TWI291160B - Active matrix display device - Google Patents

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TWI291160B
TWI291160B TW094105734A TW94105734A TWI291160B TW I291160 B TWI291160 B TW I291160B TW 094105734 A TW094105734 A TW 094105734A TW 94105734 A TW94105734 A TW 94105734A TW I291160 B TWI291160 B TW I291160B
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Mitsugu Kobayashi
Kenji Saiki
Seiji Matsuda
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Sanyo Electric Co
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Description

1291160 -九、發明說明： [發明所屬之技術領域】 、 本發明係關於主動矩陣型顯示裝置。 ， 【先前技術】 一在故由如薄膜電晶體（TFT : Thin Film Transistor)之開 關兀件而將各個影像信號供給至獨立的晝素電極之主動矩 員示衣置中，係進行將交流電位施加至對向電極及補 -助電容之對電極（c〇unter electr〇de) ac .驅動，藉此以防止液 琴晶的劣化，同時將輸入至没極驅動器之視訊信號之正/負 極=間的電位差縮小，並以降低没極驅動器之電流及電壓 :實現低消耗電力。在此種對電極ac驅動之中，所謂ς 每一水平期間使施加至各&極線之視訊錢極性反轉 驅動方式中’係依每—水平期間使對向電極及全補助 Μ*谷線之電壓的極性反轉。 ν另一方面，專利文獻1業已揭示有以對向電極電位 com作為DC電位，對於與閉極線方向相鄰之晝素電極施 =不同的視訊信號，並且對於上下左右相鄰之所有的 :素施加相反極性電壓之對電㈣c像點（㈣反轉驅動方 [專利文獻1]曰本專利特開2〇〇3_15〇127號公 【發明内容】 [發明欲解決之問題] 容易產生線 依據上述之 二、:而，在上述的線反轉驅動方式中卻具有 閃燦（flicker)而使顯示品質降低的問題。此/外， 316763 1291160 對電極DC像點反轉驅動方式，雖然不會產生線閃燥而可 使顯示品質提高、然而另—方面卻會如第12_示，由於 :則。5虎V v(*v係V的極性反轉信號）之動態範圍較 廣，因而會有消耗電力較大的問題。 •[解決問題之方案] - 彳鑑於此’本發明之主動矩陣型顯示I置係具備：配 列成矩陣之複數個畫素；將具有第i極性與第2極性之卢 數相視訊信號輪出至預定之共通電位的信號處理電路二 及以分別將具有前述第1極性之視訊信號與具有前述第2 極性之視訊信號供給至相互鄰接之第i晝素與帛2晝素之 方式而進行控制之驅動電路，其中前述複數相視訊信號之 動咖係較具有前述第i極性之視訊信號與具有前述:第 極性之視訊信號之動態範圍之個別的和更小。 [發明之功效] :據本發明之主動㈣型顯示裝置，係使其在像點反 ::動中，產生複數相視訊信號，並對於相互鄰接之畫素， ::『目反極性之視訊信號，因此與以單相驅動視J信 月形相比，彳將各視訊信號之反轉驅動周期延伸為一 間’並藉此能降低視訊信號之反轉驅動電路側之消 g 而且’藉由將複數相視訊信號之動態範圍縮小， P可更為降低其消耗電力。 【實施方式】 陣參照圖式說明本發明之第1實施形態之主動矩 孓蝻不裝置。第i圖係為該主動矩陣型顯示裝置之方塊 316763 6 1291160 電路圖，第2圖係該主動矩陣型顯示裝置之顯示面板之晝 素區域之模式圖，第3圖係該主動矩陣型顯示裝置之顯示 面板之旦素區域之圖案圖，第4圖係該主動矩陣型顯示裝 置之等效電路圖。 如第1圖所示，係設有顯示面板丨；以及將各種驅動 h號供給至該顯示面板i之驅動LSI 2〇。首先，說明顯示 面板1之構成。 '
顯示面板1係於列方向配置有汲極驅動器2，而於行 方向則配置有閘極驅動！I 3。再者，並配置有由没極驅動 器2及閘極驅動器3所包圍之方式而進行影像顯示之顯示 區域4。再者，如第3圖及第4圖所示，在顯示區域*係 於行方向配置有複數個汲極線5 ;以及 具 ，>晝素電極6,並於列方向配置有間極線 谷線8a及第2補助電容線8b。 二在配置有各畫素電極6之區域（以下稱r晝素」）中， 係配置有TFT9 ;以及第！補助電容…或第2補助電容 +之任者亦即，在第i晝素Gs丨係配置有第1補助 琶容H)a’而在與第i晝素⑽鄰接的第2畫素⑽則配 置有第2補助電容1〇b。而第i晝素⑽與第2晝素⑽ 則於列方向交互配列。 /…，水/处呷形成之閘極電極^ ;經 由接觸孔（contact)而與汲極線5電性 : 極區域㈣由接觸孔而與晝素電極6電性以二及 層的源極區域9s所構成。帛i補助電容…係由：連^ 316763 7 1291160 TFT(Thin Hhn Transist〇r)9 之半導體層 電極10x;以及從第1補助電交始Q 乂之補助電容 重疊於補助電容電極10x上之/式電容絕緣層而 …形成。第2補助電容心電容電 .電極l〇x;以及從第2補助電定綠&、_ 、之補助電容 重疊於補助電容電極1〇χ上之方 以隔著電容絕緣層而 極10Ζ所形成。 式延伸形成之補助電容電 另外’在第1晝素GS1中，於補助 2補助電容線8b之間係形成有第工寄生電。此料 2晝素GS2中，則於補助電容電極此盘：a :在弟 8a之間形成有第2寄生電容15 ；_、弟1補助琶容線 板以及與該基板相對向之相 设有丁FT 9之基 晶，且於該相反側的基板設有對向!^】之間則封入有液 二旦素电極6相對應的補助電容電極。 如第1圖所示，汲極驅動器 I板1之外部66 』如攸後述之設於顯示面 一 勺駆動LSI20輸入具有互兔 訊信號電屋V及第2視訊信號電單為相=性之第1視 “施加^視訊㈣μ 序選擇汲極線 -者。第1視訊信號電摩V以及第：：仏麵*v之任 以對向電極η之電位(以下稱對：：：訊信號·*ν係 準，係互為相反極性的_。 电極電位V_)為基 及TF^ 2 ®所示’__器2係、經由汲極線5 的記號夺：將/1視訊信(在第2圖中係以「+」 ^♦^某晝素之畫素電極6，並將相反極性之 316763 8 1291160 弟2視訊信號電壓*v(在第2圖中係以 :::二該晝素鄰接之畫素的畫素電極6。如^ 電壓。纟右相鄰的所有晝素均供給相反極性的視訊信號 °σ或。汲極線5係經由接觸孔而將且有互5 極性之第！視訊信號電壓V 味、有互為相反 單位之畫素區域，並與對向電二；極成作為顯示 經由TFT 9傳送之視心由從祕線5 、心祝唬電壓从、*从而 閑極線7係由間極驅動器3所選擇’若夜曰;^極。 GV時’職所連接之TFT 9導=號 心 <系於與間極線7相同之層，―:)二弟1補助電容線 補助恭六+扛，Λ 肢形成於與列方向並列的' 社第7補的第1補助電容予以相互連 對於第1補助電容線8a及第2補 後述所示，從SC驅動器16施加藉=線处，係如 電容線肺反轉之互為相反純u電;^序而使該等 與信號供給電路所構成。 f扣（shlft reglster) TFT9係為只有在電㈣加於閘極電極9§時，才會使 316763 9 1291160 編從源極區域9s至没極區域心方向或是從麻 域9d至源極區域9s之方向之住一古a _ Λ 万向’流動於位於閘極 =9g之正下方之半導體層的通道區域中之開關元件。第 補助電容1〇a及第2補助電容1〇b係將從没極線5經由 T 9供給之視訊信號電壓v、、產生之電荷予以保持 = 期間’以補充液晶電容i 2之電荷的損耗。對 =對向琶極U係施加固定的對向電極電位^⑽，並❹ =至晝素電極6之視訊信號電壓v“v而與晝素電極6 液晶。所謂液晶電容12之電荷係指液晶所保持之 ^及極線5經由TFT 9所供給之視訊信號 、* 生之電荷。1座 ^而’由於液晶電容12所保持之電荷會因為爪9 而容=rf)動作!的漏流或因為來自液晶令雜質的漏流 10b Pfr^i±因此藉由第1補助電容10a及第2補助電容 斤保持的電荷來補充電荷。 >接著說明設於顯示面板】之外部的驅動⑶2〇。從外 3比視矾信號，係經由極性切換開關2 1，產生第 號=壓V與相反極性之第2視訊信號電壓* v。此 # 5虎免壓V與相反極性之第2視訊信號電壓*v 係依母-水平期間而反轉極性。 22，而第2 視訊信號電壓V係經由第1輸出緩衝器 輸出祖視訊信號電壓*V係經由第2輸出緩衝器23而 2。 、彳§號配線，並供給至顯示面板1之汲極驅動器 ]〇 316763 1291160 高電位SCH產生用的電位產生 此外，24 該高電位8〇^俜疏出詠 ！土印日v电位產生源，而 位srr以 工由輪出緩衝器25而輸出。26係為低電 位SCL產生用沾中^ ^ 出緩衝器27而：出=等生 給至sc驅動器16。〜寺问琶位SCH及低電位SCL係供 該電：:::：電極電位V_產生用之電位產生源，而 輸出缓衝：2/出緩衝器29而輸出。分別由帛1及第2 對於…於:、Γ輸出之高電位SCH、低電位SCL，相 相反：：Γ衝為29輪出之對向電極電位％_具有互為 =。由於該等高電位SCH、低電位SCL及對向電極 降低。為直流電位，因而使驅動LSI 20的消耗電力 脈信=_LSI2〇係產生水平啟動信號STH、水平時 sc 垂直啟動信號STV、垂直時脈信號CKV、 示面=划時脈CKVSCf各種控制時脈，並供給至顯 入有述之主動矩陣型顯示裝置中，雖於驅動LSI20輸 信號二二訊：號’然而亦可取而代之改為輸入數位視訊 JU亚守5亥k號轉換成類比視訊信號。第5 11 # A If # 主動矩陣型m之方塊種 衣置之方塊甩路圖。仗外部輸入之數位視 於=:反轉處理電路61而施以信號處理，俾使該信 二X寻望子數位視訊信號係分別輸入至D /類比轉換事63,並轉換成作為類比視訊信= 31676： 11 .1291160 ^ 視訊信號電壓V與相反極性之第2視訊信號電壓*v。 再者，第1視訊信號電壓V係經由第1輸出緩衝器 .22 ’而第2視訊信號電壓*v係經由第2輪出緩衝器23， 、·二輪出至一對信號配線，並供給至顯示面板丨之汲極驅動 2。至於其他構成則與第}圖之主動矩陣型顯示裝置相 _ 同0 接著說明上述之主動矩陣型顯示裝置之驅動方法。第 6圖為表示顯示面板之各信號的相關關係之時序圖。此係 表不在垂直啟動信號STV與閘極信號Gv、 S 丁Η與水平日„爾哪、以及w補助電容線^力^ 位SCa與第2補助電容線8b之電位SCb中之電壓變化之 時序。 口首先在垂直啟動彳5號S TV的脈衝升起之後，閘極信 號GV1的脈衝即升起，將閘極信號_供給至第丄列白; 間極線7，而使連接至該閘極線7之TFT 9導通（⑽)。缺後， 水钱動信號STH的脈衝即升起，而㈣極信號_供 第1列之閘極線7的期間中，與水平時脈信號CKH 6、脈衝同步’亚猎由沒極驅動器2依序選擇沒極線5，且 :序將第i及第2視訊信號電壓v、* v經由τ f T 9施加至 旦素電極6、以及第1補助電容⑽與第2補助電請。 第職信號電壓V係施加於第i晝素⑽之晝素電 :二/ 1補助電容1〇'及第1寄生電容…，而第2視訊 =電壓*v則施加於第2晝素⑽之畫素電極6、第2 補助電容10b及第2寄生電容15b。 316763 12 1291160 再者’若視訊信號電壓V、*V施加至所有的汲極線5 時，則間極信號GV1即不再供給至第！列的閉極線7,而 連接至該閑極線7之TFT 9即成為不導通（〇ff)。然後，間 極信號GV2、閘極信號GV3的脈衝將依序升起，並依此^ 式分別對於第2列的開極線7施加間極信號奶 2 3列的閘極線7施加閘極信號Gv ' 進行。 而上述的動作將重複 當連接至閘極線7之TFT 9為不導 信號GV未供給至開極線7之期間 二、’：咖 下降後而閘極信號GV2為升 ’’極信號GV1 電容線h之電位SCa、以及” ’使第1補助 ... c ^ 及弟2補助電容線8b之電位srh 的極性反轉。亦即，藉 SCb 線8a之電位SCa㈣㈣杰16,使第Ϊ補助電容 SCL，反之則使第2補;^成從南電位SCii變化至低電位 電位scL變化至高電位：谷㈣之電位SCb控制成從低 ，㈣2補助電容線：=補助電編， 行而以1圖框周期進行。 SCb的極性反轉係依各 再者，隨著該補助電 ▲ 極的電位（以下稱為晝 、"、电位變化AVsc，畫素電 及第1寄生電容l5a、了位Vp) W因為第1補助電容10a 15b之電容與畫素電極6 2補助電容10b及第2寄生電容 負電位方向，而進行像點的結合而變化成正電位方向或是 供給至所有的閘極線7日士反轉驅動。再者，將閘極信號Gv 度升起，而閘極信號了垂直啟動信號STV的脈衝即再 v則與該升起同步而供給至第i列 316763 13 1291160 的閘極線7 ’並重複進行同樣的動作。 因此，1圖框期間所顯示的情況 _ 對第1列的線係對於各晝素依+〜θ所示’針 為相反極性的視訊信號，而在第2列的線：::施加互 列的線則係對於各畫素依+ — +〜、^ σ唬，至於第3 反極性的視訊信號，藉由重複 、、序苑加互為相 動。 步n進行像點反轉驅 第7圖為表示本實施形態之顯 圖，其係顯示第動方，的信 補料谷線此之電位SCb之極性反轉前後 = 與弟2畫素GS2之晝素電位％的變化情、兄旦。GS1 =極信號GV1 T降至低位準之後 補=係顯示 一即從3.15V反轉成。V，而 二8a之 電位SCb則從〇v反轉成3 i5v之情兄。南助电谷線外之 =此電麵匕抓而由“述的電容結 -GS1的晝素電壓％相對於 件 ::變化成負電位方向，且使得第==電位 yp相對於固定的對向電極電"_^=，素電 向。 m义化成正電位方 如此一來，依據本實 即可提昇顯示。所 猎由進仃像點反轉驅動 第2視訊信號電V;;:：:!訊信號設為2相的第！及 圖所示，將該等信號，，早相的信號，因而可如第8
，儿电i反轉周期設為1水平期間（1H 336763 34 1291160 期間)’且減輕驅動LSI 20側之負載而實現低消耗電力化。 相對此將視訊信號設為單相信號之情況則如第$圖所 不，為了忐夠使像點反轉驅動，必須依各畫素（各像點）在1 水平期間岐視訊信號高速反轉，故將增加驅動 的消耗電力。 並且，㈣本實施形態，g丄及第2視訊信號電壓V、 之複合信號之動態範圍係如第7圖所示，由於
=2視訊信號電壓v、*v之各個動態範圍設為相等(例 力2夕5V) ’因此藉此亦可降低驅動LSI 2(M則的消耗電 v ::以此為限，只要將第1及第2視訊信號電壓 ，二信號之動態範圍設定成較第1及第2視訊信 ^电垄V、*v之各個動態範圍的和更 電力的功效。 1 /、百k低肩耗 另外，在本實施形態中 $户丨/丁、/1守 *v供給至顯示面板i，然而並不以^目為 的：二i:Ls"〇側產生4相、6相、8相等偶數相 視心4: 給至顯示面板^例如，產生4相的 =·柄，係將第i及第3視訊信_ νι 同極性的信號，並將第2及第4視訊信號電壓 二: 為與该等相反極性的信號。然後:叹 、、肖耗二 之順序供給至各晝素，同樣可進行低 右耗a力的像點反轉驅動。 氐 接著參照圖式說明本發明第 型顯示裝置。第: 开，態之主動矩陣 ΕΗτ'為该主動矩陣型顯示裝置之方塊電 316763 】5 1291160 路圖，第π圖係該主動矩 區域的模式圖。 土颂不衣置之顯示面板之晝素 第1男、施形態雖係有闕白-置者，然而本Μ 頒不之主動矩陣型顯示裝 之複數色之主於可顯示如本實施型態 ^在此主動矩陣型顯示裝置中，係將RCR二盾多沾、目七 仏號供給至驅動用LSI 4 '、、 一 ’、 、$ δί1 八w a η …、後，在驅動用LSI 40内，係 ;14;:三原色的視訊信號對應，而設有極性切峨 輪出:二::以及將該等開關之各個輸出予以放一 及=t ’針對R色（紅色）’可獲得視訊信號電壓SR以 相反極性的*SR，針對G色（綠色），可獲得視訊 k唬琶壓SG以及與其為相反極性的*s(5，針對B色（藍 色）’可獲得視訊信號電廢SB以及與其為相反極性的*沾二 ^卩m的視訊信號’以對向電極電位Vc〇m為基 產生使極性反轉之2相的視訊信號。 曰再者，該等視訊信號電壓係經由6條信號配線，供給 至顯示面板51之汲極驅動器32。如第1〇圖所示，在顯示 面板51之顯示區域34係依RGB之順序而配置有與rgb 二原色對應之晝素。再者，汲極驅動器32係對於相鄰接之 R色的晝素，依序施加互為相反極性之視訊信號電壓sr、 *SR。同樣地，汲極驅動器32係對於鄰接之G色的書素依 序施加互為相反極性之視訊信號電壓SG、*SG，並對於鄰 接之B色之晝素依序施加互為相反極性之視訊信號電壓 316763 16 1291160 SB、*SB ° 猎此，在全衫的主動矩陣型顯示裝置中， ί驅動。而且’與各色對應之視訊信號丄::行像點反 怨完全相同，由於將 〜、與第1實施形 由％將该k號之反轉周期今 因此減輕驅動LSI 4η / , σ為1水平期間， 〇側之負載而實現低洁釭干丄 者，由於與各色對應 耗电力化。再 形態完全同樣設定為^1奴動悲範圍亦與第！實施 側之負載而實現低消耗電力化。 減輪驅動LSI 40 > 如此，依據第丨 轉驅動方式之低开八怒’即可實現兼具線反 質之南性能的主動矩陣型顯示裝置。 動之―品
20 4另η外’在上述第1及第2實施形態中，雖將纪動LSI
2〇、40設於顯示面板j、$ 隹將驅動LSI
2〇、4〇内藏於顯示面…而之外和然而亦可將驅動W 之開關元件，：而二雖採用加作為各畫素 1 丁 杰而该 TFT 亦可以早夕曰a / silic〇n)TFT，或亦可為 夕日日矽（poly- 者，不以TFT為限，亦 再 關元件。 TFD(thlnfllmdl()de)作為開 【圖式簡單說明】 :圖係為本备明之第1實施形態之主動矩陣型顯示 衣置之電路方塊圖。 第一圖ί丁、本發明之第J實施形態之主動矩陣型顯示穿 置之顯示面板之晝素區域之模式圖。 1 第3圖i丁、本發明之第丨實施形態之主動矩陣型顯示裳 316763 17 1291160 置之顯示面板之顯示區域之圖案圖。 $圖係第2圖所不之顯示區域之等效電路圖。 第5圖係本發明 ^ & 弟1貫施形悲之主動矩陣型顯示裝 置之另一電路方塊圖。 咏 α彳°號的相關關係之時序圖。 陣型二:=(b)為表示本發明之第1實施形態之主動矩 陣”不夺、置之驅動方法之信號波形圖。 第8圖為表示本發奋& 干壯罢+ 月之弟1貝施形悲之主動矩陣型顯 不以之驅動方法之信號波形圖。 第9圖為表示本發明 示聚置之r動方、“ 恶之主動矩陣型顯 置之驅動方法之信號波形圖。 弟10圖係本發明之筮^^ & 詈夕+ 之乐2貝轭形悲之主動矩陣型干奘 置之電路方塊圖。 干主4不衣 弟11圖係本發明之裳9每 置之Μ之主動料型顯示裝 ”、、貝不面板之晝素區域之模式圖。 第12圖為表不習知例之主動矩陣型顯示穿w +去 方法之信號波形圖。 平員不衣置之驅動 【主要元件符號說明】 1 2 4 6 8a
沒極驅動器 顯示區域 晝素電極 第1補助電容線 TFT 3 5 7 8b 顯示面板 閘極驅動器 >及極線 問極線 第2補助電容線 316763 18 9 1291160 ^ 10a 11 15a 16 * 21 '23 24 25 • 26 27 28 29 40 51 10b 第2補助電容 12 液晶電容 15b 第2寄生電容 20 驅動LSI 22 苐1輸出緩衝 之電位產生源 第1補助電容 對向電極 第1寄生電容 SC驅動器 極性切換開關 第2輸出緩衝器 高電位SCH產生用 輸出緩衝器 :電位SCL產生用之電位產生源 輪出緩衝器 =向電極電位Vcom產生用之電位產生源 :出緩衝器、 34顯示區域 43 極性切換開關 ，動 LSI 41、42 顯示面板
316763 19

Claims (1)

  1. 第94105734號專利申請案 (96年8月21曰） 1291160 十、申請辠利範圍： L種主動矩陣型頌示裝置，係具備：衫年❸月日修(更)正本 配列成矩陣之複數個晝素； 一™—一一――― 將具有第1極性與第2極性之複數相視訊信號輪出 至預定之共通電位的信號處理電路；以及 以分別將具有前述第1極性之視訊信號與具有前述 第2極性之視訊信號供給至相互鄰接之第丨晝素與第2 晝素之方式進行控制之驅動電路， —而前述複數相視訊信號之動態範圍係較具有前述 乐1極性之視訊信號與具有前述第2極性之視訊信號之 個別的動態範圍之和更小。
    項之主動矩陣型顯示裝置，其中， 之動態範圍係與具有第1極性之視 2極性之視訊信號之動態範圍栢
    並以預定周期使其電 項之主動矩陣型顯示裝置，其中， 示裝置，其中 4項中任一項之主動矩陣型 具備：分別配置於前述複數個每一 極；分別配置於前述複數個每一書 與各列之前述晝素電極對應配置， 位變化之第1及第2補助電容線； J16763修正本 20 1291160 第94105734號專利申請案 (96年8月21曰） 以及由前述第1或第2補助電容線之任一者與前述補助 電容電極相對向而構成之第1及第2補助電容。 6.如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之主動矩陣型 顯示裝置，其中，前述共通電位係為直流電位。 21 316763修正本
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