JP2020052218A - 表示装置及び電子看板 - Google Patents

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達也 石井
穣 光澤
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穣 光澤
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Abstract

【課題】高精細化を可能とする。【解決手段】各副画素は、副画素データを記憶する第1及び第2メモリを有するメモリブロックと、該メモリブロックに接続される副画素電極と、これらメモリブロックと副画素電極との間に設けられるスイッチとを備える。第1及び第2メモリの各々は、浮遊ゲートの電荷に応じて副画素データを記憶する第1及び第2トランジスタを有する。これらトランジスタは、互いのドレインが直列に接続されると共に、当該接続点にノードを有している。スイッチは、副画素電極側の第1ノードと、第1メモリのドレイン直列経路中に設けられる第2ノードとの間に設けられる第1スイッチと、副画素電極側の第1ノードと、第2メモリのドレイン直列経路中に設けられる第3ノードとの間に設けられる第2スイッチと、を備えている。【選択図】図13

Description

本発明は、表示装置及び電子看板に関する。
画像を表示する表示装置は、複数の画素を備える。下記の特許文献1には、複数の画素の各々がメモリを含む、いわゆるMIP(Memory In Pixel)型の表示装置が記載されている。特許文献1記載の表示装置では、複数の画素の各々が、複数のメモリとこれらのメモリの切替え回路とを含んでいる。特許文献2には、1ビットのメモリを含む表示素子が記載されている。特許文献3には、不揮発性半導体記憶装置が記載されている。
特開平9−212140号公報 特開昭58−196582号公報 特許第2685770号公報
特許文献1記載の表示装置では、各画素のメモリには、DRAM(Dynamic Random Access Memory)又はSRAM(Static Random Access Memory)が用いられている。DRAMは、リフレッシュ動作が必要であり、低消費電力化には向かない。SRAMは、回路規模が大きく、高精細化が難しい。
本発明は、高精細化を可能とする表示装置及び電子看板を提供することを目的とする。
本発明の一態様の表示装置は、複数の副画素を備える。各副画素は、副画素データを記憶する第1メモリ及び第2メモリを有するメモリブロックと、該メモリブロックに接続される副画素電極と、これらメモリブロックと副画素電極との間に設けられるスイッチとを備える。第1メモリ及び第2メモリの各々は、浮遊ゲートの電荷に応じて副画素データを記憶する第1及び第2トランジスタを有する。これらトランジスタは、互いのドレインが直列に接続されると共に、当該接続点にノードを有する。スイッチは、副画素電極側の第1ノードと、第1メモリのドレイン直列経路中に設けられる第2ノードとの間に設けられる第1スイッチと、副画素電極側の第1ノードと、第2メモリのドレイン直列経路中に設けられる第3ノードとの間に設けられる第2スイッチとを備えている。
本発明の一態様の電子看板は、行方向及び列方向に配列される複数の副画素を備える。各副画素は、副画素データを記憶する第1メモリ及び第2メモリを有するメモリブロックと、該メモリブロックに接続される副画素電極と、これらメモリブロックと副画素電極との間に設けられるスイッチとを備える。第1メモリ及び第2メモリの各々は、浮遊ゲートの電荷に応じて副画素データを記憶する第1及び第2トランジスタを有する。これらトランジスタは、互いのドレインが直列に接続されると共に、当該接続点にノードを有する。スイッチは、副画素電極側の第1ノードと、第1メモリのドレイン直列経路中に設けられる第2ノードとの間に設けられる第1スイッチと、副画素電極側の第1ノードと、第2メモリのドレイン直列経路中に設けられる第3ノードとの間に設けられる第2スイッチとを備えている。
図1は、実施の形態の表示装置の全体構成の概要を示す図である。 図2は、実施の形態の表示装置の断面図である。 図3は、実施の形態の表示装置の回路構成を示す図である。 図4は、実施の形態の表示装置のデータ線駆動回路の回路構成を示す図である。 図5は、実施の形態の表示装置のデータ線駆動回路の回路構成を示す図である。 図6は、実施の形態の表示装置のデータ線駆動回路の各部の電位を示す図である。 図7は、実施の形態の表示装置の副画素の回路構成を示す図である。 図8は、実施の形態の表示装置のメモリの等価回路図である。 図9は、実施の形態の表示装置のメモリの真理値表である。 図10は、実施の形態の表示装置のメモリの動作を示す表である。 図11は、実施の形態の表示装置のメモリのトランジスタのゲート電位を示す図である。 図12は、実施の形態の表示装置のメモリのトランジスタの浮遊ゲートへ電子を注入及び引き抜く条件を示す表である。 図13は、実施の形態の表示装置の副画素の構成を示す図である。 図14は、実施の形態の表示装置のプラスフィールド期間での動作シーケンスを示す図である。 図15は、実施の形態の表示装置のマイナスフィールド期間での動作シーケンスを示す図である。 図16は、実施の形態の表示装置のプラスフィールド期間で第2メモリに書込まれる副画素データを示す図である。 図17は、実施の形態の表示装置のマイナスフィールド期間で第1メモリに書込まれる副画素データを示す図である。 図18−1は、実施の形態の表示装置の副画素の書込み及び読出しの際の動作タイミングを示すタイミング図である。 図18−2は、実施の形態の表示装置の副画素の書込み及び読出しの際の動作タイミングを示すタイミング図である。 図19−1は、実施の形態の表示装置の副画素の書込み及び読出しの際の各部の電位を示す図である。 図19−2は、実施の形態の表示装置の副画素の書込み及び読出しの際の各部の電位を示す図である。 図20は、実施の形態の表示装置の副画素のメモリのエネルギバンド図である。 図21は、実施の形態の表示装置の副画素のメモリのエネルギバンド図である。 図22は、実施の形態の表示装置の副画素のメモリのエネルギバンド図である。 図23は、実施の形態の表示装置の副画素のメモリのエネルギバンド図である。 図24−1は、実施の形態の表示装置の副画素のデータと副画素電極の電位との関係を示す図である。 図24−2は、実施の形態の表示装置の副画素のデータと副画素電極の電位との関係を示す図である。 図25は、実施の形態の表示装置の副画素のレイアウトを示す図である。 図26は、実施の形態の表示装置の副画素の断面図である。 図27は、実施の形態の表示装置の副画素のトランジスタ数と、特許文献2の表示素子のトランジスタ数と、を示す図である。
本発明を実施するための形態(実施の形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施の形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
(実施の形態)
[全体構成]
図1は、実施の形態の表示装置の全体構成の概要を示す図である。表示装置1は、第1パネル2と、第1パネル2に対向配置された第2パネル3と、を含む。表示装置1は、画像を表示する表示領域DAと、表示領域DAの外側の額縁領域GDと、を有する。表示領域DAにおいて、第1パネル2と第2パネル3との間には、液晶層が封入されている。
なお、実施の形態では、表示装置1は、液晶層を使用した液晶表示装置としたが、本開示はこれに限定されない。表示装置1は、液晶層に代えて有機EL(Electro-Luminescence)素子を使用した有機EL表示装置であっても良い。
表示領域DA内には、複数の画素Pixが、第1パネル2及び第2パネル3の主面と平行なX方向にN列(Nは、自然数)、第1パネル2及び第2パネル3の主面と平行且つX方向と交差するY方向にM行(Mは、自然数)のマトリクス状に配置されている。額縁領域GD内には、インタフェース回路4と、データ線駆動回路5と、共通電極駆動回路6と、スイッチ制御回路7と、ゲート線駆動回路9と、が、配置されている。なお、これら複数の回路のうち、インタフェース回路4と、データ線駆動回路5と、共通電極駆動回路6と、スイッチ制御回路7と、をICチップに組み込み、ゲート線駆動回路9を第1パネル2上に形成した構成を採用することも可能である。或いは、ICチップに組み込まれる回路群を表示装置1外のプロセッサに形成し、それらと表示装置1とを接続する構成も採用可能である。
M×N個の画素Pixの各々は、複数の副画素SPixを含む。実施の形態では、複数の副画素SPixは、R(赤)、G(緑)及びB(青)の3個とするが、本開示はこれに限定されない。複数の副画素SPixは、R(赤)、G(緑)及びB(青)にW(白)を加えた4個であっても良い。或いは、複数の副画素SPixは、色が異なる5個以上であっても良い。
各画素Pixが3個の副画素SPixを含むので、表示領域DA内には、M×N×3個の副画素SPixが配置されていることになる。また、M×N個の画素Pixの各々の3個の副画素SPixがX方向に配置されているので、M×N個の画素Pixの1つの行には、N×3個の副画素SPixが配置されていることになる。
液晶表示装置の画面の焼き付きを抑制するための駆動方式として、カラム反転駆動、ライン反転駆動、ドット反転駆動、フレーム反転駆動などの駆動方式が知られている。
表示装置1は、上記の各駆動方式のいずれを採用することも可能である。実施の形態では、表示装置1は、フレーム反転駆動の一方式であるコモン反転駆動方式を採用する。表示装置1がコモン反転駆動方式を採用するので、共通電極駆動回路6は、基準クロック信号CLKに同期して、共通電極の電位(コモン電位)を反転する。これにより、表示装置1は、コモン反転駆動方式を実現することができる。実施の形態では、表示装置1は、液晶に電圧が印加されていない場合に黒色を表示し、液晶に電圧が印加されている場合に白色を表示する、いわゆるノーマリーブラックとする。ノーマリーブラックでは、副画素電極の電位とコモン電位とが同相の場合には、黒色が表示され、副画素電極の電位とコモン電位とが異相の場合には、白色が表示される。
後述するように、各副画素SPixは、第1メモリと、第2メモリと、を含む。従って、1つの行には、N×3×2個のメモリが配置されていることになる。また、表示領域DA内には、M×N×3×2個のメモリが配置されていることになる。
各副画素SPixは、第1メモリ及び第2メモリに格納されている副画素データに基づいて、表示を行う。上述したように、表示装置1は、コモン反転駆動方式を採用する。コモン反転駆動方式では、共通電極の電位が反転する。表示装置1は、共通電極の電位が第1の電位の期間(プラスフィールド期間)では、第1メモリに格納されている副画素データに基づいて、表示を行う。表示装置1は、共通電極の電位が第2の電位の期間(マイナスフィールド期間)では、第2メモリに格納されている副画素データに基づいて、表示を行う。
プラスフィールド期間が、本開示の第1フィールド期間に対応する。マイナスフィールド期間が、本開示の第2フィールド期間に対応する。
インタフェース回路4は、シリアル−パラレル変換回路4aと、タイミングコントローラ4bと、を含む。タイミングコントローラ4bは、設定レジスタ4cを含む。シリアル−パラレル変換回路4aには、コマンドデータCMD及び画像データIDが、外部回路からシリアルに供給される。外部回路は、ホストCPU(Central Processing Unit)又はアプリケーションプロセッサが例示されるが、本開示はこれらに限定されない。
シリアル−パラレル変換回路4aは、供給されたコマンドデータCMDをパラレルデータに変換して、設定レジスタ4cに出力する。設定レジスタ4cには、データ線駆動回路5及びゲート線駆動回路9を制御するための値がコマンドデータCMDに基づいて設定される。
シリアル−パラレル変換回路4aは、供給された画像データIDをパラレルデータに変換して、タイミングコントローラ4bに出力する。タイミングコントローラ4bは、設定レジスタ4cに設定された値に基づいて、画像データIDをデータ線駆動回路5に出力する。また、タイミングコントローラ4bは、設定レジスタ4cに設定された値に基づいて、ゲート線駆動回路9を制御する。
共通電極駆動回路6には、基準クロック信号CLKが、外部回路から供給される。外部回路は、クロックジェネレータが例示されるが、本開示はこれに限定されない。
後述するように、各副画素SPixは、第1メモリの電位を副画素電極に供給するための第1スイッチ、及び、第2メモリの電位を副画素電極に供給するための第2スイッチを有する。スイッチ制御回路7は、タイミングコントローラ4bの制御下で、各副画素SPixの第1スイッチを制御するための第1スイッチ制御信号及び第2スイッチを制御するための第2スイッチ制御信号を出力する。
表示装置1にて画像を表示させるべく、各副画素SPixのメモリに副画素データを格納する必要がある。各メモリに副画素データを格納するために、ゲート線駆動回路9は、タイミングコントローラ4bの制御下で、M×N個の画素Pixの内の1つの行を選択するためのゲート信号を出力する。
後述するように、各副画素SPix内の第1メモリ及び第2メモリの各々は、ゲート信号と、ゲート信号を反転した反転ゲート信号と、で選択され、動作する。従って、1つの画素行(副画素行)当たり2本のゲート線及び2本の反転ゲート線が配置される。
1つの画素行当たりに配置されている2本のゲート線及び2本の反転ゲート線が、本開示のゲート線群に対応する。表示装置1は、M行の画素Pixを有するので、M群のゲート線群が配置されている。
ゲート線駆動回路9は、M群のゲート線群に対応して、M×4個の出力端子を有している。ゲート線駆動回路9は、タイミングコントローラ4bの制御下で、1つの画素行を選択するためのゲート信号及び反転ゲート信号を、M×4個の出力端子から順次出力する。
後述するように、各副画素SPix内の第1メモリ及び第2メモリの各々は、データ信号(ソース信号、副画素データ)と、データ信号を反転した反転データ信号(反転ソース信号、反転副画素データ)と、で動作する。従って、1つの副画素列当たり2本のデータ線及び2本の反転データ線が配置される。
1つの副画素列当たりに配置されている2本のデータ線及び2本の反転データ線が、本開示のデータ線群に対応する。表示装置1は、N×3列の副画素SPixを有するので、N×3群のデータ線群が配置されている。
データ線駆動回路5は、タイミングコントローラ4bの制御下で、ゲート信号によって選択されているメモリにデータ信号及び反転データ信号を夫々出力する。これにより、各メモリに順次副画素データが夫々格納される。
表示装置1は、M行の画素Pixを線順次走査することによって、1個のフレームデータの副画素データが各副画素SPixの第1メモリ及び第2メモリに格納される。
[断面構造]
図2は、実施の形態の表示装置の断面図である。図2に示すように、表示装置1は、第1パネル2と、第2パネル3と、液晶層30とを含む。第2パネル3は、第1パネル2と対向して配置される。液晶層30は、第1パネル2と第2パネル3との間に設けられる。第2パネル3の一主面たる表面が、画像を表示させるための表示面1aである。
表示面1a側の外部から入射した光は、第1パネル2の副画素電極(反射電極)15によって反射されて表示面1aから出射する。表示装置1は、この反射光を利用して、表示面1aに画像を表示する反射型液晶表示装置である。なお、本明細書において、表示面1aと平行な方向をX方向とし、表示面1aと平行な面においてX方向と交差する方向をY方向とする。また、表示面1aに垂直な方向をZ方向とする。
第1パネル2は、第1基板11と、絶縁層12と、副画素電極15と、配向膜18とを有する。第1基板11は、ガラス基板又は樹脂基板が例示される。第1基板11の表面には、図示しない回路素子や、ゲート線、データ線等の各種配線が設けられる。回路素子は、TFT(Thin Film Transistor)等のスイッチング素子や、容量素子を含む。
絶縁層12は、第1基板11の上に設けられ、回路素子や各種配線等の表面を全体として平坦化している。副画素電極15は、絶縁層12の上に複数設けられる。配向膜18は、副画素電極15と液晶層30との間に設けられる。副画素電極15は、副画素SPix毎に矩形状に設けられている。副画素電極15は、アルミニウム(Al)又は銀(Ag)で例示される金属で形成されている。また、副画素電極15は、これらの金属材料と、ITO(Indium Tin Oxide)で例示される透光性導電材料と、を積層した構成としても良い。副画素電極15は、良好な反射率を有する材料が用いられ、外部から入射する光を拡散反射させる反射板として機能する。
第2パネル3は、第2基板21と、カラーフィルタ22と、共通電極23と、配向膜28と、1/4波長板24と、1/2波長板25と、偏光板26とを含む。第2基板21の両面のうち、第1パネル2と対向する面に、カラーフィルタ22及び共通電極23が、この順で設けられる。共通電極23と液晶層30との間に配向膜28が設けられる。第2基板21の、表示面1a側の面に、1/4波長板24、1/2波長板25及び偏光板26が、この順で積層されている。
第2基板21は、ガラス基板又は樹脂基板が例示される。共通電極23は、ITOで例示される透光性導電材料で形成されている。共通電極23は、複数の副画素電極15と対向して配置され、各副画素SPixに対する共通の電位を供給する。カラーフィルタ22は、R(赤)、G(緑)、及び、B(青)の3色のフィルタを有することが例示されるが、本開示はこれに限定されない。これらにW(白色)を加えることも可能である。また、カラーフィルタを用いない構成も採用可能である。この場合、副画素単位で画素を構成する。
液晶層30は、ネマティック(Nematic)液晶を含んでいることが例示される。液晶層30は、共通電極23と副画素電極15との間の電圧レベル(電位差)が変更されることにより、液晶分子の配向状態が変化する。これによって、液晶層30を透過する光が副画素SPix毎に変調する。
外光等が表示装置1の表示面1a側から入射する入射光となり、第2パネル3及び液晶層30を透過して副画素電極15に到達する。そして、入射光は各副画素SPixの副画素電極15で反射される。かかる反射光は、副画素SPix毎に変調されて表示面1aから出射される。これにより、画像の表示が行われる。
[回路構成]
図3は、実施の形態の表示装置の回路構成を示す図である。図3では、M行×(N×3)列の副画素SPixの内の2×2個の副画素SPixを示している。
副画素SPixは、メモリブロック50と、第1スイッチSW1と、第2スイッチSW2と、液晶LQ(液晶層30)と、副画素電極15(図2参照)と、を含む。メモリブロック50は、第1メモリ51と、第2メモリ52と、を含む。
副画素電極15は、第1ノードN1及び第1スイッチSW1を介して、第1メモリ51に電気的に接続されている。副画素電極15は、第1ノードN1及び第2スイッチSW2を介して、第2メモリ52に電気的に接続されている。
共通電極駆動回路6は、各副画素SPixに共通するコモン電位Vcomを、基準クロック信号CLKに同期して反転させ、共通電位線FRP1、FRP2、・・・を介して、共通電極23(図2参照)に出力する。共通電極駆動回路6は、基準クロック信号CLKを共通電極23にそのままコモン電位Vcomとして出力しても良いし、電流駆動能力を増幅するバッファ回路を介して共通電極23にコモン電位Vcomとして出力しても良い。表示時のコモン電位Vcomとしては、例えば後述するように3Vと0Vといった一対の電圧が採用される。基準クロック信号CLKに従って、一方の電圧から他方の電圧に反転し、これを繰り返すことで交流のコモン信号が形成され、共通電位線FRP1、FRP2、・・・に供給される。
スイッチ制御回路7は、タイミングコントローラ4bから供給される制御信号Sigに基づいて、各副画素SPixに共通する第1スイッチ制御信号VRS−1を、第1スイッチ制御信号線RS−1を介して、第1スイッチSW1のゲートに出力する。
第1スイッチSW1は、第1スイッチ制御信号VRS−1がハイレベルの場合に、オン状態になり、第1メモリ51と第1ノードN1との間を電気的に導通する。つまり、第1スイッチSW1は、第1メモリ51と副画素電極15との間を電気的に導通する。
また、第1スイッチSW1は、第1スイッチ制御信号VRS−1がローレベルの場合に、オフ状態になり、第1メモリ51と第1ノードN1との間を電気的に遮断する。つまり、第1スイッチSW1は、第1メモリ51と副画素電極15との間を電気的に遮断する。
スイッチ制御回路7は、タイミングコントローラ4bから供給される制御信号Sigに基づいて、各副画素SPixに共通する第2スイッチ制御信号VRS−2を、第2スイッチ制御信号線RS−2を介して、第2スイッチSW2のゲートに出力する。
第2スイッチSW2は、第2スイッチ制御信号VRS−2がハイレベルの場合に、オン状態になり、第2メモリ52と第1ノードN1との間を電気的に導通する。つまり、第2スイッチSW2は、第2メモリ52と副画素電極15との間を電気的に導通する。
また、第2スイッチSW2は、第2スイッチ制御信号VRS−2がローレベルの場合に、オフ状態になり、第2メモリ52と第1ノードN1との間を電気的に遮断する。つまり、第2スイッチSW2は、第2メモリ52と副画素電極15との間を電気的に遮断する。
ゲート線駆動回路9は、M群のゲート線群に対応して、M×4個の出力端子を有している。ゲート線駆動回路9は、タイミングコントローラ4bから供給される制御信号Sigに基づいて、1つのメモリ行を選択するためのゲート信号及び反転ゲート信号を、M×4個の出力端子から出力する。
ゲート線駆動回路9は、制御信号Sig(スキャン開始信号及びクロックパルス信号)に基づいて、ゲート信号をM個の出力端子から順次出力するスキャナ回路であっても良い。或いは、ゲート線駆動回路9は、符号化された制御信号Sigを復号化し、該制御信号Sigで指定された出力端子にゲート信号を出力するデコーダ回路であっても良い。
第1パネル2上には、M行の副画素SPixに対応して、M群のゲート線群GL1、GL2、・・・が配置されている。M群のゲート線群GL1、GL2、・・・の各々は、表示領域DA(図2参照)内において、X方向に沿う。
第1のゲート線群GL1は、第1の副画素行の第1メモリ51に電気的に接続されたゲート線Gate1−1及び反転ゲート線xGate1−1を含む。更に、第1のゲート線群GL1は、第1の副画素行の第2メモリ52に電気的に接続されたゲート線Gate1−2及び反転ゲート線xGate1−2を含む。
ゲート線Gate1−1が、本開示の第1ゲート線に対応する。反転ゲート線xGate1−1が、本開示の第1反転ゲート線に対応する。ゲート線Gate1−2が、本開示の第2ゲート線に対応する。反転ゲート線xGate1−2が、本開示の第2反転ゲート線に対応する。
第2のゲート線群GL2は、第2の副画素行の第1メモリ51に電気的に接続されたゲート線Gate2−1及び反転ゲート線xGate2−2を含む。更に、第2のゲート線群GL2は、第2の副画素行の第2メモリ52に電気的に接続されたゲート線Gate2−2及び反転ゲート線xGate2−2を含む。
ゲート線Gate2−1が、本開示の第1ゲート線に対応する。反転ゲート線xGate2−2が、本開示の第1反転ゲート線に対応する。ゲート線Gate2−2が、本開示の第2ゲート線に対応する。反転ゲート線xGate2−2が、本開示の第2反転ゲート線に対応する。
第1パネル2上には、N×3列の副画素SPixに対応して、N×3群のデータ線群DL1、DL2、・・・が配置されている。N×3群のデータ線群DL1、DL2、・・・の各々は、表示領域DA(図2参照)内において、Y方向に沿う。
第1のデータ線群DL1は、第1の副画素列の第1メモリ51に電気的に接続されたデータ線Data1−1及び反転データ線xData1−1を含む。第1のデータ線群DL1は、第1の副画素列の第2メモリ52に電気的に接続されたデータ線Data1−2及び反転データ線xData1−2を含む。
データ線Data1−1が、本開示の第1データ線に対応する。反転データ線xData1−1が、本開示の第1反転データ線に対応する。データ線Data1−2が、本開示の第2データ線に対応する。反転データ線xData1−2が、本開示の第2反転データ線に対応する。
第2のデータ線群DL2は、第2の副画素列の第1メモリ51に電気的に接続されたデータ線Data2−1及び反転データ線xData2−1を含む。第2のデータ線群DL2は、第2の副画素列の第2メモリ52に電気的に接続されたデータ線Data2−2及び反転データ線xData2−2を含む。
データ線Data2−1が、本開示の第1データ線に対応する。反転データ線xData2−1が、本開示の第1反転データ線に対応する。データ線Data2−2が、本開示の第2データ線に対応する。反転データ線xData2−2が、本開示の第2反転データ線に対応する。
データ線駆動回路5は、ゲート信号によって選択されている各副画素SPixの第1メモリ51及び第2メモリ52に対して、データ線群DL1、DL2、・・・を介して、データ信号及び反転データ信号を夫々出力する。
図4は、実施の形態の表示装置のデータ線駆動回路の回路構成を示す図である。図4に示す回路200は、1つのデータ信号を出力する。表示装置1は、N×3群のデータ線群DL1、DL2、・・・を含む。1つのデータ線群DLは、4本の線を含む。従って、データ線駆動回路5は、N×3×4個の回路200を含む。
回路200は、デマルチプレクサ201と、インバータ202と、レベルシフタ203と、を含む。デマルチプレクサ201は、コモン電位Vcomが0V(プラスフィールド期間)の場合は、タイミングコントローラ4b(図1参照)から入力される基本データ信号210(論理「0」(3V)又は論理「1」(0V))を、レベルシフタ203に出力する。デマルチプレクサ201は、コモン電位Vcomが3V(マイナスフィールド期間)の場合は、タイミングコントローラ4bから入力される基本データ信号210を、インバータ202に出力する。インバータ202は、入力信号が論理「0」(3V)の場合は、論理「1」(0V)の信号をレベルシフタ203に出力する。インバータ202は、入力信号が論理「1」(0V)の場合は、論理「0」(3V)の信号をレベルシフタ203に出力する。
レベルシフタ203は、入力信号が0Vの場合は、0Vの信号211をデータ線Data又は反転データ線xDataに出力する。レベルシフタ203は、入力信号が3Vの場合は、10Vの信号211をデータ線Data又は反転データ線xDataに出力する。
図5は、実施の形態の表示装置のデータ線駆動回路の回路構成を示す図である。図5は、図4に示した回路200の詳細な回路構成を示す図である。
デマルチプレクサ201は、トランスファーゲート201a及び201bと、インバータ201cと、を含む。
トランスファーゲート201aの入力端子には、基本データ信号210が入力される。トランスファーゲート201aの反転制御端子には、コモン電位Vcomが入力される。トランスファーゲート201aの非反転制御端子には、コモン電位Vcomを反転した信号がインバータ201cから入力される。トランスファーゲート201aの出力端子は、レベルシフタ203の入力端子に電気的に接続されている。
トランスファーゲート201bの入力端子には、基本データ信号210が入力される。トランスファーゲート201bの反転制御端子には、コモン電位Vcomを反転した信号がインバータ201cから入力される。トランスファーゲート201bの非反転制御端子には、コモン電位Vcomが入力される。トランスファーゲート201bの出力端子は、インバータ202の入力端子に電気的に接続されている。インバータ202の出力端子は、レベルシフタ203の入力端子に電気的に接続されている。
図6は、実施の形態の表示装置のデータ線駆動回路の各部の電位を示す図である。
コモン電位Vcomが0V且つ基本データ信号210が論理「1」(0V)の場合には、デマルチプレクサ201は、論理「1」(0V)の信号を、レベルシフタ203に出力する。レベルシフタ203は、0Vの信号が入力されるので、0Vの信号をデータ線Data又は反転データ線xDataに出力する。
コモン電位Vcomが0V且つ基本データ信号210が論理「0」(3V)の場合には、デマルチプレクサ201は、論理「0」(3V)の信号を、レベルシフタ203に出力する。レベルシフタ203は、3Vの信号が入力されるので、10Vの信号をデータ線Data又は反転データ線xDataに出力する。
コモン電位Vcomが3V且つ基本データ信号210が論理「1」(0V)の場合には、デマルチプレクサ201は、論理「0」(3V)の信号を、レベルシフタ203に出力する。レベルシフタ203は、3Vの信号が入力されるので、10Vの信号をデータ線Data又は反転データ線xDataに出力する。
コモン電位Vcomが3V且つ基本データ信号210が論理「0」(3V)の場合には、デマルチプレクサ201は、論理「1」(0V)の信号を、レベルシフタ203に出力する。レベルシフタ203は、0Vの信号が入力されるので、0Vの信号をデータ線Data又は反転データ線xDataに出力する。
再び図3を参照すると、ゲート信号及び反転ゲート信号が供給された副画素行の第1メモリ51及び第2メモリ52は、データ線群DLに供給されているデータ信号及び反転データ信号に応じた副画素データを記憶する。
第1メモリ51及び第2メモリ52は、記憶している副画素データに応じた電位を、第1ノードN1を介して、副画素電極15に交互に出力する。
図7は、実施の形態の表示装置の副画素の回路構成を示す図である。図7では、1個の副画素SPixを示している。
副画素SPixは、メモリブロック50と、第1スイッチSW1と、第2スイッチSW2と、液晶LQと、を含む。メモリブロック50は、第1メモリ51と、第2メモリ52と、を含む。
第1メモリ51は、Pチャネル型のトランジスタRWTp1と、Nチャネル型のトランジスタRWTn1と、を含む。第2メモリ52は、Pチャネル型のトランジスタRWTp2と、Nチャネル型のトランジスタRWTn2と、を含む。トランジスタRWTp1、トランジスタRWTn1、トランジスタRWTp2及びトランジスタRWTn2の各々は、フラッシュメモリであり、浮遊ゲートを有する。
トランジスタRWTp1及びRWTp2の各々が、本開示の第1トランジスタに対応する。トランジスタRWTn1及びRWTn2の各々が、本開示の第2トランジスタに対応する。
トランジスタRWTp1のゲートは、反転ゲート線xGate1−1に接続されている。トランジスタRWTp1のソースは、電源電位VMH−1に接続されている。トランジスタRWTp1のボディは、反転データ線xData1−1に接続されている。
トランジスタRWTn1のゲートは、ゲート線Gate1−1に接続されている。トランジスタRWTn1のソースは、電源電位VML−1に接続されている。トランジスタRWTn1のドレインは、トランジスタRWTp1のドレインに接続されている。トランジスタRWTn1のボディは、データ線Data1−1に接続されている。
つまり、トランジスタRWTp1及びトランジスタRWTn1は、ソース−ドレイン経路が直列接続されている。
トランジスタRWTp1及びトランジスタRWTn1は、電子が浮遊ゲートから引き抜かれた状態(正孔が注入された状態)で、副画素データ「0」を記憶する。一方、トランジスタRWTp1及びトランジスタRWTn1は、電子が浮遊ゲートに注入された状態(正孔が引き抜かれた状態)で、副画素データ「1」を記憶する。
トランジスタRWTp1とトランジスタRWTn1との接続点である第2ノードN2は、第1スイッチSW1を介して、第1ノードN1に接続されている。実施の形態では、第1スイッチSW1は、Nチャネル型のトランジスタとするが、本開示はこれに限定されない。第1ノードN1は、副画素電極15(図3参照)に接続されている。
トランジスタRWTp2のゲートは、反転ゲート線xGate1−2に接続されている。トランジスタRWTp2のソースは、電源電位VMH−2に接続されている。トランジスタRWTp2のボディは、反転データ線xData1−2に接続されている。
トランジスタRWTn2のゲートは、ゲート線Gate1−2に接続されている。トランジスタRWTn2のソースは、電源電位VML−2に接続されている。トランジスタRWTn2のドレインは、トランジスタRWTp2のドレインに接続されている。トランジスタRWTn2のボディは、データ線Data1−2に接続されている。
つまり、トランジスタRWTp2及びトランジスタRWTn2は、ソース−ドレイン経路が直列接続されている。
トランジスタRWTp2及びトランジスタRWTn2は、電子が浮遊ゲートから引き抜かれた状態で、副画素データ「0」を記憶する。一方、トランジスタRWTp2及びトランジスタRWTn2は、電子が浮遊ゲートに注入された状態で、副画素データ「1」を記憶する。
トランジスタRWTp2とトランジスタRWTn2との接続点である第3ノードN3は、第2スイッチSW2を介して、第1ノードN1に接続されている。実施の形態では、第2スイッチSW2は、Nチャネル型のトランジスタとするが、本開示はこれに限定されない。
[メモリの動作]
表示装置1の全体動作に先立って、第1メモリ51及び第2メモリ52の動作について、説明する。
図8は、実施の形態の表示装置のメモリの等価回路図である。図8に示すメモリ101は、図7に示した第1メモリ51及び第2メモリ52の各々と等価である。
図9は、実施の形態の表示装置のメモリの真理値表である。詳しくは、図9は、図8に示したメモリ101の真理値表である。ここでは、電源電位VMH=3Vとし、電源電位VML=0Vとする。
電子がトランジスタRWTp及びトランジスタRWTnの浮遊ゲートに注入されている(副画素データ「1」を記憶)状態で、反転ゲート線xGateの電位を3Vとし、且つ、ゲート線Gateの電位を0Vとする。この場合、トランジスタRWTpはオン状態になり、トランジスタRWTnは、オフ状態になる。従って、メモリ101の出力電位Voutは、3V(=VMH)となる。
電子がトランジスタRWTp及びトランジスタRWTnの浮遊ゲートから引き抜かれている(副画素データ「0」を記憶)状態で、反転ゲート線xGateの電位を3Vとし、且つ、ゲート線Gateの電位を0Vとする。この場合、トランジスタRWTpはオフ状態になり、トランジスタRWTnは、オン状態になる。従って、メモリ101の出力電位Voutは、0V(=VML)となる。
つまり、メモリ101が選択された場合に、トランジスタRWTpとトランジスタRWTnとは、相補的に(complementarily)動作する。
また、反転ゲート線xGateの電位を6Vとし、且つ、ゲート線Gateの電位を−3Vとする。この場合、トランジスタRWTp及びトランジスタRWTnの両方共がオフ状態になる。従って、メモリ101の出力電位Voutは、不定(フローティング状態)となる。
メモリ101が図9の真理値表のように動作する理由を、以下に説明する。
図10は、メモリ101の動作を示す表である。詳しくは、図10は、(1)電子がトランジスタRWTp及びトランジスタRWTnの浮遊ゲートへ注入された状態(副画素データ「1」を記憶)、又は、電子がトランジスタRWTp及びトランジスタRWTnの浮遊ゲートから引き抜かれた状態(副画素データ「0」を記憶)と、(2)メモリ101選択状態(出力論理発生状態)又はメモリ101非選択状態(出力フローティング状態)と、の組み合わせにおいて、トランジスタRWTp及びRWTnのオン又はオフを示す表である。
電子がトランジスタRWTp及びトランジスタRWTnの浮遊ゲートへ注入された状態(副画素データ「1」を記憶)では、トランジスタRWTpのゲート−ソース間の動作電圧は、1Vより低い範囲となる。つまり、トランジスタRWTpのゲート−ソース間の電圧が、1V以下である場合に、トランジスタRWTpがオン状態になる。すなわちVth(p)=1Vである。また、トランジスタRWTnのゲート−ソース間の動作電圧は、2Vより高い範囲である。つまり、トランジスタRWTnのゲート−ソース間の電圧が、2V以上である場合に、トランジスタRWTnがオン状態になる。すなわちVth(n)=2Vである。
電子がトランジスタRWTp及びトランジスタRWTnの浮遊ゲートから引き抜かれた状態(副画素データ「0」を記憶)では、トランジスタRWTpのゲート−ソース間の動作電圧は、−2Vより低い範囲である。つまり、トランジスタRWTpのゲート−ソース間の電圧が、-2V以下である場合に、トランジスタRWTpがオン状態になる。すなわちVth(p)=−2Vである。また、トランジスタRWTnのゲート−ソース間の動作電圧は、−1Vより高い範囲である。つまり、トランジスタRWTnのゲート−ソース間の電圧が、−1V以上である場合に、トランジスタRWTnがオン状態になる。すなわちVth(n)=−1Vである。
電子がトランジスタRWTp及びトランジスタRWTnの浮遊ゲートに注入されている状態(副画素データ「1」を記憶)で、反転ゲート線xGateの電位を3Vに設定し、且つ、ゲート線Gateの電位を0Vに設定する。この場合、トランジスタRWTpは、(ゲート−ソース間電圧)=0VでVth=1V以下を満たすので、オン状態になる。また、トランジスタRWTnは、(ゲート−ソース間電圧)=0VでVth=2V以下なので、オフ状態になる。従って、メモリ101の出力電位Voutは、3V(=VMH)となる。
トランジスタRWTp及びトランジスタRWTnの浮遊ゲートから電子が引き抜かれている状態(副画素データ「0」を記憶)で、反転ゲート線xGateの電位を3Vに設定し、且つ、ゲート線Gateの電位を0Vに設定する。この場合、トランジスタRWTpは、(ゲート−ソース間電圧)=0VでVth=−2V以上なので、オフ状態になる。また、トランジスタRWTnは、(ゲート−ソース間電圧)=0VでVth=−1V以上なので、オン状態になる。従って、メモリ101の出力電位Voutは、0V(=VML)となる。
反転ゲート線xGateの電位が6V且つゲート線Gateの電位が−3Vである(メモリ101非選択時)場合を、検討する。この場合、トランジスタRWTpは、(ゲート−ソース間電圧)=3V>2Vであるので、オフ状態になる。また、トランジスタRWTnは、(ゲート−ソース間電圧)=−3V<−2Vであるので、オフ状態になる。従って、メモリ101の出力電位Voutは、不定(フローティング状態)となる。
メモリ101のトランジスタRWTp及びRWTnが図10の表のように動作する理由を、以下に説明する。
図11は、図8に示したメモリ101のトランジスタRWTp及びトランジスタRWTnのゲート電位を示す図である。先に説明したように、電源電位VMH=3V、VML=0Vとしている。
図11において、トランジスタRWTp及びトランジスタRWTnがオン状態になるゲート−ソース間電圧の範囲を、矢印102、103、104及び105で示している。電圧Vth(p)は、トランジスタRWTpがオンする境のゲート−ソース間電圧である。電圧Vth(n)は、トランジスタRWTnがオンする境のゲート−ソース間電圧である。
トランジスタRWTpにおいて、矢印102で示される、Vth(p)=1V以下の範囲は、ゲート電位が4Vより低い範囲となる。また、矢印103で示される、Vth(p)=−2V以下の範囲は、ゲート電位が1Vより低い範囲となる。また、トランジスタRWTnにおいて、矢印104で示される、Vth(n)=2V以上の範囲は、ゲート電位が2Vより高い範囲となる。また、矢印105で示される、Vth(n)=−1V以上の範囲は、ゲート電位が−1Vより高い範囲となる。
電子がトランジスタRWTp及びトランジスタRWTnの浮遊ゲートへ注入された状態(副画素データ「1」を記憶)では、トランジスタRWTpのゲート−ソース間の動作電圧は、矢印102で示される、1Vより低い範囲である。つまり、トランジスタRWTpのゲート−ソース間の電圧が、Vth(p)=1V以下である場合に、トランジスタRWTpがオン状態になる。また、トランジスタRWTnのゲート−ソース間の動作電圧は、矢印104で示される、2Vより高い範囲である。つまり、トランジスタRWTnのゲート−ソース間の電圧が、Vth(n)=2V以上である場合に、トランジスタRWTnがオン状態になる。
このとき、メモリ101が選択されると(xGate=3V且つGate=0V)、トランジスタRWTpのゲート−ソース間の電圧が0Vとなり、トランジスタRWTnのゲート−ソース間の電圧が0Vとなる。従って、トランジスタRWTpのゲート−ソース間の電圧0Vは、矢印102で示される動作範囲内となる。一方、トランジスタRWTnのゲート−ソース間の電圧0Vは、矢印104で示される動作範囲内とはならない。
従って、トランジスタRWTpがオン状態且つトランジスタRWTnがオフ状態となり、メモリ101の出力電位Voutは、3V(=VMH)となる。
一方、浮遊ゲートから電子が引き抜かれた状態(副画素データ「0」を記憶)では、トランジスタRWTpのゲート−ソース間の動作電圧は、矢印103で示される、−2Vより低い範囲である。つまり、トランジスタRWTpのゲート−ソース間の電圧が、Vth(p)=−2V以下である場合に、トランジスタRWTpがオン状態になる。また、トランジスタRWTnのゲート−ソース間の動作電圧は、矢印105で示される、−1Vより高い範囲である。つまり、トランジスタRWTnのゲート−ソース間の電圧が、Vth(n)=−1V以上である場合に、トランジスタRWTnがオン状態になる。
このとき、メモリ101が選択される(xGate=3V且つGate=0V)と、トランジスタRWTpのゲート−ソース間の電圧が0Vとなり、トランジスタRWTnのゲート−ソース間の電圧が0Vとなる。従って、トランジスタRWTpのゲート−ソース間の電圧(0V)は、矢印103で示される動作範囲内とはならない。一方、トランジスタRWTnのゲート−ソース間の電圧(0V)は、矢印105で示される動作範囲内となる。
従って、トランジスタRWTpがオフ状態且つトランジスタRWTnがオン状態となり、メモリ101の出力電位Voutは、0V(=VML)となる。
メモリ101が非選択の場合(xGate=6V且つGate=−3V)、トランジスタRWTpのゲート−ソース間の電圧が3Vとなり、トランジスタRWTnのゲート−ソース間の電圧が−3Vとなる。
従って、トランジスタRWTpの浮遊ゲートの電子注入状態又は電子引き抜き状態にかかわらず、トランジスタRWTpのゲート−ソース間の電圧(3V)は、矢印102及び矢印103で示される動作範囲内とはならない。同様に、トランジスタRWTnの浮遊ゲートの電子注入状態又は電子引き抜き状態にかかわらず、トランジスタRWTnのゲート−ソース間の電圧(−3V)は、矢印104及び矢印105で示される動作範囲内とはならない。
従って、トランジスタRWTpがオフ状態且つトランジスタRWTnがオフ状態となり、メモリ101の出力電位Voutは、不定(フローティング状態)となる。
なお、ここでは、トランジスタRWTpのボディの電位Vbody(p)を電源電位VMH=3Vとし、トランジスタRWTnのボディの電位Vbody(n)の電位を電源電位VML=0Vとしたが、本開示はこれに限定されない。例えば、電源電位VMH=6Vとしても良い。この場合には、メモリ101の選択時のxGate=6Vとし、メモリ101の非選択時のxGate=9Vとし、電位Vbody(p)を6Vとすれば良い。
図12は、実施の形態の表示装置のメモリのトランジスタの浮遊ゲートへ電子を注入及び引き抜く条件を示す表である。
トランジスタRWTp及びRWTnのゲートとボディとの間に、例えば20Vを印加することで、浮遊ゲートとボディとの間に高電界を発生させ、浮遊ゲートへ電子を注入し又は電子を引き抜くことができる。例えば、Gate=xGate=20V且つVbody(p)=Vbody(n)=0Vとすることで、トランジスタRWTp及びRWTnのボディから浮遊ゲートに電子を注入することができる。また、Gate=xGate=0V且つVbody(p)=Vbody(n)=20Vとすることで、トランジスタRWTp及びRWTnの浮遊ゲートからボディに電子を引き抜くことができる。
トランジスタRWTp及びRWTnの浮遊ゲート内の電子がトンネル効果によってボディ(ポリシリコン)側に抜けるように、或いはボディ(ポリシリコン)内の電子がトンネル効果によって浮遊ゲートに注入されるように、浮遊ゲートとボディ(ポリシリコン)との間のトンネル酸化膜に高電界がかかる条件が定められる。即ち、トンネル酸化膜の膜厚が、ゲートと浮遊ゲートとの間の絶縁膜より薄く、且つ、トンネル酸化膜の誘電率が絶縁膜より低い(低容量側に高電圧がかかるから)条件に、定められる。
図7で示したように、ボディ(ポリシリコン)をデータ線Data又は反転データ線xDataに接続し、ゲートをゲート線Gate又は反転ゲート線xGateに接続することで、MIP液晶表示装置を構成することができる。
[全体動作]
図13は、実施の形態の表示装置の副画素の構成を示す図である。図13では、M行×(N×3)列の副画素SPixの内の、3行×2列の6個の副画素SPixを示している。図13では、共通電位線FRPの記載を省略している。
消去(副画素データ「0」を記憶、浮遊ゲートから電子を引き抜き)、書込み(副画素データ「1」を記憶、浮遊ゲートに電子を注入)は、NAND型フラッシュメモリの消去及び書込み動作の原理を利用する(例えば、特許文献3参照)。
第1メモリ51は、プラスフィールド期間の表示に使用される副画素データを記憶し、第2メモリ52は、マイナスフィールド期間の表示に使用される副画素データを記憶する。
表示装置1は、プラスフィールド期間では、第1メモリ51に記憶されている副画素データに基づいて画像を表示するとともに、第2メモリ52に副画素データを書込む。
表示装置1は、マイナスフィールド期間では、第2メモリ52に記憶されている副画素データに基づいて画像を表示するとともに、第1メモリ51に副画素データを書込む。
図14は、実施の形態の表示装置のプラスフィールド期間での動作シーケンスを示す図である。
表示装置1は、プラスフィールド期間の第0ステップでは、全部の副画素SPixの第1メモリ51に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。それとともに、表示装置1は、全部の副画素SPixの第2メモリ52を一括消去する。フラッシュメモリであるトランジスタRWTp2及びRWTn2は、副画素データの書込みの前に、消去が必要だからである。
表示装置1は、プラスフィールド期間の第1ステップでは、全部の副画素SPixの第1メモリ51に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。それとともに、表示装置1は、第1行目の副画素SPixの第2メモリ52に副画素データを書込む。
表示装置1は、プラスフィールド期間の第2ステップでは、全部の副画素SPixの第1メモリ51に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。それとともに、表示装置1は、第2行目の副画素SPixの第2メモリ52に副画素データを書込む。
表示装置1は、プラスフィールド期間の第3ステップでは、全部の副画素SPixの第1メモリ51に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。それとともに、表示装置1は、第3行目の副画素SPixの第2メモリ52に副画素データを書込む。
以降、表示装置1は、最後の行に達するまで、全部の副画素SPixの第1メモリ51に記憶されている副画素データに基づく画像を表示するとともに、各行の副画素SPixの第2メモリ52に副画素データを書込む。
ゲート線駆動回路9(図3参照)は、プラスフィールド期間では、ゲート線Gate1−1、Gate2−1及びGate3−1に0Vを供給し、反転ゲート線xGate1−1、xGate2−1及びxGate3−1に3Vを供給する。これにより、各副画素SPix内の第1メモリ51が選択される。従って、各副画素SPixは、プラスフィールド期間では、第1メモリ51に記憶された副画素データに基づく画像を表示する。
図15は、実施の形態の表示装置のマイナスフィールド期間での動作シーケンスを示す図である。
表示装置1は、マイナスフィールド期間の第0ステップでは、全部の副画素SPixの第2メモリ52に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。それとともに、表示装置1は、全部の副画素SPixの第1メモリ51を一括消去する。フラッシュメモリであるトランジスタRWTp1及びRWTn1は、副画素データの書込みの前に、消去が必要だからである。
表示装置1は、マイナスフィールド期間の第1ステップでは、全部の副画素SPixの第2メモリ52に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。それとともに、表示装置1は、第1行目の副画素SPixの第1メモリ51に副画素データを書込む。
表示装置1は、マイナスフィールド期間の第2ステップでは、全部の副画素SPixの第2メモリ52に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。それとともに、表示装置1は、第2行目の副画素SPixの第1メモリ51に副画素データを書込む。
表示装置1は、マイナスフィールド期間の第3ステップでは、全部の副画素SPixの第2メモリ52に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。それとともに、表示装置1は、第3行目の副画素SPixの第1メモリ51に副画素データを書込む。
以降、表示装置1は、最後の行に達するまで、全部の副画素SPixの第2メモリ52に記憶されている副画素データに基づく画像を表示するとともに、各行の副画素SPixの第1メモリ51に副画素データを書込む。
ゲート線駆動回路9は、マイナスフィールド期間では、ゲート線Gate1−2、Gate2−2及びGate3−2に0Vを供給し、反転ゲート線xGate1−2、xGate2−2及びxGate3−2に3Vを供給する。これにより、各副画素SPix内の第2メモリ52が選択される。従って、各副画素SPixは、マイナスフィールド期間では、第2メモリ52に記憶された副画素データに基づく画像を表示する。
図16は、実施の形態の表示装置のプラスフィールド期間で第2メモリに書込まれる副画素データを示す図である。図17は、実施の形態の表示装置のマイナスフィールド期間で第1メモリに書込まれる副画素データを示す図である。図18−1及び図18−2は、実施の形態の表示装置の副画素の書込み及び読出しの際の動作タイミングを示すタイミング図である。図19−1及び図19−2は、実施の形態の表示装置の副画素の書込み及び読出しの際の各部の電位を示す図である。
プラスフィールド期間では、コモン電位Vcomは、0Vである。マイナスフィールド期間では、コモン電位Vcomは、3Vである。従って、第2メモリ52に書込まれる副画素データ(図17参照)は、第1メモリ51に書込まれる副画素データ(図16参照)を論理反転したものとなる。
図16から図19−2を参照して、表示装置1の動作について説明する。
タイミングtからタイミングtまでが、プラスフィールド期間である。タイミングt以降が、マイナスフィールド期間である。
プラスフィールド期間は、タイミングtからタイミングtまでのステップ0、タイミングtからタイミングtまでのステップ1、タイミングtからタイミングtまでのステップ2、タイミングtからタイミングtまでのステップ3、及び、タイミングtからタイミングtまでのリードオンリーステップを含む。
マイナスフィールド期間は、タイミングtからタイミングtまでのステップ0、タイミングtからタイミングtまでのステップ1、タイミングtからタイミングt10までのステップ2、及び、タイミングt10からタイミングt11までのステップ3を含む。
プラスフィールド期間及びマイナスフィールド期間は、それぞれ最長で10秒程度であってもよい。容量に映像データを保持する(DRAM型)透過型パネルでは、電荷漏れに起因する、液晶に印加される電圧の低下により、画面がちらつくフリッカの問題がある。そのため、プラスフィールド期間とマイナスフィールド期間との切り替えはある程度のスピード(60Hzから120Hz程度が例示される)が必要である。しかしながら、本実施形態の構成では電圧低下の問題がないので、プラスフィールド期間とマイナスフィールド期間との切り替えは、液晶の焼き付きが起きない程度の周期でよい。
図18−1、図18−2、図19−1及び図19−2を参照すると、プラスフィールド期間のステップ0開始のタイミングtにおいて、共通電極駆動回路6(図3参照)は、0Vのコモン電位Vcomを共通電極23に出力する。
データ線駆動回路5(図3参照)は、反転データ線xData1−1に3Vのデータ信号を出力する。データ線駆動回路5は、データ線Data1−1に0Vのデータ信号を出力する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−2及びデータ線Data1−2に20Vのデータ信号を出力する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−1に3Vのデータ信号を出力する。データ線駆動回路5は、データ線Data2−1に0Vのデータ信号を出力する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−2及びデータ線Data2−2に20Vのデータ信号を出力する。
ゲート線駆動回路9(図3参照)は、反転ゲート線xGate1−1に3Vのゲート信号を出力する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate1−1に0Vのゲート信号を出力する。これにより、第1行目の各副画素SPixの第1メモリ51が、選択される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−2及びゲート線Gate1−2に0Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−1に3Vのゲート信号を出力する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate2−1に0Vのゲート信号を出力する。これにより、第2行目の各副画素SPixの第1メモリ51が、選択される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−2及びゲート線Gate2−2に0Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−1に3Vのゲート信号を出力する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate3−1に0Vのゲート信号を出力する。これにより、第3行目の各副画素SPixの第1メモリ51が、選択される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−2及びゲート線Gate3−2に0Vのゲート信号を出力する。
全部の副画素SPixの第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに0Vが印加され、ボディに20Vが印加される。従って、電子が、トランジスタRWTp2及びRWTn2の浮遊ゲートからボディに引き抜かれる。これにより、全部の副画素SPixの第2メモリ52は、一括消去される。つまり、全部の副画素SPixの第2メモリ52は、副画素データ「0」を記憶する。
図20は、実施の形態の表示装置の副画素のメモリのエネルギバンド図である。詳しくは、図20は、トランジスタRWTn1、RWTn2、RWTp1及びRWTp2の浮遊ゲートからボディへ電子を引き抜く場合の、副画素SPixのメモリのエネルギバンド図である。
図20において、熱酸化膜である第1ゲート絶縁膜111の膜厚は、350オングストローム(35ナノメートル)、誘電率は、3ε(εは、熱酸化膜の誘電率)とする。また、熱酸化膜である第2ゲート絶縁膜(トンネル酸化膜)112の膜厚は、200オングストローム(20ナノメートル)、誘電率は、εとする。これらの数値は、特許文献3の数値を利用している。
浮遊ゲート内の電子がトンネル効果によってボディ側に抜けるように、第2ゲート絶縁膜112に高電界がかかる条件が設定される。即ち、第2ゲート絶縁膜112の膜厚が、第1ゲート絶縁膜111の膜厚よりも薄く、且つ、第2ゲート絶縁膜112の誘電率が第1ゲート絶縁膜111の誘電率よりも低い(低容量側に高電圧がかかるため)条件にバランスされている。なお、ゲート−ボディ間の電位差が10Vの場合は、トンネル効果は発生しない。
上記した数値を使用すると、第1ゲート絶縁膜111の静電容量C2は、次の式(1)で表される。
C2=3ε/(350オングストローム) ・・・(1)
また、第2ゲート絶縁膜112の静電容量C1は、次の式(2)で表される。
C1=ε/(200オングストローム) ・・・(2)
ここで、ε=1とすると、C2=8571428.571(ファラッド)、C1=5000000(ファラッド)となる。
従って、第1ゲート絶縁膜111の電圧V2は、次の式(3)で表される。
V2=20×C1/(C1+C2)=7.368421(ボルト) ・・・(3)
また、第2ゲート絶縁膜112の電圧V1は、次の式(4)で表される。
V1=20×C2/(C1+C2)=12.63158(ボルト) ・・・(4)
図21は、実施の形態の表示装置の副画素のメモリのエネルギバンド図である。詳しくは、図21は、トランジスタRWTn1、RWTn2、RWTp1及びRWTp2の浮遊ゲートからボディへ電子を引き抜いた後の、副画素SPixのメモリのエネルギバンド図である。このとき、ゲート−ソース間の閾値電圧Vthは、Vth=−1V(nチャネル)となる。なお、トランジスタRWTp1及びRWTp2の浮遊ゲートからボディへ電子を引き抜いた後の、ゲート−ソース間の閾値電圧Vthは、Vth=−2V(pチャネル)となる。
図22は、実施の形態の表示装置の副画素のメモリのエネルギバンド図である。詳しくは、図22は、電子をボディからトランジスタRWTn1、RWTn2、RWTp1及びRWTp2の浮遊ゲートに注入する場合の、副画素SPixのメモリのエネルギバンド図である。
図23は、実施の形態の表示装置の副画素のメモリのエネルギバンド図である。詳しくは、図23は、電子をボディからトランジスタRWTn1、RWTn2、RWTp1及びRWTp2の浮遊ゲートへ注入した後の、副画素SPixのメモリのエネルギバンド図である。このとき、ゲート−ソース間の閾値電圧Vthは、Vth=2Vとなる。なお、トランジスタRWTp1及びRWTp2の浮遊ゲートからボディへ電子を引き抜いた後の、ゲート−ソース間の閾値電圧Vthは、Vth=1V(pチャネル)となる。
再び図18−1及び図18−2を参照すると、タイミングtから待ち時間が経過した後、スイッチ制御回路7(図3参照)は、第1スイッチ制御信号線RS−1へ5Vの第1スイッチ制御信号VRS−1を出力する。これにより、全部の副画素SPixの第1スイッチSW1が、オン状態になる。
ステップの切り替えのタイミング(t1、2、3、・・・)で、第1スイッチ制御信号線RS−1の電位を毎回0Vにしているのは、次の理由による。書き込み動作に伴うデータ線(xData、Data)、ゲート線(xGate、Gate)電位の変動に伴うノイズ等を、副画素電極15に伝えないようにするために、毎回第1スイッチSW1をオフするためである。このようなノイズ等が発生しない場合は、第1スイッチ制御信号線RS−1の電位を5Vのままにし、第1スイッチSW1を連続してオンさせたままでもよい。
スイッチ制御回路7は、第2スイッチ制御信号線RS−2への0Vの第2スイッチ制御信号VRS−2の出力を維持する。これにより、全部の副画素SPixの第2スイッチSW2が、オフ状態に維持される。
全部の副画素SPixでは、第1メモリ51が選択されている。そして、第1スイッチSW1がオン状態になる。従って、第1メモリ51に記憶されている副画素データに応じた電位が、副画素電極15に供給される。これにより、表示装置1は、全部の副画素SPixの第1メモリ51に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。
図24−1は、実施の形態の表示装置の副画素のデータと副画素電極の電位との関係を示す図である。詳しくは、プラスフィールド期間の場合の、第1メモリ51に記憶されている副画素データと、副画素電極15の電位と、の関係を示す図である。
電子が第1メモリ51のトランジスタRWTp1及びRWTn1の浮遊ゲートに注入された状態では、第1メモリ51は副画素データ「1」を記憶する。このとき、副画素電極15には、3V(=VMH−1)が印加される。従って、液晶分子LQ(液晶層30)には、3Vの電圧が印加される。これにより、副画素SPixは、白色を表示する。
電子が第1メモリ51のトランジスタRWTp1及びRWTn1の浮遊ゲートから引き抜かれた状態では、第1メモリ51は副画素データ「0」を記憶する。このとき、副画素電極15には、0V(=VML−1)が印加される。従って、液晶分子LQには、0Vの電圧が印加される。これにより、副画素SPixは、黒色を表示する。
図24−2は、実施の形態の表示装置の副画素のデータと副画素電極の電位との関係を示す図である。詳しくは、マイナスフィールド期間の場合の、第2メモリ52に記憶されている副画素データと、副画素電極15の電位と、の関係を示す図である。
電子が第2メモリ52のトランジスタRWTp2及びRWTn2の浮遊ゲートから引き抜かれた状態では、第2メモリ52は副画素データ「0」を記憶する。このとき、副画素電極15には、0V(=VML−2)が印加される。従って、液晶分子LQには、3Vの電圧が印加される。これにより、副画素SPixは、白色を表示する。
電子が第2メモリ52のトランジスタRWTp2及びRWTn2の浮遊ゲートに注入された状態では、第2メモリ52は副画素データ「1」を記憶する。このとき、副画素電極15には、3V(=VMH−2)が印加される。従って、液晶分子LQには、0Vの電圧が印加される。これにより、副画素SPixは、黒色を表示する。
再び図18−1及び図18−2を参照すると、プラスフィールド期間のステップ1開始のタイミングtにおいて、データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−1への3Vのデータ信号の出力を維持する。データ線駆動回路5は、データ線Data1−1への0Vのデータ信号の出力を維持する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−2及びデータ線Data1−2に0Vのデータ信号を出力する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−1への3Vのデータ信号の出力を維持する。データ線駆動回路5は、データ線Data2−1への0Vのデータ信号の出力を維持する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−2及びデータ線Data2−2に10Vのデータ信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−1への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate1−1への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第1行目の各副画素SPixの第1メモリ51の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−2及びゲート線Gate1−2に20Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−1への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate2−1への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第2行目の各副画素SPixの第1メモリ51の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−2及びゲート線Gate2−2に10Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−1への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate3−1への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第3行目の各副画素SPixの第1メモリ51の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−2及びゲート線Gate3−2に10Vのゲート信号を出力する。
第1行目且つ第1列目の副画素SPix1−1の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに20Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、電子が、トランジスタRWTp2及びRWTn2のボディから浮遊ゲートへ注入される。これにより、副画素SPix1−1の第2メモリ52は、副画素データ「1」(黒(反転))を記憶する。
なお、第2メモリ52への副画素データの書込みの際に、電源電位VMH−2を0Vとし、電源電位VML−2を10Vとする(図12参照)。その理由は、次の通りである。トランジスタRWTp2のボディは、反転データ線xDataに接続され、0V又は10Vが印加される。トランジスタRWTn2のボディは、データ線Dataに接続され、0V又は10Vが印加される。従って、トランジスタRWTp2及びRWTn2のソース電極側で、pn接合に順方向バイアスが掛かることを抑制し、過大電流が流れないようにするためである。
第1行目且つ第2列目の副画素SPix1−2の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに20Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix1−2の第2メモリ52は、副画素データ「0」(白(反転))の記憶を維持する。
第2行目且つ第1列目の副画素SPix2−1の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに10Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、副画素SPix2−1の第2メモリ52は、副画素データ「0」(消去)の記憶を維持する。
第2行目且つ第2列目の副画素SPix2−2の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに10Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix2−2の第2メモリ52は、副画素データ「0」(消去)の記憶を維持する。
第3行目且つ第1列目の副画素SPix3−1の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに10Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、副画素SPix3−1の第2メモリ52は、副画素データ「0」(消去)の記憶を維持する。
第3行目且つ第2列目の副画素SPix3−2の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに10Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix3−2の第2メモリ52は、副画素データ「0」(消去)の記憶を維持する。
タイミングtから待ち時間が経過した後、スイッチ制御回路7は、第1スイッチ制御信号線RS−1へ5Vの第1スイッチ制御信号VRS−1を出力する。これにより、全部の副画素SPixの第1スイッチSW1が、オン状態になる。スイッチ制御回路7は、第2スイッチ制御信号線RS−2への0Vの第2スイッチ制御信号VRS−2の出力を維持する。これにより、全部の副画素SPixの第2スイッチSW2が、オフ状態に維持される。
全部の副画素SPixでは、第1メモリ51が選択されている。そして、第1スイッチSW1がオン状態になる。従って、第1メモリ51に記憶されている副画素データに応じた電位が、副画素電極15に供給される。これにより、表示装置1は、全部の副画素SPixの第1メモリ51に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。
次に、プラスフィールド期間のステップ2開始のタイミングtにおいて、データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−1への3Vのデータ信号の出力を維持する。データ線駆動回路5は、データ線Data1−1への0Vのデータ信号の出力を維持する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−2及びデータ線Data1−2への0Vのデータ信号の出力を維持する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−1への3Vのデータ信号の出力を維持する。データ線駆動回路5は、データ線Data2−1への0Vのデータ信号の出力を維持する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−2及びデータ線Data2−2に0Vのデータ信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−1への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate1−1への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第1行目の各副画素SPixの第1メモリ51の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−2及びゲート線Gate1−2に10Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−1への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate2−1への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第2行目の各副画素SPixの第1メモリ51の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−2及びゲート線Gate2−2に20Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−1への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate3−1への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第3行目の各副画素SPixの第1メモリ51の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−2及びゲート線Gate3−2への10Vのゲート信号の出力を維持する。
第1行目且つ第1列目の副画素SPix1−1の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに10Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、副画素SPix1−1の第2メモリ52は、副画素データ「1」(黒(反転))の記憶を維持する。
第1行目且つ第2列目の副画素SPix1−2の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに10Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、副画素SPix1−2の第2メモリ52は、副画素データ「0」(白(反転))の記憶を維持する。
第2行目且つ第1列目の副画素SPix2−1の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに20Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、電子が、トランジスタRWTp2及びRWTn2のボディから浮遊ゲートへ注入される。これにより、副画素SPix2−1の第2メモリ52は、副画素データ「1」(黒(反転))を記憶する。
第2行目且つ第2列目の副画素SPix2−2の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに20Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、電子が、トランジスタRWTp2及びRWTn2のボディから浮遊ゲートへ注入される。これにより、副画素SPix2−2の第2メモリ52は、副画素データ「1」(黒(反転))を記憶する。
第3行目且つ第1列目の副画素SPix3−1の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに10Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、副画素SPix3−1の第2メモリ52は、副画素データ「0」(消去)の記憶を維持する。
第3行目且つ第2列目の副画素SPix3−2の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに10Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、副画素SPix3−2の第2メモリ52は、副画素データ「0」(消去)の記憶を維持する。
タイミングtから待ち時間が経過した後、スイッチ制御回路7は、第1スイッチ制御信号線RS−1へ5Vの第1スイッチ制御信号VRS−1を出力する。これにより、全部の副画素SPixの第1スイッチSW1が、オン状態になる。スイッチ制御回路7は、第2スイッチ制御信号線RS−2への0Vの第2スイッチ制御信号VRS−2の出力を維持する。これにより、全部の副画素SPixの第2スイッチSW2が、オフ状態に維持される。
全部の副画素SPixでは、第1メモリ51が選択されている。そして、第1スイッチSW1がオン状態になる。従って、第1メモリ51に記憶されている副画素データに応じた電位が、副画素電極15に供給される。これにより、表示装置1は、全部の副画素SPixの第1メモリ51に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。
次に、プラスフィールド期間のステップ3開始のタイミングtにおいて、データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−1への3Vのデータ信号の出力を維持する。データ線駆動回路5は、データ線Data1−1への0Vのデータ信号の出力を維持する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−2及びデータ線Data1−2へ10Vのデータ信号を出力する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−1への3Vのデータ信号の出力を維持する。データ線駆動回路5は、データ線Data2−1への0Vのデータ信号の出力を維持する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−2及びデータ線Data2−2への0Vのデータ信号の出力を維持する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−1への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate1−1への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第1行目の各副画素SPixの第1メモリ51の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−2及びゲート線Gate1−2への10Vのゲート信号の出力を維持する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−1への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate2−1への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第2行目の各副画素SPixの第1メモリ51の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−2及びゲート線Gate2−2に10Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−1への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate3−1への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第3行目の各副画素SPixの第1メモリ51の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−2及びゲート線Gate3−2に20Vのゲート信号を出力する。
第1行目且つ第1列目の副画素SPix1−1の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに10Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix1−1の第2メモリ52は、副画素データ「1」(黒(反転))の記憶を維持する。
第1行目且つ第2列目の副画素SPix1−2の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに10Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、副画素SPix1−2の第2メモリ52は、副画素データ「0」(白(反転))の記憶を維持する。
第2行目且つ第1列目の副画素SPix2−1の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに10Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix2−1の第2メモリ52は、副画素データ「1」(黒(反転))の記憶を維持する。
第2行目且つ第2列目の副画素SPix2−2の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに10Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、副画素SPix2−2の第2メモリ52は、副画素データ「1」(黒(反転))の記憶を維持する。
第3行目且つ第1列目の副画素SPix3−1の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに20Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix3−1の第2メモリ52は、副画素データ「0」(白(反転))の記憶を維持する。
第3行目且つ第2列目の副画素SPix3−2の第2メモリ52では、トランジスタRWTp2及びRWTn2のゲートに20Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、電子が、トランジスタRWTp2及びRWTn2のボディから浮遊ゲートへ注入される。これにより、副画素SPix3−2の第2メモリ52は、副画素データ「1」(黒(反転))を記憶する。
タイミングtから待ち時間が経過した後、スイッチ制御回路7は、第1スイッチ制御信号線RS−1へ5Vの第1スイッチ制御信号VRS−1を出力する。これにより、全部の副画素SPixの第1スイッチSW1が、オン状態になる。スイッチ制御回路7は、第2スイッチ制御信号線RS−2への0Vの第2スイッチ制御信号VRS−2の出力を維持する。これにより、全部の副画素SPixの第2スイッチSW2が、オフ状態に維持される。
全部の副画素SPixでは、第1メモリ51が選択されている。そして、第1スイッチSW1がオン状態になる。従って、第1メモリ51に記憶されている副画素データに応じた電位が、副画素電極15に供給される。これにより、表示装置1は、全部の副画素SPixの第1メモリ51に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。
ところで、例えば、表示装置1が、480行の副画素SPixを有するとした場合、ステップ480まで実行し終えると、全部の副画素SPixの第2メモリ52への副画素データの書込みが終了する。従って、表示装置1は、ステップ480より後では、第2メモリ52への副画素データの書込みを行う必要がない。このとき、表示装置1は、第2メモリ52への副画素データの書込みを行わず、第1メモリ51に記憶されている副画素データに基づく画像表示を行う、リードオンリーステップを実行する。
リードオンリーステップ開始のタイミングtにおいて、データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−1へ3Vのデータ信号を出力する。データ線駆動回路5は、データ線Data1−1へ0Vのデータ信号を出力する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−2及びデータ線Data1−2への0Vのデータ信号を出力する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−1へ3Vのデータ信号を出力する。データ線駆動回路5は、データ線Data2−1へ0Vのデータ信号を出力する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−2及びデータ線Data2−2への0Vのデータ信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−1への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate1−1への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第1行目の各副画素SPixの第1メモリ51の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−2及びゲート線Gate1−2に0Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−1への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate2−1への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第2行目の各副画素SPixの第1メモリ51の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−2及びゲート線Gate2−2に0Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−1への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate3−1への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第3行目の各副画素SPixの第1メモリ51の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−2及びゲート線Gate3−2に0Vのゲート信号を出力する。
スイッチ制御回路7は、第1スイッチ制御信号線RS−1へ5Vの第1スイッチ制御信号VRS−1を出力する。これにより、全部の副画素SPixの第1スイッチSW1が、オン状態になる。スイッチ制御回路7は、第2スイッチ制御信号線RS−2への0Vの第2スイッチ制御信号VRS−2の出力を維持する。これにより、全部の副画素SPixの第2スイッチSW2が、オフ状態に維持される。
全部の副画素SPixでは、第1メモリ51が選択されている。そして、第1スイッチSW1がオン状態になる。従って、第1メモリ51に記憶されている副画素データに応じた電位が、副画素電極15に供給される。これにより、表示装置1は、全部の副画素SPixの第1メモリ51に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。
マイナスフィールド期間のステップ0開始のタイミングtにおいて、共通電極駆動回路6は、3Vのコモン電位Vcomを共通電極23に出力する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−1及びデータ線Data1−1に20Vのデータ信号を出力する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−2に3Vのデータ信号を出力する。データ線駆動回路5は、データ線Data1−2に0Vのデータ信号を出力する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−1及びデータ線Data2−1に20Vのデータ信号を出力する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−2に3Vのデータ信号を出力する。データ線駆動回路5は、データ線Data2−2に0Vのデータ信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−1及びゲート線Gate1−1に0Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−2に3Vのゲート信号を出力する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate1−2に0Vのゲート信号を出力する。これにより、第1行目の各副画素SPixの第2メモリ52が、選択される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−1及びゲート線Gate2−1に0Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−2に3Vのゲート信号を出力する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate2−2に0Vのゲート信号を出力する。これにより、第2行目の各副画素SPixの第2メモリ52が、選択される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−1及びゲート線Gate3−1に0Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−2に3Vのゲート信号を出力する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate3−2に0Vのゲート信号を出力する。これにより、第3行目の各副画素SPixの第2メモリ52が、選択される。
全部の副画素SPixの第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに0Vが印加され、ボディに20Vが印加される。従って、電子が、トランジスタRWTp1及びRWTn1の浮遊ゲートからボディに引き抜かれる。これにより、全部の副画素SPixの第1メモリ51は、一括消去される。つまり、全部の副画素SPixの第1メモリ51は、副画素データ「0」(消去)を記憶する。
タイミングtから待ち時間が経過した後、スイッチ制御回路7は、第2スイッチ制御信号線RS−2へ5Vの第2スイッチ制御信号VRS−2を出力する。これにより、全部の副画素SPixの第2スイッチSW2が、オン状態になる。スイッチ制御回路7は、第1スイッチ制御信号線RS−1への0Vの第1スイッチ制御信号VRS−1の出力を維持する。これにより、全部の副画素SPixの第1スイッチSW1が、オフ状態に維持される。
全部の副画素SPixでは、第2メモリ52が選択されている。そして、第2スイッチSW2がオン状態になる。従って、第2メモリ52に記憶されている副画素データに応じた電位が、副画素電極15に供給される。これにより、表示装置1は、全部の副画素SPixの第2メモリ52に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。
マイナスフィールド期間のステップ1開始のタイミングtにおいて、データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−1及びデータ線Data1−1へ10Vのデータ信号を出力する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−2への3Vのデータ信号の出力を維持する。データ線駆動回路5は、データ線Data1−2への0Vのデータ信号の出力を維持する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−1及びデータ線Data2−1に0Vのデータ信号を出力する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−2への3Vのデータ信号の出力を維持する。データ線駆動回路5は、データ線Data2−2への0Vのデータ信号の出力を維持する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−1及びゲート線Gate1−1に20Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−2への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate1−2への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第1行目の各副画素SPixの第2メモリ52の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−1及びゲート線Gate2−1に10Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−2への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate2−2への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第2行目の各副画素SPixの第2メモリ52の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−1及びゲート線Gate3−1に10Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−2への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate3−2への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第3行目の各副画素SPixの第2メモリ52の選択が、維持される。
第1行目且つ第1列目の副画素SPix1−1の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに20Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix1−1の第1メモリ51は、副画素データ「0」(黒)の記憶を維持する。
なお、第1メモリ51への副画素データの書込みの際に、電源電位VMH−1を0Vとし、電源電位VML−1を10Vとする(図12参照)。その理由は、次の通りである。トランジスタRWTp1のボディは、反転データ線xDataに接続され、0V又は10Vが印加される。トランジスタRWTn1のボディは、データ線Dataに接続され、0V又は10Vが印加される。従って、トランジスタRWTp1及びRWTn1のソース電極側で、pn接合に順方向バイアスが掛かることを抑制し、過大電流が流れないようにするためである。
第1行目且つ第2列目の副画素SPix1−2の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに20Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、電子が、トランジスタRWTp1及びRWTn1のボディから浮遊ゲートへ注入される。これにより、副画素SPix1−2の第1メモリ51は、副画素データ「1」(白)を記憶する。
第2行目且つ第1列目の副画素SPix2−1の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに10Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix2−1の第1メモリ51は、副画素データ「0」(消去)の記憶を維持する。
第2行目且つ第2列目の副画素SPix2−2の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに10Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、副画素SPix2−2の第1メモリ51は、副画素データ「0」(消去)の記憶を維持する。
第3行目且つ第1列目の副画素SPix3−1の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに10Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix3−1の第1メモリ51は、副画素データ「0」(消去)の記憶を維持する。
第3行目且つ第2列目の副画素SPix3−2の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに10Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、副画素SPix3−2の第1メモリ51は、副画素データ「0」(消去)の記憶を維持する。
タイミングtから待ち時間が経過した後、スイッチ制御回路7は、第2スイッチ制御信号線RS−2へ5Vの第2スイッチ制御信号VRS−2を出力する。これにより、全部の副画素SPixの第2スイッチSW2が、オン状態になる。スイッチ制御回路7は、第1スイッチ制御信号線RS−1への0Vの第1スイッチ制御信号VRS−1の出力を維持する。これにより、全部の副画素SPixの第1スイッチSW1が、オフ状態に維持される。
全部の副画素SPixでは、第2メモリ52が選択されている。そして、第2スイッチSW2がオン状態になる。従って、第2メモリ52に記憶されている副画素データに応じた電位が、副画素電極15に供給される。これにより、表示装置1は、全部の副画素SPixの第2メモリ52に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。
次に、マイナスフィールド期間のステップ2開始のタイミングtにおいて、データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−1及びデータ線Data1−1への10Vのデータ信号の出力を維持する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−2への3Vのデータ信号の出力を維持する。データ線駆動回路5は、データ線Data1−2への0Vのデータ信号の出力を維持する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−1及びデータ線Data2−1へ10Vのデータ信号を出力する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−2への3Vのデータ信号の出力を維持する。データ線駆動回路5は、データ線Data2−2への0Vのデータ信号の出力を維持する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−1及びゲート線Gate1−1に10Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−2への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate1−2への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第1行目の各副画素SPixの第2メモリ52の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−1及びゲート線Gate2−1に20Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−2への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate2−2への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第2行目の各副画素SPixの第2メモリ52の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−1及びゲート線Gate3−1への10Vのゲート信号の出力を維持する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−2への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate3−2への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第3行目の各副画素SPixの第2メモリ52の選択が、維持される。
第1行目且つ第1列目の副画素SPix1−1の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに10Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix1−1の第1メモリ51は、副画素データ「0」(黒)の記憶を維持する。
第1行目且つ第2列目の副画素SPix1−2の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに10Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix1−2の第1メモリ51は、副画素データ「1」(白)の記憶を維持する。
第2行目且つ第1列目の副画素SPix2−1の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに20Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix2−1の第1メモリ51は、副画素データ「0」(黒)の記憶を維持する。
第2行目且つ第2列目の副画素SPix2−2の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに20Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix2−2の第1メモリ51は、副画素データ「0」(黒)の記憶を維持する。
第3行目且つ第1列目の副画素SPix3−1の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに10Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix3−1の第1メモリ51は、副画素データ「0」(消去)の記憶を維持する。
第3行目且つ第2列目の副画素SPix3−2の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに10Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix3−2の第2メモリ52は、副画素データ「0」(消去)の記憶を維持する。
タイミングtから待ち時間が経過した後、スイッチ制御回路7は、第2スイッチ制御信号線RS−2へ5Vの第2スイッチ制御信号VRS−2を出力する。これにより、全部の副画素SPixの第2スイッチSW2が、オン状態になる。スイッチ制御回路7は、第1スイッチ制御信号線RS−1への0Vの第1スイッチ制御信号VRS−1の出力を維持する。これにより、全部の副画素SPixの第1スイッチSW1が、オフ状態に維持される。
全部の副画素SPixでは、第2メモリ52が選択されている。そして、第2スイッチSW2がオン状態になる。従って、第2メモリ52に記憶されている副画素データに応じた電位が、副画素電極15に供給される。これにより、表示装置1は、全部の副画素SPixの第2メモリ52に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。
次に、マイナスフィールド期間のステップ3開始のタイミングt10において、データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−1及びデータ線Data1−1へ0Vのデータ信号を出力する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData1−2への3Vのデータ信号の出力を維持する。データ線駆動回路5は、データ線Data1−2への0Vのデータ信号の出力を維持する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−1及びデータ線Data2−1への10Vのデータ信号の出力を維持する。
データ線駆動回路5は、反転データ線xData2−2への3Vのデータ信号の出力を維持する。データ線駆動回路5は、データ線Data2−2への0Vのデータ信号の出力を維持する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−1及びゲート線Gate1−1への10Vのゲート信号の出力を維持する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate1−2への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate1−2への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第1行目の各副画素SPixの第2メモリ52の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−1及びゲート線Gate2−1へ10Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate2−2への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate2−2への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第2行目の各副画素SPixの第2メモリ52の選択が、維持される。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−1及びゲート線Gate3−1に20Vのゲート信号を出力する。
ゲート線駆動回路9は、反転ゲート線xGate3−2への3Vのゲート信号の出力を維持する。ゲート線駆動回路9は、ゲート線Gate3−2への0Vのゲート信号の出力を維持する。これにより、第3行目の各副画素SPixの第2メモリ52の選択が、維持される。
第1行目且つ第1列目の副画素SPix1−1の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに10Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、副画素SPix1−1の第1メモリ51は、副画素データ「0」(黒)の記憶を維持する。
第1行目且つ第2列目の副画素SPix1−2の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに10Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix1−2の第1メモリ51は、副画素データ「1」(白)の記憶を維持する。
第2行目且つ第1列目の副画素SPix2−1の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに10Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、副画素SPix2−1の第1メモリ51は、副画素データ「0」(黒)の記憶を維持する。
第2行目且つ第2列目の副画素SPix2−2の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに10Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix2−2の第1メモリ51は、副画素データ「0」(黒)の記憶を維持する。
第3行目且つ第1列目の副画素SPix3−1の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに20Vが印加され、ボディに0Vが印加される。従って、電子が、トランジスタRWTp1及びRWTn1のボディから浮遊ゲートへ注入される。これにより、副画素SPix3−1の第1メモリ51は、副画素データ「1」(白)を記憶する。
第3行目且つ第2列目の副画素SPix3−2の第1メモリ51では、トランジスタRWTp1及びRWTn1のゲートに20Vが印加され、ボディに10Vが印加される。従って、副画素SPix3−2の第1メモリ51は、副画素データ「0」(黒)の記憶を維持する。
タイミングt10から待ち時間が経過した後、スイッチ制御回路7は、第2スイッチ制御信号線RS−2へ5Vの第2スイッチ制御信号VRS−2を出力する。これにより、全部の副画素SPixの第2スイッチSW2が、オン状態になる。スイッチ制御回路7は、第1スイッチ制御信号線RS−1への0Vの第1スイッチ制御信号VRS−1の出力を維持する。これにより、全部の副画素SPixの第1スイッチSW1が、オフ状態に維持される。
全部の副画素SPixでは、第2メモリ52が選択されている。そして、第2スイッチSW2がオン状態になる。従って、第2メモリ52に記憶されている副画素データに応じた電位が、副画素電極15に供給される。これにより、表示装置1は、全部の副画素SPixの第2メモリ52に記憶されている副画素データに基づく画像を表示する。
なお、表示装置1は、マイナスフィールド期間においても、プラスフィールド期間と同様に、全部の副画素SPixの第1メモリ51への副画素データの書込みが終了した後は、リードオンリーステップを実行すると良い。つまり、表示装置1は、第1メモリ51への副画素データの書込みを行わず、第2メモリ52に記憶されている副画素データに基づく画像表示を行うと良い。
[副画素のレイアウト]
図25は、実施の形態の表示装置の副画素のレイアウトを示す図である。図25では、1個の副画素SPixを示している。
副画素SPixは、メモリブロック50と、第1スイッチSW1と、第2スイッチSW2と、を含む。メモリブロック50は、第1メモリ51と、第2メモリ52と、を含む。
第1メモリ51、第2メモリ52、第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2の各々は、半導体層と、第1配線層の配線と、第2配線層の配線と、で構成されている。
第1配線層の反転ゲート線xGate1−1、ゲート線Gate1−1、反転ゲート線xGate1−2、及び、ゲート線Gate1−2は、X方向(図中左右方向)に沿って、延びている。
第2配線層の反転データ線xData1−1及びxData1−2、電源電位配線VMH−1及びVMH−2、電源電位配線VML−1及びVML−2、データ線Data1−1及びData1−2、第1スイッチ制御信号線RS−1、並びに、第2スイッチ制御信号線RS−2は、Y方向(図中上下方向)に沿って、延びている。
第1メモリ51及び第2メモリ52は、電源電位配線VMH−2と電源電位配線VML−1との間に、配置されている。第1メモリ51及び第2メモリ52は、Y方向に沿って配置されている。
第1メモリ51は、トランジスタRWTp1及びRWTn1を含む。トランジスタRWTp1は、半導体層(多結晶シリコン(ポリシリコン))51aと、浮遊ゲート51bと、を含む。半導体層51aは、X方向に沿って延びている。トランジスタRWTn1は、半導体層51aと、浮遊ゲート51cと、を含む。トランジスタRWTp1及びRWTn1は、X方向に沿って配置されている。
図26は、実施の形態の表示装置の副画素の断面図である。詳しくは、図26は、図25中のA−B線での断面図である。
半導体層51aの一端(図中左端)は、電源電位配線VMH−1に接続されている。半導体層51aの他端(図中右端)は、電源電位配線VML−1に接続されている。半導体層51aの一端と他端との間は、配線57(第2ノードN2)に接続されている。
トランジスタRWTp1は、電源電位配線VMH−2と配線57(第2ノードN2)との間に形成されている。トランジスタRWTn1は、配線57(第2ノードN2)と電源電位配線VML−1との間に形成されている。
トランジスタRWTp1は、第2ゲート絶縁膜(トンネル酸化膜)112を介して半導体層51aの上層(図中上側)に形成された浮遊ゲート51bを含む。トランジスタRWTp1は、第1ゲート絶縁膜111を介して浮遊ゲート51bの上層に形成された反転ゲート線xGate1−1を含む。
トランジスタRWTn1は、第2ゲート絶縁膜(トンネル酸化膜)112を介して半導体層51aの上層(図中上側)に形成された浮遊ゲート51cを含む。トランジスタRWTn1は、第1ゲート絶縁膜111を介して浮遊ゲート51cの上層に形成されたゲート線Gate1−1を含む。
Nチャネル型トランジスタである第1スイッチSW1は、半導体層58と、絶縁膜を介して半導体層58の上層に形成された配線59と、を含む。図25を参照すると、配線59は、第1スイッチ制御信号線RS−1に接続されている。
配線55(第1ノードN1)は、コンタクト56を介して、副画素電極(反射電極)15に接続されている。
図27は、実施の形態の表示装置の副画素のトランジスタ数と、特許文献2の表示素子のトランジスタ数と、を示す図である。
特許文献2の表示素子では、コモン反転駆動方式を、反転スイッチ(トランスファーゲート20及び21)で実現している。トランスファーゲート20及び21は、4個のトランジスタで構成される。一方、本願の実施の形態の表示装置1では、コモン反転駆動方式を、第1メモリ51に記憶されている副画素データと第2メモリ52に記憶されている副画素データとを交互に読出すことで、実現している。従って、本願の実施の形態の表示装置1は、反転スイッチを不要とする。
メモリに関して、本願の実施の形態の表示装置1では、第1メモリ51及び第2メモリ52のトランジスタ数は、4個である。一方、特許文献2の表示素子では、メモリのトランジスタ数は、6個(トランジスタ5及び6、並びに、インバータ14及び15)である。
また、本願の実施の形態の表示装置1では、第1メモリ51と副画素電極15との断続のために、第1スイッチSW1を備え、第2メモリ52と副画素電極15との断続のために、第2スイッチSW2を備えている。第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2の各々は、1個のトランジスタで構成される。
以上を累計すると、本願の実施の形態の表示装置1は、トランジスタ数が6個である。一方、特許文献2の表示素子は、トランジスタ数が10個である。
このように、本願の実施の形態の表示装置1は、特許文献2の表示素子と比べて、トランジスタ数を削減することができる。これにより、本願の実施の形態の表示装置1は、回路規模を縮小でき、高精細化が可能である。
また、表示装置1は、トランジスタ密度の低下により、異物等による短絡のリスクが低減され、歩留まりを向上することができる。
また、SRAMを利用した従来のMIP型の表示装置では、副画素データを維持するためには、電源供給を維持する必要があった。一方、表示装置1は、電源供給が絶たれても、副画素データを維持することができる。これにより、表示装置1は、低消費電力化が可能である。
実施の形態の表示装置1は、電子看板又は電子棚札に適用すると好適である。その理由は、次の2点である。
第1に、フラッシュメモリでは、半導体基板と浮遊ゲートとの間に形成された第2ゲート絶縁膜(トンネル酸化膜)112は、電子が通過する都度、劣化する。つまり、第2ゲート絶縁膜(トンネル酸化膜)112は、副画素データが書込まれる都度、劣化する。従って、フラッシュメモリは、書換え回数に上限がある。
実施の形態の表示装置1をスマートフォンやパーソナルコンピュータに適用すると、副画素データが副画素SPixに書込まれる頻度が高く、装置寿命が短くなってしまう可能性が高い。従って、実施の形態の表示装置1をスマートフォンやパーソナルコンピュータに適用すると、装置寿命を考慮する必要がある。
一方、電子看板又は電子棚札では、副画素データが副画素SPixに書込まれるのは、広告内容又は告知内容の変更や、商品価格の変更や、商品入替などの場合である。従って、実施の形態の表示装置1を電子看板又は電子棚札に適用すると、副画素データが副画素SPixに書込まれる頻度が低く、装置寿命が短くなってしまう可能性が低い。従って、実施の形態の表示装置1を電子看板又は電子棚札に適用すると、装置寿命を考慮する必要を、実質的に抑制できる。
第2に、電子看板又は電子棚札では、広告内容又は告知内容の変更や、商品価格の変更や、商品入替などがなければ、同じ画像が何日間か繰り返して表示される可能性がある。もし、電子看板又は電子棚札にDRAMやSRAMなどの揮発性メモリを用いるとすると、たとえ前日までと同じ画像を表示する場合であっても、商品販売店の毎日の開店時刻前に、副画素データをDRAMやSRAMなどに書込む必要がある。或いは、電子看板又は電子棚札に記憶保持用のバッテリを備えて、DRAMやSRAMなどに記憶されている、前日までの副画素データを保持する必要がある。
一方、実施の形態の表示装置1を電子看板又は電子棚札に適用すると、副画素SPixが不揮発性のフラッシュメモリを用いているので、前日までと同じ画像を表示する場合は、商品販売店の毎日の開店時刻前に、副画素データを副画素SPixに書込む必要がない。また、電子看板又は電子棚札に記憶保持用のバッテリを備える必要がない。従って、実施の形態の表示装置1を電子看板又は電子棚札に適用すると、商品販売店の利便性を向上させることができる。
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。上述した各実施形態及び各変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも1つを行うことができる。
1 表示装置
2 第1パネル
3 第2パネル
4 インタフェース回路
4a シリアル−パラレル変換回路
4b タイミングコントローラ
4c 設定レジスタ
5 データ線駆動回路
6 共通電極駆動回路
7 スイッチ制御回路
9 ゲート線駆動回路
11 第1基板
15 副画素電極(反射電極)
21 第2基板
23 共通電極
30 液晶層
50 メモリブロック
51 第1メモリ
52 第2メモリ
111 第1ゲート絶縁膜
112 第2ゲート絶縁膜(トンネル酸化膜)
Data データ線
DL データ線群
FRP 共通電位線
GL ゲート線群
Gate ゲート線
Pix 画素
RS スイッチ制御信号線
RWTp、RWTn トランジスタ
SPix 副画素
SW1 第1スイッチ
SW2 第2スイッチ
xGate 反転ゲート線
xData 反転データ線

Claims (8)

  1. 複数の副画素を備え、
    各副画素は、副画素データを記憶する第1メモリ及び第2メモリを有するメモリブロックと、該メモリブロックに接続される副画素電極と、これらメモリブロックと副画素電極との間に設けられるスイッチとを備え、
    前記第1メモリ及び前記第2メモリの各々は、
    浮遊ゲートの電荷に応じて前記副画素データを記憶する第1及び第2トランジスタを有し、これらトランジスタは、互いのドレインが直列に接続され、
    前記スイッチは、
    副画素電極側の第1ノードと、前記第1メモリのドレイン直列経路中に設けられる第2ノードとの間に設けられる第1スイッチと、
    副画素電極側の第1ノードと、前記第2メモリのドレイン直列経路中に設けられる第3ノードとの間に設けられる第2スイッチと
    を備えている、
    表示装置。
  2. 前記第1スイッチは、第1フィールド期間に、第1ノードと、前記第1メモリの前記第1トランジスタと前記第2トランジスタとの接続点である第2ノードと、の間を電気的に導通し、第2フィールド期間に、前記第1ノードと、前記第2ノードと、の間を電気的に遮断し、
    前記第2スイッチは、第1フィールド期間に、前記第1ノードと、前記第2メモリの前記第1トランジスタと前記第2トランジスタとの接続点である第3ノードと、の間を電気的に遮断し、第2フィールド期間に、前記第1ノードと、前記第3ノードと、の間を電気的に導通し、
    前記副画素電極は、前記第1ノードの電位に基づいて、画像を表示する、
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記第1トランジスタは、Pチャネル型トランジスタであり、
    前記第2トランジスタは、Nチャネル型トランジスタであり、
    前記第1及び第2トランジスタは、前記浮遊ゲートの電荷に応じて、相補的に動作する、
    請求項1又は2に記載の表示装置。
  4. 前記第1メモリの前記第1トランジスタのボディに反転データ信号を供給する第1反転データ線と、前記第1メモリの前記第2トランジスタのボディにデータ信号を供給する第1データ線と、前記第2メモリの前記第1トランジスタのボディに反転データ信号を供給する第2反転データ線と、前記第2メモリの前記第2トランジスタのボディにデータ信号を供給する第2データ線と、を各々が含む複数のデータ線群を更に備える、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の表示装置。
  5. 前記第1メモリの前記第1トランジスタのゲートに反転ゲート信号を供給する第1反転ゲート線と、前記第1メモリの前記第2トランジスタのゲートにゲート信号を供給する第1ゲート線と、前記第2メモリの前記第1トランジスタのゲートに反転ゲート信号を供給する第2反転ゲート線と、前記第2メモリの前記第2トランジスタのゲートにゲート信号を供給する第2ゲート線と、を各々が含む複数のゲート線群を更に備える、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の表示装置。
  6. 複数の前記副画素電極に対向して設けられる共通電極と、
    当該共通電極にコモン電位を出力する、共通電極駆動回路と、
    第1フィールド期間に、前記第1スイッチを導通させる第1スイッチ制御信号を、全部の副画素の前記第1スイッチに出力し、第2フィールド期間に、前記第2スイッチを導通させる第2スイッチ制御信号を、全部の副画素の前記第2スイッチに出力する、スイッチ制御回路と、
    を更に備える、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の表示装置。
  7. 各副画素は、
    第1フィールド期間に、前記第1メモリに記憶されている副画素データに基づいて、画像を表示するとともに、副画素データが前記第2メモリに書込まれ、
    第2フィールド期間に、前記第2メモリに記憶されている副画素データに基づいて、画像を表示するとともに、副画素データが前記第1メモリに書込まれる、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の表示装置。
  8. 複数の副画素を備え、
    各副画素は、副画素データを記憶する第1メモリ及び第2メモリを有するメモリブロックと、該メモリブロックに接続される副画素電極と、これらメモリブロックと副画素電極との間に設けられるスイッチとを備え、
    前記第1メモリ及び前記第2メモリの各々は、
    浮遊ゲートの電荷に応じて前記副画素データを記憶する第1及び第2トランジスタを有し、これらトランジスタは、互いのドレイン経路が直列に接続されると共に、
    前記スイッチは、
    副画素電極側の第1ノードと、前記第1メモリのドレイン直列経路中に設けられる第2ノードとの間に設けられる第1スイッチと、
    副画素電極側の第1ノードと、前記第2メモリのドレイン直列経路中に設けられる第3ノードとの間に設けられる第2スイッチと
    を備えている、
    電子看板。
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