图像显示装置的制作方法

专利名称：图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及由有源矩阵驱动的液晶显示装置中的驱动电路且可能用低电压驱动的图象显示装置。
图象显示装置要采用与使用目的等相适应的驱动方式的装置已是公知的，如

图1所示，这种图象显示装置包括象素阵列121，扫描信号线驱动电路122，数据信号线驱动电路123，定时信号产生电路124。在具有这种构成的图象显示装置中，扫描信号线驱动电路122可利用根据定时信号生成电路124的同步信号产生的定时信号，向象素阵列121中的后述的各扫描信号线GLi、GLi＋1，……输出扫描信号，而且数据信号线驱动电路123示利用上述定时信号，向后述的数据信号线SLi，SLi＋1……传送(或是放大传送)经脉冲调制后的图象信号。
如图2所示，在象素阵列121中，呈交叉状态配置有若干根扫描信号线GLj、GLj＋1……和若干根数据信号线SLi、SLi＋1……，且在相邻的两根扫描信号线GL、GL和相邻的两根数据信号线SL、SL所包围的部分中配置象素125。这样，在象素阵列121中，象素125配置成矩阵状，按每一列分割安排一根数据信号线SL，按每一行分割安排一根扫描信号线GL。
在液晶显示装置的情况下，如图2(b)所示象素125由作为开关元件的晶体管126和液晶电容CL和根据需要而附加的辅助电容CS所组成的象素电容127构成。一般来说，在有源矩阵型液晶显示装置中，为使象素125显示稳定，需附加与液晶电容并联的辅助电容Cs。辅助电容用于将液晶电容CL和晶体管127间漏电电流、由晶体管126的栅极-源极间电容等的寄生电容引起的象素电位的变动和显示数据对液晶电容CL的依赖性等影响抑制到最小限度。
晶体管126的栅极与扫描信号线GLi相连接。液晶电容CL和辅助电容Cs的一个电极通过晶体管126的漏极和源极与数据信号线SLi相连接，而液晶电容CL的另一电极夹着液晶单元连接到相对电极上，而辅助电容Cs的另一电极，连接到全部象素共用的图中表示出的公共电极线(为Cs on Common结构时)或是连接到相邻的扫描信号线GL(为Cs on Gate结构时)。对于后一结构由于扫描信号线GLi的寄生电容增大而引起信号延迟增大和信号波形等畸变问题。对于前一结构，虽不会增大扫描信号线的寄生电容，但由于需要设置新的与扫描信号线GLj并行的辅助电容线，故存在数值孔径下降等问题。
若干根扫描信号GLj、GLj＋1……连接在扫描信号线驱动回路122上，若干根数据信号线SLi、SLi＋1……连接在数据信号线驱动电路122上，而且，扫描信号线驱动电路122和数据信号线驱动电路123可分别用图中来示出的不同的电源电压VDD、VSS和电源电压VCCVEE驱动。
在上述图象显示装置中，数据信号线驱动电路123可按每一象素或是按每水平扫描期间(1H行)向数据信号线SLi、SLi＋1……输出显示用数据信号。这样，当使扫描信号GLj、GLj＋1……处于有源状态时，就使晶体管126处于导通状态，便可以将已送入数据信号线SLi、SLi＋1……的显示用数据信号写入象素电容127中。而且，通过写入到象素电容127中的电荷可以维持一段时间的显示。
这时，为了防止液晶电容CL性能变差，需进行交流驱动。这种交流驱动(反转驱动)可按帧周期进行，且随信号的帧频不同而不同，例如，使人眼睛感觉到以30Hz或25Hz的频率闪烁。为此，增加帧反转，如图3(a)或(b)所示，在每水平扫描期间使极性反转。即所谓的＂帧＋栅线反转＂驱动，或是如图4所示，伴随着半帧内每列的数据信号极性反转，在每一垂直扫描期间使极性反转一次，即进行所谓的任何一种＂帧＋源线反转＂驱动这些都成了惯例。
然而，对于需要对液晶显示装置进行交流驱动的图象显示装置，即使正在显示的内容(信息)没有变化，也要由数据信号线驱动电路123向数据信号线SLi、SLi＋1……定期把供给图象信号并对各象素125进行写入数据。因此在显示时需要相当大的电流。
若采用前述的＂帧＋栅线反转＂驱动，则如图3(a)所示，为了使数据信号线SLi、SLi＋1……中的数据信号的极性，在每选定一个扫描信号线GLj、GLj＋1……时进行反转，而伴随极性反转的数据信号线SLi、SLi＋1……的充放电电流，需消耗大的电功率。其中如图3(b)所示，由于为了抑制数据信号线驱动回路123的输出电压范围而要进行相对电极的交流驱动，也会加大电功率消耗。因此在采用＂帧＋栅线反转＂驱动时，存在图象显示装置的电功率消耗大的问题。
在另一方面，若采用前述的＂＋源线反转＂驱动，则如图4所示，要在每垂直扫描期间输入同极性的数据，故数据信号线SLi、SLi＋1……的充放电量如图中斜线部分所示逐渐变小。而且一般来说，为了使相邻象素的图象数据比较接近，只要进一步减少数据信号线SLi、SLi＋1……的充放电量就能实现。借此，可以使数据信号线SLi、SLi＋1……的由充放电电流引起的电功率消耗降低。
然而，由于＂帧＋源线反转＂驱动并不采用＂帧＋栅级反转＂驱动中采用的相对电极的交流驱动，故数据信号线的输出电压范围较大，从而在增加电功率消耗的同时又引起必需提高驱动电路的耐压的问题。
在图3和图4中，粗实线表示的是加在数据信号线SLi、SLi＋1…上的电压波形，虚线为在相对电极上加的电压波形，斜线部分为随数据信号线SLi、SLi＋1……的充放电而形成的消耗电流。
在图象显示装置，特别是液晶显示装置中，可利用电功率与电压平方成正比的关系，压缩加在数据信号线SLi、SLi＋1……的电功率消耗。然而，因在液晶显示装置中要进行反转驱动，这和上述的已有驱动方法相比，数据信号线驱动电路123必需将液晶驱动电压两倍(正极性信号和负极性信号之和)大小的电压加到数据信号线SLi、SLi＋1……上，这又将使电功率消耗增加。
在近年来，这种图象显示装置，作为便携型信息终端机器的显示用装置，使用的机会越来越多，所以提出了必需能在室外使用的要求。因此，必需用电池组等小型电流驱动，因此低功率消耗就成了一个重要课题。可是上述的功率消耗的增大，不利于将图象显示装置制成便携化的尺寸。
为了解决上述问题，有人提出在采用非晶硅(a-Si)TFT的有源矩阵型液晶显示装置中，采用通过增加＂帧＋源线反转＂，使采样保持数据线驱动电路的输出范围内的电源电压发生交流变化，在低电压下驱动数据线驱动电路，而实现降低电功率消耗的方法(Societyfor Inpolmation Dispay(预排稿)4.3，1993年)。然而，采用这种方式的液晶显示装置，在获得一定程度的降低电功率消耗效果的同时，虽然数据线驱动电路的低耐压化仍然是有效的，但是由于使电源电压发生交流改变，而不仅会加重外部电流电路的负荷，还会因电源切换时产生杂波等而产生误动作和显示紊乱等问题。
本发明的目的是要解决上述已有技术中的问题，提供一种在使电功率消耗减少的同时，可以降低对包含有扫描线驱动电路的驱动系统和构成象素阵列各元件所要求的耐压的图象显示装置。
本发明的另一目的是针对上述问题，提供一种可确保操作安全系数、降低电功率消耗、同时可降低对构成驱动系统的元件所要求的耐压的图象显示装置。
为了实现上述目的，本发明的一种图象显示装置的特征在于，在进行显示的象素配置成矩阵状的有源矩阵型图象显示装置中，包括在每列上述象素上按一根形成的数据信号线和在每行上述象素上按两根一组形成的扫描信号线构成的扫描信号线对，将构成为上述扫描信号线对的两根扫描信号线，分别分在第一和第二扫描信号线组，同属于上述第一组的扫描信号线相连接的各象素连接在上述奇数列的数据信号线上，同属于上述第二组的扫描信号线相连接的各象素连接在上述的偶数列的数据信号线上，在一次垂直显示期间，分别向上述数据信号线组按奇数列和偶数列分别输入相反极性的数据信号，且在下一垂直显示期间，分别输入与前一垂直显示期间极性相反的数据信号。
对于这种图象显示装置，由两根扫描信号线构成的上述扫描信号线对可在一次垂直显示期间分别用不同的第一和第二电压振幅驱动，在下一垂直显示期间分别用第二和第一电压电平振幅驱动。由两根扫描信号线构成的上述扫描信号线对，在一次水平显示期间也可同时进行选择。用于显示的上述象素至少由象素选择用开关元件、显示元件和辅助电容元件构成，上述辅助电容元件的一个电极连接在属于同上述开关元件的一个是极相连的扫描信号线不同的扫描信号线对的扫描线上，而且，与同一扫描信号线相连接的上述象素所具有的上述辅助电容元件的另一电极也可以连接在同一扫描信号线驱动电路上，且该扫描线驱动电路由彼此不同的电源系统驱动。而且由两根扫描信号线构成的上述扫描信号线对，在通过开关元件分别与不同的上述扫描线驱动电路相连的同时可由上述开关元件将上述扫描信号线对每选择一个上述扫描信号对，就通过上述开关元件交替地切换连接到上述两个扫描信线驱动电路中的另一个上一次。上述图象显示装置具有两个数据线驱动电路，且该数据线驱动电路可由彼此不同的电源系统驱动。上述数据信号线的偶数列和奇数列被连接到彼此不同的上述数据线驱动电路上，该数据线驱动电路在每个垂直显示期间交替切换驱动电源系统一次，而且上述数据信号线的偶数列和奇数列可分别通过开关元件连接到不同的数据线驱动电路上，通过该开关元件在每个垂直显示期间交替切换连接到上述两个数据线驱动电路的另一个上一次。
为了实现上述目的，本发明的一种图象显示装置的特征在于，在进行显示的象素配置成矩阵状的有源矩阵型图象显示装置中，包括由每列上述象素两根一组的数据信号线构成的数据信号线对和在每行上述象素中形成的一根的扫描信号线；构成上述数据信号线对的两根数据信号线分别被分入第一和第二数据信号线组，与属于上述第一组的数据信号线相连接的各象素连接在上述奇数列的扫描信号线上，与属于上这第二组的数据信号线相连接的各象素连接在上述偶数列扫描信号线上，在一次垂直显示期间，分别向上述数据信号线组输入相反极性的数据、且在下一垂直显示期间分别输入与前一垂直显示期间极性相反的数据。
对于这种图象显示装置，进行显示的上述象素具有共用的相对电极，且在垂直显示期间通过在与该扫描信号线相连接的上述象素上加上与所连接的数据信号线极性相反的电压，对上述相对电极进行交流驱动。对上述扫描信号线在水平显示期间，也可以选择一根扫描信号线，而且上述扫描信号线还可以在水平扫描期间分别选择一奇数列扫描信号线和偶数列扫描信号线。另外上述图象显示装置具有两根数据线驱动电路，且该数据线驱动电路可由彼此不同的电源系统驱动。而且由两根数据信号线构成的上述数据信号线对可通过开关元件分别连接到不同的上述数据线驱动电路上，且上述数据线驱动电路在每个垂直显示期间交替切换驱动电源系统一次。由两根数据信号线构成的上述数据信号线对也可以通过开关元件分别接到不同的上述数据线驱动电路上，且由上述开关在每个垂直显示期间交替切换连接到上述两个数据线驱动电路中的另一个上一次。
为实现上述目的，本发明的一种图象显示装置的特征在于，在进行显示的象素配置成矩阵状的有源矩阵型图象显示装置中，包括一个扫描线驱动电路，两个数据线驱动电路，在每列上述象素上形成的一根的数据信号线，在每行上述象素上形成的一根的数据信号线；上述数据线驱动电路由彼此不同的电源系统驱动，并可在每个垂直显示期间交替地切换驱动电源系统一次，上述数据信号线的偶数列和奇数列分别连接到不同的数据线驱动电路上，且在一次垂直显示期间随着进行输入极性相反的数据，而在下一垂直显示期间输入分别与前一垂直显示期间的极性相反的数据。
为实现上述目的，本发明的一种图象显示装置的特征在于，在进行显示的象素配置成矩阵状的有源矩阵型图象显示装置中，包括一个扫描线驱动电路、两个数据线驱动电路、按每一列上述象素形成的一根数据信号线，按每行上述象素形成一根的扫描信号线；上述两个数据线驱动电路由彼此不同的电源系统驱动，上述数据信号线的偶数列和奇数列通过开关电路分别连接到彼此不同的数据线驱动电路上，且在每个垂直显示期间由开关元件交替地切换连接到上述两个数据线驱动电路的另一个上一次，既在一次垂直显示期间向其输入相反极性的数据，又在下一垂直显示期间分别输入与前一垂直显示期间的极性相反的数据。
对于这种图象显示装置，在使上述象素的相对电极沿列方向分割的同时使偶数列相对电极和奇数列相对电极分别相互连接，而构成两个相对电极，也可以通过在一次垂直显示期间中分别在相对电极加上不同的电位和在下一垂直显示期间在上述两个相对电极分别加上同前一垂直显示期间的极性相反的电压进行交流驱动。
本发明的图象显示装置还适用于将上述扫描线驱动电路和上述数据线驱动电路中的一个或两个与上述象素形成同一基片上的场合。
对于这种图象显示装置，还可以将构成上述扫描线驱动电路和上述数据线驱动电路的有源元件和作为上述象素构成要素的开关元件中的部分或全部都制作在形成在透明基片上的单晶薄膜和多晶硅薄膜上。并且将用于驱动上述扫描线驱动电路和上述数据线驱动电路之一或两者的电源供给组件也形成在上述同一基片上。
本发明的图象显示装置也合适于为液晶显示装置时的场合。
若采用本发明的图象显示装置，由于采用在每半帧期间使数据信号线的电位保持同一极性的结构，而可以进行抑制数据线充放电电流的图象显示。
而且，由于可将数据线驱动电路或扫描线驱动电路分割开并用不同的电源驱动，故可分别降低其驱动电压，进而降低对构成元件的耐压要求。
若采用本发明的图象显示装置，使扫描信号线或数据信号线为上述结构构成时，则输入到数据信号线的数据的极性将在半帧期间保持相同，故可减小数据线驱动电路的输出范围，并可使有效的低电功率消耗化和单片化的有源驱动电路低耐压化。
为了能解决上述问题，本发明的图象显示装置的特征在于采用下述组件构成。
本发明的一种图象显示装置包括呈矩阵配置的由有源矩阵驱动进行显示的若干个象素与一行上述象素相连接的扫描信号线；与一列上述象素相连接的数据信号线；用于向上述扫描信号线提供扫描信号的扫描信号线驱动电路；由设置成两条系统并且彼此具有不同电压电平的电源驱动的和既向上述数据信号线的偶数列和奇数列提供不同极性的图象信号、又在每个预定数据显示期间使提供在上述数据信号线的偶数列和奇数列上的图象信号的极性反转一次的数据信号线驱动电路；既将来自一个上述数据信号线驱动电路的图象信号提供到偶数列上述数据信号线上，将来自另一个上述数据信号线驱动回路的图象信号提供到奇数列的上述数据信号线上并又在每个预定的数据显示期间对与数据信号线的偶数列和奇数列相对应的数据信号线驱动电路进行切换输入一次的切换组件。
在本发明的一种图象显示装置中，上述切换组件包括与上述数据信号线驱动回路中的一个的输出端公共连接的、并与成对的奇数列和偶数列的两个上述数据信号线相连接而获得图象信号的两个系统的开关元件；且通过在每个预定数据显示期间使两开关元件交替导通而一次实现上述数据信号线驱动电路和上述数据信号线的连接。
在本发明的一种图象装置中包括在上述切换组件具有与上述数据信号线驱动电路中的一个的输出端相连接的同时获得图象信号的第一开关元件，将由第一开关元件获得的图象信号加在两根上述数据信号线上的两个系统的第二开关元件；且在每个预定数据显示期间使第二开关元件交替导通一次，而实现上述数据信号线驱动电路和上述数据信号线间的连接。
在本发明的一种图象显示装置中，上述数据信号线驱动电路，上述变换组件和包含在上述象素中的有源元件的部分或全部制作在绝缘基片上形成的单晶硅膜或多晶硅膜上。
此外，本发明的一个图象显示装置的上述开关元件或上述第一和第二开关元件是由并联的n沟通晶体管和p沟道晶体管构成的CMOS型门电路。
另外，本发明的一个图象显示装置包括配置成矩阵状并且用在源矩阵驱动方式进行显示的若干个象素；与一行上述象素相连接的扫描信号线；与二列上述象素相连接的数据信号线；用于向上述扫描信号线施加扫描信号的扫描信号线驱动电路；采用设置成两系统既向上述数据信号线的偶数列和奇数列分别提供同极性图象信号、又在每个预定数据显示期间使上述数据信号线的偶数列和奇数列上的图象信号的极性反转一次的数据信号线驱动电路；和在每个预定数据显示期间使上述数据信号线驱动电路分别切换连接在具有不同电压电平的两个系统电源上一次的连接组件；将上数据信号线驱动电路和包含在上述象素中的有源元件的部分或全部制作在绝缘基片上形成的单晶硅薄膜或多晶硅薄膜上。
此外，本发明的一种图象显示装置的上述连接组件形成在上述绝缘基片上。
此外，本发明的一种图象显示装置的两系统的上述数据信号线驱动电路是由只将其中一种极性的图象信号提供给数据信号线的那样电源电压驱动的。
另外，本发明的一种图象显示装置的上述数据信号线驱动电路包括通过脉冲调制图象信号并向上述数据信号线传送的脉冲调制组件。
本发明的一种图象显示装置的上述数据信号线驱动电路包括脉冲调制图象信号的脉冲调制组件，把由上述脉冲调制组件脉冲调制过的图象信号暂时保持的保持组件，将用上述同步组件同步后的图象信号放大并送入上述数据信号线的放大组件。
本发明的一种图象显示装置的上述数据信号线驱动电路包括用于对显示图象信号的数字信号进行脉冲调制的脉冲调制组件，根据用脉冲调制组件脉冲调制过的数字信号选择若干个离散电压之一并将其传输入上述数据信号线的选择组件。
本发明的一种图象显示的两系统的上述数据信号线驱动电路一起配置在象素阵列的同一边侧上。
本发明的一种图象显示装置的上述各象素具有液晶元件。
在本发明的一种图象显示装置中，可用切换组件在一次数据显示期间，将从彼此不同的数据信号线驱动电路中输出的图象信号加到上述数据信号线的偶数列和奇数列上，并在下一数据显示期间从与前一数据显示期间彼此不同的数据信号线驱动电路中输出图象信号。还可以通过用不同电源系统驱动的两系统的数据信号线驱动电路，例如，在一次数据显示期间将正极性图象信号加在数据信号线的偶数列上，而将负极性图象信号加在数据信号线的奇数列上。而且在下一个数据显示期间，将负极性图象信号加在数据信号线的偶数列上而将正极性图象信号加在数据信号线的奇数列上。
即，如上所述，通过转换组件的操作和使数据信号线驱动电路的＂帧＋源线反转＂驱动适当组合，便可以分别由数据信号线驱动电路更好地只获得一种极性的图象信号。因此可以降低数据信号线驱动电路的驱动电压。
在本发明的一种图象显示装置中，由于数据信号线驱动电路和数据信号线间的连接是通过使一个开关元件导通实现的，所以在图象信号线或是数字驱动方式中的电源线和数据信号线之间仅有一个开关元件，从而可以减小开关元件导通时的阻抗，可容易的将图象信号加在数据信号线上。
在本发明的一种图象显示装置中，图象信号是由第一开关元件获取后再给两系统的第二开关元件加在数据信号线中的任意一个上。对于这种构成，可以仅在第一开关元件之后，附加第二开关元件。因此可以使包含转换组件的驱动电路的面积增加抑制到较小范围，进而可以有效地抑制图象显示装置的面积的增大。
在本发明的一个图象显示装置中，由于是将数据信号线驱动电路转换组件和构成象素的有源元件的全部或一部制作在在绝缘基片上形成的单晶或多晶硅薄膜上的，所以和形成在已有技术中的半导体基片上的有源元件相比，可降低对其耐压的要求，而且如前所述，它可以降低数据信号线驱动电路的驱动电压，从而可以确保足够的操作安全系数。
在本发明的一种图象显示装置中，CMOS型的门电路中的n沟通晶体管和p沟通晶体管可以通过分别加上相反极性的栅极电压而同时导通。这时，低电位侧图象信号通过n沟通晶体管，高电位侧图象信号通过p沟通晶体管。因而可以在由低电位侧到高电位侧的较大范围内再现出图象信号。
而且在本发明的一种图象显示装置中，是通过连接组件使两系统的数据信号线驱动电路将具有不同电压电平的电源同偶数列数据信号线和奇数列信号线相接通，并在每个预定数据显示期间切换这个连接一次，各数据线驱动电路是用不同的电源系统驱动的，且在每个数据显示期间切换驱动电源系统一次，可以用由不同电源系统驱动的两系统的数据信号线驱动电路，例如在一次数据显示期间，将正极性图象信号加到数据信号线的偶数列上，将负极性图象信号加到数据信号线的偶数列上而在下一数据显示期间，将负极性图象信号加到数据信号线的偶数列上，将正极性图象信号加到数据信号线的奇数列上。
即，如上所述，可以通过连接组件的电源切换动作和数据信号线驱动电路的＂帧＋源线反转＂驱动的适当组合，可以使各个数据信号线驱动回路仅处理一种极性的图象信号，从而可以降低数据信号线驱动电路的驱动电压。
通过将数据信号线驱动电路和包含在上述象素中的有源元件的部分或全部制作在形成在绝缘基片上的单晶硅薄膜或多晶硅薄膜上，还可以减小电源电路的负载，更快且更容易地进行电源切换。
在本发明的一种图象显示装置中，通过将连接组件形成在绝缘基片上，并通过将连接组件和数据信号线驱动电路的连接线也组合在绝缘基片上，而可以不再设置连接组件同外部电路(控制器、电源等等)间的外部配线，因此可以不设置连接连接组件和外部电路的专用配线，即可原封不动地使用已有技术中使用的各种外部电路。
在本发明的一种图象显示装置中，由于两数据信号线驱动电路是用在数据信号线上仅加一种图象信号的电源电压驱动的，所以可将电压降低到最低限度，并可以同上述的图象显示装置一样，降低其数据线驱动电路驱动电压。
在本发明的一种图象显示装置中，是用脉冲调制组件将图象信号脉冲调制后直接送入数据信号线的。在这个所谓的面板脉冲调制保持方式，对于每一数据信号线仅需一系统的脉冲调制组件。因此还可以减少控制后面的输送门电路和脉冲调制组件的数目。
而且在本发明的一种图象显示装置中，图象信号经脉冲调制组件脉冲调制，被保持组件暂时保持后，由放大组件送入数据信号线。这是所谓的驱动脉冲调制保持方式。用这种方式向数据信号线输入图象信号的时间相当长(基本上为一次水平扫描期间)，这样就可以减小对构成脉冲调制组件的开关元件的驱动功率，进而减小该开关元件的尺寸。
在本发明的一种图象显示装置中，是用脉冲调制组件对数字信号进行脉冲调制的，因此，用选择组件根据脉冲调制后的数字信号从若干个离散电压中选出一个电压并传送给数据信号线，这是所谓的数字驱动方式，需要多个电源进行多阶梯显示时因为如前所示仅需处理一种极性的图象信号，所以使电源数目减少一半。
在本发明的一种图象显示装置中，由于两系统的上述数据信号线驱动电路均配置在象素阵列的同一边侧，故可使向图象显示装置输入的信号集中在一个位置上，缩短信号线条的长度，又可以用于因大图面化而必需从数据信号线的两侧输入同一图象信号时的场合下的结构。
本发明的一种图象显示装置是象素中具有液晶元件的有源矩阵型液晶显示装置，从而附加有由于降低数据信号线驱动电路的驱动电压的电功率消耗较低的液晶显示装置所具有低电功率消耗特性的优点。
如上所述，本发明的一种图象显示装置，包括配置成矩阵状并且利用有源矩阵驱动进行显示的若干个象素；与一行上述象素相连接的扫描信号线；与一列上述象素相连接的扫描信号线；与一列上述象素相连接的数据信号线；用于向上述扫描信号线供给扫描信号的扫描信号线驱动电路；由两系统配置和彼此具有不同的电压电平的电源驱动的、向上述数据信号线的偶数列和奇数列分别提供不同极性的图象信号、并在每个预定数据显示期间使上述数据信号线的偶数列和奇数列上的图象信号的极性反转一次的数据信号线驱动电路；用于从一个上述数据信号线驱动电路向偶数列上述数据信号线提供图象信号、并从另一个上述数据信号线驱动电路向奇数列的上述数据信号线提供图象信号的、并在每个预定数据显示期间对于上述数据信号线的偶数列和奇数列相对应的数据信号线驱动电路进行切换一次的转换组件。
这样，在一个半帧期间(一次垂直扫描期间)中，可使数据信号线的电位保持相同极性从而可以抑制数据信号线的充放电电流进行图象显示。此外由于数据信号线驱动电路被分割开，并分别由不同的电源驱动，从而可以降低各自的电源电压和降低对各构成元件的耐压的要求，因此具有要降低驱动电路电功率消耗的效果。
在本发明的一种图象显示装置中，上述转换组件具有既与上述数据信号线驱动电路中的一个的输出端共通连接、又与成对的奇数列和偶数列的两根上述数据信号线相连接而获得图象信号的两系统的开关元件，在每个预定数据显示期间通过使两开关元件交替导通，实现上述数据信号线驱动电路同上述数据信号线之间的连接。
因此，在图象信号线或电源线与数据信号线之间仅有一个开关元件，从而可减小开关元件导通时的阻抗，因此具有可更容易地将图象信号写入数据信号线的效果。
在本发明的一种图象显示装置中，上述变换组件包括与上述数据信号线驱动电路中的一个输出端相连接以获取图象信号的第一开关元件，将由第一开关元件获得的图象信号加在两根上述数据信号线上的两个系统的第二开关元件，在每个预定数据显示期间交替导通一次，实现上述数据信号线驱动电路和上述数据信号线之间的连接。
因此仅在已有技术中构成中的用于获得图象信号的第一开关元件之后附加第二开关元件即可以实现作为切换组件的功能，从而将各象素的面积增大抑制到比较小的程度，因此它具有可以大大抑制图象显示装置面积增大的效果。
本发明的一种图象显示装置的上述数据信号线驱动电路，上述转换组件和包含在上述象素中的有源部件的部分或全部制成在绝缘基片上形成的单晶硅薄膜或多晶硅薄膜上。
这样，虽然上述有源元件的耐压同形成在已有技术中的半导体基片上的有源元件的耐压相比有所降低，但如上所述，由于可用低电压驱动数据信号线驱动电路而具有确保足够的操作安全系数的效果。
在本发明的一种图象显示装置中，由于上述开关元件或上述第一或第二开关元件是由并联连接的n沟通晶体管和p沟通晶体管构成的CMOS型门电路，故可使低电位侧的图象信号通过n沟通晶体管，使高电位侧的图象信号通过p沟通晶体管。因此，可以在由低电位侧至高电位侧的较大范围内再现图象信号，从而具有可再现高质量图象的效果。
本发明的一种图象显示装置包括配置成矩阵状并且由有源矩阵驱动进行显示的若干个象素，与一行上述象素相连接的扫描信号线，与一列上述象素相连接的数据信号线，用于向上述扫描信号线提供扫描信号的扫描信号线驱动电路；通过两系统配置各自向上述数据信号线的偶数列和奇数列分别提供不同极性的图象信号、且在每隔一个预定数据显示期间使加在上述数据信号线的偶数列和奇数列上的图象信号的极性反转的数据信号线驱动电路；在每一个预定数据显示期间，将上述数据信号线驱动电路分别切换连接到具有不同的电压电平的两个系统状的电源上的连接组件，并且将上述数据信号线驱动电路和包含在上述象素中的有源元件的部分或全部制作在绝缘基片上形成的单晶硅薄膜或多晶硅薄膜上。
这样，各数据线驱动电路由不同的电源系统驱动，并且在通过在每个数据显示期间对电源系统进行切换的同时进行＂帧＋源线反转＂驱动的适当组合，从而使各数据信号线驱动电路仅处理一种极性的图象信号，从而可以降低数据信号线驱动电路的驱动电压。此外，通过将数据信号线驱动电路和包含在上述象素中的有源元件的部分或全部制作在在绝缘基片上形成的单晶硅薄膜或多晶硅薄膜上，还可以减小电源电路的负荷，更快且更容易地进行电源切换，因此具有可降低驱动电路电功率消耗的效果。
此外，由于本发明的一种图象显示装置是将上述连接组件形成在上述绝缘基片上，通过将连接组件和数据信号线驱动回路间的连接线等组合在绝缘基片上，就可以不设置连接组件和外部电路(控制器、电源等等)间的外部配线，所以可不再使用连接组件和外部电路的专用配线，因此具有可原封不动的使用已有技术中使用的外部电路，并且具有避开制作工艺复杂化的技术效果。
此外，由于本发明的一种图象显示装置是用可分别将一种极性的图象信号加到数据信号线上的电源电压驱动的，所以可将驱动电压降低到所需要的最低限度，并且和上述的图象显示装置一样，也可以降低数据信号线驱动电路的驱动电压。因此具有可使构成简单的图象显示装置的驱动电路低电功率消耗化和低耐压要求的效果。
此外，由于本发明的一种图象显示装置具有可将脉冲调制后的图象信号送入上述数据信号线的脉冲调制组件；所以可将脉冲调制后的图象信号直接传送入数据信号线。这样，可仅对一个数据信号线设置一个系统的脉冲调制组件，从而可以减少用于控制后面的传送门电路和上述脉冲调制组件的电路，因此具有可以减少部件数目的效果。
此外，由于本发明的一种图象显示装置的上述数据信号线驱动电路包括用于脉冲调制图象信号的脉冲调制组件；由上述脉冲调制组件使脉冲调制过的图象信号暂时保持的保持组件；将由上述同步组件保持后的图象信号放大并传输到上述数据信号线的放大组件；所以可以确保向数据信号线写入图象信号的时间足够长(基本上为一次水平扫描期间)。因此可以缩小构成脉冲调制组件的开关元件尺寸，进而具有可缩小构成脉冲调制组件的开关元件尺寸，进而具有可以缩小数据信号线驱动电路规模的效果。
此外，由于本发明的一种图象显示装置的数据信号线驱动电路包括用于对显示图象信息的数字信号进行脉冲调制的脉冲调制组件，用于根据用脉冲调制过的数字信号从若干个离散电压中选择出一个电压并将其传输到上述数据信号线上的选择组件，所以对于需要多个电源进行多灰度级显示的场合，可按如前所述那样仅处理一种极性的图象信号，从而使电流数目减少一半。因此具有可缩小电源规模的效果。
此外，由于本发明的一种图象显示装置是将两系统的上述数据信号线驱动电路一起配置在象素阵列的同一边侧上，所以可以使向图象显示装置输入信号集中在一个区域。不仅可以缩短信号线等的长度，而且对于为大图面化必须从数据信号线的两侧输入同一图象信号的场合，也可以再在象素阵列的另一边侧设置两系统的数据信号线驱动电路，用两系统的数据信号线驱动电路实施驱动，因此具有容易与大图面化相适应的效果。
此外，由于本发明的一种图象显示装置的上述各象素具有液晶元件。即这种图象显示装置为有源矩阵型液晶显示装置，从而可以发挥液晶显示装置所具有的低电功率消耗的优点，因此具有可以进一步降低液晶显示装置电功率消耗的优点。
图1为表示已有技术中的液晶显示装置的概略构成的示框图。
图2为表示图1的液晶显示装置的象素阵列构成的方框图和表示象素构成的电路图。
图3为表示已有技术中的液晶显示装置中＂帧＋栅线反转＂驱动时的数据信号线上所加的电压等的波形图和用＂帧＋栅线反转＂驱动方式交流驱动相对电极场合的数据信号线信号上所加的电压等的波形图。
图4为表示原有的液晶显示装置中＂帧＋源线反转＂驱动时的数据信号线上所加电压等的波形图。
图5为表示本发明第一实施例所涉及的图象显示装置中象素阵列部分的第1构成实例的示意图。
图6为表示图5所示构成实例中扫描信号线输出的波形的示意图。
图7为详细表示图6所示扫描信号线输出的波形实例的示意图。
图8为表示图5所示构成实例中辅助电容连接实例的示意图。
图9为表示图5所示构成实例中扫描信号线和扫描线驱动电路间连接状态实例的示意图。
图10为表示图5所示构成实例中数据信号线和数据线驱动电路间连接状态实例的示意图。
图11为表示图5所示构成实例中数据信号线和数据线驱动电路间连接状态的另一实例的示意图。
图12为表示本发明第二实施例所涉及的图象显示装置中象素阵列的第二构成实例的示意图。
图13为表示图12所示实例中相对电极和数据信号线输出的波形实例的示意图。
图14为表示图12所示构成实例中数据信号线和数据线驱动回路间连接状态实例的示意图。
图15为表示图12所示构成实例中数据信号线和数据线驱动电路间连接状态的另一实例的示意图。
图16为表示本发明第三实施例所涉及的图象显示装置中的象素矩阵部分第3构成实例的示意图。
图17为表示本发明第三实施例所涉及的图象显示装置中象素阵列部分的第四构成实例的示意图。
图18为表示图16和17所示构成实例中相对电极的分割方式的示意图。
图19为表示图18所示构成实例中驱动方式的示意图。
图20为表示本发明第4和第五实施例所涉及的图象显示装置的主要部分的构成的方框图。
图21为表示图20所示图象显示装置中面板脉冲调制保持型数据信号线驱动电路的构成的方框图。
图22为表示图20所示图象显示装置中驱动脉冲调制保持型数据信号线驱动电路的构成的方框图。
图23为表示图20所示图象显示装置中放大器的构成的电路图。
图24为表示图20所示图象显示装置中数字驱动型数据信号线驱动电路的构成的示意图。
图25为表示图24所示数据信号线驱动电路中的数字缓冲器的构成的示意图。
图26为表示本发明第四实施例所涉及的图象显示装置中的适用于面板脉冲调制保持方式的选择电路的构成的电路图。
图27为表示与图26所示选择电路同形式的选择电路中的适用于驱动脉冲调制保持方式的两个构成实例的电路图。
图28为表示与图26所示选择电路同形式的选择电路中的适用于数字驱动方式的构成实例的电路图。
图29为表示本发明第4实施例所涉及的图象显示装置中的另一种选择电路构成的示意图。
图30为表示图20所示图象显示装置中构成开关元件和驱动电路的薄膜晶体管的构造的纵剖面图。
图31为表示液晶上加的电压和液晶透射率之间的关系的曲线图。
图32为表示本发明第五实施例所涉及的图象显示装置中第一选择电路的适用于面板脉冲调制保持方式的构成实例的电路图。
图33为表示上述第一选择电路的适用于驱动脉冲调制电路方式的构成实例的电路图。
图34为表示上述第一选择电路的适用于数字驱动方式的构成实例的电路图。
图35为表示本发明第五实施例所涉及的图象显示装置中的第二选择电路的构成的电路图。
图36为表示本发明第五实施例所涉及的图象显示装置中的第三选择电路的构成的电路图。
图37为表示本发明第五实施例所涉及的图象显示装置中的第四选择电路的构成的电路图。
图38为表示本发明第六实施例所涉及的图象显示装置的主要部分的构成的方框图。
图39为表示本发明第七实施例所涉及的图象显示装置的主要部分的构成的方框图。
图40为表示本发明第七实施例所涉及的另一图象显示装置的主要部分的构成的方框图。
下面详细说明最佳实施例[实施例1]图5是关于本发明第一实施例图象显示装置构成实例的图。在图5中，由开关元件SW和象素电C1，(由液晶电容和根据需要辅加的辅助电容组成)构成的各个象素配制成矩阵状并且按每一象素配置的一根数据信号线SLm(m＝i，i＋1，i＋2…)和按每一个象素行配置的两根一组的扫描信号线GL1n和GL2n(n＝j，j＋1，j＋2…)，各象素与两根一组的扫描信号线GL1n和GL2n交错地连接。供显示的正极性数据和负极性数据交替输入给各数据信号线SLm后供给显示。
对于这种结构构成，在每一半帧期间中，由于是在一根数据信号线SLm上写入同一极性的数据，故如图4所示，可以抑制数据信号线SLm中的充放电电流。这样，只要充入(或放出)相应于与前次水平行扫描时数据信号线电压之间的差额部分电荷即可，正如在通常的图象中可以看到的那样，当相邻象素的显示数据相关性较大时，抑制消耗电流的效果显著。此外因本结构构成基本上为＂帧＋源线反转＂驱动，故不需要进行相对电极的交流驱动。
在已有技术中的＂帧＋源线反转＂驱动为了从数据信号线SLm向象素输入正极性和负极性这两类数据，必须向各扫描信号线GL1n和GL2n输入振幅较大的波形。而在本实例中由于是由数据信号线SLm向象素输入分割后仅具有正极性或负极性中之一的数据的，所以不再需要象已有技术中的＂帧＋源线反转＂驱动那样大的振幅。因此仅在输入正极性数据时，才需要提供较高的电位。
正如图6(a)或(b)所示，若用同加压数据信号线SLm的数据的极性和将写入象素的数据的极性不同的电位电平驱动时，即使使用振幅较小的波形，也可以在象素中充分地写入数据。在下一次写入期间或下一半帧期间，在使数据极性反转时，也可以切换扫描信号线GL1n和GL2n的电位。这样，由于加在构成象素的晶体管(开关元件)上的电位降低，而可以实现象素晶体管SW低耐压化。
图7为具体说明图6所示驱动方法的定时图。
在图7(a)中，表示的是在图象信号为正极性的显示期间(场)中，由选定扫描线之前(如在一次扫描期间之前)至该显示期间结束时，各扫描信号线GL与输出高电位侧扫描线脉冲的扫描线驱动电路(电源VDD1、VSS1)相连接，而在其它的时间[图象信号为正极性的显示期间，以及在图象信号为负极性的显示期间中，由该显示期间一开始至选择扫描线之前(例如一次扫描期间之前)的时间]内，与输出低电位侧扫描线脉冲的扫描驱动电路(电源VDD2、VSS2)相连接。
图7(b)为另一种方式，即在图象信号为正极性的显示期间(场)中，由扫描线选择之前(例如在一次扫描期间之前至扫描线选择之后(例如在一次扫描期间之后))之间的时间里，各扫描信号线GL与输出高电位侧扫描线脉冲的脉冲线驱动电路(电源VDD1、VSS1)相连接，而在其它时间[图象信号为负极性的显示期间，以及在图象信号为正极性的显示期间中，由该显示期间一开始至选择扫描线之前(例如一次扫描期间之前)的时间]里，与输出低电位侧扫描线脉冲的扫描线驱动电路(电源VDD2、VSS2)相连。
如图所示，GD1的电源电压为VDD1、VSS1，而GD2的电源电压为VDD2、VSS2，(VSS2＜VSS1＜VDD2＜VDD1)。通过后述的切换电路SEL的操作，可使各扫描信号线GL交替连接到GD1和GD2上。
在本实施例中，虽然仅选择扫描信号线GL1n或GL2n中的一个，但是为了即使同时从不同的数据信号SLm同时进行写入时也不会有妨碍，所以同时选择一对扫描信号线GL1n和GL2n时的效率更高。
一般来说，为使显示稳定，要在有源矩阵型液晶显示装置的象素中附加上与液晶电容C1相并联的辅助电容Cs。这样，可以将液晶电容C1和象素晶体管SW的漏电电流、因象素晶体管三极管SW的栅/源极间电容等的寄生电容引起的象素电位变动或是液晶电容C1的显示数据依赖性等影响，抑制到最小限度。
这种辅助电容Cs的一个电极与象素电极相连接，另一端通常邻接扫描信号线或与共用的辅助电容线相连接。对于前一种场合，因为会增加扫描信号线的寄生电容，故存在延迟增大和信号波形畸变等问题。而且在反转驱动相对电极时，必将在扫描信号线上叠加与其相对应的信号，所以会使扫描线驱动电路变为复杂。对于后一种场合，虽然没有增加扫描信号线的寄生电容，但是由于需要配置新的与扫描信号线并联的辅助电容线，故存在数值孔径降低等问题。
在本实施例中，如图8所示，可将辅助电容Cs的另一电极连接在相邻的扫描信号线对GL1n或GL2n中的一个上。连接在各扫描信号线GL1n和GL2n上的象素晶体管三极管的数目为一根扫描信号线时的1/2，因此所连接的辅助电容CS的数目亦为常规情况的1/2，所以可将扫描信号线GL1n和GL2n上的寄生电容减少到前一情况的1/2。在另一方面，因扫描信号线数目增加至两倍，故其数值孔径也比后一情况有同样程度的提高。
如上所述，在本实施例中也可以不将扫描信号线增加至两倍，从扫描信号线的寄生电容和数值孔径这点考虑，采用辅助电容线也可以获得同样的效果。
在本实施例中，因为是交替驱动扫描信号线GL1n和GL2n的电流电平，如图9所示，所以可用操作电流电平彼此不同的扫描线驱动回路GD1和GD2驱动扫描信号线GL1n和GL2n。这样，由于各扫描线驱动电路GD1和GD2的输出电压范围较小，故可以使扫描线驱动电路低耐压化，进而降低其成本。扫描驱动电路的构成与后述的第4实施例中使用的扫描信号驱动电路的构成相同。
这时，扫描信号线GL1n和GL2n的电源电平，VDD1/VSS1和VDD2/VSS2间的切换，可以根据图象数据的同步信号等通过分别设置在扫描信号线GL1n和GL2n与两个扫描线驱动回路GD1和GD2之间的开关电路SEL完成。对于这种构成方式由于扫描线驱动电路GD1和GD2可占有更大的面积，故扫描线驱动电路的耐压不需要特别地比其它元件(数据线驱动电路和象素晶体三极管等)更大，所以如后所述，当将象素晶体管和驱动电路形成在同一基片上(单片上)时，可用同一工序(栅极绝缘膜厚度等)制作，而无需损害其他元件的性能(为了同扫描线驱动电路配合而提元件耐压，使栅极绝缘膜变厚会降低晶体管的驱动功率)，进而可降低其成本。
在本实施例中，由于基本上为＂栅＋源线反转＂驱动，向各数据信号线SLm交替写入正极性数据和负极性数据，且在每一信息组期间内向一根数据信号线SLm写入同一极性的数据，所以可以用操作电源电平不同的两个数据线驱动电路SD1和SD2向数据信号线SLm供给数据。若如此因为数据线驱动电路SD1和SD2的输出电压范围较小，故可以实现低耐压化，以降低成本。所用的数据线驱动电路的构成，与后述第4实施例中所用的数据信号线驱动电路的构成相同。
这时，每一信息组期间的数据信息线电源电平VCC1/VEE1和VCC2/VEE2之间的切换，如图5所示，可用电源切换电路PSW切换两个数据线驱动电路SD1和SD2的操作电源电平。而且对于这种构成，各数据线驱动电路SD1和SD2的脉冲调制频率亦可仅为常规的1/2。
对于上述场合，每一信息组期间的数据信号线SLm的电源电平VCC1/VEE1和VCC2/VEE2间的切换，如图11所示，还可通过图象数据的垂直同步信号等用分别设置在数据信号线SLm和两个数据线驱动电路SD1和SD2之间的开关电路SEL完成。对于这种构成，各数据线驱动电路SD1和SD2的脉冲调制频率亦可仅为常规时的1/2。但是，这需要设置与显示位置相组合的某种显示位置调整电路(未示出)，例如各数据线驱动电路SD1和SD2上的一象素部分的延迟电路，或是可使输入至该数据线驱动电路SD1和SD2的图象信息推迟的延迟电路。图12示出了本发明的第二实施例所涉及的图象显示装置的另一构成实例。在图12中各象素配置成矩阵状，配置有每象素列两根一组的数据信号线SL1m和SL2m和每象素行一根的扫描信号线GLn，且各象素交替连接在两根一组的数据信号线SL1m和SL2m上。而且两根一组的数据信号线SL1m和SL2m分别输入正极性数据和负极性数据以供显示。在图12中，虽然未示出有辅助电容Cs，根据需要可以附加上。这一构成与图5所示的构成实例相似，用在每一信息组期间，仅向一数据信号线SL1m和SL2m写入相同极性的数据，故可以抑制数据信号线的充放电电流。
由于本实施例基本上为＂帧＋栅线反转＂驱动，所以如图13所示，也可以进行相对电极的交流驱动。这样，通过向相对电极COMMON上提供与数据信号线DATA的极性相反的电压，便可以用较小的信号线振幅进行显示。这时，由于减少了数据信号线的振幅，故可以整体性地减少驱动相对电极所产生的电功率消耗。
已有技术中的＂帧＋栅线反转＂驱动，必需按每一水平线向各数据信号线写入相反极性的数据。因此，在图象是例如TN(扭转向列)模式中，用常白显示模式连续显示黑数据时，由于在各水平线扫描期间有较大的充放电电流流过，而会使电流消耗增大。
与此相反，在上述构成中有两组数据信号线SL1m和SL2m，而每一数据信号线在每一半帧期间可以仅写入正极性数据和负极性数据中的一种。而且在下一半帧时，可通过使在数据信号线SL1m和SL2m上写入的数据极性反转，实现帧反转。因此，即使在可能进行可以抑制数据信号线的振幅的相对电极的反转驱动的＂帧＋栅线反转＂驱动，也可以抑制数据信号线的充放电电流，有效地降低电功率消耗。
虽然也可以选择一根扫描信号线GLn，但在本构成中，因为各数据信号线SL1m和SL2m沿列方向每隔一个地与象素相连接，故即使同时驱动与不同的数据信号线相对应的两根扫描信号线GLn，也不会有显示上的障碍。
如上所述，本发明实施例基本上为＂帧＋栅线反转＂驱动，由于每一个半帧期间仅向一数据信号线SL1m或SL2m写入同一极性的数据，所以可以用操作电流电平不同的两个数据线驱动电路SD1和SD2向数据信号线SL1m和SL2m供给数据。这样，因数据线驱动电路SD1和SD2的输出电压范围较小，故可以实现耐压化，进而降低其成本。
这样，每一半帧期间数据信号线电流电平VCC1/VEE1和VCC2/VEE2间的切换，可如图14所示，利用电源切换回路PSW来切换两个数据线驱动电路SD1和SD2的操作电源电平。
而且，每一个半帧期间数据信号线电源电平VCC1/VEE1和VCC2/VEE2间的切换，亦可如图15所示，通过图象数据的垂直周期信号等用分别设置在数据信号线SL1m和SL2m与两个数据线驱动电路SD1和SD2间的开关电路SEL完成。图16示出了本发明第3实施例所涉及的图象显示装置的另一构成实例。在图16中，各象素配置成矩阵状，按每象素列配置一根数据信号线SLm和按每象素行一根配置扫描信号线GLn。各数据信号线SLm用来交替写入正极性数据和负极性数据，由操作电源电平不同的两个数据线驱动电路SD1和SD2向各数据信号线SLm输入数据，且在每一个半帧期间数据信号线SLm电源电位VCC1/VEE1和VCC2/VEE2间的切换，可以用两个数据线驱动电路SD1和SD2的操作电源电位间的切换来实现。
图17为本实施例所涉及的图象显示装置的另一构成实例。在图17中，各象素配置成矩阵状，并按每象素例配置一根数据信号线SLm和按每象素行配置一根扫描信号线GLn。数据信号线SLn依次写入正极性数据和负极性数据，由操作电源电位不同的两个数据线驱动电路SD1和SD2对各数据信号线SLm供给数据，而且每一半帧期间数据信号线的电源电位VCCL/VEEL和VCC2/VEE2间的切换可以通过图象数据的垂直周期信号等，由分别设置在数据信号线SLm同两个数据线驱动电路SD1和SD2之间的开关电路SEL实现，以供给显示。
在图16和图17所示的构成中虽然没有示出辅助电容，但是根据需要也可以附加上。
上述两种构成均为＂帧＋源线反转＂驱动，同图5所示的构成实例相类似，因为在每一半帧期间向一数据信号线SLm写入同一极性的数据，所以可以抑制数据信号线的充放电电流。
对于上述构成，由于是＂帧＋源线反转＂驱动，故和基本的＂帧＋栅线反转＂驱动一样，不仅进行相对电极的交流驱动。而且如图18所示，使相对电极依次交错连接到各象素列上，使两个相对电极COM1和COM2反转驱动，亦可获得同样的效果。这时尽管由于驱动相对电极COM1和COM2会产生电功率消耗，但由于数据信号线SLm和扫描信号线GLm的电功率振幅较小，故可减小作为整体的电功率的消耗。
具体地说就是如图19所示，在向数据信号线SL输入正极性的图象信号期间，通过在相应的公共的电极线(其走向与数据信号线相平行)上叠加负极性信号；而在向数据信号线SL写入负极性图象信号期间，在相应的公共电极线上叠加正极性信号，实现驱动。
另外，相对电极驱动电路由利用同步信号使输出反转的逻辑电路和将该输出信号放大的振幅的缓冲电路构成。
另外，各实现例不仅适用于将象素阵列和扫描线驱动电路及数据线驱动电路形成在不同基片上的液晶显示装置，而且还适用于将这两个驱动回路中的一个或两个与象素阵列形成在同一基片上的驱动电路一体化的液晶显示装置。
作为上述基片可以用形成在透明基片上的单晶或多晶硅膜。这时，单晶或多晶硅膜晶体管的高迁移率，对实现本发明构成实例中的各驱动电路是有效的。而且，为了实现基片上无电位，可最大限度地利用自由改变电源(DC)电平的薄膜晶体管的特性。
在各实施例中，用来供给各驱动电路的若干个电源电压组件，亦可与上述驱动电路构成在同一基片上。
以上是根据上述的构成方式来说明减少电力消耗的方法的，但也可以根据需要适当把变更上述各实施例或将其组合起来使用。下面根据图20至图31说明本发明的第四实施例。
本实施例所涉及的图象显示装置，是有源矩阵驱动方式的液晶显示装置。如图20所示，它具有象素阵列和扫描信号线驱动电路2和数据信号线驱动电路3、4。象素阵列1上垂直交差配置有若干扫描信号线GLj、GLj＋1……和若干数据信号线SLi、SLi＋1……。通过将象素与逐个地把配置在由相邻扫描信号线GL、GL和相邻数据信号线SL、SL所围起的区域中使象素5整体上配置成矩阵状。
象素5具有开关元件6和象素电容7。开关元件6可以由MOS型的FET构成，其栅极与扫描信号线GL(GLj、GLj＋1……)相连接。虽象素电容7在图中未示出，但与在已有技术部分中说明的液晶电容[见图4(b)]，作为液晶元件的液晶电容和辅助电容构成，其中的液晶电容与已有技术相同。这就是说，象素5与前述的已有技术中的图象显示装置中的象素的构成相同，且操作也相同。
数据信号线驱动电路3、4配置在象素阵列1的两侧，并分别通过模拟开关8、9与各数据信号线SLi、SLi＋1……的一端或另一端相连。在数据信号线驱动电路3上加有作为正极电位的VCC1和作为负极电位的VEE1而在数据信号线驱动电路4上加有作为正极电位的VCC2和作为负极电位的VEE2。
可设定上述电源电压VCC1、VEE1、VCC2和VEE2间的关系为VEE2＜VCC2＜VEE1＜VCC1。而且，该电流电压VEE1、VCC2和VEE2与作为液晶阈值电压的VT、作为液晶饱和电压的VS、作为前述开关元件6的阈值电压Vth之间，满足VCC1＝VS＋Vth＋VONVEE1＝VT＋Vth＝VOFFVCC2＝-VT＋Vth＋VONVEE2＝-VS＋Vth－VOFF上式中的VON、VOFF分别模开关8、9的临界接通电压和临界截止电压。
可用＂帧＋源线反转＂驱动法使数据信号线驱动电路3、4操作。具体地说就是数据信号的驱动电路3，通过使加到在后述的脉冲调制电路13-15、17等中的栅极电路上的电压(电源电压)为电源电压VCC1、VEE1，输出正极性图象信号。类似的，数据信号驱动电路4通过使加到栅极度电路上的电压为电源电压VCC2、VEE2输出负极性图象信号。即通过使栅极电路的操作电压范围变为不同的可用数据信号线驱动电路3、4分别取得范围不同图象信号，并送入到数据信号线SLi、SLi＋1……上。
上述数据信号线驱动电路3、4并不仅限于这种面板脉冲调制保持型，亦可以为驱动脉冲调制保持型或是数字驱动型。所谓面板脉冲调制保持形式是用数据信号线SLi、SLi＋1……直接传送脉冲调制后的图象信号，而所谓驱动脉冲调制保持型，是将脉冲调制后的图象信号送入数据存储器，经放大器放大后而输入绐数据信号线。至于数字驱动型是利用数字图象信号选择可输出若干离散的电压的电源中的一个，并向与其相连接的数据信号输入图象信号。
如图21所示，采用面板脉冲调制同步方式的数据信号线驱动电路具有移位寄存器11，锁存电路12…脉冲调制电路13…，移步寄存器11可对图中未示出的起动脉冲相应于定时信号的前沿或后沿进行同步移位以输出移位脉冲。作为脉冲调制组件的脉冲调制电路13，为可对经过锁存电路12的移位脉冲进行同步开关的开关电路，在移位脉冲使锁存电路闭锁时便向数据信号线SLi、SLi＋1……供给图象信号。
如图22所示采用驱动脉冲调制同步方式的数据信号线驱动电路由移位寄存器11、锁存电路12…，脉冲调制电路14…，15…，脉冲调制电容Csamp…，保持电容Chold…，放大器16等组成。
作为由模拟开关构成的脉冲调制组件的脉冲调制电路14、15互相串联连接，脉冲调制电路14同经过锁存电路12的移位脉冲同步开或关，而脉冲调制电路15同数据传送信号TFR同步开或关。
作为保持组件的脉冲调制容量Csamp配置在脉冲调制电路12的输出侧，用以蓄存由脉冲调制电路14脉冲调制过的数据(图象信号)。而且，作为保持组件的保持电容Chold配置在脉冲调制电路15的输出端并用以蓄存通过脉冲调制电路15由脉冲调制电容Csamp传送来的数据(图象信号)。作为放大组件的放大器16配置在此保持电容Chold更靠后的位置上。
如图23所示，放大器16包括有晶体管TR1～TR7和电容C，且晶体管TR1、TR6分别由给定电压Vb1、Vb2偏置。该放大器16的前级是由p沟道MOS晶体管型的晶体管TR2、TR3和n沟MOS晶体管型的晶体管TR4、TR5构成的对称电路，后级是由n沟道MOS晶体管型的晶体管TR7构成的源极跟随器，它是一种缓冲放大器。
采用数字驱动方式的数据信号线驱动电路如图24所示，它包括有移位寄存器11…，锁存电路12…，脉冲调制电路17…，数字缓冲器18…。作为脉冲调制组件的脉冲调制电路17，与经过锁存电路12的移位脉冲同步开或关数字型图象信号。
如图25所示，数字缓冲器18包括译码器19和模拟开关20…。译码器19通过对由脉冲调制电路17脉冲调制过的数字图象信号的各2进制数位S1～S3的不同组合，产生8个选择信号。作为选择组件的模拟开关20…根据译码器19输出的选择信号，分别将从图中未示出的电压源输出的离散电压V1～V8中选出一个加在数据信号线SL上。为了选取液晶透射率间隔均等分布的8个电平，需将上述电压V1～V8设定与这些电平(电位)相对应的一个电平上。
模拟开关8、9响应信号线驱动电路3、4和输出根据外部信号通过在每半帧内切换导通、非导通切换一次，从而将数据信号线驱动电路3、4的输出有选择地连接到相邻的两个数据信号线SL(奇数列)、SL(偶数列)中的一根上。这些模拟开关8、9，通常可选择彼此不同的数据信号线SL。
具体地讲，模拟开关8、9可构成为如图26或29所示的选择电路26、42的一部分。这种模拟开关8、9可适用于前述的面板脉冲调制保持型、驱动脉冲调制保持型和数字驱动型的数据信号线驱动电路3、4。
如图26所示作为切换组件的选择电路26，可由模拟开关8(9)，移位寄存器11和反相器24、25构成。
模拟开关8(9)由n沟道晶体管21～23构成作为第一开关元件的n沟道晶体管21可在其导通时读取图象信号，作为第二开关元件的n沟道晶体管22、23通过每个半帧状态反转时向栅极提供往往是彼此不同的半帧切换信号FR1、FR2，从而可以交替地导通、截止。借此，n沟道晶体管22、23便可以响应半帧切换信号FR1、FR2使来自n沟道晶体管21输出的图象信号，轮流地加在数据信号线SLi、SLi＋2……(奇数列)或数据信号线SLi＋1、SLi＋3……(偶数列)中的一组上。
反相器24、25互相串联连接，并同移位寄存器11一起配置在数据信号线驱动电路3、4内。这些反相器24、25可增大移位寄存器11输出的输出容量，并把移位寄存器11输出的移位脉冲作为控制信号加在n沟道晶体管21的栅极上。
选择电路26的上述构成虽然可构成面板脉冲调制保持型的电路，但是在适用于驱动脉冲调制保持型的情况下，可按如图27(a)或(b)所示那样，在放大器16之后配置n沟道晶体管21、22、23。在图27(b)中的WE(写有效)为写入时间设定信号。而在数据驱动型电路中采用选择电路26时，可按如图28所示那样在模拟开关20之后配置n沟道晶体管22、23。
如图29所示，作为转换组件的选择电路42亦可以形成为面板脉冲调制同步型的电路，而由模拟开关8(9)，移位寄存器11和反相器34～41构成。
模拟开关8(9)可由所谓的传输门型CMOS晶体管31～33构成。作为第一开关元件的CMOS晶体管31由并联的n沟道晶体管31a和n沟道晶体管31b构成，以便将所读取的图象信号传送到作为第二开关元件的CMOS晶体管32、33中。
对于CMOS晶体管32，在n沟道晶体管32a的栅极上输入半帧切换信号FR1，在p沟道晶体管32b的栅极上输入半帧切换信号FR2。对于CMOS晶体管33b的栅极上，分别输入与CMOS晶体管32相反的半帧切换信号FR1、FR2。从而使CMOS晶体管32、33，将在不同的定时时间里导通截止。
反相器34～36互相串联连接，并同移位寄存器11一起配置在数据信号线驱动电路3、4内，反相器37～39和反相器40、41分别配置在自反相器36输出端子处分路的路径上。反相器39的输出端子与n沟道晶体管31a的栅极相接，反相器41的输出端子与p道晶体管31b的栅极相接。即通向n沟道晶体管31a的信号通路上设有偶数个反相器34～39，通过p沟道晶体管31b的信号通路上设有奇数个反相器34～36、40、41。
由上述反相器34～41构成的电路，具有与前述反相器24、25相同的功能，在n沟道晶体管31a的栅极和p沟道晶体管31b的栅极上分别加上极性相反的控制信号(栅极电压)。这样，CMOS晶体管31将同时处于导通、截止状态。通过个导通可以读取图象信号，通过由根据半帧切换信号FR1、FR2而产生的不同的定时导通的CMOS昌体管32、33，将这一图象信号交替地送入数据信号线SLi、SKi＋1上。
在选择电路42中，由于采用了CMOS晶体管31～33，使低电位侧图象信号通过n沟道晶体管31a～33a，并使高电位侧图象信号通过P沟道晶体管31b～33b，所以可以在由低电位侧至高电位侧的较大范围内读取图象信号。因此可以获得高质量的的图象显示。
因为由选择电路26中，是利用n沟道晶体管21获得图象信号的，所以选择电路26由晶体管22、23分成两个系统，所以仅控制基本的n沟道晶体管21即可以实现数据对信号线驱动电路3、4侧的模拟开关8、9的控制。图象信号的获取，即使在原有的结构构成中也是用象n沟道晶体管21那样的开关元件来实现的，所以只需在这种构成上添加新的n沟道晶体管22、23，即可以构成选择电路26。这对选择电路42也同样适用。
由上述选择电路26、42和数据信号线驱动电路3、4进行的每半帧一次的信号极性切换，可按下述方式进行。例如，在一显示半帧(数据显示期间)中数据信号线SLi通过连接在数据信号线驱动电路3上写入正极性数据，相邻的数据信号线SLi＋1通过连接到数据信号线驱动电路4上写入负极性数据。而在下一显示半帧时，数据信号线SLi通过连接到数据信号线驱动电路4获得负极性数据，数据信号线SLi＋1通过连接到数据信号线驱动电路3获得正极性数据。
然而，在上述构成中，为了与每半帧的显示位置相适应必需有某种显示位置调整电路(图中未示出)例如，数据信号线驱动电路3的第一次输出应输出到显示帧的数据信号线SL1或数据信号线SL2上，因此，数据信号线驱动电路3的第一次输出和数据信号线驱动电路4的第一次输出定时信号，需要按每帧的前后顺序，必需通过使定时信号一致调整显示位置。
作为显示位置调整电路可以举出例如配置在各数据信号线驱动电路3、4之内的每象素一个的延迟电路，使向数据信号线驱动电路3、4的图象信号延迟的外部延迟电路等。此外，连加在移位寄存器上的时钟信号或是起动脉冲发生变化时都能适应。
在本图象显示装置中的各种开关元件等，也可以使用图30所示的硅薄膜晶体管。而这种硅薄膜晶体管可以是多晶硅薄膜晶体膜(以下称P-Si薄膜晶体管)，由形成在作为绝缘基片的玻璃基片51上的晶硅薄膜(以下称P-Si薄膜)52上的具有MIS(金属～绝缘体半导体)场效应晶体管形成结构构成。
在P-Si薄膜52上，通过作为栅极绝缘膜的二氧化硅膜53形成有栅极54，并在P-Si薄膜52中除通过对覆盖在栅极54之外的区域注入杂质离子，形成源极55和漏极56外，再覆盖住二氧化硅膜53中栅极54后形成作为层间绝缘膜的氮化硅膜57，且从在氮化硅膜57的间隙中形成，分别通到源极55和漏极56的金属配线58、58。
作为硅薄膜从可以整体形成驱动电路和从为了实现低的工艺温度而使用低加工温度的作为绝缘基片的便宜的玻璃基片51这一角度看，虽然用上述的多晶硅薄膜52，但并不仅限于此，就是采用单晶硅薄膜或非晶硅薄膜也可获得同样的效果。而且，薄膜材料亦不仅限于硅，也可以使用锗、硅锗合金或其它的化合物半导体(Zns等)。
在本实施例中，采用的是基本的＂帧＋源线反转＂驱动方法。因而可以对数据信号线SLi、SLi＋2…写入正极性数据，对数据信号线SLi＋1、SLi＋2…写入负极性数据，从而交替地进行数据写入。因此，通过在半帧期间内仅向一根数据信号线SLi写入同一极性的数据的方式，可用电源电压电平不同的两个数据信号线驱动电路3、4，分别向各数据信号线SLi、SLi＋1…提供各自极性的数据。
因此在本实施例中，由于可以仅用输入的一种极性的信号进行显示，所以可仅供给低于液晶驱动电压(准确地说是液晶饱和电压-液晶阈值电压)范围内的电压，进而可以减小数据信号线驱动电路3、4的输出电压的范围。下面通过使本实施例同已有技术中的实例的对比来说明这一点。
在已有技术中的实例的驱动方法中，模拟开关8、9导通时和截止时所需的数据信号线驱动电路3、4的电源电压分别如下式所示。
截止时 -VS＋Vth－VOFF导通时 +VS＋Vth＋VON由上两式可求出电源电压的最大振幅为2VS＋(VOFF＋VON)(1)在上式中VT液晶阈值电压VS液晶饱和电压Vth开关元件6的阈值电压VOFF开关元件6的临界截止电压
VON开关元件6的临界导通电压在本实施例的驱动方法中电源电压可用下式表示导通时VT＋Vth－VOFF(＝VEE1)截止时VS＋Vth＋VON(＝VCC1)由上两式可求出电源电压的最大振幅为VS－VT＋(VOFF＋VON)(2)举例来说，若在式(1)和式(2)中，液晶阈值电压为2V，饱和电压为7V，则采用原有的驱动方法时所需电压的范围为14V(若VOFF、VON均为1V时为16V)，采用本实施例时该范围为5V(若VOFF、VON均为1V时，为7V)。
即如图31所示，在已有技术的实例中由于需要将从-VS至+VS范围内的电压加在液晶上，故电压振幅会比较大。与此相反，若采用本实施例仅需在由+VT至+VS的正极侧范围内和由-VT至-VS的负极侧范围内的电压加在液晶上，故电压的振幅比已有技术中的实例的电压振幅要小。
对于5、6型VGA(480×640×RGB)型液晶显示装置，设液晶阈值2V，饱和电压为7V，则在栅极反转和源线反转时，对由最不利数据(消耗电功率最大的图象数据)和阶梯状数据所求出的计算值(在两个半帧期间内的充放电电荷量)的结果示在下表中。通过比较这两个最不利值，可以看出来用源线反转时最大消耗电功率约为采用栅极反转时最大消耗电功率的36％(若与栅极反转＋公共反转相比，大约为其56％。
表1
因此，可以降低数据信号线驱动电路3、4的驱动电压，其结果是它不仅可以降低图象显示装置的电功率消耗，而且还可使各构成组件低耐压化。特别是对于近年来开发出的驱动单片结构(象素开关和驱动电路形成在同一在板上)的图象显示装置(特别是透射式显示装置)，由于构成驱动电路的元件也是薄膜晶体管，所以它比单晶基片上的元件的耐压性要低故更适合采用上述低电压驱动的电路。
在本实施例中，虽然对于移位寄存器11的一次输出，对应着一根数据信号线SL，但是如同象处理彩色计算机图象的场合一样，为了同时脉冲调制RGB信号时，也可以对应移位寄存器11的一次输出，对应若干根(在RGB时为3根)数据信号线。下面依据图20、图32至图37来说明本发明的第5实施例。在本实施例中的若干构成组件，与前述第4实施例中的相应构成组件具有同样的功能，它们已用同样的标号示出，并省略了相应的说明。
在本实施例所涉及的图象显示装置中，作为图20示出的模拟开关8、9采用图32或图35所示的结构构成。这种模拟开关适用于面板脉冲调制保持型的数据信号线驱动电路，但对驱动脉冲调制保持型和数字驱动型也同样适用。
如图32所示，作为变换组件的选择电路67可由模拟开关8(9)，移位寄存器11，与非门63，64和反相器65，66构成。
模拟开关8(9)由作为开关元件的n沟道晶体管61、62构成。与非门63、64和反相器65、66配置在数据信号线驱动电路3、4内，并根据由移位寄存器11输出的移位脉冲控制着模拟开关8(9)的操作。
与非门63、64的一个输入端用于输入移位寄存器11的移位脉冲。与非阂63的另一输入端子用于输入半帧切换信号FR1，与非门64的另一输入端子用于输入半帧切换信号FR2。反相器65、66的输入端子分别连接着与非门63、64的输出端。n沟道晶体管61、62的栅极分别连接在反相器65、66的输出端上，且在源极输入图象信号。
在上述构成中，可根据作用在栅极电路上的由移位寄存器11输出的移位脉冲和半帧切换信号FR1、FR2的逻辑与(由反相器个数确定的逻辑或)，来使两个n沟道晶体管61、62中的一个导通。通过这种导通的交替进行，便可以将由n沟道晶体管61、62读取的图象信号，交替地提供给数据信号线SLi、SLi＋1。
上述选择电路67的上述构成，虽然是作为一种面板脉冲调制保持型的电路，但是在用于驱动脉冲调制保持型电路的场合，如图33所示，在放大器16之后配置n沟道晶体管22、23。这种n沟道晶体管22、23，可通过输入有负逻辑写入时间设定信号/WE，负逻辑半帧切换信号/FR1、/FR2的或非门68、69，来实现ON/OFF控制。当在数字驱动型回路中采用选择回路67时，如图34所示，将译码器19的一个输出分成两个，并分别输入与非门63、64。而且，通过n沟道晶体管61、62兼用作模拟开关20，与可供给电压V1～V8的各电源线相连接。
如图35所示，作为变换组件的选择回路83构成面板脉冲调制保持型电路，它由模拟开关8(9)，移位寄存器11，反相器73×78，或非门79、80和与非门81、82构成。反相器73～78，或非门79、80和与非门81、82配置在数据信号线驱动电路3、4内。
作为开关元件的CMOS晶体管71由n沟道晶体管71a和p沟道晶体管71b并联而成。作为开关元件的CMOS晶体管72由并联的n沟道晶体管72a和p沟道晶体管72b构成。
反相器73～75互相串联连接，反相器76、77和反相器78分别配置在自反相器75的输出端处分路的通路上。反相器77的输出端子与或非门79、80的一个输入端相连，反相器78的输出端与与非门81、82的一个输入端相接。而且由或非门80和与非门81的另一输入端输入半帧切换信号FR1，由或非门79和与非门82的另一输入端输入半帧切换信号FR2。
CMOS晶体管71的n沟道晶体管71a的栅极连接在或非门79的输出端上。在p沟道晶体管71b的栅极连接在与非门81的输出端上。CMOS晶体管72的n沟道晶体管72a的栅极连接在或非门80的输出端上，p沟道晶体管72b的栅极连接在与非门82的输出端上。
若采用这种构成，或非门79、80和与非门81、82，根据极性相反的反相器77的输出信号、反相器78的输出信号和半帧切换信号FR1、FR2使CMOS晶体管71、72交替导通。而且，由CMOS晶体管71、72获得的图象信号，根据不同的定时每半帧交替地在数据信号线SLi、SLi＋1上提供一次。
即使在本实施例中，通过模拟开关8、9的操作，与第一实施例一样，将相邻的数据信号线SLi、SLi＋1每半帧切换连接在数据信号线驱动电路3、4上一次。
为了使选择电路67可通过n沟道晶体管61、62直接获取图象信号，虽然需要对两个晶体管61、62分别控制，需要构成专用的控制电路，但是通过使开关元件的数目减少和最低限度将具有下述的优点，由于在图象信号即输入数据信号线SLi、SLi＋1的图象信号之前通过的开关元件分别为一个n沟道晶体管61、62，所以同第二实施例中的选择回路26、42相比，可以使这两个晶体管61、62导通时的阻抗较小。对于选择电路83来说也是如此。
由于本实施例采用的是基本的＂帧＋源线反转＂驱动，所以同第4实施例一样，可以用电源电压电平不同的两个数据信号线驱动电路3、4，向数据信号线SLi、SLi＋1…分别提供各自所需极性的数据，由于数据信号线驱动电路3、4的输出电压范围较小，故可以降低驱动电压，减少电功率消耗并可使元件低耐压化。
虽然在图35所示的选择回路83中采用的是在模拟开关8(9)之前配置或非门79、80和与非门81、82的构成，但是作为另外一种变换组件，也可以采用图36所示的选择电路101，即将与非门91、92配置在移位寄存器11之后。
在这种构成中，与非门91、92的一个输入端输入由移位寄存器11提供的移位脉冲，而另一输入端分别输入半帧切换信号FR1、FR2，通过跟随在与非门91、92之后，中途分路的反相器93～99便可以控制CMOS晶体管100、100。
此外还可以按如图37所示，那样在选择电路103(变换组件)中设置其他系统的移位寄存器11a、11b。在这种构成中，设置有取代与非门91、92的反相相102、102。而且若不向切换模拟开关8(9)的数据信号线SL一侧的移位寄存器11a输入定时信号或起动脉冲，便不再需要半帧切换信号FR1、FR2。
而且在本实施例的图象显示装置中，为了使每帧显示位置相吻合，需要配置显示位置调整电路。以下依据图38说明本发明的第6实施例，本实施例中的若干构成元件，与前述第4实施例中的相应构成元件具有相同的功能，在这用同一标号表示并省略了相应的说明。
如图38所示，本实施例所涉及的图象显示装置包括象素阵列1、扫描信号驱动电路2、数据信号线驱动电路3、4以及电源切换电路111。
数据信号线驱动电路3、4利用通过电流切换电路111所加的电源电压VCC1、VEE1和VCC2、VEE2而操作。数据信号线驱动电路3、4由形成在绝缘基片(玻璃基片)上的薄膜晶体管(图30)构成。数据信号线驱动电路3、4可以是前述的面板脉冲调制保持型的驱动脉冲调制保持型的，也可以是数字驱动型的。
电流切换电路111通过在每半帧切换的外部信号(未示出)交替切换输出电源电压VCC1、VEE2和电源电压VCC2、VEE2。电源切换电路111内装在象素阵列和驱动电路一体形成在基片上的图象显示模块上。这样，由于可减少向该模块输入用的信线、电流线的数目，故可以使接口简化，并可使系统小型化。而且，即使将电源切换电路111配置在上述模块的外部，也不会损坏该图象显示装置原有的功能。
在用上述构成进行显示时，例如在一显示半帧中，一数据信号线SLi与数据信号线驱动电路3相连接而写入正极性数据，而相邻的数据信号线SLi＋1与数据信号驱动电路4相连接而写入正极性数据。而且在下一显示半帧中，当数据信号线驱动电路3、4的电流电压，由电流切换电路111切换时，随之定时信号和图象信号的电平亦被切换。这样，可分别向数据信号线SLi、SLi＋1写入与前一半帧极性相反的数据。
由于本实施例采用的是基本的＂帧＋源线反转＂驱动，所以和第4实施例相同，也可以用电源电压不同的两个数据信号线驱动电路3、4向数据信号线SLi、SLi＋1分别提供具有极性的数据，因此可减小数据信号线驱动电路3、4的输出电压的范围，降低电力消耗，并可使各元件低耐压化。
在本实施例中，由于数据信号线驱动电路3、4是由形成在绝缘基片上的薄膜晶体管构成的，所以没有对基片的电容且负荷较小。对于一般的集成电路，在基片和配线电极间存在有寄生电容，用电源电压切换时会改变接地电位，所以会因该寄生电容的存在而在瞬间有大电流流过，增大切换操作的负载，因此如上所述，因不存在以基板电容，故不仅可以高速进行电源电压的切换，还可以降低电源电压切换所产生的干扰。
而且在本实施例中因数据信号线SL的连接是固定的，故不再需要在前述第4和第5实施例中所必需的那种显示位置调整电路。下面依据图39和图40说明本发明的第7实施例。在本实施例中的某些构成元件和前述第4和第6实施例中的相应元件具有同样的功能，在此用相同标号示出并省略了相应的说明。
如图39所示，本实施例所述及的图象显示装置包括象素阵1、扫描信号线驱动电路2、以及数据信号线驱动回路3、4，这基本上与第4实施例中的图象显示装置的构成相同，但在本图象显示装置中，是将数据信号线驱动电路4相对于象素阵列1，配置在与数据信号线驱动电路3相同的一侧，这和第4实施例的结构不同。而且，模拟开关9也随之配置在数据信号线驱动电路3的一侧。
在另一方面，本实施例所涉及的另一种图象显示装置如图40所示，包括象素阵列1、扫描信号线驱动电路2、数据信号线驱动电路3、4，以及电源切换电路111，这点和第6实施例中图象显示装置的构成基本相同。但在本图象显示装置中，数据信号线驱动电路4也是相对于象素阵列1配置在与数据信号线驱动电路3相同的一侧，这点和第6实施例的结构构成不同。
对于上述两图象显示装置，虽然由不同的电源电压操作的数据信号线驱动电路3、4相邻配置，但也可以根据需要按更复杂的方式配置。与此相比，因数据信号线驱动电路3、4是由基片和无沟槽的薄膜晶体管构成的，故可更容易实现前述配置。
如此，通过使两个数据信号线驱动回路3、4配置在象素阵列的同一侧面，可以使由作信号供给源的电路(未示出)至数据信号线驱动电路3、4间的信号引导线大体相等，从而可以消除因向两驱动电路3、4传输信号时引起漂移，即不一致。而且，为使图象显示装置大图面化，为了补偿信号延迟和数据信号线驱动电路3、4的驱动力的不足，需要由数据信号线SLi、SLi＋1的两侧输入数据信号。如果在象素阵列1的网路两侧，配置上述的和与其类似的两个数据信号线驱动电路3、4，则即使是对于这种情况，也可以用数据信号线驱动电路3、4进行驱动。
虽然以上就降低电功率消耗技术和降低驱动电压技术举例作为说明，其构成是基本的，但是即使对上述第4至第7实施例按需要进行改变或将其组合使用，也不会产生任何妨碍。虽然上述各实施例是以有源矩阵型液晶显示装置为例说明的，但并不仅限于此，它们不仅适用有源矩阵驱动方式的显示装置，也适用于其它显示装置。作为其它显示装置，例如可以举出等离子显示装置，LED显示装置、EL显示装置等等。
权利要求
1.一种配置成矩阵状的用于显示的象素的有源矩阵型图象显示装置，其特征在于包括按每列象素形成一根的数据信号线，按每行象素两根一组形成的扫描信号线构成的扫描信号线对，向数据信号线供给数据信号的数据线驱动组件，和把通过读入的数据信号选择象素的扫描信号供给扫描信号线对的扫描线驱动组件；构成上述扫描信号线对的每对两根的扫描信号线，分别编入第一和第二扫描信号线组，与属于上述第一组的扫描信号线相连接的各象素连接在上述奇数列的数据信号线上，与属于上述第二组的扫描信号线相连接的各象素连接在上述偶数列的数据信号线上，在一次垂直显示期间，分别向上述数据信号线组按奇数列和偶数列输入相反极性的数据信号，而在下一垂直显示期间，分别输入与前一垂直显示期间极性相反的数据信号。
2.如权利要求1所述的图象显示装置，其特征在于由两根扫描信号线构成的上述扫描信号线时，在一次垂直显示期间分别由彼此不同的第一和第二电压电平进行振幅驱动，在下一垂直显示期间分别由第二和第一电压电平进行振幅驱动。
3.如权利要求1或2所述的图象显示装置，其特征在于两根扫描信号线构成的上述扫描信号线对在水平显示期间被同时选择。
4.如权利要求1所述的图象显示装置，其特征在于用于显示的上述象素至少由象素选择用开关元件、显示元件和辅助电容元件构成；上述辅助电容元件的一个电极与上述开关元件的一侧电极相连接，其另一侧电极和连接着上述开关元件的扫描信号线属于不同的扫描信号信号线对的扫描信号线相连接，而且，与同一扫描信号线相接的上述象素所具有的上述辅助电容元件的另一电极连接在同一扫描信号线上。
5.如权利要求2所述的图象显示装置，其特征在于上述扫描线驱动组件具有两个扫描线驱动电路，该扫描线驱动电路用各自不同的电源系统驱动。
6.如权利要求5所述的图象显示装置，其特征在于由两根扫描信号线构成的上述扫描信号线对分别通过开关元件与不同的上述扫描线驱动电路相连接，每当选择上述扫描信号线对时，是由上述开关元件交替切换连接到上述两个扫描线驱动电路中的另一个上面完成。
7.如权利要求1或6所述的图象显示装置，其特征在于上述数据线驱动组件具有两个数据线驱动电路，且该数据线驱动电路用彼此不同的电源系统驱动。
8.如权利要求7所述的图象显示装置，其特征在于上述数据信号线偶数列和奇数列分别连接到上述不同的数据线驱动电路上且该数据线驱动电路在每隔一个垂直显示期间交替切换驱动电源系统。
9.如权利要求7所述的图象显示装置，其特征在于上述数据信号线的偶数列和奇数列分别通过开关元件连接到上述不同的数据线驱动电路上，由该开关元件在每个垂直显示期间交替切换连接到上述两个数据线驱动电路中的另一个上次。
10.配置成矩阵状的用于显示的象素的有源矩阵型图象显示装置，其特征在于包括由每象素列两根一组的数据信号线构成的数据信号线对，每象素行一根的扫描信号线，用于向数据信号线供给数据信号的数据线驱动组件，用于向扫描信号线对供给根据写入的数据信号选择象素的扫描信号的扫描信号线驱动组件，构成上述数据信号线对的每对两根的数据信号线分别编入第1和第2数据信号线组，与属于上述第1组的数据信号线相连接的各象素连接在上述奇数列扫描信号线上，与属于上述第二组的数据信号线相连接的各象素连接在上述偶数列的扫描信号线上，在一次垂直显示期间，分别向上述数据信号线组输入相反极性的数据，而在下一垂直显示期间分别向其输入与前一垂直显示期间的极性相反的数据。
11.如权利要求10所述的图象显示装置，其特征在于用于显示的上述象素具有共用的相对电极，通过在垂直显示期间向与该扫描信号线相连接的上述象素提供与所连接的数据信号线极性相反的电压，使上述相对电极交流驱动。
12.如权利要求10或11所述的图象显示装置，其特征在于上述扫描信号线在水平显示期间仅一根扫描线被选择。
13.如权利要求10或11所述的图象显示装置，其特征在于上述扫描信号线在水平显示期间对各数列扫描信号线和偶数列扫描信号线各选择一根。
14.如权利要求10所述的图象显示装置，其特征在于上述数据线驱动组件具有两个数据线驱动电路，且该数据线驱动电路由彼此不同的电源系统驱动。
15.如权利要求14所述的图象显示装置，其特征在于由两根数据信号线构成的上述数据信号线对通过开关元件与彼此不同的上述数据线驱动电路相连接，且上述数据线驱动电路在每隔一个垂直显示期间交替切换驱动电源系统一次。
16.如权利要求14所述的图象显示装置，其特征在于两根数据信号线构成的上述数据信号线对通过开关元件与各自不同的上述数据线驱动电路相连接，且通过上述开关元件每个垂直显示期间交替切换连接到上述两个数据线驱动电路中的另一个上一次。
17.一种配置成矩阵状的显示图象的象素的有源矩阵型图象显示装置，其特征在于包括一个扫描线驱动组件，包含有两个数据线驱动电路的数据线驱动组件，按每一象素列形成一根的数据信号线，和按每一象素行形成一根的扫描信号线，上述两个数据线驱动电路分别用不同的电源系统驱动，且每一个垂直扫描期间交替切换驱动电源系统一次。上述数据信号线的偶数列和奇数列分别连接到不同的数据线驱动电路上，在一次垂直显示期间输入相反极性的数据，而在下一垂直显示期间分别向其输入与前一垂直显示期间极性相反的数据。
18.一种配置成矩阵状的显示象素的有源矩阵型图象显示装置，其特征在于包括一扫描线驱动组件，包含有两个数据线驱动电路的数据线驱动组件，按每一象素列形成一根的数据信号线，按每一象素行形成一根的扫描信号线，上述两个数据线驱动电路分别用不同的电源系统驱动，上述数据信号线的偶数列和奇数列分别通过开关电路连接着不同的数据线驱动电路，并用上述开关元件每个垂直显示期间切换连接到上述两个数据线驱动电路中的另一个上一次，以便在一次垂直显示期间向其输入相反极性的数据，并在下一垂直显示期间向其输入分别与前一垂直显示期间极性相反的数据。
19.如权利要求17或18所述的图象显示装置，其特征在于，上述象素的相对电极在沿列方向分配的同时，还分别同偶数列相对电极和奇数列相对电极互相连接而构成两相对电极，既在一次垂直显示期间分别向相对电极提供不同的电位，又通过在下一垂直显示期间向上述两个相对电极分别提供与前一垂直显示期间极性相反的电压进行交流驱动。
20.如权利要求17或18所述的图象显示装置，其特征在于上述扫描线驱动组件和上述数据线驱动组件中的一个或两个形成在与上述象素所在的同一基片上。
21.如权利要求20所述的图象显示装置，其特征在于构成上述扫描线驱动电路和上述数据线驱动电路的有源元件和作为上述象素构成元件的上述开关元件的部分或全部制作在形成在透明基片上的单晶薄膜或多晶硅薄膜上。
22.如权利要求20或21所述的图象显示装置，其特征在于用于使供给驱动上述扫描线驱动电路和上述数据线驱动电路中的之一或两者的电源组件制作在上述同一基片上。
23.如权利要求1或22所述的图象显示装置，其特征在于上述图象显示装置为液晶显示装置。
24.一种图象显示装置，其特征在于它包括配置成矩阵状并且用有源矩阵驱动进行显示的若干个象素与一行上述象素相连接的扫描信号线，与一列上述象素相连接的数据信号线，向上述扫描信号线提供扫描信号的扫描信号线驱动电路，使在每个所定的显示期间向上述数据信号线的偶数列和奇数列提供的图象信号反转的数据信号线驱动电路，在上述提供图象信号的同时由两系统设置并彼此为不同的电压电平的电源驱动的上数据信号线的偶数列和奇数列提供彼此不同极性的图象信号。在每个所定数据显示期间使对应上述数据信号线的偶数列和奇数列的数据信号驱动电路交替输入的变换组件，在上述的切换输入之前，将来自一个上述信号线驱动电路的图象信号提供给偶数列的上述信号线，并将来自另一个数据信号线的图象信号提供给奇数列的上述信号。
25.如权利要求24所述的图象显示装置，其特征在于切换组件与上述数据信号线驱动电路中的一个的输出公共端连接，并具有通过与成对的奇数列和偶数列的两个系统的开关元件，通过使两开关元件在每个预定数据显示期间交替导通一次，而实现上述数据信号线驱动电路同上述数据信号线间的连接。
26.如权利要求24所述的图象显示装置，其特征在于上述切换组件与上述数据信号线驱动电路中的一个的输出端相连接，并具有获得图象信号的第一开关元件、将由第一开关元件获得的图象信号加在两根上述数据信号线上的两个系统的第二开关元件，通过使第2开关元件在每个预定数据显示期间交替导通一次而实现上述数据信号线驱动电路和上述数据信号线间的连接。
27.如权利要求24所述的图象显示装置，其特征在于上述数据信号线驱动电路，上述变换组件和包含在上述象素中的有源元件的全部或其部分制作在绝缘基片上形成的单晶硅薄膜或多晶硅薄膜上。
28.如权利要求25或26所述的图象显示装置，其特征在于上述开关元件或上述第一和第二开关元件是由并联的n沟道晶体管和p沟道晶体管构成的CMOS型门电路。
29.一种图象显示装置，其特征在于它包括配制成矩阵状并且由有源矩阵驱动进行显示的若干个象素，与一行上述象素相连接的扫描信号线，与一列上述象素相连接的数据信号线，向上述扫描信号线提供扫描信号的扫描信号线驱动电路，通过两系统设置分别向上述数据信号线的偶数列和奇数列提供彼此不同极性的图象信号且在每个预定数据显示期间使在上述数据信号线的偶数列和奇数列上的图象信号的极性反转一次的数据信号线驱动电路，在每个预定显示期间使不同电压电平的两系统电源分别交替切换到上述数据信号线驱动电路上连接组件，上述数据信号线驱动电路和包含在上述象素中的有源元件的全部或其部分被制作在在绝缘基片上形成的单晶硅薄膜或多晶硅薄膜上。
30.如权利要求29所述的图象显示装置，其特征在于上述连接组件形成在上述绝缘基片上。
31.如权利要求24或29所述的图象显示装置，其特征在于两系统的上述数据信号线驱动电路由向数据信号线只提供其中一种极性的图象信号的电源电压驱动。
32.如权利要求24或29所述的图象显示装置，其特征在于上述数据信号线驱动电路具有以脉冲调制方式向上述数据信号线传送图象信号的脉冲调制组件。
33.如权利要求24或29所述的图象显示装置，其特征在于上述数据信号线驱动电路包括脉冲调制图象信号的脉冲调制组件，使由上述脉冲调制组件脉冲调制过的图象信号保持一段时间的保持组件，对由上述保持组件保持后的图象信号进行放大并传送到上述数据信号线中的放大组件。
34.如权利要求24或29所述的图象显示装置，其特征在于上述数据信号线驱动电路包括对表示图象信息的数字信号进行脉冲调制的脉冲调制组件，根据由上述脉冲调制组件脉冲调制过的数字信号选择若干个离散电压中的一个并将其传输到上述数据信号线的选择组件中的选择组件。
35.如权利要求24或29所述的图象显示装置，其特征在于两系统的上述数据信号线驱动电路一起配置在象素阵列的同一边侧上。
36.如权利要求24或29所述的图象显示装置，其特征在于上述各象素具有液晶元件。
全文摘要
本发明公开了一种图像显示装置，它可大量降低电功率消耗，并使元件低耐压化。从而可以抑制数据信号线(SL
文档编号G09G3/36GK1115535SQ9412074
公开日1996年1月24日 申请日期1994年12月24日 优先权日1993年12月24日
发明者久保田靖, 米田裕, 加藤宪一 申请人:夏普株式会社