CN1336568A - 图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及图像显示装置。在各扫描线的终端一侧并列设置充电用开关元件和放电用开关元件,各充电用开关元件的栅极与同一级扫描线连接的扫描辅助线的另一端连接,各放电开关元件的栅极与下一级扫描线连接的扫描辅助线的另一端连接。又,各充电用开关元件的源极/漏极与扫描线和选择时的扫描驱动电压电源连接,各放电用开关元件的源极/漏极与扫描线和非选择时的扫描驱动电压电源连接。以此使本发明的图像显示装置能够减少成本上升,并且能够减少驱动电压波形在上升时和下降时波形变化平缓的程度,能够不减少有效写入时间,并能够防止误写入。

Description

图像显示装置
技术领域
本发明涉及进行液晶显示或EL(Electro-Luminescence；电致发光)显示等的显示装置，特别是涉及使用有源矩阵(active matrix)驱动的显示装置。
背景技术
表示液晶显示装置的结构和动作的概略剖面图示于图7(a)和图7(b)。
上述液晶显示装置的结构如图7(a)所示，是在玻璃基板1001及1011的各个单面上形成电极1002和1012，再在其上印刷取向材料形成取向膜1003和1013。取向膜1003和1013形成之后，在取向膜1003一侧，在与纸面平行的方向上进行摩擦，在取向膜1013一侧，在与纸面垂直的方向上进行摩擦。然后形成以电极1002和1012一侧为内侧的两片玻璃基板1001及1011的夹层结构，在其间充填扭曲向列型(Twisted Nematic)液晶材料，形成液晶层1021。这时在进行充填时，使上述液晶层1021中的液晶分子1022的长轴在上述各玻璃基板1001和1011的表面附近与摩擦方向取向一致，在基板之间使长轴的方向旋转约90°。又，在玻璃基板1001和1011的外侧，贴着偏振片1004和1014，并且使其透射轴相互垂直。
在这里，上述图7(a)所示的液晶显示装置表示在液晶层1021没有施加电压的状态(驱动电压OFF的状态)，例如从上述液晶显示装置的下方入射的光线在偏振片1004只有与纸面平行的偏振光成分通过，并且在液晶层1021使偏振方向旋转约90°后在偏振片1014作为具有与纸面垂直的偏振轴的光线射出。这样，在图7(a)所示的液晶显示装置中，利用光线的透射实现了亮显示。
另一方面，一旦向电极1002和1012提供电位，即在液晶层1021两端施加电压，液晶分子就如图7(b)所示，长轴旋转到与电场方向一致的方向上。这时，从偏振片1004入射的具有与纸面平行的偏振成分的光线，由于在液晶层1021中偏振轴没有旋转，所以即使射入在垂直于纸面的方向上具有偏振轴的偏振片1014，也不能透过该偏振片1014。因此，如图7(b)所示的液晶显示装置能够实现暗显示。
图8是采用图7所示结构原理的简单矩阵型液晶显示装置的大概结构的平面图。
上述简单矩阵型液晶显示装置中，夹着液晶的两片玻璃基板上分别形成扫描线1031-1～1031-n、信号线1041-1～1041-m。上述扫描线1031-1～1031-n和上述信号线1041-1～1041-m形成相互垂直的条状的微细透明配线。又，上述扫描线1031-1～1031-n和上述信号线1041-1～1041-m利用扫描电极驱动用IC和信号电极驱动用IC分别驱动，对上述配线各交点处形成的像素上施加的电压进行控制，这样可以对每一像素控制液晶层的液晶分子的取向状态，可以进行显示。
上述简单矩阵型液晶显示装置的缺点是，随着扫描线数目的增加，在各交点处的液晶上施加的有效电压，越是往前端越是下降，因此显示像素的对比度下降，所以不适合用于高分辨率的液晶显示装置，而且响应速度也低。
能够解决上述简单矩阵型液晶显示装置存在问题的装置有各像素具有开关元件的有源矩阵型液晶显示装置。图9表示采用已有技术的一般的有源矩阵型液晶显示装置。而图10(a)和图10(b)表示有源矩阵型(反向交叉(stagger)型)液晶显示装置的像素结构。
图9所示的上述有源矩阵型液晶显示装置是使用TFT(薄膜晶体管)1051作为开关元件的例子。上述有源矩阵型液晶显示装置中，夹着液晶层的两片玻璃基板中的一片上配置有扫描线1061-1～1061-n和信号线1071-1～1071-m，构成格子形状，扫描电极与信号电极分别连接的交点上通过作为像素用开关元件的TFT1051与像素1052连接。又，扫描线1061-1～1061-n和信号线1071-1～1071-m分别与扫描电极驱动用IC1062和信号电极驱动用IC1072连接。
上述有源矩阵型液晶显示装置的像素结构如图10(a)和图10(b)所示，是将设置有TFT1051…、扫描线1061、…和信号线1071…的TFT基板1081与设置有相对电极1092的CF基板1091保持间隙配置，在TFT基板1081一侧的像素电极1082与CF基板1091一侧的相对电极1092之间密封液晶层1101而形成像素。
上述TFT基板1081上，在玻璃基板1083的一侧面上形成偏振片1084，另一侧面上依序形成包含扫描电极(栅极)1063的扫描线1061、绝缘膜层1085、半导体1086、信号线1071、像素电极1082以及取向膜1087。
另一方面，在上述CF基板1091上，在玻璃基板1093的一侧面上形成偏振片1094，另一侧面上依序形成R/G/B/Bk的色版层叠的彩色滤色片1095、相对电极1092、取向膜1096。
下面参照图9对上述有源矩阵型液晶显示装置的工作加以说明。
首先，从扫描电极驱动用IC1062向第1行扫描线1061-1输出ON(导通)电压(这时向其他扫描线输出OFF(截止)电压)，则经过该扫描线1061-1与第1行扫描电极1063…连接的所有TFT1051…导通。于是，与第1行扫描线对应的数据信号由信号电极驱动用IC1072提供给各信号线1071…。这时，从各信号线1071…的信号电极通过TFT1051到像素电极1082的电路处于导通状态，因此，在与第1行扫描线1061-1连接的所有像素电极1082…上施加信号电压(数据信号)，对与该像素电极1082…对应的像素1052…写入数据。随后，扫描电极驱动用IC1062对第1行的扫描线1061-1的输出变成OFF电压，与该扫描线1061-1连接的TFT1051…截止。因此，各信号线1071…的信号电极与像素电极1082…变成非导通状态，对像素1052的写入结束。
对第1行扫描线1061-1的扫描输出变成截止电压的同时，继续从扫描电极驱动用IC1062向第2行扫描线1061-2输出导通(ON)电压，反复继续这一操作直到最后一行，这样一个画面的驱动结束。
上面所述那样的有源矩阵型液晶显示装置的一般驱动中，由于扫描电极1063所具有的电阻与寄生电容的影响，图11所示的扫描电压波形中，在各扫描线1061…的输入端一侧(靠近扫描电极驱动用IC的一侧)是实线表示的方波，而随着向终端一侧靠近，则逐渐变成虚线所示的变化平缓的波形。
由于在上述扫描电压波形中发生这样的波形变化平缓，使得扫描线的输入端一侧和终端一侧两端的TFT1051的ON/OFF时间发生偏差，在终端一侧，在TFT1051截止之前施加下一级信号电压，因而在像素中写入下一级的信号，产生误写入的问题。
对于这样的问题，以往采用的方法是，利用增加配线宽度、增大配线膜厚、改用低电阻率配线材料等变更，以减小配线电阻，但是这种方法存在的问题是，由于配线宽度增加，将引起配线部分在像素内所占有面积比例增大，光线透过的开口部分减小。
还有的方法是，使信号电压的导通时刻相对于扫描电压的导通时刻产生滞后，设定足够的配置时间，以使得即使是扫描电压的截止时刻延迟，写入信号也不会发生变化，以防止发生误写入。
这样的方法中，如图11的电压波形所示，例如对扫描线的第k行，在扫描电压的导通时刻与信号电压的导通时刻之间设定配置时间。因此，即使对于k行从扫描电压截止到该行的终端一侧连接的TFT1051变成非导通为止的时间发生滞后，由于在下一级的(k＋1)行的写入开始之前设定配置时间，所以对属于k行的像素1052不写入(k＋1)行数据，可以避免发生误写入。
再有是采用从各扫描线的两侧输入扫描驱动电压的方法，这样容易写入，这一技术已经实用化。这种公知的技术如图12所示，对于各扫描线1111…，从左右两侧与两个扫描电极驱动用IC1112、1113的输出连接进行驱动。以此抑制在单侧驱动时发生的扫描线终端侧的扫描电压波形变化平缓的问题。
但是，如上所述，在用两个扫描电极驱动用IC1112、1113驱动同一扫描线的情况下，由于扫描电极驱动用IC1112、1113的输出偏差，将导致左右输入电压不一致，可能在IC间发生环路电流。
能够解决上述技术中所存在的问题的技术，众所周知有日本特许公报特开平1-213623号公报(公开日为1989年8月28日)公开的例子。
上述特开平1-213623号公报的技术，其结构如图13所示，将扫描电极驱动用IC1122的输出分为两部分，其中之一直接连接于各扫描线1121…的一端，另一部分则作为配线，经过显示面板1131的上下端，然后经过连接基板1132连接于各扫描线1121的另一端。借助于此，同一IC的输出从各扫描线1121的两端加在各扫描线1121上，可以消除扫描电极驱动用IC的输出偏差引起的问题。
又，日本特许公报特开平10-253940号公报(公开日为1998年9月25日)所述的液晶显示装置，其结构如图14所示，是在各扫描线1141…的终端上设置放电用开关元件1142…。各放电开关元件1142中，其栅极与下一级的扫描线1141连接，源极/漏极与同一级的扫描线1141和非选择时的扫描驱动电压电源1151连接。
具有上述结构的液晶显示装置中，各扫描线1141从选择状态切换为非选择状态时，导通信号从成为新的选择的状态的下一级扫描线1141施加于放电用开关元件1142。这样，由于放电用开关元件1142处于导通状态，对非选择状态的扫描线1141是从其终端一侧施加非选择时的扫描驱动电压，因此可以抑制扫描线1141在非选择时的扫描驱动电压波形的下降沿变化平缓的问题。
但是上述已有的结构存在下面所述问题。
首先，如图11所示，使信号电压的导通时刻相对于扫描电压的导通时刻滞后的方法中，由于对信号电压输入设置偏置，因此实际写入时间(有效写入时间)比分配给1行的扫描时间要少。因此存在的问题是，在终端一侧的TFT1051写入时间内没有达到写入电压，仍然保持截止，因而充电仍然不足就使写入结束。又，在分辨率高、写入时间短的显示装置中存在的问题是设置的偏置时间不够，不能够同时防止误写入和写入不足，因而显示质量下降。
又，上述图12的方法中，扫描电极驱动用IC需要的数量是单侧驱动时的两倍，另外，在特开平1-213623号公报的方法中，增加了扫描信号迂回用的扫描线和连接基板。因此这两种方法都有零部件数目增加和组装时间增加而导致成本增加的问题。
又，上述特开平10-253940号公报中所述的液晶显示装置，虽然能够抑制扫描驱动电压波形的下降沿变化平缓的问题，因而能够避免误写入，但是没有考虑到抑制上升沿变化平缓的问题，因此像素用开关元件导通时的上升延迟，有效写入时间减少，不能够避免发生显示像素充电不足的情况。
还有，上述特开平10-253940号公报所述的液晶显示装置中，放电用开关元件的栅极本身与下一级的扫描线的终端一侧连接，因此其上升延迟，从非选择时的扫描驱动电压电源施加的电压不能够很快起作用，不能够期望有很好的改善效果。
还有，上述存在问题并不是液晶显示装置特有的问题，例如EL显示装置等开关元件使用TFT的其他有源矩阵型图像显示装置也存在这样的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供成本上升少，能够抑制驱动电压波形上升时和下降时变化平缓，不减少有效写入时间，并能够防止误写入的图像显示装置。本发明的图像显示装置，是在相互垂直的方向上配置多条扫描线与多条信号线，在上述两配线的各交叉处通过像素用开关元件与显示像素连接，将这些显示像素设置为矩阵状，这样形成有源矩阵型图像显示装置，为了达到上述目的，所述各扫描线具备与扫描线相比信号延迟小，从所述各信号线的信号施加侧分支引出的，与该扫描线连接的扫描辅助线，同时具备下述两种结构中的至少一种，其一种结构包含与所述各扫描线的施加信号的一侧的相反侧端部连接，同时其控制端与所连接的扫描线同一级的扫描辅助线连接，并利用同一级的扫描信号进行导通/截止控制的充电用开关元件，以及通过所述各充电用开关元件与各扫描线的终端一侧(与扫描电极驱动用电路连接的一侧的相反侧)连接，对充电用开关元件导通的扫描线从其终端一侧向该扫描线提供选择时的扫描驱动电压的选择时的扫描驱动电压电源；另一种结构包含与所述各扫描线的施加信号的一侧的相反侧端部连接，同时其控制端与所连接的扫描线的下一级的扫描辅助线连接，并利用下一级的扫描信号进行导通/截止控制的放电用开关元件(例如TFT)，以及通过所述各放电用开关元件与各扫描线的终端一侧连接，对放电用开关元件导通的扫描线从其终端一侧向该扫描线提供非选择时的扫描驱动电压的非选择时的扫描驱动电压电源。
采用上述结构，各扫描线在其终端一侧通过充电用开关元件或放电用开关元件，与选择时的扫描驱动电压电源或非选择时的扫描驱动电压电源连接。
而且，具备充电用开关元件及选择时的扫描驱动电压电源的结构中，在某一扫描线处于选择状态时，由于该扫描线上施加的导通的扫描信号通过扫描辅助线使上述充电用开关元件导通，因此，选择时的扫描驱动电压电源从对选择的扫描线从其终端一侧施加选择时的扫描驱动电压。在这里，所述扫描辅助线由于其信号延迟小，因此上述充电用开关元件上升快，特别是对于扫描线的终端一侧的像素用开关元件也能够提供陡峭的选择时的扫描驱动电压，能够改善扫描驱动电压波形的上升波形变化平缓的现象。
又，在具备放电用开关元件和非选择时的扫描驱动电压电源的结构中，扫描线从选择状态切换为非选择状态时，由于下一级扫描线变成选择状态，因此，其控制端与下一级扫描辅助线连接的放电用开关元件迅速上升，能够对扫描线的终端一侧的像素用开关元件提供陡峭的非选择时的扫描驱动电压，因此能够改善扫描驱动电压波形的下降波形变化平缓的现象。
本发明的图像显示装置，是在相互垂直的方向上配置多条扫描线与多条信号线，在上述两配线的各交叉处通过像素用开关元件与显示像素连接，将这些显示像素设置为矩阵状，这样形成有源矩阵型图像显示装置，为了达到上述目的，所述各扫描线具备与扫描线相比信号延迟小，从所述各扫描线的信号施加侧分支引出的，并且在施加信号的一侧的相反侧端部与分支前的原扫描线连接的分支扫描线，所述分支扫描线在形成扫描线的基板上与该分支扫描线所连接的扫描线相邻配置。
采用上述结构，所述分支扫描线与所述扫描线相比信号延迟小，而且是从各扫描线的施加信号的一侧分支引出，并且在施加信号的一侧的相反侧的端部与分支之前的原扫描线相连接，因此能够从扫描线的终端一侧施加扫描电极驱动用IC输出的扫描信号，而不使信号发生延迟。
借助于此，特别是对扫描线的终端一侧的像素用开关元件也能够提供陡峭的扫描信号，能够改善扫描驱动电压波形的上升波形与下降波形变化平缓的问题。
又，上述分支扫描线由于是在形成扫描线的基板上与该分支扫描线所连接的扫描线相邻配置，所以即使是在图像显示装置的分辨率高、扫描线条数很大的情况下，与上述分支扫描线经过基板的上下端后再经过接线基板连接于各扫描线的终端一侧的结构相比，更容易配置分支扫描线，而不导致连接基板等零部件数量增加。
本发明的其他目的、特征和优点可以从下面所述充分了解到。又，本发明的有利之处可以在下面参照附图进行的说明中了解到。
附图说明
图1是本发明一实施形态，是表示液晶显示装置的电路结构的电路图。
图2是表示上述液晶显示装置的扫描电压的时序图。
图3(a)～图3(c)是表示与扫描驱动电压波形比较用的电压模拟(simulation)波形的说明图。
图3(a)是扫描电极驱动用IC的连接端一侧的电压波形。
图3(b)是以往例的扫描线终端部的电压波形。
图3(c)是本发明实施形态的扫描线终端部的电压波形。
图4(a)是表示用一个TFT构成上述液晶显示装置的充电用TFT或放电用TFT的情况的说明图。
图4(b)以并联偏置的多个TFT构成上述液晶显示装置的充电用TFT或放电用TFT的例子的说明图。
图5表示本发明的变形例，是表示与图1不同结构的液晶显示装置的电路结构的电路图。
图6表示本发明的变形例，是表示与图1及图5不同结构的液晶显示装置的电路结构的电路图。
图7(a)和图7(b)是表示液晶显示装置的简单结构和动作的概略剖面图。
图7(a)是表示驱动电压为截止电压的状态。
图7(b)是表示驱动电压为导通电压的状态。
图8是依据示于图7(a)和图7(b)所示结构原理的简单矩阵型的液晶显示装置的大概结构的平面图。
图9表示采用已有技术的一般有源矩阵型液晶显示装置的结构的电路图。
图10(a)和图10(b)表示图9的有源矩阵型(反向交叉(stagger)型)液晶显示装置的像素结构，图10(a)是平面图，图10(b)是图10(a)的A-A剖面图。
图11是表示已有的液晶显示装置中所加扫描电压和信号电压在时间上错开情况下的相互关系的时序图。
图12是表示已有的液晶显示装置的一个例子的电路图。
图13是表示已有的液晶显示装置的一个例子的电路图。
图14是表示已有的液晶显示装置的一个例子的电路图。
图15表示本发明的变形例，是表示与图1不同结构的液晶显示装置的电路结构的电路图。
图16表示本发明的变形例，是表示与图1不同结构的液晶显示装置的电路结构的电路图。
图17表示本发明的变形例，是表示与图1不同结构的液晶显示装置的电路结构的电路图。
图18表示本发明的变形例，是表示与图1不同结构的液晶显示装置的电路结构的电路图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明一实施例进行说明。
本发明的实施形态的液晶显示装置的电路结构示于图1。上述液晶显示装置如图1所示，在显示面板101内配置有扫描线111-1～111-n和信号线121-1～121-m，构成格子形状，扫描电极与信号电极分别连接的交点通过像素用TFT131与液晶像素132连接。又，扫描线111-1～111-n和信号线121-1～121-m分别与扫描电极驱动用IC112与信号电极驱动用IC122连接。
又，在靠近扫描电极驱动用IC112一侧，与上述扫描线111-1～111-n各配线分别连接着与各扫描线111…相比配线电阻小、信号变化平缓(信号延迟)减少的扫描辅助线113-1～113-n。上述扫描辅助线113-1～113-n的信号延迟减少是因为与扫描线111-1～111-n不同，没有设置TFT和辅助电容器。
上述扫描辅助线113-1～113-n的一端连接于扫描线111-1～111-n，该连接点比与各扫描线111…连接的像素用TFT131…更靠近输入端(更接近扫描电极驱动用IC一侧)，另一端连接于各扫描线111设置的充电用TFT114-1～114-n的栅极上。又，上述各充电用TFT114的源极连接于选择时的扫描驱动电压电源115上，漏极与扫描线111-1～111-n连接，该连接点比与各扫描线111…连接的像素用TFT131…更加接近终端(更远离扫描电极的驱动用IC一侧)。
又，上述各扫描线111…的终端连接于各扫描线111设置的放电用TFT116-1～116-n的源极。上述各放电用TFT116…与上述各充电用TFT114并联连接于各扫描线111…。上述各放电用TFT116…的漏极连接于非选择时的扫描驱动电压电源117，栅极连接于对下一级扫描线设置的扫描辅助线上。但是由于最后一行即扫描线111-n不存在下一级扫描线，所以放电用的TFT116-n的栅极利用扫描辅助线113-(n＋1)与扫描电极驱动用IC112直接连接。上述扫描辅助线113-(n＋1)在最后的扫描线111-n截止时输入使其导通的空(dummy)脉冲。
在本实施形态中，各充电用TFT114…和各放电用TFT116…使用多晶硅TFT。又，选择时的扫描电压电源115将与扫描电极驱动用IC112的选择时的扫描电极驱动电压相同的电压施加于各充电用TFT114…的连接端子上，同样，非选择时的扫描电压电源117将与扫描电极驱动用IC112的非选择时的扫描电极驱动电压相同的电压施加于各放电用TFT117…的连接端子上。多晶硅TFT的形成方法有两种，一种制造方法是用非晶态硅TFT形成有效元件基板中的全部TFT(像素开关用的像素用TFT131…、充电用TFT114…、放电用TFT116…)，然后对充电用TFT114…和放电用TFT116…进行激光退火使其多晶化；另一种制造方法是都用多晶硅TFT一体形成包括像素开关的像素用TFT131…的全部TFT。
在这里，多晶硅TFT即充电用TFT114…和放电用TFT116…具有的晶体管尺寸，能够得到数kΩ以下的导通电阻。
还有上述图1所示的结构是表示从图的上侧依序对扫描线进行扫描的情况，但是如果从图的下侧开始进行扫描，则只要以上述相反的行顺序连接即可。
下面参照图1和图2对本实施形态的液晶显示动作进行说明。
图2是表示上述液晶显示装置的扫描电压的时序图。表示已有的结构中扫描驱动电压波形变化平缓的、在最远离扫描电极驱动用IC112连接端的像素用晶体管TFT(终端侧TFT)的栅极上所施加的扫描驱动电压波形。
在图2中，终端侧TFT上施加的扫描驱动电压波形如图中实线所示，是符号201所示的波形。又，在已有的结构中，终端侧TFT上所施加的扫描驱动电压波形如图中虚线所示，是符号202所表示的波形。
在本实施形态中，注意k行的扫描线，就能够发现，在k行的终端侧TFT上施加的扫描驱动电压，最初是通过扫描线111-k由扫描电极驱动用IC提供的。因此上述终端侧TFT的扫描驱动电压波形由于扫描线111-k的配线电阻和寄生电容的影响而在扫描开始时具有与以往的波形一样平缓的上升特性。
但是，在k行选择时，提供给扫描线111-k的导通信号同时通过扫描辅助线113-k施加于充电用TFT114-k的栅极，使该充电用TFT114-k也导通。在这里，由于未设置像素用晶体管及寄生电容，因此扫描辅助线的信号延迟比扫描线小，并且由于在各扫描线的输入端一侧(接近扫描电极驱动用IC一侧)与各扫描线连接，所以能够在向各扫描线提供导通信号的同时将其提供给上述充电用TFT。因此上述充电用TFT114-k如图2中符号203的点划线波形所示，上升沿变得陡峭，在时间t1导通。上述充电用TFT114-k一旦导通，选择时的扫描驱动电压电源115从上述扫描线111-k的终端侧将与扫描电极驱动用IC112的选择时的扫描电极驱动电压相同的电压提供给扫描线111-k。以此可以在上述充电用TFT114-k导通之后，使终端侧TFT显示出陡峭的上升，改善终端侧TFT的上升沿平缓情况。
下面对终端侧TFT上施加的扫描驱动电压下降时的波形加以说明。
k行扫描线111-k从选择状态切换到非选择状态时，终端侧TFT的扫描驱动电压最初与上升时一样，由于扫描线111-k的配线电阻和寄生电容的影响，显示出平缓下降的情况。但是在k行的扫描线111-k切换到非选择状态的同时，(k＋1)行的扫描线111-(k＋1)变成选择状态。扫描线111-(k＋1)变成选择状态时，也对该扫描线111-(k＋1)上连接的扫描辅助线113-(k＋1)提供导通电压。
在这里，提供给扫描辅助线113-(k＋1)导通电压，不仅使(k＋1)行的充电用TFT114-(k＋1)导通，而且也提供给k行的放电用TFT116-k的栅极，使该放电用TFT116-k在时间t2导通。借助于上述放电用TFT116-k导通，利用非选择时的扫描驱动电压电源117从上述扫描线111-k的终端侧向扫描线111-k提供与扫描电极驱动用IC112的非选择时的扫描电极驱动电压相同的电压。借助于此，可以在上述放电用TFT116-k导通之后，使终端侧TFT显示出陡峭的下降，能够改善终端侧TFT的下降平缓情况。
这样，在本实施形态的液晶显示装置的电路结构中，利用对k行扫描辅助线113-k施加导通电压的方法，使前一级、即(k-1)行的放电用的TFT116-(k-1)导通，改善扫描线111-(k-1)的终端侧TFT的下降，同时使同一级、即k行的充电用TFT114-k导通，改善扫描线111-k的终端侧TFT的上升。这样一来，与已有技术的扫描驱动电压、即符号202的波形相比，各扫描线111…的扫描驱动电压导通时的电压上升和截止时的电压下降有大幅度改善。
还有，在上述图1的结构中，是对于各扫描线111…，设置充电用TFT114…和选择时的扫描驱动电压电源115构成的环节及放电用TFT116…和非选择时的扫描驱动电压电源117构成的环节这两个部分，改善了扫描驱动电压导通时的电压上升情况和截止时的电压下降情况，这两个部分能够独立地取得效果，本发明也可以至少设置其中一个部分。
例如图15表示省略充电用TFT114…和选择时的扫描驱动电压电源115，只设置放电用TFT116…和非选择时的扫描驱动电压电源117的结构。而且在该结构中也省略了扫描辅助线113-1。当然本发明也可以是省略放电用TFT116…和非选择时的扫描驱动电压电源117的结构。
图3(a)～图3(c)是与扫描驱动电压波形比较用的电压仿真波形。图3(a)是扫描电极驱动用IC的连接端一侧的电压波形，图3(b)是已有例的扫描线终端一侧的电压波形，图3(c)是本实施形态的扫描线终端一侧的电压波形。从图3(c)可知，本实施形态的扫描线终端部的电压波形与图3(b)所示的已有例相比，达到选择时的电压的电压波形与达到非选择时的电压的电压波形都有改善。
还有，在上述说明中，充电用TFT114…和放电用TFT116…是用多晶硅TFT形成的，但是这些TFT也可以用非晶态硅TFT形成。
由于非晶态硅TFT比多晶硅TFT驱动能力低，因此在用非晶态硅TFT形成充电用TFT114…和放电用TFT116…的情况下，为了降低晶体管的导通电阻，在显示面板的外形尺寸允许的条件下，需要把该晶体管的尺寸做得比像素用TFT的晶体管大。
但是，在充电用TFT114…和放电用TFT116…用非晶态硅TFT形成的情况下，这些TFT可以与像素开关用的像素用TFT131…同时用非晶态硅TFT一体形成，在成本上很有利。
又，在上面所述的结构中，充电用TFT114…和放电用TFT116…是在每一扫描线111上设置一个TFT，但是也可以将多个TFT并联配置之后加以连接。例如图4(a)所示，使用一个TFT作为充电用TFT114和放电用TFT116构成的结构，可以用图4(b)所示的多个TFT构成的结构代替。
在各扫描线111分别连接一个充电用TFT114和放电用TFT116的情况下，根据晶体管的导通电阻和必要的信号延迟量，该晶体管的尺寸变得非常大，或由于晶体管不好时缺少修整手段等原因，合格率很可能受到影响。
因此，如图4(b)所示，将适当尺寸的多个TFT并联配置可以避免上述缺点，从性能上，从冗余性的观点出发都是有效的。
又，图5表示与图1的电路结构不同的本发明的变形例。图5所示的液晶显示装置中，省略图1所示的选择时的扫描驱动电压电源115和非选择时的扫描驱动电压电源117，将充电用TFT114…和放电用TFT116…的源极上连接的配线118、119与扫描电极驱动用IC112连接。该结构中，从扫描电极驱动用IC112将选择时的扫描驱动电压和非选择时的扫描驱动电压施加于充电用TFT114…和放电用TFT116…。
选择时/非选择时的扫描驱动电压与扫描电极驱动用IC112的输出电压相同，在扫描电极驱动用IC112内部形成与选择时的扫描驱动电压电源和非选择时的扫描驱动电压电源相当的结构，能够谋求进一步降低成本。还有，具有上述图5所示的电路结构的情况下的动作与图1所示的电路结构的情况相同。
又，上述图5的结构中，是省略选择时的扫描驱动电压电源115和非选择时的扫描驱动电压电源117，充电用TFT114…和放电用TFT116…的源极上连接的配线118、119与扫描电极驱动用IC112连接，但是在本发明中，也可以是省略选择时的扫描驱动电压电源115和非选择时的扫描驱动电压电源117的至少一种而形成的结构。
例如，图16所示的结构是省略了非选择时的扫描驱动电压电源117，连接于放电用TFT116…的源极的配线119与扫描电极驱动用的IC112连接的结构。当然，本发明的结构也可以是省略选择时的扫描驱动电压电源115，将充电用TFT114…的源极上连接的配线118与扫描电极驱动用IC112连接的结构。
还有，图6表示与图1不同的本发明另一变形例。图6所示的液晶显示装置中，充电用TFT114…和放电用TFT116…用MOS晶体管形成。因此上述液晶显示装置具备显示面板301和充放电电路302，显示面板301内形成像素开关用的像素用TFT131…，充放电电路302内形成MOS晶体管即充电用TFT114…和放电用TFT116…。
上述充放电电路302中，在单晶硅基板上形成有充电用TFT114…和放电用TFT116…，构成MOS晶体管阵列芯片的该充放电电路302用TCP(tape carrierpackage)、COG(chip on glass)等柔性基板，从扫描电极驱动用IC112的连接端的相反侧连接于显示面板301。从扫描电极驱动用IC112向充电用TFT114…和放电用TFT116…提供选择时/非选择时的扫描驱动电压。还有，图6所示的液晶显示装置的其他电路结构和动作是与图5所示的液晶显示装置相同，但是也可以是与图1等其他附图所示的液晶显示装置相同的电路结构和动作。
上述液晶显示装置中，MOS晶体管阵列芯片比扫描电极驱动用IC元件数目少，因此可以以低成本制造，所以制造成本能够比已有的两侧驱动的技术低。
还有，图17表示与图1不同的本发明的其他变形例。图17所示的液晶显示装置中，没有设置上面所述的充电用TFT114…和放电用TFT116…，是设置分支扫描线120…的结构。所述分支扫描线120…与扫描线111相比信号延迟小，从所述各扫描线111…的信号施加侧分支，并且在信号施加侧的相反侧端部与分支前的原扫描线111…连接。又，所述分支扫描线120在形成显示面板101的基板上与连接该分支扫描线120…的扫描线111…相邻设置。
上述图17的结构中，由于分支扫描线120…与扫描线111相比信号延迟小，从所述各扫描线111…的信号施加侧分支，并且在信号施加侧的相反侧端部与分支前的原扫描线111…连接，因此，从扫描电极驱动用IC112输出的扫描信号可以从扫描线111的终端侧施加，不产生信号延迟。
借助于此，特别是对扫描线111…终端侧的像素用TFT131也可以提供陡峭的扫描信号，能够改善扫描驱动电压波形的上升和下降波形变化平缓的情况。
又，由于所述分支扫描线120…在形成扫描线111…的基板上与连接该分支扫描线120…的扫描线111…相邻设置，因此即使是图像显示装置的分辨率高、扫描线111…的条数多的情况下，与将分支扫描线经过基板的上下端后再经过接线基板连接于各扫描线的终端一侧的结构(图13的结构)相比，不致于增加连接基板等零部件数量，而且容易设置扫描线。
又，作为上述图17的变形例，可以采用图18所示的结构。图18所示的液晶显示装置中，采用设置分支扫描线120’的结构，所述分支扫描线120’与扫描线111相比信号延迟小，从所述各扫描线111…的信号施加侧分支，并且在信号施加侧的相反侧端部与分支前的原扫描线111…连接。而且上述分支扫描线120’…在形成显示面板101的基板上与连接该分支扫描线120’…的扫描线111…相邻设置，另外，在上述液晶显示装置中，设置放电用TFT116和选择时的扫描驱动电压电源117。
上述图18的结构中，某一扫描线111从选择状态切换到非选择状态时，由于下一级扫描线111变成选择状态，因此从选择状态切换到非选择状态的扫描线111上连接的放电用TFT，由于来自下一级分支扫描线120’的导通信号而迅速上升，对于从选择状态切换到非选择状态的扫描线111的终端侧的像素用TFT131，能够提供陡峭的非选择时的扫描驱动电压，因此能够进一步改善扫描驱动电压波形的下降波形变化平缓情况。
在上述图17、图18的结构中，分支扫描线120…、120’…将扫描电极驱动用IC112输出的扫描信号从各扫描线111…的终端侧直接提供给扫描线111…，与利用从扫描电极驱动用IC112输出的扫描信号对充电用/放电用TFT114…、116…进行控制的扫描辅助线113…的功能不同。但是，在图18的结构中，分支扫描线120’…还能够同时利用从扫描电极驱动用IC112输出的扫描信号对放电用TFT116进行控制，同时具有扫描辅助线的功能。
上面在本实施形态的说明中是以液晶显示装置作为图像显示装置的例子，但是如果是至少采用有源矩阵方式，则本发明也可以适用于例如EL显示装置等液晶显示装置以外的其他图像显示装置。
如上所述，本发明的图像显示装置是在相互垂直的方向上设置多条扫描线与多条信号线，显示像素通过像素用开关元件连接于上述两种配线的各交叉处，将这些显示像素设置为矩阵状，这样形成的有源矩阵型图像显示装置中，所述各扫描线具备与扫描线相比信号延迟小、从所述各信号线的信号施加侧(与扫描电极驱动用电路连接的一侧)分支引出的、与该扫描线连接的扫描辅助线，同时具备下述两种结构中的至少一种，其一种结构包含连接于所述各扫描线的施加信号的一侧的相反侧端部，同时其控制端与所连接的扫描线同一级的扫描辅助线连接，并利用同一级的扫描信号进行导通/截止控制的充电用开关元件(例如TFT)，以及通过所述各充电用开关元件连接于各扫描线的终端一侧(连接扫描电极驱动用电路的一侧的相反侧)，对充电用开关元件导通的扫描线从其终端一侧向该扫描线提供选择时的扫描驱动电压的选择时的扫描驱动电压电源；另一种结构包含连接于所述各扫描线的施加信号的一侧的相反侧端部，同时其控制端与所连接的扫描线的下一级的扫描辅助线连接，并利用下一级的扫描信号进行导通/截止控制的放电用开关元件(例如TFT)，以及通过所述各放电用开关元件连接于各扫描线的终端一侧，对放电用开关元件导通的扫描线从其终端一侧向该扫描线提供非选择时的扫描驱动电压的非选择时的扫描驱动电压电源。
采用上述结构，各扫描线在终端侧通过充电用开关元件与选择时的扫描驱动电压电源或非选择时的扫描驱动电压电源连接。
而具备充电用开关元件和选择时的扫描驱动电压电源的结构中，某一扫描线处于选择状态时，由于在该扫描线上施加的导通的扫描信号通过扫描辅助线使所述充电用开关元件导通，因此对所选择的扫描线由选择时的扫描驱动电压电源从其终端侧施加选择时的扫描驱动电压。在这里，上述扫描辅助线由于其信号延迟小，所以上述充电用开关元件迅速上升，特别是对于扫描线终端侧的像素用开关元件，也能够提供陡峭的选择时的扫描驱动电压，能够改善扫描驱动电压波形的上升波形变化平缓的情况。
又，具备放电用开关元件和非选择时的扫描驱动电压电源的结构中，扫描线从选择状态切换为非选择状态时，由于下一级的扫描线变成选择状态，其控制端与下一级扫描辅助线连接的放电用开关元件迅速上升，能够对扫描线终端侧的像素用开关元件提供陡峭的非选择时的扫描驱动电压，因此能够改善扫描驱动电压波形的下降波形变化平缓的情况。
又，上述图像显示装置可以采用下述结构，即所述各充电用开关元件及/或各放电用开关元件由TFT构成，所述各充电用开关元件的栅极连接于同一级扫描辅助线，源极/漏极连接于同一级扫描线与选择时的扫描驱动电压电源，所述各放电用开关元件的栅极连接于下一级扫描辅助线，源极/漏极连接于同一级扫描线与非选择时的扫描驱动电压电源的结构。
采用上述结构，上述充电用开关元件及放电用开关元件可以在基板上与显示面板在同一工序形成，可以少增加成本。
又，上述图像显示装置中，所述各充电用开关元件及/或各放电用开关元件的TFT的半导体层可以采用多晶硅构成的结构。
采用上述结构，所述各充电用开关元件及各放电用开关元件采用驱动能力强的多晶硅TFT，因此即使是将晶体管做成小尺寸，也能够得到足够的驱动能力，有利于装置的小型化。
又，上述图像显示装置中，所述各充电用开关元件及/或各放电用开关元件的TFT半导体层可以由非晶态硅构成。
采用上述结构，所述各充电用开关元件及各放电用开关元件采用像素用开关元件使用的非晶态硅TFT，因此各充电用开关元件及各放电用开关元件可以与像素用开关元件一体形成，在成本上有利。
又，上述图像显示装置中，所述各充电用开关元件及/或各放电用开关元件也可以分别由并联配置的多个TFT构成。
采用上述结构，将晶体管尺寸做得不太大，可以降低各充电用开关元件及各放电用开关元件的导通电阻，提高晶体管性能，提高冗余性。
又，所述图像显示装置可以采用下述结构，即所述各充电用开关元件及/或各放电用开关元件由MOS晶体管构成，所述各充电用开关元件的栅极连接于同一级扫描辅助线，源极/漏极连接于同一级扫描线与选择时的扫描驱动电压电源，所述各放电用开关元件的栅极连接于下一级扫描辅助线，源极/漏极连接于同一级扫描线与非选择时的扫描驱动电压电源，同时所述各充电用开关元件及各放电用开关元件设置于与显示面板分开的另外的MOS晶体管阵列芯片上，该MOS晶体管阵列芯片在将扫描信号提供给各扫描线的扫描电极驱动用电路的连接侧的相反侧连接于所述显示面板。
采用上述结构，所述MOS晶体管阵列芯片与扫描电极驱动用电路相比，其元件数量少，因此能够以低成本制作，所以能够降低装置的成本。
又，上述图像显示装置中，所述各充电用开关元件及/或各放电用开关元件分别由并联配置的多个MOS晶体管构成。
采用上述结构，将晶体管尺寸做得不太大，可以降低各充电用开关元件及各放电用开关元件的导通电阻，提高晶体管性能，提高冗余性。
又，上述图像显示装置中，在向各扫描线提供扫描信号的扫描电极驱动用电路内具备所述选择时的扫描驱动电压电源和非选择时的扫描驱动电压电源中的至少一个。
采用上述结构，由于选择时/非选择时的扫描驱动电压与扫描电极驱动用电路的输出电压相同，因此可以在扫描电极驱动用电路内形成与选择时的扫描驱动电压电源及非选择时的扫描驱动电压电源相当的结构，以进一步降低成本。
本发明另一种结构的图像显示装置是在相互垂直的方向上配置多条扫描线与多条信号线，在上述两配线的交叉处通过像素用开关元件连接显示像素，将这些显示像素设置为矩阵状，这样形成有源矩阵型图像显示装置，所述各扫描线具备与扫描线相比信号延迟小，从所述各扫描线的信号施加侧分支引出的、并且在施加信号的一侧的相反侧端部与分支前的原扫描线连接的分支扫描线，所述分支扫描线在形成扫描线的基板上与该分支扫描线连接的扫描线相邻设置。
采用上述结构，所述分支扫描线与扫描线相比信号延迟小，是从所述各扫描线的信号施加侧分支引出，并且在施加信号的一侧的相反侧端部与分支前的原扫描线连接，因此，能够从扫描线的终端侧施加扫描电极驱动用IC输出的扫描信号，而不使信号延迟。
借助于此，特别是对于扫描线的终端侧的像素用开关元件，也能够提供陡峭的扫描信号，能够改善扫描驱动电压波形的上升和下降波形变化平缓的情况。
又，上述分支扫描线在形成扫描线的基板上与连接该分支扫描线的扫描线相邻设置，因此，即使是在图像显示装置的分辨率高、扫描线的条数很多的情况下，与上述分支扫描线经过基板的上下端之后、再经过连接基板连接于各扫描线的终端侧的结构相比，能够更加容易配设分支扫描线，而不导致连接基板等零部件数量增加。
又，上述图像显示装置可以采用下述结构，即具备连接于所述各扫描线的施加信号的一侧的相反侧端部，同时其控制端与所连接的扫描线下一级的分支扫描线连接，并利用下一级的扫描信号进行导通/截止控制的放电用开关元件，以及通过所述各放电用开关元件连接于各扫描线的终端一侧，对放电用开关元件导通的扫描线从其终端一侧向该扫描线提供非选择时的扫描驱动电压的非选择时的扫描驱动电压电源。
采用上述结构，扫描线从选择状态切换为非选择状态时，下一级的扫描线变成选择状态，因此，其控制端与下一级的分支扫描线连接的放电用开关元件迅速上升，能够对扫描线的终端侧的像素用开关元件提供陡峭的非选择时的扫描驱动电压，因此能够更进一步改善扫描驱动电压波形的下降波形变化平缓的情况。
在发明的详细说明的各项中说明的具体实施形态或实施例始终是为了使本发明的技术内容更加清楚而作出的说明，不能够狭义地解释为将本发明仅限定于这样的具体实施例中，在本发明的精神及下面的权利要求书的权项的范围内，可以在实施时作种种变更。

Claims (15)

1.一种图像显示装置，是在相互垂直的方向上配置多条扫描线与多条信号线，在上述两配线的交叉处通过像素用开关元件与显示像素连接，将这些显示像素设置为矩阵状，这样形成有源矩阵型图像显示装置，其特征在于，
所述各扫描线具备与扫描线相比信号延迟小、从所述各信号线的信号施加侧分支引出的、与该扫描线连接的扫描辅助线，
同时具备下述两种结构中的至少一种：
其一种结构包含
与所述各扫描线的施加信号的一侧的相反侧端部连接，同时其控制端与所连接的扫描线同一级的扫描辅助线连接，并利用同一级的扫描信号进行导通/截止控制的充电用开关元件，以及
通过所述各充电用开关元件与各扫描线的终端一侧连接，对充电用开关元件导通的扫描线从其终端一侧向该扫描线提供选择时扫描驱动电压的选择时扫描驱动电压电源；
另一种结构包含
与所述各扫描线的施加信号的一侧的相反侧端部连接，同时其控制端与所连接的扫描线的下一级的扫描辅助线连接，并利用下一级的扫描信号进行导通/截止控制的放电用开关元件，以及
通过所述各放电用开关元件与各扫描线的终端一侧连接，对放电用开关元件导通的扫描线从其终端一侧向该扫描线提供非选择时的扫描驱动电压的非选择时的扫描驱动电压电源。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
所述各充电用开关元件及/或各放电用开关元件由TET构成，
所述各充电用开关元件的栅极与同一级扫描辅助线连接，源极/漏极与同一级扫描线与选择时的扫描驱动电压电源连接，
所述各放电用开关元件的栅极与下一级扫描辅助线连接，源极/漏极与同一级扫描线与非选择时的扫描驱动电压电源连接。
3.根据权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于，
所述各充电用开关元件及/或各放电用开关元件的TFT半导体层由多晶硅构成。
4.根据权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于，
所述各充电用开关元件及/或各放电用开关元件的TFT半导体层由非晶态硅构成。
5.根据权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于，
所述各充电用开关元件及/或各放电用开关元件分别由并联配置的多个TFT构成。
6.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
所述各充电用开关元件及/或各放电用开关元件由MOS晶体管构成，
所述各充电用开关元件的栅极与同一级扫描辅助线连接，源极/漏极与同一级扫描线与选择时扫描驱动电压电源连接，
所述各放电用开关元件的栅极与下一级扫描辅助线连接，源极/漏极与同一级扫描线与非选择时的扫描驱动电压电源连接，同时
所述各充电用开关元件及/或各放电用开关元件设置于与显示面板分开的另外的MOS晶体管阵列芯片上，该MOS晶体管阵列芯片在将扫描信号提供给各扫描线的扫描电极驱动用电路的连接侧的相反侧与所述显示面板连接。
7.根据权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于，
所述各充电用开关元件及/或各放电用开关元件分别由并联配置的多个MOS晶体管构成。
8.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
在向各扫描线提供扫描信号的扫描电极驱动用电路内具备所述选择时扫描驱动电压电源和非选择时的扫描驱动电压电源中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
所述放电用开关元件的控制端与下一级扫描辅助线连接。
10.一种图像显示装置，是在相互垂直的方向上配置多条扫描线与多条信号线，在上述两配线的交叉处通过像素用开关元件与显示像素连接，将这些显示像素设置为矩阵状，这样形成有源矩阵型图像显示装置，其特征在于，
所述各扫描线具备与扫描线相比信号延迟小、从所述各扫描线的信号施加侧分支引出的、并且在施加信号的一侧的相反侧端部与分支前的原扫描线连接的分支扫描线，
所述分支扫描线在形成扫描线的基板上与该分支扫描线连接的扫描线相邻设置。
11.根据权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，具备
与所述各扫描线的施加信号的一侧的相反侧端部连接，同时其控制端与所连接的扫描线下一级的分支扫描线连接，并利用下一级的扫描信号进行导通/截止控制的放电用开关元件；以及
通过所述各放电用开关元件与各扫描线的终端一侧连接，对放电用开关元件导通的扫描线从其终端一侧向该扫描线提供非选择时的扫描驱动电压的非选择时的扫描驱动电压电源。
12.根据权利要求11所述的图像显示装置，其特征在于，所述各放电用开关元件的TFT的半导体层由多晶硅构成。
13.根据权利要求11所述的图像显示装置，其特征在于，所述各放电用开关元件的TFT的半导体层由非晶态硅构成。
14.根据权利要求11所述的图像显示装置，其特征在于，所述各放电用开关元件分别由并联配置的多个TFT构成。
15.根据权利要求11所述的图像显示装置，其特征在于，在向各扫描线提供扫描信号的扫描电极驱动用电路内具备所述非选择时的扫描驱动电压电源。
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