有源矩陣型顯示裝置的製作方法
2023-05-07 00:55:51
專利名稱：有源矩陣型顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明是可作為多個顯示模式圖像顯示的有源矩陣型顯示裝置，特別涉及能抑制閃爍並提高顯示品質的有源矩陣型顯示裝置。
背景技術：
液晶顯示裝置，如考慮液晶材料的長壽命化，則以交流驅動的方式為好。
然而，如圖9(a)所示那樣，由於柵、漏極間存在寄生電容Cgd，故如圖9(b)所示，寫入源極的電壓電平Vs在柵極從ON(Vgon)到OFF(Vgoff)變化之際引起變動(ΔV)，結果為Vd。這一變動值用下式表示ΔV＝Cgd/(Clc+Ccs+Cgd)×(Vgon-Vgoff)(式中，Clc為液晶電容，Ccs為存儲電容)因而，考慮上述ΔV，有必要挪動並調整公共電極電壓(Vcom)與源極側電壓Vs的中心值。
在各像素的液晶層中，提供公共電極電壓(Vcom)與像素電極電壓(Vd)的電壓差作為液晶驅動電壓。因此，公共電極電壓的電壓波形的中心與構成像素電極的源極電壓的電壓波形的中心產生偏移ΔV時，在電壓波形的正側與負側不能達到相同的振幅，所以液晶驅動電壓變動、發生閃爍。
此外，液晶電容Clc由於黑顯示時與白顯示時其電容值不同，故產生的ΔV的值不同，需要作進一步調整。
因此，為了在圖10所示的灰階顯示時使公共電極上所加的電壓(Vcom)的電壓波形的中心(Vcom1)與源極上所加的電壓(Vs)的電壓波形的中心(Vs1或Vs2)相一致，有必要移動公共電極上所加的電壓波形或源極上所加的電壓波形，以防止因液晶驅動電壓變動引起的閃爍的發生。
現有的液晶裝置50如圖11所示，具備有與公共電極驅動電路53連接的可變電阻51的偏置電路52。作為用可變電阻可調整公共電極施加電壓的液晶顯示裝置例如有日本國公開專利公報的特開平6-295164公報(1994年12月21日公開)所揭示的。
上述的ΔV值由於液晶板的製造工藝的離散性造成的變動，故為使公共電極電壓的電壓波形的中心與源極電壓的電壓波形的中心相一致，通過個別地調整該偏置電路52的可變電阻51，對公共電極施加最佳施加電壓。這樣，可移動公共電極電壓的電壓波形，可防止閃爍的發生。
然而，上述的現有的液晶顯示裝置50存在下述問題。
也就是說，近年來為降低電耗，提出了具備關閉背光(BL)而利用外部光顯示的反射型模式、利用背光(BL)顯示的透過型模式的多種顯示模式的半透過型的液晶顯示裝置。
對於用透過型模式等一種顯示模式進行圖像顯示的液晶顯示裝置而言，由於沒有顯示模式的轉換，一旦設定最佳施加電壓就不會發生特別的問題。然而，在可作多模式顯示的液晶顯示裝置的情況下，當轉換顯示模式時，由於光傳播路徑的不同引起液晶層電容Clc不同，故ΔV的值大於從上式求得的值。由此，源極電壓的引入量變大，因此移動了其波形的振幅中心。
例如圖10所示，設透過型模式顯示情況下的移動之前的公共電極電壓(Vcom)的電壓波形的中心為Vcom1、源極電壓(Vs)的電壓波形的最佳值中心為Vs1，在將顯示模式轉換成反射型模式時，源極電壓的電壓波形的最佳值中心Vs1移動到Vs2。因此與轉換前的顯示模式一致的設定狀態，由於最佳設定值被移動而發生閃爍。
這樣，隨顯示模式的轉換引起的電壓波形中心的變動即最佳施加電壓的變動達到0.1～0.2V時，就不能忽視。因此，為防止隨顯示模式轉換引起的閃爍發生，在顯示模式轉換後為使Vcom1與Vs2一致，有必要重新設定最佳施加電壓。
然而，現有的液晶顯示裝置50為生成防止閃爍用的最佳施加電壓而裝入的偏置電路52中，一當調整可變電阻51的電阻值，設定最佳施加電壓後，就不能在液晶顯示裝置50的動作中再調整可變電阻51的電阻值來變更最佳施加電壓。由此，不能防止隨液晶顯示裝置50的動作中所進行的顯示模式切換引起的閃爍發生。
發明內容
本發明的目的在於提供即使在多個顯示模式間進行顯示模式轉換時也能對各顯示模式對應的公共電極或源極的最佳施加電壓進行再設定、抑制閃爍發生並經常維持高的顯示品質的有源矩陣型顯示裝置。
本發明的有源矩陣型顯示裝置為達到上述目的，具備顯示板、夾著該顯示板配置的公共電極與源極，且具有多種顯示模式，還有具備為了對每種所述顯示模式使施加於所述公共電極的電壓的電壓波形的中心與施加於所述源極的電壓的電壓波形的中心相一致，存儲在使電壓波形移動的一側的電極上施加的最佳電壓值的存儲手段、以及從所述存儲手段讀出與各顯示模式對應的所述最佳電壓值，並加到使所述電壓波形移動的一側的電極上的電壓施加手段。
上述的有源矩陣型顯示裝置，通過從存儲手段讀出為對各顯示模式使公共電極電壓的電壓波形中心與源極電壓的電壓波形中心相一致的最佳的電壓值，並將它施加於公共電極或源極，即使在有源矩陣型顯示裝置的動作中轉換顯示模式，也能抑制閃爍的發生並經常維持高的顯示品質。
例如在有源矩陣型顯示裝置是液晶顯示裝置時，驅動顯示板中的液晶層的液晶驅動電壓實質上由公共電極上所加的電壓與源極上所加的電壓所決定。因此在公共電極電壓的電壓波形中心與源極電壓的電壓波形的中心不一致時，作為液晶驅動電壓提供的電壓值就變動，閃爍發生並降低顯示品質。特別在反射模式、透過模式等顯示模式的轉換時，隨著顯示模式的轉換，公共電極電壓的電壓波形中心與源極電壓的電壓波形中心變得不一致，成為使顯示品質降低的主要原因。
因此，本發明的有源矩陣型顯示裝置對每一顯示模式存儲著為防止閃爍發生而施加於公共電極或源極的最佳施加電壓。
這樣，在顯示模式的轉換之際，電壓施加手段通過從存儲手段讀出該最佳施加電壓並加於移動電壓波形側的電極上，使各電壓波形中心一致，能保持顯示板驅動電壓為適當的電壓波形。由此，顯示模式轉換時能抑制閃爍的發生並經常維持高的顯示品質。
本發明的其他目的、特徵、以及優點將通過下述說明而充分了解。此外，本發明的好處通過參照附圖的如下說明而變得明白。
圖1是本發明的有源矩陣型顯示裝置的一實施形態的液晶顯示裝置的框圖。
圖2(a)是存儲每個顯示模式對應的最佳源極電壓，並根據模式轉換通知最佳源極電壓的存儲器的存取手段的框圖，圖2(b)示出每個地址空間能存儲的數據的位數與電壓的可變範圍。
圖3為說明使最佳施加電壓存到存儲器的方法的時序圖。
圖4為說明從存儲器讀出最佳施加電壓的方法的時序圖。
圖5示出最佳源極電壓的最低值及電壓幅度的波形圖。
圖6是圖1的液晶顯示裝置的列電極驅動電路內置的電子電位器的電路的電路圖。
圖7為說明對圖1的液晶顯示裝置具備的存儲器輸入各顯示模式對應的最佳施加電壓時的情況的立體圖。
圖8示出輸入最佳施加電壓時液晶顯示裝置顯示的閃爍圖案。
圖9(a)示出柵漏極間的寄生電容的電路圖，圖9(b)示出寫入源極的電壓電平在柵極從ON到OFF轉換之際產生的變動值ΔV的電壓波形圖。
圖10示出公共電極電壓的電壓波形中心與源極電壓的電壓波形中心的偏移的電壓波形圖。
圖11示出具有包括可變電阻的偏置電路的現有的液晶顯示裝置的框圖。
具體實施方法根據
本發明的一實施例如下。
本實施形態的液晶顯示裝置10，如圖1所示具備液晶顯示板11，行電極驅動電路(掃描信號線驅動電路)12。列電極驅動電路(源極信號線驅動電路、電壓施加手段)13，電源電路14，公共電極驅動電路(電壓施加手段)15以及存儲器(存儲手段)16。
液晶顯示板11是在一組玻璃基板之間封入液晶而構成。然後，通過將分別施加在夾著液晶顯示板11配置的未圖示的公共電極與源極電極上的電壓的電位差決定的液晶驅動電壓，施加到配置成矩陣狀的各像素的液晶層上，進行顯示。
行電極驅動電路12連接到多條柵極信號線上，將電壓加到構成配置成液晶顯示板11的各像素的TFT(薄膜電晶體)的3端子(柵極、源柵、漏極)中的柵極上。
列電極驅動電路13連接到與上述柵極信號線正交的多條源極信號線上，將電壓加到構成TFT的3端子中的源極上。而且，列電極驅動電路13內置LCDC(液晶顯示控制器)，控制液晶驅動電壓。
電源電路14與行電極驅動電路12、列電極驅動電路13以及公共電極驅動電路15相連接，對各驅動電路供給電源。
公共電極驅動電路15與公共電極驅動配線相連，將電壓加到夾著液晶顯示板11配置在像素電極的相對側的公共電極上。
存儲器16是可通過命令接口存取的非易失存儲器，存儲著相對於液晶顯示裝置10具有的反射型模式和透過型模式各自對應的源極電壓的最佳施加電壓。
本實施例的液晶顯示裝置10利用上述的結構，在從反射模式向透過模式的顯示模式轉換，或相反的轉換時，對於轉換後的顯示模式，能從存儲器16選擇讀出使公共電極電壓的電壓波形中心與源極電壓的電壓波形中心相一致的最佳施加電壓。這樣，通過對源極電壓施加最佳電壓，使源極電壓的電壓波形移動，能容易地使公共電極電壓的電壓波形中心與源極電壓的電壓波形中心相一致。結果，能防止顯示模式轉換時的液晶驅動電壓的變動、抑制閃爍的發生並提高顯示品質。
此外，在這樣使源極電壓側移動情況下，公共電極電壓也可以是直流電壓。這時，通過移動源極電壓的電壓波形使源極電壓的電壓波形中心與直流電壓相一致，能與上述一樣抑制閃爍的發生並提高顯示品質。
又，被移動的電壓波形並不限於源極側的電壓波形，也可以是公共電極側的電壓波形。
又，本實施例的液晶顯示裝置10裝載了可存儲多個最佳施加電壓的存儲器16。這樣，即使具備除上述反射型模式和透過型模式以外的顯示模式的液晶顯示裝置，也能存儲該顯示模式對應的最佳施加電壓並在轉換到該顯示模式時讀出對應的最佳施加電壓。結果，不必對每種顯示模式設置具有現有的可變電阻的偏置電路等的複雜電路，能容易地使公共電極的電壓波形中心與源極電壓的電壓波形中心相一致。由此，即使有3種以上顯示模式的液晶顯示裝置，也能與上述同樣地抑制閃爍的發生並提高顯示品質。
這裡，關於存儲與每種顯示模式對應的最佳源極電壓，並根據模式轉換通知最佳源極電壓的存儲器的存取手段進行說明。這裡，作為向非易失存儲器的數據轉送方式舉出一般的3線串行方式的例子說明之。
例如圖2(a)所示，在存儲器與源極電路間準備片選線(CS)與3種信號線(CK、DI、DO)。
設存儲器具備地址空間1、2，顯示模式1的信息存儲地址空間1，顯示模式2的信息存入地址空間2。
這裡如圖2(b)所示，假如各地址空間能存儲的數據為8位，那末在電壓的可變範圍為0～5V時，可將該電壓電平分割為28的128等分，作為與顯示模式相對應的值加以存儲。
首先，用圖3說明將最佳施加電壓存入存儲器的處理。該處理僅在顯示裝置製造階段進行一次。
在將顯示模式1的最佳源極電壓Vs_opt1存入存儲器時，用CS信號選擇非易失存儲器後，由時鐘(SK)從數據線(DI)傳送表示「寫」的數據「0101」與地址數據(例如「00000001」)以及要存儲的最佳值電壓數據的8位的信號。
這樣，可將顯示模式1的最佳源極電壓Vs_opt1存到存儲器的地址空間1。
顯示模式2的情況也相同，可將最佳源極電壓Vs_-pt2存到存儲器的地址空間2。
其次，用圖4說明從存儲器讀出最佳施加電壓的方法。又，這對每次顯示模式變更是必要的處理，在顯示裝置的動作中頻繁地進行。
在從存儲器讀出顯示模式1的最佳源極電壓Vs_opt1時，用CS信號選擇非易失存儲器後，由時鐘(SK)從數據線(DI)傳送表示「讀」的數據「0110」與地址數據(例如「00000001」)。於是就從數據線(DO)與時鐘SK同步地輸出來自存儲器相應地址存儲的數據Vs_opt1，因此源極驅動電路側可取入該數據。
從存儲器的地址空間2讀出顯示模式2的最佳源極電壓Vs_opt2的情況也相同。
此外，在對源極或公共電壓作交流驅動時，作為數據只是電位電平的信息，也就可以，然而更好是存儲電位電平和振幅信息兩個信息。例如圖5所示，通過將每種顯示模式最佳源極電壓的最佳值Vcl和電壓幅度Vcw 2種信息存入存儲器，而且將其讀出與公共電極電壓一起加到顯示板上，以最佳驅動電壓狀態進行動作就成為可能。
此外，作為控制上述源驅動電路和存儲器間的數據收發的方法，在主機與顯示裝置間是命令(CPU總線)接口方式時，只需設置數據收發用命令就可，在用同步信號的RGB數據總線方式時，只需另設控制用的信號輸入端子就可。
最後，將從存儲器讀出的數據設定作為圖6所示的電子電位器電路的電子電位器值。結果輸出各顯示模式對應的源極驅動電壓，或公共驅動電路。又，圖6所示的電子電位器電路是使源極驅動電壓側變化時的構成例。
此外，作為實際上設定各顯示模式的最佳值的環境，如圖7所示，連接作為控制裝置的PC 20與具有變更Vcl、Vcw用的功能的信號源系統21，在本實施例的顯示裝置22顯示閃爍圖案。
例如在1水平行反轉驅動時，為了容易確認上述灰階顯示引起的閃爍，如圖8所示那樣，在信號源系統21的顯示部22使每1水平行重複黑或白顯示與灰階顯示的閃爍圖案。
其他驅動方法時，閃爍圖案與此不同。
利用信號源系統21的Vcl控制旋轉編碼器開關23、Vcw控制旋轉編轉器開關24、內置的控制程序等一邊上下調節Vcl和Vcw的值，一邊確認顯示裝置22的顯示品質，將最不發生閃爍的值用寫入命令傳送到裝於顯示裝置22的列電極驅動電路13，此時的vcl與Vew的值存入同樣地裝在顯示裝置22的存儲器16。對每種顯示模式都這樣做，來決定各自的Vcl與Vcw。
本實施例的液晶顯示裝置10如上所述，由於將能使Vs、Vcom的電壓波形的中心一致的最佳施加電壓(Vcl、Vcw)存儲於存儲器16中，故即使在顯示模式轉換時也通過從存儲器16讀出該顯示模式對應的最佳施加電壓並加到源極，有可能經常防止閃爍的發生並保持良好的顯示品質。
本實施例作為本發明的適用例舉出液晶顯示裝置10作了說明，但本發明不限於此。例如如果是有機EL、等離子體顯示器等有源矩陣型顯示裝置，則可得到與液晶顯示裝置10相同的效果。
又，本實施例的液晶顯示裝置10，公共電極驅動電路15和存儲器16以分離的狀態構成，然而也可以將它們內置於源極驅動電路和掃描電極驅動電路內。
又，電壓波形的移動並不限於根據顯示模式來進行，也可例如按照BL的光照射狀態來進行。
又，本實施例舉出根據各顯示模式調整源極電壓的最佳施加電壓的例子作了說明，但本發明不限於此。例如即使調整公共電極電壓的最佳施加電壓來取代調整源極電壓的最佳施加電壓時也可得到與上述相同的效果。
又，本實施例舉出用TFT作為有源矩陣型顯示裝置的開關元件的例子作了說明，但本發明不限於此，例如也可是作為2端子元件的MIM(金屬—絕緣體—金屬)等。
又，本實施例在向存儲器的存取手段中採用上述信號線，然而控制存儲器的方法(接口的規格)尚有多種。由此，並不限於本發明的上述例，用其他方法也可得到同樣的效果。
又，本實施例為決定最佳源極電壓用其最低值(Vcl)與電壓幅度(Vcw)2個信息的情況作了說明，但本發明不限於此。例如，也可以用最佳源極電壓的最高值與電壓幅度2個值，或中心值與電壓幅度2個值的信息。
又，本發明如果對每次顯示模式的變更向上述的存儲器的存取是可能的話，則不依存於顯示裝置所有的命令接口或數字RGB等的規範。
又，本實施例的源極電壓和公共電極電壓都是交流的情況作了說明，但本發明不限於此。例如。例如也可以是公共電極電壓接地時的直流電壓。即使在這種情況，通過調整公共電極電壓或源極電壓使源極電壓的電壓波形中心與直流電壓值相一致，也可得到與上述相同的效果。
如上所述，本實施例的有源矩陣型顯示裝置，具備顯示板與夾著該顯示板而配置的公共電極與源極，在有多個顯示模式的有源矩陣型顯示裝置中具備存儲手段與電壓施加手段，所述存儲手段存儲著為對各顯示模式使對上述公共電極所加的電壓的電壓波形中心與對上述源極所加的電壓的電壓波形中心相一致而施加於移動電壓波形側的電壓的最佳電壓值，所述電壓施加手段從上述存儲手段讀出各顯示模式對應的上述最佳的電壓值並施加於上述移動電壓波形側的電極。
根據上述的構成，通過從存儲手段讀出為對各顯示模式使公共電極電壓的電壓波形中心與源極電壓的電壓波形中心相一致的最佳的電壓值，並將它施加於公共電極或源極，即使在有源矩陣型顯示裝置的動作中轉換顯示模式，也能抑制閃爍的發生並經常維持高的顯示品質。
例如在有源矩陣型顯示裝置是液晶顯示裝置時，驅動顯示板中的液晶層的液晶驅動電壓實質上由公共電極上所加的電壓與源極上所加的電壓所決定。因此在公共電極電壓的電壓波形中心與源極電壓的電壓中心不一致時，作為液晶驅動電壓提供的電壓值就變動，閃爍發生並降低顯示品質。特別在反射模式、透過模式等顯示模式的轉換時，隨著顯示模式的轉換，公共電極電壓的電壓波形中心與源極電壓的電壓波形中心變得不一致，成為使顯示品質降低的主要原因。
因此，本發明的有源矩陣型顯示裝置對每一顯示模式存儲著為防止閃爍發生而施加於公共電極或源極的最佳施加電壓。
這樣，在顯示模式的轉換之際，電壓施加手段通過從存儲手段讀出該最佳施加電壓並加於移動電壓波形側的電極上，使各電壓波形中心一致，能保持顯示板驅動電壓為適當的電壓波形。由此，顯示模式轉換時能抑制伴隨的閃爍的發生並經常維持高的顯示品質。
較理想的是，上述存儲手段連接到公共電極驅動電路，對每種顯示模式存儲移動公共電極所加電壓波形用的多個電壓值。
這樣，即使公共電極的電壓波形中心與源極電壓的電壓波形中心不一致時，通過相對於源極電壓的電壓波形中心，將最佳施加電壓加到公共電極上，使公共電極電壓的電壓波形的中心相一致，能抑制顯示模式轉換帶來的閃爍發生並經常保持高的顯示品質。
較理想的是，上述存儲手段連接到源極驅動電路，對每種顯示模式存儲移動源極所加電壓波形用的多個電壓值。
這樣，即使公共電極的電壓波形中心與源極電壓的電壓波形中心不一致時，通過相對於公共電極電壓的電壓波形中心，將最佳施加電壓加到源極上，使源極電壓的電壓波形的中心相一致，能抑制顯示模式轉換帶來的閃爍發生並經常保持高的顯示品質。
又，在這種情況下，加到公共電極的電壓不必是交流電壓，也可以是直流電壓。通過移動源極電壓的電壓波形使源極電壓的電壓波形的中心與公共電極上所加的直流電壓值一致，能與上述一樣地抑制閃爍的發生。
又，本發明的有源矩陣型顯示裝置，在具備可寫入讀出電壓電平的存儲裝置與光源控制裝置的有源矩陣型顯示裝置中，通過根據上述光源的狀態讀出存儲裝置中預先存儲的源極電壓值，也能表現來其特徵在於具備使公共電極電壓與該源極電壓值決定的液晶驅動電壓成為動作中的最佳值的電平變更手段的有源矩陣型顯示裝置。
又，本發明的有源矩陣型顯示裝置，在具備可寫入讀出電壓電平的存儲裝置與光源控制裝置的有源矩陣型顯示裝置中，通過根據該顯示裝置光源的狀態讀出存儲裝置中預先存儲的公共電極電壓值，也可以表現為其特徵在於具備使源極電壓與該公共電極電壓值決定的液晶驅動電壓成為動作中最佳值的電平變更手段的有源矩陣型顯示裝置。
又，上述源極驅動電路內置電子電位器電路較為理想。這樣，顯示板的驅動電壓控制可根據轉換顯示模式的命令和進行從存儲手段最佳施加電壓的讀出、寫入的命令等來自用戶的命令來進行，能更容易地進行驅動電壓的控制。
發明的詳細說明項內所述的具體實施形態或實施例，完全是為了解本發明的技術內容的例子，不應僅限定於這樣的具體例而作狹義的解釋，在本發明的精神與下面所述的權利要求項的範圍內可進行各種變更並實施。
權利要求
1.一種有源矩陣型顯示裝置，具備顯示板、夾著該顯示板配置的公共電極與源極，且具有多種顯示模式，其特徵在於，具備為了對每種所述顯示模式使施加於所述公共電極的電壓的電壓波形的中心與施加於所述源極的電壓的電壓波形的中心相一致，存儲在使電壓波形移動的一側的電極上施加的最佳電壓值的存儲手段、以及從所述存儲手段讀出與各顯示模式對應的所述最佳電壓值，並施加於使所述電壓波形移動的一側的電極上的電壓施加手段。
2.如權利要求1所述的有源矩陣型顯示裝置，其特徵在於，所述存儲手段連接於公共電極驅動電路，並存儲著對於對每種顯示模式用於移動施加於公共電極的電壓波形的多個電壓值。
3.如權利要求1所述的有源矩陣型顯示裝置，其特徵在於，所述存儲手段連接於源極驅動電路，並存儲著對於每種顯示模式用於移動施加於源極的電壓波形的多個電壓值。
4.如權利要求2所述的有源矩陣型顯示裝置，其特徵在於，所述公共電極驅動電路內含電子電位器電路，通過設定從存儲手段讀出的最佳施加電壓作為電子電位器電路的電子電位器值來進行施加於公共電極的驅動電壓的控制。
5.如權利要求3所述的有源矩陣型顯示裝置，其特徵在於，所述源極驅動電路內含電子電位器電路，通過設定從存儲手段讀出的最佳施加電壓作為電子電位器電路的電子電位器值來進行施加於源極的驅動電壓的控制。
6.如權利要求1所述的有源矩陣型顯示裝置，其特徵在於，所述最佳施加電壓利用其最低值和電壓幅度兩個信息來決定。
7.如權利要求1所述的有源矩陣型顯示裝置，其特徵在於，所述最佳施加電壓利用其最高值和電壓幅度兩個信息來決定。
8.如權利要求1所述的有源矩陣型顯示裝置，其特徵在於，所述最佳施加電壓利用其最中心值和電壓幅度兩個信息來決定。
全文摘要
液晶顯示裝置具備液晶顯示板、行電極驅動電路(掃描信號線驅動電路)、列電極驅動電路(源極信號線驅動電路)、電源電路、公共電極驅動電路以及存儲器(存儲手段)。存儲器存儲與液晶顯示裝置具有的反射型模式和透過型模式的各顯示模式對應的、相對於源極電壓的最佳施加電壓。這樣，上述有源矩陣型顯示裝置即使在多種顯示模式間轉換顯示模式時也可對各顯示模式對應的公共電極或源極的最佳施加電壓進行再設定，能抑制閃爍的發生並總是維持高的顯示品質。
文檔編號G09G3/20GK1497312SQ031603
公開日2004年5月19日 申請日期2003年9月25日 優先權日2002年9月25日
發明者薺藤浩二, 柳俊洋, 中野武俊, 俊, 藤浩二 申請人:夏普株式會社