CN112147820A - 有源矩阵基板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种有源矩阵基板和显示装置,有源矩阵基板具备配置于周边区域的多路分配电路。多路分配电路的各单位电路将显示信号从1条信号输出线分配到n条(n为2以上的整数)源极总线。各单位电路包含n条分支配线和n个开关TFT。多路分配电路还包含能对施加到开关TFT的栅极电极的电压进行升压的增压电路。增压电路包含对连接到栅极电极的节点进行预充电的置位部、对由置位部预充电后的节点的电位进行升压的增压部、以及对节点的电位进行复位的复位部。多路分配电路还包含均衡电路,均衡电路通过将由第1增压电路的增压部升压的第1节点和由与第1增压电路不同的第2增压电路的增压部升压的第2节点电连接,能进行电荷共享。

Description

有源矩阵基板和显示装置
技术领域
本发明涉及有源矩阵基板,特别是,涉及具备多路分配电路的有源矩阵基板。另外,本发明还涉及具备这样的有源矩阵基板的显示装置。
背景技术
液晶显示装置等所使用的有源矩阵基板具有:显示区域,其具有多个像素;以及显示区域以外的区域(非显示区域或边框区域)。在显示区域中按每个像素具备薄膜晶体管(Thin Film Transistor;以下,称为“TFT”)等开关元件。作为这种开关元件,以往广泛使用将非晶硅膜作为活性层的TFT(以下,称为“非晶硅TFT”)或者将多晶硅膜作为活性层的TFT(以下,称为“多晶硅TFT”)。
已提出使用氧化物半导体来代替非晶硅或多晶硅,作为TFT的活性层的材料。将这种TFT称为“氧化物半导体TFT”。氧化物半导体具有比非晶硅高的迁移率。因此,氧化物半导体TFT与非晶硅TFT相比,能高速地进行动作。
有时在有源矩阵基板的非显示区域中单片(一体)地形成驱动电路等周边电路。通过单片地形成驱动电路,从而实现非显示区域的窄小化(窄边框化)、安装工序的简化所带来的成本降低。例如,在非显示区域中,有时单片地形成栅极驱动电路,并以COG(Chip onGlass:玻璃上芯片)方式安装源极驱动电路。
在智能手机等窄边框化的要求高的设备中,已提出除了单片地形成栅极驱动器之外,还单片地形成源极切换(Source Shared Driving;源极共享驱动:SSD)电路等多路分配电路(Demultiplexer(DEMUX)Circuit)(例如专利文献1和2)。SSD电路是将视频信号从连接到源极驱动器的各端子的一条视频信号线分配到多条源极配线的电路。通过搭载SSD电路,能够进一步缩小非显示区域中的配置端子部及配线的区域(端子部/配线形成区域)。另外,来自源极驱动器的输出数量减少,能够使电路规模变小,因此能够降低驱动器IC的成本。
驱动电路、SSD电路等周边电路包含TFT。在本说明书中,将在显示区域的各像素中作为开关元件配置的TFT称为“像素TFT”,将构成周边电路的TFT称为“电路TFT”。另外,将电路TFT中的在DEMUX电路(SSD电路)中作为开关元件使用的TFT称为“DEMUX电路用TFT”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2011/118079号
专利文献2:特开2010-102266号公报
专利文献3:国际公开第2018/190245号
发明内容
发明要解决的问题
在使用氧化物半导体TFT作为像素TFT的有源矩阵基板中,从制造工艺的观点出发,也可以说优选DEMUX电路用TFT也是与像素TFT使用了相同的氧化物半导体膜的氧化物半导体TFT。
然而,使用氧化物半导体TFT来形成DEMUX电路是困难的,以往,使用多晶硅TFT作为DEMUX电路用TFT。其原因如下。
氧化物半导体与多晶硅相比迁移率小了约1个数量级,因此,氧化物半导体TFT的电流驱动力小于多晶硅TFT。因此,在使用氧化物半导体来形成DEMUX电路用TFT的情况下,与使用多晶硅的情况相比需要使TFT的尺寸变大(使沟道宽度变大)或者提高驱动电压。如果使TFT的尺寸变大,则栅极电容负载会变大,DEMUX电路的驱动电力会增大。另一方面,即使提高TFT的驱动电压,DEMUX电路的驱动电力也会增大。
此外,如后所述,即使在使用多晶硅TFT作为DEMUX电路用TFT的情况下,在仅采用PMOS工艺的情况下(也就是说,多晶硅TFT仅为PMOS晶体管的情况下),也可能会发生同样的问题。
因此,本申请的发明人在专利文献3中提出了用于降低DEMUX电路的驱动电力的技术。在专利文献3所公开的显示装置中,DEMUX电路包含能对施加到开关TFT的栅极电极的电压进行升压的增压电路,由此,实现驱动电力的降低。然而,本申请的发明人进一步进行了各种各样的探讨,以进一步降低DEMUX电路的驱动电力。
本发明的实施方式是鉴于上述问题而完成的,其目的在于,降低具备多路分配电路的有源矩阵基板的驱动电力。
用于解决问题的方案
本说明书公开了以下项目记载的有源矩阵基板和显示装置。
[项目1]
一种有源矩阵基板,具有:显示区域,其包含多个像素区域;以及周边区域,其位于上述显示区域的周边,
上述有源矩阵基板具备:
基板;
多条栅极总线和多条源极总线,其设置在上述基板上;
源极驱动器,其配置在上述周边区域,包含多个输出端子;
多条信号输出线,其各自连接到上述源极驱动器的上述多个输出端子中的每一个输出端子;以及
多路分配电路,其包含支撑于上述基板的多个单位电路,配置在上述周边区域,
上述多路分配电路的上述多个单位电路中的每一个单位电路将显示信号从上述多条信号输出线中的1条信号输出线分配到上述多条源极总线中的n条源极总线,其中,n是2以上的整数,
上述多个单位电路中的每一个单位电路包含:
n条分支配线,其连接到上述1条信号输出线;以及
n个开关TFT,其各自连接到上述n条分支配线中的每一条分支配线,对上述n条分支配线与上述n条源极总线的电连接单独地进行接通/断开控制,
上述多路分配电路还包含能对施加到上述n个开关TFT的栅极电极的电压进行升压的多个增压电路,
上述多个增压电路中的每一个增压电路包含:
置位部,其对连接到上述栅极电极的节点进行预充电;
增压部,其对由上述置位部预充电后的上述节点的电位进行升压;以及
复位部,其对上述节点的电位进行复位;
在将由上述多个增压电路中的第1增压电路的上述增压部升压的上述节点称为第1节点,并将由与上述第1增压电路不同的第2增压电路的上述增压部升压的上述节点称为第2节点时,
上述多路分配电路还包含均衡电路,上述均衡电路通过将上述第1节点与上述第2节点电连接,能在上述第1节点与上述第2节点之间进行电荷共享。
[项目2]
根据项目1所述的有源矩阵基板,
上述多路分配电路还包含对上述均衡电路供应均衡信号的均衡信号线,
上述均衡电路包含均衡用TFT,上述均衡用TFT具有:栅极电极,其连接到上述均衡信号线;以及源极电极和漏极电极,其中一方连接到上述第1节点,另一方连接到上述第2节点。
[项目3]
根据项目1或2所述的有源矩阵基板,
上述多个单位电路中的每一个单位电路所具有的上述n个开关TFT包含在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态的2个开关TFT,
上述第1增压电路连接到上述2个开关TFT中的一个开关TFT,
上述第2增压电路连接到上述2个开关TFT中的另一个开关TFT。
[项目4]
根据项目3所述的有源矩阵基板,
上述多路分配电路包含:
第1驱动信号线,其对上述置位部供应第1驱动信号;
第2驱动信号线,其对上述复位部供应第2驱动信号;以及
第3驱动信号线,其对上述增压部供应第3驱动信号,
上述第1增压电路用的上述第1驱动信号线兼作上述第2增压电路用的上述第2驱动信号线,上述第2增压电路用的上述第1驱动信号线兼作上述第1增压电路用的上述第2驱动信号线。
[项目5]
根据项目1至4中的任意一项所述的有源矩阵基板,
上述多个单位电路中的每一个单位电路所具有的上述n个开关TFT为2个开关TFT,
上述多个增压电路包含各自连接到上述2个开关TFT中的每一个开关TFT的2个增压电路。
[项目6]
根据项目1至4中的任意一项所述的有源矩阵基板,
上述多个单位电路中的每一个单位电路所具有的上述n个开关TFT为2个开关TFT,
上述2个开关TFT是在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态的第1开关TFT和第2开关TFT,
上述多个增压电路包含与上述多个单位电路中的2个单位电路的上述第1开关TFT共同连接的增压电路、以及与上述2个单位电路的上述第2开关TFT共同连接的增压电路。
[项目7]
根据项目1至4中的任意一项所述的有源矩阵基板,
上述多个单位电路中的每一个单位电路所具有的上述n个开关TFT为2个开关TFT,
上述2个开关TFT是在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态的第1开关TFT和第2开关TFT,
上述多个增压电路包含与上述多个单位电路中的3个以上的单位电路的上述第1开关TFT共同连接的增压电路、以及与上述3个以上的单位电路的上述第2开关TFT共同连接的增压电路。
[项目8]
根据项目1至4中的任意一项所述的有源矩阵基板,
上述多个单位电路中的每一个单位电路所具有的上述n个开关TFT为3个开关TFT,
上述多个单位电路中的每一个单位电路包含上述多个增压电路中的3个增压电路,
上述3个增压电路中的每一个增压电路连接到上述3个开关TFT中的每一个开关TFT。
[项目9]
根据项目1至4中的任意一项所述的有源矩阵基板,
上述多个单位电路中的每一个单位电路所具有的上述n个开关TFT为3个开关TFT,
上述3个开关TFT是在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态的第1开关TFT、第2开关TFT以及第3开关TFT,
上述多个增压电路包含与上述多个单位电路中的2个单位电路的上述第1开关TFT共同连接的增压电路、与上述2个单位电路的上述第2开关TFT共同连接的增压电路、以及与上述2个单位电路的上述第3开关TFT共同连接的增压电路。
[项目10]
根据项目1至4中的任意一项所述的有源矩阵基板,
上述多个单位电路中的每一个单位电路所具有的上述n个开关TFT为3个开关TFT,
上述3个开关TFT是在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态的第1开关TFT、第2开关TFT以及第3开关TFT,
上述多个增压电路包含与上述多个单位电路中的3个以上的单位电路的上述第1开关TFT共同连接的增压电路、与上述3个以上的单位电路的上述第2开关TFT共同连接的增压电路、以及与上述3个以上的单位电路的上述第3开关TFT共同连接的增压电路。
[项目11]
根据项目1至10中的任意一项所述的有源矩阵基板,
上述多路分配电路还包含多个清除电路,上述多个清除电路中的每一个清除电路连接到上述多个增压电路中的每一个增压电路,并在规定的定时将对应的增压电路初始化。
[项目12]
根据项目1至11中的任意一项所述的有源矩阵基板,
上述置位部和上述复位部各自包含相互串联连接的多个TFT。
[项目13]
根据项目1至12中的任意一项所述的有源矩阵基板,
上述多个增压电路包含在相同的定时被驱动的2个以上的增压电路,
上述多路分配电路包含:第1驱动信号线群,其供应用于驱动上述2个以上的增压电路中的一部分增压电路的驱动信号群;以及第2驱动信号线群,其供应用于驱动上述2个以上的增压电路中的其它一部分增压电路的驱动信号群,且与上述第1驱动信号线群不同。
[项目14]
根据项目1至13中的任意一项所述的有源矩阵基板,
上述n个开关TFT中的每一个开关TFT包含氧化物半导体层作为活性层。
[项目15]
根据项目14所述的有源矩阵基板,
上述氧化物半导体层包含In-Ga-Zn-O系半导体。
[项目16]
根据项目15所述的有源矩阵基板,
上述In-Ga-Zn-O系半导体包含结晶质部分。
[项目17]
根据项目1至16中的任意一项所述的有源矩阵基板,
上述n个开关TFT中的每一个开关TFT是包含多晶硅半导体层作为活性层的PMOS晶体管。
[项目18]
一种显示装置,其特征在于,具备项目1至17中的任意一项所述的有源矩阵基板。
发明效果
根据本发明的实施方式,能够降低具备多路分配电路的有源矩阵基板的驱动电力。
附图说明
图1是示出实施方式1中的有源矩阵基板100的平面结构的一个例子的概略图。
图2是示出有源矩阵基板100所具备的DEMUX电路10的构成的例子的图。
图3是示出DEMUX电路10所具有的增压电路20的构成的例子的图。
图4是用于说明DEMUX电路10的动作的时序图。
图5A是不通过均衡电路40进行均衡动作的情况下的时序图的例子。
图5B是通过均衡电路40进行均衡动作的情况下的时序图的例子。
图6是示出增压电路20所具有的置位部21、复位部22、增压部23、以及均衡电路40的具体构成的例子的图。
图7是示出实施方式2中的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10A的构成的图。
图8是示出DEMUX电路10A所具有的增压电路20的构成的例子的图。
图9是示出DEMUX电路10A中的、增压电路20所具有的置位部21、复位部22及增压部23、以及均衡电路40的具体构成的例子的图。
图10是用于说明DEMUX电路10A的动作的时序图。
图11是示出实施方式3中的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10B的构成的图。
图12是示出实施方式4中的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10C的构成的图。
图13A是示出实施方式5中的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10D的构成的图。
图13B是用于说明DEMUX电路10D的动作的时序图。
图14是示出实施方式6中的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10E的构成的图。
图15是示出实施方式7中的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10F的构成的图。
图16是示出实施方式8中的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10G的构成的图。
图17是示出实施方式9中的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10H的构成的图。
图18是示出实施方式10中的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10I的构成的图。
图19是示出实施方式11中的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10J的构成的图。
具体实施方式
以下,参照附图来说明本发明的实施方式。此外,本发明不限于以下的实施方式。
(实施方式1)
图1是示出本实施方式中的有源矩阵基板100的平面结构的一个例子的概略图。如图1所示,有源矩阵基板100具有显示区域DR和周边区域FR。
显示区域DR包含多个像素区域PIX。像素区域PIX是与显示装置的像素对应的区域。以下,有时也将像素区域PIX简称为“像素”。多个像素区域PIX排列为包含多个行和多个列的矩阵状。由排列为矩阵状的多个像素区域PIX规定显示区域DR。
周边区域FR位于显示区域DR的周边。周边区域FR是无助于显示的区域,有时也被称为“非显示区域”或“边框区域”。
有源矩阵基板100的构成要素由基板1支撑。基板1例如是玻璃基板。
在基板1上设置有多条栅极总线(扫描线)GL和多条源极总线(信号线)SL。多条栅极总线GL分别沿着行方向延伸。多条源极总线SL分别沿着列方向延伸。在图1中,将第1行、第2行、···第x行的栅极总线GL标记为“GL1”、“GL2”、···“GLx”,将第1列、第2列、···第y列的源极总线SL标记为“SL1”、“SL2”、···“SLy”。
典型来说,由相邻的2条栅极总线GL和相邻的2条源极总线SL包围的区域是像素区域PIX。各像素区域PIX包含薄膜晶体管2和像素电极3。
薄膜晶体管2也被称为“像素TFT”。薄膜晶体管2的栅极电极和源极电极分别连接到对应的栅极总线GL和对应的源极总线SL。另外,薄膜晶体管2的漏极电极连接到像素电极3。在将有源矩阵基板100应用于FFS(Fringe Field Switching:边缘场开关)模式等横电场模式的液晶显示装置的情况下,在有源矩阵基板100中,对多个像素区域PIX设置共用的电极(共用电极)4。在将有源矩阵基板100应用于纵电场模式的液晶显示装置的情况下,共用电极4设置于以隔着液晶层与有源矩阵基板100相对的方式配置的相对基板。
在周边区域FR配置有:驱动栅极总线GL的栅极驱动器(扫描线驱动电路)5A和5B;驱动源极总线SL的源极驱动器(信号线驱动电路)6;以及多路分配(DEMUX)电路10。DEMUX电路10作为分时驱动源极总线SL的SSD电路发挥功能。在本实施方式中,栅极驱动器5A、5B以及DEMUX电路10一体(单片)地形成在基板1上,源极驱动器6安装(例如以COG方式安装)在基板1上。
在图示的例子中,相对于显示区域DR在左侧配置有用于驱动奇数行的栅极总线GL的栅极驱动器5A,相对于显示区域DR在右侧配置有用于驱动偶数行的栅极总线GL的栅极驱动器5B。奇数行的栅极总线GL中的每一条栅极总线GL连接到栅极驱动器5A所具有的多个输出端子(未图示)中的每一个输出端子。另外,偶数行的栅极总线GL中的每一条栅极总线GL连接到栅极驱动器5B所具有的多个输出端子(未图示)中的每一个输出端子。栅极驱动器5A和5B分别包含移位寄存电路5a。
相对于显示区域DR在下侧配置有源极驱动器6,在源极驱动器6与显示区域DR之间配置有DEMUX电路10。源极驱动器6包含多个输出端子(未图示)。在位于源极驱动器6与DEMUX电路10之间的区域,设置有多条信号输出线(视频信号线)VL。多条信号输出线VL中的每一条信号输出线VL连接到源极驱动器6的多个输出端子中的每一个输出端子。在图1中,将第1条、第2条、···第z条信号输出线VL标记为“VL1”、“VL2”、···“VLz”。
DEMUX电路10将从第1条信号输出线VL供应的显示信号分配到2条以上的源极总线SL。以下,参照图2更详细地说明DEMUX电路10。图2是示出DEMUX电路10的构成的例子的图。
如图2所示,DEMUX电路10包含支撑于基板1的多个单位电路11。多个单位电路11中的每一个单位电路11将显示信号从1条信号输出线VL分配到n(n是2以上的整数)条源极总线SL。图2中示出了n=2的情况,也就是说,示出了各单位电路11将显示信号从1条信号输出线VL分配到2条源极总线SL的情况。图2中示出了2个单位电路11。2个单位电路11中的一个单位电路(以下也称为“第1单位电路”)11A将显示信号从信号输出线VL1分配到源极总线SL1和SL3,另一个单位电路(以下也称为“第2单位电路”)11B将显示信号从信号输出线VL2分配到源极总线SL2和SL4。
各单位电路11包含n条(在此为2条)分支配线BL和n个(在此为2个)开关TFT12。
各单位电路11的2条分支配线BL连接到1条信号输出线VL。另外,各单位电路11的2个开关TFT12中的每一个开关TFT12连接到2条分支配线BL中的每一条分支配线BL。2个开关TFT12对2条分支配线BL与2条源极总线SL的电连接单独(独立)地进行接通/断开控制。在本实施方式中,2个开关TFT12中的每一个开关TFT12包含氧化物半导体层作为活性层(也就是说是氧化物半导体TFT)。
第1单位电路11A的2个开关TFT12A和12C中的一个开关TFT12A对分支配线BL1与源极总线SL1的电连接进行接通/断开控制,另一开关TFT12C对分支配线BL3与源极总线SL3的电连接进行接通/断开控制。作为前者的开关TFT12A的源极电极和漏极电极分别连接到分支配线BL1和源极总线SL1,作为后者的开关TFT12C的源极电极和漏极电极分别连接到分支配线BL3和源极总线SL3。
第2单位电路11B的2个开关TFT12B和12D中的一个开关TF12B对分支配线BL2与源极总线SL2的电连接进行接通/断开控制,另一个开关TF 12D对分支配线BL4与源极总线SL4的电连接进行接通/断开控制。作为前者的开关TFT12B的源极电极和漏极电极分别连接到分支配线BL2和源极总线SL2,作为后者的开关TFT12D的源极电极和漏极电极分别连接到分支配线BL4和源极总线SL4。
如图2所示,本实施方式的DEMUX电路10还包含能对施加到各单位电路11的n个(在此为2个)开关TFT12的栅极电极的电压进行升压的多个增压电路20。在图2所示的例子中,各开关TFT12分别连接有一个增压电路20。具体地说,开关TFT12A、12B、12C以及12D的栅极电极分别连接到增压电路20A、20B、20C以及20D的输出侧。
在图2所示的例子中,各增压电路20由从第1驱动信号线DL1、第2驱动信号线DL2以及第3驱动信号线DL3供应的驱动信号群驱动。以下,有时也将由第1驱动信号线DL1供应的驱动信号称为“第1驱动信号”,将由第2驱动信号线DL2供应的驱动信号称为“第2驱动信号”,将由第3驱动信号线DL3供应的驱动信号称为“第3驱动信号”。如后面详述的那样,由增压电路20进行升压,以与第1驱动信号、第2驱动信号以及第3驱动信号的振幅对应地使得开关TFT12的栅极电位的驱动振幅变大。
在图2所示的例子中,设置有2个系统的驱动信号线群DG1和DG2。增压电路20A和20B由驱动信号线群DG1和DG2中的一个驱动信号线群DG1的第1驱动信号线DL1A、第2驱动信号线DL2A以及第3驱动信号线DL3A驱动。另外,增压电路20C和20D由驱动信号线群DG1和DG2中的另一个驱动信号线群DG2的第1驱动信号线DL1B、第2驱动信号线DL2B以及第3驱动信号线DL3B驱动。
如上所述,在本实施方式的有源矩阵基板100中,DEMUX电路10包含能对施加到开关TFT12的栅极电极的电压进行升压的增压电路20,因而能够提高DEMUX电路10的有效的驱动电压。所以,能够以比较小的振幅的驱动信号驱动DEMUX电路,因此能够降低驱动信号的充放电所引起的电力消耗。另外,能够通过增压电路20提高施加到开关TFT12的栅极电极的电压(驱动电压),因此能够降低选择时的开关TFT12的电阻(导通电阻)而提高充电能力。而且,能够提高驱动电压,因此还能够减小开关TFT12的尺寸。所以,能够减小DEMUX电路10的布局尺寸,能够实现周边区域FR的窄小化(窄边框化)。这样,根据本发明的实施方式,能够兼顾具备DEMUX电路的有源矩阵基板的驱动电力的降低和窄边框化。
另外,如图2所示,本实施方式中的DEMUX电路10还包含均衡电路40。均衡电路40从均衡信号线EQL被供应驱动信号。以下将从均衡信号线EQL供应的驱动信号称为“均衡信号”。以下,参照图2和图3来说明增压电路20的具体构成和均衡电路40的功能。图3是示出增压电路20的构成的例子的图。
在图3所示的例子中,增压电路20包含置位部21、复位部22以及增压部23。置位部21、复位部22以及增压部23分别连接到与开关TFT12的栅极电极连接的节点N。另外,置位部21连接到第1驱动信号线DL1,复位部22连接到第2驱动信号线DL2,增压部23连接到第3驱动信号线DL3。
置位部21从第1驱动信号线DL1被供应第1驱动信号(置位信号),对节点N1进行预充电。增压部23从第3驱动信号线DL3被供应第3驱动信号(增压信号),对由置位部21预充电后的节点N的电位进行升压。复位部22从第2驱动信号线DL2被供应第2驱动信号(复位信号),对节点N的电位进行复位。
第1单位电路11A所具有的2个开关TFT12A和12C在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态。以下,有时将第1单位电路11A的2个开关TFT12A和12C中的一个开关TFT12A称为“第1开关TFT”,另一个开关TFT12C称为“第2开关TFT”。另外,有时将连接到第1开关TFT12A的增压电路20A称为“第1增压电路”,将连接到第2开关TFT12C的增压电路20C称为“第2增压电路”。而且,有时将由第1增压电路20A的增压部23升压的节点NA1称为“第1节点”,将由第2增压电路20C的增压部23升压的节点NB3称为“第2节点”。如后面详述的那样,第2增压电路20C由相位与驱动第1增压电路20A的驱动信号群错开(可以说是相反相位)的驱动信号群来驱动。
同样地,有时将第2单位电路11B的2个开关TFT12B和12D中的一个开关TFT12B称为“第1开关TFT”,另一个开关TFT12D称为“第2开关TFT”。另外,有时将连接到第1开关TFT12B的增压电路20B称为“第1增压电路”,将连接到第2开关TFT12D的增压电路20D称为“第2增压电路”。而且,有时将由第1增压电路20B的增压部23升压的节点NA2称为“第1节点”,将由第2增压电路20D的增压部23升压的节点NB4称为“第2节点”。第2增压电路20D由相位与驱动第1增压电路20B的驱动信号群错开(可以说是相反相位)的驱动信号群来驱动。
在图2中示出了2个均衡电路40A和40B。2个均衡电路40A和40B中的一个均衡电路40A连接到第1节点NA1和第2节点NB3,其中,第1节点NA1连接到第1单位电路11A的第1开关TFT12A的栅极电极,第2节点NB3连接到第2开关TFT12C的栅极电极。均衡电路40A能够在第1节点NA1与第2节点NB3电连接的状态和第1节点NA1与第2节点NB3未电连接的状态之间进行切换。均衡电路40A通过将第1节点NA1与第2节点NB3电连接,能够在第1节点NA1与第2节点NB3之间进行电荷共享(Charge Sharing)。
另外,2个均衡电路40A和40B中的另一个均衡电路40B连接到第1节点NA2和第2节点NB4,其中,第1节点NA2连接到第2单位电路11B的第1开关TFT12B的栅极电极,第2节点NB4连接到第2开关TFT12D的栅极电极。均衡电路40B能够在第1节点NA2与第2节点NB4电连接的状态和第1节点NA2与第2节点NB4未电连接的状态之间进行切换。均衡电路40B通过将第1节点NA2与第2节点NB4电连接,能够在第1节点NA2与第2节点NB4之间进行电荷共享(ChargeSharing)。
在本实施方式的有源矩阵基板100中,DEMUX电路10包含上述这样的均衡电路40。因此,能够在第1增压电路20A(20B)对第1节点NA1(NA2)进行充电之前(也就是说在通过置位部21进行预充电之前),通过均衡电路40将第1节点NA1(NA2)与第2节点NB3(NB4)电连接而在第1节点NA1(NA2)与第2节点NB3(NB4)之间进行电荷共享。由此,能够使用已经由第2增压电路20C(20D)进行了充电的第2节点NB3(NB4)的电荷对第1节点NA1(NA2)进行充电。另外,能够在第2增压电路20C(20D)对第2节点NB3(NB4)进行充电之前(也就是说在通过置位部21进行预充电之前),通过均衡电路40将第2节点NB3(NB4)与第1节点NA1(NA2)电连接而在第2节点NB3(NB4)与第1节点NA1(NA2)之间进行电荷共享。由此,能够使用已经由第1增压电路20A(20B)进行了充电的第1节点NA1(NA2)的电荷对第2节点NB3(NB4)进行充电。
通过这种均衡动作,在有源矩阵基板100中,能够在通过增压电路20对节点N进行充电之前使用其它节点N的电荷对其进行充电,因此,能够减小增压电路20所进行的充电的振幅。所以,能够降低供应到增压电路20的用于充电的电流(充电电流),因而能使DEMUX电路10的驱动电力进一步降低。
在此,还进一步参照图4来说明增压电路20的(DEMUX电路10的)动作。图4是用于说明DEMUX电路10的动作的时序图。在图4中示出了第1驱动信号线DL1A、DL1B、第2驱动信号线DL2A、DL2B、第3驱动信号线DL3A、DL3B、第1节点NA1、第2节点NB3、信号输出线VL以及源极总线SL1、SL3的电位。另外,在图4中还示出了栅极总线GLn、GLn+1的电位。
首先,在时刻t1,第1驱动信号线DL1A的电位变为高电平,第2驱动信号线DL2A的电位变为低电平,第1驱动信号作为置位信号输入到第1增压电路20A的置位部21。由此,连接到第1开关TFT12A的栅极电极的第1节点NA1被预充电。另外,在该定时,信号输出线VL的电位(也就是说显示信号)变为写入电压电平,所选择的源极总线SL1开始被充电。
接着,在时刻t2,第3驱动信号线DL3A的电位变为高电平,第3驱动信号作为增压信号输入到第1增压电路20A的增压部23。由此,第1节点NA1的电位被升压。由于第1节点NA1的电位被升压,经由第1开关TFT12A的对源极总线SL1的充电得以充分进行。
接下来,在时刻t3,第1驱动信号线DL1A的电位变为低电平,第3驱动信号线DL3A的电位变为低电平,第1节点NA1的电位下降到预充电电位。此时,均衡信号线EQL的电位(均衡信号)变为高电平,从而,第1节点NA1与第2节点NB3通过均衡电路40电连接而进行电荷共享。由此,电荷从第1节点NA1移动到第2节点NB3,第1节点NA1与第2节点NB3变为相同的电位。
接着,在时刻t4,第2驱动信号线DL2A的电位变为高电平,第2驱动信号作为复位信号输入到第1增压电路20A的复位部22。由此,第1节点NA1的电位被复位。此时,第1开关TFT12A变为截止状态,源极总线SL1的电位确定。
另外,在时刻t4,第1驱动信号线DL1B的电位变为高电平,第2驱动信号线DL2B的电位变为低电平,第1驱动信号作为置位信号输入到第2增压电路20C的置位部21。由此,连接到第2开关TFT12C的栅极电极的第2节点NB3被预充电。另外,在该定时,信号输出线VL的电位(也就是说显示信号)变为写入电压电平,所选择的源极总线SL3开始被充电。
接下来,在时刻t5,第3驱动信号线DL3B的电位变为高电平,第3驱动信号作为增压信号输入到第2增压电路20C的增压部23。由此,第2节点NB3的电位被升压。由于第2节点NB3的电位被升压,经由第2开关TFT12C的对源极总线SL3的充电得以充分进行。
之后,在时刻t6,第1驱动信号线DL1B的电位变为低电平,第2驱动信号线DL2B的电位变为高电平,第3驱动信号线DL3B的电位变为低电平,第2驱动信号作为复位信号输入到第2增压电路20C的复位部22。由此,第2节点NB3的电位被复位。此时,第2开关TFT12C变为截止状态,源极总线SL3的电位确定。
当向源极总线SL1和SL3的写入结束(电位确定)时,从栅极总线GLn供应的栅极信号变为截止电平,显示电压向像素PIX的写入结束。以后,通过重复上述的动作,进行全部栅极总线GL的写入。
在此,参照图5A和图5B再次说明本发明的实施方式的效果。图5A是不通过均衡电路40进行均衡动作的情况下的时序图的例子,图5B是通过均衡电路40进行均衡动作的情况下的时序图的例子。
在图5A中示出了在不进行均衡动作的情况下通过驱动信号进行的充放电的振幅Vp1。在图5B中示出了在进行均衡动作的情况下通过驱动信号进行的(也就是说通过增压电路20进行的)充放电的振幅Vp2、以及通过电荷共享进行的充放电的振幅Vp3。
如果假设在图5A所示的情况与图5B所示的情况这两种情况下,预充电后的节点N的电位是相同的,则振幅Vp1、Vp2以及Vp3满足Vp1=Vp2+Vp3的式子。因此,Vp1>Vp2,进行均衡动作的情况下的通过驱动信号进行的充放电的振幅Vp2小于不进行均衡动作的情况下的通过驱动信号进行的充放电的振幅Vp1。
不进行均衡动作的情况下的驱动电力P1、以及进行均衡动作的情况下的驱动电力P2分别由以下的式子表示。在下述式子中,f为驱动频率,n为增压电路20的个数,C为节点N的电容。
P1=fnCVp12
P2=fnCVp22
因此,通过进行均衡动作,能够使驱动电力降低到不进行均衡动作的情况下的(Vp22/Vp12)倍。
参照图6来说明增压电路20和均衡电路40的更具体的构成。图6是示出增压电路20的置位部21、复位部22、增压部23、以及均衡电路40的具体构成的例子的图。
在图6所示的例子中,置位部21包含TFT(以下称为“置位用TFT”)24。置位用TFT24被连接成二极管,置位用TFT24的栅极电极和漏极电极连接到第1驱动信号线DL1。另外,置位用TFT24的源极电极连接到节点N。
复位部22包含TFT(以下称为“复位用TFT”)25。复位用TFT25的栅极电极连接到第2驱动信号线DL2。复位用TFT25构成为能将节点N的电位下拉。具体地说,复位用TFT25的源极电极被提供恒定电位(负电源电位VSS),复位用TFT25的漏极电极连接到节点N。
增压部23包含电容元件(以下称为“增压用电容元件”)26。增压用电容元件26包含:连接到第3驱动信号线DL3的电极(第1电容电极);以及连接到节点N的电极(第2电容电极)。
均衡电路40包含TFT(以下称为“均衡用TFT”)41。均衡用TFT41的栅极电极连接到均衡信号线EQL。均衡用TFT41的源极电极和漏极电极中的一方连接到由第1增压电路20A的增压部23升压的第1节点NA1,另一方连接到由第2增压电路20C的增压部23升压的第2节点NB3。
在图6所例示的构成中,均衡动作如下进行。在图4所示的时序图的时刻t3,第1节点NA1相对为高电位,第2节点NB3相对为低电位。当均衡信号从该状态变为高电平时,均衡用TFT41变为导通状态,因此,第1节点NA1与第2节点NB3被电连接,电荷从第1节点NA1输送到第2节点NB3,直到第1节点NA1与第2节点NB3变为相同的电位。
另外,置位部21的预充电和增压部23的升压如下进行。在以下的说明中,将第1驱动信号线DL1、第2驱动信号线DL2以及第3驱动信号线DL3的电位的高电平设为“VDH”,低电平设为“VDL”。
在图4所示的时序图的时刻t1或t4,当第1驱动信号线DL1的电位(置位信号)从低电平变为高电平时,置位用TFT24变为导通状态,节点N被预充电。此时,由于置位用TFT24被连接为二极管,因此如果将置位用TFT24的阈值电压设为Vth,则节点N被预充电到(VDH-Vth)的电位。
另外,在图4所示的时序图的时刻t2或t5,当第3驱动信号线DL3的电位(增压信号)从低电平变为高电平时,节点N的电位被升压。升压的程度根据增压用电容元件26的电容值Cbst相对于节点N的负载电容的总计值(总负载电容)Cn的比而不同。具体地说,升压量的电位是将增压电压(=VDH-VDL)乘以(Cbst/Cn)得到的。因此,例如,当节点N的总负载电容Cn为0.2pF,增压用电容元件26的电容值Cbst为0.1pF时,节点N的电位被从(VDH-Vth)升压至{(VDH-Vth)+(VDH-VDL)·(0.1/0.2)}。例如在VDH=10V,VDL=-10V,Vth=2V的情况下,节点N被升压至18V。
此外,置位部21、复位部22、增压部23以及均衡电路40的具体构成不限于图6所示的例子。例如,增压部23也可以不仅包含增压用电容元件26还包含TFT(增压用TFT),或者包含TFT(增压用TFT)来代替增压用电容元件26。
(实施方式2)
参照图7来说明本实施方式中的有源矩阵基板。图7是示出本实施方式的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10A的构成的图。
如图7所示,本实施方式中的DEMUX电路10A不包含第2驱动信号线DL2,这一点与图2所示的DEMUX电路10不同。
在此,当着眼于连接到第1单位电路11A的第1开关TFT12A和第2开关TFT12C的第1增压电路20A和第2增压电路20C时,第1增压电路20A连接到第1增压电路20A用的第1驱动信号线DL1A和第3驱动信号线DL3A,并且连接到第2增压电路20C用的第1驱动信号线DL1B。另外,第2增压电路20C连接到第2增压电路20C用的第1驱动信号线DL1B和第3驱动信号线DL3B,并且连接到第1增压电路20A用的第1驱动信号线DL1A。
图8是示出DEMUX电路10A所具有的增压电路20的构成的例子的图。如图8所示,第2增压电路20C用的第1驱动信号线DL1B连接到第1增压电路20A的复位部22。另外,第1增压电路20A用的第1驱动信号线DL1A连接到第2增压电路20C的复位部22。
图9是示出DEMUX电路10A中的、增压电路20的置位部21、复位部22、增压部23、以及均衡电路40的具体构成的例子的图。如图9所示,第1增压电路20A的复位用TFT25的栅极电极连接到第2增压电路20C用的第1驱动信号线DL1B,第2增压电路20C的复位用TFT25的栅极电极连接到第1增压电路20A用的第1驱动信号线DL1A。
这样,在本实施方式中,第1增压电路20A用的第1驱动信号线DL1A兼作第2增压电路20C用的第2驱动信号线,第2增压电路20C用的第1驱动信号线DL1B兼作第1增压电路20A用的第2驱动信号线。如果采用本实施方式的构成,则能够省略第2驱动信号线,能够减少配线数量。
在此,还进一步参照图10来说明某增压电路20用的第1驱动信号线DL1能够兼作其它增压电路20用的第2驱动信号线的原因。图10是用于说明DEMUX电路10A的动作的时序图。
[时刻t1]
第1开关TFT12A侧:第1节点NA1保持电位被复位的状态。
第2开关TFT12C侧:由于第2节点NB3保持在前一水平扫描期间被升压后的电压,因此源极总线SL3被充电至信号输出线VL的写入电压电平。
[时刻t2]
第1开关TFT12A侧:第1驱动信号线DL1A和第3驱动信号线DL3A的电位保持低电平。
第2开关TFT12C侧:第1驱动信号线DL1B和第3驱动信号线DL3B的电位都从高电平变为低电平,第2节点NB3的电位从升压后的电位变为预充电电位。
此时,均衡信号线EQL的电位(均衡信号)变为高电平,从而,第1节点NA1与第2节点NB3通过均衡电路40A电连接而进行电荷共享。由此,电荷从第2节点NB3移动到第1节点NA1,第1节点NA1与第2节点NB3变为相同的电位。
[时刻t3]
第1开关TFT12A侧:第1驱动信号线DL1A的电位变为高电平,第1驱动信号作为置位信号输入到第1增压电路20A的置位部21。由此,第1节点NA1被预充电。
第2开关TFT12C侧:第1驱动信号线DL1A的电位变为高电平,第1驱动信号作为复位信号输入到第2增压电路20C的复位部22。由此,第2节点NB3的电位被复位。
[时刻t4]
第1开关TFT12A侧:第3驱动信号线DL3A的电位变为高电平,第3驱动信号作为增压信号输入到第1增压电路20A的增压部23。由此,第1节点NA1的电位被升压。由于第1节点NA1的电位被升压,经由第1开关TFT20A的对源极总线SL1的充电得以充分进行。
第2开关TFT12C侧:第1驱动信号线DL1B和第3驱动信号线DL3B的电位保持低电平,第2节点NB3维持被复位的状态。
[时刻t5]
当向源极总线SL1和SL3的写入结束(电位确定)时,从栅极总线GLn供应的栅极信号变为截止电平,显示电压向像素PIX的写入结束。
[时刻t6]
第1开关TFT12A侧:由于第1节点NA1保持在前一水平扫描期间被升压后的电压,因此源极总线SL1被充电至信号输出线VL的写入电压电平。
第2开关TFT12C侧:第2节点NB3维持被复位的状态。
[时刻t7]
均衡信号线EQL的电位(均衡信号)变为高电平,从而,第1节点NA1与第2节点NB3通过均衡电路40电连接而进行电荷共享。由此,电荷从第1节点NA1移动到第2节点NB3,第1节点NA1与第2节点NB3变为相同的电位。
[时刻t8]
第1开关TFT12A侧:第1驱动信号线DL1B的电位变为高电平,第1驱动信号作为复位信号输入到第1增压电路20A的复位部22。由此,第1节点NA1的电位被复位。
第2开关TFT12C侧:第1驱动信号线DL1B的电位变为高电平,第1驱动信号作为置位信号输入到第2增压电路20C的置位部21。由此,第2节点NB3被预充电。
[时刻t9]
第1开关TFT12A侧:第1节点NA1维持被复位的状态。
第2开关TFT12C侧:第3驱动信号线DL3B的电位变为高电平,第3驱动信号作为增压信号输入到第2增压电路20C的增压部23。由此,第2节点NB3的电位被升压。由于第2节点NB3的电位被升压,经由第2开关TFT20C的对源极总线SL3的充电得以充分进行。
[时刻t10]
当向源极总线SL1和SL3的写入结束(电位确定)时,从栅极总线GLn+1供应的栅极信号变为截止电平,显示电压向像素PIX的写入结束。以后,通过重复上述的动作,进行全部栅极总线GL的写入。
如上所述,第1增压电路20A用的第1驱动信号线DL1A能够兼作第2增压电路20C用的第2驱动信号线,第2增压电路20C用的第1驱动信号线DL1B能够兼作第1增压电路20A用的第2驱动信号线。这是由于,由图10可知,第1增压电路20A用的第1驱动信号线DL1A所供应的信号与第2增压电路20C用的第1驱动信号线DL1B所供应的信号为反相的信号。由于第1增压电路20A用的第1驱动信号线DL1A与第2增压电路20C用的第1驱动信号线DL1B在不同的定时变为高电平,因此,能够将第2增压电路20C用的第1驱动信号线DL1B所供应的信号用作第1增压电路20A用的复位信号,能够将第1增压电路20A用的第1驱动信号线DL1A所供应的信号用作第2增压电路20C用的复位信号。
(实施方式3)
参照图11来说明本实施方式中的有源矩阵基板。图11是示出本实施方式的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10B的构成的图。
在图2所示的DEMUX电路10中,各开关TFT12分别连接有一个增压电路20。相对于此,在本实施方式的DEMUX电路10B中,如图11所示,对2个开关TFT12连接有1个增压电路20。以下,更具体地进行说明。
图11所示的2个增压电路20A和20B中的一个增压电路(第1增压电路)20A是与第1单位电路11A的第1开关TFT12A和第2单位电路11B的第1开关TFT12B共同连接的。另外,另一个增压电路(第2增压电路)20B是与第1单位电路11A的第2开关TFT12C和第2单位电路11B的第2开关TFT12D共同连接的。
第1单位电路11A的第1开关TFT12A的栅极电极和第2单位电路11B的第1开关TFT12B的栅极电极连接到共同的第1节点NA1。第1单位电路11A的第2开关TFT12C的栅极电极和第2单位电路11B的第2开关TFT12D的栅极电极连接到共同的第2节点NB2。
均衡电路40连接到第1节点NA1和第2节点NB2,通过将第1节点NA1与第2节点NB2电连接,能够在第1节点NA1与第2节点NB2之间进行电荷共享(Charge Sharing)。
在本实施方式中,DEMUX电路10B也包含均衡电路40,从而能使驱动电力进一步降低。
另外,在本实施方式中,由同时被选择的2个开关TFT12共用1个增压电路20。因此,能够减少电路元件数量。另外,负载由于电路元件数量的减少而得到降低,因此,能够实现进一步的低功耗化。而且,由于电路元件数量的减少,电路面积也能够降低,因此,能够缩小布局尺寸,能够实现进一步的窄边框化。
(实施方式4)
虽然在实施方式3的DEMUX电路10B中,由2个开关TFT12共用1个增压电路20,但也可以是由3个以上的开关TFT12共用1个增压电路20。以下,参照图12来说明本实施方式中的有源矩阵基板。图12是示出本实施方式的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10C的构成的图。
在图12中示出了DEMUX电路10C所具有的多个单位电路11中的4个单位电路(以下分别称为“第1单位电路”、“第2单位电路”、“第3单位电路”以及“第4单位电路”)11A、11B、11C以及11D。
第1单位电路11A包含2条分支配线BL1、BL5、以及2个开关TFT12A、12E,将显示信号从信号输出线VL1分配到源极总线SL1和SL5。第1单位电路11A的2个开关TFT(第1开关TFT和第2开关TFT)12A和12E在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态。
第2单位电路11B包含2条分支配线BL2、BL6、以及2个开关TFT12B、12F,将显示信号从信号输出线VL2分配到源极总线SL2和SL6。第2单位电路11B的2个开关TFT(第1开关TFT和第2开关TFT)12B和12F在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态。
第3单位电路11C包含2条分支配线BL3、BL7、以及2个开关TFT12C、12G,将显示信号从信号输出线VL3分配到源极总线SL3和SL7。第3单位电路11C的2个开关TFT(第1开关TFT和第2开关TFT)12C和12G在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态。
第4单位电路11D包含2条分支配线BL4、BL8、以及2个开关TFT12D、12H,将显示信号从信号输出线VL4分配到源极总线SL4和SL8。第4单位电路11D的2个开关TFT(第1开关TFT和第2开关TFT)12D和12H在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态。
图12所示的2个增压电路20A和20B中的一个增压电路(第1增压电路)20A是与第1单位电路11A的第1开关TFT12A、第2单位电路11B的第1开关TFT12B、第3单位电路11C的第1开关TFT12C以及第4单位电路11D的第1开关TFT12D共同连接的。另外,另一个增压电路(第2增压电路)20B是与第1单位电路11A的第2开关TFT12E、第2单位电路11B的第2开关TFT12F、第3单位电路11C的第2开关TFT12G以及第4单位电路11D的第2开关TFT12H共同连接的。
第1单位电路11A的第1开关TFT12A的栅极电极、第2单位电路11B的第1开关TFT12B的栅极电极、第3单位电路11C的第1开关TFT12C的栅极电极以及第4单位电路11D的第1开关TFT12D的栅极电极连接到共同的第1节点NA1。第1单位电路11A的第2开关TFT12E的栅极电极、第2单位电路11B的第2开关TFT12F的栅极电极、第3单位电路11C的第2开关TFT12G的栅极电极以及第4单位电路11D的第2开关TFT12H的栅极电极连接到共同的第2节点NB2。
均衡电路40连接到第1节点NA1和第2节点NB2,通过将第1节点NA1与第2节点NB2电连接,能够在第1节点NA1与第2节点NB2之间进行电荷共享(Charge Sharing)。
在本实施方式中,DEMUX电路10A也包含均衡电路40,从而能使驱动电力进一步降低。
另外,在本实施方式中,由同时被选择的4个开关TFT12共用1个增压电路20。因此,与由2个开关TFT12共用1个增压电路20的实施方式3相比,能够进一步减少电路元件数量。因此,能够实现进一步的低功耗化和进一步的窄边框化。
此外,虽然在本实施方式中示出了由4个开关TFT12共用1个增压电路20的例子,但通过使3个以上的开关TFT12共用1个增压电路20,与实施方式3相比就能够减少电路元件数量。也可以是由同时被选择的3个开关TFT12共用1个增压电路20,还可以是由同时被选择的5个以上的开关TFT12共用1个增压电路20。
(实施方式5)
参照图13A来说明本实施方式中的有源矩阵基板。图13A是示出本实施方式的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10D的构成的图。
在图2、图7、图11以及图12所示的DEMUX电路10、10A、10B以及10C中,各单位电路11将显示信号从1条信号输出线VL分配到2条源极总线SL。相对于此,在本实施方式的DEMUX电路10D中,各单位电路11将显示信号从1条信号输出线VL分配到3条源极总线SL。以下,更具体地进行说明。
在图13A中示出了DEMUX电路10D所具有的多个单位电路11中的2个单位电路(第1单位电路和第2单位电路)11A和11B。
第1单位电路11A包含3条分支配线BL1、BL3、BL5、以及3个开关TFT12A、12C、12E,将显示信号从1条信号输出线VL1分配到3条源极总线SL1、SL3、SL5。
第2单位电路11B包含3条分支配线BL2、BL4、BL6、以及3个开关TFT12B、12D、12F,将显示信号从1条信号输出线VL2分配到3条源极总线SL2、SL4、SL6。
DEMUX电路10D包含能对施加到各单位电路11的3个开关TFT12的栅极电极的电压进行升压的多个增压电路20。在图13A所示的例子中,各开关TFT12分别连接有一个增压电路20。具体地说,开关TFT12A、12B、12C、12D、12E以及12F的栅极电极分别连接到增压电路20A、20B、20C、20D、20E以及20F的输出侧。
在图13A所示的例子中,设置有3个系统的驱动信号线群DG1、DG2以及DG3。增压电路20A和20B由驱动信号线群DG1的第1驱动信号线DL1A、第2驱动信号线DL2A以及第3驱动信号线DL3A来驱动。另外,增压电路20C和20D由驱动信号线群DG2的第1驱动信号线DL1B、第2驱动信号线DL2B以及第3驱动信号线DL3B来驱动,增压电路20E和20F由驱动信号线群DG3的第1驱动信号线DL1C、第2驱动信号线DL2C以及第3驱动信号线DL3C来驱动。
第1单位电路11A所具有的3个开关TFT12A、12C以及12E在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态。以下,有时将第1单位电路11A的3个开关TFT12A、12C以及12E分别称为“第1开关TFT”,“第2开关TFT”以及“第3开关TFT”。另外,有时将连接到第1开关TFT12A的增压电路20A称为“第1增压电路”,将连接到第2开关TFT12C的增压电路20C称为“第2增压电路”,将连接到第3开关TFT12E的增压电路20E称为“第3增压电路”。而且,有时将由第1增压电路20A升压的节点NA1称为“第1节点”,将由第2增压电路20C升压的节点NB3称为“第2节点”,将由第3增压电路20E升压的节点NC5称为“第3节点”。
同样地,有时将第2单位电路11B的3个开关TFT12B、12D以及12F分别称为“第1开关TFT”、“第2开关TFT”以及“第3开关TFT”。另外,有时将连接到第1开关TFT12B的增压电路20B称为“第1增压电路”,将连接到第2开关TFT12D的增压电路20D称为“第2增压电路”,将连接到第3开关TFT12F的增压电路20F称为“第3增压电路”。而且,有时将由第1增压电路20B升压的节点NA2称为“第1节点”,将由第2增压电路20D升压的节点NB4称为“第2节点”,将由第3增压电路20F升压的节点NC6称为“第3节点”。
在图13A中示出了4个均衡电路40A、40B、40C以及40D。以下,也将均衡电路40A、40B、40C以及40D分别称为“第1均衡电路”、“第2均衡电路”、“第3均衡电路”以及“第4均衡电路”。
另外,在本实施方式中,设置有2条均衡信号线EQLA和EQLB。以下,也将均衡信号线EQLA称为“第1均衡信号线”,将均衡信号线EQLB称为“第2均衡信号线”。
第1均衡电路40A和第2均衡电路40B从第1均衡信号线EQLA被供应均衡信号。第3均衡电路40C和第4均衡电路40D从第2均衡信号线EQLB被供应均衡信号。
第1均衡电路40A连接到第1节点NA1和第2节点NB3,其中,第1节点NA1连接到第1单位电路11A的第1开关TFT12A的栅极电极,第2节点NB3连接到第2开关TFT12C的栅极电极。第1均衡电路40A能够在第1节点NA1与第2节点NB3电连接的状态和第1节点NA1与第2节点NB3未电连接的状态之间进行切换。第1均衡电路40A通过将第1节点NA1与第2节点NB3电连接,能够在第1节点NA1与第2节点NB3之间进行电荷共享。
第2均衡电路40B连接到第1节点NA2和第2节点NB4,其中,第1节点NA2连接到第2单位电路11B的第1开关TFT12B的栅极电极,第2节点NB4连接到第2开关TFT12D的栅极电极。第2均衡电路40B能够在第1节点NA2与第2节点NB4电连接的状态和第1节点NA2与第2节点NB4未电连接的状态之间进行切换。第2均衡电路40B通过将第1节点NA2与第2节点NB4电连接,能够在第1节点NA2与第2节点NB4之间进行电荷共享。
第3均衡电路40C连接到第2节点NB3和第3节点NC5,其中,第2节点NB3连接到第1单位电路11A的第2开关TFT12C的栅极电极,第3节点NC5连接到第3开关TFT12E的栅极电极。第3均衡电路40C能够在第2节点NB3与第3节点NC5电连接的状态和第2节点NB3与第3节点NC5未电连接的状态之间进行切换。第3均衡电路40C通过将第2节点NB3与第3节点NC5电连接,能够在第2节点NB3与第3节点NC5之间进行电荷共享。
第4均衡电路40D连接到第2节点NB4和第3节点NC6,其中,第2节点NB4连接到第2单位电路11B的第2开关TFT12D的栅极电极,第3节点NC6连接到第3开关TFT12F的栅极电极。第4均衡电路40D能够在第2节点NB4与第3节点NC6电连接的状态和第2节点NB4与第3节点NC6未电连接的状态之间进行切换。第4均衡电路40D通过将第2节点NB4与第3节点NC6电连接,能够在第2节点NB4与第3节点NC6之间进行电荷共享。
在本实施方式的有源矩阵基板中,DEMUX电路10D也包含增压电路20,从而与实施方式1~4的有源矩阵基板同样地,能够降低驱动电力。
另外,在本实施方式的有源矩阵基板中,DEMUX电路10D包含上述这样的均衡电路40。因此,能够在第2增压电路20C(20D)对第2节点NB3(NB4)进行充电之前(也就是说通过置位部21进行预充电之前),通过均衡电路40将第2节点NB3(NB4)与第1节点NA1(NA2)电连接而在第2节点NB3(NB4)与第1节点NA1(NA2)之间进行电荷共享。由此,能够使用已经由第1增压电路20A(20B)进行了充电的第1节点NA1(NA2)的电荷对第2节点NB3(NB4)进行充电。另外,能够在第3增压电路20E(20F)对第3节点NC5(NC6)进行充电之前(也就是说在通过置位部21进行预充电之前),通过均衡电路40将第3节点NC5(NC6)与第2节点NB3(NB4)电连接而在第3节点NC5(NC6)与第2节点NB3(NB4)之间进行电荷共享。由此,能够使用已经由第2增压电路20C(20D)进行了充电的第2节点NB3(NB4)的电荷对第3节点NC5(NC6)进行充电。
通过这种均衡动作,能够在通过增压电路20对节点N进行充电之前使用其它节点N的电荷对其进行充电,因此,能够减小增压电路20所进行的充电的振幅。因此,能够降低供应到增压电路20的用于充电的电流(充电电流),因此,能使DEMUX电路10D的驱动电力进一步降低。
而且,在本实施方式中,由于各单位电路11将显示信号从1条信号输出线VL分配到3条源极总线SL,因此与实施方式1~4相比,能够削减信号输出线VL的条数。因此,能够缩小配线区域(配置信号输出线VL的区域),实现进一步的窄边框化。另外,能够削减以COG方式安装的源极驱动器6的放大器数量,因此能够减小芯片尺寸。因此,能够增加可从晶片获取到的芯片数量,降低芯片成本。
在此,还进一步参照图13B来说明DEMUX电路10D的动作。图13B是用于说明DEMUX电路10D的动作的时序图。在图13B中示出了第1驱动信号线DL1A、DL1B、DL1C、第2驱动信号线DL2A、DL2B、DL2C、第3驱动信号线DL3A、DL3B、DL3C、第1节点NA1、第2节点NB3、第3节点NC5、信号输出线VL以及源极总线SL1、SL3、SL5的电位。另外,在图13B中还示出了栅极总线GLn、GLn+1的电位。
[时刻t1]
第1开关TFT12A侧:第1驱动信号线DL1A的电位变为高电平,第2驱动信号线DL2A的电位变为低电平,第1驱动信号作为置位信号输入到第1增压电路20A的置位部21。由此,连接到第1开关TFT12A的栅极电极的第1节点NA1被预充电。另外,在该定时,信号输出线VL的电位(也就是说显示信号)变为写入电压电平,所选择的源极总线SL1开始被充电。
第2开关TFT12C侧:第2节点NB3维持被复位的状态。
第3开关TFT12E侧:第3节点NC5维持被复位的状态。
[时刻t2]
第1开关TFT12A侧:第3驱动信号线DL3A的电位变为高电平,第3驱动信号作为增压信号输入到第1增压电路20A的增压部23。由此,第1节点NA1的电位被升压。由于第1节点NA1的电位被升压,经由第1开关TFT20A的对源极总线SL1的充电得以充分进行。
第2开关TFT12C侧:第2节点NB3维持被复位的状态。
第3开关TFT12E侧:第3节点NC5维持被复位的状态。
[时刻t3]
第1开关TFT12A侧和第2开关TFT12C侧:第1驱动信号线DL1A的电位变为低电平,第3驱动信号线DL3A的电位变为低电平,第1节点NA1的电位下降到预充电电位。此时,第1均衡信号线EQLA的电位(均衡信号)变为高电平,从而,第1节点NA1与第2节点NB3通过第1均衡电路40A电连接而进行电荷共享。由此,电荷从第1节点NA1移动到第2节点NB3,第1节点NA1与第2节点NB3变为相同的电位。
第3开关TFT12E侧:第3节点NC5维持被复位的状态。
[时刻t4]
第1开关TFT12A侧:第2驱动信号线DL2A的电位变为高电平,第2驱动信号作为复位信号输入到第1增压电路20A的复位部22。由此,第1节点NA1的电位被复位。此时,第1开关TFT20A变为截止状态,源极总线SL1的电位确定。
第2开关TFT12C侧:第1驱动信号线DL1B的电位变为高电平,第2驱动信号线DL2B的电位从时刻t3起为低电平。因此,第1驱动信号作为置位信号输入到第2增压电路20C的置位部21。由此,连接到第2开关TFT12C的栅极电极的第2节点NB3被预充电。另外,在该定时,信号输出线VL的电位(也就是说显示信号)变为写入电压电平,所选择的源极总线SL3开始被充电。
第3开关TFT12E侧:第3节点NC5维持被复位的状态。
[时刻t5]
第1开关TFT12A侧:第1节点NA1维持被复位的状态。
第2开关TFT12C侧:第3驱动信号线DL3B的电位变为高电平,第3驱动信号作为增压信号输入到第2增压电路20C的增压部23。由此,第2节点NB3的电位被升压。由于第2节点NB3的电位被升压,经由第2开关TFT20C的对源极总线SL3的充电得以充分进行。
第3开关TFT12E侧:第3节点NC5维持被复位的状态。
[时刻t6]
第1开关TFT12A侧:第1节点NA1维持被复位的状态。
第2开关TFT12C侧和第3开关TFT12E侧:第1驱动信号线DL1B的电位变为低电平,第3驱动信号线DL3B的电位变为低电平,第2节点NB3的电位下降到预充电电位。此时,第2均衡信号线EQLB的电位(均衡信号)变为高电平,从而,第2节点NB3与第3节点NC5通过第3均衡电路40C电连接而进行电荷共享。由此,电荷从第2节点NB3移动到第3节点NC5,第2节点NB3与第3节点NC5变为相同的电位。
[时刻t7]
第1开关TFT12A侧:第1节点NA1维持被复位的状态。
第2开关TFT12C侧:第2驱动信号线DL2B的电位变为高电平,第2驱动信号作为复位信号输入到第2增压电路20C的复位部22。由此,第2节点NB3的电位被复位。此时,第2开关TFT12C变为截止状态,源极总线SL3的电位确定。
第3开关TFT12E侧:第1驱动信号线DL1C的电位变为高电平,第2驱动信号线DL2C的电位从时刻t6起为低电平。因此,第1驱动信号作为置位信号输入到第3增压电路20E的置位部21。由此,连接到第3开关TFT12E的栅极电极的第3节点NC5被预充电。另外,在该定时,信号输出线VL的电位(也就是说显示信号)变为写入电压电平,所选择的源极总线SL5开始被充电。
[时刻t8]
第1开关TFT12A侧:第1节点NA1维持被复位的状态。
第2开关TFT12C侧:第2节点NB3维持被复位的状态。
第3开关TFT12E侧:第3驱动信号线DL3C的电位变为高电平,第3驱动信号作为增压信号输入到第3增压电路20E的增压部23。由此,第3节点NC5的电位被升压。由于第3节点NC5的电位被升压,经由第3开关TFT12E的对源极总线SL5的充电得以充分进行。
[时刻t9]
第1开关TFT12A侧:第1节点NA1维持被复位的状态。
第2开关TFT12C侧:第2节点NB3维持被复位的状态。
第3开关TFT12E侧:第1驱动信号线DL1C的电位变为低电平,第2驱动信号线DL2C的电位变为高电平,第3驱动信号线DL3C的电位变为低电平,第2驱动信号作为复位信号输入到第3增压电路20E的复位部22。由此,第3节点NC5的电位被复位。此时,第3开关TFT12E变为截止状态,源极总线SL5的电位确定。
[时刻t10]
当向源极总线SL1、SL3以及SL5的写入结束(电位确定)时,从栅极总线GLn供应的栅极信号变为截止电平,显示电压向像素PIX的写入结束。以后,通过重复上述的动作,进行全部栅极总线GL的写入。
(实施方式6)
参照图14来说明本实施方式中的有源矩阵基板。图14是示出本实施方式的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10E的构成的图。
在图13A所示的DEMUX电路10D中,各开关TFT12分别连接有一个增压电路20。相对于此,在本实施方式的DEMUX电路10E中,如图14所示,对2个开关TFT12连接有1个增压电路20。以下,更具体地进行说明。
第1单位电路11A所具有的3个开关TFT12是在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态的第1开关TFT12A、第2开关TFT12C以及第3开关TFT12E。同样地,第2单位电路11B所具有的3个开关TFT12是在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态的第1开关TFT12B、第2开关TFT12D以及第3开关TFT12F。
图14所示的3个增压电路20A、20B以及20C中的第1增压电路20A是与第1单位电路11A的第1开关TFT12A和第2单位电路11B的第1开关TFT12B共同连接的。另外,第2增压电路20B是与第1单位电路11A的第2开关TFT12C和第2单位电路11B的第2开关TFT12D共同连接的。另外,第3增压电路20C是与第1单位电路11A的第3开关TFT12E和第2单位电路11B的第3开关TFT12F共同连接的。
第1单位电路11A的第1开关TFT12A的栅极电极与第2单位电路11B的第1开关TFT12B的栅极电极连接到共同的第1节点NA1。第1单位电路11A的第2开关TFT12C的栅极电极与第2单位电路11B的第2开关TFT12D的栅极电极连接到共同的第2节点NB2。第1单位电路11A的第3开关TFT12E的栅极电极与第2单位电路11B的第3开关TFT12F的栅极电极连接到共同的第3节点NC3。
图14所示的2个均衡电路40A和40B中的第1均衡电路40A连接到第1节点NA1和第2节点NB2,并从第1均衡信号线EQLA被供应均衡信号。第1均衡电路40A通过将第1节点NA1与第2节点NB2电连接,能够在第1节点NA1与第2节点NB2之间进行电荷共享。另外,第2均衡电路40B连接到第2节点NB2和第3节点NC3,并从第2均衡信号线EQLB被供应均衡信号。第2均衡电路40B通过将第2节点NB2与第3节点NC3电连接,能够在第2节点NB2与第3节点NC3之间进行电荷共享。
在本实施方式中,DEMUX电路10E也包含均衡电路40,从而能使驱动电力进一步降低。
另外,在本实施方式中,由同时被选择的2个开关TFT12共用1个增压电路20。因此,能够减少电路元件数量。另外,负载由于电路元件数量的减少而得到降低,因此能够实现进一步的低功耗化。而且,由于电路元件数量的减少,电路面积也能够降低,因此能够缩小布局尺寸,能够实现进一步的窄边框化。
(实施方式7)
虽然在实施方式6的DEMUX电路10E中由2个开关TFT12共用1个增压电路20,但也可以是由3个以上的开关TFT12共用1个增压电路20。以下,参照图15来说明本实施方式中的有源矩阵基板。图15是示出本实施方式的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10F的构成的图。
在图15中示出了DEMUX电路10F所具有的多个单位电路11中的3个单位电路(以下分别称为“第1单位电路”、“第2单位电路”以及“第3单位电路”)11A、11B以及11C。
第1单位电路11A包含3条分支配线BL1、BL4、BL7、以及3个开关TFT12A、12D、12G,将显示信号从信号输出线VL1分配到源极总线SL1、SL4以及SL7。第1单位电路11A的3个开关TFT(第1开关TFT、第2开关TFT以及第3开关TFT)12A、12D以及12G在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态。
第2单位电路11B包含3条分支配线BL2、BL5、BL8、以及3个开关TFT12B、12E、12H,将显示信号从信号输出线VL2分配到源极总线SL2、SL5以及SL8。第2单位电路11B的3个开关TFT(第1开关TFT、第2开关TFT以及第3开关TFT)12B、12E以及12H在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态。
第3单位电路11C包含3条分支配线BL3、BL6、BL9、以及3个开关TFT12C、12F、12I,将显示信号从信号输出线VL3分配到源极总线SL3、SL6以及SL9。第3单位电路11C的3个开关TFT(第1开关TFT、第2开关TFT以及第3开关TFT)12C、12F以及12I在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态。
图15所示的3个增压电路20A、20B以及20C中的第1增压电路20A是与第1单位电路11A的第1开关TFT12A、第2单位电路11B的第1开关TFT12B以及第3单位电路11C的第1开关TFT12C共同连接的。另外,第2增压电路20B是与第1单位电路11A的第2开关TFT12D、第2单位电路11B的第2开关TFT12E以及第3单位电路11C的第2开关TFT12F共同连接的。另外,第3增压电路20C是与第1单位电路11A的第3开关TFT12G、第2单位电路11B的第3开关TFT12H以及第3单位电路11C的第3开关TFT12I共同连接的。
第1单位电路11A的第1开关TFT12A的栅极电极、第2单位电路11B的第1开关TFT12B的栅极电极、以及第3单位电路11C的第1开关TFT12C的栅极电极连接到共同的第1节点NA1。第1单位电路11A的第2开关TFT12D的栅极电极、第2单位电路11B的第2开关TFT12E的栅极电极、以及第3单位电路11C的第2开关TFT12F的栅极电极连接到共同的第2节点NB2。第1单位电路11A的第3开关TFT12G的栅极电极、第2单位电路11B的第3开关TFT12H的栅极电极、以及第3单位电路11C的第3开关TFT12I的栅极电极连接到共同的第3节点NC3。
图15所示的2个均衡电路40A和40B中的第1均衡电路40A连接到第1节点NA1和第2节点NB2,并从第1均衡信号线EQLA被供应均衡信号。第1均衡电路40A通过将第1节点NA1与第2节点NB2电连接,能够在第1节点NA1与第2节点NB2之间进行电荷共享。另外,第2均衡电路40B连接到第2节点NB2和第3节点NC3,并从第2均衡信号线EQLB被供应均衡信号。第2均衡电路40B通过将第2节点NB2与第3节点NC3电连接,能够在第2节点NB2与第3节点NC3之间进行电荷共享。
在本实施方式中,DEMUX电路10F也包含均衡电路40,从而能使驱动电力进一步降低。
另外,在本实施方式中,由同时被选择的3个开关TFT12共用1个增压电路20。因此,与由2个开关TFT12共用1个增压电路20的实施方式6相比,能够进一步减少电路元件数量。因此,能够实现进一步的低功耗化和进一步的窄边框化。
此外,虽然在本实施方式中示出了由3个开关TFT12共用1个增压电路20的例子,但也可以是由同时被选择的4个以上的开关TFT12共用1个增压电路20。
(实施方式8)
参照图16来说明本实施方式中的有源矩阵基板。图16是示出本实施方式的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10G的构成的图。
如图16所示,DEMUX电路10G还包含分别连接到各增压电路20的多个清除电路30。清除电路30能在规定的定时将对应的增压电路20初始化。
在图16所示的例子中,清除电路30包含TFT(以下称为“清除用TFT”)31。清除信号供应到清除用TFT31的栅极电极。清除用TFT31的源极电极被提供恒定电位(负电源电位VSS),清除用TFT31的漏极电极连接到节点N。
在包含清除电路30的DEMUX电路10G中,当供应到清除用TFT31的栅极电极的清除信号变为高电平时,增压电路20被初始化。清除电路30对增压电路20的初始化例如在驱动期间的最初或最后进行。
当在驱动期间的最初进行增压电路20的初始化时,增压电路20从初始化后的状态进行动作,因此能够抑制预期之外的动作、输出。另外,当在驱动期间的最后进行增压电路20的初始化时,能够除去各节点的电荷(通过驱动蓄积的电荷),因此能够防止在动作中止时残存的电荷所引起的TFT的劣化。
(实施方式9)
参照图17来说明本实施方式中的有源矩阵基板。图17是示出本实施方式的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10H的构成的图。
在DEMUX电路10H中,如图17所示,增压电路20的置位部21包含相互串联连接的多个置位用TFT24A和24B。另外,增压电路20的复位部22包含相互串联连接的多个复位用TFT25A和25B。
在图17所示的例子中,置位部21包含2个置位用TFT24A和24B(以下分别称为“第1置位用TFT”以及“第2置位用TFT”)。第1置位用TFT24A的栅极电极和漏极电极连接到第1驱动信号线DL1。也就是说,第1置位用TFT24A是被连接成二极管的。第1置位用TFT24A的源极电极连接到第2置位用TFT24B的漏极电极。第2置位用TFT24B的栅极电极连接到第1驱动信号线DL1,第2置位用TFT24B的源极电极连接到节点N1。
另外,在图17所示的例子中,复位部22包含2个复位用TFT25A和25B(以下分别称为“第1复位用TFT”和“第2复位用TFT”)。第1复位用TFT25A的栅极电极连接到第2驱动信号线DL2。第1复位用TFT25A的漏极电极连接到节点N1,第1复位用TFT25A的源极电极连接到第2复位用TFT25B的漏极电极。第2复位用TFT25B的栅极电极连接到第2驱动信号线DL2。第2复位用TFT25B的源极电极被提供恒定电位(负电源电位VSS)。
如上所述,增压电路20的置位部21包含相互串联连接的多个置位用TFT24A和24B,并且复位部22包含相互串联连接的多个复位用TFT25A和25B,从而在通过增压电路20的动作而节点N1被升压时,能够降低提供到各个TFT的源极漏极间的电位差(在例示的构成中成为约一半)。也就是说,能够实现耐压的提高。
(实施方式10)
参照图18来说明本实施方式中的有源矩阵基板。图18是示出本实施方式的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10I的构成的图。
图18所示的DEMUX电路10I不仅具备驱动信号线群DG1和DG2,还具备另外的驱动信号线群DG1’和DG2’,这一点与图2所示的DEMUX电路10是不同的。
图18所示的4个增压电路20中的增压电路20A由驱动信号线群DG1驱动,增压电路20B由驱动信号线群DG2驱动。另外,增压电路20C由驱动信号线群DG1’驱动,增压电路20D由驱动信号线群DG2’驱动。
在图2所示的DEMUX电路10中,在相同的定时被驱动的增压电路20A和增压电路20B由相同的驱动信号线群DG1驱动。另外,在相同定时被驱动的增压电路20C和增压电路20D由相同的驱动信号线群DG2驱动。
相对于此,在图18所示的DEMUX电路10I中,在相同的定时被驱动的增压电路20A和增压电路20B由不同的驱动信号线群DG1和DG1’分别驱动。另外,在相同定时被驱动的增压电路20C和增压电路20D由不同的驱动信号线群DG2和DG2’分别驱动。
用于在某定时驱动增压电路20的驱动信号被进行相位扩展并供应到驱动信号线群DG1和DG1’。也就是说,驱动信号线群DG1和DG1’是实质上供应相同信号的不同的配线群。
用于在别的某定时驱动增压电路20的驱动信号被进行相位扩展并供应到驱动信号线群DG2和DG2’。也就是说,驱动信号线群DG2和DG2’是实质上供应相同信号的不同的配线群。
如上所述,在本实施方式中设置有:供应用于对在相同定时被驱动的2个以上的增压电路20中的一部分增压电路20进行驱动的驱动信号群的配线群;以及供应用于对其它一部分增压电路20进行驱动的驱动信号群的别的配线群。所以,能够减少与1条驱动信号线连接的电路数量,因而各个驱动信号线的负载变少,能够缩短驱动信号的转变时间(上升时间和下降时间)。因此,能进行更高速的动作。
[关于氧化物半导体]
开关TFT12的氧化物半导体层所包含的氧化物半导体可以是非晶质氧化物半导体,也可以是具有结晶质部分的结晶质氧化物半导体。作为结晶质氧化物半导体,可举出多晶氧化物半导体、微晶氧化物半导体、c轴大致垂直于层面取向的结晶质氧化物半导体等。
氧化物半导体层也可以具有2层以上的层叠结构。在氧化物半导体层具有层叠结构的情况下,氧化物半导体层可以包含非晶质氧化物半导体层和结晶质氧化物半导体层。或者,也可以包含晶体结构不同的多个结晶质氧化物半导体层。另外,也可以包含多个非晶质氧化物半导体层。在氧化物半导体层具有包含上层和下层的2层结构的情况下,2层中的位于栅极电极侧的层(如果是底栅结构则为下层,如果是顶栅结构则为上层)所包含的氧化物半导体的能隙可以小于位于与栅极电极相反的一侧的层(如果是底栅结构则为上层,如果是顶栅结构则为下层)所包含的氧化物半导体的能隙。不过,在这些层的能隙的差比较小的情况下,位于栅极电极侧的层的氧化物半导体的能隙也可以大于位于与栅极电极相反的一侧的层的氧化物半导体的能隙。
非晶质氧化物半导体和上述的各结晶质氧化物半导体的材料、结构、成膜方法、具有层叠结构的氧化物半导体层的构成等例如记载于特开2014-007399号公报。为了参考,将特开2014-007399号公报的全部公开内容引用至本说明书。
氧化物半导体层例如可以包含In、Ga以及Zn中的至少1种金属元素。在本发明的实施方式中,氧化物半导体层例如包含In-Ga-Zn-O系的半导体(例如铟镓锌氧化物)。在此,In-Ga-Zn-O系的半导体是In(铟)、Ga(镓)、Zn(锌)的三元系氧化物,In、Ga以及Zn的比例(组成比)没有特别限定,例如包含In:Ga:Zn=2:2:1、In:Ga:Zn=1:1:1、In:Ga:Zn=1:1:2等。这种氧化物半导体层能由包含In-Ga-Zn-O系的半导体的氧化物半导体膜形成。
In-Ga-Zn-O系的半导体可以是非晶质的,也可以是结晶质的。作为结晶质In-Ga-Zn-O系的半导体,优选c轴大致垂直于层面取向的结晶质In-Ga-Zn-O系的半导体。
此外,结晶质In-Ga-Zn-O系的半导体的晶体结构例如公开于上述的特开2014-007399号公报、特开2012-134475号公报、特开2014-209727号公报等。为了参考,将特开2012-134475号公报和特开2014-209727号公报的全部公开内容引用至本说明书。具有In-Ga-Zn-O系半导体层的TFT具有高的迁移率(与a-SiTFT相比超过20倍)和低的漏电流(与a-SiTFT相比不到百分之一),因此适合用作开关TFT12,另外,也适合用作驱动TFT(例如,在包含多个像素的显示区域的周边与显示区域设置在相同基板上的驱动电路所包含的TFT)、像素TFT(设置于像素的TFT)。
氧化物半导体层也可以包含其它氧化物半导体来代替In-Ga-Zn-O系半导体。例如也可以包含In-Sn-Zn-O系半导体(例如In2O3-SnO2-ZnO;InSnZnO)。In-Sn-Zn-O系半导体是In(铟)、Sn(锡)以及Zn(锌)的三元系氧化物。或者,氧化物半导体层也可以包含In-Al-Zn-O系半导体、In-Al-Sn-Zn-O系半导体、Zn-O系半导体、In-Zn-O系半导体、Zn-Ti-O系半导体、Cd-Ge-O系半导体、Cd-Pb-O系半导体、CdO(氧化镉)、Mg-Zn-O系半导体、In-Ga-Sn-O系半导体、In-Ga-O系半导体、Zr-In-Zn-O系半导体、Hf-In-Zn-O系半导体等。
(实施方式11)
参照图19来说明本实施方式中的有源矩阵基板。图19是示出本实施方式的有源矩阵基板所具备的DEMUX电路10J的构成的图。
在图19所示的DEMUX电路10J中,各单位电路11的开关TFT12p是包含多晶硅半导体层(例如低温多晶硅(LTPS)层)作为活性层的PMOS晶体管,这一点与图6所示的DEMUX电路10不同。另外,在DEMUX电路10J中,构成电路的其它TFT也是包含多晶硅半导体层的PMOS晶体管。因此,置位部21的置位用TFT24p和复位部22的复位用TFT25p也是包含多晶硅半导体层的PMOS晶体管。另外,均衡电路40的均衡用TFT41p也是包含多晶硅半导体层的PMOS晶体管。
在如图19所示的DEMUX电路10J这样由PMOS晶体管构成DEMUX电路的情况下,也仅是信号等的极性与图2所示的DEMUX电路10相反(复位用TFT25p的源极电极被提供正电源电位VDD),定时等是相同的,就能够进行驱动。
如已说明的那样,多晶硅与氧化物半导体相比迁移率较高,但是PMOS与NMOS相比迁移率较低。因此,在仅使用包含多晶硅半导体层作为活性层的PMOS晶体管作为DEMUX电路用TFT的情况下,会产生与使用氧化物半导体TFT的情况同样的问题。
如本实施方式这样,通过使DEMUX电路10J包含增压电路20,能够实现驱动电力的降低、窄边框化。
(显示装置)
本发明的实施方式的有源矩阵基板(半导体装置)适合用于显示装置。此外,至此将以FFS模式等横电场模式进行显示的液晶显示装置的有源矩阵基板作为例子进行了说明,但是也能应用于以在液晶层的厚度方向上施加电压的纵电场模式(例如,TN模式、垂直取向模式)进行显示的液晶显示装置的有源矩阵基板。另外,本发明的实施方式的有源矩阵基板也适合用于液晶显示装置以外的显示装置(具备液晶层以外的显示介质层的显示装置)。例如,本发明的实施方式的有源矩阵基板也能用于电泳显示装置、有机EL(Electroluminescence:电致发光)显示装置等。
液晶显示装置能具备:有源矩阵基板;以与有源矩阵基板相对的方式配置的相对基板;以及设置在有源矩阵基板与相对基板之间的液晶层。有机EL显示装置能具备有源矩阵基板和设置在有源矩阵基板上的有机EL层。
根据本发明的实施方式,能够降低具备多路分配电路的有源矩阵基板的驱动电力。本发明的实施方式的有源矩阵基板适合用于各种显示装置。

Claims (18)

1.一种有源矩阵基板,具有:显示区域,其包含多个像素区域;以及周边区域,其位于上述显示区域的周边,上述有源矩阵基板的特征在于:具备:
基板;
多条栅极总线和多条源极总线,其设置在上述基板上;
源极驱动器,其配置在上述周边区域,包含多个输出端子;
多条信号输出线,其各自连接到上述源极驱动器的上述多个输出端子中的每一个输出端子;以及
多路分配电路,其包含支撑于上述基板的多个单位电路,配置在上述周边区域,
上述多路分配电路的上述多个单位电路中的每一个单位电路将显示信号从上述多条信号输出线中的1条信号输出线分配到上述多条源极总线中的n条源极总线,其中,n是2以上的整数,
上述多个单位电路中的每一个单位电路包含:
n条分支配线,其连接到上述1条信号输出线;以及
n个开关TFT,其各自连接到上述n条分支配线中的每一条分支配线,对上述n条分支配线与上述n条源极总线的电连接单独地进行接通/断开控制,
上述多路分配电路还包含能对施加到上述n个开关TFT的栅极电极的电压进行升压的多个增压电路,
上述多个增压电路中的每一个增压电路包含:
置位部,其对连接到上述栅极电极的节点进行预充电;
增压部,其对由上述置位部预充电后的上述节点的电位进行升压;以及
复位部,其对上述节点的电位进行复位;
在将由上述多个增压电路中的第1增压电路的上述增压部升压的上述节点称为第1节点,并将由与上述第1增压电路不同的第2增压电路的上述增压部升压的上述节点称为第2节点时,
上述多路分配电路还包含均衡电路,上述均衡电路通过将上述第1节点与上述第2节点电连接,能在上述第1节点与上述第2节点之间进行电荷共享。
2.根据权利要求1所述的有源矩阵基板,
上述多路分配电路还包含对上述均衡电路供应均衡信号的均衡信号线,
上述均衡电路包含均衡用TFT,上述均衡用TFT具有:栅极电极,其连接到上述均衡信号线;以及源极电极和漏极电极,其中一方连接到上述第1节点,另一方连接到上述第2节点。
3.根据权利要求1或2所述的有源矩阵基板,
上述多个单位电路中的每一个单位电路所具有的上述n个开关TFT包含在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态的2个开关TFT,
上述第1增压电路连接到上述2个开关TFT中的一个开关TFT,
上述第2增压电路连接到上述2个开关TFT中的另一个开关TFT。
4.根据权利要求3所述的有源矩阵基板,
上述多路分配电路包含:
第1驱动信号线,其对上述置位部供应第1驱动信号;
第2驱动信号线,其对上述复位部供应第2驱动信号;以及
第3驱动信号线,其对上述增压部供应第3驱动信号,
上述第1增压电路用的上述第1驱动信号线兼作上述第2增压电路用的上述第2驱动信号线,上述第2增压电路用的上述第1驱动信号线兼作上述第1增压电路用的上述第2驱动信号线。
5.根据权利要求1或2所述的有源矩阵基板,
上述多个单位电路中的每一个单位电路所具有的上述n个开关TFT为2个开关TFT,
上述多个增压电路包含各自连接到上述2个开关TFT中的每一个开关TFT的2个增压电路。
6.根据权利要求1或2所述的有源矩阵基板,
上述多个单位电路中的每一个单位电路所具有的上述n个开关TFT为2个开关TFT,
上述2个开关TFT是在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态的第1开关TFT和第2开关TFT,
上述多个增压电路包含与上述多个单位电路中的2个单位电路的上述第1开关TFT共同连接的增压电路、以及与上述2个单位电路的上述第2开关TFT共同连接的增压电路。
7.根据权利要求1或2所述的有源矩阵基板,
上述多个单位电路中的每一个单位电路所具有的上述n个开关TFT为2个开关TFT,
上述2个开关TFT是在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态的第1开关TFT和第2开关TFT,
上述多个增压电路包含与上述多个单位电路中的3个以上的单位电路的上述第1开关TFT共同连接的增压电路、以及与上述3个以上的单位电路的上述第2开关TFT共同连接的增压电路。
8.根据权利要求1或2所述的有源矩阵基板,
上述多个单位电路中的每一个单位电路所具有的上述n个开关TFT为3个开关TFT,
上述多个单位电路中的每一个单位电路包含上述多个增压电路中的3个增压电路,
上述3个增压电路中的每一个增压电路连接到上述3个开关TFT中的每一个开关TFT。
9.根据权利要求1或2所述的有源矩阵基板,
上述多个单位电路中的每一个单位电路所具有的上述n个开关TFT为3个开关TFT,
上述3个开关TFT是在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态的第1开关TFT、第2开关TFT以及第3开关TFT,
上述多个增压电路包含与上述多个单位电路中的2个单位电路的上述第1开关TFT共同连接的增压电路、与上述2个单位电路的上述第2开关TFT共同连接的增压电路、以及与上述2个单位电路的上述第3开关TFT共同连接的增压电路。
10.根据权利要求1或2所述的有源矩阵基板,
上述多个单位电路中的每一个单位电路所具有的上述n个开关TFT为3个开关TFT,
上述3个开关TFT是在1个水平扫描期间内在相互不同的定时被设为导通状态的第1开关TFT、第2开关TFT以及第3开关TFT,
上述多个增压电路包含与上述多个单位电路中的3个以上的单位电路的上述第1开关TFT共同连接的增压电路、与上述3个以上的单位电路的上述第2开关TFT共同连接的增压电路、以及与上述3个以上的单位电路的上述第3开关TFT共同连接的增压电路。
11.根据权利要求1或2所述的有源矩阵基板,
上述多路分配电路还包含多个清除电路,上述多个清除电路中的每一个清除电路连接到上述多个增压电路中的每一个增压电路,并在规定的定时将对应的增压电路初始化。
12.根据权利要求1或2所述的有源矩阵基板,
上述置位部和上述复位部各自包含相互串联连接的多个TFT。
13.根据权利要求1或2所述的有源矩阵基板,
上述多个增压电路包含在相同的定时被驱动的2个以上的增压电路,
上述多路分配电路包含:第1驱动信号线群,其供应用于驱动上述2个以上的增压电路中的一部分增压电路的驱动信号群;以及第2驱动信号线群,其供应用于驱动上述2个以上的增压电路中的其它一部分增压电路的驱动信号群,且与上述第1驱动信号线群不同。
14.根据权利要求1或2所述的有源矩阵基板,
上述n个开关TFT中的每一个开关TFT包含氧化物半导体层作为活性层。
15.根据权利要求14所述的有源矩阵基板,
上述氧化物半导体层包含In-Ga-Zn-O系半导体。
16.根据权利要求15所述的有源矩阵基板,
上述In-Ga-Zn-O系半导体包含结晶质部分。
17.根据权利要求1或2所述的有源矩阵基板,
上述n个开关TFT中的每一个开关TFT是包含多晶硅半导体层作为活性层的PMOS晶体管。
18.一种显示装置,其特征在于,具备权利要求1或2所述的有源矩阵基板。
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