WO2003067316A1

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Publication number: WO2003067316A1
Application number: PCT/JP2002/000991
Authority: WO
Inventors: Youichi Tobita
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2003-08-14
Also published as: CN1325966C; JPWO2003067316A1; KR20040000419A; KR100572746B1; TW546606B; JP4334353B2; US7145543B2; US20040066360A1; CN1479883A

Description

明細書 '

技術分野

この発明は画像表示装置に関し、特に、データ信号のリフレッシュが必要な画像表示装置に関する。背景技術

従来より、パーソナルコンピュータ、テレビ受像機、携帯電話機、携帯情報端末などにおいて、静止画や動画を表示するため液晶表示装置が用いられている。図 1 7は、そのような液晶表示装置の要部を示す回路図である。図 1 7において、この液晶表示装置は、液晶セル 7 0、走査線 7 1、共通電位線 7 2、データ信号線 7 3および液晶駆動回路 7 4を備え、液晶駆動回路 7 4は N型 T F T (Thin Film Transistor) 7 5およびキャパシタ 7 6を含む。

N型 T F T 7 5は、データ信号線 7 3とデータ保持ノード N 7 5との間に接続され、そのゲートが走査線 7 1に接続される。キャパシタ 7 6は、データ保持ノード N 7 5と共通電位線 7 2との間に接続される。液晶セル 7 0の一方電極はデータ保持ノード N 7 5に接続され、その他方電極は基準電位 V Rを受ける。共通電位線 7 2には共通電位 V Cが与えられる。走査線 7 1は垂直走査回路（図示せず）によって駆動され、データ信号線 7 3は水平走査回路（図示せず）によって駆動される。

走査線 7 1が「HJ レベルにされると、 N型 T F T 7 5が導通レ、データ保持ノード N 7 5が N型 T F T 7 5を介してデータ信号線 7 3のレベルに充電される。液晶セノレ 7 0は、たとえば、データ保持ノード N 7 5力 S 「fi」レベルの場合はその光透過率が最大になり、データ保持ノード N 7 5が「L」レベルの場合はその光透過率が最小になる。液晶セル 7 0は複数行複数列に配列されて 1枚の液晶パネルを構成し、液晶パネルには 1つの画像が表示される。

このような液晶表示装置では、 N型 T F T 7 5が非導通にされている場合でも、データ保持ノード N 7 5の電荷が徐々にリークし、データ保持ノード N 7 5の電位が徐々に低下して液晶セル 7 0の光透過率が変化してしまう。そこで、図 1 8 に示すように、所定時間ごとにデータ信号のリフレッシュすなわちデータ保持ノ一ド N 7 5へのデータ信号の再書込が行なわれている。

しかし、従来の液晶表示装置では、複数の走査線 7 1を 1本ずつ選択し、 1本の走査線 7 1が選択されている間にその走査線 7 1に対応する各データ保持ノード N 7 5にデータ信号を再書込する必要があつたので、データ信号のリブレツシュのための制御が複雑になるという問題があつた。発明の開示

それゆえに、この発明の主たる目的は、データ信号のリフレッシュを容易に行なうことが可能な画像表示装置を提供することである。

この発明に係る画像表示装置では、データ保持ノードの電位に応じた画素濃度を表示する画素表示回路と、画像信号に従ってデータ保持ノ一ドに第 1および第 2の電位のうちのいずれかの電位を与えるデータ書込回路と、データ保持ノードの竃位が第 1および第 2の電位間の予め定められた第 3の電位を超えている場合はリフレッシュ信号に応答してデータ保持ノードの電位のリフレッシュを行ない、データ保持ノードの電位が第 3の電位を超えていない場合はリフレッシュ信号に応答してデータ保持ノ一ドの電位のリフレッシュを行なわないリフレッシュ回路とが設けられる。したがって、リフレッシュ信号を与えればリフレッシュ回路によってデータ保持ノードの電位がリフレッシュされるので、デ^ "タ信号のリフレッシュを容易に行なうことができる。

好ましくは、リフレッシュ回路は、その一方電極がデータ保持ノードの電位を受け、その他方電極がリフレッシュ信号を受け、一方電極および他方電極間の電位差に応じてその容量値が変化するキャパシタを含む。この場合は、データ保持ノ一ドの電位に応じてキャパシタの容量値が変化することを利用して、データ保持ノードの電位のリフレツシュを行なうか否かを選択することができる。

また好ましくは、キャパシタは、そのゲート電極が一方電極にされ、その第 1 および第 2の電極のうちの少なくとも一方の電極が他方電極にされる Nチャネル電界効果トランジスタを含む。この場合は、キャパシタの一方電極および他方電極間に正電圧が印加されると、キャパシタの容量値が大きくなる。

また好ましくは、キャパシタは、そのゲート電極が他方電極にされ、その第 1 および第 2の電極のうちの少なくとも一方の電極が一方電極にされる Pチャネル電界効果トランジスタを含む。この場合は、キャパシタの他方電極および一方電極間に負電圧が印加されると、キャパシタの容量値が大きくなる。

また好ましくは、リフレッシュ回路は、さらに、キャパシタの一方電極とデータ保持ノードとの間に接続され、そのゲート電極が第 1の駆動電位を受ける第 1 の電界効果トランジスタと、その第 1の電極が第 2の駆動電位を受け、その第 2 の電極がデータ保持ノードに接続され、そのゲート電極がキャパシタの一方電極に接続される第 2の電界効果トランジスタとを含む。この場合はリフレッシュ信号に応答してキャパシタの一方電極の電位が所定電位を超えたときは第 2の電界効果トランジスタが導通してデータ保持ノードの電位がリフレッシュされ、リフレッシュ信号に応答してキャパシタの一方電極の電位が所定電位を超えなかったときは第 2の電界効果トランジスタは導通せず、データ保持ノードの電位はリフレッシュされない。

また好ましくは、第 1の駆動電位は第 1の電位と第 1の電界効果トランジスタのしきい値電圧との和の電位に等しく、第 2の駆動電位は第 1の電位に等しい。リフレツシュ信号の活性化レベルは第 1の電位に等しく、その非活~生化レベルは第 2の電位に等しい。この場合は、第 2の電界効果トランジスタが導通したことに応じてデータ保持ノ一ドの電位は第 1の電位にリフレッシュされる。

また好ましくは、リフレッシュ回路は、さらに、第 2の駆動電位のノードと第 2の電界効果トランジスタの第 1の電極との間に介揷され、そのグート電極がリフレッシュ信号を受ける第 3の電界効果トランジスタを含む。この場合は、第 2 の駆動電位のノードからデータ保持ノードへのリーク電流の低減化を図ることができる。

また好ましくは、第 1の駆動電位は第 1の電位と第 1の電界効果トランジスタのしきい値電圧との和の電位に等しく、第 2の駆動電位は第 1の電位に等しい。リフレツシュ信号の活性化レベルは第 1の電位と第 3の電界効果トランジスタのしきい値電圧との和の電位に等しく、その非活性化レベルは第 2の電位に等しい。この場合は、第 2および第 3の電界効果トランジスタが導通したことに応じてデータ保持ノードの電位は第 1の電位にリフレッシュされる。また、第 3の電界効果トランジスタにおいて電圧降下が発生するのを防止することができる。

また好ましくは、第 2の駆動電位は、リフレッシュ信号が活性化レベルにされる期間を含む所定期間だけ与えられる。この場合は、第 2の駆動電位のノードからデータ保持ノードへのリーク電流の一層の低減化を図ることができる。

また好ましくは、リフレッシュ回路は、さらに、第 2の駆動電位のノードと第 2の電界効果トランジスタの第 1の電極との間に介挿され、そのゲート電極がリフレツシュ信号に同期した制御信号を受ける第 3の電界効果トランジスタを含む。この場合は、第 2の駆動電位のノードからデータ保持ノ一ドへのリーク電流の低減化を図ることができる。

また好ましくは、第 1の駆動電位は第 1の電位と第 1の電界効果トランジスタのしきい値電圧との和の電位に等しく、第 2の駆動電位は第 1の電位に等しい。リフレツシュ信号の活性化レベルは第 1の電位に等しく.、その非活性化レベルは第 2の電位を第 1の電位側に予め定められた第 1の電圧だけレベルシフトさせた電位に等しい。制御信号の活性化レベルは第 1の電位と第 3のトランジスタのしきい値電圧との和の電位に等しく、その非活性化レベルは第 2の電位を第 1の電位と反対側に予め定められた第 2の電圧だけレベルシフトさせた電位に等しい。この場合は、第 2および第 3の電界効果トランジスタが導通したことに応じてデータ保持ノードの電位は第 1の電位にリフレッシュされる。また、データ保持ノ一ドの電位のリフレッシュを行わない場合におけるデータ保持ノードの電位変動を小さく抑えることができる。

また好ましくは、第 2の駆動電位は、リフレッシュ信号および制御信号が活性化レベルにされる期間を含む所定期間だけ与えられる。この場合は、第 2の駆動電位のノードからデータ保持ノ一ドへのリーク電流の一層の低減化を図ることができる。

また好ましくは、さらに、データ保持ノードと基準電位のノードとの間に接続されたキャパシタが設けられる。この場合は、データ保持ノードの電位がキャパシタによって保持されるので、データ保持ノードの電位変化が小さくなる。また好ましくは、画素表示回路は、その一方電極がデータ保持ノードに接続され、その他方電極が駆動電位を受け、その光透過率がデータ保持ノードの電位に応じて変化する液晶セルを含む。この場合は、液晶セルの光透過率によって画素濃度が変化する。 . また好ましくは、画素表示回路は、そのゲート電極がデータ保持ノードに接続され、その第 1の電極が基準電位を受ける電界効果トランジスタと、その一方電極が電界効果トランジスタの第 2の電極に瑋続され、その他方電極が駆動電位を受け、その光透過率が電界効果トランジスタの導通/非導通に応じて変化する液晶セルを含む。この場合は、データ保持ノードの電位が電界効果トランジスタのしき、値電位を超えるか否かによつて電界効果トランジスタが導通または非導通状態になり、液晶セルの光透過率が最大または最小になる。

また好ましくは、画素表示回路は、そのゲート電極がデータ保持ノードに接続され、その筹.1の電極が第 1の駆動電位を受ける電界効果トランジスタと、リセット信号に応答して所定のノードに第 2の駆動電位を与え、セット信号に応答して電界効果トランジスタの第 2の電極と所定のノードとを接続する切換回路と、その一方電極が所定のノードに接続され、その他方電極が基準電位を受け、その光透過率が所定のノードの電位に応じて変化する液晶セルを含む。この場合は、データ保持ノードに電位を書込んだ後は、リセット信号およぴセット信号を交互に入力することにより所定のノ一ドを第 1または第 2の駆動電位にすることができ、液晶セルの光透過率を最大または最小にすることができる。

また好ましくは、画素表示回路は、そのゲート電極がデータ保持ノードに接続された電界効果トランジスタと、駆動電位のノードと基準電位のノードとの間に電界効果トランジスタと直列接続され、その光強度が電界効果トランジスタに流れる電流に応じて変化する発光素子を含む。この場合は、発光素子の光強度によつて画素濃度が変化する。

また好ましくは、複数行複数列に配置された複数の画素表示回路が設けられ、データ書込回路は、それぞれ複数行に対応して設けられた複数の走査線と、それぞれ複数列に対応して設けられた複数のデータ信号線と、各画素表示回路に対応して設けられ、対応の画素表示回路のデータ保持ノードと対応のデータ信号線との間に接続され、そのゲート電極が対応の走査線に接続された電界効果トランジスタと、複数の走査線を順次選択し、選択した走査線を選択レベルにしてその走查線に対応する各電界効果トランジスタを導通させる垂直走査回路と、垂直走查回路によって 1本の走査線が選択されている間に複数のデータ信号線を順次選択し、画像信号に従って、選択したデータ信号線に第 1および第 2の電位のうちのいずれかの電位を与える水平走査回路とを含む。この場合は、 2次元の画像を表示することができる。図面の簡単な説明

図 1は、この発明の実施の形態 1によるカラー液晶表示装置の全体構成を示す回路ブロック図である。

図 2は、図 1に示した各液晶セルに対応して設けられる液晶駆動回路の構成を示す回路図である。

図 3は、図 2に示したキャパシタ 2 5の構成を示す断面図である。

図 4は、図 2に示した液晶駆動回路の動作を説明するためのタイムチャートであ。

図 5は、図 2に示した液晶駆動回路の動作を説明するための他のタイムチヤ一トである。

図 6は、実施の形態 1の変更例を示す回路図である。

図 7は、図 6に示したキャパシタ 3 7の構成を示す断面図である。

図 8は、この発明の実施の形態 2によるカラ一液晶表示装置の要部を示す回路図である。

図 9は、図 8に示した液晶駆動回路の動作を説明するためのタイムチャートである。

図 1 0は、実施の形態 2の変更例を示す回路図である。

図 1 1は、図 1 0に示した液晶駆動回路の動作を説明するためのタイムチヤ一トである。

図 1 2は、実施の形態 2の他の変更例を示す回路図である。図 1 3は、図 1 2に示した液晶駆動回路の動作を説明するためのタイムチヤ一トである。

図 1 4は、この発明の実施の形態 3によるカラー液晶表示装置の要部を示す回路図である。

図 1 5は、この発明の実施の形態 4によるカラー液晶表示装置の要部を示 1 "回路図である。

l l 6は、この発明の実施の形態 5による画像表示装置の要部を示す回路図である。

図 1 7は、従来の液晶表示装置の要部を示す回路図である。

図 1 8は、従来の液晶表示装置の問題点を説明するためのタイムチャートである。発明を実施するための最良の形態

[実施の形態 1 ]

図 1は、この発明の実施の形態 1によるカラー液晶表示装置 1の全体構成を示す回路ブロック図である。図 1において、このカラー液晶表示装置 1は、液晶パネル 2、垂直走査回路 8および水平走査回路 1 1を備え、外部から与えられた電源電位 V D Dおよぴ接地電圧 V S Sによつて駆動される。

液晶パネル 2は、複数行複数列に配置された複数の液晶セル 3と、各行に対応して設けられた走査線 5および共通電位線 6と、各列に対応して設けられたデータ信号線 7とを含む。

液晶セル 3は、各行において 3つずつ予めグループ化されている。各グループの 3つの液晶セル 2には、それぞれ R, G, Bのカラーフィルタが設けられている。各グループの 3つの液晶セル 3は、 1つの画素 4を構成している。

各共通電位線 6には、外部から共通電位 V Cが与えられる。また、液晶パネル 2には、外部からリフレッシュ信号 R E Fおよび駆動電位 V 1， V 2 , V 3が与えられる。

垂直走査回路 8は、シフトレジスタ回路 9およびバッファ回路 1 0を含む。シフトレジスタ回路 9は、外部から与えられた水平および垂直同期信号 S N 1に同期して、液晶パネル 2の複数の走査線 5を順次選択するための信号を生成する。バッファ回路 10は、シフトレジスタ回路 9の出力信号をバッファ処理して選択された走査線 5に与える。したがって、液晶パネル 2の複数の走査線 5は、所定時間ずつ順次選択レベルの「H」レベルにされる。走査線 5が選択レベルの「H」レベルにされると、その走査線 5に対応する各画素 4が活性化される。水平走查回路 1 1は、シフトレジスタ回路 12、バッファ回路 14および複数のスィッチ 14を含む。複数のスィツチ 14は、それぞれ複数のデータ信号線 7 に対応して設けられ、液晶セル 2のグループに対応して予め 3つずつグループ化されている。各グループの 3つのスィッチ 14の一方電極はそれぞれ R， G， B のデータ信号 DR， DG， DBを受け、それらの他方電極はそれぞれ対応の 3つのデータ信号線 7に接続される。シフトレジスタ回路 12は、外部から与えられた水平同期信号 S N 2に同期して、複数のスィツチグループを所定時間ずつ順次選択するための信号を生成する。ノッファ回路 10は、シフトレジスタ回路 12 の出力信号をバッファ処理し、選択されたグループの各スィッチ 14の制御端子に与えて各スィッチ 14を導通させる。したがって、データ信号 DR， DG， D Bは、選択された行の複数の画素 4に順次与えられる。

垂直走査回路 8および水平走查回路 1 1によつて液晶パネル 2の全画素 4が走査されると、液晶パネル 2には 1つの画像が表示される。

図 2は、各液晶セル 3に対応して設けられた液晶駆動回路 20の構成を示す回路図である。図 2において、この液晶駆動回路 20は、エンハンスメント型 N型 TFT21〜24とキャパシタ 25, 26とを含み、対応の液晶セル 3、走査線 5、共通電位線 6およびデータ信号線 7に接続されるとともに、リフレッシュ信号 REFおよび駆動電位 V 1， V2を受ける。図 2では、 R, G, Bのうちの R に対応する液晶駆動回路 20が示されている。

N型 TFT21は、対応のデータ信号線 7とデータ保持ノード N 21との間に接続され、そのゲートが対応の走査線 5に接続される。キャパシタ 26は、データ保持ノード N 21と共通電位線 6との間に接続される。 N型 TFT24は、対応の液晶セル 3の一方電極と共通電位線 6との間に接続され、そのゲートはデータ保持ノード N 21に接続される。液晶セル 3の他方電極は駆動電位 V 3を受ける。

走査線 5が選択レベルの「H」レベルにされると N型 TFT 21が導通し、デ. ータ保持ノード N21がデータ信号線 7の電位に充電される。走査線 5が非選択レベルの「L」レベルにされると N型 TFT 21が非導通になり、データ保持ノード N 21の電位はキャパシタ 26によって保持される。

データ保持ノード N 21力 S 「H」レベルの場合は、 N型 TFT24が導通して液晶セル 3の電極間に駆動電圧 V 3一 VCが印加され、液晶セル 3の光透過率がたとえば最大になる。データ保持ノード N 21が「L」レベルの場合は、 N型 T FT 24が非導通になって液晶セル 3の電極間に駆動電圧は印加されず、液晶セル 3の光透過率がたとえば最小になる。

データ保持ノード N 21の電荷が徐々にリークしてデータ保持ノード N 21の電位が徐々に低下するので、所定の時間ごとにデータ信号のリフレッシュ（再書込）をする必要がある。 N型 TFT 22, 23およびキャパシタ 25は、リフレッシュ回路を構成している。

N型 T FT 22は、ノード N 22とデータ保持ノード N 21との間に接続され、そのゲートは駆動電位 V 2を受ける。駆動電位 V 2は、データ信号 D の「H」レベル VHに N型 T F Tのしきい値電圧 VTNを加えた電位 VH + VTNに設定されている。したがって、 N型 TFT 22のしきい値電圧 VTNによる電圧降下は発生せず、ノード N21と N22の電位は同じになる。

N型 TFT 23のドレインは駆動電位 VIを受け、そのソースはデータ保持ノード N 21に接続され、そのゲートはノード N 22に接続される。駆動電位 VI は、データ信号 D尺の「H」レベル VH以上の所定の電位に設定される。ここでは、 V1=VHとする。ノード N 21と N 22の電位が等しい場合は N型 T FT 23は非導通になっている。ノード N22の電位が VH + VTN以上に高くなると、 N型 T FT 23が導通してデータ保持ノード N 21が VI =VHにされる。キャパシタ 25は、 N型 TFT (エンハンスメント型）構造のキャパシタであり、そのゲートはノード N 22に接続され、そのソースはリフレッシュ信号 RE Fを受ける。キャパシタ 25のゲート一ソース間電圧が N型 T FTのしきぃ値電圧 VTNよりも高い場合は、キャパシタ 25は所定の容量値を有する。キャパシタ 25のゲート一ソース間電圧が N型 TFTのしきい値電圧 VTNよりも低い場合は、キャパシタ 25の容量値は寄生容量分の微小な値になる。

図 3は、キャパシタ 25の構成を示す断面図である。図 3において、ガラス基板 30の表面の所定領域に真性ポリシリコン膜 31が形成される。次いで、真性ポリシリコン膜 3.1の一部を覆うようにしてゲート絶縁膜 32が形成され、さらにグート絶縁膜 32上にグート電極 33が積層される。真性ポリシリコン膜 31 のうちのゲート絶縁膜 32およびゲート電極 33で覆われていない部分に N型不純物が注入されてソース領域 31 sが形成される。次に、全領域を覆うようにして層間絶縁膜 34が形成され、層間絶縁膜 34の表面からゲート電極 33の表面に向けてコンタクトホール CH1が開孔され、層間絶縁膜 34の表面からソース領域 31 sの表面に向けてコンタクトホール CH2が開孔される。次いで、コンタクトホール CHI, CH2を覆うようにしてそれぞれアルミ電極 35, 36が形成される。アルミ電極 35 (ゲート）はノード N22に接続され、アルミ電極 (ソース） 36はリフレッシュ信号 REFを受ける。

ゲート—ソース間の N型 T FTのしきい値電圧 VTNよりも高い電圧が印加されると、ゲート電極 33の下の真性ポリシリコン膜 31の表面に N型チヤネノレ層が形成され、ゲート一ソース間に所定の容量値が発生する。

ゲート一ソース間の電圧が N型 T FTのしきい値電圧 VTNよりも低い場合は、真性ポリシリコン膜 31の表面に N型チャネル層が形成されないので、ゲート一ソース間の容量値は寄生容量分の微小な値になる。

なお、通常の T FTと同様に真性ポリシリコン膜の表面中央部にゲート絶縁膜を介してグート電極を形成するとともにゲート電極の両側に不純物を注入してソース領域およぴドレイン領域を形成したうえで、ゲート電極を一方のアルミ電極に接続するとともにソース領域およびドレイン領域を他方のアルミ電極に共通接続してキャパシタを形成しても良い。

図 4は、データ信号 DRが「H」レベル VHの場合における液晶駆動回路 20 の動作を示すタイムチャートである。図 4において、初期状態では、走査線 5の電位 V5は「L」レベルにされ、データ信号 DRは「L」レベル VLにされ、ノード N21， N22は「L」レベル VLにリセットされ、リフレッシュ信号 RE Fは「L」レベルにされている。

ある時刻 t 0においてデータ信号 DRが「L」レベル VLから「H」レベル V Hに立上げられ、次いで時刻 t 1において走査線 5の電位 V 5が「L」レベルから「H」レベルに立上げられる。これにより、 N型 TFT21が導通し、ノード N21, N22が「L」レベル VLから「H」レベル VHに立上げられる。所定時間後に走査線 5の電位 V 5が「Lj レベルに立下げられ、次いでデータ信号 D Rも「L」レベルに立下げられる。走査線 5の電位 V 5が「L」レベルに立上げられると、 N型 TFT 21が非導通になり、ノード N21， N 22の電位はキヤパシタ 26によって保持される。データ保持ノード N 22の電位 VHは N型 TF T 24のしきい値電位 VTNよりも高いので、 N型 TFT24が導通し、液晶セル 3の電極間に駆動電圧 V 3— V Cが印加され、液晶セル 3の光透過率がたとえば最大になる。

この状態で放置すると、リーク電流によってノード N 21, N 22の電位が徐々に低下する。ノード N21の電位が N型 TFT 24のしきい値電位 VTNよりも低下すると、 N型 TFT 24が非導通になって液晶セル 3の光透過率が最大値から最小値に変化してしまう。そこで、ノード N21， N22の電位が N型 T F T 24のしきい値電位 VTNよりも低下する前の所定の時刻 t 2にデータ信号のリフレッシュを行なう。

時刻 t 2では、ノード N 21 , N 22の電位は N型 T F Tのしきい値電位 VT Nよりも高いので、キャパシタ 25の真性ポリシリコン膜 31には N型チャネル層が発生しており、キャパシタ 25は所定の容量値を有する。時刻 t 2においてリフレッシュ信号 REFが「L」レベル VLから「H」レベル VHに立上げられると、容量結合によってノード N 22の電位が昇圧電位 VP (≥VH + VTN) に昇圧され、 N型 TFT23が導通してノード N 21が駆動電位 V 1 = VHに立上げられる。これにより、データ保持ノード N21の電位 VHがリフレッシュされたことになる。時刻 t 3においてリフレッシュ信号 REFが「H」レベル VH から「L」レベル VLに立下げられると、容量結合によってノード N21， N2 2の電位が立下げられるが、キャパシタ 26の容量値はキャパシタ 25の容量値よりも十分に大きいので、ノード N21， N 22の電位は「H」レベル VHに維持される。

図 5は、データ信号 DRが「L」レベル VLの場合における液晶駆動回路 20 の動作を示すタイムチャートである。図 5において、データ信号 DRは「L」レベル VLに固定される。したがって、時刻 t 1において走査線 5の電位 V 5が所定時間だけ「H」レベルに立上げられ、 N型 T FT 21が所定時間だけ導通しても、ノード N 21， N22は「L」レベル VLに保持される。

時刻 t 1から所定時間経過後の時刻 t 2では、ノード N 21， N 22の電位は N型 T FTのしきい値電位 VTNよりも低いので、キャパシタ 25の真性ポリシリコン膜 31に N型チャネル層は発生しておらず、キャパシタ 25の容量値は寄生容量分の微小な値になっている。したがって、時刻 t 2においてリフレッシュ信号 REFが「L」レベル V から「H」レベル VHに立上げられても、ノード N 21 , N22はほぼ「L」レベル VLに保持される。したがって、この場合はデータ保持ノード N 21の電位のリフレツシは行われない。時刻 t 3においてリフレッシュ信号 REFが「H」レベル VHから「L」レベル VLに立下げられても、キャパシタ 25の容量値は小さいので、ノード N21， N22は「L」レベル VLに保持される。

この実施の形態 1では、データ信号のリフレッシュ時に走査線 5およびデータ信号線 7を駆動する必要がないので、リフレッシュ制御を容易に行なうことができる。また、データ信号のリフレッシュ時に垂直走査回路 8および水平走査回路 11を動作させる必要がないの.で、消費電力の低減化を図ることができる。

図 6の変更例では、 N型 T FT構造のキャパシタ 25が P型 T FT (ェンハンスメント型）構造のキャパシタ 37で置換される。キャパシタ 37は、図 7に示すように、キャパシタ 25の N型ソース領域 31 sを P型ソース領域 31 s で置換したものである。キャパシタ 37のゲートはリフレッシュ信号 REFを受け、そのソースはノード N22に接続される。この変更例でも、実施の形態 1と同じ効果が得られる。

[実施の形態 2]

実施の形態 1では、ノード N21， N22が「L」レベル VLの場合は N型 T FT 23は非導通になると説明した。し力し、 N型 TFT23の特性のばらつきにより、ゲート一ソース間電圧が OVでも N型 TFT 23に微小な電流（オフ電流）が流れる場合がある。この場合は、微小な電流によってノード N21， N2 2の電位が徐々に上昇し、ノード N 21， N22が N型 TFT 24のしきぃ値電圧 VTNを超えてしまうこともあり得る。この実施の形態 2では、この問題の解決を図る。

図 8は、この発明の実施の形態 2によるカラ一液晶表示装置の液晶駆動回路 4 0の構成を示す回路図であって、図 2と対比される図である。図 8を参照して、この液晶駆動回路 40が図 2の液晶駆動回路 2◦と異なる点は、 N型 T F T 41 が追カ卩されている点と、リフレッシュ信号 REFの代わりにリフレッシュ信号 R EF' が与えられている点である。 N型 TFT41のドレインは駆動電位 VIを受け、そのソースは N型 TFT 23のドレイン（ノード N23) に接続され、そのゲートはリフレッシュ信号 REF' を受ける。リフレッシュ信号 REF' がリフレッシュ信号 REFと異なる点は、図 9に示すように、その「H」レベルが V Hではなく VH + VTN以上の所定電位 VH' である点である。

図 8において、ノード N 21, N22カS 「L」レベルの場合においてリフレツシュ信号 REF' を「LJ レベル VL (0 V) にしたときは、 N型 TFT23, 41に微小なオフ電流が流れてノード N 21， N23の電位が徐々に上昇する。しカし、ノード N 23の電位が上昇すると、 N型 T FT 41のゲート一ソース間の電圧が負電圧になるため、 N型 TFT41にオフ電流が流れなくなってノード N21, N23の電位上昇が停止する。

リフレッシュ信号 REF' を「H」レベル VH' にしたときは、 N型 TFT4 1が導通する。このとき、リフレッシュ信号 REF' の「H」レベル VH' を V H + VTN以上にしたので、 N型 TFT41のしきい値電圧 VTNによる電圧降下は生じることはない。

なお、 N型 T FT構造のキャパシタ 25を図 6および図 7で示した P型 T FT 構造のキャパシタ 37で置換してもよいことは言うまでもない。

また、データ保持ノード N21が「L」レベルの場合においてリフレッシュ信号 REF' 力 S 「L」レベルから「H」レベルに立上げられたときに、キャパシタ 25の微小な容量値によってノード N 21, N 22の電位が若干上昇する。このときのノード N 21, N 22の電位上昇をより小さくするためには、キャパシタ 25の真性ポリシリコン膜 31に N型チャネル層が発生し難い条件にしてキャパシタ 25の容量を最小にする必要がある。そこで、リフレッシュ信号 REF' の「L」レべノレを VL (0 V) ではなく正の電位の VL' (たとえば IV) にし、キャパシタ 25のゲート一ソース間電圧を負電圧に維持してもよい。

また、図 10の変更例では、液晶駆動回路 40の N型 T F T 41のドレインに、駆動電位 V 1の代わりにリフレツシュ信号 R EF 1が与えられる。リフレッシュ信号 REF 1は、図 11に示すように、リフレッシュ信号 REF' 力 S 「H」レべル VH' になる期間（時刻 t 2〜t 3) およびその前後の所定時間のみ「H」レベル VHにされ、それ以外の期間は「L」レベル VLにされる信号である。したがって、 N型 TFT23, 41のリーク電流をより小さくすることができる。なお、この変更例でも、 N型 TFT構造のキャパシタ 25を図 6および図 7に示した P型 T FT構造のキャパシタ 37で置換してもよいことは言うまでもない。また、図 12の変更例では、液晶駆動回路 40の N型 T FT41のグートとキャパシタ 25のソースとが切離され、キャパシタ 25のソースにリフレッシュ信号 REF" が与えられ、 N型 TFT41のゲートにリフレッシュ信号 R E F 2が与えられ、 N型 TFT41のドレインにリフレッシュ信号 REF 1が与えられる。図 13に示すように、信号 REF" の「L」レベルは VL=0 Vではなく正電位 VL" =VL + AV1であり、信号 REF" の「H」レベルは VHである。厶 V 1は、たとえば IVである。これにより、ノード N21， N22力 S 「LJ レベルの場合のキャパシタ 25の容量値をより小さくすることができる。また、信号 R EF2の「L」レベルは VL = 0 Vではなく負電位 VL' =VL— AV2であり、信号 REF 2の「H」レベルは VH' である。 AV2は、たとえば IVである。これにより、信号 REF 2が「L」レベル VL' の場合における N型 TFT 41 のリーク電流をより小さくすることができる。

[実施の形態 3]

図 14は、この発明の実施の形態 3によるカラー液晶表示装置の要部を示す回路図であって、図 2と対比される図である。

図 14において、このカラー液晶表示装置が実施の形態 1のカラー液晶表示装置 1と異なる点は、液晶駆動回路 20が液晶駆動回路 50で置換され、セット線 54およびリセット線 55が追加され、駆動電位 V および基準電位 V L Cが導入されている点である。セット線 54およびリセット線 55は、たとえば垂直走査回路によって駆動される。

液晶駆動回路 50は、液晶駆動回路 20に N型 T FT 51, 52およびキャパシタ 53を追加したものである。キャパシタ 26は、ノード N 21と N 24の間に接続される。ノード N24は、外部から与えられた駆動電位 VC' =VLを受ける。データ保持ノード N 21の電位は、キャパシタ 26によって保持される。

N型 TFT24, 51は、ノード N 24と N 51との間に直列接続される。 N 型 T FT 24のゲートは、データ保持ノード N 21に接続される。 N型 TFT5 1のゲートは、セット線 54を介してセット信号 STを受ける。

セット信号 STが非選択レベルの「L」レベルの場合は、 N型 TFT51は非導通になる。セット信号 STが選択レベルの「H」レベルにされると、 N型 TF T51が導通する。データ保持ノード N21が「L」レベルの場合は、 N型 TF T24は非導通になり、ノード N 51は駆動電位 V 3のまま変化しない。データ保持ノード N21が「H」レベルの場合は、 N型 T FT 24は導通し、ノード N 51は駆動電位 VC' にセットされる。

N型 TFT 52のドレインは駆動電位 V 3= VHを受け、そのソースはノード N 51に接続され、そのゲートはリセット線 55を介してリセット信号 RSTを受ける。キャパシタ 53は、ノード N51と共通電位線 6との間に接続される。リセット信号 RSTが非選択レベルの「LJ レベルの場合は、 N型 TFT52 は非導通になり、ノード N 51の電位はそのまま保持される。リセット信号 RS Tが選択レベルの「H」レベルにされると、 N型 TFT 52.が導通し、ノード N 51は駆動電位 V 3にリセットされる。

液晶セル 3の一方電位はノー FN 51に接続され、その他方電極は基準電位 V LC=VLを受ける。ノード N 51が駆動電位 V 3にリセットされた場合は、液晶セル 3の光透過率はたとえば最大になり、ノード N51が駆動電位にセットされた場合は液晶セル 3の光透過率はたとえば最小になる。

次に、このカラー液晶表示装置の動作について説明する。データ書込期間は、走査線 5が選択レベルの「H」レベルにされて N型 TFT 21が導通し、データ信号線 7の電位がデータ保持ノード N 21に書込まれる。走査線 5が非選択レべルの「L」レベルにされると、 N型 T FT 21が非導通になり、データ保持ノード N21の電位はキャパシタ 26によって保持される。

データ保持期間は、所定時間 T 1ごとにリセット信号 R S Tおよびセット信号 STを所定時間 T2 (T 2<T 1) ずつ順次「Η」レベルにする。これにより、データ保持ノード Ν 21力 S 「Η」レベルの場合はノード Ν 51が駆動電位 V C' にセットされ、データ保持ノード Ν 21が「LJ レベルの場合はノード N 51が駆動電位 V 3にリセットされる。

データ保持ノード N 21の電位はリーク電流によって徐々に変化するので、データ保持期間においては所定時間 T 3 (T3>T 1) ごとにデータのリフレツシュを行なう必要がある。データ信号のリフレッシュは、 Ν型 TFT 22, 23およびキャパシタ 25を用いて行なわれる。データ信号のリフレッシュ方法は実施の形態 1と同じであるので、その説明は操返さない。

この実施の形態 3でも、実施の形態 1と同じ効果が得られる。 ,

[実施の形態 4]

図 15は、この発明の実施の形態 4によるカラー液晶表示装置の液晶駆動回路 60を示す回路図であって、図 2と対比される図である。

図 15を参照して、この液晶駆動回路 60が図 2の液晶駆動回路 20と異なる点は、 Ν型 TFT 24が削除されている点である。液晶セル 3の一方電極は、データ保持ノード Ν 21に直接接続される。

データ保持ノード Ν 21が「Η」レベル VHの場合は、液晶セル 3の電極間電圧が 0 Vにあって液晶セル 3の光透過率はたとえば最小になる。データ保持ノ一ド N21力 S 「L」レベルの場合は、液晶セル 3の電極間電圧が VHになって液晶セル 3の光透過率はたとえば最大になる。データ保持ノード N 21の電位は、 N 型 T FT 22， 23およびキャパシタ 25を用いてリフレッシュされる。

この実施の形態 4でも、実施の形態 1と同じ効果が得られる。

[実施の形態 5]

図 16は、この発明の実施の形態 5による画像表示装置の要部を示す回路図であって、図 2と対比される図である。

図 16を参照して、この画像表示装置が実施の形態 1のカラー液晶表示装置 1 と異なる点は、液晶セル 3が有機 EL (electroluminescence) 素子 61で置換されている点である。有機 EL素子 61は、電源電位 VDDのノードと駆動回路 20の N型 TFT.24のドレインとの間に接続される。

データ保持ノード N 21が「H」レベルの場合は、 N型 TFT24が導通し、有機 EL素子 6 1に電流が流れて有機 EL素子 61が発光する。データ保持ノード N21;^ 「L」レベルの場合は、 N型 TFT 24が非導通になって有機 EL素子 61に電流が流れず、有機 EL素子 61は発光しない。データ保持ノード N2 1の電位は、 N型 TFT 22， 23およびキャパシタ 25によってリフレッシュされる。

この実施の形態 5でも、実施の形態 1と同じ効果が得られる。

なお、有機 EL素子 61を N型 T FT 24のソースと共通電位線 6との間に介挿し、 N型 T F T 24のドレインに電源電位 VD Dを与えても同じ効果が得られる。

また、有機 EL素子 61の代わりに、他の表示素子を用いてもよい。

また、以上の実施の形態および変更例を適宜組合わせてもよいことは言うまでもない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およぴ範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims

請求の範囲

1. 画像表示装置であって、

データ保持ノード（N21) の電位に応じた画素濃度を表示する画素表示回路 (3, 24, 51, 52, 61) 、

画像信号（DR， DG, DB, SN1, SN2) に従って前記データ保持ノード（N21) に第 1およぴ第 2の電位 (VH, VL) のうちのいずれかの電位を与えるデータ書込回路（5, 7, 8, 11， 21) 、および

前記データ保持ノード（N21) の電位が前記第 1および第 2の電位 (VH, VL) 間の予め定められた第 3の電位 (VTN) を超えている場合はリフレツシュ信号（REF, REF' , REF" ) に応答して前記データ保持ノード（N 2 1 ) の電位のリフレツシュを行ない、前記データ保持ノード（N 21 ) の電位が第 3の電位 (VTN) を超えていない場合は前記リフレッシュ信号（REF, R EF' ， REF" ) に応答して前記データ保持ノード（N21) の電位のリフレッシュを行なわないリフレッシュ回路（22， 23， 25， 37， 41) を備える、画像表示装置。

2. 前記リフレッシュ回路（22， 23, 25, 37, 41) は、その一方電極が前記データ保持ノード（N21) の電位を受け、その他方電極が前記リフレツシュ信号（REF， REF' , REF" ) を受け、前記一方電極および他方電極間の電位差に応じてその容量値が変化するキャパシタ（25， 37) を含む、請求の範囲第 1項に記載の画像表示装置。

3. 前記キャパシタ（25， 37) は、そのゲート電極が前記一方電極にされ、その第 1および第 2の電極のうちの少なぐとも一方の電極が前記他方電極にされる Nチャネル電界効果トランジスタ（25) を含む、請求の範囲第 2項に記載の

4. 前記キャパシタは、そのゲート電極が前記他方電極にされ、その第 1および第 2の電極のうちの少なくとも一方の電極が前記一方電極にされる Pチャネル電界効果トランジスタ（37) を含む、請求の範囲第 2項に記載の画像表示装置。

5. 前記リフレッシュ回路（22, 23， 25， 37, 41) は、さらに、前記キャパシタ（25, 37) の一方電極と前記データ保持ノード (N21) との間に接続され、そのゲート電極が第 1の駆動電位 (V2) を受ける第 1の電界効果トランジスタ（22) 、および

その第 1の電極が第 2の駆動電位 (VI) を受け、その第 2の電極が前記データ保持ノード（N21) に接続され、そのゲート電極が前記キャパシタ（.25， 37) の一方電極に接続される第 2の電界効果トランジスタ（23) を含む、請求の範囲第 2項に記載の画像表示装置。

6. 前記第 1の駆動電位 (V2) は、前記第 1の電位 (VH) と前記第 1の電界効果トランジスタのしきい値電圧（VTN) との和の電位 (VH + VTN) に等しく、

前記第 2の駆動電位 (VI) は前記第 1の電位 (VH) に等しく、

前記リフレッシュ信号（R E F ) の活性化レベルは前記第 1の電位 (VH) に等しく、その非活性化レベルは前記第 2の電位 (VL) に等しい、請求の範囲第

5項に記載の画像表示装置。

7. 前記リフレッシュ回路（22， 23， 25, 37， 41) は、さらに、前記第 2の駆動電位 (VI) のノードと前記第 2の電界効果トランジスタ（23) の第 1の電極との間に介揷され、そのゲート電極が前記リフレッシュ信号（RE

F' ) を受ける第 3の電界効果トランジスタ（41) を含む、請求の範囲第 5項に記載の画像表示装置。

8. 前記第 1の駆動電位 (V2) は、前記第 1の電位 (VH) と前記第 1の電界効果トランジスタ（22) のしきい値電圧 (VTN) との和の電位 (VH + VT

N) に等しく、

前記第 2の駆動電位 (VI) は前記第 1の電位 (VH) に等しく、

前記リフレッシュ信号（REF' ) の活性化レベルは前記第 1の電位 (VH) と前記第 3の電界効果トランジスタ（41) のしきい値電圧 (VTN) との和の電位 (VH + VTN) に等しく、その非活性ィ匕レベルは前記第 2の電位 (VL) に等しい、請求の範囲第 7項に記載の画像表示装置。

9. 前記第 2の駆動電位（VI) は、前記リフレッシュ信号（REF' ) が活性化レベルにされる期間（t 2〜t 3) を含む所定期間だけ与えられる、請求の範囲第 8項に記載の画像表示装置。

10. 前記リフレッシュ回路（22， 23, 25, 37, 41) は、さらに、前記第 2の駆動電位 (VI) のノードと前記第 2の電界効果トランジスタ（23) の第 1の電極との間に介揷され、そのゲート電極が前記リフレッシュ信号（RE F〃 ) に同期した制御信号（REF 2) を受ける第 3の電界効果トランジスタ (41) を含む、請求の範囲第 5項に記載の画像表示装置。

11. 前記第 1の駆動電位 (V2) は、前記第 1の電位 (VH) と前記第 1の電界効果トランジスタ（22) のしきい値電圧 (VTN) との和の電位 (VH + V TN) に等しく、

前記第 2の駆動電位 (VI) は前記第 1の電位 (VH) に等しく、

前記リフレッシュ信号（REF〃）の活性化レベルは前記第 1の電位 (VH) に等しく、その非活性化レベルは前記第 2の電位 (VL) を前記第 1の電位 (V H) 側に予め定められた第 1の電圧 (AVI) だけレベルシフトさせた電位 (V L+AVl) に等しく、

前記制御信号（REF 2) の活性化レベルは前記第 1の電位 (VH) と前記第 3のトランジスタ（41) のしきい値電圧 (VTN) との和の電位 (VH + VT Ν) に等しく、その非活性化レベルは前記第 2の電位 (VL) を前記第 1の電位 (VH) と反対側に予め定められた第 2の電圧 (AV2) だけレベルシフトさせた電位（V L— Δ V 2 ) に等しい、請求の範囲第 10項に記載の画像表示装置。

12. 前記第 2の駆動電位 (VI) は、前記リフレッシュ信号（REF" ) および前記制御信号（REF 2) が活性化レベルにされる期間（t 2~t 3) を含む所定期間だけ与えられる、請求の範囲第 11項に記載の画像表示装置。

13. さらに、前記データ保持ノード（N21) と基準電位（VC) のノード (6) との間に接続されたキャパシタ（26) を備える、請求の範囲第 1項に記載の画像表示装置。

14. 前記画素表示回路（3, 24， 51, 52， 61) は、その一方電極が前記データ保持ノード（N2.1) に接続され、その他方電極が駆動電位（V3) を受け、その光透過率が前記データ保持ノード（N21) の電位に応じて変化する液晶セル（3) を含む、請求の範囲第 1項に記載の画像表示装置。

15. 前記画素表示回路（3， 24， 51, 52, 61) は、そのゲート電極が前記データ保持ノード（N21) に接続され、その第 1の電極が基準電位 (VC) を受ける電界効果トランジスタ（24) 、および

その一方電極が前記電界効果トランジスタ（24) の第 2の電極に接続され、その他方電極が駆動電位 (V3) を受け、その光透過率が前記電界効果トランジスタ（24) の導通非導通に応じて変化する液晶セル（3) を含む、請求の範囲第 1項に記載の画像表示装置。

16. 前記画素表示回路（3, 24, 51， 52， 61) は、

そのゲート電極が前記データ保持ノード（N21) に接続され、その第 1の電極が第 1の駆動電位（VC' ) を受ける電界効果トランジスタ（24) 、リセット信号（RST) に応答して所定のノード（N51) に第 2の駆動電位 (V3) を与え、セット信号（ST) に応答して前記電界効果トランジスタ（2 4) の第 2の電極と前記所定のノード（Ν5 Ί) とを接続する切換回路（51， 52) 、および

その一方電極が前記所定のノード（N51) に接続され、その他方電極が基準電位 (VLC) を受け、その光透過率が前記所定のノード（N51) の電位に応じて変化する液晶セル（3) を含む、請求の範囲第 1項に記載の画像表示装置。

17. 前記画素表示回路（3, 24, 51， 52， 61) は、

そのゲート電極が前記データ保持ノード（N21) に接続された電界効果トランジスタ（24) 、および

駆動電位 (VDD) のノードと基準電位 (VC) のノードとの間に前記電界効果トランジスタ（24) と直列接続され、その光強度が前記電界効果トランジスタ（24) に流れる電流に応じて変化する発光素子（61) を含む、請求の範囲第 1項に記載の画像表示装置。

18, 複数行複数列に配置された複数の画素表示回路（3， 24， 51， 52, 61) を備え、

前記データ書込回路は、

それぞれ前記複数行に対応して設けられた複数の走査線（5) 、

それぞれ前記複数列に対応して設けられた複数のデータ信号線（7) 、各画素表示回路（3， 24, 51, 52， 61) に対応して設けられ、対応の画素表示回路（3， 24， 51, 52， 61) のデータ保持ノード（N 21) と対応のデータ信号線 (1 7) との間に接続され、そのゲート電極が対応の走査線

(5) に接続された電界効果トランジスタ（21) 、

前記複数の走査線（5) を順次選択し、選択した走査線（5) を選択レベルにしてその走査線 (5) に対応する各電界効果トランジスタ（21) を導通させる垂直走査回路（8) 、および

前記垂直走査回路（8) によって 1本の走査線 (5) が選択されている間に前記複数のデータ信号線 (7) を順次選択し、前記画像信号（DR, DG， DB, . SN1, SN2) に従って、選択したデータ信号線 (7) に前記第 1および第 2 の電位 (VH, VL) のうちのいずれかの電位を与える水平走査回路（1 1) を含む、請求の範囲第 1項に記載の画像表示装置。