[发明专利]具有行/列反向驱动器的有源矩阵液晶显示器和由此的电子装置

说明书

发明领域

本发明涉及液晶显示器，具体地，用于在电子装置例如彩色图象投影仪中使用的有源矩阵液晶显示器，该显示器具有行反向驱动和列反向驱动操作。

现有技术的描述

通常地，投影型(称为液晶显示器投影仪)的液晶显示器采用有源矩阵液晶显示器作为它们的液晶光阀，该光阀用作光调制器。有源矩阵液晶显示器包含有源矩阵基片和它的相对的具有公共电极的基片，该有源矩阵基片上构造了信号线、电极和用于像素的开关元件，其中相互相对地设置这些基片并由规定的缝隙通过密封材料相互分离。在有源矩阵液晶显示器的基片之间的这种缝隙中保存液晶。在显示器的规定的显示区域上设置大量的“像素电极”，并且它们分别由数据线和扫描线包围。因此，在显示屏上以矩阵形式设置像素电极。

最近用于有源矩阵液晶显示器的主流技术称为“扭曲向列”(TwistedNematic)(简称为“TN”)模式。这是因为TN模式的液晶显示器提供高亮度、高对比度和相对高速的响应，同时可以利用相对低的电压驱动并易于控制其灰度。也就是，TN模式的液晶显示器在现在显示器的各种基本特性间达到了较好的平衡。TN模式使用规定的结构，其中在有源矩阵基片和它的相对的基片之间以它们的长轴方向扭曲液晶分子。一般地讲，扭曲向列型液晶显示器(或“TNLCD”)采用一种液晶，在没有电场下该液晶的扭曲向列分子排列在螺旋轴上将极化光子扭曲至90°。

通过基片的表面情况调节用于排列液晶分子的排列方向。也就是，因为液晶分子相对于排列方向具有某种程度的自由度，所以通过简单地平行液晶显示屏的表面排列它们，并不能使所有的液晶分子都排列为规定的方向。用于确保液晶分子按特殊方向排列的一种方法是通过提供具有按特殊方向引导排列的覆盖材料的基片的表面或沟道完全控制它们使其按长轴方向排列。具体地，覆盖有聚酰亚胺树脂的基片的表面具有特定的取向以在其上形成取向薄膜。通过按特定的方向延伸形成划痕可以在取向薄膜的表面上进一步增强取向。此外，在取向工序中还提供有几种方法以将特定的取向提供到在基片的表面上形成的取向薄膜。例如，所谓的摩擦法用绕在轴上的布摩擦取向膜，或者倾斜淀积(或倾斜蒸发)方法用于以倾斜方向淀积无机材料形成取向薄膜。

将进行与有源矩阵液晶显示器的典型实施例有关的更具体的描述，该显示器采用薄膜晶体管(称为，“TFT”)作为像素的开关元件。那就是，有源矩阵液晶显示器由用于制造扫描线、数据线、像素电极和薄膜晶体管的有源矩阵基片和它的具有公共电极的相对的基片组成，其中在这些相互相对地设置并通过密封材料相互隔离的基片之间的缝隙中严密地保存液晶层。

在有源矩阵基片直接面向液晶层的主表面上，大量的数据线和扫描线以网格图形相互交叉地与薄膜晶体管相连接，以致靠近每个数据线和每个扫描线之间的交叉点上设置每个薄膜晶体管。此外，像素电极通过各自的薄膜晶体管连接到数据线和扫描线。一个像素限定为一个区，该区包含每个像素的一个像素电极以及它相应的数据线、扫描线和薄膜晶体管。因此，有源矩阵液晶显示器就能通过激活以矩阵形式排列的各自的像素显示点的图象。

在不加电方式(或断电方式)下电压未加到衬底之间，促使液晶分子按规定取向排列的取向膜分别形成在夹有液晶层的有源矩阵衬底和与其相对的衬底表面。传统地，取向薄膜由取向的高分子材料如聚酰亚胺组成，以致广泛地使用有机取向薄膜，该薄膜的表面经过摩擦处理。在摩擦工艺中，规定的摩擦布按确定的方向摩擦薄膜的表面。

在有源矩阵基片中，形成数据线、扫描线、和薄膜晶体管的区比形成像素电极的区具有更多的层。也就是，比像素的中心部分在高度上有所增加包含数据线、扫描线、和薄膜晶体管的像素的外围部分。这导致在有源矩阵基片上在像素的外围部分和中心部分之间形成高度差。

最近，通过降低像素的尺寸制造具有非常小的结构的液晶显示器。在取向薄膜的摩擦工艺中，摩擦布不能在有源矩阵基片上的不同的和它们的相邻的区形成良好的接触。因此，很难在取向薄膜的整个表面区上完全地实行摩擦工艺。

如果在与边界区对应的邻近的区域中的像素外围部分和中间部分的差别使摩擦工艺进行得不完全，就会在取向薄膜的这些区域中产生缺陷。在不加电方式中，在临近前述的边界区域内的取向薄膜将无法有效地使液晶分子规则排列。这会引起取向失效，其中液晶分子由于各种原因在取向中变得不稳定。那就是，在像素的外围部分和中心部分之间的边缘区域处引起发生称为“反向倾斜区”(reverse tilt domain)(即，其中液晶分子在建立或倾斜中具有不同的方向)。这会导致显示失效，如光的泄漏。