JPH02176724A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH02176724A
JPH02176724A JP63331341A JP33134188A JPH02176724A JP H02176724 A JPH02176724 A JP H02176724A JP 63331341 A JP63331341 A JP 63331341A JP 33134188 A JP33134188 A JP 33134188A JP H02176724 A JPH02176724 A JP H02176724A
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JP
Japan
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electrode wiring
liquid crystal
selection lines
crystal display
picture elements
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JP63331341A
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English (en)
Inventor
Yuji Hayashi
祐司 林
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Priority to DE68921591T priority patent/DE68921591T2/de
Publication of JPH02176724A publication Critical patent/JPH02176724A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

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〕 本発明は複数の画素をマトリックス配列してなる液晶表
示装置に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、夫々スイッチングトランジスタ及び付加容量
を有する複数の画素をマトリックス配列してなる液晶表
示装置において、各隣り合う2つの行の画素のスイッチ
ングトランジスタを同一の選択線に共通接続し、各列の
互いに異なる1つ置きの画素のスイッチングトランジス
タを夫々に同一の信号線に共通接続し、各選択線の間に
他の隣り合う2つの行の画素に共通な付加容量用の電極
配線を設けることによって、大画面、高解像度化を可能
にしたものである。
〔従来の技術〕
従来の液晶デイスプレィパネルの1画素の構成を第7図
に示す。同図中、(1)は画素(液晶セル(1,、C)
)を構成する透明の表示電極、(2)は画素を駆動する
ためのスイッチング用の薄膜トランジスタを示す。表示
電極(1)の各行間に各画素の行を選択する選択線(3
)が配され、表示電極(1)の各列間に画像信号を供給
するための信号線(4)が配される。
そして薄膜トランジスタ(2)のドレイン(5D)が表
示電極(1)に接続され、ソース(5S)が信号線(4
)に接続され、ゲート(5G)が選択線(3)に接続さ
れる。
液晶デイスプレィパネルでは、その画質を向上させるた
めに第8図の等価回路に示すように各画素(LC)  
毎に付加容量即ちストレージ容量C9を付加する必要が
ある。ストレージ容量C8の値はフリッカ−防止のため
にも大きい方が望ましい。
従来のストレージ容量Cs は表示電極(1)を選択線
(3)や信号線(4)に層間絶縁膜を介して重ね合せて
作られていた。本例では表示電極(1)と選択線(3)
間でストレージ容量C5が構成されている。
成するためのCs専用の電極配線を作ることが考えられ
る。このCs専用の電極配線には固定電位を与えること
ができるために、選択線や信号線の電位変化を受けず画
質の向上が望める。しかし、画素の開口率を変化させず
に実現するにはCs専用の電極配線を透明電極等で形成
しなければならず、製造プロセスが増し、歩留り、コス
ト面で不利となる。
本発明は、上述の問題点を解決して大画面、高解像度化
を可能にした液晶表示装置を提供するものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
液晶デイスプレィパネルにおいては、大画面、高解像度
化が進められている。しかし、高解像度化に伴って画素
ピッチが縮小してくると、上述の表示電極(1)と選択
線(3)や信号線(4)の重ね合せを利用して作るスト
レージ容量Csでは十分な容量値が得られない。従って
十分な容量値を得るために、例えば表示電極との間でス
トレージ容量Csを構〔課題を解決するための手段〕 本発明は、夫々スイッチングトランジスタTr及び付加
容量(即ちストレージ容量) Csを有する複数の画素
LCがマ) IJソックス列されてなる液晶表示装置に
おいて、各隣り合う2つの行x1とX2.X3 とX4
.・・・・の画素のスイッチングトランジスタを同一の
選択線(13)に共通接続し、各列Yの互に異なる1つ
置きの画素のスイッチングトランジスタを夫々に同一の
信号線(12a) (12b)に共通接続し、各選択線
(13)の間、即ち他の隣り合う行X2 とX3. X
、 とXs、・・・・の間に、その他の隣り合う2つの
行の画素に共通な付加容量用の電極配線(14)を設け
て成るもるである。
各画素の付加容量C5は、上述の電極配線とこの電極配
線(14)下に形成された絶縁膜(16A>  と、導
電層(15A>  とによって形成される。付加容量用
の電極配線は選択線と同一の層で形成することができる
。また、付加容量用の電極配線(14)、導電層(15
A) 及び絶縁膜(16A)  が信号線(12a) 
(12b)の下まで延在するように形成することもでき
る。
〔作用〕
上述の液晶表示装置では、フレーム画面を表示するよう
な画素数を有し、奇数行と偶数行に対応する上下2つの
画素が同時に選択されてノンインターレース駆動によっ
て表示される。そして、各隣り合う2つの行X1  と
X2.X3 とX6.・・・・の画素のスイッチングト
ランジスタTrが同一の選択線(13)に共通接続され
るので、選択線(13)の本数は1/2になる。同時に
各選択線(13)間に、即ち選択線を省略した行間(X
2 とX3 間、X4 とX5間・・・・)にその隣り
合う2つの画素に共通な付加容量用の電極配線(14)
が設けられ、この電極配線(14)が設けられた領域に
おいて付加容量O8が形成されることにより、画素の開
口率を変化させずに十分な値の付加容量Csが得られる
。即ち、画素ピッチを縮小化しても十分な値の付加容量
Csが得られる。電極配線(14)には固定電位が与え
られ、付加容量は選択線(13)の負荷にならない。し
たがって高速な動作が可能となり、大画面、高解像度が
可能となる。また付加容量が選択線の負荷容量にならな
いため、垂直スキャナー回路のドライバーが軽くでき、
回路が簡単化される。
付加容量用の電極配線(14)は選択線(13)と同一
の層で形成することができるので、製造工程の追加は必
要としない。
〔実施例〕
通常、液晶表示装置では1フイールドで書き替えしない
とフリッカ−が目立つ。このため、垂直画素数を400
程度有し、1フレーム相当のテレビ信号を表示するよう
な液晶デイスプレィパネルにおいては、液晶の交流駆動
から生じるフリッカ−(15H2)対策のためにフィー
ルドメモリ等を用いて1フイールドに全ての画素を書き
替える。即ちノンインターレース駆動で表示する。この
場合、第5図に示すように画素LCの各列に2本の信号
線(4a) (4b) 〔(4a1) (4bI)、(
4a2) (4b2>、= ・・)を配し、各一方の信
号線(4a)に各列の奇数番目に相当する1つ置きの画
素同士(L C,、、L C,3,・・・・)。
(L C21,L C23,・・・・)、・・・・を共
通接続し、各他方の信号線(4b)に各列の偶数番目に
相当する1つ置きの画素同士(L CI2+  L C
,4,・・・・)(L C22,L C2,、・・・・
)、・・・・を共通接続し、また画素の各行毎に選択線
(3,)、 (32)、 (33)、 (3,)、・・
・・を配する。そして、駆動に際しては奇数行と偶数行
に対応する2つの選択線(3,)と(32)、 (33
)  と(34)、  ・・・・を同時に選択すると共
に、2本の信号線(4a)と(4b)に奇数フィールド
及び偶数フィールドの信号を同時に供給して上下2つの
画素L C,1とL CI2.  L C21とLC2
2,・・・・、LC+aとLC,4゜LC23とLC2
4,・・・・を順次選択表示するような駆動方法が考え
られる。従って、このような駆動方法を採用するときは
、第6図に示すように隣り合う奇数行と偶数行の画素の
選択線を共通化し、1つ置きの行間に対応して選択線(
3a)、 (3b)、・・・・を配することができる。
これによって、選択線の本数を172とすることができ
る。パターンレイアウトを考えたときには、透明の表示
電極間は離さなければならない。本発明では、1つ置き
の行間に対応して選択線を配し、選択線の本数を172
となし、その選択線が省略された他の1つ置きの行間に
付加容量(ストレージ容量)を構成する電極配線を配し
、この電極配線に固定電位を与えるようになす。
以下、第1図乃至第3図を用いて本発明による液晶デイ
スプレィパネルの一例を説明する。なお本例は垂直画素
数が400程度のフレーム画面を表示する液晶デイスプ
レィパネルに適用した場合である。
第1図において、(11) [(11,、)、 (IL
2)、 (11,3)。
(1it4)、  ・・・・、 (112,)、 (1
122)、 (1123)、 (1124)、  ・・
・・〕は画素(液晶セルLC)を構成する例えば■To
(酸化インジウム錫)等よりなる透明の表示電極を示し
、夫々所定間隔を置いてマトリックス配列される。
(12a) (12b) ((12a、) (12b、
)、 (12a2)、 (12b2)、  ・・・・〕
はAj2よりなる信号線であり、表示電極(11)の各
列(Y)  C(Yl)、(Y2)、  ・・・・〕の
間に夫々列(Y)を挟むように2本づつ配される。
(13) ((13a>、 (13b)、 = = )
は表示電極(11)の隣り合う2つの行(XI)と(I
2)ノ間、行(I3)と(X、)の間、・・・・に配さ
れ、夫々両性(Xl)及び(I2)、 (I3)及び(
I4)、  ・・・・を同時に選択する選択線である。
(Tr) C(Trl、)、 (Trl2)、 (T1
3)。
(Trl4)、  −=  −=  (Tr2+)、 
 (Tr22)、  (Tr23)、  (Tr24)
・・・・〕は夫々の表示電極(11,、)、 (IL2
)、 (IL3)。
(11,、)、  ・・・・(112,)、 (112
2)、 (112,)、 (112,)、・・・・即ち
画素L Cz、  L C+2.  L C+3.  
L C14,・・・・L C2,、L C2□、  L
 C23,CL24.  ・・・・を駆動する薄膜トラ
ンジスタによるスイッチングトランジスタで、夫々信号
線(12a) (12b)と選択線(13)との各交点
部分に対応して配される。(14) [(14a)。
(14b)、 (14c)、・・・・〕は表示電極(1
1)の行(Xl)の上側、以下性の隣り合う2つの行(
I2)とくI3)との間、(I4)と(I5)との間、
・・・・に配された該各両性に共通のストレージ容量C
s用の電極配線(以下Cs用電極配線と云う)。本例で
は各C5用電極配線(14)が夫々2つの行間に沿うと
共に、信号線(12a) (12b)  の下にも延長
して形成される。
薄膜トランジスタ(Tr)は、絶縁基板上に第1層の多
結晶シリコン膜又は非晶質シリコン膜等による半導体薄
膜(15)を形成し、この半導体薄膜(15)のゲート
部上に例えば5102等よりなるゲート絶縁膜(16)
を介して第2層の不純物ドープの半導体層例えば不純物
ドープした多結晶シリコン層(19)よりなるゲート電
極(17)を形成し、半導体薄膜(15)のゲート電極
(17)を挟む両頭域をソース領域(18S)  及び
ドレイン領域(180)  として構成される。この薄
膜トランジスタ(Tr)は、少くともゲート部が信号線
(12a) (12b)下に存するように形成される。
この薄膜トランジスタ(Tr)のパターンレイアウトを
第3図りに示す。
各薄膜トランジスタ(Tr)を構成するた酌の半導体薄
膜(15)の形成時に、ドレイン領域(180)  よ
り信号線(12a) (12b)及びCs用電極配線(
13)下に沿うように延長する略T字状の半導体薄膜延
長部(15A)  が一体に形成される。また、ゲート
絶縁膜(16)の形成時に、之と一体に半導体薄膜延長
部(15A>  の全面に延長するゲート絶縁膜延長部
(16A)が同時に形成される。この半導体薄膜(15
)及びゲート絶縁膜(16)のパターンレイアウトを第
3図Aに示す。
ゲート電極(17)に接続される選択線(13)はゲー
ト電極(17)の形成と同時に同じ不純物ドープした多
結晶シリコン(19)にて形成される。このとき、選択
線(13a)  が行(Xl)の各トランジスタTr、
 、。
Tr21. ’rrff、、−、、と、行(I2)の各
トランジスタT rl 21 T r 22+ T r
321 ・・・・の夫々のゲート電極(17)に共通接
続するように形成され、選択線(13kl)  が行(
I3)の各トランジスタTr13. Tr23. Tr
3+、 ”・・と、行(I4)の各トランジスタT r
 I 41 T r 24 +Tr34.・・・・の夫
々のゲート電極(17)に共通接続するように形成され
、選択!(13c) 以下も同様に2つの行のトランジ
スタTr のゲート電極に共通接続するように形成され
る。Cs用電極配線(14)[:(14a)、 (14
b)、 (14c)、 = ・・)はゲート電極(17
)、選択線(13)の形成と同時に、同じ不純物ドープ
の多結晶シリコン(19)によって形成される。このと
き、Cs用電極配線(14a)  は行(xl)の各画
素L Cz、  L C2+、  L C31,・・・
・に対応する各ストレージ容量CS 1 + 、 CS
 21 、 CS 3 + 、・・・・に共通接続する
ように形成され、Cs用電極配線(14b)  は行(
I2)及び(I3)ノ各画素LC12,LC22,LC
32゜・・・及びL C+3.  L C23,L C
!13.  ・・・・に対応する各ストレージ容量C3
I2. C8221C8231・・・・及びCS I 
4 、 CS 2 < 、 CS 34 、・・・・に
共通接続するように形成される。以下の各Cs用電極配
線り14)も同様に行X4  とXS、I6 とI7.
・・・・の各ストレージ容量に共通接続するように形成
される。このCs用電極配線(14)はゲート絶縁膜延
長部(16八)上に形成される。第3図Bはゲート電極
(17)、選択線(13)及びCs用電極配線(14)
を構成する不純物ドープの多結晶シリコン(19)のパ
ターンレイアウトを示す。
画素LCの各列Yl、Y2.・・・・に対応して2本づ
つ配されたAI信号線(12a) (12b)は夫々各
列の一方の1つ置きの画素のトランジスタ同士及び他方
の1つ置きの画素のトランジスタ同士に共通接続される
。即ち、信号線(12a、)は列Y1 の1つ置きの画
素L Cz、  L C+3.  L CIS、  ・
・・・のトランジスタTr++、 Tr+s、 Trl
s、 ++ ++の各ソース領域(18S)に共通接続
して形成され、信号線(12b、)は他の1つ置きの画
素L C+2.  L CI4.  L CIB、  
・・・・のトランジスタTr、□、 Try4. Tr
161・・・・のソース領域(18S)  に共通接続
される。信号線(12a2)は列Y2の1つ置きの画素
L C21,L C23,L C25,・・・・ノトラ
ンジスタTr2+、 Tr2s、 Tr25. ・’ 
”のソース領域(18S)  に共通接続され、信号線
(12b2)は他の1つ置きの画素L C22,L C
24,L C2S、  ・・・・のトランジスタTr2
2. Tr24.Tr2e+・・・・のソース領域(1
8S)  に共通接続される。以下の各信号線(12a
)(12b)  も同時にして形成される。(20)は
各対応する信号線(12a) (12b)とソース領域
(18S) CDコンタクト部を示す。第3図Cは信号
線(12a) (12b)のパターンレイアウトを示す
各表示電極(11)はIT○で形成され、一部が対応す
るトランジスタ (Tr)のドレイン領域(180)に
接続される。このとき表示電極(11)はドレイン領域
(180)  のコンタクト部(21)にA1電極(2
2)を介して接続される。各画素LCのストレージ容量
Cs は、トランジスタTr の半導体薄膜(15)よ
り延長した第1層の半導体薄膜延長部(15A)  と
、ゲート絶縁膜延長部(16A)  と、第2層の不純
物ドープの多結晶シリコン(19)よりなるCs用電極
配線(14)とにより構成される。Cs用電極配線(1
4)には固定電位が与えられる。
内因示せざるも、かかる薄膜トランジスタ(Tr)、ス
トレージ容量C9及び表示電極(11)が形成された透
明の絶縁基板に対向して内面全面に透明電極が形成され
た透明の絶縁基板が配され、側基板間に液晶が充填され
て目的の液晶デイスプレィパネルが構成される。
上述の液晶デイスプレィパネルはフィールドメモリ等を
用い奇数と偶数の2つの行X、とX2.X3とX4.・
・・・に対応する夫々の上下2つの画素LCとL C+
2.  L C2+と02□、・・・・を同時に選択し
て所謂ノンインターレース駆動によってフレーム相当の
テレビ画像を表示するようになされる。そして、この液
晶デイスプレィパネルによれば、2つの行X1  とX
2.X3 とx2.・・・・の選択線を夫々1つの選択
線(13a)、 (13b)、・・・・によって共通化
し、これによって省略された行X1  の上側、2つの
行X2 とx3 の間、X、とX、の間、・・・・に夫
々共通のCs用電極配線(14) [:(14a)、 
(14b)、 (14c)、 ・・・・〕を配し、この
Cs用電極配線(14)と各画素に対応する半導体薄膜
延長部(15A)  とゲート絶縁膜延長部(16A)
  との間でストレージ容iCsを形成するようになし
たことにより、高解像度化した場合にも十分なCs容量
値を得ることができる。そして、このストレージ容量C
s は表示電極(11)の各行間に形成され、更に容量
Csをかせぐ場合にも信号線下に延長して形成されるの
で画素の開口率を損なうことがない。
また、Cs用電極配線(14)には固定電位が与えられ
るのでストレージ容量Cs は選択線(13)の負荷と
ならない。従って、高速な動作が可能となり、大画面、
高解像度化が可能となる。さらに垂直スキャナー回路の
ドライバーを軽くでき、回路を簡易化することができる
また、ストレージ容量Csを構成する各Cs用電極配線
(14)、ゲート絶縁膜延長部(16A)及び半導体薄
膜延長部(15A)  は夫々ゲート電極(17)、ゲ
ート絶縁膜(16)及びトランジスタTr の半導体薄
膜(15)の形成と同時に形成される。したがって、製
造プロセスを追加することなくストレージ容量Csを形
成することができる。
2画素を同時に駆動するために選択線が共通化できるが
、その結果生じたすき間に比較的厚い不純物ドープの多
結晶シリコンで形成された遮光性を有するCs用電極配
線(14)が形成されるので表示時にバックライトが上
記すき間を通過しないのでコントラストの低下を防ぐこ
とができる。なお、Cs用電極配線(14)を不純物ド
ープの多結晶シリコンにより形成したが、コントラスト
の点からは、その他のAI等の遮光性を有する材料で形
成することができる。
第4図は本発明の他の例を示す。同図は1画素に相当す
る領域のみを示す。液晶デイスプレィパネルでは選択線
に選択信号が与えられ、その選択期間で信号線よりの画
像信号を液晶セルに加えるため、スイッチングトランジ
スタである薄膜トランジスタのオン抵抗を下げなければ
ならない。しかし、通常用いられる非晶質シリコンや多
結晶シリコンの薄膜トランジスタではその低い移動度の
ために、例えば第7図に示すようにチャンネル幅Wをチ
ャンネル長しの比W/Lの値を大きくして薄膜トランジ
スタのオン抵抗を下げている。従って薄膜トランジスタ
の面積が画素部の面積に入り込むため、画素の開口率が
下がってしまう。第4図はこの点を改善したものである
超薄膜トランジスタ等の高い移動度を有する薄膜トラン
ジスタの場合、そのオン抵抗を下げてもW/Lは小さく
ても良く、トランジスタを細長い形に形成できる。従っ
て、第4図に示すように信号線(12)及び選択線(1
3)を直線状に形成し、選択線(13)と信号線(12
)に囲まれた四角形領域と之に連続して一部信号線(1
2)下に入り込むような形状の表示電極(11)を形成
し、信号線(12)と選択線(13)の交点の下にW/
Lの小さい、細長い形の超薄膜トランジスタ等の高い移
動度を有する薄膜トランジスタ(31〉を形成する。こ
の様に、高移動度を有する超薄膜トランジスタを液晶デ
イスプレィパネルのスイッチングトランジスタに用いる
ことにより、そのトランジスタを形成する第1層の半導
体薄膜を信号線(12)の下に設けて選択線(13)を
直線状に形成することができ、設計ルールの許す限り画
素の開口率を向上することができる。この構成は高解像
度化に伴って画素面積が縮小化されていくに従って有効
となる。
この第4図の構成は第1図の液晶デイスプレィパネルに
適用できる。
〔発明の効果〕
本発明の液晶表示装置によれば、マトリックス配列され
た画素においてその奇数と偶数の隣り合う2つの行の選
択線を共通にし、各列の上下2つの画素を同時に表示で
きるように構成されるので、■フレーム相当の画像表示
が可能となる。そして、選択線の共通化で選択線の省略
された行間に固定電位が与えられるCs用電極配線が配
されるので、高解像度にした場合にも十分な容量値の付
加容量Csが構成でき、液晶表示装置の画質を向上させ
ることができる。また、付加容量に接続されるCs用電
極配線には固定電位が与えられるので、この付加容量が
選択線の負荷とならず、従って高速動作が可能となる。
従って大画面、高解像度の液晶表示装置を提供できる。
さらにCs用電極配線は選択線と同時に形成できるので
製造プロセスを追加する必要がなく、歩留り、コスト面
で有利となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による液晶表示装置の一例を示す平面図
、第2図はその等価回路図、第3図Aは第1層の半導体
薄膜とゲート絶縁膜のパターンレイアウト図、第3図B
は選択線とCs用電極配線のパターンレイアウト図、第
3図Cは信号線のパターンレイアウト図、第3図りは薄
膜トランジスタのパターンレイアウト図、第4図は本発
明の他の例を示す1画素の平面図、第5図及び第6図は
夫々本発明の説明に供する液晶表示装置の等価回路図、
第7図は従来の液晶表示装置の1画素の平面図、第8図
はその等価回路図である。 LCは画素(液晶セル)、C8はストレージ容量、(2
) (Tr)は薄膜トランジスタによるスイッチングト
ランジスタ、(11)は表示電極、(12) ((12
a、)(12b、)、 (12a2) (12b2)、
 = =は〕信号線、(13)C(13a) (13b
)、  =−rはCs用電極配線、(14)同 松  隈  秀 盛

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 夫々スイッチングトランジスタ及び付加容量を有する複
    数の画素がマトリックス配列されてなる液晶表示装置に
    おいて、 上記各隣り合う2つの行の画素のスイッチングトランジ
    スタが同一の選択線に共通接続され、上記各列の互いに
    異なる1つ置きの画素のスイッチングトランジスタが夫
    々に同一の信号線に共通接続され、 上記各選択線の間に、上記他の各隣り合う2つの画素に
    共通な付加容量用の電極配線が設けられて成る液晶表示
    装置。
JP63331341A 1988-12-28 1988-12-28 液晶表示装置 Pending JPH02176724A (ja)

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