CN1228665C - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是，提供一种能减少显示像素的布线面积、通过像素的微细化、保持电路的多存储单元化能进行多灰度显示的显示装置。通过将电源电压供给保持电路(110)的电源线(LVDD)和连接辅助电容(85)的一个电极的辅助电容线(SCL)共用，谋求减少布线面积。辅助电容线(SCL)与栅极信号线(51)平行地配置在显示像素内。构成保持电路(110)的反相电路(INV1、INV2)的电源线沿着与该辅助电容线(SCL)交叉的方向延伸配置，连接在辅助电容线(SCL)上。共用的辅助电容线(SCL)的电平固定为电源电压(例如5V)。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置，特别是涉及适用于能携带的显示装置的显示装置。
背景技术
近年来，作为市场需求，要求能携带的显示装置，例如便携式电视、移动电话等。根据这样的要求，为了适应显示装置的小型化、轻量化、省电化，正盛行开发研究。
图5中示出了现有例的液晶显示装置的一个显示像素的电路结构图。在绝缘性基板(图中未示出)上交叉地形成栅极信号线51、漏极信号线61，在其交叉部附近设有连接在两条信号线51、61上的像素选择薄膜晶体管72。以下，将薄膜晶体管简称为TFT。像素选择TFT72的源极11s连接在液晶21的显示电极80上。
另外，设有将显示电极80的电压保持一场期间用的辅助电容85，该辅助电容85的一端86连接在像素选择TFT72的源极11s上，各显示像素共同的电位加在另一个电极87上。
这里，如果将扫描信号(高电平)加在栅极信号线51上，则像素选择TFT72呈导通状态，模拟影像信号被从漏极信号线61传递给显示电极80，同时被保持在辅助电容85中。加在显示电极80上的影像信号电压被加在液晶21上，液晶21根据该电压进行取向，从而能获得液晶显示。
因此，能与动态图像、静止图像无关地进行液晶显示。在这样的液晶显示装置中显示静止图像时，例如在移动电话的液晶显示部的一部分上作为驱动移动电话用的电池的余量显示，能显示干电池的图像。
可是，在上述结构的液晶显示装置中，在显示静止图像的情况下也与显示动态图像的情况相同，用扫描信号使像素选择TFT72呈导通状态，需要将影像信号再次写入各显示像素中。
因此，发生扫描信号及影像信号等驱动信号用的驱动电路、以及发生控制驱动电路的工作时序用的各种信号的外部LSI常时地工作，所以常时地消耗较大的电力。因此，在只备有有限电源的移动电话等中，存在其能使用的时间短的缺点。
与此不同，在特开平8-194205号中公开了在各显示像素中备有静态型存储器的液晶显示装置。如引用该公报的一部分进行说明，则如图6所示，该液晶显示装置是将对两级反相器INV1、INV2进行正反馈的类型的存储器、即静态型存储器作为数字影像信号的保持电路用，从而降低功耗的。
这里，开关元件24根据静态型存储器中保持的二值数字影像信号，控制基准线Vref和像素电极80之间的电阻值，调整液晶21的偏压状态。另一方面，将交流信号Vcom输入共用电极。本装置如果在理想上使显示图像像静止图像那样变化，就不需要对存储器进行刷新。
如上所述，在现有的液晶显示装置中适合对应于模拟影像信号而显示全色的动态图像。另一方面，在备有保持数字影像信号用的静态型存储器的液晶显示装置中，显示低灰度的静止图像，同时适合于降低功耗。
可是，两个液晶显示装置由于影像信号源不同，所以在一个显示装置中不能同时实现两者。
因此，本案申请人提出了能选择模拟显示和数字显示这两种显示的显示装置。以下，参照图7说明该显示装置的概要。图7是表示显示装置的一个显示像素的结构的电路图。
在设置在绝缘基板(图中未示出)上的栅极信号线51和漏极信号线61的交叉部附近，设有由P沟道型TFT41及N沟道型TFT42构成的电路选择电路40。TFT41、42的两个漏极连接在漏极信号线61上，同时它们的两个栅极连接在电路选择信号线88上。TFT41、42两方中的某一方根据来自电路选择信号线88的选择信号而导通。另外，与电路选择电路40成对地设置电路选择电路43。
另外，与电路选择电路40相邻地配置由N沟道型TFT71及N沟道型TFT72构成的像素选择电路70。TFT71、72根据来自栅极信号线51的扫描信号而导通。
另外，在显示像素内设有将模拟影像信号保持一场期间用的辅助电容85。辅助电容85的一个电极86连接在TFT71的源极71s上。另一个电极87连接在全部显示像素共用的辅助电容线SCL上，供给固定的偏压。
电路选择电路43的P沟道型TFT44设置在该辅助电容85和液晶21之间，与电路选择电路40的TFT41同时通断。另外，保持电路110、信号选择电路120设置在像素选择TFT72和液晶21的显示电极80之间。
保持电路110由构成正反馈回路的第一及第二反相电路INV1、INV2构成。在数字显示模式中，电路选择信号线88的电位呈高电平，而且如果栅极信号线51的扫描信号呈高电平，则从漏极线61输入的影像信号能被写入保持电路110。
信号选择电路120是根据保持电路110中保持的数字影像信号来选择信号的电路，由两个N沟道型TFT121、122构成。来自保持电路110的互补的输出信号分别加在TFT121、122的栅极上，所以TFT121、122互补地通断。如果TFT122导通，则选择信号A(黑信号)，如果TFT121导通，则选择信号B(白信号)，通过电路选择电路43的TFT45，供给将电压加在液晶21上的显示电极80上。
因此，如果采用上述的显示装置的结构，则能切换现有的模拟显示模式和数字显示模式(对应于低功耗、静止图像)。
可是，由于进行将电源电压供给保持电路110的电源线LVDD的布线、以及供给接地电压的地线LVSS的布线，所以布线面积增大，不能使像素电路小型化。因此，保持电路110的存储单元数增加，导致电路的大型化，难以促进像素的高精细化、多灰度化。
发明内容
本发明就是鉴于上述的课题而完成的，
第一，在能切换模拟显示模式和数字显示模式的显示装置中，将电源电压供给保持电路110的电源线LVDD和连接辅助电容85的一个电极的辅助电容线SCL共用(参照图1)。因此，由于能减少布线面积，所以能实现像素的微细化、以及保持电路110的多存储单元化带来的多灰度显示化。
第二，在能切换模拟显示模式和数字显示模式的显示装置中，将接地电压供给保持电路110的地线LVSS和连接辅助电容85的一个电极的辅助电容线SCL共用(参照图2)。因此，同样能减少布线面积，能实现像素的微细化、以及保持电路110的多存储单元化带来的多灰度显示化。
第三，在能切换模拟显示模式和数字显示模式的显示装置中，将从对应于保持电路110的栅极信号线51b施加扫描信号的顺序作为基准，将把接地电压供给该保持电路110的地线LVSS连接在前级的栅极信号线51a上(参照图3)。
本发明的着眼点在于：在每一水平期间扫描信号(高电平脉冲)被依次加在栅极信号线a、b、...上，在扫描信号被加在各条栅极信号线a、b、...上的一个水平期间结束后，复位到低电平(接地电压)，通过将属于某一显示像素的保持电路110的地线连接在扫描结束了的前级的栅极信号线上，利用扫描信号选择属于该保持电路110的显示像素，在使数字影像信号处于能写入的状态时，接地电压常时地被供给该保持电路。因此，由于能减少专用的地线LVSS，所以能减少布线面积，能实现像素的微细化、以及保持电路110的多存储单元化带来的多灰度显示化。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的液晶显示装置的电路结构图。
图2是本发明的第二实施例的液晶显示装置的电路结构图。
图3是本发明的第三实施例的液晶显示装置的电路结构图。
图4是本发明的实施例的液晶显示装置的时序图。
图5是现有例的液晶显示装置的另一电路结构图。
图6是现有例的液晶显示装置的另一电路结构图。
图7是能选择模拟显示和数字显示的显示装置的电路结构图。
具体实施方式
其次，参照附图说明本发明的实施例的显示装置。图1中示出了第一实施例的显示装置的电路结构。在图1中，为了简单起见只示出了一个显示像素，但在实际的显示装置中这样构成的显示像素呈行列状地配置许多个。另外，在图1中，与图7相同的部分标以相同的符号，其说明从略。
在图1中，电路选择电路40、43根据来自电路选择信号线88的选择信号SW进行开关，选择有辅助电容85的第一显示电路(模拟显示用)、有保持电路110和信号选择电路120的第二显示电路(数字显示用)两方中的某一方。
在本实施例中，通过使将电源电压供给保持电路110的电源线LVDD和连接辅助电容85的一个电极的辅助电容线SCL共用，谋求减少布线面积。辅助电容线SCL与栅极信号线51平行地配置在显示像素内。构成保持电路110的反相电路INV1、INV2的电源线沿着与该辅助电容线SCL交叉的方向延伸配置，连接在辅助电容线SCL上。共用的辅助电容线SCL的电平固定为电源电压(例如5V)。
图2中示出了第二实施例的显示装置的电路结构。在图2中，为了简单起见只示出了一个显示像素，但在实际的显示装置中这样构成的显示像素呈行列状地配置许多个。另外，在图2中，与图7相同的部分标以相同的符号，其说明从略。
在图2中，电路选择电路40、43根据来自电路选择信号线88的选择信号SW进行开关，选择有辅助电容85的第一显示电路(模拟显示用)、有保持电路110和信号选择电路120的第二显示电路(数字显示用)两方中的某一方。这一点与第一实施例相同。
在本实施例中，通过使将接地电压供给保持电路110的地线LVSS和连接辅助电容85的一个电极的辅助电容线SCL共用，谋求减少布线面积。辅助电容线SCL与栅极信号线51平行地配置在显示像素内。构成保持电路110的反相电路INV1、INV2的地线LVSS沿着与该辅助电容线SCL交叉的方向延伸配置，连接在辅助电容线SCL上。共用的辅助电容线SCL的电平固定为接地电压(例如0V)。
另外，地线LVSS的电平不限定为0V，也可以是电位比电源线LVDD低的布线。
图3中示出了第三实施例的显示装置的电路结构。在图3中，为了简单起见只示出了相邻的两个显示像素200、201，但在实际的显示装置中这样构成的显示像素呈行列状地配置许多个。另外，在图3中，与图7相同的部分标以相同的符号，其说明从略。
电路选择电路40、43根据来自电路选择信号线88的选择信号SW进行开关，在各显示像素200、201中，选择有辅助电容85的第一显示电路(模拟显示用)、有保持电路110和信号选择电路120的第二显示电路(数字显示用)两方中的某一方。
在本实施例中，将接地电压供给显示像素201内的保持电路110b的反相电路INV1、INV2的地线LVSSb连接在与该保持电路110b对应的栅极信号线51b的前一级的栅极信号线51a上。同样，将接地电压供给显示像素200内的保持电路110a的反相电路INV1、INV2的地线LVSSa连接在与该保持电路110a对应的栅极信号线51a的前一级的栅极信号线(图中未示出)上。
其次，参照图4说明上述的第三实施例的显示装置的驱动方法。图4是选择了数字显示模式时的时序图。另外，同样的驱动方法也适用于第一、第二实施例的显示装置。
(1)模拟显示模式的情况
如果电路选择信号线88被设定为低电平，则电路选择电路40、43的TFT41、44导通。另外，根据水平启动信号STH，取样晶体管SP(图中未示出)根据取样信号而导通，模拟影像信号被供给漏极信号线61。另外，根据垂直启动信号STV，扫描信号被供给栅极信号线51。
如果像素选择TFT72根据扫描信号而导通，则模拟影像信号从漏极信号线61被传递给显示电极80，同时被保持在辅助电容85中。加在显示电极80上的影像信号电压被加在液晶21上，液晶21根据该电压进行取向，从而能获得液晶显示。在该模拟显示模式中，适合于显示全色的动态图像。
(2)数字显示模式
如果电路选择信号线88的电位设定为高电平，则电路选择电路40、43的TFT41、44关断，同时TFT42、45导通。因此，保持电路110呈可工作状态。
另外，启动信号STV、STH从安装在外接电路基板上的驱动扫描用LSI(图中未示出)分别输入给栅极驱动器及漏极驱动器(图中未示出)。据此，依次发生取样信号。根据各个取样信号，连接在各漏极信号线61上的取样晶体管SP1、SP2、...、SPn依次导通并对数字影像信号进行取样，供给各漏极信号线61。
这里说明第一行、即施加扫描信号G1的栅极信号线51。根据扫描信号G1，连接在栅极信号线51上的各显示像素P11、P12、...P1n(图中未示出)的各TFT在1个水平扫描期间内导通。
注意第一行第一列的显示像素P11，根据取样信号SP1所取样的数字影像信号S11(漏极信号D1)被输入漏极信号线61。然后，如果扫描信号G1呈高电平，TFT72呈导通状态，则数字影像信号S11被写入保持电路110。
注意第一行第二列的显示像素P12，根据取样信号SP2所取样的数字影像信号S12(漏极信号D2)被输入漏极信号线61。下同。
在该保持电路110中保持的信号被输入信号选择电路120，在该信号选择电路120中选择信号A或信号B，该选择的信号被加在显示电极80上，其电压加在液晶21上。通过这样从栅极信号线51到最后一行的栅极信号线51依次进行扫描，一个画面部分(一场期间)的写入结束。
这里，如果扫描信号Gn+1(高电平)被供给连接在图3中的显示像素201的像素选择TFT72上的栅极信号线51b，则被输入漏极信号线61中的数字影像信号被写入保持电路110b中。
这时，连接在相邻的前级的一个显示像素200的像素选择TFT72上的栅极信号线51a的电平呈低电平(接地电压)。因此，接地电压被供给保持电路110b的反相电路INV1、INV2，保持电路110b正常工作。
另外，在本实施例中，虽然将把接地电压供给保持电路110b的地线LVSS连接在与该保持电路110b对应的栅极信号线51b的前一级的栅极信号线51a上，但连接在前两级以上的栅极信号线(图中未示出)上，能获得同样的作用效果，所以本专利的范围包含的内容是明确的。
此后，根据保持在保持电路110中的数据进行显示(静止图像的显示)。将驱动该保持电路用的电源电压供给保持电路110，将对置电极电压VCOM(信号A)加在对置电极上，在液晶显示面板100为常白(NW)的情况下，将与对置电极32电位相同的电压(VCOM)加在信号A上，将进行黑显示用的显示电压加在信号B上。通过这样处理，能保持一个画面部分并作为静止图像进行显示。
这时，在漏极信号线61中的数字影像信号(高电平)被输入保持电路110的情况下，在信号选择电路120中，低电平被输入第一TFT121中，所以第一TFT121呈关断状态，高电平被输入另一个第二TFT122中，所以第二TFT122呈导通状态。因此，选择信号B，信号B的电压被加在液晶上。即，施加信号B，在电场的作用下液晶竖立，所以在NW显示面板上作为显示能观察到黑显示。
在漏极信号线61中的数字影像信号(低电平)被输入保持电路110的情况下，在信号选择电路120中，高电平被输入第一TFT121中，所以第一TFT121呈导通状态，低电平被输入另一个第二TFT122中，所以第二TFT122呈关断状态。于是，选择信号A，信号A的电压被加在液晶上。即，施加与对置电极32相同的电压，不产生电场，液晶不竖立，所以在NW显示面板上作为显示能观察到白显示。
这样，通过写入一个画面部分并保持它，能作为静止图像进行显示，但由于停止各驱动器及驱动扫描用LSI的驱动，所以该部分能低功耗化。
另外，在上述的第一、第二、第三实施例中，虽然保持电路110输入1位的数字影像信号，但本发明不受此限。如果采用本发明，则由于能减少布线面积，像素电路能小型化，所以适用于写入并保持多个数字影像信号的多存储单元结构的保持电路。因此，能进行高精细、多灰度的显示。
如果采用本发明的显示装置，则第一，在能切换模拟显示模式和数字显示模式的显示装置中，由于将电源电压供给保持数字影像信号的保持电路的电源线和辅助电容线共用，所以能减少布线面积，能实现像素的微细化、保持电路的多存储单元化带来的多灰度显示化。
第二，由于将接地电压供给保持电路的地线和连接辅助电容的一个电极的辅助电容线共用，所以同样能减少布线面积，能实现像素的微细化、保持电路110的多存储单元化带来的多灰度显示化。
第三，由于将从对应于保持电路的栅极信号线施加扫描信号的顺序作为基准，将把接地电压供给保持电路的地线连接在前级的栅极信号线上，所以能减少以往必需的专用地线，能减少布线面积，能实现像素的微细化、保持电路110的多存储单元化带来的多灰度显示化。

Claims (6)

1.一种显示装置，在该显示装置中，沿基板上的一个方向配置的多条栅极信号线、沿与上述栅极线交叉的方向配置的多条漏极信号线、以及与根据来自上述栅极信号线的扫描信号进行选择的同时，从上述漏极信号线供给影像信号的显示像素呈矩阵状配置，该显示装置的特征在于：
备有：
配置在上述显示像素内的显示电极；
有保持逐次输入的影像信号的辅助电容，将该影像信号逐次供给上述显示电极的第一显示电路；
备有对应于上述显示像素而配置并保持影像信号的保持电路，将与该保持电路保持的信号对应的电压供给上述显示电极的第二显示电路；以及
根据电路选择信号，选择上述第一及第二显示电路的电路选择电路，
将电源电压供给上述保持电路的高电位侧的电源线和连接上述辅助电容的一个电极的辅助电容线共用。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
上述保持电路有进行正反馈的两级反相电路，将上述两级反相电路的高电位侧的电源线连接在上述辅助电容线上。
3.一种显示装置，在该显示装置中，沿基板上的一个方向配置的多条栅极信号线、沿与上述栅极线交叉的方向配置的多条漏极信号线、以及与根据来自上述栅极信号线的扫描信号进行选择的同时，从上述漏极信号线供给影像信号的显示像素呈矩阵状配置，该显示装置的特征在于：
备有：
配置在上述显示像素内的显示电极；
有保持逐次输入的影像信号的辅助电容，将该影像信号逐次供给上述显示电极的第一显示电路；
备有对应于上述显示像素而配置并保持影像信号的保持电路，将与该保持电路保持的信号对应的电压供给上述显示电极的第二显示电路；以及
根据电路选择信号，选择上述第一及第二显示电路的电路选择电路，
将接地电压供给上述保持电路的地电位侧的电源线和连接上述辅助电容的一个电极的辅助电容线共用。
4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于：
上述保持电路有进行正反馈的两级反相电路，将上述两级反相电路的低电位侧的电源线连接在上述辅助电容线上。
5.一种显示装置，它备有：沿基板上的一个方向配置、依次施加扫描信号的多条栅极信号线；沿与上述栅极线交叉的方向配置的多条漏极信号线；设置在每个显示像素中、对应于施加在上述栅极信号线上的扫描信号，选择显示像素的像素选择晶体管；以及配置在上述显示像素内、保持从上述漏极信号线输入的影像信号的保持电路，根据上述保持电路中保持的影像信号进行显示，该显示装置的特征在于：
将从对应于该保持电路的栅极信号线施加扫描信号的顺序作为基准，将把接地电压供给上述保持电路的低电位侧的电源线连接在前级的栅极信号线上。
6.如权利要求5所述的显示装置，其特征在于：
上述保持电路有进行正反馈的两级反相电路，将从对应于该保持电路的栅极信号线施加扫描信号的顺序作为基准，将上述两级反相电路的低电位侧的电源线连接在前级的栅极信号线上。
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