掃描線選擇電路和使用它的顯示裝置的製作方法
2023-05-11 04:18:41 1
專利名稱：掃描線選擇電路和使用它的顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及掃描線選擇電路和使用它的顯示裝置，特別是涉及液晶顯示器或TFT有源矩陣顯示器。
背景技術：
從以往，為了減少安裝成本和驅動IC成本，提高可靠性，削減非顯示部分的面積，提出通過把掃描線驅動IC的輸出數削減到幾分之一，並且使用掃描線選擇電路，驅動全部掃描線的方法。
此外，在a-SiTFT中，在柵端子上持續外加比第一端子(漏極或源極)以及第二端子(源極或漏極)更高(低)的電壓時(把該狀態稱作「DC應力(stress)」)，存在TFT的閾值向高(低)的一方移動的稱作閾值移動的特有問題，有必要避免它。它不僅在a-SiTFT中，在有機TFT中也存在同樣的問題。
在掃描線選擇電路中，為了避免閾值移動的問題，必須極力採用不附加DC應力的電路結構。作為具體的例子，例如列舉出專利文獻1。
特開2002-311879號公報可是，在以往的電路中，外加在開關元件(TFT)的柵極和漏極上的電壓相同，所以從開關元件的源極輸出，提供給掃描線的電壓比輸入電壓只低充電元件的閾值電壓部分。
此外，該事實意味著由於隨時間變化的要因或溫度條件，開關元件的閾值電壓變動時，輸出電壓也變動。
發明內容
本發明的目的在於提供在使掃描線選擇電路的輸入電壓和掃描線驅動信號的電壓振幅相等時，不根據隨時間變化的要因或溫度條件，能穩定保持輸出的經濟性和穩定性優異的掃描線選擇電路和使用它的顯示裝置。
為了解決所述課題，本發明的掃描線選擇電路，多級連接基本電路，其特徵在於所述基本電路具有基本掃描信號輸入端子、選擇信號輸入端子、充電脈衝輸入端子、放電脈衝輸入端子、輸出端子，並且具有基本掃描線驅動電路和升壓電路。
所述掃描線驅動電路由掃描線驅動元件構成，所述升壓電路由充電元件、升壓用電容、放電元件構成。
所述充電元件的第一端子連接到選擇信號輸入端子，柵端子連接到充電脈衝輸入端子上，第二端子連接在掃描線驅動元件的柵端子、升壓用電容的第一端子、放電元件的第一端子上，並且所述掃描線驅動元件的第一端子連接在基本掃描信號輸入端子上，第二端子連接在升壓用電容的第二端子、放電元件的第二端子上，形成輸出端子，所述放電元件的柵端子連接在放電脈衝輸入端子上。
此外，所述升壓電路由充電元件、升壓用電容、放電元件構成，所述掃描線驅動電路由掃描線驅動元件和掃描線穩定化元件構成。
所述充電元件的第一端子連接在選擇信號輸入端子上，柵端子連接在充電脈衝輸入端子上，第二端子連接在掃描線驅動元件的柵端子、升壓用電容的第一端子、放電元件的第一端子上，並且所述掃描線驅動元件的第一端子連接在基本掃描信號輸入端子、掃描線穩定化元件的第一端子上，第二端子連接在升壓用電容的第二端子、放電元件的第二端子、掃描線穩定化元件的柵端子以及第二端子上，形成輸出端子；所述放電元件的柵端子連接在放電脈衝輸入端子上。
所述充電元件的第一端子連接在選擇信號輸入端子上，柵端子連接在充電脈衝輸入端子上，第二端子連接在掃描線驅動元件的柵端子、升壓用電容的第一端子、放電元件的第一端子上，並且所述掃描線驅動元件的第一端子連接在基本掃描信號輸入端子、放電元件的第二端子、掃描線穩定化元件的第一端子上，第二端子連接在升壓用電容的第二端子、掃描線穩定化元件的柵端子以及第二端子上，形成輸出端子；所述放電元件的柵端子連接在放電脈衝輸入端子上。
此外，在掃描線選擇電路中，其特徵在於具有穩定化電容，所述穩定化電容的第一端子連接在充電元件的柵端子上，第二端子連接在掃描線驅動元件的柵端子上。
在掃描線選擇電路中，設輸入的基本掃描信號的個數為I個，連接在基本電路的基本掃描信號輸入端子上的基本掃描信號為第i個時，充電脈衝輸入端子連接在第i-1個基本掃描信號(可是當i＝1時，第I個基本掃描信號)上，放電脈衝輸入端子連接在第i+1個基本掃描信號(可是當i＝I時，第1個基本掃描信號)上。
此外，在掃描線選擇電路中，設所述掃描線選擇電路的輸出數為N個，輸入的基本掃描信號的個數為I個，連接在基本電路的基本掃描信號輸入端子上的基本掃描信號為第i個時，充電脈衝輸入端子連接在第i-1個基本掃描信號(可是當i＝1時，第I個基本掃描信號)上，放電脈衝輸入端子連接在第i+1個基本掃描信號(可是當i＝I時，第1個基本掃描信號)上，並且第一個基本電路的充電脈衝輸入端子連接在另外設置的輔助信號上，屬於第N個基本電路的升壓電路的放電脈衝輸入端子連接在其他輔助信號上。
在掃描線選擇電路中，設輸入的基本掃描信號的個數為I個，連接在基本電路的基本掃描信號輸入端子上的基本掃描信號為第i個時，充電脈衝輸入端子連接在第i-1個基本掃描信號(可是當i＝1時，第I個基本掃描信號)上，放電脈衝輸入端子連接在第i+2個基本掃描信號(可是當i＝I-1時，為第1個基本掃描信號，當i＝I時，為第二個基本掃描信號)上。
此外，在掃描線選擇電路中，設所述掃描線選擇電路的輸出數為N個，輸入的基本掃描信號的個數為I個，連接在升壓電路所屬的基本電路上的基本掃描信號為第i個時，充電脈衝輸入端子連接在第i-1個基本掃描信號(可是當i＝1時，第I個基本掃描信號)上，放電脈衝輸入端子連接在第i+2個基本掃描信號(可是當i＝I-1時，為第1個基本掃描信號，當i＝I時，為第二個基本掃描信號)上，並且第一個基本電路的充電脈衝輸入端子連接在另外設置的輔助信號上，第N-1個基本電路的放電脈衝輸入端子連接在其他輔助信號上，並且第N個基本電路的放電脈衝輸入端子連接在其他輔助信號上。
一種顯示裝置，驅動配置為矩陣狀的象素部，其特徵在於在單側或兩側設置所述掃描線選擇電路。
根據本發明的掃描線選擇電路和使用它的顯示裝置，沒有閾值移動和電壓下降的問題，能實現高效和穩定的動作。
下面簡要說明附圖。
圖1是表示本發明的顯示裝置的一實施例整體的概略圖。
圖2是本發明的掃描線選擇電路的基本電路的一實施例的電路圖。
圖3是掃描線選擇電路的一實施例的電路圖。
圖4是圖3的時序圖。
圖5是表示掃描線選擇電路其他實施例的電路圖。
圖6是圖5的時序圖。
圖7是表示本發明的掃描線選擇電路的基本電路其他實施例的電路圖。
圖8是表示掃描線選擇電路的其他實施例的電路圖。
圖9是表示掃描線選擇電路的其他實施例的電路圖。
圖10是圖9的時序圖。
圖11是表示掃描線選擇電路的其他實施例的電路圖。
圖12是圖11的時序圖。
圖13是表示本發明的掃描線選擇電路的基本電路其他實施例的電路圖。
圖14是表示本發明的掃描線選擇電路的基本電路其他實施例的電路圖。
圖15是表示掃描線選擇電路的其他實施例的電路圖。
圖16是圖15的時序圖。
圖17是表示本發明的顯示裝置其他實施例整體的概略圖。
圖18是表示本發明的顯示裝置其他實施例整體的概略圖。
圖19是表示掃描線選擇電路的其他實施例的電路圖。
圖20是表示掃描線選擇電路的其他實施例的電路圖。
圖21是圖19以及圖20的時序圖。
符號的說明。
1-顯示部；2-信號線驅動器；3-基本掃描信號發生電路；4-象素部；5-掃描線；6-信號線；7-TFT；8-象素電極；9-液晶層；10-對置電極；11-掃描線選擇電路；12-掃描線選擇電路驅動信號；13-掃描線驅動電路；14-基本掃描線驅動電路；15-升壓電路；16-基本電路；Tn1-充電元件；Tn2-掃描線驅動元件；Tn3-放電元件；Tn4-掃描線穩定化元件；CBn-升壓用電容；Can-穩定化電容；CP-充電脈衝；DCP-放電脈衝。
具體實施例方式圖1是表示本發明的顯示裝置整體結構的概略圖。該顯示裝置由顯示部1、信號線驅動器2、掃描線驅動電路13構成。在形成在玻璃襯底的顯示部1上把象素部4配置為矩陣狀。
象素部4成為在信號線6和掃描線5的交叉部存在薄膜電晶體(以下稱作TFT)7的構造，在TFT7的柵端子上連接掃描線5，在第一端子上連接信號線6，在第二端子上連接素電極8。須指出的是，區別說明為TFT7的第一端子和第二端子，但是兩者沒有功能上的差異。
在象素電極8和對置電極10之間夾著液晶層9。對置電極10通過未圖示的對置電極驅動電路保持在給定的電位。須指出的是，在這裡說明一般的縱電場方式的液晶顯示裝置，但是本發明與掃描線選擇電路有關，也能應用於橫電場方式的液晶顯示裝、有機EL等通過對掃描線掃描而顯示圖象的矩陣型顯示裝置。
在本實施例中，信號線驅動電路2是使用單晶矽的個別的集成電路，直接或通過柔性襯底連接在玻璃襯底上設置的端子部上。
另一方面掃描線驅動電路13由基本掃描信號發生電路3和掃描線選擇電路11構成，基本掃描信號發生電路3與信號線驅動電路2同樣，是使用單晶矽的個別的集成電路，直接或通過柔性襯底連接在玻璃襯底上設置的端子部上。
此外，使用具有與TFT7同樣的構造的多個MOS電晶體構成掃描線選擇電路11，與顯示部1同時形成在玻璃襯底上。從基本掃描信號發生電路3向掃描線選擇電路11輸出掃描線選擇電路驅動信號12。
在本實施例中，構成TFT7以及掃描線選擇電路11的MOS電晶體的半導體層是非晶體矽(a-Si)，但是關於MOS電晶體或有機TFT等具有與本發明同樣的課題的電晶體，也能應用。
圖2是表示圖1所示的掃描線選擇電路11中的第n條掃描線所對應的基本電路16的圖。該基本電路16對於一條掃描線存在一個，由基本掃描線驅動電路14和升壓電路15構成。
基本掃描線驅動電路14由掃描線驅動元件Tn2和掃描線穩定化元件Tn4構成，此外升壓電路15由充電元件Tn1、升壓用電容CBn、放電元件Tn3構成。這些元件與顯示部的TFT7同時形成，是具有同樣的構造的MOS電晶體。
充電元件Tn1的第一端子(選擇信號輸入端子)連接在對應的選擇信號線Sk上，柵端子(充電脈衝輸入端子)連接在充電脈衝線CP(Gi-1)上，第二端子連接在掃描線驅動元件Tn2的柵端子、升壓用電容CBn的第一端子以及放電元件Tn3的第一端子上。
掃描線驅動元件Tn2的第一端子(基本掃描信號輸入端子)連接在對應的基本掃描信號線Gi以及掃描線穩定化元件Tn4的第一端子上，第二端子(輸出端子)連接在升壓用電容CBn的第二端子、放電元件Tn3的第二端子、掃描線穩定化元件Tn4的柵端子、第二端子上，並且形成輸出端子OUTn。該輸出端子OUTn成為第n條掃描線。放電元件Tn3的柵端子(放電脈衝輸入端子)連接在放電脈衝線DCP(Gi+1)上。
圖3是表示按掃描線數連接形成圖2所示的基本電路16的圖1所示的掃描線選擇電路11的一實施例的電路圖。
此外，圖4表示其時序圖，對於選擇信號S1～S3、基本掃描信號G1～G4，表示節點N11和輸出OUT1的波形。匯總這些選擇信號S1～S3、基本掃描信號G1～G4的信號後相當於圖1所示的掃描線選擇電路驅動信號12。
在圖3的例子中，把12條掃描線按4個一組分為3塊。因此，基本掃描信號線為G1～G4等4條，選擇信號線為S1～S3等3條。
在本實施例中，為了簡化說明，掃描線數為12條，但是當然能按照必要的掃描線數，任意設定。例如當掃描線數為320條時，考慮到基本掃描信號線為80條、選擇信號線為4條的組合、基本掃描信號線為160、選擇信號線為2條的組合等。
如圖3所示，MOS電晶體11(充電元件)的第一端子連接在選擇信號線S1上，柵端子連接在基本掃描信號線G4上，第二端子(節點N11)連接在MOS電晶體T12(掃描線驅動元件)的柵端子、電容CB1(升壓用電容)的第一端子、MOS電晶體T13(放電元件)的第一端子上。
MOS電晶體T12的第一端子連接在基本掃描信號線G1、MOS電晶體T14(掃描線穩定化元件)的第一端子、下一級MOS電晶體T21的柵端子上，第二端子連接在電容CB1的第二端子、MOS電晶體T13的第二端子、MOS電晶體T14的柵端子以及第二端子上，並且形成第一輸出端子OUT1。
MOS電晶體T13的柵端子連接在下一級基本掃描信號線G2上。以下重複同樣的連接，形成圖1所示的掃描線選擇電路11。
參照圖4的時序圖說明這樣構成的掃描線選擇電路11的動作。在以下的說明中，以各MOS電晶體為n型為前提進行說明，但是即使使用p型，如果根據與本發明同樣的結構，電路設計也是容易的。
此外，在以下的說明中，Vth表示MOS電晶體的閾值電壓，H電平或VΦ表示各信號(S1～S3、G1～G4)的最高電壓，L電平或VSS表示各信號的最低電壓。
在圖4所示的時間t0，選擇信號S1和基本掃描信號G4變為H電平。通過基本掃描信號G4變為H電平，MOS電晶體T11變為導通，節點11的電壓VN11變為VΦ-Vth。如果MOS電晶體T12設定為VΦ-Vth＞Vth，則T12也變為導通狀態。
在時間t0和下一時間t1之間，基本掃描信號G4變為L電平，MOS電晶體T11變為斷開。因此，節點N11變為浮動狀態。
在下一時間t1，基本掃描信號G1變為H電平。MOS電晶體T12通過電容CB1保持導通狀態，所以從MOS電晶體T12的第一端子輸入的基本掃描信號G1向第二端子傳送。
這時，由於自舉效應，處於浮動狀態的節點N11的電位VN11變為以下表達式(1)。
VN11＝(VΦ-Vth)+VΦ(CB/(CB+CS))…(1)這裡，CB是電容CB1的電容，CS表示寄生電容的電容。作為寄生電容，有MOS電晶體T11的柵極和第二端子之間的電容。
如果考慮寄生電容CS，把電容CB的電容值設定為能覆蓋基於Vth的電壓下降的值，則OUT1的電位不會比VΦ低。通過MOS電晶體T12的柵端子電位的升壓效應，OUT1的電位變為VΦ，不產生對輸入信號的電壓下降。須指出的是，在輸出端子OUT1上連接MOS電晶體T14的柵端子和第二端子，但是連接在基本掃描信號G1上的第一端子是H電平，所以幾乎可以忽略MOS電晶體T14的存在。
在時間t1和時間t2之間，基本掃描信號G1變為L電平，通過導通狀態的MOS電晶體T12，輸出OUT1變為L電平。此外，這時連接在基本掃描信號線G1上的MOS電晶體T14的第一端子也變為L電平。
因此，以後由於某種原因，輸出OUT1的電位要上升，在MOS電晶體T14的第一端子變為L電平時，電流通過MOS電晶體T14流動，防止OUT1的電位上升，對穩定化做出貢獻。
在本實施例中，基本掃描信號線G1～G4的佔空比為1/4，所以MOS電晶體T14的第一端子變為L電平的時間相當於掃描期間的幾乎3/4，但是當基本掃描信號線G1～G4的條數更多時，例如80條時，佔空比為1/80，所以79/80的時間中變為L電平。
此外，為了掃描線的穩定化而附加設置該掃描線穩定化元件，當沒有它時，掃描線充分穩定時，也能省略。
在時間t2，基本掃描信號G2從L變為H。該基本掃描信號G2連接在MOS電晶體T13的柵端子上，所以MOS電晶體T13變為導通。如果MOS電晶體T13變為導通，則電容CB1的電荷向成為L電平的輸出端子OUT1放電。因此，浮動節點N11的電位幾乎變為VSS電平，MOS電晶體T12變為斷開狀態，以後保持斷開狀態。
通過相當於放電元件的MOS電晶體T13的動作，掃描線驅動元件即MOS電晶體T12的柵端子能在必要的期間以外變為L電平，能避免不必要的DC應力。
在基本掃描信號G4變為H電平的時間t4，MOS電晶體T11變為導通狀態，但是這時，選擇信號S1變為L電平，所以不把電容CB1充電，MOS電晶體T12保持斷開狀態。
MOS電晶體T12變為斷開狀態，所以在下一時間t5，即使連接在MOS電晶體T12的第一端子上的基本掃描信號線G1變為H電平，該H電平也不傳遞給第二端子，輸出端子OUT1能保持L電平。一下，重複同樣的動作，進行掃描。
參照圖4說明各MOS電晶體受到的DC應力。當總掃描線數為N(＝12)條，基本掃描信號線為I(＝4)條時，圖3所示的充電元件Tn1和放電元件Tn3的DC應力時間是基本掃描信號G1～G4的各導通期間，所以變為1/I，掃描線驅動元件Tn2的DC應力時間是節點Nn1的高電平期間，所以變為2/N，在掃描線穩定化元件Tn4中基本上沒有DC應力。通常，N的值為數百～數千左右，I的值為N的幾分之一，所以各MOS電晶體受到的DC應力變為數十～數百分之一，能防止閾值移動。
圖5是表示圖1所示的掃描線選擇電路11的其他實施例的電路圖。在圖5中，初級的MOS電晶體T11的柵端子連接在輔助信號線FLMS上，此外最終級的MOS電晶體TN3的柵端子連接在輔助信號線FLME上。
此外，圖6表示圖5所示的掃描線選擇電路11的時序圖，表示對選擇信號S1～S3、基本掃描信號G1～G4、輔助信號FLMS和FLME，節點N11和輸出OUT1的波形。
如圖5所示，首先MOS電晶體T11的第一端子連接在選擇信號S1上，柵端子連接在輔助信號FLMS上，第二端子(節點N11)連接在MOS電晶體T12的柵端子、電容CB1的第一端子、MOS電晶體T13的第一端子上。
MOS電晶體T12的第一端子連接在基本掃描信號G1、MOS電晶體T14的第一端子、下一級的MOS電晶體T21的柵端子上，第二端子連接在電容CB1的第二端子、MOS電晶體T13的第二端子、MOS電晶體T14的柵端子以及第二端子上，並且形成第一輸出端子OUT1。此外，MOS電晶體T13的柵端子連接在下一級基本掃描信號線G2上。
參照圖6的時序圖，說明這樣構成的圖1所示的掃描線選擇電路11的動作。
在圖6所示的時間t0，選擇信號S1和輔助信號FLMS變為H電平。由於輔助信號FLMS變為H電平，MOS電晶體T11變為導通，節點N11的電壓VN11變為VΦ-Vth。MOS電晶體T12如果設定為VΦ-Vth＞Vth，則MOS電晶體T12也變為導通狀態。
在時間t0和下一時間t1之間，輔助信號FLMS變為L電平，MOS電晶體T11變為斷開。因此，節點N11變為浮動狀態。以後的動作在時間t13之前，與圖4所示的動作相同。
在最終的掃描線驅動結束的時刻t13，輔助信號FLME變為H電平，MOS電晶體TN3變為導通，把電容CBN放電，並且MOS電晶體TN2維持斷開狀態，1掃描期間的動作結束。
圖7是本實施例的基本電路的電路圖，與圖2所示的基本電路不同之處在於MOS電晶體TN3的第二端子在圖2中連接在MOS電晶體TN2的第二端子上，而在圖7中連接在MOS電晶體TN2的第一端子上。圖8表示多級連接該基本電路的掃描線選擇電路11。
在圖8中，與圖3所示的掃描線選擇電路11的不同之處在於成為充電元件的MOS電晶體T13的第二端子連接在掃描線驅動元件T12的第一端子上，升壓用電容CB1的放電目標變為只有成為L電平的基本掃描信號線G1，時序圖與圖6所示的時序圖相同。
圖9是表示圖1所示的掃描線選擇電路11的其他實施例的電路圖，圖10表示其時序圖。
在此前的實施例中，把放電元件的MOS電晶體TN3的柵端子連接在下一級的基本掃描信號線Gn+1上。因此，第n個基本掃描信號的下降沿和第n+1個基本掃描信號的上升沿之間有必要設置若干的時間差。
如圖9所示，通過MOS電晶體TN3的柵端子連接在更下一級的基本掃描信號線Gn+2上，如圖10所示，能使基本掃描信號G1～G4的脈衝寬度幾乎為1水平掃描期間。
在圖9中，MOS電晶體T11的第一端子連接在選擇信號S1上，柵端子連接在輔助信號FLMS上，第二端子(節點N11)連接在MOS電晶體T12的柵端子、電容CB1的第一端子、MOS電晶體T13的第一端子上。
MOS電晶體T12的第一端子連接在基本掃描信號線G1、MOS電晶體T14的第一端子、下一級的MOS電晶體T21的柵端子上，第二端子連接在電容CB1的第二端子、MOS電晶體T13的第二端子、MOS電晶體T14的柵端子以及第二端子上，並且形成第一輸出端子OUT1。
MOS電晶體T13的柵端子連接在基本掃描信號線G3上。以下進行同樣的連接，第11級的MOS電晶體Tn3的柵端子連接在輔助信號FLME1上，最終級的MOS電晶體Tn3的柵端子連接在輔助信號FLME2上。
參照圖10的時序圖說明這樣構成的掃描線選擇電路11的動作。在圖10所示的t0時刻，選擇信號S1和輔助信號FLMS變為H電平。由於輔助信號FLMS變為H電平，MOS電晶體T11變為導通，節點N11的電壓VN11變為VΦ-Vth。如果MOS電晶體T12設定為VΦ-Vth＞Vth，則T12也變為導通狀態。
在接著的時間t1，輔助信號FLMS從H電平變為L電平，基本掃描信號G從L電平變為H電平。由於輔助信號FLMS變為L電平，所以MOS電晶體T11變為斷開，並且節點N11變為浮動狀態。
這時，MOS電晶體T12通過電容CB1保持導通狀態，所以從MOS電晶體T12的第一端子輸入的基本掃描信號G1傳遞給第二端子。這時，由於自舉效應，處於浮動狀態的節點N11的電壓VN11升壓導VN11＝(VΦ-Vth)+VΦ(CB/(CB+CS))。
此外，在輸出端子OUT1上連接MOS電晶體T14的柵端子和第二端子，但是第一端子連接在基本掃描信號G1上，這時基本掃描信號G1為H電平，所以幾乎可以忽略MOS電晶體T14的存在。
在接著的時間t2中，基本掃描信號G1變為L電平，輸出OUT1也變為L電平。此外這時，連接在基本掃描信號G1上的MOS電晶體T14的第一端子也變為L電平。
因此，此後由於某種原因，輸出OUT1的電位要上升，在MOS電晶體T14的第一端子變為L電平時，電流通過MOS電晶體T14流動，防止OUT1的電位上升，對穩定化做出貢獻。
在接著在時間t3，基本掃描信號G3從L電平變為H電平。基本掃描信號線G3連接在MOS電晶體T13的柵端子上，所以MOS電晶體T13變為導通。
如果MOS電晶體T13變為導通，就把電容CB1的電荷向成為L電平的輸出端子OUT1放電。因此，浮動節點N11的電位幾乎變為VSS電平，MOS電晶體T12變為斷開狀態，以後保持斷開狀態。以後重複同樣的動作，進行掃描。
在時刻t13，連接在與第11條掃描線對應的基本電路的放電元件TN3的柵端子上的輔助信號FLM1從L電平變為H電平，把電容CBn放電。
在接著的時刻t14，連接在與第12條掃描線對應的基本電路的放電元件TN3的柵端子上的輔助信號FLM2從L電平變為H電平，把電容CBN放電。以後重複同樣的動作。
在本實施例中，說明使用輔助信號的情形，但是當然它也能應用於不使用輔助信號的情形。作為輔助信號FLMS，使用基本掃描信號G4，作為輔助信號FLM1、FLM2，使用基本掃描信號G1、G2。圖11表示這時的電路，圖12表示時序圖。
圖13是表示圖2所示的基本電路16的實施例的電路圖。基本電路16對於一條掃描線存在一個，由基本掃描線驅動電路14和升壓電路15構成。
基本掃描線驅動電路14由掃描線驅動元件Tn2和掃描線穩定化元件Tn4構成，此外升壓電路15由充電元件Tn1、升壓用電容CBn、穩定化電容CAn、放電元件Tn3構成。這些元件與顯示部的TFT7同時形成，是具有同樣的構造的MOS電晶體。
充電元件Tn1的第一端子連接在對應的選擇信號線Sk上，柵端子連接在充電脈衝線CP、穩定化電容CAn的第一端子上，第二端子連接在掃描線驅動元件Tn2的柵端子、升壓用電容CBn的第一端子、穩定化電容CAn的第二端子、放電元件Tn3的第一端子上。
掃描線驅動元件Tn2的第一端子連接在對應的基本掃描信號線Gi、放電元件Tn3的第二端子、掃描線穩定化元件Tn4的第一端子上，第二端子連接在升壓用電容CBn的第二端子、掃描線穩定化元件Tn4的柵端子以及第二端子上，並且形成輸出端子OUTn。
放電元件Tn3的柵端子連接在放電脈衝線DCP上。輸出端子OUTn成為第n條掃描線，連接在顯示部1的掃描線5的第n個TFT的柵端子上。可是，在MOS電晶體Tn2的柵端子和第一端子之間存在寄生電容(Cgd2)。
在非選擇期間(Sk＝L電平)，當基本掃描信號線Gi從L電平變為H電平時，由於寄生電容(Cgd2)的電容值，通過電容耦合，有可能使處於浮動狀態的掃描線驅動元件Tn2的柵端子電位上升。這時，節點N11的電位由以下表達式(2)表示。
VN11＝VSS+VΦ(Cgd2/(Cgd2+CS))…(2)這裡，CS表示寄生電容，例如有MOS電晶體Tn1的柵端子和第二端子之間的電容。
由於表達式(2)中的寄生電容Cgd2和CS的電容比，發生掃描線驅動元件Tn2的斷開狀態稍微減弱，掃描線驅動元件Tn2的第二端子的電位從L電平稍微上升的現象。
為了減輕它，插入與寄生電容Cgd2串聯的穩定化電容CAn。穩定化電容CAn通過以下的2點的動作，對掃描線驅動元件Tn2的柵端子電位的穩定化做出貢獻。
即當對應的選擇信號Sk＝L電平時，1.充電脈衝CP從H電平變為L電平時，穩定化電容CAn由於電容耦合，進行把描線驅動元件Tn2的柵極點為下壓的動作。
2.穩定化電容CAn相當於表達式(2)中的CS，通過增大CS的值，防止節點N11的電位上升。可是，在表達式(1)中，穩定化電容CAn作為寄生電容CS工作，使升壓效果下降，所以有必要注意值而進行設計。
圖14是表示與圖1所示的掃描線選擇電路11中的與第n條掃描線對應的基本電路16的其他實施例的圖。該基本電路16對於一條掃描線存在一個，由基本掃描線驅動電路14、升壓電路15、第二掃描線穩定化元件Tn5構成。基本掃描線驅動電路14由掃描線驅動元件Tn2和掃描線穩定化元件Tn4構成，升壓電路15由充電元件Tn1、升壓用電容CBn、穩定化電容CAn、放電元件Tn3構成。
充電元件Tn1的第一端子連接在對應的選擇信號線Sk、第二掃描線穩定化元件Tn5的第一端子上，柵端子連接在充電脈衝線CP、穩定化電容CAn的第一端子上，第二端子連接在掃描線驅動元件Tn2的柵端子、穩定化電容CAn的第二端子、升壓用電容CBn的第一端子、放電元件Tn3的第一端子上。
掃描線驅動元件Tn2的第一端子連接在對應的基本掃描信號線Gi、放電元件Tn3的第二端子、掃描線穩定化元件Tn4的第一端子、第二掃描線穩定化元件Tn5的柵端子上，第二端子連接在升壓用電容CBn的第二端子、掃描線穩定化元件Tn4的柵端子以及第二端子、第二掃描線穩定化元件Tn5的第二端子上，並且形成輸出端子OUTn。輸出端子OUTn成為第n條掃描線。輸出端子OUTn的柵端子連接在放電脈衝線DCP上。
圖15是表示與掃描線的條數對應，多級連接圖14所示的基本電路16而形成的基本電路16的一實施例的電路圖。此外，圖16表示時序圖，表示選擇信號S1～S3、基本掃描信號G1～G4，節點N11和輸出OUT1的波形。
如圖15所示，MOS電晶體T11(充電元件)的第一端子連接在選擇信號S1、MOS電晶體T15(第二掃描線穩定化元件)的第一端子上，柵端子連接在輔助信號線FLMS、穩定化電容CAn的穩定化電容CAn的第一端子上，第二端子(節點N11)連接在MOS電晶體T12(掃描線驅動元件)的柵端子、升壓用電容CBn的第一端子、穩定化電容CAn的第二端子、MOS電晶體T13(放電元件)的第一端子上。
MOS電晶體T12的第一端子連接在基本掃描信號線G1、MOS電晶體T14(掃描線穩定化元件)的第一端子、MOS電晶體T15的柵端子、下一級的MOS電晶體T21的柵端子、MOS電晶體T13(放電元件)的第二端子上，第二端子連接在升壓用電容CB1的第二端子、MOS電晶體T14的柵端子以及第二端子、MOS電晶體T15的第二端子上，並且形成第一輸出端子OUT1。MOS電晶體T13的柵端子連接在基本掃描信號線G2上。以下重複同樣的連接，形成掃描線選擇電路11。
參照圖16的時序圖表示採用圖15的結構的掃描線選擇電路11的動作。在圖16所示的時間t0，選擇信號S1和輔助信號FLMS變為H電平。由於輔助信號FLMS變為H電平，MOS電晶體T11變為導通，節點N11的電壓VN11變為VΦ-Vth。MOS電晶體T12如果設定為VΦ-Vth＞Vth，則MOS電晶體T12也變為導通狀態。
在時間t0和下一時間t1之間，輔助信號FLMS變為L電平，MOS電晶體T11變為斷開。因此，節點N11變為浮動狀態。
在下一時間t1，基本掃描信號G1變為H電平，MOS電晶體T12由於電容CB1，保持導通狀態，所以從MOS電晶體T12的第一端子輸入的基本掃描信號G1向第二端子傳遞。這時，由於基於電容CB1的自舉效應，不發生對於輸入信號的電壓下降。
此外，該基本掃描信號G1也連接在MOS電晶體T15的柵端子上，所以在時刻t1，MOS電晶體T15也變為導通狀態。這時連接在MOS電晶體T15的第一端子上的選擇信號S1為H電平，所以MOS電晶體T15工作使得輸出端子OUT1的電壓為H電平。須指出的是，在輸出端子OUT1上還連接MOS電晶體T14的柵端子、第二端子，但是連接在基本掃描信號G1上的第一端子是H電平，所以幾乎可以忽略該MOS電晶體T14的存在。以後的動作在時間t4之前與圖6所示的動作相同。
接著在時間t4，選擇信號變為L電平，所以MOS電晶體T12保持斷開狀態，並且不把電容CB1充電。
MOS電晶體T12變為斷開狀態，所以在接著的時間t5，即使連接在MOS電晶體T12的第一端子上的基本掃描信號線G1變為H電平，它也不傳遞給第二端子，輸出端子OUT1能保持L電平。同時MOS電晶體T15變為導通狀態。
MOS電晶體T15的第一端子連接在選擇信號S1上，第二端子連接在輸出端子OUT1上，所以如果MOS電晶體T15變為導通狀態，則進行工作，使輸出端子OUT1連接到L電平的選擇信號S1上，能進一步提高非選擇時的輸出端子OUT1的L電平穩定性。以下重複同樣的動作，進行掃描。
在輔助信號FLME變為H電平的時間t13，基本掃描信號G2也變為H電平，但是它基於以下的理由。
在時刻t12，基本掃描信號G4變為H電平，所以MOS電晶體T81變為導通狀態，並且這時選擇信號S3也變為H電平，所以通過導通狀態的MOS電晶體T81把電容CB8充電，節點N81的電位上升。把充電的電荷放電，所以在時刻t13連接在MOS電晶體T81的柵端子上的基本掃描信號G2變為H電平。據此，對L電平的基本掃描信號G1放電，使節點N81的電位幾乎為L電平。
此前，說明圖11所示的掃描線驅動電路13位於顯示部1的單側時的情形，但是在本實施例中，把掃描線驅動電路13配置在顯示部1的兩側。圖17表示這時的顯示裝置的概略圖。該顯示裝置由顯示部1和信號線驅動器2、設置在顯示部1的一側的掃描線驅動電路13A、設置在顯示部1的另一側的掃描線驅動電路13B構成。
掃描線驅動電路13A驅動偶數行，掃描線驅動電路13B驅動奇數行。通過這樣構成，能擴大形成在玻璃襯底上的掃描線選擇電路11A以及11B的信號線方向的配置寬度，掃描線方向的配置寬度也能縮小。
此外，提供給圖1所示的各掃描線驅動電路13的掃描線選擇電路驅動信號12中，能分割為奇數掃描線用和偶數掃描線用而供給基本掃描信號。據此，能實現外形更小的顯示裝置。
可是在圖17的結構中，必須安裝信號線驅動器2、一方的掃描線驅動電路13A、另一方的掃描線驅動電路13B等3個晶片，有可能引起安裝成本的上升和成品率下降。
為了防止它，考慮使用把信號線驅動器2、一方的基本掃描信號發生電路3A、另一方基本掃描信號發生電路3B的功能集成在一個IC上的1晶片的驅動IC。
圖18表示這時的顯示裝置的概略圖。代替圖17中的信號線驅動器2、一方的基本掃描信號發生電路3A、另一方基本掃描信號發生電路3B，設置集中這些功能的1晶片驅動器17。其他結構與圖17所示的結構同樣。
圖19、圖20表示象圖17、圖18那樣構成的顯示裝置的掃描線選擇電路11A、11B的一實施例，圖21表示其時序圖。輸入到掃描線選擇電路11A中的基本掃描信號為GA1～GA4等4個，輸入到掃描線選擇電路11B中的基本掃描信號為GB1～GB4等4個，選擇信號為S1～S3等3個，驅動24條掃描線。其他基本電路結構與圖15所示的結構同樣。
圖19表示驅動第偶數個掃描線的掃描線選擇電路11A的電路圖。在掃描線選擇電路11A中輸入選擇信號S1、S2、S3、與第偶數個對應的基本掃描信號為GA1～GA4。此外，作為初級的充電脈衝，輸入輔助信號FLMS，作為最終級的放電脈衝，輸入輔助信號FLME。同樣圖20表示驅動第奇數個掃描線的掃描線選擇電路11B的電路圖。在掃描線選擇電路11B中輸入選擇信號S1、S2、S3、與第奇數個對應的基本掃描信號為GB1～GB4。此外，作為初級的充電脈衝，輸入輔助信號FLMS，作為最終級的放電脈衝，輸入輔助信號FLME。連接為掃描線選擇電路11A的輸出OUTA1、OUTA2驅動第偶數個掃描線，掃描線選擇電路11B的輸出OUTB1、OUTB2驅動第奇數個掃描線。
參照圖21的時序圖說明這樣構成的掃描線選擇電路11A和掃描線選擇電路11B的動作。表示選擇信號S1～S3、基本掃描信號為GA1～GA4、GB1～GB4、輔助信號FLMS、FLME的波形、圖20的節點NB11和輸出端子OUTB1、圖19的節點NA11和輸出端子OUTA1的波形。可是，基本動作與圖15、圖16所示的動作相同，所以省略詳細的說明，說明圖21中特有的部分。
在圖21的時間t0，選擇信號S1和輔助信號FLMS變為H電平。由於輔助信號FLMS變為H電平，MOS電晶體TB11變為導通，節點NB11的電壓VNB11變為VΦ-Vth。MOS電晶體TB12如果設定為VΦ-Vth＞Vth，則MOS電晶體TB12也變為導通狀態。這時，MOS電晶體TA11同時變為導通，節點NA11的電壓VNA11與節點NB11同樣變為VΦ-Vth。
在接著的時間t1輔助信號FLMS變為L電平，MOS電晶體TB11變為斷開。因此，節點NB11變為浮動狀態，並且基本掃描信號從L變為H。由於自舉效應，節點NB11的電壓升壓，輸出端子OUTB1變為H電平。同樣節點NA11也變為浮動狀態，但是基本掃描信號GA1保持L電平，所以輸出端子OUTA1保持L電平。
在接著的時間t2基本掃描信號GB1變為L電平，通過導通狀態的MOS電晶體TB12使輸出端子OUTB1變為L電平。同時，基本掃描信號GA1變為H電平，由於自舉效應，節點NA11的電壓升壓，輸出端子OUTA1變為H電平。
在接著的時間t3初級的放電脈衝即基本掃描信號GB2變為H電平，所以把電容CB1放電，節點NB11變為L電平。此外，基本掃描信號GA1變為L電平，通過導通狀態的MOS電晶體TA12使輸出端子OUTA1變為L電平。
在接著的時間t4基本掃描信號GA2變為H電平，所以電容CBA1被放電，節點NA11變為L電平。
在時間t25，基本掃描信號GA4變為L電平，並且基本掃描信號GB2和GA2變為H電平。如圖16所述，這是為了不必要充電到升壓用電容中的電荷放電。然後，在時間t26之前，輔助信號FLME變為H電平，結束一系列的動作。從時間t25到FLME的下降設置若干的間隔是因為輸出端子OUTA12變為L電平的時間是必要的。為了滿足該條件，該輔助信號FLME例如設定為在時間t26上升。
權利要求
1.一種掃描線選擇電路，多級連接基本電路，其特徵在於所述基本電路包括具有基本掃描信號輸入端子和輸出端子的基本掃描線驅動電路、具有選擇信號輸入端子和充電脈衝輸入端子和放電脈衝輸入端子的升壓電路；所述升壓電路驅動所述基本掃描線驅動電路。
2.根據權利要求1所述的掃描線選擇電路，其特徵在於所述升壓電路具有充電元件、升壓用電容和放電元件；所述基本掃描線驅動電路具有掃描線驅動元件；所述充電元件的第一端子連接到選擇信號輸入端子，柵端子連接到充電脈衝輸入端子上，第二端子連接在掃描線驅動元件的柵端子、升壓用電容的第一端子、放電元件的第一端子上；所述基本掃描線驅動元件的第一端子連接到基本掃描信號輸入端上，第二端子連接到升壓用電容的第二端子、放電元件的第二端子上，形成輸出端子；所述放電元件的柵端子連接在放電脈衝輸入端子上。
3.根據權利要求1所述的掃描線選擇電路，其特徵在於所述升壓電路具有充電元件、升壓用電容和放電元件；所述基本掃描線驅動電路具有掃描線驅動元件和掃描線穩定化元件；所述充電元件的第一端子連接在選擇信號輸入端子上，柵端子連接在充電脈衝輸入端子上，第二端子連接在掃描線驅動元件的柵端子、升壓用電容的第一端子、放電元件的第一端子上；所述掃描線驅動元件的第一端子連接在基本掃描信號輸入端子、掃描線穩定化元件的第一端子上，第二端子連接在升壓用電容的第二端子、放電元件的第二端子、掃描線穩定化元件的柵端子以及第二端子上，形成輸出端子；所述放電元件的柵端子連接在放電脈衝輸入端子上。
4.根據權利要求1所述的掃描線選擇電路，其特徵在於所述升壓電路具有充電元件、升壓用電容和放電元件；所述基本掃描線驅動電路具有掃描線驅動元件和掃描線穩定化元件；所述充電元件的第一端子連接在選擇信號輸入端子上，柵端子連接在充電脈衝輸入端子上，第二端子連接在掃描線驅動元件的柵端子、升壓用電容的第一端子、放電元件的第一端子上；所述掃描線驅動元件的第一端子連接在基本掃描信號輸入端子、放電元件的第二端子、所述掃描線穩定化元件的第一端子上，第二端子連接在升壓用電容的第二端子、掃描線穩定化元件的柵端子以及第二端子上，形成輸出端子；所述放電元件的柵端子連接在放電脈衝輸入端子上。
5.根據權利要求1所述的掃描線選擇電路，其特徵在於所述升壓電路具有充電元件、升壓用電容和放電元件；所述基本掃描線驅動電路具有掃描線驅動元件、第一掃描線穩定化元件和第二掃描線穩定化元件；所述充電元件的第一端子連接在選擇信號輸入端子、第二掃描線穩定化元件的第一端子上，柵端子連接在充電脈衝輸入端子上，第二端子連接在掃描線驅動元件的柵端子、升壓用電容的第一端子、放電元件的第一端子上；所述掃描線驅動元件的第一端子連接在基本掃描信號輸入端子、放電元件的第二端子、第一掃描線穩定化元件的第一端子、第二掃描線穩定化元件的柵端子上，第二端子連接在升壓用電容的第二端子、第一掃描線穩定化元件柵端子以及第二端子、第二掃描線穩定化元件的第二端子上，形成輸出端子；所述放電元件的柵端子連接在放電脈衝輸入端子上。
6.根據權利要求1～5中的任意一項所述的掃描線選擇電路，其特徵在於設定穩定化電容，所述穩定化電容的第一端子連接在充電元件的柵端子上，第二端子連接在掃描線驅動元件的柵端子上。
7.根據權利要求1～6中的任意一項所述的掃描線選擇電路，其特徵在於設輸入的基本掃描信號的個數為I個、連接在基本電路的基本掃描信號輸入端子上的基本掃描信號為第i個時，充電脈衝輸入端子連接在第i-1個基本掃描信號上，可是當i＝1時連接在第I個基本掃描信號上；放電脈衝輸入端子連接在第i+1個基本掃描信號上，可是當i＝I時連接在第1個基本掃描信號上。
8.根據權利要求1～6中的任意一項所述的掃描線選擇電路，其特徵在於設所述掃描線選擇電路的輸出數為N個、輸入的基本掃描信號的個數為I個、連接在基本電路的基本掃描信號輸入端子上的基本掃描信號為第i個時，充電脈衝輸入端子連接在第i-1個基本掃描信號上，可是當i＝1時連接在第I個基本掃描信號上；放電脈衝輸入端子連接在第i+1個基本掃描信號上，可是當i＝I時連接在第1個基本掃描信號上，並且第一個基本電路的充電脈衝輸入端子連接在另外設置的輔助信號上，屬於第N個基本電路的升壓電路的放電脈衝輸入端子連接在其他輔助信號上。
9.根據權利要求1～6中的任意一項所述的掃描線選擇電路，其特徵在於設輸入的基本掃描信號的個數為I個、連接在基本電路的基本掃描信號輸入端子上的基本掃描信號為第i個時，充電脈衝輸入端子連接在第i-1個基本掃描信號上，可是當i＝1時連接在第I個基本掃描信號上；放電脈衝輸入端子連接在第i+2個基本掃描信號上，可是當i＝I-1時連接在第1個基本掃描信號，當i＝I時連接在第二個基本掃描信號上。
10.根據權利要求1～6中的任意一項所述的掃描線選擇電路，其特徵在於設所述掃描線選擇電路的輸出數為N個、輸入的基本掃描信號的個數為I個、連接在升壓電路所屬的基本電路上的基本掃描信號為第i個時，充電脈衝輸入端子連接在第i-1個基本掃描信號上，可是當i＝1時連接在第I個基本掃描信號上；放電脈衝輸入端子連接在第i+2個基本掃描信號上，可是當i＝I-1時連接在第1個基本掃描信號，當i＝I時連接在第二個基本掃描信號上，並且第一個基本電路的充電脈衝輸入端子連接在另外設置的輔助信號上，第N-1個基本電路的放電脈衝輸入端子連接在其他輔助信號上，並且第N個基本電路的放電脈衝輸入端子連接在其他輔助信號上。
11.一種顯示裝置，其特徵在於具有驅動配置為矩陣狀的象素部的掃描線選擇電路，所述掃描線選擇電路是權利要求7～10中的任意一項所述的掃描線選擇電路。
12.一種顯示裝置，把驅動配置為矩陣狀的象素部的掃描線選擇電路在配置為矩陣狀的象素部的兩側設置為驅動第奇數個掃描線的一方的掃描線選擇電路和驅動第偶數個掃描線的另一方的掃描線選擇電路，其特徵在於所述一方或另一方掃描線選擇電路是權利要求7～10中的任意一項所述的掃描線選擇電路。
全文摘要
在矩陣型顯示裝置的掃描線選擇電路中，輸出電壓比輸入電壓低，效率差。多級連接基本電路(16)，構成掃描線選擇電路。基本電路(16)由基本掃描線驅動電路(14)和升壓電路(15)構成。在基本掃描線驅動電路(14)中輸入基本掃描信號(Gi)，輸出掃描信號(OUTn)。在升壓電路15中輸入充電脈衝(CP(Gi－1) )、選擇信號(Sk)和放電脈衝(DCP(Gi+1) )，驅動基本掃描線驅動電路(14)。在基本電路中，沒有閾值移動和電壓下降的問題，能實現高效率和穩定的動作。
文檔編號G02F1/133GK1624739SQ200410098318
公開日2005年6月8日 申請日期2004年12月3日 優先權日2003年12月5日
發明者江戶進, 小村真一, 廣田昇一, 石毛信幸 申請人:株式會社日立顯示器