JP2005309450A

JP2005309450A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2005309450A
Application number: JP2005132178A
Authority: JP
Inventors: 裕 ▲高▼藤; Yutaka Takato
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-12-08
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2005-11-04
Anticipated expiration: 2020-10-12
Also published as: JP4843247B2

Abstract

【課題】高コントラストと高開口率とを両立させる。
【解決手段】活性層に結晶成長を促進して形成したポリシリコンを用いたＴＦＴを用いる。こうして、ＸＧＡ以上の高精細表示において、通常のフレーム周波数である７０Ｈzに対して倍速の１４０Ｈzでフレーム反転駆動を行う。さらに、ソースバスライン５９の延在方向に隣接する絵素電極５１,５２を、絵素電極５１長の１５％以下の所定間隔ｄで配列する。こうすることによって、絵素ピッチを１８μm×１８μmとした場合に、約１fＦ程度の隣接絵素電極間容量ＣＰＰ(Ｙ)を得ることができ、表示データの最大ピーク‐最小ピーク間電圧５Ｖに対して約２５０mＶ程度の電圧を加算した電圧を絵素電極５１に印加することができる。したがって、各絵素の開口率を犠牲にすることなく、液晶に十分な駆動電圧を印加して、ノーマリホワイトモードの表示において高コントラストを得ることができる。
【選択図】図７

Description

この発明は、薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)で駆動する所謂アクティブマトリックス駆動型の液晶表示装置に関し、特に小型のプロジェクション用に用いられる液晶表示装置に関する。

従来よりプロジェクション装置に使用されている小型のアクティブマトリックス駆動液晶表示装置における駆動システムの構成例を図１３に示す。また、駆動法の一例を図１７に模式的に示す。従来のプロジェクション装置に使用される小型のアクティブマトリックス駆動液晶表示装置においては、ドライバＬＳＩ(大規模集積回路)の接続ピッチを極めて小さくする必要があるため、一般にはポリシリコンＴＦＴを用いてドライバを一体集積化した所謂ドライバモノリシック型の液晶表示装置が用いられる。

その駆動は、図１３に示すように、表示すべきビデオデータ信号がアナログ信号で入力され、一旦Ａ/Ｄコンバータ１でデジタル信号に変換した後、処理部２によって、表示データ電圧に対し液晶の電気光学応答(すなわち、Ｖ‐Ｔカーブ)に合わせるためにガンマ補正を掛けたり、画面のフォーマット変換のためのスケーリング等の処理を行う。この処理後の信号は、Ｄ/Ａコンバータ３で再度アナログ信号に変換された後、複数のサンプルホールド回路４によって多相の並列信号に変換される。そうした後、多相化の相数に応じて周波数が「１/相数」に下げられ、線型増幅回路(図示せず)を経て液晶表示パネルのデータ駆動回路に供給される。

これ等のデータ信号は、上記データ駆動回路において、水平走査回路の出力によって制御されるアナログスイッチ(図示せず)の開閉によって、ソースバスラインが有する容量に順次ホールドされる。そして、このソースバスラインにホールドされたデータ信号は、１水平走査期間が終了するまで上記ソースバスラインにＴＦＴを介して接続された各絵素の容量に転送され、１水平走査期間が終了した後は上記絵素の容量にホールドされる。

一方、液晶の駆動においては、電気化学反応による配向膜や液晶の劣化防止あるいは焼き付き残像の防止のために、液晶に印加される電圧を交流にする必要がある。そのため、図１７(b)に示すように、１フレーム毎にビデオデータ信号の極性を切り換えて交流駆動を行う。その結果、ＴＦＴのオン/オフによって電位の定まる絵素電極とそれ等の中間電位に設定された対向電極との間に、フレーム毎に交互に極性が切り換る信号電圧が印加されるのである。

ところで、液晶は、実効値に対して応答するために、正負交互に印加される電圧波形が完全に対称であれば、光学的な応答はフレームが切り換る周波数(フレーム周波数)で応答する。ところが、波形が少しでも非対称であると、周波数がフレーム周波数の１/２である分周成分が生じる。そして、ＴＦＴの特性は正負が完全に対称ではなく、スイッチングによるフィードスルーによる直流電位のオフセットも生じる。そこで、これらの影響を相殺するように対向電極の電位を設定している。しかしながら、仮にあるデータ電圧に対して正負が完全に対称となるように調整したとしても、液晶の容量やＴＦＴの容量の非線型性あるいは線型増幅回路のゲインの正負非対称性やオフセットのために、全てのデータ電圧に対して完全に対称とすることは極めて困難であり、完全に対称にできたとしても経時変化によってずれると非対称になってしまう。

通常、フレーム周波数は６０Ｈz〜８５Ｈzでその１/２の成分は３０Ｈz〜４３Ｈzであり、人間の目にちらつき(フリッカ)として観測されるため表示品位が著しく損なわれる。これを避けるために、従来は、図１７(ａ)に示すように、液晶が点滅する周波数を疑似的に２倍にしてフリッカを見えなくする所謂ライン反転駆動を行っている。

しかしながら、上記従来のプロジェクション装置に使用される小型のアクティブマトリックス駆動液晶表示装置には、以下のような問題がある。すなわち、上記液晶表示装置の駆動法(図１７(ａ)に示す例では水平ライン反転駆動)では、フリッカを避けるために、隣接する絵素電極には逆極性の電圧が印加される。そのために、逆極性の電圧で挟まれる絵素電極の電極端付近では、当該絵素電極と対向電極との間の一様な電界(以下、縦電界と言う)が乱れ、横方向の電界(以下横電界と言う)成分が生じる。したがって、例えば、通常のＴＮ(ツイステッド・ネマティック)モードにおいては、プレティルトに応じて逆のプレティルト領域が生じ、偏光板をクロスニコルに設定したノーマリホワイトモードの場合には、プレティルト領域と逆プレティルト領域との境界およびその近傍において、黒表示時に光漏れする領域、および、表示データ電圧に対する液晶の電気光学応答(Ｖ‐Ｔカーブ)が高電圧側にずれる領域が生じ、コントラストが著しく低下する。また、偏光板をパラレルニコルに設定したノーマリブラックモードの場合には、横電界によって生じる上述の影響によって白レベルの透過率低下を来すのみならず、可視光全域で同じ旋光性が得られないため高コントラストおよび色に偏りの無い中性の黒を実現することが困難である。したがって、ＴＮモードにおける実用的な表示は、偏光板をクロスニコルに設定したノーマリホワイトモードに限られてしまう。

上記ノーマリホワイトモードにおいて十分な表示品位を得るには、上述した光抜けする領域やＶ‐Ｔカーブが高電圧側にずれる領域を遮光する必要がある。この光抜けする領域やＶ‐Ｔカーブが高電圧側にずれる領域の影響は、絵素端から概ね一定の領域を占めるために、特に絵素サイズが小さい場合に顕著になる。従来のプロジェクション装置に使用される小型のアクティブマトリックス駆動液晶表示装置等においては、駆動上の問題が生じ難いために当初ソースライン反転駆動が行われていた。ところが、絵素サイズが微細化するに連れて、上記遮光すべき領域が相対的に大きくなって開口率が著しく低下するという事態に至った。

表示部では、図１２に示すように、縦方向にはソースバスライン５だけが設けられているのに対して、横方向にはゲートバスライン６と絵素補助容量の共通配線７が設けられている。したがって、元々縦方向よりも横方向に光が透過しない領域が大きくなっている。そこで、この元々横方向に光が透過しない領域を上記遮光すべき領域として利用するために、駆動上の間題はあるが水平ライン反転駆動とし、上記遮光すべき領域８をソースバスライン５の延在方向に隣接する絵素９,９間に設けることによって開口率の低下を防止するようになってきている。

しかしながら、従来のプロジェクション装置に使用される小型のアクティブマトリックス駆動液晶表示装置等においては、更に絵素サイズが小さくなった場合には、上記絵素電極の上下端付近でコントラストが著しく低下する領域の更なる遮光が必要になるため、更に開口率を高めるのは極めて困難である。このような反転駆動に関わる問題解決の手段として、図１７(b)に示すように、ライン反転駆動等の空間反転表示を無くす駆動(以下、フレーム反転駆動と言う)を行うことで解決できる。

ところが、上記フレーム反転駆動では、光学的な応答はフレームが切り換る周波数(フレーム周波数)で応答する。ところが、波形が少しでも非対称であると、周波数がフレーム周波数の１/２である分周成分が生じる。上述したように、ＴＦＴの特性は正負完全に対称ではなく、全てのデータ電圧に対し完全に対称とすることは極めて困難であり、経時変化によってずれが生ずるために、波形は非対称となってしまう。

通常、フレーム周波数は６０Ｈz〜８５Ｈzであり、その１/２の成分は３０Ｈz〜４３Ｈzである。そして、この１/２の成分はフリッカとして観測されるため表示品位が著しく損なわれる。これを避けるため、フレーム周波数を約２倍に上げることによってフリッカを防止する方法が特開平９‐２０４１５９号公報(特許文献１)に開示されている。

しかしながら、上記従来のプロジェクション装置に使用される小型のアクティブマトリックス駆動液晶表示装置においては、上述のごとくドライバＬＳＩの接続ピッチを極めて小さくするために、ポリシリコンＴＦＴによるドライバモノリシック構造が採用されている。そして、ポリシリコンＴＦＴは、その特性が単結晶シリコンのトランジスタの特性に対して大幅に劣っているために高速動作に限度がある。そこで、従来のプロジェクション装置に使用される小型のアクティブマトリックス駆動液晶表示装置においては、動作周波数を下げるために、図１３に示すごとく、アナログのサンプルホールド回路４で多相の並列信号に変換して液晶表示パネル側のデータ駆動回路に供給している。例えば、ＸＧＡ(エクステンディット・ビデオ・グラフィックス・アレイ)の表示を行う場合には、ビデオ信号を１液晶表示装置当り１２相もの多数に分割し、液晶表示パネル側のデータ駆動回路によってＸＧＡの源データ信号の速度を１/１２まで落として動作させている。

従って、この状態においてフレーム周波数を２倍に上げてフリッカを防止する場合には、ビデオ転送レートを通常のレートにするためにビデオ信号を２４(＝１２×２)相に分割する必要がある。したがって、外部回路の規模を増加させてコストアップを招くばかりでなく、上記液晶表示パネルへの入力端子の接続数が増加し、水平駆動回路が複雑化することによって歩留の低下を招くという問題がある。また、フレーム反転駆動を行う場合には、ソースバスラインと表示絵素との間に寄生容量が存在し、開口率を高めるために上記補助容量の面積を小さくすると必然的に上記寄生容量の比率が増加してクロストークの発生が避けられず、画質の著しい低下を招くという問題がある。

一方、データドライバから供給される表示データ(ビデオ信号)の電圧に、上記データドライバのトランジスタの耐圧や消費電力の観点から制限がある。そのため、水平ライン反転駆動を行う場合には、上下に隣接する画素間の容量のために電圧ロスが生じ、より高い駆動電圧が必要となるため、液晶に印加される駆動電圧が不足し、特にノーマリホワイトモードの表示においては高コントラストを実現するのは困難であるという問題がある。

さらに、上記水平ライン反転駆動では、データドライバの構造が、水平走査回路の出力によって制御されるアナログスイッチによって、ビデオ信号を順次ソースバスラインが有する容量にホールドして行く構造である場合であって、ビデオ信号を多相に分割し周波数を落として並列に供給する駆動法を実行する場合においては、次のような問題がある。すなわち、通常、上記分割した多相のビデオ信号を同時にアナログスイッチによってサンプルするのであるが、左右の絵素間に容量結合がある場合には、同時にサンプルされる絵素ブロックと次にサンプルされる絵素ブロックとにおける互いに隣接する絵素のホールド電位が変動することになり、縦縞となって観測されるという問題がある。
特開平９‐２０４１５９号公報

そこで、この発明の課題は、高コントラストと高開口率とを両立させることが可能な液晶表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明は、駆動回路と表示部とを有するアクティブマトリックス駆動方式の液晶表示装置において、上記駆動回路は,１フレームの画面全体の全絵素に同一極性のデータを書き込むと共に,時間軸において互いに隣接するフレームには互いに極性が異なるデータを書き込むようになっており、上記表示部におけるソースバスラインの延在方向に隣接する絵素電極間には,当該隣接絵素電極の電極間容量,あるいは,ＴＦＴのドレインに接続されて当該隣接絵素電極の下部に絶縁膜を介して形成された導電性の遮光層と当該隣接絵素電極との重なり部分による容量が形成されていることを特徴としている。

上記構成によれば、上記フレーム反転駆動を行った場合に、表示部の絵素電極に、駆動回路から供給されるデータの電圧にソースバスラインの延在方向に隣接する絵素電極間の容量に応じた電圧を加算した電圧が印加される。こうして、従来の液晶表示装置よりも低い電圧のデータで同一のコントラストが得られる。あるいは、各絵素の開口率を犠牲にすることなく液晶に十分な駆動電圧が印加されて高コントラストが得られる。

また、この発明の液晶表示装置は、上記ソースバスラインの延在方向に隣接する絵素電極間のスペースを,当該絵素電極におけるソースバスラインの延在方向への長さの概１５％以下とすることによって、当該隣接絵素電極の電極間容量を得ることが望ましい。

上記構成によれば、上記ソースバスラインの延在方向に隣接する絵素電極間のスペースがソースバスラインの延在方向への長さの概１５％以下であるため、上記絵素電圧への印加電圧に加算するに十分な電圧が得られるだけの結合容量が得られる。こうして、上記絵素電極間のスペースを調整するだけの簡単な方法で、各絵素の開口率を犠牲にすることなく高コントラストが得られる。

また、この発明の液晶表示装置は、上記ソースバスラインの延在方向に隣接する絵素電極間の容量を、寄生容量も含めた当該絵素電極に係る補助容量の０.５％以上且つ１０％以下にすることが望ましい。

上記構成によれば、上記ソースバスラインの延在方向に隣接する絵素電極間の容量が補助容量の０.５％以上であるため、上記絵素電圧への印加電圧に加算するに十分な電圧が得られるだけの容量が得られる。また、上記絵素電極間の容量が補助容量の１０％以下であるため、上記絵素電極間の容量のばらつきが上記加算電圧に与える影響が少ない。こうして、安定した電圧が上記絵素電圧への印加電圧に加算されて、各絵素の開口率を犠牲にすることなく高コントラストが得られる。

以上より明らかなように、この発明の液晶表示装置は、駆動回路がフレーム反転駆動を行うようになっており、上下方向に隣接する絵素電極間に、当該隣接絵素電極間の結合容量、または、ＴＦＴのドレインに接続されて当該隣接絵素電極の下部に絶縁膜を介して形成された導電性の遮光層と当該隣接絵素電極との重なり部分による容量を形成すれば、上記フレーム反転駆動を行った場合に、表示部の絵素電極に、表示品位を劣化させることなく、上記駆動回路から供給されるデータの電圧に上記隣接絵素電極間の容量に応じた電圧を加算した電圧を印加できる。したがって、従来の液晶表示装置よりも低い電圧のデータで同一のコントラストを得ることができる。あるいは、各絵素の開口率を犠牲にすることなく液晶に十分な駆動電圧を印加して高コントラストを得ることができる。

すなわち、この発明によれば、上記ＴＦＴの耐圧や消費電力の観点からデータ信号のレベルに課せられた制限のために液晶に印加される駆動電圧が不足するノーマリホワイトモードの表示において、不足する駆動電圧を補って高コントラストを得ることができる。

また、この発明の液晶表示装置は、上記上下方向に隣接する絵素電極間のスペースを当該絵素電極における上下方向の長さの概１５％以下とすることによって当該隣接絵素電極間の結合容量を得るようにすれば、上記絵素電圧への印加電圧に加算するに十分な電圧が得られるだけの結合容量を得ることができる。したがって、上記絵素電極間のスペースを調整するだけの簡単な方法で、各絵素の開口率を犠牲にすることなく高コントラストを得ることができる。

また、この発明の液晶表示装置は、上記上下方向に隣接する絵素電極間の容量を、寄生容量も含めた当該絵素電極に係る補助容量の０.５％以上且つ１０％以下にすれば、上記絵素電圧への印加電圧に加算するに十分な電圧が得られるだけの上記容量を得、且つ、上記絵素電極間の容量のばらつきが上記加算電圧の変動(液晶の透過率の変動)に与える影響を少なくできる。したがって、安定し且つ十分な電圧を上記絵素電圧への印加電圧に加算することができる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
（第１参考例）
上述したように、ポリシリコンＴＦＴは、その特性が単結晶シリコンのトランジスタの特性に対して大幅に劣っているために高速動作に限度がある。そこで、本参考例においては、Ｎi,Ｐt,Ｓn,Ｐdのうち少なくとも１つをアモルファスシリコン(ａ‐Ｓi)膜に添加し、結晶生成長を促進して形成したポリシリコンを活性層に持つＴＦＴを形成する。そして、このＴＦＴを用いて駆動回路一体型パネルを構成することによって、従来のポリシリコンＴＦＴ用いた駆動回路一体型パネルの２倍以上の動作速度を実現し、フレーム周波数を約２倍に上げてフリッカの防止を図るのである。

図１は、本参考例における液晶表示装置の表示絵素部に用いられるＴＦＴの要部断面図である。このＴＦＴは、以下のような手順によって作成される。

先ず、絶縁基板１１上全面にａ‐Ｓi膜１２を堆積した後、Ｓi表面を親水性としそれをコントロールするために表面に薄い酸化膜を形成し、その上に酢酸Ｎi水溶液をスピンコートする。次に、６００℃で約１２時間固相成長を行って、ａ‐Ｓi膜１２を多結晶Ｓiに結晶化し、その多結晶Ｓi層上にＳiＯ₂膜を堆積し、デバイスの活性領域を形成する部分以外の上記酸化膜及びＳiＯ₂膜を除去する。

次に、残った上記ＳiＯ₂膜をマスクにして高濃度のＰ⁺イオンを注入し(１５ｋeＶ，５×１０¹⁵cm^-2)、６００℃で１２時間熱処理を行う。その後、上記ＳiＯ₂膜をマスクとしてＰ⁺イオン注入領域の多結晶Ｓi膜を除去し、その後再度多結晶Ｓi膜１２上全面にＳiＯ₂膜を堆積し、塩酸を含む９５０℃の酸化雰囲気中で約１時間の酸化処理を行って、多結晶Ｓi膜１２中の残留金属原子を除去する。次に、多結晶Ｓi膜１２上の上記ＳiＯ₂膜を除去し、デバイスの活性領域となる部分を残し不要な多結晶Ｓi膜１２を除去する。以後、通常のよく知られたポリシリコンＴＦＴ形成プロセスと同様のプロセスによって、順次ゲート酸化膜１３,ゲート電極１４,絵素補助電極容量の共通配線１５を形成した後、多結晶Ｓi膜１２にＰ⁺イオンおよびＢ⁺イオンを注入する。そして、さらにＳiＯ₂膜およびＢＰＳＧ(ボロ・ホスホ・シリケートグラス)平坦化膜１６,コンタクトホール１７,金属(ＡlＳi)配線１８,ＳiＮx膜１９およびＳiＯ₂膜２０から成る層間絶縁膜,ビアホール２１,遮光膜２２,層間絶縁膜２３,絵素コンタクトホール２４,透明絵素電極２５を順次形成する。こうして、本参考例の液晶表示装置における駆動回路および表示部に用いられるＴＦＴが形成される。

こうして得られたＴＦＴは、従来の高温ポリシリコンＴＦＴの移動度が約１００cm²/Ｖ・secであるのに対して約２倍〜２.５倍の移動度を有している。また、図２に示すように、上述のようにして作成されたＴＦＴをドライバ２６,２７および液晶表示部２８に用いて、駆動回路一体型パネル２９を構成した。そして、図３(a)に示すような１２０Ｈzのフレームレートのノンインターレース走査において、ビデオ信号を１２相の並列信号に変換し、元のビデオ信号の１/６の周波数で駆動回路一体型パネル２９を動作させてＸＧＡの表示を行った場合に、安定して動作すると共に、フリッカの無い明るい均一な表示が得られた。

これに対して、従来の高温ポリシリコンＴＦＴを用いて構成した駆動回路一体型パネルの場合には、図３(b)に示すような６０Ｈzのフレームレートのノンインターレース走査において、ビデオ信号を１２相の並列信号に変換し、元のビデオ信号の１/１２の周波数で当該駆動回路一体型パネルを動作させた場合には、安定した動作が得られた。ところが、図３(a)に示すような１２０Ｈzのフレームレートのノンインターレース走査においては、動作しないかあるいは動作しても駆動回路の動作が安定せず、サンプリングのタイミングが狂って正常な表示は得られなかった。

このように、本参考例においては、ａ‐Ｓi膜１２にＮiを添加することによって結晶生成長を促進して多結晶Ｓiに結晶化して活性層を形成している。その結果、従来の高温ポリシリコンＴＦＴの約２倍〜２.５倍の移動度を有するＴＦＴを得ることができる。したがって、このＴＦＴを用いて駆動回路一体型パネル２９を構成することによって、従来のポリシリコンＴＦＴ用いた駆動回路一体型パネルの２倍以上の動作速度を実現することができる。

すなわち、本参考例における駆動回路一体型パネル２９によれば、フレーム反転駆動を行うに際して、フレーム周波数を約２倍に上げてフリッカの防止を図って、高品位な表示を得ることができるのである。その場合に、フレーム周波数の倍速化はデータドライバ２６の高速化によって行っている。したがって、フレーム周波数の倍速化のために外部回路の規模を増加させたり、水平駆動回路を複雑化することはなく、歩留の低下やコストアップを招くことはないのである。

尚、上記参考例においては、上記多結晶Ｓi膜の結晶生成長を促進するためにａ‐Ｓi膜１２にＮiを添加しているが、この発明はこれに限定されるものではなく、Ｎi,Ｐt,Ｓn,Ｐdのうち少なくとも１つを添加すれば、多結晶Ｓi膜の結晶生成長を促進できる。また、上記参考例においては、ａ‐Ｓi膜１２を多結晶Ｓiに結晶化した後に高濃度のＰ⁺イオンを注入し、熱処理することによってＮi原子を除去しているが、他の方法、例えば塩酸酸化によって濃度を低減するようにしても差し支えない。

（第２参考例）
本参考例においては、９５０℃以上の酸化工程によって、結晶生成長を促進して形成されたポリシリコンから成る活性層を有するＴＦＴを形成する。そして、このＴＦＴを用いて駆動回路一体型パネルを構成することによって、従来のポリシリコンＴＦＴを用いた駆動回路一体型パネルの２倍以上の動作速度を実現し、フレーム周波数を約２倍に上げてフリッカの防止を図るのである。

本参考例における液晶表示装置の表示絵素部に用いられるＴＦＴは、図１と同様の要部断面を有している。このＴＦＴは、以下のような手順によって作成される。尚、以下の説明においては、図１と同じ番号を用いて行う。

先ず、絶縁基板１１上全面にａ‐Ｓi膜１２を堆積した後、６００℃で約１２時間熱処理を行って多結晶Ｓi膜を固相成長させる。その後、９５０℃以上の酸化雰囲気中で約３０分酸化処理を行って、上記多結晶Ｓi膜の結晶生成長を促進させる。次に、デバイスの活性領域となる部分を残し不要な多結晶Ｓi膜１２を除去する。以後、通常のよく知られたポリシリコンＴＦＴ形成プロセスと同様のプロセスによって、順次ゲート酸化膜１３,ゲート電極１４,絵素補助電極容量の共通配線１５を形成した後、多結晶Ｓi膜１２にＰ⁺イオンおよびＢ⁺イオンを注入する。そして、さらにＳiＯ₂膜およびＢＰＳＧ平坦化膜１６,コンタクトホール１７,金属(ＡlＳi)配線１８,ＳiＮx膜１９およびＳiＯ₂膜２０から成る層間絶縁膜,ビアホール２１,遮光膜２２,層間絶縁膜２３,絵素コンタクトホール２４,透明絵素電極２５を順次形成する。こうして、本参考例の液晶表示装置における駆動回路および表示部に用いられるＴＦＴが形成される。

このように、本参考例においては、上記多結晶Ｓi膜を９５０℃以上の酸化雰囲気中で約３０分酸化処理を行うことによって上記活性層を形成している。その結果、従来の高温ポリシリコンＴＦＴの約２倍〜２.５倍の移動度を有するＴＦＴを得ることができる。したがって、このＴＦＴを用いて駆動回路一体型パネル２９を構成することによって、従来のポリシリコンＴＦＴ用いた駆動回路一体型パネルの２倍以上の動作速度を実現することができる。

尚、上記参考例においては、上記多結晶Ｓi膜の結晶生成長を促進するために多結晶Ｓi膜を９５０℃以上で酸化処理を行っているが、この発明はこれに限定されるものではなく、概９５０℃以上で、より高温であればよい。

（第３参考例）
本参考例においては、５気圧以上のドライＯ₂あるいは水蒸気を含む雰囲気下での高圧酸化工程によって、結晶生成長を促進して形成したポリシリコンから成る活性層を有するＴＦＴを形成する。そして、このＴＦＴを用いて駆動回路一体型パネルを構成することによって、従来のポリシリコンＴＦＴを用いた駆動回路一体型パネルの２倍以上の動作速度を実現し、フレーム周波数を約２倍に上げてフリッカの防止を図るのである。

先ず、絶縁基板１１上全面にａ‐Ｓi膜１２を堆積した後、６００℃で約１２時間熱処理を行って多結晶Ｓi膜を固相成長させる。その後、６００℃で１×１０⁵Ｐa以上の圧力のドライＯ₂あるいは水蒸気を含む雰囲気下で、約３０分高圧酸化処理を行い、上記多結晶Ｓi膜の結晶生成長を促進させる。次に、デバイスの活性領域となる部分を残し不要な多結晶Ｓi膜１２を除去する。以後、通常のよく知られたポリシリコンＴＦＴ形成プロセスと同様のプロセスによって、順次ゲート酸化膜１３,ゲート電極１４,絵素補助電極容量の共通配線１５を形成した後、多結晶Ｓi膜１２にＰ⁺イオンおよびＢ⁺イオンを注入する。そして、さらにＳiＯ₂膜およびＢＰＳＧ平坦化膜１６,コンタクトホール１７,金属(ＡlＳi)配線１８,ＳiＮx膜１９およびＳiＯ₂膜２０から成る層間絶縁膜,ビアホール２１,遮光膜２２,層間絶縁膜２３,絵素コンタクトホール２４,透明絵素電極２５を順次形成する。こうして、本参考例の液晶表示装置における駆動回路および表示部に用いられるＴＦＴが形成される。

このように、本参考例においては、上記多結晶Ｓi膜を１×１０⁵Ｐa以上の圧力のドライＯ₂あるいは水蒸気を含む雰囲気下で酸化処理を行うことによって上記活性層を形成している。その結果、従来の高温ポリシリコンＴＦＴの約２倍〜２.５倍の移動度を有するＴＦＴを得ることができる。したがって、このＴＦＴを用いて駆動回路一体型パネル２９を構成することによって、従来のポリシリコンＴＦＴ用いた駆動回路一体型パネルの２倍以上の動作速度を実現することができる。

尚、上記参考例においては、上記多結晶Ｓi膜の結晶生成長を促進するために多結晶Ｓi膜を１×１０⁵Ｐa以上の圧力のドライＯ₂または水蒸気を含む雰囲気下で酸化処理を行っているが、この発明はこれに限定されるものではなく、５気圧以上のドライＯ₂あるいは水蒸気を含む雰囲気下であればよい。

（第４参考例）
図４は、本参考例の液晶表示装置における表示絵素部のレイアウトを模式的に示す。本参考例においては、各絵素に用いるＴＦＴを、上記第１〜第３参考例と同様に、活性層に結晶生成長を促進して形成したポリシリコンを用いて従来のポリシリコン膜ＴＦＴの倍速を実現するＴＦＴとする。図４では、絵素補助容量の共通配線３１とゲートバスライン３２との間のスペースに従来形成していた遮光パターンを形成しないで光が透過するようにしている。尚、３３はコンタクトホール、３５は金属配線、３６は絵素コンタクトホール、３７は絵素電極である。

上記構成の表示絵素部における絵素のピッチは１８μm×１８μmであり、開口率は約５５％である。これに対して、図１２に示す従来の同一サイズの絵素構造を有する液晶表示装置における開口率は約４２％である。

本参考例における液晶表示装置は、以下のような駆動方法によって駆動する。すなわち、本参考例における液晶表示装置は、通常のフレーム周波数に対して倍速のフレーム周波数でフレーム反転駆動を行うのである。例えば、ＸＧＡ表示において、ビデオ信号を１２相に分割して並列に供給する場合には、上記ビデオ信号の一つのデータ当りのドットクロックの周波数を、通常の７０Ｈzフレームレートにおける６.２５ＭＨz(＝７５ＭＨz/１２)の２倍である１２.５ＭＨzとするのである。但し、上記７５ＭＨzは、ＸＧＡ表示における７０Ｈzフレームレート時におけるビデオ転送レートである。

こうして、フレーム反転駆動を行うことによって、隣接する絵素に同極性の電圧が印加されるため横電界が発生することがなく、ノーマリホワイトモードの場合に黒表示において光漏れが生じてコントラストが低下することはない。したがって、コントラスト低下要因を回避でき、高コントラストで均一な表示を行うことができる。

その際に、フレーム周波数は、通常のフレーム周波数である７０Ｈzに対して倍速の１４０Ｈzである。したがって、データ電圧の非対称性や、ＴＦＴ特性の非対称性や、データ電圧の経時変化等に起因して、データ信号の波形が非対称となって１/２の分周成分が生じたとしても、その分周成分の周波数は略７０Ｈzである。したがって、上記分周成分がフリッカとして観測されることはないのである。尚、ここでは１４０Ｈzのフレーム周波数で動作させた場合にフリッカは全く観測されなかったのであるが、フレーム周波数を１００Ｈzとしても問題はなかった。更に、フレーム周波数を８０Ｈzに落すと、わずかにフリッカが認められた。しかしながら、これは、表示を実用にならない程損なうものではないが、多少表示品位が損なわれる。

以上のことから、本参考例においては、実用上のフレーム周波数の下限を概１００Ｈzと規定している。尚、１００Ｈzというフレーム周波数は、従来の高温ポリシリコンＴＦＴでは実現できなかった数値であり、且つ、表示品位を損なわないための１つの目安の数値であるが、この１００Ｈzを多少下回ったとしても本参考例に該当しないわけではないので、上述のごとく概１００Ｈzと表現している。以上のことは、本参考例だけではなく、上記第１参考例〜第３参考例と、後に述べる第５参考例および実施の形態についても同様に言えることである。

一方、従来の水平ライン反転駆動を行った場合には、開口部に液晶分子が逆向きに立ち上がる逆ティルトドメインが生じる。また、ソースバスライン方向に隣接する絵素間に存在する強い横電界のため、液晶分子が完全に立ち上がらない領域が生じる。そのために、ノーマリホワイトモードの場合は、黒表示においてドメイン境界と液晶分子が完全に立ち上がらない領域とで光漏れが生じ、コントラストが大幅に低下した。

従来の高温ポリシリコンＴＦＴを用いて構成した駆動回路一体型パネルの場合には、安定に動作する水平ライン反転駆動を行った場合、図中上下(以下、単に上下と言う)に隣接する絵素電極近傍で、ノーマリホワイトモードの黒表示において、液晶のドメイン境界及び横電界によって液晶分子が完全に立ち上がらない領域が生じ、広い範囲で光漏れが生ずる。通常、開口率の低下を避けるために、絵素補助容量共通配線とゲートバスラインとを上記光漏れが生ずる領域に設けるのであるが、それでもそれらの配線近傍の広い範囲を遮光しないとコントラストが低下する。特に、絵素補助容量共通配線とゲートバスラインとの間は光漏れの大きな領域となるために、この間に遮光膜を形成しないとコントラストが大幅に低下してしまうのである。

すなわち、本参考例における駆動回路一体型パネルによれば、活性層に結晶生成長を促進して形成したポリシリコンを用いたＴＦＴを用いている。したがって、通常のフレーム周波数である略６０Ｈzに対して倍速のフレーム反転駆動を行うことができる。その結果、フレーム反転駆動を行うことによってソースバスライン方向に隣接する絵素間に横電界が発生することがなく、ノーマリホワイトモードの場合に黒表示において光漏れが生じてコントラストが低下することはない。したがって、遮光パターンを削除して高開口率を得ることができる。さらに、倍速のフレーム周波数での駆動を行うことによってフリッカを防止できるのである。

尚、上述の説明においては、７０ＨzフレームレートによるＸＧＡ表示を倍速で行うために、一つのデータ当りのドットクロックの周波数を１２.５ＭＨzにしている。しかしながら、この発明は、上記周波数に限定されるものではなく、ＸＧＡで１２相展開というのも経済的にコストと性能とが許す範囲で調節は可能である。

（第５参考例）
上記各参考例においては、フリッカを防止するめに２倍速のフレーム反転駆動を行うようにしている。したがって、従来の水平ライン反転駆動においては特に問題とはならなかった以下のような問題が発生する。

すなわち、上記フレーム反転駆動においては、ソースバスラインと絵素電極との間に寄生容量が存在する。そして、特にプロジェクション装置に使用されるような小型のアクティブマトリックス駆動液晶表示装置においては、絵素サイズが２５μm×２５μm以下になるため、開口率を確保する場合には、絵素補助容量の面積を増やしたり、絵素電極とソースバスラインとの間にスペースを取ることができない。したがって、相対的に絵素補助容量に対する絵素電極‐ソースバスライン間容量の値が大きくなる。

そうすると、図５に示すように、ｎ行目の絵素電極への書込完了時点ｔ_n以降の時間において、ｎ行目の絵素電極とｋ列ソースバスラインとの間の容量に起因して、(ｎ行ｋ列)絵素電位がｋ列目データにおける(ｎ＋１)行目以降の電位の影響を受けて変動してしまう。そのために、フレーム反転駆動の場合には、縦方向のクロストークが生じて表示品位が低下するという問題が生ずるのである。尚、水平反転駆動の場合は、ｋ列目データにおけるｎ行目の電位と(ｎ＋１)行目の電位とは極性が反転するためそれらの影響は平均化され、殆ど問題にはならないのである。

図６は、本参考例の液晶表示装置における表示絵素部のレイアウトを模式的に示す。本参考例においては、各絵素に用いるＴＦＴ(ゲートバスライン４４とソースバスライン４２との交差部に形成されている)を、上記第１〜第３参考例と同様に、活性層に結晶成長を促進して形成したポリシリコンを用いて従来のポリシリコン膜ＴＦＴの倍速を実現するＴＦＴとする。そして、金属等の導体で形成されて静電シールド機能を有する遮光パターン層４１(図１における遮光膜２２に相当)を、ソースバスライン４２の上側であって絵素電極４９の縁部の下側に層間絶縁膜(図１における層間絶縁膜２３に相当)を介して設けている。尚、４３は絵素補助容量の共通電極、４５はコンタクトホール、４６はビアホール、４７は金属配線、４８は絵素コンタクトホールである。

上記構成の表示絵素部における絵素のピッチは１８μm×１８μmであり、開口率は第４参考例に比してゲートバスライン４４と絵素補助容量の共通電極４３との間の遮光パターン層４１の分だけ小さく約５３％である。これに対して、図１２に示す従来の同一サイズの絵素構造を有する液晶表示装置における開口率は約４２％である。

そして、上記遮光パターン層４１の電位を所定電位に拘束することによって、ソースバスライン４２と絵素電極４９との間の容量の影響を軽減でき、実用上全く縦方向のクロストークが認められないようにできるのである。

本参考例における液晶表示装置は、第４参考例の場合と同様に、ＸＧＡ表示において、通常のフレーム周波数である７０Ｈzに対して倍速の１４０Ｈzでフレーム反転駆動を行う。こうして、フレーム反転駆動を行うことによって、隣接する絵素に同極性の電圧が印加されるため横電界が発生することがなく、ノーマリホワイトモードの場合に黒表示において光漏れが生じてコントラストが低下することはない。したがって、コントラスト低下要因を回避でき、高開口率でありながら高コントラストで均一な表示を行うことができる。

その際に、フレーム周波数は、通常のフレーム周波数である７０Ｈzに対して倍速の１４０Ｈzである。したがって、データ電圧の非対称性や、ＴＦＴ特性の非対称性や、データ電圧の経時変化等に起因して、データ信号の波形が非対称となって１/２の分周成分が生じても、その分周成分の周波数は７０Ｈzである。したがって、上記分周成分がフリッカとして観測されることはないのである。さらに、遮光パターン層４１の機能によって、ソースバスライン４２と絵素電極４９との間の容量の影響が軽減され、縦方向のクロストークを防止できる。

一方、従来の水平ライン反転駆動を行った場合には、開口部に液晶分子が逆向きに立ち上がる逆ティルトドメインが生じる。また、ゲートバスライン４４の延在方向に隣接する絵素間に存在する強い横電界のため、液晶分子が完全に立ち上がらない領域が生じる。そのために、ノーマリホワイトモードの場合は、黒表示においてドメイン境界と液晶分子が完全に立ち上がらない領域とで光漏れが生じて、コントラストが大幅に低下した。

従来の高温ポリシリコンＴＦＴを用いて構成した駆動回路一体型パネルの場合には、安定に動作する水平ライン反転駆動を行うに際して、静電シールド機能を有する遮光パターン層をソースバスラインの上側に設けた絵素構造をとっても、ノーマリホワイトモードの黒表示において、ドメイン境界と液晶分子が完全に立ち上がらない領域とで光漏れが生ずる。したがって、コントラストが大幅に低下してしまう。あるいは、光漏れを防止するために光漏れが生ずる領域を遮光すると、大幅に開口率が低下してしまうのである。

すなわち、本参考例における駆動回路一体型パネルによれば、活性層に結晶成長を促進して形成したポリシリコンを用いたＴＦＴを用いている。したがって、ＸＧＡ表示において、通常のフレーム周波数である７０Ｈzに対して倍速の１４０Ｈzでフレーム反転駆動を行うことができ、フレーム反転駆動を行うことによる隣接絵素間の横電界に起因する光漏れの防止とフレーム周波数１４０Ｈzでの駆動によるフリッカの防止とを行うことができる。

さらに、本参考例においては、静電シールド機能を有する遮光パターン層４１をソースバスライン４２と絵素電極４９との間に設けている。したがって、遮光パターン層４１の電位を所定電位に拘束することによって、ソースバスライン４２と絵素電極４９との間の容量の影響を軽減でき、縦方向のクロストークを防止できる。

すなわち、本参考例によれば、上記ソースバスライン４２と絵素電極４９との間の容量の影響を殆ど無くすことができる。したがって、絵素サイズが２５μm×２５μm以下になっても、絵素補助容量に対する絵素電極４９‐ソースバスライン４２間容量の値を大きくすることなく開口率を確保することができる。つまり、絵素ピッチが１８μm×１８μm程度の高品位高精細な画像を表示できるプロジェクション装置に最適な小型なアクティブマトリックス駆動液晶表示装置を容易に実現できるのである。

＜実施の形態＞
上述したように、データドライバから供給される表示データ(ビデオ信号)の電圧に、上記データドライバのトランジスタの耐圧や消費電力の観点から制限がある。従って、アクティブマトリックス駆動液晶表示装置に対して水平ライン反転駆動を行う場合には、液晶に印加される駆動電圧が不足し、特にノーマリホワイトモードの表示においては高コントラストを実現するのは困難であるという問題がある。

そこで、本実施の形態においては、上記問題を解決するために、ソースバスライン方向に隣接する絵素電極間に、絵素補助容量に対して０.５％以上であり且つ１０％以下である容量を設ける。そして、２倍速のフレーム反転駆動を行うのである。

図７は、本実施の形態の液晶表示装置における表示絵素部のレイアウトを模式的に示す。本実施の形態においては、各絵素に用いるＴＦＴを、上記第１〜第３参考例と同様に、活性層に結晶生成長を促進して形成したポリシリコンを用いて従来のポリシリコン膜ＴＦＴの倍速を実現するＴＦＴとする。そして、ゲートバスライン５４を介して隣接する絵素電極５１,５２を、互いに対向する縁が所定間隔ｄを保つような形状に形成し配列している。ここで、所定間隔ｄは、絵素電極５１のソースバスライン５９の延在方向への大きさの１５％以下の長さである。そうすることによって、隣接する絵素電極５１,５２間の容量を、後に詳述するような加算電圧ΔＶを十分得ることができるように設定できるのである。尚、５３は絵素電極補助容量、５５はコンタクトホール、５６はビアホール、５７は金属配線、５８は絵素コンタクトホールである。

上記構成の表示絵素部における絵素のピッチは１８μm×１８μmであり、開口率は約５３％である。これに対して、図１２に示す従来の同一サイズの絵素構造を有する液晶表示装置における開口率は約４２％である。

本実施の形態における液晶表示装置は、第４および第５参考例の場合と同様に、ＸＧＡ表示において、通常のフレーム周波数である７０Ｈzに対して倍速の１４０Ｈzでフレーム反転駆動を行うのである。こうして、フレーム反転駆動を行うことによって、ノーマリホワイトモードの場合に黒表示において光漏れが生じてコントラストが低下することを防止できる。また、フレーム周波数を１４０Ｈzにすることによって、フリッカを防止できる。

さらに、上記水平反転駆動の場合には、データドライバ(図示せず)から供給される表示データ電圧に対して絵素電極５１に印加される実効値電圧が低下してしまい、コントラストが低下する。

ところが、上記フレーム反転駆動を行った場合には、上述のように、上記隣接する絵素電極５１,５２間に、絵素補助容量５３の容量(液晶や絵素電極５１に関する寄生容量を含む)に対して適切な大きさの容量を設けることによって、図８に示すように、上記データドライバから供給される表示データ(ビデオ信号)の電圧Ｖ_DATAに対して式(１)で表される所定電圧ΔＶを加算した電圧を、ｎ行目の絵素電極５１に印加することができるのである。

ΔＶ＝Ｖ_DATA(Ｐ‐Ｐ)×ＣＰＰ(Ｙ)
/(Ｃs＋Ｃlc＋Ｃsd＋ＣＰＰ(Ｙ)＋Ｃgd) …(１)

ここで、図８においては、上記Ｖ_DATA(Ｐ‐Ｐ)は、上記データドライバで供給される表示データ電圧の最大ピーク‐最小ピーク間の電圧値としているが、厳密に言えば(ｎ＋１)行目の絵素電極の電位変動分となる。但し、図８においては、上記表示データが一定レベルでフレーム反転しているので、Ｖ_DATA(Ｐ‐Ｐ)を表示データ電圧の最大ピーク‐最小ピーク間の電圧値として考えても殆ど問題はないのである。また、図９に示すように、上記ＣＰＰ(Ｙ)は隣接絵素電極５１,５２間の容量であり、上記Ｃsは絵素補助容量５３の容量であり、上記Ｃlcは液晶の容量であり、上記Ｃsdはソースバスライン５９‐絵素電極５１間の寄生容量であり、上記Ｃgdはゲートバスライン５４‐絵素電極５１間の寄生容量である。すなわち、式(１)の分母(Ｃs＋Ｃlc＋Ｃsd＋ＣＰＰ(Ｙ)＋Ｃgd)は絵素補助容量５３とその寄生容量の合計である。そして、上記式(１)から分るように、上記ＣＰＰ(Ｙ)が(Ｃs＋Ｃlc＋Ｃsd＋Ｃgd)の値に対してある適切な値を持つ場合に、大きなΔＶの値が得られるのである。

以下、ｎ行目の絵素電極のΔＶが加算されることについて、より具体的に説明する。ｎ行目の絵素電極に、例えば、正極性の電圧を印加する場合には、(ｎ＋１)行目の絵素電極に負極性の電圧が印加されており、その後、(ｎ＋１)行目の絵素電極には正極性の電圧が印加されるので、上記ＣＰＰ(Ｙ)を介してｎ行目の絵素電極の電位が正電位側に加算される方向に動く。また、ｎ行目の絵素電極に負極性の電圧を印加する場合にも、同様に考えれば、負電位側に加算される方向に動くのである。

本実施の形態においては、図１０に示すように、上記隣接絵素電極５１,５２間の容量ＣＰＰ(Ｙ)(＝ＣＰＰ(Ｙ)₁＋ＣＰＰ(Ｙ)₂)は、隣接絵素電極５１,５２の間隔が小さいために絵素補助容量５３の容量Ｃsに対して相対的に大きな結合容量を有し、具体的には、ＣＰＰ(Ｙ)は約１fＦであり、(Ｃs＋Ｃlc＋Ｃsd＋ＣＰＰ(Ｙ)＋Ｃgd)は約２０fＦである。その結果、Ｖ_DATA(Ｐ‐Ｐ)＝５Ｖに対して約２５０mＶの加算電圧ΔＶが得られた。

すなわち、本実施の形態の液晶表示装置によれば、同一の液晶材料、同一のセルパラメータ(配向膜,配向方向,セル厚等)で、従来の液晶表示装置よりも約２５０mＶ低い電圧の表示データで、同一のコントラストを得ることができるのである。

以上のごとく、本実施の形態における駆動回路一体型パネルによれば、活性層に結晶成長を促進して形成したポリシリコンを用いたＴＦＴを用いている。したがって、ＸＧＡ表示において、通常のフレーム周波数である７０Ｈzに対して倍速の１４０Ｈzでフレーム反転駆動を行うことができ、フレーム反転駆動を行うことによる隣接絵素間の横電界に起因する光漏れの防止と、フレーム周波数１４０Ｈzでの駆動によるフリッカの防止とを行うことができる。

さらに、本実施の形態においては、上記ソースバスライン５９の延在方向に隣接する絵素電極５１,５２を、絵素電極５１長の１５％以下の所定間隔ｄで配列している。したがって、上述のように絵素ピッチを１８μm×１８μmとした場合に、約１fＦ程度の隣接絵素電極間容量ＣＰＰ(Ｙ)を得ることができ、表示データの最大ピーク‐最小ピーク間電圧５Ｖに対して約２５０mＶ程度の電圧を加算した電圧を絵素電極５１に印加することができるのである。

すなわち、本実施の形態によれば、各絵素の開口率を犠牲にすることなく、液晶に十分な駆動電圧を印加して、ノーマリホワイトモードの表示において高コントラストを得ることができるのである。特に、この効果は絵素サイズが小さい程大きくなる。これは、通常のフォトリソグラフィでは、画素サイズが２０μm〜３０μmピッチ以下では画素間スペースが２μm〜３μm位に設定され、この条件下では、画素間スペースが上記ソースバスラインの延在方向の５％〜１５％となり、適切な加算電位が得られ、効果が大で且つ駆動法による開口率改善効果が得られるのである。勿論、この範囲以上の大きな画素に対して効果が無い訳ではなく、本実施の形態における効果は得られる。さらに、本実施の形態によれば、低駆動電圧と高コントラストとの両立が可能になる。一般に、液晶材料の改良によって駆動電圧を低減することは極めて困難である。特に、液晶の信頼性とはトレードオフの関係にあるため、この絵素構造による駆動電圧低減の効果は液晶の信頼性の問題を回避できる点からも非常に大きい。

尚、上記実施の形態においては、隣接する絵素電極５１,５２の間隔ｄを、絵素電極５１の長さの１５％以下にすることによって、隣接絵素電極５１,５２間の容量を絵素補助容量５３の容量Ｃsに対して適切な値にしている。しかしながら、より大きな絵素サイズで絵素間に大きなスベースが在る場合、あるいは、絵素補助容量５３の容量Ｃsの値が大きい場合には、図７および図１１に示すように、ＴＦＴ６０のドレイン配線６１の金属層に接続した導電性の遮光層６２を、絵素電極５１と隣接する絵素電極５２との間に絶縁膜(図示せず)を介して挟む。そして、遮光層６２と隣接絵素電極５１,５２との重なりを利用すれば、より大きな隣接絵素電極５１,５２間の容量ＣＰＰ(Ｙ)を得ることができるのである。

本実施の形態において、上記隣接する絵素電極５１,５２間の容量ＣＰＰ(Ｙ)は、絵素補助容量５３の容量Ｃsに対して０.５％以上且つ１０％以下であることが望ましい。これは、絵素補助容量５３の容量Ｃsに対して０.５％よりも小さい場合には、上記表示データの電圧Ｖ_DATAに対して十分な加算電圧ΔＶを得ることができないためである。また、絵素補助容量５３の容量Ｃsに対して１０％よりも大きい場合には、絵素電極５１,５２間の容量ＣＰＰ(Ｙ)のばらつきが、加算電圧ΔＶのばらつきとなり、結果的に液晶の透過率の変動として現れるためである。

ここで、上記アクティブマトリックス駆動液晶表示装置のデータドライバの構造が、水平走査回路の出力によって制御されるアナログスイッチによって、ビデオ信号を順次ソースバスラインが有する容量にホールドして行く構造であって、上記ビデオ信号を多相に分割し転送周波数を落として並列に供給する駆動方式の場合、つまり点順次駆動の多点同時サンプル駆動方式の場合の概要を、図１３においてｎ＝１２(ｎ：同時サンプル数)である場合を例に説明する。図１４は、Ｒ,Ｇ,Ｂ各色２つのサンプルホールド回路７２,７３を有する場合の駆動システムの構成例であり、データドライバ７４はＲ１色分で代表している。

Ｄ/Ａコンバータ７１から出力されたＲ,Ｇ,Ｂ各色のアナログビデオ信号のうちＲ色のアナログビデオ信号はサンプルホールド回路７２,７３に入力される。そして、図１５に示すように、両サンプルホールド回路７２,７３で６ドット分ずつ合計１２ドット分のアナログ信号がサンプリングされ、１２ドット分の期間保持される。そして、１２個の並列データとしてサンプルホールド回路７２,７３から出力されて、Ｒ色用のデータドライバ７４に入力される。こうして、Ｒ色用のデータドライバ７４に入力された１２個の並列データは、図１６に示すように、シフトレジスタでなる水平走査回路７５からの走査信号のパルスに同期して開閉する１２個のアナログスイッチ７６によって、１２本のソースバスライン７７に同時に転送される。

以後、上述の動作が順次繰り返されてデータドライバの動作が行われるのである。このように、多点同時サンプル駆動方式においては、複数ライン毎に１つのブロックとしてサンプリングされることになる。

ところで、上述した多点同時サンプル駆動方式のように、複数ライン毎に（つまり複数絵素毎に）１つのブロックとしてサンプルされる際に、水平ライン反転駆動を行う場合には、ゲートバスライン方向に隣接する絵素間に容量結合Ｃ_α,Ｃ_βがあると、同時にサンプリングされる絵素ブロックと次にサンプルされる絵素ブロックとにおける互いに隣接する絵素のホールド電位が変動し、縦縞となって観測されるという問題が生ずる。

その原因は、上記水平ライン反転駆動の場合は、同時にサンプルされる絵素ブロックにおける端の絵素電極の絵素電位のみが、隣接する絵素電極との容量結合あるいはソースバスラインとの容量結合によって、次にサンプルされる絵素ブロックの逆符号まで大きく変動する絵素電位の影響を受けるためである。以下、隣接する絵素電極との容量結合あるいはソースバスラインとの容量結合のことを、単に「隣接する絵素電極との容量結合」と記す。

しかしながら、上記実施の形態においてはフレーム反転駆動を行っている。したがって、同じ構造で同じ駆動方式のデータドライバを用いた場合でも、同時にサンプルされる絵素ブロックにおける次にサンプルされる絵素ブロックと接する絵素電極の電位変動が抑えられ、ブロック縞を防止することができる。したがって、表示品位を大幅に改善することができるのである。

この発明の液晶表示装置における絵素に用いられるＴＦＴの要部断面である。図１に示すＴＦＴを用いて形成される駆動回路一体型パネルの構成図である。図２に示す駆動回路一体型パネルおよび従来の駆動回路一体型パネルの駆動に用いられるビデオ信号波形を示す図である。この発明の液晶表示装置における表示絵素部のレイアウトを示す図である。絵素電極‐ソースバスライン間容量に起因する縦方向のクロストークの説明図である。図４とは異なる表示絵素部のレイアウトを示す図である。図４および図６とは異なる表示絵素部のレイアウトを示す図である。図７に示す表示絵素部においてビデオ信号の電圧に対して所定電圧ΔＶを加算した電圧が絵素電極に印加される説明図である。絵素補助容量とその寄生容量を示す概念図である。隣接絵素電極間の結合容量を示す図である。図７に示す表示絵素部において隣接絵素電極間の結合容量を示す図である。図４,図６および図７と同一サイズの従来の絵素構造を有する表示絵素部のレイアウトを示す図である。従来のアクティブマトリックス駆動液晶表示装置における駆動システムの構成例を示す図である。図１３においてｎ＝１２とした場合のサンプルホールド回路の構成例を示す図である。図１４におけるＲ用のサンプルホールド回路によるサンプリングの説明図である。データドライバの構成例を示す図である。ライン反転駆動およびフレーム反転駆動における絵素電位の空間分布と時間変化とを示す概念図である。

符号の説明

１１…絶縁基板、
１２…ａ‐Ｓi膜(多結晶Ｓi膜)、
１３…ゲート酸化膜、
１４…ゲート電極、
１５,３１,４３,５３…絵素補助電極容量、
１６…平坦化膜、
１７,３３,４５,５５…コンタクトホール、
１８,３５,４７,５７…金属配線、
２１,３４,４６,５６…ビアホール、
２２…遮光膜、
２３…層間絶縁膜、
２４,３６,４８,５８…絵素コンタクトホール、
２５,３７,４９,５１,５２…透明絵素電極、
２６…データドライバ、
２７…ゲートドライバ、
２８…液晶表示部、
２９…駆動回路一体型パネル、
３２,４４,５４…ゲートバスライン、
４１…遮光パターン層、
４２,５９…ソースバスライン、
６０…ＴＦＴ、
６２…遮光層。

Claims

駆動回路と表示部とを有するアクティブマトリックス駆動方式の液晶表示装置において、
上記駆動回路は、１フレームの画面全体の全絵素に同一極性のデータを書き込むと共に、時間軸において互いに隣接するフレームには互いに極性が異なるデータを書き込むようになっており、
上記表示部におけるソースバスラインの延在方向に隣接する絵素電極間には、当該隣接絵素電極の電極間容量、あるいは、薄膜トランジスタのドレインに接続されて当該隣接絵素電極の下部に絶縁膜を介して形成された導電性の遮光層と当該隣接絵素電極との重なり部分による容量が、形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載の液晶表示装置において、
上記ソースバスラインの延在方向に隣接する絵素電極間のスペースを、当該絵素電極におけるソースバスラインの延在方向への長さの概１５％以下とすることにより、当該隣接絵素電極の電極間容量を得ることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載の液晶表示装置において、
上記表示部は、各絵素毎に補助容量を有すると共に、
上記ソースバスラインの延在方向に隣接する絵素電極間の容量は、寄生容量も含めた当該絵素電極に係る補助容量の０.５％以上且つ１０％以下であることを特徴とする液晶表示装置。