CN100416347C - 显示装置及其驱动电路和显示方法 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置通过开关元件把各个显像信号线输入的数据信号供给多个像素电极，通过与所述各个显像信号线交叉连接到开关元件的各个扫描信号线，把决定上述开关元件导通状态和截止状态的扫描信号供给开关元件，进行显示。在该显示装置中，开始输出到各个扫描信号线的扫描信号VG(j)的下降波形是如下波形：从开关元件处于导通状态的电平一度向开关元件截止状态方向大致垂直变化，然后开始倾斜变化，到上述开关元件处于截止状态的电平为止，上述倾斜变化结束，变成大致呈垂直变化。这样，即使在每个扫描信号的写入期间缩短情况下也能够充分写入数据信号，结果能够进行高质量显示。

Description

显示装置及其驱动电路和显示方法
技术领域
本发明涉及阵列型等显示装置及显示方法，特别关于在每个显示像素设计有作为开关元件的例如薄膜晶体管的显示装置及其驱动电路和显示方法。
背景技术
液晶显示装置作为电视机及计算机用的监视器等的显示装置广泛使用。其中，特别是在每个显示像素中设计有薄膜晶体管(以下简称TFT)等开关元件的液晶显示装置，由于即使在显示像素数量增大时，也能够获得在相邻显示像素之间没有串扰的优良显示图象，因此特别引人注目。
这样的液晶显示装置的主要部分如图5所示，由液晶显示面板1和驱动电路部构成，液晶显示面板保持一对电极基板之间的液晶组成物，在各个电极基板的外表面分别贴有偏光板。
作为一个电极基板的TFT阵列基板是多根信号线S(1)、S(2)、...S(i)、...S(N)、以及扫描信号线G(1)、G(2)、...G(j)、...G(M)在玻璃等透明绝缘性基板100上形成为矩阵状。而且，在这些信号线与扫描信号线的每个交叉部形成有开关元件102，由连接到像素电极103上的TFT构成，在它们上面设置定向膜，覆盖大致整个表面，形成TFT阵列基板。
作为另一个电极基板的反向基板是在与TFT阵列基板相同的玻璃等透明绝缘性基板上，在整个表面上顺次层积反向电极101、定向膜构成。而且，由连接到这样构成的液晶显示面板的各个扫描信号线的扫描信号线驱动电路300、连接到各个信号线的信号线驱动电路200、以及连接到反向电极上的反向电极驱动电路COM构成上述驱动电路部。
扫描信号线驱动电路(栅极驱动电路)300例如如图6所示，由连接到级联连接的M个触发器构成的移位寄存器3a、根据各个触发器的输出切换的选择开关3b构成。
使TFT102(参照图5)变成导通状态的充分栅极导通电压Vgh输入到各个选择开关3b的一个输入端VD1，使TFT102变成截止状态的充分栅极截止电压Vgl输入到另一个输入端VD2。因此，根据时钟信号(SCK)把数据信号(GSP)顺次传输到触发器，顺次输出到选择开关3b。与此相应，选择开关3b选择一个扫描周期(TH)，把分别使TFT处于导通状态的电压Vgh输出到扫描信号线105之后，把使TFT处于截止状态的电压Vgl输出到扫描信号线105。通过该操作，能够把从信号线驱动电路200输出到各个信号线104(参照图5)的图象信号写入对应的各个像素。
图7示出像素电容Clc和辅助电容Cs并连到反向电极驱动电路COM的反向电位VCOM构成的一个显示像素P(i，j)的等效电路。图中Cgd表示TFT的栅极-漏极之间的寄生电容。
图8示出以前的液晶显示装置的驱动波形图。图8中Vg示出一个扫描信号线的波形，Vs示出一个信号线的波形，Vd示出漏极波形。
下面，参照图5、图7和图8说明以前的驱动方法。而且，众所周知，为了防止烧结残像或者劣质显示，液晶需要交流驱动，下面说明的以前驱动方法也使用作为一种上述交流驱动方法的帧反转驱动进行说明。
如图8所示，如果扫描电压Vgh从扫描信号线驱动电路300施加在前半帧(TF1)中的一个显示像素P(i，j)的TFT的栅极g(i，j)(参照图5)，则所述TFT处于导通状态，来自信号线驱动电路200的显像信号电压Vsp通过TFT的源极以及漏极写入像素电极，直到在后半帧(TF2)施加扫描电压Vgh之前，如图8所示，像素电极保持像素电位Vdp。因此，反向电极通过反向电极驱动电路COM设定所定的反向电位VCOM，通过像素电极和反向电极保持的液晶组成物根据像素电位Vdp与反向电位VCOM之间的电位差作出响应，进行图象显示。
同样，如果扫描电压Vgh从扫描信号线驱动电路300施加在后半帧(TF2)中的一个显示像素P(i，j)的TFT的栅极g(i，j)(如图8所示)，则所述TFT变成导通状态，来自信号线驱动电路200的显像信号电压Vsn写入像素电极，保持像素电位Vdn，液晶组成物根据像素电位Vdn与反向电位VCOM之间的电位差作出响应，进行图象显示，而且实现液晶交流驱动。
而且，如图7所示，在TFT的栅极和漏极之间，结构上必然形成寄生电容Cgd，因此如图8所示，在扫描电压Vgh下降时，像素电位Vd中由于寄生电容Cgd产生电平漂移ΔVd。这样，如果扫描信号非扫描时的电压(TFT截止时的电压)为Vgl，由于TFT中必然形成的寄生电容Cgd引起的在像素电位Vd中产生的电平漂移为ΔVd，则ΔVd＝Cgd·(Vgh-Vgl)/(Clc+Cs+Cgd)，引起显示图象发生闪烁或者显示质量变劣等问题，因此对于进一步提高精度和品质的液晶显示装置是不希望的。
因此，以前考虑向反向电位VCOM偏移等，例如预先使反向电极中寄生电容Cgd引起的电平偏移ΔVd减小。
但是，在上述现有技术中，如图5所示，在玻璃等透明绝缘性基板100上形成的扫描信号线G(1)、G(2)、...G(j)、...G(M)难以由信号传输不延迟的理想电路形成，是发生一定程度信号传输延迟的信号延迟路径。
图10是着眼于一根扫描信号线G(j)的信号传输延迟情况的传输等效电路。图10中，rg1、rg2、rg3、...rgN主要示出形成扫描信号线的电路材料的电阻分量以及由于线路宽度和线路长度产生的电阻分量。而且，cg1、cg2、cg3、...cgN示出结构上扫描信号线与电容结合关系产生的各种寄生电容，例如，由于与信号线交叉产生的串扰电容等构成。这样扫描信号线成为分布常数型的信号延迟传输路径。
图11示出从上述扫描信号线驱动电路300输入到扫描信号线的扫描信号VG(j)由于扫描信号线的上述信号延迟传输特性在面板内部延迟的状态。图11中，波形Vg(1，j)是扫描信号线驱动电路300输出后方g(1，j)附近的波形，波形几乎没有延迟。与此相反，同一图中，波形Vg(N，j)是扫描信号线终端g(N，j)附近的波形中由于上述扫描信号线的信号延迟传输特性产生的波形延迟。由于波形延迟，单位时间发生的变化量为SyN。
而且，由于TFT不是完全导通/截止的开关，具有如图9所示的V-I特性(栅极电压-漏极电流特性)。图9中横轴表示施加在TFT栅极上的电压，纵轴表示漏极电流。通常，虽然扫描脉冲由使TFT处于导通状态的充分电压电平Vgh和使TFT处于截止状态的充分电压电平Vgl两个电平构成，但是如图所示存在从TFT的阈值VT到Vgh电平的中间导通领域(线性领域)。
因此，如图11所示，位于扫描信号线驱动电路300输出后面的像素g(1，j)由于扫描信号瞬间从Vgh下降到Vgl，不受上述TFT的线性领域特性影响，由于上述寄生电容Cgd的原因，像素电位Vd(1，j)中产生的电平漂移ΔVd(1)能够近似为ΔVd(1)＝Cgd·(Vgh-Vgl)/(Clc+Cs+Cgd)。
因此，由于扫描信号线终端g(N，j)附近位置的像素中扫描信号下降产生延迟，受上述TFT的线性领域特性影响，扫描信号从Vgh下降到TFT的阈值电平VT附近期间，由于TFT在线性状态下导通，不发生由于寄生电容Cgd引起像素电位Vd产生电压漂移，在扫描信号进一步从阈值电平VT附近变化到Vgl的领域内，由于上述寄生电容Cgd引起的像素电位Vd(N，j)中发生电压漂移ΔVd(N)。因此，电压漂移ΔVd(N)在Vd(N)＜Cgd·(Vgh-Vgl)/(Clc+Cs+Cgd)时，满足ΔVd(1)＞ΔVd(N)。
这样，所述面板内由于寄生电容Cgd引起的在像素电位Vd中发生的电压漂移ΔVd的偏差在显示面内不一致，因此由于画面大型化、高度精细化，变得不能忽视。因此，现有方式的反向电压的偏置方法中不能消除显示面内电平漂移不一致，不能适当交流驱动各个像素，导致发生闪烁、由于施加DC成分产生烧结残像等问题。
鉴于上述现有技术中的问题完成的发明是日本专利公报(3406508号日本专利公报(公开日为1999年10月15日))(US6,359,607B1)。在该专利文献中，公开了一种显示装置和显示方法，使开始输出到上述各个扫描信号线的上述扫描信号的下降波形形成为如下形式：即从上述开关元件处于导通状态的电平开始倾斜变化，到上述开关元件处于截止状态的电平为止，上述倾斜变化结束，大致垂直变化。这样，专利文献中能够充分减少伴随由于寄生电容产生的像素电压变化而发生闪烁等。而且，在玻璃等透明绝缘性基板上形成的线路不是没有信号延迟的理想线路，是发生一定程度信号延迟的信号延迟路径，消除因此产生的显示不均匀，而且使由于寄生电容产生的像素电位中发生的电压漂移减小并一致。结果，获得高精度和高品质的显示像素。
可是，近年来液晶显示装置的分辨率进一步提高，与此相伴扫描信号数目也倾向于增加。因此，每根扫描信号线的写入周期(把通过各个显像信号线输入的数据信号通过TFT等开关元件供给像素电极的期间)变短。特别是，在供给数据信号情况下驱动时，开关元件从阈值电平到边缘变得越大，越能够发挥它的驱动能力。因此，希望在通过开关元件供给数据信号时，扫描信号成为只能够使开关元件处于充分导通状态的电位。
关于上述问题，在专利文献中记载的显示装置和显示方法中，扫描信号从开关元件导通状态开始缓慢倾斜变化到开关元件处于截止状态为止。这种情况下，为了充分发挥开关元件的驱动能力，必须把开关元件导通状态下的电位设定得高一些，因此，扫描信号的长度必须设定成具有从开关元件导通状态开始到截止状态为止的倾斜期间。因此，在伴随着液晶显示装置分辨率提高，单位扫描信号的写入期间缩短情况下，难以获得充分的写入期间。
本发明就是鉴于上述现有技术的问题提出的，目的是提供一种显示装置及其驱动电路和显示方法，充分发挥开关元件的驱动能力，即使在单位扫描信号写入期间缩短情况下也能够充分写入数据信号，结果获得高品质显示图象及其驱动电路和显示方法。
发明概述
本发明的显示装置通过开关元件把各个显像信号线输入的数据信号供给多个像素电极，通过与所述各个显像信号线交叉连接到上述开关元件的各个扫描信号线，把决定上述开关元件导通状态和截止状态的扫描信号供给上述开关元件，进行显示，其特征是开始输出到上述各个扫描信号线的上述扫描信号下降的波形是如下波形：从上述开关元件处于导通状态的电平一度向开关元件截止状态方向大致垂直变化，然后开始倾斜变化，到上述开关元件处于截止状态的电平为止，上述倾斜变化结束，变成大致呈垂直变化。
本发明的显示方法通过开关元件把各个显像信号线输入的数据信号供给多个像素电极，通过与所述各个显像信号线交叉连接到上述开关元件的各个扫描信号线，把决定上述开关元件的导通状态和截止状态的扫描信号供给上述开关元件，进行显示，其特征是开始输出到上述各个扫描信号线的上述扫描信号下降波形是如下波形，即从上述开关元件处于导通状态的电平一度向开关元件处于截止状态的电平方向大致垂直变化，然后开始倾斜变化，到上述开关元件处于截止状态的电平为止，上述倾斜变化结束，大致呈垂直变化。
在上述显示装置中，构成为如下形式也可以，使上述开关元件处于导通状态的电平是上述开关元件的导通电压，上述开关元件的截止状态方向是上述开关元件的截止电压方向，使上述开关元件处于截止状态的电平是上述开关元件的截止电压。
在上述显示方法中，构成为如下形式也可以，使上述开关元件处于导通状态的电平是上述开关元件的导通电压，上述开关元件的截止状态方向是上述开关元件的截止电压方向，使上述开关元件处于截止状态的电平是上述开关元件的截止电压。
在上述显示装置中，构成为如下形式也可以，上述扫描信号供给上述开关元件的栅极，使上述开关元件处于导通状态的电平是上述开关元件的栅极导通电压，上述开关元件的截止状态方向是栅极截止电压方向，使上述开关元件处于截止状态的电平是上述开关元件的栅极截止电压。
在上述显示方法中，构成为如下形式也可以，上述扫描信号供给上述开关元件的栅极，使上述开关元件处于导通状态的电平是上述开关元件的栅极导通电压，上述开关元件的截止状态方向是栅极截止电压方向，使上述开关元件处于截止状态的电平是上述开关元件的栅极截止电压。
在上述显示装置中，构成为如下形式也可以，上述开关元件是薄膜晶体管，上述扫描信号供给上述薄膜晶体管的栅极，使上述开关元件处于导通状态的电平是上述薄膜晶体管的栅极导通电压，上述开关元件的截止状态方向是上述薄膜晶体管的栅极截止电压方向，使上述开关元件处于截止状态的电平是上述薄膜晶体管的栅极截止电压。
在上述显示方法中，构成为如下形式也可以，上述开关元件是薄膜晶体管，上述扫描信号供给上述薄膜晶体管的栅极，使上述开关元件处于导通状态的电平是上述薄膜晶体管的栅极导通电压，上述开关元件的截止状态方向是上述薄膜晶体管的栅极截止电压方向，使上述开关元件处于截止状态的电平是上述薄膜晶体管的栅极截止电压。
在上述显示装置中，构成为如下形式也可以，供给上述开关元件并决定上述开关元件导通状态和截止状态的扫描信号供给上述开关元件的栅极，是具有高电平和低电平的扫描信号，使上述开关元件处于导通状态的电平是上述高电平，上述开关元件的截止状态方向是上述低电平方向，使上述开关元件处于截止状态的电平是上述低电平。
在上述显示方法中，构成为如下形式也可以，供给上述开关元件并决定上述开关元件导通状态和截止状态的扫描信号供给上述开关元件的栅极，是具有高电平和低电平的扫描信号，使上述开关元件处于导通状态的电平是上述高电平，上述开关元件的截止状态方向是上述低电平方向，使上述开关元件处于截止状态的电平是上述低电平。
在上述显示装置中，构成为如下形式也可以，上述开关元件是薄膜晶体管，供给上述开关元件并决定上述开关元件导通状态和截止状态的扫描信号供给上述薄膜晶体管的栅极，是具有高电平和低电平的扫描信号，使上述开关元件处于导通状态的电平是上述高电平，上述开关元件截止状态方向是上述低电平方向，使上述开关元件处于截止状态的电平是上述低电平。
在上述显示方法中，构成为如下形式也可以，上述开关元件是薄膜晶体管，供给上述开关元件并决定上述开关元件导通状态和截止状态的扫描信号供给上述薄膜晶体管的栅极，是具有高电平和低电平的扫描信号，使上述开关元件处于导通状态的电平是上述高电平，上述开关元件的截止状态方向是上述低电平方向，使上述开关元件处于截止状态的电平是上述低电平。
如上所述本发明的显示装置和显示方法，开始输出到各个扫描信号线的扫描信号的下降波形，(1)是如下波形，从开关元件处于导通状态的电平一度向使开关元件处于截止状态的电平方向大致垂直变化，然后开始倾斜变化，在开关元件处于截止状态电平为止上述倾斜变化结束，变成大致呈垂直变化；(2)是如下波形，从开关元件的导通电平一度向开关元件的截止电压方向大致垂直变化，然后开始倾斜变化，在变成上述开关元件的截止电压为止上述倾斜变化结束，变成大致呈垂直变化；(3)是如下波形，从开关元件的栅极导通电压一度向开关元件的栅极截止电压方向大致垂直变化，然后开始倾斜变化，到变成上述开关元件的栅极截止电压为止上述倾斜变化结束，变成大致呈垂直变化；(4)是如下波形，从薄膜晶体管的栅极导通电压一度向栅极截止电压方向大致垂直变化，然后开始倾斜变化，到变成上述薄膜晶体管的栅极截止电压为止上述倾斜变化结束，变成大致呈垂直变化；(5)是如下波形，从高电平一度向低电平方向大致垂直变化，然后开始倾斜变化，在变成上述低电平为止上述倾斜变化结束，变成大致呈垂直变化；或者(6)是如下波形，从高电平一度向低电平方向大致垂直变化，然后开始倾斜变化，在变成上述低电平为止上述倾斜变化结束，变成大致呈垂直变化。
即，扫描信号的上述下降波形具有倾斜变化部分，因此不存在扫描信号急剧下降的情况。因此，降低寄生电容引起的像素电位漂移，能够高精度且高品质进行显示。
而且，扫描信号的上述下降波形具有在上述倾斜变化部分之前首先大致垂直变化部分，因此扫描信号能够获得把上述数据信号通过薄膜晶体管等开关元件供给像素的充分电压(电平)。这样，在单位扫描信号的写入期间缩短情况下，也能够向像素电极充分写入数据信号。因此能够适应伴随着显示装置分辨率提高写入期间的缩短。
在上述显示装置中，上述扫描信号构成为根据如下扫描信号生成信号而生成也可以，所述扫描信号生成信号具有：高电平部分、到所述高电平的开始端为止的上升部、从上述高电平的终端部分开始大致垂直下降的第一下降部、以及从所述第一下降部的终端开始一边倾斜变化一边下降的第二下降部。
在上述显示方法中，上述扫描信号构成为根据如下扫描信号生成信号而生成也可以，所述扫描信号生成信号具有：高电平部分、到所述高电平的开始端为止的上升部、从上述高电平的终端部分开始大致垂直下降的第一下降部、以及从所述第一下降部的终端开始一边倾斜变化一边下降的第二下降部。
如上所述，由于构成为根据具有高电平部、上升部、第一下降部、以及第二下降部的扫描信号生成信号生成扫描信号，所以能够生成适当的扫描信号。
在上述显示装置中，产生上述扫描信号生成信号的信号生成电路构成为如下形式也可以，即具有：对应于上述高电平部分的第一电压输入部、对应于所述第一电压和第二下降部的开始端电压之间的电位差的第二电压输入部、第一电压充电部、从所述充电部按照所定时间常数进行放电的放电部、从上述充电部的输出电压减去第二电压的电压减法部、切换上述充电部的第一充电操作及上述减法部和上述放电部的操作的切换部。
在上述显示方法中，上述扫描信号生成信号构成以如下形式产生也可以：在所定期间内保持相当于所述高电平的第一电压并充电之后，使所述电压按照所定时间常数进行放电，而且从上述放电电压中减去相当于所述第一电压和第二下降部的开始端电压之间的电位差的第二电压，生成上述扫描信号生成信号。
根据上述结构能够产生适当的扫描信号生成信号。
本发明的显示装置驱动电路通过开关元件把各个显像信号线输入的数据信号供给多个像素电极，通过与所述各个显像信号线交叉连接到上述开关元件的各个扫描信号线，把决定上述开关元件导通状态和截止状态的扫描信号供给上述开关元件，进行显示，其特征是输出的上述扫描信号是下降波形，从上述开关元件处于导通状态的电平一度向开关元件截止状态方向大致垂直变化，然后开始倾斜变化，到使上述开关元件处于截止状态的电平为止，上述倾斜变化结束，变成大致呈垂直变化。
因此，与上述显示装置和显示方法的情况相同，由于扫描信号的上述下降波形具有倾斜变化部分，因此不存在扫描信号急剧下降的情况。因此，降低寄生电容引起的像素电位漂移，能够高精度且高品质进行显示。
而且，由于扫描信号的上述下降波形具有在上述倾斜变化部分之前首先大致垂直变化部分，因此扫描信号能够获得把上述数据信号通过薄膜晶体管等开关元件供给像素的充分电压(电平)。这样，在单位扫描信号的写入期间缩短情况下也能够向像素电极充分写入数据信号。因此能够适应伴随着显示装置分辨率提高写入期间的缩短。
在上述显示装置驱动电路中，构成为上述扫描信号根据如下扫描信号生成信号而生成也可以，所述扫描信号生成信号具有：用于形成上述开关元件处于导通状态的电平的高电平部分、到所述高电平的开始端为止的上升部、从上述高电平的终端部分开始一度向开关元件截止状态方向的大致垂直下降部、以及从所述下降部的终端开始一边倾斜变化一边下降的倾斜下降部。
由于上述显示装置驱动电路构成为根据具有高电平部、上升部、下降部、以及倾斜下降部的扫描信号生成信号生成扫描信号，所述能够生成适当的扫描信号。
附图简要说明
图1是根据本发明的实施例的扫描信号线驱动电路的主要部分的波形图；
图2是根据本发明的实施例的扫描信号线驱动电路的主要部分结构的电路图；
图3是根据本发明的实施方式的参考例的扫描信号线驱动电路的各个部分输出波形的波形图；
图4是示出图3所示的扫描信号线输入端附近的扫描波形、扫描信号线终端附近的扫描信号线波形、以及各个像素电位的波形图；
图5是示出以前的液晶显示装置结构的说明图；
图6是示出以前的扫描信号线驱动电路结构例子的说明图；
图7是示出像素电容和辅助电容并连到反向电极驱动电路的反向电位的结构中一个显示像素的等效电路图；
图8是示出以前的液晶显示装置的驱动波形图；
图9是示出使用于本发明和现有技术二者的说明图，说明薄膜晶体管不是完全导通/截止的开关，具有线性栅极电压-漏极电流特性的说明图；
图10示出着眼于1根扫描信号线的信号传输延迟情况下的传输等效电路；
图11示出从上述扫描信号线驱动电路输入到扫描信号线的扫描信号由于扫描信号线的信号延迟传输特性在面板内部延迟状态的说明图。
最佳实施方式
参考例
下面，参照图3和图4，说明根据本发明的实施方式的参考例。而且，图3中GCK表示时钟信号。
图3和图4中示出根据本参考例的扫描信号线驱动电路的输出波形VG(j-1)、VG(j)、VG(j+1)以及扫描信号线输入端附近的扫描波形Vg(1，j)、扫描信号线终端附近的扫描信号线波形Vg(N，j)、各个像素电位Vd(1，j)、Vd(N，j)。扫描信号线驱动电路的输出波形VG(j)中从扫描电压Vgh下降到非扫描电压Vgl的波形如图3所示，以单位时间变化量为Sx的斜率(倾斜)变化。
根据本参考例，通过显像信号线向多个像素电极供给数据信号，通过与所述显像信号线交叉的扫描信号线供给扫描信号，驱动像素实现显示的显示方法中，在上述驱动时，控制上述扫描信号的下降。所述下降可以任意设定上述变化量Sx。
通过这样适当设定上述变化量Sx，在扫描信号线的输入端附近以及终端附近，它的下降波形变化量Sx1和SxN如同扫描信号线波形Vg(1，j)和Vg(N，j)一样，大致与不受扫描信号线寄生的信号延迟传输特性影响，大致相同(参照图3和图4)。这样，扫描信号线中寄生存在的寄生电容Cgd引起的像素电位Vd中产生的电压飘移在显示面内是大致均匀的。这样，通过现有方法，例如为了预先减小寄生电容Cgd引起的电压漂移ΔVd偏置反向电极的反向电位VCOM等方法，能够实现充分减少闪烁、不存在烧结残像等显示问题的显示装置。
如上所述，由于使下降波形变化量Sx1及SxN与在扫描线上的位置没有关系，大致是一致的，因此下降控制根据扫描信号线所具有的信号延迟传输特性进行就可以。这样进行控制，只要是在扫描信号线上，不管任何位置，能够使扫描信号下降的斜率大致相同，因此各个像素电位的电平漂移大致相同。
代替上述根据信号延迟传输特性控制上述下降，根据上述薄膜晶体管的栅极电压-漏极电流特性控制上述扫描信号的下降斜率也可以。如果在薄膜晶体管的栅极上施加从阈值电压开始到导通电压为止范围内的某一电压，上述薄膜晶体管的漏极电流(导通阻抗)与栅极电压有关，呈线性变化。即，薄膜晶体管不是在两个值状态呈导通状态，而是呈中间导通状态(漏极电流根据模拟棚极电压变化)。
这种情况下，如果上述扫描信号下降如以前那样急剧，与薄膜晶体管的栅极电压-漏极电流特性没有关系，如上所述，由于寄生电容产生的像素电位中的电压漂移。因此，根据本参考例，受薄膜晶体管的上述线性变化领域影响，可以控制上述扫描信号的下降斜率。如果这样控制，由于扫描信号的下降倾斜，而且薄膜晶体管从导通到截止状态变化也根据上述电压-电流特性呈线性变化，因此能够实现确实减少由于寄生电容引起的像素电位的电压漂移。
最好是根据上述信号延迟传播特性和薄膜晶体管的栅极电压-漏极电流特性二者控制上述扫描信号的下降斜率。在这种情况下，由于可以使扫描信号线上任何位置上的扫描信号下降斜率大致相同，因此各个像素电位的电压漂移大致均匀，而且所述电压飘移本身变小。
而且，图4中的电压VT是图9所示的TFT的阈值电压。扫描信号从扫描电压Vgh下降到TFT的阈值电压VT为止期间内，TFT呈导通状态，几乎不发生由于寄生电容Cgd引起的上述电压漂移，由于TFT处于截止状态的扫描信号线变化量(VT-Vgl)的影响，发生寄生电容Cgd引起的电压漂移。
根据本参考例，由于VT-Vgl＜Vgh-Vgl，不仅能够消除由于寄生电容Cgd引起的电压漂移在显示面内不均匀，而且能够使寄生电容Cgd引起的电压漂移本身减小。
其中，现有技术中由于扫描信号线驱动电路附近的像素寄生电容Cgd引起的像素电位Vd发生的电压漂移量为ΔVd(1)，终端附近的像素电压漂移量为ΔVd(N)。而且，根据本参考例的扫描信号线驱动电路附近的像素电压漂移量为ΔVdx(1)，终端附近的像素电压漂移量为ΔVdx(N)。这种情况下，如上所述下降的波形变化量Sx1和SxN不受扫描信号线寄生所有的信号延迟传输特性影响，大致相同。因此，由于寄生存在的寄生电容Cgd引起的像素电位Vd中产生的电压漂移在显示面内是大致均匀的，满足关系ΔVdx(1)＝ΔVdx(N)＜ΔVd(N)＜ΔVd(1)。
因此，例如为了预先减小由于反向电极中寄生电容Cgd引起的电压漂移，根据偏置反向电位VCOM等现有方法，也能够减小所述偏置电压，降低闪烁，解决烧结残像等显示问题，能够实现低能耗显示装置。
实施例
在本实施例中，下面主要参照图1和图2说明在使用以前广泛使用的便宜扫描信号线驱动电路(栅极驱动电路)的情况。图2是根据本实施例的扫描信号线驱动电路主要部分结构，即示出扫描信号线驱动电路所具有的信号生成电路的电路图，图1是图2所示扫描信号线驱动电路主要部分的波形图。而且，在下面的说明中，也适合于使用说明现有技术所使用的图。
以前的扫描信号线驱动电路(栅极驱动电路)如同已经参照图6说明的一样，分别从输入端VD1和VD2输入栅极导通电压Vgh和栅极截止电压Vgl，根据时钟信号GCK顺次选择一个扫描期间(TH)顺次把扫描导通电压Vgh输出到扫描信号线105之后，扫描信号线105分别输出使TFT(开关元件)102处于截止状态的电压Vgl。与此相反，本实施例1中，采用图2所示的信号生成电路，该电路的输出作为扫描信号线驱动电路的电压Vgh。
信号生成电路如图2所示，主要由如下部分构成：用于进行充放电的电阻Rcnt和Ccnt、用于控制所述充放电的转换器INV、用于切换充放电的开关SW1和SW2、用于切换施加栅极导通电压Vgh和从该栅极导通电压Vgh下降到上述开始充放电电压为止的电压降Vgh2的根电压的开关SW3、以及包括用于切换增幅的电阻R1、R2、R3的OP放大器等的放大器AMP。
信号电压Vdd施加在上述开关SW1的一个端子上。该信号电压Vdd是直流电压，具有能够充分使上述TFT102处于导通状态的电平Vgh。该开关SW1的另一个端子连接到电阻Rcnt的一端，而且连接到电容器Ccnt的一端，而且连接到上述放大器AMP的非反转端子上。上述电阻Rcnt的另一端通过上述开关SW2接地。该开关SW2的开关控制根据通过上述转换器INV输入的Stc信号(参照图1)进行。该Stc信号与一个扫描周期同步，进行上述开关SW1的开关控制。该Stc信号如图1所示，形成为与时钟信号(GCK)同步也可以，例如可以构成为使用单稳态多谐振荡器等(图中未示出)。
在开关SW3的一个端子上施加信号电压Vdd2。该信号电压Vdd2是上述电压降Vgh2的根构成的直流电压。该开关SW3的另一个端子通过电阻R1连接到上述放大器AMP的反转端子。放大器AMP的反转端子通过电阻R2连接到它的输出端。其中，如果电阻R1和R2的值相同，上述放大器AMP的输出信号(输出电压)VD1a是从栅极电压Vgh中减去电压降Vgh2的值。本实施例中电阻R1和R2的值相同。电阻R3是用于匹配输入阻抗的，特别是为了防止在开关SW3处于断开状态时放大器AMP的反转端子的输入电压不稳定的目的而设计的。
通过上述开关SW1、SW2和SW3的开关操作，如后面所述，Stc信号为高电平情况下开关SW1变成闭合状态。此时，开关SW2和SW3由于通过转换器INV施加低电平而变成断开状态。与此相反，在Stc信号为低电平(放电控制信号)情况下开关SW1变成断开状态。此时，开关SW2和SW3由于通过转换器INV施加高电平而变成闭合状态。即，在图2的结构中，开关SW1、SW2和SW3是高电平有效元件。
由信号生成电路产生的输出信号(扫描信号生成信号)VD1a输入到如图6所示的扫描信号线驱动电路300的输入端VD1。上述Stc信号如图1所示是控制栅极下降期间的定时信号，是与一个扫描期间(TH)同周期的信号。
根据上述结构，在Stc信号为高电平期间，上述开关SW1变成闭合状态，开关SW2和SW3变成断开状态，因此输出信号VD1a为电平Vgh，如图6所示，输出到扫描信号线驱动电路300的输入端VD1。
与此相反，在Stc信号为低电平期间，上述开关SW1变成断开状态，开关SW2和SW3变成闭合状态，Ccnt中存储的电荷通过Rcnt放电，电压缓慢下降，输入到后段放大器AMP的非反转端子，一方面，从栅极导通电压Vgh下降的电压Vgh2输入到放大器AMP的反转端子，因此如图1所示，输出信号VD1a一度从栅极导通电压Vgh下降数值为电压Vgh2之后，Ccnt中存储的电荷通过Rcnt放电的信号变倾斜，变成锯齿波状信号。
即，图1中示出的输出信号VD1a(扫描信号生成信号)变成具有如下部分：高电平部p2、到该高电平部p2的开始端为止的上升部p1、从上述高电平部p2的终端开始大致垂直下降的第一下降部p3、以及从该第一下降部p3的终端开始边倾斜变化边下降的第二下降部p4。或者具有如下部分：形成使TFT(开关元件)102处于导通状态电平的高电平部p2、到该高电平部p2的开始端为止的上升部p1、从上述高电平部p2的终端开始一度向使TFT102处于截止状态方向的大致垂直的下降部p3、以及从该下降部p3的终端开始边倾斜变化边下降的倾斜下降部p4。
而且，图2所示的信号生成电路具有：与上述高电平部p2对应的信号电压Vdd(第一电压)的输入部、与信号电压Vdd和第二下降部p4的始端电压的电位差相当的信号电压Vdd2(第二电压)的输入部、信号电压Vdd的充电部、从所述充电部按照所定时间常数进行放电的放电部、计算出从上述充电部的输出电压减去信号电压Vdd2的差的电压减法部、切换上述充电部的信号电压Vdd的充电操作及上述减法部和上述放大器的操作的切换部。
如果图2的信号生成电路产生的输出信号VD1a(参照图1)被送入扫描信号线驱动电路300的输入端子VD1，则可能容易产生如下波形，即如图1的扫描信号VG(j)所示，栅极导通电压充分，而且保持扫描信号线下降的倾斜度。所述倾斜波形的倾斜时间被调整在Stc信号的低电平期间内，倾斜量Vslope可以通过改变图2的阻抗Rcnt和电容Ccnt和调整它的时间常数进行调整。而且，可以通过调整栅极导通电压Vgh(信号电压Vdd)、电压降Vgh2(通过信号电压Vdd2及阻抗R1和R2的比值求出的电压值)，使用于倾斜扫描信号线上的信号波形的电位最适合于每个所驱动的显示面板。
如图1所示，扫描信号VG(j)中，下降倾斜波形不必到Vgl电平为止。即为了抑制显示面板内的电压漂移ΔVd的偏差，在TFT导通领域内栅极倾斜下降是十分重要的。换句话说，一旦TFT处于截止领域内，与栅极下降速度无关。因此，通过形成这样的若干下降波形获得充分效果。
如上所述，在实施例中的扫描信号(扫描信号线驱动电路的输出信号)是如下下降波形，即一度从使TFT(开关元件)102处于导通状态的电平(p12)开始向使TFT102截止的状态方向略微垂直变化(p13)，然后开始倾斜变化(p14)，到使TFT102处于截止状态的电平为止，上述倾斜变化结束，变成大致垂直变化(p15)。
如上所述，扫描信号下降波形中，由于从使TFT102处于导通状态的电平(p12)开始一度向TFT102截止状态方向略微垂直变化(p13)，然后开始倾斜变化(p14)，因此与从使TFT102处于导通状态的电平开始马上开始倾斜变化的情况比较，能够获得TFT102的驱动余量。即，TFT102的电压越高，与TFT102匹配的驱动能力增加，能够在TFT102的源极和漏极之间获得充分的电流。这样，充分利用TFT102的驱动能力，即使在每个扫描信号的写入期间短的情况下也能够获得充分的写入期间，结果能够获得高品质的显示图象。
而且，根据发明实施例的显示装置，在由扫描信号线、栅极连接到上述扫描信号线的薄膜晶体管、连接到上述薄膜晶体管的源极的显像信号线、连接到上述薄膜晶体管的漏极的像素电极、在上述像素电极和上述扫描信号线之间形成的附加电容元件、在上述漏极和上述反向电极之间形成的液晶电容元件构成的像素中，其特征是扫描信号线驱动电路的输出信号从扫描电平(栅极导通电压Vgh)开始一度大致垂直变化，然后到非扫描电平的状态变化以任意倾斜度缓慢变化。在这种情况下，考虑到所述扫描信号线的信号延迟传输特性，上述扫描信号线驱动电路的输出信号从扫描电平开始到非扫描电平的状态变化任意倾斜，是理想的。即，鉴于上述说明，可以说至少在同一扫描信号线上，扫描信号的下降部(Vslope部：倾斜部)刚好在扫描信号线驱动电路输出后面的倾斜部与距离该扫描信号线驱动电路最远位置的像素输入部的倾斜部大致相同。
在上述显示装置中，考虑到上述薄膜晶体管的V-I特性，从扫描信号线驱动电路的输出信号的扫描电平开始到非扫描电平的状态变化，以任意倾斜度缓慢变化是理想的。考虑到构成显示面板的TFT的V-I特性基本上是相同的，至少在同一根扫描信号线上，扫描信号的下降部(Vslope部：倾斜部)在扫描信号线驱动电路输出之后的倾斜部与距离该扫描信号线驱动电路最远位置的像素输入部的倾斜部大致相同。
而且，在上述结构中，从扫描信号线驱动电路的输出信号的扫描电平开始到非扫描电平的状态变化，考虑所述扫描信号线的信号延迟传输特性和该薄膜晶体管的V-I特性二者，以任意倾斜度缓慢变化是理想的。因此，可以说至少在同一根扫描信号线上，扫描信号的下降部(Vslope部：倾斜部)刚好在扫描信号线驱动电路输出之后的倾斜部与距离该扫描信号线驱动电路最远位置的像素输入部的倾斜部大致相同。
而且，上述从以前的例子到根据本发明的实施例的一并说明是以液晶显示装置为例子进行的，但是本发明的对象对于具有相同问题的所有阵列型显示装置当然有效，特别是对于其驱动方法对通过TFT等开关元件进行电荷充电的所有显示装置都是有效的，对于使用有机EL等元件的显示装置，该驱动方法也是有效的。
本发明的显示装置和显示方法可以适用于如下形式的各种显示装置和显示方法中，即显像信号线和扫描信号线交叉设置，通过供给扫描信号线的扫描信号使开关元件导通或者截止，供给显像信号线的数据信号被写入像素电极式。
本发明的详细说明中的具体实施方式和实施例只是为了理解本发明的技术内容，不能利用这样具体的例子限制、狭义解释本发明，在本发明构思和权利要求书记载的范围之内，可以各种变化方式实施。

Claims (15)

1. 一种显示装置，通过开关元件把经过各视频信号线输入的数据信号提供给多个像素电极，通过与所述各视频信号线交叉，连接于上述开关元件的各扫描信号线，把决定上述开关元件导通状态和截止状态的扫描信号提供给上述开关元件以进行显示，其特征在于，
开始向上述各扫描信号线输出的上述扫描信号的下降波形的是如下所述波形，即从使上述开关元件变成导通状态的电平开始一度向开关元件的截止状态方向垂直地变化，然后开始倾斜变化，在使上述开关元件变成截止状态的电平之前，上述倾斜变化结束，变成呈垂直的变化。
2. 根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，使上述开关元件变成导通状态的电平是上述开关元件的导通电压，上述开关元件的截止状态方向是朝向上述开关元件的截止电压的方向，使上述开关元件变成截止状态的电平是上述开关元件的截止电压。
3. 根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，上述开关元件是薄膜晶体管，上述扫描信号被提供给上述薄膜晶体管的栅极，使上述开关元件变成导通状态的电平是上述薄膜晶体管的栅极导通电压，上述开关元件的截止状态方向是朝向上述薄膜晶体管的栅极截止电压的方向，使上述开关元件变成截止状态的电平是上述薄膜晶体管的栅极截止电压。
4. 根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，上述开关元件是薄膜晶体管，提供给上述开关元件的，决定上述开关元件的导通状态和截止状态的扫描信号，是提供给上述薄膜晶体管的栅极的，具有高电平和低电平的扫描信号，使上述开关元件变成导通状态的电平是上述高电平，上述开关元件的截止状态方向是朝向上述低电平的方向，使上述开关元件变成截止状态的电平是上述低电平。
5. 根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，具有输出上述扫描信号的扫描信号线驱动电路。
6. 根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，根据扫描信号生成信号生成上述扫描信号，所述扫描信号生成信号具有高电平部、到所述高电平部的开始端为止的上升部、从上述高电平部的终端部开始垂直下降的第一下降部、以及从该第一下降部的终端部开始一边倾斜变化一边下降的第二下降部。
7. 根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，产生上述扫描信号生成信号的信号产生电路具有
相当于上述高电平部的第一电压输入部；
相当于所述第一电压与第二下降部的开始端的电压的电位差的第二电压输入部；
用第一电压进行充电的充电部；
从该充电部按照规定的时间常数进行放电的放电部；
从上述充电部的输出电压减去第二电压的电压减法部；以及
切换上述充电部的第一电压的充电动作与上述减法部及上述放电部的动作的切换部。
8. 一种显示装置驱动电路，通过开关元件把通过各个视频信号线输入的数据信号提供给多个像素电极，通过与所述各个视频信号线交叉、连接于上述开关元件的各扫描信号线，把决定上述开关元件的导通状态和截止状态的扫描信号提供给上述开关元件进行显示，其特征在于，
作为上述扫描信号，下降波形从使上述开关元件变成导通状态的电平一度向开关元件的截止状态方向的垂直方向变化，然后开始倾斜变化，在变成使上述开关元件变为截止状态的电平之前，上述倾斜变化停止，输出呈垂直变化的波形的扫描信号。
9. 根据权利要求8所述的显示装置驱动电路，其特征在于，根据扫描信号生成信号产生上述扫描信号，所述扫描信号生成信号具有：用于形成使上述开关元件变成导通状态的电平的高电平部、到所述高电平部的开始端为止的上升部、从上述高电平部的终端部开始一度与开关元件的截止状态方向垂直的下降部、以及从所述下降部的终端开始一边倾斜变化一边下降的倾斜下降部。
10. 一种显示方法，通过开关元件把通过各视频信号线输入的数据信号提供给多个像素电极，通过与所述各视频信号线交叉，连接于上述开关元件的各扫描信号线，把决定上述开关元件的导通状态和截止状态的扫描信号提供给上述开关元件以进行显示，其特征在于，
开始输出到上述各扫描信号线的上述扫描信号的下降波形是如下所述波形，即从使上述开关元件变成导通状态的电平开始一度向使开关元件变成截止状态的电平方向的垂直方向变化，然后开始倾斜变化，在达到使上述开关元件变成截止状态的电平之前，上述倾斜变化停止，变成垂直的变化。
11. 根据权利要求10所述的显示方法，其特征在于，使上述开关元件变成导通状态的电平是上述开关元件的导通电平，上述开关元件的截止状态方向是朝向上述开关元件的截止电压的方向，使上述开关元件变成截止状态的电平是上述开关元件的截止电压。
12. 根据权利要求10所述的显示方法，其特征在于，上述开关元件是薄膜晶体管，上述扫描信号被提供给上述薄膜晶体管的栅极，使上述开关元件变成导通状态的电平是上述薄膜晶体管的栅极导通电压，上述开关元件的截止状态方向是朝向上述薄膜晶体管的栅极截止电压的方向，使上述开关元件变成截止状态的电平是上述薄膜晶体管的栅极截止电压。
13. 根据权利要求10所述的显示方法，其特征在于，上述开关元件是薄膜晶体管，被提供给上述开关元件的、决定上述开关元件的导通状态和截止状态的扫描信号，是被提供给上述薄膜晶体管的栅极的、具有高电平和低电平的扫描信号，使上述开关元件变成导通状态的电平是上述高电平，上述开关元件的截止状态方向是朝向上述低电平的方向，使上述开关元件变成截止状态的电平是上述低电平。
14. 根据权利要求10所述的显示方法，其特征在于，根据如下所述扫描信号生成信号生成上述扫描信号，所述扫描信号生成信号具有：高电平部、到所述高电平部的开始端部为止的上升部、从上述高电平部的终端部开始垂直下降的第一下降部、以及从所述第一下降部的终端部开始一边倾斜变化一边下降的第二下降部。
15. 根据权利要求14所述的显示方法，其特征在于，上述扫描信号生成信号如下所述产生，即在规定期间保持相当于所述高电平部的第一电压之后，使所述电压按照规定的时间常数进行放电，而且从上述放电电压中减去相当于所述第一电压和第二下降部的开始端部的电压之间的电压差的第二电压。
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