專利名稱：液晶顯示裝置用襯底以及具有該襯底的液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子設(shè)備的顯示部等使用的液晶顯示裝置用的襯底以及具有該襯底的液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
近年來，液晶顯示裝置用作電視接收機、個人計算機的監(jiān)視器裝置等。這些用途中，要求可以從所有方向觀看顯示畫面的高視角特性。圖23是示出VA(垂直排列)模式的液晶顯示裝置的透射率與附加電壓的光學(xué)特性(T-V特性)的曲線圖。橫坐標(biāo)軸表示對液晶層的附加電壓(V)，縱坐標(biāo)軸表示光的透射率。線A表示垂直于顯示畫面的方向(以下稱為「正面方向」)上的T-V特性，線B表示相對顯示畫面在方位角90℃、極角60℃方向(以下稱為「傾斜方向」)上的T-V特性。這里，方位角取顯示畫面的右方向為基準(zhǔn)反時針方向旋轉(zhuǎn)的測量的角度。另外，極角是與豎立在顯示畫面中心的垂線形成的角度。
如圖23所示，在由圓C包圍的區(qū)域附近，透射率(輝度)變化上產(chǎn)生畸變。例如，在附加電壓實質(zhì)上為2.5V的較低灰度中，傾斜方向的透射率高于正面方向的透光率，而在附加電壓實質(zhì)上為4.5V的較高灰度中，傾斜方向的透射率低于正面方向的透光率。其結(jié)果是，從傾斜方向觀看顯示畫面的情況下，有效驅(qū)動電壓范圍內(nèi)的輝度差小。這種現(xiàn)象在顏色變化上最顯著地顯現(xiàn)。
圖24(a)以及圖24(b)示出顯示畫面上顯示的圖象的觀看效果的變化。圖24(a)示出正面方向觀看到的圖象，圖24(b)示出從傾斜方向觀看到的圖象。如圖24(a)和圖24(b)所示，若從傾斜方向觀看顯示畫面，則與從正面觀看時相比，圖象的顏色變得略帶白色。
圖25(a)～(c)示出略帶紅色的圖像中的紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)3原色的灰度直方圖。圖25示出R的灰度直方圖，圖25(b)示出G的灰度直方圖。圖25(c)示出B的灰度直方圖。圖25(a)～(c)的橫坐標(biāo)軸表示灰度(0～255灰度共256個灰度)，縱坐標(biāo)軸表示豐度比(％)。如圖25(a)～(c)所示，這樣的圖像中，較高灰度的R與較低灰度的G以及B以高豐度比存在。若將這樣的圖像顯示在VA模式的液晶顯示裝置的顯示畫面上并從傾斜方向觀看，則高灰度的R相對變得暗一點，低灰度的G以及B相對變得亮一點。因此，3原色的輝度差變小，整個畫面略帶白色。
上述現(xiàn)象在已有類型的驅(qū)動模式、即TN(Twisted Nematic/扭曲排列的向列相畸變)模式的液晶顯示裝置中也同樣產(chǎn)生。專利文獻(xiàn)1～3中公開了改善TN模式的液晶顯示裝置中的上述現(xiàn)象的技術(shù)。圖26示出基于這些眾所周知的技術(shù)的基本的液晶顯示裝置的1像素的結(jié)構(gòu)，圖27示出在圖26的X-X線切斷的液晶顯示裝置的截面結(jié)構(gòu)，圖28示出該液晶顯示裝置的1像素的等效電路。如圖26～圖28所示，液晶顯示裝置具有薄膜晶體管(TFT)襯底102、對置襯底104、以及密封在兩片襯底102與104之間的液晶層106。
TFT襯底102具有在玻璃襯底110上形成的多條柵極總線112、以及隔著絕緣膜130與柵極總線112交叉形成的多條漏極總線114。在柵極總線112和漏極總線114的交叉位置附近，配置對每一像素形成的TFT120作為開關(guān)元件。柵極總線112的一部分作為TFT120的柵極發(fā)揮作用，TFT120的漏極121與漏極總線114電連接。另外，橫切由柵極總線112以及漏極總線114劃定的像素區(qū)域，形成與柵極總線112并列延伸的存貯電容總線118。在存貯電容總線118上，隔著絕緣膜130在每一像素上形成存貯電容電極119。存貯電容電極119通過控制電容電極125與TFT120的源極122電連接。在存貯電容總線118與存貯電容電極119之間形成存貯電容Cs。
將由柵極總線112以及漏極總線114劃定的像素區(qū)域分割成副像素A和副像素B。在副像素A上形成像素電極116，在副像素B上形成與像素電極116分離的像素電極117。像素電極116通過接觸孔124與存貯電容電極119以及TFT120的源極122電連接。另一方面，像素電極117成為電浮動狀態(tài)。像素電極117具有隔著保護(hù)膜132與控制電容電極125重疊的區(qū)域，通過形成于該區(qū)域的控制電容Cc進(jìn)行電容耦合，間接地與源極122連接。
對置襯底104具有在玻璃襯底111上形成的濾色片(CF)樹脂層140、以及在CF樹脂層140上形成的公共電極142。在副像素A的像素電極116與公共電極142之間形成液晶電容Clc1，在副像素B的像素電極117與公共電極142之間形成液晶電容Clc2。在TFT襯底102及對置襯底104與液晶106的界面上分別形成方向性涂層136、137。
使TFT120形成導(dǎo)通狀態(tài)，對像素電極116附加電壓，對副像素A的液晶層附加電壓Vpx1。這時，由于依照液晶電容Clc2與控制電容Cc之間的電容比對電位進(jìn)行分割，對副像素B的像素電極117附加不同于像素電極116的電壓。附加在副像素B的液晶層的電壓Vpx2則為，Vpx2＝(Cc/(Clc2+Cc))×Vpx1。
實際電壓比(Vpx2/Vpx1(＝Cc/(Clc2+Cc)))是基于液晶顯示裝置的顯示特性的設(shè)計事項，設(shè)定為實質(zhì)上0.6～0.8較為理想。
這樣，若附加在液晶層的電壓互不相同的副像素A、B存在于1像素內(nèi)，則圖23中所示的T-V特性的畸變在副像素A、B中被分散。因此，可以抑制從傾斜方向觀看時圖像的顏色略帶白色的現(xiàn)象，從而改善視角特性。以下將上述方法稱為電容耦合HT(半調(diào)色灰度色標(biāo)；half-tone gray scale)法。
專利文獻(xiàn)1～3中，以TN模式的液晶顯示裝置為前提記述了上述技術(shù)，近年來通過將上述技術(shù)應(yīng)用于成為主流的VA模式的液晶顯示裝置，替代TN模式，獲得更好的效果。
圖29(a)～(d)是對采用電容耦合HT法的已有的液晶顯示裝置中產(chǎn)生的圖像殘留進(jìn)行說明的說明圖。圖29(a)示出進(jìn)行圖像殘留試驗時在畫面上顯示的黑白的校驗圖案。圖像殘留試驗過程中，在使圖29(a)中所示的校驗圖案連續(xù)顯示一定時間(例如48小時)的剛結(jié)束的瞬間，使整個畫面顯示同灰度的中間灰度(32/64灰度)，檢查校驗圖案是否被觀察到。在校驗圖案被觀察到的情況下，沿著校驗圖案的一個方向測量畫面的輝度，對圖像殘留率進(jìn)行計算。這里，被觀察的校驗圖案中的低輝度區(qū)域的輝度設(shè)為a，高輝度區(qū)域的輝度設(shè)為a+b(＞a)時，將b/a定義為圖像殘留率。
圖29(b)示出使中間灰度顯示在未采用電容耦合HT法的液晶顯示裝置的畫面，圖29示出使中間灰度顯示在采用電容耦合HT法的已有的液晶顯示裝置的畫面。如圖29(b)所示，未采用電容耦合HT法的液晶顯示裝置中，在顯示中間灰度時，幾乎沒有觀察到校驗圖案。沿著圖29(b)的Y-Y’線測量輝度時發(fā)現(xiàn)，輝度具有圖29(d)的線c中所示的分布。圖像殘留率不過是0～5％。而在采用電容耦合HT法的液晶顯示裝置中，觀察到圖29(c)中所示的校驗圖案。沿著圖29(c)的Y-Y’線測量輝度時發(fā)現(xiàn)，輝度具有圖29(d)的線d中所示的分布。圖像殘留率大于等于10％。這樣，與未采用電容耦合HT法的液晶顯示裝置中圖像殘留幾乎未產(chǎn)生的情況相比，采用電容耦合HT法的液晶顯示裝置中產(chǎn)生較濃的圖像殘留。
對產(chǎn)生圖像殘留的液晶顯示裝置的像素內(nèi)的特性分布等進(jìn)行評價分析，其結(jié)果是，判明圖像殘留在形成電浮動狀態(tài)的像素電極117的副像素B中產(chǎn)生。像素電極117通過電阻極大的氮化硅膜(SiN膜)等與控制電容電極125連接，還通過電阻極大的液晶層與公共電極142連接。因此，被充電于像素電極117的電荷難以被放電。另一方面，逐幀地將規(guī)定電位寫入與TFT120的源極122電連接的副像素A的像素電極116，并且像素電極116通過與SiN膜和與液晶層相比電阻極小的TFT120的工作半導(dǎo)體層與漏極總線114連接。因此，沒有充入像素電極117的電荷不被放電的情況。
如上所述，采用電容耦合HT法的已有的液晶顯示裝置雖然其視角特性得到提高，但存在因產(chǎn)生圖像殘留而無法獲得良好的顯示特性的問題。
〔專利文獻(xiàn)1〕日本特開平2-12號公報〔專利文獻(xiàn)2〕美國專利第4840460號說明書〔專利文獻(xiàn)3〕專利第3076938號公報〔專利文獻(xiàn)4〕特開平8-146464號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供能夠獲得良好的顯示特性的液晶顯示裝置用襯底以及具有該襯底的液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法。
上述目的可以通過如下所述的液晶顯示裝置用的襯底實現(xiàn)，該液晶顯示裝置的襯底，具有相互并排地在襯底上形成的多條柵極總線；隔著絕緣膜與所述柵極總線交叉形成的多條漏極總線；具備在所述襯底上形成第1像素電極的第1副像素、以及在所述襯底上形成與所述第1像素電極分開的第2像素電極的第2副像素的像素區(qū)域；具備與第n根所述柵極總線電連接的柵極、與所述漏極總線電連接的漏極、以及與所述第1像素電極電連接的源極的第1晶體管；具備與第(n-1)根所述柵極總線電連接的柵極、與所述第1晶體管的源極和所述第2像素電極中的任意一個電連接的漏極、以及與所述第1晶體管的源極和所述第2像素電極中的另一個電連接的源極的第2晶體管；以及具備與所述第1晶體管的源極電連接，隔著絕緣膜與所述第2像素電極的至少一部分相對配置的控制電容電極，使所述第1晶體管的源極與所述第2像素電極電容耦合的控制電容部。
如果采用本發(fā)明，則可以實現(xiàn)能夠獲得良好的顯示特性的液晶顯示裝置。


圖1示出本發(fā)明的第1實施形態(tài)的液晶顯示裝置的大概結(jié)構(gòu)。
圖2示出本發(fā)明的第1實施形態(tài)的液晶顯示裝置用襯底的結(jié)構(gòu)。
圖3是示出本發(fā)明的第1實施形態(tài)的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖4示出本發(fā)明的第1實施形態(tài)的液晶顯示裝置的1個像素的等效電路。
圖5示出本發(fā)明的第1實施形態(tài)的液晶顯示裝置的驅(qū)動波形。
圖6(a)～(c)對本發(fā)明的第1實施形態(tài)的液晶顯示裝置的TFT22的動作以及各電容的電壓變化進(jìn)行說明。
圖7是示出液晶顯示裝置的副像素A、B的各像素電極的電壓變化的曲線圖。
圖8是示出使電容比Cc/Clc2變化時的電壓比Vpx2/Vpx1的變化的曲線圖。
圖9是示出電壓Vpx1以及輝度隨時間變化的曲線圖。
圖10是示出電壓Vpx1以及輝度隨時間變化的曲線圖。
圖11示出本發(fā)明的第1實施形態(tài)的MVA方式的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。
圖12是本發(fā)明的第1實施形態(tài)的MVA方式的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖13示出本發(fā)明的第2實施形態(tài)的液晶顯示裝置用襯底的結(jié)構(gòu)。
圖14示出本發(fā)明的第2實施形態(tài)的液晶顯示裝置的1個像素的等效電路。
圖15(a)～(c)對本發(fā)明的第2實施形態(tài)的液晶顯示裝置的TFT22的動作以及各電容的電壓變化進(jìn)行說明。
圖16是液晶顯示裝置的副像素A、B的各像素電極的電壓變化的曲線圖。
圖17是示出使電容比Cc/Clc2變化時的電壓比Vpx2/Vpx1的變化的曲線圖。
圖18是示出本發(fā)明的第2實施形態(tài)的液晶顯示裝置中的副像素A、B的各像素電極的電壓變化的曲線圖。
圖19是示出電壓Vpx1以及輝度隨時間變化的曲線圖。
圖20是示出電壓Vpx1以及輝度隨時間變化的曲線圖。
圖21是示出電壓Vpx1以及輝度隨時間變化的曲線圖。
圖22示出本發(fā)明的第3實施形態(tài)的液晶顯示裝置的1個像素的等效電路。
圖23是VA模式的液晶顯示裝置的T-V特性的曲線圖。
圖24(a)及圖24(b)示出顯示畫面中顯示的圖象的觀看效果的變化。
圖25(a)～(c)示出略帶紅色的圖像中的R、G、B的灰度直方圖。
圖26示出基于眾所周知的技術(shù)的基本的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。
圖27是示出基于眾所周知的技術(shù)的基本的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖28示出基于眾所周知的技術(shù)的基本的液晶顯示裝置的等效電路。
圖29(a)～(d)是對采用電容耦合HT法的已有的液晶顯示裝置中產(chǎn)生的圖像殘留進(jìn)行說明的說明圖。
標(biāo)號說明2 TFT襯底4 對置襯底6 液晶10、11玻璃襯底12柵極總線14漏極總線16、16a、16b、17 像素電極18貯存電容總線19貯存電容電極21、22、23TFT21a、22a 漏極21b、22b 源極21d、22d 信道保護(hù)膜22c 柵極22e 工作半導(dǎo)體層22f n型雜質(zhì)半導(dǎo)體層25、26連接電極30絕緣膜32保護(hù)膜36、37方向性涂層40CF樹脂層42公共電極44線狀突起46狹縫
50、51、52、53、54、55 接觸孔56 替換連接電極80 柵極總線驅(qū)動電路82 漏極總線驅(qū)動電路84 控制電路86、87 偏振片88 背光源單元具體實施方式

實施形態(tài)1下面，參照圖1～圖12對本發(fā)明的實施形態(tài)1的液晶顯示裝置用襯底以及具有該襯底的液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法進(jìn)行說明。圖1示出本發(fā)明的實施形態(tài)1的液晶顯示裝置的大概結(jié)構(gòu)。如圖1所示，液晶顯示裝置具有TFT襯底2，該TFT襯底2具備隔著絕緣膜相互交叉地形成的柵極總線和漏極總線、以及對每一像素形成的TFT和像素電極。另外，液晶顯示裝置具有形成CF和公共電極的對置襯底4、以及密封在兩個襯底2、4之間的具有例如負(fù)介電常數(shù)各向異性的液晶6(圖1中未示出)。
在TFT襯底2上，連接安裝對多條柵極總線進(jìn)行驅(qū)動的驅(qū)動器IC的柵極總線驅(qū)動電路80、以及安裝對多條漏極總線進(jìn)行驅(qū)動的驅(qū)動器IC的漏極總線驅(qū)動電路82。這些驅(qū)動電路80、82根據(jù)從控制電路84輸出的規(guī)定的信號，對規(guī)定的柵極總線或漏極總線輸出掃描信號和數(shù)據(jù)信號。在TFT襯底2的TFT元件形成面的相反側(cè)的面上配置偏振片87，在對置襯底4的公共電極形成面的相反側(cè)的面上配置偏振片87以及安置于正交尼科爾(日文クロニコル)棱鏡上的偏振片86。偏振片87的TFT襯底2的相反側(cè)的面上配置背光源單元88。
圖2示出本實施形態(tài)的液晶顯示裝置用襯底的第n行的1個像素的結(jié)構(gòu)。圖3示出在對應(yīng)于圖2的C-C線的位置切斷的液晶顯示裝置的截面結(jié)構(gòu)。圖4示出本實施形態(tài)的液晶顯示裝置的第n行的1個像素的等效電路。如圖2～圖4所示，TFT襯底2具有在玻璃襯底10上形成的多條柵極總線12、以及隔著由SiN膜等構(gòu)成的絕緣膜30與柵極總線12交叉地形成的多條漏極總線14。在這里，對多條柵極總線12進(jìn)行例如依線序掃描，圖2和圖4中示出于在第(n-1)號順序上掃描的第(n-1)根柵極總線12(n-1)、以及在第n號順序上掃描的第n根的柵極總線12n。由柵極總線12和漏極總線14包圍著的區(qū)域成為像素區(qū)域。第n行的像素區(qū)域一般配置在柵極總線12n與柵極總線12(n+1)之間，本實施形態(tài)中，第n行的像素區(qū)域配置在柵極總線12(n-1)與柵極總線12n之間。
在柵極總線12與漏極總線14的交叉位置附近，配置對每一像素作為開關(guān)元件形成的第1TFT120。驅(qū)動第n行的像素的TFT21的柵極與柵極總線12n電連接。本實施形態(tài)中，柵極總線12n的一部分作為TFT21的柵極發(fā)揮作用。在柵極總線12上，隔著絕緣膜(柵極絕緣膜)30形成TFT21的工作半導(dǎo)體層(未圖示)，在該工作半導(dǎo)體層上形成信道保護(hù)膜21d。在TFT21的信道保護(hù)膜21d上，保持規(guī)定的間隙對向地形成漏極21a及其下層的n型雜質(zhì)半導(dǎo)體層(未圖示)、以及源極21b及其下層的n型雜質(zhì)半導(dǎo)體層(未圖示)。TFT21的漏極21a與漏極總線14電連接。在漏極21a以及源極21b上的襯底的整個面上形成由SiN膜構(gòu)成的保護(hù)膜32。
在像素區(qū)域的圖2中，上方配置第2TFT22。TFT22的柵極22c與前級的柵極總線12(n-1)電連接。隔著絕緣膜30在柵極22c上，形成工作半導(dǎo)體層22e，在工作半導(dǎo)體層22e上，形成信道保護(hù)膜22d。在信道保護(hù)膜22d上，保持規(guī)定的間隙對向地形成漏極22a及其下層的n型雜質(zhì)半導(dǎo)體層22f和源極22b及其下層的n型雜質(zhì)半導(dǎo)體層22f。
另外，在玻璃板襯底10上形成橫穿像素區(qū)域與柵極總線12并列地延伸的存貯電容總線18。圖2和圖4示出配置在柵極總線12(n-1)與柵極總線12之間的存貯電容總線18n。在存貯電容總線18上隔著絕緣膜30在每一像素上形成存貯電容電極19。存貯電容電極19通過連接電極25與TFT21的源極21b電連接。隔著絕緣膜30對置的存貯電容總線18與存貯電容電極19之間形成存貯電容Cs。
像素區(qū)域被分割成第1副像素A和第2副像素B。副像素B配置在像素區(qū)域中央部。夾著副像素B，在像素區(qū)域的圖2中上方以及下方分別配置副像素A。在副像素B上形成像素電極17，在像素區(qū)域上方的副像素A上形成與像素電極17分開的像素電極16b，在像素區(qū)域下方的副像素A上形成與像素電極17分開的像素電極16a。像素電極16a、16b、17均由ITO等透明導(dǎo)電膜形成。為了獲得良好的視角特性，最好是副像素B與副像素A的面積比大于等于1/2、小于等于4(副像素A與副像素B的面積比為2∶1～1∶4)。像素電極16a通過使保護(hù)膜32開口的接觸孔50與第1TFT21的源極21b電連接。像素電極16b通過使保護(hù)膜32開口的接觸孔51與電連接在源極21的連接電極26電連接。像素電極17的一部分隔著保護(hù)膜32重疊地配置在連接電極25、26以及存貯電容電極19的一部分上。重疊地配置在像素電極17的區(qū)域的連接電極25、26以及存貯電容電極19作為控制電容電極發(fā)揮作用，與像素電極17之間形成控制電容Cc。借助于此，像素電極17通過控制電容Cc的電容耦合間接地與TFT21的源極21b連接。
另外，像素電極16b通過使保護(hù)膜32開口的接觸孔52與第2TFT22的漏極(或源極)22a電連接。像素電極17通過使保護(hù)膜32開口的接觸孔53與TFT22的源極(或漏極)22b電連接。通過TFT22使像素電極16a、16b與像素電極17連接。
對置電極4具有在玻璃襯底11上形成的CF樹脂層40、以及在CF樹脂層40上形成公共電極42。在隔著液晶6對向的副像素A的像素電極16a、16b與公共電極42之間形成液晶電容Clc1，在隔著液晶6對向的副像素B的像素電極17與公共電極42之間形成液晶電容Clc2。液晶電容Clc1與存貯電容Cs并聯(lián)連接。在這里，也可以將與存貯電容總線18電連接的電極，配置成隔著絕緣膜30以及/或者保護(hù)膜32與像素電極17重疊，形成與液晶電容Clc2并聯(lián)連接的第2存貯電容。在與TFT襯底2的液晶6之間的界面形成方向性涂層(垂直方向性涂層)36，與對置襯底4的液晶6之間的界面形成方向性涂層37。因此，液晶6的液晶分子的取向在沒有附加電壓時實質(zhì)上垂直于襯底面。
采用電容耦合HT法的已有的液晶顯示裝置中，產(chǎn)生較濃的圖像殘留的主要原因在于，副像素B的像素電極117分別通過極大的電阻與控制電容電極125和公共電極142連接，因而積蓄的電荷難以放電。而本實施形態(tài)中，副像素B的像素電極17通過TFT22與像素電極16a、16b以及TFT21的源極21b連接。TFT22的工作半導(dǎo)體層22e的電阻即使在截止?fàn)顟B(tài)也比絕緣膜30和保護(hù)膜32、液晶層等的電阻小得多。另外，TFT22的柵極22c與前級的柵極總線12(n-1)電連接，因此，在TFT21形成導(dǎo)通狀態(tài)，即將開始對像素電極16a、16b、17附加規(guī)定電壓的時刻，TFT22形成導(dǎo)通狀態(tài)，像素電極17與像素電極16a、16b之間的電阻進(jìn)一步減小。因此，積蓄在像素電極17上的電荷容易放電。因此，若采用本實施形態(tài)，則盡管采用中間色調(diào)(ハ一フト一ン)法，也不會發(fā)生濃的圖像殘留。
下面，對本實施形態(tài)的液晶顯示裝置的動作進(jìn)行說明。圖5示出本實施形態(tài)的液晶顯示裝置的驅(qū)動波形。圖5(a)示出附加在與第n行的某個像素的TFT21的漏極21a連接的漏極總線14的數(shù)據(jù)電壓的波形。圖5(b)示出附加在與該像素的TFT22的柵極22c連接的第(n-1)條柵極總線12(n-1)的柵極電壓的波形。圖5(c)示出附加在與該像素的TFT21的柵極連接的第n條柵極總線12n的柵極電壓的波形。圖5(a)～圖5(c)的橫向表示時間(實質(zhì)上3幀份額)，縱向表示電壓電平。圖6(a)～(c)對該像素的TFT22的動作以及各電容的電壓的變化進(jìn)行說明。在這里，將控制電容Cc作為電容Cl，將副像素B的液晶電容Clc2(在具有第2存貯電容的構(gòu)成中，則是液晶電容Clc2與第2存貯電容之和)作為電容C2，將副像素A的液晶電容Clc1與存貯電容Cs之和作為電容C3。初始狀態(tài)下，該像素的液晶電容Clc1、Clc2的電壓均為0，該像素顯示黑色。
圖6a示出圖5(a)～(c)的狀態(tài)1。在狀態(tài)1下，對柵極總線12n附加導(dǎo)通電壓，連接在柵極總線12n的TFT21處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而在處于初始狀態(tài)的像素的像素電極16a、16b上附加規(guī)定的電壓V01。若將電容C1、C2、C3的電壓分別記為V11、V21、V31，則分別積蓄在串聯(lián)的電容C1、C2中的電荷Q1為Q1＝C1×V11＝C2×V21，積蓄在電容C3中的電荷Q2為Q2＝C3×V31。在這里，V11+V21＝V31＝V01，因此，狀態(tài)1下的電容C1(控制電容Cc)的電壓V11以及電容C2(副像素B的液晶電容C1c2)的電壓V21分別為，V11＝C2/(C1+C2)×V01V21＝C1/(C1+C2)×V01。
狀態(tài)1維持實質(zhì)上1幀期間，直到在后續(xù)幀中將導(dǎo)通電壓施加于前級的柵極總線12(n-1)為止。
接著，對前級的柵極總線12(n-1)附加導(dǎo)通電壓，形成狀態(tài)2。圖6表示圖5(a)～(c)的狀態(tài)2。在狀態(tài)2，TFT21為截止?fàn)顟B(tài)，TFT22為導(dǎo)通狀態(tài)。通過使TFT22處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而電容C1(控制電容Cc)的控制電容電極(連接電極25、26以及存貯電容電極19)與像素電極17成為等電位，副像素A的像素電極16a、16b與副像素B的像素電極17為等電位。因此，電容C1的電壓為0，積蓄在電容C1中的電荷為0。積存在副像素B的像素電極17上的電荷移動到副像素A的像素電極16a、16b。若將電容C2、C3的電壓分別記為V22、V32，則積蓄在電容C2中的電荷Q3為Q3＝C2×V22，積蓄在電容C3中的電荷Q4為Q4＝C3×V32。電壓V22與電壓V32相等，因此形成
Q3/C2＝Q4/C3。
根據(jù)電荷保存的法則，Q3+Q4＝Q1+Q2，因此，狀態(tài)2下的電容C2(副像素B的液晶電容Clc2)的電壓V22為，V22＝1/(C2+C3)×(C2×V21+C3×V31)。
接著，對柵極總線12(n-1)施加截止電壓，而且在實質(zhì)上同時，對柵極總線12n施加導(dǎo)通電壓，形成狀態(tài)3。圖6(c)示出圖5(a)～(c)的狀態(tài)3。在狀態(tài)3，TFT21為導(dǎo)通狀態(tài)，TFT22為截止?fàn)顟B(tài)。使TFT21處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而將新的電壓V02附加在像素電極16a、16b。若將電容C1、C2、C3的電壓分別設(shè)為V13、V23、V33，則如圖6(c)所示，積蓄在電容C1中的電荷Q5為Q5＝C1×V13，積蓄在電容C2中的電荷(Q3+Q5)為(Q3+Q5)＝C2×V23，積蓄在電容C3中的電荷Q6為Q6＝C3×V33。V13+V23＝V33＝V02，因此，狀態(tài)3的電容C1(控制電容Cc)的電壓V13以及電容C2(副像素B的液晶電容Clc2)的電壓V23分別為，V13＝(V02-V22)×C2/(C1+C2)V23＝V02-V13接著，對柵極總線12n附加截止電壓，形成狀態(tài)4。在狀態(tài)4，TFT21、22均為截止?fàn)顟B(tài)。狀態(tài)4維持實質(zhì)上1幀期間，直到后續(xù)幀中將導(dǎo)通電壓附加在前級的柵極總線12(n-1)為止，在狀態(tài)4分別保持C1、C2、C3的電壓，在此之后，在每幀期間使?fàn)顟B(tài)4→狀態(tài)2→狀態(tài)3→狀態(tài)4重復(fù)。
副像素A的像素電極16a、16b通過TFT21與漏極總線14連接。TFT21的電阻即使在截止?fàn)顟B(tài)下也較小，在導(dǎo)通狀態(tài)下則更小。一般來說，附加在漏極總線14的電壓其極性逐幀翻轉(zhuǎn)，因此電荷沒有積存在像素電極16a、16b上。另外，副像素B的像素電極17與TFT21同樣通過較小電阻的TFT22與像素電極16a、16b連接。因此，電荷也沒有積存在像素電極17上。
已經(jīng)知道，采用電容耦合HT法的液晶顯示裝置中，附加在副像素A的液晶層的電壓Vpx1與副像素B的液晶層上施加的電壓Vpx2的電壓比Vpx2/Vpx1實質(zhì)上大于等于0.6、小于等于0.85時，可以獲得良好的視角特性，電壓比Vpx2/Vpx1實質(zhì)上在0.72時，可以獲得特別良好的視角特性。另外，在采用電容耦合HT法的已有的結(jié)構(gòu)中，Vpx2/Vpx1＝Cc/(Clc2+Cc)，因此為了將電壓比Vpx2/Vpx1設(shè)定為實質(zhì)上0.72，只要將電容比Cc/Clc2設(shè)定為2.5。據(jù)此，在圖2和圖3中所示結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置中，調(diào)整控制電容電極的面積和保護(hù)膜32的膜厚等，對像素進(jìn)行設(shè)計以使電容比Cc/Clc2為2.5。
圖7是示出在上述的液晶顯示裝置上，在第0幀使電壓0V附加在像素電極16a、16b，使其顯示黑色，在第1～10幀使電壓±5V附加在像素電極16a、16b使其顯示白色，在第11～20幀使電壓0V附加在像素電極16a、16b，使其顯示黑色時的像素電極16a、16b、17的電壓變化的曲線圖。曲線圖的橫坐標(biāo)軸表示幀數(shù)，縱坐標(biāo)軸表示附加電壓(V)。線e示出附加在像素電極16a、16b的電壓Vpx1，線f示出附加在像素電極17的電壓Vpx2。曲線圖中的虛線示出在正極以及負(fù)極側(cè)分別將電壓Vpx1的0.72倍的點加以連接的線。如圖7所示，第1幀中，電壓Vpx1只波動+5V(0V→+5V)，因此，電壓Vpx2波動+5V的0.72倍即+3.5V左右(0V→+3.5V)。
在第2幀即將開始的時刻，TFT22形成導(dǎo)通狀態(tài)，從而像素電極16a、16b、17成為等電位，電壓Vpx1、Vpx2均為+4V左右。通過在第2幀中寫入數(shù)據(jù)電壓，使電壓Vpx1為-5V。即電壓Vpx1只波動-9V。電壓Vpx2波動-9V的0.72倍即-6.5V左右，實質(zhì)上為-2.5V。
在第3幀即將開始的時刻，TFT22形成導(dǎo)通狀態(tài)，從而像素電極16a、16b、17成為等電位，電壓Vpx1、Vpx2均為-3.5V左右。通過在第3幀中寫入數(shù)據(jù)電壓，使電壓Vpx1為+5V。即電壓Vpx1只波動+8.5V。電壓Vpx2波動-8.5V的0.72倍即+6V左右，實質(zhì)上為+2.5V。第4～第10幀中，除電壓的極性逐幀翻轉(zhuǎn)之外，其他與第3幀相同，電壓Vpx1為±5V，電壓Vpx2實質(zhì)上為±2.5V。
第11幀即將開始的時刻，TFT22形成導(dǎo)通狀態(tài)，從而像素電極16a、16b、17成為等電位，電壓Vpx1、Vpx2均為-3.5V左右。通過在第3幀中寫入數(shù)據(jù)電壓，使電壓Vpx1為0V。即電壓Vpx1只波動-3.5V。電壓Vpx2波動-3.5V的0.72倍即-2.5V左右，實質(zhì)上為-1V。第12幀之后，電壓Vpx1、電壓Vpx2都實質(zhì)上為0V。
附加在上述的液晶顯示裝置的副像素B的像素電極17的電壓Vpx2具有以下所示的2個特征。
第1特征為，第2～第10幀中的電壓Vpx1實質(zhì)上為+5V，Vpx2實質(zhì)上為±2.5V，因此電壓比Vpx2/Vpx1實質(zhì)上為0.5。該電壓比小于利用Vpx2/Vpx1＝Cc/(Clc2+Cc)的關(guān)系求得的電壓比Vpx2/Vpx1(＝0.72)?？梢垣@得良好的視角特征的電壓比Vpx2/Vpx1的范圍實質(zhì)上大于等于0.6、小于等于0.85，因此，該液晶顯示裝置難以提高視角特性。
圖8是示出使電容比Cc/Clc2變化時的電壓比Vpx2/Vpx1的變化的曲線圖。橫坐標(biāo)軸表示電容比Cc/Clc2，縱坐標(biāo)軸表示電壓比Vpx2/Vpx1。線g示出利用Vpx2/Vpx1＝Cc/(Clc2+Cc)的關(guān)系求得的已有的液晶顯示裝置的電壓比，線h示出本實施形態(tài)的液晶顯示裝置的電壓比。如圖8所示，在已有的液晶顯示裝置中，通過將電容比Cc/Clc2設(shè)定為實質(zhì)上大于等于1.5、小于等于5.5，使電壓比Vpx2/Vpx1大于等于0.6、小于等于0.85，從而可以獲得良好的視角特性。而本實施形態(tài)的液晶顯示裝置中，為了將電壓比Vpx2/Vpx1設(shè)定為大于等于0.6、小于等于0.85，必需將電容比Cc/Clc2設(shè)定為大于等于3.5、小于等于12。另外，可以獲得特別良好的視角特性的電壓比Vpx2/Vpx1(＝0.72)，已有的結(jié)構(gòu)通過將電容比Cc/Clc2設(shè)定為2.5得到，而在本實施形態(tài)中，則通過將電容比Cc/Clc2設(shè)定為實質(zhì)上6得到。從而得知，在本實施形態(tài)中，獲得良好的視角特性的電容比Cc/Clc2的范圍相對于已有的結(jié)構(gòu)有較大的偏移，因此，采用已有的思路無法獲得所要的電壓比Vpx2/Vpx1。還獲知，在本實施形態(tài)中，通過將電容比Cc/Clc2設(shè)定為大于等于3.5、小于等于12(最好是實質(zhì)上為6)，可以獲得良好的視角特性。
第2特征是，副像素B的第1幀中的電壓Vpx2大于第2～第10幀中的電壓Vpx2。即僅第1幀的電壓比Vpx2/Vpx1實質(zhì)上與利用Vpx2/Vpx1＝Cc/(Clc2+Cc)的關(guān)系求解得到的電壓比Vpx2/Vpx1(＝0.72)相等。如上述那樣將電容比Cc/Clc2設(shè)定為6的情況下，第2～第10幀的電壓比Vpx2/Vpx1實質(zhì)上為0.72，但第1幀的電壓比Vpx2/Vpx1大于0.72。
圖9是示出第1～第5幀中的電壓Vpx1以及整個像素的輝度的時間變化的曲線圖。橫向表示時間，縱向表示電壓電平以及輝度電平。線I表示電壓Vpx1，線j表示輝度。若在第1幀產(chǎn)生電壓Vpx2的嚴(yán)重過沖，則在液晶的響應(yīng)足夠快的情況下，第1幀的副像素B的輝度增大。因此，整個像素的輝度也增大，如圖9所示，僅僅是圖中用橢圓圍起的第1幀(1f)的輝度大于所要的輝度。具體而言，可能產(chǎn)生顯示移動圖像時邊緣被過分強調(diào)的現(xiàn)象。
圖10是示出采用本實施形態(tài)的液晶顯示裝置的驅(qū)動方法時的電壓Vpx1以及整個像素的輝度隨時間變化的曲線圖。例如本實施形態(tài)的液晶顯示裝置所具有的控制部，逐像素地將存儲于幀存儲器中的2幀份額的輸入灰度數(shù)據(jù)(第m幀的輸入灰度數(shù)據(jù)Gm、以及第(m+1)幀的輸入灰度數(shù)據(jù)G(m+1))加以比較，Gm＜G(m+1)的情況下(本例中m＝0)，如圖10所示，在Gm＜G’(m+1)＜G(m+1)的范圍內(nèi)，對實際輸出的第(m+1)幀的輸出灰度數(shù)據(jù)G’(m+1)進(jìn)行校正，對第(m+1)幀進(jìn)行將小電壓附加在液晶層的低速驅(qū)動方式的驅(qū)動。因此，在圖10中用橢圓圍起的第1幀的范圍內(nèi)可以獲得所要的輝度。另一方面(未圖示)，但在Gm＞G(m+1)的情況下(本例中m＝10)，在Gm＞G’(m+1)＞G(m+1)的范圍內(nèi)，對實際輸出的第(m+1)幀的輸出灰度數(shù)據(jù)G’(m+1)進(jìn)行校正，對第(m+1)幀進(jìn)行使大的電壓附加在液晶層的超速驅(qū)動方式的驅(qū)動。
以上所述的2個特征在采用電容耦合HT法的已有的液晶顯示裝置中不存在，是在本實施形態(tài)的液晶顯示裝置中新產(chǎn)生的現(xiàn)象。因此，消除基于這些特征而產(chǎn)生的問題點用的電容比Cc/Clc2的設(shè)定和液晶顯示裝置的驅(qū)動方法是通過本實施形態(tài)開始弄清楚的新技術(shù)。
圖11示出將本實施形態(tài)應(yīng)用于MVA(多域豎向定線/Multi-domainVertical Alignment)方式的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。圖12示出在圖11的D-D線切斷的液晶顯示裝置的截面結(jié)構(gòu)。如圖11和圖12所示，在對置襯底4上設(shè)置相對于像素區(qū)域端部傾斜地延伸的線狀突起44作為限制液晶的取向的取向限制構(gòu)件。用感光樹脂等形成線狀突起44。另外，作為取向限制構(gòu)件，也可以在公共電極42上設(shè)置狹縫，替代線狀突起44。像素區(qū)域被分割成副像素A和副像素B。在副像素A上形成像素電極16，在副像素B上形成與像素電極16分開的像素電極17。使像素電極16與像素電極17分離的線狀的狹縫46與線狀突起44并排，相對于像素區(qū)域端部傾斜地延伸。狹縫46也作為TFT襯底2一側(cè)的取向限制構(gòu)件起作用。
對控制電容電極的面積和保護(hù)膜32的膜厚等進(jìn)行調(diào)整，使電容比Cc/Clc2實質(zhì)上為6，制作圖11以及圖12中所示結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置。在50℃的溫度條件下使黑白校驗圖案連續(xù)48小時顯示在該液晶顯示裝置的顯示畫面上，進(jìn)行圖像殘留試驗。其結(jié)果是，可以確認(rèn)在該液晶顯示裝置中完全不產(chǎn)生采用電容耦合HT法的已有的液晶顯示裝置中產(chǎn)生的那樣的圖像殘留。
一般來說，采用電容耦合HT法的已有的液晶顯示裝置可以獲得極其良好的視角特性，但是因產(chǎn)生圖像殘留而很難實用。而本實施形態(tài)與已有的結(jié)構(gòu)不同，副像素A的像素電極16(16a、16b)與副像素B的像素電極17都不是浮動狀態(tài)。像素電極16通過TFT21與漏極總線14連接，像素電極17通過TFT22與像素電極16連接。因此，不產(chǎn)生圖像殘留，從而可以獲得視角特性良好的液晶顯示裝置。另外，針對本實施形態(tài)的液晶顯示裝置中新產(chǎn)生的現(xiàn)象，在與以往采用的范圍不同的范圍內(nèi)設(shè)定電容比Cc/Clc2，通過優(yōu)化液晶顯示裝置的驅(qū)動方法，可以獲得更良好的顯示特性。
實施形態(tài)2下面，用圖13～圖21對本發(fā)明的實施形態(tài)2的液晶顯示裝置用襯底以及具有該襯底的液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法進(jìn)行說明。圖13示出本實施形態(tài)的液晶顯示裝置用襯底的第n行的1個像素的結(jié)構(gòu)。圖14示出本實施形態(tài)的液晶顯示裝置的第n行的1個像素的等效電路。如圖13以及圖14所示，本實施形態(tài)的特征在于，通過第2TFT22使存貯電容總線18n與副像素B的像素電極17連接這一點。TFT22的漏極(或者源極)22a通過使保護(hù)膜32開口的接觸孔55，與采用與像素電極16a、16b、17相同的形成材料在同一層上形成的替換連接電極56電連接。替換連接電極56通過使保護(hù)膜32以及絕緣膜30開口的接觸孔54與存貯電容總線18n電連接。TFT22的源極(或者漏極)22b通過保護(hù)膜32開口的接觸孔53與像素電極17電連接，柵極22c與前級的柵極總線12(n-1)電連接。在這里，也可以將與存貯電容總線18電連接的電極配置成隔著絕緣膜30以及/或者保護(hù)膜32與像素電極17重疊，形成與液晶電容Clc2并聯(lián)的第2存貯電容。
本實施形態(tài)中，副像素B的像素電極17通過TFT22與存貯電容總線18n連接。TFT22的工作半導(dǎo)體層的電阻即使在截至狀態(tài)下也比絕緣膜30和保護(hù)膜32、液晶層等的電阻低得多。另外，TFT22的柵極22c與前級的柵極總線12(n-1)電連接，因此，在TFT21為導(dǎo)通狀態(tài)，即將對像素電極16a、16b、17附加規(guī)定的電壓的時刻，TFT22為導(dǎo)通狀態(tài)，像素電極17與存貯電容總線18n之間的電阻進(jìn)一步減小。因此，積蓄在像素電極17上的電荷容易放電。存貯電容總線18n與公共電極42電位相等，因此即使積蓄在像素電極17上的電荷大也能夠可靠地放電。因此，若采用本實施形態(tài)，則盡管采用中間色調(diào)法(ハ一フト一ン法)，卻沒有產(chǎn)生濃的圖像殘留。
下面對本實施形態(tài)的液晶顯示裝置的動作進(jìn)行說明。圖15(a)～(c)對進(jìn)行圖5(a)～圖5(c)中所示的驅(qū)動時的TFT22的動作以及各電容的電壓變化進(jìn)行說明。在這里，將控制電容Cc作為電容C1，將副像素B的液晶電容Clc2(具有第2存貯電容的結(jié)構(gòu)中，則為液晶電容Clc2與第2存貯電容之和)作為電容C2，副像素A的液晶電容Clc1與存貯電容Cs之和作為電容C3。初始狀態(tài)下，該像素的液晶電容Clc1、Clc2的電壓都為0，該像素顯示黑色。
圖15(a)示出圖5(a)～圖5(c)的狀態(tài)1。狀態(tài)1，將導(dǎo)通電壓附加在柵極總線12n，連接在柵極總線12n的TFT21為導(dǎo)通狀態(tài)，從而在處于初始狀態(tài)的像素的像素電極16a、16b上附加規(guī)定的電壓V01。若分別將電容C1、C2、C3的電壓設(shè)為V11、V21、V31，則分別積蓄于串聯(lián)連接的電容C1、C2上的電荷Q1為，Q1＝C1×V11＝C2×V21，積蓄在電容C3中的電荷Q2為Q2＝C3×V31。在這里，V11+V21＝V31＝V01，因此在狀態(tài)1的電容C1(控制電容Cc)的電壓V11以及電容C2(副像素B的液晶電容Clc2)的電壓V21分別為，V11＝C2/(C1+C2)×V01V21＝C1/(C1+C2)×V01。
使?fàn)顟B(tài)1維持實質(zhì)上1幀期間，即直到在后續(xù)幀中將導(dǎo)通電壓附加在前級的柵極總線12(n-1)為止。
接著，對前級的柵極總線12(n-1)附加導(dǎo)通電壓，形成狀態(tài)2。圖15B示出圖5(a)～(c)的狀態(tài)2。在狀態(tài)2，TFT21為截止?fàn)顟B(tài)，TFT22為導(dǎo)通狀態(tài)。通過使TFT22處于導(dǎo)通狀態(tài)，形成電容C2(副像素B的液晶電容Clc2)的像素電極17與公共電極42形成等電位，如圖15B所示。因此，電容C2的電壓為0，積蓄在電容C2中的電荷為0。積存于形成電容C1的控制電容電極(連接電極25、26以及存貯電容電極19)的電荷移動到副像素A的像素電極16a、16b。若將電容C1、C3的電壓分別設(shè)為V12、V32，則積蓄在電容C1中的電荷Q3為Q3＝C1×V12，積蓄在電容C3中的電荷Q4為Q4＝C3×V32。電壓V12與電壓V32相等，因此形成Q3/C1＝Q4/C3。
根據(jù)電荷保存法則，Q3+Q4＝Q1+Q2，因此，狀態(tài)2的電容C1(控制電容Cc)的電壓V12為，V12＝1/(C1+C3)×(C1×V11+C3×V31)。
接著，對柵極總線12(n-1)附加截止電壓，幾乎同時，對柵極總線12n附加導(dǎo)通電壓，形成狀態(tài)3。圖15(c)示出圖5(a)～(c)的狀態(tài)3。在狀態(tài)3，TFT21為導(dǎo)通狀態(tài)，TFT22為截止?fàn)顟B(tài)。通過使TFT21處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而將新的電壓V02附加在像素電極16a、16b。若將電容C1、C2、C3的電壓分別設(shè)為V13、V23、V33，則積蓄在電容C1中的電荷(Q3+Q5)為(Q3+Q5)＝C1×V13，積蓄在電容C2中的電荷Q5為Q5＝C2×V23，積蓄在電容C3中的電荷Q6為Q6＝C3×V33。V13+V23＝V33＝V02，因此，狀態(tài)3的電容C2(副像素B的液晶電容Clc2)的電壓V23以及電容C1(控制電容Cc)的電壓V13分別為，V23＝(V02-V12)×C1/(C1+C2)V13＝V02-V23接著，對柵極總線12n附加截止電壓，形成狀態(tài)4。在狀態(tài)4，TFT21、22均為截止?fàn)顟B(tài)。狀態(tài)4維持到后續(xù)幀中將導(dǎo)通電壓附加在前級柵極總線12(n-1)為止的實質(zhì)上1幀期間，在此期間分別保持C1、C2、C3的電壓，在此之后，在每幀期間重復(fù)狀態(tài)4→狀態(tài)2→狀態(tài)3→狀態(tài)4。
即使在本實施形態(tài)中，為了將電壓比Vpx2/Vpx1設(shè)定為實質(zhì)上0.72，也根據(jù)以往的考慮方法，制造以使電容比C1/Clc2為2.5的方式設(shè)計像素的液晶顯示裝置。圖16是示出對上述液晶顯示裝置，在第0幀將電壓0V附加在像素電極16a、16b使其顯示黑色，在第1～10幀將電壓±5V附加在像素電極16a、16b使其顯示白色，在第11～20幀將電壓0V附加在像素電極16a、16b使其顯示黑色的情況下的像素電極16a、16b、17的電壓變化的曲線圖。曲線圖的橫坐標(biāo)軸表示幀數(shù)，縱坐標(biāo)軸表示附加電壓(V)。線k示出附加在像素電極16a、16b的電壓Vpx1，線1示出附加在像素電極17的電壓Vpx2。曲線圖中的虛線示出在正極以及負(fù)極側(cè)分別將成為電壓Vpx1的0.72倍的點加以連接的線。
如圖16所示，附加在上述的液晶顯示裝置的副像素B的像素電極17的電壓Vpx2具有以下2個特征。
第1特征為，第2～第10幀中的電壓Vpx1實質(zhì)上為+5V，電壓Vpx2實質(zhì)上為±4.75V，因此電壓比Vpx2/Vpx1實質(zhì)上為0.95。該電壓比大于利用Vpx2/Vpx1＝Cc/(Clc2+Cc)的關(guān)系求解得到的電壓比Vpx2/Vpx1(＝0.72)。可以獲得良好的視角特性的電壓比Vpx2/Vpx1的范圍實質(zhì)上大于等于0.6小于等于0.85，因此，在該液晶顯示裝置中難以提高視角特性。
另外，在上述的液晶顯示裝置中，由于存在并聯(lián)電容，因此附加電壓的直流分量較大。由于該影響，如圖16中所示的曲線的第2幀那樣，電壓Vpx2有時也大于Vpx1。附加電壓的直流分量在比沒有并聯(lián)電容時快的8幀左右實質(zhì)上為0。附加電壓的直流分量對液晶的響應(yīng)產(chǎn)生影響，成為瞬間產(chǎn)生閃爍的主要原因。
圖17是示出使電容比Cc/Clc2變化時電壓比Vpx2/Vpx1的變化的曲線圖。橫坐標(biāo)軸表示Cc/Clc2，縱坐標(biāo)軸表示電壓比Vpx2/Vpx1。線o示出利用Vpx2/Vpx1＝Cc/(Clc2+Cc)的關(guān)系求解得到的已有的液晶顯示裝置的電壓比，線p表示本實施形態(tài)的液晶顯示裝置的電壓比。如圖17所示，在已有的液晶顯示裝置中，通過將電容比Cc/Clc2設(shè)定為實質(zhì)上大于等于1.5、小于等于5.5，使電壓比Vpx2/Vpx1在實質(zhì)上大于等于0.6、小于等于0.85，從而可以獲得良好的視角特性。而在本實施形態(tài)的液晶顯示裝置中，為了將電壓比Vpx2/Vpx1設(shè)定為大于等于0.6、小于等于0.85，必需將電容比Cc/Clc2設(shè)定為大于等于0.5、小于等于1.3。另外，通過在已有的結(jié)構(gòu)中將電容比Cc/Clc2設(shè)定為2.5，可以獲得實現(xiàn)特別良好的視角特性的電壓比Vpx2/Vpx1(＝0.72)，而在本實施形態(tài)中通過將電容比Cc/Clc2設(shè)定為實質(zhì)上0.75，就可以獲得實現(xiàn)特別良好的視角特性的電壓比Vpx2/Vpx1(＝0.72)。從而得知，在本實施形態(tài)中，獲得良好的視角特性的電容比Cc/Clc2的范圍相對于已有的結(jié)構(gòu)有很大偏移，因此，采用已有的考慮方法無法獲得所要的電壓比Vpx2/Vpx1。還了解到，在本實施形態(tài)中，通過將電容比Cc/Clc2設(shè)定為大于等于0.5、小于等于1.3(最好是實質(zhì)上為0.75)，可以獲得良好的視角特性。
第2特征是，第1幀中的電壓Vpx2小于第2～第10幀中的電壓Vpx2。即僅第1幀的電壓比Vpx2/Vpx1實質(zhì)上與利用Vpx2/Vpx1＝Cc/(Clc2+Cc)的關(guān)系求解得到的電壓比Vpx2/Vpx1(＝0.72)相等。
圖18是將電容比Cc/C1c2設(shè)定為0.75時的像素電極16a、16b、17的電壓變化的曲線圖。曲線圖的橫坐標(biāo)軸和縱坐標(biāo)軸與圖16中所示的曲線圖相同。線q示出附加在像素電極16a、16b的電壓Vpx1，線r示出附加在像素電極17的電壓Vpx2，線s示出電壓差(Vpx1-Vpx2)。如圖18所示，將電容比Cc/Clc2設(shè)定為0.75的情況下，第2～第10幀的電壓比Vpx2/Vpx1實質(zhì)上為0.72，但第1幀的電壓比Vpx2/Vpx1小于0.72。附加電壓的直流分量在比將電容比Cc/C1c2設(shè)定為2.5時(8幀左右)快的4幀左右實質(zhì)上為0。
圖19是示出將電容比Cc/Clc2設(shè)定為0.75時的第1～第5幀中附加在該像素的像素電極16a、16b的電壓Vpx1、以及整個像素的輝度的隨時間變化的曲線圖。橫向表示時間，縱向表示電壓電平以及輝度電平。線t表示電壓Vpx1，線u表示輝度。如圖19所示，即使是在液晶的響應(yīng)足夠快的情況下，副像素B的輝度低，因此整個像素的輝度在第1幀(1f)內(nèi)未達(dá)到所希望的輝度。在達(dá)到所希望的輝度之前，需要例如兩幀。因此，產(chǎn)生輝度變化的波形成為2級的2級響應(yīng)，如圖中用橢圓圍起的區(qū)域所示。具體地說，顯示移動圖像時能產(chǎn)生邊緣模糊的現(xiàn)象。
圖20是示出采用本實施形態(tài)的液晶顯示裝置的驅(qū)動方法時的電壓Vpx1以及整個像素的輝度隨時間變化的曲線圖。例如本實施形態(tài)的液晶顯示裝置所具有的控制部逐個像素地將存儲于幀存儲器中的2幀份額的輸入灰度數(shù)據(jù)(第m幀的輸入灰度數(shù)據(jù)Gm、以及第(m+1)幀的輸入灰度數(shù)據(jù)G(m+1))加以比較，Gm＜G(m+1)的情況下(本例中m＝0的情況下)，如圖20所示進(jìn)行校正，以使實際輸出的第(m+1)幀的輸出灰度數(shù)據(jù)G’(m+1)滿足G’(m+1)＞G(m+1)，對第(m+1)幀進(jìn)行將大電壓附加在液晶層的超速驅(qū)動方式的驅(qū)動。因此，在圖10中用橢圓圍起的第1幀內(nèi)可以獲得所希望的輝度。另一方面，但在Gm＞G(m+1)的情況下(本例中m＝10的情況下)(未圖示)，進(jìn)行校正以使實際輸出的第(m+1)幀的輸出灰度數(shù)據(jù)G’(m+1)成滿足G’(m+1)≤G(m+1)，對第(m+1)幀進(jìn)行將小電壓附加在液晶層的低速驅(qū)動方式的驅(qū)動。
圖21是示出采用本實施形態(tài)的液晶顯示裝置的驅(qū)動方法其他例時的電壓Vpx1以及整個像素的輝度隨時間變化的曲線圖。如圖21所示，本例中，在Gm＜G(m+1)的情況下，在Gm＜G’(m+1)＜G(m+1)的范圍內(nèi)，對實際輸出的第(m+1)幀的輸出灰度數(shù)據(jù)G’(m+1)進(jìn)行校正，對第(m+1)幀進(jìn)行將小電壓附加在液晶層的低速驅(qū)動方式的驅(qū)動。在這里，將依據(jù)輸入灰度數(shù)據(jù)Gm獲得的像素的輝度設(shè)定為Bm(圖21中為第0幀的輝度)，將依據(jù)輸入灰度數(shù)據(jù)G(m+1)獲得的像素的輝度設(shè)定為B(m+1)(圖21中為第4幀以后的輝度)時，使第(m+1)幀內(nèi)的輝度變化ΔB小于等于輝度差(B(m+1)-Bm)的10％(ΔB≤B(m+1)-Bm×0.1)。因此，如圖中用橢圓圍起的區(qū)域所示，產(chǎn)生輝度變化的波形為3級的3級響應(yīng)。這樣，通過在第(m+1)幀中有目的地附加小電壓，盡管液晶的響應(yīng)實質(zhì)上延遲1幀份額，但第(m+2)幀中的輝度變化大，從而難以觀察液晶的響應(yīng)延遲所引起的移動圖像的邊緣的模糊。
以上的2個特征在采用電容耦合HT法的已有的液晶顯示裝置中不存在，是在本實施形態(tài)的液晶顯示裝置中新產(chǎn)生的現(xiàn)象。因此，消除基于這些特征而產(chǎn)生的問題點用的電容比Cc/Clc2的設(shè)定和液晶顯示裝置的驅(qū)動方法是通過本實施形態(tài)開始弄清楚的新技術(shù)。
本實施形態(tài)中，副像素A的像素電極16a、16b與副像素B的像素電極17都不是浮動狀態(tài)。像素電極16a、16b通過TFT21與漏極總線14連接，像素電極17通過TFT22與存貯電容總線18n連接。因此，與實施形態(tài)1相同，不產(chǎn)生圖像殘留，可以獲得視角特性良好的液晶顯示裝置。另外，針對本實施形態(tài)的液晶顯示裝置中新產(chǎn)生的現(xiàn)象，在與以往采用的范圍不同的范圍內(nèi)設(shè)定電容比Cc/Clc2，通過優(yōu)化液晶顯示裝置的驅(qū)動方法，可以獲得更良好的顯示特性。
實施形態(tài)3下面用圖22對本發(fā)明的實施形態(tài)3的液晶顯示裝置進(jìn)行說明。上述實施形態(tài)1和2中，雖然列舉了以像素區(qū)域被分割成副像素A、B的結(jié)構(gòu)為例，但本實施形態(tài)中，為了進(jìn)一步地改善視角特性，將像素區(qū)域分割為3個(或者3個上)副像素。圖22示出本發(fā)明的液晶顯示裝置的1個像素的等效電路。如圖22所示，本實施形態(tài)中，若與等效電路示于圖4的實施形態(tài)1的液晶顯示裝置相比，則除了第1控制電容Cc1(圖4中為控制電容Cc)之外，還在同一像素內(nèi)設(shè)置第2控制電容Cc2?？刂齐娙軨c2的一個電極與TFT21的源極電連接。控制電容Cc2的另一個電極通過第3TFT23與TFT21的源極連接，又與形成于第3副像素C的像素電極電連接。形成于第3副像素C的像素電極與TFT21的源極之間，通過控制電容Cc2進(jìn)行電容耦合。在形成于副像素C的像素電極與隔著液晶層與該像素電極對置的公共電極42之間，形成液晶電容Clc3。
為了將分別附加在各副像素A、B、C的液晶層的電壓Vpx1、Vpx2、Vpx3設(shè)定為各不相同的值，使電容比Cc1/Clc2、Cc2/Clc3為互不相同的值。為了將例如電壓Vpx1、Vpx2、Vpx3的關(guān)系設(shè)定為Vpx1＞Vpx2＞Vpx3，使(Cc1/Clc2)＞(Cc2/Clc3)即可。同樣，也可以將像素區(qū)域分割成大于等于4個的副像素。若采用本實施形態(tài)，則可以獲得比實施形態(tài)1和2更良好的視角特性。
本發(fā)明不局限于上述實施形態(tài)，而可以有各種變形。
例如，上述實施形態(tài)中雖然舉出MVA方式等的VA模式的液晶顯示裝置為例，但本發(fā)明并非局限于此，也可以應(yīng)用于TN模式等其他液晶顯示裝置。
又，上述實施形態(tài)中雖然舉出透射型的液晶顯示裝置為例，但本發(fā)明并非局限于此，也可以應(yīng)用于反射型和半透明型等其他的液晶顯示裝置。
還有，上述實施形態(tài)中，雖然舉出了在與TFT襯底2對置的對置襯底4上形成CF樹脂層40的液晶顯示裝置為例，但本發(fā)明并非局限于此，對于在TFT襯底2上形成CF樹脂層40的所謂CF-on-TFT結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置也可以適用。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置用襯底，其特征在于，具有相互并排地在襯底上形成的多條柵極總線；隔著絕緣膜與所述柵極總線交叉形成的多條漏極總線；具備在所述襯底上形成第1像素電極的第1副像素、以及在所述襯底上形成與所述第1像素電極分開的第2像素電極的第2副像素的像素區(qū)域；具備與第n根所述柵極總線電連接的柵極、與所述漏極總線電連接的漏極、以及與所述第1像素電極電連接的源極的第1晶體管；具備與第(n-1)根所述柵極總線電連接的柵極、與所述第1晶體管的源極和所述第2像素電極中的任意一個電連接的漏極、以及與所述第1晶體管的源極和所述第2像素電極中的另一個電連接的源極的第2晶體管；以及具備與所述第1晶體管的源極電連接，隔著絕緣膜與所述第2像素電極的至少一部分相對配置的控制電容電極，使所述第1晶體管的源極與所述第2像素電極電容耦合的控制電容部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置用襯底，其特征在于，第n行所述像素區(qū)域配置在所述第(n-1)條柵極總線與所述第n條柵極總線之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置用襯底，其特征在于，所述第2副像素與所述第1副像素的面積比，大于等于1/2、小于等于4。
4.一種液晶顯示裝置，具備相對配置的一對襯底、以及密封在所述一對襯底之間的液晶，其特征在于，所述一對襯底的一方，使用如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置用襯底。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述一對襯底的另一方，具有公共電極，所述控制電容部與在所述第2像素電極與所述公共電極之間形成的液晶電容的電容比為，大于等于3.5、小于等于12。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述電容比實質(zhì)上為6。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述一對襯底的另一方，具有公共電極，還具有并聯(lián)連接在在所述第2像素電極與所述公共電極之間形成的液晶電容的貯存電容，所述控制電容部的電容量與所述液晶電容和所述貯存電容的電容量之和的電容比，大于等于3.5、小于等于12。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述電容比實質(zhì)上為6。
9.一種液晶顯示裝置用襯底，其特征在于，具有相互并排地在襯底上形成的多條柵極總線；隔著絕緣膜與所述柵極總線交叉形成的多條漏極總線；與所述柵極總線并排形成的多條貯存電容總線；具備在所述襯底上形成第1像素電極的第1副像素、以及在所述襯底上形成與所述第1像素電極分開的第2像素電極的第2副像素的像素區(qū)域；具備與第n根所述柵極總線電連接的柵極、與所述漏極總線電連接的漏極、以及與所述第1像素電極電連接的源極的第1晶體管；具備與第(n-1)根所述柵極總線電連接的柵極、與所述貯存電容總線和所述第2像素電極中的任意一個電連接的漏極、以及與所述貯存電容總線和所述第2像素電極中的另一個電連接的源極的第2晶體管；以及具備與所述第1晶體管的源極電連接，隔著絕緣膜與所述第2像素電極的至少一部分相對配置的控制電容電極，使所述第1晶體管的源極與所述第2像素電極電容耦合的控制電容部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置用襯底，其特征在于，第n行的所述像素區(qū)域配置在所述第(n-1)條柵極總線與所述第n條柵極總線之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置用襯底，其特征在于，所述第2副像素與所述第1副像素的面積比，大于等于1/2、小于等于4。
12.一種液晶顯示裝置，具備相對配置的一對襯底、以及密封在所述一對襯底之間的液晶，其特征在于，所述一對襯底中的一枚襯底，使用如權(quán)利要求9所述的液晶顯示裝置用襯底。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述一對襯底的另一方，具有公共電極，所述控制電容部與在所述第2像素電極與所述公共電極之間形成的液晶電容的電容比為，大于等于0.5、小于等于1.3。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述電容比實質(zhì)上為0.75。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述一對襯底的另一方，具有公共電極，還具有并聯(lián)連接在所述第2像素電極與所述公共電極之間形成的液晶電容上的貯存電容，所述控制電容部的電容量與所述液晶電容和所述貯存電容的電容量之和的電容比大于等于0.5、小于等于1.3。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述電容比實質(zhì)上為0.75。
17.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述液晶具有負(fù)介電常數(shù)各向異性，在不施加電壓時所述液晶的取向?qū)嵸|(zhì)上垂直于襯底面。
18.一種液晶顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于，液晶顯示裝置具有相互并排地在襯底上形成的多條柵極總線；隔著絕緣膜與所述柵極總線交叉形成的多條漏極總線；具備在所述襯底上形成第1像素電極的第1副像素、以及在所述襯底上形成與所述第1像素電極分開的第2像素電極的第2副像素的像素區(qū)域；具備與第n根所述柵極總線電連接的柵極、與所述漏極總線電連接的漏極、以及與所述第1像素電極電連接的源極的第1晶體管；具備與第(n-1)根所述柵極總線電連接的柵極、與所述第1晶體管的源極和所述第2像素電極中的任意一個電連接的漏極、以及與所述第1晶體管的源極和所述第2像素電極中的另一個電連接的源極的第2晶體管；以及具備與所述第1晶體管的源極電連接，隔著絕緣膜與所述第2像素電極的至少一部分相對配置的控制電容電極，使所述第1晶體管的源極與所述第2像素電極電容耦合的控制電容部，在對這樣的液晶顯示裝置進(jìn)行驅(qū)動時，對于每一像素，將第m幀輸入灰度數(shù)據(jù)Gm與第(m+1)幀輸入灰度數(shù)據(jù)G(m+1)加以比較，在Gm＜G(m+1)的情況下，將所述第(m+1)幀輸出灰度數(shù)據(jù)G’(m+1)修正為Gm＜G’(m+1)＜G(m+1)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的液晶顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于，在Gm＞G(m+1)的情況下，將所述第(m+1)幀輸出灰度數(shù)據(jù)G’(m+1)修正為Gm＞G’(m+1)＞G(m+1)。
20.一種液晶顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于，液晶顯示裝置具有相互并排地在襯底上形成的多條柵極總線；隔著絕緣膜與所述柵極總線交叉形成的多條漏極總線；與所述柵極總線并排形成的多條貯存電容總線；具備在所述襯底上形成第1像素電極的第1副像素、以及在所述襯底上形成與所述第1像素電極分開的第2像素電極的第2副像素的像素區(qū)域；具備與第n根所述柵極總線電連接的柵極、與所述漏極總線電連接的漏極、以及與所述第1像素電極電連接的源極的第1晶體管；具備與第(n-1)根所述柵極總線電連接的柵極、與所述貯存電容總線和所述第2像素電極中的任意一方電連接的漏極、以及與所述貯存電容總線和所述第2像素電極中的另一方電連接的源極的第2晶體管；以及具備與所述第1晶體管的源極電連接，隔著絕緣膜與所述第2像素電極的至少一部分相對配置的控制電容電極，使所述第1晶體管的源極與所述第2像素電極電容耦合的控制電容部，在對這樣的液晶顯示裝置進(jìn)行驅(qū)動時，對于每一像素，將第m幀輸入灰度數(shù)據(jù)Gm與第(m+1)幀輸入灰度數(shù)據(jù)G(m+1)加以比較，在Gm＜G(m+1)的情況下，將所述第(m+1)幀輸出灰度數(shù)據(jù)G’(m+1)修正為G’(m+1)＞G(m+1)。
21.一種液晶顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于，液晶顯示裝置具有相互并排地在襯底上形成的多條柵極總線；隔著絕緣膜與所述柵極總線交叉形成的多條漏極總線；與所述柵極總線并排形成的多條貯存電容總線；具備在所述襯底上形成第1像素電極的第1副像素、以及在所述襯底上形成與所述第1像素電極分開的第2像素電極的第2副像素的像素區(qū)域；具備與第n根所述柵極總線電連接的柵極、與所述漏極總線電連接的漏極、以及與所述第1像素電極電連接的源極的第1晶體管；具備與第(n-1)根所述柵極總線電連接的柵極、與所述貯存電容總線和所述第2像素電極中的任意一方電連接的漏極、以及與所述貯存電容總線和所述第2像素電極中的另一方電連接的源極的第2晶體管；以及具備與所述第1晶體管的源極電連接，隔著絕緣膜與所述第2像素電極的至少一部分相對配置的控制電容電極，使所述第1晶體管的源極與所述第2像素電極電容耦合的控制電容部，在對這樣的液晶顯示裝置進(jìn)行驅(qū)動時，對于每一像素，將第m幀輸入灰度數(shù)據(jù)Gm與第(m+1)幀輸入灰度數(shù)據(jù)G(m+1)加以比較，在Gm＜G(m+1)的情況下，將所述第(m+1)幀輸出灰度數(shù)據(jù)G’(m+1)修正為Gm＜G’(m+1)＜G(m+1)，而且修正為小于等于所述第(m+1)幀內(nèi)的輝度變化ΔB為根據(jù)所述輸入灰度數(shù)據(jù)Gm得到的輝度Bm與根據(jù)所述輸入灰度數(shù)據(jù)G(m+1)得到的輝度B(m+1)的輝度差(B(m+1)-Bm)的10％。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種液晶顯示裝置用襯底和具備所述襯底的液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法，本發(fā)明的目的在于提供能夠得到良好的顯示特性的液晶顯示裝置用襯底以及具備所述襯底的液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明形成這樣的結(jié)構(gòu)、即具有具備形成像素電極(16a、16b)的副像素(A)和形成像素電極(17)的副像素(B)的像素區(qū)域、具備連接在柵極總線(12n)的柵極和連接在像素電極(16a、16b)的源極(21b)的TFT(21)、具備連接在柵極總線12(n－1)的柵極(22c)、連接在源極(21b)的漏極(22a)、以及連接在像素電極(17)的源極(22b)的TFT(22)、以及使源極(21b)與像素電極(17)電容耦合的控制電容部。
文檔編號G09G3/36GK1800919SQ2005101073
公開日2006年7月12日 申請日期2005年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者鎌田豪, 仲西洋平, 上田一也, 吉田秀史, 津田英昭 申請人:夏普株式會社