KR100286489B1

KR100286489B1 - 액티브 매트릭스형 표시장치

Info

Publication number: KR100286489B1
Application number: KR1019980024034A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 아사이; 히로유키 기무라
Original assignee: 니시무로 타이죠; 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1998-06-25
Publication date: 2001-04-16
Also published as: TW486583B; KR19990007318A; JP4030178B2; JPH1172806A; US6166713A

Abstract

본 발명은, 정전기의 영향에 의한 제조수율의 저하를 억제하고, 게다가 저소비전력화가 달성되는 액티브 매트릭스형 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

이 발명은, 서로 교차하는 복수개의 신호선(115)과 복수개의 주사선(111a)의 각 교점 근방에 스위치소자(121)를 매개로 하여 배치되는 화소전극(131)을 포함하는 어레이기판(200)을 포함하는 표시패널(20)과, 주사선에 스위치소자(121)를 온시키는 제1전압과 스위치소자를 오프시키는 제2전압을 포함하는 주사신호를 공급하는 주사신호 공급수단(30)을 갖춘 액티브 매트릭스형 표시장치에 있어서, 주사선을 서로 전기적으로 접속시키는 제1접속수단(153)과, 이 제1접속수단(153)을 실질적으로 제2전압으로 설정하는 수단(30, 171a, 171b)을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

Description

액티브 매트릭스형 표시장치

본 발명은 매트릭스 배선을 포함하는 표시장치에 관한 것으로, 특히 정전기 대책이 세워진 액티브 매트릭스(active matrix)형 표시장치에 관한 것이다.

평면표시장치 그 중에서도 액정표시장치는 박형(薄型), 경량인데다가 저소비 전력이기 때문에, 각종 분야에서 이용되어 왔다. 그 중에서도, 각 표시화소마다 스위치소자가 설치된 액티브 매트릭스형 액정표시장치는, 인접 화소 사이에서 크로스토크(cross-talk)를 최소로 억제할 수 있기 때문에, 특히 고정세한 표시화상이 요구되는 분야에서 사용되고 있다.

예컨대, 이 액티브 매트릭스형 액정표시장치는, 어레이(array)기판과 대향기판의 사이에 배향막을 매개로 하여 트위스티드 네마틱(TN: Twisted Nematic)형 액정이 유지되어 이루어진다.

어레이기판은, 복수개의 신호선과 복수개의 주사선이 서로 절연막을 매개로 하여 매트릭스모양으로 배선되고, 각 교점 근방에 스위치소자로서 박막트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor) 등의 능동소자를 매개로 하여 화소전극이 배치되어 이루어진다. 또, 대향기판은 화소전극에 대향하는 대향전극을 포함한다.

그런데, 이와 같은 어레이기판으로는 통상적으로 유리나 석영 등의 투명절연 기판이 이용되는데, 절연기판이기 때문에 제조 도중에 생기는 정전기의 영향을 받는다. 즉, 신호선과 주사선의 교차부에 정전기의 영향에 의해 고전압이 인가되고, 이에 따라 절연불량이 생겨 신호선과 주사선이 단락되거나, 박막트랜지스터의 소자 불량을 초래하는 문제가 생긴다.

그래서, 종래부터 신호선이나 주사선에 챠지(charge)되는 전하를, 서로 공통의 도체배선[쇼트 링(short ring)]으로 접속함으로써 분배하고, 이에 따라 국소적으로 고전압이 인가되는 것을 방지하는 기술이 알려져 있다. 그렇지만, 이 쇼트링은 최종 행정에서 제거할 필요가 있기 때문에, 그 후에 생기는 정전기에 기인한 제조불량을 저감할 수 없다.

이런 가운데, 예컨대 일본 특개소 63-220289호 등에 개시된 바와 같이, 신호선이나 주사선을 쇼트 링으로 직접 접속하는 것이 아니라, 예컨대 통상적인 동작전압에 기초한 전위차 이상의 고전위차가 생긴 경우만 쇼트 링과 접속되도록, 스위치 소자를 매개로 하여 신호선이나 주사선을 쇼트 링에 접속하는 것이 알려져 있다. 이 구성에 의하면, 쇼트 링을 제거할 필요가 없기 때문에, 정전기에 따른 제조불량을 대폭적으로 저감시킬 수 있다.

그렇지만, 본 발명자 등의 예의연구의 결과, 상술한 구성에 의하면 소비전류가 증대되는 것을 알았다.

그런데, 신호선의 전압 저하를 억제할 수 있고, 또 신호선에 전압을 인가하기 위한 외부 구동회로의 출력 임피던스를 종래보다 높은 값으로 설정할 수 있는 액정표시장치가 제안되어 있다(일본 특개평 9-90428호).

이 액정표시소자는, 주사선과의 사이에 정전보호소자가 접속되고, 신호선과의 사이에 정전보호소자가 접속된 보호소자 배선이, 저항소자를 매개로 하여 공통(common)전압이 인가되는 공통배선에 접속된다. 또, 이 저항소자는 배선의 일부를 에칭(etching)하여 선의 폭을 다른 부분보다도 좁게, 또한 쌓는 두께를 얇게 형성하여 구성된 것이다. 이와 같이 구성함으로써, 공통배선으로부터 정전보호소자를 매개로 하여 주사선으로 유입되는 전류가 저항소자에 의해 억제되어, 공통전압의 저하를 방지할 수 있다.

그렇지만, 이와 같은 액정표시소자에 있어서도 다음과 같은 문제점이 있다.

제1문제점은, 저항소자로 배선을 형성하기 때문에, 단선 등의 영향을 받기 쉽다는 점이다.

제2문제점은, 충분한 저항치를 실현하기 위해서는 배선을 충분히 가늘고 길게 형성할 필요가 있다. 즉, 이와 같은 형성은, 노광의 제약, 오차의 영향을 받아 안정한 저항소자의 형성이 곤란하고, 또 길게 형성하기 위해서는 배치하는 장소의 제약을 받는다는 점에 있다.

그래서, 본 발명은 정전기의 영향에 의한 제조수율의 저하를 억제하고, 게다가 저소비전력화가 달성되는 액티브 매트릭스형 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

도 1은 본 발명의 1실시예의 액정표시장치의 개략·사시도이고,

도 2는 표시패널의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도,

도 3은 표시패널을 구성하는 어레이기판의 개략·정면도,

도 4는 이 실시예의 동작을 설명하기 위한 도면,

도 5a는 보호회로 또는 저항체의 회로도,

도 5b는 도 5a의 등가회로도,

도 6은 이 실시예의 한 구동파형을 설명하기 위한 도면,

도 7은 변형례의 어레이기판의 1표시화소의 등가회로도,

도 8은 제2실시예의 동작을 설명하기 위한 도면,

도 9는 제3실시예에서의 보호회로, 저항체의 회로도,

도 10은 제4실시예에서의 보호회로, 저항체의 회로도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 --- 액정표시장치, 3 --- 유효표시영역,

10 --- 백라이트, 20 --- 표시패널,

30 --- 구동회로부, 100 --- 어레이기판,

101 --- 유리기판(어레이기판), 111a --- 주사선(=게이트전극),

111b --- 더미 주사선, 112a --- 접속패드(주사선),

112b --- 접속패드(주사선), 113 --- 게이트 절연막,

115 --- 신호선, 116 --- 접속패드(신호선),

121 --- TFT(Thin Film Transistor),

123 --- 비정질 실리콘(a-Si)막, 125 --- 드레인전극,

126 --- 저저항 반도체층, 127 --- 소스전극,

128 --- 저저항 반도체층, 129 --- 채널보호막(채널계 피막),

131 --- 화소전극, 141 --- 보조용량선,

151 --- 쇼트 링, 153 --- 제1지선(쇼트 링),

155 --- 제2지선(쇼트 링), 154 --- 접속패드(제1지선),

156 --- 접속패드(제2지선), 161 --- 보호회로,

171a --- 비선형 저항체, 171b --- 비선형 저항체,

200 --- 대향기판, 201 --- 유리기판(대향기판),

211 --- 차광막, 221 --- 컬러 필터,

231 --- 대향전극, 300 --- 액정,

401 --- 배향막(어레이기판), 411 --- 배향막(대향기판),

500 --- 1쌍의 TFT, 502 --- 1쌍의 TFT,

504 --- 다이오드, 506 --- 다이오드,

508 --- 회로, 510 --- 비선형 소자,

550 --- 밀봉패턴.

본 발명의 액티브 매트릭스형 표시장치는, 서로 교차하는 복수개의 신호선과 복수개의 주사선의 각 교점 근방에 스위치소자를 매개로 하여 배치되는 화소전극을 포함하는 어레이기판과, 이 화소전극에 대향하는 대향전극과, 상기 화소전극과 상기 대향전극 사이의 전위차에 기초하여 제어되는 광변조층을 포함하는 표시패널과, 상기 신호선에 영상신호 전압을 인가하는 영상신호 공급수단과, 상기 주사선에 상기 스위치소자를 온(ON)시키는 제1전압과 상기 스위치소자를 오프(OFF)시키는 제2전압을 포함하는 주사신호를 공급하는 주사신호 공급수단과, 상기 대향전극에 대향 전극 전압을 공급하는 대향전극 구동수단을 갖춘 액티브 매트릭스형 표시장치에 있어서, 상기 어레이기판은, 상기 주사선을 서로 전기적으로 제1비선형 소자를 매개로 하여 접속시킴과 더불어 상기 대향전극 구동수단에 전기적으로 접속되는 주사선 접속수단과, 상기 주사선 접속수단에 인가되는 상기 대향전극 전압을 실질적으로 상기 제2전압으로 조정하는 제1비선형 저항회로를 구비한 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치이다.

또, 본 발명의 액티브 매트릭스형 표시장치는, 서로 교차하는 복수개의 신호선과 복수개의 주사선의 각 교점 근방에 스위치소자를 매개로 하여 배치되는 화소 전극을 포함하는 어레이기판과, 이 화소전극에 대향하는 대향전극과, 상기 화소전극과 상기 대향전극 사이의 전위차에 기초하여 제어되는 광변조층을 포함하는 표시패널과, 상기 신소선에 영상신호 전압을 인가하는 영상신호 공급수단과, 상기 주사선에 상기 스위치소자를 온시키는 제1전압과 상기 스위치소자를 오프시키는 제2전압을 포함하는 주사신호를 공급하는 주사신호 공급수단과, 상기 대향전극에 대향전극 전압을 공급하는 대향전극 구동수단을 갖춘 액티브 매트릭스형 표시장치에 있어서, 상기 어레이기판은, 상기 신호선을 서로 전기적으로 제1비선형 소자를 매개로 하여 접속시킴과 더불어 상기 대향전극 구동수단에 전기적으로 접속되는 신호선 접속수단과, 상기 신호선 접속수단에 인가되는 상기 대향전극 전압을 실질적으로 상기 영상신호의 평균전압으로 조정하는 제1비선형 저항회로를 구비한 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치이다.

상기 발명에 있어서는, 비선형 저항회로를 설치함으로써 주사선 접속수단을 실질적으로 제2전압으로 설정하거나, 혹은 신호선 접속수단을 실질적으로 영상신호 전압의 평균전압으로 설정할 수 있어, 전원전압을 증대시키지 않고 원하지 않는 전류를 억제하여 저소비전력화를 달성할 수 있다.

또, 이 발명은, 서로 교차하는 복수개의 신호선과 복수개의 주사선의 각 교점 근방에 스위치소자를 매개로 하여 배치되는 화소전극을 포함하는 어레이기판과, 이 화소전극에 대향하는 대향전극과, 상기 화소전극과 상기 대향전극 사이의 전위차에 기초하여 제어되는 광변조층을 포함하는 표시패널과, 상기 신호선에 영상신호 전압을 인가하는 영상신호 공급수단과, 상기 주사선에 상기 스위치소자를 온시키는 제1전압과 상기 스위치소자를 오프시키는 제2전압을 포함하는 주사신호를 공급하는 주사신호 공급수단과, 상기 대향전극에 대향전극 전압을 공급하는 대향전극 구동수단을 갖춘 액티브 매트릭스형 표시장치에 있어서, 상기 어레이기판은, 상기 주사선을 서로 전기적으로 제1비선형 소자를 매개로 하여 접속시키는 주사선 접속수단과, 상기 신호선을 서로 전기적으로 제2비선형 소자를 매개로 하여 접속시키는 신호선 접속수단을 포함하고, 상기 주사선 접속수단은 상기 주사신호 공급수단에 전기적으로 접속되어 상기 제2전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치이다.

또, 이 발명은, 서로 교차하는 복수개의 신호선과 복수개의 주사선의 각 교점 근방에 스위치소자를 매개로 하여 배치되는 화소전극을 포함하는 어레이기판과, 이 화소전극에 대향하는 대향전극과, 상기 화소전극과 상기 대향전극 사이의 전위 차에 기초하여 제어되는 광변조층을 포함하는 표시패널과, 상기 신호선에 영상신호 전압을 인가하는 영상신호 공급수단과, 상기 주사선에 상기 스위치소자를 온시키는 제1전압과 상기 스위치소자를 오프시키는 제2전압을 포함하는 주사신호를 공급하는 주사신호 공급수단과, 상기 대향전극에 대향전극 전압을 공급하는 대향전극 구동수단을 갖춘 액티브 매트릭스형 표시장치에 있어서, 상기 어레이기판은, 상기 주사선을 서로 전기적으로 제1비선형 소자를 매개로 하여 접속시키는 주사선 접속수단과, 상기 신호선을 서로 전기적으로 제2비선형 소자를 매개로 하여 접속시키는 신호선 접속수단을 포함하고, 상기 신호선 접속수단은 상기 영상신호 공급수단에 전기적으로 접속되어 상기 영상신호 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치이다.

상기 발명에 있어서도, 주사선 접속수단을 실질적으로 제2전압으로 설정하거나, 신호선 접속수단을 실질적으로 영상신호 전압의 평균전압으로 설정할 수 있어 전원전압을 증대시키지 않고 원하지 않는 전류를 억제하여 저소비전력화를 달성할 수 있다.

[발명의 실시형태]

[제1실시예]

이하, 본 발명의 제1실시예의 액정표시장치(1)에 대해 도 1 ~도 6에 기초하여 상세히 설명한다.

이 액정표시장치(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이 대각 7인치의 유효표시영역(3)을 갖는 차량항법(car navigation)용의 광투과형의 액티브 매트릭스형으로, 백라이트(backlight; 10)로부터의 광원광을 이용하여 표시하는 광투과형의 표시패널(20)을 포함한다. 이 표시패널(20)은, 후술하는 신호선에 영상신호(Vsig)를, 주사선에 주사신호(Vg)를, 대향전극 및 쇼트 링에 대향전극 전압(Vcom)을 각각 공급하는 구동회로부(30)에 접속된다.

이 표시패널(20)은, 도 2에 나타낸 바와 같이 어레이기판(100), 대향기판(200), 어레이기판(100) 및 대향기판(200)의 사이에 배향막(401, 411)을 매개로 하여 배치되는 약 5미크론 두께의 TN형 액정(300)을 포함한다.

다음에, 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

어레이기판(100)은, 유리기판(101)상에 배치되는 240개의 몰리브덴·텅스텐 합금으로 이루어진 주사선(111a) 및 1개의 더미(dummy) 주사선(111b)과, 후술하는 TFT(121)의 게이트 절연막(113)을 겸하는 질화실리콘막(SiNx)을 매개로 하여 직교하는 460× 3개의 알루미늄으로 이루어진 신호선(115)을 포함한다. 그리고, 주사선(111a)과 신호선(115)의 교차부 근방에는 주사선(111a) 자체를 게이트전극, 신호선(115)을 드레인전극(125)으로 하고, 활성층으로서 비정질 실리콘(a-Si)막(123)이, 또 a-Si막(123)을 보호하는 채널보호막(129), 드레인전극(125)과 a-Si막(123)의 사이, 소스전극(127)과 a-Si막(123)의 사이에 각각 배치되는 저저항 반도체층(126, 128)을 갖추어 이루어진 역스태거구조의 TFT(121)가 배치되어 있다. 이 TFT(121)의 소스전극(127)은 투명전극(ITO; Indium Tin Oxide)으로 이루어진 화소전극(131)에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 이 실시예에서는 화소전극(131)은, 앞단의 주사선(111a)과 게이트 절연막(113)을 매개로 하여 적층배치되고, 화소전극(131)과 앞단의 주사선(111a)의 사이에서 보조용량(Cs)이 구성된다.

대향기판(200)도 유리기판(201)상에 투명전극으로 이루어진 대향전극(231)을 포함하고, 유리기판(201)과 대향기판(231)의 사이에는 차광막(211), 컬러 필터(color filter; 221) 등이 배치된다.

신호선(115) 및 주사선(111a, 111b)은, 각각 외부의 구동회로와 전기적으로 접속하기 위해 유리기판(101)의 끝으로 인출되어 각각 접속패드(112a, 112b, 116)에 인도된다.

또, 이들 신호선(115) 및 주사선(111a, 111b)은, 각각 유효표시영역(3)의 주변에 배치되는 쇼트 링(151)에 전기적으로 접속되어 있다. 이 쇼트 링(151)은, 신호선(115)과 교차하는 제1지선(153) 및 주사선(111a, 111b)과 교차하는 제2지선(155)을 포함하고, 제1지선(153)은 주사선(111a, 111b)과 동일 재료, 동일 프로세스로 제작되며, 제2지선(155)은 신호선(115)과 동일 재료, 동일 프로세스로 제작되어 있다. 제1지선(153)과 제2지선(155)은, 그 교차 근방에서 도시하지 않았지만 관통구멍(through hole)을 매개로 하여 서로 접속되어 있다. 쇼트 링(151)은 상기와 같이 금속배선으로 접속시키는 외에, TFT(121)를 구성하는 반도체층 등으로 구성해도 좋다.

또, 제1지선(153)의 일단측은 외부의 구동회로와 전기적으로 접속하기 위해 바깥쪽으로 인출되어 접속패드(154)에 접속되고, 제2지선(155)의 일단측도 마찬가지로 외부의 구동회로와 전기적으로 접속하기 위해 바깥쪽으로 인출되어 접속패드(156)에 접속된다.

각각의 신호선(115) 및 주사선(111a, 111b)은, 보호회로(161)를 매개로 하여 쇼트 링(151)의 대응하는 지선(153, 155)에 접속되어 있다. 이 보호회로(161)는, 도 5a에 나타낸 바와 같이, 게이트·소스 사이가 단락된 TFT가 병렬 접속되어 이루어진 것으로, 즉 1쌍의 TFT(500, 502)의 게이트·소스 사이를 단락하여 이들 1쌍의 TFT(500, 502)의 게이트와 드레인을 서로 접속한 것이고, 이 등가회로로서는 도 5b에 나타낸 바와 같이 다이오드(504, 506)의 방향을 서로 역으로 해서 직렬로 접속한 것으로 된다. 이 보호회로(161)의 기능은, 통상의 동작상태 정도의 전위차에 있어서는 1.0×10¹²Ω 의 고저항체로서 기능하고, 정전기 등의 영향에 의한 고전압이 인가되면 쇼트 링(151)과 신호선(115) 또는 주사선(111a, 111b) 사이를 도통시켜 국소적인 고전압의 인가를 완화한다. 이 보호회로(161)를 구성하는 TFT(500, 502)는, 화소전극(131)에 접속되는 TFT(121)와 동일 프로세스로 작성할 수 있고, 저항치의 제어는 TFT의 갯수, 채널 길이 등을 조정함으로써 제어할 수 있다.

또, 이 실시예에 있어서 특징적인 것은, 제1지선(153)과 제2지선(155)의 사이에 비선형 저항체(171a, 171b)가 개재되는 점에 있다.

이 비선형 저항체(171a, 171b)는, 보호회로(161)와 마찬가지로 도 5에 나타낸 바와 같이 게이트·소스 사이가 단락된 TFT가 병렬 접속되어 구성되는 것으로, 역시 화소전극(131)에 접속되는 TFT(121)와 동일 프로세스로 작성할 수 있고, 저항치의 제어는 TFT의 개수, 채널길이 등을 조정함으로써 달성된다. 이 실시예에서는, 통상의 동작상태 정도의 전위차에 있어서는 약 5×10⁶Ω 의 고저항체로서 기능하도록 설정되어 있다.

이 쇼트 링(151)은, 제품완성 후는 접속패드(154, 156)를 매개로 하여 외부 회로에 전기적으로 접속되는 것으로, 이 실시예에서는 대향전극 전압(Vcom)과 동전위로 설정된다. 또, 쇼트 링(151)의 위치는 밀봉패턴(seal pattern; 550)의 내측이고, 접속패드(112a, 112b, 116) 및 접속패드(154, 156)만이 밀봉패턴(550)의 외측에 위치한다.

그런데, 이 액정표시장치(1)는 도 6에 나타낸 바와 같이 주사선(111a, 111b)에는 제1오프레벨(Vgoff1)이 -21V, 제2오프레벨(Vgoff2)이 -15V, 온레벨(Vgon)이 18V인 주사신호(Vg)가 인가되고, 신호선(115)에는 2.5V의 기준전압(Vref1)에 대해 표시계조에 따라 ±2.5V의 진폭을 갖는 각 수평주사기간마다 극성반전되는 영상신호(Vsig)가 인가되며, 또 대향전극(231)에는 1.5V의 기준전압(Vref2)에 대해 ±3.0V의 진폭을 갖는 각 수평주사기간마다 영상신호(Vsig)와 역위상으로 극성반전되는 대향전극 전압(Vcom)이 인가되고, 쇼트 링(151)의 접속패드(154, 156)에도 상기의 대향전극 전압(Vcom)과 마찬가지의 전압(Vcom)이 인가되도록 구동회로부(30)에 전기적으로 접속되어 있다. 주사신호(Vg)가 제1 및 제2오프레벨(Vgoffl, Vgoff2)을 갖는 것은 대향전극 전압(Vcom)의 변동에 따른 화소전위의 변동을 억제하기 위한 것이다.

상기의 구성에 의하면, 쇼트 링(151)의 제1지선(153)과 각 신호선(115)의 사이에는 실효적으로 약 1V정도의 전압이 인가될 뿐이고, 표시하는 영상에도 따르지만, 영상신호(Vsig)의 평균전압과 쇼트 링(151)의 제1지선(153)에 인가되는 전압은 거의 같다.

여기에서, 제1지선(153)에 인가되는 전압의 평균치가 영상신호(Vsig)의 최대 진폭 범위내이면 실효적으로 문제는 없지만, 영상신호(Vsig)의 중심전압(기준전압; Vref1)인 경우가 바람직하다.

비선형 저항체(171a, 171b)가 삽입되지 않은 경우, 쇼트 링(151)의 제2지선(155)과 주사선(111a, 111b)의 사이에는 1수직주사기간중의 1수평주사(선택)기간을 제외하고 19.5V의 전압이 항상 인가되고 있다.

그렇지만, 이 실시예에서는 상술한 바와 같이 쇼트 링(151)의 제1지선(153)과 제2지선(155)의 사이에 비선형 저항체(171a, 171b)가 삽입되어 있다. 이 때문에, 도 4에 나타낸 바와 같이 비선형 저항체(171a, 171b)에 의해 제2지선(155)에 인가되는 전압을 약 -21V ~-18V정도로 저감하여 실질적으로 주사신호(Vg)의 제1 및 제2오프레벨(Vgoff1, Vgoff2)과 거의 일치시키고 있다. 이에 따라, 주사선(111a, 111b)에 접속되는 보호회로(161)를 구성하는 TFT에 인가되는 게이트·소스/드레인 사이의 전압이 저하되어, 소비전류를 충분히 억제할 수 있었다. 제2지선(155)에 인가되는 전압은, 주사신호(Vg)의 제1 및 제2오프레벨(Vgoff1, Vgoff2)과 거의 일치시키는 것이 바람직하지만, 이 전위차는 0~5V정도로 설정하면 좋다. 또, 주사신호(Vg)에 의해 화소전위의 변동을 보상하는 등에 의해, 주사신호(Vg)의 오프레벨(Vgoff)이 복수 존재하는 경우에는, 평균적인 전압으로 설정하는 것이 바람직하지만, 한쪽의 전압으로 설정해도 좋다.

이 실시예에 의하면, 비선형 저항체(171a, 171b)가 삽입되지 않은 것을 제외하고 마찬가지 구성의 액정표시장치와 비교한 경우, 500㎂정도의 소비전류를 저감할 수 있었다.

또, 비선형 저항체(171a, 171b)가 삽입되지 않은 경우에는, 보호회로(161)를 구성하는 TFT는 항상 온상태에 있고, 온도변화에 대한 저항변화가 현저하기 때문에, 표시패널(20)의 온도상승에 따라 소비전류가 증대된다. 예컨대, 표시패널 온도가 20℃~40℃로 상승한 경우, 300㎂정도의 소비전류가 증대되고 있었지만, 이 실시예의 구성에 의하면, 소비전류의 온도 의존성을 거의 완전히 해소할 수 있었다.

따라서, 이와 같이 TFT로 이루어진 비선형 소자로 보호회로(161), 비선형 저항체(171a, 171b)를 형성하는 구조이면, 종래기술에 나타낸 바와 같이 저항치를 조정하기 위해 배선의 굵기나 길이를 조정할 필요가 없으므로, 이 저항치의 제어를 용이하게 행할 수 있다.

상술한 실시예에서는, 화소전극(131)과 앞단의 주사선(111a)의 사이에서 보조용량(Cs)을 형성했지만, 도 7의 등가회로도와 같이 주사선(111a)과 거의 평행한 보조용량선(141)을 설치하고, 화소전극(131)을 절연막을 매개로 하여 보조용량선(141)과 일부 중복하여 배치함으로써 보조용량(Cs)을 형성할 수도 있다. 이 경우, 주사신호(Vg)의 오프레벨(Vgoff)이 하나의 전압으로 설정되기 때문에, 상기의 구동 방법이면 제2지선(155)에 인가되는 전압을 소정의 전압으로 저감하여 그 평균전압이 주사신호(Vg)의 오프레벨(Vgoff)과 일치하도록 조정하는 것이 유효하다.

[제2실시예]

이하, 제2실시예를 도 8에 기초하여 설명한다.

제1실시예에서는, 쇼트 링(151)의 제1지선(153)과 제2지선(155)의 사이에 비선형 저항체(171a, 171b)를 삽입함으로써 제1지선(153)과 제2지선(155)의 전압을 제어했지만, 도 8에 나타낸 바와 같이 제1지선(153)과 제2지선(155)을 각각 독립한 것으로 한다.

그리고, 제1지선(153)에는 신호선(115)에 인가되는 평균적인 전압(30a), 예컨대 대향전극 전압(Vcom)을 공급하고, 또 제2지선(155)에는 주사선(111a, 111b)에 인가되는 전압(30b), 예컨대 주사신호(Vg)의 오프레벨(Vgoff) 전압을 공급하도록 구성해도 좋다.

또, 제1지선(153)에는, 예컨대 끝부분의 신호선(115)에 인가되는 영상신호 전압(Vsig)을 공급하도록 구성해도 좋다. 이 경우는, 급전능력을 증대시키도록 버퍼(buffer)를 매개로 하여 접속해 두면 좋다.

이와 같이 구성하면, 특별한 전원전압을 준비할 필요도 없이 상술한 것과 동등한 저소비전력화가 달성된다. 단, 상술한 실시예에 비해 제1지선(153)과 제2지선(155)은 전기적으로 독립하고 있기 때문에, 정전기에 의한 영향의 방지효과는 약간 저하된다.

또, 더욱이 제1지선(153) 또는 제2지선(155)에 제1실시예와 같이 비선형 저항체(171a, 171b)를 개재시킴으로써, 전압을 더 미세조정할 수 있다.

[제3실시예]

이하, 제3실시예를 도 9에 기초하여 설명한다.

제3실시예와 제1실시예의 다른 점은, 보호회로(161)와 비선형 저항체(171a, 171b)를, 도 5a의 회로를 대신하여 도 9에 나타낸 바와 같은 회로(508)에 의해 구성하는 점에 있다.

이 회로(508)는, 게이트·소스 사이가 단락된 TFT가 병렬 접속되어 이루어진 것을 직렬 접속한 것으로, 구체적으로는 1쌍의 TFT(500, 502)의 게이트·소스 사이를 단락하여 이들 1쌍의 TFT(500, 502)의 게이트와 드레인을 서로 접속한 비선형 소자(510)를, 게이트끼리 서로 직렬로 접속하여 구성된 것이다.

이 회로(508)라면, 한쪽의 비선형 소자(510)의 TFT가 가령 단락되더라도 다른쪽의 비선형 소자(510)에 의해 여전히 높은 저항치가 유지된다.

[제4실시예]

다음에, 도 10에 기초하여 제4실시예를 설명한다.

본 실시예에 있어서는, 제1실시예에서의 보호회로(161), 비선형 저항체(171a, 171b)를 대신하여 도 10에 나타낸 회로(512)를 설치하는 것이다.

이 회로(512)는, 제3실시예에서의 회로(508)를 병렬로 접속한 것으로, 구체적으로는 비선형 소자(510)를 직렬로 접속하고, 이와 같이 직렬로 접속한 비선형 소자(510, 510)를 병렬로 접속한 것이다.

이 회로(512)라면, 비선형 소자(510) 중 1개의 비선형 소자가 단락되어도 높은 저항치를 유지할 수 있고, 또 4개의 비선형 소자(510) 중 1개의 비선형 소자(510)가 개방(open)으로 되어도 단선되는 일이 없어 여전히 높은 저항치를 유지할 수 있다.

또, 제4실시예에서는 회로(508)를 병렬 접속한 것으로 나타냈지만, 그 대신에 비선형 소자(510)를 단지 병렬 접속한 것이어도, 한쪽의 비선형 소자(510)가 개방된 경우라도 충분히 높은 저항치를 얻을 수 있다.

[변경례]

상술한 실시예는, 주사선(111a, 111b), 신호선(115)의 각각 한쪽측에만 쇼트링(151)을 배치했지만, 양측에 배치해도 무방하다. 또, 한쪽측에만 쇼트 링(151)을 배치하는 경우에 있어서, 접속패드(112a, 112b, 116)를 설치한 반대측의 변에 쇼트 링(151)을 설치해도 좋다.

또, TFT(121), 보호회로(161)를 구성하는 TFT, 비선형 저항체(171a, 171b)를 구성하는 TFT는, 모두 활성층으로서 a-Si막이 이용되는 경우에 한정되는 것이 아니라 p-si(poly silicon), 마이크로 크리스탈·실리콘(micro crystal silicon) 등으로 구성되어도 좋고, 또 스태거구조여도 무방하다.

또, 상술한 구동회로부는 어레이기판상 등에 일체적으로 형성해도 무방하다.

더욱이, 상술한 실시예에서는 서로 대향하는 화소전극을 갖춘 어레이기판과 대향전극을 갖춘 대향기판의 사이에 액정층을 유지시켰지만, 어레이기판상에 화소 전극과 대향전극이 배치되고, 화소전극과 대향전극의 사이의 횡방향 전계에 의해 액정층이 제어되는 것이어도 무방하다.

더욱이, 상술한 TN형 액정 대신에 여러 가지의 액정층을 이용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 정전기의 영향에 의한 제조수율의 저하를 억제하고, 게다가 저소비전력화가 달성되는 액티브 매트릭스형 표시장치를 제공할 수 있다.

Claims

서로 교차하는 복수개의 신호선과 복수개의 주사선의 각 교점 근방에 스위치소자를 매개로 하여 배치되는 화소전극을 포함하는 어레이기판과, 이 화소전극에 대향하는 대향전극과, 상기 화소전극과 상기 대향전극 사이의 전위차에 기초하여 제어되는 광변조층을 포함하는 표시패널과, 상기 신호선에 영상신호 전압을 인가하는 영상신호 공급수단과, 상기 주사선에 상기 스위치소자를 온시키는 제1전압과 상기 스위치소자를 오프시키는 제2전압을 포함하는 주사신호를 공급하는 주사신호 공급수단과, 상기 대향전극에 대향전극 전압을 공급하는 대향전극 구동수단을 갖춘 액티브 매트릭스형 표시장치에 있어서, 상기 어레이기판은, 상기 주사선을 서로 전기적으로 제1비선형 소자를 매개로 하여 접속시킴과 더불어 상기 대향전극 구동수단에 전기적으로 접속되는 주사선 접속수단과, 상기 주사선 접속수단에 인가되는 상기 대향전극 전압을 실질적으로 상기 제2전압으로 조정하는 제1비선형 저항회로를 구비한 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 스위치소자는, 상기 신호선에 접속되는 드레인전극, 상기 주사선에 접속되는 게이트전극, 상기 화소전극에 접속되는 소스전극을 갖춘 박막 트랜지스터로 구성되고, 상기 제1비선형 저항회로는, 게이트전극과 소스전극의 사이가 단락된 2단자 제1박막 트랜지스터와, 게이트전극과 드레인전극의 사이가 단락된 2단자 제2박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 2단자 제1박막 트랜지스터와 상기 2단자 제2박막 트랜지스터가 서로 병렬 접속되어 제1비선형 저항체를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.
제2항에 있어서, 상기 박막 트랜지스터와 상기 제1비선형 저항체는, 동일 공정으로 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.
제2항에 있어서, 상기 제1비선형 저항회로는, 상기 제1비선형 저항체가 서로 직렬 접속되어 이루어진 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.
제2항에 있어서, 상기 제1비선형 저항회로는, 상기 제1비선형 저항체가 서로 병렬 접속되어 이루어진 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 어레이기판은, 상기 신호선을 서로 전기적으로 제2비선형 소자를 매개로 하여 접속시킴과 더불어 상기 대향전극 구동수단에 전기적으로 접속되는 신호선 접속수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.
제6항에 있어서, 상기 주사선 접속수단 및 상기 신호선 접속수단은, 서로 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 제1비선형 소자는, 게이트전극과 소스전극의 사이가 단락된 2단자 제1박막 트랜지스터와, 게이트전극과 드레인전극의 사이가 단락된 2단자 제2박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 2단자 제1박막 트랜지스터와 상기 2단자 제2박막 트랜지스터가 서로 병렬 접속된 제1비선형 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.
제8항에 있어서, 상기 제1비선형 소자는, 상기 제1비선형 스위치가 서로 직렬 접속되어 이루어진 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.
제8항에 있어서, 상기 제1비선형 소자는, 상기 제1비선형 스위치가 서로 병렬 접속되어 이루어진 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.
서로 교차하는 복수개의 신호선과 복수개의 주사선의 각 교점 근방에 스위치소자를 매개로 하여 배치되는 화소전극을 포함하는 어레이기판과, 이 화소전극에 대향하는 대향전극과, 상기 화소전극과 상기 대향전극 사이의 전위차에 기초하여 제어되는 광변조층을 포함하는 표시패널과, 상기 신호선에 영상신호 전압을 인가하는 영상신호 공급수단과, 상기 주사선에 상기 스위치소자를 온시키는 제1전압과 상기 스위치소자를 오프시키는 제2전압을 포함하는 주사신호를 공급하는 주사신호 공급수단과, 상기 대향전극에 대향전극 전압을 공급하는 대향전극 구동수단을 갖춘 액티브 매트릭스형 표시장치에 있어서, 상기 어레이기판은, 상기 신호선을 서로 전기적으로 제1비선형 소자를 매개로 하여 접속시킴과 더불어 상기 대향전극 구동수단에 전기적으로 접속되는 신호선 접속수단과, 상기 신호선 접속수단에 인가되는 상기 대향전극 전압을 실질적으로 상기 영상신호의 평균전압으로 조정하는 제1비선형 저항회로를 구비한 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.
제11항에 있어서, 상기 스위치소자는, 상기 신호선에 접속되는 드레인전극, 상기 주사선에 접속되는 게이트전극, 상기 화소전극에 접속되는 소스전극을 갖춘 박막 트랜지스터로 구성되고, 상기 제1비선형 저항회로는, 게이트전극과 소스전극의 사이가 단락된 2단자 제1박막 트랜지스터와, 게이트전극과 드레인전극의 사이가 단락된 2단자 제2박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 2단자 제1박막 트랜지스터와 상기 2단자 제2박막 트랜지스터가 서로 병렬 접속되어 제1비선형 저항체를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.
제11항에 있어서, 상기 제1비선형 저항소자는, 게이트전극과 소스전극의 사이가 단락된 2단자 제1박막 트랜지스터와, 게이트전극과 드레인전극의 사이가 단락된 2단자 제2박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 2단자 제1박막 트랜지스터와 상기 2단자 제2박막 트랜지스터가 서로 병렬 접속된 제1비선형 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.
서로 교차하는 복수개의 신호선과 복수개의 주사선의 각 교점 근방에 스위치소자를 매개로 하여 배치되는 화소전극을 포함하는 어레이기판과, 이 화소전극에 대향하는 대향전극과, 상기 화소전극과 상기 대향전극 사이의 전위차에 기초하여 제어되는 광변조층을 포함하는 표시패널과, 상기 신호선에 영상신호 전압을 인가하는 영상신호 공급수단과, 상기 주사선에 상기 스위치소자를 온시키는 제1전압과 상기 스위치소자를 오프시키는 제2전압을 포함하는 주사신호를 공급하는 주사신호 공급수단과, 상기 대향전극에 대향전극 전압을 공급하는 대향전극 구동수단을 갖춘 액티브 매트릭스형 표시장치에 있어서, 상기 어레이기판은, 상기 주사선을 서로 전기적으로 제1비선형 소자를 매개로 하여 접속시키는 주사선 접속수단과, 상기 신호선을 서로 전기적으로 제2비선형 소자를 매개로 하여 접속시키는 신호선 접속수단을 포함하고, 상기 주사선 접속수단은 상기 주사신호 공급수단에 전기적으로 접속되어 상기 제2전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.
서로 교차하는 복수개의 신호선과 복수개의 주사선의 각 교점 근방에 스위치소자를 매개로 하여 배치되는 화소전극을 포함하는 어레이기판과, 이 화소전극에 대향하는 대향전극과, 상기 화소전극과 상기 대향전극 사이의 전위차에 기초하여 제어되는 광변조층을 포함하는 표시패널과, 상기 신호선에 영상신호 전압을 인가하는 영상신호 공급수단과, 상기 주사선에 상기 스위치소자를 온시키는 제1전압과 상기 스위치소자를 오프시키는 제2전압을 포함하는 주사신호를 공급하는 주사신호 공급수단과, 상기 대향전극에 대향전극 전압을 공급하는 대향전극 구동수단을 갖춘 액티브 매트릭스형 표시장치에 있어서, 상기 어레이기판은, 상기 주사선을 서로 전기적으로 제1비선형 소자를 매개로 하여 접속시키는 주사선 접속수단과, 상기 신호선을 서로 전기적으로 제2비선형 소자를 매개로 하여 접속시키는 신호선 접속수단을 포함하고, 상기 신호선 접속수단은 상기 영상신호 공급수단에 전기적으로 접속되어 상기 영상신호 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.
서로 교차하는 복수개의 신호선과 복수개의 주사선의 각 교점 근방에 스위치소자를 매개로 하여 배치되는 화소전극을 포함하는 어레이기판과, 이 화소전극에 대향하는 대향전극과, 상기 화소전극과 상기 대향전극 사이의 전위차에 기초하여 제어되는 광변조층을 포함하는 표시패널과, 상기 신호선에 영상신호 전압을 인가하는 영상신호 공급수단과, 상기 주사선에 상기 스위치소자를 온시키는 제1전압과 상기 스위치소자를 오프시키는 제2전압을 포함하는 주사신호를 공급하는 주사신호 공급수단과, 상기 대향전극에 대향전극 전압을 공급하는 대향전극 구동수단을 갖춘 액티브 매트릭스형 표시장치에 있어서, 상기 어레이기판은, 상기 주사선을 서로 전기적으로 제1비선형 소자를 매개로 하여 접속시키는 주사선 접속수단과, 상기 신호선을 서로 전기적으로 제2비선형 소자를 매개로 하여 접속시킴과 더불어 상기 주사선 접속수단에 전기적으로 접속되는 신호선 접속수단을 포함하고, 상기 주사선 접속수단 및 상기 신호선 접속수단은 상기 대향전극 구동수단에 전기적으로 접속되고, 상기 주사선 접속수단에 인가되는 상기 대향전극 전압을 실질적으로 상기 제2전압으로 조정하는 제1비선형 저항회로를 구비한 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.
제16항에 있어서, 상기 어레이기판은, 상기 신호선 접속수단에 인가되는 상기 대향전극 전압을 상기 영상신호 전압의 거의 평균전압으로 조정하는 제2비선형 저항회로를 구비한 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시장치.