CN1236351C - 液晶显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种有源矩阵液晶显示装置，在横电场方式的有源矩阵型显示装置中，在一像素中，具有相互分离并设定为各自不同电位的两行共用电极。

Description

液晶显示装置及其驱动方法
                         技术领域
本发明涉及低成本、宽视角、高画质、高亮度的大画面有源矩阵型液晶显示装置。
                         背景技术
使用在现有的有源矩阵型液晶显示装置的一个基板上形成的梳齿状电极对，对液晶组成物层沿与基板水平的方向施加电场的横电场方式液晶板披露于(日本)特开平7-36058号和特开平7-159786号公报，并已实用化。图1、图8是现有的横电场方式液晶显示装置的平面结构图。在一像素中，有一行共用电极3，与液晶驱动电极6形成对。图2是现有的横电场方式液晶显示板的驱动波形图。将共用电极电位(Vcom)固定，图像信号波形8以共用电极电位(Vcom)为中心每隔一个水平扫描期间就改变极性。
如图1、图8所示，在一像素中共用电极3仅一行的现有的横电场方式液晶板中，在提高液晶板的开口率而使背光的光透射光量提高时，必须增大像素内的共用电极3和液晶驱动电极6的距离。如果增大电极间的距离，那么必须与其成比例地增大用于驱动液晶的电压。在将共用电极电位(Vcom)固定的现有驱动方式中，施加在图像信号布线2上的图像信号电压的最大振幅(VDH-VDL)约为20V。这种情况下，施加在扫描线1上的电压的最大振幅(VGH-VGL)约为50V。因驱动电压的增大，驱动IC器件的价格也急剧地增大。
而且，由于驱动电压增大，扫描线1和图像信号布线2的短路也容易多发。如果图像信号布线2的信号电压增大，那么共用电极3中屏蔽的效果也变弱，还容易发生垂直串音。施加在滤色器基板的背面侧整个表面上形成的透明电极和像素电极间的电场也变大，使可动性离子容易移动到液晶层。由此产生残留图像等问题，画质会显著地恶化。
                         发明内容
本发明是解决上述问题的发明，其目的在于不仅以低成本、还以品质的优良率来提高大型的横电场方式液晶板的亮度。
为了实现该目的，本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置为横电场方式，它包括在一像素中相互分离并设定为各自不同电位的两行共用电极。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，在所述一像素内设定为不同电位的所述两行共用电极，其电位在一个共用电极和另一个共用电极之间按水平扫描期间的每个周期或垂直扫描期间的每个周期进行交替。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，矩阵状地配置用于输入驱动所述像素的驱动信号的图像信号布线，以及与该图像信号布线交叉配置的扫描线，所述像素与所述图像信号布线和所述扫描线形成的矩阵相对应地排列成矩阵状，并且包括连接到所述图像信号布线液晶驱动电极；以及所述两行共用电极，在所述两行共用电极内，将一个共用电极沿所述扫描线设置，将另一个共用电极相对于所述一个共用电极隔开规定间隔大致平行地配置，同时将所述一个或另一个共用电极中的任意一个共用电极与所述液晶驱动电极并行设置。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置，在两行的共用电极内，将一个共用电极沿所述扫描线设置，将另一个共用电极相对于所述一个共用电极隔开规定间隔大致平行地配置，并且一个或另一个共用电极中的某一个共用电极与液晶驱动电极并行设置。将该液晶驱动电极连接到图像信号布线，在从图像信号布线和扫描线向像素输入信号时，在液晶驱动电极和与该液晶驱动电极并行设置的一个共用电极之间产生电位，使该像素被驱动。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，在所述一像素内设定为不同电位的所述两行共用电极，其电位在一个共用电极和另一个共用电极之间按水平扫描期间的每个周期或垂直扫描期间的每个周期进行交替。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，将所述两行共用电极的平均电位或所述图像信号布线的信号振幅平均电位的至少一个设定为地电位或非常接近地电位的正电位。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，所述共用电极沿所述扫描线分别配置在其两侧，并且处于所述扫描线两侧的两个共用电极的电位是不同的电位，该电位在所述扫描线两侧配置的一个共用电极和另一个共用电极之间按水平扫描期间的每个周期或垂直扫描期间的每个周期进行交替。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示中，沿所述扫描线设置的共用电极相对于所述扫描线的铺设方向沿大致垂直方向分支，并且以与所述液晶驱动电极并行设置的形状来形成，将分支的共用电极的一部分进行配置，使得相互不同的共用电极的不同电位的共用电极配设在所述图像信号布线两侧。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，所述液晶驱动电极和与该液晶驱动电极并行设置的所述共用电极包括两个弯曲而形成锯齿形状，在一像素内进行一次以上弯曲，所述弯曲的一个边相对于液晶取向方向在+1度～+30度的角度范围内，另一个边相对于液晶取向方向在-1度～-30度的角度范围内。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，所述图像信号布线包括两个弯曲而形成锯齿形状，在一像素内进行一次以上弯曲，所述弯曲的一个边相对于液晶取向方向在+1度～+30度的角度范围内，另一个边相对于液晶取向方向在-1度～-30度的角度范围内，包括遮光膜和彩色滤色器的至少一个，该遮光膜包括与该图像信号布线的两个弯曲角相同角度的两个弯曲角，在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状，该彩色滤色器包括与所述图像信号布线的两个弯曲角相同角度的两个弯曲角，在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，图像信号布线通过两个弯曲角(+1度～+30度和-1度～-30度)在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状，包括与这两个弯曲角具有相同弯曲角的彩色滤色器或遮光膜的至少一个。由此，将图像信号布线、彩色滤色器和遮光膜的至少一个配置为锯齿状，以便相对于液晶取向方向呈+1度～+30度和-1度～-30度。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，所述液晶驱动电极和与该液晶驱动电极并行设置的所述共用电极包括形成锯齿形状的两个弯曲，在一像素内进行一次以上弯曲，所述弯曲的一个边相对于液晶取向方向在+60度～+89度的角度范围内，另一个边相对于液晶取向方向-60度～-89度的角度范围内。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，所述图像信号布线包括两个弯曲而形成锯齿形状，在一像素内进行一次以上弯曲，所述弯曲的一个边相对于液晶取向方向在+60度～+89度的角度范围内，另一个边相对于液晶取向方向在-60度～-89度的角度范围内，包括遮光膜和彩色滤色器的至少一个，该遮光膜包括与该图像信号布线的两个弯曲角相同角度的两个弯曲角，在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状，该彩色滤色器包括与所述图像信号布线的两个弯曲角相同角度的两个弯曲角，在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，图像信号布线通过两个弯曲角(+60度～+89度和-60度～-89度)在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状，包括与这两个弯曲角具有相同弯曲角的彩色滤色器或遮光膜的至少一个。由此，将图像信号布线、彩色滤色器和遮光膜的至少一个配置为锯齿状，以便相对于液晶取向方向+60度～+89度和-60～-89度。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，在所述像素内，包括使所述共用电极和所述液晶驱动电极绝缘的栅极绝缘膜，将所述两行共用电极内的其中一个共用电极和所述液晶驱动电极进行配置，以便通过所述栅极绝缘膜来确保绝缘状态，并且与要形成保持电容的一部分交叉。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，共用电极和液晶驱动电极还通过栅绝缘膜被绝缘。将两行共用电极内的任意一个和所述液晶驱动电极进行交叉配置，通过处于绝缘状态的两电极来形成保持电容。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，在所述像素内，包括使所述共用电极和所述液晶驱动电极绝缘的栅极绝缘膜，将所述两行共用电极和所述液晶驱动电极进行配置，以便通过所述栅极绝缘膜来分别确保绝缘状态，并且在一像素内要形成两处保持电容，所述两个共用电极的一部分分别与所述液晶驱动电极每一处交叉。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，2行共用电极和液晶驱动电极还通过栅绝缘膜分别被绝缘。而且，两个共用电极的一部分分别与液晶驱动电极每一处交叉，在一像素内形成两处保持电容。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，包括用于使所述液晶驱动电极和所述共用电极绝缘的钝化膜和所述栅极绝缘膜，所述共用电极包括隔开规定间隔处于上下位置的两个电极，在其上下电极之间以夹置状态来形成通过所述钝化膜和所述栅绝缘膜确保绝缘状态的所述液晶驱动电极。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，共用电极包括隔开规定间隔处于上下位置的两个电极，在该上下电极间以夹置状态形成通过钝化膜和栅绝缘膜来确保绝缘状态的液晶驱动电极。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，所述共用电极在隔开规定间隔处于上下位置的两个电极间包括所述钝化膜和所述栅绝缘膜，被配置于所述图像信号布线的两侧。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，在隔开规定间隔处于上下位置的两个电极间包括所述钝化膜和所述栅绝缘膜的所述共用电极、以及所述液晶驱动电极包括两个弯曲而分别形成锯齿形状，在一像素内弯曲一次以上，所述弯曲的一个边相对于液晶取向方向在+1度～+30度的角度范围内，另一个边相对于液晶取向方向在-1度～-30度的角度范围内。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，所述图像信号布线包括两个弯曲而形成锯齿形状，在一像素内进行一次以上弯曲，所述弯曲的一个边相对于液晶取向方向在+1度～+30度的角度范围内，另一个边相对于液晶取向方向在-1度～-30度的角度范围内，包括遮光膜和彩色滤色器的至少一个，该遮光膜包括与该图像信号布线的两个弯曲角相同角度的两个弯曲角，在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状，该彩色滤色器包括与所述图像信号布线的两个弯曲角相同角度的两个弯曲角，在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，图像信号布线通过两个弯曲角(+1度～+30度和-1度～-30度)在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状，包括与这两个弯曲角具有相同弯曲角的彩色滤色器或遮光膜的至少一个。由此，将图像信号布线、彩色滤色器和遮光膜的至少一个配置为锯齿状，以便相对于液晶取向方向呈+1度～+30度和-1度～-30度。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，在隔开规定间隔处于上下位置的两个电极间具备所述钝化膜和所述栅绝缘膜的所述共用电极、以及所述液晶驱动电极包括两个弯曲而形成锯齿形状，在一像素内弯曲一次以上，所述弯曲的一个边相对于液晶取向方向在+60度～89度的角度范围内，另一个边相对于液晶取向方向在-60度～-89度的角度范围内。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，所述图像信号布线包括两个弯曲而形成锯齿形状，在一像素内进行一次以上弯曲，所述弯曲的一个边相对于液晶取向方向在+60度～+89度的角度范围内，另一个边相对于液晶取向方向在-60度～-89度的角度范围内，具有遮光膜和彩色滤色器的至少一个，该遮光膜包括与该图像信号布线的两个弯曲角相同角度的两个弯曲角，在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状，该彩色滤色器包括与所述图像信号布线的两个弯曲角相同角度的两个弯曲角，在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置中，图像信号布线通过两个弯曲角(+60度～+89度和-60度～-89度)在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状，包括与这两个弯曲角具有相同弯曲角的彩色滤色器或遮光膜的至少一个。由此，将图像信号布线、彩色滤色器和遮光膜的至少一个配置为锯齿状，以便相对于液晶取向方向呈+60度～+89度和-60度～-89度。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置是横电场方式的有源矩阵型液晶显示装置，它具有：彩色滤色器侧基板，包括彩色滤色器的配置面和在该彩色滤色器配置面的反面上形成的透明导电层；以及有源矩阵测基板，包括在与该彩色滤色器侧基板的彩色滤色器配置面对置的面中施加电压来驱动像素的共用电极；其中，将所述透明导电层设定为地电位，将所述共用电极的电位设定为地电位或非常接近地电位的正电位。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置，包括彩色滤色器侧基板和有源矩阵侧基板，彩色滤色器侧基板上形成的透明导电层被设定为地电位。此外，有源矩阵侧基板上配备的共用电极的电位被设定为地电位或非常接近地电位的正电位。这里，将地电位或非常接近地电位的正电位设定为0V～+1V。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置是横电场方式的有源矩阵型液晶显示装置，它包括：彩色滤色器侧基板，包括彩色滤色器的配置面和在该彩色滤色器配置面的反面上形成的透明导电层；以及有源矩阵侧基板，包括在与该彩色滤色器侧基板的彩色滤色器配置面对置的面中输入要驱动像素信号的图像信号布线；其中，将所述透明导电层设定为地电位，将所述图像信号布线的信号振幅平均电位设定为地电位或非常接近地电位的正电位。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置，包括彩色滤色器侧基板和有源矩阵侧基板，彩色滤色器侧基板上形成的透明导电层被设定为地电位。此外，有源矩阵侧基板上配备的图像信号布线的信号振幅平均电位被设定为地电位或非常接近地电位的正电位。这里，将地电位或非常接近地电位的正电位设定为0V～+1V。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置，可以大幅度地降低图像信号振幅电压。在大型监视器用液晶显示板中，为了降低闪烁或串音，一般采用点反向驱动方式。如图2所示，该方式在将共用电极电位(Vcom)固定的情况下，图像信号振幅电压的最大值为(VDH-VDL)。图19的横电场方式液晶板的液晶驱动电压Vmax和图像信号振幅电压的最大值(VDH-VDL)有以下关系。(VDH-VDL)≥2×Vmax。如果像素内的共用电极和液晶驱动电极的电极间距离增大，则Vmax的电压也增大。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置，图像信号振幅电压的最大值为(Vmax-Vth)就足够了。减小到约1/3。由此，可以大幅度降低串音的发生，还可以大幅度降低图像信号布线驱动用IC的消耗功率。可以大幅度降低电磁噪声，还可以降低IC成本，并可以大幅度地降低模块成本。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置，可以消除两行共用电极的电位变化，不易产生扫描线的电位变动。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置，容易屏蔽图像信号布线的电场，可以大幅度地降低在横电场方式液晶板中容易产生的垂直串音。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置，在与有源矩阵侧基板对置的彩色滤色器侧基板的背面ITO和像素电极、共用电极和图像信号布线之间没有大的DC电压作用。因此，没有离子性物质从彩色滤色器侧基板溶出，可制作可靠性优良的液晶板。没有离子性物质的不均匀溶出，所以也没有不匀发生，可制作显示品位优良的液晶板。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置，如图25、图26所示，在1像素内液晶分子的旋转方向存在左旋转和右旋转两种，可以防止发生色偏移或色调反转，可以获得优良的显示品位。而且，如果采用该方式，则偏振板的偏振轴和液晶板的垂直轴及水平轴一致，可以提高偏振板的有效利用率，降低偏振板的成本。通过按与图像信号布线或像素电极相同的角度来使彩色滤色器或遮光膜(黑色掩模)弯曲，可以提高开口率，可以制作明亮的显示装置。
本发明所述的有源矩阵型液晶显示装置，可以形成保持电容，即使薄膜晶体管元件的漏泄电流大，也可以抑制液晶驱动电极电位的变化。由此，可以获得对比度良好的图像。
                         附图说明
图1是现有的1像素中具有1行共用电极的横电场方式液晶板的平面构造图。
图2是现有的固定共用电极电位的横电场方式的液晶板的驱动波形。
图3是本发明的第1实施例的1像素中具有2行共用电极的横电场方式液晶板的平面构造图。
图4是本发明的第2实施例的1像素中具有2行共用电极的横电场方式液晶板的平面构造图。
图5是本发明的第2实施例的1像素中具有2行共用电极的横电场方式液晶板的平面构造图。
图6是本发明的第3实施例的1像素中具有2行共用电极的横电场方式液晶板的平面构造图。
图7是本发明的第5实施例的1像素中具有2行共用电极的横电场方式液晶板的剖面构造图。
图8是现有的1像素中具有1行共用电极的横电场方式液晶板的平面构造图。
图9是现有的横电场方式液晶板的图像信号布线和共用电极的剖面构造图。
图10是现有的横电场方式液晶板的保持电容部分的剖面构造图。
图11是本发明第1实施例的1像素中具有2行共用电极的横电场方式液晶板的平面构造图。
图12是本发明第1实施例的横电场方式液晶板的图像信号布线和共用电极的剖面构造图。
图13是本发明第1实施例的横电场方式液晶板的保持电容部分的剖面构造图。
图14是本发明第3实施例的1像素中具有2行共用电极的横电场方式液晶板的平面构造图。
图15是本发明第4实施例的1像素中具有2行共用电极的横电场方式液晶板的平面构造图。
图16是本发明第4实施例的横电场方式液晶板的保持电容部分的平面构造图。
图17是施加在本发明的横电场方式液晶板的扫描布线和共用电极上的驱动信号波形。
图18是施加在本发明的横电场方式液晶板的扫描布线和共用电极上的驱动信号波形。
图19是横电场方式液晶板的图像信号电压和透射光量的关系图。
图20是施加在本发明的第7实施例的横电场方式液晶板的扫描布线和共用电极上的驱动信号波形。
图21是施加在本发明的第7实施例的横电场方式液晶板的扫描布线和共用电极上的驱动信号波形。
图22是本发明第5实施例的横电场方式液晶板的彩色滤色器层和遮光膜的平面构造图。
图23是本发明第5实施例的横电场方式液晶板的彩色滤色器层和遮光膜的平面构造图。
图24是本发明第5实施例的横电场方式液晶板的彩色滤色器层和遮光膜的平面构造图。
图25是本发明的横电场方式弯曲像素电极内介电常数为正的各向异性液晶分子的取向方向图。
图26是本发明的横电场方式弯曲像素电极内介电常数为负的各向异性液晶分子的取向方向图。
图27是本发明第6实施例的横电场方式液晶板的平面构造图。
图28是本发明第6实施例的横电场方式液晶板的平面构造图。
图29是本发明第5实施例的横电场方式液晶板的图像信号布线和共用电极的剖面构造图。
图30是本发明第8实施例的横电场方式液晶板的平面构造图。
图31是本发明第8实施例的横电场方式液晶板的平面构造图。
图32是本发明第8实施例的横电场方式液晶板的平面构造图。
                     具体实施方式
【实施例】
[实施例1]图3、图11是本发明的第1实施例的平面图。如该图所示，本发明的有源矩阵型液晶显示装置配备了：在有源矩阵侧玻璃基板24(参照图13)上相互平行地形成的多个扫描线10、11；以及与该扫描线10、11垂直的图像信号布线2。这样的扫描线10、11和图像信号布线2被配置为矩阵状，形成的矩阵的各方格为1像素。
在1像素内，配置两行共用电极12～15(共用电极12、13或共用电极14、15)，在1像素内，在这样的两行共用电极中，将其中一个作为像素电极用的共用电极，与液晶驱动电极6对置(并行设置)。
一个共用电极沿设置在像素上方的扫描线、即设置在像素内的其上方，另一个共用电极沿设置在像素下方的扫描线，与一个共用电极隔开规定距离设置在像素内的下方。设置在该像素上方的共用电极成为上部共用电极，设置在像素下方的共用电极成为下部共用电极。在图3、图11中，共用电极12、14是上部共用电极，共用电极13、15是下部共用电极。
各共用电极12～15具有平行于扫描线10、11的线状的延伸部，以及从这些延伸部相对于扫描线的铺设方向垂直分支的多个梳齿状部。该梳齿状部并列设置在液晶驱动电极6上，并且相对于图像信号布线2平行。
共用电极12、13通过该梳齿状部与1像素内分别设置的液晶驱动电极6对置。包括在这样的像素内的液晶驱动电极6通过作为开关元件的晶体管4，连接到图像信号布线2。这里，在1像素内，只有一个共用电极(共用电极12、13的某一个)带有梳齿状部，所以在1像素内的两行共用电极12、13中，将其中一个作为像素电极用的共用电极，与液晶驱动电极6对置。
在1像素中，共用电极12、13相对于在该像素中并列设置的两个图像信号布线2分别靠近一个梳齿状部。如上所述，在1像素内，只有一个共用电极(上部共用电极12、14或下部共用电极13、15的其中一个)带有梳齿状部，但两个共用电极相对于横方向的同列像素交替构成，以便包括该梳齿状部。因此，位于靠近图像信号布线2两侧的位置的共用电极的梳齿状部是分别不同的共用电极，具有不同的电位。
包围1像素的上下左右的像素形成相同的构造，但相邻的像素为不同的构造。在现有的横电场方式液晶板中，如图1或图8所示，每个像素都具有相同的构造。在现有的构造中，如图2所示，共用电极电位(Vcom)被固定。但是，在本发明中，共用电极电位(Vcom)不固定。下面用图17和图18来说明。
图17、图18是表示本发明的横电场方式的有源矩阵型液晶显示装置中的液晶板的扫描线10、11和共用电极12～15上施加的驱动信号波形的图。
在图17、图18中，横轴表示时间，纵轴表示电压。在图17中，上侧表示施加在第n号的扫描线10上的驱动波形37、第n行的上部共用电极的电压波形39(对应于上部共用电极12)、以及第n行的下部共用电极的电压波形40(对应于下部共用电极13)。在这样的电压波形的下侧，示出施加在第n+1号的扫描线11上的驱动波形38、第n+1行的上部共用电极的电压波形41(对应于上部共用电极14)、以及第n+1行的下部共用电极的电压波形42(对应于下部共用电极15)。由此，示出在水平扫描期间的每个周期中共用电极的极性变化的状况。
在图18中，上侧表示施加在第n号的扫描线10上的驱动波形37、第n行的上部共用电极的电压波形43(对应于上部共用电极12)、以及第n行的下部共用电极的电压波形44(对应于下部共用电极13)。在这样的电压波形的下侧，示出施加在第n+1号的扫描线11上的驱动波形38、第n+1行的上部共用电极的电压波形45(对应于上部共用电极14)、以及第n+1行的下部共用电极的电压波形46(对应于下部共用电极15)。由此，显示出在垂直扫描期间的每个周期中共用电极的极性变化的状况。
于是，在本发明中如图17和图18那样，共用电极的电位39～46不固定，每个水平周期或垂直周期进行变化。1像素内的两行共用电极的电位(上部共用电极12、14的电位39、41、43、45和下部共用电极13、15的电位40、42、44、46)分别不同，水平周期或垂直周期相互交替。最好将夹置扫描线的上下共用电极的电位(例如，对于扫描线10来说，第n行的下部共用电极13的电位和第n+1行的上部共用电极14的电位)最好是用不同方式设定，以便不产生扫描线的电位变动。
在图3中，保持电容16以两行共用电极12～15中的某一个和液晶驱动电极6夹置栅绝缘膜26(参照图10)的构造来形成。图10表示该保持电容的剖面构造。在图10中，示出在有源矩阵侧玻璃基板24上隔开规定的间隔形成扫描线1和共用电极3。在该扫描线1和共用电极3的上面(剖面方向上侧)，分别层积用于确保各个上侧方向(剖面方向上侧)的绝缘的栅绝缘膜26。然后，在栅绝缘膜26上再形成液晶驱动电极27。该液晶驱动电极27是液晶驱动电极6的一部分，设置在与其下方(剖面方向下侧)的共用电极3重叠(交叉)的位置上。由此，共用电极3和液晶驱动电极6通过栅绝缘膜26来确保绝缘状态，而且，在其之间形成保持电容。
在图11中，保持电容通过将两行共用电极14、15中的某一个与液晶驱动电极6交叉来形成。在图13中，示出这样的部分剖面结构图。液晶驱动电极27是液晶驱动电极6的一部分，如图13所示，通过栅绝缘膜26和钝化膜25由共用电极从上下夹置。具体地说，在有源矩阵侧玻璃基板24上将扫描线1、共用电极14隔开规定的间隔形成。在该扫描线1和共用电极14的上方(剖面方向上侧)，层积用于确保各个上侧方向的绝缘的栅绝缘膜26。
在栅绝缘膜26上形成液晶驱动电极27(液晶驱动电极6的一部分)。该液晶驱动电极27设置在与其下方(剖面方向下侧)的共用电极14重叠(交叉)的位置上。在液晶驱动电极27的上面，再层积用于确保其上侧方向(剖面方向上侧)的绝缘的钝化膜25，在该钝化膜25上形成透明电极29。该透明电极29的形成位置是与其下方的液晶驱动电极27重叠的位置。透明电极29通过接触孔28与处于其剖面方向下侧位置的共用电极14导通。因此，具有与共用电极14相同的电位，即成为在液晶驱动电极27的剖面方向上方形成的(夹置液晶驱动电极27的上侧的)共用电极。
图12是图像信号布线2和共用电极14、15的剖面构造图。如图12所示，在该部分中，将共用电极14和共用电极15隔开规定的间隔形成在有源矩阵侧玻璃基板24上。在该共用电极14和共用电极15的上面(剖面方向上侧)，层积用于确保各自上侧方向的绝缘的栅绝缘膜26。在栅绝缘膜26上的、共用电极14和共用电极15之间的位置上形成图像信号布线2。在该图像信号布线2的上面，层积用于确保图像信号布线2上方(剖面方向上侧)的绝缘的钝化膜25。在该钝化膜25上，处于图像信号布线2两侧的位置的、在分别重叠在配置于剖面方向下侧的共用电极14、15的位置上，形成透明电极29。在共用电极14的上方形成的透明电极29通过接触孔28与共用电极14连接，而在共用电极15的上方形成的透明电极29通过接触孔28与共用电极15连接。
[实施例2]图4、图5是本发明第2实施例的平面图。在1像素内配置两行共用电极12～15方面与实施例1相同。第1实施例的有源矩阵型液晶显示装置将液晶驱动电极6(液晶驱动电极27)和共用电极12～15的任意一个在各像素内进行交叉，来形成一个保持电容，而第2实施例的该保持电容的形成方法是不同的方法。以下，对于与第1实施例相同的部分附以相同的标号，并省略其说明。
在图4中，第2实施例的保持电容18由扫描线10和液晶驱动电极6来形成。在图5中，保持电容23由共用电极19～22和液晶驱动电极6来形成，但通过将一个共用电极(共用电极19～22的任意一个)和液晶驱动电极6在像素的中央部交叉，将保持电容配置在像素的中央部。因此，共用电极19～21具有沿扫描线10、11矩形波状延伸的延伸部，从该延伸部起，沿垂直于扫描线10、11的方向电极为分支形状。
[实施例3]图6、图14是本发明第3实施例的平面图。在1像素内配置两行共用电极12～15方面与实施例1相同。在该第3实施例中，图像信号布线2和共用电极12～15及液晶驱动电极6具有相对于液晶的取向方向弯曲的构造。在共用电极12～15中，共用电极的梳齿状的电极部分为弯曲的形状。以下，对于与第1、第2实施例相同的部分附以相同的标号，并省略其说明。
图25是使用正的介电常数各向异性液晶47的情况下的液晶的取向方向P和各电极的交叉角A的关系图(示出使用弯曲构造的共用电极12和弯曲构造的液晶驱动电极6)。虽然交叉角A在±1度至±30度的范围内比较理想，但在实用中最好在±10度至±20度的范围。图26是使用负的介电常数各向异性液晶47的情况下的液晶的取向方向P和各电极的交叉角B的关系图(示出使用弯曲构造的共用电极12和弯曲构造的液晶驱动电极6)。虽然交叉角B在±60度至±89度的范围内比较理想，但在实用中最好在±70度至±80度的范围。另外，在图6、图14所示的第3实施例中，图像信号布线2和共用电极12～15及液晶驱动电极6的三种电极弯曲，但图像信号布线2没有必要一定弯曲。但是，为了提高开口率，图像信号布线2最好弯曲。在本发明的第3实施例中，例示了弯曲次数在图6中为1次，在图14中为3次，但即使是5次或5次以上也可以。在弯曲次数上没有限制。
[实施例4]图15、图16是本发明第4实施例的平面图。在1像素内配置两行共用电极12～15方面与实施例1相同。在图15、图16的情况下，保持电容16、17具有借助2行共用电极12～15和液晶驱动电极6，在1像素内形成在两处的特征。以下，对于与第1～第3实施例相同的部分附以相同的标号，并省略其说明。
在第4实施例的各像素中，液晶驱动电极6和上部共用电极12、14在1像素内交叉1次，同时液晶驱动电极6和下部共用电极13、15也在1像素内交叉1次。即，在1像素内液晶驱动电极6和共用电极12～15交叉两次，在1像素内形成两处保持电容16、17。
在该构造中，驱动波形如图18所示，在垂直扫描周期需要交换两行共用电极电位。如图15、图16所示，在1像素内具有两个保持电容，如图6、图14所示，可以使电极弯曲。
[实施例5]图22、图23、图24是本发明第5实施例。具有根据图像信号布线2的弯曲角而使遮光膜32和彩色滤色器层33弯曲的构造。遮光膜32和彩色滤色器层33形成在彩色滤色器侧玻璃基板31上(参照图7)。以下，对于与第1～第4实施例相同的部分附以相同的标号，并省略其说明。
这里，在图29中，示出第5实施例的有源矩阵型液晶显示装置的液晶板的图像信号布线和共用电极的剖面构造图。在该剖面构造图中，在有源矩阵侧玻璃基板24上，隔开规定间隔形成共用电极14和共用电极15。在该共用电极14和共用电极15的上面(剖面方向上侧)，层积用于确保各个上侧方向的绝缘的栅绝缘膜26。在栅绝缘膜26上的、共用电极14和共用电极15之间的位置上，形成图像信号布线2，而且，在该图像信号布线2上，分别依次层积形成作为绝缘膜的钝化膜25、透明电极29。
这里，图像信号布线2与共用电极14和共用电极15成对，以使得一部分重叠(重叠部T)那样来形成。即，图像信号布线2按宽度比共用电极14和共用电极15的配置间隔来形成。再有，如果重叠部T为2μm，则足够了。
于是，如果通过栅绝缘膜26来确保绝缘，并且使图像信号布线2和共用电极14、15交叉(重叠)，则从图像信号布线2的两肋没有光漏泄，所以如图24所示，不需要与图像信号布线2对置的遮光膜(黑掩模)32。因此，成为仅使彩色滤色器层33弯曲的构造。在弯曲次数上没有限制。
[实施例6]图27、图28是第6实施例的平面构造，是将本发明第1实施例(参照图11)中使用的保持电容形成方法应用于现有的横电场方式的液晶板(有源矩阵型液晶显示装置)情况下的平面构造图。以下，对于与第1～第5实施例相同的部分，附以相同的标号，并省略其说明。
在图27中，例示将共用电极3的梳齿状部形成直线状的横电场方式的液晶板，在图28中，例示将共用电极3的梳齿状部、液晶驱动电极6、图像信号布线2形成弯曲形状的横电场方式的液晶板。配有图27、图28的共用电极3在1像素内为1行。在该共用电极3的上方，配有栅绝缘膜(参照图10)，在该栅绝缘膜状中通过接触孔28，设置与共用电极3连接的透明电极29。
在图10中表示现有方式的保持电容部分的剖面图。如上所述，在该剖面图中，在有源矩阵侧玻璃基板24上，隔开规定的间隔来形成扫描线1和共用电极3。在该共用电极3的上面(剖面方向上侧)，层积用于确保共用电极3的剖面方向上侧的绝缘的栅绝缘膜26。在栅绝缘膜26上的、与共用电极3的剖面方向上侧的对应位置中，形成液晶驱动电极27(液晶驱动电极6的一部分)。保持电容5(参照图1)通过处于其上下位置的(进行交叉)共用电极3和液晶驱动电极27，形成在该电极间。
但是，如果使用本发明的保持电容形成方法，则在钝化膜25上，在液晶驱动电极27的剖面方向上侧与该液晶驱动电极27相同的位置上，可以形成透明电极29(参照图13)。即，在剖面方向的相同位置，在液晶驱动电极27(液晶驱动电极6的一部分)的上下，夹置绝缘物质，配置(对置)两个共用电极3、29(形成两个电容器)。因此，可以形成现有的保持电容两倍以上的保持电容。
图像信号布线2和共用电极3的剖面图在现有方式中如图9所示，而使用本发明时如图12所示(图12中的共用电极14、15相当于共用电极3)，容易屏蔽图像信号布线2的电场，容易防止发生串音。
[实施例7]图20、图21是本发明的第7实施例。
图20是表示在第7实施例的横电场方式的有源矩阵型液晶显示装置的液晶板的扫描线10、11和共用电极12～15或共用电极19～22上施加的驱动信号波形的图，与第1实施例中图17所示的驱动信号波形同样，表示在水平扫描期间的每个周期中共用电极的极性变化的状况。
图21是表示施加在第7实施例的横电场方式的有源矩阵型液晶显示装置的液晶板的扫描线10、11和共用电极12～15、19～22上的驱动信号波形的图，与第1实施例中图18所示的驱动信号波形同样，表示在垂直扫描期间的每个周期中共用电极的极性变化的状况。以下，对于与第1～第6实施例相同的部分附以同一标号，省略其说明。
这里，横电场方式液晶板(横电场方式的有源矩阵型液晶显示装置)的剖面构造如图7所示，在基板上的表面上具有彩色滤色器层33和遮光膜32，在这样的彩色滤色器层33和遮光膜32的上面依次层积了平坦化保护膜34和液晶分子取向膜35的彩色滤色器侧玻璃基板31，在其背面形成用于防静电的透明导电膜30，透明导电膜30的电位被接地到地电位。该彩色滤色器侧玻璃基板31的表面与有源矩阵侧玻璃基板24对置，通过彩色滤色器侧玻璃基板31和有源矩阵侧玻璃基板24，来夹置液晶层36。此外，在有源矩阵侧玻璃基板24的彩色滤色器侧玻璃基板31的对置面中，形成图像信号布线2和共用电极14、15、透明电极29、液晶驱动电极6等的各电极。
这里，如果图像信号布线2和共用电极14、15、液晶驱动电极6的平均电位远离地电位，则在这些电极和彩色滤色器侧背面的透明导电膜30之间产生电场，离子性物质会移动到液晶层36。在长时间使用液晶板的情况下，如果不防止离子性物质的移动，则会产生余像，使图像明显地恶化。
如图20、图21那样，通过将共用电极电位的平均值(将上部共用电极的电压波形39和下部共用电极的电压波形40合成所得的值，或将上部共用电极的电压波形43和下部共用电极的电压波形44合成所得的值，在本实施例中，两者都大致为0V(地电位))，设定为非常接近地的值(0-1V)，可以防止离子性物质的移动。考虑到扫描线的信号下降时的电容耦合造成的变化，将图像信号布线的平均电位37设定为比地电位稍稍正侧的值就可以。如果为正1V左右，则不发生大的问题。
[实施例8]
图30、图31、图32是本发明的第8实施例。第8实施例的图像信号布线2和共用电极14、15的剖面构造与图示的第5实施例的有源矩阵型液晶显示装置的液晶板的图像信号布线和共用电极的剖面构造相同(参照图29)，从左右和上下通过共用电极14、15、29来夹置图像信号布线2。
在第8实施例中，如图30、图31、图32所示，与下层的共用电极14、15相比，上层的透明电极(共用电极)29形成粗的电极，向液晶驱动电极侧突出。因此，可以一边完全屏蔽图像信号布线2的电场，一边增加光的透射光量，可以显示明亮、没有水平串音和垂直串音的良好图像。
通过采用本发明，可以增大共用电极和液晶驱动电极的电极间距离而不增大图像信号布线的信号振幅，可以提高开口率。而且，通过对图像信号布线进行屏蔽，还可以降低垂直串音。通过使图像信号布线和像素电极、遮光膜、彩色滤色器层相对于液晶取向方向弯曲，可以防止色偏移而不降低开口率，可以从任何方向观看到明亮、良好的图像。而且，通过采用本发明的驱动方式，可以制作不易产生余像、可靠性高的液晶显示装置。

Claims (18)

1.一种有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于，
在横电场方式的有源矩阵型液晶显示装置中，
在一像素中，具有相互分离并设定为各自不同电位的两行共用电极，
矩阵状地配置用于输入驱动所述像素的驱动信号的图像信号布线，以及与该图像信号布线交叉配置的扫描线，
所述像素与所述图像信号布线和所述扫描线形成的矩阵相对应地排列成矩阵状，并且具有：连接到所述图像信号布线的液晶驱动电极；以及所述两行共用电极，
所述两行共用电极中，一个共用电极沿所述扫描线被设置，另一个共用电极相对于所述一个共用电极隔开规定间隔大致平行地被配置，同时所述一个或另一个共用电极中的任意一个与所述液晶驱动电极并行设置，
沿所述扫描线设置的共用电极相对于所述扫描线的铺设方向沿大致垂直方向分支的同时，以与所述液晶驱动电极并行设置的形状来形成，
将分支的共用电极的一部分进行配置，使得相互不同的共用电极的不同电位的共用电极在所述图像信号布线两侧相邻。
2.根据权利要求1所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于，
在所述一像素内设定为不同电位的所述两行共用电极，其电位在一个共用电极和另一个共用电极之间按水平扫描期间的每个周期或垂直扫描期间的每个周期进行交替。
3.根据权利要求2所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于，
将所述两行共用电极的平均电位或所述图像信号布线的信号振幅平均电位的至少一个设定为地电位或非常接近地电位的正电位。
4.根据权利要求1所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于，
所述共用电极沿所述扫描线分别配置在其两侧，并且处于所述扫描线两侧的两个共用电极的电位是不同的电位，该电位在所述扫描线两侧配置的一个共用电极和另一个共用电极之间按水平扫描期间的每个周期或垂直扫描期间的每个周期进行交替。
5.一种有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于，
在横电场方式的有源矩阵型液晶显示装置中，
在一像素中，具有相互分离并设定为各自不同电位的两行共用电极，
矩阵状地配置用于输入驱动所述像素的驱动信号的图像信号布线，以及与该图像信号布线交叉配置的扫描线，
所述像素与所述图像信号布线和所述扫描线形成的矩阵相对应地排列成矩阵状，并且具有：连接到所述图像信号布线的液晶驱动电极，；以及所述两行共用电极，
所述两行共用电极中，一个共用电极沿所述扫描线被设置，另一个共用电极相对于所述一个共用电极隔开规定间隔大致平行地被配置，同时所述一个或另一个共用电极中的任意一个与所述液晶驱动电极并行设置，
沿所述扫描线设置的共用电极相对于所述扫描线的铺设方向沿大致垂直方向分支的同时，以与所述液晶驱动电极并行设置的形状来形成，
所述液晶驱动电极和与该液晶驱动电极并行设置的所述共用电极包括两个弯曲而形成锯齿形状，在一像素内进行一次以上弯曲，所述弯曲的一个边相对于液晶取向方向在+1度～+30度的角度范围内，另一个边相对于液晶取向方向在-1度～-30度的角度范围内。
6.根据权利要求5所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于，
所述图像信号布线包括两个弯曲而形成锯齿形状，在一像素内进行一次以上弯曲，所述弯曲的一个边相对于液晶取向方向在+1度～+30度的角度范围内，另一个边相对于液晶取向方向在-1度～-30度的角度范围内，
具有遮光膜和彩色滤色器中的至少一个，该遮光膜包括与该图像信号布线的两个弯曲角相同角度的两个弯曲角，在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状，
该彩色滤色器包括与所述图像信号布线的两个弯曲角相同角度的两个弯曲角，在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状。
7.一种有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于，
在横电场方式的有源矩阵型液晶显示装置中，
在一像素中，具有相互分离并设定为各自不同电位的两行共用电极，
矩阵状地配置用于输入驱动所述像素的驱动信号的图像信号布线，以及与该图像信号布线交叉配置的扫描线，
所述像素与所述图像信号布线和所述扫描线形成的矩阵相对应地排列成矩阵状，并且具有：连接到所述图像信号布线的液晶驱动电极；以及所述两行共用电极，
所述两行共用电极中，一个共用电极沿所述扫描线被设置，另一个共用电极相对于所述一个共用电极隔开规定间隔大致平行地被配置，同时所述一个或另一个共用电极中的任意一个与所述液晶驱动电极并行设置，
沿所述扫描线设置的共用电极相对于所述扫描线的铺设方向沿大致垂直方向分支的同时，以与所述液晶驱动电极并行设置的形状来形成，
所述液晶驱动电极和与该液晶驱动电极并行设置的所述共用电极具有形成锯齿形状的两个弯曲，在一像素内进行一次以上弯曲，所述弯曲的一个边相对于液晶取向方向在+60度～+89度的角度范围内，另一个边相对于液晶取向方向在-60度～-89度的角度范围内。
8.根据权利要求7所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于，
所述图像信号布线具有两个弯曲而形成锯齿形状，在一像素内进行一次以上弯曲，所述弯曲的一个边相对于液晶取向方向在+60度～+89度的角度范围内，另一个边相对于液晶取向方向在-60度～-89度的角度范围内，
具有遮光膜和彩色滤色器中的至少一个，该遮光膜具有与该图像信号布线的两个弯曲角相同角度的两个弯曲角，在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状，
该彩色滤色器包括与所述图像信号布线的两个弯曲角相同角度的两个弯曲角，在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状。
9.根据权利要求1所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于，
在所述像素内，包括使所述共用电极和所述液晶驱动电极绝缘的栅极绝缘膜，
以通过所述栅极绝缘膜来确保绝缘状态，并且与要形成保持电容的其一部分交叉的方式，将所述两行共用电极中的任意一个共用电极和所述液晶驱动电极进行配置。
10.根据权利要求1所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于，
在所述像素内，包括使所述共用电极和所述液晶驱动电极绝缘的栅极绝缘膜，
以通过所述栅极绝缘膜来分别确保绝缘状态，并且在一像素内要形成两处保持电容，而且所述两个共用电极的一部分分别与所述液晶驱动电极在每一处交叉的方式，将所述两行共用电极和所述液晶驱动电极进行配置。
11.根据权利要求9或10所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于，
包括用于使所述液晶驱动电极和所述共用电极绝缘的钝化膜和所述栅极绝缘膜，
所述共用电极具有隔开规定间隔处于上下位置的两个电极，在其上下电极之间以夹置状态来形成通过所述钝化膜和所述栅绝缘膜确保绝缘状态的所述液晶驱动电极。
12.根据权利要求11所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于，
所述共用电极在隔开规定间隔处于上下位置的两个电极间具有所述钝化膜和所述栅绝缘膜，并被配置于所述图像信号布线的两侧。
13.根据权利要求12所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于，
在隔开规定间隔处于上下位置的两个电极间包括所述钝化膜和所述栅绝缘膜的所述共用电极、以及所述液晶驱动电极包括两个弯曲而分别形成锯齿形状，在一像素内弯曲一次以上，所述弯曲的一个边相对于液晶取向方向在+1度～+30度的角度范围内，另一个边相对于液晶取向方向在-1度～30度的角度范围内。
14.根据权利要求13所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于，
所述图像信号布线包括两个弯曲而形成锯齿形状，在一像素内进行一次以上弯曲，所述弯曲的一个边相对于液晶取向方向在+1度～+30度的角度范围内，另一个边相对于液晶取向方向在-1度～-30度的角度范围内，
具有遮光膜和彩色滤色器中的至少一个，该遮光膜包括与该图像信号布线的两个弯曲角相同角度的两个弯曲角，在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状，
该彩色滤色器包括与所述图像信号布线的两个弯曲角相同角度的两个弯曲角，在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状。
15.根据权利要求12所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于，
在隔开规定间隔处于上下位置的两个电极间包括所述钝化膜和所述栅绝缘膜的所述共用电极、以及所述液晶驱动电极包括两个弯曲而分别形成锯齿形状，在一像素内弯曲一次以上，所述弯曲的一个边相对于液晶取向方向在+60度～+89度的角度范围内，另一个边相对于液晶取向方向在-60度～-89度的角度范围内。
16.根据权利要求15所述的有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于，
所述图像信号布线具有两个弯曲而形成锯齿形状，在一像素内进行一次以上弯曲，所述弯曲的一个边相对于液晶取向方向在+60度～+89度的角度范围内，另一个边相对于液晶取向方向在-60度～-89度的角度范围内，
包括遮光膜和彩色滤色器中的至少一个，该遮光膜包括与该图像信号布线的两个弯曲角相同角度的两个弯曲角，在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状，
该彩色滤色器包括与所述图像信号布线的两个弯曲角相同角度的两个弯曲角，在一像素内弯曲一次以上而形成锯齿形状。
17.根据权利要求1所述的有源矩阵型液晶显示装置，该有源矩阵型液晶显示装置是横电场方式的有源矩阵型液晶显示装置，它包括：
彩色滤色器侧基板，具有彩色滤色器的配置面和在该彩色滤色器配置面的反面上形成的透明导电层；以及
有源矩阵侧基板，具有在与该彩色滤色器侧基板的彩色滤色器配置面对置的面中施加电压来驱动像素的共用电极，其特征在于，
将所述透明导电层设定为地电位，
将所述共用电极的电位设定为地电位或非常接近地电位的正电位。
18.根据权利要求1所述的有源矩阵型液晶显示装置，该有源矩阵型液晶显示装置是横电场方式的有源矩阵型液晶显示装置，它包括：
彩色滤色器侧基板，具有彩色滤色器的配置面和在该彩色滤色器配置面的反面上形成的透明导电层；以及
有源矩阵侧基板，具有在与该彩色滤色器侧基板的彩色滤色器配置面对置的面中输入要驱动像素信号的图像信号布线，其特征在于，
将所述透明导电层设定为地电位，
将所述图像信号布线的信号振幅平均电位设定为地电位或非常接近地电位的正电位。
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