JPH02165124A - 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 - Google Patents

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

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JPH02165124A
JPH02165124A JP63321292A JP32129288A JPH02165124A JP H02165124 A JPH02165124 A JP H02165124A JP 63321292 A JP63321292 A JP 63321292A JP 32129288 A JP32129288 A JP 32129288A JP H02165124 A JPH02165124 A JP H02165124A
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JP
Japan
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thin film
line
scan canvas
scan
capacitors
Prior art date
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Pending
Application number
JP63321292A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoru Kawai
悟 川井
Kenichi Oki
沖 賢一
Kenichi Yanai
梁井 健一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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〕 薄膜トランジスタマトリクス、特にゲート接続対向マト
リクス方式の薄膜トランジスタマトリクスの改良に関し
、 ゲート接続対向マトリクス方式において、非選択時にゲ
ートバイアス電圧をドレインに対して負電位とすること
を可能にすることを目的とし、対向配置した一対の絶縁
性基板の一方の表面に、液晶を電気的に制御する複数の
表示電極および該表示電極を駆動する複数の薄膜トラン
ジスタを互いに対応付けてマトリクス状に配列し、前記
表示電極と薄膜トランジスタの組よりなる各画素間に行
方向に沿ってスキャンバスラインを配設すると七もに、
前記行方向の各薄膜トランジスタの制御電極を対応する
スキャンバスラインに共通接続し、一対の被制御電極の
−・方を対応する表示電極に、他方を走査順位が次位の
隣接スキャンバスラインに接続したゲート接続対向マト
リクス方式の構成において、行方向の画素を挟んで隣接
する2本のスキャンバスライン間を画素ごとに直列接続
した2つのコンデンサで橋絡し、両コンデンサの接続点
に該画素を構成する薄膜トランジスタの制御電極を接続
した構成とする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は薄膜トランジスタマトリクス、特にゲート接続
対向7トリクス方式の薄膜トランジスタマトリクスの改
良に関する。
この種のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、薄膜
トランジスタ(TPT)が液晶セルに対する電圧供給用
のスイッチング素子として働くため、各セルの電圧を正
確に制御することができ、大容量5階調表示に適した表
示装置である。そこで昨今では、ポケットTVの表示装
置として既に商品化されているのを始め、OA端末機器
の表示装置を目指して盛んな開発が行われている。
〔従来の技術〕
OA端末機器の表示装置などのように、画面サイズの大
きい表示装置を実現するためには、画素数に応じて多数
のトランジスタを無欠陥で形成することが必要で、これ
は必ずしも容易ではない。
多数のトランジスタを欠陥なく作製することを容易とす
ることを目的として、TFTI仮にパスライン交差部が
存在せず、且つ製造工程数を少なくすることができる、
ゲート接続対向マl−リクス方式と称される薄膜トラン
ジスタマトリクスが、特願昭61−212696号によ
り提案されている。
この方式は、液晶等の表示媒体を挟んで対向配置された
TPT基板Pと対向基板P′のいずれにも、表面にパス
ラインの交差部が存在しない。
第5図(a)、 (b)は、上記方式の画素1個分の構
成を示す等価回路図、およびTPTマトリクスの構成を
示す分解斜視図である。
同図に見られる如くこの方式では、T P T 基板2
表面には、マトリクス状に配列された複数個の画素電極
と、この画素電極の各行対応に配設されたスキャンバス
ラインSBと、各画素電極ごとに設けられた駆動用のT
FTlを有し、各画素駆動用のTFTIのゲーi−電極
Gは、その画素電極を選択するためのスキャンバスライ
ンSBに接続し、ドレイン電極りは走査順位が後位の隣
接スキャンバスライン(図に符号SB″で示す)に接続
している。一方、上記各画素に表示データを供給するデ
ータバスラインは、対向基板P°裏表面上記画素電極の
列対応にストライブ状に形成され、対向電極を兼ねでい
る。液晶セルは液晶を挟んで対向する画素電極と対向電
極により形成される。
通常ドレイン電極りは1記スキヤンパスラインSBおよ
びデータバスラインDBとは別に設けたコモンパスライ
ンに接続されるが、本方式では、ドレイン電極りを隣接
するスキャンハスラインに接続することによりコモンパ
スラインを不要化し、スキャンバスラインSBはTFT
基板基板上に、データバスラインDBは対向基板P゛上
に配置したことにより、パスラインが一切交差しないよ
うにした。
〔発明が解決しようとする課題〕 この方式は以、トの如く、構造的にはパスラインの交差
部が存在しないという利点がある反面、駆動に際し、液
晶セルLCの電圧保持期間にトランジスタのゲート電極
Gとドレイン電極りが同電位となるため、ゲート電圧=
0におけるオフ電流が充分に低いこと、即ち闇値電圧■
いを正にすることが必要である。
しかしながら、TPTに用いるゲート絶縁膜中には正の
固定電荷が生じ易く、結果として闇値電圧vtt+が負
になりやすいという傾向にある。
本発明は、ゲート接続対向マトリクス方式において、非
選択時にゲートバイアス電圧をドレインに対して負電位
としてTPTを非導通状態に保ち、書き込み後の電荷を
保持できるようにすることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第1図により本発明の詳細な説明する。
同図に見られる如く、本発明はゲート接続対向マトリク
ス型液晶表示装置において、行方向の画素を挟んで隣接
する2本のスキャンバスラインSBおよびSB’間を、
画素ごとに直列接続した2つのコンデンサCIとCtで
橋絡し、両コンデンサの接続点に該画素を構成するTF
TlのゲートGを接続した。
なお、ゲート接続対向マトリクス型では、TFTlの一
方の被制御電極(例えばソースS)は液晶セルLCOT
FTI板側にある表示電極已に、他方の被制御電極(例
えばドレインD)は走査順位が次位のスキャンバスライ
ンSB’に接続されることは、前述した通りである。
〔作 用〕
このような構成とした場合、コンデンサC2と02には
、アドレス後TPTのドレインに対し、負の電荷蓄積が
行なわれるので、2つのコンデンサC1と02の中点に
接続されたゲートはドレインに対し負電位が印加される
こととなり、TPTは常に完全にオフ状態とすることが
できる。
〔実 施 例〕
以下本発明の一実施例を第2図〜第4図により説明する
第2図は本発明一実施例の構成を示す等価回路図で、同
図に示すように本実施例では、各画素ごとに、各画素対
応のスキャンバスライン(例えばSB、)と走査順位が
次位のスキャンバスライン(例えば582)間を、直列
に接続した2個のコンデンサC,,C2で橋絡する。こ
こで、前位のスキャンハスライン側にコンデンサC5、
後位のスキャンバスライン側にコンデンサC2を接続す
るものとする。
更に各画素とも、2個のコンデンサc、、C2の中点P
+、Pz、Psに、各画素駆動用の薄膜トランジスタT
I  T2 、TelのゲートGを接続する。
各薄膜トランジスタT1、Tt 、T3の被制御電極の
一方(例えばソース電極)Sは、液晶セルLCの表示電
極已に、他方(例えばドレイン電極)Dは、走査順位が
次位のスキャンバスラインSBt 、SB、、SB、に
接続する。
なお、同図のPa、P2.Pa。P、は各スキャンバス
ラインSB+ 、SBz 、SB3 、SB4とコンデ
ンサとの接続点を示す。
上記コンデンサC+、Czの容量を、本実施例では凡そ
5pFとした。
このように構成した本実施例の動作を、第3図(a)〜
(f)により説明する。
時刻む、においでスキャンバスラインSB、。
SB、から見た駆動回路のインピーダンスを低(L)と
し、スキャンバスラインS B +に走査信号として■
なる正電位(第3図(a)参照)、SB2に0〔■〕を
印加する。これに同期してデータバスラインDBから表
示データが供給される。
ここで、ゲート入力容量が約0.05pF程度であれば
、コンデンサC+、Czの容量より非常に小さいので、
これの影響は殆ど無視でき、その中点P1の電圧〔第3
図(d)参照)はスキャンバスラインSB、、SBz間
に印加した電圧■のほぼ半分の電圧となり、薄膜トラン
ジスタT1をオンとすることができ、データバスライン
DBから供給された表示データは、液晶セルLCに書き
込まれる。
スキャンバスラインS B + のアドレスが終了し、
次のスキャンバスラインSB、のアドレスが開始される
時刻t2において、スキャンバスラインSB、、SB、
、SB3から見た駆動回路のインピーダンスを低“ (
L)として、スキャンバスラインSB、の電位を0〔■
〕とし、スキャンバスラインSB、に■なる正電位を印
加すると〔第3図(b)参照〕、同様にして2つのコン
デンサの中点P3の電位はほぼV/2となり〔第3図(
(至)参照)、薄膜トランジスタT、はオンとなる。
この特売にアドレスを終了した画素のコンデンサC,,
C,の中点P1の電位は、T、のドレインDに対して−
V/2となるため〔第3図(d)参照〕、アドレスを終
了した薄膜トランジスタT1はオフ状態となる。
時刻も、においてスキャンバスラインSB、から見た駆
動回路のインピーダンスを“高゛ (H)とすると、こ
のインピーダンスと各画素に設けられたコンデンサC,
,C,で構成されるCR時定数により、C2の両端電位
が減衰する。しかし1フレームが約30ms程度である
ので、この時定数が0.1S程度であればここでこの減
衰はごく僅かであり、次のアドレスまで充分薄膜トラン
ジスタT、をオフにしておくことができる。
この時必要とされるインピーダンスRは、1ラインの画
素数を1000個とすると、 R≧0.1/1000(5/2)・10−” =40M
Ωとなり、これはゲート接地のMO3出力回路の出力イ
ンピーダンスで実現できる。従って、コンデンサC,,
CRの中点P、の負電圧を100m5以上保持できるの
で、1フレームの間薄膜トランジスタT、を充分にオフ
しておくことができる。
以下同様にして、時刻も、においてスキャンバスライン
SB、に■なる正の電圧を印加し、スキャンバスライン
SB、を0 (V)として〔第3図(C)参照〕、薄膜
トランジスタT、をオンにする。
この時には、薄膜トランジスタTtの電位がほぼ一■/
2となり〔第3図(f)参照〕、T2はオフとなる。
このように本実施例は、駆動回路の出力インピーダンス
を、アドレスするスキャンバスラインと走査順位がその
前後のスキャンバスラインに対して“低°とし、他のス
キャンバスラインに対しては°高°として、通常と同様
に走査信号および表示データを印加することによって駆
動することができ、しかも、アドレス時以外は薄膜トラ
ンジスタのゲート電位をドレインの電位に対して負とす
ることができるので、非選択時には薄膜トランジスタを
確実にオフとすることができる。
次に上記一実施例を具体化した例を、第4図(a)〜(
C)により説明する。
同図(a)は1画素分の各部の配置を示す要部平面図で
、SBは当該画素を選択するためのスキャンバスライン
、SB’ は走査順位が次位のスキャンバスラインで、
An膜のような導電膜により形成する。また、EはIT
O膜のような透明導電膜からなる表示電極、GはCr(
クロム)等からなるゲート電極、SおよびDはソース・
ドレイン電極、C9及びC2はコンデンサを示す。
上記ソース・ドレイン電極S、Dは、(a)のAA矢視
部断面を示す(b)に見られるように、ガラス基板2上
に形成されたゲート電極Gを被覆するSiN膜3のよう
なゲート絶縁膜、動作半導体層としてのa−3i膜4.
コンタクト層としてのn゛a−Si膜5.Ti(チタン
)膜6のような導電膜を積層し、これらを所定のパター
ンに従って選択的にエツチングして形成する。
このようにして形成したソース・ドレイン電極の一方(
参照符号Sで示す)は、前述の表示電極Eと一部を重ね
合わせることによって接続する。
また、他方(参照符号りで示す)は次位のスキャンバス
ラインSB’ と、重なり合った部分にレーザ光を照射
してその部分を溶融させ、上層のTi膜6とスキャンバ
スラインSB’を構成するA1膜とを、SiN膜3を貫
通して接続する。
コンデンサC1及びC2の構造は、(a)のB−B矢視
部断面を示す(C)に見られるように、スキャンバスラ
インSB、SB’から導出され、先端を互いに近接して
対向するように形成されたA1膜7および7°上を橋絡
する如く、TazOs膜8を介してCr膜9を形成する
。このCr膜9の延長部は、前述のゲート電極Gを形成
している。
上記Al膜7,7゛とCr膜9は絶縁膜であるTazO
s膜8を介して対向しているので、2つの平行平板型の
コンデンサCI及びCtを構成する。
以上のようにして本実施例を具体化できる。本実施例で
2つのコンデンサC,,C2を構成するのに用いた材料
は、薄膜トランジスタマトリクスに通常使用される材料
であるので、 以上述べた如く本実施例は、通常の薄膜トランジスタマ
トリクスの構成材料を用いて製作できるので、製造工程
や特性および信頼性に悪影響を及ぼすおそれはなく、ゲ
ート接続対向マトリクス型の液晶表示装置の駆動用薄膜
トランジスタを、非選択時にゲートバイアス電圧がドレ
インに対して負電位となるので、その間非導通状態を保
つことがきて、書き込み後の電荷を充分に保持できる。
全にオフとすることができるので、充分なデータストレ
ージが可能となり、鮮明な画像を得ることが可能となる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成説明図、 第2図は本発明一実施例の構成説明図、第3図(a)〜
(f)は上記一実施例の駆動波形図、第4図(a)〜(
C)は上記一実施例の構造説明図、第5図(a)、 (
b)は従来のゲート接続対向マトリクス方式の問題点説
明図である。 図において、1は薄膜トランジスタ(TPT)、2は絶
縁性基板(ガラス基板)、Gはゲート電極、S、Dはソ
ース・ドレイン電極、SB、SB’SB、〜SB、はス
キャンバスライン、DBはデータバスライン、T、〜T
3は薄膜トランジスタを示す。 〔発明の効果〕 以上説明した如く本発明によれば、TPTを完/¥亮口
胎講A″設明国 第1図 卆禿θ月−ブ「オ台(りむA戒′値i口月図第2図 tet+tztststit& 本発明−矢蛇例弓乙動廉形図 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)対向配置した一対の絶縁性基板(1、1′)の一
    方の表面に、液晶を電気的に制御する複数の表示電極(
    E)および該表示電極を駆動する複数の薄膜トランジス
    タ(1)を互いに対応付けてマトリクス状に配列し、前
    記表示電極(E)と薄膜トランジスタ(1)の組よりな
    る各画素間に行方向に沿ってスキャンバスライン(SB
    、SB′)を配設するとともに、前記行方向の各薄膜ト
    ランジスタ(1)の制御電極(G)を対応するスキャン
    バスライン(SB)に共通接続し、一対の被制御電極の
    一方(S)を対応する表示電極(E)に、他方(D)を
    走査順位が次位の隣接スキャンバスライン(SB′)に
    接続したゲート接続対向マトリクス方式の構成において
    、 行方向の画素を挟んで隣接する2本のスキャンバスライ
    ン(SB、SB′)間を画素ごとに直列接続した2つの
    コンデンサ(C_1、C_2)で橋絡し、両コンデンサ
    の接続点に該画素を構成する薄膜トランジスタの制御電
    極(G)を接続したことを特徴とするアクティブマトリ
    クス型液晶表示装置。
  2. (2)前記スキャンバスライン(SB、SB′)を駆動
    する駆動回路を出力インピーダンス切り換え可能とし、
    該駆動回路の出力インピーダンスを、アドレスするスキ
    ャンバスラインと、走査順位が該スキャンバスラインの
    前位および次位のスキャンバスラインに対しては‘低イ
    ンピーダンス’、他のスキャンバスラインに対しては‘
    高インピーダンス’とすることを特徴とする請求項1記
    載のアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法。
JP63321292A 1988-12-19 1988-12-19 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 Pending JPH02165124A (ja)

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JP (1) JPH02165124A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5508765A (en) * 1990-07-25 1996-04-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Matrix-addressed type display device
US5614730A (en) * 1990-11-09 1997-03-25 Seiko Epson Corporation Active matrix substrate

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5508765A (en) * 1990-07-25 1996-04-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Matrix-addressed type display device
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