JPH02150823A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アクティブマトリクス型液晶表示装置及びそ
の駆動方法に係り、特に高精細・大画面の場合に良好な
画質を実現するのに好適な液晶表示装置に関する。

〔従来の技術〕

アクティブマトリクス型液晶表示装置の一般的な構成例
を第２図に示す、同図において、２１はマトリクス状に
配された液晶セル、２２は電荷蓄積用コンデンサ、２３
は各液晶セル２１毎にその一方の電極に接続されている
薄膜トランジスタであり、これらにより一画素を構成し
ている。２４はアクティブマトリクスの各列毎に薄膜ト
ランジスタのデータ電極に共通接続された複数（ｍ本）
のデータ線Ｄｚ〜Ｄｍ、２５はアクティブマトリクスの
各行毎に薄膜トランジスタのゲート電極に共通接続され
た複数（ｎ本）のゲート線６１〜Ｇ　ｆｉである６また
２６は、ゲート線に順次走査パルスを印加する走査回路
、２７は一水平走査分の画像信号をデータに並列に印加
する走査回路である。

２８は共通電極であり、薄膜トランジスタを形成した基
板と液晶を挟んで対向する基板上に形成される。この共
通電極は、対向基板上に全面に一枚の電極として形成さ
れ、液晶セル２１の各々の画素部と対向する部分毎に該
セルの他方の電極の役割をはたす。

次に上記の液晶表示装置の駆動について説明する。第３
図は従来技術の駆動波形の例を模式的に示したものであ
る。第ｉ番目のゲート線に薄膜トランジスタをオンする
電ｆＶｏＮが加わるのに同期させて第ｉ番目のデータ線
に画像信号ｖＤｊが印加される。これによって画素ＣＩ
　Ｊでは蓄積容量及び液晶容量に電荷が蓄積される。こ
の電荷の蓄積がいわゆる画像信号の書込みである。画像
信号の書込は、時刻Ｌ１に始まり１．＋Δｖｔで終了し
同時にゲート電圧はＶ　ＯＦＦとなる。画素ＣＩ　Ｊの
電圧は１フイ一ルド周期Ｔ後の時刻ｔｉ＋Ｔに再び信号
書込みが行なわれるまでは、ＶＤＪに保持される。

また線順次走査においては、第ｉ番目のゲート線に接続
された薄膜トランジスタは同時に駆動され、画素ＣＩｋ
（ｋ＝１〜ｍ）においても各々の画像信号は上記と同様
の信号書込みが同時に行なわれる。

次に時刻ｔ　ｌ”ｌ　＝　ｔ　＋十Δｔに第ｉ＋１番目
のゲート線に薄膜トランジスタをオンする電圧ＶＯＮが
加えられ画素（１；＋＋ｔ、　ｋ　（ｋ＝１〜ｍ）にイ
目号書込が行なわれる。この信号書込は時刻ｔ＋＋２Δ
ｔに終了する。以上のようにゲート線には一線毎に順次
薄膜トランジスタをオンする電圧が加えられて画素を駆
動することになる。

一方共通電極は一定の電位に保たれることが多く、通常
画素に印加される電位の時平均の中心点に設定される。

なおこの種の装置に関連するものとしては、例えば特開
昭５４−１８８８６号が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、実際の駆動においてはゲート電圧パルス
、画像信号電圧パルスの伝播遅延を考慮に入れなければ
ならない。それは、ゲート配線及びデータ配線の抵抗と
それらに寄生する静電容量によって生ずる駆動波形の歪
みである。

これについて第４図を用いて説明する。ゲート線に印加
される電圧は、ゲート走査回路側で方形波であっても、
そのゲート線自体の配線抵抗と容量によって波形に歪み
が生じ、走査回路と反対側の端では立上りと立下りにそ
れぞれ伝播遅延ｊｒｇｌｔ□を伴った波形となる。その
結果第４図の場合、信号書込時間は本来のΔｔから少な
くともｔｒｇだけ短縮されることになる。加えて同様の
伝播遅延がデータ信号側にも認められる場合には、上記
信号書込時間はさらに短縮されてしまう。

上記の伝播遅延の値は、−膜内に次のように見積もるこ
とができる。第５図は、その内のｉ番目のゲート線のゲ
ート伝播遅延について表わしたものである。同図にてＣ
は１画素あたりの寄生容量であり、ゲート配線とデータ
配線の交差部の容量、薄膜トランジスタの寄生容量、画
素部の蓄積容量等の合成容量で表わされる。Ｒは配線材
料によって支配的に決まる配線抵抗である。これらと水
平方向のデータ線数ｎを用いると、伝播遅延は次式で見
積もることができる。

ｔ　ｒｚ−ｎ　２Ｃ−Ｒ−（１） ここで薄膜トランジスタの容量変化に基づくＣの変化を
考慮すれば式（１）からし□も見積もることができる。

また、データ信号遅延についても同様である。

ところで、スイッチング素子とじでの薄膜トランジスタ
には非晶質シリコンが多く用いられる。

これはトランジスタマトリクスアレイの大面積化低コス
ト化に有利なためである。しかし、この非晶質シリコン
薄膜トランジスタの場合、結晶シリコンを用いたＭＯ８
Ｉ−ランジスタと比べその電界効果移動度がかなり低い
。従って第４図に示すような伝播遅延によって縮小され
た書込時間Δｔ−ｊｒｇ内に画像信号を十分に画素部に
書込むのは厳しい条件となる。これまではトランジスタ
サイズを大きくするか、あるいは特開昭５９−１２３８
８４号に記されるように、ゲート信号とデータ信号のタ
イミングをずらす等の駆動による対策を講じて来た。

しかし乍ら、より大面積、高精細のデイスプレィを実現
するためには、式（１）でのＣ，Ｒの値をできるかぎり
小さくしておく必要がある。

特に従来技術による液晶表示装置においては、対向基板
上の共通ｍｔ＋を全面に形成しているために、この共通
電極と配線との間にはさまれた液晶とで形成される容量
については配慮されていなかった。

本発明の目的は、上記ゲートパルスあるいはデータ信号
の伝播遅延を小さくすることが可能な液晶表示装置を堤
供することにある。

［ｍ１１１題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明の液晶表示装置は、複
数のデータ線と、上記複数のデータ線と交差する複数の
ゲート線を有し、上記データ線と上記ゲート線の交差部
に画素電極と上記画素電極を駆動する薄膜トランジスタ
を有してなる第１の基板と、導電体を自する第２の基板
と、上記第１および第２の基板の間の液晶層とを有する
液晶表示装置であって、上記第２の基板は、上記ゲート
線およびデータ線のうちの少なくとも一方の配線パター
ンと対向する部分の少なくとも一部に上記導電体を有し
ない領域を含んでなることを特徴とする。

上記導電体として透明導電体を用いれば、透過型の液晶
表示装置を実現できる。

上記第２の基板上に形成される導電体の具体的な形状と
しては、例えばゲート線あるいはドレイン線の配線パタ
ーンと対向する部分で互いに離間された、短冊状の形状
を有する複数の導電体とすることができる。あるいは上
記対向する部分の一部に穴あき部（非形成部）を有する
ようなメツシュ形状とすることもできる。

尚、ゲート線あるいはデータ線との対向する部分で導電
体を形成しない領域の幅は、本発明の効果を有効に発揮
するためには、ゲート線あるいはデータ線の配線パター
ンの幅以上とする。より好ましくは、上記パターンの幅
よりも１０μｍ程度以上幅広としておくのが好ましい。

〔作用〕

従来共通電極たる導電体と配線の間にはさまれていた液
晶は、配線に寄生する容量の動作をするが、本発明によ
れば上記配線パターンとの対向部分における共通室、極
の面積が少なくなるので上記寄生容置は小さくなる。従
って配線容量を低減することができ信号書込時間を確保
でき、良好な画質表示が実現される。

尚、上記の如く導電体の一部を有さないような構造とし
ても、液晶層をはさむ片方の電極としての（共通電極と
しての）機能には全く問題はない。

〔実施例〕

（実施例１） 以下１本発明の第１の実施例を第１図により説明する。

第１図（ａ）は、本発明による液晶表示装置の模式図を
斜視図で示しである。液晶層をはさむ２つの基板のうち
一方にはＹ方向に幅Ｗａのゲート配線１５とＸ方向に幅
Ｗｏのデータ配線１４を絶縁層を介して交差させ、その
各交点に薄膜トランジスタ１３を設けである。これらの
薄膜トランジスタにより画素電極１２に信号電圧が伝え
られる、データ線にはデータドライバ１７から、ゲート
線にはゲートドライバ１８から信号が与えられる。他方
の基板上には、短冊状に透明導電体１９が形成されてい
る。上記薄膜トランジスタを設けた基板と上記透明導電
体の形成された基板の間には液晶が封入されている。上
記短冊状透明導電体間の間隔は少なくともゲート電極幅
Ｗａ以上とることが有効であるが、ここではＷａ　＋１
０μｍとした。また短冊状の透明導電体は、液晶封入部
外のところで互いに電気的に接続されており、共通電極
電圧１８が与えられている。本発明による共通電極形状
を特に取出すと、第１図（ｂ）のようになる。共通電極
の取り除かれた部分が液晶をはさんでゲート電極と対向
することになるので。

ゲート配線上に寄生する容量から液晶の寄与がほとんど
除かれ、ゲート信号伝播遅延が改善されるという効果が
ある。

なお本発明は上記実施例に限定されない。特に各画素部
には従来例によるように電荷蓄積用コンデンサが設けら
れていてもよいし、ゲート線・データ線が直線状である
必要もない。

（実施例２）本発明の第２の実施例を第６図を用いて示
す。薄膜トランジスタを形成した基板は実施例１による
ものと同一である。本実施例では短冊状透明電極の向き
が異なり、データ線と向き合う部分の透明電極が除かれ
ている。短冊の間隔ｄはデータ線幅Ｗｏ以上とするがこ
こではＷｏ＋１０μｍとした。これによれば、データ線
の信号伝播遅延を低減できるという効果がある。またデ
ータ線には液晶を駆動する信号が加えられるので、本実
施例によればデータ配線上の液晶の駆動を防止すること
ができ、混色が防げ鮮明な画像が得られるという効果も
ある。ここではデータ線が直線状の場合を挙げたが、ゲ
ート線の場合と同様特にこれに限定されない。

（実施例３） 第７図は、実施例１の短冊形状の場合において、両端で
互いに電気的に接続した透明導電層の構造を示したもの
である。通常透明導電体としては、ＩＴＯ（インジウム
・錫酸化物）が用いられるが、これは金属と比べると高
抵抗であるため、大画面化した場合に共通電位に伝播遅
延が生じることがある。本実施例ではこわを防ぐため、
各透明導電層の両側で互いに電気的に接続するパターン
を採用しである。

（実施例４） 実施例３の別の有効なパターンを第８図に示す。

これは透明導電体でメツシュ状パターンを形成したもの
である。

（実施例５） 実施例３の別のもう一つの有効なパターンを第９図に示
す。これは、データ線と同様のパターンで低抵抗金Ｊｉ
Ｌ３１を用いて、透明導電体短冊間の接続を行なったも
のである。接続のための材料としてここではＣｒを用い
た。Ｃｒパターンをデータ線と液晶をはさんで向い合せ
、同形状のパターンを形成させれば、画素部からの光透
過量を損うことがない。

また上記実施例３，４．５についてＸ、Ｙを入れ換え実
施例２のデータ線に対向する透明電極除去の場合に対Ｊ
、と、させても有効なことはいうまでもない。

（実施例６） 本発明の第６の実施例を第１０図を用いて説明する。本
実施例は、実施例↓の液晶表示装置を用いてＴＶ画像表
示を可１ルとしたものである。：３４は通常のカラーＴ
Ｖに使用される標準的な駆動回路である。映像信号処理
回路への入力をＶ　’Ｉ’　Ｒ信号とすれば、ビデオモ
ニタとしても用いることができる。また実施例２，３，
４．５に示した液晶表示装置を用いても′ｒ■画像を実
現することができる。

尚、上記各実施例において、共通電極たる導電体として
透明導電体を用いたが、例えば反射型の液晶表示装置に
本発明を適用する場合においては必ずしも透明である必
要はない。

〔発明の効果〕

本発明による液晶表示装置によれば、従来法に比べ、ゲ
ート配線あるいはデータ配線と対向電極との間に生ずる
静電寄生容量をほぼゼロにまで低減できるので、大画面
・高精細のデイスプレィに適用して良好な画質を実現で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を説明するための図、第
２図はアクティブマトリクス型液晶表示装置を説明する
ための図、第３図は従来の液晶表示′４に置の駆動波形
を示す図、第４図はゲートパルスの伝播遅延を説明する
ための図、第５図は配線抵抗及び容量の説明図、第６図
は第１の実施例に用いた透明導電体のパターン図、第７
図、第８図。 第９図、第１０図はそれぞれ本発明の詳細な説明するた
めの図である。 １２・・・画素電極、１３・・・簿膜トランジスタ、１
４゜２４・・・データ線、１５．２５・・ゲート線、１
６゜２６・・・ゲートドライバ、１７．２７・・・デー
タドライバ、１８．２８・・・対向共通電極電位、１９
・・対向共通電極、３２・・・制御信号発生部、３３・
・・画像信号発生部、３４・・・通常のカラーＴＶの駆
動回路。 狛 図 （ｒ）） Ｉメ 第 図 案 第 況 ｌゴ 不 ０し 竿 ■ 第 ん フ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のデータ線と、上記複数のデータ線と交差する
   複数のゲート線を有し、上記データ線と上記ゲート線の
   交差部に画素電極と上記画素電極を駆動する薄膜トラン
   ジスタを有してなる第１の基板と、導電体を有する第２
   の基板と、上記第１および第２の基板の間の液晶層とを
   有する液晶表示装置であつて、上記第２の基板は、上記
   ゲート線およびデータ線のうちの少なくとも一方の配線
   パターンと対向する部分の少なくとも一部に上記導電体
   を有しない領域を含んでなることを特徴とする液晶表示
   装置。 ２、上記導電体が透明導電体であることを特徴とする請
   求項１記載の液晶表示装置。 ３、上記配線パターンと対向する部分における透明導電
   体を有しない領域の幅が、上記配線パターンの幅以上で
   あることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。 ４、上記透明導電体が、複数の短冊状の形状を有する透
   明導電体であることを特徴とする請求項２記載の液晶表
   示装置。 ５、上記透明導電体が、メッシュ状の形状を有してなる
   ことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。 ６、上記複数の短冊状の透明導電体に同一の電位が印加
   されることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。 ７、上記複数の短冊状の透明導電体の間を、上記透明導
   電体を構成する材料よりも低抵抗の材料で接続してなる
   ことを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。 ８、上記低抵抗の材料が、クロムであることを特徴とす
   る請求項７記載の液晶表示装置。 ９、請求項１ないし８の一に記載の液晶表示装置を用い
   たことを特徴とするＴＶ画像表示装置。 １０、請求項１ないし８の一に記載の液晶表示装置を用
   いたことを特徴とする情報用端末あるいは文字・図形表
   示装置。