專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像顯示裝置及其驅(qū)動電路，尤其涉及液晶顯示裝置及其驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
以有源矩陣式液晶顯示器為代表的有源矩陣式顯示器在每個像素上形成薄膜晶體管(以下簡稱為TFT)，在每個像素上存儲顯示信息而顯示圖像。利用通過對非結(jié)晶型硅(amorphous silicon)膜進行激光退火來對其進行多晶化，并將遷移率提高至100cm2/V·s左右的多晶硅膜而形成的TFT被稱為多晶硅TFT。因為由該多晶硅TFT構(gòu)成的電路用最大數(shù)MHz至數(shù)十MHz的信號來進行工作，因此，不僅是像素，還能使發(fā)生圖像信號的數(shù)據(jù)驅(qū)動器和進行掃描的選通驅(qū)動器等驅(qū)動電路與在液晶顯示裝置等的基板上構(gòu)成像素的TFT以同一工序形成。
透射型液晶顯示器通過控制背光源的透射光的透射率來進行顯示，而反射型液晶顯示器由于在像素中具有反射外部光的反射電極，控制進入像素的太陽光或房間的照明光的反射率來進行顯示，因此不需要背光源。
兼具透射和反射功能的液晶顯示器被稱為半透射型液晶顯示器。反射型液晶顯示器或不點亮背光源情況下的半透射型液晶顯示器的特征是其功耗明顯少于通常需要點亮背光源的透射型。
作為進一步突顯該低功耗特征的液晶顯示器，有內(nèi)置像素存儲器型液晶顯示器。未在像素中內(nèi)置存儲器的普通液晶顯示器由于在像素內(nèi)通過將電荷暫時保持在電容中而保持著施加給液晶的電壓，所以即使在顯示靜止圖像的情況下也需要定期地更新電壓。
因此，無論在顯示動態(tài)圖像和靜止圖像中哪一種的情況下，都必須時常以數(shù)十kHz左右來驅(qū)動用于向像素傳送數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)線，因此由數(shù)據(jù)線以及驅(qū)動該數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)驅(qū)動器消耗了大量的電力。重點在于顯示靜止圖像的內(nèi)置像素存儲器型液晶顯示器由于其在各像素內(nèi)內(nèi)置有靜態(tài)存儲器，所以當顯示靜止圖像時不再需要更新動作，因此能夠完全省去由數(shù)據(jù)線以及數(shù)據(jù)驅(qū)動器所消耗的電力。
圖12表示現(xiàn)有的內(nèi)置存儲器型顯示器的結(jié)構(gòu)。在玻璃基板101上使用薄膜晶體管呈矩陣狀地排列有像素電路102。為了使說明簡單，圖12中示出縱向2個×橫向2個地排列的圖像電路102，但實際的列數(shù)和行數(shù)一般都為100以上。
像素電路102由與來自選通線的掃描脈沖同步地對來自數(shù)據(jù)線的圖像信號進行取樣的靜態(tài)存儲器104、和用于將對應于靜態(tài)存儲器104的存儲狀態(tài)的交流電壓施加至顯示部的液晶元件LC的選擇器105構(gòu)成。另外，在玻璃基板101上，使用薄膜晶體管配置有振蕩電路(OSC)103以及緩沖電路108，振蕩電路103以及緩沖電路108將交流電壓VLCa以及VLCb提供給全部像素電路102。方波電壓VLCa以及VLCb通常是30～60Hz左右的方波電壓，其相位彼此相反。
靜態(tài)存儲器104的選通輸入G連接在選通線GL1～GL2上，數(shù)據(jù)輸入D連接在數(shù)據(jù)線DL1～DL2上。在數(shù)據(jù)線DL1～DL2上連接有數(shù)據(jù)驅(qū)動器106，在選通線GL1～GL2上連接有選通驅(qū)動器107。
數(shù)據(jù)驅(qū)動器106具有如下功能從顯示器外部串行輸入(Sig_IN)圖像信號，臨時存儲該信號后向各數(shù)據(jù)線DL1～DL2并行輸出。選通驅(qū)動器107通過將同步于數(shù)據(jù)驅(qū)動器106的輸出DL1～DL2的信號時序的脈沖依次輸出至選通線GL1～GL2，指定要寫入在數(shù)據(jù)線DL1～DL2上產(chǎn)生的圖像信號的一橫行像素電路102。
靜態(tài)存儲器104根據(jù)提供給所連接的選通線的掃描脈沖，讀入所連接的數(shù)據(jù)線的圖像信號。根據(jù)靜態(tài)存儲器的1比特的存儲狀態(tài)，選擇器105選擇提供的方波電壓VLCa或VLCb之一，提供給液晶元件LC。
例如，假設(shè)使用常白(施加交流電壓小時成為亮顯示)顯示的液晶和該液晶所需的光學結(jié)構(gòu)的情況。
當選擇器105選擇了電壓VLCa時，在夾著液晶元件LC的2個電極施加相位相同的電壓，因此所施加的交流電壓為0V，液晶元件LC成為白顯示。而當選擇器105選擇了電壓VLCb時，在夾著液晶元件LC的2個電極施加相位相反的電壓，因此所施加的交流電壓變高，液晶元件LC成為黑顯示。內(nèi)置存儲器型液晶顯示裝置的更詳細的說明記載于專利文獻1以及專利文獻2。
因為能夠根據(jù)靜態(tài)存儲器104的存儲狀態(tài)來確定各像素的白顯示/黑顯示，因此能夠在不發(fā)生圖像重寫的顯示靜止圖像的時間停止數(shù)據(jù)驅(qū)動器106以及選通驅(qū)動器107的動作。因此，能夠完全省去用于驅(qū)動數(shù)據(jù)線DL1～DL2和選通線GL1～GL2的驅(qū)動電路的功耗，所以內(nèi)置存儲器型液晶顯示裝置，與通常的液晶顯示裝置相比，能夠大振幅削減顯示靜止圖像時的功耗。
一般來說，由薄膜晶體管形成的電路的電源電壓，比由單晶硅形成的LSI等的電源電壓高。因此，有時需要在玻璃基板101上配置使用了薄膜晶體管的多個電平移位器(LS)109。電平移位器109將由位于圖像顯示裝置外部的LSI提供的小振幅的電壓信號電壓放大為大振幅的電壓信號，對數(shù)據(jù)驅(qū)動器106以及選通驅(qū)動器107提供驅(qū)動信號。
圖13表示具有關(guān)斷功能的電平移位電路。由n溝道TFT111和負載電阻112構(gòu)成柵極接地放大電路。VDD表示正極側(cè)的電源。在TFT111的柵極輸入用于控制TFT111的導通/截止狀態(tài)的使能信號ENB。當使能信號ENB是使TFT111為導通狀態(tài)的足夠高的電壓時，在TFT111中流過足夠進行電壓放大動作的漏極電流，因此小振幅的信號L-Sig被放大為大振幅的信號Sig。
另一方面，當使能信號ENB是使TFT111為截止狀態(tài)的足夠低的電壓時，因為在TFT111流過的漏極電流幾乎為0，所以圖13的電平移位器不進行放大動作而能夠使功耗幾乎為0。換而言之，電平移位器被關(guān)斷。
圖14表示具有分級結(jié)構(gòu)的電平移位器組的現(xiàn)有電路結(jié)構(gòu)。通常動作中的電平移位器(LS’)121的輸出連接在電平移位器組122的使能輸入(允許輸入)上。電平移位器121將輸入的小振幅的使能信號(許可信號)L-ENB放大為大振幅的使能信號ENB。該大振幅的使能信號ENB決定電平移位器組122的動作狀態(tài)/關(guān)斷狀態(tài)。當使能信號ENB有效時，電平移位器組122將小振幅的信號L-Sig1～L-Sig5放大為大振幅的信號Sig1～Sig5，當使能信號ENB無效時，停止電平移位器組122的放大動作。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于當不需要使電平移位器組122動作時，由小振幅的使能信號L-ENB關(guān)斷電平移位器組122，因此能夠削減電平移位器組122的功耗。關(guān)于具有這樣的分級結(jié)構(gòu)的電平移位器組的電路結(jié)構(gòu)的更詳細的說明記載于專利文獻3。
專利文獻1日本特開平8-194205號公報專利文獻2日本特開平8-286170號公報專利文獻3國際公開第WO/03-036606號手冊發(fā)明內(nèi)容當用電池的電力驅(qū)動安裝有圖像顯示裝置的應用設(shè)備時，優(yōu)選圖像顯示裝置的功耗較低。尤其在以低功耗為優(yōu)點的內(nèi)置存儲器型顯示器中，削減電平移位器109的功耗尤為重要。在圖12所示的現(xiàn)有的內(nèi)置存儲器型液晶顯示裝置中，在靜態(tài)存儲器104存儲信息、圖像顯示裝置顯示靜止圖像的情況下，因為數(shù)據(jù)驅(qū)動器106以及選通驅(qū)動器107處于停止狀態(tài)，所以為了削減功耗，應該關(guān)斷電平移位器109。
圖13所示的具有關(guān)斷功能的電平移位器，通過按照ENB信號TFT111截止而切斷漏極電流，能夠使電平移位器的功耗幾乎為0。但是，為了進行TFT111的導通/截止控制，使能信號ENB必須是大振幅的信號。
圖15用簡單的示意圖表示TFT的柵極電壓Vgs和漏極電流Id的關(guān)系。TFT根據(jù)柵極電壓Vgs，表示3種狀態(tài)，按照Vgs由小到大的順序表示截止區(qū)域(a)的狀態(tài)、亞閾值區(qū)域(b)的狀態(tài)、過閾值區(qū)域(c)的狀態(tài)。在截止區(qū)域(a)中，漏極電流Id大致接近于0。另一方面，在過閾值區(qū)域(c)中，流過與漏極-源極間的電壓成正比的較大的漏極電流Id。亞閾值區(qū)域(b)表示上述2種狀態(tài)的過渡期間，當Vgs增加時Id呈指數(shù)地增大。為了使TFT成為導通狀態(tài)和截止狀態(tài)，ENB信號的電壓振幅必須是Vgs的大小能在截止區(qū)域(a)和過閾值區(qū)域(c)之間變化的振幅A。
通常，薄膜晶體管的亞閾值區(qū)域為3V左右，比單晶硅晶體管的亞閾值區(qū)域大數(shù)倍，因此ENB信號必須為3V以上的大振幅的信號。因此，當將3V以下的小振幅的信號作為使能信號提供給圖像顯示裝置時，另外需要用于將使能信號放大為大振幅的信號的電平移位器。
在圖14中示出了用于將小振幅的使能信號L-ENB放大為大振幅的使能信號ENB的電平移位器121。由使用電平移位器121放大的使能信號ENB來實現(xiàn)電平移位器組122的關(guān)斷控制。但是，電平移位器組122能夠由L-ENB信號關(guān)斷，但因為電平移位器121必須經(jīng)常動作，因此產(chǎn)生在電平移位器121中經(jīng)常消耗電力的問題。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種圖像顯示裝置，該裝置能夠關(guān)斷全部的電平移位器組，能夠在整體上進一步降低功耗(消耗電力)。
本說明書中公開的發(fā)明中具有代表性的圖像顯示裝置的一個例子如下所示。即，本發(fā)明的圖像顯示裝置，在基板上具有使用薄膜晶體管形成并呈矩陣狀配置的多個像素電路；用于將圖像信號傳送至上述多個像素電路的多條數(shù)據(jù)線；與上述數(shù)據(jù)線交叉的、用于將掃描脈沖傳送至上述多個像素電路的多條選通線；以及用于驅(qū)動上述數(shù)據(jù)線和上述選通線的驅(qū)動電路，其特征在于在上述基板上具有使用薄膜晶體管形成的振蕩電路和使用薄膜晶體管形成的多個電平移位器，上述多個電平移位器分別具有用于削減該電平移位器自身的功耗的關(guān)斷功能，上述多個電平移位器由第一電平移位器和第二電平移位器組構(gòu)成，上述第一電平移位器的上述關(guān)斷功能由上述振蕩電路的輸出脈沖控制，上述第二電平移位器組的上述關(guān)斷功能由上述第一電平移位器的輸出信號控制。
由于將振蕩電路的脈沖利用于用來放大提供給電平移位器組的使能信號的電平移位器的使能信號，因此能夠削減電平移位器的總功耗。能夠削減像素電路的重寫所需的功耗，因此對圖像顯示裝置的低功耗化是有效的。尤其在反射型液晶顯示裝置和半透射型液晶顯示裝置等大多數(shù)動作功率消耗在電路動作上的圖像顯示裝置中，容易得到功耗降低的效果。進而能夠抑制安裝了本發(fā)明的圖像顯示裝置的電子設(shè)備的功耗，得到延長附帶電池的使用時間的效果。


圖1是表示本發(fā)明的圖像顯示裝置結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
圖2是表示在玻璃基板上形成的像素電路以及驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是電平移位器30的詳細電路圖。
圖4是圖3所示的電平移位器電路的動作波形圖。
圖5是移位寄存器31、32的電路圖。
圖6是圖2所示的信號中的與圖像重寫動作相關(guān)的信號動作波形圖。
圖7是振蕩電路25的電路圖。
圖8是分頻電路26以及緩沖放大器27的電路圖。
圖9是從緩沖放大器27輸出的電壓VLCa以及VLCb的電壓波形圖。
圖10構(gòu)成像素電路PX的靜態(tài)存儲器21和選擇器22的電路圖。
圖11是表示應用了本發(fā)明實施例的移動用電子設(shè)備的圖。
圖12是表示現(xiàn)有的內(nèi)置存儲器型顯示器結(jié)構(gòu)的圖。
圖13是表示具有關(guān)斷功能的電平移位器電路的圖。
圖14是表示具有分級結(jié)構(gòu)的電平移位器組的現(xiàn)有電路結(jié)構(gòu)的圖。
圖15是表示TFT的柵極電壓Vgs和漏極電路Id關(guān)系的示意圖。
具體實施例方式
以下參照附圖詳細說明本發(fā)明的圖像顯示裝置的優(yōu)選實施例。
圖1用分解立體圖表示本發(fā)明的圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)。在玻璃基板1的表面上使用TFT而形成的像素電路PX呈矩陣狀地排列，在其周圍形成有同樣使用TFT而形成的驅(qū)動電路2。玻璃基板1是在低溫多晶硅制造工藝中通常使用的基板，但只要具有表面絕緣性，基板材料就不限于玻璃。在玻璃基板1上貼裝著薄膜狀基板3，來自外部的電壓信號和驅(qū)動電路所需的電壓通過薄膜狀基板3來提供。
與各像素電路PX重疊而形成顯示電極4，顯示電極4與像素電路PX的輸出連接。玻璃基板1與另一塊玻璃基板11夾著數(shù)μm厚的液晶材料(未圖示)而接合在一起。液晶的厚度能夠通過在玻璃基板1上散布球狀珠子(未圖示)來保持恒定。在玻璃基板11的下側(cè)表面上形成有透明電極12，通過在該透明電極12和各像素電路PX的顯示電極4之間夾持液晶來形成液晶元件LC。透明電極12通過與設(shè)置在玻璃基板1上的連接端子5連接而由驅(qū)動電路2對其提供電壓。并且，對由透明電極12和顯示電極4夾持而形成的液晶元件LC施加透明電極12和顯示電極4之間的電壓。
在玻璃基板11的內(nèi)側(cè)表面接合時與顯示電極4重合的位置上設(shè)有開口部13。在開口部13以外的區(qū)域上涂敷有遮光層，以使開口部13以外的區(qū)域不透光。顯示電極4由鋁等金屬形成，其反射從紙面上方穿過開口部13而入射的光。另外，當在開口部13分別設(shè)置了紅、綠、藍各色濾色片(未圖示)時，圖像顯示裝置能夠進行彩色顯示。在玻璃基板11的與玻璃基板1相反側(cè)的表面上粘貼有偏振片14和相位差板15。偏振片14和相位差板15的作用是當對液晶元件LC施加具有不同振幅的交流電壓時，使光的反射率之比大不相同，使之分別被目視為亮顯示和暗顯示。
圖2表示在玻璃基板1上形成的像素電路以及驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)。多個像素電路PX呈矩陣狀配置，配置多條數(shù)據(jù)線d1～d3使得多個像素電路PX在紙面縱方向彼此連接，配置多條選通線g1～g3使得多個像素電路PX在紙面橫方向彼此連接。在圖2中，為了使說明簡單，示出數(shù)據(jù)線的條數(shù)為3條，選通線的條數(shù)為3條，像素電路PX的個數(shù)為3×3＝9個，但在實際的圖像顯示裝置中，這些數(shù)量在縱向和橫向都在數(shù)百以上，例如，當圖像顯示裝置為彩色顯示、解析度為VGA時，數(shù)據(jù)線的條數(shù)為640×3(紅、綠、藍3色)＝1920條，選通線的條數(shù)為480條，像素電路PX的個數(shù)為640×3×480＝921600。
像素電路PX由與來自選通線的掃描脈沖同步地存儲來自數(shù)據(jù)線的圖像數(shù)據(jù)的靜態(tài)存儲器21、和用于將與晶體管存儲器21的存儲狀態(tài)對應的交流電壓施加至顯示部的液晶元件LC的選擇器22構(gòu)成。
對連接選擇器22的液晶元件LC的一個電極使用顯示電極4(圖2中未圖示出)。另外，對液晶元件LC的另一電極使用透明電極12。
驅(qū)動電路2由振蕩電路(OSC)25、分頻電路(DIV)26、緩沖放大器27、移位寄存器31和32、取樣電路33、以及電平移位器電路30構(gòu)成。移位寄存器31相當于一般的液晶顯示裝置的選通驅(qū)動器電路，移位寄存器32和取樣電路33相當于一般的液晶顯示裝置的數(shù)據(jù)驅(qū)動電路。振蕩電路25的輸出信號被提供給分頻電路26、電平移位器35、以及閂鎖器36。信號INTCK是具有恒定周期的脈沖波形。分頻電路26將信號INTCK分頻，將具有信號INTCK的整數(shù)倍的周期的方波提供給緩沖放大器27。緩沖放大器產(chǎn)生彼此相位相反的方波VLCa、VLCb，提供給全部像素電路PX。方波電壓VLCa還通過連接端子5被提供給透明電極12。
電平移位器電路30由電平移位器組34、電平移位器35、閂鎖器36、電平移位器(LS_DN)37構(gòu)成。電平移位器組34將輸入至圖像顯示裝置的小振幅信號L-GST、L-GCK、L-HST、L-HCK、L-DT的振幅放大，將大振幅的信號提供給移位寄存器31、32以及取樣電路33。
移位寄存器31以GST以及GCK信號作為輸入，向選通線g1～g3輸出掃描脈沖。移位寄存器32以HST以及HCK信號作為輸入，向取樣電路33依次輸出取樣脈沖，同步于該取樣脈沖，取樣電路33在各數(shù)據(jù)線取樣作為圖像信號的信號數(shù)據(jù)。電平移位器35將小振幅的信號L-ENB放大，提供給閂鎖器36。閂鎖器36的輸出作為大振幅的ENB信號提供給電平移位器組34，控制電平移位器組34的關(guān)斷功能。
振蕩電路25的輸出信號INTCK被提供給電平移位器35，控制電平移位器35的關(guān)斷功能。ENB信號由電平移位器37衰減為小振幅信號，作為信號L-ENB輸出。作為驅(qū)動電路2以及像素電路PX的電源電壓，從圖像顯示裝置的外部提供正極側(cè)的電源電壓VDD和負極側(cè)的接地電壓GND(0V)。
圖3表示電平移位器30的詳細電路圖。電平移位器組34以及電平移位器35由柵極接地放大電路和逆變器43構(gòu)成，其中，柵極接地放大電路由TFT41和電阻布線42構(gòu)成。電平移位器組34作為代表僅描述了用于放大L-GST和L-GCK信號的電平移位器的電路結(jié)構(gòu)，但其余的電平移位器也與它們并聯(lián)連接，且為相同的電路結(jié)構(gòu)。
閂鎖器36由負邊緣觸發(fā)式D觸發(fā)器構(gòu)成，在振蕩電路25的輸出信號INTCK的下降時刻，閂鎖輸入D的信號，在信號ENB中反映輸入D的值。電平移位器電路37由反相器47和48、以及電阻布線45和46構(gòu)成，使作為大振幅信號的信號ENB衰減為作為小振幅信號的信號L-ENBO而輸出。
圖4表示圖3所示的電平移位器電路的動作波形。示出大振幅信號的高電平電壓取為驅(qū)動電路的電源電壓VDD，小振幅信號的高電平電壓取為電壓VH(這里，0V、VH、VDD的關(guān)系是0V＜VH＜VDD)。信號INTCK中，振蕩電路25產(chǎn)生的脈沖寬度tPW的脈沖是以周期T出現(xiàn)的脈沖波形。
圖像顯示裝置的靜止圖像顯示期間TDISP由信號L-ENB決定，當信號L-ENB保持在高電平電壓VH時，成為靜止圖像顯示期間。當在信號L-ENB為電壓VH的情況下在信號INTCK中出現(xiàn)脈沖時，電平移位器35電壓放大信號L-ENB，并且，在信號INTCK的脈沖下降時刻，閂鎖器36存儲該信號，信號ENB輸出0V。信號INTCK為0V的期間，閂鎖器36繼續(xù)保持ENB的狀態(tài)，電平移位器組34內(nèi)的TFT41成為截止狀態(tài)，因此在電平移位器組34中，功耗幾乎成為0。
在圖像顯示裝置進行圖像重寫的圖像重寫期間TRW中，開始時信號L-ENB取為0V(時刻t1)。在信號L-ENB取為0V后，信號INTCK的最初的脈沖下降時刻，信號ENB成為電壓VDD(時刻t2)。于是，電平移位器組34內(nèi)的TFT41處于導通狀態(tài)，因此電平移位器組34處于能夠進行放大動作的狀態(tài)。同時，信號ENB的電壓VDD由電平移位器電路37進行衰減，信號L-ENBO輸出電壓VH。由該動作，對圖像顯示裝置的外部通知電平移位器組34處于能夠進行放大動作的狀態(tài)。響應信號L-ENBO成為電壓VH的情況，輸入用于驅(qū)動移位寄存器31和32、以及取樣電路33的信號L-GST、L-GCK、L-HST、L-HCK、L-DT，則由電平移位器組34放大為信號GST、GCK、HST、HCK、DT。
在圖4中，作為從小振幅信號電平移位到大振幅信號的信號代表，僅示出了信號L-GST、L-GCK、GST、GCK的波形。僅在信號L-ENBO為電壓VH期間電壓放大輸入至電平移位器組34的信號，例如，如L-GCK的波形那樣，即使在信號L-ENBO為0V期間輸入信號，該期間也不進行電壓放大。
結(jié)束重寫動作而再次返回靜止圖像顯示期間時，L-ENB取為電壓VH(時刻t3)。并且，在信號INTCK的最初的脈沖下降時刻，信號ENB成為0V(時刻t4)。于是，因為電平移位器組34內(nèi)的TFT41處于截止狀態(tài)，所以在電平移位器組34中消耗的功率為0。
在圖像重寫期間TRW中，由于電平移位器組34的放大動作，大量地流過從電源VDD提供給電平移位器電路30的電源電流ILS。另一方面，在靜止圖像顯示期間TDISP中，電平移位器組34被關(guān)斷，在電平移位器組34中不產(chǎn)生消耗電流。另外，電平移位器35僅在tPw期間為了放大動作而產(chǎn)生消耗電流，但在其它時間不產(chǎn)生消耗電流。因此，在要求削減消耗電流的靜止圖像顯示期間，電平移位器35的消耗電流是通常動作時的tPw/T倍，因此越縮短tPw越能削減電平移位器3 5的消耗電流。例如，若取T＝1ms、tPw＝1μs，電平移位器35的消耗電流是通常動作時的1/1000。
圖5表示移位寄存器31、32的電路圖。移位寄存器31通過串聯(lián)連接負邊緣觸發(fā)式D觸發(fā)器51而構(gòu)成，其中，上述負邊緣觸發(fā)式D觸發(fā)器51的數(shù)量對應于輸出G1～G3的數(shù)量。移位寄存器32也同樣通過串聯(lián)連接負邊緣觸發(fā)式D觸發(fā)器52而構(gòu)成，其中，上述負邊緣觸發(fā)式D觸發(fā)器51的數(shù)量對應于輸出H1～H3的數(shù)量。
圖6表示圖2所示的信號中的涉及圖像重寫動作的動作波形。標記H表示高電平(電壓VDD)狀態(tài)，L表示低電平(電壓0V)狀態(tài)。作為基于該波形的動作的前提，是根據(jù)圖4的動作波形電平移位器組34處于能夠進行放大動作的狀態(tài)。
在信號DT中，順序排列著與圖2所示的3×3的呈矩陣狀排列的像素電路PX對應的2進制的數(shù)字式數(shù)據(jù)D1～D9。通過與信號DT的數(shù)據(jù)D1～D9同步地在移位寄存器32的輸入HCK輸入時鐘波形，在HST輸入啟動脈沖，從而在移位寄存器32的輸出H1～H3依次產(chǎn)生脈沖。另外，通過與輸入至HST的信號同步地在移位寄存器31的輸入GCK輸入時鐘波形，在GST輸入啟動脈沖，從而在移位寄存器31的輸出G1～G3依次產(chǎn)生具有與信號HST的啟動脈沖的周期相同的時間寬度的脈沖。
在時刻t01，選通線g1成為高電平，圖2的最上行的像素電路PX的靜態(tài)存儲器21開始讀入連接在上述像素上的各數(shù)據(jù)線的電壓。
根據(jù)輸出H1～H3的脈沖，取樣電路33在數(shù)據(jù)線d1～d3上取樣數(shù)據(jù)D1～D3(時刻t11、t12、t13)。所取樣的數(shù)據(jù)D1～D3在取樣后由數(shù)據(jù)線d1～d3具有的寄生電容來保持。
在時刻t02，選通線g1成為低電平，圖2的最上行的像素電路PX的靜態(tài)存儲器21的各自的狀態(tài)由數(shù)據(jù)D1～D3的值確定。另外，在時刻t02，選通線g2成為高電平，中央行的像素電路PX的靜態(tài)存儲器21開始讀入連接在上述像素上的各數(shù)據(jù)線的電壓。
在時刻t03，根據(jù)取樣電路33的同樣的動作，中央行的像素電路PX的靜態(tài)存儲器21的各自的狀態(tài)由數(shù)據(jù)D4～D6的值確定。
在時刻t04，根據(jù)同樣的動作，最下行的像素電路PX的靜態(tài)存儲器21的各自的狀態(tài)由數(shù)據(jù)D7～D9的值確定。
根據(jù)以上動作，重寫全部像素電路PX內(nèi)的靜態(tài)存儲器的狀態(tài)。然后，根據(jù)圖4所示的動作波形，圖像顯示裝置能夠轉(zhuǎn)移至削減了功耗的靜止圖像顯示期間TDISP。
圖7表示振蕩電路25的電路圖。振蕩電路25由CR振蕩電路(CR_OSC)和微分電路(DIFF_CKT)構(gòu)成，其中，CR振蕩電路由反相器61～63、電容C1、電阻R1構(gòu)成，微分電路由反相器64～66、AND門(與門)67、電容C2、電阻R2構(gòu)成。CR振蕩電路產(chǎn)生具有周期T的方波，微分電路將該方波變換為具有周期T、脈沖寬度tPW的脈沖波形并將其輸出至INTCK。
周期T2.2·C1·R1，脈沖寬度tPWC2·R2。例如，通過設(shè)定C1、R1、C2、R2使得C1·R1＝450·C2·R2，在INTCK輸出產(chǎn)生脈沖寬度tPW1/1000T的脈沖波形。例如，通過取為C1＝10pF、R1＝45MΩ、C2＝1pF、R2＝1MΩ，在INTCK輸出產(chǎn)生周期T1ms、脈沖寬度tPW1μs的脈沖波形。
圖8表示分頻電路26以及緩沖放大器27的電路圖。緩沖放大器27由緩存器75和反相器76構(gòu)成，分頻電路26通過串聯(lián)地連接多個二分頻電路71而構(gòu)成。各二分頻電路71由負邊緣觸發(fā)式D觸發(fā)器72和反相器73構(gòu)成。利用1個二分頻電路71，輸入信號被分頻為2倍周期的信號而輸出，因此，利用n個串聯(lián)連接的二分頻電路71，輸入信號INTCK被分頻為周期是INTCK的周期T的2的n次冪倍的方波。
例如，當周期T＝1ms、n＝5時，被分頻的信號的頻率fDIV＝31.25Hz。能夠成為對于液晶交流化所使用的電壓VLCa和VLCb來說合適的頻率。另外，為進一步削減電力，當降低液晶交流電壓VLCa和VLCb的頻率fLC時，通過進一步增加二分頻電路71的級數(shù)、設(shè)置選擇器74，能夠根據(jù)用途選擇不同周期的方波的頻率來進行輸出。
圖9表示從緩沖放大器27輸出的電壓VLCa以及VLCb的電壓波形。電壓VLCa以及VLCb是以周期TLC切換極性的方波。電壓VLCb是VLCa的翻轉(zhuǎn)信號。周期TLC用分頻電路26的輸出方波的頻率fDIV來決定，TLC＝1/(2·fDIV)。
圖10表示構(gòu)成像素電路PX的靜態(tài)存儲器21和選擇器22的電路圖。靜態(tài)存儲器21由用于閂鎖數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)的n溝道TFT81、構(gòu)成存儲器主體的n溝道TFT82、83、p溝道TFT84、85構(gòu)成。選擇器22由n溝道TFT86和87、p溝道TFT88和89構(gòu)成。
在圖像重寫期間TRW中，在對連接在選通線上的端子G提供掃描脈沖的瞬間，TFT81成為導通狀態(tài)，按照在連接數(shù)據(jù)線的端子D輸入的2進制數(shù)字圖像信號，更新由TFT82～85構(gòu)成的存儲器的狀態(tài)。在靜止圖像顯示期間TDISP中，根據(jù)由TFT82～85構(gòu)成的存儲器的狀態(tài)，TFT86和88或TFT87和89中的某一對成為導通狀態(tài)。
當TFT86和88為導通狀態(tài)時，因為對液晶元件LC兩端的電極提供相同的電壓波形VLCa，所以施加在液晶元件LC的交流電壓為0V，液晶元件LC被肉眼視為白顯示。另一方面，當TFT87和89為導通狀態(tài)時，因為對液晶元件LC兩端的電極提供彼此相位相反的電壓波形VLCa和VLCb，所以施加于液晶元件LC的交流電壓成為VDD，液晶元件LC被肉眼視為黑顯示。
圖1所示的本發(fā)明實施例記載了作為利用液晶材料的光學特性來顯示圖像的液晶顯示裝置，但也可以是利用液晶材料以外的光學特性進行顯示的圖像顯示裝置。另外，圖2所示的像素電路以及驅(qū)動電路也能夠驅(qū)動在基板上形成有發(fā)光元件的自發(fā)光型顯示器。
圖11表示應用了本發(fā)明實施例的移動用電子設(shè)備。在移動用電子設(shè)備91中，除本發(fā)明的圖像顯示裝置90之外，還安裝有天線92、麥克風93、揚聲器94、攝像元件95、聲音播放按鈕96。另外，在移動用電子設(shè)備91中內(nèi)置有用于供給電力的電池97。本發(fā)明的圖像顯示裝置90能夠削減顯示靜止圖像時的電平移位器電路的電力，因此能夠降低移動用電子設(shè)備91的功耗、延長電池97的使用時間，或能夠通過將電池97小型化來縮小移動用電子設(shè)備91的尺寸。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，其在基板上具有使用薄膜晶體管形成并呈矩陣狀配置的多個像素電路；用于將圖像信號傳送至上述多個像素電路的多條數(shù)據(jù)線；與上述數(shù)據(jù)線交叉的、用于將掃描脈沖傳送至上述多個像素電路的多條選通線；以及用于驅(qū)動上述數(shù)據(jù)線和上述選通線的驅(qū)動電路，其特征在于在上述基板上還具有使用薄膜晶體管形成的振蕩電路和使用薄膜晶體管形成的多個電平移位器，其中，上述多個電平移位器分別具有用于削減該電平移位器自身的功耗的關(guān)斷功能，上述多個電平移位器由第一電平移位器和第二電平移位器組構(gòu)成，上述第一電平移位器的上述關(guān)斷功能由上述振蕩電路的輸出脈沖控制，上述第二電平移位器組的上述關(guān)斷功能由上述第一電平移位器的輸出信號控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于在上述基板上還具有使用薄膜晶體管形成的、對上述振蕩電路的輸出脈沖進行分頻的分頻電路，上述分頻電路向上述像素電路提供周期長度為上述振蕩電路的輸出脈沖的整數(shù)倍的多種交流電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述分頻電路由多個二分頻電路和選擇器電路構(gòu)成，上述分頻電路向上述像素電路提供多種交流電壓，其中多種交流電壓的周期長度為上述振蕩電路的輸出脈沖的周期的2的冪次方倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于在上述基板與透明基板這1對基板之間夾有液晶材料，上述多個像素電路通過在上述液晶材料上施加電壓來控制由上述1對基板反射的光的光量或透過上述1對基板的光的光量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述像素電路包括具有至少1比特存儲量的靜態(tài)存儲器，根據(jù)所存儲的邏輯狀態(tài)，選擇提供給靜態(tài)存儲器的多種交流電壓中的一種來施加給上述液晶材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述第一電平移位器和上述第二電平移位器組將從外部供給的低電壓信號電壓放大為高電壓信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于具有按照上述振蕩電路的輸出脈沖來閂鎖上述第一電平移位器的輸出信號的閂鎖電路，上述第二電平移位器組利用上述閂鎖電路的輸出信號代替上述第一電平移位器的輸出信號來控制上述關(guān)斷功能。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述驅(qū)動電路由上述第二電平移位器組的輸出信號控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像顯示裝置，其特征在于還具有用于使上述閂鎖電路的輸出信號衰減為更低的電壓振幅而輸出至外部的第三電平移位器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述第一電平移位器和上述第二電平移位器組由柵極接地放大電路構(gòu)成，其中柵極接地放大電路由至少1個薄膜晶體管和至少1條電阻布線構(gòu)成，通過控制上述薄膜晶體管的柵電極的電壓來限制上述薄膜晶體管的漏極電流。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠削減功耗的圖像顯示裝置。在用于放大提供給電平移位器組(34)的使能信號的電平移位器(35)的使能信號中，利用振蕩電路(25)的脈沖，來削減電平移位器的總功耗。在圖像顯示裝置的一塊基板上具有由薄膜晶體管形成的振蕩電路、第1電平移位器(35)、以及第2電平移位器組(34)，多個電平移位器具有用于削減該電平移位器的功耗的關(guān)斷功能。第1電平移位器具有由振蕩電路的輸出脈沖控制關(guān)斷功能的結(jié)構(gòu)，第2電平移位器組具有按照第1電平移位器的輸出脈沖控制關(guān)斷功能的結(jié)構(gòu)。
文檔編號G02F1/133GK101083063SQ20071010545
公開日2007年12月5日 申請日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者景山寬, 松本克巳 申請人:株式會社日立顯示器