JP3036059B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JP3036059B2 JP3036059B2 JP2309303A JP30930390A JP3036059B2 JP 3036059 B2 JP3036059 B2 JP 3036059B2 JP 2309303 A JP2309303 A JP 2309303A JP 30930390 A JP30930390 A JP 30930390A JP 3036059 B2 JP3036059 B2 JP 3036059B2
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- Japan
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- liquid crystal
- crystal display
- tft
- display device
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- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はTFTを用いたアクティブマトリクス型の液晶
表示装置に関する。
表示装置に関する。
［従来の技術］ 従来の、TFTを用いたアクティブマトリクス方式の液
晶表示装置の例としては、「SID（エス・アイ・ディ）8
6 ダイジェスト、p.296−297、堀田他」等がある。第
２図はその画素部分の等価回路であり、21はTFT、22が
画素電極、23が信号線、24が走査線である。本図におい
てR,G,Bはそれぞれの画素電極に対向して配置される対
向基板状のカラーフィルタの色、赤、緑、青を示してい
る。第３図はその駆動波形を示すタイミングチャートの
例であり、31は信号線の電位、32は走査線の電位を示し
ている。
晶表示装置の例としては、「SID（エス・アイ・ディ）8
6 ダイジェスト、p.296−297、堀田他」等がある。第
２図はその画素部分の等価回路であり、21はTFT、22が
画素電極、23が信号線、24が走査線である。本図におい
てR,G,Bはそれぞれの画素電極に対向して配置される対
向基板状のカラーフィルタの色、赤、緑、青を示してい
る。第３図はその駆動波形を示すタイミングチャートの
例であり、31は信号線の電位、32は走査線の電位を示し
ている。
［発明が解決しようとする課題及び目的］ しかし、前述の従来技術には以下に述べるような課題
がある。一般に、液晶表示装置において高画質を得るた
めには透過型にする必要があり、アクティブマトリクス
基板には透明な絶縁基板を用いることになる。この絶縁
基板の例としてはガラスや石英等があり、サファイア等
の高価な基板を除いて通常は非単結晶の材料が用いられ
る。このような基板上に形成される薄膜トランジスタす
なわちTFTは、単結晶シリコン基板上に形成された通常
のFETに対して信頼性が悪い。これは、TFTを構成する薄
膜の膜質や膜と膜の界面の清浄さが、通常のFETに対し
てかなり劣ってしまうためである。
がある。一般に、液晶表示装置において高画質を得るた
めには透過型にする必要があり、アクティブマトリクス
基板には透明な絶縁基板を用いることになる。この絶縁
基板の例としてはガラスや石英等があり、サファイア等
の高価な基板を除いて通常は非単結晶の材料が用いられ
る。このような基板上に形成される薄膜トランジスタす
なわちTFTは、単結晶シリコン基板上に形成された通常
のFETに対して信頼性が悪い。これは、TFTを構成する薄
膜の膜質や膜と膜の界面の清浄さが、通常のFETに対し
てかなり劣ってしまうためである。
第４図はBT試験すなわち温度とバイアスによる加速試
験の例を示したものである。縦軸はTFTのスレッショル
ド電圧の変化を示し、横軸はエージング時間を示してい
る。この図からTFTのスレッショルド電圧はバイアス電
圧が正の場合にはプラス方向へ、負の場合はマイナス方
向へシフトすることがわかる。一般の駆動状態では第３
図に示すようにほとんどが非選択期間であり、NTSCのビ
デオ表示の場合約260分の１デューティ程度で選択され
る。正のバイアスによるシフトの効果は負のバイアスの
それよりもかなり大きいが、これだけデューティに差が
あると、結局TFTのスレッショルド電圧は大きくマイナ
ス側へシフトすることになる。このようなTFTの特性の
変化は、画像の変化となって現われ、時間とともに画質
が悪化するという重大な問題を生じている。
験の例を示したものである。縦軸はTFTのスレッショル
ド電圧の変化を示し、横軸はエージング時間を示してい
る。この図からTFTのスレッショルド電圧はバイアス電
圧が正の場合にはプラス方向へ、負の場合はマイナス方
向へシフトすることがわかる。一般の駆動状態では第３
図に示すようにほとんどが非選択期間であり、NTSCのビ
デオ表示の場合約260分の１デューティ程度で選択され
る。正のバイアスによるシフトの効果は負のバイアスの
それよりもかなり大きいが、これだけデューティに差が
あると、結局TFTのスレッショルド電圧は大きくマイナ
ス側へシフトすることになる。このようなTFTの特性の
変化は、画像の変化となって現われ、時間とともに画質
が悪化するという重大な問題を生じている。
本発明の表示装置はこの様な課題を解決するものであ
り、その目的とするところは、時間が経過しても画質が
変化しないような液晶表示装置を実現することである。
り、その目的とするところは、時間が経過しても画質が
変化しないような液晶表示装置を実現することである。
［課題を解決するための手段］ 本発明の液晶表示装置は、 マトリクス状に配置される複数の走査線及び複数の信
号線と、該走査線と該信号線に接続される複数の薄膜ト
ランジスタと、該薄膜トランジスタに接続される複数の
画素電極とを有してなる液晶表示装置において、 前記薄膜トランジスタのスレッショルド電圧の時間経
過に対するシフト量がほぼゼロとなる、選択期間と非選
択期間のデューティー比になるように、１垂直走査期間
に複数回、前記走査線を選択する ことを特徴とする ［実施例］ 本実施例を以下図面に基づいて説明する。第１図は本
発明の液晶表示装置の駆動波形を示すタイミングチャー
トの例である。これは、第２図のようなトライアングル
型のカラーフィルタに対応した画素配置の場合に対応し
ている。周知のようにNTSCのビデオ信号はインタレース
された２つのフィールドからなり、この２つのフィール
ドを合わせた１フレームで１枚の画面を構成している。
一方、液晶は交流駆動する必要があるため、通常は１フ
ィールド毎あるいは１水平走査期間毎にビデオ信号を交
流反転させた信号を用いる。NTSC以外の信号を用いる場
合も同様で、１垂直走査期間か１水平走査期間毎に交流
反転させる。第１図において、ビデオ中心VCを中心にし
て交流反転したビデオ信号VIDが信号線に印加され、複
数の連続したパルスから成る選択パルスVGが走査線に印
加される。
号線と、該走査線と該信号線に接続される複数の薄膜ト
ランジスタと、該薄膜トランジスタに接続される複数の
画素電極とを有してなる液晶表示装置において、 前記薄膜トランジスタのスレッショルド電圧の時間経
過に対するシフト量がほぼゼロとなる、選択期間と非選
択期間のデューティー比になるように、１垂直走査期間
に複数回、前記走査線を選択する ことを特徴とする ［実施例］ 本実施例を以下図面に基づいて説明する。第１図は本
発明の液晶表示装置の駆動波形を示すタイミングチャー
トの例である。これは、第２図のようなトライアングル
型のカラーフィルタに対応した画素配置の場合に対応し
ている。周知のようにNTSCのビデオ信号はインタレース
された２つのフィールドからなり、この２つのフィール
ドを合わせた１フレームで１枚の画面を構成している。
一方、液晶は交流駆動する必要があるため、通常は１フ
ィールド毎あるいは１水平走査期間毎にビデオ信号を交
流反転させた信号を用いる。NTSC以外の信号を用いる場
合も同様で、１垂直走査期間か１水平走査期間毎に交流
反転させる。第１図において、ビデオ中心VCを中心にし
て交流反転したビデオ信号VIDが信号線に印加され、複
数の連続したパルスから成る選択パルスVGが走査線に印
加される。
本実施例では、第２図に示すように１本の信号線あた
り２色のビデオ信号が１水平走査期間毎に交互に印加さ
れる。一般に、ビデオ信号において同じ色の隣接する画
素や近傍の画素のデータは相関があるため、万が一TFT
の書き込み能力が不十分な場合でも、複数回異なる画素
のデータを書き込むことによって生じるクロストークは
最小限に抑えられる。ここでは、第１図においてT1,T2,
T3,T4,T5はすべて１水平走査期間と等しく、T6は１フィ
ールドからこの５水平走査期間分を除いた期間である。
これによって、各画素には本来のデータを書き込む前に
同じ色の２段前と４段前の画素のデータが書き込まれる
ことになる。しかし、この３回の書き込みに要する時間
は十分短いため、液晶は最後に書き込まれたデータによ
ってT6の期間に応答することになる。したがって、複数
回書き込むことによって生じるデメリットは無い。
り２色のビデオ信号が１水平走査期間毎に交互に印加さ
れる。一般に、ビデオ信号において同じ色の隣接する画
素や近傍の画素のデータは相関があるため、万が一TFT
の書き込み能力が不十分な場合でも、複数回異なる画素
のデータを書き込むことによって生じるクロストークは
最小限に抑えられる。ここでは、第１図においてT1,T2,
T3,T4,T5はすべて１水平走査期間と等しく、T6は１フィ
ールドからこの５水平走査期間分を除いた期間である。
これによって、各画素には本来のデータを書き込む前に
同じ色の２段前と４段前の画素のデータが書き込まれる
ことになる。しかし、この３回の書き込みに要する時間
は十分短いため、液晶は最後に書き込まれたデータによ
ってT6の期間に応答することになる。したがって、複数
回書き込むことによって生じるデメリットは無い。
この例では３回づつ画素に書き込んでいるが、この回
数はTFTの種類によって最適化する必要がある。第３図
からわかるように、通常は正のバイアスと負のバイアス
によるTFTのスレッショルド電圧のシフト量は、正のバ
イアスによる効果が大きいが、これはTFTの種類によっ
て異なる。例えば選択期間と非選択期間のデューティ比
が約80分の１デューティでほぼシフト量がゼロになるこ
とがわかっていれば、このように３回づつパルスを印加
し、駆動電圧を調整することによってシフト量を微調整
し完全に無くすことが可能である。例えば60分の１なら
４回づつ、50分の１なら５回づつという具合いである。
数はTFTの種類によって最適化する必要がある。第３図
からわかるように、通常は正のバイアスと負のバイアス
によるTFTのスレッショルド電圧のシフト量は、正のバ
イアスによる効果が大きいが、これはTFTの種類によっ
て異なる。例えば選択期間と非選択期間のデューティ比
が約80分の１デューティでほぼシフト量がゼロになるこ
とがわかっていれば、このように３回づつパルスを印加
し、駆動電圧を調整することによってシフト量を微調整
し完全に無くすことが可能である。例えば60分の１なら
４回づつ、50分の１なら５回づつという具合いである。
第５図は他の画素配列の例であり、51はTFT、52は画
素電極、53は信号線、54は走査線である。この例では、
１本の信号線にはすべて同色の画素が接続されている。
このため、第６図に示すように連続して選択することが
できる。例えばT1が３水平走査期間や４水平走査期間に
相当し、T2は１フィールドからこの期間を除いた期間で
ある。この方法は、カラーフィルタを用いない白黒表示
の場合や液晶プロジェクターのライトバルブ等にも用い
ることができる。
素電極、53は信号線、54は走査線である。この例では、
１本の信号線にはすべて同色の画素が接続されている。
このため、第６図に示すように連続して選択することが
できる。例えばT1が３水平走査期間や４水平走査期間に
相当し、T2は１フィールドからこの期間を除いた期間で
ある。この方法は、カラーフィルタを用いない白黒表示
の場合や液晶プロジェクターのライトバルブ等にも用い
ることができる。
第７図は他の画素配列の例であり、71はTFT、72は画
素電極、73は信号線、74は走査線である。この例では、
１本の信号線には３色の画素が順番に接続されているた
め、第８図に示すように３本に１本の割合で走査線を選
択することになる。すなわち、T1、T3は１水平走査期
間、T2は２水平走査期間に相当する。
素電極、73は信号線、74は走査線である。この例では、
１本の信号線には３色の画素が順番に接続されているた
め、第８図に示すように３本に１本の割合で走査線を選
択することになる。すなわち、T1、T3は１水平走査期
間、T2は２水平走査期間に相当する。
第９図は代表的なTFTの断面図の例である。TFT基板91
上にはTFTと画素電極102、及び信号線と走査線がマトリ
クス状に配置されている。TFT部94は走査線に接続され
たゲート電極96、信号線に接続されたソース電極97、画
素電極に接続されたドレイン電極99の３つの電極と、チ
ャネルを形成する半導体薄膜98、ソース・ドレインとチ
ャネルを接続する不純物半導体薄膜108、ゲート絶縁膜1
00とから成り、これらの素子はパッシベーション膜104
で覆われている。一方、対向基板92上にはカラーフィル
ター94と遮光層105、及び対向電極106が配置されてお
り、遮光層の無い開口部97のみ光が透過する。これら２
枚の基板は数μｍの距離を保って保持されており、その
空間に液晶93が封入されている。
上にはTFTと画素電極102、及び信号線と走査線がマトリ
クス状に配置されている。TFT部94は走査線に接続され
たゲート電極96、信号線に接続されたソース電極97、画
素電極に接続されたドレイン電極99の３つの電極と、チ
ャネルを形成する半導体薄膜98、ソース・ドレインとチ
ャネルを接続する不純物半導体薄膜108、ゲート絶縁膜1
00とから成り、これらの素子はパッシベーション膜104
で覆われている。一方、対向基板92上にはカラーフィル
ター94と遮光層105、及び対向電極106が配置されてお
り、遮光層の無い開口部97のみ光が透過する。これら２
枚の基板は数μｍの距離を保って保持されており、その
空間に液晶93が封入されている。
［発明の効果］ 以上述べたように本発明の表示装置は、TFTのスレッ
ショルド電圧の変化しない液晶表示装置であり、時間が
経過しても画質が悪化しない。これは装置の信頼性が飛
躍的に高まることを意味し、これまで不可能であった高
温での動作も、液晶が動作する限界の温度まで可能にな
る。しかも、従来の液晶表示装置に対して同じコストで
作成でき、寿命が延びることになり維持費も安くなるた
め、装置の低コスト化を実現できる。
ショルド電圧の変化しない液晶表示装置であり、時間が
経過しても画質が悪化しない。これは装置の信頼性が飛
躍的に高まることを意味し、これまで不可能であった高
温での動作も、液晶が動作する限界の温度まで可能にな
る。しかも、従来の液晶表示装置に対して同じコストで
作成でき、寿命が延びることになり維持費も安くなるた
め、装置の低コスト化を実現できる。
第１図、第６図、第８図は本発明の液晶表示装置の駆動
波形を示すタイミングチャート。第２図は液晶表示装置
の画素部分の等価回路図。第３図は液晶表示装置の駆動
波形を示すタイミングチャート。第４図はTFTのスレッ
ショルド電圧のシフト量を示す図。第５図、第７図は本
発明の液晶表示装置の画素部分の等価回路図。 第９図は代表的なTFTの断面図。 １、31、61、81……信号線の電位 ２、32、62、82……走査線の電位 21、51、71……TFT 22、52、72……画素電極 23、53、73……信号線 24、54、74……走査線
波形を示すタイミングチャート。第２図は液晶表示装置
の画素部分の等価回路図。第３図は液晶表示装置の駆動
波形を示すタイミングチャート。第４図はTFTのスレッ
ショルド電圧のシフト量を示す図。第５図、第７図は本
発明の液晶表示装置の画素部分の等価回路図。 第９図は代表的なTFTの断面図。 １、31、61、81……信号線の電位 ２、32、62、82……走査線の電位 21、51、71……TFT 22、52、72……画素電極 23、53、73……信号線 24、54、74……走査線
Claims (1)
- 【請求項１】マトリクス状に配置される複数の走査線及
び複数の信号線と、該走査線と該信号線に接続される複
数の薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに接続さ
れる複数の画素電極とを有してなる液晶表示装置におい
て、 前記薄膜トランジスタのスレッショルド電圧の時間経過
に対するシフト量がほぼゼロとなる、選択期間と非選択
期間のデューティー比になるように、１垂直走査期間に
複数回、前記走査線を選択する ことを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2309303A JP3036059B2 (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2309303A JP3036059B2 (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04180014A JPH04180014A (ja) | 1992-06-26 |
| JP3036059B2 true JP3036059B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=17991385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2309303A Expired - Fee Related JP3036059B2 (ja) | 1990-11-15 | 1990-11-15 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3036059B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2760670B2 (ja) * | 1991-05-29 | 1998-06-04 | シャープ株式会社 | 表示素子の駆動用集積回路 |
| JPH07175087A (ja) * | 1993-12-20 | 1995-07-14 | Nec Corp | 液晶表示装置 |
| JP4667904B2 (ja) * | 2005-02-22 | 2011-04-13 | 株式会社 日立ディスプレイズ | 表示装置 |
| JP4810910B2 (ja) * | 2005-07-26 | 2011-11-09 | エプソンイメージングデバイス株式会社 | 電気光学装置、駆動方法および電子機器 |
-
1990
- 1990-11-15 JP JP2309303A patent/JP3036059B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04180014A (ja) | 1992-06-26 |
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Legal Events
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