專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置，尤其涉及適用于在便攜式裝置中使用的顯示裝置的驅(qū)動電路有效的技術(shù)。
背景技術(shù)：
像素部具有開關(guān)元件的、TFT(Thin Film Transistor薄膜晶體管)方式的液晶顯示裝置，被廣泛用作個人計算機(jī)等的顯示裝置。另外，TFT方式的顯示裝置，也被用于移動電話等攜帶用終端裝置的顯示裝置。在攜帶用終端裝置中使用的顯示裝置，與現(xiàn)有的液晶顯示裝置相比，還要求具有小型化、低消耗電力的性能。
作為伴隨小型化而出現(xiàn)的問題，可以舉出顯示裝置的安裝驅(qū)動電路的空間減少。通常，顯示裝置的外觀優(yōu)選為與顯示區(qū)域相比周邊部較窄(窄邊框)。但是，顯示區(qū)域的周邊部是用于安裝驅(qū)動電路的區(qū)域。因此，為了使邊框變窄，驅(qū)動電路將進(jìn)一步被小型化，安裝面積被限制得較窄。進(jìn)而，已開發(fā)出分辨率更高的顯示裝置，但隨著來自驅(qū)動電路的輸出數(shù)增加，連接端子間距將變得更窄，從而產(chǎn)生連接可靠性下降這樣的問題。
因此，為了以更小的面積實現(xiàn)驅(qū)動電路、進(jìn)而消除由連接引起的問題，在與像素部的開關(guān)元件相同的制造工序，在設(shè)置有開關(guān)元件的同一基板上還制造驅(qū)動電路，即所謂的驅(qū)動電路一體式顯示裝置，已被開發(fā)出來并實用化。
另一方面，要求攜帶用終端裝置的顯示裝置是低消耗電力的裝置。進(jìn)而，還要求用電池等可攜帶的電源進(jìn)行驅(qū)動。但是，驅(qū)動顯示裝置需要有多種電壓，在使用電池等低電壓且單一電壓的電源時，需要通過升壓電路等由電源電壓形成用于驅(qū)動顯示裝置的電壓。
關(guān)于升壓電路，公開在日本特開平7-87400號公報中。但是，日本特開平7-87400號公報所公開的升壓電路的前提是形成在半導(dǎo)體基板上，對于用薄膜晶體管形成在絕緣基板上的升壓電路并沒公開。

發(fā)明內(nèi)容
在驅(qū)動電路一體式顯示裝置中，尋求在與像素部的開關(guān)元件相同的工序形成驅(qū)動電路，并將升壓電路也形成在設(shè)置有像素部的基板上。像素部的開關(guān)元件使用通過堆積而形成的半導(dǎo)體層，與設(shè)置在半導(dǎo)體基板上的晶體管等相比，存在閾值較高且有離差等各種問題。
本發(fā)明正是為解決在使用具有上述問題的開關(guān)元件實現(xiàn)升壓電路時發(fā)現(xiàn)的問題而完成的，本發(fā)明的目的在于，提供一種在小型顯示裝置中實現(xiàn)最適合的升壓電路的技術(shù)。
本發(fā)明的上述以及其他目的和新的特征，將通過本說明書的表述和附圖得以清楚。
以下，簡單說明本申請所公開的發(fā)明中有代表性的內(nèi)容的概要。
在同一基板上設(shè)置像素電極、給像素電極提供圖像信號的開關(guān)元件、給開關(guān)元件提供圖像信號的驅(qū)動電路、輸出掃描信號的驅(qū)動電路、以及升壓電路。
給用于升壓電路的開關(guān)元件的控制端子，提供可以忽略由閾值電壓引起的電壓下降那樣的電壓。
由于能夠?qū)崿F(xiàn)不受閾值影響的內(nèi)置的升壓電路，因此，不管閾值如何都能得到所希望的電壓。另外，也可以將升壓電路做成單通道結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)周邊電路的削減。
在同一基板上設(shè)置像素電極、給像素電極提供圖像信號的開關(guān)元件、給開關(guān)元件提供圖像信號的驅(qū)動電路、輸出掃描信號的驅(qū)動電路、以及升壓電路。
升壓電路具有保持通過升壓脈沖升壓后的電壓的多個升壓電容，給設(shè)置于升壓電容間的、二極管連接方式的傳送用開關(guān)元件的控制端子提供電壓，使得比升壓電容所保持的電壓高出閾值電壓，忽略由開關(guān)元件的閾值電壓引起的電壓下降，向下級的升壓電容傳送升壓后的電壓。


圖1是表示本發(fā)明的實施例的顯示裝置的概略框圖。
圖2是表示本發(fā)明的實施例的液晶顯示裝置的概略框圖。
圖3是表示在本發(fā)明的實施例的液晶顯示裝置中使用的驅(qū)動信號的概略波形圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施例的升壓電路的概略電路圖。
圖5是表示本發(fā)明的實施例的升壓電路的驅(qū)動方法的概略波形圖。
圖6是表示本發(fā)明的實施例的升壓電路的概略電路圖。
圖7是表示本發(fā)明的實施例的升壓電路的驅(qū)動方法的概略波形圖。
圖8是表示本發(fā)明的實施例的升壓電路的概略電路圖。
圖9是表示本發(fā)明的實施例的升壓電路的驅(qū)動方法的概略波形圖。
圖10是表示本發(fā)明的實施例的液晶顯示板的概略框圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例。在用于說明實施方式的所有附圖中，具有相同功能的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略其反復(fù)的說明。
圖1是表示本發(fā)明的顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)的框圖。如圖1所示，顯示裝置100由顯示板1和控制電路3構(gòu)成。
顯示板1，具有由透明玻璃或塑料等的絕緣基板和半導(dǎo)體基板構(gòu)成的元件基板2。在元件基板2上呈矩陣狀地配置有像素8，形成顯示區(qū)域9(在圖1中，為避免附圖變得復(fù)雜，僅記載1個像素，其他省略)。在像素8中設(shè)置有像素電極11、開關(guān)元件10。
在顯示區(qū)域9的周邊，沿元件基板2的端邊形成有驅(qū)動電路部5。驅(qū)動電路5，可以在與開關(guān)元件10相同的工序中形成在元件基板2上。
掃描信號線20從驅(qū)動電路部5向顯示區(qū)域延伸，掃描信號線20與開關(guān)元件10的控制端子電連接。從驅(qū)動電路部5向掃描信號線20輸出接通、斷開開關(guān)元件10的控制信號(也稱作掃描信號)。
另外，圖像信號線26從驅(qū)動電路部5向顯示區(qū)域9延伸，圖像信號線25與開關(guān)元件10的輸入端子連接。從驅(qū)動電路部5向圖像信號線25輸出圖像信號，經(jīng)由通過掃描信號處于接通狀態(tài)的開關(guān)元件10，將圖像信號寫入像素電極11。
在驅(qū)動電路部5中設(shè)置有升壓電路4，產(chǎn)生驅(qū)動顯示板1所需要的電源電壓，提供到各電路等。關(guān)于升壓電路4的詳情將在后面說明。升壓電路4也與驅(qū)動電路部5同樣，在與像素8的開關(guān)元件10相同的工序中形成在元件基板2上。
在顯示板1上連接有撓性基板30，在撓性基板30上裝載有控制電路3?？刂齐娐?具有控制設(shè)置在驅(qū)動電路部5的驅(qū)動電路的功能，經(jīng)由撓性基板30給顯示板1提供控制信號和圖像信號等。
作為顯示裝置100的電源，電池70經(jīng)由電池用布線71和電池用端子72與撓性基板30連接。電池70不必是顯示裝置100的專用電源，也可使用設(shè)置有顯示裝置100的攜帶用裝置的電源。
在撓性基板30上設(shè)置有顯示用布線31和電源用布線32，經(jīng)由輸入端子35與顯示板1電連接。通過顯示用布線31提供控制顯示板1的信號。電源用布線32從電池用端子72與控制電路3的電源端子73連接，進(jìn)而，在撓性基板30上進(jìn)行布線，經(jīng)由輸入端子35與升壓電路4電連接。
當(dāng)前，還有將撓性基板上的部件的一部分、特別是半導(dǎo)體IC直接連接在玻璃基板上的COG(Chip On Glass)這樣的方法，也可以使用本COG方法。
接著，使用圖2說明表示本發(fā)明的實施例的液晶顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)的框圖。如該圖2所示，液晶顯示裝置100由液晶顯示板1和控制電路3構(gòu)成。另外，在液晶顯示裝置100上經(jīng)由撓性基板30連接有主裝置101。液晶顯示裝置100被用作該主裝置101的顯示部。主裝置101使用電池70作為電源，液晶顯示裝置100使用布線32從主裝置101提供電源電壓。
液晶顯示板1，具有由透明玻璃或塑料等的絕緣基板和半導(dǎo)體基板構(gòu)成的元件基板2和對置基板(未圖示)。使元件基板2和對置基板隔著預(yù)定間隙重疊，通過在這兩個基板間的周緣部附近設(shè)置成框狀的封口材料使兩個基板粘合在一起，并且，從在封口材料的一部分設(shè)置的液晶封入口向兩個基板間的封口材料的內(nèi)側(cè)注入液晶并密封，進(jìn)而，在兩個基板的外側(cè)粘貼偏光板，構(gòu)成液晶顯示板。
在元件基板2上呈矩陣狀配置像素8，形成顯示區(qū)域9。在像素8上設(shè)置有像素電極11、作為開關(guān)元件的薄膜晶體管10。與多條掃描信號線(或柵極信號線)20和圖像信號線(或漏極信號線)25交叉的部分對應(yīng)地設(shè)置各像素。
各像素的薄膜晶體管10，其源極與像素電極11連接，漏極與圖像信號線25連接，柵極與掃描信號線20連接。該薄膜晶體管10，作為用于給像素電極11提供顯示電壓(灰度電壓)的開關(guān)而起作用。
源極、漏極的叫法有時因偏壓的關(guān)系而變得相反，但是，在此將與圖像信號線25連接的電極稱作漏極。
另外，圖2記載了將對置電極15設(shè)置在元件基板2上的所謂橫向電場方式的液晶顯示板，但本實施例同樣也適用于將對置電極15設(shè)置在對置基板上的所謂縱電場方式的液晶顯示板。
升壓電路4、圖像信號電路50、掃描信號電路60分別形成在構(gòu)成液晶顯示板1的元件基板2的透明絕緣基板(玻璃基板、樹脂基板等)上。另外，控制器3是IC芯片，被直接安裝在液晶顯示板1上。從控制器3送出的數(shù)字信號(顯示數(shù)據(jù)、時鐘信號、控制信號等)，經(jīng)由輸入端子35輸入到升壓電路4、圖像信號電路50、掃描信號電路60。
控制器3由半導(dǎo)體集成電路(LSI)構(gòu)成，基于從外部發(fā)送來的時鐘信號、顯示器定時信號、水平同步信號、垂直同步信號等顯示控制信號和顯示用數(shù)據(jù)(R、G、B)，控制/驅(qū)動升壓電路4、圖像信號電路50、掃描信號電路60。
升壓電路4、圖像信號電路50、掃描信號電路60在與薄膜晶體管10相同的工序中形成，掃描信號電路60進(jìn)行掃描信號線20的驅(qū)動，圖像信號電路50進(jìn)行圖像信號線25的驅(qū)動，升壓電路4生成、提供驅(qū)動各電路所需要的電壓。附圖標(biāo)記36、37是外置的電容元件，電容元件36被設(shè)置在撓性基板30上。另外，電容元件37經(jīng)由設(shè)置在液晶顯示板1上的端子，連接/安裝在液晶顯示板1上。
掃描信號電路60，根據(jù)從控制器3送出的幀(frame)開始指示信號(FLM，以下也稱作開始信號)和移位時鐘(shift clock)(CL1)，在每1水平掃描時間，依次給液晶顯示板1的各掃描信號線20提供高電平的選擇掃描電壓(掃描信號)。由此，與液晶顯示板1的各掃描信號線20連接的多個薄膜晶體管10，在1水平掃描時間期間處于接通狀態(tài)。
另外，圖像信號電路50，將與像素要顯示的灰度對應(yīng)的灰度電壓輸出到圖像信號線25。當(dāng)薄膜晶體管10處于接通狀態(tài)時，從圖像信號線25給像素電極11提供灰度電壓(圖像信號)。然后，通過使薄膜晶體管10處于斷開狀態(tài)，基于像素要顯示的圖像的灰度電壓被保持在像素電極11。
接著，說明在電源電路中使用的升壓電路4。在移動電話等小型便攜設(shè)備中，通常利用電池作為電源。另外，根據(jù)流通量的多少，使用輸出電壓從1.3V左右至3V左右的電池。為此，需要使用升壓電路4生成液晶顯示裝置所需要的電源電壓。
圖3表示薄膜晶體管方式的液晶顯示裝置的各種信號和形成信號所需要的電源電壓。在圖3中，VGON是用于使薄膜晶體管(TFT)導(dǎo)通的掃描信號的高電壓。需要7V～15V左右。VGOFF是用于使薄膜晶體管(TFT)截止的掃描信號的低電壓。需要-2V～-5V左右。DDVDH是圖2所示的圖像信號電路50、掃描信號電路60的電源電壓。根據(jù)各電路5的最大額定來確定電壓值。
在以上液晶顯示裝置所需要的電源中，使用電荷泵(charge pump)方式的升壓電路生成掃描信號電路用高電壓VGH和掃描信號電路用低電源VGL，其他電壓是對在升壓電路形成的電壓進(jìn)行分壓等后形成的。
接著，使用圖4、圖5說明電荷泵方式的升壓電路的動作原理。升壓電路由輸入電源Vd，升壓電容C91、92、93，輸出電容C94，以及二極管連接的晶體管NMT90、91、92、93構(gòu)成。
圖4的電荷泵電路，使用沒有相互重疊(不重疊no overlap)的升壓脈沖Φ1和Φ2。如圖5所示，升壓脈沖Φ1和Φ2，其低電平側(cè)是電壓Vs，高電平側(cè)是電壓Vd。升壓脈沖Φ1、Φ2、以及后述的Φ3、Φ4由上述控制器3提供。
將電壓Vd從外部提供到節(jié)點N90，從二極管連接的晶體管NMT90至晶體管NMT93處于導(dǎo)通狀態(tài)。在各晶體管的閾值相對于電壓Vd小至可以忽略的程度的理想情況下，從節(jié)點N91至節(jié)點N93為電壓Vd。在此，當(dāng)升壓脈沖Φ1為高電平時，與升壓電容C90連接的節(jié)點N91被升壓。由于升壓脈沖Φ1的高電平為電壓Vd，因此，在理想情況下，節(jié)點N91的電壓為Vd的2倍即2Vd。同樣，節(jié)點93也通過升壓脈沖Φ1升壓至電壓2Vd。
接著，當(dāng)升壓脈沖Φ1處于低電平、升壓脈沖Φ2處于高電平時，與升壓電容C91連接的節(jié)點N92被升壓。由于升壓脈沖Φ2的高電平為電壓Vd，因此，節(jié)點N92為電壓3Vd。
接著，當(dāng)升壓脈沖Φ2處于低電平、升壓脈沖Φ1處于高電平時，與升壓電容C93連接的節(jié)點N93升壓成為電壓4Vd。
下面，通過反復(fù)進(jìn)行同樣的動作，在升壓電容C94中蓄積與升壓脈沖的高電平和低電平的差ΔV相比約4倍的升壓電壓。但實際上，電壓降低從二極管連接的晶體管NMT90至NMT93的閾值電壓量。
圖4所示的電荷泵電路可用簡單的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生升壓后的電壓，但是，具有電壓下降閾值電壓量這樣的問題。特別是在顯示裝置中，在與像素部的薄膜晶體管相同的工序，在同一基板上形成用于電荷泵電路的晶體管時，由該閾值引起的電壓下降變得顯著，效率更加惡化。另外，各晶體管的閾值并不恒定，難以得到所希望的升壓電壓。特別是在批量生產(chǎn)的情況下，每個顯示板升壓后的電壓有離差，不能滿足可靠性。
接著，使用圖6、圖7說明降低由閾值引起的電壓下降的電荷泵電路。
在圖6中，電容元件C1、C2、C3是升壓電容，電容元件C1和C3的一個電極與提供升壓脈沖Φ1的信號線連接。電容元件C2的一個電極與提供升壓脈沖Φ2的信號線連接。電容元件C4的一個電極與基準(zhǔn)電壓Vs連接，形成保持升壓后的電壓的輸出電容。
晶體管NMT10、NMT11、NMT12、NMT13是電連接在升壓電容間的開關(guān)元件。在晶體管NMT10～NMT13的控制端子上連接有電容元件C5、C6、C7、C8。
在圖6的節(jié)點N0提供電壓Vd。電壓Vd經(jīng)由晶體管NMT10～NMT13、升壓電容C1～C3，通過升壓脈沖Φ1和Φ2被升壓。升壓后的電壓由輸出電容C4保持，用作電源電壓。
如上所述，在晶體管NMT10～NMT13的控制端子上連接有電容元件C5、C6、C7、C8。在前級的升壓電容和各晶體管NMT10～NMT13的控制端子間，設(shè)置有被二極管連接的晶體管NMT20、21、22、23。各升壓電容的電壓被施加在晶體管NMT10～NMT13的控制端子上。
另外，在晶體管NMT10～NMT13的控制端子和前級的升壓電容之間設(shè)置有晶體管NMT30、31、32、33。在晶體管NMT10～NMT13的控制端子所保持的電荷可放電至前級的升壓電容。
接著，使用圖7說明圖6的電路的動作。圖7表示升壓脈沖Φ1、2、3、4和節(jié)點N1、N11、N2的電壓。另外，在圖7中說明在升壓電容C2中保持電壓的動作，以代表各升壓動作。被升壓電容C1升壓并保持的電壓，經(jīng)由晶體管NMT11保持在升壓電容C2中。為了便于理解，以基準(zhǔn)電壓Vs(升壓脈沖的低電平)為0V進(jìn)行說明。
首先，當(dāng)在時刻t1升壓脈沖Φ1變成高電平時，經(jīng)由升壓電容C1，節(jié)點N1的電壓VN1上升。當(dāng)節(jié)點N1的電壓VN1上升，并高于二極管連接的n型晶體管NMT21的閾值電壓時，經(jīng)由晶體管NMT21，節(jié)點N11的電壓VN11上升。
當(dāng)在時刻t1設(shè)節(jié)點N1所保持的電壓為Vd，設(shè)升壓脈沖Φ1的高電平為電壓Vd，低電平為電壓0v時，節(jié)點N1通過升壓脈沖Φ1從電壓Vd升壓至電壓2Vd。
另外，當(dāng)設(shè)晶體管NMT21的閾值為電壓Vth時，節(jié)點N11的電壓為2Vd-Vth。由于在晶體管NMT11的控制端子(柵極)施加電壓2Vd-Vth，因此，晶體管NMT11處于導(dǎo)通狀態(tài)，電荷從節(jié)點N1流入節(jié)點N2，節(jié)點N1和節(jié)點N2的電壓變得相等。當(dāng)設(shè)閾值為Vth時，將持續(xù)到節(jié)點N2的電壓變成2Vd-2Vth為止。
接著，當(dāng)在時刻t2脈沖Φ3變?yōu)楦唠娖綍r，經(jīng)由電容元件C6，節(jié)點N11的電壓上升。當(dāng)設(shè)脈沖Φ3的高電平為電壓Vd、低電平為電壓0v時，節(jié)點N11的電壓變?yōu)?Vd-Vth。如果節(jié)點N11的電壓大于等于節(jié)點N1的電壓2Vd加上晶體管NMT11的閾值電壓Vth后的值2Vd+Vth，則節(jié)點N2的電壓最終上升到與節(jié)點N1的電壓相同的電壓2Vd。
根據(jù)上述動作，將由晶體管NMT11的閾值電壓引起的電壓下降的影響降低到可以忽略的程度，電荷可以從節(jié)點N1向節(jié)點N2移動。
接著，在時刻t3，升壓脈沖Φ1、脈沖Φ3變成低電平，升壓脈沖Φ2變成高電平。當(dāng)節(jié)點N2的電壓VN2比節(jié)點N1的電壓VN1高出晶體管NMT31的閾值電壓Vth時，晶體管NMT31處于導(dǎo)通狀態(tài)。節(jié)點N11的電荷向節(jié)點N1放電，節(jié)點N1的電壓和節(jié)點N11的電壓變得相等，晶體管NMT11處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)晶體管NMT11處于截止?fàn)顟B(tài)時，防止電荷從節(jié)點N2向節(jié)點N1逆流。
通過對晶體管NMT11的控制端子施加相對于要傳送的升壓電壓高出閾值電壓的電壓，能夠?qū)⒂砷撝惦妷阂鸬碾妷合陆档挠绊懡档偷娇梢院雎缘某潭?。進(jìn)而，通過晶體管NMT31在晶體管NMT11的控制端子保持電荷，晶體管NMT11沒有充分處于截止?fàn)顟B(tài)，解決了升壓電壓逆流這樣的新問題。
以下，同樣可以忽略由各晶體管NMT10～NMT13的閾值引起的電壓下降。當(dāng)寄生電容相對于各電容元件小到可以忽略的程度時，在節(jié)點N1保持電壓2Vd，在節(jié)點N2保持電壓3Vd，在節(jié)點N3保持電壓4Vd，在沒有負(fù)載的情況下，可以在輸出電容C4保持電壓4Vd。
接著，說明生成負(fù)極性電壓的電路。在為負(fù)極性的情況下，正確地說并不是升壓，但將使用電容生成電壓的電荷泵方式的電路統(tǒng)稱為升壓電路。如圖3所示，在液晶顯示裝置中，往往在用于將薄膜晶體管(TFT)截止的掃描信號的低電壓中使用負(fù)極性的電壓，為此，升壓電路也要尋求生成負(fù)極性的電壓。
圖8所示的電路是減小由閾值引起的電壓下降的、負(fù)極性用電荷泵電路。
在圖8中，電容元件C9、C10、C11是升壓(降壓)電容，電容元件C9、C11的一個電極與提供升壓脈沖Φ1的信號線連接。電容元件C10的一個電極與提供升壓脈沖Φ2的信號線連接。另外，電容元件C12的一個電極與基準(zhǔn)電壓Vs連接，形成保持升壓后的電壓的輸出電容。
電連接在升壓電容間的開關(guān)元件是晶體管NMT14、NMT15、NMT16、NMT17。在晶體管NMT14～NMT17的控制端子上連接有電容元件C13、C14、C15、C16。
在圖中右側(cè)的輸入部Vin提供電壓Vs(0V)，從電壓Vs(0V)經(jīng)由晶體管NMT14～NMT17，在升壓電容9～11，通過升壓脈沖Φ1和Φ2降壓，將降壓后的電壓保持在輸出電容C12，用作電源電壓。
如上所述，在晶體管NMT14～NMT17的控制端子上連接有電容元件C13、C14、C15、C16。并且，在下級的升壓電容和各晶體管NMT14～NMT17的控制端子之間，設(shè)置有二極管連接的晶體管NMT24、25、26、27。各升壓電容的電壓被施加在晶體管NMT14～NMT17的控制端子上。
另外，在晶體管NMT15～NMT17的控制端子和下級的升壓電容之間設(shè)置有晶體管NMT35、36、37。晶體管NMT14～NMT17的控制端子所保持的電荷，可放電至前級的升壓電容。在晶體管NMT14的控制端子上還連接有晶體管NMT34，可將控制端子所保持的電荷放電至前級的升壓電容。但是，為了使晶體管NMT34處于導(dǎo)通狀態(tài)，將晶體管NMT34的控制端子連接在升壓脈沖Φ2上。(與Vin(0V)連接也能得到同樣的動作)接著，使用圖9說明圖8的電路的動作。在圖9中示出了升壓脈沖Φ1、2、3、4和節(jié)點N14、N19、N15的電壓。另外，在圖9中，說明將被升壓電容C9降壓并保持的電壓經(jīng)由晶體管NMT15保持在升壓電容C10的動作，以代表各降壓動作。為了便于理解，以基準(zhǔn)電壓Vs(升壓脈沖的低電平)為0V進(jìn)行說明。
在將要到達(dá)時刻t1之前，設(shè)節(jié)點N14、N15所保持的電壓為0V，設(shè)升壓脈沖Φ1～Φ4的低電平為電壓0V，高電平為電壓Vd。當(dāng)在時刻t1升壓脈沖Φ1從Vd變成0V時，節(jié)點N14的電壓(瞬間)變?yōu)?Vd。同時，由于升壓脈沖Φ2從0V變成Vd，因此，節(jié)點N15的電壓(瞬間)變成Vd。此時，經(jīng)由晶體管NMT25，節(jié)電N19的電壓上升。
實際上，電荷經(jīng)由晶體管NMT15從節(jié)點N15流入節(jié)點N14并不正確，但為了簡單，在此節(jié)點N19的電壓也變成Vd-Vth。電荷從節(jié)點N15流入到節(jié)點N14，若Vd-Vth＞Vth，則節(jié)點N15、節(jié)點N14的電壓都變成0V。
當(dāng)在時刻t3升壓脈沖Φ1從0V變成Vd時，節(jié)點N14的電壓(瞬間)變成Vd。同時，脈沖Φ2從0V變成Vd，因此，節(jié)點N15的電壓(瞬間)變成-Vd。由于晶體管NMT35的柵極電位是節(jié)點N14的電壓，源極電位是節(jié)點N15的電壓，因此，在上述瞬間的變化過程中，即使?jié)M足了節(jié)點N14的電壓＞節(jié)點N15的電壓+Vth的條件，晶體管NMT35也處于導(dǎo)通狀態(tài)。另外，節(jié)點N19的電壓與節(jié)點N15的電壓相同，此時晶體管NMT15處于截止?fàn)顟B(tài)。與上述相同，若節(jié)點N18的電壓也變成Vd-Vth，則電荷經(jīng)由晶體管NMT14流入Vin(0V)，若Vd-Vth＞Vth，則節(jié)點N14變成0V。
當(dāng)在時刻t5升壓脈沖Φ1再次從Vd變成0V時，節(jié)點N14的電壓(瞬間)變成-Vd。同時，脈沖Φ2從0V變成Vd，因此，節(jié)點N15的電壓(瞬間)變成0V。由于晶體管NMT34的柵極電位是脈沖Φ2的電壓，源極電位是節(jié)點N14的電壓，因此，在上述瞬間的變化過程中，即使?jié)M足了脈沖Φ2的電壓＞節(jié)點N14的電壓+Vth的條件，晶體管NMT34也處于導(dǎo)通狀態(tài)，節(jié)點N18的電壓與節(jié)點N14的電壓相同。此時晶體管NMT14處于截止?fàn)顟B(tài)。另外，若經(jīng)由晶體管NMT25節(jié)點N19也變成-Vth，則電荷從節(jié)點N15流入到節(jié)點N14，若-Vth＞-Vd+Vth，則節(jié)點N15和節(jié)點N14都變成-Vd/2。
當(dāng)在時刻t7升壓脈沖Φ1從0V變成Vd時，節(jié)點N14的電壓(瞬間)變成-Vd/2。同時，脈沖Φ2從0V變成Vd，因此，節(jié)點N15的電壓(瞬間)變成-3Vd/2。與上述相同，若節(jié)點N18也變成Vd/2-Vth，則電荷經(jīng)由晶體管NMT14流入Vin(0V)。現(xiàn)在，當(dāng)Vd/2-Vth＜Vth時，節(jié)點N14變成Vth。當(dāng)在時刻t8脈沖Φ4從0V變成Vd時，節(jié)點N18經(jīng)由電容元件C13被升壓成Vd+Vth，晶體管NMT14再次處于導(dǎo)通狀態(tài)，節(jié)點N14的電壓變成0V。
當(dāng)在時刻t9升壓脈沖Φ1再次從0V變成Vd時，節(jié)點N14的電壓(瞬間)變成-Vd。同時，脈沖Φ2從0V變成Vd，因此，節(jié)點N15的電壓(瞬間)變成-Vd/2。由于晶體管NMT34的柵極電位是脈沖Φ2的電壓，源極電位是節(jié)點N14的電壓，因此，在上述瞬間的變化過程中，即使?jié)M足了脈沖Φ2的電壓＞節(jié)點N14的電壓+Vth的條件，晶體管NMT34也處于導(dǎo)通狀態(tài)，節(jié)點N18的電壓與節(jié)點N14的電壓相同。此時晶體管NMT14處于截止?fàn)顟B(tài)。另外，若經(jīng)由晶體管NMT25節(jié)點N19也變成-Vd/2-Vth，則電荷從節(jié)點N15流入節(jié)點N14。若-Vd/2-Vth＜-Vd+Vth，則節(jié)點N15的電壓變成-Vd+2Vth，節(jié)點N14的電壓變成-Vd/2-2Vth。當(dāng)在時刻t10脈沖Φ3從0V變成Vd時，節(jié)點N19經(jīng)由電容元件C14被升壓成Vd/2-Vth，晶體管NMT15再次處于導(dǎo)通狀態(tài)，節(jié)點N15、N14的電壓都變成-3Vd/4。反復(fù)進(jìn)行以上動作，節(jié)點N15最終下降到-Vd。
在時刻t1，設(shè)節(jié)點N14所保持的電壓為0V，設(shè)升壓脈沖Φ1的低電平為電壓0V，高電平為電壓Vd時，節(jié)點N14通過升壓脈沖Φ1從電壓0V降壓到電壓-Vd。
根據(jù)上述動作，將由晶體管NMT15的閾值電壓引起的電壓下降的影響降低到可以忽略的程度，電荷可以從節(jié)點N14向節(jié)點N15移動。
接著，使用圖10說明適用本發(fā)明的升壓電路的液晶顯示板1的驅(qū)動電路。圖10是表示本發(fā)明的實施例的液晶顯示板1的基本結(jié)構(gòu)的框圖。如該圖10所示，液晶顯示板1具有透明玻璃或塑料等的絕緣基板(元件基板)2。在絕緣基板2上，呈矩陣狀配置有像素8，形成顯示區(qū)域9。在像素8上設(shè)置有像素電極11、開關(guān)元件10。
在顯示區(qū)域9的周邊，沿絕緣基板2的端邊形成有圖像信號電路50、掃描信號電路60、升壓電路4。圖像信號電路50、掃描信號電路60、升壓電路4，在與開關(guān)元件10相同的工序中形成在絕緣基板2上，因此，與在其他工序中形成的半導(dǎo)體芯片相比，可以小型化。
構(gòu)成圖像信號電路50、掃描信號電路60、升壓電路4、開關(guān)元件10的半導(dǎo)體層使用多晶硅膜，所述多晶硅膜，通過激光照射等給采用CVD法等堆積在絕緣基板2上的無定形硅膜提供能量，并通過再次結(jié)晶等，使結(jié)晶粒徑比上述無定形硅膜有所增加。
掃描信號線20從掃描信號電路60延伸到顯示區(qū)域，掃描信號線20與開關(guān)元件10的控制端子電連接。從掃描信號電路60向掃描信號線20輸出導(dǎo)通、截止開關(guān)元件10的掃描信號。
在掃描信號電路60中設(shè)置有移位寄存器電路61，在1水平期間，脈沖信號由移位寄存器電路61輸出，使得向掃描信號線20輸出使開關(guān)元件10處于導(dǎo)通狀態(tài)的電壓。
也可以用由升壓電路4升壓后的高電壓驅(qū)動移位寄存器電路61，也可以用低電壓驅(qū)動移位寄存器電路61，用電平轉(zhuǎn)換電路62將要輸出的脈沖信號轉(zhuǎn)換成高電壓的脈沖，再輸出到掃描信號線20。此時，從升壓電路4向各電平轉(zhuǎn)換電路62對高電壓電源線64進(jìn)行布線，并電連接。布線65是給移位寄存器電路61提供傳送時鐘的信號線。
與掃描信號電路60相鄰地，設(shè)置有對置電壓供給電路7。對置電壓供給電路7是分配給每條對置電壓供給線，從而向?qū)χ秒姌O供給對置電壓的電路，是適用于在每個像素對置電極分離的形狀的IPS方式的液晶顯示裝置有效的電路。在該對置電壓供給電路7中還配置有高電壓電源線74，并電連接。
圖像信號線25從圖像信號電路50延伸到顯示區(qū)域9，圖像信號線25與開關(guān)元件10的輸入端子連接，圖像信號從圖像信號電路50輸出到圖像信號線25，經(jīng)由通過掃描信號處于導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)元件10，將圖像信號寫入像素電極11。
圖像信號電路50具有輸出柵極電路53，根據(jù)移位寄存器電路51輸出的定時脈沖將從外部提供的圖像信號輸出到圖像信號線25。在從液晶顯示板1外部直接提供圖像信號等、圖像信號的電壓范圍較寬的情況下，在移位寄存器電路51輸出的電壓中，作為使輸出柵極電路53為導(dǎo)通狀態(tài)的電壓往往不充分。為此，可以使用電平轉(zhuǎn)換電路52，在圖像信號的電壓范圍，充分地輸出使輸出柵極電路53處于導(dǎo)通狀態(tài)的電壓。為此，在圖像信號電路50中還從升壓電路4對高電壓電源線54進(jìn)行布線，并電連接。
在圖10中，同時使用移位寄存器電路51的傳送脈沖和升壓電路4的升壓脈沖，傳送脈沖布線55與移位寄存器電路51和升壓電路4連接。另外，輸出電容用的電極41，在與開關(guān)元件10相同的工序中形成在絕緣基板2上。
在圖10所示的液晶顯示板1中，可以將掃描信號電路60、圖像信號電路50、升壓電路4形成在同一基板上，外置的部件點數(shù)減少，與安裝部件相關(guān)地謀求節(jié)省空間。另外，各部件的連接可靠性也將有所提高。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其特征在于，包括第一基板；第二基板；設(shè)置在上述第一基板上的多個像素電極；給上述像素電極提供圖像信號的開關(guān)元件；給上述開關(guān)元件提供圖像信號的圖像信號線；以及提供控制上述開關(guān)元件的掃描信號的掃描信號線，在上述第一基板上形成相互串聯(lián)連接的多個升壓電路，上述開關(guān)元件和上述升壓電路，具有形成在上述第一基板上的晶體管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于對上述升壓電路提供極性相反的兩個脈沖。
3.一種顯示裝置，其特征在于，包括第一基板；第二基板；設(shè)置在上述第一基板上的多個像素電極；給上述像素電極提供圖像信號的像素開關(guān)元件；給上述像素開關(guān)元件提供圖像信號的圖像信號線；提供控制上述像素開關(guān)元件的掃描信號的掃描信號線；輸出上述圖像信號的第一驅(qū)動電路；輸出上述掃描信號的第二驅(qū)動電路；以及升壓電路，上述升壓電路，具有第一電容元件、第二電容元件、以及設(shè)置在上述第一和第二電容元件之間的開關(guān)元件，在上述開關(guān)元件的控制端子施加高于上述第一電容元件所保持的電壓的電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其特征在于對上述第一電容元件提供第一脈沖，對上述第二電容元件提供第二脈沖。
5.一種顯示裝置，其特征在于，包括第一基板；第二基板；設(shè)置在上述第一基板的多個像素電極；給上述像素電極提供圖像信號的開關(guān)元件；給上述開關(guān)元件提供圖像信號的圖像信號線；提供控制上述開關(guān)元件的掃描信號的掃描信號線；輸出上述圖像信號的第一驅(qū)動電路；輸出上述掃描信號的第二驅(qū)動電路；以及升壓電路，上述升壓電路，具有第一電容元件、第二電容元件、以及設(shè)置在上述第一電容元件和第二電容元件之間的第一晶體管；與該第一晶體管的控制端子連接的第三電容元件；設(shè)置在上述第一電容元件和第三電容元件之間且二極管連接的第二晶體管；以及設(shè)置在第三電容元件和第一電容元件之間且控制端子與上述第二電容元件連接的第三晶體管，對上述第一電容元件的第一端子，施加在第一電壓和低于該第一電壓的第二電壓之間脈動的第一升壓脈沖，上述第一電容元件的第二端子與上述第一晶體管的輸入端子和上述第二晶體管的輸入端子連接，對上述第二電容元件的第三端子施加與上述第一升壓脈沖反相的第二升壓脈沖，上述第二電容元件的第四端子與上述第一晶體管的輸出端子和上述第三晶體管的控制端子連接，上述第三電容元件的第五端子與上述第一晶體管的控制端子連接，給第六端子提供在第三電壓和低于該第三電壓的第四電壓之間脈動的脈沖信號，在對上述第三電容元件的第六端子施加上述第四電壓的狀態(tài)下，對上述第一電容元件的第一端子施加上述第一升壓脈沖的第一電壓，將上述第一電容元件的第二端子的電壓升壓至第五電壓，將該升壓后的第五電壓經(jīng)由上述二極管連接的第二晶體管提供到上述第三電容元件的第五端子，從上述升壓后的第五電壓減去上述第二晶體管的閾值電壓而得到的第六電壓，被保持在上述第三電容元件，使上述第三電容元件的第六端子的電壓從第四電壓變成第三電壓，將上述第三電容元件所保持的第六電壓，升壓至比上述第五電壓高出上述第一晶體管的閾值電壓的第七電壓，將上述第七電壓施加到上述第一晶體管的控制端子，經(jīng)由第一晶體管，從上述第一電容元件向上述第二電容元件的第四端子傳送上述第五電壓，將上述第五電壓傳送到上述第二電容元件后，通過使上述第二電容元件的上述第三端子的電壓從第二電壓變成第一電壓，使上述第三晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)，上述第三電容元件的第五端子的電荷被放電至上述第一電容元件的第二端子。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于小型便攜設(shè)備的顯示裝置，是驅(qū)動電路的安裝面積小且可進(jìn)行自由安裝的顯示裝置，能夠用電池等低電壓電源進(jìn)行驅(qū)動。上述顯示裝置，在同一基板上具有顯示板和驅(qū)動電路，在與像素晶體管相同的工序中，將升壓電路同驅(qū)動電路一起形成在顯示板的1條邊上。在升壓電路中，設(shè)置補(bǔ)償由在升壓電路中使用的開關(guān)元件的閾值引起的電壓下降的電路。
文檔編號G09G3/20GK1904704SQ20061010772
公開日2007年1月31日 申請日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月25日
發(fā)明者宮澤敏夫, 松本克巳, 萬場則夫 申請人:株式會社日立顯示器