54按照控制器57输出的定时控制信号来驱动液晶显示板10的扫描电极线。
图2显示了一种驱动图1中的场序制液晶显示板10的方法。参看图1和2，一个单位帧被划分为红区T_R、绿区T_G和蓝区T_B。红区T_R、绿区T_G和蓝区T_B分别由扫描时间T_RS、T_GS和T_BS，以及光照时间T_RL、T_GL和T_BL组成。在每一个扫描时间T_RS、T_GS和T_BS期间，扫描信号顺序施加于第1到第n个扫描电极线LS₁……、和LS_n，同时数据信号也施加于数据电极线上，使得驱动液晶显示板10的液晶单元。在每一光照时间T_RL、T_GL和T_BL期间，特定颜色的背光从照明装置40发射出并投射到液晶显示板10的液晶单元上。
为了驱动滤色液晶显示板，在保持施加到扫描电极线的电压时，在一单位帧期间扫描电极线每个只扫描一次。因此，对比滤色液晶显示设备，常规的场序制液晶显示设备要求快速扫描和扫描后很短的电压维持时间。如果扫描时间T_RS、T_GS和T_BS分别等于光照时间T_RL、T_GL和T_BL，则常规场序制液晶显示设备的每条扫描电极线LS₁、……、和LS_n需要的电压维持时间为滤色液晶显示设备所需的大约1/3至1/6。例如，耦合在第一条扫描电极线LS₁上的液晶单元需要滤色液晶显示设备所需电压维持时间的大约1/3。耦合在第n条扫描电极线LS_n上的液晶单元需要滤色液晶显示设备所需电压维持时间的大约1/6。
现在将参考图2和3介绍图1的液晶显示板10的常规配置。图3的每个薄膜晶体管332的漏极D和源极S可以彼此互相转换。
每个单元区域由其中一个薄膜晶体管332和单元电极E_11R至E_31B其中之一组成。每个薄膜晶体管332的漏极D分别连接到单元电极E_11B至E_31B。薄膜晶体管332的栅极G分别连接到和扫描驱动器54相连的扫描电极线LS₁至LS₃。连接到数据驱动器55的数据电极线LD₁至LD₃连接到薄膜晶体管332的源极S。扫描之后维持电压的存储电容器C_11B至C_31B分别耦合在每个单元电极E_11R至E_31B和对应的共用电极线COM之间。
现在将介绍在图2的红区T_R期间驱动图3的常规场序制液晶显示板10的过程。
当具有高电压的扫描信号施加于第一扫描电极线LS₁(即，在N沟道薄膜晶体管的情况下)时，耦合到第一扫描电极线LS₁的薄膜晶体管开启，并且来自数据驱动器55的红色数据电压信号施加于红色单元电极E_11R上，使得驱动红色液晶单元L_11R。在扫描时间T_RS期间，在其他扫描电极线LS₂到LS_n上顺序进行这样的扫描。
电压维持发生在每条扫描电极线的扫描终点和光照时间T_RL的起点之间。通过红色存储电容器C_11R至C_31R进行这样的电压维持操作。
在光照时间T_RL期间，来自照明设备40的红色背光通过红色液晶单元L_11B至L_31R投射到液晶显示板10上。
图4显示了图3的常规场序制液晶显示板10的下部衬底的构图。图5是包括在图4的第一行和列中的单元区域中的薄膜晶体管的截面图。
参看图4和图5，扫描电极线LS₁至LS_n，包括栅极G，形成在下部玻璃衬底51上。绝缘层52形成在扫描电极线LS₁至LS_n上，以及半导体层SE形成在绝缘层52上。漏极D和数据电极线LD₁至LD₃，包括源极S，形成在半导体层SE上。在数据电极线LD₁至LD₃和漏极D上形成另一绝缘层52，并在形成在数据电极线LD₁至LD₃和漏极D上的绝缘层52上形成共用电极线COM。共用电极线COM上形成又一绝缘层52，并且在每个漏极D上形成金属接触CT。单元电极E_11R至E_11B形成在共用电极线COM上形成的绝缘层52上。存储电容器C_11R至C_21B每个形成在相应的单元电极E_11R至E_21B和共用电极线COM之间的间隔内。由于每个单元电极E_11R至E_21B和每个共用电极线COM之间地间隔狭窄，所以如同在滤色液晶显示设备中一样，存储电容器C_11R至C_21B的电容量高。因此，常规场序制液晶显示设备维持电压时间和滤色液晶显示设备一样长。
然而，上述的常规场序制液晶显示板10只需维持相对短时间电压的低电容量。因此，在下部玻璃衬底51上形成的共用电极线COM用来形成存储电容器C_11B至C_31B是不必要的。共用电极线COM的存在减小了场序制液晶显示板的数值孔径，由此降低了亮度。
发明内容
本发明通过在单元电极和扫描电极线之间提供每个存储电容器而提供了提高亮度的场序制液晶显示板。
本发明的附加方面和/或优势将在下面的说明中阐明，而部分将从说明书来看是显而易见的或者可以通过实施本发明来了解。
按照本发明的一个方面，提供了一种场序制液晶显示板，包括薄膜晶体管，每个薄膜晶体管有源极、漏极和栅极，还包括分别耦合到薄膜晶体管的漏极或者源极的单元电极，耦合到薄膜晶体管栅极的扫描电极线，耦合到薄膜晶体管源极或者漏极的数据电极线，和位于每个单元电极和相应的扫描电极线之间用来维持施加到单元电极上的电压的存储电容器。
如上所述，在依照本发明的场序制液晶显示板中，每个存储电容形成于单元电极和扫描电极线之间。因此，依照本发明的场序制液晶显示板不需要额外的电极线，例如共用电极线来形成存储电容器。因此，依照本发明的场序制液晶显示板具有增大的数值孔径并提供了改进的亮度。
附图说明
结合附图，从实施例的下列说明中，本发明的这些或其它方案和优势将变得清晰和易于理解，其中：
图1是常规场序制液晶显示设备的框图；
图2示例说明了驱动图1的场序制液晶显示板的方法的时序图；
图3是图1的常规场序制液晶显示板的电路图；
图4是图3的常规场序制液晶显示板的下部衬底构图的顶视图；
图5是包括在图4的第一行和列的单元区域中的薄膜晶体管的横截面图；
图6是按照本发明的一个实施例的场序制液晶显示板的电路图；
图7是按照本发明的另一个实施例的场序制液晶显示板的电路图；
图8是图7的场序制液晶显示板的下部衬底构图的顶视图；以及
图9是在有源矩阵液晶显示板中存储电容器所需的电容量和每个单元电极的电压维持时间之间相对关系的实例的示图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的实施列，其示例在附图中进行描述，其中通篇相同参考数字指示相同的元件。下面通过参考附图介绍实施例来解释本发明。
图6示出了按照本发明的一个实施例的场序制液晶显示板20，现在参考图2和图6介绍本发明的该实施例。如针对图3所说明的，图3的每个N沟道薄膜晶体管332的漏极D和源极S可以彼此交换。
图6中的每个单元区域由N沟道薄膜晶体管332和单元电极E_11R至E_31B其中之一组成。薄膜晶体管332的漏极D分别连接到单元电极E_11R至E_31B。薄膜晶体管332的栅极G分别连接到和扫描驱动器54相连的扫描电极线LS₁至LS₃。连接到数据驱动器55的数据电极线LD₁至LD₃分别连接到薄膜晶体管332的源极S。扫描之后维持电压用的存储电容器C_11B到C_31B分别耦合在每个单元电极E_11R至E_31B和对应的扫描电极线LS₁、LS₂或LS₃之间。
现在来描述在每个红区T_R、绿区T_G和蓝区T_B期间驱动图6的场序制液晶显示板20的过程。首先，在红区T_R的扫描时间T_RS期间，当具有高电压、如18V的扫描信号施加在第一扫描电极线LS₁上时，耦合在第一扫描电极线LS₁上的薄膜晶体管332开启，从数据驱动器55输出的数据电压信号施加在红色单元电极E_11B，使得驱动红色液晶单元L_11R。数据电压信号根据灰度等级具有0至10V之间的电压。5V的数据电压信号施加在上部衬底(未示出)的共用电极层(未示出)上。红色液晶单元L_11R的内部配置取决于施加于其上的电压，也即施加于红色单元电极E_11R和上部衬底的共用电极层之间的电压。在扫描时间T_RS期间，在其它的扫描电极线LS₂至LS_n上顺序进行这样的扫描。
电压维持发生在每条扫描电极线的扫描终止的终点和红色光照时间T_RL的起点之间。通过对红色存储电容器C_11R至C_31R充电来进行这样的电压维持操作。由于例如-5V的低电压施加到没有被扫描的扫描电极线上，因此尽管用于红色背光的薄膜晶体管332关闭，但施加到红色单元电极E_11R至E_31R的电压却可以保持恒定。因为场序制液晶显示板需要比滤色液晶显示板短得多的电压维持时间，所以仅仅通过形成在红色单元电极E_11R至E_31R和扫描电极线LS₁至LS_n之间的存储电容器C_11B到C_31R的电容量就能足够维持短的电压维持时间。
在红色光照时间T_RL期间，来自照明设备40的红色背光通过红色液晶单元L_11R至L_31R投射到图6的液晶显示板20上。
接下来，在绿区T_G的扫描时间T_GS期间，当具有如18V的高电压的扫描信号施加在第一扫描电极线LS₁上时，耦合在第一扫描电极线LS₁上的薄膜晶体管332开启，从数据驱动器55输出的数据电压信号施加在绿色单元电极E_11G上，使得驱动绿色液晶单元L_11G。数据电压信号根据灰度等级具有0至10v之间的电压。5V的数据电压信号施加在上部衬底(未示出)的共用电极层(未示出)上。绿色液晶单元L_11G的内部配置取决于施加于其上的电压，也即施加于绿色单元电极E_11G和上部衬底的共用电极层之间的电压。在扫描时间T_GS期间，在其它的扫描电极线LS₂到LS_n上顺序进行这样的扫描。
电压维持发生在每条扫描电极线的扫描终止的终点和绿色光照时间T_GL的起点之间。通过对绿色存储电容C_11G至C_31G充电来进行这样的电压维持操作。由于如-5V的低电压施加到没有被扫描的扫描电极线上，因此尽管用于绿色背光的薄膜晶体管332关闭，但施加到绿色单元电极E_11G至E_31G的电压却可以保持恒定。因为场序制液晶显示板需要比滤色液晶显示板短得多的电压维持时间，所以仅仅通过存储电容器C_11G到C_31G的电容量就能足够维持短的电压维持时间，存储电容器C_11G到C_31G形成在绿色单元电极E_11G至E_31G和扫描电极线LS₁至LS_n之间。
在绿色光照时间T_GL期间，来自照明设备40的绿色背光通过绿色液晶单元L_11G至L_31G投射到液晶显示板20上。
在蓝区T_B的扫描时间T_BS内，当具有如18V的高电压的扫描信号施加在第一扫描电极线LS₁上时，耦合在第一扫描电极线LS₁上的薄膜晶体管332开启，从数据驱动器55输出的数据电压信号施加在蓝色单元电极E_11B上，使得驱动蓝色液晶单元L_11B。数据电压信号根据灰度等级具有0至10v之间的电压。5V的数据电压信号施加在上部衬底(未示出)的共用电极层(未示出)上。蓝色液晶单元L_11B的内部配置取决于施加于其上的电压，也即施加于蓝色单元电极E_11B和上部衬底的共用电极层之间的电压。在扫描时间T_BS期间，在其它的扫描电极线LS₂到LS_n上顺序进行这样的扫描。
电压维持发生在每条扫描电极线的扫描终止的终点和蓝色光照时间T_BL的起点之间。通过对蓝色存储电容C_11B至C_31B充电来实现这样的电压维持操作。由于例如-5V的低电压施加到没有扫描到的扫描电极线上，因此尽管用于蓝色背光的薄膜晶体管332关闭，但施加到蓝色单元电极E_11B至E_31B的电压却可以保持恒定。因为场序制液晶显示板需要比滤色液晶显示板短得多的电压维持时间，所以仅仅通过存储电容器C_11B至C_31B的电容量就能足够维持短的电压维持时间，存储电容器C_11B到C_31B形成在蓝色单元电极E_11B至E_31B和扫描电极线LS₁至LS_n之间。
在蓝色光照时间T_BL期间，来自照明设备40的蓝色背光通过蓝色液晶单元L_11B至L_31B投射到液晶显示板20上。
图7是根据本发明另一个实施例的场序制液晶显示板30的电路图。
在图6的场序制液晶显示板20中，存储电容器C_11R至C_31B每个均形成在第i条(i是大于或等于1的整数)扫描电极线和耦合于第i条扫描电极线的相应的单元电极之间。在图7的场序制液晶显示板30中，存储电容器C_21R至C_31B每个均形成在第i条扫描电极线和耦合到第(i+1)条扫描电极线的相应的单元电极之间。如通过比较图4和图8所能看到的，这是因为，仅通过延伸单元电极E_21R到E_31B的上部就能形成存储电容器C_21R至C_31B，使得它们能存在于扫描电极线LS₁至LS₂下方。
参考图5和图8，扫描电极线LS₁至LS_n包括栅极G形成在下部玻璃衬底51上。绝缘层52形成在扫描电极线LS₁和LS₂上，并且在绝缘层52上形成半导体层SE。漏极D和的数据电极线LD₁至LD₃，包括源极S形成在半导体层SE上。在数据电极线LD₁至LD₃和漏极D上形成另一绝缘层52，在每个漏极D上形成金属接触CT。单元电极E_11R至E_11B形成在于数据电极线LD₁至LD₃和漏极D之上形成的绝缘层52上。通过排列单元电极E_21R至E_31B形成存储电容器C_21R至C_31B，使得它们的上部位于扫描电极线LS₁和LS₂下方。因为每个单元电极E_11R至E_11B和每个扫描电极线LS₁到LS₂之间的间隔长，所以存储电容器C_21R至C_31B的电容量低于滤色液晶显示设备的电容量。然而，由于场序制液晶显示设备所需的电压维持时间短于滤色液晶显示设备所需的电压维持时间，所以存储电容器C_21R至C_31B的电容量足以维持电压所需的时间。
图9是在有源矩阵液晶显示板中存储电容器必要的电容量和单元电极的电压维持时间之间相对关系的例子的示图。用相同的分辨率对几块有源矩阵液晶显示板反复进行实验。根据实验的结果，在滤色液晶显示板中的电压维持时间为约16.7毫秒(ms)，这是一个单位帧的时间，而场序制液晶显示板的电压维持时间为平均4.5毫秒(ms)。滤色液晶显示板中每个存储电容器所必要的电容量为0.6皮法(pF)，而场序制液晶显示板中每个存储电容器所必要的电容量为0.07pF。这样，无需在下部玻璃衬底上形成例如共用电极线的额外电极线，根据本发明的场序制液晶显示板可以用现有的扫描电极线形成存储电容器。根据实验的结果，每个存储电容器的必要电容量为0.07pF至0.2pF是合适的。
如上所述，在根据本发明的场序制液晶显示板中，每个存储电容器形成在单元电极和扫描电极线之间。因此，根据本发明的场序制液晶显示板不需要额外的电极线，例如共用电极线来形成存储电容器。因此，根据本发明的场序制液晶显示板具有增大的数值孔径并提供了改进的亮度。
虽然已经展示和描述了本发明的几个实施例，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的原则和精神、在权利要求和其等效内容中所限定的范围下，可以对这些实施例进行改变。