JPH06347824A - 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 - Google Patents

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

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Publication number
JPH06347824A
JPH06347824A JP13552993A JP13552993A JPH06347824A JP H06347824 A JPH06347824 A JP H06347824A JP 13552993 A JP13552993 A JP 13552993A JP 13552993 A JP13552993 A JP 13552993A JP H06347824 A JPH06347824 A JP H06347824A
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JP
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pixel electrode
liquid crystal
crystal display
display device
bus line
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Application number
JP13552993A
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English (en)
Inventor
Takeshi Kamata
豪 鎌田
Yusuke Nakagawa
裕介 中川
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクティブマトリクス型液晶表示装置とその
駆動方法に関し、画素の実効的開口率を拡大し、バック
ライトの輝度を下げ、消費電力を低減して電池によって
長時間駆動することを可能にする。 【構成】 ソース電極2、ドレイン電極3、ゲート電極
4からなるTFT5等の非線形素子を有するアクティブ
マトリクス型液晶表示装置において、画素電極1以外の
部分からの漏れ光を遮光するブラックマトリクス8の開
口の少なくとも一部を、画素電極1の外周よりも外側に
位置させ、画素電極1、データバスライン7、または、
ゲートバスライン6に印加される電圧による電界の漏れ
効果を利用して実効的画素を拡大し、同時に電圧を印加
しないときの開口率を大きくして、液晶表示のコントラ
ストを改善する。帰線消去期間にデータバスライン7に
電圧を印加し、データバスライン7に保持される電圧に
よる電界の漏れ効果を利用する。

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(T
FT)等の非線形素子を有するアクティブマトリクス型
液晶表示装置とその駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、TFT等の非線形素子を有す
るアクティブマトリクス型液晶表示装置は、高画質が得
られるため、コンピュータ端末装置、パソコン、TV等
の表示装置として用いられている。
【0003】図9は、従来のアクティブマトリクス型液
晶表示装置の説明図である。この図において、51は画
素電極、52はソース電極、53はドレイン電極、54
はゲート電極、55はTFT、56はゲートバスライ
ン、57はデータバスラインである。
【0004】この従来のアクティブマトリクス型液晶表
示装置においては、液晶表示セルの光透過率をオン・オ
フして表示を行う画素電極51の他に、この画素電極5
1の電圧を制御するための、ソース電極52、ドレイン
電極53、ゲート電極54からなるTFT55、このT
FT55を制御するゲートバスライン56、データバス
ライン57等が必要であるため、液晶表示に直接的に寄
与する画素電極51の面積は全体の面積の50〜60%
にとどまっている。
【0005】このアクティブマトリクス型液晶表示装置
では、光透過率をオン・オフして所期の表示を行う画素
電極51以外の部分からは様々な漏れ光が発生する。こ
の漏れ光は、画素電極51に印加する電圧によって画素
電極51の周辺に発生する電界に起因し、表示モード、
すなわち、画素電極51に電圧を印加しないとき明状態
であり、画素電極に電圧を印加したとき暗状態になるノ
ーマリホワイト(NW)と、これとは逆に、画素電極5
1に電圧を印加しないとき暗状態であり、画素電極に電
圧を印加したとき明状態になるノーマリブラック(N
B)では異なるが、その漏れ光の発生原因を整理すると
下記のようになる。
【0006】 ゲートバスラインの電圧による漏れ光
の発生 図10は、ゲートバスラインの電圧により発生する漏れ
光説明図であり、(A)は断面を、(B)は平面を示し
ている。この図における符号は、58がTFT基板、5
9が絶縁膜、60が液晶、61が対向電極、62が対向
基板、63がゲートバスラインの電圧により発生する漏
れ光であるほかは図9の符号と同様である。このアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置においては、TFT基板
58の上に、ゲートバスライン56が形成され、その上
に絶縁膜59が形成され、このTFT基板58と、対向
電極61が形成された対向基板62との間に液晶60が
充填されている。
【0007】その平面形状は、前述と同様に、光透過率
をオン・オフして液晶表示を行う画素電極51の電圧
を、ソース電極52とドレイン電極53とゲート電極5
4からなるTFT55によって制御し、このTFT55
のゲート電極54の電圧をゲートバスライン56によっ
て与え、ドレイン電極53のデータ電圧をデータバスラ
イン57によって選択的に与えるようになっている。
【0008】このゲートバスライン56には、薄膜トラ
ンジスタ55を駆動するために通常−10〜15V程度
の直流電圧が印加されるが、この電圧の印加によって、
ゲートバスライン56と画素電極51の対向電極61の
間に電界が発生するため、その間にある液晶60が反応
することになる。しかし、このときゲートバスライン5
6に印加したことによって生じる電界は、ゲートバスラ
イン56の直上だけでなく、その周辺にも拡がるために
ゲートバスライン56の近傍の液晶も反応して漏れ光6
3を生じる。
【0009】この拡がりは印加電圧、液晶の厚さ、液晶
の反応しきい値等によっても変化するがおおよそ5〜1
5μmとなる。このゲートバスライン56の電圧による
液晶の反応は、上記のように液晶表示装置の表示モード
がノーマリブラックのときは明状態になり、逆に液晶表
示装置の表示モードがノーマリホワイトのときは暗状態
になる。
【0010】 データバスラインの電圧による漏れ光
の発生 図11は、データバスラインの電圧によって発生する漏
れ光説明図である。この図における符号は、64がデー
タバスラインの電圧により発生する漏れ光であるほかは
図9の符号と同様であり、その構造、動作も図9のアク
ティブマトリクス型液晶表示装置と同様である。
【0011】このデータバスライン57にも表示内容に
よって±0〜5Vの電圧が印加され、この電圧の印加に
よって、データバスライン57と画素電極51の対向電
極の間に電界が発生するために、その間にある液晶が反
応することになる。このときの電界はデータバスライン
57の直上だけでなく、周辺にも拡がるためにデータバ
スライン57の近傍の液晶も反応し、データバスライン
57の電圧により発生する漏れ光64を生じる。
【0012】この拡がりは印加電圧、液晶の厚さ、液晶
の反応しきい値等によっても変化するがおおよそ0〜7
μm程度となる。このデータバスライン57の電圧によ
る液晶の反応は、上記のように液晶表示装置の表示モー
ドがノーマリブラックのときは明状態になり、逆に液晶
表示装置の表示モードがノーマリホワイトのときは暗状
態になる。
【0013】 画素電極の電圧による漏れ光の発生 図12は、画素電極の電圧により発生する漏れ光説明図
である。この図における符号は、65が画素電極の電圧
により発生する漏れ光であるほかは図9の符号と同様で
あり、その構造、動作も図9のアクティブマトリクス型
液晶表示装置と同様である。
【0014】このアクティブマトリクス型液晶表示装置
においては、画素電極51にも表示内容によって±0〜
5Vが印加される。この画素電極51に電圧を印加し
て、画素電極51と画素電極51の対向電極61の間に
発生する電界によってその間にある液晶を反応させて液
晶表示を行うのであるが、その際、この電界は画素電極
51の直上だけでなく、周辺にも拡がるために画素電極
51の近傍の液晶も反応し、液晶表示装置の表示モード
がノーマリブラックのときは画素電極の電圧により発生
する漏れ光65を生じ、表示モードがノーマリホワイト
のときは暗状態の漏れ光を生じる。そして、その漏れ光
の幅は、画素電極51の外側0〜7μm程度である。
【0015】 電圧に関係しない漏れ光の発生 表示モードがノーマリホワイトのときは、電圧が印加さ
れない部分はすべて光が透過するため,これが漏れ光と
なる。この漏れ光対策として従来は、主に対向基板(カ
ラーフィルタ(CF)基板)側に、画素電極以外の部分
をすべて遮光する遮光膜からなるブラックマトリクス
(BM)を形成していた。
【0016】また、この場合、画素電極があるTFT基
板と、ブラックマトリクスパターンがある対向基板を貼
り合わせるときの位置合わせに余裕をもたせ、漏れ光を
完全に遮光するために、ブラックマトリクスの開口は、
画素電極の内側に設定されていたため、実際の開口率は
30〜45%程度に低下していた。液晶表示装置の開口
率を上げることは、液晶表示パネルの裏面に配置される
バックライトの消費電力を下げるためにも重要な点であ
り、開口率の向上はそのまま透過率の向上になるため、
重要な技術である。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】図13は、従来の遮光
膜を形成したアクティブマトリクス型液晶表示装置の開
口率説明図である。この図における符号は66がブラッ
クマトリクスであるほかは図9の符号と同様で、その構
造、動作も図9のアクティブマトリクス型液晶表示装置
と同様である。従来のアクティブマトリクス型液晶表示
装置においては、 ゲートバスラインの電圧により、
データバスラインの電圧により、 画素電極の電
圧により、また、 これらの電圧に関係なく漏れ光が
発生する。
【0018】従来は、これらの漏れ光を遮光するため、
前述のように、画素電極51があるTFT基板とブラッ
クマトリクス66がある対向基板を貼り合わせる際の位
置合わせの余裕をもたせるため、ブラックマトリクス6
6の開口を画素電極51の内側に設定していたため、実
際の開口率は30〜45%程度に低下していた。
【0019】したがって、明るい液晶表示を得るために
はバックライトの輝度を上げることが必要であり、消費
電力の増加につながり、電池を電源として長時間使用で
きるパソコンや携帯TVを実現するにあたり大きな障害
になっていた。本発明は、画素の開口率が大きく、バッ
クライトの輝度を上げる必要がなく、したがって、消費
電力の低減が可能で、電池によって長時間駆動すること
ができるアクティブマトリクス型液晶表示装置を提供す
ることを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明の非線形素子を有
するアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、
画素電極以外の部分からの漏れ光を遮光するブラックマ
トリクスの開口の少なくとも一部が、この画素電極の外
周よりも外側に位置する構成を採用した。
【0021】またこの場合、画素電極の一部を次段の画
素のゲートバスラインの上に重ねてCs on Gat
e構造にし、前段の画素電極の次段側端部が次段のゲー
トバスラインよりも次段の画素電極の近くに延び、次段
の画素電極との間隙が15μm以下にすることができ
る。
【0022】また、画素電極に電圧を印加しないときに
明状態であり、電圧を印加したときに暗状態になるノー
マリホワイトの表示モードを有するアクティブマトリク
ス型液晶表示装置において、この画素電極以外の部分か
らの漏れ光を遮光するブラックマトリクスの開口の少な
くとも一部が、この画素電極の外周よりも外側に位置す
る構成を採用することができる。
【0023】また、本発明の、画素電極に電圧を印加し
ないときに明状態であり、電圧を印加したときに暗状態
になるノーマリホワイトの表示モードを有し、該画素電
極とデータバスラインとの間隙が10μm以下で、この
領域に該画素電極以外の部分からの漏れ光を遮光するブ
ラックマトリクスの遮光部分がないアクティブマトリク
ス型液晶表示装置の駆動方法においては、帰線期間に、
データバスラインに、例えば、書き込み期間における最
大印加電圧以上の電圧を印加する方法を採用した。
【0024】また、本発明の、画素電極に電圧を印加し
ないのとき明状態、電圧を印加したとき暗状態となるノ
ーマリホワイトの表示モードを有し、該画素電極以外の
部分からの漏れ光を遮光するブラックマトリクスの開口
の少なくとも一部が、該画素電極の外周よりも外側に位
置する非線形素子を有するアクティブマトリクス型液晶
表示装置においては、この画素電極以外の部分に高プレ
チルト配向膜、または、高誘電体膜を配置することによ
って、画素電極以外の部分の液晶の反応しきい値を、画
素電極部分の液晶の反応しきい値より低くした構成を採
用した。
【0025】
【作用】図1は、本発明のアクティブマトリクス型液晶
表示装置の原理説明図であり、(A)は平面、(B)は
電圧印加時の断面、(C)は電圧無印加時の断面を示し
ている。この図において、1は画素電極、2はソース電
極、3はドレイン電極、4はゲート電極、5はTFT、
6はゲートバスライン、7はデータバスライン、8はブ
ラックマトリクス、9はTFT基板、10は液晶、11
は対向電極、12は対向基板である。
【0026】本発明のアクティブマトリクス型液晶表示
装置においては、図1(B),(C)に示されるよう
に、TFT基板9の上に、画素電極1とデータバスライ
ン7が形成され、このTFT基板9と、その上に配置さ
れた対向電極11を有する対向基板12との間に液晶1
0が充填されている。
【0027】そして、その平面形状は図1(A)に示さ
れるように、光透過率をオン・オフして液晶表示を行う
画素電極1の電圧を、ソース電極2とドレイン電極3と
ゲート電極4からなるTFT5によって制御し、このT
FT5のゲート電極4の電圧をゲートバスライン6によ
って選択的に与え、ドレイン電極3の電圧をデータバス
ライン7によって選択的に与えるようになっている。
【0028】本発明のアクティブマトリクス型液晶表示
装置の特徴は、 ゲートバスラインの電圧により、
データバスラインの電圧により、 画素電極の電圧
により、また、 電圧に関係なく発生する漏れ光を遮
光するために、ブラックマトリクス8の開口が、画素電
極1の一部の外周または全ての外周よりも外側に位置す
る点である。
【0029】このようにすると、表示モードがノーマリ
ホワイトの場合には、前述したゲートバスライン6、画
素電極1、データバスライン7の電圧によって発生する
漏れ光(暗状態)を利用することによって、この部分の
ブラックマトリクスを不要にし、実効的な開口率を向上
させることができる。すなわち、図1(B)に示されて
いるように、画素電極1の外側に拡がる漏れ光(暗状
態)は画素電極1のオン・オフにしたがって変化するか
ら、画素電極1がオンになったときは、画素電極1の部
分と画素電極1の外側に拡がる漏れ光(暗状態)部分を
合わせて1つの画素としてみることができ、図1(C)
に示されているように、オフになったときは、光を透過
する画素の面積が大きくなるから、この画素の透過率を
向上することができる。
【0030】また、後述するように、データバスライン
7の電圧によって発生する漏れ光も液晶表示の一部に利
用することができる。これにより、実際の液晶表示装置
の画素の実効的な開口率を大幅に向上させ、場合によっ
ては開口率を、画素電極1よりも大きくすることができ
る。表示モードがノーマリブラックの場合も、上記と全
く同様に、全画面同一表示ではデータバスライン7の近
傍と画素電極1は同一の表示状態になり、画素電極1の
近傍だけでなく、データバスライン7の近傍の領域を含
めて1つの画素としてみることできる。
【0031】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 (第1実施例)前に本発明の原理を説明する際に使用し
た図1を用いて第1実施例のアクティブマトリクス型液
晶表示装置を説明する。
【0032】この実施例のアクティブマトリクス型液晶
表示装置の構成を図1によって改めて説明すると、光透
過率をオン・オフして液晶表示を行う画素電極1の電圧
を、ソース電極2とドレイン電極3とゲート電極4から
なるTFT5によって制御し、このTFT5のゲート電
極4の電圧をゲートバスライン6によって与え、TFT
5のゲート作用によって、データバスライン7によって
伝送される画像信号を画像電極1に選択的に与えるよう
になっている。
【0033】図1において、TFT基板9と対向基板1
2の貼り合わせマージンを考えなくてもよい場合は、画
素電極1よりも0〜10μm程度外側にBM8の開口を
設定しても、この画素電極1の外側の部分の液晶が画素
電極1の直上と同様に反応するため、この漏れ光によっ
ても正常な液晶表示を行うことができる。したがって、
表示モードがノーマリホワイトの液晶表示装置におい
て、電圧を印加しない状態である明状態の画素のバック
ライト光の透過率を、コントラストを低下することなく
上げることができる。
【0034】TFT基板9と対向基板12の貼り合わせ
マージンを考慮する場合は、通常、ブラックマトリクス
8の開口は画素電極1の外周よりもマージンの分だけ内
側にくるように設定されるが、この実施例では、ブラッ
クマトリクス8の開口を画素電極1の外周からマージン
の分だけ内側にくる位置よりも0〜10μm程度外側に
設定する。これは、TFT基板9と対向基板12の貼り
合わせがずれて画素電極1の外周の外側にブラックマト
リクス8の開口がきても、正常な表示が可能になるため
である。
【0035】また、画素電極1の電圧だけでなく、デー
タバスライン7の電圧による漏れ光を利用することもで
きる。これは、データバスライン7の電圧が表示内容に
よって画素電極1の電圧に近いことを利用するものであ
る。例えば、全面黒表示の場合、表示モードがノーマリ
ホワイトでは画素電極1が電圧印加状態になるが、デー
タバスライン7も全期間にわたって電圧印加状態にな
り、画素電極1とデータバスライン7近傍の透過状態は
ともに黒になる。
【0036】全画面白表示の場合でも、表示モードがノ
ーマリホワイトでは画素電極1は電圧無印加であるが、
データバスライン7も全期間にわたって電圧無印加状態
となり、画素電極1とデータバスライン7の近傍の透過
状態はともに白になる。このような全画面同一表示で
は、画素電極1とデータバスライン7の近傍は同一の表
示状態になる。
【0037】表示モードがノーマリブラックの場合も、
上記と全く同様に、全画面同一表示の場合はデータバス
ライン7の近傍と画素電極1は同一の表示状態になる。
したがって、画素電極1近傍だけでなく、データバスラ
イン7の近傍も開口に含めることできる。
【0038】しかし、表示パターンによっては、所期の
表示とは異なる表示状態になり得るという問題もある。
例えば、ほぼ全体白の画面に黒色の文字を置いた場合で
ある。このような場合は、画面全体が白いため、データ
バスライン7の近傍も白くなり、文字を形成する画素付
近のデータバスライン7も当然白くなり、白い背景と黒
い文字のコントラストは低下する。しかし、人間の目の
錯覚のため、白地に黒文字の場合は、実際以上のコント
ラストを感じるため、あまり問題とならない。
【0039】(第2実施例)図2は、第2実施例のアク
ティブマトリクス型液晶表示装置の構成説明図である。
この図における符号は図1の符号と同様であり、その動
作は第1実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置
と同様である。
【0040】この実施例においては、第1実施例のよう
に、ブラックマトリクス8の開口を画素電極1の全外周
の外側に形成することなく、画素電極1が接続されてい
るTFT5のドレイン電極3のデータバスライン7と画
素電極1の間の近傍のみに開口を形成している。
【0041】このようにすると、液晶表示装置の表示面
に表示されるパターンによる影響を低減して開口率を向
上することができる。すなわち、画素電極1の電位とそ
のTFT5のドレイン電極3に接続されているデータバ
スライン7の電位は、TFT5によって導通されて同電
位になる場合が多いため、この部分のブラックマトリク
ス8の開口を、画素電極1の外周より外側に設定し、こ
の部分の安定な漏れ光を利用している。この場合、画素
電極1とデータバスライン7の間隔を、10μm以下に
し、この部分にブラックマトリクス8を設けないように
することができる。
【0042】これに反して、画素電極1の電位と、この
画素電極1が接続されているデータバスライン7とは反
対側の他のデータバスライン7の電位は大きく異なる可
能性が大きいから、この部分ブラックマトリクス8によ
って遮光して、隣接する他のデータバスライン7の電圧
によって開口率が悪影響を受けるのを防いでいる。ま
た、この場合、画素電極1の電位とゲートバスライン6
の電位は大きく異なるから、画素電極1とゲートバスラ
イン6の間には開口を設けることなく、ブラックマトリ
クス8によって遮光することが望ましい。
【0043】パソコン等では縦に線を引く場合が多い
が、このような場合は、画素電極1の電位と、画素電極
1がTFT5によって接続されているデータバスライン
7の電位がほぼ等しくなるため、特に有効である。
【0044】(第3実施例)図3は、第3実施例のアク
ティブマトリクス型液晶表示装置の構成説明図である。
この図における符号は図1の同符号同様で、その基本的
な動作は第1実施例のアクティブマトリクス型液晶表示
装置と同様である。この実施例のアクティブマトリクス
型液晶表示装置においては、画素電極1とゲートバスラ
イン6との間隙が15μm以下に設定されており、この
領域にはブラックマトリクス8が形成されていない。
【0045】この実施例の表示モードがノーマリホワイ
トのアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、
ゲートバスライン6と対向電極の間に可能な限り高い電
位差を与えるために、ゲートバスライン6に、〜15V
の高い電圧を印加して、ゲートバスライン6から、例え
ば5μmはなれた位置の液晶の透過率が50%以下にな
るようにして、この部分の液晶の透過率を充分に下げて
暗状態の実効的な画素の面積を拡大し、また同時に、明
状態の画素の面積を拡大することによって各画素のコン
トラストを改善する。
【0046】(第4実施例)図4は、第4実施例のアク
ティブマトリクス型液晶表示装置の構成説明図である。
この図における符号は図1と同様であり、その基本的な
動作は第1実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装
置と同様である。この実施例は、ゲートバスラインにか
かる電圧の画素電極1の表示への影響をなくし、かつ、
画素電極1の電圧による漏れ光を有効に利用するもので
ある。
【0047】すなわち、この実施例のアクティブマトリ
クス型液晶表示装置においては、「Cs on Gat
e」構造になるように、画素電極1を次段のゲートバス
ライン6の上に載せて形成されており、画素電極1を次
段のゲートバスライン6よりも次段の画素電極1に近く
なるように延長され、相互の画素電極1の間隙を0〜1
5μmに設定されている。
【0048】このようにすると、次段(この図では下
側)のゲートバスライン6の電圧は、その上に形成され
ている画素電極1によってシールドされるため、その上
の対向電極との間隙に充填されている液晶に影響を与え
なくなる。また、画素電極1同士を一定の距離以下、例
えば15μm以下に近づけると、前述の実施例において
説明したように、表示モードがノーマリホワイトの場
合、隣接する画素電極1の間の間隙を画素電極1と同様
の暗状態にし、この部分にブラックマトリクス8を形成
する必要がなくなる。上記の15μmは、前述のよう
に、画素電極1の近傍〜7μmの範囲で漏れ光が生じる
ため、隣接する画素電極1から漏れ光が〜7μm程度延
びるとした場合の数値である。
【0049】(第5実施例)図5は、第5実施例のアク
ティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法説明図であ
り、(A)は表示面の走査方法、(B)はゲート電圧、
(C)は画像信号を示している。
【0050】前述の実施例で説明したように、表示モー
ドがノーマリホワイトのアクティブマトリクス型液晶表
示装置において、データバスライン6に高い電圧が印加
されると、データバスライン6による電界の漏れ効果に
よる黒化を利用することができるが、表示内容によって
はデータバスライン6の電圧は±0Vになってしまうた
め、その効果を利用することができない。
【0051】ところで、この実施例のアクティブマトリ
クス型液晶表示装置の駆動方法においては、図5(A)
に示されているように、データバスライン6を60Hz
の周期で走査し、表示画面の上端に左から右に向かって
表示し、順次下降して、最後に表示画面の右下端が表示
される。この場合、画面を一回描くための時間は約1
6.7msであり、図5(C)に示されるように、画像
信号をデータバスラインに正負にフレーム反転して印加
し、図5(B)に示されるように、ゲートバスラインに
ゲート電圧を印加して特定の画素電極に画像信号を印加
するようにして表示する。
【0052】しかし、実際には、CRT表示装置の走査
方式と同様に、画面の下端から上端に表示が戻る帰線期
間が全体の約1/10含まれており(400ラインの場
合)、この間は書き込みが行われないため、TFTのゲ
ート電極にはブランキング信号が印加されてTFTは全
てオフ状態になり、液晶表示装置としてなんらの表示も
なされないことになる。
【0053】この実施例は、この帰線期間を有効に使う
もので、画素表示に影響を及ぼさないこの期間に、デー
タバスライン6に電圧を印加し、その保持電圧によって
データバスライン近傍の液晶を反応させるものである。
例えば、帰線期間が全体1/10であったとき、この期
間にデータバスライン6に、例えば、±16V程度の高
い電圧を印加すると、液晶の応答速度が大きくないた
め、書き込み電圧がすべて±0Vであると過程しても、
帰線期間に電圧が印加されないときの通常の書き込み電
圧±5Vと同程度の実効電圧が印加されることになる。
【0054】したがって、データバスライン6から〜5
μmの範囲の液晶を反応させるに充分な電圧を印加する
ことができる。この場合電圧としては、表示するための
走査期間中持続してかかる電圧の大きさが重要であり、
パルス状の電圧印加でもその電圧値が大きければ充分に
液晶を反応させて、データバスライン6の近傍の透過率
を充分に小さくする事ができ、この領域のブラックマト
リクスを除去することができる。
【0055】このように、ブラックマトリクスを対向電
極に形成することなく、帰線期間中にデータバスライン
6に印加する電圧による液晶の応答によってブラックマ
トリクスの機能を実現すると、TFT基板と対向基板の
貼り合わせ精度が関係なくなるため、貼り合わせマージ
ンも必要なく、開口率を50〜60%程度に改善するこ
とができる。また、画素電極1の付近の液晶の反応も表
示に加わるため、実質的開口率はさらに改善され70%
以上の高い開口率を得ることができる。
【0056】(第6実施例)前述のように、画素電極と
対向電極の間に電圧が印加されると、画素電極と対向電
極の間の液晶が反応し、この領域の光の透過率が変化す
る。したがって、表示モードがノーマリホワイトの場
合、原理的には画素電極と対向電極の間は暗状態になる
が、それ以外の領域では光が透過することになるが、実
際にはこの電圧の印加によって電界が発生するのは画素
電極と対向電極がある場所だけではなく、その外側にも
若干の範囲で電界が発生する。
【0057】すなわち、液晶表示装置の表示内容によっ
ては、画素電極に±0〜5V程度の電圧が印加される。
この電圧の印加によって発生する電界は、画素電極上だ
けでなく、その外側にも拡がるため、画素電極の近傍も
液晶が反応し、〜7μm程度外側に透過率の低下が見ら
れる。
【0058】図6は、従来の液晶表示装置の画素電極の
外側の透過率説明図であり、(A)は画素電極周辺の断
面を示し、(B)は画素電極に印加する電圧と透過率の
関係を示している。この図において、21は透明基板、
22は画素電極、23は配向膜、24は液晶、25は配
向膜、26は対向電極、27は対向基板である。
【0059】従来の液晶表示装置においては、図6
(A)に示されているように、透明基板21の上に画素
電極22が形成され、その上に全面に一様な配向特性を
有する配向膜23を形成し、同様に一様な配向特性を有
する配向膜25と対向電極26が形成された対向基板2
7との間の間隙に液晶24が充填されている。
【0060】この従来の液晶表示装置の画素電極22に
電圧を印加すると、ノーマリホワイトの表示モードで
は、画素電極22の直上の液晶Aには設計値通りの電界
が発生して透過率が低下するが、同時に画素電極22の
外側Bの液晶にも電界が発生するために透過率が低下す
るから、画素電極22の直上Aの液晶と画素電極22の
外側Bの液晶を1つの画素とすることが考えられる。
【0061】しかし、図6(B)に示されているよう
に、画素電極の外側Bの液晶に発生する電界の変化は、
画素電極の直上Aの液晶に発生する電界の変化に比較し
て小さく、したがって、透過率の低下が小さいため、こ
のままでは画素電極の外側Bの液晶は充分に暗状態には
ならない。
【0062】この実施例の液晶表示装置は、画素電極の
外側の液晶の反応しきい値を、画素電極直上の液晶の反
応しきい値より低くすることによって、画素電極に印加
する電圧によって画素電極の外側の液晶に発生する比較
的小さい電界の変化によって、画素電極の外側の液晶の
透過率の低下を、画素電極直上の液晶の透過率の低下と
同程度にする点が特徴である。
【0063】その態様としては、画素電極の外側の液晶
を高プレチルト状態にして、画素電極直上の液晶に比べ
て反応しきい値を低電圧化することや、画素電極の周囲
に誘電体を配置し、画素電極の外側に電界が集中するよ
うにして、画素電極直上の液晶に比べて反応しきい値を
低電圧化することが考えられる。以下、それらの態様に
ついて説明する。
【0064】図7は、画素電極の外側の液晶を高プレチ
ルト状態にする場合の説明図で、(A)は画素電極周辺
の断面を示し、(B)は画素電極に印加する電圧と透過
率の関係を示している。この図において、31は透明基
板、32は画素電極、33は配向膜、331 は低プレチ
ルト配向膜、332 は高プレチルト配向膜、34は液
晶、35は配向膜、351 は低プレチルト配向膜、35
2 は高プレチルト配向膜、36は対向電極、37は対向
基板である。
【0065】この態様の液晶表示装置においては、図7
(A)に示されているように、透明基板31の上に画素
電極32が形成され、その上に画素電極32の直上Aに
は、液晶に低プレチルト状態を与える低プレチルト配向
膜331 が形成され、画素電極32の外側Bには液晶に
高プレチルト状態を与える高プレチルト配向膜332
形成され、対向基板37には、対向電極36と、画素電
極32の対向面に液晶に低プレチルト状態を与える低プ
レチルト配向膜351 が形成され、画素電極32の外側
Bの対向面には液晶に高プレチルト状態を与える高プレ
チルト配向膜352 が形成され、この透明基板31と対
向電極37の間の間隙に液晶34が充填されている。
【0066】この態様の液晶表示装置の画素電極32と
対向電極36の間に電圧を印加すると、画素電極32の
直上Aの液晶は低プレチルト状態になり、画素電極32
の外側Bの液晶は高プレチルト状態になるため、画素電
極32の外側の電界の変化が比較的小さくても、画素電
極32の直上Aの液晶と画素電極32の外側Bの液晶の
透過率を同程度に低下することができ、画素電極32の
直上Aの液晶と画素電極32の外側Bの液晶を1つの画
素とすることができる。
【0067】前記の配向膜のチルト角制御は、本発明の
発明者らが提案し、多くの実績がある、プレチルト角が
異なる2つの被膜を形成し、上層の被膜をフォトプロセ
スによってパターニングし、一様にラビングする、配向
分割技術(1992年10月12〜14日開催のJAP
AN DISPLAY ’92の予稿P2−39、SO
CIETY FOR INFORMATION DIS
PLAY INTERNATIONAL SYMPOS
IUM DIGEST OF TECHNICAL P
APERS VOLUME XXIII p798〜8
01参照)等を用いることができる。
【0068】なお、上記の態様の説明では、高プレチル
ト配向膜を透明基板(TFT基板)31と対向基板37
の両者の画素電極32の外側に形成したが、透明基板3
1あるいは対向基板37のいずれか1つに形成しても、
相応の効果を奏する。このようにすると、画素電極周囲
部分のブラックマトリクスを取り除くことができ、結果
として開口率を向上することができ、液晶表示パネルの
透過率を改善し、コントラストを大きくすることができ
る。
【0069】図8は、画素電極の外側に高誘電率を有す
る誘電体を形成する場合の説明図である。この図におい
て、41は透明基板、42は画素電極、43は配向膜、
44は液晶、45は配向膜、46は対向電極、47は対
向基板、48は高誘電率の誘電体層である。この態様の
液晶表示装置においては、図8に示されているように、
透明基板41の上に画素電極42が形成され、その上に
配向膜43が形成され、この配向膜43の上の画素電極
42の直上Aを避けて、画素電極42の外側Bに、高誘
電率の誘電体層48が形成され、配向膜45と対向電極
46が形成された対向基板47との間の間隙に液晶44
が充填されている。
【0070】この態様の液晶表示装置の画素電極42に
電圧を印加すると、高誘電率の誘電体層48の影響で、
画素電極42直上Aの液晶より、画素電極42の外側B
の液晶に電界が集中するため、画素電極42の外側の電
界の変化が比較的小さくても、画素電極42の直上Aの
液晶と画素電極42の外側Bの液晶の透過率を同程度に
低下することができ、画素電極42の直上Aの液晶と画
素電極42の外側Bの液晶を1つの画素とすることがで
きる。
【0071】上記の態様の説明では、高誘電率の誘電体
層48を透明基板41側に形成したが、透明基板41と
対向基板47の両者の画素電極42の外側に形成すると
さらに有効である。このようにすると、画素電極周囲部
分のブラックマトリクスを取り除くことができ、結果と
して開口率を向上することができ、電圧無印加時の液晶
表示パネルの透過率を改善し、コントラストを大きくす
ることができる。
【0072】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
遮光膜からなるブラックマトリクスの開口の面積を拡
げ、実効的な開口率を上げることができるため、アクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の実効的透過率を向上さ
せ、バックライトを低電力化して、電池で駆動する場
合、連続作動時間を長期化することができる。
【0073】また、帰線期間中にデータバスライン電圧
を印加することによってブラックマトリクスの機能を実
現すると、TFT基板と対向基板の貼り合わせ精度が関
係なくなるため、貼り合わせマージンが必要なく、開口
率を改善することができ、これに、画素電極付近の液晶
の反応も表示に加わるため、実質的開口率はさらに改善
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアクティブマトリクス型液晶表示装置
の原理説明図であり、(A)は平面を示し、(B)は電
圧印加時の断面を、(C)は電圧無印加時の断面を示し
ている。
【図2】第2実施例のアクティブマトリクス型液晶表示
装置の構成説明図である。
【図3】第3実施例のアクティブマトリクス型液晶表示
装置の構成説明図である。
【図4】第4実施例のアクティブマトリクス型液晶表示
装置の構成説明図である。
【図5】第5実施例のアクティブマトリクス型液晶表示
装置の駆動方法説明図であり、(A)は表示面の走査方
法、(B)はゲート電圧、(C)は画像信号を示してい
る。
【図6】従来の液晶表示装置の画素電極近傍の透過率説
明図であり、(A)は画素電極周辺の断面を示し、
(B)は画素電極に印加する電圧と透過率の関係を示し
ている。
【図7】画素電極の外側の液晶を高プレチルト状態にす
る場合の説明図で、(A)は画素電極周辺の断面を示
し、(B)は画素電極に印加する電圧と透過率の関係を
示している。
【図8】画素電極の外側に高誘電率を有する誘電体を形
成する場合の説明図である。
【図9】従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の
説明図である。
【図10】ゲートバスラインの電圧により発生する漏れ
光説明図であり、(A)は断面を、(B)は平面を示し
ている。
【図11】データバスラインの電圧によって発生する漏
れ光説明図である。
【図12】画素電極の電圧により発生する漏れ光説明図
である。
【図13】従来の遮光膜を形成したアクティブマトリク
ス型液晶表示装置の開口率説明図である。
【符号の説明】
1 画素電極 2 ソース電極 3 ドレイン電極 4 ゲート電極 5 TFT 6 ゲートバスライン 7 データバスライン 8 BM 9 TFT基板 10 液晶 11 対向電極 12 対向基板 21 透明基板 22 画素電極 23 配向膜 24 液晶 25 配向膜 26 対向電極 27 対向基板 31 透明基板 32 画素電極 33 配向膜 331 低プレチルト配向膜 332 高プレチルト配向膜 34 液晶 35 配向膜 351 低プレチルト配向膜 352 高プレチルト配向膜 36 対向電極 37 対向基板 41 透明基板 42 画素電極 43 配向膜 44 液晶 45 配向膜 46 対向電極 47 対向基板 48 高誘電率の誘電体層

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非線形素子を有するアクティブマトリク
    ス型液晶表示装置において、画素電極以外の部分からの
    漏れ光を遮光するブラックマトリクスの開口の少なくと
    も一部が、該画素電極の外周よりも外側に位置すること
    を特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 ブラックマトリクスの開口の少なくとも
    一部が、画素電極の外周よりも10μm以下外側に位置
    することを特徴とする請求項1に記載されたアクティブ
    マトリクス型液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 画素電極が非線形素子に接続されたデー
    タバスラインの側のブラックマトリクスの開口が、画素
    電極の外周よりも外側に位置することを特徴とする請求
    項1に記載されたアクティブマトリクス型液晶表示装
    置。
  4. 【請求項4】 画素電極が接続されたデータバスライン
    と平行で、該データバスラインの反対側のブラックマト
    リクスの開口が、該画素電極の外周よりも外側に位置す
    ることを特徴とする請求項1に記載されたアクティブマ
    トリクス型液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 画素電極の一部を次段の画素のゲートバ
    スラインの上に重ねてCs on Gate構造にし、
    前段の画素電極の次段側端部が次段のゲートバスライン
    よりも次段の画素電極の近くに延び、次段の画素電極と
    の間隙が15μm以下であることを特徴とする請求項1
    に記載されたアクティブマトリクス型液晶表示装置。
  6. 【請求項6】 画素電極に電圧を印加しないときに明状
    態であり、電圧を印加したときに暗状態になるノーマリ
    ホワイトの表示モードを有するアクティブマトリクス型
    液晶表示装置において、該画素電極以外の部分からの漏
    れ光を遮光するブラックマトリクスの開口の少なくとも
    一部が、該画素電極の外周よりも外側に位置することを
    特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
  7. 【請求項7】 画素電極とゲートバスラインとの間隙が
    15μm以下であり、この領域にブラックマトリクスの
    遮光部分がないことを特徴とする請求項6に記載された
    アクティブマトリクス型液晶表示装置。
  8. 【請求項8】 画素電極とデータバスラインとの間隙が
    10μm以下であり、この領域にブラックマトリクスの
    遮光部分がないことを特徴とする請求項6に記載された
    アクティブマトリクス型液晶表示装置。
  9. 【請求項9】 非書き込み期間に、ゲートバスラインに
    印加するオフ電圧を、ゲートバスラインから5μmはな
    れた位置の液晶の透過率が50%以下になるような値に
    することを特徴とする請求項6に記載されたアクティブ
    マトリクス型液晶表示装置。
  10. 【請求項10】 画素電極に電圧を印加しないときに明
    状態であり、電圧を印加したときに暗状態になるノーマ
    リホワイトの表示モードを有し、該画素電極とデータバ
    スラインとの間隙が10μm以下で、この領域に該画素
    電極以外の部分からの漏れ光を遮光するブラックマトリ
    クスの遮光部分がないアクティブマトリクス型液晶表示
    装置を駆動する際、帰線期間に、データバスラインに電
    圧を印加することを特徴とするアクティブマトリクス型
    液晶表示装置の駆動方法。
  11. 【請求項11】 帰線期間に、データバスラインに印加
    する電圧が、書き込み期間における最大印加電圧以上で
    あることを特徴とする請求項10に記載されたアクティ
    ブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法。
  12. 【請求項12】 画素電極に電圧を印加しないのとき明
    状態、電圧を印加したとき暗状態となるノーマリホワイ
    トの表示モードを有し、該画素電極以外の部分からの漏
    れ光を遮光するブラックマトリクスの開口の少なくとも
    一部が、該画素電極の外周よりも外側に位置する非線形
    素子を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置にお
    いて、該画素電極の外側の部分の液晶の反応しきい値
    が、該画像電極の部分の液晶の反応しきい値よりも低い
    ことを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装
    置。
  13. 【請求項13】 画素電極の外側の部分の液晶が、該画
    素電極の部分の液晶より高プレチルト配向されているこ
    とを特徴とする請求項12に記載されたアクティブマト
    リクス型液晶表示装置。
  14. 【請求項14】 画素電極の外側の部分の液晶に接する
    部分に、該画素電極の部分より高い誘電率を持たせたこ
    とを特徴とする請求項12に記載されたアクティブマト
    リクス型液晶表示装置。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5946058A (en) * 1995-07-24 1999-08-31 Fujitsu Limited Transistor matrix device including features for minimizing the effect of parasitic capacitances
US6100953A (en) * 1998-08-20 2000-08-08 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Multi-domain liquid crystal display device with concave portion in color filter and method of manufacturing thereof
US6335776B1 (en) 1998-05-30 2002-01-01 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Multi-domain liquid crystal display device having an auxiliary electrode formed on the same layer as the pixel electrode
US6466288B1 (en) 1998-07-25 2002-10-15 Lg Lcd, Inc. Multi-domain liquid crystal display device
US6633357B2 (en) 2000-06-27 2003-10-14 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Multi-domain liquid crystal display device and method of fabricating the same
US6654090B1 (en) 1998-09-18 2003-11-25 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Multi-domain liquid crystal display device and method of manufacturing thereof
US6665035B2 (en) 1998-07-23 2003-12-16 Lg.Philips Lcd Co., Ltd. Method for assembling a multi-domain liquid crystal display device having field affecting electrode
US6750933B1 (en) 1998-08-06 2004-06-15 Lg.Phillips Lcd Co., Ltd. Liquid-crystal display and the method of its fabrication
US6774966B1 (en) 1997-06-10 2004-08-10 Lg.Philips Lcd Co., Ltd. Liquid crystal display with wide viewing angle and method for making it
US6788374B2 (en) 2000-06-27 2004-09-07 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Multi-domain liquid crystal display device and method for fabricating the same
US7342630B2 (en) 2000-11-10 2008-03-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6011600A (en) * 1995-07-24 2000-01-04 Fujitsu Limited Transistor matrix device wherein light is shielded by gaps between n-th and n+1-th picture element electrodes by n+1-th capacitance bus line
US5946058A (en) * 1995-07-24 1999-08-31 Fujitsu Limited Transistor matrix device including features for minimizing the effect of parasitic capacitances
US7133111B2 (en) 1997-06-10 2006-11-07 Lg.Philips Lcd Co., Ltd. Liquid crystal display with wide viewing angle and method for making it
US8035785B2 (en) 1997-06-10 2011-10-11 Lg Display Co., Ltd. Liquid crystal display with wide viewing angle and method for making it
US7826020B2 (en) 1997-06-10 2010-11-02 Lg Display Co., Ltd. Liquid crystal display with wide viewing angle and method for making it
US7440065B2 (en) 1997-06-10 2008-10-21 Lg Display Co., Ltd. Liquid crystal display with wide viewing angle and method for making it
US6774966B1 (en) 1997-06-10 2004-08-10 Lg.Philips Lcd Co., Ltd. Liquid crystal display with wide viewing angle and method for making it
US6335776B1 (en) 1998-05-30 2002-01-01 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Multi-domain liquid crystal display device having an auxiliary electrode formed on the same layer as the pixel electrode
US6665035B2 (en) 1998-07-23 2003-12-16 Lg.Philips Lcd Co., Ltd. Method for assembling a multi-domain liquid crystal display device having field affecting electrode
US6466288B1 (en) 1998-07-25 2002-10-15 Lg Lcd, Inc. Multi-domain liquid crystal display device
US6750933B1 (en) 1998-08-06 2004-06-15 Lg.Phillips Lcd Co., Ltd. Liquid-crystal display and the method of its fabrication
US7304704B2 (en) 1998-08-06 2007-12-04 Lg.Philips Lcd Co., Ltd. Liquid-crystal display and the method of its fabrication
US7697097B2 (en) 1998-08-06 2010-04-13 Lg Display Co., Ltd. Liquid-crystal display and method of its fabrication
US6100953A (en) * 1998-08-20 2000-08-08 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Multi-domain liquid crystal display device with concave portion in color filter and method of manufacturing thereof
US6654090B1 (en) 1998-09-18 2003-11-25 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Multi-domain liquid crystal display device and method of manufacturing thereof
US6788374B2 (en) 2000-06-27 2004-09-07 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Multi-domain liquid crystal display device and method for fabricating the same
US6633357B2 (en) 2000-06-27 2003-10-14 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Multi-domain liquid crystal display device and method of fabricating the same
US7342630B2 (en) 2000-11-10 2008-03-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device

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