JPS61116334A

JPS61116334A - アクテイブマトリクスパネル

Info

Publication number: JPS61116334A
Application number: JP59237364A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Misawa; 利之三澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1984-11-09
Filing date: 1984-11-09
Publication date: 1986-06-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ドライバー内蔵アクティブマトリクスパネル
、特に走査線数が従来よりも多い高精細のパネルに関し
、例えば壁掛はテレビ等フラットディスプレイに利用さ
れる。

〔従来の技術〕

シリコン薄膜による薄膜トランジスタ（以下、ＴＩＰＴ
と略記する。）を用いて絶＃Ｘ基板上に構成されたアク
ティブマトリクスパネル内に、同じシリコン薄膜による
ＴＰＴでドライバー回路を形成しようという試みは各所
で展開されてきた。本発明者等は、世界に先がけてこ゛
の技術を開発し、先ごろこれを公表した（文献：　Ｓ　
、　Ｍｏｒｏｚｕｍｉ、ｅｔ　ａｔＳより　８４　Ｄ工
ＧＫＳＴ、Ｐ、３１６．１９８４）。

公表されたドライバー内蔵アクティブマトリクスパネル
は第８図に示される様なものであり１、走査Ｍ数２１０
本、データ線数１８０本と比較的解像度の低いものであ
った。第８図において、９１は画素エレメント、９６は
Ｘ側シフトレジスタ、９２はサンプルホルダー、９７は
Ｙ［１１］シフトレジスタである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

アクティブマトリクスパネルの高精細化、例えば、高品
位ＴＶへの応用、コンピュータの端末ディスプレイへの
応用等を試みる場合、走査線数が増加することは明白で
ある。その場合、−走査線選択期間は減少することにな
る。更に、高精細化に伴って、データ線の本数は必然的
に増加し、また、パネル寸法が大型化するため、データ
線に付加する各社が増加する。この結果、（１）　　第８図のスイッチング’Ｉ’Ｉｌ’Ｔ９１の
曹き込み能力が不足する。

（２）　　画像データをデータ線に書き込む際の、サン
プルホルダー９２の誉き込み能力が不足する。

という二つの大きな問題が顕著になってくる。

以下、上記二つの問題点を、図を用いて詳しく説明する
。周知の様に、ＮＴＳＣのビデオ信号は、インターレー
スされた二つのフィールド（奇数フィールド及び偶数フ
ィールド）によって１フレームが構成され１枚の絵が完
成される。液晶は交流駆動しなくてはならないため、第
８図におけるドライバー内蔵パネルは第９図（α）の１
に示す様な交流反転されたビデオ信号で駆動される。（
アクティブマトリクス液晶パネルの駆動方法に関しては
、文献「商品化された液晶ポケットカラーテレビ」１日
経エレクトロニクス、１９８４年９月１０日号ＰＦ、２
１１−２４０に詳しく述べられている。）従来技術に述
べた様な、走査線２２０本前後のアクティブマトリクス
パネルの場合、走査線選択時間Ｔｙは一本当り６五５μ
式確保できる。ところが、将来、パネルが高精細化され
、走査線数が１０００本、２０００本に増加する場合に
は、一本当りの走査線選択時間ＴＹは１０μ式。

５μ本にまで減少することが予想される。第９図（Ｃン
は、従来のドライバー内蔵アクティブマトリクスパネル
の一画素に着目してドライバーと画素との結線の様子を
示した図である。同図において、データ線１０に付加す
るキャパシタ１５に貯えられた画像データは、走査線１
１が選択されている時間ＴＹの間に、ＴＦＴ１！１を介
して画素キャパシタ１４に完全に誉き込まれなくてはな
らない。第９図Ｃｂ）は−水平走査線に相当するビデオ
信号３．走査線選択信号４．Ｘドライバーのサンプリン
グパルス５．６．７を示したもので°ある。第１木目の
データ線にはサンプリングパルス５によって画像データ
が書き込まれるため、同データ線から第１列目の画素へ
の書き込み時間は同図に示す様にｔＹｌ　　であり、Ｔ
Ｙに近い。一方、最終木目のデータ線にはサンプリング
パルス７によって画像データが書き込まれるため、最終
列の画素への書き込み時間はｔＹ２　　であり、ＴＹに
比べ著しく短い。従って、高精細化に伴って、前述のご
とく走査線選択時間ＴＶが減少すると、特に最終列に近
い画素への画像データの書込みが厳しくなり、パネルの
左右での表示ムラが顕在化する結果となる。これが先に
述べた問題点（１）である。一方、パネルが正常に動作
するためには、第９図（Ｃ）において、データ線１０へ
ＴＩＦＴサンプルホルダー９を介してビデオ信号が薔き
込まれる時間は、サンプリングパルス幅ＴＸ以内でなく
てはならない。高精細化に伴って走査線選択時間Ｔｙか
減少し、データ線数が増加し、大型化に伴ってデータ線
容鼠１５の値が増大した場合、サンプリングパルス幅Ｔ
Ｘは著しく短縮されて、ＴＰＴサンプルホルダー９を介
してＴＸ以内でデータ＆１１０に画像データを書き込む
ことは非常に困難となる。これが、問題点（２）である
。

本発明は、以上に述べた二つの大きな問題を解決し、大
画面、高精細度のドライバー内蔵アクティブマトリクス
パネルを実現することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

前節で取り上げた二つの問題点を解決するため、本発明
は次の述べる手段を設ける。

（１）Ｘドライバー内に、少なくとも一走査線分のライ
ンメモリーをシリコン薄膜Ｔ’ＦＴによって設け、アク
ティブマトリクスパネルを線順次駆動する。

（２）Ｘドライバー内に、データ線を駆動するためのバ
ッファーアンプをシリコン薄Ｊ１５ｊＴＦＴによって設
ける。

〔作用〕

Ｘドライバー内にＴ’ＦＴによるラインバッファーを設
けて、パネルを線順次駆動することにより、すべての画
素について、データ線から画像データを書き込む時間を
等しくすることが出来、また、その書き込み時間を一走
査線選択時間ＴＶに等しく設定することが可能となる。

更に、Ｘドライバー内にＴＦＴによるバッファーアンプ
を設けることによって、短いサンプリング時間に、ビデ
オ信号を確実にデータ線にＶき込むことを可能ならしめ
る。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

本発明の実施例として二側を挙げ、それぞれについて構
造と動作を説明する。

第１図は、本発明の第一の実施例である。同図に示すド
ライバー内蔵アクティブマトリクスノくネルは、画素ア
レイ４１．Ｘドライバー、Ｘドライバーより成る。画素
アレイは走査＄４２〜４５゜データ＠４６〜４９．スイ
ッチング用ＴＩＦＴ５５及び画素キャパシタ３６より構
成され、Ｘドライバーは相補型ＭＱ　８Ｔ？’ｌ”又は
単極性ＭＯ３Ｔ？Ｔから成るシフトレジスタ２２より構
成され、Ｘドライバーは、相補型ＭＯ８’ｌ”ｌＦＴ又
は単一性ＭＯ３Ｔ？Ｔから成るシフトレジスタ２１．サ
ンプルホルダー２ｓ、２４，２５，２６ｔダイナミツク
型ラインメモリ２７，２８，２９，３０．アナログスイ
ッチ５１．５２，５５．５４及びバッファーアンプ５０
，５１．５２．５３より成る。サンプルホルダー２３〜
２６及びアナログスイッチ５１〜３４は、相補型ＭＯ３
ＴＩＦＴ構造又は単極性ＭＯ８ＴＦＴ構造の伝送ゲート
として構成される。また、ダイナミック型ラインメモリ
は、ゲート酸化膜又は層間絶縁膜を利用して形成された
午ヤパシタテする。バッファーアン、ｉ’５０，５１゜
５２．５５は、ＴＰＴによって構成された電圧利得が約
１の電流増幅器であり、その具体例を第２図（α）、（
ｂ）に示す。第２図（α）において、５４はＮ型Ｔ　Ｅ
ｌ’　Ｔ　％　５５は薄膜抵抗又はＭＯ３抵抗である。

同図（ｂ）において、５６はＮ型ＴＦＴ、５７はＰ型Ｔ
ＩＦＴである。また、同図（α）、（ｌで、Ｖ工Ｎ、Ｖ
ＯＵＴ、ＶＤＤ、ＶＳＳは、それぞれ、入力端子、出力
端子、正電源。

負電源を示す。

次に、第１図に第３図を併用して、第一の実施例の動作
を説明する。第１図の端子ＶＳには、第３図に示すビデ
オ信号５８が、端子ｘｓｐにはスタートパルス６１が印
加される。このとき、Ｘシフトレジスタ２１の各出力端
子３７〜４０にはサンプリングパルス６２．６５が出力
され、サンプルホルダー２３〜２６を介して、ラインメ
モリ２７〜３０に画像データを取り込む。一水平走査期
間（以下、１Ｈ）のすべての画像データがサンプルホー
ルドされた後に、ラッチパルス６４が端子ＬＰに印加さ
れ、画像データはバッファーアンプ５０〜５３を通じて
一斉にデータ線４６〜４９に書き込まれる。一方、走査
線４２〜４５には５９．６０の様な走査線選択信号が出
力され、選択された走査線に付加する一行の画素に一斉
に画像データが書き込まれる。

第４図に本発明の第二の実施例を示す。同実施例におい
て、Ｘドライバー及び画素アレイは第一の実施例と全く
同じに構成される。従って、それらには第１図と同一の
記号を付す。本実施例が第一の実施例と異なるところは
、画像データがアナログ信号でなくディジタル信号とし
て与えられる点である。第４図には画像データが１ビッ
ト即ち２値画像として与えられる場合を示す。第４図に
おいて、Ｘドライバーは、ＴＮＴによるＸシフトレジス
タ６５　、Ｔ］ｒＴによるラインメモリ６６〜６９及び
ＴＰＴによるアナログスイッチ７０〜７５から構成され
る。ラインメモリ１ビット分の具体的な構成例を第５図
に示す。第５図において、７４，７．５は相補型ＭＯ８
’ｌｌ！ＩＦＴによる伝送ゲート、７６．７７．７ｓは
相補型ＭＯ８Ｔ？’ｌ’によるインバータである。

次に、第６図を併用して第二の実施例の動作を説明する
。第４図の端子ＸＤに第６図の画像データ７９が印加さ
れＸシフトレジスタ６５によって転送される。１Ｈの転
送が終了した後、端子ＬＰに印加されているラッチパル
ス８０によって画像データはラインメモリ６６〜６９に
取り込まれ、アナログスイッチ７０〜７３がｖ１側、Ｖ
２側のどちらに倒れるか決定される。端子ｖ１　、ｖ２
には、８１．８２の様な交流反転された液晶駆動電圧が
印加されており、アナログスイッチ７０〜７３によって
選択された電圧がデータ線４６〜４９に１にの間印加さ
れ、選択された走査線に付加する行の画素に書き込まれ
る。

第７図に、ドライバ一部を相補型ＭＯＳＴ？Ｔ、画素ア
レイ部をＮＭＯ３Ｔ？Ｔで形成した場合のドライバー内
蔵アクティブマトリクスノ（ネルの断面構造の一例を示
す。同図において、８５は絶縁基板、８６は第一のシリ
コン薄膜層、８７はゲート絶縁膜層、８８は第二のシリ
コン薄膜層、８９は層間絶縁膜層、９０は透明導電膜層
である。また、９３．９４はそれぞれドライバーを構成
するＰＭＯ３Ｔ？Ｔ、ＮＭＯ８Ｔ１１’Ｔであり、９５
は画素エレメントを構成するＮＭＯ３ＴＦＴである。

〔効果〕

Ｘドライバー内にＴＰＴによるラインメモリ、及び（又
は）バッファーアンプを作り込む本発明の構造を採用す
ることによって、先に述べた、パネルの高精細化に伴う
二つの問題点、（１）　　画素アレイ部のスイッチングＴＰＴの書き込
み能力の不足（２）Ｘ）”ライバ一部のサンプルホルダーの書き込み
能力の不足は、コスト上昇無しに完全に解決される。

更に、本発明によって、画素への書き込み時間及びデー
タ線へのＶき込み時間を長くできるため、特に高精細化
を意識しないノくネルにおいても、シリコン薄膜ＴＮＴ
が本来持っている０Ｎｉｉ流の小さいという弱点を補う
ことが出来る。

また、同じ特性を有するＴＰＴでドライノく一内蔵アク
チイブマトリクスパネルを構成する場合、書き込み時の
マージンの大きい本発明を利用することによって従来よ
りも低い電圧で駆動することが可能となり、低電力化が
達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図（α）、（ｂ）は、本発明の第一の実
施例の構造を示した図。第３図は、本発明の第一の実施例の動作を説明するため
の図。第４図及び第５図は、本発明の第二の実施例の構造を示
した図。第６図は、本発明の第二の実施例の動作を説明するため
の図。第７図は、本発明の構造を示す断面図。第８図は、従来の技術を説明するための図。第９図（α）〜（Ｃ）は、本発明が解決しようとする問
題点を説明するための図。以　　上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）絶縁基板上に設けられた、走査線群、データ線群
、該走査線及びデータ線を駆動するドライバー、及び該
走査線及びデータ線の交点に設けられた薄膜トランジス
タアレイによって液晶を駆動して成るアクティブマトリ
クスパネルにおいて、データ線ドライバーは、該データ
線を駆動するためのラインメモリを具備して成ることを
特徴とするドライバー内蔵アクティブマトリクスパネル
。
（２）前記データ線ドライバーは、データ線を駆動する
ためのバッファーアンプを具備して成ることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のアクティブマトリクスパ
ネル。
（３）前記ドライバー内蔵アクティブマトリクスパネル
は、一水平走査期間が６０μｓｅｃよりも少ない高品位
パネルであることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
至第２項記載のアクティブマトリクスパネル。