CN101197123A - 显示装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置包括显示单元，其中像素以矩阵方式布置，并且驱动电路通过每一行选择显示单元中相应的像素并通过采用耦合提供附加电位到像素的像素电极，其中驱动电路具有一功能，该功能为在施加附加电位之前允许加到像素电极的电位的反极性作为可将适当电压加到帧中的附加电位线的电位。

Description

显示装置和电子设备
相关申请交叉引用
本发明包括2006年11月20日向日本专利局提交的日本专利申请JP2006-313540的主题，其全部内容在这里被结合作为参考。
技术领域
本发明涉及一种有源矩阵显示装置(例如液晶显示装置)和采用该显示装置的电子设备。
背景技术
近年来，便携式终端例如蜂窝电话和PDA(个人数字助理)已迅速普及。这些便携式终端快速发展的因素之一是可以用所安装的液晶显示装置作为其输出显示单元。原因是液晶显示装置具有通常不需要电源来驱动液晶显示的特性，并且它是低功耗的显示装置。
图1是示出通用液晶显示装置的构造示例的方框图。
如图1所示，液晶显示装置1包括有效显示区域单元2、垂直驱动电路(VDRV)3和水平驱动电路(HDRV)4。
在有效显示区域单元2中，以矩阵形式设置多个像素单元2PXL。
每个像素单元2PXL包括：作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)21；液晶元件单元LC22，其中像素电极22连接到TFT 21的漏极(或源极)；和存储电容CS21，其中中的电极之一连接到TFT 21的漏极。
相对于各个像素单元2PXL，沿像素排列方向在每行设置扫描线5-1至5-m和存储电容线(CS线)6-1至6-m，并沿像素排列方向在每列设置信号线7-1至7-n。
各个像素单元2PXL的TFT 21的栅极分别连接到扫描线(栅极线)5-1至5-m，这样每行的栅极对应于相同的扫描线。各个像素单元2PXL的源极(或漏极)分别连接到信号线7-1至7-n，这样每列的源极(或漏极)对应于相同的信号线。
此外，在通用的液晶显示装置中，各个像素单元2PXL的存储电容CS21的电极(与所连接电极相对的电极)之一分别连接到存储电容线6-1至6-m，这样每行上的电极对应于相同的存储电容线。
由垂直驱动电路3驱动各个扫描线5-1至5-m和各个存储电容线6-1至6-m，并由水平驱动电路4驱动各个信号线7-1至7-n。
在垂直驱动电路3中，扫描器(移位寄存器)31、CS锁存器32和栅极缓冲器33串联连接并设置在像素排列的各个行中，以便对应于各个扫描线5-1至5-m和各个存储电容线6-1至6-m。
具有上述结构的液晶显示装置1应用通过耦合将附加的电位施加到像素单元2PXL的像素电极22的驱动方法。
在垂直驱动电路3中，在扫描器(移位寄存器)31中扫描特定脉冲，以产生GV和CV脉冲。
然后，通过利用CS锁存器中的GV和GS脉冲检测FRP脉冲的极性，来产生CSout脉冲，以便耦合到像素电极22。
这时，同时产生用于接通像素单元2PXL的TFT 21的信号Vout。
最后，在栅极缓冲器33中执行脉冲整形，并分别输出脉冲到栅极线5-1至5-m和CS线6-1和6-m。
发明内容
然而，在上述通用的液晶显示装置中，在切换显示(例如垂直反转、1H反转和1F反转之间的切换、开/关顺序和外部Vsync模式(外部Vsync模式))的时候，很难正常执行耦合操作，因此像素电极不能达到目标电位，并导致显示发生异常。
因此，至今已进行了各种脉冲控制以避免问题，然而，仍未解决1H反转和1F反转之间的切换和外部Vsync模式下的问题。
还有另一个问题，通过执行脉冲控制导致电路增加和布局面积变大。
将更详细地解释在切换显示特别是在外部Vsync模式下时不能正常执行耦合操作的问题。
图2是示出通用液晶显示装置中的CS锁存器32的结构示例的视图。
图3是正常运行时图2的时序图。
图2的CS锁存器32包括开关34、35、锁存器(RAM)36、37和反相器38。
在这种结构中，当GV脉冲为高电平时开关34导通，并且FRP脉冲存储在锁存器(RAM)36中。
之后，当CV脉冲为高电平时开关35导通，并且在接下来的阶段，存储在锁存器36中的信号电位被存储在锁存器(RAM)37中以作为CSout经过反相器38输出。
在正常驱动的情况下，执行操作，即使图像质量也没有问题。
图4是用来解释问题发生的时序图，其中在切换显示特别是在外部Vsync模式下时未正常执行耦合操作。
如图4所示，当垂直同步信号Vsync突然在不是常规定时的定时T1从外部输入而垂直同步信号Vsync变得有效时，扫描器(移位寄存器)31被复位以保持显示，并且过程移到存储像素电极22的电位的操作。
如图中的T2所示，扫描器(移位寄存器)31从第一线重新执行扫描操作。在这时，如图中的T3所示，未对连接的CS线6执行关于存储像素电极22的耦合。
这是因为通过垂直同步信号Vsync的突然输入使FRP脉冲的极性反相。
操作导致在显示区域产生片刻噪声的问题，并且模式受到限制。
希望提供一种显示装置和采用该显示装置的电子设备，其能够消除切换显示时导致问题的模式。
依据本发明的实施例，提供一种显示装置，其包括显示单元，其中像素以矩阵方式设置，和驱动电路，通过每一行选择显示单元中相应的像素并通过采用耦合提供附加电位到像素的像素电极，其中驱动电路具有这样的功能，即，在施加附加电位之前允许加到像素电极的电位的反极性作为可将适当电压加到帧中的附加电位线的电位。
依据本发明的实施例，提供一种电子设备，包括显示装置，其中显示装置具有：像素以矩阵方式设置的显示单元；和驱动电路，通过每一行选择显示单元中相应的像素并通过采用耦合提供附加电位到像素的像素电极，其中驱动电路具有这样的功能，即，在施加附加电位之前允许加到像素电极的电位的反极性为可将适当电压加到帧中的附加电位线的电位。
依据本发明的实施例，当通过耦合施加附加电位到像素的像素电极时，在施加附加电位之前，加到像素电极的电位的反极性被施加到附加电位线作为帧中的适当电压。
依据本发明的实施例，具有一优点，可以消除当切换显示时导致问题的模式。
附图说明
图1是示出通用液晶显示装置的构造示例的方框图；
图2是示出通用液晶显示装置中的CS锁存器的构造示例的视图；
图3是正常运行时图2的时序图；
图4是用来解释问题发生的时序图，其中在切换显示的时候，特别是在外部Vsync模式下不能正常执行耦合操作；
图5是示出依据本发明实施例的液晶显示装置的构造示例的方框图；
图6是示出依据实施例的垂直驱动电路中CS锁存器的构造示例的视图；
图7是正常运行下图6的时序图；
图8是用来解释切换显示时，特别是外部Vsync模式下运行的时序图；
图9(a)-9(g)图解说明示出应用依据本发明实施例的显示装置的电子设备的视图；和
图10是用来解释依据本发明实施例的显示装置包括具有密封结构的模块形装置的视图。
具体实施方式
在下文，将参考附图详细解释本发明的实施例。
图5是示出依据本发明实施例的液晶显示装置的构造示例的方框图。
如图5所示，液晶显示装置100包括有效显示区域单元110、垂直驱动电路(VDRV)120和水平驱动电路(HDRV)130。
在有效显示区域单元110中，以矩阵形式设置多个像素单元110PXL。
每个像素单元110PXL包括：作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)111；液晶单元LC 111，其中像素电极112连接到TFT 111的漏极(或源极)；和存储电容CS 111，其中电极之一连接到TFT 111的漏极。
相对于各个像素单元110PXL，沿像素排列方向在每行设置扫描线141-1至141-m和作为附加电位线的辅助线的存储电容线(CS线)142-1至142-m，并沿像素排列方向在每列设置信号线143-1至143-n。
各个像素单元110PXL的TFT 111的栅极分别连接到扫描线(栅极线)141-1至141-m，这样每行的栅极对应于相同的扫描线。各个像素单元110PXL的源极(或漏极)分别连接到信号线143-1至143-n，这样每列的源极(或漏极)对应于相同的信号线。
此外，在液晶显示装置100中，各个像素单元110PXL的存储电容CS111的电极之一(与所连接电极相对的电极)分别连接到存储电容线142-1至142-m，这样每行上的电极对应于相同的存储电容线。
由垂直驱动电路120驱动各个扫描线141-1至141-m和各个存储电容线142-1至142-m，并由水平驱动电路130驱动各个信号线143-1至143-n。
在垂直驱动电路120中，扫描器单元(移位寄存器)121、CS锁存器单元122和栅极缓冲器单元123串联连接并设置在像素排列的各个行中，以便对应于各个扫描线141-1至141-m和各个存储电容线142-1至142-m。
具有上述结构的液晶显示装置100应用通过耦合将附加的电位施加到像素单元110PXL的像素电极112的驱动方法，并且垂直驱动电路120在转换一定功能时具有防止图像质量失调的功能。
在下文，将解释垂直驱动电路120，集中于其结构和功能。
在垂直驱动电路120中，在扫描器单元(移位寄存器)121中扫描特定脉冲，以产生GV作为第一脉冲和CV脉冲作为第二脉冲。
然后，通过利用CS锁存器单元122中的GV和GS脉冲检测FRP脉冲的极性，来产生CSout脉冲，以便耦合到像素电极112。
这时，同时产生用于接通像素单元110PXL的TFT 111的信号Vout。
最后，在栅极缓冲器单元123中执行脉冲整形，并分别输出脉冲到栅极线141-1至141-m和存储电容线(CS线)142-1和142-m。
依据实施例的垂直驱动电路120的CS锁存器单元122具有这样的功能，即，为了防止图像质量中的问题，在施加附加电位之前允许加到像素电极的电位的反极性作为可将适当电压加到帧中的附加电位线的电位。
图6是示出依据实施例的垂直驱动电路中CS锁存器的构造示例的视图。
CS锁存器单元120包括开关1221、1222、1223、锁存器(RAM)1224、1225和反相器1226、1227。
反相器1226和开关1223形成反相转换单元1228。
开关1221在固定触点“a”连接到FRP脉冲的供应线，并在操作触点“b”连接到锁存器1224的输入。
当在扫描器单元121中产生的GV脉冲为高电平时，导通开关1221，输入FRP脉冲到锁存器1224。
开关1222在固定触点“a”连接到锁存器1224的输出，并在操作触点“b”连接到锁存器1225的输入。
当扫描器单元121中产生的CV脉冲为高电平时，导通开关1222，输入锁存器1224中锁存的FRP脉冲到锁存器1225。
开关1223在固定触点“a”连接到反相器1226的输出，并在操作触点“b”连接到锁存器1225的输入。
当扫描器单元121中产生的GV脉冲为高电平时，导通开关1223，输入锁存器1224中锁存并在反相器1226中反相的FRP脉冲到锁存器1225。
通过彼此连接反相器INV1、INV2的输入和输出来构造锁存器1224，其中通过反相器INV1的输入和反相器INV2的输出的接触形成输入节点ND1，和通过反相器INV1的输出和反相器INV2的输入的接触形成输出节点ND2。
输入ND1连接到开关1221的操作触点“b”，而输出节点ND2连接到开关1222的固定触点“a”和反相器1226的输入。
通过彼此连接反相器INV3、INV4的输入和输出来构造锁存器1225，其中通过反相器INV3的输入和反相器INV4的输出的接触形成输入节点ND3，和通过反相器INV3的输出和反相器INV4的输入的接触形成输出节点ND4。
输入ND3连接到开关1222和开关1223的操作触点“b”，而输出节点ND4连接到反相器INV1227的输入。
反相器1226在输入处连接到锁存器1224的输出节点ND2，并在输出处连接到开关1223的固定触点“a”。
反相器1226反相锁存器1224中锁存的FRP脉冲的电平，输出脉冲到开关1223。
反相器1227反相锁存器1225中锁存的脉冲的电平，输出脉冲到栅极缓冲器单元123。
接下来，将参考图7和图8解释依据该结构的运行。
图7是正常运行下图6的时序图。
图8是用来解释切换显示时，特别是外部Vsync方式下运行的时序图。
在正常运行下，当GV脉冲为高电平时导通开关1221，并且FRP脉冲存储在锁存器(RAM)1224中。
存储在锁存器1224中的FRP脉冲在反相器1226中反相。由于这时开关1223也导通，因此反相器1226的反相信号锁存在锁存器1225中，并经过反相器1227以反极性输出一次。
这之后，当CV脉冲为高电平时，开关1222导通，并且在接下来的阶段，锁存器1224中存储的信号电位被存储在锁存器(RAM)1225中，其作为CSout经过反相器1227输出。
在正常驱动的情况下，执行运行，即使图像质量也没有问题。
如图8所示，当垂直同步信号Vsync在不是常规定时的定时T11处突然从外部输入，并且垂直同步信号Vsync变得有效时，复位扫描器单元(移位寄存器)121以维持显示，并且过程移到存储像素电极112的电位的操作。
如图中的T12所示，扫描器单元(移位寄存器)121从第一线重新执行扫描操作。
在接下来的帧中，相对于耦合极性的反极性的电位在与栅极脉冲相同的定时T13在CS线中充电。
具体地说，在CS锁存器单元122中，当GV脉冲为高电平时，导通开关1221，并在锁存器(RAM)1224中存储FRP脉冲。
存储在锁存器1224中的FRP脉冲在反相器1226中反相。由于这时开关1223也导通，因此反相器1226的反相信号在锁存器1225中锁存。
因此，具有反极性的信号电位经过反相器1227输出到CS线142(-1至142-m)并以反极性充电。
在这之后，当CV脉冲为高电平时导通开关1222，并且在接下来的阶段，存储在锁存器1224中的信号电位被存储在锁存器(RAM)1225中，其作为CSout经过反相器1227输出，结果执行正常耦合。
即，即使在外部Vsync方式下，也可以在期望的定时T14执行耦合。
在这里采用外部Vsync方式下问题的解决方案作为示例，然而，耦合操作中导致问题的所有模式都已被解决。
如上所述，依据实施例，垂直驱动电路120的CS锁存器单元122具有这样的功能，为了防止图像质量中的问题，在施加附加电位之前允许加到像素电极的电位的反极性作为可将适当电压加到帧中的附加电位线的电位，结果可以获得下面的优点。
具体地说，在切换显示，例如垂直反转、1H反转和1F反转之间的切换、开/关顺序和外部Vsync模式(外部Vsync模式)的时候，耦合操作可以正常操作，像素电极达到期望的电位，因此可防止显示发生异常。
因此，在切换显示(例如垂直反转、1H反转和1F反转之间的切换、开/关顺序和外部Vsync模式)的时候，可省略驱动装置，例如线路成批预充电或耦合极性反相，从而实现系统的简化。
系统简化的实现允许帧缩小。
此外，可以消除到现在为止切换显示时发生问题的模式。
在上述的实施例中，作为示例解释了本发明应用到有效矩阵液晶显示装置的情况，然而，本发明不限于此，并且本发明也可以以同样的方式应用到其它的有源矩阵显示装置，例如EL显示装置，其中场致发光(EL)装置用作每个像素的光电装置。
此外，依据实施例，由有源矩阵液晶显示装置代表的有源矩阵显示装置被用作OA设备(例如个人计算机，文字处理器)、电视机等的显示器，特别优选用作如蜂窝式电话，PDA等电子设备的显示单元，其中继续进行设备主体的微型化和小型化研究。
具体地说，如图9所示，依据实施例的显示装置100可以应用到各种电子设备的显示装置，也就是，用于各种领域的电子设备(例如数码照相机、个人笔记本计算机、蜂窝式电话、数码摄像机等)的显示装置，其显示输入到电子设备或在电子设备中产生的视频信号作为图像或视频。
依据本发明实施例的显示装置还包括模块形装置，其具有如图10所示的密封结构。
例如，显示模块对应于上述装置，其中提供密封部151以围绕像素阵列部(有效显示区域)150，并且通过采用密封部151作为粘合剂粘接透明的相对部152(如玻璃)。
最好透明的相对部152装备有滤色镜、保护薄膜、屏蔽薄膜等。此外，最好显示模块装备有FPC(柔性印刷电路)153，用来从外部输入或输出信号等到像素阵列部。
在下文，将示出应用上述显示装置的电子设备的示例。
在图9的(a)中示出了应用本发明的电视机200的示例。电视机200包括具有前板201、滤色玻璃202等的视频显示屏203、通过采用依据本发明实施例的显示装置装配用作视频显示屏203。
在图9的(b)和(c)中示出了应用本发明的数码照相机210的示例。数码照相机210包括成像透镜211、用作闪光灯的光发射单元212、显示单元213，控制开关214等，通过采用依据本发明实施例的显示装置装配用作显示单元213。
在图9的(d)中示出了应用本发明的摄像机220。摄像机220包括主体221，用于对面向前面的侧表面处的物体进行照相的镜头222、照相时的开/停开关223、显示单元224等，通过采用依据本发明实施例的显示装置装配用作显示单元224。
在图9的(e)和(f)中示出了应用本发明的便携式终端设备230。便携式终端设备230包括上壳231、下壳232、连接部(在这种情况下为铰链部分)233、显示器234、子显示器235、图像灯236、摄像头237等，通过采用依据本发明实施例的显示装置装配用作显示器234或子显示器235。
在图9的(g)中示出了应用本发明的个人笔记本计算机240。个人笔记本计算机240包括主体241、当输入字符等时操作的键盘242、显示图像等的显示单元243等，通过采用依据本发明实施例的显示装置装配用作显示单元243。
对本领域的技术人员来说可以理解的是，基于设计要求和其它因素可以进行各种变型、组合、子组合和替换，只要它们在附加的权利要求或等价物的范围之内。

Claims (12)

1.一种显示装置，包括：
显示单元，其中像素以矩阵方式布置；和
驱动电路，通过每一行选择显示单元中相应的像素并通过采用耦合提供附加电位到像素的像素电极，和
其中驱动电路具有一功能，该功能为在施加附加电位之前允许加到像素电极的电位的反极性作为可将适当电压加到帧中的附加电位线的电位。
2.依据权利要求1的显示装置，进一步包括：
扫描线、作为附加电位线的辅助线和依据像素的矩阵布置排列的信号线，和
其中每个像素包括
像素单元，
开关元件，依据扫描线的电平有选择地连接信号线到像素单元的像素电极，和
存储电容器，其中一个电极连接到像素电极，而另一个电极连接到相应的辅助线，和
其中驱动电路在预定的定时施加特定脉冲到扫描线和辅助线。
3.依据权利要求2的显示装置，
其中驱动电路包括
扫描器单元，具有产生第一脉冲和第二脉冲的功能，
锁存器单元，具有在第二脉冲定时锁存极性脉冲的锁存器和在第一脉冲定时反相极性脉冲的电平并输入脉冲到锁存器的反相转换单元。
4.依据权利要求3的显示装置，
其中驱动电路包括
扫描器单元，具有产生第一脉冲和第二脉冲的功能，和
锁存器单元，具有：在第一脉冲定时锁存极性脉冲的第一锁存器；在第二脉冲定时锁存第一锁存器的锁存信号的第二锁存器；和在第一脉冲时间处反相第一锁存器的锁存信号的电平并输入信号到第二锁存器的反相转换单元。
5.依据权利要求3的显示装置，
其中扫描器单元具有一功能，该功能为当在切换显示的时候被复位时重新执行扫描操作。
6.依据权利要求5的显示装置，
其中当复位时锁存器单元将辅助线充电到特定目标电位。
7.一种电子设备，包括
显示装置，以及
其中显示装置包括
显示单元，其中像素以矩阵方式布置，和
驱动电路，通过每一行选择显示单元中相应的像素并通过采用耦合提供附加电位到像素的像素电极，和
其中驱动电路具有一功能，该功能为在施加附加电位之前允许加到像素电极的电位的反极性作为可将适当电压加到帧中的附加电位线的电位。
8.依据权利要求7的电子设备，进一步包括：
扫描线，作为附加电位线的辅助线和依据像素的矩阵布置排列的信号线，知
其中每个像素包括
像素单元，
开关元件，依据扫描线的电平有选择地连接信号线到像素单元的像素电极，和
存储电容器，其中一个电极连接到像素电极，而另一个电极连接到相应的辅助线，和
其中驱动电路在预定的定时施加特定脉冲到扫描线和辅助线。
9.依据权利要求8的电子设备，
其中驱动电路包括
扫描器单元，具有产生第一脉冲和第二脉冲的功能，
锁存器单元，具有在第二脉冲定时锁存极性脉冲的锁存器和在第一脉冲定时反相极性脉冲的电平并输入脉冲到锁存器的反相转换单元。
10.依据权利要求9的电子设备，
其中驱动电路包括
扫描器单元，具有产生第一脉冲和第二脉冲的功能，和
锁存器单元，具有：在第一脉冲定时锁存极性脉冲的第一锁存器；在第二脉冲定时锁存第一锁存器的锁存信号的第二锁存器；和在第一脉冲定时反相第一锁存器的锁存信号的电平并输入信号到第二锁存器的反相转换单元。
11.依据权利要求9的电子设备，
其中扫描器单元具有一功能，该功能为当在切换显示的时候被复位时重新执行扫描操作。
12.依据权利要求11的电子设备，
其中当复位时锁存器单元将辅助线充电到特定目标电位。
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