[发明专利]驱动显示设备的方法

说明书

本发明涉及驱动具有显示元件的显示设备的方法，该显示元件由液晶元件等以及作为与显示元件串联的开关元件的2端型非线性元件为代表。

最近液晶显示设备已经用于各种领域，包括AV(音频和视频)系统和OA(办公室自动化)系统。低档产品装配有由TN(扭转向列)或STN(超级扭转向列)构成的无源型液晶显示设备，而高档产品装配有有源矩阵驱动液晶显示设备，该显示设备采用3端型非线性元件，即TFT(薄膜晶体管)作为开关元件。

由于有源矩阵驱动液晶显示设备在彩色重现能力、薄(深度较浅)、轻和低耗电方面都超过CRT(阴极射线管)，因此对它的应用在各方面都得到了迅速的发展。然而，为了制造TFT，必须将形成薄膜的工艺和光刻工艺重复六至八遍，形成开关元件也需要这样做，这就提高了制造成本。因此，目前节约制造成本是最关键的问题。

相反，采用2端型非线性元件作为开关元件的液晶显示设备在制造成本方面优于采用TFT的液晶显示设备，并且在显示质量方面优于无源型液晶显示设备。因此，这一类型的液晶显示设备已经得到了极为迅速的发展。

如图7所示，采用2端型非线性元件的液晶显示设备包括显示屏21，按行顺序地将预定电压施加到显示屏21的扫描电极线的扫描电极驱动电路22，将对应于显示的预定电压施加到显示屏21的信号电极线的信号电极驱动电路23，以及控制单元24，该单元将控制信号送至扫描电极驱动电路22和信号电极驱动电路23，以便显示输入数据。

如图8所示，显示屏21包括以矩阵排列的多个液晶元件25。更具体地说，一个液晶元件25与一个2端型非线性元件26相互串联在栅格形式的每条扫描电极线(Y1-Ym)和每条信号电极线(X1-Xn)之间。

虽然在图中未示出，但是扫描电极驱动电路22包括液晶驱动电源产生电路、移位寄存器和模拟开关，而信号电极驱动电路23包括移位寄存器、闩锁电路和模拟开关。

根据上述结构，如图9所示，信号31和信号32分别施加在扫描电极线Yi和信号电极线Xj之间，使得液晶元件25接通和关断。

2端型非线性元件26具有这样一个性质，即其等效电阻随着施加电压的增加而减小，这使得当施加较高电压时电流急剧增加。结果，分别由图10(a)和10(b)中的虚线表示的电压施加到液晶元件25的两端。这意味着施加到被选择(选择期间)的液晶元件25的电压当液晶元件不再被选择(被选择期间)时仍保持。

由于上述理由，采用2端型非线性元件26的有源矩阵液晶显示设备与简单的矩阵型液晶显示设备相比，具有较高的驱动效率，因此获得了较高的对比度和更均匀的显示。

然而，上述常规的结构具有一个问题，就是容易出现余像或图像残留。

更具体地说，液晶显示设备设置在普通的白色模式，在这种模式下，液晶元件25接通时显示黑色，当一段时间显示屏21在中央显示白色而在边缘显示黑色，如图11(a)所示，而后转为全部显示中间色调即灰色，那么先前显示的图案仍保持，并且在整个显示屏21上显示不均匀，如图11(b)所示。

造成余像的原因是2端型非线性元件26的I-V(电流与电压)特性取决于电压施加时间。这就是说，如图12所示，在电压施加时间非线性元件26的I-V特性从曲线33a移到曲线33b。因此，如图13所示，液晶元件25的T-V(透射系数与电压)特性从曲线34a移到曲线34b。例如，图中透射系数为50％时的电压从V₅₀移到V_50′；然而应注意偏移量的改变取决于施加的电压。

因此，如图14所示，需要用来使液晶元件25接通的电压的偏移量ΔV(曲线35a)变得大于需要用来使其关断的电压的偏移量ΔV(曲线35b)，由此造成余像。

为了减小余像，日本专利公开第5-68712/1993号揭示了一种方法，其中选择期间分成两个期间，第一和第二期间，在第一期间通过非线性元件将调整的电荷送给由液晶显示器等为代表的光电元件，以便使非线性元件的初始电荷相关性几乎可以忽略，同时在第二期间通过非线性元件将对应于显示输入数据的电荷送给光电元件。结果，输入数据可以在与之前的显示无关的情况下被显示。

此外，日本未公开专利申请第5-323385/1993揭示了一种方法，其中在第一期间施加的电压极性与在第二期间施加的对应于显示数据的电压极性相反，并且在第一期间施加的电压足够大，于是作为非线性元件的MIM(金属一绝缘体一金属)元件中的极化量变得恒定，  从而使极化量与液晶元件是接通还是关断无关。以这种方式，输入数据可以在与之前的显示无关的情况下被显示。