JP3088834B2 - Active matrix display device and driving method thereof - Google Patents
Active matrix display device and driving method thereofInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリクス
型液晶表示装置等の、静電表示装置およびその駆動方法
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic display device such as an active matrix type liquid crystal display device and a driving method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、液晶ディスプレー駆動のためのア
クティブマトリクスがさかんに研究され、また、実用化
されている。従来のアクティブマトリクス回路は、画素
電極と対向電極の間に液晶をはさんだコンデンサーを形
成し、薄膜トランジスタ(TFT)によって、このコン
デンサーに出入りする電荷を制御するものであった。画
像を安定に表示する為には、このコンデンサーの両極の
電圧が一定に保たれることが要求されていたが、いくつ
かの理由によって困難があった。2. Description of the Related Art In recent years, active matrices for driving liquid crystal displays have been actively studied and put into practical use. In a conventional active matrix circuit, a capacitor having a liquid crystal interposed between a pixel electrode and a counter electrode is formed, and electric charges entering and exiting the capacitor are controlled by a thin film transistor (TFT). In order to display images stably, it was required that the voltage of both electrodes of the capacitor be kept constant, but there were difficulties for several reasons.
【0003】1つの問題点は、TFTのゲイト電極と画
素電極との寄生容量によってゲイト信号が画素電位と容
量結合し、電圧が変動する現象(ΔV)であった。すな
わち、ゲイトパルス(信号電圧)をVG 、画素容量をC
LC、ゲイト電極と画素電極の寄生容量をC’としたとき
には、 ΔV=C’VG /(CLC+C’) ・・・ で表される電圧の変動がゲイトパルスの除去される時点
で発生した。このΔVの大きさは、理論的にはデータ線
Ym に印加される信号の大小や極性に関わらず同じもの
であった。One problem is a phenomenon (ΔV) in which the gate signal is capacitively coupled to the pixel potential due to the parasitic capacitance between the gate electrode and the pixel electrode of the TFT, and the voltage fluctuates. That is, the gate pulse (signal voltage) is V G , and the pixel capacitance is C
LC, the parasitic capacitance of the gate electrode and the pixel electrode C 'when A, ΔV = C'V G / (C LC + C' occurs when the variation of the voltage represented by) ... is removed the gate pulse did. The size of the ΔV is theoretically was the same regardless of the signal magnitude and polarity applied to the data line Y m.
【0004】この問題を解決するためには、CLCをC’
に比べて大きくすればよく、したがって、セルフアライ
ン的にソース/ドレインを作製することによって、寄生
容量を低減することや、画素容量に並列に補助容量を挿
入して、見かけ上、上式の分母を大きくすることがなさ
れている。In order to solve this problem, CLC is changed to C ′
Therefore, by forming the source / drain in a self-aligned manner, the parasitic capacitance can be reduced, or an auxiliary capacitance can be inserted in parallel with the pixel capacitance, so that the above denominator is apparently obtained. It has been made bigger.
【0005】最近では、図1(A)に示すようなCMO
Sトランスファーゲイト回路を用いることによって、こ
の問題を解決しようとなされている(例えば、特開平2
−178632)。すなわち、このようなトランスファ
ーゲイト回路では、PMOS(Pチャネル型TFT)の
ゲイト電極に負のパルスを、NMOS(Nチャネル型T
FT)のゲイト電極に正のパルス(パルスの波高はいず
れも同じくVGとする)が同時に印加された場合には、
ΔVは、 ΔV=(C1−C2)VG/(C1+C2+CLC)
・・・ (ここで、C1、C2には、それぞれのTFTと画素容
量の間の静電容量)なので、C1とC2を等しくなるよ
うにすれば、ΔVは0とすることができる。Recently, a CMO as shown in FIG.
Attempts have been made to solve this problem by using an S transfer gate circuit (see, for example,
178632). That is, in such a transfer gate circuit, a negative pulse is applied to the gate electrode of the PMOS (P-channel TFT) and the negative pulse is applied to the NMOS (N-channel TFT).
When the gate electrode to the positive pulse of FT) (also both pulse wave height and V G) is applied at the same time,
[Delta] V is, ΔV = (C 1 -C 2 ) V G / (C 1 + C 2 + C LC)
... (where C 1 and C 2 are the capacitance between each TFT and the pixel capacitance), so that if C 1 and C 2 are made equal, ΔV can be set to 0. it can.
【0006】加えて、1画素について少なくとも2つの
TFTが存在するので、もし、1つのTFTが不良で動
作しない場合にも、他のTFTによって補うことができ
る。もちろん、この場合には、不良の程度によっては、
式はあてはまらず、通常のアクティブマトリクスの式
が適用されるので、寄生容量が著しく大きな場合には
ΔVは非常に大きなものとなる。In addition, since at least two TFTs exist for one pixel, even if one TFT does not operate due to a defect, it can be compensated by another TFT. Of course, in this case, depending on the degree of failure,
The equation does not apply, and the ordinary active matrix equation is applied. Therefore, when the parasitic capacitance is extremely large, ΔV becomes very large.
【0007】図1では、ゲイト配線はPMOS用とNM
OS用を兼用しているが、例えば、特開平2−1786
32にあるように、PMOS専用の配線とNMOS専用
の配線を設けてもよい。ただし、その場合にはゲイト線
の本数が倍になるので、開口率は低下する。In FIG. 1, gate wirings are for PMOS and NM.
It is also used for the OS.
As shown in 32, a wiring dedicated to PMOS and a wiring dedicated to NMOS may be provided. However, in that case, the number of gate lines is doubled, so that the aperture ratio decreases.
【0008】一般に、アクティブマトリクス回路では、
画素電極からは、TFTを介して電荷が放電する。そこ
で、従来のTFTでは補助容量をつけて、この電荷の放
出を抑えることがなされてきたが、図1のトランスファ
ーゲイト型の回路においても補助容量をつけて、電荷の
放出を抑えることがなされる。そして、その場合には、
ΔVがC1 とC2 が等しければ0であるという、トラン
スファーゲイト回路の特色を生かして、図1(B)に示
すようにゲイト線(Xn 、Xn+1 )に画素電極をオーバ
ーラップさせて、これを補助容量(C1 、C2 )とする
ことが試みられた。すなわち、ゲイト線は、パルスが印
加されている間以外は接地準位と同じ準位であるからで
ある。このため、例えば、新たに接地線を設ける必要も
なく、開口率を維持したまま高画質が得られることが期
待されていた。Generally, in an active matrix circuit,
Electric charges are discharged from the pixel electrode via the TFT. Therefore, in a conventional TFT, an auxiliary capacitor is provided to suppress the release of the electric charge. However, even in the transfer gate type circuit of FIG. 1, the auxiliary capacitor is provided to suppress the release of the electric charge. . And in that case,
By taking advantage of the characteristic of the transfer gate circuit that ΔV is 0 if C 1 and C 2 are equal, as shown in FIG. 1B, the pixel electrodes overlap the gate lines (X n , X n + 1 ) as shown in FIG. Attempts were made to use them as auxiliary capacitors (C 1 , C 2 ). That is, the gate line is at the same level as the ground level except during the application of the pulse. For this reason, for example, it was not necessary to provide a new ground line, and it was expected that high image quality could be obtained while maintaining the aperture ratio.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図1
(B)のような補助容量を形成するにあたって、特に補
助容量の大きさが大きくなると、C1 とC2 を厳密に等
しくすることは困難となった。例えば、セルフアライン
法でソース/ドレインを形成した際の1つのTFTあた
りの寄生容量は画素容量の10%以内とすることがで
き、2つのTFTの寄生容量のばらつきは、さらに30
%以内とすることが出来る。すなわち、式における
(C1 −C2 )は、画素容量の3%以内とすることがで
きる。However, FIG.
In forming the auxiliary capacitance as in (B), especially when the size of the auxiliary capacitance becomes large, it is difficult to make C 1 and C 2 exactly equal. For example, the parasitic capacitance per TFT when the source / drain is formed by the self-alignment method can be set within 10% of the pixel capacitance, and the variation in the parasitic capacitance of the two TFTs can be further reduced by 30%.
%. That is, (C 1 -C 2 ) in the equation can be set within 3% of the pixel capacity.
【0010】一方、補助容量として、自然に形成される
寄生容量以外に人為的に容量を設定する場合には、一つ
の補助容量の大きさとしては画素容量と同じ程度が求め
られる。したがって、この2つの補助容量C1 、C2 の
差を10%以内としても、式の(C1 −C2 )は、画
素容量の10〜20%となってしまった。実際には、ゲ
イト線の幅の微妙な違いや、画素電極の重なりのずれ等
の理由のために、より大きな変動が生じ、また、補助容
量も画素容量の10倍以上の大きなものが要求されるこ
ともあって、ΔVが極めて大きくなることがあった。On the other hand, when a capacitance is artificially set as an auxiliary capacitance other than a parasitic capacitance formed naturally, the size of one auxiliary capacitance is required to be about the same as the pixel capacitance. Therefore, even if the difference between the two storage capacitors C 1 and C 2 is within 10%, (C 1 −C 2 ) in the equation is 10 to 20% of the pixel capacitance. Actually, a larger fluctuation occurs due to a subtle difference in the width of the gate line, a shift of the overlap of the pixel electrodes, and the like, and a large auxiliary capacitance of 10 times or more of the pixel capacitance is required. As a result, ΔV sometimes became extremely large.
【0011】[0011]
【問題を解決するための手段】この問題の解決するため
に、本発明では、図2に示すような回路配置を提案す
る。すなわち、本発明では、第n行のゲイト配線と第
(n+2)行のゲイト配線とにTFTを接続してトラン
スファーゲイト回路を形成し、間の第(n+1)行のゲ
イト配線には、このトランスファーゲイト回路の画素電
極をオーバーラップさせて補助容量Cとするものであ
る。一方、図から明らかなように、第(n+1)行のゲ
イト配線も、補助容量専用の配線ではなく、他の画素の
ゲイト電極として機能するものである。すなわち、余分
な配線を設けたわけではないので開口率は低下しない。In order to solve this problem, the present invention proposes a circuit arrangement as shown in FIG. That is, in the present invention, a transfer gate circuit is formed by connecting a TFT to the gate wiring in the n-th row and the gate wiring in the (n + 2) -th row, and the transfer wiring is formed in the gate wiring in the (n + 1) -th row. The storage capacitor C is formed by overlapping the pixel electrodes of the gate circuit. On the other hand, as is clear from the drawing, the gate wiring in the (n + 1) th row also functions as a gate electrode of another pixel, not a wiring dedicated to the storage capacitor. That is, since no extra wiring is provided, the aperture ratio does not decrease.
【0012】図2は本発明を説明する回路図、および構
成を示している。このような構成を取る場合、1つのデ
ータ線(例えばYm )に注目した場合、画素はそのデー
タ線をはさんで左右左右というように交互に構成すると
開口率を維持する上で効率的である。FIG. 2 shows a circuit diagram and a configuration for explaining the present invention. In such a configuration, when attention is paid to one data line (for example, Y m ), it is efficient to maintain an aperture ratio by alternately configuring pixels such as left, right, left and right across the data line. is there.
【0013】本発明では、式におけるC1 、C2 は実
質的に各TFTの寄生容量であり、図からも明らかなよ
うに、各ゲイト線に画素電極をオーバッラップさせるこ
とはない。したがって、式においては、分子は極めて
小さく、かつ、分母のCLCには実質的には画素容量に加
えて補助容量Cが加わって大きくなっている。In the present invention, C 1 and C 2 in the formulas are substantially parasitic capacitances of each TFT, and as is apparent from the figure, the pixel electrodes do not overlap the gate lines. Thus, in the formula, molecular is very small, and the C LC of the denominator substantially is larger applied auxiliary capacitance C in addition to the pixel capacitance.
【0014】また、その駆動においては第n行と第(n
+2)行のゲイト線には同時に、互いに極性の逆なパル
スが印加されなければならないが、その際には、中間の
第(n+1)行のゲイト線にはパルスは印加されてはな
らない。したがって、各ゲイト線に正のパルスと負のパ
ルスが連続的に組み合わされたバイポーラパルスが印加
される場合には、図3(A)に示すように、第(n+
1)行には、第n行にパルスが印加されて、次に再び第
n行にパルスが印加されるまでの中間に印加されること
が必要であり、また、各ゲイト線に正のパルスと負のパ
ルスの間にパルスの無い状態のパルス信号が印加される
場合には、図3(B)に示すように、第(n+1)行に
は、このパルスの無いときにパルスが印加されることが
必要とされる。In the driving, the nth row and the (n
Pulses having polarities opposite to each other must be simultaneously applied to the gate lines of the (+2) -th row, but no pulse must be applied to the gate line of the intermediate (n + 1) -th row. Therefore, when a bipolar pulse in which a positive pulse and a negative pulse are continuously combined is applied to each gate line, as shown in FIG.
1) In the row, it is necessary that a pulse is applied to the n-th row and then applied in the middle before a pulse is applied again to the n-th row, and a positive pulse is applied to each gate line. When a pulse signal without a pulse is applied between the negative pulse and the negative pulse, as shown in FIG. 3B, a pulse is applied to the (n + 1) th row when there is no pulse. Is required.
【0015】ここで注意しなければならないのは、補助
容量は第(n+1)行のゲイト線を一方の電極として形
成されているので、画素電極の電位は第(n+1)行の
ゲイト線の電位の影響を強く受ける。この様子は図3に
示されるが、しかしこれは一時的なもので、直ちにもと
の状態に戻り、視覚的にはほとんど影響がない。第(n
+1)行のゲイト線にパルスが印加される時間は1フレ
ームの中の僅かの時間に過ぎないからである。It should be noted here that the auxiliary capacitance is formed using the gate line of the (n + 1) th row as one electrode, so that the potential of the pixel electrode is the potential of the gate line of the (n + 1) th row. Strongly influenced by This is shown in FIG. 3, but this is temporary and returns immediately to its original state with little visual effect. (N
+1) The time during which a pulse is applied to the gate line of the row is only a short time within one frame.
【0016】図4に本発明の回路を作製するための作製
工程例を示した。図(A−1)、(B−1)、(C−
1)、(D−1)は断面図であり、(A−2)、(B−
2)、(C−2)、(D−2)は上面図である。なお各
プロセスの詳細については、特願平4−30220や同
4−38637、同3−273377に記述されている
ので、ここでは特に述べない。FIG. 4 shows an example of a manufacturing process for manufacturing the circuit of the present invention. Figures (A-1), (B-1), (C-
1) and (D-1) are cross-sectional views, and (A-2) and (B-
2), (C-2) and (D-2) are top views. Since the details of each process are described in Japanese Patent Application Nos. 4-30220, 4-38637, and 3-273377, no particular description is given here.
【0017】まず、基板1上に下地の酸化珪素膜2を形
成する。これは酸化珪素と窒化珪素の多層膜でも構わな
い。そして、島状の半導体領域3、3’を形成する。さ
らに、ゲイト絶縁膜(酸化珪素)4を形成し、アルミニ
ウムでゲイト配線6、6’、7を形成した。(図4(A
−1)および(A−2))First, an underlying silicon oxide film 2 is formed on a substrate 1. This may be a multilayer film of silicon oxide and silicon nitride. Then, island-shaped semiconductor regions 3, 3 'are formed. Further, a gate insulating film (silicon oxide) 4 was formed, and gate wirings 6, 6 ', and 7 were formed of aluminum. (FIG. 4 (A
-1) and (A-2))
【0018】その後、陽極酸化をおこなって、ゲイト配
線の周囲に酸化アルミニウム被膜8、8’、9を形成し
た。厚さは350nmとした。そして、公知のCMOS
形成技術を用いて不純物注入をおこなって、不純物領域
(ソース/ドレイン)10、10’を形成した。(図4
(B−1)および(B−2))Thereafter, anodization was performed to form aluminum oxide films 8, 8 'and 9 around the gate wiring. The thickness was 350 nm. And a known CMOS
Impurity implantation was performed using a formation technique to form impurity regions (source / drain) 10, 10 '. (FIG. 4
(B-1) and (B-2))
【0019】ついで、酸化珪素の層間絶縁物を厚さ50
0nmだけ形成した。ここでは、データ線とゲイト線の
交差する部分だけに酸化珪素を残して、他は除去し、酸
化珪素領域11a、11b、11cを形成した。そし
て、このときはゲイト酸化膜として形成された酸化珪素
膜まで除去し、不純物半導体領域を露出させた。(図4
(C−1)および(C−2))Next, an interlayer insulator of silicon oxide is deposited to a thickness of 50
Only 0 nm was formed. Here, silicon oxide was left only at the intersection of the data line and the gate line, and the other portions were removed to form silicon oxide regions 11a, 11b, and 11c. Then, at this time, the silicon oxide film formed as the gate oxide film was removed to expose the impurity semiconductor region. (FIG. 4
(C-1) and (C-2))
【0020】データ線とゲイト線が交差する部分では容
量が生じ、この容量はゲイト信号やデータの遅延をもた
らす。容量を少なくするためには、このように層間絶縁
物を厚く形成することがよいのであるが、その他の部分
に関しては、このような層間絶縁物は特に必要とされな
いからである。特に本例のように、酸化珪素層をゲイト
絶縁膜として形成されたものまで除去してしまった場合
には、従来のようなコンタクトホールというものは不要
であり、したがって、コンタクトの不良は著しく低減で
きた。A capacitance is generated at a portion where the data line and the gate line intersect, and this capacitance causes a delay of a gate signal and data. In order to reduce the capacitance, it is good to form the interlayer insulator thick as described above, but such interlayer insulator is not particularly required for other portions. In particular, when the silicon oxide layer is removed up to the one formed as the gate insulating film as in this example, the conventional contact hole is unnecessary, and therefore, the contact failure is significantly reduced. did it.
【0021】このような工程においては、、酸化珪素領
域11a、11b、11cの部分にはマスクが必要であ
るが、その他の部分にはマスクは特に必要とはされな
い。なぜならば、陽極酸化膜として形成される酸化アル
ミニウムは極めて耐蝕性が強く、例えばバッファーフッ
酸によるエッチングでは酸化珪素のエッチングレイトに
比べて十分にエッチングレイトが遅いからである。In such a process, a mask is required for the silicon oxide regions 11a, 11b, and 11c, but no mask is required for the other portions. This is because aluminum oxide formed as an anodic oxide film has extremely high corrosion resistance and, for example, etching with buffered hydrofluoric acid has a sufficiently slower etching rate than etching rate of silicon oxide.
【0022】したがって、ゲイト電極の部分に関しては
自己整合的に酸化珪素膜をエッチングできる。従来は、
TFTのコンタクトホールの形成のために微細なマスク
あわせが必要であったが、この例では不要である。もち
ろん、従来通り、コンタクトホールを形成する方法を採
用してもよい。Therefore, the silicon oxide film can be etched in a self-aligned manner with respect to the gate electrode. conventionally,
Although fine mask alignment was necessary for forming the contact hole of the TFT, this is not necessary in this example. Of course, a method of forming a contact hole may be adopted as in the conventional case.
【0023】最後に、アルミニウムもしくはクロムでデ
ータ線12と電極13、13’を形成し、また、ITO
で画素電極14を形成した。このとき、画素電極は、中
央のゲイト配線7と重なるように配置することによって
その間に補助容量を形成できた。特に、この場合では、
ゲイト配線と画素電極の間には厚さ350nmの酸化ア
ルミニウム(陽極酸化物)が形成されるが、その誘電率
は通常の酸化珪素よりも2倍程度大きいので効果的であ
った。(図4(D−1)および(D−2))Finally, a data line 12 and electrodes 13 and 13 'are formed of aluminum or chromium.
Thus, the pixel electrode 14 was formed. At this time, by arranging the pixel electrode so as to overlap the central gate wiring 7, an auxiliary capacitance could be formed therebetween. In particular, in this case,
Aluminum oxide (anodic oxide) having a thickness of 350 nm is formed between the gate wiring and the pixel electrode. The dielectric constant of the aluminum oxide is about twice as large as that of normal silicon oxide, which is effective. (FIG. 4 (D-1) and (D-2))
【0024】以上の例では陽極酸化という手段を使用し
たが、もちろん、通常のTFT作製方法を用いてもよい
ことはいうまでもない。In the above example, the means of anodic oxidation is used, but it goes without saying that a normal TFT manufacturing method may be used.
【0025】[0025]
〔実施例1〕 図3(A)に本発明のアクティブマトリ
クス(図2に示した)を駆動する信号の例を示す。この
例では、ゲイト線には信号が、いわゆる飛び越し走査法
のようにとびとびに印加される。つまり、最初に第n行
のゲイト線Xn に信号が印加され、次には第(n+1)
行のゲイト線Xn+1 を飛び越して第(n+2)行のゲイ
ト線Xn+2 に印加される。Embodiment 1 FIG. 3A shows an example of a signal for driving an active matrix (shown in FIG. 2) of the present invention. In this example, signals are applied to the gate lines intermittently as in a so-called interlaced scanning method. That is, a signal is first applied to the gate line X n of the n-th row, and then the (n + 1) -th gate line is applied.
It is applied to the (n + 2) th gate line X n + 2 , skipping the gate line X n + 1 of the row.
【0026】図2の回路では、1つのゲイト線がPMO
SとNMOSの両方のゲイトに接続されているので、正
のパルスと負のパルスが印加される必要がある。図3
(A)に示すようにXn-1 には、最初、負のパルスが印
加され、続いて正のパルスが印加される。Xn-1 と第m
列のデータ線Ym に接続したTFTは2つあるが、最初
の負のパルスでは、画素Zn,m のNMOSは動作せず、
画素Zn-2,m (図示せず)のPMOSが動作する。In the circuit of FIG. 2, one gate line is a PMO
Since it is connected to both S and NMOS gates, a positive pulse and a negative pulse need to be applied. FIG.
As shown in (A), a negative pulse is first applied to X n−1 , followed by a positive pulse. X n-1 and m-th
Although column TFT connected to the data line Y m of a two, a first negative pulse, pixel Z n, NMOS of m is not operated,
The PMOS of the pixel Zn -2, m (not shown) operates.
【0027】一方、Xn-1 に正のパルスが印加されたと
同時に、Xn+1 には負のパルスが印加される。このと
き、画素Zn,m のNMOSおよびPMOSが動作し、オ
ン状態となり、画素および補助容量に電荷が充電され
る。On the other hand, a negative pulse is applied to X n + 1 at the same time that a positive pulse is applied to X n-1 . At this time, the NMOS and PMOS of the pixel Zn , m operate and turn on, and the pixel and the auxiliary capacitance are charged.
【0028】次に、Xn+1 に正のパルスが印加される
が、これには、画素Zn,m のPMOSは反応せず、その
下の画素Zn+2,m (図示せず)のNMOSが動作する。
このようにして、さらに走査が続く。Next, a positive pulse is applied to X n + 1 , to which the PMOS of the pixel Zn , m does not react, and the pixel Z n + 2, m below it (not shown) ) NMOS operates.
In this way, scanning continues.
【0029】さて、本実施例では、データ線の信号を1
/2フレームごとにその極性を反転させる、いわゆる交
流化をおこなっている。Xn-1 にパルスが印加されてか
ら約1/4フレーム後にXn にパルスが印加される。そ
のときも先にXn-1 、およびXn+1 にパルスが印加され
たのと同じように、最初に負のパルスが印加され、次い
で正のパルスが印加される。In this embodiment, the signal of the data line is set to 1
The polarity is inverted every half frame, that is, so-called alternating current is performed. Pulse X n is applied from the pulse is applied to X n-1 after approximately 1/4 frame. At that time, a negative pulse is applied first, and then a positive pulse is applied, in the same manner as the pulse was applied to X n-1 and X n + 1 first.
【0030】そして、同じく、最初の負のパルスでは、
画素Zn+1,m のNMOSは動作せず、画素Zn-1,m のP
MOSが動作する。そして、Xn に正のパルスが印加さ
れたと同時に、Xn+2 には負のパルスが印加される。こ
のとき、画素Zn+1,m のNMOSおよびPMOSが動作
し、オン状態となり、画素および補助容量に電荷が充電
される。And, similarly, in the first negative pulse,
Pixel Z n + 1, NMOS of m is not operated, the pixel Z n-1, m of P
The MOS operates. At the same time a positive pulse is applied to the X n, the X n + 2 negative pulse is applied. At this time, the NMOS and PMOS of the pixel Zn + 1, m operate and turn on, and the pixel and the auxiliary capacitance are charged.
【0031】次に、Xn+2 に正のパルスが印加される
が、これには、画素Zn+1,m のPMOSは反応せず、そ
の下の画素Zn+3,m (図示せず)のNMOSが動作す
る。このようにして、さらに走査が続く。Next, a positive pulse is applied to X n + 2 , but the PMOS of the pixel Zn + 1, m does not respond to this, and the pixel Zn + 3, m below it does not react. NMOS (not shown) operates. In this way, scanning continues.
【0032】ここで、画素Zn,m の電位は、補助容量の
電極として機能するゲイト線Xn のパルスの影響を大き
く受ける。ゲイト線Xn にパルスが印加されているとき
には画素Zn,m はスタティックな状態(外部から電荷が
出入りすることが無い状態)になっているのであるが、
ゲイト線Xn の電位が図のように正および負に変動する
ので、それにしたがって、画素電極の電位も変動する。
この電位の変動は、補助容量と画素容量の大きさの比率
によって決定される。しかし、この変動のために画素電
極から電荷が出入りすることは少ないので、結果的には
もとの状態にもどることとなる。画素Zn+1,m もゲイト
線Xn+1 によって同様な変動を受ける。この変動が継続
する時間は非常に短いので視覚的な影響はほとんどな
い。Here, the potential of the pixel Zn , m is greatly affected by the pulse of the gate line Xn functioning as an electrode of the storage capacitor. When a pulse is applied to the gate line Xn , the pixel Zn , m is in a static state (a state in which electric charges do not flow in and out).
Since the potential of the gate line Xn changes positively and negatively as shown in the figure, the potential of the pixel electrode also changes accordingly.
This change in potential is determined by the ratio between the size of the auxiliary capacitance and the size of the pixel capacitance. However, the charge rarely enters or leaves the pixel electrode due to this change, and consequently returns to the original state. The pixel Z n + 1, m also undergoes a similar variation due to the gate line X n + 1 . The duration of this fluctuation is so short that there is little visual effect.
【0033】変動の継続する時間はゲイト線のパルスの
2つ分の時間である。例えば、1フレームが30mse
cで、480行の表示装置では、1つのパルスあたりの
時間は62.5μsecであるので、この変動の時間は
125μsecである。これは、1フレームの240分
の1である。The time during which the fluctuation continues is the time corresponding to two pulses of the gate line. For example, one frame is 30 ms
c, in the display device of 480 rows, the time per pulse is 62.5 μsec, so the time of this fluctuation is 125 μsec. This is 1/240 of one frame.
【0034】以上は理想的な駆動例を示したが、実際に
は各ゲイト線にパルスが印加される際には、異なるゲイ
ト線間でパルスが重なることを避けるために適当に間隔
をおいてパルスを印加することがある。Although an ideal driving example has been described above, actually, when a pulse is applied to each gate line, an appropriate interval is set in order to avoid overlapping of pulses between different gate lines. A pulse may be applied.
【0035】〔実施例2〕 図3(B)に本発明のアク
ティブマトリクス(図2に示した)を駆動する信号の例
を示す。この例では、ゲイト線には信号が順番に印加さ
れる。つまり、最初に第n行のゲイト線Xn に信号が印
加され、次には第(n+1)行のゲイト線Xn+1 に、さ
らにて第(n+2)行のゲイト線Xn+2 に、というよう
に印加される。Embodiment 2 FIG. 3B shows an example of a signal for driving the active matrix (shown in FIG. 2) of the present invention. In this example, signals are sequentially applied to the gate lines. That first signal to the gate line X n in the n-th row is applied to the next gate line X n + 1 of the (n + 1) row, further the (n + 2) to the gate line X n + 2 rows , And so on.
【0036】図3(B)に示すようにXn-1 には、最
初、負のパルスが印加され、続いて最初のパルスの継続
時間と同じだけの時間を空けて、正のパルスが印加され
る。X n-1 と第m列のデータ線Ym に接続したTFTは
2つあるが、最初の負のパルスでは、画素Zn,m のNM
OSは動作せず、画素Zn-2,m (図示せず)のPMOS
が動作する。As shown in FIG.n-1The most
First, a negative pulse is applied, followed by the first pulse
After a time equal to the time, a positive pulse is applied.
You. X n-1And the m-th column data line YmTFT connected to
There are two, but in the first negative pulse, pixel Zn, mNM
The OS does not operate and the pixel Zn-2, mPMOS (not shown)
Works.
【0037】一方、Xn-1 に正のパルスが印加されたと
同時に、Xn+1 には負のパルスが印加される。このと
き、画素Zn,m のNMOSおよびPMOSが動作し、オ
ン状態となり、画素および補助容量に電荷が充電され
る。On the other hand, at the same time that a positive pulse is applied to X n−1 , a negative pulse is applied to X n + 1 . At this time, the NMOS and PMOS of the pixel Zn , m operate and turn on, and the pixel and the auxiliary capacitance are charged.
【0038】一方、Xn-1 の負のパルスと正のパルスの
合間にはXn に負のパルスが印加される。そして、この
負のパルスでは、画素Zn+1,m のNMOSは動作せず、
画素Zn-1,m のPMOSが動作する。そして、Xn-1 お
よびXn+1 にパルスが印加されている間にはパルスは印
加されない。Xn-1 のパルスが終了したのち、Xn に正
のパルスが印加されるが、同時にXn+2 には負のパルス
が印加される。このとき、画素Zn+1,m のNMOSおよ
びPMOSが動作し、オン状態となり、画素および補助
容量に電荷が充電される。On the other hand, a negative pulse is applied to X n between the negative pulse and the positive pulse of X n-1 . Then, with this negative pulse, the NMOS of the pixel Zn + 1, m does not operate,
The PMOS of the pixel Zn -1, m operates. Then, no pulse is applied while the pulse is applied to X n-1 and X n + 1 . After the pulse of the X n-1 is completed, the positive pulse is applied to the X n, a negative pulse is applied to the X n + 2 at the same time. At this time, the NMOS and PMOS of the pixel Zn + 1, m operate and turn on, and the pixel and the auxiliary capacitance are charged.
【0039】Xn のパルスが終了したのち、Xn+1 に正
のパルスが印加されるが、これには、画素Zn,m のPM
OSは反応せず、その下の画素Zn+2,m (図示せず)の
NMOSが動作する。このようにして、さらに走査が続
く。[0039] After the pulse of the X n has been completed, the positive pulse to X n + 1 is applied, including, pixel Z n, PM of m
The OS does not respond, and the NMOS of the pixel Zn + 2, m (not shown) under the OS operates. In this way, scanning continues.
【0040】ここで、画素Zn,m の電位は、実施例1と
同様、補助容量の電極として機能するゲイト線Xn のパ
ルスの影響を大きく受ける。しかし、最終的には画質に
影響を与えないレベルに収まることは実施例1と同じで
ある。Here, as in the first embodiment, the potential of the pixel Zn , m is greatly affected by the pulse of the gate line Xn functioning as an auxiliary capacitance electrode. However, it is the same as in the first embodiment that the image quality finally falls within a level that does not affect the image quality.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上のように、本発明によって、開口率
を低下させること無く、画素の電位を安定するための信
頼性の高い補助容量を形成することが出来た。本実施例
ではプレーナー型のTFTについて説明をおこなった
が、現在のアモルファスシリコンTFTで良く使用され
る逆スタガー型のTFTであっても同じ効果が得られる
ことは明らかである。As described above, according to the present invention, a highly reliable auxiliary capacitor for stabilizing the potential of a pixel can be formed without lowering the aperture ratio. In this embodiment, the planar type TFT has been described. However, it is apparent that the same effect can be obtained even with an inverted stagger type TFT which is often used in the present amorphous silicon TFT.
【図1】 従来のアクティブマトリクスの回路図・構成
図を示す。FIG. 1 shows a circuit diagram and a configuration diagram of a conventional active matrix.
【図2】 本発明のアクティブマトリクスの回路図・構
成図を示す。FIG. 2 shows a circuit diagram and a configuration diagram of an active matrix of the present invention.
【図3】 本発明のアクティブマトリクス回路の動作例
を示す。FIG. 3 shows an operation example of the active matrix circuit of the present invention.
【図4】 本発明による回路の作製工程例を示す。FIG. 4 shows an example of a manufacturing process of a circuit according to the present invention.
1 基板 2 下地酸化珪素層 3、3’ 島状半導体領域 4 ゲイト絶縁膜 6、6’、7 ゲイト電極・配線 8、8’、9 陽極酸化膜 10、10’ 不純物領域 11a、11b、11c 層間絶縁物 12 データ線 13、13’金属電極 14 画素電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Underlying silicon oxide layer 3, 3 'Island-shaped semiconductor region 4 Gate insulating film 6, 6', 7 Gate electrode / wiring 8, 8 ', 9 Anodized film 10, 10' Impurity region 11a, 11b, 11c Interlayer Insulator 12 Data line 13, 13 'Metal electrode 14 Pixel electrode
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1362 G02F 1/133 G09F 9/00 - 9/46 G09G 3/36 H01L 29/78 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/1362 G02F 1/133 G09F 9/00-9/46 G09G 3/36 H01L 29/78
Claims (5)
線、第(n+1)行のゲイト線及び第(n+2)行のゲ
イト線と、 前記第n行のゲイト線に接続されたゲイト電極を有する
第1のTFTと、 前記第(n+2)行のゲイト線に接続されたゲイト電極
を有する第2のTFTと、前記第1のTFTのソース及びドレインの何れか一方
に、かつ前記第2のTFTのソース及びドレインの何れ
か一方に接続された画素電極と、 前記第(n+1)行のゲイト線 と前記画素電極との間に
設けられた絶縁物と、前記第(n+1)行のゲイト線、前記画素電極及び前記
絶縁物で構成された補助容量と、 を有することを特徴と
するアクティブマトリクス表示装置。1. A gate electrode connected to an n-th gate line, a (n + 1) -th gate line and a (n + 2) -th gate line provided in parallel with each other, and a gate electrode connected to the n-th row gate line. A second TFT having a gate electrode connected to the (n + 2) th gate line, and one of a source and a drain of the first TFT.
And any of the source and drain of the second TFT
A pixel electrode connected to one of the gate lines , an insulator provided between the gate line in the (n + 1) th row and the pixel electrode, a gate line in the (n + 1) th row, the pixel electrode,
An active matrix display device comprising: an auxiliary capacitor formed of an insulator .
MOSであり、かつ前記第2のTFTはPMOSである
ことを特徴とするアクティブマトリクス表示装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first TFT is N
An active matrix display device comprising a MOS, and wherein the second TFT is a PMOS.
ゲイト線、第n行のゲイト線、第(n+1)行のゲイト
線及び第(n+2)行のゲイト線と、 前記第(n−1)行のゲイト線に接続されたゲイト電極
を有する第1のTFT、前記第n行のゲイト線に接続さ
れたゲイト電極を有する第2のTFT、前記第(n+
1)行のゲイト線に接続されたゲイト電極を有する第3
のTFT及び前記第(n+2)行のゲイト線に接続され
たゲイト電極を有する第4のTFTと、前記第1のTFTのソース及びドレインの何れか一方
に、かつ前記第3のTFTのソース及びドレインの何れ
か一方に接続された第1の画素電極と、 前記第2のTFTのソース及びドレインの何れか一方
に、かつ前記第4のTFTのソース及びドレインの何れ
か一方に接続された第2の画素電極と、 前記第n行のゲイト線 と前記第1の画素電極との間に設
けられた第1の絶縁物と、前記n行のゲイト線、前記第1の画素電極及び前記第1
の絶縁物で構成された第1の補助容量と、 前記第(n+1)行のゲイト線 と前記第2の画素電極と
の間に設けられた第2の絶縁物と、前記第(n+1)行のゲイト線、前記第2の画素電極及
前記第2の絶縁物で構成された第2の補助容量と、 を有することを特徴とするアクティブマトリクス表示装
置。3. The (n-1) th gate line, the nth row gate line, the (n + 1) th gate line and the (n + 2) th gate line provided in parallel with each other, A first TFT having a gate electrode connected to the (n-1) th row of gate lines, a second TFT having a gate electrode connected to the nth row of gate lines,
1) Third having a gate electrode connected to the gate line of the row
And a fourth TFT having a gate electrode connected to the gate line of the (n + 2) th row, and one of a source and a drain of the first TFT
And any of the source and drain of the third TFT
A first pixel electrode connected to one of them, and one of a source and a drain of the second TFT
And the source and the drain of the fourth TFT
A second pixel electrode connected to one of the gate electrodes, a first insulator provided between the gate line in the n-th row and the first pixel electrode, a gate electrode in the n-th row, One pixel electrode and the first
A first storage capacitor composed of an insulator, a second insulator provided between the gate line of the (n + 1) -th row and the second pixel electrode, and a first storage capacitor of the (n + 1) -th row. Gate line, the second pixel electrode and
An active matrix display device , comprising: a second storage capacitor formed of the second insulator .
前記第2のTFTはNMOSであり、かつ前記第3のT
FT及び前記第4のTFTはPMOSであることを特徴
とするアクティブマトリクス表示装置。4. The method of claim 3, wherein the first TFT and the second TFT are NMOS, and the third T
The active matrix display device, wherein the FT and the fourth TFT are PMOS.
線、第(n+1)行のゲイト線及び第(n+2)行のゲ
イト線と、 前記第n行のゲイト線に接続されたゲイト電極を有する
第1のTFTと、 前記第(n+2)行のゲイト線に接続されたゲイト電極
を有する第2のTFTと、前記第1のTFTのソース及びドレインの何れか一方
に、かつ前記第2のTFTのソース及びドレインの何れ
か一方に接続された画素電極と、 前記第(n+1)行のゲイト線 と前記画素電極との間に
設けられた絶縁物と、前記第(n+1)行のゲイト線、前記画素電極及び前記
絶縁物で構成された補助容量と、 を有するアクティブマトリクス表示装置の駆動方法であ
って、 前記第n行のゲイト線と前記第(n+2)行のゲイト線
には同時に互いに逆極性のゲイトパルスが印加され、か
つ、前記ゲイトパルスが印加されている間は前記第(n
+1)行のゲイト線にゲイトパルスが印加されないこと
を特徴とするアクティブマトリクス表示装置の駆動方
法。5. A gate electrode connected to the n-th gate line, the (n + 1) -th gate line and the (n + 2) -th gate line provided in parallel with each other, and a gate electrode connected to the n-th row gate line. A second TFT having a gate electrode connected to the (n + 2) th gate line, and one of a source and a drain of the first TFT.
And any of the source and drain of the second TFT
A pixel electrode connected to one of the gate lines , an insulator provided between the gate line in the (n + 1) th row and the pixel electrode, a gate line in the (n + 1) th row, the pixel electrode,
A method of driving an active matrix display device having an auxiliary capacitor formed of an insulator , wherein gate pulses of opposite polarities are simultaneously applied to the gate line of the n-th row and the gate line of the (n + 2) -th row. And while the gate pulse is being applied, the (n)
+1) A method for driving an active matrix display device, wherein a gate pulse is not applied to a gate line in a row.
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