NO326236B1 - Skjerminnretning og portabel terminalinnretning med denne skjerminnretningen - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse er i området for en skjerminnretning og en portabel terminalinnretning som bruker skjerminnretningen og mer spesifikt angår det en skjerminnretning slik som en flytende krystallskjerm (LCD), en elektroluminescens (EL) skjerm etc. og en portabel terminalinnretning som bruker skjerminnretningen som en fremvisningsenhet.

En panelskjerm som er tynn i tykkelsen og lav i effektforbruk er mye brukt som en skjerminnretning for en televisjonsmottager, en datamaskin, en portabel terminal osv. Som en slik panelskjerminnretning, er det kjent at aktive matrisetypeskjerminnretninger som har et transparent isolerende substrat (panel) slik som et glassubstrat og et antall av piksler ordnet på den for å danne en matrise som bruker en tynn filmtransistor (TFT) som et svitsj eelement, og er kombinert med et materiale som har en elektrooptisk effekt slik som flytende krystall, elektroluminescens, etc.

Som den aktive matrisetypeskjerminnretning er kjent en flytende krystallskjerminnretning hvor i det minste en del av periferikretsene formet på et substrat for å drive en pikselseksjon er satt sammen av komplementære typer TFT tilsvarende til et aktivt element koblet til hvert piksel og andre deler av den perifere kretsen er satt sammen av halvlederkretser (referer til den japanske patentsøknaden H4-242724).

Den flytende krystallskjerminnretningen beskrevet i den ovenfor nevnte patentsøknaden inkluderer et transparent isolerende substrat 102 som er formet på dens ene flate en del av den perifere kretsen 101, hvor et transparent isolerende substrat (vendt mot substratet) 103 som vender mot substratet 102, og et flytende krystallag 104 holdt mellom dem, som vist i figur 12. I denne flytende krystallskjerminnretningen, vil andre perifere kretser formet som en halvlederkrets, som kan være en IC krets 105, være plassert på den andre flaten til det transparente isolerende substratet 102 slik at den perifere kretsen 101 og IC kretsen 105 er plassert på motsatt side av det transparente isolerende substratet 102. IC kretsen 105 er elektrisk koblet til den perifere kretsen 101 ved å bruke en fleksibel kabel 106.

Det er tydelig i figur 12, i den flytende krystallskjerminnretningen som har en slik konfigurasjon, at tykkelsen tb til hele den flytende krystallskjerminnretningen uønsket blir større enn tykkelsen ta (dvs. omtrent 1 mm) til IC kretsen 105 og den fleksible kabelen 106. Følgelig vil tykkelsen til et apparat som bruker den flytende krystallskjerminnretningen som en skjermseksjon også bli uønsket stor. Det er ønsket spesielt i portable terminalinnretninger slik som en portabel telefon, å redusere tykkelsen til innretningen i seg selv. Dermed vil den store tykkelsen tb til den flytende krystallskjerminnretningen forhindre den portable telefonen i seg selv som bruker den flytende krystallskjerminnretningen som en skjermseksjon fra å bli redusert i tykkelse.

Følgelig vil den foreliggende oppfinnelsen ha som hensikt å bøte på de forannevnte ulempene i den kjente teknikk ved å angi en skjerminnretning som er i stand til å redusere tykkelsen til hele apparatet, og en portabel terminal som bruker denne innretningen.

Den foreliggende oppfinnelsen har en skjerminnretning som består av et første substrat som er formet på en pikseldel hvor et mangfold av piksler er ordnet i en matriseform og et drivesystem for å skrive pikselsignaler til pikselseksjonen, et andre substrat ordnet vendt mot det første substratet som vedlikeholder et forhåndsbestemt rom mellom dem, og et materiallag holdt mellom det første substratet og det andre substratet for å generere elektrooptiske effekter, hvori det første substratet har formet et kontrollsystem som er en halvlederkrets for å styre drivesystemet.

I skjerminnretningen og en portabel terminalinnretning som bruker den samme skjerminnretningen ifølge den foreliggende oppfinnelsen, siden halvlederkretsen, som kontrollsystem for å styre drivesystemet, er formet på substratet for hvor drivesystemet er formet, vil tykkelsen til hele skjerminnretningen ikke være avhengig av tykkelsen til halvlederkretsen. Dermed kan det bli realisert for å redusere tykkelsen i hele skjerminnretningen og også for å redusere tykkelsen til den portable terminalen som bruker innretningen som en skjermseksjon.

Andre hensikter og fordeler med den foreliggende oppfinnelsen vil bli åpenbare fra den følgende beskrivelsen av den foretrukne utførelsen og kravene. Figur 1 er et blokkretsdiagram som viser en utførelse av en flytende krystallskjerminnretning i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Figur 2 er et blokkretsdiagram som viser en utførelse av en vertikal driver i en aktiv matrisetype flytende krystallskjerminnretning i et analogt punkt sekvensielt drevet system. Figur 3 er et blokkretsdiagram som viser en utførelse av en horisontal driver i den aktive matrisetype flytende krystallskjerminnretningen i et analogt punkt sekvensielt drevet system. Figurene 4A og 4B er et tverrsnitt som viser strukturen i tverrsnittet i et polysilikon TFT; figur 4A viser en som har en bunnportstruktur, og figur 4B er en som har en topportstruktur. Figur 5 er et tverrsnitt som viser en flytende krystallskjerminnretning i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Figur 6 viser en struktur av en elektrisk forbindelsesdel mellom en kretsdel på et transparent isolerende substrat og en IC krets. Figur 7 er et blokkretsdiagram som viser en aktiv matrisetype flytende krystallskjerminnretning i et tidsdelt drevet system hvor den foreliggende oppfinnelsen er anvendt. Figur 8 er et blokkretsdiagram som viser en utførelse av en horisontal driver i den aktive matrisetype flytende krystallskjerminnretningen i et tidsdelt drevet system.

Figur 9 er et kretsdiagram som viser en utførelse av en tidsdelt svitsj eseksj on.

Figur 10 er et blokkretsdiagram som viser en annen utførelse av den flytende krystallskjerminnretningen hvor den foreliggende oppfinnelsen er anvendt. Figur 11 er en perspektivtegning som viser et utovervendt utseende av en portabel telefon i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. Figur 12 er et tverrsnitt som viser en konvensjonell flytende krystallskjerminnretning.

En flytende krystallskjerminnretning i henhold til den foreliggende oppfinnelsen og en portabel terminalinnretning som bruker den samme skjerminnretningen vil nå bli beskrevet med referanse til tegningene.

En utførelse er forklart hvor den foreliggende oppfinnelsen er anvendt på en aktiv matrisetype flytende krystallskjerminnretning i et analogt punkt sekvensielt drevet system. Denne flytende krystallskjerminnretningen har en pikselseksjon (effektivt pikselområde) 12 strukturert ved å ordne et antall av piksler 11 i en matriseform, en vertikal driver 13 som sekvensielt velger ut pikslene 11 i pikselseksjonen 12 på linjebasisen, en horisontal driver 14 som skriver pikselsignaler for hvert piksel 11 valgt på linjebasisen, et kontrollsystem 15 som styrer driverne 13 og 14 og et LCD panel 16 som er formet av den med pikselseksjonen 12, driverne 13 og 14, og styresystemet 15 som vist i figur 1.

LCD panelet 16 har to transparente isolerende substrater (dvs. glassubstrater), og en et flytende krystallag holdt mellom de to substratene vendt mot hverandre i en forhåndsbestemt avstand. I pikselseksjonen 12 formet på en av de to substratene, vil portlinjene (vertikalvelgende linjer) 17-1 til 17-m for m vertikale linjer og signallinjer (kildelinje) 18-1 til 18-n for n horisontale linjer være ordnet i en matriseform på sitt ene substrat. Pikslene 11 er ordnet i kryssende deler av portlinjene 17-1 til 17-m og signallinjene 18-1 til 18-n.

Hver av pikslene 11 er satt sammen av en polysilikon TFT 19 som en pikseltransistor hvis portelektrode er koblet til hver av portlinjene 17-1 til 17-m, og hvis kildeelektrode er koblet til hver av signallinjene 18-1 til 18-n, en flytende krystallcelle (flytende krystallkondensator) 20 hvis pikselelektrode er koblet til en drenelektrode i TFT 19, og en hjelpekondensator 21 som har sin ene elektrode koblet til drenelektroden til TFT 19.

I denne pikselstrukturen, virker den flytende krystallcellen 20 som en kondensator generert mellom pikselelektroden formet i TFT 19 og en vendt mot seg elektrode formet tilsvarende til pikselelektroden. Den mot seg vendte elektrode i den flytende krystallcellen 20 så vel som de andre elektrodene i hjelpekondensatoren 21 er koblet til en felles linje 22. Den felles linjen 22 har en forhåndsbestemt likespenning som felles spenning VCOM.

Imidlertid, som en fremgangsmåte for å drive den flytende krystallcellen 20, vil en såkalt felles inverteringsdrivefremgangsmåte for å invertere den felles spenningen VCOM ved 1H (1 horisontal periode) bli brukt. Ved å bruke den felles inverterende drivefremgangsmåten, som polariteten til det felles spenningssignalet VCOM blir invertert ved 1H, vil spenningen til strømforsyningen til den horisontale driveren 14 for å skrive pikselsignaler til hvert piksel bli senket, og dette kan bidrag til å minske det elektriske effektforbruket i hele innretningen.

Den vertikale driveren 13 består av for eksempel, et skiftregister 31, en nivåskifter 32, og en portbuffer 33, som vist i figur 2. Når en vertikal startpuls VST blir innmatet i skiftregisteret 31, vil skiftregisteret 31 sekvensielt overføre den vertikale startpulsen VST, synkronisert med en vertikal klokke VCK, og sekvensielt sende ut det som en skiftpuls for hvert transmisjonstrinn.

Nivåskifteren 32 forsterker skiftpulsen sendt ut fra hvert transmisjonstrinn i skiftregisteret 31 og leverer det til portbufferen 33. Portbufferen 33 vil sekvensielt levere skiftpulsene forsterket i nivåskifteren 32 til portlinjene 17-1 til 17-m i pikselseksjonen 12 som en vertikal skannepuls, og utføre vertikal skanning ved selektivt å drive hvert piksel 11 i pikselseksjonen 12 på linjebasis.

Horisontaldriveren 14 inneholder et skiftregister 34, en nivåskifter 35, en dataholdekrets 36, en D/A omformer 37, og en buffer 38 som vist i figur 3. Når en horisontal startpuls HST blir matet inn til skiftregisteret 34, vil skiftregisteret 34 sekvensielt overføre den horisontale startpulsen HST, synkronisert med en horisontal klokke HCK, for sekvensielt å sende ut den som en skiftpuls fra hvert transmisjonstrinn og utføre den horisontale skanningen.

Nivåskifteren 35 forsterker skiftpulsen sendt ut fra hvert transmisjonstrinn i skiftregisteret 34 og leverer det til dataholdekretsen 36. Dataholdekretsen 36, som svar på skiftpulsen levert fra skiftregisteret 34 gjennom nivåskifteren 35, vil sekvensielt holde leverte digitale bildedata "data" i forhåndsbestemte bits. D/A omformeren 37 er av en referansespenningsvalgstype som konverterer det digitale bildedata holdt i dataholdekretsen 36 til et analogt bildesignal og leverer det signallinjene 18-1 till8-n i pikselseksjonen 12 gjennom bufferen 38.

Også, som vist i figur 1, vil styresystemet 15 for å styre den vertikale driveren 13 og den horisontale driveren 14 inneholde en tidskontroller (TC) 23, en referansespenningsgenereirngskilde 24, og en DC-CD omformer 25. Disse kretsene er montert på det samme substratet, det vil si på det samme LCD panelet 16, på hvilket pikselseksjonen 12 er montert, til sammen med den vertikale driveren 13 og den horisontale driveren 14.

I styresystemet 15, vil tidsstyrekretsen 23 motta strømforsyningsspenningen VDD fra en ekstern strømforsyningsseksjon (ikke vist), digitale bildedata "data" fra en ekstern CPU

(ikke vist), og en klokke CLK fra en ekstern klokkegenerator (ikke vist) respektivt gjennom en TCP (tapebærerpakke), som ikke er vist.

Imidlertid, selv om det er en CPU, vil en hukommelse for å lagre bildedata og klokkegeneratoren være plassert på utsiden av LCD panelet 16 i den foreliggende utførelsen, hvor i det minste en av dem kan bli montert på LCD panelet 16 som en del av styresystemet 15.

Tidsstyringen 23 utfører tidsstyring ved å levere den vertikale startpulsen VST, et klokkesignal slik som den vertikale klokken VCK, og andre typer av styresignaler til den vertikale driveren 13, og leverer også den horisontale startpulsen HST, et klokkesignal slik som det horisontale klokkesignalet HCK, og andre typer av styresignaler og digitale bildedata "data" til horisontaldriveren 14.

Referansespenningsgenereringskilden 24 generer et mangfold av referansespenninger som har forskjellige spenningsverdier fra hverandre, og leverer et mangfoldet av referansespenninger til D/a omformeren 37 med den type referansespenning som er valgt for den horisontale driveren som dens referansespenning. DC-DC omformeren 25 omformer likespenningen som har lav spenning (lav spenning) i to eller flere typer av høy likespenning (høy spenning) for å levere den av hver av kretsene slik som den vertikale driveren 13, den horisontale driveren 14 og

referansespenningsgenereringskilden 24.

I den aktive matrisetype flytende krystallskjerminnretningen i det analoge punkt sekvensielt drevne systemet konfigurert som beskrevet ovenfor, vil transistorer i den vertikale driveren 13 og den horisontale driveren 14 være laget med en TFT, spesielt en polysilikon TFT, det vil si den samme som pikseltransistoren i pikselseksjonen 12, på det samme transparente isolerende substratet på hvilket pikselseksjonen 12 er montert og i et område til det transparente isolerende substratet hvis flytende krystallag kan bli forseglet med et forseglingsmateriale. I et slikt tilfelle, sett ut i fra mobiliteten til polysilionet, vil bevegelsesområdet til driverfrekvensen til den vertikale driveren 13 og den horisontale driveren 14 være begrenset til 10 MHz eller mindre.

Blant polysilikon TFTer brukt som pikseltransistorer i pikselseksjonen 12 og transistorer dannet i drivesystemet, er det en som har en bunnportstruktur hvor portelektroden er ordnet under en oksidfilm og en som har en topportstruktur hvor portelektroden er ordnet på oksidfilmen. Tverrsnittstrukturen til disse polysilikon TFTene er vist i figurene 4A og 4B.

TFT i bunnportstrukturen vist i figur 4A har et glassubstrat 41, og på glassubstratet 41 er det et mangfold av portelektroder 42. Som vist, vil det ved hver portelektrode 42 være dannet på den en portoksidfilm 43 som-på en toveis måte strekker seg til glassubstratet 41. Portoksidfilmen 43 er formet på den med et polysilikon (poly-Si) lag 44 oppover fra portelektroden 42, og polysilikonlaget 44 er formet på den som en mellomlags isolerende film 45. Portisoleringsfilmen 43 har formet på seg på dens sidedel et kildeområde 46 og et drenområde 47 som består av en IST1' diffusjonslag. Kildeområdet 46 og drenområdet 47 er koblet til kildeelektroden 48 og drenelektroden 49 respektivt.

I TFT i topportstrukturen vist i figur 4B, er et polysilikonlag 52 formet på et glassubstrat 41, på hvilket en portelektrode 54 er formet via en portoksidfilm 53, hvor det videre er en mellomlagsisolerende film 55. Også, på glassubstratet 51 på siden til polysilikonlaget 52 er det et kildeområde 56 og et drenområde 57 som består av et N<* >diffusjonslag til hvilket en kildeelektrode 58 og en drenelektrode 59 respektivt er koblet til.

På den annen side, vil tidsstyringen 23, referansespenningsgenereringskilden 24, og DC-DC omformeren 25 i styresystemet 15 være integrert i en IC med et enkelt krystallsilikon. Denne silikon IC er montert med en COG (chip on glass) metode på den samme flaten som den vertikale driveren 13 og den horisontale driveren 14, det vil si, substratet (transparent isolerende substrat) på hvilket driveren 13 og 14 er formet. Silikon IC formet med et enkelt krystallsilikon kan bli drevet til 100 MHz.

Som beskrevet ovenfor, når polysilikon TFT blir brukt til å konfigurere den vertikale driveren 13 og den horisontale driveren 14, være kretsene som driver ved lav hastighet og som har en signifikant karakteristisk utbredelse, vil kretsene som bruker polysilion TFT bli forseglet i et lukket rom i pikselseksjonen 12. Dermed, vil blanding av Na<+> ion etc. forårsake at Vth (spenningen ved en terskelverdi) i TFT kan bli forhindret som øker påliteligheten. I dette tilfellet som et aspekt til tykkelsen av den flytende krystallskjerminnretningen, er TFT tynn nok til å bli sett bort ifra sammenlignet med den flytende krystallcellen (flytende krystallag). Dermed kan den ikke forårsake en økning i tykkelsen til den flytende krystallskjerminnretningen i seg selv.

På den annen side, vil kretser som driver ved høy hastighet og som har smal karakteristisk utbredelse, det vil si tidsstyringen 23,

referansespenningsgenereringskilden 24, og DC-DC omformeren 25 i styresystemet 15 er integrert til å være i en IC i en enkel krystallsilikon, og er montert på samme flate som hvor den vertikale driveren 13 og den horisontale driveren 14 er formet. Tverrsnittet i dette tilfellet er vist i figur 5.

I figur 5 inkluderer den flytende krystallskjerminnretningen et transparent isolerende substrat 61 som er formet på den sammen med den vertikale driveren 13 osv., et transparent isolerende substrat (vendt mot substratet) 62 som vender mot det transparente isolerende substratet 61, og en flytende krystallag 63 holdt mellom dem og forseglet med et forseglingsmateriale 64, som beskrevet ovenfor. I den flytende krystallskjerminnretningen, vil en IC krets 65 hvor styresystemet 15 er integrert være montert med COG metoden på det transparente isolerende substratet 61 på hvilket den vertikale driveren 13 osv. er montert.

Figur 6 viser en struktur i en elektrisk forbindelsesdel mellom kretsdelen på det transparente isolerende substratet 61 og IC kretsen 65. I figur 6, som for IC kretsen 65, er en kretsdel 652 formet på et silikonsubstrat 651, og kretsdelen 652 er elektrisk forbundet til en ekstern forbindelsesterminal (kulemateriale) 653. Den eksterne forbindelsesterminalen 653 er elektrisk koblet via en kretsledning slik som en aluminiumsledning 611 på det transparente isolerende substratet 61 via en anisotropisk ledende film 66. Også, vil en mellomlagsisolerende film 67 være mellom det transparente isolerende substratet 61 og IC kretsen 65.

Når IC kretsen 65 er montert på det transparente isolerende substratet 61, vil IC kretsen 65 i seg selv ikke ha et problem med hensyn til dens pålitelighet siden et beskyttende lag er formet på en silikon IC ved tidspunktet man lager IC. Imidlertid, som det er i COG strukturen, nødvendig å øke påliteligheten til et metallmateriale i forbindelsesdelen med det transparente isolerende substratet 61. For å gjøre dette etter at IC kretsen 6 er formet på det transparente isolerende substratet 61, vil et beskyttende lag kunne bli formet med silikonharpiks slik at det kan dekke IC kretsen 65 og substratet 61.

I monteringsstrukturen beskrevet ovenfor, er IC kretsen 65 formet slik at tykkelsen ti (omkring 0,7 mm ) skal være tykkelsen t2 til det motstående transparente isolerende substratet 62 og forseglingsmaterialet 64 eller tynnere. Dermed, siden tykkelsen t3 til hele den flytende krystallskjerminnretningen ikke bli avhengig av tykkelsen ti til IC kretsen 65, er det mulig å redusere tykkelsen til den flytende krystallskjerminnretningen. Det vil si, at hele tykkelsen t3 til det transparente isolerende substratet 61, det transparente isolerende substratet 62, og forseglingsmaterialet 64 er tykkelsen til den flytende krystallskjerminnretningen i seg selv.

Også, når den perifere kretsen blir integrert på brikken, og IC kretsen 65 er montert på det transparente isolerende substratet 61, vil delen som elektrisk skal kobles til den eksterne kretsen i LCD panelet 16 kunne bli redusert. Dermed er det mulig å øke påliteligheten ved mekanisk vibrasjon i LCD panelet 16, og å avstå fra å generere defekter i de elektriske forbindelsene under produksjonsprosessen.

Imidlertid, når modulene monteres, vil den mekaniske styrken i IC kretsen 65 montert med COG metoden tendere å være lavere enn limstyrken i delen som danner den flytende krystallcellen i pikselseksjonen 12. For å takle dette, ved å sette tykkelsen ti i IC kretsen 65 til den totale tykkelsen t2 til det transparente isolerende substratet 62 og ved forseglingsmaterialet 64 eller tynnere, foretrukket tynnere enn tykkelsen t2, kan IC kretsen 65 bli konfigurert slik at den sjelden får trykk utenfra.

Også, i den flytende krystallskjerminnretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen, vil det ved å minske vekten i innretningen i seg selv i tillegg til å redusere tykkelsen av innretningen i seg selv, kunne være organiske materialer slik som PET (polytylentelephtalate), PES (polyethersulfon), osv. blir brukt som substratmaterialer for det transparente isolerende substratet 61 og 62.

Som kombinasjonen av substratmaterialer for det transparent isolerende substratet 61 og 62, kan det være fire tilfeller i det følgende. I tilfellet 1 blir silikonoksid brukt som substratmateriale for både det transparente isolerende substratet 61 og 62. I tilfellet 2 blir silikonoksid brukt for substratmateriale for det transparente isolerende substratet 61 og det organiske materialet slik som PET, PES eller lignende bli brukt som substratmateriale for det transparente isolerende substratet 62. I tilfellet 3 vil det organiske materialet som PET, PES eller lignende bli brukt som substratmaterialer for både det transparente isolerende substratet 61 og 62. I tilfellet 4 vil det organiske materialet slik som PET, PES eller lignende bli brukt som substratmateriale for det transparente isolerende substratet 61, og silikonoksid blir brukt som substratmateriale for det transparente isolerende substratet 62.

Blant disse kombinasjonene med substratmaterialer i tilfellet 1 til tilfellet 4, vil kombinasjonen i tilfellet 3 hvor det organiske materialet slik som PET, PES eller lignende bli brukt som substratmateriale for både det transparente isolerende substratet 61 og 62 være det mest effektive til å redusere tykkelsen og minske vekten til den flytende krystallskjerminnretningen i seg selv fordi disse materialene er ekstremt lette i vekt.

Selv om forklaringen har blitt gjort i utførelsen hvor den foreliggende oppfinnelsen er anvendt for å oppnå aktiv matrisetype flytende krystallskjerminnretning i analogt punkt sekvensielt drevne system, vil den foreliggende oppfinnelsen ikke være begrenset til, men kan være anvendt i en aktiv matrisetype flytende krystallskjerminnretning i et såkalt tidsdelt drivesystem (valgsystem) beskrevet i det følgende.

Figur 7 er en skjematisk oversikt som viser et konfigurasjonseksempel for en aktiv matrisetype flytende krystallskjerminnretning i et tidsdelt drivesystem hvor den foreliggende oppfinnelsen er anvendt.

I figur 7 har den aktive matrisetype flytende krystallskjerminnretningen i det tidsdelte drivesystemet en konfigurasjon hvor en pikselseksjon 72 strukturert ved å ordne et antall av piksler 71 i en matriseform, en vertikal driver 73 som er sekvensielt valgt for hver av pikslene 71 i pikseldelen 72 for hver linje, en horisontal driver 74 som skriver pikselsignaler for hvert piksel 71 valgt for hver linje, en tidsdelt svitsjeseksjon 75 for tidsdelt driving, og en styresystem 76 som styrer driverne 73 og 74 og tidsdelesvitsjseksjonen 75 som er montert på et LCD panel 77.

Hver av pikslene 71 er dannet med et polysilikon TFT 80 hvor dens portelektrode er koblet til hver av portlinjene 78-1 til 78-m, og den kildeelektrode er koblet til hver av signallinjene 79-1 til 79-n, en flytende krystallcelle 81 er koblet til en pikselelektrode til en drenelektrode TFT 80, og en hjelpekondensator 82 er koblet til en av elektrodene i drenelektroden til TFT 80. Den motsatte elektroden i den flytende krystallcellen 81 er koblet til en felles linje 83 så vel som andre elektroder i hjelpekondensatoren 82. Den felles linjen 83 er gitt med en forhåndsbestemt likespenning som en felles spenning

VCOM.

Det tidsdelte drivesystemet vil bli forklart her. Tidsdelesystemet er et drivesystem hvor et mangfold av signallinjer i pikselseksjonen 72 i nærheten av hverandre er delt i en enhet (blokk), signalspenning levert til mangfoldet av signallinjer i den delte 1 blokken blir sendt ut i tidsserier fra hver av utgangsterminalene i horisontaldriveren 74, hvor tidsdelersvitsjeseksjonen 75 er utstyrt med et mangfold av signallinjer som er en enhet, og tidsdelersvitsjeseksjonen 75 vil tidsmessig sample tidsseriesignalspenningen sendt ut fra den horisontale driveren 74 til sekvensielt å levere den til hver av mangfoldet av signallinjer.

For å implementere tidsdelingsdrivingen, har horisontaldriveren 74 utgangssignalspenninger til mangfoldet av signallinjer i tidsserier, hvor mangfoldet av signallinjer er en enhet. Et eksempel på konfigurasjonen av den horisontale driveren 74 er vist i figur 8.

Horisontaldriveren 74 inneholder et skiftregister 84, et sett av samplingssvitsjer 85, en nivåskifter 86, en dataholdekrets 87 og en D/A omformer 88, som i figur 8. I den foreliggende utførelsen vil den horisontale driveren 74 ta inn et 5 bits digitalt bildedata, data 1 til data 5, og strømforsyningsspenningen Vdd, Vss fra begge sider i en skiftretning i skiftregisteret 84.

I den horisontale driveren 74 konfigurert som i figur 8, når en horisontal startpuls HST blir sendt inn i skiftregisteret 84, vil skiftregisteret 84 sekvensielt sende den horisontale startpulsen HST, synkronisert med en horisontal klokke HCK, for sekvensielt å sende ut den som en skiftpuls for hvert transmisjonstrinn og utføre horisontal skanning. Hver av samplingssvitsjene i settet av samplingssvitsjer 85 vil sekvensielt sample de innmatede digitale bildedata, data 1 til data 5, som svar på skiftpulsen (samplingspulsen) sekvensielt utsendt fra skiftregisteret 84.

Nivåskifteren 86 forsterker for eksempel 5 V digitale data samplet i settet av samplingssvitsjer 85 til digitaldata for flytende krystalldrivespenningen. Dataholdekretsen 87 er en hukommelse for lagre de digitale data forsterket i nivåskifteren 86 for 1H. D/A omformeren 88 stiller seg inn med en type referansespenning valgt for å konvertere de digitale bildedata for 1H sendt fra ut fra dataholdekretsen 87 til et analogt bildesignal for utsendelse.

Den horisontale driveren 74 bruker en såkalt kolonneinverteringsdrivemetode. For å implementere kolonneinverteirngsdrivingen, vil utgangssignalspenningen til den horisontale driveren 74 hvis potensial er invertert ved hver utgangsterminal avhengig av om den er odde eller lik, og inverterer polariteten til signalspenningen i hvert felt. Kolonneinverteringsdrivefremgangsmåten er en drivemetode hvor pikslene i nærheten til hverandre i en vertikal retning har den samme polariteten, og tilstanden til pikselpolariteten er invertert for hvert felt. Det bør legges merke til at den horisontale driveren 74 kan takle en 1H felles (VCOM) inverteringsdriving.

På den annen side, vil tidsdelersvitsjedelen 75 være konfigurert med analoge svitsjer (transmisjonssvitsjer) som tidsdeler samplene i tidsseriesignalspenningen sendt ut fra den horisontale driveren 74. En eksempel på en konkret konfigurasjon av tidsdelersvitsjedelen 75 er vist i figur 9. Det bør legges merke til at tidsdelersvitsjedelen 75 er gitt for hver utgang i den horisontale driveren 74. I dette eksempelet vil en tre-tidsdelt driving bli utført samsvarende med R (rød), G (grønn), og B (blå).

Tidsdelersvitsjdelen 75 er dannet med en analog svitsj 75-1, 75-2, og 75-3 i en CMOS konfigurasjon hvor en PchMOS transistor og en NchNOS transistor er koblet i serie. Imidlertid, selv om svitsjene i CMOS konfigurasjonen er brukt som analoge svitsjer 75-1, 75-2 og 75-3 i dette eksempelet, kan en i en PMOS eller NMOS konfigurasjon også bli brukt.

I tidsdelersvitsjedelen 75, vil inngangsterminalene til de tre analoge svitsjene 75-1, 75-2 og 75-3 være koblet i fellesskap, og hver av utgangsterminalene er koblet til en terminal for hver av de tre signallinjene 79-1, 79-2 og 79-3. For hver inngangsterminal til signallinjene 79-1, 79-2 og 79-3 er det levert et signalpotensial sendt ut i en tidsserie fra den horisontale driveren 74.

Også, seks styrelinjer 89-1 til 89-6 er totalt koblet opp, to for hver analoge svitsj. To styreinngangsterminaler i analogsvitsjen 75-1, det vil si porten til CMOS transistorene, er koblet til styrelinjene 89-1 og 89-2, to styreinngangsterminaler i analogsvitsjen 75-2 er koblet til styrelinjene 89-3 og 89-4, og to styreinngangsterminaler i analogsvitsjen 75-3 er koblet til styrelinjene 89-5 og 89-6 respektivt.

Til de seks styrelinjene 89-1 til 89-6 er levert portvalgssignaler Sl til S3, XS1 til XS3 for sekvensielt å velge de tre analoge svitsjene 75-1, 75-2 og 75-3 fra en tidsstyrer (TC) 90 (referer til figur 7) beskrevet senere. Portvalgssignalene XS1 til XS3 er inverteringssignaler til portvalgssignalene Sl til S3.

Portvalgsignalene Sl til S3, XS1 til XS3 vil sekvensielt skru på de tre analogsvitsjene 75-1, 75-2 og 75-3, synkronisert med tidsseriesignalpotensialet sendt ut fra den horisontale driveren 74. Følgelig vil de tre analogsvitsjene 75-1,75-2 og 75-3 sample tidsseriesignalpotensialet sendt ut fra den horisontale driveren 74 i tre tidsdelinger for 1H perioden, og levere de til de korresponderende signallinjene 79-1, 79-2 og 79-3 respektivt.

I figur 7 igjen, vil kontrollsystemet 76 som styrer driverne 73 og 74 og tidsdelersvitsjeseksjonen 75 inkludere tidsstyreren (TC) 90, en

referansespenningsgeneratorkilde 91, og en DC-DC omformer 92, og disse kretsene er montert på det samme substratet hvor pikselseksjonen 72 er montert, det vil si LCD panelet 77, sammen med driverne 73 og 74 og tidsdelersvitsjeseksjonen 75.

I styresystemet 76 er det levert til tidsstyreren 90 strømforsyningsspenningen VDD fra en ekstern strømkildedel (ikke vist), digital bildedata "data" fra en ekstern CPU (ikke vist), og en klokke CLK fra en ekstern klokkegenerator (ikke vist) respektivt gjennom en TCP (ikke vist).

Imidlertid, selv om det er en CPU, er det en hukommelse for å lagre bildedata eller klokkegenerator gitt på utsiden av LCD panelet 77 i den foreliggende utførelsen, hvor i det minste et av dem kan være en del av styresystemet 76, integrert i en enkel krystallsilikon IC (COG), og montert på LCD panelet 77.

Også, foruten CPU, kan en hukommelse for å lagre bildedata, eller klokkegeneratoren, i det minste et utvalg av styrekretser som slik som en lyskildestyrekrets for en LCD, en grafisk styrer for fremvisning på LCD (eller EL), og videre en transceiverkrets, en batteristyrekrets etc, i tilfellet en bruker den foreliggende skjermen i en fremvisningsdel for eksempel en portabel telefon som vil bli beskrevet senere, kan bli integrert i en enkel krystallsilikon IC som del av styresystemet 76 og montert på LCD panelet 77.

Lyskildestyrekretsen for en LCD er en krets for å styre et bakgrunnlys eller frontlys i LCD, og vil ikke levere effekt til en lyskilde (lysemitterende diode, fluoriserende skjermrør) ved tidspunktet for en hviletilstand i den portable telefonen, men bare levere effekt på et tidspunkt hvor en inngangsoperasjon i den portable telefonen finner sted. Den grafiske styreren for skjermen i LCD (eller EL) er en krets for å konvertere bildedata levert fra transceiverkretsen til et bildeformat slik at bildedata kan bli fremvist på bildedelen i LCD eller EL, konvertert i et displayformat på 160 piksler i en horisontal retning x 160 piksler i en vertikal retning.

Transceiverkretsen er en for transmisjon, som mottar digitale signaler og analoge signaler sendt som elektromagnetiske bølger og omdanner de til digitale signaler og analogsignaler som elektriske signaler for utsendelse. Batteristyrekretsen senker automatisk operasjonene i klokkene til CPU, LCD (eller EL) panelet, den grafiske styreenheten etter en forhåndsbestemt tidsperiode for å senke effektforbruket. Imidlertid, når skjerminnretningen blir brukt som en fremvisningsdel i en portabel telefon, har CPU også den funksjon å omdanne innmatet informasjon fra operasjoner med trykknapper i den portable telefonen til digitale data.

Tidsstyrekretsen 90 styrer tidsforløpet og leverer de vertikale startpulsene VST, et klokkesignal slik som det vertikale klokkesignalet VCK, og andre typer av styresignaler til den vertikale driveren 73, og leverer også den horisontale startpulsen HST, et klokkesignal slik som det horisontale klokkesignalet HCK, andre typer av styresignaler, og de digitale bildedata "data" til den horisontale driveren 74, og leverer også de forannevnte valgsignalene Sl til S3, XS1 til XS3 til tidsdelersvitsjeseksjonen 75 respektivt.

Referansespenningsgenereringskilden 91 genererer et mangfold av referansespenninger som har forskjellige spenningsverdier i forhold til hverandre, og leverer mangfoldet av referansespenninger til D/A omformeren 87 med den valgte type av referansespenning i den horisontale driveren 74 som dens referansespenning. DC-DC omformeren 92 omdanner likespenning som har lavt spenning (lav spenningsverdi) til mer enn to typer av høy likespenning (høy spenningsverdi) for å levere de til hver av kretsene slik som den vertikale driveren 73, den horisontale driveren 74,

referansespenningsgenereringskilden 92 osv.

I den aktive matrisetype flytende krystallskjerminnretningen i det tidsdelte drivesystemet konfigurert som ovenfor, vil transistorene i den vertikale driveren 13 og den horisontale driveren 14 og hver av de analoge svitsjene bestå av tidsdelte svitsj seksjoner 75 formet med en TFT, spesielt en polysilikon TFT som er den samme som pikseltransistoren i pikselseksjonen 72, på det samme transparente isolerende substratet hvor pikselseksjonen 72 er montert og i området hvor det flytende krystallaget er forseglet med et forseglingsmateriale.

På den annen side, vil tidsstyrekretsen 90, referansespenningsgenereringskilden 91, og DC-DC omformeren 92 i styresystemet 76 være integrert i en IC med en enkel krystallsilikon. Denne silikon IC er montert med for eksempel en COG metode på den samme flaten som den vertikale driveren 73 og horisontale driveren 74, det vil si substratet hvor driverne 73 og 74 er formet.

Som beskrevet ovenfor, mens polysilikon TFT er brukt for å konfigurere den vertikale driveren 73, den horisontale driveren 74, og den tidsdelte svitsjeseksjonen 75, er det kretser som driver med lav hastighet og som har signifikant karakteristisk dispersjon, hvor kretser som driver ved høy hastighet eller kretser som har liten karakteristisk dispersjon, det vil si tidsstyrekretsen 90, referansespenningsgenereringskilden 91, og DC-DC omformeren 92 i styresystemet 76 er integrert til å være i en enkel IC krystallsilikon, og er montert på den samme flaten hvor den vertikale driveren 73 og den horisontale driveren 74 er formet. Dermed, vil skjerminnretningen oppnå tilsvarende effekter som den aktive matrisetype flytende krystallskjerminnretningen i den analoge punktsekvensielt drevne systemet gjør.

Imidlertid, selv om tidsstyrekretsen 90, referansespenningsgenereringskilden 91, og DC-DC omformeren 92 er montert på siden til den vertikale driveren 2 i den foreliggende utførelsen, tidsstyrekretsen 90, referansespenningsgenereringskilden 91, og DC-DC omformeren 92 kan være integrert til å være i en enkel krystallsilikon IC (COG) 98, helt med den horisontale driveren 74, og IC 98 kan være montert på LCD panelet 77 som vist i figur 10.

Med denne utførelsen, vil arealet for rommet opptatt av tidsstyrekretsen 90, referansespenningsgenereringskilden 91 og DC-DC omformeren 92 bli unødvendig på siden av den vertikale driveren 72, og dermed kan rammebredden til LCD panelet 77 i horisontal retning bli redusert i det opptatte området. Dermed er det brukbart når denne utførelsen er anvendt i en skjerminnretning som har en spesifikasjon om å redusere rammebredden i horisontal retning er ønsket.

I et slikt tilfelle, er det opplagt at andre enn CPU, hukommelsen for å lagre bildedata, klokkegeneratoren, og i det minste et utvalg av styrekretser slik som lyskildestyrekretsen for LCD, den grafiske styrekretsen for fremvisning på LCD (eller EL), transceiverkretsen for telefon, batteristyrekretsen etc. kan bli integrert i et enkelt silikonkrystall IC helt med den horisontale driveren 74.

Også, selv om hver av de forannevnte utførelsene har blitt forklart med eksempler vil tilfellet i den foreliggende oppfinnelsen være anvendbar til en aktiv matrisetype flytende krystallskjerminnretning som bruker en flytende krystall som et materiale som har elektrooptiske effekter, hvor den foreliggende oppfinnelsen kan bli anvendt for hver aktiv matrisetype flytende krystallskjerminnretning slik som en hel skjerminnretning som bruker elektroluminescens (EL).

Skjerminnretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen er anvendbar i en skjermseksjon i en portabel terminalinnretning slik som en portabel telefon, en PDA (personlig digital assistent), etc. hvis tykkelse er forsøkt å være tynn så vel som i en skjerm på en OA innretning slik som en personlig datamaskin, en ordprosessor etc. og en televisjonsmottager.

Figur 11 er en perspektivtetning som viser et utovervendt utseendet av en portabel terminalinnretning hvor den foreliggende oppfinnelsen er anvendt for eksempel en portabel telefon.

Den portable telefonen i den foreliggende utførelsen er dannet ved å ordne en høyttaler 94, en skjermseksjon 95, en operasjonsseksjon 96 og en mikrofon 97 i rekkefølge fra den øvre delen av frontflaten i innretningshuset 93. I den portable telefonen dannet slik vil en flytende krystallskjerminnretning for eksempel bli brukt for fremvisningsseksjonen 95, og de ovenfor nevnte flytende krystallskjerminnretningene i henhold til den foreliggende oppfinnelsen bli brukt som denne flytende krystallskj erminnretningen.

Følgelig, som den flytende krystallskjerminnretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen bli brukt som skjermseksjon 95 i den portable terminalinnretningen slik som den portable telefonen, den flytende krystallskjerminnretningen har en fordel av å være i stand til å bidra til å redusere tykkelsen i den portable terminalinnretningen i seg selv siden den er laget for å være i stand til å redusere tykkelsen i den portable terminalinnretningen i seg selv.

Som beskrevet ovenfor, vil skjerminnretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen, siden halvlederkretsen, styresystemet for å styre drivesystemet, er formet på et substrat hvor drivesystemet er formet, vil tykkelsen til hele skjerminnretningen ikke være avhengig av tykkelsen til halvlederkretsen. Dermed kan det bli oppnådd å redusere tykkelsen til hele skjerminnretningen og også redusere tykkelsen til den portable terminalinnretningen som bruker innretningen som en skjermseksjon.

Claims (20)

1. Skjerminnretning innbefattende et første substrat som er formet på den med en pikselseksjon (12) hvor et mangfold av piksler (11) er ordnet i en matriseform og et drivesystem (13,14) for å skrive pikselsignaler til pikselseksjonen (12), andre substrat ordnet vendt mot det første substratet vedlikeholdende en forhåndsbestemt avstand fra den, og materiallag holdt mellom det første substratet og det andre substratet for å generere elektrooptiske effekter, hvor det første substratet har dannet et styresystem (15) som er en halvlederkrets for å styre drivesystemet (13,14), karakterisert ved at: drivesystemet (13, 14) er forseglet i et lukket rom i pikselseksjon (12).

2. Skjerminnretning i henhold til krav 1, karakterisert ved at transistorer av en tynnfilmtransistor (19) funksjonerer som pikselstransistor i pikselseksjonen (12) og transistorer som danner driversystemet (13,14).

3. Skjerminnretning i henhold til krav 2, karakterisert ved at tynnfilmtransistoren (19) er laget av polysilikon.

4. Skjerminnretning i henhold til krav 2, karakterisert ved at tynnfilmtransistoren (19) og materiallaget er forseglet mellom det første substratet og det andre substratet.

5. Skjerminnretning i henhold til krav 1, karakterisert ved at halvlederkretsen er dannet på den samme flaten hvor drivesystemet (13,14) er formet.

6. Skjerminnretning i henhold til krav 5, karakterisert v e d at tykkelsen av halvlederkretsen er satt til ikke å være større enn en tykkelse av summen av tykkelsen av et forseglingsmateriale og tykkelsen av det andre substratet, hvor forseglingsmaterialet er ordnet mellom det første substratet og det andre substratet.

7. Skjerminnretning i henhold til krav 1, karakterisert ved at halvlederkretsen er montert med en COG metode.

8. Skjerminnretning i henhold til krav 1, karakterisert ved at i det minste et av det første substratet og det andre substratet er laget av en silikonoksidfilm eller et organisk materiale.

9. Skjerminnretning i henhold til krav 1, karakterisert ved at materiallaget er et flytende krystallag.

10. Skjerminnretning i henhold til krav 1, karakterisert v e d at materiallaget er et elektroluminescenslag.

11. Skjerminnretning i henhold til krav 1, karakterisert ved at skjerminnretningen er en skjermseksjon i en portabel terminalinnretning.

12. Skjerminnretning i henhold til krav 11, karakterisert ved at transistorer av en tynnfilmtransistor (19) funksjonerer som pikseltransistorer i pikselseksjonen (12) og transistorer som danner driversystemet (13, 14).

13. Skjerminnretning i henhold til krav 12, karakterisert ved at tynnfilmtransistoren (19) er laget av polysilikon.

14. Skjerminnretning i henhold til krav 12, karakterisert ved at tynnfilmtransistoren (19) og materiallaget er forseglet mellom det første substratet og det andre substratet.

15. Skjerminnretning i henhold til krav 11, karakterisert ved at halvlederkretsen er formet på den samme flaten hvor drivesystemet (13,14) er formet.

16. Skjerminnretning i henhold til krav 15, karakterisert v e d at tykkelsen av halvlederkretsen er satt til ikke å være større enn tykkelsen av summen av tykkelsen av et forseglingsmateriale og tykkelsen av det andre substratet, hvor forseglingsmaterialet er ordnet mellom det første substratet og det andre substratet.

17. Skjerminnretning i henhold til krav 11, karakterisert ved at halvlederkretsen er montert med en COG metode.

18. Skjerminnretning i henhold til krav 11, karakterisert ved at i det minste en av det første substratet og det andre substratet er laget av en silikonoksidfilm eller et organisk materiale.

19. Skjerminnretning i henhold til krav 11, karakterisert ved at materiallaget er et flytende krystallag.

20. Skjerminnretning i henhold til krav 11, karakterisert ved at materiallaget er et elektroluminescenslag.