JPH0720820A - 液晶駆動用半導体装置 - Google Patents

液晶駆動用半導体装置

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JPH0720820A
JPH0720820A JP15019493A JP15019493A JPH0720820A JP H0720820 A JPH0720820 A JP H0720820A JP 15019493 A JP15019493 A JP 15019493A JP 15019493 A JP15019493 A JP 15019493A JP H0720820 A JPH0720820 A JP H0720820A
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JP
Japan
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liquid crystal
thin film
film transistor
electrode
voltage
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Application number
JP15019493A
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English (en)
Inventor
Norio Ota
太田範雄
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 抵抗が小さく、電流が多く流れる液晶の場合
にも必要な時間電圧を保持すると共に、十分電流を供給
することを可能にする。 【構成】 スイッチング用薄膜トランジスタのゲート電
極に走査線を、ソース電極に信号線をそれぞれ接続し、
ドレイン電極側に接続された表示電極を介して液晶素子
を駆動する半導体装置において、前記スイッチング用薄
膜トランジスタのドレイン電極に蓄積用コンデンサおよ
びバッファ用薄膜トランジスタのゲート電極を接続し、
スイッチング用薄膜トランジスタでコンデンサを駆動す
ると共に、バッファ用薄膜トランジスタで液晶素子を駆
動するようにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶駆動用半導体装置に
係わり、特に高分子分散型液晶を用いた半導体装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図3はツィストネマテック液晶に用いら
れている薄膜トランジスタ(TFT)を使ったアクティ
ブマトリックス型液晶の駆動素子の1つの等価回路を示
す図である。スイッチング用のTFTのゲート電極
(G)に走査線1を、ソース電極(S)に信号線2をそ
れぞれ接続し、ドレイン電極(D)に液晶素子(LC)
3の表示電極を接続してコモン電極4との間で液晶に電
圧を印加し駆動する。この時の走査線、信号線およびド
レイン電極の各電圧の一般的な波形は図5に示すような
ものである。図5(a)は走査線の信号でTFTのゲー
トパルス波形、図5(b)は信号線2の信号波形でTF
Tのソースパルス波形、図5(c)はTFTのドレイン
電圧波形である。
【0003】一般に、液晶表示画面は1秒間に60回切
り換えられるので、図5(a)のゲートパルス波形は1
6.7msec周期となる。例えば、480×640ド
ット白黒画面で線順次で駆動した場合、1つの走査線の
走査信号幅は16.7÷480≒30μsecとなる。
液晶は絶縁体であり、蓄積される電荷が放電されないの
で交流駆動する必要があり、そのためソースパルス波形
は、図5(b)に示すように交互に正負の信号が加えら
れる。
【0004】ところで、液晶の応答速度は通常10ms
ecオーダであるため、30μsecのゲートパルス幅
で駆動しても応答することができない。そこで、図5
(c)に示すドレイン電圧波形のように、信号電圧が加
えられた後の電圧を保持してこれにより駆動するように
している。すなわち、図5(c)においてT1の期間に
ゲートパルスが印加された時、ソース電極に信号電圧が
ある場合にはドレイン電極の電圧は主にTFTのON抵
抗と液晶の容量によって決まる時定数で上昇する。この
時、TFTのON抵抗が大きい場合は、ゲートパルス印
加期間の間に十分な電圧をドレイン電極に供給すること
ができない。従ってTFTのON抵抗は小さくする必要
がある。
【0005】ゲートパルスが切れた時、ドレイン電極の
電圧は主にTFTのOFF抵抗と液晶の容量および抵抗
によって決まる時定数で放電し電圧が減少するが、次の
ゲートパルスがくるまで(16.7msec)、液晶を
点灯する。このときTFTのOFF抵抗が小さいか、或
いは液晶の容量、抵抗が小さい場合、次のゲートパルス
が来るまで液晶を点灯するのに必要な電圧を保持するこ
とができない。このため、通常、図4に示すように液晶
素子3と並列に保持容量5を接続して放電カーブを緩や
かにし、電圧を保持して液晶を点灯するようにしてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、高分
子分散型液晶(PDLC)が用いられているが、この液
晶素子は抵抗が小さく、また電流が多く流れる性質を有
している。このような場合、図3に示すようなTFTの
構成ではドレイン電圧波形が急激に低下してしまうた
め、液晶を点灯することができず、また図4に示すよう
に保持容量を接続したとしても、液晶自身を通してすぐ
に放電してしまうため、同様に電圧を保持することがで
きない。
【0007】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、PDLCのような抵抗が小さく、電流が多く流れる
液晶の場合にも必要な時間電圧を保持すると共に、十分
電流を供給することができる液晶駆動用半導体装置を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、スイッチング
用薄膜トランジスタのゲート電極に走査線を、ソース電
極に信号線をそれぞれ接続し、ドレイン電極側に接続さ
れた表示電極を介して液晶素子を駆動する半導体装置に
おいて、前記スイッチング用薄膜トランジスタのドレイ
ン電極に蓄積用コンデンサおよびバッファ用薄膜トラン
ジスタのゲート電極を接続し、スイッチング用薄膜トラ
ンジスタでコンデンサを駆動すると共に、バッファ用薄
膜トランジスタで液晶素子を駆動するようにしたことを
特徴とする。
【0009】また本発明は、液晶素子は高分子分散型液
晶からなること、スイッチング用薄膜トランジスタ、蓄
積用コンデンサ、バッファ用薄膜トランジスタから構成
される単位液晶駆動素子をマトリックス状に配置したこ
とを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の液晶駆動用半導体装置はスイッチング
用の薄膜トランジスタと、信号電荷を蓄積しておくため
のコンデンサと、液晶を駆動するためのバッファ用薄膜
トランジスタからなっており、走査信号が加えられた時
にスイッチング用薄膜トランジスタがONしてその時信
号電圧が加えられると、信号電荷がコンデンサに蓄えら
れる。このコンデンサの電圧によってバッファ用薄膜ト
ランジスタが駆動され、バッファ用薄膜トランジスタの
ソース側に接続されている駆動用電源によってドレイン
電極側に接続されている液晶素子が駆動される。この
時、信号電荷が蓄積されているコンデンサは液晶素子と
関係なくスイッチング用薄膜トランジスタのOFF抵抗
と自身の容量および抵抗によって決まるカーブで減衰す
るため、走査信号周期の間、十分必要な電圧が維持さ
れ、また抵抗が低いPDLCのような液晶は、駆動電源
によって十分な電流を供給して駆動することができる。
【0011】
【実施例】図1は本発明の液晶駆動用半導体装置の1実
施例を示す図である。スイッチング用薄膜トランジスタ
(TFT1)のゲート電極には走査線1が、ソース電極
には信号線2がそれぞれ接続され、ドレイン電極には信
号電荷を蓄積するための容量11、バッファ用薄膜トラ
ンジスタ(TFT2)のゲート電極が接続され、TFT
2のドレイン電極は駆動電圧供給電極12となってい
る。TFT2のドレイン電極はPDLC10の表示電極
に接続され、TFT2により液晶駆動用の電圧が供給さ
れるようになっている。
【0012】このような構成において、走査線1よりゲ
ート電極Gに走査信号電圧が印加され、その時信号線2
に信号電圧がある場合には、信号に対応した電荷がTF
T1を通して蓄積容量11に蓄積される。この信号電圧
によりTFT2がONし、駆動電圧供給電極12を通し
て加えられる駆動電圧により、PDLC10の表示電極
に電圧が印加されて点灯される。蓄積容量11に蓄えら
れる信号電圧はTFT1を通して放電するだけであるた
め、PDLC10の抵抗が低くてもそれに関係なく、信
号電圧を十分維持することが可能である。
【0013】図2は図1に示す駆動回路を用い、反射型
のアクティブマトリックスPDLCに適用したものであ
る。基板16上に順次ゲート電極G、駆動電圧供給電極
12を形成すると共に、ゲート絶縁膜、半導体層、ソー
ス電極S、ドレイン電極Gを形成すると共に、その上に
保護用のパッシベーション膜13を形成し、さらに表示
電極(反射電極)14を形成したもので、TFT1のド
レイン電極DとTFT2のゲート電極Gとが接続されて
いる。また、TFT2のソース電極と駆動電圧供給電極
12とが接続され、蓄積容量はTFT2のゲート電極G
とドレイン電極間のゲート絶縁膜15により形成されて
いる。
【0014】図2に示すトランジスタの構造は非晶質シ
リコンを使った逆スタガ構造であるが、基本的には多結
晶シリコンやCd、Se等の他の材料のトランジスタも
適用可能である。また、図では駆動電圧供給電極を下側
に設けているが、必ずしもそれである必要はない。さら
にTFT2はTFT1に比べて大電流が流れる必要があ
るが、反射型PDLCの場合、表示電極の下にTFTが
作れるため、かなり大きな形状にしても表示に影響する
ことがなく、従って大電流を流すことが可能なある。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、スイッチ
ング用薄膜トランジスタに蓄積容量を接続すると共に、
さらにバッファ用薄膜トランジスタで液晶を駆動するよ
うにしたので、抵抗が低く電流が多く流れるようなPD
LCでも十分対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の液晶駆動用半導体装置の1実施例を
示す図である。
【図2】 図1に示す駆動回路を用い、反射型のアクテ
ィブマトリックスPDLCに適用した実施例を示す図で
ある。
【図3】 従来の液晶駆動用半導体装置を示す図であ
る。
【図4】 保持容量を接続した液晶駆動用半導体装置を
示す図である。
【図5】 駆動パルス波形を示す図である。
【符号の説明】
1…走査線、2…信号線、4…コモン電極、TFT1,
TFT2…薄膜トランジスタ、10…PDLC、11…
蓄積容量、12…駆動電圧供給電極。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スイッチング用薄膜トランジスタのゲー
    ト電極に走査線を、ソース電極に信号線をそれぞれ接続
    し、ドレイン電極側に接続された表示電極を介して液晶
    素子を駆動する半導体装置において、前記スイッチング
    用薄膜トランジスタのドレイン電極に蓄積用コンデンサ
    およびバッファ用薄膜トランジスタのゲート電極を接続
    し、スイッチング用薄膜トランジスタでコンデンサを駆
    動すると共に、バッファ用薄膜トランジスタで液晶素子
    を駆動するようにしたことを特徴とする液晶駆動用半導
    体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、液
    晶素子は高分子分散型液晶からなることを特徴とする液
    晶駆動用半導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体装置において、ス
    イッチング用薄膜トランジスタ、蓄積用コンデンサ、バ
    ッファ用薄膜トランジスタから構成される単位液晶駆動
    素子をマトリックス状に配置したことを特徴とする液晶
    駆動用半導体装置。
JP15019493A 1993-06-22 1993-06-22 液晶駆動用半導体装置 Pending JPH0720820A (ja)

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