JP2016014880A - 信号線駆動回路 - Google Patents
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Abstract
Description
方法に関する。
示素子を用いて、画像を表示する技術は、消費電力の削減に大きく貢献するため、活発に
開発が進められている。
献1の電気泳動表示装置では、1本のデータ信号線と複数のデータ線の間に、各々、アナ
ログスイッチが接続される。データ信号線にはデータ信号が入力され、複数のデータ線の
それぞれには複数の画素が接続される。そして、1ゲート選択期間において、複数のアナ
ログスイッチが順番にオンになることにより、複数のデータ線に順番にデータ信号が入力
される。データ線に入力されたデータ信号は、そのデータ線と接続される画素に入力され
る。
間の開始時刻から、その画素と接続されるデータ信号線にデータ信号が入力されるまで(
その画素とデータ線を介して接続されるアナログスイッチがオンになるまで)は、前の行
の画素に対応したデータ信号が入力されていた。つまり、1ゲート選択期間には、画素が
有する表示素子に不正な電圧が印加される時間が存在していた。電気泳動素子等のメモリ
性を有する表示素子では、不正な電圧が表示素子に印加されることによる影響が蓄積され
ていた。そのため、表示素子の階調がずれるといった問題があった。
間を無くす又は短くすることを課題の一とする。また、本発明の一態様は、表示素子の階
調のずれを無くす又は低減することを課題の一とする。また、これらの課題のいずれか一
を解決する表示装置を提供することを課題の一とする。なお、本発明の一態様は、上記課
題の少なくとも一を課題とする。
クス状に配置された表示部と、走査線駆動回路と、信号線駆動回路とを有する表示装置で
ある。走査線駆動回路は、複数のゲート信号線のいずれか一を選択するタイミングを制御
する機能を有する。信号線駆動回路は、走査線駆動回路が複数のゲート信号線のいずれか
一を選択する期間において、複数のソース信号線のすべてに第1の信号を出力した後、複
数のソース信号線のいずれか一に第2の信号を出力するタイミングを制御する機能を有す
る。複数の画素のそれぞれは、トランジスタと、画素電極とコモン電極とに挟持され、且
つメモリ性を有する表示素子とを有する。トランジスタの第1の端子は複数のソース信号
線のいずれか一と電気的に接続され、トランジスタの第2の端子は画素電極と電気的に接
続され、トランジスタのゲートは複数のゲート信号線のいずれか一と電気的に接続される
。
のソース信号線がマトリクス状に配置された表示部と、走査線駆動回路と、信号線駆動回
路とを有する表示装置である。走査線駆動回路は、複数のゲート信号線のいずれか一を選
択するタイミングを制御する機能を有する。信号線駆動回路は、走査線駆動回路が複数の
ゲート信号線のいずれか一を選択する期間において、N個の群のすべてのソース信号線に
第1の信号を出力した後、N個の群のソース信号線に、1群ずつ順番に第2の信号を出力
するタイミングを制御する機能を有する。複数の画素のそれぞれは、トランジスタと、画
素電極とコモン電極とに挟持され、且つメモリ性を有する表示素子とを有する。トランジ
スタの第1の端子は複数のソース信号線のいずれか一と電気的に接続され、トランジスタ
の第2の端子は画素電極と電気的に接続され、トランジスタのゲートは複数のゲート信号
線のいずれか一と電気的に接続される。
のソース信号線がマトリクス状に配置された表示部と、走査線駆動回路と、信号線駆動回
路とを有する表示装置である。走査線駆動回路は、複数のゲート信号線のいずれか一を選
択するタイミングを制御する機能を有する。信号線駆動回路は、2個目乃至N個目のソー
ス信号線に第1の信号を出力し、且つ1個目のソース信号線に第2の信号を出力した後、
2個目乃至N個目のソース信号線に、1群ずつ順番に第2の信号を出力するタイミングを
制御する機能を有する。複数の画素のそれぞれは、トランジスタと、画素電極とコモン電
極とに挟持され、且つメモリ性を有する表示素子とを有する。トランジスタの第1の端子
は複数のソース信号線のいずれか一と電気的に接続され、トランジスタの第2の端子は画
素電極と電気的に接続され、トランジスタのゲートは複数のゲート信号線のいずれか一と
電気的に接続される。
の絶対値よりも小さくてもよい。
大きい値と、コモン電極の電位よりも小さい値との3値であってもよい。
くすることができる。また、本発明の一態様は、表示素子の階調のずれを無くす又は低減
することができる。
以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態お
よび詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本
発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下
に説明する本発明の構成において、同じ物を指し示す符号は異なる図面間において共通と
する。
領域は、明瞭化のために誇張されて表記している場合がある。よって、必ずしもそのスケ
ールに限定されない。
成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記
する。
本実施の形態では、開示する発明の一態様である表示装置及びその駆動方法について説明
する。
部ともいう)と、各画素を駆動するための走査線駆動回路11及び信号線駆動回路12等
の駆動回路と、走査線駆動回路11及び信号線駆動回路12等の駆動回路を制御するため
のコントローラ13とを有する。
至ゲート信号線111_nと示す)が走査線駆動回路11からX方向に延伸して設けられ
、m(mは自然数)本のソース信号線112(ソース信号線112_1乃至ソース信号線
112_mと示す)が信号線駆動回路12からY方向に延伸して設けられる。そして、n
本のゲート信号線111とm本のソース信号線112との交差領域には、各々、画素10
0が設けられる。つまり、複数の画素100は、n行×m列のマトリクス状に配列される
。ゲート信号線111は、走査線駆動回路11の出力信号(例えばゲート信号)を伝達す
る機能を有する配線であり、配線又は信号線ともいう。ソース信号線112は、信号線駆
動回路12の出力信号(例えば映像信号)を伝達する機能を有する配線であり、配線又は
信号線ともいう。
続される画素100のことを、i行目の画素100と示す。また、j(jは1乃至mのい
ずれか一)列目のソース信号線112と電気的に接続される画素100のことを、j列目
の画素100と示す。
本以上のソース信号線112を有する。好ましくは、各群のソース信号線112の数は、
互いに同じ数であるとよい。
続される画素100のことを、k群目の画素100と示す。
線112の他にも様々な配線を設けてもよい。表示部10に設けることが可能な配線とし
ては、容量線、電源線、信号線又はゲート信号線111とは異なるゲート信号線などがあ
る。
ダミーのソース信号線など)を設けてもよい。こうして、表示部10の表示不良を低減す
ることができる。
る機能を有する回路であり、駆動回路又はゲートドライバともいう。画素100を選択す
るタイミングの制御は、走査線駆動回路11がn本のゲート信号線111にゲート信号(
走査信号ともいう)を出力することにより行われる。例えば、i行目の画素100を選択
する場合、走査線駆動回路11は、i本目のゲート信号線111に出力するゲート信号を
選択状態(ハイレベルとロウレベルとの一方)にする。このとき、i行目以外の行の画素
100を選択しないのであれば、走査線駆動回路11は、i行目以外のゲート信号線11
1に出力するゲート信号を非選択状態(ハイレベルとロウレベルとの他方)にする。
線駆動回路11がシフトレジスタ回路を有することによって、走査線駆動回路11が駆動
するために必要な信号の数を減らすことができる。また、走査線駆動回路11がデコーダ
回路を有することによって、走査線駆動回路11はn行の画素100を1行ずつ任意の順
番で選択することができる。
もよい。こうして、選択する行数が減るため、消費電力の削減を図ることができる。
、映像信号(第2の信号ともいう)を入力するタイミングを制御する機能を有する回路で
あり、駆動回路又はソースドライバともいう。言い換えると、信号線駆動回路12は、ソ
ース信号線112に初期化信号を出力した後、映像信号を出力する回路である。映像信号
は、画像情報に応じた信号である。各画素100への初期化信号と映像信号との入力は、
走査線駆動回路11が各行の画素100を選択する毎に、全ての群のソース信号線112
に同時に初期化信号を出力した後に、1群目のソース信号線112からN群目のソース信
号線112に、1群ずつ順番に映像信号を出力することにより行われる。こうして、各行
の画素100が選択される毎に、ソース信号線112の電位は所定の値に初期化されるた
め、各画素100に、前の行の画素100に応じた映像信号が入力されることを防止する
ことができる。したがって、画素100が有する表示素子に不正な電圧が印加されること
ないため、階調のずれ等の表示不良を低減することができる。
を出力し、且つ他の群(例えば2乃至N個目の群)のソース信号線112に初期化信号を
出力した後、該他の群のソース信号線112に、1群ずつ順番に映像信号を出力してもよ
い。こうして、1ゲート選択期間を短くすることができるので、表示装置を高精細にする
ことができる。あるいは、各画素100に映像信号を入力する時間を長くすることができ
るので、正確な値の映像信号を各画素100が保持できるようになり、表示品位の向上を
図ることができる。
駆動回路を制御する機能を有する回路であり、制御回路又はタイミングコントローラとも
いう。走査線駆動回路11及び信号線駆動回路12等の駆動回路の制御は、コントローラ
13が様々な制御信号を走査線駆動回路11及び信号線駆動回路12等の駆動回路に供給
することにより行われる。例えば、コントローラ13は、垂直同期信号、クロック信号又
はパルス幅制御信号等の制御信号を走査線駆動回路11に供給する。例えば、コントロー
ラ13は、映像信号と、水平同期信号、クロック信号又はラッチ信号等の制御信号とを信
号線駆動回路12に供給する。
信号を供給するだけでなく、これらの回路に電圧を供給してもよい。この場合、コントロ
ーラ回路は、DCDCコンバータ及び/又はレギュレータ回路等の電源回路を有すること
が好適である。なお、この電源回路と、走査線駆動回路11及び信号線駆動回路12等の
駆動回路に信号を供給する回路と、を同じ基板に形成すること(ワンチップ化すること)
により、部品点数の削減、コストの削減及び/又は歩留まりの向上を図ることができる。
る。図2は、走査線駆動回路11が1行目からn行目までを1行ずつ順番に選択する場合
のタイミングチャートの例を示す。
力される信号Dataのことを、信号Data(i)と示す。
、信号Dataが入力される。例えば、走査線駆動回路11がi−1行目を選択すると、
i−1行目の画素100には、信号RSTが入力された後、信号Data(i−1)が入
力される。すると、i−1行目の画素100は、信号Data(i−1)に応じた電圧又
は電荷を保持する。そして、i−1行目の画素100は、信号Data(i−1)に応じ
た階調になる。このとき、走査線駆動回路11は、1行目乃至i−2行目とi行目乃至n
行目とを選択しない。そのため、1行目乃至i−2行目の画素100と、i行目乃至n行
目の画素100とには、信号は入力されない。
、i−1行目の画素100には、信号は入力されなくなる。ただし、i−1行目の画素1
00は、信号Data(i−1)を保持しているので、i−1行目の画素100は、信号
Data(i−1)に応じた階調のままになる。そして、i行目の画素には、信号RST
が入力された後に、信号Data(i)が入力される。すると、i行目の画素100は、
信号Data(i)に応じた電圧又は電荷を保持する。そして、i行目の画素100は、
信号Data(i)に応じた階調になる。このとき、走査線駆動回路11は、1行目乃至
i−2行目とi+1行目乃至n行目とを選択しないままになる。そのため、1行目乃至i
−2行目の画素100と、i+1行目乃至n行目の画素100とには、信号は入力されな
いままになる。
ることができる。
は、ある行の選択を終了する前に、別の行の選択を開始してもよい。つまり、2以上の行
が同時に選択される期間があってもよい。こうして、走査線駆動回路11の駆動周波数を
低くすることができるので、消費電力の削減を図ることができる。
は、ある行の選択を終了してから、一定時間後、次の行の選択を開始してもよい。このよ
うな動作を実現するためには、コントローラ13が、平衡のクロック信号とパルス幅を制
御するための信号とを走査線駆動回路11に出力することが好適である。あるいは、コン
トローラ13が、非平衡のクロック信号を走査線駆動回路11に出力することが好適であ
る。なお、非平衡の信号とは、平衡ではない信号のことであり、1周期のうち、Hレベル
になる時間とLレベルになる時間が異なる信号のことをいう。
る。図5は、信号線駆動回路12が全ての群のソース信号線112に同時に信号RSTを
出力した後、1群目乃至N群目のソース信号線112に、1群ずつ順番に信号Dataを
出力する場合のタイミングチャートの例を示す。
信号RSTとコモン電圧とを同じ値とすることにより、電源電圧の種類を減らすことがで
きる。
100に入力される信号Dataのことを、信号Data(i、k)と示す。
号RSTを出力した後、1群目乃至N群目のソース信号線112に、1群ずつ順番に信号
Dataを出力する。例えば、i行目の選択期間の期間T0において、信号線駆動回路1
2は、全ての群のソース信号線112に同時に信号RSTを出力する。信号RSTは、i
行目の画素100に入力される。
信号線112に信号Data(i、1)を出力し、2群目乃至N群目のソース信号線11
2への信号の出力を止める。すると、1群目のソース信号線112の電位は信号Data
(i、1)と等しい値になり、2群目乃至N群目のソース信号線112は浮遊状態になる
。よって、信号線駆動回路12が2群目乃至N群目のソース信号線112に信号Data
を出力するまでは、2群目乃至N群目のソース信号線112の電位は、信号RSTと等し
いままになる。
信号線112への信号の出力を止め、2群目のソース信号線112に信号Data(i、
2)を出力する。すると、1群目のソース信号線112は浮遊状態になり、2群目のソー
ス信号線112の電位は信号Data(i、2)と等しい値になり、3群目乃至N群目の
ソース信号線112は浮遊状態のままになる。よって、1群目のソース信号線112の電
位は、信号Data(i、1)と等しいままになる。また、3群目乃至N群目のソース信
号線112の電位は信号RSTと等しいままになる。以後、本実施の形態の表示装置は、
i行目の選択期間の期間TNまで同様の動作を繰り返す。
入力され、表示部10に画像が表示される。本実施の形態の表示装置では、画素100に
は、信号RSTが入力された後、信号Dataが入力される。したがって、本実施の形態
の表示装置では、画素100に、前の行の画素100に対応した信号Data等の不正な
信号が入力されることを防止することができる。つまり、画素100の表示素子に、不正
な電圧が印加されることを防止することができる。そのため、表示素子に不正な電圧が印
加されることによる影響が蓄積されることを防止することができるため、表示素子の階調
のずれを防止又は低減することができる。また、残像の低減、及び/又は表示品位の向上
などを図ることができる。
と等しいとよい。例えば、表示装置が3つの色要素(例えば赤、青、緑)を有する場合、
m本のソース信号線112を3つの群に割り振るとよい。
1つの群に信号Dataを出力する時間が、短くなってしまう。そのため、m本のソース
信号線112を割り振る群の数は、2以上、6以下であることが好ましい。より好ましく
は、2以上、4以下である。または、20以上、40以下であることが好ましい。より好
ましくは25以上、35以下である。
路12の構成を簡単にすることができる。ただし、N個の群の一部(例えば1群目、N群
目など)が有するソース信号線112の数は、その他の群が有するソース信号線112の
数よりも少なくてもよい。この場合でも、信号線駆動回路12の構成を簡単にすることが
できる。
する信号(例えば同期信号)を生成する回路を単純にすることができる。ただし、一部の
期間の長さは、その他の期間の長さと異なっていてもよい。例えば、期間T1乃至TNの
中の2つの期間のうち、後に配置される期間は、先に配置された期間よりも長くする。こ
うして、画素100に信号Dataが入力される期間を長くすることができるため、表示
品位向上を図ることができる。
各期間の長さを制御する信号(例えば同期信号)を生成する回路を単純にすることができ
る。ただし、期間T0は、期間T1乃至TNのいずれか一よりも長くしてもよい。こうし
て、表示素子に不正な信号が入力されることをさらに抑制することができる。あるいは、
期間T0は、期間T1乃至TNのいずれか一よりも短くしてもよい。こうして、選択期間
を短くすることができる。
値よりも小さくなるように、信号RSTの値を設定するとよい。特に、信号RSTの電位
は、コモン電極と同じ電位であることが好ましい。こうして、電源電圧の種類を少なくす
ることができる。ただし、ソース信号線112におけるスイッチングノイズ等を考慮して
、信号RSTの電位をコモン電極と異なる電位としてもよい。例えば、信号線駆動回路1
2がNチャネル型トランジスタを用いて信号RSTをソース信号線112に出力するタイ
ミングを制御するとする。この場合、Nチャネル型トランジスタがオンになり、信号RS
Tがソース信号線112に出力された後、Nチャネル型トランジスタがオフになるときに
、ソース信号線112の電位は信号RSTよりも下がってしまう。このソース信号線11
2の電位の低下を考慮して、信号RSTの電位をコモン電極の電位よりも高くしてもよい
。なお、同様の理由で、信号線駆動回路12がPチャネル型トランジスタを用いて信号R
STをソース信号線112に出力するタイミングを制御する場合、信号RSTの電位をコ
モン電極の電位よりも低くしてもよい。
に信号Data(i、k)を出力すると説明した。この説明は、k群目のソース信号線1
12が2本以上である場合、信号線駆動回路12がk群目のソース信号線112のすべて
に同じ信号を出力するという意味ではないことを付記する。k群目のソース信号線112
が2本以上である場合、信号線駆動回路12は、k群目のソース信号線112と電気的に
接続される画素100の階調に応じて、k群目のソース信号線112に異なる信号を出力
することができるし、同じ信号を出力することができる。
の選択期間の開始時刻とに、一定の期間が設けられる場合、信号線駆動回路12は、選択
期間の開始時刻よりも前、且つ前の行の選択期間の終了時刻よりも後に、信号RSTの出
力を開始してもよい。こうして、信号線駆動回路12が1つの群のソース信号線112に
信号Dataを出力する時間を長くすることができる。あるいは、タイミングのずれ等に
より、画素100に信号RSTが入力される前に、不正な信号(例えば前の行に対応した
信号Data)が入力されることを防止することができる。
本実施の形態では、実施の形態1とは異なる表示装置の駆動方法について説明する。本実
施の形態では、実施の形態1と異なるところのみを説明し、実施の形態1と共通するとこ
ろはその説明を省略する。
る一つの群のソース信号線112に信号Dataを出力し、且つ他の群のソース信号線1
12に信号RSTを出力するところが、実施の形態1の表示装置の駆動方法と異なる。
示す。各選択期間は、期間T1乃至TNという複数の期間に分割される。図6に示すタイ
ミングチャートでは、各選択期間において、まず信号線駆動回路12は、1群目のソース
信号線112に信号Dataを出力し、且つ2群目乃至N群目のソース信号線112に信
号RSTを出力する。その後、信号線駆動回路12は、実施の形態1において説明した表
示装置の駆動方法と同様に、2群目乃至N群目のソース信号線112に1群ずつ順番に信
号Dataを出力する。
信号線112に信号Data(i、1)を出力し、且つ2群目乃至N群目のソース信号線
112に信号RSTを出力する。
信号線112への信号の出力を止め、2群目のソース信号線112に信号Data(i、
2)を出力し、3群目乃至N群目のソース信号線112への信号の出力を止める。すると
、1群目のソース信号線112は浮遊状態になる。よって、1群目のソース信号線112
の電位は信号Data(i、1)と等しいままになる。そして、3群目乃至N群目のソー
ス信号線112は浮遊状態になる。よって、信号線駆動回路12が3群目乃至N群目のソ
ース信号線112に信号Dataを出力するまでは、3群目乃至N群目のソース信号線1
12の電位は信号RSTと等しいままになる。
信号線112への信号の出力を止め、3群目のソース信号線112に信号Data(i、
3)を出力する。すると、2群目のソース信号線112は浮遊状態になる。よって、2群
目のソース信号線112の電位は信号Data(i、2)と等しいままになる。このとき
、信号線駆動回路12は、1群目のソース信号線112及び4群目乃至N群目のソース信
号線112に信号を出力しないままになる。以後、本実施の形態の表示装置は、i行目の
選択期間の期間TNまで同様の動作を繰り返す。
入力され、表示部10に画像が表示される。本実施の形態の表示装置では、画素100に
は、信号RSTが入力された後、信号Dataが入力される。したがって、本実施の形態
の表示装置では、画素100に、前の行の画素100に対応した信号Data等の不正な
信号が入力されることを防止することができる。つまり、画素100の表示素子に、不正
な電圧が印加されることを防止することができる。そのため、表示素子に不正な電圧が印
加されることによる影響が蓄積されることを防止することができるため、表示素子の階調
のずれを防止又は低減することができる。また、残像の低減、及び/又は表示品位の向上
などを図ることができる。
よって、期間T1乃至TNのそれぞれの時間を長くすることができる。つまり、信号線駆
動回路12が1つの群のソース信号線112に信号を出力する時間を長くすることができ
るため、表示部を大きくすることができ、表示品位の向上を図ることができる。あるいは
、選択期間を短くすることができるため、表示部10に配列する画素の数を多くすること
ができる。
本実施の形態では、開示する発明の一態様である表示装置が有する信号線駆動回路の具体
例及びその駆動方法について説明する。
。
回路200は、m個のスイッチ201(スイッチ201_1乃至スイッチ201_mと示
す)を有する。m個のスイッチ201は、N個の群に分割される。そして、各群は、M(
Mは自然数)個のスイッチ201を有する。デマルチプレクサ回路200は、M本の映像
信号線211(映像信号線211_1乃至映像信号線211_Mと示す)と、m本のソー
ス信号線112とに電気的に接続される。そして、スイッチ201は、映像信号線211
とソース信号線112との間に電気的に接続される。例えば、j個目のスイッチ201は
、M本目の映像信号線211のいずれか一と、j本目のソース信号線112との間に電気
的に接続される。なお、映像信号線211は、映像信号を伝達するための配線であり、配
線、信号線又はビデオ信号線ともいう。
のソース信号線に分配する機能を有する回路であり、駆動回路、セレクタ回路、SSD回
路又は信号線駆動回路ともいう。映像信号を分配するタイミングの制御は、スイッチ20
1の導通状態を制御することにより行われる。スイッチ201がオンになると、映像信号
線211とソース信号線112とは導通状態になる。よって、映像信号がソース信号線1
12に出力される。一方で、スイッチ201がオフになると、映像信号線211とソース
信号線112とは非導通状態になる。よって、映像信号はソース信号線112に出力され
ない。
る。図8は、実施の形態1において説明した表示装置の駆動方法を実現するためのタイミ
ングチャートの例を示す。
の群のソース信号線112に同時に出力される。その後、1群目乃至N群目のスイッチ2
01が1群ずつ順番にオンになり、1群目乃至N群目のソース信号線112に、1群ずつ
順番に信号Dataが出力される。例えば、i行目の選択期間の期間T0において、全て
の群のスイッチ201が同時にオンになる。期間T0では、映像信号線211には信号R
STが入力される。よって、信号RSTが全ての群のソース信号線112に同時に出力さ
れる。
なり、2群目乃至N群目のスイッチ201はオフになる。期間T1では、映像信号線21
1には信号Data(i、1)が入力される。よって、信号Data(i、1)は、1群
目のソース信号線112に出力される。
2群目のスイッチ201はオンになり、3群目乃至N群目のスイッチ201はオフのまま
になる。期間T2では、映像信号線211には信号Data(i、2)が入力される。よ
って、信号Data(i、2)は、2群目の映像信号線211に出力される。以後、デマ
ルチプレクサ回路200は、期間T1及び期間T2と同様な動作を期間TNまで繰り返す
。
入力され、表示部10に画像が表示される。本実施の形態の表示装置では、画素100に
は、信号RSTが入力された後、信号Dataが入力される。したがって、本実施の形態
の表示装置では、画素100に、前の行の画素100に対応した信号Data等の不正な
信号が入力されることを防止することができる。つまり、画素100の表示素子に、不正
な電圧が印加されることを防止することができる。そのため、表示素子に不正な電圧が印
加されることによる影響が蓄積されることを防止することができるため、表示素子の階調
のずれを防止又は低減することができる。また、残像の低減、及び/又は表示品位の向上
などを図ることができる。
1としては、非晶質シリコン、微結晶シリコン又は酸化物半導体等を有するトランジスタ
を用いることができる。このようなトランジスタによりスイッチ201を構成することに
よって、製造コストの削減、表示装置の大型化、歩留まりの向上又は信頼性の向上などを
図ることができる。
等を有するトランジスタによって構成する場合、信号線駆動回路と表示部とは同じ基板に
形成されることが好ましい。こうして、外部回路と表示部が形成される基板との接続点数
を削減することができる。よって、歩留まりの向上、信頼性の向上又はコストの削減など
を図ることができる。
。この場合、スイッチ201の導通状態は、デコーダ回路によって制御されるとよい。
本実施の形態では、実施の形態3とは異なる信号線駆動回路の具体例及びその駆動方法に
ついて説明する。本実施の形態では、実施の形態3と異なるところのみを説明し、実施の
形態3と共通するところはその説明を省略する。
。
ッチ202_mと示す)を有するところが、実施の形態3で説明した信号線駆動回路とは
異なる。スイッチ201と同様に、m個のスイッチ202は、N個の群に分割され、各群
は、M個のスイッチ202を有する。スイッチ202は、電源線212とソース信号線1
12との間に電気的に接続される。例えば、j個目のスイッチ202は、電源線212と
、j本目のソース信号線112との間に電気的に接続される。なお、電源線212は、信
号RSTを伝達するための配線であり、配線又は信号線ともいう。
説明する。図10は、実施の形態1において説明した表示装置の駆動方法を実現するため
のタイミングチャートの例を示す。
2がオンになり、信号RSTが全ての群のソース信号線112に同時に出力される。その
後、全ての群のスイッチ202がオフになり、1群目乃至N群目のスイッチ201が1群
ずつ順番にオンになり、1群目乃至N群目のソース信号線112に、1群ずつ順番に信号
Dataが出力される。例えば、i行目の選択期間の期間T0において、全ての群のスイ
ッチ201がオフになり、全ての群のスイッチ202がオンになる。よって、信号RST
が全ての群のソース信号線112に同時に出力される。
、1群目のスイッチ201はオンになり、2群目乃至N群目のスイッチ201はオフにな
る。よって、信号Data(i、1)は、1群目のソース信号線112に出力される。
になり、1群目のスイッチ201はオフになり、2群目のスイッチ201はオンになり、
3群目乃至N群目のスイッチ201はオフのままになる。よって、信号Data(i、2
)は、2群目の映像信号線211に出力される。以後、デマルチプレクサ回路200は、
期間T1及び期間T2における動作と同様な動作を期間TNまで繰り返す。
入力され、表示部10に画像が表示される。本実施の形態の表示装置では、画素100に
は、信号RSTが入力された後、信号Dataが入力される。したがって、本実施の形態
の表示装置では、画素100に、前の行の画素100に対応した信号Data等の不正な
信号が入力されることを防止することができる。つまり、画素100の表示素子に、不正
な電圧が印加されることを防止することができる。そのため、表示素子に不正な電圧が印
加されることによる影響が蓄積されることを防止することができるため、表示素子の階調
のずれを防止又は低減することができる。また、残像の低減、及び/又は表示品位の向上
などを図ることができる。
本実施の形態では、実施の形態3及び実施の形態4とは異なる信号線駆動回路の具体例及
びその駆動方法について説明する。本実施の形態では、実施の形態4と異なるところのみ
を説明し、実施の形態4と共通するところはその説明を省略する。
る。
の形態4において説明した信号線駆動回路と異なる。
説明する。図12は、実施の形態2において説明した表示装置の駆動方法を実現するため
のタイミングチャートの例を示す。
イッチ201がオフになり、2群目乃至N群目のスイッチ202がオンになる。すると、
1群目のソース信号線112に信号Dataが出力され、2群目乃至N群目のソース信号
線112に信号RSTが出力される。その後、1群目のスイッチ201がオフになり、且
つ2群目乃至N群目のスイッチ201が1群ずつ順番にオンになり、2群目乃至N群目の
スイッチ202がオフになる。すると、2群目乃至N群目のソース信号線112に、1群
ずつ順番に信号Dataが出力される。例えば、i行目の選択期間の期間T1において、
1群目のスイッチ201がオンになり、且つ2群目乃至N群目のスイッチ201がオフに
なり、2群目乃至N群目のスイッチ202がオンになる。よって、1群目のソース信号線
112に信号Data(i、1)が出力され、2群目乃至N群目のソース信号線112に
信号RSTが出力される。
2群目のスイッチ201がオンになり、3群目乃至N群目のスイッチ201がオフのまま
になり、2群目乃至N群目のスイッチ202がオフになる。よって、映像信号線211の
信号Data(i、2)は、2群目のソース信号線112に出力される。
なり、2群目のスイッチ201がオフになり、3群目のスイッチ201がオンになり、4
群目乃至N群目のスイッチ201がオフのままになり、2群目乃至N群目のスイッチ20
2がオフのままになる。よって、映像信号線211の信号Data(i、3)は、3群目
のソース信号線112に出力される。以後、デマルチプレクサ回路200は、期間T2及
び期間T3と同様な動作を期間TNまで繰り返す。
入力され、表示部10に画像が表示される。本実施の形態の表示装置では、画素100に
は、信号RSTが入力された後、信号Dataが入力される。したがって、本実施の形態
の表示装置では、画素100に、前の行の画素100に対応した信号Data等の不正な
信号が入力されることを防止することができる。つまり、画素100の表示素子に、不正
な電圧が印加されることを防止することができる。そのため、表示素子に不正な電圧が印
加されることによる影響が蓄積されることを防止することができるため、表示素子の階調
のずれを防止又は低減することができる。また、残像の低減、及び/又は表示品位の向上
などを図ることができる。
本実施の形態では、実施の形態3乃至実施の形態5において説明した信号線駆動回路が有
するスイッチとして、トランジスタを用いた場合の例を説明する。
合の例を示す。図13では、スイッチ201として、トランジスタ201Aが用いられる
。トランジスタ201Aの第1の端子(ソースとドレインとの一方)は、映像信号線21
1と電気的に接続される。トランジスタ201Aの第2の端子(ソースとドレインとの他
方)は、ソース信号線112と電気的に接続される。トランジスタ201Aのゲートは、
配線213と電気的に接続される。具体的には、k群目のトランジスタ201Aの第1の
端子(ソースとドレインとの一方)は、映像信号線211_1乃至映像信号線211_M
のいずれか一と電気的に接続される。k群目のトランジスタ201Aの第2の端子(ソー
スとドレインとの他方)は、映像信号線211_kと電気的に接続される。k群目のトラ
ンジスタ201Aのゲートは、k本目の配線213(配線213_kと示す)と電気的に
接続される。
あることも可能である。Nチャネル型のトランジスタは、ゲートとソースとの間の電位差
(Vgsともいう)が閾値電圧を上回ったときにオンになるとする。Pチャネル型のトラ
ンジスタは、Vgsが閾値電圧を下回ったときにオンになるとする。
の例を示す。図14に示すタイミングチャートでは、トランジスタがNチャネル型である
場合の例を示す。各群のスイッチ201がオンになる期間では、その群のトランジスタ2
01Aのゲートと電気的に接続される配線213に、H信号が入力される。そして、各群
のスイッチ201がオフになる期間では、その群のトランジスタ201Aのゲートと電気
的に接続される配線213に、L信号が入力される。例えば、期間Tkでは、k群目のス
イッチ201がオンになり、1群目乃至k−1群目のスイッチ201及びk+1群目乃至
N群目のスイッチ201がオフになる。よって、k本目の配線213にはH信号が入力さ
れ、1本目乃至k−1本目の配線213及びk+1本目及びN本目の配線213にはL信
号が入力される。
いる場合の回路図の例を示す。図15では、スイッチ202として、トランジスタ202
Aが用いられる。トランジスタ202Aの第1の端子は、電源線212と電気的に接続さ
れる。トランジスタ202Aの第2の端子は、ソース信号線112と電気的に接続される
。トランジスタ202Aのゲートは、配線214と電気的に接続される。具体的には、j
個目のトランジスタ202Aの第1の端子は、j本目の電源線212と電気的に接続され
る。j個目のトランジスタ202Aの第2の端子は、ソース信号線112と電気的に接続
される。j個目のトランジスタ202Aのゲートは、配線214と電気的に接続される。
の構成は、図15に示す信号線駆動回路において、1群目のトランジスタ202Aを省略
した構成と同様である。
の例を示す。図16に示すタイミングチャートでは、トランジスタがNチャネル型である
場合の例を示す。スイッチ202がオンになる期間(例えば期間T0)では、配線214
には、H信号が入力される。スイッチ202がオフになる期間(例えば期間T1乃至TN
)では、配線214には、L信号が入力される。
互いに等しいとよい。あるいは、各群のトランジスタ201AのW/L比は、互いに等し
いとよい。こうして、ソース信号線112に生じるスイッチングノイズを等しくすること
ができるので、表示品位の向上を図ることができる。
いとよい。こうして、ソース信号線112の電位が信号RSTと等しい値に到達するまで
の時間を短くすることができる。したがって、画素100が有する表示素子に不正な電圧
が印加される時間を短くすることができるので、表示品位の向上を図ることができる。
、画素100が有するトランジスタのW/L比よりも大きいとよい。
とよい。こうして、配線213及び配線214に信号を供給するための回路において、電
源電圧の数を減らすことができる。ただし、配線214の信号の振幅電圧を、配線213
の信号の振幅電圧よりも小さくしてもよい。
ずつ順番に信号Dataを出力する場合、配線213にはシフトレジスタ回路が電気的に
接続されるとよい。一方で、本実施の形態の信号線駆動回路が1群目乃至N群目のソース
信号線112に、任意の順番で信号Dataを出力する場合、配線213にはデコーダ回
路が電気的に接続されるとよい。
れらの回路は、信号線駆動回路及び表示部と同じ基板に形成されてもよい。こうして、外
部回路と表示部が形成される基板との接続点数を削減することができる。よって、歩留ま
りの向上、信頼性の向上又はコストの削減などを図ることができる。ただし、シフトレジ
スタ回路又はデコーダ回路等の回路は、信号線駆動回路及び表示部と異なる基板に形成さ
れてもよい。こうして、シフトレジスタ回路又はデコーダ回路等の回路を、単結晶シリコ
ンを有するトランジスタを用いて構成することができるので、消費電力の削減を図ること
ができる。
ャートの電位を反転させるとよい。
構成される場合、信号線駆動回路のことを半導体装置と呼んでもよい。
本実施の形態では、開示する発明の一態様である表示装置が有する画素の具体例及びその
駆動方法について説明する。
子5452及び表示素子5453を有する。表示素子5453は、画素電極5455とコ
モン電極5454とに挟持されている。トランジスタ5451の第1の端子は、ソース信
号線5461と電気的に接続される。トランジスタ5451の第2の端子は、容量素子5
452の一方の電極及び画素電極5455と電気的に接続される。トランジスタ5451
のゲートは、ゲート信号線5462と電気的に接続される。容量素子5452の他方の電
極は、配線5463と電気的に接続される。
5462は、図1に示すゲート信号線111に対応する。
入力タイミングを制御する機能を有するトランジスタであり、選択用トランジスタ又はス
イッチングトランジスタともいう。容量素子5452は、画素5450に入力される映像
信号に応じた電圧又は電荷を保持する機能を有する容量素子であり、保持容量ともいう。
その駆動方式としては、マイクロカプセル型電気泳動方式、マイクロカップ型電気泳動方
式、水平移動型電気泳動方式、垂直移動型電気泳動方式、ツイストボール方式、粉体移動
方式、電子粉流体方式、コレステリック液晶素子、カイラルネマチック液晶、反強誘電性
液晶、高分子分散型液晶、帯電トナー、エレクトロウェッティング方式、エレクトロクロ
ミズム方式、エレクトロデポジション方式などがある。
気泳動方式、マイクロカップ型電気泳動方式、水平移動型電気泳動方式又は垂直移動型電
気泳動方式等の電気泳動方式が用いられる場合、表示装置のことを電気泳動表示装置と呼
んでもよい。また、表示素子5453又は表示素子5453の駆動方式として、コレステ
リック液晶素子、カイラルネマチック液晶、反強誘電性液晶又は高分子分散型液晶等の液
晶が用いられる場合、表示装置のことを液晶表示装置と呼んでもよい。
ン電極5454と画素電極5455との間に、複数のマイクロカプセル5480が配置さ
れる。複数のマイクロカプセル5480は、樹脂5481により固定される。樹脂548
1は、バインダとしての機能を有する。樹脂5481は、透光性を有するとよい。ただし
、コモン電極5454と画素電極5455とマイクロカプセル5480とによって形成さ
れる空間には、空気又は不活性ガスなどの気体が充填されることが可能である。このよう
な場合、コモン電極5454と画素電極5455との一方又は両方に、粘着剤又は接着剤
等含む層を形成して、マイクロカプセル5480を固定するとよい。膜5482内には、
顔料により構成される少なくとも2種類の粒子が含まれている。2種類の粒子は互いに異
なる色であることが好ましい。例えば、黒色の顔料により構成される粒子5484と、白
色の顔料により構成される粒子5485がマイクロカプセルに含まれる。
素の断面図を示す。ツイストボール方式は、表示素子の回転により、反射率を変化させ、
階調を制御するものである。図17(B)との違いは、コモン電極5454と画素電極5
455との間に、ツイストボール5486が配置されているところである。ツイストボー
ル5486は、粒子5487と、粒子5487の周りに形成されるキャビティ5488と
により構成される。粒子5487は、半球面をそれぞれある色と該ある色とは異なる色と
に塗り分けた球状粒子である。ここでは、粒子5487は、半球面をそれぞれ白色と黒色
とに塗り分けられているとする。なお、2つの半球面には電荷密度差が設けられている。
そのため、コモン電極5454と画素電極5455との間に電位差を生じさせることによ
り、粒子5487を電界方向に応じて回転させることができる。キャビティ5488は、
液体で満たされている。該液体は、液体5483と同様なものを用いることができる。た
だし、ツイストボール5486は、図18(A)に示す構造に限定されない。例えば、ツ
イストボール5486の構造は、円柱又は楕円などとすることが可能である。
いる場合の画素の断面図を示す。マイクロカップアレイは、UV硬化樹脂等からなり複数
の凹部を有するマイクロカップ5491に、誘電性溶媒5492に分散させた帯電色素粒
子5493を充填し、封止層5494で封止することにより作製できる。封止層5494
と画素電極5455との間には、粘着層5495を形成するとよい。誘電性溶媒5492
としては、無着色溶媒を用いることが可能であるし、赤や青などの着色溶媒を用いるも可
能である。ここでは、帯電色素粒子を1種類有する場合を図示したが、帯電色素粒子を2
種類以上有していてもよい。マイクロカップはセルを区切る壁構造を有するため、衝撃や
圧力にも十分な耐久性がある。または、マイクロカップの内容物は密閉されているため、
環境変化の影響を低減することができる。
画素の断面図を示す。ここで用いる粉流体は流動性を示し、流体と粒子の特性を兼ね備え
た物質である。この方式では、隔壁5501でセルを区切り、セル内に粉流体5502及
び粉流体5503を配置する。粉流体5502及び粉流体5503として、白色粒子と黒
色粒子とを用いるとよい。ただし、粉流体5502及び粉流体5503の種類は、これに
限定されない。例えば、粉流体5502及び粉流体5503としては、白及び黒以外の2
色の有色粒子を用いることが可能である。別の例として、粉流体5502と粉流体550
3との一方を省略することが可能である。
御は、表示素子5453に電圧を印加し、表示素子5453に電界を発生させることによ
り行われる。表示素子5453に印加される電圧の制御は、コモン電極5454の電位及
び画素電極5455の電位を制御することにより行われる。具体的には、コモン電極54
54の電位の制御は、コモン電極5454に供給する電圧を制御することにより行われる
。画素電極5455の電位の制御は、ソース信号線5461に入力される信号を制御する
ことにより行われる。なお、ソース信号線5461に入力される信号は、トランジスタ5
451がオンになることにより、画素電極5455に供給される。
び表示素子5453に電界をかける時間などの中の1つ以上を制御することにより、表示
素子5453の階調を制御することができる。なお、コモン電極5454と画素電極54
55との間に、電位差を生じさせないことにより、表示素子5453の階調を保持するこ
とができる。
、表示素子5453に電圧を印加する時間により、表示素子5453の階調を制御する場
合のタイミングチャートの例を示す。
素に映像信号を入力し、各画素の表示素子5453の階調を制御する期間であり、書き換
え期間又はアドレス期間ともいう。また、期間Taは、複数の期間Tを有する。各期間T
では、画素が走査され、各画素に映像信号が入力される。期間Tbは、期間Taにおける
表示素子5453の階調を保持する期間であり、保持期間ともいう。
であり、コモン電圧ともいう。
のとする。映像信号の3つの電位は、コモン電極5454の電位よりも高い電位(電位V
Hと示す)と、コモン電極5454と等しい電位(電位V0と示す)と、コモン電極54
54の電位よりも低い電位(電位VLと示す)である。つまり、ソース信号線5461に
は、電位VHと電位V0と電位VLとが選択的に与えられる。
御することにより、表示素子5453に印加される電圧を制御することができる。例えば
、画素電極5455に電位VHが与えられる場合は、コモン電極5454と画素電極54
55との電位差はVH−V0となるため、表示素子5453には正の電圧が印加される。
画素電極5455に電位V0が与えられる場合は、コモン電極5454と画素電極545
5との電位差はゼロとなるため、表示素子5453には電圧ゼロが印加される。画素電極
5455に電位VLが与えられる場合は、コモン電極5454と画素電極5455との電
位差はVL−V0となるため、表示素子5453には負の電圧が印加される。以上のよう
に、期間Taでは、各期間Tにおいて表示素子5453に印加する電圧を制御することに
より、表示素子5453に正の電圧(VH−V0)と負の電圧(VL−V0)と電圧ゼロ
とを様々な順番で印加することができる。したがって、各画素において、少ない種類の映
像信号によって、表示素子5453の階調を細かく制御することができる。
の映像信号が入力される。つまり、各画素の画素電極5455には、電位V0が与えられ
、各画素の表示素子5453には電圧ゼロが印加される。
のため、期間Tbでは、画素は、期間Taの最後の期間Tにおいて入力された映像信号を
保持し続けることになる。上述したように、期間Taの最後の期間Tにおいて、各画素に
は、コモン電極5454の電位と等しい値の映像信号が入力される。そのため、期間Tb
において、各画素の表示素子5453には電圧ゼロが印加され続ける。したがって、各画
素において、表示素子5453の階調は維持され続けるため、表示部に表示される画像を
保持し続けることができる。
、黒(第1の階調ともいう)に近づくものとする。また、表示素子5453に負の電圧が
印加されると、表示素子5453の階調は、白(第2の階調ともいう)に近づくものとす
る。
素電極5455に与えられる時間を長くするとよい。あるいは、複数の期間Tのうち、電
位VHが画素電極5455に与えられる回数を多くするとよい。あるいは、期間Taのう
ち、電位VHが画素電極5455に与えられる時間から電位VLが画素電極5455に与
えられる時間を引いた時間を長くするとよい。あるいは、複数の期間Tのうち、電位VH
が画素電極5455に与えられる回数から電位VLが画素電極5455に与えられる回数
を引いた回数を多くするとよい。
素電極5455に与えられる時間を長くするとよい。あるいは、複数の期間Tのうち、電
位VLが画素電極5455に与えられる回数を多くするとよい。あるいは、期間Taのう
ち、電位VLが画素電極5455に与えられる時間から電位VHが画素電極5455に与
えられる時間を引いた時間を長くするとよい。あるいは、複数の期間Tのうち、電位VL
が画素電極5455に与えられる回数から電位VHが画素電極5455に与えられる回数
を引いた回数を多くするとよい。
位VL)の組み合わせは、表示素子5453が次に表示する階調だけでなく、表示素子5
453が既に表示している階調に依存してもよい。あるいは、次に表示素子5453が表
示する階調が同じ場合でも、既に表示素子5453が表示している階調が異なると、画素
電極5455に与えられる電位の組み合わせが異なることがある。
電位VHが画素電極5455に与えられる時間が長いほど、又は電位VHが画素電極54
55に与えられる時間から電位VLが画素電極5455に与えられる時間を引いた時間が
長いほど、又は複数の期間Tのうち、電位VHが画素電極5455に与えられる回数が多
いほど、又は複数の期間Tのち、電位VHが画素電極5455に与えられる回数から電位
VLが画素電極5455に与えられる回数を引いた値が多いほど、期間Taのうち、電位
VLが画素電極5455に与えられる時間を長くするとよい。あるいは、複数の期間Tの
うち、電位VLが画素電極5455に与えられる回数を多くするとよい。あるいは、期間
Taのうち、電位VLが画素電極5455に与えられる時間から電位VHが画素電極54
55に与えられる時間を引いた時間を長くするとよい。あるいは、複数の期間Tのうち、
電位VLが画素電極5455に与えられる回数から電位VHが画素電極5455に与えら
れる回数を引いた回数を、多くするとよい。以上のことにより、残像の低減を図ることが
できる。
、電位VLが画素電極5455に与えられる時間が長いほど、又は電位VLが画素電極5
455に与えられる時間から電位VHが画素電極5455に与えられる時間を引いた時間
が長いほど、又は複数の期間Tのうち、電位VLが画素電極5455に与えられる回数が
多いほど、又は複数の期間Tのち、電位VLが画素電極5455に与えられる回数から電
位VHが画素電極5455に与えられる回数を引いた値が多いほど、期間Taのうち、電
位VHが画素電極5455に与えられる時間を長くするとよい。あるいは、複数の期間T
のうち、電位VHが画素電極5455に与えられる回数を多くするとよい。あるいは、期
間Taのうち、電位VHが画素電極5455に与えられる時間から電位VLが画素電極5
455に与えられる時間を引いた時間を長くするとよい。あるいは、複数の期間Tのうち
、電位VHが画素電極5455に与えられる回数から電位VLが画素電極5455に与え
られる回数を引いた回数を、多くするとよい。以上のことにより、残像の低減を図ること
ができる。
成を単純にすることができる。ただし、複数の期間Tのうちの少なくとも2つは、互いに
異なる長さであってもよい。特に、複数の期間Tの長さに重み付けを行うとよい。例えば
、期間Tの数が4つである場合、1番目の期間Tの長さを時間hとすると、2番目の期間
Tの長さを時間h×2とする。3番目の期間Tの長さを時間h×4とする。4番目の期間
Tの長さを時間h×8とする。このように、複数の期間Tの長さに重み付けを行うことに
より、画素5450を選択する回数を減らすことができ、且つ表示素子5453に電圧を
印加する時間を細かく制御することができる。よって、消費電力の削減を図ることができ
る。
、画素電極5455にも、電位VHと電位VLとを選択的に与えることが好ましい。例え
ば、コモン電極5454に電位VHが与えられる場合、画素電極5455に電位VHが与
えられると、表示素子5453には電圧ゼロが印加される。画素電極5455に電位VL
が与えられると、表示素子5453には負の電圧が印加される。一方で、コモン電極54
54に電位VLが与えられる場合、画素電極5455に電位VHが与えられると、表示素
子5453には正の電圧が印加される。画素電極5455に電位VLが与えられると、表
示素子5453には電圧ゼロが印加される。このようにして、ソース信号線5461に入
力される信号を2値(デジタル信号)とすることができる。そのため、ソース信号線54
61に信号を出力する回路を簡単にすることができる。
号線5462には、信号を入力しなくてもよい。つまり、ソース信号線5461及びゲー
ト信号線5462を浮遊状態にしてもよい。なお、期間Tb又は期間Tbの一部において
、配線5463には、信号を入力しなくてもよい。つまり、配線5463を浮遊状態にし
てもよい。なお、期間Tb又は期間Tbの一部において、コモン電極5454には、電圧
を供給しなくてもよい。つまり、コモン電極5454を浮遊状態にしてもよい。ただし、
期間Tb又は期間Tbの一部において、ソース信号線5461には、電位V0を与えても
よい。こうして、各画素において、トランジスタ5451のドレインとソースとの間の電
位差を0[V]にすることができるため、画素電極5455の電位の変動を緩和すること
ができる。
本実施の形態では、開示する発明の一態様である表示装置に用いることができるトランジ
スタの例について説明する。
ガ型トランジスタともいう)の一つである。
ゲート絶縁層1202、半導体層1203、ソース電極層1205a、及びドレイン電極
層1205bを含む。また、トランジスタ1210を覆い、半導体層1203に積層する
絶縁層1207が設けられている。絶縁層1207上にはさらに保護絶縁層1209が形
成されている。
いう)と呼ばれるボトムゲート構造のトランジスタ(逆スタガ型トランジスタともいう)
の一つである。
ゲート絶縁層1202、半導体層1203、半導体層1203のチャネル形成領域上に設
けられたチャネル保護層として機能する絶縁層1227、ソース電極層1205a、及び
ドレイン電極層1205bを含む。また、トランジスタ1220を覆い、保護絶縁層12
09が形成されている。
面を有する基板である基板1200上に、ゲート電極層1201、ゲート絶縁層1202
、ソース電極層1205a、ドレイン電極層1205b、及び半導体層1203を含む。
また、トランジスタ1230を覆い、半導体層1203に接する絶縁層1207が設けら
れている。絶縁層1207上にはさらに保護絶縁層1209が形成されている。
層1201上に接して設けられ、ゲート絶縁層1202上にソース電極層1205a、ド
レイン電極層1205bが接して設けられている。そして、ゲート絶縁層1202、及び
ソース電極層1205a、ドレイン電極層1205b上に半導体層1203が設けられて
いる。
ある。トランジスタ1240は、絶縁表面を有する基板1200上に、絶縁層1247、
半導体層1203、ソース電極層1205a、及びドレイン電極層1205b、ゲート絶
縁層1202、ゲート電極層1201を含み、ソース電極層1205a、ドレイン電極層
1205bにそれぞれ配線層1246a、配線層1246bが接して設けられ電気的に接
続している。
物や、三元系金属酸化物であるIn−Ga−Zn−O系金属酸化物、In−Sn−Zn−
O系金属酸化物、In−Al−Zn−O系金属酸化物、Sn−Ga−Zn−O系金属酸化
物、Al−Ga−Zn−O系金属酸化物、Sn−Al−Zn−O系金属酸化物や、二元系
金属酸化物であるIn−Zn−O系金属酸化物、Sn−Zn−O系金属酸化物、Al−Z
n−O系金属酸化物、Zn−Mg−O系金属酸化物、Sn−Mg−O系金属酸化物、In
−Mg−O系金属酸化物や、In−O系金属酸化物、Sn−O系金属酸化物、Zn−O系
金属酸化物などを用いることができる。また、上記金属酸化物の半導体にSiO2を含ん
でもよい。ここで、例えば、In−Ga−Zn−O系金属酸化物とは、少なくともInと
GaとZnを含む酸化物であり、その組成比に特に制限はない。また、InとGaとZn
以外の元素を含んでもよい。
い)で表記される薄膜を用いることができる。ここで、Mは、Ga、Al、MnおよびC
oから選ばれた一または複数の金属元素を示す。例えばMとして、Ga、Ga及びAl、
Ga及びMn、またはGa及びCoなどがある。また、本明細書でいうIn−Ga−Zn
−Oで表記される酸化物半導体材料は、InGaO3(ZnO)m(m>0、且つmは自
然数でない)であり、mが自然数でないことは、ICP−MS分析や、RBS分析を用い
て確認することができる。
から除去し、酸化物半導体の主成分以外の不純物が極力含まれないように高純度化するこ
とにより真性(i型)とし、又は実質的に真性型としたものである。すなわち、不純物を
添加してi型化するのでなく、水素や水等の不純物を極力除去したことにより、高純度化
されたi型(真性半導体)又はそれに近づけたものである。加えて、酸化物半導体は、2
.0eV以上、好ましくは2.5eV以上、より好ましくは3.0eV以上のバンドギャ
ップを有する。そのため、酸化物半導体は、熱励起に起因するキャリアの発生を抑制する
ことができる。その結果、酸化物半導体によってチャネル形成領域が構成されたトランジ
スタの動作温度の上昇に伴うオフ電流の増加を低減することができる。
リア濃度は1×1014/cm3未満、好ましくは1×1012/cm3未満、さらに好
ましくは1×1011/cm3未満である。
ることができる。具体的には、上述の酸化物半導体を半導体層に用いたトランジスタは、
チャネル幅1μmあたりのオフ電流を10aA/μm(1×10−17A/μm)以下に
すること、さらには1aA/μm(1×10−18A/μm)以下、さらには10zA/
μm(1×10−20A/μm)にすることが可能である。つまりトランジスタの非導通
状態において、酸化物半導体は絶縁体とみなして回路設計を行うことができる。一方で、
酸化物半導体は、トランジスタの導通状態においては、非晶質シリコンで形成される半導
体層よりも高い電流供給能力を見込むことができる。
1240は、オフ状態における電流値(オフ電流値)を低くすることができる。よって、
トランジスタのオフ電流による画素電極の電位の変動を小さくすることができるため、リ
フレッシュレートを長くすることができる。そのため、消費電力の削減を図ることができ
る。あるいは、保持容量の省略又は縮小を図ることができるので、画素を小さくすること
ができる。よって、解像度の向上を図ることができる。
30、1240は、耐圧を大きくすることができる。メモリ性を有する表示素子は、一般
に駆動電圧が大きいことが知られている。そのため、画素又は信号線駆動回路を構成する
トランジスタには、大きい電圧が印加される。よって、メモリ性を有する表示素子により
画像を表示する表示装置において、酸化物半導体を用いたトランジスタは好適である。
くとも、後の加熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有していることが必要となる。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を用いることができる。
のものを用いると良い。また、ガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラス、ア
ルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス材料が用いられている
。なお、実用的な耐熱ガラスである、酸化ホウ素(B2O3)3より酸化バリウム(Ba
O)を多く含むガラス基板を用いてもよい。
縁体でなる基板を用いても良い。他にも、結晶化ガラスなどを用いることができる。また
、プラスチック基板等も適宜用いることができる。
絶縁膜を基板とゲート電極層の間に設けてもよい。下地膜は、基板からの不純物元素の拡
散を防止する機能があり、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、又は
酸化窒化シリコン膜から選ばれた一又は複数の膜による積層構造により形成することがで
きる。
、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料またはこれらを主成分とする
合金材料を用いて、単層でまたは積層して形成することができる。
ン層が積層された2層の積層構造、または銅層上にモリブデン層を積層した2層構造、ま
たは銅層上に窒化チタン層若しくは窒化タンタル層を積層した2層構造、窒化チタン層と
モリブデン層とを積層した2層構造とすることが好ましい。3層の積層構造としては、タ
ングステン層または窒化タングステン層と、アルミニウムとシリコンの合金層またはアル
ミニウムとチタンの合金層と、窒化チタン層またはチタン層とを積層した積層とすること
が好ましい。なお、透光性を有する導電膜を用いてゲート電極層を形成することもできる
。透光性を有する導電膜としては、透光性導電性酸化物等をその例に挙げることができる
。
コン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層、酸化アルミニウム
層、窒化アルミニウム層、酸化窒化アルミニウム層、窒化酸化アルミニウム層、又は酸化
ハフニウム層を単層で又は積層して形成することができる。
た構造とすることもできる。例えば、第1のゲート絶縁層としてスパッタリング法により
膜厚50nm以上200nm以下の窒化シリコン層(SiNy(y>0))を形成し、第
1のゲート絶縁層上に第2のゲート絶縁層として膜厚5nm以上300nm以下の酸化シ
リコン層(SiOx(x>0))を積層して、膜厚100nmのゲート絶縁層とする。ゲ
ート絶縁層1202の膜厚は、トランジスタに要求される特性によって適宜設定すればよ
く350nm乃至400nm程度でもよい。
Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、Wから選ばれた元素、または上述した元素を成分
とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜等を用いることができる。また、Al
、Cuなどの金属層の下側又は上側の一方または双方にCr、Ta、Ti、Mo、Wなど
の高融点金属層を積層させた構成としても良い。また、Si、Ti、Ta、W、Mo、C
r、Nd、Sc、YなどAl膜に生ずるヒロックやウィスカーの発生を防止する元素が添
加されているAl材料を用いることで耐熱性を向上させることが可能となる。
層1246bのような導電膜も、ソース電極層1205a、ドレイン電極層1205bと
同様な材料を用いることができる。
の積層構造としてもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、アルミニ
ウム膜上にチタン膜を積層する2層構造、Ti膜と、そのTi膜上に重ねてアルミニウム
膜を積層し、さらにその上にTi膜を成膜する3層構造などが挙げられる。
配線層を含む)となる導電膜を導電性の金属酸化物で形成しても良い。導電性の金属酸化
物としては酸化インジウム(In2O3)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)
、酸化インジウム酸化スズ合金(In2O3―SnO2、ITOと略記する)、酸化イン
ジウム酸化亜鉛合金(In2O3―ZnO)または前記金属酸化物材料にシリコン若しく
は酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
窒化絶縁膜などの無機絶縁膜を好適に用いることができる。
ン膜、酸化アルミニウム膜、または酸化窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いるこ
とができる。
窒化酸化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。
膜を形成してもよい。平坦化絶縁膜としては、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテ
ン、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機材料を用いることができる。また上
記有機材料の他に、低誘電率材料(low−k材料)、シロキサン系樹脂、PSG(リン
ガラス)、BPSG(リンボロンガラス)等を用いることができる。なお、これらの材料
で形成される絶縁膜を複数積層させることで、平坦化絶縁膜を形成してもよい。
リコン、又は多結晶シリコンを用いることができる。特に、非晶質シリコンを用いたトラ
ンジスタにより、開示する発明の一態様である表示装置又は表示装置が有する画素若しく
は信号線駆動回路などを構成することにより、表示装置を安価に製造することができる。
である。
本実施の形態では、上記実施の形態で示す表示装置において、タッチパネル機能を付加し
た表示装置の構成について、図20(A)、(B)を用いて説明する。
の形態の表示装置である表示パネル1501にタッチパネルユニット1502を重畳して
設け、筐体1503(ケース)にて合着させる構成について示している。タッチパネルユ
ニット1502は、抵抗膜方式、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等を適宜用い
ることができる。
々に作製し重畳することにより、タッチパネル機能を付加した表示装置の作製に係るコス
トの削減を図ることができる。
B)に示す。図20(B)に示す表示装置1504は、複数設けられる画素1505に光
センサ1506、表示素子1507(例えば電気泳動素子、液晶素子など)を有する。そ
のため、図20(A)とは異なり、タッチパネルユニット1502を重畳して作製する必
要がなく、表示装置の薄型化を図ることができる。なお、画素1505とともにゲート線
側駆動回路1508、信号線側駆動回路1509、光センサ用駆動回路1510を画素1
505と同じ基板上に作製することで、表示装置の小型化を図ることができる。なお光セ
ンサ1506は、アモルファスシリコン等で形成し、酸化物半導体を用いたトランジスタ
と重畳して形成する構成としてもよい。
を用いたトランジスタを用いることで、静止画の表示の際の、画像の保持特性を向上させ
ることができる。そしてリフレッシュレートを低減して静止画表示を行う際、階調が変化
することによる画質の劣化を小さくすることができる。
本実施の形態においては、上記実施の形態で説明した表示装置を具備する電子機器の例に
ついて説明する。
、操作キー9635、接続端子9636、記録媒体読込部9672、等を有する。図21
(A)に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出
して表示部に表示する機能、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能、
等を有することができる。なお、図21(A)に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに
限定されず、様々な機能を有することができる。
3、操作キー9635、接続端子9636、シャッターボタン9676、受像部9677
、等を有することができる。図21(B)に示すデジタルカメラは、静止画を撮影する機
能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機能、アンテナから
様々な情報を取得する機能、撮影した画像、又はアンテナから取得した情報を保存する機
能、撮影した画像、又はアンテナから取得した情報を表示部に表示する機能、等を有する
ことができる。なお、図21(B)に示すデジタルカメラが有する機能はこれに限定され
ず、様々な機能を有することができる。
、操作キー9635、接続端子9636、等を有することができる。図21(C)に示す
テレビ受像機は、テレビ用電波を処理して画像信号に変換する機能、画像信号を処理して
表示に適した信号に変換する機能、画像信号のフレーム周波数を変換する機能、等を有す
ることができる。なお、図21(C)に示すテレビ受像機が有する機能はこれに限定され
ず、様々な機能を有することができる。
ともいう)であり、筐体9630、表示部9631等を有することができる。図21(D
)に示すモニターは、ウインドウ型表示部9653が表示部9631にある例について示
している。なお説明のために表示部9631にウインドウ型表示部9653を示したが、
他のシンボル、例えばアイコン、画像等であってもよい。パーソナルコンピュータ用途の
モニターでは、入力時にのみ画像信号が書き換えられる場合が多く、上記実施の形態にお
ける表示装置の駆動方法を適用する際に好適である。なお、図21(D)に示すモニター
が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
、操作キー9635、接続端子9636、ポインティングデバイス9681、外部接続ポ
ート9680等を有することができる。図22(A)に示すコンピュータは、様々な情報
(静止画、動画、テキスト画像など)を表示部に表示する機能、様々なソフトウェア(プ
ログラム)によって処理を制御する機能、無線通信又は有線通信などの通信機能、通信機
能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、通信機能を用いて様々なデ
ータの送信又は受信を行う機能、等を有することができる。なお、図22(A)に示すコ
ンピュータが有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
3、操作キー9635、マイクロフォン9638等を有することができる。図22(B)
に示した携帯電話は、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示する機能、
カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報を操作又
は編集する機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、等を
有することができる。なお、図22(B)に示した携帯電話が有する機能はこれに限定さ
れず、様々な機能を有することができる。
示部9631、操作キー9632等を有することができる。図22(C)に示した電子ペ
ーパーは、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示する機能、カレンダー
、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報を操作又は編集する
機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、等を有すること
ができる。なお、図22(C)に示した電子ペーパーが有する機能はこれに限定されず、
様々な機能を有することができる。別の電子ペーパーの構成について図22(D)に示す
。図22(D)に示す電子ペーパーは、図22(C)の電子ペーパーに太陽電池9651
、及びバッテリー9652を付加した構成について示している。表示部9631として反
射型の表示装置を用いる場合、比較的明るい状況下での使用が予想され、太陽電池965
1による発電、及びバッテリー9652での充電を効率よく行うことができ、好適である
。なおバッテリー9652としては、リチウムイオン電池を用いると、小型化を図れる等
の利点がある。
ため、表示品位の向上を図ることができる。
である。
11 走査線駆動回路
12 信号線駆動回路
13 コントローラ
100 画素
111 ゲート信号線
112 ソース信号線
200 デマルチプレクサ回路
201 スイッチ
202 スイッチ
211 映像信号線
212 電源線
213 配線
214 配線
1200 基板
1201 ゲート電極層
1202 ゲート絶縁層
1203 半導体層
1207 絶縁層
1209 保護絶縁層
1210 トランジスタ
1220 トランジスタ
1227 絶縁層
1230 トランジスタ
1240 トランジスタ
1247 絶縁層
1501 表示パネル
1502 タッチパネルユニット
1503 筐体
1504 表示装置
1505 画素
1506 光センサ
1507 表示素子
1508 ゲート線側駆動回路
1509 信号線側駆動回路
1510 光センサ用駆動回路
201A トランジスタ
202A トランジスタ
5450 画素
5451 トランジスタ
5452 容量素子
5453 表示素子
5454 コモン電極
5455 画素電極
5461 ソース信号線
5462 ゲート信号線
5463 配線
5480 マイクロカプセル
5481 樹脂
5482 膜
5483 液体
5484 粒子
5485 粒子
5486 ツイストボール
5487 粒子
5488 キャビティ
5491 マイクロカップ
5492 誘電性溶媒
5493 帯電色素粒子
5494 封止層
5495 粘着層
5501 隔壁
5502 粉流体
5503 粉流体
9630 筐体
9631 表示部
9632 操作キー
9633 スピーカ
9635 操作キー
9636 接続端子
9638 マイクロフォン
9651 太陽電池
9652 バッテリー
9653 ウインドウ型表示部
9672 記録媒体読込部
9676 シャッターボタン
9677 受像部
9680 外部接続ポート
9681 ポインティングデバイス
1205a ソース電極層
1205b ドレイン電極層
1246a 配線層
1246b 配線層
Claims (3)
- 第1のスイッチと、第2のスイッチと、第3のスイッチと、第4のスイッチと、第5のスイッチと、を有し、
前記第1のスイッチの第1の端子は、第1の配線と電気的に接続され、
前記第1のスイッチの第2の端子は、第1のソース信号線と電気的に接続され、
前記第2のスイッチの第1の端子は、前記第1の配線と電気的に接続され、
前記第2のスイッチの第2の端子は、第2のソース信号線と電気的に接続され、
前記第3のスイッチの第1の端子は、前記第1の配線と電気的に接続され、
前記第3のスイッチの第2の端子は、第3のソース信号線と電気的に接続され、
前記第4のスイッチの第1の端子は、第2の配線と電気的に接続され、
前記第4のスイッチの第2の端子は、前記第2のソース信号線と電気的に接続され、
前記第5のスイッチの第1の端子は、前記第2の配線と電気的に接続され、
前記第5のスイッチの第2の端子は、前記第3のソース信号線と電気的に接続され、
前記第1の配線は、第1の信号を伝達することができる機能を有し、
前記第2の配線は、第2の信号を伝達することができる機能を有し、
前記第2の配線と前記第1のソース信号線との間に接続されるスイッチを有していないことを特徴とする信号線駆動回路。 - 請求項1において、
前記第3のスイッチ又は前記第4のスイッチとして用いられるトランジスタのW/Lは、前記第1のスイッチ、前記第2のスイッチ又は前記第3のスイッチとして用いられるトランジスタのW/Lよりも大きいことを特徴とする信号線駆動回路。 - 請求項1又は請求項2において、
前記第1のスイッチ、前記第4のスイッチ及び前記第5のスイッチがオンである期間の後に、前記第2のスイッチと前記第3のスイッチとが順次オンになることを特徴とする信号線駆動回路。
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