專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置，特別是涉及一種對應(yīng)各行設(shè)置兩條輔助電容線的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
可薄型化、小型化且降低消耗功率的液晶顯示裝置現(xiàn)在已被用作各種機器的顯示器。液晶顯示裝置是具備在各自的相向面?zhèn)刃纬捎须姌O的兩個基板間封入液晶再將兩基板貼合而成的構(gòu)成，且在電極間施加電壓信號，以控制光學(xué)特性隨著對準狀態(tài)而變化的液晶的對準，而控制來自光源的光的透過率。
在此，已知在形成于基板的相向面?zhèn)鹊碾姌O間持續(xù)施加直流電壓時，會產(chǎn)生液晶分子的對準狀態(tài)固定，亦即產(chǎn)生所謂的影像暫留問題，以往，作為驅(qū)動液晶的電壓信號是采用相對于基準電壓的極性會周期性反轉(zhuǎn)的交流電壓信號。
已知該液晶驅(qū)動信號的極性反轉(zhuǎn)的時序，在以矩陣狀排列有多個像素的液晶顯示裝置中，有按每一幀反轉(zhuǎn)、按每一垂直掃描(1V)期間(或一掃描場期間)反轉(zhuǎn)、按每一水平掃描(1H)期間反轉(zhuǎn)及按每一像素(一點)期間反轉(zhuǎn)等形式。
本來顯示品質(zhì)，特別是動畫的顯示品質(zhì)比其它方式高的主動矩陣型LCD是在其顯示區(qū)域內(nèi)以矩陣狀排列有多個像素，且各像素分別具備有如薄膜晶體管(TFT)的開關(guān)組件、輔助電容、及由像素電極和夾著液晶層與像素電極相對向的對向電極所構(gòu)成的液晶電容。另外，相對于施加在對向電極(公共電極)側(cè)的電壓信號(共用電壓信號)Vcom，施加于每像素的與TFT連接的單個的像素電極的顯示電壓VP周期性地極性反轉(zhuǎn)。通過使對于對向電極及輔助電容兩方的矯正周期性地變化，防止液晶的劣化，同時減小用以將數(shù)據(jù)信號輸出至各數(shù)據(jù)線的H驅(qū)動器的電壓振幅，實現(xiàn)H驅(qū)動器的低消耗功率。
然而，在每一水平期間使施加在各數(shù)據(jù)線的視頻電壓信號極性反轉(zhuǎn)的水平反轉(zhuǎn)對極AC驅(qū)動中，由于在每一水平期間使對向電極與全輔助電容線的電壓的極性反轉(zhuǎn)，因此對向電極及全輔助電容線的電容性的負荷及這些負荷所造成的消耗功率依然很大。
因此，本發(fā)明人在日本特開2000-81606號公報中，提案有一種為了實現(xiàn)更低的低消耗功率，通過分配用以將電壓施加至對向電極及輔助電容的配線，使電容性的負荷大的對向電極(Vcom)的電壓一定，并使全輔助電容線的電壓的極性反轉(zhuǎn)，而降低H驅(qū)動器的電流及電壓的驅(qū)動方法(以下稱“SC驅(qū)動”)。
在此，使施加在液晶的電壓的極性周期性地反轉(zhuǎn)的反轉(zhuǎn)驅(qū)動方式，大致有“線反轉(zhuǎn)驅(qū)動”與“點反轉(zhuǎn)驅(qū)動”兩種。按縱或橫方向的每一線使極性反轉(zhuǎn)的線反轉(zhuǎn)驅(qū)動時，由于使Vcom與數(shù)據(jù)信號一同反轉(zhuǎn)，而將視頻電壓的電壓振幅抑制在點反轉(zhuǎn)驅(qū)動的二分之一。然而，正極線與負極線的一些的亮度差等會造成閃爍明顯，且正或負在縱或橫方向并列，當使反轉(zhuǎn)頻率(按每一幀反轉(zhuǎn)時為幀率)降低時，縱或橫線容易閃爍出現(xiàn)。因此，線反轉(zhuǎn)驅(qū)動必須提高幀率。另一方面，將相反的極性施加在上下左右相鄰的像素的點反轉(zhuǎn)驅(qū)動時，使Vcom(對向電極)一定，并施加極性分別以Vcom為基準而正/負反轉(zhuǎn)的電壓以作為視頻電壓。因此，就集積像素而成的顯示裝置而言，因正負的極性均勻混合，故即使低幀率閃爍也不明顯，仍需要大的電壓振幅。液晶的消耗功率由驅(qū)動頻率與電壓的振幅所決定，因此任一方式皆難以實現(xiàn)低消耗功率化。
因此，在點反轉(zhuǎn)驅(qū)動中，提出一種利用用來保持設(shè)置在各像素的數(shù)據(jù)信號電壓的輔助電容，將驅(qū)動所需要的電壓的振幅抑制為較低，以實現(xiàn)大幅的低消耗功率化的方法。在該驅(qū)動方法中，將數(shù)據(jù)信號電壓寫入像素電極及輔助電容后，通過使輔助電容的一方的電極電壓產(chǎn)生變化，使像素電壓偏移至高電位側(cè)或低電位側(cè)，且使偏移后的像素電壓相當于公知的點反轉(zhuǎn)驅(qū)動的數(shù)據(jù)信號電壓。通過該電壓偏移動作，可使顯示控制所需的希望的電壓施加至像素。結(jié)果，即使降低幀率仍可在閃爍噪聲較強的點反轉(zhuǎn)驅(qū)動中，將所驅(qū)動的電壓振幅抑制為較低，而可實現(xiàn)大幅的低消耗功率化。
然而，在記載于日本特開2003-150127號公報的進行點反轉(zhuǎn)驅(qū)動的透過型液晶顯示裝置中，為了在輔助電容的各鄰接列施加不同極性的電壓，在列方向的一條線需要有兩條輔助電容線。輔助電容線由不透光的金屬所形成，因此像素區(qū)域內(nèi)的兩條輔助電容線會使像素的開口率降低。
再者，在記載于日本特開2003-150127號公報的透過型液晶顯示裝置中，輔助電容電極形成在一像素區(qū)域內(nèi)，因此為了確保必要的電容量，必須增大輔助電容線的寬度，增加電極面積。因此，像素的開口率會變低。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)本發(fā)明的一方面，輔助電容電極延伸至行方向的鄰接像素的形成區(qū)域，因此可布局效率高地獲得必要且充分的輔助電容。另外，像素區(qū)域內(nèi)的兩條輔助電容線不會成為像素區(qū)域內(nèi)的開口的妨礙，可得到高開口率。
另外，依據(jù)本發(fā)明的另一方面，兩條輔助電容線以通過各像素中反射層的形成區(qū)域內(nèi)的方式配置。因此，像素區(qū)域內(nèi)的兩條輔助電容線不會成為像素區(qū)域內(nèi)的開口的妨礙，可得到高開口率。


圖1顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的半透過型液晶顯示裝置的構(gòu)成概略圖。
圖2顯示圖1的半透過型液晶顯示裝置的第一基板側(cè)的概略俯視圖。
圖3顯示圖1的半透過型液晶顯示裝置的等效電路圖。
圖4顯示沿著圖1的A-A線的位置的半透過型液晶顯示裝置的概略剖面構(gòu)成圖。
圖5顯示沿著圖1的B-B線的位置的半透過型液晶顯示裝置的概略剖面構(gòu)成圖。
圖6顯示沿著圖1的C-C線的位置的半透過型液晶顯示裝置的概略剖面構(gòu)成圖。
圖7顯示圖1所示的半透過型液晶顯示裝置的反射層56的配置的俯視圖。
圖8為Δ排列的半透過型液晶顯示裝置的俯視圖。
圖9顯示VA型的半透過型液晶顯示裝置的對準控制窗的圖。
圖10顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的液晶顯示裝置的各控制信號的關(guān)連的時序圖。
圖11A、圖11B顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的液晶顯示裝置的驅(qū)動方法的信號波形圖。
具體實施例方式
以下，根據(jù)

用以實施本發(fā)明的最佳方式(以下稱實施例)。
(液晶顯示裝置的構(gòu)成)首先，說明構(gòu)成的概要及輔助電容線(以下稱SC線)的配置。圖1顯示本發(fā)明實施例的LCD，亦即半透明型LCD10的的構(gòu)成概略圖。圖2為LCD10的多個像素分的等效電路圖。
如圖1所示，本實施例的LCD10是內(nèi)建驅(qū)動器的主動矩陣型LCD，該LCD10在同一基板上具有H驅(qū)動器12、V驅(qū)動器14、輔助電容驅(qū)動器(SC驅(qū)動器)16及進行顯示的顯示區(qū)域20。H驅(qū)動器12將來自視頻信號線的各像素的數(shù)據(jù)信號依序供給至按各列而配置的在垂直方向(垂直掃描方向)延伸的數(shù)據(jù)線。V驅(qū)動器14通過在水平方向(水平掃描方向)延伸的多條柵極線(GL)將用以依序選擇顯示區(qū)域20的像素18的選擇信號依序輸出至顯示區(qū)域20的各像素。SC驅(qū)動器16通過在水平方向延伸的多條第一輔助電容線SC1及第二輔助電容線SC2將電壓施加至顯示區(qū)域20的各像素的輔助電容。
顯示區(qū)域20配置有呈矩陣排列的多個像素18。在各像素18配線有本身為來自H驅(qū)動器12的配線圖案的數(shù)據(jù)線(DL)；本身為來自V驅(qū)動器14的配線圖案的柵極線(GL)；本身為來自SC驅(qū)動器16的配線圖案的第一輔助電容線SC1及第二輔助電容線SC2。GL、SC1及SC2在水平方向并排配置。
如圖2所示，像素18設(shè)有作為開關(guān)組件的雙柵極構(gòu)成的TFT30。亦即，TFT30是如圖所示，使2個TFT串聯(lián)連接并使柵極電極共用。該TFT30將柵極電極連接至GL，將漏極(或源極)連接至DL，將源極(或漏極)連接至液晶電容CLC的一個電極(在各像素個別設(shè)置的像素電極)及輔助電容CSC的一個電極(輔助電容電極)。液晶電容CLC的另一個電極連接至所有像素共用的公共電極，在該公共電極供給有共用電壓信號(Vcom)，將電壓維持在Vcom，并將液晶層夾持在該像素電極與公共電極之間，而形成液晶電容CLC。輔助電容CSC的另一個電極形成為輔助電容線SC1或SC2的任一個的一部分。另外，輔助電容CSC的另一個電極每隔一個連接至輔助電容線SC1或SC2，因此鄰接的像素所使用的輔助電容線不同。
圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的半透過型LCD10的第一基板側(cè)(形成有像素電極及TFT30的基板)的概略俯視圖。圖4至圖6是沿著圖3的A-A線、B-B線及C-C線的位置的LCD10的概略剖面圖。
如圖3所示，柵極線GL24配置在水平方向，數(shù)據(jù)線DL22配置在垂直方向。在GL24與DL22的交叉點附近，配置有作為開關(guān)組件的TFT30。該TFT30具有漏極連接至DL22的主動層，該主動層一度與數(shù)據(jù)線DL平行延伸而通過GL24的厚度方向的下方，之后回轉(zhuǎn)再度通過GL24的下方。因此，在GL24的下方，主動層所存在的部分成為TFT30的柵極電極30g，主動層的連接至DL22的部分成為漏極區(qū)域30d，主動層的另一端側(cè)成為源極區(qū)域30s。
源極電極52經(jīng)由觸點連接至該源極區(qū)域30s，該源極電極52是以接觸源極區(qū)域30s的上方的部分為正中央，形成自此朝兩個方向延伸的倒L字形。源極電極52的倒L的一端經(jīng)由觸點與輔助電容電極32連接。該輔助電容電極32由與利用于TFT30的半導(dǎo)體主動層同一制造過程形成的半導(dǎo)體層所形成。因此，也可直接延長TFT30的半導(dǎo)體主動層而形成輔助電容電極32。然而，在本例中，是與TFT30的主動層分離而形成輔助電容電極32，并利用源極電極52進行連接的構(gòu)成。另外，輔助電容電極32擴展至輔助電容線SC1或SC2的下方，利用輔助電容電極32與輔助電容線夾著柵極絕緣膜而形成輔助電容CSC。
另一方面，源極電極52的倒L的另一端經(jīng)由觸點與上方的像素電極28連接。該像素電極(第一電極)28由ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)等透明導(dǎo)電材料所形成。且在本例中，以TFT30及源極電極52所存在的部分為中央，形成向兩側(cè)延伸的細長的長方形狀。
另外，第一輔助電容線(SC1)26a及第二輔助電容線(SC2)26b將GL24夾在中間而并設(shè)。亦即，3條線在水平方向平行延伸。在一個像素內(nèi)，僅在輔助電容線26a或輔助電容線26b的任一方的下方，形成有輔助電容電極32而形成輔助電容CSC。作為輔助電容CSC的電極的輔助電容線26擴大寬度，以確保輔助電容CSC的電容量。
在此，倒L字形的柵極電極52的一部分形成突出部，并到達柵極線GL24。亦即，該突出部隔著層間絕緣膜而位于柵極線GL24上。在通常黑(normal black)的液晶面板中，TFT30因異常而形成常時導(dǎo)通(ON)時，該像素會變?yōu)榱咙c。在本實施例中，通過將激光照射在前述突出部，可使源極電極52與柵極線GL24形成短路，使像素暗點化。
再者，在長方形的像素的周邊部，亦即在兩條SC線26a、26b的外側(cè)的部分，形成有遮光圖案34。亦即，在由兩條SC線26a、26b所夾著的區(qū)域及兩條SC線26a、26b與遮光圖案34之間的區(qū)域，通過擴大數(shù)據(jù)線DL22的寬度而進行遮光。因此，長方形的像素，亦即像素電極28的周邊部由遮光圖案34、數(shù)據(jù)線22或兩條SC線26a、26b的任一個所覆蓋，像素周邊是整體被遮光。由此，在每一像素進行顯示，可進行清晰的顯示。
如圖4所示，TFT30形成在第一基板40側(cè)，TFT30與各像素所設(shè)的像素電極28(第一電極)連接。
第一及第二基板40、70系使用玻璃等透明基板，且在與第一基板40相向的第二基板70側(cè)，在彩色液晶顯示裝置的情況，對應(yīng)像素電極28而形成有彩色濾光片68，在該彩色濾光片68上(液晶側(cè))形成有由透明導(dǎo)電材料所構(gòu)成的作為第二電極的對向電極66。對向電極66的透明材料采用IZO(Indium Zinc Oxide，氧化銦鋅)或ITO等。且該對向電極66形成為各像素共用的公共電極。另外，在該對向電極66上，形成有由聚醯亞胺等構(gòu)成的第二對準膜64。
在第一基板40上，由多晶硅所構(gòu)成的主動層42形成在預(yù)定區(qū)域。本例中，TFT30為雙柵極構(gòu)成，主動層42的一端形成漏極區(qū)域42d，其旁邊形成溝道區(qū)域42c，其旁邊形成源極與柵極區(qū)域，其旁邊形成溝道區(qū)域42c，而另一端形成源極區(qū)域42s。在主動層42上形成有柵極絕緣膜44，柵極線GL46位在該柵極絕緣膜44上的溝道領(lǐng)域42c的上方位置。層間絕緣膜48覆蓋柵極線46而形成，層間絕緣膜48的上面形成有作為數(shù)據(jù)線DL的金屬層50，且形成有源極電極52。金屬層50經(jīng)由觸點而連接至TFT30的漏極區(qū)域42d，源極電極52經(jīng)由觸點而連接至源極區(qū)域42s。
另外，如圖5所示，源極電極52亦經(jīng)由觸點而連接至以與主動層42同一制造過程形成的多晶硅薄膜43。該多晶硅薄膜43形成輔助電容CSC的電容電極32。亦即，多晶硅薄膜43與作為SC線26的第一金屬層46的隔著柵極絕緣膜44相向的部分成為輔助電容CSC。
此外，源極電極52上的平坦化絕緣膜54形成有接觸孔，通過在此接觸孔形成的接觸用金屬層55，與形成在平坦化絕緣膜54上的像素電極28連接。另外，在像素電極28與平坦化絕緣膜54之間的預(yù)定部分，形成有反射層56。如圖3至圖5所示，該反射層56以橫越配置有TFT30、電容線SCL46等的像素的中央部分的方式形成。因此，通過配線等使光不透過的部分成為反射區(qū)域，可確保透過區(qū)域的面積，且確保反射區(qū)域。
再者，圖6顯示輔助電容CSC的部分。如圖所示，形成電容電極的多晶硅薄膜43在形成輔助電容線SCL的金屬層46的下方到達鄰接的像素內(nèi)，且在多晶硅薄膜43與金屬層46之間存在有柵極絕緣膜44。因此，輔助電容CSC的一部分存在于鄰接的像素內(nèi)。輔助電容線SCL所存在的部分，因光不會透過，故即使在此形成輔助電容也不會對透過區(qū)域的面積造成影響。在本實施例中，存在兩條輔助電容線SCL，鄰接的像素彼此所利用的輔助電容線SCL不同。因此，最好使輔助電容的一部分形成在鄰接的像素內(nèi)。
而且，柵極線GL24及成為SC線26的第一金屬層46以同一制造過程形成在第一基板40上的柵極絕緣膜44的正上方，在其上方以覆蓋這些線的方式形成有由SiNx所構(gòu)成的層間絕緣膜48。而且，由Al(鋁)、Mo(鉬)等構(gòu)成且作為數(shù)據(jù)線DL22的第二金屬層50以與源極電極52等相同的制造過程形成。亦即，通過金屬層形成后的蝕刻及圖案化而一起形成。再在上面形成的平坦化絕緣膜54是由丙烯酸系樹脂等所形成。
為了在平坦化絕緣膜54之上形成半透過LCD的反射區(qū)域，形成有反射來自第二基板側(cè)的射入光的反射層56。反射層56由Al、Ag以及此類的合金例如Al-Nd(鋁-釹)合金所構(gòu)成。
然后，在反射層56上依序形成像素電極28、第一對準膜60而構(gòu)成第一基板，此第一基板與第二基板之間夾有液晶層62。
圖7顯示根據(jù)本實施例的LCD10的反射層56的配置的俯視圖。在像素18的夾于SC1與SC2之間的區(qū)域配置有反射層56，配置有反射層56的反射區(qū)域具有反射型LCD的功能，未配置有反射層56的透過區(qū)域具有透過型LCD的功能。
通過采用以上構(gòu)成，在具備反射層56的反射區(qū)域中，從第二基板70側(cè)射入的光會在反射層56反射而回到第二基板70側(cè)，因此即使該TFT30或SC線存在亦不成問題。而在未配置有反射層56的透過區(qū)域因不存在SC線，故像素區(qū)域的開口不會因SC線而被妨礙。因此，在進行每一行像素需要兩條SC線的點反轉(zhuǎn)驅(qū)動的LCD中，可有效率地利用像素區(qū)域，而可提高實質(zhì)的開口率。
在此，在本實施例中，如圖3及圖4所示，TFT30采用頂柵極(topgate)型。主動層42采用以激光退火處理使非晶硅(a-Si)多結(jié)晶化而得的多晶硅(p-Si)。TFT30并未限定在頂柵極型p-Si，也可為底柵極(bottom gate)型，主動層42也可采用a-Si。
摻入圖4所示的TFT30的主動層42的源極、漏極區(qū)域42s、42d的雜質(zhì)可為n導(dǎo)電型或p導(dǎo)電型，但在本實施例中摻入磷等n導(dǎo)電型雜質(zhì)，而采用n-ch型的TFT30。且形成未摻有雜質(zhì)的溝道區(qū)域42c。TFT30的主動層42的源極區(qū)域42s經(jīng)由觸點而連接至源極電極52，且源極電極52經(jīng)由觸點而連接至TFT30的主動層42及由多晶硅薄膜43所構(gòu)成的輔助電容電極32x。
如圖3及圖6所示，第一輔助電容32a由夾著柵極絕緣膜44而相向的輔助電容電極32x及從第一輔助電容線26a延伸而形成的輔助電容電極32y所形成。第二輔助電容32b由夾著柵極絕緣膜44而相向的前述輔助電容電極32x及從第二輔助電容線26b延伸而形成的輔助電容電極32z所形成。輔助電容電極32x通過蝕刻制造過程，使以與主動層42同一的制造過程形成的多晶硅薄膜在與第一輔助電容線26a及第二輔助電容線26b重迭的區(qū)域圖案化而形成。
如圖6所示，柵極絕緣膜44以覆蓋主動層42的方式由例如SiNx及SiO2的積層構(gòu)造或任一方形成，且在其上將鉻(Cr)、鉭(Ta)、鉬(Mo)等的第一金屬層46予以圖案化而形成輔助電容線SCL。柵極線GL也以與輔助電容線SCL同一的制造過程形成。且遮光圖案34是以與第一金屬層46同一的制造過程形成(參照圖5)。
另外，如圖4所示，作為DL22的第二金屬層50及源極電極52通過設(shè)置在層間絕緣膜48的觸點而與形成于前述主動層42的源極區(qū)域42s、漏極區(qū)域42d連接。
另外，以覆蓋TFT30與層間絕緣膜48的方式將用以進行平坦化的平坦化絕緣膜54形成為1μm程度或1μm以上的厚度。平坦化絕緣膜54使用例如旋涂玻璃(Spin On Glass，SOG)、硼磷硅玻璃(Boron-Phospho-Silicate Glass，BPSG)、丙烯酸系樹脂等。且在反射區(qū)域中，在平坦化絕緣膜54上設(shè)置反射層56，在包含該反射層56及設(shè)有反射層56的反射區(qū)域、及未設(shè)置有反射層56的透過區(qū)域的像素區(qū)域全體形成像素電極28。像素電極28使用ITO等的透明導(dǎo)電膜。該像素電極28經(jīng)由以連接用金屬層55設(shè)置在平坦化絕緣膜54的觸點而連接至TFT30的源極電極52。
連接像素電極28與TFT30的源極電極52的連接用金屬層55所要求的條件如下(1)取得與由IZO、ITO等所構(gòu)成的像素電極28的電性連接；(2)可與TFT30的鋁(Al)等的源極電極52電性接觸，而在省略源極電極52的情況，可與半導(dǎo)體(在此為多晶硅)主動層電性連接；(3)將反射層56圖案化為各像素的個別形狀時，不會被反射層56的蝕刻液所去除。
此連接用金屬層55最好使用鉬(Mo)、鈦(Ti)、鉻(Cr)等高融點金屬材料。
另外，在圖5的構(gòu)成中，在平坦化絕緣膜54的各像素區(qū)域內(nèi)的反射區(qū)域及透過區(qū)域的邊界附近，以使透過區(qū)域側(cè)變薄的方式使平坦化絕緣膜54的表面形成所希望角度的傾斜面。因此，通過覆蓋平坦化絕緣膜54然后積層反射層56，而在反射層56的表面形成同樣的傾斜。將該傾斜面形成為適當?shù)慕嵌?、形成于適當?shù)奈恢脮r，可控制各像素中的反射光的方向而使之射出。當然，該傾斜面并不一定要存在。
再者，使平坦化絕緣膜54在反射區(qū)域形成充分厚，并使反射區(qū)域的液晶層的厚度變薄，借此使液晶的光路長度在反射區(qū)域與非反射區(qū)域一致。
如上所述，反射層56由Al-Nd合金等導(dǎo)電性材料所構(gòu)成，但積層在該反射層56上的像素電極28與反射層56電性絕緣。絕緣的理由為在通過濺鍍使IZO或ITO等成膜為像素電極28的材料時，由Al等構(gòu)成的反射層56的表面會曝露在濺鍍環(huán)境氣體下，因而在其表面產(chǎn)生氧化反應(yīng)，由自然氧化膜所覆蓋之故。因此，在本實施例中，使用形成在反射層56上的透明導(dǎo)電層作為像素電極28，并對液晶層62施加對應(yīng)于顯示內(nèi)容的電壓。
如圖4至圖6所示，以覆蓋像素電極28的方式在第一基板40的大致整個面形成第一垂直對準膜60，該第一垂直對準膜60使用例如聚醯亞胺等作為用以使液晶分子朝垂直方向?qū)实膶誓ぁ?br> 與形成有以上的各組件的第一基板側(cè)夾著液晶層62而相向配置的第二基板側(cè)是與第一基板同樣地由玻璃等構(gòu)成，如圖4至圖6所示，與第一基板40的相向側(cè)表面形成有第二垂直對準膜64，該第二垂直對準膜64使用例如聚醯亞胺等作為用以使液晶分子朝垂直方向?qū)实膶誓ぁ?br> 如圖4至圖6所示，在第二垂直對準膜64的第二基板70側(cè)，形成有作為第二電極的對向電極66，該對向電極66為了與對向的像素電極28驅(qū)動液晶而由ITO等所構(gòu)成者。另外，在對向電極66的第二基板70側(cè)，以對應(yīng)于像素電極28的方式以預(yù)定的排列形成RGB的彩色濾光片68。在彩色濾光片68的像素18間，設(shè)置有用以避免與鄰接像素的光干涉的黑矩陣(black matrix)72。如圖5所示，在本實施例中，設(shè)置遮光圖案34與黑矩陣72的兩方，但通常只設(shè)置其中任一方。
其次，說明前述構(gòu)成的功能。在H驅(qū)動器12輸入有具有極性互為相反的第一數(shù)據(jù)信號電壓VDa及第二數(shù)據(jù)信號電壓VDb。通常，這些數(shù)據(jù)信號電壓VDa、VDb由視頻信號線所供給，且按RGB各色而供給不同信號。
H驅(qū)動器12響應(yīng)輸入其中的水平脈沖信號，將數(shù)據(jù)信號電壓VDa、VDb供給至對應(yīng)的數(shù)據(jù)線DL。亦即，各數(shù)據(jù)線DL分別經(jīng)由開關(guān)而連接至視頻信號線，H驅(qū)動器12依序使該開關(guān)導(dǎo)通，以將要供給至視頻信號線的數(shù)據(jù)信號電壓VDa、VDb供給至對應(yīng)的數(shù)據(jù)線DL。V驅(qū)動器16依序選擇GL24并施加?xùn)艠O信號GV。
另外，對第一輔助電容線26a供給第一輔助電容電壓，并對第二輔助電容線26b供給具有與第一輔助電容電壓相反極性的第二輔助電容電壓。
第一輔助電容32a及第一輔助電容32b將從DL22經(jīng)由TFT30供給來的數(shù)據(jù)信號電壓VD的電荷保持一幀期間。
在對向電極66施加一定的電壓Vcom，并利用施加在像素電極28的數(shù)據(jù)信號電壓VD的電壓差來驅(qū)動液晶。
在本實施例中，為了盡可能減小畫像的亮度不均或閃爍，第一及第二輔助電容線是以一個像素電極為單位，在行方向交互具有輔助電容電極的構(gòu)成。然而，本發(fā)明并不限定于此，也可以多個像素為單位，交互變更所利用的輔助電容電極的構(gòu)成。例如，也可為以顯示RGB的3個像素為一單位，在該各單位利用第一或第二輔助電容線的任一條的構(gòu)成。
在本實施例中，例示雙柵極型的TFT，但本發(fā)明并不限定于此，柵極電極也可為1個或3個以上。另外，雖例示將輔助電容線形成在與柵極線相同之層，但也可將輔助電容線形成在與柵極線不同之層。
再者，在本實施例中，顯示區(qū)域20的同一色的像素在垂直方向呈條狀直線并排排列，但像素的排列并不限定為條狀排列。例如，像素也可為圖8所示的Δ(delta)排列。
在圖8所示的液晶顯示裝置中，由多晶硅薄膜43所構(gòu)成的輔助電容電極32x延伸至對應(yīng)的液晶電容CLC所屬的像素所鄰接的兩鄰的像素區(qū)域。依據(jù)該構(gòu)成，輔助電容電極32x的寬度不會限制在像素的寬度。輔助電容CSC系和與主動層42重迭的輔助電容電極32x的面積成比例，因此即使因像素間距的極小化、SC線寬度的窄化等造成該像素內(nèi)輔助電容電極32x的面積無法確保所希望的輔助電容CSC時，也可通過輔助電容電極32x的延伸至鄰接像素區(qū)域，而確保所希望的輔助電容CSC。實現(xiàn)本構(gòu)成者是在行方向鄰接的像素間，輔助電容交互利用各不相同的輔助電容線26a、26b。因此，輔助電容電極32x的邊界是位于兩個相鄰的利用相同輔助電容線構(gòu)成輔助電容的像素所屬的輔助電容電極32x可相絕緣的位置。亦即，只要隔著從相鄰接的像素中央往兩側(cè)可確保絕緣的寬度的狹窄區(qū)域，則兩側(cè)的輔助電容電極可延伸至到達該間隔區(qū)域為止。在圖8所示的液晶顯示裝置中，構(gòu)成作為開關(guān)組件的TFT30的多晶硅薄膜是一體形成TFT30的主動層與輔助電容電極32x。亦即，并非如前述的實施例，TFT30的源極區(qū)域經(jīng)由源極電極52與輔助電容電極連接，而是使形成源極區(qū)域的多晶硅薄膜43直接延長而成為輔助電容電極。
此外，本實施例的液晶顯示裝置10最好為垂直對準型(VerticallyAligned；VA)。因采用VA型，可進一步擴大LCD的可視角及提升顯示品質(zhì)，故最好將電極不在部(窗)或突起等設(shè)置在像素內(nèi)，并在一像素內(nèi)分割液晶的對準。如圖9所示，在對向電極66將X字狀的電極不在部形成在與各像素電極28相向的區(qū)域以作為對準控制窗80。電極不在部所形成的對準控制窗80在各像素的反射區(qū)域設(shè)置一個，在兩個透過區(qū)域各設(shè)置一個，以在各區(qū)域內(nèi)分割液晶的對準。
該電極不在部所做的對準分割利用在像素電極28與對向電極66之間開始施加電壓時的弱電場的傾斜。在該弱電場下，來自電極不在部之功率線是以從電極不在部所形成的對準控制窗80的端部，亦即從電極之端朝向電極不在部的中央擴展的方式傾斜。且具有負的介電率異向性(dielectric anisotropy)的液晶的短軸是以沿著該傾斜的功率線的方式對準，因此隨著施加至液晶的電壓的上升，液晶分子從初期的垂直對準狀態(tài)傾倒的方向角度由傾斜電場所規(guī)定。
將突起部形成于對向電極66之上或電極之下時，在覆蓋這些突起部而形成的對準膜64，形成有對應(yīng)于突起的傾斜。液晶垂直于對準膜64的面而對準，因此在此能以設(shè)置在對向電極66側(cè)的突起為邊界來分割液晶的對準。以上，是將電極不在構(gòu)造設(shè)置在對向電極，但也可設(shè)置在像素電極側(cè)。
(液晶顯示裝置的動作)圖10顯示本發(fā)明實施例的液晶顯示裝置的各控制信號的的關(guān)連的時序圖，其中顯示柵極信號GV(GV1~3)、第一輔助電容線SC1的電位Vsca、第二輔助電容線SC2的電位Vscb的時序。
首先，在一幀的開始，在垂直開始信號STV產(chǎn)生脈沖，STV僅上升預(yù)定時間。隨著垂直開始信號STV的下降，柵極信號GV1、GV2、…會依序在一水平掃描期間內(nèi)成為H電平，以將數(shù)據(jù)信號電壓供給至各水平線。亦即，最初，柵極信號GV1上升，將柵極信號GV1供給至第一行的GL1。因此，連接在GL1的TFT30會導(dǎo)通。此外，水平開始信號STH的脈沖依據(jù)水平脈沖信號CKH而依序傳送至H驅(qū)動器內(nèi)的水平傳送移位緩存器。
將柵極信號GV1供給至第一行的柵極線GL1的期間(H電平的期間)中，水平脈沖信號CKH以預(yù)定的周期反復(fù)上升、下降。該周期與由每像素的數(shù)據(jù)信號電壓VD所構(gòu)成的影像信號的數(shù)據(jù)信號電壓VD的切換同步，因此通過取入STH的H電平的緩存器使開關(guān)導(dǎo)通，以依序供給與連接在該數(shù)據(jù)線DL的像素相關(guān)的數(shù)據(jù)信號電壓VD。另外，兩條電容線SCL在GL下降至L電平后，狀態(tài)相互反轉(zhuǎn)，并維持該狀態(tài)一幀期間。亦即，將數(shù)據(jù)電壓寫入輔助電容并使TFT30不導(dǎo)通后，電容線SCL的電壓會偏移。因此，就一個像素而言，偏移方向按每一幀而反轉(zhuǎn)。另外，一個像素的數(shù)據(jù)信號電壓VD也按每一個幀而反轉(zhuǎn)，電容線SCL的電壓偏移方向經(jīng)常設(shè)定在使保持于保持電容的電壓偏離Vcom的方向。
對所有的DL施加數(shù)據(jù)信號電壓VD時，第一行的柵極線GL1的柵極信號GV1為低電平，與之連接的TFT30變?yōu)椴粚?dǎo)通。然后，柵極信號GV2、柵極信號GV3的脈沖依序上升，并對第二行的柵極線GL2施加?xùn)艠O信號GV2，對第三行的柵極線GL3施加?xùn)艠O信號GV3，并反復(fù)進行以上動作。
然后，對所有的柵極線GL依序供給柵極信號GV后，垂直開始信號STV的脈沖再度上升，與此同步對第一行的柵極線GL1供給柵極信號GV，而反復(fù)進行同樣動作。
圖11顯示本發(fā)明實施例的液晶顯示裝置10的驅(qū)動方法的信號波形圖，其中顯示在柵極線方向相鄰的像素區(qū)域的一幀間的信號波形。圖11A顯示第一輔助電容32a的信號波形，圖11B顯示第二輔助電容32b的信號波形。
在圖11A、圖11B中，顯示施加在一個像素的柵極電壓VG、像素電壓Vp、源極電壓VS、數(shù)據(jù)信號電壓VD、輔助電容電壓VSC、對向電極電壓Vcom。圖11A顯示寫入比Vcom高的電壓的數(shù)據(jù)信號電壓VD的像素，圖11B顯示寫入比Vcom低的電壓的數(shù)據(jù)信號電壓VD的像素。
柵極電壓VG在一幀間有一次一水平期間的導(dǎo)通期間(TFT30的導(dǎo)通期間)。在柵極電壓VG的導(dǎo)通期間，施加在GL的柵極電壓VG成為高(以下稱“H”)電平。在此期間中，TFT30會導(dǎo)通，源極-漏極間會導(dǎo)通，源極電壓VS會追隨施加在數(shù)據(jù)線DL的數(shù)據(jù)信號電壓VD而成為相同電平，且施加在液晶電容CLC及輔助電容CSC的一方(CSCa或CSCb的任一方)。成為柵極的不導(dǎo)通期間時，柵極電壓VG成為低電平，TFT30會不導(dǎo)通，源極電壓VS決定，同時電平會伴隨柵極電壓VG的下降而下降ΔVs，源極電極的電壓(等于像素電極的電壓)則成為VPL。該ΔVs由柵極線電壓VG的變化量或寄生電容等所決定的電壓。
另一方面，對向電極電壓Vcom是一定的電壓，且預(yù)先設(shè)定在比數(shù)據(jù)信號電壓VD的中央電平VC低源極電壓VS的降低ΔVs的電平。
在各輔助電容線施加有施加于對應(yīng)的柵極線GL的柵極電壓VG下降后反轉(zhuǎn)的輔助電容電壓VSC。輔助電容電壓VSC在VSCH及VSCL的高低2個電平之間反轉(zhuǎn)，例如源極電壓VS比對向電極電壓Vcom高的正極性期間，如圖11A所示，柵極電壓VG下降后，輔助電容電壓VSC會從低電平VSCL上升至高電平VSCH。因此，柵極電壓VG下降而源極電壓VS一旦決定所得的像素電壓VP，通過輔助電容CSC而受到輔助電容電壓VSC的上升的影響而上升ΔVp。此時的像素電壓VP在柵極的不導(dǎo)通期間受到保持。
如此，由于輔助電容電壓VSC的上升，像素電壓VP雖會依該輔助電容電壓的變化量而偏移，但在液晶電容CLC及輔助電容CSC間會產(chǎn)生電荷的再分配，因而像素電壓VP僅上升ΔVp＝VPH-VPL。
另外，在源極電壓VS比對向電極電壓Vcom低的負極期間，如圖11B所示，像素電壓VP僅下降ΔVp。
結(jié)果，在圖11A、圖11B的任一情況中，由于輔助電容電壓VSC的變化，像素電壓VP的振幅(與Vcom之差)會變大，可使施加在液晶電容CLC的電壓增大。亦即，通過使輔助電容電壓VSC在兩個電平間反轉(zhuǎn)，即使將對向電極電壓Vcom設(shè)為一定電壓，也可使數(shù)據(jù)信號電壓VD的振幅減小，而可以低消耗功率進行點反轉(zhuǎn)驅(qū)動。此外，如上所述，在行方向鄰接的像素中，由于連接在兩條輔助電容線SCLa或SCLb中不同的輔助電容線SCL，供給至數(shù)據(jù)線DL的數(shù)據(jù)信號電壓VD的極性也反轉(zhuǎn)，因此可達成點反轉(zhuǎn)驅(qū)動。另外，在各像素中每一幀供給的數(shù)據(jù)信號電壓VD的極性及輔助電容電壓VSC的H電平、L電平也反轉(zhuǎn)，因而可達成AC驅(qū)動。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，是有多個像素呈矩陣配置，且在前述各像素控制對于該像素中的液晶的施加電壓的主動矩陣型液晶顯示裝置，具有在行方向延伸，接受柵極電壓的施加的多條柵極線；在列方向延伸，接受數(shù)據(jù)信號的施加的多條數(shù)據(jù)線；對應(yīng)于前述柵極線與前述數(shù)據(jù)線的交點而按各像素逐一配置的開關(guān)組件；按各像素逐一設(shè)置，且與前述開關(guān)組件連接的像素電極；對于前述像素電極的各行而分別設(shè)置的第一及第二輔助電容線；以及相對于前述輔助電容線隔著絕緣膜重迭上輔助電容電極而形成的輔助電容，且前述輔助電容電極延伸至在行方向相鄰接的相鄰像素的區(qū)域，利用相鄰像素的區(qū)域的一部分而形成輔助電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，前述輔助電容電極延伸至在行方向相鄰接的兩側(cè)的像素的區(qū)域，利用兩側(cè)的像素的區(qū)域的一部分而形成輔助電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中，在設(shè)有前述像素電極的區(qū)域中，具備有反射通過液晶層而來的光的反射層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其中，前述反射層僅設(shè)置在光通過各像素的液晶層而來的部分的一部分，在未設(shè)置前述反射層的部分，通過液晶層而來的光直接透過。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其中，前述第一及第二輔助電容線以通過前述各像素中前述反射層的形成區(qū)域內(nèi)與液晶層所在的側(cè)相反的側(cè)的方式配置。
6.一種液晶顯示裝置，其有多個像素呈矩陣配置，且在前述各像素控制對于該像素中的液晶的施加電壓的主動矩陣型液晶顯示裝置，具有在行方向延伸，接受柵極電壓的施加的多條柵極線；在列方向延伸，接受數(shù)據(jù)信號的施加的多條數(shù)據(jù)線；對應(yīng)于前述柵極線與前述數(shù)據(jù)線的交點而按各像素逐一配置的開關(guān)組件；按各像素逐一設(shè)置，且與前述開關(guān)組件連接的像素電極；設(shè)置在設(shè)有前述像素電極的區(qū)域的至少一部分，且反射通過前述液晶層而來的光的反射層；相對于前述像素電極的各行而分別設(shè)置的第一及第二輔助電容線；以及對于前述輔助電容線隔著絕緣膜重迭上輔助電容電極而形成的輔助電容，且前述第一及第二輔助電容線以通過前述各像素中前述反射層的形成區(qū)域內(nèi)與液晶層所在的側(cè)相反的側(cè)的方式配置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其中，前述柵極線配置在第一及第二輔助電容線之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其中，前述反射層僅設(shè)置在光通過各像素的液晶層而來的部分的一部分，在未設(shè)置前述反射層的部分，通過液晶層而來的光直接透過。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶顯示裝置，其中，前述反射層僅設(shè)置在像素的行方向的中央部分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示裝置，其對應(yīng)一個像素設(shè)置兩條輔助電容線，行方向的各像素利用任一方的電容線以形成輔助電容。而且，該輔助電容是延長至鄰接的像素且未利用同一輔助電容線的像素而形成。且將兩個輔助電容形成在反射層的厚度方向的下方。
文檔編號G02F1/13GK1702501SQ20051007221
公開日2005年11月30日 申請日期2005年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月21日
發(fā)明者大植善英, 宮島康志 申請人:三洋電機株式會社