JPH0820642B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPH0820642B2 JPH0820642B2 JP21578689A JP21578689A JPH0820642B2 JP H0820642 B2 JPH0820642 B2 JP H0820642B2 JP 21578689 A JP21578689 A JP 21578689A JP 21578689 A JP21578689 A JP 21578689A JP H0820642 B2 JPH0820642 B2 JP H0820642B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は液晶表示装置に関する。さらに詳しくは、
カメラの高精細ファインダ表示やテレビジョンなどの投
影型表示に要求される、表示明度を向上した高精細マト
リックス型液晶表示を可能とする液晶表示装置の改良に
関する。
カメラの高精細ファインダ表示やテレビジョンなどの投
影型表示に要求される、表示明度を向上した高精細マト
リックス型液晶表示を可能とする液晶表示装置の改良に
関する。
（ロ）従来の技術 従来から、液晶の電気光学効果を画素表示に利用した
表示装置としてマトリックス型液晶表示装置が開発され
ている。この液晶表示装置は、基本的には、ドット・マ
トリックス状に多数配列された多数の画素電極と、該画
素電極と対向する対向電極との間に印加された電圧に応
じて入射光を光学変調する液晶層とからなる。
表示装置としてマトリックス型液晶表示装置が開発され
ている。この液晶表示装置は、基本的には、ドット・マ
トリックス状に多数配列された多数の画素電極と、該画
素電極と対向する対向電極との間に印加された電圧に応
じて入射光を光学変調する液晶層とからなる。
かかるマトリックス型液晶表示装置の動作モードに
は、前記液晶層として封入する液晶の種類あるいは電気
光学的性質の差異に応じて、ツイステッドネマティック
（TN）モード、スーパーツイステッドネマティック（ST
N）モード、ゲスト・ホスト（GH）モード、ダイナミッ
クスキャッタリング（DS）モード、相転移モードなどの
多くのモードが開発されている。また、それらの液晶層
と画素電極とからなる個々の表示画素を個別に制御する
方法に関しても、（１）単純マトリックス方式、（２）
多重マトリックス方式、（３）非線形二端子素子（例え
ば、ダイオード）を付加した方式、（４）スイッチング
三端子素子［例えば、薄膜トランジスタ（TFT）］を付
加したTFTアクティブマトリックス方式ながある。
は、前記液晶層として封入する液晶の種類あるいは電気
光学的性質の差異に応じて、ツイステッドネマティック
（TN）モード、スーパーツイステッドネマティック（ST
N）モード、ゲスト・ホスト（GH）モード、ダイナミッ
クスキャッタリング（DS）モード、相転移モードなどの
多くのモードが開発されている。また、それらの液晶層
と画素電極とからなる個々の表示画素を個別に制御する
方法に関しても、（１）単純マトリックス方式、（２）
多重マトリックス方式、（３）非線形二端子素子（例え
ば、ダイオード）を付加した方式、（４）スイッチング
三端子素子［例えば、薄膜トランジスタ（TFT）］を付
加したTFTアクティブマトリックス方式ながある。
これらのうち、DSモード、［G.H.Heilmeier他:Proc I
EEE 56 1162（1968）］やホワイト・テーラ型GHモード
［D.L.White他:J.Appl.Phys.45 4718（1974）］、コレ
ステリック−ネマティック相転移モード［J.J.Wysocki
他:Proc.SID 13/2 115（1980）］等の動作モードと、TF
Tアクティブマトリックス方式なる表示方式とを組合せ
た液晶表示装置は、偏向フィルタを用いる必要がなく、
表示明度の向上が図れるものである。
EEE 56 1162（1968）］やホワイト・テーラ型GHモード
［D.L.White他:J.Appl.Phys.45 4718（1974）］、コレ
ステリック−ネマティック相転移モード［J.J.Wysocki
他:Proc.SID 13/2 115（1980）］等の動作モードと、TF
Tアクティブマトリックス方式なる表示方式とを組合せ
た液晶表示装置は、偏向フィルタを用いる必要がなく、
表示明度の向上が図れるものである。
そしてこの組合せによる液晶表示装置においては、第
４図に示すように、TFTのドレイン電極に接続される画
素電極（C2）と並列に、いわゆる信号蓄積キャパシタ
（C1）を設けると共に、このキャパシタ（C1）の容量を
大きくして、電荷保持機能の改良が図られている。
４図に示すように、TFTのドレイン電極に接続される画
素電極（C2）と並列に、いわゆる信号蓄積キャパシタ
（C1）を設けると共に、このキャパシタ（C1）の容量を
大きくして、電荷保持機能の改良が図られている。
しかしながら、このような信号蓄積キャパシタを用い
ても原理的に電荷保持機能の低下防止には限界があり、
また、高集積化されたマトリックス表示装置において、
充分な電気容量の信号蓄積キャパシタを多数のTFT毎に
設けるのは、ソースドライバー，ソースバスラインやス
イッチングTFTに対する負荷を増すと共に、面積的制約
や製造技術面で困難であった。
ても原理的に電荷保持機能の低下防止には限界があり、
また、高集積化されたマトリックス表示装置において、
充分な電気容量の信号蓄積キャパシタを多数のTFT毎に
設けるのは、ソースドライバー，ソースバスラインやス
イッチングTFTに対する負荷を増すと共に、面積的制約
や製造技術面で困難であった。
上記問題点を解決するものとして、本願出願人等は先
に、ことに比抵抗が小さな液晶層を使用した場合におい
てもそこでの放電による表示動作への悪影響を防止で
き、それにより偏光フィルターを用いない高い表示明度
を実現できる新しいTFTアクティブマトリトックス方式
の液晶表示装置を出願している（特願平1-95581号）。
に、ことに比抵抗が小さな液晶層を使用した場合におい
てもそこでの放電による表示動作への悪影響を防止で
き、それにより偏光フィルターを用いない高い表示明度
を実現できる新しいTFTアクティブマトリトックス方式
の液晶表示装置を出願している（特願平1-95581号）。
（ハ）発明が解決しようとする課題 この発明は、上記出願の液晶表示装置を更に改良し
て、中間調を含む画像を表示するのに好適な駆動方式を
有するTFTアクティブマトリックス方式の液晶表示装置
を提供しようとするものである。
て、中間調を含む画像を表示するのに好適な駆動方式を
有するTFTアクティブマトリックス方式の液晶表示装置
を提供しようとするものである。
（ニ）課題を解決するための手段 かくしてこの発明によれば、（ａ）Ｘ−Ｙマトリック
ス状に配設された電極ラインと、（ｂ）ソース、ドレイ
ン、ゲートを有し、このソースが上記電極ラインＸに、
ゲートが電極ラインＹに各々接続された多数の第１のス
イッチング三端子素子と、（ｃ）上記第１の各スイッチ
ング三端子素子に対応する多数の画素電極と、液晶駆動
用電源に接続される対向電極との間に液晶層を配置して
なり、該スイッチング三端子素子のドレイン出力に基づ
いてマトリックス表示動作を行う液晶表示部を備えてな
り、（ｄ）ソースが上記画素電極に接続され、ドレイン
が液晶表示部のインピーダンスと略等しいインピーダン
スを有するダミー負荷を介して共通ラインに接続された
第２スイッチング三端子素子を備え、前記第１のスイッ
チング三端子素子のドレインを信号蓄積キャパシタを介
してアースラインまたは隣接するゲートラインに接続し
かつ上記第２のスイッチング三端子素子のゲートに接続
構成し、（ｅ）前記対向電極と前記共通ラインに互いに
逆相の交流電圧を印加しうるよう構成されてなる液晶表
示装置が提供される。
ス状に配設された電極ラインと、（ｂ）ソース、ドレイ
ン、ゲートを有し、このソースが上記電極ラインＸに、
ゲートが電極ラインＹに各々接続された多数の第１のス
イッチング三端子素子と、（ｃ）上記第１の各スイッチ
ング三端子素子に対応する多数の画素電極と、液晶駆動
用電源に接続される対向電極との間に液晶層を配置して
なり、該スイッチング三端子素子のドレイン出力に基づ
いてマトリックス表示動作を行う液晶表示部を備えてな
り、（ｄ）ソースが上記画素電極に接続され、ドレイン
が液晶表示部のインピーダンスと略等しいインピーダン
スを有するダミー負荷を介して共通ラインに接続された
第２スイッチング三端子素子を備え、前記第１のスイッ
チング三端子素子のドレインを信号蓄積キャパシタを介
してアースラインまたは隣接するゲートラインに接続し
かつ上記第２のスイッチング三端子素子のゲートに接続
構成し、（ｅ）前記対向電極と前記共通ラインに互いに
逆相の交流電圧を印加しうるよう構成されてなる液晶表
示装置が提供される。
すなわちこの発明は、各画素毎に薄膜トランジスタと
信号蓄積キャパシタにより構成されるサンプルホールド
回路を備え、かつ液晶層に直流成分の印加されない新規
な駆動方式を有する液晶表示装置であることを特徴とす
る。
信号蓄積キャパシタにより構成されるサンプルホールド
回路を備え、かつ液晶層に直流成分の印加されない新規
な駆動方式を有する液晶表示装置であることを特徴とす
る。
なお、一般の電界効果型トランジスタにおいては、キ
ャリアの供給側の電極をソースと呼び、キャリアの掃き
出し側をドレインと呼ぶ習慣となっているが、この発明
の液晶表示装置における薄膜トランジスタではソースと
ドレインの構造は、後述するごとく対称的でありチャン
ネル間には双方向に電流を流すので、前述の習慣では区
別できない。そこで以下の説明では信号又は駆動電圧の
供給源に近い方をソースと呼び、他方をドレインと呼ぶ
ことにする。
ャリアの供給側の電極をソースと呼び、キャリアの掃き
出し側をドレインと呼ぶ習慣となっているが、この発明
の液晶表示装置における薄膜トランジスタではソースと
ドレインの構造は、後述するごとく対称的でありチャン
ネル間には双方向に電流を流すので、前述の習慣では区
別できない。そこで以下の説明では信号又は駆動電圧の
供給源に近い方をソースと呼び、他方をドレインと呼ぶ
ことにする。
この発明の液晶表示装置（以下、この発明の装置とい
う）は、ことに前述したDSモード、GHモード、コレステ
リック−ネマティック相転移モード等のように、偏光フ
ィルターを用いずかつ液晶層としてイオン性不純物を含
む低比抵抗のものを用いてその光吸収や光散乱特性につ
いての液晶電気光学効果を表示に利用する動作モードと
組合わせた場合に最も有効であり、プロジェクション
（投影）型の液晶表示装置に組合わせるのがさらに一つ
の好ましい態様である。
う）は、ことに前述したDSモード、GHモード、コレステ
リック−ネマティック相転移モード等のように、偏光フ
ィルターを用いずかつ液晶層としてイオン性不純物を含
む低比抵抗のものを用いてその光吸収や光散乱特性につ
いての液晶電気光学効果を表示に利用する動作モードと
組合わせた場合に最も有効であり、プロジェクション
（投影）型の液晶表示装置に組合わせるのがさらに一つ
の好ましい態様である。
とくにこの発明の装置によれば、従来よりも導電性の
高い液晶層、ことに109Ωｍ以下の低比抵抗の液晶層を
用いた場合においても、放電による表示動作への悪影響
を防止できるものである。従ってこの発明においては、
109Ωｍ以下の低比抵抗の液晶層を用いるのが好ましい
態様である。
高い液晶層、ことに109Ωｍ以下の低比抵抗の液晶層を
用いた場合においても、放電による表示動作への悪影響
を防止できるものである。従ってこの発明においては、
109Ωｍ以下の低比抵抗の液晶層を用いるのが好ましい
態様である。
この発明の装置において、電極ラインの材料として
は、ITO,Al,Ti,Ni,W,Mo,Cr,p-Si（n+）（多結晶シリコ
ン）等の一般的配線材料を用いることができ、電極ライ
ンの交差部にはSiOx,SiNx,Ta2O5,Al2O3等の絶縁膜が用
いられて短絡が防止される。
は、ITO,Al,Ti,Ni,W,Mo,Cr,p-Si（n+）（多結晶シリコ
ン）等の一般的配線材料を用いることができ、電極ライ
ンの交差部にはSiOx,SiNx,Ta2O5,Al2O3等の絶縁膜が用
いられて短絡が防止される。
この発明の装置において、第１及び第２のスイッチン
グ三端子素子としては例えば薄膜トランジスタ（TFT）
が適しており、信号蓄積キャパシタとしても通常のアク
ティブマトリックス方式に用いられるコンデンサ素子を
適用することができる。例えば、第１及び第２のスイッ
チング三端子素子としてはa-Si（アモルファスシリコ
ン）,p-Si,Si結晶,CdSe,GaAs,GaP等からなるTFTを用い
ることができる。また、Si基板を用いたいわゆるMOS型
トランジスタアレイも反射型装置用として適用可能であ
る。信号蓄積キャパシタとしては上記配線材料と同様な
導電体を電極とし絶縁体として上記交差部絶縁材料と同
様の材料を用いて形成したものが適している。但し、信
号蓄積キャパシタのもう一方の電極はアースラインに接
続する代わりに、隣接するゲート電極に接続しても良
い。また信号蓄積キャパシタは、上記第１のスイッチン
グ三端子素子と別個の素子として設けられてなくてもよ
く、この第１のスイッチング三端子素子の内在するコン
デンサ成分を利用したもの、すなわちその浮遊容量を利
用したものであってもよい。
グ三端子素子としては例えば薄膜トランジスタ（TFT）
が適しており、信号蓄積キャパシタとしても通常のアク
ティブマトリックス方式に用いられるコンデンサ素子を
適用することができる。例えば、第１及び第２のスイッ
チング三端子素子としてはa-Si（アモルファスシリコ
ン）,p-Si,Si結晶,CdSe,GaAs,GaP等からなるTFTを用い
ることができる。また、Si基板を用いたいわゆるMOS型
トランジスタアレイも反射型装置用として適用可能であ
る。信号蓄積キャパシタとしては上記配線材料と同様な
導電体を電極とし絶縁体として上記交差部絶縁材料と同
様の材料を用いて形成したものが適している。但し、信
号蓄積キャパシタのもう一方の電極はアースラインに接
続する代わりに、隣接するゲート電極に接続しても良
い。また信号蓄積キャパシタは、上記第１のスイッチン
グ三端子素子と別個の素子として設けられてなくてもよ
く、この第１のスイッチング三端子素子の内在するコン
デンサ成分を利用したもの、すなわちその浮遊容量を利
用したものであってもよい。
なお、例えば上記TFTの形成は、特開昭58-147069号に
記載された手法に準じて行うことができる。
記載された手法に準じて行うことができる。
また、液晶表示部を構成する画素電極や対向電極には
少なくとも一方が透明の電極（例えばITOと略称されるS
nO2がドープされたIn2O3膜やNESAという商品名で知られ
ているSnO2膜）等が用いられ、いわゆる反射型表示装置
とする場合には他方はAl,Au等の金属電極が用いられ
る。
少なくとも一方が透明の電極（例えばITOと略称されるS
nO2がドープされたIn2O3膜やNESAという商品名で知られ
ているSnO2膜）等が用いられ、いわゆる反射型表示装置
とする場合には他方はAl,Au等の金属電極が用いられ
る。
この発明の装置の液晶表示部において、液晶層はイオ
ン性不純物を含む低比抵抗のものから構成されていても
何等支障はなく、この構成は動作モードに応じて適宜選
択される。例えばDSモードを適用する場合には、中性、
又は弱い正の誘電異方性若しくは弱い負の誘電異方性を
有したネマティック化合物及びイオン性不純物が用いら
れる。該ネマティック化合物としては、例えば、 及び／又は （式中、R,R′は各々独立してC3〜C8のアルキル基;Xは
水素原子またはフッ素原子）等が挙げられる。上記液晶
層にはこれらのネマティック化合物を含有しかつ系全体
としては負の誘電異方性を有し正の導電率異方性を有す
る混合液晶組成物として用いることが好ましい。一方、
イオン性不純物としては、 （式中、ｍは１〜16の整数、R1,R2は水素原子、メチル
基又はベンジル基）等の化合物（峰崎他：応物学会（19
79）春期講演会30P-B-13）が好適なものとして挙げられ
る。
ン性不純物を含む低比抵抗のものから構成されていても
何等支障はなく、この構成は動作モードに応じて適宜選
択される。例えばDSモードを適用する場合には、中性、
又は弱い正の誘電異方性若しくは弱い負の誘電異方性を
有したネマティック化合物及びイオン性不純物が用いら
れる。該ネマティック化合物としては、例えば、 及び／又は （式中、R,R′は各々独立してC3〜C8のアルキル基;Xは
水素原子またはフッ素原子）等が挙げられる。上記液晶
層にはこれらのネマティック化合物を含有しかつ系全体
としては負の誘電異方性を有し正の導電率異方性を有す
る混合液晶組成物として用いることが好ましい。一方、
イオン性不純物としては、 （式中、ｍは１〜16の整数、R1,R2は水素原子、メチル
基又はベンジル基）等の化合物（峰崎他：応物学会（19
79）春期講演会30P-B-13）が好適なものとして挙げられ
る。
また、ホワイトテーラ型GHモードの場合には、正の誘
電異方性を有するコレステリック液晶化合物や正の誘電
異方性を有したネマティック液晶化合物と光学活性化合
物とからなるものが挙げられる。またこのモードの場合
には、用いる二色性染料として、T.Uchidaらの文献［T.
Uchida他;Mol.Cryst and Liq.Cryst.63 19（1981）］に
記載があるように、下記アゾ染料； やアントラキノン染料が一般的なものとして挙げられる
が、これらの染料以外のクマリン系染料等の蛍光染料や
その他の染料でも適用可能である。
電異方性を有するコレステリック液晶化合物や正の誘電
異方性を有したネマティック液晶化合物と光学活性化合
物とからなるものが挙げられる。またこのモードの場合
には、用いる二色性染料として、T.Uchidaらの文献［T.
Uchida他;Mol.Cryst and Liq.Cryst.63 19（1981）］に
記載があるように、下記アゾ染料； やアントラキノン染料が一般的なものとして挙げられる
が、これらの染料以外のクマリン系染料等の蛍光染料や
その他の染料でも適用可能である。
この発明の装置において、第２のスイッチング三端子
素子は、そのソース側が共通ラインに接続される。すな
わち、このような接続により、該三端子素子はチャンネ
ルの中央部の電位に対してソースとドレインの電位が正
負対称になるので、ソースとドレインの電位を入れ換え
ると正負対称の動作を行う。
素子は、そのソース側が共通ラインに接続される。すな
わち、このような接続により、該三端子素子はチャンネ
ルの中央部の電位に対してソースとドレインの電位が正
負対称になるので、ソースとドレインの電位を入れ換え
ると正負対称の動作を行う。
この発明において、共通ラインには対向電極と逆相の
交流電圧が印加される。この逆相の交流電圧とは、対向
電極に印加される交流電圧と振幅が同じで位相が互いに
逆のものを意味する。すなわちこの逆相の交流電圧を共
通ラインに印加することにより上記第２のスイッチング
三端子素子の各電極の電位関係が対向電圧の極性が正の
場合と負の場合とでほぼ対称になり、従って該スイッチ
ング三端子素子のインピーダンスは対向電圧の極性に拘
わらず一定値となり、液晶表示部の液晶層に印加される
電圧は正負対称とすることができる。
交流電圧が印加される。この逆相の交流電圧とは、対向
電極に印加される交流電圧と振幅が同じで位相が互いに
逆のものを意味する。すなわちこの逆相の交流電圧を共
通ラインに印加することにより上記第２のスイッチング
三端子素子の各電極の電位関係が対向電圧の極性が正の
場合と負の場合とでほぼ対称になり、従って該スイッチ
ング三端子素子のインピーダンスは対向電圧の極性に拘
わらず一定値となり、液晶表示部の液晶層に印加される
電圧は正負対称とすることができる。
また、この発明において、第２のスイッチング三端子
素子のドレインと共通ラインの間にさらに液晶層と同程
度のダミー負荷を挿入することにより上記対称性をさら
に向上させることができる。
素子のドレインと共通ラインの間にさらに液晶層と同程
度のダミー負荷を挿入することにより上記対称性をさら
に向上させることができる。
（ホ）作用 電極ラインＸ及びＹによって選択された第１のスイッ
チング三端子素子からのドレイン出力により、信号蓄
積キャパシタに電荷が蓄積すると共に第２のスイッチ
ング三端子素子のゲートに電圧が付与されて閉回路とな
って液晶表示部の対応する画素電極部位に液晶駆動用電
源から電圧が印加されて表示動作が行われる。
チング三端子素子からのドレイン出力により、信号蓄
積キャパシタに電荷が蓄積すると共に第２のスイッチ
ング三端子素子のゲートに電圧が付与されて閉回路とな
って液晶表示部の対応する画素電極部位に液晶駆動用電
源から電圧が印加されて表示動作が行われる。
この際、電極ラインＸ及びＹの選択は一定の短いフレ
ーム周波数下での走査により行われるため、第１のスイ
ッチング三端子素子の出力時間は、一つの画素電極に対
しては極めて短い。
ーム周波数下での走査により行われるため、第１のスイ
ッチング三端子素子の出力時間は、一つの画素電極に対
しては極めて短い。
しかし、信号蓄積キャパシタが付設されているため、
第１のスイッチング三端子素子がOFF状態となった後に
おいても第２のスイッチング三端子素子のゲートに次の
フィールドにて新たな信号電荷が蓄積されるまで電圧が
付与されてON状態が保たれる。そして、信号蓄積キャパ
シタに蓄積した電荷は、第２のスイッチング三端子素子
を介して液晶表示部と切離されているため、放電による
消費は実質的に生じず、従来に比して電荷保持時間も延
長される。つまりサンプルホールド回路として動作する
こととなる。
第１のスイッチング三端子素子がOFF状態となった後に
おいても第２のスイッチング三端子素子のゲートに次の
フィールドにて新たな信号電荷が蓄積されるまで電圧が
付与されてON状態が保たれる。そして、信号蓄積キャパ
シタに蓄積した電荷は、第２のスイッチング三端子素子
を介して液晶表示部と切離されているため、放電による
消費は実質的に生じず、従来に比して電荷保持時間も延
長される。つまりサンプルホールド回路として動作する
こととなる。
一方、第２のスイッチング三端子素子のON状態が保た
れる状態においては、液晶層で放電が生じても液晶駆動
用電源からの電荷が連続して供給されるため、放電によ
る悪影響も生じない。
れる状態においては、液晶層で放電が生じても液晶駆動
用電源からの電荷が連続して供給されるため、放電によ
る悪影響も生じない。
またこの発明の装置において、２値表示つまり白黒表
示を行う場合には次のような駆動条件が選択される。す
なわち、液晶層に電圧が印加された状態をONと呼び、電
圧が印加されない状態をOFFと呼ぶことにすると、ON状
態では第２のスイッチング素子のインピーダンスVSWが
液晶層のインピーダンスZLCよりも十分に小さくなるよ
うに、また、OFF状態ではその逆になるように、第１の
スイッチング素子に供給される信号電圧ZS1のレベルを
選択する。対向電極には交流電圧VCが印加されるが、こ
れは、直流電圧を印加すると液晶の電気分解や電極の腐
食が生じるからである。対向電極に印加された交流電圧
VCは液晶層のインピーダンスZLCとスイッチング素子の
インピーダンスZSWによって分割される。両者が前述の
条件を満たしておれば、ON状態では液晶層に印加される
電圧VLCは対向電極に印加された電圧VCとほぼ等しくな
り、OFF状態では液晶層にはほとんど電圧が印加されな
い。この場合、液晶層に印加される電圧VLCはほぼ正負
対称になり、直流成分は無視できることとなる。
示を行う場合には次のような駆動条件が選択される。す
なわち、液晶層に電圧が印加された状態をONと呼び、電
圧が印加されない状態をOFFと呼ぶことにすると、ON状
態では第２のスイッチング素子のインピーダンスVSWが
液晶層のインピーダンスZLCよりも十分に小さくなるよ
うに、また、OFF状態ではその逆になるように、第１の
スイッチング素子に供給される信号電圧ZS1のレベルを
選択する。対向電極には交流電圧VCが印加されるが、こ
れは、直流電圧を印加すると液晶の電気分解や電極の腐
食が生じるからである。対向電極に印加された交流電圧
VCは液晶層のインピーダンスZLCとスイッチング素子の
インピーダンスZSWによって分割される。両者が前述の
条件を満たしておれば、ON状態では液晶層に印加される
電圧VLCは対向電極に印加された電圧VCとほぼ等しくな
り、OFF状態では液晶層にはほとんど電圧が印加されな
い。この場合、液晶層に印加される電圧VLCはほぼ正負
対称になり、直流成分は無視できることとなる。
またこの発明の装置によれば、第２スイッチング素子
のソース側が共通ラインに接続されて、該スイッチング
素子はチャンネルの中央部の電位に対してソースとドレ
インの電位が正負対称になる。従って共通電極と対向電
極に印加する電圧を反転しても動作点は変わらない。従
ってこのとき対向電極に印加される交流電圧の極性に拘
わらず該スイッチング素子のインピーダンス（ZSW）が
一定となり、液晶層のインピーダンス（ZLC）も一定と
なってZSW≒ZLCとなる。従って上記対向電極に振幅VCの
交流電圧を印加し、それと同一振幅で逆相の電圧を共通
電極に印加すると、第２のスイッチング素子の各電極の
電位関係がVCの極性が正の場合と負の場合とでほぼ対称
になり、ZSWがほぼ等しくなる。従って液晶層に印加さ
れる電圧はほぼ正負対称となる。
のソース側が共通ラインに接続されて、該スイッチング
素子はチャンネルの中央部の電位に対してソースとドレ
インの電位が正負対称になる。従って共通電極と対向電
極に印加する電圧を反転しても動作点は変わらない。従
ってこのとき対向電極に印加される交流電圧の極性に拘
わらず該スイッチング素子のインピーダンス（ZSW）が
一定となり、液晶層のインピーダンス（ZLC）も一定と
なってZSW≒ZLCとなる。従って上記対向電極に振幅VCの
交流電圧を印加し、それと同一振幅で逆相の電圧を共通
電極に印加すると、第２のスイッチング素子の各電極の
電位関係がVCの極性が正の場合と負の場合とでほぼ対称
になり、ZSWがほぼ等しくなる。従って液晶層に印加さ
れる電圧はほぼ正負対称となる。
以下実施例によりこの発明を詳細に説明するが、これ
によりこの発明は限定されるものではない。
によりこの発明は限定されるものではない。
（ヘ）実施例 第１図は、参考例１のマトリックス型液晶表示装置に
おけるマトリックスの一表示単位の構成を示す等価回路
図である。
おけるマトリックスの一表示単位の構成を示す等価回路
図である。
図中、X1,X2……はＸ−Ｙマトリックス状電極におけ
るデータ信号バスライン（電極ラインＸ）を、Y1,Y2…
…は同じく走査信号バスライン（電極ラインＹ）を各々
示すものであり、これらの交差部（アドレス）は絶縁膜
で隔離されている。この交差部の近傍には各々第１の薄
膜トランジスタ（TFT1）が配設されてそのゲートは電極
ラインＹ（Y1）に、ソースは電極ラインＸ（X1）に各々
接続されている。そして図に示すごとくTFT1のドレイン
は第２の薄膜トランジスタ（TFT2）のゲートに接続され
てその途中には信号蓄積キャパシタとなるコンデンサ
（C1）が接続されている。
るデータ信号バスライン（電極ラインＸ）を、Y1,Y2…
…は同じく走査信号バスライン（電極ラインＹ）を各々
示すものであり、これらの交差部（アドレス）は絶縁膜
で隔離されている。この交差部の近傍には各々第１の薄
膜トランジスタ（TFT1）が配設されてそのゲートは電極
ラインＹ（Y1）に、ソースは電極ラインＸ（X1）に各々
接続されている。そして図に示すごとくTFT1のドレイン
は第２の薄膜トランジスタ（TFT2）のゲートに接続され
てその途中には信号蓄積キャパシタとなるコンデンサ
（C1）が接続されている。
一方、TFT2のソースは、多数の画素電極（ａ）と対向
電極（ｂ）との間に液晶層を配置せしめた液晶表示部
（C2）における一つの画素電極（ａ）に接続されてお
り、対向電極（ｂ）は液晶駆動用の交流電源（VC）に接
続されている。
電極（ｂ）との間に液晶層を配置せしめた液晶表示部
（C2）における一つの画素電極（ａ）に接続されてお
り、対向電極（ｂ）は液晶駆動用の交流電源（VC）に接
続されている。
なお、図中Ｅはアースラインを示し、コンデンサ
（C1）の一端が接続されている。図中Ｆは共通ラインを
示し、TFT2のドレインが接続されている。
（C1）の一端が接続されている。図中Ｆは共通ラインを
示し、TFT2のドレインが接続されている。
上記回路構成を採用して下記の条件で、偏光フィルタ
を用いないDSモード−プロジェクション型アクティブマ
トリックス液晶表示装置を構成した。
を用いないDSモード−プロジェクション型アクティブマ
トリックス液晶表示装置を構成した。
１）液晶表示方法 ：プロジェクション型 ２）光源 ：メタルハライドランプ ３）パネル寸法 ：対角３″ ４）パネル画素数 :240×384ドット ５）パネル基板 ：コーニング7059ガラス1.1t ６）TFT1,TFT2 ：アモルファスシリコン TFT ゲート材料Ta,ゲート酸化膜Ta2O5／
SiNX 半導体材料P-CVDによるa-Si ソースドレイン材料n+ a-Si/Ti重層
膜 ７）C1 :Ta/Ta2O5・SiNX/Ti ８）C2 :ITO/液晶/ITO （液晶層厚は７μｍのプラスチック
ビーズスペーサを使用） 10）イオン性不純物： 0.5wt/％ 11）駆動交流電圧 :60Hz矩形波 ±7.5V なお、上記液晶層の比抵抗（ρ）は107Ωｍ、画素面
積（Ｓ）は100μｍ角＝10-8m2、液晶層の厚さ（ｄ）＝
７μｍであり、従って１画素当りの液晶の抵抗値RLC＝
（ρ・ｄ）/S＝７×109Ωである。
SiNX 半導体材料P-CVDによるa-Si ソースドレイン材料n+ a-Si/Ti重層
膜 ７）C1 :Ta/Ta2O5・SiNX/Ti ８）C2 :ITO/液晶/ITO （液晶層厚は７μｍのプラスチック
ビーズスペーサを使用） 10）イオン性不純物： 0.5wt/％ 11）駆動交流電圧 :60Hz矩形波 ±7.5V なお、上記液晶層の比抵抗（ρ）は107Ωｍ、画素面
積（Ｓ）は100μｍ角＝10-8m2、液晶層の厚さ（ｄ）＝
７μｍであり、従って１画素当りの液晶の抵抗値RLC＝
（ρ・ｄ）/S＝７×109Ωである。
かかる装置において、TFT1と信号蓄積コンデンサ
（C1）はサンプルホールド回路として働き、TFT2は液晶
駆動用交流電圧を液晶表示部（C2）の所定位置の液晶層
に印加するための電流制御素子（一種のバッファトラン
ジスタ）として働く。
（C1）はサンプルホールド回路として働き、TFT2は液晶
駆動用交流電圧を液晶表示部（C2）の所定位置の液晶層
に印加するための電流制御素子（一種のバッファトラン
ジスタ）として働く。
この構成においては、コンデンサC1は高インピーダン
スのTFT2のゲートに接続されており、液晶表示部（C2）
に直接接続されていないため放電し難く、そこに蓄積し
た電荷は、TFT1がOFF状態となった後にも従来に比して
長時間TFT2をON状態に保つように作用する。
スのTFT2のゲートに接続されており、液晶表示部（C2）
に直接接続されていないため放電し難く、そこに蓄積し
た電荷は、TFT1がOFF状態となった後にも従来に比して
長時間TFT2をON状態に保つように作用する。
従って、比抵抗が低く放電し易い液晶層を用いた場合
においても、この放電によりTFT2が必要とする時間（通
常、フレーム周波数の周期）よりも短時間でOFFになる
現像が防止され、所望の液晶のマトリトックス表示動作
を行うことができる。
においても、この放電によりTFT2が必要とする時間（通
常、フレーム周波数の周期）よりも短時間でOFFになる
現像が防止され、所望の液晶のマトリトックス表示動作
を行うことができる。
また上記装置において、共通ラインＦには対向電極に
印加される交流電圧VCと同じ振幅で逆相の電圧VC′が印
加される。このような駆動方法により、TFT2の動作はVC
が正の時と負の時とがほぼ対称となる。
印加される交流電圧VCと同じ振幅で逆相の電圧VC′が印
加される。このような駆動方法により、TFT2の動作はVC
が正の時と負の時とがほぼ対称となる。
第２図に参考例２を示す。上記実施例との相違点はキ
ャパシタC1の一方の電極を、隣接するゲートラインとし
たことである。このような構成とすることによりアース
ラインを省略することができる。
ャパシタC1の一方の電極を、隣接するゲートラインとし
たことである。このような構成とすることによりアース
ラインを省略することができる。
かかる液晶表示装置によりスクリーン上に表示を行っ
たところ、同一光源を用いて従来のTNモードの約２倍の
明るさ（100fL）の表示（白表示状態での比較）を得る
ことが可能となった。
たところ、同一光源を用いて従来のTNモードの約２倍の
明るさ（100fL）の表示（白表示状態での比較）を得る
ことが可能となった。
実施例１ 上記参考例１の液晶表示素子の第１図に示される等価
回路において、さらに、共通ラインとTFT2のドレインの
間にダミー負荷（ZD）を挿入して液晶表示素子を構成し
た。
回路において、さらに、共通ラインとTFT2のドレインの
間にダミー負荷（ZD）を挿入して液晶表示素子を構成し
た。
上記ダミー負荷（ZD）には、ノンドープa-Si膜（膜厚
ｄ＝28nm,比抵抗ρ＝108Ωｍ）をTFT2のドレインと共通
ラインとの間にサンドイッチ状に介在させたものを用い
た。これらがオーバラップしている部分の面積（Ｓ′）
は20μｍ角としているので、抵抗値Ｒ′＝７×109Ωと
なる。
ｄ＝28nm,比抵抗ρ＝108Ωｍ）をTFT2のドレインと共通
ラインとの間にサンドイッチ状に介在させたものを用い
た。これらがオーバラップしている部分の面積（Ｓ′）
は20μｍ角としているので、抵抗値Ｒ′＝７×109Ωと
なる。
このように液晶層の抵抗値と等しいダミー負荷をドレ
イン電極と共通ラインとの間に設けることにより、駆動
時の正負の対称性がさらに改善され、フリッカが目視で
は認識できない程度となった。
イン電極と共通ラインとの間に設けることにより、駆動
時の正負の対称性がさらに改善され、フリッカが目視で
は認識できない程度となった。
（ト）発明の効果 この発明の液晶表示装置によれば、液晶層の比抵抗が
低く実質的に電荷保持機能がないものを用いた場合にお
いても、液晶層への電圧印加が時間的に確保され、所望
の液晶マトリトックス表示を行うことが可能となる。
低く実質的に電荷保持機能がないものを用いた場合にお
いても、液晶層への電圧印加が時間的に確保され、所望
の液晶マトリトックス表示を行うことが可能となる。
従って、偏光フィルタを用いずに階調表示、高コント
ラスト表示、高速応答表示が可能なDSモードやホワイト
テーラ型GHモードなどを液晶の電気光学的モードとして
採用して理想的な高い表示明度のアクティブマトリック
ス表示を行うことができる。
ラスト表示、高速応答表示が可能なDSモードやホワイト
テーラ型GHモードなどを液晶の電気光学的モードとして
採用して理想的な高い表示明度のアクティブマトリック
ス表示を行うことができる。
さらに、中間調を表示する場合にも、液晶表示部に印
加される電圧が正負対称となり、直流成分が無視できる
程度に小さくなり、フリッカの発生、液晶の電気分解、
画素電極の腐食が抑制され、良好な表示品位と高い信頼
性を得ることができる。
加される電圧が正負対称となり、直流成分が無視できる
程度に小さくなり、フリッカの発生、液晶の電気分解、
画素電極の腐食が抑制され、良好な表示品位と高い信頼
性を得ることができる。
そして、ことにこの発明の液晶表示装置は、高温動作
と高光利用効率を同時に満足させる必要のあるプロジョ
クション型の表示装置のライトバルブとして有効である
が、屋外使用の高精度ディスプレイ、例えばVTRモニタ
ー、LCTV、ビューファインダー等へも有効に利用でき、
また車載用や航空機表示への応用にも適している。さら
に、透過型のみならず反射型表示装置へも適用すること
ができる。
と高光利用効率を同時に満足させる必要のあるプロジョ
クション型の表示装置のライトバルブとして有効である
が、屋外使用の高精度ディスプレイ、例えばVTRモニタ
ー、LCTV、ビューファインダー等へも有効に利用でき、
また車載用や航空機表示への応用にも適している。さら
に、透過型のみならず反射型表示装置へも適用すること
ができる。
第１図は参考例１の液晶表示装置における一表示単位の
等価回路図、第２図は参考例２の等価回路図、第３図は
この発明のさらに他の実施例の等価回路図、第４図は従
来の液晶表示装置の一表示単位を示す第１図相当図であ
る。 X1,X2……電極ライン、Y1,Y2……電極ライン、TFT1……
第１の薄膜トランジスタ、TFT2……第２の薄膜トランジ
スタ、C1……コンデンサ（信号蓄積キャパシタ）、C2…
…液晶表示部の容量、ａ……画素電極、ｂ……対向電
極、VC,VC′……交流電源、Ｅ……アースライン、Ｆ…
…共通ライン、ZD……ダミー負荷。
等価回路図、第２図は参考例２の等価回路図、第３図は
この発明のさらに他の実施例の等価回路図、第４図は従
来の液晶表示装置の一表示単位を示す第１図相当図であ
る。 X1,X2……電極ライン、Y1,Y2……電極ライン、TFT1……
第１の薄膜トランジスタ、TFT2……第２の薄膜トランジ
スタ、C1……コンデンサ（信号蓄積キャパシタ）、C2…
…液晶表示部の容量、ａ……画素電極、ｂ……対向電
極、VC,VC′……交流電源、Ｅ……アースライン、Ｆ…
…共通ライン、ZD……ダミー負荷。
Claims (1)
- 【請求項１】（ａ）Ｘ−Ｙマトリックス状に配設された
電極ラインと、 （ｂ）ソース、ドレイン、ゲートを有し、このソースが
上記電極ラインＸに、ゲートが電極ラインＹに各々接続
された多数の第１のスイッチング三端子素子と、 （ｃ）上記第１の各スイッチング三端子素子に対応する
多数の画素電極と、液晶駆動用電源に接続される対向電
極との間に液晶層を配置してなり、該スイッチング三端
子素子のドレイン出力に基づいてマトリックス表示動作
を行う液晶表示部を備えてなり、 （ｄ）ソースが上記画素電極に接続され、ドレインが液
晶表示部のインピーダンスと略等しいインピーダンスを
有するダミー負荷を介して共通ラインに接続された第２
スイッチング三端子素子を備え、前記第１のスイッチン
グ三端子素子のドレインを信号蓄積キャパシタを介して
アースラインまたは隣接するゲートラインに接続しかつ
上記第２のスイッチング三端子素子のゲートに接続構成
し、 （ｅ）前記対向電極と前記共通ラインに互いに逆相の交
流電圧を印加しうるよう構成されてなる液晶表示装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21578689A JPH0820642B2 (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 液晶表示装置 |
| KR1019900012829A KR940000592B1 (ko) | 1989-08-21 | 1990-08-21 | 액정표시장치 |
| EP90309124A EP0414478B1 (en) | 1989-08-21 | 1990-08-21 | A liquid crystal display apparatus |
| DE69013275T DE69013275T2 (de) | 1989-08-21 | 1990-08-21 | Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung. |
| US07/893,892 US5194974A (en) | 1989-08-21 | 1992-06-04 | Non-flicker liquid crystal display with capacitive charge storage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21578689A JPH0820642B2 (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0377922A JPH0377922A (ja) | 1991-04-03 |
| JPH0820642B2 true JPH0820642B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=16678209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21578689A Expired - Lifetime JPH0820642B2 (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820642B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7253440B1 (en) | 1991-10-16 | 2007-08-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device having at least first and second thin film transistors |
| JP2784615B2 (ja) * | 1991-10-16 | 1998-08-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 電気光学表示装置およびその駆動方法 |
| US7071910B1 (en) | 1991-10-16 | 2006-07-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electrooptical device and method of driving and manufacturing the same |
| US6759680B1 (en) | 1991-10-16 | 2004-07-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device having thin film transistors |
| US5627557A (en) * | 1992-08-20 | 1997-05-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display apparatus |
| GB9311129D0 (en) * | 1993-05-28 | 1993-07-14 | Philips Electronics Uk Ltd | Electronic devices with-film circuit elements forming a sampling circuit |
| US5844538A (en) * | 1993-12-28 | 1998-12-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active matrix-type image display apparatus controlling writing of display data with respect to picture elements |
| CN1095090C (zh) * | 1994-05-31 | 2002-11-27 | 株式会社半导体能源研究所 | 一种有源矩阵型液晶显示器 |
| JP3187254B2 (ja) * | 1994-09-08 | 2001-07-11 | シャープ株式会社 | 画像表示装置 |
| DE69723831T2 (de) * | 1996-05-15 | 2004-05-27 | CHEMIPRO KASEI KAISHA, LTD., Kobe | Mehrfarbiges organisches el element, verfahren zur herstellung desselben und anzeige unter verwendung desselben |
| KR100315924B1 (ko) * | 1997-12-04 | 2002-12-26 | 삼성전자 주식회사 | 액정표시장치용박막트랜지스터기판 |
| JP3042493B2 (ja) | 1998-05-13 | 2000-05-15 | 日本電気株式会社 | 液晶表示装置およびその駆動方法 |
| JP4946042B2 (ja) * | 2005-12-26 | 2012-06-06 | エプソンイメージングデバイス株式会社 | 液晶表示装置 |
| JP4816110B2 (ja) * | 2006-01-31 | 2011-11-16 | ソニー株式会社 | 液晶表示装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61267734A (ja) * | 1985-05-23 | 1986-11-27 | Seiko Epson Corp | 液晶電気光学装置 |
-
1989
- 1989-08-21 JP JP21578689A patent/JPH0820642B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0377922A (ja) | 1991-04-03 |
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