JP2005316002A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】縦方向のクロストークを抑制したアクティブマトリクス駆動方式の表示装置を提供する。
【解決手段】第１の駆動手段から走査パルスが与えられた走査線に接続された画素回路に対し、信号線を通してフィールド毎に極性が反転した映像信号が順次供給されてなる１Ｆ反転駆動方式のアクティブマトリクス駆動方式表示装置であって、信号線を構成する導電層３４ｂと映像信号が供給される導電層３２の間の少なくとも一部、および／または、画素回路における映像信号が供給される導電層と、前記画素回路の隣接画素回路に配線された信号線を構成する導電層との間の少なくとも一部に、絶縁膜を介して、一定電位に固定されたシールドＳＤ１が形成されている構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置に関し、特にいわゆる点順次駆動方式のアクディブマトリクス型表示装置に関するものである。

画素が行列状に配置された表示装置、たとえばアクティブマトリクス型液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）において、その駆動方式として、各画素を１ライン（１行）ごとに画素単位で順次駆動する点順次駆動方式か知られている。また、この点順次駆動方式として、１Ｈ反転駆動方式や１Ｆ反転駆動方式などがある。

図５は、上述した点順次駆動方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の一画素回路を示す。液晶表示装置は、図５に示した画素回路が行列状に接続されて構成される。
画素回路は、図５に示すように、画素トランジスタである薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）と、このＴＦＴのドレイン電極に画素電極が接続された液晶セルＬＣと、ＴＦＴのドレイン電極に一方の電極が接続された保持容量Ｃｓを有する。
この画素回路に対して、図示しない水平駆動回路により駆動される信号線ＳＩＧＬ１と、図示しない垂直駆動回路により駆動される走査線ＳＣＬとが接続されている。
また、液晶セルＬＣの対向電極および保持容量Ｃｓの他方の電極は、共通のＣｓラインＣｓＬを通してコモン電圧Ｖｃｏｍが与えられる。

図５において、走査線ＳＣＬにゲートパルスが与えられ、ＴＦＴがオン状態になると、すなわち、図示の走査線が選択されると、信号線ＳＩＧＬ１の信号線電位ＶＳＩＧ１が映像信号として液晶セルＬＣを構成する画素電極に書き込まれ、画素電位ＶＰを得る。

上記のＬＣＤにおいて、画質を損ねる原因として、横方向のクロストークと縦方向のクロストークが知られている。
横方向のクロストークはＣｓラインＣｓＬと信号線ＳＩＧＬ１との間に寄生容量が存在することなどに起因し、一方、縦方向のクロストークは、信号線ＳＩＧＬ１あるいは隣接する信号線ＳＩＧＬ２と画素電位ＶＰを保持する導電層部分との間の寄生容量（Ｃｃｐ１あるいはＣｃｐ２）などに起因して起こる。

上記の縦方向のクロストークは、上記の１Ｈ反転駆動方式と１Ｆ反転駆動方式とで差を有する。
１Ｈ反転駆動方式においては、信号線電位が１Ｈ（Ｈは水平走査期間）毎に反転するため、黒側カップリングと白側カップリングが相殺され、結果としてカップリング性縦方向クロストークは発生しない。
一方で、１Ｆ反転駆動方式では、信号線電位が１Ｆ（Ｆはフィールド）の期間同極性の映像信号が入るため、カップリングを相殺できず、縦方向クロストークが発生する。

図６はＬＣＤの画面に現れた上記の縦方向クロストークの現象を説明する模式図である。
画面中央の四角領域において黒い部分が表示されており、その外周部において画面全体に中間調（グレー）が表示されているものである。
ここで、画面中央の四角領域の上部（Ｂ点）においては、他のグレー領域よりも黒っぽく表示されており、一方画面中央の四角領域の下部（Ｃ点）においては、他のグレー領域よりも白っぽく表示されているものである。これは、画面中央の四角領域の上部および下部において、それぞれ画面中央の黒い四角領域と縦方向のクロストークが起こったことによる。

図７は上記の縦方向のクロストークとなる信号線電位と画素電位のカップリングを説明するための信号線電位と画素電位のタイミングチャートである。
図７（ａ）は画面左側の上部から下部にわたってグレーを表示する領域の信号線電位であり、１フィールド毎に反転しながらグレーを示す電位が与えられている。また、図７（ｂ）は図６中のＡ点における画素電位である。
この領域においては、カップリングの影響がないので、Ａ点などの各画素の画素電位は、走査線で選択されるそれぞれのタイミングで信号線電位から入力される電位をそのまま保っている。

図７（ｃ）は上記の画面中央の黒い四角領域とその上部および下部のグレー領域の信号線電位であり、また、図７（ｄ）および図７（ｅ）はそれぞれ図６中のＢ点およびＣ点における画素電位である。
画面中央の黒い四角領域の上部における画素（Ｂ点）の画素電位は、走査線で選択されたタイミングで信号線電位から入力された電位に対して、画面中央の黒い領域に相当する信号線電位の高電位（１２．５Ｖ）および低電位（２．５Ｖ）とカップリングが生じ、それぞれの中間調電位から黒側（１０Ｖより高電位および５Ｖより低電位）にシフトしている。
また、画面中央の黒い四角領域の下部における画素（Ｃ点）の画素電位は、走査線で選択されたタイミングで信号線電位から入力された電位に対して、画面中央の黒い領域に相当する信号線電位の高電位（１２．５Ｖ）および低電位（２．５Ｖ）とカップリングが生じ、それぞれの中間調電位から白側（１０Ｖより低電位および５Ｖより高電位）にシフトしている。

上記の縦方向のクロストークを抑制するため、特許文献１は、縦方向のクロストークと縦スジとはトレードオフの関係にあることを考慮して、ブラックレベルとグレーレベルを２ステップでプリチャージする点順次２ステッププリチャージ方式を提案している。
特開２００１−３５６７４０号公報

解決しようとする問題点は、アクティブマトリクス駆動方式の表示装置において、縦方向のクロストークを抑制することが困難であるという点である。

本発明の表示装置は、パネル面に画素回路が行列状に配置され、各列に信号線が配線され、各行に走査線が配線された画素部と、前記画素部の各走査線に走査パルスを与える第１の駆動手段と、前記第１の駆動手段から前記走査パルスが与えられた走査線に接続された画素回路に対し、前記信号線を通して、フィールド毎に極性が反転した映像信号を順次供給する第２の駆動手段とを有し、前記画素回路において、前記信号線を構成する導電層と、前記映像信号が供給される導電層の間の少なくとも一部に、絶縁膜を介して、一定電位に固定されたシールドが形成されている。

上記の本発明の表示装置は、第１の駆動手段から走査パルスが与えられた走査線に接続された画素回路に対し、信号線を通してフィールド毎に極性が反転した映像信号が順次供給されてなる１Ｆ反転駆動方式のアクティブマトリクス駆動方式表示装置であって、信号線を構成する導電層と映像信号が供給される導電層の間の少なくとも一部に、絶縁膜を介して、一定電位に固定されたシールドが形成されている。

本発明の表示装置は、パネル面に画素回路が行列状に配置され、各列に信号線が配線され、各行に走査線が配線された画素部と、前記画素部の各走査線に走査パルスを与える第１の駆動手段と、前記第１の駆動手段から前記走査パルスが与えられた走査線に接続された画素回路に対し、前記信号線を通して、フィールド毎に極性が反転した映像信号を順次供給する第２の駆動手段とを有し、前記画素回路における前記映像信号が供給される導電層と、前記画素回路の隣接画素回路に配線された信号線を構成する導電層との間の少なくとも一部に、絶縁膜を介して、一定電位に固定されたシールドが形成されている。

上記の本発明の表示装置は、第１の駆動手段から走査パルスが与えられた走査線に接続された画素回路に対し、信号線を通してフィールド毎に極性が反転した映像信号が順次供給されてなる１Ｆ反転駆動方式のアクティブマトリクス駆動方式表示装置であって、画素回路における映像信号が供給される導電層と、前記画素回路の隣接画素回路に配線された信号線を構成する導電層との間の少なくとも一部に、絶縁膜を介して、一定電位に固定されたシールドが形成されている。

本発明の表示装置は、信号線を構成する導電層と映像信号が供給される導電層の間の少なくとも一部、および／または、画素回路における映像信号が供給される導電層と、前記画素回路の隣接画素回路に配線された信号線を構成する導電層との間の少なくとも一部に、絶縁膜を介して、一定電位に固定されたシールドが形成されており、これによって信号線を構成する導電層と映像信号が供給される導電層間および／または映像信号が供給される導電層と隣接画素回路の信号線を構成する導電層間のカップリングが抑制され、縦方向のクロストークを抑制することができる。

以下に、本発明のアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置（ＬＣＤ）の模式構成図である。
ＬＣＤ１０は、ＴＦＴアレイ基板１１と、これに対向する透明な対向基板１２を備えている。ＴＦＴアレイ基板１１は、例えば石英基板からなり、対向基板１２は、例えばガラス基板あるいは石英基板からなる。
ＴＦＴアレイ基板１１には、複数のマトリクス状に配置された画素毎に、例えばＩＴＯ膜（酸化インジウム・スズ膜）などの透明導電性薄膜からなる画素電極１３が設けられて、また、ＴＦＴおよび蓄積容量などが形成されている。一方、対向基板１２には、全面にＩＴＯ膜の対向電極１４が形成されている。

ＴＦＴアレイ基板１１の画素電極１３などの上層と、対向基板１２の対向電極１４の上層には、液晶層１６を所定方向に配向させるための配向膜（１７，１８）が形成されており、所定間隙で配向膜（１７，１８）が対向するようにシール材１５で貼り合わせた一対の基板間に、液晶層１６が封入および挟持されている。
配向膜（１７，１８）間の距離を所定値とするために、例えば柱状スペーサ、グラスファイバあるいはガラスビーズなどのスペーサを用いることができる。配向膜（１７，１８）は例えばポリイミド膜などからなり、液晶層１６は例えば１種類または数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなる。また、必要に応じて、例えば対向電極１４上に赤、緑あるいは青のカラーフィルタを画素毎に有する構成としてカラー画像を表示するＬＣＤとすることもできる。

液晶層１６は、画素電極１３と対向電極１４により印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより光を変調し、階調表示を可能にする。ノーマリホワイト表示であれば、印加された電圧に応じた入射光がこの液晶層部分を通過可能とされ、全体として液晶表示装置から画素信号に応じたコントラストを持つ光が出射される。

図２は、本実施形態に係るアクティブマトリクス駆動方式のＬＣＤの回路構成の一例を示す。
ここでは、図面の簡略化のため、３行（ｎ−１行〜ｎ＋１行）４列（ｍ−１列〜ｍ＋２列）の画素配列の場合を例として示している。

図２において、表示エリア（有効画素エリア）ＤＡには、画素トランジスタである薄膜トランジスタＴＦＴ、液晶セルＬＣおよび保持容量Ｃｓを有する単位画素Ｐｉｘｅｌが行列状に配列されている。
上述の画素構造において、薄膜トランジスタＴＦＴは、ゲート電極が走査線ＳＣＬｎ−１，ＳＣＬｎ，ＳＣＬｎ＋１に接続され、ソース電極が信号線（信号ライン）ＳＩＧＬｍ−１，ＳＩＧＬｍ，ＳＩＧＬｍ＋１，ＳＩＧＬｍ＋２に接続されている。
液晶セルＬＣは、画素電極が薄膜トランジスタＴＦＴのドレインに接続され、対向電極は、Ｃｓ線ＣｓＬを介して基準電位となるコモン電位Ｖｃｏｍが印加されるＣｓ線ＣｓＬに接続されている。保持容量Ｃｓもまた、薄膜トランジスタＴＦＴのドレインとＣｓ線ＣｓＬとの間に接続されている。

走査線ＳＣＬｎ−１，ＳＣＬｎ，ＳＣＬｎ＋１の各一端は、垂直駆動回路ＳＲＶの対応する行の各出力端にそれぞれ接続されている。
信号線ＳＩＧＬｍ−１，ＳＩＧＬｍ，ＳＩＧＬｍ＋１，ＳＩＧＬｍ＋２の各一端は、水平駆動回路ＳＲＨの対応する行の各出力端にそれぞれ接続されている。

第１の駆動手段としての垂直駆動回路ＳＲＶには、不図示のタイミングジェネレータからタイミング信号として、垂直スタートパルスＶＳＴおよび垂直クロックパルスＶＣＫが与えられる。
垂直駆動回路ＳＲＶは、垂直スタートパルスＶＳＴに応答して垂直駆動（垂直走査）を開始し、走査線にゲートパルスを送出することによりＴＦＴをオン状態として走査線を選択し、選択された走査線に対して、後述する水平駆動回路ＳＲＨからの映像信号が書き込まれる。

第２の駆動手段としての水平駆動回路ＳＲＨには、不図示の液晶ドライバからのアナログ映像信号が供給されるとともに、タイミングジェネレータからタイミング信号として、水平スタートパルスＨＳＴおよび水平クロックパルスＨＣＫが与えられる。
水平駆動回路ＳＲＨは、水平スタートパルスＨＳＴに応答して水平駆動を開始し、水平クロックパルスＨＣＫに同期してアナログ映像信号を順次サンプリングし、そのまま順に信号線ＳＩＧＬｍ−１，ＳＩＧＬｍ，ＳＩＧＬｍ＋１，ＳＩＧＬｍ＋２に出力する。これにより、垂直駆動回路ＳＲＶにより選択されているライン（行）の画素Ｐｉｘｅｌに対して、順番に信号線ＳＩＧＬｍ−１，ＳＩＧＬｍ，ＳＩＧＬｍ＋１，ＳＩＧＬｍ＋２の電位が映像信号として液晶セルＬＣの画素電極に書き込まれ、画素電位が得られる。

ここで、本実施形態の液晶表示装置は１Ｆ反転駆動方式であり、信号線電位は１Ｆ（Ｆはフィールド）の期間同極性の信号として入力される。
即ち、従来方法においては、信号線電位が１Ｆ（Ｆはフィールド）の期間同極性の映像信号が入ることから、縦方向のクロストークとなる信号線電位と画素電位のカップリングや１対の走査線間のカップリングにより、縦方向クロストークが生じていた。

しかしながら、本実施形態においては、信号線を構成する導電層と映像信号が供給される導電層の間の少なくとも一部、および／または、画素回路における映像信号が供給される導電層と、前記画素回路の隣接画素回路に配線された信号線を構成する導電層との間の少なくとも一部に、絶縁膜を介して、一定電位に固定されたシールドが形成されており、これによって信号線を構成する導電層と映像信号が供給される導電層間および／または映像信号が供給される導電層と隣接画素回路の信号線を構成する導電層間のカップリングが抑制され、縦方向のクロストークが抑制されている。

図３は、上記のＬＣＤのＴＦＴアレイ基板に形成された配線領域において、信号線を構成する導電層と映像信号が供給される導電層の間の少なくとも一部に、絶縁膜を介して一定電位に固定されたシールドが形成された構成の模式的断面図である。
ＴＦＴアレイ基板１１上に、光遮蔽性のＭｏ層３１などがパターン形成されており、それを被覆して酸化シリコンなどの絶縁膜が積層して形成され、その上層にポリシリコン層３２がパターン形成されている。
ポリシリコン層３２のチャネル形成領域上に絶縁膜を介してゲート電極３３が設けられており、ゲート電極３３の両側部におけるポリシリコン層３２中にチャネル形成領域を挟むように導電性不純物が導入され、例えばＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有するソース領域およびドレイン領域が形成されており、薄膜トランジスタＴＦＴが構成されている。

薄膜トランジスタＴＦＴのドレインに接続して、アルミニウム層３４ａ、Ｔｉ層３５および画素電極１３（ＩＴＯ膜３６）が絶縁膜を介してコンタクトなどで接続しながら積層して形成されており、一方、不図示の部分で薄膜トランジスタＴＦＴのソースに接続して、アルミニウム層３４ｂからなる信号線が形成されている。
上記の構成において、薄膜トランジスタＴＦＴがオンとなったときに、信号線であるアルミニウム層３４ｂから、ポリシリコン層３２、アルミニウム層３４ａおよびＴｉ層３５を介して画素電極１３に映像信号が書き込まれ、即ち、ポリシリコン層３２、アルミニウム層３４ａおよびＴｉ層３５を介して画素電極１３が信号線電位となる。

また、薄膜トランジスタＴＦＴがオフとなった後にポリシリコン層３２はフローティングとなり、そのままでは信号線であるアルミニウム層３４ｂの間にカップリングＣＰＬが生じてしまうが、本実施形態においては、ポリシリコン層３２とアルミニウム層３４ｂの間に絶縁膜を介して一定電位（例えばグラウンドＧＮＤ）に固定された、例えば２０ｎｍ程度の膜厚のシールドＳＤ１が形成されている。
即ち、信号線を構成する導電層（アルミニウム層３４ｂ）と映像信号が供給される導電層のうちのカップリングしやすい部位であるポリシリコン層３２との間に、カップリングを遮蔽するシールドＳＤ１が設けられ、この間のカップリングが抑制されて縦方向のクロストークが抑制されている。

また、図４は、上記のＬＣＤのＴＦＴアレイ基板に形成された配線領域において、画素回路における映像信号が供給される導電層と、前記画素回路の隣接画素回路に配線された信号線を構成する導電層との間の少なくとも一部に、絶縁膜を介して一定電位に固定されたシールドが形成された構成を示す模式的断面図である。

画素回路における映像信号が供給される導電層（アルミニウム層３４ｃ）と、この導電層（アルミニウム層３４ｃ）が接続された画素回路の隣接画素回路に配線された信号線を構成する導電層（アルミニウム層３４ｄ）との間の少なくとも一部に、絶縁膜を介して一定電位（例えばグラウンドＧＮＤ）に固定されたシールドＳＤ２が形成されている。
これによって、画素回路における映像信号が供給される導電層と、隣接画素回路に配線された信号線を構成する導電層との間のカップリングが抑制されて縦方向のクロストークが抑制されている。

本実施形態においては、信号線を構成する導電層と映像信号が供給される導電層の間と、画素回路における映像信号が供給される導電層と、前記画素回路の隣接画素回路に配線された信号線を構成する導電層との間のうち、少なくともいずれか一方において、絶縁膜を介して一定電位に固定されたシールドが形成されていればよい。好ましくは、両者ともの形成されている構成である。

上記の本実施形態に係るＬＣＤによれば、信号線を構成する導電層と映像信号が供給される導電層の間の少なくとも一部、および／または、画素回路における映像信号が供給される導電層と、前記画素回路の隣接画素回路に配線された信号線を構成する導電層との間の少なくとも一部に、絶縁膜を介して、一定電位に固定されたシールドが形成されており、これによって信号線を構成する導電層と映像信号が供給される導電層間および／または映像信号が供給される導電層と隣接画素回路の信号線を構成する導電層間のカップリングが抑制され、縦方向のクロストークを抑制することができる。

本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、上記の実施形態においては、アクティブマトリクス方式の液晶表示装置について説明をしたが、これに限らず、その他の表示装置にも適用することができる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

本発明の表示装置は、パーソナルコンピュータ、携帯電話、デジタルカメラなど、様々な電子機器の表示装置に、さらには、液晶プロジェクタなどの投射型表示装置におけるライトバルブに適用できる。

図１は本発明の実施形態に係るアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置（ＬＣＤ）の模式構成図である。 図２は本発明の実施形態に係るアクティブマトリクス駆動方式のＬＣＤの回路構成の一例を示す。 図３は、本発明の実施形態に係るＬＣＤにおいて、信号線を構成する導電層と映像信号が供給される導電層の間の少なくとも一部に、絶縁膜を介して一定電位に固定されたシールドが形成された構成の模式的断面図である。 図４は、本発明の実施形態に係るＬＣＤにおいて、画素回路における映像信号が供給される導電層と、前記画素回路の隣接画素回路に配線された信号線を構成する導電層との間の少なくとも一部に、絶縁膜を介して一定電位に固定されたシールドが形成された構成を示す模式的断面図である。 図５は、従来例に係る点順次駆動方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の一画素回路を示す。 図６はＬＣＤの画面に現れた上記の縦方向クロストークの現象を説明する模式図である。 図７（ａ）〜図７（ｅ）は、縦方向のクロストークとなる信号線電位と画素電位のカップリングを説明するための信号線電位と画素電位のタイミングチャートである。

符号の説明

１０…液晶表示装置、１１…ＴＦＴアレイ基板、１２…対向基板、１３…画素電極、１４…対向電極、１５…シール材、１６…液晶層、１７，１８…配向膜、３１…Ｍｏ層、３２…ポリシリコン層、３３…ゲート電極、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ…アルミニウム層３４ａ、３５…Ｔｉ層、３６…ＩＴＯ膜、Ｃｃｐ１，Ｃｃｐ２…寄生容量、ＣＰＬ…カップリング、Ｃｓ…保持容量、ＣｓＬ…Ｃｓ線、ＤＡ…表示エリア（有効画素エリア）、ＨＣＫ…水平クロックパルス、ＨＳＴ…水平スタートパルス、ＬＣ…液晶セル、Ｐｉｘｅｌ…単位画素、ＳＣＬｎ−１，ＳＣＬｎ，ＳＣＬｎ＋１，ＳＣＬ…走査線、ＳＤ１，ＳＤ２…シールド、ＳＩＧＬｍ−１，ＳＩＧＬｍ，ＳＩＧＬｍ＋１，ＳＩＧＬｍ＋２，ＳＩＧＬ１，ＳＩＧＬ２…信号線（信号ライン）、ＳＲＨ…水平駆動回路、ＳＲＶ…垂直駆動回路、ＴＦＴ…薄膜トランジスタ、ＶＣＫ…垂直クロックパルス、Ｖｃｏｍ…コモン電位、ＶＰ…画素電位、ＶＳＴ…垂直スタートパルス

Claims (5)

1. パネル面に画素回路が行列状に配置され、各列に信号線が配線され、各行に走査線が配線された画素部と、
   前記画素部の各走査線に走査パルスを与える第１の駆動手段と、
   前記第１の駆動手段から前記走査パルスが与えられた走査線に接続された画素回路に対し、前記信号線を通して、フィールド毎に極性が反転した映像信号を順次供給する第２の駆動手段と
   を有し、
   前記画素回路において、前記信号線を構成する導電層と、前記映像信号が供給される導電層の間の少なくとも一部に、絶縁膜を介して、一定電位に固定されたシールドが形成されている
   表示装置。
2. 前記映像信号が供給される導電層と、前記画素回路の隣接画素回路に配線された信号線を構成する導電層との間の少なくとも一部に、絶縁膜を介して、一定電位に固定されたシールドが形成されている
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記画素回路は液晶セルを含む
   請求項１に記載の表示装置。
4. パネル面に画素回路が行列状に配置され、各列に信号線が配線され、各行に走査線が配線された画素部と、
   前記画素部の各走査線に走査パルスを与える第１の駆動手段と、
   前記第１の駆動手段から前記走査パルスが与えられた走査線に接続された画素回路に対し、前記信号線を通して、フィールド毎に極性が反転した映像信号を順次供給する第２の駆動手段と
   を有し、
   前記画素回路における前記映像信号が供給される導電層と、前記画素回路の隣接画素回路に配線された信号線を構成する導電層との間の少なくとも一部に、絶縁膜を介して、一定電位に固定されたシールドが形成されている
   表示装置。
5. 前記画素回路は液晶セルを含む
   請求項４に記載の表示装置。

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