显示装置及其驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示装置及其驱动方法，更详细地说，涉及抑制构成周边电路的晶体管的阈值电压的偏移的技术。
[0002]本申请基于2013年4月25日于日本申请的特愿2013 — 092425号主张优先权，将其内容引用于此。
【背景技术】
[0003]近年来，在有源矩阵型的显示装置中，所谓的单片电路技术已经普及，所述单片电路是在同一玻璃基板上形成像素用TFT (Thin Film Transistor:薄膜晶体管)以及周边电路用TFT，上述像素用TFT用于对像素注入电荷，上述周边电路用TFT构成用于驱动与像素用TFT连接的扫描线或信号线的驱动电路等周边电路。
[0004]这种显示装置所具备的驱动电路的作为输出晶体管使用的TFT的栅极电极被施加较高的电压应力。由于该电压应力，作为TFT的电特性之一的栅极阈值电压(以下称为“阈值电压”)偏移。由于电压应力而产生的TFT的阈值电压的偏移是由于电子被困在该TFT的栅极绝缘膜中。若构成驱动电路的TFT的阈值电压显著偏移，则有可能不能够将电荷充分地注入到像素中，显示装置的显示性能下降。
[0005]作为试图解决这种问题的现有技术，在特开2006 - 174294号公报(专利文献I)中记载有设置有用于调整TFT的阈值电压的偏移(变动、偏差)的背栅极的双栅极结构的TFT0根据该现有技术，基于预先通过实验求出的控制电压和阈值电压的关系，对背栅极施加与阈值电压的变动同极性的控制电压，从而调整TFT的阈值电压的变动。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:特开2006 - 174294号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的问题
[0010]然而，虽然根据专利文献I所记载的技术能够基于预先通过实验求出的控制电压和阈值电压的关系对TFT的阈值电压的偏移进行调整和补偿，但是，例如在其阈值电压的偏移量大的情况下，需要对背栅极施加高达几十V(伏特)的电压。而且，必须根据TFT的阈值电压的偏移程度调整施加到背栅极的电压。
[0011]本发明是鉴于上述问题完成的，其目的在于，提供能够减小构成驱动电路的晶体管的阈值电压的偏移、抑制显示性能的下降的显示装置及其驱动方法。
[0012]用于解决问题的方案
[0013]为了解决上述问题，本发明的一个方式是具有如下构成的显示装置，该构成具备:显示部，其包括排列成矩阵状的多个像素部；驱动部，其具有用于驱动与构成上述显示部的像素部连接的扫描线的输出晶体管；以及控制部，其在显示期间将用于使上述显示部显示图像的信号提供给上述驱动部，在显示中止期间控制上述输出晶体管的偏置状态，使得在上述显示期间升高了的上述输出晶体管的阈值电压的绝对值减小。
[0014]为了解决上述问题，本发明的一个方式是显示装置的驱动方法，该显示装置具备:显示部，其包括排列成矩阵状的多个像素部；驱动部，其具有用于驱动与构成上述显示部的像素部连接的扫描线的输出晶体管；以及控制部，其在显示期间将用于使上述显示部显示图像的信号提供给上述驱动部，上述驱动方法具有包括以下步骤的构成:上述控制部在显示中止期间控制上述输出晶体管的偏置状态，使得在上述显示期间中发生变动的上述输出晶体管的阈值电压的绝对值减小。
_5]发明效果
[0016]根据本发明的一个方式，能够抑制构成驱动电路的晶体管的阈值电压的偏移。
【附图说明】
[0017]图1是表示本发明的第I实施方式的显示装置的构成的一例的概略框图。
[0018]图2是表示第I实施方式中的移位寄存电路的构成的一例的概略框图。
[0019]图3是表示第I实施方式中的移位寄存单元电路的构成的一例的电路图。
[0020]图4是表示第I实施方式中的信号线驱动电路的构成的一例的概略框图。
[0021]图5是用于说明第I实施方式中的信号线驱动电路的升压动作的说明图。
[0022]图6是表示第I实施方式中的移位寄存电路的动作的一例的时序图。
[0023]图7是表示第I实施方式中的移位寄存单元电路的动作的一例的时序图。
[0024]图8A是用于说明第I实施方式中的TFT的阈值电压发生变动的机制(阈值电压的升高机制)的第I说明图。
[0025]图8B是用于说明第I实施方式中的TFT的阈值电压发生变动的机制(阈值电压的升高机制)的第I说明图。
[0026]图9A是用于说明第I实施方式中的TFT的阈值电压发生变动的机制(阈值电压的降低机制)的第I说明图。
[0027]图9B是用于说明第I实施方式中的TFT的阈值电压发生变动的机制(阈值电压的降低机制)的第2说明图。
[0028]图10是表示构成第I实施方式的移位寄存电路的晶体管的特性的一例的特性图。
[0029]图11是表示第2实施方式中的移位寄存电路的动作的一例的时序图。
[0030]图12是表示第3实施方式中的移位寄存电路的动作的一例的时序图。
[0031]图13是表示第4实施方式中的移位寄存电路的动作的一例的时序图。
[0032]图14是表示第5实施方式中的移位寄存电路的动作的一例的时序图。
[0033]图15是表示第6实施方式中的移位寄存电路的动作的一例的时序图。
[0034]图16是表示第7实施方式中的移位寄存电路的动作的一例的时序图。
[0035]图17是表示第8实施方式中的移位寄存电路的动作的一例的时序图。
[0036]图18是表示第9实施方式中的移位寄存电路的动作的一例的时序图。
[0037]图19是表示构成第10实施方式中的移位寄存电路的晶体管的结构(双栅极结构)的一例的截面图。
[0038]图20是表示第10实施方式中的移位寄存电路的动作的一例的时序图。
[0039]图21是示意性地表示第10实施方式的双栅极结构的晶体管的阈值的变化的一例的图。
[0040]图22是用于说明第11实施方式的便携终端装置的动作的一例的流程图。
【具体实施方式】
[0041][第I实施方式](构成的说明)
[0042]说明本发明的第I实施方式的显示装置100的构成。
[0043]图1是表示本发明的第I实施方式的显示装置100的构成的一例的概略框图。如图1所示，显示装置100是有源矩阵型的液晶显示装置，具备:显示部110、扫描线驱动电路(驱动部)120、信号线驱动电路130、显示控制电路(控制部)140。
[0044]显示部110具备:多根信号线SL1，SL2,…，SLm(m:自然数)，其配置于水平线方向；多根扫描线GL1，GL2,…，GLn (η:自然数)，其配置于垂直线方向；以及多个像素部ΡΙΧ。
[0045]像素部PIX以位于信号线SL1，SL2,…，SLm和扫描线GL1，GL2,…，GLn的交叉点的方式配置成矩阵状，形成显示装置100的显示区域。并且，多个像素部PIX分别具备:液晶材料(未图示)，其配置于2个基板之间；像素用TFT (Thin Film Transistor:薄膜晶体管)114，其设置于基板上；像素电容部115，其由上述液晶材料形成；以及共用电极(透明电极)Tcom。
[0046]像素用TFTl 14的栅极连接于通过上述交叉点的扫描线GLp (p:满足I彡p彡η的任意整数)，源极连接于信号线SLq (q:满足KqSm的任意整数)，漏极连接于像素电容部115的第I端子。像素电容部115的第2端子为共用端子Tcom。像素电容部115保持与基于在显示装置100中显示视频(图像)的数据信号的各像素值(灰度值)相对应的电压。
[0047]在本实施方式中，像素用TFT114为N沟道型场效应晶体管。
[0048]像素用TFT114不限于薄膜晶体管，可以是任意种类的晶体管。
[0049]像素用TFT114的半导体层的材料能够使用氧化物半导体。氧化物半导体层例如是In — Ga — Zn — O系的半导体层。氧化物半导体层例如包括In — Ga — Zn — O系的半导体。此处，In — Ga — Zn — O系半导体是In (铟)、Ga (镓)、Zn (锌)的三元系氧化物，In、Ga以及Zn的比例(组成比)没有特别限定，例如包括In -Ga -Zn = 2:2:1、In -Ga -Zn=I:1:l、In:Ga:Zn = I:1:2等。在本实施方式中，例如使用以1:1:1的比例包含In、Ga以及Zn的In — Ga — Zn — O系半导体膜。
[0050]具有In — Ga — Zn — O系半导体层的TFT具有高迀移率(大于a — SiTFT的20倍)以及低泄漏电流(不到a - SiTFT的100分之I)，因此适合用作驱动TFT和像素TFT。若使用具有In — Ga — Zn — O系半导体层的TFT，则能大幅降低显示装置的消耗功率。
[0051]In-Ga-Zn-O系半导体可以是非晶质，也可以包含结晶质部分，具有结晶性。优选结晶质In — Ga — Zn — O系半导体是c轴与层面大致垂直地进行取向的结晶质In —Ga-Zn-O系半导体。这种In — Ga — Zn — O系半导体的结晶结构例如已被特开2012 —134475号公报公开。本说明书中引用特开2012 — 134475号公报的所有公开内容作为参考。
[0052]氧化物半导体层也可以包括其它氧化物半导体来取代In — Ga — Zn — O系半导体。例如可以包括Zn — O系半导体(ZnO)、In — Zn — O系半导体(ΙΖ0 (注册商标))、Zn —Ti 一 O系半导体(ZTO)、Cd - Ge 一 O系半导体、Cd 一 Pb 一 O系半导体、Cd0(氧化镉)、Mg — Zn — O 系半导体、In-Sn— Zn— O 系半导体(例如 ln203— SnO 2- ZnO)、In — Ga —Sn 一 O系半导体等。
[0053]后述的周边电路用TFT等也是同样的。
[0054]扫描线驱动电路120具备移位寄存电路121，是将扫描信号(后述的栅极信号Gl, G2,…Gn)从移位寄存电路121依次提供给扫描线GL1，GL2,…，GLn的电路。响应于扫描信号，像素部PIX按水平线单位被驱动。在扫描线驱动电路120中，移位寄存电路121与时钟信号(后述的时钟信号GCK1，GCK2)同步地使栅极起始脉冲信号(后述的起始脉冲信号GSP)依次移位，从而，空开规定时间间隔地将扫描信号分别输出到扫描线GL1，GL2,…，GLn0
[0055]移位寄存电路121具有输出晶体管(后述的TFT1213)，所述输出晶体管用于驱动与构成显示部110的像素部PIX连接的扫描线GL1，GL2，…，GLn。在本实施方式中，如后述那样，通过控制该移位寄存电路121的输出晶体管的偏置状态，抑制其阈值电压Vth的偏移，抑制显示性能的下降。后面详细说明移位寄存电路121。
[0056]在本实施方式中，扫描线驱动电路120由与上述像素用TFT114形成在同一玻璃基板上的周边电路用TFT构成。此处，周边电路用TFT与像素用TFT114同样，是N型晶体管，其半导体层的材料与像素用TFT114同样，例如能够使用In — Ga — Zn — O等氧化物半导体等。不过，周边电路用TFT不限于薄膜晶体管，可以是任意种类的晶体管。
[0057]信号线驱动电路130是生成向各像素部PIX提供与像素值(灰度值)相对应的电压的数据信号并将其输出到信号线SL1，SL2,…，SLm的电路。信号线驱动电路130与由扫描线驱动电路120进行的扫描线GL1，GL2,…，GLn的驱动同步地将I水平线的量的数据信号经由信号线SL1，SL2,…，SLm提供给各像素部PIX。
[0058]显示控制电路140生成要在显示部110中显示图像所需的各种控制信号并将其提供给扫描线驱动电路120和信号线驱动电路130。在本实施方式中，显示控制电路140在图像的显示期间将用于使显示部110显示图像的信号提供给扫描线驱动电路120和信号线驱动电路130。并且，显示控制电路140在显示中止期间控制上述输出晶体管的偏置状态，使得在图像的显示期间由于电压应力等而升高的扫描线驱动电路120的输出晶体管(后述的TFT1213)的阈值电压Vth的绝对值减小。
[0059]被提供给扫描线驱动电路120的控制信号例如有栅极起始脉冲信号(GSP)、栅极移位时钟信号(GSC)、栅极输出使能信号(GOE)。并且，被提供给信号线驱动电路130的控制信号例如有源极起始脉冲(SSP)、源极移位时钟信号(SSC)、源极输出使能信号(SOE)、极性控制信号(POL)等。
[0060]然后，参照图2，说明第I实施方式中的移位寄存电路121的构成。
[0061]图2是表示第I实施方式中的移位寄存电路121的构成的一例的概略框图。如该图所示，移位寄存电路121具备与多条扫描线GL1，GL2，GL3，GL4，…，GLn相对应的多个移位寄存单元电路(SR单元电路)121^ 1212，1213，1214，…，121n。该多个移位寄存单元电路121!, 1212，1213，1214，…，121n级联连接。
[0062]当移位寄存单元