顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，更詳細(xì)地說(shuō)，涉及抑制構(gòu)成周邊電路的晶體管的閾值電壓的偏移的技術(shù)。
[0002]本申請(qǐng)基于2013年4月25日于日本申請(qǐng)的特愿2013 — 092425號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容引用于此。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來(lái)，在有源矩陣型的顯示裝置中，所謂的單片電路技術(shù)已經(jīng)普及，所述單片電路是在同一玻璃基板上形成像素用TFT (Thin Film Transistor:薄膜晶體管)以及周邊電路用TFT，上述像素用TFT用于對(duì)像素注入電荷，上述周邊電路用TFT構(gòu)成用于驅(qū)動(dòng)與像素用TFT連接的掃描線或信號(hào)線的驅(qū)動(dòng)電路等周邊電路。
[0004]這種顯示裝置所具備的驅(qū)動(dòng)電路的作為輸出晶體管使用的TFT的柵極電極被施加較高的電壓應(yīng)力。由于該電壓應(yīng)力，作為T(mén)FT的電特性之一的柵極閾值電壓(以下稱為“閾值電壓”)偏移。由于電壓應(yīng)力而產(chǎn)生的TFT的閾值電壓的偏移是由于電子被困在該TFT的柵極絕緣膜中。若構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路的TFT的閾值電壓顯著偏移，則有可能不能夠?qū)㈦姾沙浞值刈⑷氲较袼刂?，顯示裝置的顯示性能下降。
[0005]作為試圖解決這種問(wèn)題的現(xiàn)有技術(shù)，在特開(kāi)2006 - 174294號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)中記載有設(shè)置有用于調(diào)整TFT的閾值電壓的偏移(變動(dòng)、偏差)的背柵極的雙柵極結(jié)構(gòu)的TFT0根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)，基于預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)求出的控制電壓和閾值電壓的關(guān)系，對(duì)背柵極施加與閾值電壓的變動(dòng)同極性的控制電壓，從而調(diào)整TFT的閾值電壓的變動(dòng)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:特開(kāi)2006 - 174294號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0010]然而，雖然根據(jù)專利文獻(xiàn)I所記載的技術(shù)能夠基于預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)求出的控制電壓和閾值電壓的關(guān)系對(duì)TFT的閾值電壓的偏移進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償，但是，例如在其閾值電壓的偏移量大的情況下，需要對(duì)背柵極施加高達(dá)幾十V(伏特)的電壓。而且，必須根據(jù)TFT的閾值電壓的偏移程度調(diào)整施加到背柵極的電壓。
[0011]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題完成的，其目的在于，提供能夠減小構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路的晶體管的閾值電壓的偏移、抑制顯示性能的下降的顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。
[0012]用于解決問(wèn)題的方案
[0013]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)方式是具有如下構(gòu)成的顯示裝置，該構(gòu)成具備:顯示部，其包括排列成矩陣狀的多個(gè)像素部；驅(qū)動(dòng)部，其具有用于驅(qū)動(dòng)與構(gòu)成上述顯示部的像素部連接的掃描線的輸出晶體管；以及控制部，其在顯示期間將用于使上述顯示部顯示圖像的信號(hào)提供給上述驅(qū)動(dòng)部，在顯示中止期間控制上述輸出晶體管的偏置狀態(tài)，使得在上述顯示期間升高了的上述輸出晶體管的閾值電壓的絕對(duì)值減小。
[0014]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)方式是顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法，該顯示裝置具備:顯示部，其包括排列成矩陣狀的多個(gè)像素部；驅(qū)動(dòng)部，其具有用于驅(qū)動(dòng)與構(gòu)成上述顯示部的像素部連接的掃描線的輸出晶體管；以及控制部，其在顯示期間將用于使上述顯示部顯示圖像的信號(hào)提供給上述驅(qū)動(dòng)部，上述驅(qū)動(dòng)方法具有包括以下步驟的構(gòu)成:上述控制部在顯示中止期間控制上述輸出晶體管的偏置狀態(tài)，使得在上述顯示期間中發(fā)生變動(dòng)的上述輸出晶體管的閾值電壓的絕對(duì)值減小。
_5]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，能夠抑制構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路的晶體管的閾值電壓的偏移。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的顯示裝置的構(gòu)成的一例的概略框圖。
[0018]圖2是表示第I實(shí)施方式中的移位寄存電路的構(gòu)成的一例的概略框圖。
[0019]圖3是表示第I實(shí)施方式中的移位寄存單元電路的構(gòu)成的一例的電路圖。
[0020]圖4是表示第I實(shí)施方式中的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成的一例的概略框圖。
[0021]圖5是用于說(shuō)明第I實(shí)施方式中的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的升壓動(dòng)作的說(shuō)明圖。
[0022]圖6是表示第I實(shí)施方式中的移位寄存電路的動(dòng)作的一例的時(shí)序圖。
[0023]圖7是表示第I實(shí)施方式中的移位寄存單元電路的動(dòng)作的一例的時(shí)序圖。
[0024]圖8A是用于說(shuō)明第I實(shí)施方式中的TFT的閾值電壓發(fā)生變動(dòng)的機(jī)制(閾值電壓的升高機(jī)制)的第I說(shuō)明圖。
[0025]圖8B是用于說(shuō)明第I實(shí)施方式中的TFT的閾值電壓發(fā)生變動(dòng)的機(jī)制(閾值電壓的升高機(jī)制)的第I說(shuō)明圖。
[0026]圖9A是用于說(shuō)明第I實(shí)施方式中的TFT的閾值電壓發(fā)生變動(dòng)的機(jī)制(閾值電壓的降低機(jī)制)的第I說(shuō)明圖。
[0027]圖9B是用于說(shuō)明第I實(shí)施方式中的TFT的閾值電壓發(fā)生變動(dòng)的機(jī)制(閾值電壓的降低機(jī)制)的第2說(shuō)明圖。
[0028]圖10是表示構(gòu)成第I實(shí)施方式的移位寄存電路的晶體管的特性的一例的特性圖。
[0029]圖11是表示第2實(shí)施方式中的移位寄存電路的動(dòng)作的一例的時(shí)序圖。
[0030]圖12是表示第3實(shí)施方式中的移位寄存電路的動(dòng)作的一例的時(shí)序圖。
[0031]圖13是表示第4實(shí)施方式中的移位寄存電路的動(dòng)作的一例的時(shí)序圖。
[0032]圖14是表示第5實(shí)施方式中的移位寄存電路的動(dòng)作的一例的時(shí)序圖。
[0033]圖15是表示第6實(shí)施方式中的移位寄存電路的動(dòng)作的一例的時(shí)序圖。
[0034]圖16是表示第7實(shí)施方式中的移位寄存電路的動(dòng)作的一例的時(shí)序圖。
[0035]圖17是表示第8實(shí)施方式中的移位寄存電路的動(dòng)作的一例的時(shí)序圖。
[0036]圖18是表示第9實(shí)施方式中的移位寄存電路的動(dòng)作的一例的時(shí)序圖。
[0037]圖19是表示構(gòu)成第10實(shí)施方式中的移位寄存電路的晶體管的結(jié)構(gòu)(雙柵極結(jié)構(gòu))的一例的截面圖。
[0038]圖20是表示第10實(shí)施方式中的移位寄存電路的動(dòng)作的一例的時(shí)序圖。
[0039]圖21是示意性地表示第10實(shí)施方式的雙柵極結(jié)構(gòu)的晶體管的閾值的變化的一例的圖。
[0040]圖22是用于說(shuō)明第11實(shí)施方式的便攜終端裝置的動(dòng)作的一例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041][第I實(shí)施方式](構(gòu)成的說(shuō)明)
[0042]說(shuō)明本發(fā)明的第I實(shí)施方式的顯示裝置100的構(gòu)成。
[0043]圖1是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的顯示裝置100的構(gòu)成的一例的概略框圖。如圖1所示，顯示裝置100是有源矩陣型的液晶顯示裝置，具備:顯示部110、掃描線驅(qū)動(dòng)電路(驅(qū)動(dòng)部)120、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路130、顯示控制電路(控制部)140。
[0044]顯示部110具備:多根信號(hào)線SL1，SL2,…，SLm(m:自然數(shù))，其配置于水平線方向；多根掃描線GL1，GL2,…，GLn (η:自然數(shù))，其配置于垂直線方向；以及多個(gè)像素部ΡΙΧ。
[0045]像素部PIX以位于信號(hào)線SL1，SL2,…，SLm和掃描線GL1，GL2,…，GLn的交叉點(diǎn)的方式配置成矩陣狀，形成顯示裝置100的顯示區(qū)域。并且，多個(gè)像素部PIX分別具備:液晶材料(未圖示)，其配置于2個(gè)基板之間；像素用TFT (Thin Film Transistor:薄膜晶體管)114，其設(shè)置于基板上；像素電容部115，其由上述液晶材料形成；以及共用電極(透明電極)Tcom。
[0046]像素用TFTl 14的柵極連接于通過(guò)上述交叉點(diǎn)的掃描線GLp (p:滿足I彡p彡η的任意整數(shù))，源極連接于信號(hào)線SLq (q:滿足KqSm的任意整數(shù))，漏極連接于像素電容部115的第I端子。像素電容部115的第2端子為共用端子Tcom。像素電容部115保持與基于在顯示裝置100中顯示視頻(圖像)的數(shù)據(jù)信號(hào)的各像素值(灰度值)相對(duì)應(yīng)的電壓。
[0047]在本實(shí)施方式中，像素用TFT114為N溝道型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0048]像素用TFT114不限于薄膜晶體管，可以是任意種類(lèi)的晶體管。
[0049]像素用TFT114的半導(dǎo)體層的材料能夠使用氧化物半導(dǎo)體。氧化物半導(dǎo)體層例如是In — Ga — Zn — O系的半導(dǎo)體層。氧化物半導(dǎo)體層例如包括In — Ga — Zn — O系的半導(dǎo)體。此處，In — Ga — Zn — O系半導(dǎo)體是In (銦)、Ga (鎵)、Zn (鋅)的三元系氧化物，In、Ga以及Zn的比例(組成比)沒(méi)有特別限定，例如包括In -Ga -Zn = 2:2:1、In -Ga -Zn=I:1:l、In:Ga:Zn = I:1:2等。在本實(shí)施方式中，例如使用以1:1:1的比例包含In、Ga以及Zn的In — Ga — Zn — O系半導(dǎo)體膜。
[0050]具有In — Ga — Zn — O系半導(dǎo)體層的TFT具有高迀移率(大于a — SiTFT的20倍)以及低泄漏電流(不到a - SiTFT的100分之I)，因此適合用作驅(qū)動(dòng)TFT和像素TFT。若使用具有In — Ga — Zn — O系半導(dǎo)體層的TFT，則能大幅降低顯示裝置的消耗功率。
[0051]In-Ga-Zn-O系半導(dǎo)體可以是非晶質(zhì)，也可以包含結(jié)晶質(zhì)部分，具有結(jié)晶性。優(yōu)選結(jié)晶質(zhì)In — Ga — Zn — O系半導(dǎo)體是c軸與層面大致垂直地進(jìn)行取向的結(jié)晶質(zhì)In —Ga-Zn-O系半導(dǎo)體。這種In — Ga — Zn — O系半導(dǎo)體的結(jié)晶結(jié)構(gòu)例如已被特開(kāi)2012 —134475號(hào)公報(bào)公開(kāi)。本說(shuō)明書(shū)中引用特開(kāi)2012 — 134475號(hào)公報(bào)的所有公開(kāi)內(nèi)容作為參考。
[0052]氧化物半導(dǎo)體層也可以包括其它氧化物半導(dǎo)體來(lái)取代In — Ga — Zn — O系半導(dǎo)體。例如可以包括Zn — O系半導(dǎo)體(ZnO)、In — Zn — O系半導(dǎo)體(ΙΖ0 (注冊(cè)商標(biāo)))、Zn —Ti 一 O系半導(dǎo)體(ZTO)、Cd - Ge 一 O系半導(dǎo)體、Cd 一 Pb 一 O系半導(dǎo)體、Cd0(氧化鎘)、Mg — Zn — O 系半導(dǎo)體、In-Sn— Zn— O 系半導(dǎo)體(例如 ln203— SnO 2- ZnO)、In — Ga —Sn 一 O系半導(dǎo)體等。
[0053]后述的周邊電路用TFT等也是同樣的。
[0054]掃描線驅(qū)動(dòng)電路120具備移位寄存電路121，是將掃描信號(hào)(后述的柵極信號(hào)Gl, G2,…Gn)從移位寄存電路121依次提供給掃描線GL1，GL2,…，GLn的電路。響應(yīng)于掃描信號(hào)，像素部PIX按水平線單位被驅(qū)動(dòng)。在掃描線驅(qū)動(dòng)電路120中，移位寄存電路121與時(shí)鐘信號(hào)(后述的時(shí)鐘信號(hào)GCK1，GCK2)同步地使柵極起始脈沖信號(hào)(后述的起始脈沖信號(hào)GSP)依次移位，從而，空開(kāi)規(guī)定時(shí)間間隔地將掃描信號(hào)分別輸出到掃描線GL1，GL2,…，GLn0
[0055]移位寄存電路121具有輸出晶體管(后述的TFT1213)，所述輸出晶體管用于驅(qū)動(dòng)與構(gòu)成顯示部110的像素部PIX連接的掃描線GL1，GL2，…，GLn。在本實(shí)施方式中，如后述那樣，通過(guò)控制該移位寄存電路121的輸出晶體管的偏置狀態(tài)，抑制其閾值電壓Vth的偏移，抑制顯示性能的下降。后面詳細(xì)說(shuō)明移位寄存電路121。
[0056]在本實(shí)施方式中，掃描線驅(qū)動(dòng)電路120由與上述像素用TFT114形成在同一玻璃基板上的周邊電路用TFT構(gòu)成。此處，周邊電路用TFT與像素用TFT114同樣，是N型晶體管，其半導(dǎo)體層的材料與像素用TFT114同樣，例如能夠使用In — Ga — Zn — O等氧化物半導(dǎo)體等。不過(guò)，周邊電路用TFT不限于薄膜晶體管，可以是任意種類(lèi)的晶體管。
[0057]信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路130是生成向各像素部PIX提供與像素值(灰度值)相對(duì)應(yīng)的電壓的數(shù)據(jù)信號(hào)并將其輸出到信號(hào)線SL1，SL2,…，SLm的電路。信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路130與由掃描線驅(qū)動(dòng)電路120進(jìn)行的掃描線GL1，GL2,…，GLn的驅(qū)動(dòng)同步地將I水平線的量的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)由信號(hào)線SL1，SL2,…，SLm提供給各像素部PIX。
[0058]顯示控制電路140生成要在顯示部110中顯示圖像所需的各種控制信號(hào)并將其提供給掃描線驅(qū)動(dòng)電路120和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路130。在本實(shí)施方式中，顯示控制電路140在圖像的顯示期間將用于使顯示部110顯示圖像的信號(hào)提供給掃描線驅(qū)動(dòng)電路120和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路130。并且，顯示控制電路140在顯示中止期間控制上述輸出晶體管的偏置狀態(tài)，使得在圖像的顯示期間由于電壓應(yīng)力等而升高的掃描線驅(qū)動(dòng)電路120的輸出晶體管(后述的TFT1213)的閾值電壓Vth的絕對(duì)值減小。
[0059]被提供給掃描線驅(qū)動(dòng)電路120的控制信號(hào)例如有柵極起始脈沖信號(hào)(GSP)、柵極移位時(shí)鐘信號(hào)(GSC)、柵極輸出使能信號(hào)(GOE)。并且，被提供給信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路130的控制信號(hào)例如有源極起始脈沖(SSP)、源極移位時(shí)鐘信號(hào)(SSC)、源極輸出使能信號(hào)(SOE)、極性控制信號(hào)(POL)等。
[0060]然后，參照?qǐng)D2，說(shuō)明第I實(shí)施方式中的移位寄存電路121的構(gòu)成。
[0061]圖2是表示第I實(shí)施方式中的移位寄存電路121的構(gòu)成的一例的概略框圖。如該圖所示，移位寄存電路121具備與多條掃描線GL1，GL2，GL3，GL4，…，GLn相對(duì)應(yīng)的多個(gè)移位寄存單元電路(SR單元電路)121^ 1212，1213，1214，…，121n。該多個(gè)移位寄存單元電路121!, 1212，1213，1214，…，121n級(jí)聯(lián)連接。
[0062]當(dāng)移位寄存單元