JPS6368818A - アクテイブマトリクス型表示装置及びその駆動方法 - 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】 〔概要〕 アクティブマトリクス型表示装置に於けるスキャンバス
ラインとデータバスラインとをそれぞれ対向配置したガ
ラス基板に形成して、同一ガラス基板上に於ける交差部
分をなくし、且つ接地パスラインを省略する構成として
、製造歩留りと駆動面積率との向上を図り、又スキャン
バスラインに印加するアドレスパルスの印加直前の電位
と、非アドレス時の電位との差を、データバスラインに
印加するデータ電圧の振幅より大きくして、接地ハスラ
インを省略した構成に於けるスイ・ノチング素子の動作
を確実にしたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、一方のガラス基板にデータバスライン、他方
のガラス基板にスキャンバスラインをそれぞれ形成した
アクティブマトリクス型表示装置及びその駆動方法に関
するものである。

アクティブマトリクス型表示装置は、単純マトリクス型
表示装置と共に、情報処理装置の表示端末等の表示装置
として使用されており、又表示媒体としては液晶が多く
使用されている。

このアクティブマトリクス型表示装置は、多数の画素を
それぞれ独立に駆動させることができるので、表示容量
の増大に伴ってライン数が増大しても、単純マトリクス
型表示装置のように駆動デユーティ比が低下して、コン
トラストの低下や視野角の減少をきたす等の問題が生じ
ない利点がある。

しかし、各画素毎にスイッチング素子を備える為にコス
トアンプとなり、又構造が複雑となることから、製造歩
留りに問題があり、このような点によりパネルの大きさ
が制約されている。従って、製造歩留りの向上が要望さ
れている。

〔従来の技術〕

第４図は従来例のアクティブマトリクス型表示装置のパ
ネルの等何回路を示し、３１はスイッチング素子として
の薄膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」と略称する）、３
２はゲート電極、３３はドレイン電極、３４はソース電
極、３５は表示素子としての液晶素子、３６はスキャン
バスライン、３７はデータバスラインである。

液晶素子３５は、共通電極と画素対応の表示電極との間
に表示媒体として液晶が挟持されて構成されており、共
通電極はアースとして示され、表示電極はＴ’ＦＴ３’
ｌのソニス電極３４に接続されている。又ＴＦＴ３１の
ゲート電極３２はスキャンバスライン３６に接続され、
ドレイン電極３３はデータバスライン３７に接続されて
いる。

ＴＦＴ３１と、液晶素子３５の表示電極と、スキャンバ
スライン３６と、データバスライン３７とが一方のガラ
ス基板に形成され、液晶素子３５の共通電極が他方のガ
ラス基板に形成されて、一方と他方のガラス基板は、微
小間隔で対向配置されて液晶を挟持するように周辺が封
止される。

スキャンバスライン３６を、パルス幅が、例えば、３０
〜６０μｓの短いパルス幅のアドレスパルスで順次走査
し、このアドレスパルスに同期して表示情報に従ったデ
ータ電圧をデータバスライン３７に加えることにより、
ライン対応に表示情報の書込表示を行うことができる。

即ち、スキャンバスライン３６に印加されたアドレスパ
ルスにより、そのスキャンバスライン３６にゲート電極
３２が接続されたＴＦＴ３１がオンとなり、データバス
ライン３７に加えられたデータ電圧が液晶素子３５に印
加され、液晶素子３５の静電容量に充電される。従って
、ＴＦＴ３１がオフとなった後も、この充電電圧により
液晶素子３５は、表示情報に従ったデータ電圧に対応し
た表示状態を継続することができる。そして、次の周期
でスキャンバスライン３６にアドレスパルスが印加され
た時に、その液晶素子３５は、新たな表示情報に従った
データ電圧が印加されて、新たな表示状態となる。

このような従来のアクティブマトリクス型表示装置に於
いては、前述のように、スキャンバスライン３６とデー
タバスライン３７とが同一のガラス基板上に交差して形
成され、その交差部分は相互に絶縁されている。この交
差部分に於いて、スキャンバスライン３６とデータバス
ライン３７との何れか一方の上部となるパスラインには
、下部のパスラインの厚さと交差部分の絶縁層とにより
段差が生じるから、その段差により抵抗値が増大したり
、又は断線となる場合があり、そのパスラインは欠陥と
なる。

又交差部分に於けるパスライン間の絶縁不良或いは短絡
が生じることがあり、その場合も、そのパスラインに沿
って欠陥となる。又スキャンバスライン３６とデータバ
スライン３７との２種類のパスラインが同一のガラス基
板に形成されていることにより、表示電極面積の画素面
積に対する比率を表す駆動面積率を大きくできない問題
があった。又製造歩留りについても両パスラインの歩留
りの積の形となる為、高い製造歩留りを得難いという問
題もあった。

そこで、第５図のパネルの等価回路に示すアクティブマ
トリクス型表示装置が、本出願人による特願昭６０−２
７４０１１号により提案された。

即ち、対向配置した一方のガラス基板に、ＴＦＴ３１と
スキャンバスライン３６と液晶素子３５の表示電極とを
形成して、ＴＦＴ３１のゲート電極３２をスキャンバス
ライン３６に接続し、ドレイン電極３３を液晶素子３５
の表示電極に接続し、ソース電極３４を接地し、他方の
ガラス基板に、データバスライン３７を液晶素子３５の
共通電極として形成して、一方と他方とのガラス基板間
に液晶を挟持したものである。

従って、スキャンバスライン３６とデータバスライン３
７とが交差配置されていても、それらは異なるガラス基
板上に形成されているから、交差部分を絶縁する必要が
なくなる。それによって、パスラインの段差、パスライ
ン間の絶縁不良或いは短絡が生じないことになり、歩留
りの向上を図ることが可能となる。又スキャンバスライ
ン３６とデータバスライン３７とをそれぞれ異なるガラ
ス基板上に形成することにより、駆動面積率を大きくす
ることができる。又製造歩留りも両パスラインの積の形
とはならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕 第４図に示す従来例の欠点を改善した第５図に示すパネ
ルに於いては、ＴＰＴ３１のソース電極３４を相互に接
続する接地パスラインを必要とすることになる。即ち、
同一ガラス基板上のパスラインの交差部分をなくすこと
ができるが、スキャンバスライン３６と共に、ＴＦＴ３
１のソース電極３４を相互に接続する為の接地パスライ
ンを形成しなければならないので、駆動面積率を充分に
大きくすることができない欠点があった。

本発明は、アクティブマトリクス型表示装置の駆動面積
率を大きくし、且つパスライン構成を簡隼化することを
目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のアクティブマトリクス型表示装置及びその駆動
方法は、第１図を参照して説明すると、一方のガラス基
板上に、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子１と液
晶素子等の表示素子５　（Ｌｍｎ、　　・・・）の一方
の電極とスキャンバスライン６　（ＳＬ　（ｎ−１）、
ＳＬｎ、ＳＬ　（ｎ＋１）、・・・）とを形成し、他方
のガラス基板上にストライプ状のデータバスライン？　
　（ＤＬｍ、　　・・・）を表示素子５の他方の電極と
して形成し、スイッチング素子１の制御電極２をスキャ
ンバスライン６に接続し、一方の被制御電極３を表示素
子５の一方の電極に接続し、他方の被制御電極４を、隣
接するラインのスキャンバスライン６に接続し、一方と
他方とのガラス基板間に液晶等の表示媒体を挟持させて
アクティブマトリクス型表示装置を構成する。

又スキャンバスライン６を、例えば、矢印方向に順次走
査する場合、３Ｌ　（ｎ−１）、３Ｌｎ。

・・・・のキャンパスラインに印加するアドレスパルス
Ｖｇｌ、Ｖｇ２．　　・・・の印加直前の電位Ｖｇｃを
、非アドレス時の電位Ｖｇｏｆｆと異ならせて、それら
の差（Ｖｇｃ　−Ｖｇｏｆｆ）がデータバスライン７に
印加されるデータ電圧Ｖｄｌ、Ｖｄ２．　　・・・のピ
ークトウピーク値以上となるように選定して駆動するも
のである。

〔作用〕

スイッチング素子１の一方の被制御電極３を表示素子５
の一方の電極に接続し、他方の被制御電極４を、隣接す
るラインのスキャンバスライン６に接続することにより
、接地パスラインを特に設ける必要がなくなるから、駆
動面積率を大きくすることができる。又パスライン構成
の簡単化が図れる。

更にスキャンバスライン６を接地パスラインと同様に作
用させる為に、アドレスパルス印加直前の電位と非アド
レス時の電位とを異ならせて、アドレスパルス印加ライ
ンに於けるスイッチング素子１の他方の被制御電極４の
電位を所望の電位とすることができ、且つデータバスラ
イン７に印加されるデータ電圧に対して高電位となるア
ドレスパルスをスイッチング素子１の制御電極２に印加
することができるから、接地パスラインを省略した構成
に於いても、スイッチング素子１を確実に制御して、表
示駆動を行わせることができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例のパネルの分解斜視図であり、
一方のガラス基板９上に、薄膜トランジスタ等のスイッ
チング素子１と、スキャンバスライン６と、表示素子５
（第１図参照）の一方の電極としての表示電極８とを形
成し、他方のガラス基板１０上に、データバスライン７
を表示素子５の共通電極として形成し、表示電極８とデ
ータバスライン７との間に液晶等の表示媒体を介在させ
て表示素子５を構成するものである。

又スイッチング素子１の制御電極及び被制御電極は、第
１図に示すように接続するものであり、表示電極８にス
イッチング素子１の一方の被制御電極が接続され、スキ
ャンバスライン６にスイッチング素子１の制御電極と、
隣接するラインのスイッチング素子１の他方の被制御電
極とが接続される。このように、スイッチング素子１の
他方の被制御電極は、第１図に示すように、走査方向の
後位のラインのスキャンバスライン６に接続することが
好適である。

前述のように、スキャンバスライン６とデータバスライ
ン７とを異なるガラス基板９．１０上に形成することが
できるから、絶縁すべき交差部分が生じないことになり
、製造歩留りの向上を図ることができる。又接地パスラ
インを必要としないので、パスライン構成が簡略化され
て駆動面積率が向上する。

アクティブマトリクス型表示装置に於けるスイッチング
素子１としては、表示素子５として液晶素子を用いた時
、薄膜トランジスタが一般的であり、本発明に於いても
、表示素子５を液晶素子とし、スイッチング素子１とし
て薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）を用いることができる。

その場合、制御電極２がゲート電極、一方の被制御電極
３がドレイン電極、他方の被制御電極４がソース電極と
なる。以下第１図及び第２図に於ける符号の１をＴＰＴ
、２をゲート電極、３をドレイン電極、４をソース電極
、５を液晶素子として説明する。又第１図に於いて、ス
キャンバスライン６を走査方向にＳＬ　（ｎ−１）、Ｓ
Ｌｎ、ＳＬ　（ｎ＋１）とし、データバスライン７のｍ
番目をＤＬｍで示し、スキャンバスラインＳＬｎとデー
タバスラインＤＬｍとの交点の液晶素子５をＬｍｎとす
る。

ＴＦＴｌは、ゲート・ドレイン間電圧酸いはゲート・ソ
ース電圧がＯＶ以下の時にオフ状態となるものであり、
従って、エンハンスメント型ＴＰＴを用いた例となって
いる。

又液晶素子５は、交互に正負のデータ電圧が印加されて
表示動作が行われる。例えば、スキャンバスライン６に
水平同期信号に従ったアドレスパルスが印加され、デー
タバスライン７に１水平走査線の表示情報に従ったデー
タ電圧が加えられ、ライン対応の書込表示が行われ、フ
レーム毎にデータ電圧の極性が反転される。

第３図は本発明の実施例の動作説明図であり、（ａ）は
データ電圧、（ｂ）、　（Ｃ）はアドレスパルス、（ｄ
）は液晶素子の表示電極電位、＋ｅ）は液晶素子の両端
電圧を示す。液晶素子１．ｍｎ（第１図参照）に印加さ
れるデータ電圧が（ａ）に示すように、フレーム毎に＋
Ｖａと−Ｖａとに反転されて、データバスラインＤＬｍ
に加えられたとすると、このデータ電圧に同期して、ス
キャンバスラインＳＬｎには（ｂ）に示すアドレスパル
スが加えられ、走査方向の後（立のスキャンバスライン
ＳＬ　（ｎ＋１）には、１水平走査期間遅れて（Ｃ）に
示すアドレスパルスが加えられる。

アドレスパルスとしては、非アドレス時にＴＦＴｌをオ
フとする為の電位Ｖｇｏｆｆに対して、アドレス直前の
電位をＶｇｃとし、又アドレス時は電位Ｖ　ｇｏｎとし
、Ｖｇｃ−Ｖｇｏｆｆ≧２Ｖａの関係に選定するもので
ある。データ電圧＋Ｖａ、−Ｖａを、＋５Ｖ、−５Ｖと
すると、ＴＦＴ　１をオフとする為の電位Ｖｇｏｆｆは
、−５Ｖ以下とするのが一般的であり、例えば、−１２
Ｖとすることができる。

又電位Ｖｇｃは走査方向の前位のラインのＴＦＴＩのソ
ース電圧に相当し、例えば、ＯＶとする。そして、ＴＦ
Ｔｌをオンとする為のアドレスパルスの電位Ｖ　ｇｏｎ
は、例えば、ＩＯＶとするものである。

時刻ｔｏにスキャンバスラインＳＬｎの電位をＶｇｃと
し、それより１水平走査期間後の時刻ｔ１にデータバス
ラインＤＬｍにデータ電圧子Ｖａを加え、スキャンバス
ラインＳＬｎに電位Ｖ　ｇｏｎのアドレスパルスを加え
、走査方向の後位のスキャンバスラインＳＬ　（ｎ＋１
）を電位Ｖｇｃとすると、スキャンバスラインＳＬｎに
ゲート電極２が接続されたＴＦＴｌはオンとなる。この
時刻ｔ１に於いて、例えば、液晶素子Ｌ　ｍ　ｎの表示
電極の電位Ｖ　ｐ　ｍ　ｎは、第３図の（ｄ）に示すよ
うに、液晶素子Ｌ　ｍ　ｎの静電容量を介してデータ電
圧子Ｖａ近く上昇し、ＴＦＴｌが完全にオン状態となる
と、スキャンバスラインＳＬ　（ｎ＋１）の電位Ｖｇｃ
の例えばＯＶとなる。

従って、液晶素子Ｌｍｎには、データバスラインＤＬｍ
の電位子■ａとスキャンバスライン５Ｌ（ｎ＋１）の電
位Ｖｇｃ、即ち、０■との差が印加されて充電され、液
晶素子Ｄ　Ｌ　ｍ　ｎの充電電圧は第３図の（ｄ）に示
すように＋Ｖａとなる。

次の１水平走査期間の後の時刻ｔ２では、スキャンバス
ラインＳＬ　（ｎ＋１）に電位Ｖｇｏｎ、スキャンバス
ラインＳＬ　（ｎ＋２）に電位Ｖｇｃが加えられて、ス
キャンバスラインＳＬ　（ｎ＋１）にゲート電極が接続
されたＴＦＴｌはオンとなり、他のスキャンバスライン
にゲート電極が接続されたＴＦＴｌはオフとなる。そし
て、データバスライン７に加えられるデータ電圧と、ス
キャンバスラインＳＬ　（ｎ＋２）の電位Ｖｇｃとの差
が、オンとなったＴＦＴｌを介して液晶素子５に印加さ
れて充電される。

液晶素子Ｌ　ｍ　ｎの表示電極の電位Ｖｐｍｎは、デー
タバスラインＤＬｍに加えられるデータ電圧に応じて変
化するが、液晶素子Ｌ　ｍ　ｎの充電電圧（ｌ　６） は、その表示電極にドレイン電極が接続されたＴＦＴＩ
がオフであるから、次のアドレス周期まで維持される。

次のフレームの時刻ｔ３．ｔ４．ｔ５に於いても同様に
動作し、その時にデータ電圧が反転されて、例えば、時
刻ｔ４にデータバスラインＤＬｍにデータ電圧−Ｖａが
加えられ、スキャンバスラインＳＬｎに電位Ｖｇｏｎ　
、スキャンバスラインＳＬ　（ｎ＋１）に電位Ｖｇｃが
加えられて、スキャンバスラインＳＬｎにゲート電極が
接続されたＴＦＴｌがオンとなると、液晶素子Ｌ　ｍ　
ｎの表示電極の電位Ｖ　ｐ　ｍ　ｎは、液晶素子Ｌ　ｍ
　ｎの静電容量を介して−Ｖａのデータ電圧が加えられ
るから、一時的に−Ｖａ以下となり、次にＴＦＴｌが完
全にオンとなることにより、電位Ｖｇｃの例えばｏ■と
なる。又液晶素子Ｌ　ｍ　ｎの充電電圧はデータ電圧の
−Ｖａとなり、次にアドレスされるまでの１フレ一ム期
間維持されることになる。

前述の実施例に於いては、アドレスパルスはデータ電圧
の極性に関係なく一定の波形とした場合を示しているが
、データ電圧が負極性の時には、ＴＦＴｌをオンとする
為のゲート電圧は低くても良いことになるから、データ
電圧の極性に対応して、アドレスパルスの波形を設定す
ることも可能である。又アドレスパルスの中間の電位Ｖ
ｇｃにより、その電位Ｖｇｃがゲート電極に加えられる
ＴＦＴｌがオンとなって、液晶素子５の充電電荷が放電
したとしても、次の水平走査期間には確実にオンとなる
ように制御されて、液晶素子５にデータ電圧を印加する
ように制御されるものであるから、何ら問題はないこと
になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、スキャンバスライン６
とデータバスライン７を異なるガラス基板９．１０上に
形成し、且つ接地パスラインを省略できるものであるか
ら、製造歩留りの向上を図ることができると共に駆動面
積率を容易に大きくすることができる利点がある。更に
、スキャンバスライン６が順次接地パスラインの役目を
果たすように制御することにより、スイッチング素子１
を確実に制御することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のパネルの分解斜視図、第３図は本発明の実施例の動作
説明図、第４図は従来例のパネルの等何回路、第５図は
先に提案されたパネルの等何回路である。 １はスイッチング素子（ＴＰＴ）　、２は制御電極（ゲ
ート電極）、３．４は被制御電極（ドレイン電極、ソー
ス電極）、５は表示素子（液晶素子）、６はスキャンバ
スライン、７はデータバスライン、８は表示電極、９，
１０はガラス基板である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、一方のガラス基板上に、スイッチング素子（１
   ）と表示素子（５）の一方の電極とスキャンバスライン
   （６）とが形成され、該スイッチング素子（１）の制御
   電極（２）が前記スキャンバスライン（６）に接続され
   、該スイッチング素子（１）の２個の被制御電極（３、
   ４）、の中の一方の被制御電極（３）が前記表示素子（
   ５）の一方の電極に接続され、 他方のガラス基板上に、ストライプ状のデータバスライ
   ン（７）が前記表示素子（５）の他方の電極として形成
   され、 前記一方と他方とのガラス基板間に表示媒体が挟持され
   て前記表示素子（５）が形成されたアクティブマトリク
   ス型表示装置に於いて、 前記スイッチング素子（１）の他方の被制御電極（４）
   を、該スイッチング素子（１）の属するラインに対して
   隣接するラインのスキャンバスラインに接続した ことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。
2. （２）、一方のガラス基板上に、スイッチング素子（１
   ）と表示素子（５）の一方の電極とスキャンバスライン
   （６）とが形成され、該スイッチング素子（１）の制御
   電極（２）が前記スキャンバスライン（６）に接続され
   、該スイッチング素子（１）の２個の被制御電極（３、
   ４）の中の一方の被制御電極（３）が前記表示素子（５
   ）の一方の電極に接続され、他方の被制御電極（４）が
   隣接するラインのスキャンバスラインに接続され、他方
   のガラス基板上に、ストライプ状のデータバスライン（
   ７）が前記表示素子（５）の他方の電極として形成され
   、 前記一方と他方とのガラス基板間に表示媒体が挟持され
   て前記表示素子（５）が形成されたアクティブマトリク
   ス型表示装置に於いて、 前記スキャンバスライン（６）を順次走査して印加する
   アドレスパルスの印加直前の電位（Ｖｇｃ）を、非アド
   レス時の電位（Ｖｇｏｆｆ）と異ならせ、前記アドレス
   パルス印加直前の電位（Ｖｇｃ）と、前記非アドレス時
   の電位（Ｖｇｏｆｆ）との差が、前記データバスライン
   （７）に表示情報に従って印加されるデータ電圧のピー
   クトウピーク値以上となるように選定した ことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置の駆
   動方法。