[发明专利]具有有源矩阵的液晶显示板

说明书

本发明涉及液晶显示器，特别涉及带有冗余矩阵元件的有源矩阵液晶显示板。

对于电视、视频和计算机设备用的液晶显示器(LCD)的需求已经迅速增加。为了获得高的图象质量，通过在矩阵元件中提供冗余部分，使有源矩阵LCD的象素获得高工作可靠性。已公开的日本专利申请N60-192369,H01L29/78描述了这类有源矩阵LCD。

参考图1，这类有源矩阵电路包括多个在相互垂直的n行和m列矩阵中的绝缘基片上形成的象素。每个象素包括一个开关薄膜晶体管(“TFT”)3和一个显示电极4。该矩阵进一步包括多个平行于象素行的地址总线1-1,1-2,1-3,……1-n，和多个平行于象素列的数据总线2-1,2-2,2-3,……2-m。

显示电极4通过TFT3和相应的地址总线，例如1-1及相应的数据总线，例如2-m相互连接。将地址信号从外部施加到地址总线而将视频信号施加到数据总线。TFT3的栅极连接到地址总线，漏极连接到数据总线，源极则连接到显示电极4上。

这类有源矩阵LCD工作可靠性较低，因为工作期间TFT3和/或显示电极4的失效会引起象素的失效。此外，地址总线和/或数据总线变坏，也会导致所有与这些不良地址和/或数据总线相耦合的象素的失效。

为了消除上述的缺点曾做过多种努力。例如，申请日为1992年1月21日的俄国专利申请No.5019570/24，描述了设有有源矩阵元件冗余部分的有源矩阵LCD。参考图2，每个象素包括4个显示电极4Ⅰ、4Ⅱ、4Ⅲ、4Ⅳ和4个TFT晶体管3Ⅰ、3Ⅱ、3Ⅲ、3Ⅳ、4个显示电极中的每一个和4个TFT晶体管中相应的一个相连接，然后再和相应的一对地址和数据总线相连接。

矩阵包括多个相互垂直的地址总线1-1,1-2,……,1-n和数据总线2-1,2-2,……,2-m。每个地址总线包括一对平行于象素行的子总线，每个数据总线包括一对平行于象素列的子总线。一对地址子总线和相应的一对数据子总线包围一个有4个显示电极的象素。

例如，地址总线1-1包括子总线1-1′和1-1″；数据总线2-1包括子总线2-1′和2-1″。因此，通过相应的一对地址子总线，例如，1-1′和1-1″,1-2′和1-2″,……,1-n′和1-n″以及相应的一对数据子总线2-1′和2-1″,2-2′和2-2″,……,2-m′和2-m″把地址和数据信号提供到象素。

而且还设有横向电连线5，用以电接每一对数据子总线，例如2-1′和2-1″，将四个显示电极4 Ⅰ,4Ⅱ,4Ⅲ和4Ⅳ分成两组，位于一侧的4Ⅰ和4Ⅱ为第一组，位于相对侧的4Ⅲ和4Ⅳ为第二组。类似地，设有垂直电连线6，用以电连接地址子总线对，例如，1-1′和1-1″，将四个显示电极分成两组，位于一侧的4Ⅰ和4Ⅲ为第三组，位于相对侧的4Ⅱ和4Ⅳ为第四组。

横向电连线5和每一个象素的4个TFT3Ⅰ、3Ⅱ、3Ⅲ和3Ⅳ的全部源极相耦合。因此，如果任何数据子总线变坏，横向电连线51将避开变坏的总线，于是保证使视频信号通过没变坏的数据总线部分传送到TFT3。同样，如果任何地址子总线变坏，垂直连线6保证使地址信号通过没变坏的地址总线部分传送到TFT3。进一步地，如果任何一个TFT3或者任何一个显示电极4变坏，仅仅1/4象素变成不能工作，于是改善了矩阵总的工作可靠性。

然而，图2所示的矩阵存在一些缺点。因为某些数据子总线，例如在两象素之间的2-1″和2-′,……,2-(m-l)″和2-m′非常接近，这就存在非常大的使这些数据子总线短路的可能性。在它们工作期间，当这种短路引起二列相邻象素失效时，会降低矩阵工作的可靠性。此外，必须把象素安排在数据子总线和地址子总线之间，这就使这种有源矩阵结构不适合用于彩色象素呈三角形排列的彩色LCD。

本发明的目的是消除常规矩阵的上述缺点。

按照本发明的一个方面，如本文中具体实施的和广义上限定的，液晶显示器的有源矩阵有多个象素，相互垂直的多个地址总线和多个数据总线。每一地址总线包括一对彼此隔开的地址子总线，每一个数据总线包括一对彼此隔开的数据子总线。每个象素包括一对显示电极；一个第一开关装置，耦连于每个是示电极和相应的一个地址总线的地址子总线对的第一个及相应的一个数据总线之间；以及一个第二开关装置，耦连于每个显示电极和所述相应地址总线的地址子总线对中的第二个及所述相应的数据总线之间；其中每个数据子总线与其余的数据总线相隔至少一个显示电极。