KR100472269B1 - 액티브 매트릭스형 표시 장치 - Google Patents

액티브 매트릭스형 표시 장치 Download PDF

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Abstract

액티브 매트릭스형 표시 장치의 저소비 전력화와 함께 회로의 고집적화를 도모한다.
각 화소마다 영상 신호를 유지하는 유지 회로(110)를 배치하고, 통상 동작 모드와 메모리 동작 모드를 전환하여 표시한다. 통상 동작 모드 시에 있어서 유지 회로(110) 중 적어도 일부를 일정 전압으로 고정하고, 이것을 보조 용량의 일부로서 이용한다. 이것에 의해서, 보조 용량 전극의 면적을 축소하고 고정밀화한다. 또한, 유지 회로(110)와 화소 전극이 중첩하는 면적이 화소마다 다른 경우, 중첩 면적, 나아가서는 거기에 생기는 기생 용량에 따라 보조 용량 전극의 면적을 설정하고 합계 용량을 일정하게 근접하게 하여 표시 품질을 향상한다.

Description

액티브 매트릭스형 표시 장치{ACTIVE MATRIX TYPE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액티브 매트릭스형 표시 장치에 관한 것으로, 특히 화소에 대응하여 복수의 유지 회로가 설치된 액티브 매트릭스형 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 표시 장치는 휴대 가능한 표시 장치, 예를 들면 휴대 텔레비전, 휴대 전화 등이 시장 필요성으로서 요구되고 있다. 이러한 요구에 따라 표시 장치의 소형화, 경량화, 소비 전력 절약화에 대응하기 위해서 연구 개발이 활발하게 행해지고 있다.
도 7에 종래예에 따른 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)의 일표시 화소의 회로 구성도를 나타낸다. 절연성 기판(도시되지 않음) 상에 게이트 신호선(51), 드레인 신호선(61)이 교차하여 형성되어 있고, 그 교차부 근방에 양 신호선(51, 61)에 접속된 선택 화소 선택 TFT(65)가 설치되어 있다. 선택 화소 선택 TFT(65)의 소스(65s)는 액정(21)의 화소 전극(17)에 접속되어 있다.
또한, 화소 전극(17)의 전압을 1 필드 기간, 유지하기 위한 보조 용량(85)이 설치되어 있고, 이 보조 용량(85)의 한쪽 단자(86)는 선택 화소 선택 TFT(65)의 소스(65s)에 접속되며, 다른 쪽의 전극(87)에는 각 표시 화소에 공통의 전위가 인가되어 있다.
여기서, 게이트 신호선(51)에 게이트 신호가 인가되면, 선택 화소 선택 TFT(65)는 온(on) 상태가 되며, 드레인 신호선(61)으로부터 아날로그 영상 신호가 화소 전극(17)에 전달됨과 함께 보조 용량(85)에 유지된다. 화소 전극(17)에 인가된 영상 신호 전압이 액정(21)에 인가되며, 그 전압에 따라 액정(21)이 배향한다. 이러한 표시 화소를 매트릭스형으로 배치함으로써 LCD를 얻을 수 있다.
종래의 LCD는 동화상, 정지 화상에 상관없이 표시를 얻을 수 있다. 이러한 LCD에 정지 화상을 표시하는 경우, 예를 들면 휴대 전화의 액정 표시부의 일부에 휴대 전화를 구동하기 위한 배터리의 잔량 표시로서 건전지의 화상을 표시하게 된다.
그러나, 상술한 구성의 액정 표시 장치에서는 정지 화상을 표시하는 경우에 있어서도 동화상을 표시하는 경우와 마찬가지로, 게이트 신호로 선택 화소 선택 TFT(65)를 온 상태로 하여 영상 신호를 각 표시 화소에 재기입할 필요가 생겼다.
그 때문에, 게이트 신호 및 영상 신호 등의 구동 신호를 발생하기 위한 드라이버 회로, 및 드라이버 회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 각종 신호를 발생하는 외부 LSI는 항상 동작하기 때문에 항상 큰 전력을 소비하였다. 이 때문에, 한정된 전원밖에 구비하지 못한 휴대 전화 등에서는 그 사용 가능 시간이 짧아진다고 하는 결점이 있었다.
이에 대하여, 각 표시 화소에 스태틱형 메모리를 구비한 액정 표시 장치가 특개평 8-194205호에 개시되어 있다. 동일 공보의 일부를 인용하여 설명한다. 도 8은 특개평 8-194205호에 개시되어 있는 유지 회로가 부착된 액티브 매트릭스형 표시 장치의 평면 회로 구성도이다. 게이트 신호선(51)과 참조선(52)이 행 방향으로 드레인 신호선(61)이 열 방향으로, 각각 복수 배치되어 있다. 그리고, 유지 회로(54)와 화소 전극(17) 간에는 TFT(53)가 설치되어 있다. 유지 회로(54)에 유지된 데이터에 기초하여 표시를 행함으로써 게이트 드라이버(50), 드레인 드라이버(60)를 정지하여 소비 전력을 저감하는 것이다.
도 9는 이 액정 표시 장치의 일 화소를 나타내는 회로 구성도이다. 기판 상에 화소 전극이 매트릭스형으로 배치되어 있고, 화소 전극(17) 간에는 지면 좌우 방향으로 게이트 신호선(51)이, 상하 방향으로 드레인 신호선(61)이 배치되어 있다. 그리고 게이트 신호선(51)과 평행하게 참조선(52)이 배치되며, 게이트 신호선(51)과 드레인 신호선(61)의 교차부에 유지 회로(54)가 설치되며, 유지 회로(54)와 화소 전극(17) 간에는 스위치 소자(53)가 설치되어 있다. 유지 회로(54)는 2단 인버터(55, 56)를 플러스 귀환시킨 형태의 메모리, 즉 스태틱형 메모리(Static Random Access Memory; SRAM)를 디지털 영상 신호의 유지 회로로서 이용한다. 특히, SRAM은 DRAM과 달리, 데이터의 유지에 리프레시를 필요로 하지 않기 때문에 적합하다.
여기서, 스태틱형 메모리에 유지된 2치 디지털 신호에 따라 스위치 소자(53)는 참조선 Vref와 화소 전극(17) 사이의 저항치를 유지 회로(54)의 출력에 따라 제어하고, 액정(21)의 바이어스 상태를 조정하고 있다. 한편, 공통 전극에는 교류 신호 Vcom을 입력한다. 본 장치는 이상적으로는 정지 화상과 같이 표시 화상에 변화가 없으면, 메모리로의 리프레시는 불필요하다.
그러나, 유지 회로(54)에 스태틱 RAM을 이용하면 유지 회로를 구성하는 트랜지스터의 수는 4개 혹은 6개로 많고 회로 면적이 크다. 그 때문에, 하나의 화소 사이즈를 크게 해야만 하여 고정밀화가 곤란하다는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명은 유지 회로를 갖는 표시 장치에 있어서 보다 고정밀의 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 기판 상의 한 방향으로 배치된 복수의 게이트 신호선과, 게이트 신호선에 교차하는 방향으로 배치된 복수의 드레인 신호선과, 게이트 신호선으로부터의 주사 신호에 의해 선택됨과 함께 드레인 신호선으로부터 영상 신호가 공급되는 복수의 화소 전극과, 복수의 화소 전극에 대향하는 대향 전극과, 화소 전극과 대향 전극 간에 협지되는 액정과, 화소 전극과 대향하여 배치되며, 화소 전극과 대향 전극 간에 인가되는 전압을 유지하는 보조 용량을 형성하는 보조 용량 전극과, 화소 전극에 대응하여 배치되며, 영상 신호에 따른 데이터를 기억하는 유지 회로를 구비하고, 수시로 입력되는 영상 신호에 따른 화소 전압을 수시로 인가하여 표시하는 통상 동작 모드와, 유지 회로가 기억한 데이터에 따라 표시하는 메모리 동작 모드를 갖는 액티브 매트릭스형 표시 장치에 있어서, 통상 동작 모드 시에 유지 회로 중 적어도 일부는 소정의 전위로 고정되고, 화소 전극과 대향 전극 간의 전압을 유지하는 보조 용량으로서 기능하는 액티브 매트릭스형 표시 장치이다.
또한, 기판 상의 한 방향으로 배치된 복수의 게이트 신호선과, 게이트 신호선에 교차하는 방향으로 배치된 복수의 드레인 신호선과, 게이트 신호선으로부터의 주사 신호에 의해 선택됨과 함께 드레인 신호선으로부터 영상 신호가 공급되는 복수의 화소 전극과, 복수의 화소 전극에 대향하는 대향 전극과, 화소 전극과 대향 전극 간에 협지되는 액정과, 화소 전극과 대향 전극 간에 인가되는 전압을 유지하는 보조 용량과, 화소 전극에 대응하여 배치되며, 영상 신호에 따른 데이터를 기억하는 유지 회로를 구비하고, 수시로 입력되는 영상 신호에 따른 화소 전압을 수시로 인가하여 표시하는 통상 동작 모드와, 유지 회로가 기억한 데이터에 따라 표시하는 메모리 동작 모드를 갖는 액티브 매트릭스형 표시 장치에 있어서, 보조 용량은 유지 회로가 화소 전극에 중첩하는 면적에 따른 용량을 갖는 액티브 매트릭스형 표시 장치이다.
또한, 기판 상의 한 방향으로 배치된 복수의 게이트 신호선과, 게이트 신호선에 교차하는 방향으로 배치된 복수의 드레인 신호선과, 게이트 신호선으로부터의 주사 신호에 의해 선택됨과 함께 드레인 신호선으로부터 영상 신호가 공급되는 복수의 화소 전극과, 복수의 화소 전극에 대향하는 대향 전극과, 화소 전극과 대향 전극 간에 협지되는 액정과, 화소 전극과 대향 전극 간에 인가되는 전압을 유지하는 보조 용량과, 화소 전극에 대응하여 배치되며, 영상 신호에 따른 데이터를 기억하는 유지 회로를 구비하고, 수시로 입력되는 영상 신호에 따른 화소 전압을 수시로 인가하여 표시하는 통상 동작 모드와, 유지 회로가 기억한 데이터에 따라 표시하는 메모리 동작 모드를 갖는 액티브 매트릭스형 표시 장치에 있어서, 보조 용량은 유지 회로와 화소 전극 간에 생기는 기생 용량에 따른 용량을 갖는 액티브 매트릭스형 표시 장치이다.
또한, 유지 회로는 복수의 화소 전극에 걸쳐서 배치되어 있다.
또한, 보조 용량은 각 화소마다 다른 용량치를 가지며 보조 용량의 용량치와 유지 회로가 화소 전극과 형성하는 용량의 합계는 유지 회로가 화소 전극으로 형성하는 용량의 화소마다의 차보다도 작다.
또한, 임의의 2 화소에서의 합계 용량 Ctotal의 차를 ΔCtotal, 화소 전극과 대향 전극이 액정을 사이에 두고 형성하는 용량 CLC로 하면,
를 만족한다.
다음에, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 1에 본 발명의 표시 장치를 액정 표시 장치에 응용한 경우의 회로 구성도를 나타낸다.
액정 표시 패널(100)에는 절연 기판(10) 상에 복수의 화소 전극(17)이 매트릭스형으로 배치되어 있다. 그리고, 게이트 신호를 공급하는 게이트 드라이버(50)에 접속된 복수의 게이트 신호선(51)이 한 방향으로 배치되어 있고, 이들의 게이트 신호선(51)과 교차하는 방향으로 복수의 드레인 신호선(61)이 배치되어 있다.
드레인 신호선(61)에는 드레인 드라이버(60)로부터 출력되는 샘플링 펄스의 타이밍에 따라, 샘플링 트랜지스터 SP1, SP2, …, SPn이 온이 되고, 데이터 신호선(62)의 데이터 신호(아날로그 영상 신호 또는 디지털 영상 신호)가 공급된다.
게이트 드라이버(50)는 임의의 게이트 신호선(51)을 선택하고, 이것에 게이트 신호를 공급한다. 선택된 행의 화소 전극(17)에는 드레인 신호선(61)으로부터 데이터 신호가 공급된다.
이하, 각 화소의 상세한 구성에 대하여 설명한다. 게이트 신호선(51)과 드레인 신호선(61)의 교차부 근방에는 P 채널형 회로 선택 TFT(41) 및 N 채널형 회로 선택 TFT(42)로 이루어지는 회로 선택 회로(40)가 설치되어 있다. 회로 선택 TFT(41, 42)의 양 드레인은 드레인 신호선(61)에 접속됨과 함께, 이들의 양 게이트는 회로 선택 신호선(88)에 접속되어 있다. 회로 선택 TFT(41, 42)는 선택 신호선(88)으로부터의 선택 신호에 따라서 어느 한쪽이 온이 된다. 또한, 후술하는 바와 같이 회로 선택 회로(40)와 쌍을 이루어서, 회로 선택 회로(43)가 설치되어 있다. 회로 선택 회로(40, 43)는 각각의 트랜지스터가 상보적으로 동작하면 되며, P 채널, N 채널은 반대라도 물론 상관없다. 또한, 회로 선택 회로(40, 43)는 어느 한쪽만을 생략할 수도 있다.
이에 따라, 후술하는 통상 동작 모드인 아날로그 영상 신호 표시(풀 컬러 동화상 대응)와 메모리 동작 모드인 디지털 영상 표시(저소비 전력, 정지 화상 대응)를 선택하여 전환하는 것이 가능해진다. 또한, 회로 선택 회로(40)에 인접하여 N 채널형 화소 선택 TFT(71) 및 N 채널형 TFT(72)로 이루어지는 화소 선택 회로(70)가 배치되어 있다. 화소 선택 TFT(71, 72)는 각각 회로 선택 회로(40)의 회로 선택 TFT(41, 42)와 종렬로 접속됨과 함께, 이들의 게이트에는 게이트 신호선(51)이 접속되어 있다. 화소 선택 TFT(71, 72)는 게이트 신호선(51)으로부터의 게이트 신호에 따라 양쪽이 동시에 온이 되도록 구성되어 있다.
또한, 아날로그 영상 신호를 유지하기 위한 보조 용량(85)이 설치되어 있다. 보조 용량(85)의 한쪽 전극은 화소 선택 TFT(71)의 소스에 접속되어 있다. 다른 쪽의 전극은 공통의 보조 용량선(87)에 접속되며, 바이어스 전압 VSC가 공급되어 있다. 또한, 화소 선택 TFT(71)의 소스는 회로 선택 TFT(44) 및 컨택트(16)를 통해 화소 전극(17)에 접속되어 있다. 게이트 신호에 의해 화소 선택 TFT(70)의 게이트가 열리면, 드레인 신호선(61)으로부터 공급되는 아날로그 영상 신호는 컨택트(16)를 통해 화소 전극(17)에 입력되며 화소 전압으로서 액정을 구동한다. 화소 전압은 화소 선택 TFT(71)의 선택이 해제되고 다음에 다시 선택되기까지의 1 필드 기간 유지되어야만 하지만, 액정의 용량만으로는 화소 전압은 시간 경과와 함께 점차 저하하게 되어, 1 필드 기간 충분히 유지되지 않는다. 그렇게 하면, 그 화소 전압의 저하가 표시 얼룩으로서 나타나게 되며 양호한 표시를 얻을 수 없게 된다. 그래서 화소 전압을 1 필드 기간 유지하기 위해서 보조 용량(85)을 설치하고 있다. 보조 용량(85)은 소정의 면적을 가지고 대향하는 1조의 전극에 의해 구성되고, 그 한쪽의 전극은 화소 선택 TFT(71)와 일체의 반도체층, 다른 쪽의 전극은 보조 용량선(87)이다. 보조 용량선(87)은 행 방향의 복수 화소로 연결되어 있고 일정 전압 VSC가 인가되어 있다.
이 보조 용량(85)과 화소 전극(17) 간에는 회로 선택 회로(43)의 P 채널형 TFT(44)가 설치되고, 회로 선택 회로(40)의 회로 선택 TFT(41)와 동시에 온 오프가 되도록 구성되어 있다. 회로 선택 TFT(41)이 온이 되고, 아날로그 신호를 수시로 공급하여 액정을 구동하는 동작 모드를 통상 동작 모드, 혹은 아날로그 동작 모드라고 한다.
또한, 화소 선택 회로(70)의 TFT(72)와 화소 전극(17) 사이에는 유지 회로(110)가 설치되어 있다. 유지 회로(110)는, 플러스 귀환된 2개의 인버터 회로와 신호 선택 회로(120)로 이루어져, 디지털 2치를 유지하는 스태틱형 메모리를 구성하고 있다.
또한, 신호 선택 회로(120)는 2개의 인버터로부터의 신호에 따라 신호를 선택하는 회로로서, 2개의 N 채널형 TFT(121, 122)로 구성되어 있다. TFT(121, 122)의 게이트에는 2개의 인버터로부터의 상보적인 출력 신호가 각각 인가되어 있기 때문에, TFT(121, 122)는 상보적으로 온 오프가 된다.
여기서, TFT(121)가 온이 되면 직류 전압인 대향 전극 신호 Vcom(신호 A)이 선택되고, TFT(122)가 온이 되면 그 대향 전극 신호 Vcom을 중심으로 한 교류 전압으로서, 액정을 구동하기 위한 교류 구동 신호(신호 B)가 선택되며, 회로 선택 회로(43)의 TFT(45), 컨택트(16)를 통해 액정(21)의 화소 전극(17)에 공급된다. 회로 선택 TFT(42)가 온이 되고, 유지 회로(110)에 유지된 데이터에 기초하여 표시를 하는 동작 모드를 메모리 모드 혹은 디지털 동작 모드라고 부른다.
상술한 구성을 요약하면, 화소 선택 소자인 화소 선택 TFT(71) 및 아날로그 영상 신호를 유지하는 보조 용량(85)으로 이루어지는 회로(아날로그 표시 회로)와, 화소 선택 소자인 TFT(72), 2치의 디지털 영상 신호를 유지하는 유지 회로(110)로 이루어지는 회로(디지털 표시 회로) 중 하나의 표시 화소 내에 설치되며, 또한 이들 2개의 회로를 선택하기 위한 회로 선택 회로(40, 43)가 설치되어 있다.
다음에, 액정 패널(100)의 주변 회로에 대하여 설명한다. 액정 패널(100)의 절연성 기판(10)과는 별도의 기판의 외부 부착 회로 기판(90)에는 패널 구동용 LSI(91)가 설치되어 있다. 이 외부 부착 회로 기판(90)의 패널 구동용 LSI(91)로부터 수직 스타트 신호 STV가 게이트 드라이버(50)에 입력되고, 수평 스타트 신호 STH가 드레인 드라이버(60)에 입력된다. 또한 영상 신호가 데이터선(62)에 입력된다.
다음에, 상술한 구성의 표시 장치의 구동 방법에 대하여 설명한다.
(1) 통상 동작 모드(아날로그 동작 모드)인 경우
모드 신호에 따라 아날로그 표시 모드가 선택되면, LSI(91)는 데이터 신호선(62)에 아날로그 신호를 공급하는 상태로 설정됨과 함께, 회로 선택 신호선(88)의 전위가 L(로우)가 되며, 회로 선택 회로(40, 43)의 P 채널 회로 선택 TFT(41, 44)가 온이 되고, N 채널 회로 선택 TFT(42, 45)가 오프가 된다.
그리고, 유지 회로(110)를 동작시키기 위해서 이용되는 각 배선 VDD, VSS, 신호 A, 신호 B는 전부 로우로 고정되며, 유지 회로(110)를 구성하는 모든 트랜지스터, 회로 배선 등의 구성이 로우로 고정된다.
또한, 수평 스타트 신호 STH에 기초하는 샘플링 신호에 따라 샘플링 트랜지스터 SP1, SP2, …, SPn이 순차 온이 되고 데이터 신호선(62)의 아날로그 영상 신호가 드레인 신호선(61)에 공급된다.
또한, 수직 스타트 신호 STV에 기초하여 게이트 신호가 게이트 신호선(51)에 공급된다. 게이트 신호에 따라 화소 선택 TFT(71)가 온이 되면, 드레인 신호선(61)으로부터 아날로그 영상 신호 An. Sig가 화소 전극(17)에 전달됨과 함께 보조 용량(85)으로 유지된다. 화소 전극(17)과 대향 전극 간에 생기는 화소 전압은 액정을 통하여 방전하지만, 보조 용량(85)은 다음의 수직 주기로 이 화소가 다시 선택되기까지의 동안, 화소 전압을 유지할 수 있는 용량으로 설정되어 있다. 화소 전극(17)에 인가된 영상 신호 전압이 액정(21)에 인가되며, 그 전압에 따라 액정(21)이 배향함으로써 액정 표시를 얻을 수 있다.
이 아날로그 표시 모드에서는 수시로 입력되는 아날로그 신호에 따라 수시로 액정을 구동하기 때문에, 풀 컬러의 동화상을 표시하는 데 적합하다. 단, 외부 부착 회로 기판(90)의 LSI(91), 각 드라이버(50, 60)에는 이들을 구동하기 위해서 끊임없이 전력이 소비되고 있다.
(2) 메모리 동작 모드(디지털 표시 모드)의 경우
모드 신호에 따라 디지털 표시 모드가 선택되면, LSI(91)는 영상 신호를 디지털 변환하여 상위 1 비트를 추출한 디지털 데이터를 데이터 신호선(62)에 출력하는 상태로 설정됨과 함께, 회로 선택 신호선(88)의 전위가 하이가 되고, 회로 선택 회로(40, 43)의 회로 선택 TFT(41, 44)가 오프가 됨과 함께, 회로 선택 TFT(42, 45)가 온이 된다. 그리고, 유지 회로(110)를 구동하기 위한 각 배선 VDD, VSS, 신호 A, 신호 B에 소정의 전압이 인가되며 유지 회로(110)가 유효한 상태가 된다.
또한, 외부 부착 회로 기판(90)의 패널 구동용 LSI(91)로부터 게이트 드라이버(50) 및 드레인 드라이버(60)에 스타트 신호 STH가 입력된다. 그에 따라 샘플링 신호가 순차 발생하고, 각각의 샘플링 신호에 따라 샘플링 트랜지스터 SP1, SP2, …, SPn이 순서대로 온이 되며 디지털 영상 신호 D.Sig를 샘플링하여 각 드레인 신호선(61)에 공급한다.
다음에 유지 회로(110)에 대하여 설명한다. 우선, 게이트 신호 G1에 의해 게이트 드레인 신호선(61)에 접속된 각 표시 화소의 각 화소 선택 TFT(72)가 1수평 주사 기간 온이 된다. 제1행 제1열의 표시 화소에 주목하면, 샘플링 신호 SP1에 의해서 샘플링한 디지털 영상 신호 S11이 드레인 신호선(61)에 입력된다. 그리고 선택 화소 선택 TFT(72)가 게이트 신호에 의해 온 상태가 되면 그 디지털 신호 D. Sig가 유지 회로(110)에 입력되어 2개의 인버터에 의해 유지된다.
이 인버터에서 유지된 신호는 신호 선택 회로(120)에 입력되고, 이 신호 선택 회로(120)에서 신호 A 또는 신호 B를 선택하여, 그 선택한 신호가 화소 전극(17)에 인가되며, 그 전압이 액정(21)에 인가된다.
이렇게 해서 1행째의 게이트 신호선으로부터 맨 마지막 행의 게이트 신호선까지 주사함으로써, 1 화면분(1 필드 기간)의 스캔, 즉 모든 도트 스캔이 종료하고 1 화면이 표시된다.
여기서, 1 화면이 표시되면 게이트 드라이버(50) 및 드레인 드라이버(60) 및 외부 부착의 패널 구동용 LSI(91)로의 전압 공급을 정지하고 이들의 구동을 멈춘다. 유지 회로(110)에는 항상 참조 전압 VDD, VSS를 공급하여 구동하고, 또한 대향 전극 전압을 대향 전극(32)에 각 신호 A 및 B를 선택 회로(120)에 공급한다.
즉, 유지 회로(110)에 이 유지 회로를 구동하기 위한 VDD, VSS를 공급하고, 대향 전극에는 대향 전극 전압 Vcom을 인가하고 액정 표시 패널(100)이 노멀 화이트(NW)인 경우에는 신호 A에는 대향 전극 전압과 동일한 전위의 교류 구동 전압을 인가하고, 신호 B에는 액정을 구동하기 위한 교류 전압(예를 들면, 60㎐)을 인가하는 것 뿐이다. 그렇게 함으로써, 1화면분을 유지하여 정지 화상으로서 표시할 수 있다. 또한 다른 게이트 드라이버(50), 드레인 드라이버(60) 및 외부 부착 LSI(91)에는 전압이 인가되어 있지 않은 상태이다.
이 때, 드레인 신호선(61)에 디지털 영상 신호로 「H(하이)」가 유지 회로(110)에 입력된 경우에는 신호 선택 회로(120)에 있어서 제1 TFT(121)에는 로우가 입력되기 때문에 제1 TFT(121)는 오프가 되며, 다른 쪽의 제2 TFT(122)에는 하이가 입력되기 때문에 제2 TFT(122)는 온이 된다. 그렇게 하면, 신호 B가 선택되어 액정에는 신호 B의 전압이 인가된다. 즉, 신호 B의 교류 전압이 인가되며 액정이 전계에 의해 상승하기 때문에, NW의 표시 패널에서는 표시로서는 흑 표시로서 관찰할 수 있다.
드레인 신호선(61)에 디지털 영상 신호로 로우가 유지 회로(110)에 입력된 경우에는, 신호 선택 회로(120)에 있어서 제1 TFT(121)에는 하이가 입력되기 때문에 제1 TFT(121)는 온이 되고, 다른 쪽의 제2 TFT(122)에는 로우가 입력되기 때문에 제2 TFT(122)는 오프가 된다. 그렇게 하면, 신호 A가 선택되어 액정에는 신호 A의 전압이 인가된다. 즉, 대향 전극(32)과 동일한 전압이 인가되기 때문에, 전계가 발생하지 않고 액정은 상승하지 않기 때문에, NW의 표시 패널에서는 표시로서는 백 표시로서 관찰할 수 있다.
이와 같이, 1 화면분을 기입하고 그것을 유지함으로써 정지 화상으로서 표시할 수 있지만, 그 경우에는 각 드라이버(50, 60) 및 LSI(91)의 구동을 정지하기 때문에, 그 만큼 저소비 전력화할 수 있다.
다음에, 통상 동작 모드 시의 유지 회로(110)의 기능에 대하여 설명한다. 통상 동작 모드 시에는 아날로그 표시 회로가 선택되어 있기 때문에, 유지 회로(110)가 유지하고 있는 메모리 내용은 표시에 기여하지 못한다. 한편, 유지 회로(110)는 화소 전극(17)에 중첩하여 배치되어 있다. 그리고, 유지 회로(110)를 구성하는 각 소자, 배선은 통상 동작 모드 시에 일정 전압으로 고정된다. 이에 의해 유지 회로(110)와 화소 전극(17) 사이에는 일정한 기생 용량이 생기고, 이 용량은 통상 동작 모드에 있어서 보조 용량(85)과 함께 보조 용량의 일부로서 기능한다. 따라서, 본 실시예의 보조 용량(85)은 종래의 보조 용량에 비하여 용량치를 작게 할 수 있다. 보조 용량(85)의 용량치는 전극끼리가 대향하는 면적에 비례하기 때문에, 용량치가 작다는 것은, 즉 보조 용량(85)의 면적이 종래의 보조 용량의 면적에 비교하여 작다는 것이다. 따라서, 본 실시예는 보조 용량의 면적을 작게 한 만큼 화소 사이즈를 작게 할 수 있어 고정밀화할 수 있다.
이 때, 유지 회로(110)의 전위를 어떠한 전압으로 고정할지는 임의이다. 보조 용량으로서 요구되는 것은 일정 기간에 펄스가 인가되는 것 같은 변동하는 전위가 아니라, 임의의 일정한 전압으로 고정되는 것으로, 그 전압이 어떠한 값이라도, 또한 유지 회로(110) 내에서 서로 다른 전위로 고정되어 있어도 보조 용량으로서 기능시킬 수 있다. 따라서, 참조 전압 VDD, VSS를 소정의 전압으로 유지해 두는 것에 의해, 통상 동작 모드 시에 유지 회로(110)의 내용을 계속 유지하고, 또한 유지 회로(110)를 보조 용량으로서 이용할 수 있다.
상기 실시예에서는, 유지 회로(110)는 1 비트만을 유지하지만, 물론 유지 회로(110)를 다비트화하면, 메모리 동작 모드로 계조 표시를 행할 수도 있고, 유지 회로(110)를 아날로그치를 기억하는 메모리라고 하면, 메모리 동작 모드에서의 풀 컬러 표시도 가능하다. 어떠한 메모리를 유지 회로(110)에 이용해도 일정 전압으로 고정하여 보조 용량으로서 이용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 액정 표시 패널(100)로 풀 컬러의 동화상 표시를 행하는 통상 동작 모드(아날로그 표시 모드)와, 저소비 전력으로 디지털 계조 표시를 행하는 메모리 동작 모드(디지털 표시 모드의 경우)라는 2 종류의 표시에 대응할 수 있다.
다음에, 본 실시예의 레이아웃에 대하여 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2는 본 실시예의 레이아웃을 나타내는 개념도이다. 회로 선택 회로의 P 채널 회로 선택 TFT(41), N 채널 TFT(42), 화소 선택 회로의 N 채널 화소 선택 TFT(71), 회로 선택 회로의 P 채널 TFT(44)가 직렬로 접속되고, 화소 전극(17)에 컨택트(16)를 통해 접속되어 있음과 함께 보조 용량(85)에 접속되어 있다. 보조 용량(85)은 보조 용량선(87)에 접속된 제1 보조 용량 전극(85a)과 화소 선택 TFT(71)의 반도체층에 접속된 제2 보조 용량 전극(85b)이 대향함으로써 형성되어 있다. 보조 용량(85)의 용량치는 이 대향하는 전극(85a, 85b)의 면적에 비례한다. 또한, 회로 선택 TFT(42), 유지 회로(110), 회로 선택 회로의 N 채널 TFT(45)가 컨택트(16)를 통해 화소 전극(17)에 접속되어 있다. 이상의 구성은 모두 화소 전극(17)에 중첩하여 배치되어 있다. 특히, 많은 면적을 필요로 하는 유지 회로(110)를 화소 전극(17) 사이에 배치하지 않고, 화소 전극(17)에 중첩하기 때문에, 화소 전극(17)을 최대 면적으로 할 수 있다. 반대로 말하면, 하나의 화소에 필요한 면적이 최소가 되기 때문에, 고정밀의 LCD로 할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 통상 동작 모드에 있어서는 유지 회로(110)에 일정한 전압이 인가되며, 보조 용량으로서 기능하기 때문에, 보조 용량 전극(85a, 85b)의 면적은 종래의 액정 표시 장치에 비하여 축소되고 있다.
그런데, 본 실시예의 LCD는 반사형 LCD이다. 본 실시예의 반사형 LCD의 도 2의 A-A'선 단면도를 도 3에 도시한다. 한쪽의 절연성 기판(10) 상에 다결정 실리콘으로 이루어지고 아일랜드화(island)된 반도체층(11)이 배치되고, 그 위를 게이트 절연막(12)으로 덮어서 배치되어 있다. 반도체층(11)의 상방에 있어서 게이트 절연막(12) 상에는 게이트 전극(13)이 배치되고, 이 게이트 전극(13)의 양측에 위치하는 하층의 반도체층(11)에는 소스 및 드레인이 형성되어 있다. 게이트 전극(13) 및 게이트 절연막(12) 상에는 이들을 덮는 층간 절연막(14)이 형성되어 있다. 그리고 그 드레인 및 소스에 대응한 위치에는 컨택트가 형성되어 있고, 그 컨택트를 통해 드레인은 화소 선택 TFT(71)에, 소스는 컨택트(16)를 통해 화소 전극(17)에, 각각 접속되어 있다. 평탄화 절연막(15) 상에 형성된 각 표시 전극(17)은 알루미늄(Al) 등의 반사 재료로 이루어져 있다. 각 표시 전극(17) 및 평탄화 절연막(15) 상에는 액정(21)을 배향하는 폴리이미드 등으로 이루어지는 배향막(20)이 형성되어 있다.
다른 쪽의 절연성 기판(30) 상에는 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 색을 나타내는 컬러 필터(31), ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전성막으로 이루어지는 대향 전극(32), 및 액정(21)을 배향하는 배향막(33)이 순서대로 형성되어 있다. 물론 컬러 표시로 하지 않은 경우에는 컬러 필터(31)는 불필요하다.
이렇게 해서 형성된 한쌍의 절연성 기판(10, 30)의 주변을 접착성 시일재에 의해 접착하고, 그것에 의해서 형성된 공극에 액정(21)이 충전되어 있다.
반사형 LCD에서는 도면 중 점선 화살표로 나타낸 바와 같이, 절연성 기판(30)측으로부터 입사한 외광이 표시 전극(17)에 의해 반사되고 관찰자(1)측으로 출사하여 표시를 관찰할 수 있다.
반사형 LCD는 빛이 화소 전극(17)을 투과하지 못하기 때문에 화소 전극(17) 하에 어떠한 소자가 배치되어 있어도 개구율에 영향을 미치게 하지 않는다. 그리고, 큰 면적을 필요로 하는 유지 회로(110)를 화소 전극(17) 하에 배치함으로써, 화소의 간격을 통상의 LCD와 동등하게 할 수도 있다. 또한, 본 실시예와 같이 모든 구성을 화소 전극 하에 배치할 필요는 없고, 일부 구성을 화소 전극 간에 배치해도 된다.
다음에 본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명한다. 도 4는 본 실시예의 평면 레이아웃을 나타내는 개념도이다. 본 실시예는 RGB 각 색의 화소가 정렬하여 배치된 스트라이프 배열로서, 각각의 화소 전극(17)에는 RGB 중 하나의 컬러 필터가 대응하여 배치되어 있고, 그것을 참조 부호 17R, 17G, 17B로서 나타낸다. RGB 각각의 화소는, 도 2와 마찬가지의 회로를 구비하고, 각각의 화소로 그 화소의 데이터를 보유 회로(110)에 유지할 수 있게 되어 있다.
본 실시예에서 특징적인 점은 화소 전극(17)의 레이아웃과, 유지 회로나 선택 회로, 보조 용량 등의 회로 레이아웃이 일치하지 않은 점이다. 이점에 대하여, 이하에 의해 상세히 진술한다. 우선 화소 전극(17R)에 주목한다. 화소 전극(17R)은 도면 좌단에 배치되고, 상하 방향으로 긴 구형상이다. 화소 전극(17R)과 그 회로를 접속하는 컨택트는 참조 부호 16R로 나타내고 있다. 그리고, 회로 선택 TFT(41R, 44R), 화소 선택 TFT(71R)가 직렬로 접속되고, 그 일부는 인접 화소인 화소 전극(17G)에까지 연장되어 있다. 마찬가지로 보조 용량(85R), 유지 회로(110R)도 화소 전극(17G)으로 연장되어 있다. 그리고, 화소 전극(17G)은 컨택트(16G)를 통해 대응하는 회로에 접속되어 있고, 회로 선택 TFT(41G), 화소 선택 TFT(71G), 보조 용량(85G), 유지 회로(110G)는 인접 화소인 화소 전극(17R)에 중첩하여 배치되어 있다.
그리고, 화소 전극(17R, 17G)에 대응하는 회로는 게이트 신호선(51)을 공유하고, 게이트 신호선(51) 상의 일점을 중심으로 하여 서로 점대칭으로 배치되어 있다. 이하, 마찬가지로, 화소 전극(17B)에 대응하는 회로는 더욱 그 인접한 도시하지 않은 화소 전극으로 연장된다. 이 화소를 화소 전극(17R')으로 하면, 화소 전극(17R')에 대응하는 회로는 반대로 화소 전극(17B)에 중첩한다.
이와 같이 배치하는 것의 장점에 대하여 이하에 설명한다. 예를 들면 RGB 3색을 하나의 화소로 하고, 이 화소를 거의 정방형으로 하고자 하면, RGB 개개의 화소는 3 : 1로 세로 길이의 장방형이 된다. 일반적으로 스트라이프 배열의 RGB 개개의 화소는 한 방향으로 긴 구형이 된다. 그와 같이 가늘고 긴 구형의 화소 전극(17) 하에 레이아웃을 정합하여 유지 회로(110) 등을 배치하고자 하면, 회로의 설계가 곤란해진다. 그것에 대하여 본 실시예이면, 화소 전극(17)의 레이아웃과 회로의 레이아웃이 다르기 때문에, 쓸데없는 배선의 우회 등이 불필요해져서 스페이스 효율이 상승하고, 유지 회로가 필요로 하는 면적을 보다 작게 할 수 있다. 유지 회로가 부착된 LCD인 경우, 1 화소의 최소 면적은, 주로 유지 회로가 차지하는 면적이 지배적이기 때문에, 유지 회로를 축소하는 것은 LCD의 고정밀화에 직결한다고 할 수 있다.
다음에, 회로를 게이트 신호선(51)을 사이에 두고 대칭으로 배치하는 것의 장점에 대하여 이하에 설명한다. 인접 화소끼리로 영역을 서로 공유하는 경우, 화소마다 회로 내의 레이아웃을 조정할 필요가 생기지만, 인접 화소끼리 점대칭으로 배치하면, 하나의 화소의 회로를 설계하고, 그 회로를 미러링(mirroring)하여 설계할 수 있어 회로 설계의 효율적이 좋다. 단, 도면 중에서 화소 상하단에 나타낸 4개의 전원선으로의 결선은 조정할 필요가 있다. 또한, 회로 레이아웃을 점대칭으로 하지 않고 평행하게 이동한다고 하면, 인접 화소끼리의 게이트 신호선(51)은 서로 떨어져서 배치할 필요가 생기고, 게이트 신호선(51)을 각 행 2개 배치할 필요가 생긴다. 이에 대하여, 본 실시예에서는 게이트 신호선(51)을 중심으로 하여 회로를 대칭으로 배치하고 있기 때문에, 게이트 신호선(51)은 각 행 1개로 충분하여 늘릴 필요가 없다. 또한, 유지 회로(110)가 SRAM이면 고저 2 종류의 전원선(VDD, VSS), 고저 2 종류의 참조 전원선(신호 A, 신호 B), 합계 4개의 전원선이 필요하다. 이들은 모든 화소에서 공통으로 이용되는 전원이다. 이들의 전원선도 회로를 대칭으로 배치함으로써 열 방향으로 인접하는 화소끼리로 공유할 수 있다. 이와 같이, 각종 배선을 복수 화소로 공유함으로써 회로 면적을 축소하고 보다 고정밀의 LCD로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서도, 통상 동작 모드 시에는 유지 회로(110)는 일정 전압으로 고정되고, 유지 회로(110)는 보조 용량으로서 기능한다. 유지 회로(110)는 상호 인접 화소에 연장하고 있지만, 유지 회로(110)가 어느쪽 화소에 접속되어 있을지에는 상관없이, 그 유지 회로(110)가 중첩하는 화소 전극(17)과 용량을 형성하고, 그 화소의 보조 용량으로서 기능한다.
다음에, 제3 실시예에 대하여 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5는 제2 실시예가 2 화소로 화소 영역을 공유하여 회로를 배치하고 있는데 비하여 3 화소(17R, 17G, 17B)로 화소 영역을 공유하여 회로를 배치하도록 레이아웃하고 있는 점에서 제2 실시예와 다르다. 본 실시예에 있어서, 회로 구성에 대해서는 제2 실시예와 마찬가지이기 때문에, 도면의 간략화를 위해서 회로 선택 TFT(41, 42, 44, 45), 컨택트(16), 보조 용량(85), 유지 회로(110) 및 이들을 연결하는 배선을 회로(200)로서 표시하고, 화소 선택 TFT(71), 컨택트(16)를 각각 R, G, B로서 표시하고 있다. 본 실시예에 있어서, 각 화소의 회로(200R, 200G, 200B)는 각각 인접하는 3 화소의 영역에 걸쳐서 배치되어 있다. 이와 같이, 보다 많은 화소에 걸쳐서 배치하면, 보다 많은 스페이스를 이용할 수 있어, 회로마다의 무효 공간을 줄여서 스페이스 효율을 더욱 향상할 수 있기 때문에, 회로(200)의 면적을 더 축소할 수 있다. 단, 본 실시예는 3 화소에 걸쳐서 형성하기 때문에, 상기 실시예와 달리 점대칭으로 배치할 수 없다. 따라서, 본 실시예의 회로(200)의 배치는 각 화소마다 개별적으로 설계할 필요가 있고, 제2 실시예와 같이 2 화소로 회로 영역을 공유하는 편이 회로 설계의 효율은 좋다. 그리고, 화소 선택 TFT(71)나 화소 전극과의 컨택트(16)는 RGB 각각의 화소에 중첩시킨 쪽이 좋다. 따라서, 필연적으로 회로(200)는 RGB 마다 내부의 배치가 다르다.
이 때, 각 화소 전극과 회로(200)를 구성하는 각 소자, 보조 용량, 배선 등이 화소 전극과 대향하는 면적을, 각 화소에서 가능한 한 같게 할 필요가 있다. 각 화소마다 회로 소자나 배선과의 대향 면적이 화소마다 다르면, 그에 의하여 생기는 기생 용량이 화소마다 다르게 되며, 화면을 표시할 때에 화상이 깜빡거리는 등, 표시 품질을 저하시키는 원인이 되게 된다. 그러나, 유지 회로와 화소 전극과의 기생 용량을 화소마다 고르게 하도록 회로 설계를 행하는 것은 곤란하다. 그래서 본 실시예에 있어서는 회로(200)를 구성하는 각 소자, 배선이 화소 전극과 형성하는 용량 CC와, 보조 용량 CSC와의 합계 용량 Ctotal이 각 화소에서 같아지도록, 보조 용량치 CSC가 설정되고 있다. 즉, 화소마다 용량 CC가 다르더라도 그 차를 흡수하도록 보조 용량 CSC의 용량이 설정되어 있다.
예를 들면, 회로(200R, 200G, 200B)의 화소 전극(17R)에 중첩하는 부분보다도 화소 전극(17G)에 중첩하는 면적이 크고, 기생 용량이 큰 경우, 회로(200R)에 포함되는 보조 용량(85)의 용량치를 크게, 회로(200G)에 포함되는 보조 용량(85)의 용량치를 작게 설계하면, 양 화소의 합계 용량 Ctotal의 차를 작게 할 수 있다.
단, 기생 용량은 중첩하는 면적, 전극 사이 거리, 전극 사이의 유전률 등, 여러가지 요인에 의해 결정되며, 회로(200)와 화소 전극 사이에 생기는 기생 용량을 완전하게 정확하게 예상하는 것은 곤란하다. 따라서, 합계 용량 Ctotal을 각 화소에서 완전하게 같게 하는 것도 곤란하다. 적어도 합계 용량 Ctotal의 화소마다의 차가 유지 회로(110)와 화소 전극이 형성하는 용량의 화소마다의 차보다도 적게되어 있으면 효과를 발휘할 수 있다. 그래서, 임의의 2 화소에 있어서의 합계 용량 Ctotal의 차를 ΔCtotal, 상기 화소 전극과 상기 대향 전극이 액정을 사이에 두고 형성하는 용량 CLC로 하면,
가 되도록 설계하면 된다. 이와 같이 배치하면, 각 화소마다의 대향 면적의 차에 의한 표시 품질의 저하는 그만큼 현저해지지 않는다. 또한,
으로 하면, 표시 품질의 저하는 거의 시인되지 않는다. 또한,
으로 하면, 표시 품질의 저하는 실질적으로 없어진다.
다음에, 본 발명의 제3 실시예에 대하여 진술한다. 도 6은 본 실시예의 레이아웃 개념도이다. 도 6에는 화소 전극(17a, 17b)에 대응하는 2 화소가 나타나고 있다. 화소 전극(17a, 17b) 각각에 회로 선택 TFT(41), 화소 선택 TFT(71), 회로 선택 TFT(44)가 직렬로 접속되어 있음과 함께 보조 용량(85)이 접속되어 있다. 이상의 구성은 제1 실시예와 완전히 마찬가지이다.
본 실시예가 특징으로 하는 바는, 유지 회로(110)가 2 화소에 걸쳐서 배치되어 있고, 2 화소가 하나의 유지 회로(110)를 공유한다는 점에 있다. 이하에, 이 점에 대하여 자세히 설명한다.
유지 회로(110)는 회로 선택 TFT(42)를 통해 드레인 신호선(61a)에 접속되며, 유지 회로(110)로부터 출력되는 영상 신호는 회로 선택 TFT(45a, 45b)를 통해 각각의 화소 전극(17a, 17b)에 입력된다. 그리고, 통상 동작 모드 시에 화소 전극(17b)에 영상 신호를 공급하고 있는 드레인 신호선(61b)에는 유지 회로(110)는 접속되어 있지 않다. 그리고, 도시하지 않은 드레인 드라이버(60)는 드레인 신호선(61)에 대하여 한개마다 출력한다. 또한, 출력하는 영상 신호는 2개의 드레인 신호선(61)의 영상 신호로부터 산출되는 중간값에 따른 신호이다.
즉, 메모리 동작 모드(디지털 표시 모드)의 경우, 2개의 화소 전극(17a, 17b)에는 통상 동작 모드 시에 이들에 공급되는 영상 신호 중간의 영상 신호가 공통으로 공급되며, 드레인 신호선(61b)은 스킵되기 때문에, 화소 전극(17a, 17b)은, 말하자면 하나의 화소로서 동작한다. 이와 같이, 2 화소를 1 화소로서 취급하여, 의사적으로「화소수」를 떨어뜨려 표시를 행한다.
본 실시예에 따르면, 회로 면적을 필요로 하는 유지 회로(110)를 2개의 화소에서 공유하고 있기 때문에, 화소 배치를 보다 밀도있게, 즉 표시 장치를 보다 고정밀로 할 수 있다. 또한, 메모리 동작 모드 시에 동작시키는 SRAM의 수는 통상 모드 시의 화소수의 1/2, 특히 열수가 1/2이다. 따라서, 드레인 드라이버(60)의 동작 주파수를 더 낮게 하는 것이 가능하며, 각 화소에 SRAM을 배치하는 제1 실시예에 비하여, SRAM의 수가 적기 때문에 메모리 동작 모드 시에 이행할 때의 기입하는 SRAM의 수가 적고, 또한 메모리 동작 모드 시에 SRAM의 누설 전류가 적기 때문에, 소비 전력을 더 삭감할 수 있다.
그런데, 본 실시예의 경우도 화소 전극마다 중첩하는 유지 회로(110)의 부분이 다르기 때문에, 화소 전극과 유지 회로(110) 간에 생기는 기생 용량이 다르다. 그래서, 상기 실시예와 마찬가지로, 유지 회로(110)를 구성하는 소자, 배선이 화소 전극과 형성하는 용량 CC와, 보조 용량 CSC와의 합계 용량 Ctotal이 각 화소에서 같아지도록(적어도 차가 작아지도록), 보조 용량치 CSC가 설정되어 있다.
그리고, 통상 동작 모드 시에는 유지 회로(110)는 일정 전압으로 고정되어 보조 용량으로서 기능한다.
또, 상술한 바와 같은 복수 화소에서 하나의 유지 회로(110)를 공유하는 사상은, 특원 2000-351250에 의해 자세히 개시되어 있듯이 상기 실시예 이외에도 여러가지 실시예가 생각되지만, 어느 하나의 실시예에 있어서도, 유지 회로(110)를 구성하는 소자, 배선이 화소 전극과 형성하는 용량 CC와, 보조 용량 CSC와의 합계 용량 Ctotal이 각 화소에서 같아지도록(적어도 차가 작아지도록), 보조 용량치 CSC가 설정되어 있으면 된다.
상기 실시예에서는 반사형 LCD를 이용하여 설명하였지만, 물론 투과형 LCD에 적용하고, 투명한 화소 전극과 유지 회로를 중첩하여 배치하는 것도 가능하다. 그러나 투과형 LCD에서는 금속 배선이 배치되어 있는 곳은 차광되기 때문에, 개구율의 저하를 피할 수 없다. 또한, 투과형 LCD에서 화소 전극 하에 유지 회로를 배치하면, 투과하는 광에 의해 유지 회로나 선택 회로의 트랜지스터가 오동작할 우려가 있기 때문에, 모든 트랜지스터의 게이트 상에 차광막을 설치할 필요가 있다. 따라서, 투과형 LCD에서는 개구율을 높게 하는 것이 곤란하다. 이에 대하여, 반사형 LCD는 화소 전극 하에 어떠한 회로가 배치되어도 개구율에 영향을 끼칠 수는 없다. 또한, 투과형의 액정 표시 장치와 같이, 관찰자측과 반대측에 소위 백 라이트를 이용할 필요가 없기 때문에, 백 라이트를 점등시키기 위한 전력을 필요로 하지 않는다. 유지 회로가 부착된 LCD의 원래의 목적이 소비 전력의 삭감이므로, 본 발명의 표시 장치로서는 백 라이트가 불필요하고 저소비 전력화에 적합한 반사형 LCD인 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시예는 액정 표시 장치를 이용하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 구애되지 않고, 유기 EL 표시 장치나 LED 표시 장치 등, 여러가지 표시 장치에 적용할 수 있다.
이상으로 설명한 바와 같이, 본 발명의 액티브 매트릭스형 표시 장치는 통상 동작 모드 시에, 유지 회로 중 적어도 일부가 소정의 전압으로 고정되어 보조 용량으로서 기능하기 때문에, 보조 용량 전극의 면적을 축소할 수 있다. 따라서, 화소 사이즈를 축소하고 보다 고정밀의 표시 장치로 할 수 있다.
또한, 보조 용량은 유지 회로가 화소 전극에 중첩하는 면적이나 거기에 생기는 기생 용량에 따른 용량을 갖기 때문에, 유지 회로가 복수의 화소 전극에 걸쳐서 배치되어 있는 등과 같이, 화소마다 유지 회로와 화소 전극이 중첩하는 면적이 달랐다고 해도 화소마다의 기생 용량의 차를 축소하고, 보다 표시 품질을 높게 할 수 있다.
또한, 임의의 2 화소에서의 합계 용량 Ctotal의 차 ΔCtotal을, 화소 전극과 대향 전극이 액정을 사이에 두고 형성하는 용량 CLC에 대하여,
를 만족하도록 함으로써 현저한 화질 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 회로도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예의 평면 레이아웃을 나타내는 개념도.
도 3은 본 발명의 실시예의 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예의 평면 레이아웃을 나타내는 개념도.
도 5는 본 발명의 제3 실시예의 평면 레이아웃을 나타내는 개념도.
도 6은 본 발명의 제4 실시예의 평면 레이아웃을 나타내는 개념도.
도 7은 액정 표시 장치의 1 화소를 나타내는 회로도.
도 8은 종래의 유지 회로가 부착된 표시 장치를 나타내는 회로도.
도 9는 종래의 유지 회로가 부착된 액정 표시 장치의 1 화소를 나타내는 회로도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
17 : 화소 전극
40, 43 : 회로 선택 회로
70 : 화소 선택 회로
85 : 보조 용량
110 : 유지 회로

Claims (6)

  1. 기판 상의 한 방향으로 배치된 복수의 게이트 신호선과,
    상기 게이트 신호선에 교차하는 방향으로 배치된 복수의 드레인 신호선과,
    상기 게이트 신호선으로부터의 주사 신호에 의해 선택됨과 함께 상기 드레인 신호선으로부터 영상 신호가 공급되는 복수의 화소 전극과,
    상기 복수의 화소 전극에 대향하는 대향 전극과,
    상기 화소 전극과 상기 대향 전극 간에 협지되는 액정과,
    상기 화소 전극과 대향하여 배치되며, 상기 화소 전극과 상기 대향 전극 간에 인가되는 전압을 유지하는 보조 용량을 형성하는 보조 용량 전극과,
    상기 화소 전극에 대응하여 배치되며, 영상 신호에 따른 데이터를 기억하는 유지 회로
    를 구비하고,
    수시로 입력되는 영상 신호에 따른 화소 전압을 수시로 인가하여 표시하는 통상 동작 모드와,
    상기 유지 회로가 기억한 데이터에 따라 표시하는 메모리 동작 모드를 갖는 액티브 매트릭스형 표시 장치에 있어서,
    상기 통상 동작 모드 시에 상기 유지 회로 중 적어도 일부는 소정의 전위로 고정되고, 상기 화소 전극과 상기 대향 전극 간의 전압을 유지하는 보조 용량으로서 기능하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  2. 기판 상의 한 방향으로 배치된 복수의 게이트 신호선과,
    상기 게이트 신호선에 교차하는 방향으로 배치된 복수의 드레인 신호선과,
    상기 게이트 신호선으로부터의 주사 신호에 의해 선택됨과 함께 상기 드레인 신호선으로부터 영상 신호가 공급되는 복수의 화소 전극과,
    상기 복수의 화소 전극에 대향하는 대향 전극과,
    상기 화소 전극과 상기 대향 전극 사이에 협지되는 액정과,
    상기 화소 전극과 상기 대향 전극 사이에 인가되는 전압을 유지하는 보조 용량과,
    상기 화소 전극에 대응하여 배치되며, 영상 신호에 따른 데이터를 기억하는 유지 회로
    를 구비하고,
    수시로 입력되는 영상 신호에 따른 화소 전압을 수시로 인가하여 표시하는 통상 동작 모드와,
    상기 유지 회로가 기억한 데이터에 따라 표시하는 메모리 동작 모드를 갖는 액티브 매트릭스형 표시 장치에 있어서,
    상기 보조 용량은 상기 유지 회로가 상기 화소 전극에 중첩하는 면적에 따른 용량을 갖는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  3. 기판 상의 한 방향으로 배치된 복수의 게이트 신호선과,
    상기 게이트 신호선에 교차하는 방향으로 배치된 복수의 드레인 신호선과,
    상기 게이트 신호선으로부터의 주사 신호에 의해 선택됨과 함께 상기 드레인 신호선으로부터 영상 신호가 공급되는 복수의 화소 전극과,
    상기 복수의 화소 전극에 대향하는 대향 전극과,
    상기 화소 전극과 상기 대향 전극 간에 협지되는 액정과,
    상기 화소 전극과 상기 대향 전극 간에 인가되는 전압을 유지하는 보조 용량과,
    상기 화소 전극에 대응하여 배치되며, 영상 신호에 따른 데이터를 기억하는 유지 회로
    를 구비하고,
    수시로 입력되는 영상 신호에 따른 화소 전압을 수시로 인가하여 표시하는 통상 동작 모드와,
    상기 유지 회로가 기억한 데이터에 따라 표시하는 메모리 동작 모드를 갖는 액티브 매트릭스형 표시 장치에 있어서,
    상기 보조 용량은 상기 유지 회로와 상기 화소 전극 간에 생기는 기생 용량에 따른 용량을 갖는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유지 회로는 복수의 상기 화소 전극에 걸쳐서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 용량은 각 화소마다 다른 용량치를 갖고,
    보조 용량의 용량치와 상기 유지 회로가 화소 전극과 형성하는 용량의 합계의 화소마다의 차는 상기 유지 회로가 화소 전극과 형성하는 용량의 화소마다의 차보다도 작은 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    임의의 2 화소에서의 합계 용량 Ctotal의 차를 ΔCtotal, 상기 화소 전극과 상기 대향 전극이 액정을 사이에 두고 형성하는 용량 CLC로 하면,
    를 만족하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
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