专利名称：有源矩阵型液晶显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个有源矩阵液晶显示设备，例如一个液晶面板，以及尤其涉及一个有源矩阵型液晶显示设备，提供有连接到一个液晶象素上的一个象素晶体管的栅脉冲供电线。
背景技术：
首先，将根据图5简要描述一个传统有源矩阵型液晶显示设备的典型配置，这是一个等效电路图，示出了相应于一个象素的一部分。一个有源矩阵型液晶显示设备含有一个液晶面板(未示出)，具有以矩阵排列的液晶象素(例如包括A列和B行(其中A和B是自然数))，每个液晶象素位于液晶面板上一个栅线PXn(其中n是一个小于或者等于A的自然数)和一个信号线(源线)Ym(其中m是一个小于或者等于B的自然数)的交点。这个液晶象素通过一个液晶电容CLC等效表示。通常，一个辅助电容CS液晶电容CLC平行连接。液晶电容CLC的一端连接到一个象素晶体管用于驱动象素，液晶电容CLC的另一端连接到一个公共电极，以接收一个预定的参考电压Vcom。
象素晶体管Tr作为一个绝缘栅场效应型的N沟道TFT(薄膜晶体管)而构建，它的漏电极D连接到信号线Ym以接收图象信号Vsig，它的源电极S连接到液晶电容CLC的一端，即连接到象素电极。象素晶体管Tr的栅电极G连接到栅线PXn以接收一个有预定栅电压Vgate的栅脉冲。在液晶电容CLC和栅电极G之间形成了一个耦合电容CGS。该耦合电容是位于象素电极和栅线PXn之间的浮动电容和象素晶体管Tr内的源区和栅区之间的寄生电容之和，后者，即寄生电容是主要的，从一个象素晶体管Tr到另一个之间的变化非常大。
现在，根据图6将描述图5所示在单一象素内部的相关点上观察到的电压波形。在图6中，时间的流逝作为横轴，以及关于相应于该单一象素的象素晶体管Tr，在它的栅电极G的电压波形(由图6中的实线200表示)和源电极S的电压波形(由图6中的实线201表示)相对于参考电压Vcom画出图形。
首先，在象素选择周期内，当一个由电压Vgate的栅脉冲施加到栅电极G上，象素晶体管Tr开启。在这一点，从信号线Ym供给的图象信号Vsig通过象素晶体管Tr写到液晶象素中，结果在源电极S的电势变得和Vsig相等，获得所谓的取样。然后，在象素的非选择周期内，停止施加栅脉冲，相反，施加一个低电平电压，导致象素晶体管Tr关闭。然而，写入的图像信号由液晶电容CLC所保持。
这里，低电平栅电压是一个低于电压Vgate的电压，使得当施加到象素晶体管Tr的栅电极G时，它导致它关闭。对于一个给定的象素，从象素选择周期开始的一段时间经过其非选择周期直到选择周期又开始的周期称作一个场。
从选择周期到非选择周期转换时，一个方波的栅脉冲突然从一个高电平降到一个低电平。这导致存储在液晶电容CLC中的电荷通过上述耦合电容CGS瞬时释放。这在写入到液晶象素的图象信号Vsig中产生一个电压漂移ΔV1。即，源电极S的电压降低了ΔV1。既然在液晶显示设备中耦合电容CGS从一个象素到另一个象素发生变化，电压漂移ΔV1也相应地变化。这样电压降低ΔV1最终产生了液晶面板上显示的屏幕中的一个周期性变化，产生了所谓闪烁和残像，这会明显地降低显示质量。
顺便提及，在一个液晶象素中，一个图象信号在选择周期内写入，以及在它的随后的非选择周期内，写入图象信号得到保持。这构成了一个场。在一个场内，一个液晶象素的透射率由在其周期内施加到液晶上的有效电压决定。相应地，那里的象素晶体管Tr需要设计成允许在选择周期中完成写入操作所需的开态电流通过。此外，为了获得一个足够高的有效电压以使液晶象素在一个场阶段一直亮着，象素晶体管Tr需要设计成允许在非选择周期内(或者保持阶段)尽量小的漏电流。有效电压的变化更易于受非选择周期的影响，该阶段比选择周期持续时间更长。这样，液晶电容CLC放电之后，象素晶体管关闭，极大地影响了施加到液晶上的有效电压，上述的电压漂移ΔV1发生，降低了液晶版的显示质量。
一个减少绝对电压和电压漂移ΔV1传统方法是给辅助电容Cs一个相对高的电容，它和液晶电容CLC平行连接。目的是允许辅助电容CS提前存储足够的电荷以补充耦合电容CGS释放的电荷。这种方法有一个缺点辅助电容CS在液晶象素区形成，因此增加它的尺寸，导致牺牲了象素孔径比，导致了显示对比度不足。
一个传统的有源矩阵型液晶显示设备中电压漂移问题解决方法的例子公开于日本专利申请公开No.H6-3647(在下文中指为“专利发表1”)。图7示出了关于象素晶体管Tr，它的栅电极G的电压波形(由图7的实线300表示)和源电极S(由图7的实线301表示)相对于参考电压Vcom画出图形，如采用在专利发表1公开中的技术时所观察到的。
根据公开在专利发表1中的技术，如图7所示，直接地从选择周期向非选择周期转换之前，施加到栅电极G的电平首先降低到一个低于第一高电平栅电压Vgate1的第二高电平栅电压Vgate2，然后进一步降到一个低电平栅电压以产生一个栅脉冲PGP。用这种方式，在图象信号Vsig写入中可以降低电压漂移(图7中的ΔV2)。
栅脉冲PGP的电压电平从第一高电平栅电压Vgate1降到第二高电平栅电压Vgate2的时限是完成写操作，使得在选择阶段不影响写操作到液晶象素。特别地，电压作为栅脉冲PGP供给栅电极G，首先从第一高电平栅电压Vgate1降到第二高电平栅电压Vgate2，并且然后当转换到非选择阶段后，进一步降到低电平栅电压。这在从选择阶段转换到非选择阶段的时间点上降低了栅线PXn和源电极S之间的电势差，这样允许有效地降低电压漂移(图7中的ΔV2)(即，电压漂移ΔV2可以小于电压漂移ΔV1)。
现在，将参考图8描述在专利发表1中采用的，用于驱动一个有源矩阵型液晶显示设备的一个驱动电路的实例。图8中，有源矩阵型液晶显示设备含有一个显示选择，包括以一个矩阵排列的液晶象素LP和分别驱动那些液晶象素LP的象素晶体管Tr。图8中的这些元件也可以在图5中找到，以相同的参考符号来标识，并且将不重复对它们的解释。图8中，仅仅示出了相应于一行的液晶象素。
象素晶体管Tr的栅电极G通过栅线PX1，PX2，PX3，PX4，…分别连接到一个垂直扫描电路101。通过这些线，一条接一条顺序地施加上栅脉冲PGP1，PGP2，PGP3，PGP4，…，到分别的象素晶体管Tr，使得在一个时间选择它们中的一个。象素晶体管Tr的漏电极D通过一个信号线Ym连接到一个水平驱动电路102，使得通过当前选择的象素晶体管Tr写入一个图像信号Vsig到相应的液晶象素LP。
垂直扫描电路101是作为一个移位寄存器103而构建。该移位寄存器103含有以多级连接的D触发器104，每个D触发器104包括一对反相器105和106，输出端连接在一起。每个反相器通过一个P沟道驱动晶体管107连接到一对串联的分压电阻器R101和R102之间的中点，并通过一个N沟道驱动晶体管108连接到地。该对驱动晶体管107和108通过响应于移位时钟脉冲VCK1和VCK2以及这些脉冲的反转型式而导电，从而驱动反相器105和106。
这对输出端连接起来的反相器105和106连接到第三反相器109的输入端，以及每一级的D触发器的输出脉冲出现在第三反相器109的输出端。输出脉冲用作下一级D触发器的输入。当一个开始信号VST供给D触发器时，移位寄存器103从一级连续到另一级输出，输出脉冲互相异相半个周期。每一级的输出脉冲和前一级的输出脉冲受NAND门单元110执行的逻辑操作的指挥，然后由一个反相器111反转。这样得到了栅脉冲PGP1，PGP2，PGP3，PGP4。
串联的分压电阻器R101和R102在一端连接到一个源电压VVDD，另一端通过一个开关晶体管114连接到地。一个控制电压VCKX周期地加到开关晶体管114的栅电极。当开关晶体管114关闭时，源电压VVDD供给如同给移位寄存器103，使得栅脉冲PGPn(其中n是自然数)的电压都等于源电压。作为对比，当开关晶体管114开启时，通过电阻器R101和R102电阻比的因子分压的到一个电压，供给移位寄存器103，使得栅脉冲PGPn的电压由此变得较低。
在该实例中，加到开关晶体管114的栅电极的控制电压VCKX根据水平同步信号显示出脉冲状电平漂移。在该实例中，水平周期设置为63.5μs，该周期相应于一个栅线的选择周期。在每个水平周期的恰好结束阶段，控制电压VCKX转向一个高电平并保持于此一个周期6-8μs。设置该周期使得不影响选择周期过程中图像信号的写操作。特别地，是在完成将图像信号写入选择的栅线上的所有象素，即一个接一个象素地进行后，控制电压VCKX才转到高电平。当控制电压VCKX转到高电平时，开关晶体管114开启，结果是供给移位寄存器103的电源电压电平降低，例如从设置为等于第一高电平栅电压13.5V的源电压VVDD电平，降到设置为约8.5V的第二高电平栅电压。这里电压降低亮可以通过近似设置这对分压电阻器R101和R102的电阻比来近似设置。
为响应这种电源电压的变化，例如第n个(其中n为自然数)栅脉冲PGPn在一个水平周期内步进式地改变电平从13.5V到8.5V。在下一个水平周期内，生成相应于第(N+1)条栅线的一个栅脉冲PGPn+1，并且该栅脉冲同样步进式地改变它的电平。通过类似这些的操作，垂直扫描电路在立即使施加的电压电平作为每个栅脉冲PGPn降低之前，首先降低栅脉冲PGPn的电压电平，然后使它进一步下落。这样，写入象素中的图像信号Vsig的电压漂移可以降低。
如上面所描述的，随着上面提到的专利发表1中公开的技术，通过使栅脉冲PGPn步进式降低，有效降低图像信号Vsig中的电压漂移ΔV2是可能。
然而，在上面描述的公开于专利发表1的实例中，栅脉冲PGPn的步进式降低是通过改变源电压VVDD和电压VVDD×R102/(R101+R102)而产生，供给移位寄存器103的电源电压作为一个门驱动器。结果，包括移位寄存器103的电路整体含有一个复杂的，大规模电路配置，并需要大量的工作电流。这样驱动器占有很大的面积。
此外，使用电阻器R101和R102分流源电压VVDD得到的一个电压用作移位寄存器103的电源电压，并且这种分路电压显示了高的电流依赖性。这趋向于使到移位寄存器103的电源电压以及到栅脉冲PGPn的电压不稳定。
此外，每当电源电压到逻辑单元例如移位寄存器103开关是通过开关晶体管114的开和关时，在栅脉冲PGPn的电压中会出现一个浪涌电压，降低了显示质量。另外，由于逻辑单元例如移位寄存器103通常在一个5V或更低的电源电压下工作，在该实例中它们工作于非常高的电压，例如13.5V到8.5V，这导致了非常高的功耗。
发明内容
考虑到上面描述的传统遇到的问题，本发明的一个目标是提供一个有源矩阵型液晶显示设备，以低功耗工作，含有一个简单的电路配置，获得了开关而不产生浪涌电压，产生稳定的步进式移位的栅脉冲，这样提供了好的显示质量。
为获得上面的目标，根据本发明，提供了一个有源矩阵型液晶显示设备象素电极以一个矩阵排列并分别由象素晶体管驱动；多条栅线以列和列的方式连接到象素晶体管的栅电极；多条源线以行和行的方式连接到象素晶体管的源电极；一个栅驱动器，在一个连一个的选择周期内，一条栅线连一个地连接到一个选择电压供给电路的输出点；以及一个源驱动器，将一个图像信号供给源线。这里，选择电压供给电路含有一个第一电源，用于供给一个预定的选择电压，以及一个第二电源，用于供给一个低于预定选择电压的电压。此外，选择电压供给电路的输出点总是使用第二电源的电压供给。进一步，提供一个开关，以这样的操作，使得在开始于每个选择周期的起始并持续小于该选择周期的时间间隔内，选择电压供给电路的输出点由第一电源的电压供给。
使用这种配置，在每个栅线的选择周期内施加一个步进式栅脉冲电压是可能的。这使得解决一个传统源矩阵型液晶显示设备中电压漂移(图6中的ΔV1)问题成为可能。另外，既然低于预定选择电压的第二电压总是供给选择电压供给电路，即使供给栅线的电压随错误的计时而开关，也不会出现浪涌电压，电压也不会不能够加上。
此外，既然第一和第二电源互相独立提供，对选择电压供给电路的输出点供给稳定的电压，结果是可能以稳定电压供给步进式栅脉冲。
根据本发明，在上面描述的配置中，第二电源可以通过一个二极管连接到选择电压供给电路的输出点。使用这种配置，当从高于第二电源电压的第一电源电压开始加电压时，选择电压供给电路的输出电压立即转换到从第一电源供给的电压。这样以一个简单电路配置和低功耗来供给步进式栅脉冲是可能的。
根据本发明，在上面描述的配置中，第一电源可以通过开关连接到选择电压供给电路的输出点。使用这种配置，以一个简单电路配置和低功耗来供给步进式栅脉冲是可能的。
根据本发明，在上面描述的配置中，象素晶体管可以由无定形硅形成。使用这种配置，既然已经解决了由于电压漂移(图6中的ΔV1)而导致的图象质量下降的传统遇到的问题，甚至使用无定形硅代替导致液晶显示面板具有低图像质量的低温多晶硅，使得不但弥补图像质量上的这种损失，而且降低制造工艺中包括的步骤数目都是可能的。这使得偏移地制造大屏幕液晶显示面板是可能的。
根据本发明，在上面描述的配置中，选择电压供给电路可以与栅驱动器分立提供。使用这种配置，即使当大电流流过选择电压供给电路时，导致耗散大量的热，这很容易冷却。
根据本发明，在上面描述的配置中，选择电压供给电路可以沿着在栅驱动器外面的一个低电平栅电压源排列。使用这种配置，即使当大电流流过选择电压供给电路时，导致耗散大量的热，这很容易冷却。
根据本发明，在上面描述的配置中，对于开关，提供多个开关，每个栅线一个开关，互相并列。使用这种配置，对于开关，多个小开关以分布方式互相并列排列是可能的。这有助于降低总功耗，以及可能将开关集成进栅驱动器中。
图1是示出本发明第一实施例，有源矩阵型液晶显示设备的驱动电路图。
图2是示出图1中在相关点观察的波形图。
图3是示出图1所示的选择电压供给电路的电路配置实例图。
图4是示出本发明第二实施例，有源矩阵型液晶显示设备的驱动电路图。
图5示意地示出了在一个传统有源矩阵型液晶显示设备的一个典型配置中，相应于一个象素的部分的等效电路图。
图6示出了在一个传统有源矩阵型液晶显示设备的一个象素中，在相关点观察的电压波形图。
图7示出解决一个传统有源矩阵型液晶显示设备中遇到的电压漂移问题的一个方法图。
图8示出实现图7所示方法的驱动电路实例图。
具体实施例方式
(第一实施例)以下，参考图1-3，将详细描述本发明第一实施例。图1是示出了本发明第一实施例，有源矩阵型液晶显示设备的驱动电路1的框图，图2是示出图1中在相关点观察的波形图，以及图3示出了图1所示的选择电压供给电路的电路配置实例图。
该实施例的有源矩阵型液晶显示设备，以及也是后面第二实施例描述的有源矩阵型液晶显示设备，含有一个液晶面板，它含有以一个矩阵(例如包括A列和B行(其中A和B是自然数))排列的液晶象素，每个象素位于一个栅线PXn(其中n是一个小于或者等于A的自然数)和一个信号线(源线)Ym(其中m是一个小于或者等于B的自然数)的交点，如参考图5前面传统实例所描述的。
分别驱动液晶象素的象素晶体管和连接那些象素晶体管漏电极的信号线也都与前面参考图5描述的传统实例使用的相同，因此在此省略掉。栅线Xn也与图5中它们的配对物PXn相同，这里除了它们连接象素晶体管的栅电极以外，这些晶体管是在该实施例的有源矩阵型液晶显示设备的驱动电路1中提供的。
首先，参考图1，将详细描述本发明第一实施例的有源矩阵型液晶显示设备的驱动电路。有源矩阵型液晶显示设备的驱动电路1包括一个定时电路14，接收从一个为示出的CPU(中央处理单元)的时钟脉冲12(占空因子50％)；以及构建为一个移位寄存器的一个栅驱动器16。它进一步包括一个选择电压供给电路18，接收定时电路14的输出；栅线Xn，Xn+1，Xn+2...(其中n为自然数)，分别连接到象素晶体管(未示出)的栅电极；栅脉冲控制开关24n，24n+1，24n+2...，分别连接到栅线Xn，Xn+1，Xn+2...；以及一个低电平栅电压源VGL。
选择电压供给电路18包括一个第一电源VGH0，供给一个第一高电平栅电压Vgate1；一个第二电源VAVA，供给一个第二高电平栅电压Vgate2，低于第一高电平栅电压Vgate1；一个二极管22，其正极连接到第二电源VAVA的输出，其负极连接到选择电压供给电路18的输出点VG1；一个开关20，响应于定时电路14的输出而开启和关闭第一电源VGH0和二极管负极之间的连接。选择电压供给电路18的输出点VG1还连接到每个栅脉冲控制开关24n，24n+1，24n+2...的一端。
栅驱动器16供给控制信号单独地给栅脉冲控制开关24n，24n+1，24n+2...，使得根据那些控制信号，选择电压供给电路18的输出电压或者低电平栅电压源FGL地输出电压加到例如栅线Xn。对每个其它的栅线(即栅线Xn+1，Xn+2，...)执行同样的控制。
当第一高电平栅电压Vgate1或第二高电平栅电压Vgate2施加到一个给定的象素晶体管的栅电极，该象素晶体管开启。作为对比，当从低电平栅电压源VGL输出的电压加到一个给定的象素晶体管的栅电极，该象素晶体管关闭。
定时电路14响应于从CPU的一个时钟脉冲12的上升沿开始计数，并在迟于那个时钟脉冲的下降沿但是早于下一个时钟脉冲的上升沿停止计数。换句话说，在定时电路14开始一圈的计数后直到它结束，消逝的时间长度比时钟脉冲12的一半时间周期要长但是比时钟脉冲12的一个时间周期要短。
根据这个定时电路14的输出，选择电压供给电路18的开关20被控制，使得在选择电压供给电路18的输出点VG1的电压在第一高电平栅电压Vgate1和低于Vgate1的第二高电平栅电压Vgate2之间转换。
更一般而言，开关20由定时电路14的输出以一种方式控制，使得当定时电路14计数时，在选择电压供给电路18的输出点VG1出现的电压是第一高电平栅电压Vgate1，以及当定时电路14不计数时，在选择电压供给电路18的输出点VG1出现的电压是第二高电平栅电压Vgate2。
然后，参考图2，将描述图1中在相关点观察的波形。在图2中示出了从上面的电压波形，它在选择电压供给电路18的输出点VG1，时钟脉冲12，加在栅线Xn的电压(栅脉冲GPn)，加在栅线Xn+1的电压(栅脉冲GPn+1)，和加在栅线Xn+2的电压(栅脉冲GPn+2)。
如图2所示，每当时钟脉冲12上升时(在时间点t0，t2，t4，和t6)，定时电路14开始计数，导致第一高电平栅电压Vgate1出现作为在选择电压供给电路18的输出点VG1的电压。上升到一个高电平后，钟脉冲12首先降到一个低电平，然后在下一个脉冲上升前，定时电路14完成并停止计数(在时间点t1，t3，和t5)。如上面描述的。这样，当定时电路14完成计数之后直到它开始计数下一个时间(在时间点t2，t4，和t6)，第二高电平栅电压Vgate2出现作为在选择电压供给电路18的输出点VG1的电压。
时间点t0和t2之间，t2和t4之间，以及t4和t6之间的周期，分别是一个由加到栅线Xn上的电压驱动的象素的选择周期(该周期这样可以成称为栅线Xn的选择周期)，一个由加到栅线Xn+1上的电压驱动的象素的选择周期(该周期这样可以成称为栅线Xn+1的选择周期)，和一个由加到栅线Xn+2上的电压驱动的象素的选择周期(该周期这样可以成称为栅线Xn+2的选择周期)。
回至图1，从CPU的时钟脉冲12还供给构建作为一个移位寄存器的栅驱动器16。这样，栅驱动器16这样工作，使得在一个场的周期内(见图6)，与从CPU的钟脉冲12的一个接一个上升沿同步，栅线Xn，Xn+1，Xn+2...一个接一个地，以线与线的形式分别由栅脉冲控制开关24n，24n+1，24n+2...选择。这样，在一个给定的栅线选择周期内(在图1中Xn被选择)，该栅线连接到选择电压供给电路18的输出点VG1，其它所有栅线(图1中的Xn+1，Xn+2等)连接到低电平栅电压源VGL。
因此，如图2所示，加到无论哪一个栅线Xn的栅脉冲GPn在一个周期内已经到达了它的选择周期，首先从是一个低电平电压源的低电平栅电压源VGL，急剧地上升到第一高电平栅电压Vgate1(在时间点t0)，然后，此后的一个预定周期内，降到第二高电平栅电压Vgate2(在时间点t1)，然后，在该选择的周期末端，剧烈地下降到低电平栅电压源VGL供给的电压(在在时间点t2)，然后保持在该电压直到在下一个场内相同的栅线到达它的选择周期。随后，在剩下的栅线Xn+1，Xn+2...一个接一个的选择周期内，分别在那里加上类似GPn的步进式栅脉冲GPn+1，GPn+2，...。
在该实施例中，例如一个选择周期的长度(时间点t0到t2之间的周期)设置为13.5μs，时间点t0和t1之间，时间点t2和t3之间，以及时间点t4和t5之间的周期都设为11μs，以及时间点t1和t2之间，时间点t3和t4之间，以及时间点t5和t6之间的周期都设为2.5μs。此外，例如从第一电源VGH0供给的第一高电平栅电压Vgate1设置为25V，从第二电源VANA供给的第二高电平栅电压Vgate2设置为13V。不用说，上面特别提到的值对相关周期(13.5μs等)和电压(25V等)无论如何也不会限制本发明。
然后，参考图3，将描述图1所示的选择电压供给电路18的一个电路配置实例。这里，也可以在图1中找到的这些元件以相同的参考数目和符号标识，并且不再重复它们的解释。
第一电源VGH0的输出通过一个电阻器R1连接到一个PNP型晶体管20a的发射极，晶体管20a的集电极通过一个电阻器R5连接到一个NPN型晶体管Tr_b的集电极。晶体管20a的发射极通过电阻器R2，R3，和R4连接到型晶体管Tr_b的基极，R2和R3之间的结点连接到晶体管20a的基极，R3和R4之间的结点连接到NPN型晶体管Tr_a的集电极。晶体管Tr_b的基极通过一个电阻器R7接地，晶体管Tr_a和Tr_b的发射极都接地。
晶体管Tr_a的基极通过一个电阻器R8接地，并连接到定时电路14的输出(图中的TO)。
第二电源VANA的输出通过二极管22连接到晶体管20a的集电极，晶体管20a的集电极通过一个电阻器R6连接到选择电压供给电路18的输出点VG1。
晶体管Tr_a和Tr_b一起构成一个电平移动电路26，当那些晶体管开关时，移动选择电压供给电路18的输出点VG1的电压。定时电路14包括一个定时单元14A用于计数时间，并接收一个电源VDD0和时钟脉冲12。晶体管20a就体现了图1所示的开关20。
将通过上面描述的互连理解，供给第二高电平栅电压Vgate2的第二电源VANA，通过二极管22连接到选择电压供给电路18的输出点VG1，供给第一高电平栅电压Vgate1的第一电源VGH0通过开关20连接到定时电路14的输出通过电平移动电路26连接的地方，也连接到输出点VG1。即，既然第二电源VANA总是通过二极管22连接到选择电压供给电路18的输出点VG1，在输出点VG1出现的作为电压输出的是，当晶体管20a关闭时，是从第二电源VANA供给的电压，即第二高电平栅电压Vgate2，以及，当当晶体管20a开启时，是从第一电源VGH0供给的电压，即第一高电平栅电压Vgate1。
电阻器的电阻设置使得当定时电路14计数时，定时电路14输出一个高电平电压，使晶体管Tr_a开启以及晶体管Tr_b关闭，另外沿电阻器Ra的压降使晶体管20a开启。此外，电阻器的电阻设置使得当定时电路14不计数时，定时电路14输出一个低电平电压，使晶体管Tr_a关闭以及晶体管Tr_b开启，另外由于沿电阻器Ra的压降使得晶体管20a不开启。
因此，当定时电路14计数时，晶体管20a开启，因此在选择电压供给电路18的输出点VG1的电压是第一高电平栅电压Vgate1；而当定时电路14不计数时，晶体管20a关闭，因此在选择电压供给电路18的输出点VG1的电压是第二高电平栅电压Vgate2。
如上面所描述的，PNP型晶体管20a仅仅是体现图1所示开关20的一个实例。不用说，本发明并不局限于采用PNP型晶体管20a作为开关20来实现；相反，可以采用一个NPN型晶体管，继电器等作为开关20，修改电路以获得如图3所示配置获得的同样效果。
如上面所描述的，在该实施例中，在每个栅线选择周期内施加一个步进式栅脉冲电压是可能的。这样，就可能解决在传统有源矩阵型液晶显示设备中电压漂移(图6中的ΔV1)不可避免的问题。此外，相应于第二高电平栅电压Vgate2的电压总是从第二电源VANA通过二极管22供给选择电压供给电路18的输出点VG1，而且，当定时电路14计数时，晶体管20a保持开启，使得相应于第一高电平栅电压Vgate1的一个电压从第一电源VGH0供给选择电压供给电路18的输出点VG1。这样，可以转换到高电平栅电压而没有损失并不导致一个浪涌电压。
此外，逻辑电路例如定时电路14和栅驱动器16可以在一个5V或更低电压下工作。相比于前面提到的专利发表1公开的配置，这有助于大大降低功耗。
该实施例的配置还可以另外描述如下“先提供了一个第一电源VGH0用于产生一个相应于第一高电平栅电压Vgate1的电压，以及一个第二电源VANA用于产生一个相应于第二高电平栅电压Vgate2的电压，它是一个预定的低于第一高电平栅电压Vgate1的电压；当从第二电源VANA的第二高电平栅电压Vgate2总是通过二极管22供给，第一高电平栅电压Vgate1是开和关，使得叠加在第二高电平栅电压Vgate2上。
在上面描述的第一实施例中，一个开关20用于选择电压供给电路18中。在这种配置下，一个大电流流经开关20，因此，考虑到那里的热耗散，选择电压供给电路18优选与栅驱动器16分立提供。这使得很容易冷却选择电压供给电路18，甚至当一个大电流流经那里导致它耗散大量的热。类似的原因，低电平栅电压源VGL可以与栅驱动器16分立提供。
在上面的描述中，“分立地提供”意思是，当栅驱动器16和其它元件集成进IC(集成电路)时，栅驱动器16装配进分立IC以与选择电压供给电路18和/或低电平栅电压源VGL分开。即使在栅驱动器16与选择电压供给电路18和/或低电平栅电压源VGL装配进相同单IC中，如果使从栅驱动器16到选择电压供给电路18和/或低电平栅电压源VGL的物理距离足够长，以允许上面描述的容易冷却，这样做可以理解为等效于上面描述的“分立地提供”的意思。表达“选择电压供给电路18或低电平栅电压源VGL与栅驱动器16分立地提供”与表达“选择电压供给电路18或低电平栅电压源VGL安排在栅驱动器16的外面”是可互换的。
(第二实施例)作为本发明的第二实施例，一个修改实例，其中上面描述的热耗散问题已经通过允许一个选择电压供给电路(特别地，后面描述的选择电压供给电路58)构建进如图4所示的栅驱动器16中。图4是示出本发明第二实施例，有源矩阵型液晶显示设备的驱动电路图。这里，也可以在图1中找到的这些元件以相同的参考数目和符号标识，并且不再重复它们的解释。
图4所示的配置在以下方面不同于图1所示的配置。代替定时电路14，使用一个定时电路54，它含有一个相应于电平移动电路26构建进定时电路14中的电路。沿着栅驱动器16，多个NPN型开关晶体管Trn，Trn+1，Trn+2...以分布形式互相平行排列，一个用于一个栅线。这些晶体管Trn，Trn+1，Trn+2...的基极一起连接到定时电路54中提供的电平移动电路的输出；那些晶体管的集电极一起连接到第一电源VGH0；以及些晶体管的发射极连接到选择电压供给电路58的输出点VG2之间结点，它通过二极管22分别连接到第二电源VANA，以及栅脉冲控制开关24n，24n+1，24n+2...的一端。
选择电压供给电路58与图1所示的选择电压供给电路18相同，除了图1中使用的开关20由上面提到的开关晶体管Trn，Trn+1，Trn+2...代替。并且选择电压供给电路58的输出点VG2相应于选择电压供给电路18的输出点VG1。
定时电路54的电平移动电路的输出本身用作定时电路54的输出，并且定时电路54与定时电路14相同，除了本身含有构建的电平移动电路。因此，类似定时电路14，定时电路54响应于从CPU的一个时钟脉冲12的上升沿开始计数，并在迟于那个时钟脉冲的下降沿但是早于下一个时钟脉冲的上升沿停止计数。
根据这个定时电路54的输出，开关晶体管被Trn，Trn+1，Trn+2...控制，以这种方式使得在选择电压供给电路58的输出点VG2的电压在第一高电平栅电压Vgate1和低于Vgate1的第二高电平栅电压Vgate2之间转换。
特别地，如同使用定时电路14，开关晶体管被Trn，Trn+1，Trn+2...由定时电路54的输出以一种方式控制，使得当定时电路54计数时，在选择电压供给电路58的输出点VG1出现的电压是第一高电平栅电压Vgate1，以及当定时电路54不计数时，在选择电压供给电路58的输出点VG1出现的电压是第二高电平栅电压Vgate2。
在该第二实施例中，从第二电源VANA相应于第二高电平栅电压Vgate2的电压总是加到选择电压供给电路58的输出点VG1，并且当定时电路54计数时，多于一个的开关晶体管被Trn，Trn+1，Trn+2...通过定时电路54中提供的电平移动电路的输出而开启，使得从第一电源VGH0的第一高电平栅电压Vgate1加到选择电压供给电路58的输出点VG2。
这里，既然开关晶体管Trn，Trn+1，Trn+2...互相平行排列，流经它们每一个的电流量，因此是由它们每一个耗散的热量随着它们数目反比地降低。这使得可能与栅驱动器16集成地构建选择电压供给电路58。不用说，在整个选择电压供给电路58中，仅仅开关晶体管Trn，Trn+1，Trn+2...可以与栅驱动器16集成地构建。自然，第二实施例与那些联系第一实施例所描述的包括高电平电压无损交换，获得了同样效果。
在图4中，提供了与栅线Xn，Xn+1，Xn+2...一样多的开关晶体管Trn，Trn+1，Trn+2...。这种确切配置不需要采用；提供任何数目的开关晶体管Trn，Trn+1，Trn+2...是可能的，假设当它们与栅驱动器16集成地排列时，它们耗散的热效应可以忽略。
在上面的描述中，“集成地构建”和“集成地排列”，与上面使用的“分立的提供”相反，意思是当栅驱动器16和其它元件集成进IC(集成电路)时，将栅驱动器16装配进相同单IC中。即使在栅驱动器16和选择电压供给电路18装配进物理上分立的IC中的情况下，如果这些IC基本上构建在一个单一部分中，如模塑在一起，这样做可以理解为等效于上面描述的“集成地构建”和“集成地排列”的意思。
在上面描述的第一和第二实施例中，优选象素晶体管构建为TFT，优选这些TFT由无定形硅形成。在两个实施例中，已经解决了由于电压漂移(图6中的ΔV1)而导致的图象质量下降的传统遇到的问题。因此，甚至当使用无定形硅代替导致液晶显示面板具有低图像质量的低温多晶硅，使得不但弥补图像质量上的这种损失，而且降低制造工艺中包括的步骤数目都是可能的。这使得偏移地制造大屏幕液晶显示面板是可能的。
工业适用性如上面所描述的，根据本发明，可能实现一个有源矩阵型液晶显示设备，以低功耗工作，含有一个简单的电路配置，获得了开关而不产生浪涌电压，产生稳定的步进式移位栅脉冲，这样提供了好的显示质量。
权利要求
1.一种有源矩阵型液晶显示设备，包括象素电极，以矩阵排列并分别由象素晶体管驱动；多条栅线，以一个列一个列的方式连接到象素晶体管的栅电极；多条源线，以一个行一个行的方式连接到象素晶体管的源电极；一个栅驱动器，在一个选择周期接着一个选择周期的过程中，顺次地将一条栅线接着一条栅线地连接到一个选择电压供给电路的输出点；以及一个源驱动器，将一个图像信号供给源线，其中选择电压供给电路含有一个第一电源，用于供给一个预定的选择电压，以及一个第二电源，用于供给一个低于预定选择电压的电压，选择电压供给电路的输出点总是被供给来自第二电源的电压，提供一个开关，这样操作使得在开始于每个选择周期的起始并持续小于该选择周期的时间间隔内，选择电压供给电路的输出点被供给来自第一电源的电压。
2.根据权利要求1的有源矩阵型液晶显示设备，其中第二电源通过一个二极管连接到选择电压供给电路的输出点。
3.根据权利要求1的有源矩阵型液晶显示设备，其中第一电源通过开关连接到选择电压供给电路的输出点。
4.根据权利要求1-3中任一个的有源矩阵型液晶显示设备，其中象素晶体管由无定形硅形成。
5.根据权利要求1-3中任一个的有源矩阵型液晶显示设备，其中选择电压供给电路与栅驱动器分立地提供。
6.根据权利要求1-3中任一个的有源矩阵型液晶显示设备，其中选择电压供给电路在栅驱动器外与一个低电平栅电压源一起布置。
7.根据权利要求1-3中任一个的有源矩阵型液晶显示设备，其中对于开关，提供多个开关，每个栅线一个，它们互相平行。
全文摘要
一种有源矩阵型液晶显示设备，适合于降低功耗并排除开关损耗，使得在选择过程中，当步进式改变加在一个栅线上的栅脉冲时不导致浪涌电压。该设备包括，对于选择电源电压电路(18)，一个第一电源(VGH0)，用于供给一个预定的选择电压，以及一个第二电源(VANA)，用于供给低于选择电压一个预定值的电压，使得从第二电源的电压始终加到选择电压供给电路的一个输出点(VG1)，以及在短于从选择时间开始的选择周期过程中，叠加第一电源的电压，由此将步进式栅脉冲(GPn，GPn+1，GPn+2，…)加到预定选择的栅线上(Xn，Xn+1，Xn+2…)。
文档编号G02F1/133GK1692398SQ20038010064
公开日2005年11月2日 申请日期2003年12月25日 优先权日2002年12月27日
发明者小林靖弘, 莲佛启一, 平贺悟 申请人:三洋电机株式会社, 鸟取三洋电机株式会社