專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，特別是涉及可以進行灰度等級顯示的液晶顯示裝置。
以前，在個人計算機、電視機、移動電話、個人數(shù)字助理等中，一直使用用來顯示靜畫或動畫的液晶顯示裝置。
圖4的電路圖示出了這樣的液晶顯示裝置的主要部分。在圖4中，該液晶顯示裝置具備液晶單元30、垂直掃描線31、公用布線32、水平掃描線33和液晶驅動電路34，液晶驅動電路34由N溝MOS晶體管35和電容器36構成。
N溝MOS晶體管35連接在水平掃描線33與液晶單元30的一方的電極30a之間，其柵極連接到垂直掃描線31上。電容器36連接在液晶單元30的電極30a與公用布線32之間。給液晶單元30的另一方的電極供給電源電壓Vcc，給公用布線32供給基準電位Vss。垂直掃描線31借助于垂直掃描電路(未畫出來)進行驅動，水平掃描線33借助于水平掃描電路(未畫出來)進行驅動。
當垂直掃描線31變成為‘H’電平時，N溝MOS晶體管35導通，液晶單元30的電極30a通過N溝MOS晶體管35被充電到水平掃描線33的電平。液晶單元，例如在電極30a為‘H’電平的情況下，其光透過率變成為最小，而在電極30a變成為‘L’電平的情況下，其光透過率變成為最大。液晶單元30被排列成多行多列以構成一塊液晶面板，在液晶面板上顯示一個圖象。
由于以往的液晶顯示裝置象上述那樣地構成，故要想用一個液晶單元30進行灰度等級顯示，就必須給液晶單元30的電極30a提供模擬電位。
但是，在依據(jù)數(shù)字信號顯示圖象的情況下，為把數(shù)字信號變換成模擬信號就需要有數(shù)-模轉換電路，存在著裝置價格升高的問題。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，設置其一方的電極接受電源電位，其光透過率根據(jù)提供給其另一方的電極的電位而變化的液晶單元；連接在第1基準電位的電源線與液晶單元的另一方的電極之間，其電容值可以用多個等級進行控制的可變電容電路；根據(jù)圖象信號選擇設定可變電容電路的電容值，設定液晶單元的另一方的電極的電位的控制電路。因此，由于采用改變可變電容電路的電容值的辦法，就可以改變液晶單元的光透過率，故可以用一個液晶單元進行灰度等級顯示而無須另設數(shù)-模電路，因而可以實現(xiàn)裝置的低價格化。
理想地說，可變電容電路具有各自的一方的電極都連接到液晶單元的另一方的電極上的多個第1電容器，各自的另一方的電極分別連接到多個第1電容器的另一方的電極上，和各自的一方的電極都接受第1基準電位的多個第1開關器件，控制電路使多個第1開關器件的每一個開關器件變成為導通或非導通以選擇設定可變電容電路的電容值。在這種情況下，液晶單元的光透過率就可以取決于使之導通的第1開關器件的個數(shù)而變化。
此外理想地說，多個第1電容器具有彼此互異的電容值。在這種情況下，還可以進行多個等級的灰度等級顯示。
此外理想地說，還設置其一方的電極連接到液晶單元的另一方的電極上，其另一方的電極接受第2基準電位的第2電容器。在這種情況下，可以更為正確地設定液晶單元的另一方的電極的電位。
此外理想地說，還設置各自的一方的電極分別連接到多個第1電容器的另一方的電極上，各自的另一方的電極都接受第2基準電位的第2開關器件，其一方的電極連接到液晶單元的另一方的電極上，其另一方的電極都接受第2基準電位的第3開關器件，控制電路，在設定液晶單元的另一方的電極的電位之前，先使多個第2開關器件和第3開關器件導通，然后再使多個第1電容器的另一方的電極和液晶單元的另一方的電極的電位預置為第2基準電位。在這種情況下，就可以除去第1電容器和液晶單元的殘余電荷，就可以更為正確地設定液晶單元的另一方的電極的電位。
此外理想地說，還設置其一方的電極連接到多個第1開關器件的另一方的電極上，其另一方的電極則接受第1基準電位的第4開關器件，控制電路，在設定了液晶單元的另一方的電極的電位之后，就使第4開關器件變成為非導通以停止向多個第1開關器件的另一方的電極供給第1基準電位。在這種情況下，就可以借助于第1開關器件的反向漏泄電流來防止液晶單元的另一方的電極的電位發(fā)生變化。
此外理想地說，多個第1開關器件的每一個開關器件都是場效應晶體管，還設置各自的一方的電極都分別連接到多個場效應晶體管的輸入電極上，各自的另一方的電極都接受第3基準電位的多個第3電容器，控制電路，使多個第3電容器的一方的電極中的每一個進行充電或放電，以使多個場效應晶體管中的每一個導通。在這種情況下，可以使第1開關器件變成為長時間確實地導通或非導通。
此外理想地說，液晶顯示裝置被設置于便攜式電子裝置中。在這種情況下，本發(fā)明將特別有效。


圖1的框圖示出了本發(fā)明的實施例1的彩色液晶顯示裝置的構成。
圖2的電路圖示出了圖1所示的彩色液晶顯示裝置中所含有的液晶驅動電路的構成。
圖3的電路圖示出了本發(fā)明的實施例2的彩色液晶顯示裝置的液晶驅動電路的構成。
圖4的電路圖示出了現(xiàn)有的液晶顯示裝置的液晶驅動電路的構成。
實施例1圖1的框圖示出了本發(fā)明的實施例1的彩色液晶顯示裝置的構成。在圖1中，該彩色液晶顯示裝置具備液晶面板1、垂直掃描電路9和水平掃描電路10，被設置于例如移動電話機內(nèi)。
液晶面板1由排列成多行多列的多個液晶單元2、與各行對應起來設置的象素信號線4、第1垂直掃描線5、第2垂直掃描線6和公用布線7、與各列對應起來設置的水平掃描線8組成。
液晶單元2，在各行中每3個一組地預先分組化。各個組的3個液晶單元上分別設有R、G、B的彩色濾色片，各組的3個液晶單元構成一個象素。
垂直掃描電路9，依據(jù)圖象信號，依次每次一行地選擇多數(shù)行中的一行，在被選的各行中，驅動該行的每一條象素信號線4、每一條第1垂直掃描線5和每一條第2垂直掃描線6。對公用布線7供給基準電位Vss。
水平掃描電路10根據(jù)圖象信號，在被垂直掃描電路9選中一行期間內(nèi)每次一列地依次對多數(shù)列進行選擇，驅動被選中的各列的水平掃描線8。
當液晶面板1的全部液晶單元2都被垂直掃描電路9和垂直掃描電路10掃描后，在液晶面板1上就顯示一個圖象。
圖2的電路圖示出了與各個液晶單元2對應地設置的液晶驅動電路11的構成。在圖2中，該液晶驅動電路11具有N溝MOS晶體管12-15和電容器16～20，與對應的行的象素信號線4、第1垂直掃描線5、第2垂直掃描線6和公用布線7和對應的列的水平掃描線8進行連接。
N溝MOS晶體管14和電容器18，串聯(lián)連接在象素信號線4與液晶單元2的一方的電極2a之間。N溝MOS晶體管12連接在水平掃描線8與N溝MOS晶體管14的柵極(節(jié)點N14)之間，該柵極連接到第1垂直掃描線5上。電容器16連接在節(jié)點N14與公用布線7之間。
N溝MOS晶體管15和電容器19，串聯(lián)連接在象素信號線4與液晶單元2的一方的電極2a之間。N溝MOS晶體管13連接在水平掃描線8與N溝MOS晶體管15的柵極(節(jié)點N15)之間，該柵極連接到第1垂直掃描線6上。電容器17連接在節(jié)點N15與公用布線7之間。
電容器20，連接在液晶單元2的電極2a與公用布線7之間。給液晶單元2的另一方的電極供給電源電位Vcc。液晶單元2的光透過率取決于電極間的電壓而變化。
其次，對該液晶驅動電路11的動作進行說明。當?shù)?垂直掃描線5變成為激活化電平的‘H’電平時，N溝MOS晶體管12導通，節(jié)點N14通過水平掃描線8被充電至‘H’電平或‘L’電平。當?shù)?垂直掃描線6變成為激活化電平的‘H’電平時，N溝MOS晶體管13導通，節(jié)點N15通過水平掃描線8被充電至‘H’電平或‘L’電平。
例如，在節(jié)點N14、N15都為‘H’電平的情況下，N溝MOS晶體管14、15導通，液晶單元2的電極2a通過電容器18和N溝MOS晶體管14連接到象素信號線4上的同時，還通過電容器19和N溝MOS晶體管15連接到象素信號線4上。在這里，設象素信號線4的電位為V1，設電容器18～20的電容值分別為C1～C3，則液晶單元2的電極2a的電位V2將變成為V2=V1×(C1+C2)/(C1+C2+C3)=Va。
此外，在節(jié)點N14、N15分別為‘H’、‘L’電平的情況下，N溝MOS晶體管14導通的同時N溝MOS晶體管5變成為非導通，液晶單元2的電極2a僅僅通過電容器18和N溝MOS晶體管14連接到象素信號線4上。在這種情況下，液晶單元2的電極2a的電位V2將變成為V2=V1×C1/(C1+C3)=Vb。
此外，在節(jié)點N14、N15分別為‘L’、‘H’電平的情況下，N溝MOS晶體管14變成為非導通的同時N溝MOS晶體管5變成為導通，液晶單元2的電極2a通過電容器19和N溝MOS晶體管15連接到象素信號線4上。在這種情況下，液晶單元2的電極2a的電位V2將變成為V2=V1×C2/(C2+C3)=Vc。
此外，在節(jié)點N14、N15都為‘L’電平的情況下，N溝MOS晶體管14、15變成為非導通，電容器20不充電，就是說V2=0。
在這里，若把C1和C2設定為不同的值，則可以把液晶單元2的電極2a的電位選擇設定為Va、Vb、Vc、0這4個等級的電位中的任何一個電位，就可以用一個液晶單元2進行4個等級的灰度等級顯示。因此，若用本實施例1，則可以進行灰度等級顯示而無須給象素信號線向提供模擬電位，由于不需要數(shù)-模轉換電路，故可以用低價格進行灰度等級顯示。
另外，液晶單元2由于具有某種值的電容值，故也可以省略電容器20。在這種情況下，液晶單元2的電極2a的電位V2由象素信號線4的電位V1、電容器18、19的電容值C1、C2和液晶單元2的電容值決定。
實施例2在圖2的液晶驅動電路11中，在電容器18～20中存在有殘余電荷的情況下，就不能把液晶單元2的電極2a的電位V2正確地設定為上述的Va、Vb、Vc、0。本實施例2就是要解決該問題。
圖3的電路圖示出了本發(fā)明的實施例2的彩色液晶顯示裝置的主要部分，是與圖2進行對比的電路圖。
參看圖3，該彩色液晶顯示裝置與實施例1的彩色液晶顯示裝置的不同之處在于，追加有與各行對應地設置的第3垂直掃描線21和第4垂直掃描線22，液晶驅動電路11已被液晶驅動電路23置換這一點。此外，液晶驅動電路23與液晶驅動電路11不同之處在于追加有N溝MOS晶體管24～27這一點。
N溝MOS晶體管24連接在象素信號線4與N溝MOS晶體管14、15的漏極之間，其柵極連接到對應的行的第3垂直掃描線21上。N溝MOS晶體管25連接在N溝MOS晶體管14的源極與公用布線7之間。N溝MOS晶體管26連接在N溝MOS晶體管15的源極與公用布線7之間。N溝MOS晶體管27連接在液晶單元2的電極2a與公用布線7之間。N溝MOS晶體管25～27的柵極都連接到第4垂直掃描線22上。
其次，對該彩色液晶顯示裝置的動作進行說明。首先，使第3垂直掃描線21和第4垂直掃描線22分別變成為‘L’電平和‘H’電平，使N溝MOS晶體管24變成為非導通的同時使N溝MOS晶體管25～27變成為導通，以使電容器18～20的殘余電荷放電。借助于此，電容器18～20的各自的一方的電極和另一方的電極被設定為同一電位Vss。另外，之所以使N溝MOS晶體管24變成為非導通，是為了要防止象素信號線4與公用布線7短路。
其次，使第3垂直掃描線21和第4垂直掃描線22分別變成為‘H’電平和‘L’電平，使N溝MOS晶體管25～27變成為非導通的同時，使N溝MOS晶體管24導通。之后，與實施例1的液晶顯示裝置一樣，把液晶單元2的電極2a正確地設定為所希望的電位就是說正確地設定為上述Va、Vb、Vc、0。
最后，使第3垂直掃描線21和第4垂直掃描線22都變成為‘L’電平使N溝MOS晶體管24～27變成為非導通。借助于此，使電流從象素信號線4向電容器18、19漏泄就可以防止液晶單元2的電極2a的電位V2發(fā)生變化。
另外，這次所公開的實施例在所有的點上都應當看作是一種例示而不是限制性的實施例。本發(fā)明的范圍不是上述的說明而是由專利權利要求范圍所示、意圖為包括與專利權利要求均等的意義和范圍內(nèi)的所有的變更在內(nèi)。
權利要求
1．一種可進行灰度等級顯示的液晶顯示裝置，具備其一方的電極接受電源電位(Vcc)，其光透過率根據(jù)提供給其另一方的電極(2a)的電位(V2)而變化的液晶單元(2)；連接在第1基準電位(V1)的電源線與液晶單元(2)的另一方的電極(2a)之間，其電容值可以用多個等級進行控制的可變電容電路(14、15、18、19)；根據(jù)圖象信號選擇設定可變電容電路(14、15、18、19)的電容值，設定液晶單元(2)的另一方的電極(2a)的電位的控制電路(9、10)。
2．權利要求1所述的液晶顯示裝置，上述可變電容電路(14、15、18、19)，具有各自的一方的電極都連接到上述液晶單元(2)的另一方的電極(2a)上的多個第1電容器(18、19)；各自的一方的電極分別連接到上述多個第1電容器(18、19)的另一方的電極上，各自的另一方的電極都接受上述第1基準電位(V1)的多個第1開關器件(14、15)，上述控制電路(9、10)使上述多個第1開關器件(14、15)的每一個開關器件變成為導通或非導通以選擇設定上述可變電容電路(14、15、18、19)的電容值。
3．權利要求2所述的液晶顯示裝置，上述多個第1電容器(18、19)具有彼此互異的電容值。
4．權利要求2所述的液晶顯示裝置，還具備其一方的電極連接到上述液晶單元(2)的另一方的電極(2a)上，其另一方的電極接受第2基準電位(Vss)的第2電容器(20)。
5．權利要求2所述的液晶顯示裝置，還具備各自的一方的電極分別連接到上述多個第1電容器(18、19)的另一方的電極上，各自的另一方的電極都接受第2基準電位(Vss)的第2開關器件(25、26)；其一方的電極連接到上述液晶單元(2)的另一方的電極(2a)上，其另一方的電極都接受上述第2基準電位(Vss)的第3開關器件(27)，上述控制電路(9、10)，在設定上述液晶單元(2)的另一方的電極(2a)的電位(V2)之前，先使上述多個第2開關器件(25、26)和上述第3開關器件(27)導通，然后再使上述多個第1電容器(18、19)的另一方的電極和上述液晶單元(2)的另一方的電極(2a)的電位(V2)預置為上述第2基準電位(Vss)。
6．權利要求2所述的液晶顯示裝置，還具備其一方的電極連接到上述多個第1開關器件(14、15)的另一方的電極上，其另一方的電極則接受上述第1基準電位(V1)的第4開關器件(24)，上述控制電路(9、10)，在設定了上述液晶單元(2)的另一方的電極(2a)的電位(V2)之后，就使上述第4開關器件(24)變成為非導通以停止向上述多個第1開關器件(14、15)的另一方的電極供給上述第1基準電位(V1)。
7．權利要求2所示的液晶顯示裝置，上述多個第1開關器件(14、15)的每一個開關器件都是場效應晶體管，還具備各自的一方的電極都分別連接到多個場效應晶體管(14、15)的輸入電極上，各自的另一方的電極都接受第3基準電位(Vss)的多個第3電容器(16、17)，上述控制電路(9、10)，使上述多個第3電容器(16、17)的一方的電極中的每一個進行充電或放電，以使上述多個場效應晶體管(14、15)中的每一個導通。
8．權利要求1所述的液晶顯示裝置，上述液晶顯示裝置被設置于便攜式電子裝置中。
全文摘要
在彩色液晶顯示裝置中,采用在象素信號線(4)和液晶單元(2)的電極(2a)之間,并聯(lián)連接2個電容器(18、19)這兩方,或僅僅連接兩者中的任何一方,或全部不連接的辦法,就可以把液晶單元(2)的電極(2a)的電位(V2)切換成4個等級。因此,可以進行4個等級的灰度等級顯示而無須使用數(shù)－模轉換電路,因而可以實現(xiàn)裝置的低價格化。
文檔編號G02F1/133GK1315669SQ0013700
公開日2001年10月3日 申請日期2000年12月27日 優(yōu)先權日2000年3月30日
發(fā)明者井上滿夫, 上里將史, 村井博之, 時岡秀忠 申請人:三菱電機株式會社