JPH0915641A - アクティブマトリクス液晶表示装置 - Google Patents
アクティブマトリクス液晶表示装置Info
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- JPH0915641A JPH0915641A JP16435395A JP16435395A JPH0915641A JP H0915641 A JPH0915641 A JP H0915641A JP 16435395 A JP16435395 A JP 16435395A JP 16435395 A JP16435395 A JP 16435395A JP H0915641 A JPH0915641 A JP H0915641A
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Abstract
の広視野角化の効果を簡便な構成で得ることを目的とし
ている。 【構成】その目的を実現するための手段として、保持容
量に並列に抵抗を設け、書き込まれた信号電荷を徐々に
放電させた。その効果として、フレームメモリを使用し
ないにもかかわらず、時分割駆動と同様な広視野角化が
実現でき、かつ、フリッカーのない表示が得られた。
Description
薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置の構造に関し、
特に画素電圧を変化させることで視覚依存性を低減する
液晶表示装置の構造に関する。
スタ(以下TFTと略す)を用いた液晶表示装置の一画
素の回路の例を示す。G(ゲート)配線1,D(ドレイ
ン)配線2はTFT4のそれぞれゲート,ドレインに接
続され、LC(液晶)5はTFT4のソースと共通電極
に、SC(保持容量)6は一方はLC5と同じようにT
FT4のソース電極と、他方はSC配線3を介して画素
の外で共通電極に接続されている。
配線1を通じて、映像信号はD配線2を通じてTFT4
に加えられる。走査信号により、映像信号をTFT4を
介してLC5およびSC6に書き込み、次回の書き込み
までその信号を保持する。この液晶表示素子のTFT基
板の平面図を図16に示す。1はG配線、2はD配線、
3はSC配線、40,42はTFTのそれぞれ半導体,
ソース電極、50は液晶に電圧を印加するための画素電
極である。
る。この図は図16のA−A′位置の縦断面図に相当す
る。本構造の製法は、ガラス基板100上にゲート電極
110およびSC電極130をパターニングした後、ゲ
ート絶縁膜101、半導体40を順次形成し、その上に
ドレイン電極120、ソース電極42及び画素電極50
を形成し、その後パッシベーション膜102を形成して
TFT基板とする。なお、ゲート電極110,SC電極
130,ドレイン電極120およびソース電極42には
例えばAl,Cr,W,Ta等の金属膜が用いられ、ゲ
ート絶縁膜101,パッシベーション膜102にはSi
O2 ,SiNx 等が用いられ、画素電極50にはITO
(Indium Tin Oxide)等の透明電極が
用いられ、半導体40としては、例えばガラス基板上に
300℃程度の比較的低温で形成できる水素化アモルフ
ァスシリコン(a−Si:H)膜等が用いられている。
TFT基板と対になる対向基板は、ガラス基板200上
に対向電極201を形成して製造する。
向膜(図示せず)を形成して配向処理を行い、シールパ
ターンを形成してから重ね合わせてこれを焼成し、液晶
300を注入、封孔して液晶表示素子が完成する。この
液晶表示素子に偏光板、駆動回路および筐体などを付加
し、液晶表示装置となる。なお、液晶表示素子には、表
示品位を向上させるために対向基板またはTFT基板に
ブラックマトリクス層が設けられているが図では省略し
た。画素電極50とSC電極130は間にゲート絶縁膜
101があり、保持容量(SC)を形成している。映像
信号はTFTを介してSCと画素電極50に保持され、
画素電極50と対向電極201の間の液晶300に電圧
をかけることになり、その電界で液晶300の状態を制
御し、ここを通過する光の明暗を変化させている。
術について説明する。上述した液晶表示素子を用いて、
広視野角化する方法の1つに時分割駆動方式がある。そ
の駆動波形の例を図18に示す。時分割駆動では1フレ
ーム時間を複数フィールドに分割し、フィールド単位に
複数の相違する電圧を同一の画素に印加することにより
液晶分子の方向を制御することで、液晶の視覚依存性を
低減する。例えば特開平5−68221では、時分割変
換回路からの映像信号と白レベルまたは黒レベルの信号
を切り換えて1フレーム時間に2回以上の書き込みを行
うことで広い視野角特性を得ている。
路のブロック図を図19に示す。映像信号はフレームメ
モリ400にて一旦蓄えられ、時間軸を変更した後、次
の映像信号処理回路401へ送られる。その後、映像信
号処理回路401では液晶の表示特性に合わせてガンマ
補正を加え、レベル変換回路402では電圧のシフトや
反転を行い、Hドライバー405を介して液晶表示素子
407に印加される。タイミングコントロール回路40
3は同期信号からVドライバー406他の回路の為の制
御信号を生成し、COM信号発生回路404は液晶表示
素子407の共通電極に加える電圧を発生する。しかし
ながら、フレームメモリは1フレーム期間の映像信号を
すべて蓄えるため、液晶表示素子の画素数と階調性能に
比例して多数のメモリが必要である。そのため、フレー
ムメモリを用いる液晶表示装置は、液晶表示素子が高性
能になるほどフレームメモリの規模が大きくなり、か
つ、コストが高くつくという問題があった。また、類似
の駆動方式を用いながら、液晶表示装置にはフレームメ
モリをもたずにコストを下げる例として特開平4−29
1395が挙げられる。しかしこの例の場合、映像信号
供給源のパソコン側に、その液晶表示装置専用の映像信
号を出力する、専用の回路を設ける必要があった。従っ
て、本発明は前記問題点を解消し、フレームメモリやパ
ソコンへの専用回路の付加といったコストの増加を招く
こと無く、視野依存性を低減し、表示品質を向上させた
アクティブマトリクス液晶表示装置を提供することを目
的とする。
め、本発明のアクティブマトリクス液晶表示装置は、液
晶および保持容量と並列に抵抗を形成し、書き込まれた
信号電荷を徐々に放電させることを特徴とする。また、
本発明において、抵抗は半導体で形成されていることを
特徴とする。さらに、本発明において、抵抗は薄膜トラ
ンジスタで形成され、そのゲート電極が保持容量配線あ
るいは1ライン前の走査信号配線と接続されていること
を特徴とする。
トランジスタで形成され、走査信号配線および保持容量
配線とは異なる、独立の制御配線にそのゲート電極が接
続されており、好ましくは抵抗を形成するトランジスタ
を流れる電流が飽和するように、制御配線にプラスの電
位を与えたことを特徴とする。
抵抗の抵抗値は、信号書き込み用の薄膜トランジスタの
OFF状態の抵抗値よりも小さく、かつ、抵抗が無い場
合に保持される電荷を100%とすると、その電荷が次
回の書き込みまでに10%〜90%になるように放電電
流が設定されている。
抵抗を設け、書き込まれた信号電荷を徐々に放電するこ
とにより、液晶分子はその電圧に応じて分子の向きが変
わり、その代わる周期が1フレーム(通常60Hz前
後)と短いため、人間の目には判別できず中間的な明る
さとして認識され、かつ、液晶分子の方向成分に広がり
があるため視野角特性が平均化され、フレームメモリを
使用しないにもかかわらず、時分割駆動と同様な広視野
角化が実現でき、かつ、フリッカーのない表示を得るこ
とができる。
い、そのゲート電極を保持容量配線と接続した場合、静
電気の影響を受けにくくなり放電電流を安定させること
ができる。あるいは、そのゲート電極を1ライン前の走
査信号配線と接続した場合、放電電流が微少電流で飽和
し、さらに放電電流を安定させることができる。さら
に、そのゲート電極を独立の制御配線と接続し、トラン
ジスタを流れる電流が飽和するように、制御配線にプラ
スの電位を与えた場合、バックライトや外光の影響を受
けにくくなり、放電電流がより安定できる。
る。図1に本発明の液晶表示装置の第1の実施例の一画
素の回路図を示す。G(ゲート)配線1,D(ドレイ
ン)配線2はTFT4のそれぞれゲート,ドレインに接
続され、LC(液晶)5はTFT4のソースと共通電極
に、SC(保持容量)6およびR(抵抗)7は、一方は
LC5と同じようにTFT4のソース電極と、他方はS
C配線3を介して画素の外で共通電極に接続されてい
る。従来例の図15との違いは、R7が設けられている
点である。
面図を図2に示す。1はG配線、2はD配線、3はSC
配線、40,42はTFTのそれぞれ半導体,ソース電
極、50は液晶に電圧を印加するための画素電極であ
り、接続電極83と半導体80と接続電極84により抵
抗を形成し、接続電極83は画素電極50と接続し、接
続電極84はコンタクトホール61を通じてSC配線3
と接続されている。従来例の図16との違いは接続電極
83と半導体80と接続電極84により形成された抵抗
が設けられている点である。
る。この図は図2はA−A′位置の縦断面図に相当す
る。本構造の製法は、ガラス基板100上にゲート電極
110およびSC電極130をパターニングした後、ゲ
ート絶縁膜101,半導体40および半導体80を順次
形成し、その上にドレイン電極120,ソース電極4
2,接続電極83,84及び画素電極50を形成し、そ
の後パッシベーション膜102を形成してTFT基板と
する。なお、ゲート電極110およびSC電極130,
ドレイン電極120,ソース電極42および接続電極8
3,84には例えばAl,Cr,W,Ta等の金属膜が
用いられ、ゲート絶縁膜101,パッシベーション膜1
02にはSiO2 ,SiNX 等が用いられ、画素電極5
0にはITO(Indium Tin Oxide)等
の透明電極が用いられ、半導体40,80としては、例
えばガラス基板上に300℃程度の比較的低温で形成で
きる水素化アモルファスシリコン(a−Si:H)膜等
が用いられる。従来例の図17との違いは、SC電極1
30の上のゲート絶縁膜101にコンタクトホールが設
けてあり、抵抗を形成する接続電極83,半導体80,
接続電極84を介して画素電極50と接続している点で
ある。
基板200上に対向電極201を形成して製造する。最
後にTFT基板と対向基板にそれぞれ配向膜(図示せ
ず)を形成して配向処理を行い、シールパターンを形成
してから重ね合わせてこれを焼成し、液晶300を注
入、封孔して液晶表示素子が完成する。なお、液晶表示
素子には、表示品位を向上させるために対向基板または
TFT基板にブラックマトリクス層が設けられているが
図では省略した。
を図4に示す。映像信号には、映像信号処理回路401
で液晶の表示特性に合わせてガンマ補正を加え、レベル
変換回路402では電圧のシフトや反転を行い、Hドラ
イバー405を介して液晶表示素子407に印加され
る。従来の液晶表示素子と比較すると、液晶表示素子4
07では見た目には低い電圧しか印加してないように見
える。その点を補うため、映像信号処理回路401では
従来より高い電圧になるように補正をかける。タイミン
グコントロール回路403は同期信号からVドライバー
406他の回路の為の制御信号を生成し、COM信号発
生回路404は液晶表示素子407の共通電極に加える
電圧を発生する。先に説明した液晶表示素子に偏光板、
前述の駆動回路および筐体などを付加し、液晶表示装置
となる。従来例の図19とは違いは、フレームメモリ4
00が無いこと、および映像信号処理回路401からの
出力電圧が異なる点である。なお、映像信号電圧の変換
は液晶表示素子407に入るまでにされていればよいた
め、映像信号処理回路401のみではなくレベル変換回
路402,Hドライバー405のいずれかあるいは3つ
総合で行っても良い。
査信号はG配線1を通じて、映像信号はD配線2を通じ
てTFT4に加えられる。走査信号により、映像信号は
TFT4を介してLC5およびSC6に書き込まれる。
書き込まれた信号電荷は、R7により徐々に放電され、
LC5に加わっている電圧も徐々に低下する。そのとき
の画素電圧(液晶5に加わる電圧)の波形は図5のよう
になる。液晶分子はその電圧に応じて分子の向きが変わ
り、その変わる周期が1フレーム(通常60Hz前後)
と短いため、人間の目には判別できず中間的な明るさと
して認識され、かつ、液晶分子の方向成分に広がりがあ
るため視野角特性が平均化される。
囲は、まず、信号書き込み用の薄膜トランジスタのOF
F状態の抵抗値よりも小さいことが挙げられる。書き込
み用のトランジスタと同等かそれより大きな抵抗だと、
書き込み用トランジスタからのリーク電流と放電電流が
等しいかリーク電流の方が大きいため、効果が判別でき
ない。
持される電荷を100%とすると、その電荷が次回の書
き込みまでに10%〜90%になるように放電電流を設
定した場合である。電荷が90%以上の場合は視野角の
拡大の効果がほとんど判別できず、10%以下にした場
合は、駆動に必要な電圧が急激に増大し、駆動回路の耐
圧をかなりあげる必要があるのと、映像信号処理回路で
の補正が困難になった。
回書き込むことで、液晶に異なる電圧を印加したのに対
して、本発明では1フレーム時間に徐々に放電したこと
で液晶に異なる電圧を印加したことが異なる点である。
このようにして、フレームメモリを使用しないにもかか
わらず、時分割駆動と同様な広視野角化が実現でき、か
つ、フリッカーのない表示が得られた。
画素の回路図を図6に示す。前記第1の実施例のRに変
わって、TFT8を設け、そのゲート電極はSC配線3
に接続されている。次に、この液晶表示素子のTFT基
板の平面図を図7に示す。1はG配線、2はD配線、3
はSC配線、40,42はTFTのそれぞれ半導体,ソ
ース電極、50は液晶に電圧を印加するための画素電極
であり、ドレイン電極81と半導体80とソース電極8
2およびSC配線3がゲート電極を兼ねることによりT
FTを形成し、ドレイン電極81は画素電極50と接続
し、ソース電極82はコンタクトホール61を通じてS
C配線3と接続されている。
A−A′位置の縦断面図に相当する。本構造の製法は、
ガラス基板100上にゲート電極110およびSC電極
130をパターニングするとき、SC電極が半導体80
の下まである点以外は前記第1の実施例と同じである。
前記第1の実施例では半導体の抵抗をそのまま抵抗とし
て用いていたが、本実施例では、SC配線をゲート電極
とするTFTを形成しているため、静電気の影響などを
受けにくくなり、放電の電流が安定化するという利点が
ある。
画素の回路図を図9に示す。前記第2の実施例と異なる
のは、TFT8のゲート電極が、1水平走査時間前に走
査される走査信号配線(1ライン前のG配線1′)に接
続されている点である。次に平面図と断面図をそれぞれ
図10と図11に示す。1ライン前のG配線1′が半導
体80の下にある点以外は第2の実施例と同じである。
図9のG配線1はTFT4を制御しているのだが、書き
込み時以外はマイナスの電位になっており、TFT4に
流れる電流をごく微少で飽和安定化させてOFF状態を
保っている。1ライン前のG配線1′も同様な電位にな
っており、この電位をゲート電極に与えているため、T
FT8の放電電流も微少電流で飽和し、前記第2の実施
例よりいっそう放電電流が安定化するという利点があ
る。
画素の回路図を図12に示す。前記第2の実施例と異な
るのは、TFT8のゲート電極は独立したR制御線9に
接続されている点である。次に平面図と断面図をそれぞ
れ図13と図14に示す。R制御線9(図14ではR制
御電極190)を設け、それが半導体80の下にある点
以外は第2の実施例と同じである。第2,3の実施例で
は、他の配線の電位を利用してTFT8の放電電流を安
定化していたが、本実施例ではTFT8の特性にあった
独立した電位を与えることが可能になった。TFT8を
流れる電流が飽和するようにR制御線9にプラスの電位
を与えると、第3の実施例よりもバックライトや外光の
影響を受けにくくなり放電電流が安定化するという利点
がある。
保持容量と並列に抵抗を設け、書き込まれた信号電荷を
徐々に放電させることにより、フレームメモリを使用し
ないにもかかわらず、時分割駆動と同様な広視野角化が
実現でき、かつ、フリッカーのない表示が得られる。
ランジスタを用い、そのゲート電極を保持容量配線と接
続した場合、静電気の影響を受けにくくなり、放電電流
を安定させるという利点を有する。
を1ライン前の走査信号配線と接続した場合、放電電流
が微少電流で飽和し、さらに放電電流が安定させられる
という利点を有する。
電極を独立の制御配線と接続し、トランジスタを流れる
電流が飽和するように、制御配線にプラスの電位を与え
た場合、バックライトや外光の影響を受けにくくなり、
さらに放電電流が安定させられるという利点を有する。
ブロック図である。
形図である。
る。
る。
る。
る。
である。
Claims (7)
- 【請求項1】 走査信号により、映像信号を薄膜トラン
ジスタを介して画素電極と保持容量に書き込み、次回の
書き込みまでその信号を保持することで表示を行うアク
ティブマトリクス液晶表示装置において、保持容量と並
列に抵抗を設け、書き込まれた信号電荷を徐々に放電さ
せることを特徴とするアクティブマトリクス液晶表示装
置。 - 【請求項2】 前記抵抗は、半導体で形成されているこ
とを特徴とする請求項1記載のアクティブマトリクス液
晶表示装置。 - 【請求項3】 前記抵抗は薄膜トランジスタで形成さ
れ、そのゲート電極が保持容量配線と接続されているこ
とを特徴とする請求項1記載のアクティブマトリクス液
晶表示装置。 - 【請求項4】 前記抵抗は薄膜トランジスタで形成さ
れ、1水平走査時間前に走査される走査信号配線と、そ
のゲート電極が接続されていることを特徴とする請求項
1記載のアクティブマトリクス液晶表示装置。 - 【請求項5】 前記抵抗は薄膜トランジスタで形成さ
れ、走査信号配線および保持容量配線とは異なる、独立
の制御配線にそのゲート電極が接続されていることを特
徴とする請求項1記載のアクティブマトリクス液晶表示
装置。 - 【請求項6】 前記抵抗を形成する薄膜トランジスタを
流れる電流が飽和するように、前記制御配線にプラスの
電位を与えたことを特徴とする請求項5記載のアクティ
ブマトリクス液晶表示装置。 - 【請求項7】 前記抵抗の抵抗値は、信号書き込み用の
薄膜トランジスタのOFF状態の抵抗値よりも小さく、
かつ、抵抗が無い場合に保持される電荷を100%とす
ると、その電荷が次回の書き込みまでに10%〜90%
になるように放電電流が設定されていることを特徴とす
る請求項1〜6に記載のアクティブマトリクス液晶表示
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16435395A JP2677260B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | アクティブマトリクス液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16435395A JP2677260B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | アクティブマトリクス液晶表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0915641A true JPH0915641A (ja) | 1997-01-17 |
JP2677260B2 JP2677260B2 (ja) | 1997-11-17 |
Family
ID=15791547
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16435395A Expired - Fee Related JP2677260B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | アクティブマトリクス液晶表示装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2677260B2 (ja) |
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