JP2004220021A - Display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device, in which refreshing is not wanted and a power consumption is small by solving problems wherein pixel is too small for an SRAM circuit and an aperture ratio is degraded, if the pixel area is small, when using an active matrix display device using the SRAM, where the number of transistors constitute the SRAM circuit is large. <P>SOLUTION: This display device composites a pixel with a switching element and an EEPROM element. For the EEPROM element a ferroelectric element is used. When displaying a static image writing in for each frame can be eliminated by a holding procedure. The ferroelectric memory can be built-in, without degrading the aperture ratio, because occupied area of the ferroelectric memory is small. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、表示装置に関し、特にガラス、プラスチックなどの透明基板上に形成された薄膜トランジスタ(TFT)を用いた表示装置およびその駆動方法に関する。また、表示装置を用いた電子機器に関する。   The present invention relates to a display device, and more particularly to a display device using a thin film transistor (TFT) formed on a transparent substrate such as glass or plastic, and a driving method thereof. Further, the present invention relates to an electronic device using the display device.

近年、通信技術の進歩に伴って、携帯電話が普及している。今後は更に動画の伝送やより多くの情報伝達が予想される。一方、パーソナルコンピュータもその軽量化によって、モバイル対応の製品が生産されている。電子手帳に始まったPDAと呼ばれる情報端末も多数生産され、普及しつつある。また、表示装置の発展により、それらの情報携帯機器のほとんどにはフラットパネルディスプレイが装備されている。   2. Description of the Related Art In recent years, with the progress of communication technology, mobile phones have become widespread. In the future, transmission of moving images and more information transmission are expected. On the other hand, as for personal computers, mobile-friendly products have been produced due to their light weight. A large number of information terminals called PDAs, which began with electronic organizers, have been produced and are becoming popular. Also, due to the development of display devices, most of these portable information devices are equipped with flat panel displays.

さらに、最近の技術では、それら使用される表示装置として、アクティブマトリクス型表示装置を使用する方向に向かっている。アクティブマトリクス型表示装置は画素1つずつに対してTFTを配置し、そのTFTによって画面を制御している。このようなアクティブマトリクス型表示装置はパッシブマトリクス型表示装置と比較して、高性能化、高画質化、動画対応などの長所を持っている。それゆえに、液晶表示装置もパッシブマトリクス型からアクティブマトリクス型に主流が移ると考えられる。   Furthermore, recent technologies are moving toward using an active matrix type display device as the display device to be used. In the active matrix type display device, a TFT is arranged for each pixel, and a screen is controlled by the TFT. Such an active matrix display device has advantages such as higher performance, higher image quality, and compatibility with moving images as compared with a passive matrix display device. Therefore, it is considered that the mainstream of the liquid crystal display device shifts from the passive matrix type to the active matrix type.

また、アクティブマトリクス型の表示装置の中でも、近年、低温で結晶化した多結晶半導体を用いた多結晶半導体を用いた薄膜トランジスタを用いて、表示装置の製品化が進められている。上記の低温とは、結晶化温度が600℃以下であり、従来の結晶化温度の1000℃以上と比較すると、低温であるという意味である。低温で成膜した多結晶半導体を用いたTFTでは、画素だけでなく、画素部の周囲に駆動回路を一体形成することが可能である為、表示装置の小型化や、高精細化が可能である。このため、今後はさらに普及が見込まれる。   In addition, among active matrix display devices, in recent years, a display device has been commercialized using a thin film transistor using a polycrystalline semiconductor using a polycrystalline semiconductor crystallized at a low temperature. The above low temperature means that the crystallization temperature is 600 ° C. or lower, which is lower than the conventional crystallization temperature of 1000 ° C. or higher. In a TFT using a polycrystalline semiconductor formed at a low temperature, a driving circuit can be integrally formed around a pixel portion as well as a pixel, so that a display device can be downsized and a high definition can be achieved. is there. For this reason, further spread is expected in the future.

以下に、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の画素部の動作について説明する。図2に、アクティブマトリクス型液晶表示装置の構成の例を示す。一つの画素220はソース信号線203とゲート信号線205と容量線219と画素TFT207と保持容量211と液晶215により構成される。ただし、容量線は他の配線などと兼用できれば必ずしも必要ではない。画素TFT207のゲート電極は、ゲート信号線205に接続され、画素TFT207のドレイン領域またはソース領域の1方は、ソース信号線203に接続され、もう一方は、保持容量211及び液晶215に接続されている。   The operation of the pixel portion of an active matrix liquid crystal display device is described below. FIG. 2 shows an example of the configuration of an active matrix liquid crystal display device. One pixel 220 includes a source signal line 203, a gate signal line 205, a capacitor line 219, a pixel TFT 207, a storage capacitor 211, and a liquid crystal 215. However, the capacitance line is not necessarily required as long as it can be used as another wiring. The gate electrode of the pixel TFT 207 is connected to the gate signal line 205, one of the drain region or the source region of the pixel TFT 207 is connected to the source signal line 203, and the other is connected to the storage capacitor 211 and the liquid crystal 215. I have.

ゲート信号線205、206はライン周期にて順次選択されていく。画素TFT207、209がNチャネル型(Nch)の場合はゲート信号線205がHiのときにアクティブとなり、画素TFT207、209がオンとなる。画素TFT207、209がオンになるとソース信号線203、204の電位が保持容量211、213と液晶215、217に書き込まれる。次のライン期間には隣のゲート信号線206がアクティブとなり、画素TFT208、210がHiになり、同様にして保持容量212、214と液晶216,218にソース信号線203、204の電位を書き込んでいく。書き込まれた電位に応じて、液晶215〜218は配向し、光の透過率を変化させる。このようにしてアクティブマトリクス型液晶表示装置は液晶を光シャッターとして表示をおこなう。   The gate signal lines 205 and 206 are sequentially selected in a line cycle. When the pixel TFTs 207 and 209 are of an N-channel type (Nch), the pixel TFTs 207 and 209 are turned on when the gate signal line 205 is at Hi, and the pixel TFTs 207 and 209 are turned on. When the pixel TFTs 207 and 209 are turned on, the potentials of the source signal lines 203 and 204 are written to the holding capacitors 211 and 213 and the liquid crystals 215 and 217. In the next line period, the adjacent gate signal line 206 becomes active, the pixel TFTs 208 and 210 become Hi, and the potentials of the source signal lines 203 and 204 are written in the storage capacitors 212 and 214 and the liquid crystals 216 and 218 in the same manner. Go. The liquid crystals 215 to 218 are oriented according to the written potential, and change the light transmittance. Thus, the active matrix type liquid crystal display device performs display using the liquid crystal as an optical shutter.

また、図14に示すように画素の内部にスタティクRAM(SRAM)を設け表示を行うものも開発されている(たとえば特許文献1を参照。)。   Further, as shown in FIG. 14, there has been developed a device which has a static RAM (SRAM) provided inside a pixel to perform display (for example, see Patent Document 1).

特開平8−286170号公報JP-A-8-286170

図14では1つの画素1407の中に、SRAM1403とスイッチ1405、1406、液晶1404が含まれている。ソース信号線駆動回路1401はソース信号線1408、1409に映像信号を出力する。ゲート信号線駆動回路1402によってゲート信号線1410が選択されると、SRAM1403に映像信号が、ソース信号線1408、1409を介して、書き込みが行われる。SRAM1403に記憶されたデータに基づき、スイッチ1405、1406のいずれかが動作しVaまたはVbのいずれかの電位が液晶1404に印加される。この状態はSRAMに次の書き込みが行われるまで保持される。
このようにして表示が行われる。
In FIG. 14, one pixel 1407 includes an SRAM 1403, switches 1405 and 1406, and a liquid crystal 1404. The source signal line driver circuit 1401 outputs a video signal to the source signal lines 1408 and 1409. When the gate signal line 1410 is selected by the gate signal line driver circuit 1402, a video signal is written to the SRAM 1403 via the source signal lines 1408 and 1409. Based on the data stored in the SRAM 1403, one of the switches 1405 and 1406 operates and a potential of Va or Vb is applied to the liquid crystal 1404. This state is maintained until the next writing to the SRAM is performed.
The display is performed in this manner.

従来のアクティブマトリクス型表示装置には以下のような問題があった。従来のアクティブマトリクス型表示装置の画素部は、上述したように、保持容量とスイッチ回路のよるダイナミックRAM(DRAM)型の構成をとっているため、定期的にリフレッシュ動作が必要である。図3にその動作波形を示す。画素信号波形ははソース信号線波形がt1およびt4で変化するとその時点からソース信号線波形の方に引かれて行く。   The conventional active matrix display device has the following problems. As described above, the pixel portion of the conventional active matrix type display device has a dynamic RAM (DRAM) type configuration including a storage capacitor and a switch circuit, and thus requires a periodic refresh operation. FIG. 3 shows the operation waveforms. When the source signal line waveform changes at t1 and t4, the pixel signal waveform is drawn toward the source signal line waveform from that point.

図3に示す従来例ではt2〜t3、t5〜t6で再書き込みを行っているため表示は問題ないが、リフレッシュ動作を行わないまたは、リフレッシュの期間が長いと、保持容量に蓄積した電荷が、スイッチTFTのリーク電流によって放電し、液晶駆動に必要な電圧が保持できなくなる。したがって、静止画のように本来画像データが変化しない表示する場合においても、定期的な書き込みを必要としていた。その結果として、その書き込み動作のために消費電力が大きくなるという課題があった。   In the conventional example shown in FIG. 3, since the rewriting is performed at t2 to t3 and t5 to t6, there is no problem in display. However, if the refresh operation is not performed or the refresh period is long, the electric charge accumulated in the storage capacitor becomes Discharge occurs due to the leak current of the switch TFT, and the voltage required for driving the liquid crystal cannot be maintained. Therefore, even in the case where the image data is originally displayed without change, such as a still image, periodic writing is required. As a result, there is a problem that power consumption increases due to the writing operation.

また、図14に示すようなSRAMを用いたアクティブマトリクス型表示装置では、SRAM回路を構成するトランジスタ数が多く、画素面積が小さい場合、画素の中に入りきらない、もしくは開口率が低下するという問題があった。   In an active matrix display device using an SRAM as shown in FIG. 14, when the number of transistors forming the SRAM circuit is large and the pixel area is small, the SRAM circuit cannot fit in the pixel or the aperture ratio is reduced. There was a problem.

前述した課題を解決する為、本発明の表示装置では次のような方策を用いる。すなわち、画素に不揮発性のメモリ素子、たとえば強誘電体材料を用いた不揮発性メモリを設け、その記憶内容が、リフレッシュを行わなくとも、保存されるようにする。強誘電体材料を使うことにより、SRAMが不要となるので、必要な素子面積を減らすことができる。   In order to solve the above-described problem, the following measures are used in the display device of the present invention. That is, a non-volatile memory element, for example, a non-volatile memory using a ferroelectric material is provided in the pixel, and the stored content is stored without refreshing. The use of a ferroelectric material eliminates the need for an SRAM, so that the required element area can be reduced.

本発明は、ソース信号線とゲート信号線と画素をマトリクス状に配置した表示装置であって、画素にスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と画素電極とを有するものである。スイッチング素子は入力端子がソース信号線に電気的に接続され、出力端子が不揮発性メモリ素子と画素電極に電気的に接続され、制御端子がゲート信号線に電気的に接続されている。   The present invention is a display device in which a source signal line, a gate signal line, and pixels are arranged in a matrix, and each pixel has a switching element, a nonvolatile memory element, and a pixel electrode. The switching element has an input terminal electrically connected to the source signal line, an output terminal electrically connected to the nonvolatile memory element and the pixel electrode, and a control terminal electrically connected to the gate signal line.

本発明に係る表示装置は、複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置した表示装置であって、1つの画素は複数のサブ画素からなり、サブ画素はスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と画素電極を有し、スイッチング素子は入力端子が前記ソース信号線に電気的に接続され、出力端子が不揮発性メモリ素子と画素電極に電気的に接続され、制御端子がゲート信号線に電気的に接続されている。   A display device according to the present invention is a display device in which a plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix, wherein one pixel includes a plurality of sub-pixels, and A switching element having an input terminal electrically connected to the source signal line, an output terminal electrically connected to the nonvolatile memory element and the pixel electrode, and a control terminal connected to the switching element. It is electrically connected to the gate signal line.

本発明に係る表示装置は、複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置した表示装置であって、1つの画素は複数のサブ画素からなり、サブ画素はそれぞれスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と画素電極を有し、スイッチング素子は入力端子がソース信号線に電気的に接続され、出力端子が不揮発性メモリ素子と画素電極に電気的に接続され、制御端子がゲート信号線に電気的に接続され、1つの画素中のスイッチング素子はそれぞれ異なるソース信号線に接続されている。   A display device according to the present invention is a display device in which a plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix. One pixel includes a plurality of sub-pixels. A switching element, a nonvolatile memory element, and a pixel electrode; an input terminal of the switching element is electrically connected to the source signal line; an output terminal of the switching element is electrically connected to the nonvolatile memory element and the pixel electrode; The switching elements in one pixel are electrically connected to the gate signal lines, and are connected to different source signal lines.

本発明に係る表示装置は、複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置した表示装置であって、1つの画素列に対して、n本のソース信号線を配置し、1つの画素はn個のサブ画素からなり、サブ画素はそれぞれスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と画素電極を有し、スイッチング素子は入力端子がソース信号線に電気的に接続され、出力端子が不揮発性メモリ素子と画素電極に電気的に接続され、制御端子がゲート信号線に電気的に接続され、1つの画素中のスイッチング素子はそれぞれ異なるn本のソース信号線のいずれか1つに接続されている。   A display device according to the present invention is a display device in which a plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix, and n source signal lines are arranged for one pixel column. And one pixel is composed of n sub-pixels, each sub-pixel having a switching element, a non-volatile memory element, and a pixel electrode, the switching element having an input terminal electrically connected to a source signal line, and an output A terminal is electrically connected to the nonvolatile memory element and the pixel electrode, a control terminal is electrically connected to the gate signal line, and a switching element in one pixel is one of n different source signal lines. It is connected to the.

本発明に係る表示装置は、複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置した表示装置であって、1つの画素は複数のサブ画素からなり、サブ画素はそれぞれスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と画素電極を有し、スイッチング素子は入力端子がソース信号線に電気的に接続され、出力端子が不揮発性メモリ素子と画素電極に電気的に接続され、制御端子がゲート信号線に電気的に接続され、1つの画素中のスイッチング素子はそれぞれ異なるゲート信号線に接続されている。   A display device according to the present invention is a display device in which a plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix. One pixel includes a plurality of sub-pixels. A switching element, a nonvolatile memory element, and a pixel electrode; an input terminal of the switching element is electrically connected to the source signal line; an output terminal of the switching element is electrically connected to the nonvolatile memory element and the pixel electrode; The switching elements in one pixel are electrically connected to gate signal lines, and are connected to different gate signal lines.

本発明に係る表示装置は、複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置した表示装置であって、1つの画素列に対してn本のゲート信号線を配置し、1つの画素はn個のサブ画素からなり、前記サブ画素はそれぞれスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と画素電極を有し、スイッチング素子は入力端子がソース信号線に電気的に接続され、出力端子が不揮発性メモリ素子と画素電極に電気的に接続され、制御端子がゲート信号線に電気的に接続され、1つの画素中のスイッチング素子はそれぞれ異なるn本のゲート信号線のいずれか1つに接続されている。   A display device according to the present invention is a display device in which a plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix, and n gate signal lines are arranged for one pixel column. And one pixel includes n sub-pixels, each of which has a switching element, a non-volatile memory element, and a pixel electrode. The switching element has an input terminal electrically connected to a source signal line, and an output terminal. A terminal is electrically connected to the nonvolatile memory element and the pixel electrode, a control terminal is electrically connected to the gate signal line, and each of the switching elements in one pixel is one of n different gate signal lines. It is connected to the.

本発明に係わる表示装置は、ソース信号線とゲート信号線と画素をマトリクス状に配置した表示装置であって、画素にスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と駆動素子と画素電極とを有するものである。スイッチング素子は入力端子がソース信号線に電気的に接続され、出力端子が不揮発性メモリ素子と駆動素子に電気的に接続され、制御端子がゲート信号線に電気的に接続され、駆動素子は前記画素電極に電気的に接続されている。   A display device according to the present invention is a display device in which a source signal line, a gate signal line, and pixels are arranged in a matrix, and each pixel has a switching element, a nonvolatile memory element, a driving element, and a pixel electrode. . The switching element has an input terminal electrically connected to the source signal line, an output terminal electrically connected to the nonvolatile memory element and the driving element, a control terminal electrically connected to the gate signal line, and the driving element is It is electrically connected to the pixel electrode.

本発明に係る表示装置は、複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置した表示装置であって、1つの画素は複数のサブ画素からなり、サブ画素はスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と駆動素子と画素電極を有し、スイッチング素子は入力端子がソース信号線に電気的に接続され、出力端子が不揮発性メモリ素子と駆動素子に電気的に接続され、制御端子がゲート信号線に電気的に接続され、駆動素子は画素電極に電気的に接続されている。   A display device according to the present invention is a display device in which a plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix, wherein one pixel includes a plurality of sub-pixels, and A switching element having an input terminal electrically connected to the source signal line, an output terminal electrically connected to the nonvolatile memory element and the driving element, and controlling the switching element; The terminal is electrically connected to the gate signal line, and the driving element is electrically connected to the pixel electrode.

本発明に係る表示装置は、複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置した表示装置であって、1つの画素は複数のサブ画素からなり、サブ画素はそれぞれスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と駆動素子と画素電極を有し、スイッチング素子は入力端子がソース信号線に電気的に接続され、出力端子が不揮発性メモリ素子と駆動素子に電気的に接続され、制御端子がゲート信号線に電気的に接続され、駆動素子は画素電極に電気的に接続され、1つの画素中のスイッチング素子はそれぞれ異なるソース信号線に接続されている。   A display device according to the present invention is a display device in which a plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix. One pixel includes a plurality of sub-pixels. A switching element, a non-volatile memory element, a driving element, and a pixel electrode; an input terminal of the switching element is electrically connected to the source signal line; an output terminal of the switching element is electrically connected to the non-volatile memory element and the driving element; A control terminal is electrically connected to a gate signal line, a driving element is electrically connected to a pixel electrode, and switching elements in one pixel are respectively connected to different source signal lines.

本発明に係る表示装置は、複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置した表示装置であって、1つの画素列に対して、n本のソース信号線を配置し、1つの画素はn個のサブ画素からなり、サブ画素はそれぞれスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と駆動素子と画素電極を有し、スイッチング素子は入力端子がソース信号線に電気的に接続され、出力端子が不揮発性メモリ素子と駆動素子に電気的に接続され、制御端子がゲート信号線に電気的に接続され、駆動素子は画素電極に電気的に接続され、1つの画素中のスイッチング素子はそれぞれ異なるn本のソース信号線のいずれか1つに接続されている。   A display device according to the present invention is a display device in which a plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix, and n source signal lines are arranged for one pixel column. And one pixel is composed of n sub-pixels, each of which has a switching element, a non-volatile memory element, a driving element, and a pixel electrode, and an input terminal of the switching element is electrically connected to a source signal line. The output terminal is electrically connected to the nonvolatile memory element and the driving element, the control terminal is electrically connected to the gate signal line, the driving element is electrically connected to the pixel electrode, and the switching in one pixel is performed. The elements are connected to any one of n different source signal lines.

本発明に係る表示装置は、複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置した表示装置であって、1つの画素は複数のサブ画素からなり、サブ画素はそれぞれスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と駆動素子と画素電極を有し、スイッチング素子は入力端子がソース信号線に電気的に接続され、出力端子が不揮発性メモリ素子と駆動素子に電気的に接続され、制御端子がゲート信号線に電気的に接続され、駆動素子は画素電極に電気的に接続され、1つの画素中のスイッチング素子はそれぞれ異なるゲート信号線に接続されている。   A display device according to the present invention is a display device in which a plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix. One pixel includes a plurality of sub-pixels. A switching element, a non-volatile memory element, a driving element, and a pixel electrode; an input terminal of the switching element is electrically connected to the source signal line; an output terminal of the switching element is electrically connected to the non-volatile memory element and the driving element; A control terminal is electrically connected to a gate signal line, a driving element is electrically connected to a pixel electrode, and switching elements in one pixel are respectively connected to different gate signal lines.

本発明に係る表示装置は、複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置した表示装置であって、1つの画素列に対してn本のゲート信号線を配置し、1つの画素はn個のサブ画素からなり、サブ画素はそれぞれスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と駆動素子と画素電極を有し、スイッチング素子は入力端子がソース信号線に電気的に接続され、出力端子が不揮発性メモリ素子と駆動素子に電気的に接続され、制御端子がゲート信号線に電気的に接続され、駆動素子は画素電極に電気的に接続され、1つの画素中のスイッチング素子はそれぞれ異なるn本のゲート信号線のいずれか1つに接続されている。   A display device according to the present invention is a display device in which a plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix, and n gate signal lines are arranged for one pixel column. Each pixel includes n sub-pixels, each sub-pixel having a switching element, a non-volatile memory element, a driving element, and a pixel electrode. The switching element has an input terminal electrically connected to a source signal line. The output terminal is electrically connected to the nonvolatile memory element and the driving element, the control terminal is electrically connected to the gate signal line, the driving element is electrically connected to the pixel electrode, and the switching element in one pixel Are connected to any one of n different gate signal lines.

上記した本発明において、不揮発性メモリ素子は強誘電体メモリを用いることが好ましい。また、スイッチング素子は薄膜トランジスタを用いることができる。   In the present invention described above, it is preferable to use a ferroelectric memory as the nonvolatile memory element. Further, a thin film transistor can be used as the switching element.

上記した本発明において、画素と同一基板上にソース信号線駆動回路、および/または、ゲート信号線駆動回路を形成することができる。ソース信号線駆動回路および/またはゲート信号線駆動回路は単極性のトランジスタで構成することができる。   In the above invention, a source signal line driver circuit and / or a gate signal line driver circuit can be formed over the same substrate as a pixel. The source signal line driver circuit and / or the gate signal line driver circuit can be formed using unipolar transistors.

従来の表示装置では、画素に対して一定の周期でリフレッシュが必要であり、静止画を出力するときでも、書き込みが必要であり、消費電力が大きいという問題があった。また、SRAMを用いた表示装置では、画素内にTFTが多く必要なため、開口率の低下や、画素内に必要な素子が入らないという問題があった。   In a conventional display device, there is a problem that refresh is required for a pixel at a constant cycle, writing is required even when a still image is output, and power consumption is large. Further, in a display device using an SRAM, since a large number of TFTs are required in a pixel, there is a problem that the aperture ratio is reduced and a necessary element is not included in the pixel.

本発明は、画素内に不揮発性メモリ素子を内蔵することによって、静止画表示時のリフレッシュ動作を不用にし、且つ、少ない素子数で保持ができるため、開口率を著しく低下させることなく表示を可能にすることができた。   According to the present invention, since a nonvolatile memory element is built in a pixel, a refresh operation at the time of displaying a still image is unnecessary, and the image can be held with a small number of elements, so that display can be performed without significantly lowering the aperture ratio. I was able to.

図1に本発明の構成を示す。図1は3ビットの階調を示す例である。ここでは3ビットで説明を行うが、本発明は3ビットには限定されない。1つの画素152は3つのスイッチング素子、3つの不揮発性メモリ素子によって構成されている。スイッチング素子はゲート信号線によってオンオフが制御される。不揮発性メモリ素子は一端が各スイッチング素子、他端が共通電極151に接続されている。スイッチング素子は入力端子、出力端子、制御端子を有し、入力端子はソース信号線に電気的に接続され、出力端子は不揮発性メモリ素子および画素電極(図示せず)を介して液晶素子に電気的に接続され、制御端子はゲート信号線に電気的に接続されている。   FIG. 1 shows the configuration of the present invention. FIG. 1 is an example showing a 3-bit gradation. Here, the description will be made with three bits, but the present invention is not limited to three bits. One pixel 152 includes three switching elements and three nonvolatile memory elements. On / off of the switching element is controlled by the gate signal line. One end of the nonvolatile memory element is connected to each switching element, and the other end is connected to the common electrode 151. The switching element has an input terminal, an output terminal, and a control terminal, the input terminal is electrically connected to a source signal line, and the output terminal is electrically connected to a liquid crystal element through a nonvolatile memory element and a pixel electrode (not shown). And the control terminal is electrically connected to the gate signal line.

ソース信号線駆動回路101よりソース信号線103〜108にデジタル映像信号が出力される。ゲート信号線駆動回路102がゲート信号線109〜111を選択すると、スイッチング素子115〜117、121〜123がオンし、ソース信号線103〜108のデジタル映像信号を不揮発性メモリ素子127〜129、133〜135に書き込む。ゲート信号線駆動回路102がゲート信号線109〜111の選択を解除するとスイッチング素子115〜117、121〜123はオフする。しかし、不揮発性メモリ素子127〜129、133〜135には状態が記憶されているので、液晶139〜141、145〜147は書き込みが行われた状態で表示を行うことができる。   Digital video signals are output from the source signal line driving circuit 101 to the source signal lines 103 to 108. When the gate signal line drive circuit 102 selects the gate signal lines 109 to 111, the switching elements 115 to 117 and 121 to 123 are turned on, and the digital video signals of the source signal lines 103 to 108 are transmitted to the nonvolatile memory elements 127 to 129 and 133. Write to 135. When the gate signal line driving circuit 102 releases the selection of the gate signal lines 109 to 111, the switching elements 115 to 117 and 121 to 123 are turned off. However, since the states are stored in the nonvolatile memory elements 127 to 129 and 133 to 135, the liquid crystals 139 to 141 and 145 to 147 can perform display in a state where writing has been performed.

次に、ゲート信号線駆動回路102がゲート信号線112〜114を選択すると、スイッチング素子118〜120、124〜126がオンし、ソース信号線103〜108のデジタル映像信号を不揮発性メモリ素子130〜132、136〜138に書き込む。ゲート信号線駆動回路102がゲート信号線112〜114の選択を解除するとスイッチング素子118〜120、124〜126はオフする。しかし、不揮発性メモリ素子130〜132、136〜138には状態が記憶されているので、液晶142〜144、148〜150は書き込みが行われた状態で表示を行うことができる。   Next, when the gate signal line drive circuit 102 selects the gate signal lines 112 to 114, the switching elements 118 to 120 and 124 to 126 are turned on, and the digital video signals of the source signal lines 103 to 108 are transmitted to the nonvolatile memory elements 130 to 132, 136-138. When the gate signal line driving circuit 102 releases the selection of the gate signal lines 112 to 114, the switching elements 118 to 120 and 124 to 126 are turned off. However, since the states are stored in the nonvolatile memory elements 130 to 132 and 136 to 138, the liquid crystals 142 to 144 and 148 to 150 can perform display in a state where writing has been performed.

本発明において、保持はデジタル的に行うため、階調は面積階調を用いて表示を行う。すなわち、3ビットの表示を行う場合には画素電極の面積を4:2:1に設定し、必要な階調に応じて、必要な状態を記憶することによって階調を表現することができる。   In the present invention, since the holding is performed digitally, the gray scale is displayed using the area gray scale. That is, in the case of performing 3-bit display, the gray scale can be expressed by setting the area of the pixel electrode to 4: 2: 1 and storing a necessary state according to the required gray scale.

不揮発性メモリ素子に強誘電体材料たとえばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛、Pb[Zrx,Ti1-x]O3)を使用すると、電源がオフになってもその状態は保持されるので、静止画を表示するときには、表示装置の電源をオフにでき、電力の削減を図ることが可能である。このようにして、本発明では従来の問題点であった、リフレッシュ動作を不要にすることが可能であり、低消費電力化が可能になった。また、強誘電体材料はPZTに限定されず他の材料でも良い。 When a ferroelectric material such as PZT (lead zirconate titanate, Pb [Zr x , Ti 1-x ] O 3 ) is used for the nonvolatile memory element, the state is maintained even when the power is turned off. When a still image is displayed, the power of the display device can be turned off, and power consumption can be reduced. Thus, the present invention can eliminate the need for the refresh operation, which is a conventional problem, and achieve low power consumption. Further, the ferroelectric material is not limited to PZT and may be another material.

また、本発明ではSRAMを用いた表示装置のように、画素内に多くのトランジスタを必要とせず、画素が小さい場合や、開口率の著しい低下をまねくことなく、使用が可能である。また、以上は液晶を例にとり説明をおこなったが液晶以外たとえば電気泳動素子などを用いてもよい。   Further, according to the present invention, unlike a display device using an SRAM, a large number of transistors are not required in a pixel, and the present invention can be used without a small pixel or a significant decrease in aperture ratio. Although the above description has been made using liquid crystal as an example, an electrophoretic element or the like other than liquid crystal may be used.

本発明で使用するソース信号線駆動回路、ゲート信号線駆動回路、またはそれ以外の回路は画素と同一基板上に一体形成しても良いし、別基板上に形成しCOG(Chip On Glass)またはTAB(Tape Automated Bonding)などの技術を用いて実装しても良い。   The source signal line driver circuit, the gate signal line driver circuit, or other circuits used in the present invention may be formed integrally with the pixel on the same substrate, or may be formed on another substrate and formed on a COG (Chip On Glass) or The mounting may be performed using a technology such as TAB (Tape Automated Bonding).

図4に本発明の実施例を示す。本実施例では、スイッチング素子をTFTで構成している構成している。図4は3ビットの階調を示す例である。ここでは3ビットで説明を行うが本発明は3ビットには限定されない。1つの画素452は3つのTFT、3つの不揮発性メモリ素子によって構成されている。TFTはゲート信号線によってオンオフが制御される。不揮発性メモリ素子は一端が各TFTおよび画素電極(図示せず)を介して液晶素子、他端が共通電極451に接続されている。   FIG. 4 shows an embodiment of the present invention. In this embodiment, the switching element is configured by a TFT. FIG. 4 is an example showing 3-bit gradation. Here, the description will be made with three bits, but the present invention is not limited to three bits. One pixel 452 includes three TFTs and three nonvolatile memory elements. On / off of the TFT is controlled by a gate signal line. The non-volatile memory element has one end connected to a liquid crystal element via each TFT and a pixel electrode (not shown), and the other end connected to a common electrode 451.

ソース信号線駆動回路401よりソース信号線403〜408にデジタル映像信号が出力される。ゲート信号線駆動回路402がゲート信号線409〜411を選択すると、TFT415〜417、421〜423がオンし、ソース信号線403〜408のデジタル映像信号を不揮発性メモリ素子427〜429、433〜435に書き込む。ゲート信号線駆動回路402がゲート信号線409〜411の選択を解除するとTFT415〜417、421〜423はオフする。しかし、不揮発性メモリ素子427〜429、433〜435には状態が記憶されているので、液晶439〜441、445〜447は書き込みが行われた状態で表示を行うことができる。   Digital video signals are output from the source signal line driver circuit 401 to the source signal lines 403 to 408. When the gate signal line driving circuit 402 selects the gate signal lines 409 to 411, the TFTs 415 to 417 and 421 to 423 are turned on, and the digital video signals of the source signal lines 403 to 408 are transferred to the nonvolatile memory elements 427 to 429 and 433 to 435. Write to. When the gate signal line driving circuit 402 releases the selection of the gate signal lines 409 to 411, the TFTs 415 to 417 and 421 to 423 are turned off. However, since the state is stored in the nonvolatile memory elements 427 to 429 and 433 to 435, the liquid crystal 439 to 441 and 445 to 447 can perform display in a state where writing has been performed.

次に、ゲート信号線駆動回路402がゲート信号線412〜414を選択すると、TFT418〜420、424〜426がオンし、ソース信号線403〜408のデジタル映像信号を不揮発性メモリ素子430〜432、436〜438に書き込む。ゲート信号線駆動回路402がゲート信号線412〜414の選択を解除するとTFT418〜420、424〜426はオフする。しかし、不揮発性メモリ素子430〜432、436〜438には状態が記憶されているので、液晶442〜444、448〜450は書き込みが行われた状態で表示を行うことができる。   Next, when the gate signal line drive circuit 402 selects the gate signal lines 412 to 414, the TFTs 418 to 420 and 424 to 426 are turned on, and the digital video signals of the source signal lines 403 to 408 are transferred to the nonvolatile memory elements 430 to 432, Write to 436 to 438. When the gate signal line driving circuit 402 releases the selection of the gate signal lines 412 to 414, the TFTs 418 to 420 and 424 to 426 are turned off. However, since the state is stored in the nonvolatile memory elements 430 to 432 and 436 to 438, the liquid crystal 442 to 444 and 448 to 450 can perform display in a state in which writing has been performed.

本発明において、保持はデジタル的に行うため、階調は面積階調を用いて表示を行う。すなわち、3ビットの表示を行う場合には画素電極の面積を4:2:1に設定し、必要な階調に応じて、必要な状態を記憶することによって階調を表現することができる。   In the present invention, since the holding is performed digitally, the gray scale is displayed using the area gray scale. That is, in the case of performing 3-bit display, the gray scale can be expressed by setting the area of the pixel electrode to 4: 2: 1 and storing a necessary state according to the required gray scale.

不揮発性メモリ素子に強誘電体たとえばPZTを使用すると、電源がオフになってもその状態は保持されるので、静止画を表示するときには、表示装置の電源をオフにでき、電力の削減を図ることが可能である。このようにして、本発明では従来の問題点であった、リフレッシュ動作を不要にすることが可能であり、低消費電力化が可能になった。   When a ferroelectric material such as PZT is used for the nonvolatile memory element, the state is maintained even when the power is turned off. Therefore, when a still image is displayed, the power of the display device can be turned off, and power consumption is reduced. It is possible. Thus, the present invention can eliminate the need for the refresh operation, which is a conventional problem, and achieve low power consumption.

また、本発明ではSRAMを用いた表示装置のように、画素内に多くのトランジスタを必要とせず、画素が小さい場合や、開口率の著しい低下をまねくことなく、使用が可能である。   Further, according to the present invention, unlike a display device using an SRAM, a large number of transistors are not required in a pixel, and the present invention can be used without a small pixel or a significant decrease in aperture ratio.

図5に本発明の実施例を示す。本実施例では、ソース信号線を画素1列に対して1本としたことが、実施例1と異なっている。図4は3ビットの階調を示す例である。ここでは3ビットで説明を行うが本発明は3ビットには限定されない。1つの画素548は3つのTFT、3つの不揮発性メモリ素子によって構成されている。TFTはゲート信号線によってオンオフが制御される。不揮発性メモリ素子は一端が各TFTおよび画素電極(図示せず)を介して液晶素子、他端が共通電極547に接続されている。以下にその動作を説明する。   FIG. 5 shows an embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment in that one source signal line is provided for one pixel column. FIG. 4 is an example showing 3-bit gradation. Here, the description will be made with three bits, but the present invention is not limited to three bits. One pixel 548 includes three TFTs and three nonvolatile memory elements. On / off of the TFT is controlled by a gate signal line. The non-volatile memory element has one end connected to a liquid crystal element via each TFT and a pixel electrode (not shown), and the other end connected to a common electrode 547. The operation will be described below.

ソース信号線駆動回路501よりソース信号線503、504にデジタル映像信号が出力される。ゲート信号線駆動回路502がゲート信号線505を選択すると、TFT511、517がオンし、ソース信号線503、504のデジタル映像信号を不揮発性メモリ素子523、529に書き込む。ゲート信号線駆動回路502がゲート信号線505の選択を解除するとTFT511、517はオフする。しかし、不揮発性メモリ素子523、529には状態が記憶されているので、液晶535、541は書き込みが行われた状態で表示を行うことができる。   A digital video signal is output from the source signal line driving circuit 501 to the source signal lines 503 and 504. When the gate signal line driving circuit 502 selects the gate signal line 505, the TFTs 511 and 517 are turned on, and the digital video signals of the source signal lines 503 and 504 are written to the nonvolatile memory elements 523 and 529. When the gate signal line driving circuit 502 releases the selection of the gate signal line 505, the TFTs 511 and 517 are turned off. However, since the state is stored in the nonvolatile memory elements 523 and 529, the liquid crystal 535 and 541 can perform display in a state where writing has been performed.

次に、ゲート信号線駆動回路502がゲート信号線506を選択すると、TFT512、518がオンし、ソース信号線503、504のデジタル映像信号を不揮発性メモリ素子524、530に書き込む。ゲート信号線駆動回路502がゲート信号線506の選択を解除するとTFT512、518はオフする。しかし、不揮発性メモリ素子524、530には状態が記憶されているので、液晶536、542は書き込みが行われた状態で表示を行うことができる。   Next, when the gate signal line driver circuit 502 selects the gate signal line 506, the TFTs 512 and 518 are turned on, and the digital video signals of the source signal lines 503 and 504 are written to the nonvolatile memory elements 524 and 530. When the gate signal line driving circuit 502 releases the selection of the gate signal line 506, the TFTs 512 and 518 are turned off. However, since the state is stored in the nonvolatile memory elements 524 and 530, the liquid crystal 536 and 542 can perform display in a state where writing has been performed.

次に、ゲート信号線駆動回路502がゲート信号線507を選択すると、TFT513、519がオンし、ソース信号線503、504のデジタル映像信号を不揮発性メモリ素子525、531に書き込む。ゲート信号線駆動回路502がゲート信号線507の選択を解除するとTFT513、519はオフする。しかし、不揮発性メモリ素子525、531には状態が記憶されているので、液晶537、543は書き込みが行われた状態で表示を行うことができる。このようにして1つの画素548のデータ書き込みが終了する。これらの書き込みは1水平ライン期間に行われる。   Next, when the gate signal line driver circuit 502 selects the gate signal line 507, the TFTs 513 and 519 are turned on, and the digital video signals of the source signal lines 503 and 504 are written to the nonvolatile memory elements 525 and 531. When the gate signal line driving circuit 502 releases the selection of the gate signal line 507, the TFTs 513 and 519 are turned off. However, since the state is stored in the nonvolatile memory elements 525 and 531, the liquid crystal 537 and 543 can perform display in a state where writing has been performed. Thus, the data writing of one pixel 548 is completed. These writings are performed during one horizontal line period.

続いて次の行の画素についても同様の書き込みが行われる。ゲート信号線508、509、510が順に選択され、それに応じて、TFT514、520、515、521、516、522が順次オンし、ソース信号線503、504のデータを不揮発性メモリ素子538、544、539、545、540、546に書き込んでいく。このようにして、表示を行っていく。本実施例ではソース信号線の数を削減することが可能であるため、開口率の向上に貢献することが可能となる。   Subsequently, the same writing is performed for the pixels in the next row. The gate signal lines 508, 509, and 510 are sequentially selected, and accordingly, the TFTs 514, 520, 515, 521, 516, and 522 are sequentially turned on, and the data on the source signal lines 503 and 504 are stored in the nonvolatile memory elements 538, 544, 539, 545, 540, and 546 are written. Display is performed in this manner. In this embodiment, since the number of source signal lines can be reduced, it is possible to contribute to an improvement in aperture ratio.

図6に実施例1で示した画素構成に対応したソース信号線駆動回路の実施例を示す。図6のソース信号線駆動回路はシフトレジスタ601と1stラッチ回路614と2ndラッチ回路615によって構成されている。以下に動作を説明する。   FIG. 6 shows an embodiment of a source signal line driving circuit corresponding to the pixel configuration shown in the first embodiment. The source signal line driver circuit in FIG. 6 includes a shift register 601, a first latch circuit 614, and a second latch circuit 615. The operation will be described below.

シフトレジスタ601の出力パルスがラッチ回路602〜604に入力されると、映像信号線614のデジタル映像信号がラッチ回路602〜604に記憶される。次にシフトレジスタ601の出力パルスがラッチ回路608〜610に入力されると、映像信号線614のデジタル映像信号がラッチ回路608〜610に記憶される。同様にして、シフトレジスタの出力パルスを順次走査していき、1ライン分の映像信号を1stラッチ回路614に蓄える。次のラインの映像が始まる前に、ラッチ信号線615によりラッチパルスをラッチ回路605〜607、611〜613に入力し、1stラッチ回路614のデータを2ndラッチ回路615に記憶する。そして、ソース信号線にデータを出力する。このようにして、ソース信号線駆動回路は動作する。   When the output pulse of the shift register 601 is input to the latch circuits 602 to 604, the digital video signal of the video signal line 614 is stored in the latch circuits 602 to 604. Next, when the output pulse of the shift register 601 is input to the latch circuits 608 to 610, the digital video signal of the video signal line 614 is stored in the latch circuits 608 to 610. Similarly, the output pulse of the shift register is sequentially scanned, and the video signal for one line is stored in the first latch circuit 614. Before the video of the next line starts, a latch pulse is input to the latch circuits 605 to 607 and 611 to 613 through the latch signal line 615, and the data of the first latch circuit 614 is stored in the second latch circuit 615. Then, data is output to the source signal line. Thus, the source signal line driving circuit operates.

図7は実施例1と異なる構成のソース信号線駆動回路の実施例である。このソース信号線駆動回路は実施例2の画素構成に対応したものである。シフトレジスタ701の出力パルスにて、順次、映像信号線714のデータをラッチ回路702〜704、708〜710に記憶し、1ライン分のデータが記憶されたのちラッチ信号線715のラッチパルスによってラッチ回路705〜707、711〜713にデータを転送する。   FIG. 7 shows an embodiment of a source signal line drive circuit having a configuration different from that of the first embodiment. This source signal line driving circuit corresponds to the pixel configuration of the second embodiment. With the output pulse of the shift register 701, the data of the video signal line 714 is sequentially stored in the latch circuits 702 to 704 and 708 to 710. After the data of one line is stored, the data is latched by the latch pulse of the latch signal line 715. Data is transferred to the circuits 705 to 707 and 711 to 713.

ここまでは実施例3と同じであるが、その後ラッチ回路705〜707の出力をスイッチ716で切り換え、それぞれ1ライン期間の3分の1ずつソース線に出力する。このようにすることによって、ソース信号線の本数を削減することができる。すなわちソース信号線の信号を時分割で活用することが可能である。ここでは3分割したが、3分割には限定されない。同様に、ラッチ回路711〜713の出力もスイッチ717によって切り換え、ソース信号線に出力することが可能である。   Up to this point, the operation is the same as that of the third embodiment. Thereafter, the outputs of the latch circuits 705 to 707 are switched by the switch 716, and each of the outputs is output to the source line for one third of one line period. By doing so, the number of source signal lines can be reduced. That is, it is possible to use the signal of the source signal line in a time division manner. Here, it is divided into three, but the division is not limited to three. Similarly, the outputs of the latch circuits 711 to 713 can be switched by the switch 717 and output to the source signal line.

図8は単極性のTFTを用いて、シフトレジスタを構成した例である。このように信号線駆動回路またはその他の回路を単極性の回路にすることによって、表示装置のコスト低減を図ることができる。図8はNchの例であるが、単極性はNchのみまたはPチャネル型(Pch)のみのいずれを用いても良い。単極性のプロセスを用いることによって、マスク枚数の低減が可能となる。   FIG. 8 illustrates an example in which a shift register is formed using unipolar TFTs. When the signal line driver circuit or another circuit is a single-polarity circuit, cost of the display device can be reduced. FIG. 8 shows an example of Nch, but the unipolarity may be either Nch only or P-channel type (Pch). By using a unipolar process, the number of masks can be reduced.

図8において、スタートパルスは走査方向切り換えスイッチ802に入力され、スイッチ用TFT811を経て、シフトレジスタ801に入力される。シフトレジスタはブートストラップを用いたセットリセット型のシフトレジスタである。以下にシフトレジスタ801の動作を説明する。   In FIG. 8, a start pulse is input to a scan direction changeover switch 802, and is input to a shift register 801 via a switching TFT 811. The shift register is a set-reset type shift register using a bootstrap. Hereinafter, the operation of the shift register 801 will be described.

スタートパルスはTFT803のゲートとTFT806のゲートに入力される。TFT806がオンになるとTFT804のゲートはロウになりTFT804はオフになる。また、TFT810のゲートもロウになるためTFT810もオフとなる。TFT803のゲートは電源電位まで上がるため、まずTFT809のゲートは電源−Vgsまで上昇する。出力1は初期電位がロウであるため、TFT809は出力1と容量808を充電しながらソース電位を上げていく、TFT809のゲートが電源−Vgsまで上昇したときに、TFT809はまだオンしているので、出力1はさらに上昇を続ける。TFT809のゲートは放電経路がないので、ソースに合わせて上昇し、電源をこえてもさらに上昇を続ける。   The start pulse is input to the gate of the TFT 803 and the gate of the TFT 806. When the TFT 806 turns on, the gate of the TFT 804 goes low and the TFT 804 turns off. Further, since the gate of the TFT 810 is also low, the TFT 810 is also turned off. Since the gate of the TFT 803 rises to the power supply potential, the gate of the TFT 809 first rises to the power supply −Vgs. Since the initial potential of the output 1 is low, the TFT 809 increases the source potential while charging the output 1 and the capacitor 808. When the gate of the TFT 809 rises to the power supply -Vgs, the TFT 809 is still on. , Output 1 continues to rise. Since the gate of the TFT 809 has no discharge path, it rises in accordance with the source and continues to rise even if the power is exceeded.

TFT809のドレイン、及びソースが等電位になったときに、電流が出力に流れるのが停止し、そこでTFT809の電位上昇が止まる。このようにして、出力1は電源電位に等しいハイ電位を出力できる。この時はCLbの電位はハイとする。CLbがロウに落ちると、容量808電荷はTFT809を介してCLbにぬけて、出力1はロウに落ちる。出力1のパルスは次の段のシフトレジスタに伝わっていく。以上が本実施例の回路の動作である。本実施例は本発明の他の実施例と組み合わせて使用することができる。   When the drain and the source of the TFT 809 have the same potential, the current stops flowing to the output, and the potential of the TFT 809 stops rising there. Thus, the output 1 can output a high potential equal to the power supply potential. At this time, the potential of CLb is set to high. When CLb falls to low, the charge of the capacitor 808 passes through CLb via the TFT 809, and the output 1 falls to low. The output 1 pulse is transmitted to the next stage shift register. The above is the operation of the circuit of this embodiment. This embodiment can be used in combination with another embodiment of the present invention.

図9は実施例1に示した画素の平面図である。ソース信号線901〜903、ゲート信号線904〜906、TFT907〜909、不揮発性メモリ素子910〜912、共通電極913〜915、画素電極916〜918によって構成されている。この実施例は3ビットの例であるが、3ビットには限定されない。図9に示すように、不揮発性メモリ素子910〜912は占有面積が狭いので、開口率を落とさずにメモリ回路を内蔵することが可能になる。   FIG. 9 is a plan view of the pixel shown in the first embodiment. It includes source signal lines 901 to 903, gate signal lines 904 to 906, TFTs 907 to 909, nonvolatile memory elements 910 to 912, common electrodes 913 to 915, and pixel electrodes 916 to 918. This embodiment is an example of three bits, but is not limited to three bits. As shown in FIG. 9, the non-volatile memory elements 910 to 912 have a small occupied area, so that a memory circuit can be incorporated without reducing the aperture ratio.

また、画素電極916、917、918の面積を1:2:4とすることで3ビットの面積階調が実現できる。同様にnビットの場合は、サブ画素をn個設け、それぞれの面積比を1から2のn−1乗とすることによって、3ビット以外においても実現ができる。 Further, by setting the areas of the pixel electrodes 916, 917, and 918 to 1: 2: 4, a 3-bit area gray scale can be realized. Similarly, in the case of n bits, n sub-pixels are provided, and the area ratio of each sub pixel is set to 1 to 2 to the power of n-1.

本発明の表示装置の作製工程について説明する。ここでは、同一基板上に画素部を構成するスイッチング用TFTと、駆動回路や他の論理回路を構成するTFT及び不揮発性のラッチ回路を構成する強誘電体材料を用いた容量を同時に作製する方法について詳細に説明する。図10〜図13はその作製工程を説明する断面図である。   A manufacturing process of the display device of the present invention will be described. Here, a method for simultaneously manufacturing a switching TFT forming a pixel portion, a TFT forming a driving circuit or another logic circuit, and a capacitor using a ferroelectric material forming a nonvolatile latch circuit on the same substrate. Will be described in detail. 10 to 13 are cross-sectional views illustrating the manufacturing process.

まず図10(A)において基板1000は、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、SUS基板等を用いることができる。また、プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に上記基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。   First, in FIG. 10A, a glass substrate such as barium borosilicate glass or aluminoborosilicate glass, a quartz substrate, a SUS substrate, or the like can be used as the substrate 1000. A substrate made of a flexible synthetic resin such as plastic generally has a lower heat-resistant temperature than the above substrate, but any substrate can be used as long as it can withstand the processing temperature in the manufacturing process. It is.

基板1000上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜1001及び1002を形成する。例えば、プラズマCVD法でSiH4、NH3、N2Oから作製される酸化窒化シリコン膜1001を10〜200nm(好ましくは50〜100nm)形成し、同様にSiH4、N2Oから作製される酸化窒化水素化シリコン膜1002を50〜200nm(好ましくは100〜150nm)の厚さに積層形成する。本実施例では下地膜を2層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層させた構造として形成しても良い。また、石英基板など不純物の拡散がさして問題とならない場合は、必ずしも設ける必要はない。 Base films 1001 and 1002 formed of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film are formed over a substrate 1000. For example, a silicon oxynitride film 1001 formed from SiH 4 , NH 3 , and N 2 O by a plasma CVD method is formed to have a thickness of 10 to 200 nm (preferably 50 to 100 nm), and is similarly formed from SiH 4 and N 2 O. A silicon oxynitride hydride film 1002 is formed to a thickness of 50 to 200 nm (preferably 100 to 150 nm). In this embodiment, the base film is shown as a two-layer structure, but may be formed as a single-layer film of the insulating film or a structure in which two or more layers are laminated. In the case where diffusion of impurities is not a problem, such as a quartz substrate, it is not always necessary to provide them.

島状半導体層1003〜1005は、非晶質構造を有する半導体膜をレーザ結晶化法や公知の熱結晶化法を用いて作製した結晶質半導体膜で形成する(図10(B))。この島状半導体層1003〜1005の厚さは25〜100nm(好ましくは30〜60nm)の厚さで形成する。なお島状半導体層1003〜1005は、非晶質半導体であっても良いし、多結晶半導体であっても良い。また半導体は珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は0.01〜4.5atomic%程度であることが好ましい。   The island-shaped semiconductor layers 1003 to 1005 are formed using a crystalline semiconductor film in which a semiconductor film having an amorphous structure is formed by a laser crystallization method or a known thermal crystallization method (FIG. 10B). The island-shaped semiconductor layers 1003 to 1005 are formed to have a thickness of 25 to 100 nm (preferably 30 to 60 nm). Note that the island-shaped semiconductor layers 1003 to 1005 may be an amorphous semiconductor or a polycrystalline semiconductor. As the semiconductor, not only silicon but also silicon germanium can be used. When silicon germanium is used, the concentration of germanium is preferably about 0.01 to 4.5 atomic%.

レーザ結晶化法で結晶質半導体膜を作製するには、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザやYAGレーザ、YVO4レーザを用いる。これらのレーザを用いる場合には、レーザ発振器から放射されたレーザ光を光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザを用いる場合はパルス発振周波数30Hzとし、レーザーエネルギー密度を100〜400mJ/cm2(代表的には200〜300mJ/cm2)とする。また、YAGレーザを用いる場合にはその第2高調波を用いパルス発振周波数1〜10kHzとし、レーザーエネルギー密度を300〜600mJ/cm2(代表的には350〜500mJ/cm2)とすると良い。そして幅100〜1000μm、例えば400μmで線状に集光したレーザ光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザ光の重ね合わせ率(オーバーラップ率)を80〜98%として行う。 In order to form a crystalline semiconductor film by a laser crystallization method, a pulse oscillation type or continuous emission type excimer laser, a YAG laser, or a YVO 4 laser is used. In the case of using these lasers, a method in which laser light emitted from a laser oscillator is linearly condensed by an optical system and irradiated to a semiconductor film is preferably used. The crystallization conditions are appropriately selected by the practitioner. When an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is set to 30 Hz, and the laser energy density is set to 100 to 400 mJ / cm 2 (typically 200 to 300 mJ / cm 2). ). When a YAG laser is used, the second harmonic is used to set the pulse oscillation frequency to 1 to 10 kHz and the laser energy density to 300 to 600 mJ / cm 2 (typically 350 to 500 mJ / cm 2 ). Then, a laser beam condensed linearly with a width of 100 to 1000 μm, for example, 400 μm, is irradiated over the entire surface of the substrate, and the overlapping rate (overlap rate) of the linear laser light at this time is set to 80 to 98%.

次いで、島状半導体層1003〜1005を覆うゲート絶縁膜1006を形成する(図10(C))。ゲート絶縁膜1006はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜150nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本実施例では、120nmの厚さの酸化窒化シリコン膜で形成する。勿論、ゲート絶縁膜1006はこのような酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。例えば、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Ortho Silicate)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜400℃とし、高周波(13.56MHz)、電力密度0.5〜0.8W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化シリコン膜は、その後400〜500℃の熱アニールにより絶縁膜として良好な特性を得ることができる。 Next, a gate insulating film 1006 which covers the island-shaped semiconductor layers 1003 to 1005 is formed (FIG. 10C). The gate insulating film 1006 is formed using a plasma CVD method or a sputtering method with a thickness of 40 to 150 nm and containing silicon. In this embodiment, a silicon oxynitride film with a thickness of 120 nm is formed. Needless to say, the gate insulating film 1006 is not limited to such a silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure. For example, when a silicon oxide film is used, TEOS (Tetraethyl Ortho Silicate) and O 2 are mixed by plasma CVD, the reaction pressure is 40 Pa, the substrate temperature is 300 to 400 ° C., the high frequency (13.56 MHz), the power density It can be formed by discharging at 0.5 to 0.8 W / cm 2 . The silicon oxide film thus manufactured can obtain good characteristics as an insulating film by subsequent thermal annealing at 400 to 500 ° C.

次に、図11(A)に示すように、ゲート絶縁膜1006上にゲート電極1100〜1102を形成する。ゲート電極1100〜1102はタンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、前記元素を主成分とする合金、あるいは多結晶シリコンなどで形成すれば良い。まず表面上に導電層を形成し、レジストマスク(図示せず)を用いて、導電層をエッチングすることで、ゲート電極1100〜1102が形成される。   Next, as illustrated in FIG. 11A, gate electrodes 1100 to 1102 are formed over the gate insulating film 1006. The gate electrodes 1100 to 1102 may be formed using tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), an alloy containing the above elements as a main component, polycrystalline silicon, or the like. First, a conductive layer is formed over the surface, and the conductive layer is etched using a resist mask (not illustrated), whereby gate electrodes 1100 to 1102 are formed.

その後、N型を付与する不純物元素をドーピングする。こうして、半導体活性層内にN型の低濃度不純物領域1103〜1108が形成される。   After that, an N-type impurity element is doped. Thus, N-type low-concentration impurity regions 1103 to 1108 are formed in the semiconductor active layer.

次いで、ゲート電極1102を覆うようにレジストマスク(図示せず)を形成し、ゲート電極1101と該レジストマスクをマスクとして自己整合的にn型不純物元素を添加し、また、ゲート電極1101をマスクとして自己整合的にp型不純物元素を添加する。   Next, a resist mask (not shown) is formed so as to cover the gate electrode 1102, an n-type impurity element is added in a self-aligned manner with the gate electrode 1101 and the resist mask as a mask, and the gate electrode 1101 is used as a mask. A p-type impurity element is added in a self-aligned manner.

こうしてnチャネル型TFTのソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度n型不純物領域1111、1112、1113、1114及びpチャネル型TFTのソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度p型不純物領域1109、1110を形成する。n型を付与する不純物元素にはリン(P)あるいは砒素(As)を、p型を付与する不純物元素にはボロン(B)を、それぞれ用いる。   Thus, the high-concentration n-type impurity regions 1111, 1112, 1113, and 1114 functioning as the source and drain regions of the n-channel TFT and the high-concentration p-type impurity regions 1109 and 1110 functioning as the source and drain regions of the p-channel TFT To form Phosphorus (P) or arsenic (As) is used for the impurity element imparting n-type, and boron (B) is used for the impurity element imparting p-type.

その後、n型及びp型不純物元素の活性化を行う。活性化手段としては、ファーネスアニール、レーザーアニール、ランプアニール、またはこれらを組み合わせた方法を用いるとよい。熱アニール法では酸素濃度が1ppm以下、好ましくは0.1ppm以下の窒素雰囲気中で400〜700℃で行う。   After that, activation of the n-type and p-type impurity elements is performed. As the activating means, furnace annealing, laser annealing, lamp annealing, or a method combining these may be used. The thermal annealing is performed at 400 to 700 ° C. in a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less.

そして図11(C)に示すように、ゲート電極1100〜1112上に、窒化珪素膜又は酸窒化珪素膜による第1の層間絶縁膜1115を形成する。   Then, as shown in FIG. 11C, a first interlayer insulating film 1115 of a silicon nitride film or a silicon oxynitride film is formed over the gate electrodes 1100 to 1112.

以上のようにして同一基板上に画素部を構成するスイッチングTFTと、駆動回路や他の論理回路を構成するTFTが形成される。次に第1の層間絶縁膜1112の上に強誘電体材料を用いた容量の形成を行う。   As described above, the switching TFT forming the pixel portion and the TFT forming the driving circuit and other logic circuits are formed on the same substrate. Next, a capacitor is formed on the first interlayer insulating film 1112 using a ferroelectric material.

まず、下部電極層1201の形成を行う(図12(A))。形成方法はCVD法、スパッタ法、イオンビームスパッタ法、レーザアブレーション法などから選べば良い。下部電極層1201の材料にはPt/IrO2、Pt/Ta/SiO2などを用いる事ができる。強誘電体薄膜の電気的特性は結晶の配向に強く依存するため、下部電極の表面には配向制御が容易なPtを用いるのが特に好ましい。金属膜形成後不要な部分をプラズマエッチングなどで処理して下部電極層1201を形成する。 First, a lower electrode layer 1201 is formed (FIG. 12A). The formation method may be selected from CVD, sputtering, ion beam sputtering, laser ablation, and the like. As a material of the lower electrode layer 1201, Pt / IrO 2 , Pt / Ta / SiO 2, or the like can be used. Since the electrical characteristics of the ferroelectric thin film strongly depend on the crystal orientation, it is particularly preferable to use Pt, whose orientation is easily controlled, on the surface of the lower electrode. After forming the metal film, unnecessary portions are processed by plasma etching or the like to form the lower electrode layer 1201.

次に、下部電極層1201の上に強誘電体層1202を形成する(図12(B))。強誘電体はPZT、PbTiO3などの鉛含有ペロブスカイト、Bi4Ti3O12などのビスマス層状化合物、LiNbO3、LiTaO3などのイルメナイト系化合物を用いる事ができる。このうち鉛含有ペロブスカイトを用いた強誘電体、とりわけPZTは広いの組成範囲で強誘電体の性質を示すため好ましい。 Next, a ferroelectric layer 1202 is formed over the lower electrode layer 1201 (FIG. 12B). As the ferroelectric, a lead-containing perovskite such as PZT and PbTiO 3 , a bismuth layered compound such as Bi 4 Ti 3 O 12 , and an ilmenite compound such as LiNbO 3 and LiTaO 3 can be used. Of these, ferroelectrics using lead-containing perovskites, particularly PZT, are preferable because they exhibit ferroelectric properties over a wide composition range.

強誘電体層1202の形成方法はCVD法、スパッタ法、イオンビームスパッタ法、レーザアブレーション法などから選べば良い。特にCVD法は膜組成や結晶性の制御性が高く、大面積化や量産化に優れて好ましい。CVD法で形成する場合、材料の条件として比較的低温で大きな蒸気圧を持ち、長時間にわたって安定であること、また堆積温度範囲内において析出速度が原料の供給量によって決まること、気相での核生成反応が起こらないことなどが挙げられるが、PZTはこれらの点でも優れている。   The method for forming the ferroelectric layer 1202 may be selected from a CVD method, a sputtering method, an ion beam sputtering method, a laser ablation method, and the like. In particular, the CVD method is preferable because it has high controllability of film composition and crystallinity, and is excellent in large area and mass production. When formed by the CVD method, the conditions of the material are that it has a relatively low temperature, has a large vapor pressure, is stable for a long time, and that the deposition rate is determined by the supply amount of the raw material within the deposition temperature range. Although the nucleation reaction does not occur, PZT is also excellent in these respects.

CVD法による強誘電体層形成のプロセスは公知の手順に従えば良い。例えば圧力660Pa、基板温度500〜650度でPZTによる強誘電体層を形成させることができる。   The process of forming the ferroelectric layer by the CVD method may follow a known procedure. For example, a ferroelectric layer of PZT can be formed at a pressure of 660 Pa and a substrate temperature of 500 to 650 degrees.

次に、強誘電体層1202の上に上部電極層1203を形成する(図12(C))。形成方法は下部電極1201と同様にCVD法、スパッタ法、イオンビームスパッタ法、レーザアブレーション法などから選ぶ事ができる。上部電極層1203の材料には下部電極層1201で用いた材料のほかIr/IrO2などを用いる事ができる。 Next, an upper electrode layer 1203 is formed over the ferroelectric layer 1202 (FIG. 12C). A formation method can be selected from a CVD method, a sputtering method, an ion beam sputtering method, a laser ablation method, and the like, similarly to the lower electrode 1201. As the material for the upper electrode layer 1203, Ir / IrO 2 or the like can be used in addition to the material used for the lower electrode layer 1201.

次に、図13(A)に示すように、窒化珪素膜又は酸窒化珪素膜を材料とする第2の層間絶縁膜1307を成膜した後、コンタクトホールを形成し、該コンタクトホールを介して配線1300〜1306を形成する。なお、配線1300〜1306とTFTとの電気的な接続の形態は、本実施例に限定されない。   Next, as shown in FIG. 13A, a second interlayer insulating film 1307 made of a silicon nitride film or a silicon oxynitride film is formed, and then a contact hole is formed. Wirings 1300 to 1306 are formed. Note that the form of electrical connection between the wirings 1300 to 1306 and the TFT is not limited to this embodiment.

最後に、図13(B)に示すように第2の層間絶縁膜1307上に保護層1308を形成する。保護層1308の材料としてはポリイミドやアクリル樹脂などの光硬化型または熱硬化型の有機樹脂材料を用いることができる。   Finally, a protective layer 1308 is formed over the second interlayer insulating film 1307 as shown in FIG. As a material of the protective layer 1308, a photocurable or thermosetting organic resin material such as polyimide or acrylic resin can be used.

このような手順を経て、画素部を構成するTFTと駆動回路や他の論理回路を構成するTFT、及び不揮発性のラッチ回路を構成する強誘電体材料を用いた容量を同一基板上に同時に作製することができる。 Through these procedures, a TFT using a pixel portion, a TFT forming a driving circuit and other logic circuits, and a capacitor using a ferroelectric material forming a nonvolatile latch circuit are simultaneously formed on the same substrate. can do.

なお、本実施例では画素を構成するスイッチングTFTとして、ゲート電極とオーバラップしないLDD領域を有する構造を、駆動回路及び論理回路を構成するTFTとして、シングルドレイン構造を、それぞれ作製する場合を示したが、本実施例はこの構造に限定されない。必要に応じ、GOLD構造や他のLDD構造などの用途に適したTFT構造を、公知の方法に従って作製すればよい。   In this embodiment, the case where a structure having an LDD region that does not overlap with a gate electrode is formed as a switching TFT forming a pixel, and a single drain structure is formed as a TFT forming a driving circuit and a logic circuit is shown. However, the present embodiment is not limited to this structure. If necessary, a TFT structure suitable for a use such as a GOLD structure or another LDD structure may be manufactured according to a known method.

図16は従来の表示方法と本発明の表示方法を組み合わせた実施例である。静止画を出す場合には、ソース信号線駆動回路1601より、デジタル映像信号をソース信号線1604〜1606に出力する。このときスイッチ1619〜1621は不揮発性メモリを選択しているものとする。ゲート信号線駆動回路1602がゲート信号線1625〜1627を選択すると、スイッチング素子1610〜1612がオンし、映像信号を不揮発性メモリ1613〜1615と液晶1622〜1624に書き込む。   FIG. 16 shows an embodiment in which the conventional display method and the display method of the present invention are combined. To output a still image, a digital video signal is output from the source signal line driver circuit 1601 to the source signal lines 1604 to 1606. At this time, it is assumed that the switches 1619 to 1621 have selected the nonvolatile memory. When the gate signal line driver circuit 1602 selects the gate signal lines 1625 to 1627, the switching elements 1610 to 1612 are turned on, and the video signals are written to the nonvolatile memories 1613 to 1615 and the liquid crystals 1622 to 1624.

動画を表示するときは、ソース線駆動回路1603よりアナログ映像信号をソース信号線1604〜1606に出力する。このときスイッチ1619〜1621は保持容量1616〜1618を選択しているものとする。ゲート信号線駆動回路1602がゲート信号線1625〜1627を選択すると、スイッチング素子1610〜1612がオンし、アナログ映像信号を保持容量1616〜1618と液晶1622〜1624に書き込む。このようにして表示を行うことが可能になる。   To display a moving image, an analog video signal is output from the source line driver circuit 1603 to the source signal lines 1604 to 1606. At this time, it is assumed that the switches 1619 to 1621 have selected the holding capacitors 1616 to 1618. When the gate signal line driver circuit 1602 selects the gate signal lines 1625 to 1627, the switching elements 1610 to 1612 are turned on, and the analog video signal is written to the holding capacitors 1616 to 1618 and the liquid crystal 1622 to 1624. Display can be performed in this manner.

図18は、図16の回路を具体化したものである。ゲート線1801は、画像が表示されるときに選択される。ゲート線1801が選択されることによって、トランジスタ1803がオンになる。また、画像を表示し続けているとき、ゲート信号線1802が選択される。ゲート信号線1802が選択されることによって、トランジスタ1804がオンになる。また、不揮発性メモリ1613と保持容量1616を含む画素の断面図を図19に示す。   FIG. 18 is an embodiment of the circuit of FIG. The gate line 1801 is selected when an image is displayed. When the gate line 1801 is selected, the transistor 1803 is turned on. When the image is continuously displayed, the gate signal line 1802 is selected. When the gate signal line 1802 is selected, the transistor 1804 is turned on. FIG. 19 is a cross-sectional view of a pixel including the nonvolatile memory 1613 and the storage capacitor 1616.

図17に本発明の実施例を示す。図17は3ビットの階調を持ったEL表示装置を示す例である。ここでは3ビットで説明を行うが本発明は3ビットには限定されない。本実施例ではスイッチング素子、および駆動素子を用いるが以下の説明ではそれらをスイッチングTFT、駆動TFTとして説明する。しかし、スイッチング素子、駆動素子はTFTに限定されるものではない。   FIG. 17 shows an embodiment of the present invention. FIG. 17 shows an example of an EL display device having a 3-bit gradation. Here, the description will be made with three bits, but the present invention is not limited to three bits. In this embodiment, a switching element and a driving element are used, but in the following description, they are described as a switching TFT and a driving TFT. However, the switching elements and the driving elements are not limited to TFTs.

1つの画素1752は3つのスイッチングTFT1715、1716、1717、3つの不揮発性メモリ素子1727、1728、1729、3つの駆動TFT1753、1754、1755、3つのEL素子1739、1740、1741によって構成されている。スイッチングTFTはゲート信号線によってオンオフが制御される。不揮発性メモリ素子は一端が各スイッチングTFT、他端が共通電極151に接続されている。スイッチングTFTのドレインまたはソースのいずれか一方はソース信号線に電気的に接続され、ドレインまたはソースの他の一方は不揮発性メモリ素子および駆動TFTのゲートに電気的に接続され、ゲートはゲート信号線に電気的に接続されている。駆動TFTのソースは電源供給線1765、1766に電気的に接続され、ドレインは画素電極(図示せず)を介してEL素子に電気的に接続される。   One pixel 1752 is constituted by three switching TFTs 1715, 1716, 1717, three nonvolatile memory elements 1727, 1728, 1729, three driving TFTs 1753, 1754, 1755, and three EL elements 1739, 1740, 1741. On / off of the switching TFT is controlled by a gate signal line. One end of the nonvolatile memory element is connected to each switching TFT, and the other end is connected to the common electrode 151. One of a drain and a source of the switching TFT is electrically connected to a source signal line, another of the drain and the source is electrically connected to a gate of the nonvolatile memory element and the driving TFT, and a gate is a gate signal line. Is electrically connected to The source of the driving TFT is electrically connected to power supply lines 1765 and 1766, and the drain is electrically connected to an EL element via a pixel electrode (not shown).

ソース信号線駆動回路1701よりソース信号線1703〜1708にデジタル映像信号が出力される。ゲート信号線駆動回路1702がゲート信号線1709〜1711を選択すると、スイッチングTFT1715〜1717、1721〜1723がオンし、ソース信号線1703〜1708のデジタル映像信号を不揮発性メモリ素子1727〜1729、1733〜1735に書き込む。ゲート信号線駆動回路1702がゲート信号線1709〜1711の選択を解除するとスイッチングTFT1715〜1717、1721〜1723はオフする。しかし、不揮発性メモリ素子1727〜1729、1733〜1735には状態が記憶されているので、駆動TFT1753〜1755、1759〜1761のゲートは書き込みが行われた状態であり、書き込み内容に応じて、EL素子1739〜1741、1745〜1747を駆動し、表示を行うことができる。   Digital video signals are output from the source signal line driver circuit 1701 to the source signal lines 1703 to 1708. When the gate signal line driver circuit 1702 selects the gate signal lines 1709 to 1711, the switching TFTs 1715 to 1717 and 1721 to 1723 are turned on, and the digital video signals of the source signal lines 1703 to 1708 are transferred to the nonvolatile memory elements 1727 to 1729 and 1733 to 1733. Write to 1735. When the gate signal line driving circuit 1702 releases the selection of the gate signal lines 1709 to 1711, the switching TFTs 1715 to 1717 and 1721 to 1723 are turned off. However, since the states are stored in the nonvolatile memory elements 1727 to 1729 and 1733 to 1735, the gates of the driving TFTs 1753 to 1755 and 1759 to 1761 are in a state where writing has been performed. The elements 1739 to 1741 and 1745 to 1747 can be driven to perform display.

次に、ゲート信号線駆動回路1702がゲート信号線1712〜1714を選択すると、スイッチングTFT1718〜1720、1724〜1726がオンし、ソース信号線1703〜1708のデジタル映像信号を不揮発性メモリ素子1730〜1732、1736〜1738に書き込む。ゲート信号線駆動回路1702がゲート信号線1712〜1714の選択を解除するとスイッチングTFT1718〜1720、1724〜1726はオフする。しかし、不揮発性メモリ素子1730〜1732、1736〜1738には状態が記憶されているので、駆動TFT1756〜1758、1762〜1764は書き込みが行われた状態であり、書き込み内容に応じて、EL素子1742〜1744、1748〜1750を駆動し、表示を行うことができる。   Next, when the gate signal line driving circuit 1702 selects the gate signal lines 1712 to 1714, the switching TFTs 1718 to 1720 and 1724 to 1726 are turned on, and the digital video signals of the source signal lines 1703 to 1708 are transferred to the nonvolatile memory elements 1730 to 1732. , 1736-1738. When the gate signal line driver circuit 1702 releases the selection of the gate signal lines 1712 to 1714, the switching TFTs 1718 to 1720 and 1724 to 1726 are turned off. However, since the states are stored in the nonvolatile memory elements 1730 to 1732 and 1736 to 1738, the driving TFTs 1756 to 1758 and 1762 to 1764 are in a state where writing has been performed. To 1744 and 1748 to 1750 can be driven to perform display.

本実施例において、ソース信号線は1画素列に対して3本配置しているが、実施例2に示したようにソース信号線を1画素列に対して1本とし、ゲート信号線を3本としても良い。   In this embodiment, three source signal lines are arranged for one pixel column. However, as shown in the second embodiment, one source signal line is arranged for one pixel column, and three gate signal lines are arranged. Good as a book.

本発明において、保持はデジタル的に行うため、階調は面積階調を用いて表示を行う。すなわち、3ビットの表示を行う場合には画素電極の面積を4:2:1に設定し、必要な階調に応じて、必要な状態を記憶することによって階調を表現することができる。前述したように、本発明は3ビットに限定されるものではない。
以上において、駆動TFTを飽和領域で動作させ、EL素子を定電流駆動にしても良いし、駆動TFTを線形領域で動作させ、EL素子を定電圧駆動にしても良い。
In the present invention, since the holding is performed digitally, the gray scale is displayed using the area gray scale. That is, in the case of performing 3-bit display, the gray scale can be expressed by setting the area of the pixel electrode to 4: 2: 1 and storing a necessary state according to the required gray scale. As described above, the present invention is not limited to three bits.
In the above, the driving TFT may be operated in the saturation region and the EL element may be driven at a constant current, or the driving TFT may be operated in the linear region and the EL element may be driven at a constant voltage.

不揮発性メモリ素子に強誘電体材料たとえばPZTを使用すると、電源がオフになってもその状態は保持されるので、静止画を表示するときには、表示装置の電源をオフにでき、電力の削減を図ることが可能である。このようにして、本発明では従来の問題点であった、リフレッシュ動作を不要にすることが可能であり、低消費電力化が可能になった。また、強誘電体材料はPZTに限定されず他の材料でも良い。   When a ferroelectric material such as PZT is used for the nonvolatile memory element, the state is maintained even when the power is turned off. Therefore, when a still image is displayed, the power of the display device can be turned off, and power consumption can be reduced. It is possible to plan. Thus, the present invention can eliminate the need for the refresh operation, which is a conventional problem, and achieve low power consumption. Further, the ferroelectric material is not limited to PZT and may be another material.

また、本発明ではSRAMを用いた表示装置のように、画素内に多くのトランジスタを必要とせず、画素が小さい場合や、開口率の著しい低下をまねくことなく、使用が可能である。   Further, according to the present invention, unlike a display device using an SRAM, a large number of transistors are not required in a pixel, and the present invention can be used without a small pixel or a significant decrease in aperture ratio.

本発明で使用するソース信号線駆動回路、ゲート信号線駆動回路、またはそれ以外の回路は画素と同一基板上に一体形成しても良いし、別基板上に形成しCOGまたはTABなどの技術を用いて実装しても良い。   The source signal line driver circuit, the gate signal line driver circuit, or other circuits used in the present invention may be formed over the same substrate as the pixel, or may be formed over a different substrate and use a technique such as COG or TAB. You may implement using.

以上のようにして作製される表示装置は各種電子機器の表示部として用いることができる。以下に、本発明を用いて形成された表示装置を表示媒体として組み込んだ電子機器について説明する。   The display device manufactured as described above can be used as a display portion of various electronic devices. Hereinafter, electronic devices in which a display device formed by using the present invention is incorporated as a display medium will be described.

その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、ゲーム機、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等)などが挙げられる。それらの一例を図15に示す。   Examples of such electronic devices include a video camera, a digital camera, a head-mounted display (goggle-type display), a game machine, a car navigation, a personal computer, a portable information terminal (a mobile computer, a mobile phone, an electronic book, and the like). . One example is shown in FIG.

図15(A)はデジタルカメラであり、本体3101、表示部3102、受像部3103、操作キー3104、外部接続ポート3105、シャッター3106等を含む。本発明の表示装置はカメラの表示部3102に用いることができる。   FIG. 15A illustrates a digital camera, which includes a main body 3101, a display portion 3102, an image receiving portion 3103, operation keys 3104, an external connection port 3105, a shutter 3106, and the like. The display device of the present invention can be used for the display portion 3102 of a camera.

図15(B)はノートパソコンであり、本体3201、筐体3202、表示部3203、キーボード3204、外部接続ポート3205、ポインティングマウス3206等を含む。本発明の表示装置は表示部3203に使用することができる。   FIG. 15B illustrates a laptop computer including a main body 3201, a housing 3202, a display portion 3203, a keyboard 3204, an external connection port 3205, a pointing mouse 3206, and the like. The display device of the present invention can be used for the display portion 3203.

図15(C)は携帯情報端末であり、本体3301、表示部3302、スイッチ3303、操作キー3304、赤外線ポート3305等を含む。本発明の表示装置は表示部3302に使用することができる。   FIG. 15C illustrates a portable information terminal, which includes a main body 3301, a display portion 3302, a switch 3303, operation keys 3304, an infrared port 3305, and the like. The display device of the present invention can be used for the display portion 3302.

図15(D)は記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDVD再生装置)であり、本体3401、筐体3402、記録媒体(CD、LDまたはDVD等)読込部3405、操作スイッチ3406、表示部(a)3403、表示部(b)3404等を含む。表示部Aは主として画像情報を表示し、表示部Bは主として文字情報を表示するが、本発明の表示装置は記録媒体を備えた画像再生装置の表示部(a)、(b)に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置としては、CD再生装置、ゲーム機器などに本発明を用いることができる。   FIG. 15D illustrates an image reproducing device (specifically, a DVD reproducing device) including a recording medium, which includes a main body 3401, a housing 3402, a recording medium (CD, LD, DVD, or the like) reading unit 3405, and an operation switch 3406. , A display unit (a) 3403, a display unit (b) 3404, and the like. The display unit A mainly displays image information, and the display unit B mainly displays character information. The display device of the present invention may be used for the display units (a) and (b) of an image reproducing apparatus having a recording medium. Can be. Note that the present invention can be applied to a CD playback device, a game machine, and the like as an image playback device provided with a recording medium.

図15(E)は折りたたみ式携帯表示装置であり、本体3501に本発明を用いた表示部3502を装着することができる。   FIG. 15E illustrates a foldable portable display device, in which a display portion 3502 using the present invention can be attached to a main body 3501.

図15(F)は腕時計型表示装置であり、ベルト3601、表示部3602、操作スイッチ3603、音声出力部3604などを含む。本発明の表示装置は表示部3602に用いることができる。   FIG. 15F illustrates a wristwatch-type display device, which includes a belt 3601, a display portion 3602, operation switches 3603, an audio output portion 3604, and the like. The display device of the present invention can be used for the display portion 3602.

図15(G)は携帯電話であり、本体3701は、筐体3702、表示部3703、音声入力部3704、アンテナ3705、操作キー3706、外部接続ポート3707などを含む。本発明の表示装置を表示部3703に用いることができる。   FIG. 15G illustrates a mobile phone. A main body 3701 includes a housing 3702, a display portion 3703, a sound input portion 3704, an antenna 3705, operation keys 3706, an external connection port 3707, and the like. The display device of the present invention can be used for the display portion 3703.

以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例1〜9のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。   As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and can be applied to electronic devices in all fields. Further, the electronic apparatus according to the present embodiment can be realized by using a configuration including any combination of the first to ninth embodiments.

本発明の表示装置の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a display device of the present invention. 従来の表示装置の構成を示す図。FIG. 13 illustrates a configuration of a conventional display device. 従来の表示装置の画素部の動作波形を示す図。FIG. 7 is a diagram showing operation waveforms of a pixel portion of a conventional display device. 本発明の表示装置の実施例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the display device of the present invention. 本発明の表示装置の実施例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the display device of the present invention. 本発明の表示装置のソース信号線駆動回路のブロック図。FIG. 3 is a block diagram of a source signal line driver circuit of the display device of the present invention. 本発明の表示装置のソース信号線駆動回路のブロック図。FIG. 3 is a block diagram of a source signal line driver circuit of the display device of the present invention. 単極性TFTを用いた信号線駆動回路を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating a signal line driver circuit using a unipolar TFT. 本発明の画素の平面図。FIG. 2 is a plan view of a pixel of the present invention. 本発明の構造断面を示す図。The figure which shows the structure cross section of this invention. 本発明の構造断面を示す図。The figure which shows the structure cross section of this invention. 本発明の構造断面を示す図。The figure which shows the structure cross section of this invention. 本発明の構造断面を示す図。The figure which shows the structure cross section of this invention. 従来のSRAMを用いた表示装置の画素を示した図。FIG. 13 illustrates a pixel of a display device using a conventional SRAM. 本発明の表示装置を用いた電子機器の図。FIG. 13 is a diagram of an electronic device using the display device of the present invention. 本発明とDRAM型画素を組み合わせた実施例の図。The figure of the example which combined the present invention and the DRAM type pixel. 本発明をEL表示装置に応用した実施例Embodiment in which the present invention is applied to an EL display device 図16を詳細に示した例を示す図。The figure which shows the example which showed FIG. 16 in detail. 本発明の断面図を示す図。The figure which shows the cross section of this invention.

Claims (18)

複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置し、
前記画素はスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と画素電極とを有し、
前記スイッチング素子は入力端子が前記ソース信号線に電気的に接続され、
出力端子が前記不揮発性メモリ素子と前記画素電極に電気的に接続され、
制御端子が前記ゲート信号線に電気的に接続されることを特徴とした表示装置。
A plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix,
The pixel has a switching element, a nonvolatile memory element, and a pixel electrode,
The switching element has an input terminal electrically connected to the source signal line,
An output terminal is electrically connected to the nonvolatile memory element and the pixel electrode,
A display device, wherein a control terminal is electrically connected to the gate signal line.
複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置し、
1つの画素は複数のサブ画素からなり、
前記サブ画素はスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と画素電極を有し、
前記スイッチング素子は入力端子が前記ソース信号線に電気的に接続され、
出力端子が前記不揮発性メモリ素子と前記画素電極に電気的に接続され、
制御端子が前記ゲート信号線に電気的に接続されることを特徴とした表示装置。
A plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix,
One pixel is composed of a plurality of sub-pixels,
The sub-pixel has a switching element, a nonvolatile memory element, and a pixel electrode,
The switching element has an input terminal electrically connected to the source signal line,
An output terminal is electrically connected to the nonvolatile memory element and the pixel electrode,
A display device, wherein a control terminal is electrically connected to the gate signal line.
複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置し、
1つの画素は複数のサブ画素からなり、
前記サブ画素はそれぞれスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と画素電極を有し、
前記スイッチング素子は入力端子が前記ソース信号線に電気的に接続され、
出力端子が前記不揮発性メモリ素子と前記画素電極に電気的に接続され、
制御端子が前記ゲート信号線に電気的に接続され、
1つの画素中のスイッチング素子はそれぞれ異なるソース信号線に接続されることを特徴とした表示装置。
A plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix,
One pixel is composed of a plurality of sub-pixels,
Each of the sub-pixels has a switching element, a nonvolatile memory element, and a pixel electrode,
The switching element has an input terminal electrically connected to the source signal line,
An output terminal is electrically connected to the nonvolatile memory element and the pixel electrode,
A control terminal is electrically connected to the gate signal line;
A display device, wherein switching elements in one pixel are respectively connected to different source signal lines.
複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置し、
1つの画素列に対して、n本のソース信号線を配置し、
1つの画素はn個のサブ画素からなり、
前記サブ画素はそれぞれスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と画素電極を有し、
前記スイッチング素子は入力端子が前記ソース信号線に電気的に接続され、
出力端子が前記不揮発性メモリ素子と前記画素電極に電気的に接続され、
制御端子が前記ゲート信号線に電気的に接続され、
1つの画素中のスイッチング素子はそれぞれ異なるn本のソース信号線のいずれかに1つに接続されることを特徴とした表示装置。
A plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix,
N source signal lines are arranged for one pixel column,
One pixel is composed of n sub-pixels,
Each of the sub-pixels has a switching element, a nonvolatile memory element, and a pixel electrode,
The switching element has an input terminal electrically connected to the source signal line,
An output terminal is electrically connected to the nonvolatile memory element and the pixel electrode,
A control terminal is electrically connected to the gate signal line;
A display device, wherein a switching element in one pixel is connected to one of n different source signal lines.
複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置し、
1つの画素は複数のサブ画素からなり、
前記サブ画素はそれぞれスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と画素電極を有し、
前記スイッチング素子は入力端子が前記ソース信号線に電気的に接続され、
出力端子が前記不揮発性メモリ素子と前記画素電極に電気的に接続され、
制御端子が前記ゲート信号線に電気的に接続され、
1つの画素中のスイッチング素子はそれぞれ異なるゲート信号線に接続されることを特徴とした表示装置。
A plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix,
One pixel is composed of a plurality of sub-pixels,
Each of the sub-pixels has a switching element, a nonvolatile memory element, and a pixel electrode,
The switching element has an input terminal electrically connected to the source signal line,
An output terminal is electrically connected to the nonvolatile memory element and the pixel electrode,
A control terminal is electrically connected to the gate signal line;
A display device, wherein switching elements in one pixel are respectively connected to different gate signal lines.
複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置し、
1つの画素列に対してn本のゲート信号線を配置し、
1つの画素はn個のサブ画素からなり、
前記サブ画素はそれぞれスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と画素電極を有し、
前記スイッチング素子は入力端子が前記ソース信号線に電気的に接続され、
出力端子が前記不揮発性メモリ素子と前記画素電極に電気的に接続され、
制御端子が前記ゲート信号線に電気的に接続され、
1つの画素中のスイッチング素子はそれぞれ異なるn本のゲート信号線のいずれか1つに接続されることを特徴とした表示装置。
A plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix,
N gate signal lines are arranged for one pixel column,
One pixel is composed of n sub-pixels,
Each of the sub-pixels has a switching element, a nonvolatile memory element, and a pixel electrode,
The switching element has an input terminal electrically connected to the source signal line,
An output terminal is electrically connected to the nonvolatile memory element and the pixel electrode,
A control terminal is electrically connected to the gate signal line;
A display device, wherein a switching element in one pixel is connected to any one of n different gate signal lines.
複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置し、
前記画素はスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と駆動素子と画素電極とを有し、
前記スイッチング素子は入力端子が前記ソース信号線に電気的に接続され、
出力端子が前記不揮発性メモリ素子と前記駆動素子に電気的に接続され、
制御端子が前記ゲート信号線に電気的に接続され、
前記駆動素子は前記画素電極に電気的に接続されることを特徴とした表示装置。
A plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix,
The pixel has a switching element, a nonvolatile memory element, a driving element, and a pixel electrode,
The switching element has an input terminal electrically connected to the source signal line,
An output terminal is electrically connected to the nonvolatile memory element and the driving element,
A control terminal is electrically connected to the gate signal line;
The display device, wherein the driving element is electrically connected to the pixel electrode.
複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置し、
1つの画素は複数のサブ画素からなり、
前記サブ画素はスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と駆動素子と画素電極を有し、
前記スイッチング素子は入力端子が前記ソース信号線に電気的に接続され、
出力端子が前記不揮発性メモリ素子と前記駆動素子に電気的に接続され、
制御端子が前記ゲート信号線に電気的に接続され、
前記駆動素子は前記画素電極に電気的に接続されることを特徴とした表示装置。
A plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix,
One pixel is composed of a plurality of sub-pixels,
The sub-pixel has a switching element, a nonvolatile memory element, a driving element, and a pixel electrode,
The switching element has an input terminal electrically connected to the source signal line,
An output terminal is electrically connected to the nonvolatile memory element and the driving element,
A control terminal is electrically connected to the gate signal line;
The display device, wherein the driving element is electrically connected to the pixel electrode.
複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置し、
1つの画素は複数のサブ画素からなり、
前記サブ画素はそれぞれスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と駆動素子と画素電極を有し、
前記スイッチング素子は入力端子が前記ソース信号線に電気的に接続され、
出力端子が前記不揮発性メモリ素子と前記駆動素子に電気的に接続され、
制御端子が前記ゲート信号線に電気的に接続され、
前記駆動素子は前記画素電極に電気的に接続され
1つの画素中のスイッチング素子はそれぞれ異なるソース信号線に接続されることを特徴とした表示装置。
A plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix,
One pixel is composed of a plurality of sub-pixels,
Each of the sub-pixels has a switching element, a nonvolatile memory element, a driving element, and a pixel electrode,
The switching element has an input terminal electrically connected to the source signal line,
An output terminal is electrically connected to the nonvolatile memory element and the driving element,
A control terminal is electrically connected to the gate signal line;
The display device, wherein the driving element is electrically connected to the pixel electrode, and switching elements in one pixel are respectively connected to different source signal lines.
複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置し、
1つの画素列に対して、n本のソース信号線を配置し、
1つの画素はn個のサブ画素からなり、
前記サブ画素はそれぞれスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と駆動素子と画素電極を有し、
前記スイッチング素子は入力端子が前記ソース信号線に電気的に接続され、
出力端子が前記不揮発性メモリ素子と前記駆動素子に電気的に接続され、
制御端子が前記ゲート信号線に電気的に接続され、
前記駆動素子は前記画素電極に電気的に接続され、
1つの画素中のスイッチング素子はそれぞれ異なるn本のソース信号線のいずれかに1つに接続されることを特徴とした表示装置。
A plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix,
N source signal lines are arranged for one pixel column,
One pixel is composed of n sub-pixels,
Each of the sub-pixels has a switching element, a nonvolatile memory element, a driving element, and a pixel electrode,
The switching element has an input terminal electrically connected to the source signal line,
An output terminal is electrically connected to the nonvolatile memory element and the driving element,
A control terminal is electrically connected to the gate signal line;
The driving element is electrically connected to the pixel electrode,
A display device, wherein a switching element in one pixel is connected to one of n different source signal lines.
複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置し、
1つの画素は複数のサブ画素からなり、
前記サブ画素はそれぞれスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と画素電極を有し、
前記スイッチング素子は入力端子が前記ソース信号線に電気的に接続され、
出力端子が前記不揮発性メモリ素子と前記駆動素子に電気的に接続され、
制御端子が前記ゲート信号線に電気的に接続され、
前記駆動素子は前記画素電極に電気的に接続され、
1つの画素中のスイッチング素子はそれぞれ異なるゲート信号線に接続されることを特徴とした表示装置。
A plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix,
One pixel is composed of a plurality of sub-pixels,
Each of the sub-pixels has a switching element, a nonvolatile memory element, and a pixel electrode,
The switching element has an input terminal electrically connected to the source signal line,
An output terminal is electrically connected to the nonvolatile memory element and the driving element,
A control terminal is electrically connected to the gate signal line;
The driving element is electrically connected to the pixel electrode,
A display device, wherein switching elements in one pixel are respectively connected to different gate signal lines.
複数のソース信号線と複数のゲート信号線と複数の画素をマトリクス状に配置し、
1つの画素列に対してn本のゲート信号線を配置し、
1つの画素はn個のサブ画素からなり、
前記サブ画素はそれぞれスイッチング素子と不揮発性メモリ素子と駆動素子と画素電極を有し、
前記スイッチング素子は入力端子が前記ソース信号線に電気的に接続され、
出力端子が前記不揮発性メモリ素子と前記駆動素子に電気的に接続され、
制御端子が前記ゲート信号線に電気的に接続され、
前記駆動素子は前記画素電極に電気的に接続され、
1つの画素中のスイッチング素子はそれぞれ異なるn本のゲート信号線のいずれか1つに接続されることを特徴とした表示装置。
A plurality of source signal lines, a plurality of gate signal lines, and a plurality of pixels are arranged in a matrix,
N gate signal lines are arranged for one pixel column,
One pixel is composed of n sub-pixels,
Each of the sub-pixels has a switching element, a nonvolatile memory element, a driving element, and a pixel electrode,
The switching element has an input terminal electrically connected to the source signal line,
An output terminal is electrically connected to the nonvolatile memory element and the driving element,
A control terminal is electrically connected to the gate signal line;
The driving element is electrically connected to the pixel electrode,
A display device, wherein a switching element in one pixel is connected to one of n different gate signal lines.
請求項1乃至請求項13のいずれか1項において、不揮発性メモリ素子は強誘電体メモリであることを特徴とした表示装置。   14. The display device according to claim 1, wherein the nonvolatile memory element is a ferroelectric memory. 請求項1乃至請求項13のいずれか1項において、スイッチング素子は薄膜トランジスタであることを特徴とした表示装置。   The display device according to any one of claims 1 to 13, wherein the switching element is a thin film transistor. 請求項1乃至請求項14のいずれか1項において、
画素と同一基板上にソース信号線駆動回路を形成したことを特徴とした表示装置。
In any one of claims 1 to 14,
A display device, wherein a source signal line driver circuit is formed over the same substrate as a pixel.
請求項1乃至請求項14のいずれか1項において、
画素と同一基板上にゲート信号線駆動回路を形成したことを特徴とした表示装置。
In any one of claims 1 to 14,
A display device, wherein a gate signal line driver circuit is formed over the same substrate as a pixel.
請求項15または請求項16において、
ソース信号線駆動回路またはゲート信号線駆動回路は単極性のトランジスタで構成されていることを特徴としたことを特徴とした表示装置。
In Claim 15 or Claim 16,
A display device, wherein the source signal line driver circuit or the gate signal line driver circuit is formed using a transistor of a single polarity.
請求項1乃至請求項17のいずれか1項に記載の前記表示装置を用いることを特徴とする電子機器。
An electronic apparatus using the display device according to any one of claims 1 to 17.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007025701A (en) * 2005-07-20 2007-02-01 Samsung Electronics Co Ltd Driving apparatus for display device
JP2007035839A (en) * 2005-07-26 2007-02-08 Seiko Epson Corp Organic ferroelectric memory
US7307872B2 (en) * 2005-05-30 2007-12-11 Hynix Semiconductor Inc. Nonvolatile semiconductor static random access memory device
JP2013041660A (en) * 2006-08-31 2013-02-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device, display device, liquid crystal display device, display module, and electronic apparatus

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56117275A (en) * 1980-02-22 1981-09-14 Tokyo Shibaura Electric Co Image display
JPH05119298A (en) * 1991-10-29 1993-05-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Electrooptic display device and its display method
JPH0843793A (en) * 1994-07-29 1996-02-16 Sharp Corp Display device of active matrix system
JPH08286170A (en) * 1995-02-16 1996-11-01 Toshiba Corp Liquid crystal display device
JPH09292631A (en) * 1996-04-26 1997-11-11 Toshiba Corp Liquid crystal display device
JP2000284727A (en) * 1999-01-29 2000-10-13 Seiko Epson Corp Display device
JP2000338918A (en) * 1999-05-27 2000-12-08 Sony Corp Display device and driving method thereof
JP2001195028A (en) * 2000-01-11 2001-07-19 Rohm Co Ltd Display device and its driving method
WO2001073737A1 (en) * 2000-03-30 2001-10-04 Seiko Epson Corporation Display
JP2002132217A (en) * 2000-08-18 2002-05-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Electronic equipment and driving method therefor
JP2002132234A (en) * 2000-08-18 2002-05-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Liquid crystal display device and driving method therefor
JP2002156953A (en) * 2000-09-05 2002-05-31 Toshiba Corp Display device and its driving method
JP2002169181A (en) * 2000-12-04 2002-06-14 Toshiba Corp Liquid crystal display
JP2002278498A (en) * 2001-01-10 2002-09-27 Sharp Corp Display device
JP2002313093A (en) * 2001-04-13 2002-10-25 Toshiba Corp Shift register, driving circuit, electrode substrate and planar display device
JP2002328655A (en) * 2001-04-27 2002-11-15 Sanyo Electric Co Ltd Active matrix type display
JP2004070186A (en) * 2002-08-09 2004-03-04 Hitachi Ltd Image display device and image display module

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56117275A (en) * 1980-02-22 1981-09-14 Tokyo Shibaura Electric Co Image display
JPH05119298A (en) * 1991-10-29 1993-05-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Electrooptic display device and its display method
JPH0843793A (en) * 1994-07-29 1996-02-16 Sharp Corp Display device of active matrix system
JPH08286170A (en) * 1995-02-16 1996-11-01 Toshiba Corp Liquid crystal display device
JPH09292631A (en) * 1996-04-26 1997-11-11 Toshiba Corp Liquid crystal display device
JP2000284727A (en) * 1999-01-29 2000-10-13 Seiko Epson Corp Display device
JP2000338918A (en) * 1999-05-27 2000-12-08 Sony Corp Display device and driving method thereof
JP2001195028A (en) * 2000-01-11 2001-07-19 Rohm Co Ltd Display device and its driving method
WO2001073737A1 (en) * 2000-03-30 2001-10-04 Seiko Epson Corporation Display
JP2002132217A (en) * 2000-08-18 2002-05-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Electronic equipment and driving method therefor
JP2002132234A (en) * 2000-08-18 2002-05-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Liquid crystal display device and driving method therefor
JP2002156953A (en) * 2000-09-05 2002-05-31 Toshiba Corp Display device and its driving method
JP2002169181A (en) * 2000-12-04 2002-06-14 Toshiba Corp Liquid crystal display
JP2002278498A (en) * 2001-01-10 2002-09-27 Sharp Corp Display device
JP2002313093A (en) * 2001-04-13 2002-10-25 Toshiba Corp Shift register, driving circuit, electrode substrate and planar display device
JP2002328655A (en) * 2001-04-27 2002-11-15 Sanyo Electric Co Ltd Active matrix type display
JP2004070186A (en) * 2002-08-09 2004-03-04 Hitachi Ltd Image display device and image display module

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7307872B2 (en) * 2005-05-30 2007-12-11 Hynix Semiconductor Inc. Nonvolatile semiconductor static random access memory device
JP2007025701A (en) * 2005-07-20 2007-02-01 Samsung Electronics Co Ltd Driving apparatus for display device
US8154497B2 (en) 2005-07-20 2012-04-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Driving apparatus for display device
US8264446B2 (en) 2005-07-20 2012-09-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Driving apparatus for display device
JP2007035839A (en) * 2005-07-26 2007-02-08 Seiko Epson Corp Organic ferroelectric memory
JP4553135B2 (en) * 2005-07-26 2010-09-29 セイコーエプソン株式会社 Organic ferroelectric memory
US9184183B2 (en) 2006-08-31 2015-11-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US8643586B2 (en) 2006-08-31 2014-02-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
JP2013041660A (en) * 2006-08-31 2013-02-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device, display device, liquid crystal display device, display module, and electronic apparatus
US9335599B2 (en) 2006-08-31 2016-05-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US9684215B2 (en) 2006-08-31 2017-06-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US10088725B2 (en) 2006-08-31 2018-10-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US10401699B2 (en) 2006-08-31 2019-09-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US10606140B2 (en) 2006-08-31 2020-03-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US11194203B2 (en) 2006-08-31 2021-12-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US11971638B2 (en) 2006-08-31 2024-04-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device

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