(57)【要約】【課題】画素に供給するビデオ信号の振幅を大きくすることなく出力ダイナミックレンジを拡大することのできる補助容量を備えた表示パネルを実現する。【解決手段】画素電極と補助容量電極ＣＳＬとの間に、固定補助容量Ｃｓ０、ｎ−ＭＯＳ容量Ｃｓ１、および、ｐ−ＭＯＳ容量Ｃｓ２を並列に接続してなる補助容量Ｃｓを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量性の画素に補助容量を備えたアクティブマトリクス型の表示パネルであって、
前記補助容量は、
画素電極電位となる電極と補助容量配線との間に形成された、電圧印加時に常に容量として機能する第１容量と、ＭＯＳ容量との並列接続からなることを特徴とする表示パネル。
【請求項２】
前記ＭＯＳ容量のゲート電極は前記補助容量配線であることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
【請求項３】
前記ＭＯＳ容量の反転層が形成される層は多結晶シリコンからなることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
【請求項４】
前記画素電極電位となる前記電極は、前記反転層が形成される層に直接接続されたｎ＋多結晶シリコン層であることを特徴とする請求項３に記載の表示パネル。
【請求項５】
前記補助容量配線に印加される電圧は、アクティブマトリクス型の表示パネルの画素に備えられる選択素子のＯＦＦ時には、ＯＮ時よりも画素の容量に印加される電圧が上昇するようにＯＮ時から変化することを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
【請求項６】
ノーマリブラックで駆動されることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
【請求項７】
ＡＳＶ液晶を用いた液晶表示パネルであることを特徴とする請求項６に記載の表示パネル。
【請求項８】
黒表示時には前記ＭＯＳ容量に反転層が形成されず、白表示時には前記ＭＯＳ容量に反転層が形成されることを特徴とする請求項６に記載の表示パネル。
【請求項９】
ノーマリホワイトで駆動されることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
【請求項１０】
ＴＮ液晶を用いた液晶表示パネルであることを特徴とする請求項９に記載の表示パネル。
【請求項１１】
白表示時には前記ＭＯＳ容量に反転層が形成されず、黒表示時には前記ＭＯＳ容量に反転層が形成されることを特徴とする請求項９に記載の表示パネル。
【請求項１２】
前記ＭＯＳ容量は、ｎ−ＭＯＳ容量とｐ−ＭＯＳ容量との並列接続からなることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
【請求項１３】
交流駆動されることを特徴とする請求項１２に記載の表示パネル。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の表示パネルを備えていることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネルの画素に備えられる補助容量に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス型の液晶表示装置の画素には、補助容量が備えられることが一般的である。図５に、液晶表示装置の画素の構成を等価回路で示す。
【０００３】
図５の画素は、ゲート電極がｊ番目のゲートラインＧＬｊに接続されるとともに、ソース電極がｉ番目のソースラインＳＬｉに接続されたＴＦＴからなるスイッチＳＷによって書き込みの選択がなされる画素である。スイッチＳＷのドレイン電極は、対向電極との間で液晶容量ＣＬを形成する画素電極に接続されており、ソースラインＳＬｉから画素にデータ信号が書き込まれると、画素電極と対向電極との間に配置された液晶層に、当該データ信号に応じた電圧が印加されて表示が行われる。また、スイッチＳＷのドレイン電極は、補助容量配線や隣接するゲートラインＧＬとの間で補助容量Ｃｓを形成する補助容量電極にも接続されている。画素の全体の容量Ｃｐは、液晶容量ＣＬと補助容量Ｃｓとその他の寄生容量とから構成される。補助容量Ｃｓは、書き込まれたデータ信号に応じた電荷を保持し、その大きな容量値で液晶容量ＣＬの保持電荷を補って、液晶層に印加される電圧を安定化させる。
【０００４】
補助容量配線に印加される電圧は、対向電極に印加する電圧Ｖｃｏｍであってもよいし、その他の電圧Ｖｃｓであってもよい。補助容量配線に、電圧Ｖｃｏｍとは独立して電圧Ｖｃｓを印加することのできる場合には、以下の効果が得られる。電圧Ｖｃｓを、正極性データ供給時にはスイッチＳＷのＯＮ時よりもＯＦＦ時のほうが大きくなるように変化させることにより、補助容量配線から補助容量Ｃｓを介して画素電極電位を上昇させるように変動させる、いわゆる突き上げ効果が得られる。また、電圧Ｖｃｓを、負極性データ供給時にはスイッチＳＷのＯＮ時よりもＯＦＦ時のほうが小さくなるように変化させることにより、補助容量配線から補助容量Ｃｓを介して画素電極電位を低下させるように変動させる、いわゆる突き下げ効果が得られる。
【０００５】
突き上げ効果および突き下げ効果により、液晶層に、データ信号の電圧よりも大きな電圧を印加することが可能となる。
【特許文献１】特開２００３−２２２９０２号公報（２００３年８月８日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の補助容量Ｃｓを用いた突き上げおよび突き下げ効果では、画素電極電位が正極性データ時には正極性側に、負極性データ時には負極性側にシフトするのみであるので、液晶印加電圧のダイナミックレンジを広げることはできない。むしろ、白表示と黒表示とで液晶容量に差があることにより、上記ダイナミックレンジは小さくなる。従って、出力輝度の変化範囲が狭まってコントラストの低下を招来する虞がある。
【０００７】
十分なコントラストを確保するためには、ソースラインに供給するビデオ信号の振幅を大きくする必要があるが、その場合には、消費電力の増加、回路上の設計マージンの低下やドライバ設計の制約などを伴うので、大きな欠点が生じる。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、画素に供給するビデオ信号の振幅を大きくすることなく出力ダイナミックレンジを拡大することのできる補助容量を備えた表示パネルおよび表示装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の表示パネルは、上記課題を解決するために、容量性の画素に補助容量を備えたアクティブマトリクス型の表示パネルであって、前記補助容量は、画素電極電位となる電極と補助容量配線との間に形成された、電圧印加時に常に容量として機能する第１容量と、ＭＯＳ容量との並列接続からなることを特徴としている。
【００１０】
上記の発明によれば、画素電極と補助容量配線との間の電圧がＭＯＳ容量に反転層が形成されるような電圧になれば、補助容量は第１容量にＭＯＳ容量が加わった大きな容量値となり、画素電極と補助容量配線との間の電圧がＭＯＳ容量に反転層が形成されないような電圧になれば、補助容量は第１容量のみからなる小さな容量値となる。従って、画素に供給するビデオ信号の電圧の大小に応じて補助容量が変化することとなるので、補助容量配線から補助容量を介した画素電極電位の突き上げ効果および突き下げ効果を、ビデオ信号の電圧に応じて変化させることができ、ダイナミックレンジを大きくすることができる。
【００１１】
以上により、画素に供給するビデオ信号の振幅を大きくすることなく出力ダイナミックレンジを拡大することのできる補助容量を備えた表示パネルを実現することができるという効果を奏する。
【００１２】
本発明の表示パネルは、上記課題を解決するために、前記ＭＯＳ容量のゲート電極は前記補助容量配線であることを特徴としている。
【００１３】
上記の発明によれば、ＭＯＳ容量を、補助容量配線を用いて容易に実現することができるという効果を奏する。
【００１４】
本発明の表示パネルは、上記課題を解決するために、前記ＭＯＳ容量の反転層が形成される層は多結晶シリコンからなることを特徴としている。
【００１５】
上記の発明によれば、ガラス基板上に形成する表示パネルで、補助容量の上記ＭＯＳ容量を容易に実現することができるという効果を奏する。
【００１６】
本発明の表示パネルは、上記課題を解決するために、前記画素電極電位となる前記電極は、前記反転層が形成される層に直接接続されたｎ＋多結晶シリコン層であることを特徴としている。
【００１７】
上記の発明によれば、第１容量を形成するための電極と、ＭＯＳ容量の反転層が形成される層とを容易に接続することができるという効果を奏する。
【００１８】
本発明の表示パネルは、上記課題を解決するために、前記補助容量配線に印加される電圧は、アクティブマトリクス型の表示パネルの画素に備えられる選択素子のＯＦＦ時には、ＯＮ時よりも画素の容量に印加される電圧が上昇するようにＯＮ時から変化することを特徴としている。
【００１９】
上記の発明によれば、画素の容量に印加される電圧を、補助容量配線からの突き上げ効果あるいは突き下げ効果によって大きくすることができるという効果を奏する。
【００２０】
本発明の表示パネルは、上記課題を解決するために、ノーマリブラックで駆動されることを特徴としている。
【００２１】
上記の発明によれば、ノーマリブラックで駆動される表示パネルは、画素の容量への印加電圧が大きいときに白表示となるため、印加電圧が大きいときにＭＯＳ容量が追加されることによる突き上げ効果および突き下げ効果が、輝度およびコントラストを増加させる方向へ働き、ダイナミックレンジの拡大に有効に機能するという効果を奏する。
【００２２】
また、液晶表示パネルでは、閾値の高い液晶材料を選択することも可能になり、目的に応じた特性の液晶材料を使うという選択肢が広がるという効果を奏する。
【００２３】
本発明の表示パネルは、上記課題を解決するために、ＡＳＶ液晶を用いた液晶表示パネルであることを特徴としている。
【００２４】
上記の発明によれば、ＡＳＶ液晶を用いた液晶表示パネルでは高視野角が得られるので、ＭＯＳ容量を用いたダイナミックレンジの拡大により輝度を向上させることが、各方向への光量を増加させることとなって高品位表示に大きく寄与するという効果を奏する。
【００２５】
本発明の表示パネルは、上記課題を解決するために、黒表示時には前記ＭＯＳ容量に反転層が形成されず、白表示時には前記ＭＯＳ容量に反転層が形成されることを特徴としている。
【００２６】
上記の発明によれば、黒表示時に補助容量を小さくし、白表示時に補助容量を大きくすることで、黒表示時の突き上げ（突き下げ）を小さく、白表示時の突き上げ（突き下げ）を大きくすることができるため、ダイナミックレンジが広くなり、その結果コントラストを大きくすることができるという効果を奏する。
【００２７】
本発明の表示パネルは、上記課題を解決するために、ノーマリホワイトで駆動されることを特徴としている。
【００２８】
上記の発明によれば、ノーマリホワイトで駆動される表示パネルは、画素の容量への印加電圧が大きいときに黒表示となるため、印加電圧が大きいときにＭＯＳ容量が追加されることによる突き上げ効果および突き下げ効果が、黒浮きを減少させてコントラストを増加させ、ダイナミックレンジの拡大に有効に機能するという効果を奏する。
【００２９】
また、液晶表示パネルでは、閾値の高い液晶材料を選択することも可能になり、目的に応じた特性の液晶材料を使うという選択肢が広がるという効果を奏する。
【００３０】
本発明の表示パネルは、上記課題を解決するために、ＴＮ液晶を用いた液晶表示パネルであることを特徴としている。
【００３１】
上記の発明によれば、ＴＮ液晶を用いた液晶表示パネルで、ＭＯＳ容量を用いたダイナミックレンジの拡大が、黒の輝度をより沈ませてコントラストを増加させることとなって高品位表示に大きく寄与するという効果を奏する。
【００３２】
本発明の表示パネルは、上記課題を解決するために、白表示時には前記ＭＯＳ容量に反転層が形成されず、黒表示時には前記ＭＯＳ容量に反転層が形成されることを特徴としている。
【００３３】
上記の発明によれば、白表示時に補助容量を小さくし、黒表示時に補助容量を大きくすることができるという効果を奏する。
【００３４】
本発明の表示パネルは、上記課題を解決するために、前記ＭＯＳ容量は、ｎ−ＭＯＳ容量とｐ−ＭＯＳ容量との並列接続からなることを特徴としている。
【００３５】
上記の発明によれば、画素電極電位と、補助容量配線の電圧との高低関係に関わらず、補助容量にＭＯＳ容量を付加することができるという効果を奏する。
【００３６】
本発明の表示パネルは、上記課題を解決するために、交流駆動されることを特徴としている。
【００３７】
上記の発明によれば、交流駆動の表示パネルにおいて、ダイナミックレンジの拡大を行うことができるという効果を奏する。
【００３８】
本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、前記表示パネルを備えていることを特徴としている。
【００３９】
上記の発明によれば、コントラストの改善された表示を実現することができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の表示パネルは、以上のように、容量性の画素に補助容量を備えたアクティブマトリクス型の表示パネルであって、前記補助容量は、画素電極電位となる電極と補助容量配線との間に形成された、電圧印加時に常に容量として機能する第１容量と、ＭＯＳ容量との並列接続からなる。
【００４１】
以上により、画素に供給するビデオ信号の振幅を大きくすることなく出力ダイナミックレンジを拡大することのできる補助容量を備えた表示パネルを実現することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明の実施形態について図１ないし図４に基づいて説明すると以下の通りである。
【００４３】
図４に、本実施形態に係る液晶表示装置（表示装置）の表示パネル１の構成を示す。
【００４４】
表示パネル１はアクティブマトリクス型の表示装置であり、走査信号線駆動回路としてのゲートドライバ３と、データ信号線駆動回路としてのソースドライバ４と、表示部２と、ゲートドライバ３およびソースドライバ４を制御するための表示制御回路５と、電源回路６とを備えている。
【００４５】
表示部２は、複数本（ｍ本）の走査信号線としてのゲートラインＧＬ１〜ＧＬｍと、それらのゲートラインＧＬ１〜ＧＬｍのそれぞれと交差する複数本（ｎ本）のデータ信号線としてのソースラインＳＬ１〜ＳＬｎと、それらのゲートラインＧＬ１〜ＧＬｍとソースラインＳＬ１〜ＳＬｎとの交差点にそれぞれ対応して設けられた複数個（ｍ×ｎ個）の画素ＰＩＸ…とを含む。また、ここでは図示しないが、表示部２は、ゲートラインＧＬ１〜ＧＬｍと平行に補助容量配線ＣＳＬ…を備えており、当該方向に並んだｎ個の画素からなる各画素行に１本の補助容量配線ＣＳＬが割り当てられている（後述の図１参照）。
【００４６】
複数の画素ＰＩＸ…はマトリクス状に配置されて画素アレイを構成し、各画素ＰＩＸは、ＴＦＴ（画素選択素子）１４と、液晶容量ＣＬと、補助容量Ｃｓとを備えている。ＴＦＴ１４のゲート端子はゲートラインＧＬｊに、ソース端子はソースラインＳＬｉに、ドレイン端子は画素電極にそれぞれ接続されている。液晶容量ＣＬは、画素電極と対向電極と、それらの間に挟持された液晶層とから構成されている。対向電極には電源回路６から電圧Ｖｃｏｍが印加される。液晶容量ＣＬと補助容量Ｃｓとは画素容量を構成しているが、画素容量を構成する他の容量として、画素電極と周辺配線との間に形成される寄生容量も存在する。以下では、この寄生容量が、補助容量Ｃｓによる突き上げ効果および突き下げ効果に与える影響は小さいとして、特に寄生容量の動作については説明しない。
【００４７】
補助容量Ｃｓは、図１に示すように、固定補助容量（第１容量）Ｃｓ０と、ＭＯＳ容量との並列接続からなる。さらに、ＭＯＳ容量は、ｎ−ＭＯＳ容量Ｃｓ１とｐ−ＭＯＳ容量Ｃｓ２との並列接続からなる。固定補助容量Ｃｓ０は、画素電極に接続された補助容量電極と、補助容量配線ＣＳＬと、それらの間に挟まれた絶縁膜とから構成されている。補助容量配線ＣＳＬには電源回路６から、電圧Ｖｃｏｍとは独立に電圧Ｖｃｓが印加される。ｎ−ＭＯＳ容量Ｃｓ１およびｐ−ＭＯＳ容量Ｃｓ２は、ゲート電極を補助容量配線ＣＳＬとし、当該ゲート電極との間にゲート絶縁膜を挟む半導体層が画素電極に接続された構成である。
【００４８】
表示制御回路５は、外部の信号源から、表示すべき画像を表すデジタルビデオ信号や、水平同期信号、垂直同期信号などを受け取り、それらの信号に基づいて、ゲートスタートパルスＧＳＰ、ゲートクロックＧＣＫ、ソーススタートパルスＳＳＰ、ソースクロックＳＣＫ、および、デジタルビデオ信号ＤＡなどを生成して出力する。
【００４９】
ゲートドライバ３は、表示制御回路５から入力されるゲートスタートパルスＧＳＰおよびゲートクロックＧＣＫから、ゲートラインＧＬ１〜ＧＬｍを１水平期間毎に順次走査する走査信号Ｇ（１）〜Ｇ（ｍ）を生成する。
【００５０】
ソースドライバ４は、表示制御回路５から入力されるソーススタートパルスＳＳＰ、ソースクロックＳＣＫ、および、デジタルビデオ信号ＤＡから、ソースラインＳＬ１〜ＳＬｎに各水平期間で線順次に出力するデータ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｎ）を生成する。ソースラインＳＬ１〜ＳＬｎに対しては、ソースドライバとしてこのソースドライバ４のみが一端側に接続されている。なお、ここではソースドライバ４としてデジタルのビデオ信号をＤＡ変換してソースラインＳＬ１〜ＳＬｎに線順次で出力するデジタルドライバを挙げているが、ソースドライバ４としてはこれに限らず、アナログのビデオ信号をサンプリングしてソースラインＳＬ１〜ＳＬｎに点順次で出力するアナログドライバなど、任意の形態が可能である。
【００５１】
ゲートドライバ３によってＧＬ１〜ＧＬｍが順次走査されると、走査された画素行の各画素ＰＩＸには、対応するソースラインＳＬｉからＴＦＴ１４を介してデータ信号Ｓ（ｉ）が書き込まれる。液晶容量ＣＬには、書き込まれたデータ信号Ｓ（ｉ）の電圧および補助容量配線ＣＳＬの電圧Ｖｃｓに応じた電圧と、対向電極の電圧Ｖｃｏｍとの差電圧が印加されて、画素ＰＩＸはその印加電圧に応じた輝度で表示を行う。
【００５２】
上記表示パネル１を、例えばＡＳＶ(Advanced Super View)等のノーマリブラックモードの液晶表示パネルであるとする。このとき、交流駆動においては、黒表示の電圧と電圧Ｖｃｏｍとの差は小さく、白表示の電圧と電圧Ｖｃｏｍとの差は大きくなる関係にある。補助容量配線ＣＳＬは画素行ごとで独立に電圧印加が可能な構成であり、同じ電圧を印加する補助容量配線ＣＳＬに対応する画素どうしで電圧Ｖｃｓの極性を揃えて、１フレームごとなど所定周期で、画素行ごとに順次極性を反転させることが可能となっている。
【００５３】
また、電圧Ｖｃｓは、例えば、ＴＦＴ１４のＯＮ時には正極性データ供給時および負極性データ供給時の両方で電圧Ｖｃｏｍと同じ電圧であり、ＴＦＴ１４のＯＦＦ時には、正極性データ供給時に電圧Ｖｃｏｍよりも大きな電圧となり、負極性データ供給時に電圧Ｖｃｏｍよりも小さな電圧となる。上記の駆動は電圧ＶｃｓをＨ、Ｌ、およびその中間の３値で駆動するものであるが、この他に２値での駆動も可能である。２値での駆動は、例えば、電圧Ｖｃｓに対して、正極性データを書き込んだ後はＬ→Ｈという変化を行い、次のフレームで負極性データを書き込んだ後はＨ→Ｌという変化を行うものである。なお、上記の３値駆動の場合には電圧Ｖｃｏｍは一定であるが、電圧Ｖｃｏｍを正極性データ供給時と負極性データ供給時とで変化させて、ＴＦＴ１４のＯＮ時の電圧Ｖｃｓをこれに一致させ、ＴＦＴ１４のＯＦＦ時に上記極性ごとの電圧Ｖｃｓの変化を行ってもよい。
【００５４】
図２において、正極性の白表示のビデオ信号を書き込む場合には、画素電極の電圧が電圧Ｖｃｓよりも十分に大きくなる。このとき、ｎ−ＭＯＳ容量Ｃｓ１には逆バイアス電圧が印加され、ｐ−ＭＯＳ容量Ｃｓ２には閾値電圧以上の順バイアス電圧が印加される。従って、ｎ−ＭＯＳ容量Ｃｓ１は容量として機能せず、ｐ−ＭＯＳ容量Ｃｓ２はゲート絶縁膜直下にｎ型反転層が形成されて容量として機能する。これにより、画素ＰＩＸにおいて、補助容量Ｃｓは、固定補助容量Ｃｓ０にｐ−ＭＯＳ容量Ｃｓ２が並列に接続された状態のものとなる。
【００５５】
一方、正極性の黒表示のビデオ信号を書き込む場合には、画素電極の電圧と電圧Ｖｃｓとの差が小さくなる。このとき、ｎ−ＭＯＳ容量Ｃｓ１に印加される電圧、および、ｐ−ＭＯＳ容量Ｃｓ２に印加される電圧は、それぞれ、閾値電圧よりも小さい順バイアス電圧か、逆バイアス電圧となるように設定されている。従って、ｎ−ＭＯＳ容量Ｃｓ１およびｐ−ＭＯＳ容量Ｃｓ２はともに容量として機能しない。これにより、画素ＰＩＸにおいて、補助容量Ｃｓは固定補助容量Ｃｓ０のみから構成された状態のものとなる。
【００５６】
次に、負極性の白表示のビデオ信号を書き込む場合には、画素電極の電圧が電圧Ｖｃｓよりも十分に小さくなる。このとき、ｎ−ＭＯＳ容量Ｃｓ１には順バイアス電圧が印加され、ｐ−ＭＯＳ容量Ｃｓ２には逆バイアス電圧が印加される。従って、ｎ−ＭＯＳ容量Ｃｓ１はゲート絶縁膜直下にｎ型反転層が形成されて容量として機能し、ｐ−ＭＯＳ容量Ｃｓ２は容量として機能しない。これにより、画素ＰＩＸにおいて、補助容量Ｃｓは、固定補助容量Ｃｓ０にｎ−ＭＯＳ容量Ｃｓ１が並列に接続された状態のものとなる。
【００５７】
一方、負極性の黒表示のビデオ信号を書き込む場合には、画素電極の電圧と電圧Ｖｃｓとの差が小さくなる。このとき、ｎ−ＭＯＳ容量Ｃｓ１に印加される電圧、および、ｐ−ＭＯＳ容量Ｃｓ２に印加される電圧は、それぞれ、閾値電圧よりも小さい順バイアス電圧か、逆バイアス電圧となるように設定されている。従って、ｎ−ＭＯＳ容量Ｃｓ１およびｐ−ＭＯＳ容量Ｃｓ２はともに容量として機能しない。これにより、画素ＰＩＸにおいて、補助容量Ｃｓは固定補助容量Ｃｓ０のみから構成された状態のものとなる。
【００５８】
以上により、黒表示時には通常の固定補助容量Ｃｓ０のみを補助容量Ｃｓとして用い、白表示時には黒表示時よりもＭＯＳ容量の分だけ大きい補助容量Ｃｓを用いることができる。なお、第１容量としては、固定容量に限らず、印加電圧や周波数に依存して容量値が変化する容量でもよく、電圧印加時に常に容量として機能する容量であればよい。
【００５９】
次に、上記構成の画素ＰＩＸのレイアウトおよび積層構造について説明する。
【００６０】
図２は画素ＰＩＸの平面図の一例を示しており、図３は図２のＡ−Ｂ線断面図を示している。
【００６１】
図２に示すように、１つの画素ＰＩＸは、互いに隣接する２本の補助容量配線ＣＳＬ・ＣＳＬと、互いに隣接する２本のソースラインＳＬ・ＳＬとで囲まれた領域を有している。ゲートラインＧＬは、上記補助容量配線ＣＳＬ・ＣＳＬどうしの間に、補助容量配線ＣＳＬと平行に延びるように設けられている。画素ＰＩＸ内では大略的に、ゲートラインＧＬと、一方の補助容量配線ＣＳＬとの間に、ＴＦＴ１４（図中ゲート電極１４ａで示す付近）、ＴＦＴ１４と画素電極１５との接続部、および、補助容量Ｃｓが設けられている。ＴＦＴ１４は、ＴＦＴ素子構造が２つ直列に接続された構成であり、図３では各々のゲート電極１４ａが示されている。ＴＦＴを２つ設けることにより、画素のＯＮ／ＯＦＦ特性の最適化を行ったり、冗長性を持たせたりするようにしている。ＴＦＴ１４のソース側端部は、コンタクトホールＳＬａを介して上層のソースラインＳＬに接続されている。ＴＦＴ１４のドレイン側端部は、半導体層２４に接続されているとともに、コンタクトホール１５ａを介して上層の導電体層１５に接続されている。
【００６２】
半導体層２４は例えば不純物を十分ドープして導体とした多結晶シリコン層からなり、ＴＦＴ１４側から３本に分岐して、補助容量電極２５、ｎ−ＭＯＳ用活性層２６、および、ｐ−ＭＯＳ用活性層２７のそれぞれに接続されている。補助容量電極２５はｎ＋多結晶シリコン層からなり、ｎ−ＭＯＳ用活性層２６およびｐ−ＭＯＳ用活性層２７は順にｐドープされた多結晶シリコン層、ｎドープされた多結晶シリコン層からなる。また、導電体層１５は、コンタクトホール２１ａを介して上層の画素電極２１に接続されている。
【００６３】
図２のＡ−Ｂ線は、コンタクトホール２１ａ・１５ａ・ＳＬａを通っており、これにより、図３の断面図では画素ＰＩＸの積層構造が詳細に示されている。
【００６４】
図３では表示パネル１のＴＦＴ基板側のみが示されている。対向基板や液晶層は従来通りでよい。画素ＰＩＸの前述した構成は、ガラス基板３１上に設けられたベースコート３２の上に設けられている。ベースコート３２上には、ＴＦＴ１４のチャネル領域やソース／ドレイン領域がプレーナ型に形成された多結晶シリコンベースの半導体層１４ｃ、半導体層２４、補助容量電極２５、ｎ−ＭＯＳ用活性層２６（ｎ−ＭＯＳ用活性層２６はＡ−Ｂ線上にないので図３には示されていない）、および、ｐ−ＭＯＳ用活性層２７がパターン形成されている。そして、これらのパターン面を覆って、例えばＳｉＯＮからなるゲート絶縁膜１４ｂが形成されている。ゲート絶縁膜１４ｂ上には、ＴＦＴ１４の２つのゲート電極１４ａ・１４ａ、および、補助容量配線ＣＳＬがパターン形成されている。これらのパターンは、例えばＴａＮ／Ｗといった２層構成の膜などの同じ導電体膜から同時に形成される。
【００６５】
また、ゲート電極１４ａ・１４ａおよび補助容量配線ＣＳＬのパターン面を覆って例えばアクリル樹脂からなる樹脂層１６が形成されている。そして、ＴＦＴ１４のソース側端部の半導体層１４ｃの上に形成されているゲート絶縁膜１４ｂおよび樹脂層１６に、コンタクトホールＳＬａが形成されており、当該コンタクトホールＳＬａ上を覆うようにして、樹脂層１６上にソースラインＳＬが形成されている。これにより、ＴＦＴ１４のソース側端部とソースラインＳＬとが互いに接続される。また、ＴＦＴ１４のドレイン側端部の半導体層１４ｃの上に形成されているゲート絶縁膜１４ｂおよび樹脂層１６に、コンタクトホール１５ａが形成されており、当該コンタクトホール１５ａ上を覆うようにして、樹脂層１６上に導電体層１５が形成されている。これにより、ＴＦＴ１４のドレイン側端部と導電体層１５とが互いに接続される。ソースラインＳＬおよび導電体層１５のパターンは、例えばＡｌ／Ｔｉ積層膜などの同じ導電体膜から同時に形成されるが、この場合には、導電体層１５が遮光膜となるので、図２に示すように、導電体層１５のパターン領域は細く形成するなどして面積を小さくしている。
【００６６】
また、ソースラインＳＬおよび導電体層１５のパターン面を覆って、例えばアクリル樹脂からなる樹脂層１７が形成されている。そして、導電体層１５上の樹脂層１７に、コンタクトホール２１ａが形成されており、当該コンタクトホール２１ａを覆うようにして、樹脂層１７上に、例えばＩＴＯからなる画素電極２１が形成されている。
【００６７】
このように、本実施形態によれば、画素電極２１と補助容量配線ＣＳＬとの間の電圧がＭＯＳ容量に反転層が形成されるような電圧になれば、補助容量Ｃｓは第１容量である固定補助容量Ｃｓ０にＭＯＳ容量であるｎ−ＭＯＳ容量あるいはｐ−ＭＯＳ容量が加わった大きな容量値となり、画素電極２１と補助容量配線ＣＳＬとの間の電圧がＭＯＳ容量に反転層が形成されないような電圧になれば、補助容量Ｃｓは第１容量である固定補助容量Ｃｓ０のみからなる小さな容量値となる。従って、画素ＰＩＸに供給するビデオ信号の電圧の大小に応じて補助容量Ｃｓが変化することとなるので、補助容量配線ＣＳＬから補助容量Ｃｓを介した画素電極電位の突き上げ効果および突き下げ効果を、ビデオ信号の電圧に応じて変化させることができ、液晶容量ＣＬに印加される電圧のダイナミックレンジを大きくすることができる。
【００６８】
以上により、画素に供給するビデオ信号の振幅を大きくすることなく出力ダイナミックレンジを拡大することのできる補助容量を備えた表示パネルを実現することができる。
【００６９】
以上、本実施の形態について述べた。
【００７０】
なお、前記例では表示パネルを交流駆動したが、これに限らず、単一極性の駆動でも構わない。その場合には、ＭＯＳ容量はいずれか一方の極性のみでよい。
【００７１】
また、上記実施形態ではノーマリブラックで駆動される表示パネルについて説明したが、ノーマリホワイトで駆動される表示パネルを構成することも可能であり、表示媒体として例えばＴＮ(Twisted Nematic)液晶が用いられる。ノーマリホワイトの場合には、白表示の電圧レベルと黒表示の電圧レベルとの大小関係がノーマリブラックの場合とは逆になるため、補助容量Ｃｓには、黒表示時にＭＯＳ容量が追加され、白表示時にＭＯＳ容量が追加されない状態となる。
【００７２】
また、表示パネル、表示装置としては、液晶以外に、例えば表示素子として誘電性液体を用いるものなど、補助容量の付加が可能な容量性の画素を有する任意のものが可能である。
【００７３】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、液晶表示装置に特に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、表示パネルの画素の構成を示す等価回路図である。
【図２】図１の画素の構成を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の実施形態を示すものであり、表示パネルの構成を示す回路ブロック図である。
【図５】従来技術を示すものであり、表示パネルの画素の構成を示す等価回路図である。
【符号の説明】
【００７６】
１              表示パネル
Ｃｓ            補助容量
Ｃｓ０          固定補助容量（第１容量）
Ｃｓ１          ｎ−ＭＯＳ容量（ＭＯＳ容量）
Ｃｓ２          ｐ−ＭＯＳ容量（ＭＯＳ容量）
ＣＳＬ                        補助容量配線
ＰＩＸ                        画素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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