CN1109269C - 液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
通过改善MIM元件等有源元件的元件特性的方法以外的方法来确保充分的写入工作,同时提供一种不降低加在液晶上的电压的新的结构。MIM元件13连接在扫描线11上,象素电极15连接在该MIM元件13上。将静电电容Cs的一个电极连接在该MIM元件13和象素电极15的连接部分上,将静电电容Cs的另一个电极连接在稳定电位Vs上。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示装置,特别是涉及每个象素都备有有源元件的液晶显示装置的结构。
背景技术
迄今,作为液晶显示装置,有其每个象素备有连接在布线层上的有源元件的液晶显示装置,在该装置中,根据布线层的电位,通过有源元件将电压供给象素电极,如此来控制加到配置在该象素电极和相对电极之间的液晶层上的电场,从而控制该象素的显示状态。
这时,在所谓的有源矩阵型的液晶显示装置中,上述象素电极排列成矩阵状,通过多条扫描线和沿着相对于扫描线正交的方向排列的多条信号线,独立地控制各象素区的显示状态。
作为上述有源元件,已知有TFT(薄膜晶体管)等三端型元件,还有MIM(金属-绝缘体-金属)元件等两端型元件。
图12中示出了作为有源元件备有两端型元件的有源矩阵型的液晶显示装置的等效电路。
有源元件即MIM元件13连接于在元件基板的内侧面上形成的布线层即多条扫描线11上,该MIM元件13的另一端连接在象素电极15上。象素电极15通过液晶层14连接到在相对基板的内侧面上形成的相对电极上。
这里,元件电容CMIN存在于MIM元件13上,相对于由象素电极15、相对电极16及它们之间的液晶层14构成的液晶电容CLC呈串联连接状态。
另外,MIM元件13连接在扫描线11一侧,但与此不同,液晶层14有时连接在扫描线一侧。
图13中示意地示出了表示现有的有源矩阵型液晶显示装置的结构之一例的斜视图。另外,图14中作为有源元件之一例示出了MIM元件的剖面图。
在一个基板30A的内侧面上设有底层30a,它由例如氧化Ta构成,用于提高基板和在它上面形成的布线层之间的紧密结合性。
如图14所示,在该底层30a上与例如由钽构成的扫描线31呈一体地设有第一电极部31a,利用阳极氧化法在其表面上形成由氧化钽构成的绝缘膜33a,再在绝缘膜33a上形成例如由铬构成的第二电极部33b。
由这些第一电极部31a、绝缘膜33a及第二电极部33b形成MIM元件33。
然后,如图13所示,形成例如由ITO(铟锡氧化物)构成的象素电极35,以便连接到该MIM元件33的第二电极部33b上。
在相对的另一个基板30B的内侧面上,沿着与扫描线31相交的方向(图纸水平方向)形成由ITO构成的相对电极36,由夹在该相对电极和象素电极和基板30A和30B之间的液晶层构成显示用的象素。
可是,在备有上述现有的有源元件的液晶显示装置中,如图12所示,由于元件电容CMIM和液晶电容CLC呈串联连接的电路结构,所以在从扫描线31供给电位时,起因于元件电容,使得加在MIM元件的元件电容上的电压相对于加在扫描线31和相对电极36(信号线12)之间的电压之比CLC/(CMIM+CLC)变低,所以MIM元件的开关比不能充分地取得,致使有时不能充分地写入,同时在写入后MIM元件的阻断电位保持期间,还存在加到液晶层上的电压下降的问题。
为了解决这些问题,虽然可以尽量使MIM元件的元件电容形成得小一些,但如果要减小元件电容,例如有必要减小元件面积,那么在制造比现在还要小的元件时是有困难的。
因此本发明就是要解决上述问题,其目的在于通过改善MIM元件等有源元件的元件特性的方法以外的方法来确保充分的写入工作,同时提供一种不降低加在液晶上的电压的新的结构。
发明的公开
为了解决上述课题,本发明谋求这样一种方法来构成液晶显示装置,即它备有通过有源元件连接到在第一基板上形成的布线层的象素电极,将液晶层配置在该象素电极和在第二基板上形成的相对电极之间,通过施加电场进行显示,该液晶显示装置的特征在于:通过静电电容使上述有源元件和上述象素电极的连接点的电位呈规定电位地进行导电连接。
这里,所谓规定电位是这样一种电位,即至少有源元件工作、进行向象素电极的写入、且在写入结束后至进行新的写入之前的期间内的大部分期间没有大的电位变化的电位,即使多少有些变化,也是不致通过静电电容对有源元件的工作及液晶显示产生不良影响的程度的变化。
如果采用该方法,则由于通过连接与规定电位连接的静电电容,变成与将相对于备有规定的元件电容的有源元件呈串联连接的液晶电容的电容值增大的情况相同,使得加在呈阻断状态的有源元件上的电压的比例变大,所以能增大有源元件的开关比,能可靠地进行向象素电极的写入,同时在写入结束时也能抑制由有源元件的元件电容引起的电压下降,能减小加到液晶层上的电压的下降。
这里,上述布线层是扫描线,上述规定电位最好是与不属于上述有源元件的象素对应的未被选择的扫描线的电位。
如果采用该方法,则由于能从其它象素的扫描线获得与静电电容连接的规定电位,所以不形成供给规定电位用的新的布线图形就能构成。
另外,将多条上述扫描线并联、作为依次选择驱动上述扫描线的矩阵型的显示体最好这样构成:从在对应于属于上述有源元件的象素的扫描线跟前选择的相邻象素的扫描线获得上述规定电位。
如果采用该方法,则由于从属于该象素的扫描线跟前选择的相邻象素的扫描线获得规定电位,所以能获得处于非选择状态的扫描线的稳定的电位,同时由于可以只导电地连接到相邻象素的扫描线上,所以能容易地进行连接。
另外,液晶显示装置这样构成,即它备有通过有源元件连接到在第一基板上形成的布线层的象素电极,将液晶层配置在该象素电极和在第二基板上形成的相对电极之间,通过施加电场进行显示,该液晶显示装置的特征在于:在上述第一基板的表面上形成能供给规定电位的电极层,通过绝缘层在该电极层的上方形成上述象素电极。
如果采用该方法,则由于通过绝缘层在象素电极的下方形成供给规定电位的电极层,所以象素电极和有源元件的连接电位能通过静电电容连接到规定电位,因此变成与将相对于备有规定的元件电容的有源元件呈串联连接的液晶电容的电容值增大的情况相同,使得加在呈阻断状态的有源元件上的电压的比例变大,所以能增大有源元件的开关比,能可靠地进行向象素电极的写入。另外,在写入结束时也能抑制由有源元件的元件电容引起的电压下降,能减小加到液晶层上的电压的下降。
这里,上述电极层有时导线连接在与恒定电位连接的恒定电位线上。
另外,排列多条上述布线层作为扫描线,作为依次选择并驱动该扫描线的矩阵型的显示体,最好将上述电极层导电地连接到在对应于属于上述有源元件的象素的扫描线跟前选择的相邻象素的扫描线上。
在这种情况下,上述电极层最好是与上述相邻象素连接的扫描线的至少一部分延长到上述象素电极的下方配置的部分。
如果采用该方法,则由于只要将相邻象素的扫描线形成得宽一些,就能构成静电电容,所以不需要设新的电极部,最小限度地变更制造工序,就能容易制造。
另外,将液晶层夹在一对基板之间构成的液晶显示装置,其特征在于备有:
配置在一个上述基板上的多个布线层;
由至少是由上述布线层的一部分构成的第一导电体、配置在上述第一导电体上的绝缘体、以及配置在上述绝缘体上的第二导电体构成的两端型有源元件;
覆盖上述布线层、同时使上述第二导电体的至少一部分露出那样配置的层间绝缘膜;
以及配置在上述层间绝缘膜上、同时与在上述层间绝缘膜上露出的上述第二导电体导电连接的象素电极,
上述布线层的至少一部分和相邻的连接在该布线层上的上述象素电极将上述层间绝缘膜夹在中间呈平面地重叠配置。
如果采用该方法,则由于象素电极和布线层的一部分将层间绝缘膜夹在中间呈平面地重叠配置,所以能形成相对于有源元件呈导电性地串联连接的静电电容,变成与将相对于备有规定的元件电容的有源元件呈串联连接的液晶电容的电容值增大的情况相同,使得加在有源元件上的电压的比例变大,所以能增大有源元件的开关比,能可靠地进行向象素电极的写入,同时在写入结束时也能抑制由有源元件的元件电容引起的电压下降,能减小加到液晶层上的电压的下降。
而且,由于能从其它象素的布线层获得与静电电容连接的规定电位,所以不形成获得规定电位用的新的布线图形就能构成。
另外,将液晶层夹在一对基板之间构成的液晶显示装置,其特征在于备有:
配置在一个上述基板上的多个布线层;
备有配置在相邻的上述布线层之间的梳齿状电极部的线状电极层;
由至少是由上述布线层的一部分构成的第一导电体、配置在上述第一导电体上的绝缘体、以及配置在上述绝缘体上的第二导电体构成的两端型有源元件;
覆盖上述布线层及上述线状电极、同时使上述第二导电体的至少一部分露出配置的层间绝缘膜;
以及配置在上述层间绝缘膜上、同时与被上述层间绝缘膜露出的上述第二导电体导电连接的象素电极,
上述象素电极的至少一部分和上述梳齿状电极部将上述层间绝缘膜夹在中间呈平面地重叠配置,
上述线状电极层导电性地连接着规定电位。
如果采用该方法,则由于象素电极和线状电极的齿状电极将层间绝缘膜夹在中间呈平面地重叠配置,所以能形成相对于有源元件呈导电性地串联连接的静电电容,变成与将相对于备有规定的元件电容的有源元件呈串联连接的液晶电容的电容值增大的情况相同,使得加在有源元件上的电压的比例变大,所以能增大有源元件的开关比,能可靠地进行向象素电极的写入,同时在写入结束时也能抑制由有源元件的元件电容引起的电压下降,能减小加到液晶层上的电压的下降。
这里,上述布线层最好和相邻的上述象素电极的间隙部呈平面地重叠配置。
在此情况下,能使象素之间的区域成为遮光的非透射区,能提高液晶显示装置的显示品质。
附图的简单说明
图1是表示本发明的液晶显示装置的第一实施形态的等效电路图。
图2是表示本发明的液晶显示装置的第二实施形态的等效电路图。
图3是表示本发明的液晶显示装置的第三实施形态的纵剖面图。
图4是表示该第三实施形态中的元件基板的结构的平面图。
图5是表示本发明的液晶显示装置的第四实施形态的纵剖面图。
图6是表示该第四实施形态中的元件基板的布线图形的示意平面图。
图7是表示说明本发明的各实施形态的作用用的各部分的电位及电压波形的曲线(a)~(d)。
图8是4值驱动法的驱动波形例图。
图9是充放电驱动法的驱动波形例图。
图10是说明显示特性的提高用的说明图。
图11是充放电驱动法的另一波形例图。
图12是现有的液晶显示装置的等效电路图。
图13是表示现有的液晶显示装置的简略结构的斜视图。
图14是表示现有的有源元件的剖面图。
图15是电子机器的结构例图。
图16是作为电子机器之一的放映机之一例图。
图17是作为电子机器之一的个人计算机之一例图。
图18是作为电子机器之一的无线寻呼机之一例图。
实施发明用的最佳形态
其次,参照附图说明本发明的实施形态。
(第一实施形态)
图1是表示本发明的液晶显示装置的第一实施形态的等效电路图。MIM元件13连接在扫描线11上,象素电极15连接在该MIM元件13上。在本实施形态中,将静电电容Cs的一侧电极连接在该MIM元件13和象素电极15的连接部分上,将静电电容Cs的另一侧电极连接在稳定电位Vs上。
该稳定电位Vs虽然基本上什么样的电位都可以,但最好等于与该象素相对的相对电极的电位。另外,稳定电位至少在由MIM元件13向该象素电极写入期间及象素电极的电位保持期间中的大部分时间保持稳定即可,另外,其稳定程度只要达到不妨碍MIM元件13的开关、不影响液晶层14的显示的程度的稳定性就足够了。
通过这样设静电电容Cs,在施加电压的扫描线11和信号线12之间的电路结构中,从元件电容CMIM看,液晶电容CLC和静电电容Cs是并联连接的,所以加在MIM元件的元件电容CMIM上的电压相对于加在扫描线11和信号线12之间的电压之比为(CLC+Cs)/(CLC+Cs+CMIM),变得比图12所示的现有例大,加在MIM元件上的电压的比例增大。
因此,在选择扫描线11、高电位脉冲被加到MIM元件13的输入侧的情况下,即使脉冲电位相同,加到MIM元件13上的电压也比以往增大,所以开关比取得大,能谋求充分地写入(电荷移动)。
另外,即使在扫描线11的选择期间结束后电位下降、MIM元件13被阻断的情况下,由于通过静电电容的附加,元件电容CMIM的相对电容量变小,所以加在元件电容上的电压比增大,被阻断的MIM元件两侧的电位差变大,能抑制加在液晶层上的电压的降低,能保持高电压。
将连接规定的恒定电位的新的布线设在元件基板上,通过将上述静电电容的另一电极连接到该布线上,就能供给该稳定电位Vs,此外,在写入期间及电荷保持期间中的大部分时间,通过连接在具有某种程度的稳定的电位的部分,也能供给即使不是完全的恒定电压。
虽然稳定电位Vs与扫描电位之差越大越好,但特别是如果接近于该象素的相对电极16的电位时,就会变成几乎接近于液晶电容CLC和静电电容Cs并联连接的状态,这与使液晶电容增加静电电容这一部分电容量相同。
(第二实施形态)
图2表示本发明的第二实施形态的等效电路。在该实施形态中,在备有与扫描线11连接的MIM元件13、液晶层14、象素电极15、相对电极16的象素中,将静电电容的一侧电极连接在MIM元件13和象素电极15的连接点上,将静电电容的另一侧电极连接在与该象素的扫描线11相邻的、前一次被选择的相邻象素的扫描线11上。
在该实施形态中,与静电电容连接的稳定电位不是恒定电位,而是相邻象素的扫描线11的电位,在该象素的写入期间(选择期间),相邻象素处于非选择期间,其扫描线11大致呈恒定电位,另外,由于在此后的保持期间的大部分时间呈恒定电位(电位只在该象素的选择期间之前设定的相邻象素的选择期间变化),所以实际上对该象素几乎没有影响,能看做充分稳定的电位。
因此,在该实施形态中,能具有与第一实施形态相同的效果,但其另一方面,由于不需要新设稳定电位,而且只要与相邻的象素的扫描线连接即可,所以连接也容易。
(第三实施形态)
图3表示备有与第二实施形态相同的等效电路的液晶显示装置的第三实施形态的剖面结构,图4表示该实施形态中的元件基板10A的平面结构。在该实施形态中,在该元件基板10A的内侧表面上形成由氧化钽构成的未图示的底层,在该底层上沿与图纸垂直的方向形成多条钽的布线层即扫描线11的图形,在该扫描线11上呈一体地设有第一电极部11a。利用阳极氧化法在该第一电极部11a的表面上形成由氧化钽构成的绝缘膜13a,再在绝缘膜13a上形成例如由铬构成的第二电极部13b。该第二电极部13b也可以采用其它的铝、钛、钼等。
由这些第一电极部11a、绝缘膜13a及第二电极部13b构成具有导电体-绝缘体-导电体结构的两端型的有源元件。
扫描线11的宽度形成得比通常(5~20μm左右)宽,其宽度的大部分与相邻的象素呈平面地重叠配置。该扫描线的宽度可在通常为50~200μm左右的扫描线间隔的范围内形成。
在扫描线11上形成层间绝缘膜17,上述第二电极部13b的一部分在层间绝缘膜17的表面上露出。该层间绝缘膜可以采用SiO2、AlO3、Ta2O5、聚苯(ポリミド)树脂、丙烯树脂等。
在层间绝缘膜17的表面上形成象素电极15,象素电极15的周边部分以重叠在第二电极部13b的露出部分上的状态进行导电连接。
在相对基板10B的内侧表面上形成与象素电极相对的相对电极16,在该相对电极16和上述象素电极15之间夹着液晶层14,构成显示象素。
该实施形态是反射型液晶显示装置,相对电极16是用ITO等透明导电体形成的透明电极,象素电极15用兼作反射电极的铬等金属形成。这里,当第二电极部13b和象素电极是同一种材料时,也可以将两者形成一体形状的图形,能减少形成有源元件的工序的一部分。
另外,当将反射电极配置在相对基板10B一侧时,用Cr等金属形成相对电极16,或者也可以用Cr等在相对基板10B上形成反射层,在反射层上形成透明绝缘膜,再在透明绝缘膜上用透明导电体形成相对电极。
而且,在此情况下,也可以用ITO等透明导电体形成扫描线11及象素电极15,将层间绝缘膜17制成SiO2等的透明绝缘膜。
另一方面,在透射型液晶显示装置的情况下,用透明导体构成相对电极16、扫描线11及象素电极15,可将层间绝缘膜17制成透明绝缘膜。
而且,在此情况下,也可以用ITO等透明导电体呈一体地形成第二电极部13b和象素电极15,能减少形成有源元件的工序的一部分。
在该第三实施形态中,由第一电极部11a、绝缘膜13a及第二电极部13b构成MIM元件13,静电电容Cs由与形成得较宽且与相邻象素对应的扫描线11、以及通过层间绝缘膜17配置的象素电极15的重叠部分构成。
众所周知,静电电容的电容值很容易通过扫描线和象素电极的重叠部分的面积和层间绝缘膜的厚度来设定。
在该实施形态中,具有与第一实施形态相同的效果,但另外由于只将扫描线11形成得宽些、用单纯的图形结构就能形成静电电容,同时将扫描线形成得较宽,所以能使扫描线的电阻更低,故具有通过静电电容的形成抵消所增加的布线的电容负载的效果。
(第四实施形态)
图5表第四实施形态中的剖面结构,图6表示在该实施形态的元件基板10A上形成的扫描线及电位供给线的简略布线图形。
在该实施形态中,在元件基板10A的内侧表面上形成扫描线18,在与该扫描线18呈一体形成的第一电极部的表面上形成绝缘膜13a。在该绝缘膜13a的表面上形成第二电极部13b。
另外,在元件基板10A的内侧表面上形成线状电极20,在该线状电极20上形成层间绝缘膜17。上述第二电极部的一部分在层间绝缘膜17的表面上露出,该露出部分与象素电极15导电连接。另外,与第三实施形态一样,在本实施形态中,液晶层14被封闭在元件基板10A和备有相对电极16的相对基板10B之间。
图6表示在上述元件基板10A的表面上形成的扫描线18和线状电极20的简略平面图形,所形成的多个线状电极20连接在通用的连接图形21上,通过将在与该连接图形连接并在基板端部上形成的电极连片连接到电源22上,能向各线图形供给规定的恒定电位。
在该实施形态中,利用象素电极15和线状电极20相对重叠的部分将层间绝缘膜17夹在中间来构成静电电容Cs。这里,在将象素电极15兼作反射层的金属电极用的情况下,能构成反射型的液晶显示装置。
另外,与第三实施形态一样,也可以在相对基板10B一侧设置反射层。
另外,在将象素电极15和线状电极20作成透明电极、将层间绝缘膜17作成透明绝缘膜的情况下,可以制成透射型的液晶显示装置。
这里,在构成透射型的液晶显示装置的情况下,通过将扫描线18重叠地配置在相邻的象素之间的区域,能将象素之间的区域作为非透射区(黑色区)构成,能提高分辨性。
在本实施形态中,在形成各布线层时也可以使用在第三实施形态中举例说明过的材料。
其次,参照图7说明上述各实施形态的作用。上述四个实施形态实际上具有相同的作用,图7(a)、(b)、(c)、(d)分别依次表示相邻象素的扫描线的电位V11′、该象素的扫描线11的电位V11、加在MIM元件13上的电压VMIM、加在液晶层14上的VLC。这里,图7(c)及图7(d)中所示的虚线表示图12所示的现有例的液晶显示装置中的波形。
图7(a)表示在所注意的象素的扫描线11的前一次选择的相邻的象素的扫描线的电位,能利用所注意的象素作为连接静电电容的稳定电位用。
如图7(b)所示,如果选择扫描线11、施加高电位,则如图7(c)所示,加在MIM元件13上的电压VMIM立刻上升。这时,在以往的情况下,由于MIM元件13的电容值的关系,电压不能充分地上升,但在上述各实施形态中,由于连接了静电电容,所以加在MIM元件13上的电压值上升得比以往高,利用该上升的电压值,MIM元件13呈ON(导通)状态。因此,即使扫描线电位相同,上述各实施形态一侧由于加在MIM元件上的电压变大,所以实际上能增大元件的开关比,能可靠地进行各象素的写入。
另外,如果该象素的写入结束、扫描线11的电位下降、MIM元件13被阻断,则电路中出现了元件电容,以往按照MIM元件的元件电容值和液晶层的液晶电容值之间的关系,所施加的电压被分配在MIM元件和液晶层上,如图7(d)中的虚线所示,由于电荷的移动,加在液晶层上的电压多少有些下降,但在上述各实施形态中,由于附加了静电电容,所以即使有电荷的移动,由于液晶电容和静电电容中蓄积的电荷量相对地增加,所以加在液晶层上的电压的变动很微小。特别是在静电电容与相对电极等电位地连接的情况下,能获得与增加了液晶电容和静电电容的情况相同的效果。
其次,说明有源元件的驱动方法的具体例。
在到此为止说明过的各实施形态中,作为两端型的有源元件的驱动方法,可以采用利用双值选择电压和双值数据电压的4值驱动法、或充放电驱动法,该充放电驱动法是将把第一选择电压送给扫描线的第一种方式和在供给了预充电电压后把第二选择电压送给扫描线的第二种方式混合起来驱动有源元件的方法。
图8示出了4值驱动法的驱动波形例,图9示出了充放电驱动法的驱动波形例。在图8、图9中示出了加在MIM元件及液晶层(以下也称液晶元件)的两端上的电压VD的波形,以及加在液晶元件的两端上的电压V1C的波形。
在图8所示的4值驱动法的情况下,选择期间结束后加在液晶元件上的电压VA1、VA2(时刻t1、t2时的VLC)分别为:
VA1=(VSE1+VH/2-VON)-K·VSE1 (1)
VA2=-{(VSE1+VH/2-VON)-K·VSE1} (2)
式中VSE1是扫描信号的选择电压,±VH/2是数据信号的导通电压或阻断电压。另外K=CMIM/(CMIM+CLC+Cs)。
而且,VON是在选择期间结束之前加在MIM元件上的VMIM,该值的大小与MIM元件的电流-电压特性有关。该VON也可以说是对液晶元件的充电大致停止时(流入MIM元件的电流变成10-9~10-8安培左右时)加在MIM元件上的电压。
在本发明中,如上所述,由于该K变小,所以能使加在液晶元件上的电压的变化非常微小。
另一方面,如图9所示,在充放电驱动法的情况下,在充电方式(例如第一方式)时,第一选择电压VSE1被送给扫描线,在放电方式(例如第二方式)时,与V-8的极性相反的预充电电压即-VPRE被供给后,便供给与-VPRE的极性相反的第二选择电压VSE2。
然后,充电方式的选择期间结束后加在液晶元件上的电压VB1(时刻t1时的VLC,图中未示出)与上式(1)相同:
VB1=(VSE1+VH/2-VON)-K·VSE1 (3)
另一方面,在放电方式时,由预充电电压即-VPRS进行的过充电后,利用第二选择电压VSE2使充电的电荷放电,在选择期间结束之前加在液晶元件上的电压变成VSE2+VH/2-VON。因此,选择期间结束后加在液晶元件上的电压VB2(时刻t2时的VLC,图中未示出)为:
VB2=-{(VON-VSE2-VH/2)+K·(VSE2+VH)} (4)
由上式(3)、(4)可知,如果例如VON增大ΔVON,则VB1的绝对值便减小ΔVON,而VB2的绝对值则相反,却增大ΔVON。另一方面,如果VON减小ΔVON,则VB1的绝对值便增大ΔVON,而ΔVB2的绝对值则相反,却减小ΔVON。
在这种充放电驱动法的情况下,MIM元件的VON即使随着元件基板内的元件特性的离散而变化,但在充电方式下加在液晶上的电压发生的误差电压,由于在放电方式下加在液晶上的电压发生的误差电压的作用,在有效电压中互相抵消。
因此,当MIM元件的VON在液晶显示装置内有离散时,能有效地防止发生显示模糊等。图10中示意性地示出以上的情况。在充电方式下,VON中发生误差ΔVON,加在液晶上的电压的绝对值从图10中的E增加到F,加在液晶元件上的有效电压也增加。因此液晶元件的透射率减小,显示变暗(正常白色的情况)。
可是,这时在放电方式下,加在液晶上的电压的绝对值从图10中的G减小到H,加在液晶元件上的有效电压也减小。因此液晶元件的透射率增加,显示变亮。其结果是一个象素的总的显示亮度几乎不变。因此,MIM元件的VON在液晶面板内即使发生偏差,但显示的亮度几乎无偏差,因此能防止显示模糊等。
另外由充放电驱动法产生的驱动波形不限于图9所示的波形,至少可以是充电方式和放电方式混合的波形。例如,如图10、图11(A)所示,可以进行正极性的预充电,或者如图11(B)所示,也可以进行正、负两种极性的预充电。另外也可以使供给第一、第二选择电压、预充电电压的期间为水平扫描期间1H的1/2,或者也可以利用脉冲高度调制或脉冲宽度调制等进行层次显示。另外不仅可以进行按1H反转驱动(对每一扫描线进行极性反转的驱动)进行的驱动,也可以进行例如nH反转驱动(对每n条扫描线进行极性反转的驱动),也可以不进行1H反转驱动,而只进行帧反转驱动。
另外,在本发明的各实施形态中,以MIM元件为中心说明了有源元件,但不受此限,也可以是由导体-绝缘体-导体结构构成的两端型元件。
其次,以下给出将到此为止说明过的液晶显示装置应用于电子机器中的实施形态。
利用上述的实施形态的液晶显示装置构成的电子机器的结构包括:图15所示的显示信息输出源1000、显示信息处理电路1002、显示驱动电路1004、液晶显示装置等的显示面板1006、时钟发生电路1008及电源电路1010。显示信息输出源1000包括ROM、RAM等存储器、对视频信号进行调谐并输出的调谐电路等,根据来自时钟发生电路1008的时钟脉冲,输出视频信号等显示信息。显示信息处理电路1002根据来自时钟发生电路1008的时钟脉冲,处理并输出显示信息。该显示信息处理电路1002可以包括例如放大·极性反转电路、相展开电路、旋转电路、灰度补偿电路或箝位电路等。显示驱动电路1004包括扫描侧驱动电路及数据侧驱动电路,对液晶显示装置1006进行显示驱动。电源电路1010向上述各电路供给电力。
作为这样构成的电子机器可以举出:图16所示的液晶放映机、图17所示的多媒体对应的个人计算机(PC)及工程技术·工作站(EWS)、图18所示的无线寻呼机、或便携式电话、字处理机、电视机、寻象器型或监视直视型的磁带录象机、笔记本式计算机、台式计算机、汽车驾驶导向装置、POS终端、备有触摸面板的装置等。
图16所示的液晶放映机是将透射型液晶显示装置作为光阀使用的投影型放映机,例如采用三棱镜式的光学***。
在图16中,在放映机1100中,从作为白色光源的灯单元1102射出的投影光线在光导向***1104的内部,利用多个反射镜1106及两个分色镜1108被分成R、G、B三原色,并被导向显示各自的颜色的图象的三个液晶显示装置1110R、1110G及1110B。然后,由各液晶显示装置1110R、1110G及1110B调制的光从三个方向入射到分色棱镜1112。在分色棱镜1112中红光R及蓝光B偏转90度,绿光G直射,合成各色图象,通过投影透镜1114将彩色图象投影到屏幕等上。
图17所示的个人计算机1200备有带键盘1202的本体部1204和液晶显示画面1206。
图18所示的无线寻呼机1300在金属制的框1302内备有:液晶显示基板1304、带有背照光1306a的先导向器1306、电路基板1308、第一、第二密封板1310、1312、两个弹性导电体1314、1316及胶片载带1318。两个弹性导电体1314、1316及胶片载带1318连接着液晶显示基板1304和电路基板1308。
这里,液晶显示基板1304将液晶密封在两个透明基板1304a、1304b之间,因此至少构成点阵型的液晶显示装置。在一侧透明基板上可以形成图11所示的显示驱动电路1004、或除此以外再形成显示信息处理电路1002。不能安装在液晶显示基板1304上的电路作为液晶显示基板的外设电路,在图14的情况下,可以安装在电路基板1308上。
图18表示无线寻呼机的结构,所以除了液晶显示基板1304以外,还需要电路基板1308,但作为电子机器的一个零件有时使用液晶显示装置,在将显示驱动电路等安装在透明基板上的情况下,该液晶显示装置的最小单元是液晶显示基板1304。或者可以将液晶显示基板1304固定在作为框体的金属框1302上,并将它作为电子机器用的一个零件即液晶显示装置使用。另外,在背照光的情况下,通过将液晶显示基板1304、及带有背照光1306a的光导向器1306装入金属框1302内,能构成液晶显示装置。也可以采用如下构成的液晶显示装置来代替上述液晶显示装置,如图15所示,将IC芯片1324安装在形成了金属导电膜的聚酰亚胺带1322上,将如此构成的TCP(Tape Carrier Package)1320连接在构成液晶显示基板1304的两个透明基板1304a、1304b中的一个基板上,作为电子机器用的一个零件即液晶显示装置使用。
这些电子机器虽然都举出了使用透射型液晶显示装置的例子进行了说明,但也可以使用反射型液晶显示装置,这时,由于不使用背照光,所以例如在个人计算机或无线寻呼机的情况下,能谋求机器的薄型化及省电。
Claims (9)
1.一种液晶显示装置,具有
在第1基板上形成的多条扫描线,对应上述多条扫描线设置的多个有源元件,和对应上述多个有源元件设置的多个象素电极;以及
在第2基板上形成的与上述象素电极相对设置的相对电极;并
在上述第1基板和上述第2基板之间配置液晶层,并通过施加电场进行显示而构成;
其特征在于:
属于一个上述有源元件的象素电极夹着绝缘膜与不属于上述有源元件的上述扫描线重叠。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于:
上述有源元件是两端型有源元件。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于:将多条上述扫描线并列、作为依次选择驱动上述扫描线的矩阵型的显示体,它是这样构成的:从在对应于属于上述有源元件的象素的扫描线跟前选择的相邻象素的扫描线获得上述规定电位。
4.一种液晶显示装置,具有
通过有源元件与形成在第1基板上的布线层连接的象素电极,和
与形成在第2基板上的上述象素电极相对设置的相对电极;并
在上述第1基板和上述第2基板之间配置液晶层,通过施加电场进行显示而构成;
其特征在于:
将上述布线层多个排列,作为扫描线,并依次选择上述多个扫描线并驱动,并且
属于一个上述有源元件的象素电极介着绝缘膜与属于该有源元件的扫描线跟前的选择的扫描线重叠。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置,其特征在于:上述电极层是与上述相邻象素连接的扫描线的至少一部分延长到上述象素电极的下方配置的部分。
6.一种将液晶层夹在一对基板之间构成的液晶显示装置,其特征在于备有:
配置在一个上述基板上的多个布线层;
由至少是由上述布线层的一部分构成的第一导电体、配置在上述第一导电体上的绝缘体、以及配置在上述绝缘体上的第二导电体构成的两端型有源元件;
覆盖上述布线层、同时使上述第二导电体的至少一部分露出配置的层间绝缘膜;
以及配置在上述层间绝缘膜上、同时与在上述层间绝缘膜上露出的上述第二导电体导电连接的象素电极,
上述布线层的至少一部分和相邻的连接在该布线层上的上述象素电极将上述层间绝缘膜夹在中间呈平面地重叠配置。
7.根据权利要求4所述的液晶显示装置,其特征在于:
上述有源元件是两端子型有源元件。
8.一种液晶显示装置,具有
在第1基板上形成的多个布线层,对应上述多个布线层设置的多个有源元件,和对应上述多个有源元件设置的多个象素电极;和
在第2基板上形成的与上述象素电极相对设置的相对电极;并
在上述第1基板和上述第2基板之间配置液晶层,并通过施加电场进行显示而构成;
其特征在于:
线状电极层位于上述多个布线层之间,沿着上述布线层伸展并且与规定的电压电连接;
上述象素电极夹着绝缘膜与上述线状电极层重叠。
9.根据权利要求8所述的液晶显示装置,其特征在于:
上述有源元件是两端子型有源元件。
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