JP2809950B2 - 表示装置の駆動方法 - Google Patents

表示装置の駆動方法

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JP2809950B2 JP33406192A JP33406192A JP2809950B2 JP 2809950 B2 JP2809950 B2 JP 2809950B2 JP 33406192 A JP33406192 A JP 33406192A JP 33406192 A JP33406192 A JP 33406192A JP 2809950 B2 JP2809950 B2 JP 2809950B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタ(以下
TFTと呼ぶ)等のスイッチング素子により液晶などの
表示材料を交流駆動し、画像表示を行うアクティブマト
リックス表示装置の駆動方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アクティブマトリックス液晶表示装置に
よる表示画質は近年きわめて改善されてきているが、フ
リッカー・画面上下方向の輝度変化、即ち輝度傾斜・固
定画像を表示した直後に固定画像のイメージが焼き付い
たように残存する画像メモリー現象・階調表示性能・視
角依存性等は未だCRTに比べると遜色がないとは言え
ない。特に視角依存性の改善は、近年大画面化が進んで
いる液晶表示装置にとって最大の課題である。
【0003】一般に、液晶表示装置は視角依存性が大き
く、表示画面を見る角度により画像が大きく異なる性質
を持っている。そのため、大画面の液晶表示装置では、
ある視点から表示画面を見ると液晶表示装置の視角依存
性により上部と下部では表示画像が一様でなく、画面の
上下方向で輝度傾斜があるかのように見える。この視角
依存性による輝度傾斜を補正する手段として表示画面の
上部と下部で画像信号の振幅を変化させる方法が知られ
ている(特開平3−294822号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像信
号の振幅を変化させる方法は画像信号の処理が非常に複
雑になり、また、液晶駆動用のドライバICの負担も大
きい。
【0005】本発明は複雑な画像信号処理を必要とせず
に簡便な方法にて表示装置の視角依存性による上下方向
での輝度傾斜の低減を図るものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の表示装置の駆動法は、容量を介して走査信号
配線に接続された画素電極をマトリックス状に有し、画
像信号配線と走査信号配線に電気的に接続されたスイッ
チング素子が画素電極に接続され、スイッチング素子の
オン期間に画像信号電圧を画素電極に伝達し、走査信号
配線に変調信号Ve(±)を与えることにより、画素電
極の電位を変化させ、画素電極の電位の変化と画像信号
電圧とを相互に重畳させて表示材料に電圧を印加する表
示装置において、変調信号振幅Vepp=|Ve(+)−V
e(−)|と定義するとき、第n番目の走査信号配線に
おける変調信号振幅Vepp(n)と第n+1番目の走査
信号における変調信号振幅Vepp(n+1)との間にV
epp(n)≦Vepp(n+1)または、Vepp(n)≧V
epp(n+1)の関係を持たせるものである。
【0007】
【作用】走査信号の電位変化Vgがゲート・ドレイン間
容量Cgdを介して誘起される画像信号との電位変化Cgd
g/ΣC(ΣC:1画素当りに有する全静電容量)が
負方向に発生する。そこで、蓄積容量Csを介して1フ
ィールド毎に印加する極性を反転した非対称の正負の変
調信号Ve(+)、Ve(−)を与えることにより負方向
にCse(+)/ΣC、正方向にCse(−)/ΣCの
電位変化を画素電極に発生させ、上述した電位変化Cgd
g/ΣCに重畳させる。これらの電位変化の関係が次
式を満足するように設定すると、液晶の誘電率異方向
性、及び走査信号がゲート・ドレイン間容量を介して誘
起する直流成分の少なくとも一部分を補償し、フリッカ
ー・画像メモリー等の発生要因を除去し、高品質の表示
が可能で、表示装置の駆動信頼性も高い。
【0008】Cse(+)/ΣC−Cgdg/ΣC=−
se(−)/ΣC+Cgdg/ΣC=△V* 上式より (Ve(+)−Ve(−))=2(ΣC/Cs)△V*=
eppepp:変調信号振幅 が導かれる。
【0009】ここで、Cs,Cgd,ΣC,Vgを固定値と
すると、Ve(+),Ve(−)は、以下に示す関係を満
たす。
【0010】 (Ve(−)+Ve(+))/2=Cgdg/Cs=Vecec:定数 上記式を満たしながらVe(+),Ve(−)を変化させ
る、つまり、Veppを変化させると、表示装置の入力信
号電圧−透過率特性を変化させることができる。
【0011】
【実施例】図2に、液晶表示装置の電気的等価回路を示
す。n番目の走査信号配線1,n−1番目の走査信号配
線2,画像信号配線3,TFT4を有し、TFT4には
寄生容量として、ゲート・ドレイン間容量Cgd5、ソー
ス・ドレイン間容量Csd6及びゲート・ソース間容量C
gs7がある。更に意図的に形成された容量として、液晶
容量Clc*8、蓄積容量Cs9がある。
【0012】これらの各要素電極には外部から駆動電圧
として、n番目の走査信号配線1には走査信号V
g(n)を、n−1番目の走査信号配線2には走査信号
g(n−1)を、画像信号配線3には画像信号電圧V
sigを、液晶容量Clc*の対向電極には一定の電圧をそ
れぞれ印加する。上記した寄生ないし意図的に設置した
各種の容量を通じて駆動電圧の影響が画素電極(同図A
点)に現われる。
【0013】図3に示すVg,Ve(+),Ve(−),
t及びVsigを図2の各点にそれぞれ印加すると、容量
結合による画素電極の電位変化ΔV*は、偶,奇それぞ
れのフィールドで式(1),(2)で表わされる(但
し、TFTをオンすることによる、画像信号配線からの
電導によるA点の電位変化成分を除く)。
【0014】 ΔV*+=(Cse(+)+Cgdg−Csdsig)/Ct……(1) ΔV*−=(Cse(−)−Cgdg−Csdsig)/Ct……(2) Ct=Cs+Cgd+Csd+Clc* =Cp+Csd+Clc* 上式の第1項は変調信号による電位変化である。第2項
は走査信号VgがTFT4の寄生容量Cgdを通じて画素
電極に誘起する電位変化である。第3項は画素信号電圧
が寄生容量を通じて画素電極に誘起する電位変化を示
す。Clc*は、信号電圧(Vsig)の大小により液晶の
配向状態が変化するに連れて、その誘電異方性の影響を
受けて変化する液晶の容量である。従って、Clc*及び
ΔV*は液晶容量の大(Clc(h))小(Clc(l))
に各々対応する(Cgsはゲート・信号電極間の容量であ
るが走査信号配線、画像信号配線共に低いインピーダン
ス電源で駆動されまたこの結合は直接表示電極電位に影
響しないため無視する)。偶,機フィールドでの電位変
化ΔV*+,ΔV*−が等しくなれば液晶に直流電圧が
かからず対称な交流駆動が可能である。即ち次式を満足
することである。
【0015】 (Cse(+)+Cgdg−Csdsig)=(Cse(−)−Cgdg−Csds ig )……(3) Vsigは各フィールド毎に反転する信号をあたえるので
各フィールドで第3項Csdsigの効果は相殺される。
従って式(3)は (Cse(+)+Cgdg)=(Cse(−)−Cgdg)=ΔV*……(4) と簡単化される。
【0016】ここで、式(4)を書き換えると (Ve(−)−Ve(+))=2Cgdg/Cs=Vepp……(4a) となる。
【0017】画素電極に誘起される電位ΔV*は、偶,
奇各フィールドで対向電極に対して液晶容量に無関係に
正負等しくすることができる。このため正負両極性の電
圧が等しく液晶に印加されフリッカーは本質的に減少す
る。また、式(3),(4に)Clc*が現われないた
め、式(3),(4)が満たされる条件で駆動すれば液
晶の誘電異率方性の影響は消失し、Clc*に起因するD
C電圧は表示装置内部に発生しない。さらに式(3),
(4)を満たした駆動条件では、走査信号Vgが寄生容
量Cgdを通じて画像信号配線と表示電極間に誘起する直
流電位をも相殺し零とすることができる。本実施例の駆
動法では、各フィールド毎に対向電極の電位に対して正
負逆極性の信号を与えるので2フィールドを見れば画素
電極,信号電極,対向電極の各電位間には直流電界は生
じないため、液晶に直流電圧を与えることがなく信頼性
上有利である。
【0018】本実施例で最も重要な点は、条件式
(3),(4)が表示装置側で任意設定可能な2つの電
圧パラメータVe(+)とVe(−)を有することであ
る。このため、Ve(+)とVe(−)を式(3),
(4)に合わせて制御すれば、画素電極に現われる電位
変動ΔV*を任意の大きさに設定でき、このΔV*を変
化させる、つまりVeppを変化させることにより表示装
置の入力信号電圧−透過率特性を変えることができる。
【0019】図4に全ての走査線に対し同じ値のVepp
を与えた場合の視角による入力信号電圧−透過率特性の
変化を示す。視角により入力信号電圧−透過率(透過光
強度)特性は大きく変化する。本実施例の液晶表示装置
では表示画面を上方からみた場合、入力信号電圧−透過
率特性は入力電圧の低電圧側にシフトし、表示画面を下
方からみた場合には入力信号電圧−透過率特性は入力電
圧の高電圧側にシフトする。
【0020】ここで、Veppを小さくすると入力信号電
圧−透過率特性が入力電圧の高電圧側にシフトし、V
eppを大きくすると入力信号電圧−透過率特性が入力電
圧の低電圧側にシフトすることを利用し、ある視点から
各走査線に対応する視角において、表示画面中央の入力
信号電圧−透過率特性に最も近くなるVeppを各走査線
毎に与える(本実施例では表示画面の上方から下方に行
くに従いVeppを徐々に小さくした)と、図5に示すよ
うに各視角における入力信号電圧−透過率特性がかなり
近づく。よって、表示装置正面のある視点において表示
装置全面の透過光強度がほぼ一様となり、視角依存性の
改善を達成できる。
【0021】図6に本実施例の液晶表示装置の回路図を
示す。10は走査信号及び変調信号駆動回路、11は映
像信号駆動回路、12は対向電圧駆動回路である。13
a,13b,……13zは走査信号配線、14a,14
b,……14zは画像信号配線、15a,15b……1
5zは液晶の対向電極である。本実施例では、蓄積容量
が走査信号配線毎に分離して形成されており、変調信号
は各々の走査信号配線に対応して印加される。図1に本
実施例における各走査信号配線での最適Veppを示す。
ここで、n番目の走査信号配線に対するVepp(n)
と、n+1番目の走査信号配線に対するVepp(n+
1)は、 |Vepp(n)−Vepp(n+1)|=A A:定数 の関係を与えている。ここで走査線配線番号は画面の上
から順に番号を付したものである。
【0022】本実施例では、高さ約25cmの液晶表示
装置を正面方向よりおよそ40cmの距離から見る場合
を想定した。このとき、表示装置の上端及び下端を見る
と、上下方向にそれぞれ約16°の見込み角度を持つこ
とになる。ここで、各走査信号配線に対するVeppを全
て同じ値とすると、図4に示すように各視角での入力信
号電圧−透過率特性が大きくなり異なり、画面の上下方
向で輝度傾斜を生じているように見える。次に、各走査
信号配線に対するVeppを調整し、正面からの入力信号
電圧−透過率特性にできるだけ近づけた場合を図5に示
している。画面上部と下部でのVeppの差は3.5V程
度であった。これにより視角依存性の改善を実現でき、
表示装置の正面から見た場合画面上部から下部まで透過
光強度がほぼ一様な表示とすることができる。
【0023】一般に液晶表示装置は、見る角度、特に上
下方向の角度の変化に対し入力信号電圧−透過率特性が
大きく変化する。この視角による前記特性の変化を、V
eppよる入力信号電圧−透過率特性の変化により相殺さ
せることにより、ある視点において表示画面の輝度傾斜
を低減することが可能となる。
【0024】なお、本実施例では表示媒体を液晶の場合
について記載したが、他の表示媒体に対しても有効であ
ることは言うまでもない。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明は、視角依存性を
持つ表示装置において、各走査信号配線に対し独立な電
圧値としてVeppを与えることにより各走査信号配線毎
の視角依存性を変化させ、ある視点において画面の上部
から下部まで透過光強度が一様な表示画面とすることが
できる。
【0026】また、走査線毎にVeppを変化させても画
素電極,信号電極,対向電極の各電位間に直流電界が生
じないため、液晶に直流電圧を与えることがないためフ
リッカー・焼き付き等の発生要因を除去でき信頼性上有
利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における各走査信号配線に対
する最適Veppを示す特性図
【図2】本発明の供する液晶表示装置の電気的等価回路
【図3】同装置に印加する信号電圧を示す波形図
【図4】同装置の入力信号電圧−透過率特性の視角依存
性を示す特性図
【図5】各視角において最適なVe(+),Ve(−)を
設定したときの印加電圧対透過光強度特性を示す特性図
【図6】本発明の供する液晶表示装置の基本構成を示す
回路図
【符号の説明】
1 n番目の走査信号配線 2 n+1番目の走査信号配線 3 画像信号配線 4 TFT 5 ゲート・ドレイン間容量 6 ソース・ドレイン間容量 7 ゲート・ドレイン間容量 8 液晶容量 9 蓄積容量 10 走査信号および変調信号駆動回路 11 映像信号駆動回路 12 対向電圧駆動回路 13a,13b……13z 走査信号配線 14a,14b……14z 画像信号配線 15a,15b……15z 対向電極の共通配線

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容量を介して走査信号配線に接続された
    画素電極をマトリックス状に有し、画像信号配線と前記
    走査信号配線に電気的に接続されたスイッチング素子が
    前記画素電極に接続され、前記スイッチング素子のオン
    期間に画像信号電圧を画素電極に伝達し、前記走査信号
    配線に変調信号Ve(±)(但し、Ve(+)+Ve
    (−)は一定とする)を印加することにより前記画素電
    極の電位を変化させ、前記画素電極の電位の変化と前記
    画像信号電圧とを相互に重畳させて表示材料に電圧を印
    加する表示装置において、 変調信号振幅Vepp=|Ve(+)−Ve(−)|と
    定義するとき、任意のnについて第n番目の走査信号配
    線における変調信号振幅Vepp(n)と第n+1番目の
    走査信号配線における変調信号振幅Vepp(n+1)と
    の間にVepp(n)≦Vepp(n+1)または、V
    epp(n)≧Vepp(n+1)の関係を持たせたことを特
    徴とする表示装置の駆動方法。
  2. 【請求項2】 第n番目の走査信号配線における変調信
    号振幅Vepp(n)と第n+1番目の走査信号配線にお
    ける変調信号振幅Vepp(n+1)との間に|V
    epp(n)−Vepp(n+1)|=A(Aは定数)の関係
    があることを特徴とする請求項1記載の表示装置の駆動
    方法。
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