JPH06337398A - 表示装置の駆動方法 - Google Patents
表示装置の駆動方法Info
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- JPH06337398A JPH06337398A JP2415720A JP41572090A JPH06337398A JP H06337398 A JPH06337398 A JP H06337398A JP 2415720 A JP2415720 A JP 2415720A JP 41572090 A JP41572090 A JP 41572090A JP H06337398 A JPH06337398 A JP H06337398A
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Abstract
素子として使用した表示装置の新規な駆動方法を提案す
る。 【構成】画素に対してNTFTとPTFTとを相補構成
として有し、前記PTFTタのソース部を一対の信号線
のうちの第1の信号線に接続し、前記NTFTのソース
部を一対の信号線のうちの第2の信号線に接続し、ゲイ
ト電極を共通に第3の信号線に接続し、前記NTFTお
よびPTFTのドレイン部を画素電極と接続して設けら
れている表示装置において、前記一対の第1および第2
の信号線に対して信号波形が印加されている期間に前記
第3の信号線に対して信号波形を印加することにより、
前記C/TFTを駆動し画素の表示をオンまたはオフす
る。また、第3の信号線に加える信号の論理を反転し、
且つ対抗電極に加えるオフセット電圧の正負を入れ換え
ることにより、交流化信号を容易に発生することができ
る。
Description
置、特にアクティブ型液晶表示装置に関するもので、そ
れぞれの画素に相補型にPチャネル型およびNチャネル
型の2つの薄膜型絶縁ゲイト電界効果トランジスタ(以
下TFTという)を設けてピクセルを構成した表示装置
の駆動方法に関するものである。
FTを用いたアクティブ型の液晶表示装置が知られてい
る。この場合、TFTにはアモルファスまたは多結晶構
造の半導体を用い、1つの画素にPまたはN型のいずれ
か一方の導電型のみのTFTを用いたものである。即
ち、一般にはNチャネル型TFT(NTFTという)を
画素に直列に連結している。その代表例を図8に示す。
装置は480×640、または1260×960と非常
に多くの画素を有している。図8ではこれらと同じ意味
を示すもので、説明を簡単にするために2×2のマトリ
クス配列で示している。複数のゲイト線G1,G2と複
数のデータ線D1,D2とを直交して配置し、そのマト
リクス状の交差部に画素表示素子を設けている。この画
素表示素子は液晶部102とTFT部101で構成され
ている。それぞれの画素に対して周辺回路106、10
7から信号を加えて所定の画素を選択的にオンまたはオ
フして表示を行う。
製して表示をさせた場合、TFTの出力、即ち液晶にと
っての入力(液晶電位という)の電圧VLC100は、
しばしば“1”(High)となるべき時に“1”(H
igh)にならず、また、逆に“0”(Low)となる
べき時に“0”(Low)にならない。これは、画素に
信号を加えるスイッチング素子、つまりTFTの特性に
対称性がないために発生する。すなわち、画素電極への
充電の様子と放電の様子に電気特性上のかたよりがある
ためである。そして、液晶102はその動作において本
来絶縁性であり、また、TFTがオフの時に液晶電位
(VLC)は浮いた状態になる。この液晶102は等価
的にキャパシタであるため、そこに蓄積された電荷によ
りVLCが決められる。この電荷は液晶がRLCで比較
的小さい抵抗となったり、ゴミやイオン性不純物の存在
によりリークしたり、またTFTのゲイト絶縁膜のピン
ホールによりRGS105が生じた場合にはそこから電
荷がもれ、VLCは中途半端な状態になってしまう。こ
のため1つのパネル中に20万〜500万個の画素を有
する液晶表示装置においては、高い歩留まりを成就する
ことができないという問題があった。
ネマティック)液晶が用いられる。その液晶の配向のた
めにそれぞれの電極上にラビングした配向膜を設ける。
このラビング工程のため発生する静電気により弱い絶縁
破壊が起こり、隣の画素との間または隣の導線との間で
リークしたり、またゲイト絶縁膜が弱く、リークをした
りしてしまう。
示装置においては、液晶電位を1フレームの間はたえず
初期値と同じ値として所定のレベルを保つことがきわめ
て重要である。しかし実際はアクティブ素子の不良が多
く、必ずしも液晶電位を1フレームの間はたえず初期値
と同じ値として所定のレベルを保てないのが実情であ
る。また、液晶等の駆動において、印加する信号によ
り、液晶に加わる電圧が+または−の何れかに偏った場
合、電気分解等が発生して液晶材料を分解、変性して表
示が十分に行えないことが発生する。この場合、印加す
る信号を交流化して液晶材料に加わる電圧に偏りが発生
しないようにするが、この交流化信号が非常に複雑であ
った。
電流マージンを大とする、即ち応答速度を大とする。ま
た各ピクセルにおける画素の電位、即ち液晶電位VLC
が“1”,“0”に充分安定して固定され、1フレーム
中にそのレベルがドリフトしないようにしたものであ
る。
NTFTとPTFTとを相補構成として有し、前記PT
FTのソース(ドレイン)部を一対の信号線のうちの第
1の信号線に接続し、前記NTFTのソース(ドレイ
ン)部を一対の信号線のうちの第2の信号線に接続し、
前記NTFTとPTFTのゲイト電極を共通に第3の信
号線に接続し、前記NTFTおよびPTFTのドレイン
(ソース)部を画素電極と接続して設けられている、表
示装置の駆動方法であって、前記一対の第1および第2
の信号線に対して、信号波形が印加されている期間中に
前記第3の信号線に対して、信号波形を印加することに
より、前記相補構成の薄膜トランジスタ(以下C/TF
Tという)を駆動し、画素の表示をオンまたはオフする
表示装置の駆動方法であります。
構成としては、1つの画素に2つまたはそれ以上のC/
TFTを連結して1つのピクセルを構成せしめてもよ
い。さらに1つのピクセルを2つまたはそれ以上に分割
し、それぞれにC/TFTを1つまたは複数個連結して
もよい。
構成の代表例を図2、図3、図4に回路図として示す。
また、実際のパターンレイアウト(配置図)の例をそれ
ぞれに対応して図5、図6、図7に示す。説明を簡単に
するため、ここでは2×2のマトリクス構成を例として
説明を行う。図2の2×2のマトリクスの例においてN
TFTとPTFTとのゲイトを互いに連結し、さらにY
軸方向の第3の信号線3または4に連結し、またC/T
FTの共通出力端を液晶15に連結している。PTFT
の入力端(10側)をX軸方向の一対の信号線のうちの
第1の信号線5または6に連結し、NTFTの入力端
(20側)をX軸方向の一対の信号線のうちの第2の信
号線8または7に連結させている。
るように一対の第1の信号線5と第2の信号線8間にオ
ンの信号波形が印加されている期間に第3の信号線3に
対しオンの信号波形を印加した時、液晶電位(VLC)
14は第1の信号線に印加された電圧VDDとなる。ま
た一対の第1の信号線5と第2の信号線8間にオフの信
号波形が印加されている期間に第3の信号線3もオフの
信号波形が印加された時、液晶電位(VLC)14は電
位を持たない。さらにまた、一対の第1の信号線5と第
2の信号線8間にオフの信号波形が印加されている期間
に第3の信号線3に対しオンの信号波形を印加しない
時、液晶電位(VLC)14は第2の信号線に印加され
た電圧VSSとなる。かくの如く液晶電位(VLC)1
4はVDDまたはVSSに固定させ得るため、フローテ
ィングとなることがない。
OFFSETが印加されており、実際に液晶15に加わ
る電圧はVDD+VOFFSET、VOFFSETある
いはVSS+VOFFSETの3値となる。本発明の駆
動方法では対抗電極に加えるオフセット電圧V
OFFSETを可変して、液晶駆動のオンとオフを任意
に変更することができる。また、液晶を実際に駆動する
際のしきい値が液晶材料よって異なっているため、その
液晶の持つ値に合わせ為にこのオフセット電圧V
OFFSETを可変するだけで、任意のしきい値合わせ
ることができる。
号により、液晶に加わる電圧が+または−の何れかに偏
った場合、電気分解等が発生して、液晶材料を分解、変
性して表示が十分に行えないことが発生するこの場合、
印加する信号を交流化して液晶材料に加わる電圧に偏り
が発生しないようにするが、本発明の駆動方法によると
対抗電極に印加するオフセット電圧VOFFSETの極
性とデータ信号線に加える選択信号の論理を反転するの
みで、非常に容易に交流化信号を発生させることができ
る特徴をもつ。
成するPTFT13、NTFT22と第2のC/TFT
を構成するPTFT24、NTFT25の4つのゲイト
電極を共通してY方向の第3の信号線3に連結せしめ、
PTFT13とPTFT24入力端を共通化してX方向
の第1の信号線5にNTFT22とNTFT25入力端
を共通化してX方向の第2の信号線8に接続させた。ま
たその2つのC/TFTの出力を共通にして1つの液晶
15の一方の電極である画素電極17に連結させてい
る。かくすると、2つのNTFTまたは2つのPTFT
のいずれか一方が多少リークしても同相であるためその
画素を駆動させることができる。
の画素電極17、26とそのそれぞれに対応してC/T
FTを2つ設けたものである。2つのC/TFTのゲイ
ト電極を共通とせしめ、第1の入力を行う。またそれぞ
れのC/TFTのそれぞれのNTFTおよびそれぞれの
PTFTの入力を第1の信号線5および第2の信号線8
に連結したものである。かくすることにより、1つのピ
クセルの2つの画素のうち一方がTFTのリーク等の不
良により非動作とならない。また、遅れた動作となって
も、他方が正常動作するため、マトリクス構成動作にお
いて不良が目立ちにくいという特長を有する。
液晶表示装置を用いて説明を行う。この回路構成に対応
する実際の電極等の配置構成を図5に示している。これ
らは説明を簡単にする為2×2に相当する部分のみ記載
されている。また、実際の駆動信号波形を図9に示す。
これも説明を簡単にする為に4×4のマトリクス構成と
した場合の信号波形で説明を行う。
作製方法を図13を使用して説明する。図13(A)に
おいて、石英ガラス等の高価でない700℃以下、例え
ば約600℃の熱処理に耐え得るガラス50上にマグネ
トロンRF(高周波)スパッタ法を用いてブロッキング
層51としての酸化珪素膜を1000〜3000Åの厚
さに作製する。プロセス条件は酸素100%雰囲気、成
膜温度15℃、出力400〜800W、圧力0.5Pa
とした。ターゲットに石英または単結晶シリコンを用い
た成膜速度は30〜100Å/分であった。
相)法、スパッタ法またはプラズマCVD法により形成
した。減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よりも1
00〜200℃低い450〜550℃、例えば530℃
でジシラン(Si2H6)またはトリシラン(Si3H
8)をCVD装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は
30〜300Paとした。成膜速度は50〜250Å/
分であった。NTFTとPTFTとのスレッシュホール
ド電圧(Vth)に概略同一に制御するため、ホウ素を
ジボランを用いて1×1015〜1×1018cm−3
の濃度として成膜中に添加してもよい。
を1×10−5Pa以下とし、単結晶シリコンをターゲ
ットとして、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰
囲気で行った。例えばアルゴン20%、水素80%とし
た。成膜温度は150℃、周波数は13.56MHz、
スパッタ出力は400〜800W、圧力は0.5Paで
あった。
場合、温度は例えば300℃とし、モノシラン(SiH
4)またはジシラン(Si2H6)を用いた。これらを
PCVD装置内に導入し、13.56MHzの高周波電
力を加えて成膜した。
酸素が5×1021cm−3以下であることが好まし
い。この酸素濃度が高いと、結晶化させにくく、熱アニ
ール温度を高くまたは熱アニール時間を長くしなければ
ならない。また少なすぎると、バックライトによりオフ
状態のリーク電流が増加してしまう。そのため4×10
19〜4×1021cm−3の範囲とした。水素は4×
1020cm−3であり、珪素4×1022cm−3と
して比較すると1原子%であった。また、ソース、ドレ
インに対してより結晶化を助長させるため、酸素濃度を
7×1019cm−3以下、好ましくは1×1019c
m−3以下とし、ピクセル構成するTFTのチャネル形
成領域のみに酸素をイオン注入法により5×1020〜
5×1021cm−3となるように添加してもよい。そ
の時周辺回路を構成するTFTには光照射がなされない
ため、この酸素の混入をより少なくし、より大きいキャ
リア移動度を有せしめることは、高周波動作をさせるた
める有効である。
〜5000Å、例えば1500Åの厚さに作製の後、4
50〜700℃の温度にて12〜70時間非酸化物雰囲
気にて中温の加熱処理、例えば水素雰囲気下にて600
℃の温度で保持した。珪素膜の下の基板表面にアモルフ
ァス構造の酸化珪素膜が形成されているため、この熱処
理で特定の核が存在せず、全体が均一に加熱アニールさ
れる。即ち、成膜時はアモルファス構造を有し、また水
素は単に混入しているのみである。
造から秩序性の高い状態に移り、一部は結晶状態を呈す
る。特にシリコンの成膜後の状態で比較的秩序性の高い
領域は特に結晶化をして結晶状態となろうとする。しか
しこれらの領域間に存在する珪素により互いの結合がな
されるため、珪素同志は互いにひっぱりあう。レーザラ
マン分光により測定すると単結晶の珪素のピーク522
cm−1より低周波側にシフトしたピークが観察され
る。それの見掛け上の粒径は半値巾から計算すると、5
0〜500Åとマイクロクリスタルのようになっている
が、実際はこの結晶性の高い領域は多数あってクラスタ
構造を有し、各クラスタ間は互いに珪素同志で結合(ア
ンカリング)がされたセミアモルファス構造の被膜を形
成させることができた。
ンダリ(以下GBという)がないといってもよい状態を
呈する。キャリアは各クラスタ間をアンカリングされた
個所を通じ互いに容易に移動し得るため、いわゆるGB
の明確に存在する多結晶珪素よりも高いキャリア移動度
となる。即ちホール移動度(μh)=10〜200cm
2/VSec、電子移動度(μe)=15〜300cm
2/VSecが得られる。
く、900〜1200℃の高温アニールにより被膜を多
結晶化すると、核からの固相成長により被膜中の不純物
の偏析がおきて、GBには酸素、炭素、窒素等の不純物
が多くなり、結晶中の移動度は大きいが、GBでのバリ
ア(障壁)を作ってそこでのキャリアの移動を阻害して
しまう。結果として10cm2/Vsec以上の移動度
がなかなか得られないのが実情である。即ち、本実施例
ではかくの如き理由により、セミアモルファスまたはセ
ミクリスタル構造を有するシリコン半導体を用いてい
る。
ォトマスクにてフォトエッチングを施し、PTFT用
の領域13(チャネル巾20μm)を図面の右側に、N
TFT用の領域22を左側に作製した。
500〜2000Å例えば1000Åの厚さに形成し
た。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の作製と
同一条件とした。この成膜中に弗素を少量添加し、ナト
リウムイオンの固定化をさせてもよい。
21cm−3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリ
コン膜とその上にモリブデン(Mo)、タングステン
(W),MoSi2またはWSi2との多層膜を形成し
た。これを第2のフォトマスクにてパターニングして
図13(B)を得た。PTFT用のゲイト電極55、N
TFT用のゲイト電極56を形成した。例えばチャネル
長10μm、ゲイト電極としてリンドープ珪素を0.2
μm、その上にモリブデンを0.3μmの厚さに形成し
た。 図13(C)において、フォトレジスト57をフ
ォトマスクを用いて形成し、PTFT用のソース59
ドレイン58に対し、ホウ素を1〜5×1015cm
−2のドーズ量でイオン注入法により添加した。 次に
図13(D)の如く、フォトレジスト61をフォトマス
クを用いて形成した。NTFT用のソース64、ドレ
イン62としてリンを1〜5×1015cm−2のドー
ズ量でイオン注入法により添加した。
た。しかし図13(B)において、ゲイト電極55、5
6をマスクとしてシリコン膜上の酸化珪素を除去し、そ
の後、ホウ素、リンを直接珪素膜中にイオン注入しても
よい。
熱アニールを行った。PTFTのソース59ドレイン5
8NTFTのソース64、ドレイン62を不純物を活性
化してP+、N+として作製した。またゲイト電極5
5、56下にはチャネル形成領域60、63がセミアモ
ルファス半導体として形成されている。
がらも、700℃以上にすべての工程で温度を加えるこ
とがなくC/TFTを作ることができる。そのため、基
板材料として、石英等の高価な基板を用いなくてもよ
く、本発明の大画素の液晶表示装置にきわめて適したプ
ロセスである。
(D)で2回行った。しかし図13(A)のアニールは
求める特性により省略し、双方を図13(D)のアニー
ルにより兼ね製造時間の短縮を図ってもよい。図13
(E)において、層間絶縁物65を前記したスパッタ法
により酸化珪素膜の形成として行った。この酸化珪素膜
の形成はLPCVD法、光CVD法、常圧CVD法を用
いてもよい。例えば0.2〜0.6μmの厚さに形成
し、その後、フォトマスクを用いて電極用の窓66を
形成した。さらに、これら全体にアルミニウムをスパッ
タ法により形成し、リード71、72およびコンタクト
67、68をフォトマスクを用いて作製した後、表面
を平坦化用有機樹脂69例えば透光性ポリイミド樹脂を
塗布形成し、再度の電極穴あけをフォトマスクにて行
った。
補型構成とし、かつその出力端を液晶装置の一方の画素
の電極を透明電極としてそれに連結するため、スパッタ
法によりITO(インジューム・スズ酸化膜)を形成し
た。それをフォトマスクによりエッチングし、電極7
0を構成させた。このITOは室温〜150℃で成膜
し、200〜400℃の酸素または大気中のアニールに
より成就した。かくの如くにしてPTFT22とNTF
T13と透明導電膜の電極70とを同一ガラス基板50
上に作製した。得られたTFT電気的なの特性はPTF
Tで移動度は20(cm2/Vs)、Vthは−5.9
(V)で、NTFTで移動度は40(cm2/Vs)、
Vthは5.0(V)であった。
置用の一方の基板と他方ガラス基板上に全面に透明電極
を設け、これら基板を張り合わせて液晶セルを形成し、
この中にTNの液晶材料を注入した。この液晶表示装置
の電極等の配置の様子を図6に示している。PTFT1
3を第1の走査線5とデータ線3との交差部に設け、第
1の走査線5とデータ線4との交差部にも他の画素用の
PTFTが同様に設けられている。一方NTFTは第2
の走査線8とデータ線3との交差部に設けられている。
また、隣接した他の第1の走査線6とデータ線3との交
差部には、他の画素用のNTFTが設けられている。こ
のようなC/TFTを用いたマトリクス構成を有せしめ
た。PTFT13は、ドレイン10の入力端のコンタク
トを介し第1の走査線5に連結され、ゲイト9は多層配
線形成がなされたデータ線3に連結されている。ソース
12の出力端はコンタクトを介して画素の電極17に連
結している。
端がコンタクトを介して第2の走査線8に連結され、ゲ
イト21はデータ線3に、ソース18の出力端はコンタ
クトを介してPTFTと同様に画素電極17に連結して
いる。かくして一対の走査線5、8に挟まれた間(内
側)に、透明導電膜よりなる画素23とC/TFTとに
より1つのピクセルを構成せしめた。かかる構造を左
右、上下に繰り返すことにより、2×2のマトリクスを
それを拡大した640×480、1280×960とい
った大画素の液晶表示装置とすることができる。
Tが相補構成をして設けられていることにより、画素電
極17は3つの値の液晶電位VLCに固定されることで
ある。その動作を図9および図10を用いて説明する。
図9においては、4×4マトリクス構成の液晶表示を行
う際の本発明の回路図を示し、図10は駆動信号波形の
タイミングチャートを示している。
2b、X3aX3b、X4aX4bは各々一対の走査信
号線として機能する。また、Y1、Y2、Y3、Y4は
データ線として機能している。また、図9中のAA、A
B・・・DDは対応する位置の画素のアドレスを意味し
ている。
ドレスAA、AB、BA、BBの4つの画素に対応す
る、信号波形と液晶電位と実際に液晶に印加される電位
差のタイミングチャートを図10に示します。図10に
おいて、横軸は時間を示している。1フレームを時間T
1からT2の間としてこの間を4つに分割して、一対の
走査線4対を順次走査して走査信号を印加している。図
ではX1a、X2a、X3a、X4aのみを記載してい
るが実際にはX1b、X2b、X3b、X4bにはX
1a、X2a、X3a、X4aと極性の異なる同じ波形
が印加されている。また、Y1、Y2、Y3、Y4線に
は図10のようなデータ信号が印加されており、時間T
1からT2の間はAAの画素のみ選択されてオンまたは
オフされる。即ち、T1からt1の間にデータ線Y1に
対してデータ信号を印加して、この時間内にAAの画素
の液晶にはしきい値をこえる電圧が印加され液晶が駆動
される。この時、液晶表示装置の対抗電極にオフセット
電圧が印加されている。図10では次の時間T2からT
3にも全く同じ信号波形を印加し、AAの表示を行って
いる。
は4つの画素を全く選択しない信号が印加されている。
さらに時間T5からT6では再びAAの画素を選択して
いる信号が印加されている。
る信号の論理を反転させた信号が印加され、また対抗電
極には時間T1からT6の間に印加されていた信号とは
極性の異なるオフセット電圧が印加されて、交流化信号
が液晶に加えられている。この交流化信号により、時間
T1からT6の間に正に偏っていた電荷をキャンセルす
ることができる。すなわち、時間T2からT4に加えら
れていた信号のうち、Y1、Y2、Y3、Y4線の論理
を反転し、すなわち選択信号と非選択信号を入れ換え、
対抗電極のオフセット電圧の正負を入れ換えることによ
り、時間T2からT4の前半の1フレームではAAの画
素を選択し、後半の1フレームでは4つの画素を選択し
ない交流化信号を印加でき液晶を駆動することが可能と
なった。これにより、容易に画素に残っている電荷をキ
ャンセルすることができる。
簡単な、パルス信号をデータ線および一対の走査線に加
えるだけで、液晶表示を行える。
て、複数フレームの駆動信号を液晶に印加することによ
り1画面を表示する場合は特定の画素に加える選択信号
回数を全フレーム数より減らすことにより、容易に階調
表示を行うことができる。
いるならば、液晶容器の基板間隔を約10μm程度と
し、透明導電膜双方に配向膜を設け、それをラビング処
理して形成させる必要がある。
用いる場合は、動作電圧を±20Vとし、セルの間隔を
1.5〜3.5μm例えば2.3μmとし、対抗電極1
6上にのみ配向膜を設けラビング処理を施せばよい。
合には、配向膜は不用であり、スイッチング速度を大と
するため、動作電圧は±10〜±15Vとし、セル間隔
は1〜10μmと薄くした。
も不用のため、反射型としても、また透過型としても光
量を大きくすることができる。そしてその液晶はスレッ
シュホールドがないため、本発明のように、明確なスレ
ッシュホールド電圧が規定されるC/TFT型とするこ
とにより、大きなコントラストとクロストーク(隣の画
素との悪干渉)を除くことができた。
は本実施例で使用した材料以外をも使用できる。
晶表示装置の構成を有するものを使用して、本実施例を
行った。この図面より明らかな如く、Y線の走査線3を
中央に配設し、一対のデータ線の第1のデータ線5と第
2のデータ線8に挟まれた部分を1つのピクセル23と
している。1つのピクセルは1つの透明導電膜の画素1
7および2つのPTFT13、24と、2つのNTFT
22、25よりなる2つのC/TFTに連結させてい
る。ゲイト電極はすべて走査線3に連結され、2つのP
TFTは第1のデータ線3に、また2つのNTFTは第
2のデータ線8に連結されている。これら2つのC/T
FTの一方が、ゲイト電極とチャネル形成領域との間に
リークがあり不良であった場合でも、ピクセルとしての
動作をさせることができる。
FTが設けられていることにより、画素電極17は3つ
の値の液晶電位VLCに固定されることである。 その
動作を図9および図11を用いて説明する。図9におい
ては、4×4マトリクス構成の液晶表示を行う際の本発
明の回路図を示し、図11は駆動信号波形のタイミング
チャートを示している。
2b、X3aX3b、X4aX4bは各々一対のデータ
線として機能する。また、Y1、Y2、Y3、Y4は走
査線として機能している。また、図9中のAA、AB・
・・DDは対応する位置の画素のアドレスを意味してい
る。
ドレスAA、AB、BA、BBの4つの画素に対応す
る、信号波形と液晶電位と実際に液晶に印加される電位
差のタイミングチャートを図11に示します。図11に
おいて、横軸は時間を示している。1フレームを時間T
1からT2の間としてこの間を4つに分割して、走査線
Y1、Y2、Y3、Y4線には順次走査して走査信号を
印加している。また、X1、X2、X3、X4線には図
11のようなデータ信号が印加されている。図ではX
1a、X2a、X3a、X4aのみを記載しているが実
際にはX1b、X2b、X3b、X4bにはX1a、X
2a、X3a、X4aと極性の異なる同じ波形が印加さ
れており、時間T1からT2の間はAAの画素のみ選択
されてオンまたはオフされる。すなわちT1からt1の
間に一対のデータ線X1に対してデータ信号を印加し
て、この時間内にAAの画素の液晶にはしきい値をこえ
る電圧が印加されることになり液晶が駆動される。この
時、液晶表示装置の対抗電極にオフセット電圧が印加さ
れている。図11では次の時間T2からT3にも全く同
じ信号波形を印加し、AAの表示を行っている。
は4つの画素を全く選択しない信号が印加されている。
さらに時間T5からT6では再びAAの画素を選択して
いる信号が印加されている。
印加する信号の論理を反転させた信号が印加され、また
対抗電極には時間T1からT6の間に印加されていた信
号とは極性の異なるオフセット電圧が印加されて、交流
化信号が液晶に加えられている。この交流化信号によ
り、時間T1からT6の間に正に偏っていた電荷をキャ
ンセルすることができる。実際には、時間T2からT4
に加えられていた信号のうち、一対のX1、X2、
X3、X4線の論理を反転し、つまり選択信号と非選択
信号を入れ換え、対抗電極のオフセット電圧の正負を入
れ換えることにより、前半のフレームではAAの画素を
選択し、後半のフレームでは4つの画素を選択しない交
流化信号を印加でき液晶を駆動することが可能となっ
た。
簡単な、パルス信号をデータ線および一対の走査線に加
えるだけで、液晶表示を行える。
晶表示装置の構成を有するものを使用して、本実施例を
行った。この図面より明らかな如く、Y線のデータ線3
を中央に配設し、一対の走査線の第1の走査線5と第2
の走査線8に挟まれた部分を1つのピクセル23として
いる。1つのピクセルは2つの透明導電膜の画素電極1
7、26から構成され、画素17はPTFT13とNT
FT22が接続され、画素26にはPTFT24と、N
TFT25がおのおのC/TFT構成として連結させて
いる。ゲイト電極はすべてデータ線3に連結され、2つ
のPTFTは第1の走査線3に、また2つのNTFTは
第2の走査線8に連結されている。これら2つのC/T
FTの一方が、ゲイト電極とチャネル形成領域との間に
リークがあり不良であった場合でも、ピクセルとしての
動作をさせることができる。 かくすると、たとえ一方
の画素が中途半端にしか動作しなくなっても、他方の画
素が正常動作をし、カラー化をした時、グレースケール
の劣化の程度を下げることができた。
する。図9においては、4×4マトリクス構成の液晶表
示を行う際の本発明の回路図を示し、図12は駆動信号
波形のタイミングチャートを示している。
2b、X3aX3b、X4aX4bは各々一対の走査信
号線として機能する。また、Y1、Y2、Y3、Y4は
データ線として機能している。また、図9中のAA、A
B・・・DDは対応する位置の画素のアドレスを意味し
ている。
ドレスAA、AB、BA、BBの4つの画素に対応す
る、信号波形と液晶電位と実際に液晶に印加される電位
差のタイミングチャートを図12に示します。図12に
おいて、横軸は時間を示している。1フレームを時間T
1からT2の間としてこの間を16に分割して、一対の
走査線4対を順次走査して走査信号を印加している。図
ではX1a、X2a、X3a、X4aのみを記載してい
るが実際にはX1b、X2b、X3b、X4bにはX
1a、X2a、X3a、X4aと極性の異なる同じ波形
が印加されている。また、Y1、Y2、Y3、Y4線に
は図12のようなデータ信号が印加されておりそのタイ
ミングは選択する画素のアドレスにより、1フレーム中
の16分割された特定の時間にデータ線にデータ信号が
印加される、時間T1からT2の間はAAの画素のみ選
択されてオンまたはオフされている。即ち、T1からt
1の間にデータ線Y1に対してデータ信号を印加して、
この時間内にAAの画素の液晶にはしきい値をこえる電
圧が印加され液晶が駆動される。この時、液晶表示装置
の対抗電極にオフセット電圧が印加されている。 次に
時間T2からT3では4つの画素を全く選択しない信号
が印加されている。
る信号の論理を反転させた信号が印加され、また対抗電
極には時間T1からT3の間に印加されていた信号とは
極性の異なるオフセット電圧が印加されて、交流化信号
が液晶に加えられている。この交流化信号により、時間
T1からT3の間に正に偏っていた電荷をキャンセルす
ることができる。すなわち、時間T1からT2に加えら
れていた信号のうち、Y1、Y2、Y3、Y4線の論理
を反転し、すなわち選択信号と非選択信号を入れ換え、
対抗電極のオフセット電圧の正負を入れ換えることによ
り、前半のフレームではAAの画素を選択し、後半のフ
レームでは4つの画素を選択しない交流化信号を印加で
き液晶を駆動することが可能となった。
簡単な、パルス信号をデータ線および一対の走査線に加
えるだけで、液晶表示を行える。本実施例においては、
走査する側をY線として、走査を行ったが特にこの構成
に限定されることはなく、X線側を走査する側とするこ
とも可能である。また、データ信号をランダムに各デー
タ線に印加して、画素をランダムに選択してゆくことも
可能である。その他、ここに記載されていないことは実
施例1、2に記されたことと同様である。
り、液晶電位をフローティングとしないため、安定した
表示を行うことができる。また、アクティブ素子として
のC/TFTの駆動能力が高いため、動作マージンを拡
大でき、さらに周辺の駆動回路をより簡単にすることが
可能で表示装置の小型化、製造コストの低減に効果があ
る。また、3本の信号線と対抗電極に非常に単純な信号
で高い駆動能力を発揮することができる。
るためその補償をある程度行うことができる。
に液晶の駆動としては必須の交流化信号駆動をC/TF
Tのゲイト信号線に加える信号の論理を反転させ、対抗
電極に印加するオフセット電圧の極性を反転するという
簡単なことで達成できた。
の液晶表示装置または反射型の液晶表示装置として用い
得る。また使用可能な液晶材料としては前術のTN液
晶、FLC液晶、分散型液晶、ポリマ型液晶を用い得
る。 またゲストホスト型、誘電異方性型のネマチック
液晶にイオン性ドーパントを添加して電界を印加するこ
とによってネマチック液晶としコレステリック液晶との
混合体に電界を印加して、ネマチック相とコレステリッ
ク相との間で相変化を生じさせ、透明ないし白濁の表示
を実現する相転移液晶を用いることもできる。また液晶
以外では、例えば染料で着色した有機溶媒中にこれと色
の異なる顔料粒子を分散させたいわゆる電気泳動表示用
分散系を用いることもできることを付記する。
いた時、C/TFTの出力は液晶電位となる。また液晶
以外の媒体を用いることもあるため、その場合にはC/
TFTの出力電圧と置き換えればよい。
回路図を示す。
回路図を示す。
回路図を示す。
面図を示す。
面図を示す。
面図を示す。
装置の回路図を示す。
ートの一例を示す。
ートの一例を示す。
ートの一例を示す。
示す。
Claims (19)
- 【請求項1】画素に対してNチャネル型薄膜トランジス
タとPチャネル型薄膜トランジスタとを相補構成として
有し、前記Pチャネル型薄膜トランジスタのソース(ド
レイン)部を一対の信号線のうちの第1の信号線に接続
し、前記Nチャネル型薄膜トランジスタのソース(ドレ
イン)部を一対の信号線のうちの第2の信号線に接続
し、前記Nチャネル型薄膜トランジスタとPチャネル型
薄膜トランジスタのゲイト電極を共通に第3の信号線に
接続し、前記Nチャネル型薄膜トランジスタおよびPチ
ャネル型薄膜トランジスタのドレイン(ソース)部を画
素電極と接続して設けられている表示装置の駆動方法で
あって、前記一対の第1および第2の信号線に対して信
号波形が印加されている期間に前記第3の信号線に対し
て信号波形を印加することにより、前記相補構成の薄膜
トランジスタを駆動し画素の表示をオンまたはオフする
ことを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 【請求項2】請求項1に記載の表示装置の駆動方法であ
って、1つの画素に対して2つまたはそれ以上のNチャ
ネル型薄膜トランジスタと2つまたはそれ以上のPチャ
ネル型薄膜トランジスタとが相補型構成として設けられ
ていることを特徴とする表示装置の駆動方法 - 【請求項3】請求項1に記載の表示装置の駆動方法であ
って、1つの画素に対して2つまたはそれ以上に画素電
極が分割されており、それぞれの画素電極に対して2つ
またはそれ以上のNチャネル型薄膜トランジスタと2つ
またはそれ以上のPチャネル型薄膜トランジスタとが相
補型構成として設けられていることを特徴とする表示装
置の駆動方法 - 【請求項4】それぞれの画素に対してNチャネル型薄膜
トランジスタとPチャネル型薄膜トランジスタとを相補
構成として有し、前記Nチャネル型薄膜トランジスタと
Pチャネル型薄膜トランジスタのゲイト電極を共通にデ
ータ線の一つに接続し、前記Pチャネル型薄膜トランジ
スタのソース(ドレイン)部を一対の走査線のうちの第
1の走査線に接続し、前記Nチャネル型薄膜トランジス
タのソース(ドレイン)部を一対の走査線のうちの第2
の走査線に接続し、前記Nチャネル型薄膜トランジスタ
およびPチャネル型薄膜トランジスタのドレイン(ソー
ス)部を画素電極と接続して設けられている複数の画素
を有するアクティブマトリクス型の表示装置の駆動方法
であって、複数の前記一対の第1および第2の走査線に
対して順次選択信号を印加して走査している期間に複数
の任意の前記データ線に対して書き込み信号を印加する
ことにより、任意の場所の前記相補構成の薄膜トランジ
スタを駆動し対応する画素の表示をオンまたはオフする
ことを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 【請求項5】請求項4に記載の表示装置の駆動方法であ
って、1つの画素に対して2つまたはそれ以上のNチャ
ネル型薄膜トランジスタと2つまたはそれ以上のPチャ
ネル型薄膜トランジスタとが相補型構成として設けられ
ていることを特徴とする表示装置の駆動方法 - 【請求項6】請求項4に記載の表示装置の駆動方法であ
って、1つの画素に対して2つまたはそれ以上に画素電
極が分割されており、それぞれの画素電極に対して2つ
またはそれ以上のNチャネル型薄膜トランジスタと2つ
またはそれ以上のPチャネル型薄膜トランジスタとが相
補型構成として設けられていることを特徴とする表示装
置の駆動方法 - 【請求項7】それぞれの画素に対してNチャネル型薄膜
トランジスタとPチャネル型薄膜トランジスタとを相補
構成として有し、前記Nチャネル型薄膜トランジスタと
Pチャネル型薄膜トランジスタのゲイト電極を共通に走
査線の一つに接続し、前記Pチャネル型薄膜トランジス
タのソース(ドレイン)部を一対のデータ線のうちの第
1のデータ線に接続し、前記Nチャネル型薄膜トランジ
スタのソース(ドレイン)部を一対のデータ線のうちの
第2のデータ線に接続し、前記Nチャネル型薄膜トラン
ジスタおよびPチャネル型薄膜トランジスタのドレイン
(ソース)部を画素電極と接続して設けられている複数
の画素を有するアクティブマトリクス型の表示装置の駆
動方法であって、複数の前記走査線に対して順次選択信
号を印加して走査している期間に複数の任意の前記一対
の第1および第2のデータ線に対して書き込み信号を印
加することにより、任意の場所の前記相補構成の薄膜ト
ランジスタを駆動し対応する画素の表示をオンまたはオ
フすることを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 【請求項8】請求項7に記載の表示装置の駆動方法であ
って、1つの画素に対して2つまたはそれ以上のNチャ
ネル型薄膜トランジスタと2つまたはそれ以上のPチャ
ネル型薄膜トランジスタとが相補型構成として設けられ
ていることを特徴とする表示装置の駆動方法 - 【請求項9】請求項7に記載の表示装置の駆動方法であ
って、1つの画素に対して2つまたはそれ以上に画素電
極が分割されており、それぞれの画素電極に対して2つ
またはそれ以上のNチャネル型薄膜トランジスタと2つ
またはそれ以上のPチャネル型薄膜トランジスタとが相
補型構成として設けられていることを特徴とする表示装
置の駆動方法 - 【請求項10】それぞれの画素に対してNチャネル型薄
膜トランジスタとPチャネル型薄膜トランジスタとを相
補構成として有し、前記Nチャネル型薄膜トランジスタ
とPチャネル型薄膜トランジスタのゲイト電極を共通に
データ線の一つに接続し、前記Pチャネル型薄膜トラン
ジスタのソース(ドレイン)部を一対の走査線のうちの
第1の走査線に接続し、前記Nチャネル型薄膜トランジ
スタのソース(ドレイン)部を一対の走査線のうちの第
2の走査線に接続し、前記Nチャネル型薄膜トランジス
タおよびPチャネル型薄膜トランジスタのドレイン(ソ
ース)部を画素電極と接続して設けられている複数の画
素を有するアクティブマトリクス型の表示装置の駆動方
法であって、複数の前記一対の第1および第2の走査線
に対して印加される走査信号は選択したラインに接続さ
れている画素に対する選択信号が終了するまで継続され
ており、前記走査線に順次選択信号を印加して走査して
いる期間に前記データ線に対して前記走査信号に同期し
て対応する画素への選択信号を信号線を順次走査して印
加することにより、任意の場所の前記相補構成の薄膜ト
ランジスタを駆動し対応する画素の表示をオンまたはオ
フすることを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 【請求項11】請求項10に記載の表示装置の駆動方法
であって、1つの画素に対して2つまたはそれ以上のN
チャネル型薄膜トランジスタと2つまたはそれ以上のP
チャネル型薄膜トランジスタとが相補型構成として設け
られていることを特徴とする表示装置の駆動方法 - 【請求項12】請求項10に記載の表示装置の駆動方法
であって、1つの画素に対して2つまたはそれ以上に画
素電極が分割されており、それぞれの画素電極に対して
2つまたはそれ以上のNチャネル型薄膜トランジスタと
2つまたはそれ以上のPチャネル型薄膜トランジスタと
が相補型構成として設けられていることを特徴とする表
示装置の駆動方法 - 【請求項13】それぞれの画素に対してNチャネル型薄
膜トランジスタとPチャネル型薄膜トランジスタとを相
補構成として有し、前記Nチャネル型薄膜トランジスタ
とPチャネル型薄膜トランジスタのゲイト電極を共通に
走査線の一つに接続し、前記Pチャネル型薄膜トランジ
スタのソース(ドレイン)部を一対のデータ線のうちの
第1のデータ線に接続し、前記Nチャネル型薄膜トラン
ジスタのソース(ドレイン)部を一対のデータ線のうち
の第2のデータ線に接続し、前記Nチャネル型薄膜トラ
ンジスタおよびPチャネル型薄膜トランジスタのドレイ
ン(ソース)部を画素電極と接続して設けられている複
数の画素を有するアクティブマトリクス型の表示装置の
駆動方法であって、複数の前記走査線に対して印加され
る走査信号は選択したラインに接続されている画素に対
する選択信号が終了するまで継続されており、前記走査
線に順次選択信号を印加して走査している期間に前記一
対のデータ線に対して前記走査信号に同期して対応する
画素への選択信号を信号線を順次走査して印加すること
により、任意の場所の前記相補構成の薄膜トランジスタ
を駆動し対応する画素の表示をオンまたはオフすること
を特徴とする表示装置の駆動方法。 - 【請求項14】請求項13に記載の表示装置の駆動方法
であって、1つの画素に対して2つまたはそれ以上のN
チャネル型薄膜トランジスタと2つまたはそれ以上のP
チャネル型薄膜トランジスタとが相補型構成として設け
られていることを特徴とする表示装置の駆動方法 - 【請求項15】請求項13に記載の表示装置の駆動方法
であって、1つの画素に対して2つまたはそれ以上に画
素電極が分割されており、それぞれの画素電極に対して
2つまたはそれ以上のNチャネル型薄膜トランジスタと
2つまたはそれ以上のPチャネル型薄膜トランジスタと
が相補型構成として設けられていることを特徴とする表
示装置の駆動方法 - 【請求項16】画素に対してNチャネル型薄膜トランジ
スタとPチャネル型薄膜トランジスタとを相補構成とし
て有し、前記Pチャネル型薄膜トランジスタのソース
(ドレイン)部を一対の信号線のうちの第1の信号線に
接続し、前記Nチャネル型薄膜トランジスタのソース
(ドレイン)部を一対の信号線のうちの第2の信号線に
接続し、前記Nチャネル型薄膜トランジスタとPチャネ
ル型薄膜トランジスタのゲイト電極を共通に第3の信号
線に接続し、前記Nチャネル型薄膜トランジスタおよび
Pチャネル型薄膜トランジスタのドレイン(ソース)部
を画素電極と接続して設けられている表示装置の駆動方
法であって、前記一対の第1および第2の信号線に対し
て信号波形が印加されている期間に前記第3の信号線に
対して信号波形を印加して、前記画素の電極に3値の電
位のうち少なくとも1つの値の電位を与え、対抗電極に
任意のオフセット電位を印加することにより、画素の表
示をオンまたはオフすることを特徴とする表示装置の駆
動方法。 - 【請求項17】請求項16に記載の表示装置の駆動方法
であって、1つの画素に対して2つまたはそれ以上のN
チャネル型薄膜トランジスタと2つまたはそれ以上のP
チャネル型薄膜トランジスタとが相補型構成として設け
られていることを特徴とする表示装置の駆動方法 - 【請求項18】請求項16に記載の表示装置の駆動方法
であって、1つの画素に対して2つまたはそれ以上に画
素電極が分割されており、それぞれの画素電極に対して
2つまたはそれ以上のNチャネル型薄膜トランジスタと
2つまたはそれ以上のPチャネル型薄膜トランジスタと
が相補型構成として設けられていることを特徴とする表
示装置の駆動方法 - 【請求項19】画素に対してNチャネル型薄膜トランジ
スタとPチャネル型薄膜トランジスタとを相補構成とし
て有し、前記Pチャネル型薄膜トランジスタのソース
(ドレイン)部を一対の信号線のうちの第1の信号線に
接続し、前記Nチャネル型薄膜トランジスタのソース
(ドレイン)部を一対の信号線のうちの第2の信号線に
接続し、前記Nチャネル型薄膜トランジスタとPチャネ
ル型薄膜トランジスタのゲイト電極を共通に第3の信号
線に接続し、前記Nチャネル型薄膜トランジスタおよび
Pチャネル型薄膜トランジスタのドレイン(ソース)部
を画素電極と接続して設けられている表示装置の駆動方
法であって、前記一対の第1および第2の信号線に対し
て信号波形が印加されている期間に前記第3の信号線に
対して信号波形を印加して、対抗電極に任意のオフセッ
ト電位を印加する駆動信号と、前記一対の第1および第
2の信号線に対して信号波形が印加されている期間に前
記第3の信号線の論理を反転させた信号と前記オフセッ
ト電圧とは正負が入れ換えたオフセット電圧を印加した
駆動信号とによって、交流化信号駆動を行い画素の表示
をオンまたはオフすることを特徴とする表示装置の駆動
方法。
Priority Applications (8)
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US09/919,949 US20010050664A1 (en) | 1990-11-13 | 2001-08-02 | Electro-optical device and driving method for the same |
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Cited By (1)
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US7091965B2 (en) | 2002-02-08 | 2006-08-15 | Seiko Epson Corporation | Display device, method of driving the same, and electronic equipment |
-
1990
- 1990-12-10 JP JP41572090A patent/JP3000174B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7091965B2 (en) | 2002-02-08 | 2006-08-15 | Seiko Epson Corporation | Display device, method of driving the same, and electronic equipment |
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