專利名稱：具有低壓驅(qū)動(dòng)電路的液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器，并且更具體地涉及對(duì)向每個(gè)象素提供視頻信號(hào)電壓的電路有幫助的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近來(lái)，液晶顯示器已廣泛用于小型顯示器、以及辦公自動(dòng)化設(shè)備的顯示終端等中。一般而言，液晶顯示器包括液晶顯示板(也稱為液晶顯示元件或液晶單元)，此液晶顯示板包括一對(duì)絕緣基板以及夾在絕緣基板之間的液晶組分層(液晶層)，其中至少一個(gè)絕緣基板由透明板、或透明塑料板等制成。
液晶顯示器大致分為簡(jiǎn)單矩陣型和有源矩陣型。在簡(jiǎn)單矩陣型液晶顯示器內(nèi)，通過(guò)有選擇性地向在液晶顯示器板的兩個(gè)絕緣基板上形成的象素成形條電極施加電壓，并隨后改變與此象素對(duì)應(yīng)的液晶組分的部分液晶分子的取向而形成圖象元素(以下稱作象素)。另一方面，在有源矩陣型液晶顯示器內(nèi)，液晶顯示板設(shè)置信號(hào)線、掃描線、象素電極以及有源元件，其中每個(gè)有源元件都與在一個(gè)基板上形成的用于象素選擇的一個(gè)象素電極聯(lián)系，并且，通過(guò)選擇與象素聯(lián)系的有源元件并隨后改變存在于連接到有源元件的象素電極和與象素電極相連的基準(zhǔn)電壓電極之間的液晶分子的取向而形成象素。
具有用于每個(gè)象素的有源元件(如薄膜晶體管)并切換有源元件的有源矩陣型液晶顯示器廣泛用作筆記本式個(gè)人計(jì)算機(jī)顯示器等。在有源矩陣型液晶顯示器中，所謂的驅(qū)動(dòng)電路集成型液晶顯示器已知具有在基板上制作的象素電極驅(qū)動(dòng)電路，在基板上制作有象素電極。液晶顯示器通過(guò)AC驅(qū)動(dòng)工作，AC驅(qū)動(dòng)周期性地轉(zhuǎn)換施加到液晶層兩端的電壓極性。AC驅(qū)動(dòng)的目的是防止液晶組分因在液晶層兩端施加的DC電壓而引起的降質(zhì)。
對(duì)于在象素電極和基準(zhǔn)電極之間施加電壓的有源矩陣型液晶顯示器，一種AC驅(qū)動(dòng)方法是在基準(zhǔn)電極施加固定電壓并且向象素電極交替提供正極性和負(fù)極性信號(hào)電壓。然而，在上述AC驅(qū)動(dòng)方法中，驅(qū)動(dòng)電路必須是能承受象素電極電壓的最大正值和最大負(fù)值之間電壓差的高壓電路。用于薄膜晶體管的開(kāi)或關(guān)控制的控制信號(hào)(掃描信號(hào))也必須是高壓。
近來(lái)，在液晶顯示器內(nèi)顯示的灰度級(jí)的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到64或256。還要求具有更大量象素的高分辨率液晶顯示器。當(dāng)要顯示的灰度級(jí)的數(shù)量增加時(shí)，電路在規(guī)模上變大，并且當(dāng)象素?cái)?shù)量增加時(shí)，用于向各個(gè)象素提供信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路在高速下工作，并且每個(gè)象素可占用的面積減少。另一方面，在高壓電路內(nèi)難以使它們的電路元件小型化，結(jié)果電路的規(guī)模變大。尤其是在小型液晶顯示板內(nèi)，即使在要求增加象素?cái)?shù)量時(shí)，也難以在每個(gè)象素的有限面積內(nèi)制作諸如高壓有源元件的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，在具有被包含在液晶顯示板內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電路集成型液晶顯示器中，由于驅(qū)動(dòng)電路占據(jù)的面積增加而產(chǎn)生液晶顯示板變大的問(wèn)題。而且，在高壓電路中還有這樣的問(wèn)題由于它的電極和其它電極的面積增加，結(jié)果導(dǎo)致它們的電容性元件增加，使得難以在高速下操作驅(qū)動(dòng)電路，并且還增加其功率消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已致力于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，并且提供一種能用低壓驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行AC驅(qū)動(dòng)而使液晶顯示器高速工作、并且能減小象素尺寸和驅(qū)動(dòng)電路規(guī)模的技術(shù)。
結(jié)合本文的描述和附圖，本發(fā)明的上述目的和新穎特征將顯而易見(jiàn)。
以下簡(jiǎn)單解釋本發(fā)明的代表性實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種液晶顯示器，包括第一基板；第二基板；夾在所述第一基板和所述第二基板之間的液晶組分；設(shè)置在所述第一基板上的多個(gè)象素，所述多個(gè)象素的每一個(gè)都包括開(kāi)關(guān)元件、象素電極和電容；與所述開(kāi)關(guān)元件的控制端子連接的多條掃描信號(hào)線；與所述多條掃描信號(hào)線連接的掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路；與所述開(kāi)關(guān)元件的第一電極連接的多條視頻信號(hào)線；以及與所述多條視頻信號(hào)線連接的視頻信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路；其特征在于多條象素-電勢(shì)控制線連接于形成所述電容的兩個(gè)電容形成電極中的一個(gè)電極；象素-電勢(shì)控制電路連接于所述多條象素-電勢(shì)控制線；所述電容的兩個(gè)電容形成電極中的另一個(gè)電極連接于所述象素電極，所述象素-電勢(shì)控制電路具有移位寄存器電路和輸出電路，所述移位寄存器電路向所述輸出電路輸出定時(shí)信號(hào)，所述輸出電路向所述象素-電勢(shì)控制信號(hào)線輸出象素-電勢(shì)控制信號(hào)，以及所述掃描信號(hào)線電路設(shè)置于所述掃描信號(hào)線的一端一側(cè)，所述象素-電勢(shì)控制電路設(shè)置于所述掃描信號(hào)線的另一端一側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種液晶顯示器，包括第一基板；第二基板；夾在所述第一基板和所述第二基板之間的液晶組分；設(shè)置在所述第一基板上的多個(gè)象素，所述多個(gè)象素的每一個(gè)都包括開(kāi)關(guān)元件、象素電極和電容；與所述開(kāi)關(guān)元件的控制端子連接的多條掃描信號(hào)線；與所述多條掃描信號(hào)線連接的掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路；與所述開(kāi)關(guān)元件的第一電極連接的多條視頻信號(hào)線；以及與所述多條視頻信號(hào)線連接的視頻信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路；其特征在于在所述多個(gè)象素的下面形成有光阻擋膜；多條象素-電勢(shì)控制線連接于形成所述電容的兩個(gè)電容形成電極中的一個(gè)電極；象素-電勢(shì)控制電路連接于所述多條象素-電勢(shì)控制線；所述電容的兩個(gè)電容形成電極中的另一個(gè)電極連接于所述象素電極，所述象素-電勢(shì)控制電路具有移位寄存器電路和輸出電路，所述移位寄存器電路向所述輸出電路輸出定時(shí)信號(hào)，所述輸出電路向所述象素-電勢(shì)控制信號(hào)線輸出象素-電勢(shì)控制信號(hào)，所述掃描信號(hào)線電路設(shè)置于所述掃描信號(hào)線的一端一側(cè)，所述象素-電勢(shì)控制電路設(shè)置于所述掃描信號(hào)線的另一端一側(cè)，以及所述光阻擋膜與所述多個(gè)象素之間的間隙重疊并且形成所述象素-電勢(shì)控制信號(hào)線的一部分。


在所有附圖中給相似的部件分配相同的參考號(hào)，在附圖中圖1為用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器的大體結(jié)構(gòu)的框圖；圖2為示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示板實(shí)例的框圖；圖3A和3B是用于解釋象素電勢(shì)控制方法的電路示意圖；圖4為用于解釋圖2所示液晶顯示板的驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)間圖；圖5為用于說(shuō)明象素-電勢(shì)控制電路的電路示意圖；圖6A-6D為用于說(shuō)明在象素-電勢(shì)控制電路中使用的時(shí)鐘反相器的電路示意圖；圖7是在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器中象素區(qū)的橫截面示意圖；圖8為通過(guò)使用光阻擋膜而形成的象素-電勢(shì)控制線的配置的平面示意圖；圖9A和9B是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)間圖；圖10A是在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器中構(gòu)成輸出電路的反相器電路的橫截面視圖，而圖10B示出用于解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器的操作的時(shí)間圖；圖11為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器的平面示意圖；圖12是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)方法的時(shí)間圖；圖13A和13B為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器的透視圖，用于解釋該液晶顯示器的操作；圖14為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示板的平面示意圖；圖15為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器的平面示意圖；圖16是有源元件及其附近的橫截面示意圖，用于解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器；圖17是有源元件及其附近的橫截面示意圖，用于解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器；圖18為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器的液晶顯示板的示意性透視圖；圖19為用于解釋與根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器的液晶顯示板的液晶板相連接的撓性印刷電路板的平面示意圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器的立體分解圖；圖21是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器的液晶顯示板的液晶板的平面示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例。在所有用于解釋本發(fā)明實(shí)施例的附圖中，為功能相似的部件分配相同的參考號(hào)，并且不作重復(fù)解釋。
圖1為用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示器的大體結(jié)構(gòu)的框圖。本實(shí)施例的液晶顯示器包括液晶顯示板(液晶顯示元件)100和顯示控制器111。
液晶顯示板100包括具有以矩陣形式排列的象素區(qū)101的顯示區(qū)110、水平驅(qū)動(dòng)電路(視頻信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路)120、垂直驅(qū)動(dòng)電路(掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路)130以及象素-電勢(shì)控制電路135。在相同的基板上布置顯示區(qū)110、水平驅(qū)動(dòng)電路120、垂直驅(qū)動(dòng)電路130以及象素-電勢(shì)控制電路135。
顯示控制器111基于外部傳送的控制信號(hào)如時(shí)鐘信號(hào)、顯示定時(shí)信號(hào)、水平同步信號(hào)、垂直同步信號(hào)，控制水平驅(qū)動(dòng)電路120、垂直驅(qū)動(dòng)電路130和象素-電勢(shì)控制電路135。顯示控制器111向水平驅(qū)動(dòng)電路120提供將要在液晶顯示板100上顯示的顯示數(shù)據(jù)。參考號(hào)131代表顯示控制器111的控制信號(hào)線，而132是顯示信號(hào)線。
多根視頻信號(hào)線(也稱作漏極信號(hào)線或垂直信號(hào)線)103從水平驅(qū)動(dòng)電路120沿垂直方向(圖1的Y方向)延伸進(jìn)顯示區(qū)110中，并且它們?cè)谒椒较?圖1中的X方向)上排列。多根掃描信號(hào)線(也稱作柵極信號(hào)線或水平信號(hào)線)102從垂直驅(qū)動(dòng)電路130沿水平方向(圖1中的X方向)延伸，并且它們?cè)诖怪狈较?圖1的Y方向)上排列。多根象素-電勢(shì)控制線136從象素-電勢(shì)控制電路135沿水平方向(X方向)延伸，并且在垂直方向(Y方向)上排列。
水平驅(qū)動(dòng)電路120包括水平移位寄存器121和電壓選擇器電路123。顯示控制器111的控制信號(hào)線131和顯示信號(hào)線132連接到水平移位寄存器121和電壓選擇器電路123，用于提供控制信號(hào)和顯示信號(hào)。在這提供數(shù)字形式和模擬形式兩種顯示數(shù)據(jù)。
為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，圖1省略掉到各個(gè)電路的電壓饋送線，但應(yīng)理解向各個(gè)電路應(yīng)饋送必要的電源電壓。
當(dāng)顯示控制器111在接收到外部提供的垂直同步信號(hào)之后立即接收第一顯示定時(shí)信號(hào)時(shí)，顯示控制器111通過(guò)控制信號(hào)線131向垂直驅(qū)動(dòng)電路130輸出開(kāi)始脈沖。然后，顯示控制器111基于水平同步脈沖向垂直驅(qū)動(dòng)電路130輸出具有水平掃描周期(下稱為1h)的移位時(shí)鐘，以便順序選擇掃描信號(hào)線。垂直驅(qū)動(dòng)電路130基于移位時(shí)鐘選擇掃描信號(hào)線102，并向被選掃描信號(hào)線102提供掃描信號(hào)。也就是說(shuō)，在圖1中，垂直驅(qū)動(dòng)電路130輸出信號(hào)，以便從頂部到底部逐線選擇掃描信號(hào)線102，每根線選擇時(shí)間為一個(gè)水平掃描周期1h。
進(jìn)而，當(dāng)顯示控制器111接收顯示定時(shí)信號(hào)時(shí)，顯示控制器111認(rèn)可收到與顯示起點(diǎn)相應(yīng)的顯示定時(shí)信號(hào)，并輸出顯示數(shù)據(jù)到水平驅(qū)動(dòng)電路120。顯示數(shù)據(jù)從顯示控制器111順序輸出，水平移位寄存器121基于從顯示控制器111傳送的移位時(shí)鐘輸出定時(shí)信號(hào)。定時(shí)信號(hào)指電壓選擇器電路123選取提供給各個(gè)視頻信號(hào)線103的顯示數(shù)據(jù)的時(shí)間。
當(dāng)顯示信號(hào)為模擬形式時(shí)，電壓選擇器電路123從模擬信號(hào)中與定時(shí)信號(hào)同步地選取相應(yīng)的電平作為顯示數(shù)據(jù)(灰度電壓)，然后輸出所選取的灰度電壓到視頻信號(hào)線103作為視頻信號(hào)。另一方面，當(dāng)顯示數(shù)據(jù)為數(shù)字形式時(shí)，電壓選擇器電路123與定時(shí)信號(hào)同步地選取顯示信號(hào)，然后根據(jù)顯示信號(hào)(數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù))選擇(譯碼)灰度電壓，隨后輸出灰度電壓到視頻信號(hào)線103。輸出到視頻信號(hào)線103的灰度電壓與垂直驅(qū)動(dòng)電路130的掃描信號(hào)同步地寫入到象素區(qū)101的象素電極中，作為視頻信號(hào)。
象素-電勢(shì)控制電路135根據(jù)顯示控制器111的控制信號(hào)控制寫入到象素電極中的視頻信號(hào)電壓。通過(guò)視頻信號(hào)線103寫入到象素電極中的灰度電壓與反電極上的基準(zhǔn)電壓有一定的電壓差。象素-電勢(shì)控制電路135通過(guò)向象素區(qū)101提供控制信號(hào)而改變象素電極和反電極之間的電壓差。下面解釋象素-電勢(shì)控制電路135的細(xì)節(jié)。
結(jié)合圖2解釋本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示板100內(nèi)的象素區(qū)101。圖2示出象素區(qū)101的等效電路。每個(gè)象素101都布置在顯示區(qū)110內(nèi)由兩根相鄰掃描信號(hào)線102和兩根相鄰視頻信號(hào)線103所包圍的區(qū)域內(nèi)，并且象素101以矩陣形式排列。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在圖2中只繪出一個(gè)象素區(qū)101。每個(gè)象素區(qū)101都具有有源元件30和和象素電極109。象素電極109連接到象素電容115。象素電容115的一個(gè)電極連接到象素電極109，象素電容115的另一個(gè)電極連接到象素-電勢(shì)控制線136，而象素-電勢(shì)控制線136又連接到象素-電勢(shì)控制電路135。在圖2中，有源元件30示作p-溝道型晶體管。
如上所述，垂直驅(qū)動(dòng)電路130向掃描信號(hào)線102順序輸出掃描信號(hào)，掃描信號(hào)用于有源元件30的開(kāi)或關(guān)控制。向視頻信號(hào)線103提供灰度電壓作為視頻信號(hào)，并且當(dāng)有源元件30接通時(shí)，從視頻信號(hào)線103向象素電極109提供灰度電壓。反電極(公共電極)107布置得面對(duì)象素電極109，并且液晶層(未示出)置于象素電極109和反電極107之間。在圖2所示的電路圖中，示出因液晶層而形成的等效液晶電容108，它連接在一個(gè)象素電極109和反電極107之間。通過(guò)在象素電極109和反電極107之間施加電壓，隨后改變液晶分子的取向并利用所獲得的液晶層光學(xué)性質(zhì)的改變而產(chǎn)生顯示。
如上所述，對(duì)于驅(qū)動(dòng)液晶顯示器的方法，使用AC驅(qū)動(dòng)以避免在液晶層兩端施加DC電壓。對(duì)于AC驅(qū)動(dòng)，如果反電極107上的電壓用作基準(zhǔn)電壓，電壓選擇器電路123輸出相對(duì)基準(zhǔn)電壓為正、負(fù)極性的兩個(gè)電壓，作為灰度電壓。
在該實(shí)施方式中，AC驅(qū)動(dòng)能夠利用與基準(zhǔn)電壓相同極性的信號(hào)作為從電壓選擇器電路123向象素電極109提供的視頻電壓。
在以上實(shí)例中，首先，正極性電壓寫入到象素電極109中，隨后，通過(guò)使用象素-電勢(shì)控制電路135產(chǎn)生負(fù)極性電壓。然而，可顛倒此關(guān)系。首先，負(fù)極性電壓寫入到象素電極109中，隨后，可通過(guò)提高象素-電勢(shì)控制電路135的象素-電勢(shì)控制信號(hào)的電壓而產(chǎn)生正極性電壓。
以下結(jié)合圖3A和3B解釋改變象素電極109的電壓的方法。在圖3A和3B中，為了說(shuō)明的目的，液晶電容108和象素電容115分別用第一電容器53和第二電容器54表示，有源元件30由開(kāi)關(guān)104表示。參考號(hào)56代表連接到象素電極109的象素電容115的一個(gè)電極，而57是連接到象素-電勢(shì)控制線136的象素電容115的另一個(gè)電極。象素電極109和電極56之間的結(jié)點(diǎn)用節(jié)點(diǎn)58表示。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假定可忽略其它寄生電容，第一電容器53和第二電容器54的電容分別為CL和CC。
如圖3A所示，首先，從外部向第二電容器54的電極57提供電壓V1。隨后，當(dāng)用掃描信號(hào)接通開(kāi)關(guān)104時(shí)，電壓從視頻信號(hào)線103提供到象素電極109和電極56。在這，提供到節(jié)點(diǎn)58的電壓假設(shè)為V2。
然后，如圖3B所示，在關(guān)斷開(kāi)關(guān)104時(shí)，施加到電極57以及象素-電勢(shì)控制信號(hào)的電壓從電壓V1降低到電壓V3。由于儲(chǔ)存在第一和第二電容器53和54內(nèi)的電荷總量保持不變，因此節(jié)點(diǎn)58的電壓改變?yōu)閂2-{CC/(CL+CC)}×(V1-V3)。
在此，如果第一電容器53的電容CL與第二電容器54的電容CC相比足夠小，即當(dāng)CL＜＜CC時(shí)，那么CC/(CL+CC)≈1，從而節(jié)點(diǎn)58的電壓變成等于V2-V1+V3。如果V2＝0和V3＝0，節(jié)點(diǎn)58的電壓變成等于(-V1)。
通過(guò)使用以上解釋的方法，首先從視頻信號(hào)線103提供到象素電極109的電壓被選擇為相對(duì)于反電極107上的基準(zhǔn)電壓為正極性，隨后通過(guò)控制施加到電極57上的電壓即象素-電勢(shì)控制信號(hào)可產(chǎn)生負(fù)極性信號(hào)。當(dāng)以此方式產(chǎn)生負(fù)極性信號(hào)時(shí)，不必從電壓選擇器電路123提供負(fù)極性信號(hào)，由此可通過(guò)使用低壓電路元件形成外圍電路。
以下結(jié)合圖4解釋圖2所示電路中的工作時(shí)間。在圖4中“1V”指垂直掃描周期。Φ1代表提供到視頻信號(hào)線103的灰度電壓。Φ2為提供到掃描信號(hào)線102的掃描信號(hào)，Φ3為提供到象素-電勢(shì)控制信號(hào)線136的象素-電勢(shì)控制信號(hào)(電壓下降信號(hào))，而且Φ4為象素電極109的電勢(shì)。如圖3A和3B所示，象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3在電壓V3和V1之間變動(dòng)。
圖4示出灰度電壓Φ1由正極性電壓輸入信號(hào)Φ1A和負(fù)極性電壓輸入信號(hào)Φ1B組成的情況。正極性電壓輸入信號(hào)Φ1A施加到象素電極上，并保持不變。另一方面，負(fù)極性電壓輸入信號(hào)Φ1B首先施加到象素電極上，然后通過(guò)使用象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3轉(zhuǎn)換成相對(duì)于基準(zhǔn)電壓為負(fù)極性的電壓。在此實(shí)施例中，假設(shè)正極性電壓輸入信號(hào)Φ1A和負(fù)極性電壓輸入信號(hào)Φ1B相對(duì)于施加到反電極107的基準(zhǔn)電壓Vcom都為正的。
在圖4中，在從t0到t2的時(shí)間內(nèi)，灰度電壓Φ1是正極性電壓輸入信號(hào)Φ1A。首先，在時(shí)間t0，象素-電勢(shì)控制電路135輸出電壓V1作為象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3，然后，在時(shí)間t1當(dāng)掃描信號(hào)Φ2改變成與被選狀態(tài)相應(yīng)的低電平時(shí)，圖2所示的p溝道型晶體管30導(dǎo)通，從而視頻信號(hào)線103上的正極性電壓輸入信號(hào)Φ1A被寫入象素電極109中。在圖4中，寫入到象素電極109中的信號(hào)由Φ4表示。在圖4中，在時(shí)間t1寫入到象素電極109中的電壓由V2A表示。其次，當(dāng)掃描信號(hào)Φ2改變成與非選擇狀態(tài)相應(yīng)的高電平時(shí)，晶體管30關(guān)斷，從而象素電極109從用于提供電壓到其上的視頻信號(hào)線103斷開(kāi)。液晶顯示器基于寫入到象素電極109中的電壓V2A顯示灰度級(jí)。
以下解釋從t2到t4的時(shí)間，此時(shí)灰度電壓Φ1是負(fù)極性電壓輸入信號(hào)Φ1B。在時(shí)間t2，輸出掃描信號(hào)Φ2，從而由Φ4表示的電壓V2B寫入到象素電極109中。隨后晶體管30關(guān)斷，并且在時(shí)間t3，即在從時(shí)間t2開(kāi)始的2h(兩個(gè)水平掃描周期)時(shí)間之后，提供到象素電容115(見(jiàn)圖2)的電壓從V1下降到V3，如圖4的象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3中所示。當(dāng)象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3從V1改變?yōu)閂3時(shí)，由于象素電容115用作耦合電容，因此象素電極109的電勢(shì)可基于象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3的幅值下降一定的量。從而，在象素內(nèi)產(chǎn)生相對(duì)于基準(zhǔn)電壓Vcom為負(fù)極性的電壓V2C。
當(dāng)使用上述方法產(chǎn)生負(fù)極性信號(hào)時(shí)，外圍電路可通過(guò)使用低壓電路元件形成。從電壓選擇器電路123輸出的信號(hào)是小幅值正極性信號(hào)，因此有可能把電壓選擇器電路123制作成低壓電路。當(dāng)電壓選擇器電路123在低壓下工作時(shí)，由于其它外圍電路如水平移位寄存器121和顯示控制器111是低壓電路，因此液晶顯示器的整個(gè)電路可制作成低壓電路。
圖5示出象素-電勢(shì)控制電路135的電路配置。參考符號(hào)SR1-SRn+1(以下省略下標(biāo)，除非它們應(yīng)相互區(qū)別開(kāi))代表可向上和向下移位信號(hào)的雙向移位寄存器。每個(gè)雙向移位寄存器SR由時(shí)鐘反相器61、62、65和66組成。參考號(hào)67表示電平移相器，而69為輸出電路。諸如雙向移位寄存器SR的電路用電源電壓VDD工作。電平移相器67轉(zhuǎn)換從雙向移位寄存器SR輸出的信號(hào)的電壓電平。電平移相器67輸出幅值在電源電壓VBB和電源電壓VSS(接地電勢(shì))之間的信號(hào)，VBB高于電源電壓VDD。向輸出電路69施加電源電壓VPP和電源電壓VSS，并且根據(jù)電平移相器67的信號(hào)輸出電壓VPP或VSS到象素-電勢(shì)控制線136。在結(jié)合圖4解釋的象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3中，電壓V1和V3分別對(duì)應(yīng)于電源電壓VPP和電源電壓VSS。在圖5中，輸出電路69表示成由p溝道型和n溝道型晶體管組成的反相器?？梢赃x擇施加到p溝道型晶體管的電源電壓VPP和施加到n溝道型晶體管的電源電壓VSS，以便它們可被輸出作為象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3。然而，由于其中制作有p溝道型晶體管的硅基板被施加以下解釋的基板電壓，因此電源電壓VPP必須選擇為對(duì)應(yīng)于基板電壓的適當(dāng)值。參考號(hào)26為開(kāi)始信號(hào)的輸入端，用于向象素-電勢(shì)控制電路135提供開(kāi)始信號(hào)作為一個(gè)控制信號(hào)。在接收到開(kāi)始信號(hào)之后，圖5所示的雙向移位寄存器SR1-SRn+1與外部提供的時(shí)鐘信號(hào)同步地連續(xù)輸出定時(shí)信號(hào)。電平移相器67根據(jù)定時(shí)信號(hào)輸出電壓VSS或VBB，輸出電路69根據(jù)電平移相器67的輸出向象素-電勢(shì)控制線136輸出電壓VPP或VSS?？梢酝ㄟ^(guò)向雙向移位寄存器SR提供開(kāi)始信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)以便為圖4所示象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3建立定時(shí)關(guān)系，而從象素-電勢(shì)控制電路135輸出具有所需定時(shí)關(guān)系的象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3。參考號(hào)25指用于重置信號(hào)的輸入端。
以下結(jié)合圖6A和6B解釋在雙向移位寄存器SR內(nèi)使用的時(shí)鐘反相器61和62。參考符號(hào)UD1和UD2分別代表第一和第二方向設(shè)置線。第一方向設(shè)置線UD1提供用于沿圖5中從底部到頂部方向掃描的H電平，而第二方向設(shè)置線UD2提供用于沿圖5中從頂部到底部方向掃描的H電平。為了清楚起見(jiàn)，省略圖5中的接線，但第一和第二方向設(shè)置線UD1和UD2連接到構(gòu)成雙向移位寄存器SR的時(shí)鐘反相器61和62。
時(shí)鐘反相器61由如圖6A所示的p型晶體管71、72和n型晶體管73、74構(gòu)成。p型晶體管71連接到第二方向設(shè)置線UD2，而n型晶體管74連接到第一方向設(shè)置線UD1。當(dāng)?shù)谝环较蛟O(shè)置線UD1為H電平且第二方向設(shè)置線UD2為L(zhǎng)電平時(shí)，時(shí)鐘反相器61用作反相器；但當(dāng)?shù)诙较蛟O(shè)置線UD2為H電平且第一方向設(shè)置線UD1為L(zhǎng)電平時(shí)，時(shí)鐘反相器61用作高阻抗。
另一方面，如圖6B所示，在時(shí)鐘反相器62中，p型晶體管71連接到第一方向設(shè)置線UD1，而n型晶體管74連接到第二方向設(shè)置線UD2。當(dāng)?shù)诙较蛟O(shè)置線UD2為H電平時(shí)，時(shí)鐘反相器62用作反相器；但當(dāng)?shù)谝环较蛟O(shè)置線UD1為H電平時(shí)，時(shí)鐘反相器62用作高阻抗。
圖6C示出時(shí)鐘反相器65的電路配置。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)線CLK1為H電平且時(shí)鐘信號(hào)線CLK2為L(zhǎng)電平時(shí)，時(shí)鐘反相器65輸出已被反相的輸入；當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)線CLK1為L(zhǎng)電平且時(shí)鐘信號(hào)線CLK2為H電平時(shí)，時(shí)鐘反相器65用作高阻抗。
圖6D示出時(shí)鐘反相器66的電路配置。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)線CLK2為H電平且時(shí)鐘信號(hào)線CLK1為L(zhǎng)電平時(shí)，時(shí)鐘反相器66輸出已被反相的輸入；當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)線CLK2為L(zhǎng)電平且時(shí)鐘信號(hào)線CLK1為H電平時(shí)，時(shí)鐘反相器66用作高阻抗。為了清楚起見(jiàn)，省略圖6A-6D中時(shí)鐘信號(hào)線CLK1、CLK2的連接，但時(shí)鐘信號(hào)線CLK1和CLK2連接到時(shí)鐘反相器65和66。
根據(jù)以上解釋，當(dāng)雙向移位寄存器由時(shí)鐘反相器61、62、65和66形成時(shí)，雙向移位寄存器SR可連續(xù)輸出定時(shí)信號(hào)。如果象素-電勢(shì)控制電路135由雙向移位寄存器SR形成，就可獲得用于雙向掃描的象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3。由于垂直驅(qū)動(dòng)電路130也由相似的雙向移位寄存器組成，因此根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器能沿從頂部到底部和從底部到頂部的方向進(jìn)行雙向掃描。由于具有此配置，如果希望顯示被反相的圖象時(shí)，就通過(guò)顛倒掃描方向，進(jìn)行從顯示屏的底部到頂部的掃描。當(dāng)垂直驅(qū)動(dòng)電路130設(shè)置成從底部到頂部掃描顯示屏?xí)r，象素-電勢(shì)控制電路135通過(guò)改變第一和第二方向設(shè)置線UD1和UD2的設(shè)置而同樣設(shè)置成相應(yīng)的底部-頂部掃描。水平移位寄存器121也由相似的雙向移位寄存器組成。
下面結(jié)合圖7解釋根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示器的象素區(qū)。圖7為根據(jù)本發(fā)明的反射型液晶顯示器實(shí)施例的橫截面示意圖。在圖7中，參考號(hào)100指液晶顯示板，1為用作驅(qū)動(dòng)電路基板的第一基板，2為用作透明基板的第二基板，3為液晶組分，4為隔板。隔板4在驅(qū)動(dòng)電路基板1和透明基板2之間建立固定的單元間隙d，驅(qū)動(dòng)電路基板1和透明基板2之間夾著液晶組分3。參考號(hào)5指在驅(qū)動(dòng)電路基板1上形成的反射電極(象素電極)，6為用于與反射電極5一起在液晶組分3上施加電壓的反電極，7和8是用于對(duì)液晶組分3的液晶分子以特定方向取向的取向膜，而30為用于向反射電極5施加灰度電壓的有源元件。參考號(hào)34指有源元件30的源極區(qū)域，35為有源元件30的漏極區(qū)域，36為有源元件30的柵極，38為絕緣膜，31和40分別為用于與在它們之間的絕緣膜38形成象素電容的第一和第二電極。在圖7中，第一和第二電極31、40示作用于形成象素電容的代表性電極，如果電連接到象素電極的其它導(dǎo)電層和連接到象素-電勢(shì)控制線的其它導(dǎo)電層互相面對(duì)面，并且在它們之間有介電層，它們就可形成象素電容。
在圖7中，參考號(hào)41是第一層間絕緣膜，42為分別電連接漏極區(qū)域35和第二電極40的第一導(dǎo)電膜，43為第二層間絕緣膜，44為第一光阻擋膜，45為第三層間絕緣膜，以及46為第二光阻擋膜。在第二和第三層間絕緣膜43、45內(nèi)制作通孔42CH，從而第一導(dǎo)電膜42與第二光阻擋膜46電連接在一起。參考號(hào)47為第四層間絕緣膜，而48為形成反射電極5的第二導(dǎo)電膜?；叶入妷簭挠性丛穆O區(qū)域35通過(guò)第一導(dǎo)電膜42、通孔42CH和第二光阻擋膜46傳送到反射電極5。
在此實(shí)施例中的液晶顯示器是反射型。大量的光(例如來(lái)自燈)投射到液晶顯示板100中。光阻擋膜阻擋光進(jìn)入驅(qū)動(dòng)電路基板的半導(dǎo)體層。在反射型液晶顯示器中，投射到液晶顯示板100中的光從透明基板2(在圖7的頂部)進(jìn)入，然后穿過(guò)液晶組分3，隨后被反射電極5反射回，接著再次穿過(guò)液晶組分3和透明基板2，最后離開(kāi)液晶顯示板100。然而，投射到液晶顯示板100中的一部分光通過(guò)相鄰反射電極5之間的間隙向驅(qū)動(dòng)電路基板1泄漏。設(shè)置第一和第二光阻擋膜44和46，以防止光進(jìn)入有源元件30。在此實(shí)施例中，第一和第二光阻擋膜44和46由導(dǎo)電膜制成，第二光阻擋膜46電連接到反射電極5，并且向第一光阻擋膜44提供象素-電勢(shì)控制信號(hào)以便光阻擋膜形成一部分象素電容。
順便提到，如果向第一光阻擋膜44提供象素-電勢(shì)控制信號(hào)，第一光阻擋膜44就可在被提供灰度電壓的第二光阻擋膜46和形成視頻信號(hào)線103的第一導(dǎo)電層42以及形成掃描信號(hào)線102的導(dǎo)電層(與柵極36在同一平面)之間用作電屏蔽層。這減小第一導(dǎo)電層42和柵極36之間、以及第二光阻擋膜46和反射電極5之間的寄生電容。如上所述，必需使象素電容CC比液晶電容CL足夠大。如果第一光阻擋膜44被設(shè)置成電屏蔽，由于與液晶電容LC并聯(lián)的寄生電容減小，因此對(duì)于獲得上述關(guān)系是有效的。進(jìn)而，有可能減小信號(hào)線產(chǎn)生的噪聲量。
在反射型液晶顯示元件中，當(dāng)反射電極5在驅(qū)動(dòng)電路基板1的液晶組分3一側(cè)的表面上布置時(shí)，不透明基板如硅基板可用作驅(qū)動(dòng)電路基板1。此結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)點(diǎn)有源元件30和接線可在反射電極5之下布置，從而形成象素的反射電極5的面積可以增加，因此可實(shí)現(xiàn)更高的孔徑比。而且，此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)還有輻射從驅(qū)動(dòng)電路基板1的背面投射進(jìn)液晶顯示板100的光所產(chǎn)生的熱量。
下面解釋通過(guò)使用光阻擋膜而形成部分象素電容。第一光阻擋膜44和第二光阻擋膜46互相面對(duì)面并且第三層間絕緣膜45置于它們之間，而且形成部分象素電容。參考號(hào)49指形成一部分象素-電勢(shì)控制線136的導(dǎo)電層。第一電極31和第一光阻擋膜44被導(dǎo)電層49電連接。導(dǎo)電層49可用于在象素-電勢(shì)控制電路135和象素電容之間形成接線。然而，在此實(shí)施例中，第一光阻擋膜44用于接線。圖8示出其中第一光阻擋膜44用作象素-電勢(shì)控制線136的配置。
圖8是示出第一光阻擋膜44排列的平面圖。參考號(hào)46表示第二光阻擋膜，盡管它們位于第一光阻擋膜44之上，但為了說(shuō)明第二光阻擋膜的排列而用虛線表示。參考號(hào)42CH指連接第一導(dǎo)電膜42和第二光阻擋膜46的通孔。在圖8中，省略其它元件以避免使本圖復(fù)雜。第一光阻擋膜44用作象素-電勢(shì)控制線136，因此它們被制作得沿圖8中X方向連續(xù)延伸。第一光阻擋膜44制作得覆蓋整個(gè)顯示區(qū)域以便用作光阻擋膜，它們沿X方向(與掃描信號(hào)線102平行的方向)直線延伸，在Y方向上依次排列，并連接到象素-電勢(shì)控制電路135，從而它們也用作象素-電勢(shì)控制線136。第一光阻擋膜44布置得在盡可能大的區(qū)域內(nèi)疊加在第二光阻擋膜46之上以便它們還用作象素電容的電極，并且相鄰的第一光阻擋膜44之間的間隙制作得盡可能小，以減少光的泄漏。
當(dāng)相鄰的第一光阻擋膜44之間的間隙制作得如圖8所示那么小時(shí)，一行第一光阻擋膜44的局部位于與下一行第一光阻擋膜44相聯(lián)系的一行第二光阻擋膜46之下。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器能在兩個(gè)方向上進(jìn)行掃描。當(dāng)在雙向掃描中利用象素-電勢(shì)控制信號(hào)時(shí)，出現(xiàn)兩種情況一種是一行第一光阻擋膜44疊加在與下一行第一光阻擋膜44相聯(lián)系的一行第二光阻擋膜46之上；另一種情況是不發(fā)生上述重疊。
在圖8所示的情況中，當(dāng)沿從圖中的頂部到底部的方向進(jìn)行掃描時(shí)，一行第一光阻擋膜44的局部位于與即將掃描的下一行第一光阻擋膜44相聯(lián)系的一行第二光阻擋膜46之下。
以下結(jié)合圖9A和9B解釋在一行第一光阻擋膜44的局部和與將掃描的下一行第一光阻擋膜44相聯(lián)系的一行第二光阻擋膜46之間的重疊所產(chǎn)生的問(wèn)題和解決方案。
圖9A示出用于解釋此問(wèn)題的時(shí)間圖。在圖9A中，Φ2A是用于指定行A的掃描信號(hào)并被指定為用于行A的掃描信號(hào)，而Φ2B是用于下一行B的掃描信號(hào)并被指定為用于行B的掃描信號(hào)。下面解釋從時(shí)間t2到時(shí)間t3的時(shí)段，在此時(shí)段中產(chǎn)生上述問(wèn)題，而對(duì)于剩余時(shí)間的解釋則將省略。
在圖9A中，在掃描行A時(shí)，在時(shí)間t3，即在從t2開(kāi)始的2h(兩個(gè)水平掃描周期)時(shí)間之后，象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3A被改變。在從t2開(kāi)始的1h時(shí)間之后，掃描信號(hào)Φ2A的輸出已停止，由行A掃描信號(hào)Φ2A驅(qū)動(dòng)的有源元件30被關(guān)斷，結(jié)果在行A中的象素電極109從視頻信號(hào)線103斷開(kāi)。在時(shí)間t3，即在從t2開(kāi)始的2h時(shí)間之后，即使當(dāng)考慮到因信號(hào)切換而引起的時(shí)間延遲時(shí)，行A中的有源元件30也為充分的OFF(關(guān)斷)狀態(tài)。然而，在時(shí)間t3，用于行B的掃描信號(hào)Φ2B被改變。
由于在行A中的第一光阻擋膜44疊加在連接到行B中象素電極109的第二光阻擋膜46之上，在行B中的象素電極和行A中的象素-電勢(shì)控制線之間形成電容。由于在時(shí)間t3行B中的有源元件30被改變?yōu)殛P(guān)斷狀態(tài)，因此，這時(shí)行B中的象素電極109沒(méi)有從視頻信號(hào)線103充分?jǐn)嚅_(kāi)。在時(shí)間t3，如果用于行A的象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3A被改變，行A電容性耦合到行B中的象素電極109，放電電荷就在視頻信號(hào)線103和象素電極109之間傳輸，因?yàn)樗鼈兿嗷ブg沒(méi)有充分?jǐn)嚅_(kāi)。從而，行A的象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3A的改變對(duì)寫入行B中象素電極109的電壓Φ4B產(chǎn)生影響。在圖9A和9B中的Φ3B代表用于行B的象素-電勢(shì)控制信號(hào)。
如果單個(gè)液晶顯示器在固定的掃描方向下操作，象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3A的改變所帶來(lái)的影響就不是非常明顯，因?yàn)樵撚绊懺谡麄€(gè)顯示區(qū)域是均勻的。然而，當(dāng)通過(guò)疊加從三個(gè)獨(dú)立的分別用于提供紅、綠和藍(lán)三原色的液晶顯示器所提供的紅、綠和藍(lán)三種圖象而產(chǎn)生彩色顯示時(shí)，出現(xiàn)這樣的情況，例如，由于它們的光學(xué)排列，三個(gè)液晶顯示器中只有一個(gè)從底部到頂部掃描其顯示區(qū)域，而三個(gè)液晶顯示器中的另外兩個(gè)則從頂部到底部掃描它們的顯示區(qū)域。與此情況類似，如果在多個(gè)液晶顯示器中掃描方向不同，在液晶顯示器中顯示的質(zhì)量就變得不均勻并且綜合顯示降質(zhì)。
通過(guò)結(jié)合圖9B解釋解決上述問(wèn)題的方法。在此方法中，在行A掃描信號(hào)Φ2A開(kāi)始的3h時(shí)間延遲之后，輸出行A象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3A。此時(shí)，行B掃描信號(hào)Φ2B已經(jīng)停止，因此行B中的有源元件30為充分的關(guān)斷狀態(tài)，從而，此種關(guān)系減少行A象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3A對(duì)寫入行B中象素電極109的電壓Φ4B的影響。在此情況下，使要寫入的負(fù)極性電壓輸入信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)度比正極性電壓輸入信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)度短3h時(shí)間，但是，例如當(dāng)掃描信號(hào)線102的數(shù)量超過(guò)100時(shí)，時(shí)間的縮短等于或小于3％。在負(fù)極性電壓輸入信號(hào)和正極性電壓輸入信號(hào)之間的均方根值之差可由基準(zhǔn)電壓Vcom等調(diào)節(jié)。
以下結(jié)合圖10A和10B解釋在施加到象素電容的電壓VPP和基板電勢(shì)VBB之間的關(guān)系。圖10A是構(gòu)成輸出電路69的反相器電路的橫截面視圖。
在圖10A中，參考號(hào)32指p溝道型晶體管的溝道區(qū)域，此p溝道型晶體管是通過(guò)在硅基板1中注入離子而制作的n型阱。硅基板1被施加基板電壓VBB，并且n型阱32的電勢(shì)為VBB。源極區(qū)域34和漏極區(qū)域35由通過(guò)在基板1中注入離子而制作的p型半導(dǎo)體層形成。當(dāng)p溝道型晶體管30的柵極36被施加低于基板電壓VBB的電壓時(shí)，在源極區(qū)域34和漏極區(qū)域35之間形成導(dǎo)電層。一般而言，由于不必提供絕緣區(qū)域，因此該結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化，在相同硅基板上制作的晶體管被施加公共基板電勢(shì)VBB。在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器中，在驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域和象素區(qū)中的晶體管在相同的硅基板1上制作。基于以上解釋的原因，象素區(qū)中的晶體管也被施加上述基板電勢(shì)VBB。
在圖10A所示的反相器電路中，源極區(qū)域34被施加提供到象素電容的電壓VPP。源極區(qū)域34由p型半導(dǎo)體層形成，并且，源極區(qū)域34和n型阱32形成p-n結(jié)。當(dāng)源極區(qū)域34的電勢(shì)被制作得高于n型阱32的時(shí)，產(chǎn)生如下問(wèn)題電流從源極區(qū)域34流入n型阱32。鑒于此問(wèn)題，電壓VPP選擇得低于基板電壓VBB。
根據(jù)以上解釋，在被象素-電勢(shì)控制信號(hào)下降后的象素電極電壓由V2-{CC/(CL+CC)}×(VPP-VSS)表示，這里，V2是寫入象素電極的電壓，CL為液晶電容，CC為象素電容，并且(VPP-VSS)是象素-電勢(shì)控制信號(hào)的幅值。如果選擇電壓VSS為接地電勢(shì)GND，象素電極電壓中的變化量就由電壓VPP、液晶電容CL和象素電容CC決定。
圖10B示出CC/(CL+CC)和電壓VPP之間的關(guān)系。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，基準(zhǔn)電壓Vcom采用接地電勢(shì)GND。下面解釋這樣的情況在電壓-關(guān)斷狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生白色圖象的普通白色類型液晶顯示器中，灰度電壓施加到象素電極以便產(chǎn)生黑色圖象(灰度的最低程度)。圖10B中的Φ1表示從電壓選擇器電路123寫入到象素電極中的灰度電壓。Φ1A是灰度電壓Φ1的正極性電壓輸入信號(hào)，而Φ1B是灰度電壓Φ1的負(fù)極性電壓輸入信號(hào)。為了形成黑色圖象，Φ1A和Φ1B選擇得使基準(zhǔn)電壓Vcom和寫入到象素電極中的灰度電壓之間的差值最大。
在圖10B中，由于Φ1A是用于施加正極性電壓的正極性電壓輸入信號(hào)，因此，通常取Φ1A為+Vmax以便使其電壓和基準(zhǔn)電壓Vcom之間的差值最大。Φ1B取作Vcom(GND)，并且開(kāi)始Φ1B寫入到象素電極中，隨后通過(guò)使用象素電容而降低象素電極的電勢(shì)。
圖10B中的Φ4A和Φ4B分別表示在CC/(CL+CC)＝1時(shí)的理想情況中和在CC/(CL+CC)＜1時(shí)的非理想情況中的象素電極的電壓。
首先，考慮理想情況。在象素電極的電壓Φ4A為負(fù)值的過(guò)程中，由于開(kāi)始電壓Vcom(GND)寫入象素電極中作為Φ1B，因此，由于CC/(CL+CC)＝1的關(guān)系，通過(guò)把象素電極電勢(shì)降低象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3的幅值VPP而獲得的最大負(fù)電壓(-Vmax)變成(-Vmax)＝-VPP。
其次，考慮非理想情況。對(duì)于象素電極的電壓Φ4B為負(fù)值的過(guò)程中，象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3的幅值VPP2必須選擇得滿足關(guān)系+Vmax＜VPP2，因?yàn)镃C/(CL+CC)＜1。如上所述，必須滿足關(guān)系VPP＜基板電勢(shì)VBB以及關(guān)系+Vmax＜VPP＜VBB。
在此實(shí)施例中，使用降低已寫入的象素電極電壓的方法以實(shí)現(xiàn)低壓電路，但是如果象素-電勢(shì)控制信號(hào)Φ3的幅值VPP非常高，基板電壓VBB就變得太高并且最后電路將成為高壓電路。因此，需要選擇CL和CC的值以使CC/(CL+CC)變得盡可能接近1，換而言之，滿足CL＜＜CC。
在玻璃基板上制作薄膜晶體管的常規(guī)液晶顯示器中，由于必需使象素電極的面積盡可能的大，即增加孔徑比，因此可實(shí)現(xiàn)的CC/CL之比最大為約1.0。在此實(shí)施例的液晶顯示器中，驅(qū)動(dòng)電路區(qū)域和象素區(qū)在相同的硅基板上制作，利用高電壓作為基板電勢(shì)VBB使得難以實(shí)現(xiàn)低壓電路。
下面，結(jié)合圖11和12解釋行轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)方法的實(shí)施例。圖11所示的液晶顯示器100設(shè)置有奇數(shù)行象素-電勢(shì)控制電路135(1)和偶數(shù)行象素-電勢(shì)控制電路135(2)。在行轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)方法中，例如，當(dāng)正極性灰度電壓寫入到奇數(shù)行象素電極中時(shí)，為了AC驅(qū)動(dòng)，負(fù)極性灰度電壓就寫入到偶數(shù)行象素電極中。在行轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)方法中，電壓極性每隔一行就顛倒一次，因此象素-電勢(shì)控制信號(hào)的波形必須每隔一行就改變一次。從而，如圖11所示，分別設(shè)置用于奇數(shù)行和偶數(shù)行的象素-電勢(shì)控制電路135(1)、135(2)，用于交替輸出如圖12所示的兩種象素-電勢(shì)控制信號(hào)波形Φ3a和Φ3b，以便執(zhí)行轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)。
以下解釋反射型液晶顯示器。對(duì)于一種反射型液晶顯示元件，已知電控雙折射模式。在電控雙折射模式中，通過(guò)在把液晶組分夾在中間的反射電極和反電極之間施加電壓而改變液晶組分的分子取向，從而改變液晶層的雙折射。電控雙折射模式通過(guò)把雙折射的改變轉(zhuǎn)換成光透射的改變而產(chǎn)生圖象。
下面結(jié)合圖13A和13B解釋單偏振器扭曲向列(SPTN)模式，此模式是一種電控雙折射模式。
參考號(hào)9代表把光源(未示出)的入射光L1分成兩個(gè)偏振光的偏振束分離器，并且發(fā)射出兩個(gè)偏振光中的線性偏振光L2。
在圖13A和13B中，已穿過(guò)偏振束分離器9的光是p-偏振光，它進(jìn)入液晶顯示板100，但是，被偏振束分離器9反射的光也可進(jìn)入液晶顯示板100，此種光為s-偏振光。
液晶組分3是具有正介電各向異性的向列液晶材料。液晶分子縱向軸的取向大約與驅(qū)動(dòng)電路基板1和透明基板2的主表面平行，并且液晶分子在穿過(guò)液晶層時(shí)被取向膜7、8扭曲大約90°。
圖13A示出沒(méi)有電壓施加到液晶組分層3的情況。進(jìn)入液晶顯示板100的光L2因液晶組分3的雙折射而被轉(zhuǎn)換成橢圓形偏振光，然后在反射電極5上變?yōu)閳A形偏振光。被反射電極5反射回的光再次穿過(guò)液晶組分3，從而又一次變?yōu)闄E圓形偏振光，然后當(dāng)它離開(kāi)液晶顯示板100時(shí)再次變回到線性偏振光。出射的線性偏振光L3是s-偏振光，其偏振方向相對(duì)于入射光L2的偏振方向旋轉(zhuǎn)90°，L3再次進(jìn)入偏振束分離器9，被偏振束分離器9的內(nèi)部界面反射，變?yōu)槌錾涔釲4，L4又投射到屏幕等上，產(chǎn)生顯示。此種配置是所謂的普通白色(普通敞開(kāi))類型，當(dāng)在液晶組分層3兩端不施加電壓時(shí)此種配置發(fā)射光。
圖13B示出在液晶組分層3兩端施加電壓的情況。當(dāng)電場(chǎng)施加到液晶組分層3時(shí)，液晶分子沿著電場(chǎng)方向?qū)R，因此不會(huì)出現(xiàn)液晶分子的雙折射。結(jié)果，進(jìn)入液晶顯示板100的線性偏振光L2不經(jīng)任何改變地被反射電極5反射，隨后從液晶顯示板100出射的光L5具有與入射光L2相同的偏振方向。出射光L5穿過(guò)偏振束分離器9，返回到光源，從而沒(méi)有光投射到屏幕上，在屏幕上產(chǎn)生黑色顯示。
在單偏振器扭曲向列模式中，液晶分子的取向與基板的主表面平行，因此可使用取向液晶分子的一般方法，并且其制造工藝是極其穩(wěn)定的。普通白色模式操作預(yù)防在低電壓電平時(shí)產(chǎn)生有缺陷的顯示。原因是，在普通白色模式中，當(dāng)在液晶層兩端施加高電壓時(shí)提供暗點(diǎn)電平(黑色顯示)，而且在此狀態(tài)中幾乎所有的液晶分子沿電場(chǎng)的方向取向，此電場(chǎng)方向與基板的主表面正交，從而，暗點(diǎn)電平的顯示不太依賴于有低電場(chǎng)施加到其上的液晶分子的取向的初始條件。人眼基于亮度比來(lái)察覺(jué)亮度的不均勻性，一般對(duì)亮度的對(duì)數(shù)敏感，從而對(duì)暗點(diǎn)電平的變化敏感。由于上述原因，普通白色模式的優(yōu)點(diǎn)是防止因液晶分子取向的初始條件而引起亮度的不均勻性。
電控雙折射模式要求在液晶顯示板的基板之間有高度精確的單元間隙。電控雙折射模式利用普通光線和異常光線在穿過(guò)液晶層時(shí)所產(chǎn)生的相位差，因此從液晶層透射的光強(qiáng)度取決于普通光線和異常光線之間的延遲Δn·d，在這，Δn是雙折射率，d為由隔板4在透明基板2和驅(qū)動(dòng)電路基板1之間建立的單元間隙。
在此實(shí)施例中，考慮到顯示的不均勻性，單元間隙被控制在準(zhǔn)確度為±0.05μm。在反射型液晶顯示板中，進(jìn)入液晶層的光被反射電極反射，然后再次穿過(guò)液晶層，因此，如果反射型液晶顯示板使用具有與在透射型液晶顯示板中使用的液晶組分相同的雙折射率Δn的液晶組分，反射型液晶顯示板的單元間隙d就是透射型液晶顯示板的一半。一般而言，透射型液晶顯示板的單元間隙d在大約5微米到大約6微米的范圍內(nèi)，但在此實(shí)施例中單元間隙d選擇為大約2微米。
在此實(shí)施例中，為了保證單元間隙的高準(zhǔn)確度和比常規(guī)液晶顯示板更小的單元間隙，在驅(qū)動(dòng)電路基板1上制作柱狀隔板以取代使用常規(guī)珠狀分散方法。
圖14為用于解釋布置在驅(qū)動(dòng)電路基板1上的反射電極5和隔板4如何排列的液晶顯示板的平面示意圖。在驅(qū)動(dòng)電路基板1的整個(gè)區(qū)域上以矩陣形式設(shè)置大量的隔板4，用于在透明基板2和驅(qū)動(dòng)電路基板1之間建立均勻的間隔。每個(gè)反射電極5確定象素，作為由液晶顯示板形成的最小圖象元素。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，圖14示出5列×4行的象素陣列，在最外面的列和行中的象素由參考號(hào)5B表示，在最外面的列和行以內(nèi)的象素由參考號(hào)5A表示。
在圖14中，5列×4行的象素陣列形成顯示區(qū)域，在其中通過(guò)液晶顯示板形成顯示。假象素113布置在顯示區(qū)域周圍，由與隔板4相同材料制成的外圍邊框11布置在假象素113周圍，并且在驅(qū)動(dòng)電路基板1上圍繞外圍邊框11涂敷密封部件12。參考號(hào)13指用于外部連接的接線端，此外部連接用于向液晶顯示板100提供外部信號(hào)。
隔板4和外圍邊框11由樹(shù)脂材料形成。例如，該樹(shù)脂材料可以使用JSR Corp.(日本東京)制造的化學(xué)放大型負(fù)性光刻膠“BPR-113”(商品名)。光刻膠材料用旋涂敷方法涂敷在其上形成有反射電極5的驅(qū)動(dòng)電路基板1上，接著使用具有隔板4和外圍邊框11的形狀圖案的掩膜進(jìn)行曝光，然后用去除劑顯影，形成隔板4和外圍邊框11。
當(dāng)隔板4和外圍邊框11使用光刻膠等材料制作時(shí)，通過(guò)控制材料涂層的厚度可控制隔板4和外圍邊框11的高度，從而能高精度地制作隔板4和外圍邊框11。通過(guò)掩膜圖案可確定隔板4的位置，因此隔板4可準(zhǔn)確定位在希望的位置上。
在液晶投影機(jī)內(nèi)使用的液晶顯示板中，如果一個(gè)隔板4位于象素上，就產(chǎn)生問(wèn)題隔板4的陰影在被投影的放大圖象中是可見(jiàn)。通過(guò)用掩膜圖案曝光和隨后進(jìn)行顯影而制作隔板4，隔板4可定位在不使顯示圖象降質(zhì)的位置上。
由于已同時(shí)制作隔板4和外圍邊框11，因此，通過(guò)首先在驅(qū)動(dòng)電路基板1上滴少量的液晶組分3，接著在驅(qū)動(dòng)電路基板1上重疊透明基板2從而在它們之間夾著液晶層，然后把透明基板2粘合到驅(qū)動(dòng)電路基板1上，液晶組分3就可密封在驅(qū)動(dòng)電路基板1和透明基板2之間。
當(dāng)在驅(qū)動(dòng)電路基板1和透明基板2中間插入液晶組分3之后組裝完液晶顯示板100時(shí)，液晶組分3保留在由外圍邊框11包圍的區(qū)域內(nèi)。
密封部件12涂敷在外圍邊框11的外側(cè)，并把液晶組分3限制在液晶顯示板100內(nèi)。
如上所述，外圍邊框11使用圖案掩膜而制作，因此，外圍邊框11以高位置準(zhǔn)確度制作在驅(qū)動(dòng)電路基板1上，從而可以高準(zhǔn)確度地確定液晶組分3的邊界。進(jìn)而，外圍邊框11可以高準(zhǔn)確度地確定密封部件12的邊界。
密封部件12用于把驅(qū)動(dòng)電路基板1和透明基板2固定在一起，而且還用于防止對(duì)液晶組分3有害的材料滲入其中。當(dāng)涂敷流體密封部件12時(shí)，外圍邊框11用作對(duì)密封部件12的停止器。通過(guò)布置外圍邊框11作為對(duì)密封部件12的停止器，能極其精確地建立液晶組分3和密封部件12的邊界，因而，可減少在顯示區(qū)域和液晶顯示板100外側(cè)之間的區(qū)域，導(dǎo)致圍繞顯示區(qū)域的外圍邊界減少。
假象素113布置在外圍邊框11和顯示區(qū)域之間，用于使最外側(cè)象素5B產(chǎn)生的顯示質(zhì)量與位于最外側(cè)象素5B內(nèi)的內(nèi)部象素5A產(chǎn)生的顯示質(zhì)量相同。由于內(nèi)部象素5A具有相鄰象素，因此在內(nèi)部象素5A和其相鄰象素之間形成不希望有的電場(chǎng)，從而，所述內(nèi)部象素5A產(chǎn)生的顯示質(zhì)量比沒(méi)有其相鄰象素時(shí)所產(chǎn)生的顯示質(zhì)量更差。
另一方面，假設(shè)連一個(gè)假象素113都不設(shè)置的情況，那么，在最外側(cè)象素5B周圍不產(chǎn)生使顯示質(zhì)量降低的不希望有的電場(chǎng)，結(jié)果，最外側(cè)象素5B的顯示質(zhì)量比內(nèi)部象素5A的更好。如果在一些象素之間存在顯示質(zhì)量的差異，在顯示時(shí)就產(chǎn)生不均勻性。為了消除此問(wèn)題，設(shè)置假象素113，并與象素5A和5B一樣施加信號(hào)電壓，從而最外側(cè)象素5B的顯示質(zhì)量與內(nèi)部象素5A的相同。
進(jìn)一步地，由于外圍邊框11制作得環(huán)繞顯示區(qū)域，因此產(chǎn)生的問(wèn)題是在驅(qū)動(dòng)電路基板1的表面上進(jìn)行摩擦處理以把液晶組分3的液晶分子定位成特定方向時(shí)，外圍邊框11阻礙在外圍邊框11附近表面上的摩擦處理。在此實(shí)施例中，在驅(qū)動(dòng)電路基板1上制作隔板4和外圍邊框11之后，在驅(qū)動(dòng)電路基板1上涂敷液晶分子取向膜7(見(jiàn)圖7)，隨后，通過(guò)用布等摩擦液晶分子取向膜7而執(zhí)行摩擦處理，以便被摩擦的取向膜7使液晶組分3的液晶分子定位成特定方向。
在摩擦處理中，因?yàn)橥鈬吙?1在驅(qū)動(dòng)電路基板1的表面上形成，所以外圍邊框11附近的取向膜7因外圍邊框11形成的步驟而未被充分地摩擦，從而在外圍邊框11附近易于發(fā)生液晶分子取向的不一致性。為了使液晶組分3的液晶分子有缺陷的取向所導(dǎo)致的顯示不均勻性不易覺(jué)察，在外圍邊框11的緊內(nèi)側(cè)制作一些不用于顯示的象素，作為假象素113。
然而，如果假象素10如象素5A和5B那樣被提供信號(hào)，就產(chǎn)生這樣的問(wèn)題由于在假象素10和透明基板2之間存在液晶組分3，因此觀察者也觀察得到假象素10產(chǎn)生的顯示。在普通白色型液晶顯示板中，當(dāng)在液晶組分3的層兩端不施加電壓時(shí)假象素113出現(xiàn)白點(diǎn)，因而，顯示區(qū)域的邊界變得不確定并且顯示質(zhì)量下降。掩蔽假象素113是可以想象的，但難以在顯示區(qū)域邊界準(zhǔn)確地制作光阻擋邊框，因?yàn)橄笏刂g只有幾微米的間隔，因此，向假象素113施加一定的電壓以使假象素113顯示黑色圖象，此黑色圖象表現(xiàn)為圍繞顯示區(qū)域的黑色外圍邊框。
下面，結(jié)合圖15解釋驅(qū)動(dòng)假象素113的方法。向假象素113施加電壓以產(chǎn)生黑色顯示，因此設(shè)置有假象素113的整個(gè)區(qū)域上都出現(xiàn)黑色。如果假象素113產(chǎn)生連續(xù)的大面積黑色顯示，在象素置于顯示區(qū)域中的情況下就不需制作互相分離開(kāi)的假象素，但是可制作多個(gè)假象素電連接在一起。當(dāng)考慮驅(qū)動(dòng)所需的時(shí)間時(shí)，為假象素提供寫時(shí)間是無(wú)用的。有可能通過(guò)集成多個(gè)假象素形成單個(gè)假象素，但是單個(gè)假象素的面積增加，結(jié)果其液晶電容變得太大。如上所述，如果液晶電容變大，此種增加降低通過(guò)使用象素電容而降低象素電極電勢(shì)的效率。
考慮到以上情況，在此實(shí)施例中，與顯示區(qū)域內(nèi)的象素一樣，假象素也制作得互相分離開(kāi)。然而，如果在顯示區(qū)域內(nèi)寫有效象素的情況下逐行執(zhí)行寫假象素，此種寫操作就增加新增的多行假象素所需的時(shí)間長(zhǎng)度，從而在顯示區(qū)域內(nèi)寫有效象素的時(shí)間就減少這么多。
在高分辨率顯示中，使用高速視頻信號(hào)(高點(diǎn)狀時(shí)鐘信號(hào))，寫象素所需的時(shí)間被進(jìn)一步限制?？紤]到這點(diǎn)，在寫一幅圖象的過(guò)程中為了節(jié)省寫幾行的時(shí)間，如圖15所示，配置垂直驅(qū)動(dòng)電路130的雙向垂直移位寄存器VSR，以便向多行串聯(lián)的電平移相器67及其輸出電路69同時(shí)提供定時(shí)信號(hào)，從而掃描信號(hào)同時(shí)輸出到多個(gè)假象素行，而且，還配置象素-電勢(shì)控制電路135的雙向移位寄存器SR，以便向多行串聯(lián)的電平移相器67及其輸出電路69同時(shí)提供定時(shí)信號(hào)，從而象素-電勢(shì)控制信號(hào)同時(shí)輸出到多個(gè)假象素行。
以下結(jié)合圖16和17解釋在驅(qū)動(dòng)電路基板1上制作的有源元件30及其附近區(qū)域的配置。在圖7中使用的相同參考號(hào)在圖16和17中分配給相應(yīng)的部件。圖17為有源元件30及其附近區(qū)域的平面示意圖，而圖16為沿圖17中XVI-XVI剖分的橫截面視圖。為了清晰起見(jiàn)，圖16中部件之間的距離沒(méi)有制作得與圖17中的相應(yīng)距離相等；圖17用于示出掃描信號(hào)線102、柵極36、視頻信號(hào)線103、漏極區(qū)域35、源極區(qū)域34、用于形成象素電容的第二電極40、第一導(dǎo)電層42、接觸孔35CH、34CH、40CH和42CH之間的位置關(guān)系，而對(duì)于其它的部件則省略掉。在圖16中，參考號(hào)1代表用作驅(qū)動(dòng)電路基板的硅基板，32為通過(guò)使用離子注入而在驅(qū)動(dòng)電路基板1內(nèi)制作的半導(dǎo)體區(qū)域(p-型阱)，33為溝道限制器，34為在p-型阱32內(nèi)通過(guò)離子注入而制作得導(dǎo)電的漏極區(qū)域，35為在p-型阱32內(nèi)通過(guò)離子注入而制作的源極區(qū)域，31為在p-型阱32內(nèi)通過(guò)離子注入而制作得導(dǎo)電的象素電容的第一電極。順便說(shuō)一下，在此實(shí)施例中p-溝道型晶體管用作有源元件30，但也可代之以n-溝道型晶體管。
在圖16中，參考號(hào)36指柵極、37為使柵極36邊緣的電場(chǎng)減弱的抵消區(qū)域，38為絕緣膜，39為用于使晶體管相互之間電絕緣的場(chǎng)氧化膜，而40為用于與第一電極31一起形成象素電容的第二電極，第一電極31在硅基板1中制作并且絕緣膜38位于第一電極31和第二電極40之間。柵極36和第二電極40由位于絕緣膜38之上的導(dǎo)電膜和低電阻導(dǎo)電膜形成的雙層膜制成。前一導(dǎo)電膜用于降低有源元件30的閥值電壓。例如，雙層膜可由兩個(gè)多晶硅和硅化鎢膜制成。參考號(hào)41是第一絕緣層間膜，而42為第一導(dǎo)電膜。第一導(dǎo)電膜42是由用于防止不完善接觸的屏障金屬膜及低電阻導(dǎo)電膜制成的多層膜。例如，由鎢鈦合金(TiW)和鋁制成的濺鍍多層金屬膜可用作第一導(dǎo)電膜。
在圖17中，參考號(hào)102代表掃描信號(hào)線。掃描信號(hào)線102沿圖17中X方向延伸并在Y方向上排列，掃描信號(hào)線102被提供用于接通或關(guān)斷有源元件30的掃描信號(hào)。掃描信號(hào)線51由與柵極36相同的雙層膜形成。例如，由層疊的多晶硅和硅化鎢膜制成的雙層膜可用作掃描信號(hào)線102。視頻信號(hào)線103沿Y方向延伸并在X方向上排列，視頻信號(hào)線103被提供用于寫入反射電極5的視頻信號(hào)。視頻信號(hào)線103由與第一導(dǎo)電膜42相同的多層金屬膜形成。例如，由鎢鈦合金(TiW)和鋁制成的多層金屬膜可用作視頻信號(hào)線103。
第一導(dǎo)電膜42通過(guò)接觸孔35CH向漏極區(qū)域35提供視頻信號(hào)，接觸孔35CH在絕緣膜38和第一絕緣層間膜41內(nèi)制作。當(dāng)掃描信號(hào)提供到掃描信號(hào)線102時(shí)，有源元件30接通，并且視頻信號(hào)從半導(dǎo)體區(qū)域(p-型阱)32傳送到源極區(qū)域34，然后通過(guò)接觸孔34CH傳送到第一導(dǎo)電膜42。隨后，如圖16所示，視頻信號(hào)從第一導(dǎo)電膜42通過(guò)接觸孔40CH傳送到象素電容的第二電極40，接著通過(guò)接觸孔42CH傳送到反射電極5。接觸孔42CH位于場(chǎng)氧化膜39之上。由于場(chǎng)氧化膜39的厚度大，因此場(chǎng)氧化膜39頂部表面的高度適于比其它元件更高。通過(guò)在場(chǎng)氧化膜39上布置接觸孔42CH，接觸孔42CH可更靠近于上導(dǎo)電層，從而接觸孔42CH處的電連接長(zhǎng)度可縮短。
第二絕緣層間膜43使第二導(dǎo)電膜44與第一導(dǎo)電膜42絕緣。由平面膜43A和絕緣膜43B組成的兩層形成第二絕緣層間膜43，偏振膜43A用于填充凹槽和降低因下面的元件而引起的不平度，絕緣膜43B位于平面膜43A之上。平面膜43A通過(guò)涂敷SOG(玻璃上自旋)而制作，而且絕緣膜43B是通過(guò)采用TEOS(四乙基原硅酸鹽)作為反應(yīng)氣體的CVD工藝制成的SiO2膜。在第二絕緣層間膜43涂敷到硅基板1上之后，用CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)工藝拋光而平面化。第一光阻擋膜44在平面化了的第二絕緣層間膜上制作。第一光阻擋膜44由與第一導(dǎo)電膜42相同的多層金屬膜形成，此多層金屬膜由鎢鈦(TiW)合金和鋁制成。
如圖16所示，第一光阻擋膜44覆蓋在驅(qū)動(dòng)電路基板1的幾乎整個(gè)區(qū)域上，并且只在接觸孔42CH處制作開(kāi)孔。通過(guò)采用TEOS(四乙基原硅酸鹽)作為反應(yīng)氣體的CVD工藝在第一光阻擋膜44上制作第三絕緣層間膜45。進(jìn)而，第二光阻擋膜46在第三絕緣層間膜45上形成，并且由與第一導(dǎo)電膜42相同的多層金屬膜形成，此多層金屬膜由鎢鈦(TiW)合金和鋁制成。第二光阻擋膜46經(jīng)接觸孔42CH連接到第一導(dǎo)電膜42。在接觸孔42CH中，形成第一光阻擋膜44的金屬膜和形成第二光阻擋膜46的金屬膜層疊在一起，用于電連接。
當(dāng)?shù)谝还庾钃跄?4和第二光阻擋膜46由導(dǎo)電膜制成時(shí)，由絕緣(介電)膜制成的第三層間膜45置于它們之間，象素-電勢(shì)控制信號(hào)施加到第一光阻擋膜44上，灰度電壓施加到第二光阻擋膜46上，在第一光阻擋膜44和第二光阻擋膜46之間可形成象素電容。
考慮到第三絕緣層間膜45對(duì)灰度電壓的耐壓以及通過(guò)減小介電膜45的厚度而增大電容，希望第三絕緣層間膜45的厚度在150nm-450nm的范圍內(nèi)，并優(yōu)選為約300nm。
圖18為其上疊加有透明基板2的驅(qū)動(dòng)電路基板1的透視圖。在驅(qū)動(dòng)電路基板1周圍形成的是外圍邊框11，液晶組分3被限制在外圍邊框11、驅(qū)動(dòng)電路基板1和透明基板2所圍成的空間內(nèi)。密封部件12在層疊的驅(qū)動(dòng)電路基板1和透明基板2之間圍繞外圍邊框11的外側(cè)涂敷。驅(qū)動(dòng)電路基板1和透明基板2用密封部件12固定在一起，形成液晶顯示板100。參考號(hào)13代表用于外部連接的接線端。
其次，如圖19所示，用于向液晶顯示板100提供外部信號(hào)的撓性印刷布線板80連接到接線端13，以進(jìn)行外部連接。在撓性印刷布線板80一端的相對(duì)側(cè)上的兩個(gè)最外側(cè)接線端制作得比其余接線端更長(zhǎng)，并連接到在透明基板2上形成的反電極5，從而用作反電極接線端81。撓性印刷布線板80以此方式連接到驅(qū)動(dòng)電路基板1和透明基板2。
一般而言，撓性印刷布線板只連接到位于驅(qū)動(dòng)電路基板1上的用于外部連接的接線端，因此，撓性印刷布線板經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路基板1接線到反電極5。本發(fā)明此實(shí)施例中的透明基板2設(shè)置有準(zhǔn)備連接到撓性印刷布線板80的連接部分82，從而撓性印刷布線板80直接連接到反電極5。通過(guò)在驅(qū)動(dòng)電路基板1上疊加透明基板2形成液晶顯示板100。透明基板2在驅(qū)動(dòng)電路基板1上疊加，從而透明基板2的外圍部分延伸出驅(qū)動(dòng)電路基板1的外緣并且設(shè)置連接部分82，撓性印刷布線板80在連接部分82處連接到反電極5。
圖20和21示出液晶顯示器200的配置。圖20是液晶顯示器200的主要元件的立體分解圖，而圖21是液晶顯示器200的平面視圖。
如圖20所示，撓性印刷布線板80連接到其上的液晶顯示板100布置在散熱板72上，并且在它們之間有墊片71。墊片71是高度導(dǎo)熱的，而且填充散熱板72和液晶顯示板100之間的間隙，使得液晶顯示板100的熱量易于傳導(dǎo)到散熱板72。參考號(hào)73指用粘附劑固定到散熱板72上的模具。
如圖21所示，撓性印刷布線板80在模具73和散熱板72之間穿過(guò)，并從模具73引出。參考號(hào)75指光阻擋板，它防止光源的光進(jìn)入液晶顯示器200不希望的部分，并且76為確定液晶顯示器200的顯示區(qū)域的光阻擋邊框。
本發(fā)明人的發(fā)明已基于本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了具體解釋，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，只要不偏離本發(fā)明的精神和范圍，可作各種變化和變更。
通過(guò)在本文中公開(kāi)的代表性實(shí)施例獲得的優(yōu)點(diǎn)概括如下當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路包含在液晶顯示元件中時(shí)，本發(fā)明通過(guò)使用低壓電路有可能形成驅(qū)動(dòng)電路，并且能減少驅(qū)動(dòng)電路所占據(jù)的面積和每個(gè)象素所占據(jù)的面積，從而有可能實(shí)現(xiàn)電路的高速操作。進(jìn)而，本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)高分辨率的小型液晶顯示元件。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，包括第一基板；第二基板；夾在所述第一基板和所述第二基板之間的液晶組分；設(shè)置在所述第一基板上的多個(gè)象素；所述多個(gè)象素的每一個(gè)都包括開(kāi)關(guān)元件、象素電極、液晶電容和象素電容；與所述開(kāi)關(guān)元件的控制端子連接的多條掃描信號(hào)線；與所述多條掃描信號(hào)線連接的掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路；與所述開(kāi)關(guān)元件的第一電極連接的多條視頻信號(hào)線；與所述多條視頻信號(hào)線連接用于向其輸出視頻信號(hào)的視頻信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路；與形成所述象素電容的兩個(gè)電容形成電極中的第一電極連接的多條象素-電勢(shì)控制線；與所述多條象素-電勢(shì)控制線連接的象素-電勢(shì)控制電路；形成所述象素電容的兩個(gè)電容形成電極中的第二電極連接于所述象素電極；形成所述液晶電容的兩個(gè)液晶電容形成電極中的一個(gè)為所述多個(gè)象素中相應(yīng)一個(gè)的所述象素電極；所述液晶電容的所述兩個(gè)液晶電容形成電極中的另一個(gè)供應(yīng)有第一基準(zhǔn)電壓；其中，所述象素-電勢(shì)控制電路包括移位寄存器電路和輸出電路；所述移位寄存器電路向所述輸出電路輸出定時(shí)信號(hào)；所述輸出電路向所述象素-電勢(shì)控制線輸出象素-電勢(shì)控制信號(hào)；以及所述象素-電勢(shì)控制信號(hào)包括第一電壓電平和第二電壓電平；其中，所述掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路設(shè)置于所述掃描信號(hào)線的第一端，所述象素-電勢(shì)控制電路設(shè)置于所述掃描信號(hào)線的第一端一側(cè)；以及其中，所述視頻信號(hào)相對(duì)于所述第一基準(zhǔn)電壓在第一極性的兩個(gè)電壓電平之間擺動(dòng)；所述第一極性的視頻信號(hào)通過(guò)導(dǎo)通所述開(kāi)關(guān)元件寫入所述象素電極；以及在所述掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路輸出關(guān)斷所述開(kāi)關(guān)元件的信號(hào)之后，所述象素-電勢(shì)控制信號(hào)從第一電壓電平改變到第二電壓電平，以便所述象素電極上的電壓相對(duì)于所述第一基準(zhǔn)電壓極性反轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中所述第一基板由硅制成。
3.一種液晶顯示器，包括第一基板；第二基板；夾在所述第一基板和所述第二基板之間的液晶組分；設(shè)置在所述第一基板上的多個(gè)象素；所述多個(gè)象素的每一個(gè)都包括開(kāi)關(guān)元件、象素電極和電容；在所述象素電極下面形成的光阻擋膜；與所述開(kāi)關(guān)元件的控制端子連接的多條掃描信號(hào)線；與所述多條掃描信號(hào)線連接的掃描信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路；與所述開(kāi)關(guān)元件的第一電極連接的多條視頻信號(hào)線；與所述多條視頻信號(hào)線連接用于向其輸出視頻信號(hào)的視頻信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路；與形成所述電容的兩個(gè)電容形成電極中的第一電極連接的多條象素-電勢(shì)控制線；與所述多條象素-電勢(shì)控制線連接的象素-電勢(shì)控制電路；其中，所述視頻信號(hào)相對(duì)于第一基準(zhǔn)電壓在第一極性的兩個(gè)電壓電平之間擺動(dòng)；其中，形成所述電容的兩個(gè)電容形成電極中的第二電極連接于所述象素電極；其中，所述象素-電勢(shì)控制電路包括移位寄存器電路和輸出電路；所述移位寄存器電路向所述輸出電路輸出定時(shí)信號(hào)；所述輸出電路向所述象素-電勢(shì)控制線輸出象素-電勢(shì)控制信號(hào)；其中，所述掃描信號(hào)線電路設(shè)置于所述掃描信號(hào)線的第一端，所述象素-電勢(shì)控制電路設(shè)置于所述掃描信號(hào)線的第二端一側(cè)；其中，所述光阻擋膜與所述多個(gè)象素之間的間隙重疊，并且所述象素-電勢(shì)控制信號(hào)通過(guò)所述光阻擋膜中相應(yīng)的一個(gè)提供；以及所述光阻擋膜在所述輸出電路上擴(kuò)展，并且在與所述輸出電路重疊的部分與所述輸出電路相連接。
4.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，其中所述第一基板由硅制成。
5.一種液晶顯示器，包括第一基板；第二基板；夾在所述第一基板和所述第二基板之間的液晶組分；設(shè)置在所述第一基板上的多個(gè)象素；所述多個(gè)象素的每一個(gè)通過(guò)連接到其象素電極的開(kāi)關(guān)元件供應(yīng)視頻信號(hào)；所述多個(gè)象素的每一個(gè)都具有象素電容和液晶電容；形成所述象素電容的兩個(gè)象素電容形成電極中的一個(gè)連接于所述多個(gè)象素中相應(yīng)一個(gè)的所述象素電極；所述兩個(gè)象素電容形成電極中的另一個(gè)供應(yīng)有象素-電勢(shì)控制信號(hào)；形成所述液晶電容的兩個(gè)液晶電容形成電極中的一個(gè)為所述多個(gè)象素中所述相應(yīng)一個(gè)的所述象素電極；所述兩個(gè)液晶電容形成電極中的另一個(gè)供應(yīng)有第一基準(zhǔn)電壓；其中，所述視頻信號(hào)相對(duì)于所述第一基準(zhǔn)電壓在相同極性的兩個(gè)電壓電平之間擺動(dòng)；所述象素-電勢(shì)控制信號(hào)從第一電壓電平改變到第二電壓電平，以便所述象素電極上的電壓相對(duì)于所述第一基準(zhǔn)電壓極性反轉(zhuǎn)；以及所述象素-電勢(shì)控制信號(hào)的所述第一電壓電平和所述第二電壓電平是可選擇的。
6.如權(quán)利要求5所述的液晶顯示器，其中所述第一基板由硅制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有低壓驅(qū)動(dòng)電路的液晶顯示器，該液晶顯示器具有夾在一對(duì)基板之間的液晶組分以及在一個(gè)第一基板上設(shè)置的多個(gè)象素。每個(gè)象素都經(jīng)連接到其第一電極的開(kāi)關(guān)元件而被提供視頻信號(hào)，并設(shè)置電容。形成電容的兩個(gè)電容形成電極中的一個(gè)連接到相應(yīng)象素的第一電極，兩個(gè)電容形成電極中的另一個(gè)被提供象素－電勢(shì)控制信號(hào)。視頻信號(hào)的極性相對(duì)于第一基準(zhǔn)電壓周期性地轉(zhuǎn)換，而且，象素－電勢(shì)控制信號(hào)在相對(duì)于第二基準(zhǔn)電壓為相同極性的兩個(gè)電平之間變換，從而在象素的第一電極上的電壓波動(dòng)變得比視頻信號(hào)的更大。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1804982SQ20051006287
公開(kāi)日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月15日
發(fā)明者飯?zhí)镏尉? 竹本一八男, 松本克巳, 足立重雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立顯示器