KR100810289B1 - 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치 - Google Patents

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엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디.
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Abstract

본 발명은 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에 있어서, 신호선 드라이버 수를 삭감하기 위한 것으로서, 상기 목적을 달성하기 위한 해결수단에 있어서, 개시된 표시 장치는, 행방향의 복수개의 주사선과 열방향의 복수개의 신호선의 교점마다 화소 전극을 배치하고, 대향 전극에 대한 화소 전극의 전압에 응하여 화소마다 다른 표시 상태를 형성하는 쌍안정성의 표시 패널(4)에 있어서, 복수개의 신호선을 복수개마다 순차로 분할하여 복수개의 단자에 접속함과 함께, 복수개의 신호선에 대응하는 화상 입력을 순차로 복수개씩으로 구분하여 각 군의 복수개의 화상 신호를 복수개의 단자에 순차로 시분할적으로 공급하는 신호선 구동 회로(1)와, 복수개의 주사선을 복수개씩 순차로 분할한 복수군의 주사선에 대해 군마다 군을 구성하는 각 주사선을 순차로 구동하는 주사선 구동 회로(2)를 구비하고, 각 주사선의 구동에 응하여 대응하는 신호선과 화소 전극 사이에 접속된 TFT를 액티브로 하여 신호선의 화상 전압을 화소 전극에 공급하여, 그 극성에 응하여 화소마다의 쌍안정성 표시를 행한다.
Figure R1020060028788
액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치

Description

액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치{ACTIVE MATRIX TYPE BISTABLE DISPLAY}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예인 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치의 전체 구성을 도시한 블록도.
도 2는 동 실시예에서의 신호선 구동 회로의 구성예를 도시한 도면.
도 3은 동 실시예에서의 주사선 구동 회로의 구성예를 도시한 도면.
도 4는 주사선 구동 회로의 동작 타임 차트를 도시한 도면.
도 5는 동 실시예에서의 표시 패널의 구성을 도시한 도면.
도 6은 동 실시예에서의 화소 전극을 포함하는 TFT 기판의 상세 구성을 도시한 도면.
도 7은 동 실시예에서의 TFT 기판과 화소 전극을 포함하는 표시 패널의 구조를 도시한 도면.
도 8은 동 실시예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치의 단면 구성을 도시한 도면.
도 9는 동 실시예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치의 구동 타임 차트를 도시한 도면.
도 10은 동 실시예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의 화소 전 극 전압과 흑의 표시 농도를 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예인 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의 주사선 구동 회로의 구성을 도시한 도면.
도 12는 동 실시예의 주사선 구동 회로의 동작 타이밍을 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예인 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치의 전체 구성을 도시한 블록도.
도 14는 동 실시예에서의 주사선 구동 회로의 구성을 도시한 도면.
도 15는 동 실시예에서의 패리티선 구동 회로의 구성예를 도시한 도면.
도 16은 패리티선 구동 회로의 동작 타임 차트를 도시한 도면.
도 17은 동 실시예에서의 표시 패널의 구성을 도시한 도면.
도 18은 전기영동형 표시 장치의 표시 특성을 예시한 도면.
도 19는 종래의 전기영동형 표시 장치에서 표시부를 액티브로 구동하는 경우의 표시 패널의 구성예를 도시한 도면.
도 20은 통상의 액정 표시 장치와 쌍안정성 표시 장치의 구동 방법의 차이를 설명하기 위한 도면.
(부호의 설명)
1 : 신호선 구동 회로(신호선 구동 수단)
2, 2A : 주사선 구동 회로(주사선 구동 수단)
3 : 제어 회로
4, 4A : 표시 패널
5 : 패리티선 구동 회로(패리티선 구동 수단)
6 : 배분 회로(배분 수단)
11 : 대향 기판
12 : 전기영동층
13 : TFT 기판
14 : 대향 전극
15 : 마이크로 캡슐
16 : 바인더
17 : 용매
18 : 백색 입자
19 : 흑색 입자
20 : 화소 전극
21 : 박막 트랜지스터(TFT)
H1, H1, …, H80 : 신호선 드라이버
SR1·1, SR1·2, SR1·3, SR2·1, SR2·2, …, SR320·3, SR1, SR2, …, SR320, SRa, SRb, SRc : 시프트 레지스터
T1·1, T1·2, T1·3, …, T240·1, T1·1a, T1·1b, T1·2a, T1·2b, …, T240·320a, T240·320b : a-SiTFT
기술분야
본 발명은, 신호선 증폭기(H드라이버)의 삭을 적게 하는 것이 가능한, 액티브 매트릭스형 쌍안정성(雙安定性) 표시 장치에 관한 것이다.
종래기술
근래에 있어서, 전자 페이퍼나 퍼블릭 디스플레이, 또는 IC 카드의 표시부 등에서 사용하기 위한 표시 장치로서, 쌍안정성 표시 장치의 개발이 진행되고 있다. 쌍안정성 표시 장치는, 주로 반사형의 표시 장치로서, 표시 재기록시에만 화상 신호를 입력하고, 재기록하지 않는 상태에서는 화상 신호를 입력할 필요가 없기 때문에, 저소비전력화가 용이하다는 특징을 갖고 있다.
쌍안정성 표시 장치의 예로서는, 전기영동형(電氣泳動型) 표시 장치(EPD)(비특허 문헌 1 참조)나 폴리머 네트워크형 액정 표시 장치(비특허 문헌 2 참조), 쌍안정성 네머틱 액정 표시 장치(비특허 문헌 3 참조) 등이 알려져 있다.
이 중, 전기영동형 표시 장치는, 구조가 비교적 간단하고 염가로 제작할 수 있음과 함께 저소비전력이고, 또한 표시의 안정성에도 우수하기 때문에, 장래성이 예상되고 있는 것이다.
전기영동형 표시 장치는, 내면에 투명 도전막으로 이루어지는 대향 전극이 마련된 투명한 표면판과, 행방향과 열방향으로 화소 전극이 배열된 화소 전극판을 미소 거리 띠우고 배치하고, 표면판과 화소 전극판 사이의 갭 공간 내에, 대전극성(帶電極性)이 다른 2종류의 전하 입자를 혼합하여 이루어지는 토너 분(粉)을 공 기와 함께에 봉입(封入)한 것이다.
이와 같은 표시 장치에서는, 통상, 대향 전극을 0전위로 함과 함께, 화소 전극에 주는 전압을 제어함에 의해, 화소 전극을 +전위로 하였을 때는, 대향 전극측에 +의 대전극성을 갖는 흑색 입자가 흡착되고, 화소 전극측에 -의 대전극성을 갖는 백색 입자가 흡착됨에 의해, 투명한 표면판을 통하여 흑색이 표시되고, 또한 화소 전극을 -전압으로 한 때는, 대향 전극측에 백색 입자가 흡착되고, 화소 전극측에 흑색 입자가 흡착됨에 의해 표면 판측에 백색이 표시되기 때문에, 이와 같이, 화소 전극마다 주는 전압의 극성을 제어함에 의해, 문자나 화상 등을 표시할 수 있다.
또한, 전기영동형 표시 장치에는, 플러스(+)에 대전한 흑입자와 마이너스(-)에 대전한 백입자를 마이크로 캡슐에 봉입하여, 필름형상으로 형성한 것도 있다.
이 형식의 경우는, 전압을 인가함에 의해, 흑색 표시시에, 마이크로 캡슐 내의 흑입자가 대향 전극측에 흡착되고, 백입자가 화소 전극측에 흡착됨과 함께, 백색 표시시에는, 마이크로 캡슐 내의 백입자가 대향 전극측에 흡착되고, 흑입자가 화소 전극측에 흡착됨에 의해, 전술한 경우와 마찬가지로, 문자나 화상 등을 표시할 수 있다.
도 18은 전기영동형 표시 장치의 표시 특성을 예시한 것으로서, 어느 구조의 전기영동형 표시 장치라도, 화소 전극에 주어지는 +전압이 높아짐에 따라 흑색의 농도가 높아지고, 화소 전극에 주어지는 -전압이 높아짐에 따라 흰색의 농도가 높아저서, 어느 방향에서도, 전압이 높아짐에 따라 농도가 포화 상태(100％)에 근접 하여 안정되고, 쌍안정성을 갖는 것이 도시되어 있다. 이와 같은 흑백의 분포 상태는, 화소 전극의 전압이 0 또는 개방 상태로 되어도 보존되기 때문에, 표시에 메모리성을 갖고 있다.
또한 화소 전극은, 그 하부에, 행방향의 복수개의 주사선과 열방향의 복수개의 신호선을 구비함과 함께, 각 주사선과 신호선의 교점마다 박막 트랜지스터(TFT)로 이루어지는 구동용 트랜지스터를 마련한 TFT 기판을 갖고 있다. 각 화소 전극은, 대응하는 주사선이 구동된 때, TFT가 액티브로 되어 대응하는 신호선에 접속됨에 의해 그 전압이 인가되는, 액티브 매트릭스형의 구성을 갖고 있다.
도 19는, 종래의 전기영동형 표시 장치에서 표시부를 액티브로 구동하는 경우의 표시 패널의 구성예를 도시한 것이다.
종래의 전기영동형 표시 장치의 표시 패널에서는, 도 19에 도시한 바와 같이, TFT 기판상에, 열방향으로 연장 마련된 복수개의 신호선(D1, D2, …, Dn, Dn+1, …)과, 이것과 직교하는 행방향으로 연장 마련된 복수개의 주사선(G1, G2, …, Gm, Gm+1, …)를 마련함과 함께, 각 신호선과 주사선과의 교점에 어모퍼스 실리콘(a-Si) 등으로 형성된 TFT(T1·1, T2·1, …, Tn·1, T(n+1)·1, …), (T1·2, T2·2, …, Tn·2, T(n+1)·2, …), (T1·m, T2·m, …, Tn·m, T(n+1)·m, …), (T1·(m+1), T2·(m+1), …, Tn·(m+1), T(n+1)·(m+1), …), …를 마련하여, 신호선과 주사선의 구동이 일치한 때, 그 신호선과 주사선과의 교점에 접속된 TFT가 액티브로 되어, 신호선의 전압을 대응하는 화소 용량(C1·1, C2·1, …, Cn·1, C(n+1)·1, …), (C1·2, C2·2, …, Cn·2, C(n+1)·2, …), (C1·m, C2·m, …, Cn·m, C(n+1)·m, …), (C1·(m+1), C2·(m+1), …, Cn·(m+1), C(n+1)·(m+1), …), …에 스위칭하도록 구성되어 있다.
여기서, 각 화소 용량은, 도 19에서 상부에 도시된 대응하는 TFT에 접속되는 화소 전극과, 하부에 도시된 둥근표시로 접속 상태를 나타내는 대향 전극 사이에 형성되는 용량을 나타내고 있다.
도 20은, 통상의 액정 표시 장치와 쌍안정성 표시 장치와의 구동 방법의 차이를 설명하는 것이다.
통상의 액정 표시 장치에서의 각 화소는, 도 20(a)에 도시한 바와 같이, 주사선에 주사 신호를 줌과 함께 신호선에 화상 신호를 입력함에 의해, 주사 신호가 온 전압인 때 대응하는 TFT가 온 하여 신호선의 화상 신호가 화소 용량에 기록되고, 주사 신호가 오프로 된 후, 1프레임 기간, 화소 용량에 보존됨에 의해, 영상의 표시가 행하여진다. 그리고, 화상 표시 동작이 종료된 후, 신호선의 전압을 저하시킴에 의해, 표시되어 있던 화상이 소거된다.
한편, 쌍안정성 표시 장치의 경우는, 일반적으로 응답 속도가 100 내지 1000㎳ 정도로서 느리고, 메모리성(보존성)을 갖고 있기 때문에, 예를 들면 1프레임을 1/60s라고 한 경우는, 도 20(b)에 도시한 바와 같이, 화상 신호 기록 기간에 복수 프레임분, 같은 전압을 기록한 후, 화상 보존 기간에는, 전압을 기록하지 않던지 또는 0V로 하는 것이 보통이다. 그리고, 화상 보존 기간 종료시, 반대 극성의 전압을 복수 프레임 기간이 되는 화상 소거 기간에 인가함에 의해, 그때까지 표시되어 있던 화상이 소거된다.
쌍안정성 표시 장치는, 일반적으로 통상의 액정 표시 장치와 같이, 고정밀도의 갭 제어를 필요로 하지 않지만, 반면, 화소 전극부터 대향 전극까지의 거리가 크기 때문에, 기록 구동시의 화상 신호 전압을 높게 할 것이 필요해진다. 특히 필름 구조를 갖는 것에서는, 필름의 두께가 100㎛ 정도로 액정 표시 장치의 경우보다 상당히 두껍기 때문에, 화소 전극으로부터 대향 전극까지의 거리가 크고, 따라서 기록 구동시의 화상 신호 전압을 보다 높게 할 것이 필요해진다.
그 때문에, 신호선을 구동한 신호선 드라이버(H드라이버)에는 고내압 프로세스가 요구됨과 함께, 신호선 드라이버에는 데이터 레지스터, 래치, D/A 컨버터 등을 내장할 필요가 있기 때문에, 시프트 레지스터만으로 구성되는 주사선 드라이버(V드라이버)에 비하여 비용이 높고, 그 때문에 표시 장치 전체의 가격이 상승한다는 문제가 있다.
이에 대해, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2에서는, 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 있어서, H드라이버 수를 삭감하기 위해, 주사선 수를 2배로 함과 함께, 신호선 수를 1/2로 하는 방법(배속 구동 방법)이 개시되어 있다. 이 경우는, 1개의 신호선마다 2개의 화소을 각각 TFT를 통하여 접속함과 함께, 2개의 TFT의 게이트를 각각 다른 주사선에 접속함에 의해, 2개의 화소에 기록하는 신호를 선택할 수 있도록 하고 있다. 그 때문에, 예를 들면 VGA형 액정 표시 장치의 경우, 주사선 수는 480×2=960개로 증가하지만, 신호선 수는 1920/2=960개로 감소한다.
그래서, 이와 같은 회로 구성에 의하면, 종래의 표시 장치와 비교하여, V드라이버 수는 증가하지만 고가인 H드라이버 수가 반감하기 때문에, 액티브 매트릭스 형 액정 표시 장치의 비용을 저감하는 것이 가능해진다.
그러나, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2에 기재된 기술은, 쌍안정성을 갖지 않는 통상의 액정 표시 장치를 대상으로 하는 것이여서, 본 발명이 대상으로 하는 쌍안정성 표시 장치에는 적용할 수가 없다.
또한, 특허 문헌 3에는, 쌍안정성 표시 장치로서 콜레스테릭 액정을 사용한 표시 장치가 개시되어 있다. 콜레스테릭 액정 표시 장치는, 전기영동형 표시 장치와는 특성이 다르지만, 쌍안정성을 갖는 것인 것이 알려져 있다.
그러나, 특허 문헌 3에 기재된 기술은, 패시브 매트릭스형 표시 장치를 대상으로 한 것이여서, 본 발명이 대상으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치에는 적용할 수가 없다.
비특허 문헌 1 : SID(Society of Information Display)04 Digestp. 133
비특허 문헌 2 : 교리쓰출판 차세대 액정 디스플레이 p.57
비특허 문헌 3 : 교리쓰출판 차세대 액정 디스플레이 p.1
특허 문헌 1 : 특개평03-038689호 공보
특허 문헌 2 : 특개평04-360127호 공보
특허 문헌 3 : 특개2002-040391호 공보
이와 같이, 종래, 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서는, 고가인 H드라이버의 수를 삭감하는 것이 가능한 구성에 관해서는 알려져 있지 않았다.
본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 액티브 매트릭스형 쌍 안정성 표시 장치에 있어서, H드라이버 수를 삭감하는 것이 가능한 구성, 및 그 경우에 있어서의, 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 제 1항에 기재된 발명은 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에 관한 것으로, 행방향으로 연장 마련된 복수(N)개의 주사선과, 열방향으로 연장 마련된 복수(M)개의 신호선의 교점마다 화소 전극을 배치하고, 대향 전극에 대한 상기 화소 전극의 전압에 응하여 화소마다 다른 표시 상태를 형성하는 쌍안정성의 표시 패널에 있어서, 상기 복수(M)개의 신호선을 복수(X)개마다 순차로 분할하여 복수(M/X)개의 단자에 접속함과 함께, 상기 복수(M)개의 신호선에 대응하는 화상 입력을 순차로 복수(X)개씩으로 구분하고, 각각의 군(群)을 구성하는 복수(X)개의 화상 신호를 상기 복수(M/X)개의 단자에 각각 순차로 시분할적으로 공급하는 신호선 구동 수단과, 상기 복수(N)개의 주사선을 상기 복수(X)개씩 순차로 분할한 복수(N/X)군으로 이루어지는 주사선에 대해, 각각의 군마다 상기 군을 구성하는 각 주사선을 순차로 구동하는 주사선 구동 수단을 구비하고, 각 주사선의 구동에 응하여, 대응하는 신호선과 화소 전극 사이에 접속된 스위칭 소자를 액티브로 하여 상기 신호선으로부터의 화상 전압을 화소 전극에 공급하여, 상기 화상 전압의 극성에 응하여 상기 표시 패널에서의 화소마다의 쌍안정성 표시를 행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 제 2항에 기재된 발명은, 청구항 제 1항에 기재된 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에 관한 것으로, 상기 신호선 구동 수단이, 상기 복 수(M)개의 신호선에 대응하는 화상 입력을 상기 복수(M/X)개의 단자에 대응하여 배분하는 배분 수단과, 상기 배분 수단으로부터의 각각의 복수(X)개의 신호를, 상기 각 단자에 순차로 시분할적으로 출력하는 복수(M/X)개의 신호선 드라이버로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 제 3항에 기재된 발명은, 청구항 제 1항에 기재된 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에 관한 것으로, 상기 주사선 구동 수단이, 상기 복수(N)개의 주사선을 복수(X)개마다 분할한 복수(N/X)개의 주사선의 신호를 순차로 출력하는 복수(X)열의 시프트 레지스터로 이루어지고, 각 열의 시프트 레지스터의 대응하는 단(段)이 상기 신호선의 각 단자에서의 화상 신호의 상기 시분할 주기씩 지연되어 복수(N/X)개의 주사선을 순차로 구동하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 제 4항에 기재된 발명은, 청구항 제 1항에 기재된 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에 관한 것으로, 상기 신호선과 주사선 및 스위칭 소자가, 상기 대향 전극에 대해 상기 화소 전극의 하부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 제 5항에 기재된 발명은 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에 관한 것으로, 행방향으로 연장 마련된 복수(n)개의 주사선과, 행방향으로 상기 복수(n)개의 주사선의 각각마다 연장 마련된 (X)개의 패리티선과, 열방향으로 연장 마련된 복수(M)개의 신호선에 대해, 상기 복수(M)개의 신호선의 어느 하나와 상기 복수(n)개의 주사선 및 상기 (X)개의 패리티선의 어느 하나와의 교점마다 화소 전극을 배치하고, 대향 전극에 대한 상기 화소 전극의 전압에 응하여 화소 전극 마다 다른 표시 상태를 형성하는 쌍안정성의 표시 패널에 있어서, 상기 복수(M)개의 신호선을 복수(X)개마다 순차로 분할하여 복수(M/X)개의 단자에 접속함과 함께, 상기 복수(M)개의 신호선에 대응하는 화상 입력을 순차로 복수(X)개씩으로 구분하여, 각각의 군을 구성하는 복수(X)개의 화상 신호를 상기 복수(M/X)개의 단자에 각각 순차로 시분할적으로 공급하는 신호선 구동 수단과, 상기 복수(n)개의 주사선을 순차로 구동하는 주사선 구동 수단과, 상기 복수(X)개의 패리티선을 순차로 구동한 패리티선 구동 수단을 구비하고, 각 주사선과 상기 주사선에 속하는 군의 어느 하나의 패리티선과의 구동에 응하여, 상기 신호선과 대응하는 화소 전극 사이에 접속된 스위칭 소자를 액티브로 하여 상기 신호선으로부터의 화상 전압을 화소 전극에 공급하여, 상기 화상 전압의 극성에 응하여 상기 표시 패널에서의 화소마다의 쌍안정성 표시를 행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 제 6항에 기재된 발명은, 청구항 제 5항에 기재된 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에 관한 것으로, 상기 주사선 구동 수단이, 상기 복수(n)개의 주사선에 대응하여 마련된 복수(n)단의 시프트 레지스터로 이루어지고, 각 단의 시프트 레지스터가 상기 복수(n)개의 주사선을 순차로 구동하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 제 7항에 기재된 발명은, 청구항 제 5항에 기재된 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에 관한 것으로, 상기 패리티선 구동 수단이, 상기 복수(X)개의 패리티선에 대응하여 마련된 링 카운터를 형성하는 복수(X)단의 시프트 레지스터로 이루어지고, 각 단의 시프트 레지스터가 상기 복수(X)개의 패리티선을 순차로 구동하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 제 8항에 기재된 발명은, 청구항 제 5항에 기재된 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에 관한 것으로, 상기 신호선과 주사선, 패리티선 및 스위칭 소자가, 상기 대향 전극에 대해 상기 화소 전극의 하부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 제 9항(또는 청구항 제 14항)에 기재된 발명은, 청구항 제 1항(또는 청구항 제 5항)에 기재된 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에 관한 것으로, 화상 기록 기간에 상기 화소 전극에 대한 신호선으로부터의 화상 전압의 기록을 복수 프레임 기간 반복하여 행한 후, 화상 보존 기간에 각 신호선 및 주사선의 전압을 0 또는 개방으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 제 10항(또는 청구항 제 15항)에 기재된 발명은, 청구항 제 3항(또는 청구항 제 6항 또는 7항)에 기재된 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에 관한 것으로, 상기 시프트 레지스터가, 입력 단자에 스타트 신호 또는 전단(前段)의 시프트 레지스터의 출력이 공급되고, 리셋 단자에 다음단(次段)에 시프트 레지스터의 출력 신호가 공급된 부트스트랩형 시프트 레지스터인 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 제 11항(또는 청구항 제 16항)에 기재된 발명은, 청구항 제 1항(또는 청구항 제 5항)에 기재된 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에 관한 것으로, 상기 스위칭 소자가, 어모퍼스 실리콘으로 이루어지는 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 제 12항(또는 청구항 제 17항)에 기재된 발명은, 청구항 제 3항(또는 청구항 제 6항 또는 7항)에 기재된 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에 관한 것으로, 상기 시프트 레지스터가, 어모퍼스 실리콘으로 이루어지는 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 제 13(청구항 제 18항)에 기재된 발명은, 청구항 제 1항(또는 청구항 제 5항)에 기재된 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에 관한 것으로, 상기 쌍안정성 표시 장치가, 전기영동형 표시 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에 의하면, 신호선 드라이버의 수를 삭감할 수 있기 때문에, 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치의 비용을 저감하는 것이 가능해진다.
행방향으로 연장 마련된 복수(N)개의 주사선과, 열방향으로 연장 마련된 복수(M)개의 신호선의 교점마다 화소 전극을 배치하고, 대향 전극에 대한 화소 전극의 전압에 응하여 화소 전극마다 다른 표시 상태를 형성하는 쌍안정성의 표시 패널에 있어서, 복수(M)개의 신호선을 복수(X)개마다 순차로 분할하여 복수(M/X)개의 단자에 접속함과 함께, 복수(M)개의 신호선에 대응하는 화상 입력을 순차로 복수(X)개씩으로 구분하여, 각각의 군을 구성하는 복수(X)개의 화상 신호를 복수(M/X)개의 단자에 각각 순차로 시분할적으로 공급하는 신호선 구동 수단과, 복수(N)개의 주사선을 복수(X)개씩 순차로 분할한 복수(N/X)군으로 이루어지는 주사 선에 대해, 각각의 군마다 상기 군을 구성하는 각 주사선을 순차로 구동하는 주사선 구동 수단을 구비하고, 각 주사선의 구동에 응하여, 대응하는 신호선과 화소 전극 사이에 접속된 스위칭 소자를 액티브로 하여 신호선으로부터의 화상 전압을 화소 전극에 공급하여, 상기 화상 전압의 극성에 응하여 표시 패널에서의 화소마다의 쌍안정성 표시를 행하도록 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치를 구성한다.
[실시예 1]
도 1은 본 발명의 제 1 실시예인 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치의 전체 구성을 도시한 블록도, 도 2는 신호선 구동 회로의 구성예를 도시한 도면, 도 3은 주사선 구동 회로의 구성예를 도시한 도면, 도 4는 주사선 구동 회로의 동작 타임 차트를 도시한 도면, 도 5는 본 실시예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의 표시 패널의 구성을 도시한 도면, 도 6은 화소 전극을 포함하는 TFT 기판의 상세 구성을 도시한 도면, 도 7은 본 실시예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의 TFT 기판과 화소 전극을 포함하는 표시 패널의 구조를 도시한 도면, 도 8은 본 실시예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치의 단면 구성을 도시한 도면, 도 9는 본 실시예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치의 구동 타임 차트를 도시한 도면, 도 10은 본 실시예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의 화소 전극 전압과 흑(黑)의 표시 농도를 도시한 도면이다.
이 예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 신호선 구동 회로(1)와, 주사선 구동 회로(2)와, 제어 회로(3)와, 표시 패널(4)로 개략 구성되어 있다.
신호선 구동 회로(1)는, 화상 입력에 응하여, 표시 패널(4)에서 열방향으로 연장 마련되어 있는 복수의 화상 신호선을 구동한다. 주사선 구동 회로(2)는, 표시 패널(4)에서 행방향으로 연장 마련되어 있는 복수의 주사선을 구동한다. 제어 회로(3)는, 신호선 구동 회로(1)와 주사선 구동 회로(2)의 동작을 제어함과 함께, 이들의 동작에 필요한 클록 신호나 전원을 공급한다. 표시 패널(4)은, 행방향과 열방향에 배설된 복수의 화소에 대응하여, 열방향으로 연장 마련된 복수의 신호선과, 행방향으로 연장 마련된 복수의 주사선이 배치되어 있음과 함께, 신호선과 주사선의 교점마다 화소를 구동하기 위한 TFT로 이루어지는 구동 트랜지스터를 갖고 있다.
도 2는, 이 예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의 신호선 구동 회로(1)의 구성을 도시한 것으로서, 320행×240열의 화소을 구비한 QVGA형 전기영동형 표시 장치의 경우를 예시하고, 배분 회로(6)와, 80개의 신호선 드라이버(H드라이버)(H1 내지 H80)로 개략 구성되어 있다.
배분 회로(6)는, 표시 패널(4)에서의 240열의 화소에 대응하여 입력되는 화상 신호를, 3열분씩 순차로 분할하여, 각각 H드라이버(H1 내지 H80)에 대해, 병렬 또는 직렬로 입력한다. 각 H드라이버(H1 내지 H80)는, 입력된 3열분의 화상 신호를, 주사선의 전환에 응하여 순차로, 시분할적으로 신호선의 배열 순서로 전환하면서, 대응하는 D단자(D1 내지 D80)에 출력한다.
도 3은, 이 예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의 주사선 구동 회로(2)의 구성을 도시한 것으로서, 320행분의 화소에 대응하는 주사 신호를, 순차 로 3개의 주사선에 배분하여 출력하는 기능을 가지며, 1비트의 시프트 레지스터(SR1·1, SR2·1, …, SR320·1)로 이루어지는 제 1열의 시프트 레지스터와, 1비트의 시프트 레지스터(SR1·2, SR2·2, …, SR320·2)로 이루어지는 제 2열의 시프트 레지스터와, 1비트의 시프트 레지스터(SR1·3, SR2·3…, SR320·3)로 이루어지는 제 3열의 시프트 레지스터로 구성되어 있다.
각 시프트 레지스터는 모두 주지의 구성을 갖는 것으로서, 전부 동일한 클록(CLK)이 주어저서 동작함과 함께, 최초의 단(段)의 시프트 레지스터(SR1·1, SR1·2, SR1·3)에, 각각 스타트 신호(ST1, ST2, ST3)을, 1/2클록마다 순차로, 주어지도록 되어 있다.
주사선 구동 회로(2)는, 1행째, 2행째, …, 320행째의 각각의 화소에 대응하여, 1행째의 화소에 대해 시프트 레지스터(SR1·1, SR1·2, SR1·3)를 구비하여, 주사선(g1, g2, g3)을 1/2클록마다 순차로 구동하고, 2행째의 화소에 대해 시프트 레지스터(SR2·1, SR2·2, SR2·3)을 구비하여, 주사선(g4, g5, g6)을 1/2클록마다 순차로 구동하고, 이하 마찬가지로 하여, 320행째의 화소에 대해 시프트 레지스터(SR320·1, SR320·2, SR320·3)를 구비하여, 주사선(g958, g959, g960)을 1/2클록마다 순차로 구동한다.
도 4는, 이 예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의 주사선 구동 회로의 동작 타임 차트를 도시한 것으로서, 각 시프트 레지스터를 동일한 클록에 의해 구동함과 함께, 도 3에 도시한 각 열의 시프트 레지스터 열의, 각각의 1번째의 시프트 레지스터에, 순차로 1/2클록씩 지연되어, 스타트 신호(ST1, ST2, ST3)를 인가하는 것이 도시되어 있다.
이 예의 액티브 매트릭스형 표시 장치의 표시 패널은, 도 5에 도시한 구성을 갖고 있다.
도 5는, QVGA형 전기영동형 표시 장치의 경우를 예시하고, 표시 패널의 TFT 기판상에 240열의 화소에 대응하여, 신호선 구동 회로(1)의 D단자(D1, D2, …, D80)에 각각 접속된 신호선(d1, d2, d3), (d4, d5, d6), …, (d238, d239, d240)를 배열하고, 320행의 화소에 대응하여, 주사선 구동 회로(2)로부터의 주사선(g1, g2, g3), (g4, g5, g6), …, (g958, g959, g960)를 배열함과 함께, 신호선(d1)에 대해, 주사선(g1, g4, …, g958)과과의 교점에 TFT(T1·1, T1·2, …, T1·320)를 마련하고, 신호선(d2)에 대해, 주사선(g2, g5, …, g959)과의 교점에 TFT(T2·1, T2·2, …, T2·320)를 마련하고, 신호선(d3)에 대해, 주사선(g3, g6, …, g960)과의 교점에 TFT(T3·1, T3·2, …, T3·320)를 마련하고, 이하 마찬가지로 하고, 신호선(d238)에 대해, 주사선(g1, g4, …, g958)과의 교점에 TFT(T238·1, T238·2, …, T238·320)를 마련하고, 신호선(d239)에 대해, 주사선(g2, g5, …, g959)과의 교점에 TFT(T239·1, T239·2, …, T239·320)를 마련하고, 신호선(d240)에 대해, 주사선(g3, g6, …, g960)과의 교점에 TFT(T240·1, T240·2, …, T240·320)를 마련하여, 신호선과 주사선의 구동이 일치한 때, 그 신호선과 주사선의 교점에 접속된 TFT가 액티브로 되어, 신호선의 전압을 대응하는 화소 용량(C1·1, C1·2, …, C1·320), (C2·1, C2·2, …, C2·320), (C3·1, C3·2, …, C3·320), …, (C238·1, C238·2, …, C238·320), (C239·1, C239·2, …, C239·320), (C240·1, C240·2, …, C240·320)에 스위칭하도록 구성되어 있다.
여기서, 각 화소 용량은, 도 5에서 상부에 도시된 대응하는 TFT에 접속된 화소 전극과, 하부에 도시된 둥근표시로 접속 상태를 나타내는 대향 전극과의 사이에 형성된 용량을 나타내고 있다.
도 6은, 화소 전극을 포함하는 TFT 기판의 상세 구성을 도시한 것으로서, 제 1행째의 제 1열 내지 제 3 열의 화소에 관계되는 부분만을 예시하고 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제 1행째의 제 1열 내지 제 3 열의 화소에 대응하는 TFT(T1·1, T2·1, T3·1)는, 화소 용량(C1·1, C2·1, C3·1)을 구성한 화소 전극(P1·1, P2·1, P3·1)에 접속되고, 각 화소 용량은 각 화소 전극과 도시되지 않은 대향 전극과의 사이에 형성되어 있다.
도 7은, 이 예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의 TFT 기판과 화소 전극을 포함하는 표시 패널의 구조를 도시한 것으로서, 도 5에 도시된 표시 패널의 일부를 예시하고 있다.
TFT 기판에는, 도 7에 도시한 바와 같이, 신호선(d1, d2, d3)과 주사선(g1, g2, g3)이 배치되어 있음과 함께, 각 신호선과 주사선의 교점마다 TFT(T1·1, T2·1, T3·1)가 배치되어 있다. 각 TFT(T1·1, T2·1, T3·1)의 소스(S)는 각각 신호선(d1, d2, d3)에 접속되고, 드레인(D)은, TFT 기판상의 절연막(도시 생략)에 마련된 구멍(H)을 경유하여, TFT 기판상에 배치된 화소 전극(P1·1, P2·1, P3·1)에 접속되어 있다. 또한 각 TFT의 소스(S)와 드레인(D)의 사이에는, 교차하는 주사선에 접속된, a-Si로 형성된 게이트(G)가 배치되어 있다.
도 8은, 이 예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의, 표시 패널의 단면(斷面) 구조를 도시한 것으로서, 도 7에 도시된 TFT 기판에 대응하고 있고, 대향 기판(11), 전기영동층(12), TFT 기판(13)을 적층하여 이루어지는 개략 구성이 도시되어 있다.
대향 기판(11)은, 유리 등의 투명판으로 이루어저 있다. 대향 기판(11)의 내면측에는, 투명 도전막으로 이루어지는 대향 전극(14)이 형성되어 있다.
전기영동층(12)은 필름형상으로 형성되어 있고, 마이크로 캡슐(15)과, 마이크로 캡슐 사이에 충전된 결합을 위한 바인더(16)로 이우러저 있다.
마이크로 캡슐(15)의 속에는, 이소프로필알코올(IPA) 등으로 이루어지는 용매(17)가 봉입되어 있음과 함께, 용매(17)중에는, 산화 티탄으로 이루어지는 백입자(18)와, 카본으로 이루어지는 흑입자(19)가 분산되어 있다. 백입자(18)는 마이너스(-)의 대전극성을 가지며, 흑입자(19)는 플러스(+)의 대전극성을 갖고 있다.
TFT 기판(13)은, 4층으로 이루어지는 구조를 갖고 있다. 전기영동층(12)에 가장 가까운 제 1층에는, 복수의 화소 전극(20)이 형성되어 있다. 다음 제 2층, 제 3층은, 각각 대응하는 화소 전극(20)에 접속된 복수의 박막 트랜지스터(TFT)(21)를 포함하는 절연막으로 이루어저 있다. 제 3층에 마련된 G는, 게이트 전극을 나타내고 있다. 최하층인 제 4층은 기체층(基體層)을 이루고, 제 1층부터 제 3층까지를 포함하여 일체로 지지하기 위해 마련되어 있다.
도 8에서는, 도시되지 않은 신호선으로부터 각각 대응한는 TFT(T1. 1, T2. 1, T3. 1)를 통하여, 화소 전극(P1·1)에 -전압이 주어지고, 화소 전극(P2·1, P3 ·1)에 +전압이 주어저 있고, 이로써, 화소 전극(P1·1)에 마이크로 캡슐 중의 흑입자가 흡착됨과 함께, 대향 전극(14)에 상대적으로 마이크로 캡슐 중의 백입자가 흡착되고, 화소 전극(P2·1, P3·1)에 백입자가 흡착됨과 함께 대향 전극에 상대적으로 흑입자가 흡착됨에 의해, 대향 기판측에 흑백으로 이루어지는 화상 표시가 행하여진 것이 도시되어 있다.
도 9는, 이 예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치의 구동 타임 차트를 도시한 것이다.
화상 기록 기간에 있어서, 주사선(g1, g4, …, g958)은 제 1프레임에서 순차로 온으로 됨에 의해, 화소 용량(C1·1, C1·2, …, C1·320)에 순차로 신호선(d1)의 화상 전압이 기록된다. 주사선(g2, g5, …, g959)은 1/2클록 지연되어 제 2 프레임에서 순차로 온으로 됨에 의해, 화소 용량(C2·1, C2·2, …, C2·320)에 순차로 신호선(d2)의 화상 전압이 기록된다. 주사선(g3, g6, …, g960)은 또한 1/2클록 지연되어 제 3프레임에서 순차로 온으로 됨에 의해, 화소 용량(C3·1, C3·2, …, C3·320)에 순차로 신호선(d3)의 화상 전압이 기록된다.
도 9에서는, 5세트 반복되는 각 세트의 최초의 주사선 신호만을 A로 나타내고, B로 나타내는 1프레임의 기록 기간에는, 320행의 화소에 대응하여, 각 신호선마다 320회의 기록이 행하여지기 때문에, 신호선 구동 회로(1)의 H드라이버는, 이에 대응하여 화상 신호의 전환을 행하고 있다.
제 1프레임 내지 제 3프레임을 1세트로 하여, 같은 동작을 5세트 반복하여, 각 화소에 대한 기록을 행한다. 지금, 이와 같은 동작을 60Hz로 반복하는 것으로 하고, 1프레임의 기간을 1/60s라고 하면, 5세트의 기록 동작은, (1/60)×3×5=250(㎳)로 종료한다.
이 시간은, 전기영동형 표시 장치의 응답 속도에 대응하고, 이로써, 각 화소에는 충분한 시간의 기록이 행하여진다.
각 화소에 대한 기록은, 1세트마다이기 때문에, 화소 용량은 3프레임분의 시간(50㎳), 화소 전압을 유지하고 있을 필요가 있는데, 전기영동형 표시 장치는 백라이트를 갖지 않는 반사형의 표시 장치이기 때문에 TFT의 리크 전류가 적고, 따라서 충분한 유지 특성을 갖고 있다.
도 10은, 이 예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의 화소 전극 전압과 흑의 표시 농도를 도시한 것이다.
지금, 각 화소에 대한 1회의 흑표시의 기록마다, 화소 전극에 15V의 전압이 주어지는 것으로 하면, 화소 전극 전압은 3프레임의 유지 기간 내에 다소 저하되지만, 기록마다 보충(補塡)되어 화상 기록 기간은 거의 동일 전압으로 유지되어 있다.
이로써, 전기영동형 표시 장치에서는, +의 대전 경향을 갖는 흑입자가 0전위로 유지되어 있는 대향 전극측에 흡착되어 흑의 표시 농도가 점차로 상승하고, 기록 기간 종료시에는, 도시한 바와 같이 100％의 농도로 된다.
이와 같이, 이 예의 액티브 매트릭스형 전기영동 표시 장치에서는, 가격이 낮은 주사선 구동 회로의 부분의 규모는 커지지만, 가격이 높은 신호선 구동 회로의 부분의 규모가 작아지기 때문에, 액티브 매트릭스형 전기영동 표시 장치의 비용 을 저감하는 것이 가능해진다.
이 예의 액티브 매트릭스형 전기영동 표시 장치에 있어서, 상기한 바와 같은 구동을 행하는 것이 가능해지는 것은, 전기영동 표시 소자 등의 메모리성 표시 장치를 사용하고 있기 때문이다.
종래의 비메모리성 액정에서는, 상기한 바와 같은 구동을 행하기 위해서는, 제 1프레임에서 g1, g4, …를 구동하고, 제 2 프레임에서 g2, g5, …를 구동하고, 제 3프레임에서 g3, g6, …를 구동하는 경우, 제 1프레임에서 기록된 화소상의 액정은, 제 2, 제 3프레임시에는, (화소상의 전압이 서서히 저하되기 때문에), 휘도 저하를 야기한다. 그 때문에, 제 1 내지 제 3의 각 프레임에서 기록된 각각의 화소군마다, 프레임마다 휘도 저하가 발생하여, 플리커가 인식되게 된다.
이에 대해, 메모리성 디바이스를 사용한 경우에는, 일단 기록되면 휘도 저하가 생기지 않기 때문에, 프레임마다 휘도가 변화하여, 플리커가 인식되는 일은 없다.
이 예의 액티브 매트릭스형 전기영동 표시 장치는, 표시 소자가 메모리성을 갖고 있기 때문에, 화소을 인터레이스 구동함에 의해, 화상 기록 기간을 충분히 길게 하여, 플리커를 방지하면서 저소비전력화 하는 것이 가능해진다.
[실시예 2]
도 11은 본 발명의 제 2 실시예인 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의 주사선 구동 회로의 구성을 도시한 도면, 도 12는 본 실시예의 주사선 구동 회로의 동작 타이밍을 도시한 도면이다.
이 예의 주사선 구동 회로는, 회로 구성은 도 3에 도시된 제 1 실시예의 경우와 마찬가지이지만, 시프트 레지스터의 구성이 제 1 실시예의 경우와 다르다. 이하에서는, 1열분의 화소에 대응하는 시프트 레지스터의 구성으로 하여, 도 3에 도시된 시프트 레지스터(SR1·1, SR2·1, SR3·1, …) 부분의 구성을 도 11에 예시한다.
도 11에서, 각 시프트 레지스터(SR1·1, SR2·1, SR3·1, …)는, 전부 동일한 부트스트랩형 시프트 레지스터의 구성을 갖고 있다. 각 시프트 레지스터에서, TFT(1), TFT(2), TFT(3), TFT(4)는 각각 a-SiTFT, C1, C2, C3, C4는 용량, R1은 저항이다. TFT(1), TFT(2)는, 입력(VIN1)과 전원(V1) 사이에 직렬로 접속되고, TFT(3), TFT(4)는, 클록(CLOCK2)과 전원(V2) 사이에 직렬로 접속되어 있다. TFT(1)의 게이트는 소스에 접속되어 있다. TFT(2), TFT(4)의 게이트는 모두 리셋 입력(VIN2)에 접속되어 있다. TFT(3)의 게이트는 TFT(1)의 드레인에 접속됨과 함께, 용량(C1)을 경유하여 클록(CLOCK1)에 접속되고, 용량(C2)을 경유하여 드레인에 접속되어 있다. R1, C3, C4는 로우패스 필터를 형성하고, TFT(3)의 드레인의 VOUT 출력과 주사선(g1, g4, g7, …) 사이에 접속되어 있다. C3, C4의 타단은 접지 전위(V3)에 접속되어 있다.
도 12는, 이 예의 주사선 구동 회로를 구성하는 각 시프트 레지스터의 동작을 도시한 타임 차트로서, 도면중, CLOCK1, CLOCK2는, 서로 역상(逆相)의 클록을 나타내고 있다.
입력(VIN1)에 스타트 신호(ST1) 또는 전단의 출력(VOUT)가 입력되면, TFT(1) 의 드레인측의 P1점의 전위가 Vh-Vt로 상승하고, 이 타이밍에서 TFT(3)가 온으로 된다. 여기서 Vh는 클록(CLOCK1)의 하이(H)레벨의 전압, Vt는 TFT의 임계치 전압이다. 다음에 클록(CLOCK2)이 H레벨로 되면, 출력(VOUT)도 H레벨로 된다. 이 때, P1점은 용량(C2)를 경유하여 출력(VOUT)에 접속되어 있기 때문에, P1점도 클록 전위(Vh)보다 높은 레벨로 된다.
이와 같은 동작을 행함에 의해, 출력(VOUT)는 클록 전위(Vh)와 동등한 레벨에 달한다. 다음단의 시프트 레지스터도, 전단의 출력(VOUT)를 입력(VIN1)에 접속됨에 의해 같은 동작을 행하고, 다음단의 출력(VOUT)이 도시한 타이밍에서 리셋 입력(VIN2)에 주어지면, TFT(2), TFT(4)가 온으로 되기 때문에, 출력(VOUT)과 P1점의 전위는, 전원(V1, V2)에 응하여 하강한다. 여기서, V1, V2는, 게이트의 부전압(Vss)이다.
도 11에 도시된 바와 같은 시프트 레지스터 열을, 도 3의 (SR1·1, SR 2·1, SR3·1, …), (SR1·2, SR 2·2, SR3·2, …), (SR1·3, SR 2·3, SR3·3, …)에 대응하여 3열 마련하고, 각 시프트 레지스터열에 동일한 클록을 주고, 각 시프트 레지스터열의 제 1단의 입력(VIN1)에, 도 4에 도시된 바와 같이 스타트 신호(ST1, ST2, ST3)를 1/2클록씩 어긋나게 주도록 구성함에 의해 도 3에 도시된 제 1 실시예의 경우의 주사선 구동 회로(1)와 완전히 같은 동작을 행하는 주사선 구동 회로를 실현할 수 있다.
이 예의 주사선 구동 회로를, TFT 기판과 동일 프로세스로 제작하기 위해, a-SiTFT로 형성한 경우는, a-SiTFT는 모빌리티가 μ=0.3㎠/Vs 정도로서 낮으며, a- SiTFT 회로의 사이즈가 크기 때문에, 소비 전력이 증대할 우려가 있다.
그러나, 이 예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서는, 화상 기록을 인터레이스 동작에 의해 행함과 함께, 화상 보존 기간에는 주사선 구동 회로를 동작시키지 않기 때문에, 소비 전력이 커지는 일은 없고, a-SiTFT에 의해 주사선 구동 회로를 형성하는 것이 가능하다.
또한, a-SiTFT는 모빌리티가 낮기 때문에, a-SiTFT를 이용한 주사선 구동 회로는 통상의 액정 표시 장치의 경우는, 예를 들면 QCIF(160×120) 내지 QVGA(320×240)와 같은 정밀도가 낮은 표시 장치의 경우밖에 사용할 수가 없다.
그러나, 이 예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서는, 전술한 바와 같이 화상 기록을 인터레이스 구동에 의해 행하기 때문에, 주사선 구동 회로를 구성하는 트랜지스터의 게이트 온 시간을 길게 하는 것이 가능하고, 그 때문에 VGA(640×480) 내지 SVGA(800×600)와 같은 정밀도가 높은 표시 장치의 구동에 이용하는 것도 가능하다. 또한, 인터레이스 기간(분할 기간)을 보다 연장하면, 이 이상의 고정밀 표시 장치에 적용하는 것도 가능해진다.
[실시예 3]
도 13은 본 발명의 제 3 실시예인 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치의 전체 구성을 도시한 블록도, 도 14는 본 실시예의 주사선 구동 회로의 구성을 도시한 도면, 도 15는 패리티선 구동 회로의 구성예를 도시한 도면, 도 16은 패리티선 구동 회로의 동작 타임 차트를 도시한 도면, 도 17은 본 실시예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의 표시 패널의 구성을 도시한 도면이다.
이 예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치는, 도 13에 도시한 바와 같이, 신호선 구동 회로(1)와, 주사선 구동 회로(2A)와, 제어 회로(3)와, 표시 패널(4A)과, 패리티선 구동 회로(5)로 개략 구성되어 있다.
이 중, 신호선 구동 회로(1)는, 도 2에 도시된 제 1 실시예의 경우와 마찬가지이다. 또한, 제어 회로(3)는, 발생하는 스타트 신호의 수가 다르지만, 그 구성은 제 1 실시예의 경우와 거의 마찬가지이다.
도 14는, 이 예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의 주사선 구동 회로(2A)의 구성을 도시한 것으로서, 320행분의 화소에 대응하여 320개의 주사 신호를 순차로 출력한 기능을 가지며, 1비트의 시프트 레지스터(SR1, SR2, SR3, SR4, …, SR320)를 순차로 종속으로 접속한 구성을 갖고 있다.
이들 각 시프트 레지스터는 주지의 구성을 갖는 것이라도 좋고, 또는 도 11에서 설명한 부트스트랩형 시프트 레지스터로 이루어지는 것이라도 좋고, 전부 동일한 클록(CLK3)이 주어저서 동작함과 함께, 최초의 단의 시프트 레지스터(SR1)에 스타트 신호(ST)를 줌에 의해, 클록(CLK3)의 1사이클마다 순차로, 주사선(g1, g2, g3, …, G320)에 주사 신호를 출력한다. 여기서 클록(CLK3)은, 제 1 실시예의 경우의 클록(CLK)의 3배의 주기를 갖고 있다.
도 15는 이 예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의 패리티선 구동 회로(5)의 구성을 도시한 것으로서, 320행분의 화소마다 구비된 3개의 패리티선을 순차로 구동하는 기능을 갖고 있다.
도 15에 도시한 바와 같이, 패리티선 구동 회로(5)는, 1비트의 시프트 레지 스터(SRa, SRb, SRc)를 순차로 고리형상으로 접속하여, 링 카운터를 형성한 구성을 가지며, 스타트 신호(ST)에 의해 동작을 시작하고, 클록(CLK)의 1사이클마다, 패리티선(P1, P2, P3)에 순차로 패리티 신호를 출력한다.
이 경우도, 시프트 레지스터(SRa, SRb, SRc)는, 주지의 구성을 갖는 것이라도 좋고, 또는 도 11에서 설명한 부트스트랩형 시프트 레지스터로 이루어지는 것이라도 좋다.
도 16은 이 예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의 패리티선 구동 회로의 동작 타임 차트를 도시한 것이다.
도시한 바와 같이, 주사선(G)에 제 1프레임 내지 제 3프레임의 주사 신호가 주어진 때, 이에 대응하여 패리티선(P1, P2, P3)에 순차로 패리티 신호가 출력되는 것이 도시되어 있다.
도 17은 이 예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서의 표시 패널의 구성을 도시한 것으로서, 제 1 실시예의 경우와 같은 QVGA형 전기영동형 표시 장치의 경우를 예시하고, 표시 패널(4A)의 TFT 기판상에 240열의 화소에 대응하여, 신호선 구동 회로(1)의 D단자(D1. D2. …, D80)에 각각 접속된 신호선(d1, d2, d3), (d4, d5, d6), …, (d238, d239, d240)를 배치하고, 320행의 화소에 대응하여, 주사선 구동 회로(2)로부터의 주사선(G1, G2, …, G320)을 배치함과 함께, 각 주사선마다 패리티선(P1, P2, P3)을 배치한 것이 도시되어 있다.
그리고, 예를 들면 신호선(d1)에 대해, 주사선(G1)과 패리티선(P1)과의 교점에 각각 TFT(T1·1a, T1·1b)를 마련하여 직렬로 화소 용량(C1·1)에 접속하고, 신 호선(d1)의 구동과 주사선(G1)의 구동과 패리티선(P1)의 구동이 일치한 때, TFT(T1·1a, T1·1b)가 액티브로 되어, 신호선 전압을 대응하는 화소 용량(C1·1)에 스위칭하도록, 각 신호선마다, 주사선과 패리티선과의 구동이 일치한 화소 용량을 선택하여, 신호선의 전압을 화소 용량에 기록하도록 제어가 행하여진다.
도 17에 도시된 TFT 기판에서는, 1행분의 화소에 대응해 1개의 주사선만을 마련하고, 3개의 패리티선을 순차로 전환하여 구동하여, 제 1프레임에서 패리티선(P1)을 온으로 하고 제 2프레임에서 패리티선(P2)를 온으로 하고 제 3프레임에서 패리티선(P3)을 온으로 함에 의해, 3개의 신호선(d1, d2, d3)의 화상 전압을 각각 화소 용량에 기록하도록 하였기 때문에, 제 1 실시예의 경우와 같이, 1행분의 화소에 대응하여 3개의 주사선을 마련한 것과 동등한 동작을 행하게 할 수 있다.
이와 같이, 이 예의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에서는, 패리티선 구동 회로를 마련함에 의해, 주사선 구동 회로의 규모를 작게 하여도, 전술한 각 실시예와 동등한 동작을 행할 수가 있기 때문에, 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치의 비용을 보다 삭감하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명의 실시예를 도면에 의해 상세히 기술하여 왔지만, 구체적인 구성은 이 실시예로 한정된 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계의 변경 등이 있어도 본 발명에 포함된다. 예를 들면, 각 실시예에서는 표시 장치로서, 320×240도트의 화소을 구비한 QVGA형 전기영동형 표시 장치의 경우에 관해 설명하였지만, 이 경우로 한한 것이 아니고, 표시 장치의 화소 구성의 선택은 임의이다.
본 발명의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치는, 전자 페이퍼나 퍼블릭 디스플레이 및 IC 카드의 표시부 등에 사용하기 알맞은 것이지만, 이 이외에도, 화면상에 문자나 화상의 표시를 행하는 것이 필요한, 각종의 장치에서 이용하는 것이 가능하다.
본 발명의 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치에 의하면, 신호선 드라이버의 수를 삭감할 수 있기 때문에, 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치의 비용을 저감하는 것이 가능해진다.

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 행방향으로 연장 마련된 복수(n)개의 주사선과, 행방향으로 상기 복수(n)개의 주사선의 각각마다 연장 마련된 (X)개의 패리티선과, 열방향으로 연장 마련된 복수(M)개의 신호선에 대해, 상기 복수(M)개의 신호선의 어느 하나와 상기 복수(n)개의 주사선 및 상기 (X)개의 패리티선의 어느 하나와의 교점마다 화소 전극을 배치하고, 대향 전극에 대한 상기 화소 전극의 전압에 응하여 화소 전극마다 다른 표시 상태를 형성하는 쌍안정성의 표시 패널에 있어서, 상기 복수(M)개의 신호선을 복수(X)개마다 순차로 분할하여 복수(M/X)개의 단자에 접속함과 함께,
    상기 복수(M)개의 신호선에 대응하는 화상 입력을 순차로 복수(X)개씩으로 구분하여, 각각의 군을 구성하는 복수(X)개의 화상 신호를 상기 복수(M/X)개의 단자에 각각 순차로 시분할적으로 공급하는 신호선 구동 수단과,
    상기 복수(n)개의 주사선을 순차로 구동하는 주사선 구동 수단과,
    상기 복수(X)개의 패리티선을 순차로 구동하는 패리티선 구동 수단을 구비하고,
    각 주사선과 상기 주사선에 속하는 군의 어느 하나의 패리티선의 구동에 응하여, 상기 신호선과 대응하는 화소 전극 사이에 접속된 스위칭 소자를 액티브로 하여 상기 신호선으로부터의 화상 전압을 화소 전극에 공급하여, 상기 화상 전압의 극성에 응하여 상기 표시 패널에서의 화소마다의 쌍안정성 표시를 행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 주사선 구동 수단이, 상기 복수(n)개의 주사선에 대응하여 마련된 복수(n)단의 시프트 레지스터로 이루어지고, 각 단의 시프트 레지스터가 상기 복 수(n)개의 주사선을 순차로 구동하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 패리티선 구동 수단이, 상기 복수(X)개의 패리티선에 대응하여 마련된 링 카운터를 형성하는 복수(X)단의 시프트 레지스터로 이루어지고, 각 단의 시프트 레지스터가 상기 복수(X)개의 패리티선을 순차로 구동하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 신호선과 주사선, 패리티선 및 스위칭 소자가, 상기 대향 전극에 대해 상기 화소 전극의 하부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 5항에 있어서,
    화상 기록 기간에 상기 화소 전극에 대한 신호선으로부터의 화상 전압의 기 록을 복수 프레임 기간 반복하여 행한 후, 화상 보존 기간에 각 신호선 및 주사선의 전압을 0 또는 개방으로 하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치.
  15. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 시프트 레지스터가, 입력 단자에 스타트 신호 또는 전단의 시프트 레지스터의 출력이 공급되고, 리셋 단자에 다음단의 시프트 레지스터의 출력 신호가 공급된 부트스트랩형 시프트 레지스터인 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치.
  16. 제 5항에 있어서,
    상기 스위칭 소자가, 어모퍼스 실리콘으로 이루어지는 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치.
  17. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 시프트 레지스터가, 어모퍼스 실리콘으로 이루어지는 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치.
  18. 제 5항에 있어서,
    상기쌍안정성 표시 장치가, 전기영동형 표시 장치로 이루어지는 것을 특징으 로 하는 액티브 매트릭스형 쌍안정성 표시 장치.
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