JP2006235267A - Method and device for driving semiconductor device, and semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To use an element which is small in size and low in breaking strength with respect to an AC driving method for a liquid crystal display device. <P>SOLUTION: One electrode 36a of a pixel capacitor 36 in a pixel cell 30 is connected to a pixel electrode 34a of a liquid crystal cell 34, the other electrode 36 is connected to the source electrode 33S of a pixel transistor 33, and a signal line 14 is connected to the drain electrode 33D of the pixel transistor 33. An AC potential corresponding to an input signal is sampled in the liquid crystal cell 34 through the pixel transistor 33 and pixel capacitor 36. A potential applied to the pixel cell 30 is nearly equal to an input video signal amplitude Va. A cell can be made small-sized by lowering the dielectric strength of a transistor for a switch used for the cell and further the dielectric strength of an element used for a driver for signal supply can also be lowered. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体装置の駆動方法および駆動装置並びに半導体装置に関する。より詳細には、液晶ディスプレイ(LCD;Liquid Crystal Display)によって代表される画素トランジスタを半導体基板上に備えたアクティブマトリクス方式などの表示装置(電気光学装置)と、マトリクス状の画素アレイを駆動する駆動方法および駆動装置に関し、特に、低電圧駆動に適した画素構造の改善と対応する駆動技術に関する。   The present invention relates to a semiconductor device driving method, a driving device, and a semiconductor device. More specifically, a display device (electro-optical device) such as an active matrix system having a pixel transistor typified by a liquid crystal display (LCD) on a semiconductor substrate, and a drive for driving a matrix pixel array. The present invention relates to a method and a driving apparatus, and more particularly, to an improvement of a pixel structure suitable for low voltage driving and a corresponding driving technique.

液晶表示装置などの表示デバイスを駆動する場合には、デバイスの応答速度に応じた表示駆動回路が用いられる。表示駆動方式としては、単純マトリクス方式とアクティブマトリクス方式とに二大別される。   When driving a display device such as a liquid crystal display device, a display drive circuit corresponding to the response speed of the device is used. The display drive method is roughly divided into a simple matrix method and an active matrix method.

単純マトリクス方式は、基本的には少なくとも一方が透明なガラス板やプラスチック基板などからなる一対の絶縁基板の間に液晶組成物の層(液晶層)を挟持していわゆる液晶パネル(液晶表示素子または液晶セルとも呼ばれる)を構成し、この液晶パネルの絶縁基板に形成した画素形成用の各種電極に選択的に電圧を印加して所定画素部分の液晶組成物を構成する液晶分子の配向方向を変化させて画素形成を行なう形式である。   In the simple matrix method, basically, a liquid crystal composition layer (liquid crystal layer) is sandwiched between a pair of insulating substrates, at least one of which is made of a transparent glass plate, plastic substrate, or the like. This is also called a liquid crystal cell, and the voltage is selectively applied to the various pixel-forming electrodes formed on the insulating substrate of the liquid crystal panel to change the alignment direction of the liquid crystal molecules that make up the liquid crystal composition of the predetermined pixel portion. In this manner, the pixel is formed.

一方、アクティブマトリクス方式は、各種電極と画素選択用のアクティブ素子を形成し、アクティブ素子を選択することにより、アクティブ素子に接続した画素電極と基準電極の間にある画素の液晶分子の配向方向を変化させて画素形成を行なう形式である。   On the other hand, in the active matrix system, various electrodes and active elements for pixel selection are formed, and by selecting the active element, the alignment direction of the liquid crystal molecules of the pixel between the pixel electrode connected to the active element and the reference electrode is changed. This is a form in which the pixels are formed by changing the shape.

たとえば一般に、アクティブマトリクス方式によって駆動される表示装置においては、複数の走査線(ゲート線とも呼ばれる)および複数の信号線(データ線とも呼ばれる)がそれぞれ縦横に配列されるとともに、各交差に対応して画素電極が、薄膜ダイオード(TFD;Thin Film Diode )やFET(Field Effect Transistor )などの薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)でなるスイッチング素子を介して形成される。   For example, in general, in a display device driven by an active matrix system, a plurality of scanning lines (also referred to as gate lines) and a plurality of signal lines (also referred to as data lines) are arranged vertically and horizontally, and correspond to each intersection. The pixel electrode is formed via a switching element made of a thin film transistor (TFT) such as a thin film diode (TFD) or a field effect transistor (FET).

このうち、各走査線には、走査信号が、走査線駆動部によって順次供給される。一方、各信号線は、信号線駆動部により駆動される。すなわち、信号線駆動部は、画像信号線に供給される画像信号を、データ線ごとにサンプリングするサンプリングスイッチに対し、上記走査信号の順次供給動作と同期して、サンプリング制御信号を供給するように構成されている。   Among these, the scanning signal is sequentially supplied to each scanning line by the scanning line driving unit. On the other hand, each signal line is driven by a signal line driver. That is, the signal line driving unit supplies the sampling control signal to the sampling switch that samples the image signal supplied to the image signal line for each data line in synchronization with the sequential supply operation of the scanning signal. It is configured.

このようなアクティブマトリクス方式の表示装置においては、通常、各駆動部は垂直駆動部と水平駆動部とに分かれている。一般的には、走査線駆動部が垂直駆動部、信号線駆動部が水平駆動部とされる。ここで、垂直駆動部は、走査線を介して各画素を順次選択する。水平駆動部は、選択された画素に対し信号線を介して画像信号を書き込む。   In such an active matrix display device, each drive unit is usually divided into a vertical drive unit and a horizontal drive unit. In general, the scanning line driving unit is a vertical driving unit, and the signal line driving unit is a horizontal driving unit. Here, the vertical driving unit sequentially selects each pixel through the scanning line. The horizontal drive unit writes an image signal to the selected pixel through the signal line.

その駆動方法やその駆動に応じた画素回路構造としては様々なものが提案されている(たとえば特許文献1,2を参照)。   Various driving methods and pixel circuit structures corresponding to the driving have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特許2995725号公報Japanese Patent No. 299725 特開2002−278517号公報JP 2002-278517 A

一方、近年ますます、アクティブマトリクス型液晶表示装置に対する高精細化が求められている。ここで、液晶パネルの高精細化は、多画素数化に繋がり、高精細アクティブマトリクス型液晶表示装置の半導体基板のチップサイズは巨大化の一途を辿る傾向にあるため、半導体チップサイズを小型化する目的で画素セルの小型化が求められている。   On the other hand, in recent years, there has been a demand for higher definition for active matrix liquid crystal display devices. Here, the high definition of the liquid crystal panel leads to an increase in the number of pixels, and the chip size of the semiconductor substrate of the high definition active matrix type liquid crystal display device tends to be enlarging, so the semiconductor chip size is reduced. For this purpose, downsizing of the pixel cell is required.

また、半導体基板上で画素スイッチとして用いられるFETには半導体基板外部から入力される画像データ信号の電圧振幅以上のプロセス耐圧(ゲート酸化膜耐圧やPN接合耐圧など)を確保する必要があり、プロセス耐圧によりFETの最小レイアウト設計ルールが決定されてしまい、画素スイッチに用いられるFETを小型化することは困難であることが一般的に知られている。   Also, the FET used as a pixel switch on the semiconductor substrate must have a process breakdown voltage (gate oxide breakdown voltage, PN junction breakdown voltage, etc.) that is equal to or greater than the voltage amplitude of the image data signal input from the outside of the semiconductor substrate. It is generally known that the minimum layout design rule of the FET is determined by the breakdown voltage, and it is difficult to reduce the size of the FET used for the pixel switch.

図4は、特許文献1などに示される、一般的な画素セルの等価回路を示す図である。画素セル70は、たとえば薄膜トランジスタ(TFT)などで構成されたNMOS型の画素トランジスタ72と、この画素トランジスタ72のソース電極72Sに画素電極74aが接続された液晶セル74と、画素トランジスタ72のソース電極72Sに一方の電極76aが接続された画素容量(保持容量)76とを有する構成となっている。要するに、液晶セル74の他に、画素スイッチとしての1つの画素トランジスタ72と、画素容量76とを備えて構成されている。   FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit of a general pixel cell disclosed in Patent Document 1 and the like. The pixel cell 70 includes, for example, an NMOS pixel transistor 72 composed of a thin film transistor (TFT), a liquid crystal cell 74 in which a pixel electrode 74 a is connected to the source electrode 72 S of the pixel transistor 72, and a source electrode of the pixel transistor 72. The pixel capacitor (retention capacitor) 76 has one electrode 76a connected to 72S. In short, in addition to the liquid crystal cell 74, one pixel transistor 72 as a pixel switch and a pixel capacitor 76 are provided.

画素トランジスタ72は、ゲート電極72Gが走査線(ゲート線)92に接続され、ドレイン電極72Dが信号線(データ線)94に接続されている。走査線92には、図示しない垂直駆動部(走査線駆動部)からゲート駆動信号Vg72が供給され、信号線94には図示しない水平駆動部(信号線駆動部)から入力映像信号に対応する画素信号Vsig が供給されるようになっている。   In the pixel transistor 72, the gate electrode 72 </ b> G is connected to the scanning line (gate line) 92, and the drain electrode 72 </ b> D is connected to the signal line (data line) 94. A gate driving signal Vg72 is supplied to the scanning line 92 from a vertical driving unit (scanning line driving unit) (not shown), and a pixel corresponding to an input video signal from a horizontal driving unit (signal line driving unit) (not shown) to the signal line 94. A signal Vsig is supplied.

また、たとえば、液晶セル74の対向電極74bが、図示しないコモン線に対して各画素セル70に共通に接続される。そして、液晶セル74の対向電極74bには、コモン線を介して固定駆動もしくは反転(交流)駆動するコモン電圧(対向電極電圧)が各画素セル70共通に与えられる。   For example, the counter electrode 74b of the liquid crystal cell 74 is commonly connected to each pixel cell 70 with respect to a common line (not shown). A common voltage (counter electrode voltage) for fixed driving or inversion (alternating current) driving is applied to the counter electrode 74 b of the liquid crystal cell 74 through the common line in common to each pixel cell 70.

また、画素容量76の他方の電極76bが、容量線98に対して各画素セル70に共通に接続される。電極76bには、容量線98を介して固定駆動する基準電圧(対向電極電圧)が各画素セル70共通に与えられる。この基準電圧は、液晶セル74の対向電極74bと同様にコモン電圧であってもよいし、接地(GND)電圧としてもよい。   In addition, the other electrode 76 b of the pixel capacitor 76 is commonly connected to each pixel cell 70 with respect to the capacitor line 98. A reference voltage (counter electrode voltage) that is fixedly driven via the capacitor line 98 is applied to the electrode 76b in common for each pixel cell 70. The reference voltage may be a common voltage as with the counter electrode 74b of the liquid crystal cell 74, or may be a ground (GND) voltage.

図5は、図4に示した画素セル70を駆動する一手法を説明するタイミングチャートである。画素信号Vsig としては、液晶層に印加する電圧の極性を周期的に反転させる交流化駆動を行なうべく、基準電極としての対向電極74bに一定のコモン電圧(対向電極電圧)Vcom を印加し、画素電極74aに正極性と負極性の信号電圧を印加するべく、コモン電圧Vcom に対して、大きさがVaの正負の電圧(全体で2Vaの大きさ)を供給する。すなわち、図5に示す画素セル70の駆動方法では、画素セル70内でデータ反転ができないため、画素信号Vsig を外部のドライバでコモン電圧Vcom に対してデータ反転して入力することが必要である。たとえば、図示した例では、時刻t63で+Vaに遷移し、時刻t73で−Vaに遷移している。ここで、交流化駆動を行なう目的は、直流電圧が液晶に印加されることによる劣化を防止するためである。   FIG. 5 is a timing chart for explaining one method for driving the pixel cell 70 shown in FIG. As the pixel signal Vsig, a constant common voltage (counter electrode voltage) Vcom is applied to the counter electrode 74b serving as a reference electrode in order to perform alternating driving in which the polarity of the voltage applied to the liquid crystal layer is periodically reversed. In order to apply positive and negative signal voltages to the electrode 74a, positive and negative voltages (a magnitude of 2Va as a whole) having a magnitude of Va are supplied to the common voltage Vcom. That is, in the driving method of the pixel cell 70 shown in FIG. 5, since data inversion cannot be performed in the pixel cell 70, it is necessary to input the pixel signal Vsig with data inverted with respect to the common voltage Vcom by an external driver. . For example, in the illustrated example, the transition is to + Va at time t63, and the transition is to −Va at time t73. Here, the purpose of AC driving is to prevent deterioration due to application of a DC voltage to the liquid crystal.

ここで、画素スイッチ1つと画素容量1つの計2素子で構成されている画素セル70を駆動する場合、典型的には、画素トランジスタ72のゲート電極72Gは、走査線92に供給されるゲート駆動信号Vg72により制御される。   Here, when driving a pixel cell 70 composed of a total of two elements, one pixel switch and one pixel capacitor, typically, the gate electrode 72G of the pixel transistor 72 is a gate drive supplied to the scanning line 92. It is controlled by the signal Vg72.

具体的には、図5に示すように、ゲート駆動信号Vg72がH(ハイ)レベルとなると(t64〜t66,t74〜t76)、画素トランジスタ72は導通状態となり、画素トランジスタ72を介して、信号線94に供給される画素信号Vsig の電位が画素容量76にサンプリングされ、画素トランジスタ72のソース電極72Sの電位Vs72が画素信号Vsig の電位と略同じにされる(t65,t75)。すなわち、書き込まれた画素信号は液晶セル74や画素容量76に電荷として蓄積され、電荷が蓄積された液晶によって画素電極の表面で反射される投射光が変調され、表示が行なわれる。この表示は次に書き換えられるまで保持される。   Specifically, as shown in FIG. 5, when the gate drive signal Vg72 becomes H (high) level (t64 to t66, t74 to t76), the pixel transistor 72 becomes conductive, and the signal is transmitted through the pixel transistor 72. The potential of the pixel signal Vsig supplied to the line 94 is sampled by the pixel capacitor 76, and the potential Vs72 of the source electrode 72S of the pixel transistor 72 is made substantially the same as the potential of the pixel signal Vsig (t65, t75). That is, the written pixel signal is accumulated as charges in the liquid crystal cell 74 and the pixel capacitor 76, and the projection light reflected from the surface of the pixel electrode is modulated by the liquid crystal in which the charges are accumulated, and display is performed. This display is maintained until it is rewritten next time.

この画素セル70の構造や駆動方法は最も単純なものではあるが、画素トランジスタ72のドレイン電極72D、ソース電極72S、および画素容量76が信号線94を介して駆動されるため、入力映像信号の振幅をVaとした場合には、画素トランジスタ72のソース電位Vs72とドレイン電位Vd72は、2×Va以上となる。したがって、画素トランジスタ72は、少なくとも2×Vaボルト以上のゲート耐圧VGSS やソース・ドレイン耐圧VDSS が必要となる。 Although the structure and driving method of the pixel cell 70 are the simplest, since the drain electrode 72D, the source electrode 72S, and the pixel capacitor 76 of the pixel transistor 72 are driven via the signal line 94, the input video signal When the amplitude is Va, the source potential Vs72 and the drain potential Vd72 of the pixel transistor 72 are 2 × Va or more. Therefore, the pixel transistor 72 needs to have a gate breakdown voltage V GSS and a source / drain breakdown voltage V DSS of at least 2 × Va or more.

つまり、前述した交流化駆動方法では、駆動回路として使用される画素トランジスタ72は、正極性側の最高電圧と負極性側の最低電圧の電位差に耐えるよう高耐圧なものである必要がある。また、画素トランジスタ72のオン/オフを制御するゲート駆動信号Vg72(走査信号)も高電圧が必要になる。   That is, in the AC driving method described above, the pixel transistor 72 used as the drive circuit needs to have a high breakdown voltage so as to withstand a potential difference between the highest voltage on the positive polarity side and the lowest voltage on the negative polarity side. Further, the gate drive signal Vg72 (scanning signal) for controlling on / off of the pixel transistor 72 also requires a high voltage.

ところが高耐圧回路では、回路を構成する各部を微細に形成することが困難であり回路規模が大きくなってしまう。画素数の増加を要求されても、限られた画素の面積内に、FETなどのアクティブ素子の最小レイアウト設計ルールにより、画素セルの最小サイズまでが決まってしまう。画素スイッチとして用いる高耐圧な構成を形成することが困難であり、前述した交流化駆動方法では、画素セルサイズを縮小する(画素の小型化)という目的には不向きであり、チップサイズの小型化は困難である。   However, in a high withstand voltage circuit, it is difficult to finely form each part constituting the circuit, and the circuit scale becomes large. Even if an increase in the number of pixels is required, the minimum size of the pixel cell is determined by the minimum layout design rule of an active element such as an FET within a limited pixel area. It is difficult to form a high withstand voltage configuration used as a pixel switch, and the AC driving method described above is unsuitable for the purpose of reducing the pixel cell size (reducing the pixel size), and reducing the chip size. It is difficult.

このような問題を解消する一手法として提案されたのが特許文献2に記載の技術である。特許文献2に記載の技術は、画素容量に画素電位制御信号を供給して画素電極の電圧を変動させることにより、低耐圧の駆動回路で交流化駆動を可能とし、画素サイズおよび駆動回路の回路規模を小さくし高速駆動を可能にしている。   The technique described in Patent Document 2 has been proposed as a technique for solving such a problem. The technique described in Patent Document 2 allows a pixel voltage control signal to be supplied to a pixel capacitor and fluctuates the voltage of the pixel electrode, thereby enabling AC driving with a low breakdown voltage driving circuit. The scale is reduced to enable high-speed driving.

図6は、特許文献2に示される、画素容量の片側の端子を交流駆動する構成とした画素セルの等価回路を示す図である。この画素セル80は、図4に示した構造と同様に、NMOS型の画素トランジスタ82と、この画素トランジスタ82のソース電極82Sに画素電極84aが接続された液晶セル84と、画素トランジスタ82のソース電極82Sに一方の電極86aが接続された画素容量86とを有する構成となっている。   FIG. 6 is a diagram showing an equivalent circuit of a pixel cell shown in Patent Document 2 in which a terminal on one side of the pixel capacitor is configured to be AC driven. Similar to the structure shown in FIG. 4, the pixel cell 80 includes an NMOS pixel transistor 82, a liquid crystal cell 84 in which the pixel electrode 84 a is connected to the source electrode 82 S of the pixel transistor 82, and the source of the pixel transistor 82. The pixel capacitor 86 has one electrode 86a connected to the electrode 82S.

回路構成上は図4に示したものと相違ないが、画素容量86の他方の電極86bには、この電極86bを交流駆動する画素電位制御信号Vcsが容量線98を介して供給され、これによって画素電極84aの電圧を変動させるようにしている点が異なる。   Although the circuit configuration is not different from that shown in FIG. 4, the other electrode 86 b of the pixel capacitor 86 is supplied with a pixel potential control signal Vcs for AC driving the electrode 86 b via the capacitor line 98, thereby The difference is that the voltage of the pixel electrode 84a is varied.

図7は、図6に示した画素セル80を駆動する一手法を説明するタイミングチャートである。図7において、時刻t80から時刻t90までの期間が入力映像信号に対応する画素信号Vsig が正極性用入力信号モード時、すなわちソース電極32Sの電位Vs32が正極性となる正極性モード時である。   FIG. 7 is a timing chart for explaining one method of driving the pixel cell 80 shown in FIG. In FIG. 7, the period from time t80 to time t90 is the time when the pixel signal Vsig corresponding to the input video signal is in the positive polarity input signal mode, that is, in the positive polarity mode in which the potential Vs32 of the source electrode 32S is positive.

入力映像信号振幅をVaとした場合、画素トランジスタ82のゲート電極82Gは、走査線92に供給されるゲート駆動信号Vg82により制御される。   When the input video signal amplitude is Va, the gate electrode 82G of the pixel transistor 82 is controlled by the gate drive signal Vg82 supplied to the scanning line 92.

具体的には、図7に示すように、時刻t82にて画素電位制御信号Vcsとして交流駆動における低電圧側(たとえばGNDレベル)を出力する。次に、この状態で、走査信号としてのゲート駆動信号Vg82がH(ハイ)レベルとなると(t84〜t86)、画素トランジスタ82は導通状態(オン状態)となり、画素トランジスタ82を介して、信号線94に供給される画素信号Vsig の電位が画素容量86にサンプリングされ、画素トランジスタ82のソース電極82Sの電位Vs82が画素信号Vsig の電位と略同じにされる。   Specifically, as shown in FIG. 7, the low voltage side (for example, GND level) in AC driving is output as the pixel potential control signal Vcs at time t82. Next, in this state, when the gate drive signal Vg82 as a scanning signal becomes H (high) level (t84 to t86), the pixel transistor 82 becomes conductive (on state), and the signal line passes through the pixel transistor 82. The potential of the pixel signal Vsig supplied to 94 is sampled in the pixel capacitor 86, and the potential Vs82 of the source electrode 82S of the pixel transistor 82 is made substantially the same as the potential of the pixel signal Vsig.

次に、サンプリング終了後には、走査信号としてのゲート駆動信号Vg82をL(ロー)レベルにする(t86)。すると、画素トランジスタ82は非道通状態(オフ状態)となり、画素電極84aは電圧を供給する信号線94から切り離された状態になる。液晶表示装置は画素電極84aに書き込まれた電圧Vaに従った階調を表示する。   Next, after the sampling is completed, the gate drive signal Vg82 as the scanning signal is set to the L (low) level (t86). Then, the pixel transistor 82 is turned off (off state), and the pixel electrode 84a is disconnected from the signal line 94 that supplies voltage. The liquid crystal display device displays gradation according to the voltage Va written to the pixel electrode 84a.

このサンプリング終了後には、さらに、画素容量86の他方の電極86bに接続された容量線98に供給する画素電位制御信号Vcsを、交流駆動における高電圧側(たとえばコモン電圧Vcom )に昇圧する(t88)。   After this sampling is completed, the pixel potential control signal Vcs supplied to the capacitor line 98 connected to the other electrode 86b of the pixel capacitor 86 is further boosted to the high voltage side (for example, the common voltage Vcom) in AC driving (t88). ).

画素電位制御信号VcsをGNDからコモン電圧Vcom に変動させると、画素容量86が結合容量の役割を果たし、画素電位制御信号Vcsの変動振幅に従い、画素電極84aの電位すなわち画素トランジスタ82のソース電極72Sの電位Vs82をコモン電圧Vcom 分だけ上げることができる。これにより、コモン電圧Vcom に対して正極性の電圧Vaを画素セル80内に作り出すことができる。   When the pixel potential control signal Vcs is changed from GND to the common voltage Vcom, the pixel capacitor 86 plays a role of a coupling capacitor, and the potential of the pixel electrode 84a, that is, the source electrode 72S of the pixel transistor 82, according to the fluctuation amplitude of the pixel potential control signal Vcs. Can be raised by the common voltage Vcom. Thus, a positive voltage Va with respect to the common voltage Vcom can be generated in the pixel cell 80.

次に、時刻t90以降の入力映像信号に対応する画素信号Vsig が負極性用入力信号モード時、すなわちソース電極32Sの電位Vs32が負極性となる負極性モード時には、画素電位制御信号Vcsをコモン電圧Vcom にした状態で、走査信号としてのゲート駆動信号Vg82をH(ハイ)レベルにする(t94〜t96)。   Next, when the pixel signal Vsig corresponding to the input video signal after time t90 is in the negative polarity input signal mode, that is, in the negative polarity mode in which the potential Vs32 of the source electrode 32S is negative, the pixel potential control signal Vcs is set to the common voltage. In the state of Vcom, the gate drive signal Vg82 as the scanning signal is set to the H (high) level (t94 to t96).

すると、画素トランジスタ82は導通状態(オン状態)となり、画素トランジスタ82を介して、信号線94に供給される画素信号Vsig の電位が画素容量86にサンプリングされ、画素トランジスタ82のソース電極82sの電位Vs82が画素信号Vsig の電位(たとえばコモン電圧Vcom −入力映像信号振幅Va)と略同じにされる。これにより、コモン電圧Vcom に対して負極性の電圧Vaを画素セル80内に作り出すことができる。このとき、画素トランジスタ82のソース電極82sに印加される電位Vs82は従来と同じく2×Vaボルト以上である。   Then, the pixel transistor 82 is turned on (on state), and the potential of the pixel signal Vsig supplied to the signal line 94 is sampled in the pixel capacitor 86 via the pixel transistor 82, and the potential of the source electrode 82 s of the pixel transistor 82. Vs82 is made substantially the same as the potential of the pixel signal Vsig (for example, common voltage Vcom−input video signal amplitude Va). As a result, a negative voltage Va with respect to the common voltage Vcom can be generated in the pixel cell 80. At this time, the potential Vs82 applied to the source electrode 82s of the pixel transistor 82 is 2 × Va or more as in the conventional case.

このようにして、コモン電圧Vcom に対して正極性と負極性の信号を作り出すと、液晶セル84の周辺回路を低耐圧の素子で形成することが可能となり、画素サイズや駆動回路の回路規模を小さくすることができる。   In this way, by generating positive and negative signals with respect to the common voltage Vcom, it becomes possible to form the peripheral circuit of the liquid crystal cell 84 with a low withstand voltage element, and to reduce the pixel size and the circuit scale of the drive circuit. Can be small.

すなわち、画素トランジスタ82のドレイン電極82dに接続される信号線94の振幅はコモン電圧Vcom や映像信号振幅Va以下で済むようになり、画素トランジスタ82のドレイン電極82dに印加される電位Vd82はコモン電圧Vcom 以下に下げることができ、画素トランジスタ82の耐圧を下げることで画素トランジスタ82のサイズを小さくできる。当然に、図示しない電圧選択回路から信号線94に供給する画素信号Vsig は正極性側の狭い振幅の信号であるため、電圧選択回路も低耐圧の回路とすることができる。さらに電圧選択回路が低電圧で駆動できれば、シフトレジスタやその他の周辺回路も低耐圧の回路で済むようになり、液晶表示装置全体として低耐圧の回路による構成ができる。   That is, the amplitude of the signal line 94 connected to the drain electrode 82d of the pixel transistor 82 can be equal to or less than the common voltage Vcom or the video signal amplitude Va, and the potential Vd82 applied to the drain electrode 82d of the pixel transistor 82 is equal to the common voltage. The pixel transistor 82 can be reduced in size, and the pixel transistor 82 can be reduced in size by lowering the breakdown voltage of the pixel transistor 82. Naturally, since the pixel signal Vsig supplied from the voltage selection circuit (not shown) to the signal line 94 is a signal with a narrow amplitude on the positive polarity side, the voltage selection circuit can also be a low breakdown voltage circuit. Furthermore, if the voltage selection circuit can be driven at a low voltage, the shift register and other peripheral circuits can be low voltage circuits, and the entire liquid crystal display device can be configured with a low voltage circuit.

しかしながら、画素トランジスタ82のソース電極82sに印加される電位Vs82は、依然として、従来と同じく2×Vaボルト以上が必要となる上に、画素トランジスタ82のドレイン電極82dとソース電極82s間には(2Va−Vcom)〜(−2Va)の範囲の電圧が印加されることになり、画素トランジスタ82のソースとドレイン間のブレイクダウン電圧を下げることはできない。   However, the potential Vs82 applied to the source electrode 82s of the pixel transistor 82 still needs to be 2 × Va or more as in the conventional case, and (2Va) is provided between the drain electrode 82d and the source electrode 82s of the pixel transistor 82. The voltage in the range of −Vcom) to (−2Va) is applied, and the breakdown voltage between the source and drain of the pixel transistor 82 cannot be lowered.

加えて、入力映像信号振幅Vaに対応する画素信号Vsig の駆動波形を、画素電位制御信号Vcsによる交流駆動周期に応じて、“GND+Va”と“コモン電圧Vcom −Va”とに変化させる必要があり、専用のドライバICの開発が必須となる問題がある。図5の駆動方式における画素信号Vsig をコモン電圧Vcom に対してデータ反転して入力するためのドライバよりは、複雑な回路構成が必要になる。   In addition, it is necessary to change the drive waveform of the pixel signal Vsig corresponding to the input video signal amplitude Va to “GND + Va” and “common voltage Vcom−Va” according to the AC drive cycle of the pixel potential control signal Vcs. There is a problem that it is essential to develop a dedicated driver IC. A more complicated circuit configuration is required than a driver for inputting the pixel signal Vsig in the driving method of FIG. 5 by inverting the data with respect to the common voltage Vcom.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、低耐圧の駆動ができ、画素サイズの回路規模を小さくすることのできる新たな仕組みを提供することを目的とする。たとえば、低耐圧の駆動回路で交流化駆動を実現しつつ、画素信号を信号線に供給するためのドライバに特殊な回路を必要としない新規な画素セルの構造とその駆動手法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a new mechanism that can be driven with a low withstand voltage and can reduce the circuit size of the pixel size. For example, a novel pixel cell structure that does not require a special circuit for a driver for supplying a pixel signal to a signal line and a method for driving the same while realizing alternating drive with a low-breakdown-voltage drive circuit. Objective.

本発明に係る半導体装置の駆動方法は、スイッチ手段と記憶素子とを含む複数のセルが基板上に配置され、第1の記憶素子(書込容量)を形成するように形成された書込電極および対向電極と、第2の記憶素子を形成するように、一方の電極が書込電極と接続され、かつ他方の電極がスイッチ手段の出力端側に接続された保持容量とを備えた半導体装置において、セル内の保持容量の片側の電極を書込容量の一方の書込電極と接続し、保持容量の他方の電極をスイッチ手段と接続し、スイッチ手段と保持容量とを介して入力信号に応じた電位を書込容量にサンプリングするようにした。好ましくは、入力信号に応じた交流電位を書込容量にサンプリングする。   In the semiconductor device driving method according to the present invention, a plurality of cells including switch means and a storage element are arranged on a substrate, and a write electrode formed so as to form a first storage element (write capacitor) And a counter capacitor and a storage capacitor in which one electrode is connected to the write electrode and the other electrode is connected to the output end side of the switch means so as to form a second memory element , The electrode on one side of the storage capacitor in the cell is connected to one write electrode of the write capacitor, the other electrode of the storage capacitor is connected to the switch means, and the input signal is passed through the switch means and the storage capacitor. The corresponding potential is sampled in the write capacitor. Preferably, an AC potential corresponding to the input signal is sampled in the write capacitor.

より具体的には、スイッチ手段のオン/オフ制御により、信号線を介して供給される信号を記憶素子に書き込む半導体装置の駆動方法であって、信号を信号線に供給状態とするとともにスイッチ手段をオン状態にすることで、信号線を介して供給される信号を保持容量を介して第1の記憶素子に書き込む正極性信号書込みステップと、信号を供給状態に維持したままでスイッチ手段をオフ状態にすることで、信号線を介して供給される信号を第1の記憶素子に保持させる正極性信号保持ステップとを有するものとする。   More specifically, it is a method for driving a semiconductor device in which a signal supplied via a signal line is written to a memory element by on / off control of the switch means, and the signal is supplied to the signal line and the switch means Is turned on, and the positive polarity signal writing step for writing the signal supplied via the signal line to the first memory element via the holding capacitor and the switch means off while maintaining the signal in the supplied state. A positive signal holding step of holding the signal supplied via the signal line in the first memory element by setting the state is assumed.

さらに、信号を供給状態に維持したままでスイッチ手段を一旦オン状態にし、この後、スイッチ手段をオン状態に維持したままで、信号を非供給状態にすることで、信号線を介して供給される信号と逆極性の信号を第1の記憶素子に書き込む負極性信号書込みステップと、信号を非供給状態に維持しつつスイッチ手段をオフ状態にすることで、信号線を介して供給される信号と逆極性の信号を第1の記憶素子に保持させる負極性信号保持ステップとを有するものとする。   Further, the switch means is temporarily turned on while maintaining the signal in the supply state, and then the signal is supplied via the signal line by keeping the switch means in the on state and making the signal non-supply state. A negative polarity signal writing step for writing a signal having a reverse polarity to the first storage element, and a signal supplied via the signal line by turning off the switch means while maintaining the signal in a non-supply state. And a negative polarity signal holding step for holding a signal having the opposite polarity to the first storage element.

また、本発明に係る半導体装置の駆動装置は、前記本発明に係る半導体装置の駆動方法を実施するのに好適な装置であって、上述の各ステップを繰返し実行する制御部を備えるものとした。   Moreover, the semiconductor device driving device according to the present invention is a device suitable for carrying out the semiconductor device driving method according to the present invention, and includes a control unit that repeatedly executes the above steps. .

また、本発明に係る半導体装置は、前記本発明に係る半導体装置の駆動方法が適用される装置であって、表示機能に関わる組成物と、第1の記憶素子を形成するように、表示機能に関わる組成物を挟むように形成された書込電極および対向電極と、第2の記憶素子を形成するように、一方の電極が前記書込電極と接続され、かつ他方の電極がスイッチ手段の出力端側に接続された保持容量とを備え、第2の記憶素子の一方の端子は第1の記憶素子を形成する書込電極に接続され、第2の記憶素子の他方の端子は、スイッチ手段を介して信号線と接続されているものとした。   The semiconductor device according to the present invention is a device to which the driving method of the semiconductor device according to the present invention is applied, and the display function is formed so as to form the composition related to the display function and the first memory element. One electrode is connected to the write electrode, and the other electrode of the switch means is formed so as to form a second memory element, with the write electrode and the counter electrode formed so as to sandwich the composition related to A storage capacitor connected to the output end side, one terminal of the second memory element is connected to a write electrode forming the first memory element, and the other terminal of the second memory element is a switch It was assumed that it was connected to the signal line through the means.

より具体的には、記憶素子の一方の端子は第1のスイッチ手段を介して所定の電圧を供給する電圧供給線に接続され、記憶素子の他方の端子は第2のスイッチ手段を介して信号線と接続されているものとする。   More specifically, one terminal of the memory element is connected to a voltage supply line for supplying a predetermined voltage via the first switch means, and the other terminal of the memory element is a signal via the second switch means. It shall be connected to the line.

また従属項に記載された発明は、本発明に係る半導体装置のさらなる有利な具体例を規定する。   Further, the invention described in the dependent claims defines a further advantageous specific example of the semiconductor device according to the present invention.

たとえば、スイッチ手段をオン/オフ制御する制御信号をスイッチ手段に供給する制御部も同一の基板上にさらに備えた一体構成のものであるのがよい。   For example, it is preferable that the control unit for supplying a control signal for ON / OFF control of the switch unit to the switch unit is also an integral configuration further provided on the same substrate.

また、制御部は、前述のステップに従ってスイッチ手段をオン/オフ制御する際には、電圧供給線には、常時、所定の固定電圧を印加するのが好ましい。   Further, it is preferable that the control unit always applies a predetermined fixed voltage to the voltage supply line when performing the on / off control of the switch means according to the above-described steps.

本発明によれば、セル内の保持容量の片側の電極を書込容量の一方の書込電極と接続し、保持容量の他方の電極をスイッチ手段と接続し、スイッチ手段と保持容量を介して入力信号に応じた電位を書込容量にサンプリングするようにしたので、詳細は後述するが、セルへ印加される電位を入力信号に応じた最小の電位に抑えることができる。特許文献1,2の従来構成では入力映像信号振幅Vaに対して2倍の耐圧を必要としていたものを、概ね入力映像信号振幅Vaと同程度の耐圧で済むようになる。   According to the present invention, the electrode on one side of the storage capacitor in the cell is connected to one write electrode of the write capacitor, the other electrode of the storage capacitor is connected to the switch means, and the switch means and the storage capacitor are connected. Since the potential corresponding to the input signal is sampled in the write capacitor, the potential applied to the cell can be suppressed to the minimum potential corresponding to the input signal, as will be described in detail later. In the conventional configurations of Patent Documents 1 and 2, a voltage that is twice as high as that of the input video signal amplitude Va is required to be approximately the same as the input video signal amplitude Va.

これにより、セルで使用するスイッチ用のトランジスタの耐圧を下げることでセルを小型化することができることに加えて、信号供給用のドライバで使用する素子の耐圧も下げることができ、その駆動手法もシンプルなものでよく、装置全体のコストを低減することができるようになる。   As a result, the cell can be reduced in size by lowering the withstand voltage of the switch transistor used in the cell, and the withstand voltage of the element used in the signal supply driver can be lowered, and the driving method is also improved. It can be simple, and the overall cost of the apparatus can be reduced.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<液晶表示装置の全体構成>
図1は、本発明に係る駆動装置を適用した、たとえば電気光学素子として液晶セルを用いてなる液晶表示装置の一実施形態の全体構成の概略を示す図である。
<Overall configuration of liquid crystal display device>
FIG. 1 is a diagram showing an outline of the overall configuration of an embodiment of a liquid crystal display device using a liquid crystal cell as an electro-optical element, to which a driving device according to the present invention is applied.

図1に示すように、液晶表示装置1は、基板2の上に、画素アレイ部3、第1の制御部である垂直駆動部5、第2の制御部である水平駆動部6、レベルシフタ部(L/S)7、外部接続用の端子部(パッド部)8などが集積形成されている。すなわち、垂直駆動部5、水平駆動部6、およびレベルシフタ部7などの周辺駆動回路が、画素アレイ部3と同一の基板2上に形成された構成となっている。   As shown in FIG. 1, a liquid crystal display device 1 includes a pixel array unit 3, a vertical drive unit 5 as a first control unit, a horizontal drive unit 6 as a second control unit, and a level shifter unit on a substrate 2. (L / S) 7, external connection terminal portions (pad portions) 8, and the like are integrated. That is, peripheral drive circuits such as the vertical drive unit 5, the horizontal drive unit 6, and the level shifter unit 7 are formed on the same substrate 2 as the pixel array unit 3.

画素アレイ部3は、左右両側から垂直駆動部5で駆動されるようになっている。端子部8には、液晶表示装置1の外部に配された駆動ICから、種々のパルス信号が供給されるようになっている。   The pixel array unit 3 is driven by the vertical drive unit 5 from both the left and right sides. Various pulse signals are supplied to the terminal portion 8 from a driving IC arranged outside the liquid crystal display device 1.

一例としては、シフトスタートパルスINの他に、クロックパルスCKおよびクロックパルスxCK(CKを論理反転したもの)、スタンバイ信号STB(あるいはSTBを論理反転したxSTB)、イネーブルパルスENなど必要なパルス信号が供給される。   As an example, in addition to the shift start pulse IN, necessary pulse signals such as a clock pulse CK and a clock pulse xCK (a logically inverted CK), a standby signal STB (or xSTB obtained by logically inverting STB), an enable pulse EN, etc. Supplied.

端子部8の各端子は、配線9を介し、垂直駆動部5や水平駆動部6に接続されるようになっている。たとえば、端子部8に供給された各パルスは、レベルシフタ部7で電圧レベルを内部的に調整した後、バッファを介して垂直駆動部5や水平駆動部6に供給される。   Each terminal of the terminal unit 8 is connected to the vertical driving unit 5 and the horizontal driving unit 6 via the wiring 9. For example, each pulse supplied to the terminal unit 8 is supplied to the vertical driving unit 5 and the horizontal driving unit 6 through a buffer after the voltage level is internally adjusted by the level shifter unit 7.

なお、図示した例では、垂直駆動部5のみがレベルシフタ部7を介するようにしている。垂直駆動部5は線順次で画素アレイ部3を走査するとともに、これに同期して水平駆動部6が画像信号を画素アレイ部3に書き込む。   In the illustrated example, only the vertical drive unit 5 is interposed via the level shifter unit 7. The vertical drive unit 5 scans the pixel array unit 3 line-sequentially, and the horizontal drive unit 6 writes an image signal in the pixel array unit 3 in synchronization with this.

画素アレイ部3は、図示を割愛するが、1対の基板2と両者の間に保持された液晶とを備えたパネル構造を有する。たとえば、画素トランジスタなどを含む画素が、透明絶縁基板、たとえば第1のガラス基板(駆動側基板)上に行列状に2次元配置され、この画素配列に対して行ごとに走査線が配線されるとともに、列ごとに信号線が配線された構成となっている。第1のガラス基板は、第2のガラス基板(対向側基板)と所定の間隙を持って対向配置されるとともに、図示しないシール剤を介して貼り合わされている。そして、そのシール剤の位置よりも内側の領域に液晶材料が封入されることになる。   Although not shown, the pixel array unit 3 has a panel structure including a pair of substrates 2 and a liquid crystal held between them. For example, pixels including pixel transistors and the like are two-dimensionally arranged in a matrix on a transparent insulating substrate, for example, a first glass substrate (driving side substrate), and scanning lines are wired for each row with respect to this pixel array. In addition, a signal line is wired for each column. The first glass substrate is disposed to face the second glass substrate (opposite side substrate) with a predetermined gap, and is bonded together with a sealant (not shown). Then, the liquid crystal material is sealed in a region inside the position of the sealant.

画素アレイ部3には、走査線(ゲート線)12と信号線(データ線)14が形成されている。両者の交差部には画素電極とこれを駆動する薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)が形成される。画素電極と薄膜トランジスタの組み合わせで画素セル30を構成する。また本実施形態特有の構成として、プリチャージ線18も形成されている。   In the pixel array section 3, scanning lines (gate lines) 12 and signal lines (data lines) 14 are formed. A pixel electrode and a thin film transistor (TFT) for driving the pixel electrode are formed at the intersection between the two. A pixel cell 30 is composed of a combination of a pixel electrode and a thin film transistor. Further, a precharge line 18 is also formed as a configuration unique to the present embodiment.

垂直駆動部5は、走査線12を介して各画素セル30を順次選択する。水平駆動部6は、選択された画素セル30に対し信号線14を介して画像信号を書き込む。   The vertical driving unit 5 sequentially selects each pixel cell 30 via the scanning line 12. The horizontal driving unit 6 writes an image signal to the selected pixel cell 30 via the signal line 14.

たとえば、垂直駆動部5は、論理ゲートの組合せ(ラッチも含む)によって構成され、画素アレイ部3の各画素セル30を行単位で選択する。なお、図1では、画素アレイ部3の一方側にのみ垂直駆動部5を配置する構成を示しているが、画素アレイ部3を挟んで左右両側に垂直駆動部5を配置する構成を採ることも可能である。   For example, the vertical drive unit 5 includes a combination of logic gates (including latches), and selects each pixel cell 30 of the pixel array unit 3 in units of rows. Although FIG. 1 shows a configuration in which the vertical drive unit 5 is disposed only on one side of the pixel array unit 3, a configuration in which the vertical drive unit 5 is disposed on both the left and right sides with the pixel array unit 3 in between is adopted. Is also possible.

水平駆動部6は、シフトレジスタやサンプリングスイッチ(水平スイッチ)などによって構成され、垂直駆動部5によって選択された行の各画素セル30に対して画素単位で映像信号を書き込む。   The horizontal driving unit 6 includes a shift register, a sampling switch (horizontal switch), and the like, and writes a video signal in units of pixels to each pixel cell 30 in a row selected by the vertical driving unit 5.

なお、ここでは、選択行の各画素セル30に対して映像信号を画素単位で書き込む点順次駆動を例に挙げたが、選択行の各画素セル30に対して映像信号を行単位で書き込む線順次駆動を採ることも可能である。   In this example, dot sequential driving is described in which a video signal is written to each pixel cell 30 in the selected row in units of pixels. It is also possible to take sequential driving.

<画素セルの回路構成>
図2は、画素アレイ部3を構成する各画素セル30(画素回路)の回路構成の一例を示す回路図である。図2から明らかなように、画素セル30は、たとえば薄膜トランジスタ(TFT)などで構成されたNMOS型の2つの画素トランジスタ32,33と、画素トランジスタ32のソース電極32Sに画素電極34aが接続された液晶セル34と、液晶セル34と並列にデータの保持時間を長くするための保持容量である画素容量36とを有する構成となっている。ここで、液晶セル34は、画素電極34aとこれに対向して形成される対向電極34bとの間で発生する書込容量としての液晶容量を意味する。
<Circuit configuration of pixel cell>
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of a circuit configuration of each pixel cell 30 (pixel circuit) included in the pixel array unit 3. As apparent from FIG. 2, the pixel cell 30 has two pixel transistors 32 and 33 of NMOS type configured by, for example, thin film transistors (TFTs), and a pixel electrode 34 a connected to the source electrode 32 S of the pixel transistor 32. The liquid crystal cell 34 and the pixel capacitor 36 which is a storage capacitor for extending the data retention time in parallel with the liquid crystal cell 34 are configured. Here, the liquid crystal cell 34 means a liquid crystal capacitance as a writing capacitance generated between the pixel electrode 34a and a counter electrode 34b formed opposite to the pixel electrode 34a.

第1の画素スイッチである画素トランジスタ32は、ゲート電極32Gが、第1の走査線12aに接続され、ドレイン電極32Dが所定の電圧を供給するための電圧供給線であるプリチャージ線18に接続されている。ドレイン電極32Dには、プリチャージ線18を介して画素トランジスタ32,33をオン/オフ制御する際にも常時固定電圧で駆動するための基準電圧(以下プリチャージ電圧Vpcともいう)が各画素セル30共通に与えられる。このプリチャージ電圧Vpc、一例として、液晶セル34の対向電極34bと同様にコモン電圧とされる。   In the pixel transistor 32 that is the first pixel switch, the gate electrode 32G is connected to the first scanning line 12a, and the drain electrode 32D is connected to the precharge line 18 that is a voltage supply line for supplying a predetermined voltage. Has been. A reference voltage (hereinafter also referred to as a precharge voltage Vpc) that is always driven at a fixed voltage is applied to each drain cell 32D when the pixel transistors 32 and 33 are controlled to be turned on / off via the precharge line 18. 30 common is given. The precharge voltage Vpc is, for example, a common voltage similar to the counter electrode 34b of the liquid crystal cell 34.

また、液晶セル34の対向電極34bが、図示しないコモン線に対して各画素セル30に共通に接続される。そして、液晶セル34の対向電極34bには、コモン線を介して固定駆動するコモン電圧(対向電極電圧)が各画素セル70共通に与えられる。   Further, the counter electrode 34b of the liquid crystal cell 34 is commonly connected to each pixel cell 30 with respect to a common line (not shown). A common voltage (counter electrode voltage) that is fixedly driven via a common line is applied to the counter electrode 34 b of the liquid crystal cell 34 in common for each pixel cell 70.

画素容量36は、一方の電極36aは、画素電極34aおよび画素トランジスタ32のソース電極32Sに接続され、他方の電極36bは、第2の画素スイッチである画素トランジスタ33の出力端であるソース電極33Sに接続されている。   In the pixel capacitor 36, one electrode 36a is connected to the pixel electrode 34a and the source electrode 32S of the pixel transistor 32, and the other electrode 36b is a source electrode 33S that is an output terminal of the pixel transistor 33 that is a second pixel switch. It is connected to the.

第2の画素スイッチである画素トランジスタ33は、制御端であるゲート電極33Gが、第2の走査線12bに接続され、入力端であるドレイン電極33Dが信号線14に接続されている。   In the pixel transistor 33 that is the second pixel switch, the gate electrode 33G that is the control end is connected to the second scanning line 12b, and the drain electrode 33D that is the input end is connected to the signal line.

このような構成の本実施形態の画素セル30では、画素セル30内の画素容量36の一方の電極36aを画素電極34aと接続し、他方の電極36bを画素トランジスタ33と接続しておき、この画素トランジスタ33を介して映像データを液晶セル34や画素容量36にサンプリングすることで、画素電極34aの電圧を変動させるようにしている点に特徴を有している。   In the pixel cell 30 of the present embodiment having such a configuration, one electrode 36a of the pixel capacitor 36 in the pixel cell 30 is connected to the pixel electrode 34a, and the other electrode 36b is connected to the pixel transistor 33. The video data is sampled in the liquid crystal cell 34 or the pixel capacitor 36 through the pixel transistor 33, and thus the voltage of the pixel electrode 34a is varied.

たとえば、画素トランジスタ32の導通および非導通は、ゲート電極32Gに接続された第1の走査線12aを介してゲート駆動信号Vg32により制御される。ゲート駆動信号Vg32がH(ハイ)となったときに、画素トランジスタ32は導通状態となり、ソース電極32Sはプリチャージ線18と接続される。これにより、液晶セル34や画素容量36が、画素トランジスタ32を介して、プリチャージ線18に供給されるプリチャージ電圧Vpcにサンプリングされる。   For example, the conduction and non-conduction of the pixel transistor 32 is controlled by the gate drive signal Vg32 via the first scanning line 12a connected to the gate electrode 32G. When the gate drive signal Vg32 becomes H (high), the pixel transistor 32 becomes conductive, and the source electrode 32S is connected to the precharge line 18. As a result, the liquid crystal cell 34 and the pixel capacitor 36 are sampled to the precharge voltage Vpc supplied to the precharge line 18 via the pixel transistor 32.

また、画素トランジスタ33の導通および非導通は、ゲート電極33Gに接続された第2の走査線12bを介してゲート駆動信号Vg33により制御される。ゲート駆動信号Vg33がH(ハイ)となったときに、画素トランジスタ33は導通状態となり、ソース電極33Sは信号線14と接続される。これにより、液晶セル34や画素容量36が、画素トランジスタ33を介して、信号線14に供給される画素信号Vsig にサンプリングされる。   The conduction and non-conduction of the pixel transistor 33 is controlled by the gate drive signal Vg33 through the second scanning line 12b connected to the gate electrode 33G. When the gate drive signal Vg33 becomes H (high), the pixel transistor 33 becomes conductive, and the source electrode 33S is connected to the signal line. As a result, the liquid crystal cell 34 and the pixel capacitor 36 are sampled to the pixel signal Vsig supplied to the signal line 14 via the pixel transistor 33.

上記の動作の組合せにより、画素電極34aと接続されているソース電極32Sは、画素容量36を介して交流駆動される。以下、その動作について詳細に説明する。   By the combination of the above operations, the source electrode 32S connected to the pixel electrode 34a is AC driven via the pixel capacitor 36. Hereinafter, the operation will be described in detail.

<画素セルの駆動方法>
図3は、図2に示した画素セル30を駆動する一手法を説明するタイミングチャートである。ソース電極32Sの電位Vs32が正極性となる正極性モード時は、期間t12〜t22である。
<Driving method of pixel cell>
FIG. 3 is a timing chart for explaining one method of driving the pixel cell 30 shown in FIG. The period t12 to t22 is in the positive polarity mode in which the potential Vs32 of the source electrode 32S is positive.

<正極性モード;正極性信号書込みステップと正極性信号保持ステップ>
図3に示すように、ソース電極32Sの電位Vs32が正極性となる正極性モード時においては、入力映像信号振幅Vaのアクティブ期間内(t10〜t28)で、先ず、画素信号Vsig を停止した状態(最低電圧Vmin が信号線14に供給)で、第1の走査信号としてのゲート駆動信号Vg32と第2の走査信号としてのゲート駆動信号Vg33とをともにH(ハイ)レベルとする(t12)。
<Positive polarity mode; positive polarity signal writing step and positive polarity signal holding step>
As shown in FIG. 3, in the positive polarity mode in which the potential Vs32 of the source electrode 32S is positive, the pixel signal Vsig is first stopped within the active period (t10 to t28) of the input video signal amplitude Va. (The minimum voltage Vmin is supplied to the signal line 14), and both the gate drive signal Vg32 as the first scanning signal and the gate drive signal Vg33 as the second scanning signal are set to the H (high) level (t12).

すると、画素トランジスタ32,33がともに導通状態となり、ソース電極32Sや画素容量36の一方の電極36aは画素トランジスタ32を介してプリチャージ線18と接続されることでプリチャージ電圧Vpc(ここではコモン電圧Vcom )にサンプリングされる一方、画素容量36の他方の電極36bは、画素トランジスタ33を介して信号線14と接続されることで信号線14に供給される画素信号Vsig (ここでは最低電圧Vmin )にサンプリングされる。   Then, the pixel transistors 32 and 33 are both turned on, and the source electrode 32S and one electrode 36a of the pixel capacitor 36 are connected to the precharge line 18 via the pixel transistor 32, whereby the precharge voltage Vpc (here, common) is established. On the other hand, the other electrode 36b of the pixel capacitor 36 is connected to the signal line 14 through the pixel transistor 33 while being sampled to the voltage Vcom), and the pixel signal Vsig (here, the minimum voltage Vmin) is supplied to the signal line 14. ) Is sampled.

次に、画素信号を液晶セル34に書き込み保持させる。ただしこの際には、ゲート駆動信号Vg32を先にL(ロー)レベルに戻してから、ゲート駆動信号Vg33をL(ロー)レベルに戻す。これは、ゲート駆動信号Vg32を後でLレベル戻してしまうと、折角画素信号を液晶セル34に書き込もうとしても、その信号に応じた電位変化は画素容量36の他方の電極36b側にのみ現われ、画素電極34aの電位を変化させることができないからである。   Next, the pixel signal is written and held in the liquid crystal cell 34. However, in this case, the gate drive signal Vg32 is first returned to the L (low) level, and then the gate drive signal Vg33 is returned to the L (low) level. This is because when the gate drive signal Vg32 is later returned to the L level, even if the corner pixel signal is written into the liquid crystal cell 34, a potential change corresponding to the signal appears only on the other electrode 36b side of the pixel capacitor 36. This is because the potential of the pixel electrode 34a cannot be changed.

すなわち、先ず、第2の走査信号としてのゲート駆動信号Vg33をH(ハイ)レベルに維持した状態で、第1の走査信号としてのゲート駆動信号Vg32をL(ロー)レベルにするとともに入力映像信号振幅Vaに対応した画素信号Vsig (最低電圧Vmin +Va)を供給する(t14)。   That is, first, in a state where the gate drive signal Vg33 as the second scanning signal is maintained at the H (high) level, the gate drive signal Vg32 as the first scanning signal is set to the L (low) level and the input video signal A pixel signal Vsig (minimum voltage Vmin + Va) corresponding to the amplitude Va is supplied (t14).

これにより、画素トランジスタ32がオフして、液晶セル34や画素容量36が、画素トランジスタ33を介して、信号線14に供給される画素信号Vsig (最低電圧Vmin +Va)にサンプリングされる。   As a result, the pixel transistor 32 is turned off, and the liquid crystal cell 34 and the pixel capacitor 36 are sampled to the pixel signal Vsig (minimum voltage Vmin + Va) supplied to the signal line 14 via the pixel transistor 33.

このとき、画素容量36の他方の電極36bが、最低電圧Vmin から“最低電圧Vmin +Va”に変動するので、画素容量36が結合容量の役割を果たし、画素トランジスタ32がオフしているので、画素信号Vsig の変動振幅(=Va)に従い、画素電極34aの電位すなわち画素トランジスタ32のソース電極32Sの電位Vs32を入力映像信号振幅Va分だけ上げることができる。よって、コモン電圧Vcom に対して正極性の電圧Vaを画素セル30内に作り出すことができる。   At this time, since the other electrode 36b of the pixel capacitor 36 changes from the minimum voltage Vmin to “minimum voltage Vmin + Va”, the pixel capacitor 36 serves as a coupling capacitor and the pixel transistor 32 is turned off. According to the fluctuation amplitude (= Va) of the signal Vsig, the potential of the pixel electrode 34a, that is, the potential Vs32 of the source electrode 32S of the pixel transistor 32 can be increased by the input video signal amplitude Va. Therefore, a positive voltage Va can be created in the pixel cell 30 with respect to the common voltage Vcom.

次に、第1の走査信号としてのゲート駆動信号Vg32をL(ロー)レベルに維持しかつ入力映像信号振幅Vaに対応した画素信号Vsig (最低電圧Vmin +Va)を供給した状態で、第1の走査信号としてのゲート駆動信号Vg32をL(ロー)レベルにする(t16)。これにより、画素トランジスタ33がオフする。すなわち、書き込まれた正極性の画素信号は、液晶セル34や画素容量36に電荷として蓄積され、電荷が蓄積された液晶によって画素電極の表面で反射される投射光が変調され、表示が行なわれる。この表示は次に書き換えられるまで保持される。   Next, the first drive signal Vg32 as the first scanning signal is maintained at the L (low) level and the pixel signal Vsig (minimum voltage Vmin + Va) corresponding to the input video signal amplitude Va is supplied. The gate drive signal Vg32 as the scanning signal is set to L (low) level (t16). Thereby, the pixel transistor 33 is turned off. That is, the written positive pixel signal is accumulated as charges in the liquid crystal cell 34 and the pixel capacitor 36, and the projection light reflected on the surface of the pixel electrode is modulated by the liquid crystal in which the charges are accumulated, and display is performed. . This display is maintained until it is rewritten next time.

<負極性モード;負極性信号書込みステップと負極性信号保持ステップ>
次に、ソース電極32Sの電位Vs32が負極性となる負極性モード時には、先ず、入力映像信号振幅Vaに対応した画素信号Vsig (最低電圧Vmin +Va)を供給した状態で、第1の走査信号としてのゲート駆動信号Vg32と第2の走査信号としてのゲート駆動信号Vg33とをともにH(ハイ)レベルとする(t22)。
<Negative polarity mode; negative polarity signal writing step and negative polarity signal holding step>
Next, in the negative polarity mode in which the potential Vs32 of the source electrode 32S has a negative polarity, first, the pixel signal Vsig (minimum voltage Vmin + Va) corresponding to the input video signal amplitude Va is supplied as the first scanning signal. Both the gate drive signal Vg32 and the gate drive signal Vg33 as the second scanning signal are set to the H (high) level (t22).

すると画素トランジスタ32,33がともに導通状態となり、ソース電極32Sや画素容量36の一方の電極36aは画素トランジスタ32を介してプリチャージ線18と接続されることでプリチャージ電圧Vpc(ここではコモン電圧Vcom )にサンプリングされる一方、画素容量36の他方の電極36bは、画素トランジスタ33を介して信号線14と接続されることで信号線14に供給される画素信号Vsig (ここでは最低電圧Vmin +Va)にサンプリングされる。   Then, both the pixel transistors 32 and 33 become conductive, and the source electrode 32S and one electrode 36a of the pixel capacitor 36 are connected to the precharge line 18 via the pixel transistor 32, whereby the precharge voltage Vpc (here, the common voltage). Vcom), while the other electrode 36b of the pixel capacitor 36 is connected to the signal line 14 via the pixel transistor 33, the pixel signal Vsig (here, the minimum voltage Vmin + Va) supplied to the signal line 14 ) Is sampled.

次に、第2の走査信号としてのゲート駆動信号Vg33をH(ハイ)レベルに維持した状態で、第1の走査信号としてのゲート駆動信号Vg32をL(ロー)レベルにするとともに画素信号Vsig を停止する(t24)。   Next, in a state where the gate drive signal Vg33 as the second scanning signal is maintained at the H (high) level, the gate drive signal Vg32 as the first scanning signal is set to the L (low) level and the pixel signal Vsig is changed to the pixel signal Vsig. Stop (t24).

このとき、信号線14には、画素信号Vsig の最低電圧Vmin が供給される。これにより、画素トランジスタ32がオフして、液晶セル34や画素容量36が、画素トランジスタ33を介して、信号線14に供給される画素信号Vsig (最低電圧Vmin )にサンプリングされる。   At this time, the minimum voltage Vmin of the pixel signal Vsig is supplied to the signal line 14. Thereby, the pixel transistor 32 is turned off, and the liquid crystal cell 34 and the pixel capacitor 36 are sampled to the pixel signal Vsig (minimum voltage Vmin) supplied to the signal line 14 via the pixel transistor 33.

また、このとき、画素容量36の他方の電極36bが、“最低電圧Vmin +Va”から最低電圧Vmin に変動するので、画素容量36が結合容量の役割を果たし、画素トランジスタ32がオフしているので、画素信号Vsig の変動振幅(=Va)に従い、画素電極34aの電位すなわち画素トランジスタ32のソース電極32Sの電位Vs32を入力映像信号振幅Va分だけ下げることができる。よって、コモン電圧Vcom に対して負極性の電圧Vaを画素セル30内に作り出すことができる。   At this time, since the other electrode 36b of the pixel capacitor 36 changes from “minimum voltage Vmin + Va” to the minimum voltage Vmin, the pixel capacitor 36 serves as a coupling capacitor and the pixel transistor 32 is turned off. According to the fluctuation amplitude (= Va) of the pixel signal Vsig, the potential of the pixel electrode 34a, that is, the potential Vs32 of the source electrode 32S of the pixel transistor 32 can be lowered by the input video signal amplitude Va. Therefore, a negative voltage Va with respect to the common voltage Vcom can be generated in the pixel cell 30.

画素セル30内(液晶セル34や画素容量36)への負極性電圧の書込みが完了すると、第1の走査信号としてのゲート駆動信号Vg32および第2の走査信号としてのゲート駆動信号Vg33をともにL(ロー)レベルに維持した状態で、入力映像信号振幅Vaを停止させるとよい(t28)。書き込まれた負極性の画素信号は、液晶セル34や画素容量36に電荷として蓄積され、電荷が蓄積された液晶によって画素電極の表面で反射される投射光が変調され、表示が行なわれる。この表示は次に書き換えられるまで保持される。   When writing of the negative voltage into the pixel cell 30 (the liquid crystal cell 34 and the pixel capacitor 36) is completed, both the gate drive signal Vg32 as the first scan signal and the gate drive signal Vg33 as the second scan signal are set to L. The input video signal amplitude Va may be stopped while maintaining the (low) level (t28). The written negative pixel signal is accumulated as a charge in the liquid crystal cell 34 and the pixel capacitor 36, and the projection light reflected on the surface of the pixel electrode is modulated by the liquid crystal in which the charge is accumulated, and display is performed. This display is maintained until it is rewritten next time.

このようにして、コモン電圧Vcom に対して正極性と負極性の信号を作り出すと、液晶セル34の周辺回路を低耐圧の素子で形成することが可能となり、画素サイズや駆動回路の回路規模を小さくすることができる。   In this way, by generating positive and negative signals with respect to the common voltage Vcom, it becomes possible to form the peripheral circuit of the liquid crystal cell 34 with a low withstand voltage element, and to reduce the pixel size and the circuit scale of the drive circuit. Can be small.

たとえば、入力映像信号の振幅をVaとした場合に、画素トランジスタ32のドレイン電極82dに接続されるプリチャージ線18の電位をコモン電圧Vcom に固定にすることができ、ドレイン電極32dとソース電極32s間の電位差VDSを(+Va)〜(−Va)の範囲に抑えることができる。こうすることで、画素トランジスタ32のソースとドレイン間のブレイクダウン電圧を半分に下げることができ、画素トランジスタ32自体を小型化することが可能になる。   For example, when the amplitude of the input video signal is Va, the potential of the precharge line 18 connected to the drain electrode 82d of the pixel transistor 32 can be fixed to the common voltage Vcom, and the drain electrode 32d and the source electrode 32s. The potential difference VDS can be suppressed to the range of (+ Va) to (−Va). In this way, the breakdown voltage between the source and drain of the pixel transistor 32 can be reduced by half, and the pixel transistor 32 itself can be downsized.

同様に、画素トランジスタ33のドレイン電極33Dおよびソース電極33Sには、入力映像信号振幅Vaの最大電圧までしか印加されないので、入力映像信号振幅Vaでしか振れないこととなり、2×Vaボルトを必要とせず、画素トランジスタ33の耐圧を低くすることができる。   Similarly, since only the maximum voltage of the input video signal amplitude Va is applied to the drain electrode 33D and the source electrode 33S of the pixel transistor 33, it can swing only at the input video signal amplitude Va, and 2 × Va volt is required. Therefore, the breakdown voltage of the pixel transistor 33 can be lowered.

すなわち、本実施形態の画素セル30の構成であれば、画素スイッチの素子数が増えるものの、画素セルへ印加される電位を最小に抑えることができ、何れも低耐圧の素子とすることができ、全体としては、画素セルサイズを縮小することができる。高精細化が進み画素数が増大しても、チップサイズを巨大化させず、半導体基板チップ、液晶表示装置、画像表示装置の価格増大を抑制することができる。   That is, with the configuration of the pixel cell 30 according to the present embodiment, although the number of elements of the pixel switch increases, the potential applied to the pixel cell can be minimized, and both can be low breakdown voltage elements. As a whole, the pixel cell size can be reduced. Even if the definition is increased and the number of pixels is increased, the chip size is not increased, and the price increase of the semiconductor substrate chip, the liquid crystal display device, and the image display device can be suppressed.

さらに、本実施形態の画素セル30の構成であれば、図示しない電圧選択回路から信号線14に供給する画素信号Vsig は入力映像信号振幅Vaで振ればよく、電圧選択回路も低耐圧の回路とすることができる。さらに電圧選択回路が低電圧で駆動できれば、シフトレジスタやその他の周辺回路も低耐圧の回路で済むようになり、液晶表示装置全体として低耐圧の回路による構成ができる。   Furthermore, in the configuration of the pixel cell 30 of the present embodiment, the pixel signal Vsig supplied from the voltage selection circuit (not shown) to the signal line 14 may be shaken with the input video signal amplitude Va, and the voltage selection circuit is also a low withstand voltage circuit. can do. Furthermore, if the voltage selection circuit can be driven at a low voltage, the shift register and other peripheral circuits can be low voltage circuits, and the entire liquid crystal display device can be configured with a low voltage circuit.

加えて、特許文献2に記載の駆動手法とは異なり、画素電極34aを交流駆動するために、入力映像信号に対応する画素信号Vsig の駆動波形を、交流駆動に応じて反転させる必要もないため、汎用のLCDドライバを駆動に用いることができる。また、新規にLCDドライバを開発する場合であっても、通常のLCDドライバを低耐圧化(小型化)することができ、液晶表示装置全体として低コスト化ができる。   In addition, unlike the driving method described in Patent Document 2, it is not necessary to invert the driving waveform of the pixel signal Vsig corresponding to the input video signal in accordance with the AC driving in order to AC drive the pixel electrode 34a. A general-purpose LCD driver can be used for driving. Further, even when a new LCD driver is developed, a normal LCD driver can be reduced in voltage (downsized), and the cost of the entire liquid crystal display device can be reduced.

映像信号のドライバ自体もシンプルな機能のまま、低電圧化=低耐圧化(=低価格化)することができ、液晶表示装置や画像表示装置のコスト削減を行なうことができる。   The video signal driver itself can also be reduced in voltage = lower withstand voltage (= lower price) with a simple function, and the cost of the liquid crystal display device and the image display device can be reduced.

よって、画素セルで使用する画素スイッチ用のトランジスタの耐圧を下げることで画素セルを小型化することができることに加えて、映像信号供給用のドライバで使用する素子の耐圧も下げることができ、その駆動手法もシンプルなものでよく、液晶表示基板としてだけではなく、装置全体の低コスト化に大きな効果をもたらすことができる。   Therefore, in addition to reducing the pixel cell size by lowering the breakdown voltage of the pixel switch transistor used in the pixel cell, the breakdown voltage of the element used in the video signal supply driver can also be reduced. The driving method may be simple, and can have a great effect not only on the liquid crystal display substrate but also on the cost reduction of the entire apparatus.

以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various changes or improvements can be added to the above-described embodiment without departing from the gist of the invention, and embodiments to which such changes or improvements are added are also included in the technical scope of the present invention.

また、上記の実施形態は、クレーム(請求項)にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組合せにより種々の発明を抽出できる。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。   Further, the above embodiments do not limit the invention according to the claims (claims), and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention. Absent. The embodiments described above include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. Even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, as long as an effect is obtained, a configuration from which these some constituent requirements are deleted can be extracted as an invention.

たとえば、上記実施形態では、画素スイッチをNMOSのみとしたが、PMOSのみで構成してもよいし、NMOSとPMOSを組み合わせた構成としてもよく、何れも、上記と同様の効果を得ることができる。   For example, in the above embodiment, the pixel switch is only NMOS, but it may be composed only of PMOS or a combination of NMOS and PMOS, both of which can achieve the same effect as above. .

また、上記実施形態では、垂直駆動部5および水平駆動部6やその他の画素アレイ部3の周辺機能部で構成される駆動装置を、画素アレイ部3とともに基板2上に一体的に構成したものを例示したが、駆動装置と画素アレイ部3とが別の基板上に構成されたものであってもよい。   In the above-described embodiment, the driving device configured by the vertical driving unit 5 and the horizontal driving unit 6 and other peripheral function units of the pixel array unit 3 is integrally formed on the substrate 2 together with the pixel array unit 3. However, the driving device and the pixel array unit 3 may be configured on different substrates.

本発明に係る駆動装置を適用した液晶表示装置の一実施形態の全体構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the whole structure of one Embodiment of the liquid crystal display device to which the drive device which concerns on this invention is applied. 画素アレイ部を構成する各画素セルの回路構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the circuit structure of each pixel cell which comprises a pixel array part. 図2に示した画素セルを駆動する一手法を説明するタイミングチャートである。3 is a timing chart for explaining one method for driving the pixel cell shown in FIG. 2. 一般的な画素セルの等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of a general pixel cell. 図4に示した画素セルを駆動する一手法を説明するタイミングチャートである。5 is a timing chart for explaining one method for driving the pixel cell shown in FIG. 4. 画素容量の片側の端子を交流駆動する構成とした画素セルの等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of the pixel cell made into the structure which carries out alternating current drive of the terminal of the one side of a pixel capacity | capacitance. 図6に示した画素セルを駆動する一手法を説明するタイミングチャートである。7 is a timing chart for explaining one method for driving the pixel cell shown in FIG. 6.

符号の説明Explanation of symbols

1…液晶表示装置、2…基板、3…画素アレイ部、5…垂直駆動部、6…水平駆動部、7…レベルシフタ部、8…端子部、12,12a,12b…走査線、14…信号線、18…プリチャージ線、30…画素セル30、32,33…画素トランジスタ、34…液晶セル、34a…画素電極、34b…対向電極、36…画素容量、36a,35b…電極   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device, 2 ... Substrate, 3 ... Pixel array part, 5 ... Vertical drive part, 6 ... Horizontal drive part, 7 ... Level shifter part, 8 ... Terminal part, 12, 12a, 12b ... Scanning line, 14 ... Signal 18 ... Precharge line, 30 ... Pixel cell 30, 32, 33 ... Pixel transistor, 34 ... Liquid crystal cell, 34a ... Pixel electrode, 34b ... Counter electrode, 36 ... Pixel capacitance, 36a, 35b ... Electrode

Claims (11)

スイッチ手段と記憶素子とを含む複数のセルが基板上に配置され、前記スイッチ手段のオン/オフ制御により、信号線を介して供給される信号を前記記憶素子に書き込む半導体装置であって、
表示機能に関わる組成物と、
第1の前記記憶素子であって、前記表示機能に関わる組成物を挟むように形成された書込電極および対向電極を有する書込容量と、
第2の前記記憶素子であって、一方の電極が前記書込電極と接続され、かつ他方の電極が前記スイッチ手段の出力端側に接続された保持容量と
を備えており、
前記保持容量の一方の電極は、前記書込容量を形成する前記書込電極に接続され、
前記第2の記憶素子の他方の電極は、前記スイッチ手段を介して前記信号線と接続されている
ことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device in which a plurality of cells including a switch unit and a storage element are arranged on a substrate, and a signal supplied via a signal line is written to the storage element by on / off control of the switch unit,
A composition related to the display function;
A first storage element, a write capacitor having a write electrode and a counter electrode formed so as to sandwich the composition related to the display function;
A second storage element, wherein one electrode is connected to the write electrode and the other electrode is connected to the output end side of the switch means;
One electrode of the storage capacitor is connected to the write electrode that forms the write capacitor;
The other electrode of the second memory element is connected to the signal line through the switch means. A semiconductor device, wherein:
前記スイッチ手段をオン/オフ制御する制御信号を前記スイッチ手段に供給する制御部
を前記基板上にさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a control unit on the substrate for supplying a control signal for on / off control of the switch unit to the switch unit.
前記信号を供給状態とするとともに前記スイッチ手段をオン状態にすることで、前記信号線を介して供給される信号を前記保持容量を介して前記第1の記憶素子に書き込み、
前記信号を供給状態に維持したままで前記スイッチ手段をオフ状態にすることで、前記信号線を介して供給される信号を前記第1の記憶素子に保持させ、
前記信号を供給状態に維持したままで前記スイッチ手段を一旦オン状態にし、この後、前記スイッチ手段をオン状態に維持したままで、前記信号を非供給状態にすることで、前記信号線を介して供給される信号と逆極性の信号を前記第1の記憶素子に書き込み、
前記信号を非供給状態に維持しつつ、前記スイッチ手段をオフ状態にすることで、前記信号線を介して供給される信号と逆極性の信号を前記第1の記憶素子に保持させる
ように前記制御部が制御を行なう
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
By setting the signal to a supply state and turning on the switch means, a signal supplied via the signal line is written to the first storage element via the storage capacitor,
By turning off the switch means while maintaining the signal in the supply state, the signal supplied through the signal line is held in the first storage element,
The switch means is temporarily turned on while maintaining the signal in the supply state, and then the signal is not supplied while the switch means is maintained in the on state. A signal having a polarity opposite to that of the signal supplied to the first memory element,
The first memory element is configured to hold a signal having a polarity opposite to that of the signal supplied via the signal line by turning off the switch unit while maintaining the signal in a non-supply state. The semiconductor device according to claim 2, wherein the control unit performs control.
スイッチ手段と記憶素子とを含む複数のセルが基板上に配置され、前記スイッチ手段のオン/オフ制御により、信号線を介して供給される信号を前記記憶素子に書き込む半導体装置であって、
前記記憶素子の一方の電極は、第1の前記スイッチ手段を介して所定の電圧を供給する電圧供給線に接続され、
前記記憶素子の他方の電極は、第2の前記スイッチ手段を介して前記信号線と接続されている
ことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device in which a plurality of cells including a switch unit and a storage element are arranged on a substrate, and a signal supplied via a signal line is written to the storage element by on / off control of the switch unit,
One electrode of the memory element is connected to a voltage supply line for supplying a predetermined voltage via the first switch means,
The other electrode of the memory element is connected to the signal line through the second switch means. A semiconductor device, wherein:
表示機能に関わる組成物と、
第1の前記記憶素子であって、前記表示機能に関わる組成物を挟むように形成された書込電極および対向電極を有する書込容量と、
第2の前記記憶素子であって、一方の電極が前記書込電極と接続され、かつ他方の電極が前記スイッチ手段の出力端側に接続された保持容量と
とを備えたことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。
A composition related to the display function;
A first storage element, a write capacitor having a write electrode and a counter electrode formed so as to sandwich the composition related to the display function;
And a storage capacitor having one electrode connected to the write electrode and the other electrode connected to the output end of the switch means. The semiconductor device according to claim 4.
前記第1のスイッチ手段および前記第2のスイッチ手段をオン/オフ制御する各制御信号を前記スイッチ手段に供給する第1の制御部と、
前記第1のスイッチ手段および前記第2のスイッチ手段のオン/オフ状態に応じて、前記信号線に前記信号に対応する所定の電圧を印加する第2の制御部と
を前記基板上にさらに備えたことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。
A first control unit that supplies each control signal to the switch means to control on / off of the first switch means and the second switch means;
A second control unit configured to apply a predetermined voltage corresponding to the signal to the signal line in accordance with an on / off state of the first switch unit and the second switch unit; The semiconductor device according to claim 4.
前記信号を非供給状態としつつ、前記第1のスイッチ手段および前記第2のスイッチ手段をともにオン状態とし、
次に、前記第2のスイッチ手段をオン状態に維持しつつ、前記信号を供給状態とするとともに、前記第1のスイッチ手段をオフ状態にすることで、前記信号線を介して供給される信号を前記記憶素子に書き込み、
次に、前記信号を供給状態とするとともに前記第1のスイッチ手段をオフ状態に維持しつつ、前記第2のスイッチ手段をオフ状態にすることで、前記信号線を介して供給される信号を前記記憶素子に保持させる
ように前記第1の制御部と前記第2の制御部とが協働して制御を行なう
ことを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。
While the signal is not supplied, both the first switch means and the second switch means are turned on,
Next, the signal supplied through the signal line by turning the first switch means off while keeping the second switch means on and setting the signal to the supply state. To the storage element,
Next, the signal supplied via the signal line is changed by turning the second switch means off while keeping the first switch means off while keeping the signal supplied. The semiconductor device according to claim 6, wherein the first control unit and the second control unit perform control in cooperation with each other so as to be held in the storage element.
前記信号線を介して供給される信号が前記記憶素子に保持された状態で、前記信号を供給状態としつつ、前記第1のスイッチ手段および前記第2のスイッチ手段をともにオン状態とし、
次に、前記第2のスイッチ手段をオン状態に維持しつつ、前記信号を非供給状態とするとともに、前記第1のスイッチ手段をオフ状態にすることで、前記信号線を介して供給される信号と逆極性の信号を前記記憶素子に書き込み、
次に、前記信号を非供給状態とするとともに前記第1のスイッチ手段をオフ状態に維持しつつ、前記第2のスイッチ手段をオフ状態にすることで、前記信号線を介して供給される信号と逆極性の信号を前記記憶素子に保持させる
ことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。
While the signal supplied through the signal line is held in the storage element, the first switch unit and the second switch unit are both turned on while the signal is being supplied.
Next, while maintaining the second switch means in the on state, the signal is not supplied, and the first switch means is turned off to supply the signal via the signal line. A signal having a polarity opposite to that of the signal is written to the memory element;
Next, the signal supplied through the signal line is set by turning off the second switch means while keeping the first switch means off while keeping the signal non-supplied. The semiconductor device according to claim 7, wherein a signal having a polarity opposite to that of the storage element is held in the storage element.
前記電圧供給線には、前記第1のスイッチ手段および前記第2のスイッチ手段をオン/オフ制御する際、常時、所定の固定電圧を印加する
ことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein a predetermined fixed voltage is constantly applied to the voltage supply line when the first switch unit and the second switch unit are on / off controlled. 6. .
スイッチ手段と記憶素子とを含む複数のセルが基板上に配置され、第1の前記記憶素子を形成するように形成された書込電極および対向電極と、第2の前記記憶素子を形成するように、一方の電極が前記書込電極と接続され、かつ他方の電極が前記スイッチ手段の出力端側に接続された保持容量とを備えた半導体装置において、前記スイッチ手段のオン/オフ制御により、信号線を介して供給される信号を前記記憶素子に書き込む半導体装置の駆動方法であって、
前記信号を供給状態とするとともに前記スイッチ手段をオン状態にすることで、前記信号線を介して供給される信号を前記保持容量を介して前記第1の記憶素子に書き込む正極性信号書込みステップと、
前記信号を供給状態に維持したままで前記スイッチ手段をオフ状態にすることで、前記信号線を介して供給される信号を前記第1の記憶素子に保持させる正極性信号保持ステップと、
前記信号を供給状態に維持したままで前記スイッチ手段を一旦オン状態にし、この後、前記スイッチ手段をオン状態に維持したままで、前記信号を非供給状態にすることで、前記信号線を介して供給される信号と逆極性の信号を前記第1の記憶素子に書き込む負極性信号書込みステップと、
前記信号を非供給状態に維持しつつ、前記スイッチ手段をオフ状態にすることで、前記信号線を介して供給される信号と逆極性の信号を前記第1の記憶素子に保持させる負極性信号保持ステップと
を有することを特徴とする半導体装置の駆動方法。
A plurality of cells including a switch means and a storage element are arranged on the substrate, so as to form a write electrode and a counter electrode formed to form the first storage element, and a second storage element In addition, in a semiconductor device including one electrode connected to the write electrode and the other electrode connected to the output end side of the switch means, on / off control of the switch means, A driving method of a semiconductor device for writing a signal supplied via a signal line to the memory element,
A positive signal writing step of writing a signal supplied via the signal line to the first storage element via the storage capacitor by setting the signal to a supply state and turning on the switch means; ,
A positive signal holding step of holding the signal supplied via the signal line in the first storage element by turning off the switch means while maintaining the signal in the supply state;
The switch means is temporarily turned on while maintaining the signal in the supply state, and then the signal is not supplied while the switch means is maintained in the on state. A negative polarity signal writing step of writing a signal having a polarity opposite to that of the signal supplied to the first storage element;
A negative polarity signal that causes the first memory element to hold a signal having a polarity opposite to that of the signal supplied through the signal line by turning off the switch means while maintaining the signal in a non-supply state. A method for driving a semiconductor device, comprising: a holding step.
スイッチ手段と記憶素子とを含む複数のセルが基板上に配置され、第1の前記記憶素子を形成するように形成された書込電極および対向電極と、第2の前記記憶素子を形成するように、一方の電極が前記書込電極と接続され、かつ他方の電極が前記スイッチ手段の出力端側に接続された保持容量とを備えた半導体装置を駆動する駆動装置であって、
前記信号を供給状態とするとともに前記スイッチ手段をオン状態にすることで、前記信号線を介して供給される信号を前記保持容量を介して前記第1の記憶素子に書き込み、
前記信号を供給状態に維持したままで前記スイッチ手段をオフ状態にすることで、前記信号線を介して供給される信号を前記第1の記憶素子に保持させ、
前記信号を供給状態に維持したままで前記スイッチ手段を一旦オン状態にし、この後、前記スイッチ手段をオン状態に維持したままで、前記信号を非供給状態にすることで、前記信号線を介して供給される信号と逆極性の信号を前記第1の記憶素子に書き込み、
前記信号を非供給状態に維持しつつ、前記スイッチ手段をオフ状態にすることで、前記信号線を介して供給される信号と逆極性の信号を前記第1の記憶素子に保持させる制御部
を備えたことを特徴とする半導体装置の駆動装置。
A plurality of cells including a switch means and a storage element are arranged on the substrate, so as to form a write electrode and a counter electrode formed to form the first storage element, and a second storage element And a driving device for driving a semiconductor device including a storage capacitor having one electrode connected to the write electrode and the other electrode connected to the output end of the switch means,
By setting the signal to a supply state and turning on the switch means, a signal supplied via the signal line is written to the first storage element via the storage capacitor,
By turning off the switch means while maintaining the signal in the supply state, the signal supplied through the signal line is held in the first storage element,
The switch means is temporarily turned on while maintaining the signal in the supply state, and then the signal is not supplied while the switch means is maintained in the on state. A signal having a polarity opposite to that of the signal supplied to the first memory element,
A controller that holds a signal having a polarity opposite to that of the signal supplied via the signal line in the first storage element by turning off the switch unit while maintaining the signal in a non-supply state; A drive device for a semiconductor device, comprising:
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