有源矩阵式显示装置及其便携式电子产品的制作方法

专利名称：有源矩阵式显示装置及其便携式电子产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及有源矩阵式显示装置及其便携式电子产品，且具体涉及具有 多个由行列配置的像素的显示部的有源矩阵式显示装置及其便携式电子产口 口O o背景技术有源矩阵式显示装置具有多个由行列配置的像素所构成的显示部。每一 个像素至少具备一个驱动晶体管及显示元件(例如，液晶单元或有机发光二极 管)等。每一列的像素共用连接各个驱动晶体管栅极的栅极线，栅极驱动装置 藉由栅极线将控制信号传给各个像素进而控制其开与关。另一方面，每一行 的像素共用提供给各个像素电流或电荷的源极线，源极驱动装置藉由源极线 供给驱动电流或电荷给各个像素。而源极线与栅极线存在着寄生电容，特别是在移动电话等电池驱动的携 带装置上会有电容负载造成的电流耗损问题。为了解决电流耗损的问题，例如国际申请书WO2007/034364Al(专利文 献l)中提到，待机模式只使用显示部的一部分，显示出主机状态信息、时间 剩余电量等最少必要的信息。然而于上述专利文献1所记载的发明中为了要在待机模式驱动显示器的 一部分，则必须在其他的衬底上另外设置专用的驱动装置。因此也产生了限 制装置的小型化且制造成本也会上升的问题。本发明鉴于现有技术的问题，以提供一种不需要另外设置驱动装置就可 以减少电流耗损的有源矩阵式显示装置及其携带产品为目的。发明内容为了达成上述的目的，本发明的有源矩阵式显示装置包括具有多个由行 列配置的像素构成的显示部的有源矩阵式显示装置；至少一个源极驱动装置通过与上述行相同数目的源极线供给多个像素电流或电荷；至少一个柵极驱动装置通过与上述列相同数目的栅极线控制多个像素开与关；将显示部分为多个子显示部，边界开关设置于多个子显示部之间，并于子显示部之间连接 或切断源极线与/或栅极线。边界开关切断源极线与/或栅极线的情况下，直接 连接源极驱动装置与栅极驱动装置的子显示部会被驱动。藉由设置这样的边界开关，因为存在于源极线与栅极线的电容负载减小， 每个子显示部不需要设置专用的源极驱动装置与/或栅极驱动装置，就可以提 供一种减小电流耗损的有源矩阵式显示装置。在本发明的有源矩阵式显示装置的一个实施例中，各设置一个源极驱动 装置与栅极驱动装置，将显示部分为上下两个子显示部，边界开关设置于子 显示部之间，并于子显示部之间连接或切断源极线，边界开关切断上述源极 线的情况下，距离源极驱动装置较远的子显示部不被驱动。而本发明的有源矩阵式显示装置还包括第2源极驱动装置夹住显示部，与源极驱动装置相对 而配置。若栅极驱动装置具有由边界开关接续或切断的两个子驱动部的话， 在边界开关切断源极线的情况下，离源极驱动装置较远的子显示部会由第2动。在本发明的有源矩阵式显示装置的另一个实施例中，各设置一个源极驱 动装置与栅极驱动装置，边界开关将显示部分开为左右两个子显示部，且设 置于子显示部之间，并于子显示部之间连接或切断柵极线，当边界开关切断 柵极线的情况下，距离栅极驱动装置较远的子显示部不纟支驱动。而本发明的 有源矩阵式显示装置还包括第2栅极驱动装置，与栅极驱动装置相对而配置， 显示部位于2个栅极驱动装置之间。在边界开关切断栅极线的情况下，离栅 极驱动装置较远的子显示部会由第2栅极驱动装置驱动。本发明的有源矩阵式显示装置中，边界开关具有多个开关元件，多个开 关元件分别以直列的方式设置于多个子显示部之间的源极线或栅极线间，多 个开关元件的控制端子共同与开关驱动装置连接，并通过开关驱动装置供给 的控制信号同时地切换开与关。其中多个开关元件能够至少有n沟道TFT、 p 沟道TFT或传输门之中的一个。本发明的有源矩阵式显示装置中，多个子显示部中的每一个像素不同的 情况下，边界开关具有多个多路复用器，多路复用器分别具有数量对应多个子显示部之间的像素数目比的开关元件，以直列的方式设置于多个子显示部 之间的源极线或栅极线间，开关元件的控制端子分别连接开关驱动装置，通 过开关驱动装置供给的控制信号选择性的切换开与关。本发明的有源矩阵式显示装置中，边界开关切断源极线与/或栅极线的情 况下，从源极驱动装置或栅极驱动装置分离出来的子显示部具有多个备有存 储器的像素，存储器存储边界开关切断源极线与/或栅极线时的像素状态。另外本发明的有源矩阵式显示装置，其像素可为液晶单元或有机发光二极管的液晶显示装置或是OLED显示装置。本发明的有源矩阵式显示装置可使用于移动电话、PDA、随身听、便携 式游戏机等便携式电子产品上。便携式电子产品一般通过电池驱动。因此使 用本发明的有源矩阵式显示装置来抑制电流耗损的结果，电池容量降低速度 比起过去较为緩慢。因此本发明提供一种不需要另外设置驱动装置就可以减少电流耗损的有 源矩阵式显示装置及其便携式产品。


图la是使用本发明于移动电话上的示意图。图lb是使用本发明于移动电话上的示意图。图2表示根据本发明有源矩阵式显示装置的第1实施例。图3详细显示图2中显示装置2的一部分。图4显示根据本发明有源矩阵式显示装置的第2实施例。图5显示根据本发明有源矩阵式显示装置的第3实施例。图6显示根据本发明有源矩阵式显示装置的第4实施例。图7详细显示图6所示显示装置6的一部分。图8显示根据本发明有源矩阵式显示装置的像素结构。主要元件符号说明2, 4, 5, 6 有源矩阵式显示装置；10, 20, 40， 50， 60 显示部;22, 42， 52, 53， 62 源极驱动装置；24, 44, 54, 55, 64 4册才及驱动装置；26, 46， 56, 66 边界开关；28， 48, 58, 68 开关驱动装置；210, 220， 410, 420, 510, 520, 610, 620 子显示部;80 像素；82 驱动晶体管；84 表示元件；86 存储器；90~共用电极；92 源极线；94栅极线；deMUX 多路复用器。
具体实施方式
以下将参考附图来说明本发明较佳的实施例。图la-lb是使用本发明于移动电话上的示意图。示意图仅为一个例子， 本发明并不限于移动电话，除了 PDA、随身听及便携式游戏机等便携式电子 产品外，电视机与个人电脑等家用产品也可以适用。图la表示显示部10于正常模式下的显示状态，图lb则表示显示部10 于待机模式下的显示状态。在此「正常模式」指的是移动电话正为使用者操 作使用的状态，「待机模式」则是指移动电话并未在使用，等待使用者操作的 状态。在图la表示的显示状态中，为了显示画面与信息，显示部10整体都 被使用。但图lb表示的显示状态中，只有显示部10的一部分区域12被使用。 区域12中显示信号强度、有无新简讯、电池剩余量及时间等最少需要的信息。 显示部IO其余的区域，举例在常暗(normallyblack)形式的液晶显示器的情况 下， 一般会全黑而不显示任何东西。以下为将说明实现图1所表示的显示状态的本发明有源矩阵式显示装置 之具体实施例。图2表示根据本发明有源矩阵式显示装置的第1实施例。图2的显示装 置2包括具有多个由行列配置而成的像素的显示部20;通过源极线供给各像 素电流或电荷的一个源极驱动装置22;通过栅极线控制各像素开与关的一个栅极驱动装置24;边界开关26将显示部20分为上下两个子显示部210、 220, 且设于子显示部210、 220之间，并于其间连接或切断源极线，以及控制边界 开关26的开与关的开关驱动装置28。和习知技术相同，每一个像素具有至 少一个驱动晶体管与至少一个显示元件(例如液晶单元或有机发光二极管等)。 每一列的像素共用连接各个驱动晶体管栅极的栅极线，每一行的像素共用提 供给各个像素电流或电荷的源极线。图3详细显示图2中显示装置2的一部分。边界开关26具有多个n沟道 薄膜晶体管(TFT)。各个TFT在子显示部210、 220之间以直列设置于源极线 间，而栅极则共用同一个开关驱动装置28，并通过开关驱动装置28供给的 控制信号同时地切换开与关。另外，边界开关26并不限于n沟道TFT，也可 是p沟道TFT或是传输门等其他种凑的开关元件。如图2所示，在本实施例源极驱动装置22设置于显示部20的下方。此 时边界开关26关闭的情况下，只供给电流或电荷给直接连接在源极驱动装置 的第1子显示部210,不供给电流或电荷给位于边界开关26以上的第2子显 示部220。另一方面，边界开关26开启的情况下，也供给电流或电荷给位于 边界开关26以上的第2子显示部220。如此一来，藉由边界开关的设置可实 现参考图1所说明的显示状态。具体来说要实现图la中正常模式的显示状态， 边界开关26开启，供给驱动电流或电荷给位于边界开关上与下的第l及第2 子显示部210、 220。另一方面，要实现图lb中待机模式的显示状态，边界 开关26关闭，只供给电流或电荷给位于边界开关下方的第l子显示部210。因此在待机模式下，第2子显示部220因边界开关26而与源极驱动装置 分离，显示部的电容负载相对的减小，就可得到电流耗损减小的结果。图4显示根据本发明有源矩阵式显示装置的第2实施例。图4的显示装 置4包括具有多个由行列配置而成的像素的显示部40;通过源极线供给各像 素电流或电荷的一个源极驱动装置42;通过栅极线控制各像素开与关的一个 栅极驱动装置44;边界开关46将显示部40分为左右两个子显示部410、 420， 且设于子显示部410、 420之间，并于其间连接或切断栅极线，以及控制边界 开关46的开与关的开关驱动装置48。和习知技术相同，每一个像素具有至 少一个驱动晶体管与至少一个显示元件(例如液晶单元或有机发光二极管等)。每一列的像素共用连接各个驱动晶体管栅极的栅极线，每一行的像素共用提 供给各个像素电流或电荷的源极线。本实施例的显示装置4在将显示部40分为左右两个子显示部410、 420, 设于子显示部410、 420之间，并于其间连接或切断4册极线此点上与实施例1 的显示装置(参照图2)不同。如图4所示，在本实施例中栅极驱动装置44配置于显示部40的正面右 侧。当在边界开关46处于关的情况下，由栅极驱动装置44送出的控制信号 只供给直接连接在源极驱动装置位于边界开关46右方的第1子显示部410, 不供给位于边界开关46左方的第2子显示部420。另一方面，边界开关46 开启的情况下，由栅极驱动装置44供给的控制信号也供给位于边界开关46 左方的第2子显示部420。具体来说如图la所示显示部全部使用的正常模式 下，边界开关46开启，供给驱动控制信号给位于边界开关左右的第1及第2 子显示部410、 420。另一方面，如图lb所示显示部一部分区域4吏用的待机 模式下，边界开关46关闭，只供给驱动控制信号给位于边界开关右方的第1 子显示部410。如此一来，在本实施例的显示装置4下，待机模式中未使用的显示区域 (也就是第2子显示部420)藉由边界开关46，与实施例1的显示装置2不同方 法，与栅极驱动装置44分离，而不是源极驱动装置42。但这样的结构与实 施例1同样能够达成在待机模式显示部的电容负载减小，而有电流耗损减小 的结果。本实施例的显示装置4中，更可设置另外的栅极驱动装置(未显示于图中) 于显示部40的另一侧，与栅极驱动装置44相对，由边界开关46分开的第1 及第2子显示部410、 420由各自的栅极驱动装置驱动，可以使子显示部分别 显示不同的图像。图5显示根据本发明有源矩阵式显示装置的第3实施例。图5的显示装 置5包括具有多个由行列配置而成的像素的显示部50、通过源极线供给各像 素电流或电荷的一个源极驱动装置52、 53、通过栅极线控制各像素开与关的 一个栅极驱动装置54、 55、边界开关56将显示部40分为上下两个子显示部 410、 420，且设于子显示部510、 520之间，并于其间连接或切断源极线，与 控制边界开关56的开与关的开关驱动装置58。和习知技术相同，每一个像 素具有至少一个驱动晶体管与至少一个显示元件(例如液晶单元或有机发光 二极管等)。每一列的像素共用连接各个驱动晶体管栅极的栅极线，每一行的 像素共用提供给各个像素电流或电荷的源极线。本实施例的的显示装置5源极驱动装置与栅极驱动装置各设置两个这点与实施例1的显示装置(参照图2)不同。在本实施例，源极驱动装置52、 53 以相对的方向配置于显示部50的上下。另一方面，栅极驱动装置54、 55配 置于显示部50侧边的上下。而栅极驱动装置54、 55之间有设置一开关元件， 在这个开关元件开启的情况下，两者相互连接。因此实际上栅极驱动装置54、 55也可以被包含于同一个栅极驱动装置，藉由设置开关元件于外部来分为两 个。当边界开关是关的情况下，位于边界开关56以下的第l子显示部510 藉由位于显示部50下方的第1源极驱动装置52与位于边界开关56下方的第 l栅极驱动装置54驱动。另一方面，位于边界开关56以上的第2子显示部 520藉由位于显示部50上方的第2源极驱动装置53与位于边界开关56上方 的第2栅极驱动装置55驱动。而边界开关是开启的情况下，显示部50的全 体可藉由第1或第2源极驱动装置52、 53的其中一个与配合的第1及第2栅 极驱动装置54、 55驱动。如此一来，关闭边界开关，将显示部分为多个子显示部，再利用每个子 显示部专用的的源极驱动装置与栅极驱动装置的设置，可以独立驱动各个子 显示部。具体而言，藉由不驱动子显示部的其中之一，就可以使显示部的电 容负载相对减小，而达成电流耗损的减小。而各个显示部可以显示不同的画 面。图6显示根据本发明有源矩阵式显示装置的第4实施例。本实施例中显 示部具有像素结构不同的多个子显示部，例如组合单色的显示部与彩色的显 示部的情况或组合分辨率不同的子显示部的情况，本实施例表示具有此种显 示部的有源矩阵式显示装置。图6的显示装置6包含具有多个由行列配置而成的像素的显示部60、通 过源极线供给各像素电流或电荷的一个源极驱动装置62、通过栅极线控制各 像素开与关的一个栅极驱动装置64。显示部60具有白色发光像素的第l子 显示部610、红色、蓝色及绿色发光像素的第2子显示部620。因此，第2子 显示部620的像素间距是第1子显示部610的3倍。显示装置6更进一步包括设置于第1及第2子显示部610、620之间的边界开关66及控制边界开关66开与关的开关驱动装置68。本实施例中，边界开关66具有多个1: 3多路复用器，第1子显示部610的像素各行共用的源极线分别分为3个系统与第2子显示部620对应的3行像素连接。图7详细显示图6所示显示装置6的一部分。边界开关66具有多个1: 3多路复用器deMUX。在本实施例多路复用器deMUX具有3个n沟道薄膜 晶体管(TFT)。这些TFT分别通过开关驱动装置68供给的选择信号选择性地 切换开与关。多路复用器deMUX由第1子显示部610的像素各行共有的源 极线分成3系统，接续第2子显示部620对应的3行的像素，设置于两个子 显示部610与620之间。另外多路复用器并不限于n沟道TFT,也可使用p 沟道TFT或传输门等其他种类的开关元件。如图6所示，本实施例源极驱动装置配置于显示部60的下方。此时图 lb所表示的待机模式下，边界开关66的多路复用器deMUX开关元件全部关 闭，由源极驱动装置62供给的电流或电荷只提供给位于边界开关66以下直 接连接源极驱动装置62的第1子显示部610,不供给给位于边界开关66以 上的第2子显示部620。另 一方面，图la所表示的正常模式下，边界开关66的多路复用器deMUX 开关元件依序在能够让第2子显示部620的各源极线到达规定电压的时间下 开启，接着第2子显示部620各像素由栅极线所供给的控制信号驱动。这边 第2子显示部620的动作与习知的彩色显示装置相同，在此不做详细的说明。如此一来，藉由边界开关66的设置，与实施例1同样地可实现参考图1 所说明的显示器显示状态。因此在待机模式下，第2子显示部620通过边界 开关66与源极驱动装置62分离，显示部60的电容负载相对地减小，达成减 少电流耗损的结果。但与实施例1不同，因为将多路复用器用于边界开关，所以本发明也适 用于显示部中有像素结构不同的多个子显示部的有源矩阵式显示装置。具体 而言，在本实施例中具有白色发光像素之第1子显示部610以单色显示信息， 具有红色、绿色及蓝色发光像素之第2子显示部620以全彩显示画面及信息。图8显示根据本发明有源矩阵式显示装置的像素结构。图8所示的像素 80包括驱动晶体管82与表示元件84(例如液晶单元或有才几发光二极管)外，还 包括存储表示元件84状态的i位存储器86。表示元件84的一端连接共用电 极90,另一端藉由驱动晶体管82连接源极线92,也连接存储器86。驱动晶 体管82之栅极连接于栅极线94，控制信号由4册极驱动装置通过栅极线94控 制驱动晶体管82的开与关。12像素80藉由设置存储器86,于无法接收源极线92来的驱动电流(或电 荷)或栅极线94来的驱动控制信号时，可预先存储此期间之前的状态。特别是这种像素结构最好用于被边界开关隔开驱动装置的子显示部。这 个优点具体上可以用图2所表示的实施例1的有源矩阵式显示装置为例说明。 第2子显示部220在待机模式，因为边界开关26是关的状态，无法接收自源 极驱动装置22供给的驱动电流或电荷。此时第2子显示部220所包含的像素 的各自的存储器86执行单元更新，而存储了边界开关26关闭时的像素状态。 因此待机模式切换到正常模式的情况下，不需要设置复杂的结构，可以再次 显示进入待机模式前第2子显示部220所显示的画面或信息。以上说明了实施本发明最佳的形式，但本发明并不限实施例所述的最佳 形式。本发明可以在不改变本发明主旨的范围下变更。举例来说，于上述的实施例，显示部被1个边界开关分为两个子显示部， 但也可藉由多个边界开关分为两个以上的子显示部。例如，设置连接或切断 源极线的第1边界开关与连接或切断栅极线的第2边界开关，显示部可以分 为4个子显示部。另外以上实施例也可组合使用。
权利要求
1.一种有源矩阵式显示装置，具备多个由行列配置的像素所构成的显示部，包含至少一个源极驱动装置，其通过与上述行相同数目的源极线供给上述多个像素电流或电荷；至少一个栅极驱动装置，其通过与上述列相同数目的栅极线控制上述多个像素开与关；以及一边界开关，将上述显示部分为多个子显示部，且设置于上述多个子显示部之间，并于上述子显示部之间连接或切断上述源极线与/或上述栅极线；其中当上述边界开关切断上述源极线与/或上述栅极线，直接连接上述源极驱动装置与上述栅极驱动装置的子显示部会被驱动。
2. 如权利要求1所述的有源矩阵式显示装置，其中上述源极驱动装置与上述栅极驱动装置各设置一个；上述边界开关将上述显示部分开为上下两个子显示部，且设置于上述子当上述边界开关切断上述源极线，距离上述源极驱动装置较远的子显示4p不沣皮马区动。
3. 如权利要求2所述的有源矩阵式显示装置，其中更进一步包含一第2源极驱动装置，位于上述显示部的另一侧，与上述源极驱动装置相对设置；当上述边界开关切断上述源极线，离上述源极驱动装置较远的子显示部会由上迷第2源极驱动装置与上述两个子驱动部之中直接连接至该子显示部的子驱动部来驱动。
4. 如权利要求1所述的有源矩阵式显示装置，其中上迷源极驱动装置与上述栅极驱动装置各设置一个，上迷边界开关将上述显示部分开为左右两个子显示部，设置于上述子显示部之间，并于上述子显示部之间连接或切断栅极线，当上述边界开关切断上述栅极线，距离上述栅极驱动装置较远的子显示部不纟皮z驱动。
5. 如权利要求4所述的有源矩阵式显示装置，其中更进一步包含一第2栅极驱动装置，位于上述显示部的另一侧，与上述栅极驱动装置相对设置，当上述边界开关切断上述栅极线，离上述栅极驱动装置较远的子显示部会由上述第2栅极驱动装置驱动。
6. 如权利要求1所述的有源矩阵式显示装置，其中上述的边界开关具有多个开关元件，述源极线或上述栅极线间，上述多个开关元件之控制端子共同与一开关驱动装置连接，并通过开关驱动装置供给的控制信号同时地切换开与关。
7. 如权利要求6所述的有源矩阵式显示装置，其中上述多个开关元件至少有n沟道TFT、 p沟道TFT或传输门之中的一个。
8. 如权利要求1所述的有源矩阵式显示装置，其中上述多个子显示部中的每一个包括不同的像素数目，上述边界开关具有多个多路复用器，上述多个多路复用器分别具有数量对应上述多个子显示部之间的像素数目比的开关元件，以直列的方式设置于上述多个子显示部之间的上述源极线与上述朝M及线间，上述开关元件的控制端子分别连接一开关驱动装置，通过上述开关驱动装置供给的控制信号选择性的切换开与关。
9. 如权利要求1所述的有源矩阵式显示装置，其中置或上述栅极驱动装置分离的子显示部具有多个备有存储器的像素，像素状态。
10. 如权利要求1所述的有源矩阵式显示装置，上述有源矩阵式显示装置为液晶显示装置或有机发光二极管显示装置。
11. 一种便携式电子产品，包含权利要求1所述的有源矩阵式显示装置。
全文摘要
公开了有源矩阵式显示装置及其便携式电子产品。本发明的显示装置具备多个由行列配置的像素所构成的显示部，还包含至少一个由与列相同数目的源极线供给多个像素电流或电荷的源极驱动装置；至少一个由与行相同数目的栅极线控制多个像素开与关的栅极驱动装置；将显示部分为多个子显示部，边界开关设置于多个子显示部之间，并于其间连接或切断源极线与/或栅极线。其中边界开关切断源极线与/或栅极线的情况下，直接连接源极驱动装置与栅极驱动装置的子显示部会被驱动。藉此提供一种不需要另外设置驱动装置就可以减少电流耗损的有源矩阵式显示装置。
文档编号G09G3/36GK101581863SQ200910136760
公开日2009年11月18日 申请日期2009年5月14日 优先权日2008年5月14日
发明者山下佳大朗 申请人:统宝光电股份有限公司