顯示裝置及其驅動方法、信息終端裝置的制作方法

專利名稱：顯示裝置及其驅動方法、信息終端裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及適用于所謂的便攜式裝置等的液晶顯示裝置，電致發光顯示裝置及其驅動方法，更具體地說，涉及用面積灰度等級法進行中間色調顯示的液晶顯示裝置，電致發光顯示裝置及其驅動方法以及副象素的顯示圖案評價方法。本發明還涉及一種信息終端裝置。
背景技術：
圖39是有源矩陣方式的液晶顯示面板(以下，稱為第1已有技術例)的象素的電路構成圖。在圖39中，SL是信號線，GL是掃描線，Tr是象素晶體管，C是存儲電容，155是象素電極，156是存儲電容線。如果是這樣的構成，則當顯示圖象的輸入圖象顯示信號的灰度等級顯示方式是模擬信號時，能夠進行充分的顯示。但是，最近的便攜式終端裝置中的圖象數據是數字信號，因此，當將上述第1已有技術例應用于便攜式終端裝置的驅動電路時，需要將數字圖象輸入信號變換成模擬信號的數字/模擬變換電路。從而導致制造成本和電力消耗的增加。
為了解決這樣的第1已有技術例中的課題，在日本平成10年公開的10-68931號專利公報中，揭示了通過對單位象素進行多次分割，由多個副象素構成單位象素，用面積灰度等級顯示數字圖象信號的技術(以下，稱為第2已有技術例)。我們參照圖39進行說明，SL....是信號線，GL....是柵極線，Tr1·Tr2·Tr3·Tr4是象素晶體管，55a·55b·55c·55d是象素電極。在與數字信號圖象數據的加權對應的大小上形成上述象素電極55a·55b·55c·55d的面積比。通過這樣的構成，不用將數字圖象輸入信號變換成模擬信號，能夠對數字信號原封不動地進行灰度等級顯示。從而，能夠防止由于具有數字/模擬變換電路引起的制造成本的增加和電力消耗的增加。
但是，在上述第2已有技術例中發生下列的問題。
(1)在第2已有技術例中，掃描方驅動電路和信號方驅動電路都是由多晶硅形成的。因此，當增加象素數目時，隨著象素數目的增加，水平掃描時間變短，不能夠使由特性比單晶硅差的多晶硅形成的信號方驅動電路以信號方驅動所需的速度進行動作。
(2)又，在第2已有技術例中，當分割單位象素構成多個副象素時，作為信號線和掃描線的配線構造，形成信號線個別地配線，掃描線共同配線的構造。在這樣的構成中，特別是為了進行彩色顯示進一步將每個單位象素分割成R(紅色)，G(綠色)，B(藍色)時，驅動電路中的連接引線數飛躍地增大。因此，不良連接的發生率增大，導致顯示缺陷等，使圖象質量低下。
(3)在上述第2已有技術例中，通過對數字信號原封不動地進行灰度等級顯示，能夠防止電力消耗的增加。但是，將第2已有技術例應用于信息終端裝置，特別是便攜式電話的顯示部時，需要進一步降低電力消耗。
(4)又，在第2已有技術例中，用象素晶體管Tr1·Tr2·Tr3·Tr4驅動各象素電極155a·155b·155c·155d進行灰度等級顯示，但是通過將某個單位象素的灰度等級顯示和相鄰的單位象素的灰度等級顯示合并在顯示畫面上顯示出帶狀的濃淡，可以看到固定圖樣(固定圖案)，液晶面板的映像品位變得低下了。

發明內容
本發明的目的是提供能夠解決上述課題，不用設置數字/模擬變換電路，根據數字圖象信號來進行灰度等級顯示，而且，能夠減少周圍驅動電路的占有面積和減少電力消耗，而可以進行圖象質量良好的灰度等級顯示的液晶顯示裝置及其驅動方法。
又本發明的另一個目的是提供抑制固定圖樣的發生，抑制顯示圖象品位低下的液晶顯示裝置，電致發光顯示裝置及其驅動方法。
為了達到上述目的，本發明中的方案1所述的發明的特征是備有向掃描線供給掃描信號的掃描方驅動電路，和向信號線供給數字圖象信號的信號方驅動電路，在多個單位象素具有矩陣狀排列構造的液晶顯示裝置中，將上述各單位象素分割成多個副象素，各副象素具有各自的副象素電極，與上述副象素電極連接的開關元件和與上述副象素電極連接的電壓控制電容部分，進一步，供給補償電壓信號的電壓控制電容配線與上述電壓控制電容部分連接，結束到上述副象素的寫入后，使上述補償電壓信號的電位變化，對副象素電極的電位進行調制。
通過上述構成，能夠實現根據數字圖象信號，用獨立電容耦合驅動方式進行灰度等級顯示的液晶顯示裝置。然后，通過用獨立電容耦合驅動方式作為驅動方式，可以達到減少電力消耗的目的。
方案2所述的發明的特征是，在方案1所述的液晶顯示裝置中，上述單位象素具有，將上述掃描線配線給每個副象素，與所有的副象素共同進行上述信號線配線的配線構造。
如果是上述配線構造，則即便在應用于追加了R，G，B副象素的全彩色顯示的液晶顯示裝置的情形中，配線的連接條數與第2已有技術例比較并沒有多大增加。所以，能夠解決由于該已有技術例所有的連接引線數目飛躍地增大引起的不良連接的增多，進一步發生顯示缺陷等的圖象質量低下的問題。
方案3所述的發明的特征是，在方案2所述的液晶顯示裝置中，可以與上述數字圖象信號的加權對應的大小形成上述副象素的電極面積。
通過上述構成，使提高顯示品位的灰度等級顯示成為可能。
方案4所述的發明的特征是，在方案2所述的液晶顯示裝置中，構成上述單位象素的各開關元件是薄膜晶體管，接通電流能力能達到與上述數字圖象信號的加權對應的大小。
通過上述構成，象素晶體管能夠得到與副象素的電極大小對應的接通電流能力，可以充分地寫入圖象信號。此外，象素晶體管的接通電流能力的設定，可以使溝道寬度變化，使溝道長度變化，或使溝道寬度和溝道長度兩者都變化那樣地進行。
方案5所述的發明的特征是，在方案2所述的液晶顯示裝置中，上述單位象素的各電壓控制電容部分，能夠以與上述數字圖象信號的加權對應的大小形成它的電容值。
通過上述構成，能夠達到降低各副象素的電極電位變動，提高顯示品位的目的。
方案6所述的發明的特征是，在方案2所述的液晶顯示裝置中，上述掃描線包含夾著上述象素電極而設置在前段和后段的前段掃描線和后段掃描線，在上述前段掃描線和上述象素電極之間形成有存儲電容。
通過上述構成，在多個副象素的每一個中，能夠得到需要的負載電容。因此，能夠提高各副象素的保持特性，防止圖象質量低下。
方案7所述的發明的特征是，在方案6所述的液晶顯示裝置中，將上述電壓控制電容的電容值設定在滿足下列的第1式的Cc的0.6倍以上，1.4倍以下的值上。
Cc＝{(Vbias/Vepp-Vbias)}·(Clc+Cgd)........(1)其中，Vbias是由于補償電壓的變化引起的象素電壓的變化量，Vepp是補償電壓信號的電壓振幅，Clc是液晶電容，Cgd是是上述開關元件的寄生電容量。
如果滿足上述第1式那樣地設定電壓控制電容，則能夠在最小的電力消耗，并且小的振幅下，得到充分的對比度。
方案8所述的發明的特征是，在方案2所述的液晶顯示裝置中，構成上述單位象素的多個上述副象素電極的面積中心幾乎都在相同位置上。
通過上述構成，能夠抑制固定圖樣的發生，平滑由圖象顯示裝置顯示的圖象的灰度等級，提高映像的品位。
方案9所述的發明的特征是，在方案8所述的液晶顯示裝置中，至少將一個以上的上述副象素電極分割成大致的二字形狀，該二字形狀的副象素電極夾住剩余的象素電極中的至少一個以上的象素電極那樣地配置。
即便在這樣的構成中，也能夠抑制固定圖樣的發生，能夠提高映像的品位。
方案10所述的發明的特征是，在方案9所述的液晶顯示裝置中，分割成二字形狀的各分割電極電連接在一起。
通過上述構成，如果例如二字形狀的各分割電極不電連接在一起，則需要分別設置開關元件，但是如果是本發明那樣地電連接的構成，則能夠單個地驅動開關元件。從而，能夠減少開關元件的個數，而且可以提高只與開關元件的占有面積部分相當的開口率。
方案11所述的發明的特征是，在方案8所述的液晶顯示裝置中，至少一個以上的上述副象素電極的形狀是大致的口字形狀，該口字形狀的副象素電極包圍剩余的象素電極中的至少一個以上的象素電極那樣地配置。
即便在上述構成中，也能夠抑制固定圖樣的發生，能夠提高映像的品位。
方案12所述的發明的特征是，在方案8所述的液晶顯示裝置中，上述多個副象素電極中電極面積最大的副象素電極的形狀是大致的口字形狀，進一步，在它的內側配置大致二字形狀的副象素電極。
通過上述構成，如果例如口字形狀的各分割電極不電連接在一起，則需要分別設置開關元件，但是如果是本發明那樣地電連接的構成，則能夠單個地驅動開關元件。從而，能夠減少開關元件的個數，而且可以提高只是與開關元件的占有面積部分相當的開口率。
方案13所述的發明的特征是，在方案2所述的液晶顯示裝置中，上述信號方驅動電路是由單晶硅形成的，上述掃描方驅動電路是由多晶硅形成的。
通過由單晶硅形成如上述那樣的信號方驅動電路，與由多晶硅形成信號方驅動電路的情形比較，可以大幅度地減少電力消耗。又，即便象素數目增加水平掃描時間變短，因為信號方驅動電路是由單晶硅形成的，所以也能夠使信號方驅動電路以信號方驅動所需的速度進行動作。
方案14所述的發明的特征是，在方案13所述的液晶顯示裝置中，上述開關元件是包含多晶硅半導體層的薄膜晶體管。
方案15所述的發明的特征是，在方案2所述的液晶顯示裝置中，上述象素電極具有作為反射電極的功能。
方案16所述的發明的特征是，在方案2所述的液晶顯示裝置中，上述象素電極具有透過功能。
方案17所述的發明的特征是，在方案2所述的液晶顯示裝置中，上述電壓控制電容配線對每個單位象素配線2條，上述2條電壓控制電容配線中一條電壓控制電容配線與構成上述單位象素的多個副象素中奇數行副象素內的電壓控制電容連接，上述2條電壓控制電容配線中另一條電壓控制電容配線與構成上述單位象素的多個副象素中偶數行副象素內的電壓控制電容連接。
通過上述構成，構成隔行驅動的液晶顯示裝置。而且，通過進行隔行驅動，因為每次寫入的數據少到一個幀數據的1/2，所以可以達到減少電力消耗的目的。
方案18所述的發明的特征是，在方案17所述的液晶顯示裝置中，奇數行象素的電極面積之和與偶數行象素的電極面積之和幾乎相等。
通過上述構成，可以減少閃爍。
方案19所述的發明的特征是，在方案17所述的液晶顯示裝置中，上述副象素的每一行的電極面積之和對于所有的行都是相等的。
通過上述構成，可以減少閃爍。
方案20所述的發明的特征是，在方案2所述的液晶顯示裝置中，上述掃描線和上述電壓控制電容配線是由相同的配線材料形成的。
方案21所述的發明的特征是，備有向掃描線供給掃描信號的掃描方驅動電路，和向信號線供給數字圖象信號的信號方驅動電路，在多個單位象素具有矩陣狀排列構造的電致發光顯示裝置中，將上述各單位象素分割成多個副象素，各副象素具有各自的副象素電極和與上述副象素電極連接的開關元件，構成上述單位象素的多個上述副象素電極的面積中心幾乎都在相同的位置上。
通過上述構成，能夠實現起著與上述方案8所述的發明同樣的作用和效果的電致發光顯示裝置。
方案22載的發明的特征是，在方案21所述的電致發光顯示裝置中，至少將一個以上的上述副象素電極分割成大致的二字形狀，該二字形狀的副象素電極夾住剩余的象素電極中至少一個以上的象素電極那樣地配置。
通過上述構成，能夠實現起著與上述方案9所述的發明同樣的作用和效果的電致發光顯示裝置。
方案23所述的發明的特征是，在方案22所述的液晶顯示裝置中，上述被分割成二字形狀的各分割電極是電連接在一起的。
通過上述構成，能夠實現起著與上述方案10所述的發明同樣的作用和效果的電致發光顯示裝置。
方案24所述的發明的特征是，在方案21所述的電致發光顯示裝置中，至少一個以上的上述副象素電極的形狀是大致的口字形狀，該口字形狀的副象素電極包圍剩余的象素電極中至少一個以上的象素電極那樣地配置。
通過上述構成，能夠實現起著與上述方案11所述的發明同樣的作用和效果的電致發光顯示裝置。
方案25所述的發明的特征是，在方案21所述的電致發光顯示裝置中，上述多個副象素電極中電極面積最大的副象素電極的形狀是大致的口字形狀，進一步，在它的內側配置大致二字形狀的副象素電極。
通過上述構成，能夠實現起著與上述方案12所述的發明同樣的作用和效果的電致發光顯示裝置。
方案26所述的發明的特征是，在將矩陣狀配置的單位象素分割成多個副象素，各副象素具有各自的副象素電極，與上述副象素電極連接的開關元件和通過電壓控制電容配線供給補償電壓信號的電壓控制電容的液晶顯示裝置的驅動方法中，通過依次選擇配線給構成上述單位象素的各副象素的掃描線，在副象素電極上施加正極性的圖象信號電壓，在結束構成單位象素的所有副象素的寫入后，向上述電壓控制電容配線供給高電位補償電壓信號，使上述各副象素電極的電位向高電位一側偏移，其次，通過依次選擇構成新的單位象素的各副象素的掃描線，在副象素電極上施加負極性的圖象信號電壓，在結束構成該新的單位象素的所有副象素的寫入后，向上述電壓控制電容配線供給低電位補償電壓信號，使上述各副象素電極的電位向低電位一側偏移，對于所有的掃描線進行這樣的掃描，使加在每個單位象素上的液晶電壓的極性反轉。
如果根據上述驅動方法，能夠達到使電壓控制電容配線的配線數減少，開口率提高和驅動控制簡單化的目的，除了能夠達到使1個水平掃描頻率變小，減少電力消耗的目的外，還能夠達到提高γ特性的直線性，提高顯示品位的目的。
方案27所述的發明的特征是，在方案26所述的液晶顯示裝置的驅動方法中，通過將面積灰度等級方法和誤差擴散方法組合起來進行灰度等級顯示。
通過上述構成，用誤差擴散方法可以消除在面積灰度等級方法中特有的固定圖樣的發生和閃爍的發生，能夠達到提高圖象質量的目的。
方案28所述的發明的特征是，在方案26所述的液晶顯示裝置的驅動方法中，通過將面積灰度等級方法和PWM(脈寬調制)驅動方法組合起來進行灰度等級顯示。
通過上述構成，不僅使象素電極的設計變得容易，而且可以進行64個灰度等級或以上的多灰度等級顯示。
方案29所述的發明的特征是，在方案26所述的液晶顯示裝置的驅動方法中，對于每一條掃描線反轉寫入上述副象素的極性。
方案30所述的發明的特征是，在將矩陣狀配置的單位象素分割成多個副象素，各副象素具有電壓控制電容，一條電壓控制電容配線與奇數行副象素內的電壓控制電容連接，另一條電壓控制電容配線與偶數行副象素內的電壓控制電容連接的構造的液晶顯示裝置的驅動方法中，一個幀是由第1半幀和第2半幀構成的，在第1半幀中在上述單位象素上依次掃描奇數行副象素，在副象素電極上施加圖象信號，在結束加信號后使奇數行電壓控制配線的電位變化，對奇數行副象素電極的電位進行調制，在第2半幀中在上述單位象素上依次掃描偶數行副象素，在副象素電極上施加圖象信號，在結束加信號后使偶數行電壓控制配線的電位變化，對偶數行副象素電極的電位進行調制。
如果根據這樣的隔行驅動方法，因為每次寫入的數據少到一個幀數據的1/2，所以可以達到減少電力消耗的目的。
方案31所述的發明是液晶顯示裝置的驅動方法，該方法的特征是在靜止圖象顯示模式中，用方案30所述的液晶顯示裝置的驅動方法進行隔行驅動，在運動圖象顯示模式中，進行逐行驅動。
如上所述，在靜止圖象顯示時通過進行隔行驅動，能夠減少電力消耗，在運動圖象顯示時，通過進行逐行驅動，能夠得到圖象分辨率高的鮮明的圖象。
方案32所述的發明是特征為備有方案2所述的液晶顯示裝置的信息終端裝置。
方案33所述的發明是特征為備有方案21所述的電致發光顯示裝置的信息終端裝置。
方案34所述的發明是副象素的顯示圖案評價方法，該方法的特征是將與應是評價對象的灰度等級水平對應的副象素的顯示圖案存儲在存儲裝置中，其次，通過讀取裝置讀取用于評價的原畫，從上述存儲裝置讀出與該讀取的原畫的灰度等級水平對應的顯示圖案，根據副象素的顯示圖案進行將原畫變換成灰度等級顯示數據的圖象處理，其次，從打印/顯示裝置輸出該變換后的灰度等級顯示數據，通過目視該輸出的輸出圖象，對固定圖樣和灰度等級反轉等的顯示缺陷的發生進行評價。
根據上述評價方法，可以容易地選定最佳的副象素顯示圖案。
此外，如果關于如上所述的本發明，對它的效果作一個簡要的總結，則有如下的結論。
(1)不設置數字/模擬變換電路，根據數字圖象信號能夠直接進行灰度等級顯示。從而，不需要已有技術那樣的數字/模擬變換電路，能夠減少電力消耗。
(2)能夠達到減少周圍驅動電路的占有面積和減少電力消耗的目的，同時能夠實現圖象質量良好的灰度等級顯示。
(3)與分別將電壓控制電容與各電壓控制電容配線連接起來的構造比較，能夠達到使電壓控制電容配線的配線數減少，因此，開口率提高和驅動控制簡單化的目的。又，能夠達到使1個水平掃描頻率變小，減少電力消耗的目的。進一步，也可以分別對每個副象素設置存儲電容配線，反轉驅動每個副象素，但是當用本發明那樣的電容耦合驅動方法時，因為伴隨著由于電容耦合引起的調制，所以γ特性的直線性變壞。關于這一點，當如本發明所述地對每個單位象素進行反轉驅動那樣地進行構成時，能夠達到提高γ特性的直線性，提高顯示品位的目的。
(4)通過在前段掃描線之間形成存儲電容，能達到夠提高可靠性和圖象質量的目的。
(5)因為通過用由半幀A和半幀B組成的2個半幀構成1個幀，使在半幀A顯示奇數行圖象數據，在半幀B顯示偶數行圖象數據那樣地進行隔行掃驅動，每一次寫入的數據成為一個圖象全體數據的1/2，所以與逐行驅動比較，能夠達到減少電力消耗的目的。
(6)因為能夠實現構成副象素的象素電極的面積中心的位置與構成該副象素以外的其它的副象素的象素電極的面積中心的位置接近的構成，所以能夠抑制固定圖樣的發生，平滑由圖象顯示裝置顯示的圖象的灰度等級，提高映像的品位。


圖1是與本發明的實施形態1有關的液晶顯示裝置的電路圖。
圖2是表示在與本發明的實施形態1有關的液晶顯示裝置中單位象素的構成的電路圖。
圖3是表示信號方驅動電路12的具體構成的電路方框圖。
圖4是表示圖象數據的數據列的圖。
圖5是模式地表示副象素的配置狀態的圖。
圖6是表示象素電極電位的變化狀態的定時圖。
圖7是表示Vbias的范圍的圖。
圖8是表示Vbias向右側偏移的狀態的圖。
圖9是表示掃描信號的電壓振幅Vgpp的范圍的圖。
圖10是與實施形態3有關的液晶顯示裝置的電路圖。
圖11是表示與實施形態3有關的液晶顯示裝置的單位象素構成的電路圖。
圖12是與實施形態4有關的液晶顯示裝置的單位象素的構成圖。
圖13是表示與實施形態5有關的液晶顯示裝置的單位象素構成的圖。
圖14是用于說明應用于與實施形態7有關的液晶顯示裝置的誤差擴散法的概念圖。
圖15是表示在與實施形態8有關的液晶顯示裝置中單位象素構成的圖。
圖16是在與實施形態8有關的液晶顯示裝置中一個副象素的等效電路圖。
圖17分別是在本發明和已有技術例中的電容構成圖。
圖18是與實施形態8有關的液晶顯示裝置的驅動方法中的驅動波形圖。
圖19是與實施形態9有關的液晶顯示裝置的電路構成圖。
圖20是表示與實施形態9有關的液晶顯示裝置的單位象素構成的電路構成圖。
圖21是用于說明在與實施形態9有關的液晶顯示裝置中面積灰度等級概念的概念圖。
圖22是表示在與實施形態10有關的液晶顯示裝置中單位象素構成的概略圖。
圖23是表示在與實施形態11有關的液晶顯示裝置中單位象素構成的概略圖。
圖24是在與本發明的實施形態12有關的液晶顯示裝置中進行彩色顯示時的電路圖。
圖25是表示在與實施形態13有關的液晶顯示裝置中進行彩色顯示時的象素構成的概略圖。
圖26是與實施形態14有關的液晶顯示裝置的概略截面圖。
圖27是表示用于實施形態15的評價裝置的電構成的方框圖。
圖28是說明在用于實施形態15的評價裝置中圖象處理的圖。
圖29是表示用實施形態15的評價裝置的模擬結果的輸出圖象的圖。
圖30是與實施形態16有關的液晶顯示裝置的電路圖。
圖31是表示與實施形態16有關的液晶顯示裝置的單位象素構成的電路圖。
圖32是與實施形態16有關的液晶顯示裝置的幀存儲器60的電路圖。
圖33是用于說明與實施形態16有關的液晶顯示裝置的隔行驅動動作的定時圖。
圖34是在彩色顯示的液晶顯示裝置中單位象素的構成圖。
圖35是表示在實施形態17的黑白顯示的液晶顯示裝置中副象素電極的排列狀態的圖。
圖36是表示在實施形態17的彩色顯示的液晶顯示裝置中副象素電極的排列狀態的圖。
圖37是與實施形態18有關的液晶顯示裝置的幀存儲器60的電路圖。
圖38是用于說明與實施形態18有關的液晶顯示裝置的逐行驅動動作的定時圖。
圖39是已有的有源矩陣型液晶顯示面板的象素的電路構成圖。
圖40是用已有的面積灰度等級顯示數字圖象信號的有源矩陣型液晶顯示面板的象素的電路構成圖。
具體實施例方式
(實施形態1)圖1是與本發明的實施形態1有關的液晶顯示裝置的電路圖，圖2是表示單位象素的構成的電路圖。該液晶顯示裝置是用數字圖象信號進行灰度等級顯示的數字驅動方式，數字圖象信號是由4比特數據構成的，能夠顯示16灰度等級的有源矩陣型的液晶顯示裝置。我們參照圖1和圖2，說明具體構成。在圖1中，10是單位象素15矩陣狀地配置的液晶顯示部分，11是掃描方驅動電路，12是信號方驅動電路，13是控制器，31是向電壓控制電容配線32供給補償電壓信號的用于加補償電壓的驅動電路。
在液晶顯示部分10中，多條信號線SL，......和多條掃描線GL，......矩陣狀地配置。上述控制器13，向掃描方驅動電路11，信號方驅動電路12和用于加補償電壓的驅動電路31輸出時鐘信號和鎖存脈沖等的控制信號，通過掃描方驅動電路11，信號方驅動電路12和用于加補償電壓的驅動電路31進行顯示控制。
又，本實施形態1的液晶顯示裝置，因為采用面積灰度等級顯示方式，所以單位象素15由多個(在本實施形態中為4個)副象素P1，P2，P3，P4構成。副象素P1具有副象素電極M1，由薄膜晶體管(TFT)構成的象素晶體管Tr1，用于進行后面所述的電容耦合驅動的電壓控制電容C1。其它的副象素P2～P4與副象素P1相同，也由副象素電極M2～M4，象素晶體管Tr2～Tr4和電壓控制電容C2～C4構成。
在本實施形態1中，在與數字圖象數據的加權對應的大小上形成上述副象素電極M1～M4的電極面積比。即，副象素電極M1的面積∶副象素電極M2的面積∶副象素電極M3的面積∶副象素電極M4的面積＝1∶2∶4∶8。而且，4比特圖象數據的第1號比特數據與副象素P1對應，第1號比特數據與副象素P2對應，第3號比特數據與副象素P3對應，第4號比特數據與副象素P4對應。因為這樣的象素電極具有與數字信號的加權對應的大小，所以與數字圖象數據對應，可以進行16灰度等級顯示。此外，所謂的象素電極的電極面積指的是有效地給予光調制的部分的面積，例如在透過型的情形中，從電極面積除去被遮光體覆蓋的部分的面積后的有效面積。
又，各單位象素15，具有將掃描線GL分別配線給每個副象素，同時將信號線SL共同配線給所有的副象素的配線構造。通過用于構成這樣的副象素的配線構造，能夠解決已有技術例(日本平成10年公開的10-68931號專利公報)中存在的問題。特別是，在本實施形態1中，因為信號方驅動電路12是由單晶硅形成的，所以不會使用于連接信號線SL的間距增大，能夠抑制配線的連接條數。另一方面，因為掃描方驅動電路11是由多晶硅形成的，所以沒有這樣的抑制作用，因此即便掃描線GL的條數很多也沒有妨礙。從而，本實施形態1特別適用使掃描線GL各自分開，而使信號線共通的配線構成。
又，在本實施形態1的液晶顯示裝置中，用日本平成2年公開的2-157815號專利公報和日本平成10年公開的10-39277號專利公報所述的電容耦合驅動方式(相對電極電位恒定)。現在我們說明它的具體構成。它具有將電壓控制電容配線32配線給每個單位象素15，通過與該電壓控制電容配線32連接的共通連接線33，上述各電壓控制電容C1～C4一方的電極分別與電壓控制電容配線32連接的構造。因此，能夠防止突然沒有電壓引起的顯示品位低下。又，通過設置這樣的獨立的電壓控制電容配線32，與掃描信號和補償電壓重疊在掃描線上的構成(例如日本平成2年公開的2-157815號專利公報)比較，可以實現掃描方驅動電路11的低電壓化。
此外，如后所述，用于加補償電壓的驅動電路31具有，如圖6所示，結束構成單位象素的所有副象素的寫入后，使補償電壓信號改變，將各副象素的象素電極電位一并進行調制的構成。這樣，例如，與將電壓控制電容配線32配線給每個副象素，并且使電壓控制電容C1～C4分別地與電壓控制電容配線32連接的構造比較，電壓控制電容配線32的配線數減少了，因此，能夠達到提高開口率和使驅動控制簡單化的目的。又，能夠達到減小1個水平掃描頻率，減少電力消耗的目的。進一步，在用本實施形態那樣的電容耦合方式的驅動方法中，由于對每個副象素進行反轉驅動(如果將一個副象素看作通常的一個象素，則相當于1H反轉驅動)和由于電容耦合引起灰度等級特性(γ特性)成為非線性，產生凹凸狀的非線性。所以，導致顯示品位的惡化。關于這一點，如本實施形態那樣，通過對每個單位象素進行反轉驅動(如果將一個副象素看作通常的一個象素，則相當于4H反轉驅動)，能夠達到提高γ特性的直線性，提高顯示品位的目的。
此外，代替用于加補償電壓的驅動電路31，也可以使掃描方驅動電路11具有加補償電壓的功能，同時使電壓控制電容配線32與掃描方驅動電路11連接，如果這樣做，則能夠減小只與用于加補償電壓的驅動電路31部分相當的電路面積。
這里，因為副象素電極的面積比為1∶2∶4∶8，所以可以進行電壓控制電容也具有與此相對應的電容值那樣的構成。即，電壓控制電容C1的值∶電壓控制電容C2的值∶電壓控制電容C3的值∶電壓控制電容C4的值＝1∶2∶4∶8。因此，能夠將象素電極電位的變動抑制到很小，可以得到良好的圖象質量。
進一步，各象素晶體管Tr1～Tr4，將接通電流的能力設定在與數字圖象信號的加權對應的大小上。具體地，在本實施形態中，各象素晶體管Tr1～Tr4的溝道寬度具有與副象素電極的大小對應的大小，即，溝道寬度比為1∶2∶4∶8。通過這樣的構成，適當的寫入成為可能。此外，代替使各象素晶體管Tr1～Tr4的溝道寬度不同，也可以將溝道長度設定在與數字圖象信號的加權對應的大小上。又，可以使溝道寬度和溝道長度兩者都不同，將接通電流的能力設定在與數字圖象信號的加權對應的大小上。
此外，在本實施形態1中，掃描方驅動電路11是由多晶硅形成的，是在液晶顯示部分10的制作過程中同時造入的內藏驅動電路。另一方面，信號驅動電路12是由單晶硅形成的，單晶硅IC芯片例如是用COG(在玻璃上的芯片)方法安裝在有源矩陣基片上構成的。IC芯片的安裝方法，不限于COG，也可以用TAB等的安裝方法。這樣通過用單晶硅形成信號驅動電路12，可以大幅度地降低電力消耗。
下面我們說明其理由。近年來，對在周圍驅動電路的液晶顯示面板上占有面積變小的在窄邊緣化的液晶顯示面板有很強烈的需求。因此，提出了用多晶硅形成周圍驅動電路作為內藏驅動電路的方案。但是，當所有的驅動電路都由多晶硅形成時，因為由多晶硅形成的晶體管的遷移速度要比由單晶硅形成的晶體管的遷移速度慢很多，所以當由多晶硅形成的驅動電路時，電力消耗增大。另一方面，如果所有的驅動電路都由單晶硅形成，則變得不利于窄邊緣化的要求。因此，雖然對窄邊緣化的要求有一些不利，但是為了達到降低電力消耗的目的，可以考慮掃描方驅動電路和信號方驅動電路無論那一個都由單晶硅形成。這里，信號方驅動電路12由單晶硅形成時，信號方驅動電路12，因為具有晶體管以外的鎖存電路等的電路構成比掃描方驅動電路11復雜，所以電力消耗增大。因此，信號方驅動電路12的電力消耗占據了液晶顯示面板全體的電力消耗的相當大的比例。所以，從有效地降低電力消耗的觀點來看，希望由單晶硅形成信號方驅動電路12。因此，在本實施形態1中，信號方驅動電路12是由單晶硅形成的，在達到降低電力消耗同時，通過由多晶硅形成掃描方驅動電路11，滿足窄邊緣化的要求。
圖3是表示信號方驅動電路12的具體構成的電路方框圖。信號方驅動電路12由移位寄存器40，鎖存數字圖象信號的第1鎖存電路41，鎖存第1鎖存電路輸出的第2鎖存電路42，和例如由EX-OR實現的極性反轉電路43構成。
圖4是表示圖象數據的數據列的圖，圖5是模式地表示副象素的配置狀態的圖，圖6是表示副象素電極電位的變化的定時圖。在圖5中，(i，j)表示與第i條信號線SLi和第j條掃描線GLj有關的副象素。此外，作為一個例子表示與VGA(640×480個象素)對應的液晶面板構成。當然，副象素的面積具有與數字信號的加權對應的大小，作為副象素具有同一大小進行描述的圖5的配置狀態與實際的配置狀態不同。但是，作為顯示動作的說明，因為所有的副象素中無論哪個副象素都由信號線SL和掃描線GL確定是足夠了，所以可以用圖5的模式。又，圖6(a)表示與第n個象素有關的定時，圖6(b)表示與第n+1個象素有關的定時。
首先，圖象信號，通過外部的數據變換電路(圖中未畫出)，預先將圖4(1)所示的原來的圖象數據變換成圖4(2)所示的圖象數據列。即，將圖4(2)所示的圖象數據供給在第1鎖存電路31的輸入數據線。在圖4(2)中，比特數據d(i，j)表示與第i條信號線SLi和第j條掃描線GLj有關的副象素的數據。從圖4(1)，(2)可見，一個象素具有4個比特數據，這4個比特數據每個被分到連續4行的1個行數據中。例如，用由副象素(1，1)，副象素(1，2)，副象素(1，3)，副象素(1，4)構成的象素[1，1]為例進行說明時，關于副象素(1，1)的比特數據d(1，1)被分到第1行數據列，關于副象素(1，2)的比特數據d(1，2)被分到第2行數據列，關于副象素(1，3)的比特數據d(1，3)被分到第3行數據列，關于副象素(1，4)的比特數據d(1，4)被分到第4行數據列，并且，作為各第1～第4行數據列的第1比特數據。關于這樣的單位象素的4個比特圖象數據的分配也可以對其它的單位象素進行。
首先，將如圖4(2)所示的圖象數據供給輸入數據線，與其同步地從移位寄存器40依次輸出鎖存脈沖。因此，將第1行數據的各比特數據依次鎖存在第1鎖存電路41中。這樣，在將第1行數據鎖存在第1鎖存電路41中后，將鎖存脈沖共同供給所有的第2鎖存電路42。因此，將來自第1鎖存電路41的行數據鎖存在第2鎖存電路42中，同時通過信號線SL....輸出到液晶顯示部分10。與此同步地，選擇第1掃描線GL1。因此，將第1行數據寫入與第1掃描線GL1連接的各副象素電極。其次，通過相同的動作，寫入第2行數據，第3行數據，第4行數據。然后，在結束第4行數據的寫入后(即，在結束屬于第1列的單位象素的寫入后)，如圖6(a)所示，通過電壓控制電容配線32補償電壓偏移到高電位一側。因此，在預定電位上對屬于第1列的單位象素的象素電極電位進行調制。結果，在屬于第1列的單位象素上施加相對于相對電極電位Vcom為正極性的電位。
又，這時，如果著眼于象素[1，1]，則通過寫入第1行，將比特數據d(1，1)寫入副象素(1，1)。同樣地，通過寫入第2行～第4行，將比特數據d(1，2)寫入副象素(1，2)，將比特數據d(1，3)寫入副象素(1，3)，將比特數據d(1，4)寫入副象素(1，4)。其次，通過補償電壓偏移到高電位一側，對與比特數據d(1，1)～比特數據d(1，4)對應的副象素電極進行調制并顯示出來，將象素[1，1]用預定的灰度等級顯示出來。
例如，比特數據d(1，1)＝“1”，比特數據d(1，2)＝“0”，比特數據d(1，3)＝“0”，比特數據d(1，4)＝“0”時，只有副象素(1，1)處于接通狀態，副象素(1，2)，(1，3)和(1，4)都處于斷開狀態。從而，象素[1，1]用16灰度等級中的等級1的亮度顯示出來。又，例如，比特數據d(1，1)＝“1”，比特數據d(1，2)＝“1”，比特數據d(1，3)＝“0”，比特數據d(1，4)＝“0”時，副象素(1，1)和副象素(1，2)處于接通狀態，副象素(1，3)和副象素(1，4)處于斷開狀態。從而，象素[1，1]用16灰度等級中的等級3的亮度顯示出來。
雖然上述例子說明了象素[1，1]，但是關于其它的象素也可以進行相同的顯示動作，用預定的灰度等級的亮度顯示出來。這樣，就能夠進行與圖象信號對應的灰度等級顯示。
下面，進行第5～第8行數據的寫入，即，屬于第2列的單位象素的寫入。該第5～第8行數據的寫入基本上與上述第5～第8行數據的寫入動作相同。但是，在結束第5～第8行數據的寫入后(即，在結束屬于第2列的單位象素的寫入后)，如圖6(b)所示，通過電壓控制電容配線32補償電壓偏移到低電位一側。因此，在預定電位上對屬于第2列的單位象素的象素電極電位進行調制。結果，在屬于第2列的單位象素上施加相對于相對電極電位Vcom為負極性的電位。
下面，進行相同的動作，進行每4行改變極性的4H反轉驅動(如果看單位象素，則成為進行每單位象素改變極性的極性反轉驅動)。
所以，能夠防止閃爍的發生。當然，也可以如后述的實施形態3那樣，在每個副象素上分別設置存儲電容配線，對每一行(每個副象素)進行反轉驅動，但是當用電容耦合驅動方式時，因為伴隨著由于電容耦合引起的調制，所以γ特性的直線性變壞。關于這一點，當如本實施形態那樣在每4行(每個單位象素)中進行反轉驅動那樣地進行構成時，能夠達到提高γ特性的直線性，提高顯示品位的目的。
此外，上述例子中，雖然說明了4比特(16灰度等級)的例子，但是本發明不限于此，也可以由5個，6個或以上個數的副象素構成單位象素，進行5比特(32灰度等級)，6比特(64灰度等級)或以上的其它的多灰度等級顯示。
又，在上述例子中，雖然說明了黑白顯示的液晶顯示裝置，但是本發明也能夠適用于具有R(紅色)，G(綠色)，B(藍色)的副象素的全彩色顯示的液晶顯示裝置。應用于全彩色顯示的液晶顯示裝置時，也可以通過將單位象素15·15·15作為RGB的副象素，由3個單位象素15·15·15構成1個象素，將在水平方向并列的單位象素分配給各RGB的副象素進行構成。這樣構成的全彩色顯示的液晶顯示裝置與第2已有技術例比較配線的連接條數沒有多大增加。從而，能夠解決第2已有技術例中存在的由于連接引線數飛躍地增大引起的不良連接增多，進一步發生顯示缺陷等的圖象質量低下的問題。
下面，我們以與VGA對應(640×480×RGB象素)的液晶面板為例進行具體說明。首先，當第2已有技術例與不用面積灰度等級法的通常的全彩色顯示的液晶顯示裝置的情形比較時，在第2已有技術例的情形中，因為是將信號線配線給每個副象素，并且將掃描線共同配線給所有的副象素的配線構造，所以與通常的全彩色顯示的液晶顯示裝置比較，連接引線數增加640×RGB×3＝5760(條)。另一方面，在本發明的情形中，因為是將掃描線配線給每個副象素，并且將信號線共同配線給所有的副象素的配線構造，所以與上述通常的全彩色顯示的液晶顯示裝置比較，連接引線數增加480×3＝1440(條)。從而，如果根據本發明，與第2已有技術例相比能夠在很大程度上抑制連接引線數的增加，因此，能夠解決第2已有技術例中存在的由于連接引線數飛躍地增大引起的不良連接增多，進一步發生顯示缺陷等的圖象質量低下的問題。
(實施形態2)本實施形態2的特征是，在與實施形態1有關的液晶顯示裝置中，使電壓控制電容的值成為最佳值，并且使掃描信號的電壓振幅成為能夠驅動液晶的范圍內的最小電壓，以便達到進一步降低電力消耗的目的。下面我們進行具體的說明。
(1)電壓控制電容的最佳化在與本實施形態2有關的液晶顯示裝置中，電壓控制電容Cc由下列的第1式決定。
Cc＝{(Vbias/Vepp-Vbias)}·(Clc+Cgd) ........(1)其中，Vepp是補償電壓的振幅，Vbias是由于補償電壓的變化引起的象素電壓的變化量，Clc是各副象素電極的液晶電容，Cgd是晶體管的寄生電容。
下面，我們說明上述第1式的推導。當驅動液晶時，將Vbias考慮為液晶的最小電壓振幅Vspp，在圖7所示的范圍內。因此，在本發明那樣的電容耦合驅動方式中，通過從電壓控制電容一方的電極加上補償電壓Vepp，能夠與液晶的振幅電壓(Vspp)相同地在信號線上設定必要的振幅。從而，Vbias成為Vbias＝{Cc/(Clc+Cgd)}·Vepp。改變該式的形狀，就導出上述第1式。從而，如果將電壓控制電容基本上設定在第1式的Cc上，則能夠最佳地驅動液晶。但是，考慮到現實的制造容限，如果將存儲電容設定在Cc的0.6到1.4倍之間的值，則能夠取得充分的效果。
這里，假定，將電壓控制電容設定在任意值，則產生下面那樣的問題。即，Cc為任意值時，Vbias左右偏移，例如向右側偏移時如圖8那樣振幅在A，B之間，不顯示出白色。相反地，如果向左側偏移時，則黑并不十分暗淡。即，不能得到最佳的對比度。當然，圖8是正常的白模式情形，正常的黑模式情形與Vbias的左右偏移對應產生與上述相反的現象。另一方面如果使振幅增大，則能夠解決這種問題，但是電力消耗增大。因此，如果滿足上述第1式那樣地設定電壓控制電容的值，則能夠在電力消耗最少，并且振幅很小的情形下得到充分的對比度。
又，通過這樣地將電壓控制電容設定在最佳值，能夠起到下列效果。即，減小Cc，漏電流增大。另一方面，增大Cc，由于用于電壓控制電容的電極面積增大開口率變小。從而，如果如上述那樣地將值設定在最佳值的0.6到1.4倍之間的值，則能夠實現抑制漏電流增大，并且高開口率的液晶顯示裝置。
(2)掃描信號的電壓振幅Vgpp的最佳化在與本實施形態2有關的液晶顯示裝置中，掃描信號的電壓振幅Vgpp由下列的第2式決定。
Vgpp＝Von+Vth+Vspp/2+Voffset+Vlc+Voff.......(2)其中，Von是接通容限，Voff是斷開容限，Vth是TFT的閾值，Vspp是液晶的最小振幅，Voffset(圖象信號中心和相對電壓之差)是補償電壓，Vlc是液晶的接通電壓。此外，考慮到制造時的容限，將上述掃描信號的電壓振幅設定在由第2式算出的Vgpp的0.6倍到1.4倍之間的值。因此，能夠在可以寫入的電壓范圍內用最小電壓振幅的掃描信號進行掃描，能夠達到降低電力消耗的目的。
下面，參照圖9說明第2式的推導。此外，在圖9中，Vsc表示信號中心。
首先，求驅動液晶所需要的柵極振幅。為了容易理解起見，令電位比映像信號中心值高的部分為Vgon，電位比映像信號中心值低的部分為Vgoff，下列第3式成立。
Vgpp＝Vgon+Vgoff......(3)其中，Vgon滿足下列的第4式，Vgoff滿足下列的第5式。
Vgon＝Vspp/2+Vth+Von .......(4)Vgoff＝Voffset+Vlc+Voff ......(5)從第3式，第4式和第5式，導出第2式。而且，當將掃描信號的電壓振幅設定在例如從上述第2式算出的Vgpp以下的值上時，變成在閾值電壓Vth以下，不能使液晶接通。另一方面，當設定在Vgpp以上的值上時，能使液晶接通，但是從電力消耗的觀點來看是不適合的。因此，在采用電容耦合驅動方式的本發明中，如果設定在由上述第2式算出的電壓振幅上，則能夠以最小的的電壓振幅驅動液晶，這是可以理解的。
這樣，因為能夠以最小振幅驅動掃描信號振幅Vgpp，所以能夠達到降低電力消耗的目的。
這樣，在本實施形態2中，在用將面積灰度等級和電容耦合驅動組合起來的驅動方式的液晶顯示裝置中，通過使電壓控制電容最佳化，并且，使補償電壓的電壓振幅Vepp和柵極信號振幅Vgpp最佳化，能夠達到保持液晶的顯示品位，同時可以用最小電壓振幅驅動液晶，大幅度地降低電力消耗的目的。
(實施形態1，2的補充事項)(1)與上述實施形態有關的液晶顯示裝置也能夠適用于透過型·反射型中任何一種的液晶顯示裝置。特別是，在反射型液晶顯示裝置的情形中，通過在反射象素電極下面，形成信號線S，掃描線G，象素晶體管Tr，存儲電容C，可以增大副象素區域。
(2)在上述實施形態中，雖然掃描方驅動電路11是由多晶硅形成的，信號方驅動電路12是由單晶硅形成的，但是本發明不限于此，掃描方驅動電路11和信號方驅動電路12也都可以由多晶硅形成。
(3)又，與本發明有關的液晶顯示裝置能夠很好地在便攜式電話等信息終端裝置的顯示裝置中實施。
(實施形態3)圖10是與實施形態3有關的液晶顯示裝置的電路圖，圖11是表示單位象素構成的電路圖。實施形態3與實施形態1類似，相應的部分上施加相同的參照標號。雖然在實施形態1中，將電壓控制電容配線32配線給每個單位象素(正確地說關于列方向的多個單位象素，將電壓控制電容配線32配線給每個單位象素，關于行方向的多個單位象素，將這些各電壓控制電容配線32共同配線給每個單位象素)，但是在實施形態3中，將電壓控制電容配線32配線給每個副象素(正確地說關于列方向的多個單位象素，將電壓控制電容配線32配線給構成單位象素的每個副象素，關于構成行方向的多個單位象素的各單位象素的副象素將各電壓控制電容配線32共同配線給每個副象素)。而且，由于這種電壓控制電容配線的配線構造不同，在實施形態3中，在結束到各副象素的寫入后，使電壓控制電容配線32的電位變化，進行副象素電極電位的調制。從而，在本實施形態3中，可以進行1H反轉驅動，與實施形態1比較，能夠防止由于發生閃爍引起的不良效果。
此外，副象素電極的形狀，既可以是矩形形狀，也可以是L字狀地彎曲的形狀，對形狀沒有特別的限定。
(實施形態4)圖12是表示與實施形態4有關的液晶顯示裝置的單位象素的構成圖。本實施形態4與實施形態3不同之處是省略了電壓控制電容配線32，電壓控制電容C1～C4一方的電極與各條前段掃描線GL連接。從而，在本實施形態4中，掃描方驅動電路11具有加上補償電壓的功能，在結束當段的副象素的寫入后，使前段掃描線GL的電位變化，在預定電位上對副象素電極電位進行調制那樣地進行構成。
因為通過這樣的構成不需要電壓控制電容配線32，所以能夠達到使配線簡略和降低成本的目的。此外，雖然在圖12中，象素晶體管Tr1～Tr4與上下掃描線GL中的下側掃描線GL連接，但是也可以與上側掃描線GL連接，并且使電壓控制電容一方的電極與后段掃描線GL連接那樣地進行構成。
(實施形態5)圖13是表示與實施形態5有關的液晶顯示裝置的單位象素構成的圖。在本實施形態5中，單位象素具有分別有2條掃描線SL和電壓控制電容配線30，并且具有2條信號線GL的構成。通過這樣的構成，與實施形態3等比較，雖然需要2倍的信號線GL，但是與已有技術例比較只需要1/2的信號線。從而，因為與已有技術例比較，連接引線的間距能夠變大，所以信號線的連接工序變得容易了，也能夠降低半導體的成本。
(實施形態6)本實施形態6，通過將與上述實施形態相同的面積灰度等級顯示方式，和由寫入1個幀的期間與保持期間組成的多個子幀構成，用上述保持期間的積累效果進行灰度等級顯示的PWM(脈寬調制)驅動方式(例如日本平成5年公開的5-107561號專利公報)組合起來進行灰度等級顯示。將這樣的面積灰度等級顯示方式和PWM驅動方式組合起來進行灰度等級顯示的理由如下。例如當用6比特數據顯示64灰度等級時，全部用面積灰度等級進行，電極面積使面積比最小為1，最大為32，電極的設計變得很困難。因此，本實施形態6的顯示方式對6比特中的4比特(16灰度等級)用面積灰度等級法進行顯示，對2比特(4灰度等級)用PWM驅動方式顯示。這樣，通過將面積灰度等級顯示方式和PWM驅動方式組合起來，不僅使象素電極的設計變得容易，而且可以進行64灰度等級或以上的多灰度等級顯示。
(實施形態7)又，作為用于灰度等級顯示的其它驅動方法，也可以將面積灰度等級法和誤差擴散法(請參照日本平成8年公開的8-286634號專利公報)組合起來進行顯示驅動。通過這樣的驅動方法，可以用誤差擴散方法消除在面積灰度等級法中特有的固定圖樣的發生和閃爍的發生，達到提高圖象質量的目的。
下面，我們具體說明誤差擴散法的應用例。
圖14是用于說明應用于與本發明的實施形態7有關的液晶顯示裝置的誤差擴散法的概念圖。此外，在本實施形態中我們還說明了用16灰度等級進行顯示的情形。
誤差擴散法是通過將能夠在顯示面板自身上顯示的值和應該顯示的值之間的誤差加減在周圍象素的數據上進行多灰度等級化的方法，在實施形態1中說明的信號方驅動電路12內設置誤差擴散處理裝置，在該誤差擴散處理裝置內進行誤差擴散那樣地進行構成。
這里，設想圖象輸入數據例如是256灰度等級的等級數據的情形。首先，需要將256灰度等級的圖象輸入數據變換成16灰度等級的顯示數據。當進行該變換處理時，進行誤差擴散處理。當將256灰度等級數據變換成16灰度等級數據時的等級范圍如下所示。即，將256灰度等級數據中的等級“0”～等級“15”范圍的等級數據作為16灰度等級數據中的等級“0”。又，將256灰度等級數據中的等級“16”～等級“32”范圍的等級數據作為16灰度等級數據中的等級“1”。下面同樣地設定如圖14(a)所示的變換等級的范圍。
下面，在將256灰度等級的圖象輸入數據變換成16灰度等級的顯示數據前先進行誤差擴散處理。如圖14(b)所示，以方形的4象素E1～E4為例，具體地說明誤差擴散處理。首先，對象素E1進行誤差擴散處理。即，將象素E1的圖象輸入數據的等級變換成包含該輸入數據等級的變換等級范圍的最小值。其次，取原來的圖象輸入數據等級和變換后的等級之間的差分，通過將該差分值作為誤差分散到相鄰的象素E2，E3，E4產生新的輸入數據。例如，分別以等級“136”，等級“25”，等級“160”，，等級“80”的情形為例，對4象素E1～E4的256灰度等級的圖象輸入數據進行說明，如圖14(b)所示，求等級“136”和包含等級“136”的變換等級范圍的最小值的等級“128”之間的差分，其次，如圖14(d)所示，在象素E2，將等級“25”和8×(3/8)相加得到等級“28”，在象素E3，將等級“160”和8×(3/8)相加得到等級“163”，在象素E4，將等級“80”和8×(2/8)相加得到等級“82”。在顯示部分全體進行這樣的處理。然而，將由誤差擴散處理得到的新的圖象輸入數據變換成16灰度等級顯示數據，根據該經變換的16灰度等級顯示數據進行顯示驅動。這樣，在變換16灰度等級顯示數據前，先通過對圖象輸入數據進行誤差擴散處理，可以實現圖象的映像品位不低下的灰度等級顯示。
(其它事項)(1)與本發明有關的液晶顯示裝置，也能夠適用于透過型·反射型中任何一種的液晶顯示裝置。特別是，在反射型液晶顯示裝置的情形，通過在反射象素電極下面，形成信號線S，掃描線G，象素晶體管Tr1～Tr4，電壓控制電容C1～C4，可以增大副象素區域。
(2)在上述實施形態中，雖然掃描方驅動電路11是由多晶硅形成的，信號方驅動電路12是由單晶硅形成的，但是本發明不限于此，掃描方驅動電路11和信號方驅動電路12也都可以由多晶硅形成。
(實施形態8)實施形態8的特征是，對于每個副象素，形成存儲電容加到電壓控制電容上。通過這樣的構成，能夠使負載電容增大，能夠提高象素電極電位的良好保持特性。又，因此，能夠達到提高圖象質量的目的。
下面，參照圖15和圖16，具體地說明本實施形態。
圖15是表示在與實施形態8有關的液晶顯示裝置中單位象素構成的圖，圖16是一個副象素的等效電路圖。此外，在與實施形態1相應的部分上施加相同的參照標號并省略對它們的詳細說明。對于在與本實施形態有關的液晶顯示裝置中的副象素P1，除了電壓控制電容C1外，在副象素電極和前段掃描線GL之間形成存儲電容60。其它的副象素P2～P4也具有與副象素P1相同的構成。此外，存儲電容60的電容值由Cs表示。又，由Clc表示液晶電容51的電容值，由Cc表示電壓控制電容C1～C4的電容值。
已有的附加電容的構成，是或者設置在電壓控制電容配線上(圖17(a))，或者設置在前段的掃描線之間(圖17(b))。與此相反，本實施形態具有將附加電容設置在電壓控制電容配線和前段掃描線兩者上(圖17(c))的構成。因此，能夠增大附加在液晶上的電容的電容值，可以得到良好的保持特性。
特別是，在與通過分割單位象素具有多個副象素的構成的本實施形態有關的液晶顯示裝置中，只用在各副象素內形成的電壓控制電容來確保足夠的電容值是困難的，所以，通過加在這樣的電壓控制電容上以別的方式形成存儲電容的構成，可以確保需要的足夠的電容值。
下面在本實施形態中，求最佳的驅動條件。
表1表示求在本實施形態中的最佳驅動條件的方法。
表1

首先，決定用于驅動液晶面板的希望的條件。在本實施形態中，令給予電壓控制電容配線的補償信號的振幅Vepp為3.6V。當用1.8V驅動液晶面板的控制器時，這種情況是很多的，因此，將其它的信號電壓設計在1.8V的整數倍對提高電源的設計效率是有利的。即，通過令Vepp為由控制器控制用電壓為代表的從外部給予的基準電壓的整數倍，作為電源電路能夠使用以電荷泵為代表的高效率的DC/DC變換器。從而，可以降低系統的電力消耗。
下面，從補償電壓Vepp決定加在液晶上的偏壓值。這是由液晶的電壓·透過率特性決定的，該值如圖18所示，當正好設定在透過率變化的中心點時，使需要的信號電壓的振幅值成為最小。在本實施形態中，將該值設定為1.5V。
下面決定在前段掃描線之間形成的存儲電容的值。該值是由掃描電極的信號線寬度決定的。在本實施形態中，因為將掃描電極的寬度設定在6μm，所以將存儲電容的值設計為0.13pF。
其次，控制電容Cc的值由下列的第6式決定。
Cc＝{(Vbias/Vepp-Vbias)}·(Clc+Cs)........(6)其中，Vbias是由于補償電壓的變化引起的象素電壓的變化量，Vepp是補償電壓信號的電壓振幅，Clc是液晶電容，Cs是存儲電容。
將由上述值和象素電極的大小決定的液晶電容Clc代入該式(6)進行求解。最后求得Clc，Cs和Cc的總和，使它等于滿足液晶的保持特性的電容量那樣地進行設計。在本實施形態中，考慮TFT的斷開阻抗，將總和設計在0.25pF以上。
將這種組合表示在表2中。
表2

將本實施形態中的液晶電容Clc，存儲電容Cs，電壓控制電容Cc，所有的電容之總和Ctot如表2所示地組合起來，制造液晶顯示裝置。因此，可以用同一個偏壓驅動所有的副象素，同時可以確保在所有的副象素內有需要的充分的保持特性。
此外，可以用多晶硅薄膜晶體管作為有源矩陣基片的掃描方驅動電路部分和信號方驅動電路部分的功能元件，和圖象顯示部分的開關元件。因此，可以實現副象素內的晶體管的小型化，使設計變得容易。并且使將驅動電路內藏在有源矩陣基片上變得容易了，能夠減少成本和實現小型化。
此外，雖然在上述例子中，將一個象素分割成多個副象素，使各副象素滿足上述表2所示的條件那樣地進行構成，但是上述電壓控制電容值的最佳化方法也能夠適用于沒有副象素構成的通常的單位象素。
又，將本構造應用于反射型面板時，因為能夠不考慮開口率那樣地設計存儲電容和控制電容，所以我們偏向這種構造。也可以分別獨立地實施這些特別的構成或將它們組合起來地實施。
(實施形態9)本實施形態的特征是形成與各副象素電極的面積中心一致那樣的電極形狀。通過這樣的構成，可以盡可能地減少由面積灰度等級顯示引起的固定圖樣的發生。
本申請的發明者們銳意地研討了用于解決已有技術例中固定圖樣發生的方法。結果，我們認為上述固定圖樣的發生原因是因為圖40所示的象素電極155a·155b·155c·155d的各面積中心155ag·155bg·155cg·155dg的位置是離散的，當想要顯示某個灰度等級時灰度等級的平衡變壞(具體地，如后述的圖21(a)所示，在畫面上可以看到在灰度等級8和灰度等級9象素處于不同的位置，關于與相鄰的單位象素的關系，可以看到上述那樣的固定圖樣)。
因此，我們看到能夠通過使構成單位象素的多個副象素的各象素電極的面積中心的位置接近來抑制在顯示畫面上發生固定圖樣，能夠制成抑制顯示圖象品位低下的圖象顯示裝置。
下面我們畫出它的具體構成并加以說明。
圖19是與本發明的實施形態9有關的液晶顯示裝置的電路構成圖，圖20是同樣地表示單位象素構成的電路構成圖。本實施形態9與實施形態1類似，相應的部分上施加相同的參照標號，并省略對它們的詳細說明。這種液晶顯示裝置是用通過數字圖象信號進行灰度等級顯示的數字驅動方式，數字圖象信號由4比特數據構成，能夠顯示16灰度等級的有源矩陣型的液晶顯示裝置。
本實施形態9的特征是副象素電極M1～M4的形狀和配置。參照圖19和圖20，說明它們的具體構成。副象素電極M1是在副象素電極M1～M4中面積最小的，配置在單位象素15的大致中央(上下方向)位置上，在上述副象素電極M1的周圍，配置著形成大致コ狀的副象素電極M2。
更詳細地說明時，上述副象素電極M2由電極面積大致相等的分割象素電極M2a·M2a，和為了使分割象素電極M2a和分割象素電極M2a電連接起來的連接電極M2c組成，上述分割象素電極M2a·M2a夾住副象素電極M1那樣地配置在副象素電極M1的上下(在紙面上)(二字形配置)，上述連接電極M2c沿著上述副象素電極M1的左側(在紙面上)配置。
又，在上述副象素電極M2的周圍，配置著形成大致コ狀的副象素電極M3。上述副象素電極M3由電極面積大致相等的分割象素電極M3a·M3a，為了使上述分割象素電極M3a·M3a電連接起來的連接電極M3c組成，分割象素電極M3a·M3a夾住上述副象素電極M2那樣地配置在副象素電極M2的上下(在紙面上)，上述連接電極M3c沿著上述連接電極M2c的左側(在紙面上)配置。
進一步，在上述副象素電極M3的周圍，配置著形成大致コ狀的副象素電極M4。上述副象素電極M4由電極面積大致相等的分割象素電極M4a·M4a，為了使分割象素電極M4a和分割象素電極M4a電連接起來的連接電極M4c組成，分割象素電極M4a·M4a夾住上述副象素電極M3那樣地配置在副象素電極M3的上下(在紙面上)，上述連接電極M4c沿著上述連接電極M3c的左側(在紙面上)配置。又，M1g，M2g，M3g，M4g是副象素電極M1～M4的各面積中心。
圖21是用于說明本發明的面積灰度等級概念的概念圖。如圖21(a)所示，在已有的分割單位象素的構成中，某單位象素顯示灰度等級7，位于該單位象素鄰近的單位象素顯示灰度等級8時，因為灰度等級7的面積中心和灰度等級8的面積中心的位置有很大的不同，所以在顯示畫面上發生固定圖樣，成為不能顯示出平滑的灰度等級顯示的情形。可是，如圖21(b)所示，在本發明那樣的構成中，即便某單位象素顯示灰度等級7，位于該單位象素鄰近的單位象素顯示灰度等級8時，因為是灰度等級7的面積中心和灰度等級8的面積中心的位置接近的構成，所以能夠提高灰度等級的平衡，抑制固定圖樣的發生。
這樣，通過使副象素電極M1·M2·M3·M4(請參照圖20)的各自的面積中心M1g·M2g·M3g·M4g的位置接近的構成，能夠平滑由圖象顯示裝置顯示的圖象的灰度等級，提高圖像的品位。
又，雖然在本實施形態9中，連續地將副象素電極M2配置在副象素電極M1的周圍，將副象素電極M3配置在該副象素電極M2的周圍，將副象素電極M4配置在該副象素電極M3的周圍進行構成，但是通過副象素電極M2·M3·M4中至少具有一個副象素電極由多個分割象素電極組成，由該分割象素電極中的2個分割象素電極夾住備有該分割象素電極的副象素電極以外的副象素電極中至少一個副象素電極那樣地配置構成，能夠抑制固定圖樣的發生。
又，即便通過上述副象素電極M2·M3·M4中至少具有一個副象素電極包圍其它副象素電極(M1～M4)中至少一個副象素電極那樣地配置構成，也能夠抑制固定圖樣的發生。又，我們用后述的實施形態11詳細說明這種構成的具體例子。
在上述例子中，雖然是用電容耦合驅動方式的構成，但是也可以是用通常驅動方式的構成，這時不需要用于加補償電壓的驅動電路31和電壓控制電容C1～C4。
此外，作為參考進行述說，在日本昭和61年公開的61-42591號專利公報中，揭示了各面積以2n比例變化的顯示部形成大致同心圓狀的液晶顯示單元。從而，人們也可能認為該日本昭和61年公開的61-42591號專利公報的液晶顯示單元，由于顯示部的面積中心一致，與以副象素電極的面積中心一致為特征的本發明有相似之處。但是該公開技術只是配置液晶顯示單元，即只是配置電極，不形成本發明那樣的TFT陣列的配線等。如果在該公開技術中形成本發明那樣的TFT陣列的配線，則配線設計變得很復雜，需要超微細加工，沒有現實性。所以本發明和該公開技術在作為前提的副象素的構成要素上是不同的，在技術思想上是完全不同的。
(實施形態10)圖22是表示在與實施形態10有關的液晶顯示裝置中單位象素構成的概略圖。與本實施形態10有關的液晶顯示裝置的構成，與上述本實施形態9的構成不同之處在于與上述實施形態9比較副象素電極各自的面積中心的位置更加接近幾乎一致。通過上述構成，能夠進一步抑制固定圖樣的發生，平滑顯示的圖象的灰度等級。下面我們說明它的具體構成。又，副象素電極M1～M4以外的構成，例如，象素晶體管和電壓控制電容等的構成，因為與上述實施形態9相同所以省略對它們的說明。
將副象素電極M1配置在單位象素(圖中未畫出)的大致中央處，是副象素電極M1～M4中面積最小的。又，包圍上述副象素電極M1的周圍三個方向那樣地，配置著大致コ狀的副象素電極M2。上述副象素電極M2備有電極面積大致相等的分割象素電極M2a·M2a，和為了使分割象素電極M2a·M2a電連接起來的連接電極M2c，上述分割象素電極M2a·M2a夾住上述副象素電極M1那樣地配置在副象素電極M1的上下(在紙面上)，上述連接電極M2c沿著上述副象素電極M1的左側(在紙面上)配置。
又，在上述副象素電極M2的周圍，配置著形成大致コ狀的副象素電極M3。上述副象素電極M3備有電極面積大致相等的分割象素電極M3a·M3a，和為了使上述分割象素電極M3a·M3a電連接起來的連接電極M3c，分割象素電極M3a·M3a夾住上述副象素電極M2那樣地配置在副象素電極M2的上下(在紙面上)。又，上述連接電極M3c的位置對于后述的面積中心Mg(M1g·M2g·M3g·M4g)配置在上述連接電極M2c的反對側。
進一步，在上述副象素電極M3的周圍，也配置著形成大致コ狀的副象素電極M4。上述副象素電極M4備有電極面積大致相等的分割象素電極M4a·M4a，和為了使上述分割象素電極M4a·M4a電連接起來的連接電極M4c，分割象素電極M4a·M4a夾住上述副象素電極M3那樣地配置在副象素電極M3的上下(在紙面上)。又，上述連接電極M4c的位置對于面積中心Mg配置在上述連接電極M3c的反對側(對于面積中心Mg配置在上述連接電極M1c的同一側)。
而且，在與數字信號圖象數據的加權對應的大小上形成副象素電極的面積比。即，與上述實施形態1相同，副象素電極M1的面積∶副象素電極M2的面積∶副象素電極M3的面積∶副象素電極M4的面積＝1∶2∶4∶8。
通過這樣的構成，能夠形成副象素電極M1·M2·M3·M4各自的面積中心M1g·M2g·M3g·M4g的位置幾乎一致(成為Mg)的構成，與上述實施形態1的構成比較能夠進一步抑制固定圖樣的發生，平滑由液晶顯示裝置顯示的圖象的灰度等級，提高圖象的品位。
(實施形態11)圖23是表示在與實施形態11有關的液晶顯示裝置中單位象素構成的概略圖。又，關于副象素電極M1～M4以外的構成，例如，象素晶體管和電壓控制電容等的構成，因為與上述實施形態9相同所以省略對它們的說明。
將副象素電極M1配置在單位象素的大致中央處，是副象素電極M1～M4中面積最小的。又，將副象素電極M2以大致コ狀配置在上述副象素電極M1的上下位置，該副象素電極M2由電極面積相等的分割象素電極M2a·M2a組成。又，上述分割象素電極M2a·M2a通過連接電極(圖中未畫出)電連接起來。
又，在上述副象素電極M1和M2的周圍，配置著形成大致口字狀的副象素電極M3。進一步，在上述副象素電極M3的周圍，包圍副象素電極M1，M2，M3那樣地配置著形成大致口字狀的副象素電極M4。而且，在與數字信號圖象數據的加權對應的大小上形成副象素電極的面積比。即，副象素電極M1的面積∶副象素電極M2的面積∶副象素電極M3的面積∶副象素電極M4的面積＝1∶2∶4∶8。
通過這樣的構成，能夠形成副象素電極M1·M2·M3·M4各自的面積中心M1g·M2g·M3g·M4g的位置幾乎一致(成為Mg)的構成，與上述實施形態1的構成比較能夠進一步抑制固定圖樣的發生，平滑由圖象顯示裝置顯示的圖象的灰度等級，提高圖象的品位。
又，在本實施形態11中，以大致二字狀配置副象素電極M2的形狀，但是不限于此，例如，也可以與副象素電極M3·M4相同做成大致口字狀，將副象素電極M1配置在副象素電極M2內那樣地構成。
(實施形態12)圖24是在與本發明的實施形態12有關的液晶顯示裝置中進行彩色顯示時的電路圖。又，我們省略了在圖24中關于在上述實施形態9中說明了的電壓控制電容等的構成。
在上述實施形態9～11中，說明了黑白顯示的液晶顯示裝置，但是也能夠制成如本實施形態12那樣地，可以使各單位象素15......與R(紅色)，G(綠色)，B(藍色)對應地進行全彩色顯示的液晶顯示裝置。當應用于全彩色顯示的液晶顯示裝置時，也可以由單位象素15·15·15構成RGB副象素，由3個單位象素15·15·15構成一個象素那樣地，將在水平方向并列的單位象素分配給各RGB的副象素那樣地進行構成。
這樣構成的全彩色顯示的液晶顯示裝置能夠抑制固定圖樣的發生，平滑由圖象顯示裝置顯示的圖象的灰度等級，提高圖象的品位。
(實施形態13)圖25是表示在與實施形態13有關的液晶顯示裝置中進行彩色顯示時的象素構成的概略圖。在上述實施形態12中，說明了彩色顯示的液晶顯示裝置，但是在上述實施形態13中，使構成與G(綠色)相當的單位象素的象素電極的面積比構成與R(紅色)，B(藍色)相當的單位象素的象素電極的面積大那樣地進行構成。通過這樣的構成，能夠提高視角特性。這是因為我們知道在R，G，B中，G對人的視覺的影響最大。所以，通過將R，G，B區域看作同一個區域，如果只使G區域比R，B區域大，則能夠提高視角特性。
又，使構成與G(綠色)對應的單位象素的副象素數比構成與R(紅色)，和B(藍色)對應的單位象素的副象素數多。具體地是與R(紅色)，B(藍色)對應的單位象素是由4比特數據的數字信號驅動的，與G(綠色)對應的單位象素是由5比特數據的數字信號驅動的構成。
通過這樣的構成，能夠實現可以提高顯示畫面的視角特性，平滑圖象的灰度等級，進一步提高映像的品位的全彩色顯示的圖象顯示裝置。
(實施形態14)圖26是與實施形態14有關的液晶顯示裝置的概略截面圖。
與本實施形態14有關的液晶顯示裝置，是在反射電極上設置開口窗，在該開口窗內設置透明電極的半透過型液晶顯示裝置，它具有面板基片70，玻璃等的相對基片(圖中未畫出)，夾在上述面板基片70和上述相對基片之間的液晶層(圖中未畫出)。
如圖26所示，上述面板基片70備有作為絕緣性基片的玻璃基片71，在該玻璃基片71上矩陣狀地形成的薄膜晶體管75.......，為了覆蓋該薄膜晶體管75.......在玻璃基片71上形成的樹脂膜72，在上述樹脂膜72上形成的透明象素電極73a和反射電極73b。
上述薄膜晶體管75.......是頂部柵極型的薄膜晶體管，在玻璃基片71上依次層積緩沖層74，多晶硅半導體層75，柵絕緣層76，柵電極77，層間絕緣層78，和保護膜79構成。
上述多晶硅半導體層75備有溝道區域75a，源區域75b和漏區域75c，上述源區域75b和漏區域75c，位于溝道區域75a的兩側，通過摻雜硼等雜質離子成為P型半導體層。另一方面，上述溝道區域75a是位于柵電極77下方那樣地形成的。
在上述柵絕緣層76和上述層間絕緣膜78上形成接觸孔，源電極80和漏電極81通過該接觸孔與源區域75b和漏區域75c連接。
又，與本實施形態14有關的液晶顯示裝置，與上述實施形態9相同，采用面積灰度等級顯示方式，象素電極的構成與上述實施形態9相同，即，在與數字信號圖象數據的加權對應的大小(副象素電極M1的面積∶副象素電極M2的面積∶副象素電極M3的面積∶副象素電極M4的面積＝1∶2∶4∶8)上形成象素電極面積比，可以進行16灰度等級顯示。又，象素電極M1～M4的形狀也與實施形態9相同。但是，在本實施形態中，各象素電極M1～M4由透過電極73a和反射電極73b組成，在與數字信號圖象數據的加權對應的大小上形成各透過電極73a和反射電極73b。
通過這樣的構成，也能夠制成透過型，反射型中無論那個類型的液晶顯示裝置。特別是，在反射型的情形，通過在反射象素電極73b下面形成信號線SL，掃描線GL，象素晶體管Tr1～Tr4，和電壓控制電容C1～C4，可以增大反射象素電極。又，可以得到能夠抑制固定圖樣的發生，平滑顯示圖象的灰度等級的液晶顯示裝置。
此外，作為液晶顯示裝置的驅動方法，也可以用誤差擴散法進行驅動。通過用這樣的方法，加上以使各象素電極的面積中心接近(或一致)的形狀形成各象素電極，能夠進一步實現沒有圖象的映像品位低下的灰度等級顯示。
(實施形態15)實施形態15涉及副象素的顯示圖案(例如上述二字圖案，口字圖案等)給予顯示特性影響的評價方法。如果更詳細地說明，則它涉及將副象素的顯示圖案輸入模擬器等的評價裝置，從評價裝置輸出根據上述副象素的顯示圖案對預定原畫進行灰度等級顯示的圖象，通過目視該輸出圖象，評價灰度等級反轉和固定圖樣(固定圖案)等的圖象缺陷的發生的方法。通過用這樣的評價方法，可以設定最佳的副象素的顯示圖案。下面，我們參照圖27～圖29進行具體的說明。
圖27是表示用于本實施形態的評價裝置的電構成的方框圖，圖28是用于說明在評價裝置中進行圖象處理的圖，圖29是表示模擬結果的輸出圖象的圖。
用于本實施形態的評價裝置100是由讀取原畫的讀取裝置102，輸入與灰度等級對應的副象素的顯示圖案(例如圖21所示的二字圖案)的輸入裝置106，作為將由輸入裝置106輸入的副象素的顯示圖案以點圖狀存儲起來的存儲裝置的表101，根據將由讀取裝置102讀取的原畫存儲在表101中的副象素的顯示圖案，進行預定圖象處理的處理電路104，通過顯示/打印輸出經過圖象處理的灰度等級顯示圖象的顯示/打印裝置105，和預先將預定的系統程序等存儲起來的ROM103構成的。
下面，參照圖28，具體說明用評價裝置100的評價方法。
首先，通過輸入裝置106輸入作為評價對象的副象素的顯示圖案。因此，將副象素的顯示圖案存儲在表101中。其次，通過讀取裝置102讀取圖28(a)所示的原畫。首先，將該讀取的原畫矩陣狀地分割細分化，例如分割成162×132個區域，其次，通過判定分割區域的灰度等級對它們進行數字化(請參照圖28(b))。此外，圖28表示16灰度等級顯示，圖28(b)的“1”，“7”等表示灰度等級。
下面，在每個細分化區域，從表101讀出與該灰度等級對應的副象素的顯示圖案，將原畫變換成根據副象素的顯示圖案的灰度等級顯示圖象。其次，從顯示/打印裝置105輸出該經過變換的灰度等級顯示圖象。然后，通過目視從顯示/打印裝置105輸出的輸出圖象，對灰度等級反轉的發生，灰度等級反轉的位置和大小等進行評價。又，通過目視輸出圖象，對固定圖樣的發生，固定圖樣的位置和大小等進行評價。因此，能夠評價給予副象素的顯示圖案的顯示特性的影響，考慮到灰度等級數的大小和原畫的特性(例如白部分的占有面積多的原畫等)，可以選定最佳的副象素的顯示圖案。此外，原畫不限于黑白圖象，也可以是彩色圖象，這時也可以如圖28所示，與上述同樣地對每個R，G，B進行分割，進行同樣的圖象處理。
下面，圖29表示由本申請的發明者用3類副象素的顯示圖案進行模擬的結果。此外，原畫用黑白濃淡順次灰度等級從下向上地增加的圖象。圖29(A)表示副象素的顯示圖案是已有圖案時的輸出圖象，圖29(B)表示副象素的顯示圖案是コ狀的圖案時的輸出圖象，圖29(C)表示副象素的顯示圖案是同心圓圖案時的輸出圖象。在圖29(A)中，我們看到發生灰度等級反轉和固定圖案兩者。在圖29(B)中，我們看到固定圖案不發生但是灰度等級反轉依然發生。在圖29(C)中，我們看到灰度等級反轉和固定圖案兩者都不發生。
我們認為產生這樣的結果是由于下列的理由。在圖29(B)，(C)中不發生固定圖案是由于副象素的顯示圖案是コ圖案和同心圓圖案，面積中心幾乎一致。又，在圖29(B)中發生灰度等級反轉，但是在圖29(C)中不發生灰度等級反轉的理由是在コ圖案中只實施一維方向(原畫的上下方向)上的面積灰度等級，但是在同心圓圖案中，實施二維方向(原畫的上下方向和左右方向)上的面積灰度等級。因此，可以作出最佳的副象素顯示圖案是同心圓圖案。
雖然在上述模擬中，評價了コ圖案和同心圓圖案，但是即便對于更加不同種類的副象素的顯示圖案，也可以用上述方法進行評價。
這樣，通過用與本實施形態有關的評價方法，能夠評價副象素的顯示圖案給予顯示特性的影響，可以預先決定在各種條件下能夠得到具有最佳的顯示特性的輸出圖象的副象素顯示圖案，能夠容易地進行副象素顯示圖案的選定。
(其它事項)(1)構成單位象素的象素電極的形狀不限于上述實施形態中說明的形狀，可以具有使各象素電極的面積中心接近(一致)的形狀。例如，也可以是圓形圖案和三角形狀圖案等。
(2)又，本發明的構成除了能夠適用于上述實施形態中說明的液晶顯示裝置外，也能夠適用于有機發光元件，等離子體顯示器等的圖象顯示裝置。進一步，能夠將上述那樣的圖象顯示裝置應用于例如便攜式電話和筆記本個人電腦等的信息終端裝置。
(3)又，構成單位象素的象素電極的面積比也可以是1∶2∶4∶8以外的比率。
(4)又，如本發明那樣，通過分割單位象素構成副象素時，因為象素變小，所以最小的象素的控制電容變小。為此，因為薄膜晶體管(TFT)的變動變大，所以為了補償這種變動，也可以設置其它的存儲電容來進行構成。
(實施形態16)圖30是與實施形態16有關的液晶顯示裝置的電路圖，圖31是表示單位象素構成的電路圖。在與實施形態1相應的部分上施加相同的參照標號并省略對它們的詳細說明。本實施形態16的特征是通過隔行驅動進行顯示。
此外，構成單位象素的副象素P1～P4的配置，雖然在上述實施形態1中從上面的行到下面的行按P1，P2，P3，P4的順序配置，但是在本實施形態16中，按P1，P3，P2，P4的順序進行配置。從而，象素電極的面積比成為副象素電極M1的面積∶副象素電極M2的面積∶副象素電極M3的面積∶副象素電極M4的面積＝1∶2∶4∶8。而且，4比特圖象數據的第1號比特數據與副象素P1對應，第2號比特數據與副象素P3對應，第3號比特數據與副象素P2對應，第4號比特數據與副象素P4對應。又，電壓控制電容也具有與此相應的電容量，電壓控制電容C1的值∶電壓控制電容C3的值∶電壓控制電容C2的值∶電壓控制電容C4的值＝1∶2∶4∶8。
這里，在本實施形態16的液晶顯示裝置中，在每個單位象素15上配線2條電壓控制電容配線32a，32b。電壓控制電容配線32a通過共通連接線33a與位于奇數行的副象素P1，P2內的電壓控制電容C1，C2連接。另一方面，電壓控制電容配線32b通過共通連接線33b與位于偶數行的副象素P3，P4內的電壓控制電容C3，C4連接。通過這樣的配線構造，能夠通過共通連接線33a向電壓控制電容C1，C2供給補償電壓信號，通過共通連接線33b向電壓控制電容C3，C4供給補償電壓信號。因此，能夠防止突然沒有電壓引起的顯示品位的低下，又，通過設置這樣的獨立的電壓控制電容配線32a，33b，與將掃描信號和補償電壓重疊在掃描線上的構成(例如日本平成2年公開的2-157815號專利公報)比較，可以實現掃描方驅動電路11的低電壓化。
下面，我們說明與本實施形態有關的液晶顯示裝置的顯示動作。本實施形態的特征是通過隔行驅動進行顯示。即，一個幀是由半幀A和半幀B1組成的2個半幀構成的，在半幀A中顯示奇數行的圖象數據，在半幀B中顯示偶數行的圖象數據那樣地進行驅動。
此外，當顯示奇數行的圖象數據和顯示偶數行的圖象數據時，是通過如圖32所示讀出存儲在幀存儲器60中的圖象數據來進行的。即，將要顯示的一幀的圖象數據存儲在幀存儲器60中，控制器13將在半幀A期間用于讀出奇數行圖象數據的控制信號X傳輸給幀存儲器60，將在半幀B期間用于讀出偶數行圖象數據的控制信號Y傳輸給幀存儲器60那樣地進行構成。因此，在半幀A期間將奇數行圖象數據輸出給信號線，同時掃描方驅動電路11通過來自控制器13的地址信號依次選擇奇數行掃描線，在半幀B期間將偶數行圖象數據輸出給信號線，同時掃描方驅動電路通過來自控制器的地址信號依次選擇偶數行掃描線，可以通過隔行驅動進行顯示那樣地進行構成。
參照圖33，具體說明通過隔行驅動的顯示動作。此外，圖33是著眼于1個象素時的定時圖。在半幀A期間，首先，如圖33(a)所示選擇第1掃描線，進行到與圖象信號的第1掃描線連接的副象素(與第1行的副象素P1相當)的寫入。然后，當結束到第1行的副象素的寫入時，如圖33(c)所示選擇第3掃描線。因此，進行到與第3掃描線連接的副象素(與第3行的副象素P2相當)的寫入。然后，在結束該第3行的副象素的寫入后，如圖33(e)所示，補償電壓偏移到高電位一側。因此，通過第1控制電容線32a將副象素電極M1，M2調制在預定電位上。結果，以正極性將電壓加到第1行和第3行的副象素P1，P2上。
此外，向高電位一側偏移的補償電壓信號在下一個半幀A偏移到低電位一側以前都依然維持高電位。
又，在該圖31中，只描述與1個單位象素有關的定時圖，但是由第5行～第8行構成的單位象素，由第9行～第12行構成的單位象素，.....，直到位于最下段的單位象素，進行與上述由第1行～第4行構成的單位象素相同的動作。結果，在半幀A期間，可以顯示出奇數行圖象數據。
下面，在半幀B期間，首先，如圖33(b)所示選擇第2掃描線，進行到與圖象信號的第2掃描線連接的副象素(與第2行的副象素P3相當)的寫入。然后，當結束到第2行的副象素的寫入時，如圖33(d)所示選擇第4掃描線。因此，進行到與第4掃描線連接的副象素(與第4行的副象素P4相當)的寫入。然后，在結束到該第4行的副象素的寫入后，如圖33(f)所示，補償電壓偏移到低電位一側。因此，通過第2控制電容線32b將副象素電極M3，M4調制在預定電位上。結果，以負極性將電壓加到第2行和第4行的副象素P3，P4上。此外，向低電位一側偏移的補償電壓信號在下一個半幀B偏移到高電位一側以前都依然維持低電位。
其次，由第5行～第8行構成的單位象素，由第9行～第12行構成的單位象素，.....，直到位于最下段的單位象素，進行與上述由第1行～第4行構成的單位象素相同的動作。結果，在半幀B期間，可以顯示出偶數行圖象數據。
這樣，通過隔行驅動進行顯示，因為每次寫入的數據小到1幀數據的1/2，所以能夠達到減少電力消耗的目的。
又，通過上述驅動方法，能夠達到在每行(與每個副象素相當)極性反轉的1H反轉驅動。從而，能夠顯示沒有閃爍的圖象。
(實施形態17)本實施形態17具有使副象素電極處于預定的排列狀態的特征。具體地說，在黑白顯示的液晶顯示裝置的情形中，(1)如圖34(a)所示，進行奇數行副象素的電極面積之和，與偶數行副象素的電極面積之和幾乎相等地配置，又，(2)如圖34(b)所示，進行副象素的每一行的電極面積之和對于所有的行都是相等地配置。此外，圖34的“1”，“2”，“4”，“8”表示電極面積比。又，在圖34中，只描述6個單位象素15(與4行6列有關的副象素)，但是將這樣的排列配置在整個顯示面上。
通過這樣的排列狀態，能夠盡可能地減少閃爍的發生。
此外，在圖35所示的全彩色顯示的液晶顯示裝置的情形中，可以將圖36(a)所示的排列作為上述(1)的排列，又，可以將圖36(b)所示的排列作為上述(2)的排列。此外，圖36的“1”，“2”，“4”，“8”表示電極面積比。
(實施形態18)與本實施形態18有關的液晶顯示裝置的特征是具有除了隔行驅動外可以進行逐行驅動的構成，在靜止圖象顯示時進行隔行驅動，在運動圖象顯示時進行逐行驅動。下面具體地說明本實施形態18。
首先，參照圖37說明逐行驅動的顯示動作。當逐行驅動時，控制器將讀出1圖象的所有數據的控制信號Z給予幀存儲器60，因此，從幀存儲器60依次讀出第1行數據，第2行數據，.....，直到最終行數據的所有的圖象數據，輸出給信號線。這時，掃描方驅動電路從第1掃描線直到最終掃描線依次進行選擇。結果，使通過逐行驅動進行顯示成為可能。
參照圖38具體說明通過逐行驅動的顯示動作。此外，圖38是著眼于1個象素時的定時圖。如圖38(a)～(d)所示從第1掃描線到第4掃描線順次選擇，順次進行從第1行的副象素到第4行的副象素的象素信號寫入。然后，在結束到該第4行的副象素的寫入后，如圖38(e)所示，與第1控制電容線32a有關的補償電壓信號偏移到高電位一側，如圖38(f)所示，與第2控制電容線32b有關的補償電壓信號偏移到低電位一側。因此，通過第1控制電容線32a將奇數行副象素電極M1，M2調制在預定電位上，通過第2控制電容線32b將偶數行的副象素電極M3，M4調制在預定電位上。結果，以正極性將電壓加到第1行的副象素P1和第3行的副象素P2，以負極性將電壓加到第2行的副象素P3和第4行的副象素P4上。
此外，在該圖38上，只描述了關于1個單位象素的定時圖，但是第5行以后也進行相同的動作。
這樣，與通過逐行驅動進行顯示一起，能夠達到在每行(與每個副象素相當)反轉極性的1H反轉驅動。
下面，說明逐行驅動和隔行驅動的切換動作。將用于識別是靜止圖象顯示還是運動圖象顯示的的識別信號S給予控制器13，控制器13進行與該識別信號S相應的控制動作。即，上述識別信號S表示靜止圖象顯示時，控制器13，為了進行隔行驅動，進行到幀存儲器60的讀出，掃描方驅動電路11的選擇順序的控制，和用于加補償電壓的驅動電路31的補償電壓的變化定時等的控制。因此，能夠實現通過隔行驅動的顯示。
又，上述識別信號S表示運動圖象顯示時，控制器13，為了進行逐行驅動，進行到幀存儲器60的讀出，掃描方驅動電路11的選擇順序的控制，和用于加補償電壓的驅動電路31的補償電壓的變化定時等的控制。因此，能夠實現通過逐行驅動的顯示。此外，因為用逐行驅動進行顯示和每次寫入的數據都是1個圖象的全部數據，所以電力消耗與隔行驅動的情形比較增大了，但是因為與隔行驅動的情形比較每次寫入的數據量增多，所以分辨率提高，能夠得到鮮明的圖象。
這樣，在本實施形態中，通過在靜止圖象顯示時進行隔行驅動，達到減少電力消耗的目的，通過在運動圖象顯示時進行逐行驅動，能夠得到分辨率提高的鮮明的圖象。
(其它事項)(1)在上述實施形態中，雖然說明了4比特(16灰度等級)的例子，但是本發明不限于此，也可以由5，6或以上的多個副象素構成單位象素，進行5比特(32灰度等級)，6比特(64灰度等級)或以上的其它的多灰度等級顯示。
(2)與本發明有關的液晶顯示裝置也能夠適用于透過型·反射型中任何一種的液晶顯示裝置。特別是，在反射型液晶顯示裝置的情形，通過在反射象素電極下面，形成信號線S，掃描線G，象素晶體管Tr，存儲電容C，可以增大副象素區域。
(3)在上述實施形態中，雖然掃描方驅動電路11是由多晶硅形成的，信號方驅動電路12是由單晶硅形成的，但是本發明不限于此，掃描方驅動電路11和信號方驅動電路12也都可以是由多晶硅形成的。
(4)又，與本發明有關的液晶顯示裝置能夠很好地在便攜式電話等信息終端裝置的顯示裝置中實施。
權利要求
1.一種電致發光顯示裝置，其特征是包括向掃描線供給掃描信號的掃描方驅動電路和向信號線供給數字圖象信號的信號方驅動電路，并具有多個單位象素矩陣狀排列構造，上述各單位象素被分割成多個副象素，各副象素具有各自的副象素電極和與上述副象素電極連接的開關元件，構成上述單位象素的多個上述副象素電極的面積中心幾乎都在同一位置上。
2.根據權利要求1所述的電致發光顯示裝置，其特征是將至少一個以上的上述副象素電極分割成大致的二字形狀，該二字形狀的副象素電極夾住剩余的象素電極中的至少一個以上的象素電極那樣地配置。
3.根據權利要求2所述的電致發光顯示裝置，其特征是上述被分割成二字形狀的各分割電極是電連接在一起的。
4.根據權利要求1所述的電致發光顯示裝置，其特征是至少一個以上的上述副象素電極的形狀是大致的口字形狀，該口字形狀的副象素電極包圍剩余的象素電極中的至少一個以上的象素電極那樣地配置。
5.根據權利要求1所述的電致發光顯示裝置，其特征是上述多個副象素電極中電極面積最大的副象素電極的形狀是大致的口字形狀，在它的內側配置大致二字形狀的副象素電極。
6.一種信息終端裝置，其特征是具有權利要求1所述的電致發光顯示裝置。
全文摘要
一種有源矩陣型液晶顯示裝置，將各單位象素分割成多個副象素。各副象素具有各自的副象素電極，與副象素電極連接的象素晶體管和電壓控制電容。供給補償電壓信號的電壓控制電容配線與上述電壓控制電容連接，在結束到上述副象素的寫入后，使補償電壓信號的電位變化，將副象素電極的電位調制在預定電位上。這樣能夠不設置數字/模擬變換電路根據數字圖象信號進行灰度等級顯示，同時能夠達到減少電力消耗的目的。
文檔編號G09F9/35GK1612195SQ200410092
公開日2005年5月4日 申請日期2001年8月29日 優先權日2000年10月31日
發明者千田耕司, 南野裕, 竹橋信逸 申請人:松下電器產業株式會社