TW550416B - Display device - Google Patents

Description

550416 五、發明說明（l) [發明之詳細說明] [發明之技術領域] 本發明係關於一種顯示裝置，尤其是關於一種適用於 攜帶型顯示裝置之顯示裝置。 [習知之技術] 近年，攜帶塑顯示裝置，例如：攜帶型電視、行動電 话等市場需求甚殷。為因應此種需求’有關顯示裝置的小 型化、輕量化、及低耗電化方面的研究開發正蓬勃發展。 第6圖為習知例之液晶顯示裝置之一顯示像素的電路 構成圖。閘極信號線5 1與汲極信號線6 1交又形成於絕緣基 板（未圖示）上，且其交叉部附近裝設有連接於兩信號線 51、61之像素選擇薄膜電晶體72。以下，將薄膜雷曰#简 稱為m。像素選擇TFT 72之源極lls係連接：液 不電極8 0。 此外’設有用以將顯示電極8〇之電壓保持一圖場 (field)期間之補助電容85，該補助電容85之一方 86係連接於TFT 72之源極lls，而另一 古久细-你士 ^ 万之％極8 7則施加 有各顯不像素都相同的電位。

在此， 素選擇TFT

該電壓而定向而可獲得液晶顯示。 信號傳送至顯示電極8〇，並保持於補 於顯不電極8 〇之影像信號電壓施加 因此， 因此，其可顯示動態畫面以及靜 止畫面 在液晶顯不

·、、'員不靜止畫面，可 刀顯示乾電啼沾闽你 仃動電活之液晶顯示部的一 殘存電B/的圖像以顯示用以驅動行動電节夕f A τ电量為例。 邱电活之電池的 靜止鸯而，在上述構成之液晶顯示裝置中，卽祐η + ，畫面的情況 =罝Τ即使是在顯示 M _喝户觫祐你* 也”属不動悲畫面的情況相同，V乍 寫^旎使像素選擇m 7 ^，必須 入各顯示像素中。 …、俊將衫像信號重新 動電^ ^用以產生掃瞄信號及影像信號等驅動f f 电略，以及姦）i田丨、,W止丨 儿^ 動#旒之驅

說的外邙LSI n控制驅動電路之動作時序之各種_ ^ LSI必須時常動作，而 各種L 幅縮短之缺點。 源之仃動電話等，有使用時間大 ::於此’於各顯示像素具 ::二本特開平8-1 94205號公報之 1體已： 公報的一部分加以說 # 置W用該 係藉由-俨及相如第7圖所不，該液晶顯示裝置 之消耗ί 像信號的保持電路，α降低電力 在此，按照保持於靜能开〗~ & Μ 號，^ 1 W k ^ 静態型憶體之二值數位影像信 值，並調整液晶2dm顯不電極8°之間的電阻 Vcom^ X Ζ； Π Φ ^ 壓狀L。另一方面，將交流信號 般的查^二右玉。在理想上，本裝置若在如靜態畫面 [發明所欲解決之問題]時則不需更新記憶體。 第6頁 313385.ptd 550416 五、發明說明（3) 〇如上所述:以往之液晶顯示裝置適用於對應類比影像 k 5虎而顯不全彩之動態書面。另一方面，夏

^ 用 /γ tjU 數位影像信號之靜態型記憶體之液晶顯示裝置，則適合顯 不低色調之靜止畫面，同時可降低電力之消耗。 ^ 然而，因上述兩液晶顯示裝置擁有不同之$ 源，故無法在一顯示裝置中同時實現全彩之 ^蚩。^ 一 以及低耗電之靜態畫像顯示。 怎旦面，，!示 因此’本專利申請案之發明人係提案— 顯示與數位顯示之二種顯示的顯示裝置。第種了顯不類比 人探討過的顯示裝置之構成。經信號處理 θ ^ 企夕施加過預 類位影像信號，係利用DA轉換器3轉換成 輸入至放大器4。此外’寫入至靜態型記 :。體之數位影像信號則未通過DA轉換器3即輸入至放大器 影像=9Λ為本發明人探討過的放大器4之構成。輸入數位 號伟^ i利用類比放大器1Q放大。χ，輸人數位影像信 糸由位準移位器11放大其振幅。 於一 ^後1按照顯不模式切換信號MD切換開關1 2。藉此， 比岑#，不時（類比顯不時）將經類比放大器10放大後之類 經彳#淮L旒輪出至液晶顯不面板10 0，而於數位顯示時將 面板10 〇移。位器11放大後之數位影像信號則輸出至液晶顯示 2而，由於一般顯示時與數位顯示時必須切換為不同 之駆動電路（類比放大器10、位準移位器n)，而有電路冗

55〇4i6 ^、發明說明（4) X且電路規模變大之問題。 [解決課題之方法] 2發明之顯不裝置係有鑒於上述之課題而研創者，該 I ;觫ί Ϊ備信號處理電4，對輸入的數位影像信號施 影iΪ 1^位/類比轉換器，將經過信號處理之數位 由上、ί 矣為類比影像信號；類比影像信號放大器，將 以及顯—^欠類比轉換器輪出之類比影像信號予以放大； 像信號之靜態型經該類比信號放大器放大的影 體電路之數位影像;2路，且依：保持於該靜態型記憶 w 爆信唬進行顯示，其特徵在於： 數位/類比m灸理對電：係進行使輸入的數位影像信號可於 輸出之信號處理應於高電位（vh)及低電位（vl)之二值 有關本構成， 器的動作，故可使==信號放大器模擬數位驅動 之電壓振幅。用類比k旎放大器而放大數位影像信號 [發明之實施形態] 有關ί ΐ施2圖式說明本發明之實施形態。第1圖表示 有關本實施形態之顯示裝置之電路構成。 信號處理電路1 # I μ 以對比調整及亮产上笼/輪入之數位影像信號，施 之數位與傻广味:調整等各種信號處理。經過信號處理 後，輸：至‘大14於。賴轉換器3轉換為類比影像信號 如第2圖所不’該類比影像信號係藉設置於放大器4内

550416 五、發明說明（5) 之類比放大器10放大。於一般 放大器10放大之類比影像信號：：：(類曰比顯示時)經類比 另一方面，於數位顯示時(執行宜液曰曰名顯不面板100 ° 憶體之模式），係藉由信號處理=寫入後述之靜態型記 晶顯示面板_…P，信號轉處換理\3路=而；出至液 際，將數位資料之全位元變為Vgh(路係Γ；?資料之 換器3輸出高電位「H」。此外，並通過DA轉 數位資料之全位元變為Low(、寫=乂 :斗,際，則將 輸出低電位「1^」。 」），再通過DA轉換器3而 號，Π:圖所示之Μ轉換器3之輪出波形具體說明該信 之二來自信號處理電路丨之數位影像信號為例如4位元 ^ 柃，DA轉換器3之輸出變換為與16灰階對應之類比 衫像信號。 於數位顯示時，針對最上位位元為「〇」之數位影像 “號（0 00 1 )……（01 11 )係將全位元變更為「0」。針對最 上位位元為「1」之數位影像信號（1 000 )、（1〇〇1)…… (Π10)係將全位元變更為「1」。藉此，數位影像信號係 於寫入白資料時變為（1 1 1 1 )，於寫入黑資料時變更為 (0 0 0 0 )。因而，將經如此處理之數位影像信號予以數位/ 類比轉換時，可獲得高電位（VH)與低電位（VL)之二值輸 出。再將經數位/類比轉換之信號藉類比放大器丨〇放大， 則可獲得如第3圖所示之具有約3V電壓振幅之二值數位信 號0

313385.ptd 第9頁 550416 五、發明說明（6) 因而’藉由將液晶顯示面板之靜態型記憶體電路之閥 值設定在高電位（VH )與低電位（LH )之間，可使數位影像信 號通過類比放大器10而寫入。 又’時序控制電路6係根據來自振盪器5之系統時脈 CLK、水平同步信號Hsync及垂直同步信號Vsync，輸出面 板驅動信號PC或信號處理電路1及DA轉換器3之控制信號。 再者’白/黑電壓產生電路7係按照來自時序控制電路 6之信號’將白信號（後述之信號B)及黑信號（後述之信號 A)輸出至液晶顯示面板丨〇 〇。8係用以放大液晶之對極驅動 信號之放大器。 接著參照第4圖之電路圖說明液晶顯示裝置之構成， 尤其針對液晶顯示面板1 0 0之詳細構成。 在絕緣基板1 〇上，與提供掃瞄信號之閘極驅動器5 〇相 連接之複數閘極信號線5 1係朝一方向配置，在與該等閉極 信號1、線5 1交又的方向則配置複數汲極信號線6 1。 在沒極信號線6 1，依照汲極驅動器6 0所輸出之取樣脈 衝之時序，使取樣電晶體SIM............SPn導通/而义 供f有資料信號線62之資料信號（類比影像信號或數位影 像信號）。 μ 液晶顯示面板100具有呈矩陣狀配置之複數個顯示 素200,各顯示像素2〇〇係利用來自閘極信號線51之掃瞄信 號加以選擇，而接收來自汲極信號線6丨之資料作號。口 u31二說明顯示像素200之詳細構成。在閘°極°信號線 51及沒極^號線61之交叉部附近，設有由ρ通道型TFT 41

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及N通道型TFT 42所形成之電路選擇電路4〇。TFT 4l、42 的兩汲極連接於汲極信號線6丨，且該等之兩閘極連接於 路選擇信號線88。TFT 41、42中之一個依照來自電路選 信號線88之選擇信號而導通。此外，設有如後述之與電路 選擇電路40成對之電路選擇電路43。

A藉此，可選擇切換後述之類比顯示模式（對應全彩動 態畫面）及數位顯示模式（對應低耗電、靜止畫面）。此 外，鄰接電路選擇電路4〇，配置有由N通道型TFT 71及^^通 道型TFT 72所形成之像素選擇電路7〇。像素選擇TFT 72分別與電路選擇電路4〇之電路選擇tft4i、“以縱列方 式連接，且於該等之兩閘極連接有閘極信號線5丨。像素選 擇TFT 71、72係構成為依照來自閘極信號線51之掃瞄信號 而同時導通。 、此外，裝設有用以保持類比影像信號之補助電容8 5。 補助電谷85之一方電極86連接於像素選擇”了 71之源極 71s。而另一方之電極87連接於共同之補助電容線sci，以 供給偏壓Vsc。供給掃描信號給像素選擇TFT 71的閘極而 將類比影像信號施加於液晶21時，該信號必須保持一圖場 期間’但在液晶2 1中該信號之電壓卻會隨著時間的經過而 逐漸下降。如此，便會產生影像不均而無法獲得良好顯 不。因此，為將該電壓保持一圖場之期間，裝設有補助 容85。 、、該補助電容85與液晶21之間，設有電路選擇電路43之 P通道型TFT 44’其與電路選擇電路43iTFT 41可同時導

550416 五、發明說明（8) 通/關斷。此外，像素選擇電路7〇之TFT 72與液晶2 1之顯 不電極8 0之間，設有靜態型記憶體電路1 1 0、信號選擇電 路 120 〇 靜態型記憶體電路11〇係由構成正回授之第一及第二 之反相器電路INV1、INV2所構成。第一反相器電路INV1之 輸入連接有像素選擇TFT 72之源極72s，其輸出係輸入至 第二反相器電路〖NV2。然後第二反相器電路INV2之輸出係 連接於第一反相器電路”^之輸入。 數位顯示模式中，電路選擇信號線8 8之電位形成為 「Η」’且閘極信號線5丨之掃描信號形成為「η」時，靜態 型記憶體電路11成為可寫入。 仏號選擇電路1 2 0，係依照保持於靜態型記憶體電路 110之數位影像信號而選擇信號之電路，由二個Ν通路型 TFT 121^1 22所構成。由於對TFT 12ι、122之閘極分別施 加來自靜癌型記憶體電路丨丨〇之互補的輸出信號，故TFT 121、122以互補之方式導通/關斷。 在此，TFT 122—經導通即選擇相對電極信號vc〇M(信 號B)’而TFT 121—經導通即選擇該交流驅動信號（信號 A)，並使之經由電路選擇電路43之TFT 45而供給至將電壓 施加於液晶21之顯示電極8〇。 以下’說明有關顯示像素2〇〇之周邊電路。在與顯示 像素200之絕緣基板10為不同基板的外接電路基板9〇上， 設有驅動掃描用LSI 91。從該外接電路基板9〇之驅動掃描 用LSI 91將垂直起動信號STV輸入至閘極驅動器5〇，以及

313385.ptd 第12頁 550416 ----- ----- 五、發明說明（9) 將水平起動信號STH輸入至汲極驅動器6 〇。此外，影像作 號則輸入至資料信號線62。 y 口 接著，參照第4圖及第5圖’說明有關上述構成之顯示 裝置之驅動方法。第5圖係液晶顯示裝置選擇數位顯示模 式時之時序圖。 (1 )類比顯示模式 依照模式切換信號MD而選擇類比顯示模式時，即^定 成有類比影像信號通過上述之DA轉換器3、访士盜 双大1§4而輸出 至資料信號線6 2之狀態，而且電路選擇信號線8 8為 「L」，電路選擇電路4〇、43之TFT 41、44為導通。 此外’依照根據水平起動信號STH之取樣信號，使取 樣電晶體SP導通而使資料信號線62之類比影像信號提供至 ▲此外，根據垂直起動信號STV，將掃描信號提供至 極信號線51。TFT 71依照掃描信號而導通時，類比影像信 號Sig^即從閘極信號線61傳送至顯示電極8〇，並保持於補β 谷85内。施加於顯示電極8〇之影像信號電壓施加於液 =1，液晶2 1依照該電壓而定向而可獲得液晶顯示。 類比顯示模式中，十分適合顯示全彩之動態畫面。 (2 )數位顯示模式 位影而選擇數位顯示模式時’即設定為邊 硖$信唬輸出至資料信號線62之狀態，而且為電路 8之電位變換為「H」，靜態型記憶體電路110; 動作之狀態。 钓

550416 五、發明說明（ίο) 、>在此’數位影像信號係如前所述藉信號處理電路1完 ^信號處理後，通過DA轉換器3、放大器4而輸入至資 號線6 2。 σ 此外’電路選擇電路4〇、43iTFT 41、44關斷，且 42、45導通。此外，由外接電路基板9〇之驅動掃插用 I 91 ’將起動信號STV ' STH分別輸入至閘極驅動器5〇 及極驅動器6 0。對應在匕，依序產生取樣信冑，並依照各個 取樣信號依序導通取樣電晶體SP1、SP2.......SPn，然後 對數位影，信號Sig作取樣後供給至各汲極信號線61。 上口在此說月第1列，亦即說明施加有掃描信號G 1之閘極 信號線。首先，利用掃描信號G1使連接於閘極信號線51 二像素PU、Ρ12.......Pin的各TFT於一水平掃描期 媒π ^第i列第1行之顯不像素P11，使由取樣電晶體SP1取 ’传之位影像信號s 11輸入至汲極信號線6 1。然後合 掃描1號(Π成為「H」，TFT 71成為導通狀態時，即^^ /及極#號D1寫入於靜態型記憶體電路丨丨〇。 π 顯示模式中，數位影像信號311之位準係高電 :體電 =r(vL)之二值輸出。因而，藉由嶋 即成為可寫入。 ）< 间 爿U靜態型記憶體電路110所保持之信號，輸入至信 號k擇電路120，利用該信號選擇電^ ^ ^ ^ 號B，然後將所選擇之信號施加於顯=

313385.ptd 第14頁 550416 五、發明說明（11) 施加於液晶2 1上。如此，藉由掃瞄閘極信號線5丨至最終列 之閘極信號線5 1，即結束一畫面份（一圖場期間）的寫入。 之後’根據靜態型記憶體電路1丨〇所保持之資料進行 顯不（靜止畫面之顯示）。在此數位顯示模式時，係停止供 給電壓至閘極驅動器50、汲極驅動器6〇及外接之驅動掃描

用LSI 91而停止對該等之驅動。但一直提供電壓dd、vsS 至靜悲型記憶體電路1丨0以進行驅動，而且將相對電極電 壓提供至相對電極32，並將各信號a提供至信號選擇電 路 1 2 0 〇 亦即，將用以驅動該靜態型記憶體電路丨丨〇之VDD、 VSS提供至靜態型記憶體電路11〇，並於相對電極施加相對 電極電壓VCOM，並在液晶顯示面板1〇〇為正常白色 時’對信號β施加與相對電極32相同電位之電壓，對信號A 僅施加用以驅動液晶之交流電壓（例如6〇Hz)。 u 藉此，可以保持一畫面份之靜止晝面顯示。此外於其 他^閘極驅動器50、汲極驅動器6〇及外接LSI 91 施力^ 電壓之狀態。 士 η此時，汲極信號線6丨上位準為「H(高）」的數位影像 ^號輪入至靜癌型記憶體電路11〇時，於信號選擇電路 中因L」輸入至第一TFT 121，故第一TFT 121關斷，另 一方面，因「H」輸入至第二TFT 122，故第二以了 122 通。 守 如此，選擇信號B而對液晶施加信號b的電壓。亦即， 因施加與相對電極32相同之電壓VC0M，不會產生電場，液

第15頁 550416 五、發明說明（12) ^^ 晶不會立起，故在正常白色之顯示面板顯示 顯示。 觀察白色 汲極信號線6 1上位準為r l」的數位影像信滎 靜態型記憶體電路1 1 〇時，信號選擇電路丨2 〇中因11入至 入至第一 TFT 121，故第一 TFT 121導通，另一方面Hj輪 「L」輸入至第二TFT 122，故第二TFT 122關斷。如’因 選擇信號A而將信號A之交流電壓施加至液晶21，^ ’ 電場而立起，故在正常白色之顯示面板顯示時可因 色顯示。 m察到黑 此外，上述之實施形態中，雖已說明在數位顯 =輸入1位元之數位資料信號的情形，然而本發明並不、式 定於此，本發明亦可使用於複數位元之數位資料信號的^ 形藉此，可進行多色調之顯示。此時，保持電路及信號 ^擇電路之數量必須對應所輸入之位元數。此外針對上述 之信號處理電路1之信號處理亦須作變更。 [發明效果] 根據本發明之顯示裝置，由於可使用類比信號放大器 f擬數位驅動器的動作，故可使用類比信號放大器將數位 衫像信號之電壓振幅予以放大。藉此，可減去冗長的電

550416 圖式簡單說明 [圖式之簡單說明] 第1圖係有關本發明之實施形態之液晶顯示裝置的電 路方塊圖。 第2圖係顯示第1圖之放大器4的構成之方塊圖。 第3圖係數位/類比轉換後之信號波形圖。 第4圖係有關本發明之實施形態之液晶顯示裝置之電 路圖。 第5圖係選擇為數位顯示模式時之時序圖。 第6圖係有關習知例之液晶顯示裝置之電路構成圖。 第7圖係有關習知例之液晶顯示裝置之電路構成圖。 第8圖係液晶顯示裝置之電路方塊圖。 第9圖係顯示液晶顯示裝置之放大器的構成之方塊 圖。 [元件符號說明] 1 信 號 處 理 電 路 4 > 8 放 大 器 6 時 序 控 制 電 路 10 類 比 放 大 器 11 位 準 移 位 器 12 開 關 24 開 關 元 件 40 > 43 電 路 選 擇 電 路 3 DA轉換器 5 振盪器 7 白/黑電壓產生電路 10 絕緣基板 11 s、7 2 s 源極 21 液晶 32 相對電極

41 、 42 、 44 、 45 、 71 、 72 、 121 、 122 TFT 50 閘極驅動器 51 閘極信號線

313385.ptd 第17頁 550416 圖式簡單說明 60 汲 極 驅 動 器 61 汲 極 信 號 線 62 資 料 信 號 線 70 像 素 選 擇 電 路 80 顯 示 電 極 85 補 助 電 容 86 > 87 電 極 88 電 路 選 擇 信 號線 90 外 接 電 路 基 板 91 驅 動 掃 描 用 LSI 100 液 晶 顯 示 面 板 110 靜 態 型 記 憶 體電路 120 信 號 選 擇 電 路 2 0 0 ’ ‘ P1: 卜 P12， •Pin 顯示像素 CLK 系 統 時 脈 D1 汲 極 信 號 G1 掃 描 信 號 Hsync 水 平 同 步 信 號 INV1 第 一 反 相 器 INV2 第 二 反 相 器 MD 模 式 切 換 信 號 PC 面 板 驅 動 信 號 SCL 補 助 電 容 線 Sig 類 比 影 像 信 號 S1 1 數 位 影 像 信 號 VDD 、 VSS 電 壓 STH 水 平 起 動 信 號 STV 垂 直 起 動 信 SP、 SP1 、SP2 • · · 、SPn 取樣電晶 體 Vsc 偏 壓 Vsync 垂 直 同 步 信 號

313385.ptd 第18頁

Claims (1)

1. l' •-種，Hi係具備： 處理^處理電路，對輸入的數位影像信號施加信號 號轉ί t類H轉Λ器’將經過信號處理之數位影像信 類 〜像彳&说， 輪出之類號放大器，將由上述數位/類比轉換器 頸比衫像信號予以放大；以及 顯不電路，目士π# 一 的影像信铲 1、有可寫入經該類比信號放大器放大 態型記憶體雷败怨型記憶體電路，且依照保持於該靜 於： 路之數位影像信號進行顯示，其特徵在 2· 可於數ϊ ϋ處姑理電路係進行使輸入的數位影像信號 之二值輪出之传換後對應於高電位（VH)及低電位（VL) -種顯示裝晋信號處理。 信號處U係具備: 處理； ，對輸入的數位影像信號施加信號 數位/類屮 號轉換為類比影轉像換/缺將經過信號處理之數位影像信 類比信號篆秸唬， 之類比影“號if姑：由上述數位/類比轉換器輸出 第一顯示。 放大； 放大之類比：：ί缺逐次輸入經上述類比信號放大器 示；以及4號，且依照該類比影像信號進行顯 313385.ptd 第19頁 55〇4l6 中讀專利範圍 弟二顯不電路’具有可宜 、、 換器及上述類比信號放大器^入通過上述數位/類比轉 態型記憶體電路，且依照保持i ϊ Ϊ d:號之靜 ，數位•像信號進行顯示，*中可I;顯電路 信號選擇上述第一顯示電路及第二顯示電路模式選擇 在於： ’其特徵 選擇上述第二顯示電路時，上述信號處 、谷， |電路孫 進行使輸入的數位影像信號可於數位/類比轉说^ ^ %瑪後^對·自 於高電位（VH)及低電位（VL)之二值輸出之信銳處j 愚 •如申請專利範圍第1項或第2項之顯示裝置，其中，。 述信號處理電路係進行，當輸入數位影像信銳之最上 仅位元為「1」時，使全位元變更為「1」，而最上 仇元為「0」時使全位元變更為「〇」之信號處理。位 4·如申請專利範圍第1項或第2項之顯示裝置，其由 、τ , 將 上述靜態型記憶體電路之閥值設定在上述高電俊（VH 5 與低電位（VL)之間。 •如申請專利範圍第1項或第2項之顯示裝置，其中， 述靜態型記憶體電路係由正回授之第一及第二反4 口 電路所構成。 目器

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