CN1120462C - 显示器件及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

在有源矩阵型液晶显示器件中，信号线和扫描线在一个透明基片上按矩阵形式交叉。在每个交叉部分设置一个薄膜晶体管和一个透明象素电极。在该透明基片和另一个透明基片之间插入液晶材料。在每个象素区设置一个中央象素电极和包围该中央象素电极的一个外围象素电极。当象素区在动态图像显示中有移动时，先通过外围象素电极给液晶施加电场，而后经一个预定的延迟时间后通过中央象素电极给液晶施加电场。

Description

显示器件及其驱动方法
技术领域
本发明涉及有源矩阵液晶显示器件，具体来说，涉及具有改进的操作速度的有源矩阵液晶器件及其驱动方法。
背景技术
按常规，CRT(阴极射线管)显示器是一种最通用的显示器件。由于CRT显示器使用了一个真空玻璃管和高压的加速电极，所以它存在诸如电容大、重量大、功耗大之类的问题。因此，现在正在开发使用等离子体或液晶的平板显示器件。
液晶显示器实现的是通/断显示，即明-暗显示；为此要利用液晶材料在平行于分子轴的方向和垂直于分子轴的方向有不同电介常数的事实来控制光的极化、透射光量、或散射光量。通用的液晶材料为TN(扭曲向列)液晶，STN(超扭曲向列)液晶、铁电液晶、如此等等。
特别是在近些年来，在各种类型的液晶显示器件中，有源矩阵液晶显示器件的使用日趋广泛。
图10表示一种常规的有源矩阵液晶显示器件。在该有源矩阵液晶显示器件中，信号线1001-1003和扫描线1004-1006按矩阵形式排列，薄膜晶体管(TFT)1007-1010设在这些线的交叉点上。TFT 1007-1010的源极连到信号线1001-1003，TFT 1007-1010的栅极连到扫描线1004-1006。TFT 1007-1010的漏极连到保持电容器1016-1019和为象素区的相应液晶盒1012-1015提供的象素电极(未示出)上。
形成象素的外围驱动电路的方法有两种。按第一种方法，使用单晶硅晶体管集成电路形成外围驱动电路。按第二种方法，用多晶硅TFT形成驱动电路，并在同一个玻璃基片上为其设置一个有源矩阵。按第一种方法，驱动电路通过TAB(胶带自动粘结)或COG(在玻璃上的芯片)连到该有源矩阵。按第二种方法，驱动电路经基片上的金属接线(而不是TAB或COG)连到该有源矩阵。
图11表示具有外围电路和象素矩阵的常规矩阵板。象素矩阵1101的象素分别经信号线1102和扫描线1103连到信号线驱动电路1104和扫描线驱动电路1105。
图12A-12C表示加到一个TFT的电极上的电压的波形。在图12A中，电信号Vs经信号线加到TFT的源极。在图12B中，电信号VG加到栅极。结果在在漏极产生图12C中的电压VD。
在N沟道型TFT中，当高(正)电压加到栅极时，TFT导通，使源、漏电压彼此相等。结果，将信号线上的电压存贮在一个保持电容器中。然后，当低(负)电压加到栅极上时，TFT截止，源、漏电极彼此隔开，得到一个开路状态。结果，存贮了保持电容的电压，直到TFT下一次导通引起新的写入操作时为止。
将相对电极和象素电极之间的电压差加到在这些电极之间交点的液晶盒1012-1015(见图10)中的每一个液晶盒上。按照差值电压改变液晶盒的光极化特性。通过一个偏振片，最终得到透射率的变化，由此提供明-暗显示。
常规的有源矩阵液晶显示器件主要使用TN液晶，其原因在于TN液晶的造价低，并且容易进行取向控制。借助于穿过一个偏振片，TN液晶就具有了图13的穿透性-所加电压(V)的特性曲线。借助于相当缓慢的斜率，该透射性-所加电压的特性曲线允许进行由所加电压控制的逐渐变化显示。但TN液晶相对于所加电压来说是缓慢响应的。一般来说，在TN液晶中，当渐变电平从黑到白变化(或从白到黑变化)时，要产生10ms到n+ms的响应延迟(见图14)。
在一个象素中，渐变电平从黑变到白，可以观察到，显示象素的中央部分的渐变电平首先变化，其周边部分的渐变电平的变化具有一个延迟。其原因是，当加上电场时，象素区的中央部分和周边部分的响应时间有差异。
为说明这一现象，图15A和15B表示出在常规的有源矩阵液晶显示器件中，当给液晶加上电压时的液晶分子1509和电力线1510的状态。在图15A中，液晶盒有一对玻璃基片1501，1502和一对透明电极1507，1508，并且通过在透明电极1507和1508之间加上一个电场使液晶分子取向一致。在图15B中，表示出在图15A的情况下透明电极1507和1508之间的电力线。将图15A所示的结构插在一对偏振片之间，就可得到液晶显示器件的一种最简单的形式。在图15A和15B中省略了取向膜和开关TFT，实际上除了所示的元件外显示器件中是存在这两种元件的。
当通过象素电极1507、1508加上一个电场时，液晶分子1509的取向改变，它们全都平行于电场。于是改变了穿过液晶的光的偏振状态。在这种状态下，在象素的周边部分，在边界面1500的象素侧上的液晶分子1509要改变取向，而在边界面1500的相对侧上的液晶分子则趋于保持它们的取向不变。因此，在靠近边界面1500的象素侧的区域中的液晶的响应速度比该象素的中央区的响应速度慢。
虽然常规的有源矩阵液晶显示器件显示的静止图像的图像质量等价于或好于CRT显示器，但由于存在上述的液晶显示的响应延迟，所以该液晶显示器件显示移动(动态)的图像的图像质量却不如CRT显示器。实际上已观察到这一现象，即在显示移动画面过程中在发生快速色调变化和缓慢移动时的显示不自然。
发明内容
为了解决上述问题，在本发明中将一个象素电极分为一个中央象素电极和一个外围象素电极。当图像包括移动部分时，预先驱动相应象素部分中的外围象素电极，使驱动中央象素电极时能加速液晶材料对所加电压的响应。这就是说，先使靠近需要较长响应时间的外围象素区的区域内的液晶提前作出响应，然后再使中央象素区的液晶进行响应。于是，似乎使一个象素(电极)中的整个液晶几乎同时高速响应。通过用帧存贮器延迟视频信号来检测移动部分，并且比较彼此延迟前、后的视频信号数据。这就可能正确显示移动图像(动态图像)。
按照本发明，提供一种有源矩阵液晶显示器件，其中的信号线和扫描线在一个透明基片上按矩阵形式交叉排列，在每个交叉部分上设置一个TFT和一个透明象素电极，在该透明基片和另一个透明基片之间插入液晶材料，通过向该液晶材料施加电压来实现显示，其中：透明象素电极包括第一象素电极和第二象素电极，第一象素电极位于由扫描线和信号线包围的一个象素区的中心的附近，而第二象素电极的形状至少要能包围第一象素电极的两侧，第一和第二象素电极分别连接到互不相同的第一和第二TFT上，第一和第二TFT连接到不同的信号线和不同的扫描线上。
图1表示的就是上述的结构，即，信号线107、108，扫描线105，106连接到这些信号线和扫描线的TFT 103和104、以及连接到TFT103和104的透明的中央象素电极和101外围象素电极102。在图1中，由中央象素电极101和外围象素电极102构成象素电极区，电极101和102分别对应于第一和第二象素电极区。
在显示移动图象(动态图像)过程中，TFT104导通，向外围象素电极102施加电压。TFT 103在一个期望的延迟后导通，向中央象素电极101施加电压。
由于外围象素电极102包围了中央象素电极101的周边的3/4左右，所以靠近该象素区周边的约3/4的液晶先发生响应，而后在该象素区的中央部分的液晶才发生响应，中间有一个延迟。
靠近该象素区周边的液晶在该象素区周边的液晶的影响之下的操作较慢。通过上述的操作并适当调节操作时间，使整个象素区的液晶在同一时间完成它的响应。在中央象素电极101中的液晶因不受周边象素部分中的液晶的影响可高速响应。因此，正确显示移动图像才有可能。
为能进行这种操作，必须用不同的驱动电路、经不同的信号线和扫描线、在不同的时间驱动第一和第二TFT 103和104。特定时间的一个实例是，驱动第一TFT103的视频信号要比驱动第二TFT104的视频信号晚至少一帧的周期，即晚一帧周期的整数倍。
在图1中，外围象素电极102需要包围中央象素电极101的边缘部分的至少1/2。这是因为，如果在该中央象素电极101下方的并且靠近该象素区外部的另一个液晶的液晶与整个周边区的液晶之比超过了50％(在图1中，该比值约为25％)，则该象素区周边中的液晶产生的响应延迟比周边象素电极102产生的加速响应的效果还要大。电极101要远离电极102。在电极101和102之间的间隙是一个重要的因素。
在图15B中，当在一对象素电极之间加上电压时，电力线就在象素边界外部延伸。因而使不在象素电极之间的液晶分子发生响应。图3表示的是所加电压和液晶分子从象素电极凸出的长度(模糊长度)之间的关系曲线。当所加电压为5V时，凸出长度约为4μm。这就表明，通过加上5伏电压，可改变距象素电极远达4μm左右的液晶分子的取向。当在中央象素电极101和外围象素电极102不重叠的情况下(见图1)加上5伏电压时，可使电极101和102之间的间隙约为4μm或更小。
按照本发明，提供一种液晶显示器件，包括：用于向液晶施加电场的一个整体式单元区，和设在该单元区中的多个电极；其中的一个电极占据靠近该整体式单元区的周边的至少1/2，另一个电极占据该整体式单元区的中央部分。通过中央象素电极101和外围象素电极102将该整体式单元区(即，显示的最小单元)确定为一个象素区。
外围象素电极102至少必须占包围中央象素电极101(占据该整体式单元区的中央部分)的区域的1/2。这就是说，电极102至少应占据靠近该整体式单元区周边的区域的1/2。在图1中，电极102占包围电极101的区域的约3/4，即靠近该象素区周边的区域的约3/4。
按本发明，提供一种液晶显示器件，包括用于向液晶施加电场的一个整体式单元区和多个设在该整体式单元区中的多个电极，其中包括占据该整体式单元区的中央部分的第一电极和包围第一电极周边至少1/2的第二电极。
按照本发明，提供一种液晶显示器件，包括：一个用于液晶显示的整体式单元区，向占据靠近该整体式单元区周边的至少1/2的区域施加电场的第一装置，以及在从第一装置向液晶施加电场后向该整体式单元区的中央部分施加电场的第二装置。
图1中表示出上述器件的一个实例。在图1中，该整体式单元区具有中央象素电极101和周边象素区102，并且对应于一个象素区。电极101是占据该整体式单元区的中央部分的电极，电极102是向占据靠近整体式单元区周边的约3/4的区域施加电场的电极。
从外围象素电极102向液晶加一电场。然后，经一期望的延迟后从中央象素电极101向液晶加一电场。按此方式，可实施在期望的时刻依次将电场先加到靠近象素区周边的区域而后再加到象素区的中央部分。还有，使靠近象素区周边的慢响应区域首先响应。因此，可使整个象素均匀地高速响应。
按本发明，提供一种显示器件，它包括向液晶的一个部分区域施加电场的装置，其中的施加电压的装置首先向靠近该部分区域的周边的至少1/2的区域施加电场，而后向其余区域施加电场。
按照本发明，提供一种显示器件，它包括向液晶的一个期望区域施加电场的装置，其中的施加电场的装置从靠近该期望区域周边的至少一部分区域依次向一个中央部分和/或该期望区域的中央部分的周边部分施加电场。
按本发明，提供一种显示器件，它包括向液晶的期望部分施加电场的装置，其中的施加电场装置在向靠近该期望部分周边的至少部分区域施加电场后向该期望区域的中央部分和/或周边部分施加电场。
图1表示具有外周象素电极102和中央象素电极101的以上所述的器件，电极102用于向靠近期望区域(象素区)的周边的区域施加电场，电极101用于向期望区域的中央部分施加电场。电场先由电极102施加，而后由电极101施加。这样就可使液晶从位于该期望区(象素区)周边部分的液晶到位于该期望区域的中央部分的液晶依次发生响应。从而可校正因象素区周边部分的液晶引起的响应延迟。
还有，在本发明中，周边象素电极形成的平面(表面)不同于中央象素电极形成的平面，因此向中央象素区域的周边部分施加电场更加容易。
按本发明，提供一种有源矩阵液晶显示器件，其中的信号线和扫描线在一个透明基片上按矩阵形式交叉排列，在每个交叉部分都设有一个TFT和一个透明象素电极，液晶材料插在该透明基片和另一个透明基片之间，并且通过向液晶材料施加电压来实现显示，其中的透明象素电极包括第一象素电极和第二象素电极，第一象素电极位于由扫描线和信号线包围的象素区的中心附近，第二象素电极的形状可包围第一象素电极，第一和第二象素电极分别连接到彼此不同的第一和第二TFT上，第一和第二TFT连到不同的信号线和扫描线上，第一和第二象素电极在不同的平面(表面)上形成。
按本发明，提供一种有源矩阵液晶显示器件的驱动方法，该器件具有在透明基片上接矩阵形式排列的透明象素电极，其中每个透明象素电极都包括第一象素电极和第二象素电极，第一象素电极位于由扫描线和信号线包围的象素区的中心附近，第二象素电极的形状可包围第一象素电极，第一和第二象素电极分别连到彼此不同的第一和第二TFT上，第一和第二TFT连到不同的信号线和扫描线上，第一和第二象素电极在不同的平面(表面)上形成，该驱动方法包括如下步骤：借助于帧存贮器延迟输入的视频信号，比较延迟的视频信号与原来的视频信号，检测来自比较结果的一个移动部分，当检测到移动部分时使用用来驱动第一TFT的视频信号的前一帧的视频信号驱动第二TFT。
图6A和6B表示出上述结构，即一个有源矩阵液晶显示器件的象素结构。图6A是一个象素的顶视图，图6B是沿图6A的线a-a′取的剖面图。
在图6A中，在透明基片610上形成一个与常规象素对应的中央象素电极601。靠近中央象素电极601的周边形成外围象素电极602，即第二象素电极，第二象素电极602包围中央象素电极601。象素TFT603、604分别连到电极601、602。扫描线605、606和信号线607、608各自独立地连到TFT 603、604。驱动电路(未示出)各自独立地连到扫描线605、606和信号线607、608。因此，可以通过不同的驱动电路在不同的时刻驱动中央象素电极601和外围象素电极602。
在图6B中，外围象素电极602是在位于中央象素电极601下方的层中形成的。在电极601所在的层和电极602所在层之间形成一个绝缘膜层609，例如由SiN、Al2O3或类似物制成。
通过在和中央象素电极601不同的层中形成外围象素电极602，可在彼此电绝缘的层中形成连到相应电极上的写入线。由于可在绝缘膜609上形成连到中央象素电极的写入图案，所以该写入图案可横过外围象素电极602。因此，形成的外围象素电极602可完全包围中央象素电极601的周边。
再有，在图6B中，电极601和602在中央象素电极601的周边彼此重叠。因此，通过外围象素电极602就可把电压加到中央象素电极601的周边部分。还有，由于电极601和602彼此重叠，因此可以补偿在制造过程发生的取向偏差。这可改善工艺余量。
其操作过程如以下所述。电压先加到外围象素电极602，而后加到中央象素电极601。这时，不仅外围象素电极602中的液晶分子改变了取向，使这些分子的主轴平行于电力线，而且中央象素电极601的周边部分中的液晶分子也从它们的起始状态改变了取向，使这些分子的主轴平行于电力线。这就是第一响应。
然后，在一个期望的延迟后，电压加到了中央象素电极601。结果，中央象素电极601中的液晶分子改变取向，使它们的主轴都平行于电力线。这就是第二响应。
在这种状态下，中央象素电极601的周边部分中的液晶分子本来就已经响应了自外围象素电极602施加的电压。因此，当经中央象素电极601施加电压时，在中央象素电极601的整个部分中可获得均匀的响应，液晶在电极601的周边部分不会产生慢响应。
第一响应所需的时间T1和第二响应所需的时间T2的关系是T1＞T2。这种关系来源于下述现象：在第一响应中，外围象素电极602中的液晶分子受到外围的液晶分子的影响，因而响应慢。
现在，定义ΔT，让ΔT＝T1-T2。在本发明中，把自电压加到外围象素电极602到电压加到中央象素电极601的时间确定为等于ΔT。这样就实现了中央象素电极601的中心部分的液晶和中央象素电极601的周边部分的液晶同时响应的一种状态。这一操作状态对显示移动图像过程中本来存在的色调变化和移动是非常有用的。这对掩蔽象素周边部分中液晶分子的取向畸变也有益处。
按本发明，提供一种液晶显示器件，它包括一个象素区，该象素区中设有多个象素电极，该象素区具有占据象素区中央部分的第一象素电极和包围第一象素电极整个周边的第二象素电极。
在此结构中，该象素区代表一个例如其中每个显示单元都按矩阵形式排列的区域。在图6A和6B中，由电极601和602确定的区域就是象素区。
按本发明，提供一种液晶显示器件，它包括一个象素区，在象素区中设有多个象素电极，该象素区具有占据该象素区的中心区的第一象素电极和至少包围第一象素电极周边的一部分的第二象素电极，第一和第二象素电极在不同的平面(表面)上形成。
第一和第二象素电极在不同的平面上形成。尤其是，第一象素电极的周边部分要和第二象素电极的一部分重叠。可以使用图6B中的结构。外围象素电极602设在中央象素电极601下方的层中。在电极601所在层和电极602所在层之间形成绝缘膜层609。
在本发明中，驱动象素的外围驱动电路最好由多晶硅TFT构成。这样作有以下好处：
(1)可减小有源矩阵的象素间距。
在采用TAB形成有源矩阵的过程中，不可能使有源矩阵的间距比由最小TAB间距确定的值还小，这样才有可能将TAB粘结到玻璃基片上。当加进驱动电路时，因为不用粘结到有源矩阵上，所以可使矩阵间距很小。
(2)可改善接线连接的可靠性。
在采用TAB过程中，要有几千条接线从有源矩阵伸到外部。因此，在TAB和有源矩阵之间的连接点处连接失效的几率很大。与此相对照，当将驱动电路加入基片中时，由于有源矩阵基片的输出端的数目约为使用TAB情况下的1/100，所以可预期有可靠性的改善。
(3)可减小显示器件的尺寸。
在小屏幕显示器件(如取景器)中，当使用TAB时，驱动电路中的TAB大于有源矩阵。这就使摄像机之类的体积不能减小。当加入该驱动电路时，可使该电路的宽度为5mm或更小。这就可以得到小尺寸的显示器件，如取景器。
附图说明
图1是按第一实施例的一个象素区的顶视图；
图2A和2B是象素电极的剖面图，其中图2A表示液晶分子的响应，图2B表示电力线；
图3表示所加电压和从响应该所加电压的液晶分子的电极凸出的距离之间的关系；
图4A和4B表示按第二实施例的有源矩阵显示器件；
图5表示一个移动检测系统；
图6A和6B是按第三实施例的一个象素区的顶视图和剖面图；
图7A和7B是一个象素区的剖面图，其中图7A表示电力线，图7B表示液晶分子的响应；
图8是按第三实施例的一个改进形式的象素电极的顶视图；
图9表示一个有源矩阵液晶显示器件；
图10表示常规的象素矩阵；
图11表示具有驱动电路的有源矩阵；
图12A-12B表示常规有源矩阵的驱动波形；
图13表示TN液晶的透射性-所加电压的关系曲线；
图14A和14B表示TN液晶的响应；以及
图15A和15B表示带有常规象素电极的液晶的分子的响应。
具体实施方式实施例1
图1表示该实施例的有源矩阵显示器件的一个象素。在图1中，通过中央象素电极101和外围象素电极102将一个象素分为两个部分，这和按传统方式的由一个部分形成一个象素的情况相反。电极101是常规的象素电极。电极102靠近电极101的周边形成以包围电极101。象素薄膜晶体管(TFT)103和104分别连接到电极101和102。扫描线105、106各自独立地连到TFT103、104的栅极，信号线107，108各自独立地连到TFT 103、104的源极。各自独立的驱动电路(未示出)连到扫描线105、106和信号线107、108。
图2A和2B是一个象素区的剖面图。在透明基片110上形成中央象素电极101和外围象素电极102。在透明基片111上形成与电极101相对的中央象素电极112和与外围象素电极102相对的外围象素电极113。在透明基片110和111之间密封液晶(分子)114。
在显示图像时，如果这些象素用来显示静止图像，即使是常规系统也不会发生任何问题，如参照常规器件所述的那样。在这种情况下，通过和常规象素操作方式相同的中央象素电极101来显示图像。
在显示移动图像过程中，该实施例试图通过在不同的时刻驱动两种类型的象素电极来提高显示速度。
为了改善中央象素电极101和外围象素电极102相接触的边界上的液晶的操作速度，提供外围象素电极102，并且先通过电极102将电场加到液晶上，而后再通过电极101将电场加到液晶上。这是为了防止在从电极101施加电场时中央的液晶受到外围液晶的影响。
在显示移动图像时，首先只把电压加到外围象素电极102和113上。图2B表示出只通过电极102、113施加电场的状态下的电力线115。在图2B中，由于电力线115还要作用在外围象素电极的外部，所以不仅使位于电极102和113之间的液晶分子114发生响应并改变取向，而且还使靠近中央象素电极101、112的周边部分的液晶分子发生响应并改变取向。
在此之后，电场加到位于中央象素电极101和112之间的液晶分子114上。图2A表示的是在这种状态下的液晶分子114。由于靠近中央象素电极101和112的周边部分的液晶分子已经先发生了响应，所以位于电极101和112之间的液晶分子114可平滑地进行响应，不会受到不存在电极101、102、112、和113的区域的液晶分子114的影响。
在本实施例中，虽然中央象素电极101、112和外围象素电极102、113彼此间隔开，但这些电极之间的间隙是非常重要的。
在图2B中，当在一对象素电极102和113之间加上一个电场时，部分电力线115伸出到象素电极102和113的边界的外面，因此液晶分子114伸到电极102和113的边界以外。图3表示的是所加电压和液晶分子从电极凸出的长度(模糊长度)之间的关系的测量结果。当所加电压为5伏时，凸出长度约为4μm。这表明，加上5伏的电压可改变距象素电极远达4μm左右的液晶分子的取向。当在图1中所加电压为5伏时，可将中央象素电极101和外围象素电极102之间的间隙确为4μm左右，或更小些。按现行的对液晶显示器件的光刻技术，可获得4μm的间隙。实施例2
这个实施例涉及象素矩阵的驱动方法，在该象素矩阵中显示单元具有两种类型的象素电极。图4A和4B表示出在该实施例中的外围电路和一个象素矩阵。该象素的结构和第一实施例相同。因此，为了独立地操作中央象素和外围象素，需要为它们独立地提供驱动电路。一般而论，驱动电路有一个信号线驱动电路和一个扫描线驱动电路。信号线驱动电路和扫描线驱动电路一起驱动每个象素区中的一个TFT。
由于为中央象素区和外围象素区分别提供在不同时间操作的两个TFT，因此至少需要两组信号线驱动电路和扫描线驱动电路。
在图4A的象素矩阵401中，按矩阵形式安排各个象素，每个象素都有图1、2A、2B所示的中央象素电极和外围象素电极。为了控制连到中央象素电极的TFT，信号线驱动电路402和扫描线驱动电路404分别通过信号线和扫描线连到象素矩阵401。还有，为了控制连到外围象素电极的TFT，信号线控制电路403和扫描线控制电路405分别通过信号线和扫描线连到象素矩阵401。驱动电路402-405被安排成包围象素矩阵的四侧。移动检测电路406连到信号线驱动电路402和403。
图4B表示图4A的结构的改进形式。即，信号线驱动电路402、403设在同一侧，扫描线驱动电路404、405也设在同一侧，驱动电路402-405的位置靠近象素矩阵401的两侧。
图5表示向信号线驱动电路402、403提供显示信号的一个系统。输入的视频信号是数字信号，并且处理过的信号也作为数字信号输出。
图像信号输入到帧存贮器407和移动检测电路406。帧存贮器406的输出连到移动检测电路407、信号线驱动电路403、和帧存贮器408。帧存贮器408的输出连到信号线驱动电路402。
下面描述该系统的操作过程。图像信号输入到帧存贮器407，从而在帧存贮器407中存贮了一帧图像数据。然后将帧存贮器407中的图像数据输入到帧存贮器408并在这里存贮。这时，在帧存贮器407中存贮了新的图像信号。因此，存贮器407中的图像数据比存贮在帧存贮器408中的图像数据提前了一帧。
通过移动检测电路406来检测图像数据的移动。移动检测电路406不仅直接接收图像信号，而且还接收存贮在帧存贮器407中的图像数据。移动检测电路406通过减法处理获得两个接收到的图像数据之间的差值数据，从差值数据从排除噪声，并且确定该差值数据是否表示移动。
如果该差值数据表示移动，则移动检测电路406向信号线驱动电路403提供一个移动检测信号。当电路403收到该移动检测信号，电路403驱动TFT，从而将存贮在帧存贮器407中的图像数据写入外围象素电极，然后信号线驱动电路402驱动TFT，从而将存贮在帧存贮器408中的数据写入中央象素电极。虽然帧存贮器407中的图像数据比帧存贮器408中的图像数据提前了一帧，但通过向外围象素电极写入图像数据比向中央象素电极写入图像数据提前一帧，可在同一时间把同一帧的图像数据写入外围的和中央的象素电极。因此，可防止在周边部分发生的显示的延迟。
通过在两个帧存贮器407和408中存贮图像数据，可延迟写入中央象素电极的图像数据。因此使在一个象素的中央部分和周边部分之间的响应不存在差异，从而可正确地显示移动图像。
在图5中，完成数字信号的处理。即使图像信号是模拟信号，也不会发生任何问题。在这种情况下，通过模拟/数字(A/D)转换器先将图像信号转换成数字信号，而后再将其输入到帧存贮器407和408，并且先通过数字/模拟(D/A)转换器将图像信号转换成模拟信号而后再将其输入信号线驱动电路402。实施例3
这个实施例是第一实施例的一个改进形式，并且中央象素电极和外围象素电极彼此重叠。在一对透明玻璃基片之间插入向列液晶材料，从而形成象素。
图6A是一个象素区的顶视图，图6B是沿图6A的线a-a′取的剖面图。图7A和7B是液晶显示器件的象素区的剖面图，其中图7A表示电力线，图7B表示液晶分子的取向。
在图6A中，中央象素电极601对应于常规的象素。外围象素电极602靠近电极601的周边并包围电极601。象素TFT 603、604分别连接到电极601、602。扫描线605、606连到TFT603、604的栅极，信号线607、608连到TFT603、604的源极。各自独立地驱动电路(未示出)连到扫描线605、606和信号线607、608。
在图6B中，形成的外围象素电极602在中央象素电极601的下方，在中央象素电极601所在的层和外围象素电极602所在的层之间形成一个绝缘绝缘膜层609。
下面描述产生该液晶显示器件的有源矩阵板的方法。
将一个Corning#7059型玻璃基片(厚度：1.1mm)或#1713型玻璃基片(厚度：1.1mm)用作透明基片610。在透明基片610上形成用于驱动象素电极，外围象素电极。和中央象素电极的TFT。以矩阵形式形成必要数目的象素。
通过溅射和图案制作技术在透明基片610上形成1000埃厚的铬膜以形成外围象素电极602。电极602还作为一个黑色基质起作用。在形成电极602时，或其之前，或其之后，形成连接电极602和TFT604的接线图案(未示出)。
借助于溅射和图案制作技术在外围象素电极602上形成一个氧化铝膜，从而形成绝缘膜609。可用氮化硅形成绝缘膜609。
借助于溅射和图案制作技术在绝缘膜609上形成厚度为1000埃的ITO(铟锡氧化物)膜，从而形成中央象素电极601。在形成电极601时、或在此之前、或在此之后，形成连接电极601和TFT603的接线图案。
在上述步骤中重要的是，连接中央象素电极601和TFT603的接线要在绝缘膜609上形成，而连接外围象素电极602和TFT604的接线要在绝缘膜609之下形成。因此，中央象素电极601和外围象素电极602可彼此重叠，电极602可包围电极601。
使用TFT在透明基片610上形成外围驱动电路，等等，但这里没有描述细节。
用Corning#7059型玻璃基片(厚度：1.1mm)或#1737型玻璃基片(厚度：1.1mm)作透明基片611。在透明基片611上形成面对在透明基片610上形成的中央象素电极601和外围象素电极602的配对电极。
通过溅射和图案制作技术在透明基片611上形成厚度为1000埃的铬膜，以形成面对外围象素电极602的外围象素电极612。电极612也作为黑色基质起作用。通过溅射和图案制作技术在电极612上形成氧化铝膜，以形成绝缘膜613。通过溅射和图案制作技术在绝缘膜613上形成厚度为1000埃的ITO膜以形成中央象素电极614，以此作为中央象素电极601的配对电极。可在整个表面上形成电极614，而不用进行图案制作。
通过上述方法完成构成液晶显示器件的一对透明基片。
随后，在与液晶材料接触的透明基片610和611的表面上形成用于液晶材料的取向控制的取向膜(未示出)。为获得取向膜，形成聚酰胺树脂，并对其进行磨擦处理。在本实施例中，为了得到TN型液晶，对透明基片610和611的磨擦方向为90°。
用环氧粘结剂将透明基片610和611粘结到一起，从而提供一个间隔。通过5.0μm直径的球形垫块来控制透明基片610和611之间的间隔。例如通过真空注入将液晶材料注入透明基片610和611之间。
在显示静止图像过程中，可按和常规情况相同的方式驱动中央象素电极601和614。用电极601和614按和常规象素电极相同的操作方式显示图像。
在显示移动图像过程中，在不同的时刻驱动两种类型的象素电极，以提高显示速度。为此，先通过外围象素电极把电压加到液晶上，并在一个延迟时间后通过中央象素电极将电压加到液晶上。
图7A和7B表示在透明基片610和611中仅在外围象素电极602和612之间加上电压的状态，其中图7A表示电力线615，图7B表示液晶分子616。
由于电压先加在外围象素电极602和612之间而后加在中央象素电极601和614之间，所以位于中央象素(电极)区的周边部分的部分液晶分子616要改变它们的分子主轴方向，从起始的取向变到沿电力线615的方向。
然后，经一个期望的延迟后，通过中央象素电极601和614施加电压。在这种状态下，在中央象素区的周边部分的液晶分子已经先对外围象素电极602和612之间所加电压作出了响应。由于液晶分子对通过电极601和614施加的电压作出了响应，不会延迟周边部分的液晶分子的响应，所以中央象素区中的所有液晶分子能够均匀一致地响应。
在该实施例中，外围象素电极602和612由铬制成，因此也可用作黑色基质。这样作的优点是，即使在不同的时刻驱动外围象素电极602、612和中央象素电极601、614，也能防止外围象素区中的液晶分子的取向发生畸变。
为了驱动图6A、6B、和图7A、7B中的象素电极，可使用实施例2的驱动电路。
当各自独立地驱动中央象素电极和外围象素电极时，可使用图8的结构。在图8中，和图6A、6B相同的标号代表相同的元件。
象素TFT603连到中央象素电极601，象素TFT604连到外围象素电极602。 TFT 603、604的栅极连到同一个扫描线605，它们的源极连到不同的信号线607，608。
由于TFT603和604连到共用的信号线605，因此只提供一个扫描线驱动电路就足以驱动象素，和常规的情况相似。图9的结构可对应于图4A的结构。
两个信号线驱动电路902、903、以及一个扫描线驱动电路904包围象素矩阵901的三侧，并且和矩阵901相连。移动检测电路906连到电路902和903。
虽然扫描线驱动电路904是共用的，但信号线驱动电路902和903可向中央象素电极601及外围象素电极602提供不同的视频信号。因此如在实施例2中所述，通过用移动检测电路906确定视频图像是否包括移动部分、并且各自独立地控制中央象素电极601和外围象素电极602，就有可能满意地显示静止图像和移动图像。
通过图8的结构可提高象素的孔径比，这是因为和图6相比简化了TFT603和604的结构，并且对于相同数目的象素所需的扫描线的数据减少了一半。
如以上所述，在本发明中，把一个象素分为中央象素区和外围象素区，并且当图像需快速操作时先驱动外围象素区而后再驱动中央象素区。因而，本发明的一个优点是提高了中央象素区的操作速度。结果，可以提高液晶显示器件的操作速度，这就又能向用户提供高质量的图像显示。

Claims (19)

1.一种有源矩阵液晶显示器件，包括：
一对基片，其中至少一个基片是透明的；
在一个基片上形成的并且按矩阵形式交叉的信号线和扫描线；
在信号线和扫描线的交叉点设置的多个薄膜晶体管；
连接到薄膜晶体管的透明象素电极；以及
设在两个基片之间的液晶材料，
其中，每个透明象素电极包括第一象素电极和第二象素电极，第一象素电极设在由信号线和扫描线分开的一个区域的中央部分，第二象素电极包围着第一象素电极，第一和第二象素电极连到第一和第二薄膜晶体管，第一和第二薄膜晶体管连到第一和第二信号线以及第一和第二扫描线。
2.如权利要求1的器件，进一步还包括驱动电路，其中第一和第二驱动电路在不同的时刻通过第一、第二信号线以及第一、第二扫描线驱动第一和第二薄膜晶体管。
3.如权利要求2的器件，其中用第一视频信号操作第一驱动电路，用第二视频信号操作第二驱动电路，第一视频信号的延迟时间比第二视频信号的延迟时间至少长一帧的周期，并且第一视频信号的延迟时间是n倍的一帧周期，n＝整数。
4.如权利要求3的器件，其中当视频信号包括移动分量时用第二视频信号去操作第二驱动电路。
5.一种驱动显示器件的方法，该显示器件包括：一对基片，其中至少一个基片是透明的，在一个基片上形成的并且按矩阵形式交叉的信号线和扫描线，在信号线和扫描线的交叉点设置的多个薄膜晶体管，连接到薄膜晶体管的透明象素电极，以及设在两个基片之间的液晶材料，其中每个透明象素电极包括第一象素电极和第二象素电极，第一象素电极设在由信号线和扫描线分开的一个区域的中央部分，第二象素电极包围着第一象素电极，第一和第二象素电极连到第一和第二薄膜晶体管，第一和第二薄膜晶体管连到第一、第二信号线以及第一、第二扫描线，该方法包括如下步骤：
比较待输入的视频信号与起始的视频信号；
按照比较的结果确定是否检测到一个移动分量；
当检测到移动分量时用输入视频信号之前收到的先前的视频信号驱动第一薄膜晶体管；以及
当检测到移动分量时用输入的视频信号驱动第二薄膜晶体管，
其中，在该输入视频信号和先前的视频信号之间的间隔是一帧或更长。
6.一种显示器件，包括：
一对基片，其中至少一个基片是透明的；
在一个基片上形成的并且按照矩阵形式交叉的信号线和扫描线；
在信号线和扫描线的交叉点设置的多个薄膜晶体管；
连接到薄膜晶体管的透明象素电极区；
设在两个基片之间的液晶材料，
其中，每个透明象素电极区对液晶材料施加电场，并且包括设在透明象素电极区的中央部分的第一电极和设在透明象素电极区的周边部分的第二电极，
其中，第一电极的一部分和第二电极的一部分相互重叠，
其中，第一电极连接到第一薄膜晶体管，而第一薄膜晶体管连接到第一信号线和第一扫描线，以及
其中，第二电极连接到第二薄膜晶体管，而第二薄膜晶体管连接到第二信号线和第二扫描线。
7.一种显示器件，包括
一对基片，其中至少一个基片是透明的；
在一个基片上形成的并且按照矩阵形式交叉的信号线和扫描线；
在信号线和扫描线的交叉点设置的多个薄膜晶体管；
连接到薄膜晶体管的透明象素电极区；
设在两个基片之间的液晶材料，
其中每个透明象素电极区对液晶材料施加电场，并且包括设在透明象素电极区的中央部分的第一电极和包围第一电极的第二电极，
其中，第一电极的一部分和第二电极的一部分相互重叠，
其中，第一电极连接到第一薄膜晶体管，而第一薄膜晶体管连接到第一信号线和第一扫描线，以及
其中，第二电极连接到第二薄膜晶体管，而第二薄膜晶体管连接到第二信号线和第二扫描线。
8.一种有源矩阵型液晶显示器件，包括：
一对基片，其中至少一个基片是透明的；
在一个基片上形成的并且按照矩阵形式交叉的信号线和扫描线；
在信号线和扫描线的交叉点设置的多个薄膜晶体管；
连接到薄膜晶体管的透明象素电极；以及
设在两个基片之间的液晶材料；
其中每个透明象素电极包括第一象素电极和第二象素电极，第一象素电极设在由信号线和扫描线分开的一个区域的中央部分，第二象素电极包围第一象素电极，第一、第二象素电极连到第一、第二薄膜晶体管，第一和第二薄膜晶体管连到第一和第二信号线以及第一和第二扫描线，并且第一和第二象素电极在不同的平面上形成。
9.如权利要求8的器件，进一步还包括驱动电路，第一和第二驱动电路通过第一、第二信号线以及第一、第二扫描线在不同的时刻驱动第一和第二薄膜晶体管。
10.如权利要求9的器件，其中第一驱动电路由第一视频信号操作，第二驱动电路由第二视频信号操作，第一视频信号的延迟时间比第二视频信号的延迟时间至少长一个帧的周期，并且第一视频信号的延迟时间是一帧周期的n倍，n是整数。
11.如权利要求10的器件，其中当视频信号包括移动分量时用第二视频信号操作第二驱动电路。
12.一种液晶显示器件，包括：
多个象素区；以及
驱动象素区的驱动电路，
其中每个象素区包括：
设在象素区的中央部分的第一象素电极，以及
至少包围第一象素电极的一部分的第二象素电极，
其中，第一电极的一部分和第二电极的一部分相互重叠，
其中，第一电极连接到第一薄膜晶体管，而第一薄膜晶体管连接到第一信号线和第一扫描线，以及
其中，第二电极连接到第二薄膜晶体管，而第二薄膜晶体管连接到第二信号线和第二扫描线。
13.如权利要求12的器件，其中的第一和第二象素电极在不同的表面上形成。
14.如权利要求13的器件，其中的第一象素电极与第二象素电极重叠。
15.一种显示器件，包括：
两条扫描线；
两条信号线；
一个象素，具有中央象素电极和围绕该中央象素电极的外围象素电极；
第一晶体管，其源极和漏极中的一个与所述外围象素电极连接，而源极和漏极中另一个与两条信号线之一连接，该晶体管的栅极与两条扫描线之一连接；以及
第二晶体管，其源极和漏极中的一个与所述中央象素电极连接，而源极和漏极中另一个与所述两条信号线中另一条连接，该晶体管的栅极与所述两条扫描线中另一条连接。
16.如权利要求15的器件，其中所述外围象素电极至少围绕着所述中央象素电极的两侧。
17.一种驱动具有一象素的显示器件的方法，所述象素具有中央象素电极和围绕该中央象素电极的外围象素电极，所述方法包括：
通过一个第一晶体管向所述外围象素电极施加第一电场，所述第一晶体管的源极和漏极中的一个与所述外围象素电极连接，而源极和漏极中另一个与两条信号线之一连接，该晶体管的栅极与两条扫描线之一连接；以及
通过一个第二晶体管向所述中央象素电极施加第二电场，所述第二晶体管的源极和漏极中的一个与所述中央象素电极连接，而源极和漏极中另一个与所述两条信号线中另一条连接，该晶体管的栅极与所述两条扫描线中另一条连接。
18.如权利要求17的方法，其中所述外围象素电极至少围绕着所述中央象素电极的两侧
19.如权利要求17的方法，其中所述第二电场是在所述第一电场通过所述第一晶体管施加给所述外围象素电极之后通过所述第二晶体管施加给所述中央象素电极的。
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