JPH11133877A - 表示パネル駆動回路および表示パネル - Google Patents
表示パネル駆動回路および表示パネルInfo
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Abstract
障が発生しない表示パネル駆動回路および表示パネルを
提供すること。 【構成】 本発明の表示パネル駆動回路においては、表
示パネル外部の回路と接続されている信号入力回路を構
成する薄膜トランジスタを、その他の回路を構成する薄
膜トランジスタよりも高耐圧の構造とする。具体的に
は、トランジスタのマルチゲート化、ゲート幅の拡張、
入力端子とトランジスタの間への抵抗の挿入等の対策を
講じる。本発明においては、外部から信号が入力される
回路あるいは該回路の薄膜トランジスタのみを高い電圧
に耐える構造とすることによって、簡単な構造で高電圧
によるトランジスタの劣化を防止し、初期故障の発生を
防止する。
Description
路および表示パネルに関し、特に表示パネル駆動回路の
薄膜トランジスタの劣化を防止することが可能な表示パ
ネル駆動回路および表示パネルに関するものである。
ランジスタ)を使用したLCD(液晶)表示パネルが提
案されている。この表示パネルは画素用のトランジスタ
ばかりでなく、走査用のシフトレジスタやサンプリング
回路などの周辺の駆動回路まで同一基板上に形成するこ
とができる。従って、外部からはわずかな数の信号線を
接続するのみで表示が可能となり、高精細化、部品点数
の削減や信頼性の向上を図ることができ、20〜40型
程度の大型ディスプレイ用パネルも検討されている。
ーダ(VTR)に大型のカラー液晶パネルを装備し、モ
ニタやファインダとして使用する例が見受けられ、この
ようなカメラ一体型VTRの中には、表示パネルを水平
な軸を中心として回転させて向きを変えるものがある。
この場合、パネルを回転させたときに表示が正常に見え
るように、水平および垂直の走査方向をパネルの向きに
よって変更する必要がある。このために、走査用シフト
レジスタ回路には、例えばアナログスイッチ回路を使用
した走査方向制御回路が設けられている。
向を制御可能な駆動回路を同一基板上に一体形成した表
示パネルを製造し、試験を行ったところ、外部から走査
のスタートパルスが印加される信号入力回路のTFTが
劣化し、走査不能になる初期故障が発生するという問題
点があることが確認された。外部から走査のスタートパ
ルスが印加される信号入力回路のTFTが劣化する原因
としては、スタートパルスの駆動回路の駆動能力が大き
く、かつ表示パネルとは別の回路基板に実装されてお
り、表示パネルとはケーブルやフレキシブル基板等によ
って配線されているので、駆動時あるいは走査方向の切
り替え時に配線のインダクタンス等の影響によって高電
圧が発生し、トランジスタが劣化もしくは破壊してしま
うものと推定される。また、外部からのスタートパルス
が最初に入力されるアナログスイッチ回路の回路構成が
ゲート入力回路ではないことも劣化する理由の一つであ
るものと推定される。また、パネルを大型化した場合に
は、特に画素部の遅延時間が問題となるので、配線(ゲ
ート)をアルミ等の低抵抗材料で形成する必要がある。
ところが、上記表示パネルにおいては、画素部と周辺回
路とを同一工程で形成するために、周辺回路の配線も同
じ低抵抗材料で形成されることになる。このために、周
辺回路素子の静電破壊が生じ易くなるという問題点があ
った。
使用した場合に、TFT製造工程中のプラズマ工程にお
いて配線に電界が集中し、該配線に接続されている素子
が破壊される、いわゆるプラズマアンテナ効果が発生す
るという問題点もあった。この現象は特に配線パターン
の端部や不連続な場所、電極面積の大きな場所に生じ易
いが、スタートパルス入力端子のパターンはこの条件に
適合している。
問題点を解決し、簡単な構造で、走査不能となるような
初期故障が発生しない表示パネル駆動回路および表示パ
ネルを提供することにある。
回路においては、表示パネル外部の回路と接続されてい
る信号入力回路を構成する薄膜トランジスタを、その他
の回路を構成する薄膜トランジスタよりも高耐圧の構造
としたことを特徴とする。本発明においては、外部から
信号が入力される回路あるいは該回路の薄膜トランジス
タのみを高い電圧に耐える構造とすることによって、簡
単な構成で劣化を防止し、初期故障の発生を防止するよ
うに作用する。
を参照して詳細に説明する。図1は、本発明が適用され
る、低温ポリシリコンTFTを使用した液晶パネルの構
成を示すブロック図である。液晶パネル1には、マトリ
ックス状に配置された画素用TFTからなる画素部4、
やはりTFTにより構成されている水平方向の走査回路
5、垂直方向の走査回路6が一体に形成されている。
GB信号を入力し、画素部4の駆動に必要なアナログR
GB信号を出力する。表示制御回路3は画像の同期信号
や走査方向の制御信号を入力し、水平方向の走査回路
5、垂直方向の走査回路6をそれぞれ制御する。なお、
画像信号制御回路2、表示制御回路3等は例えば別のプ
リント基板に実装されており、該基板と液晶パネルと
は、ケーブルやフレキシブル配線板等によって接続され
ている。
が可能な水平シフトレジスタ7および画像信号をサンプ
リングして画素部4を駆動するサンプリング回路8から
なっている。また、垂直方向の走査回路6は、走査方向
の制御が可能な垂直シフトレジスタ9、シフトレジスタ
9の出力信号を画素部4を駆動するために必要な電圧に
変換するレベルシフタ10、出力バッファ11からなっ
ている。
路構成を示す回路図である。シフトレジスタ回路は、表
示制御回路3から、走査方向制御信号CS(1:右、
0:左)右および左走査開始パルス信号Rin、Lin、走
査クロック信号CKを入力し、サンプリング回路8に対
してCSに応じた方向へ走査するサンプリングパルスを
出力する。
は、走査方向制御回路30、シフトレジスタ回路34お
よびサンプリング回路のドライブ用インバータ38から
なる。走査方向制御回路30は2つのアナログスイッチ
31、32からなり、左端のアナログスイッチ31の入
力端子には右走査開始パルス信号Rinが入力されてい
る。またアナログスイッチ32の入力端子には、右側の
シフトレジスタ回路SR1の出力線が接続されている。
2つのアナログスイッチ31、32の制御端子にはそれ
ぞれ逆極性で方向制御信号R(=CS)およびL(=C
Sの反転信号)が接続されており、一方のスイッチがオ
ンのときには他方のスイッチはオフ状態になっている。
端子は接続されて、シフトレジスタ回路SR0(34)
のインバータ35に入力されている。インバータ35は
制御端子を有し、制御端子が1である場合には通常のイ
ンバータとして機能するが、制御端子が0である場合に
は出力端子がハイインピーダンス状態となり、入力と切
り離される。インバータ35の出力はインバータ36に
入力され、インバータ36の出力はドライブ用インバー
タ38に入力されると共にインバータ37、右側のアナ
ログスイッチにも接続される。インバータ37の出力は
インバータ36の入力と接続されている。
ータ35の制御端子には正位相のクロック信号CKが入
力されており、またインバータ37の制御端子には逆位
相のクロック信号CKバーが入力されている。そしてそ
の右側のシフトレジスタ回路SR1の各インバータの制
御端子にはSR0とは逆位相のクロック信号がそれぞれ
入力されている。このように、各シフトレジスタ回路に
は奇数番目と偶数番目で逆位相のクロック信号が入力さ
れている。
ちスイッチ31がオンでスイッチ32がオフの場合に、
Rinにスタートパルスが印加されたものとする。シフト
レジスタ回路SR0においては、クロックCKが1の期
間に、アナログスイッチ31を経てパルス信号(1)が
インバータ38の入力端子まで達し、次のクロックCK
が0の期間においては、インバータ35はハイインピー
ダンス状態となり、インバータ36およびインバータ3
7によって状態1が保持される。
は、クロックCKが0の期間においてシフトレジスタ回
路SR0の出力信号が出力端まで達し、次のクロックC
Kが1の期間において保持される。上記の動作がクロッ
クCKの反転ごとに繰り返され、スタートパルスがクロ
ックCKの半周期ごとにシフトレジスタ回路中をシフト
していく。そして、クロックCK1周期分のパルスが各
サンプリング回路へ出力される。
成を示す回路図である。走査方向制御回路30は2つの
アナログスイッチ回路31、32からなり、アナログス
イッチ31はFET20、21により構成され、アナロ
グスイッチ32はFET22、23によって構成されて
いる。FET20はNチャンネルMOSFETであり、
そのゲートは制御線Rに接続されている。またゲートに
反転の丸印を付したFET21はPチャンネルMOSF
ETであり、ゲートは制御線Lに接続されている。FE
T22、23からなるアナログスイッチ32の構成は、
アナログスイッチ31とは上下のFETの極性が逆にな
っている。
って、FET20および21がオン状態、FET22お
よび23がオフ状態となり、信号線Rinがシフトレジス
タ回路SR0に接続される。また、制御線Rが0(Lが
1)の場合にはFET22および23がオンとなり、S
R1の出力信号がSR0に接続される。ここで、例えば
信号入力端子Rinから過大な電圧が印加されると、FE
T20あるいは21の特性が劣化あるいは破壊され、走
査不能になる初期故障が発生するものと推定される。そ
こで、本発明においては、この部分のFETに対して高
耐圧構造に変更する対策を施す。
御回路の端部の回路構成を示す回路図である。第1の実
施例においては、制御線Rinの信号入力回路となるアナ
ログスイッチを構成するFET40、41をマルチゲー
ト構造とし、複数のFETのソース、ドレインを直列接
続したものと等価な高耐圧構造とする。このような構造
を採用することにより、制御線Rinに高電圧がかかった
場合に、各ゲート領域に相当するFETには電圧が分圧
されて印加されるので、劣化や破壊が起きにくくなる。
のパターン構成を示す説明図である。図4の左上部にあ
るFET40および左下部にあるFET41は3本のゲ
ート電極パターンを有する高耐圧構造になっている。な
お、ゲートの個数は2個以上の任意の数を採用可能であ
る。このようなTFTは従来と同様のプロセスにおいて
製造可能であり、例えばトップゲート型のポリシリコン
TFTの製造プロセスとして下記のようなプロセスを採
用可能である。基板としては例えば石英基板を採用し、
まず非晶質珪素膜を形成する。次に、非晶質珪素膜を結
晶化する。その後、島状半導体層を形成し、その上にゲ
ート絶縁膜となる酸化珪素膜を形成する。
形成し、電極パターンを形成する。その後、陽極酸化さ
せ、酸化珪素膜をエッチングする。次に、それぞれマス
クを形成してn−領域、p−領域、更にn+領域、p+
領域を形成する不純物イオンを順に添加する。以上の工
程により、全ての活性層が完成する。次に、加熱処理に
より不純物イオンの活性化を行い、層間絶縁層を形成し
て、ソース配線、ドレイン配線を形成してプロセスが完
了する。
パターン構成を示す説明図である。第1の実施例におい
てはマルチゲート構造によって高耐圧化を図っている
が、第2の実施例においては、ゲート電極パターンの幅
を広くすることによって、ゲート領域における電圧勾配
を緩やかにして高耐圧化を図っている。図5において、
制御線Rinの入力回路となるアナログスイッチを構成す
る、左上部にあるFET50および左下部にあるFET
51はゲート電極パターンの幅が他のFETより広い高
耐圧構造になっている。
である。第3の実施例においては入力回路を構成するF
ET20、21と信号Rinの入力端子の間に抵抗を挿入
する。抵抗値としては波形がなまらない程度でなるべく
大きな値を採用する。この抵抗はTFTの製造プロセス
中においてTFTと同時に形成可能である。
路を高耐圧化する3つの実施例を説明したが、例えば走
査方向の反転が必要ない用途に使用する場合には走査方
向制御用のアナログスイッチ回路は不要であり、シフト
レジスタ回路の端部が信号入力回路となる。この場合に
はシフトレジスタ回路の端部である信号入力回路を高耐
圧化する必要がある。この場合もやはり対策としては、
マルチゲート化、ゲート幅の拡張、抵抗の挿入などの高
耐圧化構造を採用する。
ナログスイッチ31がオン状態である時に信号端子Rin
に高電圧が印加した場合には、シフトレジスタSR0の
インバータ35あるいは他方のアナログスイッチ32に
も高電圧が印加する恐れがある。従って、端部の信号入
力回路のみならず、接続されている数段奥の回路まで高
耐圧化構造を採用することにより、初期故障の防止がよ
り確実に行われる。
うな変形例も考えられる。高耐圧化構造としては、実施
例において開示したようなマルチゲート化、ゲート幅の
拡張、抵抗の挿入の他、バッファゲート回路の挿入、ロ
ーパス特性を持つフィルタ回路の挿入あるいはコンデン
サの付加、ダイオードの直列回路、ツェナーダイオー
ド、その他の過電圧吸収素子の付加、抵抗による分圧な
どの対策を取ることも可能であり、各種の対策を組み合
わせて取ることもできる。
外部から信号が入力される回路あるいは該回路の薄膜ト
ランジスタのみを高い電圧に耐える構造とすることによ
って、外部からの高電圧駆動パルスや静電気、プラズマ
アンテナ効果による高電圧などによる素子の劣化を防止
し、走査不能となるような初期故障が発生しない表示パ
ネル駆動回路および表示パネルを提供することができる
という効果がある。また、構成が簡単で、回路の面積も
殆ど増加せず、更に、製造プロセスが複雑化することも
なく、従来と同様の工程で製造可能であるという効果が
ある。
を使用した液晶パネルの構成を示すブロック図である。
図である。
回路図である。
説明図である。
明図である。
の回路構成を示す回路図である。
回路、4…画素部、5…水平方向の走査回路、6…垂直
方向の走査回路、20〜23…FET(TFT)、30
…走査方向制御回路、31、32…アナログスイッチ、
34…シフトレジスタ回路、40、41…マルチゲート
FET、50、51…拡張ゲートFET、60…抵抗
Claims (7)
- 【請求項1】 表示パネル外部の回路と接続されている
信号入力回路を構成する薄膜トランジスタを、その他の
回路を構成する薄膜トランジスタよりも高耐圧の構造と
したことを特徴とするパネル上に設けられた表示パネル
駆動回路。 - 【請求項2】 前記信号入力回路は、水平および垂直の
走査用シフトレジスタ回路の端部であることを特徴とす
る請求項1に記載の表示パネル駆動回路。 - 【請求項3】 前記信号入力回路は、水平および垂直の
走査用シフトレジスタ回路の端部に設けられた走査方向
制御用の4個のアナログスイッチ回路であることを特徴
とする請求項1に記載の表示パネル駆動回路。 - 【請求項4】 前記高耐圧の構造は、マルチゲート構造
であることを特徴とする請求項1に記載の表示パネル駆
動回路。 - 【請求項5】 前記高耐圧の構造は、前記その他の回路
を構成する薄膜トランジスタよりもゲート幅が広いこと
であることを特徴とする請求項1に記載の表示パネル駆
動回路。 - 【請求項6】 表示パネル外部の回路と接続されている
信号入力回路とパネル上の信号入力端子の間に抵抗が挿
入されていることを特徴とするパネル上に設けられた表
示パネル駆動回路。 - 【請求項7】 画素用トランジスタと共に、請求項1な
いし6のいずれかに記載の表示パネル駆動回路を同一基
板上に一体形成した表示パネル。
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