專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用液晶顯示圖像的液晶顯示裝置，特別涉及到需要低耗電的便攜式信息終端或便攜式電話用的液晶顯示裝置。
在個(gè)人計(jì)算機(jī)與電視接收機(jī)等之中已采用液晶顯示裝置來顯示靜止圖像與活動(dòng)圖像。圖14是示明現(xiàn)有彩色液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖中1001是由RGB(紅綠藍(lán))各一種象素構(gòu)成的象素、1002是由許多象素排列成矩陣狀的液晶顯示部、1003是移位寄存電路1004與緩沖電路1005構(gòu)成的對液晶顯示部的一行進(jìn)行選擇的垂直掃描電路、1006是移位寄存器電路1007與緩沖電路1008和開關(guān)1009構(gòu)成的用于將信號分配到一列上的水平掃描電路。1010與1011分別是用于將垂直掃描電路1003與用于將水平掃描電路1006同各象素連接的垂直掃描線與信號線，而1012是共用配線。圖15是示明圖11的一個(gè)象素的電路圖，圖中的1101是TFT(薄膜晶體管)、1102是液晶顯示元件、1103是電容器。
下面說明相應(yīng)操作。當(dāng)把正電壓施加到垂直掃描線1010后，TFT1101導(dǎo)通，信號線1011和液晶顯示元件1102與電容器1103連接。由此，液晶顯示元件1102與電容器1103即充電至與信號線1101有相同電位的電壓。在所謂逐點(diǎn)順次驅(qū)動(dòng)的情形，將一行中各列象素由水平掃描電路1006順次充電，在將所有的列象素掃描后，通過垂直掃描電路1003使垂直掃描線1010的電壓成為零電壓或負(fù)電壓，于是TFT1101成為非導(dǎo)通狀態(tài)，而液晶顯示元件1102與電容器1103的電壓保持不變。同樣，順次進(jìn)行下一行的掃描，在垂直掃描電路1003掃描所有的行(稱作1幀)后，再對垂直掃描線1010施加正電壓，由信號線將電壓寫入液晶顯示元件1102與電容器1103。這樣，所有的象素在順次寫入到每1幀中的同時(shí)還進(jìn)行顯示。
由于液晶顯示裝置取以上的結(jié)構(gòu)，在把信號寫入一個(gè)象素到再寫入(即1幀周期)的期間，在液晶顯示元件和電容器所保持的靜電量下需要保持電壓，但由于液晶的有限電阻率和TFT的漏泄等會使電壓下降，導(dǎo)致閃爍等之類的顯示質(zhì)量下降。圖16示明了這種情形，(a)為在通常的60Hg的幀頻下工作的情形，由于一個(gè)象素能于周期1/60秒內(nèi)改寫一次，電壓的降低很小而象素的反射率(亮度)不變，因而未見閃爍與對比度下降等所謂的顯示質(zhì)量下降。
但在液晶顯示裝置消耗的功率中，在以幀頻X垂直掃描線數(shù)的頻率工作的垂直掃描電路1003與以幀頻X垂直掃描線X水平掃描線數(shù)的頻率工作的水平掃描電路1006中，高速工作的移位寄存器電路的功率占了大部分，為了降低所消耗的功率，降低上述工作頻率或是間隙地工作是有效的。圖16(b)示明的是為了降低消耗的功率而降低了水平與垂直掃描電路工作頻率的情形。在此情形下，液晶顯示元件的改寫時(shí)間間隔即幀周期變長，而在其間產(chǎn)生的電壓降能最大化。在進(jìn)行這樣的顯示時(shí)，由于電壓隨時(shí)間變化，反射率(亮度)有很大變化而能作為閃爍觀察到，還由于平均電壓也降低而不能求得充分的對比度等，就會有所謂顯示質(zhì)量降低的問題。
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，目的在于提供不損失顯示質(zhì)量的低消耗電力的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明第一結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置，它包括在基片上形成矩陣狀的許多第一垂直掃描線和許多的水平掃描線；與能由第一垂直掃描線控制的前述水平掃描線相連接的第一開關(guān)裝置；用于保持與第一開關(guān)裝置相連接的前述水平掃描線的控制信號的控制用電容元件，用于將象素信號線的電位寫入象素電極而將象素信號線和象素電極相連接的第二開關(guān)裝置，此第二開關(guān)裝置則與前述控制用電容元件連接。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，用于保持象素選擇信號的控制元件和控制用電容元件相連接，由于設(shè)置了將基準(zhǔn)電位寫入象素的開關(guān)，就能實(shí)現(xiàn)消耗電力少的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明第二結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置，象素電極通過開關(guān)裝置分別與兩個(gè)基準(zhǔn)配線獨(dú)立地連接，而上述開關(guān)裝置中的至少一個(gè)開關(guān)裝置作為由上述控制用電容元件控制的第二開關(guān)裝置。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于在用于將基準(zhǔn)電位寫入象素的開關(guān)之外設(shè)有用于寫入共用配線電位的開關(guān)裝置，故可實(shí)現(xiàn)對比度優(yōu)越的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明第三結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置，是在第二結(jié)構(gòu)之中使第二開關(guān)裝置由n型TFT與P型TFT組成，而讓一方的TFT與另一方的TFT連接不同的基準(zhǔn)配線電位。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于在用于將基準(zhǔn)電位寫入象素的開關(guān)之外設(shè)有用于寫入共用配線電位的開關(guān)裝置，故可實(shí)現(xiàn)對比度優(yōu)越的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明第四結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置，是在第一至第三的任一結(jié)構(gòu)之中使可由第二垂直掃描線控制的第三開關(guān)裝置串聯(lián)地連接于第二開關(guān)裝置與象素電極之間。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于在用于將基準(zhǔn)電位寫入象素的開關(guān)之外設(shè)有用于寫入共用配線電位的P型TFT組成的開關(guān)，故可實(shí)現(xiàn)對比度優(yōu)越的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第五結(jié)構(gòu)，在第一至第三的任一結(jié)構(gòu)之中，第三開關(guān)裝置是串聯(lián)地連接于前述第二開關(guān)裝置n型TFT與象素電極之間，而能由第三垂直掃描線控制的第四開關(guān)裝置則串聯(lián)地連接于第二開關(guān)裝置P型TFT與象素電極之間。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于設(shè)有與用于寫入基準(zhǔn)電位或共用配線電位的開關(guān)串聯(lián)的由垂直掃描電路控制的開關(guān)，故能實(shí)現(xiàn)缺陷少的液晶顯示裝置。在此結(jié)構(gòu)下，由于設(shè)有與用于寫入基準(zhǔn)電位的開關(guān)串聯(lián)的第三控制配線控制的開關(guān)和與用于寫入共用配線電位的開關(guān)串聯(lián)的由第四控制配線控制的開關(guān)，故可實(shí)現(xiàn)除能以低消耗電力工作之外還可實(shí)現(xiàn)能進(jìn)行多灰度層次顯示操作的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第六結(jié)構(gòu)，能由第一垂直掃描線控制的第五開關(guān)裝置串聯(lián)地連接于第二開關(guān)裝置n型TFT與象素電極之間，而能由第三垂直掃描線控制的第六開關(guān)裝置則分別串聯(lián)地連接于第二開關(guān)裝置n型TFT以及P型TFT與象素電極之間。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，除可實(shí)現(xiàn)多灰度層次顯示操作外，還能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第七結(jié)構(gòu)，在第一至第五的任一結(jié)構(gòu)之中，取下述結(jié)構(gòu)由與第二垂直掃描線連接的驅(qū)動(dòng)電路把從基片外輸入的時(shí)序二值控制信號的并聯(lián)對應(yīng)于象素電極分開，直到寫入控制用電容元件的操作結(jié)束都能保持住與象素電極相對應(yīng)的控制信號。在此結(jié)構(gòu)下，由于設(shè)有與用于寫入基準(zhǔn)電位的開關(guān)串聯(lián)的能由垂直掃描配線控制的開關(guān)和與用于寫入基準(zhǔn)電位的開關(guān)以及用于寫入共用配線電位的開關(guān)分別串聯(lián)的能由第三控制配線控制的開關(guān)，故能實(shí)現(xiàn)除可以以低消耗電力工作外還能進(jìn)行多灰度層次顯示操作的結(jié)構(gòu)簡單的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第八結(jié)構(gòu)，在第一至第七的結(jié)構(gòu)之中將象素信號線的基準(zhǔn)電位設(shè)定為，使由第二開關(guān)裝置寫入象素電極的電位成為在相對基片的電位上施加或減少液晶驅(qū)動(dòng)電壓的電位，而且將共用配線的電位設(shè)定為，使由第二開關(guān)裝置寫入象素電極的電位成為與相對基片的電位相等。在此結(jié)構(gòu)下，由于將基準(zhǔn)電位與共用配線的電位設(shè)定成能使液晶的反射率最大與最小，故可實(shí)現(xiàn)對比度高的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第九結(jié)構(gòu)，在第一至第八的任一結(jié)構(gòu)之中取下述結(jié)構(gòu)象素信號線由用于從基片外供給基準(zhǔn)電位的基準(zhǔn)電位母線和開關(guān)裝置連接，而開關(guān)裝置則與第一垂直掃描線、第二垂直掃描線與第三垂直掃描線之中至少一條聯(lián)鎖工作。在此結(jié)構(gòu)下，能實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)電位發(fā)生用電源緊湊的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第十結(jié)構(gòu)，在第三至第八的任一結(jié)構(gòu)之中，寫入象素電極操作的時(shí)間間隔比寫入控制用電容元件的工作時(shí)間短。在此結(jié)構(gòu)下，能實(shí)現(xiàn)消耗電力低且無閃爍的對比度高的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第十一結(jié)構(gòu)，在第四至第十一的任一結(jié)構(gòu)之中作如下設(shè)定象素信號線的相對基片兩側(cè)間電位的電位變化時(shí)間間隔比寫入象素電極操作的時(shí)間間隔長。在此結(jié)構(gòu)下能實(shí)現(xiàn)消耗電力更低的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第十二結(jié)構(gòu)，在第一至第十一的任一結(jié)構(gòu)之中具有將一個(gè)象素的象素電極分割成多個(gè)，相對于各個(gè)象素電極與第一垂直掃描線和水平掃描線連接的第一開關(guān)裝置；用于保持與開關(guān)裝置連接的水平掃描線的控制信號的控制用電容元件；用于將象素信號的電位寫入象素電極中的第二開關(guān)裝置。在此結(jié)構(gòu)下，能實(shí)現(xiàn)可進(jìn)行灰度層次顯示的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第十三結(jié)構(gòu)，在第十二結(jié)構(gòu)之中，此分割成許多個(gè)的象素電極之中至少有一個(gè)象素的電極面積與其他象素電極的不同。在此結(jié)構(gòu)下，能夠?qū)崿F(xiàn)可進(jìn)行更多的灰度層次顯示的液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第十四結(jié)構(gòu)，在第一至第十三的任一結(jié)構(gòu)之中，此象素電極是由金屬膜構(gòu)成的反射型。由此能實(shí)現(xiàn)消耗電力極低的反射型液晶顯示裝置。
圖1示明本發(fā)明實(shí)施例1的液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)。
圖2示明本發(fā)明實(shí)施例1與2的液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電路。
圖3是用于說明本發(fā)明實(shí)施例3的說明圖。
圖4是示明本發(fā)明實(shí)施例3液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是示明本發(fā)明實(shí)施例4液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是示明本發(fā)明實(shí)施例4液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
圖7是示明本發(fā)明實(shí)施例5液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
圖8是用于說明本發(fā)明實(shí)施例5中電路動(dòng)作的波形圖。
圖9是示明本發(fā)明實(shí)施例6的液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
圖10是示明本發(fā)明實(shí)施例7的液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖11是示明本發(fā)明實(shí)施例8的液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖12是示明本發(fā)明實(shí)施例9的液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)波形的波形圖。
圖13是示明本發(fā)明實(shí)施例9的液晶顯示裝置的驅(qū)動(dòng)波形的波形圖。
圖14是示明現(xiàn)有液晶顯示裝置驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖15是示明現(xiàn)有液晶顯示裝置驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
圖16是示明現(xiàn)有液晶顯示裝置驅(qū)動(dòng)電路工作的波形圖。
下面根據(jù)


本發(fā)明的實(shí)施例。在以下的附圖中，相同或相當(dāng)?shù)牟糠指揭酝粯?biāo)號而略去其說明。
實(shí)施例1圖1示明本發(fā)明液晶顯示裝置的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)。圖中的標(biāo)號1為水平掃描線、2數(shù)據(jù)信號線、3為象素信號線、4為象素。圖2是構(gòu)成一個(gè)象素的電路圖。圖中的標(biāo)號21為控制用電容元件、22為第二n型TFT(第二開關(guān)裝置)、24為電阻元件。
下面說明相關(guān)操作。業(yè)已描述過，能由垂直掃描電路1003與水平掃描電路1006選擇一個(gè)象素。本發(fā)明中，對于可亮燈的象素的水平掃描線1，可由數(shù)據(jù)信號線2通過由水平掃描電路1006選擇的開關(guān)1009施加正電壓(例如5V)，這樣，通過TFT1101，在控制用電容元件21中由水平掃描線1的正電壓充電。此時(shí)的控制用電容元件21與第二n型TFT22連接，因而使第二n型TFT22成導(dǎo)通狀態(tài)，液晶顯示元件1102與電容器1103只與象素信號線3(第一基準(zhǔn)配線)連接，充電至象素信號線3的電壓。在所謂逐點(diǎn)驅(qū)動(dòng)情形，當(dāng)掃描完一行中全部的列象素后，通過垂直掃描電路1003使垂直掃描線1010的電壓成為零或負(fù)電壓，于是TFT1101成為非導(dǎo)通狀態(tài)，在保持控制用電容元件21的電壓同時(shí)，n型TFT22維持導(dǎo)通，通常液晶顯示元件1102與電容器1103保持與象素信號線3連接。
當(dāng)垂直掃描電路掃描完全部的行后，再對垂直掃描線1010施加正電壓，且再由水平掃描線1將電壓寫入控制用電容元件21中。在本發(fā)明的實(shí)施例1中，為減少電力消耗使水平與垂直掃描電路的工作頻率降低，對于控制用電容元件21改寫時(shí)間間隔變長的情形，控制用電容元件21的電壓雖然會由于TFT的漏泄降低，但此電壓是為使n型TFT成為導(dǎo)通狀態(tài)的電壓，此電壓只要不低于n型TFT22的所謂閾值電壓，就能維持n型TFT22的導(dǎo)通狀態(tài)，由此，液晶顯示元件1102與電容器1103仍舊與象素信號線3連接，就不會發(fā)生圖2(b)所示的反射率(亮度)的變化。此外，在非亮燈的象素的情形。由于第二n型TFT22處于非導(dǎo)通狀態(tài)，不會從象素信號線3流入電流，液晶顯示元件1102與電容器1103的電壓由電阻元件24在公用配線1012(第二基準(zhǔn)配線)上保持不變。在此，將象素信號線3的基準(zhǔn)電位寫入到象素電極的電位設(shè)定為把液晶驅(qū)動(dòng)電壓加到相對基片的電位上的電位或是在相對基片的電位中減去液晶驅(qū)動(dòng)電壓的電位，由此使液晶的反射率成為最大值(在基準(zhǔn)白色模式下為最小值)，同時(shí)由于將共用配線1012的電位設(shè)定為使寫入象素電極的電位等于相對基片的電位，液晶反射率取最小值(在基準(zhǔn)白色模式下為最大值)，因此通過將象素信號線3連接到共用配線1012上，可以獲得最大的對比度。
這樣，在本實(shí)施例中，能夠?qū)崿F(xiàn)不損害顯示質(zhì)量、垂直掃描電路與水平掃描電路的工作頻率低、可實(shí)現(xiàn)垂直掃描電路與水平掃描電路間歇驅(qū)動(dòng)的電力消耗低的液晶顯示裝置。
實(shí)施例2圖2(b)是構(gòu)成本發(fā)明實(shí)施例2中一象素的電路圖。圖中的23是P型TFT。
下面說明相關(guān)操作。在實(shí)施例2中，同樣對于可以亮燈的象素的水平掃描線1施加正電壓(例如5V)，通過TFT1101，控制用電容元件21由水平掃描線1的正電壓充電，由于控制用電容元件21與第二n型TFT22連接，于是第二n型TFT22成為導(dǎo)通狀態(tài)。另一方面，P型TFT23由于施加有正電壓而成為非導(dǎo)通狀態(tài)，于是液晶顯示元件1102與電容器1103便只與象素信號線3連接，充電到象素信號線3的電壓，這是已經(jīng)描述過的。
在此，由于對非亮燈的象素的水平掃描線1施加有零或負(fù)的電壓(例如-2V)，于是通過TFT1101，控制用電容元件21也由水平掃描線1的零或負(fù)電壓充電。此時(shí)控制用電容元件21與第二n型TFT22連接，第二n型TFT22雖為非導(dǎo)通狀態(tài)，但同時(shí)P型TFT23由于施加有零V或負(fù)電壓而成為導(dǎo)通狀態(tài)，液晶顯示元件1102與電容器1103則只與共用配線1012連接，固定于共用配線1012的電壓下。在此實(shí)施例2，通過n型TFT22與P型TFT23的互補(bǔ)連接，能可靠地寫入用于進(jìn)行黑顯示與白顯示的液晶電壓，能夠?qū)崿F(xiàn)高對比度的畫面。
即使對于非亮燈象素，液晶顯示元件1102與電容器1103已由P型TFT23與共用配線1012連接，而非亮燈的象素的反射率不會為由于n型TFT22的漏泄等而由象素信號線3充電，從而能夠?qū)崿F(xiàn)完全將反射率降低、能充分高度地保持對比度、不損害顯示質(zhì)量、降低垂直掃描電路與水平掃描電路的工作頻率、可實(shí)現(xiàn)垂直掃描電路與水平電路的間歇驅(qū)動(dòng)的電力消耗低的液晶顯示裝置。
此外，實(shí)施例2對應(yīng)于權(quán)利要求3，且由n型TFT22與P型TFT23構(gòu)成了互補(bǔ)的開關(guān)裝置，但權(quán)利要求2則不局限于此，而是包含了相對于液晶顯示元件能可靠地供給兩種基準(zhǔn)電壓的各種裝置。
實(shí)施例3圖3示明本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)。圖中的31為副象素R1a與R1b構(gòu)成的象素。此時(shí)各副象素中至少有一個(gè)構(gòu)成了圖2所示的電路。
下面說明相應(yīng)操作。業(yè)已描述過，根據(jù)圖2的電路，如前面所述，能夠?qū)崿F(xiàn)不損害顯示質(zhì)量、使垂直掃描電路與水平掃描電路的工作頻率低、可實(shí)現(xiàn)垂直掃描電路與水平掃描電路的間歇驅(qū)動(dòng)的電力消耗低的液晶顯示裝置。本實(shí)施例的象素中具有兩個(gè)副象素，對各副象素設(shè)有獨(dú)立的電路，可以分別獨(dú)立地控制進(jìn)行灰度顯示。
圖4示明副象素的電極面積，圖中32為一方的副象素R1a，33為另一方的副象素。在此將R1a、R1b副象素的電極面積構(gòu)成相互不同。此時(shí)當(dāng)獨(dú)立地使副象素R1a、R1b的任一點(diǎn)亮，由于點(diǎn)亮的面積不同，就能顯示不同的灰度層次，可以作更多的灰度顯示。此外，若以金屬膜構(gòu)成電極，則可實(shí)現(xiàn)反射型的液晶顯示裝置。
實(shí)施例4圖5示明本發(fā)明的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)。圖中51為第二垂直接描線A，52是為了與行相對應(yīng)地導(dǎo)入液晶顯示部1002，相對于分支的圖像信號線3的一根所設(shè)置且由第二垂直掃描線A51控制的開關(guān)元件。53為與開關(guān)元件52整體連接，通過開關(guān)元件52給象素信號線3的電位是基準(zhǔn)電位母線。圖6為構(gòu)成實(shí)施例4的一個(gè)象素(副象素)的電路圖。標(biāo)號61指在象素信號線3與液晶顯示元件1102以及電容器1003之間，與第二n型TFT22串聯(lián)，而在共用配線1012與液晶顯示元件1102與電容器1103之間是與P型TFT23串聯(lián)的第三n型TFT(第三開關(guān)裝置)。
下面說明相應(yīng)操作。業(yè)已描述過，通過水平掃描線1和垂直掃描線1010能選擇象素的亮燈和非亮燈狀態(tài)，由控制用電容元件21保持第二n型TFT22與P型TFT23的導(dǎo)通、非導(dǎo)通狀態(tài)。第三n型TFT61通過第二垂直掃描線A51的控制，只在對第二垂直掃描線A51施加正電壓時(shí)成導(dǎo)通狀態(tài)，象素信號線3與液晶顯示元件1102以及電容器1103連接，或者共用配線1012與液晶顯示元件1102以及電容器1103連接。如圖5所示，象素信號線3與第三n型TFT61同樣地通過由第二垂直接描線A51控制的開關(guān)元件52連接，在對第二垂直掃描線A51施加正電壓而第三n型TFT61處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，由于對象素信號線3也施加有電壓，因此液晶顯示元件1102與電容器1103在選擇亮燈狀態(tài)時(shí)由象素信號線3的電壓再充電，而在選擇非亮燈狀態(tài)時(shí)由共用配線1012的電壓再充電。
本實(shí)施例4由于上述結(jié)構(gòu)，在用于為各象素選擇亮燈，非亮燈狀態(tài)的水平掃描線1和垂直掃描線1010停止后，只是工作頻率較低且電力消耗少的垂直掃描電路1003僅驅(qū)動(dòng)第二垂直掃描線A51工作，亦即使得對液晶顯示元件1102與電容器1103的寫入工作時(shí)時(shí)間間隔經(jīng)由控制用電容元件而縮短，由此使液晶顯示元件1102與電容器1103再充電。象素信號線3為了防止經(jīng)常將同向電位施加給液晶，必須相對于相向基片的電位換向，但通過將寫入象素電極的時(shí)間間隔設(shè)定得較長，則可以減少換向次數(shù)、降低向象素信號線3的充電電力，由此可以使反射率(亮度)的變化少和防止閃爍與對比度等所謂顯示質(zhì)量的降低。
此外，在上述實(shí)施例1與2中，所有的象素是同時(shí)與象素信號線3或共同配線1012同時(shí)連接，對于在某個(gè)象素上發(fā)生液晶顯示元件與電容器短路的情形，則會降低象素信號線3的電壓，影響到整個(gè)畫面。在此實(shí)施例4中，于某個(gè)時(shí)刻則只是一行為象素信號線3連接。于是，即使在某個(gè)象素中發(fā)生液晶顯示元件與電容器的短路，但可以限于只是一行的象素顯示失常，可以抑制所謂的線路缺陷和成品率提高。
實(shí)施例5圖7是構(gòu)成本實(shí)施例5的一個(gè)象素(副象素)的電路圖。圖中的71是象素信號線3與液晶顯示元件1102以及電容器1103之間同第二n型TFT2串聯(lián)的n型TFT(第三開關(guān)裝置)，72是共用配線1012與液晶顯示元件1102以及電容器1103之間同p型TFT23串聯(lián)的n型TFT(第四開關(guān)裝置)，73為用于控制n型TFT71開關(guān)的第二垂直掃描線B，74為用于控制TFT72的開關(guān)的第三垂直掃描線。
下面說明相關(guān)操作。首先考慮第二垂直掃描線B73與第三垂直掃描線74同時(shí)工作的情形。此時(shí)成為與前述實(shí)施形式3相同的工作，通過使第二垂直掃描線B73與第三垂直掃描線74工作，相對于由控制用電容元件21的電壓確定的亮燈與非亮燈狀態(tài)所設(shè)定的象素，由于象素在所定的狀態(tài)再充電，電力消耗低而減少了反射率的亮度變化，從而能防止閃爍與對比度等所謂顯示質(zhì)量的降低。將此稱作低消耗電力方式。
對于高速的活動(dòng)圖象等以數(shù)十幀的速度的亮燈、非亮燈狀態(tài)經(jīng)常變化的通常方式(即需要經(jīng)常改寫象素內(nèi)的控制用電容元件的情形)，通過對象素信號線3施加模擬狀的電壓，再將此電壓經(jīng)由第二n型TFT22和n型TFT71寫入液晶顯示元件1102與電容器1103，就能實(shí)現(xiàn)由模擬狀電壓的灰度等級確定的多灰度等級顯示。圖8是示明通常方式操作情形中施加于各控制線的波形時(shí)間變化的時(shí)間圖。如圖8(a)所示的波形，通過在垂直掃描線1010與第二垂直掃描線B73施加正電壓脈沖選擇一水平行的象素，TFT1101與n型TFT71便成為導(dǎo)通狀態(tài)。具有圖8(c)所示波形的水平掃描線1的信號隨著垂直掃描線1010與第二垂直掃描線B73中正電壓脈沖的上升而同時(shí)上升，向第二n型TFT22也成為導(dǎo)通狀態(tài)。液晶顯示元件1102與電容器1103則與象素信號線3連接。由于象素信號線3中施加有圖8(b)中所示的具有階梯狀的隨時(shí)間變化的電壓脈沖，液晶顯示元件1102與電容器1103的電壓也如圖(e)所示隨之變化。在此，當(dāng)使水平掃描線1的信號從正電壓變化到零或負(fù)電壓后，第二n型TFT22成為非導(dǎo)通狀態(tài)，液晶顯示元件1102以及電容器1103與象素信號線3切斷，因而即使象素信號線3的電壓變化，液晶顯示元件1102與電容器1103的電壓(象素電極的電壓)便如圖8(e)所示，固定于切斷時(shí)刻的電壓，而象素即示明與此電壓相對應(yīng)的反射率。在通常方式情形，如圖8(d)所示，第三垂直掃描線74固定于零或負(fù)電位。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的這一實(shí)施例5，能夠?qū)㈦A梯狀電壓的灰度部分的反射率在水平掃描線1的信號變化為零或負(fù)電壓的時(shí)刻發(fā)生，在通常方式情況下可以實(shí)現(xiàn)多灰度顯示。由此，在進(jìn)行靜止畫面那種象素的亮燈、非亮燈狀態(tài)不變化的顯示時(shí)，能夠在低消耗電力方式下驅(qū)動(dòng)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)副象素的灰度顯示，而在高速的活動(dòng)圖象情形進(jìn)行象素的亮燈、非亮燈狀態(tài)平常變化的顯示時(shí)，則能以通常方式驅(qū)動(dòng)，通過對象素信號線3施加階梯狀電壓，可以實(shí)現(xiàn)多灰度層次顯示的液晶顯示裝置。
實(shí)施例6圖9是示明本發(fā)明的實(shí)施例6中顯示象素(副象素)的電路圖。圖中的91為象素信號線3與液晶顯示元件1102以及電容層1103之間與第二n型TFT22串聯(lián)的n型TFT(第五開關(guān)裝置)，92、93是在象素信號線3與液晶顯示元件1102以及電容器1103之間與第二n型TFT22串聯(lián)而由第三垂直掃描線74控制的n型TET(第六開關(guān)裝置)。
下面說明相應(yīng)操作。在低消耗電力方式情形，通過使第三垂直掃描線工作，n型TFT92與n型TFT93成為導(dǎo)通狀態(tài)，對應(yīng)于控制用電容元件21的電壓所確定的亮燈、非亮燈狀態(tài)，液晶顯示元件1102與電容器1103與象素信號線3或共用配線1012中的一個(gè)連接，由于按預(yù)定的狀態(tài)再充電，使電力消耗低而減少了反射率(亮度)變化，可以防止閃爍與對比度等所謂顯示質(zhì)量的下降。在通常方式的情形，垂直掃描線1010同時(shí)控制TFT1101和n型TFT91，通過對垂直掃描線1010施加正電壓脈沖來選擇一水平行的象素，所選擇的水平行的TFT1101與n型TFT91成為導(dǎo)通狀態(tài)。水平掃描線1的信號在垂直掃描線1010的正電壓脈沖上升的同時(shí)上升，由于第2n型TFT22也成為導(dǎo)通狀態(tài)，液晶顯示元件1102與電容器1103同象素信號線3連接，象素信號線3中施加有具有圖8所示階梯狀時(shí)間變化的電壓脈沖，因而液晶顯示元件1102與電容器1103的電壓也隨之變化，但當(dāng)使水平掃描線1的信號從正電壓變化到零或負(fù)電壓，到第n型TFT22成為非導(dǎo)通狀態(tài)，液晶顯示元件1102與電容器1103同象素信號線3切斷，液晶顯示元件1102與電容器1103的電壓固定成切斷時(shí)刻的電壓，于是象素表示與此電壓相對應(yīng)的反射率，能在使階梯狀電壓的灰度部分的反射率在水平掃描線1的信號的零或負(fù)電壓上變化定時(shí)，實(shí)現(xiàn)灰層次顯示。
這樣，本實(shí)施例6中能以垂直掃描線1010通常方式，用第三垂直掃描線74實(shí)現(xiàn)低消耗電力方式的驅(qū)動(dòng)，故可只用很少的掃描線數(shù)，減少了配線斷線的缺陷，提高了成品率，此外由于能以高密度排列象素(副象素)，就能使顯示高精細(xì)化。
實(shí)施例7圖10是示明本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)圖，應(yīng)用閂鎖電路101構(gòu)成水平掃描電路1006。通過閂鎖電路101構(gòu)成為將用于選擇從數(shù)據(jù)信號線2輸入的水平掃描線的脈沖信號序列(時(shí)序2值控制信號)相對于象素進(jìn)行區(qū)分。
實(shí)施例8圖11是示明實(shí)施例8的一個(gè)象素(副象素)的電路圖。實(shí)施例8是圖9所示實(shí)施例6的進(jìn)一步改進(jìn)。圖中901是在液晶顯示元件1102以及電容器1103與n型TFT92(第四開關(guān)裝置)之間串聯(lián)，同時(shí)相對于n型TFT93(第六開關(guān)裝置)也成串聯(lián)的n型TFT。其他結(jié)構(gòu)與圖9相同。
下面說明相應(yīng)操作。在低消耗電力方式情形，通過使第三垂直掃描線74工作，n型TFT92、n型TFT93以及n型TFT(第七開關(guān)裝置)成導(dǎo)通狀態(tài)，于是對應(yīng)于控制用電容元件21的電壓所確定的亮燈、非亮燈狀態(tài)，液晶顯示元件1102以及電容器11032便與象素信號線3或共用配線1012二者之一連接，由于所確定的狀態(tài)再次被充電，從而能通過低的電力消耗減少反射率(亮度)的變化和防止閃爍與對比度等顯示質(zhì)量的下降。在通常方式的情形，垂直掃描線1010同時(shí)控制TFT1101與n型TF91。通過對垂直掃描線1010施加正電壓脈沖選擇一水平行的象素，所選擇的水平行的TFT1101與n型TFT91成為導(dǎo)通狀態(tài)。水平掃描線1的信號在垂直掃描線1010的正電壓脈沖上升的同時(shí)上升，由于第二n型TFT22也成為導(dǎo)通狀態(tài)，液晶顯示元件1102與電容器1103同象素信號線3連接，對象素信號線3施加了具有圖8所示階梯狀的隨時(shí)間變化的電壓脈沖，因而液晶顯示元件1102以及電容器1103的電壓也隨之變化，當(dāng)水平掃描線1的信號從正電壓變化到零或負(fù)電壓時(shí)，第二n型TFT22成為非導(dǎo)通狀態(tài)，液晶顯示元件1102與電容器1103同象素信號線3切斷，而液晶顯示元件1102與電容器1103的電壓便由此切斷時(shí)刻的電壓固定，于是象素表示與此電壓對應(yīng)的反射率，能在使階梯狀電壓的灰度部分的反射率在水平掃描線1的信號的零或負(fù)電壓中變化定時(shí)，實(shí)現(xiàn)灰顯示。
這樣，在本實(shí)施例8中，除能取得實(shí)施例6所述的相同效果外，通過由n型TFT92(第四開關(guān)裝置)與n型TFT901(第七開關(guān)裝置)構(gòu)成雙柵極，同時(shí)通過n型TFT93(第六開關(guān)裝置)與n型TFT901(第七開關(guān)裝置)構(gòu)成雙柵極，亦即通過共用n型TFT901(第七開關(guān)裝置)將n型TFT92(第四開關(guān)裝置)與n型TFT93(第六開關(guān)裝置)雙柵極化，能夠節(jié)省空間和阻止從液晶顯示元件1102漏泄電流。
實(shí)施例9圖12是用于說明實(shí)施例9的波形圖。但為簡化起見，對圖12(b)、(c)、(d)在示明時(shí)省略去其一部分。
如同說明實(shí)施例5中通常方式操作的波形圖(圖8)所示，對象素信號線3施加了圖12(b)所示具有階梯的隨時(shí)間變化的電壓脈沖，圖12(a)、(b)與圖8(a)、(b)是相同的波形。圖12(b)所示階梯的電壓脈沖波形的一部分A經(jīng)放在后如圖13(a)所示。如圖中所示，此電壓電平由某個(gè)灰度等級的電壓電平到下一個(gè)灰度等級的電壓電平，電平不是按階梯狀上升，在象素信號線3和與象素信號線3交叉的許多水平掃描線1之間存在有電容耦合，因而反映出水平掃描線1的電壓從正電壓到零或負(fù)電壓的變化如圖13(a)所示，產(chǎn)生急劇的電壓下降部，由于此電壓降，施加給液晶的電壓電平變動(dòng)，使灰度層次顯示質(zhì)量下降。對于許多水平掃描線1一齊從正電壓變化到零或負(fù)電壓的情形(即一行的象素為同一多灰度度的情形等)，由于存在于象素信號線3中交錯(cuò)的多個(gè)水平掃描線1之間的各個(gè)電容耦合的相加，就產(chǎn)生這種急劇的電壓降。于是在此實(shí)施例9，通過將對于圖12(c)與(d)所示奇數(shù)與偶數(shù)各列中的水平掃描線1施加的電壓脈沖變化到零或負(fù)電壓的時(shí)刻在所定時(shí)間Δt內(nèi)相互移動(dòng)，通過減少同一時(shí)刻中作用于象素信號線3的電容耦合數(shù)，可將急劇的電壓降減少一半。這種情形下，奇數(shù)的列的各水平掃描線1與象素信號線3的電容耦合所導(dǎo)致的電壓電平下降如圖13(b)的K所示，偶數(shù)的列的各水平掃描線1與象素信號線3的電容耦合所導(dǎo)致的電壓電平下降如圖13(b)的G所示，由于將水平掃描線分成奇數(shù)的與偶數(shù)兩部分時(shí)使水平掃描線的數(shù)成為一半，各電容耦合的和成為一半，電壓電平的變動(dòng)也減半，這樣能減少圖象質(zhì)量的下降。
本發(fā)明能夠用作采用液晶的圖像顯示裝置，特別適合需要低消耗電力的例如便攜式電活等便攜式終端。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其特征在于，它包括在基片上形成矩陣狀的許多第一垂直掃描線和許多的水平掃描線；與能由第一垂直掃描線控制的前述水平掃描線相連接的第一開關(guān)裝置；用于保持與第一開關(guān)裝置相連接的前述水平掃描線的控制信號的控制用電容元件；用于將象素信號線的電位寫入象素電極而將象素信號線和象素電極相連接的第二開關(guān)裝置，上述第二開關(guān)裝置與前述控制用電容元件連接。
2.一種液晶顯示裝置，其特征在于，它包括在基片上形成矩陣狀的許多垂直掃描線和許多水平掃描線，與能由上述垂直掃描線與水平掃描線選擇的象素電極；用于保持上述水平掃描線的控制信號的控制用電容元件，而上述的象素電極通過開關(guān)裝置分別與第一和第二兩個(gè)基準(zhǔn)配線獨(dú)立地連接，而上述開關(guān)裝置中的至少一個(gè)開關(guān)裝置則是由上述控制用電容元件控制的第二開關(guān)裝置。
3.權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于，第二開關(guān)裝置由n型TFT與P型TFT組成，而讓一方的TFT與另一方的TFT連接不同的基準(zhǔn)配線電位。
4.權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于，使可由第二垂直掃描線控制的第三開關(guān)裝置串聯(lián)地連接于第二開關(guān)裝置與象素電極之間。
5.權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征于，第三開關(guān)裝置是串聯(lián)地連接于前述第二開關(guān)裝置n型TFT與象素電極之間，而能由第三垂直掃描線控制的第四開關(guān)裝置則串聯(lián)地連接于第二開關(guān)裝置P型TFT與象素電極之間。
6.一種液晶顯示裝置，其特征在于，與能由第一垂直掃描線控制的第五開關(guān)裝置串聯(lián)地連接于第二開關(guān)裝置n型TFT與象素電極之間，而能由第三垂直掃描線控制的第六開關(guān)裝置則分別串聯(lián)地連接于第二開裝置n型TFT以及P型TFT與象素電極之間。
7.權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于，此裝置經(jīng)構(gòu)成為與第二垂直掃描線連接的驅(qū)動(dòng)電路把從基片外輸入的時(shí)序2值控制信號的并聯(lián)形式對應(yīng)于象素電極分開，直到寫入控制用電容元件的操作結(jié)束都能保持住與象素電極相對應(yīng)的控制信號。
8.權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于，將象素信號線的基準(zhǔn)電位設(shè)定為，使由第二開關(guān)裝置寫入象素電極的電位成為在相對基片的電位上施加或減少液晶驅(qū)動(dòng)電壓的電位，而且將共用配線的電位設(shè)定為，使由第二開關(guān)裝置寫入象素電極的電位成為與相對基片的電位相等。
9.權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于，此裝置經(jīng)構(gòu)成為象素信號線由用于從基片外供給基準(zhǔn)電位的基準(zhǔn)電位母線和開關(guān)裝置連接，而開關(guān)裝置則與第一垂直掃描線、第二垂直掃描線與第三垂直掃描線之中至少一條聯(lián)鎖工作。
10.權(quán)利要求3～8中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于寫入象素電極操作的時(shí)間間隔比寫入控制用電容元件的工作時(shí)間隔短。
11.權(quán)利要求4～10中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于象素信號線的相對基片兩側(cè)間電位的電位變化時(shí)間間隔比寫入象素電極操作的時(shí)間間隔長。
12.權(quán)利要求1～11中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于，此裝置具有將一個(gè)象素的象素電極分割成多個(gè)，相對于各個(gè)象素電極與第一垂直掃描線和水平掃描線連接的第一開關(guān)裝置；用于保持與開關(guān)裝置連接的水平掃描線的控制信號的控制用電容元件；用于將象素信號的電位寫入象素電極中的第一開關(guān)裝置。
13.權(quán)利要求12所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述分割成許多個(gè)的象素電極之中至少有一個(gè)象素電極的面積與其他象素電極的不同。
14.權(quán)利要求1～13中任一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述象素電極是由金屬膜構(gòu)成的反射型。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于獲得不損害顯示品質(zhì)而能以低耗費(fèi)電力驅(qū)動(dòng)的液晶顯示裝置,它具有在基片上形成矩陣狀的許多第一垂直掃描線和許多水平掃描線、與能由第一垂直掃描線控制的上述水平掃描線相連的第一開關(guān)裝置、用于保持與第一開關(guān)裝置相連的前述水平掃描線的控制信號的控制用電容元件,用于將象素信號線的電位寫入象素電極而將象素信號線和象素電極相連的第二開關(guān)裝置。此第二開關(guān)裝置則與上述控制用電容元件連接。
文檔編號G09G3/36GK1346450SQ00805944
公開日2002年4月24日 申請日期2000年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月3日
發(fā)明者村井博之 申請人:三菱電機(jī)株式會社