JPH04251818A - 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】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に係わり
、特に液晶画素ごとに薄膜トランジスタのようなスイッ
チングトランジスタが設けられたアクティブマトリクス
型の液晶表示装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】最近、液晶表示装置の分野では、表示の
高速化や高品位化を図るために、アクティブマトリクス
型が主流となっている。これは、縦横マトリックス状に
配置された信号線とゲート線（走査線）との交点部に、
それぞれ液晶画素を配置し、各液晶画素を薄膜トランジ
スタのようなスイッチングトランジスタにより駆動する
ように構成されており、例えば以下に示す基本回路構成
を有している。

【０００４】従来の薄膜トランジスタを用いた液晶表示
装置の基本回路構成を、図３に示す。　　図３において
、液晶画素１の一端は薄膜トランジスタ２のドレイン〜
ソース間を介して信号線３に接続されており、この薄膜
トランジスタ２のゲートは、ゲート線４に接続されてい
る。また、液晶画素１と並列に補助容量５が接続されて
いる。さらに、液晶画素１と補助容量５の他端、すなわ
ち薄膜トランジスタ２に接続されていない方の一端は、
それぞれ直接または直流バイアス源を介して接地されて
いる。なお、ここでは説明を簡単にするために、直接接
地されているものとする。

【０００５】このような構成において、ゲート線４から
薄膜トランジスタ２のドレイン〜ソース間が導通するの
に充分なゲート電圧が印加されると、信号線３と液晶画
素１および補助容量５とが電気的に接続され、液晶画素
１と補助容量５とは、それぞれ信号線３から印加された
所定の電圧に充電される。またこのとき、同じゲート線
４にゲートが接続された全ての薄膜トランジスタ２のド
レイン〜ソース間が導通するため、各々の薄膜トランジ
スタ２に接続された各液晶画素１は、対応する信号線３
から印加された所定の電圧にそれぞれ充電される。次に
、ゲート線４から印加されるゲート電圧が、薄膜トラン
ジスタ２のドレイン〜ソース間が非導通となる電圧に変
化すると、信号線３と液晶画素１および補助容量５とは
いずれも電気的に切り離されるが、この液晶画素１と補
助容量５とに充電された電圧は保持される。こうして複
数のゲート線４に対して、前記電圧印加動作が順次繰り
返されることにより、全ての液晶画素１が所定の電圧に
充電され所望の画像が表示される。

【０００６】ところで、実際の薄膜トランジスタ２は理
想的なスイッチとしては動作せず、非導通時にわずかで
はあるがリーク電流が流れる。このリーク電流は、薄膜
トランジスタ２のドレイン〜ソース間電圧に応じて変化
し、かつ液晶画素１および補助容量５を充電または放電
させるため、液晶画素１の電圧を所定の電圧から変化さ
せてしまう。

【０００７】このような電圧変化量は、リーク電流によ
るものなのでそれほど大きいものではないが、液晶画素
１の電圧に対する感度は比較的大きいため、わずかな電
圧変化であっても、所望の表示が得られなかったり表示
コントラスト比が低下する原因となる。補助容量５は、
この液晶画素１の電圧変化を小さくするために接続され
ているものであるが、これを大きくすると反対に液晶画
素１の面積を小さくしなければならないため、あまり大
容量にすることはできない。

【０００８】さらに、信号線３はゲート線４数に応じた
数の薄膜トランジスタ２によって共有されているが、各
薄膜トランジスタ２を介して各液晶画素１に充電される
べき所定の電圧は、液晶画素１ごとに異なるので、１本
の信号線３の電圧は１周期の間で最も多い場合ゲート線
４の数と同じ回数変化し、その変位量は当然画像によっ
て異なる。すなわち、信号線３と液晶画素１との間に接
続された薄膜トランジスタ２のドレイン〜ソース間電圧
は、表示される画像に応じて大幅に変化し、そのため前
記リーク電流も変化する。そして、このリーク電流の変
化が、液晶画素１間の相互干渉いわゆるクロストークの
原因となっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、薄膜
トランジスタ２を用いた従来の液晶表示装置においては
、薄膜トランジスタ２の非導通時のリーク電流により液
晶画素１の電圧が所定の電圧から変動するため、所望の
表示が得られなくなったり、表示コントラスト比の低下
や、画素間のクロストークが発生するという問題があっ
た。

【００１０】本発明はこれらの問題を解決するためにな
されたもので、薄膜トランジスタのようなスイッチング
トランジスタを用いて液晶画素を駆動してなる液晶表示
装置において、非導通時のリーク電流による液晶画素電
圧の変動を抑え、これにより常に所望の表示が得られる
うえに、表示コントラスト比の低下や画素間のクロスト
ークの発生等が防止されるようにしたものである。

【００１１】［発明の構成］

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置は
、液晶画素を縦横マトリックス状に配置し、各液晶画素
をスイッチングトランジスタにより駆動してなる液晶表
示装置において、前記各液晶画素の一端を、対応する直
列に接続された第１と第２の２つの薄膜トランジスタの
各ドレイン〜ソース間を介して、信号線に接続するとと
もに、前記２つの薄膜トランジスタの各ゲートを、それ
ぞれゲート線（走査線）に接続し、かつ前記２つの薄膜
トランジスタの間の接続点に、補助容量の一端を接続し
、さらに前記液晶画素の他端と補助容量の他端を、それ
ぞれ直接または直流バイアス源を介して接地してなるこ
とを特徴としている。

【００１３】

【作用】本発明の液晶表示装置においては、ゲート線か
ら第１と第２の２つの薄膜トランジスタの各ドレイン〜
ソース間が導通するのに充分なゲート電圧が印加される
と、信号線と液晶画素および補助容量とが電気的に接続
され、液晶画素と補助容量とは信号線から印加された所
定の電圧に充電される。次に、ゲート線から印加される
ゲート電圧が変化し、２つの薄膜トランジスタの各ドレ
イン〜ソース間が非導通となると、信号線と液晶画素お
よび補助容量とは電気的に切り離されるが、液晶画素と
補助容量とに充電された電圧は保持される。そしてこの
とき、液晶画素と補助容量との間に接続された第２の薄
膜トランジスタのドレイン電位とソース電位とは、ほぼ
同電位となる。

【００１４】このように、第２の薄膜トランジスタのド
レイン〜ソース間電圧がほぼ０Ｖになるので、そのリー
ク電流は０Ａに近く、そのため液晶画素の電圧はほとん
ど変化せず、所定の電圧のまま保持される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１６】図１は本発明の一実施例の液晶表示装置の
一画素部分を示す回路構成図である。　　この図におい
て、液晶画素６の一端は、直列に接続された第１の薄膜
トランジスタ７と第２の薄膜トランジスタ８の各ドレイ
ン〜ソース間を介して、信号線９に接続されており、前
記２つの薄膜トランジスタ７、８の各ゲートは、それぞ
れゲート線１０に接続されている。また、これらの薄膜
トランジスタ７、８が接続された点に、補助容量１１の
一端が接続されている。さらに、液晶画素６のもう一方
の端部と補助容量１１のもう一方の端部は、それぞれ直
接または直流バイアス源を介して接地されている。なお
、ここでは説明を簡単にするために直接接地されている
ものとする。

【００１７】このような構成において、ゲート線１０か
ら第１と第２の２つの薄膜トランジスタ７、８のそれぞ
れのドレイン〜ソース間が導通するのに充分なゲート電
圧が印加されると、信号線９と液晶画素６および補助容
量１１とが電気的に接続され、液晶画素６と補助容量１
１とは、それぞれ信号線９から印加された所定の電圧に
充電される。またこのとき、同じゲート線１０にゲート
が接続された、図示せぬ他の液晶画素に対応した全ての
薄膜トランジスタのドレイン〜ソース間が導通するため
、各薄膜トランジスタに接続された各液晶画素６は、対
応する信号線９から印加された所定の電圧にそれぞれ充
電される。次に、ゲート線１０から印加されるゲート電
圧が、第１と第２の薄膜トランジスタ７、８の各ドレイ
ン〜ソース間が非導通となる電圧に変化すると、信号線
９と液晶画素６および補助容量１１とはいずれも電気的
に切り離されるが、この液晶画素６と補助容量１１とに
充電された電圧は保持される。すなわちこのとき、液晶
画素６と補助容量１１との間に接続された第２の薄膜ト
ランジスタ８のドレインとソースの電位は、同電位のま
ま保持される。

【００１８】こうして、図示せぬ複数のゲート線１０に
対して、前記電圧印加動作が順次繰り返されることによ
り、全ての液晶画素６が所定の電圧に充電され所望の画
像が表示される。

【００１９】ところで、一般に薄膜トランジスタのリー
ク電流はドレイン〜ソース間電圧に大きく依存し、その
変化は一般に非線形である。すなわち、ドレイン〜ソー
ス間電圧が０Ｖのときには、リーク電流もほぼ０Ａとな
るが、ドレイン〜ソース間電圧の絶対値が増加すると、
リーク電流は指数関数的に急激に増加する。

【００２０】図１の回路構成によれば、第２の薄膜トラ
ンジスタ８が非導通となると、そのドレイン電位とソー
ス電位とは、液晶画素６と補助容量１１にそれぞれ充電
された電圧により同電位に保持される。すなわち、第２
の薄膜トランジスタ８のドレイン〜ソース間電圧は０Ｖ
に保持され、リーク電流もほぼ０Ａとなる。しかし、以
下の理由で補助容量１１の電位（電圧）は完全には保持
されない。すなわち、第１の薄膜トランジスタ７のドレ
イン〜ソース間電圧は、信号線９の電圧変化に応じて変
化するため、リーク電流もまた変化し、このリーク電流
が補助容量１１を充電または放電させ、これにより補助
容量１１の電圧を変化させるためである。

【００２１】このことにより、第２の薄膜トランジスタ
８のドレイン〜ソース間電圧も完全には０Ｖに保持され
ないが、補助容量１１の電圧の変化はリーク電流による
ものだけなので、その変化量は信号線９の電圧変化量に
比べれば極めて小さい。そのため、第２の薄膜トランジ
スタ８のリーク電流は、第１の薄膜トランジスタ７のリ
ーク電流に比べて極めて小さく、さらに非線形動作によ
り０Ａからわずかしか変化しない。したがって、液晶画
素６の電圧はほとんど変化せず、所定の電圧のまま保持
される。

【００２２】以上のように、実施例によれば、液晶画素
６の電位（電圧）が所定の電圧からほとんど変動しない
ため、所望の表示が得られ、表示コントラスト比が充分
大きく、画素間のクロストークが極めて小さい液晶表示
装置が得られる。

【００２３】なお、本発明は図１に示す実施例に限定さ
れるものではなく、種々に変形して実施することができ
る図２は本発明の他の実施例の一画素部分を示す回路構
成図である。

【００２４】この実施例では、前記実施例の回路構成に
加えて、第２の補助容量１２が設けられ、その一端が、
液晶画素６と第２の薄膜トランジスタ８との接続点に接
続されている。また、この第２の補助容量１２のもう一
端は、直接または直流バイアス源を介して接地されてい
る。なお、ここでは説明を簡単にするために直接接地さ
れているものとする。

【００２５】このように構成される実施例においては、
図１の実施例と同様の効果が得られるうえに、第２の補
助容量１２の容量により、液晶画素６の電位（電圧）を
いっそう完全に保持することができる。すなわち、図１
の回路構成を有する実施例においても、第２の薄膜トラ
ンジスタ８のリーク電流が極めて小さくなるために、液
晶画素６の電位（電圧）はそれ自体の容量により充分保
持することができるが、液晶画素６の形状が極めて小さ
く容量が充分でない場合には、図２に示すように、第２
の補助容量１２を接続して容量を付加することが望まし
い。

【００２６】なお以上の実施例において、液晶画素６と
補助容量１１および第２の補助容量１２の他端は、全て
直接接地されているものとして説明したが、これに限定
されるものではなく、それぞれ異なる電圧の直流バイア
ス源を介して接地しても構わないし、共通の直流バイア
ス電源を介して接地しても良い。この場合でも、液晶画
素６と補助容量１１等に直流バイアス電圧が印加される
だけで、以上に説明した動作や効果はなんら変わらない
。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、所望の表示が得られ、表示コントラスト比が
充分に大きく画素間のクロストークが極めて小さい液晶
表示装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の液晶表示装置の一画素部分
を示す回路構成図、

【図２】別の実施例の一画素部分を示す回路構成図、

【
図３】従来の液晶表示装置の基本回路構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

６………液晶画素 ７………第１の薄膜トランジスタ ８………第２の薄膜トランジスタ ９………信号線 １０………ゲート線 １１………補助容量 １２………第２の補助容量

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　液晶画素を縦横マトリックス状に配置
   し、各液晶画素をスイッチングトランジスタにより駆動
   してなる液晶表示装置において、前記各液晶画素の一端
   を、対応する直列に接続された第１と第２の２つの薄膜
   トランジスタの各ドレイン〜ソース間を介して、信号線
   に接続するとともに、前記２つの薄膜トランジスタの各
   ゲートを、それぞれゲート線（走査線）に接続し、かつ
   前記２つの薄膜トランジスタの間の接続点に、補助容量
   の一端を接続し、さらに前記液晶画素の他端と補助容量
   の他端を、それぞれ直接または直流バイアス源を介して
   接地してなることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】　　前記液晶画素と第２の薄膜トランジス
   タとの接続点に、第２の補助容量の一端を接続し、その
   他端を直接または直流バイアス源を介して接地してなる
   請求項１記載の液晶表示装置。