JP4776836B2 - Display device and driving method of display device - Google Patents

Display device and driving method of display device Download PDF

Info

Publication number
JP4776836B2
JP4776836B2 JP2001296224A JP2001296224A JP4776836B2 JP 4776836 B2 JP4776836 B2 JP 4776836B2 JP 2001296224 A JP2001296224 A JP 2001296224A JP 2001296224 A JP2001296224 A JP 2001296224A JP 4776836 B2 JP4776836 B2 JP 4776836B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal voltage
pixel
address
potential
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001296224A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002175064A5 (en
JP2002175064A (en
Inventor
瑠茂 佐竹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP2001296224A priority Critical patent/JP4776836B2/en
Publication of JP2002175064A publication Critical patent/JP2002175064A/en
Publication of JP2002175064A5 publication Critical patent/JP2002175064A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4776836B2 publication Critical patent/JP4776836B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及びその駆動方法に関する。液晶表示装置とは、基板間に狭持された液晶層に印加した電圧により、液晶層を通過する光の偏光状態、散乱状態又は波長特性が変わることを利用して、明暗の表示を行うものである。
【0002】
本明細書において、薄膜トランジスタ(TFT)とは半導体層、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を有する半導体素子を示す。
【0003】
【従来の技術】
液晶表示装置は、軽量、低消費電力の点で携帯用途、パーソナルコンピュータ用途に広く用いられている。
【0004】
液晶表示装置において、三原色である赤、緑、青の光源を順次点灯させて、カラー表示を行うフィールドシーケンシャル方式が注目されている。フィールドシーケンシャル方式は、カラーフィルターが不用となるため、高精細な表示が期待される。
【0005】
フィールドシーケンシャル方式には、光源を順次、発光色を変えて連続的に点灯する方式が提案されている(月刊 FPD Intelligence プレスジャーナル 1999.2 p66-69)。この方式においては、光源の発光色が切り替わるときに、画面全体を黒レベルにして、それぞれの画素において、光源の混色を防止する必要がある。
【0006】
また、フィールドシーケンシャル方式には、液晶の応答が画面内で完了したのちに光源を点灯させる方式(小林駿介編著 カラー液晶ディスプレイ 産業図書日本 p127)が提案されている。この方式は、光源が間欠的に点灯するので、光源が非点灯のときに、完全な黒が達成できる。このため、CRT(cathode ray tube)の駆動方式であるインパルス方式が液晶表示装置においても達成でき、液晶表示装置に特有の残像を防止する手段として期待されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
発明が解決しようとする課題を以下に示す。
【0008】
なお、本明細書において、画素部に設けられたTFTを画素TFTという。
【0009】
また本明細書において、画素部にはS1〜Smのアドレスを有する信号線と、G1〜Gnのアドレスを有する走査線と、信号線と走査線の交点近傍に配置された画素が設けられている。各画素は画素TFTを有し、画素TFTはそのゲート電極が走査線に接続されており、そのソース電極が信号線に接続されている。各画素のアドレスは画素TFTのソース電極が接続されている信号線のアドレスと、ゲート電極が接続されている走査線のアドレスとで示される。例えば、画素TFTがi列目の信号線とj行目の走査線に接続されているときは、この画素TFTを有する画素のアドレスは(i,j)となる。
【0010】
また、画素TFTのドレイン電極と接続して画素電極が設けられており、画素電極と対向して対向電極がある。画素電極と対向電極との間には配向膜を介して液晶が挟まれており、画素電極と対向電極との電位差に応じて液晶がスイッチングをする。
【0011】
また、点順次駆動において、1行目の走査線を選択してからn行目の走査線を選択するまでにかかる時間を「走査線の走査期間」という。また、半導体層を活性化するために、走査線に所定の電位例えば、+8V〜+11Vの電位を与えることを「走査線を選択する」という。走査線を選択する期間を「走査線選択期間」という。
【0012】
すなわち、「走査線の走査期間」とは1行目の走査線の選択を始めてからn行目の走査線の選択が終わるまでにかかる時間である。また、「走査線を選択する」とは、走査線に接続されている画素TFTにゲートパルスを与えて、走査線に接続されている画素TFTのソースおよびドレイン間を導通状態にすることである。また、走査線の選択期間とは1行の走査線を選択する期間であり、走査線の選択期間をn倍にしたものが「走査線の走査期間」である。
【0013】
また、信号線を選択するとは、信号線に信号電圧を与え、さらに信号線に接続した画素TFTに信号線の電位を与えることをいう。
【0014】
また、(1,1)のアドレスを有する画素TFTの画素電極に画像表示に必要な電位を与えることから始まり、一つの単色の画像を形成するまでの期間を「サブフレーム期間」という。また、(1,1)のアドレスを有する画素TFTの画素電極に画像表示に必要な電位を与えることから始まり、一つのカラー表示された画像を形成するまでの期間を「フレーム期間」という。
【0015】
フィールドシーケンシャル方式では、カラー表示された画像が形成されるフレーム期間は赤色の画像を形成するサブフレーム期間と、青色の画像を形成するサブフレーム期間と、緑色の画像を形成するサブフレーム期間とからなる。
【0016】
光源を間欠的に点灯するフィールドシーケンシャル方式の、タイミングチャートを図7に示す。フィールドシーケンシャル方式において1フレーム期間の周期(T)は16.6msec、サブフレーム期間の周期(T/3)は5.5msecである。
【0017】
点順次駆動では、一本の走査線を選択して、ソースドライバーのシフトレジスターにより順次信号線を選択していくことで、選択された走査線に接続した画素TFTの画素電極に信号線の電位を付与する。サブフレーム期間は待機期間301、走査線選択期間302、液晶応答期間303、光源の点灯期間304の四つに分けられる。待機期間は1フレーム期間が始まってから画素TFTに接続した走査線が選択されるまでの期間である。液晶応答期間は液晶が画素電極の電位に応じて応答する期間である。走査線選択期間を走査線の本数nで乗じたものが走査線の走査期間308である。
【0018】
走査線選択期間302に走査線が選択されて、走査線に接続した画素TFTの画素電極に順次、所望の階調に応じて信号線の電位を与える。液晶応答期間303に、液晶の光学応答が終了する。光源の点灯期間304に、光源が間欠的に点灯し、第1の発光色305、第2の発光色306、第3の発光色307が順次、液晶表示装置に入射する。例えば、第1の発光色として赤色、第2の発光色として緑色、第3の発光色として青色を用いることができる。しかし、このように、間欠的に光源を点灯させたときに、一行目の走査線に接続した画素TFTと、n行目の走査線に接続した画素TFTとで液晶応答期間303が、当然、異なる。そこで、液晶の応答に時間がかかるときや、走査線の走査期間308が長いときは、液晶の応答が完了してから光源を点灯させようとすると光源の点灯期間304が短くなり明るさが低下する。
【0019】
つまり、フィールドシーケンシャル方式で、重要な要素の一つとして挙げられるのが、液晶の応答時間である。液晶の応答時間が早いほど、光源の点灯期間を長くして、明るい表示をすることができる。
【0020】
さらに、フィールドシーケンシャル方式で、重要な要素として挙げられるのが走査線の走査期間である。走査線が1行〜n行まであるとすると、走査期間が長くなると、走査線がn行目に近づくにつれて、画素電極に信号線の電位を与えてから光源が点灯するまでの時間が短くなり、液晶が応答しきらないうちに、光源が点灯することになる。階調レベルは光源が点灯しているときに液晶の示す明るさの積分値で決まるため、液晶が応答しきらないうちに、光源が点灯すると、画面を表示するときの階調レベルが変わってしまう。逆に、液晶が応答してから光源を点灯させるとなると、光源の点灯期間が短くなり、表示が暗くなる。
【0021】
また、走査線数が多いXGA(横1024画素×縦768画素)、SXGA(横1280画素×縦1024画素)の液晶表示装置では、走査線の走査期間がサブフレーム期間に占める割合が無視できない。SXGAの液晶表示装置において点順次駆動をするときに、1画素への信号の書き込み時間を0.75〜1.5nsecとしても、走査線の走査期間は1〜2msecと見積もられた。よって、サブフレーム期間(5.5msec)から走査線の走査期間を除くと、3.5〜4.5msecの時間しか残されていず、この時間で液晶を所望の明るさを示すまで応答させ、次いで光源を点灯させるとすると、光源の点灯時間はかなり短くなり、明るい表示が困難になる。
【0022】
本明細書では、フィールドシーケンシャル方式による液晶表示装置の駆動にさいし、液晶の光学応答をより速く終了させることを課題とする。また、走査線の走査期間を短縮し、待機期間301がサブフレーム期間に占める割合を減少することを課題とする。
【0023】
すなわち、本明細書ではフィールドシーケンシャル方式において、待機期間301と液晶応答期間303の和を短縮し、光源の点灯期間304を長くし、明るい表示をすることを課題とする。
【0024】
【課題を解決する手段】
本発明は、第1のサブフレーム期間において第1の信号電圧の電位を有する画素電極が第2のサブフレーム期間において第2の信号電圧の電位を有するときに、第1の信号電圧から第2の信号電圧へと電圧値が変化するときの液晶の応答時間を演算し、第2のサブフレーム期間において演算した液晶の応答時間の長い画素から順に、画素の画素電極に第2の信号電圧の電位を与えることを特徴とする。
【0025】
本発明は、その回路構成に第1のサブフレーム期間において画素電極に与える第1の信号電圧の電位を記憶する第1の手段と、第2のサブフレーム期間において画素電極に与える第2の信号電圧の電位を記憶する第2の手段と、第1の信号電圧から第2の信号電圧へと電圧値が変わるときの液晶の応答時間を演算する第3の手段と、演算した液晶の応答時間の長い画素の順に、画素の画素電極に第2の信号電圧を与える第4の手段とを有する。
【0026】
フィールドシーケンシャル方式においては、単色の画像を形成する期間であるサブフレーム期間と、サブフレーム期間を連続的に三つ組み合わせてカラー化された画像を形成する期間であるフレーム期間とからなる。上記構成はこのフィールドシーケンシャル方式に適用できる。また、上記サブフレーム期間をフレーム期間と置き換えることで本発明を、フィールドシーケンシャル方式に限らず、液晶表示装置及びその駆動方法に広く適用することも可能である。
【0027】
点順次駆動では、一行列目の走査線に接続した画素TFTに接続した画素電極からn行目の走査線に接続した画素TFTを有する画素へと、順次画素を選択する。このため、n行目の走査線に接続した画素において液晶の応答時間が長いと、フィールドシーケンシャル方式において、光源が点灯するまでに液晶が応答しきらないときがあった。しかし、本発明によれば、第1のサブフレーム期間から第2のサブフレーム期間へと画像が変わり、液晶が応答するときに、液晶の応答時間がかかる画素を優先的に選択するため、図7のフィールドシーケンシャル方式のタイミングチャートにおいて、液晶の応答期間303が長い画素では待機期間301が短くなり、待機期間301と液晶応答期間303の和を短縮できる。すなわち、光源の点灯期間304を長くでき、明るい表示が可能となる。
【0028】
また、本発明は、同一の信号線に接続した同一の階調を表示する複数の画素の画素電極に同時に、同一の信号電圧の電位を与えることを特徴とする。複数の画素を同時に選択することにより、走査線の走査時間を短縮することができる。
【0029】
また、本発明は、信号線及び第1の走査線に接続した第1の画素TFTに接続して設けられた第1の画素電極と、信号線及び第2の走査線に接続した第2の画素TFTに接続して設けられた第2の画素電極とに、第1の信号電圧の電位を与える第1段階を有する。
【0030】
そして、信号線及び第2の走査線を選択し第2の画素電極に第1の信号電圧との絶対値の差が0Vより大きく0.5Vより小さい第2の信号電圧の電位を与える第2段階を有する。
【0031】
このようにして、第1段階で、第2の画素TFTのドレイン電極に接続した第2の画素電極に第1の信号電圧の電位を与えてあらかじめ液晶を応答させておく。第2の画素電極は、第1の画素電極と近似した階調を表示する画素電極とする。近似した階調とは目安として第1の画素電極に与える電圧の絶対値に対し、0Vより大きく0.5Vより小さい電圧の絶対値により表示される階調をいう。そして、第2段階で、第2の画素電極に、第2の信号電圧を与えて、正規の階調を表示するように液晶を応答させる。こうして液晶をあらかじめ応答させておくことで、第2の画素電極に第2の信号電圧の電位を与えたときに、表示画像の階調に応答するまでの応答時間を短縮できる。
【0032】
もちろん液晶の焼付きを防止するために、同時に信号線の信号を書き込む第1の画素TFTと第2の画素TFTとは、あらかじめ極性が同じ電圧を書き込む予定の画素TFTとしても良い。
【0033】
以上に示した各発明は液晶表示装置およびその駆動方法として広く用いることができるが、特に光源が間欠的に点灯するフィールドシーケンシャル方式において有効である。光源が間欠的に点灯するため、画素TFTに信号電圧を書き込む順序がランダムであっても、信号電圧を画素TFTに書き込む間は光源が非点灯のため、このランダムな書き込みがユーザーには視認されないためである。
【0034】
また上記発明を組み合わせて用いることも可能であれば、フィールドシーケンシャル方式だけでなく、公知の液晶の駆動方式に広く応用することも可能である。
【0035】
【発明の実施の形態】
[実施形態1]
本発明の回路構成を図1を用いて説明する。図1は本実施形態の画素と駆動回路とを示す。図1はm列×n行にマトリクス状に配置された画素を有する画素部において、i番目の列、及びj番目の行に配置されている画素のアドレスを(i、j)(iは1以上n以下の整数、jは1以上m以下の整数)と記載している。
【0036】
1フレーム期間は第1のサブフレーム期間〜第3のサブフレーム期間からなる。第1のサブフレーム期間〜第3のサブフレーム期間の映像信号130、及び映像信号を入力する画素のアドレスはスイッチング回路131の指定に応じて第1の手段または第2の手段に入力される。
【0037】
なお、映像信号130はアナログ信号でもデジタル信号でもよい。ただし、映像信号を精度良く記憶するためには、映像信号130がアナログ信号である場合は、第1の手段または第2の手段に映像信号を入力する前に、アナログデジタルコンバーター(ADコンバーター)を用いてデジタル信号に変換するとよい。
【0038】
第1のサブフレーム期間において画素電極に与える第1の信号電圧の電位を記憶する第1の手段がある。第1の手段をその機能から第1の記憶手段101と称する。かつ、第2のサブフレーム期間において画素電極に与える第2の信号電圧の電位を記憶する第2の手段がある。第2の手段をその機能から第2の記憶手段102と称する。
【0039】
そして、同一の画素TFTにおいて、第1の信号電圧から第2の信号電圧へと電圧値が変わるときの液晶の応答時間を演算する第3の手段がある。第3の手段をその機能から比較演算手段103と称する。液晶の応答時間の演算は、液晶の回転粘性係数、弾性定数、誘電率異方性等の物性定数から応答時間の理論値を計算すると良い。また、液晶の応答時間と駆動電圧の関係を事前に比較演算手段に入力し、そのデータを参照しても良い。そして、演算された液晶の応答時間に従って、第2のサブフレーム期間で画素TFTに信号線の信号を書き込む順序を決定する。
【0040】
まず、第1の信号電圧から第2の信号電圧へと信号電圧が変化するときの、液晶の応答時間を演算する。全ての画素においてその演算を行ったときの液晶の応答時間が、(2、2)のアドレスの画素で一番長く、(2、1)、(1、1)、(1、2)のアドレスの画素の順に応答時間が短くなるとする。つまり、4個の画素のうち(1、2)のアドレスの画素が第1の信号電圧から第2の信号電圧へと信号電圧が変わるときの液晶の応答時間が一番短いとする。この場合は、第2のサブフレーム期間の画像を表示するときに、画素TFTに信号線の信号を書き込む順序は、(2、2)、(2、1)、(1、1)、(1、2)のアドレスの順にする。つまり、液晶の応答時間の長い画素の画素TFTから順に、第2のサブフレーム期間において、信号線の信号を書き込むことにする。便宜的に、4個の画素で説明をしたが、n×m個の画素においても同じで、第1の信号電圧から第2の信号電圧へと信号電圧が変化するときの、液晶の応答時間が長い画素の画素TFTから順に信号線の信号を書き込むようにする。複数の画素において液晶の応答時間が同じであるときは、駆動回路の負担を低減するために、画素が近接する順に画素TFTに信号線の信号を書き込む。
【0041】
そして、第1のサブフレーム期間の間に、比較演算データ記憶手段104に、第2のサブフレーム期間において画素TFTに信号線の信号を書き込む順序を記憶する。
【0042】
そして、演算した液晶の応答時間の長い画素の順に、画素の画素電極に第2の信号電圧を与える第4の手段がある。本実施形態では、第4の手段は、Xアドレスデコーダー106、Xアドレスデコーダーに接続した映像信号出力手段108とを有するXアドレス書き込み制御手段110と、Yアドレスデコーダー105、Yアドレスデコーダーに接続したレベルシフタ−107とを有するYアドレス書き込み制御手段109とからなる。
【0043】
第4の手段のうち、Xアドレスデコーダー106と映像信号出力手段108とを有するXアドレス書き込み制御手段110は、比較演算データ記憶手段104から出力されるXアドレスデータに基づいて、画素TFTに接続した信号線を選択する機能がある。また、Yアドレスデコーダー105とレベルシフタ−107とを有するYアドレス書き込み制御手段109は、比較演算データ記憶手段104から出力されるYアドレスデータに基づいて、画素TFTに接続した走査線を選択する機能がある。
【0044】
比較演算データ記憶手段104から出力されるYアドレスデータに基づいて、Yアドレスデコーダー105により、信号線の信号を書き込む画素TFTの走査線のアドレスが指定される。SXGA(横1280×縦1024)の画素数のときは、Yアドレスデコーダーの入力端子を画素数に合わせて10本にすれば210の走査線を任意に選択できる。Yアドレスデコーダーの出力端子のうち、Yアドレスデータにより指定されたYアドレスを有する出力端子から、出力パルスが出力される。そして、レベルシフタ−107により、出力パルスの電圧が増幅されて、指定されたYアドレスを有する走査線にゲートパルスが出力される。
【0045】
また、Xアドレスデコーダー106により信号電圧の電位を与える信号線が指定される。SXGA(横1280×縦1024)の画素数のときは、Xアドレスデコーダーの入力端子を画素数に合わせて11本にすれば良い。Xアドレスデコーダー106によって指定されたXアドレスの出力端子から出力パルスが出力して、映像信号出力手段108に入力する。そして、指定されたXアドレスの信号線に映像信号(信号電圧)を入力し、信号線に信号電圧を与える。映像信号119に関しては、外部回路(比較演算データ記憶手段104)により映像信号が画素TFTに書き込まれる順序が決定されて、映像信号出力手段108に入力する。
【0046】
なお、映像信号出力手段に入力された映像信号がデジタル信号である場合は、デジタルアナログコンバーター(DAコンバーター)を映像信号出力手段に内蔵してアナログ信号に変換する。
【0047】
こうして、比較演算データ記憶手段104によって記憶された順序に従って、画素TFT118に順次信号線の信号を書き込み、第2のサブフレーム期間の画像を形成する。
【0048】
図2を用いて、回路の動作を説明する。第1のサブフレーム期間〜第3のサブフレーム期間において表示された画像を合わせることで、カラー表示された画像が第1のフレーム期間916において表示される。準備期間912には、まず、第1の記憶手段に第1のサブフレーム期間の画素TFTのアドレスとその画素TFTに書き込む第1の信号電圧を記憶させる第1の期間900がある。次に、比較演算手段において、第1のサブフレーム期間の画像を形成するときに、それぞれの画素における液晶の応答時間を算出する第2の期間901がある。最後に、比較演算手段のデータを比較演算データ記憶手段に移動する第3の期間902がある。
【0049】
第1のサブフレーム期間913においては、信号線の信号を画素TFTに書き込む期間903がある。次に、書き込まれた第1の信号電圧に応じて液晶が応答する液晶応答期間904がある。そして、光源が点灯する光源の点灯期間905がある。第1のサブフレーム期間において光源が発光する第1の発光色は加法混色の三原色のうち例えば赤色とすることが可能である。
【0050】
第1のサブフレーム期間913において、並列して、第2のサブフレーム期間の画像を形成するために、画素TFTに第2の信号電圧を書き込む順序を決定する。第1の記憶手段にはすでに第1のサブフレーム期間のそれぞれのXアドレス、Yアドレスの画素における第1の信号電圧を記憶しているため、第4の期間906において、第2の記憶手段に第2のサブフレーム期間のそれぞれのXアドレス、Yアドレスの画素における第2の信号電圧を記憶する。次に、第5の期間907において、比較演算手段において、第1の信号電圧から、第2の信号電圧へと信号電圧が変わるときの液晶の応答時間を演算し、その演算結果から画素を選択する順序を決定する。そして、第6の期間908において、比較演算手段のデータを比較演算データ記憶手段に移動する。
【0051】
次いで、第2のサブフレーム期間914において、比較演算データ記憶手段の画素データを画素に書き込む。第2のサブフレーム期間はの画素データの書き込み期間909、液晶応答期間910、光源が点灯する期間911がある。光源が発光する第2の発光色は例えば緑色とすることが可能である。
【0052】
第2のサブフレーム期間に準じた回路動作で、第3のサブフレーム期間の画像を形成する。第3のサブフレーム期間915において、光源が発光する第3の発光色は例えば青色とすることが可能である。こうして第1フレーム期間においてカラー表示する画像が形成される。以上の操作を連続して繰り返すことにより、カラー化された画像からなる動画表示ができる。
【0053】
つまり、図7のフィールドシーケンシャル方式のタイミングチャートを用いて説明すると、本発明により、液晶の応答期間303の長い画素は待機期間301を短くできるため、従来に比べて、待機期間301と液晶応答期間303との和を短くすることができる。これにより光源の点灯期間304を長くすることができる。また、光源が間欠的に点灯するフィールドシーケンシャル方式のカラー表示の方法と本実施形態を組み合わせて用いているためと、画素を選択する順番がランダムであっても、液晶が応答する期間は光源が非点灯のためこのランダムな書き込みがユーザーに認識されないですむ。
【0054】
図3に、Yアドレス書き込み制御手段109のタイミングチャートを示す。レベルシフタ−とYアドレスデコーダーとを有する駆動回路をYアドレス書き込み制御手段と称する。Yアドレス書き込み制御手段は画素TFTに接続した走査線を選択する手段である。
【0055】
Yアドレス書き込み制御手段のタイミングチャートを説明すると、まず、複数のYアドレスデータ111がYアドレスデコーダーの入力端子に入力する。例えば、走査線が1024本あるときは、この1024本の走査線のいずれか一つを選択するためにXアドレスデータは10個あり、それぞれのXアドレスデータは「0」または「1」の情報を有する。そして、Yアドレスデータが指定したYアドレスを有するYアドレスデコーダーの出力端子から、出力パルス112が出力される。出力パルス112はレベルシフタ−により電圧値が増幅されて、ゲートパルス117に変換される。そして、ゲートパルスは指定されたYアドレスの走査線に出力される。こうして液晶の応答時間が長くかかる画素の画素TFTに接続した走査線が優先的に選択される。第1のサブフレーム期間において、第1の信号電圧を書き込む画素TFTの順序に従って、出力パルス112〜116が指定されたYアドレスに順次出力される。出力パルスはシフトレジスターによりゲートパルス117〜121に変換され、走査線が選択される。第2のサブフレーム期間133では、第1のサブフレーム期間132と同様に、出力パルスがゲートパルスに変換され、始めに、液晶の応答時間が長くかかる画素の画素TFTに接続した走査線が選択される。以降、これに準じたタイミングで画像の形成を繰り返す。
【0056】
例えば、VGA(横640画素×縦480画素)の表示装置であって、液晶の応答時間の遅い画素は、順に、(1、5)、(6、2)、(150、4)…(60、3)、(200、300)であったとする。つまり、(1、5)の画素で液晶の応答時間が一番長く、(200、300)の画素で液晶の応答時間が一番短いとする。この場合は、G5のアドレスを有する走査線へとゲートパルス117が出力され、G2のアドレスを有する走査線へとゲートパルス118が出力され、G4のアドレスを有する走査線へとゲートパルス119が出力される。そして、G3のアドレスを有する走査線へとゲートパルス120が出力され、最後にG300のアドレスを有する走査線へとゲートパルス121が出力される。
【0057】
図4に、Xアドレス書き込み制御手段110のタイミングチャートを示す。Xアドレスデコーダーと映像信号出力回路からなる駆動回路をXアドレス書き込み制御手段と称する。Xアドレス書き込み制御手段は画素TFTに接続した信号線を選択する手段である。
【0058】
Xアドレス書き込み制御手段のタイミングチャートを説明すると、まず、信号線を選択する順序を示すXアドレスデータ122がXアドレスデコーダーの入力端子に入力される。例えば信号線が1240本あるときは、この1240本の信号線のいずれか一つを選択するためにはYアドレスデータは11個あり、それぞれのYアドレスデータは「0」または「1」の情報を有する。そして、出力パルス123〜127が、Xアドレスデコーダーの出力端子のうち、Xアドレスデータ122により指定されたXアドレスの出力端子から、出力される。指定されたXアドレスの信号線に映像信号129が入力されて、信号線に信号電圧の電位を与える。第2のサブフレーム期間においても第1のサブフレーム期間と同様に、液晶の応答時間が一番長い画素の画素TFTに接続した信号線を優先的に選択する。
以降、これに準じたタイミングで画像の形成を繰り返す。
【0059】
例えば、VGA(横640画素×縦480画素)の表示装置であって、液晶の応答時間の遅い画素は、順に、(1、5)、(6、2)、(150、4)…(60、3)、(200、300)であったとする。つまり、(1、5)の画素で液晶の応答時間が一番長く、(200、300)の画素で液晶の応答時間が一番短いとする。この場合は、S1のアドレスを有する信号線で出力パルス123が出力された後に、S6のアドレスを有する信号線で出力パルス124が出力され、S150のアドレスを有する信号線で出力パルス125が出力される。そして、S60のアドレスを有する信号線に出力パルス126が出力され、最後にS200のアドレスを有する信号線に出力パルス127が出力される。
【0060】
なお、XアドレスデコーダーとYアドレスデコーダーとから出力される出力パルスのパルス幅はそれぞれ同じである。m列×n行にマトリクス状に配置された画素を有する画素部においてXアドレスデコーダーとYアドレスデコーダーとから出力される出力パルスの数はそれぞれm×n個であり、応答時間の長い画素から順に画素毎にデータが書き込まれる。
【0061】
[実施形態2]
本発明の実施の形態を図5に示す。図5において特徴的なことは、複数のアドレスデコーダーつまり、第1のYアドレスデコーダー及び第2のYアドレスデコーダーを設けていることである。図5はi番目の列、及びj番目の行に配置されている画素のアドレスを(i、j)(iは1以上n以下の整数、jは1以上m以下の整数)と記載している。
【0062】
まず、記憶手段201に第1のサブフレーム期間のXアドレス、Yアドレスにおける映像信号(信号電圧)200のデータを記憶する。Yアドレスは信号線のアドレスを示す。Xアドレスは走査線のアドレスを示す。
【0063】
すなわち、記憶手段201に映像信号と、映像信号が入力される画素のアドレスが記憶される。
【0064】
そして、同一の信号線に接続した同一の階調を表示する画素を検出する第1の手段は、同一のXアドレスの信号線に接続した複数の画素TFT210において、同じ信号電圧で表示をする画素の画素TFTに、同時に信号線の信号を書き込むようにプログラムが組まれている。本実施形態では、第1の手段をその機能から比較手段202と称する。例えば、第1フレーム期間において、Xアドレスが1の信号線に接続した画素TFTのうち、Yアドレスが1、10及びnの画素が同じ信号電圧で表示を行うとき、(1、1)、(1、10)及び(1、n)のアドレスの画素TFTが比較手段により検出される。本実施形態では、説明を簡便にするため、最大二つの画素TFTに同時に同一の信号電圧を書き込むこととする。また、(1、1)のアドレスの画素TFTと同時に、信号線の信号を書き込む画素TFTは、残り二つの画素((1、10)と(1、n))のうち、Yアドレスがより大きい(1、n)のアドレスの画素TFTとする。点順次駆動において、Yアドレスの値が大きな画素TFTほど、画素TFTに信号線の信号を書き込む時間が遅くなりフィールドシーケンシャル方式において、図7の待機時間301が長くなる傾向があるため、Yアドレスの値が大きな画素TFTを優先的に選択する方がよいためである。もちろん、二つの画素TFTに同時に信号線の信号を書き込むだけでなく、3つの画素TFTに同時に信号線の信号を書き込むことも、駆動回路の設計を変更することで可能となる。
【0065】
次に、比較データ記憶手段203に、比較手段202で決定した、画素に信号線の信号を書き込む順序を記憶させる。
【0066】
複数の画素TFTの画素電極に同時に信号電圧の電位を与える第2の手段がある。第2の手段は、本実施形態において、Xアドレスデコーダー204、映像信号出力手段205、第1のYアドレスデコーダー206及び第2のYアドレスデコーダー208、第1のレベルシフタ−207及び第2のレベルシフタ−209からなる。
【0067】
Xアドレスデコーダー204は比較データ記憶手段から出力されるXアドレスデータに基づいて、信号線のアドレスを選択する手段である。第1のYアドレスデコーダー206及び第2のYアドレスデコーダー208は比較データ記憶手段から出力されるYアドレスデータに基づいて、走査線のアドレスを選択する手段である。
【0068】
Xアドレスデコーダー204は、比較データ記憶手段203から出力されたXアドレスデータをもとに、Xアドレスデコーダーの指定されたXアドレスの出力端子に出力パルスを出力する。図示してはいないが、SXGAの画素数である液晶表示手段のときは、Xアドレスデコーダーの入力端子は11本であり、出力端子は1280本である。Xアドレスデコーダーより信号電圧の電位を与える信号線のXアドレスが指定される。ここでXアドレスとして1を指定することとする。
【0069】
映像信号出力手段205は、Xアドレスデータが指定したXアドレスの信号線に映像信号を供給する。映像信号211は、外部回路(比較データ記憶手段203)により、映像信号の順序が決定され、その順序に従って映像信号出力手段に入力される。
【0070】
第1のYアドレスデコーダー206は、比較データ記憶手段203から出力されたYアドレスデータをもとに、指定されたYアドレスの出力端子から出力パルスを出力する。図示してはいないが、SXGAの画素数である液晶表示手段のときは、Yアドレスデコーダーの入力端子は10本であり、出力端子は1024本である。第1のYアドレスデコーダーのYアドレスが1である出力端子から、出力パルスが出力されるとする。第2のYアドレスデコーダー208のYアドレスがnである出力端子から出力パルスが出力されるとする。
【0071】
第1のYアドレスデコーダーに接続した第1のレベルシフタ−207及び第2のYアドレスデコーダーに接続した第2のレベルシフタ−209は出力パルスの電圧を増幅して、ゲート電圧を有するゲートパルスにする。
【0072】
第1のYアドレスデコーダー、第2のYアドレスデコーダー、Xアドレスデコーダーにより指定されたアドレスの走査線及び信号線が選択されることにより、画素TFT210のうち、(1、1)及び(1、n)のアドレスを有する画素TFTが選択され、信号線の信号が書き込まれる。こうして、順次画素TFTのアドレスを指定して、画素TFTに信号線の信号を書き込む。本実施形態では、最大2つの画素TFTに同時に信号線の信号を書き込むことができるため、画素TFTに信号線の信号を与える時間の総和、つまり、走査線の走査時間を短縮することができる。
【0073】
図2を用いて、回路の動作を説明する。準備期間912において、記憶手段に第1フレーム期間のXアドレス、Yアドレスにおける信号電圧のデータを入力する第1の期間900がある。そして、比較手段において、同一の信号線に接続した画素TFTおいて、同じ信号電圧を書き込む画素TFTを検出して、それらの画素TFTのYアドレスを確認する第2の期間901がある。比較手段で決定した画素TFTに信号線の信号を与える順序を比較データ記憶手段に書き込む第3の期間902がある。
【0074】
第1のサブフレーム期間においては、画素TFTに画像を表示するために信号線の信号を画素TFTに書き込む期間903がある。次に、液晶が書き込まれた第1の信号電圧に応じて応答する液晶応答期間904がある。そして、光源が点灯する期間905がある。第1のサブフレーム期間において光源が発光する第1の発光色は加法混色の三原色のうち例えば赤色とすることが可能である。
【0075】
第1のサブフレーム期間において、並列に、第2のサブフレーム期間のXアドレス、Yアドレスにおける信号電圧のデータを入力する第4の期間906、第2のサブフレーム期間において同時に信号線の信号を書き込む画素TFTのアドレスを比較手段で検出する第5の期間907、比較手段で決定した信号線の信号の書き込みの順序を比較データ記憶手段に書き込む第6の期間908がある。
【0076】
以降、同様にして、第2のサブフレーム期間において、画素TFTに信号線の信号を与える動作から始め、光源が点灯することにより単色の画像が形成される。光源が発光する第2の発光色は緑色とすることが可能である。第2のサブフレーム期間において、並列に、第3のサブフレーム期間の画像を形成するために、画素TFTに信号電圧を書き込む順序を決定する、第4の期間〜第6の期間に準じた回路の動作がある。そして、第3のサブフレーム期間の光源の点灯期間に単色の画像が表示される。光源が発光する第3の発光色は青色とすることが可能である。このようにして第1フレーム期間においてカラー化された画像が形成される。以降、順次、同様の操作を繰り返して、動画表示をする。
【0077】
同一の信号線に接続した同一の階調を表示する複数の画素TFTに同時に、信号線の信号を書き込むことにより、走査線の走査時間を短縮した駆動方法で、動画表示の画像が形成される。
【0078】
図5においては、走査線の両端に接続した駆動回路に内蔵して、第1のYアドレスデコーダーと第2のYアドレスデコーダーを設けたため、同時に同一の信号電圧の電位を持たせる画素の数は最大二つであった。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。回路構成を変更することにより、同一の信号配線に接続した画素TFTのうち、同一の信号電圧の電位を与える画素TFTを三つ以上選択することもできる。このときは、図5において、第1のYアドレスデコーダー206、第2のYアドレスデコーダー208を設ける代わりに、複数の走査線を選択可能な回路(走査線選択回路と称する)を、比較データ記憶手段203と第1のレベルシフタ−207の間に設けて、走査線選択回路により、三つ以上の走査線を同時に選択すれば良い。このときは、第2のレベルシフター209は当然必要ない。
【0079】
本実施形態によれば、点順次駆動において、画素に所定の信号電圧の電位を与えるのに必要な走査線の走査時間を短縮することができる。例えば、図7のタイミングチャートを用いて説明すると、待機期間301及び液晶応答期間303の和を短縮することができる。また、実施形態1に比べて、図1の応答時間を演算する比較演算手段102が不要になるため、回路でされる処理が容易になり、回路構成が簡便になる。
【0080】
図4を用いて本実施形態の回路のタイミングチャートを説明する。Xアドレスデコーダー及び映像信号出力手段を合わせて、本明細書では、Xアドレス書き込み制御手段と称する。Xアドレス書き込み制御手段は画素TFTに接続した走査線を選択する手段である。Xアドレスデータ122はそれぞれ「0」または「1」の情報を有する。走査線の本数が1024本であった場合は、10個のXアドレスデータが同時にXアドレスデコーダーに入力される。Xアドレスデータ122に基づいて、Xアドレスデコーダーの出力端子のうち、指定されたXアドレスの出力端子から、出力パルス123が出力される。本実施形態では、実施形態1と異なり、基本的に信号線の1列目〜m列目まで、順次出力パルスを出力すれば良い。出力パルス123が出力されると同時に、映像信号パルス129が、指定されたXアドレスの信号線に出力される。以上の動作によりXアドレスデータが指定したXアドレスの信号線に信号が与えられる。
【0081】
第1のYアドレスデコーダー及び第1のレベルシフターを合わせて、本明細書では、第1のYアドレス書き込み制御手段と称する。第2のYアドレスデコーダー及び第2のレベルシフターを合わせて、本明細書では、第2のYアドレス書き込み制御手段と称する。第1のYアドレス書き込み制御手段及び第2のYアドレス書き込み制御手段は画素TFTに接続した信号線を選択する手段である。第1のYアドレスデコーダー、第2のYアドレスデコーダーから出力される出力パルスの電圧を第1のレベルシフタ−又は第2のレベルシフターにより増幅する点は実施形態1と同じのため、図6を用いて、第1のYアドレスデコーダー及び第2のYアドレスデコーダーの動作を説明する。
【0082】
Yアドレスデータは「0」または「1」の情報を有する。Yアドレスデータに基づいて、出力パルスが出力されるYアドレスデコーダーの端子のアドレスが決まる。例えば、信号線が1240本あるときは、この1240本の信号線のいずれか一つを選択するためにはYアドレスデータは11個あり、それぞれのYアドレスデータは「0」または「1」の情報を有する。
【0083】
第1のサブフレーム期間において、Yアドレスデータ212に基づいて、第1のYアドレスデコーダーの指定されたYアドレスの出力端子から、出力パルス213が出力する。本実施形態では、まず、一行列目の第1の走査線を選択するため、Yアドレスが1である出力端子から出力パルスが出力する。なお、第1のYアドレスデコーダー223から出力される出力パルス213〜217の総数は、走査線がn行、信号線がm列あったときに、回路動作からm×n個以下になる。
【0084】
そして、第1の走査線に接続した第1の画素TFTと同一の信号線の信号を書き込む第2の画素TFTがあるのならば、第2の画素TFTが接続した第2の走査線のYアドレスを選択するために、第2のYアドレスデコーダーの第2の走査線のアドレスに対応した出力端子から出力パルス218が出力される。第2のYアドレスデコーダー224から出力される出力パルス218〜220は、異なる走査線に接続された画素TFTであって信号線の信号を同時に書き込む画素TFTがあったときのみ出力される。
【0085】
以降、同様に、信号線の信号を同時に書き込む画素TFTが二つあるときは、第1のYアドレスデコーダー及び第2のYアドレスデコーダーから同時に出力パルスが出て、走査線を選択する。
【0086】
なお、Xアドレスデコーダー、第1のYアドレスデコーダー、第2のYアドレスデコーダーから出力される出力パルスのパルス幅はそれぞれ同じである。
【0087】
本実施形態の方法によれば、全ての画素に信号を書き込むのに必要な時間を短縮できる。
【0088】
[実施形態3]
本発明の実施形態を図5を用いて説明する。本実施形態において特徴的なことは、同一の信号線に接続した複数の画素TFTつまり、第1の画素TFTと第2の画素TFTに同時に第1の信号電圧を書き込むことである。実施形態2との違いは、第2の画素TFTに第1の信号電圧を印可してあらかじめ液晶を応答させた後に、さらに、第2の信号電圧を書き込むことである。このように二度に分けて液晶を応答させることで、第2の信号電圧を第2の画素TFTに書き込んだ後、液晶が応答する時間を短縮することができる。第1の信号電圧の絶対値と第2の信号電圧の絶対値との差は0Vより大きく0.5Vより小さいとする。また、以降、近似した階調とは、液晶に印可する第1の信号電圧と第2の信号電圧との差が0Vより大きく0.5Vより小さい範囲で表示できる階調をいう。
【0089】
まず、記憶手段201に第1のサブフレーム期間のXアドレス、Yアドレスにおける映像信号(信号電圧)200を記憶する。
【0090】
そして、比較手段202で、一つの画面の画像を表示するときに、同一の信号線に接続した複数の画素TFTのうち、第1の信号電圧の電位を与える第1の画素電極を有する第1の画素TFTと、第1の信号電圧の絶対値との差が0Vより大きく、0.5Vより小さい絶対値の第2の信号電圧の電位を与える第2の画素電極を有する第2の画素TFTとを検出する。そして、第1の画素電極及び第2の画素電極に第1の信号電圧の電位を与え、その後、第2の画素電極に第2の信号電圧の電位を与えるようにプログラムを組む。第2の画素TFTは表示したい画像に応じて、複数のときもあれば、単数のときもある。
【0091】
実施形態2に比べ本実施形態の駆動方法では、信号線に接続した画素TFTのうち、第1の画素TFTと同一の信号電圧を書き込む画素がなかったとしても、信号線及び第1の走査線に接続した第1の画素TFTを有する第1の画素と、該信号線及び第2の走査線に接続した第2の画素TFTを有する第2の画素とが近似した階調レベルを表示するときは、第1の画素TFTと、第2の画素とに第1の信号電圧を書き込む第1段階を有する。本実施形態においては、第1段階において、同時に同一の信号線の信号を書き込む画素は最大で2つとする。かつ、点順次駆動において、Xアドレスの値が大きな走査線に接続した画素ほど、画素に所定の信号電圧の電位を与える時間が遅くなり、図7の待機時間301が長くなる傾向があるため、Xアドレスの値がより大きな走査線に接続した画素を優先的に選択することとする。
【0092】
次に、本実施形態の駆動方法の第2段階として、第1の走査線から第2の走査線まで順次走査線を選択して、画素に信号線の信号を書き込む。もちろん、第1の走査線から第2の走査線を選択する間に、同一の信号線に接続した二つの画素TFTが近似した階調を示すときには、これら二つの画素TFTに同時に信号線の信号を書きこんでも良い。
【0093】
その後、本実施形態の駆動方法の第3段階として、第1の信号電圧を書き込んだ第2の画素TFTに再度、正規の階調レベルの第2の信号電圧を書き込む。第2の信号電圧は第1の信号電圧の絶対値との差が0Vより大きく0.5Vより小さい。
【0094】
こうして、画素に信号線の信号を書き込む順序を比較手段202で決定する。つまり、比較手段は第1段階〜第3段階の動作をするようにプログラムが組まれている。
【0095】
つまり、本実施形態の駆動方法の特徴は、第1の画素と近似した階調レベルを表示する第2の画素に、あらかじめ第1の画素TFTと同時に信号線の信号を書き込んで液晶を応答させておく。これにより、再度第2の信号電圧を第2の画素TFTに書き込むまでの時間に、液晶が近似した階調レベルまで応答しているので、第2の信号電圧を書き込んだ後、所定の階調(第2の信号電圧により決められる階調)に液晶が応答するまでの応答時間が短縮される。
【0096】
次に、比較データ記憶手段203に、比較手段202で決定した、信号線の信号を書き込む画素TFTの順序を記憶させる。
【0097】
Xアドレスデコーダー204により信号線のアドレスを指定し、映像信号出力手段205により、指定した信号線のXアドレスに映像信号211を供給する。映像信号は選択する画素の順序に従って映像信号出力手段に入力される。
【0098】
出力されたYアドレスデータをもとに、第1のYアドレスデコーダー206により、指定されたYアドレスデコーダーの出力端子に出力パルスを出力する。第1のレベルシフタ−207は、第1のYアドレスデコーダーから出力される出力パルスの電圧値を増幅して、第1の走査線をゲート電位にする。
【0099】
第2のYアドレスデコーダー208及び第2のレベルシフタ−209により、第2の走査線がゲート電位になる。
【0100】
こうして信号線と第1の走査線に接続した第1の画素TFT及び、信号線と第2の走査線に接続した第2の画素TFTに同時に、同一の信号電圧の電位が与えられる。
【0101】
本実施形態の回路の動作は実施形態2で図2を用いて説明したものとほぼ同じである。異なる点は、第2の期間901において、比較手段において、第1のサブフレーム期間の画像を形成するときに、同一の信号線に接続した近似した階調を表示する画素のアドレスを検出することである。
【0102】
もちろん、回路構成を変更することにより、同一信号配線に接続した、同一又は近似する階調レベルを表示する画素TFTを同時に三つ以上選択することもできる。
【0103】
本実施形態によれば、近似した階調レベルを示す画素の液晶をあらかじめ応答させることにより、図7のフィールドシーケンシャル方式のタイミングチャートにおいて液晶の応答時間303と待機時間301の和を短縮することができる。
【0104】
本実施形態は実施形態1〜実施形態2と組み合わせて用いることも可能である。応答時間のかかる画素の画素TFTに優先的に信号線の信号を書き込むこともできるし、同一又は、近似した階調を示す画素の画素TFTに同時に信号線の信号を書き込むことも可能である。
【0105】
【実施例】
[実施例1]
本発明の実施例を図8〜図11を用いて説明する。ここでは、画素部の画素TFTおよび保持容量と、表示領域の周辺に設けられる駆動回路のTFTを同時に作製する方法について工程に従って詳細に説明する。本実施例で作製した駆動回路のTFTは、半導体層の移動度が高く、フィールドシーケンシャル方式における高速の画素データの書き込みに適している。
【0106】
まず、図8(A)に示すように、コーニング社の#7059ガラスや#1737ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスから成る基板400上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜401を形成する。例えば、プラズマCVD法でSiH4、NH3、N2Oから作製される酸化窒化シリコン膜401aを10〜200nm(好ましくは50〜100nm)形成し、同様にSiH4、N2Oから作製される酸化窒化水素化シリコン膜401bを50〜200nm(好ましくは100〜150nm)の厚さに積層形成する。本実施例では下地膜401を2層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層させた構造として形成しても良い。
【0107】
島状半導体膜402〜406は、非晶質構造を有する半導体膜をレーザー結晶化法や公知の熱結晶化法を用いて作製した結晶質半導体膜で形成する。この島状半導体膜402〜406の厚さは25〜80nm(好ましくは30〜60nm)の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム(SiGe)合金などで形成すると良い。
【0108】
レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製するには、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーArレーザー、KrレーザーやYAGレーザー、YVO4レーザー、YLFレーザー、YAlO3レーザー、ガラスレーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライドレーザー、Ti:サファイアレーザーを用いる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状又は楕円形状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数30Hzとし、レーザーエネルギー密度を100〜400mJ/cm2(代表的には200〜300mJ/cm2)とする。また、YAGレーザーを用いる場合にはその第2高調波を用いパルス発振周波数1〜10kHzとし、レーザーエネルギー密度を300〜600mJ/cm2(代表的には350〜500mJ/cm2)とすると良い。そして幅100〜1000μm、例えば400μmで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率(オーバーラップ率)を80〜98%として行う。
【0109】
なお、非晶質半導体膜の結晶化に際し、大粒径に結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レーザーを用い、基本波の第2高調波〜第4高調波を適用するのが好ましい。代表的には、Nd:YVO4レーザー(基本波1064nm)の第2高調波(532nm)や第3高調波(355nm)を適用する。
【0110】
さらに、出力10Wの連続発振のYVO4レーザーから射出されたレーザー光を非線形光学素子により高調波に変換したり、共振器の中にYVO4結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法を利用してもよい。好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザー光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネルギー密度は0.01〜100MW/cm2程度(好ましくは0.1〜10MW/cm2)が必要である。そして、0.5〜2000cm/s程度の速度でレーザー光に対して相対的に基板を移動させて照射する。
【0111】
次いで、島状半導体膜402〜406を覆うゲート絶縁膜407を形成する。ゲート絶縁膜407はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜150nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本実施例では、120nmの厚さの酸化窒化シリコン膜で形成する。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。例えば、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Ortho Silicate)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜400℃とし、高周波(13.56MHz)電力密度0.5〜0.8W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化シリコン膜は、その後400〜500℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【0112】
そして、ゲート絶縁膜407上にゲート電極を形成するための第1の導電膜408と第2の導電膜409とを形成する。本実施例では、第1の導電膜408をTaNで50〜100nmの厚さに形成し、第2の導電膜409をWで100〜300nmの厚さに形成する。
【0113】
W膜を形成する場合には、Wをターゲットとしたスパッタ法で形成する。その他に6フッ化タングステン(WF6)を用いる熱CVD法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、W膜の抵抗率は20μΩcm以下にすることが望ましい。W膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、W中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。このことより、スパッタ法による場合、純度99.9999%のWターゲットを用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してW膜を形成することにより、抵抗率9〜20μΩcmを実現することができる。
【0114】
なお、本実施例では、第1の導電膜408をTaN、第2の導電膜409をWとしたが、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、Cuから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。本実施例以外の組み合わせとしては、第1の導電膜をタンタル(Ta)で形成し、第2の導電膜をWとする組み合わせ、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜をAlとする組み合わせ、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜をCuとする組み合わせなどがある。
【0115】
次に、レジストによるマスク410〜415を形成し、電極及び配線を形成するための第1のエッチング処理を行う。本実施例ではICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング用ガスを混合し、1Paの圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を投入してプラズマを生成して行う。基板側(試料ステージ)にも100WのRF(13.56MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。エッチングガスを適宜選択することによりW膜及びTaN膜とも同程度にエッチングされる。
【0116】
上記エッチング条件では、レジストによるマスクの形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第1の導電層及び第2の導電層の端部がテーパー部の角度が15〜45°のテーパー形状となる。ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、10〜20%程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。W膜に対する酸化窒化シリコン膜の選択比は2〜4(代表的には3)であるので、オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は20〜50nm程度エッチングされることになる。こうして、第1のエッチング処理により第1の導電層と第2の導電層から成る第1の形状の導電層417〜422(第1の導電層417a〜422aと第2の導電層417b〜422b)を形成する。416はゲート絶縁膜であり、第1の形状の導電層417〜422で覆われない領域は20〜50nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【0117】
そして、第1のドーピング処理を行い、n型を付与する不純物元素を添加する。(図8(B))ドーピングの方法はイオンドープ法若しくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜5×1014/cm2とし、加速電圧を60〜100keVとして行う。n型を付与する不純物元素として15族に属する元素、典型的にはリン(P)または砒素(As)を用いるが、ここではリン(P)を用いる。この場合、導電層417〜420がn型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に第1の不純物領域423〜426が形成される。第1の不純物領域423〜426には1×1020〜1×1021/cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加する。
【0118】
次に、図8(C)に示すように第2のエッチング処理を行う。ICPエッチング法を用い、反応性ガスをチャンバーに導入して、コイル型の電極に所定のRF電力(13.56MHz)を供給し、プラズマを生成して行う。基板側(試料ステージ)には低めのRF(13.56MHz)電力を投入し、第1のエッチング処理に比べ低い自己バイアス電圧を印加する。W膜を異方性エッチングして第2の形状の導電層427〜432を得る。
【0119】
さらに、図8(C)に示すように第2のドーピング処理を行う。この場合、第1のドーピング処理よりもドーズ量を下げて高い加速電圧の条件としてn型を付与する不純物元素をドーピングする。例えば、加速電圧を70〜120keVとし、1×1013/cm2のドーズ量で行い、図8(B)で島状半導体膜に形成された第1の不純物領域の内側に新たな不純物領域を形成する。ドーピングは、第2の形状の導電層427〜430を不純物元素に対するマスクとして用い、第1の導電層427a〜430aの下側の領域にも不純物元素が添加されるようにドーピングする。こうして、第1の導電層427a〜430aと重なる第2の不純物領域433〜437を形成する。n型を付与する不純物元素は、第2の不純物領域で1×1017〜1×1018 /cm3の濃度となるようにする。
【0120】
図9(A)のように、ゲート絶縁膜416をエッチングすることで同時に第1の導電層であるTaNがエッチングされて後退するので第3の形状の導電層438〜443(第1の導電層438a〜443aと第2の導電層438b〜443b)を形成する。444はゲート絶縁膜であり第3の形状の導電層438〜443で覆われない領域はさらに20〜50nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【0121】
図9(A)において、第1の導電層438a〜441aと重なる第3の不純物領域445〜449と、第3の不純物領域の外側にある第4の不純物領域450〜454が形成される。これにより第3の不純物領域及び第4の不純物領域におけるn型を付与する不純物元素の濃度は第2の不純物領域におけるn型を付与する不純物元素の濃度とほぼ等しくなる。
【0122】
そして、図9(B)に示すように、pチャネル型TFTを形成する島状半導体膜403、406に一導電型とは逆の導電型の第4の不純物領域458〜461を形成する。第3の形状の導電層439、441を不純物元素に対するマスクとして用い、自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、nチャネル型TFTを形成する島状半導体膜402、404、405はレジストマスク455〜457で全面を被覆しておく。不純物領域458〜461にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、ジボラン(B26)を用いたイオンドープ法により、そのいずれの領域においても不純物濃度を2×1020〜2×1021/cm3となるようにする。
【0123】
以上の工程により、それぞれの島状半導体膜に不純物領域が形成される。島状半導体膜と重なる導電層(ゲート電極を形成する導電層)438〜441がTFTのゲート電極として機能する。また、442はソース配線、443は駆動回路内の配線として機能する。
【0124】
こうして導電型の制御を目的として図9(C)に示すように、それぞれの島状半導体膜に添加された不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法(RTA法)を適用することができる。熱アニール法では酸素濃度が1ppm以下、好ましくは0.1ppm以下の窒素雰囲気中で400〜700℃、代表的には500〜600℃で行うものであり、本実施例では500℃で4時間の熱処理を行う。ただし、438〜443に用いた配線材料が熱に弱い場合には、配線等を保護するため層間絶縁膜(シリコンを主成分とする)を形成した後で活性化を行うことが好ましい。
【0125】
さらに、3〜100%の水素を含む雰囲気中で、300〜450℃で1〜12時間の熱処理を行い、島状半導体膜を水素化する工程を行う。この工程は熱的に励起された水素により半導体膜のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化(プラズマにより励起された水素を用いる)を行っても良い。
【0126】
そして、図10のように、第1の層間絶縁膜472を酸化窒化シリコン膜で100〜200nmの厚さで形成する。その上に有機絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜473としてアクリル樹脂膜又はポリイミド樹脂膜を1.8μmの厚さで形成する。次いで、コンタクトホールを形成するためのエッチング工程を行う。
【0127】
次に、導電性の金属膜をスパッタ法や真空蒸着法で形成する。これは、Ti膜を50〜150nmの厚さで形成し、島状半導体膜のソース領域またはドレイン領域を形成する半導体膜とコンタクトを形成し、そのTi膜上に重ねてアルミニウム(Al)を300〜400nmの厚さで形成し、さらにTi膜または窒化チタン(TiN)膜を100〜200nmの厚さで形成して3層構造とした。
【0128】
そして、駆動回路部において島状半導体膜のソース領域とコンタクトを形成するソース配線474〜476、ドレイン領域とコンタクトを形成するドレイン配線477〜479を形成する。
【0129】
また、画素部においては、接続電極480、ゲート配線481、ドレイン電極482、電極492を形成する。
【0130】
接続電極480は、ソース配線483と第1の半導体膜484と電気的に接続する。図示してはいないが、ゲート配線481はゲート電極を形成する導電層485とコンタクトホールにより電気的に接続する。ドレイン電極482は第1の半導体膜484のドレイン領域と電気的に接続する。電極492は第2の半導体膜493と電気的に接続し、第2の半導体膜493を保持容量505の電極として機能させる。
【0131】
その後、透明導電膜を全面に形成し、フォトマスクを用いたパターニング処理およびエッチング処理により画素電極491を形成する。画素電極491は、第2の層間絶縁膜473上に形成され、画素TFTのドレイン電極482、電極492と重なる部分を設け、接続構造を形成している。
【0132】
透明導電膜の材料は、酸化インジウム(In23)や酸化インジウム酸化スズ合金(In23―SnO2;ITO)などをスパッタ法や真空蒸着法などを用いて形成して用いることができる。このような材料のエッチング処理は塩酸系の溶液により行う。しかし、特にITOのエッチングは残渣が発生しやすいので、エッチング加工性を改善するために酸化インジウム酸化亜鉛合金(In23―ZnO)を用いても良い。酸化インジウム酸化亜鉛合金は表面平滑性に優れ、ITOに対して熱安定性にも優れているので、ドレイン電極482の端面で接触するAlとの腐蝕反応を防止できる。同様に、酸化亜鉛(ZnO)も適した材料であり、さらに可視光の透過率や導電率を高めるためにガリウム(Ga)を添加した酸化亜鉛(ZnO:Ga)などを用いることができる。
【0133】
このようにして、透過型の液晶表示装置に対応したアクティブマトリクス基板を完成させることができる。
【0134】
以上のようにして、nチャネル型TFT501、pチャネル型TFT502、nチャネル型TFT503を有する駆動回路部と、画素TFT504、保持容量505とを有する画素部を同一基板上に形成することができる。本明細書中ではこのような基板を便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。
【0135】
駆動回路部のnチャネル型TFT501はチャネル形成領域462、ゲート電極を形成する導電層438と重なる第3の不純物領域445(GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成される第4の不純物領域450(LDD領域)とソース領域またはドレイン領域として機能する第1の不純物領域423を有している。pチャネル型TFT502にはチャネル形成領域463、ゲート電極を形成する導電層439と重なる第5の不純物領域446、ソース領域またはドレイン領域として機能する第6の不純物領域451を有している。nチャネル型TFT503にはチャネル形成領域464、ゲート電極を形成する導電層440と重なる第3の不純物領域447(GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成される第4の不純物領域452(LDD領域)とソース領域またはドレイン領域として機能する第1の不純物領域425を有している。
【0136】
画素部の画素TFT504にはチャネル形成領域465、ゲート電極を形成する導電層485と重なる第3の不純物領域448(GOLD領域)、ゲート電極の外側に形成される第4の不純物領域453(LDD領域)とソース領域またはドレイン領域として機能する第1の不純物領域426を有している。また、保持容量505の一方の電極として機能する半導体膜493にはp型を付与する不純物元素が添加されている。ゲート電極を形成する導電層485とその間の絶縁層(ゲート絶縁膜と同じ層)とで保持容量を形成している。
【0137】
図11の上面図を鎖線A―A’、鎖線B―B’ で切断した断面が、図10の鎖線A―A’、鎖線B―B’で切断された断面に対応する。図11の801〜805はコンタクトホールである。
【0138】
本実施例のドレイン電極を反射性を有する導電体膜として、かつ、画素電極としての機能を持たせることで、反射型の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を作製することも可能である。
【0139】
[実施例2]
本実施例では、フィールドシーケンシャル方式に用いる液晶表示装置の作製方法を例示する。図12はTFT素子をスイッチング素子として用いた液晶表示装置を示す。
【0140】
対向基板の基板508には遮光膜(図示しない)が形成されている。遮光膜はクロム(Cr)等を用いることができる。遮光膜の膜厚は100nm〜200nmが望ましい。遮光膜は液晶の配向不良が生じる領域に設けて、液晶の配向不良によるコントラストの低下を抑える。
【0141】
遮光膜上に透明導電膜510が形成されている。透明導電膜は酸化インジウム錫(ITO)膜を用いることができる。可視光の透過率を高く保つために、ITO膜の膜厚は100nm〜120nmが望ましい。
【0142】
アクティブマトリクス基板と対向基板には配向膜511〜512が形成されている。配向膜の膜厚は30nm〜80nmが良い。配向膜は例えば、日産化学社製のSE7792を用いることができる。プレチルトの高い配向膜を用いると、アクティブマトリクス方式により液晶表示装置を駆動するときにディスクリネーションの発生を抑えることができる。
【0143】
配向膜511〜512をラビングする。
【0144】
図示してはいないが、スペーサを画素内に散布若しくはパターニングにより設けて、セルギャップの均一性を向上することも可能である。本実施例では、液晶の高速応答化を図るために、スペーサを1.0μmの高さにして、液晶を駆動するときの電界強度を強くした。
【0145】
シール剤513により対向基板とアクティブマトリクス基板が貼り合わせる。対向基板とアクティブマトリクス基板とは、これらの基板に形成された配向膜のラビング方向が直交するように貼り合わせられる。シール剤はUV硬化型のシール剤で三井東圧社製のXNR5610−1H1を用いる。シール剤中に、シリカ系のスペーサである触媒化学社製の真絲球を入れる。真絲球の径は1.0μmとする。シール剤が硬化した後に、対向基板とアクティブマトリクス基板を分断する。
【0146】
液晶材料514を注入をする。液晶材料は、低粘度の材料が高速応答という点で望ましい。本実施例では、配向制御が容易なネマチック液晶を用いて、カイラル材を添加してTN(Twisted Nematic)配向を行わせる。もちろん高速応答が可能な強誘電性液晶、反強誘電性液晶を用いても良い。本発明では強誘電性液晶、反強誘電性液晶ともアナログ階調による表示が可能な液晶を選択することが望ましい。強誘電性液晶、反強誘電性液晶に、高分子樹脂を添加して光照射により強誘電性液晶又は反強誘電性液晶と高分子樹脂の混合系を硬化した材料を用いることも可能である。この高分子材料を強誘電性液晶や反強誘電性液晶に高分子樹脂を添加して配向をさせる方式は、高分子安定化方式といわれている。
【0147】
液晶材料が注入されたことを確認し、UV硬化型の封止剤で注入口を封止する。
【0148】
次いで公知の技術により偏光板(図示せず)を貼りつける。以上の工程で液晶表示装置が完成する。
【0149】
[実施例3]
上記各実施例1乃至2のいずれか一を実施して形成された液晶表示装置は様々な電気光学装置に用いることができる。即ち、それら電気光学装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本発明を適用できる。
【0150】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等)などが挙げられる。それらの一例を図13、図14に示す。
【0151】
図13(A)はパーソナルコンピュータであり、本体2001、画像入力部2002、表示部2003、キーボード2004等を含む。本発明を表示部2003に適用することができる。
【0152】
図13(B)はビデオカメラであり、本体2101、表示部2102、音声入力部2103、操作スイッチ2104、バッテリー2105、受像部2106等を含む。本発明を表示部2102に適用することができる。
【0153】
図13(C)はモバイルコンピュータ(モービルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表示部2205等を含む。本発明は表示部2205に適用できる。
【0154】
図13(D)はゴーグル型ディスプレイであり、本体2301、表示部2302、アーム部2303等を含む。本発明は表示部2302に適用することができる。
【0155】
図13(E)はプログラムを記録した記録媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであり、本体2401、表示部2402、スピーカ部2403、記録媒体2404、操作スイッチ2405等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(Digtial Versatile Disc)、CD等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。本発明は表示部2402に適用することができる。
【0156】
図13(F)はデジタルカメラであり、本体2501、表示部2502、接眼部2503、操作スイッチ2504、受像部(図示しない)等を含む。本発明を表示部2502に適用することができる。
【0157】
図14(A)は携帯電話であり、本体2901、音声出力部2902、音声入力部2903、表示部2904、操作スイッチ2905、アンテナ2906等を含む。本発明を表示部2904に適用することができる。
【0158】
図14(B)は携帯書籍(電子書籍)であり、本体3001、表示部3002、3003、記憶媒体3004、操作スイッチ3005、アンテナ3006等を含む。本発明は表示部3002、3003に適用することができる。
【0159】
図14(C)はディスプレイであり、本体3101、支持台3102、表示部3103等を含む。本発明は表示部3103に適用することができる。
【0160】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例1〜2のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる
【0161】
【発明の効果】
本発明を実施することにより、フィールドシーケンシャル方式の液晶の応答時間、画素データの書き込み時間を短縮することができる。これによって、光源の点灯時間が長い明るい表示が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による液晶表示装置の駆動方法の回路構成の一例を示す図。
【図2】 本発明による液晶表示装置の駆動方法のタイミングチャートの一例を示す図。
【図3】 本発明による液晶表示装置の駆動方法のタイミングチャートの一例を示す図。
【図4】 本発明による液晶表示装置の駆動方法のタイミングチャートの一例を示す図。
【図5】 本発明による液晶表示装置の駆動方法の回路構成の一例を示す図。
【図6】 本発明による液晶表示装置の駆動方法のタイミングチャートの一例を示す図。
【図7】 フィールドシーケンシャル方式でカラー表示をするときのタイミングチャートの一例を示す図。
【図8】 アクティブマトリクス基板の作製方法を示す断面図(実施例1)。
【図9】 アクティブマトリクス基板の作製方法を示す断面図(実施例1)。
【図10】 アクティブマトリクス基板の作製方法を示す断面図(実施例1)。
【図11】 アクティブマトリクス基板の画素部を示す上面図(実施例1)。
【図12】 液晶表示装置の断面図(実施例2)。
【図13】 電子機器の一例を示す図(実施例3)。
【図14】 電子機器の一例を示す図(実施例3)。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device and a driving method thereof. A liquid crystal display device displays light and dark using the fact that the polarization state, scattering state, or wavelength characteristic of light passing through the liquid crystal layer changes depending on the voltage applied to the liquid crystal layer sandwiched between the substrates. It is.
[0002]
In this specification, a thin film transistor (TFT) refers to a semiconductor element having a semiconductor layer, a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode.
[0003]
[Prior art]
Liquid crystal display devices are widely used in portable applications and personal computer applications in terms of light weight and low power consumption.
[0004]
In a liquid crystal display device, a field sequential method that performs color display by sequentially turning on light sources of three primary colors, red, green, and blue, has attracted attention. Since the field sequential method does not require a color filter, high-definition display is expected.
[0005]
As the field sequential method, a method of lighting continuously by changing the light emission color sequentially is proposed (Monthly FPD Intelligence Press Journal 1999.2 p66-69). In this method, when the light emission color of the light source is switched, it is necessary to set the entire screen to the black level and prevent color mixing of the light source in each pixel.
[0006]
As a field sequential method, a method of turning on the light source after the response of the liquid crystal is completed within the screen (edited by Keisuke Kobayashi, Color Liquid Crystal Display Industry Book Japan p127) has been proposed. In this method, since the light source is intermittently turned on, complete black can be achieved when the light source is not turned on. For this reason, an impulse method, which is a CRT (cathode ray tube) driving method, can be achieved also in a liquid crystal display device, and is expected as a means for preventing an afterimage peculiar to the liquid crystal display device.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The problems to be solved by the invention are shown below.
[0008]
Note that in this specification, a TFT provided in a pixel portion is referred to as a pixel TFT.
[0009]
In this specification, the pixel portion is provided with a signal line having addresses S1 to Sm, a scanning line having addresses G1 to Gn, and a pixel disposed in the vicinity of the intersection of the signal line and the scanning line. . Each pixel has a pixel TFT, and the pixel TFT has a gate electrode connected to the scanning line and a source electrode connected to the signal line. The address of each pixel is indicated by the address of the signal line to which the source electrode of the pixel TFT is connected and the address of the scanning line to which the gate electrode is connected. For example, when the pixel TFT is connected to the i-th signal line and the j-th scanning line, the address of the pixel having this pixel TFT is (i, j).
[0010]
Further, a pixel electrode is provided in connection with the drain electrode of the pixel TFT, and there is a counter electrode facing the pixel electrode. A liquid crystal is sandwiched between the pixel electrode and the counter electrode via an alignment film, and the liquid crystal switches according to a potential difference between the pixel electrode and the counter electrode.
[0011]
In the dot sequential driving, the time taken from the selection of the first scanning line to the selection of the nth scanning line is referred to as a “scanning line scanning period”. In addition, applying a predetermined potential, for example, a potential of +8 V to +11 V to the scanning line in order to activate the semiconductor layer is referred to as “selecting the scanning line”. A period for selecting a scanning line is referred to as a “scanning line selection period”.
[0012]
That is, the “scanning period of the scanning line” is the time taken from the start of the selection of the first scanning line to the end of the selection of the nth scanning line. “Selecting the scanning line” means that a gate pulse is applied to the pixel TFT connected to the scanning line to bring the source and drain of the pixel TFT connected to the scanning line into a conductive state. . The scanning line selection period is a period for selecting one scanning line, and a scanning line scanning period is obtained by multiplying the scanning line selection period by n times.
[0013]
The selection of a signal line means that a signal voltage is applied to the signal line and a potential of the signal line is applied to the pixel TFT connected to the signal line.
[0014]
Also, a period from the start of applying a potential necessary for image display to the pixel electrode of the pixel TFT having the address (1, 1) to the formation of one monochrome image is referred to as a “subframe period”. A period from the start of applying a potential necessary for image display to the pixel electrode of the pixel TFT having the address (1, 1) to the formation of one color-displayed image is referred to as a “frame period”.
[0015]
In the field sequential method, a frame period in which a color-displayed image is formed includes a subframe period in which a red image is formed, a subframe period in which a blue image is formed, and a subframe period in which a green image is formed. Become.
[0016]
FIG. 7 shows a timing chart of the field sequential method in which the light source is intermittently turned on. In the field sequential method, the period (T) of one frame period is 16.6 msec, and the period (T / 3) of the subframe period is 5.5 msec.
[0017]
In dot-sequential driving, one scanning line is selected, and signal lines are sequentially selected by the shift register of the source driver, so that the potential of the signal line is applied to the pixel electrode of the pixel TFT connected to the selected scanning line. Is granted. The subframe period is divided into four periods: a standby period 301, a scanning line selection period 302, a liquid crystal response period 303, and a light source lighting period 304. The standby period is a period from the start of one frame period until the scanning line connected to the pixel TFT is selected. The liquid crystal response period is a period in which the liquid crystal responds according to the potential of the pixel electrode. The scanning line scanning period 308 is obtained by multiplying the scanning line selection period by the number n of scanning lines.
[0018]
A scanning line is selected in the scanning line selection period 302, and the potential of the signal line is sequentially applied to the pixel electrode of the pixel TFT connected to the scanning line in accordance with a desired gradation. In the liquid crystal response period 303, the optical response of the liquid crystal is completed. During the lighting period 304 of the light source, the light source is intermittently turned on, and the first emission color 305, the second emission color 306, and the third emission color 307 enter the liquid crystal display device in order. For example, red can be used as the first emission color, green as the second emission color, and blue as the third emission color. However, when the light source is intermittently turned on in this way, the liquid crystal response period 303 of course between the pixel TFT connected to the first scanning line and the pixel TFT connected to the nth scanning line is naturally Different. Therefore, when it takes time to respond to the liquid crystal or when the scanning period 308 of the scanning line is long, if the light source is turned on after the response of the liquid crystal is completed, the lighting period 304 of the light source is shortened and the brightness is lowered. To do.
[0019]
That is, the response time of the liquid crystal is one of the important elements in the field sequential method. The faster the liquid crystal response time, the longer the lighting period of the light source, and the brighter the display.
[0020]
Further, an important factor in the field sequential method is the scanning period of the scanning line. Assuming that there are 1 to n scanning lines, the longer the scanning period, the shorter the time from when the signal line potential is applied to the pixel electrode until the light source is turned on as the scanning line approaches the nth line. The light source is turned on before the liquid crystal is fully responsive. Since the gradation level is determined by the integral value of the brightness displayed by the liquid crystal when the light source is on, if the light source is turned on before the liquid crystal is fully responsive, the gradation level when the screen is displayed will change. End up. Conversely, when the light source is turned on after the liquid crystal responds, the lighting period of the light source is shortened and the display becomes dark.
[0021]
In addition, in an XGA (horizontal 1024 pixels × vertical 768 pixels) and SXGA (horizontal 1280 pixels × vertical 1024 pixels) liquid crystal display device having a large number of scanning lines, the ratio of the scanning period of the scanning lines to the subframe period cannot be ignored. When dot-sequential driving is performed in the SXGA liquid crystal display device, the scanning period of the scanning line is estimated to be 1 to 2 msec even if the signal writing time to one pixel is set to 0.75 to 1.5 nsec. Therefore, when the scanning period of the scanning line is removed from the subframe period (5.5 msec), only 3.5 to 4.5 msec is left, and the liquid crystal is made to respond until it shows a desired brightness at this time, Next, when the light source is turned on, the lighting time of the light source is considerably shortened, and bright display becomes difficult.
[0022]
In this specification, it is an object to finish the optical response of liquid crystal more quickly when driving a liquid crystal display device by a field sequential method. It is another object of the present invention to reduce the scanning period of the scanning line and reduce the ratio of the standby period 301 to the subframe period.
[0023]
That is, in this specification, in the field sequential method, it is an object to shorten the sum of the standby period 301 and the liquid crystal response period 303, to lengthen the light source lighting period 304, and to display brightly.
[0024]
[Means for solving the problems]
According to the present invention, when the pixel electrode having the potential of the first signal voltage in the first subframe period has the potential of the second signal voltage in the second subframe period, The response time of the liquid crystal when the voltage value changes to the signal voltage is calculated, and the second signal voltage of the second signal voltage is applied to the pixel electrode of the pixel in order from the pixel having the long response time of the liquid crystal calculated in the second subframe period It is characterized by providing a potential.
[0025]
In the present invention, the circuit configuration includes a first means for storing a potential of a first signal voltage applied to the pixel electrode in the first subframe period, and a second signal applied to the pixel electrode in the second subframe period. A second means for storing the potential of the voltage; a third means for calculating the response time of the liquid crystal when the voltage value changes from the first signal voltage to the second signal voltage; and the calculated response time of the liquid crystal And fourth means for applying a second signal voltage to the pixel electrode of the pixel in the order of the longer pixels.
[0026]
The field sequential method includes a sub-frame period that is a period for forming a monochrome image and a frame period that is a period for forming a color image by combining three sub-frame periods in succession. The above configuration can be applied to this field sequential method. Further, by replacing the subframe period with a frame period, the present invention is not limited to the field sequential method, and can be widely applied to a liquid crystal display device and a driving method thereof.
[0027]
In the dot sequential driving, pixels are sequentially selected from the pixel electrode connected to the pixel TFT connected to the first-row scanning line to the pixel having the pixel TFT connected to the n-th scanning line. For this reason, if the response time of the liquid crystal is long in the pixels connected to the n-th scanning line, the liquid crystal may not fully respond until the light source is turned on in the field sequential method. However, according to the present invention, when the image changes from the first sub-frame period to the second sub-frame period and the liquid crystal responds, the pixels that take the response time of the liquid crystal are preferentially selected. 7, the waiting period 301 is shortened in a pixel having a long liquid crystal response period 303, and the sum of the waiting period 301 and the liquid crystal response period 303 can be shortened. That is, the lighting period 304 of the light source can be lengthened and bright display is possible.
[0028]
Further, the present invention is characterized in that the same signal voltage potential is simultaneously applied to the pixel electrodes of a plurality of pixels displaying the same gradation connected to the same signal line. By simultaneously selecting a plurality of pixels, the scanning time of the scanning line can be shortened.
[0029]
In addition, the present invention provides a first pixel electrode connected to the first pixel TFT connected to the signal line and the first scanning line, and a second pixel electrode connected to the signal line and the second scanning line. There is a first stage in which a potential of a first signal voltage is applied to a second pixel electrode provided in connection with the pixel TFT.
[0030]
Then, a second signal line and a second scanning line are selected, and a second signal voltage having a difference in absolute value from the first signal voltage larger than 0V and smaller than 0.5V is applied to the second pixel electrode. Having stages.
[0031]
In this way, in the first stage, the liquid crystal is caused to respond in advance by applying the potential of the first signal voltage to the second pixel electrode connected to the drain electrode of the second pixel TFT. The second pixel electrode is a pixel electrode that displays a gradation approximate to that of the first pixel electrode. The approximate gradation is a gradation displayed by an absolute value of a voltage larger than 0V and smaller than 0.5V with respect to the absolute value of the voltage applied to the first pixel electrode as a guide. Then, in the second stage, a second signal voltage is applied to the second pixel electrode, and the liquid crystal is caused to respond so as to display a normal gradation. By causing the liquid crystal to respond in this manner, the response time until response to the gradation of the display image can be shortened when the potential of the second signal voltage is applied to the second pixel electrode.
[0032]
Of course, in order to prevent liquid crystal burn-in, the first pixel TFT and the second pixel TFT that simultaneously write signals of the signal lines may be pixel TFTs that are scheduled to be written with the same polarity in advance.
[0033]
Each of the above-described inventions can be widely used as a liquid crystal display device and a driving method thereof, but is particularly effective in a field sequential system in which a light source is intermittently turned on. Since the light source is turned on intermittently, even if the order of writing the signal voltage to the pixel TFT is random, the light source is not turned on while the signal voltage is written to the pixel TFT, so this random writing is not visible to the user. Because.
[0034]
If the above invention can be used in combination, it can be widely applied not only to the field sequential method but also to a known liquid crystal driving method.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiment 1]
The circuit configuration of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a pixel and a drive circuit of this embodiment. In FIG. 1, in a pixel portion having pixels arranged in a matrix of m columns × n rows, the addresses of the pixels arranged in the i-th column and the j-th row are (i, j) (i is 1 An integer of n or less and j is an integer of 1 or more and m or less).
[0036]
One frame period includes a first subframe period to a third subframe period. The video signal 130 in the first subframe period to the third subframe period and the address of the pixel to which the video signal is input are input to the first means or the second means depending on the designation of the switching circuit 131.
[0037]
Note that the video signal 130 may be an analog signal or a digital signal. However, in order to store the video signal with high accuracy, when the video signal 130 is an analog signal, an analog-digital converter (AD converter) is used before inputting the video signal to the first means or the second means. It is good to convert it into a digital signal.
[0038]
There is a first means for storing the potential of the first signal voltage applied to the pixel electrode in the first subframe period. The first means is referred to as first storage means 101 because of its function. In addition, there is a second means for storing the potential of the second signal voltage applied to the pixel electrode in the second subframe period. The second means is referred to as second storage means 102 because of its function.
[0039]
Then, in the same pixel TFT, there is a third means for calculating the response time of the liquid crystal when the voltage value changes from the first signal voltage to the second signal voltage. The third means is referred to as a comparison calculation means 103 because of its function. In calculating the response time of the liquid crystal, the theoretical value of the response time is preferably calculated from physical constants such as the rotational viscosity coefficient, elastic constant, and dielectric anisotropy of the liquid crystal. Further, the relationship between the response time of the liquid crystal and the driving voltage may be input to the comparison calculation means in advance and the data may be referred to. Then, in accordance with the calculated response time of the liquid crystal, the order of writing the signal line signals to the pixel TFTs in the second subframe period is determined.
[0040]
First, the response time of the liquid crystal when the signal voltage changes from the first signal voltage to the second signal voltage is calculated. The response time of the liquid crystal when the calculation is performed on all the pixels is the longest in the pixel of the address (2, 2), and the address of (2, 1), (1, 1), (1, 2). It is assumed that the response time decreases in the order of the pixels. That is, it is assumed that the response time of the liquid crystal is the shortest when the signal voltage changes from the first signal voltage to the second signal voltage in the pixel at the address (1, 2) among the four pixels. In this case, when an image in the second subframe period is displayed, the order of writing the signal line signal to the pixel TFT is (2, 2), (2, 1), (1, 1), (1 2) in the order of addresses. That is, the signal line signal is written in the second subframe period in order from the pixel TFT of the pixel having a long response time of the liquid crystal. For convenience, the description has been made with four pixels, but the same applies to n × m pixels, and the response time of the liquid crystal when the signal voltage changes from the first signal voltage to the second signal voltage. The signal line signal is written in order from the pixel TFT of the long pixel. When the response times of the liquid crystals are the same in a plurality of pixels, the signal line signals are written into the pixel TFTs in the order in which the pixels are close to reduce the burden on the driving circuit.
[0041]
Then, during the first subframe period, the order of writing the signal line signals to the pixel TFTs in the second subframe period is stored in the comparison calculation data storage unit 104.
[0042]
Then, there is a fourth means for applying the second signal voltage to the pixel electrodes of the pixels in order of the pixels having the long response time of the calculated liquid crystal. In this embodiment, the fourth means includes an X address write control means 110 having an X address decoder 106 and a video signal output means 108 connected to the X address decoder, a Y address decoder 105 and a level shifter connected to the Y address decoder. Y address write control means 109 having -107.
[0043]
Of the fourth means, the X address write control means 110 having the X address decoder 106 and the video signal output means 108 is connected to the pixel TFT based on the X address data output from the comparison calculation data storage means 104. There is a function to select a signal line. The Y address write control means 109 having the Y address decoder 105 and the level shifter 107 has a function of selecting a scanning line connected to the pixel TFT based on the Y address data output from the comparison operation data storage means 104. is there.
[0044]
Based on the Y address data output from the comparison calculation data storage means 104, the address of the scanning line of the pixel TFT to which the signal of the signal line is written is designated by the Y address decoder 105. When the number of pixels is SXGA (horizontal 1280 × vertical 1024), the number of input terminals of the Y address decoder is 10 in accordance with the number of pixels. Ten The scanning lines can be arbitrarily selected. Of the output terminals of the Y address decoder, an output pulse is output from an output terminal having a Y address designated by the Y address data. Then, the level shifter 107 amplifies the voltage of the output pulse and outputs the gate pulse to the scanning line having the designated Y address.
[0045]
The X address decoder 106 designates a signal line for applying a signal voltage potential. When the number of pixels is SXGA (horizontal 1280 × vertical 1024), the number of input terminals of the X address decoder may be set to 11 in accordance with the number of pixels. An output pulse is output from the output terminal of the X address designated by the X address decoder 106 and input to the video signal output means 108. Then, a video signal (signal voltage) is input to the signal line of the designated X address, and a signal voltage is applied to the signal line. Regarding the video signal 119, the order in which the video signals are written to the pixel TFTs is determined by the external circuit (comparison calculation data storage unit 104), and is input to the video signal output unit 108.
[0046]
When the video signal input to the video signal output means is a digital signal, a digital analog converter (DA converter) is built in the video signal output means and converted to an analog signal.
[0047]
In this way, the signals of the signal lines are sequentially written into the pixel TFT 118 in accordance with the order stored by the comparison calculation data storage means 104, and an image in the second subframe period is formed.
[0048]
The operation of the circuit will be described with reference to FIG. By combining the images displayed in the first subframe period to the third subframe period, a color-displayed image is displayed in the first frame period 916. In the preparation period 912, first, there is a first period 900 in which the first memory means stores the address of the pixel TFT in the first subframe period and the first signal voltage to be written in the pixel TFT. Next, when the image of the first subframe period is formed in the comparison calculation means, there is a second period 901 for calculating the response time of the liquid crystal in each pixel. Finally, there is a third period 902 in which the data of the comparison calculation means is moved to the comparison calculation data storage means.
[0049]
In the first subframe period 913, there is a period 903 in which a signal of a signal line is written to the pixel TFT. Next, there is a liquid crystal response period 904 in which the liquid crystal responds according to the written first signal voltage. There is a light source lighting period 905 in which the light source is turned on. The first emission color emitted from the light source in the first subframe period can be, for example, red among the three primary colors of additive color mixing.
[0050]
In the first subframe period 913, in order to form an image in the second subframe period in parallel, the order in which the second signal voltage is written to the pixel TFT is determined. Since the first memory means already stores the first signal voltage in the pixels of the X address and Y address in the first subframe period, in the fourth period 906, the first memory voltage is stored in the second memory means. The second signal voltage in each pixel of the X address and Y address in the second subframe period is stored. Next, in the fifth period 907, the comparison calculation means calculates the response time of the liquid crystal when the signal voltage changes from the first signal voltage to the second signal voltage, and selects a pixel from the calculation result Decide the order to do. Then, in the sixth period 908, the data of the comparison calculation means is moved to the comparison calculation data storage means.
[0051]
Next, in the second subframe period 914, the pixel data of the comparison calculation data storage unit is written into the pixels. The second subframe period includes a pixel data writing period 909, a liquid crystal response period 910, and a light source lighting period 911. The second emission color emitted from the light source can be, for example, green.
[0052]
An image in the third subframe period is formed by a circuit operation according to the second subframe period. In the third subframe period 915, the third emission color emitted from the light source can be, for example, blue. Thus, an image for color display is formed in the first frame period. By continuously repeating the above operation, a moving image consisting of a colorized image can be displayed.
[0053]
In other words, using the field sequential timing chart of FIG. 7, according to the present invention, a pixel having a long liquid crystal response period 303 can shorten the standby period 301, so that the standby period 301 and the liquid crystal response period are shorter than conventional ones. The sum with 303 can be shortened. Thereby, the lighting period 304 of the light source can be lengthened. In addition, the field sequential color display method in which the light source is intermittently lit and the present embodiment are used in combination, and even if the order of selecting pixels is random, the light source is in the response period of the liquid crystal. This random writing is not recognized by the user because it is not lit.
[0054]
FIG. 3 shows a timing chart of the Y address write control means 109. A drive circuit having a level shifter and a Y address decoder is referred to as Y address write control means. The Y address writing control means is means for selecting a scanning line connected to the pixel TFT.
[0055]
The timing chart of the Y address write control means will be explained. First, a plurality of Y address data 111 is input to the input terminal of the Y address decoder. For example, when there are 1024 scanning lines, there are 10 X address data for selecting any one of the 1024 scanning lines, and each X address data is information of “0” or “1”. Have Then, an output pulse 112 is output from the output terminal of the Y address decoder having the Y address designated by the Y address data. The voltage value of the output pulse 112 is amplified by a level shifter and converted into a gate pulse 117. The gate pulse is then output to the designated Y address scan line. In this way, the scanning line connected to the pixel TFT of the pixel that takes a long response time of the liquid crystal is preferentially selected. In the first subframe period, the output pulses 112 to 116 are sequentially output to the designated Y address according to the order of the pixel TFTs to which the first signal voltage is written. The output pulse is converted into gate pulses 117 to 121 by the shift register, and the scanning line is selected. In the second subframe period 133, as in the first subframe period 132, the output pulse is converted into a gate pulse, and a scanning line connected to the pixel TFT of the pixel that takes a long response time of the liquid crystal is selected first. Is done. Thereafter, image formation is repeated at a timing according to this.
[0056]
For example, in a display device of VGA (horizontal 640 pixels × vertical 480 pixels), the pixels with a slow response time of the liquid crystal are (1, 5), (6, 2), (150, 4). 3), (200, 300). That is, it is assumed that the response time of the liquid crystal is the longest in the pixels (1, 5) and the response time of the liquid crystal is the shortest in the pixels (200, 300). In this case, the gate pulse 117 is output to the scanning line having the address G5, the gate pulse 118 is output to the scanning line having the address G2, and the gate pulse 119 is output to the scanning line having the address G4. Is done. Then, the gate pulse 120 is output to the scanning line having the address of G3, and finally the gate pulse 121 is output to the scanning line having the address of G300.
[0057]
FIG. 4 shows a timing chart of the X address write control means 110. A drive circuit comprising an X address decoder and a video signal output circuit is referred to as X address write control means. The X address writing control means is means for selecting a signal line connected to the pixel TFT.
[0058]
The timing chart of the X address write control means will be described. First, X address data 122 indicating the order in which signal lines are selected is input to the input terminal of the X address decoder. For example, when there are 1240 signal lines, there are 11 Y address data for selecting any one of these 1240 signal lines, and each Y address data is information of “0” or “1”. Have Output pulses 123 to 127 are output from the output terminal of the X address designated by the X address data 122 among the output terminals of the X address decoder. The video signal 129 is input to the signal line of the designated X address, and a signal voltage potential is applied to the signal line. In the second subframe period, similarly to the first subframe period, the signal line connected to the pixel TFT of the pixel having the longest response time of the liquid crystal is preferentially selected.
Thereafter, image formation is repeated at a timing according to this.
[0059]
For example, in a display device of VGA (horizontal 640 pixels × vertical 480 pixels), the pixels with a slow response time of the liquid crystal are (1, 5), (6, 2), (150, 4). 3), (200, 300). That is, it is assumed that the response time of the liquid crystal is the longest in the pixels (1, 5) and the response time of the liquid crystal is the shortest in the pixels (200, 300). In this case, after the output pulse 123 is output on the signal line having the address S1, the output pulse 124 is output on the signal line having the address S6, and the output pulse 125 is output on the signal line having the address S150. The Then, the output pulse 126 is output to the signal line having the address of S60, and finally the output pulse 127 is output to the signal line having the address of S200.
[0060]
The pulse widths of output pulses output from the X address decoder and the Y address decoder are the same. In the pixel portion having pixels arranged in a matrix of m columns × n rows, the number of output pulses output from the X address decoder and the Y address decoder is m × n, respectively, and the pixels having the long response time are sequentially ordered. Data is written for each pixel.
[0061]
[Embodiment 2]
An embodiment of the present invention is shown in FIG. 5 is characterized in that a plurality of address decoders, that is, a first Y address decoder and a second Y address decoder are provided. In FIG. 5, the addresses of the pixels arranged in the i-th column and the j-th row are described as (i, j) (i is an integer from 1 to n, j is an integer from 1 to m). Yes.
[0062]
First, data of the video signal (signal voltage) 200 at the X address and the Y address in the first subframe period is stored in the storage unit 201. The Y address indicates the address of the signal line. The X address indicates the address of the scanning line.
[0063]
That is, the video signal and the address of the pixel to which the video signal is input are stored in the storage unit 201.
[0064]
The first means for detecting pixels displaying the same gradation connected to the same signal line is a pixel that displays with the same signal voltage in the plurality of pixel TFTs 210 connected to the signal line of the same X address. A program is written to simultaneously write the signal line signal to the pixel TFTs. In the present embodiment, the first means is referred to as comparison means 202 because of its function. For example, in the first frame period, among the pixel TFTs connected to the signal line with the X address of 1, when the pixels with the Y address of 1, 10 and n perform display with the same signal voltage, (1, 1), ( Pixel TFTs with addresses 1, 10) and (1, n) are detected by the comparison means. In this embodiment, in order to simplify the description, the same signal voltage is simultaneously written into a maximum of two pixel TFTs. In addition, the pixel TFT that writes the signal line signal simultaneously with the pixel TFT with the address (1, 1) has a larger Y address among the remaining two pixels ((1, 10) and (1, n)). It is assumed that the pixel TFT has an address (1, n). In the dot sequential driving, the pixel TFT having a larger Y address value has a longer time for writing a signal line signal to the pixel TFT, and the waiting time 301 in FIG. 7 tends to be longer in the field sequential method. This is because it is better to preferentially select a pixel TFT having a large value. Of course, not only the signal line signals can be simultaneously written to the two pixel TFTs, but also the signal line signals can be simultaneously written to the three pixel TFTs by changing the design of the drive circuit.
[0065]
Next, the comparison data storage unit 203 stores the order of writing the signal line signals to the pixels, which is determined by the comparison unit 202.
[0066]
There is a second means for simultaneously applying the potential of the signal voltage to the pixel electrodes of the plurality of pixel TFTs. In the present embodiment, the second means is the X address decoder 204, the video signal output means 205, the first Y address decoder 206 and the second Y address decoder 208, the first level shifter 207 and the second level shifter. 209.
[0067]
The X address decoder 204 is a means for selecting the address of the signal line based on the X address data output from the comparison data storage means. The first Y address decoder 206 and the second Y address decoder 208 are means for selecting the address of the scanning line based on the Y address data output from the comparison data storage means.
[0068]
The X address decoder 204 outputs an output pulse to the output terminal of the designated X address of the X address decoder based on the X address data output from the comparison data storage means 203. Although not shown, in the case of liquid crystal display means having the number of pixels of SXGA, the X address decoder has 11 input terminals and 1280 output terminals. The X address of the signal line that gives the potential of the signal voltage is designated by the X address decoder. Here, 1 is designated as the X address.
[0069]
The video signal output means 205 supplies a video signal to the X address signal line designated by the X address data. The order of the video signals is determined by the external circuit (comparison data storage means 203), and the video signals 211 are input to the video signal output means in accordance with the order.
[0070]
The first Y address decoder 206 outputs an output pulse from the output terminal of the designated Y address based on the Y address data output from the comparison data storage means 203. Although not shown, in the case of the liquid crystal display means having the number of SXGA pixels, the Y address decoder has 10 input terminals and 1024 output terminals. Assume that an output pulse is output from an output terminal whose Y address of the first Y address decoder is 1. Assume that an output pulse is output from an output terminal whose Y address of the second Y address decoder 208 is n.
[0071]
The first level shifter 207 connected to the first Y address decoder and the second level shifter 209 connected to the second Y address decoder amplify the voltage of the output pulse to form a gate pulse having a gate voltage.
[0072]
By selecting the scanning line and the signal line of the address designated by the first Y address decoder, the second Y address decoder, and the X address decoder, (1, 1) and (1, n) of the pixel TFT 210 are selected. ) Is selected and the signal line signal is written. Thus, the address of the pixel TFT is sequentially specified, and the signal line signal is written to the pixel TFT. In this embodiment, since the signal line signal can be simultaneously written to a maximum of two pixel TFTs, the total time of applying the signal line signal to the pixel TFTs, that is, the scanning time of the scanning lines can be shortened.
[0073]
The operation of the circuit will be described with reference to FIG. In the preparation period 912, there is a first period 900 in which the signal voltage data at the X address and the Y address in the first frame period is input to the storage unit. In the comparison means, there is a second period 901 in which pixel TFTs to which the same signal voltage is written are detected in the pixel TFTs connected to the same signal line, and the Y address of those pixel TFTs is confirmed. There is a third period 902 in which the order of applying signal line signals to the pixel TFTs determined by the comparison means is written in the comparison data storage means.
[0074]
In the first subframe period, there is a period 903 in which a signal line signal is written to the pixel TFT in order to display an image on the pixel TFT. Next, there is a liquid crystal response period 904 that responds according to the first signal voltage in which the liquid crystal is written. There is a period 905 during which the light source is turned on. The first emission color emitted from the light source in the first subframe period can be, for example, red among the three primary colors of additive color mixing.
[0075]
In the first subframe period, the signal of the signal line is simultaneously input in the fourth period 906 for inputting the signal voltage data in the X address and Y address in the second subframe period in parallel in the second subframe period. There is a fifth period 907 in which the address of the pixel TFT to be written is detected by the comparison means, and a sixth period 908 in which the order of signal writing of the signal lines determined by the comparison means is written in the comparison data storage means.
[0076]
Thereafter, similarly, in the second sub-frame period, a monochrome image is formed by starting the operation of applying a signal line signal to the pixel TFT and turning on the light source. The second emission color emitted from the light source can be green. A circuit according to the fourth to sixth periods for determining the order in which signal voltages are written to the pixel TFTs in order to form an image in the third subframe period in parallel in the second subframe period. There is an operation. Then, a monochrome image is displayed during the lighting period of the light source in the third subframe period. The third emission color emitted from the light source can be blue. In this way, a color image is formed in the first frame period. Thereafter, the same operation is sequentially repeated to display a moving image.
[0077]
By simultaneously writing signal line signals to a plurality of pixel TFTs displaying the same gradation connected to the same signal line, a moving image display image is formed by a driving method that shortens the scanning time of the scanning line. .
[0078]
In FIG. 5, since the first Y address decoder and the second Y address decoder are provided in the drive circuit connected to both ends of the scanning line, the number of pixels having the same signal voltage potential at the same time is as follows. There were a maximum of two. However, the embodiment of the present invention is not limited to this. By changing the circuit configuration, it is possible to select three or more pixel TFTs that apply the same signal voltage potential among the pixel TFTs connected to the same signal wiring. In this case, in FIG. 5, instead of providing the first Y address decoder 206 and the second Y address decoder 208, a circuit capable of selecting a plurality of scanning lines (referred to as a scanning line selection circuit) is stored in the comparison data memory. Provided between the means 203 and the first level shifter 207, three or more scanning lines may be simultaneously selected by the scanning line selection circuit. In this case, the second level shifter 209 is not necessary.
[0079]
According to the present embodiment, it is possible to shorten the scanning time required for applying a predetermined signal voltage to a pixel in dot sequential driving. For example, using the timing chart of FIG. 7, the sum of the standby period 301 and the liquid crystal response period 303 can be shortened. Further, compared with the first embodiment, the comparison calculation means 102 for calculating the response time in FIG. 1 is not required, so that the processing performed by the circuit is facilitated and the circuit configuration is simplified.
[0080]
A timing chart of the circuit of this embodiment will be described with reference to FIG. The X address decoder and the video signal output means are collectively referred to as X address write control means in this specification. The X address writing control means is means for selecting a scanning line connected to the pixel TFT. Each of the X address data 122 has information of “0” or “1”. When the number of scanning lines is 1024, ten X address data are simultaneously input to the X address decoder. Based on the X address data 122, an output pulse 123 is output from the output terminal of the designated X address among the output terminals of the X address decoder. In the present embodiment, unlike the first embodiment, basically, output pulses may be sequentially output from the first column to the m-th column of signal lines. At the same time as the output pulse 123 is output, the video signal pulse 129 is output to the signal line of the designated X address. With the above operation, a signal is given to the signal line of the X address designated by the X address data.
[0081]
The first Y address decoder and the first level shifter are collectively referred to as first Y address write control means in this specification. The second Y address decoder and the second level shifter are collectively referred to as second Y address write control means in this specification. The first Y address write control means and the second Y address write control means are means for selecting a signal line connected to the pixel TFT. Since the voltage of the output pulse output from the first Y address decoder and the second Y address decoder is amplified by the first level shifter or the second level shifter as in the first embodiment, FIG. 6 is used. The operations of the first Y address decoder and the second Y address decoder will be described.
[0082]
The Y address data has information of “0” or “1”. Based on the Y address data, the address of the terminal of the Y address decoder to which the output pulse is output is determined. For example, when there are 1240 signal lines, there are 11 Y address data to select any one of these 1240 signal lines, and each Y address data is “0” or “1”. Have information.
[0083]
In the first subframe period, based on the Y address data 212, an output pulse 213 is output from the output terminal of the designated Y address of the first Y address decoder. In this embodiment, first, in order to select the first scanning line in the first matrix, an output pulse is output from the output terminal whose Y address is 1. Note that the total number of output pulses 213 to 217 output from the first Y address decoder 223 is mxn or less from the circuit operation when there are n rows of scanning lines and m columns of signal lines.
[0084]
If there is a second pixel TFT that writes a signal of the same signal line as the first pixel TFT connected to the first scanning line, the Y of the second scanning line to which the second pixel TFT is connected. In order to select an address, an output pulse 218 is output from the output terminal corresponding to the address of the second scanning line of the second Y address decoder. The output pulses 218 to 220 output from the second Y address decoder 224 are output only when there are pixel TFTs connected to different scanning lines and simultaneously writing signals on the signal lines.
[0085]
Thereafter, similarly, when there are two pixel TFTs for simultaneously writing the signal of the signal line, output pulses are simultaneously output from the first Y address decoder and the second Y address decoder to select the scanning line.
[0086]
Note that the pulse widths of the output pulses output from the X address decoder, the first Y address decoder, and the second Y address decoder are the same.
[0087]
According to the method of this embodiment, it is possible to shorten the time required to write signals to all the pixels.
[0088]
[Embodiment 3]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. What is characteristic in this embodiment is that the first signal voltage is simultaneously written in a plurality of pixel TFTs connected to the same signal line, that is, the first pixel TFT and the second pixel TFT. The difference from the second embodiment is that after applying the first signal voltage to the second pixel TFT and causing the liquid crystal to respond in advance, the second signal voltage is further written. By making the liquid crystal respond in two steps in this way, the time for the liquid crystal to respond after writing the second signal voltage to the second pixel TFT can be shortened. It is assumed that the difference between the absolute value of the first signal voltage and the absolute value of the second signal voltage is larger than 0V and smaller than 0.5V. Hereinafter, the approximate gradation refers to a gradation that can be displayed in a range where the difference between the first signal voltage applied to the liquid crystal and the second signal voltage is greater than 0V and less than 0.5V.
[0089]
First, the video signal (signal voltage) 200 at the X address and Y address in the first subframe period is stored in the storage unit 201.
[0090]
When the comparison unit 202 displays an image on one screen, the first pixel electrode having the first pixel electrode that applies the potential of the first signal voltage among the plurality of pixel TFTs connected to the same signal line. The second pixel TFT having a second pixel electrode that provides a potential of the second signal voltage having an absolute value larger than 0V and smaller than 0.5V, and a difference between the pixel TFT of the first pixel voltage and the absolute value of the first signal voltage And detect. Then, a program is set so that the potential of the first signal voltage is applied to the first pixel electrode and the second pixel electrode, and then the potential of the second signal voltage is applied to the second pixel electrode. Depending on the image to be displayed, the second pixel TFT may be plural or singular.
[0091]
Compared to the second embodiment, in the driving method of the present embodiment, the signal line and the first scanning line are out of the pixel TFTs connected to the signal line even if there is no pixel that writes the same signal voltage as the first pixel TFT. When the first pixel having the first pixel TFT connected to the second pixel TFT and the second pixel having the second pixel TFT connected to the signal line and the second scanning line display approximate gradation levels Has a first stage of writing a first signal voltage to the first pixel TFT and the second pixel. In the present embodiment, at the first stage, a maximum of two pixels are simultaneously written with signals of the same signal line. In addition, in the dot sequential driving, as the pixel connected to the scanning line having a large X address value, the time for applying the potential of the predetermined signal voltage to the pixel is delayed, and the standby time 301 in FIG. 7 tends to be long. A pixel connected to a scanning line having a larger X address value is preferentially selected.
[0092]
Next, as a second stage of the driving method of the present embodiment, the scanning lines are sequentially selected from the first scanning line to the second scanning line, and the signal of the signal line is written to the pixel. Of course, when two pixel TFTs connected to the same signal line exhibit an approximate gradation while selecting the second scanning line from the first scanning line, the signal of the signal line is simultaneously applied to these two pixel TFTs. May be written.
[0093]
Thereafter, as the third stage of the driving method of the present embodiment, the second signal voltage having the normal gradation level is written again to the second pixel TFT in which the first signal voltage is written. The difference between the second signal voltage and the absolute value of the first signal voltage is greater than 0V and less than 0.5V.
[0094]
Thus, the comparison unit 202 determines the order of writing the signal line signals to the pixels. That is, the comparison unit is programmed to perform the first to third stage operations.
[0095]
In other words, the driving method of the present embodiment is characterized in that the signal of the signal line is written in advance simultaneously with the first pixel TFT to the second pixel that displays the gradation level approximate to that of the first pixel, and the liquid crystal is caused to respond. Keep it. As a result, the liquid crystal responds to the approximate gradation level until the second signal voltage is written to the second pixel TFT again. Therefore, after writing the second signal voltage, a predetermined gradation is obtained. The response time until the liquid crystal responds to (gradation determined by the second signal voltage) is shortened.
[0096]
Next, the order of the pixel TFTs into which the signal of the signal line determined by the comparison unit 202 is written is stored in the comparison data storage unit 203.
[0097]
The address of the signal line is designated by the X address decoder 204, and the video signal 211 is supplied to the X address of the designated signal line by the video signal output means 205. The video signal is input to the video signal output means in accordance with the order of pixels to be selected.
[0098]
Based on the output Y address data, the first Y address decoder 206 outputs an output pulse to the output terminal of the designated Y address decoder. The first level shifter 207 amplifies the voltage value of the output pulse output from the first Y address decoder and sets the first scanning line to the gate potential.
[0099]
The second scanning line becomes the gate potential by the second Y address decoder 208 and the second level shifter 209.
[0100]
In this way, the same potential of the signal voltage is simultaneously applied to the first pixel TFT connected to the signal line and the first scanning line and to the second pixel TFT connected to the signal line and the second scanning line.
[0101]
The operation of the circuit of the present embodiment is almost the same as that described in the second embodiment with reference to FIG. The difference is that, in the second period 901, the comparison means detects the address of the pixel displaying the approximate gradation connected to the same signal line when forming the image of the first subframe period. It is.
[0102]
Of course, by changing the circuit configuration, three or more pixel TFTs connected to the same signal wiring and displaying the same or similar gradation level can be selected at the same time.
[0103]
According to this embodiment, the sum of the liquid crystal response time 303 and the standby time 301 can be shortened in the field sequential timing chart of FIG. it can.
[0104]
This embodiment can also be used in combination with the first to second embodiments. A signal line signal can be preferentially written to the pixel TFT of a pixel that takes a long response time, or a signal line signal can be simultaneously written to a pixel TFT of a pixel that exhibits the same or similar gradation.
[0105]
【Example】
[Example 1]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a method for simultaneously manufacturing the pixel TFT and the storage capacitor of the pixel portion and the TFT of the driver circuit provided in the periphery of the display region will be described in detail according to the process. The TFT of the driver circuit manufactured in this embodiment has high mobility of the semiconductor layer and is suitable for high-speed pixel data writing in the field sequential method.
[0106]
First, as shown in FIG. 8A, a silicon oxide film on a substrate 400 made of glass such as barium borosilicate glass represented by Corning # 7059 glass or # 1737 glass, or aluminoborosilicate glass, A base film 401 made of an insulating film such as a silicon nitride film or a silicon oxynitride film is formed. For example, SiH by plasma CVD method Four , NH Three , N 2 A silicon oxynitride film 401a made of O is formed to 10 to 200 nm (preferably 50 to 100 nm) and similarly SiH Four , N 2 A silicon oxynitride silicon film 401b formed from O is stacked to a thickness of 50 to 200 nm (preferably 100 to 150 nm). In this embodiment, the base film 401 is shown as a two-layer structure;
[0107]
The island-shaped semiconductor films 402 to 406 are formed using a crystalline semiconductor film formed by using a laser crystallization method or a known thermal crystallization method from a semiconductor film having an amorphous structure. The island-shaped semiconductor films 402 to 406 are formed to a thickness of 25 to 80 nm (preferably 30 to 60 nm). There is no limitation on the material of the crystalline semiconductor film, but the crystalline semiconductor film is preferably formed of silicon or a silicon germanium (SiGe) alloy.
[0108]
To produce a crystalline semiconductor film by laser crystallization, a pulsed or continuous-emitting excimer laser is used. , Ar laser, Kr laser, YAG laser, YVO Four Laser, YLF laser, YAlO Three Laser, glass laser, ruby laser, alexandride laser, Ti: sapphire laser is used. In the case of using these lasers, it is preferable to use a method in which laser light emitted from a laser oscillator is condensed into a linear or elliptical shape by an optical system and irradiated onto a semiconductor film. Crystallization conditions are appropriately selected by the practitioner. When an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is 30 Hz and the laser energy density is 100 to 400 mJ / cm. 2 (Typically 200-300mJ / cm 2 ). When a YAG laser is used, the second harmonic is used and the pulse oscillation frequency is 1 to 10 kHz, and the laser energy density is 300 to 600 mJ / cm. 2 (Typically 350-500mJ / cm 2 ) Then, laser light condensed linearly with a width of 100 to 1000 μm, for example, 400 μm, is irradiated over the entire surface of the substrate, and the superposition ratio (overlap ratio) of the linear laser light at this time is 80 to 98%.
[0109]
In order to obtain a crystal with a large grain size when crystallizing an amorphous semiconductor film, a solid-state laser capable of continuous oscillation is used, and the second to fourth harmonics of the fundamental wave are applied. preferable. Typically, Nd: YVO Four A second harmonic (532 nm) or a third harmonic (355 nm) of a laser (fundamental wave 1064 nm) is applied.
[0110]
Furthermore, the continuous oscillation YVO with an output of 10W Four The laser light emitted from the laser is converted into harmonics by a non-linear optical element, or YVO is placed in the resonator. Four A method of inserting a crystal and a nonlinear optical element and emitting harmonics may be used. Preferably, a laser beam having a rectangular or elliptical shape is formed on the irradiation surface by an optical system, and the object to be processed is irradiated. The energy density at this time is 0.01 to 100 MW / cm. 2 Degree (preferably 0.1-10 MW / cm 2 )is required. Then, irradiation is performed by moving the substrate relative to the laser light at a speed of about 0.5 to 2000 cm / s.
[0111]
Next, a gate insulating film 407 that covers the island-shaped semiconductor films 402 to 406 is formed. The gate insulating film 407 is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 40 to 150 nm by using a plasma CVD method or a sputtering method. In this embodiment, a silicon oxynitride film having a thickness of 120 nm is formed. Needless to say, the gate insulating film is not limited to such a silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure. For example, when a silicon oxide film is used, TEOS (Tetraethyl Ortho Silicate) and O 2 The reaction pressure is 40 Pa, the substrate temperature is 300 to 400 ° C., and the high frequency (13.56 MHz) power density is 0.5 to 0.8 W / cm. 2 And can be formed by discharging. The silicon oxide film thus manufactured can obtain good characteristics as a gate insulating film by subsequent thermal annealing at 400 to 500 ° C.
[0112]
Then, a first conductive film 408 and a second conductive film 409 for forming a gate electrode are formed over the gate insulating film 407. In this embodiment, the first conductive film 408 is formed with TaN to a thickness of 50 to 100 nm, and the second conductive film 409 is formed with W to a thickness of 100 to 300 nm.
[0113]
When forming a W film, it is formed by sputtering using W as a target. In addition, tungsten hexafluoride (WF 6 It can also be formed by a thermal CVD method using In any case, in order to use as a gate electrode, it is necessary to reduce the resistance, and the resistivity of the W film is desirably 20 μΩcm or less. The resistivity of the W film can be reduced by increasing the crystal grains. However, when there are many impurity elements such as oxygen in W, crystallization is hindered and the resistance is increased. Therefore, in the case of sputtering, the resistivity is obtained by using a W target with a purity of 99.9999% and forming a W film with sufficient consideration so that impurities are not mixed in the gas phase during film formation. 9-20 μΩcm can be realized.
[0114]
Note that in this embodiment, the first conductive film 408 is TaN and the second conductive film 409 is W, but any of these elements selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, and Cu, or the above elements You may form with the alloy material or compound material which has as a main component. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. As a combination other than the present embodiment, the first conductive film is made of tantalum (Ta), the second conductive film is made of W, the first conductive film is made of tantalum nitride (TaN), and the first conductive film is made of tantalum nitride (TaN). There are combinations in which the second conductive film is made of Al, the first conductive film is made of tantalum nitride (TaN), and the second conductive film is made of Cu.
[0115]
Next, resist masks 410 to 415 are formed, and a first etching process for forming electrodes and wirings is performed. In this embodiment, an ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method is used, an etching gas is mixed, and 500 W of RF (13.56 MHz) power is applied to a coil electrode at a pressure of 1 Pa to generate plasma. Generate and do. 100 W RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias voltage is applied. By appropriately selecting the etching gas, the W film and the TaN film are etched to the same extent.
[0116]
Under the above etching conditions, by making the shape of the resist mask suitable, the end portions of the first conductive layer and the second conductive layer have an angle of taper of 15 due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. It becomes a taper shape of ˜45 °. In order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, it is preferable to increase the etching time at a rate of about 10 to 20%. Since the selection ratio of the silicon oxynitride film to the W film is 2 to 4 (typically 3), the surface where the silicon oxynitride film is exposed is etched by about 20 to 50 nm by the over-etching process. Thus, the first shape conductive layers 417 to 422 (the first conductive layers 417 a to 422 a and the second conductive layers 417 b to 422 b) composed of the first conductive layer and the second conductive layer by the first etching treatment. Form. Reference numeral 416 denotes a gate insulating film, and a region not covered with the first shape conductive layers 417 to 422 is etched and thinned by about 20 to 50 nm.
[0117]
Then, a first doping process is performed, and an impurity element imparting n-type conductivity is added. (FIG. 8B) The doping may be performed by ion doping or ion implantation. The condition of the ion doping method is a dose of 1 × 10 13 ~ 5x10 14 /cm 2 The acceleration voltage is set to 60 to 100 keV. As an impurity element imparting n-type, an element belonging to Group 15, typically phosphorus (P) or arsenic (As), is used here, but phosphorus (P) is used. In this case, the conductive layers 417 to 420 serve as a mask for the impurity element imparting n-type, and the first impurity regions 423 to 426 are formed in a self-aligning manner. The first impurity regions 423 to 426 have 1 × 10 20 ~ 1x10 twenty one /cm Three An impurity element imparting n-type is added in a concentration range of.
[0118]
Next, a second etching process is performed as shown in FIG. Using an ICP etching method, a reactive gas is introduced into the chamber, a predetermined RF power (13.56 MHz) is supplied to the coil-type electrode, and plasma is generated. Lower RF (13.56 MHz) power is applied to the substrate side (sample stage), and a lower self-bias voltage is applied than in the first etching process. The W film is anisotropically etched to obtain second shape conductive layers 427 to 432.
[0119]
Further, a second doping process is performed as shown in FIG. In this case, an impurity element imparting n-type conductivity is doped as a condition of a high acceleration voltage by lowering the dose than in the first doping process. For example, the acceleration voltage is 70 to 120 keV and 1 × 10 13 /cm 2 A new impurity region is formed inside the first impurity region formed in the island-shaped semiconductor film in FIG. 8B. Doping is performed using the second shape conductive layers 427 to 430 as masks against the impurity elements so that the impurity elements are also added to the lower regions of the first conductive layers 427 a to 430 a. In this manner, second impurity regions 433 to 437 overlapping with the first conductive layers 427a to 430a are formed. The impurity element imparting n-type conductivity is 1 × 10 6 in the second impurity region. 17 ~ 1x10 18 /cm Three So that the concentration becomes.
[0120]
As shown in FIG. 9A, by etching the gate insulating film 416, TaN which is the first conductive layer is etched and receded at the same time, so that the third shape conductive layers 438 to 443 (first conductive layer) 438a to 443a and second conductive layers 438b to 443b) are formed. Reference numeral 444 denotes a gate insulating film, and a region not covered with the third shape conductive layers 438 to 443 is further etched by about 20 to 50 nm to form a thinned region.
[0121]
In FIG. 9A, third impurity regions 445 to 449 overlapping with the first conductive layers 438a to 441a and fourth impurity regions 450 to 454 outside the third impurity region are formed. Accordingly, the concentration of the impurity element imparting n-type in the third impurity region and the fourth impurity region is substantially equal to the concentration of the impurity element imparting n-type in the second impurity region.
[0122]
Then, as shown in FIG. 9B, fourth impurity regions 458 to 461 having a conductivity type opposite to the one conductivity type are formed in the island-shaped semiconductor films 403 and 406 forming the p-channel TFT. Using the third shape conductive layers 439 and 441 as a mask for the impurity element, impurity regions are formed in a self-aligning manner. At this time, the island-like semiconductor films 402, 404, and 405 that form the n-channel TFT are covered with resist masks 455 to 457. Phosphorus is added to the impurity regions 458 to 461 at different concentrations, but diborane (B 2 H 6 The impurity concentration is 2 × 10 2 in any region by ion doping using 20 ~ 2x10 twenty one /cm Three To be.
[0123]
Through the above steps, an impurity region is formed in each island-like semiconductor film. Conductive layers (conductive layers for forming a gate electrode) 438 to 441 overlapping with the island-shaped semiconductor film function as the gate electrode of the TFT. Reference numeral 442 functions as a source wiring, and 443 functions as a wiring in the driver circuit.
[0124]
Thus, for the purpose of controlling the conductivity type, as shown in FIG. 9C, a step of activating the impurity element added to each island-like semiconductor film is performed. This step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. In addition, a laser annealing method or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied. In the thermal annealing method, the oxygen concentration is 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less in a nitrogen atmosphere at 400 to 700 ° C., typically 500 to 600 ° C. In this example, the temperature is 500 ° C. for 4 hours. Heat treatment is performed. However, when the wiring material used for 438 to 443 is weak against heat, activation is preferably performed after an interlayer insulating film (having silicon as a main component) is formed in order to protect the wiring and the like.
[0125]
Further, a heat treatment is performed at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen to perform a step of hydrogenating the island-shaped semiconductor film. This step is a step of terminating dangling bonds in the semiconductor film with thermally excited hydrogen. As another means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.
[0126]
Then, as shown in FIG. 10, a first interlayer insulating film 472 is formed of a silicon oxynitride film with a thickness of 100 to 200 nm. An acrylic resin film or a polyimide resin film having a thickness of 1.8 μm is formed thereon as a second interlayer insulating film 473 made of an organic insulating material. Next, an etching process for forming a contact hole is performed.
[0127]
Next, a conductive metal film is formed by sputtering or vacuum deposition. In this method, a Ti film is formed to a thickness of 50 to 150 nm, a contact is formed with a semiconductor film that forms a source region or a drain region of an island-like semiconductor film, and aluminum (Al) 300 is overlaid on the Ti film. A three-layer structure was formed by forming a Ti film or a titanium nitride (TiN) film with a thickness of 100 to 200 nm.
[0128]
Then, source wirings 474 to 476 that form contacts with the source region of the island-shaped semiconductor film and drain wirings 477 to 479 that form contacts with the drain region are formed in the driver circuit portion.
[0129]
In the pixel portion, a connection electrode 480, a gate wiring 481, a drain electrode 482, and an electrode 492 are formed.
[0130]
The connection electrode 480 is electrically connected to the source wiring 483 and the first semiconductor film 484. Although not shown, the gate wiring 481 is electrically connected to a conductive layer 485 forming a gate electrode through a contact hole. The drain electrode 482 is electrically connected to the drain region of the first semiconductor film 484. The electrode 492 is electrically connected to the second semiconductor film 493 so that the second semiconductor film 493 functions as an electrode of the storage capacitor 505.
[0131]
Thereafter, a transparent conductive film is formed over the entire surface, and a pixel electrode 491 is formed by patterning processing and etching processing using a photomask. The pixel electrode 491 is formed over the second interlayer insulating film 473, and a portion overlapping the drain electrode 482 and the electrode 492 of the pixel TFT is provided to form a connection structure.
[0132]
The material of the transparent conductive film is indium oxide (In 2 O Three ) Or indium tin oxide alloy (In 2 O Three -SnO 2 ; ITO) or the like can be formed using a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like. Etching treatment of such a material is performed with a hydrochloric acid based solution. However, in particular, etching of ITO is likely to generate a residue, so in order to improve etching processability, an indium oxide-zinc oxide alloy (In 2 O Three —ZnO) may also be used. Since the indium oxide-zinc oxide alloy has excellent surface smoothness and thermal stability with respect to ITO, the corrosion reaction with Al contacting with the end face of the drain electrode 482 can be prevented. Similarly, zinc oxide (ZnO) is also a suitable material, and zinc oxide (ZnO: Ga) to which gallium (Ga) is added to further increase the transmittance and conductivity of visible light can be used.
[0133]
In this manner, an active matrix substrate corresponding to a transmissive liquid crystal display device can be completed.
[0134]
As described above, the driver circuit portion including the n-channel TFT 501, the p-channel TFT 502, and the n-channel TFT 503, and the pixel portion including the pixel TFT 504 and the storage capacitor 505 can be formed over the same substrate. In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.
[0135]
The n-channel TFT 501 in the driver circuit portion includes a channel formation region 462, a third impurity region 445 (GOLD region) overlapping with the conductive layer 438 forming the gate electrode, and a fourth impurity region 450 (outside of the gate electrode). LDD region) and a first impurity region 423 functioning as a source region or a drain region. The p-channel TFT 502 includes a channel formation region 463, a fifth impurity region 446 that overlaps with the conductive layer 439 that forms a gate electrode, and a sixth impurity region 451 that functions as a source region or a drain region. The n-channel TFT 503 includes a channel formation region 464, a third impurity region 447 (GOLD region) overlapping with the conductive layer 440 forming the gate electrode, and a fourth impurity region 452 (LDD region) formed outside the gate electrode. And a first impurity region 425 functioning as a source region or a drain region.
[0136]
The pixel TFT 504 in the pixel portion includes a channel formation region 465, a third impurity region 448 (GOLD region) overlapping with the conductive layer 485 forming the gate electrode, and a fourth impurity region 453 (LDD region) formed outside the gate electrode. ) And a first impurity region 426 functioning as a source region or a drain region. In addition, an impurity element imparting p-type conductivity is added to the semiconductor film 493 functioning as one electrode of the storage capacitor 505. A storage capacitor is formed by the conductive layer 485 forming the gate electrode and the insulating layer therebetween (the same layer as the gate insulating film).
[0137]
11 corresponds to the cross section cut along the chain lines AA ′ and BB ′ in FIG. 10. The cross section taken along the chain lines AA ′ and BB ′ in FIG. In FIG. 11, reference numerals 801 to 805 denote contact holes.
[0138]
An active matrix substrate of a reflective liquid crystal display device can be manufactured by using the drain electrode of this embodiment as a conductive film having reflectivity and a function as a pixel electrode.
[0139]
[Example 2]
In this embodiment, a method for manufacturing a liquid crystal display device used for a field sequential method is illustrated. FIG. 12 shows a liquid crystal display device using TFT elements as switching elements.
[0140]
A light shielding film (not shown) is formed on the substrate 508 of the counter substrate. Chrome (Cr) or the like can be used for the light shielding film. The thickness of the light shielding film is desirably 100 nm to 200 nm. The light shielding film is provided in a region where liquid crystal alignment failure occurs, and suppresses a decrease in contrast due to liquid crystal alignment failure.
[0141]
A transparent conductive film 510 is formed on the light shielding film. As the transparent conductive film, an indium tin oxide (ITO) film can be used. In order to keep the visible light transmittance high, the thickness of the ITO film is desirably 100 nm to 120 nm.
[0142]
Alignment films 511 to 512 are formed on the active matrix substrate and the counter substrate. The thickness of the alignment film is preferably 30 nm to 80 nm. For example, SE7792 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. can be used as the alignment film. When an alignment film having a high pretilt is used, the occurrence of disclination can be suppressed when the liquid crystal display device is driven by an active matrix method.
[0143]
The alignment films 511 to 512 are rubbed.
[0144]
Although not shown, it is possible to improve the uniformity of the cell gap by providing spacers in the pixels by scattering or patterning. In this embodiment, in order to increase the response speed of the liquid crystal, the height of the electric field when driving the liquid crystal is increased by setting the spacer to a height of 1.0 μm.
[0145]
The counter substrate and the active matrix substrate are bonded to each other with the sealant 513. The counter substrate and the active matrix substrate are bonded so that the rubbing directions of the alignment films formed on these substrates are orthogonal to each other. The sealing agent is a UV curable sealing agent and XNR5610-1H1 manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd. is used. Into the sealant, a brass ball made by Catalytic Chemical Co., which is a silica-based spacer, is placed. The diameter of the true sphere is 1.0 μm. After the sealant is cured, the counter substrate and the active matrix substrate are separated.
[0146]
Liquid crystal material 514 is injected. As the liquid crystal material, a low-viscosity material is desirable in terms of high-speed response. In this embodiment, a nematic liquid crystal with easy alignment control is used to add TN (Twisted Nematic) alignment by adding a chiral material. Of course, a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal capable of high-speed response may be used. In the present invention, it is desirable to select a liquid crystal capable of displaying in analog gradation for both the ferroelectric liquid crystal and the anti-ferroelectric liquid crystal. It is also possible to use a material obtained by adding a polymer resin to a ferroelectric liquid crystal or antiferroelectric liquid crystal and curing a ferroelectric liquid crystal or a mixed system of an antiferroelectric liquid crystal and a polymer resin by light irradiation. . A method of aligning this polymer material by adding a polymer resin to a ferroelectric liquid crystal or an anti-ferroelectric liquid crystal is called a polymer stabilization method.
[0147]
After confirming that the liquid crystal material has been injected, the injection port is sealed with a UV curable sealant.
[0148]
Next, a polarizing plate (not shown) is attached by a known technique. The liquid crystal display device is completed through the above steps.
[0149]
[Example 3]
The liquid crystal display device formed by implementing any one of the first to second embodiments can be used for various electro-optical devices. That is, the present invention can be applied to all electronic devices in which these electro-optical devices are incorporated in a display unit.
[0150]
Such electronic devices include video cameras, digital cameras, head mounted displays (goggles type displays), car navigation systems, car stereos, personal computers, personal digital assistants (mobile computers, mobile phones, electronic books, etc.) and the like. . Examples of these are shown in FIGS.
[0151]
FIG. 13A illustrates a personal computer, which includes a main body 2001, an image input portion 2002, a display portion 2003, a keyboard 2004, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2003.
[0152]
FIG. 13B illustrates a video camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, an audio input portion 2103, operation switches 2104, a battery 2105, an image receiving portion 2106, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2102.
[0153]
FIG. 13C illustrates a mobile computer, which includes a main body 2201, a camera unit 2202, an image receiving unit 2203, operation switches 2204, a display unit 2205, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2205.
[0154]
FIG. 13D shows a goggle type display, which includes a main body 2301, a display portion 2302, an arm portion 2303, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2302.
[0155]
FIG. 13E shows a player using a recording medium (hereinafter referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 2401, a display portion 2402, a speaker portion 2403, a recording medium 2404, operation switches 2405, and the like. This player uses a DVD (Digital Versatile Disc), CD, or the like as a recording medium, and can perform music appreciation, movie appreciation, games, and the Internet. The present invention can be applied to the display portion 2402.
[0156]
FIG. 13F illustrates a digital camera, which includes a main body 2501, a display portion 2502, an eyepiece portion 2503, an operation switch 2504, an image receiving portion (not shown), and the like. The present invention can be applied to the display portion 2502.
[0157]
FIG. 14A shows a cellular phone, which includes a main body 2901, an audio output portion 2902, an audio input portion 2903, a display portion 2904, operation switches 2905, an antenna 2906, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2904.
[0158]
FIG. 14B illustrates a portable book (electronic book) which includes a main body 3001, display portions 3002 and 3003, a storage medium 3004, operation switches 3005, an antenna 3006, and the like. The present invention can be applied to the display portions 3002 and 3003.
[0159]
FIG. 14C illustrates a display, which includes a main body 3101, a support base 3102, a display portion 3103, and the like. The present invention can be applied to the display portion 3103.
[0160]
As described above, the application range of the present invention is extremely wide and can be applied to electronic devices in various fields. Moreover, the electronic apparatus of a present Example is realizable even if it uses the structure which consists of what combination of Examples 1-2.
[0161]
【The invention's effect】
By implementing the present invention, the response time of the field sequential type liquid crystal and the writing time of pixel data can be shortened. Thereby, a bright display with a long lighting time of the light source can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a driving method of a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a timing chart of a method for driving a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a timing chart of a method for driving a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a timing chart of a method for driving a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a method for driving a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a timing chart of a method for driving a liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a timing chart when color display is performed by a field sequential method.
8 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing an active matrix substrate (Example 1). FIG.
9 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing an active matrix substrate (Example 1). FIG.
10 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing an active matrix substrate (Example 1). FIG.
FIG. 11 is a top view showing a pixel portion of an active matrix substrate (Example 1).
FIG. 12 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device (Example 2).
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an electronic apparatus (third embodiment).
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an electronic apparatus (third embodiment).

Claims (7)

複数の画素と、
あるフレーム期間において前記複数の画素の一が有する画素電極に与える第1の信号電圧の電位を記憶する第1の記憶手段と、
前記フレーム期間の次のフレーム期間において前記画素電極に与える第2の信号電圧の電位を記憶する第2の記憶手段と、
前記第1の信号電圧の電位と前記第2の信号電圧の電位との電位差を比較する手段とを有し、
前記比較された電位差の大きい前記画素から順次、前記画素電極に前記第2の信号電圧が入力されることを特徴とする表示装置。
A plurality of pixels;
First storage means for storing a potential of a first signal voltage applied to a pixel electrode included in one of the plurality of pixels in a frame period;
Second storage means for storing a potential of a second signal voltage applied to the pixel electrode in a frame period next to the frame period;
Means for comparing a potential difference between the potential of the first signal voltage and the potential of the second signal voltage ;
The display device, wherein the second signal voltage is sequentially input to the pixel electrode from the pixels with the large potential difference compared .
複数の画素と、
あるフレーム期間において、前記複数の画素の一が有する画素電極に与える第1の信号電圧の電位を記憶する第1の記憶手段と、
前記フレーム期間の次のフレーム期間において、前記画素電極に与える第2の信号電圧の電位を記憶する第2の記憶手段と、
前記第1の信号電圧の電位から前記第2の信号電圧の電位へと変化するときの表示素子の応答時間を演算する手段とを有し、
前記演算された前記応答時間の長い前記画素から順次、前記画素電極に前記第2の信号電圧が入力されることを特徴とする表示装置。
A plurality of pixels;
First storage means for storing a potential of a first signal voltage applied to a pixel electrode included in one of the plurality of pixels in a certain frame period;
Second storage means for storing a potential of a second signal voltage applied to the pixel electrode in a frame period next to the frame period;
And means for calculating the response time of the display element when changing to the potential of the second signal voltage from the potential of said first signal voltage,
Sequentially from a long the pixel of the computed the response time, a display device, characterized in that the said pixel electrode second signal voltage is input.
請求項2において、In claim 2,
前記表示素子は、液晶を有することを特徴とする表示装置。The display device includes a liquid crystal.
請求項1又は請求項2において、
前記複数の画素はそれぞれ、複数の信号線と複数の走査線によって制御され、
前記複数の信号線を制御する駆動回路はアドレスデコーダを有し、
前記複数の走査線を制御する駆動回路はアドレスデコーダを有することを特徴とする表示装置。
In claim 1 or claim 2 ,
Each of the plurality of pixels is controlled by a plurality of signal lines and a plurality of scanning lines,
Drive circuit for controlling said plurality of signal lines have a address decoder,
The driver circuit for controlling the plurality of scanning beam display apparatus, characterized by chromatic address decoder.
請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の表示装置と、操作スイッチとを具備したことを特徴とする電子機器。An electronic apparatus comprising: the display device according to claim 1; and an operation switch. 複数の画素を有し、Having a plurality of pixels,
あるフレーム期間において前記複数の画素の一が有する画素電極に与える第1の信号電圧の電位を記憶し、Storing a potential of a first signal voltage applied to a pixel electrode included in one of the plurality of pixels in a certain frame period;
前記フレーム期間の次のフレーム期間において前記画素電極に与える第2の信号電圧の電位を記憶し、Storing a potential of a second signal voltage applied to the pixel electrode in a frame period next to the frame period;
前記第1の信号電圧の電位と前記第2の信号電圧の電位との電位差を比較し、Comparing the potential difference between the potential of the first signal voltage and the potential of the second signal voltage;
前記比較された電位差の大きい前記画素から順次選択し、前記画素電極に前記第2の信号電圧を入力することを特徴とする表示装置の駆動方法。A method of driving a display device, comprising: sequentially selecting the pixels having the large potential difference compared to each other and inputting the second signal voltage to the pixel electrode.
複数の画素を有し、Having a plurality of pixels,
あるフレーム期間において前記複数の画素の一が有する画素電極に与える第1の信号電圧の電位を記憶し、Storing a potential of a first signal voltage applied to a pixel electrode included in one of the plurality of pixels in a certain frame period;
前記フレーム期間の次のフレーム期間において前記画素電極に与える第2の信号電圧の電位を記憶し、Storing a potential of a second signal voltage applied to the pixel electrode in a frame period next to the frame period;
前記第1の信号電圧の電位から前記第2の信号電圧の電位へと変化するときの表示素子の応答時間を演算し、Calculating a response time of the display element when changing from the potential of the first signal voltage to the potential of the second signal voltage;
前記演算された前記応答時間の長い前記画素から順次選択し、前記画素電極に前記第2の信号電圧を入力することを特徴とする表示装置の駆動方法。A method of driving a display device, comprising: sequentially selecting the calculated pixels having a long response time and inputting the second signal voltage to the pixel electrode.
JP2001296224A 2000-09-29 2001-09-27 Display device and driving method of display device Expired - Fee Related JP4776836B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001296224A JP4776836B2 (en) 2000-09-29 2001-09-27 Display device and driving method of display device

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000300754 2000-09-29
JP2000-300754 2000-09-29
JP2000300754 2000-09-29
JP2001296224A JP4776836B2 (en) 2000-09-29 2001-09-27 Display device and driving method of display device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2002175064A JP2002175064A (en) 2002-06-21
JP2002175064A5 JP2002175064A5 (en) 2008-11-06
JP4776836B2 true JP4776836B2 (en) 2011-09-21

Family

ID=26601252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001296224A Expired - Fee Related JP4776836B2 (en) 2000-09-29 2001-09-27 Display device and driving method of display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4776836B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100582203B1 (en) * 2003-12-30 2006-05-23 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Liquid Crystal Display
JP2007139996A (en) * 2005-11-17 2007-06-07 Hitachi Displays Ltd Display apparatus and driving method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002175064A (en) 2002-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7385579B2 (en) Liquid crystal display device and method of driving the same
US8482504B2 (en) Liquid crystal display device and method of driving the same
JP2020073973A (en) Display device
KR100859569B1 (en) Display device
US8009159B2 (en) Semiconductor display device and method of driving a semiconductor display device
KR100892660B1 (en) Display device
JP3844613B2 (en) Thin film transistor circuit and display device using the same
US7782315B2 (en) Display device and method of driving the same
US20020041266A1 (en) Liquid crystal display device
US20040222955A1 (en) Liquid crystal display device and method of driving the same
US6337235B1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US20060082536A1 (en) Display device and driving method
US6885366B1 (en) Display device
US7298355B2 (en) Display device
JP3934370B2 (en) Liquid crystal display device, electronic device
JP4954399B2 (en) Liquid crystal display
JP4776836B2 (en) Display device and driving method of display device
JP4809540B2 (en) Driving method of liquid crystal display device
JP4827343B2 (en) Liquid crystal display device and method for manufacturing liquid crystal display device
JP4869524B2 (en) Liquid crystal display
JP4943177B2 (en) Liquid crystal display device, electronic device
JP4476391B2 (en) Driving method of semiconductor display device
JP2001296843A (en) Semiconductor display device and driving method therefor
JP4849733B2 (en) Manufacturing method of active matrix type liquid crystal display device
JP2003309456A (en) Thin-film transistor circuit and semiconductor display apparatus using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080922

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080922

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110621

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110629

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140708

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140708

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees