JPH0846204A - Display device - Google Patents

Display device

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JPH0846204A
JPH0846204A JP17645894A JP17645894A JPH0846204A JP H0846204 A JPH0846204 A JP H0846204A JP 17645894 A JP17645894 A JP 17645894A JP 17645894 A JP17645894 A JP 17645894A JP H0846204 A JPH0846204 A JP H0846204A
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栄三 大野
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Abstract

PURPOSE:To bring field concentration generated in the drain-side P-N junction section of a transistor immediately after the completion of charging to zero, reduce the leakage current and prevent the deterioration of an image signal by connecting a thin-film transistor in series and mounting a capacitor on the connecting section of the thin-film transistor. CONSTITUTION:A capacitor 20 is connected previously to the connecting section 21 of transistors 18 and 19. When gate voltage 18V is applied to a wiring 17, voltage is applied to the gate electrodes of the transistors 18, 19, the transistors are brought to an on state, and an image signal is charged to capacitors 20 and 15 with a delay of 20 milliseconds. Gate voltage in pulse width of 200 milliseconds is changed into -15V, the transistors 18 and 19 are brought to an off state, and the image signal is also altered to 0V with a delay of 20 milliseconds. Voltage between the source and drain of the transistor 18 is 0V because the voltage of the capacitors 15 and 20 is equalized approximately. Accordingly, there is no field concentration in the drain-side P-N junction section of the transistor 18, thus extremely reducing leakage currents.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はソース/ドレイン間のリ
ーク電流を低減させる構造を有する半導体薄膜トランジ
スタ回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor thin film transistor circuit having a structure for reducing source / drain leakage current.

【0002】以下、安価な絶縁基板を用いて薄形ディス
プレイを実現するアクティブマトリクスパネル、あるい
はイメージセンサに本発明を応用した場合について説明
するが、本発明は薄膜トランジスタを用いた他の電気回
路にも全く同様に適用することができる。これは、本発
明の目的がリーク電流を減少させるという薄膜トランジ
スタの本質的な特性向上に関するものだからである。
A case where the present invention is applied to an active matrix panel for realizing a thin display using an inexpensive insulating substrate or an image sensor will be described below, but the present invention is also applicable to other electric circuits using thin film transistors. It can be applied in exactly the same way. This is because the purpose of the present invention is to improve the essential characteristics of the thin film transistor, which is to reduce the leakage current.

【0003】[0003]

【従来の技術】薄膜トランジスタをアクティブマトリク
スパネルに応用した場合の液晶表示装置は、一般に下側
の薄膜トランジスタ基板と上側のガラス基板と、その間
に封入された液晶から構成されており、前記薄膜トラン
ジスタ基板上にマトリクス状に配置されている液晶能動
素子を外部選択回路により選択し、前記液晶能動素子に
接続された液晶駆動電極に電圧を印加することにより、
画素の表示を行うものである。前記薄膜トランジスタ基
板の一般的な回路図を図1及び図2に示す。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device in which a thin film transistor is applied to an active matrix panel is generally composed of a lower thin film transistor substrate, an upper glass substrate, and a liquid crystal enclosed between them. By selecting the liquid crystal active elements arranged in a matrix by an external selection circuit, and applying a voltage to the liquid crystal drive electrode connected to the liquid crystal active element,
Pixels are displayed. A general circuit diagram of the thin film transistor substrate is shown in FIGS.

【0004】図1は薄膜トランジスタ基板上の液晶駆動
素子をマトリクス状に配置した図である。図中の1が表
示領域であり、その中に液晶駆動素子2がマトリクス状
に配置されている。3は液晶駆動素子2へのデータ信号
ラインであり、画素信号が入力されてくる。4は液晶駆
動素子2へのタイミング信号ラインである。液晶駆動素
子2の回路図を図2に示している。5は薄膜トランジス
タであり、データのスイッチングを行なっている。6は
コンデンサであり、データ信号を保持するために用いら
れる。このコンデンサの容量としては、液晶自体の有す
る容量とそれ以外に素子として設けられたコンデンサの
容量を含むが、パネルによっては液晶の容量のみの場合
もある。7−1は各液晶駆動素子に対応して形成された
液晶駆動電極であり、7−2は上側ガラスパネルに設け
られた電極である。以上の説明からもわかるように、薄
膜トランジスタ5は、液晶に印加する電圧のデータをス
イッチングするために用いられている。
FIG. 1 is a diagram in which liquid crystal driving elements on a thin film transistor substrate are arranged in a matrix. Reference numeral 1 in the drawing is a display area, in which liquid crystal driving elements 2 are arranged in a matrix. Reference numeral 3 is a data signal line to the liquid crystal drive element 2, to which a pixel signal is input. Reference numeral 4 is a timing signal line to the liquid crystal drive element 2. A circuit diagram of the liquid crystal drive element 2 is shown in FIG. Reference numeral 5 is a thin film transistor for switching data. Reference numeral 6 is a capacitor, which is used to hold a data signal. The capacity of this capacitor includes the capacity of the liquid crystal itself and the capacity of a capacitor provided as an element other than that, but it may be only the capacity of the liquid crystal depending on the panel. 7-1 is a liquid crystal drive electrode formed corresponding to each liquid crystal drive element, and 7-2 is an electrode provided on the upper glass panel. As can be seen from the above description, the thin film transistor 5 is used for switching the data of the voltage applied to the liquid crystal.

【0005】このとき薄膜トランジスタ5に要求される
のは、薄膜トランジスタをOFF状態にした時、極力、
ソース/ドレイン電流が流れないようにすることであ
る。
At this time, the thin film transistor 5 is required to have as much as possible when the thin film transistor is turned off.
It is to prevent the source / drain current from flowing.

【0006】コンデンサ6に書き込まれたデータは、一
般に1フレーム時間保持されなくてはならない。コンデ
ンサ6の容量は通常1pF以下と小さい値のため、薄膜
トランジスタがOFF状態の時にわずかでもリーク電流
がある場合、コンデンサ6の電圧は急激に減少する。す
なわち、ソースとドレイン間の電圧は等しくなるように
減少していき、書き込まれたデータは正しく保持されな
くなってしまう。したがって、リーク電流はできる限
り、小さくしなくてはならない。このようなリーク電流
に対処する従来技術として、薄膜トランジスタを複数個
直列に接続し、その両端の電極をソース電極およびドレ
イン電極とし、各ゲート電極には同じ電圧を加えるよう
に共通にした構造を持つ液晶駆動素子を用いる特公平5
−44195、5−44195記載の方法が提案されて
いる。この場合、各トランジスタのドレイン端部に発生
する電界の強度がトランジスタが1個しかないときに比
べて、個数分の1に減少するためリーク電流が減少す
る。
The data written in the capacitor 6 must generally be held for one frame time. Since the capacitance of the capacitor 6 is a small value of 1 pF or less, the voltage of the capacitor 6 sharply decreases if there is a slight leak current when the thin film transistor is in the OFF state. That is, the voltage between the source and the drain decreases so as to be equal, and the written data cannot be held correctly. Therefore, the leakage current should be as small as possible. As a conventional technique for dealing with such leakage current, a plurality of thin film transistors are connected in series, the electrodes at both ends thereof are used as a source electrode and a drain electrode, and each gate electrode has a common structure in which the same voltage is applied. Japanese Patent Publication No. 5 using liquid crystal drive elements
The methods described in US Pat. Nos. 44195 and 5-44195 have been proposed. In this case, the intensity of the electric field generated at the drain end of each transistor is reduced to one-hundredth of that when there is only one transistor, so that the leak current is reduced.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図3にNチャネル薄膜
トランジスタのリーク電流特性を示す。トランジスタの
チャネル長L=10μm、チャネル幅W=100μmで
ある。このグラフの横軸はソースに対するドレインの電
圧VDS であり、縦軸はゲート電圧VG =−3Vのとき
のリーク電流である。以下、このような特性を有する薄
膜トランジスタを図1,2の液晶表示装置に利用した場
合の問題点を述べる。
FIG. 3 shows the leak current characteristic of the N-channel thin film transistor. The channel length L of the transistor is 10 μm, and the channel width W is 100 μm. The horizontal axis of this graph is the drain voltage V DS with respect to the source, and the vertical axis is the leak current when the gate voltage V G = −3V. Hereinafter, there will be described problems when the thin film transistor having such characteristics is used in the liquid crystal display device of FIGS.

【0008】図2のデータ信号配線には、液晶を駆動す
るための画像信号が入力されるが、通常±7Vの振幅を
持っている。例えば、薄膜トランジスタ5がON状態の
ときに+7Vの信号がコンデンサに蓄えられたとする。
この後、OFF状態で、データ信号配線に−7Vが入力
されたとき、薄膜トランジスタ5のソースとドレイン間
には最大14Vの電圧が加わることになる。図3に示し
たリーク電流特性から、VG =−3Vを加えてOFF状
態にしたとき、VDS が0.5Vから15Vに増加する
とリーク電流は2.5桁増加し、10-11Aから5×1
-9Aになる。
An image signal for driving the liquid crystal is input to the data signal wiring of FIG. 2, which normally has an amplitude of ± 7V. For example, assume that a + 7V signal is stored in the capacitor when the thin film transistor 5 is in the ON state.
After that, when -7V is input to the data signal line in the OFF state, a maximum voltage of 14V is applied between the source and the drain of the thin film transistor 5. From the leakage current characteristics shown in FIG. 3, when V G = −3V is applied to turn off, the leakage current increases by 2.5 digits when V DS increases from 0.5V to 15V, from 10 −11 A. 5 x 1
It becomes 0 -9 A.

【0009】図3に示したような、VG を負にバイアス
した逆バイアス時の、リーク電流はチャネル層に形成さ
れるp型領域と、ドレインのn型領域の間で形成される
PN接合を流れる電流によって規定される。薄膜トラン
ジスタでは半導体中に多数の欠陥が存在するため、この
PN接合が不完全であり、接合リーク電流が流れやす
い。また、半導体中の欠陥に起因するエネルギーギャッ
プ内準位を媒介としたトンネル電流が発生する。ゲート
電圧が負で大きくなるほど、またドレイン電圧が大きく
なるほど、PN接合部に電界集中が起こり、リーク電流
が増大する。
As shown in FIG. 3, at the time of reverse bias in which V G is negatively biased, leakage current causes a PN junction formed between the p-type region formed in the channel layer and the n-type region of the drain. It is defined by the current flowing through. Since many defects exist in the semiconductor of a thin film transistor, this PN junction is incomplete and a junction leak current easily flows. In addition, a tunnel current is generated via the energy gap level resulting from the defect in the semiconductor. As the gate voltage becomes negative and increases, and the drain voltage increases, electric field concentration occurs at the PN junction, and the leak current increases.

【0010】このようなリーク電流に対処する従来技術
として、薄膜トランジスタを複数個直列に接続し、その
両端の電極をソース電極およびドレイン電極とし、各ゲ
ート電極には同じ電圧を加えるように共通にした構造を
持つ液晶駆動素子を用いる特公平5−44195、5−
44196記載の方法が提案されている。図4に薄膜ト
ランジスタの個数が2個の場合の回路構成を示す。本方
法を用いた場合のNチャネル薄膜トランジスタ特性を図
5に示す。図5の横軸はゲート電圧であり、縦軸は複数
個直列接続した両端の電極間を流れる電流つまりソー
ス、ドレイン間電流である。各トランジスタのチャネル
長Lはすべて15μm、チャネル幅Wもすべて15μm
である。ソース、ドレイン間の電圧は10Vである。特
性曲線8が薄膜トランジスタの個数が1個の場合、特性
曲線9が2個直列の場合、特性曲線10が3個直列の場
合である。直列接続する薄膜トランジスタの個数を増や
していくと、リーク電流は減少していくが、ゲート電圧
を負にバイアスした場合の急激な増加は改善されていな
い。
As a conventional technique for coping with such a leak current, a plurality of thin film transistors are connected in series, the electrodes at both ends thereof are used as a source electrode and a drain electrode, and a common voltage is applied to each gate electrode. Japanese Patent Publication No. 5-44195, using liquid crystal driving element having structure
The method described in 44196 has been proposed. FIG. 4 shows a circuit configuration when the number of thin film transistors is two. The N-channel thin film transistor characteristics when the present method is used are shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 5 represents the gate voltage, and the vertical axis represents the current flowing between the electrodes at both ends connected in series, that is, the current between the source and the drain. The channel length L of each transistor is 15 μm, and the channel width W is also 15 μm.
Is. The voltage between the source and drain is 10V. The characteristic curve 8 is the case where the number of thin film transistors is one, the characteristic curve 9 is two in series, and the characteristic curve 10 is three. The leakage current decreases as the number of thin film transistors connected in series increases, but the rapid increase when the gate voltage is negatively biased is not improved.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明はこのようなリー
ク電流による画素信号保持能力を改善する特性を有する
薄膜トランジスタを提供するものである。これを実現す
るための本発明の構成を図6に示す。トランジスタ5に
対してトランジスタ11を直列に接続し、トランジスタ
5のもう一方の電極をコンデンサ6と液晶駆動用電極7
−1に接続し、トランジスタ5のもう一方の電極をデー
タ信号ライン3に接続し、トランジスタ5および11の
ゲート電極をタイミング信号ライン4に接続し、トラン
ジスタ5とトランジスタ11の接続部13をコンデンサ
12に接続する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a thin film transistor having the characteristic of improving the pixel signal holding ability due to such leak current. A configuration of the present invention for realizing this is shown in FIG. The transistor 11 is connected in series to the transistor 5, and the other electrode of the transistor 5 is connected to the capacitor 6 and the liquid crystal driving electrode 7
−1, the other electrode of the transistor 5 is connected to the data signal line 3, the gate electrodes of the transistors 5 and 11 are connected to the timing signal line 4, and the connecting portion 13 of the transistor 5 and the transistor 11 is connected to the capacitor 12 Connect to.

【0012】即ち、基板上にマトリクス状に配列された
複数の画素電極を有し、該画素電極には、薄膜トランジ
スタが接続されてなり、一画素内にはN(N≧2)個の
薄膜トランジスタが形成され、該N個の薄膜トランジス
タは直列接続され、該直列接続された薄膜トランジスタ
の一端は映像信号線に電気的に接続され、もう一端は画
素電極に電気的に接続され、前記直列接続された薄膜ト
ランジスタの各接続部には容量性負荷に接続される表示
装置を提供するものである。
That is, a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix on a substrate are provided, thin film transistors are connected to the pixel electrodes, and N (N ≧ 2) thin film transistors are formed in one pixel. The N thin film transistors are connected in series, one end of the thin film transistors connected in series is electrically connected to a video signal line, and the other end is electrically connected to a pixel electrode. A display device connected to a capacitive load is provided at each of the connection parts.

【0013】[0013]

【作用】図6を用いて本発明の動作を説明する。タイミ
ング信号ライン4から信号が入力され、トランジスタ5
と11がON状態になるとともに、データ信号ライン3
から液晶容量7および信号保持用コンデンサ6に保持さ
れる画像信号が入力される。トランジスタ5と11がO
N状態の間に液晶容量7に充電される電圧が画像信号電
圧とほぼ等しいものになっている。そのような電圧状態
になるまでトランジスタ5と11をON状態にしてお
き、充電が完了した時点でトランジスタ5と11をOF
F状態にする。この後、トランジスタ11のソース、ド
レイン間にはコンデンサ12に充電された画像信号とデ
ータ信号ライン3の電圧差に相当が印加されている。デ
ータ信号ライン3の電圧は時間変動しており、トランジ
スタ11のソース、ドレイン間には大きい電圧が加わる
可能性がある。その場合、トランジスタ11のリーク電
流のため、コンデンサ12の充電電圧は減少していく。
一方、トランジスタ5のソース、ドレイン間にはコンデ
ンサ11とコンデンサ6の充電電圧の差の電圧が加えら
れている。トランジスタ11と5がOFF状態になった
直後、コンデンサ12とコンデンサ6の充電電圧が等し
いためトランジスタ5のソース、ドレイン間には電圧は
加わっていない。
The operation of the present invention will be described with reference to FIG. A signal is input from the timing signal line 4 and the transistor 5
And 11 are turned on, and the data signal line 3
The image signal held in the liquid crystal capacitor 7 and the signal holding capacitor 6 is input from. Transistors 5 and 11 are O
The voltage charged in the liquid crystal capacitor 7 during the N state is substantially equal to the image signal voltage. The transistors 5 and 11 are turned on until such a voltage state is reached, and when the charging is completed, the transistors 5 and 11 are turned off.
Set to F state. Thereafter, a voltage difference between the image signal charged in the capacitor 12 and the data signal line 3 is applied between the source and drain of the transistor 11. The voltage of the data signal line 3 changes with time, and a large voltage may be applied between the source and drain of the transistor 11. In that case, the charging voltage of the capacitor 12 decreases due to the leak current of the transistor 11.
On the other hand, a voltage that is the difference between the charging voltages of the capacitors 11 and 6 is applied between the source and drain of the transistor 5. Immediately after the transistors 11 and 5 are turned off, the charging voltages of the capacitor 12 and the capacitor 6 are equal, so that no voltage is applied between the source and drain of the transistor 5.

【0014】したがって、トランジスタ5のドレイン側
PN接合部には電界集中が発生しないため、図3の特性
曲線からわかるように、トランジスタ5を流れるリーク
電流は極めて小さく、コンデンサ6、液晶容量7の電圧
もほとんど減少しない。時間が経過すると、トランジス
タ11のリーク電流のためにコンデンサ12の充電電圧
が減少するため、トランジスタ5のソース、ドレイン間
に電圧が発生しリーク電流が流れ始める。しかしなが
ら、トランジスタ11のようにソース、ドレイン間に大
きな電圧がかかっていないので、このリーク電流は小さ
く、コンデンサ6と液晶容量7の電圧低下も小さくでき
る。
Therefore, since electric field concentration does not occur at the drain side PN junction of the transistor 5, as can be seen from the characteristic curve of FIG. 3, the leak current flowing through the transistor 5 is extremely small and the voltage of the capacitor 6 and the liquid crystal capacitance 7 is small. Also hardly decreases. After a lapse of time, the charging voltage of the capacitor 12 decreases due to the leak current of the transistor 11, so that a voltage is generated between the source and drain of the transistor 5 and the leak current starts to flow. However, unlike the transistor 11, since a large voltage is not applied between the source and the drain, the leak current is small and the voltage drop of the capacitor 6 and the liquid crystal capacitance 7 can be reduced.

【0015】本発明はコンデンサ12を設けることによ
って充電終了直後のトランジスタ5のドレイン側PN接
合部に発生する電界集中を0にすることにより、リーク
電流の低減、画像信号低下の防止を実現しており、特公
平5−44195,5−44196記載の方法とは異な
るトランジスタの動作状態を利用している。以下、実施
例を用いて本発明の内容を詳しく説明する。
According to the present invention, by providing the capacitor 12, the electric field concentration generated at the drain side PN junction portion of the transistor 5 immediately after the end of charging is reduced to 0, so that the leak current is reduced and the image signal is prevented from being lowered. Therefore, the operating state of the transistor different from the method described in JP-B-5-44195 and 5-44196 is used. Hereinafter, the content of the present invention will be described in detail with reference to examples.

【0016】[0016]

【実施例】図9は本発明の効果を示すために使用した実
施例の回路図である。トランジスタ18と19は多結晶
シリコン薄膜をチャネル活性層に使用した薄膜トランジ
スタであり、チャネル長は10ミクロン、チャネル幅は
50ミクロンである。トランジスタのしきい値電圧は3
Vであった。コンデンサ15はトランジスタ18の出力
22を調べるために用いた測定機の容量負荷を現してお
り、約18pFである。図7,8には、本発明と比較す
るために従来例の回路図を示す。図7は薄膜トランジス
タを1個だけ用いた場合の従来例の回路図である。図8
は特公平5−44195、5−44196記載の方法を
用いた従来例の回路図である。トランジスタ14は図9
のトランジスタ18,19と同様に多結晶シリコン薄膜
をチャネル活性層に使用した薄膜トランジスタであり、
チャネル長は10ミクロン、チャネル幅は50ミクロン
である。
FIG. 9 is a circuit diagram of an embodiment used to show the effect of the present invention. Transistors 18 and 19 are thin film transistors using a polycrystalline silicon thin film as a channel active layer, and have a channel length of 10 μm and a channel width of 50 μm. The threshold voltage of the transistor is 3
It was V. Capacitor 15 represents the capacitive load of the instrument used to examine output 22 of transistor 18 and is approximately 18 pF. 7 and 8 show circuit diagrams of a conventional example for comparison with the present invention. FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional example in which only one thin film transistor is used. FIG.
FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional example using the method described in JP-B-5-44195 and 5-44196. The transistor 14 is shown in FIG.
Is a thin film transistor using a polycrystalline silicon thin film as a channel active layer like the transistors 18 and 19 of
The channel length is 10 microns and the channel width is 50 microns.

【0017】図10に、本実施例で用いた電圧信号のタ
イミングチャートを示す。トランジスタ14,18,1
9のゲート電極に加えられるゲート電圧信号はタイミン
グ信号ライン17を通して印加され、パルス幅は200
ミリ秒であり、−15Vから18Vの振幅を持ってい
る。トランジスタを通して入力される画像信号はデータ
信号ライン16を通して印加され、パルス幅は200ミ
リ秒であるが、ゲート電圧信号よりも20ミリ秒遅れた
タイミングで入力される。0Vから12Vの振幅を持っ
ている。接続部22,23,24の電圧の時間変化を測
定するために、負荷容量が12pFの測定用プローブを
接続部22,23,24に接続した。
FIG. 10 shows a timing chart of voltage signals used in this embodiment. Transistors 14, 18, 1
The gate voltage signal applied to the gate electrode of No. 9 is applied through the timing signal line 17, and the pulse width is 200.
It is a millisecond and has an amplitude of -15V to 18V. The image signal input through the transistor is applied through the data signal line 16 and has a pulse width of 200 milliseconds, but is input at a timing 20 milliseconds behind the gate voltage signal. It has an amplitude of 0V to 12V. A measuring probe having a load capacitance of 12 pF was connected to the connecting portions 22, 23 and 24 in order to measure the time change of the voltage of the connecting portions 22, 23 and 24.

【0018】図7の回路構成に対する従来例の結果を図
11の曲線25に示している。ゲート電極に18Vの電
圧が加えられトランジスタ14がON状態になった後、
20ミリ秒遅れて12Vの画像信号が加えられる。接続
部23の電圧はそれに伴い増加し、12Vになる。20
0ミリ秒後にゲート電圧が−15Vになりトランジスタ
14がOFF状態になった後、20ミリ秒遅れて画像信
号が0Vになる。この時、トランジスタ14のソース、
ドレイン間には18Vの電圧差があり、ゲート電極には
−15Vが加わっている。トランジスタ14は逆バイア
ス状態になっており、そのリーク電流は図5の特性曲線
8に示されているのと同様に増加するため、接続部23
の電圧は減少していく。画像信号が12Vから0Vへ変
化した後、点23の電圧が50%の6Vになる時間は約
0.18ミリ秒であった。
The result of the conventional example for the circuit configuration of FIG. 7 is shown by a curve 25 in FIG. After the voltage of 18V is applied to the gate electrode and the transistor 14 is turned on,
The image signal of 12V is applied with a delay of 20 milliseconds. The voltage of the connecting portion 23 increases accordingly and reaches 12V. 20
After 0 ms, the gate voltage becomes -15 V and the transistor 14 is turned off. After 20 ms, the image signal becomes 0 V. At this time, the source of the transistor 14,
There is a voltage difference of 18V between the drains, and -15V is applied to the gate electrode. Transistor 14 is in the reverse bias state, and its leakage current increases in the same manner as shown in characteristic curve 8 of FIG.
The voltage of is decreasing. After the image signal changed from 12V to 0V, the time at which the voltage at the point 23 became 50%, 6V, was about 0.18 milliseconds.

【0019】次に図11のの回路構成に対する従来例の
結果を図11の曲線26に示す。ゲート電極に18Vの
電圧が加えられトランジスタ18と19がON状態にな
った後、20ミリ秒遅れて12Vの画像信号が加えられ
る。接続部23の電圧はそれに伴い増加し、12Vにな
る。200ミリ秒後にゲート電圧が−15Vになりトラ
ンジスタ18と19がOFF状態になった後、20ミリ
秒遅れて画像信号が0Vになる。この時、トランジスタ
18と19が直列につながれた両端の電極間には18V
の電圧差があり、ゲート電極には−15Vが加わってい
る。トランジスタ18と19は逆バイアス状態になって
おり、そのリーク電極は図5の特性曲線9に示されてい
る。このときトランジスタ1個あたりのソース、ドレイ
ン間電圧は半分の約6Vとなり、トランジスタのPN接
合部に発生する電界強度が1/2に減少するためトラン
ジスタのリーク電流も低下する。画像信号が12Vから
0Vへ変化した後、0.18ミリ秒経過したときの点2
4の電圧は約10.6Vであった。トランジスタ1個の
図7の場合に比べて改善はされているものの、本来の画
像信号の約10%が失われてしまった。
Next, the result of the conventional example for the circuit configuration of FIG. 11 is shown by a curve 26 in FIG. After a voltage of 18V is applied to the gate electrode and the transistors 18 and 19 are turned on, a 12V image signal is applied with a delay of 20 milliseconds. The voltage of the connecting portion 23 increases accordingly and reaches 12V. After 200 milliseconds, the gate voltage becomes -15V and the transistors 18 and 19 are turned off, and then the image signal becomes 0V with a delay of 20 milliseconds. At this time, 18V is applied between the electrodes at both ends where the transistors 18 and 19 are connected in series.
-15V is applied to the gate electrode. Transistors 18 and 19 are reverse biased and their leak electrodes are shown in characteristic curve 9 of FIG. At this time, the source-drain voltage per transistor is half, about 6 V, and the electric field strength generated at the PN junction of the transistor is reduced to 1/2, so that the leakage current of the transistor is also reduced. Point 2 when 0.18 milliseconds has elapsed after the image signal changed from 12V to 0V
The voltage of 4 was about 10.6V. Although it is improved as compared with the case of one transistor in FIG. 7, about 10% of the original image signal is lost.

【0020】次に本発明の結果を図9、図10を用いて
説明する。図9に示すようにトランジスタ18と19の
接続部21にコンデンサ20を接続しておく。コンデン
サ20の容量は12pFであった。コンデンサ20容量
はコンデンサ15とほぼ同等もしくはそれ以上であるこ
とが望ましい。ゲート電極には上記従来例と同様にパル
ス幅は200ミリ秒であり、−15Vから18Vの振幅
を持っている。画像信号はパルス幅は200ミリ秒であ
るが、ゲート電圧信号よりも20ミリ秒遅れたタイミン
グで入力される。配線17にゲート電圧18Vが加えら
れると、トランジスタ18,19のゲート電極に電圧が
加わり、トランジスタがON状態となり、20ミリ秒遅
れて画像信号が配線16からコンデンサ20と15に充
電される。パルス幅200ミリ秒のゲート電圧が−15
Vへ変化し、トランジスタ18と19がOFF状態にな
った後、20ミリ秒遅れて、画像信号も0Vへと変化す
る。この時、トランジスタのOFF状態はトランジスタ
18と19で異なっている。まずトランジスタ18のソ
ース、ドレイン間電圧はコンデンサ15と20の電圧が
ほぼ等しいことから0Vである。そのためトランジスタ
18のドレイン側PN接合部には電界集中がないためリ
ーク電流は極めて低い。
Next, the results of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. As shown in FIG. 9, the capacitor 20 is connected to the connecting portion 21 between the transistors 18 and 19. The capacitance of the capacitor 20 was 12 pF. It is desirable that the capacity of the capacitor 20 be substantially equal to or larger than that of the capacitor 15. The gate electrode has a pulse width of 200 milliseconds and an amplitude of -15V to 18V, as in the above-mentioned conventional example. The image signal has a pulse width of 200 milliseconds, but is input at a timing 20 milliseconds behind the gate voltage signal. When the gate voltage 18V is applied to the wiring 17, a voltage is applied to the gate electrodes of the transistors 18 and 19, the transistors are turned on, and the image signal is charged in the capacitors 20 and 15 from the wiring 16 with a delay of 20 milliseconds. Gate voltage with a pulse width of 200 milliseconds is -15
After changing to V and turning off the transistors 18 and 19, the image signal also changes to 0V with a delay of 20 milliseconds. At this time, the OFF state of the transistor differs between the transistors 18 and 19. First, the voltage between the source and drain of the transistor 18 is 0V because the voltages of the capacitors 15 and 20 are substantially equal. Therefore, since there is no electric field concentration at the drain side PN junction of the transistor 18, the leak current is extremely low.

【0021】一方、トランジスタ19のバイアス状態
は、ソース、ドレイン間には18Vの電圧が加わってお
り、ゲート電圧は−18Vの逆バイアス状態である。逆
バイアス状態のトランジスタ19には大きなリーク電流
が流れており、コンデンサ20の充電電圧は減少してい
く。コンデンサ20の電圧降下に伴って、トランジスタ
18のソース、ドレイン間に電圧が発生するため、トラ
ンジスタ18のリーク電流もわずかながら増加する。し
かしながら、トランジスタ18のソース、ドレイン間電
圧は、まだ全電圧12Vの2分の1、つまり6Vよりは
小さく、従来例図8の場合に比べてドレイン側PN接合
部に発生している電界集中も弱いため、トランジスタを
流れるリーク電流は前記実施例に比べて小さい。接続部
22の電圧の時間変化を測定した結果を図11の曲線2
7に示す。画像信号が0Vに変化してから0.18ミリ
秒経過後の接続部22の電圧は約11.7Vであった。
従来技術に比べて電圧降下がさらに抑えられることがわ
かった。
On the other hand, in the bias state of the transistor 19, a voltage of 18V is applied between the source and the drain, and the gate voltage is in a reverse bias state of -18V. A large leak current flows through the transistor 19 in the reverse bias state, and the charging voltage of the capacitor 20 decreases. Since a voltage is generated between the source and drain of the transistor 18 as the voltage of the capacitor 20 drops, the leak current of the transistor 18 also slightly increases. However, the voltage between the source and the drain of the transistor 18 is still less than half of the total voltage of 12V, that is, 6V, and the electric field concentration generated in the drain side PN junction is smaller than that in the case of the conventional example FIG. Since it is weak, the leak current flowing through the transistor is smaller than that in the above embodiment. The result of measuring the time change of the voltage of the connection portion 22 is shown by the curve 2 in FIG.
7 shows. The voltage of the connection portion 22 after the lapse of 0.18 milliseconds after the image signal changed to 0V was about 11.7V.
It has been found that the voltage drop can be further suppressed as compared with the prior art.

【0022】本実施例では電圧の時間変化を計測するた
めの計測機の容量性負荷が約12pFであるため、コン
デンサ15の容量は12pFになっているが、通常のア
クティブマトリクス表示装置の場合、コンデンサ15に
相当する容量は1pF以下となる。その場合には、コン
デンサ20容量がコンデンサ15に相当するか、もしく
はそれ以上の大きさであることが望ましい。そして、そ
の場合にも本発明の効果は損なわれることはない。
In this embodiment, since the capacitive load of the measuring instrument for measuring the time change of the voltage is about 12 pF, the capacitance of the capacitor 15 is 12 pF, but in the case of a normal active matrix display device, The capacitance corresponding to the capacitor 15 is 1 pF or less. In that case, it is desirable that the capacitance of the capacitor 20 be equivalent to or larger than that of the capacitor 15. Even in that case, the effect of the present invention is not impaired.

【0023】本実施例では薄膜トランジスタを2個直列
に接続しているが、さらに個数を増やし、各接続部にコ
ンデンサ20と同様にコンデンサを接続していくこと
で、接続部22の電圧降下をさらに抑えることが可能と
なる。
In the present embodiment, two thin film transistors are connected in series. However, the number of thin film transistors is further increased, and a capacitor is connected to each connection in the same manner as the capacitor 20, so that the voltage drop at the connection 22 is further reduced. It becomes possible to suppress.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上述べたように、本発明は前述のよう
に構成をとることにより、リーク電流による充電信号の
電圧降下を減少させることを可能とする優れた効果を有
する薄膜トランジスタ装置を提供するものである。本発
明を利用することで、逆バイアス状態で大きいリーク電
流を有する薄膜トランジスタをアクティブマトリクス表
示装置に使用し高品質の画像を得ることが可能となる。
As described above, the present invention provides a thin film transistor device having an excellent effect that can reduce the voltage drop of the charging signal due to the leak current by adopting the configuration as described above. It is a thing. By utilizing the present invention, a thin film transistor having a large leak current in a reverse bias state can be used in an active matrix display device and a high quality image can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】薄膜トランジスタをアクティブマトリクス表示
装置に応用した場合の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram when a thin film transistor is applied to an active matrix display device.

【図2】従来の表示装置における薄膜トランジスタ周辺
の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram around a thin film transistor in a conventional display device.

【図3】Nチャネル薄膜トランジスタのゲート電圧を負
にした逆バイアス状態における、ソース、ドレイン間の
リーク電流とドレイン電圧の関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a drain current and a leak current between a source and a drain in a reverse bias state in which a gate voltage of an N-channel thin film transistor is made negative.

【図4】トランジスタを2個直列に接続した場合の構成
図である。
FIG. 4 is a configuration diagram when two transistors are connected in series.

【図5】トランジスタを複数個(1〜3個)直列に接続
した場合のトランジスタ特性図である。
FIG. 5 is a transistor characteristic diagram when a plurality of (1 to 3) transistors are connected in series.

【図6】本発明の実施例を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図7】従来例を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a conventional example.

【図8】従来例を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing a conventional example.

【図9】本発明の実施例を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining an example of the present invention.

【図10】本願実施例で用いた電圧信号のタイミングチ
ャートである。
FIG. 10 is a timing chart of voltage signals used in the examples of the present application.

【図11】従来例及び本願実施例における時間による接
続部の電圧の変化を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing changes in the voltage of the connection portion with time in the conventional example and the example of the present application.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 表示領域 2 液晶駆動素子 3,16 データ信号ライン 4,17 タイミング信号ライン 5 薄膜トランジスタ 6 コンデンサ 7−1 液晶駆動電極 7−2 上側ガラスパネル 8,9,10 薄膜トランジスタの特性曲線 11,14,18,19 薄膜トランジスタ 12,15,20 コンデンサ 13,22,23,24 接続部 1 Display Area 2 Liquid Crystal Driving Element 3,16 Data Signal Line 4,17 Timing Signal Line 5 Thin Film Transistor 6 Capacitor 7-1 Liquid Crystal Driving Electrode 7-2 Upper Glass Panel 8, 9, 10 Characteristic Curve of Thin Film Transistor 11, 14, 18, 19 Thin film transistor 12, 15, 20 Capacitor 13, 22, 23, 24 Connection part

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上にマトリクス状に配列された複数
の画素電極を有し、該画素電極には、薄膜トランジスタ
が接続されてなり、 一画素内にはN(N≧2)個の薄膜トランジスタが形成
され、 該N個の薄膜トランジスタは直列接続され、該直列接続
された薄膜トランジスタの一端は映像信号線に電気的に
接続され、もう一端は画素電極に電気的に接続され、 前記直列接続された薄膜トランジスタの各接続部には容
量性負荷に接続されることを特徴とする表示装置。
1. A plurality of pixel electrodes arranged in a matrix on a substrate, and a thin film transistor is connected to the pixel electrode. N (N ≧ 2) thin film transistors are formed in one pixel. The N thin film transistors are connected in series, one end of the thin film transistors connected in series is electrically connected to a video signal line, and the other end is electrically connected to a pixel electrode. A display device characterized in that a capacitive load is connected to each connection part of the display device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005338285A (en) * 2004-05-25 2005-12-08 Sanyo Electric Co Ltd Liquid crystal display device
JP2011175134A (en) * 2010-02-25 2011-09-08 Sony Corp Pixel circuit, liquid crystal device and electronic device
WO2012147657A1 (en) * 2011-04-28 2012-11-01 シャープ株式会社 Semiconductor device, active matrix board, and display device
KR20160027428A (en) * 2014-08-29 2016-03-10 엘지디스플레이 주식회사 Method For Measuring Leakage Current Of Thin Film Transistor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005338285A (en) * 2004-05-25 2005-12-08 Sanyo Electric Co Ltd Liquid crystal display device
JP2011175134A (en) * 2010-02-25 2011-09-08 Sony Corp Pixel circuit, liquid crystal device and electronic device
WO2012147657A1 (en) * 2011-04-28 2012-11-01 シャープ株式会社 Semiconductor device, active matrix board, and display device
US9318513B2 (en) 2011-04-28 2016-04-19 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device, active matrix board, and display device
KR20160027428A (en) * 2014-08-29 2016-03-10 엘지디스플레이 주식회사 Method For Measuring Leakage Current Of Thin Film Transistor

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