TW448333B

TW448333B - Active matrix type liquid crystal display device

Info

Publication number: TW448333B
Application number: TW086110540A
Authority: TW
Inventors: Yasushi Kubota; Ichiro Shiraki; Tamotsu Sakai
Original assignee: Sharp Kk
Priority date: 1996-08-28
Filing date: 1997-07-24
Publication date: 2001-08-01
Also published as: US6335778B1; JPH1068931A; KR100291158B1; KR19980018232A

Description

448333 A7 _B7__ 五經濟部中央標準局員工消费合作社印裝發明説明（1) --------.装------ΪΤ (- (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於依據輸入之數位影像信號顯示畫像之驅動電路一體型之有源矩陣型液晶顯示裝置，特別是關於，用數位信號驅動所有之電路，因此對元件特性之參差不一十分寬容，而且可以實現大幅度之低消耗電力化與低成本化之液晶顯示裝置。茲以傳統之液晶顯示裝置之有源矩陣型液晶顯示裝置為例子，說明如下。此液晶顯示裝置係如第24圖所示，由畫素行列ARY，掃描信號線驅動電路GD，及資料信號線驅動電路SD，所構成。晝素行列ARY備有相互交叉之多數掃描信號線GL,， GL2，....(假設任意之掃描信號線為GL)，及多數資料信號線Sq，SL2，....(假設任意之掃描信號線為SL)，而在相鄰之兩條掃描信號線GL，GL，與相鄰之兩條資料信號線 SL，SL所包圍之部分，成矩陣狀設有畫素PIX。資料信號線驅動電路S D與時鐘信號C K S等之定時信號同步，對輸入之影像信號DAT取樣，視需要加以放大，而寫入資料信號線SL。掃描信號線驅動電路GD與時鐘信號CKG等之定時信號同步，依次選擇掃描信號線GL，控制畫素PIX内之轉接元件之開閉，藉此將寫入資料信號線之SL之影像信號（影像資料）寫入晝素ΠΧ，同時保持寫入畫素PIX之影像資料。上述各晝素Ρίχ係如第25圖所示，由電場效應電晶體構成之轉接元件之晝素電晶體SW，液晶電容CL及必要時本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（2〖〇χπ7公釐） 448333 A7 ---------B7 五1發明説明（2) 附加之補助電容cs形成之晝素電容，所構成。資料k號線SL係介由上述畫素電晶體sw之吸極及源極連接在晝素電容之一方之電極，晝素電晶體SW之閘極連接在拎描信號線^^，畫素電容之另一方之電極連接在所有畫素共用之共同電極線。而因加在各液晶電容CL之電壓調變液晶之穿透率或反射率，進行顯示。而傳統之有源矩陣型液晶顯示裝置，其晝素電晶體§评之基板材料係使用形成在玻璃等之透明基板上之非晶質矽薄膜，掃描信號線驅動電路(}1)或資料信號線驅動電路SD 則分別以外加1C來構成。對此近年來各方提出有一些’應大畫面化之晝素電晶體之驅動力提昇，驅動用1C之實裝成本之降低，或實裝時之可靠性等之要求，而使用多結晶矽薄膜’以單片方式形成晝素行列與驅動電路之技術報告。而且，也正朝著更大畫面化及低成本化，嘗試以低於玻璃之變形點（大約600 C)以下之處理溫度’以玻璃基板上之多結晶矽薄膜來形成電晶體。經濟部中央棣準局員工消費合作社印31 n «!. nn ^^^1 11 . n^i I U3. i (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) 這種驅動電路一體型之液晶顯示裝置係例如第2 6圖所示’採用在絕緣性基板SUB上搭載，排列成矩陣狀之畫素 PIX所形成之畫素行列ARY，掃描信號線驅勤電路GD及資料信號線驅動電路SD之架構。這時，在掃描信號線驅動電路GD及資料信號線驅動電路SD，連接有控制電路CTL 及電源電路VGEN。其次說明，將影像資料寫入資料信號線之方式。資料本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（21 OX297公釐） 4483 3 3 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7五、發明説明（3 ) 信號線之驅動方式有類比方式及數位方式。外加驅動ICB寺，任何一種驅動方式均在内部設有放大器以確保驅動力。然而，在上述驅動電路一體型之液晶顯示裝置，因為其構成元件使用特性差異較大之多結晶矽薄膜電晶體，因此若使用放大電路等類比電路時，對應特性上之參差不一會發出輸出電壓之參差不一，而在顯示晝像產生縱條紋。因此，在驅動電路一體型之液晶顯示裝置，一般是如以下所述，使用内部未設放大電路等之驅動電路。在此擬舉上述驅動電路一體型之液晶顯示裝置最為一般性之點順序驅動方式，作為類比方式之例子進行說明。點順序驅動方式之資料信號線驅動電路係如第27圖所示，由掃描電路（移位暫存器）SR，缓衝電路BUF，及對應 R(紅），G(綠），B(藍）各色之取樣電路SMP所構成，與掃描電路SR之各級之輸出脈衝同步開閉取樣電路SMP，將輸入影像信號線之影像信號DAT寫入資料信號線SL。在此之緩衝電路BUF係用以取進掃描電路SR之輸出信號加以放大，同時在必要時形成反轉信號。這種方式有電路架構非常簡單之好處，但其反面，也有下述之缺點。亦即，因為必須在短時間（一點期間，或其幾倍長時間）内將影像信號DAT寫入資料信號線SL，因此必須使供應影像信號DAT之外部電路之輸出阻抗很小。同時，若影像信號DAT之來源是數位信號時，有必要變換成類比信號β因此，若再考慮外部之影像信號形成韶分之參與，液晶顯示裝置整體之消耗電力會相當大。 I I : - IJ- n - S - - -I n !- - - - - ....... -s w (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 6 4483 3 3 經濟部中央標隼局員工消費合作杜印裝 A7 B7 五、發明説明（4 ) 第28圖表示此系統之構成例子。這種架構在為了將影像k號DAT輸入資料信號線驅動電路,需要有數位一類比變換器DAC及緩衝放大器AMp，因此消耗電力祚常大。另一方面’數位方式之資料信號線驅動電路也有各種架構，在此則以選擇從外部供應之色調電壓，直接（不放大）供給資料信號線之多工器（multiplexer)方式進行說明。以下說明的例子是，輸入影像信號為11(}2各3位元階色調）之例子。此方式之資料信號線驅動電路係如第29圖所示，備有掃描電路（移位暫存器）SR，9(=3位元X RGB)個閂鎖電路 LAT ’與該閂鎖電路LAT同數之轉送電路丁砂，各由8(=23) 個邏輯積電路構成之3個解媽電路，以及，24(=23 X RGB)個類比轉接器AS W。此資料信號線驅動電路除了時鐘信號CKS或起動信號 sps之外，另外供應有轉送信號TRP , 9(=3位元xRGB)個數位影像信號SIG *及8=(23)個色調電源VGS。在此資料信號線驅動電路，由於與掃描電路SR各級之輸出脈衝同步開閉閂鎖電路LAT，即可取進數位影像信號SIG，在水平返驰期間内藉轉送電路TRF轉送至解碼電路DEC。而依據在解碼電路DEC解碼之信號，選擇8個色調電源VGS内之一個，而在下一水平掃描期間向資料信號線SL輸出。這種方式在將影像信號寫入資料信號線亿之期間大約等於一水平期間分，因此不必擔心寫入不充分。惟如上本纸張尺度適财酬家祿準（CNS) A4規格（21(5><297公着） n tup ^^^1 I II mr ^^^^1 a^^iK-、 4*- 1请先閲讀背面之注意事項存填寫本育) 44β333 A7 B7 五、發明説明（请先閲 % 背面之注意事項再填寫本頁述’電路規模會非常大(在3位讀人之驅動電路亦分別需要9個阿鎖電路及轉送電路，及分別要μ個邏輯積電路及類匕轉接S)’以及，需要有相當於顯示色調數分之多數個，能夠將色調電壓直接寫入資料信號線SL之輸出阻抗很低之外部電源電路（色調電源VGS)等之缺陷。第30圖表示此系統之構成例子d在此也是因為必須降低供應色調電壓之色調電Μ成電路VGN之輸出阻抗，亦即’需要有向所有之資料信號輸出同一色調電屢之驅動力，因此預測整個系統之消耗電力將相當大。近年來攜帶型之資訊終端機已相當普及，這些機器多以電池驅動’因此所搭載之顯示裝置除了可攜帶性（小型）以外，另對低消耗電力性有強大之需求。然而’採上述之驅動方法時，外部電源電路等之顯示裝置外部之消耗電力會非常大，有可能無法獲得系統之低消耗電力性。因之，要追求低消耗電力化，必須採用能夠減少顯示裝置（晝素行列及驅動電路）以外部分之消耗電力。即，希望採用不使用可能消耗大量電力之類比電路或中間電麼形成電路（色調電壓形成電路）等之驅動方式。經濟部中央標準局舅工消费合作社印裝而且是，能夠使上述之低消耗電力性及顯示裝置之小型化兩立之架構，及驅動方式最為理想。同時，通常使用之彩色液晶顯示裝置之背光佔了消耗電力之一半以上，因此亦有以低消耗電力性為優先，而在創製不使用背景光線之反射型之顯示裝置。反射型液晶顯示裝置因其對比不高，有時不必採用與傳統同樣之驅動方本紙蒗尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 448333 A7 B7 五、發明説明（式。即’留有採用反射型液晶顯示裝置特有化之成本更低之驅動方法’或能夠實現更低消耗電力之驅動方法之餘地經濟部中央標準局負工消費合作社印^ 另一方面，關於機器之小型化係如上述，使用多結晶矽薄膜電晶體等，將驅動電路與畫素行列成形為一體之結晶顯示裝置較有效，關於這一點可預見下列問題。在多結晶矽薄膜電晶體，矽結晶之粒徑與元件（薄膜電晶體或以多結晶石夕薄膜形成之電阻等）之大小差不多同大，因此，較之單結晶矽基板上之元件，無法避免特性之參差不-，如果使料種元件構成上賴比方式之驅動電路，或多工器方式之數位驅動電路，將主要因輸出級之電晶體之特性之參差不-，無法以高準確度寫人顯示用之色調電壓，有可能無法實現良好之色調顯示。而且’特別是以600。。以下之比較低溫形成之多結晶石夕薄膜電晶體’由於驅動能力或^件耐壓等之限制，元件之尺寸會變大’上述之特性參差不—之影響會更顯著。因之’使用多結晶石夕薄膜電晶體之驅動電路一體型之液晶顯示農置，最好最採用元件之特性差異不會顯著顯現 ’即不要求有高準度之寫人電壓之架構及驅動方法。本發明之目的在提供’在多处職，構成之座ϋυ元件之特性表差^ _，且可大幅度^消.耗電力之有源矩陣型ί晶顯Γ 裝置〇 ~~ 為了達成上述目的，本發明之有源矩_液晶顯本紙法尺度適用中國國家蘇(CNS) __— __ --------裝— '- (請先閱讀背面之注意事項苒填寫本頁) -m up i i

ί - III I I -ii ·

* n I I 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 448333 A 7 B7 五、發明説明（7 ) 置含有，排列成一i方向之多數复遵信號線，排列在與該資料信號線交向之多數择指信號線，配設成矩陣狀，分別連接在上述資料信號線及掃描信號線之多數晝數，向上述資料信’號線供應影像信號之資料信號線驅^^路，以及，向上述掃描信號線供應掃描信號之掃描信！^驅動電路，上述資料信號線驅動電路及掃描信號線驅動電路，係由連同上述晝素一併形成在同一基板上之多結晶矽蓮膜 / —广 ——* 電晶成，上述各畫素係由多冓成，且上述各副晝素係以2值顯示加以驅動，為其特徵。依照上述架構時，因為在驅動電路一體型之有源矩陣型液晶顯示裝置，以素構成晝素，使用對應2值 * 1 ~~ —____ 顯示之影像信號藉顯示領域之面積進行中間色調顯示，亦即，因為是;使用因此不吟选部.^^ 咸中間電壓，同時能夠以氣坐成所|^驅動電路。 ---- 藉此，可以;降低系統__^|_|^電力。特別是進行對比較小之反射型模式之顯示時，可以實現製成率很高，顯示之均勻性優異，而且消耗電力很低之顯示裝置。同時，因為驅動電路採數位電路，元件等性之參差不 _____________ —------ 一稍為容許，並可防止該驅動電路之良品率之下降。 .—-—·、 __ 且因，面積色調顯示法之資料信號線數會增加，因此可能會擔心驅動電路及實裝成本增大，.但因為將驅動電路一體化，因此，較之其他顯示裝置，可達成大幅度之低成本化。 - -- - - I I II -- I I II- _ - - - 1-- . Tw -7^-° * » (請先閩讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公t ) πτ 4483 3 3 經矜部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（8 ) 同時，因為藉面積色調顯示法而可允許元件特性有參差不一，因此多結晶矽薄膜電晶體可以在600°C以下之處理溫度形成在基板上。本發明之其他目的，特徵，以及優異之特點，可以從以下所述獲得充分之瞭解。同時，從本發明獲得之利益，可從參照附圖所做之以下之說明，便可以十分明白。茲參照附圖說明如下。 (實施形態1) 依照第1圖至第5圖，說明本發明之實施形態1如下第1圖係表示本實施形態1之有源矩陣型液晶顯示裝置之架構圖。上述液晶顯示置在絕緣性基板SUB上備有，多結晶碎薄膜電晶體構成之資料信號線驅動電路SD f及掃描信號線驅動電路GD，及多數晝素PIX。各晝素PIX由3傭副晝素SPX1，SPX2，SPX3(假設任 " -^7---'-------------Λ 意之副畫素為SPX)，在副畫素SPX1，SPX2，SPX3分別連接資料信號線SLM，SL,.2，SL,.3，同時連接有掃描信號線Gh。其中之i，j係從1至對應晝素PIX之數目之數字。同時，在本實施形態及以下之其他實施形態，任意之一條資料信號線稱作SL，任意之一條掃描信號線稱作GL。，各副晝素SPX分別寫入對應顯示及非顯示之2值之影像資料，依顯示狀態之副畫素SPX之面積實現色調顯示。再者，第1圖所示之一個晝素ί>ΙΧ内之副晝素SPX有3個，但$限定如此。 ’ 在資料信號線驅動電路SD連接有上述所有之資料信 ......I - ·ί-ί - -I. - --- I II I. : in ----- --- ·~ (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（2ίΰχ297公釐） 11 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 4483 3 A7 s______B7 五、發明説明（9) -- 號線SL，該資料信號線驅電路SD可對與$時信號同步輸 ^之影像信號取樣，必要時加以放大，而寫人資料信號線〇L ° 在掃描信號線驅動電路G D連接有上述所有之掃描信號線GL，該掃描信號線驅動電路GD可與定時信號同步，依序選擇掃描信號線GL，控制畫素ριχ内之轉接元件之開閉，將寫入資料信號線SL之影像信號(影像資料）寫入畫素 HX，同時保持寫入晝素ριχ之影像資料。第2圖表示本實施形態之多結晶矽薄膜電晶體之截面構造之例子。第2圖所示之薄膜電晶體(TFT)係以交錯構造形成，但不限定如此，反交錯構造等其他構造，以下之理論同樣可以成立。此薄膜電晶體係在絕緣性基板上丨介由二氧化矽之絕緣膜2形成多結晶石夕薄膜3。在此多結晶石夕薄臈3上，介由二氧化矽之閘極絕緣膜4形成鋁等構成之閘電極5。復在其上形成有由二氧化矽或氮化矽等構成之層間絕緣膜6。另方面，多結晶矽薄臈3係藉注入雜質離子^型領域注入磷離子，P型領域注入硼離子），以形成源極領域7及吸極領域8。此源極領域7及吸極領域8係藉設在層間絕緣膜6 及閘極絕緣膜4之接觸孔6a，連接在鋁等之金屬配線9。由於使用如第2圖所示之多結晶矽薄膜電晶體，可以很谷易在同一絕緣性基板SUB上，以同一處理過裎形成資料信號線驅動電路SD，掃描信號線驅動電路GD ,及多數畫素朽乂構成之晝素行列。藉此，可使製造成本較個別形 --------装------ΐτ---------------- - . ^ I I I _I 1 I— f ---> I— n (請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁)

本衹張尺度通州甲画國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐 -22 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4483 3 3 A7 B7五、發明説明（10 ) 成驅動電路與晝素行列時為低，同時可改善實裝時之成本或可靠性之問題。同時，本實施形態之液晶顯示裝置係採用，依副晝素 SPX之面積進行色調顯示之面積色調顯示法，因此在進行色調顯示時不需要中間電壓。因此不必在外部附加消耗電力很大之類比放大器（參照第28圖）或色調電壓形成電源( 參照第30圖）。因此成為第3圖所示之簡單之系統架構，整個系統可以達成大幅度低消耗電力化。再者，在第3圖内，DDC係用以產生以不同於資料信號線驅動電路SD之電壓驅動之掃描信號線驅動電路GD之驅動電壓之DC-DC變換器，PANEL係由畫素行列形成之顯示領域，COM係面向構成晝素之電極形成之對向電極，SYNC係定時信號。一般在驅動電路一體型之液晶顯示裝置，係採用將類比之影像資料從外部直接（不經由驅動電路内部之放大器）輸入電容性負荷很大之資料信號線之方式（點順序驅動方式），因此有類比放大器之消耗電力特別大之傾向。因此，在驅動電路一體型之液晶顯示裝置，特別是對應2值顯示狀態之電壓驅動之益處很大。而藉對應2值之顯示狀態之電壓驅動時，要實現色調顯示，面積色調顯示法是非常有效之手法。在第4圖舉出液晶元件之光學特性之一個例子。第4圖係目前最被廣泛使用之正常白色模式之TN(Twisted Nematic)液晶元件之電壓與穿透率之關係之圖。如從第4 圖可以看出，液晶元件之穿透率在中間電壓時變化率很大 I-------•裝------訂 > (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐} 448333 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝五、發明説明（u) ，但在其他領域則對電壓變化顯示比較平坦之特性。在本液晶顯示裝置，基本上是2值顯示，係以接近圖兩端之電壓驅動液晶元件’因此從圖上可以看清楚’施加之電壓多少有變動時，光學特性差不多不會改變。因此，對資料信號線之寫入電壓不會要求高準確度，因而可以減少輸出用電晶體之驅動力（電晶體尺寸）。其結果，可以縮小驅動電路之佔有面積，可以實現液晶顯示裝置之小型化。與上述同樣之理由，對元件特性之參差不一或信號間之串訊造成之雜訊，寬裕度也比較大。因此可大幅度改善，與處理程序之變動（因配線或電極位置之偏移造成之雜散電容之變動，以及配線寬度或膜厚度等之不均勻造成之雜散電容及雜散電阻之變動等），或裝置之特性變動（構成轉接元件之電晶體之移動度或門檻值電壓，漏洩電流等之變動）有關連之製成率。同時，其他之益處有，在液晶元件之光學特性有磁帶時，或溫度變化引起之變動很大時，對顯示之影響極少。第5圖係表示實現上述面積色調顯示法之資料信號線驅動電路之構成例子之圖。上述資料信號線驅動電路係由掃描電路(移位暫存器）SR，多數閂鎖電話LAT，多數轉送電路TRF，由“異一或”（exclusive-OR)電路等所構成之多數極性反轉電路XOR，以及多數緩衝電路BUF，所構成。上述閂鎖電路LAT，轉送電路TRF，極性反轉電路XOR，及緩衝電路BUF之數目，與資料信號線SL之數目相同（本例係N個）。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 ΡΓ 448333 A7 B7 經濟部中央榡準局員工消費合作衽印製五、發明説明（12) 以下說明其動作。藉與時鐘信號CKS同步輸出之起動 b號SPS ,在問鎖電路LAT閃鎖多位元之數位影像信號sig ，依據轉送信號TRF，在水平返驰期間内由轉送電路TRF 整批轉送一水平掃描期間分之影像信號。而藉極性反轉電路XOR，依據碼框信號FRM，以極性反轉之週期反轉咬非反轉，再由緩衝電路BUF，以所欲之輸出波幅向資料信號線SL輸出。如此’面積色調顯示方式之資料信號線驅動電路，較之多工器方式之數位型驅動電路，其電路架構極單純。同時，較之點順序方式類比型驅動電路，雖然構成文件數多，但可縮小各電晶體之尺寸’因此驅動電路之規模（佔用面積）是差不多大小。 (實施形態2) 第6圖係表示本實施形態2之有源矩陣型液晶顯示裝置之畫素構成例子之圖。上述液晶顯示裝置之各畫素Ρίχ係由4個副晝素SpX1 〜SPX4所形成。此副晝素SPX1〜SPX4分別連接有資料信號線SLU，SL” ’ SL。，SLM。在此，資料信號線Sl連接在資料信號線驅動電路S D時之平均間隔為5 〇 # m以下。第6圖（a)係沿著多數畫素ΡΙχ構成之畫素行列之一邊 ’在晝素行列之一側配置資料信號線驅動電路SD，所有資料信號線SL連接在一個資料信號線驅動電路SD時之情形°這個時候’ 一晝素之配置間隔為2〇〇ym以下。而第6圖（b)係表示，資料信號線驅動電路由第i資料 ( CNS ) A4規格（210X 297公釐厂 ~' —1^ *^^1- - - -I ί mV -^iJ « · (讀先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夬榡準局員工消費合作杜印製 48333 A7 ~~ "_______B7_ 五、發明説明（13^ ，線驅動電路SD1及第2資料信號線驅動電路SD2構成，此等資料信號線驅動電路SD1，SD2係沿著晝素行列之相 2兩邊配置在晝素行列之兩側，多數資料信號線SL之各 ^半連接在兩個資料信號線驅動電路SD1，§1)2之情形。埯時，兩畫素分之配置間隔在2〇〇#m以下。惟如上述’未將驅動電路一體成形之傳統之液晶顯示 :置’要實裝驅動電路時是使用TCP⑽pe Carrier Package) 等’但以目前之技術可達成之實裝間隔為50〜70//m以上 ^ 另一方面，在上述之面積色調顯示法，資料信號線僅南與剎畫素同數，因此，資料信號線之間隔會對應副畫素數目而變窄。同時，面積色調顯示法係利用眼睛之解像度較副畫素之大小為粗，以進行色調顯示，因此，如果使衂晝素之配置間隔，即資料信號線之配置間隔過分大，便有可月b無法達成良好之顯示。因此’使副晝素之平均配置間隔較50#m ’而且將驅動電路一體化，以迴避實裝上之問?4 ’對在可低消耗電力化之面積色調顯示法進行色調顯示上非常有效。再者’第6圖係採將各副畫素SPX排列在資料信號線SL 之延伸方向之架構’但不限定如此。第7圖表示副晝素之其他配置例子。在此之晝素PIX之配置間隔（資料信號線 SL之配置間隔）係與第6圊（a)相同。副畫素SPX亦可以在垂直於資料信號線SL之延伸方向之方向排成一列（參照第7圖 (a))，也可以排成矩陣狀（參照第7圖（b))。如此，副晝素之本紙張尺度適财關家縣（⑽）Α4規格（21GX W公釐> 16 ----11-^ - I -- · I .^1 n —i Hr -- '1τ - > (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4483 33 A7 B7 五、赘明説明（14 配置可以有各種形態，而不論採那一種形態，均與本發明之主旨相符。 (實施形態3) 第8圖係表示本實施形態之有源矩陣型液晶顯示裝置之·資料信號線驅動電路之架構例子之圖。上述資料信號線 %動電路較第5圖所示之電路架構，省略掉轉送電路TRF 。亦即，上述資料信號線驅動電路係由，掃描電路SR，多數輸入電容量較小之閂鎖電路LAT，以及，由極性反轉電路XOR及緩衝電路BUF構成之多數輸出電路OUT，所構成。以下說明其動作。藉與時鐘信號CKS同步輸出之起動信號SPS，在閂鎖電路LAT閂鎖多位元之數位影像信號SIG 。而由輸出電路OUT之極性反轉電路XOR，以極性反轉之周期反轉或非反轉，再由緩衝電路BUF以所欲之輸出波幅’於水平返馳期間内向資料信號線SL輸出。在面積色調顯示法，寫入資料信號線及晝素之影像資料係對應2值顯示之電壓，同時是利用施加電壓—顯示特性之比較平坦之領域，因此不要求寫入電壓有高準確度。因此’不必延長向資料信號線之寫入時間，水平返馳期間便已足夠°因此’不需要有將一水平掃描期間分之影像資料整批轉送之轉送電路，可以縮小電路規模。同時’可以藉減小閂鎖電路之輸入電容，而得至少將數位影像信號保持到水平返驰期間結束（實際上是保持到輸入下一個水平掃描期間之影像信號為止）。 --------->装—— I - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂趣濟部中央標準局貝工消費合作社印製

• 17 - 4483 3 3 五、發明説明（ 15 A7 B7 經濟部中央標準局男工消費合作社印製 (貫施形態4) 第9圖係表不本貫施形態之有源矩陣型液晶顯示裝置之驅動波形•之例子之圖。在第9圖，橫軸表示時間，縱軸則表示加在液晶層之電壓。如第9圖所示，在上述液晶顯示裝置，在同一碼框期間内對所有晝素寫人同—極性之資料，而每—碼框期間，反轉其極性一次（碼框反轉驅動）^這時之液晶顯示裝置之對比為15 : 1以下。通常之筆記型個人電腦所用之穿透型之有源矩陣型液晶顯不裝置，其對比是在100 : i〜200 : i程度。這種情形下若僅進行碼框反轉驅動，則有可能會觀測到對應極性反轉之閃爍’因此係配合以閘極線反轉，源極線反轉或點反轉等以進行顯示。惟，這種驅動方法將無法避免造成反轉驅動引起之消耗電力之增加。本例係在對比為15 : 1以下之液晶顯示裝置，僅使用上述碼框反轉驅動。在對比較小之顯示裝置，閃爍幾乎不會察覺到’對顯示沒有什麼不妥，因此有採用可低消耗電力化之碼框反轉驅動之好處。 (實施形態5) 第10圖係表示本實施形態之有源矩陣型液晶顯示裝置之構造例子之裁面圖。上述液晶顯示裝置係反射型之液晶顯示裝置，由夾著液晶層20之兩片基板10，10a所構成。一方（上方）之基板10 係透明性基板，在朝向另一方（下方）基板10a之面上形成本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 公嫠） ^^^1 mt n*t n·— 1 · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A4B333 A7 ___B7____ 五、發明説明（16 ) 有彩色濾光片11與遮光膜12，在其上面形成透明電極（對向電極）13。另一方之基板1 〇a上形成有，轉接元件之電晶體14，驅動此電晶體14之掃描信號線（閘極線）15，供應影像信號之資料信號線（源極線)16，以及，反射電極17。而為了分別將掃描信號線15，資料信號線丨6及反射電極17加以電氣絕緣，形成有第1層間絕緣膜18與第2層間絕緣膜19。而電晶體14則可以是半導體基板上之MOS電晶體，也可以是絕緣性基板上之薄膜電晶體。同時，本實施形態之液晶層2 0係由向列液晶及雙色性色素之患合物構成，而藉客主模式（guest-host mode)進行顯示。在面積色調顯示法，為了將晝素分割成多數副畫素，一個畫素中之轉接元件數會增加’轉接元件所佔之領域會變大。因此，為了提高開口率，有效利用轉接元件上是很重要。與穿透型液晶顯示裝置不同，反射型液晶顯示裝置如果使反射電極為跟資料信號線不相同之別的導電層，即可形成在轉接元件上，因此，可以將開口部加大到差不多整個副畫素領域。經濟部中央標準局員工消费合作社印製 ---- HI n - I I - - --- ...... I - - -1 丁 -· (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本瓦) 而且，再配合以上述之碼框反轉驅動法，便可以儘量縮小晝素間及副畫素間之電極（第10圖係反射電極Π)間隔。這是由於，碼框反轉驅動法之相鄰晝素相互間及副畫素相互間之電極之電位恆是同極性行（實際上是在一瑪框期間僅有一水平期間是反極性，但影響不大），因此橫方向電場變小1縮小顯示電極間之距離’也不會使顯示品質下降。本紙張尺度適用中國國家榡^ ( CNS ) A4規格（210'乂297公^~7 1" xg _ 448333 A7 B7 五、發明説明（17 第11圖係表示反射型液晶元件之電壓一反射率特性之例子之曲線圖。為了獲得良好之視認性，反射型液晶顯示裝置需要有某種程度之向立體角之反射，因此亮度（向各方向之反射率）受到限制。其結果，對比會較穿透型液晶顯示裝置小（第11圖係大約6 : 1)，因此可實現在實施形態 4所述之架構。 (實施形態6) 第12圖（a)係表示本實施形態之有源矩陣型液晶顯示裝置之晝素構成例子之圖。在上述液晶顯示裝置’晝素行列係由排列成矩陣狀之多數圖素CPE所構成，一個圖素CPE係由3個紅(R)，綠(G) ，藍（B)之畫素構成。而且，紅的畫素係由電極面積之比為1 : 2 : 4之3個副晝素SPXR3 ’ SPXR2，SPXRl，綠的晝素係由與上述同樣電極面積比之3個副晝素卯又。3，spXci2， SPXGI ’藍的晝素係由上述同樣之電極面積比之3個副畫素SPXB3 ’ SPXB2，SPXB1，所構成。經濟部中央禚準局員工消費合作社印製 (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 副晝素SPXR1〜SPXR3連接有資料信號線SL,R(在此係分別對應3個副畫素SPXR1~SPXR3之，副晝素SPXG1〜SPXG3 ’ SPXB1〜SPXG3也分別連接有資料信號線SL|G(=SL,G.,，SL1G.2，sl,g—3)，SL_B(=SLiB 丨，SL|B 2, sl〗b 3) ο 資料信號線驅動電路S D係僅配置在上述晝素行列之一側’上述所有之資料信號線SL係連接在此資料信號線驅動電路SD。本紙張尺度適用中國國家標準（C.NS ) A4C格（210X297公釐） 20 經濟部中央椟準局員工消费合作社印製 4483 3 3 A 7 -------B7__ 五、發明説明（18 ) 如以上所述’使對某副晝素（例如副晝素SPXRi)之具有-人大電極面積之副晝素（例如副晝素SP X 之電極路面積比為1:2，則可顯示任意之色調，同時能夠使輸入之數位影像彳§號之各位元對應各副晝素。藉此不需要在資料信號線驅動電路内之運算處理，其電路架構可以簡化。同時，若增加畫素之分割數（副畫素數），可顯示之色調數也會增加，但隨著，畫素及構成驅動電路之元件或配線之配置會狼困難。在面積色調顯示法要獲得良好之色調顯示之圖素之大小為大約300 " m以下，若考慮這一點.，在上述多結晶矽薄膜電晶體之製造過程，要將一個畫素分割成4個以上之副畫素有時會很困難。當然，不同的裝置構造或處理規範，有時仍可有更大之分割數。同時，因增加分割數會增加未成為顯示領域之副晝素間之空隙，致有開口率降低，明亮度或對比會降低之問題〇另一方面’如在實施形態5所說明之反射型液晶顯示裝置之對比較小之液晶顯示裝置，能辨認之色調數較少，因此過分增加分割數並無意義。目前之之穿透型液晶顯示裝置以對比200:1而能夠顯示128〜256色調，因此，上述之對比6:1前後'之反射型液晶顯示裝置，只要有§色調前後之顯示性能便已足夠。因此’就可顯示8個色調’顯示性能沒有問題，而且畫素或驅動電路之配置容易各點來講，一個晝素由3個副畫素形成之架構非常具有實罔性。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· *?τ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) AVvt格（210 ) λ 4483 3 3 Α7 Β7 五、發明説明（ 19 經濟部中央標準局員工消费合作社印褽而反射型彩色液晶顯示裝 rR), ^{ΓΛ 置之ι用方法有，將對應紅 (K) ’綠（G) ’藍⑻之3書辛排 — —謂成千面，使用彩色渡光鏡來加法k色之方法，及，蔣料庙汉將對應氰(C)，紫紅(M)，黃（¥ 層液晶元件積層，而減法混色之方法。減法混色在理論上應能獲得明亮之顯示，但各液晶元件必須是（至少3層内之兩層）穿透型。對如面積色調顯示法之轉接讀之領域較大者，開口率會大幅度降低，报不理想= 因此在面積色調顯示法之彩色顯示，最好是將對應 RGB之3晝素配置在平面。〜再者弟12圖（a)只有一個資料信號線驅動電路so，但也可以用兩個。即，如第12圖（的所示，在晝素行列兩側配置第1資料信號線驅動電路SD1，與第2資料信號驅動電路SD2，將多數資料信號線％之各一半分割連接等兩個資料信號線驅動電路SDl，SD2。在這種架構，為資料信號線S L之連接間隔會成為第丨2圖⑷時之兩倍因此可以應用到較高度精細之面板（同一尺寸而畫素數較多之面板’或同一畫素數而晝面尺寸較小之面板）。 (實施形態7) 第13圖係表示本實施形態之有源矩陣型液晶顯示裝置之晝素構成例子之圖。上述液晶顯示裝置與上述實施形態6之第12圖（b)所示液晶顯示裝置僅資料信號線數及副晝素數不相同，但基本上是同一架構。亦即，資料信號線驅動電路係由第1資之此因料 (請先閱讀背面之注項再填寫本頁} l^n ntf · 裝.

-*1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝丄48333 A7 _________ B7 五、發明説明（2〇) 信號線驅動電路SD1及第2資料信號線驅動電路SD2，所構成，而分別配置在畫素行列之兩側。多數資料信號線SL 之各—半分別接在此等兩個資料信號線驅動電路sm與 SD2。例如，奇數組之資料信號線乩叹，乩⑴，，SL3。，SLm，…係連接在第1資料信號線驅動電路SDi ，偶數組之資料信號sl2R , sl2C^ sl2B，Sl4r，SL4q ’ SIj4b ’…係連接在第2資料信號線驅動電路SD2。同時，一個圖素CPE係由紅(R)，綠（G)，藍（B)之3個晝素構成。而且，紅的畫素係由電極面積比為1:2:4:8:16:32 之6個副晝素SPXr6〜SPXri構&，綠的晝素係由電極面積比與上述同樣之6個副畫素SPXg(>〜SPXgi構成，而藍的晝素係由電極面積比與上述同樣之6個副晝素SPXb6〜spx 所構成。 B6 B， >下，省略與上述實施形態6共同之事項，而說明本實施形態之特徵事項如下。如上述，增加晝素之分割數（副畫素數）時，可顯示之色調數也會増加’但是，畫素，構成驅動電路之元件或配線之配置纽_。因此，有增加色醜之必要時，將資料信號線_電路分配在t素行狀兩側，實效上擴大資料信號線之間隔將报有效。藉此’副畫素數可以增加到兩倍’對與實卿態6相同之資料信號線之間隔，可在—晝素内配置6個财素’能夠達糾色調(262144色）之顯: ΰ 這在反射型液晶顯示裝置之對比有很大改善時·或+ 本纸張尺舰财關家鱗（CNST^S7^X29?^ )' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

448333 A7 ________B7 五Γ發明説明（21 ) — ~~ 作投影機用面板使用時特別有效。 (實施形態8) 第14圖係表示本實施形態之有源矩陣型液晶顯示裝置之驅動波形之例子之圖。第14圖⑷表示顯示晝像（白/黑），第14圖⑼表示輸入之影像信號^，第丨4_表示加在晝素電極（資料信號線）之電MVs「第14ffi(d)表示Μ 對向電極之電壓V⑽，面第14圖⑷表示加在液晶元件之電壓VSL-VC0M(晝素電極與對向電極間之電位差）。上述液晶顯不裝置在上述碼框反轉驅動法，以相同於液晶元件之軸電壓W⑽之波幅來交流_對向電極之電壓VCOM。因此，寫入資料信號線之影像資料之電壓之波幅在考慮正極性與負極性也是成為2值。亦即，對應以正極性之施加電壓時與以負極性之非施加電壓時之電^ ，及對應以正極性之非施加電壓時與以負極性之施加電壓時之電位。經濟部4-央操準局貝工消費合作社¥製不以交流驅動對向電極時，需要寫入以正極性之施加電壓時，以正極性及負極性之非施加電壓時，以負極性之施加電壓時之3種位準之電M。這個時候，資料信號線驅動電路之輸出級必；;頁要對應3值輸出，因此電路架構會很複雜。而且，在外部需要備有具有3位準之輸出之電源電路，因此擔心系統之消耗電力之增加。本實施形態因資料信號線驅動電路之輸出位準為2值，因此可以迴避這種問題。其結果可以實現液晶顯示裝置之小型化或低消耗電力化。 448333 A7 B7 22 五、發明説明（同時，因為輸出有2值，因此能夠以邏輯電路(數位電路）構成所有之資料信號線驅動電路。在面積色調顯示法，輸入資料信號線驅動電路之資料，包括時鐘信號cKS，起動信號SPS，轉送信號TRP，及碼框信號FRM，全部是數位信號，因此可以大幅度削減資料信號線驅動電路内之消耗電力。而且’資料信號線驅動電路内僅處理2值之信號，因此元件特性有多少之參差不—也沒有關係。當然，不必如上述在外部配設消耗電力很大之類比電路，可以達成系統整體之低消耗電力化。 (實施形態9) 第15圖係表示本實施形態之有源矩陣型液晶顯示裝置之驅動波形之例子之圖。第15圖（&)表示顯示畫像（白/黑），第15圖（b)表示輸入之影像信號vsi〇，第15圖（£；)表示加在晝素電極（資料信號線）之電壓Vsl，第15圖（(1)表示加在對向電極之電壓Vc〇M，及第15@(e)表示加在液晶元件之電壓vSL-VC0M(畫素電極與對向電極間之電位差）。上述液晶顯示裝置係對應液晶之交流驅動之週期’反轉輸入之影像信號VSIG之極性。因此，將輸入之影像信號 VS1G，直接以其極性（必要時改變波幅）輸出到資料信號線即可。、因此，資料信號線驅動電路之架構係如第16圖所示，可以非常簡單。此資料信號線驅動電路係由，掃描電路说，與資料《同數m鎖雜LAT，與關鎖電路同數之緩衝電路黯，所構成，較之第5圖所示之電路架構本紙乐尺度通 1"^^準（CNS) A4規格 ^n· m HI 士<m n^i 7Ϊ,"、va (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作.社印製 -25 4483 3 3 Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製五、發明説明（23 ) ，省略掉轉送電路TRF及極性反轉電路XOR。同時，較第 8圖所示之電路架構，亦省略掉極性反轉電路XOR。如以上所述，藉本架構可將資料信號線驅動電路之架構縮小成小規模電路，因此在成本，消耗電力，或框邊面積各點，有更大之益處。 (實施形態10) 第17圖係表示本實施形態之有源矩陣型液晶顯示裝置之資料線驅動電路之構成例子之圖。上述資料信號線驅動電路之架構基本上與第16圖所示者相同，但係表示較低次位準之電路。弟17圖所不之貧料線驅動電路，係使用掃描電路2級分之輸出信號之積，閂鎖多位元之數位影像信號SIG(第17 圖係為3簡化而僅表示一位元分之電路），而經由以配合施加在液晶之電壓驅動之變換電路，將該信號輸出到資料信號線SL。亦即，除了最後一級變換電路以外，均以多結晶矽薄膜電晶體電路會動作之電壓（第17圖係10V)加以驅動，向最後一級之變換電路供應液晶驅動電壓（第17圖係 5V)。在此之/CKS係表示相位與時鐘信號CKS相反之時鐘信號。由於採這種架構，雖然最後一級變換電路之驅動電壓很低，但其輸入信號仍有充分大之波幅，因此可以向資料信號線輸出充分大之信號。 (實施形態ίΐ) 第18圖係表示本實施形態之有源矩陣型液晶顯示裝置 I— -I. ........I - - I - - 1- ....... 士^-v - I— II - - ii In 1^1 0¾--° 难 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 26 4483 3 3 經濟部中央揉準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（24) 之構成例子之圖。在上述液晶顯示裝置之資料信號線驅動電路叩及掃描信號線驅動電路GD連接有外部控制電路(：；1^。同時’ 資料信號線驅動電路S D係介緩衝部b u F S連接在資料伊號線SL，掃描信號線驅動電路GD則經由緩衝部BUFG連接在掃描信號線GL。上述外部控制電路CTL(至少是其輸出部）以1〇v電源驅動，對資料信號線驅動電路SD及掃描信號線驅動電路 GD之輸入信號均為10V幅（+5V/-5V)。在此，對資料信號線驅動電路SD之輸入信號係，數位影像信號SIG，時鐘 k號CKS ’及起動*i§^SPS專’對掃描號信線驅動電路gd 之輸入信號係，時鐘信號CKG ’起動信號SPS，及脈衝信號GPS等。而資料信號線驅動電路SD之緩衝部BUFS以外之部分，以及，掃描信號線驅動電路GD之缓衝部BUFG以外之部分，係分別以10V電源驅動之。同時在緩衝部BUFS配合液晶驅動電壓供應5V電源(+2.5V/-2.5V)，另一方面，緩衝部BUFG則配合畫素電荷之寫入，保持所需要之掃描信號線波幅供應i6V電源5並且如上述實施形態8所述，對向電極COM則以與施加在液晶之電壓同一波幅之 5V(+2.5V/-2.5V)加以交流驅動。為了要實現這種架構，掃描信號線驅動電路GD係如第19圖所示，由掃描電路SR，邏輯電路LOG，位準偏移電路LS，及缓衝電珞BUF，所構成。在邏輯電路LOG邏本紙伕尺度適用中國S家標準（CNS )M規格（210X37公釐） I .^^1 - - ^^^1 ί -士文 TJ Φ IT (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 27 4483 3 3 A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製五、發明説明（25) 輯運算（邏輯積）從上述掃描電路SR各級之輸出信號與脈衝信號GPS所獲得之脈衝信號(+5V/-5V)，將由位準偏移電路LS變換成可以控制晝素轉接器之導通，非導通之位準 (+7V/-9V)。而介由緩衝電路BUF驅動閘極信號線GL。在本液晶顯不裝置之掃描信號線驅動電路GD係設在位準偏移電路LS内，因此，不論輸入信號之位準如何，均可獲得所希望之輸出電壓（掃描信號線之電壓）。因此也可以使掃描信號線驅動電路GD之輸入信號之位準，與資料信號線驅動電路SD之輸入信號之位準相同。這種架構可以統一外部控制電路CTL之輸出位準，因此可以期待包含電源電路等之系統之簡化及低消耗電力化。 (實施形態12) 第20圖係表示本實施形態之有源矩陣型液晶顯示裝置之晝素構成例子之圖。這是與上述實施形態6時一樣，有必要增加解像度或色調階度時，用以加大資料信號線之連接間隔者。以下，與上述實施形態6共同之事項擬省略說明，而僅說明本實施形態之特徵事項。上述液晶顯示裝置之第1及第2資料信號線驅動電路 SD1，SD2，圖素CPE之架構與實施形態6之液晶顯示裝置 (第13圖）之架構一樣。同時，多數資料信號線SL亦與第13 圖一樣，分別將各一半連接在兩個資料信號線驅動電路 SD1，SD2，但連接方法不一樣。亦即，在實施形態6之液晶顯示裝置係在各圖素(對應 I - - - . - - ^^^1 - , - - - - - \"OJ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙法尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210 X 297公釐） 448333 A7 B7 五、發明説明（26 RGB之3晝素）’將相對應之資料信號線§[交互連接在兩個資料信號線驅動電路SD，但在第20圖所示之液晶顯示裝置係將對應各畫素之上位一半位元之資料信號線（例如， ’ SLIR‘2 ’ SL[R·3)連接在第1資料信號線驅動電路sm ，將對應各畫素之下位一半位元之資料信號線(例如，SL_ ’ SL1R_5，SL,R-6)連接在第2資料信號線驅動電路。藉此，可在兩個資料信號線驅動電路分別輸入不同之數位影像k號"對此，第13圖之架構需要對兩個資料信號線驅動電路重複輪入影像信號。因此，本實施形態可削減影像信號線數，資料信號線驅動電路可以小型化。再者，數位影像彳§號在兩個資料信號線驅動電路之分配方法不限定如第20圖所示，任何分配法均可。 (實施形態13) 第21圖係表示本貫施形態之有源矩陣型液晶顯示裝置之中間色調顯示方法之圖。經濟部中央標準局員工消費合作社印製第21圖係㈣間纟'财絲祕意晝权顯示色調者，由3個副晝素構成之畫素（對應8色調顯示），在兩碼框（考慮信號之極性時為4碼框）顯示15色調階層。各晝素由3 個副晝素形成時，其本身無法顯示8個色調，但若組合多數碼框時，則也可以顯示其間之色調（碼框調變法）。本例為，以位準3及位準4之顯示返覆8色調（假定各位準為0〜7)，則可虛擬方式顯示丨5色調（各個位準為〇〜14) 内之位準7(相當於8個色調内之位準3及位準4間之色調）。身又來講，若使用碼框調變法，顯示變化之頻率會減 -29 (請先閱讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 私紙張尺度速用中國國家橾準（CNS ) Λ4規格（210X297公董_)_ 4483 3 3 經濟部中央榇隼局員工消費合作杜印裝 A7 B7 五、發明説明（27 ) 少，閃爍會很明顯，因此為了抑制閃爍，常需採取提高碼框頻率等之對策，但如反射型之對比較低之液晶顯示裝置，其閃爍並不明顯’這種對策並不需要，因此，採用此驅動法之益處很大。 (實施形態M) 第22圖係表示本實施形態之有源矩陣型液晶顯示裝置之中間色調顯示方法之圖。第22圖係表示相鄰多數個（本例係4個）晝素之顯示色調，在由3個副畫素構成之畫素（對應8色調顯示）’進行29 色調之顯示。各晝素由3個副畫素構成時，其本身僅能顯示8個色調，但若組合多數個晝素，則亦可顯示其間之色調（高頻顫動法）。本例係藉顯示8個色調(假定各位準為〇〜7)内之位準3 與位準4之4個晝素，可在位準3與位準4間進行3個色調顯示，整體來講’可以虛擬方式顯示29個色調（假定各位準為0〜28)内之位準14。一般來講，使用高頻顫動法時解像度會降低，但若想以顯示色調較解像度為優先時，此驅動方法报有效。同時 ’如果晝素之間隔小到不會辨認岀高頻顫動法造成之解像度之降低時，則更為有效》 (實施形態15) 第23圖係表示構成本實施形態之有源矩陣型液晶顯示裝置之薄獏電晶體之製造過程之例子之截面圖。首先’在堆積在玻璃基板21 (參照第23圖（a))上之非晶質矽薄膜22(參照第23圖（b))，照射激元雷射，以形成多結本紙張通^^國家標準（〇叫八4規格_(210\297公釐） ' ΓΤ I-------批衣！--I --訂 - · (诗先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 448333 Α7 Β7 五、發明説明（28) 晶矽薄膜23(參照第23圖（c)。接著，將此多結晶矽薄膜形成為所希望形狀之圖案（參照第23圖（d))，形成由二氧化石夕構成之閘極絕緣膜24(參照第23圖（e))。再以鋁等形成薄膜電晶體之閘電極25後（參照第23圖⑴），在薄膜電晶體之源極及吸極領域26注入雜質離子（η型領域注入磷離子，p型領域注入硼離子)(參照第23圖（g)，第23圖（h))。然後堆積由二氧化矽或氮化矽等形成之層間絕緣膜27(參照第23圖 (〇)，開口接點孔28後（參照第23圖ω)，形成鋁等之金屬配線29(參照第23圖⑴）。在此過程中，處理之最高溫度為閘極絕緣膜形成時60(rc，因此可使用美國康寧公司之1737 玻璃等之高耐熱性玻璃。再者’液晶顯示裝置係在此後，再介由層間絕緣膜，开夕成透明電極（穿透型液晶顯示裝置時）或反射電極（反射塑液晶顯示裝置時）。由於採用這種處理程序，便可以在廉價而可大面積化之玻璃基板上形成多結晶矽薄膜電晶體’因此可以很容易貫現液晶顯示裝置之低成本化與大型化。經濟部中央梯準局員工消費合作社印裝 ί I = - il^i HI HI - - 1^1 - - - - - - - ^^1 •· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 同時，如此以比較低溫形成之多結晶矽薄膜電晶體存在有，驅動力小，元件尺寸大，元件特性之參差不一情形顯著等問題，會成為構成驅動電路的障礙，但由於採用上述面積色調顯示法，便可以某種程度忽視上述問題。 (1)如上所述，本發明之有源矩陣型液晶顯示裝置，係在由，向一個方向排列之多數資料信號線，向與上述資料信號線交叉之方向排列之多數掃描信號線，以及，配設成矩陣狀之多數畫素，構成之有源矩陣型液晶顯示裝置中本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4現格（2 i 0 X 297公釐） 448333 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 87 五、發明説明（29) ’向上述資料信號線供應影像資料之資料信號線驅動電路 ’及向上述掃描信號線供應掃描信號之掃描信號線驅動電路’係由連同上述畫素一併形成在同一基板上之多結晶矽薄膜電晶體’所構成’上述各晝素係由多數副畫素構成，且上述各副晝素係以2值顯示驅動之。在上述液晶顯示裝置，係在一體形成以多結晶矽薄膜電晶體所構成之驅動電路之影像顯示裝置，採利用對應2 值顯示之影像信號以顯示領域之面積進行中間色調顯示之面積色調顯示法，因此，如以下所述，對提高其對元件特性參差不一或雜訊等之允許度，系統之簡化，低消耗電力化，實現資料信號線驅動電路之實裝，驅動電路部之成本削減，檢查之容易化，低成本化等有效果。使用面積色調顯示法時，會在各副畫素電極寫入對應 2值顯示之影像信號，因此由於選擇在其施加電壓附近之液晶之穿透率或反射率差不多不會變化之電壓值，則可使其在施加電壓多少有變動時，不影響到顯示。因此’對畫素電晶體之職電流，或資料信號線驅動電路之各輸出線之輸出電壓之不均—（起因於輸出電晶體特性之不等之允許位準較大β特収，多結晶碎薄膜電晶體之漏茂電流較非晶質㈣膜電晶體大，同時，門插值.電壓等之特性參差不-較單結晶石夕電晶體大，因此，在形成於多結晶石夕薄膜上之驅動電路一體型之液晶顯示裝置採用此顯示方法時，可以期待能大幅度提高生產率。進-步具體說明之，關於資料信號線驅動電路之輸出本纸法尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2iOX297公着） ----n H ϋ - - — - n i n _ τ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 32 ί 448333 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3〇) 不均，在單結晶石夕之驅動1C被抑制在5〜20mV以下，因此，不論採任何驅動法，問題均不會顯現化。惟，多結晶矽薄膜電晶體，其門檻值電壓之參差不一有時達數百個mV 以上，以中間電壓進行色調顯示之驅動法（上述之數比方式或多工器方式）有可能會發生顯示條紋或色調反轉，因此以本發明之2值顯示進行色調顯示之驅動法會有益處。同時，因為要寫入對應2值顯示之影像信號，因此，施加之電壓多少有變動時，顯示不會受其影響，由於這個理由，面積色調顯示法對以下所述之擾亂也有效。例如，各信號線之影像信號之衰減，信號線間或信號線與畫素電極間之串訊，液晶格子厚度之不均一，溫度等周圍環境之變化引起之電晶體特性或液晶特性之變化，以及，電晶體特性或液晶特性在長時間使用後之變化等。同時，面積色調顯示法係使用對應2值顯示之影像信唬，因此不必像上述之點順序驅動法或多工器驅動法要供應中間電壓。因此不需要消耗電力大之DA變換器或放大器，色調電壓形成電路，外部電源電路之架構變單純，同 ¥其消耗電力也變很小。尤其是，已廣泛普及的攜帶式資訊終端機等，因内部之資訊處理是以數位信號進行，因此對顯不裝置之輸出也是數位信號。本方式之影像輸入為數位信號，因此不必使用類比方式時tDA變換，系統之成本與消耗電力之減低效果很大c 而且，面積色調顯示法因將驅動電路一體化，因此在丄逆以外’對消耗電力也有價值。以下說明其理由。本纸張尺度適用中而?標孪（CNS) Α^ρ-2Ι0Χ 297公焱-)_ -13 " ---------3C------ΐτ------·! (讀先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 448333 A 7 B7 五、發明説明（31 ) 傳統之點順序方式之類比型晝像顯示裝置，要在一定時間内以充分之準確度將影像信號寫入資料信號線，主要必須將外部之影像信號輸出電路之輸出阻抗，及驅動電路輸出部之電阻之綜合之阻抗抑制在某值以下。多結晶石夕薄膜電晶體之驅動力較早結晶碎電晶體差很多（同一頻道寬之互電導在2位數以上），因此，使用多結晶矽薄膜電晶體將驅動電路一體化時，其寫入能力在使用大尺寸之薄膜電晶體時，仍較驅動1C小很多（驅動電路輸出部之電阻變高）。因之，必須降低外部之影像信號輸出電路之相當份量之輸出阻抗，但會因此而增加影像信號輸出電路之恆常電流，招致消耗電力之增大。亦即，在目前，驅動電路一體型顯示裝置唯一實用化之點順序方式之類比型晝像顯示裝置，若將驅動電路一體化，外部電路之消耗電力增加之可能性很大^ 經濟部中央標率局員工消f合作社印製對此，面積色調顯示法係如後述，確保有充分之寫入時間，因此將驅動電路一體化時，也不必使外部電路之輸出阻抗變小。反而是因為能夠將驅動電路與晝素行列靠近而一體化，因此會使雜散電容減少，降低消耗電力。同時，如果欲將晝素分割成多數副畫素之架構應用在，非晶質矽薄膜電晶體構成之晝素行列與驅動1C之組合時，有時會無法實裝，但使用多結晶矽薄膜電晶體之驅動電路一體型之液晶顯示裝置則可以迴避這種問題。亦即，本顯示法必須使分割之副晝素之每一個不能被 34 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ). A4規格（210 X 297公釐） A483 3 3 A7 B7 32 五、發明説明以視免查覺到疋個別之晝素。例如，使一個畫素之大小為目m主流之面板（12.1型SVGA面板，由RGB各晝素形成之一圖砉為大約3〇〇 # m角）同一位準，則將^個晝素分割成2 個副晝素，僅在晝素行列之一側配置資料信號線驅動電路時，對應各副畫素之資料信號線之配置間隔大約是5〇#爪。同樣地，將1畫素分割為3個副晝素時，則大約是33 。另一方面，目前之實裝技術可實現之最小之配線間隔為 50//m〜70#m ,因此，具備較上述以上之精細度/畫面尺寸之比例之顯示裝置，僅有與晝素行列一體成形驅動電路方有可能。其次，思考畫素行列與驅動電路之分計成本。欲以傳統之非晶質矽薄膜電晶體之晝素行列與驅動1(：來實現面積色調顯示法，則會招致驅動1(：成本與實裝成本之大幅度之增加，因此會喪失成本競爭力。因為，一般之 ic之成本疋跟其晶片面積成比例，但液晶驅動用ic之輸出端子較電路規模多出很多，但其面積有因端子數（正確一點是墊片之配置）而定之傾向。面積色調顯示法較傳統之驅動法（類比方式或多工器方式），資料信號輸出墊片數會增加（3位元時為3倍），因此，晶片面積也會增加，使成本上昇。對此，驅動電路一體顯示裝置之驅動電路部之成本並非輸出線數，而疋存於電路之佔用面積，因此不會因採用面積色調顯示法而使成太增加=反而如後述，因驅動電路簡化，估.罔面積會較其他驅動法小，成本合降紙。本紙張尺廋速用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） . - 1 ·:— I f--- t 和衣―-------I In (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部t'央標準局員工消費合作社印^ 4 4 8 3 3 3 A7 ----—B7 五、發明説明（331 〜要在不使驅動部之成本上昇而實現面積色調顯不法，將驅動電路一體化是非常有效。換言之，因驅動電路-體化而收到之成本削減效果在面積色調顯示法時，較之其他驅動方法，會增加位元倍數(輸入數位信號為3位元時為3倍）。這是將面積色調顯示法與驅動電路—體化技術組合時，會出現之特徵式效果。同時也有’晝素行列及驅動電路之檢查會成為非常高速，而且可靠性很高之好處。内部配設驅動電路之液晶顯不裝置在由外部向駆動電路輸入檢查用之信號，監視各信號線之電位等，即可很容易檢查畫素行列及驅動電路之動作。經濟部中央棣隼局員4消費合作杜印製 -n I— I I— In - I -,τ^,—_ I I 丁 S1· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 尤其是，面積色調顯示法因影像信號對應2值顯示，因此不必檢出信號電壓微小變化。即，如傳統方式藉類比電壓進行中間色調顧示時，影像信號些微變化，例如漏茂電流或串訊，波形失真等之變化會影響到顯示，因此微小之信號電壓差也必須檢出，而無法檢出時，檢查之可靠性便會降低，但面積色調顯示法，信號檢測準確度可以稍低 (不完全是數位）。因此，面積色調顯示法可以檢出所有可能發生之問題，同時可以高速檢出。 (2)在上述有源矩陣型液晶顯示裝置採，對應上述各剎畫素之Μ料is號線連接在上述資料信號線驅動電路時之平均間隔，以50/zm以下之架構，較為理想。在上述液晶顯示裝置，因為資料信號線連接在資料信號線驅動電路時之平均間隔在因此如上述本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X'G7^釐） 448333 Λ7 Β7 經濟部中夬操準局員工消肾合作杜印聚五、發明説明（34 ，可以實現目前之實裝技術不可能辦到之精寸比之畫像顯示裝置。在面積色調顯示法割成多數(η個）副畫素時，對各副畫素均需要資料信號線，因此’要獲得相同之解像度時，資料信號線之配置間隔會成為以往之晝素架構之1/η 〇另一方面，在驅是附設在外部之傳統之液晶裝置，必須以電氣方式連接資料信號線與驅動電路，而通常是使用丁(：1>，但可實裝之間隔之下限是50〜70_’因此’ ^：副晝素之平均間隔較此為小時，實裝會很困難。因此，資料信號線之平均配置間隔在50"m以下時，將驅動電路與畫素行列構成在同一基板上非常有效β (3)在上述有源矩陣型液晶顯示裝置採，上述資料信號線驅動電路由掃描電路(移位暫存器電路），閂鎖電路及輸出電路構成之架構，較為理想。上述液晶顯示裝置因為是以掃描電路，閂鎖電路及輸出電路構成，因此電路規模及其佔用面積變小，可以降低成本，縮小框邊，減低消耗電力。同時，由於能夠縮小構成驅動電路之電晶體之尺寸，因此可以提高可靠性。傳統之多工器方式之數位型驅動方式，為了要以高精密度寫入t間電壓，需要有大致—個水平掃描期間分之寫入時間，但在面積色調顯示法則只要寫入對應2值顯示之電壓即可，同時如上述，可以允許有一些參差不一（變動或寫入不足等）s因此水平返馳期間則已足夠。因此，不需配设多工器方式所需要之整批轉送一個水平掃描期 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於-------訂-- 今--- - I ϋ ___ 448333 A7 ----------__ 五、發明説明（35 ) 之信號之轉送電路。另—方面，資料信號線之電容有數PF以上’因此要在移位暫存器電路之輸出脈衝寬度期間加以充電是很困難。因之’在配設輸入電容报小之閂鎖電路，將數位影像信號至少保持到水平返驰期間結束（實際上是保持到下一水平掃描期間之影像信號輸入），較為有效。經濟部中央標準局員工消費合作社印製裝訂 (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由於採這種架構，使構成資料信號線驅動電路之各薄膜電晶體有最小尺寸（最小頻道寬），面積色調顯示法仍具有充分之寫入性能《對此，在點順序方式之類比型畫像顯示裝置’則因需要在移位暫存器電路之輸出脈衝寬度期間對資料信號線充電，因此，輸出部之取樣電路(類比開關）要有很大之尺寸（頻道寬度）。同時，在多工器方式之數位型畫像顯示裝置，因為電路架構複雜（需要多數解碼電路或類比開關），因此，其佔用面積會相當大。如以上所述 ’面積色調顯示法能夠以比較簡單之電路架構，而且是以最小尺寸之電晶體構成資料信號線驅動電路，因此可以縮小其佔用面積。其結果，可以削減製造成本，同時可以期待藉資料信號線驅動電路侧之框邊狹窄化，驅動電路部之負荷電容之削減而達成低消耗電力化。而且，在面積色調顯示法之資料信號線驅動電路，因為不需要尺寸很大之電晶體’驅動電路之可靠性也會提面。薄膜電晶體因周圍由絕緣圍繞，因此較之單結晶基板上之電晶體，發出之熱量容易積存’擔心會因此發生熱破壞 - 。發生之熱量與流過電晶體之電流成比例，因此僅以最小本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）經濟部中央榡準局負工消費合作杜印製 A7 --~__ _ Θ7 五、發明説明（36 ) '~^ ^ 尺寸之電晶體構成之面積色調顯示法，由熱量引起之劣化或破壞之機率很小’可提高其可靠性。 ⑷在上述有源轉魏晶顯示裝置採，顯示之對比為15:1以下，且每一碼框反轉加在上述各副晝素之影像資料之極性一次之架構，較為理想。在上述液晶顯不裝置，顯示之對比為15:丨以下，相當 ^因此閃爍不_ ’可以使用不損及顯示品質，對減: 消耗電力有效果之碼框反轉驅動法。通常，在使用例如向列型液晶易因外部電場產生分極之材料之液晶顯示裝置’為了確保可靠性而進行交流驅動 ’其週期則為了抑制影像之閃爍，多採一水平掃描期間 (\ GA面板為大約32微秒）或—點期間（VGA面板為約4〇n sec)。另一方面，使交流期間之週期為一碼框期間（vga 面板為大約16.7nseC)，則可以期待降低消耗電力之效果。同時，對比小時，能識別之色調數也變少，因此，面積色調顯示法不太會顯現出不容易增加顯示色調之問題。亦即，不必在一定領域配置對應色調數之副晝素及資料信號線驅動電路。例如’目前供筆記型個人電腦用而廣泛普及之穿透型液晶顯示裝置之對比在2〇〇: 1前後，可識別之色調數為128〜256色調。由此類推，對比為丨5:丨之液晶顯示裝置’可識別之色調數可能僅有9〜19色調。因此，將畫素之分割僅定為3個時(相當於8色調），因為此原因而引起之顯示品質下降應該是不會成為很大之問題。 (5)上逑有源矩陣型液晶顯示裝置採，上述各副畫素本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0x29?公釐） —7--,·-----Μ------IT------1 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 448333 Α7 ___________Β7 五、發明説明（37 ) ~ 之電極可覆蓋成上述各副晝素之轉接元件，而可反射照射光之架構，較為理想。在上述液晶顯示裝置，因為反射電極可覆蓋各副畫素之轉接元件，因此可大幅度提高開口率，可實現明亮，而且對比很大之反射型液晶顯示裝置。在面積色調顯示法’ 因將一個畫素分割成多數副晝素，因此—個副晝素所佔之轉接元件之面積比例特別大。穿透型之液晶顯示裝置之轉接元件之領域有遮光，因此開口率有大幅度降低之可能性，但在反射型之液晶顯示裝置因為將反射電極形成在轉接元件之上方，因此，可以使開口率幾乎不會下降。同0寸，：¾反射型液晶顯示裝置是直視用時，一般來講對比較小（如上述，多會變成15:1以下），因此，其效果與上述(4)相同。 (6)上述有源矩陣型液晶顯示裝置採，構成上述各晝素之上述副晝素之面積比分別為2，上述各畫素由3個上述副畫素所構成，以對應紅，綠，藍各色之3個上述畫素構成一個圖素，以進行彩色顯示之架構，較為理想。經濟部中央標_局—工消費合作社印裂 * I u = - - I - - - I SH -- 1 - I I X (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在上述液晶顯示裝置，構成畫素之各副晝素之面積比分別為2(構成晝素之各副畫素之面積為，1:2 : 22· 2Π·') ’因此能夠以最小之副畫素顯示2η色調内之任一色調。同時’因驅動各副畫素之信號可直接對應輸入之數位影像信號’因此不必在資料信號線驅動電路内進行運算處理，電路架構極單純^ 同時’甴於以3個副畫素構成各畫素，具有512色之顧本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 40 4483 3 3 五、發明説明（38 經濟部中央標準局—工消费合作社印裝 Α7 Β7 示此力，因此可以顯示適合攜帶式機器之256〜5i2色。樓帶式機器因為要縮小電路規模，要減少影像資料之資料量之需求很大，因此，常採256〜5丨2色之顯示色數^尤其是為了低消耗電力化，常使運算處理部之頻帶寬為一個 byte(8位元），這時，顯示色數也成為256色（二8位元）。而且，如上述，對比很低之顯示裝置時，能夠識別之色調受到限制’因此要使其具有更高之顯示能力並無意義。因此，在這種情況下，8色調（3位元）之顯示便已足夠。將各晝素分割成多數副畫素時，便可顯示更多之色調 ’但需要更多之資料信號線驅動電路或資料信號線，晝素轉接疋件，因此要將此等配置在同一面積很困難。如上述，要獲得良好之顯示性能，因為無法極端加大畫素，因此將各晝素分割成3個前級之副畫素較為實在。同#，因為以對應紅、綠、藍各色之3個上述畫素構成-個圖素’因此可以實現明亮之彩色顯示。採面積色調顯示法之反射型液晶顯示裝置係如上述’需要按各晝素配設轉接元件，因此，為了提高開口率，最好能將轉接元件之領域也當作顯示領域利用。因此，不是積層對應各原色之穿透型面板以進行彩色顯示之方式，而是以對應各原色之3個晝素構成一個圖素，而在相對應之領域配置彩色濾光片之方式較為有利。 (7)上述有源矩陣型液晶顯示裝置採，構成上述各畫素之上述各副畫素之面積比分別為2，上述資料信號線驅動電路分設在畫素行列之兩侧，且上述各畫素务甴6搞μ 本纸浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

448333 A 7 B7 經濟部中央榡準局員工消費合作杜印製發明説明（39) 述副晝素構成’以對應紅，、綠，藍各色之3個上述畫素構成一個圖素，以進行彩色顯示之架構，較為理想。上述液晶顯7F嚴置亦可期待有與上述⑹之架構同樣之作用。因此，以下係僅說明其不同之部分。本例以6個副畫素構成各畫素，藉此使其具有262144 色之顯不能力，因為將資料信號線驅動電路分別配置於畫素行列之兩側，因此資料信號線驅動電路之配置間隔較寬，可以較僅配置於一側者，可多配置兩倍之副畫素。藉此，可以進一步增加色調數。目前，顯示裝置也逐漸被要求要能對應多媒體，而由於要顯示例如TV晝像之自然晝像時，需要有26萬色左右之顯示色數，因此，對如此之用途，本架構非常有效。同時，在投影用之反射型液晶顯示裝置因需要有很大之對比，因此必須要有26萬色以上之顯示。因此，對此用途，本架構也非常有效。當然，晝素之分割數也可以採上述（6)或（乃之例子以外之方式’例如，如果是要求有4096色之顯示之系統，則將各晝素分割成4個副畫素則可對應。而系統内部之影像資料為2byte(16位元）時’要求有65536色（=16位元）顯示 (RGB各色為5位元至6位元顯示）。在這種情形時，要將資料信號線驅動電路配置在晝素行列之一側，或分割配置在兩側’則由晝素間隔及佈置規則（Layout Rule)而定。 (8)在上述有源矩陣型液晶顯示裝置中，上述書素之對向電極以與液晶元件之驅動电壓同一波幅交流藤動之， {請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) :裝·

1T 本紙張尺度適用中國國家標率（CMS ) A4規格（210X2W公釐} 42 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 4483 3 3 A7 ____ B7 五、發明説明（40 )

上述貨料信號線驅動電路由邏輯電路構成較佳D 在上述液晶顯示裝置’畫素之對向電極係以跟液晶元件之驅動電壓同一波幅加以交流驅動之，因此可進一步達成低消耗電力化。一般之電路，其消耗電力係與驅動電壓之平方及驅動頻率成比例。若對液晶顯示裝置來講，資料信號線驅動電路之動作頻率較掃描信號線驅動電路之動作頻率快數百倍，因此，液晶顯示裝置之消耗電力之大部分係由資料信號線驅動電路所消耗。因此，如果能將資料信號線驅動電路之驅動電壓變小，消耗電力便可以大幅度降低。由次藉與液晶元件之驅動電壓同一波幅，反相位加以交流驅動，則可降低寫入資料信號線之影像資料之波幅，因此，輸出影像資料之電路之驅動電壓也可以變小，其結果’可以進一步達成低消耗電力化。同時’與對向電極之關係，因正極性之影像資料與負極性之影像資料均為兩電位位準之任一方’因此由外部供給之影像資料用之電源僅有高位準與低位準，（使對向電極為一定電壓時’或以跟液晶元件之驅動電壓不相同之波幅交流驅動時，則需要3值或4值之電源）。因此，外部電源電路之架構變簡單，同時可大幅度降低其消耗電力。同時’在面積色調顯示法，因為所輸入之影像信號係數位信號，因此，包括時鐘信號及其他信號全部都是數位輸入。因此，如上述，若資料信號線之影像輪出為2值時，則3能僅以邏輯電路(數位電路)構成資料信號線驅動本紙張尺度適用tmmmTass) m A^^^1 al^i 、T (诗先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 448333 B7 五經濟部中央標準局貝工消費合作杜印策、發明説明（41 路°當然，必要時亦可插入使信號之電壓位準變化之位準偏移電路。因為數位電路不必如類比電路處理微小之電位差，因此對元件特性參差不-之允許量較大，結果是可期待良品率之提高。同時，數位電路所消耗之電流僅為充放電電流與轉接電流，不會像類比電路恆常有電流流通，因此可大幅度削減消耗電力。 (9) 上述有源矩陣型液晶顯示裝置採，與加在液晶層之電壓之極性反轉週期同步，反轉輸人上述資料信號線驅動電路之數位影像彳§號之極性，而構成上述資料信號線驅動電路之輸出電路則不輸入對應極性反轉週期之信號之架構，較為理想。在上述液晶顯示裝置，因為與液晶驅動電壓之極性反轉週期同步，反轉輸入資料信號線驅動電路之數位影像信號之極性，因此可以減少輸入信號數，同時可以縮小電路規模。亦即，由於輸入對應反轉驅動之極性之數位影像信號，則不需要在資料信號線驅動電路内部反轉影像資料之極性，因此不必輸入控制極性反轉之信號，可以削減輸入端子數。同時，也不需要控制極性反轉之電路，因此可以縮小電路規模。以上各點對晝像顯示裝置之低消耗電力化，提高良品率，削減成本很有效果。 (10) 上述有源矩陣型液晶顯示裝置採，備有變換器，使上延> 料信號線驅動電路之掃指電路及問鎖電路之驅動電本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4洗格（210x297公赛\ ' 1---- -44 - -----^-----^------,玎------"1 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 448333 A7 B7 經濟部中央橾準局員工消費合作.社印製五、發明説明（42) 壓較輸出到上述資料信號線之資料信號電壓大，上述資料信號線驅動電路之輸出，以較上述掃描電路及閂鎖電路之驅動電壓為小之電壓驅動之架構，較為理想。在上述液晶顯示裝置，因輸出電路備有可以供應較其他電路為小之電壓之變換電路，因此能夠以非常簡單之電路架構，輸出適合晝像顯示之波幅之資料信號。一般來講，多結晶矽薄膜電晶體之門檻值很高，元件尺寸（頻道長或閘極絕緣膜厚度等）大，因此不得不提高驅動電壓。尤其是以600°C以下之低溫處理製成之多結晶矽薄膜電晶體其傾向更強，要確保充分之動作速度，需要有 8〜20V左右之驅動電壓。對此，液晶元件之驅動電壓僅需要3〜7V前後（正負各），而如上述以跟液晶驅動電壓相同波幅交流驅動對向電極時，輸出資料信號線之信號之波幅為3〜7V。在如此之狀況下，因為將波幅很大之閂鎖電路之輸出信號（波幅與多結晶矽薄膜電晶體電路之驅動電壓相同），輸入到供應電壓很小之反相電路（電源電壓與液晶驅動電壓相同），因此能夠以較大之驅動力向資料信號線供應所希望電壓之影像資料。同時，這個時候是只要使輸出反相器電路之驅動電源與其他電源不相同即可，電路架構會非常簡單。 (11)上述有源矩陣型液晶顯示裝置採，上述掃描信號驅動電路備有位準移位電路，上述資料信號線驅動電路之輸入信號位準，與上述掃描信號線驅動電路之輸入信號位準 (請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（2I0X297公釐） 45 448333 A7 經濟部中央標隼局負工消费合作社印製 "----—_______ B7 五、發明説明（43 ) 相同之架構，較為理想。位準裝置’因為掃描信號線驅動電路襟有部相η 使液晶顯示裳置之輸入信號之位準全 4相同，減輕對外部介面電路之負擔。被要:=Γ電路之輸出位準(掃描信號線之波幅) 有U向畫素寫人影像信號與保持之電壓，這除了 :或，會依畫素電晶體之特性(門插值電之輸出位^被要而定。通f，掃描信號線驅動電路、®位準被要永有液晶驅動電壓之兩倍以上之以奉又貝料信號線驅動電路為大之電壓加以驅動。由於在掃描信號線驅動電路裝配位 =:號_電路之輸出部及其前級部== 4 i線驅動電路同樣之電絲動其信號線驅動電路之松入严缺㈣# 胃此使知描 _位準信號線驅動電路 m — M 部介面電路之輪出也 ::-位準’因此可以減少外部之電源電路數，_可叫純化。 +變換同時’掃描信號線驅動電路之輸入信號之位準以使其與電壓很小之㈣㈣線_電路之電壓位準，因此可以降低系統之消耗電力。汞 ⑼上述有源㈣型液晶顯示裝置採，上述資料偉驅動電略儀配置在畫素行列之兩側，上述各資料信镜_ 良紙張剌t ϋ S家揉準（CNS ) Α4‘（ 210χ297公廣

(請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} ^-----袈-- -訂一-- HI ί -- ϋ» - . 4483 3 3 經濟部中央標準局員工消費合作-杜印裂 A7 — B7 五、發明説明（44 ) 動電路輸入對應不同副晝素之數位影像信號之架構，較為理想。在上述液晶顯示裝置之配置在晝素行列兩側之資料信號線驅動電路，輸入有分別不同位元之數位影像信號，因此可以縮小驅動電路之佔用面積。面積色調顯示法，其輸入之數位影像信號分別對應別的資料信號線，而輸出到相互無關係之資料信號線，因此，例如將上位一半位元輸入到上側之資料信號線驅動電路，將下位一半位元輸入到下側之資料信號線驅動電路，也不會有問題。反而因為如此，不會在上下資料信號線驅動電路重複配置數位影像信號線，因此可削減資料信號線驅動電路所佔用之面積。其結果，可以進一步將晝像顯示裝置小型化，降低消耗電力。 (13)上述有源矩陣型液晶顯示裝置係，藉碼框調變法增加外觀上之顯示色調之架構，較為理想。在上述液晶顯示裝置可以有，較對應分割之副晝素數之色調為多之中間色調顯示。面積色調顯示法之驅動電路或晝素轉接元件之間隔會依副晝素數而變少，副晝素數之數目有限，色調數受到限制。因此，被要求有更多色調之影像顯示時，使用虛擬色調顯示法之一種之碼框調變法很有效。藉此可以期待有相當於1〜2位元之色調數之增加。但如後述，實際上可顯示色調數稍少，例如將一個畫素分割成3個副畫素時(通常之顯示法係相當於83=512色之顯示）=籍兩個碼框（考慮極性 I»- II - I - -I I-- 1 - 1: --1 I n 丁 . ΑΛ. I1· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格〔2丨0 X 2ί>7公釐） 448333

五、發明说明 a子屙41回螂框）之調變， (考慮極性時為8個碼框^3375(=153)色，藉4個碼框。汇）之調變，可以顯示24389(=293)色此碼框調變法特別是在液因為閃爍不明顯，s I置之對比較低時’ (14)上述有__ ㈣現’其有效性非常大。陣型液晶顯轉置採加外觀上之顯示色調之架構，較為理想。，曰色二ίΐ:3:顯示裝置，可以有較對應分割之副晝數之色調為多之中間色調顯示。在上述，面積色調顯示法之驅動電路之f會依副畫素數而變小，因此，副畫素數有限，色調數又到限制。因此’要顯示更多色調之影像時，使用虛擬色調，不法之-種之高頻顏動法較有效。藉此，可以期待有相¥於1 2位元之色調數之增加。如後述，實際上可顯示色調數稍少’例如，將一個畫素分割成3個副晝素時(通常之顯示法係相當於83 = 512色之顯示），藉兩個畫素之高頻顫動，可實現3375(=153)色之顯示，藉4個畫素之高頻顏動，則可實現2们89(=293)色之顯示。經濟部中央標準局員工消.費合作‘社印策此高頻顫動法在特別是液晶顯示裝置之畫素間隔比較小時’因解像度之下降不明顯，因此效果很大。 (15)上述有源矩陣型液晶顯示裝置採，上述多結晶矽薄膜電晶體以600°C以下之處理而形成在玻璃基板上之架構，較為理想。. 在上述液晶顯示裝置，因為能在廉償之玻璃基板上形 48 ---I - I I _ - - ........ 11— - II— -- - 1- I--in -^-° (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)以赌（2獻297公楚） Λ483 3 3 A? ___________ 五、發明説明（46) 成上述液晶’因此，可以大幅度降低製造成本。多結晶矽薄膜電晶體可以利用雷射照射或離子摻雜等技術，在6〇〇t:以下之製造處理過程形成。另一方面，近年來玻璃基板之改善也有進步，也可生產扭曲點在6〇〇°c 以上之基板。因此’能夠在同一處理過程，將資料信號線驅動電路與掃描信號線驅動電路及畫素轉接元件形成在，較石英基板便宜且可大面積化之玻璃基板上，可降低驅動電路一體型之液晶顯示裝置之製造成本，同時可製造大型之液晶顯示裝置》在發明之詳細說明項内所述之具體的實施形態或實施例’只是在描述清楚本發明之技術内容，不應限定在此等具體例子，而狹義解釋本發明，可在本發明主旨及以下所記述之申請專利範圍内，做各種變更，而加以實施。圊式之簡單說明第1圖係表示本發明實施形態1之有源矩陣型液晶顯示裝置之架構圖。第2圖係表示構成上述液晶顯示裝置之多結晶石夕薄膜電晶體之構造之截面圖。經濟部中央標準局員工消費合作社印製裝------訂 (铕先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第3圖係表示上述液晶顯示裝置之系統構成例子之架構圖。第4圖係表示ΤΝ液晶之電壓-穿透率特性之曲線圖。第5圖係表示上述液晶顯示裝置之資料信號線軀動電路之架構圖。第6圖（a)係表示實施形態2之有源矩障型液晶顯示裝本紙乐尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐）經濟部中央標準局員工消費合作社印装 448333 A7 __________B7 五、發明説明（47 ) ~~'-~~- 置之晝素及資料信號線之構成例子之架構圖。第6圖⑼係表示資料信號線之另—構成例子之架構圖〇第7圖（a)係表示畫素之其他構成例子之架構圖。第7圖（b)係表示畫素之另-其他構成例子之架構圖。第8圖係表示實施形態3之有源矩陣型液晶顯示裝置之資料信號線驅動電路之架構圖。第9圖係表示實施形態4之有源矩陣型液晶顯示裝置之液晶元件之驅動電壓例子之波形圖。第10圖係表示實施形態5之有源矩陣型液晶顯示裝置之反射型液晶顯示裝置之構造之截面圖。第11圖係表示客主模式（guest-host mode)之液晶之電壓-反射率特性之例子之曲線圖。第12圖（a)係表示實施形態6之有源矩陣型液晶顯示裝置之畫素及資料信號線之構成例子之架構圖。第12圖（b)係表示資料信號線之其他構成例子之架構圖。第13圖係表示實施形態7之有源矩陣型液晶顯示裝置之晝素及資料信號線之構成例子之架構圖。第I4圖（a)係表示實施形態8之有源矩陣型液晶顯示裝置之顯示晝像之說明圖。第14圖（b)係表示輸入之影像信號之波形圖。第14圖（c)係表示加在畫素電極之電壓之波形圖。第14圖（d)係表示加在對向電極之電壓之波形圖。本紙張尺度適用中國國家橾準{ CNS ) A4規格（210X297公釐） ^------，訂------1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^48333 經濟部t央橾準局負工消费合作社印装 A7 B7 五、發明説明（48) 第14圖（e)係表不加在液晶元件之電壓之波形圖。第15圖（a)係表示實施形態9之有源矩陣型液晶顯示裝置之顯示畫像之說明圖》第15圖（b)係表示輸入之影像信號之波形圖。第15圖（c)係表示加在畫素電極之電壓之波形圖。第15圖（d)係表示加在對向電極之電壓之波形圖。第15圖（e)係表不加在液晶元件之電壓之波形圖。第16圖係表示上述液晶顯示裝置之資料信號線驅動電路之架構圖。第17圖係表示實施形態10之有源矩陣型液晶顯示裝置之資料信號線驅動電路之電路圖。第18圖係表示實施形態11之有源矩陣型液晶顯示裝置之架構圖。第19圖係表示上述液晶顯示裝置之掃描信號線驅動電路之架構圖。第20圖係表示實施形態12之有源矩陣型液晶顯示裝置之晝素及資料信號線之構成例子之架構圖。第21圖係表示實施形態13之有源矩陣型液晶顯示裝置藉碼框調變法進行中間色調顯示時之說明圖。第22圖係表示實施形態14之有源矩陣型液晶顯示褒置藉高頻顫動(dither)法進行中間色調顯示時之說明圖。第23圖（a)〜第23圖（k)係表示構成實施形態15之有源矩陣型液晶顯示裝置之薄膜電晶體之製造過程之截面圖。第24圖係表示傳統之有源矩陣型液晶顯示裝置之架構本紙張尺度通用t國國家標準（CNS〉A4洗格（210X297公釐）二51 _ ——"-'—- ---------^------、1τ------4ti (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 448333 A7 B7 五、發明説明（49) 圖。第25圖係表示第24圖所示液晶顯示裝置之畫素之内部構造之說明圖。第26圖係表示傳統之有源矩陣型液晶顯示裝置之其他架構圖。第27圖係表示點順序驅動方式之傳統之資料信號線驅動電路之架構圖。第28圖係表示備有第27圖所示資料信號線驅動電路之有源矩陣型液晶顯示裝置之系統構成例子之架構圖。第29圖係表示多工器方式之傳統之資料信號線驅動電路之架構圖。第30圖係表示備有第29圖所示資料信號線驅動電路之有源矩陣型液晶顯示裝置之系統構成例子之架構圖。 --------- 策------訂------ (讀先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製本纸張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4現格（210X297公釐）

Claims

448333 AS B8 CS D8 經濟部中央標準扃員工消費合作社印製 V、申請專利範圍 1. 一種有源矩陣型液晶顯示裝置，含有：向一個方向排列之多數資料信號線，向與該資料信號交叉之方向排列之多數掃描信號線，配設成矩陣狀，分別連接在上述資料信號線及掃描信號線之多數畫素，向上述資料信號線供應影像資料之資料信號線驅動電路，以及，向上述掃描信號線供應掃描信號之掃描信號線驅動電路，上述資料信號線驅動電路及掃描信號線驅動電路係由，連同上述畫素形成在同一基板上之多結晶矽薄膜電晶體所構成，上述各晝素係由多數副畫素構成，且，上述各副畫素係以2值顯示加以驅動。 2，如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，分別對應上述各副晝素之資料信號線，在連接於上述資料信號線驅動電路時之資料信號線之間隔在平均5 0 # m以下。 3. 如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，上述資料信號線驅動電路，僅沿著由上述多數晝素構成之晝素行列之一邊配置之。 4. 如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，上述資料信號線驅動電路，係沿著由上述多數晝素構成之晝素行列之第1個邊配置之， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂線本纸張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 53 4483 3 3 ABCD 申&專利範圍經濟部中央標準局員工消費合作社印製且進一步含有，沿著面對第i邊之第2邊配置之其他資料信號線驅動電路9 上述兩個資料信號線驅動電路分別各連接上述多數資料信號線之一半信號線。 .如申4專利朗第丨項所述之有源矩卩車型液晶顯示裝置，一個畫素内之多數副晝素排列在資料信號線之延伸方向。 6. 如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，在一個畫素内之多數副畫素，係排列在垂直於資料信號線之延伸方向。 7. 如申請專利範圍第丨項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置s 在一個畫素内之多數副畫素，係排列成矩陣狀。 8·如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，上述資料信號線驅動電路係由，掃描電路，與該掃描電路之各段之輸出同步’依次閂鎖影像資料之多數閂鎖電路’以及’在水平返驰期間内將上述影像資料向上述多數資料信號線輸出之多數輸出電路，所構成。 9. 如申請專利範圍第8項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，上述閂鎖電路具有’至少能夠將影像資料保持到水平返驰期間結束之很小之輸入電容。 10. 如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，上述有源矩陣型液晶顯示裝置之顯示之對比為15 :1以下，且，加在上述各副畫素之影像資料之極性本紙張尺度適用中國國家祿準（CNS) A4規格（2丨〇〆297公釐） 54 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 448333 A8 B8 C8 D8 經濟部中央橾率局員工消費合作社印装六、申請專利範圍在每一碼框反轉一次。 11，如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，上述各副畫素係由以設在上述基板上之多結晶矽薄膜電晶體形成，選擇性傳遞寫入上述資料信號線之影像資料之轉接元件，以及，配置成覆蓋該轉接元件狀，向液晶施加對應從轉接元件送出之影像資料之電壓，同時可反射照射光之反射電極，所構成。 12. 如申請專利範圍第丨項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，上述各副畫素係由以設在上述基板上之多結晶矽薄膜電晶體形成，選擇性傳遞寫入上述資料信號線之影像資料之轉接元件，以及，配置成覆蓋該轉接元件狀，向液晶施加對應從轉接元件送出之影像資料之電壓，同時可反射照射光之反射電極，所構成，加在上述各副畫素之影像資料之極性每一碼樞反轉一次。 13. 如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，上述各副畫素具有可將對應影像資料之電壓加在液晶之電極，在一個畫素内之多數副畫素中’對某副畫素舆具有電極面積次大之副晝素之電極面積比為1 : 2。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（nox297公釐） · 55 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) '?τ. 線 4483 3 3 AS B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製六、申請專利範圍 14. 如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，其一個畫素内之副畫素數為3個。 15. 如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，上述多數晝素區分成對應紅、綠、藍各色之各3個之畫素群，以該3個晝素構成一個圖素，而進行彩色顯示。 16. 如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，上述各副畫素具有可向液晶施加對應影像資料之電壓之顯示電極，一個晝素内之上述副畫素有3個，該 3個副晝素之電極面積比為1 : 2 : 4，而以對應紅、綠、藍各色之3個上述畫素構成一個圖素，而進行彩色顯示。 17. 如申請專利範圍第4項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，上述各副畫素具有可向液晶施加對應影像資料之電壓之顯示電極，一個晝素内之上述副晝素有6個，該 6個副畫素之電極面積比為1 : 2 : 4 : 8 : 16 : 32，而以對應紅、綠、藍各色之3個上述畫素構成一個圖素，以進行彩色顯示。 18. 如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，進一步含有，面向上述多數畫素配設之，藉與液晶之驅動電壓相同之波幅交流驅動之對向電極，而上述資料信號線驅動電路由邏輯電路所構成。 19. 如申請專利範圍第18項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '•II 線本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 56 448333 經濟部中央標率局員工消費合作社印m A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍上述資料信號線驅動電路係由*掃描電路，與該掃描電路之各級之輸出脈衝同步依序問鎖影像資料之多數閂鎖電路，以及，在水平返驰期間内將上述影像資料向上述多數資料信號線輸出之多數輸出電路，所構成，而與加在液晶之電Μ之極性反轉週期同步，反轉輸入上述資料信號線驅動電路之數位影像資料之極性，在構成上述資料信號線驅動電路之上述輸出電路，則不輸入對應極性反轉週期之信號。 20. 如申請專利範圍第〖8項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，上述資料信號線驅動電路係由1掃描電路’與該掃描電路之各級之輸出脈衝同步依序閃鎖影像資料之多數閂鎖電路，以及，在水平返驰期間内將上述影像資料向上述多數資料信號線輸出之多數輸出電路，所構成，上述掃描電路及閂鎖電路之驅動電壓較輸出到上述資料信號線之影像資料之電壓為大，上述輸出電路備有，以較上述掃描電路及閂鎖電路之驅動電壓為小之電壓進行驅動之反相器（inverter)。 21. 如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，向上述資料信號線驅動電路之輸入信號之位準，與向上述掃描信號線驅動電路之輸入信號之位準相同 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -β 線本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公鳘） 57 4483 33 A BCD 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 t、申請專利範圍上述掃描信號線驅動電路備有，可變換輸入該掃描信號線驅動電路之上述輸入信號之位準，而輸出到上述掃描信號線之位準偏移器（level shifter) 22. 如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，上述資料信號線驅動電路，係沿著由上述多數畫素構成之畫素行列之第1個邊配置之，而且，含有，沿著面向上述晝素行列之第1邊之第 2邊配置之其他資料信號線驅動電路，_ 在上述各資料信號線驅動電路分別輸入對應互異之副晝素之數位影像資料。 23. 如申請專利範圍第22項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，上述資料信號線驅動電路連接有對應各晝素之上位一半位元之資料信號線，在上述其他資料信號線驅動電路連接有對應各晝素之下位一半位元之資料信號線。 24. 如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，係使用碼框調變法以增加外觀上之顯示色調。 25. 如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，係使用高頻顫動法以增加外觀上之顯示色調。 26. 如申請專利範圍第1項所述之有源矩陣型液晶顯示裝置，上述多結晶矽薄膜電晶體係在600°C以下溫度處理，而形成在玻璃基板上。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 58