JPS62297889A - アクテイブマトリクス基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体基板上に多数の駆動電極と各駆動電極に
信号を書き込み、または消去する為の走査回路及び制御
回路を集積化したアクティブマトリクス基板に関する。

〔発明の概要〕

本発明はアクティブマトリクス基板において、書込み素
子の集積化される領域と他の素子群の集積化される領域
を少なくとも２つ以上の領域に分離し、また書込み素子
は３または４素子からなり、第１書込み素子の接続され
る第１書込み接地線と第３書込み素子の接続される第２
書込み接地線を設けた事により、アクティブマトリクス
基板の書込み特性を改善し、表示品質低下の原因となる
信号電流のばらつきを低減するものである。

〔従来の技術〕

従来例を第５図に示す。従来は同一基板上に、複数の垂
直スイッチ２、複数の駆動電極１、複数の水平スイッチ
５、水平走査回路２０、垂直走査回路２１、制御素子６
．７が集積化され、信号は制御回路（書込み素子、消去
素子）により制御され、水平スイッチ５、垂直スイッチ
２により選択され駆動電極１に伝達される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第５図に従来例を示すが、書込み素子７をドレイン電流
の飽和領域で使用する場合、すなわち書込み素子７を定
電流源として動作さセる時理想的にはドレイン電流は書
込み素子７のドレイン電圧によらず一定でなければなら
ないが、実際にはチャンネル下の空乏層が拡がりドレイ
ン電流はドレイン電圧の増加にともない増加する。ドレ
イン電流の増加は信号電流のばらつきにつながり表示品
質低下の原因となる。書込み素子７のみに着目すれば、
チャネル下の基板の不純物濃度を高める事によりこの傾
向は低減される。しかし他の素子群たとえば水平走査回
路の能力は基板の不純物濃度を高める事により低下する
。また、書込み素子７をドレイン電流の定電流領域で動
作させる場合、すなわち定電流源として使用する時、基
板上の各書込み素子は全て同一電流値で書込み動作がな
されなければならない。

原理的には各素子のサイズを同一にする事により同一電
流値で書込みが出来るはずであるが、実際には各書込み
素子の接続される書込み接地線が共通で、ある有限な抵
抗値をもつ為、書込み電流値は電流の取り出し側から遠
くなるに従い小さい値となる。この現象は次の様に説明
される。

ある書込み素子により書込み電流を取り出した時書込み
接地線の抵抗により書込み接地線に電圧降下を生じ、書
込み素子のソース電位が上昇し、書込み素子のゲートル
ソース間電圧が減少する。

これにより書込み素子のドレイン電流が減少し、また、
書込み電流の取り出し側から遠ければ遠い程電圧降下が
増加し電流値は減少する０本発明の目的は上記信号電流
のばらつきを低減し、表示品質の向上を計り動作特性の
良好なアクティブマトリクス基板を提供することにある
。

〔問題点を解決するた控の手段〕

本発明のアクティブマトリクス基板は、ａ）書込み素子
の集積化される領域と上記各素子群を少なくとも２つ以
上の領域に集積化し、上記書込み素子と各素子群の素子
特性を変える手段として、基板と異なる不純物層を設け
、該不純物層領域の中に各素子群を集積化し各素子群の
素子特性をそれぞれに変えられるよう構成する、ｂ）異
なる不純物層領域に集積化される素子の特性を変える手
段として、基板主表面に設ける上記具なる不純物層領域
の不純物濃度を基板の不純物濃度より高め、かつそれぞ
れの領域ごとに不純物濃度を異ならしめ、必要な素子特
性に従い各素子群を異なる不純物濃度の領域に集積化す
る、Ｃ）上記書込み素子の集積化される不純物層領域の
不純物濃度を他の素子群の集積化される不純物層領域の
不純物濃度よりも高（ならしめた、ｄ）書込み素子は第
１、第２、第３、第４書込み素子の４素子から成り、第
１書込み素子のソースは第１書込み接地線に接続され、
第１書込み素子のドレインは第２書込み素子のソースに
接続され、第３書込み素子のソースは第２書込み接地線
に接続され、第３書込み素子のドレインは第４書込み素
子のソースに接続され、第２書込み素子と第４書込み素
子のドレインは水平スイッチのソースに接続され、第１
、第２、第３、第４書込み素子のゲートは書込みゲート
制御線に接続される、ｅ）第１書込み素子と第３書込み
素子はドレイン電流の飽和領域かまたは非飽和領域の飽
和領域との遷移領域近傍を動作点としてならしめ、ｆ）
第２書込み素子と第４書込み素子はドレイン電流の飽和
領域を動作点としてならしめる。

（２、特許請求の範囲第１項記載の第２書込み素子と第
４書込み素子は、１個の第５書込み素子がらなり、第５
書込み素子のソースは第１書込み素子と第３書込み素子
のドレインに接続され、第５書込み素子のドレインは水
平スイッチのソースに接続され、第５書込み素子はドレ
イン電流の飽和領域を動作点としてならしめるような構
成としたことを！！＊徴とする。

〔作用〕

本発明の作用を述べれば、第３図に示すように不純物濃
度Ａの不純物層上の素子のｖｏ　　１．特性と不純物濃
度Ｂの不純物層上の素子の■。−■Ｄ枠性を比較すれば
、ドレイン電流Ｉ１１のばらつきΔ■。は以下の様にな
り不純物濃度Ａの不純物層上の素子はドレイン電流りの
ドレイン電圧■。に対する依存性が少なくなり、信号電
流のばらつきの原因となる書込み素子のドレイン電流の
ばらつきが低減される。

Ｉｓ＾重　　　　・　　　　　　　　　　　　　　　　
　　ＩＤＢＩ不純物濃度Ａ〉不純物Ｂのどき Δ　１０＾　　く　　　Δ　ＩＤＩ また、負荷の変動により第２と第４書込み素子のドレイ
ン電圧が上昇すると、第２、第４書込み素子は飽和領域
で動作するが、ドレイン電流、流はわずかに増加する。

このとき第１と第３書込み素子のドレイン電圧も上昇す
るが、第１と第３岱込み素子のドレイン電圧の上昇は第
２、第４書込み素子のゲートとソース間の電圧を減少さ
せ、第２と第４書込み素子のドレイン電流を減少させる
働きをする。この作用を利用し第１、第３、第２、第４
書込み素子の動作点を適当に設定する事により非常に安
定したドレイン電流の飽和特性を得る事ができ、従来の
１０倍以上もレギュレーション特性の良い定電流源を得
ることができる。また、第１図に示す様に、垂直信号線
４が１本に対し書込み素子を７０〜７３の様に４素子を
１組として構成し、書込み素子７０と書込み素子７２の
ソースをそれぞれ異なる書込み接地線８．８１に接続し
、書込み動作を書込み素子７０と７２を通して行なう。

このとき書込み素子７０に流れる書込み電流は書込み接
地′ａ８により取り出され、書込み素子７２に流れる電
流は書込み接地線８１により取り出され、書込み接地線
には書込み電流と書込み接地線の抵抗に比例した電圧降
下を生じる。この電圧降下は各書込み素子の基板上の位
置により異なるが、書込み接地線８と書込み接地線８１
に流れる書込み電流を互いに反対方向から取り出し合成
する事により、書込み接地線の位置による電圧降下値の
差は補償される事となる。すなわち各書込み素子の書込
み電流値の位置による依存性が補償され、信号電流のば
らつきが低減される。

〔実施例〕

第１〜４図に本発明の一実施例を示す。

駆動電極ｌ、垂直スイッチ２、水平スイッチ５、消去素
子６、書込み素子７０．７１、書込み素子７２．７３は
アレイ状に複数個配置され、書込み信号は駆動電極ｌか
ら、垂直走査回路２１により選択される垂直スイッチ２
を通り垂直信号線４に伝達される。さらに水平走査回路
２０により選択される水平スイッチ５を通った信号は、
書込み素子７０．７１と７２．７３を通り、それぞれ書
込み接地線８と８１に伝達される。書込み接地線８と８
１に伝達した書込み信号を互いに反対方向から取り出し
合成すれば、各書込み素子の位置によるｔ流値の依存性
が少ない一定の書込み信号が得られ、書込み素子の集積
化される領域７００の不純物濃度を他の素子群の集積化
される領域１００の不純物濃度より高めることにより、
書込み素子７１．７３のドレイン電圧の変動に対し安定
な書込み信号が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、書込み素子の集積化される不純物層領
域の不純物濃度を他の素子群の集積化される不純物層の
不純物濃度よりも高め、かつ書込み素子を従来よりも定
電流特性の良い方式で構成したことにより、従来よりも
信号電流のばらつきを大幅に低減でき、また他の素子群
の特性も向上し動作特性の優れたアクティブマトリクス
基板を容易に提供できる効果がある。また、本発明によ
れば、書込み素子を３または４素子で１組とし、それぞ
れの書込み素子のソースを互いに異なる書込み接地線に
接続する様な構成とし、書込み電流を互いに反対方向か
ら取り出し合成する事により、各書込み素子の基板上の
位置による書込み電流値の依存性を補償する事ができ、
従来よりも信号電流のばらつきが大幅に低減される。

また本発明によれば、従来の様に書込み接地線の抵抗値
を減少させる為に書込み接地線の幅を大幅に拡げる必要
が少なくなり設計上の余裕度が太き（なりチップサイズ
の減少が計れ、コストダウンにも大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の実施例を示す回路図。 第５図は従来例を示す回路図。 第６図はドレイン電圧−ドレインｘｉ特性図。 １・・・駆動電極、２・・・垂直スイッチ、３・・・垂
直スイッチ選択線、４・・・垂直信号線、５・・・水平
スイフチ、６・・・消去素子、７０・・・第１書込み素
子、７１・・・第２書込み素子、７２・・・第３書込み
素子、７３・・・第４書込み素子、８・・・第１書込み
接地線、８１・・・第２書込み接地線、９・・・書込み
ゲート制′４８線、１０・・・消去信号線、１１・・・
消去ゲート制御線、２０・・・水平走査回路、２１・・
・垂直走査回路、１００・７００・・・基板と異なる不
純物Ｎ領域、７５・・・第５書込み素子　　　　′ 以　　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　最　上　　務　他１名第３因 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）二次元状に配列した複数個の駆動電極と上記駆動
   電極の選択を行なう複数個の垂直スイッチと上記垂直ス
   イッチを接続する複数の垂直信号線と上記垂直信号線を
   任意に選択するための水平スイッチと上記垂直信号線の
   信号を制御するための複数の制御素子と上記垂直スイッ
   チの開閉を行なう垂直走査回路及び上記水平スイッチの
   開閉を行なう水平走査回路を備えたアクティブマトリク
   ス基板において、 ａ）書込み素子の集積化される領域と上記各素子群を少
   なくとも２つ以上の領域に集積化し、上記書込み素子と
   各素子群の素子特性を変える手段として、基板と異なる
   不純物層を設け、該不純物層領域の中に各素子群を集積
   化し各素子群の素子特性をそれぞれに変えられるよう構
   成されており、 ｂ）異なる不純物層領域に集積化される素子の特性を変
   える手段として、基板主表面に設ける上記異なる不純物
   層領域の不純物濃度を基板の不純物濃度より高め、かつ
   それぞれの領域ごとに不純物濃度を異ならしめ、必要な
   素子特性に従い各素子群を異なる不純物濃度の領域に集
   積化しており、 ｃ）上記書込み素子の集積化される不純物層領域の不純
   物濃度を他の素子群の集積化される不純物層領域の不純
   物濃度よりも高くならしめており、 ｄ）書込み素子は第１、第２、第３、第４書込み素子か
   ら成り、第１書込み素子のソースは第１書込み接地線に
   接続されており、第１書込み素子のドレインは第２書込
   み素子のソースに接続されており、第３書込み素子のソ
   ースは第２書込み接地線に接続されており、第３書込み
   素子のドレインは第４書込み素子のソースに接続されて
   おり、第２書込み素子と第４書込み素子のドレインは水
   平スイッチのソースに接続されており、第１、第２、第
   ３、第４書込み素子のゲートは書込みゲート制御線に接
   続されており、 ｅ）第１書込み素子と第３書込み素子はドレイン電流の
   飽和領域かまたは非飽和領域との遷移領域近傍を動作点
   としてならしめ、 ｆ）第２書込み素子と第４書込み素子はドレイン電流の
   飽和領域を動作点としてならしめることを特徴とするア
   クティブマトリクス基板。
2. （２）前記第２書込み素子と第４書込み素子は、１個の
   第５書込み素子からなり、第５書込み素子のソースは第
   １書込み素子と第３書込み素子のドレインに接続され、
   第５書込み素子のドレインは水平スイッチのソースに接
   続され、第５書込み素子はドレイン電流の飽和領域を動
   作点としてならしめることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のアクティブマトリクス基板。