CN101809492A - 显示装置和显示装置的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供显示装置和显示装置的驱动方法。该显示装置是有源矩阵型的显示装置，各像素(PIX)具有多个子像素(2A·2B)，上述像素(PIX)的选择元件(30)由对上述多个子像素(2A·2B)的全部进行选择和非选择的一个场效应型晶体管(30)构成，上述多个子像素(2A·2B)的至少一个子像素(2A)与从上述场效应型晶体管(30)的沟道形成区域的中途分支而引出的导通路径连接，由此上述沟道形成区域中作为子像素(2A·2B)的充放电路径利用的长度相互不同，上述多个子像素(2A·2B)彼此的对置电极(COMA、COMB)相互电分离地形成，由此，实现一个像素由多个子像素构成，同时部件个数得到抑制并且驱动容易的显示装置及其驱动方法。

Description

显示装置和显示装置的驱动方法
技术领域
本发明涉及广视野角特性的显示面板。
背景技术
在专利文献1中，公开有以两个子像素构成一个像素的MVA模式的液晶显示装置。图24表示该像素的结构的等价电路。一个子像素10a的结构为，液晶层13a和辅助电容22a经由TFT16a与数据信号线14连接，另一个子像素10b的结构为，液晶层13b和辅助电容22b经由TFT16b与数据信号线14连接。TFT16a、16b的栅极与扫描信号线12连接。即，扫描信号线12和数据信号线14由两个子像素10a、10b共有。另外，对置电极17对于两个子像素10a、10b是共通的。辅助电容22a形成在像素电极18a与辅助电容配线24a之间，辅助电容22b形成在像素电极18b与辅助电容配线24b之间，两个子像素10a、10b彼此使用各自的辅助电容配线。
图25(a)～(f)表示关于图24的像素的驱动的信号波形。图25(a)表示数据信号线14的电压波形Vs，图25(b)表示辅助电容配线24a的电压波形Vcsa，图25(c)表示辅助电容配线24b的电压波形Vcsb，图25(d)表示扫描信号线12的电压波形Vg，图25(e)表示子像素10a的像素电极18a的电压波形Vlca，图25(f)表示子像素10b的像素电极18b的电压波形Vlcb。另外，图中的虚线表示对置电极17的电压波形COMMON(Vcom)。
如图25(d)所示，当扫描信号线12的电压波形Vg在时刻T1从VgL变化为VgH时，TFT16a、16b成为接通状态，在维持VgH的从时刻T1至时刻T2为止的期间内，在图25(a)的电压波形Vs的电压下，数据从数据信号线14被写入像素电极18a、18b。如图25(b)和图25(c)所示，进行电压控制，使得辅助电容配线24a的电压波形Vcsa和辅助电容配线24b的电压波形Vcsb，按照以COMMON为中心成为相互反相的关系的方式分别在正负方向以振幅Vad脉冲状振动。其结果为，如图25(e)和图25(f)所示，像素电极18a的电压波形Vlca和像素电极18b的电压波形Vlcb，在TFT16a、16b从接通(ON)状态变为断开(OFF)状态的时刻T2同时经历由馈通现象引起的电压Vd的下降之后，以相互不同的电压值脉冲状振动。
在专利文献1中，由此使得两个子像素10a、10b的液晶施加电压的有效值相互不同，抑制在从倾斜方向观看进行MVA(Multi-domainVertical Alignment：多畴垂直取向)驱动的液晶显示装置时的白显示时的灰度等级反转现象，实现广视野角特性。
专利文献1：日本国公开专利公报“特开2004-62146号公报(公开日：2004年2月26日)”
专利文献2：日本国公开专利公报“特开2006-85204号公报(公开日：2006年3月30日)”
专利文献3：日本国公开专利公报“特开平11-109393号公报(公开日：1999年4月23日)”
专利文献4：日本国公开专利公报“特开2005-316211号公报(公开日：2005年11月10日)”
发明内容
但是，在图24和图25的结构中，为使子像素彼此的液晶施加电压的有效值不同，一个像素如TFT16a、16b和辅助电容配线24a、24b那样需要至少两个TFT和两根辅助电容配线。因此，在这样的液晶显示装置中，产生部件个数多从而驱动变得复杂的问题。这导致装置的成本增高，并且存在使像素的开口率降低的可能。特别是，在小型面板等中存在想要使开口率变大的需求，因此很难采用存在开口率变小的可能的像素结构。
本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于，实现一个像素由多个子像素构成，同时部件个数得到抑制并且驱动容易的显示装置及其驱动方法。
为解决上述问题，本发明的显示装置是有源矩阵型的显示装置，其特征在于：各像素具有多个子像素，上述像素的选择元件由对上述多个子像素的全部进行选择和非选择的一个场效应型晶体管构成，上述多个子像素的至少一个子像素与从上述场效应型晶体管的沟道形成区域的中途分支而引出的导通路径连接，由此，上述沟道形成区域中作为子像素的充放电路径利用的长度相互不同，在上述多个子像素彼此中，对置电极相互电分离地形成。
根据上述发明，各像素具有多个子像素，使用一个场效应型晶体管作为选择元件向这些子像素供给数据信号。该场效应晶体管的沟道形成区域被每个子像素的导通路径所利用的长度不同，该长度的不同造成在子像素之间充放电时间不同。而且，因为对置电极与各子像素对应地电分离地形成，所以能够将对置电压设定为与各子像素的充放电响应相对应的电压。由此，即使写入相同的数据信号，也能够在子像素之间使保持电压的有效值不同。于是，能够得到抑制灰度等级反转的广视野角特性。
在这样的结构中，像素的选择元件只要一个即可，另外，没有必要使辅助电容电压在各子像素之间不同。
根据以上内容，起到如下效果：能够实现一个像素由多个子像素构成，同时部件个数得到抑制并且驱动容易的显示装置。
为了解决上述问题，本发明的显示装置的特征在于：具有由上述多个子像素共有的一个辅助电容配线。
根据上述发明，能够对各像素使用一根辅助电容配线即可，因此能够起到简化像素结构的效果。
为解决上述问题，本发明的显示装置的特征在于：向上述对置电极施加的偏置电压，按每个上述子像素不同。
根据上述发明，因为使向对置电极施加的偏置电压按每个子像素不同，所以能够起到在子像素之间容易地使保持电压的有效值不同的效果。
为解决上述问题，本发明的显示装置的特征在于：扫描信号的供给定时和数据信号的供给定时设定为，上述多个子像素各自的充放电响应时间落入上述数据信号向上述像素的写入期间内。
根据上述发明，起到如下效果：因为充放电响应时间在子像素之间不同，所以通过进行上述定时设定，能够使充放电响应在数据信号的写入期间内结束，能够可靠地得到目标的保持电压的有效值。
为解决上述问题，本发明的显示装置的特征在于：上述多个子像素由第一子像素和第二子像素这两个子像素构成，上述第一子像素与上述第二子像素的像素电极面积比为1∶1。
根据上述发明，起到如下效果：因为像素电极面积比为1∶1这样的单纯的整数比，所以成为对MVA模式驱动的显示装置适宜的结构，该MVA模式驱动的显示装置的像素以在像素电极之间设置有狭缝的图案构成。
为解决上述问题，本发明的显示装置的特征在于：上述多个子像素由第一子像素和第二子像素这两个子像素构成，上述第一子像素与上述第二子像素的像素电极面积比为1∶2。
根据上述发明，起到如下效果：因为像素电极面积比为1∶2这样的单纯的整数比，成为对MVA模式驱动的显示装置适宜的结构，该MVA模式驱动的显示装置的像素以在像素电极之间设置有狭缝的图案构成。另外还能起到视野角变得特别良好的效果。
为解决上述问题，本发明的显示装置的特征在于：上述多个子像素由第一子像素和第二子像素这两个子像素构成，上述第一子像素与上述第二子像素的像素电极面积比为1∶3。
根据上述发明，起到如下效果：因为像素电极面积比为1∶3这样的单纯的整数比，成为对MVA模式驱动的显示装置适宜的结构，该MVA模式驱动的显示装置的像素由在像素电极之间设置有狭缝的图案构成。另外还能起到视野角变得特别良好的效果。
为解决上述问题，本发明的显示装置的特征在于：向上述多个子像素的对置电极施加偏置电压的配线，从矩阵基板上的和与数据信号关联的配线的输入端子相同的一侧，向对置基板连接。
根据上述发明，起到能够容易并可靠地配置连向对置电极的配线的效果。
为解决上述问题，本发明的显示装置的特征在于：上述与数据信号关联的配线的输入端子设置在夹着显示部的两侧，上述多个子像素由第一子像素和第二子像素这两个子像素构成，向上述第一子像素的对置电极施加偏置电压的配线，从与相对上述显示部配置在一侧的上述与数据信号关联的配线的输入端子相同的一侧，与上述第一子像素的对置电极连接，向上述第二子像素的对置电极施加偏置电压的配线，从与相对上述显示部配置在另一侧的上述与数据信号关联的配线的输入端子相同的一侧，与上述第二子像素的对置电极连接。
根据上述发明，起到如下效果：在子像素为两个的情况下，能够容易并可靠地配置向对置电极的配线。
为解决上述问题，本发明的显示装置的特征在于：向上述第二子像素的对置电极施加偏置电压的配线，从与配置在上述一侧的上述与数据信号关联的配线的输入端子相同的一侧，先在矩阵基板上引绕至上述另一侧之后，从与配置在上述另一侧的上述与数据信号关联的配线的输入端子相同的一侧，与上述第二子像素的对置电极连接。
根据上述发明，起到如下效果：在子像素为两个的情况下，能够容易并可靠地配置向对置电极的配线。
为解决上述问题，本发明的显示装置的特征在于：向上述多个子像素的对置电极施加偏置电压的配线，对于至少一个上述偏置电压，从矩阵基板上的和与数据信号关联的配线的输入端子相同的一侧，向对置基板连接，对于其它的上述偏置电压，从上述矩阵基板上的和与扫描信号关联的配线的输入端子相同的一侧，向上述对置基板连接。
根据上述发明，起到能够容易并可靠地配置向对置电极的配线的效果。
为解决上述问题，本发明的显示装置的驱动方法是对有源矩阵型显示装置进行驱动的显示装置的驱动方法，其特征在于：上述显示装置的各像素具有多个子像素，上述像素的选择元件由对上述多个子像素的全部进行选择和非选择的一个场效应型晶体管构成，上述多个子像素的至少一个子像素与从上述场效应型晶体管的沟道形成区域的中途分支而引出的导通路径连接，由此，上述沟道形成区域中作为子像素的充放电路径利用的长度相互不同，在上述多个子像素彼此中，对置电极相互电分离地形成，向与上述多个子像素对应的各个上述对置电极施加相互不同的偏置电压。
根据上述发明，显示装置的各像素具有多个子像素，使用一个场效应型晶体管作为选择元件向这些子像素供给数据信号。该场效应晶体管的沟道形成区域被每个子像素的导通路径所利用的长度不同，该长度的不同造成在子像素之间充放电时间不同。而且，因为对置电极与各子像素对应地电分离地形成，从而使向各相对电极施加的偏压电压不同，所以能够将对置电压设定为与各子像素的充放电响应相对应的电压。由此，即使写入相同的数据信号，也能够在子像素之间使保持电压的有效值不同。因此，能够得到抑制灰度等级反转的广视野角特性。
在这样的结构中，像素的选择元件只要一个即可，另外，没有必要使辅助电容电压在各子像素之间不同。
如上所述，起到能够实现如下显示装置的驱动方法的效果，该显示装置的驱动方法能够令显示装置为一个像素由多个子像素构成，同时部件个数得到抑制并且驱动容易的结构。
为解决上述问题，本发明的显示装置的驱动方法的特征在于：使与上述多个子像素对应的各个辅助电容电压相互相等。
根据上述发明，起到如下效果：因为只要将辅助电容电压同样地设定即可，所以显示装置的驱动变得特别容易。
为解决上述问题，本发明的显示装置的驱动方法的特征在于：按照使上述多个子像素各自的充放电响应时间落入数据信号向上述像素的写入期间内的方式，设定扫描信号的供给定时和上述数据信号的供给定时。
根据上述发明，起到如下效果：因为充放电响应时间在子像素之间不同，所以通过进行上述定时设定，能够使充放电响应在数据信号的写入期间内结束，能够可靠地得到目标的保持电压的有效值。
为解决上述问题，本发明的显示装置的驱动方法的特征在于：进行源极总线反转驱动。
根据上述发明，起到能够良好地保持液晶的显示特性的效果。
为解决上述问题，本发明的显示装置的驱动方法的特征在于：进行点反转驱动。
根据上述发明，起到能够良好地保持液晶的显示特性的效果。
本发明的其它的目的、特征和优越之处，通过以下的说明能够充分明确。另外，本发明的优点通过参照附图的如下说明能够变得明确。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的图，(a)是表示像素的结构的平面图，(b)是表示像素的结构的等价电路图，(c)是表示像素的结构的截面图。
图2是表示图1的像素所具有的TFT的响应特性的图表。
图3是表示图1的像素的动作的波形图。
图4是表示与源极输入电压相对应的响应时间的图表，(a)表示现有技术的情况，(b)表示本实施方式的情况。
图5是表示在正负两极性的液晶施加电压下的充电响应特性的图，(a)是表示在正负两极性的液晶施加电压下用于得到各灰度等级的充电响应时间的图表，(b)是表示关于A型(type)和B型，像素电极的用于得到对应于对置电压的各电位的充电时间的图表。
图6表示液晶显示装置的视觉特性，(a)是表示观察方向的平面图，(b)是表示各实施例的液晶面板的正面透过率特性的图表，(c)是表示关于各实施例，向源极总线SL输出的源极输入电压与灰度等级之间的关系的图表。
图7表示本发明的比较例的像素的结构，(a)是平面图，(b)是(a)的D-D′线截面图。
图8是表示图7的像素的视觉特性的图表，(a)是广范围的视觉特性，(b)是(a)的一部分范围的视觉特性。
图9表示第一像素的结构，(a)是平面图，(b)是(a)的E-E′线截面图。
图10是表示图9的像素的视觉特性的图表，(a)是广范围的视觉特性，(b)是(a)的一部分范围的视觉特性。
图11是表示第二像素的结构的图，(a)是平面图，(b)是(a)的F-F′线截面图。
图12是表示图11的像素的视觉特性的图表，(a)是广范围的视觉特性，(b)是(a)的一部分范围的视觉特性。
图13表示第三像素的结构，(a)是平面图，(b)是(a)的G-G′线截面图。
图14是表示图13的像素的视觉特性的图表，(a)是广范围的视觉特性，(b)是(a)的一部分范围的视觉特性。
图15表示第一像素的结构，(a)是对置电极的图案平面图，(b)是TFT基板侧的图案平面图。
图16是表示连向对置电极的配线的第一配置方法的平面图。
图17是表示连向对置电极施加对置电压的配线的第二配置方法的平面图。
图18是表示连向对置电极的配线的第三配置方法的平面图。
图19是表示对置电极与向对置电极施加对置电压的配线的连接方式的平面图，(a)和(b)分别表示施加对置电压的配线与对置电极连接的部位的图案。
图20是表示将本发明的液晶显示装置源极总线反转驱动时的信号波形的波形图。
图21是表示将本发明的液晶显示装置点反转驱动时的信号波形的波形图。
图22表示本发明的实施方式，是表示液晶显示装置的结构的框图。
图23表示图22的液晶显示装置被装入电视接收装置的状态的结构，(a)是电视接收装置的分解立体图，(b)是液晶显示装置的截面图。
图24表示现有技术，是表示具有两个子像素的像素的结构的等价电路图。
图25表示驱动图24的像素时的信号波形的波形图，(a)至(f)是各信号波形。
符号说明
1   液晶显示装置(显示装置)
2A  子像素(第一子像素)
2B  子像素(第二子像素)
30  TFT(选择元件、场效应型晶体管)
COMA、COMB、77、78、79、80、81、82、83、84、99A、99B对置电极
具体实施方式
下面，使用图1至图23对本发明的实施方式进行说明。
图22表示本实施方式的液晶显示装置(显示装置)1的结构。液晶显示装置1包括：作为数据信号线驱动电路的源极驱动器300、作为扫描信号线驱动电路的栅极驱动器400、有源矩阵型的显示部100、用于控制源极驱动器300和栅极驱动器400的显示控制电路200、和灰度等级电压源600。
显示部100包括：多根(m根)作为扫描信号线的栅极总线GL1～GLm、与栅极总线GL1～GLm分别交叉的多根(n根)作为数据信号的源极总线SL1～SLn、与这些栅极总线GL1～GLm和源极总线SL1～SLn的交叉点分别对应地设置的多个(m×n)个像素PIX。这些像素PIX呈矩阵状配置从而构成像素阵列。像素PIX由被MVA驱动的多个子像素构成，对此用后面叙述的图1(a)～(c)说明。另外，用图1(b)说明，在相邻的栅极总线GL之间，各设置有一根辅助电容总线CsL。
显示控制电路200向源极驱动器300供给源极起始脉冲信号SSP、源极时钟信号SCK、和显示数据DA，并向栅极驱动器400供给栅极起始脉冲信号GSP和栅极时钟信号GCK。
源极驱动器300，根据显示数据DA、源极起始脉冲信号SSP、和源极时钟信号SCK，按每一水平扫描期间的方式依次生成数据信号S(1)～S(n)，将这些数据信号S(1)～S(n)分别向源极总线SL1～SLn输出。灰度等级电压源600，生成电压V0～Vp作为用于选择数据信号S(1)～S(n)的灰度等级基准电压，并向源极驱动器300供给该电压V0～Vp。另外，灰度等级电压源600也生成辅助电容电压Vcs并将其输出。
栅极驱动器400，根据栅极起始脉冲信号GSP和栅极时钟信号GCK，生成用于将各数据信号S(1)～S(n)写入各像素PIX(的像素电容)的栅极信号，在各帧期间中按大致每一水平扫描期间的方式依次选择栅极总线GL1～GLm。
另外，对于源极驱动器300和栅极驱动器400的各个，能够按照从两侧夹着显示部100的方式配置在多个边上。该结构在将显示部100分割为多个区域从而进行驱动时较为方便。
各像素PIX包括：TFT(选择元件、场效应型晶体管)30、液晶电容Clc和辅助电容Ccs。TFT30的栅极(导通控制端子)与栅极总线GL连接，源极与源极总线SL连接，漏极与像素电极连接。液晶电容Clc通过在像素电极与对置电极之间夹着液晶层而形成。在对置电极上施加有对置电压(偏置电压)Vcom。辅助电容Ccs在像素电极与辅助电容总线CsL之间形成。在辅助电容总线CsL上施加有辅助电容电压Vcs。
上述液晶显示装置1，整体呈横长的矩形，形成有显示部100、源极驱动器300、栅极驱动器400和灰度等级电压源600，在能够显示图像的液晶面板的里侧(背面侧)，配置能够向液晶面板照射光的外部光源(照明装置)即背光源。液晶显示装置1能够应用在电视接收装置中。如图23(a)所示，电视接收装置包括：液晶显示装置1；以夹住的方式收容液晶显示装置1的表里两个机壳Ca、Cb；电源P；用于接收电视播放等的调谐器(tuner)T；和台座(stand)S。
如图23(b)所示，背光源由如下部分构成：向着表侧(液晶面板侧)开口的呈大致箱形的外壳(case)12、在外壳12内以相互平行的状态收容的多根线状光源13(例如冷阴极管)、在外壳12的开口部以层叠的状态配置的多个光学部件14(例如从里侧依次为扩散板、扩散片、透镜片、和亮度上升片)、和框状的框架(frame)15，该框架15用于将这些光学部件14组夹着保持在该框架15与外壳12之间。各光学部件14具有将从各线状光源13发出的光变换为面状等功能。另外，框架15作为在里侧接受液晶面板的接受部件发挥功能，能够在框架15与框状的边框(bezel)16(按压部件)之间保持液晶面板，该边框16从液晶面板的表侧组装，用于按压液晶面板。
液晶面板包括：呈横长的矩形的一对透明(具有透光性)的玻璃制的基板17、18；介于两基板17、18之间，含有光学特性随电场施加而变化的物质即液晶分子的液晶层19；和介于两基板17、18之间，将液晶层19的周围包围并将其密封的框状的密封部20。两基板17、18，以相互对置并在它们之间隔着规定的间隙(间隔)的状态贴合。在液晶层19中，分散地设置有多个用于维持两基板17、18之间的间隙的间隔物。间隔物由酚醛(phenol)树脂、环氧树脂等有机材料或者二氧化硅(silica)等无机材料构成，并设置在阵列(array)基板18中的栅极总线GL上，即遮光区域中。
接着，图1(a)～(c)表示像素PIX的结构。
如图1(a)所示，像素PIX具有一个TFT30。TFT30设置在栅极总线GL与源极总线SL的交叉部附近。TFT30的栅极30g与栅极总线GL连接，TFT30的源极30s与源极总线SL连接。以漏极30dB与源极30s夹着沟道形成区域的方式设置有漏极30dB，并且从上述沟道形成区域的中途分支引出漏极30dA。漏极30dA的引出垫(pad)上通过接触孔31A与未图示的子像素2A连接，漏极30dB的引出垫上通过接触孔31B与未图示的子像素2B连接。关于子像素2A、2B的具体结构，将用后述的图11、图13的图15说明。
像这样，本实施方式在一个像素PIX中仅使用一个TFT30，通过使漏极从TFT30的沟道形成区域的中途分支，如使两个不同的TFT动作那样使该TFT30发挥功能。即，TFT30中的、与子像素2A连接的部分A的栅极长L比与子像素2B连接的部分B的栅极长L短，栅极宽W在部分A和部分B相互相等。在表1中，就部分A与部分B表示与该TFT30相关的具体的各种因素。
[表1]
  A   B
  迁移率μ[m2/V]   3.60E-05   3.60E-05
  栅极绝缘膜电容[F/m2]   9.71E-05   9.71E-05
  栅极绝缘膜介电常数ε[F/m]   3.40E-11   3.40E-11
  栅极绝缘膜膜厚t[m]   3.50E-07   3.50E-07
  阈值电压Vth[V]   2.835165   2.821918
  栅极宽W[m]   4.00E-05   4.00E-05
  栅极长L[m]   4.00E-06   1.40E-05
图1(b)表示像素PIX的等价电路。像素PIX除上述的TFT30之外，还具有两个子像素2A、2B。子像素(第一子像素)2A具有液晶电容ClcA和辅助电容CcsA，子像素(第二子像素)2B具有液晶电容ClcB和辅助电容CcsB。
在子像素2A中，液晶电容ClcA是在像素电极32A与共用电极COMA之间夹着液晶层而形成的电容，辅助电容CcsA是在像素电极32A与辅助电容总线CsL之间形成的电容。在子像素2B中，液晶电容ClcB是在像素电极32B与共用电极COMB之间夹着液晶层而形成的电容，辅助电容CcsB是在像素电极32B与辅助电容总线CsL之间形成的电容。
像素电极32A通过接触孔31A与TFT30的漏极30dA连接。像素电极32B通过接触孔31B与TFT30的漏极30dB连接。在共用电极COMA上施加有对置电压VcA，在共用电极COMB上施加有对置电压VcB。在辅助电容总线CsL上施加有辅助电容电压Vcs。
像这样，在本实施方式中，每个子像素分别具有共用电极，具有辅助电容总线作为全部子像素共用的总线。
图1(c)表示图1(a)的TFT基板上的C-C’线截面结构的一个例子。
在玻璃基板41上形成有由Ti/Al/TiN层叠膜构成的栅极金属42，由SiNx或SiOx等构成的栅极绝缘膜43覆盖在栅极金属42上。在栅极绝缘膜43上的、栅极金属42的上方的位置，形成有成为半导体层的、Si的i层45，在i层45上，形成有成为欧姆接触(ohmic contact)层的、Si的n+层46。另外，覆盖在n+层46上，依次形成有由Ti构成的源极下层金属46、和由Al构成的源极上层金属47。源极下层金属46和源极上层金属47，分别对源极总线SL、TFT30的源极30s、TFT30的漏极30dA和TFT30的漏极30dB形成。
另外，覆盖目前为止的层叠图案，依次形成有由SiNx或SiOx构成的钝化(passivation)膜48和透明绝缘膜(JAS)49。在漏极30dB的引出垫的上方的、钝化膜48和透明绝缘膜49，按照源极下层金属47露出的方式形成有接触孔31B，包含该接触孔31B地在透明绝缘膜49上，形成有由ITO或ZnO构成的透明导电膜50。此处的透明导电膜50构成子像素2B的像素电极32B。
接着，对上述结构的像素PIX中的TFT30的动作进行说明。
一般地，若使用表1的物理量，则TFT的漏极电流IDS在非饱和区域由(式1)表示，在饱和区域由(式2)表示。
[式1]
I DS = μ C GI W L ( ( V GS - V th ) V DS - 1 2 V DS 2 ) ····(式1)
[式2]
I DS = 1 2 μ C GI W L ( V GS - V th ) 2 ····(式2)
其中，VGS表示栅极、源极间电压，VDS表示漏极、源极间电压。另外，CGI＝ε/t。
另外，(式1)的漏极电流引起的像素的充电响应由(式3)表示，(式2)的漏极电流引起的像素的充电响应由(式4)表示。
[数3]
τ = L 2 μ ( V GS - V DS ) ····(式3)
[数4]
τ = L 2 μ V DS ····(式4)
根据(式1)～(式4)，以图2表示使栅极电压VG为25V时的TFT的响应。若令TFT30的部分A的充电路径为A型，TFT30的部分B的充电路径为B型，则因为A型比B型较早进行充电，当在例如B型下想要使漏极30dB的电压Vs(即像素电极32B的电压)为30V时，需要耗费以图2的虚线表示的充电响应时间τ，这时，A型已经充电完成，漏极30dA的电压(即像素电极32A的电压)变为16V。
图3的波形图表示该情况。不过，扫描电压Vg的高电压与图2不同。另外，使A型的对置电压VcA为地面(ground)(一定值)，B型的对置电压VcB为5V(一定值)。辅助电容电压Vcs可以为一定，也可以使其周期性变化。在扫描电压Vg为高电压的期间对子像素2A、2B进行充电，漏极电压(像素电极的电压)Vs在A型变化至16V，在B型变化至30V。由此能够使在子像素2A和子像素2B中液晶施加电压的有效值不同，因此能够使在子像素2A和子像素2B中亮度不同，实现抑制灰度等级反转的广视野角特性。
因为本实施方式的充电特性如上所述，所以对应于目标的漏极电压的充电响应时间τ，例如在现有技术中如图4(a)所示，根据一个源极输入电压，对多个子像素同样地决定图中的τg，而在本实施方式中，则如图4(b)的A型和B型的曲线那样，对于一个源极输入电压，τ在多个子像素的各个中为不同的值。另外，图5(a)表示本实施方式中在正负两极性的液晶施加电压下用于得到的各灰度等级的充电响应时间、即表示源极信号向子像素输入完成所需要的时间的一个例子，图5(b)关于A型和B型，表示像素电极的、用于得到对应于对置电压的各电位的充电时间的一个例子。
像这样，在本实施方式中，各像素具有多个子像素，使用一个场效应型晶体管作为选择元件向这些子像素供给数据信号。该场效应晶体管的沟道形成区域被每个子像素的导通路径所利用的长度不同，该长度的不同造成在子像素之间充放电时间不同。而且，因为对置电极与各子像素对应地电分离地形成，所以能够将对置电压设定为与各子像素的充放电响应相对应的电压。由此，即使写入相同的数据信号，也能够在子像素之间使保持电压的有效值不同。因此，能够得到抑制灰度等级反转的广视野角特性。
在这样的结构中，像素的选择元件只要一个即可，另外，没有必要使辅助电容电压在各子像素之间不同。
由以上所述，能够实现一个像素由多个子像素构成，同时部件个数得到抑制并且驱动容易的显示装置。
接着，对本实施方式的液晶显示装置1的视觉特性进行说明。
如图6(a)所示，令液晶面板为，显示部100的液晶分子相对于电压施加时偏光板的吸收轴向大致45度、135度、225度、315度四个方向倾倒的MVA模式面板，令观察方向为45度的方位。各偏光板的吸收轴的方向与图23所示的液晶显示装置1的水平方向H-H’、或正交于水平方向H-H’的方向一致。MVA模式面板的RGB的各像素，为反映上述四个方位的曲折(zigzag)形状，在方向H-H’上依次相邻。在各色的彩色滤光片彼此之间，为了避免混色而设置有黑矩阵BM。另外，如图6(b)所示，以下的比较例和各实施例，以与液晶面板的正面透过率相关的伽马特性γ＝2.2的方式构成。此处，“标准”表示比较例，“1∶1”表示实施例1，“1∶2”表示实施例2，“1∶3”表示实施例3。另外，图6(c)表示对于各实施例，向源极总线SL输出的源极输入电压与灰度等级的关系。
以下，对像素结构及其视觉特性的评价结果列举实施例。
[比较例]
图7(a)首先以平面图表示成为对于后述的实施例的比较例的像素PIXr的简要结构。该像素PIXr从图1(a)的像素PIX去掉B型的充电路径，形成属于A型的多个像素电极51。多个像素电极51，以在行方向相邻的电极彼此之间设置有MVA驱动用的沿45度方向延伸的狭缝的状态配置，在辅助电极总线CsL的上方通过连接电极51a相互连接。因此，像素PIXr不具有子像素。多个像素电极51中的一个通过接触孔31A与TFT30连接。另外，仅设置有一个对置电极。在对置电极也设置有狭缝，以PVA(Patterned Vertical Alignment：图像垂直取向)模式进行驱动，该PVA模式是在TFT基板和对置基板两者利用狭缝电场的MVA模式驱动。
图7(b)表示像素PIXr的D-D′线截面图。
像素PIXr是在TFT基板61与对置基板62之间配置有VA液晶层LC的结构。TFT基板61是在图1(c)的透明绝缘膜49上依次形成有由透明电极构成的像素电极51和VA取向膜60的结构。对置基板62是在玻璃基板71上依次形成有彩色滤光片72·黑矩阵73、钝化膜74、由透明电极构成的对置电极75、和VA取向膜76的结构。在透明电极75上施加有对置电压Vc。
图8(a)表示从方位45度观看到的像素PIXr的透过率特性，其中40度～70度的范围放大表示在图8(b)中。可知从视角60度跟前附近向着视角变大侧，产生较大的灰度等级反转。
[实施例1]
图9(a)以平面图表示作为像素PIX的实施例的像素PIX1的简要结构。该像素PIX1，在图1(a)的像素PIX中，具有多个像素电极52作为属于A型的像素电极32A，并且具有多个像素电极53作为属于B型的像素电极32B。多个像素电极52的总面积与多个像素电极53的总面积的比为1∶1。多个像素电极52、53，以在行方向相邻的电极彼此之间设置有MVA驱动用的沿45度方向延伸的狭缝的状态配置，在辅助电极总线CsL的上方，像素电极52彼此通过连接电极52a相互连接，像素电极53彼此通过连接电极53a相互连接。多个像素电极52中的一个通过接触孔31A与TFT30连接，多个像素电极53中的一个通过接触孔31B与TFT30连接。另外，像素电极52的对置电极和像素电极53的对置电极分别设置。在对置电极也设置有狭缝，以PVA模式驱动。
图9(b)表示像素PIX1的E-E′线截面图。
像素PIX1是在TFT基板63与对置基板64之间配置有VA液晶层LC的结构。TFT基板63是在图1(c)的透明绝缘膜49上依次形成有由A型的透明电极构成的像素电极52和由B型的透明电极构成的像素电极53、VA取向膜60的结构。对置基板64是在玻璃基板71上依次形成有彩色滤光片72·黑矩阵73、钝化膜74、由透明电极构成的对置电极77·78、和VA取向膜76的结构。对置电极77是对于像素电极52的对置电极，施加有对置电压VcA，对置电极78是对于像素电极53的对置电极，施加有对置电压VcB。
图10(a)表示从方位45度观看到的像素PIXr的透过率特性，其中40度～70度的范围放大表示在图10(b)中。看不到在比较例1中看到的从比60度小的视角开始的较大的灰度等级反转，可知视野角变大。
[实施例2]
图11(a)以平面图表示作为像素PIX的实施例的像素PIX2的简要结构。该像素PIX2，在图1(a)的像素PIX中，具有多个像素电极54作为属于A型的像素电极32A，并且具有多个像素电极55作为属于B型的像素电极32B。多个像素电极54的总面积与多个像素电极55的总面积的比为1∶2。多个像素电极54·55，以在行方向相邻的电极彼此之间设置有MVA驱动用的沿45度方向延伸的狭缝的状态配置，在辅助电极总线CsL的上方，像素电极54彼此通过连接电极54a相互连接，像素电极55彼此通过连接电极55a相互连接。多个像素电极54中的一个通过接触孔31A与TFT30连接，多个像素电极55中的一个通过接触孔31B与TFT30连接。另外，像素电极54的对置电极和像素电极55的对置电极分别设置。在对置电极也设置有狭缝，以PVA模式驱动。
图11(b)表示像素PIX2的F-F′线截面图。
像素PIX2是在TFT基板65与对置基板66之间配置有VA液晶层LC的结构。TFT基板65是在图1(c)的透明绝缘膜49上依次形成有由A型的透明电极构成的像素电极54和由B型的透明电极构成的像素电极55、VA取向膜60的结构。对置基板66是在玻璃基板71上依次形成有彩色滤光片72·黑矩阵73、钝化膜74、由透明电极构成的对置电极79·80、和VA取向膜76的结构。对置电极79是对于像素电极54的对置电极，施加有对置电压VcA，对置电极80是对于像素电极55的对置电极，施加有对置电压VcB。
图12(a)表示从方位45度观看到的像素PIXr的透过率特性，其中40度～70度的范围放大表示在图12(b)中。与实施例1相比灰度等级反转变得更小，可知视野角变得更大。
[实施例3]
图13(a)以平面图表示作为像素PIX的实施例的像素PIX3的简要结构。该像素PIX3，在图1(a)的像素PIX中，具有多个像素电极56作为属于A型的像素电极32A，并且具有多个像素电极57作为属于B型的像素电极32B。多个像素电极56的总面积与多个像素电极57的总面积的比为1∶3。多个像素电极56·57，以在行方向相邻的电极彼此之间设置有MVA驱动用的沿45度方向延伸的狭缝的状态配置，在辅助电极总线CsL的上方，像素电极56彼此通过连接电极56a相互连接，像素电极57彼此通过连接电极57a相互连接。多个像素电极56中的一个通过接触孔31A与TFT30连接，多个像素电极57中的一个通过接触孔31B与TFT30连接。另外，像素电极56的对置电极和像素电极57的对置电极分别设置。在对置电极也设置有狭缝，以PVA模式驱动。
图13(b)表示像素PIX3的G-G′线截面图。
像素PIX2是在TFT基板67与对置基板68之间配置有VA液晶层LC的结构。TFT基板67是在图1(c)的透明绝缘膜49上依次形成有由A型的透明电极构成的像素电极56和由B型的透明电极构成的像素电极57、VA取向膜60的结构。对置基板68是在玻璃基板71上依次形成有彩色滤光片72·黑矩阵73、钝化膜74、由透明电极构成的对置电极81·82、和VA取向膜76的结构。对置电极81是对于像素电极56的对置电极，施加有对置电压VcA，对置电极82是对于像素电极57的对置电极，施加有对置电压VcB。
图14(a)表示从方位45度观看到的像素PIXr的透过率特性，其中40度～70度的范围放大表示在图14(b)中。与实施例2相同地，与实施例1相比灰度等级反转变得更小，可知视野角变得更大。
[实施例4]
图15(a)和图15(b)以平面图表示作为像素PIX的实施例的像素PIX4的简要结构。图15(a)表示对置电极的图案平面图，图15(b)表示TFT基板侧的图案平面图。
如图15(b)所示，该像素PIX4，在图1(a)的像素PIX中，具有多个像素电极58作为属于A型的像素电极32A，并且具有多个像素电极59·59a·59b作为属于B型的像素电极32B。多个像素电极58的总面积与多个像素电极59·59a·59b的总面积的比为1∶2。多个像素电极58·59，以在行方向相邻的电极彼此之间设置有MVA驱动用的沿45度方向延伸的狭缝的状态配置，在辅助电极总线CsL的上方，像素电极58彼此通过连接电极58a相互连接，像素电极59彼此通过连接电极59c相互连接。多个像素电极58中的一个通过接触孔31A与TFT30连接，多个像素电极59中的一个通过接触孔31B与TFT30连接。
另外，像素电极59a与全部的像素电极59相比，配置在列方向的TFT30侧，像素电极59b与全部的像素电极59相比，在列方向与的TFT30侧相反的一侧相邻。像素电极59a通过接触孔31B与TFT30连接，像素电极59b与像素电极59通过连接电极59d连接。像素电极59a·59b也具有与设置有狭缝的像素电极58·59相同的倾斜方向的边缘(edge)。
如图15(b)所示，对置电极由对置电极83和对置电极84构成，该对置电极83和对置电极84由透明电极构成。对置电极83是对于像素电极58的对置电极，施加有对置电压VcA。对置电极84是对于像素电极59·59a·59b的对置电极，施加有对置电压VcB。在对置电极也设置有狭缝，以PVA模式驱动。
另外，在本实施例中多个像素电极58的总面积与多个像素电极59·59a·59b的总面积的比不限于1∶2，可以任意。
以上，对像素PIX的各实施例进行了说明。
接着，使用图16至图18，对用于向对置电极施加各自的电压的各种配线方法进行说明，该对置电极以与A型和B型的各像素电极对应的方式分别形成。在这些结构中，在将面积较小的对置基板92在TFT基板91的中央部位置对准而贴合在TFT基板(矩阵基板)91的面板结构中，采用如下结构：扫描配线输入端子93a与扫描配线输入端子93b，或者数据配线输入端子94a与数据配线输入端子94b，分别按照从两侧夹着显示部100的方式设置，但并不限定于此，也能够采用如下结构：各个扫描配线输入端子与数据配线输入端子，相对于显示部100配置在一侧的边上。
图16表示如下结构：从与数据配线输入端子94a相同的一侧，设置有多个从TFT基板91引绕向对置基板92的对置电压VcA的配线95，从与数据配线输入端子94b相同的一侧，设置有多个从TFT基板91引绕向对置基板92的对置电压VcB的配线96。配线95·96，如点P所示通过炭膏(carbon paste)、银膏、导通间隔物(spacer)等导通材料与对置基板91连接。
图17表示如下结构：从与数据配线输入端子94a相同的一侧，设置有多个从TFT基板91引绕向对置基板92的对置电压VcA的配线95，从与扫描配线输入端子93a·93b相同的一侧，从TFT基板91引绕向对置基板92的对置电压VcB的配线97，先被引绕向与位于对置基板91的下方的TFT基板91上的与数据配线输入端子94b侧的边缘较近的区域之后，从该引绕区域分支为多个而与对置基板92连接。配线95·97，如点P所示通过炭膏、银膏、导通间隔物等导通材料与对置基板91连接。
图18表示如下结构：从与数据配线输入端子94a相同的一侧，设置有多个从TFT基板91引绕向对置基板92的对置电压VcA的配线95，从与数据配线输入端子94a相同的一侧，从TFT基板91引绕向对置基板92的对置电压VcB的配线98，先被引绕向与位于对置基板91的下方的TFT基板91上的与数据配线输入端子93a侧的边缘较近的区域和与数据配线94b侧的边缘较近的区域、与扫描配线输入端子93b侧的边缘较近的区域和与数据配线输入端子94b侧的边缘较近的区域之后，从该引绕区域分支为多个而与对置基板92连接。配线95·98，如点P所示通过炭膏、银膏、导通间隔物等导通材料与对置基板91连接。
接着，图19(a)和图19(b)表示用于施加对置电压的配线的与对置电极的连接部位的图案，该配线已使用图16至图18说明。
图19(a)表示施加对置电压VcA的配线95与对置电极99A连接部位的图案。从TFT基板91在点P通过导通材料与对置基板92连接的配线95，以沿着对置基板92的边缘的图案结束，对置电极99A的边缘部分与该图案连接。
图19(b)表示施加对置电压VcB的配线96·97·98与对置电极99B连接的部位的图案。从TFT基板91在点P通过导通材料与对置基板92连接的配线96·97·98，以沿着对置基板92的边缘的图案结束，对置电极99B的边缘部分与该图案连接。
接着，对本实施方式的液晶显示装置1的交流驱动进行说明。
液晶显示装置1对任意实施例均能够进行源极总线反转驱动和点反转驱动。
图20表示源极总线反转驱动的信号波形。对一个源极总线，在各水平期间输出相同极性的数据信号Vsm，在相邻的源极总线彼此，使该数据信号Vsm互为反极性，此处表示成为正极性的帧的源极总线的信号。因此，数据信号Vsm的电压值比对置电压VcA·VcB的任一个都大。与第n个栅极总线GL连接的像素PIX，由栅极信号Vgn选择，由此时的数据信号Vsm，决定A型的漏极电压VsA和B型的漏极电压VsB，在A型和B型保持相互不同的电压直至下一帧为止。在信号波形上附记的τ(S)、τrf、τon、τ和τr表示充放电的响应时间。
图21表示点反转驱动的信号波形。向各源极总线，在各水平期间输出反转的极性的数据信号Vsm，在相邻的源极总线彼此，使该数据信号Vsm互为反极性。此处表示成为正极性的水平期间的源极总线的信号。因此，数据信号Vsm的电压值比对置电压VcA·VcB的任一个都大。在负极性的水平期间，数据信号Vsm的电压值比对置电压VcA·VcB的任一个都小。与第n个栅极总线GL连接的像素PIX，由栅极信号Vgn选择，由此时的数据信号Vsm，决定A型的漏极电压VsA和B型的漏极电压VsB，在A型和B型保持相互不同的电压，直至下一帧为止。在信号波形上附记的τ(S)、τrf、τon、τ和τr表示充放电的响应时间。
在图20和图21中，扫描信号的供给定时和数据信号的供给定时设定为，多个子像素各自的充放电响应时间落入数据信号向像素的写入期间内。根据该结构，充放电响应时间在子像素之间不同，因此通过进行上述定时设定，能够使充放电响应在数据信号的写入期间内结束，能够可靠地得到目标的保持电压的有效值。
以上对本实施方式进行了说明。
选择元件所使用的场效应型晶体管不限于TFT，也可以是形成在单晶基板上的场效应型晶体管。另外，子像素的个数也可以任意。
本发明并不限定于上述实施方式，能够在权利要求所述的范围内进行各种变更。即，将在权利要求所述的范围内适当变更的技术手段组合而得的实施方式，也包含在本发明的技术范围。
如上所述，本发明的显示装置是有源矩阵型的显示装置，其特征在于：各像素具有多个子像素，上述像素的选择元件由对上述多个子像素的全部进行选择和非选择的一个场效应型晶体管构成，上述多个子像素的至少一个子像素与从上述场效应型晶体管的沟道形成区域的中途分支而引出的导通路径连接，由此造成上述沟道形成区域中作为子像素的充放电路径利用的长度相互不同，上述多个子像素彼此的对置电极相互电分离地形成。
如上所述，本发明的显示装置的驱动方法是对有源矩阵型的显示装置进行驱动的显示装置的驱动方法，其特征在于：上述显示装置的各像素具有多个子像素，上述像素的选择元件由对上述多个子像素的全部进行选择和非选择的一个场效应型晶体管构成，上述多个子像素的至少一个子像素与从上述场效应型晶体管的沟道形成区域的中途分支而引出的导通路径连接，由此造成上述沟道形成区域中作为子像素的充放电路径利用的长度相互不同，上述多个子像素彼此的对置电极相互电分离地形成，对与上述多个子像素对应的各个上述对置电极施加相互不同的偏置电压。
根据以上内容，起到如下效果：能够实现一个像素由多个子像素构成，同时部件个数得到抑制并且驱动容易的显示装置，和使这样的显示装置成为可能的显示装置的驱动方法。
发明的详细说明中完成的具体的实施方式或实施例，不过是使本发明的技术内容明确的例子，本发明不应当仅限定于这样的具体例而被狭义地解释，在本发明的精神和权利要求的范围内，能够进行各种变更而实施。
产业上的可利用性
本发明能够适宜地使用于液晶显示装置。

Claims (16)

1.一种显示装置，其是有源矩阵型的显示装置，其特征在于：
各像素具有多个子像素，
所述像素的选择元件由对所述多个子像素的全部进行选择和非选择的一个场效应型晶体管构成，
所述多个子像素的至少一个子像素与从所述场效应型晶体管的沟道形成区域的中途分支而引出的导通路径连接，由此，所述沟道形成区域中作为子像素的充放电路径利用的长度相互不同，
在所述多个子像素彼此中，对置电极相互电分离地形成。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
具有由所述多个子像素共有的一个辅助电容配线。
3.如权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于：
向所述对置电极施加的偏置电压，按每个所述子像素不同。
4.如权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其特征在于：
扫描信号的供给定时和数据信号的供给定时设定为，所述多个子像素各自的充放电响应时间落入所述数据信号向所述像素的写入期间内。
5.如权利要求1至4中任一项所述的显示装置，其特征在于：
所述多个子像素由第一子像素和第二子像素这两个子像素构成，
所述第一子像素与所述第二子像素的像素电极面积比为1∶1。
6.如权利要求1至4中任一项所述的显示装置，其特征在于：
所述多个子像素由第一子像素和第二子像素这两个子像素构成，
所述第一子像素与所述第二子像素的像素电极面积比为1∶2。
7.如权利要求1至4中任一项所述的显示装置，其特征在于：
所述多个子像素由第一子像素和第二子像素这两个子像素构成，
所述第一子像素与所述第二子像素的像素电极面积比为1∶3。
8.如权利要求1至7中任一项所述的显示装置，其特征在于：
向所述多个子像素的对置电极施加偏置电压的配线，从矩阵基板上的和与数据信号关联的配线的输入端子相同的一侧，向对置基板连接。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于：
所述与数据信号关联的配线的输入端子设置在夹着显示部的两侧，
所述多个子像素由第一子像素和第二子像素这两个子像素构成，
向所述第一子像素的对置电极施加偏置电压的配线，从与相对所述显示部配置在一侧的所述与数据信号关联的配线的输入端子相同的一侧，与所述第一子像素的对置电极连接，
向所述第二子像素的对置电极施加偏置电压的配线，从与相对所述显示部配置在另一侧的所述与数据信号关联的配线的输入端子相同的一侧，与所述第二子像素的对置电极连接。
10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于：
向所述第二子像素的对置电极施加偏置电压的配线，从与配置在所述一侧的所述与数据信号关联的配线的输入端子相同的一侧，先在矩阵基板上引绕至所述另一侧之后，从与配置在所述另一侧的所述与数据信号关联的配线的输入端子相同的一侧，与所述第二子像素的对置电极连接。
11.如权利要求1至7中任一项所述的显示装置，其特征在于：
向所述多个子像素的对置电极施加偏置电压的配线，对于至少一个所述偏置电压，从矩阵基板上的和与数据信号关联的配线的输入端子相同的一侧，向对置基板连接，对于其它的所述偏置电压，从所述矩阵基板上的和与扫描信号关联的配线的输入端子相同的一侧，向所述对置基板连接。
12.一种显示装置的驱动方法，其是对有源矩阵型的显示装置进行驱动的显示装置的驱动方法，其特征在于：
所述显示装置的各像素具有多个子像素，
所述像素的选择元件由对所述多个子像素的全部进行选择和非选择的一个场效应型晶体管构成，
所述多个子像素的至少一个子像素与从所述场效应型晶体管的沟道形成区域的中途分支而引出的导通路径连接，由此，所述沟道形成区域中作为子像素的充放电路径利用的长度相互不同，
在所述多个子像素彼此中，对置电极相互电分离地形成，
向与所述多个子像素对应的各个所述对置电极施加相互不同的偏置电压。
13.如权利要求12所述的显示装置的驱动方法，其特征在于：
使与所述多个子像素对应的各个辅助电容电压相互相等。
14.如权利要求12或13所述的显示装置的驱动方法，其特征在于：
按照使所述多个子像素各自的充放电响应时间落入数据信号向所述像素的写入期间内的方式，设定扫描信号的供给定时和所述数据信号的供给定时。
15.如权利要求12至14中任一项所述的显示装置的驱动方法，其特征在于：
进行源极总线反转驱动。
16.如权利要求12至14中任一项所述的显示装置的驱动方法，其特征在于：
进行点反转驱动。
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