JP2791622B2 - アクティブマトリクス回路およびその駆動方法 - Google Patents
アクティブマトリクス回路およびその駆動方法Info
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Description
られるアクティブマトリクス回路およびその駆動方法に
関する。
クティブマトリクスがさかんに研究され、また、実用化
されている。従来のアクティブマトリクス回路は、1つ
の画素について、1つの導電型の薄膜状の電界効果素子
(TFT)が1つ設けられたもので、図3(A)に示さ
れるような回路構成を取っていた。場合によっては、T
FTは複数設けられることがあったが、それは主として
1つのTFTに欠陥があった場合の補償用のものであっ
た。
うな回路構成では、画素電位を安定させることが出来
ず、このような回路を液晶ディスプレーとして用いた場
合には画像にフリッカーが生じたりすることが多かっ
た。図3(A)の回路で、問題となる電圧の不安定性の
要因は、2つあり、1つは画素電極からの自然放電によ
るものであり、もう1つは、TFTのゲイト電極と画素
電極との寄生容量によってゲイト信号が画素電位と容量
結合し、電圧が変動する現象(ΔV)であった。
て得られる画素Zn,m の典型的な信号の例を示してい
る。図中のΔVが、ゲイト電極と画素電極の寄生容量に
よる電圧の変動である。ゲイトパルス(信号電圧)をV
G としたときには、 ΔV=C’VG /(CLC+C’) で表される。ここで、C’は寄生容量、CLCは画素容量
である。また、ゲイトパルスが切られたのち、画素電位
はゆるやかに減少するが、これは、主としてTFTを通
じて電流がリークするためである。
すことが理想的である。一方、自然放電を減らすために
は、画素容量以外に補助の容量を形成して、放電の時定
数を大きくする方法が取られてきた。
根本的な解決とはなっていない。これに対し、図4のよ
うに相補型のトランスファーゲイト回路(CMOSトラ
ンスファーゲイト)を構成する方法が提案されている。
(特開昭63−82177、同63−96636、特開
平2−178632)。すなわち、このようなトランス
ファーゲイト型の回路では、1つには、1つの導電型の
TFT回路に比べて、動作速度(すなわち、画素への電
流の供給力)が、ドレイン電圧に依存せず、一般に、1
つのTFTの場合よりも高速であるという特徴を有す
る。
ΔVが、 ΔV=(C1 −C2 )VG /(C1 +C2 +CLC) で表され、CMOSにおいては、各TFTの寄生容量を
同じ程度に調整することが可能であるので、実質的にΔ
Vを0とすることができる。あるいは、ゲイト側の配線
Xn とXn ’にわざと画素電極をオーバーラップさせて
も、その間の容量が同じであれば、ΔVには全く影響し
ない。
れているように、ゲイト信号線XnとXn ’に信号パル
スが印加されていないとき(すなわち電位が0である)
には、これにかぶせて形成された画素電極との間の容量
を補助容量として、画素電圧の自然放電の低下を抑止す
ることが提案されている。
法ではなかった。すなわち、上記の特許に記述されてい
る駆動方法は図2(B)に示すようなものであった。す
なわち、第n行のゲイトパルスが終了してから、第(n
+1)行のゲイトパルスが印加されるという構成をとっ
ていた。そのため、いかにCMOSトランスファーゲイ
トが高速に動作するとはいっても、十分な時間が与えら
れなかった。特に、十分な高速動作が必要な場合(例え
ば、本発明人等の出願である特願平3−145566、
同3−163873、同3−169306に記述される
ようなデジタル階調方式)には、TFTは100cm2
/Vs以上もの高い移動度が必要とされた。しかし、こ
のような高い移動度を得ることは難しく、また、TFT
は十分に低いリーク電流(オフ電流)が要求された。一
般に、高い移動度と低いオフ電流は矛盾するものである
ので、移動度が100cm2 /VsのTFTのオフ電流
は、移動度が10cm2 /Vsのものに比べて10倍も
あった。さらに、低温作製や量産性を考慮した場合に
は、移動度は10cm2 /Vs程度が望まれた。
現実を鑑みてなされたものであり、CMOSトランスフ
ァーゲイト型の回路の安定した動作を得るための駆動方
法およびそのためのマトリクス構造を提供する。
には、ゲイトパルスを長時間にわたって、印加すればよ
い。すなわち、電界移動度が10cm2 /Vsであって
も、パルスの持続時間が10倍あれば、電界移動度が1
00cm2 /Vsのものであっても同じだけの効果が得
られる。しかしながら、従来の方法(図2(B))で
は、1つのゲイト配線のパルスに割り当てられる時間は
制限されていた。例えば、N行のマトリクスで30フレ
ーム/秒の表示をおこなう場合には、1つのゲイトパル
スの持続時間は、1/30N〔秒〕であった。
スを重なり合うように印加してやればよい。その例を図
2(A)に示す。すなわち、図4の回路において、隣合
う行のゲイトパルスを一部重なるように印加する。図2
(A)では、第n行に印加されたパルスがまだ、終了し
ていない段階で、次の第(n+1)行のパルスが印加さ
れる。この場合には、第n行第m列の画素Zn,m と同じ
信号が、第(n+1)行第m列の画素Zn+1,m に印加さ
れるように思われるが、最終的な画素電位は、第(n+
1)行のパルスが切れる直前のドレイン電圧に決定さ
れ、ゲイトパルスが印加されている時間に比べれば、そ
の後の時間の方が圧倒的に長いので、視覚的には全く問
題はない。
と重ねて加えることによって、TFTを“余熱”してお
くことで、TFTの動作に余裕が出る。その様子は、図
2(B)に示される。図2(B)の画素Zn+1,m の電位
の表示において、実線は従来のパルス印加方法によるも
のであり、点鎖線は本発明の方法(上述、図2(A)と
同じ)によるものを示している。
分であれば、画素に対する充電・放電の動作が不十分と
なる。これに対し、本発明では同じ性能のTFTを用い
た場合にも充放電は十分におこなわれる。
場合には、図4のような回路を用いた場合には問題が生
じることもある。すなわち、上述のようにパルスが重な
るのであるから、図4において、信号線Xn ’に負のパ
ルスが印加されている間に、隣合う信号線Xn+1 に正の
パルスが印加されることとなり、両配線は距離が近いこ
ともあって、相互に影響を及ぼし合う。すなわち、信号
線Xn+1 のパルスによって、信号線Xn ’のTFT(P
チャネル)が誤動作するおそれがある。
隣合う信号線Xn ’と信号線Xn+1’には、同じ導電型
のTFTを設けてやればよい。これによって、隣合うT
FTの誤動作を防止することができる。
源であるドライバーに接続されてもよいが、図1(A)
に示すように、ドライバーからの1つの信号線のパルス
をインバータPn 、Pn+1 によって反転させてもよい。
インバータとしては、図1(B)に示すようなCMOS
型のTFTのもの用いれば、作製プロセスを共用できる
上、性能もよい。
になる。いずれも、特開昭63−82177、同63−
96636、特開平2−178632に示されているも
のと同じである。図5(A)は画素電極がゲイト側の信
号線とオーバーラップしない構成のものであり、図5
(B)は画素電極がゲイト側の信号線とオーバーラップ
し、画素本来の容量CLC以外に、補助容量Ca およびC
a ’を設けたものである。このときには、容量Ca およ
びCa ’が異なると、ΔVが生じるので、できりだけ同
じ値となるようにすべきである。以下に実施例を示す。
施した例を示す。基板上に図6に示される回路を形成し
た。TFTの作製方法については、特願平3−1455
66、同3−163873、同3−169306もしく
は同3−237100、同3−238713に記述され
る技術を使用すればよい。
側に関しては、そのドライバー側から、第n行の配線X
n とXn ’および第(n+1)行の配線Xn+1 と
Xn+1 ’等の配線を形成した。そして、この配線の右側
の終端には、インバータ回路をCMOSのTFTで形成
した。その電圧供給線は図示していないが、データ線に
平行に設けられている。入力すべき信号は図2(A)に
示されるものと実質的に同じものを使用した。
もし、Xn とXn ’、あるいはXn+1 とXn+1 ’等に断
線があったとしても、残りの信号線を通った信号がイン
バータによって反転され、他の素子を確実に駆動でき
る。
とYm+1 の間に断線があったとしよう。従来であれば、
Xn には信号が終端まで伝達されるので、Xn に接続し
たNTFTは全て駆動できる。しかしながら、Xn ’に
おいては、Ym+1 以降のPTFTは駆動できない。本発
明ではNTFTとPTFTのバランスのとれた動作によ
って安定した動作をおこなうのであるから、Ym+1 以降
の画素に関しては『片肺飛行』を余儀なくされ、表示の
品質が低下する。
に断線があったとしても、Xn の終端に達した信号はイ
ンバータで反転してXn ’を折り返し、Ym+1 以降のP
TFTを駆動する。
ことは、上記のような断線のある行における信号の伝達
では、回路長が伸びるので、信号の遅延が生じる。すな
わち、あまりにドライバーとXn の終端の距離が大きい
と、特にドライバーに近い画素部分で断線がおこった場
合には顕著であるが、Ym のPTFTにゲイトパルスが
到達して、かなりの時間が経過してからYm+1 のPTF
Tにパルスが到達する。なぜなら、Ym+1 は最も長い行
路の終端であるからである。この場合には、NTFTの
駆動とPTFTの駆動にずれが生じることがある。した
がって、ゲイト線はあまり長くしないほうがよい。好ま
しくは、図6に示すようにパネルの中央で折り返して、
右側にも同じようなドライバーをアクティブマトリクス
を設けるべきである。
の駆動方法である図2(A)だけでなく、従来の駆動方
法(図2(B))を使用した場合においても同じであ
る。
安定した電圧を供給できるアクティブマトリクスおよび
それに最適な駆動方法が得られた。本発明では、TFT
に過大な負担をかけずに優れた特性を引き出すことがで
き、工業的に有益である。
特に言及しなかったが、従来のような、データ線にアナ
ログ信号を入力するアナログ階調方式だけでなく、例え
ば、特願平3−145566、同3−163873、同
3−169306、同3−209869、同3−209
870に記述されるごとき、デジタル階調方式を採用し
てもよいことはいうまでもない。
定されることがないことは明白であるが、本発明では、
例え上記のごときデジタル階調を実施せんとしても、従
来のような100cm/Vs以上もの高移動度は要求さ
れず、むしろ量産性のよい10〜60cm/Vs程度の
移動度のものを使用すればよい。この範囲であれば、T
FTの作製は600℃程度の最高プロセス温度でよく、
いわゆるセミアモルファス状態のシリコンが使用でき
る。このセミアモルファスシリコンは、粒界が明確に存
在しない材料という点で、多結晶シリコンとは明確に区
別され、そのラマンスペクトルは517cm-1程度にブ
ロードなピークをもつ。これは、上述のように粒界が存
在しない代わりに、結晶内の歪みが存在するためと考え
られる。また、これでTFTを作製した場合にはオフ電
流が著しく少ないことが特徴であり、液晶ディスプレー
の目的には最適である。
あり、その移動度の差がそれほど著しくないことも、本
発明のようなCMOS駆動には適している。
を示す。
クスの駆動方法を示す。
び駆動方法を示す。
す。
子の構造を示す。
を示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 N行M列のアクティブマトリクス回路に
おいて、 各行は2本の信号線を有し、各行の2本の信号線において、第1の信号線にゲイト電
極が接続されている電界効果素子の導電型と第2の信号
線にゲイト電極が接続されている電界効果素子の導電型
は互いに異なり、 第n行の第2の信号線は、第n行の第1の信号線と第
(n+1)行の第1の信号線にはさまれ、 かつ、第(n+1)行の第1の信号線は、第n行の第2
の信号線と第(n+1)行の第2の信号線にはさまれて
おり、 前記第n行の第1の信号線と第(n+1)行の第2の信
号線は、Nチャネル型またはPチャネル型の電界効果素
子のゲイト電極に接続し、 前記第n行の第2の信号線と第(n+1)行の第1の信
号線は、Pチャネル型またはNチャネル型の電界効果素
子のゲイト電極に接続していることを特徴とするアクテ
ィブマトリクス回路。 - 【請求項2】 前記各行の2本の信号線において、第1
の信号線と第2の信号線はその終端でインバータ回路を
通して接続されていることを特徴とする請求項1記載の
アクティブマトリクス回路。 - 【請求項3】 N行M列のアクティブマトリクス回路に
おいて、 各行は2本の信号線を有し、各行の2本の信号線において、第1の信号線にゲイト電
極が接続されている電界効果素子の導電型と第2の信号
線にゲイト電極が接続されている電界効果素子の導電型
は互いに異なり、 第n行の第2の信号線は、第n行の第1の信号線と第
(n+1)行の第1の信号線にはさまれ、 かつ、第(n+1)行の第1の信号線は、第n行の第2
の信号線と第(n+1)行の第2の信号線にはさまれて
おり、 前記第n行の第1の信号線と第(n+1)行の第2の信
号線に印加される信号の極性は、前記第n行の第2の信
号線と第(n+1)行の第1の信号線に印加される信号
の極性とは逆であることを特徴とするアクティブマトリ
クス回路の駆動方法。 - 【請求項4】 N行M列のアクティブマトリクス回路に
おいて、 各行は2本の信号線を有し、各行の2本の信号線において、第1の信号線にゲイト電
極が接続されている電界効果素子の導電型と第2の信号
線にゲイト電極が接続されている電界効果素子の導電型
は互いに異なり、 各信号線に印加される信号は極性が互いに逆であり、 かつ、第n行に印加された信号パルスが継続している間
に、第(n+1)行に信号パルスが印加されることを特
徴とするアクティブマトリクス回路の駆動方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10220492A JP2791622B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | アクティブマトリクス回路およびその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10220492A JP2791622B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | アクティブマトリクス回路およびその駆動方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06160893A JPH06160893A (ja) | 1994-06-07 |
JP2791622B2 true JP2791622B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=14321140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10220492A Expired - Lifetime JP2791622B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | アクティブマトリクス回路およびその駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2791622B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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KR100462958B1 (ko) | 2000-02-02 | 2004-12-23 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 전기 광학 장치의 구동 회로, 전기 광학 장치 및 전자기기 |
GB0318611D0 (en) * | 2003-08-08 | 2003-09-10 | Koninkl Philips Electronics Nv | Circuit for signal amplification and use of the same in active matrix devices |
CN103278984A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-09-04 | 上海天马微电子有限公司 | 一种薄膜晶体管阵列基板、显示面板及液晶显示器 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63172192A (ja) * | 1987-01-12 | 1988-07-15 | 富士通株式会社 | アクテイブマトリクス型液晶パネルの駆動方法 |
JPH02178632A (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-11 | Sony Corp | 液晶表示装置 |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP10220492A patent/JP2791622B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06160893A (ja) | 1994-06-07 |
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