JPH01197722A - 液晶表示装置の駆動方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアクティブマトリクス型液晶表示装置およびそ
の駆動方法に係り、特に高画質を得るのに好適な液晶表
示装置およびその駆動方法に関する。

〔従来の技術〕

近年薄膜トランジスタ（以下ＴＰＴと略称する）で駆動
する液晶表示装置が注目されている。第２図に従来公知
のＴＰＴマトリクスアレイの基本端成を示す０表示両面
は縦ｍ本のゲート線１と、横ｎ本のデータ線２が直交し
て配置され、ｍＸｎ個の表示画素に分割されてｔψる。

各マトリクスの交点にはＴＰＴ３が設けられ、そのスイ
ッチ機能により各画素に画像情報が伝達される。この情
報に従い、上記アレイ上に設けられた液晶の各画素に対
応した領域５で表示が実現される。

ところでＴＰＴがオフとなり画像情報が画素部に保持さ
れる期間中に、液晶層の自己放電あるいはＴＰＴのリー
ク電流が原因で画像信号損なわれてしまうという問題が
生じる。この問題の対策としては、各画素に付加容量を
設けるのが一般的である。付加容量の設置方法としては
、アイ・イー・イー・イー、トランザクション　オン　
エレクトロン　デバイセズ、イーデイ−２０゜（１９７
３年）第９９５頁から第１００１頁（Ｉ　Ｅ　Ｅ　Ｅ　
、　Ｔｒａｎｓ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃａｓ、
　Ｅ　Ｄ−１立（１９７３）ｐｐ、９９５−１００１）
に記載されるものが簡便であり、頻繁に用いられている
。この方法は第３図の一画素部の等価回路に示すように
、付加容量６を隣接するゲート線と表示電極の間に形成
するものであり、通常１作製プロセスの変更をせずに実
現できるという特長を有している。

さらに上記方法による付加容量を具備するＴＰＴマトリ
クスアレイにおいては、併せて駆動上の利点がある。こ
れは、例えば特開昭５９−１１９３９０号公報に記され
ているように。

ＴＰＴのゲート・ソース寄生容量ｃｇａ’７に起因する
ゲートパルスの表示部への電圧漏れ込みを相殺する方式
である。実際この電圧漏れ込みを放置すると液晶層への
直流電圧印加が引き起こされ、液晶の抵抗が劣化してし
まう、この対策として上記ＴＰＴにゲート線を通じてゲ
ートパルスが印加される時に、上記方法による付加容量
を通じて逆極性のパルスを印加すれば上記の直流電圧の
印加を阻止することが可能となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来技術によるＴＰＴマトリクスア
レイにおいては、ゲート線の数が駆動電圧入力数と合致
しているため、全ての画素に付加容量を設けることは不
可能であった０例えば、第４図に示された従来例では、
最後段のゲート線によって駆動される画素に付加容量を
設置することはできない。ところで、付加容量のない画
素では信号保持良が発生するだけでなく、上述のように
液晶層に直流電圧が印加されて抵抗劣化が生じ、その抵
抗の劣化した液晶が流動して拡散するための画面上の大
きな面積に互って画質劣化が引き起こされる。

本発明の目的は、両面上の全画素に付加容量を設置する
ことを可能とし、液晶層に印加される直流電圧成分を原
理的に零にまで低減し、それによって画質を大幅に改善
することのできる液晶表示装置およびその駆動方法を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、従来技術にて付加容量の設置し得なかった
画素にも容量を付加するためのダミーゲート線を設け、
それを用いて両面上の全画素について一つの画素を挟む
２本のゲート線のうち、その画素を駆動するＴＰＴが接
続されていないゲー。ト線あるいはダミーゲート線と上
記画素の画素電極との間に付加容量Ｑａｄｄを形成し、
上記ＴＰＴにゲート線を通じて印加されるゲートパルス
に同期させて、上記ｃａｃｉｃｉの接続されるゲート線
あるいはダミーゲート線に上記ゲートパルスと逆極性の
パルスを印加することにより達成される。

〔作用〕

本発明により新たに設けられたダミーゲート線は、従来
付加容量の設置されなかった画素の表示電極との間に、
従来と全く同様な方法で付加容量形成を可能とし、従っ
て画面上の全画素において。

上述のＱｇｓの存在によるゲートパルス漏れ込み分を打
ち消す駆動が可能になるので、信号保持を確保すると同
時に、液晶の抵抗劣化を防止することができる。

〔実施例〕

実施例１゜ 以下本発明の一実施例を説明する。

第１図は１本実施例によるＴＰＴマトリクスアレイ全体
の等価回路図であり、第５図（ａ）。

（ｂ）はそれぞれ本実施例の液晶表示装置の要部を示す
平面図およびそのＡＡ’断面図である。まず第５図によ
り本実施例の液晶表示装置のその製造工程に従って説明
する。絶縁性基板５１上にゲート線、ダミー線１，１２
を形成し、その上にゲート絶縁膜となるＳｉＮ膜５膜製
２積し、この上に非晶質シリコン膜５３を堆積、パター
ニングしてＴＰＴ３を形成する。２はデータ線ｙＪ？５
４はソース電極であり、ソース電極５４は表示電極５５
に接続されている。６は付加容量部であり。

表示電極５５と隣接するゲート線あるいはダミー８１２
との重畳により形成されている。ＴＰＴマトリクスアレ
イの表面は、端子部等必要な部分を除いて全面をＳｉＮ
膜５６で被覆される１以上のように構成されるＴＰＴ基
板と、透明導電膜からなる対向電極５を形成したガラス
基板５７とに配向膜５８を設けた後に向いあわせて、そ
の間に液晶５９を封入して表示装置が完成する。

次に第１図により本実施例によるＴＰＴマトリクスアレ
イ全体を説明する１画素数は２４０Ｘ４８０である。ゲ
ート線数はダミーゲート線１本を含む２４１本である。

同図に示されるように。

ゲート線ｘ１で駆動される画素の付加容量６の一端は次
段のゲート線Ｘｉ＋１に接続される。ただし１＝２４０
のときはダミーゲート線に接続される。

本実施例の液晶表示装置の駆動波形を第６図に示す。こ
れは従来の駆動波形をダミーゲート線を有する本発明に
適用したものである。ゲート・ソース間寄生容量ｃｇｆ
１による画素部への電圧漏れ込みは、この寄生容量と付
加容ｊｔＱ　ａ　ｄ　ｄを含めた画素容量Ｑｐｘ”０．
３６ｐＦで上記漏れ込み量は一６ｖ程度であったのがＱ
ａｄｄ＝１ｓ８ＰＦを設けると−１，３ｖまで低減する
ことが画面上の全画素について達成できるので画素部液
晶の抵抗劣化を低減することができ画質を向上すること
ができる。

なおこの駆動波形においては最後段の画素とダミーゲー
ト線が付加容量の働きをするのみで良いので、Ｖ　（Ｘ
１１４１）はゲートパルス波形でなくても良く電位要浮
遊でなければ一定の電位であっても良い０例えば簡弔に
は対向電極電位と等しくしておいても良い。

本実施例においてダミーゲート線の本数は１本に限らず
複数本でもよい。マトリクスの大きさはこれに限らない
、ゲート絶縁膜及び表面保護膜についてもＳｉＮに限る
ものではない。

実施例２゜ 本発明の液晶表示装置の第２の実施例を第７図を用いて
説明する。液晶表示装置の製造工程は実施例１と全く同
様であるが、本実施例では、ダミー線を画面の上部に有
することに特徴がある。基本構成は付加容量を電極と前
段のゲート線の間に形成するものである。駆動において
も実施例１と同様の駆動を行なえば画質向上の効果があ
る。

上記実施例１．実施例２においては、付加容量を表示電
極と次段あるいは前段のゲート線の間に形成する場合を
扱ったが１本発明はこれに限らず。

次々段、前々段あるいはそれ以上能れたゲート線との間
に付加容量を形成しても有効であることは言うまでもな
い。

実施例３゜ 本発明の第３の実施例として、上記実施例１による液晶
表示装置において画質向上により効果のある駆動方法を
説明する。第８図（ａ）は一画素分の等°価回路図であ
り、第８図（ｂ）はその等価回路に示された２本のゲー
ト線Ｘ　ｌ　＊　Ｘ　ｌ＋１に各々印加される電圧Ｖ　
（Ｘ　ｌ　）　ｅ　Ｖ　（Ｘ　ｉ＋ｔ）のタイミングチ
ャートを示したものである。この電圧の特徴は、ＴＰＴ
を駆動するゲートパルスが印加されるのに同期して、次
段のゲート線あるいはダミー線にゲートパルスとは逆極
性のパルスを印加する点にある。この電圧を用いると上
記実施例１に述べられたよりも更に一層の電圧漏れ込み
の低減を達成できる。

第８図（ｂ）の１＝１３およびｔ４における電圧漏れ込
みΔｖ３．Δｖ４はそれぞれ ΔＶ３＝　（Ｑ　ｇ　ＩＩＩ／ｃ）　”　Ｖｔ＋（ｃ　
ａ　ｄｄ／　ｃ）　９（Ｖ１＋Ｖ２）Δｖ４＝−（ｃａ
ｄｄ／Ｃ）・ｖ。

で表わされる。

ここでｃ　”　ｃ　ｇ　Ｂ　＋　Ｑ　Ｐ　Ｘである。

画素電極に印加されるもれ込み電圧の総和ΔＶは、Δｖ
３＋Δｖ４で表わされるので。

ΔＶ＝Δｖ３＋Δｖ４ となる。Ｑａｄｄ”ｒＯｅＶ！〜０の場合は上記実施例
１の場合に比べ更に漏れ込み電圧を小さくすとができる
。

なおダミー線に加える波形はＴＰＴをオンさせるパルス
ｖ１を加える必要はなく、補償パルスｖ２のみから成り
立っていても良い。

本実施例によれば、画面上の全画素について、直流電圧
台を完全に零とする駆動が実現できるので、画質向上に
大きな効果がある。

また実施例２の構成によるパネルにも本実施例と同様の
ｖ７ｊＡ動を行うことができるが、付加容量ｃａｄｄを
次段のゲート線とで形成した方がクロストークの影響も
小さくより望しい駆動を実現できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、新たに設けられたダミーゲート線を用
いることにより、従来では付加容量の設置されなかった
画素にもその付加容量を形成することができ、従って１
画面上の全画素において、ゲートパルス漏れ込みを打消
す駆動が可能になる。

その結果、信号保持を確実にし、かつ液晶の抵抗劣化を
防ぎ、高画質の液晶表示装置を実現がきるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための図、第２図
は従来のＴＰＴマトリクスアレイの等価回路図、第３図
は第２図のＴＰＴマトリクスアレイの一画素部の等価回
路図、第４図は従来技術による付加容量を有するＴＰＴ
マトリクスアレイの等価回路図、第５図は本発明の一実
施例による液晶表示装置の平面図および断面図、第６図
は本発明の一実施例で用いた液晶表示装置の駆動波形を
示す図、第７図および第８図は本発明の他の実施例を説
明するための図である。 ■・・・ゲート線、２・・・データ線、３・・・ＴＦＴ
。 ４・・・対向電極、５・・・液晶容量、６・・・付加容
量、７・・・ゲート・ソース間寄生容量、８・・・ダミ
ー線、５１．５７・・・ガラス基板、５２・・・ゲート
絶縁膜。 口３・・・非晶質シリコン膜、５４・・・ソースＷＬ極
。 ５５・・・表示電極、５６・・・表面保護膜、５８・・
・配向膜、５９・・・液晶。 系　ｌ　田 第　２　田 ￥３回 ″＄４日 箋Ｓ′回 （ａ） 第２田 Ｖ（ｘＨｅ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数個のデータ線とこれに直交する複数個のゲート
   線を備え、その各交点に薄膜トランジスタを形成した基
   板と、全面透明導電体を形成した基板を有し、上記両基
   板間に液晶を封入した液晶表示装置において、上記薄膜
   トランジスタに付随した画素電極の一部が絶縁膜を介し
   て次段のゲート線の一部と重畳し、最後段の画素電極は
   ダミーゲート線の一部と重畳していることを特徴とする
   液晶表示装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記薄膜トランジ
   スタを駆動するゲートパルスに同期して、上記次段のゲ
   ート線あるいはダミーゲート線に上記ゲートパルスと逆
   極性のパルスを印加する手段、上記データ線に交流波形
   を印加する手段、および上記交流波形の中心電位もしく
   はその近傍に上記対向電極の電位を設定する手段を有す
   ることを特徴とする液晶表示装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、上記画素電極と上
   記次段のゲート線あるいはダミーゲートの重畳によって
   形成される静電容量ｃａｄｄの値と、上記ゲートパルス
   の振幅ｖ＿１と、上記逆極性のパルス振幅ｖ＿２および
   薄膜トランジスタのゲート・ソース間容量ｃｇｓの値が
   、 ｃａｄｄ＝（ｖ＿１・ｖ＿２）・ｃｇｓ なる関係を満足することを特徴とする液晶表示装置。 ４、複数個のデータ線とこれに直交する複数個のゲート
   線を備え、その各交点に薄膜トランジスタを形成した基
   板と、全面透明導電体を形成した基板を有し、上記両基
   板間に液晶を封入した液晶表示装置の駆動方法において
   、上記薄膜トランジスタに付随した画素電極の一部が絶
   縁膜を介して次段のゲート線の一部と重畳し、最後段の
   画素電極はダミーゲート線の一部と重畳しており、上記
   薄膜トランジスタを駆動するゲートパルスに同期して上
   記次段のゲート線には上記ゲートパルスと逆極性のパル
   スを印加し、かつ上記データ線には交流波形を印加し、
   かつ該交流波形の中心電位もしくはその近傍に上記対向
   電極の電位を設定することを特徴とする液晶表示装置の
   駆動方法。 ５、特許請求の範囲第４項において、上記画素電極と上
   記隣接するゲート線の重畳によって形成される付加容量
   ｃａｄｄの値と、上記ゲートパルスの振幅ｖ＿１と、上
   記逆極性のパルス振幅ｖ＿２および上記薄膜トランジス
   タのゲート・ソース間容量ｃｇｓの値が ｃａｄｄ＝（ｖ＿１・ｖ＿２）・ｃｇｓ なる関係を満足することを特徴とする液晶表示装置の駆
   動方法。