TWI227800B - Flat-panel display device - Google Patents

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Description

(1) 1227800 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於平面顯示裝置。 【先前技術】 本發明是關於，爲了顯示靜止畫面而按每一顯示像素 配設記憶部之平面顯示裝置，特別是關於，爲了靜止畫面 以外之平常顯示，從記憶部電氣方式分離顯示像素之平面 顯示裝置。 例如，液晶顯示裝置因具有薄型、小型、輕量之特徵 ，因此被廣泛利用在攜帶式電話或PDA(Portable Digital Assistance)等之攜帶用終端機之影像監視器。這種攜帶用 終端機一般都是以充電池作爲電源動作，因此，電池之消 耗率對可利用時間有很大之影響。因爲這個理由，液晶顯 示裝置之低消耗電力化之硏究很盛行。 最近，由 SRAM(Static Random Access Memory)所代 表之記憶技術被用來將液晶顯示裝置低消耗電力化。在此 SRAM技術，對構成顯示畫面之複數個顯示像素分別配設 複數個記憶部。各記憶部是經由接續控制部電氣方式連接 在所對應之顯示像素。外部驅動電路以這種狀態供應影像 信號時，此影像信號則由像素開關取進’施加在顯示像素 。記憶部將施加在顯示像素之影像信號加以保持’對應此 影像信號驅動顯示像素。因此’在不需要頻繁更新影像信 號時，可以使外部驅動電路之輸出動作成爲斷續方式以顯 -5- (2) 1227800 示靜止畫面。 在液晶顯示裝置之領域，一般爲了防止液晶材料之偏 在化，有一習用之例如，令施加在複數個顯示像素之影像 信號電壓之極性以垂直掃描（圖框（frame ))期間單位反 轉之圖框反轉驅動方式。同時，爲了防止發生閃燥，有習 用之除了螞框反轉驅動之外，按每行或每隔複數行反轉施 加在顯示像素之電壓極性之Η線反轉驅動，按每列或每 隔複數列反轉施加在顯示像素之電壓極性之V線反轉驅 動。同時，在內部配設記憶器型之液晶顯示裝置，則例如 ，平常顯示模態時是採Η線反轉驅動，在靜止畫面顯示 模態時是爲了達成進一步之低消耗電力化而採圖框反轉驅 動。接續控制部不只是控制顯示像素與記憶部間之電氣接 續，也用以控制這類之極性反轉。 然而有報告，上述內部配設記憶器型之液晶顯示裝置 在平常顯示模態時，顯示畫面之點缺陷發生率偏高。 【發明內容】 本發明之目的在提供，可以降低平常顯示模態時發生 之點缺陷，能夠確保高品質與高可靠性之平面顯示裝置。 依據本發明時，可以提供’具備有：複數個顯示像素 ;從外部取進影像信號，將其施加在複數個顯示像素之複 數個轉接元件；保持從複數個轉接元件施加在複數個顯示 像素之影像信號之複數個記憶部；控制複數個顯示像素與 複數個記憶部間之電氣接續之複數各接_控制部’各接續 -6- (3) 1227800 控制部含有，連接在對應顯示像素與對應記憶部間之縱列 轉接元件之平面顯示裝置。 本發明人著眼於，點缺陷在平常顯示模態時發生率偏 高’而反複進行實驗的結果，檢查到此點缺陷之原因是在 接續控制部。亦即，確認，接續控制部在一般是用單閘構 造之薄膜電晶體構成，在平常顯示模態時，因電氣方式將 顯示像素從記憶部分離開，因而高昇之薄膜電晶體之源 極-汲極間電壓引起漏洩電流流通，因此無法對應影像信 號正常驅動顯示像素。 在上述平面顯示裝置，各接續控制部含有，連接在對 應顯示像素與對應記憶部間之縱列轉接元件。此縱列轉接 元件是例如雙閘構造之薄膜電晶體，可以防止如上述之漏 洩電流，減少點缺陷，確保高品質及高可靠性。 本發明之上述及其他目的以及新穎之特徵，可以從本 說明書之記述及附圖獲得進一步之瞭解。 【貫施方式】 茲參照附圖說明本發明一實施例之平面顯示裝置如下 。本平面顯示裝置是，除了可以顯示動畫面及靜止畫面之 平常顯示模態外，另具有例如，爲了低消耗電力化而顯示 靜止畫面之靜止畫面顯示模態，用作攜帶式終端機之影像 監視窃之液晶顯不裝置。 第1圖是表示此平面顯示裝置之槪略的電路架構’第 2圖是表示此平面顯示裝置之槪略的截面構造，第3圖是 -7- (4) 1227800 表示第1圖所示之顯示像素周邊之等效電路。 此平面顯示裝置備有，液晶顯示面板1及控制此液晶 顯示面板1之液晶控制器2。液晶顯示面板1具有，例如 液晶層LQ保持在陣列基板AR與對向基板CT間之構造 ，液晶控制器2是配置在從液晶顯示面板1獨立之驅動電 路基板上。 陣列基板AR備有：矩陣狀配置在玻璃基板上之顯示 領域D S之複數個像素電極P E ;沿複數個像素電極P E之 各行形成之複數條掃描線Y(Y 1〜Ym);沿複數個像素電 極PE之各列形成之複數條信號線X(X1〜χη);分別相鄰 接配置在信號線X1〜Xn與掃描線Y1〜Ym之交叉位置 ，回應各對應掃描線Y之掃描信號，從對應之信號線X 取進影像信號Vpix，施加在對應之像素電極PE之像素開 關1 1 ;驅動掃描線Y1〜Ym之掃描線驅動電路3 ;以及 驅動信號線X 1〜Xn之信號線驅動電路4。各像素開關1 1 是由例如N通道聚矽薄膜電晶體所構成。掃描線驅動電 路3及信號線驅動電路4與像素開關1 1之薄膜電晶體同 樣，由形成在陣列基板AR上之複數個聚矽薄膜電晶體成 一體構成。對向基板CT是面向複數個像素電極PE配置 ，含有設定在共同電位Vcom之單一對向電極CE及未圖 示之彩色濾光器等。
液晶控制器2是用以接受，例如從外部供給之影像信 號及同步信號，在平常顯示模態時，產生像素影像信號 Vpix、垂直掃描控制信號YCT及水平掃描控制信號XCT (5) 1227800 。垂直掃描控制信號YCT是包含例如，垂直起動信號、 垂直時鐘脈衝信號、輸出致能信號ENAB等，而供給掃描 線驅動電路3。水平掃描控制信號XCT則包含，水平開始 信號、水平時鐘脈衝信號、極性反轉信號等，而連同影像 信號Vpix —倂供給信號線驅動電路4。 掃描線驅動電路3含有移位暫存器，由垂直掃描控制 信號YCT控制，按每一垂直掃描（圖框）期間向掃描線Y1 〜Y m順序供給可使像素開關1 1導通之掃描信號。此移位 暫存器令按每一垂直掃描期間供給之垂直起動脈衝與垂直 時鐘脈衝信號同步移位，藉此從複數條掃描線Y 1〜Y m 中選擇1條，參照輸出致能信號ΕΝAB向選擇掃描線輸出 掃描信號。輸出致能（clnable )信號ΕΝΑΒ在垂直掃描（ 圖框）斯間中之有效掃描期間，爲了允許輸出掃描信號， 而維持在高位準，而在從此垂直掃描期間去除有效掃描期 間之垂直消除（blanking)期間，爲了禁止輸出掃描信號， 而維持在低位準。 信號線驅動電路4備有移位暫存器及取樣輸出電路， 由水平掃描控制信號XCT控制，將各掃描線Y由掃描信 號驅動而在1水平掃描期間（1 H)輸入之影像信號加以串並 聯變換而取樣之類比影像信號Vpix，分別供給信號線X 1 〜Xn 〇 再者，對向電極CE是如第3圖所示，設定在共同電 位V c 〇 m。共同電位V c 〇 m在平常顯示模態時，按每1水 平掃描期間（H)，從0V及5V之一方位準反轉到另一方之 (6) 1227800 位準，在靜止畫面顯示模態時，按每1圖框期間（F)，從 0V及5V之一方位準反轉到另一方之位準。而，在平常顯 示模態時，也可以如本實施例，每2H或每1圖框期間（F) 使共同電位Vcom反轉，取代每i水平掃描期間（H)使共 同電位Vcom反轉。 極性反轉信號是與此共同電位Vcom之位準反轉同步 ，供給信號線驅動電路4。而，信號線驅動電路4是在平 常顯示模態，回應極性反轉信號反轉位準而輸出，使具有 0V至5V之振幅之影像信號Vpix對共同電位Vcom成爲 反極性，在靜止畫面顯示模態時，輸出限制色調爲靜止畫 面用之影像信號後，停止其動作。 此液晶顯示面板1之液晶層LQ是，例如，對設定在 對向電極CE之0V之共同電位Vcom，在像素電極PE施 加5V振幅之影像信號Vpix時顯示黑色之平常白色型， 而如上述，在平常顯示模態時採用，影像信號Vpix與共 同電位Vcom之電位關係在每1水平掃描期間（H)交互反 轉之Η共同反轉驅動，在靜止畫面顯示模態時則採用， 每1圖框交互反轉之圖框反轉驅動。 顯示畫面是由複數個顯示像素ΡΧ構成。各顯示像素 ΡΧ含有：像素電極ΡΕ、對向電極CE、以及挾持在此等 間之液晶層LQ之液晶材料。並且’對複數個顯不像素 PX分別配設複數個靜態記憶部1 3及複數個接續控制部 1 4。如第3圖所示’像素電極PE連接在選擇性從此信號 線X上取進影像信號v P1 x之像素開關1 1，並且經電容結 -10- (7) 1227800 合在例如設定在與對向電極CE之共同電位Vcom相等之 電位Vcs之補助電容線。像素電極PE及對向電極CE是 經由液晶材料構成液晶電容，像素電極PE與補助電容線 則不經由液晶材料，構成與液晶電容並聯之補助電容1 2 〇 像素開關1 1在被掃描線Y之掃描信號驅動時，將信 號線X上之影像信號Vpix施加在顯示像素PX。補助電容 1 2具有較液晶電容大很多之電容値，藉由施加在顯示像 素PX之影像信號Vpix充放電。補助電容12因爲此充放 電而保持影像信號Vpix時，此影像信號Vpix將在像素開 關1 1成爲非導通時補償液晶電容保持之電位之變動，藉 此維持像素電極PE及對向電極CE間之電位差。 而且，各靜態記憶部1 3備有P通道聚矽薄膜電晶體 Ql、Q3、Q5及N通道聚矽薄膜電晶體Q2、Q4，保持從 像素開關元件施加在顯示像素PX之影像信號Vpix。各接 續控制部14備有N通道聚矽薄膜電晶體Q6、Q7，不僅 控制顯示像素PX與靜態記憶部1 3間之電氣接續，同時 兼具控制由靜態記憶部1 3所保持之影像信號之輸出極性 之極性控制電路功能。薄膜電晶體Q 1、Q2構成以電源端 子Vdd ( = 5V)與電源端子Vss ( = 0V)間之電源電壓動作之 第1反相器電路INVI，薄膜電晶體Q3、Q4構成以電源 端子Vdd、Vss間之電源電壓動作之第2反相器電路INV2 。反相器電路INV 1之輸出端是經由掃描線Y控制之薄膜 電晶體Q 5連接在反相器電路IN V 2之輸入端，反相器電 (8) 1227800 路INV2之輸出端是連接在反相器電路INV 1之輸入端。 薄膜電晶體Q 5在像素開關1 1因掃描線Y之掃描信號之 上昇而導通之圖框期間不導通，而在此圖框之下一圖框期 間導通。藉此，至少到像素開關1 1取進影像信號Vpix之 前，薄膜電晶體Q5是維持在非導通狀態。 薄膜電晶體Q6是如第4圖所示，具有，在聚矽半導 體薄膜SF上絕緣形成兩個閘電極G1及G2之雙閘構造， 薄膜電晶體Q 7也是與薄膜電晶體Q 6同樣具有雙閘構造 。詳述之，薄膜電晶體Q6、Q7是由LDD(Lightly Doped Drain)構造構成，例如 W/L分別是3 μιη/3 μιη，而 L· D D長度是設定在1 μ m 〇 此等薄膜電晶體Q6及Q7在靜止畫面顯示模態時， 分別由，例如按每1圖框交互設定成高位準之極性控制信 號POL1及POL2控制。薄膜電晶體Q6連接在像素電極 PE及反柑器電路INV2之輸入端，與經由薄膜電晶體Q5 之反相器電路INV1之輸出端間，薄膜電晶體Q7是連接 在像素電極PE及反相器電路INVI之輸入端，與反相器 電路INV2之輸出端間。 再說明上述平面顯示裝置之動作。如第5圖所示，在 平常顯示模態，由液晶控制器2將極性控制信號p〇L 1及 P 0 L2維持在低位準，另一方面，由掃描線驅動電路3按 每1圖框期間依序將掃描信號供給複數條掃描線Y(Y 1至 Ym)。各掃描線Υ則藉由掃描信號僅在1水平掃描期間 (1 H)維持在高位準。信號線驅動電路4向複數條信號線 (9) 1227800 X(X1〜Xn)分別供應按各水平掃描期間反轉位準之1行份 之影像信號Vpix。各顯示像素Ρχ之像素開關因掃描線γ 之掃描信號而導通，取進供給相對應信號線X之影像信 號Vpix，施加在像素電極ΡΕ。像素開關1 1在1水平掃描 期間後成爲非導通’使像素電極PE成爲電氣浮動狀態後 ，此影像信號Vpix將由液晶電容及補助電容1 2保持到像 素開關1 1再度導通。其間，顯示像素PX是設定在對應 對向電極CE與像素電極PE間之電位差之光透過率。 移行到靜止畫面顯示模態時，極性控制信號P 0 L 1在 最初之1圖框期間之靜止畫面寫入期間維持在高位準， POL2維持在低位準，靜止畫面用之影像信號Vpix在此圖 框期間按每1水平掃描期間供給信號線X。在緊接於此之 靜止畫面保持期間，爲了使靜態記憶部1 3之輸出極性反 轉，極性控制信號POL 1及POL2按每1圖框期間交互設 定成高位準。 如上述，極性控制信號P 〇 L 1在相當於靜止畫面顯示 模態之靜止畫面寫入期間之第1圖框期間維持在高位準時 ，經由像素開關1 1將對應2値之靜止畫面之影像信號 Vpix施加在像素電極PE，同時，經由薄膜電晶體Q6供 給靜態記憶部1 3。在靜止畫面保持期間，例如在極性控 制信號POL1成爲低位準，POL2成爲高位準時，此影像 信號Vpix之位準便被反相器電路INV2反轉，成爲影像 輸出信號，經由薄膜電晶體Q7施加在像素電極PE。再補 充說明，靜止畫面顯示模態之靜止畫面寫入期間之動作。 -13- (10) 1227800 假定在平常顯示模態之最後之圖框期間，從第1行至第4 行之顯示像素PX之像素電位VP1、VP2、VP3、VP4被設 定成5 V、〇 V、5 V、0 V，使其經線路反轉驅動而成爲相同 亮度，並且，在例如第4掃描線Y4被驅動之水平掃描期 間將靜止畫面用之影像信號Vpix設定爲5V，其餘設定爲 〇V。這時，像素電位VP1在靜止畫面寫入期間從5V遷移 至0V，像素電位VP2在靜止畫面寫入期間維持0V不遷 移。另一方面，像素電位VP3則從5V遷移至0V，像素 電位VP4從0V遷移至5V。 本實施例之平面顯示裝置之各接續控制部1 4包含連 接在對應顯示像素PX與對應靜態記憶部1 3間之薄膜電 晶體Q6、Q7。此等薄膜電晶體Q6、Q7分別具有LDD構 造之雙閘構造，可在平常顯示模態而截斷（off)時，防止在 顯示像素PX與靜態記憶部1 3間流通漏洩電流，降低點 缺陷。因此，可以確保平面顯示裝置之高品質與高可靠性 。尤其是，因兼具LDD構造與雙閘構造（具有複數個閘極 之架構），較之單純藉單閘構造增大通道長度時，可以進 一步增長通道長度，藉此可有效減低截斷漏洩（off leak) 電流。而且，薄膜電晶體Q6、Q7之實質上之LDD之增 長，因爲是雙閘構造，不會影響到其他電晶體之LDD長 度。藉此，可以選擇性僅增長薄膜電晶體Q 6、Q 7之實質 上的LDD長度，因此也不會影像到其他薄膜電晶體之動 作特性。 以上是，依據發明的實施形態具體說明本發明人所完 -14- (11) 1227800 成的發明，但本發明並不限定如上述實施形態，當然可以 在不脫離其主旨的範圍內作各種變更。 第6圖表示第3圖所示之電路架構之變形例子。在上 述實施例，N通道聚矽薄膜電晶體Q 6、Q 7是分別具有 LDD構造之雙閘構造，但也可以如第6圖所示，以縱列 連接之一對LDD構造之N通道聚矽薄膜電晶體Q8、Q9 取代薄膜電晶體Q 6，以縱列連接之一對L D D構造之N通 道聚矽薄膜電晶體Q 1 0、Q 1 1取代薄膜電晶體Q 7。這時 也可以在平常顯示模態時，防止在顯示像素PX與靜態記 憶部1 3間流通漏拽電流。同時，在靜態記憶部1 3之薄膜 電晶體Q 5是N通道型時，也可以藉由例如從液晶控制器 2之信號產生部產生之控制信號REV，獨立控制薄膜電晶 體Q5 〇 並且，上述實施例是說明平面顯示裝置是液晶顯示裝 置時，但本發明也可以適用在其他之例如有機EL顯示裝 置。 【圖式簡單說明】 第1圖是表示本發明一實施例之平面顯示裝置之槪略 的電路架構之圖。 第2圖是表示第1圖所示平面顯示裝置之槪略的截面 構造之圖。 第3圖是表示第1圖所示之顯示像素周邊之等效電路 之圖。 -15- (12) 1227800 第4圖是表示第3圖所示之雙閘構造之薄膜電晶體之 平面構造之圖。 第5圖是表示第1圖所示平面顯示裝置之動作波形之 圖。 第6圖是表示第3圖所示之電路架構之變形例子之圖
【圖號說明】 1 :液晶顯不面板 2 :液晶控制器 3 :掃描線驅動電路 4 :信號線驅動電路 1 1 :像素開關
1 2 :補助電容 1 3 :靜態記憶部 1 4 :接續控制部 LQ :液晶層 AR :陣列基板 C T :對向基板 CE :對向電極 D S :顯示領域 PX :顯示像素 P E :像素電極 SF :聚矽半導體薄膜 •16- (13) (13)1227800 VP :像素電位 Y :掃描線 X :信號線 Η :水平掃描期間 F :圖框期間 Q :薄膜電晶體 G :閘電極 Y C Τ :垂直掃描控制信號 _ XCT :水平掃描控制信號 POL :極性控制信號 ENAB :輸出致能信號 INV :反相器電路 V c 〇 m :共同電位 Vpix :影像信號 V c s :電位
Vdd :電源端子 _
Vss :電源端子 -17-

Claims (1)

  1. ^^年月/1(1)曰 拾、申請專利範圍 1 . 一種平面顯示裝置，具備有：複數個顯示像素（ PX );從外部讀取影像信號（Vpix )，將其施加在上述 複數個顯示像素之複數個開關元件（1 1 );保持從上述複 數個開關元件施加在上述複數個顯示像素之影像信號之複 數個記憶部（1 3 );控制上述複數個顯示像素與上述複數 個記憶部間.之電氣接續之複數各接續控制部（1 4 )，其特 徵爲， 各:接續控制部含有，連接在對應顯示像素與對應記憶 部間之縱列開關元件。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之平面顯示裝置，其 中 上述縱列開關元件包含雙閘構造之薄膜電晶體。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之平面顯示裝置，其 中 上述記憶部包含由第1及第2反相器電路構成之靜態 記憶器。 4 ·如申請專利範圍第3項所述之平面顯示裝置，其 中 上述接續控制部包含’以一定週期，將上述第1反相 器電路之輸出及第2反相器電路之輸出，相互施加在上述 頌不像素之由第1及第2縱列開關元件構成之極性控制電 路。 -18 - 1227800 第92102306號專利申'請案、民:f:92年12月11日修正 中文圖式修正頁 ' J ； :； .平常顯示模態 靜止影像顯示模態 1圖框期間 二"oUJVe - >erio^ ruling 靜止影像寫入期間· :有效掃描期間 十 f .靜止影像、 Λ .保持期間/ 垂直遮沒期間 垂直遮没期間 ENAB ROM P0L2 Vplx Vcoq 平
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