【手続補正書】
【提出日】平成29年3月23日(2017.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本開示は表示装置に関し、例えば低周波駆動モードまたは間欠駆動モードの表示装置に適用可能である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
スマートフォンやタブレット端末などのモバイル用途の表示装置においては回路消費電力の低減が必須である。その手段の一つとして、低周波駆動モードや間欠駆動モードなどが提案されている。低周波駆動モードとは表示装置の駆動周波数を標準条件に対して、例えば１／２、１／４などに低減して回路電力を低減する方式である。また、間欠駆動モードとは表示装置の１表示期間（走査期間）の書き込みを行った後に１表示期間以上の回路停止期間（休止期間）を設けることで回路電力を低減する方式である。いずれの場合も表示部の映像信号書き換え周期が長くなるため動画ぼけ等の副作用は発生しうるが、動画視認性が重要視されない静止画表示等の場合においては、有効な回路電力低減策となる。なお、以下において、低周波駆動モードや間欠駆動モードに関して、画素の映像信号書き換えを行う時間間隔を「フレーム周期」あるいは「1フレーム」と呼び、その逆数を「フレーム周波数」と呼ぶものとする。また、走査期間で書き込みを行った後から次の走査期間で書き込みが行われるまでの期間を保持期間という。間欠駆動モードでは、保持期間に休止期間が含まれている。
アクティブマトリクス表示装置における、データ書き込み後の保持期間では、各画素に形成されたＴＦＴをＯＦＦ状態にして画素電極のチャージを保持させる。もし、この画素トランジスタを構成するＴＦＴのＯＦＦ特性が悪ければ、保持期間中にチャージが抜けてしまい、保持期間後の電圧値が初期値と異なり輝度が変化してしまう。こうなると、再度書き込んだ時に輝度が変化する現象として現れ、フリッカが視認されてしまう。低周波駆動モードや間欠駆動モードにおいては、このＯＦＦ特性すなわち保持期間中のチャージをいかに確実に長時間保持できるかが重要なパラメータになる。
近年、ＯＦＦ特性が良好であることを特徴とする材料として酸化物半導体（例えばＩｎ(インジウム)、Ｇａ(ガリウム)、Ｚｎ(亜鉛)から構成される酸化物であるＩＧＺＯ）が注目されており、これを用いたアクティブマトリクス表示装置も発表されている。しかし、一般にスマートフォンなどの高精細なアクティブマトリクス表示装置では、ＬＴＰＳのＴＦＴを用いる場合が多い。これはＴＦＴサイズを小さくできるメリットや、走査回路などのロジック回路もアレイ基板（ＴＦＴ基板）に形成できるメリットによるものであり、今後もこのＬＴＰＳのＴＦＴが主流であると思われる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
次に、図１に示すように、スイッチＳＷ１がＯＦＦしスイッチＳＷ２がＯＮして、ＶＧ（＝Ｖｇ）がＶＧＨから低電位（ＶＧＬ）に移行してＴＦＴ１０が非導通状態（ＯＦＦ状態）になると、図２の矢印Ａ２に示すように、ゲート電極２とポリシリコンチャネル部１２の間にある容量Ｃｃｈによるカップリングの影響でＶｃｈ（＋）およびＶｃｈ（−）は大きく押し下げられ、Ｖｃｈ（＋）およびＶｃｈ（−）は略（ＶＧＬ−Ｖｔｈ）になる。ここで、ＶｔｈはＴＦＴ１０の閾値電圧である。これに対し、ドレイン１３には大容量の画素容量Ｃｓが接続されているため、Ｖｄ（＋）およびＶｄ（−）はＴＦＴ１０のＯＦＦの瞬間には殆ど変化しない。画素容量Ｃｓは画素電極６と対向電極９によって構成され、対向電極９にはコモン電位（Ｖｃｏｍ）が印加される。したがって、Ｖｃｈ（＋）とＶｄ（＋）の間およびＶｃｈ（−）とＶｄ（−）の間にそれぞれ電位差が生じることになる。
ポリシリコンチャネル部１２はＴＦＴ１０のＯＦＦ状態にて必ずしも理想的な抵抗無限大状態ではなくリーク抵抗成分Ｒｏｆｆを持っており、休止期間においてＶｇ＝ＶＧＬを保っているので、容量Ｃｓと容量Ｃｃｈの間でリーク抵抗成分Ｒｏｆｆを介して電荷再配分が起こる。したがって、図２の矢印Ａ３に示すように、Ｖｃｈ（＋）およびＶｃｈ（−）が上昇、Ｖｄ（＋）およびＶｄ（−）が下降して等電位化しようとする。なお、ソース電位（Ｖｓ）とＶｃｈの間での電荷再配分も起こるがここでは無視する。これがドレインとゲート電極間の緩和現象として知られるものであり、時定数は一般に数１０ｍｓｅｃ〜数ｓｅｃのオーダーである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
図２に示すように、スイッチＳＷ２がＯＮした直後は、（Ｖｄ（＋）−Ｖｃｈ（＋））＞（Ｖｄ（−）−Ｖｃｈ（−））であるので、ドレインとゲート電極間の緩和現象によるＶｄの下降は負フレームよりも正フレームにてより顕著に発生する。したがって、図２の矢印Ａ４に示すように、正負フレーム間での保持電圧振幅（Ｖｄ（＋）−Ｖｄ（−））は時間と共に減少することになり、液晶の輝度が低下する。これにより、フリッカが発生する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
＜第１のゲートフローティング方式＞
ドレインとゲート電極間の緩和現象を低減する対策として、本願発明者らはゲートフローティング方式を種々検討した。まず、第１のゲートフローティング方式について図３および図４を用いて説明する。
図３は第１のゲートフローティング方式の構成を模式的に示す図である。図４は第１のゲートフローティング方式の電位波形図である。
第１のゲートフローティング方式のＴＦＴの構成は比較例に係る表示装置のＴＦＴと同じであるが、ゲート電源供給回路７との接続関係が異なる。第１のゲートフローティング方式では、ゲート電源供給回路７とゲート電極２との間にスイッチＳＷ３が配置されている。ここで、比較例の表示装置と同様に、ＶＧはゲート電源供給回路７の出力電位、Ｖｇはゲート電極２の電位（ゲート電位）、Ｖｓは信号線５の電位（信号電位）、Ｖｄは画素電極６の電位（画素電位）、Ｖｃｈはポリシリコンチャネル部１２の電位（チャネル電位）である。以下、第１のゲートフローティング方式の動作について説明する。
ＴＦＴ１０のＶｇがＶＧＨ→ＶＧＬに移行するまでの動作は図２と同じである。すなわち、図４の矢印Ａ１および矢印Ａ２における動作は図２の矢印Ａ１および矢印Ａ２における動作と同じである。ここで、図４において、Ｖｓ（＋）は正極性側（正フレーム時）の信号電位、Ｖｓ（−）は負極性側（負フレーム時）の信号電位である。Ｖｃｈ（＋）は正極性側のチャネル電位、Ｖｃｈ（−）は負極性側のチャネル電位である。Ｖｄ（＋）は正極性側の画素電位、Ｖｄ（−）は負極性側の画素電位である。Ｖｇ（＋）は正極性側のゲート電位、Ｖｇ（−）は負極性側のゲート電位である。
第１のゲートフローティング方式は、ＴＦＴ１０のＯＦＦ後の休止期間において、スイッチＳＷ３をＯＦＦすることによってＴＦＴ１０のゲート電極２をゲート電源供給回路７から切り離し、ゲート電極２を電気的にフローティングにするというものである。こうすると休止期間にて容量Ｃｃｈが孤立した容量となり電荷が保存され容量Ｃｃｈでの電流は発生しなくなるので、リーク抵抗成分Ｒｏｆｆ’を経由してソース１１とポリシリコンチャネル部１２間で流れる電流が無視できるものとすれば、リーク抵抗成分Ｒｏｆｆにも電流が流れないこととなる。したがって、容量Ｃｓに蓄積される電荷量も保存され、Ｖｄも一定となる。図４の矢印Ａ３に示すように、休止期間にてＶｃｈ（＋）とＶｄ（＋）は等電位化し、Ｖｃｈ（−）とＶｄ（−）は等電位化するが、Ｖｇが固定されていないため、この等電位化はＶｄ（＋）およびＶｄ（−）が一定で、Ｖｃｈ（＋）およびＶｃｈ（−）のみが上昇することで達成される。このとき容量Ｃｃｈの保持電圧は一定のため、Ｖｃｈ（＋）およびＶｄ（−）の上昇に伴って、Ｖｇ（＋）およびＶｇ（−）も上昇する。図４の矢印Ａ４に示すように、正負フレーム間での保持電圧振幅（Ｖｄ（＋）−Ｖｄ（−））は一定に保たれる。画素電位（Ｖｄ）が一定のため液晶の透過率も一定となり、フリッカが抑制される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
実施の形態に係る表示装置は、間欠駆動モードにおいて、次の（１）から（５）のいずれかを行うことによりフリッカを低減することができる。
（１）休止期間においてゲート電位をフローティングにする（（ａ）ドレインとゲート電極間での緩和現象の対策）。または、
（２）休止期間のソース電位を最適化する（（ｂ）ドレインからソースに抜けるリーク電流の対策）。または、
（３）休止期間においてゲート電位をフローティングとし、かつ休止期間のソース電位を最適化する（（ａ）と（ｂ））。または、
（４）休止期間において正フレームだけゲート電位をフローティングにする（（ａ））。
または、
（５）休止期間において正フレームだけゲート電位をフローティングとし、かつ休止期間のソース電位を最適化する（（ａ）と（ｂ））。
以上、間欠駆動モードについて説明したが、上記（１）および（４）については、低周波駆動の保持期間においても適用することができる。
高精細が特徴のＬＴＰＳのＴＦＴを用いた表示装置においてもフリッカを抑制することができる。これによりサイズが小さいＬＴＰＳを使用することができるので、高開口率化によるバックライト電力低減、あるいは狭額縁化と、低周波駆動モードまたは間欠駆動モードによる回路消費電力の低減を両立することができる。α−ＳｉはポリシリコンよりもＯＦＦ特性は良いが、酸化物半導体よりもＯＦＦ特性は悪いので、α−ＳｉのＴＦＴを用いた表示装置に本実施の形態を適用してもよいことはいうまでもない。なお、酸化物半導体はα−ＳｉよりもＯＦＦ特性が良いが、酸化物半導体のＴＦＴを用いた表示装置に本実施の形態を適用することを妨げるものではない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
制御回路ＣＴＲは、動作設定レジスタ２４Ｃによってスタート信号（ＳＴＶ）のパルス間隔の設定を行う。スタート信号（ＳＴＶ）のパルス間隔は、表示のフレーム周波数が通常の６０Ｈｚである場合は約１６．７ｍｓｅｃである。この場合は、図１９に示すように、１垂直期間（ＶＰ）は走査期間（ＳＰ）と垂直帰線期間（ＶＦＰ）との和である。１垂直期間のうち走査期間（ＳＰ）でない期間を非走査期間（ＮＳＰ）とすると、非走査期間（ＮＳＰ）は垂直帰線期間（ＶＦＰ）である。
制御回路ＣＴＲは、例えばスタート信号（ＳＴＶ）のパルス間隔を１６７ｍｓｅｃと長くすることもできる。１画面の走査期間（ＳＰ）が通常のままであるとすると、上記のパルス間隔のうち約９／１０は全走査信号線を非走査状態とする期間となる。このように、制御回路ＣＴＲでは、走査期間（ＳＰ）が終了した後に再びスタート信号（ＳＴＶ）がゲートドライバＧＤ＿１、ＧＤ＿２に入力されるまでの非走査期間（ＮＳＰ）が、走査期間（ＳＰ）以上の長さになるように設定することができる。この場合は、図２０に示すように、非走査期間（ＮＳＰ）を休止期間（ＱＰ）という。なお、走査線が低電位（ＶＧＬ）になってから走査線が高電位（ＶＧＨ）になるまでの期間が保持期間（ＨＰ）である。
制御回路ＣＴＲでは画像の内容に応じて複数の非走査期間（ＮＳＰ）を設定することができるようになっている。非走査期間（ＮＳＰ）に休止期間（ＱＰ）を設けることにより、画面を書き換える回数、すなわちソースドライバＳＤから出力する信号の供給周波数を減少させることができるので、画素を充電する電力を削減することができる。
すなわち、制御回路ＣＴＲは、駆動電力低減のために間欠駆動モードの機能を持っている。いま、一例として表示装置１００Ａの標準のフレーム周波数が６０Ｈｚ（すなわち（１／６０）ｓｅｃごとに画素への映像信号の書き換えが行われる）であるとする。動画表示の場合（第１の動作モードの場合）には標準の６０Ｈｚでの動作とする。動画視認性がそれほど重視されない静止画像などを表示する場合（第２の動作モードの場合）には約（１／６０）ｓｅｃをかけて書き込み（画面の上から下までの走査）を行った後に、例えば（１／６０）ｓｅｃ、（３／６０）ｓｅｃ、（７／６０）ｓｅｃ、あるいは（５９／６０）ｓｅｃの休止期間（ＱＰ）を設ける。休止期間（ＱＰ）に制御回路ＣＴＲの動作を停止すればその間の回路消費電力は実質０になり、書き込み時も含めた時間平均としての回路消費電力をそれぞれ、１／２、１／４、１／８、あるいは１／６０に低減することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
図２１に示すように、１フレームは走査期間（ＳＰ）と休止期間（ＱＰ）からなっていている。走査期間（ＳＰ）は通常の表示装置と同様の駆動を行う期間であり、スタート信号（ＳＴＶ）がクロック信号（ＣＬＫ）によってシフトレジスタＳＲを伝達していき、その出力がバッファＢＦを介して表示部ＡＡ内の走査線Ｇに出力されることにより、各行の選択動作が行われる。休止期間（ＱＰ）はスタート信号（ＳＴＶ）もクロック信号（ＣＬＫ）も動作を行わず、全ての走査線Ｇが非選択状態となったままで、状態が保持される。
バッファＢＦは図３のスイッチＳＷ１、ＳＷ２に相当する回路を有する。なお、図３に示すように、ゲート電源供給回路７とスイッチＳＷ３との間にスイッチＳＷ１、ＳＷ２を配置すると、図１７では走査線ＧごとにスイッチＧＳＷ_１、ＧＳＷ_２が必要となる。そこで、実施例１では、制御回路ＣＴＲとバッファＢＦとの間にスイッチＧＳＷ_１、ＧＳＷ_２を配置し、スイッチＧＳＷ_１、ＧＳＷ_２の数を減らしている。なお、低周波駆動モードを実行する場合は、バッファＢＦの後に走査線ＧごとにスイッチＧＳＷ_１、ＧＳＷ_２を配置する。
ここで、スイッチＧＳＷ_１、ＧＳＷ_２を制御するＣＴＬＧ_１およびＣＴＬＧ_２は、走査期間（ＳＰ）内ではＬｏｗレベルとなっている。スイッチＧＳＷ_１、ＧＳＷ_２は導通状態となり、制御回路ＣＴＲからのＶＧＬ電位がゲートドライバＧＤ＿１、ＧＤ＿２内に給電される状態となる。一方、休止期間（ＱＰ）内においてはＣＴＬＧ_１およびＣＴＬＧ_２がＨｉｇｈ状態となり、スイッチＧＳＷ_１、ＧＳＷ_２は非導通状態となる。ただし、休止期間（ＱＰ）の最初の期間（例えばクロック信号（ＣＬＫ）の１周期）および最後の期間（例えばクロック信号（ＣＬＫ）の１周期）はゲート線Ｇの電位をＶＧＬにするためにスイッチＧＳＷ_１、ＧＳＷ_２は導通状態にするのが好ましい。休止期間（ＱＰ）では表示部ＡＡ内のすべての走査線ＧはバッファＢＦを介してＶＧＬ配線６２Ａ、６２Ｂに接続されているため、これら全走査線ＧとＶＧＬ配線６２Ａ、６２Ｂをまとめた導体系が、フローティング状態となる。これにより、先に説明したゲートフローティング方式が実現され、フリッカ抑制を実現することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲートとソースとドレインとを有するＴＦＴと、
前記ソースに接続される信号線と、
前記ドレインに接続される画素容量と、
前記ソースと前記ドレインとの間の導通を遮断する電位を前記ゲートに供給する第１の電源と、
前記第１の電源の電位を前記ゲートに供給するスイッチと、
を備え、
１画面を走査する走査期間と、前記走査期間と次の走査期間との間に前記走査期間と同じかそれよりも長い休止期間とを有し、
前記走査期間においては前記スイッチをオンするようにされ、
前記休止期間においては前記スイッチをオフするようにされる表示装置。
【請求項２】
請求項１の表示装置において、さらに、
前記ソースと前記ドレインとの間を導通する電位を前記ゲートに供給する第２の電源を備え、
前記走査期間においては前記第１および第２の電源の電位のいずれかを前記ゲートに供給することにより、前記ゲートの電位を固定するようにされ、
前記休止期間においては前記第１および第２の電源の電位のいずれも前記ゲートに供給しないことにより、前記ゲートの電位をフローティングにするようにされる表示装置。
【請求項３】
請求項１の表示装置において、
前記休止期間においては前記信号線の電位を直前の走査期間における信号線の極性と同じ極性の０Ｖ以外の所定の電位とするようにされる表示装置。
【請求項４】
請求項３の表示装置において、
前記休止期間においては前記信号線の電位を直前の走査期間における映像信号電位の平均とするようにされる表示装置。
【請求項５】
請求項３の表示装置において、
前記休止期間においては前記信号線の電位を映像信号電位の最大値と最小値の中間とするようにされる表示装置。
【請求項６】
請求項３の表示装置において、
前記休止期間においては、正極性の前記信号線の電位を直前の走査期間における映像信号電位の平均よりも大きくするようにされ、負極性の前記信号線の電位を直前の走査期間における映像信号電位の平均よりも小さくするようにされる表示装置。
【請求項７】
請求項３の表示装置において、
前記休止期間においては、正極性の前記信号線の電位を映像信号電位の最大値とするようにされ、負極性の前記信号線の電位を映像信号電位の最小値とするようにされる表示装置。
【請求項８】
請求項１の表示装置において、さらに、
第１のゲートドライバと、
第２のゲートドライバと、
前記第１のゲートドライバに接続される第１の走査線と、
前記第２のゲートドライバに接続される第２の走査線と、
を備え、
前記第１の走査線は奇数列の信号線に接続されるＴＦＴに接続するようにされ、
前記第２の走査線は偶数列の信号線に接続されるＴＦＴに接続するようにされる表示装置。
【請求項９】
請求項１の表示装置において、
前記信号線の電位が正極性の場合は前記休止期間においては前記スイッチをオフするようにされ、前記信号線の電位が負極性の場合は前記休止期間においては前記スイッチをオンするようにされる表示装置。
【請求項１０】
請求項９の表示装置において、
前記休止期間においては前記信号線の電位を直前の走査期間における信号線の極性と同じ極性の０Ｖ以外の所定の電位とするようにされる表示装置。
【請求項１１】
請求項１０の表示装置において、
前記休止期間においては前記信号線の電位を直前の走査期間における映像信号電位の平均とするようにされる表示装置。
【請求項１２】
請求項１０の表示装置において、
前記休止期間においては前記信号線の電位を映像信号電位の最大値と最小値の中間とするようにされる表示装置。
【請求項１３】
請求項１０の表示装置において、
前記休止期間においては、正極性の前記信号線の電位を直前の走査期間における映像信号電位の平均よりも大きくするようにされ、負極性の前記信号線の電位を直前の走査期間における映像信号電位の平均よりも小さくするようにされる表示装置。
【請求項１４】
請求項１０の表示装置において、
前記休止期間においては、正極性の前記信号線の電位を映像信号電位の最大値とするようにされ、負極性の前記信号線の電位を映像信号電位の最小値とするようにされる表示装置。
【請求項１５】
請求項１の表示装置において、
前記スイッチはｐ型のＴＦＴである表示装置。
【請求項１６】
ゲートとソースとドレインとを有するＴＦＴと、
前記ゲートに接続される走査線と、
前記ソースに接続される信号線と、
前記ドレインに接続される画素容量と、
前記ソースと前記ドレインとの間の導通を遮断する電位を前記ゲートに供給する電源と、
を備え、
１画面を走査する走査期間と、前記走査期間と次の走査期間との間に前記走査期間と同じかそれよりも長い休止期間とを有し、
前記休止期間においては、前記電源の電位を前記ゲートに供給するようにされ、前記信号線の電位を直前の走査期間における信号線の極性と同じ極性の０Ｖ以外の所定の電位とするようにされる表示装置。
【請求項１７】
請求項１６の表示装置において、
前記休止期間においては前記信号線の電位を直前の走査期間における映像信号電位の平均とするようにされる表示装置。
【請求項１８】
請求項１６の表示装置において、
前記休止期間においては前記信号線の電位を映像信号電位の最大値と最小値の中間とするようにされる表示装置。
【請求項１９】
請求項１６の表示装置において、
前記休止期間においては、正極性の前記信号線の電位を直前の走査期間における映像信号電位の平均よりも大きくするようにされ、負極性の前記信号線の電位を直前の走査期間における映像信号電位の平均よりも小さくするようにされる表示装置。
【請求項２０】
請求項１６の表示装置において、
前記休止期間においては、正極性の前記信号線の電位を映像信号電位の最大値とするようにされ、負極性の前記信号線の電位を映像信号電位の最小値とするようにされる表示装置。