TWI546796B - 驅動裝置及顯示裝置 - Google Patents

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柳俊洋
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高橋和樹
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Description

驅動裝置及顯示裝置
本發明係關於一種驅動裝置及顯示裝置。
近年來，於電子書籍終端、智慧型手機、行動電話、PDA(Personal Digital Assistant，可攜式資訊終端)、膝上型個人電腦、掌上型遊戲機、汽車導航裝置等各種資訊終端中，多利用液晶顯示裝置等相對薄型之顯示裝置。在此種顯示裝置中，使消耗電力下降、或使顯示畫質提高成為共通之課題。因此，先前，關於顯示裝置，研究有以解決此種課題為目的之各種技術。
例如，作為用以使顯示畫質提高之技術，可列舉提高更新速率(refresh rate)之方法。例如，於顯示動態圖像時，藉由將更新速率自「60Hz(即，60fps)」提高至「120Hz(即，120fps)」，而可表現更流暢之變動，並且可抑制閃爍等顯示異常之發生。
然而，隨著更新速率提高，相應地顯示面板之掃描次數會增加，故而會使消耗電力增加。因此，於相較於顯示畫質之提高更重視消耗電力之降低之情形時，相反地存在使用降低更新速率等技術之情形。
例如，於下述專利文獻1中揭示有如下技術：於易於產生假輪廓時或該假輪廓明顯之影像顯示時，積極地使更新速率高速化而改善畫質，於不易產生假輪廓之情形或即便產生亦不明顯之影像之情形時， 積極地降低更新速率而實現低消耗電力化。
另一方面，已知於液晶顯示裝置中，若相對於液晶之回應時間的寫入時間較短，則會使其電壓保持率下降，結果會導致對比度下降。特別是近年來，顯示面板之高解析度化顯著，隨之相對於各掃描線之寫入時間縮短，故而易於產生此種問題。
因此，為了解決此種問題，於下述引用文獻2中揭示有如下技術：藉由使用雙線同時驅動法(雙重掃描式)對各掃描線進行2次寫入，而提高液晶之電壓保持率。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本公開專利公報「日本專利特開2010-145810號公報(公開日：2010年7月1日)」
[專利文獻2]日本公開專利公報「日本專利特開平10-96893號公報(公開日：1998年4月14日)」
(先前之顯示裝置之更新速率之變更例)
此處，參照圖5說明先前之顯示裝置之更新速率之變更例。圖5係表示先前之顯示裝置之更新速率之變更例之圖。
圖5(a)~(c)係表示訊框期間之構成及各訊框期間內之各閘極信號線之驅動脈衝之脈衝波形者。其中，圖5(a)表示通常驅動時。又，圖5(b)表示更新速率之變更時(通常驅動時之1/2)。又，圖5(c)表示更新速率之變更時(通常驅動時之1/3)。
另一方面，於圖5(a)~(c)中，Vsync表示每個訊框期間內產生之垂直同步信號之脈衝波形。又，Vg(0)表示第1列(最前列)之閘極信號線之驅動脈衝之脈衝波形。又，Vg(m)表示第m列之閘極信號線之驅 動脈衝之脈衝波形。繼而，Vg(M)表示第M列(末尾列)之閘極信號線之驅動脈衝之脈衝波形。
於該圖5中，表示如下之例，即，藉由利用先前之顯示裝置設置不掃描複數根閘極信號線之訊框期間(以下，表示為「暫停期間」)，而變更顯示面板之更新速率。
例如，於先前之顯示裝置中，在通常驅動時(即，利用基準之更新速率驅動顯示面板時)，如圖5(a)所示般，連續設置有複數個掃描複數根閘極信號線之訊框期間(以下，表示為「掃描期間」)。例如，於通常驅動時之更新速率為60Hz之情形時，連續設置每秒鐘60次之掃描期間。
繼而，先前之顯示裝置於更新速率變更時，將一部分訊框期間變更為暫停期間。例如，於將更新速率自60Hz變更為30Hz之情形時，如圖5(b)所示般，交替地設置1個掃描期間與1個暫停期間，且以使掃描期間與暫停期間之比為1：1之方式，將更新速率變更前之複數個訊框期間中之相當之訊框期間自掃描期間變更為暫停期間。藉此，每秒鐘之掃描次數變為30，顯示面板之更新速率自60Hz變更為30Hz。
同樣地，於將更新速率自60Hz變更為20Hz之情形時，如圖5(c)所示般，交替地設置1個掃描期間與2個暫停期間，且以使掃描期間與暫停期間之比成為1：2之方式，將更新速率變更前之複數個訊框期間中之相當之訊框期間自掃描期間變更為暫停期間。藉此，每秒鐘之掃描次數變為20，顯示面板之更新速率自60Hz變更為20Hz。
如此，藉由設置暫停期間而變更更新速率，藉此可使顯示面板之掃描期間短時間化，因此相較於藉由調整掃描期間之長度來變更更新速率之情況，可削減消耗電力。
此處，如圖5(a)~(c)所示般，於更新速率變更前後，各閘極信號 線之驅動期間(施加有接通(ON)電壓(Hi位準電壓)之期間)之長度未產生變化。相對於此，於更新速率變更前後，各閘極信號線之非驅動期間(上述驅動期間以外之期間，施加有斷開(OFF)電壓(Lo位準電壓)之期間)之長度發生變化。
例如，於圖5(a)~(c)所示之例中，無論更新速率如何，各閘極信號線之驅動脈衝之脈衝數皆為「1」，且其脈衝寬度亦保持固定。
相對於此，例如，於將更新速率變更為1/2(例如，自60Hz變更為30Hz)之情形時，由於以使掃描期間與暫停期間之比成為1：1之方式，交替地設置1個掃描期間與1個暫停期間，故而各閘極信號線之非驅動期間之長度延長至相當於2個暫停期間(例如，2/60秒)。
又，於將更新速率變更為1/3(例如，自60Hz變更為20Hz)之情形時，由於以使掃描期間與暫停期間之比成為1：2之方式，交替地設置1個掃描期間與2個暫停期間，故而各閘極信號線之非驅動期間之長度延長至相當於3個暫停期間(例如，3/60秒)。
如此，於採用藉由設置暫停期間而變更更新速率之構成之情形時，在先前之顯示裝置中，伴隨著更新速率之變更，各閘極信號線之驅動期間之長度與非驅動期間之長度之占空比(以下，表示為「ON/OFF比率」)會產生變動。特別是近年來，伴隨著像素之開關元件之OFF特性之提高，可使暫停期間長時間化，故而變得易於產生此種ON/OFF比率之變動。
又，如上述專利文獻2所記載般，僅增加對於各閘極信號線之掃描時之寫入次數，各閘極信號線之ON/OFF比率仍會產生變動。
繼而，此種ON/OFF比率之變動會導致構成各像素之開關元件之閾值電壓變動。
各像素之開關元件於使其開關元件以預先規定之ON/OFF比率進行動作時，設計為以預先規定之ON電壓及OFF電壓進行動作。因 此，如上所述，若大幅變更顯示面板之更新速率，或增加對於各閘極信號線之掃描時之寫入次數，則各開關元件之ON/OFF比率亦會大幅變更，由此，各開關元件之閾值電壓會產生偏差。其結果，各開關元件變得無法以預先規定之ON電壓及OFF電壓進行動作。
(開關元件之閾值電壓之變動)
此處，參照圖6及表1，對因開關元件之ON/OFF比率之變動而導致其閾值電壓產生變動之例進行說明。圖6係表示使用於顯示面板之像素中之開關元件之特性之圖。表1係針對顯示面板之每個圖像解析度表示開關元件之ON/OFF比率與閾值電壓Vth之穩定度之表。此時之驅動方法係未使用暫停驅動之例。
如表1所示般，於將某個開關元件使用於VGA尺寸(640×480像素)之顯示面板之情形時，該開關元件之ON/OFF比率成為「0.17%」。在於該情形時，以於表1中將上述閾值電壓Vth之穩定度表示為「◎」之方式，可使開關元件正常地進行動作。
例如，如圖6所示般，於施加有特定之電壓Vgh時，於ON狀態下穩定，於施加有特定之電壓Vgl之情形時，於OFF狀態下穩定。即，可知該開關元件於使用於如其ON/OFF比率成為「0.17%」之顯示面板之情形時，利用上述電壓Vgh及上述電壓Vgl而穩定地進行動作。
另一方面，如表1所示般，如XGA尺寸(1024×768像素)、FHD尺寸(1920×1080像素)、QXGA尺寸(2048×1536像素)、QFHD尺寸(3840×2160像素)、8K4K尺寸(7680×4320像素)般，隨著顯示面板之圖像解析度提高，上述ON/OFF比率係如「0.11%」、「0.08%」、「0.05%」、「0.04%」、「0.02%」般依序變小。
於該情形時，如圖6所示般，隨著上述ON/OFF比率變小，上述閾值電壓Vth向低電壓側偏移。若該偏移量較大，則開關元件會變得無法正常地進行動作。例如，若上述ON/OFF比率變為「0.08%」以下，則在表1中以將閾值電壓Vth之穩定度表示為「△」或「×」之方式，無法使開關元件正常地進行動作。
例如，無論是否施加有上述電壓Vgl，皆會產生開關元件不會自ON狀態切換為OFF狀態等不良情況。
此種由ON/OFF比率之下降所導致之開關元件之動作異常不僅於提高顯示面板之圖像解析度之情形時產生，如參照圖5所說明般，於藉由更新速率之變更而變更掃描期間與暫停期間之比之情形時亦可能產生。
本發明係鑒於上述問題而完成者，其目的在於提供一種難以產生伴隨顯示面板之更新速率變更之開關元件之動作異常的顯示裝置。
為了解決上述課題，本發明之驅動裝置之特徵在於：其係驅動具有複數個像素之顯示面板者，且包括：更新速率變更機構，其藉由分別設定掃描期間與暫停期間，而變更上述顯示面板之更新速率，上述掃描期間係依序掃描上述顯示面板所具有之複數根閘極信號線，上述暫停期間係暫停上述複數根閘極信號線之依序掃描；及驅動量控制機構，其根據上述掃描期間與上述暫停期間之比，控制於上述掃描期間內驅動各閘極信號線之驅動時間。
根據本發明，根據顯示面板之更新速率之變更，可將各開關元件之ON/OFF比率調整為適當者。藉此，可抑制開關元件之閾值電壓之偏移。由此，可提供一種難以產生伴隨顯示面板之更新速率變更之開關元件之動作異常的顯示裝置。
1‧‧‧顯示裝置
2‧‧‧顯示面板
10‧‧‧顯示驅動電路(驅動裝置)
12‧‧‧時序控制器
14‧‧‧掃描線驅動電路
15‧‧‧更新速率變更部(更新速率變更機構)
16‧‧‧信號線驅動電路
18‧‧‧共用電極驅動電路
20‧‧‧驅動量控制部(驅動量控制機構)
28‧‧‧電源生成電路
30‧‧‧系統側控制部
G‧‧‧閘極信號線
Id‧‧‧電流量
S‧‧‧源極信號線
Vg‧‧‧電壓值
Vg(0)‧‧‧脈衝波形
Vg(m)‧‧‧脈衝波形
Vg(M)‧‧‧脈衝波形
Vgl‧‧‧電壓
Vgh‧‧‧電壓
Vsync‧‧‧脈衝波形
圖1係表示實施形態1之顯示裝置之整體構成之圖。
圖2(a)-(c)係表示實施形態1之顯示裝置之更新速率之變更例、及各閘極信號線之驅動期間之長度之控制例的圖。
圖3(a)-(c)係表示實施形態2之顯示裝置之更新速率之變更例、及各閘極信號線之驅動期間之長度之控制例的圖。
圖4係表示包含使用氧化物半導體之TFT在內之各種TFT之特性之圖。
圖5(a)-(c)係表示先前之顯示裝置之更新速率之變更例之圖。
圖6係表示使用於顯示面板之像素中之開關元件之特性之圖。
(實施形態1)
以下，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。首先，對本發明之實施形態1進行說明。
(顯示裝置之構成)
首先，參照圖1，對實施形態1之顯示裝置1之構成例進行說明。圖1係表示實施形態1之顯示裝置1之整體構成之圖。
如圖1所示般，顯示裝置1包括顯示面板2、顯示驅動電路10、及電源生成電路28。其中，顯示驅動電路10包括時序控制器12、掃描線驅動電路14、信號線驅動電路16、及共用電極驅動電路18。
該顯示裝置1係於電子書籍終端、智慧型手機、行動電話、 PDA、膝上型個人電腦、掌上型遊戲機、汽車導航裝置等中作為用以顯示各種資訊之顯示裝置而搭載者。於本實施形態中，採用主動矩陣型之液晶顯示裝置作為顯示裝置1。因此，本實施形態之顯示面板2係主動矩陣型之液晶顯示面板，上述其他構成要素係以驅動此種液晶顯示面板之方式構成。
(顯示面板)
顯示面板2包含複數個像素、複數根閘極信號線G、及複數根源極信號線S。
複數個像素係配設成包含複數個像素行及複數個像素列之所謂之格子狀。
複數根閘極信號線G係並排設置於像素行方向(沿像素行之方向)上。複數根閘極信號線G之各者相對於複數個像素列中之對應之像素列之各個像素電性連接。
複數根源極信號線S係並排設置於像素列方向(沿像素列之方向)上，且任一者皆與複數根閘極信號線G之各者正交。複數根源極信號線S之各者相對於複數個像素行中之對應之像素行之各個像素電性連接。
在圖1所示之例中，於顯示面板2中，對應於設置有以N行×M列配設之複數個像素，而設置有N根源極信號線S、及M根閘極信號線G。
(掃描線驅動電路)
掃描線驅動電路14依序選擇複數根閘極信號線G而進行掃描。具體而言，掃描線驅動電路14依序選擇複數根閘極信號線G，並對所選擇之閘極信號線G供給用以將該閘極信號線G上之各像素所具備之開關元件(TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體))切換為ON之ON電壓。
(信號線驅動電路)
信號線驅動電路16在閘極信號線G經選擇之期間，對該閘極信號線G上之各像素，自對應之源極信號線S供給與圖像資料相對應之源極信號。若具體進行說明，則信號線驅動電路16基於所輸入之影像信號，算出應輸出至所選擇之閘極信號線G上之各像素之電壓之值，並將該值之電壓自源極輸出放大器(省略圖示)向各源極信號線S輸出。 其結果，對所選擇之閘極信號線G上之各像素供給源極信號，而寫入該源極信號。
(共用電極驅動電路)
共用電極驅動電路18對設置於複數個像素之各者上之共用電極供給用以驅動該共用電極之特定之共用電壓。
(時序控制器)
於時序控制器12中，自外部(於圖1所示之例中，雖設為系統側控制部30，但並不限定於此)輸入影像信號及控制信號。此處所謂之影像信號包含時脈信號、同步信號及圖像資料信號。又，控制信號中可能包含更新速率之變更指示。而且，時序控制器12按照該影像信號及控制信號，如圖1中以實線箭頭所示般，對各驅動電路輸出用以使各驅動電路同步進行動作之各種控制信號。
例如，時序控制器12對掃描線驅動電路14供給閘極起始脈衝信號、閘極時脈信號GCK、及閘極輸出控制信號GOE。掃描線驅動電路14若接收到閘極起始脈衝信號，則開始複數根閘極信號線G之掃描。 繼而，掃描線驅動電路14按照閘極時脈信號GCK及閘極輸出控制信號GOE，對各閘極信號線G依序供給ON電壓。
又，時序控制器12對信號線驅動電路16輸出源極起始脈衝信號、源極鎖存選通信號、及源極時脈信號。信號線驅動電路16基於源極起始脈衝信號，將所輸入之各像素之圖像資料按照源極時脈信號儲 存於暫存器中，並按照接下來之源極鎖存選通信號，而對各源極信號線S供給與圖像資料相對應之源極信號。
(電源生成電路)
電源生成電路28係自從外部(於圖1所示之例中，雖設為系統側控制部30，但並不限定於此)供給之輸入電源中生成掃描線驅動電路14、信號線驅動電路16、及共用電極驅動電路18所需之電壓之各者。 繼而，如圖1中以虛線箭頭所示般，電源生成電路28對掃描線驅動電路14、信號線驅動電路16、及共用電極驅動電路18之各者供給所生成之電壓。
(顯示裝置1之進一步之功能)
此處，對顯示裝置1所具備之進一步之功能進行說明。顯示裝置1進而包括更新速率變更部15及驅動量控制部20。於圖1所示之例中，更新速率變更部15及驅動量控制部20雖包含於時序控制器12，但並不限定於此，亦可包含於時序控制器12以外之電路等。
(更新速率變更部15)
更新速率變更部15變更顯示面板2之更新速率。所謂更新速率係表示覆寫顯示面板2之顯示之頻度者。例如，於更新速率為「60Hz」之情形時，1秒鐘覆寫60次顯示面板2之顯示(即，1秒鐘顯示60個訊框)，於更新速率為「30Hz」之情形時，1秒鐘覆寫30次顯示面板2之顯示(即，1秒鐘顯示30個訊框)。
一般而言，於顯示面板中，更新速率越高，則顯示畫質越好，另一方面，覆寫之頻度越高，故而消耗電力升高。因此，存在如下情形：例如，於在顯示動態圖像之情形、或選擇高畫質模式之情形等時優先顯示畫質之情形時，將更新速率設定得較高，於在顯示靜止圖像之情形、或選擇低消耗電力模式之情形等時優先低消耗電力之情形時，將更新速率設定得較低。
於本實施形態中，顯示裝置1自外部裝置(例如，系統側控制部30)接收更新速率之變更指示。據此，更新速率變更部15變更更新速率。
若變更顯示面板2之更新速率，則顯示裝置1之各部按照來自時序控制器12之各種控制信號，以使顯示面板2以變更後之更新速率進行顯示動作之方式，驅動顯示面板2。
(驅動量控制部20)
驅動量控制部20根據決定顯示面板2之更新速率之掃描期間與暫停期間之比，而控制供給至各閘極信號線G之電荷量。
具體而言，驅動量控制部20係針對複數根閘極信號線G之各者，以使該閘極信號線G之ON/OFF比率(驅動期間之長度與非驅動期間之長度之占空比)保持為固定之方式，控制供給至各閘極信號線G之電荷量。尤其是本實施形態之驅動量控制部20藉由控制各該閘極信號線G之驅動期間之長度，而控制供給至各閘極信號線G之電荷量。
此處所謂之閘極信號線G之驅動期間係指對該閘極信號線G施加有ON電壓(Hi位準電壓)之期間。另一方面，所謂閘極信號線G之非驅動期間係指上述驅動期間以外之期間，即，對該閘極信號線G施加有OFF電壓(Lo位準電壓)之期間。
(更新速率之變更例及驅動期間之長度之控制例)
以下，參照圖2，說明實施形態1之顯示裝置1之更新速率之變更例、及各閘極信號線G之驅動期間之長度之控制例。圖2係表示實施形態1之顯示裝置1之更新速率之變更例、及各閘極信號線G之驅動期間之長度之控制例的圖。
圖2(a)~(c)係表示訊框期間之構成、及各訊框期間內之各閘極信號線G之驅動脈衝之脈衝波形者。其中，圖2(a)表示通常驅動時。又，圖2(b)表示更新速率之變更時(通常驅動時之1/2)。又，圖2(c)表 示更新速率之變更時(通常驅動時之1/3)。以下，設為通常驅動時之更新速率為60Hz而進行說明。
另一方面，於圖2(a)~(c)中，Vsync表示每個訊框期間內產生之垂直同步信號之脈衝波形。又，Vg(0)表示第1列(最前列)之閘極信號線G之驅動脈衝之脈衝波形。又，Vg(m)表示第m列之閘極信號線G之驅動脈衝之脈衝波形。繼而，Vg(M)表示第M列(末尾列)之閘極信號線G之驅動脈衝之脈衝波形。
(更新速率：通常驅動時)
如圖2(a)所示般，於通常驅動時(即，更新速率為60Hz之情形)之情形時，未設置暫停期間，而連續設置有複數個掃描期間。於各掃描期間內，各閘極信號線G之驅動脈衝之脈衝數為「1」。即，各閘極信號線G之驅動期間之長度相當於「1」脈衝，各閘極信號線G之非驅動期間之長度相當於「1」訊框期間(即，1/60秒)。即，各閘極信號線G之ON/OFF比率為「1：1」。
(更新速率：通常驅動時之1/2)
如圖2(b)所示般，於更新速率變更為通常驅動時之1/2(即，30Hz)之情形時，以使掃描期間與暫停期間之比成為1：1之方式，交替地設置1個掃描期間與1個暫停期間。
藉此，各閘極信號線G之非驅動期間之長度延長至相當於「2」訊框期間(即，2/60秒)。據此，各閘極信號線G之驅動脈衝之脈衝數藉由驅動量控制部20之控制而增加至「2」。即，各閘極信號線G之驅動期間之長度變更為相當於「2」脈衝。藉此，各閘極信號線G之ON/OFF比率係與更新速率之變更前相同，保持為「1：1」。
(更新速率：通常驅動時之1/3)
如圖2(c)所示般，於更新速率變更為通常驅動時之1/3(即，20Hz)之情形時，以使掃描期間與暫停期間之比成為1：2之方式，交替 地設置1個掃描期間與2個暫停期間。
藉此，各閘極信號線G之非驅動期間之長度延長至相當於「3」訊框期間(即，3/60秒)。據此，各閘極信號線G之驅動脈衝之脈衝數藉由驅動量控制部20之控制，而增加至「3」。即，各閘極信號線G之驅動期間之長度變更為相當於「3」脈衝。藉此，各閘極信號線G之ON/OFF比率係與更新速率之變更前相同，保持為「1：1」。
總之，顯示裝置1於掃描期間與暫停期間之比為1：0之情形(60Hz之情形)時，將上述脈衝數設為「1」，於掃描期間與暫停期間之比為1：1之情形(30Hz之情形)時，將上述脈衝數設為「2」，於掃描期間與暫停期間之比為1：2之情形(20Hz之情形)時，將上述脈衝數設為「3」。顯示裝置1既可將如此根據上述比而應用之上述脈衝數預先與上述比建立關聯而儲存於記憶體等中，亦可於每次變更上述比時算出上述脈衝數。
(效果)
如此，本實施形態之顯示裝置1(更新速率變更部15)採用如下構成：藉由設置暫停各閘極信號線G之掃描之暫停期間，而降低顯示面板2之更新速率。
若以此方式變更更新速率，則會變更掃描期間與暫停期間之比，但本實施形態之顯示裝置1根據該變更，而變更各閘極信號線之驅動脈衝之脈衝數，藉此可將各閘極信號線G之ON/OFF比率保持為固定。藉此，本實施形態之顯示裝置1可抑制開關元件之閾值電壓之偏移。
特別是，本實施形態之顯示裝置1由於採用藉由變更產生之上述脈衝數而將上述ON/OFF比率保持為固定之構成，故而可利用簡單之構成而抑制成本，並且控制上述ON/OFF比率。
(實施形態2)
其次，參照圖3，對本發明之實施形態2進行說明。於實施形態1中，藉由控制各閘極信號線G之驅動脈衝之脈衝數，而控制各閘極信號線G之驅動期間之長度。於該實施形態2中，對藉由控制各閘極信號線G之驅動脈衝之脈衝寬度，而控制各閘極信號線G之驅動期間之長度之例進行說明。再者，以下，關於實施形態2之顯示裝置1，僅對與實施形態1之顯示裝置1之不同方面進行說明。關於其他方面，由於與實施形態1之顯示裝置1相同，故而省略說明。再者，與實施形態1(圖2)之說明同樣地，以下，設為通常驅動時之更新速率為60Hz而進行說明。
(更新速率之變更例及驅動期間之長度之控制例)
圖3係表示實施形態2之顯示裝置1之更新速率之變更例、及各閘極信號線G之驅動期間之長度之控制例的圖。
(更新速率：通常驅動時)
如圖3(a)所示般，於通常驅動時(即，更新速率為60Hz之情形)之情形時，未設置暫停期間，而連續設置有複數個掃描期間。於各掃描期間內，各閘極信號線G之驅動脈衝之脈衝寬度相當於「1」脈衝。 即，各閘極信號線G之驅動期間之長度相當於「1」脈衝，各閘極信號線G之非驅動期間之長度相當於「1」訊框期間(即，1/60秒)。即，各閘極信號線G之ON/OFF比率為「1：1」。
(更新速率：通常驅動時之1/2)
如圖3(b)所示般，於更新速率變更為通常驅動時之1/2(即，30Hz)之情形時，以使掃描期間與暫停期間之比成為1：1之方式，交替地設置1個掃描期間與1個暫停期間。
藉此，各閘極信號線G之非驅動期間之長度延長至相當於「2」訊框期間(即，2/60秒)。據此，各閘極信號線G之驅動脈衝之脈衝寬度藉由驅動量控制部20之控制而增加至相當於「2」脈衝。即，各閘 極信號線G之驅動期間之長度變更為相當於「2」脈衝。藉此，各閘極信號線G之ON/OFF比率係與更新速率之變更前相同，保持為「1：1」。
(更新速率：通常驅動時之1/3)
如圖3(c)所示般，於更新速率變更為通常驅動時之1/3(即，20Hz)之情形時，以使掃描期間與暫停期間之比成為1：2之方式，交替地設置1個掃描期間與2個暫停期間。
藉此，各閘極信號線G之非驅動期間之長度延長至相當於「3」訊框期間(即，3/60秒)。據此，各閘極信號線G之驅動脈衝之脈衝寬度藉由驅動量控制部20之控制而增加至相當於「3」脈衝。即，各閘極信號線G之驅動期間之長度變更為相當於「3」脈衝。藉此，各閘極信號線G之ON/OFF比率係與更新速率之變更前相同，保持為「1：1」。
總之，顯示裝置1於掃描期間與暫停期間之比為1：0之情形(60Hz之情形)時，將上述脈衝寬度設為相當於「1」脈衝，於掃描期間與暫停期間之比為1：1之情形(30Hz之情形)時，將上述脈衝寬度設為相當於「2」脈衝，於掃描期間與暫停期間之比為1：2之情形(20Hz之情形)時，將上述脈衝寬度設為相當於「3」脈衝。顯示裝置1既可將如此根據上述比而應用之上述脈衝寬度預先與上述比建立關聯而儲存於記憶體等中，亦可於每次變更上述比時算出上述脈衝寬度。
(效果)
如此，本實施形態之顯示裝置1(更新速率變更部15)採用如下構成：藉由設置暫停各閘極信號線G之掃描之暫停期間，而降低顯示面板2之更新速率。
若以此方式變更更新速率，則會變更掃描期間與暫停期間之比，但本實施形態之顯示裝置1根據該變更，而變更各閘極信號線之 驅動脈衝之脈衝寬度，藉此可將各閘極信號線G之ON/OFF比率保持為固定。藉此，本實施形態之顯示裝置1可抑制開關元件之閾值電壓之偏移。
特別是，本實施形態之顯示裝置1由於採用藉由變更產生之上述脈衝寬度而將上述ON/OFF比率保持為固定之構成，故而可利用簡單之構成而抑制成本，且可細緻地控制上述ON/OFF比率。
(顯示面板2之像素)
其次，對上述各實施形態之顯示裝置1所包含之顯示面板2之像素進行說明。
於上述各實施形態之顯示裝置1中，作為顯示面板2所包含之複數個像素之各者之TFT，採用所謂之使用氧化物半導體之TFT，特別是採用使用有包含銦(In)、鎵(Ga)、及鋅(Zn)之氧化物即所謂之IGZO(InGaZnOx)作為上述氧化物半導體之TFT。以下，說明使用氧化物半導體之TFT之優勢。
(TFT特性)
圖4係表示包含使用氧化物半導體之TFT在內之各種TFT之特性之圖。於該圖4中，表示使用氧化物半導體之TFT、使用a-Si(amorphous silicon，非晶矽)之TFT、及使用LTPS(Low Temperature Poly Silicon，低溫多晶矽)之TFT之各者之特性。
於圖4中，橫軸(Vg)表示上述各TFT中供給至閘極之ON電壓之電壓值，縱軸(Id)表示上述各TFT中之源極-汲極間之電流量。
特別是，圖中表示為「TFT-on」之期間表示與ON電壓之電壓值相對應之電晶體之ON狀態，圖中表示為「TFT-off」之期間表示與OFF電壓之電壓值相對應之電晶體之OFF狀態。
如圖4所示般，使用氧化物半導體之TFT在ON狀態時之電子遷移率高於使用a-Si之TFT。
雖省略了圖示，但具體而言，使用a-Si之TFT之TFT-on時之Id電流為1uA，相對於此，使用氧化物半導體之TFT之TFT-on時之Id電流為20~50uA左右。
由該情況可知：使用氧化物半導體之TFT相較於使用a-Si之TFT，在ON狀態時之電子遷移率高20~50倍左右，ON特性非常優異。
又，如圖4所示般，使用氧化物半導體之TFT在OFF狀態時之漏電流較使用a-Si之TFT少。
雖省略了圖示，但具體而言，使用a-Si之TFT之TFT-off時之Id電流為10pA，相對於此，使用氧化物半導體之TFT之TFT-off時之Id電流為0.1pA左右。
由該情況可知：使用氧化物半導體之TFT在OFF狀態時之漏電流為使用a-Si之TFT之1/100左右，幾乎不產生漏電流，OFF特性非常優異。
上述各實施形態之顯示裝置1於各像素中採用使用此種氧化物半導體(特別是IGZO)之TFT。
藉此，上述各實施形態之顯示裝置1成為各像素之TFT之ON特性優異者，故而能以更小型之TFT驅動像素，因此，可減小於各像素中TFT所占之面積之比例。即，可提高各像素之開口率，且可提高背光之透射率。其結果，可採用消耗電力較少之背光，或抑制背光之亮度，因此可降低消耗電力。
又，由於上述各實施形態之顯示裝置1成為各像素之TFT之ON特性優異者，故而亦可使對各像素之源極信號之寫入時間更短時間化，因此可容易地提高顯示面板2之更新速率。
進而，由於上述各實施形態之顯示裝置1成為各像素之TFT之OFF特性優異者，故而可長期維持寫入有顯示面板之複數個像素之各 者之源極信號之狀態，因此可維持較高之顯示畫質，並且容易地降低顯示面板2之更新速率。
(變形例)
以下，說明實施形態之變形例。
(變形例1)
於實施形態中，顯示裝置1係根據來自外部裝置之指示，而變更更新速率。並不限定於此，例如，顯示裝置1亦可基於應顯示之影像資料之內容，而自行變更更新速率。
於該情形時，例如，顯示裝置1亦可將影像資料預先儲存於訊框記憶體中，並基於儲存在該訊框記憶體中之影像資料，而變更更新速率。又，顯示裝置1亦可將更新速率之變更條件預先儲存於記憶體等中，並基於該變更條件而變更更新速率。又，更新速率之變更條件可有各種。例如，顯示裝置1亦可藉由公知技術算出影像資料之活動量，於該活動量較少之情形時，降低更新速率，於該活動量較多之情形時，提高更新速率。
又，亦可針對每個訊框算出像素值之總和作為校驗和(check sum)值，並將該校驗和值與之前之訊框之校驗和值進行比較，藉此變更更新速率。例如，於校驗和值之差為上限閾值以上之情形時，亦可提高更新速率，於校驗和值之差為下限閾值以下之情形時，亦可降低更新速率。
(變形例2)
於實施形態中，顯示裝置1係藉由控制各閘極信號線G之驅動期間之長度(即，驅動脈衝之脈衝數或脈衝寬度)，而將開關元件之ON/OFF比率保持為固定。並不限定於此，顯示裝置1可藉由控制各像素之驅動電壓(ON電壓及OFF電壓之至少任一者)，而發揮與將開關元件之ON/OFF比率保持為固定相同之效果。
所謂將開關元件之ON/OFF比率保持為固定，即，將開關元件為ON狀態時供給至像素之第1電荷量與開關元件為OFF狀態時供給至像素之第2電荷量之比保持為固定。此處，若將上述第1電荷量設為S1，將上述第2電荷量設為S2，則S1及S2係根據以下數式(1)及(2)而求出。
S1=Vgon×Ton...(1)
S2=Vgoff×Toff...(2)
上述數式(1)中，Ton表示1次寫入時之驅動期間(施加有ON電壓之期間)之長度。又，Vgon表示於上述驅動期間內施加至像素之電壓值。
上述數式(2)中，Toff表示1次寫入時之非驅動期間(施加有OFF電壓之期間)之長度。又，Vgoff表示於上述非驅動期間內施加至像素之電壓值之絕對值。
所謂將開關元件之ON/OFF比率保持為固定，認為係將S2/S1保持為固定。因此，例如，於藉由延長非驅動期間(即，上述Toff)而使上述S2增加之情形時，據此，可藉由使上述S1增加而將上述S2/S1保持為固定。
於該情形時，不僅可藉由延長驅動期間(即，上述Ton)而使上述S1增加，亦可藉由使上述電壓值Vgon增加而使上述S1增加。
又，即便藉由延長非驅動期間(即，上述Toff)而使上述S2增加，亦可據此使上述電壓值Vgoff減少，藉此可抵消上述增加量，從而亦可將上述S2/S1保持為固定。
無論於哪一種情形時，顯示裝置1皆可發揮與將開關元件之ON/OFF比率保持為固定相同之效果，因此，可抑制成為可靠性問題之一之開關元件之閾值電壓之偏移。
如此，本變形例2之顯示裝置1(驅動量控制部20)可以使於驅動像素之期間即驅動期間供給至像素之第1電荷量(S1)與於上述驅動期間 以外之非驅動期間供給至像素之第2電荷量(S2)之比於更新速率變更前後保持為固定之方式，控制對複數個像素之各者施加之ON電壓值(Vgon)，藉此控制第1電荷量(S1)。
藉此，本變形例2之顯示裝置1可藉由控制各像素之ON電壓值，而將各像素之第1電荷量(S1)與第2電荷量(S2)之比保持為固定。因此，可不變更開關元件之ON/OFF比率，而發揮與將開關元件之ON/OFF比率保持為固定相同之效果。
又，本變形例2之顯示裝置1(驅動量控制部20)亦可以使於驅動像素之期間即驅動期間供給至像素之第1電荷量(S1)與於上述驅動期間以外之非驅動期間供給至像素之第2電荷量(S2)之比於更新速率變更前後保持為固定之方式，控制對複數個像素之各者施加之OFF電壓值(Vgoff)，藉此控制第2電荷量(S2)。
藉此，本變形例2之顯示裝置1藉由控制各像素之OFF電壓值，亦可將各像素之第1電荷量(S1)與第2電荷量(S2)之比保持為固定。因此，可不變更開關元件之ON/OFF比率，而發揮與將開關元件之ON/OFF比率保持為固定相同之效果。
(補充說明)
以上，雖對本發明之實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態，可在技術方案所示之範圍內進行各種變更。即，關於將在技術方案所示之範圍內適宜進行變更之技術性手段加以組合而獲得之實施形態，亦包含於本發明之技術範圍內。
例如，實施形態所示之更新速率等之各種設定值僅為例示。因此，該等設定值當然可根據顯示裝置之特性或使用目的等而變更為適切之值。
又，亦可藉由在實施形態1中所說明之脈衝寬度之變更、實施形態2中所說明之脈衝數之變更、變形例2中所說明之上述電壓值Vgon 之變更、變形例2中所說明之上述電壓值Vgoff之變更中，組合任意之複數種方法，而將各閘極信號線G之ON/OFF比率保持為固定。
例如，亦可藉由組合實施形態1中所說明之脈衝寬度之變更與實施形態2中所說明之脈衝數之變更之兩者，而將各閘極信號線G之ON/OFF比率於更新速率之變更前後保持為固定。例如，於閘極信號線之驅動期間由脈衝寬度「1」及脈衝數「1」決定時，將該驅動期間變更為3倍之情形時，既可將脈衝數保持為「1」，而將脈衝寬度變更為「3」，亦可將脈衝寬度保持為「1」，而將脈衝數變更為「3」，或亦可將脈衝寬度變更為「1.5」，並且將脈衝數變更為「2」。
又，例如，於將上述驅動期間變更為1.5倍之情形時，既可將脈衝數保持為「1」，而將脈衝寬度變更為「1.5」，亦可將脈衝寬度變更為「0.75」，並且將脈衝數變更為「2」。
又，於實施形態中，雖說明瞭對在各像素中採用使用氧化物半導體(特別是IGZO)之TFT之顯示裝置應用本發明之例，但並不限定於此，對於在各像素中採用使用a-Si之TFT或使用LTPS之TFT等其他TFT之顯示裝置，亦可應用本發明。
於各實施形態中，雖說明瞭降低更新速率之例，但實施形態之顯示裝置1當然亦可藉由增加每個單位時間之掃描期間數，而提高更新速率。於該情形時，顯示裝置1係與降低更新速率之情形相反，藉由減少各閘極信號線G之驅動脈衝之脈衝數、或使脈衝寬度變窄，而減少各閘極信號線G之驅動期間，藉此可將各開關元件之ON/OFF比率保持為固定。藉此，顯示裝置1可抑制開關元件之閾值電壓之偏移。
(總結)
如上所述，本實施形態之驅動裝置之特徵在於：其係驅動具有複數個像素之顯示面板者，且包括：更新速率變更機構，其藉由分別 設定掃描期間與暫停期間，而變更上述顯示面板之更新速率，上述掃描期間係依序掃描上述顯示面板所包含之複數根閘極信號線，上述暫停期間係暫停上述複數根閘極信號線之依序掃描；及驅動量控制機構，其根據上述掃描期間與上述暫停期間之比，控制於上述掃描期間內驅動各閘極信號線之驅動時間。
根據該驅動裝置，即便於變更顯示面板之更新速率之情形時，亦可藉由根據上述掃描期間與上述暫停期間之比控制上述掃描期間內之各閘極信號線之驅動時間，而將各開關元件之ON/OFF比率調整為適當者。藉此，根據該驅動裝置，可抑制成為可靠性問題之一之開關元件之閾值電壓之偏移。
又，於上述驅動裝置中，上述驅動量控制機構較佳為針對上述複數根閘極信號線之各者，以使該閘極信號線之驅動時間與該閘極信號線之上述驅動時間以外之非驅動時間之比於更新速率變更前後保持為固定之方式，控制該閘極信號線之驅動時間。
所謂將上述驅動時間與上述非驅動時間之比保持為固定係指可發揮與將開關元件之ON/OFF比率保持為固定相同之效果。因此，根據該構成，可更確實地抑制各開關元件之ON/OFF閾值之偏移。再者，即便上述驅動時間與上述非驅動時間之比未完全保持為固定，只要為至少將上述ON/OFF閾值之偏差控制在容許範圍內之控制，則該控制包含於此處規定之「以保持為固定之方式進行控制」之範疇內。
又，於上述驅動裝置中，上述驅動量控制機構較佳為針對上述複數根閘極信號線之各者，藉由控制該閘極信號線之驅動脈衝之脈衝寬度，而控制該閘極信號線之驅動時間。
根據該構成，由於可藉由相對簡單之構成控制上述電荷量，故而可抑制成本，並且可將各開關元件之ON/OFF比率調整為適當者。 又，由於可無階段地控制上述電荷量，故而可細緻地調整各開關元件 之ON/OFF比率。
又，於上述驅動裝置中，上述驅動量控制機構較佳為針對上述複數根閘極信號線之各者，藉由控制該閘極信號線之驅動脈衝之脈衝數，而控制該閘極信號線之驅動時間。
根據該構成，由於可藉由相對簡單之構成控制上述電荷量，故而可抑制成本，並且可將各開關元件之ON/OFF比率調整為適當者。
又，本實施形態之顯示裝置之特徵在於包括：具有複數個像素之顯示面板、及上述驅動裝置。
根據該顯示裝置，可提供一種發揮與上述驅動裝置相同之效果之顯示裝置。
於上述顯示裝置中，較佳為於上述複數個像素之各者所包含之開關元件之半導體層中使用氧化物半導體。特別是於上述顯示裝置中，上述氧化物半導體較佳為包含銦(In)、鎵(Ga)、及鋅(Zn)之氧化物。
根據該構成，由於各像素之ON特性及OFF特性非常優異，且可容易地進行更新速率之大幅增減，故而易於產生伴隨更新速率之變更之ON/OFF閾值之偏差，由此，消除該偏差之必要性提高。因此，藉由在此種顯示裝置中應用本實施形態之顯示裝置，而可發揮更有用之效果。
[產業上之可利用性]
本發明之驅動裝置及顯示裝置可利用於藉由依序掃描複數根閘極信號線，而以像素列單位驅動配置成矩陣狀之複數個像素之各者之開關元件的所謂之矩陣型之各種顯示裝置中。
1‧‧‧顯示裝置
2‧‧‧顯示面板
10‧‧‧顯示驅動電路
12‧‧‧時序控制器
14‧‧‧掃描線驅動電路
15‧‧‧更新速率變更部
16‧‧‧信號線驅動電路
18‧‧‧共用電極驅動電路
20‧‧‧驅動量控制部
28‧‧‧電源生成電路
30‧‧‧系統側控制部
G‧‧‧閘極信號線
S‧‧‧源極信號線

Claims (6)

  1. 一種驅動裝置，其特徵在於：其係驅動具有複數個像素之顯示面板者，且包括：更新速率變更機構，其藉由分別設定掃描期間與暫停期間，而變更上述顯示面板之更新速率，上述掃描期間係依序掃描上述顯示面板所具有之複數根閘極信號線，上述暫停期間係暫停上述複數根閘極信號線之依序掃描；及驅動量控制機構，其根據上述掃描期間與上述暫停期間之比，控制於上述掃描期間內驅動各閘極信號線之驅動時間；其中上述驅動量控制機構係針對上述複數根閘極信號線之各者，以使該閘極信號線之驅動時間與該閘極信號線之上述驅動時間以外之非驅動時間之比於更新速率之變更前後保持為固定之方式，控制該閘極信號線之驅動時間。
  2. 如請求項1之驅動裝置，其中上述驅動量控制機構係針對上述複數根閘極信號線之各者，藉由控制該閘極信號線之驅動脈衝之脈衝寬度，而控制該閘極信號線之驅動時間。
  3. 如請求項1或2之驅動裝置，其中上述驅動量控制機構係針對上述複數根閘極信號線之各者，藉由控制該閘極信號線之驅動脈衝之脈衝數，而控制該閘極信號線之驅動時間。
  4. 一種顯示裝置，其特徵在於包括：具有複數個像素之顯示面板；及如請求項1至3中任一項之驅動裝置。
  5. 如請求項4之顯示裝置，其中 於上述複數個像素之各者所具有之開關元件之半導體層中使用有氧化物半導體。
  6. 如請求項5之顯示裝置，其中上述氧化物半導體係包含銦(In)、鎵(Ga)、及鋅(Zn)之氧化物。
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