專利名稱：有源尋址矩陣液晶顯示裝置的制作方法
一種薄的、輕型的、與陰極射線管相比具有高度精細圖象質量的有源尋址矩陣液晶顯示裝置目前已開始廣泛用作辦公自動化設備的顯示終端。
此種有源矩陣液晶顯示裝置有兩種類型，一種使用在兩個基片表面形成的并列透明電極作為驅動其間液晶層的驅動電極，另一種的特點是比上述透明電極型的顯示裝置有更小的負載電容和更廣的視角。作為一種有更小負載電容和更廣視角的方法，其步驟包括，在同一基片上以交叉指型分布形成兩個電極，并以相對此基片的表面近似平行的方向施加一電場于液晶層。這些現(xiàn)有技術方法已經(jīng)公開于，例如日本專利公布No.63-21907和日本專利申請公開No.7-36058之中。
在這些現(xiàn)有技術中，已公開的是，為了減小在掃描行、信號行和反電極之間的負載電容在象素內形成交叉指型排列，以及反電極(公共行)連同其他布線一起形成于此相同的基片上，最好與掃描行平行。此外，這種掃描行和公共行的一對一或二對一結合的結構已被述及。還有，另一種掃描行用作公共行的結構也述及過。
然而，在這些現(xiàn)有技術公開中，在一組用一個掃描行尋址的象素中，各象素的各個反電極與不同于此選址掃描行的另一個和同一個掃描行(或公共行)相連。然而，此種布置存在一個問題，即，在一被選的掃描周期中當每一象素中的各信號電壓充電時，或當此被選的掃描周期完成后此掃描行的電勢變化時，連于反電極的掃描行或公共行的波形產(chǎn)生失真，特別是，在大尺寸液晶顯示器的制作中，或為了達到高清晰度，由于水平串擾和水平亮度改變而產(chǎn)生的圖象質量的降低的問題成為值得注意和顯著的問題。
再者，此現(xiàn)有技術的象素結構常有一為掃描行、公共行、象素電極、反電極等所占據(jù)的、大的不透光的區(qū)域，從而往往限制大尺寸高清晰度顯示器中的孔徑比。還有，當為了降低上述波形失真而增加掃描行和公共行的尺寸時，所導致的孔徑比將會顯著變小。
本發(fā)明試圖同時解決與此現(xiàn)有技術相關的所有問題。
就是說，本發(fā)明的一個目的是提供一種以防止串擾和水平亮度改變?yōu)樘厣?，有高質量圖象顯示的有源尋址矩陣液晶顯示裝置。本發(fā)明的另一目的是，提供一種即使在高清晰度顯示中也可通過減小布線寬度來實現(xiàn)高孔徑比的有源尋址矩陣液晶顯示裝置。
本發(fā)明的上述目的可通過將單個公共電極行所驅動的象素數(shù)量(由信號行和掃描行所包圍的區(qū)域)減少一半的辦法來實現(xiàn)。
特別是，在首次定時，排在第一掃描行上的第一組象素每隔一個象素顯示，排在第二掃描行上的第二組象素也是每隔一個象素顯示，以便第一和第二掃描行上的各象素形成一種交錯排列的顯示圖形。接著，在第二定時，排于此第二掃描行上的第二組象素中的余下未顯示的象素顯示出來，同時排在第三掃描行上的第三組象素也是每隔一個象素顯示，如此，顯示在第二掃描行上的第二組象素和相應的相隔一個象素顯示于第三掃描行上的象素形成另一交錯排列的圖形。從而，總體看來，象素交替地每隔一象素加以充電以形成一個全部的交錯排列圖形。
在配有公共行的情況下，由于沿掃描行的方向并列的相應象素的各個象素電極以導線連接，與一不同的公共行形成存儲電容，于是同時加于一個掃描行或公共行上的負載就被減半了，從而有效地減少了信號波形失真，并減小串擾和水平亮度改變。此外，由于在公共行上負載減小，公共行的寬度就可變細。
更準確的說，考慮用下述結構來實現(xiàn)本發(fā)明的各目的。
(1)一種結構是，沿掃描行方向并列的任一象素中的反電極與各象素電極產(chǎn)生電場，并被連接于與其對應的掃描行(或公共行，如果可行的話)，并列象素間的掃描行彼此不相同。
(2)一種結構是，連于沿掃描行方向并列的各自象素的每一象素電極的各有源矩陣元和對應的掃描行相連，并列象素間的掃描行彼此不相同。
(3)一種結構是，沿掃描行方向并列的各自象素的一個象素電極和連于另一掃描行，另一公共行或與此掃描行或公共行不同的另一布線的反電極之間形成存儲電容。
(4)一種結構是，沿信號線并列的各自象素的各反電極連于與其對應的各不同的公共行上，它們在并列的象素間彼此不相同，這樣，受到透明度變化的各象素沿掃描行排列成交錯的圖形，從而降低了加于公共行上的負載，并由此避免發(fā)生串擾。
下述驅動方法的組合可考慮作為對上述電極施加電壓的方法。
(1)第一個對相應行和電極施加電壓的驅動方法的組合是，對每一掃描行在一非選擇周期中施加一非選擇電壓和在一選擇周期中施加一選擇電壓，然后，利用對每行和在每一幀寫入周期交替地反轉其電壓極性的辦法，對每一信號行施加一信號電壓，并通過對每行和在每一幀寫入周期反轉電壓極性的辦法對每一公共行施加一公共電壓。
(2)第二個對相應行和電極施加電壓的驅動方法的組合是，在一非選擇周期中施加一具有二進制的高和低值的非選擇電壓，并在一選擇周期中對每一信號行施加一只有單值的選擇電壓，接著再利用對每行和在每一幀寫入周期交替地反轉其電壓極性的方法對每一信號行加一信號電壓，并利用對每行和在每一幀寫入周期反轉其電壓極性的方法對每一公共行施加一公共電壓。
(3)第三種對相應行和電極施加各自電壓的驅動方法的組合是，對每一掃描行在一非選擇周期施加一非選擇電壓和在一選擇周期施加一選擇電壓，通過反轉其電壓極性的辦法對每一象素施加一電壓以及通過對每行和在每一幀寫入周期交替地反轉其電壓極性的方法對每個公共行施加一公共電壓，并通過對每行和在每一幀寫入周期交替地反轉其電壓極性的辦法對每個信號行施加一信號電壓。
在按上述驅動方法組合中的任一種而施加的電壓的作用下，以本發(fā)明的一種交錯排列圖形排列的相應象素就可有效地被驅動。
參閱附圖所進行的下列詳細描述可對本發(fā)明的這些目的和其他目的、特點和優(yōu)點有更清楚的了解，其中

圖1是簡略的方框圖，說明本發(fā)明第一實施例的象素元的平面結構；圖2是沿圖1中A-A′線截取的象素元的橫截面；圖3是沿圖1中B-B′線截取的象素元的橫截面；
圖4是沿圖1中C-C′線截取的象素元的橫截面；圖5是本發(fā)明第一實施例的液晶板的等效電路；圖6是一簡略的方框圖，說明此第一實施例的液晶顯示單元的系統(tǒng)結構；圖7是一簡略的方框圖，說明從一常規(guī)的象素陣列到本發(fā)明的交錯排列的象素陣列的數(shù)據(jù)陣列變換的一個實例；圖8是一實現(xiàn)本發(fā)明的數(shù)據(jù)陣列變換的電路圖；圖9表示本發(fā)明數(shù)據(jù)陣列變換的時序圖；圖10表示本發(fā)明第一實施例中的驅動電壓波形；圖11是一個簡略的方框圖，說明本發(fā)明第二實施例的一個象素元的平面結構；圖12是沿圖11中D-D′線截取的象素元的橫截面圖；圖13是一圖解，說明本發(fā)明的第三實施例的一個象素元的平面結構；圖14是沿圖13中E-E′線截取的部分象素元的橫截面圖；圖15是一方框圖，說明本發(fā)明第三實施例的液晶板的一個等效電路；圖16表示本發(fā)明第三實施例中的驅動電壓的波形；圖17表示本發(fā)明第三實施例中另一驅動電壓的波形；圖18表示本發(fā)明第四實施例一有源尋址矩陣液晶顯示器的下部基片的結構；圖19表示沿圖18中F-F′線截取的下部基片結構的一個橫截面圖；圖20表示沿圖18中G-G′線截取的下部基片結構的一個橫截面圖；圖21是一方框圖，說明圖18中此下部基片結構的等效電路；圖22表示本發(fā)明第四實施例的驅動電壓波形；圖23是一簡略的方框圖，說明本發(fā)明第五實施例的一個象素元的平面結構；圖24是一方框圖，說明本發(fā)明第五實施例的液晶板的一個等效電路；圖25表示本發(fā)明的數(shù)據(jù)陣列變換的時間圖；圖26表示本發(fā)明的第五實施例中的驅動電壓波形；圖27是一簡略的方框圖，說明本發(fā)明第六實施例的一個象素元的平面結構；
圖28是一方框圖，說明本發(fā)明第六實施例的液晶板的一個等效電路；圖29表示本發(fā)明第六實施例中的驅動電壓波形。
第一實施例圖1表示本發(fā)明第一實施例的有源尋址矩陣液晶顯示器中的其上有薄膜晶體管的基片結構圖。
掃描行102和信號行103配置成一矩陣，每一交點處形成一薄膜晶體管120，相應行作為它的兩個極。薄膜晶體管120的另一極，連于象素電極105，其作用是一種開關，對在象素電極105和反電極106之間的液晶層施加電壓。反電極106連于公共行104，公共行與掃描行102平行。
連于相同的掃描行102的各象素電極105通過配置在掃描行上的薄膜晶體管120交替地沿掃描行102在上和下每相隔一象素排成交錯的圖形。例如，在圖1中，第一象素電極105a配置在掃描行102的下方，而第二象素電極105b就配置此掃描行102的上方。在此種排列中，對應于象素電極105a的反電極106a連于公共行104a，對應于象素電極105b的反電極106b連于另外的公共行104b。
在本發(fā)明的這樣的布線中，當選擇了一掃描行102并將顯示數(shù)據(jù)寫入連于此掃描行102的一組象素時，已經(jīng)為顯示數(shù)據(jù)寫入或充過電的此組象素不是線性排列而是越過此掃描行每隔一個象素上、下交錯的排列。再有，由于流過此公共行以對反電極施加電壓的電流被分開成兩支一支流過公共行104a，另一支流過公共行104b，所以加于公共行104上的負載就可以對半分開，從而其電壓失真就可以顯著地降低，從而顯著降低了水平交叉調制和水平亮度變化。再有，公共行上的負載減半，意味著，即使公共行的電阻會增大也可將公共行制作的更細一些，而不會導致顯示質量上的任何損害。所以，可在使用更細的公共行的條件下，顯著地改善液晶顯示的孔徑比。
圖2表示從圖1中沿A-A′線截取的此實施例液晶板的一個橫截面圖。
下部基片100和上部基片200分別包括有一0.7毫米厚并具有拋光表面的透明玻璃板101，201。下基片100有信號行103，象素電極105和反電極106，如圖1所示。還有隔離這些電極的氮化硅(SiN)層109，和用以保護布線的鈍化層112。
還有，另一塊玻璃板201有一低導電率的遮光層(黑底屏)202，用以防止除區(qū)域203以外的間隙所透漏過來的光，該區(qū)域為與下基片100上象素電極105和反電極106所圍部分對應的區(qū)域，在此遮光層上有條形的三基色(紅、蘭、綠)濾色片203。再有，平面透明聚合物層204在此濾色片上壓成薄片以使其表面平直。
在此二基片的最里的表面上分別形成校準膜片150、250，并對其作拋光處理，然后再將液晶合成物300充入此二基片之間。還有，此二基片的最外表面夾在二偏振片170和270之間從而完成本發(fā)明的液晶顯示板。本發(fā)明此實施例中使用聚酰亞胺作為校準膜片。使上、下界面中校準膜片的拋光方向彼此近似平行，并使其角度相對所施加的電場為85°。在上、下基片之間的間隙由散布在此二基片間邊緣部的球形聚合物小珠所支撐，此間隙在液晶合成物充入情況下調準為4.5微米，充入的液晶合成物300為向列液晶合成物，它具有介電常數(shù)Δε取值7.3(在1千赫條件下)的正各向異性并有反射率Δn取值為0.072(598納米(nm)，20℃)的各向異性。所以，可認為Δn·d＝0.324微米(μm)。在此二偏振片中，一個偏振片的透射軸大體上布置于與其毗連的校準膜片拋光方向平行的位置(相對所施加的電場的方向為85°角)，另一偏振片的透射軸大體上置于其毗連的校準片的拋光方向的垂直方向上(相對于所加電場的方向為-5°)。通過這樣的布置，當對象素電極105和反電極106兩端施加一電壓時，獲得一標準關閉特性，其中在低電壓時象素變暗而在高電壓時象素變亮。通過穿越象素電極105和反電極106與玻璃板101平行地產(chǎn)生一電場E以及控制液晶合成物300內的液晶分子301的取向來調節(jié)所透過的光強。
圖3表示沿圖1中B-B′線截取的部分下基片100的橫截面。
此橫截面圖同樣也表示薄膜晶體管(TFT)120的橫截面，薄膜晶體管由象素電極(源極)105、信號電極(漏極)103、掃描電極(柵極)102和主要成分為非晶硅(a-Si)的非晶硅層107所組成。此外，在非晶硅層107和信號行103以及象素電極105之間形成摻雜磷(S)的n型非晶硅的歐姆接觸層108，以提供其間的歐姆接觸。此外，在薄膜晶體管120上有一鈍化層112。界定此下基片100為，包括鈍化層上的校準膜片150和玻璃板101下的偏振片170。在本發(fā)明此實施例中，用一反向的交錯型的非晶硅薄膜晶體管(TFT)作為有源元件，然而，并不僅限于此，也可使用交錯型的非晶硅薄膜晶體管，P型硅(p-Si)薄膜晶體管，或在一硅片上的MOS型晶體管作為有源元件。
參看圖4，該圖表示沿圖1中C-C′線截取的部分下基片100的橫截面。
此橫截面圖表示存儲電容130的截面。存儲電容130在公共行104和象素電極105之間形成，中間插入一氮化硅層109來隔離。鈍化層112成形于此存儲電容上。此外，下基片100還包括校準膜片150和偏振片170。
下面，按照本發(fā)明此第一實施例描述驅動方法。參看圖5，該圖表示依本發(fā)明此實施例圖1所示的有源尋址矩陣液晶顯示器中具有薄膜晶體管的基片結構的等效電路。對應一條掃描行102配置兩條公共行104a、104b和毗連的兩條信號行103a、103b。在每一由這些掃描行和信號行所圍的象素區(qū)域內，配置薄膜晶體管120，存儲電容130和液晶電容140(假定每一液晶為一電容)。此處，液晶電容140和存儲電容130形成一并聯(lián)的電容，它基本上組成了連于象素電極105的總電容，圖6說明本發(fā)明第一實施例的系統(tǒng)結構?？刂破?01將從圖象信號發(fā)生器405輸出的顯示數(shù)據(jù)和顯示時間控制信號分別轉換為適當?shù)娘@示數(shù)據(jù)和適于在本發(fā)明該實施例的液晶顯示器上顯示的時間控制信號。根據(jù)此顯示數(shù)據(jù)和時間控制信號，并根據(jù)從一電源電路402所施加的驅動電壓，顯示信號輸出電路404和豎直掃描電路403分別產(chǎn)生一信號電壓和一掃描電壓，并通過掃描行102和信號行103而供給液晶顯示板400。
作為實例，來自圖象信號發(fā)生器405的顯示數(shù)據(jù)正常情況下以單行寫入順序的方式傳送。即，每個象素的顯示數(shù)據(jù)被其中一行傳送之后，下一顯示數(shù)據(jù)被下一行傳送。還提供有控制器401，它的功能是將此種一行數(shù)據(jù)傳送順序的數(shù)據(jù)陣列轉換為本發(fā)明的交錯數(shù)據(jù)寫入排列的數(shù)據(jù)陣列。圖7表示此數(shù)據(jù)陣列變換前、后的簡圖。需要用這種變換來提供一種交錯排列圖形的數(shù)據(jù)陣列，以便當其掃描行選定時，與每隔一個象素寫入的交錯排列的象素相對應。
實現(xiàn)上述數(shù)據(jù)陣列變換的變換電路示于圖8。根據(jù)從液晶顯示器內或外部配置的圖象輸入/輸出源發(fā)出的一行數(shù)據(jù)定界信號413來控制的數(shù)據(jù)陣列變換控制器410，數(shù)據(jù)時鐘信號414，傳送數(shù)據(jù)信號412的一部分到數(shù)據(jù)存儲器411以存放在那里，此數(shù)據(jù)信號412同樣是從液晶顯示器內或外部配置的圖象輸入/輸出源輸出，并且該部分是將要在下一行上輸出的。同時，控制器讀出從數(shù)據(jù)存儲器411中在前一行時刻存儲的數(shù)據(jù)的一部分，并連同輸入數(shù)據(jù)412一起將其作為輸出數(shù)據(jù)416輸出到數(shù)據(jù)顯示矩陣中的象素顯示信號輸出電路上。圖9表示此操作過程的時序圖。輸入數(shù)據(jù)信號412實際上有紅-綠-蘭三條平行的輸入行，所以有紅-綠-蘭橫向的象素排列，從而就需要根據(jù)此紅-綠-蘭的數(shù)據(jù)變換。數(shù)據(jù)變換由一行數(shù)據(jù)開關信號413通過交換數(shù)據(jù)區(qū)觸發(fā)起動，并在每一數(shù)據(jù)時鐘信號414下執(zhí)行。與時鐘信號414同步立即跟隨觸發(fā)數(shù)據(jù)變換的一行數(shù)據(jù)開關信號413，G信號G11從輸入信號412中取出，并通過存儲器存取行415而傳送到數(shù)據(jù)存儲器411中。與此同時，在前一行的、已被取出并存入數(shù)據(jù)存儲器411的G信號G01被讀出，以與余下的數(shù)據(jù)信號結合作為數(shù)據(jù)信號416而被輸出。在下一時鐘，R信號R12和B信號B12從輸入數(shù)據(jù)中取出以存入數(shù)據(jù)存儲器，同時，前一行的前一R信號R02和前一B信號B02從存儲器讀出與余下的G12結合作為輸出信號416而輸出。此后，在每一數(shù)據(jù)時鐘信號414下，此種G信號和R+B信號的存入和讀出循環(huán)重復發(fā)生。于是，當下一個單行數(shù)據(jù)開關信號413輸入時，在此數(shù)據(jù)存儲器中的寫入和讀出地址更新為原來的數(shù)據(jù)地址，以便數(shù)據(jù)交換得以繼續(xù)進行。
下面參看圖10，圖中示出本發(fā)明此實施例的驅動電壓波形。圖10(a)說明施加于掃描行(如圖5中的掃描行102)上的掃描電壓Vgate 1，圖10(b)說明施加于公共行(如圖5中的公共行104a)上的另一公共電壓Vcom 1，圖10(c)說明施加于與公共行104a并列的另一公共行(如圖5中公共行104b)上的另一公共電壓Vcom 2。圖10(d)說明施加于象素的信號行(如圖5中信號行103a)上的信號電壓Vd1，該象素與施加有公共電壓Vcom 1的公共行相連。圖10(e)說明施加于與此信號行103a并列的另一信號行(如圖5中信號行103b)上的信號電壓Vd2。此外，圖10(f)和圖10(g)表示在分別施加以信號電壓Vd1和Vd2的相應的象素中的象素電極電壓Vs1和Vs2。圖10(h)和圖10(i)表示施加于相應象素中的各液晶層的液晶電壓VLC1和VLC2。
掃描電壓Vgate1有選擇電壓VgH和非選擇電壓VgL，施加此選擇電壓的周期，比方說，是25微秒(μs)，一個操作周期近似為16.6毫秒(ms)。公共電壓Vcom1和Vcom2有一公共高電壓VcH和一公共低電壓VcL，施加這些電壓中的每一個的周期與掃描電壓Vgate1的一個周期相同。此外，由于它們的相位變化，電壓Vcom1和Vcom2彼此不同。當掃描電壓Vgate1為選擇電壓VgH時，信號電壓Vd1和Vd2調至Vcom1或Vcom2±VLC的值(在此處，公共電壓Vcom1或Vcom2用作參考電壓)，以便跨越液晶層施加液晶操作電壓VLC如上所述，液晶操作電壓VLC有標準的關閉特性，例如，當黑暗時，VLCoff＝0伏(V)，而在明亮時，VLCoff＝12伏(V)。在半色調時間之內電壓值在其間發(fā)生變化。還有，給出±VLC項是為了能將交流電壓供給到此液晶上。例如，當公共電壓Vcom1＝Vg H時，信號電壓Vd1取值為Vc H-VLC，而當Vcom1＝VcL時，信號電壓取值為Vc L+VLC。還有，考慮到當薄膜晶體管(TFT)由ON狀態(tài)變?yōu)镺FF狀態(tài)時發(fā)生的象素電壓Vs的改變ΔVs，信號電壓Vd1的值為(VcL H-VLC+ΔVs)和(Vc L+VLC+ΔVs)。
還有，由于Vd 1和Vd 2有以Vcom 1或Vcom 2為基礎的不同Vcom的參考值，它們被設定至具有反轉極性的液晶操作電壓值上。此外，當下一個掃描行選定時，由于此參考電壓Vcom值改變，使得它們的極性也隨時間反轉。
由于施加這些信號，在掃描電壓Vgate1從選擇電壓Vg H變至非選擇電壓Vg L之后，在每一象素中的象素電極的電勢相對其參考電壓Vc H或Vc L立刻變?yōu)?VLC或+VLC，然后其電勢保持一段16.6毫秒(ms)的時間直至掃描電壓Vgate1接受下一個選擇電壓Vg H為止?？缭揭壕邮┘拥膶嶋H電壓VLC1或VLC2是象素電極的電勢Vs1或Vs2和等于公共行電勢Vcom1或Vcom2的反電極的電勢之差。根據(jù)此實際電壓，液晶調節(jié)光線以確定象素的亮度。
由于依賴施加于信號行上的電壓值的大小，于是產(chǎn)生一個問題，即與此公共行電勢相等的反電極的電勢在保持液晶操作電壓的期間因連接于信號行的電容而發(fā)生變化。然而，根據(jù)本發(fā)明，由于液晶電容和存儲電容二者均與公共行相連，即使象素內發(fā)生電荷重新分配時液晶電壓VCL1或VCL2也不會改變。在現(xiàn)有技術中上述二電容是連于不同的行的，當這些行中任一個電壓改變時，因電荷的重新分配而產(chǎn)生的液晶電壓的改變量將是顯著的，它繼而會導致垂直或水平交叉調制，和顯示質量的損害。但是，依照本發(fā)明的該實施例，可以排除由于在液晶電壓保持期間公共行電壓改變而產(chǎn)生的串擾和水平亮度變化。
上述本發(fā)明第一實施例，其中，為一掃描行所已經(jīng)選定的一組象素中的相應的反電極交替地與兩個公共行的每一個相連，從而使流經(jīng)此公共行對此反電極供給電壓的電流可分為二個子電流，這就有這樣的優(yōu)點，公共行內的電壓失真減至最小，并且由于液晶電容和存儲電容并聯(lián)連接，串擾和水平亮度變化可減至最小，于是顯著改善顯示質量。此外，通過高電阻、細導線的這種公共行的設置，孔徑比就可得到顯著改善。
第二實施例下面參照圖11和圖12描述本發(fā)明第二實施例。除了下述內容以外第二實施例的特點均與第一實施例中的特點相同。
圖11表示本實施例中下基片100的結構。
與第一實施例相同的是，第二實施例中掃描行102和信號行103配置成一矩陣，薄膜晶體管120形成于相應的交點處。然而，與第一實施例不同的是，通過各自的薄膜晶體管120而連接于相同的掃描行102的象素電極105a和105b配置在此相同掃描行102的同一側。而與這些象素電極105a和105b相對應的反電極106a和106b則分別與兩個不同的公共行104a和104b相連。所以流經(jīng)公共行以對反電極供給電壓的電流像第一實施例那樣可分成兩部分，從而減小加于此公共行上的負載，由此將串擾和水平亮度的改變減到最小。此外因公共行采用更細的直徑而改善孔徑比。
圖12表示沿圖11中D-D′線截取的部分下基片100的橫截面圖。
因為需要超越掃描行102而將反電極106與公共行104相連，所以用一與信號行相同的金屬層113來進行此連接。在插入其間的氮化硅層109內打通孔，完成金屬層113與公共行104和反電極106的連接。在這里，下基片100也界定為包括成形于此金屬層上的鈍化層112，校準膜片150和在下部的偏振片170。
依照本發(fā)明此實施例，當一個掃描行102選定時，以及當顯示數(shù)據(jù)被寫入一組與此所選掃描行相連的象素時，此組已寫入顯示數(shù)據(jù)的象素不是像第一實施例那樣是以交錯圖形配置的而是線性排列的。
第二實施例的等效電路和系統(tǒng)配置省略了，因為它們與第一實施例中的相同，但第二實施例的控制器401并沒有將數(shù)據(jù)陣列轉換為交錯排列數(shù)據(jù)陣列的功能。
此外，依照此第二實施例，垂直或水平并列的相應象素彼此與不同的公共行相連。從而，就可能同時對彼此并列的相應象素提供交流公共電勢和施加相反極性的液晶操作電壓。由于對并列的象素施加相反極性的液晶電壓，顯示閃爍就可減至最小，從而改善顯示質量。依照本發(fā)明第二實施例，由于排除了閃爍，所以可獲得除第一實施例的優(yōu)點以外的顯示質量的進一步改善。
第三實施例參看圖13，該圖表示本發(fā)明第三實施例的有源尋址矩陣液晶顯示器的下基片100的結構。
掃描行102和信號行103配置成矩陣，薄膜晶體管120成形于以此二行為其二極的每一交點處。薄膜晶體管(TFT)120的另一極連于象素電極105，它與反電極106一起構成一開關以對插入此反電極和象素電極之間的液晶層施加一電壓。此外，每一反電極106與一個不同的掃描行102相連，即與相對應的象素電極105相連的掃描行102不同的掃描行相連。
在此種排列中，通過相應的薄膜晶體管120而與一相同掃描行102相連的各象素電極105，沿此相同的掃描行102交替地相對每一象素的上側和下側以交錯圖形配置。例如，在圖13中，象素電極105a配置于掃描行102b的下側，而連于此相同掃描行102b的下一象素電極105b則配置于此掃描行102b的上側。在此實施例中，與象素電極105a對應的反電極106a連于下一行的掃描行102a，同時與象素電極105b對應的反電極106b連于前一行的掃描行102c。
在本發(fā)明此實施例的這種布置中，當某一掃描行102，具體說，102b被選定，并將顯示數(shù)據(jù)寫入連于此掃描行102b的一組象素中時，此組在該處相連并寫入顯示數(shù)據(jù)的象素不是線性排列的，而是越過此選定的掃描行102b每隔一象素(如105a和105b)上、下排列成交錯圖形。此外，流經(jīng)此掃描行以對此選定的象素群供給電壓的電流可由兩個掃描行102a和102c傳導，從而施加于掃描行102的負載減小并且電壓失真也可減至最小。因此，水平交叉調制和水平亮度變化可減至最小。此外，在掃描行上的負載顯著減小，就意味著可使用更細直徑和更高電阻的掃描行而不會損害顯示質量。從而，因采用了更細掃描行的措施，顯示的孔徑比可顯著地得到改善。還有，由于為此公共行所占的區(qū)域也可用作透光區(qū)，就可依本發(fā)明實施例進一步實現(xiàn)孔徑比的改善。
作為實例，為了完成一種結構，在其中消除公共行以及反電極106直接連于掃描行102而不必在其間插入薄膜晶體管，這就需要配置一有源元件，例如，具有能改變此薄膜晶體管的閾值的有增強特性的有源元件。參看圖14，此圖表示本發(fā)明第三實施例的一個薄膜晶體管120，它是沿圖13中E-E′線截取的部分下基片100的橫截面圖。薄膜晶體管120由象素電極(源極)105、信號行(漏極)103、掃描行(柵極)102、非晶硅層107以及包括有氮化硅層109、二氧化硅層110和摻氮(N)二氧化硅膜片111的柵絕緣層所組成。此外，為了在非晶硅層107和信號行103以及象素電極105之間供給歐姆接觸層，在其間形成一使用n-型摻磷非晶硅的歐姆接觸層108。鈍化層112成形于此薄膜晶體管120的表面上，以及其上還配有校準膜片150。下基片100就由包括這些層和配在玻璃板101之下的偏振片170所界定。依照本發(fā)明的此實施例薄膜晶體管120可將其閾值變換到12伏(V)的高電壓，例如，通過在掃描行(柵極)102和象素電極(源極)105以及信號行(漏極)103間施加100伏的電壓2秒鐘來實現(xiàn)。
下面描述本發(fā)明此實施例的驅動方法。圖15表示依本發(fā)明第三實施例圖13中液晶顯示板的下基片結構100的一個等效電路。相對于一個掃描行102c二掃描行102a和102b起到對應的公共行的作用，同樣在該處還配有對應的二個不同的信號行103a和103b。在為這些掃描行和信號行所圍的每一象素區(qū)內，配有薄膜晶體管120，存儲電容130和液晶電容140(假定液晶自身看作一電容)。在本實施例中液晶電容140和存儲電容130也構成一并聯(lián)電容。
本實施例的系統(tǒng)結構圖省略，因其與第一實施例中的相同。
圖16和圖17表示本發(fā)明此實施例的驅動電壓的波形。具體說，圖16表示驅動象素電極105a的電壓波形，圖17表示驅動象素電極105b的電壓波形。更具體說，圖16(b)表示施加于掃描行102a上的掃描電壓Vgate1，圖16(a)和圖17(b)表示施加于掃描行102b上的掃描電壓Vgate2，圖17(a)表示施加于掃描行102c上的掃描電壓Vgate3。此外，圖16(c)和圖17(c)表示施加于相應的信號行(如圖15中的103a和103b)上的信號電壓Vd，圖16(d)和圖17(d)表示分別在象素電極105a和105b上的電壓Vs1和Vs2，圖16(e)和圖17(e)表示施加在相應象素中的相應液晶層的電壓VCL1和VLC2(一個加于液晶電容140兩極的電壓)。
掃描電壓Vgate1、Vgate2和Vgate3各自包括選擇電壓VgH、非選擇高電壓VgLH和非選擇低電壓VgLL。施加此選擇電壓的時間和其操作周期分別為，例如，25微秒(μs)和16.6毫秒(ms)。相應掃描行的選擇是一個接一個地進行的，并以Vgate3、Vgate2和Vgate1的順序進行，如圖16和圖17所示。非選擇電壓的兩個電平是通過在非選擇高電壓VgLH和非選擇低電壓VgLL之間相繼切換來施加的。此切換的時間設定在施加選擇電壓VgH之前25微秒(μs)。此外，由于非選擇高電壓VgLH和非選擇低電壓VgLL對每一掃描行轉換，當一個掃描行選定時(例如，102b是Vgate2＝VgH)，其他兩個掃描行(例如，102a是Vgate1和102c是Vgate3)有相同的電勢(例如Vgate 1＝Vgate 3＝VgLH或VgLL)，102b插入在其間。此時，信號行電壓Vd設定在VgLH±VLC或VgLL±VLC的值上，以便在此液晶層施加液晶操作電壓VLC，此操作電壓根據(jù)參考電壓設定，此參考電壓是其他兩個掃描行(前面的掃描行和后繼的掃描行)的掃描行電壓Vgate1和Vgate3。設定此信號行電壓Vd的其他參數(shù)與本發(fā)明第一實施例中的相同。然而，在本發(fā)明此實施例中，由于其參考電壓Vgate1和Vgate3相同，每一信號行設定在一相同極性的液晶操作電壓值上。但由于Vgate1和Vgate2不相同，其極性必須隨時間而反相。
因施加這些信號電壓，相應象素中的相應象素電極上的電勢Vs1或Vs2在相對參考電壓VgLH或VgLL的大部分保持期間內保持其值為VgLH(或VgLL)±VLC。此外，跨越液晶層的實際電壓VLC1或VLC2成為相應象素電極電勢(Vs1或Vs2)和相應反電極電勢的差，此反電極電勢與該處的相應掃描行電壓(Vgate1或Vgate3)相同。在本發(fā)明此實施例中，在一50微秒(μs)的時間內，它包括了先于寫入以及后于寫入的時間，液晶操作電壓VLC變得與其設定值不同，然而，這一時間間隔相對總的保持時間16.6毫秒(ms)是可以忽略的，從而不會產(chǎn)生影響顯示特性的問題。
依照本發(fā)明此實施例，由一掃描行所選定的一組象素中的相應象素的反電極連于兩個不同的掃描行上，每一掃描行配置在此選定的掃描行的相對的一側，用此二不同的掃描行在其非選擇周期內對此被選定的象素群中的相應的反電極供給電流，從而將在此非選擇周期內的掃描電壓的失真減至最小，并因液晶電容和存儲電容形成一并聯(lián)電容，水平交叉調制和水平亮度改變也減至最小。還有，由于在垂直或水平方向上彼此并列的相應象素充以彼此具有相反極性的液晶操作電壓，制止了閃爍的出現(xiàn)，從而顯著的改善其顯示質量。還有，在此掃描行上負載的減小意味著此掃描行的直徑可減小，所以具有更高的電阻而不會損害顯示質量。所以，因采用了更細的掃描行的措施，顯示板的孔徑比可得到改善。由于此公共行所使用的區(qū)域也可用作透光區(qū)，所以孔徑比可以獲得進一步的改善。
第四實施例參看圖18，圖中示出依本發(fā)明第四實施例的有源尋址矩陣液晶顯示器的下基片100。
掃描行102和信號行103配置成一矩陣，在其每一交點處形成一薄膜晶體管120，以此二行為二極。薄膜晶體管120的另一極連于象素電極105，它起開關的作用，以對在此象素電極105和反電極106之間的液晶層施加液晶操作電壓。在此第四實施例中，反電極106沿信號行103以與其平行的方向配置，反電極同時也起公共行的作用。
在上述布置中，公共行的數(shù)目與信號行數(shù)目相同(或假定設其是信號行數(shù)目的兩倍)，從而對此反電極施加電壓的電流可被細分成與信號行數(shù)相等的公共行數(shù)(或兩倍于信號行數(shù))的電流，這樣每一公共行所帶的負載就要減少了，從而其間的電壓失真減至最小。于是，串擾(或交叉調制)和水平亮度改變也減至最小。此外，由于反電極也適于起公共行的作用，所以公共行所占的地區(qū)也減小了。從而改善了孔徑比。
下面參看圖19，圖中描述了沿圖18中F-F′線截取的部分液晶板的橫截面。
下基片100和上基片200有透明玻璃板101和201作為其基片，它們各自為0.7毫米(mm)厚并有拋光的表面。在下基片100上，有信號行103、象素電極105和反電極106如圖18所示，還有將這些電極彼此隔離的氮化硅層109和保護布線的鈍化層112。
在另一玻璃基片201上形成一用低電導材料制作的黑底屏202，以防止光漏過象素電極105和反電極106間區(qū)域之外的間隙，以改善顯示器的對比度。然后再在其上形成紅(R)、綠(G)、蘭(B)條形的三基色濾色片203。此外，用于使表面平面化的透明平面聚合物層204疊層在此濾色片203的表面上，從而完成此上基片的制作。
校準膜片150和250形成于此二基片的最內部的相應表面上，它們要經(jīng)過拋光工序，然后將液晶合成物300充入于此二基片之間的區(qū)域。最后分別用二個偏振片170和270將此二基片的最外部的表面夾在中間，以完成此液晶板的制作。
下面，圖20表示沿圖18中G-G′線截取的部分下基片100的橫截面，此圖描述存儲電容130的橫截面，此存儲電容130配置在下基片100內，蓋在玻璃板101上的氮化硅層109之上，由公共行106(104)和象素電極105組成，二者被插入其間的鈍化層112所隔離。由于此存儲電容130與此液晶電容形成一并聯(lián)電容，即使因連于信號行103的電容而導致公共行104(106)的電勢改變時，其液晶施加電壓也不會顯著改變，從而制止了垂直方向上的交叉調制或串擾的出現(xiàn)。
下面，參看圖21描述用于驅動本發(fā)明此實施例的有源尋址矩陣液晶顯示器的驅動方法。圖21表示圖18的一個等效電路，具體說是其下基片100的等效電路。對于一已選定的掃描行102，配有與掃描行數(shù)目相同數(shù)目(或兩倍)的公共行(反電極)。在每一為掃描行和信號行所圍的象素中，配置薄膜晶體管120，存儲電容130和由此液晶層自身形成的液晶電容140。由圖21顯然可見，液晶電容140和存儲電容130是并聯(lián)的。
此實施例的系統(tǒng)結構圖省略，因為它與第一實施例中的相同。然而，應指出的是本實施例中控制器401不具有將其數(shù)據(jù)陣列從順序顯示的圖形轉換為交錯排列的顯示圖形的功能。
圖22(a)至(i)描述驅動電壓的波形。圖22(a)描述施加于一個掃描行(例如圖21中的102)上的掃描電壓Vgate1。圖22(b)描述施加于一公共行(如圖21中的104a)上的公共電壓Vcom1，以及圖22(c)描述施加于與公共行104a相鄰的另一公共行(如圖21中的104b)上的另一公共電壓Vcom2。此外，圖22(d)描述施加于與施加有電壓Vcom1的公共行104a相連的象素的信號行(如圖21中的103a)上的信號電壓Vd1，以及圖22(e)描述的施加于配置在信號行103a鄰行的另一信號行(如圖21中的103b)上的信號電壓Vd2。圖22(f)和(g)表示分別施加信號電壓Vd1和Vd2的象素的象素電極電壓Vs1和Vs2。然后，圖22(h)和(i)表示施加于相應象素中液晶層的液晶操作電壓VLC1和VLC2。
在此實施例中掃描行和公共行的電壓設定與第一實施例中的相同。對此信號行的電壓設定大致與第一實施例中的相同。雖然Vd1和Vd2設定在彼此具有相反極性的液晶操作電壓值上，由于在下一掃描行選定時其參考電壓Vcom不變，所以這些信號電壓的極性在寫入一個幀所需的時間周期內不會變化。
盡管有上述的這些不同，但象素電極電壓Vs1或Vs2以及實際液晶操作電壓VLC1或VLC2卻均與第一實施例中的相同。
在本發(fā)明第四實施例中，因為把信號行103和公共行104或反電極106每單位行相連的電容大，所以在此液晶操作電壓保持期間與公共行電勢相等的反電極電勢產(chǎn)生變化。然而，液晶電容140和存儲電容130二者均與此公共行相連，即使發(fā)生象素電極的電荷重新分配液晶電壓VCL1或VCL2也不會顯著變化，從而防止諸如垂直方向上的串擾那樣的顯示缺陷發(fā)生。
本發(fā)明第四實施例，有下列優(yōu)點，由于為一個掃描行所選定的象素群中的象素反電極和與信號行數(shù)目相同(或其兩倍)的公共行相連，每個流經(jīng)公共行以對此反電極施加電壓的電流顯著減小，從而公共電壓失真減至最小。還有，由于此液晶電容和存儲電容聯(lián)結為并聯(lián)電容，水平串擾和亮度改變顯著減少，垂直串擾也被排除，從而改善顯示質量。再有，由于上述用于公共行的區(qū)域可減小，更高的孔徑比和更高的顯示亮度成為可能。
第五實施例
下面描述本發(fā)明第五實施例，本發(fā)明的第五實施例的其他特點和配置除下面內容外均與第四實施例中的相同。
圖23表示此實施例下基片100的結構。
本發(fā)明第五實施例中掃描行102和信號行103配置成一矩陣，在其每一交點處形成一薄膜晶體管120的這種結構與第四實施例中的相同。然而，此第五實施例與第四實施例不同之處在于，通過各薄膜晶體管120而連于一個信號行103的各自象素中每一個象素電極105沿一個掃描行103在其兩側配置成交錯排列的圖形，即，每個象素交替地配置在其右側和左側。例如，象素電極105a配置于此信號行103a的右側，下一象素電極105b則配置于其左側。在此種布局中，與象素電極105a對應的，也起公共行104a作用的反電極106a配置于信號行103a的右側，而與象素電極105b對應的，也起公共行104b的作用的反電極106b則配置于信號行103a的左側。
同樣在此種布置中，公共行數(shù)目等于信號行數(shù)目(或是其兩倍)，如第四實施例中的情況一樣，從而，流經(jīng)公共行對其反電極施加電壓的一個電流可由兩個公共行供給，從而減小了公共行上的單位負載，從而，水平串擾和亮度改變減至最小。此外，由于此反電極也起公共行的作用，所以可取消公共行所占的區(qū)域以改善此顯示板的孔徑比。
下面描述本發(fā)明此第五實施例的驅動方法。圖24表示如圖23中所示本發(fā)明此實施例的有源尋址矩陣液晶顯示器的下基片100的等效電路。第五實施例與第四實施例的主要區(qū)別在于，連于一個信號行103的各薄膜晶體管120，相對此信號行103交替地以交錯排列圖形配置于其右側和左側。在此第五實施例的這種結構中，由于當一個信號行所傳送的數(shù)據(jù)分配于其兩側的象素，即，對每一縱列交替地分配到其左側和右側，所以需要有另外的不同于第一實施例的數(shù)據(jù)陣列變換方法。
本發(fā)明此第五實施例的系統(tǒng)結構圖省略，因它與第一實施例中的相同。然而此第五實施例的控制器401具有功能與第一實施例不同的另一種數(shù)據(jù)陣列轉換型式。
此實施例中的數(shù)據(jù)陣列轉換電路與圖8所示的相同。數(shù)據(jù)陣列變換控制器410根據(jù)一行數(shù)據(jù)定界信號413和數(shù)據(jù)時鐘信號414的控制信號以第一實施例中相同的方式而運行。對每一個行數(shù)據(jù)定界信號413，一個數(shù)據(jù)陣列轉換模式和一個非數(shù)據(jù)陣列轉換模式切換。在此非數(shù)據(jù)陣列轉換模式中，控制器允許輸入信號412通過，像輸出數(shù)據(jù)416那樣進入而不必經(jīng)過數(shù)據(jù)陣列轉換。在數(shù)據(jù)陣列轉換模式中，控制器410從數(shù)據(jù)信號412中傳送一部分被選定的數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)存儲器411，存儲在其中，并在下一個時鐘輸出。同時，控制器從數(shù)據(jù)存儲器411讀出在前面時鐘存儲的部分數(shù)據(jù)，并把已讀出的此部分數(shù)據(jù)與輸入數(shù)據(jù)412的剩余部分結合在一起產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)信號416。圖25表示此操作過程的時序圖。實際上，輸入數(shù)據(jù)信號412包括紅、綠、蘭三條平行的輸入，所以，紅、綠、蘭象素陣列橫向排列，從而，其數(shù)據(jù)陣列轉換是對相應的紅、綠、蘭數(shù)據(jù)來實行的。此數(shù)據(jù)陣列轉換和非數(shù)據(jù)陣列轉換二模式間的切換在每一個數(shù)據(jù)定界信號413上進行。在非數(shù)據(jù)陣列轉換模式中，輸入數(shù)據(jù)信號412和輸出數(shù)據(jù)信號416是相同的。然而在數(shù)據(jù)陣列轉換模式中，在每一時鐘信號414，輸入信號412中的B信號(例如，B22)被取出并經(jīng)過存儲器存取行415而傳送到數(shù)據(jù)存儲器411中。同時，在前一時鐘時刻存入數(shù)據(jù)存儲器411的另外的B信號(例如，B21)被讀出，它與輸入數(shù)據(jù)信號的剩余部分結合并作為輸出數(shù)據(jù)416而輸出。
圖26(a)至(i)表示本發(fā)明此實施例的驅動此液晶板的驅動電壓波形。圖26(a)描述施加于一個掃描行(例如，圖24中的102)上的掃描電壓Vgate1，圖26(b)描述施加于一個公共行(例如，圖24中的104a)上的公共電壓Vcom1，圖26(c)描述施加于配置在與上述公共行104a相繼的另一公共行(例如，圖24中的104b)上的公共電壓Vcom2，圖26(d)描述施加于連接到與施加公共電壓Vcom1的公共行104a相連的象素的信號行(例如，圖24中的103a)上的信號電壓Vd1，圖26(e)描述施加于與上述信號行103a相繼的另一信號行(例如圖24中的103b)上的信號電壓Vd2，圖26(f)和26(g)描述分別施加信號電壓Vd1和Vd2的各象素的象素電極電壓Vs1和Vs2，圖26(h)和26(i)描述施加于相應象素中的液晶層的液晶操作電壓VCL1和VLC2。
至于此掃描行電壓的設定則與本發(fā)明第四實施例中的相同。此外，信號行電壓的設定也與第四實施例中的相同，所以，Vd1和Vd2設定在彼此具有相反極性的液晶操作電壓的值上，然而，在本發(fā)明此第五實施例中，對此公共行的電壓極性切換周期不是設定在一個幀周期而是設定在每一行寫入周期。同樣，在此種布局中，由于當下一掃描行選定時，成為參考值的Vcom的值不改變，所以在所需的寫入一個幀的時間周期內信號電壓的極性不改變。
依本發(fā)明的此第五實施例，由于連于一個信號行103的相應薄膜晶體管120以交錯圖形沿此信號行交替地一左、一右地配置，并由于此種交錯圖形對每一信號行重復，于是當寫入另一幀，在此信號電壓的電勢極性反向時，對每一個垂直和水平并列的象素中的每一個施加一相反極性的液晶操作電壓就成為可能了。對每一個垂直和水平并列的象素可應用一相反極性液晶操作電壓，這就能使顯示閃爍減至最小，從而顯著改善顯示質量。所以，依本發(fā)明此第五實施例，可通過消除顯示閃爍的辦法獲得比之第四實施例更好的顯示質量的改進。
第六實施例下面描述本發(fā)明的第六實施例。除下述布局以外本發(fā)明第六實施例的結構與第五實施例相同。
圖27表示此實施例下基片100的結構。
本發(fā)明此第六實施例與第五實施例結構相同之處在于，掃描行102和信號行103配置成一矩陣，以及在此矩陣每一交點處形成的各薄膜晶體管沿信號行103配置成交錯圖形。然而，此第六實施例與第五實施例不同之處在于，其公共行與交替地相對每一縱列信號行以交錯圖形配置的相應象素接觸。例如，配置于信號行103a右側的反電極106a以及下一個與反電極106a相連的配置于此信號行103a左側的反電極106b。
在此情況中，公共行數(shù)目等于信號行數(shù)加1(或等于兩倍信號行數(shù)加2)。從而，流經(jīng)此公共行以對反電極供給電壓的電流可由等于信號行數(shù)加1(或兩倍信號行數(shù)加2)的多個公共行供應，從而將公共行上的負載減至最小，從而顯著減小水平串擾和亮度改變。此外，由于此反電極同樣也起公共行的作用，所以可減少公共行所占的區(qū)域以改善顯示板的孔徑比。
下面描述本發(fā)明此第六實施例的驅動方法。圖28表示本發(fā)明的第六實施例的有源尋址矩陣液晶顯示的下基片100的等效電路。與第五實施例的主要區(qū)別在于一個公共行104相對一個信號行103以交錯圖形折疊排列，以便交替地相對此信號行103一左、一右地與同樣以交錯圖形配置的相應象素相連。在本發(fā)明此第六實施例的這種結構中，由于由一個信號行傳送的信號數(shù)據(jù)對每一縱列都是交替地分布于其左和右側的象素上，所以，需要的數(shù)據(jù)陣列變換也和第五實施例的一樣。
本發(fā)明此第六實施例的系統(tǒng)結構省略，因其與第五實施例中的一樣。同樣數(shù)據(jù)陣列變換功能也因其與第五實施例中的相同而予以省略。
圖29(a)至(i)表示本發(fā)明此第六實施例的驅動電壓的波形。圖29(a)描述加于一掃描行(例如圖28中的102)上的掃描電壓Vgate1，圖29(b)描述施加于一個公共行(如圖28中的104a)上的公共行電壓Vcom1，圖29(c)描述施加于與前一公共行104a相鄰的另一公共行(如圖28中的104b)上的另一公共行電壓Vcom 2，圖29(d)描述施加于象素的信號行(如圖28中的103a)上的信號電壓Vd1，象素與加有公共行電壓Vcom1的公共行相連，圖29(e)描述施加于另一信號行(如圖28中的103b)上的另一信號電壓Vd2′，該信號行與前面信號行103a相鄰。此外圖29(f)和(g)分別表示加有信號電壓Vd1和Vd2的各自象素中象素電極上的象素電極電壓Vs1和Vs2，圖29(h)和(i)表示液晶操作電壓VCL1和VLC2，它們是施加于象素中相應液晶層的電壓。
掃描行電壓的設定與第五實施例中的相同。同樣，信號行電壓的設定也與第五實施例中的相同，Vd1和Vd2設定在彼此有相反極性的液晶操作電壓值上。然而，對公共行的電壓極性轉換周期不是在一個行寫入周期中完成，而是在一個幀周期中完成。同時，此種電壓設定條件下，由于當下一個掃描行選定時，成為參考電壓的Vcom值不變，所以此信號電壓在寫入一個幀的時間周期內不需要改變其極性。
在本發(fā)明此實施例中，切換此公共行極性的轉換周期不是如第五實施例那樣的一個行寫入周期，而是一個幀寫入周期。從而，因為此公共行極性的轉換而產(chǎn)生的電壓行延遲就減至最小，從而制止諸如垂直交叉調制這一類的顯示缺點出現(xiàn)。此外，由于切換此公共行極性的轉換頻率降低，消耗在公共行的功率損耗變小。結果是，依本發(fā)明此實施例，可達到比第五實施例更好的顯示質量以及功率損耗的進一步改善。
如上所述，依照本發(fā)明，提供一種高性能的有源尋址矩陣液晶顯示器，其特點在于有高質量的顯示而不產(chǎn)生水平串擾和亮度改變，以及在本發(fā)明的修改方案中還消除了顯示閃爍。此外，由于依照本發(fā)明電壓失真可減至最小，所以可使用更細口徑的公共行和掃描行，從而顯著改善此有源尋址矩陣液晶顯示的孔徑比。再有，由于象素的反電極的電勢可以在一個幀周期中以交流模式充電，在一更長周期的交流模式中可使用低的信號電壓，從而顯著改善了此有源尋址矩陣液晶顯示器的功率損耗。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，具有一對基片，每一基片的表面中至少有一個表面是透明的，以及有一液晶層，插入于所述一對基片之間，特征在于有一電極結構形成于其中一個基片上，產(chǎn)生一電場，此電場主要與所述一對基片平行，其中所述電極結構包括多個掃描行；多個信號行，與所述多個掃描行形成一矩陣圖形；多個有源元件，形成于所述矩陣圖形的交點附近；多個象素電極，連于所述多個有源元件；以及多個公共行，分別在所述多個掃描行之間形成；多個象素各自成形于所述多個信號行和所述多個掃描行所圍的區(qū)域內；至少一個反電極成形于所述多個象素的每一象素中，所述的至少一個反電極與對應的所述多個公共行之一相連；以及沿掃描行方向并列的各自象素中至少一個象素電極設置成和與其相關的從象素到象素之間交替變動的所述多個公共行的至少一個形成存儲電容。
2.如權利要求1所述的一種液晶顯示裝置，具有一驅動單元用以對所述多個信號行、所述多個掃描行以及所述多個公共行施加電壓，其中所述驅動單元包括交替地對所述多個公共行的每一公共行施加兩個不同的電壓；所述兩個不同的電壓在每一幀寫入周期內交換一次；以及通過對每行和在每一幀寫入周期中反轉電壓極性的方式對所述多個信號行施加液晶操作電壓，所述液晶操作電壓有一施加于所述多個公共行上的電壓為其參考電壓。
3.一種液晶顯示裝置，具有一對基片，每一基片的表面中至少有一個表面是透明的，以及有一液晶層插入于所述一對基片之間，特征在于有一電極結構形成于基片中的一個基片上，產(chǎn)生一電場，此電場主要與所述一對基片平行，其中所述電極結構包括多個掃描行；多個信號行，與所述多個掃描行形成一矩陣圖形；多個有源元件，形成于所述矩陣圖形的交點附近；以及多個象素電極，連于與其對應的所述多個有源元件；多個象素成形于所述多個信號行和所述多個掃描行所圍的區(qū)域內；至少一個反電極成形于所述多個象素的每一象素中，所述的至少一個反電極與對應的所述多個公共行之一相連；以及沿掃描行方向并列的各自象素中至少一個象素電極設置成和與其相關的從象素到象素之間交替變動的所述多個公共行的至少一個形成存儲電容。
4.如權利要求2所述的液晶顯示裝置，具有一驅動單元用以對所述多個信號行和所述多個掃描行施加電壓，其中所述驅動單元包括按時間順序交換將要施加于所述多個信號行的部分電壓數(shù)據(jù)；以及將要施加于所述多個掃描行的部分電壓數(shù)據(jù)換成將要施加于所述多個掃描行的另一掃描行上的部分電壓數(shù)據(jù)。
5.如權利要求2所述的液晶顯示裝置，具有一驅動單元用以對所述多個信號行和所述多個公共行施加電壓，如權利要求2所述的，其中所述驅動單元包括通過對每行和在每一幀寫入周期的時間內反轉其電壓極性的方式對所述多個信號行施加液晶操作電壓，所述液晶操作電壓在非選擇周期內有一所述多個掃描行的非選擇電壓，作為其參考電壓。
6.一種液晶顯示裝置，具有一對基片，每一基片的表面中至少有一個表面是透明的，以及有一液晶層插入于所述一對基片之間，特征在于有一電極結構形成于其中的一個基片上，產(chǎn)生一電場，此電場主要與所述一對基片平行，其中所述電極結構包括多個掃描行；多個信號行，與所述多個掃描行形成一矩陣圖形；多個有源元件，成形于所述矩陣圖形的交點附近；以及多個象素電極，分別連于所述多個有源元件；多個象素成形于所述多個信號行和所述多個掃描行所圍的區(qū)域內；至少一個反電極成形于所述多個象素的每一象素中，所述的至少一個反電極與所述多個掃描行中對應的一個掃描行相連；以及以所述多個掃描行方向并列的象素中的相應反電極在并列的象素間彼此連于不同的掃描行。
7.如權利要求6所述的液晶顯示裝置，具有一驅動單元，用以對所述多個信號行和所述多個掃描行施加電壓，其中所述驅動單元包括按時間順序交換要施加于所述多條信號行的每一信號行的部分電壓數(shù)據(jù)；以及將要施加于所述多個掃描行的部分電壓數(shù)據(jù)換成將要施加于所述多個掃描行的另一掃描行上的部分電壓數(shù)據(jù)。
8.如權利要求6所述的液晶顯示裝置，具有一驅動單元，用以對所述多個信號行和所述多個掃描行施加電壓，其中所述驅動單元包括通過對每行和在每一幀寫入周期的時間內反轉其電壓極性的方式對所述多個信號行施加液晶操作電壓，所述液晶操作電壓在非選擇周期內有一所述多個掃描行的非選擇電壓，作為其參考電壓。
9.如權利要求6所述的液晶顯示裝置，其中每一沿所述多個掃描行并列的所述多個象素的每個的象素電極，并且此象素電極連于彼此不同的掃描行，在所述每一象素電極和所述掃描行之間形成一存儲電容。
10.一種液晶顯示裝置，具有一對基片，每一基片的表面中至少有一個表面是透明的，以及有一液晶層插入于所述一對基片之間，特征在于有一電極結構形成于其中的一個基片上，產(chǎn)生一電場，此電場主要與所述一對基片平行，其中所述電極結構包括多個掃描行；多個信號行，與所述多個掃描行形成一矩陣圖形；多個有源元件，成形于所述矩陣圖形的交點附近；多個象素電極，連于所述多個有源元件；以及多個公共行，在所述多個掃描行之間形成；多個象素成形于所述多個信號行和所述多個掃描行所圍的區(qū)域內；至少一個反電極成形于所述多個象素的每一象素中，所述的至少一個反電極與所述多個公共行中對應的一個公共行相連；以及沿所述掃描行并列的所述多個象素的每一反電極連于一個對應的公共行，此反電極在并列的象素間彼此不相同。
11.如權利要求10所述的液晶顯示裝置，具有一驅動單元，用以對所述多個信號行、所述多個掃描行和所述多個公共行施加電壓，其中所述驅動單元包括交替地對所述多個公共行的每一公共行施加兩個不同的電壓；所述兩個不同的電壓在每一幀寫入周期內交換一次；以及通過對每一縱列和在每一幀寫入周期中反轉電壓極性的方式對所述多個信號行施加液晶操作電壓，所述液晶操作電壓有一施加于所述多個公共行上的電壓為其參考電壓。
12.如權利要求11所述的液晶顯示裝置，其中沿掃描行方向并列的各自象素中至少一個象素電極設置成和與其相關的從象素到象素之間交替變動的所述多個公共行的至少一個形成存儲電容。
13.一種液晶顯示裝置，具有一對基片，每一基片的表面中至少有一個表面是透明的，以及有一液晶層，插入于所述一對基片之間，特征在于有一電極結構形成于其中一個基片上，產(chǎn)生一電場，此電場主要與所述多個一對基片平行，其中所述電極結構包括多個掃描行；多個信號行，與所述多個掃描行形成一矩陣圖形；多個有源元件，形成于所述矩陣圖形的交點附近；多個象素電極，連于所述多個有源元件；多個象素各自成形于所述多個信號行和所述多個掃描行所圍的區(qū)域內；至少一個反電極成形于所述多個象素的每一象素中，所述的至少一個反電極與對應的所述多個掃描行中的一個掃描行相連；以及每一與象素電極相連的各有源矩陣元連于對應的所述多個掃描行中一個掃描行，此有源矩陣元在沿所述掃描行方向并列的象素間，彼此不相同。
14.如權利要求13所述的液晶顯示裝置，具有一驅動單元，用以對所述多個信號行和所述多個掃描行施加電壓，其中所述驅動單元包括按時間順序交換要施加于所述多個信號行的至少一部分電壓數(shù)據(jù)；以及將要施加于所述多個掃描行之一的至少一部分電壓數(shù)據(jù)換成要施加于所述多個掃描行中另一掃描行的部分電壓數(shù)據(jù)。
15.如權利要求14所述的液晶顯示裝置，其中所述驅動單元包括通過對每行和在每一幀寫入充電周期中反轉電壓極性的方式對所述多個公共行施加電壓，所述電壓在非選擇周期內，有所述多個掃描行的非選擇電壓作為其參考電壓。
16.如權利要求14所述的液晶顯示裝置，其中每一沿所述多個掃描行并列的所述多個象素的每一象素的各象素電極在每一象素電極和對應的所述多個掃描行中的一個掃描行之間形成存儲電容，此象素電極在并列的象素間彼此不同。
17.一種液晶顯示裝置，具有一對基片，每一基片的表面中至少有一個表面是透明的，以及有一液晶層，插入于所述一對基片之間，特征在于有一電極結構形成于其中一個基片上，產(chǎn)生一電場，此電場主要與所述一對基片平行，其中所述電極結構包括多個掃描行；多個信號行，與所述多個掃描行形成一矩陣圖形；多個有源元件，形成于所述矩陣圖形的交點附近；多個象素電極，連于所述多個有源元件；以及至少一個公共行，在所述多個掃描行的任意兩個之間形成；多個象素各自成形于所述多個信號行和所述多個掃描行所圍的區(qū)域內；至少一個反電極成形于所述多個象素的每一象素中，所述的至少一個反電極與對應的所述多個公共行中的一個公共行相連；以及矩陣中與每一象素電極相連的所述多個有源元件的每一有源元件連于所述多個掃描行的一個對應的掃描行，有源元件在沿所述掃描行方向并列的象素間彼此不同。
18.如權利要求17所述的液晶顯示裝置，具有一驅動單元用以對所述多個信號行、所述多個掃描行以及所述公共行施加電壓，其中所述驅動單元包括交替地對所述多個公共行的每一公共行施加兩種不同的電壓；所述兩種不同的公共行電壓在每一幀寫入周期內交換；以及通過對每行和在每一幀寫入周期中反轉電壓極性的方式對所述多個信號行施加液晶操作電壓，所述液晶操作電壓有一施加于對應的所述多個公共行中一個公共行上的電壓為其參考電壓。
19.如權利要求17所述的液晶顯示裝置，其中沿掃描行方向并列的各自象素中至少一個象素電極設置成和與其相關的從象素到象素之間交替變動的所述多個公共行的至少一個形成存儲電容。
20.一種液晶顯示裝置，具有一對基片，每一基片的表面中至少有一個表面是透明的，以及有一液晶層，插入于所述一對基片之間，特征在于有一電極結構形成于其中一個基片上，產(chǎn)生一電場，此電場主要與所述一對基片平行，其中所述電極結構包括多個掃描行；多個信號行，與所述多個掃描行形成一矩陣圖形；多個有源元件，形成于所述矩陣圖形的交點附近；多個象素電極，連于所述多個有源元件；多個象素各自成形于所述多個信號行和所述多個掃描行所圍的區(qū)域內；至少一個反電極成形于所述多個象素的每一象素中，所述的至少一個反電極與對應的所述多個掃描行中一個掃描行相連；以及其中沿所述多個掃描行方向并列的所述多個象素中的被充電的象素，由于對對應的信號行和掃描行施加電壓而改變了透光性，越過所述多個掃描行中對應的掃描行排成交錯的圖形。
21.如權利要求20所述的液晶顯示裝置，具有一驅動單元，用以對所述多個信號行和所述多個掃描行施加電壓，其中所述驅動單元包括按時間順序交換要施加于所述多個信號行的每一個信號行的至少一部分電壓數(shù)據(jù)；以及將要施加于所述多個掃描行之一的至少部分電壓數(shù)據(jù)換成將要施加于所述多個掃描行的另一掃描行的至少一部分電壓數(shù)據(jù)。
22.如權利要求20所述的液晶顯示裝置，具有一驅動單元，用以對所述多個信號行和所述多個掃描行施加電壓，其中所述驅動單元包括通過對每行和在每一幀寫入周期內反轉其電壓極性的方式對所述多個信號行施加液晶操作電壓，所述液晶操作電壓在一非選擇周期內有一所述多個掃描行的非選擇電壓作為其參考電壓。
23.如權利要求20所述的液晶顯示裝置，其中沿掃描行方向并列的各自象素中至少一個象素電極設置成和與其相關的從象素到象素之間交替變動的所述多個公共行的至少一個形成存儲電容。
24.一種液晶顯示裝置，具有一對基片，每一基片的表面中至少有一個表面是透明的，以及有一液晶層，插入于所述一對基片之間，特征在于有一電極結構形成于其中一個基片上，產(chǎn)生一電場，此電場主要與所述一對基片平行，其中所述電極結構包括多個掃描行；多個信號行，與所述多個掃描行形成一矩陣圖形；多個有源元件，形成于所述矩陣圖形的交點附近；多個象素電極，連于所述多個有源元件；以及多個公共行，在所述多個掃描行之間形成；多個象素各自成形于所述多個信號行和所述多個掃描行所圍的區(qū)域內；至少一個反電極成形于所述多個象素的每一象素中，所述的至少一個反電極與對應的所述多個公共行中的一個公共行相連；以及其中沿所述掃描行中任一掃描行并列的所述多個象素中的被充電的象素，由于對對應的信號行和掃描行施加電壓而改變了透光性，沿所述多個掃描行的所述任一掃描行排成交錯的圖形。
25.如權利要求24所述的液晶顯示裝置，具有一驅動單元，用以對所述多個信號行、所述多個掃描行和所述多個公共行施加電壓，其中所述驅動單元包括交替地對所述多個公共行的每一公共行施加兩種公共電壓；所述兩種公共電壓在每一幀寫入周期內交換；以及通過對每行和在每一幀寫入周期內反轉電壓極性的方式對所述多個信號行施加液晶操作電壓，所述液晶操作電壓包括一施加于所述多個公共行的對應一個公共行上的電壓作為其參考電壓。
26.如權利要求24所述的液晶顯示裝置，其中沿掃描行方向并列的各自象素中至少一個象素電極設置成和與其相關的從象素到象素之間交替變動的所述多個公共行的至少一個形成存儲電容。
27.一種液晶顯示裝置，具有一對基片，每一基片的表面中至少有一個表面是透明的，以及有一液晶層，插入于所述一對基片之間，特征在于有一電極結構形成于其中一個基片上，產(chǎn)生一電場，此電場主要與所述一對基片平行，其中所述電極結構包括多個掃描行；多個信號行，與所述多個掃描行形成一矩陣圖形；多個有源元件，形成于所述矩陣圖形的交點附近；以及多個象素電極，連于所述多個有源元件；多個象素各自成形于所述多個信號行和所述多個掃描行所圍的區(qū)域內；以及至少有兩個公共行成形于所述多個信號行的任意兩個信號行之間，以便插入多個象素電極的每一個。
28.如權利要求27所述的液晶顯示裝置，其中成形于所述多個信號行的相應兩個相應信號行之間的所述至少兩個公共行在所述對應的兩個相應信號行之間彼此相連，起碼是部分地相連。
29.一種液晶顯示裝置，包括一液晶層，支撐于一對基片之間，每一基片有至少一個透明表面；一種電極結構，成形于所述一對基片中的一個基片上，此電極結構產(chǎn)生一電場，主要與所述一對基片平行，所述電極結構包括多個掃描行；多個信號行，與所述多個掃描行形成一矩陣；以及多個配置于多個象素內的象素電極，連于多個有源元件，此有源元件成形于所述多個信號行和所述多個掃描行的交點處；其中在所述多個象素中任意四個水平或垂直并列的象素中的每一象素電極，當另一與其并列的象素電極沒有施加電壓時，對其施加一電壓。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的有源尋址矩陣液晶顯示器,在其中產(chǎn)生一主要平行于其基片的電場,為了排除串擾和水平亮度改變,改善其顯示質量和孔徑比,采取了降低加于其公共電極或掃描行上的負載的辦法。對沿任意掃描行排列的象素選擇性地施加掃描信號對每一并列象素交替地改變其光學性質;或在信號行和掃描行所圍區(qū)域的多個象素中,并列于掃描行方向的象素在其象素電極和公共行或掃描行之間形成一存儲電容,在并列的象素間象素電極不相同。
文檔編號G02F1/133GK1187630SQ97125999
公開日1998年7月15日 申請日期1997年12月26日 優(yōu)先權日1997年12月26日
發(fā)明者山本恒典, 津村誠, 深谷律雄 申請人:株式會社日立制作所