JP2002091365A - アクティブマトリクス型表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス型表示装置

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JP2002091365A
JP2002091365A JP2000282165A JP2000282165A JP2002091365A JP 2002091365 A JP2002091365 A JP 2002091365A JP 2000282165 A JP2000282165 A JP 2000282165A JP 2000282165 A JP2000282165 A JP 2000282165A JP 2002091365 A JP2002091365 A JP 2002091365A
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Koji Miyajima
康志 宮島
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクティブマトリクス型表示装置の低消費電
力化と同時に回路の高集積化を図る。 【解決手段】 各画素毎に映像信号を保持する保持回路
110を配置し、通常動作モードとメモリ動作モードを
切り換えて表示する。保持回路110を画素電極17に
重畳して配置し、隣接画素同士で回路を重畳しあうこと
によって、回路配置のスペース効率を向上し、保持回路
110の回路面積を縮小する。特に反射型LCDにおい
て保持回路110を、反射表示電極17に重畳して配置
することで、保持回路による開口率の低下がなく、より
高開口率の表示装置とすることができる。隣接2画素で
重畳しあえば、回路は点対称に配置でき、設計効率がよ
い。隣接3画素で重畳しあえば、スペース効率を更に向
上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
クス型表示装置に関するものであり、特に画素に対応し
て複数の保持回路が設けられたアクティブマトリクス型
表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、表示装置は携帯可能な表示装置、
例えば携帯テレビ、携帯電話等が市場ニーズとして要求
されている。かかる要求に応じて表示装置の小型化、軽
量化、省消費電力化に対応すべく研究開発が盛んに行わ
れている。
【0003】図5に従来例に係る液晶表示装置(Liquid
Crystal Display;LCD)の一表示画素の回路構成図
を示す。絶縁性基板(不図示)上に、ゲート信号線5
1、ドレイン信号線61とが交差して形成されており、
その交差部近傍に両信号線51、61に接続された選択
画素選択TFT70が設けられている。選択画素選択T
FT70のソース70sは液晶21の画素電極17に接
続されている。
【0004】また、画素電極17の電圧を1フィールド
期間、保持するための補助容量85が設けられており、
この補助容量85の一方の端子86は選択画素選択TF
T70のソース70sに接続され、他方の電極87には
各表示画素に共通の電位が印加されている。
【0005】ここで、ゲート信号線51にゲート信号が
印加されると、選択画素選択TFT70はオン状態とな
り、ドレイン信号線61からアナログ映像信号が画素電
極17に伝達されると共に、補助容量85に保持され
る。画素電極17に印加された映像信号電圧が液晶21
に印加され、その電圧に応じて液晶21が配向する。こ
のような表示画素をマトリクス状に配置することにより
LCDを得ることができる。
【0006】従来のLCDは、動画像、静止画像に関係
なく表示を得ることができる。かかるLCDに静止画像
を表示する場合、例えば携帯電話の液晶表示部の一部に
携帯電話を駆動するためのバッテリの残量表示として、
乾電池の画像を表示することになる。
【0007】しかしながら、上述した構成の液晶表示装
置においては、静止画像を表示する場合であっても、動
画像を表示する場合と同様に、ゲート信号で選択画素選
択TFT70をオン状態にして、映像信号を各表示画素
に再書き込みする必要が生じていた。
【0008】そのため、ゲート信号及び映像信号等の駆
動信号を発生するためのドライバ回路、及びドライバ回
路の動作タイミングを制御するための各種信号を発生す
る外部LSIは常時動作するため、常に大きな電力を消
費していた。このため、限られた電源しか備えていない
携帯電話等では、その使用可能時間が短くなるという欠
点があった。
【0009】これに対して、各表示画素にスタティック
型メモリを備えた液晶表示装置が特開平8−19420
5号に開示されている。同公報の一部を引用して説明す
る。図6は特開平8−194205号に開示されている
保持回路付きアクティブマトリクス型表示装置の平面回
路構成図である。ゲート信号線51と参照線52が行方
向に、ドレイン信号線61が列方向に、それぞれ複数配
置されている。そして、保持回路54と画素電極17間
にはTFT53が設けられている。保持回路54に保持
されたデータに基づいて表示を行うことにより、ゲート
ドライバ50、ドレインドライバ60を停止して消費電
力を低減するものである。
【0010】図7はこの液晶表示装置の一画素を示す回
路構成図である。基板上に画素電極がマトリクス状に配
置されており、画素電極17間には紙面左右方向にゲー
ト信号線51が、上下方向にドレイン信号線61が配置
されている。そしてゲート信号線51と平行に参照線5
2が配置され、ゲート信号線51とドレイン信号線61
の交差部に保持回路54が設けられ、保持回路54と画
素電極17間にはスイッチ素子53が設けられている。
保持回路54は2段インバータ55,56を正帰還させ
た形のメモリ、即ちスタティック型メモリ(Static Ran
dom Access Memory;SRAM)をデジタル映像信号の
保持回路として用いる。特にSRAMは、DRAMと異
なり、データの保持にリフレッシュを必要としないので
好適である。
【0011】ここで、スタティック型メモリに保持され
た2値デジタル信号に応じて、スイッチ素子53は参照
線Vrefと画素電極17との間の抵抗値を、保持回路
54の出力に応じて制御し、液晶21のバイアス状態を
調整している。一方、共通電極には交流信号Vcomを
入力する。本装置は理想上、静止画像のように表示画像
に変化がなければ、メモリへのリフレッシュは不要であ
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、保持回
路54にスタティックRAMを用いると、保持回路を構
成するトランジスタの数は4つもしくは6つと多く、回
路面積が大きい。そのようなスタティックRAMを画素
電極17の間に配置すると、画素電極17の面積が小さ
くなって液晶表示装置の開口率が低下するか、一つの画
素サイズを大きくせざるをえずに高精細化が困難である
という問題があった。
【0013】そこで、本発明は、保持回路を有する表示
装置において、より高精細、もしくはより開口率を向上
させることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために成されたものであり、行方向に延び、列方向
に複数配置されるゲート信号線と、ゲート線の1本にゲ
ートが接続された複数の画素選択トランジスタと、画素
選択トランジスタそれぞれに接続され、マトリクス状に
配置された複数の画素電極と、複数の画素電極に対向す
る対向電極と、画素電極に対応して配置され、映像信号
に応じたデータを記憶する保持回路とを有し、保持回路
が記憶したデータに応じて表示するアクティブマトリク
ス型表示装置において、保持回路の少なくとも一部は、
隣接する画素の画素電極に重畳して配置されているアク
ティブマトリクス型表示装置である。
【0015】また、行方向に延び、列方向に複数配置さ
れるゲート信号線と、ゲート線の1本にゲートが接続さ
れた複数の画素選択トランジスタと、画素選択トランジ
スタそれぞれに接続され、マトリクス状に配置された複
数の画素電極と、複数の画素電極に対向する対向電極
と、画素電極に対応して配置され、映像信号に応じたデ
ータを記憶する保持回路とを有し、随時入力される映像
信号に応じた画素電圧を随時印加して表示する通常動作
モードと、保持回路が記憶したデータに応じて表示する
メモリ動作モードとを有するアクティブマトリクス型表
示装置において、保持回路の少なくとも一部は、隣接す
る画素の画素電極に重畳して配置されているアクティブ
マトリクス型表示装置である。
【0016】行方向に延び、列方向に複数配置されるゲ
ート信号線、ゲート線の1本にゲートが接続された複数
の画素選択トランジスタ、画素選択トランジスタそれぞ
れに接続されマトリクス状に配置された複数の画素電
極、画素電極それぞれに接続された補助容量が形成され
た第1の基板と、複数の画素電極に対向する対向電極が
形成された第2の基板と、第1及び第2の基板間に封入
された液晶層と、画素電極に対応して配置され、映像信
号に応じたデータを記憶する保持回路とを有し、画素電
極と対向電極との間に随時入力される映像信号に応じた
所定の画素電圧を随時印加して液晶層を駆動して表示す
る通常動作モードと、保持回路が記憶したデータに応じ
て表示するメモリ動作モードとを有するアクティブマト
リクス型表示装置において、保持回路の少なくとも一部
は、隣接する画素電極に重畳して配置されているアクテ
ィブマトリクス型表示装置である。
【0017】行方向に延び、列方向に複数配置されるゲ
ート信号線、ゲート線の1本にゲートが接続された複数
の画素選択トランジスタ、画素選択トランジスタそれぞ
れに接続されマトリクス状に配置された複数の画素電
極、画素電極それぞれに接続された補助容量が形成され
た第1の基板と、複数の画素電極に対向する対向電極が
形成された第2の基板と、第1及び第2の基板間に封入
された液晶層と、画素電極に対応して配置され、映像信
号に応じたデータを記憶する保持回路とを有し、保持回
路が記憶したデータに応じて表示を行うアクティブマト
リクス型表示装置において、保持回路の少なくとも一部
は、隣接する画素電極に重畳して配置されているアクテ
ィブマトリクス型表示装置である。
【0018】また、画素電極は、光を反射する反射電極
である。
【0019】また、画素選択トランジスタ及び保持回路
は、隣接画素同士で互いに点対称に配置されている。
【0020】また、隣接する画素は少なくとも1本の配
線を共有し、共有する配線は、画素電極の実質中央に配
置されている。
【0021】また、画素選択トランジスタ及び保持回路
は、隣接画素同士で共有する配線の所定の点を中心とし
て互いに点対称に配置されている。
【0022】また、共有する配線はゲート信号線であ
る。
【0023】また、保持回路は、反射表示電極と第1の
基板との間に配置されている。
【0024】また、各画素に対応する回路を構成する各
素子、補助容量、配線が画素電極と形成する容量の各画
素毎の差△CCは、画素電極と対向電極とが液晶を挟んで
形成する容量CLCと、補助容量CSCとを合計した容量(CLC
+CSC)に対し、 △CC≦(CLC+CSC)/50 を満たす。
【0025】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態に係る表
示装置について説明する。図1に本発明の表示装置を液
晶表示装置に応用した場合の回路構成図を示す。
【0026】液晶表示パネル100には、絶縁基板10
上に複数の画素電極17がマトリックス状に配置されて
いる。そして、ゲート信号を供給するゲートドライバ5
0に接続された複数のゲート信号線51が一方向に配置
されており、これらのゲート信号線51と交差する方向
に複数のドレイン信号線61が配置されている。
【0027】ドレイン信号線61には、ドレインドライ
バ60から出力されるサンプリングパルスのタイミング
に応じて、サンプリングトランジスタSP1,SP2,
…,SPnがオンし、データ信号線62のデータ信号
(アナログ映像信号又はデジタル映像信号)が供給され
る。
【0028】ゲートドライバ50は、あるゲート信号線
51を選択し、これにゲート信号を供給する。選択され
た行の画素電極17にはドレイン信号線61からデータ
信号が供給される。
【0029】以下、各画素の詳細な構成について説明す
る。ゲート信号線51とドレイン信号線61の交差部近
傍には、Pチャネル型回路選択TFT41及びNチャネ
ル型回路選択TFT42から成る回路選択回路40が設
けられている。回路選択TFT41,42の両ドレイン
はドレイン信号線61に接続されると共に、それらの両
ゲートは回路選択信号線88に接続されている。回路選
択TFT41,42は、選択信号線88からの選択信号
に応じていずれか一方がオンする。また、後述するよう
に回路選択回路40と対を成して、回路選択回路43が
設けられている。回路選択回路40、43は、それぞれ
のトランジスタが相補的に動作すればよく、Pチャネ
ル、Nチャネルは逆でももちろんよい。また、回路選択
回路40、43はいずれか一方のみを省略することもで
きる。
【0030】これにより、後述する通常動作モードであ
るアナログ映像信号表示(フルカラー動画像対応)とメ
モリ動作モードであるデジタル映像表示(低消費電力、
静止画像対応)とを選択して切換えることが可能とな
る。また、回路選択回路40に隣接して、Nチャネル型
画素選択TFT71及びNチャネル型TFT72から成
る画素選択回路70が配置されている。画素選択TFT
71,72はそれぞれ回路選択回路40の回路選択TF
T41,42と縦列に接続されると共に、それらのゲー
トにはゲート信号線51が接続されている。画素選択T
FT71,72はゲート信号線51からのゲート信号に
応じて両方が同時にオンするように構成されている。
【0031】また、アナログ映像信号を保持するための
補助容量85が設けられている。補助容量85の一方の
電極は画素選択TFT71のソースに接続されている。
他方の電極は共通の補助容量線87に接続され、バイア
ス電圧Vscが供給されている。また、画素選択TFT
71のソースは回路選択TFT44及びコンタクト16
を介して画素電極17に接続されている。ゲート信号に
よって画素選択TFT70のゲートが開くと、ドレイン
信号線61から供給されるアナログ映像信号はコンタク
ト16を介して画素電極17に入力され、画素電圧とし
て液晶を駆動する。画素電圧は画素選択TFT71の選
択が解除され、次に再び選択されるまでの1フィールド
期間保持されなければならないが、液晶の容量のみで
は、画素電圧は時間経過とともに次第に低下してしま
い、1フィールド期間十分に保持されない。そうする
と、その画素電圧の低下が表示むらとして現れてしまい
良好な表示が得られなくなる。そこで画素電圧を1フィ
ールド期間保持するために補助容量85を設けている。
【0032】この補助容量85と画素電極17との間に
は、回路選択回路43のPチャネル型TFT44が設け
られ、回路選択回路43の回路選択TFT41と同時に
オンオフするように構成されている。回路選択TFT4
1がオンし、アナログ信号を随時供給して液晶を駆動す
る動作モードを通常動作モード、もしくはアナログ動作
モードと呼ぶ。
【0033】また、画素選択回路70のTFT72と画
素電極17との間には、保持回路110が設けられてい
る。保持回路110は、正帰還された2つのインバータ
回路と信号選択回路120から成り、デジタル2値を保
持するスタティック型メモリを構成している。
【0034】また、信号選択回路120は、2つのイン
バータからの信号に応じて信号を選択する回路であっ
て、2つのNチャネル型TFT121、122で構成さ
れている。TFT121、122のゲートには2つのイ
ンバータからの相補的な出力信号がそれぞれ印加されて
いるので、TFT121、122は相補的にオンオフす
る。
【0035】ここで、TFT122がオンすると直流電
圧の対向電極信号VCOM(信号A)が選択され、TFT
121がオンするとその対向電極信号VCOMを中心とし
た交流電圧であって液晶を駆動するための交流駆動信号
(信号B)が選択され、回路選択回路43のTFT45
を介して、液晶21の画素電極17に供給される。回路
選択TFT42がオンし、保持回路110に保持された
データに基づいて表示をする動作モードをメモリモード
もしくはデジタル動作モードと呼ぶ。
【0036】上述した構成を要約すれば、画素選択素子
である画素選択TFT71及びアナログ映像信号を保持
する補助容量85から成る回路(アナログ表示回路)
と、画素選択素子であるTFT72、2値のデジタル映
像信号を保持する保持回路110から成る回路(デジタ
ル表示回路)とが1つの表示画素内に設けられ、更に、
これら2つの回路を選択するための回路選択回路40,
43が設けられている。
【0037】次に、液晶パネル100の周辺回路につい
て説明する。液晶パネル100の絶縁性基板10とは別
基板の外付け回路基板90には、パネル駆動用LSI9
1が設けられている。この外付け回路基板90のパネル
駆動用LSI91から垂直スタート信号STVがゲート
ドライバ50に入力され、水平スタート信号STHがド
レインドライバ60に入力される。また映像信号がデー
タ線62に入力される。
【0038】次に、上述した構成の表示装置の駆動方法
について説明する。 (1)通常動作モード(アナログ動作モード)の場合 モード信号に応じて、アナログ表示モードが選択される
と、LSI91はデータ信号線62にアナログ信号を供
給する状態に設定されると共に、回路選択信号線88の
電位が「L」となり、回路選択回路40,43の回路選
択TFT41,43がオンし、回路選択TFT42、4
5がオフする。
【0039】また、水平スタート信号STHに基づくサ
ンプリング信号に応じてサンプリングトランジスタSP
が順次オンしデータ信号線62のアナログ映像信号がド
レイン信号線61に供給される。
【0040】また、垂直スタート信号STVに基づい
て、ゲート信号がゲート信号線51に供給される。ゲー
ト信号に応じて、画素選択TFT71がオンすると、ド
レイン信号線61からアナログ映像信号An.Sigが
画素電極17に伝達されると共に、補助容量85に保持
される。画素電極17に印加された映像信号電圧が液晶
21に印加され、その電圧に応じて液晶21が配向する
ことにより液晶表示を得ることができる。
【0041】このアナログ表示モードでは、随時入力さ
れるアナログ信号に応じて随時液晶を駆動するので、フ
ルカラーの動画像を表示するのに好適である。ただし、
外付け回路基板90のLSI91、各ドライバ50,6
0にはそれらを駆動するために、絶えず電力が消費され
ている。 (2)メモリ動作モード(デジタル表示モード)の場合 モード信号に応じて、デジタル表示モードが選択される
と、LSI91は映像信号をデジタル変換して上位1ビ
ットを抽出したデジタルデータをデータ信号線62に出
力する状態に設定されると共に、回路選択信号線88の
電位が「H」となり、保持回路110が有効な状態にな
る。また、回路選択回路40,43の回路選択TFT4
1,44がオフすると共に、回路選択TFT42,45
がオンする。
【0042】また、外付け回路基板90のパネル駆動用
LSI91から、ゲートドライバ50及びドレインドラ
イバ60にスタート信号STHが入力される。それに応
じてサンプリング信号が順次発生し、それぞれのサンプ
リング信号に応じてサンプリングトランジスタSP1,
SP2,…,SPnが順にオンしてデジタル映像信号
D.Sigをサンプリングして各ドレイン信号線61に
供給する。
【0043】ここで第1行、即ちゲート信号G1が印加
されるゲートドレイン信号線61について説明する。ま
ず、ゲート信号G1によってゲートドレイン信号線61
に接続された各表示画素の各画素選択TFT72が1水
平走査期間オンする。第1行第1列の表示画素に注目す
ると、サンプリング信号SP1によってサンプリングし
たデジタル映像信号S11がドレイン信号線61に入力
される。そして選択画素選択TFT72がゲート信号に
よってオン状態になるとそのデジタル信号D.Sigが
保持回路110に入力され、2つのインバータによって
保持される。
【0044】このインバータで保持された信号は、信号
選択回路120に入力されて、この信号選択回路120
で信号A又は信号Bを選択して、その選択した信号が画
素電極17に印加され、その電圧が液晶21に印加され
る。
【0045】こうして1行目のゲート信号線から最終行
のゲート信号線まで走査することにより、1画面分(1
フィールド期間)のスキャン、即ち全ドットスキャンが
終了し1画面が表示される。
【0046】ここで、1画面が表示されると、ゲートド
ライバ50並びにドレインドライバ60及び外付けのパ
ネル駆動用LSI91への電圧供給を停止しそれらの駆
動を止める。保持回路110には常に電圧VDD,VSSを
供給して駆動し、また対向電極電圧を対向電極32に、
各信号A及びBを選択回路120に供給する。
【0047】即ち、保持回路110にこの保持回路を駆
動するためのVDD、VSSを供給し、対向電極には対向電
極電圧VCOMを印加し、液晶表示パネル100がノーマ
リーホワイト(NW)の場合には、信号Aには対向電極
電圧と同じ電位の交流駆動電圧を印加し、信号Bには液
晶を駆動するための交流電圧(例えば60Hz)を印加
するのみである。そうすることにより、1画面分を保持
して静止画像として表示することができる。また他のゲ
ートドライバ50、ドレインドライバ60及び外付けL
SI91には電圧が印加されていない状態である。
【0048】このとき、ドレイン信号線61にデジタル
映像信号で「H(ハイ)」が保持回路110に入力され
た場合には、信号選択回路120において第1のTFT
121には「L」が入力されることになるので第1のT
FT121はオフとなり、他方の第2のTFT122に
は「H」が入力されることになるので第2のTFT12
2はオンとなる。そうすると、信号Bが選択されて液晶
には信号Bの電圧が印加される。即ち、信号Bの交流電
圧が印加され、液晶が電界によって立ち上がるため、N
Wの表示パネルでは表示としては黒表示として観察でき
る。
【0049】ドレイン信号線61にデジタル映像信号で
「L」が保持回路110に入力された場合には、信号選
択回路120において第1のTFT121には「H」が
入力されることになるので第1のTFT121はオンと
なり、他方の第2のTFT122には「L」が入力され
ることになるので第2のTFT122はオフとなる。そ
うすると、信号Aが選択されて液晶には信号Aの電圧が
印加される。即ち、対向電極32と同じ電圧が印加され
るため、電界が発生せず液晶は立ち上がらないため、N
Wの表示パネルでは表示としては白表示として観察でき
る。
【0050】このように、1画面分を書き込みそれを保
持することにより静止画像として表示できるが、その場
合には、各ドライバ50,60及びLSI91の駆動を
停止するので、その分低消費電力化することができる。
【0051】上記実施形態では、保持回路110は1ビ
ットのみを保持するが、もちろん保持回路110を多ビ
ット化すれば、メモリ動作モードで階調表示を行うこと
もできるし、保持回路110をアナログ値を記憶するメ
モリとすれば、メモリ動作モードでのフルカラー表示も
できる。
【0052】上述したように、本発明の実施形態によれ
ば、1つの液晶表示パネル100でフルカラーの動画像
表示(アナログ表示モードの場合)と、低消費電力のデ
ジタル階調表示(デジタル表示モードの場合)という2
種類の表示に対応することができる。
【0053】次に、本実施形態のレイアウトについて、
図2を用いて説明する。図2は本実施形態のレイアウト
を示す概念図である。回路選択回路のPチャネル回路選
択TFT41、NチャネルTFT42、画素選択回路の
Nチャネル画素選択TFT71、回路選択回路のPチャ
ネルTFT44が直列に接続され、画素電極17にコン
タクト16を介して接続されているとともに補助容量8
5に接続されている。また、回路選択TFT42、保持
回路110、回路選択回路のNチャネルTFT45がコ
ンタクト16を介して画素電極17に接続されている。
以上の構成はいずれも画素電極17に重畳して配置され
ている。特に、多くの面積を必要とする保持回路110
を画素電極17間に配置せず、画素電極17に重畳する
ので、画素電極17を最大の面積にすることができる。
逆に言えば、一つの画素に必要な面積が最小となるの
で、高精細なLCDとすることができる。
【0054】ところで、本実施形態のLCDは反射型L
CDである。本実施形態の反射型LCDの図2A−A’
線断面図を図3に示す。一方の絶縁性基板10上に、多
結晶シリコンから成り島化された半導体層11が配置さ
れ、その上をゲート絶縁膜12が覆って配置されてい
る。半導体層11の上方であってゲート絶縁膜12上に
はゲート電極13が配置され、このゲート電極13の両
側に位置する下層の半導体層11には、ソース及びドレ
インが形成されている。ゲート電極13及びゲート絶縁
膜12上にはこれらを覆って層間絶縁膜14が形成され
ている。そしてそのドレイン及びソースに対応した位置
にはコンタクトが形成されており、そのコンタクトを介
してドレインは画素選択TFT71に、ソースはコンタ
クト16を介して画素電極17に、それぞれ接続されて
いる。平坦化絶縁膜15上に形成された各表示電極17
はアルミニウム(Al)等の反射材料から成っている。
各表示電極17及び平坦化絶縁膜15上には液晶21を
配向するポリイミド等から成る配向膜20が形成されて
いる。
【0055】他方の絶縁性基板30上には、赤(R)、
緑(G)、青(B)の各色を呈するカラーフィルタ3
1、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電性膜から
成る対向電極32、及び液晶21を配向する配向膜33
が順に形成されている。もちろんカラー表示としない場
合には、カラーフィルタ31は不要である。
【0056】こうして形成された一対の絶縁性基板1
0,30の周辺を接着性シール材によって接着し、それ
によって形成された空隙に液晶21が充填されている。
【0057】反射型LCDでは、図中点線矢印で示すよ
うに、絶縁性基板30側から入射した外光が表示電極1
7によって反射されて、観察者1側に出射し、表示を観
察することができる。
【0058】反射型LCDは画素電極17を光が透過し
ないので画素電極17の下にどのような素子が配置され
ていても開口率に影響を及ぼさない。そして、大きい面
積を必要とする保持回路110を画素電極17の下に配
置することによって、画素の間隔を通常のLCDと同等
にすることもできる。また、本実施形態のように全ての
構成を画素電極の下に配置する必要はなく、一部の構成
を画素電極間に配置してもよい。
【0059】次に本発明の第2の実施形態について説明
する。本実施形態はRGB各色の画素が整列して配置さ
れたストライプ配列であって、それぞれの画素電極17
にはRGBのいずれかのカラーフィルタが対応して配置
されており、それを17R、17G、17Bとして示
す。RGBそれぞれの画素は、図2と同様の回路を有
し、それぞれの画素でその画素のデータを保持回路11
0に保持することができるようになっている。
【0060】本実施形態で特徴的な点は、画素電極17
のレイアウトと、保持回路や選択回路、補助容量などの
回路レイアウトが一致していない点である。この点につ
いて、以下により詳細に述べる。まず画素電極17Rに
着目する。画素電極17Rは図面左端に配置され、上下
方向に長い矩形状である。画素電極17Rとその回路と
を接続するコンタクトは16Rで示されている。そし
て、回路選択TFT41R、44R、画素選択TFT7
1Rが直列に接続され、その一部は隣接画素である画素
電極17Gにまで延在している。同様に補助容量85
R、保持回路110Rも画素電極17Gに延在してい
る。そして、画素電極17Gは、コンタクト16Gを介
して対応する回路に接続されており、回路選択TFT4
1G、画素選択TFT71G、補助容量85G、保持回
路110Gは、隣接画素である画素電極17Rに重畳し
て配置されている。
【0061】そして、画素電極17R、Gに対応する回
路はゲート信号線を共有し、ゲート信号線上の一点を中
心として互いに点対称に配置されている。以下、同様
に、画素電極17Bに対応する回路は、更にその隣の図
示しない画素電極に延在する。この画素を画素電極17
R’とすると、画素電極17R’に対応する回路は、逆
に画素電極17Bに重畳する。
【0062】このように配置することのメリットについ
て以下に説明する。例えばRGB3色を一つの絵素とし
て、この絵素をほぼ正方形に使用とすると、RGB個々
の画素は3:1で縦長の長方形となる。一般的にストラ
イプ配列のRGB個々の画素は一方向に長い矩形とな
る。そのような細長い矩形の画素電極17の下に、レイ
アウトをあわせて保持回路110等を配置しようとする
と、回路の設計が困難になる。それに対して本発明であ
れば、画素電極17のレイアウトと回路のレイアウトが
異なるので、よけいな配線の迂回などが不要となってス
ペース効率が上がり、保持回路が必要とする面積をより
小さくすることができる。保持回路付きLCDの場合、
1画素の最小面積は、主に保持回路の占める面積が支配
的であるので、保持回路を縮小することは、LCDの高
精細化に直結すると言える。
【0063】次に、回路をゲート信号線を挟んで対称に
配置することのメリットについて以下に説明する。隣接
画素同士で領域をシェアしあう場合、画素毎に回路内の
レイアウトを調整する必要が生じるが、隣接画素同士で
点対称に配置すれば、一つの画素の回路を設計し、その
回路をミラーリングして設計することができ、回路設計
の効率がよい。ただし、図中で画素上下端に示した4本
の電源線への結線は調整する必要がある。また、回路レ
イアウトを点対称にせず、平行に移動したとすると、隣
接画素同士のゲート信号線は、互いに離れて配置する必
要が生じ、ゲート信号線を各行2本配置する必要が生じ
る。これに対し、本実施形態では、回路を対称に配置し
ているので、ゲート信号線は各行1本でよく、増やす必
要がない。また、保持回路110がSRAMであれば、
高低2種類の電源線(VDD、VSS)、高低2種類の参照電
源線(信号A、信号B)、合計4本の電源線が必要であ
る。これらは全画素で共通に用いられる電源である。こ
れらの電源線も、回路を対称に配置することで列方向に
隣接する画素同士で共有することができる。このよう
に、各種配線を複数画素で共有することによって回路面
積を縮小し、より高精細なLCDとすることができる。
【0064】次に、第3の実施形態について図8を用い
て説明する。図8は第2の実施形態が2画素で画素領域
を共有して回路を配置していたのに比較して3画素17
R、17G、17Bで画素領域を共有して回路を配置す
るようにレイアウトしている点で第2の実施形態と異な
る。本実施形態において、回路構成については第2の実
施形態と全く同様であるので、図面の簡略化のために、
回路選択TFT41、42、44、45、コンタクト1
6、補助容量85、保持回路110及びそれらを結ぶ配
線を回路200として表示し、画素選択TFT71、コ
ンタクト16をそれぞれR、G、Bとして表示してい
る。本実施形態において、各画素の回路200R、20
0G、200Bは、それぞれ隣接する3画素の領域に跨
って配置されている。このように、より多くの画素に跨
って配置すれば、より多くのスペースを利用することが
でき、回路毎のデッドスペースを減らしスペース効率を
更に向上することができるので、回路200の面積を更
に縮小することができる。ただし、本実施形態は、3画
素に跨って形成するので、上記実施形態と異なり点対称
に配置することができない。従って、本実施形態の回路
200の配置は、各画素毎で個別に設計する必要があ
り、第2の実施形態のように2画素で回路領域を共有す
る方が回路設計の効率はよい。そして、画素選択TFT
71や、画素電極とのコンタクト16は、RGBそれぞ
れの画素に重畳させた方がよい。従って、必然的に回路
200は、RGB毎に内部の配置が異なる。
【0065】この時、各画素電極と回路200を構成す
る各素子、補助容量、配線などが画素電極と対向する面
積を、各画素でできるだけ等しくする必要がある。各画
素毎に回路素子や配線との対向面積が画素毎に異なる
と、それによって生じる寄生容量が画素毎に異なってし
まい、画面を表示するときに画像がちらつくなど、表示
品質を低下させる原因となってしまう。回路200毎の
対向面積を全く等しくすることは理想的であるが、困難
である。そこで、回路200を構成する各素子、補助容
量、配線が画素電極と形成する容量の各画素毎の差△CC
は、前記画素電極と前記対向電極とが液晶を挟んで形成
する容量CLCと、前記補助容量CSCとを合計した容量(CLC
+CSC)に対し、1/50よりも小さくなるように、即ち △CC≦(CLC+CSC)/50 となるように設計するとよい。このように配置すれば、
各画素毎の対向面積の差による表示品質の低下はそれほ
ど顕著とならない。また、 △CC≦(CLC+CSC)/100 とすれば、表示品質の低下はほとんど視認されない。更
に、 △CC≦(CLC+CSC)/200 とすれば、表示品質の低下は実質的になくなる。
【0066】上記実施形態では、反射型LCDを用いて
説明したが、もちろん透過型LCDに適用し、透明な画
素電極と保持回路とを重畳して配置することも可能であ
る。しかし透過型LCDでは、金属配線が配置されてい
るところは遮光されるので、開口率の低下が避けられな
い。また、透過型LCDで画素電極の下に保持回路を配
置すると、透過する光によって保持回路や選択回路のト
ランジスタが誤動作する恐れがあるため、全てのトラン
ジスタのゲート上に遮光膜を儲ける必要がある。従っ
て、透過型LCDでは開口率を高くすることが困難であ
る。これに対し、反射型LCDは、画素電極下にどのよ
うな回路が配置されても開口率に影響を与えることはな
い。更に、透過型の液晶表示装置のように、観察者側と
反対側にいわゆるバックライトを用いる必要が無いた
め、バックライトを点灯させるための電力を必要としな
い。保持回路付きLCDのそもそもの目的が消費電力の
削減であるから、本発明の表示装置としては、バックラ
イト不要で低消費電力化に適した反射型LCDであるこ
とが好ましい。
【0067】また、上記実施形態は、液晶表示装置を用
いて説明したが、本発明はこれにとらわれるものではな
く、有機EL表示装置や、LED表示装置など、様々な
表示装置に適用することができる。
【0068】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のアクテ
ィブマトリクス型表示装置は、保持回路の少なくとも一
部が、隣接する画素の画素電極に重畳して配置され、画
素電極17のレイアウトと回路のレイアウトが異なるの
で、よけいな配線の迂回などが不要となってスペース効
率が上がり、保持回路が必要とする面積をより小さくす
ることができる。これによって、より高精細な保持回路
付き表示装置とすることができる。
【0069】そして、画素電極は、光を反射する反射電
極であるので、画素電極の表示面から見た裏側にメモリ
回路を配置しても開口率が低下することはない。
【0070】また、画素選択トランジスタ及び保持回路
は、隣接画素同士で互いに点対称に配置されているの
で、隣接画素内の回路配置を各画素共通とすることがで
きるので、回路設計を効率よく行うことができる。
【0071】また、隣接する画素は少なくとも1本の配
線を共有し、共有する配線は、画素電極の実質中央に配
置されているので、回路を点対称に配置しても、画素電
極1行につき1本のゲート信号線を配置すればよく、回
路面積を縮小することができる。
【0072】また、画素選択トランジスタ及び保持回路
は、隣接画素同士で共有する配線の所定の点を中心とし
て互いに点対称に配置されているので、回路設計を容易
に行うことができる。
【0073】また、各画素に対応する回路を構成する各
素子、補助容量、配線が画素電極と形成する容量の各画
素毎の差△CCは、画素電極と対向電極とが液晶を挟んで
形成する容量CLCと、補助容量CSCとを合計した容量(CLC
+CSC)に対し、 △CC≦(CLC+CSC)/50 を満たすので、回路レイアウトを複数画素に跨って配置
しても表示品質の低下が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す回路図である。
【図2】本発明の第1の実施形態の平面レイアウトを示
す概念図である。
【図3】本発明の実施形態の断面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態の平面レイアウトを示
す概念図である。
【図5】液晶表示装置の1画素を示す回路図である。
【図6】従来の保持回路付き表示装置を示す回路図であ
る。
【図7】従来の保持回路付き液晶表示装置の1画素を示
す回路図である。
【図8】本発明の第3の実施形態の平面レイアウトを示
す概念図である。
【符号の説明】
17 画素電極 40、43 回路選択回路 70 画素選択回路 85 補助容量 110 保持回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02F 1/1368 G09F 9/30 338 G09F 9/30 338 G09G 3/30 J G09G 3/30 3/36 3/36 G02F 1/136 500 Fターム(参考) 2H092 HA05 JA24 JA38 JA42 JB13 JB23 JB32 JB38 JB42 NA25 PA06 QA07 2H093 NA16 NA80 NC13 NC22 NC23 NC26 NC34 NC35 NC59 NC90 ND39 NE06 NE07 NF05 5C006 AA01 BB16 BB28 BC03 BC06 BC12 BC20 BF02 BF11 BF24 BF37 EB05 FA47 5C080 AA10 BB05 DD25 DD26 EE19 FF11 GG07 GG08 JJ02 JJ03 JJ06 5C094 AA05 AA22 BA03 BA43 CA19 DA09 DA13 EA03 EA04 EA06 EA07 EA10 FA01 FB19 GA10

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 行方向に延び、列方向に複数配置される
    ゲート信号線と、前記ゲート線の1本にゲートが接続さ
    れた複数の画素選択トランジスタと、前記画素選択トラ
    ンジスタそれぞれに接続され、マトリクス状に配置され
    た複数の画素電極と、前記複数の画素電極に対向する対
    向電極と、前記画素電極に対応して配置され、映像信号
    に応じたデータを記憶する保持回路とを有し、前記保持
    回路が記憶したデータに応じて表示するアクティブマト
    リクス型表示装置において、前記保持回路の少なくとも
    一部は、隣接する画素の前記画素電極に重畳して配置さ
    れていることを特徴とするアクティブマトリクス型表示
    装置。
  2. 【請求項2】 行方向に延び、列方向に複数配置される
    ゲート信号線と、前記ゲート線の1本にゲートが接続さ
    れた複数の画素選択トランジスタと、前記画素選択トラ
    ンジスタそれぞれに接続され、マトリクス状に配置され
    た複数の画素電極と、前記複数の画素電極に対向する対
    向電極と、前記画素電極に対応して配置され、映像信号
    に応じたデータを記憶する保持回路とを有し、随時入力
    される映像信号に応じた画素電圧を随時印加して表示す
    る通常動作モードと、前記保持回路が記憶したデータに
    応じて表示するメモリ動作モードとを有するアクティブ
    マトリクス型表示装置において、前記保持回路の少なく
    とも一部は、隣接する画素の前記画素電極に重畳して配
    置されていることを特徴とするアクティブマトリクス型
    表示装置。
  3. 【請求項3】 行方向に延び、列方向に複数配置される
    ゲート信号線、前記ゲート線の1本にゲートが接続され
    た複数の画素選択トランジスタ、前記画素選択トランジ
    スタそれぞれに接続されマトリクス状に配置された複数
    の画素電極、前記画素電極それぞれに接続された補助容
    量が形成された第1の基板と、前記複数の画素電極に対
    向する対向電極が形成された第2の基板と、前記第1及
    び第2の基板間に封入された液晶層と、前記画素電極に
    対応して配置され、映像信号に応じたデータを記憶する
    保持回路とを有し、前記画素電極と前記対向電極との間
    に随時入力される映像信号に応じた所定の画素電圧を随
    時印加して前記液晶層を駆動して表示する通常動作モー
    ドと、前記保持回路が記憶したデータに応じて表示する
    メモリ動作モードとを有するアクティブマトリクス型表
    示装置において、前記保持回路の少なくとも一部は、隣
    接する前記画素電極に重畳して配置されていることを特
    徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
  4. 【請求項4】 行方向に延び、列方向に複数配置される
    ゲート信号線、前記ゲート線の1本にゲートが接続され
    た複数の画素選択トランジスタ、前記画素選択トランジ
    スタそれぞれに接続されマトリクス状に配置された複数
    の画素電極、前記画素電極それぞれに接続された補助容
    量が形成された第1の基板と、前記複数の画素電極に対
    向する対向電極が形成された第2の基板と、前記第1及
    び第2の基板間に封入された液晶層と、前記画素電極に
    対応して配置され、映像信号に応じたデータを記憶する
    保持回路とを有し、前記保持回路が記憶したデータに応
    じて表示を行うアクティブマトリクス型表示装置におい
    て、前記保持回路の少なくとも一部は、隣接する前記画
    素電極に重畳して配置されていることを特徴とするアク
    ティブマトリクス型表示装置。
  5. 【請求項5】 前記画素電極は、光を反射する反射電極
    であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれ
    かに記載のアクティブマトリクス型表示装置。
  6. 【請求項6】 前記画素選択トランジスタ及び前記保持
    回路は、隣接画素同士で互いに点対称に配置されている
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記
    載のアクティブマトリクス型表示装置。
  7. 【請求項7】 隣接する画素は少なくとも1本の配線を
    共有し、 該共有する配線は、前記画素電極の実質中央に配置され
    ていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記
    載のアクティブマトリクス型表示装置。
  8. 【請求項8】 前記画素選択トランジスタ及び前記保持
    回路は、隣接画素同士で前記共有する配線の所定の点を
    中心として互いに点対称に配置されていることを特徴と
    する請求項7に記載のアクティブマトリクス表示装置。
  9. 【請求項9】 前記共有する配線はゲート信号線である
    ことを特徴等する請求項6もしくは請求項8に記載のア
    クティブマトリクス表示装置。
  10. 【請求項10】 前記保持回路は、前記反射表示電極と
    前記第1の基板との間に配置されていることを特徴とす
    る請求項1乃至請求項9のいずれかに記載のアクティブ
    マトリクス型表示装置。
  11. 【請求項11】 前記各画素に対応する回路を構成する
    各素子、補助容量、配線が画素電極と形成する容量の各
    画素毎の差△CCは、前記画素電極と前記対向電極とが液
    晶を挟んで形成する容量CLCと、前記補助容量CSCとを合
    計した容量(CLC+CSC)に対し、 △CC≦(CLC+CSC)/50 を満たすことを特徴とする請求項3もしくは請求項4に
    記載のアクティブマトリクス型表示装置。
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