JP2003091017A - カラー液晶表示装置 - Google Patents
カラー液晶表示装置Info
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Abstract
おいて、R、G、Bの各画素のゲートパルスオフ時の画
素電極電位のレベルシフト電圧ΔVをほぼ同じとし、フ
リッカーを低減する。 【解決手段】 画素容量をClcとし、補助容量をCs
とし、寄生容量をCgsとすると、ゲートパルスがオフ
するときに、画素電極電位にレベルシフト電圧ΔV=
(Cgs)/(Cgs+Clc+Cs)が生じる。マル
チギャップ構造の場合、各画素の画素容量Clcが異な
る。そこで、各画素のレベルシフト電圧ΔVをほぼ同じ
とするため、例えば補助容量Csを補正する。このた
め、R、G、Bの各画素の補助容量電極48R、48
G、48Bの面積はこの順で小さくなっている。
Description
置に関する。
におけるアクティブ基板の一部の透過平面図を示し、図
9は図8のX−X線に沿う断面図を示し、図10は図8
のY−Y線に沿う部分における対向基板を含む断面図を
示したものである。
装置では、アクティブ基板1とこのアクティブ基板1の
上方に位置する対向基板2とがほぼ方形枠状のシール材
(図示せず)を介して貼り合わされ、シール材と両基板
1、2との間に形成された空間に液晶3が封入されたも
のからなっている。
板1上には複数の走査線4および複数の信号線5がそれ
ぞれ行方向および列方向に延びて設けられている。両線
4、5の各交点近傍には、両線4、5に接続された薄膜
トランジスタ6およびこの薄膜トランジスタ6によって
駆動される画素電極7がマトリクス状に配置されてい
る。また、画素電極7を挾んで走査線4とは反対側に補
助容量線8が画素電極7と重ね合わされて行方向に延び
て設けられている。
造について、図9を参照して説明する。アクティブ基板
1の上面(対向基板2との対向面)の所定の個所にはゲ
ート電極11を含む走査線4が設けられ、他の所定の個
所には補助容量線8が設けられ、その上面全体にはゲー
ト絶縁膜12が設けられている。
真性アモルファスシリコンからなる半導体薄膜13が設
けられている。半導体薄膜13の上面ほぼ中央部にはチ
ャネル保護膜14が設けられている。チャネル保護膜1
4の上面両側およびその両側における半導体薄膜13の
上面にはn型アモルファスシリコンからなるコンタクト
層15、16が設けられている。
電極17が設けられている。他方のコンタクト層16の
上面およびゲート絶縁膜12の上面の所定の箇所にはド
レイン電極18を含む信号線5が設けられている。
2、半導体薄膜13、チャネル保護膜14、コンタクト
層15、16、ソース電極17およびドレイン電極18
により、薄膜トランジスタ6が構成されている。
12の上面全体には平坦化膜19が設けられている。平
坦化膜19のソース電極17の所定の箇所に対応する部
分にはコンタクトホール20が設けられている。平坦化
膜19の上面の所定の個所にはITOからなる画素電極
7が設けられている。画素電極7はコンタクトホール2
0を介してソース電極17に接続されている。
して説明する。対向基板2の下面(アクティブ基板1と
の対向面)の各所定の個所にはブラックマトリクス21
およびR(赤)、G(緑)、B(青)のカラーフィルタ
要素22R、22G、22Bが設けられている。このう
ちカラーフィルタ要素22R、22G、22Bは、対応
する画素電極7に対向して設けられている。
ルタ要素22R、22G、22Bの下面にはITOから
なる共通電極23が設けられている。そして、画素電極
7とこれに対向配置された共通電極23とその間の液晶
3とによって画素容量部が形成されている。この場合、
画素電極7の面積は同じであるので、画素容量部の画素
容量は同じである。
のうちの画素電極7と重ね合わされた部分は補助容量電
極8aとなっている。そして、この重ね合わされた部分
によって補助容量部が形成されている。この場合、補助
容量電極8aの面積は同じであるので、補助容量部の補
助容量は同じである。
2G、22Bの厚さは、R、G、Bの波長別に液晶3の
透過光強度が異なるため、これを補正する目的から、互
いに異なっている。すなわち、カラーフィルタ要素22
R、22G、22Bの各厚さはこの順で厚くなってい
る。
G、22Bに対応する各画素電極7は、平坦化膜19上
に設けられているため、同一の平面上に配置されてい
る。従って、R、G、Bの各画素のギャップd1、d
2、d3はこの順で小さくなっている。このような構造
は、一般に、マルチギャップ構造と呼ばれている。
装置の等価回路を示したものである。符号31は画素容
量部、32は補助容量部、33は薄膜トランジスタ6の
ゲート電極11とソース電極17との間の寄生容量部を
示す。この場合、画素容量部31の薄膜トランジスタ6
に接続されない側の電極である共通電極23と、補助容
量部32の薄膜トランジスタ6に接続されない側の電極
である補助容量電極8aは、共通電源(電圧Vcom)
34に接続されている。
信号電圧の波形を示し、図12(b)は走査線4に印加
される走査電圧(ゲートパルス)を示したものである。
そして、画素容量部31の画素容量をClcとし、補助
容量部32の補助容量をCsとし、寄生容量部33の寄
生容量をCgsとすると、ゲートパルスがオフし、各画
素の画像信号取込が終了した時点で、各画素電極電位V
sigに次の式で求められるレベルシフト電圧ΔVが生
じる。 ΔV=(Cgs)/(Cgs+Clc+Cs)
印加される信号電圧の極性に関係なく、常に画素電極電
位VsigをΔVだけ下げることになる。そこで、共通
電極23の電位Vcomを信号線5の中心電位Vcに対
してこのレベルシフト電圧ΔVの分だけ低く設定する
と、液晶3に印加される電圧が正負ほぼ対称な波形とな
り、フリッカーを防止することができる。
素22R、22G、22Bの各厚さがこの順で厚くなっ
ているため、R、G、Bの各画素のギャップd1、d
2、d3がこの順で小さくなっている。また、画素容量
Clcはε・S/d(ε:液晶誘電率、S:画素電極面
積、d:ギャップ)で表される。
小さくるほど大きくなる。すなわち、R画素の場合、ギ
ャップd1が最も大きく、画素容量Clcが最も小さく
なるため、レベルシフト電圧ΔVが最も大きくなる。一
方、B画素の場合、ギャップd3が最も小さく、画素容
量Clcが最も大きくなるため、レベルシフト電圧ΔV
が最も小さくなる。
のカラー液晶表示装置では、R、G、Bの各画素のレベ
ルシフト電圧ΔVがこの順で小さくなり、フリッカー発
生の原因となってしまうという問題があった。この発明
の課題は、R、G、Bの各画素のレベルシフト電圧ΔV
をほぼ同じとすることである。
は、R、G、Bの各画素のカラーフィルタ要素の厚さが
異なることにより前記R、G、Bの各画素のギャップが
相違するカラー液晶表示装置において、前記R、G、B
の各画素の画像信号取込終了時のレベルシフト電圧ΔV
をほぼ同じとするレベルシフト電圧補正手段を備えてい
ることを特徴とするものである。請求項2に記載の発明
は、請求項1に記載の発明において、前記レベルシフト
電圧補正手段は、前記R、G、Bの各画素のギャップの
相違に対応して前記R、G、Bの各画素の補助容量が異
なるものであることを特徴とするものである。請求項3
に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記
R、G、Bの各画素の補助容量電極の面積が異なるもの
であることを特徴とするものである。請求項4に記載の
発明は、請求項2に記載の発明において、前記R、G、
Bの各画素の画素電極と走査線との重合面積が異なるも
のであることを特徴とするものである。請求項5に記載
の発明は、請求項1に記載の発明において、前記レベル
シフト電圧補正手段は、前記R、G、Bの各画素のギャ
ップの相違に対応して前記R、G、Bの各画素の画素容
量が異なるものであることを特徴とするものである。請
求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明におい
て、前記R、G、Bの各画素の画素電極の面積が異なる
ものであることを特徴とするものである。請求項7に記
載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記レベ
ルシフト電圧補正手段は、前記R、G、Bの各画素のギ
ャップの相違に対応して前記R、G、Bの各画素の寄生
容量が異なるものであることを特徴とするものである。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の発明におい
て、前記R、G、Bの各画素の薄膜トランジスタのチャ
ネル幅が異なるものであることを特徴とするものであ
る。そして、この発明によれば、R、G、Bの各画素の
画像信号取込終了時の画素電極電位のレベルシフト電圧
ΔVをほぼ同じとするレベルシフト電圧補正手段を備え
ているので、R、G、Bの各画素のレベルシフト電圧Δ
Vをほぼ同じとすることができる。
してのカラー液晶表示装置におけるアクティブ基板の一
部の透過平面図を示し、図2は図1のX−X線に沿う断
面図を示し、図3は図1のY−Y線に沿う部分における
対向基板を含む断面図を示したものである。
置では、アクティブ基板41とこのアクティブ基板41
の上方に位置する対向基板42とがほぼ方形枠状のシー
ル材(図示せず)を介して貼り合わされ、シール材と両
基板41、42との間に形成された空間に液晶43が封
入されたものからなっている。
板41上には複数の走査線44および複数の信号線45
がそれぞれ行方向および列方向に延びて設けられてい
る。両線44、45の各交点近傍には、両線44、45
に接続された薄膜トランジスタ46およびこの薄膜トラ
ンジスタ46によって駆動される画素電極47がマトリ
クス状に配置されている。また、画素電極47を挾んで
走査線44とは反対側に補助容量線48が画素電極47
と重ね合わされて行方向に延びて設けられている。
構造について、図2を参照して説明する。アクティブ基
板41の上面(対向基板42との対向面)の所定の個所
にはゲート電極51を含む走査線44が設けられ、他の
所定の個所には補助容量線48が設けられ、その上面全
体にはゲート絶縁膜52が設けられている。
真性アモルファスシリコンからなる半導体薄膜53が設
けられている。半導体薄膜53の上面ほぼ中央部にはチ
ャネル保護膜54が設けられている。チャネル保護膜5
4の上面両側およびその両側における半導体薄膜53の
上面にはn型アモルファスシリコンからなるコンタクト
層55、56が設けられている。
電極57が設けられている。他方のコンタクト層56の
上面およびゲート絶縁膜52の上面の所定の箇所にはド
レイン電極58を含む信号線45が設けられている。
2、半導体薄膜53、チャネル保護膜54、コンタクト
層55、56、ソース電極57およびドレイン電極58
により、薄膜トランジスタ46が構成されている。
膜52の上面全体には平坦化膜59が設けられている。
平坦化膜59のソース電極57の所定の箇所に対応する
部分にはコンタクトホール60が設けられている。平坦
化膜59の上面の所定の個所にはITOからなる画素電
極47が設けられている。画素電極47はコンタクトホ
ール60を介してソース電極57に接続されている。
して説明する。対向基板42の下面(アクティブ基板4
1との対向面)の各所定の個所にはブラックマトリクス
61およびR、G、Bのカラーフィルタ要素62R、6
2G、62Bが設けられている。このうちカラーフィル
タ要素62R、62G、62Bは、対応する画素電極4
7に対向して設けられている。
ルタ要素62R、62G、62Bの下面にはITOから
なる共通電極63が設けられている。そして、画素電極
47とこれに対向配置された共通電極63とその間の液
晶43とによって画素容量部が形成されている。この場
合、画素電極37の面積は同じであるので、画素容量部
の画素容量は同じである。
8のうちの画素電極47と重ね合わされた部分は補助容
量電極48aとなっている。そして、この重ね合わされ
た部分によって補助容量部が形成されている。この場
合、図3に示すカラーフィルタ要素62R、62G、6
2Bにそれぞれ対応する画素電極47と重ね合わされた
補助容量電極48aの各面積は、この順で、その各線幅
が小さくなっていることにより、小さくなっている。従
って、補助容量部の補助容量はR、G、Bの順で小さく
なっている。
2G、62Bの厚さは、R、G、Bの波長別に液晶43
の透過光強度が異なるため、これを補正する目的から、
互いに異なっている。すなわち、カラーフィルタ要素6
2R、62G、62Bの各厚さはこの順で厚くなってい
る。
G、62Bに対応する各画素電極47は、平坦化膜59
上に設けられているため、同一の平面上に配置されてい
る。従って、R、G、Bの各画素のギャップd1、d
2、d3はこの順で小さくなっている。
価回路を示したものである。符号71は画素容量部、7
2は補助容量部、73は薄膜トランジスタ46のゲート
電極51とソース電極57との間の寄生容量部を示す。
この場合、画素容量部31の薄膜トランジスタ46に接
続されない側の電極である共通電極63と、補助容量部
32の薄膜トランジスタ46に接続されない側の電極で
ある補助容量電極48aは、共通電源(電圧Vcom)
74に接続されている。
電圧の波形を示し、図5(b)は走査線44に印加され
る走査電圧(ゲートパルス)を示したものである。そし
て、画素容量部71の画素容量をClcとし、補助容量
部72の補助容量をCsとし、寄生容量部73の寄生容
量をCgsとすると、ゲートパルスがオフし、各画素の
画像信号取込が終了した時点で、画素電極電位Vsig
に次の式で求められるレベルシフト電圧ΔVが生じる。 ΔV=(Cgs)/(Cgs+Clc+Cs)
に印加される信号電圧の極性に関係なく、常に画素電極
電位VsigをΔVだけ下げることになる。そこで、共
通電極63の電位Vcomを信号線45の中心電位Vc
に対してこのレベルシフト電圧ΔVの分だけ低く設定す
ると、液晶43に印加される電圧が正負ほぼ対称な波形
となり、基本的には、フリッカーを防止することができ
る。
素62R、62G、62Bの各厚さがこの順で厚くなっ
ているため、R、G、Bの各画素のギャップd1、d
2、d3がこの順で小さくなっている。また、画素容量
Clcはε・S/d(ε:液晶誘電率、S:画素電極面
積、d:ギャップ)で表される。従って、画素容量Cl
cは、ギャップdが小さくなるほど大きくなる。
2R、62G、62Bにそれぞれ対応する画素電極47
と重ね合わされた補助容量電極48aの各面積はこの順
で小さくなっている。従って、補助容量Csは、補助容
量電極48aの面積が小さくなるほど小さくなる。
Clc1、Clc2、Clc3とすると、Clc1<C
lc2<Clc3となる。また、R、G、Bの各画素の
補助容量をCs1、Cs2、Cs3とすると、Cs1>
Cs2>Cs3となる。そこで、Clc1+Cs1=C
lc2+Cs2=Clc3+Cs3となるように、補助
容量Csを補正すると、R、G、Bの各画素のレベルシ
フト電圧ΔVを同じとすることができる。従って、フリ
ッカーを低減することができる。
素容量Clcを補正する場合について、図6を参照して
説明する。図6では、R、G、B用の画素電極47の各
面積S1、S2、S3はこの順で小さくなっている。す
なわち、R用の画素電極47の右下角は切り欠かれてい
ないが、G用の画素電極47の右下角は小さく切り欠か
れ、B用の画素電極47の右下角はそれよりもやや大き
く切り欠かれている。この場合、補助容量電極48aの
面積は同じとなっている。
表されるので、ギャップdが小さくなるほど大きくなる
が、画素電極面積Sが小さくなるほど小さくなる。そこ
で、S1/d1=S2/d2=S3/d3となるよう
に、画素容量Clcを補正すると、R、G、Bの各画素
のレベルシフト電圧ΔVを同じとすることができる。従
って、フリッカーを低減することができる。
生容量Cgsを補正する場合について、図7を参照して
説明する。図7では、R、G、B用の画素電極47と走
査線44との各重合面積はこの順で大きくなっている。
この場合、補助容量電極48aの面積は同じとなってい
る。
膜トランジスタ46のゲート電極51とソース電極57
との間の寄生容量と、画素電極47と走査線44との重
合部間の寄生容量との合計値となる。このうち、薄膜ト
ランジスタ46のゲート電極51とソース電極57との
間の寄生容量は、R、G、Bの画素で同じである。一
方、画素電極47と走査線44との重合部間の寄生容量
は、その重合面積がR、G、Bの順で大きくなっている
ので、R、G、Bの順で大きくなっている。
(Cgs+Clc+Cs)であるから、画素容量Clc
がギャップd1、d2、d3の違いにより異なっても、
これを合計寄生容量Cgsの違いにより補正すると、
R、G、Bの各画素のレベルシフト電圧ΔVを同じとす
ることができる。従って、フリッカーを低減することが
できる。
生容量Cgsを別の方法で補正する場合について説明す
る。図示していないが、R、G、B用の各画素電極にそ
れぞれ接続された各薄膜トランジスタのチャネル幅をこ
の順で大きくする。すなわち、R、G、B用の各画素電
極にそれぞれ接続された各薄膜トランジスタのソース電
極のチャネル幅方向の長さをこの順で大きくする。
寄生容量Cgsはこの順で大きくなる。そこで、レベル
シフト電圧ΔV=Cgs/(Cgs+Clc+Cs)で
あるから、画素容量Clcがギャップd1、d2、d3
の違いにより異なっても、これを寄生容量Cgsの違い
により補正すると、R、G、Bの各画素のレベルシフト
電圧ΔVを同じとすることができる。すなわち、R、
G、Bの各画素の画素容量をClc1、Clc2、Cl
c3とし、R、G、Bの各画素の寄生容量CgsをCg
s1、Cgs2、Cgs3とするとき、Cgs1/(C
gs1+Clc1+Cs)=Cgs2/(Cgs2+C
lc2+Cs)=Cgs3/(Cgs3+Clc3+C
s)とする。これにより、フリッカーを低減することが
できる。
タ要素の透過率がR、G、Bの順に大きい場合とし、カ
ラーフィルタ要素R、G、Bの各厚さはこの順で厚くな
っている例で説明したが、この発明は、カラーフィルタ
要素R、G、Bの各厚さが上記とは異なる順序で厚くな
る場合にも適用可能である。また、上記実施形態1〜4
は、上述の如く、それぞれ、単独の形態を適用してもよ
いが、上記各実施形態1〜4を適宜に組合わせて適用し
てもよい。この場合の組合わせは、いずれか2つの実施
形態の組合わせであってもよく、またいずれか3つの実
施形態の組合わせであってもよく、さらに全部の実施形
態の組合わせであってもよい。
ば、R、G、Bの各画素の画像信号取込終了時の画素電
極電位のレベルシフト電圧ΔVをほぼ同じとするレベル
シフト電圧補正手段を備えているので、R、G、Bの各
画素のレベルシフト電圧ΔVをほぼ同じとすることがで
き、従ってフリッカーを低減することができる。
示装置におけるアクティブ基板の一部の透過平面図。
含む断面図。
回路を示す図。
に印加される電圧の波形等を示す図。
示装置におけるアクティブ基板の一部の透過平面図。
示装置におけるアクティブ基板の一部の透過平面図。
ティブ基板の一部の透過平面図。
を含む断面図。
示す図。
される電圧の波形等を示す図。
Claims (8)
- 【請求項1】 R、G、Bの各画素のカラーフィルタ要
素の厚さが異なることにより前記R、G、Bの各画素の
ギャップが相違するカラー液晶表示装置において、前記
R、G、Bの各画素の画像信号取込終了時のレベルシフ
ト電圧ΔVをほぼ同じとするレベルシフト電圧補正手段
を備えていることを特徴とするカラー液晶表示装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の発明において、前記レ
ベルシフト電圧補正手段は、前記R、G、Bの各画素の
ギャップの相違に対応して前記R、G、Bの各画素の補
助容量が異なるものであることを特徴とするカラー液晶
表示装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の発明において、前記
R、G、Bの各画素の補助容量電極の面積が異なるもの
であることを特徴とするカラー液晶表示装置。 - 【請求項4】 請求項2に記載の発明において、前記
R、G、Bの各画素の画素電極と走査線との重合面積が
異なるものであることを特徴とするカラー液晶表示装
置。 - 【請求項5】 請求項1に記載の発明において、前記レ
ベルシフト電圧補正手段は、前記R、G、Bの各画素の
ギャップの相違に対応して前記R、G、Bの各画素の画
素容量が異なるものであることを特徴とするカラー液晶
表示装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載の発明において、前記
R、G、Bの各画素の画素電極の面積が異なるものであ
ることを特徴とするカラー液晶表示装置。 - 【請求項7】 請求項1に記載の発明において、前記レ
ベルシフト電圧補正手段は、前記R、G、Bの各画素の
ギャップの相違に対応して前記R、G、Bの各画素の寄
生容量が異なるものであることを特徴とするカラー液晶
表示装置。 - 【請求項8】 請求項7に記載の発明において、前記
R、G、Bの各画素の薄膜トランジスタのチャネル幅が
異なるものであることを特徴とするカラー液晶表示装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007163250A Division JP4347366B2 (ja) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | アクティブマトリクス型カラー液晶表示装置 |
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