[发明专利]电平变换器及使用电平变换器的有源矩阵型显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及将特定电压幅度的输入电压变换成不同电压幅度的输出电压的电平变换器，尤其涉及适用于有源矩阵型显示装置的栅极线驱动器。

背景技术

现有的显示装置大致可分为无源型和有源型矩阵两种。其中，有源矩阵型显示装置为对各个象素分别设开关元件、对各个象素分别施加与该象素的图象数据对应的电压(或流过电流)来进行显示的显示装置。

液晶显示装置是通过在面对的基片间封入液晶LC、在每个象素中形成的象素电极施加电压、通过改变液晶的透射率而进行显示的显示装置，有源矩阵型LCD主要用作监视器之用途。

另外，电致发光显示装置是通过将电流从每个象素中形成的象素电极流到电致发光(EL)元件进行显示的显示装置，有源矩阵型EL显示装置目前正在广泛进行实用化研究。

图2示出了有源矩阵型LCD的电路图。在显示区域，配置了向列方向延伸的多条漏极线2及向行方向延伸的多条栅极线3，对应于漏极线2与栅极线3各自的交点配置选择晶体管4。选择晶体管4的漏极和栅极分别与漏极线2及栅极线3相接，源极与每个象素中形成的象素电极相接。在显示区域1的列方向外侧，依次选择特定的漏极线2，配置施加数据电压的漏极线驱动器5。在显示区域1的行方向外侧，配置选择栅极线的栅极线选择器6。

栅极线选择器6从多条栅极线3依次选择特定的栅极线3而施加栅极电压，将与该栅极线3相接的选择晶体管4设定为通(ON)。漏极线驱动器5从多条漏极线2依次选择特定的漏极线2，并将数据信号输出到该漏极线2。通过漏极线2及处于通(ON)态的选择晶体管4，对与所选择的栅极线3及所选择的漏极线2相接的象素的象素电极施加对应于数据信号的象素电压，驱动与此对应的液晶LC而进行显示。

然而，在对象素电极施加电压，即在进行使每行象素电压反转的线反转驱动时，为了抑制象素电压的最大值，往往采用使对向电极COM的电压同时反转的对极AC驱动这样的驱动方法。如上所述，对与所选择的栅极线对应的象素电极通过选择晶体管4施加象素电压，而与其他未被选择的栅极线对应的象素电极，则因选择晶体管4为截止(OFF)而成为浮置状态。于此，若驱动对极AC，未被选择而成浮置态的象素电极的电位因反转的对向电极COM的作用，电位发生变化。电位变化的结果往往是象素电极的电位与选择晶体管4的栅极电位之差消失，选择晶体管4成为通(ON)态。为了防止这一情况，对于驱动对极AC的有源矩阵型显示装置来说，有必要在非选择时对选择晶体管4的栅极施加负电压。如果施加负电压，象素电极即使变化，仍能确保与栅极电极之间的电位差，从而防止选择晶体管4处于通(ON)态。这里，栅极线选择器6，如图3(a)所示，在接地电位与特定电位间进行输出。于是，如图所示，在栅极线选择器6与栅极线3之间插入了电平变换器7。电平变换器7是相对图3(a)所示的具有第一电压幅度的输入信号而输出图3(b)所示的具有第二电压幅度的信号的电压变换电路。尤其是该电平变换器7如图3(c)所示，输出具有负电压V3及正电压V4的电压幅度。

图4示出现有电平变换器一例的电路图。它由第1p沟道晶体管51、第二p沟道晶体管52、倒相器53、第1n沟道晶体管54、第2n沟道晶体管55、正电源56和负电源57构成。

以下说明图4电路的工作原理。首先，输入信号Sig1为低时，对于第1p沟道晶体管51，由于使输入信号Sig1反转的反转输入^*Sig1被输入到栅极，故为截止(OFF)态，输入信号Sig1输入到栅极的第2p沟道晶体管52使其成为通(ON)态。而且，由于正电源56通过第2p沟道晶体管52输入到倒相器53，所以电平变换器的输出信号Sig2为低。另外，正电源56通过第2p沟道晶体管52连接到第1n沟道晶体管54的栅极，第1n沟道晶体管54为通(ON)态，因通过第1n沟道晶体管54将第2n沟道晶体管55的栅极连接到负电源57，故第2n沟道晶体管55变为截止态(OFF)。

此后，当输入信号Sig1为高时，第1p沟道晶体管51导通(ON)，第2p沟道晶体管52截止(OFF)。因此，第2n沟道晶体管55经第1p沟道晶体管51而导通(ON)，负电源57连接到倒相器53，电平变换器的输出Sig2变为高。另外，由于第1n沟道晶体管54的栅极通过第2n沟道晶体管55连接到负电源57，故第1n沟道晶体管54成为截止态(OFF)。

发明内容

以往的电平变换器，其输入信号Sig1由低到高或由高到低变化时，穿透电流由正电源56流向负电源57。以下对此进行说明。现在设输入信号Sig1为高。上述各晶体管变成如下状态：