JPH0350528A - 液晶表示装置用アクティブマトリクス基板 - Google Patents

液晶表示装置用アクティブマトリクス基板

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JPH0350528A
JPH0350528A JP1186748A JP18674889A JPH0350528A JP H0350528 A JPH0350528 A JP H0350528A JP 1186748 A JP1186748 A JP 1186748A JP 18674889 A JP18674889 A JP 18674889A JP H0350528 A JPH0350528 A JP H0350528A
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JP
Japan
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channel
liquid crystal
crystal display
display device
active matrix
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Pending
Application number
JP1186748A
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English (en)
Inventor
Mikio Sakamoto
幹雄 坂本
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH0350528A publication Critical patent/JPH0350528A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL 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
    • G02F1/00—Devices 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
    • G02F1/01—Devices 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 
    • G02F1/13—Devices 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
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/13624—Active matrix addressed cells having more than one switching element per pixel
    • G02F1/136245—Active matrix addressed cells having more than one switching element per pixel having complementary transistors

Landscapes

  • Liquid Crystal (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、アクティブ素子を有する液晶表示装置用アク
ティブマトリクス基板に関する。
〔従来の技術〕
近年、CRTにかわる小型,薄型,軽量な表示装置とし
て液晶パネルを利用したテレビやプロジェクタの開発が
盛んである.特にスイッチング■・ランジスタやスイッ
チングダイオード等の半4体を用いたアクティブ素子を
各画素毎に設けた液晶パネルで高画質化を狙ったアクテ
ィブマトリクス液晶表示装置の開発が活発である.この
様な液晶表示装置は、液晶を2枚の基板ではさんだi造
で、一方は前記アクティブ素子をマトリクス状に形成し
たアクティブマトリクス基板、他方は少なくとも例えば
ガラス基板上全面に透明電極を形戒してなる対向基板か
ら構成されている。
この様な液晶表示装置用アクティブマトリクス基板の模
式的平面図を第2図に示す.この例ではアクティブ素子
としてスイッチングトランジスタ201を用いている。
スイッチングトランジスタ201としては、単結晶シリ
コン(c−Si)ウェハーに上に形成したMOSトラン
ジスタ、ガラス基板や石英基板等の透明基板上に形成し
た薄膜半導体を利用したアモルファスシリコン(a−S
i)やポリシリコン(p−Si)の薄膜トランジスタ(
TPT)が使用されている,MOS}ランジスタの場合
、基板となるウェハーが不透明なc−Siであるため画
素電極104がアルミ電極等の反射型として、又d−S
iやp−SLのTPTの場合、ガラス基板や石英基板等
の透明基板が使用できるため画素電極104を透明電極
のITOとした透過型として液晶パネルが構成されるの
が一般的である.駆動方法の概略としては、第2図に示
した水平駆動回路105内に外部から入力された映像信
号が1ライン分サンプルホールドされ、この時垂直駆動
回路106から出力されたパルスにより1ライン分のス
イッチングトランジスタ201がオンとなり信号が走査
されたラインに書き込まれる.以下順次走査され1フレ
ームで1画素が書き込まれる.スイッチングトランジス
タ201がオフしている時、すでに書き込まれた信号は
各画素電極104に蓄積されており、次のフレームで書
き換えられる.従って一般的に、水平駆動回路105は
サンプルホールド回路、垂直駆動回路106はシフトレ
ジスタ回路から構成されている.またこの様な回路はア
クティブ素子と同時に、同じ基板上に形成される場合も
あるし、また別途ICチップの形で図示していないが実
装基板上にハイブリッド的に搭載され、ワイヤボンディ
ングやTAB等で接続されている場合等がある. 第3図,第4図を用いて各画素電極104に書き込まれ
る電位を説明する。第3図は、液晶パネルとした時の1
画素の等価回路を、第4図は第3図の各点の電位を示し
たものである。スイッチングトランジスタ201のゲー
ト301にゲート電位VGが加わりハイレベルでオンす
ると、ドレイン302に印加された信号電位がソース(
画素電極〉303に加わり、対向電極304に印加され
た対向電位との電位差の大小により液晶をオンオフさせ
、従って光のオンオフを行う.ゲート電位VGがロウレ
ベルに戻るとソースの画素電位はそのまま保持される.
一般的に液晶に直流電圧を印加すると劣化するため、第
4図に示す様に信号ゼ位は、1フィード毎に対向電位に
対し交流的に加える方法がとられている.次に画素電位
の詳細について説明する.理想的には、ドレイン302
に印加された信号電位がそのまま加わるが、実際にはス
イッチングトランジスタ201のソース〜ゲート寄生容
量Csa305を通したフイードスルーの影響を受ける
.このフイードスルーは、スイッチングトランジスタ2
01がオフした時に働き、いずれの場合も画素電位をマ
イナス側に引っぱる.このため交流信号電位に対し奇数
フレームと偶数フレームではその電位形状を異にする.
この時対向電位は奇数フレームと偶数フレームで液晶に
加わる電位差を同じとする様にフイードスルー分マイナ
ス側に調整する.これを行なわないと30Hzのフリッ
カが発生し画面のちらつきとなる.フィードスルーの量
は、 以下余白 ゲート電位振幅 で表わされる.例えば100μm角の画素を考え、妥当
な値ゲート電位振幅20V,CLc=50fF,Cso
=15fFを挿入するとフィードスルーは約4V以上に
もなる. 〔発明が解決しようとする課題〕 ところで液晶パネルの2枚の基板ではさまれた液晶層厚
は一般的には5〜lOμmと薄いため、場所により厚さ
ムラを発生する.この厚さムラはコントラストの低下を
発生させるが、±10%程度であるならそれ程問題でも
なくまた生産性,歩留り等の点からも上記値を許容して
いる.ところがもう1つこの厚さムラは、液晶容JI 
C LC3 0 6のばらつきとなり従って前述した様
にフイードスルーがばらつく事になる.例えば前記値で
計算すると約IV近くなる.従って第4図に示した様に
フィードスルーのばらつきは、対向電位のばらつきとな
り、どちらか一方に合わせれば片方でフリッカが発生し
てしまう.つまり、液晶層厚のムラがそのまま画面ちら
つきのばらつきとなって画質劣化となってしまう.さら
にスイッチングトランジスタ201のソース〜ゲート寄
生容量05G305もアクティブマトリクス基板内でば
らつく事が予想されさらに画質劣化を促進する.特にこ
のソース〜ゲート奇数容量Cse305のばらつきは基
板内よりパネル間で大きく問題となるため、パネル間で
の対向電位の調整という工数増が必ず必要になってくる
. 本発明の目的は、この様な従来の欠点を取り除いた高性
能な液晶表示装置用アクティブマトリクス基板を提供す
る事にある. 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置用ア
クティブマトリクス基板は、基板上にマトリクス状に形
戒された半導体アクティブ素子、該アクティブ素子に一
対一に接続された画素電極、該画素電極に前記アクティ
ブ素子を通じ信号を制御及び印加するためのマトリクス
配線から少なくとも構成された液晶表示装置用アクティ
ブマトリクス基板において、前記半導体アクティブ素子
がnチャネルとpチャネル両トランジスタがらなるCM
OS構成のトランスファーゲートとなっている. 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る. 第1図は、本発明の一実施例を説明するための液晶表示
装置用アクティブマトリクス基板の模式的平面図である
.第1図において例えば図示していないがc−SLウェ
ハー上に通常のシリコンLSIプロセスにおけるCMO
S技術により各画素毎にnチャネルトランジスタ101
とpチャネルトランジスタ102の抱き合わせによるC
MOSトランスファーゲートをアクティブ素子として形
成する.このCMOSプロセスは、nウエル楕造であろ
うとpウェル楕造であろうとダブルウエル構造であろう
と特に限定は無い.このトランスファーゲート製作時に
、同時に各画素毎にCMOSインバータ103も形戒し
ておく。これらのトランジスタに要求される性能は1ラ
イン走査時間つまり動画対応で1フレーム1 6ms 
e cを水平ライン数で割った値で、例えばNTSC対
応525本とすれば1 6 m s e c / 5 
2 5Σ30μsecと遅い.従ってトランジスタの寸
法は、製造プロセスで制限される程度まで極力小さくで
きる. 本実施例の場合、c−Siウェハーを用いたMoSトラ
ンジスタで説明しているため、液晶パネルとしては反射
型の場合として取扱う.従って画素電極104は、水平
駆動回路105からの映像信号供給ラインと同じアルミ
電極で構成する事で液晶表示用アクティブマトリクス基
板が完成する.この時、本発明では前記CMOSトラン
スファーゲートのnチャネルトランジスタ101とpチ
ャネルトランジスタ102の寸法つまりチャネル長やチ
ャネル幅を同一寸法で構成している.チャネル長とチャ
ネル幅を等しくした場合、両チャネルトランジスタの持
つソース〜ゲート寄生容量を等しくしているのと同等と
なる.従ってこのCMOSトランスファーゲートがオフ
する時の画素電極104のフィードスルーは、両ゲート
に加わるゲートパルスが反転しているため打ち消し合っ
てほとんど発生しない.従って従来技術で問題となって
いたフィードスルーのばらつきだけでなくフィードスル
ーそのものも発生しない構或となっている.通常CMO
S}−ランスファーゲートは、nチャネルトランジスタ
101とpチャネルトランジスタ102の性能を合わせ
るためと集積度を上げるためにnチャネルトランジスタ
101の寸法つまりチャネル長とチャネル幅の比をpチ
ャネルトランジスタ102に比べ移動度の大きい分だけ
小さくしている.ところが液晶パネル用アクティブ素子
としては先に述べた様に速度的には早くないため性能と
集積度は、nチャネルトランジスタ101とpチャネル
トランジスタ102の寸法比にはほとんど無関係になっ
ている。このため、本発明の構成でも特に問題とならな
い。
本実施例では、c−Siウエハーを用いた反射型タイプ
の液晶表示装置用アクティブマドリクス基板で説明した
が、これに限らずガラス基板や石英基板等の透明基板を
用いたa−Siやp−SiTPTアクティブ素子の場合
であってもその効果は同じてある. また本実施例では各画素毎にインバータ103を設ける
構成で説明しているが、垂直駆動回路106が各ライン
毎へこの出力端子を持っていれば、このインバータ10
3は不要である.但し、この場合水平ラインの数がnチ
ャネルトランジスタ101制御用とpチャネルトランジ
スタ102制御用と2倍になる。
なお、水平駆動回路,垂直駆動回路は従来と変らないの
で詳しい説明は省略する。
〔発明の効果〕
以上説明した様に、本発明の液晶表示装置用アクティブ
マトリクス基板によれば、アクティブ素子にCMS楕戒
のトランスファーゲートを用いしかもnチャネルトラン
ジスタ101とpチャネルトランジスタ102の寸法比
を同じにするという構成をとるため、液晶セル厚のばら
つきや寄生容量のばらつきによる画面ちらつきをほとん
ど無くす事ができ良好な表示画面を得る事が可能となる
.またフィードスルーそのものを発生しないためパネル
毎にフリッカを発生しない様に対向電極の電位を調整す
るという工数負担はなくなりコスト低減にもつながる.
【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液晶表示
装置用アクティブマトリクス基板の模式的平面図、第.
2図は従来例を説明するための液晶表示装置用アクティ
ブマトリクス基板の模式的平面図、第3図は従来例を説
明するための1画素の等価回路、第4図は第3図の各点
の模式的電位波形図である.

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基板上にマトリクス状に形成された半導体アクティブ素
    子、該アクティブ素子に一対一に接続された画素電極、
    該画素電極に前記アクティブ素子を通じ信号を制御及び
    印加するためのマトリクス配線から少なくとも構成され
    た液晶表示装置用アクティブマトリクス基板において、
    前記半導体アクティブ素子がnチャネルとpチャネル両
    トランジスタからなるCMOS構成のトランスファーゲ
    ートである事を特徴とする液晶表示装置用アクティブマ
    トリクス基板。
JP1186748A 1989-07-18 1989-07-18 液晶表示装置用アクティブマトリクス基板 Pending JPH0350528A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0414091A (ja) * 1990-05-07 1992-01-20 Fujitsu Ltd アクティブマトリクス型表示装置及びその制御方法
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