CN1173322C - 电光装置、电光装置的驱动电路和驱动方法 - Google Patents

电光装置、电光装置的驱动电路和驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明的课题在于削减斜坡信号的驱动电路的功耗。经开关SW将斜坡信号LS供给各信号供给线113。在选择了对应的扫描线112时各开关SW成为导通状态。因此，斜坡信号的驱动电路的负载为1条信号供给线的寄生电容。对数据线114供给具有与图像数据D值对应的脉冲宽度的PWM信号X1～Xn。因为在选择了对应的扫描线112时，TFT116对TFT117的栅电极供给PWM信号X1～Xn，故在数据线114和扫描线112同时变成激活时，斜坡信号LS经TFT117被施加到像素电极118上。

Description

电光装置、电光装置的驱动电路和驱动方法
技术领域
本发明涉及低功耗的电光装置、电光装置的驱动电路和驱动方法、使用该电光装置作为显示部的电子装置。
背景技术
现有的电光装置、例如液晶装置的驱动电路，由以规定的时序对在图像显示区域中被布线的数据线及扫描线等供给图像信号或扫描信号等用的数据线驱动电路及扫描线驱动电路等构成。
依据输入图像信号为模拟信号或数字信号，该数据线驱动电路的结构的差别很大。但是，在进行多个灰度显示的情况下，不管输入图像信号的形态如何，必须对液晶施加模拟信号的电压。因而，在输入图像信号为数字信号的情况下，必须对输入图像信号进行DA变换，以对液晶施加模拟信号电压。
作为该DA变换的一个方法，已知有PWM(脉冲宽度调制)法。图12是示出应用了PWM法的液晶装置的结构的框图。如该图中所示，现有的液晶装置由扫描线驱动电路130’、数据线驱动电路140’、开关组150和图像显示区域AA构成。
在图像显示区域AA中，沿X方向平行地排列并形成了多条扫描线112，此外，沿与其正交的Y方向平行地形成了多条数据线114。而且，在这些扫描线112与数据线114的各交点处，设置了作为控制各像素用的开关的薄膜晶体管(以下，称为TFT)。
在该例中，TFT116的栅电极与扫描线112连接，另一方面，TFT116的源电极与数据线114连接，同时，TFT116的漏电极与像素电极118连接。而且，各像素由像素电极118、在对置基板上被形成的共用电极和在该两电极间被夹持的液晶构成的结果，成为与扫描线112与数据线114的各交点相对应，排列成矩阵状。再有，各数据线114经液晶与共用电极相对，此外，由于与各扫描线112交叉，故在各数据线114上附带寄生电容。
数据线驱动电路140’根据输入图像数据D，以线顺序的方式输出与各数据线114对应的选择信号。根据在与该选择信号对应的像素上应显示的输入图像数据值来决定各选择信号变成激活的期间。对构成开关组150的各开关151的输入端子供给斜坡信号LS，其输出端子与各数据线114连接，对其控制端子供给了各选择信号。将各开关151构成为在各选择信号为激活的期间中成为导通状态。因而，只在与在像素上应显示的输入图像数据值对应的期间内，对各数据线114供给斜坡信号LS。其结果，只在与输入图像数据值对应的期间内对各数据线114的寄生电容写入斜坡信号。另一方面，扫描线驱动电路130’生成在各水平扫描期间内变成激活的扫描信号，将各扫描信号分别输出给各扫描线112。
在以上的结构中，如果利用扫描信号选择某一扫描线112，则在该水平扫描期间内，与该扫描线112连接的各TFT116成为导通状态。此时，由于只在与输入图像数据值对应的期间内对各数据线114的寄生电容写入斜坡信号LS，故对像素电极118施加与输入图像数据值对应的电压，TFT116一成为关断状态，就保持施加电压。由此，可显示与输入图像数据所指示的灰度值对应的灰度。
但是，在上述的液晶装置中，将斜坡信号LS写入到各数据线114的寄生电容中，经TFT116将寄生电容的电压取入到各像素中。因此，斜坡信号LS的驱动电路必须有能对寄生电容充分地进行写入的驱动能力。
但是，图像显示区域AA即使是比较小型的区域，每一条数据线114的寄生电容值也约有20pF。在所谓的XGA(1024像素×768像素)形式的液晶装置中，对于R、G、B各色，具备1024条数据线，故数据线114的寄生电容值合计约为61nF。在此，如果假定输入图像数据为6位，则必须在1/64H的期间内对61nF的电容结束充电。因而，作为斜坡信号LS的驱动电路，必须使用能驱动大的负载的电路，存在电路规模增大的问题。再者，由于驱动大的负载，故存在驱动电路的功耗增大的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述的情况而进行的，其目的在于提供减轻了驱动负载的电光装置、其驱动电路和使用该电光装置作为显示部的电子装置。
为了达到上述目的，根据本发明的一种电光装置的驱动方法，上述电光装置具备：多条数据线；多条扫描线；与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应的各像素电极；以及与各扫描线对应的多条信号供给线，其特征在于：分别供给依次选择上述各扫描线的各扫描信号，上述各扫描信号一变成激活，就与其同步地依次对上述各信号供给线供给基准信号，分别对各数据线供给只在与图像数据指示的灰度值对应的期间内变成激活的脉冲宽度调制信号，在与上述各扫描线与上述各数据线的交叉点对应的各像素中，在与该像素对应的扫描线和数据线同时变成激活的期间内，从与该像素对应的信号供给线取入上述基准信号并施加到上述像素电极上，另一方面，在与该像素对应的扫描线和数据线中的某一方变成非激活的期间内，不将上述基准信号施加到上述像素电极上，而将上述像素电极的电位保持在恒定电位。
按照本发明，各扫描信号一变成激活，就与其同步地依次对各信号供给线供给基准信号。因而，由于驱动基准信号的驱动电路的负载为在1条信号供给线上附带的寄生电容，故可减轻负载。其结果，在供给基准信号的工序中，可大幅度地削减消耗电流。
其次，本发明的电光装置以在一对基板间夹住电光物质而构成为前提，其特征在于：在一个基板上具备：多条数据线；多条扫描线；多个像素电极，与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置；多条信号供给线，与各扫描线相对应；信号供给装置，从上述各信号供给线中选择对应的扫描线变成激活的信号供给线，将基准信号供给已被选择的信号供给线；以及电压保持装置，分别与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置，在对应的扫描线和数据线同时变成激活的期间内，从上述信号供给线取入上述基准信号并施加到上述像素电极上，另一方面，在对应的扫描线和数据线中的某一方变成非激活的期间内，不将上述基准信号施加到上述像素电极上，而将上述像素电极的电位保持在恒定电位。
按照本发明，信号供给装置从上述各信号供给线中选择对应的扫描线变成激活的信号供给线，对已被选择的信号供给线供给基准信号。另一方面，依次选择各扫描线。因此，被供给基准信号的信号供给线为1条。因而，由于驱动基准信号的驱动电路的负载为1条信号供给线上附带的寄生电容，故可大幅度地减轻负载。再者，可使驱动电路的电路结构变得简单，另外，可大幅度地削减驱动电路的消耗电流。
在此，较为理想的是，上述信号供给装置具备：开关元件，被设置在上述各信号供给线的每一条上，上述信号供给线的一端与其一个端子连接，由对应的扫描线的信号来控制其通断；以及共用信号线，分别与上述各开关元件的另一个端子连接，同时被供给上述基准信号。在本发明中，由于可利用扫描线的信号使开关元件通断，故可只对与打算选择的扫描线对应的信号供给线供给基准信号。
此外，较为理想的是，上述电压保持装置具备：第1晶体管元件，分别与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置，其栅电极与上述扫描线连接，其源电极与上述数据线连接；以及第2晶体管元件，分别与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置，上述第1晶体管元件的漏电极与其栅电极连接，其源电极与上述信号供给线连接，其漏电极与上述像素电极连接。
在本发明中，由栅线和扫描线的电压控制第1晶体管元件和第2晶体管元件，在第1和第2晶体管元件同时成为导通状态时，对像素电极施加信号供给线的电压。在此，由于在选择了与信号供给线对应的扫描线的情况下供给基准信号，故如果第1和第2晶体管元件同时成为导通状态，则对像素电极施加基准信号。由此，可进行与图像数据的灰度值对应的灰度显示。另外，由于数据线与第1晶体管元件的源电极连接，故可减小在数据线上附带的寄生电容的值，由此，可减少驱动数据线的驱动电路的负载，削减消耗电流。
此外，上述电压保持装置可具备：第1晶体管元件，分别与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置，其栅电极与上述数据线连接，其源电极与上述信号供给线连接；以及第2晶体管元件，分别与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置，上述第1晶体管元件的漏电极与其源电极连接，其栅电极与上述扫描线连接，其漏电极与上述像素电极连接。在本发明中，在第1和第2晶体管元件同时成为导通状态时，对像素电极施加信号供给线的电压。在此，由于在选择了与信号供给线对应的扫描线的情况下供给基准信号，故如果第1和第2晶体管元件同时成为导通状态，则对像素电极施加基准信号。由此，可进行与图像数据的灰度值对应的灰度显示。
其次，在本发明的电光装置的驱动电路中，其特征在于，具备：基准信号发生装置，发生上述基准信号；变换装置，将图像数据变换为线顺序数据；脉冲宽度调制装置，根据上述线顺序数据的数据值，生成调制了脉冲宽度的脉冲宽度调制信号并输出给上述数据线；以及扫描线驱动装置，生成使上述各扫描线依次激活的各扫描信号并输出给上述扫描线。按照本发明，在以线顺序的方式对各数据线供给脉冲宽度调制信号的同时，生成扫描信号，另一方面，因为生成基准信号，故可驱动电光装置使之进行灰度显示。
此外，在本发明的电光装置的驱动电路中，以该电光装置具备下述部分为前提：第1晶体管元件，分别与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置，其栅电极与上述扫描线连接，其源电极与上述数据线连接；以及第2晶体管元件，分别与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置，上述第1晶体管元件的漏电极与其栅电极连接，其源电极与上述信号供给线连接，其漏电极与上述像素电极连接。其特征在于：具备：基准信号发生装置，发生上述基准信号；变换装置，将图像数据变换为线顺序数据；脉冲宽度调制装置，根据上述线顺序数据的数据值，生成调制了脉冲宽度的脉冲宽度调制信号并输出给上述数据线；以及扫描线驱动装置，生成使上述各扫描线依次激活的各扫描信号并输出给上述扫描线，将上述各扫描信号的低电平电位设定为比上述脉冲宽度调制信号的低电平电位约高了上述第2晶体管的阈值电压的电位。
按照本发明，由于将各扫描信号的低电平电位设定为比脉冲宽度调制信号的低电平电位约高了上述第2晶体管的阈值电压的电位，故可在扫描线的非选择期间内，使与该扫描线对应的第1晶体管元件在导通状态与关断状态的边界处工作，可避免第2晶体管元件的栅电极成为浮置状态。因此，可使第2晶体管元件在扫描线的非期间内可靠地成为关断状态。
另外，在该电光装置的驱动电路中，较为理想的是，上述脉冲宽度调制装置这样来生成上述脉冲宽度调制信号，使得上述脉冲宽度调制信号的高电平电位比上述基准信号的最高电位至少高了上述第2晶体管元件的阈值电压，上述扫描线驱动装置这样来生成上述扫描信号，使得上述扫描信号的高电平电位比上述脉冲宽度调制信号的高电平电位至少高了上述第1晶体管元件的阈值电压。按照本发明，在脉冲宽度调制信号为高电平时，可使第1晶体管元件和第2晶体管可靠地成为导通状态，可对像素电极施加基准信号。
此外，上述基准信号最好是斜坡信号。但是，在使用基准信号进行γ校正的情况下，可使用按照γ校正曲线的基准信号。
再者，可在电光装置的上述一个基板上形成上述的驱动电路。此时，通过用与上述第1和第2晶体管元件相同的制造工艺来制成构成驱动电路的晶体管元件，可削减制造成本。
另外，为了达到上述目的，在本发明的电子装置中，由于其特征在于具备上述电光装置，故可削减功耗。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施例的液晶装置的整体结构的框图。
图2是示出该液晶装置中的比较部的结构的框图。
图3是示出了图像数据的值和PWM信号的波形的时序图。
图4是示出1个像素的外围电路和各种信号的电压电平的图。
图5是说明该液晶装置的工作用的时序图。
图6是示出本发明的第2实施例的液晶装置的整体结构的框图。
图7是示出液晶面板的结构的斜视图。
图8是说明该液晶面板的结构用的局部剖面图。
图9是示出作为应用了该液晶装置的电子装置的一例的投影仪的结构的剖面图。
图10是示出作为应用了该液晶装置的电子装置的一例的个人计算机的结构的斜视图。
图11是示出作为应用了该液晶装置的电子装置的一例的携带电话机的结构的斜视图。
图12是示出现有的液晶装置的整体结构的框图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施例。
<第1实施例>
首先，关于本发明的第1实施例的电光装置，以使用了液晶作为电光材料的液晶装置为例进行说明。
<液晶装置的整体结构>
图1是示出该液晶装置的电结构的框图。如该图中所示，液晶装置具备液晶面板100和控制电路200。其中，控制电路200输出在各部中使用的时序信号及控制信号等(根据需要，在后面叙述)。
在此，液晶面板100，如后述那样，成为使电极形成面相对而粘贴了元件基板与对置基板的结构。而且，在元件基板上构成了扫描线驱动电路130、数据线驱动电路140和图像显示区域AA。以下，说明这些结构。
<图像显示区域的结构>
其次，说明图像显示区域AA的电结构。在元件基板中，在图1中沿X方向平行地排列多条(m条)扫描线112而被形成，再者，与各扫描线112对应地排列并形成了多条(m条)信号供给线113。此外，沿与其正交的Y方向平行地形成了多条(n条)数据线114。在此，各像素由像素电极118、在对置基板上被形成的共用电极(后述)和在该两电极间被夹持的液晶构成。各像素与扫描线112与数据线114的各交点相对应，排列成矩阵状。再有，除此之外，也可作成在电性能方面看、在每个像素中与被夹持在像素电极118与共用电极中的液晶并列地形成蓄积电容(图示省略)的结构。
在扫描线112与数据线114的各交点处设置了作为控制各像素用的开关的TFT116和TFT117。TFT116的栅电极与扫描线112连接，另一方面，TFT116的源电极与数据线114连接，同时，TFT116的漏电极与TFT117的栅电极连接。此外，TFT117的源电极与信号供给线113连接，同时，其漏电极与像素电极118连接。因而，如果TFT116和TFT117同时成为导通状态，则信号供给线113的电压被施加到像素电极118上。
另外，各信号供给线113的一端经各开关SW与共同信号线111连接。从控制电路100对该共同信号线111供给2H周期的斜坡信号LS。由对应的扫描线112的电压控制各开关SW，在扫描线112的扫描信号Y1～Ym变成激活的期间中，各开关SW成为导通状态。
在此，扫描信号Y1～Ym是在每个水平扫描期间内依次变成激活的信号。因而，因为在各开关SW中成为导通状态的开关SW始终只有1个，故斜坡信号LS的驱动电路与1条信号供给线113连接。其结果，斜坡信号LS的驱动电路的负载主要是在1条信号供给线113上附带的寄生电容。即，按照上述的结构，由于不是如以往那样在Y方向上延伸的所有的数据线114的寄生电容成为负载，而是在X方向上延伸的1条信号供给线113上附带的寄生电容成为负载，故可大幅度地削减驱动电路的负载。
扫描线驱动电路130和数据线驱动电路140，如后述那样，是在由具有透明性和绝缘性的玻璃等构成的元件基板的相对面且在显示区域的周边部上被形成。在此，  由于将用与对像素进行驱动的TFT116、117共同的制造工艺形成的P沟道型TFT和N沟道型TFT组合起来构成扫描线驱动电路130和数据线驱动电路140的构成元件，故可提高制造效率、降低制造成本、谋求元件特性的均匀化。
<数据线驱动电路的结构)
其次，说明本实施例的数据线驱动电路140。数据线驱动电路140由X移位寄存器141、图像数据供给线142、开关组SWA、SWB、第1锁存部143、第2锁存部144和比较部145构成。
首先，将X移位寄存器141构成为通过按照时钟信号CLX及其反转时钟信号CLXINV将在水平扫描期间的最初供给的传送开始脉冲DX依次移位，以规定的顺序输出各取样信号S1～Sn。
其次，图像数据供给线142以并行形式供给图像数据。如果图像数据D在每一取样中是j位，则图像数据供给线142由j条布线来构成，但例如图像数据是“彩色”的情况下，图像数据供给线142的条数为18条(＝6(位宽)×3条(R/G/B))。
其次，开关组SWA由n个开关SWA1～SWAn构成。各开关SWA1～SWAn的输入输出端子与图像数据供给线142和第1锁存部143连接，再者，对各开关SWA1～SWAn的控制端子供给了取样信号S1～Sn。在此，1个开关能控制是否利用1个取样信号将6位的图像数据供给第1锁存部143。而且，各开关SWA1～SWAn在取样信号S1～Sn为激活的情况下成为导通状态，在非激活的情况下成为关断状态。
其次，第1锁存部143由n个锁存电路构成，锁存由开关组SWA供给的图像数据D1～Dn。由此，可将图像数据D变换为点顺序数据。
其次，开关组SWB由n个开关SWB1～SWBn构成。各开关SWB1～SWBn的输入输出端子与第1锁存部143和第2锁存部144连接，再者，对各开关SWB1～SWBn的控制端子供给了传送信号TRS。而且，各开关SWB1～SWBn在传送信号TRS为激活的情况下成为导通状态，在非激活的情况下成为关断状态。在此，传送信号TRS是水平扫描期间的结束时变成激活的信号。
其次，第2锁存部144由n个锁存电路构成，锁存由开关组SWB供给的图像数据D1～Dn。如上所述，由于传送信号TRS在水平扫描期间的结束时变成激活，故第2锁存部144的各输出信号将图像数据D变换为线顺序数据。即，X移位寄存器141、图像数据供给线142、开关组SWA、SWB、第1锁存部143和第2锁存部144起到将图像数据D变换为线顺序数据的功能。
其次，说明比较部145。图2是表示比较部145及其外围电路的结构的框图。如该图中所示，比较部145由n个单位电路R1～Rn构成。各单位电路R1～Rn具备比较器1451和SR锁存器1452。此外，在控制部200中设置了计数器210，该计数器210从水平扫描期间的开始起对计数时钟信号CLK进行计数，生成表示该计数结果的计数数据CNT，输出给比较部145。另外，控制部200将在水平扫描期间的开始处成为高电平的置位信号SET输出给比较部145。
在各单位电路R1～Rn中，比较器1451将图像数据D1～Dn与计数数据CNT进行比较，在两者一致的情况下，比较信号CS成为高电平，另一方面，在不一致的情况下，比较信号CS成为低电平，将比较信号CS供给SR锁存器1452的复位端子。如果供给置位端子的置位信号SET成为高电平，则各单位电路R1～Rn的SR锁存器1452使其逻辑电平变换为高电平，其后，如果比较信号CS成为高电平，则使其逻辑电平变换为低电平，生成PWM信号(脉冲宽度调制信号)X1～Xn。
图3是示出图像数据的值与PWM信号的波形的时序图。如该图中所示，各PWM信号的高电平期间成为与各图像数据所指示的灰度值对应的期间。
将这样得到的PWM信号X1～Xn作为数据线驱动电路140的各输出信号，分别供给n条数据线114。再有，也可对SR锁存器1452的输出信号进行电平移动来生成PWM信号X1～Xn。
<扫描线驱动电路的结构>
其次，说明扫描线驱动电路130。扫描线驱动电路130由Y移位寄存器和电平移动电路构成。将Y移位寄存器构成为，通过按照时钟信号CLY及其反转时钟信号CLYINV对在水平扫描期间的最初供给的传送开始脉冲DY进行依次移位，以规定的顺序输出信号y1～ym。将电平移动电路构成为，对Y移位寄存器的各输出信号以规定的电压进行电平移动。将电平移动电路的各输出信号作为扫描信号Y1～Ym供给m条扫描线。
<各种波形的关系>
其次，说明上述的斜坡信号LS、PWM信号X1～Xn、扫描信号Y1～Ym的电压电平。图4是示出1个像素的外围电路与各种信号的电压电平的关系的一例的图。再有，在该图中，VCOM是对置电极的电位，Vth1是TFT116的阈值电压，Vth2是TFT117的阈值电压。
如该图中所示，斜坡信号LS在第奇数个水平扫描期间Hodd中，在从电位VLSmin到电位VLSa之间线性地增加，另一方面，在第偶数个水平扫描期间Heven中，在电位VLSmax到电位VLSb之间线性地减少。在此，设定成对置电极的电位VCOM与电位VLSa的差与电位VCOM与电位VLSb的差大致相等，此外，对置电极的电位VCOM与电位VLSmax的差与电位VCOM与电位VLSmin的差大致相等。之所以在第奇数个水平扫描期间Hodd和第偶数个水平扫描期间Heven中使斜坡信号LS的波形以对置电极的电位VCOM为中心进行极性反转，是为了通过对液晶施加交流电压来防止液晶的性能变坏。
再有，关于是否反转，一般由下述因素来决定：①是否是扫描线112单位的极性反转，②是否是数据线114单位的极性反转，③是否是像素单位的极性反转，④是否是画面单位的极性反转，将其反转周期设定为1个水平扫描期间、1个垂直扫描期间或点时钟周期。但是，在本实施例中，为了说明的方便起见，以①扫描线112单位的极性反转为例来说明，但本发明不限定于此。
其次，将扫描信号Y的高电平电位YH设定在比PWM信号X的高电平电位XH高了Vth1+α1的电位侧。这是为了在TFT116中在源电极的电位为XH的情况下，使栅电极的电位为XH+Vth1+α1，使TFT116可靠地处于导通状态。再有，α1的值约为0V～5V。
其次，将PWM信号X的高电平电位XH设定在比斜坡信号LS的最高电位VLSmax高了Vth2+α2的电位侧。TFT116一成为导通状态，TFT117的栅电极电位Q就与TFT116的源电极电位相等。另一方面，TFT117的源电极电位的最高值为在对信号供给线113供给斜坡信号LS而成为VLSmax时。之所以将PWM信号X的高电平电位XH定为VLSmax+Vth2+α2，是为了在该情况下使TFT117可靠地处于导通状态，对像素电极118施加电位VLSmax。再有，α2的值约为0V～5V。
在该例中，在从时刻t1至时刻t3的期间内，扫描信号Y为高电平，TFT116成为导通状态。因此，在该期间内对TFT117的栅电极施加PWM信号X。然后，在从PWM信号X为高电平的时刻t1至时刻t2的期间内，TFT117成为导通状态，对像素电极118施加斜坡信号LS。于是，经像素电极118对液晶施加与图像数据D的值对应的电压。然后，由于一到达时刻t2，PWM信号X就从高电平转移到低电平，故TFT117成为关断状态。由于液晶等效地具有电容分量，故即使TFT117成为关断状态，也可保持电压。由此，像素可进行与图像数据D的灰度值对应的灰度显示。
另一方面，将扫描信号Y的低电平电位YL设定在比PWM信号X的低电平电位XL高了约Vth1的电位侧。这是为了防止在该像素的非选择期间内TFT117的栅电极成为浮置状态。TFT116在期间Ta内成为关断状态，但是，在期间Tb内处于导通状态与关断状态的边界。换言之，在期间Tb内，用高阻抗来连接源电极与漏电极。但是，在TFT117的栅电极上等效地连接了小的浮置电容。因此，在期间Tb中，由于对该浮置电容进行充电，故在期间Ta中，即使TFT116完全成为关断状态，TFT117的栅电极电位Q在非选择期间内也维持电位XL。因而，因为在非选择期间内TFT117完全成为关断状态，故蓄积在像素电极118与对置电极之间的电荷不会经TFT117漏泄。由此，可使显示图像的品质提高。
<第1实施例的工作>
其次，说明上述的结构的液晶装置的工作。图5是说明液晶装置的工作用的时序图。在垂直扫描期间的最初，对扫描线驱动电路130供给脉冲DY，由时钟信号CLY及其反转时钟信号CLYINV依次使其移位，对扫描线112依次输出扫描信号Y1、Y2、Y3、…、Ym。由此，就在Y方向上以线顺序的方式逐条选择多条扫描线112。
另一方面，对共同信号线111始终供给了图5(a)中示出的斜坡信号LS，如果与各扫描线112对应地设置的各开关SW成为导通状态，则对信号供给线113供给斜坡信号LS。如图5(b)～(e)中所示，由于扫描信号Y1、Y2、Y3、…、Ym变成激活的高电平期间不重复，故各开关SW不会同时成为导通状态。因而，斜坡信号LS的驱动电路只与由各开关SW选择了的1条信号供给线113连接。其结果，该驱动电路的负载为在共同信号线111上附带的寄生电容与在1条信号供给线113上附带的寄生电容的合计。
但是，寄生电容在形成了共同信号线111及信号供给线113的元件基板与经液晶相对的对置基板的对置电极之间、或与数据线114之间发生。在此，共同信号线111与后述的密封材料的部分(参照图7和图8)或与扫描线驱动电路130一起在元件基板的周边部分处形成。因此，共同信号线111的寄生电容值比信号供给线113的寄生电容值小，驱动电路的负载主要由在1条信号供给线113上附带的寄生电容来决定。
即，按照本实施例的液晶装置，由于不是如以往那样在Y方向上延伸的所有的数据线114的寄生电容成为负载，而是在X方向上延伸的1条信号供给线113上附带的寄生电容成为负载，故可大幅度地削减驱动电路的负载。其结果，可使驱动电路的电路结构变得简单，而且可大幅度地削减消耗电流。
其次，如果着眼于图1中示出的左上的像素，则对该像素的TFT116的源电极供给PWM信号X1(参照图5(i))。利用以下的方式来生成该PWM信号X1。
首先，在第2锁存部144中，如图5(g)中所示，生成线顺序的图像数据D1，将其供给构成比较部1 45的单位电路R1的比较器1451。
其次，比较器1451比较图像数据D1与计数数据CNT，如果两者一致，则使比较信号CS的逻辑电平为高电平。如上所述，因为SR锁存器1452用置位信号SET的上升沿使输出信号转移到高电平，同时，用比较信号CS的上升沿使输出信号转移到低电平，故例如假定置位信号SET和比较信号CS为图5(f)、(h)所示的信号，则PWM信号X1成为图5(i)中示出的信号。在此，PWM信号X1的高电平期间为与图像数据D11、D12、D13对应的期间。换言之，PWM信号X1是根据图像数据D1所指示的灰度值其脉冲宽度受到了调制的脉冲宽度调制信号。
在图5(k)所示的期间T中，因为扫描信号Y1和PWM信号X1都成为高电平，故图1中示出的左上的像素的TFT116和TFT117在期间T中同时成为导通状态。于是，图5(j)所示的斜坡信号LS经TFT117被施加到像素电极118上。然后，如果超过期间T，则TFT117成为关断状态。因此，像素电极118的电位，如图5(l)所示，在经过了期间T后，维持恒定的电位。由此，对液晶施加与图像数据D11的灰度值对应的电压V11，进行灰度显示。
这样，在本实施例中，由于只对1条信号供给线113供给斜坡信号LS，故可大幅度地削减液晶装置的消耗电流。另外，在扫描线112为非选择的期间中，由于使TFT116在导通状态与关断状态的边界处工作，故能可靠地使TFT117关断，可使显示图像的品质提高。
<第2实施例>
在上述的第1实施例中，TFT116的栅电极与扫描线112连接，其源电极与数据线114连接，其漏电极与TFT117的栅电极连接，同时，TFT117的源电极与信号供给线113连接，其漏电极与像素电极118连接。而且，第1实施例的液晶装置经开关SW对信号供给线113供给斜坡信号LS，由此，减轻了斜坡信号LS的驱动电路的负载。本发明中，利用除此以外的结构也能减轻负载、使驱动电路的消耗电流减少。因此，说明与第1实施例不同的第2实施例。
图6是第2实施例的液晶装置的框图。第2实施例的液晶装置，除与1像素对应的TFT的结构外，与图1中示出的第1实施例的液晶装置同样构成。在图6中，在扫描线112与数据线114的各交点处，设置了作为控制各像素用的开关TFT116a、TFT117a。TFT116a的栅电极与数据线114连接，另一方面，TFT116a的源电极与信号供给线113连接，同时，TFT116a的漏电极与TFT117a的源电极连接。此外，TFT117a的栅电极与扫描线112连接，同时，其漏电极与像素电极118连接。因而，如果TFT116a和TFT117a同时成为导通状态，则信号供给线113的电压就被施加到像素电极118上。
在该例中，由于TFT116a和TFT117a的各栅电极分别与数据线114和扫描线112连接，故没有必要如第1实施例那样为了避免TFT117成为浮置状态而对PWM信号X和扫描信号Y的逻辑电平采取对策。
但是，一般来说，与CMOS结构的场效应晶体管相同，通过在半导体层上形成极薄的氧化绝缘膜，在该氧化绝缘膜上用铝等设置电极来形成TFT的栅电极。另一方面，源电极或漏电极与半导体层直接连接。因此，栅电极经氧化绝缘膜与半导体层进行电容耦合。因而，可以说，栅电容值比源电容值大。
在第2实施例的液晶装置中，因为TFT116a的栅电极与数据线114连接，故第1实施例的液晶装置在数据线114的寄生电容值比第2实施例的液晶装置小这一点上是有利的。
但是，在第2实施例的液晶装置中，因为与各扫描线112对应地设置的各开关SW也不会成为同时导通的状态，故斜坡信号LS的驱动电路只与由各开关SW选择了的1条信号供给线113连接。因而，该驱动电路的负载主要由在1条信号供给线113上附带的寄生电容来决定。
其结果，按照第2实施例的液晶装置，与第1实施例的液晶装置相同，由于在X方向上延伸的1条信号供给线113上附带的寄生电容成为负载，故可大幅度地削减驱动电路的负载，可使驱动电路的电路结构变得简单，而且可大幅度地削减消耗电流。
<液晶面板的结构例>
其次，参照图7和图8说明具有上述的各实施例的数据线驱动电路140的液晶面板100的整体结构。在此，图11是示出液晶面板100的结构的斜视图，图8是图7中的A-A’线的剖面图。
如这些图中所示，液晶面板100的结构如下：利用混入了衬垫103的密封材料104在保持一定的间隙的情况下将形成了像素电极118等的玻璃或半导体、石英等的元件基板101与形成了共用电极108等的玻璃等的透明的对置基板102贴合，使电极形成面互相对置，同时，在该间隙内封入了作为电光材料的液晶105。再有，沿对置基板102的基板周边形成密封材料104，但为了封入液晶105，在一部分上开了口。因此，在液晶105的封入后，利用密封材料106对该开口部分进行密封。
在此，在元件基板101的相对面且在密封材料104的外侧的一边上形成上述的数据线驱动电路140和取样电路150，成为驱动在Y方向上延伸的数据线114的结构。再者，在该一边上形成多个外部电路连接端子107，成为输入来自控制电路200的各种信号的结构。此外，在与该一边邻接的2边上形成2个扫描线驱动电路130，成为分别从两侧驱动在X方向上延伸的扫描线112的结构。再有，如果对扫描线112供给的扫描信号的延迟不成为问题，则也可以是在单侧只形成1个扫描线驱动电路130的结构。
另一方面，利用在与元件基板101的贴合部分的4角中的至少1个部位上被设置的导通材料，来谋求对置基板102的共用电极108与元件基板101的电导通。另外，在对置基板102上，根据液晶面板100的用途，例如，第1，设置了排列成条状或镶嵌状、三角状等的滤色片，第2，例如设置了在光致抗蚀剂中分散了铬、镍等的金属材料或碳、钛等的树脂黑等的遮光膜，第3，设置了对液晶面板100照射光的背照光源。再有，在色光调制的用途的情况下，不形成滤色片，而是在对置基板102上设置了遮光膜。
另外，在元件基板101和对置基板102的相对面上分别设置了在规定的方向上进行了研磨处理的取向膜(图示省略)，另一方面，在其各背面侧分别设置了与取向方向对应的偏振片(图示省略)。但是，如果使用在高分子中作为微小粒子分散了的高分子分散型液晶作为液晶105，则由于不需要上述的取向膜、偏振片等的结果，光利用效率高，故在高亮度化及低功耗化等方面是有利的。
再有，代替在元件基板101上形成扫描线驱动电路130及数据线驱动电路140等的外围电路的一部分或全部，例如，可作成将使用TAB(带自动键合)技术在膜上被安装了的驱动用IC芯片经被设置在元件基板101的规定的位置上的各向异性导电膜导电性地和机械性地进行连接的结构，也可作成使用COG(玻璃上的芯片)技术将驱动用IC芯片本身经各向异性导电膜导电性地和机械性地连接到元件基板101的规定的位置上的结构。
<元件基板的结构等>
此外，在各实施例中，说明了利用玻璃等的透明的绝缘性基板构成液晶面板100的元件基板101，在该基板上形成硅薄膜，同时，利用形成了源、漏、沟道的TFT在该薄膜上构成像素的开关元件(TFT116)、扫描线驱动电路130、数据线驱动电路140的元件的例子，但本发明不限于此。
例如，也可利用半导体基板构成元件基板101，利用形成了源、漏、沟道的绝缘栅型场效应晶体管在该半导体基板的表面上构成像素的开关元件及驱动电路120的元件。在以这种方式利用半导体基板构成元件基板101的情况下，由于不能作为透射型的由光装置来使用，故用铝等形成像素电极118，作为反射型的由光装置来使用。此外，也可只将元件基板101作成透明基板，将像素电极118作成反射型的。
再者，也可应用于使用了除液晶外的场致发光元件等作为电光材料、利用其电光效应来进行显示的显示装置。即，本发明可应用于具有与上述的液晶装置类似的结构的所有的电光装置。
<关于斜坡信号和PWM信号>
在上述的各实施例中，如图4中所示，通过使用线性地增加或减少的斜坡信号LS作为基准信号，对像素电极118施加与PWM信号的脉冲宽度对应的电压，但由于本发明的特征在于，经开关SW来供给基准信号，故基准信号不限定于斜坡信号LS。例如，也可将基准信号作成与液晶的γ校正特性对应的信号，进行γ校正。此时，使基准信号的波形以非线性方式单调地减少或增加即可。
此外，在上述的各实施例中，与图像数据的LSB对应的PWM信号的脉冲宽度与图像数据值的大小无关，是恒定的，但本发明不限定于此，也可使之具有与γ校正特性对应的宽窄。例如，可设定为，在图像数据值小时，使与图像数据的LSB对应的PWM信号的脉冲宽度变宽，随着图像数据值变大，该脉冲宽度变窄，在图像数据值取为中心值时为最小，如果超过它时，则逐渐增大即可。
<电子装置>
其次，说明将上述的液晶显示装置应用于各种电子装置的情况。
<其1：投影仪>
首先，说明使用了该液晶面板100作为光阀使用的投影仪。图9是示出该投影仪的结构的平面图。如该图中所示，在投影仪1100的内部，设置了由金属卤素灯等白色光源构成的灯单元1102。由该灯单元1102射出的投射光被配置在内部的3片镜子1106和2片分色镜1108分离成RGB的3原色，分别被引导到作为与各原色对应的光阀的液晶面板100R、100B和100G上。在此，由于B色的光与其它R色或G色的光比较光路较长，故为了防止其损耗，通过由入射透镜1122、中继透镜1123和射出透镜1124构成的中继透镜系统1121对其进行引导。
液晶面板100R、100B和100G的结构与上述的液晶面板100相同，分别由从图像信号处理电路(图示省略)供给的R、G、B的原色信号来驱动。然后，使被这些液晶面板调制了的光从3个方向入射到分色棱镜1112上。在该分色棱镜1112中，R色和B色的光以90度折射，G色的光照直前进。因而，各色的图像被合成的结果，彩色图像经投射透镜1114被投射到屏幕1120上。
在此，如果着眼于由各液晶面板100R、100B和100G产生的显示像，则必须使由液晶面板100G产生的显示像相对于由液晶面板100R、100B产生的显示像左右反转。因此，水平扫描方向在液晶面板100G与液晶面板100R和100B中成为彼此反方向的关系。再有，由于利用分色镜1108与R、G、B的各原色对应的光入射到液晶面板100R、100B和100G上，故没有必要设置滤色片。
<其2：可移动型计算机>
其次，说明将该液晶面板应用于可移动型的个人计算机的例子。图10是示出该个人计算机的结构的斜视图。在图中，计算机1200由具备键盘1202的本体部1204和液晶显示单元1206构成。该液晶显示单元1206通过在前面叙述的液晶面板100的背面附加背照光源来构成。
<其3：携带电话机>
再者，说明将该液晶面板应用于携带电话机的例子。图11是示出该携带电话机的结构的斜视图。在图中，携带电话机1300除了具备多个操作按钮1302外，还具备受话口1304、送话口1306，同时具备液晶面板100。在该反射型的液晶面板100中，也可根据需要，在其背面上设置背照光源。
再有，作为电子装置，除了参照图9～图11已说明的电子装置外，还可举出具备下述部分的装置等：液晶电视、寻象器型或监视器直接观察型的录像机、车辆导航装置、寻呼机、电子笔记本、台式计算机、文字处理器、工作站、电视电话、POS终端、触摸面板等。而且，对于这些各种电子装置，当然可应用各实施例的液晶面板、进而是电光装置。
如以上所说明的那样，按照本发明，被供给基准信号的信号供给线为1条。因而，由于驱动基准信号的驱动电路的负载为在1条信号供给线113上附带的寄生电容，故可大幅度地减轻负载。再者，使驱动电路的电路结构变得简单，另外，可大幅度地削减驱动电路的消耗电流。

Claims (9)

1.一种电光装置的驱动方法，上述电光装置具备：多条数据线；多条扫描线；与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应的各像素电极；以及与各扫描线对应的多条信号供给线，其特征在于：
分别供给依次选择上述各扫描线的各扫描信号，
上述各扫描信号一变成激活，就与其同步地依次对上述各信号供给线供给基准信号，
分别对各数据线供给只在与图像数据指示的灰度值对应的期间内变成激活的脉冲宽度调制信号，
在与上述各扫描线与上述各数据线的交叉点对应的各像素中，在与该像素对应的扫描线和数据线同时变成激活的期间内，从与该像素对应的信号供给线取入上述基准信号并施加到上述像素电极上，另一方面，在与该像素对应的扫描线和数据线中的某一方变成非激活的期间内，不将上述基准信号施加到上述像素电极上，而将上述像素电极的电位保持在恒定电位。
2.一种电光装置，在一对基板间夹住电光物质而构成，其特征在于：
在一个基板上具备：
多条数据线；
多条扫描线；
多个像素电极，与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置；
多条信号供给线，与各扫描线相对应；
信号供给装置，从上述各信号供给线中选择对应的扫描线变成激活的信号供给线，将基准信号供给已被选择的信号供给线；以及
电压保持装置，分别与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置，在对应的扫描线和数据线同时变成激活的期间内，从上述信号供给线取入上述基准信号并施加到上述像素电极上，另一方面，在对应的扫描线和数据线中的某一方变成非激活的期间内，不将上述基准信号施加到上述像素电极上，而将上述像素电极的电位保持在恒定电位。
3.如权利要求2中所述的电光装置，其特征在于：
上述信号供给装置具备：
开关元件，被设置在上述各信号供给线的每一条上，上述信号供给线的一端与其一个端子连接，由对应的扫描线的信号来控制其通断；以及
共用信号线，分别与上述各开关元件的另一个端子连接，同时被供给上述基准信号。
4.如权利要求2中所述的电光装置，其特征在于：
上述电压保持装置具备：
第1晶体管元件，分别与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置，其栅电极与上述扫描线连接，其源电极与上述数据线连接；以及
第2晶体管元件，分别与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置，上述第1晶体管元件的漏电极与其栅电极连接，其源电极与上述信号供给线连接，其漏电极与上述像素电极连接。
5.如权利要求2中所述的电光装置，其特征在于：
上述电压保持装置具备：
第1晶体管元件，分别与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置，其栅电极与上述数据线连接，其源电极与上述信号供给线连接；以及
第2晶体管元件，分别与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置，上述第1晶体管元件的漏电极与其源电极连接，其栅电极与上述扫描线连接，其漏电极与上述像素电极连接。
6.一种电光装置的驱动电路，该电光装置，在一对基板间夹住电光物质，在一个基板上具备：多条数据线；多条扫描线；与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置的多个像素电极；和与各扫描线相对应的多条信号供给线，
其特征在于：
具备
信号供给装置，从上述各信号供给线中选择对应的扫描线变成激活的信号供给线，将基准信号供给已被选择的信号供给线；
电压保持装置，分别与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置，在对应的扫描线和数据线同时变成激活的期间内，从上述信号供给线取入上述基准信号并施加到上述像素电极上，另一方面，在对应的扫描线和数据线中的某一方变成非激活的期间内，不将上述基准信号施加到上述像素电极上，而将上述像素电极的电位保持在恒定电位；
基准信号发生装置，发生上述基准信号；
变换装置，将图像数据变换为线顺序数据；
脉冲宽度调制装置，根据上述线顺序数据的数据值，生成调制了脉冲宽度的脉冲宽度调制信号并输出给上述数据线；以及
扫描线驱动装置，生成使上述各扫描线依次激活的各扫描信号并输出给上述扫描线。
7.如权利要求6中所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：
上述电压保持装置具备：
第1晶体管元件，分别与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置，其栅电极与上述扫描线连接，其源电极与上述数据线连接；以及
第2晶体管元件，分别与上述扫描线与上述数据线的交叉点对应地被设置，上述第1晶体管元件的漏电极与其栅电极连接，其源电极与上述信号供给线连接，其漏电极与上述像素电极连接；并且
将上述各扫描信号的低电平电位设定为比上述脉冲宽度调制信号的低电平电位约高了上述第2晶体管的阈值电压的电位。
8.如权利要求7中所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：
上述脉冲宽度调制装置这样来生成上述脉冲宽度调制信号，使得上述脉冲宽度调制信号的高电平电位比上述基准信号的最高电位至少高了上述第2晶体管元件的阈值电压，
上述扫描线驱动装置这样来生成上述扫描信号，使得上述扫描信号的高电平电位比上述脉冲宽度调制信号的高电平电位至少高了上述第1晶体管元件的阈值电压。
9.如权利要求6至8的任一项中所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：
上述基准信号是斜坡信号。
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