JPH03185428A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH03185428A
JPH03185428A JP1325037A JP32503789A JPH03185428A JP H03185428 A JPH03185428 A JP H03185428A JP 1325037 A JP1325037 A JP 1325037A JP 32503789 A JP32503789 A JP 32503789A JP H03185428 A JPH03185428 A JP H03185428A
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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ＴＦＴを用いた液晶表示装置の構造に関する。
［従来の技術］ 従来のＴＦＴを用いた液晶表示装置の例としては、「ジ
ャパン・デイスプレィ８９ダイジエスト、ｐ４１８−４
２１松枝他」等がある。第２図はＴＦＴを用いた液晶表
示装置の回路図の例である。
ｘｌ、Ｘ２は信号線、Ｙｌ、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４は走査線
であり、信号線Ｘ１と走査線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３の交点に
はＴＦＴＩＩ、１２．１３がある。
これらのＴＦＴＩＩ、１２．１３は走査線Ｙ１、Ｙ２、
Ｙ３に与えられる選択パルスのタイミングに応じてオン
・オフする。信号線Ｘ１に与えられる画像信号は、これ
らのＴＦＴＩＩ、１２．１３を介して、液晶容量１７．
１８．１９と保持容量１４．１５．１６に書き込まれる
。
第３図は液晶表示装置の画素部分の平面図の例である。
信号線２１と走査線２２の交点にはＴＦＴ２４が配置さ
れる。半導体薄膜２３はＴＦＴ２４のソース・ドレイン
及びチャネルを構成する。
２５はＴＦＴ２４のソース部と信号線２１を接続するコ
ンタクトホールであり、２６はＴＦＴ２４のドレイン部
と画素電極２９を接続するコンタクトホールである。Ｔ
ＦＴ２４のドレイン部と共通電極、２７どの間には保持
容量２８が形成される。
透過型表示装置の場合には開口部３０に示す部分が画像
表示に有効な領域となる。
［発明が解決しようとする課２１　　　　　　］しかし
、前述の従来技術においては以下に述べるような課題が
ある。
−・一般に、高精細な画像を得るためには画素を高密度
化する必要があるが、画素ピッチが減少すると液晶の容
量も減少し、高画質を維持するためには十分な保持容量
を作り込まなければならない。
また、ＴＦＴのサイズを縮小するのにも製造上の限界が
ある。従って、画素ピッチが減少すると、保持容量やＴ
ＦＴによって占有される領域の割合が増大し、画像表示
に有効な領域の割合すなわち開口率が減少する。開口率
の減少は、画面が暗くなるのみなす、遮光層のパターン
が画面に太い格子を被せたように目立つために、著しい
画質の低下を招くという問題を生じさせる。
本発明の投写型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、画素ピッチが減少し
ても高い開口率を維持できる液晶表示装置を実現するこ
とにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明の液晶表示装置は、各画素電極に保持容量を備え
、前記保持容量を電気的に接続する共通電極を奇数行目
とその次の偶数行目の走査線２本の間または偶数行目と
その次の奇数行目の走査線２本の間に配置したことを特
徴とする。
［作用］ 本発明の上記の構成によれば、各画素に十分な保持容量
を作り込みながら、保持容量を電気的に接続する共通電
極の数を従来の半分にし、信号線とＴＦＴのソース電極
接続部の数も従来の半分にすることができる。従って、
画素ピッチが減少しても高い開口率を維持できる。
［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回路図の例である。
Ｘｌ、Ｘ２は信号線、Ｙｌ、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４は走査線
であり、信号線Ｘ１と走査線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３の交点に
はそれぞれＴＦＴｌ、２．３が配置される。これらの・
Ｔ　Ｆ　Ｔ　１．２．３は走査線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３に与
えられる選択パルスのタイミングに応じてオン・オフす
る。信号線Ｘ１に与えられる画像信号は、これらのＴＦ
Ｔｌ、２．３を介して、液晶容量７．８．９と保持容量
４．５．６に書き込まれる。本発明においては、保持容
量を電気的に接続する共通電極１０が、走査線２本に対
し１本の割合で配置される。例えば、保持容量４と５が
同じ電極配線上に形成されるため、従来の様に別々の電
極配線上に形成する場合と比較して少ない占有面積に十
分な容量を作り込むことができる。また、上下２画素分
の２個のＴＦＴが並んで配置されるため、２つのＴＦＴ
のソースと信号線の接続部も共用できる。例えばＴＦＴ
２及び３と信号線Ｘ１との接続は１カ所ですむ。従って
、ＴＦＴの占有面積も少なくなる。
第１図においては、共通電極１０は奇数行目とその次の
偶数行目の２本の走査線の間に配置されているが、１行
分ずらして偶数行目とその次の奇数行目の２本の走査線
の間に配置することも可能である。
第４図は液晶表示装置の画素部分の平面図の例である。
信号線３１と走査線３２の交点にはＴＦＴ３４が配置さ
れている。半導体薄膜３３はＴＦＴ３４のソース・ドレ
イン及びチャネル部を形成する。３５は上下２画素分の
ＴＦＴのソース部と信号線３１を接続するためのコンタ
クトホールである。３６はＴＦＴ３４のドレイン部と画
素電極３９を接続するためのコンタクトホールである。
ＴＦＴ３４のドレイン部と共通電極３７との間には保持
容量３８が形成される。共通電極３７にはこの電極の両
側に位置する２つの画素の保持容量が配置される。透過
型表示装置の場合には開口部４０に示す部分が画像表示
に有効な領域となる。
開口部４０以外の領域は画質を悪化させるため、通常は
遮光層で覆い光が透過しないようにする。
本実施例においては、画素電極間の本来画像表示に不要
な領域に共通電極３７が配置されるため、高い開口率を
得ることができる。第４図における開口部４０の面積は
、第３図における開口部３０のそれに比べて約３０％多
い。すなわち、同じ画素ピッチで同じ素子を作り込みな
がら両面を３０膜明るくでき、しかも開口部の形状が横
長の長方形から正方形に近くなるため遮光部の格子が目
立ちにくくなり、画質が飛躍的に向上する。さらに、傾
斜した配線パターンも併用すると、開口部の形状は理想
的な円形に近付けることも可能である。
本発明のもう一つの特徴として、駆動方式の自由度が高
いことがあげられる。周知のように、ＮＴＳＣやハイビ
ジョンの信号はインタレースされた２つのフィールドか
ら成り立っている。これらの信号を液晶表示装置で表示
する場合、走査線２本づつを対にして同じタイミングで
選択し同じデータを書き込み、フィールドごとに対とな
る走査線の組み合わせを変える駆動方法がよく用いられ
る。この方法は、メモリーなどの複雑な周辺回路が不要
で、動画の場合の画像の応答を向上し、フリッカ−を訪
止できる実用的な方法である。しかし、第３図の様な従
来の液晶表示装置の構造では画素電極と前段の走査線が
隣接しているため、走査線２本を同時に選択すると、画
素電極と走査線の容量分割により生ずるオフセット電圧
がこの２本の走査線間で異なり、画面上で走査線１本ご
とに明るさが異なるという問題を生じていた。一方、第
４図に示す本発明の液晶表示装置においては、０素電極
と前段の走査線が隣接していないため、この駆動方法を
用いてもそのような問題は無く均一な画面が得られる。
もちろん、通常の順次走査も可能で、目的に応じて駆動
方式を変えることができる。
なお、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色のカラー
フィルタを用いる場合、上述の２本の走査線を同時に選
択する駆動法では、縦ストライプのカラーフィルタ配置
にする必要がある。もちろん通常の順次走査の騒動法で
は、モザイク型やトライアングル型のカラーフィルタ配
置が使える。
第５図は、第４図及び第３図に対応する液晶表示装置の
断面図の例である。一般にＴＦＴを用いた液晶表示装置
は、２つの絶縁基板すなわちＴＦＴ基板４１と対向基板
４２との間に液晶４３を挾持して成る。ＴＦＴ基板４１
上にはＴＦＴ部４部上４持容量部４５とから成る素子が
配置される。
本図の様なＴＦＴの構成をコプレーナ型といい、ＴＦＴ
のソース部４７、ドレイン部４９、チャネル部４８は同
一の半導体Ｗｌｌｌから成る。ソース部４７及びドレイ
ン部４９にはゲート電極４６をマスクとしてゲート絶縁
膜５０上から不純物が注入されるため、セルフアライン
メント型のＴＦＴと成る。ゲート電極４６と同じ膜から
成る共通電極５１とドレイン部４９の間のＭＯ８容量は
保持容量として使われる。このＭＯ３容量の形成方法に
は２つある。１つはこの部分の半導体１１膜にソース・
ドレイン形成前にあらかじめ不純物を注入しておく方法
で、この場合共通電極５１の電位は任意に選べる。もう
一つは特に不純物を注入しない方法で、この場合共通電
極５１の下の半導体薄膜はチャネル部４８と同じになる
ため、ＭＯ３容量として使うためにはチャネル部に反転
層を形成させるようなバイアスを共通電極５１に与える
必要がある。信号線５３及び画素電極５２はそれぞれＴ
ＦＴのソース部４７及びドレイン部４９とコンタクトホ
ールを介して接続される。本図の構成では画素電極５２
と共通電極５１の間にも層間絶縁ｔＡ５４を介して保持
容量が形成される。一般には、ゲート絶縁膜には熱酸化
膜のような緻密で欠陥の少ない膜を用い、Ｔ　Ｆ’　Ｔ
の良好な伝達特性を得るために膜厚を薄くしである。こ
のため、前述のＭＯ８容量は、眉間絶縁膜を用いた容量
に対して何倍もの容量を作り込むことができ、欠陥も少
ない。
本図において、ＴＦＴのドレイン部４９と画素電極５２
のコンタクトホールを共通電極５１の右側に配置すると
、ＭＯ３容量だけが保持容量となる。
パッシベーション膜５５は’ｆｉｌ膜素子部を保護する
働きと液晶に印加される直流電圧をカットする働きがあ
る。対向基板４２上に設けられた遮光層５６はＴＦＴの
光リーク電流を抑制する働きと、画像表示に有効でない
部分を覆うことでコントラスト比の大きい高画質の映像
を得る働きがある。
開口部５８は画像表示に有効な領域である。透明導電膜
から成る対向Ｗ１［！５７は液晶の接する全面を覆って
おり、液晶４３は画素電極５２と対向型［１５７との間
の電界で駆動される。透過型表示装置として用いる場合
には画素電極５２は透明導電膜で形成され、反対型表示
装置として用いる場合には画素電極５２は金属薄膜で形
成される。
第６図は液晶表示装置の画素部分の平面図の第２の例で
ある。信号＃！６１と走査線６２の交点にはＴＦＴが配
置されている０本図においてはＴＦｒのソース６５及び
ドレイン６６とチャネル６４は異なる薄膜で形成されて
いる。共通型Ｆｉ６７にはこの電極の両側に位置する２
つの画素の保持容量６８が配置される０画素電極６９に
はＴ　Ｆ、Ｔのドレイン６６と保持容ｆｉ６８の双方が
接続されている。透過型表示装置の場合には関口部７０
に示す部分が画像表示に有効な領域となる。開口部７０
以外の領域は画質を悪化させるため、通常は遮光層で覆
い光が透過しないようにする。
第７図は、第５図に対応する液晶表示装置の断面図の例
である。本実施例の液晶表示装置も、２つの絶縁基板す
なわちＴＦＴ基板７１と対向基板７２との間に液晶７３
を挟持して成る。ＴＦＴ基′Ｆｉ７１上にはＴＦＴ部７
部上４持容量部７５とから成る素子が配置される０本図
の様なＴＦＴの構成を逆スタガ型といい、ＴＦＴのゲー
ト電極７６、ゲート絶縁Ｂ８０、チャネルを形成する半
導体薄に２７８、ソース・ドレイン部を形成する不純物
半導体薄ｊ８Ｉ８８が順次堆積された構造となっている
。
不純物半導体薄ｌ５Ｉ８８上にはソース電極７７、ドレ
イン電極７９が形成され、ソース電極７７は信号線の分
岐したものであり、ドレイン電極７９は画素電極８２と
接続されている。他のＴＦＴの構造としては本図のＴＦ
Ｔを上下ひつくり返したスタが型と呼ばれるものもある
。保持８を部７５はＴＦＴのドレイン部と同じ構造で共
通電極８１上に配置され、画素電極８２に接続されてい
る。他の構成としては、画素電極８２をゲート絶縁膜８
０を介して共通電極８１上に重ねて保持容量とすること
もできる。パッシベーション１１８４は薄膜素子部を保
護する働きと液晶に印加される直流電圧をカットする働
きがある。対向基板７２上に設けられた遮光層８６はＴ
ＦＴの光リーク電流を抑制する働きと、画像表示に有効
でない部分を覆うことでコントラスト比の大きい高画質
の映像を得る働きがある。開口部７７は画像表示に有効
な領域である。透明導電膜から成る対向電極８６は液晶
の接する全面を覆っており、液晶７３は画素部［ｉ＋８
２と対向電極８６との間の電界で駆動される。
【発明の効果］ 以上述べたように本発明の液晶表示装置は、画素ピッチ
が減少しても高い開口率を維持できるため、高精細で明
るい画像表示が可能となる。また、同じ画素数を実現す
るのに液晶表示装置の寸法を小さくできるため、低コス
ト化が可能となる。さらに、インタレースされた動画信
号を疑似的にフルライン表示することができ、高解像度
の動画表示が可能となる。例えば、小型軽量で低消費電
力が望まれるビデオカメラのビュー・ファインダや、高
精細で高開口率が望まれるビデオプロジェクタ−のライ
トパルプにおいて、高画質化と低コスト化を同時に実現
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の液晶表示装置の回路図。第２図は従来
の液晶表示装置の回路図。第３図は従来の液晶表示装置
の画素部分の平面図。第４図及び第６図は本発明の液晶
表示装置の画素部分の平面図。第５図及び第７図は本発
明の液晶表示装置の断面図。 １．２．３．１１．１２．１３．、、ＴＦＴ４．５．６
．１４．１５、ＩＱ、、、保持容量７．８．９．１７．
１８．１９．、、液晶容量２７．３７．５１．６７．８
１．、、共通電極３０．４０．５８．７０．７７、、、
関口部組 上

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）第１の絶縁基板上に複数の信号線及び走査線、及
    び前記信号線と前記走査線の交点に配置される薄膜トラ
    ンジスタ（以下ＴＦＴと略記）、及び前記ＴＦＴに接続
    された画素電極とを備え、第２の絶縁基板上には対向電
    極を備え、前記第１の絶縁基板と前記第２の絶縁基板を
    対向させた空間に液晶を挟持して成る液晶表示装置にお
    いて、前記各画素電極に保持容量を備え、前記保持容量
    を電気的に接続する共通電極を奇数行目とその次の偶数
    行目の前記走査線２本の間または偶数行目とその次の奇
    数行目の前記走査線２本の間に配置したことを特徴とす
    る液晶表示装置。
  2. （２）偶数行目とその次の奇数行目の２つの前記ＴＦＴ
    のソース部と前記信号線の接続部、または奇数行目とそ
    の次の偶数行目の２つの前記ＴＦＴのソース部と前記信
    号線の接続部が共有されてなることを特徴とする請求項
    １記載の液晶表示装置。
  3. （３）前記保持容量を電気的に接続する前記共通電極を
    、奇数行目と偶数行目の前記画素電極間または偶数行目
    と奇数行目の前記画素電極間の少なくとも一部を覆うよ
    うに配置したことを特徴とする請求項１または請求項２
    記載の液晶表示装置。
  4. （４）前記走査線のうち隣接する２本を同時に選択し、
    奇数フィールドと偶数フィールドとで前記２本の走査線
    の組み合わせを変えることを特徴とする請求項１または
    請求項２または請求項３記載の液晶表示装置。
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