TWI235346B - Electro-optical apparatus, drive circuit of electro-optical apparatus, and electronic machine - Google Patents

Description

1235346 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明關於液晶裝置等光電裝置之技術領域，特別關 於具備取樣電路，用於取樣影像信號線上之影像信號供至 配線於影像顯示區域內之資料線，而且進行反轉驅動的光 電裝置，適用此種光電裝置的驅動電路，及具備該光電裝 置的電子機器之領域。 【先前技術】 此種光電裝置，係將顯示用電極、資料線等各種配線 、畫素開關用薄膜電晶體（以下稱TFT )或薄膜二極體（ 以下稱TFD )等開關元件被形成之元件陣列基板，以及全 面形成之對向電極或直條狀形成之掃描電極、彩色濾光片 、遮光膜等被形成之對向基板予以對向配置。於彼等一對 基板間挾持液晶等光電物質，於基板靠中央（亦即面臨液 晶等之基板上區域）之位置爲影像顯示區域，其被配置有 顯示用電極。 又，在位於影像顯示區域周邊之周邊區域之元件陣列 基板上，被製作掃描線驅動電路、資料線驅動電路、取樣 電路、檢測電路等周邊電路之所謂周邊電路內藏型光電裝 置亦成爲一般化。 其中之取樣電路包含例如由TFT等構成之取樣開關 。各取樣開關之輸入側（例如源極側）接於周邊區域上配 線之影像信號線，輸出側（例如汲極側）接於影像顯示區 -5- (2) 1235346 域內配線之資料線或其延伸配線。由資料線驅動電路依據 被供至各取樣開關控制端子（例如閘極）的取樣電路驅動 信號對影像信號施予取樣而供至資料線上。 另外，此種光電裝置中爲達成直流電壓施加引起之光 電物質劣化防止，以及顯示影像之串訊或晃動之防止等， 採用依特定規則使施加於各畫素電極之電壓極性反轉的反 轉驅動方式。 其中之一幀或場之影像信號對應之顯示之進行期間， 係以對向電極電位爲基準以正極性電位對奇數行配列之畫 素電極施予驅動之同時，以對向電極電位爲基準以負極性 電位對偶數行配列之畫素電極施予驅動，之後於次一幀或 場影像信號對應之顯示之進行期間，則相反地以正極性電 位對偶數行配列之畫素電極施予驅動之同時，以正極性電 位對奇數行配列之畫素電極施予驅動（亦即同一行之畫素 電極以同一極性電位施予驅動，且依每一行使該電位極性 依幀或場週期進行反轉）之1 Η反轉驅動方式，在控制上 較容易，且可顯示高品質之影像而被使用。 【發明內容】 (發明欲解決之問題） 但是，取樣電路之各取樣開關以第〗導電型TFT構 成，且爲達成上述1 Η反轉驅動方式之反轉驅動，對於影 像信號之振幅中心電壓伴隨極性反轉之該影像信號予以取 樣時，若將各取樣開關之閘極電壓設爲一定，則於正極性 -6- (3) 1235346 影像信號取樣時與負極性影像信號取樣時之間，源極/汲 極電流之流通容易度會有不同。更具體言之爲，N通道第 1導電型電晶體用於取樣電路時，於負回授時會流入相對 較大之源極/汲極電流，寫入量增加。反之，正回授時會 流入相對較小之源極/汲極電流，寫入量減少。.因此，於 負回授與正回授，施加於液晶之電壓互異，與場頻率或反 轉驅動頻率對應地會有抖動現象出現於顯示畫面，此爲其 問題點。 相對於此，以CMOS (互補型）TFT構成各取樣開關 ，可於正回授與負回授之間使源極/汲極電流流入之容易 度均等。但是，依此構成，在高精細度要求下隨畫素間距 之微細化進展，對於各資料線採取一對一對應設計之取樣 開關之佈局設計有其困難。同樣地，以保持電容抑制抖動 現象之對策時，隨畫素間距之微細化進展，製作保持電容 之區域變窄，亦有佈局設計變爲困難之問題。 本發明有鑑於上述問題，目的在於提供一種可進行 反轉驅動方式等之反轉驅動之同時，具備取樣電路， 可減低抖動現象之光電裝置，該光電裝置使用之驅動電路 '以及具備該光電裝置之各種電子機器。 (解決問題之手段） 解決上述問題之本發明之光電裝置，其特徵爲具備： 挾持於一對之第1與第2基板之間的光電物質；設於上述 第1基板上的第1顯示用電極；與上述第1顯示用電極對 1235346

應設置的開關元件；電連接於上述開關元件的資料線；包 含取樣用第1導電型電晶體的取樣電路，該取樣用第1導 電型電晶體係將對於影像信號之振幅中心電壓伴隨產生極 性反轉之該影像信號予以取樣並供至上述資料線；設於上 述第2基板上，與上述第1顯示用電極對向的第2顯示用 電極；及使上述第1導電型電晶體之閘極電壓依上述極性 反轉而變動的閘極電壓變動單元。 依本發明之光電裝置，動作時供至影像信號線上的影 像信號被取樣電路取樣，之後，該被取樣之影像信號被供 至資料線，再度介由開關元件供至例如畫素電極、直條狀 電極等之第1顯示用電極。另外，例如於三角形狀對向電 極、直條狀電極等第2顯示用電極，亦特定時序被施加對 向電極電位、共通電位、掃描信號電位等電壓。因此，第 1與第2顯示用電極間挾持之液晶等光電物質將依影像信 號而被施加電壓，進行光電動作。此時，伴隨著極性反轉 ，影像信號被進行上述1 Η反轉驅動方式等之反轉驅動， 依此則可有效防止液晶等光電物質之直流電壓施加引起之 劣化之同時，可防止抖動現象。 於此，特別是閘極電壓變動單元可依極性反轉而變動 構成取樣電路之取樣用之，亦即作爲取樣開關之第1導電 型電晶體之閘極電壓。因此，如上述說明之本發明，即使 取樣電路由第1導電型電晶體構成時，只要變動閘極電壓 使對於影像信號之振幅中心電壓伴隨產生極性反轉之該影 像信號於高電位側（亦即正極性）與低電位側（亦即負極 -8 - (5) 1235346 性）之間，可以使源極/汲極電流之流入容易度互相接近 即可。如此則和上述不受極性影響而將閘極電壓固定之習 知技術比較，可以減低抖動現象。 例如N通道電晶體時，負極性時源極/汲極電流容 易流入，因此於負極性時相對地減少閘極電壓降低寫入能 力，且於正極性時相對地增加閘極電壓增大寫入能力即可

或者，P通道電晶體時，正極性時源極/汲極電流容 易流入，因此於正極性時相對地減少閘極電壓降低寫入能 力，且於負極性時相對地增加閘極電壓增大寫入能力即可 而且，上述取樣電路之各取樣開關係由第1導電型電 晶體構成，於高精細化要求下因畫素間距之微細化進展， 資料線間距變窄，與其呈一對一對應之取樣開關之間距即 使變窄時，如上述說明和CMOS型比較，在平面佈局上乃

有充分之餘裕度。 結果，隨高精細化進展，可以良好地進行1 Η反轉驅 動方式之反轉驅動，且可以減低抖動現象，可以顯示高品 質影像。 依本發明之光電裝置之一態樣，上述閘極電壓變動單 元，係依上述極性反轉切換上述閘極，俾使上述第1導電 型電晶體之寫入能力在上述影像信號極性爲正與負之情況 之間成爲一致。 依此態樣，可以變動閘極電壓，使伴隨極性反轉之影 -9 - (6) 1235346 像信號於正極性與負極性之間，第1導電型電晶體之寫入 能力，亦即源極/汲極電流之流入容易度變爲一致，因此 可以盡量降低該極性反轉引起之寫入能力之差所產生之抖 動現象。 依本發明之光電裝置之另一態樣，上述第1顯示用電 極係由畫素單位且設成島狀之多數畫素電極構成，上述資 料線介由上述開關元件電連接於上述畫素電極，上述第2 顯示用電極由與上述多數畫素電極對向的對向電極構成。 依此態樣，可將取樣電路取樣之影像信號，介由資料 線以及例如畫素開關用TFT等開關元件寫入畫素電極， 可以進行主動矩陣型驅動。因此，可以顯示高對比、可以 減低抖動現象或串訊，可以進行高品質影像顯示。 此態樣中，上述多數畫素電極，係包含以第1週期被 反轉驅動的第1畫素電極群及以和該第1週期互補之第2 週期被反轉驅動的第2畫素電極群之同時，以平面配置於 上述第1基板上。 依此則於主動矩陣型驅動中，可以執行例如1 Η反轉 驅動、1 S反轉驅動、點反轉驅動等之反轉驅動。 依本發明之光電裝置之另一態樣，其中 上述取樣電路必製作在上述第1基板上之，位於上述 第1顯示用電極被配置之影像顯示區域之周邊的周邊區域 ’另具備，於上述周邊區域，對上述第1導電型電晶體之 閘極供給取樣電路驅動信號之包含移位暫存器而成的資料 線驅動電路。 -10- (7) 1235346 依此態樣，則由設於周邊區域之資料線驅動電路所包 含之移位暫存器，可將取樣電路驅動信號以一定順序予以 輸出，依此則可以一定順序驅動構成取樣電路之多數第1 導電型電晶體。 具備該資料線驅動電路之態樣中，另具備：輸出側連 接於上述第1導電型電晶體之閘極的反相器；上述取樣電 路驅動信號介由上述反相器被輸入上述閘極，上述閘極電 壓變動單元依上述極性反轉而變動上述反相器之電源。 依此態樣，可藉由閘極電壓變動單元依據影像信號之 極性反轉而變動反相器之電源，可以變動反相器之輸出電 壓之第1導電型電晶體之閘極電壓。亦即，即使取樣電路 由第1導電型電晶體構成時，只要變動反相器之電源，使 伴隨極性反轉之影像信號於正極性與負極性之間，可以使 源極/汲極電流之流入容易度相互接近，如此則可以減少 抖動現象。 又，例如反相器以CMOS型電晶體構成時，只要對該 P通道型電晶體部分之源極施加電壓以特定振幅變化之時 脈信號即可。 或者於具備該資料線驅動電路之態樣中，另具備：輸 出側連接於上述第1導電型電晶體之閘極的傳送閘極；上 述取樣電路驅動信號被輸入上述傳送閘極之閘極控制端子 ，上述閘極電壓變動單元，係將依上述極性反轉而變動之 電壓輸入上述傳送閘極之輸入側。 依此構成，則傳送閘極之輸出電壓可依取樣電路驅動 -11 - (8) 1235346 信號之時序予以輸入第1導電型電晶體之閘極。此時，於 傳送閘極之輸入側輸入經由閘極電壓變動單元依據影像信 號之極性反轉而變動之電壓（例如正極性用及負極性用之 2個電壓），如此則可以變動傳送閘極之輸出電壓（亦即 第1導電型電晶體之閘極電壓）。亦即，即使取樣電路由 第1導電型電晶體構成時，只要變動傳送閘極之輸入電壓 ，使伴隨極性反轉之影像信號於正極性與負極性之間，可 以使源極/汲極電流之流入容易度相互接近，如此則可以 減少抖動現象。 或者於具備該資料線驅動電路之態樣中，上述閘極電 壓變動單元包含：輸出側連接於上述第1導電型電晶體之 閘極且上述取樣電路驅動信號被輸入閘極控制端子的多數 傳送閘極，藉由該多數傳送閘極來選擇多數之互異之電源 之中之一個作爲上述第1導電型電晶體之閘極電壓予以供 給。 依此構成，則傳送閘極之輸出電壓可依取樣電路驅動 信號之時序予以輸入第1導電型電晶體之閘極。此時，藉 由多數傳送閘極選擇多數互異之電源之中之一個，以該選 擇之電源作爲弟1導電型電晶體之闊極電壓予以供給。因 此可依影像信號之極性反轉選擇多數電源（例如正極性用 與負極性用之2個電源）中之任一，如此則可以變動傳送 閘極之輸出電壓（亦即第1導電型電晶體之閘極電壓）。 亦即，即使取樣電路由第1導電型電晶體構成時，只要選 擇電源，使伴隨極性反轉之影像信號於正極性與負極性之 -12- (9) 1235346 間，可以使源極/汲極電流之流入容易度相互接近，如此 則可以減少抖動現象。 特別是使用高電壓時脈時，電源用1C 一般成本高， 但若依此構成可以不要高電壓時脈，可以實現成本降低。

此情況下，上述多數之互異之電源之中之一個，係和 上述資料線驅動電路用之電源共通被供給，另一個則介由 該光電裝置之外部電路連接端子及與其連接之配線被供給 之構成亦可。 依此則變動該第1導電型電晶體之閘極電壓所要之專 用電源數可以減少，例如，除資料線驅動電路用電源以外 ，只要1個電源即可。因此，可以抑制外部電路連接端子 之數目，或其連接之配線數目之增加。

具備上述資料線驅動電路之態樣中，多數η之上述第 1導電型電晶體之閘極，係依特定數m ( m爲大於2小於 η之自然數）之第1導電型電晶體形成之每一群，而並列 被供給同一取樣電路驅動信號。 依此構成，藉由所謂序列-並列轉換可同時驅動多數 資料線構成之資料線群。於此特別是和資料線數目（亦即 作爲取樣開關之第1導電型電晶體之個數）比較，閘極電 壓爲可變供給之反相器或傳送閘極之個數可減少爲1 / m 。因此，較簡單構成之第1導電型電晶體可以畫素間距予 以製作，較複雜構成之反相器或傳送閘極可以畫素間距之 1 / m之間距予以製作。結果，有充分之餘裕度可以進行 電路佈局，有利於電路之實現。 -13- (10) 1235346 解決上述問題之本發明之光電裝置之驅動電路，係設 於光電裝置之驅動電路，上述光電裝置係具備：挾持於一 對之第1與第2基板之間的光電物質；設於上述第1基板 上的第1顯示用電極；與上述第1顯示用電極對應設置的 開關元件；電連接於上述開關元件的資料線；及設於上述 第2基板上，與上述第1顯示用電極對向的第2顯示用電 極；其特徵爲具備：包含取樣用第1導電型電晶體的取樣 電路，該取樣用第1導電型電晶體係將對於影像信號之振 幅中心電壓伴隨產生極性反轉之該影像信號予以取樣並供 至上述資料線；及使上述第1導電型電晶體之閘極電壓依 上述極性反轉而變動的閘極電壓變動單元。 依本發明之光電裝置之驅動電路，動作時供至影像信 號線上的影像信號被取樣電路取樣，之後，該被取樣之影 像信號被供至資料線，再度介由開關元件供至第1顯示用 電極。另外，於第2顯不用電極，以特定時序被施加對向 電極電位等電壓。因此，第1與第2顯示用電極間挾持之 液晶等光電物質將依影像信號而被施加電壓，進行光電動 作。於此特別是閘極電壓變動單元，係依極性反轉而變動 構成取樣電路之第1導電型電晶體之閘極電壓。因此如本 發明般，即使取樣電路由第1導電型電晶體構成時，只要 變動閘極電壓，背對於影像信號之振幅中心電壓伴隨產生 極性反轉之該影像信號於高電位側（正極性）與低電位側 (負極性）之間，使源極/汲極電流之流入容易度相互接 近即可，依此則如上述說明般和1不受極性影響而固定閘極 -14- (11) 1235346 電壓之習知技術比較，可以減低抖動現象。 以上結果，隨高精細化進展，可以良好進行1 Η反轉 驅動等之反轉驅動，可以降低抖動現象，可以顯示高品質 影像。 又，本發明之光電裝置之驅動電路中，可採用和上述 本發明之光電裝置相關之各種態樣相同之各種態樣。 本發明之電子機器，係爲解決上述問題，而具備上述 本發明之光電裝置（其中包含該各種態樣）。 本發明之電子機器，因具備上述本發明之光電裝置， 可以實現可顯示高品質影像之投射型顯示裝置、液晶電視 、觀景型或直視型攝錄放影機、電子記事簿、文字處理機 、工作站、視訊電話、POS終端機、具觸控面板之裝置等 各種電子機器。 本發明之作用及優點可由以下說明之實施形態理解。 【實施方式】 (第1實施形態） 首先參照圖1一 6說明本發明光電裝置之第1實施形 態。圖1爲構成光電裝置之影像顯示區域之矩陣狀形成之 多數畫素上設置之各種兀件、配線等之寺效電路及其周邊 電路之電路圖。圖2爲該電路中之反相器之電路圖。圖3 爲該電路中之第1導電型TFT之寫入能力特性之特性圖 。圖4(a)爲第1導電型TFT之閘極電壓固定之比較例 中對資料線之寫入電壓之時序圖，圖4(b)爲第1導電 -15- (12) 1235346 型TFT之閘極電壓變動之本實施形態中對資料線之寫入 電壓之時序圖。圖5爲形成有資料線、掃描線、畫素電極 等之TFT陣列基版之相鄰接多數畫素群之平面圖。圖6 爲圖5之A-A’斷面圖。又，於圖6使各層或各構件之縮 尺互異俾於圖面上可以辨識各層及各構件。

於圖1，於構成本實施形態之光電裝置之影像顯示區 域之矩陣狀形成之多數畫素上，分別形成畫素電極9a， 及對該畫素電極9a進行開/關控制的TFT3 0，被供給影 像信號之資料線6a連接於該TFT30之源極。被供給掃描 信號的掃描線3a連接於TFT30之閘極，畫素電極9a及儲 存電容70電連接於TFT30之汲極。 光電裝置，係於影像顯示區域之周邊的周邊區域具備 資料線驅動電路1 〇 1、掃描線驅動電路1 04及取樣電路 30 1°

資料線驅動電路1 〇 1，係介由取樣電路驅動信號線 1 1 4將取樣電路驅動信號依序供至取樣電路3 0 1。 取樣電路3 0 1具備多數取樣用（亦即作爲取樣開關） 之第1導電型TFT3 02。各第1導電型TFT3 02，其源極接 於來自影像信號線1 1 5之延伸線1 1 6，汲極接於資料線6a ，閘極接於取樣電路驅動信號線1 1 4。因此，可依資料線 驅動電路1 〇 1供給之取樣電路驅動信號之時序對影像信號 線1 1 5上之影像信號予以取樣，作爲影像信號s 1、S2、 ....、Sn依序寫入各資料線6a。 掃描線驅動電路1 〇4係依特定時序、以脈衝方式依線 -16- (13) 1235346 順序將掃描信號G1、G2、····、Gm供至掃描線3a。 於影像顯示區域內，由掃描線驅動電路！ 04介由掃描 線3 a依線順序將掃描信號G1、G2、····、Gm施加於 T F T 3 0之閘極。於畫素電極9 a，僅於—定時間關閉畫素 開關元件之TFT30之開關，依此將資料線6a供給之影像 fg號SI、S2、——、Sn以特定時序予以寫入。介由畫素電 極9 a被寫入光電物質之一例之液晶的特定位準之影像信 號SI、S2、····、Sn，在一定時間內被保持於與後述之對 向基板上形成之對向電極之間。液晶會依施加電壓位準變 化分子集合之配向或秩序，而進行光調變，進行階層顯示 。於常白模態會依各畫素單位施加之電壓減少對射入光之 透過率，於常黑模態會依各畫素單位施加之電壓增加對射 入光之透過率，全體而言由光電裝置會射出具有對應於影 像信號之對比之光。爲防止保持之影像信號之漏電，和畫 素電極9 a與對向電極間形成之液晶電容並列地附加儲存 電容70。如後述，儲存電容70包含：接於畫素電極9a 之畫素電位側電容電極，及挾持介電膜與其呈對向配置之 固定電位側電容電極。和掃描線3 a並列之固定電位電容 線3 00之一部分設爲該固定電位側電容電極。 本實施形態中，同一行之畫素電極9 a以同一極性電 位驅動，且依各行、依場週期反轉該電位極性的1 H反轉 驅動被進行。亦即，供至影像信號線1 1 5之影像信號，係 依場單位產生極性反轉之信號。依此則可有效防止液晶之 直流電壓施加引起之劣化。 -17- (14) 1235346 於此特別是，於本實施形態之光電裝置設置電壓選擇 產生電路401。電壓選擇產生電路401，係和資料線驅動 電路101同樣地，可製作於周邊區域，或作爲COG ( Chip On Glass )型等之外加型1C予以安裝亦可，或者介 由外部電路連接端子介由適當配線連接亦可。電壓選擇產 生電路401，係將2個互異位準之電壓依場週期予以交互 切換，作爲電源電壓VCL供至電源配線402。資料線驅動 電路101具備反相器502，反相器5 02被輸入移位暫存器 501之輸出之同時，介由電源配線402依電源電壓VCL動 作，以反相器5 02之輸出作爲上述取樣電路驅動信號予以 輸出。 更具體言之爲，於圖2 ( a )，和圖1以同一符號擺 飾之反相器502，具有圖2(b)之電路構成，即使輸入電 壓IN (亦即圖1之移位暫存器501之輸出信號電壓）一 定時，使電源電壓VCL呈二値變化，則其輸出電壓OUT (亦即圖1之取樣電路驅動信號之電壓）亦呈二値變化。 於此，取樣電路3 0 1，係由作爲取樣開關之第1導電 型TFT302構成，因此假設其閘極電壓保持一定，則第1 導電型T F T 3 0 2之寫入能力，亦即源極/汲極電流之流入 容易度於正場影像信號與負場影像信號之間呈現互異。 更具體言之爲，具備例如圖3所示源極/汲極電流1 〔A〕對閘極/源極間電壓VGS〔 V〕之特性的第1導電 型T F T 3 0 2之情況下，在影像丨目號爲正場與負場情況下， 源極/汲極電流之流入容易度，或者第1導電型TFT302 -18- 1235346 (15) 之寫入能力存在△之差。如圖4 ( a )之比較例所示，將 閛極電壓VG於正場與負場間保持一定時，介由第1導電 型TFT3 02寫入之影像信號電壓Video，會於正場與負場 間呈非對稱。結果，於正場與負場間，該光電裝置之透過 率之差存在，將產生負頻率之抖動現象。

但是，本實施形態中，如圖4 ( b )所示，將閘極電 壓VG’於正場與負場間僅以特定電壓分變動，因此介由第 1導電型TFT3 02寫入之影像信號電壓Video，會於正場 與負場間呈對稱。於此，於正場與負場間變動之特定電壓 分，可藉由實驗、經驗、或理論或模擬，預先計算出於正 場與負場間呈對稱之影像信號電壓Video可以獲得時之電 壓分。亦即，將如此算出之二値電源電壓VCL預先設於 電壓選擇產生電路401，於其後之動作時，依場週期交互 選擇、產生該二値電源電壓VCL，依此則在第1導電型 TFT3 02之正負場間寫入能力差幾乎不存在，或實用上不 存在之情況下，可以進行影像信號之取樣。 ' 如上述說明，和圖4 ( a )之比較例比較，依圖4 ( b )之本實施形態，盡管以第1導電型TFT3 02進行取樣亦 可減低抖動現象。而且此種取樣電路3 0 1之各取樣開關， 由第1導電型TFT3 02構成，因此即使資料線6a之間距 變窄時，和例如CMOS型取樣開關比較，其平面佈局變爲 容易。 之後如圖5所示，於光電裝置之TFT陣列基版上以 矩陣狀設置多數透明之畫素電極9a (以虛線部9a’表示輪 •19- (16) 1235346 廓），分別沿畫素電極9a之縱橫接面設置資料線6a及掃 描線3 a。 又，與半導體層la之中圖5之右上斜線區域所示通 道區域1 a ’呈對向配置掃描線3 a，掃描線3 a包含閘極。 掃描線3 a，其與通道區域1 a，呈對向配置之閘極部分變 寬。 如上述，於掃描線3 a與資料線6 a之本線部分6 1 a之 父叉處分別設置畫素開關用之TFT30，掃描線3a之一*部 分作爲閘極而與通道區域1 a ’呈對向配置。 儲存電容7〇係由：接於TFT 3 0之高濃度汲極區域1 e 及畫素電極9a之作爲畫素電位側電容電極的中繼層7 1 ; 及作爲固定電位側電容電極之電容線300，介由介電膜75 對向配置而形成。 電容線3 0 0，例如由金屬或包含合金之導電性遮光膜 構成，構成上側遮光膜（內藏遮光膜）之一例之同時，作 爲固定電位側電容電極之機能。電容線3 00，由例如包含 Ti、Cr、W、Ta、Mo等高熔點金屬之中至少1種之金屬 單體、合金、金屬矽化物、多晶矽化物，或彼等之積層膜 構成。電容線3 00亦可包含Al、Ag等其他金屬。但是電 容線3 00亦可具備例如：由導電性多晶矽膜等構成之第1 膜及包含高熔點金屬之金屬矽化物膜等構成之第2膜所積 層之多層構造。 另外，中繼層71由例如導電性多晶矽膜構成，作爲 畫素電位側電容電極之機能。中繼層7 1，除作爲畫素電 -20- (17) 1235346 位側電容電極之機能以外，另具備配置於上側遮光膜之電 容線3 00與電容線30之間之作爲光吸收層，或作爲上側 遮光膜之其他例之機能，另外，具備中繼連接畫素電極 9a與電容線3 0之高濃度汲極區域1 e之機能。但是，中 繼層71，亦和電容線300同樣，可由包含金屬或合金之 單一層膜或多層膜構成。 電容線3 0 0由平面看時，係沿掃描線3 a延伸爲直條 狀，與電容線30重疊處突出於圖5之上下。於圖5之縱 向分別延伸之資料線6a及圖5之橫向分別延伸之電容線 3 00互相交叉形成，因此於TFT陣列基版10之TFT30之 上側，構成由平面觀察呈現格子狀之上側遮光膜（內藏遮 光膜），用於界定各畫素之開口區域。 於TFT陣列基版10上之TFT30之下側，設有格子狀 之下側遮光膜1 1 a。如上述，下側遮光膜1 1 a係和構成上 側遮光膜之一例之電容線300同樣，由例如包含Ti、Cr 、W、Ta、Mo等高熔點金屬之中至少1種之金屬單體、 合金、金屬矽化物、多晶矽化物，或彼等之積層膜構成。 或者包含Al、Ag等其他金屬而構成。 電容電極之中繼層71與電容線3 00之間配置之介電 膜 75，係由例如膜厚約 5 — 200nm之較薄 HTO ( High Temperature Oxide )膜 LTO ( Low Temperature Oxide ) 膜等之氧化矽膜、或氮化矽膜等構成。就增大儲存電容 70之觀點而言，在能獲得膜之充分信賴性之條件下，介 電膜75越薄越好。 -21 - (18) 1235346 又，電容線3 00係由畫素電極9a被配置之影像顯示 區域朝其周圍延伸配線，電連接於定電位源，電位被固定 。該疋電位源可爲ΐ![圖1之資料線驅動電路1 0 1或掃描線 驅動電路104供給之正電源或負電源之定電位源，或可爲 對對向基板2 0之對向電極2 1供給之定電位源。又，下側 遮光膜1 la，爲避免其電位變動對TFT30帶來不良影響， 和電容線3 00同樣由影像顯示區域朝其周圍延伸而接於定 電位源。 畫素電極9a，係以中繼層71爲中繼而介由接觸孔83 及85電連接於半導體層la之中之高濃度汲極區域le。 亦即，本實施形態中，中繼層7 1除作爲儲存電容70之畫 素電位側電容電極之機能以及光吸收層之機能以外，亦作 爲將畫素電極9a中繼連接於TFT30之機能。如此則利用 中繼層71，則即使層間距離長至例如2000nm時，亦可迴 避以1個接觸孔連接兩者間之技術性困難，可以接觸孔及 溝良好地連接兩者，可提升畫素開口率，可防止接觸孔開 孔時之蝕刻貫穿。 如圖6所示，光電裝置具備透明之TFT陣列基版10 ，及與其呈對向配置之透明之對向基板20。TFT陣列基 版1 0由例如石英積板、玻璃基板、矽積板構成，對向基 板2 0由例如玻璃基板或石英基板構成。 於TFT陣列基版10設置畫素電極9a，於其上側設被 施予摩擦處理等特定配向處理之配向膜16。畫素電極9a 由例如ITO ( Indium Tin Oxide )膜等之透明導電膜構成 -22- (19) 1235346 。配向膜1 6由例如聚醯亞氨等有機膜構成。 另外，於對向基板20全面設對向電極2 1，於其下側 設被施予摩擦處理等特定配向處理之配向膜22°對向電 極21由例如ITO膜等之透明導電膜構成。配向膜22由例 如聚醯亞氨等有機膜構成。 於對向基板2 0亦可設格子狀或直條狀遮光膜，採用 此種構成，則如上述，藉由構成上側遮光膜之電容線300 及資料線6a以及該對向基板20上之遮光膜，更能確實防 止對向基板20側之射入光之侵入通道區域1 a’或低濃度 源極區域1 b及低濃度汲極區域1 c。 如上述畫素電極9a與對向電極21呈對向配置之TFT 陣列基版1 〇與對向基板20之間，在藉由後述密封材所包 圍空間內封入光電物質之一例之液晶，形成液晶層50。 液晶層50，在未施加來自畫素電極9a之電場石會因配向 膜1 6及22而呈特定配向狀態。液晶層50由例如1種或 數種向列液晶混合之液晶構成，密封材爲例如光硬化性樹 脂或熱硬化性樹脂構成之接著劑，將TFT陣列基版1 0及 對向基板20於其周邊予以黏合，混入有玻璃纖維或玻璃 珠等間隙材俾界定兩基板間距離爲特定値。 又，於TFT30之下設底層絕緣膜12。底層絕緣膜12 ，除作爲下側遮光膜11a與TFT3 0之層間絕緣以外，形 成於TFT陣列基版10之全面，可以防止TFT陣列基版 1 〇之表面硏磨石之粗面化，或洗淨後殘留之汙物引起畫 素開關用TFT30之特性劣化。 •23- (20) 1235346 於圖 6，畫素開關用 TFT30具有 LDD ( Lighted Doped Drain)構造，具備：掃描線3a，藉由該掃描線3a 之電場施加而形成通道的半導體層la之通道區域la’ ， 包含絕緣掃描線3 a與半導體層1 a之閘極絕緣膜的絕緣膜 2，半導體層1 a之低濃度源極區域1 b及低濃度汲極區域 lc，半導體層la之高濃度源極區域Id以及高濃度汲極區 域1 e 〇

於掃描線3 a上形成第1層間絕緣膜4 1，於第1層間 絕緣膜4 1設有接觸孔8 1通往高濃度源極區域1 d，及接 觸孔8 3通往高濃度汲極區域1 e。 於第1層間絕緣膜41上形成中繼層71及電容線300 ，於彼等之上形成分別設有接觸孔8 1及8 5的第2層間絕 緣膜42。

於第2層間絕緣膜42上形成資料線6a ,於彼等之上 形成設有通往中繼層7 1之接觸孔85的第3層間絕緣膜 43，畫素電極9a設於上述構成之43上面。 依參照圖1 - 6說明之第1實施形態，由電壓選擇產 生電路401及反相器502構成閘極電壓變動單元之一例。 因此，隨高精細化進展，可以良好進行1 Η反轉驅動等之 反轉驅動，可以降低抖動現象，可以顯示高品質影像。 又，上述說明之實施形態中，TFT30爲頂部閘極型， 但亦可爲底部閘極型TFT。另外，TFT30亦可包含貼合之 SOI之單晶半導體層。又畫素開關用TFT30較好具有圖6 所示LDD構造，但亦可爲在低濃度源極區域lb及低濃度 -24- 1235346 (21) 汲極區域1 c不進行雜質離子植入之偏移構造，亦可爲以 掃描線3 a之一部分所構成閘極作爲掩罩，以高濃度植入 雜質離子，以自動對準方式形成高濃度源極及汲極區域的 自動對準方式TFT。又，本實施形態中，畫素開關用 T F T 3 0之閘極爲在高濃度源極區域]d及高濃度汲極區域 1 e間僅配置1個之單閘極構造，但於其間配置2個以上 閘極亦可。又，不限於投射型或透過型液晶裝置，本發明 亦適用反射型液晶裝置，同樣可以獲得減低抖動現象之效 果。 另外，本實施形態之1 Η反轉驅動方式，亦可以依每 一行反轉驅動電壓之極性，或依鄰接之各2行或各多數行 使之反轉亦可。 (第2實施形態） 以下參照圖7說明本發明光電裝置之第2實施形態。 圖7爲第2實施形態之資料線驅動電路及取樣電路之相關 部分之擴大方塊圖。 和第1實施形態比較，第2實施形態之資料線驅動電 路及影像信號線之構成及動作不同，其他構成則相同。因 此以下說明和第1實施形態不同之構成及動作。 於圖7之第2實施形態中，影像信號線1 1 5，設有m 條（其中m爲2以上自然數），被供給經序列一並列轉 換之影像信號。〗個反相器502,之輸出介由分支之取樣電 路驅動信號線]! 4，被供至彼等m條影像信號線1 1 5 ’所連 -25- (22) 1235346 接之ni個第1導電型TFT3 02，同時驅動彼等m個第1導 電型TFT5 02。亦即，依第2實施形態可同時驅動m條鄰 接之資料線6 a。 又，同時驅動數（m )可採用例如6、1 2、24、·…等 。增加同時驅動數即可降低驅動頻率。 於第2實施形態，和資料線6a之數目比較，反相器 5〇2之個數可減少爲i/m。因此，具較簡單構成之第1 導電型TFT3 02可以利用微細之畫素間距予以製作，而具 較複雜構成之反相器5 02 (參照圖2 ( b ))可以利用該畫 素間距之1 / m間距予以製作，和第1實施形態比較，平 面佈局更加容易。 (第3實施形態） 以下參照圖8及9說明本發明光電裝置之第3實施形 態°圖8爲第3實施形態之資料線驅動電路及取樣電路之 相關部分之擴大方塊圖。圖9爲該電路中之傳送閘極之電 路圖。 和第1實施形態比較，第3實施形態之資料線驅動電 路及影像信號線之構成及動作不同，其他構成則相同。因 此以下說明和第1實施形態不同之構成及動作。 於圖8之第3實施形態中，和第1實施形態比較，資 料線驅動電路1 0 1具備多數傳送閘極5 1 0，用於取代反相 器5 02。各傳送閘極5 1 〇之輸出端子接於取樣電路驅動信 號線1 1 4，各傳送閘極5 1 0之輸入端子連接用於供給二値 -26- (23) 1235346 電源電壓VCL的電源配線402。 於各傳送閘極之控制端子被輸入依序由移位 501輸出之輸出信號。 更具體言之爲，於圖9(a)，和圖8以同樣 示之傳送閘極510，矽具有例如圖9(b)所示電路 即使移位暫存器501之輸出電壓SR (及其反轉輸 SRINV )保持一定時，在輸入電壓IN (亦即圖8 電壓VCL之電壓）呈二値變化情況下，其輸出電丨 (亦即圖8之取樣電路驅動信號之電壓）亦呈二値 於上述第3實施形態，使用傳送閘極5 1 0可以 1導電型TFT3 02之閘極電壓，可以降低顯示影像 現象。 (第4實施形態） 以下參照圖1 〇及1 1說明本發明光電裝置之第 形態。圖1 0爲第4實施形態之資料線驅動電路及 路之相關部分之擴大方塊圖。圖11爲該電路中之 存器內設置之依場之正負選擇性輸出傳送信號之電 之擴大電路圖。 和第1實施形態比較，第4實施形態之資料線 路及影像信號線之構成及動作不同，其他構成則相 此以下說明和第1實施形態不同之構成及動作。 於圖1 0之第4實施形態中，和第1實施形態 資料線驅動電路1 〇 1具備多數對之傳送閘極5 2 0及 暫存器 符號表 構成， 出電壓 之電源 E out 變化。 變動第 之抖動 4實施 取樣電 移位暫 路部分 驅動電 同。因 比較， 傳送閘 -27 - (24) 1235346 極5 3 0，用於取代反相器502。各傳送閘極5 3 0之輸出端 子接於取樣電路驅動信號線114，各傳送閘極520之輸入 端子連接用於供給第1固定電位VI的電源配線402a，各 傳送閘極5 3 0之輸入端子連接用於供給第2固定電位V2 的電源配線402b,於各傳送閘極520之控制端子被輸入 依序由移位暫存器501輸出之輸出信號SR1，於各傳送閘 極530之控制端子被輸入依序由移位暫存器501輸出之輸 出信號SR2。 更具體言之爲，如圖1 1所示，於資料線驅動電路 101內具備：被輸入有由移位暫存器501依序輸出之輸出 電壓SR，以及例如於正場期間成爲Η (高）位準之正場 信號的NAN D電路540;及被輸入有由移位暫存器501依 序輸出之輸出電壓SR，以及例如於負場期間成爲L (低 )位準之負場信號的NAND電路5 5 0 ; NAND電路540之 輸出信號SR1被輸入傳送閘極52 0之控制端子，NAND電 路5 5 0之輸出信號SR2被輸入傳送閘極5 3 0之控制端子 。結果，可依影像信號之各場之極性正負交互輸出第1固 定電位VI及第2固定電位V2作爲取樣電路驅動信號。 於上述第4實施形態，使用傳送閘極520及5 3 0可以 變動第1導電型TFT3 02之閘極電壓，可以降低顯示影像 之抖動現象。 特別是和第1實施形態-第3實施形態比較，不必使 用高電壓時脈信號之電源電壓VCL，可以減低成本。另外 ，亦可構成以第1固定電位VI及V2之其中一方共用爲 • 28 - 1235346 (25) 資料線驅動電路1 ο 1用電源，另一方則介由外部電路連接 端子及其連接之電源配線予以供給。依此則變動第〗導電 型TFT3 02之閘極電壓時必要之專用電源數可以減少。 上述構成之各實施形態之第1導電型電晶體可爲Ν 通道型電晶體或Ρ通道型電晶體。

Ν通道型電晶體時，負極性時源極/汲極電流容易流 入，因此於負極性時相對地減少閘極電壓降低寫入能力， 且於正極性時相對地增加閘極電壓增大寫入能力即可。 或者，Ρ通道型電晶體時，正極性時源極/汲極電流 容易流入，因此於正極性時相對地減少閘極電壓降低寫入 能力，且於負極性時相對地增加閘極電壓增大寫入能力即 可 〇 (光電裝置之全體構成）

以下參照圖1 2及1 3說明上述構成之各實施形態之光 電裝置之全體構成。 圖12爲TFT陣列基板10及其上形成之各構成要素 由對向基板20側觀察時之平面圖。圖13爲圖12之H-H’ 斷面圖。 於圖1 2，於TFT陣列基版1 〇上沿其周圍設置密封材 52，於其內側並行設置外框之遮光膜53用於界定影像顯 示區域10a之周邊。於密封材52之外側區域，沿TFT陣 列基版1 〇之一邊設置資料線驅動電路1 〇 1及外部電路連 接端子102，掃描線驅動電路104沿與該一邊鄰接之2邊 •29- 1235346 (26) 設置。供至掃描線3 a之掃描信號延遲不成爲問題時，掃 描線驅動電路1 僅設於單側即可。又，資料線驅動電路 1 〇 1亦可沿影像顯示區域1 〇a之邊配列於兩側。於TFT陣 列基版1 〇之其餘一邊設置多數配線1 〇 5，俾連接設於影 像顯示區域1 〇a兩側之掃描線驅動電路1 04間。於對向基 板20之角部之至少1處設置導通材106，俾獲得TFT陣 列基版1 〇與對向基板20間之電氣導通。如圖1 3所示， 和圖12之密封材52具大略相同輪廓之對向基板20藉由 該密封材52固定於TFT陣列基版10。 又，於TFT陣列基版1 0上除彼等之資料線驅動電路 1 〇 1、掃描線驅動電路1 04以外，可以形成對多數資料線 6a在影像信號之前先行供給特定電壓位準之預充電信號 的預充電電路，及於製造中途或出廠時檢測該光電裝置之 品質、缺陷等的檢測電路。 ' 於上述圖1 - 1 3說明之實施形態中，係將資料線驅動 電路101及掃描線驅動電路104設於TFT陣列基版10之 上，但亦可取代其改爲在例如 TAB ( Tape Automated Bonding)基板上安裝之區動用 LSI，介由設於TFT陣列 基版1〇周邊部之各向異性導電膜予以電氣或機械連接。 又，於對向基板20之投射光之射入側及TFT陣列基版1 〇 之射出光之射出側，例如依T N ( T w i s t e d N e m a t i c )模態 、STN ( Super Twisted Nematic)模態、VA ( Vertically Aligned)模態、pdlC ( Polymer Dispersed Liquid Crystal )模態¥動作模態，或依常白模態/常黑模態別於特定方 -30- (30) 1235346 9a、畫素電極 10、TFT陣列基版

2 0、對向基板 30、TFT 5 0、液晶層 1 〇 1、掃描線驅動電路 104、資料線驅動電路

3 0 1、取樣電路 3 02、第1導電型TFT 401、電壓選擇產生電路 5 02、反相器 510、520、530、傳送閘極

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Claims (1)

1235346 (1) 拾、申請專利範圍 1.一種光電裝置，其特徵爲具備： 挾持於一對之第1與第2基板之間的光電物質； 設於上述第1基板上的第1顯示用電極； 與上述第1顯示用電極對應設置的開關元件； 電連接於上述開關元件的資料線； 包含取樣用第1導電型電晶體的取樣電路，該取樣用 第1導電型電晶體係將對於影像信號之振幅中心電壓伴隨 產生極性反轉之該影像信號予以取樣並供至上述資料線； 設於上述第2基板上，與上述第1顯示用電極對向的 第2顯示用電極；及 使上述第1導電型電晶體之閘極電壓依上述極性反轉 而變動的閘極電壓變動單元。 2·如申請專利範圍第1項之光電裝置，其中 上述閘極電壓變動單元，係依上述極性反轉切換上述 閘極’俾使上述第1導電型電晶體之寫入能力在上述影像 信號極性爲正與負之情況之間成爲一致。 3 ·如申請專利範圍第1項之光電裝置，其中 上述第1顯示用電極係由畫素單位且設成島狀之多數 畫素電極構成， 上述資料線介由上述開關元件電連接於上述畫素電極 上述第2顯示用電極由與上述多數畫素電極對向的對 向電極構成。 •35- 1235346 (2) 4. 如申請專利範圍第3項之光電裝置，其中 上述多數畫素電極，係包含以第1週期被反轉驅動的 第1畫素電極群及以和該第1週期互補之第2週期被反轉 驅動的第2畫素電極群之同時，以平面配置於上述第1基 板上。 5. 如申請專利範圍第1項之光電裝置，其中 上述取樣電路必製作在上述第1基板上之，位於上述 第1顯示用電極被配置之影像顯示區域之周邊的周邊區域 另具備，於上述周邊區域，對上述第1導電型電晶體 之閘極供給取樣電路驅動信號之包含移位暫存器而成的資 料線驅動電路。 6. 如申請專利範圍第5項之光電裝置，其中 另具備：輸出側連接於上述第1導電型電晶體之閘極 的反相器； 上述取樣電路驅動信號介由上述反相器被輸入上述閘 極， 上述閘極電壓變動單元依上述極性反轉而變動上述反 相器之電源。 7. 如申請專利範圍第5項之光電裝置，其中 另具備：輸出側連接於上述第1導電型電晶體之閘極 的傳送閘極； 上述取樣電路驅動信號被輸入上述傳送閘極之閘極控 制端子， -36· (3) 1235346 上述閘極電壓變動單元，係將依上述極性反轉而變動 之電壓輸入上述傳送閘極之輸入側。 8. 如申請專利範圍第5項之光電裝置，其中

上述閘極電壓變動單元包含：輸出側連接於上述第1 導電型電晶體之閘極且上述取樣電路驅動信號被輸入閘極 控制端子的多數傳送閘極，藉由該多數傳送閘極來選擇多 數之互異之電源之中之一個作爲上述第1導電型電晶體之 閘極電壓予以供給。 9. 如申請專利範圍第8項之光電裝置，其中 上述多數之互異之電源之中之一個，係和上述資料線 驅動電路用之電源共通被供給，另一個則介由該光電裝置 之外部電路連接端子及與其連接之配線被供給。 1 0.如申請專利範圍第5項之光電裝置，其中

多數η之上述第1導電型電晶體之閘極，係依特定數 m ( m爲大於2小於η之自然數）之第1導電型電晶體形 成之每一群，而並列被供給同一取樣電路驅動信號。 1 1 .如申請專利範圍第1項之光電裝置，其中 上述第1導電型電晶體爲Ν通道型電晶體，係將上 述極性反轉之負極性時之閘極電壓，設爲小於正極性時之 閘極電壓。 1 2 .如申請專利範圍第1項之光電裝置，其中 上述第1導電型電晶體爲Ρ通道型電晶體，係將上述 極性反轉之負極性時之閘極電壓，設爲大於正極性時之閘 極電壓。 -37- (4) 1235346 13. —種光電裝置之驅動電路，係設於光電裝置之驅 動電路， 上述光電裝置係具備： 挾持於一對之第1與第2基板之間的光電物質； 設於上述第1基板上的第1顯示用電極； 與上述第1顯示用電極對應設置的開關元件；

電連接於上述開關元件的資料線；及 設於上述第2基板上，與上述第1顯示用電極對向的 第2顯示用電極； 其特徵爲具備_· 包含取樣用第1導電型電晶體的取樣電路，該取樣用 第1導電型電晶體係將對於影像信號之振幅中心電壓伴隨 產生極性反轉之該影像信號予以取樣並供至上述資料線； 及

使上述第1導電型電晶體之閘極電壓依上述極性反轉 而變動的閘極電壓變動單元。 14. 一種電子機器，其特徵爲具備光電裝置，該光電 裝置則具有： 挾持於一對之第1與第2基板之間的光電物質； 設於上述第1基板上的第1顯示用電極； 與上述第1顯示用電極對應設置的開關元件； 電連接於上述開關元件的資料線； 包含取樣用第1導電型電晶體的取樣電路，該取樣用 第1導電型電晶體係將對於影像信號之振幅中心電壓伴隨 -38- (5) 1235346 產生極性反轉之該影像信號予以取樣並供至上述資料線； 及 設於上述第2基板上，與上述第1顯示用電極對向的 第2顯示用電極；及 使上述第1導電型電晶體之閘極電壓依上述極性反轉 而變動的閘極電壓變動單元。 -39-