有源矩阵型液晶显示系统及其驱动方法技术方案

一种有源矩阵型液晶显示系统，其特征在于包括： 第一基片，在其一面包括多个扫描电极，与所述多个扫描电极交叉形成的多个信号电极，在所述多个扫描电极与所述多个信号电极的每个交叉部位形成的开关元件，连接到所述开关元件的像素电极，以及面向所述像素电极形成的反电极； 面向所述第一基片设置的第二基片； 置于所述第一基片与所述第二基片之间间隙内的液晶组合物； 将具有至少两种非选择电压值的扫描信号加到每个所述多个扫描电极的扫描驱动器； 将图像信号加到多个信号电极之每个电极的信号驱动器； 其中，在所述像素电极与所述反电极之间施加电压，以向所述液晶成分提供电场并产生显示。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，该系统诸如用于个人计算机的显示单元。目前，有源矩阵型(薄膜晶体管型)液晶显示系统广泛应用于各种领域，但需要在多级灰度(全色)方面加以改进。作为液晶显示系统的一种显示类型，有所谓的扭转向列显示型式(以下称为“垂直电场型”)，其中液晶充填在相互面对面的两块基片之间，每块基片的相对表面上含有扁平显示电极，大致垂直于基片表面的电场被施加到液晶用于驱动。此类液晶显示系统已经在市场上有售了。另一方面，例如第63-21907(1988)号日本专利推荐了另一种不同的新型式，其中用以将电场加到液晶上的一对电极做在同一块基片上，通过以几乎平行于基片表面的方向将电场加到液晶上而驱动液晶(以下称为“平行电场型”)。为了在一种薄膜晶体管型液晶显示系统中产生多级灰度显示，用以将图像信号加到信号电极的电路的电压输出，即信号驱动器集成电路(IC)需要具有与多级灰度数量相应的多级输出值。例如在产生16级灰度的情况下，信号驱动器IC要求能提供16×2(由于液晶需要用交流电流驱动，每一灰度需要正、负二元数值)＝32个输出电压值。为了能提供足够的电流，信号驱动器IC的每个输出级都有运算放大器，因此在上述情况下必须提供32个运算放大器。输出级的运算放大器做得越小，信号驱动器IC的体积也由此可以做得越小，而最大耗电的绝对值也越低。由于信号驱动器IC的生产率可以得到改进，且显示系统的外形尺寸因信号驱动器IC尺寸的减小而可以做得很小，用作信号电压的最大输出电压也由此可以减小。另一方面，在平行电场型式中，用做在同一基片上的一对非透明线状电极将电压加到液晶层，而在上述垂直电场型式中，则用相互面对面的一对透明扁平状电极将电压加到液晶层。因此，在平行电场型式中，开度比变小了。在此情况下，由于两电极之间的距离不能很小，故与垂直电场型式相比，平行电场型式的两电极之间的距离较大，其电场强度更弱。因此，为了产生同样幅度的电场强度，前者比起后者需要将更高的电压加在各电极之间。本专利技术的目的在于提供一种采用平行电场型式的，其中，显示系统可用信号驱动电路实际上足以低的驱动电压操作。本专利技术的另一目的在于提供采用平行电场型式的，其中不会发生串扰尤其是横向曳尾现象，且可以获得较高的图像质量。为了实现上述目的，根据本专利技术的有源矩阵型液晶显示系统的结构如下(1)一种有源矩阵型液晶显示系统，其中液晶组合物插入于第一与第二基片之间，由按矩阵排列的多个扫描电极和多个信号电极构成多个像素部分，并在形成开关元件的每个像素部分设置了开关元件。像素电极和连接到开关元件的反电极以这样一种方式设置，即电场平行于基片而施加，液晶组合物层内的液晶由施加在两电极之间的电压所驱动，保持液晶分子的主轴线平行于基片表面，本系统包括能获得液晶组合物的发亮状态以及具有定向状态的暗状态的元件结构以及极化装置，包括能熄灭其在扫描电极上多于两个非选择电压的扫描信号的驱动装置。(2)根据本专利技术另一特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中的反电极是同扫描电极、信号电极、像素电极分开设置的共用电极。(3)根据本专利技术另一特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中的反电极为邻近像素部分的一部分扫描电极。(4)根据本专利技术另一特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中开关晶体管元件的阈值VTH与最大电压VON之间的关系满足以下等式VTH＞｜VON｜其中的VON为用以获得亮状态或暗状态的像素电极与反电极之间的最大电压。(5)根据本专利技术另一特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中开关晶体管元件的阈值VTH、最大电压VON以及最小电压VOFF之间的关系满足以下等式VTH＞(｜VON｜－｜VOFF｜)/2其中，VON为用以获得亮状态或暗状态的像素电极与反电极之间的最大电压；VOFF为用以获得亮状态或暗状态的像素电极与反电极之间的最小电压。(6)根据本专利技术另一特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中的开关晶体管元件按每行P型和n型特征交替的顺序直线排列。(7)根据本专利技术另一特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中一个像素中形成至少两个开关晶体管元件，薄膜晶体管元件至少有一个源极或漏极连接到信号电极，薄膜晶体管元件至少有一个源极或漏极在电学上连接到紧接下一行的扫描电极。(8)根据本专利技术另一特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中一个像素中形成至少两个开关晶体管元件，薄膜晶体管元件至少有一个源极或漏极连接到信号电极，薄膜晶体管元件至少有一个源极或漏极通过电容元件连接到紧接下一行的扫描电极。(9)根据本专利技术另一特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中的液晶组合物、擦亮方向、极化板的构成、基片之间的距离以及像素电极与反电极之间的距离，设置得使获得亮状态的电压与获得暗状态的电压之差低于5V。(10)根据本专利技术进一步特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中的扫描信号输出至少两种非选择的电压值。(11)根据本专利技术进一步特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中通过改变扫描信号的非选择电压而改变像素电极的电压，该扫描信号主要通过扫描电极与像素电极之间的电容施加到扫描电极。(12)根据本专利技术进一步特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中施加到所有行中扫描电极的扫描信号，其非选择电压以同样的幅度、同样的周期和同样的相位发生变化。(13)根据本专利技术进一步特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中将每帧交替含有二元非选择电压值并在非选择周期保持在恒压的扫描信号施加到扫描电极，信号电极接收以这种方式发射的图像信号，即像素电极与反电极之间的电压按每行交替地呈不同的极性。(14)根据本专利技术进一步特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中将两种非选择电压值之间的电压差设置等于用以获得亮状态或暗状态的像素电极与反电极之间的最大电压VON和最小电压VOFF之和。(15)根据本专利技术进一步特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中将两种非选择电压值之间的电压差设置等于用以获得亮状态或暗状态的像素电极与反电极之间最大电压VON与最小电压VOFF之和的一半。(16)根据本专利技术进一步特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中施加到含P型开关晶体管元件的扫描电极的扫描信号中非选择电压的中点电压高于施加到含N型开关晶体管元件的扫描电极的扫描信号中非选择电压的中点电压，其电压差超出用以获得亮状态和暗状态的像素电极与反电极之间的最大电压VON。(17)根据本专利技术进一步特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中的反电极电压由扫描电极提供。(18)根据本专利技术进一步特征的有源矩阵型液晶显示系统，其中由扫描电极提供的反电极电压根据图像信号电压的极性而改变。以下将描述本专利技术的操作。通过改变在非选择周期加到扫描电极的扫描信号中的非选择电压(OFF电压)，以及采用平行电场型式作为驱动型式，通过耦合于像素电极与扫描电极之间的电容改变像素电极中的电压完成本专利技术的以下操作，这种操作已由本专利技术的专利技术人作了披露。(第一种操作)在平行电场型中，像素电极与共用电极之间的电容量CLC小于垂直电场型中的电容量，因为在垂直电场型中，像素电极和反电极形成一个平行板电容。因此，在平行电场型中，像素电极与扫描电极之间的电容CS相对大于像素与反电极之间的电容CLC，这样就能根据扫描电极中的电压变化，将一个足够的偏压施加到像素电极。由此可以减小像素电极与扫描电极之间所形成的电容元件CS所占用的空间与一个像素元件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：太田益幸，近藤克己，大江昌人，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：