[发明专利]有源矩阵型显示装置及其驱动方法和显示元件

说明书

技术领域

本发明涉及使用了薄膜晶体管等的开关元件的有源矩阵型的显示装置、其驱动方法和显示元件。

背景技术

作为显示装置的例如液晶显示装置，作为薄型轻量的平板显示器，广泛地使用于各种电子装置的显示装置中。尤其是，使用了薄膜晶体管(TFT)等的开关元件的有源矩阵型的液晶显示装置，由于其优良的图像特性的缘故，目前盛行应用于个人计算机用的监视显示器或液晶电视。

首先，利用图3说明有源矩阵型的显示装置的基本结构。显示装置大致划分为由扫描信号驱动电路21、影像信号驱动电路22和显示元件23构成。显示元件以下述部分为主要的结构要素：配置成矩阵状的多个像素电极5；与之对应地排列的多个开关元件3(一般来说，使用薄膜晶体管(TFT)等)；与像素电极的矩阵状排列对应地在行方向(水平方向)上配置的多个扫描电极1；以及在列方向(垂直方向)上配置的多个影像信号电极2。再有，影像信号电极2经开关元件3导电性地连接到像素电极5上。此外，与像素电极5相向地设置了对置电极20，在像素电极5与对置电极4之间插入了液晶等的显示媒质。再者，与扫描电极1平行地设置了被称为共用电极4的电极，在与像素电极5之间设置了蓄积电容7。影像信号驱动电路22是对显示元件23的多个影像信号电极2施加影像信号的驱动电路。此外，扫描信号驱动电路21对显示元件23的多个扫描电极1施加控制开关元件3的导通的扫描信号的驱动电路。

作为该有源矩阵型液晶显示装置的1种驱动方法，有在特开平5-143021号公报中公开的驱动方法。该方法是这样的，在与扫描电极(栅电极、或称为栅线)平行地设置被称为共用电极的布线，在该共用电极与像素电极之间形成蓄积电容，使共用电极的电位与扫描电极的电位同步地变动，利用通过蓄积电容的电容耦合在像素电极电位上施加重叠电压。利用该电压重叠的效果，得到了降低影像信号电压(源电压)、减少驱动功率、提高响应速度、提高驱动可靠性等的效果。

图14是在共用电极和像素电极之间形成了蓄积电容Cst(如果更一般地说，Cst为共用电极-像素电极间电容)的液晶显示装置的1个像素的等效电路图，图15是说明驱动了该液晶显示装置1时的各部分的电位用的图。在图14中，TFT是薄膜晶体管，Cgd是栅、漏间电容(扫描电极-像素电极间电容)，Clc是像素电极与夹住液晶相向的对置电极之间形成的像素电极-对置电极间电容(主要是由液晶形成的电容，但也有通过导电性地串联或并联地附加除此以外的媒质而产生的电容分量。或者，也有有意识地附加这样的电容的情况。)，Vg(n)表示扫描电极的电位，Vs表示影像信号电位，Vd表示像素电极的电位，Vf表示对置电极的电位，Vc(n)表示共用电极的电位。再有，像素被排列成矩阵状，在着眼于其中的第n行这样的意义上，对Vg和Vc特别附加了添加字n。

再有，将多个扫描电极、像素电极等排列成矩阵状，但为了严格起见，有时将以某个扫描电极为基准、利用该扫描电极控制(TFT的)导通/关断的像素(一般来说，有多个)称为该「属于扫描电极的像素」。相反，也有将以某个像素(或像素电极)为基准、控制该像素的TFT的导通/关断的扫描电极称为「该级的扫描电极」的情况。图14中的像素电极(Vd)是「属于扫描电极(Vg(n))的像素电极」，扫描电极(Vg(n))是「对于像素(Vd)来说该级的扫描电极」。以下，只要不特别指明，就仅称为「像素(电极)」、或「扫描电极」。

由于排列了多个共用电极，故在特别严格地指定的情况下，就称为「连接到像素电极上的蓄积电容的另一方的连接目的地的共用电极」等。图14的共用电极Vc(n)是「连接到像素电极(Vd)上的蓄积电容的另一方的连接目的地的共用电极」，但以后就仅称之为「共用电极」。

如图15中所示，在奇数帧中，影像信号电压以Vd为基准取负的值，是Vsig(-)。如果扫描电极电位Vg(n)成为导通电平(扫描电极的第1电位电平)Vgon，则TFT成为导通状态，像素电位Vd被充电为Vsig(-)。此时，共用电极的电位是Vc(-)这样的值(共用电极的第2电位电平)。其次，使Vg(n)成为关断电平(扫描电极的第2电位电平)Vgoff，TFT成为非导通状态。其后，如果使共用电极的电位从Vc(-)向下变化为Vcoff(共用电极的第3电位电平)，则在像素电位Vd上向下地重叠与该电压差成比例的耦合电压(图15中的箭头)。