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JPS647391B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS647391B2
JPS647391B2 JP57027588A JP2758882A JPS647391B2 JP S647391 B2 JPS647391 B2 JP S647391B2 JP 57027588 A JP57027588 A JP 57027588A JP 2758882 A JP2758882 A JP 2758882A JP S647391 B2 JPS647391 B2 JP S647391B2
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JP
Japan
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row
liquid crystal
electrode
switching element
pixel
Prior art date
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Expired
Application number
JP57027588A
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English (en)
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JPS58144888A (ja
Inventor
Kojin Kawahara
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.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP57027588A priority Critical patent/JPS58144888A/ja
Priority to US06/467,799 priority patent/US4680580A/en
Priority to GB08304733A priority patent/GB2115199B/en
Publication of JPS58144888A publication Critical patent/JPS58144888A/ja
Publication of JPS647391B2 publication Critical patent/JPS647391B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • 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
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    • 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
    • G—PHYSICS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各画素毎に独立した液晶駆動電極を
有する行列形液晶表示装置に関する。
近年、低電力で表示できる事を特徴とする液晶
を用いて、複雑な文字や画像の表示を行なうため
の行列形液晶表示装置の開発が盛んである。液晶
を行電極と列電極に設けて、両電極間の実効電圧
により液晶を駆動させるという単純行列電圧平均
化駆動方式では、走査線数に限界があり、一般に
解像度の低い画像しか得られず、高い解像度の画
像を得ようとすれば、半導体基板上に高度な半導
体技術を駆使し、各画素毎にスイツチングトラン
ジスタを設けたアクテイブマトリツクス駆動方式
を用いねばならない。この場合、半導体基板とな
るSiウエーハから１パネルもしくは数パネルしか
製作することができず、歩留りの点から１パネル
あたりのコストが高くなる事は必至であつた。従
来製作されているアクテイブ・マトリツクス駆動
液晶表示パネルの回路図を第１図に示す。解像度
を高めるため、一般にｎ、ｍの数は200〜250くら
いになつている。便宜上、第１図の回路は、ｎ型
半導体基板に形成されていて、図中のMOSトラ
ンジスタM11，M12……Mnoは、ＰチヤネルMOS
トランジスタとする。列電極X1，X2，……に映
像信号が印加された時、液晶を駆動するための電
極を有する電荷蓄積用コンデンサーC11，C12，…
…にそれぞれ映像信号を保持させる様、各MOS
トランジスタM11，M12，…のゲートとなる行電
極Y1に基板電圧VDDに対し負の電圧VSSを印加し、
トランジスタM11，M12，……をON状態にさせ、
電荷蓄積用コンデンサC11，C12，……に映像信号
を書き込み、充分書き込まれたら、行電極Y1に
基板電圧VDDを印加し、MOSトランジスタM11，
M12，……をOFF状態にし、映像信号を保持させ
る。その後、再び列電極X1，X2，……にあらた
な映像信号を印加し、行電極Y2に電圧VSSを印加
し、その行電極Y2がゲートとなるトランジスタ
群M21，M22，……をON状態にし、各トランジ
スタに対応する電荷蓄積用コンデンサC21，C22，
……にあらたな映像信号を書き込む。これらを繰
り返す事に依り、パネルの各画素毎に設けられた
MOSトランジスタを順次アドレスし、映像信号
を該MOSトランジスタと一対に設けられた電荷
蓄積用コンデンサに保持するとともに、その保持
された電位になつている液晶駆動用電極で液晶を
駆動する。この場合、行電極Y1，Y2，……Yn
は、パネルの一端から他端まで伸び、その長さは
一般のICパターンに比べ充分長く広い面積を有
する。そのためゲート部やフイールド部のピンホ
ールに依り、行電極と基板が短絡したりする。
又、静電気に依るゲート絶縁膜の絶縁破壊を防ぐ
ために、行電極の入力部に保護ダイオードを設け
たりした時、接合不良が生じたりすれば、接合耐
圧は充分低下し、行電極Yiが、その行に属する
MOSトランジスタ群Mi1，Mi2，……のゲートの
役割を果たし得なくなる。この様なゲート行電極
の不良は、アクテイブ・マトリクス駆動方式で映
し出された画素上横方向に、その前後の行とはつ
きりと異なる色でくつきりと線欠陥となつて現わ
れる。前述した様に、アクテイブ・マトリクス駆
動液晶表示装置の半導体基板を用いたパネルは、
面積上Siウエーハから１枚もしくは数枚しか製造
する事ができず、かつ線欠陥がわずか１本あつて
も、そのパネルは製品としての価値をなさなくな
つてしまう。そのため、ほとんど100％に近い歩
留りが要求され、必然的に１パネルあたりのコス
トが高くなつてしまつた。
本発明は、上記ゲート行電極の不良が存在して
も、見た目には違和感を感じさせる事のない様に
する事を目的とし、充分良好な画像を得られる事
を明らかにし、その等価回路を提供しようという
ものである。
本発明の実施例の詳細を、第２図を用いて説明
する。
ここに示されているMOSトランジスタMAij
（但しｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｎ）、MBij（但しｉ＝
１〜（ｍ−１）、ｊ＝１〜ｎ）は、全て同導電型
のMOSトランジスタで、便宜上、Ｎ型半導体基
板上に作製されたＰチヤネルMOSトランジスタ
とする。単位画素に相当する液晶を駆動する液晶
駆動電極を有する信号電圧保持用のキヤパシタ
CNij（ｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｎ）と、それらをア
ドレスするためのスイツチング素子をMOSトラ
ンジスタMAij（ｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｎ）、及び
MBij（ｉ＝１〜（ｍ−１）、ｊ＝１〜ｎ）で構成
し、それらの中で添字ijの一致するもの１組を単
位液晶駆動セルとし、ｍ×ｎ個の複数の液晶駆動
セルをｍ行、ｎ行の行列状に配置し、第ｉ（ｉ＝
１〜ｍ）行に属するMOSトランジスタMAij（ｊ
＝１〜ｎ）のゲート電極が共通になる様、ゲート
走査行電極YGi（ｉ＝１〜ｍ）を設け、かつ第１
行目のゲート走査行電極YG1を除く他のゲート走
査行電極YGi（ｉ＝２〜ｍ）は、それぞれの前行
に属する単位液晶駆動セルに含まれるMOSトラ
ンジスタMB（ｉ―1）ｊ（ｊ＝１〜ｎ）のゲート
電極でもある様に接続する。また各単位液晶駆動
セルに含まれる液晶駆動電極と液晶をはさんで透
明電極との間に形成される容量LCNijを添字が対
応する様に、第２図中に記してある。なおかつ、
各列に属するMOSトランジスタのソースが各列
毎に共通となる様に接続し、映像信号供給用の列
電極群XSj（ｊ＝１〜ｍ）と添字が列番号と一致
する様に接続する。
列電極XS1，XS2，……に映像信号が印加され
た時、液晶を駆動するための電極を有する信号電
圧保持用キヤパシタ（N11，N12，……CN1oにそ
れぞれ映像信号を保持させる様、各MOSトラン
ジスタMA11，MA12，……MA1oのゲートとなる
行電極YG1に、基板電圧VDDに対し負の電圧VSSを
印加し、MOSトランジスタMA11，MA12，……
MA1oをON状態にし、信号電圧保持用キヤパシ
タCN11，CN12，……CN1oに映像信号を書き込
み、充分書き込まれたら、行電極YG1に基板電圧
VDDを印加し、MOSトランジスタMA11，MA12，
……MA1oをOFF状態にし映像信号を保持させ
る。その後、再び列電極XS1，XS2，……にあら
たな映像信号を印加し、次行の行電極YG2に電圧
VSSを印加し、その行電極YG2がゲートとなるト
ランジスタ群、MOSトランジスタMA21，
MA22，……MA2oと、前行に属するMOSトラン
ジスタMB11，MB12，……BA1oをON状態にし、
各トランジスタと接続されている信号電圧保持用
キヤパシタCN21，CN22，……CN2o及びCN11，
CN12，……CN1oに、あらたな映像信号を書き込
み、充分書き込まれたら、行電極YG2に電圧VDD
を印加し、MOSトランジスタMA21，MA22，…
…MA2o、及びMB11，MB12，……MB1oをOFF
状態にし、書き込んだ映像信号を保持する。この
操作を繰り返し、順次ゲート走査電極YGiに電圧
VSS及び電圧VDDを印加し、新しい映像信号を信
号電圧保持用キヤパシタに書き込んでゆくととも
に、キヤパシタに保持された電位と同電位になる
様に接続されている液晶駆動用電極を駆動する。
今、第ｉ行目のゲート行電極YGiが基板と短絡
していたとすると、ゲート行電極YGiに電圧VSS
を印加しても、ゲート行電極YGiは基板電圧VDD
に引かれ、ゲート行電極YGiをゲートとする
MOSトランジスタMB（ｉ―1）1，MB（ｉ―1）2，
……MB（ｉ―1）o、及びMAi1，MAi2，…MAio
はOFF状態を維持し、列電極XS1，XS2，……
XSoからの映像信号は信号電圧保持用キヤパシタ
CN（ｉ―1）1，CN（ｉ―1）2，……CN（ｉ―1）o及び
CNi1，CNi2，……CNioには書き込まれない。し
かし、上記キヤパシタCN（ｉ―1）1，CN（ｉ―1）
２，……CN（ｉ―1）oには、その前の状態即ち第
（ｉ−１）行目のゲート行電極YG（ｉ―１）に電
圧VSSが印加された時に、それをゲートとする
MOSトランジスタMA（ｉ―1）1，MA（ｉ―1）2，
……MA（ｉ―1）oがON状態となり、その時に供
給されている列電極XS1，XS2，……XSoからの
映像信号が書き込まれているし、又、前記信号電
圧保持用キヤパシタCNi1，CNi2，……CNioには
その後の状態、即ち第（ｉ＋１）行目のゲート行
電極YG（ｉ＋１）に電圧VSSが印加された時、そ
れをゲートとしてON状態となつたMOSトラン
ジスタMBi1，MBi2，……MBioが行電極XS1，
XS2……XSoからの映像信号を書き込む。
この様にして、第１図に示された回路構成で
は、従来第ｉ行目のゲート行電極がピンホール等
の原因で基板に短絡したり、それに備わつている
保護ダイオードの接合不良に依り接合耐圧が充分
低下した様な場合、そのゲート行電極をゲートと
するMOSトランジスタは終始OFF状態となり、
列電極からの映像信号は信号電圧保持用キヤパシ
タに書き込まれず、画面上、横方向の線欠陥とな
つてくつきりと映し出されたものが、本発明を用
いた第２図の回路構成にすることに依り、第ｉ行
目のゲート行電極が不良のために、それをゲート
とMOSトランジスタが終始OFF状態であつても、
それらのMOSトランジスタと並列接続されて、
かつゲートを第（ｉ−１）行又は第（ｉ＋１）行
とするMOSトランジスタから所定の信号電圧保
持用キヤパシタへ列電極から供給された映像信号
を書き込む事が可能となり、くつきりした線欠陥
は現われず、第（ｉ−２）行目と第（ｉ−１）行
目とに同じ映像信号が映し出されるだけで、見た
目には異和感を感じさせぬ画像が得られた。
第２図の回路構成では、２行連続、即ち２本連
続のゲート行電極の不良が生じた場合には、横方
向にくつきりと１本のライン欠陥が現われるが、
その確率は、１本のゲート行電極不良の発生確率
に比べきわめて低いためほとんど問題とならぬ。
２行連続のゲート行電極の不良が生じても、何ら
かの映像信号が信号電圧保持用キヤパシタへ書き
込まれる様にした回路でその前又は後の行へ書き
込まれる映像信号と同じ映像信号を、信号電圧保
持用キヤパシタに書き込む回路の一例を第３図に
示す。第２図において最終行のゲート行電極が不
良となつた場合、最終行の信号電圧保持用キヤパ
シタには映像信号は書き込まれぬが、映し出され
る画面上、最終行が現われないという事で、連続
した映像を途中でさえぎる形式のライン欠陥でな
い事、及び画像表示装置として実装する場合、上
下左右１ライン位はかくされるため、問題となら
ぬ。又、便宜上、本発明は、Ｎ型基板に形成され
たＰチヤネルMOSトランジスタで回路も形成し
たものについて述べたが、Ｐ基板に形成されたｎ
チヤネルMOSトランジスタでも本発明の回路を
構成できる。
本発明は、単結晶半導体基板上に製造された回
路について説明したが、単結晶半導体基板だけで
なく、SOS構造のものや、アモルフアス半導体や
多結晶半導体のTFTを用いて、石英ガラス基板
上にも製造できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来のアクテイブ・マトリクス・ア
ドレス方式を用いた液晶表示パネルの等価回路図
を示し、第２図及び第３図に、本発明を用いたア
クテイブ・マトリクス・アドレス方式の液晶表示
パネルの等価回路図を示す。 XS1，XS2，……XSo…列電極、YG1，YG2，
……YGn…行電極、MA11，MA12，……MAno，
MB11，MB12，……MBno…MOSトランジスタ、
CN11，CN12，……CNno…信号電圧保持用キヤ
パシタ、LCN11，LCN12，……LCNno…液晶の
等価キヤパシタ、VDD…基板電圧、VC…共通電極
電圧。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 液晶を駆動するための信号電圧を保持するキ
    ヤパシタと、単位画素に相当する液晶を駆動する
    液晶駆動電極と、各画素をアドレスするためのス
    イツチング素子とを１組にした液晶駆動セルを行
    列状に配置し、かつ各列毎に液晶を駆動するため
    の信号電圧を供給する列電極群と、各行毎に、上
    記スイツチング素子をアドレスするゲート走査行
    電極群とを有する半導体基板と、透明電極を有す
    る透明基板との間に、液晶を挟持した液晶表示装
    置において、前記各画素をアドレスするためのス
    イツチング素子は、複数のMOSトランジスタか
    ら構成され、前記複数のMOSトランジスタのゲ
    ート電極は、各々異なる行電極に接続され、前記
    複数のMOSトランジスタのソース電極は、前記
    画素に信号電圧を供給する１つの列電極に接続さ
    れ、前記複数のMOSトランジスタのドレイン電
    極は、前記キヤパシタの一方の電極に接続され、
    前記キヤパシタの他方の電極は、基板電極に接続
    されている事を特徴とする行列形液晶表示装置。 ２ 前記スイツチング素子を構成するMOSトラ
    ンジスタが同導電型であることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載の行列形液晶表示装置。 ３ 前記ゲート走査行電極群の第１行目もしくは
    最終行の行電極を除く他のそれぞれの各行電極
    が、行列状に配列された前記スイツチング素子群
    のうち、少なくとも、２行にわたるスイツチング
    素子群をアドレスする事を特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の行列形液晶表示装置。 ４ 前記ゲート走査行電極群のうち第１行目もし
    くは最終行の電極を除いたｉ行目の行電極がアド
    レスするスイツチング素子群は、ｉ行目の各画素
    をアドレスするスイツチング素子と、該行の前
    行、前々行というように順次前の行、もしくは、
    次行、次々行というように順次次の行、あるい
    は、それら両者の各画素をアドレスする前記スイ
    ツチング素子であり、それらスイツチング素子群
    は、少なくとも隣接した２行以上の行に亘つてい
    る事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の行
    列形液晶表示装置。 ５ 第１行目もしくは最終行の前記各画素をアド
    レスするためのスイツチング素子は、１個の
    MOSトランジスタから構成され、第１行目もし
    くは最終行を除く他の行の各画素をアドレスする
    ためのスイツチング素子は、並列接続された２個
    以上のMOSトランジスタから構成されている事
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の行列形
    液晶表示装置。
JP57027588A 1982-02-23 1982-02-23 行列形液晶表示装置 Granted JPS58144888A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57027588A JPS58144888A (ja) 1982-02-23 1982-02-23 行列形液晶表示装置
US06/467,799 US4680580A (en) 1982-02-23 1983-02-18 Active matrix-addressed liquid-crystal display device
GB08304733A GB2115199B (en) 1982-02-23 1983-02-21 Active matrix-addressed liquid crystal display device

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