JPH07253767A - Tftディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
とその駆動回路を一体的に形成し、フリッカを低減し安
定した表示動作を行うTFTディスプレイ装置を提供す
る。 【構成】 互いに実質的に直交するように形成された走
査線にゲートが接続され、信号線にドレインが接続され
てなるTFTトランジスタと、かかるTFTトランジス
タのソースに画素電極が設けられてなるTFT表示パネ
ルと、かかる表示パネル上に形成され、シルアルに入力
された画素信号をパラレルに出力させる信号線駆動回路
及び上記走査線を隣接する2つを同時にしかもフィール
ド毎にその組み合わせを異ならせて選択する走査線駆動
回路とを備え、上記走査線駆動回路により同時選択され
る2行分の画素に対して、一方の行に対応した画素に書
き込まれる信号と他方の行に対応した画素に書き込まれ
る信号とが互いに逆極性となるようにする。
Description
ジスタ)ディスプレイ装置に関し、特にガラス基板上に
TFTアクティブマトリックス構成の表示パネル及びそ
の駆動回路が形成されたものに利用して有効な技術に関
するものである。
つれて、従来のアモルファスシリコン薄膜をトランジス
タのチャンネル層とする方式では開口率が極端に低い。
この理由は、トランジスタの特性に限界があり、その寸
法を小さくできないからである。このようにアモルファ
スシリコン薄膜を用いたトランジスタでは、駆動回路の
特性が十分ではないために外部に周辺駆動回路を外付と
するものである。
タを形成するとともに、同一ガラス基板上に駆動回路も
形成したものが開発されている。ポリシリコン膜を用い
たTFT素子は、画素数が10万程度で表示エリアの対
角長が0.7インチの製品が小型ビディオカメラのカラ
ーファインダとして用いられている。このポリシリコン
膜を用いてTFTディスプレイ装置においても、プロジ
ェクタのライトバルブとしての利用や、バーチャルリア
リティを指向したヘッドマウント(眼鏡型)ディスプレ
イ用のパネルとしての用途も開発されている。このよう
なポリシリコン膜を利用したTFTディスプレイ装置に
関しては、例えば日経マグロウヒル社1994年2月2
8日付『日経エレクトロニクス』頁103〜頁109が
ある。
コン膜を用いたTFTディスプレイ装置においても、高
精細化が望まれており、その画素数を増加させる必要が
ある。しかしながら、約10万程度の画素では走査線の
数が240本程度と上記のようにプロジェクタノライト
バルブやヘッドマウントディスプレイとしては画質が悪
く、これらに利用できるよう約30万程度の画素すると
きには走査線の数も480本程度と2倍になる。しかし
ながら、1画面を構成する時間は同じであるから、48
0本の走査線をインターレスにより駆動しようとする
と、上記ポリシリコン膜を用いた駆動回路では、十分な
速度が得られずにアモルファスシリコン膜を用いたTF
Tディスプレイ装置と同様に、駆動回路を外付にしなけ
ればならないという問題が生じてポリシリコン膜を用い
たTFTディスプレイ装置の特長が生かされない。
大型のTFTディスプレイ装置においては、特開昭59
−225683号公報、特開昭60−4992号公報の
ように、1本の走査線の情報を走査方向に隣合う2本の
画素電極に表示させ、奇数フィールドと偶数フィールド
とで画素の組み合わせを変えて表示させる方法がある。
しかしながら、これらの表示駆動方法では、実質的に2
つの画素により1つの画素を構成して同じ信号を供給す
るものであるので、解像度及びフリッカ等の特性が悪く
なってしまい、せっかくの画素の高精細化が生かされな
いという問題がある。
してTFT表示パネルとその駆動回路を一体的に形成す
るとともに、高精細化を実現したTFTディスプレイ装
置を提供することにある。この発明の前記ならびにその
ほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付
図面から明らかになるであろう。
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、互いに実質的に直交するよ
うに形成された走査線にゲートが接続され、信号線にド
レインが接続されてなるTFTトランジスタと、かかる
TFTトランジスタのソースに画素電極が設けられてな
るTFT表示パネルと、かかる表示パネル上に形成さ
れ、シルアルに入力された画素信号をパラレルに出力さ
せる信号線駆動回路及び上記走査線を隣接する2つを同
時にしかもフィールド毎にその組み合わせを異ならせて
選択する走査線駆動回路とを備え、上記走査線駆動回路
により同時選択される2行分の画素に対して、一方の行
に対応した画素に書き込まれる信号と他方の行に対応し
た画素に書き込まれる信号とが互いに逆極性となるよう
にする。
かかわらず、それぞれの行には逆極性の信号が供給され
るから、フリッカが低減できるとともに信号線と共通プ
レート電極に伝えられるノイズが相殺されて安定した表
示動作を行わせることができる。
イ装置における表示部と信号線駆動回路の一実施例の概
略構成図が示されている。同図においては、表示部にお
いて走査線電極やTFTトランジスタは省略されている
が、横方向に並べられた画素は同一の走査線電極に接続
されるものと理解されたい。これらの各回路は、ガラス
基板(石英基板)上に形成されたポリシリコン膜を利用
して、TFTトランジスタ及びPチャンネル型とNチャ
ンネル型MOSFETのチャンネル層が形成される。
タがRGBの文字により表されている。この実施例で
は、一対の信号線(ドレインライン)により偶数行と奇
数行の画素に分けられる。例えば、左端の一対からなる
信号線のうち、左側の信号線は下から第2行目の画素G
と、第4行目の画素G、第6行目の画素G・・・・がそ
れぞれ設けられる。他方の信号は、下から第1行目の画
素R、第3行目の画素R、第5行目の画素R・・・・が
それぞれ設けられる。第2番目の一対からなる信号線の
うち左側の信号線は下から第2行目の画素Bと、第4行
目の画素B、第6行目の画素B・・・・がそれぞれ設け
られる。他方の信号は、下から第1行目の画素G、第3
行目の画素G、第5行目の画素G・・・・がそれぞれ設
けられる。第3番目の一対からなる信号線のうち左側の
信号線は下から第2行目の画素Rと、第4行目の画素
R、第6行目の画素R・・・・がそれぞれ設けられる。
他方の信号は、下から第1行目の画素B、第3行目の画
素B、第5行目の画素B・・・・がそれぞれ設けられ
る。上記3対の信号線を単位として、同じ繰り返しのパ
ターンにより各画素が設けられる。
号線には、画素クロックと同期して例えば負極性信号B
−、R−及びG−が供給され、右側の信号線には画素ク
ロックに同期して正極性信号R+、G+及びB+が供給
される。これらの信号の極性は、液晶に直流電圧が印加
されるのを防ぐために、フィールド毎に極性が逆にされ
る。これらの一対からなる信号線は、次に説明するシフ
トレジスタにより同時にスイッチ制御されるスイッチM
OSFETからなるサンプリングホールド回路S/Hに
より同時に選択されて、上記信号B−、R−及びG−と
R+、G+がそれぞれ供給される。
に、特に制限されないが、奇数番目用と偶数番目用のシ
フトレジスタが3個ずつ設けられる。奇数番目用のシフ
トレジスタは、シフトレジスタS/R1、S/R3及び
S/R5からなり、スタートパルスDXが共通に供給さ
れるとともに、各シフトレジスタの第1段目の出力は、
第1番目、第3番目及び第5番目の信号線に対応した選
択信号を形成する。シフトレジスタS/R1の2段目の
回路は、第7番目の信号線の選択信号を形成するように
され、シフトレジスタS/R3の第2段目の回路は、第
9番目の信号線の選択信号を形成するようにされ、シフ
トレジスタS/R5の第2段目の回路は、第11番目の
信号線を選択するようにされる。つまり、各奇数番用の
シフトレジスタは、奇数番目の信号線の3つ置きの選択
信号を形成するようにされる。
ジスタS/R2、S/R4及びS/R6からなり、スタ
ートパルスDXが共通に供給されるとともに、各シフト
レジスタの第1段目の出力は、第2番目、第4番目及び
第5番目の信号線に対応した選択信号を形成する。シフ
トレジスタS/R2の2段目の回路は、第8番目の信号
線の選択信号を形成するようにされ、シフトレジスタS
/R4の第2段目の回路は、第10番目の信号線の選択
信号を形成するようにされ、シフトレジスタS/R6の
第2段目の回路は、第12番目の信号線を選択するよう
にされる。つまり、各偶数番用のシフトレジスタは、偶
数番目の信号線の3つ置きの選択信号を形成するように
される。
たことに応じて、そのシフトクロックも画素クロックを
1/6に分周したクロック信号CLX1〜CLX6とさ
れる。各シフトレジスタS/R1〜S/R6は、画素ク
ロックの1/6の遅い周期により順次にシフト動作を行
うが、それぞれが1画素クロックずつずれて選択信号を
形成するので、上記画素信号を信号線に伝えるサンプリ
ングホールド回路S/Hは、画素クロックに同期してシ
リアルに入力された各画素信号を順次に一対からなる信
号線に出力するものである。
同じガラス基板上に形成されたポリシリコン膜を利用し
たMOSFETを用いているのでスイッチ特性が単結晶
シリコン基板上に形成されるMOSFETに比べてスイ
ッチング特性が悪い。表示部が多画素化に伴い、画素ク
ロックの周波数が高くされるので、上記のような分割に
より、画素クロックの1/6の周波数にシフトクロック
低下させることにより、十分な動作マージンを確保する
ことができる。
回路図が示されている。奇数行用(ODD)と偶数行用
(EVEN)のサンプリングホールド回路S/Hは、ス
イッチMOSFETにより構成され、そのゲートにはシ
フトレジスタにより形成された選択信号が共通に供給さ
れる。上記スイッチMOSFETは、その信号線に設け
られるカラー画素に対応して前記のように画素信号線/
R、/G及び/Bと、R、G及びBに接続される。ここ
で、/R、/G及び/Bは、図1のR−、G−及びB−
に対応し、R、G及びBはR+、G+及びB+に対応し
ている。
ロックドインバータ回路と、インバータ回路と帰還用の
クロックドインバータ回路からなるラッチ回路と、出力
用のインバータ回路から構成される。これのようなクロ
ックドインバータ回路を用いたシフトレジスタそのもの
は、公知であるのでその詳細な説明は省略する。
スタートパルスのハイレベルを上記シフトクロックCL
X1〜CLX6により順次に取り込んで、シフトさせる
ことにより、画面の左端から順に信号線を選択する選択
信号を形成することができる。このようなシフトクロッ
クCLX1〜CLX6とスタートパルスDXは、図8の
タイミング図に示されている。
り水平帰線帰還が終了してから、画素の左端に対応して
スタートパルスDXを発生させると、シフトクロックC
LX1〜CLX6に同期して、順次にその位相差分だけ
選択信号を形成して6対の信号線を順次に選択するもの
である。
路図が示されている。この実施例では、隣接する2つの
走査線を奇数フィールド(第1フィールド)と偶数フィ
ールド(第2フィールド)とで組み合わせを変えて同時
選択するために、(B)のように奇数行と偶数行に対応
した2つのシフトレジスタから構成される。この走査線
の選択信号を形成するシフトレジスタの単位回路は、入
力用のクロックドインバータ回路、インバータ回路と帰
還用のクロックドインバータ回路からなるラッチ回路
と、出力用のクロックドインバータ回路から構成され
る。
クCLYOと偶数用のシフトクロックCLYEから構成
される。上記フィールド毎に選択行の組み合わせを異な
らせるために、スタートパルスが奇数用DYOと偶数用
DYEに分けて設けられる。
フィールド)では、スタートパルスDYOとDYEを同
時に発生させる。これにより、シフトクロックCLYO
とCLYEに同期して、第1行目と第2行目のような組
み合わせにより順次に走査線が2本ずつ選択される。
ールド)では、スタートパルスDYOに対してDYEが
H−SYNCの1周期遅れて発生させられる。そして、
シフトクロックCLYEも、極性が反転させられる。こ
れにより、最初は第1行目だけ選択させられ、以後シフ
トクロックCLYOとCLYEに同期して、第2行目と
第3行目のような組み合わせにより順次に走査線が2本
ずつ選択される。
は、同図に代表として例示的に示された2つの画素に対
して、一方の信号線から負極性の画素信号が供給され、
他方の信号線から正極性の画素信号が供給される。これ
により、従来のように2行同時選択して、同じ信号を書
き込みの比べて奇数行と偶数行に対応した画素信号を極
性を変えてサンプリングホールドさせるものであるの
で、画素数にほほ対応した高精細の表示画面を得ること
ができる。しかも、上記のように信号線に供給される極
性を互いに逆極性としているので、コモン電極側に伝え
られるノイズが相殺されてノイズの影響も低減できるも
のである。
例の構成図が示されている。同図において(A)には、
等価回路が示され、(B)にはその素子レイアウト図が
示されている。
ン線(DRAIN LINE)は、保持容量Caddの
上部に重ねて配置し、1行毎にその組み合わせを隣接さ
れる信号線と交互に組み合わせを変えるようにしてい
る。つまり、一対の信号線はある行では隣接して配置さ
れ、次の行では左右に分かれてその間に画素電極CLCを
形成するようにし、この画素電極が形成される部分では
互いに隣接する信号線の一方と隣接して配置させられ
る。隣の信号線では、上記画素が1行分ずれて配置させ
られることにより同様なパターンにより形成される。こ
れにより、画素の開口(CLC)を広くすることができ、
ディスプレイパネルとしての光利用効率を向上させるこ
とができる。そして、小型高精細パネルにおいて問題と
なる表示画面の明るさ低下の問題が改善される。
ネルを必要とする電子ビューファインダやプロジェクタ
のライトバルブ、あるいはバーチャルリアリティ用のヘ
ッドマウントディスプレイの性能を高くすることができ
る。
おける表示部(PIXCEL AREA)と駆動部(I
NTEGRATED DRIVER)のMOSFETの
製造方法を説明するための製造工程断面図が示されてい
る。
る。
ン膜が形成される。
膜のうち素子が形成される部分を残して選択的に除去さ
れ、その表面に熱酸化膜が形成される。
びTFTのゲート電電極、キャパシタCadd の電極とな
る第2層目のポリシリコン膜が選択的に形成される。上
記キャパシタCadd の他方の電極となる1層目のポリシ
リコン層には、不純物が導入されて低抵抗化が図られて
いる。上記ゲート電極をマスクとして第1層目ポリシリ
コン膜には不純物が導入されてソース,ドレイン領域が
形成される。
線やMOSFETのソース,ドレインにコンタクト穴が
設けられる。
線、及び駆動回路を構成するMOSFETのソース、ド
レインに接続される信号線や電源線が形成される。
成され、画像表示領域(PIXCELAREA)におい
て、上記P−SiNの一部を選択的に除去すると共に、
Al(アルミニュウム)パターンと外部接続端子との接
触箇所において除去する工程を経て、画像表示領域のソ
ース電極の一部にコンクタトホールを設け、最終的に透
明電極膜ITOを形成してTFT基板が完成される。
レイ装置を用いた表示装置の一実施例のブロック図が示
されている。この実施例のTFTディスプレイは、72
0×480画素の高精細の表示部と前記のような信号線
と走査線の駆動回路を内蔵している。
ICを通してマルチプレクサによりR、G及びBのカラ
ー画像信号に分離され、フィールド毎に極性が反転され
て上記のような画素信号として入力される。
複合映像信号に含まれる同期信号C−SYNCを受け
て、上記水平方向の画素数720に対応した画素クロッ
クを形成して、上記マルチプレクサに入力してカラー画
像信号信号の分離を行って上記のような各カラー信号を
形成する。また、レベルシフトICに供給して、駆動動
作に必要なレベルにされたシフトクロック、スタートパ
ルス等のタイミング信号を形成してTFTディスプイレ
装置に供給するものである。
記の通りである。すなわち、 (1) 互いに実質的に直交するように形成された走査
線にゲートが接続され、信号線にドレインが接続されて
なるTFTトランジスタと、かかるTFTトランジスタ
のソースに画素電極が設けられてなるTFT表示パネル
と、かかる表示パネル上に形成され、シルアルに入力さ
れた画素信号をパラレルに出力させる信号線駆動回路及
び上記走査線を隣接する2つを同時にしかもフィールド
毎にその組み合わせを異ならせて選択する走査線駆動回
路とを備え、上記走査線駆動回路により同時選択される
2行分の画素に対して、一方の行に対応した画素に書き
込まれる信号と他方の行に対応した画素に書き込まれる
信号とが互いに逆極性となるようにすることにより、2
行同時選択するにもかかわらず、それぞれの行には逆極
性の信号が供給されるから、フリッカが低減できるとと
もに信号線と共通プレート電極に伝えられるノイズが相
殺されて安定した表示動作を行わせることができるとい
う効果が得られる。
それぞれをN個置きの信号線に対応したN個のシフトレ
ジスタを設け、かかる2N個のシフトレジスタに対して
画素信号クロックを1/2Nに分周し、1画素クロック
分ずつ位相がずれた2N個からなるシフトクロックによ
りスタートパルスを順次にシフトさせて上記信号線を順
次に選択するようにすることにより、シフトレジスタの
シフトクロックを1/2Nに大幅に低下させることがで
き、ポリシリコン膜を利用して表示部と一体的に形成さ
れてなる駆動回路により高精細に対応した多数の信号線
を十分な動作マージンをもって駆動することができると
いう効果が得られる。
からなるドレイン線を、保持容量Caddの上部に重ね
て配置し、隣接する次の行では左右に分かれてその間に
画素電極形成するようにし、この画素電極が形成される
部分では互いに隣接する他の信号線の一方と隣接して配
置させるようにすることにより、画素の開口を広くでき
るために、ディスプレイパネルとしての光利用効率を向
上させることができるという効果が得られる。
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、一対
からなるドレイン線の構成は、種々の実施形態を採るこ
とができる。信号線の選択信号を形成するシフトレジス
タは、前記のように6個に分けるもの他、同じ基板上に
形成されるMOSFETの特性と、表示部に形成される
信号線の数に対応して決められる選択周波数に対応して
種々の実施形態を採ることができる。上記ポリシリコン
膜は、例えばアモルファス膜を介してガラス基板上に形
成するものであってもよい。
ス基板又は石英基板上に形成されたポリシリコン膜を利
用したTFTディスプレイ装置に広く利用できる。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、互いに実質的に直交するよ
うに形成された走査線にゲートが接続され、信号線にド
レインが接続されてなるTFTトランジスタと、かかる
TFTトランジスタのソースに画素電極が設けられてな
るTFT表示パネルと、かかる表示パネル上に形成さ
れ、シルアルに入力された画素信号をパラレルに出力さ
せる信号線駆動回路及び上記走査線を隣接する2つを同
時にしかもフィールド毎にその組み合わせを異ならせて
選択する走査線駆動回路とを備え、上記走査線駆動回路
により同時選択される2行分の画素に対して、一方の行
に対応した画素に書き込まれる信号と他方の行に対応し
た画素に書き込まれる信号とが互いに逆極性となるよう
にすることにより、2行同時選択するにもかかわらず、
それぞれの行には逆極性の信号が供給されるから、フリ
ッカが低減できるとともに信号線と共通プレート電極に
伝えられるノイズが相殺されて安定した表示動作を行わ
せることができる。
をN個置きの信号線に対応したN個のシフトレジスタを
設け、かかる2N個のシフトレジスタに対して画素信号
クロックを1/2Nに分周し、1画素クロック分ずつ位
相がずれた2N個からなるシフトクロックによりスター
トパルスを順次にシフトさせて上記信号線を順次に選択
するようにすることにより、シフトレジスタのシフトク
ロックを1/2Nに大幅に低下させることができ、ポリ
シリコン膜を利用して表示部と一体的に形成されてなる
駆動回路により高精細に対応した多数の信号線を十分な
動作マージンをもって駆動することができるという効果
が得られる。
ドレイン線を、保持容量Caddの上部に重ねて配置
し、隣接する次の行では左右に分かれてその間に画素電
極形成するようにし、この画素電極が形成される部分で
は互いに隣接する他の信号線の一方と隣接して配置させ
るようにすることにより、画素の開口を広くできるため
に、ディスプレイパネルとしての光利用効率を向上させ
ることができる。
る表示部と信号線駆動回路の一実施例を示す概略構成図
である。
る信号線駆動部の一実施例を示す回路図である。
る走査線駆動部の一実施例を示す回路図である。
である。
る表示部と駆動部のMOSFETの製造方法を説明する
ための製造工程断面図である。
た表示装置の一実施例を示すブロック図である。
信号線駆動回路の一部動作を説明するためのタイミング
図である。
走査線駆動回路の一部動作を説明するためのタイミング
図である。
6…シフトレジスタ。
Claims (3)
- 【請求項1】 互いに実質的に直交するように形成され
た走査線にゲートが接続され、偶数行用と奇数行用に分
離した一対からなる信号線のうちの各行に対応した一方
にドレインが接続されてなるTFTトランジスタと、か
かるTFTトランジスタのソースに画素電極が設けられ
てなるTFT表示パネルと、かかる表示パネル上に形成
され、シルアルに入力された画素信号を順次に出力させ
る信号線駆動回路及び上記走査線を隣接する2つを同時
にしかもフィールド毎にその組み合わせを異ならせて選
択する走査線駆動回路とを備え、上記走査線駆動回路に
より同時選択される2行分の画素に対して、一方の行に
対応した画素に書き込まれる信号と他方の行に対応した
画素に書き込まれる信号とが互いに逆極性になるように
したことを特徴とするTFTディスプレイ装置。 - 【請求項2】 上記信号駆動回路は、奇数列のうちのN
個置きの信号線に対応したN個のシフトレジスタと、偶
数列のうちのN個置きの信号線に対応したN個のシフト
レジスタを用い、かかる2N個のシフトレジスタは、画
素クロックが1/2Nに分周され、1画素クロック分ず
つ位相がずれた2N個からなるシフトクロックによりス
タートパルスを順次にシフトして上記信号線を順次に選
択する回路と、かかる選択信号により互いに逆極性にさ
れた画素信号を上記一対からなる信号線に伝えるサンプ
ル/ホールド回路からなることを特徴とする請求項1の
TFTディスプレイ装置。 - 【請求項3】 上記TFTトランジスタ及び信号線駆動
回路と走査線駆動回路を構成するMOSFETは、ガラ
ス基板又は石英基板上に形成されてなるポリシリコン膜
上に形成されるものであることを特徴とする請求項1又
は請求項2のTFTディスプレイ装置。
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