JPS63276097A - 液晶表示装置用スイッチング素子アレイ - 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】 産業上の利用分野 本発明はアクティブマトリクス方式を利用した液晶表示
装置用スイッチング素子アレイに関するものである。

従来の技術 液晶表示装置は、低消費電力性、ポータプル性の特徴を
有しているため、電卓あるいは時計等の表示として現在
市場に完全に定着している。さらに昨今、ＯＡ化が進む
中で、高密度表示装置の実現が強く望まれており、走査
線数を増加させるために、各表示画素にスイッチング用
薄膜トランジスタ（以下ＴＰＴと略す）を非晶質シリコ
ンあるいは、多結晶シリコン等で作製したドントマトリ
クス表示装置が開発、製品化されている。

第５図は従来の液晶表示装置用スイッチング素子アレイ
の等価回路図を示すものである。水平方向の走査ライン
ｌ（・・・・・・Ｘ　１−１　＋　Ｘ　１　＋　Ｘ　１
．１・・・・・・）と垂直方向の信号ライン２（・・・
・・・ＹＪ−１，ＹＪ。

ＹＪ、１・・・・・・）によって形成される格子間にそ
れぞれ、１個のＴＦＴ　　Ｔ　（ｘ、　ｙ）（ｘ−−＝
ｉ−１゜）、！＋１・・・・・・、ｙ−・・・・・・ｊ
−１，ｊ、ｊ＋１・・・・・・）と１個の画素電極Ｃ（
ｘ、　　ｙ）　　（ｘ＝・・・・・・ｉ−１，ｔ、ｔ＋
ｔ・・・・・・、ｙ＝・・・・・・ｊ−１，ｊ。

ｊ＋ｌ・・・・・・）を設けている。

第１番目の走査ラインＸ、と第ｊ番目の信号ラインＹ、
にそれぞれ制ｉｌｌパルス、入力信号を印加すると、Ｔ
ＦＴ　　Ｔ　（ｉ、ｊ）がＯＮ状態となり、画素電極Ｃ
（ｉ、ｊ）に信号が供給される０次に制御パルスにより
ＴＦＴ　　Ｔ（ｉ、Ｊ）がＯＦＦ状態となっても、その
期間は液晶をはさむ電極間に信号電圧が保持される。こ
のため、コントラストの良好な画素表示が可能となる。

第６図は、走査ライン５（・旧・・Ｘｌ−１、ｘ、　。

Ｘｌｌ・・・・・・）と信号ライン６　（・・・・・・
ＹＪ−１，ＹＪ。

Ｙｊ＋１・・・・・・）によって形成される格子間にそ
れぞれ、２個のＴＦＴ　　Ｔｌ　（ｘ、　ｙ）　、　Ｔ
２　（ｘ。

ｙ）（ｘ−・・・・・・ｉｌ、ｉ、ｉ＋ｌ・・・・・・
、ｙ−・・・・・・ｊ−１，３，ｌ＋１・・・・・・）
と１個の画素電極Ｃ（ｘ、ｙ）（ｘ−・・・・・・ｉ−
１，１，ｌ＋１・・・・・・。

ｙ−・・・・・・ｊ−１，ｊ、ｌ＋１・・・・・・）を
設けた場合の従来の液晶表示装置用スイッチング素子ア
レイの等価回路図を示すものである。

走査ラインＸｉと信号ラインＹＪにそれぞれ、制御パル
ス、入力信号を印加した時、ＴＦＴＴｌ　（ｉ、ｊ）が
欠陥となり動作不能になったとしてもＴＦＴ　　Ｔ２　
（ｉ、ｊ）がＯＮ状態となり、画素電極Ｃ（ｉ、ｊ）に
信号が供給される。次に制御パルスによりＴＦＴ　　Ｔ
２　（ｉ、ｊ）がＯＦＦ状態となっても、その期間は液
晶をはさむ電極間に信号電圧が保持される。（例えば、
日経エレクトロニクス、１９８６．第４１０号１９３〜
２０９ページ） 発明が解決しようとする問題点 第５図に示すような構成の場合、高密度のＴＰＴアレイ
を作製しようとすると微小なゴミまたは粉塵により正常
動作しないＴＰＴが発生し易くなる。このＴＰＴの欠陥
は対応する画素を常時、白または黒とするためによく目
立ってしまい画像品質を著しく低下させてしまうので大
きな問題となっていた。

このような問題を解決するため、第６図に示すように１
つの画素に２つのＴＰＴを設け、一方のＴＰＴが正常動
作しない場合、そのＴＰＴをだけを後工程で完全に動作
不能となるように処理し、他方のＴＰＴで駆動するよう
にしていた。

しかしながら、第６図に示す構成の場合、全画素を正常
動作させることができない欠陥であるＴＰＴを選別し、
完全に動作不能となるように処理する工程が必要となる
のでコスト高になるという問題を有していた。

そこで、ＴＰＴの欠陥を目立たなくするために、第５図
に示すような構成で、基板周辺部の走査電極または信号
電極の一方または両方について隣接する電極を一定本数
ごとにまとめて結線し、一定画素を同時に表示できるよ
うにする手法が考えられる。

しかし、この手法では、低密度モノクロ液晶表示装置に
は利用できるが、カラー液晶表示装置に利用しようとす
る場合には、カラーフィルタの赤、緑、青の各画素が格
子状に配置されるようになるため、液晶表示画像の斜め
方向にモワレ状に発生する固定パターンノイズが問題と
なる。

本発明は上記問題点に鑑み、液晶表示装置用スイッチン
グ素子を作製して、無欠陥または欠陥が非常に少数の場
合には、高密度のモノクロ液晶表示装置用として利用で
き、欠陥が多い場合でもカラー液晶表示装置用として利
用できるように工夫したもので、スイッチング素子アレ
イの歩留まりを実効的に向上させ、全体として低コスト
の液晶表示装置用スイッチング素子アレイを提供するも
のである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の液晶表示装置用ス
イッチング素子アレイは、基板上に格子状に配置される
画素電極ごとにスイッチング素子を備えた液晶表示装置
用スイッチング素子アレイであって、前記基板周辺部の
走査電極または信号電極の一方あるいは両方について隣
接する電極を一定本数ごとにまとめて、それぞれ走査電
極群または信号電極群とし、前記各走査電極群の走査ラ
インを交互に第１の走査ライン群と第２の走査ライン群
に分類し、前記第１の走査ライン群に属する画素電極に
は、第２の走査ライン群に属する画素電極と、順次一定
画素分だけずれた信号ラインからの信号が供給されるよ
うにし、前記走査電極群または信号電極群に含まれる電
極を結線した状態と前記結線をしない状態を有するよう
にしたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、高密度の液晶表示装置
を作製する際に、スイッチング素子アレイの欠陥が少数
以上ある場合、基板周辺部の走査電極または信号電極を
一定本数ごとに結線することにより、複数の画素電極に
同一信号を供給することができ、周辺表示画素が欠陥表
示画素を補い、表示画素欠陥を目立なくすることができ
る。また、結線の仕方によって低密度のモノクロ液晶表
示、カラー液晶表示装置用に利用できる０次に、欠陥が
皆無あるいは極少数の場合には、基板周辺部の走査電極
または信号電極の結線をしないことにより、１個の画素
電極だけに信号を供給できるため、表示画素は格子状配
置となり高密度のモノクロ液晶表示装置用に利用できる
。

実施例 以下本発明の一実施例の液晶表示装置用スイッチング素
子アレイについて図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における液晶表示装置用
スイッチング素子アレイの等価回路図を示すものである
。第１図において、１０はスイッチング素子アレイ基板
、１１は走査ライン（・・・・・・Ｘｌ−２、Ｘｌ−１
・・・・・・、Ｘｌ、２・・・・・・）、１２は信号ラ
イン（・・・・・・ＹＪ−２１ＹＪ−１、・・・・・・
Ｙ、＋２・・・・・・）、１３は基板周辺部の走査電極
、１４は基板周辺部の信号電極である。

水平方向の走査ライン１１と垂直方向の信号ライン１２
によって形成される格子間に１個のＴＦＴ　　Ｔ　（ｘ
、　　７）　　（ｘ−・・−・・−１−２，ｉ−１・・
・・・・ｉ＋２．ｙ−・・・・・・ｊ−２，ｊ−１・・
・・・・ｊ＋２）と１個の画素電極’：、（ｘ、ｙ）（
ｘ−・・・・・・ｉ−２゜ｉ−１・・・・”１−１−２
．ｙ−・・・・・・ｊ−２，３−１・・・・・・ｊ＋２
）を設ける。　ＴＦＴ　　Ｔ　（ｘ、　　ｙ）及び画素
電極Ｃ（Ｘ、　　ｙ）の数は水平方向６６０、垂直方向
４８０である。ＴＦＴ　　Ｔ　（Ｘ、　　ｙ）のゲート
端子は走査ライン１１に、ソース端子は信号ライン１２
に、ドレイン端子は画素電極Ｃ（ｘ、ｙ）に結線する。

ＴＦＴ　　Ｔ　（ｘ、Ｆ）は走査ライン群Ｘ１−２゜ｘ
ｌ−１と走査ライン群ｘ１．Ｘｌ＋１によって２種類に
分類され、走査ライン群ｘ、−２，Ｘｌ−１に結線され
る第１のＴＦＴ　　Ｔ　（ｉ−２，７）　Ｔ　（ｉ−１
，ｙ）のソース端子は第２のＴＦＴ　　Ｔ　（ｉ。

ｊ）、７口＋１．ｙ）のソース端子と１画素分ずれた信
号ライン１２に結線される。この２種類のＴＦＴ　　Ｔ
　（ｘ、　　Ｆ）とそのＴＦＴ　　Ｔ　（ｘ。

ｙ）に接続される画素電極Ｃ（ｘ、ｙ）は走査ライン群
ごとに交互に配置する。

以上のように構成された液晶表示装置用スイッチング素
子アレイについて以下その動作について説明する。

走査ラインＸ１−２に制御パルス、信号ラインＹｌ−１
に入力信号をそれぞれ印加するとＴＰＴ（ｉ−２，ｊ−
１）がＯＮ状態となり、画素電極Ｃ（ｊ−２，ｊ−１）
に信号が供給される。次に制御パルスによりＴＦＴ　　
Ｔ（ｉ−２，ｊ　　１）をＯＦＦ状態としても、その期
間液晶をはさむ電極間に信号電圧が保持される。走査ラ
イン群によって２種類に分類されたＴＦＴ　　Ｔ　（ｘ
、　　Ｙ）及び画素電極Ｃ（ｘ、ｙ）の一方には、１画
素電極分だけずれた信号ライン１２から信号を供給しよ
うとするため、それに応じて入力信号を印加する信号ラ
イン１２を選択する必要がある。

以上のように、第１図に示すスイッチング素子アレイは
、基板周辺部の走査電極１３または信号電極１４を結線
しない状態で、１個の画素電極Ｃ（ｘ、ｙ）を選択的に
駆動でき、同時に同一信号が供給される画素電極Ｃ（ｘ
、　　ｙ）に対応する表示画素数が画素電極Ｃ（ｘ、　
　ｙ）と同数になる。

したがって、６６０Ｘ４８０の表示画素数を有し、表示
画素は格子状配置となる。スイッチング素子の欠陥が皆
無あるいは極少数の場合には、第１図に示す構成で、文
字情報を表示する計算機端末用装置あるいは３枚の液晶
表示パネルを利用する液晶ライトバルブ方式投写型テレ
ビジョン装置等の高密度のモノクロ液晶表示装置用に利
用できる。

第２図は、第１図において、走査ライン１１（・・・・
・・Ｘｌ−２、ｘ、−、・・・・・・＋Ｘ１＋２・・・
・・・）の基板周辺部の走査電極１３を２本ずつまとめ
て結線し、走査ライン群２０　（・・・・・・Ｇ１−１
．Ｇｌ・・・・・・）を備えた場合の液晶表示装置用ス
イッチング素子アレイの等価回路図である。

第２図のように構成されたスイッチング素子アレイにつ
いてその動作を説明する。

走査ライン群Ｇ、−，に制御パルス、信号ラインＹＪ−
□に入力信号をそれぞれ印加するとＴＦＴＴ　（ｉ−２
，ｊ−１）とＴＰＴ　　Ｔ（ｉ−１，ｊ−１）が同時に
ＯＮ状態となり、それぞれのＴＦＴ　　Ｔ　（ｘ、　　
ｙ）に対応する画素電極Ｃ（１−２，ｊ−１）と画素電
極Ｃ（ｉ−１，ｊ−１）に同一信号が供給される。

上記と同様にして、走査ライン群Ｇｌに制御パルス、信
号ラインＹＪ−１に入力信号をそれぞれ印加すると、Ｔ
ＦＴ　　Ｔ（ｉ、ｊ　　１）とＴＦＴＴ　（＋＋１．ｊ
−１）が同時にＯＮ状態となり、画素電極Ｃ（ｉ、ｊ−
１）と画素電極Ｃ（＋＋１゜ｊ−１）に信号が供給され
る。走査ライン群Ｃ，−，を選択して制御パルスを印加
した場合と比較すると信号が供給される２個の画素電極
Ｃ（ｘ。

ｙ）が、水平方向に１画素電極分だけずれ、１表示画素
だけずれる。

以上のように、基板周辺部の走査電極を順次２本まとめ
て結線し、信号電極については結線しない状態では、破
ｖＡ２５で示した２個の画素電極Ｃ（ｘ、　　ｙ）に同
一信号を同時に供給でき、スイッチング素子欠陥による
表示画素欠陥を目立たなくすることができる。また、１
つの信号ライン１２と走査ライン群２０によって駆動さ
れる画素電極Ｃ（ｘ、　　ｙ）が、交互に配置された２
種類の走査ライン群２０ごとに、水平方向に左右に１画
素電極分だけずれるため、表示画素を格子状に配置でき
る。

したがって、スイッチング素子の欠陥が少数の場合に、
６６０Ｘ２４０の表示画素を有する低密度の液晶表示装
置用スイッチング素子アレイとして利用できる。

第３図は、第２図において、信号ライン１２（・・・・
・・Ｙｊ−２，Ｙｊ−１・・・・・・Ｉ　”＋＋２・・
・・・・）の基板周辺部の信号電極１４を２本ずつまと
めて結線し、信号ライン群（・・・・・・Ｓ、−、、Ｓ
、・・・・・・）を備えた場合の液晶表示装置用スイッ
チング素子アレイの等価回路図である。

以上のように構成されたスイッチング素子アレイについ
てその動作を説明する。

走査ライン群Ｇ、−１に制御パルス、信号ライン群Ｓ１
に入力信号をそれぞれ印加すると、ＴＦＴＴ　（ｉ−２
，ｊ）　、　Ｔ　（ｉ−２，３＋１）　、　Ｔ（ｉ−１
，ｊ）、Ｔ　（＋−１，＋＋１）が同時にＯＮ状態とな
り、それらのＴＦＴ　　Ｔ　（ｘ、ｙ）に接続される画
素電極Ｃ（ｌ−２，ｊ）、　Ｃ（ｌ−２，＋＋１）　、
　Ｃ（ｉ−１，３）　、　Ｃ（ｉ−１゜＋＋１）に同一
信号が供給される。

走査ラインＧ、を選択した場合と、走査ライン群Ｇ１−
１を選択して制御パルスを印加した場合と比較すると同
一信号が供給される４個の画素電極Ｃ（ｘ、　　ｙ）が
、水平方向に１画素電極分ずれ、表示画素が２分の１だ
けずれるようになる。

以上のように、基板間辺部の走査電極と信号電極を２本
ずつまとめて結線した状態では、破線３５に示した４個
の画素電極Ｃ（ｘ、ｙ）に同一信号を同時に供給でき、
スイッチング素子欠陥による表示画素欠陥を第２図の場
合より、さらに目立なくすることができる。

また、１つの信号ライン群３０と走査ライン群２０によ
って駆動される画素電極Ｃ（ｘ、ｙ）が、交互に配置さ
れた２種類の走査ライン群２０ごとに、水平方向に１画
素電極分だけずれ、表示画素を２分の１だけずらすこと
ができる。そこで、カラー表示にする場合に、カラーフ
ィルタの赤、緑、青の各成分を前記１表示画素に割り当
て三角状に付加できるので、表示画像の斜め方向にモワ
レ状に発生する固定パターンノイズを低減できる。

よって、スイッチング素子の欠陥が少ない場合に、３３
０Ｘ２４０の表示画素を有する低密度のカラー液晶表示
装置用スイッチング素子アレイとして利用できる。

以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第４図は本発明の第２の実施例を示す液晶表示装置用ス
イッチング素子アレイの等価回路図を示すものである。

同図において、４０はスイッチングアレイ基板、４１は
、走査ライン（・・・・・・Ｘ、、。

Ｘ、、Ｘ、、、・・・・・・）、４２は信号ライン（・
・・・・・ＹＪ−２゜”Ｊ−１・・・・・・ｌ　ＹＪ＋
２・・・・・・）、４３は基板周辺部の走査電極、４４
は、信号ライン群（・・・・・・Ｓ、、。

Ｓｌ・・・・・・）で信号ライン４２の基板周部の隣接
する信号電極を２本ずつまとめて結線している。第１図
と同様に走査ライン４１と信号ライン４２が作る格子間
に１個のＴＦＴ　　Ｔ　（ｘ、　　ｙ）と１個の画素電
極Ｃ（ｘ、　　ｙ）を設け、画素電極数及びＴＦＴ数は
６６０Ｘ４８０としている。

第１図と異なるは、１つの走査ライン群を１本の走査ラ
イン４３で構成して、走査ライン４３ごとに、画素電極
Ｃ（ｘ、　　ｙ）へ信号を供給する信号ライン４２が１
画素分だけ交互にずれるようにしている点である。

以上のように構成された液晶表示装置用スイッチング素
子アレイについてその動作を説明する。

走査ラインＸ１−１に制御パルス、信号ライン群Ｓ１に
入力信号をそれぞれ印加するとＴＦＴ　　Ｔ（ｉ−１，
ｊ）　、　Ｔ　（ｉ−１，３＋１）がＯＮ状態になり、
それぞれのＴＦＴ　　Ｔ　（ｘ、ｙ）に対応する画素電
極Ｃ（ｉ−１，ｊ）　、　　Ｃ（＋−１゜ｊ＋１）に同
一信号が同時に供給される。次に制御パルスによりＴＦ
Ｔ　　Ｔ　（ｔ−１，３）、Ｔ・（＋−１，ｊ＋１）が
ＯＦＦ状態となると、その期間液晶をはさむ電極間に信
号電圧が保持される。

上記と同様にして、走査ラインｘ１に制御パルス、信号
ライン群Ｓ１に入力信号をそれぞれ印加するとＴＦＴ　
　Ｔ　（ｉ、ｊ）、　　（ｉ、ｊ＋１）がＯＮ状態とな
り、画素電極Ｃ（ｉ、ｊ）、Ｃｃｔ。

ｊ＋１）に同一信号が同時に供給できる。走査ラインＸ
１を選択して制御パルスを印加した場合と比較すると、
同一信号が同時に供給される２個の画素電極Ｃ（ｘ、　
　ｙ）が、水平方向に１画素電極分ずれ、表示画素が２
分の１だけずれるようになる。

以上のように、基板周辺部の信号電極を２本ずつまとめ
て結線した状態では、破線４５に示した２個の画素電極
Ｃ（ｘ、　　ｙ）に同一信号を同時に供給でき、スイッ
チング素子欠陥による表示画素欠陥を第２図の場合と同
等に、目立なくすることができる。

また、１つの信号ライン群４４と走査ライン４１によっ
て駆動される画素電極Ｃ（ｘ、　ｙ）が交互に配置され
た２種類の走査ライン４１ごとに、水平方向に１画素電
極分ずれ、表示画素を２分の１だけずらすことができる
ので、第３図の場合と同様な効果であるところの、カラ
ー表示の際のモワレ状に発生する固定パターンノイズを
低減できる。

したがって、スイッチング欠陥が少ない場合に、３３０
ｘ４８０の表示画素を有する低密度のカラー液晶表示装
置用スイッチング素子アレイとして利用できる。

発明の効果 以上のように本発明は、高密度の液晶表示装置用スイッ
チング素子アレイを作製する際において、基板周辺部の
走査電極または信号電極の一方あるいは両方−について
隣接する電極を一定本数ごとにまとめて、それぞれ走査
電極群または信号電極群とし、前記各走査電極群の走査
ラインを、交互に第１の走査ライン群と第２の走査ライ
ン群に分類し、前記第１の走査ライン群に属する画素電
極には、前記第２の走査ライン群に属する画素電極と順
次一定画素分だけずれた信号ラインか°らの信号が供給
されるようにし、前記走査電極群または信号電極群に含
まれる電極を結線した状態では、複数の画素電極に同一
信号を同時に供給するため、表示画素欠陥を周辺表示画
素が補うようになり、スイッチング素子欠陥による表示
画素欠陥を目立たなくすることができる。また、前記基
板周辺部の電極の結線の仕方を変えるという簡単な手法
で、スイッチング素子欠陥の状況に対応した、低密度の
カラー表示、モノクロ表示用高密度のモノクロ表示用と
多様な液晶表示装置に利用することができ、スイッチン
グ素子アレイの製造コストを下げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図までは、本発明の第１の実施例におけ
る液晶表示装置用スイッチング素子アレイの等価回路図
、第４図は本発明の第２の実施例における液晶表示装置
用スイッチング素子アレイの等価回路図、第５図と第６
図は従来の液晶表示装置用スイッチング素子アレイの等
価回路図である。 １０．４０・・・・・・スイッチング素子アレイ基板、
１１．４１・・・・・・走査ライン、１２．４２・・・
・・・信号ライン、１３・・・・・・走査電極、１４・
・・・・・信号電橋、２０．４０・・・・・・走査ライ
ン群、３０．４４・・・・・・信号ライン群。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名１２−−−
イＮ’ Ｉｊ−ｉ鷺４Ｌ極 −−−”　Ｙｉ−ｔ　　　γ７−＋　　　ｙｉ　　　Ｙ
ｏｕ　　　Ｙ７＋ｔ−区 τ ６　　　　　　　　　　６　　　　　　−一一一忘 卿

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に格子状に配置される画素電極ごとにスイッチン
   グ素子を備えた液晶表示装置用スイッチング素子アレイ
   であって、前記基板周辺部の走査電極または信号電極の
   一方あるいは両方について隣接する電極を一定本数ごと
   にまとめて、それぞれ走査電極群または信号電極群とし
   、前記各走査電極群の走査ラインを交互に第１の走査ラ
   イン群と第２の走査ライン群に分類し、前記第１の走査
   ライン群に属する画素電極には、前記第２の走査ライン
   群に属する画素電極と、順次一定画素分ずれた信号ライ
   ンからの信号が供給されるようにしたことを特徴とする
   液晶表示装置用スイッチング素子アレイ。