JPH0466918A - 液晶表示装置 - Google Patents
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
この発明は、薄膜トランジスタ（以下、ＴＰＴという）
をスイッチング素子として用いたアクティブマトリック
式液晶表示装置、特に面積階調法による中間調表示を行
なう液晶表示装置に関するものである。
をスイッチング素子として用いたアクティブマトリック
式液晶表示装置、特に面積階調法による中間調表示を行
なう液晶表示装置に関するものである。
Ｂ、従来の技術
近年、オフィスオートメーションの進展に伴い、マンマ
シンインターフェイスとしての液晶表示装置の開発が活
発に進められている。なかでも、アクティブマトリクス
式液晶表示装置の開発が盛んである。この液晶表示装置
において、中間調を表示する方法の１つとして、複数の
表示寸法の異なる画素のオン／オフの組合わせによる面
積＃調法がある。この方法を用いて中間調を表示する液
晶表示装置が、例えば特開昭６２−１８２７１７号公報
に記載されている。
シンインターフェイスとしての液晶表示装置の開発が活
発に進められている。なかでも、アクティブマトリクス
式液晶表示装置の開発が盛んである。この液晶表示装置
において、中間調を表示する方法の１つとして、複数の
表示寸法の異なる画素のオン／オフの組合わせによる面
積＃調法がある。この方法を用いて中間調を表示する液
晶表示装置が、例えば特開昭６２−１８２７１７号公報
に記載されている。
いま、第４図に示すように面積比の異なる４つの画素Ａ
、Ｂ、Ｃ，Ｄで１絵素を構成した場合、１６レベルの階
調表示が可能となる。
、Ｂ、Ｃ，Ｄで１絵素を構成した場合、１６レベルの階
調表示が可能となる。
この場合、従来は、各画素を駆動するＴＰＴは、チャン
ネル幅（Ｗ）とチャンネル長（Ｌ）の比（Ｗ／Ｌ）が同
一寸法のものを使用していたが、その場合に負荷となる
液晶画素の画素容量（Ｃｔ、ｃ）は、画素寸法の違いに
より異なっているので下記のような問題点があった。
ネル幅（Ｗ）とチャンネル長（Ｌ）の比（Ｗ／Ｌ）が同
一寸法のものを使用していたが、その場合に負荷となる
液晶画素の画素容量（Ｃｔ、ｃ）は、画素寸法の違いに
より異なっているので下記のような問題点があった。
Ｃ２発明が解決しようとする問題点
上記のような従来の液晶表示装置では、各画素を駆動す
るＴＰＴの駆動能力が同一のため、面積の小さい画素は
、短時間にデータを書き込むことができるが、面積の大
きい画素は、データを書き込むのに長い時間を要するの
で、画素の面積に比例する画素容量（ＣＬＣ）の大小に
よって各画素の書き込み特性が異なってしまうという問
題点があった。
るＴＰＴの駆動能力が同一のため、面積の小さい画素は
、短時間にデータを書き込むことができるが、面積の大
きい画素は、データを書き込むのに長い時間を要するの
で、画素の面積に比例する画素容量（ＣＬＣ）の大小に
よって各画素の書き込み特性が異なってしまうという問
題点があった。
また、各画素を駆動するＴＰＴのリーク電流が同一のた
め、面積の小さい画素はリークが速いのに対し、面積の
大きい画素はリークが遅いので、画素の面積に比例する
画素容量（ＣＬＣ）の大小によって各画素の保持特性が
相違するという問題点もあった。
め、面積の小さい画素はリークが速いのに対し、面積の
大きい画素はリークが遅いので、画素の面積に比例する
画素容量（ＣＬＣ）の大小によって各画素の保持特性が
相違するという問題点もあった。
さらに、前述の各ＴＰＴのゲート・ソース間容量（Ｃｏ
ｓ）を通して画素に印加されるゲート駆動電圧の電圧降
下分の電圧、いわゆる”つきぬけ電圧”（△Ｖｃａ＋＋
）は下記のようになり、画素によって異なってしまい、
寸法の異なるそれぞれの画素に対する最適駆動電圧が異
なってしまうという問題点があった。
ｓ）を通して画素に印加されるゲート駆動電圧の電圧降
下分の電圧、いわゆる”つきぬけ電圧”（△Ｖｃａ＋＋
）は下記のようになり、画素によって異なってしまい、
寸法の異なるそれぞれの画素に対する最適駆動電圧が異
なってしまうという問題点があった。
Ｖｏ＝ＴＰＴのゲート駆動電圧、ＣＬＣ”画素容量、Ｃ
ｏ５＝ＴＦＴのゲート・ソース間容量である。）以上の
ように各画素を駆動するＴＰＴはこれらの問題点を有し
ているので、表示画面上にフリッカが発生されるという
問題点があった。
ｏ５＝ＴＦＴのゲート・ソース間容量である。）以上の
ように各画素を駆動するＴＰＴはこれらの問題点を有し
ているので、表示画面上にフリッカが発生されるという
問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、全ての画素に対する”つきぬけ電圧”を同一にし
、又各画素の書き込み特性及び保持特性を均一とするこ
とにより、表示画面上でフリッカのない均一な表示特性
の液晶表示装置を得ることを目的とする。
ので、全ての画素に対する”つきぬけ電圧”を同一にし
、又各画素の書き込み特性及び保持特性を均一とするこ
とにより、表示画面上でフリッカのない均一な表示特性
の液晶表示装置を得ることを目的とする。
０２課題を解決するための手段
この発明に係る液晶表示装置は、各画素を駆動するＴＰ
Ｔのチャンネル幅を各画素電極の寸法に比例して変える
ようにするものである。
Ｔのチャンネル幅を各画素電極の寸法に比例して変える
ようにするものである。
Ｅ０作用
複数の画素を駆動する各ＴＰＴのチャンネル幅を画素電
極の寸法に比例するようにする。
極の寸法に比例するようにする。
Ｆ、実施例
第１図はこの発明の一実施例による液晶表示装置の概略
等価回路を示す図である。第２図はＴＰＴの構造図であ
る０図において、ゲート線４０ａ、４０ｂは、ＴＦＴ２
０．２２及びＴＦＴ２１．２３の各ゲート電極にそれぞ
れ接続されている。データＭ３０ａ、３０ｂは、ＴＦＴ
２０．２１及びＴＦＴ２２．２３の各ドレイン電極にそ
れぞれ接続されている０画素電極１０．１１．１２．１
３．１４は、それぞれ画素容量ＣＬＣ８、ＣＬＣ４、Ｃ
ＬＣ２及びＣＬＣｌを有している。ＴＦＴ２０，２１．
２２及び２３の各ソース電極は画素容量ＣＬＣ８、ＣＬ
Ｃ４、ＣＬＣ２及びＣＬＣｌにそれぞれ接続されている
。なお、画素容量は、画素電極の寸法に比例するので、
画素容量ＣＬＣ８・ＣＬＣ４・ＣＬＣ２及びＣＬＣｌの
容量比は８：４：２：１である。また、ＴＦＴ２０．２
１．２２及び２３は、ゲート・ソース間容量ｃａｓ日、
Ｃ０３４、Ｃ０９２及びＣＱＳＩをそれぞれ固有に有し
ている。
等価回路を示す図である。第２図はＴＰＴの構造図であ
る０図において、ゲート線４０ａ、４０ｂは、ＴＦＴ２
０．２２及びＴＦＴ２１．２３の各ゲート電極にそれぞ
れ接続されている。データＭ３０ａ、３０ｂは、ＴＦＴ
２０．２１及びＴＦＴ２２．２３の各ドレイン電極にそ
れぞれ接続されている０画素電極１０．１１．１２．１
３．１４は、それぞれ画素容量ＣＬＣ８、ＣＬＣ４、Ｃ
ＬＣ２及びＣＬＣｌを有している。ＴＦＴ２０，２１．
２２及び２３の各ソース電極は画素容量ＣＬＣ８、ＣＬ
Ｃ４、ＣＬＣ２及びＣＬＣｌにそれぞれ接続されている
。なお、画素容量は、画素電極の寸法に比例するので、
画素容量ＣＬＣ８・ＣＬＣ４・ＣＬＣ２及びＣＬＣｌの
容量比は８：４：２：１である。また、ＴＦＴ２０．２
１．２２及び２３は、ゲート・ソース間容量ｃａｓ日、
Ｃ０３４、Ｃ０９２及びＣＱＳＩをそれぞれ固有に有し
ている。
次に、動作を説明する。
ゲート駆動回路（図示せず）からゲート線４０ａ、４０
ｂ及び４０ｃに順次ゲート信号が印加されると、ＴＦＴ
２０．２２．２１及び２３が順次駆動される。これと同
時にデータ駆動回路（図示せず）からデータ鯨３０ａ、
３０ｂ及び３０Ｃにデータ信号がそれぞれ印加され、画
素１０．１１．１２及び１３にデータが書き込まれる。
ｂ及び４０ｃに順次ゲート信号が印加されると、ＴＦＴ
２０．２２．２１及び２３が順次駆動される。これと同
時にデータ駆動回路（図示せず）からデータ鯨３０ａ、
３０ｂ及び３０Ｃにデータ信号がそれぞれ印加され、画
素１０．１１．１２及び１３にデータが書き込まれる。
この場合、４つの画素で１絵素を表わしている０画素１
０．１１．１２及び１３のそれぞれの寸法比は、８：４
：２：１であるので、１絵素は１６レベルの階調で表示
される。
０．１１．１２及び１３のそれぞれの寸法比は、８：４
：２：１であるので、１絵素は１６レベルの階調で表示
される。
ここで、第２図に示されているＴＰＴのチャンネル幅Ｗ
を画素電極の寸法に比例して変化させると、ＴＰＴのゲ
ート・ケース間容量ＣＯ３，１７オン抵抗ＲＯＮ、１／
オフ抵抗ＲＯＦＦもＴＦＴのチャンネル幅Ｗに比例して
変化するので、前述のつきぬけ電圧（△ＶＣｅＩ＋）、
画素の書き込み特性及び保持特性はそれぞれ下記のよう
に求められる。
を画素電極の寸法に比例して変化させると、ＴＰＴのゲ
ート・ケース間容量ＣＯ３，１７オン抵抗ＲＯＮ、１／
オフ抵抗ＲＯＦＦもＴＦＴのチャンネル幅Ｗに比例して
変化するので、前述のつきぬけ電圧（△ＶＣｅＩ＋）、
画素の書き込み特性及び保持特性はそれぞれ下記のよう
に求められる。
■つきぬけ電圧
（ここで、Ｖｃ＝ＴＰＴのゲート駆動電圧、ＣＬＣ”画
素容量、ｃｏ、＝ＴＦＴのゲート・ソース間容量である
。） （１）式において、ＣＧｓは画素電極の寸法に比例して
変化するので、ＣＬＣ／ Ｃａｓ ＝一定となりつきぬ
け電圧（△Ｖｃｓ＋１１）は、画素！極の寸法に関係な
く同一となるのでフリッカが生じない。
素容量、ｃｏ、＝ＴＦＴのゲート・ソース間容量である
。） （１）式において、ＣＧｓは画素電極の寸法に比例して
変化するので、ＣＬＣ／ Ｃａｓ ＝一定となりつきぬ
け電圧（△Ｖｃｓ＋１１）は、画素！極の寸法に関係な
く同一となるのでフリッカが生じない。
■書き込み特性
書き込み時間τＯＮは次のように規定される。
τ。Ｎ” ＲＯＮ ’ ＣＬＣ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・（２）（ここで、ＲＯＮ＝ＴＰＴのオン
抵抗、Ｃｔ、Ｃ＝画素容量である。） （２）式において、画素電極の寸法、つまり画素容量Ｃ
ＬＣに比例してＴＰＴのチャンネル幅Ｗを変えると、オ
ン抵抗ＲＯＮはチャンネル幅に逆比例の関係にあるので
、液晶画素への書き込み時間τＯＮは一定となる。つま
り、画素電極の寸法の異なる画素に対して同一の書き込
み時間を有するので、フリッカが発生しない。
・・・・・・・（２）（ここで、ＲＯＮ＝ＴＰＴのオン
抵抗、Ｃｔ、Ｃ＝画素容量である。） （２）式において、画素電極の寸法、つまり画素容量Ｃ
ＬＣに比例してＴＰＴのチャンネル幅Ｗを変えると、オ
ン抵抗ＲＯＮはチャンネル幅に逆比例の関係にあるので
、液晶画素への書き込み時間τＯＮは一定となる。つま
り、画素電極の寸法の異なる画素に対して同一の書き込
み時間を有するので、フリッカが発生しない。
■保持特性
ＴＰＴのリーク電流による液晶画素の保持時間τＯＦＦ
を求めると下記のようになる。
を求めると下記のようになる。
τＯＦＦ ” ＲＯＦＦ ’ ＣＬＣ” ” ”°°°
０−＋°０°（３）（ここで、ＲｏＦＦ＝ Ｔ Ｐ Ｔ
のオフ抵抗、ＣＬＣ”画素容量である。） （３）式において、画素容量ＣＬＣに比例してＴＰＴの
チャンネル幅Ｗを変えるとＴＰＴのオフ抵抗ＲＯＦＦは
、ＴＰＴのチャンネル幅Ｗに逆比例するので、保持時間
τＯＦＦは画素電極の寸法にかかわらず一定になる。つ
まり、異なる寸法の電極を有する画素に対して液晶デー
タ保持特性が同じになる。
０−＋°０°（３）（ここで、ＲｏＦＦ＝ Ｔ Ｐ Ｔ
のオフ抵抗、ＣＬＣ”画素容量である。） （３）式において、画素容量ＣＬＣに比例してＴＰＴの
チャンネル幅Ｗを変えるとＴＰＴのオフ抵抗ＲＯＦＦは
、ＴＰＴのチャンネル幅Ｗに逆比例するので、保持時間
τＯＦＦは画素電極の寸法にかかわらず一定になる。つ
まり、異なる寸法の電極を有する画素に対して液晶デー
タ保持特性が同じになる。
なお、第３図のように第１図の各画素容量ＣＬ。
と並列に各補償用容量Ｃ３を接続した場合にも、前述の
式において、ＣＬＣを（ＣＬＣ十Ｃ３）と置き換えるこ
とにより第１図の場合と同様な関係が成立するので、第
１図の実施例と同様な効果を奏する。
式において、ＣＬＣを（ＣＬＣ十Ｃ３）と置き換えるこ
とにより第１図の場合と同様な関係が成立するので、第
１図の実施例と同様な効果を奏する。
Ｇ１発明の効果
この発明は以上説明した通り、各画素を駆動する各々の
ＴＰＴのチャンネル幅を各画素電極の寸法に比例して変
えることにより、画素Ｎ極の寸法（すなわちＣＬＣ）に
かかわらずゲート駆動電圧の画素電極電位への影響（つ
きぬけ電圧）、液晶への書き込み時間及び液晶の保持時
間が一定となり、表示画面上のフリッカが防止される効
果がある。
ＴＰＴのチャンネル幅を各画素電極の寸法に比例して変
えることにより、画素Ｎ極の寸法（すなわちＣＬＣ）に
かかわらずゲート駆動電圧の画素電極電位への影響（つ
きぬけ電圧）、液晶への書き込み時間及び液晶の保持時
間が一定となり、表示画面上のフリッカが防止される効
果がある。
第１図はこの発明の一実施例による液晶表示装置の１絵
素の概略等価回路図、第２図は第１図のＴＰＴの構造図
、第３図はこの発明の他の実施例による液晶表示装置の
１絵素の概略等価回路図、第４図は面積階調方式の原理
説明図である。 １０．１１．１２．１３・・・・画素、２０．２１．２
２．２３・・・・ＴＦＴ、３０・・・・データ線、４０
・・・・ゲート線、ＣＬＣ・・・・画素容量、ＣＳ・・
・・補償用容量。 出願人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション
素の概略等価回路図、第２図は第１図のＴＰＴの構造図
、第３図はこの発明の他の実施例による液晶表示装置の
１絵素の概略等価回路図、第４図は面積階調方式の原理
説明図である。 １０．１１．１２．１３・・・・画素、２０．２１．２
２．２３・・・・ＴＦＴ、３０・・・・データ線、４０
・・・・ゲート線、ＣＬＣ・・・・画素容量、ＣＳ・・
・・補償用容量。 出願人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション
Claims (2)
- （１）寸法の異なる複数の画素電極と、 前記複数の画素電極のそれぞれに接続される複数の薄膜
トランジスタとを有する液晶表示装置において、 前記各薄膜トランジスタのチャンネル幅は、前記画素電
極の寸法に比例するようにしたことを特徴とする液晶表
示装置。 - （２）前記画素電極の任意の画素電極数を組合わせて所
定の階調レベルを表示させるようにしたことを特徴とす
る請求項１記載の液晶表示装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17972790A JPH06100757B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 液晶表示装置 |
| DE69110206T DE69110206T2 (de) | 1990-07-09 | 1991-07-01 | Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung zur Anzeige von Halbtonbildern. |
| EP91305936A EP0466377B1 (en) | 1990-07-09 | 1991-07-01 | Liquid crystal display for displaying half-tone images |
| CA002046358A CA2046358C (en) | 1990-07-09 | 1991-07-05 | Liquid crystal display |
| US07/727,014 US5235448A (en) | 1990-07-09 | 1991-07-08 | Liquid crystal display having proportional tft channel width |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17972790A JPH06100757B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0466918A true JPH0466918A (ja) | 1992-03-03 |
| JPH06100757B2 JPH06100757B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=16070816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17972790A Expired - Lifetime JPH06100757B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 液晶表示装置 |
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