專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及可以獲得高品質(zhì)圖像輸出的圖像顯示裝置。


圖12是本發(fā)明涉及的圖像顯示裝置現(xiàn)有例的構成圖。由像素開關101和液晶顯示電容102構成的顯示像素在顯示區(qū)111配置成矩陣狀，像素開關101的柵通過柵線109連接到柵線驅動器110，并且像素開關101的一端通過信號線103連接到模擬緩沖器104。模擬緩沖器104與DA轉換電路105的輸出連接，DA轉換電路105與數(shù)據(jù)鎖存電路106的輸出連接，而數(shù)據(jù)鎖存電路106接受移位寄存器107的輸出并與數(shù)字輸入信號線108相連接。
下面敘述本現(xiàn)有例的動作。從數(shù)字輸入信號線108輸入的數(shù)字輸入信號在由移位寄存器107掃描的同時由數(shù)據(jù)鎖存電路106鎖存。之后將鎖存在數(shù)據(jù)鎖存電路106內(nèi)的數(shù)字輸入信號由DA轉換電路105轉換為模擬信號電壓，通過模擬緩沖器104輸入到信號線103。于此在預定的定時柵線驅動器110通過柵線109將被選擇行的像素開關101置于“通”時，在被選擇像素行的液晶顯示電容102內(nèi)寫入上述模擬信號電壓。
但是，此處卻存在如果作為構成上述模擬緩沖器104的放大電路的輸入輸出電壓差的偏置電壓在模擬緩沖器104之間有差異時，則在顯示圖像中會產(chǎn)生直條噪聲圖形而顯著降低圖像品質(zhì)的這樣的問題。并且特別是在上述模擬緩沖器104是由多晶Si-TFT構成的場合，問題更為突出。下面介紹針對此問題的現(xiàn)有對策。
圖13是上述模擬緩沖器104的電路構成圖。從輸入端子127輸入的模擬電壓經(jīng)過第一復位開關124輸入到由nMOS 121及pMOS 122構成的放大電路。上述放大電路的輸出則輸入到信號線103和第二復位開關125，第二復位開關125的另一端經(jīng)偏置消除電容123連接到上述放大電路的輸入端。并且，輸入端子127也輸入到與第一復位開關124并聯(lián)的輸入開關126，輸入開關126的另一端連接到第二復位開關125和偏置消除電容123中間。
下面對上述模擬緩沖器104的動作予以說明。首先，輸入開關126處于“斷”的狀態(tài)，第一復位開關124及第二復位開關125處于“通”的狀態(tài)。在此狀態(tài)下，由于由nMOS 121及pMOS 122組成的放大電路的輸入輸出施加于偏置消除電容123的兩端，作為上述放大電路的輸入輸出電壓差的偏置電壓輸入到偏置消除電容123上。其次，如第一復位開關124及第二復位開關125處于“斷”的狀態(tài)，而輸入開關126處于“通”的狀態(tài)，則由于在上述電路上輸入的是扣除輸入到偏置消除電容123上的偏置電壓值的電壓，結果上述放大電路的偏置電壓被消除，可以將與輸入到輸入端子127的電壓值相同的電壓從上述放大電路輸出的信號線103。關于這種現(xiàn)有例，例如在Asia Display 98會議的預印本的第285-288頁等處有詳細敘述。
本發(fā)明的目的是提供另外一種消除偏置電壓的方法。
上述目的是利用下面的圖像顯示裝置實現(xiàn)的，此圖像顯示裝置包括由進行圖像顯示用的液晶電容和用來將圖像信號電壓寫入此液晶電容的圖像開關串聯(lián)連接的多個顯示像素以矩陣狀配置而形成的顯示畫面；生成針對此液晶電容的對各個奇偶幀電壓方向交流變化的圖像信號電壓的圖像信號電壓產(chǎn)生單元；以及減小此圖像信號電壓產(chǎn)生單元的輸出阻抗，并將圖像信號電壓傳送到圖像開關的阻抗變換單元；在此顯示裝置中還包括使阻抗變換單元的驅動電壓與上述圖像信號電壓的正負合并而在各個奇偶幀中在正的電壓區(qū)與負的電壓區(qū)之間轉移的驅動電壓轉移單元。
圖2是第1實施例的模擬緩沖器的電路構成圖。
圖3是第1實施例的顯示亮度與輸入信號電壓的關系的特性曲線圖。
圖4是第1實施例的模擬緩沖器驅動時序圖。
圖5是第1實施例的差動放大電路的實際配置圖。
圖6是第1實施例的差動放大電路的另一實際配置圖。
圖7是第2實施例的構成圖。
圖8是第2實施例的模擬緩沖器的電路構成圖。
圖9是第2實施例的模擬緩沖器驅動時序圖。
圖10是第3實施例的構成圖。
圖11是第2實施例的構成圖。
圖12是現(xiàn)有例的構成圖。
圖13是現(xiàn)有例的模擬緩沖器的電路構成圖。
圖14是顯示亮度與輸入信號電壓的關系的特性曲線圖。
實施發(fā)明的具體方式(第一實施例)下面利用圖1至圖6及圖14對本發(fā)明的一個實施例予以說明。
圖1是本發(fā)明的圖像顯示裝置的一個實施例的構成圖。由像素開關1和串聯(lián)到其一端的液晶顯示電容2構成的顯示像素在顯示像素區(qū)11(顯示畫面)內(nèi)配置成為矩陣狀，像素開關1的柵通過柵線9連接到柵線驅動器10，并且像素開關1的另一端通過信號線3連接到模擬緩沖器4(阻抗變換單元)。模擬緩沖器4與DA變換電路5的輸出連接，DA變換電路5與數(shù)據(jù)鎖存電路6的輸出連接，數(shù)據(jù)鎖存電路6與移位寄存器7的輸出及數(shù)字輸入信號線8的輸入連接。并且在模擬緩沖器4上還分別連接有一組高電壓電源線21A、21B，低電源電壓線22A、22B，偏置線23A、23B的輸入，而高電壓電源線21A、21B，低電源電壓線22A、22B及偏置線23A、23B與驅動電壓轉移電路12相連接。驅動電壓轉移電路12，如下面所述，是用來對各輸出線提供2值低阻抗輸出電壓的電路。
下面敘述本實施例的動作。從數(shù)字輸入信號線8輸入的數(shù)字輸入信號在移位寄存器7的掃描的同時由數(shù)據(jù)鎖存電路6鎖存。之后，在數(shù)據(jù)鎖存電路6內(nèi)鎖存的數(shù)字輸入信號由DA變換電路5變換為模擬信號電壓，通過模擬緩沖器4輸入到信號線3。在此按規(guī)定的時序柵線驅動器10通過柵線9使被選擇行的像素開關1變成“通”的狀態(tài)，結果上述模擬信號電壓就寫入到被選擇像素行的液晶顯示電容2內(nèi)。
下面詳細說明模擬緩沖器4的的構成及其動作。
圖2是上述模擬緩沖器4電路構成圖。從輸入端子31輸入的模擬信號電壓輸入到由驅動器晶體管32、33，負載晶體管34、35，和電流源晶體管36構成的差動放大電路。此差動放大電路的差動輸出線37又輸入到由驅動器晶體管38和負載晶體管39構成的放大電路，此放大電路的輸出在與信號線3連接的同時還反饋到上述差動放大電路的一端。因此，本模擬緩沖器4的整體被設計成為電壓增益接近1。另外，本模擬緩沖器4的高電壓電源Vd側與高電壓電源線21A、21B相連接，低電壓電源Vs側與低電源電壓線22A、22B相連接，電流源晶體管36與負載晶體管39的偏置線23A、23B相連接。此處奇數(shù)號的模擬緩沖器4與高電壓電源線21A、低電源電壓線22A、偏置線23A，偶數(shù)號的模擬緩沖器4與高電壓電源線21B、低電源電壓線22B、偏置線23B分別如前面圖1所示交互連接。
在說明圖2所示的模擬緩沖器4的動作之前，下面對圖像信號的液晶顯示特性予以說明。圖14是液晶顯示亮度B與輸入信號電壓V的關系的特性曲線圖。液晶的輸入信號電壓正負對稱，輸入信號電壓的絕對值大時為黑顯示。為了確保液晶顯示的可靠性，一般奇偶幀之間輸入信號電壓的正負進行交換。在本圖中，白顯示電壓以VW+、VW-表示，黑顯示電壓以VB+、VB-表示，信號電壓例如在奇數(shù)幀時的取值為從VB-到VW-，在偶數(shù)幀時的取值為從VW+到VB+。此外，此處輸入信號電壓受到模擬緩沖器的偏置電壓的偏差的影響，例如，假設在奇數(shù)幀時的變動為ΔVt1，在偶數(shù)幀時時的變動為ΔVt2。此時，液晶顯示亮度，由于此偏置電壓的偏差，在奇數(shù)幀時會發(fā)生ΔBt1的變動，在偶數(shù)幀時時會發(fā)生ΔBt2的變動，平均說來會發(fā)生(ΔBt1-ΔBt2)的顯示亮度偏移。若此處假設奇偶幀的信號電壓輸出是得自同一模擬緩沖器，由于ΔVt1和ΔVt2的值比較接近，可將(ΔBt1-ΔBt2)的值抑制為一較小值。但是，僅僅如此是不能使(ΔBt1-ΔBt2)的值為0的。即其原因是，如模擬緩沖器的驅動電壓電源Vs、Vd為一定，則在輸出信號電壓為V1的場合和為V2的場合，由于施加于構成模擬緩沖器的各晶體管上的電壓關系不同，對應于各個輸出的偏置電壓ΔVt1和ΔVt2的值也不同。
于是，在本實施例中，模擬緩沖器4的轉移(shift)驅動動作按如下方式進行。圖3和圖14一樣，是液晶顯示亮度B與輸入信號電壓V的關系的特性曲線圖。如圖所示，對亮度隨輸入信號電壓的變化產(chǎn)生最大梯度的正電壓區(qū)及負電壓區(qū)的輸入信號電壓分別為Vm+(正電壓區(qū))和Vm-(負電壓區(qū))，兩者的差為ΔVm。此處在本來的輸出信號電壓應為Vm-時，模擬緩沖器4受到偏置電壓偏差的影響，變動將為ΔVt。此時液晶顯示亮度，如圖3所示，變動為+ΔBt?？墒谴颂?，在本發(fā)明中是使下一幀中的模擬緩沖器4的驅動電壓只發(fā)生ΔVm偏移而驅動模擬緩沖器4。接著，如假設模擬緩沖器4本來的輸出信號電壓為Vm+，此場合的偏置電壓的變動也為ΔVt，液晶顯示亮度為-ΔBt。這是由于施加于構成模擬緩沖器4的各晶體管上的電壓關系在兩幀之間相同，對應于各個輸出的偏置電壓值為一定值ΔVt之故。所以，在此場合，有可能使液晶顯示亮度的偏差在奇偶幀之間完全抵消。如此，本實施例中，由于模擬緩沖器4的偏置電壓偏差造成的液晶顯示亮度的變動在最大信號電壓Vm+、Vm-處，模擬緩沖器4的驅動電源在奇偶幀之間以這些電壓的差分ΔVm為偏移量進行驅動，可以使液晶顯示亮度的偏移在奇偶幀之間得到理想的消除。
另外，很清楚，在本實施例中，模擬緩沖器4驅動電壓在奇偶幀之間的偏移量規(guī)定為ΔVm，此值越大，越靠近黑顯示側，此值越小說靠近白顯示側，各幀間的偏移電壓可以得到消除。即如果給定的偏移量的最小值為(VW+)-(VW-)、最大值為(VB+)-(VB-)，可以期待根據(jù)本實施例的本發(fā)明的效果。反之，如從期待的偏移電壓的精度出發(fā)，也可以對與上述ΔVm的值的偏差值設定偏移量。此外，輸入到液晶顯示電容2的信號電壓實際上由于受到像素開關1處于“通”的狀態(tài)時的耦合電容的影響，為了對這一部分進行補正，最好將模擬緩沖器4對驅動電源的奇偶幀之間的偏移量設定為較ΔVm略小些的數(shù)值。此時的補正量可以很容易從包含上述的耦合電容和寄生電容的液晶顯示電容2的值計算得出。
下面利用圖4所示的模擬緩沖器驅動時序圖對模擬緩沖器4的動作予以更詳細的介紹。此外，此處為了簡化說明，柵線9的根數(shù)畫出了3根。設定在偶數(shù)幀開始時，驅動奇數(shù)號的模擬緩沖器4的高電壓電源線21A、低電源電壓線22A、偏置線23A處于高電壓狀態(tài)，而驅動偶數(shù)號的模擬緩沖器4的高電壓電源線21B、低電源電壓線22B、偏置線23B處于低電壓狀態(tài)。此處各個高電壓狀態(tài)和低電壓狀態(tài)之間的電位差在圖3中定義為ΔVm，奇數(shù)號和偶數(shù)號的模擬緩沖器4的上述各驅動電壓，除了交互取高電壓狀態(tài)和低電壓狀態(tài)之外，電壓相同。另外，如設定好驅動電壓轉移電路12的上述高電壓電源線21A、21B，低電源電壓線22A、22B，偏置線23A、23B，DA變換電路5輸出模擬信號電壓，接著利用柵線驅動器10選擇規(guī)定的柵線9而使規(guī)定的像素開關處于“通”的狀態(tài)，并開始通過模擬緩沖器對模擬信號電壓的液晶顯示電容進行寫入。一個水平期間長度的顯示像素的寫入期間通過使柵線9重新處于“斷”的狀態(tài)而結束，接著如果來自DA變換電路5的模擬信號電壓輸出停止，則驅動奇數(shù)號的模擬緩沖器4的高電壓電源線21A、低電源電壓線22A、偏置線23A轉移到低電壓狀態(tài)，而驅動偶數(shù)號的模擬緩沖器4的高電壓電源線21B、低電源電壓線22B、偏置線23B轉移到高電壓狀態(tài)。之后，通過反復執(zhí)行上述動作，就可以對顯示像素一列一列寫入模擬信號電壓。此處，高電壓電源線21A、21B，低電源電壓線22A、22B和偏置線23A、23B的轉移在各幀的最后不進行。這一點在本實施例中，由于柵線9的根數(shù)是奇數(shù)，是為了使對每一幀寫入到同一像素的模擬緩沖器4的驅動電壓在高電壓狀態(tài)和低電壓狀態(tài)之間交互轉移。因而，假如柵線9的根數(shù)是偶數(shù)，則需要判斷高電壓電源線21A、21B，低電源電壓線22A、22B和偏置線23A、23B的轉移在各幀的最后還需要進行一次，或是需要停止各幀的最初一次的轉移。另外，從到此為止的說明可以明了，在模擬緩沖器4以低電壓狀態(tài)驅動時，輸入到模擬緩沖器4的模擬信號電壓對液晶的施加電壓處于VB-到VW-的范圍，而在模擬緩沖器4以高電壓狀態(tài)驅動時，輸入到模擬緩沖器4的模擬信號電壓對液晶的施加電壓處于VW+到VB+的范圍。
圖2所示的模擬緩沖器4的差動放大電路的實際配置示于圖5。差動放大電路由具有輸入端子31和反饋輸入端子44的驅動器晶體管32、33，負載晶體管34、35和電流源晶體管36構成，其中負載晶體管34、35利用p型多晶Si-TFT(薄膜晶體管)，驅動器晶體管32、33利用n型多晶Si-TFT。在負載晶體管34、35的源與連接到高電壓電源線21A、21B的高電壓電源配線41相連接，電流源晶體管36的源與連接到低電壓電源線22A、22B的低電壓電源配線42相連接，電流源晶體管36的柵與連接到偏置線23A、23B的偏置配線43相連接，而差動輸出線37從差動放大電路通往后段的放大電路。此處，以正方形表示的是配線間連接用的接觸孔40，虛線是Al配線層，實線是多晶Si島及金屬柵配線層。在本實施例中，由于以這樣方式采用多晶Si-TFT構成模擬緩沖器51，所以除了晶體管襯底間不需要絕緣，nMOS和pMOS可以以幾乎相同的間隔配置的這樣的優(yōu)點之外，另外還有一個優(yōu)點是沒有必要利用驅動電壓轉移電路12驅動襯底電壓。很明顯本發(fā)明也適用于以采用單晶Si襯底的MOS晶體管構成模擬緩沖器4的場合，但必須在驅動襯底電壓時一直使pn結處于反偏置狀態(tài)。因此，不需要襯底電壓驅動的多晶Si-TFT電路的特點是在成本上非常有利。同樣，即使采用沒有必要從外部供給襯底電壓的完全耗盡化的SOI(絕緣體上硅)晶體管電路，也可以具有這種優(yōu)點，但毫無疑問在成本方面多晶Si-TFT電路占優(yōu)勢。
在使用差動放大電路時，應該注意的是驅動器晶體管32、33，負載晶體管34、35這種雙晶體管之間的特性偏差會造成模擬緩沖器4整體特性的偏差。在本實施例中，由于在這些晶體管中使用了對非晶Si薄膜采用脈沖激光器照射加工技術使其結晶化的、特性偏差比較大的多晶Si-TFT，問題更為嚴重。由于結晶化脈沖激光器是以30cm的長軸和300微米的短軸形成的矩形窗口進行照射，在短軸方向上生成激光束的端部區(qū)域，此區(qū)域的晶體管特性與通常不同。于是，在本實施例中，為了解消上述的雙晶體管間的特性偏差，如圖5所示，使雙晶體管的配置方向與激光的長軸方向相同。在此場合，在雙晶體管的一個處于激光束的端部區(qū)域的場合，雙晶體管的另一個也同樣處于激光束的端部區(qū)域，可以消除雙晶體管之間的特性偏差。另外，通過使晶體管的溝道電流的方向和激光的長軸方向平行，使晶體管的寬度加長，使期望得到具有大電流驅動能力的晶體管的全溝道處于激光束的端部，可以避免特性劣化。這一點對于后段的放大電路的配置尤為重要。
在本實施例中，除了圖5中說明的差動放大電路的實際配置之外，還可以采用圖6示出的另一種差動放大電路的實際配置。此處配置中示出的各標號及動作和優(yōu)點等與圖5所說明的差動放大電路相同，其說明省略。圖6所示出的另一種差動放大電路的實際配置中激光的長軸方向也與雙晶體管的配置方向相同，也同樣可消除由激光束端部區(qū)域引起的差動放大電路的特性偏差。另外，該脈沖激光照射加工技術不限于應用于圖像顯示裝置所使用的差動放大電路，作為半導體裝置的一般加工技術也是有效的。
在以上的實施例中，圖1中的顯示像素是2行3列，但很顯然，本實施例的效果與顯示像素的數(shù)目無關。另外，圖2所示的模擬緩沖器的電路形態(tài)自然也適用于單晶Si晶體管電路及包含pMOS和nMOS的交換的多樣的電路構成。關于圖5所示的差動放大電路的配置，也適用于共面及逆交錯構成或包含LDD(輕摻雜漏)及單漏的多種晶體管。(第二實施例)下面利用圖7至圖9對本發(fā)明的另一實施例予以說明。圖7是本發(fā)明的圖像顯示裝置的另一實施例的構成圖。由像素開關1和與其串聯(lián)的液晶顯示電容2構成的顯示像素在顯示像素區(qū)11內(nèi)配置成為矩陣形狀，像素開關1的柵通過柵線9與柵線驅動器10相連接，而像素開關1的另一端通過信號線3與模擬緩沖器51相連接。DA變換電路5的輸出通過由輸入信號定時線53控制的輸入信號切換開關52連接到模擬緩沖器51，而數(shù)據(jù)鎖存電路6的輸出與DA變換電路5相連接，移位寄存器7輸出及數(shù)字輸入信號線8輸入與數(shù)據(jù)鎖存電路6相連接。另外，分別有一組高電壓電源線21A、21B，低電源電壓線22A、22B，偏置線23A、23B輸入到模擬緩沖器51，而高電壓電源線21A、21B，低電源電壓線22A、22B，偏置線23A、23B與驅動電壓轉移電路12相連接。另一方面，信號線3的另一端通過由預充電定時線55控制的預充電開關54與預充電電源線56A、56B相連接，而預充電電源線56A、56B與預充電電壓轉移電路57相連接。
下面簡單敘述本實施例的動作。從數(shù)字輸入信號線8輸入的數(shù)字輸入信號，在移位寄存器7的掃描的同時，由數(shù)據(jù)鎖存電路6鎖定。接著，由數(shù)據(jù)鎖存電路6鎖定的數(shù)字輸入信號由DA變換電路5變換為模擬信號電壓，通過模擬緩沖器51輸入到信號線3。此處，在規(guī)定的定時柵線驅動器10通過柵線9使被選擇行的像素開關1處于“通”的狀態(tài)，因此使上述模擬信號電壓寫入到被選擇行的液晶顯示電容2內(nèi)。
在本實施例中，在由上述的模擬緩沖器51決定的模擬信號電壓向信號線3的輸入之前，先進行向信號線3的預充電。下面對包含模擬緩沖器51的構成及其動作予以詳細說明。
圖8是包含上述的輸入信號切換開關52的模擬緩沖器51的電路構成圖。從輸入端子66輸入的模擬信號電壓分別通過由輸入信號定時線53驅動的由pMOS 64A、nMOS 64B構成的第一CMOS模擬開關輸入到源跟隨器電路的驅動器晶體管61。上述源跟隨器電路由驅動器晶體管61及負載晶體管62構成，其輸出連接到信號線3。此外，由上述源跟隨器電路構成的本模擬緩沖器51的高電壓電源Vd側與高電壓電源線21A、21B，低電源電壓線22A、22B相連接，負載晶體管62的柵與偏置線23A、23B相連接。在此奇數(shù)號的模擬緩沖器51與高電壓電源線21A、低電源電壓線22A、偏置線23A，偶數(shù)號的模擬緩沖器51與高電壓電源線21B、低電源電壓線22B、偏置線23B分別如先前的圖7所示的那樣交互連接。另外，低電源電壓線22A、22B分別通過由輸入信號定時線53A、53B驅動的nMOS 65A、pMOS 65B組成的第二CMOS模擬開關輸入到源跟隨器電路的驅動器晶體管61。
在上述第一實施例的說明中，此處對圖像信號的液晶顯示特性已經(jīng)敘述，這一點與本實施例相同，所以對其不再贅述，ΔVm的記號也同樣使用。
此外，下面利用圖9所示的模擬緩沖器驅動時序對圖8所示的模擬緩沖器51、輸入信號切換開關52及預充電開關54的動作予以說明。此處為了簡化說明，柵線9的根數(shù)畫出了3根。設定在偶數(shù)幀開始時，驅動奇數(shù)號的模擬緩沖器51的高電壓電源線21A、低電源電壓線22A、偏置線23A處于高電壓狀態(tài)，而驅動偶數(shù)號的模擬緩沖器51的高電壓電源線21B、低電源電壓線22B、偏置線23B處于低電壓狀態(tài)。此處各個高電壓狀態(tài)和低電壓狀態(tài)之間的電位差為前述的ΔVm，奇數(shù)號和偶數(shù)號的模擬緩沖器51的上述各驅動電壓，除了交互取高電壓狀態(tài)和低電壓狀態(tài)之外，電壓相同。此時，定時時鐘φ1設定為Low(低)，而定時時鐘φ2設定為High(高)。如圖8所示，定時時鐘φ1與定時時鐘φ2，是相互反轉施加于輸入信號定時線53B及輸入信號定時線53A的時鐘脈沖，由此源跟隨器電路的驅動器晶體管61的柵與低電源電壓線22A、22B相連接，驅動器晶體管61成為關斷狀態(tài)。上述φ1及φ2的定時時鐘也同樣施加于預充電開關54上，由于預充電開關54與輸入信號切換開關52是反相位驅動，此時預充電開關54也處于“通”的狀態(tài)而信號線3與預充電電源線56A、56B相連接。此處，預充電電源線56A、56B分別設定為VW+，VB-，此預充電電源線56A、56B的電壓由預充電電壓轉移電路57與驅動電壓轉移電路12同步地進行相互轉換。如由預充電開關54進行的信號線3的預充電結束，接著在DA變換電路5開始輸出模擬信號電壓的同時，定時時鐘φ1設定為“High”，定時時鐘φ2設定為“Low”，輸入信號切換開關52處于“通”的狀態(tài)，預充電開關54處于“斷”的狀態(tài)。由此源跟隨器進入導通狀態(tài)，輸入的模擬信號電壓輸出到信號線3。奇數(shù)列的信號線3預先通過預充電電源線56A預充電到VW+，與此相對地模擬信號電壓處于VW+至VB+之間，因此在由于預充電動作源跟隨器電路驅動器晶體管61的負載減少的同時，前次寫入后殘存的信號線3上的寫入電荷可以得到清除。另外，勿庸贅言，偶數(shù)列的信號線3預先通過預充電電源線56B預充電到VB-，與此相對模擬信號電壓處于VB-至VW+之間，因此在由于預充電動作源跟隨器電路驅動器晶體管61的負載減少的同時，前次寫入后殘存的信號線3上的寫入電荷也可以得到清除。在此狀態(tài)下，接著由柵線驅動器10選擇規(guī)定的柵線9，而使規(guī)定行的像素開關處于“通”的狀態(tài)，開始通過模擬緩沖器向模擬信號電壓的液晶顯示電容寫入。一個水平期間長度的顯示像素的寫入期間通過使柵線9重新處于“斷”的狀態(tài)而結束，接著與來自DA變換電路5的模擬信號電壓輸出停止的同時，再將定時時鐘φ1設定為“Low”，而定時時鐘φ2設定為“High”。接著驅動奇數(shù)號的模擬緩沖器51的高電壓電源線21A、低電源電壓線22A、偏置線23A轉移到低電壓狀態(tài)，而驅動偶數(shù)號的模擬緩沖器51的高電壓電源線21B、低電源電壓線22B、偏置線23B轉移到高電壓狀態(tài)。之后，通過反復執(zhí)行上述動作，就可以對顯示像素一列一列寫入模擬信號電壓。上述高電壓電源線21A、21B，低電源電壓線22A、22B和偏置線23A、23B，預充電電源線56A、56B的轉移在各幀的最后不進行。這一點，在本實施例中由于柵線9的根數(shù)是奇數(shù)，是為了使對每一幀寫入到同一像素的模擬緩沖器51的驅動電壓在高電壓狀態(tài)和低電壓狀態(tài)之間交互轉移。因而，假如柵線9的根數(shù)是偶數(shù)，則需要判斷高電壓電源線21A、21B，低電源電壓線22A、22B和偏置線23A、23B，預充電電源線56A、56B的轉移在各幀的最后還需要進行一次，或是需要停止各幀的最初一次的轉移。另外，從到此為止的說明可以清楚，在模擬緩沖器51以低電壓狀態(tài)驅動時，輸入到模擬緩沖器51的模擬信號電壓對液晶的施加電壓處于VB-到VW-的范圍，而在模擬緩沖器51以高電壓狀態(tài)驅動時，輸入到模擬緩沖器51的模擬信號電壓對液晶的施加電壓處于VW+到VB+的范圍。
另外，在本實施例中，尤其還具有模擬緩沖器電路51的消耗電流小的優(yōu)點。因為信號線3的寫入基本上是在驅動器晶體管61側進行，這就有可能將流過負載晶體管62的貫通電流設計成為很小而使模擬緩沖器電路51對動作處于非不穩(wěn)定的范圍之內(nèi)。并且，模擬緩沖器電路51的電路構成單純，具有減小配置面積的優(yōu)點。而且在本現(xiàn)有例中，預充電電源線56A、56B的動作電壓設定為VB-和VB+兩個值，從簡化外圍電路的觀點出發(fā)，使其與低電源電壓線22A、22B的驅動電壓相同是有效的。
雖然實際配置圖等省略，在本實施例中由于也是利用多晶Si-TFT構成模擬緩沖器，所以除了晶體管襯底間不需要絕緣，nMOS和pMOS可以以幾乎相同的間隔配置的這樣的優(yōu)點之外，另外還有一個優(yōu)點是沒有必要利用驅動電壓轉移電路12驅動襯底電壓。另外，還具有如負載晶體管62改變采用多晶Si等高電阻元件，或是在極端的場合在開放端子的情況下可以省略偏置線23A、23B的優(yōu)點。(第三實施例)下面利用圖10對本發(fā)明的另一實施例予以說明。圖10是本發(fā)明的圖像顯示裝置的另一實施例的構成圖。由像素開關1和液晶顯示電容2構成的顯示像素在顯示像素區(qū)11內(nèi)配置成為矩陣形狀，像素開關1的柵通過柵線9與柵線驅動器10相連接，而像素開關1的另一端通過信號線3與模擬緩沖器51相連接。DA變換電路5與數(shù)據(jù)鎖存電路6的輸出相連接，數(shù)據(jù)鎖存電路6與移位寄存器7的輸出及數(shù)字輸入信號線8的輸入相連接。高電壓電源線21、低電源電壓線22、偏置線23輸入到模擬緩沖器4，它們與驅動電壓轉移電路72相連接。驅動電壓轉移電路72，如后所述，是用來對各輸出線供給2值低阻抗輸出電壓的電路。
本實施例的動作如下所述。從數(shù)字輸入信號線8輸入的數(shù)字輸入信號，在移位寄存器7的掃描的同時，由數(shù)據(jù)鎖存電路6鎖定。接著，由數(shù)據(jù)鎖存電路6鎖定的數(shù)字輸入信號由DA變換電路5變換為模擬信號電壓，通過模擬緩沖器4輸入到信號線3。此處，在規(guī)定的定時柵線驅動器10通過柵線9使被選擇行的像素開關1處于“通”的狀態(tài)，因此使上述模擬信號電壓寫入到被選擇行的液晶顯示電容2內(nèi)。
圖10的模擬緩沖器4與前述的第一實施例公開的內(nèi)容相同，所以對模擬緩沖器4的構成及其動作不再贅述。但本實施例與第一實施例的差異在于，作為模擬緩沖器4的各輸入電源線的高電壓電源線21、低電源電壓線22、偏置線23對奇數(shù)號和偶數(shù)號都是同一個。因此，本實施例不能實施在第一實施例中可以實施的所謂液晶的點(像素)反轉驅動或列反轉驅動，必須選擇每行的反轉驅動或每幀的反轉驅動，有降低圖像品質(zhì)的傾向。不過本實施例具有模擬緩沖器4的配線配置及驅動電壓轉移電路72的構成簡單的優(yōu)點。并且，本實施例的模擬緩沖器4的數(shù)目可以從對像素的每列、每多個列或全部而設置一個中任選。(第四實施例)下面利用圖11對本發(fā)明的另一實施例予以說明。圖11是本發(fā)明的圖像顯示裝置的另一實施例的構成圖。本裝置是可以顯示儲存在存儲卡76中的圖像信息的便攜式顯示裝置79，在裝置內(nèi)除了可卸下的存儲卡76之外，還包括電池77及玻璃襯底78。在玻璃襯底78上安裝有可接受用戶的按鍵或觸摸屏操作74的接口電路73和微處理器芯片75，并且顯示像素區(qū)11及外圍驅動電路72采用多晶Si-TFT電路，在玻璃襯底78上一體形成。此處的顯示像素區(qū)11與在第一實施例中公開的相同，并且外圍驅動電路72也同樣地是在第一實施例中公開的驅動顯示像素區(qū)11的外圍電路群。
在存儲卡76中裝設有快速存儲器，可通過PC等將電子出版信息等規(guī)定的信息事先儲存。便攜式顯示裝置79可根據(jù)用戶的操作在顯示像素區(qū)11顯示存儲于此存儲卡76中的包含文本的圖像數(shù)據(jù)。
根據(jù)本實施例，由于顯示像素區(qū)11和驅動電壓轉移電路72已經(jīng)在玻璃襯底78上一體形成，所以可以減少安裝成本，并且可以顯示沒有模擬緩沖器的偏差的高品質(zhì)的圖像。另外，如將存儲器襯底用塑料制作，電池77采用聚合物二次電池，玻璃襯底78變成為塑料襯底，顯示像素區(qū)11的構成采用反射型液晶，則便攜式顯示裝置79的整體可實現(xiàn)輕量化。
權利要求
1.一種圖像顯示裝置，包括由用來進行圖像顯示的液晶電容和用來將圖像信號電壓寫入該液晶電容的圖像開關串聯(lián)連接的多個顯示像素以矩陣狀配置而成的顯示畫面，生成針對上述液晶電容的對各個奇偶幀電壓正負方向交流變化的上述圖像信號電壓的圖像信號電壓產(chǎn)生單元，以及減小該圖像信號電壓產(chǎn)生單元的輸出阻抗，并將上述圖像信號電壓傳送到上述圖像開關的阻抗變換單元，其特征在于還包括使上述阻抗變換單元的驅動電壓與上述圖像信號電壓的正負合并，而在上述各個奇偶幀中在正的電壓區(qū)與負的電壓區(qū)之間轉移的驅動電壓轉移單元。
2.如權利要求1中的圖像顯示裝置，其特征在于上述阻抗變換單元對上述像素每一列設置，并且該阻抗變換單元的驅動電壓的上述電壓區(qū)與鄰接的上述每個像素列的正負電壓區(qū)相反。
3.如權利要求1中的圖像顯示裝置，其特征在于上述阻抗變換單元對上述像素每一列設置，并且上述阻抗變換單元的驅動電壓的上述電壓區(qū)的正負電壓區(qū)完全相同。
4.如權利要求1中的圖像顯示裝置，其特征在于上述阻抗變換單元對上述像素每一列、或多個列或全部設置一個，并且上述阻抗變換單元的驅動電壓的上述電壓區(qū)與上述每個像素行的正負電壓區(qū)相反。
5.如權利要求1中的圖像顯示裝置，其特征在于上述驅動電壓轉移單元的上述驅動電壓移動量是使上述液晶電容的液晶的電壓—顯示亮度特性曲線的斜度變得特別陡的圖像信號電壓值的正電壓和負電壓的電壓差。
6.如權利要求1中的圖像顯示裝置，其特征在于上述阻抗變換單元是由利用負反饋使電壓增益實際上為1的差動放大電路構成的。
7.如權利要求1中的圖像顯示裝置，其特征在于上述阻抗變換單元是由源跟隨器構成的。
8.如權利要求1中的圖像顯示裝置，其特征在于構成上述阻抗變換單元的晶體管元件的襯底電位不是從晶體管外部供給。
9.如權利要求1中的圖像顯示裝置，其特征在于構成上述阻抗變換單元的晶體管元件是完全耗盡化的SOI(絕緣體上硅)晶體管。
10.如權利要求9中的圖像顯示裝置，其特征在于上述薄膜晶體管的溝道是在多晶硅薄膜內(nèi)形成的。
11.如權利要求10中的圖像顯示裝置，其特征在于上述像素開關是由在多晶硅薄膜上形成溝道的薄膜晶體管構成的。
12.如權利要求1中的圖像顯示裝置，其特征在于具有由上述阻抗變換單元、和并聯(lián)連接的電壓源和開關組成的預充電電路。
13.如權利要求12中的圖像顯示裝置，其特征在于上述預充電電路的上述電壓源具有使上述預充電電路的驅動電壓對每個上述奇偶幀在正電壓區(qū)和負電壓區(qū)之間轉移的預充電電壓轉移單元。
14.如權利要求13中的圖像顯示裝置，其特征在于上述驅動電壓轉移單元兼作上述預充電電壓轉移單元。
15.如權利要求6中的圖像顯示裝置，其特征在于上述差動放大電路是以由具有長軸和短軸的矩形脈沖激光在短軸方向上掃描而形成的多晶薄膜為溝道基體的雙晶體管構成的，該雙薄膜晶體管的配置方向實質(zhì)上與上述矩形脈沖激光的長軸方向平行。
16.如權利要求15中的圖像顯示裝置，其特征在于流過上述薄膜雙晶體管的電流的方向實質(zhì)上與上述矩形脈沖激光的長軸方向垂直。
17.如權利要求15中的圖像顯示裝置，其特征在于流過上述雙晶體管的電流的方向實質(zhì)上與上述矩形脈沖激光的長軸方向平行。
18.如權利要求1中的圖像顯示裝置，其特征在于設置有圖像輸出控制單元及顯示圖像數(shù)據(jù)存儲單元。
19.如權利要求18中的圖像顯示裝置，其特征在于上述圖像輸出控制單元及上述顯示畫面設置在同一絕緣襯底上，且上述顯示圖像數(shù)據(jù)存儲單元是可裝卸的。
全文摘要
模擬緩沖器(阻抗變換單元)的驅動電壓對同一像素的每幀在正電壓區(qū)和負電壓區(qū)之間轉移,由此模擬緩沖器的偏差在幀間可以完全消除。
文檔編號G09G3/36GK1361879SQ99816810
公開日2002年7月31日 申請日期1999年7月30日 優(yōu)先權日1999年7月30日
發(fā)明者秋元肇 申請人:株式會社日立制作所