具体实施方式
以下使用附图详细地说明本发明的实施方式。以下,作为有源矩阵型显示装置,虽然说明的是使用在配置有多晶硅TFT(Thin FilmTransistor;薄膜晶体管)的衬底上安装集成电路片(IC chip)的COG(Chip On Glass;玻璃覆晶封装)技术,可以通过背光来照明的液晶显示装置,但只要是有源矩阵型且能在一个装置中显示模拟显示与数字显示的显示装置,也可使用液晶装置以外的显示机构。例如,视情况也可以是LED(Light Emission Diode;发光二极管)列阵显示装置、等离子显示装置等。
此外,可以使用多晶硅TFT以外的切换组件,也可以不采用COG技术。例如,也可以是使用非晶硅(amorphous silicon)TFT。多晶硅TFT可以是高温多晶硅TFT,也可以是低温多晶硅TFT。也可以使用例如二极管环(diode ring)等的非线形切换组件来取代TFT。此外,也可以是采用COG技术以外的安装技术的构成。例如,也可以是在与玻璃衬底不同的电路衬底配置控制IC等的构成。此外,也可以是未使用背光的构成。例如,也可以是具有反射板且能通过外部光线来目视确认显示的反射型显示装置。
此外,下述的电压值等是为了说明而作的例示,能根据显示装置的用途等而适当地变更。
(第一实施例)
图1是显示装置10的斜视图。该显示装置10包含有:下玻璃衬底30、上玻璃衬底12、用以将液晶14密封于两玻璃衬底之间的密封材料16、隔着导光组件18而配置于下玻璃衬底30的背面测的背光20、以及配置于上玻璃衬底12的表面侧的偏光组件22;该显示装置10是有源矩阵型且能通过背光来照明的液晶显示装置。在下玻璃衬底30安装有采用COG技术的控制IC32,且通过FPC(Flexible Print Circuit;可挠性印刷电路板)等适当的可挠性电路衬底24而与外部电路衬底26连接。
上玻璃衬底12与下玻璃衬底30共同夹着液晶14,并于液晶14的两侧施加既定的驱动电压以进行显示,且由于与下玻璃衬底30相对向,所以也称为对向衬底。在上玻璃衬底12设置有与下玻璃衬底30的像素电极相对向的对向电极(即共通电极),并被施加共通电极电位。
下玻璃衬底30是多条扫描线与多条数据信号线配置成格子状,且在各个格子区域配置有显示像素以及作为切换组件的多晶硅TFT的透明衬底。在此,使用两种类的扫描线来作为扫描线,一种类的扫描线与一般的有源矩阵型液晶显示装置的扫描线相同。即,使用这种扫描线时,通过切换组件的功能而将来自数据信号线的影像信号提供至由扫描线所选择的各个显示像素的像素电极,且根据与设置于上玻璃衬底12的对向电极之间的电位差来驱动密封于上玻璃衬底12与下玻璃衬底30之间的液晶分子,而能进行显示。另一种类的扫描线用以显示静止影像。
如此,虽使用两种类的扫描线,但如上所述,一种类的扫描线与一般的有源矩阵型液晶显示装置的扫描线相同,且使用于进行半色调显示或动态影像显示等情况。为彩色显示装置的情况时,使用于进行全色显示时。另一种类的扫描线使用能保持后述的2值的保持电路,用以抑制关于影像显示的消耗电力且显示静止影像。为了区别这两种显示,可将前者称为模拟显示,将后者称为数字显示。也可称为动态(dynamic)显示与静态显示来取代模拟显示与数字显示的区别,或者在彩色显示时,也可称为全色显示与静止影像显示。以下,使用模拟显示与数字显示的称法,在称呼其它的称法比较适当时,则使用其它的称法。
此外,为了区别两种类的扫描线,将使用于模拟显示的一种类的扫描线称为第一扫描线,将使用于数字显示的另一种类的扫描线称为第二扫描线。针对各个显示像素进行模拟显示与数字显示时,是对各个显示像素分别配置第一扫描线与第二扫描线这两条扫描线以及一条数据信号线。
图2是显示下玻璃衬底30上的各个要素的配置状态的图。在下玻璃衬底30的中央部设置有平面配置成大致矩形形状的显示区域40,在显示区域40周围配置有:扫描线驱动电路A、B(80),是针对第一扫描线82与第二扫描线84,依序选择各自的扫描线;数据线驱动电路70,是用以输入相当于各色阶的影像信号(即视频信号)至数据信号线72;以及数据线预充电电路34,用以在输入视频信号至数据信号线72之前,输入视频振幅的中间电位。扫描线驱动电路A、B(80)、数据线驱动电路70、以及数据线预充电电路34分别连接至控制IC32。
扫描线驱动电路A、B(80)、数据线驱动电路70、以及数据线预充电电路34与显示区域40的TFT同样,是使用以多晶硅晶体管形成技术所制造出的TFT而被制作于下玻璃衬底30上。即,下玻璃衬底30是以有源组件所制成的SOG(System On Glass;板上系统)衬底。
扫描线驱动电路A、B(80)虽能直接使用一般的有源矩阵型液晶显示装置所使用的扫描线驱动电路,但为了降低关于扫描线驱动的消耗电力,较佳为区别地使用适合模拟显示与数字显示的部分。关于扫描线驱动电路A、B(80)的详细内容将在后面叙述。
数据线驱动电路70能直接使用一般的有源矩阵型液晶显示装置所使用的数据线驱动电路。关于详细的数据线驱动电路70的内容在后面叙述。
控制IC32具有用以控制扫描线驱动电路A、B(80)、数据线驱动电路70、数据线预充电电路34等动作的功能的LSI(Large ScaleIntegrated circuit;大规模集成电路)芯片,且通过COG技术安装在下玻璃衬底30上所设置的配线图案。该配线图案延伸至扫描线驱动电路A、B(80)、数据线驱动电路70、数据线预充电电路34等,并延伸至下玻璃衬底30的端部,在此,如图1所说明,连接至可挠性电路衬底24。
显示区域40是用以将多个显示像素42配置成矩阵状的区域。在显示区域40,来自扫描线驱动电路A、B(80)的多条第一扫描线82、多条第二扫描线84沿着下玻璃衬底30的平面配置的一方向而配置,而来自数据线驱动电路70的多条数据信号线72是沿着与下玻璃衬底30的平面配置的一方向交叉的方向(例如与下玻璃衬底30的平面配置的一方向正交的方向)而配置。在图2的例中,第一扫描线82、第二扫描线84是沿着纸面的左右方向而配置,数据信号线72是沿着纸面的上下方向而配置。第一扫描线82、第二扫描线84是配置成为一对,且以该成为一对的扫描线与数据信号线72将显示区域40区分成多个格子状区域,而在各个格子状区域分别配置有显示像素42。在此,为彩色显示装置时,虽能于每个R、G、B使用子像素(sub-pixel),但在以下将该子像素作为显示像素42来说明。
图3是用以说明显示像素42的构成的图。以下,使用图1与图2中的符号来说明。在此,代表性地显示图2的显示区域40的纸面中左上方的一个像素。即,为了区别多个显示像素42,将以第一扫描线82、第二扫描线84、以及数据信号线72所区分的格子状区域的位置,在图2中将纸面上左上方设为原点、将右方向设为X方向、将下方向设为Y方向,并以X、Y来显示时,则图3的显示像素42是位于显示区域40的(1、1)的位置。同样地,为了分别区别多条第一扫描线82、多条第二扫描线84、多条数据信号线72,将图2的左上设为原点,并分别沿着上述X方向、Y方向使序号增加时,与图3的显示像素42对应的第一扫描线82、第二扫描线84、以及数据信号线72是分别相当于第一号。在图3,为了显示上述情况,将第一扫描线82标记成GATE-1A、将第二扫描线84标记成GATE-1B、将数据信号线72标记成DATA-1。
在图3中,用以进行显示的液晶14标记成液晶电容CLC(54)。液晶电容CLC(54)是像素电极配线54与作为对向电极的共通电极信号线60之间的电容。在此,共通电极信号线60标记成SC。
首先说明图3中的各个信号线等。VDD(36)与VSS(38)是控制IC 32的电源电压线与接地线。例如,设定成VDD=+5V、VSS=0V等。
如上所述,共通电极信号线60是用以将设置于上玻璃衬底12的对向电极的共通电极所施加的共通电极信号SC予以传达的信号线。为了进行液晶14的交流驱动,共通电极信号SC是使用矩形波的信号。例如,能使用从0V至+4V之间变化的矩形波信号。
Vb(64)与Vw(66)是在数字显示时用以将液晶14予以交流驱动的信号线。Vw(66)是用以将此施加至像素电极配线55时,传达液晶14会成为白显示的电位的信号线,且为用以传达与共通电极信号线60中的共通电极信号相同信号的信号线。Vb(64)是用以将此施加至像素电极配线55时,传达液晶14会成为黑显示的电位的信号线,且为用以传达将共通电极信号线60中的共通电极信号的反相信号的信号线。
MODE(62)与XMODE(63)是针对显示像素42传达用以进行模拟显示模式与数字显示模式之间的切换的两个模式切换信号的信号线。为了区别两个模式切换信号,可将MODE(62)中的信号称为模式切换第一信号、将XMODE(63)中的信号称为模式切换第二信号。MODE(62)中的模式切换第一信号与XMODE(63)中的模式切换第二信号是彼此反相的信号,当MODE(62)中的模式切换第一信号为H电位、XMODE(63)中的模式切换第二信号为L电位时,可作为模拟显示模式,而当MODE(62)中的模式切换第一信号为L电位、XMODE(63)中的模式切换第二信号为H电位时,可作为数字显示模式。
MODE(62)中的模式切换第一信号与XMODE(63)中的模式切换第二信号虽如上述为极性相反,而且振幅不同且波形为彼此非对称性。这点与通过MODE(62)的H电位而使N通道晶体管48予以导通(ON)/关断(OFF)且将模拟影像信号传达至像素电极配线55相对,而XMODE(63)的H电位仅单纯切换Vb(64)或Vw(66)中的两个电位标准,所以有所不同。例如,针对模拟显示模式与数字显示模式的切换,可将MODE(62)中的模式切换第一信号设成H电位=+9V、L电位=0V,将XMODE(63)中的模式切换第二信号设成L电位=-4V、H电位=+4V。
接着说明图3中用以构成显示像素42的各个要素。N通道晶体管44是根据第一扫描线82的扫描线选择信号而动作的组件。此外,N通道晶体管46是根据第二扫描线84的扫描线选择信号而动作的组件。为了区别这两个组件,可将N通道晶体管44称为第一开关电路,将N通道晶体管46称为第二开关电路。
作为第一开关电路的N通道晶体管44与像素电极配线55之间也连接有N通道晶体管48。该N通道晶体管48是根据MODE(62)中的模式切换第一信号而动作的组件,可将该N通道晶体管48称为第三开关电路。接着,当作为第一开关电路的N通道晶体管44与作为第三开关电路的N通道晶体管48皆导通时(即,第一扫描线82通过扫描线选择信号而被选择,且通过模式切换第一信号而选择模拟显示模式时),数据信号线72的影像信号数据(即视频信号数据)传达至像素电极配线55,且被写入至液晶14。
在此,针对显示像素42,若将用以将从数据信号线72逐次输入的影像信号逐次提供至显示像素42的像素电极配线55以进行模拟显示的电路作为第一显示电路时,狭义来说液晶电容CLC54与保持电容CS52是相当于该第一显示电路,而广义来说,第一显示电路也可包含有N通道晶体管44与N通道晶体管48。
在作为第二开关电路的N通道晶体管46的输出侧连接有将两个反相器配线连接成环状而能静态地保持数据的保持电路56。保持电路56是具有当被写入影像信号数据时将影像信号数据予以静态性保持的功能的电路,而且是其数据的保持几乎不会消耗电力的静态存储器。
此外,在用以构成保持电路56的两个反相器各自的输出端子之间所设置的两组传输栅(transmission gate)58、59具有根据保持电路56所保持的信号,而将Vb(64)的信号或Vw(66)的信号提供至传输栅50的功能。由于传输栅50的前端为像素电极配线55,所以传输栅58、59具有,根据存储于保持电路56的数据来选择而将提供至像素电极配线55的电位,设成Vb(64)的信号电位、或设成Vw(66)的信号电位的像素电极电位选择开关的功能。
接着,传输栅50是根据XMODE(63)的模式切换第二信号与MODE(62)的模式切换第一信号的反相信号而动作的电路,也可将传输栅50称为第四开关电路。第四开关电路的传输栅50具有将作为两组传输栅58、59输出的Vb(64)的信号或Vw(66)的信号提供至像素电极配线55的功能。即,当XMODE(63)为H电位、MODE(62)为L电位时,根据保持电路56所保持的信号而将Vb(64)的信号或Vw(66)的信号提供至像素电极配线55。如上所述,由于Vw(66)的信号为与共通电极信号线60的SC相同的信号,Vb(64)的信号为SC的反相信号,由此,根据保持电路56所保持的信号,可将像素电极配线55与共通电极信号线60之间的液晶14予以交流驱动。即,液晶14可显示对应于保持电路56所保持的信号的2值的静止影像。
在此,显示像素42具有用以保持影像信号的保持电路56,若将用以将对应于保持电路56所保持的信号的电压提供至像素电极配线55以进行数字显示的电路称为第二显示电路时,狭义来说,保持电路56相当于该第二显示电路,而广义来说,第二显示电路也可包含有N通道晶体管46、保持电路56、传输栅58、59、以及传输栅50。图3中,以虚线围住的电路部分43相当于该广义的第二显示电路。此外,显示像素42中,除了以虚线围住的电路部分43,其他电路部分相当于上述广义的第一显示电路。
此外,N通道晶体管48根据MODE(62)中的模式切换第一信号而动作,传输栅50根据XMODE(63)中的模式切换第二信号而动作,且由于显示像素42具有切换模拟显示模式与数字显示模式的功能,所以能将这些电路部分统称为模式切换电路。
如此,针对显示装置10的各个显示像素42,可根据既定的扫描线选择信号来选择第一扫描线82、第二扫描线84,而接收来自数据信号线72的影像信号,并根据模式切换第一信号及模式切换第二信号来选择模拟显示模式或数字显示模式,使第一显示电路或第二显示电路动作,并进行模拟显示或数字显示。
再次回到图2,说明扫描线驱动电路A、B(80)。扫描线驱动电路A、B(80)是具有用以产生扫描线选择信号的功能的电路。具体而言,进行第一扫描线82与第二扫描线84之间的选择,并产生用以在多条第一扫描线82与多条第二扫描线84之间逐时性依序进行选择的扫描线选择信号的电路。
在图2中,扫描线驱动电路A、B(80)虽仅作为一个芯片来显示,但也可以多个芯片来构成。在以多个芯片来构成时,也可沿着显示区域40任意的多边来配置多个芯片。例如,也可将扫描线驱动电路A、B(80)作成两个芯片,夹着显示区域40,在相对向的两边的一方侧配置一个芯片,在另一方侧配置另一个芯片。
因此,为了区别而将用以产生选择多条第一扫描线82中特定的扫描线的信号的电路称为第一扫描线驱动电路、将用以产生选择多条第二扫描线84中特定的扫描线的信号的电路称为第二扫描线驱动电路时,该扫描线驱动电路A、B(80)是具有结合第一扫描线驱动电路与第二扫描线驱动电路的构成与功能的电路。具体而言,第一扫描线驱动电路与第二扫描线驱动电路的构成为,将共通的要素作为共用部分,又分别具有特有的要素。
图4是显示扫描线驱动电路A、B(80)的构成的图。扫描线驱动电路A、B(80)是根据由起始信号和频率信号所构成的逐时信号86而产生用以逐时性选择各个第一扫描线82和各个第二扫描线84的信号的电路。扫描线驱动电路A、B(80)包含有:移位缓存器电路部90、分配电路部88、电位移位(Level shift)电路部92、以及输出驱动电路部94而构成。
移位缓存器电路部90是具有将被逐时性依序输入的逐时信号86予以依序移位,并输出用以利用扫描线单位来指定显示像素的依序指定脉冲的功能的电路。移位缓存器电路部90的数目设置成与沿着多个显示像素42的扫描方向所排列的数目相同。换言之,当第一扫描线82与第二扫描线84相对于一个显示像素42各配置一条时,第一扫描线的条数=第二扫描线的条数=移位缓存器电路部90的数目。即,由于将一个移位缓存器电路用于第一扫描线82及第二扫描线84,所以移位缓存器电路部90共享化地使用。由此,可抑制扫描线驱动电路A、B(80)的规模。移位缓存器电路部90可使用例如以0V至+5V的电压而动作。
分配电路部88是配置于移位缓存器电路部90之后,具有根据分配信号而将各个移位缓存器电路部90的输出分配至第一扫描线82或第二扫描线84的功能的电路。分配信号只要是用以选择第一扫描线82或第二扫描线84中任一者的扫描线的信号即可。例如,可从控制IC32提供用以进行模拟显示的特别的信号,或用以进行数字显示的特别的信号。
分配信号可使用模式切换第一信号或模式切换第二信号。图4中,除了使用使能信号线87的使能信号,也使用MODE(62)的信号的模式切换第一信号。如上所述,由于模式切换第一信号为以H电位来选择模拟显示模式、以L电位来选择数字显示模式的信号,所以可在H电位时分配至第一扫描线82、在L电位时分配至第二扫描线84。也可使用XMODE(63)的模式切换第二信号来取代模式切换第一信号。如此,由于使用模式切换第一信号或模式切换第二信号,所以无须产生特别的分配信号。
电位移位电路部92是具有将被分配的信号的电位及振幅转换成适用于扫描线选择信号的电位及振幅的功能的电路。电位移位电路部92可采用众所周知的信号电位移位电路技术来构成。输出驱动电路部94是用以提供驱动扫描线所需的充分电流的缓冲电路。电位移位电路部92与输出驱动电路部94分别针对各个第一扫描线82和各个第二扫描线84而设置。换言之,(第一扫描线82的数目+第二扫描线84的数目)=电位移位电路部92的数目=输出驱动电路部94的数目。即,电位移位电路部92与输出驱动电路部94是用于第一扫描线82与第二扫描线84的电路,且分别个别地设置而未共享。输出驱动电路部94的输出电位虽因显示装置10的用途而不同,但可设定成例如0V至-5V、或0V至+8V、或0V至+9V等。
输出驱动电路部94的输出电位(即,扫描线选择信号的电位)是可设成与用于第一扫描线82的电位、以及用于第二扫描线84的电位相同的电位。由此,能将电位移位电路部92予以共通化,且可将输出驱动电路部94予以共通化。
此外,根据情况,也可将输出驱动电路部94的输出电位设成与用于第一扫描线82的电位、以及用于第二扫描线84的电位不同的电位。例如,用于第一扫描线82时,较佳为考虑与模拟显示时的共通电极的电容耦合(coupling),而将振幅设定成比用于静态的数字显示时的第二扫描线84的电位大。当改变看法时,可将针对数字显示时的第二扫描线84的信号振幅设成比针对模拟显示时的第一扫描线82的信号振幅小,减小的部分可抑制关于扫描线驱动的消耗电力。例如,关于针对第一扫描线82的扫描线选择信号,可设成-4V至+9V的振幅,关于针对第二扫描线84的扫描线选择信号,可设成0V至+5V的振幅。
图5A与图5B是显示针对扫描线驱动电路的构成,为将使用于一般的有源矩阵型液晶显示装置的扫描线驱动电路以及图4所说明的扫描线驱动电路进行比较的图。图5A是显示现有的有源矩阵型液晶显示装置所使用的扫描线驱动电路的构成,于每一条扫描线分别各使用一个移位缓存器电路部(SR UNIT)90、由使能信号所控制的使能电路部(ENB UNIT)89、电位移位电路部(LS UNIT)92、以及输出驱动电路部(BUF UNIT)94。移位缓存器电路部90、电位移位电路部92、以及输出驱动电路部94与图4所说明的内容相同。
相对于此,图5B是显示图4所说明的扫描线驱动电路A、B(80)的构成的图,针对第一扫描线(GATE 1A等)82与第二扫描线(GATE1B等)84,将移位缓存器电路部(SR UNIT)90予以共享化来使用,并通过已将MODE的信号施加至使能电路部的分配电路部88,而将移位缓存器电路部90的输出分配至第一扫描线82与第二扫描线84。在此,分配电路部88根据MODE的信号而将使能信号设成有效,由此发挥将共享的移位缓存器电路部90的输出分配至第一扫描线用的电位移位电路部及输出驱动电路部、第二扫描线用的电位移位电路部及输出驱动电路部的作用。
因此,在现有技术的图5A中,移位缓存器90、使能电路部89、电位移位电路部92、以及输出驱动电路部94的数目虽分别需要达到扫描线的数目,但依据图4所说明的构成,如图5B所示,由于将移位缓存器电路部90与第一扫描线用与第二扫描线共用,所以移位缓存器电路部90的数目只要为扫描线总数目的一半即可。由此,可抑制扫描线驱动电路A、B的整体规模的大小。
图6A与图6B是用以说明扫描线驱动电路A、B的作用的图。图6A是显示当XMODE中的模式切换第二信号为L电位时,各个第一扫描线(GATE 1A等)与各个第二扫描线(GATE 1B等)如何被选择的图。图6B是显示当XMODE中的模式切换第二信号为H电位时,各个第一扫描线(GATE 1A等)与各个第二扫描线(GATE 1B等)如何被选择的图。如图6A所示,当XMODE中的模式切换第二信号为L电位时,各个第一扫描线(GATE 1A等)逐时性被选择。相对于此,当XMODE中的模式切换第二信号为H电位时,如图6B所示,各个第二扫描线(GATE 1B等)逐时性被选择。
再次回到图2,如上所述,数据线驱动电路70是具有用以将相当于各色阶的影像信号(即,视频信号)输入至数据信号线72的功能的电路。在此,可直接使用一般的有源矩阵型液晶显示装置用的数据线驱动电路。
图7是显示数据线驱动电路70的构成的图。数据线驱动电路70是将多个解多任务器(demultiplexer)78构成为主体,并连接从外部所提供的视频信号线74与从外部所提供的选择信号线76。并且,数据线驱动电路70是具有根据选择信号而将视频信号分成R、G、B的三成分,并作为彩色显示的子像素分别输出至显示像素的数据信号线72的功能。
接着说明上述构成的显示装置10的作用。在显示装置10的一般动作中,进行全色的模拟显示。此时,通过以控制IC32将模式切换设成模拟显示模式、将MODE(62)中的模式切换第一信号设成H、将XMODE(63)中的模式切换第二信号设成L,并提供至各个显示像素42与扫描线驱动电路A、B(80)。在扫描线驱动电路A、B(80)中,在分配电路部88中输出扫描线选择信号,从而选择第一扫描线82侧,且选择各个显示像素42的第一扫描线82。由此,在各显示像素42中,N通道晶体管44会导通(ON),且模式选择电路将N通道晶体管48导通,使第一显示电路动作以执行模拟显示。此时,数字显示侧的N通道晶体管46成为关断(OFF),且由于XMODE(63)中的模式切换第二信号为L,所以第二显示电路侧成为从第一显示电路侧完全被切离的状态。
当显示装置10成为待机状态时,通过以控制IC32将模式切换设成数字显示模式、将MODE(62)中的模式切换第一信号设成L、将XMODE(63)中的模式切换第二信号设为H,并提供至各个显示像素42与扫描线驱动电路A、B(80)。在扫描线驱动电路A、B(80)中,在分配电路部88中输出扫描线选择信号,从而选择第二扫描线84侧,且选择各个显示像素42的第二扫描线84。由此,在各个显示像素42中,N通道晶体管46会导通,且通过保持电路56将影像信号保持为2值数据。接着,模式选择电路将传输栅50设成导通状态,使第二显示电路动作以执行数字显示。此时,模拟电路侧的N通道晶体管44成为关断状态,且由于MODE(62)中的模式切换第一信号为L,所以第一显示电路侧成为从第二显示电路侧完全被切离的状态。
由此,在一个显示装置10中,可进行模拟显示模式与数字显示模式,且可降低关于待机时显示的消耗电力。此外,由于扫描线驱动电路A、B(80)通过第一扫描线82与第二扫描线84而将移位缓存器电路部90予以共有化,所以即便使用两种类的扫描线,也可抑制其构成规模。此外,通过第一扫描线82与第二扫描线84即可将扫描线选择信号的振幅进行不同的设定,此时,也能降低关于扫描线驱动的消耗电力。
(第二实施例)
上述已说明在扫描线驱动电路A、B(80)中,分配电路88是配置于移位缓存器电路部90与电位移位电路部92之间的电路。除此之外,在扫描线驱动电路A、B中,可将分配电路部设置于输出驱动电路部之后。图8是显示这种构成的扫描线驱动电路A、B(100)的构成的图。在此,与图4共通的要素是附加相同的符号,并省略详细的说明。
扫描线驱动电路A、B(100)将移位缓存器电路部90、电位移位电路部92、以及输出驱动电路部94作为第一扫描线用与第二扫描线用而予以共享化,且在输出驱动电路部94设置两个输出。接着,针对这两个输出,通过使用极性相反的一对分配信号102而包含有NOR(反或)电路的分配电路106,而分配至第一扫描线(GATE 1A等)与第二扫描线(GATE 1B等)。分配信号可使用专用的信号,也可使用MODE或XMODE的信号。此外,移位缓存器电路部90与电位移位电路部92之间的连接通过使能信号线87来控制。
如此,可扩大第一扫描线用与第二扫描线用之间的共享部分,并能进一步抑制扫描线驱动电路A、B(100)整体规模的大小。
(第三实施例)
图8的NOR电路能以具有信号分配功能的其它电路来置换。图9是显示具有使用有传输栅114的分配电路部116的扫描线驱动电路A、B(110)的构成的图。与图4及图8相同的要素是附加相同的符号,并省略详细的说明。与图8的构成相比,仅将NOR电路104置换成传输栅114,依据该构成,也可扩大第一扫描线用与第二扫描线用之间的共享部分,且能抑制扫描线驱动电路A、B(110)整体规模的大小。
(第四实施例)
接着,说明在可进行模拟显示与数字显示的显示装置中,可在任意的区域进行数字显示的显示装置的构成等。
图10是可于任意的区域进行数字显示的显示装置210的斜视图。该显示装置210包含有:下玻璃衬底230、上玻璃衬底212、用以将液晶214密封在两玻璃衬底间的密封材料216、于下玻璃衬底230的背面侧隔着导光组件218而配置的背光220、以及配置于上玻璃衬底212的表面侧的偏光组件222;该显示装置210是有源矩阵型,且可通过背光来进行照明的液晶显示装置。在下玻璃衬底230采用COG技术来安装控制IC32,且通过FPC等的适当的可挠性电路衬底224而与外部电路衬底226连接。
上玻璃衬底212与下玻璃衬底230共同夹着液晶214,并于液晶214的两侧施加既定的驱动电压以进行显示,且由于与下玻璃衬底230相对向,所以也称为对向衬底。在上玻璃衬底212是设置有与下玻璃衬底230的像素电极相对向的对向电极(即共通电极),并被施加共通电极电位。
下玻璃衬底230是多条扫描线与多条数据信号线配置成格子状,且于各个格子区域配置有显示像素以及作为切换组件的多晶硅TFT的透明衬底。在此,使用两种类的扫描线来作为扫描线,一种类的扫描线为与一般的有源矩阵型液晶显示装置的扫描线相同。即,使用这种扫描线时,通过切换组件的功能而将来自数据信号线的影像信号提供至由扫描线所选择的各个显示像素的像素电极,且根据与设置于上玻璃衬底212的对向电极之间的电位差来驱动密封于上玻璃衬底212与下玻璃衬底230之间的液晶分子,而能进行显示。另一种类的扫描线是用以显示静止影像。
如此,虽使用两种类的扫描线,但如上所述,一种类的扫描线与一般的有源矩阵型液晶显示装置的扫描线相同,且使用于进行半色调显示或动态影像显示等情况。为彩色显示装置的情况,使用在进行全色显示时。另一种类的扫描线使用可保持后述的2值的保持电路,用以抑制关于影像显示的消耗电力且显示静止影像。为了区别这两种显示,可将前者称为模拟显示,将后者称为数字显示。也可称为动态显示与静态显示来取代模拟显示与数字显示的区别,在彩色显示时,也可称为全色显示与静止影像显示。以下,使用模拟显示与数字显示的称法,在称呼其它的称法比较适当时,则使用其它的称法。
此外,为了区别两种类的扫描线,将使用于模拟显示的一种类的扫描线称为第一扫描线,将使用于数字显示的另一种类的扫描线称为第二扫描线。针对各显示像素进行模拟显示与数字显示时,对各个显示像素分别配置第一扫描线与第二扫描线这两条扫描线以及一条数据信号线。
图11是显示下玻璃衬底230上的各个要素的配置状态的图。在下玻璃衬底230的中央部设置有平面配置呈大致矩形形状的显示区域240,在显示区域240的周围配置有:扫描线驱动电路1(280)与扫描线驱动电路2(300),针对第一扫描线282与第二扫描线302,依序选择各自的扫描线;数据线驱动电路270,用以将相当于各色阶的影像信号(即视频信号)输入至数据信号线272;以及数据线预充电电路234,用以在将视频信号输入至数据信号线272之前,输入视频振幅的中间电位。扫描线驱动电路1(280)、扫描线驱动电路2(300)、数据线驱动电路270、以及数据线预充电电路234分别连接至控制IC232。
扫描线驱动电路1(280)、扫描线驱动电路2(300)、数据线驱动电路270、以及数据线预充电电路234与显示区域240的TFT同样,使用由多晶硅晶体管形成技术所制造出的TFT而被制作于下玻璃衬底230上。即,下玻璃衬底230是以有源组件所制成的SOG衬底。
扫描线驱动电路1(280)与扫描线驱动电路2(300)虽能直接使用一般的有源矩阵型液晶显示装置所使用的扫描线驱动电路,但为了降低关于扫描线驱动的消耗电力,较佳为区别地使用适合模拟显示与数字显示的部分。在此,如图11所示,将使用于模拟显示的扫描线驱动电路1(280)作为使用有用以逐次选择第一扫描线282的现有型的移位缓存器的驱动电路,将使用于数字显示的扫描线驱动电路2(300)作为使用有能随机地选择第二扫描线302的译码器的驱动电路。关于扫描线驱动电路1(280)与扫描仪驱动电路2(300)的详细内容将在后面叙述。
数据线驱动电路270能直接使用一般的有源矩阵型液晶显示装置所使用的数据线驱动电路。关于详细的数据线驱动电路270的内容在后面叙述。
控制IC232具有用以控制扫描线驱动电路1(280)、扫描线驱动电路2(300)、数据线驱动电路270、数据线预充电电路234等动作的功能的LSI芯片,且通过COG技术安装在下玻璃衬底230上所设置的配线图案。该配线图案延伸至扫描线驱动电路1(280)、扫描线驱动电路2(300)、数据线驱动电路270、数据线预充电电路234等,并延伸至下玻璃衬底230的端部,在此,如图10所说明,连接至可挠性电路衬底224。
显示区域240是用以将多个显示像素242配置成矩阵状的区域。在显示区域240,来自扫描线驱动电路1(280)的多条第一扫描线282、来自扫描线驱动电路2(300)的多条第二扫描线302沿着下玻璃衬底230的平面配置的一方向而配置,而来自数据线驱动电路270的多条数据信号线272沿着与下玻璃衬底230的平面配置的一方向交叉的方向(例如与下玻璃衬底230的平面配置的一方向正交的方向)而配置。在图11的例中,第一扫描线282、第二扫描线302沿着纸面的左右方向而配置,数据信号线272沿着纸面的上下方向而配置。第一扫描线282、第二扫描线302是配置成为一对,且以该成为一对的扫描线与数据信号线272将显示区域240区分成多个格子状区域,而在各个格子状区域分别配置有显示像素242。在此,为彩色显示装置时,虽能于每个R、G、B使用子像素,但在以下将该子像素作为显示像素242来说明。
图12是用以说明显示像素242的构成的图。以下,是使用图10与图11中的符号来说明。在此,代表性显示图11的显示区域240的纸面中左上角的一个像素。即,为了区别多个显示像素242,将以第一扫描线282、第二扫描线302、以及数据信号线272所区分的格子状区域的位置,在图11中将纸面上左上方设为原点、将右方向设为X方向、将下方向设为Y方向,并以X、Y来显示时,则图12的显示像素242位于显示区域240的(1、1)的位置。同样地,为了分别区别多条第一扫描线282、多条第二扫描线302、多条数据信号线272,将图11的左上设为原点,并分别沿着上述X方向、Y方向使序号增加时,与图12的显示像素242对应的第一扫描线282、第二扫描线302、以及数据信号线272分别相当于第一号。在图12中,为了显示上述情况,将第一扫描线282标记成GATE-1A、将第二扫描线302标记成GATE-1B、将数据信号线272标记成DATA-1。
在图12中,用以进行显示的液晶214标记成液晶电容CLC(254)。液晶电容CLC(254)是像素电极配线255与作为对向电极的共通电极信号线260之间的电容。在此,共通电极信号线260标记成SC。
首先说明图12中的各个信号线等。VDD(236)与VSS(238)是控制IC 232的电源电压线与接地线。例如,设定成VDD=+5V、VSS=0V等。
如上所述,共通电极信号线260是用以将设置于上玻璃衬底212的对向电极的共通电极所施加的共通电极信号SC予以传达的信号线。为了进行液晶214的交流驱动,共通电极信号SC是使用矩形波的信号。例如,可使用从0V至+4V之间变化的矩形波信号。
Vb(264)与Vw(266)是在数字显示时用以将液晶214予以交流驱动的信号线。Vw(266)是用以将此施加至像素电极配线255时,传达液晶214会成为白显示的电位的信号线,且为用以传达与共通电极信号线260中的共通电极信号相同的信号的信号线。Vb(264)是用以将此施加至像素电极配线255时,传达液晶214会成为黑显示的电位的信号线,且为用以传达将共通电极信号线260中的共通电极信号的反相信号的信号线。
MODE(262)与XMODE(263)是针对显示像素242传达用以进行模拟显示模式与数字显示模式之间的切换的两个模式切换信号的信号线。为了区别两个模式切换信号,可将MODE(262)中的信号称为模式切换第一信号、将XMODE(263)中的信号称为模式切换第二信号。MODE(262)中的模式切换第一信号与XMODE(263)中的模式切换第二信号是彼此反相的信号,当MODE(262)中的模式切换第一信号为H电位、XMODE(263)中的模式切换第二信号为L电位时,可作为模拟显示模式,而当MODE(262)中的模式切换第一信号为L电位、XMODE(263)中的模式切换第二信号为H电位时,可作为数字显示模式。
MODE(262)中的模式切换第一信号与XMODE(263)中的模式切换第二信号虽如上述为极性相反,但振幅不同且波形为彼此非对称性。这点与通过MODE(262)的H电位而使N通道晶体管248予以导通(ON)/关断(OFF)且将模拟影像信号传达至像素电极配线255相对,而XMODE(263)的H电位仅单纯切换Vb(264)或Vw(266)中的两个电位标准,所以有所不同。例如,针对模拟显示模式与数字显示模式的切换,可将MODE(262)中的模式切换第一信号设成H电位=+9V、L电位=0V,将XMODE(263)中的模式切换第二信号设成L电位=-4V、H电位=+4V。
接着说明图12中用以构成显示像素242的各要素。N通道晶体管244是根据第一扫描线282的扫描线选择信号而动作的组件。此外,N通道晶体管246是根据第二扫描线302的扫描线选择信号而动作的组件。为了区别这两个组件,可将N通道晶体管244称为第一开关电路,将N通道晶体管246称为第二开关电路。
作为第一开关电路的N通道晶体管244与像素电极配线255之间也连接有N通道晶体管248。该N通道晶体管248是根据MODE(262)中的模式切换第一信号而动作的组件,可将该N通道晶体管248称为第三开关电路。接着,当作为第一开关电路的N通道晶体管244与作为第三开关电路的N通道晶体管248皆导通时(即,第一扫描线282通过扫描线选择信号而被选择,且通过模式切换第一信号而选择模拟显示模式时),数据信号线272的影像信号数据(即,视频信号数据)传达至像素电极配线255且被写入至液晶214。
在此,针对显示像素242,若将用以将从数据信号线272逐次输入的影像信号逐次提供至显示像素242的像素电极配线255以进行模拟显示的电路作为第一显示电路时,狭义来说液晶电容CLC254与辅助电容CS252相当于该第一显示电路,而广义来说,第一显示电路也可将包含有N通道晶体管244与N通道晶体管248。
在作为第二开关电路的N通道晶体管246的输出侧连接有将两个反相器配线连接成环状而能静态地保持数据的保持电路256。保持电路256是具有当被写入影像信号数据时将影像信号数据予以静态性保持的功能的电路,而且是其数据的保持几乎不会消耗电力的静态存储器。
此外,在用以构成保持电路256的两个反相器各自的输出端子之间所设置的两组传输栅258、259具有根据保持电路256所保持的信号,而将Vb(264)的信号或Vw(266)的信号提供至传输栅250的功能。
由于传输栅250的前端为像素电极配线255,所以传输栅258、259具有根据存储于保持电路256的数据来选择要将提供至像素电极配线255的电位设成Vb(264)的信号电位或设成Vw(266)的信号电位的像素电极电位选择开关的功能。
接着,传输栅250是根据XMODE(263)的模式切换第二信号与MODE(262)的模式切换第一信号的反相信号而动作的电路,也可将传输栅250称为第四开关电路。作为第四开关电路的传输栅250具有将作为两组传输栅258、259的输出的Vb(264)的信号或Vw(266)的信号提供至像素电极配线255的功能。即,当XMODE(263)为H电位、MODE(262)为L电位时,根据保持电路256所保持的信号而将Vb(264)的信号或Vw(266)的信号提供至像素电极配线255。如上所述,由于Vw(266)的信号为与共通电极信号线260的SC相同的信号,Vb(264)的信号为SC的反相信号,由此,针对保持电路256所保持的信号,可将像素电极配线255与共通电极信号线260之间的液晶214予以交流驱动。即,液晶214可显示对应于保持电路256所保持的信号的2值的静止影像。
在此,显示像素242具有用以保持影像信号的保持电路256,若将用以将对应于保持电路256所保持的信号的电压提供至像素电极配线255以进行数字显示的电路称为第二显示电路时,狭义来说,保持电路256相当于该第二显示电路,而广义来说,第二显示电路也可包含有N通道晶体管246、保持电路256、传输栅258、259、以及传输栅250。图12中,以虚线围住的电路部分43相当于广义的第二显示电路。此外,显示像素242中,除了以虚线围住的电路部分243,其他的电路部分相当于上述广义的第一显示电路。
此外,N通道晶体管248根据MODE(262)中的模式切换第一信号而动作,传输栅250根据XMODE(263)中的模式切换第二信号而动作,且由于显示像素242具有切换模拟显示模式与数字显示模式的功能,所以可将这些电路部分统称为模式切换电路。
如此,针对显示装置210的各个显示像素242,可根据既定的扫描线选择信号来选择第一扫描线282、第二扫描线302,而接收来自数据信号线272的影像信号,并根据模式切换第一信号及模式切换第二信号来选择模拟显示模式或数字显示模式,使第一显示电路或第二显示电路动作,并进行模拟显示或数字显示。
再次回到图11,说明扫描线驱动电路1(280)与扫描线驱动电路2(300)。扫描线驱动电路1(280)与扫描线驱动电路2(300)皆具有用以产生扫描线选择信号的功能的电路。具体而言,扫描线驱动电路1(280)产生第一扫描线282用的扫描线选择信号,扫描线驱动电路2(300)产生第二扫描线302用的扫描线选择信号。因此,可将用以驱动第一扫描线的扫描线驱动电路1(280)称为第一扫描线驱动电路,将用以驱动第二扫描线的扫描线驱动电路2(300)称为第二扫描线驱动电路。
在图11中,扫描线驱动电路1(280)与扫描线驱动电路2(300)夹着显示区域240,分别配置于相对向的一方与另一方。当然,也可将扫描线驱动电路1(280)与扫描线驱动电路2(300)皆配置于显示区域240的一边。此外,也可将一个扫描线驱动电路配置于显示区域240任意两边的一方,将另一个扫描线驱动电路配置于另一方。
如上所述,使用于模拟显示的扫描线驱动电路1(280)具有使用有逐次选择第一扫描线282的现有型移位缓存器的驱动电路的构成。使用于数字显示的扫描线驱动电路2(300)具有使用有可随机地选择第二扫描线302的译码器的驱动电路的构成。
图13是显示扫描线驱动电路1(280)的构成的图。扫描线驱动电路1(280)是根据由起始信号和频率信号所构成的逐时信号286而产生用以逐时性选择各个第一扫描线282的信号的电路。扫描线驱动电路1(280)包含有移位缓存器电路部290、使能电路部289、电位移位电路部292、以及输出驱动电路部294而构成。
移位缓存器电路部290具有将被逐时性依序输入的逐时信号286予以依序移位,并输出用以利用扫描线单位来指定显示像素的依序指定脉冲的功能的电路。移位缓存器电路部290可使用例如以0V至+5V的电压而动作。
使能电路部289配置于移位缓存器电路部290之后,具有根据使能信号线287的使能信号的电位而将各移位缓存器电路部290的输出分配至各第一扫描线282用的电位移位电路部292以及输出驱动电路部294的功能。具体而言,如图13所示,可使用连接有使能信号线的NAND(反及)电路来构成。
电位移位电路部292配置于使能电路部289之后,并具有将使能电路部289的输出信号的电位及振幅转换成适用于扫描线选择信号的电位及振幅的功能的电路。电位移位电路部292能采用众所周知的信号电位移位电路技术来构成。输出驱动电路部294是用以提供驱动扫描线所需的充分电流的缓冲电路。输出驱动电路部294的输出电位虽因显示装置210的用途而不同,但能设定成例如0V至-5V、或0V至+8V、或0V至+9V等。
图14是显示扫描线驱动电路1(280)的构成的图。如图14所示,在每一条扫描线分别各使用一个移位缓存器电路部(SR UNIT)290、由使能信号所控制的使能电路部(ENB UNIT)289、电位移位电路部(LS UNIT)292、以及输出驱动电路部(BUF UNIT)294。
图15是显示构成扫描线驱动电路2(300)的构成的图。扫描线驱动电路2(300)是根据多条地址信号线304的各信号来产生用以选择各第二扫描线302的信号的电路,且如图15所示,可由将多条地址线作为输入的NAND电路306以及缓冲电路308所构成。也可在NAND电路306之前设置预译码器电路。由于这种构成的电路被称为译码器电路,所以与必须使用逐时信号来进行高速动作的扫描线驱动电路1(280)相比,即使动作速度非为高速也没关系。因此,可将扫描线驱动电路2(300)的消耗电力抑制为比扫描线驱动电路1(280)的消耗电力还低。
扫描线驱动电路1(280)的扫描线选择信号的电位(即输出驱动电路部294的电位)与扫描线驱动电路2(300)的扫描线选择信号的电位(即缓冲电路308的电位)可配合动作速度的差异而设定成不同。例如,如上所述,可将输出驱动电路部294的电位设定成0V至+8V,将缓冲电路部308的电位设定成0V至+5V。由此,能将扫描线驱动电路2(300)的消耗电力降低为比扫描线驱动电路1(280)的消耗电力还低。当然,也可将扫描线选择信号的电位设定成在扫描线驱动电路1(280)与扫描线驱动电路2(300)皆相同。
再次回到图11,如上所述,数据线驱动电路270是具有用以将相当于各色阶的影像信号(即,视频信号)输入至数据信号线272的功能的电路。在此,可直接使用一般的有源矩阵型液晶显示装置用的数据线驱动电路。
图16是显示数据线驱动电路270的构成的图。数据线驱动电路270将多个解多任务器278构成为主体,并连接从外部所提供的视频信号线274与从外部所提供的选择信号线276。并且,数据线驱动电路270具有根据选择信号而将视频信号分成R、G、B的三成分,并将作为彩色显示的子像素分别输出至显示像素的数据信号线272的功能。
接着说明上述构成的显示装置210的作用在显示装置210的一般动作中,进行全色的模拟显示。此时,通过控制IC232将扫描线驱动电路1(280)设定成动作状态、将扫描线驱动电路2(300)设定成非动作状态。此外,通过控制IC232将模式切换设成模拟显示模式、将MODE(262)中的模式切换第一信号设成H、将XMODE(263)中的模式切换第二信号设成L,并提供至各个显示像素242。如上所述,在扫描线驱动电路1(280)中,输出扫描线选择信号,从而选择各显示像素242的第一扫描线282。由此,在各个显示像素242中,N通道晶体管244会导通,且模式选择电路将N通道晶体管248导通,使第一显示电路动作以执行模拟显示。此时,数字显示侧的N通道晶体管246成为关断状态,且由于XMODE(263)中的模式切换第二信号为L,所以第二显示电路侧成为从第一显示电路侧完全被切离的状态。
当显示装置210成为待机状态时,通过控制IC232是将扫描线驱动电路2(300)设成动作状态、将扫描线驱动电路1(280)成非动作状态。此外,通过控制IC232将模式切换设成数字显示模式、将MODE(262)中的模式切换第一信号设成L、将XMODE(263)中的模式切换第二信号设为H,并提供至各个显示像素242。在扫描线驱动电路2(300)中,输出扫描线选择信号,从而选择各个显示像素242的第二扫描线302。由此,在各个显示像素242中,N通道晶体管246会导通,且通过保持电路256将影像信号保持为2值数据保持。接着,模式选择电路将传输栅250设成导通状态,使第二显示电路动作以执行数字显示。此时,模拟电路侧的N通道晶体管244成为关断状态,且由于MODE(262)中的模式切换第一信号为L,所以第一显示电路侧成为第二显示电路侧完全被切离的状态。
由此,在一个显示装置210中,可进行模拟显示模式与数字显示模式,且能降低关于待机时显示的消耗电力。此外,由于扫描线驱动电路2(300)作成译码器电路构成,所以与第一扫描线驱动电路1(280)相比,其消耗电力较少,且以显示装置210整体而言,可抑制关于扫描线驱动的消耗电力。此外,可通过第一扫描线282与第二扫描线302而将扫描线选择信号的振幅进行不同的设定,此时,也可降低关于扫描线驱动的消耗电力。
(第五实施例)
如上所述,扫描线驱动电路2(300)译码器电路型式,且电压系统与一般的逻辑电路的电压系统共通化,相对于此,扫描线驱动电路1(280)中,移位缓存器电路部290、电位移位电路部292、以及输出驱动电路部294的电压系统较为复杂。虽然也可从外部提供这些扫描线驱动电路1(280)以及扫描线驱动电路2(300)的电源,但也可于下玻璃衬底上搭载电源电路。
图17是显示于下玻璃衬底上搭载电源电路的例的图,即于下玻璃衬底330上搭载有扫描线驱动电路1(280)所使用的电源电路332。此外,与图11相同的要素附加相同的符号,并省略详细的说明。电源电路332可作为IC芯片而以COG技术安装于下玻璃衬底330上的配线图案,视情况也可采用多晶硅晶体管形成技术直接制作于下玻璃衬底330。此外,扫描线驱动电路2(300)所使用的电源也可由控制IC32所提供。
(第六实施例)
在上述中,虽已说明将第一扫描线与第二扫描线组成一对而配置于各个显示像素者,但也可作成于一部分的显示像素非为成对。图18及图19是显示于一部分的显示像素仅配置第二扫描线时的下玻璃衬底340的构成的图。相反地,也可于一部分的显示像素仅配置第一扫描线。以下,与图11及图17共通的要素附上相同的符号,并省略详细的说明。
如图18所示,在下玻璃衬底340中,将显示区域240区分为两个部分,在一个部分中,将第一扫描线282与第二扫描线302组成一对而配置于各个显示像素,而在另一个部分中,仅第二扫描线配置于显示像素。由此,如图11所说明,能将前者的部分作成(全色显示区域+静止影像显示区域)241,将后者的部分作成能仅显示静止影像的静止影像显示区域342。这些区域可作成固定区域。
图19是仿照图11及图17,用以显示为图18的构成时的下玻璃衬底340上的各要素的配线状态的图。如图19所示,在显示区域240一部分的静止影像显示区域342中,仅通过来自扫描线驱动电路2的第二扫描线344来提供扫描线选择信号。