專利名稱：電光裝置及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置等電光裝置，特別是涉及所謂的橫向電場方式的液晶顯示裝置。
背景技術：
以往的TN(Twisted Nematic，扭曲向列)方式等的液晶顯示裝置，將液晶封入2塊透明基板間，并通過利用設置在各基板上的透明電極沿與基板垂直的方向施加電場，控制液晶分子的取向。與此相對，近年已知來有一種將加到液晶上的電場的方向設成與基板基本平行的方向的方式(例如，參照專利文獻1)。它們被稱為橫向電場方式、IPS(In-Plane Switching，面內切換)方式等。
在上述液晶顯示裝置中，采用的是使用薄膜晶體管作為開關元件的TFT(Thin Film Transistor)驅動方式。但是，為了形成TFT元件，必須反復進行曝光、顯影、蝕刻(腐蝕)等處理，所以，存在有制造工序長、其成本也增加這樣的缺點。
在以往的縱向電場驅動模式的液晶面板中，已知有一種根據(jù)顯示數(shù)據(jù)通過脈沖寬度調制或電壓調制生成信號電壓的驅動方法，但是，這又存在有會使顯示圖像發(fā)生橫紋不規(guī)則或縱向串擾、顯示品質下降的問題。鑒于上述問題，又提出了在液晶面板的像素電極間形成遮蔽結構的方案(例如，參照專利文獻1及2)。但是，當采用這樣的遮蔽結構時，又出現(xiàn)了會導致開口率下降這樣的問題。
專利文獻1特開2000-162602號公報專利文獻2特開2003-87734號公報專利文獻3特開平11-337980號公報發(fā)明內容本發(fā)明要解決的問題是通過使用TFD(Thin Film Diode，薄膜二極管)等非線性電阻元件作為開關元件、使橫向電場方式的液晶顯示裝置的制造工序簡單化。
在本發(fā)明的1個觀點中，在將電光物質夾持在一對基板間而成的電光裝置中，上述基板的一方具有第1電極群、以絕緣層介于中間與上述第1電極群交叉的第2電極群、一端與上述第2電極群連接的非線性電阻元件、以及與上述第1電極群相對并且與上述非線性電阻元件的另一端連接的像素電極。
上述電光裝置可以采用例如作為電光裝置將液晶夾持在一對基板間而成的液晶顯示裝置。一對基板中的一方，作為電極基板而構成，并在其上形成第1電極群、以絕緣層介于中間而與第1電極群交叉的第2電極群、一端與第2電極群連接的非線性電阻元件、以及與第1電極群相對并且與上述非線性電阻元件的另一端連接的像素電極。根據(jù)該結構，第2電極群與非線性電阻元件的一端連接，像素電極與非線性電阻元件的另一端連接。另外，像素電極與第1電極群相對而配置。因此，通過向第1電極群和像素電極通電，在與基板平面大致平行的方向上產(chǎn)生所謂的橫向電場，利用該橫向電場控制液晶等的電光物質的取向。另外，非線性電阻元件是金屬—絕緣層—金屬的所謂的TFD(MIM)結構，因此，制造工序簡單。由此，可以以低成本來制造所謂的橫向電場方式的顯示裝置。
在上述電光裝置的一形態(tài)中，上述非線性電阻元件可以通過將構成上述第1電極群的材料氧化而形成。另外，上述絕緣層可以通過將上述第1電極群氧化而形成。這樣，通過例如陽極氧化法或其他氧化工序，便可很容易地形成絕緣層。
在上述電光裝置的另一形態(tài)中，上述像素電極的一部分以上述絕緣層介于中間而與上述第1電極群重疊。由此，便可在該部分形成存儲電容。
在上述電光裝置的另一形態(tài)中，可以利用構成上述第2電極群的材料將上述第1電極群的一部分覆蓋。另外，可以在上述第2電極群的下層，由構成上述第1電極群的材料設置基底電極。由此，可以分別使第1電極群的一部分和第2電極群低電阻化。
在上述電光裝置的另一形態(tài)中，上述絕緣層可以采用樹脂層。這時，上述樹脂層可以僅設置在上述第1電極群與上述第2電極群交叉的區(qū)域，也可以設置在除了上述非線性電阻元件的區(qū)域以外的其他全體區(qū)域上。進而，可以將上述樹脂層兼用作濾色器層。由此，就不必單獨形成濾色器層。
在上述電光裝置的另一形態(tài)中，由上述第1電極群的1個電極線、設置在上述1個電極線的兩側的一對非線性電阻元件和設置在上述1個電極線的兩側的一對像素電極構成1個顯示單位。由此，即使一方的像素電極一側出現(xiàn)顯示不良，也可以利用另一方進行顯示。
這種情況下，也可以使上述一對非線性電阻元件的電氣特性不同。另外，也可以使上述一對像素電極的每一個與上述1個電極線間的電極間隔不同。通過使非線性電阻元件的長度及/或像素電極的電極間隔不同，可以使各像素電極區(qū)域中的顯示特性不同，改善視角。
另外，在上述電光裝置的另一形態(tài)中，上述像素電極由上述第2電極群的一部分所包圍，具有將掃描電壓加到上述第1電極群上、將根據(jù)顯示數(shù)據(jù)而進行了脈沖寬度調制的驅動電壓供給上述第2電極群的驅動電路。由此，就可以在電光面板上顯示圖像數(shù)據(jù)。在通常的縱向電場模式的液晶顯示裝置等中，在采用利用了脈沖寬度調制的驅動方式的情況下，有時會在顯示圖像上產(chǎn)生橫向條紋狀的顯示不規(guī)則，但是，在上述電光裝置中，像素電極被第1電極群包圍而具有電氣屏蔽的結構，所以，可以防止發(fā)生橫向條紋狀的顯示不規(guī)則。
在本發(fā)明的另一觀點中，在將電光物質夾持在一對基板間而成的電光裝置中，上述基板的一方具有設置在上述一方的基板上的電極層、以絕緣層介于中間設置在上述電極層上的電極群、一端與上述電極群連接的非線性電阻元件、和以上述絕緣層介于中間而設置在上述電極層上的并且與上述非線性電阻元件的另一端連接的像素電極。
上述電光裝置例如可以是作為電光裝置將液晶夾持在一對基板間而成的液晶顯示裝置。一對基板中的一方設置有電極層、以絕緣層介于中間而設置在上述電極層上的電極群、一端與上述電極群連接的非線性電阻元件、和以上述絕緣層介于中間而設置在上述電極層上的并且與上述非線性電阻元件的另一端連接的像素電極。因此，通過向電極層和像素電極通電，可在與基板平面大致平行的方向上產(chǎn)生所謂的橫向電場，通過該橫向電場控制液晶等的電光物質的取向。另外，非線性電阻元件是金屬—絕緣層—金屬的所謂的TFD(MIM)結構，所以，制造工序簡單。因此，可以以低成本制造所謂的橫向電場方式的顯示裝置。
在上述電光裝置中，如果利用透明材料構成上述電極層，就可以進行透過顯示，如果利用反射材料構成，就可以進行反射顯示。
另外，在上述電光裝置的另一形態(tài)中，上述像素電極被上述第1電極群的一部分所包圍，具有將掃描電壓加到上述第1電極群上、將根據(jù)顯示數(shù)據(jù)進行了電壓調制的驅動電壓供給上述第2電極群的驅動電路。由此，就可以在電光面板上顯示圖像數(shù)據(jù)。在通常的縱向電場模式的液晶顯示裝置等中，在采用利用了電壓調制的驅動方式的情況下，有時會在顯示圖像中發(fā)生縱向串擾，但是，在上述電光裝置中，像素電極被第1電極群包圍而具有電氣屏蔽的結構，所以，可以防止發(fā)生縱向串擾。
在本發(fā)明的另一觀點中，將電光物質夾持在一對基板間而成的電光裝置的制造方法，包括在一方的基板上形成電極并進行氧化的第1工序；將上述電極的一部分分離而形成第1電極群和非線性電阻元件的第2工序；在上述第1電極群上形成絕緣層的第3工序；和形成以上述絕緣層介于中間與上述第1電極群交叉并且與上述非線性電阻元件的一端連接的第2電極群以及與上述第1電極群相對并且與上述非線性電阻元件的另一端連接的像素電極的第4工序。
上述電光裝置例如可以采用作為電光裝置將液晶夾持在一對基板間而成的液晶顯示裝置。第1電極群與非線性電阻元件的一端連接，像素電極與非線性電阻元件的另一端連接。另外，像素電極與第1電極群相對而配置。因此，通過向第1電極群和像素電極通電，可在與基板平面大致平行的方向上產(chǎn)生所謂的橫向電場，通過該橫向電場控制液晶等的電光物質的取向。另外，非線性電阻元件是金屬—絕緣層—金屬的所謂的TFD(MIM)結構，所以，制造工序簡單。因此，可以以低成本制造所謂的橫向電場方式的顯示裝置。
在上述電光裝置的制造方法中，上述絕緣層可以通過將上述第1電極群氧化而形成，也可以通過將樹脂層涂布到上述第1電極群上而形成。
另外，通過在上述第1電極群的一部分上形成上述第2電極群，可以使第1電極群低電阻化。另外，在上述第1工序中，通過還在與上述第2電極群相對應的區(qū)域形成上述電極群，可以使第2電極群低電阻化。
在本發(fā)明的另一觀點中，將電光物質夾持在一對基板間而成的電光裝置的制造方法，包括在一方的基板上形成電極層的第1工序；將上述電極層的一部分分離而形成非線性電阻元件的第2工序；在上述電極層上形成絕緣層的第3工序；和在上述絕緣層上形成與上述非線性電阻元件的一端連接的電極群以及與上述非線性電阻元件的另一端連接的像素電極的第4工序。
上述電光裝置例如可以采用作為電光裝置將液晶夾持在一對基板間而成的液晶顯示裝置。一對基板中的一方設置有電極層、以絕緣層介于中間而設置在上述電極層上的電極群、一端與上述電極群連接的非線性電阻元件、和以絕緣層介于中間而設置在上述電極層上的并且與上述非線性電阻元件的另一端連接的像素電極。因此，通過向電極層和像素電極通電，可在與基板平面大致平行的方向上產(chǎn)生所謂的橫向電場，通過該橫向電場控制液晶等的電光物質的取向。另外，非線性電阻元件是金屬—絕緣層—金屬的所謂的TFD(MIM)結構，所以，制造工序簡單。因此，可以以低成本制造所謂的橫向電場方式的顯示裝置。


圖1表示應用了本發(fā)明的液晶顯示裝置的簡要結構。
圖2是表示第1實施方式的電極結構的制造工序的平面圖(俯視圖)。
圖3是表示第1實施方式的電極結構的制造工序的剖面圖。
圖4是表示第1實施方式的電極結構的制造工序的剖面圖。
圖5是表示第2實施方式的電極結構的平面圖和剖面圖。
圖6是表示第3實施方式的第1實施例的電極結構的圖。
圖7是表示第3實施方式的第2實施例的電極結構的圖。
圖8是表示第4實施方式的電極結構的制造工序的平面圖。
圖9是表示第5實施方式的第1實施例的電極結構的制造工序的平面圖。
圖10是表示第5實施方式的第2實施例的電極結構的制造工序的平面圖。
圖11是第5實施方式的應用例的平面圖。
圖12是第6實施方式的電極結構的平面圖。
圖13是第7實施方式的第1實施例的電極結構的平面圖。
圖14是第7實施方式的第2實施例的電極結構的平面圖。
圖15是第7實施方式的第3實施例的電極結構的平面圖。
圖16是第8實施方式的第1實施例的電板結構的平面圖和剖面圖。
圖17是第8實施方式的第2實施例的電極結構的平面圖和剖面圖。
圖18是第9實施方式的電極結構的平面圖。
圖19是第10實施方式的電極結構的平面圖。
圖20是第11實施方式的電極結構的平面圖。
圖21是表示第11實施方式的電板結構的排列例子的平面圖。
圖22是表示本發(fā)明的實施方式的顯示裝置的電氣結構的框圖。
圖23是表示液晶顯示裝置中的Y驅動器的結構的框圖。
圖24是用于說明Y驅動器的動作的定時圖(時序圖)。
圖25是用于說明Y驅動器的掃描信號的電壓波形的圖。
圖26是表示加到顯示裝置的各行上的選擇電壓的極性的時間表。
圖27是表示第1驅動方法的X驅動器的結構的框圖。
圖28是用于說明X驅動器的動作的定時圖(時序圖)。
圖29是X驅動器的數(shù)據(jù)信號的電壓波形的定時圖。
圖30是表示第2驅動方法的X驅動器的結構的框圖。
圖31是表示應用本發(fā)明的電子設備的電路結構的簡要框圖。
圖32表示應用本發(fā)明的電子設備的例子。
標號說明1 電極結構10下側基板11透明基板13、23取向膜20上側基板21透明基板22濾色器 110、210、310 信號電極111 TFD元件部 112 絕緣層113、213共用電極 114、214 像素電極120 樹脂絕緣層具體實施方式
下面，參照

本發(fā)明的實施方式。
液晶顯示裝置的整體結構圖1表示應用本發(fā)明的液晶顯示裝置的簡要結構。液晶顯示裝置100是IPS(In-Plane Switching)方式或FFS(Fringe Field Switching，干涉場切換)方式等的所謂的橫向電場方式的液晶顯示裝置。以往的垂直驅動型的液晶顯示裝置，對夾持在2塊透明基板間的液晶沿與透明基板面垂直的方向供給驅動電場而驅動液晶的取向。與此相對，在橫向電場驅動方式的液晶顯示裝置中，在形成有電極結構的基板側，沿與透明基板面大致平行的方向生產(chǎn)驅動電場而控制液晶分子的取向。
在圖1中，液晶顯示裝置100是通過將液晶封入借助密封材料3而相互粘貼在一起的下側基板10與上側基板20之間而構成的。另外，下側基板10因為形成有后述的橫向電場方式的電極結構，所以也稱為“電極基板”。
在圖1中，下側基板10具有如玻璃基板等的透明基板11，在該透明基板11的內面?zhèn)?圖中上側)形成后面所述的橫向電場方式的各種電極結構1。另外，在電極結構1上形成取向膜13。另一方面，上側基板20同樣具有如玻璃等的透明基板21，在其內面?zhèn)?圖中下側)形成濾色器22，進而再在其下側形成取向膜23。由電極結構1如箭頭所示的那樣形成橫向的電場E，由該電場E控制液晶層內的液晶分子的取向。在此，在本發(fā)明中，以利用TFD結構形成電極結構1為基本的特征。
下面，對電極結構1的優(yōu)選的實施方式詳細地進行說明。
第1實施方式第1實施方式具有IPS方式的電極結構1。圖2是表示第1實施方式的電極結構的一部分的制造工序的平面圖，圖3和圖4是其部分剖面圖。另外，圖2表示的是沿縱向排列的2像素的區(qū)域。另外，圖3是圖2中的X1-X1’剖面圖，圖4是圖2中的X2-X2’剖面圖。
電極結構1的制造方法如圖所示，首先，作為工序P1，在透明基板11上利用鉭(Ta)等形成信號電極110。具體而言，通過濺射將鉭形成在玻璃的透明基板11上，并利用光刻法將其形成圖示那樣的形狀。進而，利用陽極氧化法等對其進行氧化，在表面形成氧化膜(TaOx)。
其次，在工序P2中，將形成的信號電極110的一部分分離而形成TFD元件部111。再次，作為工序P3，僅對TFD元件部111以外的信號電極110進一步進行氧化，形成作為絕緣層112的氧化膜(TaOx)。然后，作為工序P4，如圖所示，在TFD元件部111上形成像素電極114，同時在TFD元件部111和信號電極110上形成共用電極113。這些像素電極114和共用電極113由例如鉻(Cr)等形成。具體而言，利用濺射法形成例如鉻的薄膜，然后利用光刻法將其形成圖示那樣的形狀。這樣，就形成了TFD元件部分115。
當將掃描電壓加到信號電極110上、并進一步將驅動電壓加到共用電極113上時，則如圖4(d)所示，在像素電極114與信號電極110之間產(chǎn)生橫向電場E。通過該橫向電場，液晶層內的液晶分子的取向受到控制。
另外，在本實施方式中，如圖2所示，在各像素區(qū)域內，信號電極110和像素電極114被形成為略呈“ㄑ”字形，但這是為了使在從圖2的上方側和下方側看同1個像素時所得到的視覺(景象)相同、改善視角的緣故，在本發(fā)明中并不是必須的結構。即，也可以將信號電極110和像素電極114沿圖2的縱向形成直線狀。
這樣，在IPS方式的電極結構1中，由于形成TFD元件作為開關元件，因此與形成TFT元件的情況相比可以大大縮短制造工序。
另外，平面看時，像素電極114被信號電極110將除了共用電極115側以外的3個方向包圍起來，成為通過共用電極115而被電氣屏蔽的結構。這樣，如后所述，可以降低其與相鄰的像素電極或信號電極之間的寄生電容的影響，從而可以防止顯示不規(guī)則或串擾。
第2實施方式下面，對第2實施方式進行說明。將第2實施方式的電極結構1的平面圖表示在圖5(a)中，將其X3-X3’的剖面圖表示在圖5(b)中。與圖2比較可知，第2實施方式的電極結構1與第1實施方式的基本上相同。但是，在第2實施方式中，在虛線所示的區(qū)域119中使像素電極114a與信號電極110交叉，形成了存儲(保持)電容，在這一點是與第1實施方式不同的。
若設TFD元件部115的電容為CTFD、設區(qū)域119的存儲電容為CPIX，則通過使兩者的比為CPIX/CTFD＝6～12左右，可以得到良好的對比度。
具體的制造方法與參照圖2～4所說明的第1實施方式的方法基本相同，只要在工序P4中、在利用濺射法形成鉻之后、利用光刻法形成像素電極114a之時，在區(qū)域119內使像素電極114a與信號電極112交叉即可。
第3實施方式下面，對第3實施方式進行說明。將第3實施方式的第1實施例的電極結構1的平面圖表示在圖6(a)中，將其X4-X4’的剖面圖表示在圖6(b)中。第3實施方式的第1實施例的電極結構基本上與第1實施方式相同。但是，在第3實施方式中，如圖6(a)所示，在信號電極110上還形成鉻的電極116或117，從而使信號電極110低電阻化。如在第1實施方式中所說明的那樣，在工序P3中，通過對信號電極110進行陽極氧化，在信號電極110的表面上作為絕緣層112形成了氧化膜。其結果是，信號電極110減少了相當于該氧化膜112部分的膜厚，導致電阻變大。因此，在第3實施方式中，通過在信號電極110上進一步形成鉻的電極116或117，可使信號電極110低電阻化。
此外，電極116是僅在信號電極110的一部分上形成鉻的電極的例子，電極117是形成在信號電極110的幾乎整個區(qū)域(夾著像素電極的區(qū)域)上的例子。另外，實際上，對于電極結構1的整個區(qū)域，可以形成電極116或117中的任意一方，也可以將兩者組合而形成。
在形成了電極116或117的部分中，如圖6(b)所示，在鉭的信號電極110上形成有鉭氧化物的絕緣層112，進而再在其上形成鉻的電極116或117。這樣，通過在信號電極110上形成鉻的電極116或117，可以使信號電極部分低電阻化。另外，鉻的電極116或117的形成，可以與在第1實施方式中形成鉻的像素電極114和共用電極113的工序P4同時進行。即，作為工序P4a，只要在通過濺射形成鉻之后、利用光刻法對像素電極114、共用電極113和電極116(或117)進行圖案成形處理即可。因為不必為了形成鉻的電極116、117增加新的工序，所以，不使工序數(shù)增加即可實現(xiàn)信號電極110的低電阻化。
在上述例中，如圖6(b)所示，鉭氧化物的絕緣層112介于鉭的信號電極110與鉻的電極116之間。因此，雖然對于提供給信號電極的驅動電壓中的高頻成分來說，信號電極110和鉻的電極116以高頻方式成為短路狀態(tài)，實現(xiàn)低電阻化，但是，對于低頻和直流成分來說，由于介設有鉭氧化物的絕緣層112，所以，低電阻化就會變得不充分。
因此，在以下所述的第3實施方式的第2實施例中，如圖7所示，在形成鉻的電極116的區(qū)域，除去信號電極110上的鉭氧化物絕緣層112，在信號電極110上直接形成鉻的電極1l6。這樣，如圖7(b)所示，在信號電極110的部分，不夾著絕緣層而在鉭的信號電極110上形成鉻的電極116，不僅對于高頻成分、而且對于低頻成分和直流成分也可以實現(xiàn)低電阻化。
這種情況下的制造方法，直至工序P3以前是和第2實施方式一樣的。當在工序P3中形成絕緣層112之后，只要在工序P4中除去形成鉻的電極116的區(qū)域的絕緣層112、在其上形成鉻的電極116即可。當然，像素電極114和共用電極113也可以同時在工序P4中形成。
另外，這些情況對于鉻的電極117也是一樣的。同樣，為了使信號電極低電阻化，可以在工序P1之前，在鉭的信號電極110之下形成如鉻等的基底電極。
如上所述，在第3實施方式中，通過在像素電極114和共用電極113的形成工序中，進一步在信號電極110上形成電極116或117，可以使信號電極低電阻化。
另外，在本實施例中還同時應用第2實施方式，可以確保存儲電容。
第4實施方式.
下面，對第4實施方式進行說明。第3實施方式是使信號電極實現(xiàn)低電阻化的例子，而第4實施方式是使共用電極113實現(xiàn)低電阻化的例子。圖8利用平面圖表示第4實施方式的電極結構的制造工序。與圖2比較可知，在第4實施方式中，在形成共用電極113的區(qū)域，預先形成鉭的基底電極118。由此，共用電極113的部分成為在鉭的基底電極118上形成有鉻的共用電極113的層疊構造。這與第3實施方式的圖7所示的例子一樣，因為中間不存在介設的絕緣層，所以，從直流成分到高頻成分都可以實現(xiàn)低電阻化。
制造工序除了形成鉭的基底電極118以外與第1實施方式基本上相同。即，如圖8所示，在工序P11中形成鉭的信號電極110和基底電極118。其次，在工序P12中，將信號電極110的一部分分離形成TFD元件部111，在工序P13中，在信號電極110上利用陽極氧化等形成鉭氧化物的絕緣層112。然后，在工序P14中，形成如鉻等的像素電極114和共用電極113。這時，因為共用電極113被形成在由工序P11所形成的基底電極118上，所以，可以實現(xiàn)共用電極部分的低電阻化。
另外，當在工序P11中形成鉭的信號電極110之后，在進行了陽極氧化的情況下，與第3實施方式中圖6所示的同樣地，由于鉭氧化物的絕緣層會介于鉭的基底電極118與鉻的共用電極113之間，所以，可以預見相對于直流和低頻成分的低電阻化的效果會降低。與此相對，只要在工序P11中不對信號電極110和基底電極118進行陽極氧化，則在基底電極118與共用電極113之間就不會介有鉭氧化物的絕緣層，所以，從直流到高頻成分都可以實現(xiàn)低電阻化。
另外，第4實施方式的共用電極的低電阻化，可以與第3實施方式的信號電極的低電阻化同時應用。另外，在本實施例中也同時應用第2實施方式，則可以確保存儲電容。
第5實施方式.
下面，對第5實施方式進行說明。在上述第1實施方式～第4實施方式中，為了將信號電極110與共用電極113絕緣，對如鉭等的信號電極110進行陽極氧化，形成鉭氧化物的絕緣層112。與此相對，在第5實施方式中，在信號電極110上利用如丙烯酸系等樹脂形成絕緣層而取代形成鉭氧化物的絕緣層112，將信號電極110與共用電極113絕緣。
圖9利用平面圖表示第5實施方式的第1實施例的電極結構的制造工序。首先，在工序P21中，在玻璃等透明基板11上形成如鉭等的信號電極110并進行氧化，在工序P22中將其一部分分離，形成TFD元件部111。至此為止是與第1實施方式的工序P1和P2相同的。
其次，在工序P23中，形成丙烯酸系等透明樹脂的絕緣層120，以覆蓋信號電極110。這可以通過將例如丙烯酸系樹脂涂布在信號電極110上而進行。然后，在工序P24中，在信號電極110與共用電極113交叉的區(qū)域121以外的區(qū)域，除去所形成的絕緣層120。這樣，如圖9所示，樹脂絕緣層就僅僅保留在信號電極110中的與共用電極113交叉的區(qū)域121處。
然后，在工序P25中，與第1實施方式等同樣地，形成如鉻等的像素電極114和共用電極113。這時，在區(qū)域121中，共用電極113被形成于在工序P23和P24中形成有樹脂絕緣層的區(qū)域上。因此，通過將樹脂絕緣層介設于信號電極110與共用電極113之間，兩電極電氣絕緣。
下面，對第5實施方式的第2實施例進行說明。在圖9所示的第1實施例中，在工序P23中覆蓋信號電極全體地形成丙烯酸系等的絕緣層120，然后在工序P24中僅將信號電極110和共用電極113交叉的區(qū)域121中的絕緣層120留下，而將其他區(qū)域的絕緣層120除去。其結果是，最后形成了僅在信號電極110與共用電極113交叉的區(qū)域121中保留有樹脂的緣層的構造。與此相對，在圖10所示的第2實施例中，僅將共用電極113與TFD元件部111導通的區(qū)域123處的樹脂絕緣層除去。因此，就形成了在包含信號電極110與共用電極113交叉的區(qū)域121在內的其他區(qū)域上保留有樹脂絕緣層的結構。
作為基本的電極結構，在信號電極110與共用電極113交叉的部分必須將兩電極絕緣，并且，像素電極114和共用電極113必須與TFD元件部111導通。因此，在圖9的例中，僅在信號電極110與共用電極113交叉的部分保留樹脂絕緣層，在TFD元件11的部分除去樹脂絕緣層。與比相對，在圖10的例中，在包含信號電極110與共用電極113交叉的部分在內的全部區(qū)域上保留樹脂絕緣層，僅在TFD元件部111的區(qū)域123處除去樹脂絕緣層，從而可以使TFD元件111與像素電極114及共用電極113導通。
圖10利用平面圖表示第2實施例的電極結構的制造工序。首先，在工序P31中形成信號電極110并進行氧化，在工序P32中，將其一部分分離，形成TFD元件部111。其次，利用丙烯酸系等透明樹脂形成絕緣層120，以將信號電極110和TFD元件部111覆蓋。至此為止是與圖9所示的工序P21～P23一樣的。
其次，在工序P34中，僅在TFD元件部111的區(qū)域123處除去丙烯酸系的絕緣層120。然后，在絕緣層120上形成如鉻等的像素電極114和共用電極113。因為在TFD元件部111的區(qū)域123中利用工序P34除去了樹脂絕緣層，所以可確保TFD元件111與像素電極114和共用電極113的導通。
另外，因為在TFD元件111的區(qū)域123以外的區(qū)域上保留著丙烯酸系的絕緣層，所以，在信號電極110與共用電極113之間介有丙烯酸系的絕緣層，信號電極110與共用電極113的絕緣也得到確保。
此外，在本實施例中還同時應用第2實施方式，則可以確保存儲電容。
圖l1表示第5實施方式的應用例。在圖10所示的例子中，在TFD元件部111的區(qū)域123以外保留著丙烯酸系的絕緣層120，但是在圖11所示的應用例中，將丙烯酸系的絕緣層120設成濾色器層。圖11表示由RGB的子像素構成的縱向的2像素的電極結構。各子像素內的電極結構與圖10所示的一樣，在TFD元件部111的區(qū)域123以外的區(qū)域形成兼作RGB各色的濾色器的丙烯酸系絕緣層。該丙烯酸系絕緣層從圖11的左側開始，由還具有作為紅色濾色器的功能的丙烯酸系絕緣層120R、還具有作為綠色濾色器的功能的丙烯酸系絕緣層120G和還具有作為藍色濾色器的功能的丙烯酸系絕緣層120B構成。由該3個子像素構成彩色的1像素。
兼作濾色器的丙烯酸系絕緣層120R～120B例如可以通過涂布分散有各色的顏料的丙烯酸系樹脂的抗蝕劑并進行曝光、顯影及必要的腐蝕處理而形成。這樣，通過將丙烯酸系的絕緣層兼作濾色器層，可以省略圖1所示的上側基板20側的濾色器層22，從而可以簡化制造工序。
第6實施方式下面，對第6實施方式進行說明。第6實施方式是關于電極結構1的各電極的變形的實施方式。圖12表示第6實施方式的電極結構1的例子。在上述第1實施方式～第5實施方式中，將信號電極110和像素電極114形成為略呈“ㄑ”字的形狀，但是，在圖12所示的第6實施方式中，將信號電極110和像素電極114形成為略呈“ヘ”字的形狀。此外，各電極的制造方法與第1實施方式基本上相同。即，在玻璃等透明基板11上首先形成鉭的信號電極110，根據(jù)需要進行陽極氧化，之后將其一部分分離，形成TFD元件部111。其次，對信號電極110進行陽極氧化，在信號電極110上利用鉭氧化物形成絕緣層112，進而利用鉻等形成像素電極114和共用電極113。
在本實施例的電極結構中，和第1實施方式一樣，可以應用上述第2實施方式～第5實施方式。
第7實施方式下面，對第7實施方式進行說明。第7實施方式是關于電極結構1的各電極的排列的應用的。在上述第1實施方式～第6實施方式中，在像素電極的兩側形成信號電極，產(chǎn)生橫向電場，但是，在第7實施方式中，在1條信號電極的兩側大體對稱地形成TFD元件和像素電極，由此來形成1像素(1子像素)。
圖13表示第7實施方式的電極結構的第1實施例。如圖所示，在由絕緣層112所覆蓋的1條信號電極110的兩側形成TFD元件部111，并分別與其導通地形成一對像素電極114。另外，與信號電極110大致正交地形成共用電極113。包含1條信號電極110和一對像素電極114在內的區(qū)域130形成1個子像素。按照該電極結構，例如與圖2所示的第1實施方式的電極結構相比，由一對像素電極114共用1條信號電極110，從而可以相應程度地提高每1子像素的開口率。另外，因為由一對TFD元件111和像素電極114構成1個子像素，所以，還存在有以下的優(yōu)點，也就是說，即使一方的TFD元件111出現(xiàn)不良時，只要另一方的TFD元件111正常地動作，就可以避免該子像素本身不能顯示的情況。
進而，通過使信號電極110與在其兩側形成的像素電極114的距離、即電極間隔D在1個子像素內不同，可以改善視角。具體而言，如圖13所示，設信號電極110與左側的像素電極114的電極間隔為D1、信號電極110與右側的像素電極114的電極間隔為D2，使D1和D2不同。由此，在信號電極110的兩側，可以使在其與像素電極114之間產(chǎn)生的橫向電場的強度不同。因此，在1個子像素130內的左右的區(qū)域內，可以使驅動特性(表示對液晶施加的驅動電壓和與其相對的液晶層的透過率的關系的特性)不同。因此，通過適當?shù)卦O定電極間隔D1和D2、調整驅動特性，即使驅動電壓發(fā)生變化，作為1子像素整體也可以得到指定的透過率，從而可以改善視角。進而，通過調整電極間隔D1和D2，還可以使在1子像素130內的左右區(qū)域內驅動特性不同，將一方設為透過區(qū)域而將另一方設為反射區(qū)域。
圖14表示第7實施方式的電極結構的第2實施例。如圖所示，第2實施例在大致正交地形成的信號電極110和共用電極113的上下左右的周邊4個區(qū)域內分別形成TFD元件部111和像素電極114，由這4個區(qū)域形成1個子像素。由此，即使4個區(qū)域中的3個區(qū)域TFD元件部111發(fā)生不良也可以由剩余的1個區(qū)域進行顯示。另外，與第1實施例一樣，通過使各區(qū)域中的電極間距離不同，可以將各區(qū)域設為透過區(qū)域或反射區(qū)域而使用等，以改善視角。
圖15表示第7實施方式的電極結構的第3實施例。在本例中，與圖14所示的第2實施例一樣，在由大致正交地形成的信號電極110和共用電極113形成的周邊4個區(qū)域內分別形成TFD元件部111和像素電極114。進而，在圖15的第3實施例中，使TFD元件部111的大小各不相同。當使TFD元件部111的大小不同時，作為開關元件的TFD元件的驅動特性就不同，從而可以使與所施加的驅動電壓相對的液晶層的透過率的特性在每個區(qū)域有所不同。因此，可以與上述的調整電極間距離D的方式同樣地，將各區(qū)域設為透過區(qū)域或反射區(qū)域而使用等等，在各區(qū)域實現(xiàn)不同的特性，從而改善作為1個子像素整體的視角。
第8實施方式下面，對第8實施方式進行說明。上述第1實施方式～第7實施方式作為橫向電場方式使用了IPS方式，但是在第8實施方式中，則取而代之使用FFS方式。如上所述，IPS方式是在玻璃基板等透明基板11上形成線狀的信號電極和像素電極，利用通過向它們通電而產(chǎn)生的橫向電場來控制液晶分子的取向。與此相對，F(xiàn)FS方式是在像素區(qū)域中的除了TFD元件部以外的顯示區(qū)域上，在透明基板上形成信號電極層，同時以絕緣層介于中間地在其上形成線狀的像素電極，在兩電極間生產(chǎn)大致橫向的電場的方式。
圖16表示第8實施方式的第1實施例的電極結構。圖16(a)是電極結構的平面圖，圖16(b)是X6-X6’的剖面圖。如圖所示，在透明基板11上遍及對應于顯示區(qū)域的范圍地形成信號電極210，將其一部分作為TFD元件部211而分離。其次，在信號電極210上形成絕緣層220，然后，僅除去TFD元件部211的區(qū)域222處的絕緣層220，進而在絕緣層220上形成鉻等的像素電極214和共用電極213。此外，除了像素電極214外，還可以根據(jù)需要形成多個輔助像素電極227。信號電極210與共用電極213利用絕緣層220而絕緣，并且因為在TFD元件部111的區(qū)域222處除去了絕緣層220，所以，可以確保像素電極214和共用電極213與TFD元件部111的導通。
根據(jù)該結構，如圖16(b)所示，形成了在信號電極210上以絕緣層220介于中間地配置有像素電極214和227的結構，在像素電極與信號電極之間形成大致橫向的電場E。由該電場E控制液晶分子的取向。作為信號電極210，通過形成ITO(Indium Tin Oxide，銦錫氧化物)等透明電極，可以進行透過顯示。此外，也可以取代用ITO形成信號電極210的全體，而利用鉭等僅形成信號電極的周圍，在其內側區(qū)域(像素區(qū)域中與顯示區(qū)域對應的中央部分)形成ITO的電極。另外，作為絕緣層220，最好使用丙烯酸系樹脂等透明樹脂。
圖17表示第8實施方式的第2實施例的電極結構。圖17(a)是電極結構的平面圖，圖17(b)是X7-X7’的剖面圖。在第2實施例中，如圖17所示，作為信號電極210，使用鋁等反射材料。由此可以進行反射顯示。另外，也可以取代用鋁等反射材料形成信號電極210的全體，而利用鉭等僅形成信號電極210的周圍，在其內側區(qū)域(像素區(qū)域中與顯示區(qū)域對應的中央部分)用鋁等反射材料形成電極。
第9實施方式下面，對第9實施方式進行說明。第9實施方式涉及在由第8實施方式所說明的FFS方式的電極結構中、在1像素(子像素)區(qū)域內同時形成透過區(qū)域和反射區(qū)域的方法。圖18(a)表示在1像素(子像素)內具有透過區(qū)域和反射區(qū)域的FFS方式的電極結構的例子。信號電極210a是ITO等的透明電極，構成透過區(qū)域。另外，信號電極210b是鋁等的反射電極，構成反射區(qū)域。在這些信號電極210a和210b上形成透明絕緣層220。在TFD元件部211的區(qū)域222處將透明絕緣層220除去，使TFD元件部211與像素電極214及共用電極213導通，形成作為開關元件的TFD元件。由此，就可以進行半透過反射型的顯示。
圖18(b)是將透過區(qū)域與反射區(qū)域上下顛倒之后的圖，信號電極210c是鋁等的反射電極，信號電極210d是ITO等的透明電極。這樣，通過在同一像素內形成ITO等的透明電極和鋁等的反射電極而作為信號電極，可以實現(xiàn)半透過反射顯示。
第10實施方式下面，對第10實施方式進行說明。第9實施方式是在FFS方式的電極結構中在1像素內形成了透過區(qū)域和反射區(qū)域的例子，而第10實施方式則是在IPS方式的電板結構中在1像素內形成透過區(qū)域和反射區(qū)域的例子。
圖19表示第10實施方式的電極結構的平面圖。在玻璃基板等透明基板11上利用鉭等形成信號電極310，同時在由信號電極310所包圍的區(qū)域的一部分(在圖19的例子中是下半部分)形成反射層341。此外，反射層341由絕緣性物質形成，或者與信號電極310絕緣地形成。在信號電極310和反射層341上利用丙烯酸系樹脂等形成透明絕緣層320，僅在與TFD元件部311相對應的區(qū)域322處除去透明絕緣層320，利用鉻等形成像素電極314和共用電極313。由此，使得形成有反射層341的區(qū)域具有作為反射區(qū)域的功能，不形成反射層341的區(qū)域具有作為透過區(qū)域的功能，從而可以進行半透過反射型顯示。
此外，雖然在圖19的例中是在顯示區(qū)域的下半部分形成反射層341，但也可以取而代之在上半部分形成。另外，在上述例中，雖然是在電極基板10側形成反射層341，但是，在IPS方式的情況下反射層341與信號電極110絕緣，如FFS方式的情況那樣無助于橫向電場的發(fā)生，所以，也可以在對置基板20側形成。
第11實施方式下面，對第11實施方式進行說明。第11實施方式是關于IPS方式下的電場強度的調整的。如前所述，在1個像素區(qū)域內，通過部分地形成反射層，可以進行半透過反射型的顯示，但是，透過光只通過液晶層1次，與此相對，反射光則通過液晶層2次，所以，在透過光和反射光中，因通過液晶層而發(fā)生的雙(多)折射量不同。因次，可通過調整信號電極與像素電極的電極間距離，調整電場強度，調整透過光和反射光的雙折射量。
圖20表示本實施例的電極結構例。在既已說明的IPS方式的電極結構中，將上側的區(qū)域設為透過區(qū)域151、將下側的區(qū)域設為反射區(qū)域152。通過使反射區(qū)域152的電極間隔D4為透過區(qū)域151的電極間隔D3的約2倍，可以使反射區(qū)域152的電場強度為透過區(qū)域151的電場強度的1/2。由此，就可以使僅通過透過區(qū)域151僅1次的透過光、和通過反射區(qū)域152兩次的反射光的雙折射量相等。
若采用這樣的結構，則如從圖20可以理解的那樣，與透過區(qū)域151相比反射區(qū)域152一方電極所占的面積變大。因此，在將本實施例的電極結構排列到透明基板11上時，如圖21所示，只要按照使相鄰的像素中的透過區(qū)域151和反射區(qū)域152彼此相鄰那樣的組合形成各像素，就可以降低透明基板11上的空間的浪費。
第1驅動方法下面，對具有上述電極結構的液晶顯示裝置100的第1驅動方法進行說明。
電氣結構首先，對上述實施方式的液晶顯示裝置100的驅動電路的結構進行說明。圖22是示意性地表示液晶顯示裝置100的驅動電路的簡要結構的框圖。
如該圖所示，在液晶顯示裝置100中，多個數(shù)據(jù)線1212(對應于信號電極110)沿列(Y)方向延伸而形成，另一方面，多個掃描線(對應于共用電極113)1312沿行(X)方向延伸而形成，同時，與數(shù)據(jù)線1212和掃描線1312的各交叉相對應地形成像素1116(與像素電極114等相對應)。進而，各像素1116由液晶電容1118與作為二端子型開關元件的一例的TFD(Thin Film Diode薄膜二極管)1220的串聯(lián)連接而構成。其中，液晶電容1118，如后所述，成為介于像素電極1116與數(shù)據(jù)線1212之間的、作為電光物質的一例的液晶層的電容。
此外，在本實施方式中，為了便于說明，設掃描線1312的總數(shù)為160條、數(shù)據(jù)線1212的總數(shù)為120條，設為160行×120列的矩陣型顯示裝置以進行說明，但并不是將本發(fā)明限定于此的意思。
Y驅動器1350通常稱為掃描線驅動電路，將掃描信號Y1、Y2、Y3、...、Y160分別提供給第1行、第2行、第3行、...、第160行的掃描線1312。詳細而言，Y驅動器1350按后述那樣的順序逐條選擇160條掃描線1312，分別將選擇電壓提供給所選擇的掃描線1312，將非選擇電壓提供給其他掃描線1312。
另外，X驅動器1250通常稱為數(shù)據(jù)線驅動電路，其將數(shù)據(jù)信號Xl、X2、X3、...、X120根據(jù)顯示內容經(jīng)由與其分別相對應的數(shù)據(jù)線1212提供給位于由Y驅動器1350所選擇的掃描線1312上的像素1116。此外，對于X驅動器1250及Y驅動器1350的詳細結構見后述。
另一方面，控制電路1400對X驅動器1250及Y驅動器1350提供后述的灰度數(shù)據(jù)、各種控制信號、時鐘信號等，對兩者進行控制。另外，驅動電壓形成電路1500分別生成電壓±VS和電壓±VD/2。
在此，在本實施方式中，形成了電壓±VS作為掃描信號的選擇電壓來使用、另外電壓±VD/2兼作掃描信號的非選擇電壓和數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)電壓來使用的結構。此外，也可以不將非選擇電壓和數(shù)據(jù)電壓兼用而使兩者不同，但是，驅動電壓形成電路500應生成的電壓數(shù)將相應程度地增加，會導致結構復雜。
另外，在本實施方式中，加到掃描線1312、數(shù)據(jù)線1212上的電壓的極性基準，是加到數(shù)據(jù)線1212上的數(shù)據(jù)電壓±VD/2的中間電壓(假想電壓)，由此將高電位側設為正極、低電位側設為負極。
控制電路下面，對由圖22中的控制電路1400生成的控制信號和時鐘信號等各種信號中在Y(垂直掃描)側所使用的信號進行說明。
第1.開始脈沖DY如圖24所示是1垂直掃描期間(1F)的最初輸出的脈沖。
第2.時鐘信號YCK是Y側的基準信號，如同圖所示，具有1水平掃描期間(1H)的周期。
第3.極性指示信號POL是用于指示掃描信號中選擇電壓的極性的信號，按圖26所示的表而輸出，而取得圖24所示那樣的邏輯電平。詳細而言，在極性指示信號POL中，在選擇了構成1塊(ブロック)的4條掃描線的4水平掃描期間(塊期間)內，按每1水平掃描期間(1H)使邏輯電平反相，在下一塊期間在最初的1水平掃描期間中的邏輯電平，與在此前的塊中在最后的1水平掃描期間中的邏輯電平相同。進而，在極性指示信號POL中，為了實現(xiàn)交流驅動，在某一垂直掃描期間(幀)和其前、其后的垂直掃描期間也成為邏輯電平反相的關系。此外，在圖24中，“+”表示施加正極的選擇電壓，“-”表示施加負極的選擇電壓。
下面，對在X(水平掃描)側所使用的信號進行說明。
第1.開始脈沖DX如圖28所示是在1行的灰度數(shù)據(jù)Dpix的供給開始的定時(タイミング)內輸出的脈沖。在此，灰度數(shù)據(jù)Dpix是指示像素的灰度的數(shù)據(jù)，在本實施方式中，為了方便，取為3位。因此，本實施方式的顯示裝置，每1像素根據(jù)3位的灰度數(shù)據(jù)Dpix進行8(＝23)灰度的濃淡顯示。
第2.時鐘信號XCK是X側的基準信號，如同圖所示，其周期與灰度數(shù)據(jù)Dpix的供給1像素所需的期間相當。
第3.鎖存脈沖LP是在1水平掃描期間(1H)的開始時上升的脈沖，如圖28所示，是在供給了1行的灰度數(shù)據(jù)Dpix之后的定時內輸出的脈沖。
第4.如圖29所示，灰度代碼脈沖GCP是在1水平掃描期間(1H)分別排列在與中間灰度相應的期間的位置上的脈沖。在此，在本實施方式中，若假設3位的灰度數(shù)據(jù)Dpix如果是(000)就指示白色顯示，另一方面如果是(111)就指示黑色顯示，則灰度代碼脈沖GCP就在1水平掃描期間(1H)中與除了白色或黑色以外的6個灰色(110)、(101)、(100)、(011)、(010)、(001)相對應地排列有脈沖。在圖29中，灰度代碼脈沖GCP實際上是考慮像素的電壓—濃度特性(V-I特性)而設定的。
Y驅動器其次，對Y驅動器1350詳細地進行說明。圖23是表示該Y驅動器1350的結構的框圖。在該圖中，移位寄存器1352是與掃描線1312的總數(shù)相對應的160位移位寄存器。
詳細而言，移位寄存器1352使1垂直掃描期間的最初供給的開始脈沖DY隨著時鐘信號YCK順序移位，作為傳輸信號YS1、YS2、YS3、...、YS160而順序輸出。在此，傳輸信號YS1、YS2、YS3、...、YS160是分別與第1行、第2行、第3行、...、第160行的掃描線1312一一對應的，在任一傳輸信號成為高電平時，就意味著應選擇與其相對應的掃描線1312。
其次，傳輸信號YS1、YS2、YS3、...、YS160分別被提供給與各行相對應而設置的AND電路1353的一端。另一方面，控制信號INH的反相信號被共同提供給各行的AND電路1353的另一端。但是，在本實施方式中，因為控制信號INH總是低電平，所以，各行的AND電路1353的輸出仍然分別是傳輸信號YS1、YS2、YS3、...、YS160。
繼而，電壓選擇信號形成電路1354，除了傳輸信號YS1、YS2、YS3、...、YS160外，對每一掃描線1312將根據(jù)極性指示信號POL決定應加到掃描線1312上的電壓的電壓選擇信號a、b、c、d的任一個輸出。
在此，在本實施方式中，加到掃描線1312上的掃描信號的電壓如上所述是+VS(正極側選擇電壓)、+VD/2(正極側非選擇電壓)、-VS(負極側選擇電壓)、-VD/2(負極側非選擇電壓)這4個值，其中，非選擇電壓在施加了選擇電壓+VS之后為+VD/2，在施加了選擇電壓-VS之后為-VD/2，是由之前的選擇電壓唯一地決定的。
因此，電壓選擇信號形成電路1354在1條掃描線中輸出電壓選擇信號a、b、c、d中的任意一個，以使掃描信號的電壓電平成為如下的關系。即，當作出了主旨為傳輸信號YS1、YS2、YS3、...、YS160的某一個成為高電平、應選擇與其相對應的掃描線1312、處于水平掃描期間這樣的指示時，則電壓選擇信號形成電路1354就按照如下的方式生成電壓選擇信號，所述的方式為將給該掃描線1312的掃描信號的電壓電平，首先，設為與極性指示信號POL的信號電平相對應的極性的選擇電壓，然后，當該傳輸信號變成低電平時則成為與該選擇電壓相對應的非選擇電壓。
具體而言，電壓選擇信號形成電路1354，當傳輸信號變成為高電平時，如果極性指示信號POL為高電平，則在該期間、對與該傳輸信號相對應的行輸出選擇正極側選擇電壓+VS的電壓選擇信號a，然后，如果該傳輸信號變?yōu)榈碗娖?，則輸出選擇正極側非選擇電壓+VD/2的電壓選擇信號b，另一方面，當傳輸信號變成為高電平時，如果極性指示信號POL為低電平，則在該期間、對與該傳輸信號相對應的行輸出選擇負極側選擇電壓-VS的電壓選擇信號c，之后，如果該傳輸信號變?yōu)榈碗娖?，則輸出選擇負極側非選擇電壓-VD/2的電壓選擇信號d。
其次，電平移位器1356分別將由電壓選擇信號形成電路1354輸出的電壓選擇信號a、b、c、d的電壓振幅放大。
然后，選擇器1358實際地選擇由電壓振幅放大后的電壓選擇信號a’、b’、c’、d’指示的電壓，作為掃描信號加到對應的各掃描線1312上。
掃描信號的電壓波形下面，為了說明掃描信號的電壓波形，對Y驅動器1350的動作加以分析。
首先，如圖24所示，當在1垂直掃描期間(1F)的開始時供給了開始脈沖DY時，該開始脈沖DY通過移位寄存器1352隨著時鐘信號YCK而傳輸，結果是，傳輸信號按照YS1、YS2、YS3、...、YS160的順序以排他的方式順次變成高電平。
另一方面，掃描信號的電壓，如上所述，由對應的傳輸信號成為高電平時的極性指示信號POL的邏輯電平來指示。在此，通常若考慮第i行的掃描線1312，則被提供給該掃描線的掃描信號Yi，在傳輸信號Ysi變成高電平時，如果極性指示信號POL為高電平，則成為正極側選擇電壓+VS，然后，保持在正極側非選擇電壓+VD/2；另一方面，在傳輸信號Ysi變成高電平時，如果極性指示信號POL為低電平，則成為負極側選擇電壓-VS，然后，保持在負極側非選擇電壓-VD/2。
進而，極性指示信號POL由控制電路1400按照圖26所示的時間表輸出。因此，各掃描信號的電壓波形就成為如圖25所示的那樣。
即，極性指示信號POL，在構成1塊的4條掃描線1312被選擇的期間，按照每1水平掃描期間進行電平反相(參見圖24)，所以，掃描信號的極性就會按照每1條進行極性反相。即，按照每1水平掃描期間(1H)交替地選擇正極側選擇電壓或負極側選擇電壓。
此外，極性指示信號POL，使在某一塊中最后選擇掃描線1312的期間的邏輯電平、與在該塊的下一塊中最初選擇掃描線1312的期間的邏輯電平相同。因此，被提供給位于塊的邊界的2條掃描線1312的選擇電壓為彼此相同的極性。
另外，若考慮同一掃描線1312，則極性指示信號POL的邏輯電平，按每1垂直掃描期間進行反相(參見圖24、圖26)，所以，若設在某一垂直掃描期間，某一掃描線被選擇時的選擇電壓為例如正側選擇電壓+VS，則在下一垂直掃描期間，該掃描線被選擇時的選擇電壓即為負側選擇電壓-VS。
X驅動器下面，詳細地說明X驅動器1250。圖27是表示X驅動器1250的結構的框圖。在該圖中，移位寄存器2510使在1行的灰度數(shù)據(jù)Dpix的供給開始的定時內輸出的開始脈沖DX按照時鐘信號XCK的每一上升沿順序地移位，作為采樣控制信號Xs1、Xs2、Xs3、...、Xs120而輸出。
繼而，寄存器(Reg)2520與數(shù)據(jù)線1212一一對應而設，在采樣控制信號的上升沿對與時鐘信號XCK同步地供給的3位灰度數(shù)據(jù)Dpix進行采樣并將其保持。進而，鎖存電路(L)2530與寄存器2520一一對應而設，根據(jù)在水平掃描期間的開始時上升的鎖存脈沖LP將由對應的寄存器2520保持著的灰度數(shù)據(jù)Dpix鎖存并輸出。
另一方面，計數(shù)器2540在鎖存脈沖LP的上升沿將與灰度數(shù)據(jù)的黑色顯示相當?shù)?111)作為初始值設定，同時灰度代碼脈沖GCP每上升一次就對該初始值進行一次遞減計數(shù)，將該計數(shù)結果C輸出。
其次，比較器(CMP)2550與鎖存電路2530一一對應而設，將由計數(shù)器2540產(chǎn)生的計數(shù)結果C與由對應的鎖存電路2530鎖存的灰度數(shù)據(jù)Dpix進行比較，當后者大于或等于前者時，就輸出變成高電平的信號。
另外，開關2560，如果極性指示信號POL是高電平，就取圖中由實線所示的位置，將數(shù)據(jù)電壓+VD/2提供給電壓供給線2562、將數(shù)據(jù)電壓-VD/2提供給電壓供給線2564，另一方面，如果極性指示信號POL是低電平，就取圖中虛線所示的位置，將數(shù)據(jù)電壓+VD/2供給電壓供給線2564、將數(shù)據(jù)電壓-VD/2供給電壓供給線2562。
并且，開關2570是與比較器2550一一對應地、即與數(shù)據(jù)線1212一一對應地設置的。詳細而言，如果表示由比較器2550得到的比較結果的信號是低電平，則開關2570就如圖中實線所示的那樣選擇電壓供給線2562，另一方面，如果該信號是高電平，則開關2570就如圖中虛線所示的那樣選擇電壓供給線2564，將被提供給所分別選擇的電壓供給線的數(shù)據(jù)電壓作為數(shù)據(jù)信號加到對應的數(shù)據(jù)線1212上。
數(shù)據(jù)信號的電壓波形下面，為了說明數(shù)據(jù)信號的電壓波形，對X驅動器1350的動作進行分析。
首先，如圖28所示，在開始脈沖DX上升到高電平時，順序提供與任一行中的第1列、第2列、第3列、...、第120列的像素相對應的灰度數(shù)據(jù)Dpix。
其中，在提供與第1列的像素相對應的灰度數(shù)據(jù)Dpix的定時中，當從移位寄存器2510輸出的采樣控制信號XS1上升到高電平時，該灰度數(shù)據(jù)被與第1列相對應的寄存器2520采樣。
其次，在提供與第2列的像素相對應的灰度數(shù)據(jù)Dpix的定時中，當采樣控制信號XS2上升到高電平時，該灰度數(shù)據(jù)被與第2列相對應的寄存器2520采樣。以下同樣地，與第3列、第4列、...、第120列的像素相對應的各個灰度數(shù)據(jù)Dpix分別被與第3列、第4列、...、第120列相對應的寄存器2520采樣。
然后，當鎖存脈沖LP被輸出時(當其邏輯電平上升到高電平時)，分別由各列的寄存器2520所采樣的灰度數(shù)據(jù)Dpix，被與各列相對應的鎖存電路2530一起鎖存。然后，這樣被鎖存的灰度數(shù)據(jù)Dpix與由計數(shù)器2540得到的計數(shù)結果C，通過比較器2550分別進行比較。
另一方面，計數(shù)結果C，如圖29所示，是將根據(jù)鎖存脈沖LP的上升沿而設定的(111)、在灰度代碼脈沖GCP每上升一次時、由計數(shù)器2550進行一次遞減計數(shù)所得到的值。
在此，一般性地設想一種由第j列的鎖存電路2530鎖存的灰度數(shù)據(jù)Dpix是相當于白色的(000)的情況。在這種情況下，即便在鎖存脈沖LP被輸出之后灰度代碼脈沖GCP輸出了6次，計數(shù)結果C也不會小于或等于所鎖存的(000)，所以，第j列的比較器2550的輸出信號，在整個由該鎖存脈沖LP所規(guī)定的1水平掃描期間內都維持低電平。因此，第j列的開關2570就維持選擇電壓供給線2562。
并且，如果在該水平掃描期間極性指示信號POL是高電平，就由開關2560向電壓供給線2562提供電壓+VD/2，因此，如圖29所示，數(shù)據(jù)信號Xj在整個該水平掃描期間內始終保持電壓+VD/2。
相反，如果在該水平掃描期間極性指示信號POL是低電平，就由開關2560向電壓供給線2562提供電壓-VD/2，因此，如同圖所示，數(shù)據(jù)信號Xj在整個該水平掃描期間內始終保持電壓-VD/2。
其次，一般性地設想一種由第j列的鎖存電路2530鎖存的灰度數(shù)據(jù)Dpix是例如相當于灰色的(100)的情況。在這種情況下，在鎖存脈沖LP輸出之后灰度代碼脈沖GCP輸出了3次的時刻，計數(shù)結果C變得小于或等于所鎖存的(100)，因此，在該時刻，由第j列的比較器2550生成的輸出信號從低電平遷移到高電平。因此，第j列的開關2570的選擇，在該時刻從電壓供給線2562切換為選擇電壓供給線2564。
并且，如果在該水平掃描期間極性指示信號POL是高電平，則由開關2560分別向電壓供給線2562提供電壓+VD/2、向電壓供給線2564提供電壓-VD/2，因此，如圖29所示，數(shù)據(jù)信號Xj在該時刻從電壓+VD/2切換為電壓-VD/2。
相反，如果在該水平掃描期間極性指示信號POL是低電平，則由開關2560分別向電壓供給線2562提供電壓-VD/2、向電壓供給線2564提供電壓+VD/2，因此，如同圖所示，數(shù)據(jù)信號Xj在該時刻從電壓-VD/2切換為電壓+VD/2。
此外，即使在鎖存的灰度數(shù)據(jù)Dpix與(100)以外的灰色相當?shù)那闆r下，除了由比較器2550生成的輸出信號的遷移定時不同外，其它的都一樣。
進而，一般性地設想一種由第j列的鎖存電路2530鎖存的灰度數(shù)據(jù)Dpix是與黑色相當?shù)?111)的情況。在這種情況下，在鎖存脈沖LP剛被輸出之后的時刻，計數(shù)結果C一開始就小于或等于鎖存的(111)，因此，由第j列的比較器2550生成的輸出信號在由該鎖存脈沖LP所規(guī)定的整個1水平掃描期間內保持高電平。因此，第j列的開關2570維持選擇電壓供給線2564。
并且，如果在該水平掃描期間極性指示信號POL是高電平，就由開關2560向電壓供給線2564提供電壓-VD/2，因此，如圖29所示，數(shù)據(jù)信號Xj在整個該水平掃描期間內始終保持電壓-VD/2。
相反，如果在該水平掃描期間極性指示信號POL是低電平，就由開關2560向電壓供給線2562提供電壓+VD/2，因此，如同圖所示，數(shù)據(jù)信號Xj在整個該水平掃描期間就始終保持電壓+VD/2。
因此，在由鎖存電路2530鎖存的灰度數(shù)據(jù)Dpix相同的情況下，極性指示信號POL為高電平時的數(shù)據(jù)信號Xj，與極性指示信號POL為低電平時的數(shù)據(jù)信號Xj，相對于數(shù)據(jù)電壓±VD/2的中心電壓(極性的基準電壓)處于相互反相的關系。
橫紋不規(guī)則的改善在上述第1驅動方法中，可以抑制縱向串擾的發(fā)生，并且可以降低液晶顯示裝置100的電力消耗。但是，在將上述驅動方法應用于通常的縱向電場驅動模式的液晶面板時，有可能會以像素電極間的電容耦合為起因，在集合了多條掃描線的塊的邊界部顯示出橫紋狀的不規(guī)則。因此，在以往的縱向電場驅動模式的液晶面板中，需要在像素電極間設置附加性的屏蔽結構。
對于這一點，本發(fā)明的各實施方式的液晶顯示裝置100，例如圖2所示的那樣，各像素電極114被略呈コ字形的信號電極110所包圍，成為被電氣屏蔽的結構。因此，即便在應用了上述驅動方法時，不設置附加性的屏蔽結構也可以防止橫紋狀的不規(guī)則，從而可以顯示明亮而均勻的圖像。
第2驅動方法下面，對具有上述電極結構的液晶顯示裝置100的第2驅動方法進行說明。上述的第1驅動方法，是通過基于顯示數(shù)據(jù)的灰度值的脈沖寬度調制來生成驅動電壓，將其作為數(shù)據(jù)信號加到數(shù)據(jù)線1212上來進行顯示的。即，顯示數(shù)據(jù)的灰度由施加到數(shù)據(jù)線1212上的數(shù)據(jù)信號的脈沖寬度來規(guī)定。與此相對，第2驅動方法，通過基于顯示數(shù)據(jù)的電壓調制來生成驅動電壓，將其作為數(shù)據(jù)信號加到數(shù)據(jù)線1212上而進行顯示。即，在第2驅動方法中，顯示數(shù)據(jù)的灰度由加到數(shù)據(jù)線1212上的數(shù)據(jù)信號的電壓來規(guī)定。
第2驅動方法的液晶顯示裝置100的驅動電路的整體結構基本上與圖22所示的第1驅動方法的驅動電路的結構相同。但是，在第1驅動方法中，X驅動器1250是根據(jù)使用了顯示數(shù)據(jù)的灰度值的脈沖寬度調制來生成數(shù)據(jù)信號X1～X120的，與此相對，在第2驅動方法中，X驅動器根據(jù)使用了顯示數(shù)據(jù)的灰度值的電壓調制來生成數(shù)據(jù)信號X1～X120。除此以外，與第1驅動方法基本上相同，所以，省略其說明。
圖30表示第2驅動方法的X驅動器的簡要結構。如圖30所示，第2驅動方法的X驅動器1270具有鎖存電路1711、移位寄存器1712、采樣存儲器1713、保持電路1714、電平移位器1715、D/A轉換器1716、輸出緩沖器1717和灰度電壓發(fā)生電路1719。
向X驅動器1270輸入開始脈沖信號SP、時鐘信號CK、數(shù)字的顯示數(shù)據(jù)Drgb(Dr、Dg、Db)、鎖存信號LS以及基準電壓Vr。顯示數(shù)據(jù)Drgb首先被鎖存電路1711鎖存。另一方面，用于控制顯示數(shù)據(jù)Drgb的傳輸?shù)拈_始脈沖信號SP，與時鐘信號CK同步地在移位寄存器1712內傳輸，從移位寄存器1712的最后級向后段的X驅動器提供作為開始脈沖信號SP。
由鎖存電路1711鎖存的顯示數(shù)據(jù)Drgb，與來自移位寄存器1712的各級的輸出信號同步地，以時分割方式暫時存儲到采樣存儲器1713內。另外，暫時存儲的顯示數(shù)據(jù)Drgb被提供給保持電路1714。
當顯示圖像的1行的顯示數(shù)據(jù)被存儲到采樣存儲器1713內時，保持電路1714根據(jù)鎖存信號LS(＝水平同步信號)讀入來自采樣存儲器1713的輸出信號。然后，將該輸出信號向電平移位器1715輸出，同時，保持該信號，直至下一個鎖存信號LS輸入。
電平移位器1715使保持電路1714保持的信號的電平變化，以使之適合于對加到液晶顯示面板上的電壓電平進行處理的A/D轉換電路1716?；叶入妷喊l(fā)生電路1719，根據(jù)從電源等提供的基準電壓Vr生成灰度顯示用的多個模擬電壓，向D/A轉換電路1716供給。D/A轉換電路1716根據(jù)經(jīng)由電平移位器進行了電平變換的顯示數(shù)據(jù)，從由灰度電壓發(fā)生電路1719提供的多個模擬電壓中選擇1個模擬電壓。該模擬電壓是規(guī)定顯示數(shù)據(jù)的灰度的電壓，經(jīng)由輸出緩沖器1717作為數(shù)據(jù)信號X1～X120而輸出。
縱向串擾的改善若將上述第2驅動方法應用于一般的縱向電場驅動模式的液晶面板，則有可能會以像素電極和連接在與該像素相鄰的像素上的信號電極間的電容耦合為起因，導致施加到像素電極上的有效電壓發(fā)生變化，產(chǎn)生縱向串擾。因此，在以往的縱向電場驅動模式的液晶面板中，需要在像素電極間設置附加性的屏蔽結構。
針對這一點，在本發(fā)明的各實施例的液晶顯示裝置100中，例如圖2所示，形成了各像素電極114被略呈コ字形狀的信號電極110電氣屏蔽的結構。因此，即便應用了上述驅動方法，不設置附加性的屏蔽結構，也可以防止縱向串擾，可以顯示明亮而均勻的圖像。
電子設備下面，說明將本發(fā)明的液晶顯示裝置100作為電子設備的顯示裝置來使用時的實施方式。
圖22是表示本實施方式的整體結構的簡要結構圖。在此所示的電子設備具有構成上述液晶顯示裝置100的液晶顯示面板400和對其進行控制的控制單元410。在此，將液晶顯示面板400概念性地分為面板結構體400A和由半導體IC等構成的驅動電路400B而進行說明。另外，控制單元410具有顯示信息輸出源411、顯示信息處理電路412、電源電路413和定時發(fā)生器(定時信號發(fā)生器)414。
顯示信息輸出源411具有由ROM及/或RAM等構成的存儲器、由磁盤及/或光盤等構成的存儲單元、和調諧輸出數(shù)字圖像信號的調諧電路，根據(jù)由定時發(fā)生器414生成的各種時鐘信號，將顯示信息以規(guī)定格式的圖像信號等形式提供給顯示信息處理電路412。
顯示信息處理電路412具有串并變換電路、放大和反相電路、旋轉電路、伽馬修正電路、箝位電路等眾所周知的各種電路，進行輸入的顯示信息的處理，將該圖像信息與時鐘信號CLK一起向驅動電路400B供給。驅動電路400B包含掃描線驅動電路、數(shù)據(jù)線驅動電路和檢查電路。另外，電源電路413分別向上述的各結構要素提供規(guī)定的電壓。
下面，參照圖23對可以應用本發(fā)明的液晶顯示面板的電子設備的具體例進行說明。
首先，對將本發(fā)明的液晶顯示面板應用于便攜式的電腦(所謂的筆記本電腦)的顯示部的例子進行說明。圖23(a)是表示該電腦的結構的立體圖。如該圖所示，電腦710具有包括鍵盤711的本體部712和應用了本發(fā)明的液晶顯示面板的顯示部713。
下面，對將本發(fā)明的液晶顯示面板應用于便攜式電話的顯示部的例子進行說明。圖23(b)是表示該便攜式電話的結構的立體圖。如該圖所示，便攜式電話720除了多個操作按鈕721外，具有語音接收器722、語音發(fā)送器723和應用了本發(fā)明的液晶顯示面板的顯示部724。
作為可以應用本發(fā)明的液晶顯示面板的電子設備，除了圖23(a)所示的電腦和圖23(b)所示的便攜式電話外，還可以列舉有液晶電視、取景器型和監(jiān)視器直視的攝像機、汽車駕駛導向裝置、呼機、電子記事簿、電子計算器、文字處理器、工作站、可視電話、POS終端、數(shù)碼相機等。
另外，本發(fā)明不僅在液晶顯示裝置中，而且在場致發(fā)光裝置、有機場致發(fā)光裝置、等離子體顯示裝置、電泳顯示裝置、場致發(fā)射顯示器(場致發(fā)射顯示裝置)等各種電光裝置中也同樣可以應用本發(fā)明。
權利要求
1.一種電光裝置，是將電光物質夾持在一對基板間而成的電光裝置，其特征在于，上述基板的一方具有第1電極群；以絕緣層介于中間與上述第1電極群交叉的第2電極群；一端與上述第2電極群連接的非線性電阻元件；以及與上述第1電極群相對并且與上述非線性電阻元件的另一端連接的像素電極。
2.按權利要求1所述的電光裝置，其特征在于上述非線性電阻元件是將構成上述第1電極群的材料氧化而形成的。
3.按權利要求1或2所述的電光裝置，其特征在于上述絕緣層是將上述第1電極群氧化而形成的。
4.按權利要求1至3的任意一項所述的電光裝置，其特征在于上述像素電極的一部分以上述絕緣層介于中間與上述第1電極群重疊。
5.按權利要求1至4的任意一項所述的電光裝置，其特征在于上述第1電極群的一部分由構成上述第2電極群的材料所覆蓋。
6.按權利要求1至5的任意一項所述的電光裝置，其特征在于在上述第2電極群的下層，由構成上述第1電極群的材料設置有基底電極。
7.按權利要求1或2所述的電光裝置，其特征在于上述絕緣層是樹脂層。
8.按權利要求7所述的電光裝置，其特征在于上述樹脂層只設置在上述第1電極群與上述第2電極群交叉的區(qū)域。
9.按權利要求7所述的電光裝置，其特征在于上述樹脂層設置在除了上述非線性電阻元件的區(qū)域以外的區(qū)域。
10.按權利要求7所述的電光裝置，其特征在于上述樹脂層是濾色器層。
11.按權利要求1所述的電光裝置，其特征在于由上述第1電極群中的1個電極線、設置在上述1個電極線的兩側的一對非線性電阻元件、和設置在上述1個電極線的兩側的一對像素電極構成1個顯示單位。
12.按權利要求11所述的電光裝置，其特征在于上述一對非線性電阻元件的電氣特性不同。
13.按權利要求11或12所述的電光裝置，其特征在于上述一對像素電極的每一個與上述1個電極線之間的電極間隔不同。
14.按權利要求1至13的任意一項所述的電光裝置，其特征在于上述像素電極由上述第1電極群的一部分所包圍；具有將掃描電壓加到上述第1電極群上、將根據(jù)顯示數(shù)據(jù)進行脈沖寬度調制的驅動電壓供給上述第2電極群的驅動電路。
15.按權利要求1至13的任意一項所述的電光裝置，其特征在于上述像素電極由上述第1電極群的一部分所包圍；具有將掃描電壓加到上述第1電極群上、將根據(jù)顯示數(shù)據(jù)進行電壓調制的驅動電壓供給上述第2電極群的驅動電路。
16.一種電光裝置，是將電光物質夾持在一對基板間而成的電光裝置，其特征在于，上述基板的一方具有設置在上述一方的基板上的電極層；以絕緣層介于中間設置在上述電極層上的電極群；一端與上述電極群連接的非線性電阻元件；以及以上述絕緣層介于中間設置在上述電極層上的并且與上述非線性電阻元件的另一端連接的像素電極。
17.按權利要求16所述的電光裝置，其特征在于上述電極層由透明材料構成。
18.按權利要求16所述的電光裝置，其特征在于上述電極層由反射材料構成。
19.按權利要求16至18的任意一項所述的電光裝置，其特征在于上述像素電極由上述第1電極群的一部分所包圍；具有將掃描電壓加到上述第1電極群上、將根據(jù)顯示數(shù)據(jù)進行脈沖寬度調制的驅動電壓供給上述第2電極群的驅動電路。
20.按權利要求16至18的任意一項所述的電光裝置，其特征在于上述像素電極由上述第1電極群的一部分所包圍；具有將掃描電壓加到上述第1電極群上、將根據(jù)顯示數(shù)據(jù)進行電壓調制的驅動電壓供給上述第2電極群的驅動電路。
21.一種電光裝置的制造方法，是將電光物質夾持在一對基板間而成的電光裝置的制造方法，其特征在于，包括在一方的基板上形成電極并進行氧化的第1工序；將上述電極的一部分分離而形成第1電極群和非線性電阻元件的第2工序；在上述第1電極群上形成絕緣層的第3工序；以及形成以上述絕緣層介于中間與上述第1電極群交叉并且與上述非線性電阻元件的一端連接的第2電極群以及與上述第1電極群相對并且與上述非線性電阻元件的另一端連接的像素電極的第4工序。
22.按權利要求21所述的電光裝置的制造方法，其特征在于上述絕緣層通過將上述第1電極群氧化而形成。
23.按權利要求21所述的電光裝置的制造方法，其特征在于上述絕緣層通過將樹脂層涂布到上述第1電極群上而形成。
24.按權利要求21至23的任意一項所述的電光裝置的制造方法，其特征在于進一步包括在上述第1電極群的一部分上形成上述第2電極群的工序。
25.按權利要求21至24的任意一項所述的電光裝置的制造方法，其特征在于上述第1工序也在與上述第2電極群對應的區(qū)域形成上述電極。
26.一種電光裝置的制造方法，是將電光物質夾持在一對基板間而成的電光裝置的制造方法，其特征在于，包括在一方的基板上形成電極層的第1工序；將上述電極層的一部分分離而形成非線性電阻元件的第2工序；在上述電極層上形成絕緣層的第3工序；以及在上述絕緣層上形成與上述非線性電阻元件的一端連接的電極群以及與上述非線性電阻元件的另一端連接的像素電極的第4工序。
全文摘要
本發(fā)明的電光裝置，通過使用TFD等非線性電阻元件作為開關元件，使橫向電場方式的液晶顯示裝置的制造工序簡單化。在將液晶夾持在一對基板間而成的液晶顯示裝置中，一對基板中的一方被作為電極基板使用。在該基板上，形成第1電極群、以絕緣層介于中間而與第1電極群交叉的第2電極群、一端與第2電極群連接的非線性電阻元件、以及與第1電極群相對并且與上述非線性電阻元件的另一端連接的像素電極。利用該結構，第2電極群與非線性電阻元件的一端連接，像素電極與非線性電阻元件的另一端連接。另外，像素電極與第1電極相對而配置。通過向第1或第2電極和像素電極通電，可在與基板平面大致平行的方向上產(chǎn)生所謂的橫向電場，通過該橫向電場控制液晶等的電光物質的取向。
文檔編號G02F1/13GK1595270SQ200410074399
公開日2005年3月16日 申請日期2004年9月10日 優(yōu)先權日2003年9月12日
發(fā)明者山崎克則, 岡本英司, 前田強, 上條公高, 永野大介, 關琢巳, 井上明 申請人:精工愛普生株式會社