TW511292B - Display device - Google Patents

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TW511292B
TW511292B TW090126778A TW90126778A TW511292B TW 511292 B TW511292 B TW 511292B TW 090126778 A TW090126778 A TW 090126778A TW 90126778 A TW90126778 A TW 90126778A TW 511292 B TW511292 B TW 511292B
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TW
Taiwan
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circuit
signal
pixel
aforementioned
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TW090126778A
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Yutaka Nanno
Kouji Senda
Shinitsu Takehashi
Original Assignee
Matsushita Electric Ind Co Ltd
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Description

511292 A7 B7 五、發明説明 技術領域 本發明係關於可以適當地實施於行動電話的顯示部 等之顯示裝置。 技術背景 液晶顯不裝置具有薄型·輕量且消費電力低之特徵。 因此，近年來，在膝上型電腦和筆記型電腦用的液晶顯示 态，以及行動電話等的攜帶情報端末之情報顯示部上廣泛 地被使用。 此種^知的液晶顯示裝置係製作成由外部的電源電 路將必要的黾源電壓供給到液晶顯示面板内之驅動電路的 型式。具體而言，習知之電源電路係如第21圖所示，由包 含變壓器之昇壓電路14〇將標準電壓供輸成高電壓，再將 4 N包壓以具備直列連接之複數個電阻（分壓電阻）的分壓 電路141予以分壓，並從各分壓點分別透過電壓輸出器 (voltage f0ll0wer)，生成用以驅動液晶顯示元件之複數個 驅動電壓 VI 〜V3(例如 V3 = 15、V2 = 5、VI = -3)。 因此，在此種習知例中存有以下的問題。 ① 因包3、艾壓态之幵壓電路的變換效率惡化，故有在 該部分的消費電力增加之問題。 ② 另，為了利用直列連接之複數個分壓電阻將已昇壓 的高電壓予以分壓’以獲得所需要之複數個驅動電壓，本 質上就會伴隨有在分壓電阻的無謂之電力消費。 ③ 又，電源電路為外部電路，因此在與液晶顯示面板 的驅動電路之連接上，其信賴信不佳。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂— 1·線— 4 發明說明 兔月之目的係為解決上述課題而提供一種顯示裝 了於提同電源電路與驅動電路在連接上的信賴性以 卜同日守相當程度地減低消費電力。 、為解決上述課題，本發明中之申請專利範圍第丨項記 載的發明，配備具有像素切換元件與像素電極之單位像素 係配列成矩陣狀的顯示部、供給掃描信號至掃描線之掃描 側驅動電路、供給影像信號至信號線之信號側驅動電路， 和輸入，準電源電S，並自標準電壓生成前述掃描側驅動 電路及則述信號側驅動電路的驅動用電源電壓，再將咳驅 2用電源電壓供給至前述掃描側驅動電路及前述信號:驅 動電路的電源電路；特徵在於，前述像素切換元件係以形 j於、、、巴緣性基板上之多晶矽半導體所構成的薄膜電晶體， 刖逑電源電路為充電泵（charge pump)式之電源電路，而 2，該電源電路係以多晶石夕半導體構成，並在前述絕緣性 土板上一體形成之内藏電路。 由於採用如上所述之充電泵式的電源電路，如習知 =般^分麼電路就變成非必要，除了可以減低在分屋電路 、之電力知耗’亚且可以實現具備電屢變換效率優良的電 源電路之低消費電力液晶顯示裝置。 另’由於在絕緣性基板上一體形成電源電路’發生 於外加電源電路中的連接不良情形消失，信賴信即提高。 而且，可以達成製造成本的降低。 申請專利範圍第2項之發明為第1項所載顯示裝置， 五、發明説明（3 ) 特徵在於’前述顯示部為液晶顯示部者。 特=專利範圍第3項之發明為第1項所載顯示裝置， 之=於，前述顯示部為利用扯元件之發光以執行顯示 件及1、不部，該扯顯示部之單位像素除前述像素切換元 刖述像素電極外，具有控制流到EL元件之電流量的 流控制元件；該電流控制元件係以形成於前述絕緣性基 反上之夕晶石夕半導體所構成的薄膜電晶體。 Μ申請專利範圍第4項之發明為第2項所載顯示裝置， 、’在於#述各單位像素具有_邊的電極係連接到前述 象素電極之包壓控制電容，和連接於該電壓控制電容之另 二邊的電極’並提供補償電壓信號之電壓控制電容配線； 引攻電[控制電谷配線分別連接到，在對前述像素的寫入 作業完成後，使前述補償電壓信號的電位變化，並使像素 電極的電位變調之補償電壓施加用軸電路；前述電源電 路除刖述掃描側驅動電路及前述信號側驅動電路之驅動用 電源電壓以外，亦生成供給到前述補償電壓施加用驅動電 路之驅動用電源電壓。 利用上述構成即可以依據數位影像信號，實現以獨 立電容耦合驅動方式執行顯示之液晶顯示裝置。因此，使 用獨立電谷耦合驅動方式做為驅動方式，即可以達成減低 消費電力的目的。 申請專利範圍第5項之發明為第4項所載顯示裝置， 特徵在於，·前述電壓控制電容之電容值設為以，Cs則滿 足以下之第1式。 A7 發明説明
Cs = (V bias / V epp) · C tot ...(1) 但是，V bias係因補償電壓之變化而導致之像素電壓 的變化，V epp為補償電壓信號的電壓振幅，c t〇t為電壓 控制電容與寄生電容和液晶電容的總和。 若設定Cs以滿足上述第^，即可以用最小的電壓振 幅最適當地驅動液晶。因此，可以進一步減低消費電力。 申請專利範圍第6項之發明為第5項所載顯示裝置， 特徵在於’前述補償電壓信號之電壓振幅V epp係以被輸 入前述電源電路之標準電源電壓的n倍（n為自然數）表示， 此時，η被設定在} $ η $ 4的範圍。 利用上述構成即可以實現漏洩電流受到抑制，且具 有高開口率的液晶顯示裝置。 申請專利範圍第7項之發明係第6項所載顯示裝置， 特徵在於，前述掃描信號之電壓振幅被設為前述標準電源 電壓之祕（爪為自然數）’此時，讀設定成，掃描信號之 電壓振幅在可以將影像信號寫人前述單位像素的電壓範圍 内’係為敢小電壓值之數值。 利用上述構成’可錢像素切換元件聯線（⑽），並 寫入影像信號’而且，可以將掃描信號設^在最小電壓振 幅。藉此’可以充分地驅動液晶，而且可以達成消費電力 的減低。 申請專利範圍第8項之發明配備有，單位像素被配列 成矩陣狀之顯示部、_描線供給掃描«之掃描侧驅動 電路、對信號線供給數位影像信號之信號側驅動電路，和 五 、發明説明（ 二^準私壓’亚自標準電-生成前述掃描側驅動電路及 ==號側驅動電路之驅動用電帽，再將該驅動用電 t σ至則述知描側驅動電路及前述信號側驅動電路 =電路：其特徵在於，前述單位像素被分割成複數個 /、纟韻素分難職具有副像素電極，和由形成 緣性基板上之多晶石夕半導體所構成的薄膜電晶體組成 像素切換兀件，前述電源電號為充電泵式之電源電 絕綾=/亥％源電路係以多晶石夕半導體構成，並在前述 、、巴緣#基板上-體形成之内藏電路。 上述構成，可以實現依據數位影像信號以執行 j白调顯不之顯示裝置。 申請專利範圍第9項之發明為第8 ㈣以’前«示部為液晶顯示部。 申請專利範圍第1〇項之發明為第8項所載顯示震置， •欲在於，前述顯示部為利用EL^之發光 之EL顯示部，哕Ρτ強一如， 钒仃』不 "心权副像素加上前述副像素切換 刖述副像素電極，具有控制流到EL元件之電續旦 :電卿元件’該電流控制元件係以形成於前述絕： 土板上之多晶矽半導體所構成的薄膜電晶體。 申請專利範圍第U項之發明為第8項所載顯示裝置， :前述各單位像素内之副像素電極的面積分別被 形成為對應W述數位影像信號的加權大小。 為可=用上述構成’顯示品級向上提昇之階調顯示即成 五 發明説明（6 ) 申請專利範圍第12項之發明為第8項之顯示裝置，特 破在於’具有前述掃描線被配線於每個副像素，而且前述 L就線共通地被配線於所有副像素之配線構造。 副像素之配線構造係將信號線配於每個副像素，而 且，也可以考慮將掃描線共通地配線於所有副像素之配線 構w。但是，將此種配線構造應用於彩色顯示之顯示裝置 、 G B曰彳像素配線構造時，配線的連接條數增大， 起因於連接端子數大幅增加之連接不良的情形增大，而 且，有招致顯示缺陷等，影像品質低落的發生之虞。關於 此點，右為本發明之配線構造，則即使應用於彩色顯示之 ”、、貝不衣置中的R、G、B副像素，由於配線的連接條數不會 增加到那種程度，故而可以消除上述問題。 申請專利範圍第13項之發明為第9項所載顯示裝置， 特徵在於，前述各副像素具有一邊的電極係連接到前述副 像素電極之電壓控制電容，和連接於該電壓控制電容之另 二邊的電極，並提供補償電壓信號之電壓控制電容配線； 前述電壓控制電容配線分別連接到，在對前述副像素的寫 入作業完成後，使前述補償電壓信號的電位變化，並使副 像素電極的電位變調之補償電㈣加㈣動電路；前述電 源電路除前述掃描側驅動電路及前述信號側驅動電路之驅 動用電源電遷以外，亦生成供給到前述補償電壓施加用驅 動電路之驅動用電源電壓。 利用上述構成即可以依據數位影像信號，實現以獨 立電容耗合驅動方式執行顯示之液晶顯示裝置。因此，使
)11292 五、發明説明（7 ) 用獨立電容耦合驅動方式做為驅動方式，即可以達成減低 消費電力的目的。 申請專利範圍第14項之發明為第13項所載顯示裝 置，特徵在於，前述單位像素内之副像素電極的面積分別 被形成為對應前述數位影像信號的加權之大小。 利用上述構成，顯示品級向上提昇之階調顯示即成 為可能。 申請專利範圍第15項之發明為第13項所載顯示裝 置，特徵在於，前述單位像素電之副像素切換元件係分別 設定成Ο N電流的能力乃對應於前述數位影像信號之加權 的大小。 利用上述構成，像素電晶體可以獲得對應副像素電 極的大小之ON電流能力，並且可以充分地寫入影像信號。 再者，像素電晶體之〇N電流能力的設定也可以是使通道 (channel)寬度變化，也可以是使通道長度變化，也可以是 使通道寬度和通道長度二者都變化。 申請專利範圍第16項之發明為第π項所載顯示裝 置，特徵在於，前述單位像素内之各電壓控制電容被形成 為各電容值係對應於前述數位影像信號的加權之大小。 利用上述構成，可以儘可能地減低各副像素之電極 電位的變動，並且可以達成顯示品級的提昇。 申請專利範圍第17項之發明為第13所載顯示裝置， 特欲在於，儲存電容被形成於前述掃描線中之前段掃描線 與前述像素電極之間。 本紙張尺度適财_家鮮（CNS) A4規格（2歡297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再場寫本頁)
10 利用上述構成，在複數個副像素之各別副像素中， 可以獲得必要的参荷雷定。囡μ* 々一 ▼ a 曰 文W貝何迅合因此，各副像素之保持特性提 昇’並且可以防止晝質降低。 申請專利範圍第18項之發明為第丨項所載顯示裝置， 特欲在於’前述掃描側驅動電路及前述信號側驅動電路係 以多晶碎半導體構成，且為—體形成於前述絕緣性基板上 之内藏電路。 如此，因為將周邊驅動電路全部做成内藏驅動電路 所以可以大幅削減消費電力，而且，可以達成顯示裝置全 體之輕量·薄型化。 申請專利範圍第19項之發明為第丨項之顯示裝置，特 妓在於，别述彳吕號側驅動電路係以單晶砍半導體形成，前 述掃描側驅動電路以多晶矽半導體形成，且為一體形成於 鈾述絕緣性基板上之内藏電路。 利用上述構成，比起以多晶矽半導體形成信號側驅 動電路之内藏電路，電晶體之膜壓變大，可以縮小電容， 並且可以減低在信號側驅動電路的消費電力。 申吻專利範圍第20項之發明為第4項所载顯示裝置， 特徵在於，前述掃描側驅動電路、前述信號側驅動電路及 補償電壓施加用驅動電路係以多晶矽半導體構成，且為一 體形成於前述絕緣性基板上之内藏電路。 如此，因為將周邊驅動電路全部做成内藏驅動電路， 所以可以大幅削減消費電力，而且，可以達成顯示裝置全 體之輕量·薄型化。
Μ1292 Α7 Β7 五、發明説明（ 申請專利範圍第21項之發明為第丨項所載顯示裝置， 特欲在於，具有對前述掃描側驅動電路及前述信號側驅動 電路供給控制信號之水平移位電路（level shift circuit)，該 水平私位電路係以多晶矽半導體形成，且為一體形成於前 述絕緣性基板上之内藏電路。 利用上述構成，可以進一步達成顯示裝置全體之輕 量·薄型化。 圖式之簡單說明 第1圖為示意配備有本發明之液晶顯示裝置的行動電 話話機1之電氣性構成的區塊圖。 第2圖為實施態樣1之液晶顯示裝置的整體構成圖。 第3圖為實施態樣1之液晶顯示裝置的驅動波形圖。 第4圖為充電泵式電源電路的具體電路圖。 第5圖為說明電源電路之充電泵作動原理用的圖式。 第6圖為V bias的範圍之示意圖。 第7圖為V bias位移到右側的狀態之示意圖。 第8圖為掃描信號之電壓振幅V gpp的範圍之示意圖。 第9圖為實施態樣2之液晶顯示裝置的整體構成圖。 第10圖為顯示實施態樣2之液晶顯示裝置的單位像素 構成之電路圖。 弟11圖為示意實施態樣2之液晶顯示裝置的信號側驅 動電路之具體構成的區塊電路圖。 第12圖為實施態樣2之液晶顯示裝置中，影像資料之 資料列示意圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
12 JU292 A7 ------B7 五、發明説明（10 ) 第13圖為實施態樣2之液晶顯示裝置的副像素配置狀 態的模式示意圖。 弟14圖為貫施悲樣2之液晶顯示裝置中，像素電極電 位之變位時序圖。 弟15圖為貫施恶樣3之液晶顯示裝置中，單位像素構 成之不意圖。 弟16圖為貫施悲樣3之液晶顯示裝置中，1個副像素 的等效電路圖。 第17圖為實施態樣3與習知例中之各別的電容構成 圖；第17(a)、（b)圖為習知例的電容構成圖，第為本 發之電容構成圖。 第18圖為實施態樣3之液晶顯示裝置的驅動波形圖。 第19圖為實施態樣4之液晶顯示裝置的部分構成示音 區塊圖。 第20圖為實施態樣5之液晶顯示裝置的構成圖。 第21圖為示意習知例之電源電路的構成之電路圖。 實施發明之最佳態樣 (實施態樣1) 第1圖為配備有本發明之液晶顯示裝置的行動電話話 機1之電氣性構成的區塊圖。在第1圖中，2係以執行電与 機能程式之方式，控制行動電話話機各部分的動作之 CPU(中央處理器）。3為通信部，該通信部3連接到天線4， 具有送h k 5虎的變調及受信信號的復調功能。5為隨機存 取記憶體（RAM)，該RAM為，例如使用者設定資料等之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再聲窝本頁〕
13 511292 A7 ____B7 五、發明説明（11 ) 5己1思用體。6為唯讀記憶體（read 〇nly mem〇ry)(R〇M)， 於該ROM内預先儲存了 CPU 2所執行之送信和受信的各種電話功 絲式等。7為聲音處理部，該聲音處理部7將在通信部3被復調的 钱信號予以復號，再透過揚聲器8使聲音輸出，另一方面，將從 傳聲為9輸入的送話用聲音信號予以壓縮符號化，並在cpu 2之控 制下’通過通信部3使送軸為可能。⑽配備十鍵和功能鍵(于 ^ + r > ^ η 〇 , 以該液晶顯示裝置n使電話功能表和1〇為配備十鍵和功能鍵(于> 牛一妒>丰一）等的操作對應的顯示出來。 12為電池，來自該電池12之直流電源被供應給電源 電路13，並生成行動電話話機各部分（液晶顯示裝置11除 外）所需要的驅動電壓，再供應到行動電話話機各部分。 再者，液晶顯示裝置11之構成係如後所述，直接連接 有電池12，並以液晶顯示裝置丨丨内之電源電路，對液晶顯 示裝置11内之驅動電路生成並供給必要的驅動電壓。 、第2圖為液晶顯示裝置11的電路圖。該液晶顯示裝置j j 為採用電容耦合驅動方式之主動矩陣型液晶顯示裝置。液 晶顯示裝置U具有液晶顯示部20、供給掃描信號至掃描線 SL的知描側驅動電路21、供給影像信號至信號線的信 號側驅動電路22、對補償電壓施加用信號配線26供給補償 電壓之補償電壓施加用驅動電路23、對各驅動電路2丨，22, | 23供給驅動用電源電壓之電源電路24，以及將由外部所供 給的低振幅控制信號變換成可以在各驅動電路2丨，22，23 使用的高振幅控制信號，並供給到各驅動電路刀，22, 23 本紙張尺度適财關家標準（哪）A4規格⑵0χ297公酱)1 -----
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、訂— 1·:線· A7 ^^^一__B7_ 五、發日12) — ^— 之水平位移器（level shifter)電路25。液晶顯示部2〇具有配 置成矩陣狀之複數個掃描線GL與複數個信號線8，和配置 、成矩陣狀的單位像素45。單位像素45具有像素電極M、接 連於像素電極Μ之像素切換元件Tr，和用以執行電容耦合 驅動之電壓控制電容Cs。電壓控制電容Cs 一邊的電極連 接於像素電極M，另-邊的電極連接於補償電壓施加用信 號配線26。前述像素切換元件Tr係以多晶矽半導體構成之 薄膜電晶體（TFT)。 掃描側驅動電路21中，21a為轉送時鐘輸入端子，21b 為起動脈衝輸入端子，21c為移位寄存器（shift registe〇。 另’補償電壓施加用驅動電路23中，23a為轉送時鐘輸入 端子，23b為起動脈衝輸入端子，23c為移位寄存器（shift register)。又，信號側驅動電路22中22a為轉送時鐘輸入端 子，22b為起動脈衝輸入端子，22c為移位寄存器（shift register)，22d為影像信號輸入端子，22e為轉接閘（transfer gate)元件。 另’ Vc為形成於對向基板上的對向電極電位，28係 以玻璃製成之主動基板，27則為被保持於主動基板28與對 向基板之間的液晶層。 再者，本實施態樣1中，電源電路24、掃描侧驅動電 路21、補償電壓施加用驅動電路23、信號側驅動電路22及 水平位移器（level shifter)電路25，任一者都是用多晶矽半 導體構成，並且是在前述像素切換元件Tr的製造程序時， 同時一體製作於主動基板28内之内藏電路。 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） 511292 A7 ~~*-------—_____ 五、發明説明（Π ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第3圖為顯示該液晶顯示裝置之驅動方法中的驅動波 形圖。第3圖中，Vgl，Vg2為第！及第2掃描信號，％為影 像信號，Vd為像素電極電位，Vc為對向電極電位。掃描 信號vg 1係由將切換元件4予以啟動之電位（Vgt)和關閉之 電位（vgb)所組成。而，補償電壓信號Vg2則由2個數值的 偏壓（bias)電位（Ve(+)，Ve(一）)所組成。在該電容耦合驅動 方法中，對向電極被設成一定，並以對源極電極加上關閉 〇又疋的方式’補償因穿透電壓所造成之電位ΔΥ。另，藉 採用電容耦合驅動方法，可以降低影像信號電壓，並且可 以減低在信號側驅動電路22的消費電力。 液晶顯示部20的像素切換元件。只有在從掃描侧驅動 黾路21被施加到掃描線gl的掃描信號Vg 1為on電位（Vgt) 的期間，才會成為ON狀態。此時，從信號側驅動電路22 被傳達到信號線SL的影像信號Vs，透過on狀態之切換元 件Tr而被施加於像素電極M。若掃描信號Vgl變化成〇ff 電位（vgb)，切換元件Tr變成0FF狀態，像素電極電位vd 雖可利用液晶電容及電壓控制電容Cs而獲得保持，卻會 對應透過電壓控制電容Cs及補償電壓施加用信號配線 26，而從補償電壓施加用驅動電路23被送來之補償電壓信 號Vg2的電位而位移。一個晝面的描畫完成而形成下一個 晝禎時，影像信號Vs相對於其中心電位vsc，極性產生反 轉，並重覆同樣的動作。如此，即可以執行利用電容耦合 驅動方式的顯示。 此處，必需注意，本貫施態樣中之各驅動電路21，22, 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇X297公釐） 16 511292 五、發明説明（M ) 23被没置成其驅動電壓為標準電源電壓VDD之整數枰。 亦:，電源電路24係以充電泵式之電源電路構成，並職 構築成依據標準電源電壓VDDffi7冑換成vdd之整數倍的 驅動用電源電壓，以供給驅動用電源電壓給各個驅動轉 21，22, 23。 第4圖為充電泵式電源電路24的具體電路圖；第5圖 2用以說明電源電路之充電泵作動原理的圖式。在本實施 態樣1中，電源電路24從標準電源電壓VDD生成3種類的 驅動電壓VI，V2, V3。該電源電路24係如第4圖所示，具 有3個充電泵電路CP1, cp2，cp3。充電泵電路cpi為將標 準電壓Vin昇壓2倍之電路，充電泵電路cp2為將標準電壓 Vin昇壓6倍之電路，充電泵電路cp3為將標準電壓vin昇 壓—2倍之電路。然後，被充電泵電路CP1昇壓2倍之驅動 電壓V1被供給到信號側驅動電路22。被充電泵電路昇 壓6倍之驅動電壓V2被供給到掃描侧驅動電路21及補償電 壓施加用驅動電路23。而，由充電泵電路CP3昇壓一 2倍 之驅動電壓V3被供給到掃描側驅動電路21及補償電壓施 加用驅動電路23。 此處，參照第5圖以簡單地就充電泵電路之昇壓原理 做5兒明。並且，舉昇壓3倍為例做說明。首先，開關sw 1，SW3 切到ON，開關SW2切到OFF時，標準電壓Vin被施加到電 容器C1，電容器(^丨被充電直到其端子間電壓變成ν〇0為 止。接著，若切換元件SW1，SW5，SW7在ON，而切換元 件SW2，SW3，SW4，SW6被切到OFF，則電容器C2之充電 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） A7 - ---—~— B7 五、發明説明（1S ) 電S2 VDD與基準電壓VDD之和3 vde^施加於電容器 C3電合^C3被充電直到其端子間電壓變成3 VDD為止。 口此若以電谷為C3之端子間電壓做為輸出電壓，即可 將才不準電壓之被昇壓3倍的電壓輸出。依據此種原理充電 果電路cpi將標準電壓VDD昇壓2倍，充電果電路㈣將標 準電壓VDD昇壓6倍。 再者’在本實施態樣中，設定成標準電壓VDD = 1.8V，VI 二 3.6V，V2 二 l〇.8V，V3 =—3 6V。 藉使用此種充電泵方式的電源電路24，如習知例一 般的分壓電路即變成不必要，不但可以減低在分壓電路等 的電力損失，同時可以實現具備優良的電壓變換效率之電 源電路的低消費電力液晶顯示裝置。另，如上所述，藉於 基板28上一體形成電源電路24的方式，不但發生於外加電 源電路的連接不良情形消失，信賴性提昇，而且可以達到 減低製造成本的目的。 又，藉使用此種電源電路24，在採用電容耦合驅動 方式之主動矩陣型液晶顯示裝置中，將電壓控制電容之值 設為最適值，並且將掃描信號的電壓振幅，在可以驅動液 晶的範圍内設為最小的電壓振幅，即可以進一步減低消費 電力。 以下將具體說明。 (1)電壓控制電容的最適化 本實施態樣之液晶顯示裝置中，電壓控制電容Cs係 依以下之第1式來決定。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（210X297公釐） 18 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
Μ1292 Α7 Β7 五、發明説明（16
Cs = (Vbias / Vepp) · (Ctot)…（1) 此處’ VePP為補償電壓之電壓振幅，Vbias為補償電 壓之變化所造成的噱素電壓之變化，Ctot為液晶電容Clc 與電晶體之寄生電容Cgd*電壓控制電容Cs的總和。 此處’因補償電壓施加用電路23的電源被設為標準 電源私壓乂〇〇之整數倍，故補償電壓之電壓振幅Vepp(參 見第6圖）為標準電源電壓VDD之η倍，亦即，Vepp = η · vdd(但是，η為自然數）。因此，上述第1式可以下式表示。 Cs = (Vbias / VDD) · (Ct〇t) · (1 / η)…（2) 此處’本實施態樣中，η被設定在1 $ 4的範圍。 藉此，可以構成開口率加大，而且漏洩（leak)電流之增大 又到抑制，顯示特性提昇之液晶顯示裝置。以下將就其理 由加以詳述。 首先，將就上述第丨式之導入做說明。於驅動液晶時， 右考慮Vblas為液晶之最小電壓振幅Vspp，即形成示於第6 圖之範圍。而，在如本發明之電容耦合驅動方式中，利用 從電壓控制電容之一個電極施加補償電壓的方式， 即可以對^號線將必要的振幅設定成與液晶的振幅電 (Vspp)相同。因此，外―即變成气Cs /㈤卜％ρρ 將此式又形即可導出第i式。而，如果將Cs設定成滿足從 上述第1式導出之第2式，即可以最適當地驅動液晶。 仁疋，在第2式的條件下，若將n設為任意數值， 即，將Cs設為任意的數值，卻會產生以下的問題。亦即 若將Cs設為任意的數值（相當於將n設為任意數值）， 壓 亦 則 本紙張尺細 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
19 五、發明説明（Π )
Vbias會向左右位移，例如，如果向右側位移，則如第7圖 所不，在A，B間形成振幅，變成無法顯示白色的狀態，相 反地，如果向左側位移，黑色即無法充分變得暗淡不刺眼。 亦即，無法獲得最適的對比。m7圖為常白模態 (normally white mode)的情形，在常黑模態（n〇rmaUybiack mode)的情形中，對應Vbias之左右位移，會發生和上述相 反的現象另方面，如果加大振幅，雖可以解除相關的 問題，但是消費電力會增大。因此，^ 了以最少的消費電 力，而且以小振幅而得到充分的對比，本發明係滿足上述 第2式，而且n設定在η$4的範圍的產品。 而，利用此種η的限制，亦可以達到以下的效果。亦 即，η如果大，Cs就小，因此，漏洩電流增大。另一方面， η如果小，Cs就大，因此，開口率因控制電容用之電極面 積的增大而變小。因此，利用上述設定於的範圍 之方式可以貫現漏成電流之增大受到抑制，而且開口率 高的液晶顯示裝置。 (2)掃描信號之電壓振幅vgpp之最適化 因掃描侧驅動電路21之電源被設為標準電源電壓 VDD之整數倍，故掃描信號之電壓振幅V gpp為標準電源 電壓乂00之111倍，亦即，形成v gpp = m · VDD(但是，爪 為自然數）。而，m在電壓振幅Vgpp可以將像素信號寫入 單位像素的電壓範圍内，係設定成形成最小電壓值的數 值。藉此’可以減小電壓振幅Vgpp，並且可以減低消費 電力。例如，VDD = 1.8(V)時，設定成v epp = n · VDD = 511292 A7 B7 五、發明説明（18 ) 2x1.8，V gpp = m · VDD = 7x1.8 〇 以下將參照第8圖做說明。再者，第8圖中，VoI1為on 臨界，Voff為OFF臨界，Vth為TFT之閾值電壓，v spp為 液晶之最小振幅，Vic為液晶之ON電壓，Voffset為偏移電 壓（offset voltage,影像信號中心與對向電壓之差），Vsc為 L號中心’ V gpp則表示掃描信號振幅。例如，m = 6時， 成為閾值電壓Vth以下，無法將液晶顯示啟動到〇N狀態。 另一方面，m = 8時，雖可以將液晶顯示啟動到〇N狀態， 但是從消費電力的觀點而言，並不適當。為了要以最小的 電壓振幅來驅動液晶，可以理解m = 7是有必要的。 如此，因為可以用最小振來幅驅動掃描信號的電壓 振幅Vgpp，所以可以達到減低消費電力的效果。 如此，在本發明中，在電容耦合驅動方式之液晶顯 不裝置中，因為可以達到電壓控制電容之最適化，並達到 補償電壓之電壓振幅V epp及掃描信號之電壓振幅v §卯的 最適化，故而可以一面保持液晶的顯示品級，同時可以用 最小的電壓振幅驅動液晶，並且可以達到大幅減低消費電 力的效果。 再者，被輸入液晶顯示裝置之影像資訊，可以是類 匕^[口號也可以疋數位信號。輸入的影像資訊為數位信號 a守’以私用具備數位/類比變換電路之信號難動電路Μ 為宜。 另，不.採用數位/類比變換電路時，如果採用以寫 旦I、月間與保持期間所形成的複數個副晝補（s财
本紙張尺度適财關家標準（CNS) A4規格（2歌撕公爱) 511292 A7 _ B7 五、發明説明（l9 ) 來構成’而且以前述保持期間的累積效果來執行階調顯示 之，PWM(Pulse Width Modulation)驅動方式（例如，參見特 開平5— 107561號公報），則可以直接將數位信號供給到信 號線SL使得數位驅動成為可能。 (實施態樣2) 弟9圖為實施態樣2之液晶顯示裝置的電路圖；第1 〇 圖為單位像素構成之示意電路圖。此實施態樣2之液晶顯 示I置類似於上述實施態樣1，在對應的部分係標示以相 同的參照符號。此實施態樣2之特徵在於採用面積階調顯 不方式。再者，使用於實施態樣2之數位影像信號形成4位 元資訊構成，代表可以顯示16階調之主動矩陣型液晶顯示 裝置。 本貫施態樣2中之液晶顯示裝置因採用面積階調顯示 方式，故單位像素45係由複數個（在本實施態樣中為4個） 田1J像素Pl，P2, P3, P4所構成。副像素Pi具有以副像素電極
Ml、/專膜電晶體（TFT ·· Thin叩㈤加⑽丨以⑽）所構成之副 像素電晶體Trl，和用以執行電容耦合驅動之電壓控制電 容C1。其他的副像素P2, p3, p4也和副像素ρι相同，由副 像素電極M2〜M4和副像素電晶體Tr2〜Tr4和電壓控制電容 C2〜C4所構成。 在本實施態樣2中，前述副像素M1〜M4之電極面積比 被形成為對應數位影像資訊之加權的大小。亦即，副像素 電極M1之面積··副像素電極M2之面積：副像素電極M3之 面積·副像素電極M4之面積叫：2 : 4 : 8。因此，4位 本紙張尺度適财_家鱗⑽）M規格⑵㈣97公董) 22 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 再填窝> 訂· 511292 A7 ____ —__B7_ 五、發明說明（2〇 ) 凡影像資訊之第1個位元資訊對應於副像素P1，第2個位 元資Λ對應於副像素P2，第3個位元資訊對應於副像素 Ρ3，第4個位元資訊對應於副像素ρ4。因此種副像素電極 幵〆成對應數位信號之加權的大小，故依照數位影像資訊， 16^凋之顯示即成為可能。又，副像素電極之電極面積為 實際有效地參與光的變調之部分的面積例如，在穿透型的 十月形中，意指從電極面積除去被以遮光體覆蓋的部分之面 積的實際有效面積。 另’各單位像素45係形成掃描線GL被配線在每個個 別副像素，同時信號線SL被共通地配線在副像素全體之 配線構造。又，副像素之配線構造並不限於上述配線構造， 將信號線SL配線到每個副像素，並且，將掃描.GL共通 地配線於副像素全體之配線構造亦佳。但是，將此種配線 構w應用於全彩顯示之液晶顯示裝置中的G、R、B之副像 素的配線構造時，配線的連接條數增大，而且會有導致顯 示缺陷等，發生畫質降低之虞。關於此點，若為本實施態 樣之配線構造，則即使應用於全彩顯示之液晶顯示裝置中 的R、G、B之副像素的配線構造，由於配線之連接條數不 會那麼樣地增大，故而可以解決上述問題。 另，本實施態樣2中之液晶顯示裝置與實施態樣1同 樣地，係採用電容耦合驅動方式（對向電極電位固定）。若 就其具體構成加以說明，其構造係形成電壓控制電容配線 26被配線在，每個單位像素45，而且前述各電壓控制電容 Cl C4之個電極，係透過被連接於該電壓控制電容配線 Z紙張尺度適用中國國家標準（GNSy A4規格（210χ297公菱y----
(請先閱讀背面之注意事項再_寫本頁) 訂— 511292 五、發明説明（21 ) 26之共通連接線30，被連接到各別的電壓控制電容配線 26。藉此，可以防止肇因於穿透電壓的顯示品級降低情形。 另，利用設置此種獨立的電壓控制電容配線26，比起將掃 描信號和補償電壓重疊到掃描線的構成（例如特開平2 一 157815號公報），掃描側驅動電路21的低電壓化乃成為可 再者，如後所述，補償電壓施加用驅動電路23係如 第Η圖所示，被構成為當構成單位像素之所有副像素的 入完成後，使補償電壓信號發生變化，且包括各副像素 像素電極電位在内，使產生變調的狀態。藉此，比起例如 將電壓控制電容配線26配線到每個副像素，並且將電壓^ 制電容C1〜C4個別地連接到各個電壓控制電容配線％的構 造，電壓控制電容配線26的配線數已經變少，因此，可以 達到開口率的提高以及驅動控制的簡約化。而，丨水平掃 描頻率（此處，i水平掃描意指，在如同本實施態樣的電 麵合驅動方式中，於副像素的寫人完成後，使補償電壓 生變化，並使副像素電極之電位變調的情形。）變小， 以達成消費電力的減低。此外，在採用如同本實施態樣 電容搞合方式的驅動方法中，如果各副像素每個都反轉 動（如果則個副像素視為一般的i個像素，京尤是相當於 反轉驅動動），則肇因於電容搞合的階調特性（r特性）就 不會形成直線的，而是會形成凹凸狀的非線形狀態。因此 會導致顯示品級的劣化。關於此點，如同本實施態樣” 早位像素每個都反轉驅動（如果⑹個副像素視為一般的 控
容 產 可 之 驅 1H 藉 本紙張尺度 寫 之
(請先閲讀背面之注意事項再41寫本頁) •、tr— -24 五、發明説明（22 ) 個像素，就是相當於4H反轉驅動動）的方式，即可以提高 r特性的直線性，而可以達成顯示品級的提昇。 ^再者，亦可以做成在掃描側驅動電路21具有補償電 壓施加功能，同時將電壓控制電容配線26連接到掃描側驅 動電路21的狀態，以取代補償電壓施加用驅動電路23 ;如 果做成這樣，即可以縮小補償電壓施加用驅動電路U的分 壓電路面積。 此處，由於副像素電極的面積比為丨：2 ·· 4 ·· 8，所 以電壓控制電容也被構成為因應其比之電容值的狀態。亦 即包壓控制電容C1之值：電壓控制電容C2之值：電壓 控制電容C3之值：電壓控制電容C4之值=ι ·· 2 ·· 4 ·· 8。 藉此，可以將像素電極電位的變動抑制在小範圍，並且可 以獲得良好的晝質。 ^此外，各副像素電晶體Tr i〜Tr4被設定成〇N電流的 月b力係對應數位影像#號的加權之大小。具體而言，在本 實施態樣中，各副像素電晶體Tr 1〜Tr 4之通道寬度係對 應副像素之電極的大小，亦即，形成1 : 2: 4: 8的通道寬 度比。利用此種構成，即可以適當地執行寫入作業。再者， 也可以將通道長度設定成對應數位影像信號的加權之大 小，以取代使各副像素電晶體Tr丨〜Tr 4之寬度不同的做 法。另，使通道寬度與通道長度二者都不同，並將〇^^電 流的能力設定成對應數位影像信號的加權之大小亦可。 第11圖為不意信號側驅動電路之具體構成的區塊電路 圖。本實施態樣2之信號側驅動電路22Α係由移位寄存器 五、發明説明（23 ) …t 4〇、問鎖數位影像信號之第i關電路_ ⑽Ult) 41、問鎖第1閃鎖電路之輸出的第2閉鎖電號42, ^利用例如EX-OR來實現之極性反轉電路43所構成。該 A側if動電路22A和上述實施態樣i之信號側驅動電路 22同樣地’係以多結晶發半導體構成，並且是在副像素電 晶體打1〜ΤΓ 4的製程中，同時將主動基板28-體地製作 到内部的内藏電路。 第12圖為衫像貝料之資料列示意圖；第聞為副像 素配置狀態的模式示意圖；第14圖為像素電極電位之變位 寺序圖第5圖中，（1，表示和第1個信號線SLi與第j個掃 描線叫相關的副像素。又，表示vga對應（64〇 χ彻像幻 之液晶面板構成。當然，副像素形成其面積對應數位信號 之加權的大小，而描繪副像素為同_尺寸的第_，其配 置狀態與實際的配置狀態並不相同。但是，做為顯示動作 之說明’因為只要可以用信號線SL與掃描線沉將整體副 像素中之某-個副像素^特定化即已足夠，故採用第13 圖之模式®來做說明。另’第14⑷圖表示和第η個像素相 關的時序’第14(b)圖表示和第n+1個像素相關的時序。 T先，影像信號係利用外部之資料變換電路（未圖示 出）’聽使示於第12⑴圖之原來的影像資料，被變換成 示於第12⑺圖之影像資料列。亦即，示於第叩）圖之影 像資料被供給到第i問鎖電路41的輪入資料線。第12⑺圖 中’位元資料d(i，j)表示和第地信號線如與第】個掃描線 GLj相關的副像素。*第12⑴，⑺圖可知，i個像素為餘 511292 A7 B7 五、發明説明（24 元貢料，且該4位元資料被分到每連續的4行之行資料。例 如，若以副像素（1，丨），副像素（1，2)，副像素（U，副像 素（1，4)所構成之像素[U為例做說明，則與副像切D 相關之位元資料d(1，υ被分到帛i行資料列，與副像素〇 9 相關之位元資料d(1，2)被分到第2行資料列，與副像切^ 相關之位元資料d(1, 3)被分到第3行資料列，肖副像素⑴4) 相關之位元資料d(1，4)被分到第4行資料列，而且，被當 作各第1〜第4行資料列的第1個位元資料。和此種單位像 素相關的4位元像素資料之分配，即使和其他單位像素相 關仍可進行。 ” *首先，示於第12(2)圖的影像資料如果被供給到輸入 資料線’ A鎖脈衝就會與其同步岐移位寄存㈣ 輸出。藉此，第1行資料之各位元資料依序地被第丨閂鎖電 路41鎖定。如此，；1行資料之各位元資料被第旧鎖電路41 鎖定後，閂鎖脈衝就被共通地供給到所有的第2閂鎖電路 U。藉此，行資料從第！閂鎖電路41被鎖定到第2閂鎖電路 42，同時透過信號線队…為液晶顯示部2〇所輪出。與其 同步，第1掃描線GL1被選擇出來。藉此，第1行資料乃 被連接到第1掃描線GL1之各副像素電極所寫入。其次 以同樣的動作逐步將第2行資料、第3行資料、第4行資 寫入。然後，當第4行資料的寫入完成後（亦即，屬於 行的單位像素之寫入完成後），如第l4(a)圖所示，透過 壓控制電容配線26，補償電壓被移位到高電位側。因 屬於第1行的單位像素之像素電極電位被變調成預 由 料 第1 電 此 定電 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度翻巾關家標準（⑽）M規格（2歡297公楚） 27 511292 A7 B7 五、發明説明（ 25 位。其結果’屬於第1行的單位像素相對於對向電極電位 Vc，成為被施加以正極性的狀態。 而’此時，若著眼於像素[1，1]，則因第1行之寫入， 位70資料d(1，i)乃被寫入副像素（1，1)。同樣地，因第2行 〜第4行的寫入，位元資料d(l，2)乃被寫入副像素（1，2)， 位元資料以1，3)被寫入副像素（1，3)，位元資料d(l，4)被寫 入副像素（1，4)。其次，因補償電壓位移位到高電位侧， 被變調成對應位元資料d(1，1}〜位元資料d(1,句的副像素 電極電位而顯示，像素Π,丨]乃形成可以預定的階調被顯 示之狀態。 例如’位元資料d(l，1)=「1」、位元資料d(1，2)=「〇」、 位元 > 料d(l，3)=「〇」、位元資料d(l5 4)=「〇」時，僅有 副像素（1，1)是開啟的，副像素（1，2)、副像素（1，3)、副像 素（丨，4)都變成0FF。因此，像素[丨，丨]變成被以16階調 水平1的明免度顯示。另，例如位元資料d( 1，1 )=「1」、 元資料d(l，2)=「i」、位元資料d(1，3)==「〇」、位元資料d(1， 4) 〇」日寸，副像素（1，1)及副像素（1，2)是開啟的，而副 像素（1，3)、副像素（1，4)則是〇FF。因此，像素[丨，丨]變成 被以16階調中水平3的明亮度顯示。 上述例雖係以像素[丨，丨]做說明，惟其他像素亦可執 行同樣的顯示動作，並在預定的階調水平之明亮度被 不。如此’即可以執行對應影像信號的階調顯示。 接著，進行第5〜第8行資料的寫入，亦即，執行 於第2行的單位像素之寫入。該第5〜第8行資料的寫入 中 位 顯 屬 基 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ. 本紙張尺度適^國辦（_ A4規格⑵〇X297公董） 28 五、發明説明（26 ) 本上與上述弟1〜苐4行貧料的寫入動作相同。但是，第5 〜第8行資料的寫入完成後（亦即屬於第2行的單位像素之 寫入完成後），如第14(b)圖所示，補償電壓透過電壓控制 電容配線26而移位到低電位側。據此，屬於第2行的單位 像素之像素電極電位乃被變調成預定電位。其結果，屬於 第2行的單位像素相對於對向電極電位Vc，形成被施加以 負極性的狀態。 以下，進行同樣的動作，執行每4行極性就變化之4]^ 反轉驅動（若以單位像素觀之，則形成每單位像素極性反 轉驅動的狀態）。因此，可以防止閃動的發生。 再者，在上述的例中，雖就4位元（16階調）之例做說 明，惟本發明並不限於此，用電5個、6個或6個以上的副 像素構成單位像素，實施5位元（32階調）、6位元（64階調） 或其他多階調顯示亦可。 另，在上述例中，雖就黑白顯示之液晶顯示裝置做 兒月准本發明亦可應用於具有R(紅色）g(綠色）b(藍色） 副像素之全彩顯示的液晶顯示裝置。應用於全彩顯示之液 晶顯示裝置時，以RGB的副像素做為單位像素心.45 . Μ， 以3個單位像素45 . 45 · 45構成一個像素，將並排於水平 方向（液晶顯示面板之橫方向）之單位像素分配到各rgb的 副像素為宜。 (實施態樣3) 在本實施態樣，每個副像赤都具有除電麗控制電容 外，形成有儲存電容之特徵。利用此種構成，可以加大負 511292 A7 五、發明説明（27 ) 4合里並且可以提高像素電極電位之良好的保持特性。 且’藉此’可以達成晝質的提昇。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下將參照第15圖及第16圖以具體說明本實施離 樣。 ^ 第15圖為貫施態樣3之液晶顯示裝置中，單位像素構 成之不意圖·，第16圖為Hgl副像素的等效電路圖。而且， 對應實施態樣2的部分，係附加相同的參照符號而省略詳 、、、田"兒明表本貫施態樣之液晶顯示裝置中的副像素p 1， 除電壓控制電容CUX外，在副像素電極與前段掃描線队 之間，形成有儲存電容60。其他的副像素p2〜p4也具有 和P1同樣的構成。再者，以Csl表示儲存電容6〇之電容值。 另，液晶電容27之電容量以Clc，電壓控制電容C1〜C42 電谷值以C c表示。 習知之附加電容的構成或設於電壓控制電容配線（第 17(a)圖），或設於前段掃描線間。相對於此，本實施態樣 係將附加電容設於電壓控制電容配線及前段掃描線雙方的 構成（第1叫®)。藉此’可以加A為液晶所附加之電容的 值，並且可以獲得良好的保持特性9 尤其，在分割單位像素而具有複數個副像素的構成 之本實施態樣的液晶顯示裝置中，僅以形成於各副像素電 之電壓控制電容，對於確保足夠的電容值是有困難的，因 此，利用加上此種電壓控制電容而形成另一種方式的儲存 電谷之做法，即可以確保必要的充分電容值。 接著將在本實施態樣中求算最適當的驅動條件。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） 30 511292 A7 B7 五、發明説明（28 ) 表1表達本實施態樣中之最適驅動條件的計算方法。 表1 設定值 (必要條件） 理由 補償電壓：Vepp 3.6V 標準電壓(=1.8V)之整數倍 偏壓電壓：Vb 1.5V 依據液晶之T — V特性決定的 最適偏壓值 儲存電容：Csl 0.13pF 閘極電極線之寬度（=6//m) 液晶負何電容· Ctot (-Clc+Csl+Cc) ^0.25pF 確保液晶晶胞之保持特性 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 先決定驅動液晶面板所需要的條件。本實施態樣中， 送到電壓控制電容配線之補償信號的振幅Vepp設為 3.6V。此係因液晶面板之控制器被以1.8的電壓驅動之情 形多，比起來，其他的信號電壓以設計成1.8V的整數倍者， 電源的設計效率變得有利之故。也就是說，Vepp因設成 由控制器控制用電壓所代表之，從外部被送來的標準電壓 之整數倍，故可以使用由充電泵所代表之高效率的DC / DC變頻器（converter)做為電源電路。因此，系統的消費電 力可以降低。 接著利用補償電壓Vepp來決定被施加於液晶之偏壓 電壓的值。此係依液晶之電壓·穿透率特性來決定，其值 如第1 8圖所示，如果正好設定在穿透率變化的中心點，則 必要的信號電壓之振幅值為最小。本實施態樣係將該值設 定成1.5V。 接著決定形成於前段掃描線間之儲存電容的值。該 31 .訂— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（210X297公釐） 511292 A7 R7 -- __ D , 五、發明説明（29 ) 值係由掃描電極的信號線寬度來決定。本實施態樣因將掃 描電極的寬度設定成6 “ m，故儲存電容之值設計成 〇.13PF。揭著依據以下之式3決定控制電容&之值、
Ccc={(Vbias/Vepp-Vbias)} . (Clc + Csl) -.(3) 但是，Vbias為補償電壓之變化所造成的像素電壓之 變化量，Vepp為補償電壓信號之電壓振幅，為液晶 電容，Csl為儲存電容。 將以前述值和像素電極的大小所決定之液晶電容cic 代入該式3以做計算，最終求得Clc、Csl及^之總和；如 此而設計做成符合滿足液晶之保持特性的電容。在本實施 悲樣中，考慮到TFT之OFF電阻，總和係設計成〇.25ρρ以 上。 該組合示於表2。 表2 副像素 Clc 液晶電容 Csl 儲存電容 Cc 電壓控制電容 Ctot 負荷電容 Ml 0.024 0.13 0.11 0.26 M2 ' 0.048 0.13 0.13 0.31 M3 0.096 0.13 0.16 0.39 M4 0.192 0.13 -——___ 0.23 0.55 將本實施態樣中之液晶電容C1 c、儲存電容c s 1、電 壓控制電容Cc '所有電容的總和，設成如示於表2之組合， 以製作液晶顯示裝置。據此，不但可以在所有的副像素都 以相同的偏壓電壓來驅動，同時可以確保在所有的副像素 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
511292 A7 五、發明説明（ 30 内之必要充分的保持特性。 再者，主動基板之掃描侧驅動電路及信號側驅動電 路勺電路元件’以及’像素切換元件，以採用多晶矽薄膜 電晶體為宜。藉此，可以使副像素内之電晶體小型化，設 +十义得合易加以主動基板上可容易地將驅動電路予以内 藏，而可以對成本的減低及小型化提供貢獻。 、，再者，在上述例中，雖將1像素分割成複數個副像素， 亚且將其構成為各個副像素都滿足示於上述表2的條件， 惟上述之電壓^空制電容的數值之最適化方法，也可以應用 於不是副像素構成之一般的單位像素。 (實施態樣4) 第19圖為實施態樣4之液晶顯示裝置的部分構成示意 區塊圖。70為電壓檢測電路，71為來自電源電路以之驅動 用電源電壓的補償電路。電池12之電源電壓水平係以電壓 檢測電路70來檢測，所檢測出的信號被送到補償電路71。 藉此，補償電路71乃回應檢出信號而補償驅動用電源電壓 的水平。因此，電池12之電源電壓即使發生變動，依然可 以獲得通常所預定的驅動用電源電壓。其結果，驅動電路 21，22, 23可以在沒有錯誤動作的最適當狀態下被驅動， 達成所希望的液晶顯示。。 (實施態樣5) 第20圖為實施態樣5之液晶顯示裝置的整體構成圖。 此實施態樣5類似於實施態樣1，在相對應的部分都附加同 樣的參照符號。實施態樣5之顯示裝置為主動矩陣型 請 * 閲 面 之 注 意 事 項
t 訂 % 33 511292 A7 B7 五、發明説明（31 EL(electroluminance，電致發光）顯示裝置。第20圖中，8〇 為EL元件，81為供給驅動電流給el元件80之電流供給線。 而’ Tra係做為像素切換元件之切換電晶體，Trb為發揮做 為控制對EL元件之電流量的電流控制元件的功能之驅動 用電晶體。在本實施態樣5中，切換電晶體Tra及驅動用電 晶體Trb之任一者皆是以形成於基板28上之多晶矽半導體 所構成的薄膜電晶體。再者，電流供給線81被連接到定電 流源（未圖示出）。該定電流源之驅動用電源被建構成由電 源電路24供給亦可，另，建構成由外部的電源電路供給亦 佳。 像這樣，本發明並不限於液晶顯示裝置，亦可應用 於EL顯示裝置。但是，因EL顯示裝置無法應用電容耦合 驅動’故上述實施態之液晶顯示裝置中的電壓控制電容、 黾壓控制電容配線、補償電壓施加用驅動電路等之與電容 轉合驅動有關係的構成都可以省略。因此，和其他副像素 構成的液晶顯示裝置有關之本發明，也可以應用於EL 示裝置。 (其他事項） 在上述實施態樣中，水平移位電路25雖係以多晶 半導體所形成之内藏電路，但是以單晶矽半導體所形成 1C晶片來構成水平移位電路，安裝於基板亦可。 另，在上述貫施態樣中，信號側驅動電路22雖係 多晶矽半導體所形成之内藏電路，但是，以單晶矽半導 所形成之1C晶片來構成信號側驅動電路，安裝於基板亦 顯 矽 之 以 體
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.訂I 五、發明説明（32 ) 可。如此，比起用内藏電路，電晶體的膜麼變大而可以縮 小電夺，並且可以減低在信號側驅動電路的消費電力。此 外，在内藏電路的情形中，如果存在有缺陷不良，就不可 旎維修，但是在1C晶片的情形中，可以僅換掉不良的心曰 片，產率因而提高。 產業上之利用可能性 若依據以上所述之本發明的構成，則可以達成以下 的效果。 (1) 因採用充電泵式之電源電路，如習知例一般的分 [電路k成不必要，不但可以減低在分壓電路等的電力損 失，同犄可以貫現配備有電壓變換效率優良的電源電路之 低消費電力的液晶顯示裝置。 (2) 因一體地將電源電路形成於絕緣性基板上，在外 加的電源電路中所發生之連接不良的情形消失，信賴性提 幵。且’可以達到減低製造成本的目的。 (3) 在電容耦合驅動方式的液晶顯示裝置中，因達成 補償電壓之電壓振幅和掃描信號之電壓振幅的最適化，不 但減低消費電力，同時保持顯示品級，而且可以提高開口 率〇

Claims (1)

  1. •一種顯示裝置，配備 具'有像素切換元件與像素電極之單位像素係配列 成矩陣狀的顯示部，和 供給掃描信號至掃描線之掃描側驅動電路，和 供給影像信號至信號線之信號側驅動電路，和 輸入標準電源電壓，並自標準電壓生成前述掃描 側驅動電路及前述信號側驅動電路的驅動用電源電 壓，再將該驅動用電源電壓供給至前述掃描側驅動電 路及如述k號側驅動電路的電源電路；特徵在於， $述像素切換元件係以形成於絕緣性基板上之多 晶石夕半導體所構成的薄膜電晶體， 如述電源電路為充電泵式之電源電路， 而且’該電源電路係以多晶矽半導體構成，並一 體地被形成於前述絕緣性基板上之内藏電路。 2·如申請專利範圍第i項之顯示裝置，其中前述顯示部為 液晶顯示部。 3 ·如申请專利範圍第1項之顯示裝置，特徵在於， 刖述顯示部為利用EL元件之發光以執行顯示之el 顯示部；該EL顯示部之單位像素除前述像素切換元件 及刖述像素電極外’具有控制流到EL元件之電流量的 電流控制元件； 該電流控制元件係以形成於前述絕緣性基板上之 多晶矽半導體所構成的薄膜電晶體。 4·如申請專利範圍第2項之顯示裝置，特徵在於，前述 36 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、^τ— 本紙張尺度適用中國國家標準（⑽）Α4规格（210><297公釐） 六、申請專利範圍 早位像素具有一邊的電極被連接到前述像素電極之電 壓控制電容，和連接於該電壓控制電容之另一邊的電 極，並供給補償電壓信號之電壓控制電容配線； ” W述電壓控制電容配線分別被連接到，在對前述 像素的寫入完成後，使前述補償電壓信號的電位變化， 並使像素電極的電位變調之補償電壓施加用驅動 路； 珂述電源電路除前述掃描側驅動電路及前述信號 側驅動電路之驅動用電源電壓以外，亦生成供給到前 述補償電壓施加用驅動電路之驅動用電源電壓。 5·如申請專利範圍第4項之顯示裝置，特徵在於，前述電 壓控制電容之電容值設為Cs，Cs則滿足以下之第1式： Cs = (V bias / V epp) · C tot --.(1) 但是，Vbias係因補償電壓之變化而導致之像素電 £的k化，Vepp為補償電壓信號的電壓振幅，Ct的為 電壓控制電容與寄生電容和液晶電容的總和。 6·如申請專利範圍第5項之顯示裝£，特徵在於，前述補 償電壓信號之電壓振幅Vepp係以被輸入前述電源電路 之標準電源電壓的11倍（11為自然數）表示，此時，η被設 疋在的範圍。 7.如申請專利範圍第6項之顯示裝置，特徵在於，前述掃 描信號之電壓振幅被設為前述標準電源電壓之㈤倍㈨ 為自然數）’此時，㈤被設定成，掃描信號之電壓振幅 在可以將影像信號寫入前述單位像素的電壓範圍内， 511292 六、申請專利範圍 係為最小電壓值之數值。 8. —種顯示裝置，配備有 單位像素被配列成矩陣狀之顯示部，和 對掃描線供給掃描信號之掃描侧驅動電路，和 對信號線供給數位影像信號之信號側驅動電路，和 輸入標準電壓，並從標準電壓生成前述掃描側驅 動電路及前述信號側驅動電路之驅動用電源電壓，再 將該驅動用電源電壓供給至前述掃_㈣㈣μ 述信號側驅動電路的電源電路；其特徵在於， 兩述單位像素被分割成複數個副像素， 各副像素分別個別地具有副像素電極，和由形成 於、％緣性基板上之多晶石夕半導體所構成的薄膜電晶體 組成之副像素切換元件， 前述電源電號為充電泵式之電源電路， 而且，該電源電路係以多晶矽半導體構成，並一 體地形成於前述絕緣性基板上之内藏電路。 9·如申請辜利範爵第_8項之顯示裝置，，其中前述簖示部 為液晶顯示部。 10·如申請專利範圍第8項之顯示裝置，特徵在於， 如述顯示部為利用EL元件之發光以執行顯示之El 顯示部；該EL顯示部之單位像素除前述像素切換元件 及前述像素電極外，具有控制流到EL元件之電流量的 電流控制元件； 該電流控制元件係以形成於前述絕緣性基板上之 本紙張尺度翻巾關家鮮（⑽織格（2歡297公爱）
    •訂— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 用 號 A8 B8 C8 D8 、申請專利範園 多晶石夕半導體所構成的薄膜電晶體。 U·如申請專利範圍第8項之顯示裝置，特徵在於，前述各 單位像素内之副像素電極的面積分別被形成為對應前 述數位影像信號的加權之大小。 12·如申請專利範圍第8項之顯示裝置，特徵在於，具有前 述掃描線被配線於每個副像素，而且前述信號線共通 地被配線於所有副像素之配線構造。 13. 如申請專利範圍第9項之顯示裝置，特徵在於， 前述各副像素具有一邊的電極被連接到前述副像 素電極之電壓控制電容，和連接於該電壓控制電容之 另一邊的電極，並供給補償電壓信號之電壓控制電容 配線； 雨述電壓控制電容配線分別連接到，在對前述副 像素的寫入作業完成後，使前述補償電壓信號的電位 又化’並使副像素電極的電位變調之補償電壓施加 驅動電路； 別述電源電路除前述掃描側驅動電路及前述信 側驅動電路之驅動用電源電壓以外，亦生成供給到前 述補償電壓施加用驅動電路之驅動用電源電壓。 14. 如申請專利範圍第13項之顯示裝置，特徵在於，前述 單位像素内之副像素電極的面積分別被形成為對應前 述數位影像信號的加權之大小。 15·如申請專利範圍第13項之顯示裝置，特徵在於，前述 單位像素電内之副像素切換元件係分別設定成ON電流 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Μ規格u歌297公⑹ 39 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
    A8B8C8D8 511292
    的此力乃對應於前述數位 16.如申請專利範圍第 之加權的大小。 單位像素内之各電二 ’特徵在於，㈣ $ U <各電壓控制電衮 應於前述數位影像信號的加權之大^。’’·、各電容值係到 Π.如申請專利範圍第13項之顯示裝置，特 電容被形成於前述掃& 特被在於，儲存 電極之間。 _中之前段料線與前述像素 18.如申請專利範圍第i項之 描側驅動電路特徵在於’前述掃 捫構成"側驅動電路係以多晶矽半導 ^成’且為—體地形成於前述絕緣性基板上之内藏 19·=請專利範圍第1項之顯示褒置，特徵在於，前述信 =側驅動電路係 '以單_半導體形成，前述掃描側驅 動電路以多晶石夕半導體形成，且為_體形成於前述絕 緣性基板上之内藏電路。 2〇.如申請專利範圍第4項之顯示裝置，特徵在於，前述掃 描捧驅㈣路、前述㈣側驅動電路及補償電壓施加 2驅動電路似多晶料導Μ成，且為-體形成於 前述絕緣性基板上之内藏電路。 21·如申請專利範圍第i項之顯示裝£，特徵在於，具有對 刖述掃描側驅動電路及前述信號侧驅動電路供給控制 信號之水平移位電路； 該水平移位電路係以多晶矽半導體形成，且為一 體形成於前述絕緣性基板上之内藏電路。
    本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公董〉
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