液晶显示面板及其驱动方法与流程

文档序号:14650506发布日期:2018-06-08 21:41阅读:164来源:国知局
液晶显示面板及其驱动方法与流程

本发明是关于液晶显示面板及其驱动方法,尤其是,关于高精细的电视用途的大型液晶显示面板及其驱动方法。在此,液晶显示面板除非特别说明,就指TFT型的液晶显示面板。



背景技术:

本申请人进行高精细的大型的液晶显示面板的制造销售。例如,在4K、8K等超过FHD的高精细的大型的液晶显示面板中,产生如难以充分地确保给各像素的充电时间(写入时间)问题。在具有m行的像素行的液晶显示面板中,进行依次选择每一根与各像素行连接的扫描线(栅极总线、gate busline)的驱动方法,则给各像素的充电时间不足帧期间的m分之一。另外,为了提高例如动画显示、立体显示的显示品质,帧期间有变短的倾向。

专利文献1的液晶显示装置具有两根信号线(源极总线)与各像素列对应(也就是说,具有双源极构造)。专利文献1的液晶显示装置所适用的驱动方法是同时选择彼此相邻接触的两根扫描线,每两根依次选择。在各像素列中,与同时选择的两根扫描线连接的像素来自彼此不同的信号线提供信号电压,由此可以同时扫描。若帧期间恒定,则每两根扫描线的选择驱动方法与每根选择的驱动方法相比,给各像素的充电时间可以设为两倍。用于参考,专利文献1的全部公开内容被援引于本说明书中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2009/084331号



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题

然而,根据本发明者了解,在专利文献1的液晶显示装置中会有发生如显示不均的问题。本发明者的研究后,已知这种显示不均由每两根选择扫描线的驱动方法引起。细节将在后面介绍。

本发明是为了解决上述问题,其目的在于,以提供抑制由每两根选择栅极总线的驱动方法而产生的显示不均的发生的液晶显示面板及其驱动方法。

解决问题的手段

根据本发明的实施方式的液晶显示面板,其特征在于,包括:多个像素,其为具有多个行及多个列的以矩阵状排列的多个像素,且各个像素具有在列方向上彼此相邻的方式配置的第一副像素及第二副像素;多个TFT,其各自与所述多个像素具有的所述第一副像素及所述第二副像素的任一个连接;多根栅极总线,其各自与所述多个像素具有的多行像素行的任一行相关联;多根第一源极总线及多根第二源极总线,其各自与具有多个像素列的任一列相关联;多根辅助电容总线,其各自与所述多个像素具有的所述第一副像素及所述第二副像素具有的辅助电容的任一个连接;所述多个像素以某个像素的所述第一副像素及与所述某个像素在列方向上相邻的像素的第二副像素彼此相邻的方式排列,所述多根辅助电容总线包括与所述某个像素的所述第一副像素具有的辅助电容、和与所述某个像素在列方向上相邻的像素的第二副像素具有的辅助电容连接的辅助电容总线,在任意的帧期间内,所述多个像素各自具有多对像素行对,所述多对像素行对与所述多行像素行中的固定的两个像素行相关联,在各像素列中,所述多对像素行对的每一对的一个像素连接于与该像素列相关联的所述第一源极总线,而另一个像素连接于与该像素列相关联的所述第二源极总线,所述多对像素行对的每一对被同时选择,多个帧期间包括两个像素行的组合彼此不同的第一个类型的帧期间及第二个类型的帧期间,所述两个像素行与所述多对像素行对的每一对相关联。

在一个实施方式中,其特征在于,所述第一个类型的帧期间及所述第二个类型的帧期间在一帧期间以上的规定的每一个期间进行切换。

在一个实施方式中,其特征在于,在各帧期间内,提供至所述多根第一源极总线的每一根的显示信号电压的极性不变,且提供至所述多根第二源极总线的每一根的显示信号电压的极性不变。

在一个实施方式中,其特征在于,提供至所述多根第一源极总线的每一根的显示信号电压的极性及提供至所述多根第二源极总线的每一根的显示信号电压的极性,在一帧期间以上的规定的每一个期间进行反转。

在一个实施方式中,其特征在于,所述多行像素行设为从第一行至第rp行时,在所述第一个类型的帧期间内的所述多对像素行对的每一对,与第(2×m-1)行及第(2×m)行(m为1以上的整数)相关联,且在所述第二个类型的帧期间内的所述多对像素行对的每一对,与第(2×n-2)行及第(2×n-1)行(n为1以上的整数)相关联。

在一个实施方式中,其特征在于,还包括:栅极驱动电路,其提供栅极信号电压至所述多根栅极总线;源极驱动电路,其提供显示信号电压至所述多根第一源极总线及所述多根第二源极总线;帧期间类型切换电路,其切换与所述多对像素行对的每一对相关联的两个像素行的所述组合。

在一个实施方式中,其特征在于,所述第一个类型的帧期间及所述第二个类型的帧期间被切换的周期,与提供至所述多根第一源极总线的每一根及所述多根第二源极总线的每一根的显示信号电压的极性被反转的被反转的周期彼此不同。

在一个实施方式中,其特征在于,所述第一个类型的帧期间及所述第二个类型的帧期间被切换的周期,与提供至所述多根第一源极总线的每一根及所述多根第二源极总线的每一根的显示信号电压的极性被切换的周期彼此相同,所述第一个类型的帧期间及所述第二个类型的帧期间被切换的时序,与反转提供至所述多根第一源极总线的每一根及所述多根第二源极总线的每一根的显示信号电压的极性被反转的时序彼此不同。

在一个实施方式中,其特征在于,所述第一个类型的帧期间及所述第二个类型的帧期间被切换的周期,与反转提供至所述多根第一源极总线的每一根及所述多根第二源极总线的每一根的显示信号电压的极性被反转的周期彼此相同,根据用户规定的操作,切换所述第一个类型的帧期间及所述第二个类型的帧期间。

在一个实施方式中,其特征在于,所述第一个类型的帧期间及所述第二个类型的帧期间被切换的周期,与反转提供至所述多根第一源极总线的每一根及所述多根第二源极总线的每一根的显示信号电压的极性被反转的周期彼此相同,根据用户规定的操作,将提供至所述多根第一源极总线的每一根及所述多根第二源极总线的每一根的显示信号电压的极性进行反转。

在一个实施方式中,其特征在于,所述第一副像素及所述第二副像素的每一个具有:液晶电容,其由对置电极、液晶层、隔着所述液晶层而与所述对置电极对置的副像素电极形成;辅助电容,其由与所述副像素电极电性连接的辅助电容电极、绝缘层、隔着所述绝缘层而与所述辅助电容电极对置的辅助电容对置电极形成;所述对置电极是对于所述第一副像素及所述第二副像素共同的单一的电极,而所述辅助电容对置电极中所述第一副像素及所述第二副像素分别电性独立,与各像素的所述第一副像素及所述第二副像素的每一个连接的所述TFT,根据提供至共同的栅极总线的扫描信号电压来控制开启/关闭,所述TFT处于开启状态时,从共同的源极总线向所述第一副像素及所述第二副像素的每一个具有的所述副像素电极及所述辅助电容电极,提供显示信号电压,而所述TFT处于关闭状态后,所述第一副像素及所述第二副像素的每一个的所述辅助电容对置电极的电压变化,根据其变化的方向及变化的大小而规定的变化量在所述第一副像素及所述第二副像素上不同,由此,所述第一副像素及所述第二副像素至少在某一灰度中呈现彼此不同的亮度。

根据本发明的实施方式的液晶显示面板的驱动方法,所述显示面板包括多个像素,所述像素为具有多个行及多个列的以矩阵状排列,各个像素包括以在列方向上彼此相邻的方式配置的第一副像素及第二副像素,其特征在于包括以下工序,在任意的帧期间内,所述多个像素各自具有多对像素行对,所述多对像素行对与所述多行像素行中的固定两个像素行相关联,在各像素列中,所述多对像素行对的每一对的一个像素连接于与该像素列相关联的第一源极总线,而另一个像素连接于与该像素列相关联的第二源极总线,所述多对像素行对的每一对被同时选择,切换与所述多对像素行对的每一对相关联的两个像素行的组合彼此不同的第一个类型的帧期间及第二个类型的帧期间。

在一个实施方式中,其特征在于,包括将所述第一个类型的帧期间及所述第二个类型的帧期间在一帧期间以上的规定的每个期间进行切换的工序。

在一个实施方式中,其特征在于,进一步包括将提供至所述第一源极总线及所述第二源极总线的每一根的显示信号电压的极性进行反转的工序,将所述第一个类型的帧期间及所述第二个类型的帧期间进行切换的周期,与将提供至所述第一源极总线及所述第二源极总线的每一根的显示信号电压的极性进行反转的周期彼此不同。

在一个实施方式中,其特征在于,进一步包括将提供至所述第一源极总线及所述第二源极总线的每一根的显示信号电压的极性进行反转的工序,将所述第一个类型的帧期间及所述第二个类型的帧期间进行切换的周期,与将提供至所述第一源极总线及所述第二源极总线的每一根的显示信号电压的极性进行反转的周期彼此相同,将所述第一个类型的帧期间及所述第二个类型的帧期间进行切换的时序,与将提供至所述第一源极总线及所述第二源极总线的每一根的显示信号电压的极性进行反转的时序彼此不同。

发明效果

根据本发明的实施方式,提供一种可以抑制由每两根选择栅极总线的驱动方法产生的显示不均的发生的液晶显示面板及其驱动方法。

附图说明

图1是示意地示出根据本发明的实施方式的液晶显示面板100的图。

图2是示意地示出与液晶显示面板100的在列方向相邻的两个像素量的等效电路的图。

图3是示意地示出液晶显示面板100所使用的TFT基板10的图,并且是示意地示出在不进行多像素驱动的某个帧期间(第一类型的帧期间)中的显示状态的图。

图4是示意地示出液晶显示面板100所使用的TFT基板10的图,并且是示意地示出在不进行多像素驱动的某个帧期间(第二类型的帧期间)中的显示状态的图。

图5是示意地示出液晶显示面板100所使用的TFT基板10的图,并且是示意地示出不进行多像素驱动的各帧期间的显示状态平均后状态的图。

图6是表示液晶显示面板100的驱动所使用的栅极信号电压Vg的波形的图。

图7是示意地示出液晶显示面板100所使用的TFT基板10的图,并示意地示出在进行多像素驱动的某个帧期间(第一类型的帧期间)中的显示状态的图。

图8是示意地示出液晶显示面板100所使用的TFT基板10的图,并示意地示出在进行多像素驱动的某个帧期间(第二类型的帧期间)中的显示状态的图。

图9是示意地示出液晶显示面板100所使用的TFT基板10的图,并示意地示出在进行多像素驱动的各帧期间的显示状态平均后状态的图。

图10的(a)~(d)是说明液晶显示面板100中的帧期间的类型(第一类型或是第二类型)及显示信号电压极性的变化的图。

图11的(a)及(b)是说明液晶显示面板100中的帧期间的类型(第一类型或是第二类型)及显示信号电压极性的变化的图。

图12是表示专利文献1的液晶显示装置的驱动所使用的栅极信号电压Vg的波形的图。

图13是示出对于某个像素中的CS信号电压的波动电压及栅极信号电压以及下一次选择的栅极信号电压的时间变化的图。

图14为根据本发明的其他实施方式,液晶显示面板所使用的有源矩阵基板700中的结晶硅TFT710A及氧化物半导体TFT710B的剖面图。

具体实施例

下面,参考附图并说明根据本发明的实施方式的液晶显示面板。本发明并不限于下面的实施方式。在下面的附图中,对于具有实质上相同功能的构成要素标注相同的参照符号,有时省略其说明。

说明根据本发明的实施方式的液晶显示面板100。为易于理解,首先参考图1至图6关于不进行多像素驱动的液晶显示面板100进行说明,但如后所述,实行多像素驱动的液晶显示面板100也能得到相同的效果。

首先参考图1至图3。图1是示意地示出根据本发明的实施方式的液晶显示面板100的图。图2是示意地示出与液晶显示面板100的在列方向相邻的两个像素量的等效电路的图。图3是示意地示出液晶显示面板100所使用的TFT基板10的图,并且是示意性地示出不实行多像素驱动某个帧期间(第一类型的帧期间)中的显示状态的图。在TFT基板的参考符号的末尾以附上()并附上“fA”来表示示出第一类型的帧期间的状态,并在TFT基板的参考符号的末尾以附上()并附上“nm”来表示示出不实行多像素驱动。

液晶显示面板100包括TFT基板10、对置基板(不图示)、以及在这两个基板之间设置的液晶层(不图示)。液晶显示面板100具有多像素结构。也就是说,液晶显示面板100具有的多个像素以具有多个行(1~rp)及多个列(1~cq)的矩阵状(rp,cq)排列,并且各个像素P(p,q)(但,1≦p≦rp、1≦q≦cq)包括两个副像素、即第一副像素SPa(p,q)及第二副像素SPb(p,q)。各像素的第一副像素SPa及第二副像素SPb以在列方向上彼此相邻的方式排列。

如图2及图3所示,多个像素以某个像素P(p,q)的第一副像素SPa(p,q)、和与某个像素在列方向上相邻的像素P(p-1,q)的第二副像素SPb(p-1,q)彼此相邻的方式排列。不限于图示的例子,也可以是以某个像素P(p,q)的第二副像素SPb(p,q)、和与某个像素在列方向上相邻的像素P(p-1,q)的第一副像素SPa(p-1,q)彼此相邻的方式排列。

两个副像素SPa及SPb可以呈现彼此不同的亮度。像素P相对于应显示的亮度,根据向像素P输入的源极信号电压(灰度信号电压),一个副像素呈现高的亮度,而另一个副像素呈现低的亮度,像素P作为整体呈现对应于输入的源极信号电压的亮度。也可以是第一副像素SPa呈现高的亮度,而第二副像素SPb呈现低的亮度,也可以是第一副像素SPa呈现低的亮度,而第二副像素SPb呈现高的亮度。多像素构造尤其适用于垂直配向模式的液晶显示面板,可以改善这种γ(伽马)特性的视角依赖性。具有多像素构造的液晶显示面板的构造及其驱动方法,例如,由本申请人记载于特开2005-189804号公报(特许第4265788号)。用于参考,特开2005-189804号公报的全部公开内容被援引于本说明书中。

并且,多像素驱动没必要针对全部的灰度进行,也可以在需要的灰度,例如,仅在进行0~255灰度的256灰度显示时的进行96灰度以下或者64灰度以下的低灰度的显示时进行多像素驱动。也就是说,至少在某个灰度中,各像素的第一副像素SPa及第二副像素SPb也可以呈现彼此相同的亮度。不进行多像素驱动时,两个副像素SPa及SPb呈现的灰度等于像素应呈现的灰度。常黑(Normal Black)模式的液晶显示装置的γ特性的视角依赖性在低灰度中显著,因此即便采用像如上所述的驱动方法,也可以改善γ特性的视角依赖性。

TFT基板10具有多个TFT18a、18b。多个TFT18a、18b各自与多个像素具有的第一副像素SPa及第二副像素SPb的任一个连接。TFT基板10对应两个副像素(第一副像素SPa及第二副像素SPb),而具有两个副像素电极(第一副像素电极11a及第二副像素电极11b)。

如图2所示,第一副像素SPa连接有TFT18a及辅助电容(CS)22a,第二副像素SPb连接有TFT18b及辅助电容(CS)22b。TFT18a及TFT18b的栅极电极与共同的(同一根)栅极总线(扫描线)12连接,且源极电极与共同的(同一根)源极总线(信号线)14a或是14b连接。辅助电容22a、22b分别与辅助电容总线(有时称为“辅助电容配线”或“CS总线”。)16a、16b连接。辅助电容22a及22b通过分别与副像素电极11a及11b电性连接的辅助电容电极、与辅助电容总线16a及16b电性连接的辅助电容对置电极,以及这些电极之间设置绝缘层(不图示)而形成。辅助电容22a及22b的辅助电容对置电极彼此独立,并具有分别从辅助电容总线16a及16b可以提供彼此不同的辅助电容对置电压(CS信号电压)的构造。

从共同的源极总线14a或是14b提供显示信号电压至副像素电极11a及副像素电极11b,TFT18a及TFT18b设为关闭状态后,通过使辅助电容22a及22b的辅助电容对置电极的电压(也就是说,从辅助电容总线16a或是辅助电容总线16b提供的电压)的变化量(根据变化的方向及大小而规定)不同,施加至各自的副像素SPa及SPb的液晶电容13a、13b的有效电压为不同的状态,也就是说,可以得到亮度不同的状态。若采用这种构成,则可以从一根源极总线14a或是14b提供显示信号电压至两个副像素SPa及SPb,由此不增加源极总线的数量及源极驱动的数量,可以使副像素SPa及SPb的亮度彼此不同。

在电性的等效电路中,第一副像素SPa及第二副像素SPb的液晶电容分别以液晶电容13a及13b表示。液晶电容13a、13b分别由副像素电极11a及11b、液晶层(不图示)、及对置电极17(相对于副像素SPa及SPb为共同)而形成。液晶电容13a、13b作为电性的构成要素提及时,有时也分别称为液晶电容Clca、Clcb。另外,辅助电容22a、22b作为电性的构成要素提及时,有时也分别称为辅助电容Ccsa、Ccsb。

着眼于图2中某个像素P(m+1,n+1)。第一副像素SPa的液晶电容Clca及辅助电容Ccsa的一个电极与用于驱动第一副像素SPa而设置的TFT18a的漏极电极连接,而液晶电容Clca的另一个电极与对置电极17连接,并且辅助电容Ccsa的另一个电极与辅助电容总线16a连接。第二副像素SPb的液晶电容Clcb及辅助电容Ccsb的一个电极与用于驱动第二副像素SPb而设置的TFT18b的漏极电极连接,而液晶电容Clcb的另一个电极与对置电极17连接,并且辅助电容Ccsb的另一个电极与辅助电容总线16b连接。在另一方面,若着眼于与某个像素在列方向上相邻的像素P(m+2,n+1),则第一副像素SPa的辅助电容Ccsa的另一个电极与辅助电容总线16b连接,第二副像素SPb的辅助电容Ccsb的另一个电极与辅助电容总线16a连接。也就是说,辅助电容总线CS(m+2)与像素P(m+2,n+1)的第一副像素SPa(m+2,n+1)具有的辅助电容22a,以及在列方向上相邻的像素P(m+1,n+1)的第二副像素SPb(m+1,n+1)具有的辅助电容22b连接。

像素P(m+1,n+1)的TFT18a及TFT18b的源极电极与源极总线14a连接,在列方向上相邻的像素P(m+2,n+1)的TFT18a及TFT18b的源极电极与源极总线14b连接。只是,如下文所述,各像素的TFT18a、18b与源极总线14a、14b的电性连接关系不限于图2所例举的内容。

并且,各像素的TFT18a及TFT18b只要提供共同的扫描信号电压(栅极信号电压)及共同的显示信号电压(源极信号电压),即使栅极总线12及/或是源极总线14a、14b不共同也可以。只是,栅极总线及/或是源极总线的线数增加,则成为开口率降低的因素,因此分别对应于构成一个像素P的两个副像素SPa及SPb的两个TFT18a、18b,优选与共同的栅极总线12及共同的源极总线14a或14b连接。

参考图3。TFT基板10具有多根栅极总线12。多根栅极总线12的每一根与多个像素具有的多行像素行的任一行相关联。沿着行方向排列的多个像素称为像素行。

具有TFT基板10的液晶显示面板100具有双源极构造。也就是说,TFT基板10具有多根第一源极总线14a及多根第二源极总线14b。多根第一源极总线14a的每一根与多个像素具有的多个像素列的任一列相关联,并且多根第二源极总线14b的每一根与多个像素具有的多个像素列的任一列相关联。沿着列方向排列的多个像素称为像素列。典型地,第一源极总线14a及第二源极总线14b的每一根与各像素列相关联。在图中,设置于像素的左侧的源极总线表示为第一源极总线14a,而设置于像素的右侧的源极总线表示为第二源极总线14b。

TFT基板10具有多根辅助电容总线16a、16b。多根辅助电容总线16a、16b的每一根与多个像素具有的第一副像素SPa及第二副像素SPb具有的辅助电容22a、22b的任一个连接。如上所述,多根辅助电容总线16a、16b包括辅助电容总线16a、16b,所述辅助电容总线16a、16b与某个像素P(p,q)的第一副像素SPa(p,q)具有的辅助电容、及某个像素在列方向上相邻的像素P(p-1,q)的第二副像素SPb(p-1,q)具有的辅助电容连接。

多个像素具有多对像素行对。多对像素行对的每一对与多行像素行之内的规定的两个像素行相关联。在各像素列中,多对像素行对的每一对中的一个像素连接至与该像素列相关联的第一源极总线14a,另一个像素连接至与该像素列相关联的第二源极总线14b。多对像素行对的每一对被同时选择。多对像素行对的每一对通过例如共同的扫描信号电压选择。也就是说,多对像素行对的每一对通过对与多对像素行对的每一对相关联的两个像素行相关联的栅极总线提供共同的扫描信号电压而选择。

说明像素行对的一个例子。具有rp行的像素行的多个像素具有例如rp/两组的多对像素行对。例如第一组的像素行对与第一行及第二行的像素行相关联。这个以PP(1)=(1,2)表示。第二组的像素行对与第三行及第四行的像素行相关联。也就是说,PP(2)=(3,4)。作为一般的表示,则第n组的像素行对与第(2×n-1)行及第(2×n)行的像素行相关联(但,1≦n≦rp/2),也就是说,PP(n)=(2×n-1,2×n)。(在本说明书中,“×”表示乘法。)在任意的帧期间内,以第一组、第二组、第三组、…的顺序选择像素行对。也就是说,第n组的像素行对在各帧期间选择第n个。第n组的像素行对在各帧期间例如在第n个水平扫描期间中选择。

在各像素列中,与同时选择的两根栅极总线连接的像素从彼此不同的源极总线14a及14b提供显示信号电压,因此可以同时进行扫描。液晶显示面板100是选择各两根扫描线而进行驱动,因此,与以选择各一根的驱动方法驱动的液晶显示面板相比,可以将向各像素的充电时间设为两倍。

专利文献1的液晶显示装置具有与实施方式的液晶显示面板100相同像素构造。另外,专利文献1的液晶显示装置具有多对像素行对,多对像素行对的每一对同时被选择的方面,也与液晶显示面板100相同。由此,关于实施方式的液晶显示面板100的构造及驱动方法的说明,也适用于专利文献1的液晶显示装置的构造及驱动方法。

但是,在以下的方面,专利文献1的液晶显示装置与本发明的实施方式不同。在专利文献1的液晶显示装置中,与多对像素行对的每一对相关联的像素行的组合在各帧期间相同。对此,在根据本发明的实施方式的液晶显示面板100中,多个帧期间包括两个像素行的组合彼此不同的第一个类型的帧期间及第二个类型的帧期间,所述两个像素行与多对像素行对的每一对相关联。

并且,在本说明书中,“帧期间”意味着从开始某一帧的写入到开始下一帧的写入的期间。换言之,“帧期间”意味着从对应于某一帧在最初选择像素行(或是像素行对),到对应于下一帧在最初选择像素行(或是像素行对)的期间。根据本发明的实施方式的液晶显示面板的“帧期间”包括“第一类型的帧期间”和“第二类型的帧期间”。“第一类型的帧期间”及“第二类型的帧期间”在帧期间内扫描栅极总线的顺序(图案)彼此不同。有时在第一类型的帧期间进行的、栅极总线的扫描的顺序(图案)称为“扫描模式A”,有时在第二类型的帧期间进行的、栅极总线的扫描的顺序(图案)称为“扫描模式B”。“垂直扫描期间”意味着某一栅极总线(扫描线)被选择并到下一栅极总线被选择的期间。“垂直扫描期间”规定于每像素行,根据连续的两个帧期间的类型也可以不同。在各帧期间,选择某一栅极总线的时刻与选择下一栅极总线(除了与某一栅极总线被同时选择的栅极总线)的时刻之差(期间)称为1水平扫描期间(1H)。

在此,参考图3及图12,说明在专利文献1的液晶显示装置中产生的显示不均的原因。在此,例举说明与图1至图3所示的构成具有相同的构成,并使用图12所示的电压来驱动的液晶显示面板。图12是表示专利文献1的液晶显示装置的驱动所使用的栅极信号电压Vg的波形的图。

在各帧期间,例如在第一个水平扫描期间,第一组的像素行对被同时选择,也就是说,第一行及第二行的像素行被同时选择。此时向与第一行及第二行的像素行相关联的栅极总线G(1)及G(2)提供共同的扫描信号电压,栅极总线G(1)及G(2)的栅极信号电压Vg(1)及Vg(2)由低(VgL)变高(VgH)。栅极总线G(1)及G(2)的栅极信号电压为高的期间,与栅极总线G(1)及G(2)连接的TFT18a、18b变为开启状态,由对应的源极总线14a或14b向各像素提供源极信号电压。向像素的充电开始时,由像素电极11a、11b的电位(漏极电压)变化引起,介于漏极·CS间的寄生电容,与CS信号电压叠加波动电压。波动电压被叠加的构成是辅助电容总线CS(1)、CS(2)及CS(3)(图3中空心的星星标记)。

在图13中,示出某个像素中的CS信号电压对应的波动电压及栅极信号电压以及下一次选择的栅极信号电压的时间变化。并且,实际上,CS信号电压有时也随着时间而变化,在图中示出以CS信号电压为基准的波动电压。并且,波动电压的极性有时也会对应显示信号电压的极性进行反转。

如图13所示,对CS信号电压叠加的波动电压随着时间衰减。例如显示信号电压的振幅大时,也就是说,有时像素显示的亮度高时,由于波动电压的绝对值变大,栅极信号电压从高变低时,未完全衰减而具有有限的值。栅极电压从高变低时波动电压未完全衰减,此时,波动电压在栅极信号电压从高变低后也衰减。此时受到CS信号电压的影响的漏极电压(像素电极电位)由于残留的波动电压而从原来的水平开始偏差。另外,在显示信号电压的振幅大的情况下,也会有下一次被选择的栅极总线的栅极信号电压从低变高时,波动电压未完全衰减。

下一水平扫描期间(第二个水平扫描期间)中,第二组的像素行对同时被选择,也就是说,第三行及第四行的像素行同时被选择。此时辅助电容总线CS(3)、CS(4)及CS(5)与波动电压叠加(图3中涂黑的星星标记)。其中,辅助电容总线CS(3)中,在上一水平扫描期间(第一个水平扫描期间)中残留有叠加的波动电压Vα。对此,辅助电容总线CS(4)及CS(5)中,从之前与波动电压叠加大约经过一垂直扫描期间,因此波动电压完全衰减而没有残留。由此,辅助电容总线CS(3)与辅助电容总线CS(4)及CS(5)相比,叠加的波动电压的绝对值较大。由于漏极电压(像素电极电位)受到CS信号电压的影响,因此连接至辅助电容总线CS(3)的像素所显示的亮度,与连接至辅助电容总线CS(4)及CS(5)的像素所显示的亮度相比高。如图3所示,第三行及第四行的像素行中,第三行的第一副像素SPa的亮度与其他副像素的亮度相比高。同样地,第五行及第六行的像素行中,第五行的第一副像素SPa的亮度与其他副像素的亮度相比高。图3中记载“H”的副像素示出,与由波动电压引起而未记载“H”的副像素相比亮度高。

如此,在专利文献1的液晶显示装置中,会有两个像素行的每一行产生显示亮度高的副像素行(沿着行方向排列的多个副像素),而发生显示不均。这种显示不均在两个像素行的每一行中产生,因此有容易被人眼辨认的问题。在专利文献1的液晶显示装置中,发生如上述显示不均的问题,是本发明者实际上试做专利文献1的液晶显示装置而得到认识。

接着,参考图3至图6,说明本发明的实施方式涉及的液晶显示面板100可以解决上述问题的情况。

图4是示意地示出液晶显示面板100所使用的TFT基板10的图,并示意地示出某一帧期间(第二类型的帧期间)中的显示状态的图。图5是示意地示出液晶显示面板100所使用的TFT基板10的图,并示意地示出各帧期间的显示状态平均后的状态。图4及图5均示出不进行多像素驱动的帧期间。TFT基板的参考符号的末尾以附上()并附上“fB”来表示示出第二类型的帧期间的状态,而TFT基板的参考符号的末尾以附上()并附上“f(ave)”来表示示出各帧期间(包含第一类型的帧期间及第二类型的帧期间)的平均。图6是表示液晶显示面板100的驱动所使用的栅极信号电压Vg的波形的图。

在液晶显示面板100中,多个帧期间包括与多对像素行对的每一对相关联的两个像素行两个像素的组合相互不同的、第一类型的帧期间及第二类型的帧期间。

例如,在第一类型的帧期间内,具有在上面例举的rp/2组的像素行对(PP(n)=(2×n-1,2×n))(但,1≦n≦rp/2)。第二类型的帧期间中的多对像素行对与第一类型的帧期间的多对像素行对的像素行的组合不同。如图4所示,第二类型的帧期间内,例如,第n组的像素行对与第(2×n-2)行及第(2×n-1)行的像素行相关联。也就是说,PP(n)=(2×n-2,2×n-1)(但,1≦n≦rp/2+1)。具体地,第一组的像素行对与第一行的像素行相关联,即PP(1)=(1)。第二组的像素行对与第二行及第三行的像素行相关联,也就是说,PP(2)=(2,3)。在第二类型的帧期间内,多对像素行对将像素行的行数设为rp行时,例如具有(rp/2+1)组的多对像素行对。由此,第一类型的帧期间及第二类型的帧期间,在帧期间内,扫描栅极总线的顺序(图案)彼此不同。

在此,在第二类型的帧期间内,最初选择的为一像素行(第一行的像素行),为了方便称之为第一组的像素行对。如上所述表示,则可以统一表示第n组的像素行对在帧期间中被第n个(即在第n个水平扫描期间内)选择的情况。不限于这个例子,例如,根据像素行的行数的奇偶,在第一类型的帧期间或第二类型的帧期间的最后被选择的,也由一个像素行而得到的相同地处理。

如图4所示,在第二类型的帧期间内,由于与CS信号电压叠加的波动电压导致变亮的像素行,与第一类型的帧期间不同。在第二类型的帧期间内,在第一个水平扫描期间内,辅助电容总线CS(1)及CS(2)与波动电压叠加(图4中空心的星星标记),在第二个水平扫描期间内,辅助电容总线CS(2)、CS(3)及CS(4)与波动电压叠加(图4中涂黑的星星标记)。第一个水平扫描期间与第二个水平扫描期间的两者中,与波动电压叠加的辅助电容总线为辅助电容总线CS(2),第二行及第三行的像素行中,第二行的第一副像素SPa的亮度与其他副像素的亮度相比高。同样地,第四行及第五行的像素行中,第四行的第一副像素SPa的亮度与其他副像素的亮度相比高。图4中记载“H”的副像素,示出与由波动电压引起且没有记载“H”的副像素相比亮度较高。

在第二类型的帧期间内,与第一类型的帧期间不同的像素行变亮,其结果,若将各帧期间的显示状态进行平均,则每两个像素行的显示不均受到抑制。在图5中,示意地示出各像素的第一类型的帧期间内的显示亮度与第二类型的帧期间内的显示亮度进行平均后的状态。如图5所示,将各帧期间的显示状态进行平均,则由波动电压引起而在每一像素行出现变亮的像素,并且,其亮度降低,因此与专利文献1的液晶显示装置相比,显示不均变得难以被人眼辨认。图5中记载“H’”的副像素,示出与未记载“H’”的副像素相比亮度高,并且,与图3及图4中记载“H”的副像素相比亮度低。

不进行多像素驱动时,向辅助电容总线16a、16b提供的CS信号电压为例如具有彼此相同的值的直流电压。在此,“直流电压”是指一垂直扫描期间中直流、即电位为一定的电压。不进行多像素驱动时,也可以不向辅助电容总线16a、16b提供CS信号电压。不进行多像素驱动时,向辅助电容总线16a、16b提供的CS信号电压也可以是具有彼此相同的波形的振动电压。

第一类型的帧期间及第二类型的帧期间,例如含有相同比例,但适用于抑制显示不均。第一类型的帧期间及第二类型的帧期间,例如一帧期间以上的规定期间进行切换。第一类型的帧期间及第二类型的帧期间也可以例如一帧期间进行切换。第一类型的帧期间及第二类型的帧期间也可以例如每两个帧期间进行切换,当然也可以具有在此以上的周期进行切换。

再次参考图1,说明可以切换第一类型的帧期间及第二类型的帧期间的液晶显示面板100的构成。

液晶显示面板100包括具有通过多个像素限定的显示区域的TFT基板10、向多根栅极总线12提供栅极信号电压的栅极驱动电路32、向多个源极总线14a、14b提供显示信号电压的源极驱动电路34、将与多对像素行对的每一对相关联的两个像素行的组合进行切换的帧期间类型切换电路33。

切换与多对像素行对的每一对相关联的两个像素行的组合是指,例如如图6所示,切换在各帧期间中的向栅极总线12提供的栅极信号电压Vg的波形(也就是说,栅极信号电压Vg从低(VgL)变高(VgH)的时间点))。通过切换栅极信号电压的波形,可以使在帧期间内扫描栅极总线的顺序(图案)不同。由此,可以切换扫描模式A与扫描模式B之间的扫描模式,并可以切换帧期间的类型(第一类型及第二类型)。

显示控制电路31是基于由输入显示信号提供的各像素应呈现的灰度,而生成栅极信号电压及显示信号电压,并输出至栅极驱动电路32及源极驱动电路34。显示控制电路31将帧期间类型切换电路33生成的信号输出至栅极驱动电路32及源极驱动电路34。栅极驱动电路32可以提供分别对应第一类型的帧期间及第二类型的帧期间的栅极信号电压。

例如显示控制电路31也可以包括帧期间类型切换电路33。帧期间类型切换电路33也可以是通过追加地设置切换电路的构成,也可以是与现有的电路(例如栅极驱动电路32)组合而构成。第一类型的帧期间及第二类型的帧期间的切换,也可以通过周期性切换第一类型的帧期间与第二类型的帧期间来进行,也可以通过随机地选择第一类型的帧期间与第二类型的帧期间来进行,也可以通过从第一类型的帧期间强制地切换至第二类型的帧期间,或通过从第二类型的帧期间强制地切换至第一类型的帧期间来进行。

栅极驱动电路32及/或是源极驱动电路34例如,也可以设置在显示区域的周边的边缘区域(有时称为非显示区域。)。显示控制电路31,一般地,还可以包括时序控制电路、提供CS信号电压至多根辅助电容总线16a、16b的CS电压控制电路等。如附图所示,栅极驱动电路32及源极驱动电路34,例如,可以使用COF(Chip on Flim,覆晶薄膜)而组装在TFT基板10上。液晶显示面板的边缘区域可以包括COF。不限于此,栅极驱动电路32及/或源极驱动电路34,也可以使用COG(Chip on Glass,覆晶玻璃)而组装在TFT基板10上。液晶显示面板100的边缘区域被包含在TFT基板10内。

第一类型的帧期间的长度V(fA)及第二类型的帧期间的长度V(fB),例如彼此相等。在上述的例子中,第一类型的帧期间具有rp/2组的像素行对,且第二类型的帧期间具有(rp/2+1)组的像素行对。第一类型的帧期间在具有rp/2个水平扫描期间的基础上,也可以具有不进行显示的垂直回扫期间V-B lank(fA),第二类型的帧期间除了具有(rp/2+1)个水平扫描期间之外,也可以具有不进行显示的垂直回扫期间V-Blank(fB)。通过使垂直回扫期间V-Blank(fA)及垂直回扫期间V-Blank(fB)的长度彼此不同,可以相同地设置第一类型的帧期间的长度V(fA)及第二类型的帧期间的长度V(fB)。

提供至第一源极总线14a及第二源极总线14b的显示信号电压的极性分别为,例如在各帧期间恒定。可以适当地调整TFT18a、18b与源极总线14a、14b的连接关系及源极总线14a、14b的极性,并可以抑制闪烁的发生。

在图3至图5所示的例子中,在各像素列中,与某个像素P(p,q)连接的TFT18a及18b连接至与该像素列(第q列)相关联的第一源极总线14a,且某个像素在列方向上与相邻的像素P(p+1、q)连接的TFT18a及18b连接至与该像素列(第q列)相关联的第二源极总线14b。另外,在各像素行中,与某个像素P(p,q)连接的TFT18a及18b连接至与该像素列(第q列)相关联的第一源极总线14a,且与某个像素在行方向上相邻的像素(p、q+1)连接的TFT18a及18b连接至与像素列(第q+1列)相关联的第二源极总线14b。提供至与各像素列相关联的第一源极总线14a及第二源极总线14b的显示信号电压的极性为,例如彼此相反。在各帧期间内,提供至多根第一源极总线14a的显示信号电压的极性为,例如彼此相同,提供至多根第二源极总线14b的显示信号电压的极性为,例如彼此相同。这种情况下,由于液晶显示面板100呈现各帧期间内一行一列点(Dot)反转状态,因此可以抑制闪烁的发生。

本发明的实施方式不仅限于此,也可以呈现各帧期间内两行一列点反转状态,也可以呈现N行一列点反转状态(N为3以上的整数)。关于用于抑制闪烁的发生的TFT18a、18b与源极总线14a、14b的连接关系及源极总线14a、14b的极性,在本申请人的国际申请PCT/JP2016/081086中公开。用于参考,国际申请PCT/JP2016/081086公开的全部内容被援引于本说明书中。

并且,提供至多根第一源极总线14a及多根第二源极总线14b的显示信号电压的极性,分别优选在每一帧期间以上的规定的期间进行反转。由此可以得到高品质的显示。规定的期间为,例如,优选液晶显示面板的刷新率(驱动频率)为60Hz时为一帧期间,且120Hz时为两帧期间,240Hz时为四帧期间。液晶显示面板的刷新率为K×60Hz时,规定的期间优选为帧期间的K倍或是2×K倍。在此,刷新率为由帧期间的长度的倒数而求得的频率。

接着,参考图7至图9,关于进行多像素驱动的液晶显示面板100进行说明。在下面,以与上述不进行多像素驱动液晶显示面板100区别的方面中心进行说明。

图7至图9分别示意地示出进行多像素驱动的液晶显示面板100所使用的TFT基板10的图。图7示意地示出某一帧期间(第一类型的帧期间)中的显示状态,图8示意地示出某一帧期间(第二类型的帧期间)中的显示状态,图9示意地示出各帧期间的显示状态平均后的状态。TFT基板的参考符号的末尾以附上()并附上“wm”来表示进行多像素驱动。

为了得到图7及图8所示的显示状态的栅极信号电压的波形,与图6所示的波形相同。

在进行多像素驱动的液晶显示面板中,例如通过使两个副像素具有的辅助电容所提供的CS信号电压彼此不同,而使向两个副像素的液晶层提供的有效电压彼此不同。具体地,向两个副像素电极提供规定的显示信号电压后,TFT处于关闭状态,副像素电极从源极总线被电性切断后,各辅助电容对置电压变化,并且,使该辅助电容对置电压的变化量(包括变化方向、变化量的符号)对于两个副像素彼此不同,由此使两个副像素的液晶层所施加的有效电压彼此不同。

在液晶显示面板100的各像素中,第一副像素Spa具有的辅助电容22a与第二副像素SPb具有的辅助电容22b,连接至彼此不同的辅助电容总线16a、16b,并从辅助电容总线16a及16b提供彼此不同的振动电压。这里的“振动电压”,除非另有说明,是指振动的周期比1垂直扫描期间短的电压。典型地,振动电压是在辅助电容总线16a与辅助电容总线16b位相为180°不同的电压。在此,辅助电容总线16a及16b与栅极总线12电性独立。并且,液晶显示面板100的整体,如辅助电容总线16a及16b的彼此电性独立的辅助电容总线,例如设有12种类,并与CS信号电压(辅助电容电压)的位相对应,提供至对应的副像素的辅助电容电极。例如,12种类的CS信号电压,是从12根辅助电容干线提供至各辅助电容总线16a、16b。

栅极信号电压的波形,与不进行图6所示的多像素驱动的情况相同,因此由波动电压引起而亮度变高的副像素行时,与不进行多像素驱动的情况相同。例如,在图7所示的第一类型的帧期间内,参考图3并如所说明的,第三行及第四行的像素行中,第三行的第一副像素Spa的亮度与其他副像素的亮度相比较高。图8所示的第二类型的帧期间内,如参考图4并说明的,第二行及第三行的像素行中,第二行的第一副像素Spa的亮度与其他副像素的亮度相比高。但,进行多像素驱动,并呈现一行一列点反转状态时,则在像素行方向上交替地配置明副像素(图7至图9中“B”)与暗副像素(图7至图9中“D”)。例如如图7所示,亮度变高的第三行的第一副像素Spa中,明副像素以“H”、暗副像素以“d”记载。图7及图8中“H”示出与其他明副像素“B”相比亮度较高,图7及图8中“d”示出与其他暗副像素“D”相比亮度较高。其中,作为显示不均被人眼辨认的是明副像素“H”。明副像素“H”虽然为一副像素行中一半的副像素,但两个像素行的每一行中产生显示亮度高的副像素行。由此,多个帧期间仅包括第一类型的帧期间,也就是说,各帧期间以同一根扫描模式(扫描模式A)扫描而发生显示不均,并且,可能产生如这种显示不均是容易被人眼辨认。

根据本发明的实施方式,这个问题得到解决。也就是说,在第二类型的帧期间内,与第一类型的帧期间不同的像素行变亮的结果是,平均各帧期间的显示状态,则两个像素行的每一行的显示不均受到抑制。在图9中,示意地示出各像素的第一类型的帧期间中的显示亮度与第二类型的帧期间中的显示亮度平均后的状态。如图9所示,若将各帧期间的显示状态进行平均,则由波动电压引起且变亮的像素在每一像素行出现,且其亮度降低,由此显示不均变得难以被人眼辨认。图9中记载“H’”的明副像素,示出与明副像素“B”相比亮度较高,并且与图7及图8中的明副像素“H”相比亮度低。图7及图8中,两个像素行的每一行中排列有明副像素“H”,但图9中,每一像素行中排列有明副像素“H’”。由此上述显示不均受到抑制。并且,图9中记载“d’”的暗副像素,示出与暗副像素“D”相比亮度较高,并且与图7及图8中的暗副像素“d”相比亮度低。

并且,液晶显示面板100在进行多像素驱动时也可以不需要呈现一行一列点反转状态。发生上述本发明想要解决的课题,并不限于呈现一行一列点反转状态的情况。例如,也可以在各帧期间内呈现一列反转状态、一行反转状态。

并且,本发明的实施方式不限于列举的液晶显示面板100。产生上述问题的不限于列举的液晶显示面板。可能产生本发明的实施方式想要解决的问题的是满足以下条件的液晶显示面板。只要(1)以两个像素行同时被选择的驱动方法驱动、以及(2)具有与在第n行被选择的像素行的任一个、和在第n+1行被选择的像素行的任一个的两者电性连接的辅助电容总线的液晶显示面板即可。如上所述的液晶显示面板可能产生出现显示不均这样的上述问题,因此,与像素行对的每一对相关联的像素行的组合具有彼此不同的第一类型的帧期间及第二类型的帧期间,由此可以解决上述问题。

例如,与像素行对的每一对相关联的像素行的组合不限于上述例子。例如,如专利文献1的图35的液晶显示装置,也可以具有在第一个水平扫描期间内,选择第一行及第三行的像素行,在第二个水平扫描期间内,选择第二行及第四行的像素行,在第三个水平扫描期间内,选择第五行及第七行的像素行,在第四个水平扫描期间内,选择第六行及第八行的像素行,…以这样的顺序选择像素行的帧期间,作为第一类型的帧期间。第一类型的帧期间具有的多对像素行对表示为PP(n)=(2×n-1,2×n+1)(n为奇数时)、PP(n)=(2×n-2,2×n)(n为偶数时)。这种情况下,在第二类型的帧期间内,例如,在第一个水平扫描期间内,选择第二行及第四行的像素行,在第二个水平扫描期间内,选择第一行目及第三行的像素行,在第三个水平扫描期间内,选择第六行及第八行的像素行,在第四个水平扫描期间内,选择第五行及第七行的像素行,…以这样的顺序选择像素行即可。也就是说,第二类型的帧期间具有的多对像素行对可以表示为PP(n)=(2×n,2×n+2)(n为奇数时)、PP(n)=(2×n-3,2×n-1)(n为偶数时)。

实施方式的液晶显示面板100虽然可以抑制显示不均,但可能产生以下的问题。

在第一类型的帧期间及第二类型的帧期间内,有时栅极总线的扫描顺序(图案)彼此不同,导致向各像素提供显示信号电压的时间根据帧期间的类型而不同。例如,参考图6所示的栅极信号电压Vg(2),则可知通过栅极信号电压Vg(2)被选择的像素基于显示信号电压呈现灰度的时间,在进行扫描模式A的第一类型的帧期间与进行扫描模式B的第二类型的帧期间内,彼此不同。例如第一类型的帧期间及第二类型的帧期间在帧期间的每一个进行切换,提供至源极总线14a、14b的显示信号电压的极性通过在帧期间的每一个进行反转的驱动方法来驱动,则帧期间的类型(第一类型或是第二类型)与显示信号电压的极性的组合形成固定。对于像素,可能产生如显示信号电压的极性为+的时间、和极性为-的时间不一致的问题。

为了得到高品质的显示,液晶显示面板100的驱动方法优选帧期间的类型(第一类型或是第二类型)与显示信号电压的极性的组合不固定。例如例举了下面的方法。参考图10及图11,说明实施方式的液晶显示面板100中的帧期间的类型(第一类型或第二类型)及显示信号电压极性的变化。图10及图11中,示出在各帧期间内,提供至各像素的显示信号电压的极性(“+”或“-”),以及第一类型的帧期间(以“fA”表示)或第二类型的帧期间(以“fB”表示)的区别。

作为第一个方法,只要使切换第一类型的帧期间及第二类型的帧期间的周期,与反转显示信号电压的极性的周期不同就可以。例如,如图10的(a)所示,只要将第一类型的帧期间及第二类型的帧期间切换到一帧期间的每一个(周期为两帧期间),且在两帧期间的每一个反转(周期为四帧期间)显示信号电压的极性即可。例如,如图10的(b)所示,两帧期间的每一个切换(周期为四帧期间)第一类型的帧期间及第二类型的帧期间,且一帧期间的每一个反转(周期为两帧期间)显示信号电压的极性即可。并且,“切换第一类型的帧期间及第二类型的帧期间”,是指将帧期间的类型在第一类型与第二类型之间切换,也就是说,是指将扫描模式A与扫描模式B之间的扫描模式进行切换。

作为第二个方法,如图10的(c)及图10的(d)所示,切换第一类型的帧期间及第二类型的帧期间的周期,与反转显示信号电压的极性的周期相同,切换第一类型的帧期间及第二类型的帧期间的时序,与反转显示信号电压的极性的时序不同即可。

作为第三个方法,只要对应用户规定的操作,切换帧期间的类型(第一类型或是第二类型)与显示信号电压的极性的组合即可。例如,如图11的(a)所示,以同一周期进行帧期间的类型(第一类型或是第二类型)的切换与显示信号电压的极性的反转,电源ON时,仅将帧期间的类型(第一类型或是第二类型)随机地或是强制地切换。或者,如图11(b)所示,以同一周期进行帧期间的类型(第一类型或是第二类型)的切换与显示信号电压的极性的反转,电源ON时,仅将显示信号电压的极性随机地或是强制地切换。用户的规定的操作,例如不限于电源ON时,也可以是频道切换时、输入切换时等。对应于根据如上所述的用户的规定的操作,在整个画面切换时序中,由于整个画面切换,即使进行上述切换,不能与整个画面的切换进行区分,由此观看者不会感到有不协调。

当然也可以组合上述第一至第三方法。

根据本发明的实施方式的液晶显示面板100的TFT,可以是非晶硅TFT(a-Si TFT)、多晶硅TFT(p-Si TFT)、微晶硅TFT(μC-Si TFT)等的公知的TFT,优选使用具有氧化物半导体层的TFT(氧化物TFT)。

氧化物半导体层中含有氧化物半导体,也可以是非晶氧化物半导体,也可以是具有晶体部分的晶体氧化物半导体。作为晶体氧化物半导体,列举多结晶氧化物半导体、微结晶氧化物半导体、c轴大致垂直于层面地取向的晶体氧化物半导体等。

氧化物半导体层也可以具有两层以上的层叠构造。氧化物半导体层具有层叠构造时,氧化物半导体层也可以含有非晶质氧化物半导体层与晶体氧化物半导体层。或者,也可以含有不同结晶构造的多个晶体氧化物半导体层。另外,也可以含有多个非晶质氧化物半导体层。氧化物半导体层具有包括上层及下层的两层构造时,上层中含有的氧化物半导体的能隙(Energy gap),优选大于下层中含有的氧化物半导体的能隙。但,这些层的能隙的差比较小时,下层的氧化物半导体的能隙也可以大于上层的氧化物半导体的能隙。

非晶质氧化物半导体及上述各晶体氧化物半导体的材料、构造、成膜方法、具有层叠构造的氧化物半导体层的构成等,记载于例如特开2014-007399号公报。用于参考,特开2014-007399号公报公开的全部内容被援引于本说明书中。

氧化物半导体层,例如,也可以含有In、Ga及Zn中至少一种金属元素。氧化物半导体层例如,含有In-Ga-Zn-O类的半导体(例如氧化铟镓锌)。在此,In-Ga-Zn-O类的半导体为In(铟)、Ga(镓)、Zn(锌)的三元类氧化物,而In、Ga及Zn比例(组成比)并未特别限定,例如含有In:Ga:Zn=2:2:1、In:Ga:Zn=1:1:1、In:Ga:Zn=1:1:2等。像这样的氧化物半导体层可以由含有In-Ga-Zn-O类的半导体的氧化物半导体膜形成。并且,有时将具有含有In-Ga-Zn-O类的半导体等的氧化物半导体的活性层的沟道蚀刻型的TFT称为“CE-OS-TFT”。

In-Ga-Zn-O类的半导体也可为非晶体,也可以是晶体。作为晶体In-Ga-Zn-O类的半导体,优选c轴大致垂直于层面地取向的晶体In-Ga-Zn-O类的半导体。

并且,晶体In-Ga-Zn-O类的半导体的结晶构造,例如,公开于特开2014-007399号公报、特开2012-134475号公报、特开2014-209727号公报等。用于参考,特开2012-134475号公报及特开2014-209727号公报公开的全部内容被援引于本说明书中。具有In-Ga-Zn-O类半导体层的TFT具有高的移动度(与a-SiTFT相比大于二十倍)及低的漏电流(与a-SiTFT相比不足百分之一),因此,适用于作为驱动TFT(例如,在包含多个像素的显示区域的周边,设置于与显示区域相同的基板上的驱动电路所包含的TFT)及像素TFT(设有像素的TFT)。

氧化物半导体层也可以替代In-Ga-Zn-O类半导体,含有其他氧化物半导体。也可以含有例如In-Sn-Zn-O类半导体(例如In2O3-SnO2-ZnO;InSnZnO)。In-Sn-Zn-O类半导体为In(铟)、Sn(锡)及Zn(锌)的三元类氧化物。或者,氧化物半导体层也可以含有In-Al-Zn-O类半导体、In-Al-Sn-Zn-O类半导体、Zn-O类半导体、In-Zn-O类半导体、Zn-Ti-O类半导体、Cd-Ge-O类半导体、Cd-Pb-O类半导体、CdO(氧化镉)、Mg-Zn-O类半导体、In-Ga-Sn-O类半导体、In-Ga-O类半导体、Zr-In-Zn-O类半导体、Hf-In-Zn-O类半导体、Al-Ga-Zn-O类半导体、Ga-Zn-O类半导体等。

下面,参考附图,说明根据本发明的其他实施方式的液晶显示面板使用的有源矩阵基板(TFT基板)。本实施方式的有源矩阵基板是具有在同一基板上形成的氧化物半导体TFT与结晶硅TFT的有源矩阵基板。

有源矩阵基板在每个像素上具有TFT(像素用TFT)。作为像素用TFT,使用例如In-Ga-Zn-O类的半导体膜设为活性层的氧化物半导体TFT。

与像素用TFT在同一基板上,也有将周边驱动电路的一部分或整体一体成型。像这样的有源矩阵基板被称为驱动单片(Driver monolithic)的有源矩阵基板。驱动单片的有源矩阵基板中,周边驱动电路设置于包含多个像素的区域(显示区域)以外的区域(非显示区域或是边缘区域)。构成周边驱动电路的TFT(电路用TFT)使用,例如,将多晶硅膜作设为活性层的结晶硅TFT。如此,若作为像素用TFT使用氧化物半导体TFT,作为电路用TFT使用结晶硅TFT,则在显示区域中可以降低消耗功率,进一步地,可以减小边缘区域。

接着,使用附图说明本实施方式的有源矩阵基板的更具体的构成。

图14是示出在本实施方式的有源矩阵基板(TFT基板)700中的结晶硅TFT(下面,称为“第一薄膜晶体管”。)710A及氧化物半导体TFT(下面,称为“第二薄膜晶体管”。)710B的剖面构造的剖面图。

有源矩阵基板700包括含有多个像素的显示区域702和显示区域702以外的区域(非显示区域)。非显示区域包括设有驱动电路的驱动电路形成区域701。在驱动电路形成区域701内,设置了图1所示的栅极驱动电路32的一部分或全部。驱动电路形成区域701内,也可以进一步设置图1所示的源极驱动电路34的一部分或全部。

如图14所示,在有源矩阵基板700中,作为像素用TFT,在显示区域702的各像素中形成有第二薄膜晶体管710B,并且作为电路用TFT,在驱动电路形成区域701中形成有第一薄膜晶体管710A。

本实施方式可以适用于上述液晶面板的任一个。例如,参考图2至图5及图7至图9,可以使用本实施方式的第二薄膜晶体管710B作为上述的TFT18a、18b。

有源矩阵基板700包括基板711、基板711的表面形成的基底膜712、基底膜712上形成第一薄膜晶体管710A、基底膜712上形成第二薄膜晶体管710B。第一薄膜晶体管710A是含有以结晶硅为主的具有活性区域的结晶硅TFT。第二薄膜晶体管710B是含有以氧化物半导体的具有活性区域的氧化物半导体TFT。第一薄膜晶体管710A及第二薄膜晶体管710B被一体地内置于基板711。这里所说的“活性区域”是指形成TFT的活性层的半导体层中,形成沟道区域。

第一薄膜晶体管710A包括形成于基底膜712上的结晶硅半导体层(例如低温多晶硅层)713、覆盖结晶硅半导体层713的第一绝缘层714、设置于第一绝缘层714上的栅极电极715A。第一绝缘层714中,位于结晶硅半导体层713与栅极电极715A之间的部分,作为第一薄膜晶体管710A的栅极绝缘膜起作用。结晶硅半导体层713具有形成沟道的区域(活性区域)713c、和分别位于活性区域的两侧的源极区域713s及漏极区域713d。在这个例子中,结晶硅半导体层713中,隔着第一绝缘层714而与栅极电极715A叠加的部分形成活性区域713c。另外,第一薄膜晶体管710A包括分别与源极区域713s及漏极区域713d连接的源极电极718sA及漏极电极718dA。源极及漏极电极718sA、718dA也可以设置于栅极电极715A及覆盖结晶硅半导体层713的层间绝缘膜(这里为第二绝缘层716)上,在层间绝缘膜形成的接触孔内与结晶硅半导体层713连接。

第二薄膜晶体管710B包括设置在基底膜712上的栅极电极715B、覆盖栅极电极715B的第二绝缘层716、配置在第二绝缘层716上的氧化物半导体层717。如附图所示,作为第一薄膜晶体管710A的栅极绝缘膜的第一绝缘层714,也可以延伸设置至以形成第二薄膜晶体管710B的区域为止。这种情况下,氧化物半导体层717也可以形成于第一绝缘层714上。第二绝缘层716中,位于栅极电极715B与氧化物半导体层717之间的部分作为第二薄膜晶体管710B的栅极绝缘膜起作用。氧化物半导体层717包括沟道形成的区域(活性区域)717c、以及分别位于活性区域的两侧的源极接触区域717s及漏极接触区域717d。在这个例子中,氧化物半导体层717中,隔着第二绝缘层716与栅极电极715B叠加的部分形成活性区域717c。另外,第二薄膜晶体管710B进一步包括分别与源极接触区域717s及漏极接触区域717d连接的源极电极718sB及漏极电极718dB。并且,也可以是在基板711上不设置基底膜712的构成。

薄膜晶体管710A、710B用钝化膜719及平坦化膜720覆盖。在作为像素用TFT起作用的第二薄膜晶体管710B中,栅极电极715B与栅极总线(未图示)连接,源极电极718sB与源极总线(未图示)连接,漏极电极718dB与像素电极723连接。在这个例子中,在钝化膜719及平坦化膜720中形成的开口部内,漏极电极718dB与对应的像素电极723连接。在源极电极718sB中,通过源极总线提供视频信号,基于来自栅极总线的栅极信号而向像素电极723写入需要的电荷。

并且,如附图所示,可以在平坦化膜720上形成透明导电层721作为共通电极,也可以在透明导电层(共通电极)721与像素电极723之间形成第三缘层722。这种情况下,也可以在像素电极723设置裂缝状的开口。像这样的有源矩阵基板700可以适用于例如FFS(Fringe Field Switching)模式的显示装置。

在图示的例子中,第一薄膜晶体管710A中,栅极电极715A与基板711(基底膜712)之间包括配置有结晶硅半导体层713的顶部栅极构造。另一方面,第二薄膜晶体管710B中,氧化物半导体层717与基板711(基底膜712)之间包括配置有栅极电极715B的底部栅极构造。通过采用如此构造,在同一基板711上,将两个种类的薄膜晶体管710A、710B一体成型时,可以更有效果地抑制制造工序数、制造成本的增加。

第一薄膜晶体管710A及第二薄膜晶体管710B的TFT构造不限于上述限定。

工业上的应用

本发明可以广泛地利用液晶显示面板及其驱动方法,尤其是,作为高精细的电视用途的大型液晶显示面板及其驱动方法。

标号说明

10T FT基板

12 栅极总线

14a、14b 源极总线(第一、第二源极总线)

16a、16b 辅助电容总线

18a、18b TFT

100 液晶显示面板

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