專(zhuān)利名稱(chēng)：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有源矩陣型的顯示裝置，特別是適于可進(jìn)行高開(kāi)口率且高精細(xì)的像素存儲(chǔ)方式的多灰度顯示的顯示裝置。
背景技術(shù)：
作為筆記本電腦和顯示監(jiān)視器用的能高精細(xì)且彩色顯示的顯示裝置，進(jìn)行使用了液晶屏的顯示裝置、使用了電致發(fā)光(特別是有機(jī)EL)等各種方式的顯示裝置的實(shí)用化或者為了實(shí)用化的研究。現(xiàn)在最廣泛使用的是液晶顯示裝置，這里，作為顯示裝置的典型例子，以所謂有源矩陣型的液晶顯示裝置為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
作為有源矩陣型液晶顯示裝置，有代表性的薄膜晶體管(TFT)型，將設(shè)置在每個(gè)像素上的薄膜晶體管TFT作為開(kāi)關(guān)元件，向像素電極施加信號(hào)電壓(影像信號(hào)電壓灰度電壓)，因此，能夠進(jìn)行高精細(xì)且多灰度顯示，且無(wú)像素之間的串?dāng)_(cross talk)。
另一方面，在把這種液晶顯示裝置安裝在便攜式信息終端等電源使用電池的電子裝置上時(shí)，需要減少伴隨該顯示的消耗功率。為此，提出了比以往更多的使液晶顯示裝置的各像素具有存儲(chǔ)功能的構(gòu)思。
圖7是說(shuō)明構(gòu)成把1位的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器內(nèi)置在各像素中的低溫多晶硅薄膜晶體管方式的液晶顯示裝置的液晶屏的結(jié)構(gòu)例的示意圖。液晶屏構(gòu)成為在第1基板和第2基板的相對(duì)間隙中夾持液晶。圖中，參考符號(hào)PNL為液晶屏，在占平面大部分的像素部(顯示領(lǐng)域)AR的周?chē)?，在?基板上具有垂直掃描電路GDR和水平掃描電路DDR。像素部(像素陣列)AR的各像素具有1位(bit)的圖像存儲(chǔ)器(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器SRAM)。該液晶屏PNL在其水平掃描電路DDR上內(nèi)置有4位的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(DAC)，但這并不是必須的。
圖8是說(shuō)明圖7中的1位SRAM圖像存儲(chǔ)器的概要的電路圖。圖中，GL為柵極線(掃描線)，DL為漏極線(信號(hào)線)，LC為液晶，VCOM為公共電壓。參考符號(hào)PIX表示像素電路。像素電路PIX由基于施加在柵極線GL上的掃描電壓讀入從漏極線DL輸入的顯示信號(hào)的開(kāi)關(guān)用的晶體管T1，液晶LC，以及對(duì)圖像存儲(chǔ)器SRAM進(jìn)行影像信號(hào)的讀入和讀出的一對(duì)晶體管T2、T3構(gòu)成。像素電路PIX具有將來(lái)自外部的4～6位的灰度模擬電壓直接提供給液晶驅(qū)動(dòng)用電極的普通的抽樣功能；以及將外部1位數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)在SRAM中，將以該1位數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)的交變電壓φp、φn輸出到液晶驅(qū)動(dòng)用電極的圖像存儲(chǔ)功能。
抽樣功能和圖像存儲(chǔ)功能的動(dòng)作選擇由外部進(jìn)行控制。而且，交變電壓φp和φn為與液晶交變電壓同步地彼此以相反極性進(jìn)行交變的交流信號(hào)，φn用φp的反相波形來(lái)表示。通過(guò)采用該像素結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)在例如便攜電話機(jī)的等待時(shí)等顯示存儲(chǔ)在SRAM中的1位數(shù)據(jù)來(lái)減少數(shù)據(jù)寫(xiě)入等的消耗功率。
而且，作為已公開(kāi)的具有1位存儲(chǔ)器的面積灰度顯示構(gòu)造的顯示裝置，可以舉出例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1。
日本特開(kāi)2002-175040號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容圖9是說(shuō)明包含與本申請(qǐng)人的既有提案有關(guān)的圖像存儲(chǔ)電路的液晶顯示裝置的1個(gè)像素電路的結(jié)構(gòu)例的電路圖。在構(gòu)成該液晶顯示裝置的第1基板上，構(gòu)成多條漏極線DL的漏極線DL1構(gòu)成對(duì)像素提供影像信號(hào)的布線，選擇信號(hào)線HADL1和VADL是用于選擇施加影像信號(hào)的像素的布線。參考符號(hào)VCOM是作為固定電壓的公共電壓，在所謂TN型液晶屏中，位于第2基板側(cè)。像素具有在下一次被選擇并改寫(xiě)之前保持所施加的影像信號(hào)的功能。而且，若將液晶LC置換為有機(jī)電致發(fā)光元件(有機(jī)EL)等，則成為有機(jī)EL顯示裝置等。
在固定電壓線VCOM-L上施加固定電壓VCOM。固定電壓VCOM連接到在夾有液晶LC的第2基板上形成的電極。在交變電壓線PBP-L和PBN-L上施加交變電壓PBP(相當(dāng)于圖8中的φp)和PBN(相當(dāng)于φn)。
通過(guò)由施加在構(gòu)成選擇信號(hào)線HADL的選擇信號(hào)線HADL1和選擇信號(hào)線VADL上的各選擇信號(hào)使兩個(gè)NOMS晶體管VADSW1和HADSW1處于導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)行對(duì)像素的影像信號(hào)的寫(xiě)入。
一對(duì)p型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(PMOS)PLTF1和n型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NMOS)NLTF1構(gòu)成第1反相器，該一對(duì)p型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(PMOS)PLTF1和n型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NMOS)NLTF1以寫(xiě)入的影像信號(hào)電位作為輸入柵極(電壓節(jié)點(diǎn)N8)電位，其各自的作為源極或者漏極的電極或擴(kuò)散區(qū)域進(jìn)行電連接而形成輸出部(電壓節(jié)點(diǎn)N9)。以下，把電壓節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)。
一對(duì)p型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(PMOS)PLTR1和n型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NMOS)NLTR1構(gòu)成第2反相器，該一對(duì)p型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(PMOS)PLTR1和n型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NMOS)NLTR1以構(gòu)成第1反相器的一對(duì)p型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(PMOS)PLTF1和n型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NMOS)NLTF1的各自的作為源極或者漏極的電極或擴(kuò)散區(qū)域進(jìn)行電連接的輸出部(節(jié)點(diǎn)N9)的電位作為輸入柵極電位。
一對(duì)p型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(PMOS)PPVS1和n型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NMOS)NPVS1構(gòu)成第3反相器，該一對(duì)p型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(PMOS)PPVS1和n型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NMOS)NPVS1以構(gòu)成第2反相器的一對(duì)p型場(chǎng)效應(yīng)晶體管PLTR1和n型場(chǎng)效應(yīng)晶體管NLTR1的各自的作為源極或者漏極的電極或擴(kuò)散區(qū)域進(jìn)行電連接的輸出部(節(jié)點(diǎn)N8)的電位作為輸入柵極電位。
而且，構(gòu)成第2反相器的一對(duì)p型場(chǎng)效應(yīng)晶體管PLTR1和n型場(chǎng)效應(yīng)晶體管NLTR1的輸出部(節(jié)點(diǎn)N8)同時(shí)和第1反相器的輸入柵極(節(jié)點(diǎn)N8)進(jìn)行電連接。構(gòu)成第1和第2反相器的n型場(chǎng)效應(yīng)晶體管NLTF1和NLTR1的、不是反相器的輸出的作為源極或者漏極的電極或擴(kuò)散區(qū)域(節(jié)點(diǎn)N6)連接到上述一對(duì)交變電壓線的一方(PBN)。
另外，構(gòu)成第1和第2反相器的p型場(chǎng)效應(yīng)晶體管PLTF1和PLTR1的、不是反相器的輸出的作為源極或者漏極的電極或擴(kuò)散區(qū)域(節(jié)點(diǎn)N4)，連接到電壓的交變電壓線PBP，該電壓的交變電壓線PBP與構(gòu)成第1和第2反相器的n型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的不是反相器的輸出的作為源極或者漏極的電極或擴(kuò)散區(qū)域所連接的交變電壓線(節(jié)點(diǎn)N6)成為一對(duì)。
構(gòu)成第3反相器的一對(duì)p型場(chǎng)效應(yīng)晶體管PPVS1和n型場(chǎng)效應(yīng)晶體管NPVS1的不是反相器輸出部(節(jié)點(diǎn)N10)的各自的作為源極或者漏極的電極或擴(kuò)散區(qū)域的一方(節(jié)點(diǎn)N6)，連接到上述交變電壓線的任意一方(PBN)，另一方連接到固定電壓線VCOM(節(jié)點(diǎn)N3)。
能夠用1位SRAM實(shí)現(xiàn)的顏色數(shù)，對(duì)于R、G、B各色各為2，合計(jì)為2×2×2＝8色，作為彩色顯示顏色數(shù)過(guò)少，限于在上述那樣的便攜電話機(jī)的等待時(shí)等，通過(guò)顯示存儲(chǔ)在SRAM中的1位數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)的寫(xiě)入功率這樣的利用方法。
圖10是組合了在圖9中所說(shuō)明的單位像素的面積灰度像素的結(jié)構(gòu)例的說(shuō)明圖。在該例中，使構(gòu)成各單位像素的像素電極的面積為面積不同的單元(cell)CL-A、單元CL-B、單元CL-C的3種組合。有選擇地將這些面積不同的單元進(jìn)行組合，可以進(jìn)行3位8灰度顯示。關(guān)于各色(R、G、B)構(gòu)成該組合，進(jìn)而能作為可以進(jìn)行多色顯示的1個(gè)彩色像素。
但是，在上述圖9中所說(shuō)明的像素存儲(chǔ)方式中，因?yàn)槠洳季€數(shù)、晶體管數(shù)量增多，電路規(guī)模增大，所以降低消耗功率是有限的，并且難以提高開(kāi)口率。而且，在圖10所說(shuō)明的形式中，電路結(jié)構(gòu)和像素電極的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以降低制造成本。作為其對(duì)策，本發(fā)明的申請(qǐng)人提出了將在下面說(shuō)明的結(jié)構(gòu)。
圖11是說(shuō)明包含本申請(qǐng)人的既有提案的圖像存儲(chǔ)電路的液晶顯示裝置的1個(gè)像素的其它結(jié)構(gòu)例的電路圖。而且，圖12是說(shuō)明在將彩色顯示的灰度作為R為3位、G為3位、B為2位的數(shù)據(jù)來(lái)顯示256色的情況下，1個(gè)彩色像素的顯示區(qū)域中的布局的一例的平面圖。
圖11的基本的動(dòng)作和圖9是一樣的，在該結(jié)構(gòu)中，有這樣的不同點(diǎn)，用于數(shù)據(jù)保持的晶體管對(duì)(CMOS晶體管對(duì))兼作向像素電極PX輸出的輸出電路。圖像存儲(chǔ)器(存儲(chǔ)電路)具有由跨接一對(duì)電源線φp、φn串聯(lián)連接的晶體管(NMOS)NM2和晶體管(PMOS)PM2構(gòu)成的第1的晶體管對(duì)；以及由跨接上述一對(duì)電源線φp、φn串聯(lián)連接的晶體管(NMOS)NM3和晶體管(PMOS)PM3構(gòu)成的第2晶體管對(duì)。
對(duì)一對(duì)電源線φp、φn提供彼此以相反極性變化的交流電壓。存儲(chǔ)電路的構(gòu)成第1晶體管對(duì)的晶體管NM2和晶體管PM2的控制電極的公共連接點(diǎn)，連接到構(gòu)成第2晶體管對(duì)的晶體管NM3和晶體管PM3的串聯(lián)連接中間點(diǎn)(節(jié)點(diǎn))N2。而且，構(gòu)成第2晶體管對(duì)的晶體管NM3和晶體管PM3的控制電極的公共連接點(diǎn)，連接到構(gòu)成第1晶體管對(duì)的晶體管NM2和晶體管PM2的串聯(lián)連接中間點(diǎn)(節(jié)點(diǎn))N1。
NMOS晶體管NM1是開(kāi)關(guān)元件(晶體管)。該開(kāi)關(guān)元件NM1由柵極線GL選擇，將由漏極線提供的影像信號(hào)(數(shù)據(jù))連接到構(gòu)成第1晶體管對(duì)的晶體管NM2和晶體管PM2的節(jié)點(diǎn)N1。開(kāi)關(guān)元件NM1的輸出點(diǎn)連接到構(gòu)成第1晶體管對(duì)的晶體管NM2和晶體管PM2的節(jié)點(diǎn)N1，構(gòu)成第2晶體管對(duì)的晶體管NM3和晶體管PM3的節(jié)點(diǎn)N2連接到單位像素PX的像素電極。而且，在構(gòu)成第2晶體管對(duì)的晶體管NM3和晶體管PM3的節(jié)點(diǎn)N2與控制電極的公共連接點(diǎn)之間，插入有自舉電容CB。另外，參考符號(hào)CS表示雜散電容。
在圖12中，參考符號(hào)CX表示1個(gè)彩色像素；R1、R2、R3以及G1、G2、G3表示分別根據(jù)3位數(shù)據(jù)以面積灰度控制的紅(R)和綠(G)的分割單位像素電極；B1、B2表示分別根據(jù)2位數(shù)據(jù)以面積灰度控制的藍(lán)(B)的分割單位像素電極。用分割單位像素電極R1、R2、R3構(gòu)成R的單位像素，用分割單位像素電極G1、G2、G3構(gòu)成G的單位像素，用分割單位像素電極B1、B2構(gòu)成B的單位像素。分割單位像素電極是上述的液晶驅(qū)動(dòng)電極。
R和G的單位像素由分別連接到柵極線GL和提供3位數(shù)據(jù)的3條漏極線DL(R1)、(R2)、(R3)以及DL(G1)、(G2)、(G3)的開(kāi)關(guān)元件NM1進(jìn)行選擇。在各單位像素中，具有由各開(kāi)關(guān)元件NM1控制的與位數(shù)相對(duì)應(yīng)的數(shù)量的圖像存儲(chǔ)器SRAM，圖像存儲(chǔ)器SRAM的輸出用接觸孔CTH電連接到分割單位像素電極。
R、G、B的各單位像素在柵極線GL的延伸方向的尺寸相同，R、G的各單位像素在漏極線DL的延伸方向上以“3”、“6”、“12”的比率被分割成分割單位像素，B的單位像素以“7”、“14”的比率被分割成分割單位像素。通過(guò)該分割實(shí)現(xiàn)了256色的面積灰度。
根據(jù)圖12所示的布局的彩色像素，能夠用R為3位、G為3位、B為2位總計(jì)8位數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)256色的彩色顯示，無(wú)變化的顯示數(shù)據(jù)顯示存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，而不需要進(jìn)行每幀的數(shù)據(jù)傳送，因此可以減少消耗功率。另外，增加各色的位數(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)更多的彩色顯示。
這樣，通過(guò)使像素自身具有數(shù)據(jù)的保持功能(存儲(chǔ)功能)，不需要每次都對(duì)每幀送進(jìn)數(shù)據(jù)，只改寫(xiě)變化部分的數(shù)據(jù)就可以。而且，由于每個(gè)像素都具有存儲(chǔ)功能，因此可以隨機(jī)地讀出顯示區(qū)域的像素并進(jìn)行顯示。在進(jìn)行隨機(jī)存取顯示時(shí)，可以設(shè)置隨機(jī)存取電路。
通過(guò)構(gòu)成上述的圖11的電路結(jié)構(gòu)，和圖9相比，能夠?qū)崿F(xiàn)電路規(guī)模的大幅度的簡(jiǎn)化。但是，在該結(jié)構(gòu)中，在使圖像存儲(chǔ)器保持?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)，例如在圖11中的第1晶體管對(duì)PM2和NM2的導(dǎo)通/截止動(dòng)作遷移時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能夠提供這樣的顯示裝置簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)基于面積灰度的多色化，并且，防止對(duì)像素存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)寫(xiě)入的誤動(dòng)作，能進(jìn)行高開(kāi)口率且多灰度的彩色顯示。
本發(fā)明構(gòu)成為在對(duì)像素電極輸出的輸出電路中兼有保持影像信號(hào)的CMOS晶體管對(duì)，而且在像素電極上連接電容，利用蓄積在上述電容中的電荷控制對(duì)SRAM的寫(xiě)入狀態(tài)，并且，對(duì)于控制對(duì)像素存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)寫(xiě)入的上述CMOS晶體管對(duì)，分別串聯(lián)插入導(dǎo)通方向相同的二極管。以下，記述本發(fā)明有代表性的結(jié)構(gòu)。
具有與多條掃描線和多條信號(hào)線交叉的部分相對(duì)應(yīng)地設(shè)置的像素；上述像素包括像素電極、選擇該像素電極的開(kāi)關(guān)元件、以及設(shè)置在上述像素電極和上述開(kāi)關(guān)元件之間存儲(chǔ)寫(xiě)入上述像素電極的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)電路；具有對(duì)上述存儲(chǔ)電路施加彼此以相反極性變化的交變電壓的一對(duì)交變電壓電源線；上述存儲(chǔ)電路包括跨接上述一對(duì)交變電壓電源線串聯(lián)連接的NMOS晶體管和PMOS晶體管的第1晶體管對(duì)，以及跨接上述一對(duì)交變電壓電源線串聯(lián)連接的NMOS晶體管和PMOS晶體管的第2晶體管對(duì)；上述第1晶體管對(duì)的控制電極的公共連接點(diǎn)連接到上述第2晶體管對(duì)的串聯(lián)連接中間點(diǎn)，上述第2晶體管對(duì)的控制電極的公共連接點(diǎn)連接到上述第1晶體管對(duì)的串聯(lián)連接中間點(diǎn)；在構(gòu)成上述第1晶體管對(duì)的NOMS晶體管和PMOS晶體管上分別串聯(lián)連接有具有和該晶體管的導(dǎo)通方向相同的導(dǎo)通方向的二極管；將上述開(kāi)關(guān)元件的輸出點(diǎn)連接到上述第1晶體管的連接點(diǎn)，并且將上述第2晶體管對(duì)的串聯(lián)連接中間點(diǎn)連接到上述像素電極；在上述第2晶體管對(duì)的控制電極的公共連接點(diǎn)和上述第2晶體管對(duì)的串聯(lián)連接中間點(diǎn)之間連接電容。
最好是上述二極管分別連接在上述第1晶體管對(duì)的串聯(lián)連接中間點(diǎn)之間，或者是分別連接在構(gòu)成上述第1晶體管對(duì)的NMOS晶體管和PMOS晶體管的每一個(gè)與上述一對(duì)交變電壓電源線之間。
優(yōu)選的是，將上述像素作為1種顏色的單位像素，將多個(gè)上述單位像素作為1個(gè)彩色像素，或者，用面積不同的多個(gè)電極構(gòu)成上述1個(gè)彩色像素的各單位像素的像素電極，與2位以上的灰度顯示相對(duì)應(yīng)地由上述開(kāi)關(guān)元件選擇上述多個(gè)電極。
依照本發(fā)明，能夠減少布線數(shù)和晶體管數(shù)，并防止對(duì)圖像存儲(chǔ)器的寫(xiě)入、讀出的誤動(dòng)作，防止開(kāi)口率的降低，得到多灰度且高精細(xì)的彩色圖像顯示裝置。
另外，本發(fā)明并不限于上述結(jié)構(gòu)以及后述的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，可作種種變更。


圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例1的液晶顯示裝置的1個(gè)像素的電路圖。
圖2是說(shuō)明施加在電源線φp、φn上的用于液晶驅(qū)動(dòng)的交變電壓的一例的波形圖。
圖3是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例2的液晶顯示裝置的1個(gè)像素的電路圖。
圖4是說(shuō)明在圖1中所說(shuō)明的本發(fā)明實(shí)施例1的第1晶體管對(duì)的布局的主要部分平面圖。
圖5是說(shuō)明在圖3中所說(shuō)明的本發(fā)明實(shí)施例2的第1晶體管對(duì)的布局的主要部分平面圖。
圖6是說(shuō)明作為安裝了本發(fā)明的顯示裝置的電子設(shè)備的一例的便攜式信息終端的結(jié)構(gòu)例的立體圖。
圖7是說(shuō)明構(gòu)成在各像素中內(nèi)置了1位的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的低溫多晶硅薄膜晶體管方式的液晶顯示裝置的液晶屏的結(jié)構(gòu)例的示意圖。
圖8是說(shuō)明在圖7中的1位SRAM圖像存儲(chǔ)器的概要的電路圖。
圖9是說(shuō)明包含本發(fā)明人的既有提案的圖像存儲(chǔ)電路的液晶顯示裝置的1個(gè)像素的結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖10是組合了圖9中所說(shuō)明的單位像素的面積灰度像素的結(jié)構(gòu)例的說(shuō)明圖。
圖11是說(shuō)明包含本申請(qǐng)人的既有提案的圖像存儲(chǔ)電路的液晶顯示裝置的1個(gè)像素的其它結(jié)構(gòu)例的電路圖。
圖12是說(shuō)明在將彩色顯示的灰度作為R為3位、G為3位、B為2位的數(shù)據(jù)顯示256色時(shí)，1個(gè)彩色像素的顯示區(qū)域中的布局的一例的平面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照實(shí)施例的附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的顯示裝置的實(shí)施方式。另外，在以下的實(shí)施例中，以液晶顯示裝置為例進(jìn)行說(shuō)明，但是，不言而喻，也同樣能夠適用于有機(jī)EL等矩陣型顯示裝置。
(實(shí)施例1)圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例1的液晶顯示裝置的1個(gè)像素的電路圖。與上述圖11一樣，圖像存儲(chǔ)器(存儲(chǔ)電路)具有由跨接一對(duì)電源線φp、φn串聯(lián)連接的晶體管(NMOS)NM2和晶體管(PMOS)PM2構(gòu)成的第1晶體管對(duì)；以及由跨接上述一對(duì)電源線φp、φn串聯(lián)連接的晶體管(NMOS)NM3和晶體管(PMOS)PM3構(gòu)成的第2晶體管對(duì)。構(gòu)成第1晶體管對(duì)的晶體管NM2和晶體管PM2經(jīng)由具有與各晶體管NM2和PM2的各自的導(dǎo)通方向相同的導(dǎo)通方向的二極管D1、D2進(jìn)行連接。即二極管D1、D2連接在各晶體管NM2和PM2的漏極側(cè)。
對(duì)一對(duì)電源線φp、φn提供彼此以相反極性變化的交流電壓(交變電壓)。構(gòu)成存儲(chǔ)電路的第1晶體管對(duì)的晶體管NM2和晶體管PM2的控制電極的公共連接點(diǎn)，連接到構(gòu)成第2晶體管對(duì)的晶體管NM3和晶體管PM3的串聯(lián)連接中間點(diǎn)(節(jié)點(diǎn))N2。而且，構(gòu)成第2晶體管對(duì)的晶體管NM3和晶體管PM3的控制電極的公共連接點(diǎn)，連接到作為構(gòu)成第1晶體管對(duì)的晶體管NM2和晶體管PM2的串聯(lián)連接中間點(diǎn)的二極管D1和D2的串聯(lián)連接中間點(diǎn)(節(jié)點(diǎn))N1。
NOMS晶體管NM1為開(kāi)關(guān)元件(開(kāi)關(guān)晶體管)，由柵極線GL進(jìn)行選擇，由漏極線DL提供影像信號(hào)(數(shù)據(jù))。該開(kāi)關(guān)元件NM1的輸出連接到構(gòu)成第1晶體管對(duì)的晶體管NM2和晶體管PM2的連接點(diǎn)，即作為二極管D1和D2的連接點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)N1。
這樣，開(kāi)關(guān)元件NM1的輸出點(diǎn)連接到構(gòu)成第1晶體管對(duì)的晶體管NM2和晶體管PM2的節(jié)點(diǎn)N1，構(gòu)成第2晶體管對(duì)的晶體管NM3和晶體管PM3的節(jié)點(diǎn)N2連接到單位像素PX的像素電極。而且，在構(gòu)成第2晶體管對(duì)的晶體管NM3和晶體管PM3的節(jié)點(diǎn)N2與第2晶體管對(duì)的控制電極的公共連接點(diǎn)之間，插入有自舉電容CB。另外，參考符號(hào)CS表示雜散電容。
圖2是說(shuō)明在電源線φp、φn上所施加的用于液晶驅(qū)動(dòng)的交變電壓的一例的波形圖。施加在該電源線φp、φn上的用于液晶驅(qū)動(dòng)的交變電壓(為了說(shuō)明，交變電壓本身也作為φp、φn進(jìn)行說(shuō)明)，以高電平和低電平(或者是正電平和負(fù)電平)進(jìn)行重復(fù)。圖中，在時(shí)刻t1，φp為高電平，φn為低電平。在時(shí)刻t2，φp為低電平，φn為高電平。
在圖1的電路中，用于像素選擇的柵極線GL為低電平，NMOS晶體管NM1為截止?fàn)顟B(tài)，圖像存儲(chǔ)器相對(duì)于外部是孤立(浮置)的時(shí)，用成為液晶LC的像素電極的節(jié)點(diǎn)N2的電位作為柵極電壓，公共連接點(diǎn)連接到節(jié)點(diǎn)N1的第1晶體管對(duì)的NMOS晶體管NM2和PMOS晶體管PM2，在時(shí)刻t2為一般的偏置關(guān)系，在時(shí)刻t1作為漏極、源極電壓的電壓φp、φn相反。
在設(shè)定為圖2的時(shí)刻t1的相反電壓時(shí)，在節(jié)點(diǎn)N1的電位變化的過(guò)渡狀態(tài)下，有時(shí)動(dòng)作不穩(wěn)定。作為它的對(duì)策，在本實(shí)施例中，將二極管D1、D2與第1晶體管對(duì)的各晶體管NM2和PM2串聯(lián)連接。即，使二極管D1與晶體管NM2的導(dǎo)通方向一致、使二極管D2與晶體管PM2的導(dǎo)通方向一致地插入到兩晶體管的公共連接點(diǎn)之間。
根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，僅在關(guān)于圖2中的時(shí)刻t2所示的由第2晶體管對(duì)NM3和PM3所構(gòu)成的CMOS反相器為一般的正常偏置時(shí)，二極管D1、D2的導(dǎo)通方向?yàn)檎?，進(jìn)行電位保持電流(電荷)的流入流出。另一方面，如時(shí)刻t1所示，關(guān)于構(gòu)成CMOS反相器的晶體管PM2和NM2為一般的反向偏置時(shí)，二極管D1、D2的導(dǎo)通變?yōu)榉聪?，禁止電位保持電?電荷)的流入流出。根據(jù)該動(dòng)作，將可靠地進(jìn)行圖像存儲(chǔ)器的電位保持。
(實(shí)施例2)圖3是用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例2的液晶顯示裝置的1個(gè)像素的電路圖。在本實(shí)施例中，使在圖1中的二極管D1、D2的插入位置在構(gòu)成第1晶體管對(duì)的晶體管NM2和PM2與上述電源線φp、φn之間，即源極側(cè)。其它的結(jié)構(gòu)和功能因?yàn)楹蛨D1相同，所以不進(jìn)行重復(fù)的說(shuō)明。
即使依照本實(shí)施例，僅在關(guān)于圖2中時(shí)刻t2所示的由第2晶體管對(duì)NM3和PM3所構(gòu)成的CMOS反相器為一般的正常偏置時(shí)，二極管D1、D2的導(dǎo)通方向?yàn)檎?，進(jìn)行電位保持電流(電荷)的流入流出。另一方面，如時(shí)刻t1所示，關(guān)于構(gòu)成CMOS反相器的晶體管PM2和NM2為一般的反向偏置時(shí)，二極管D1和D2的導(dǎo)通為反向，禁止電位保持電流(電荷)的流入流出。根據(jù)該動(dòng)作，將可靠地進(jìn)行圖像存儲(chǔ)器的電位保持。
(實(shí)施例3)作為本發(fā)明的實(shí)施例3，也可以在晶體管PM2和NM2的一方的漏極側(cè)插入上述的二極管D1、D2的一方，在源極側(cè)插入另外的一方，而且，與此相反也能夠得到同樣的效果。
下面，說(shuō)明在以本發(fā)明的像素電路中的第1晶體管對(duì)構(gòu)成的反相器電路的一部分的基板上的具體布局的例子。
圖4是說(shuō)明在圖1中所說(shuō)明的本發(fā)明的實(shí)施例1的第1晶體管對(duì)的布局的主要部分平面圖。圖中，與圖1相同的符號(hào)對(duì)應(yīng)同一功能部分。電源線φp和φn優(yōu)選例如鋁(Al)。而且，柵極線GL優(yōu)選鉬-鎢(MoW)。把第1晶體管對(duì)NM2和PM2以及二極管D1和D2做入多晶硅半導(dǎo)體層(poly-Si)。參考符號(hào)CH1表示實(shí)施半導(dǎo)體層和布線層的連接的接觸孔，CH2表示實(shí)施n型多晶硅擴(kuò)散層和p型多晶硅擴(kuò)散層的連接的接觸孔。
圖5是說(shuō)明在圖3中所說(shuō)明的本發(fā)明實(shí)施例2的第1晶體管對(duì)的布局的主要部分平面圖。圖中，與圖1相同的符號(hào)對(duì)應(yīng)相同的功能部分。在該布局例中，用于將二極管D1和D2連接到晶體管NM2和PM2的漏極或源極的接觸孔的數(shù)量比圖4多。特別是，實(shí)施構(gòu)成晶體管和二極管的半導(dǎo)體層和布線層的連接的接觸孔所占的面積相對(duì)于1個(gè)像素所分配的面積是較大的。因此，減少接觸孔數(shù)量，有利于實(shí)用。
圖6是說(shuō)明作為安裝了本發(fā)明的顯示裝置的電子設(shè)備的一例的便攜式信息終端的結(jié)構(gòu)例的立體圖。在該便攜式信息終端(PDA)包括主計(jì)算機(jī)HOST和電池BAT，在表面，由具有鍵盤(pán)KB的主體部MB，以及在顯示裝置中使用液晶顯示裝置LCD、安裝了背光源用的反相器INV的顯示部DP所構(gòu)成。便攜式電話機(jī)PTP經(jīng)由連接電纜L2可連接到主體部MB，并可進(jìn)行與異地之間的通信。
顯示部DP的液晶顯示裝置LCD和主計(jì)算機(jī)HOST之間用接口電纜L1進(jìn)行連接。液晶顯示裝置LCD具有圖像存儲(chǔ)功能，因此，主計(jì)算機(jī)HOST發(fā)送到顯示裝置LCD的數(shù)據(jù)可以只是和上次的顯示幀不同的部分，在顯示沒(méi)有變化時(shí)，不需要發(fā)送數(shù)據(jù)，所以，主計(jì)算機(jī)HOST的負(fù)擔(dān)極輕。因此，使用了本發(fā)明的顯示裝置的信息處理裝置消耗功率低，易小型化，并且能高速化、多功能化。
另外，在該便攜式信息終端的顯示部DP的一部分上設(shè)置有筆架PNH，在這里收存輸入筆PN。液晶顯示裝置可進(jìn)行如下操作可以使用鍵盤(pán)KB的信息輸入和用輸入筆對(duì)觸摸屏的表面進(jìn)行按壓操作，以描繪或記入輸入各種信息，或者選擇顯示在液晶顯示元件PNL上的信息，選擇處理功能，以及進(jìn)行其它的各種操作。
另外，這種便攜式信息終端(PDA)的形狀和構(gòu)造并不限于圖示的情形，可以考慮具有其它的多樣的形狀、構(gòu)造和功能。而且，通過(guò)在圖6的便攜式電話PTP的顯示部所使用的顯示裝置LCD2中使用本發(fā)明的顯示裝置，能夠減少發(fā)送給顯示元件LCD2的顯示數(shù)據(jù)的信息量，因此，能夠減少由電波和通信線路發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，能夠在便攜電話機(jī)的顯示部分上進(jìn)行多灰度且高精細(xì)的文字、圖形、照片顯示，甚至動(dòng)圖像顯示。
另外，本發(fā)明的顯示裝置不僅是應(yīng)用在圖6中所說(shuō)明的便攜式信息終端和便攜電話機(jī)，不言而喻，也能夠應(yīng)用在臺(tái)式電腦、筆記本電腦、投影式液晶顯示裝置、以及其它的信息終端的監(jiān)視器上等。
而且，本發(fā)明的顯示裝置并不限于液晶顯示裝置，有機(jī)EL顯示裝置和等離子體顯示裝置等矩陣型的顯示裝置也能夠應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其特征在于具有與多條掃描線和多條信號(hào)線的交叉部分相對(duì)應(yīng)地設(shè)置的像素；上述像素包括像素電極，選擇該像素電極的開(kāi)關(guān)元件，以及設(shè)置在上述像素電極和上述開(kāi)關(guān)元件之間存儲(chǔ)寫(xiě)入上述像素電極的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)電路；具有對(duì)上述存儲(chǔ)電路施加彼此以相反極性變化的交變電壓的一對(duì)交變電壓電源線；上述存儲(chǔ)電路包括跨接上述一對(duì)交變電壓電源線串聯(lián)連接的NMOS晶體管和PMOS晶體管的第1晶體管對(duì)，以及跨接上述一對(duì)交變電壓電源線串聯(lián)連接的NMOS晶體管和PMOS晶體管的第2晶體管對(duì)；將上述第1晶體管對(duì)的控制電極的公共連接點(diǎn)連接到上述第2晶體管對(duì)的串聯(lián)連接中間點(diǎn)，將上述第2晶體管對(duì)的控制電極的公共連接點(diǎn)連接到上述第1晶體管對(duì)的串聯(lián)連接中間點(diǎn)；在構(gòu)成上述第1晶體管對(duì)的NOMS晶體管和PMOS晶體管上分別串聯(lián)連接有具有和該晶體管的導(dǎo)通方向相同的導(dǎo)通方向的二極管；上述開(kāi)關(guān)元件的輸出點(diǎn)連接到上述第1晶體管對(duì)的連接點(diǎn)，并且上述第2晶體管對(duì)的串聯(lián)連接中間點(diǎn)連接到上述像素電極；在上述第2晶體管對(duì)的控制電極的公共連接點(diǎn)和上述第2晶體管對(duì)的串聯(lián)連接中間點(diǎn)之間連接有電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，上述二極管分別連接在上述第1晶體管對(duì)的串聯(lián)連接中間點(diǎn)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，上述二極管分別連接在構(gòu)成上述第1晶體管對(duì)的NMOS晶體管和PMOS晶體管的每一個(gè)與上述一對(duì)交變電壓電源線之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征在于，將上述像素作為1種顏色的單位像素，將多個(gè)上述單位像素作為1個(gè)彩色像素。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其特征在于，用面積不同的多個(gè)電極構(gòu)成上述1個(gè)彩色像素的各單位像素的像素電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其特征在于，與大于或等于2位的灰度顯示相對(duì)應(yīng)地由上述開(kāi)關(guān)元件選擇上述多個(gè)電極。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種顯示裝置，可以簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)了沒(méi)有誤動(dòng)作、多色化以及面積灰度的高開(kāi)口率且多灰度的彩色顯示?？缃咏蛔冸娫?φp、φn)的構(gòu)成第1反相器的第1晶體管對(duì)(NM2、PM2)和構(gòu)成第2反相器的第2晶體管對(duì)(NM3、PM3)兼作對(duì)像素電極(PX)的輸出電路。在第1晶體管對(duì)(NM2、PM2)的串聯(lián)電路中，插入將與該晶體管(NM2、PM2)的導(dǎo)通方向相同的方向作為正向的二極管(D1、D2)，將二極管(D1、D2)的公共連接點(diǎn)連接到開(kāi)關(guān)晶體管(NM1)的輸出。在第2晶體管對(duì)的控制電極的公共連接點(diǎn)和第2晶體管對(duì)的串聯(lián)連接中間點(diǎn)之間連接電容(CB)，利用蓄積在電容(CB)上的電荷控制數(shù)據(jù)的寫(xiě)入狀態(tài)。
文檔編號(hào)G02F1/133GK1591150SQ20041007416
公開(kāi)日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2004年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月2日
發(fā)明者宮澤敏夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立顯示器