(57)【要約】表示装置に用いられる新しいスイッチ回路が提案される。この回路は、画素（８，２５）毎に相補型ＴＦＴトランジスタ（１１，１２）の直列スイッチを有する。前記トランジスタの同時選択により、低消費電力アプリケーションが提供される。一方、論理機能は実行されることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、画素を伴う選択電極及びデータ電極のマトリックスと、前記選択電極と前記データ電極との交差部の領域に少なくとも第１の型の第１の電界効果トランジスタとを有する表示装置であって、前記表示装置が前記データ電極と前記画素との間に、前記第１の型の第１の電界効果トランジスタに直列に接続された少なくとも前記第１の型とは反対の型の第２の電界効果トランジスタを有し、前記第１及び第２の電界効果トランジスタのうちの一つのゲート電極は前記選択電極に接続されることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１の型の第１の電界効果トランジスタのゲート電極は選択電極に接続される請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第２の型の第２の電界効果トランジスタのゲート電極は、追加の選択電極に接続されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第２の型の第２の電界効果トランジスタのゲート電極は、データ電極に接続されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示装置は、前記第１及び第２の電界効果トランジスタのゲート電極に選択パルスを供給するための駆動手段を有することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項６】
前記選択パルスは、前記第１及び第２の電界効果トランジスタのゲート電極に同時に供給されることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記表示装置は、前記第１の電界効果トランジスタのゲート電極への選択パルスの供給及び前記第２の電界効果トランジスタのゲート電極への選択パルスの条件付きの供給のための駆動手段を有することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第１の電界効果トランジスタのための選択パルスは、前記第２の電界効果トランジスタのための選択パルスとは継続時間が異なることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記駆動手段は、前記第１及び第２の電界効果トランジスタのうちの少なくとも１つの前記選択パルスを一時的に低減するための手段を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記選択パルスは、前記第１及び第２の電界効果トランジスタのゲート電極に異なる周波数で供給されることを特徴とする請求項８又は９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第２の型の第２の電界効果トランジスタのゲート電極は、前記データ電極に接続されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記表示装置はコンデンサを有し、前記コンデンサの電極は前記画素の電極に接続されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記画素は、２つの画素電極の間に少なくとも液晶材料の層を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記表示装置は、前記画素の電極と電源電圧の端子に接続される電極との間にコンデンサを有することを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記表示装置はコンデンサを有し、前記コンデンサの電極は前記第１の型の電界効果トランジスタと前記第２の型の電界効果トランジスタとの共通ポイントに接続されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記表示装置は、前記選択電極と前記第１の型の各電界効果トランジスタに関連する複数の容量との間に第１の型の複数の電界効果トランジスタを有することを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記選択電極はバイアス電圧に接続されることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記バイアス電圧は可変であることを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記画素は、調整トランジスタと直列に接続される少なくとも発光素子を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に、画素を伴う選択電極及びデータ電極のマトリックスと、前記選択電極と前記データ電極との交差部の領域に少なくとも第１の型の電界効果トランジスタとを有する表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなアクティブマトリクス表示装置の例は、ラップトップコンピュータ及びオーガナイザで用いられるＴＦＴ−ＬＣＤ又はＡＭ−ＬＣＤであるが、これらのＬＣＤはＧＳＭ電話にも次第に用いられている。
【０００３】
多くの携帯表示装置における問題は、消費電力である。この問題は、表示装置が（バックライトの消費電力については回避される）反射型表示装置として構成されるときにも生じる。
【０００４】
このような携帯アプリケーションでは、液晶表示セルに必要な駆動電圧は、供給電圧を通常は（容量性）電圧乗算（上昇）によって得るための駆動ＩＣによって供給される。従来のＡＭ−ＬＣＤは、ＴＦＴトランジスタを駆動するために、通常、２０ボルト乃至２５ボルトのオーダの電圧が必要であり、一方、スーパーツイスト液晶効果のような既知の電気光学効果に対しては、１０ボルト以下の駆動電圧で十分である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、冒頭で記載した型式の表示装置であって、単一のバッテリ負荷でより長期間用いることができるような低消費電力の表示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、本発明にかかる表示装置は、前記データ電極と前記画素との間に、第１の型の第１の電界効果トランジスタに直列に接続された少なくとも前記第１の型とは反対の型の第２の電界効果トランジスタを有し、前記第１及び第２の電界効果トランジスタのうちの一つのゲート電極は前記選択電極に接続されることを特徴とする。
【０００７】
データ電極における電圧は通常可変であるが、本願に記載されているような選択電極は、時には固定電圧（基準電圧）が供給される電極としても理解される。
【０００８】
本発明は、特に多結晶シリコン又は単結晶シリコンを用いるときに、第１の型の電界効果トランジスタと第２の反対の型の電界効果トランジスタとの両方（例えばｐ型とｎ型）は、例えばガラス又は合成材料の同一基板上に形成することができるという認識に基づく。これによって、１つの型のみの電界効果トランジスタが用いられている通常のＡＭ−ＬＣＤと比較して、電力消費をかなり減少させることができる。特に各フレームにおいてセルの極性が変化する液晶表示セルを用いたとき、非常に低い電圧で十分である。本発明は、（Ｏ）ＬＥＤ又はポリマーＬＥＤに基づくアクティブマトリックスのような他の型式の表示装置に対しても有利に用いることができる。
【０００９】
第１の実施例では、第１の型の第１の電界効果トランジスタのゲート電極は、選択電極に接続されている。
【００１０】
本発明による表示装置の他の実施例は、第２の型の第２の電界効果トランジスタのゲート電極が追加の選択電極に接続されることを特徴とする。このやり方で得られる追加の選択は別の方法でも利用することができる。例えば、選択パルスは電界効果トランジスタのゲート電極に同時に供給されてもよいが、表示装置は、第１の電界効果トランジスタのゲート電極に選択パルスを供給し、第２の電界効果トランジスターのゲート電極への選択パルスを条件付きで供給するための条件付き駆動手段を有することもできる。この条件付き供給により、表示装置（の一部）が（一時的に又は一時的ではなく）動作しないようにし又は電力消費も更に減少するようにより低い周波数で使用する可能性が提供される。
【００１１】
本発明による表示装置の他の実施例は、第２の型の第２の電界効果トランジスタのゲート電極がデータ電極に接続されることを特徴とする。このようにして、例えば、情報の存在に依存して、第２の電界効果トランジスタがオンされる又はオンされないことを達成することができる。
【００１２】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施例を基準にして明らかにされ、説明されるだろう。
【００１３】
図は概略的に示されており、一律の縮尺に従わずに描かれている。対応する素子は概して同じ符号で示されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、表示装置１の本発明が適用可能な電気的部分である。この装置は、ｍ行即ち選択電極５とｎ列即ちデータ電極６との交差領域において、画素８のマトリックスを有する。行電極は行ドライバ３６を通じて連続的に選択され、一方、列電極にはデータレジスタ３５を通じてデータが供給される。この目的のため、必要であれば、初めに入力データ信号２がプロセッサ３で処理される。駆動ライン７を通じて相互同期が起きる。
【００１５】
この実施例では、画素８は液晶表示装置の一部を形成する。従来のアクティブマトリクスＴＦＴ技術では、画素に関連するＴＦＴトランジスタは、ゲート電極への選択パルスによって活性化し、ＴＦＴトランジスタのソース電極に接続されるデータ電極の電圧により、ドレイン電極に接続される画素電極の電圧が規定される。本発明によれば、データ電極６（図２）は、第２の型（この実施例ではｐ型）の第２の電界効果トランジスタ１２（ＴＦＴ）に直列に接続された第２の型とは反対の第１の型（この実施例ではｎ型）の電界効果トランジスタ１１（ＴＦＴ）を通じて画素に接続されている。ＴＦＴ１１のドレインはＴＦＴ１２のソースに接続され、第１の型の第１の電界効果トランジスタ１１のゲート電極は選択電極５に接続されている。この実施例では、第２の電界効果トランジスタ１２のゲート電極は、追加の選択電極４に接続されている。ｎ型及びｐ型のＴＦＴを製造するのに適した技術では、ポリシリコントランジスタ（高温ポリ又は低温ポリ）を用いているが、単結晶シリコン又は他の半導体材料の使用も排除されない。トランジスタ１２のドレインは、通常のやり方で備えられる画素８の電極１９に接続され、蓄積コンデンサ１５のプレートにも接続されている。蓄積コンデンサの他方のプレートは、追加の電極１６を通じて電圧供給源１７に接続されている。トランジスタ１１、１２及び電極４、５、６、１６は、例えばガラス又は合成材料の第１の基板の上に存在する。画素８の対電極２０は、電極１８を通じて電圧源１７’に接続されている。この実施例では、電圧源１７、１７’の電圧には同じ値が選択されている。
【００１６】
図２の実施例では、選択期間の間、選択電極５（即ち、第１の型の第１の電界効果トランジスタ１１のゲート電極）に選択電圧Ｖｇが供給され、一方、非選択期間の間、この選択電極における電圧は０ボルトである。同時に、選択期間の間、追加の電極４（即ち、第２の型の第２の電界効果トランジスタ１２のゲート電極）に０ボルトの選択電極が供給され、一方、非選択期間の間、この追加の選択電極における電圧はＶｇである。その結果として、２つのトランジスタ１１、１２は選択期間の間、オンである（ＴＦＴトランジスタのしきい値電圧が約ＶＴｎ＝１．０Ｖ（ｎチャネルＴＦＴ１１）及びＶＴｐ＝−１．０Ｖ（ｐチャネルＴＦＴ１２）と仮定する）。非選択期間の間（”ホールド状態”と呼ぶ）、２つのトランジスタはオフである。
【００１７】
正の画素電圧に対して、列電極６におけるデータ電圧ＶｄはＶｔｈ≦Ｖｄ≦Ｖｓａｔである。ここで、Ｖｔｈ及びＶｓａｔはそれぞれ、液晶のしきい値電圧及び飽和電圧である（図３参照）。液晶材料に対する慣用値はＶｔｈ＝１．５Ｖである。３００：１のコントラストのためには、透過型表示装置ではＶｓａｔは通常４．５Ｖである。反射型表示装置では、特に自動車アプリケーション及び電話において、非常に小さいコントラスト（例えば１０：１）で十分であり、このため、Ｖｓａｔは約３Ｖの電圧を選択することができる。対電極１８は（したがって、追加のライン４も）、電圧ＶＣＥ＝０Ｖである。選択ライン５が電圧Ｖｇを受け取り、追加の電極が同時に電圧０Ｖを受け取るとき、２つのトランジスタ１２、１３はオンになり、ポイント２１が電圧Ｖｔｈ≦ＶＡ≦Ｖｓａｔに充電され、この結果画素容量ＶｐをＶｔｈ≦Ｖｐ≦Ｖｓａｔに充電することができる。
【００１８】
次のフレーム（又は駆動モードによっては次の列）において、反対（ここでは負）の値を有する画素電圧が書き込まれなければならないとき、反射型の表示装置の実施例では、対電極は電圧ＶＣＥ＝Ｖｓａｔ＋Ｖｔｈ、即ち４．５Ｖに変わる。次に、ポイント２１における電圧は、Ｖｓａｔ＋２Ｖｔｈ≦ＶＡ≦２Ｖｓａｔ＋Ｖｔｈ（上記の例では６．０Ｖ≦ＶＡ≦７．５Ｖ）に増加する。
【００１９】
Ｖｇ＝６Ｖの値では、回路がｎチャネルＴＦＴのみをスイッチとして用いたならば阻止されたままであろうが、一方、ｐチャネルＴＦＴのみがスイッチとして用いられたならば、ゲートは６Ｖであり且つポイント２１の位置における画素接続部はトランジスタ１２のドレインがソースとして機能することができるように７．５Ｖの電圧を受け取ることができるため、導通し始めるであろうということが成立する。ｎ型ＴＦＴとｐ型ＴＦＴとの直列回路があるため、電流は流れることができない。関連する行が負に書き込まれるとき、列上のデータ電圧Ｖｄ’は全電圧範囲をできるだけ小さく保持するためＶｔｈ≦Ｖｄ’≦Ｖｓａｔの範囲内に入るように再び選択され、ポイント２１における電圧（ＶＡ）はＶｔｈ≦ＶＡ≦Ｖｓａｔ、画素電圧ＶｐはＶＡ−ＶＣＥであり、ここでＶＣＥ＝Ｖｓａｔ＋Ｖｔｈであるため−Ｖｓａｔ≦Ｖｐ≦−Ｖｔｈである。
【００２０】
次のフレーム（又は次の行）で再び正の電圧が書き込まれるとき、対電極２０（及び追加のライン１６上）における電圧は再び０Ｖに切り換わる。次にポイント２１における電圧が−Ｖｓａｔ≦ＶＡ≦−Ｖｔｈとなる。ｎチャネルＴＦＴ１３のみが用いられるのであれば導通し始めるであろうが、ｎ型トランジスタとｐ型トランジスタとの直列回路は導通の発生を防ぐ。その結果として、ゲート電圧Ｖｇの電圧範囲は、Ｖｓａｔ＋２Ｖｔｈ（関連する実施例では約６Ｖ）に制限されてもよい。
【００２１】
図１，２の回路の電力消費は、より長い期間において情報が変化しないとき更に減少することができる。この点において、データが各フレームの後（又は各行の後）に反転される必要がないということに注意すべきである。直流駆動モードが十分可能である。この場合、駆動回路３では又はレジスタ５の入力部若しくは出力部における追加の回路によって、列電極６のうちの一つにおけるデータＶｄが連続する複数の選択期間の間変化しないことを確かめることができる。追加の回路は、追加の電極４をより小さい周波数において（Ｖｇから０Ｖに）切り換えるために用いることができる。つぎに、画像情報は電力損失のより小さい低周波数でリフレッシュされる。蓄積コンデンサ１５がより大きい容量を持つので、情報はより長期間保持される。
【００２２】
図４の実施例では、エレクトロルミネセンスを基礎とした表示装置内の２つの相補型ＴＦＴトランジスタの直列回路が、（画素情報の値に対応する）電荷をコンデンサ１５に与えるために用いられる。コンデンサ１５は記憶素子として機能し、この容量１５は、トランジスタ２６とともに電流源を形成する。この電流源はポイント２１における印加電圧に依存して選択期間の間トランジスタ２６従って画素（（Ｏ）ＬＥＤ又は（Ｐ）ＬＥＤ）２５を流れる電流を規定する。この目的のため、例えば、線図的に示されたスイッチ２８は、選択期間の間、電圧源２７が電流源１５，２６とライン２９，３０の間のＬＥＤ２５との直列回路にＬＥＤ２５が所望の強度の光を発光するために必要とされる電圧を供給するように、閉じる。コンデンサ１５に印加される電圧は、列電極６におけるデータ電圧によって規定される。しかしながら、電圧の供給は選択電極５を介した選択によって規定されるだけなく、追加の電極２４もゲート１４を通してトランジスタ１２を選択しなければならない。このことは、図１、２の実施例と同様に、反転パルスを供給することによって実現することができる。電極２４における選択パルスは、情報をより低い周波数で表すことができるようにするための条件付きの方法で供給されてもよい。２つのトランジスタ１１、１２が直列に配されるので、これによって論理回路を駆動することができる（２つのトランジスタはＡＮＤ機能を有する）。トランジスタのうちの一つ（この実施例ではトランジスタ１２）（又は両方のトランジスタ）に追加のゲート接続部２４’を備えることによって、駆動論理の可能性が更に拡張される。トランジスタ１１、１２に並列の一つ以上のトランジスタを配することによって、ＯＲ機能も実現することができる。
【００２３】
全く別の本発明による表示装置が図５に示されている。３つのｎ型トランジスタ１１’，１１”及び１１’’’のソースは電極６に接続されている。トランジスタ１１’，１１”，１１’’’のドレインは、容量比が４：２：１である関連するコンデンサ３１’，３１”，３１’’’に接続されている。電極３６’，３６”，３６’’’は、例えばデジタルレジスタの出力部に結合される。レジスタの出力は選択期間の間、（例えば、ＡＮＤゲートを通して）ゲート電極１３に表れる。レジスタ内のデジタル値に依存して、トランジスタ１１’，１１”，１１’’’はオン又はオフとなり、これらのデジタル値に依存して、コンデンサ３１’，３１”，３１’’’のアセンブリはポイント３５において、０Ｖと所与の最大値との間に、６つの中間値を有する８つの値を取ることができる電圧（Ｄ／Ａ変換）を受け取る。あらかじめコンデンサ３１から電荷を除去するため、コンデンサは、ライン３４を介してゲートが制御されるトランジスタ３３とともに接地されている。ゲート電極３６の反転信号がライン３４に供給される。この放電も、ゲート１３による選択の前に、全トランジスタを選択してライン６に０Ｖの電圧を与えることにより、デジタル情報を用いて行われる。
【００２４】
この装置の他の利点は、電極６における電圧が液晶（又はＬＥＤ）の特性に依存して調整可能なことである（スケーラブルＤ／Ａ変換）。続いてトランジスタ１２を選択することよって電圧はポイント３５に伝達され、これによって画素に印加される電圧（及び透過又は反射）が規定される。
【００２５】
本発明は、もちろん上記の実施例に限定されない。上述したように、例えば、多結晶トランジスタの代わりに単結晶トランジスタを用いることもできる。必要であれば、バイポーラトランジスタの使用も可能である。
【００２６】
本発明の保護範囲は、上記の実施例には限定されない。本発明は、いずれの新規な独特の特徴及びいずれの独特の特徴の結合にも存在する。動詞”有する”の使用は、特許請求の範囲に記載された以外の構成要素の存在を排除するものではない。単数の構成要素の使用はその構成要素の複数の存在を排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】画素のマトリックスを有する表示装置を線図的に示す。
【図２】本発明を具体化した図１の表示装置の詳細図である。
【図３】図１の表示装置に用いられるような液晶セルの伝達特性である。
【図４】本発明を発光ピクセルに基づく表示装置内で使用した図を示す。
【図５】図２の変形例を示す。
【国際公開パンフレット】
2004505303.tif 000003
2004505303.tif 000004
2004505303.tif 000005
2004505303.tif 000006
2004505303.tif 000007
2004505303.tif 000008
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2004505303.tif 000011
2004505303.tif 000012
2004505303.tif 000013
2004505303.tif 000014
2004505303.tif 000015
【国際調査報告】
2004505303.tif 000016
2004505303.tif 000017