JP2014182333A - 表示装置 - Google Patents

表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2014182333A
JP2014182333A JP2013058022A JP2013058022A JP2014182333A JP 2014182333 A JP2014182333 A JP 2014182333A JP 2013058022 A JP2013058022 A JP 2013058022A JP 2013058022 A JP2013058022 A JP 2013058022A JP 2014182333 A JP2014182333 A JP 2014182333A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type mos
mos transistor
vgs
light shielding
shielding layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013058022A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahide Kuranaga
卓英 倉永
Toshihiko Itoga
敏彦 糸賀
Jun Fujiyoshi
純 藤吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pixtronix Inc
Original Assignee
Pixtronix Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pixtronix Inc filed Critical Pixtronix Inc
Priority to JP2013058022A priority Critical patent/JP2014182333A/ja
Priority to TW103110540A priority patent/TW201443856A/zh
Priority to PCT/US2014/031474 priority patent/WO2014153523A1/en
Publication of JP2014182333A publication Critical patent/JP2014182333A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/02Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3433Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/124Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or layout of the wiring layers specially adapted to the circuit arrangement, e.g. scanning lines in LCD pixel circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78606Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
    • H01L29/78633Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device with a light shield
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78645Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with multiple gate
    • H01L29/78648Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with multiple gate arranged on opposing sides of the channel
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136209Light shielding layers, e.g. black matrix, incorporated in the active matrix substrate, e.g. structurally associated with the switching element
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/13624Active matrix addressed cells having more than one switching element per pixel
    • G02F1/136245Active matrix addressed cells having more than one switching element per pixel having complementary transistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

【課題】遮光層あるいは反射層として機能する金属膜を使用して、p型MOSトランジスタとn型MOSトランジスタを長時間通電したときのVgs−Id特性の変化を補正する。
【解決手段】複数の画素と、CMOS回路を有する表示装置であって、前記CMOS回路のp型MOSトランジスタは、半導体層を挟んでゲート電極と反対側に、第1遮光層を有し、前記CMOS回路のn型MOSトランジスタは、半導体層を挟んでゲート電極と反対側に、第2遮光層を有し、前記第1遮光層および前記第2遮光層は、所定の電圧が入力される導電層で構成され、Idをドレイン電流、Vgsをゲート・ソース間電圧とするとき、前記第1遮光層に入力する電圧値を制御し、前記p型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整する手段1と、前記第2遮光層に入力する電圧値を制御し、前記n型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整する手段2とを有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、表示装置に係わり、特に、CMOS回路を有する表示装置に適用して有効な技術に関する。
液晶表示装置、有機EL表示装置、又は、可動シャッタの位置を電気的に制御して画像表示を行う画像表示装置等の表示装置ではCMOS回路を有するものが知られている。
図9は、従来の表示装置に使用されるCMOS回路における、p型MOSトランジスタとn型MOSトランジスタの構成を示す断面図である。
図9において、101は基板(ガラス基板など)、102p,102nは金属膜、103,104は絶縁膜、105は配線、106は電極、107は開口部、108p,108nは半導体層、109はゲート電極、pMOSはp型MOSトランジスタ、nMOSはn型MOSトランジスタである。
図9に示すように、従来の表示装置に使用されるp型MOSトランジスタ(pMOS)とn型MOSトランジスタ(nMOS)では、半導体層(108p,108n)へ光が照射されると、リーク電流が増大するのを防止するために、遮光層または反射層として機能する金属膜(102p,102n)を配置する場合がある。
図10、図11は、従来の表示装置に使用されるCMOSインバータ回路の回路構成を示す回路図である。
図10に示すCMOSインバータ回路は、p型MOSトランジスタ(pMOS)の金属膜(102p)の電位と、n型MOSトランジスタ(nMOS)の金属膜(102n)の電位を同時に制御するものであり、図11示すCMOSインバータ回路は、p型MOSトランジスタ(pMOS)の金属膜(102p)の電位と、n型MOSトランジスタ(nMOS)の金属膜(102n)の電位を、フローティング状態とするものである。
US 2008/0174532号
図12は、p型MOSトランジスタとn型MOSトランジスタの劣化によるVgs−Id特性の変化を示すグラフである。
図12(a)がp型MOSトランジスタの劣化によるVgs−Id特性の変化を示すグラフであり、図12(b)がn型MOSトランジスタの劣化によるVgs−Id特性の変化を示すグラフである。なお、Vgsは、ゲート・ソース間電圧、Idはドレイン電流である。
図12に示すように、p型MOSトランジスタ(pMOS)と、n型MOSトランジスタ(nMOS)は、長時間の通電による劣化により、Vgs−Id特性がシフトする。
ここで、図12(a)に示すように、p型MOSトランジスタ(pMOS)のVgs−Id特性は、Vgsのマイナス側にシフトし、図12(b)に示すように、n型MOSトランジスタ(nMOS)のVgs−Id特性は、Vgsのプラス側にシフトする。
このように、p型MOSトランジスタ(pMOS)と、n型MOSトランジスタ(nMOS)は、長時間の通電による劣化により、Vgs−Id特性が逆方向にシフトする。
例えば、p型MOSトランジスタ(pMOS)と、n型MOSトランジスタ(nMOS)を画素回路に使用する表示装置では、p型MOSトランジスタ(pMOS)と、n型MOSトランジスタ(nMOS)の長時間の通電による劣化は、表示パネルに表示される表示画像の表示品質を劣化させることになる。
そのため、p型MOSトランジスタ(pMOS)と、n型MOSトランジスタ(nMOS)を長時間通電したときのVgs−Id特性の変化を、劣化前のVgs−Id特性に補正する必要がある。
本発明は、前述の要望に答えるためになされたものであり、本発明の目的は、CMOS回路を有する表示装置において、遮光層あるいは反射層として機能する金属膜を使用して、p型MOSトランジスタとn型MOSトランジスタを長時間通電したときのVgs−Id特性の変化を補正することが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
(1)複数の画素と、CMOS回路を有する表示装置であって、前記CMOS回路のp型MOSトランジスタは、半導体層を挟んでゲート電極と反対側に、第1遮光層を有し、前記CMOS回路のn型MOSトランジスタは、半導体層を挟んでゲート電極と反対側に、第2遮光層を有し、前記第1遮光層および前記第2遮光層は、所定の電圧が入力される導電層で構成され、Idをドレイン電流、Vgsをゲート・ソース間電圧とするとき、前記第1遮光層に入力する電圧値を制御し、前記p型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整する手段1と、前記第2遮光層に入力する電圧値を制御し、前記n型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整する手段2とを有する。
(2)(1)において、前記手段1は、前記CMOS回路の全てのp型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整し、前記手段2は、前記CMOS回路の全てのn型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整する。
(3)機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素と、前記各画素に画像信号を入力する信号線と、前記各画素に走査電圧を入力する走査線とを備え、前記機械的シャッタの位置を電気的に制御して画像表示を行う表示装置であって、前記各画素は、前記機械的シャッタの位置を電気的に制御する画素回路を有し、前記画素回路は、CMOS回路を有し、前記CMOS回路の前記p型MOSトランジスタは、半導体層を挟んでゲート電極と反対側に、第1遮光層を有し、前記CMOS回路の前記n型MOSトランジスタは、半導体層を挟んでゲート電極と反対側に、第2遮光層を有し、前記第1遮光層および前記第2遮光層は、所定の電圧が入力される導電層で構成され、Idをドレイン電流、Vgsをゲート・ソース間電圧とするとき前記各画素の前記第1遮光層に入力する電圧値を制御し、前記p型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整する手段1と、前記各画素の前記第2遮光層に入力する電圧値を制御し、前記n型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整する手段2とを有する。
(4)(3)において、前記手段1は、前記全ての画素回路の前記p型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整し、前記手段2は、前記全ての画素回路の前記n型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整する。
(5)(3)または(4)において、面状の光源と、前記面状の光源上に設けられる透明基板と、前記面状の光源の前記透明基板側に設けられる遮光膜とを有し、前記遮光膜は、各画素に対応する光学的開口領域を有し、前記面状の光源から射出された光に対して、前記光学的開口領域以外の領域を遮光し、前記機械的シャッタは、前記透明基板上で、光学的開口領域に対応して設けられている。
(6)(1)ないし(5)の何れかにおいて、前記p型MOSトランジスタ、および、前記n型MOSトランジスタは、半導体層が多結晶シリコン薄膜で構成されるトランジスタである。
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、CMOS回路を有する表示装置において、遮光層あるいは反射層として機能する金属膜を使用して、p型MOSトランジスタとn型MOSトランジスタを長時間通電したときのVgs−Id特性の変化を補正することが可能となる。
本発明の実施例の表示装置に使用されるCMOSインバータ回路の一例の回路構成を示す回路図である。 本発明の実施例の表示装置に使用されるCMOSインバータ回路の他の例の回路構成を示す回路図である。 p型MOSトランジスタにおける、金属膜の電位変化によるVgs−Id特性の変化と、n型MOSトランジスタにおける、金属膜の電位変化によるVgs−Id特性の変化を示すグラフである。 図1、図2に示すCMOSインバータ回路を使用する画素回路の一例として、可動シャッタ方式の画像表示装置の画素回路を示す回路図である。 可動シャッタ方式の画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。 可動シャッタ方式の画像表示装置の画素部の断面構造を示す断面図である。 可動シャッタ方式の画像表示装置の動作タイミングチャート(ポラリティ反転:シャッタ=低電圧)である。 可動シャッタ方式の画像表示装置の動作タイミングチャート(ポラリティ:シャッタ=高電圧)である。 従来の表示装置に使用されるCMOS回路における、p型MOSトランジスタとn型MOSトランジスタの構成を示す断面図である。 従来の表示装置に使用されるCMOSインバータ回路の一例の回路構成を示す回路図である。 従来の表示装置に使用されるCMOSインバータ回路の他の例の回路構成を示す回路図である。 p型MOSトランジスタとn型MOSトランジスタの劣化によるVgs−Id特性の変化を示すグラフである。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施例は、本発明の特許請求の範囲の解釈を限定するためのものではない。
図3は、p型MOSトランジスタ(pMOS)における、金属膜(102p)の電位変化によるVgs−Id特性の変化と、n型MOSトランジスタ(nMOS)における、金属膜(102n)の電位変化によるVgs−Id特性の変化を示すグラフである。
p型MOSトランジスタ(pMOS)は、金属膜(102p)の電位Vpにより、Vgs−Id特性が、図3(a)に示すように変化する。Vp1は、金属膜(102p)の電位Vpが0Vの場合であり、金属膜(102p)の電位Vpが高い程、Vgs−Id特性は、Vgsのマイナス側へシフトし、金属膜(102p)の電位Vpが低い程、Vgs−Id特性は、Vgsのプラス側へシフトする。
n型MOSトランジスタ(nMOS)は、金属膜(102n)の電位Vnにより、Vgs−Id特性が、図3(b)に示すように変化する。Vn1は、金属膜(102n)の電位Vnが0Vの場合であり、金属膜(102n)の電位Vnが高い程、Vgs−Id特性は、Vgsのマイナス側へシフトし、金属膜(102n)の電位Vnが低い程、Vgs−Id特性は、Vgsのプラス側へシフトする。
図1は、本発明の実施例の表示装置に使用されるCMOSインバータ回路の一例の回路構成を示す回路図である。
本実施例のCMOSインバータ回路は、p型MOSトランジスタ(pMOS)の金属膜(102p)の電位と、n型MOSトランジスタ(nMOS)の金属膜(102n)の電位を、別配線により個別に制御するようにしたものである。
したがって、本実施例では、p型MOSトランジスタ(pMOS)と、n型MOSトランジスタ(nMOS)とが異なる劣化(図12に示したような、Vgs−Id特性の変化)を起こした場合においても、p型MOSトランジスタ(pMOS)の金属膜(102p)の電位と、n型MOSトランジスタ(nMOS)の金属膜(102n)の電位を、個別に制御することで、劣化前のVgs−Id特性へ戻すことが可能となる。
図2は、本発明の実施例の表示装置に使用されるCMOSインバータ回路の他の例の回路構成を示す回路図である。
図2に示す表示装置では、すべてのCMOSインバータ回路における、p型MOSトランジスタ(pMOS)の金属膜(102p)の電位を一つの制御電圧Vpにより制御し、すべてのCMOSインバータ回路における、n型MOSトランジスタ(nMOS)の金属膜(102n)の電位を、一つの制御電圧Vnにより制御するようにしたものである。
図1、図2に示すCMOSインバータ回路は、例えば表示装置の画素回路に使用される。
図4は、図1、図2に示すCMOSインバータ回路を使用する画素回路の一例として、可動シャッタ方式の画像表示装置の画素回路を示す回路図である。
以下、図4を用いて、可動シャッタ方式の画像表示装置に関して説明する。
画素23は、CMOS回路で構成されており、VDDの電圧が供給される電源ライン7と、GNDの電圧が供給される電源ライン12との間に接続されるp型MOSトランジスタ(2,14)と、n型MOSトランジスタ(3,15)とを有する。
各画素23には信号線6が設けられており、信号線6と信号蓄積容量(以下、保持容量という)4とは、n型MOSトランジスタで構成される走査スイッチ5で接続されている。
保持容量4は、更にn型MOSトランジスタで構成される信号転送スイッチ13のソース(あるいはドレイン)と接続され、信号転送スイッチ13のドレイン(あるいはソース)は、p型MOSトランジスタ2とn型MOSトランジスタ3のゲートに接続されている。なお、保持容量4の他端は電源ライン12に接続されており、走査スイッチ5のゲートはアップデート線8に接続されている。
また、p型MOSトランジスタ2とn型MOSトランジスタ3のゲートは、機械的シャッタの一方の制御電極22に、p型MOSトランジスタ14とn型MOSトランジスタ15のゲートは、機械的シャッタの他方の制御電極21に接続されている。シャッタ電極20はシャッタ電圧線11に接続されている。
また、前述の機械的シャッタは、遮光面上に設けられた開口に対向して設けられている。
図5は、可動シャッタ方式の画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
可動シャッタ方式の画像表示装置では、図4に示す画素23が、1画素として2次元状に配置されている。ここで、走査線10は各行単位に設けられ、走査回路25に接続される。
また、信号線6は各列単位に設けられ、画像信号電圧書込み回路24に入力される。
電源ライン(7,12)、アップデート線8、およびシャッタ電圧線11は、各画素共通に設けられ、制御電極駆動回路26に接続される。
なお、図5は簡単のために表示領域を画素数が4×3画素のマトリクスで記載しているが、本発明の開示する技術思想が特に画素数を制限するものではないことは明らかである。
また、本発明を適用したCMOS回路は、前述した画素23、あるいは、図5に示す回路(画像信号電圧書込み回路24、走査回路25、あるいは、制御電極駆動回路26)に使用することができる。
次に、可動シャッタ方式の画像表示装置の画素部断面構造について説明する。
図6は、可動シャッタ方式の画像表示装置の画素部の断面構造を示す断面図である。
図6に示すように、ガラス基板39上には、金属膜102が形成され、金属膜102は絶縁膜40で覆われ、絶縁膜40上には、多結晶シリコン薄膜31、高濃度n型不純物をドープした多結晶シリコン薄膜(30,32)、ゲート絶縁膜33、高融点金属からなるゲート電極35、ソース電極37、ドレイン電極36とから構成される多結晶シリコン薄膜トランジスタが設けられる。
更にガラス基板39上には、絶縁保護膜34を挟んでソース電極37、ドレイン電極36と同じAl配線層でシャッタ電圧線11、ドレイン電極43(例えば、n型MOSトランジスタ15のドレイン)が形成されており、これらはシリコンナイトライドと有機材料の多層膜からなる保護膜38によって覆われている。
保護膜38上には、シャッタ電極20と、制御電極(21,22)の2つの制御電極を有する機械的シャッタが設けられており、シャッタ電極20はシャッタ電圧線11に、ドレイン電極36は制御電極22に、ドレイン電極43は制御電極21に、それぞれコンタクトホールを介して接続されている。またこれらシャッタ電極20と、二つの制御電極(21,22)は、互いに接触した際の短絡防止のために、表面には絶縁膜が形成されている。
ここで、シャッタ電極20は、シャッタ電極20に入力される電圧と、制御電極21と制御電極22に入力される電圧との相対関係による電界でその位置が制御されるため、図6には破線を用いてその可動範囲も開示している。
また、画素23内に設けられたその他のトランジスタも、同様に多結晶シリコン薄膜トランジスタで構成されている。これらの多結晶シリコン薄膜トランジスタは、公知のエキシマレーザアニーリングプロセス等を用いて形成することができる。
シャッタ電極20に対してガラス基板39と反対側には、R(赤)G(緑)B(青)の3色の独立LED光源からなる光源42を有する導光板47が設けられている。
導光板47の両面には反射膜(46,48)と、更に反射膜48の上には黒色膜49が設けられている。反射膜(46,48)はAgやAlなどの金属膜で、黒色膜49は金属酸化膜や、ポリイミド樹脂等にカーボンブラック、チタンブラック等の顔料粒子を適切に分散させることで形成することができる。
ここで、反射膜48及び黒色膜49には図6に示すように、シャッタ電極20に対応する位置に開口が設けられており、光源42から射出されて導光板47を伝播した光41の一部が、この開口から射出されるように構成されている。また黒色膜49は、外光の反射を防ぐために設けられたものである。
次に、可動シャッタ方式の画像表示装置の動作について説明する。
図7は、可動シャッタ方式の画像表示装置の動作タイミングチャート(ポラリティ反転:シャッタ=低電圧)である。
図8は、可動シャッタ方式の画像表示装置の動作タイミングチャート(ポラリティ:シャッタ=高電圧)である。
最初に、図7を用いて、ポラリティ反転(シャッタ=低電圧)時の画素回路の動作について説明する。
時刻(t1)までは、走査線10に順次走査線が供給され、信号蓄積容量4への画像信号の書込みが行われる。
次に、時刻(t1)において、電源ライン7の電源電圧がVdriveの電圧(例えば、25V)から0Vの電圧になり、シャッタ電圧線11上のシャッタ制御電圧がVrelease1の電圧(例えば、10V)から0Vの電圧となる。
次に、時刻(t2)において、アップデート線8上の転送制御信号がHigh(以下、Hレベル)となることにより、信号転送スイッチ13がオンとなり、p型MOSトランジスタ(2,14)とn型MOSトランジスタ(3,15)で構成されるSRAM回路への信号入力が行われる。
時刻(t3)において、電源ライン7の電源電圧が、Vlatchの電圧に上昇することで、画像信号がSRAM回路にラッチされる。
その後、時刻(t4)において、アップデート線8上の転送制御信号がLow(以下、Lレベル)となることにより、信号転送スイッチ13がオフとなる。
時刻(t5)において、電源ライン7の電源電圧が、Vdriveの電圧(例えば、25V)に上昇することで、シャッタ電極20の駆動が行われる。
当初は制御電極(21,22)のいずれかに接触していたシャッタ電極20は、時刻(t1)以降に、電源ライン7の電源電圧が0Vになることで中間地点に移動し、その後時刻(t5)で、いずれかの制御電極(21,22)に向かって移動する。このとき、シャッタ電極20には0Vの電圧が印加され、高電圧側の制御電極にはVdrive(例えば、25V)の電圧が、低電圧側の制御電極には0Vの電圧が印加される。
この後、時刻(t6)において、シャッタ電極20が停止したタイミングで、シャッタ電圧線11上のシャッタ制御電圧がVrelease1の電圧(例えば、10V)となり、シャッタ電極20と高電圧側の制御電極との間の電位差を、25Vの電位差から15Vの電位差に低減させる。このときシャッタ電極20は既に停止しているため、印加電圧を軽減してもシャッタ特性には影響は生じない。
次に、図8を用いて、ポラリティ(シャッタ=高電圧)時の画素回路の動作について説明する。
時刻(t1)までは、走査線10に順次走査線が供給され、保持容量4への画像信号の書込みが行われる。
次に、時刻(t1)において、電源ライン7の電源電圧がVdriveの電圧(例えば、25V)から0Vの電圧になり、シャッタ電圧線11上のシャッタ制御電圧がVrelease2の電圧(例えば、15V)からVdriveの電圧(例えば、25V)となる。
次に、時刻(t2)において、アップデート線8上の転送制御信号がHレベルとなることにより、信号転送スイッチ13がオンとなり、p型MOSトランジスタ(2,14)とn型MOSトランジスタ(3,15)で構成されるSRAM回路への信号入力が行われる。
時刻(t3)において、電源ライン7の電源電圧が、Vlatchの電圧に上昇することで、画像信号がSRAM回路にラッチされる。
その後、時刻(t4)において、アップデート線8上の転送制御信号がLレベルとなることにより、信号転送スイッチ13がオフとなる。
時刻(t5)において、電源ライン7の電源電圧が、Vdriveの電圧(例えば、25V)に上昇することで、シャッタ電極20の駆動が行われる。
当初は制御電極(21,22)のいずれかに接触していたシャッタ電極20は、時刻(t5)でいずれかの制御電極(21,22)に向かって移動する。このとき、シャッタ電極20にはVdriveの電圧(例えば、25V)が印加され、高電圧側の制御電極にはVdrive(例えば、25V)の電圧が、低電圧側の制御電極には0Vの電圧が印加される。
この後、時刻(t6)において、シャッタ電極20が停止したタイミングで、シャッタ電圧線11上のシャッタ制御電圧がVrelease2の電圧(例えば、15V)となり、シャッタ電極20と低電圧側の制御電極との間の電位差を、25Vの電位差から15Vの電位差に低減させる。このときシャッタ電極20は既に停止しているため、印加電圧を軽減してもシャッタ特性には影響は生じない。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
2,14,pMOS,PMT* p型MOSトランジスタ
3,15,nMOS,NMT* n型MOSトランジスタ
4 信号蓄積容量
5 走査スイッチ
6 信号線
7,12 電源ライン
8 アップデート線
10 走査線
11 シャッタ電圧線
13 信号転送スイッチ
20 シャッタ電極
21,22 制御電極
23 画素
24 画像信号電圧書込み回路
25 走査回路
26 制御電極駆動回路
30,32 高濃度n型不純物をドープした多結晶シリコン薄膜
31 多結晶シリコン薄膜
33 ゲート絶縁膜
34 絶縁保護膜
35,109 ゲート電極
37 ソース電極
36,43 ドレイン電極
38 保護膜
39 ガラス基板
40,103,104 絶縁膜
41 光
42 光源
46,48 反射膜
47 導光板
49 黒色膜
101 基板
102,102p,102n 金属膜
105 配線
106 電極
107 開口部
108p,108n 半導体層

Claims (6)

  1. 複数の画素と、
    CMOS回路を有する表示装置であって、
    前記CMOS回路のp型MOSトランジスタは、半導体層を挟んでゲート電極と反対側に、第1遮光層を有し、
    前記CMOS回路のn型MOSトランジスタは、半導体層を挟んでゲート電極と反対側に、第2遮光層を有し、
    前記第1遮光層および前記第2遮光層は、所定の電圧が入力される導電層で構成され、
    Idをドレイン電流、Vgsをゲート・ソース間電圧とするとき、前記第1遮光層に入力する電圧値を制御し、前記p型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整する手段1と、
    前記第2遮光層に入力する電圧値を制御し、前記n型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整する手段2とを有することを特徴とする表示装置。
  2. 前記手段1は、前記CMOS回路の全てのp型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整し、
    前記手段2は、前記CMOS回路の全てのn型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 機械的シャッタをそれぞれ有する複数の画素と、
    前記各画素に画像信号を入力する信号線と、
    前記各画素に走査電圧を入力する走査線とを備え、
    前記機械的シャッタの位置を電気的に制御して画像表示を行う表示装置であって、
    前記各画素は、前記機械的シャッタの位置を電気的に制御する画素回路を有し、
    前記画素回路は、CMOS回路を有し、
    前記CMOS回路の前記p型MOSトランジスタは、半導体層を挟んでゲート電極と反対側に、第1遮光層を有し、
    前記CMOS回路の前記n型MOSトランジスタは、半導体層を挟んでゲート電極と反対側に、第2遮光層を有し、
    前記第1遮光層および前記第2遮光層は、所定の電圧が入力される導電層で構成され、
    Idをドレイン電流、Vgsをゲート・ソース間電圧とするとき前記各画素の前記第1遮光層に入力する電圧値を制御し、前記p型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整する手段1と、
    前記各画素の前記第2遮光層に入力する電圧値を制御し、前記n型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整する手段2とを有することを特徴とする表示装置。
  4. 前記手段1は、前記全ての画素回路の前記p型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整し、
    前記手段2は、前記全ての画素回路の前記n型MOSトランジスタのVgs−Id特性を調整することを特徴とする請求項3に記載の表示装置。
  5. 面状の光源と、
    前記面状の光源上に設けられる透明基板と、
    前記面状の光源の前記透明基板側に設けられる遮光膜とを有し、
    前記遮光膜は、各画素に対応する光学的開口領域を有し、前記面状の光源から射出された光に対して、前記光学的開口領域以外の領域を遮光し、
    前記機械的シャッタは、前記透明基板上で、光学的開口領域に対応して設けられていることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の表示装置。
  6. 前記p型MOSトランジスタ、および、前記n型MOSトランジスタは、半導体層が多結晶シリコン薄膜で構成されるトランジスタであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の表示装置。
JP2013058022A 2013-03-21 2013-03-21 表示装置 Pending JP2014182333A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013058022A JP2014182333A (ja) 2013-03-21 2013-03-21 表示装置
TW103110540A TW201443856A (zh) 2013-03-21 2014-03-20 顯示裝置
PCT/US2014/031474 WO2014153523A1 (en) 2013-03-21 2014-03-21 Display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013058022A JP2014182333A (ja) 2013-03-21 2013-03-21 表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014182333A true JP2014182333A (ja) 2014-09-29

Family

ID=50487214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013058022A Pending JP2014182333A (ja) 2013-03-21 2013-03-21 表示装置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2014182333A (ja)
TW (1) TW201443856A (ja)
WO (1) WO2014153523A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104966696B (zh) * 2015-05-06 2017-11-28 深圳市华星光电技术有限公司 Tft基板的制作方法及其结构
CN104932145B (zh) * 2015-06-30 2017-09-22 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制造方法、显示装置
CN105374332B (zh) * 2015-12-10 2017-11-17 深圳市华星光电技术有限公司 液晶显示器及其源极侧扇出区域电路
CN109243353A (zh) * 2018-09-29 2019-01-18 武汉华星光电技术有限公司 反相器及goa电路
KR20200047938A (ko) * 2018-10-26 2020-05-08 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3286152B2 (ja) * 1995-06-29 2002-05-27 シャープ株式会社 薄膜トランジスタ回路および画像表示装置
US6100567A (en) * 1998-06-11 2000-08-08 Sun Microsystems, Inc. Tunable threshold SOI device using back gate and intrinsic channel region
JP2001051292A (ja) * 1998-06-12 2001-02-23 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置および半導体表示装置
JP2001284592A (ja) * 2000-03-29 2001-10-12 Sony Corp 薄膜半導体装置及びその駆動方法
US8482496B2 (en) 2006-01-06 2013-07-09 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling MEMS display apparatus on a transparent substrate
WO2007145970A2 (en) * 2006-06-05 2007-12-21 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling display apparatus
TWI511288B (zh) * 2009-03-27 2015-12-01 Semiconductor Energy Lab 半導體裝置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014153523A1 (en) 2014-09-25
TW201443856A (zh) 2014-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9030403B2 (en) Pixel circuits and methods for displaying an image on a display device
TWI450251B (zh) 圖像顯示裝置
KR101324756B1 (ko) 표시장치 및 그의 구동방법
US9449543B2 (en) Display device and driving method of display device
JP7031583B2 (ja) 表示装置及び電子機器
JP6201465B2 (ja) 表示装置、表示装置の駆動方法、及び、電子機器
JP2014182333A (ja) 表示装置
WO2021128616A1 (zh) 显示面板
EP2889913B1 (en) Organic light emitting display device
KR101579841B1 (ko) 표시장치 및 그 구동방법
TW201443863A (zh) 顯示裝置
JP2012022168A (ja) 有機el表示装置、有機el表示装置の製造方法、及び、電子機器
US8462083B2 (en) Inverter and display device including the same
US9007284B2 (en) Liquid crystal display element, liquid crystal display device, and display method employed in liquid crystal display element
JP2022099473A (ja) 表示装置
WO2018047492A1 (ja) 表示装置及び電子機器
WO2016072139A1 (ja) 表示装置、表示装置の駆動方法、及び、電子機器
US20160005361A1 (en) Display device
US10935859B2 (en) Active matrix substrate and display device including same
JP2014142491A (ja) 表示装置
WO2020062409A1 (zh) 反相器及 goa 电路
JP2011209614A (ja) 表示装置、表示装置の駆動方法、及び、電子機器
TWI274304B (en) Flat panel display and fabrication method thereof
JP2017198905A (ja) 表示装置
JP2016057548A (ja) 表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140626