JP3205155B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP3205155B2 JP34873893A JP34873893A JP3205155B2 JP 3205155 B2 JP3205155 B2 JP 3205155B2 JP 34873893 A JP34873893 A JP 34873893A JP 34873893 A JP34873893 A JP 34873893A JP 3205155 B2 JP3205155 B2 JP 3205155B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタ（Th
in-Film transistor; ＴＦＴ）等の液晶表示（Liguid-C
rystal Display; ＬＣＤ）装置に係り、特にリーク電流
によるＴＦＴ特性の減少および液晶ラビング方向に沿っ
て隣接する信号電極と画素電極間において水平方向の電
界により発生する逆チルト（Reverse tilt）現象を解決
するための薄膜トランジスタ液晶表示装置（以下、ＴＦ
Ｔ−ＬＣＤと略記する。）に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＴＦＴ−ＬＣＤはＴＦＴと画素
電極が配列されている第１の透明基板と、色相を表わす
ためのカラーフィルタおよび共通電極が形成された第２
の透明基板との間に液晶が注入され、第１及び第２透明
基板の両方の表面に可視光線を線偏光するための偏光板
が取付けられる。
【０００３】また、液晶分子を一方向に配列するため
に、ラビング（Rubbing ）された背向膜が液晶と第１、
第２透明基板の間に形成される。
【０００４】このようなＴＦＴ−ＬＣＤは、選択的に各
画素に画像信号電圧を印加して、印加された電圧により
液晶分子の配列状態を変化させて画像（Image ）を表し
ている。
【０００５】従来のＴＦＴ−ＬＣＤの添付図面を参照し
ながら説明する。図４は従来のＴＦＴ−ＬＣＤの１つの
画素領域を示す平面図である。画素と画素との間の境界
面にゲート信号ライン１とデータ信号ライン２とが互い
に直交するように配列され、画素領域には透明電極４が
形成され、ゲート信号ライン１とデータ信号ライン２と
が交差する部分と透明電極４との間に薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）３が形成される。ここで薄膜トランジスタ３
はゲート信号ライン１をゲートとし、データ信号ライン
２をソースとして透明電極４に接続されたドレーンから
形成される。
【０００６】一方、図５は従来のＴＦＴ−ＬＣＤ装置の
他の例を示すものであり、１つの画素領域を示す平面図
である。図４のゲート信号ライン１の選択信号が、非選
択信号に切換えられることにより薄膜トランジスタ３が
電気的に遮断された場合に、透明電極４の電位が変化し
ないようにするため当該画素の前端側に隣接するゲート
信号ライン１ａと、透明電極４とが重なるように前記隣
接するゲート信号ライン１ａの一部が画素領域の方に突
出するように、容量蓄積用のキャパシタ６が形成されて
いるものである。
【０００７】このように構成された従来のＴＦＴ−ＬＣ
Ｄ装置の夫々の動作を説明する。
【０００８】透明電極（画素電極）の領域に重なるよう
に形成された液晶における容量蓄積用のキャパシタに印
加される電圧または電荷量は画像情報によって決定され
る。したがって、透明電極４が必要とする電圧信号を伝
送するためにはゲート信号ライン１を介して一定時間に
わたり選択信号を印加し、この選択信号により薄膜トラ
ンジスタ３を電気的に導通させてデータ信号ライン２に
印加された画像信号電圧を透明電極４に伝送する。画像
信号電圧が透明電極４に伝達されると液晶分子の配列状
態が変化して画像を表示することとなる。
【０００９】一定時間の後、ゲート信号ライン１に印加
された選択信号が非選択信号に切換えられると薄膜トラ
ンジスタ３は電気的に遮断されて画像信号電圧は透明電
極４に印加されないが透明電極４に蓄積された電荷は次
の選択信号が供給される時までのフレームタイム（fram
e time）の間は保持される。この時の非選択のゲート信
号の間の薄膜トランジスタ３のリーク電流および液晶の
リーク電流により透明電極４の画像信号電圧を次第に減
少する。
【００１０】このような薄膜トランジスタ及び液晶から
のリーク電流に起因する画像信号が低減するという影響
は、図５に示すように、当該画素前端のゲート信号ライ
ン１ａと透明電極４とを重ねるようにしてゲート絶縁膜
を誘電層とした容量蓄積のキャパシタ６を設けることに
より、緩和させることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のＴＦＴ−ＬＣＤ装置においては、背向膜のラビ
ング（Rubbing ）方向に沿って隣接したゲート信号ライ
ンと透明電極との間で、かつ、データ信号ラインと透明
電極との間には、水平方向の電界が存在することとな
り、逆方向の液晶分子チルト（Reverse tilt）が発生し
てしまう。図４および図５にこのリバースチルト領域５
が示されている。
【００１２】このようなリバースチルト領域５は画像信
号が暗（dark）である時に光が通過されるので、ＬＣＤ
における画像の画質が低下する。
【００１３】これを解決するために、透明電極の対向電
極の基板に金属により形成される遮光膜を設けてリバー
スチルト領域を遮光する試みがなされている。リバース
チルト領域を遮光することによりゲート信号ラインおよ
びデータ信号ラインから夫々所定範囲の領域は、実際の
有効表示ではなくなって、容量蓄積用キャパシタの部分
のゲート信号ラインと透明電極間のピンホールなどによ
る電気的な欠陥により当該画素が駆動されないことによ
り有効表示領域が減少し、処理能力（スループット）が
低下するなどの問題点があった。
【００１４】本発明の目的は、上記問題点を解決するた
めのもので、有効表示領域およびスループットを向上す
ることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、当該画素前端のゲート信号ライ
ンに形成される容量蓄積用のキャパシタの領域を減ら
し、リバースチルト領域および設計上の制約によって有
効表示を形成できない透明電極の左右側に別の蓄積容量
を設けるようにしたもので、画素の駆動信号を印加する
ために画素領域間に、一方向に配列される複数のゲート
信号ラインと、画像信号を印加するために画素間に各ゲ
ート信号ラインと垂直方向に配列される複数のデータ信
号ラインと、印加された画像信号により液晶セルを駆動
するために各画素領域に形成される複数の透明電極と、
ゲート信号ラインをゲートとし、データ信号ラインをソ
ースとして各透明電極に画像信号をスイッチングする複
数の薄膜トランジスタと、各画像領域に当該画素前端の
ゲート信号ラインに順方向に連結される複数のダイオー
ドと、各画素間のデータラインを中心として両方の画素
の透明電極と所定部分とが重ねるように形成され、夫々
のダイオードを介して当該画素前端のゲートラインに連
結される複数の基準電極と、を含んで構成する。
【００１６】
【実施例】以下、本発明のＴＦＴ−ＬＣＤ装置を図面に
基づいて詳述する。
【００１７】図１は、本発明によるＴＦＴ−ＬＣＤの１
つの画素領域を示す概念図であり、図２は本発明による
ＴＦＴ−ＬＣＤの１つの画素領域を示すレイアウト図で
あり、図３は図２のＴＦＴ−ＬＣＤの等価回路図であ
る。
【００１８】駆動信号を印加するためのゲート信号ライ
ン１，１ａが一定間隔で画素領域と画素領域との間に一
方向に複数配列され、画像データ信号を印加するための
データ信号ライン２，２ａが一定間隔でゲート信号ライ
ン１，１ａと直交する方向に画素領域と画素領域との間
に複数配列され、各画素領域間に画像信号が印加された
か否かによって、液晶セルを駆動する複数の透明電極４
が形成され、ゲート信号ライン１，１ａとデータ信号ラ
イン２，２ａとが交差する各画素部分にゲート信号ライ
ン１，１ａをゲートとしてデータ信号ライン２，２ａを
ソース電極とし、ドレーン電極が透明電極４に連結され
て駆動信号により画像データ信号を各透明電極４に印加
するスイッチング素子である薄膜トランジスタ３が複数
形成されている。各画素毎に透明電極４と当該画素の隣
接する画素用のゲート信号ライン１ａとが重ねられて各
画素領域における容量蓄積用の第１のキャパシタ６が形
成され、当該画素前端のゲート信号イラン１ａに順方向
に、ダイオード７，７ａの一方端子が連結され、ダイオ
ード７，７ａの他方端子に基準電極８，８ａが連結され
る。すなわち、基準電極８，８ａはリバースチルト領域
の光を遮断することができる不透明電極とから形成さ
れ、画素と画素との間の各データ信号ライン２，２ａを
中心として対称する“Ｈ”字状で形成され、“Ｈ”字状
基準電極８の両翼はデータ信号ライン２，２ａと透明電
極４，４ａ間のリバースチルト領域において各データ信
号ライン２，２ａを中心として隣接する画素の透明電極
４，４ａの所定部分と重ねるように形成される。
【００１９】このように基準電極８と透明電極４とが重
ねられて、他の２つの容量蓄積用の第２、第３のキャパ
シタ６ａ，６ｂが形成される。２つの第２、第３のキャ
パシタ６ａ，６ｂは当該画素領域内のダイオード７を介
する基準電極８および透明電極４により第２のキャパシ
タ６ａが形成され、隣接する画素領域内のダイオード７
ａを介して基準電極８ａおよび透明電極４により第３の
キャパシタ６ｂが形成される。ここで、前記ダイオード
７，７ａはゲートおよびソースが共通に当該画素前端の
ゲート信号ライン１ａに連結され、ドレーンが前記基準
電極８，８ａと連結された薄膜トランジスタからなる。
【００２０】このように構成された本発明の動作につい
て説明する。
【００２１】左右両側の第２，第３のキャパシタ６ａ，
６ｂの基準電極は、一方向にのみ電流を流すダイオード
７，７ａにより当該画素前端のゲート信号ライン１ａと
連結されているので、当該画素前端のゲート信号ライン
１ａが選択信号を入力する時（最大の陽（＋）の電
圧）、左右両側の第２，第３のキャパシタ６ａ，６ｂの
基準電極８もゲート信号ライン１ａの選択信号差を有す
る。
【００２２】一回の最大値の陽（＋）の電圧を有する第
２，第３のキャパシタ６ａ，６ｂの基準電極８，８ａは
当該画素前端のゲート信号ライン１ａが非選択信号に切
換えられても一定値、すなわちダイオード７，７ａの逆
方向の特性によってゲート信号ライン１ａの選択信号差
を維持する。
【００２３】左右両側の第２，第３のキャパシタ６ａ，
６ｂにピンホール等の不良が発生して電気的な導通現象
が発生する場合であっても基準電極８，８ａは透明電極
４と同一な電圧となり、透明電極４に連結された薄膜ト
ランジスタ３，３ａにより画像電圧が印加されると、左
右のキャパシタ６ａ，６ｂの基準電極８，８ａは画像電
圧を持ち、この画像電圧は当該画素前端のゲート信号ラ
イン１ａより高い値を持つので、ダイオード７，７ａに
より電気的に隔離されて透明電極４は正常動作される。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が得られる。 １． リバースチルト領域に属し、かつ、設計上の理由
により、活用する価値のない画素領域に、容量蓄積用の
キャパシタを複数形成することにより、有効表示比率
（Aperture Ratio）を高めることができる。 ２． 一つの画素領域にキャパシタを多数、例えば３個
形成することにより一つのキャパシタがピンホール（pi
n hole）などによって不良となる場合であっても、正常
動作が可能となって処理能力（スループット）を向上さ
せる。 ３． 容量蓄積用のキャパシタが多数形成されるので、
蓄積容量が増加されてＬＣＤ画質を向上させる。 ４． リバースチルト領域に設けられた基準電極８，８
ａが投射される光を遮断するので、ブラックマトリック
の設計公差を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＴＦＴ−ＬＣＤの１つの画素領域
を示す概念図である。
【図２】本発明によるＴＦＴ−ＬＣＤの１つの画素領域
を示す平面図である。
【図３】図２のＴＦＴ−ＬＣＤの等価回路図である。
【図４】従来の第１例のＴＦＴ−ＬＣＤの１つの画素領
域を示す平面図である。
【図５】従来の第２例のＴＦＴ−ＬＣＤの１つの画素領
域を示す平面図である。
【符号の説明】
１，１ａ ゲート信号ライン ２，２ａ データ信号ライン ３ 薄膜トランジスタ ４ 透明電極 ６，６ａ，６ｂ 容量蓄積用のキャパシタ ７，７ａ ダイオード ８，８ａ 基準電極

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】画素に駆動信号を印加するために画素領域
    と画素領域との間に、一方向に配列される複数のゲート
    信号ラインと、 画像信号を印加するために画素領域と画素領域との間に
    各ゲート信号ラインと垂直方向に配列される複数のデー
    タ信号ラインと、 印加された前記画像信号により液晶セルを駆動するため
    に各画素領域に形成される複数の透明電極と、 ゲート信号ラインをゲートとし、データ信号ラインをソ
    ースとして各透明電極に画像信号をスイッチングする複
    数の薄膜トランジスタと、 各画像領域に形成され、当該画素に隣接する画素用のゲ
    ート信号ラインに順方向連結される複数のダイオード
    と、 各画素間のデータラインを中心として両方画素の透明電
    極と所定部分とが重ねるように形成され、夫々のダイオ
    ードを介して当該画素に隣接する画素用のゲートライン
    に連結される複数の基準電極と、を含んで構成すること
    を特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項２】各画素領域は、当該画素前端のゲート信号
    ラインと透明電極とにより容量蓄積用の第１のキャパシ
    タが形成され、当該画素内のダイオードに連結された基
    準電極および透明電極により容量蓄積用の第２のキャパ
    シタが形成され、隣接した画素内のダイオードに連結さ
    れた基準電極および透明電極により容量蓄積用の第３の
    キャパシタが形成されることを特徴とする請求項１に記
    載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】第１、第２、第３のキャパシタは、リバー
    スチルト領域に形成されることを特徴とする請求項２に
    記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項４】基準電極は、各画素画素間のデータ信号ラ
    インを中心として対称に“Ｈ”字状で形成されることを
    特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項５】基準電極は、光を遮断することができる不
    透明電極とから形成されることを特徴とする請求項１記
    載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】ダイオードは、ゲートおよびソースが共通
    して当該画素に隣接する画素用のゲートラインに連結さ
    れ、ドレーンが基準電極と連結される薄膜トランジスタ
    を利用して形成することを特徴とする請求項１に記載の
    液晶表示装置。
JP34873893A 1992-12-30 1993-12-27 液晶表示装置 Expired - Lifetime JP3205155B2 (ja)

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JPH06294971A JPH06294971A (ja) 1994-10-21
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