有源矩阵基板及其驱动电路和显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及显示装置等使用的有源矩阵基板，其目的在于使有源矩阵基板中因各信号线存在的电阻及电容的分布而引起像素电位产生的电平移动在该基板内实质上均匀。在与扫描信号线平行形成公共电极线的有源矩阵基板即ＴＦＴ基板中，为了消除在扫描信号下降时产生的像素电位的电平移动的不均匀性，形成各像素电路，使得随着电性能上远离扫描信号线驱动电路、另外随着电性能上远离公共电极线驱动电路，扫描信号线－像素电极间电容Ｃｇｄ增大。本发明专利技术特别适用于液晶显示装置或ＥＬ显示装置等中使用的有源矩阵基板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及矩阵型液晶显示装置及EL(Electroluminescenece电致发光)显示装置等中使用的有源矩阵基板及其驱动电路，更详细来说，涉及的有源矩阵基板及其驱动电路，配置多条数据信号线及多条扫描信号线相互相交，呈格子状，分别与这些相交点对应地形成包含作为开关元件的薄膜晶体管等的场效应晶体管和电压保持用的电容器的像素电路，呈矩阵状。
技术介绍
有源矩阵基板广泛用于液晶显示装置及EL显示手段等有源矩阵型显示装置、以及有源矩阵型的各种传感器等。特别是对每个像素设置一种场效应晶体管的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，以下简称为「TFT」)等开关元件的液晶显示装置，由于即使显示像素数增加，也能够得到在相邻显示像素间无串扰的优质图像，因此特别受到关注。这样的有源矩阵型的液晶显示装置的主要部分，由液晶显示面板及其驱动电路构成。而液晶显示面板由夹住液晶层的一对电极基板构成，并在各电极基板的外表面粘贴偏光板。上述一对电极基板的一方是称为TFT基板的有源矩阵基板，该TFT基板在玻璃等绝缘性基板上形成多条数据信号线及多条扫描信号线相互相交，呈格子状，再形成多条公共电极线，使其与多条扫描信号线平行延伸。分别与多条数据信号线和扫描信号线的相交点对应形成多个像素电路，呈矩阵状，各像素电路包含与构成要显示的图像的像素相对应的像素电极、由该像素电极与后述的相对电极等形成的像素电容、以及作为开关元件的TFT。上述一对电极基板的另一方称为相对基板，是在玻璃等透明的绝缘性基板上遍及整个面依次叠层相对电极及取向膜。有源矩阵型液晶显示装置具有与上述多条扫描信号线连接的扫描信号线驱动电路、与上述多条数据信号线连接的数据信号线驱动电路、与上述多条公共电极线连接的公共电极线驱动电路、以及上述相对电极连接的相对电极驱动电路，作为上述构成的液晶显示面板的驱动电路。数据信号线驱动电路根据从外部信号源等接受的视频信号，依次生成多个数据信号，作为与液晶显示面板上要显示的图像的各水平扫描线的像素值相当的模拟电压，将这些数据信号分别加在液晶显示面板的多条数据信号线上。扫描信号线驱动电路在液晶显示面板上显示图像用的各帧期间(各垂直扫描期间)中，每一个水平扫描期间依次选择液晶显示面板的多条扫描信号线，对选择的扫描信号线加上激活扫描信号(使像素电路包含的TFT为ON的电压)。公共电极线驱动电路及相对电极驱动电路分别对上述多条公共电极线及相对电极加上信号，该信号用来给予成为对液晶显示面板的液晶层应施加的电压的基准的电位。如上所述，多个数据信号分别加在多条数据信号线上，多个扫描信号分别加在多条扫描信号线上，从而对液晶显示面板的各像素电路的像素电极，以相对电极的电位为基准，通过TFT，给予与要显示的图像的对应像素的值相对应的电压，保持在各像素电路内的像素电容中。通过这样，对液晶层施加相当于各像素电极与相对电极的电位差的电压。液晶显示面板根据该施加电压，来控制液晶层的光透射率，从而显示从外部信号源等接受的视频信号表示的图像。图19所示为上述液晶显示装置中使用的作为有源矩阵基板的TFT基板的一个像素电路构成的电路图。各像素电路P(i，j)与上述多条数据信号线与上述多条扫描信号线的交点的某一个交点相对应设置，包含TFT102及像素电极103，TFT102的源极电极与通过对应交点的数据信号线S(i)相连接，同时栅极电极与通过对应交点的扫描信号线G(j)相连接，像素电极103与该TFT102的漏极电极相连接，由像素电极103及相对电极形成液晶电容Clc，由像素电极103与沿扫描信号线G(j)设置的公共电极线CS(j)形成公共电极电容(也称为「辅助电容」)Ccs，由像素电极103及扫描信号线G(j)形成寄生电容Cgd。以下，参照图4(A)至4(D)、图9及图19，说明液晶显示装置中的上述TFT基板的以往的驱动方法。另外众所周知，液晶为了防止烧屏余像及显示恶化，需要交流驱动，在以下说明的以往的驱动方法中，设采用作为交流驱动之一的帧反转驱动。图4(A)至4(D)所示为连续的两帧期间的第1帧期间TF1及第2帧期间TF2中的TFT基板内的各种电压信号Vg(j)、Vs(i)、Vcs、Vcom、以及像素电极的电位(以下也称为「像素电位」)Vd(i，j)的电压波形图。如图4(A)所示，在第1帧期间TF1中，若从扫描信号线驱动电路向一个像素电路P(i，j)的TFT102的栅极电极g(i，j)施加作为扫描信号的电压(以下称为「扫描电压」)Vgh，则该TFT102变成ON状态(导通状态)，作为从数据信号线驱动电路向数据信号线S(i)施加的数据信号的电压(以下称为「数据信号电压」)Vsp通过TFT102的源极电极及漏极电极给予像素电极103。通过这样，该数据信号电压Vsp作为相对于相对电极电位Vcom(＝公共电极电位Vcs)为正极性的电压，写入由像素电极103及其它电极形成的像素电容Cpix，如图4(D)所示那样保持像素电位Vdp，一直到像素电极103在下一帧期间的第2帧期间TF2加上扫描电压Vgh为止。另外，保持该像素电位Vdp用的像素电容Cpix如图19所示，由液晶电容Clc、公共电极电容Ccs及寄生电容Cgd构成。而相对电极利用相对电极驱动电路设定为规定的相对电极电位Vcom。因而，被夹在像素电极与相对电极之间的液晶根据像素电位Vdp与相对电极电位Vcom的电位差进行响应，从而进行图像显示。同样，如图4(A)所示，在第2帧期间TF2中，若从扫描信号线驱动电路向像素电路P(i，j)的TFT102的栅极电极g(i，j)施加扫描电压Vgh，则该TFT102变成ON状态，从数据信号线驱动电路向数据信号线S(i)施加的数据信号电压Vsn通过TFT102的源极电极及漏极电极给予像素电极103。通过这样，该数据信号电压Vsn作为相对于相对电极电位Vcom(＝Vcs)为负极性的电压，写入像素电容Cpix，保持像素电位Vdn，一直到像素电极103在下一帧期间加上扫描电压Vgh为止。根据以上所述，被夹在像素电极与相对电极之间的液晶根据像素电位Vdn与相对电极电位Vcom的电位差进行响应，并进行图像显示而且，实现对液晶的交流驱动。另外，如图19所示，由于在各像素电路P(i，j)的扫描信号线G(j)与像素电极103之间，在构成上必然形成寄生电容Cgd，因此如图4(D)所示，在从激活扫描信号的电压即扫描电压Vgh向非激活扫描信号的电压即扫描电压Vgl下降时(图中的时刻ta)，像素电位Vd产生因寄生电容Cgd而引起的电平移动ΔVd。另外，在图4(D)中，用符号ΔVdp(i，j)表示第1帧期间(对液晶层施加正电压的期间)TF1中的像素电路P(i，j)的像素电位Vd(i，j)的电平移动(更正确来说是从时刻ta起经过相当时间后的时刻tb的电平移动)，用符号ΔVdn(i，j)表示第2帧期间(对液晶层施加负电压的期间)TF2中的像素电路P(i，j)的像素电位Vd(i，j)的电平移动，但在没有必要特别明确表示像素电路及帧期间时，将这些电平移动如上述那样用符号“ΔVd”来统一表示(以下也相同)。如上所述，因TFT102中必然形成的寄生电容Cgd而引起的像素电位Vd产生的电平移动ΔVd为下式所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源矩阵基板，其特征在于，具有：分别传递多个数据信号用的多条数据信号线；与该多条数据信号线相交的多条扫描信号线；以及分别与该多条数据信号线和该多条扫描信号线的相交点相对应配置成矩阵状的多个像素电路，各像素电路包含：场效应晶体管，所述场效应晶体管的源极电极直接或通过规定的开关元件及／或电容元件与通过对应的所述相交点的数据信号线连接，同时栅极电极与通过对应的所述相交点的扫描信号线连接，以该源极电极为基准，若对该栅极电极施加规定的ＯＮ电压，则成为导通状态，若施加规定的ＯＦＦ电压，则成为非导通状态；以及与该场效应晶体管的漏极电极连接、构成规定的电压保持用电容器的电压保持用电极，形成各像素电路，使得下式所示的值在所述多个像素电路之间实质上相等：（Ｖｇｐｐ.Ｃｇｄ＋△Ｑｄ）／Ｃｐｉｘ式中，Ｖｇｐｐ表示通过所述扫描信号线给予所述场效应晶体管的栅极电极的信号即栅极信号从所述ＯＮ电压开始向所述ＯＦＦ电压转移之后到该转移结束为止的期间内的该栅极电极的电位变化量，Ｃｇｄ表示所述场效应晶体管的栅极电极与漏极电极之间的静电容量，△Ｑｄ表示所述栅极信号从所述ＯＮ电压开始向所述ＯＦＦ电压转移之后到该转移结束为止的期间内通过所述场效应晶体管向所述电压保持用电极移动的电荷量，Ｃｐｉｘ表示在各像素电路中由所述场效应晶体管的漏极电极或所述电压保持用电极及其它电极形成的静电容量的总和。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田崇晴，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]