JPH10206869A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
もに表示不良要因を除去する。 【解決手段】画素電極1Cと1B,1D相互間の間隙に
固定の電位を有する固定電位線7を備える。
Description
し、特に薄膜トランジスタ(TFT)アレイから成るア
クティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。
ルテレビジョン等の表示装置として、低消費電力、薄
型、軽量でかつ画質の優れたアクティブマトリクス型カ
ラー液晶表示装置が普及しつつある。従来この種の液晶
表示装置はマトリクス配置した複数の画素を、その行,
列の各々の数と同数の走査線及びデータ線を用いて駆動
していた。
置をブロックで示す図6を参照すると、この従来の第1
の液晶表示装置は、行,列のマトリクス状に配置した画
素電極1と、この画素電極1の行数と同数の走査線2
と、RGB各色対応の列数の3倍の数のデータ線3と、
走査信号を出力して走査線2を駆動する走査ドライバ
(Vドライバ)4と、データ信号を出力してデータ線3
を駆動するデータドライバ(Hドライバ)5と、各走査
線2とデータ線3との各交点に設けられゲートgを走査
線2にドレインdをデータ線3にソースsを画素電極1
にそれぞれ接続し走査信号及びデータ信号の供給に応答
して画素電極1を駆動する薄膜トランジスタ(TFT)
6とを備える。
表示装置の動作について説明すると、例えば水平方向に
RGBそれぞれ640画素、垂直方向に480画素を有
するVGA方式のカラー表示のアクティブマトリクス液
晶表示装置では、画素の表示用に480本の走査線2及
び640×3本のデータ線3とを用いる。一般にデータ
ドライバ5は6ビットなどの複数レベルの電圧を出力す
る必要があるため、H,Lの2レベルを出力するのみの
走査ドライバ4に比べて高価であり、高コスト化要因と
なるという問題を有していた。
689号公報(文献1),特開平5−265045号
(文献2)及び特開平6−148680号公報(文献
3)記載の従来の第2の液晶表示装置の主要部を図6と
共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付して同様
にブロックで示す図7を参照すると、この従来の第2の
液晶表示装置の前述の従来の第1の液晶表示装置との相
違点は、1走査ラインに対して2本づつすなわち行数の
2倍の数の走査線2i,2i+1,…と、2画素列毎に
1本すなわち列数の1/2のデータ線3j−1,3j,
3j+1,…とを備えることである。
×480画素を表示するのに走査線2は960本、デー
タ線3は320×3本を備える。
の左側に配置され1表示ラインの一方の走査線2iに接
続したTFT6Aにより駆動されるi行j列目の画素電
極1(i,j)と、データ線3jの右側に配置され1表
示ラインの他方の走査線2i+1に接続したTFT6B
により駆動される画素電極1(i+1,j)とを有す
る。これにより、データ線3が従来の第1の液晶表示装
置に比べて半分となるので、高コストのデータドライバ
5の数を半減できる。
その駆動方法を説明する図8及び図9を参照して、従来
の第2の液晶表示装置の駆動方法について説明すると、
各走査ラインの走査期間THを前半,後半の走査期間T
H1,TH2に分け、走査期間TH1でデータ線3の片
側に配置された一方の画素電極1(i,j)を駆動し、
走査期間TH2で他方の画素電極1(i+1,j)を駆
動する。
ては典型的には図8及び図9にそれぞれ示す第1の書込
型(逆コ型)と第2の書込み型(平行コ型)の2種類が
ある。
順序を示す図8(A)及び書込時のデータ信号D,走査
信号G及び画素電極1C(i,j)(画素電極1C以下
同様)の電圧P(i,j)(以下PC)及び画素電極1
D(i+1,j)の電圧P(i+1,j)(以下PD)
をタイムチャートで示す図8(B)を参照すると、デー
タ線3(j−1)に接続された画素電極1A(i+1,
j−1),1B(i,j−1),1E(i+2,j−
1),1F(i+3,j−1)については画素電極1
B,1A,1E,1Fの順に書込む。その隣のデータ線
3jに接続された画素電極1C(i,j),1D(i+
1,j),1G(i+3,j),1H(i+2,j)に
ついては画素電極1C,1D,1H,1Gの順に書込
む。この時、走査期間TH1に書込まれる画素電極1C
の電圧PCは、走査期間TH2に書込まれる画素電極1
Dの電圧PDの書込み時に、画素電極間寄生容量C1に
より変動を受ける。
変動電圧Vppは次式で表される。
合の各々の単位長当たりの画素電極間容量のシミュレー
ション結果をそれぞれグラフA,Bで示す図10を参照
すると、グラフAに示すように、例えば画素電極間にデ
ータ線があり画素電極間距離Lが7μmの場合の画素電
極間容量は単位長当たり容量C1=10pF/mなの
で、画素ピツチを300μmとすれば、C1=10pF
/m×300μm=0.003pFとなる。
dVp=5Vとすると、変動電圧Vppは次式で表され
る。
調でかなり顕著な輝度差となり、走査期間TH1で書込
まれる画素電極1Cと走査期間TH2で書込まれる画素
電極1Dとの間に輝度差ができる。したがって、市松表
示などの特殊パターンを表示すると、前段画素電極及び
後段画素電極が一列に並び縦方向のすじむらなどの表示
不良が生じるという問題があった。
込順序を示す図9(A)及び書込時のデータ信号Dj,
走査信号Gi,Gi+1及び画素電極1Cの電圧PC及
び画素電極1D,1Bの電圧PD,PBをタイムチャー
トで示す図9(B)を参照すると、データ線3(j−
1)に接続された画素電極1A,1B,1E,1Fにつ
いては画素電極1A,1B,1F,1Eの順に書込む。
その隣のデータ線3jに接続された画素電極1C,1
D,1G,1Hについては画素電極1C,1D,1H,
1Gの順に書込む。この時、走査期間TH1に書込まれ
る画素電極1Cの電圧PCは、走査期間TH2に書込ま
れる画素電極1D及び画素電極1Bの各電圧PD,PB
の書込み時に、画素電極間寄生容量C1,C2により変
動を受ける。
全体容量をCtotとすると、変動電圧Vppは次式で
表される。
1C(i+1,j)の画素電極間寄生容量C1は間にデ
ータ線3jが存在するので、例えば画素電極間距離Lを
7μmとすると、図10のグラフAより単位長当たりの
画素電極間容量は、第1の書込型の場合と同様に、C1
=10pF/m程度である。しかし、画素電極1C,1
Bの間の画素電極間寄生容量C2は画素電極間に電位線
が無いために大きくなり、図10のグラフBよりC2=
30pF/m程度となる。したがって、画素電極1B,
1Dが画素電極1Cに与える変動は完全には相殺され
ず、変動電圧Vppは次式で表される。 VPP=(10−30)×300/0.1×5=300mV・・・・・(4) したがって、中間調で認識される輝度差となる。
松表示時にも前段画素と後段画素が一列に並ぶことはな
いため、逆コ型駆動のような縦方向のすじむらは起こら
ないが、前段画素と後段画素の輝度差は存在するため、
ベた画面の表示品位が悪いなどの問題点がある。
液晶表示装置では前段画素電極1Cと後段画素電極1
B,1Dの電圧が異なり、輝度差が存在し、表示品位を
劣化させる。
昭63−202792号公報記載の従来の第3の液晶表
示装置は、データ線と画素電極の間の寄生容量を緩和さ
せるため、データ線の上にパッシベーション膜を介して
新たに固定電圧を印可した導電膜を設け、データ線から
画素電極への電界をシールドすることでデータ線と画素
電極間の寄生容量を抑制している。
の容量結合を抑制するものであり、上述の課題を解決す
るのに必要な画素電極相互間の容量結合の抑制を実現す
るものではない。
液晶表示装置は、データドライバが多階調電圧を出力す
る必要があるために高コスト化要因となるという欠点が
あった。
表示装置は、画素電極間の寄生容量のために先に書込ん
だ画素電極すなわち前段画素電極の電位が後に書込む画
素電極すなわち後段画素電極の書込み時に変調を受け、
前段画素電極と後段画素の輝度差が存在し、すじむら等
の表示不良がおきるというという欠点があった。
バの数を削減するとともに表示不良要因を除去した液晶
表示装置を提供することにある。
は、マトリクス状に配置した複数個の画素電極と、水平
走査方向の1ライン分である1行に2本ずつ割当てられ
て第1及び第2の走査期間の各々に前記画素電極を駆動
する第1,第2の走査信号をそれぞれ供給する第1,第
2の走査線と、垂直方向の走査方向の2列分に1本ずつ
割当られ前記画素電極の2列分を駆動するデータ信号を
供給するデータ線と、前記第1の走査線と前記データ線
の交点の各々にそれぞれ配置され前記第1の走査線にゲ
ート電極を接続した第1の薄膜トランジスタを接続し前
記第1の走査信号により走査駆動される前記複数個の画
素電極のうちの第1の画素電極と、前記第2の走査線と
前記データ線の交点の各々にそれぞれ配置され前記第2
の走査線にゲート電極を接続した第2の薄膜トランジス
タを接続し前記第2の走査信号により走査駆動される前
記複数個の画素電極のうちの第2の画素電極とを備える
液晶表示装置において、前記第1及び第2の画素電極相
互間の間隙に予め定めた固定の電位を有する固定電位電
極線を備えて構成されている。
の液晶表示装置の主要部を図7と共通の構成要素には共
通の文字/数字で同様に模式平面図で示す図1(A)を
参照すると、この図に示す本実施の形態の液晶表示装置
は、従来の第2の液晶表示装置と共通の画素電極1と、
走査線2と、列数の3/2倍の数のデータ線3と、走査
ドライバ(Vドライバ:図示省略)4と、データドライ
バ(Hドライバ:図示省略)5と、薄膜トランジスタ
(TFT)6とに加えて、画素電極1相互間に画素の蓄
積容量を設定するストレージ線を兼ねる固定電位電極で
ある固定電位線7を備える。
の液晶表示装置は水平方向にRGBそれぞれ640画
素、垂直方向に480画素を有するVGA方式のカラー
表示のアクティブマトリクス液晶表示装置を例として説
明する。したがって、画素電極1を640×3×480
のマトリクス状に配置し、960本の走査線2を走査方
向の1表示ラインに対して2本づつ割り当て、320×
3本のデータ線3を備える。
レインdがドレイン層で形成されたデータ線3jに接続
しゲートgがゲート層で形成され1表示ラインの一方の
走査線2iに接続したTFT6Aのソースsにより駆動
されるi行j列目の画素電極1C(i,j)と、データ
線3jの右側に配置されドレインdがデータ線3jに接
続しゲートgが1表示ラインの1表示ラインの他方の走
査線2i+1に接続したTFT6Bにより駆動される画
素電極1D(i+1,j)とを有する。
D(i+1,j)(以下1D)の間にはデータ線3jを
配置し、画素電極1Cとその反対隣の画素電極1B(i
+1,j−1)(以下1B)の間には固定電位電極であ
る固定電位線7を配置する。
ある逆スタガー型を用い、固定電位線7はゲート層によ
り走査線2と同時にパターニングして形成する。
の近傍b−bの各々の断面を断面図で示す図1(B),
(C)を参照してデータ線3,走査線2,固定電位線7
及び画素電極1との配置形状関係について説明すると、
データ線3が間にある画素電極1Bと画素電極1Cの距
離及びデータ線3が間にない画素電極1Cと画素電極1
Dとの距離はそれぞれの寄生容量C1及び寄生容量C2
が等しくなるように設計する。
す図2及び各駆動信号波形をタイムチャートで示す図3
を参照して本実施の形態の動作について説明すると、デ
ータ線3(j−1)に接続された画素電極1A(i+
1,j−1),1B(i,j−1),1E(i+2,j
−1),1F(i+3,j−1)については画素電極1
A,1B,1F,1Eの順に書込む。その隣のデータ線
3jに接続された画素電極1C(i,j),1D(i+
1,j),1G(i+3,j),1H(i+2,j)に
ついては画素電極1C,1D,1H,1Gの順に書込
む。
は1画素書き込み期間毎に信号極性が反転するデータ信
号Djhによる1/2H反転駆動及び1画素書き込み期
間の倍周期毎に信号極性が反転するデータ信号Djfに
よる1H反転駆動のいずれかで行う。この時、画素電極
1Cは画素電極1D,1Bの書込み時に寄生容量C1及
び寄生容量C2の影響により変調を受ける。
極1Bの電圧PBより明らかなように、その変化量は電
圧PDの極性が正から負に反転し、電圧PBの極性が逆
に負から正に反転するので互いにキヤンセルされ、変調
電圧VppはVpp=0mVとなる。これより前段画素
電極1Cと後段画素電極1B,1Dの輝度特性はほぼ同
じとなる。
共通の構成要素には共通の文字/数字を用いて同様に模
式平面図およびデータ線の断面図a−a,固定電位線の
断面図b−bでそれぞれ示す図4(A),(B),
(C)を参照すると、この図に示す本実施の形態の第1
の実施の形態との相違点は、固定電位線7AがTFTの
ゲート電極を形成するゲート層でなくドレイン層を用い
てデータ線3と同時にパターニングして形成すること
と、画素電極1とデータ線3とをパッシベーション膜1
0を介して層間分離すること及び画素電極1はコンタク
ト8を経由してTFT6のソースsと接続していること
とである。
で同層で形成されるので、断面a−a,b−bが対称で
あり、画素電極間距離をそれぞれ同一とすれば寄生容量
C1,C2も対称となり、設計が容易となる。さらに、
固定電位線7がゲート層と異なるドレイン層で形成され
るため、走査線2i,2i+1と画素電極1C,1B,
1Cと、固定電位線7とをオーバーラップさせることに
より遮光層を兼ねることができ、第1の実施の形態に比
べ開口率をあげることが可能となる。
の構成要素には共通の文字/数字を用いて同様に模式平
面図,データ線の断面図a−a及びストレージ線の断面
図b−bでそれぞれ示す図5(A),(B),(C)を
参照すると、この図に示す本実施の形態の第1の実施の
形態との相違点は、固定電位線7にコンタクト9を経由
して接続され画素電極1C,1Bの分離用にこれら画素
電極1C,1Bの間に配置し画素電極と同一層に形成し
た固定電位電極線11を備えることである。
これら両画素電極と同一層及びその下層に電位線が配置
され電界シールド構造を構成するため、図10のグラフ
Aに示すように、画素電極間の寄生容量が画素間隔にあ
もり依存しなくなり、画素電極とデータ線及び画素電極
とストレージ線の間隔を縮小することが可能となること
により約10%程度の高開口率化が可能となる。
装置は、画素電極相互間の間隙に所定の固定電位を有す
る固定電位電極線を備えることにより画素電極間寄生容
量を削減し、後段画素電極書込み時における上記寄生容
量による前段画素電極の画質劣化要因となる有害な変調
を除去するという効果がある。
々の画素電極間寄生容量を対称化し、前半の走査期間で
先に駆動される前段画素電極の左右にある後半走査期間
に後に駆動される後段画素電極の極性を相互に逆極性に
することにより、上記前段画素電極が後段画素電極書込
み時に受ける電位変動を相殺することにより表示品位を
向上できるという効果がある。
す部分模式平面図及び主要部分の断面図である。
説明図である。
信号波形のタイムチャートである。
す部分模式平面図及び主要部分の断面図である。
す部分模式平面図及び主要部分の断面図である。
ク図である。
ク図である。
を示す説明図及び駆動信号波形を示すタイムチャートで
ある。
法を示す説明図及び駆動信号波形を示すタイムチャート
である。
特性図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 マトリクス状に配置した複数個の画素電
極と、水平走査方向の1ライン分である1行に2本ずつ
割当てられて第1及び第2の走査期間の各々に前記画素
電極を駆動する第1,第2の走査信号をそれぞれ供給す
る第1,第2の走査線と、垂直方向の走査方向の2列分
に1本ずつ割当られ前記画素電極の2列分を駆動するデ
ータ信号を供給するデータ線と、前記第1の走査線と前
記データ線の交点の各々にそれぞれ配置され前記第1の
走査線にゲート電極を接続した第1の薄膜トランジスタ
を接続し前記第1の走査信号により走査駆動される前記
複数個の画素電極のうちの第1の画素電極と、前記第2
の走査線と前記データ線の交点の各々にそれぞれ配置さ
れ前記第2の走査線にゲート電極を接続した第2の薄膜
トランジスタを接続し前記第2の走査信号により走査駆
動される前記複数個の画素電極のうちの第2の画素電極
とを備える液晶表示装置において、 前記第1及び第2の画素電極相互間の間隙に予め定めた
固定の電位を有する固定電位電極線を備えることを特徴
とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 前記固定電位電極線が、前記複数の画素
電極の蓄積容量を設定するストレージ線の機能を有する
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 - 【請求項3】 前記固定電位電極線が、前記第1,第2
の薄膜トランジスタの各々のゲート電極と前記第1,第
2の走査線と同時にパターニングして形成されること特
徴とする請求項1及び2記載の液晶表示装置。 - 【請求項4】 前記固定電位電極線が、前記第1,第2
の薄膜トランジスタの各々のゲート電極と前記第1,第
2の走査線と同時にパターニングして形成され、 前記第1,第2の画素電極が、絶縁膜を介して前記第
1,第2の薄膜トランジスタの上層に配置されて前記絶
縁膜に設置したコンタクトホールを経由して前記第1,
第2の各々のソース電極に接続されることを特徴とする
請求項1及び2記載の液晶表示装置。 - 【請求項5】 前記固定電位電極線が、前記第1,第2
の走査線及び前記データ線との少なくとも一方と前記第
1,第2の画素電極との間の遮光機能を有すること特徴
とする請求項1,3及び4記載の液晶表示装置。 - 【請求項6】 前記固定電位電極が、前記データ線を配
置しない前記第1及び第2の画素電極の前記間隙にこれ
ら第1,第2の画素電極と同一層に配置され前記第1,
第2の画素電極の下層に配置した前記第1,第2の画素
電極の蓄積容量の設定用のストレージ線とコンタクトを
経由して接続され、 前記間隙に前記データ線を配置した前記第1及び第2の
画素電極の各々の下層に前記ストレージ線を配置するこ
とを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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