JP2874190B2 - 液晶ディスプレイ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば液晶表示素子をＸ−Ｙマトリクス状
に配置して画像の表示を行う液晶ディスプレイ装置に関
する。

〔発明の概要〕

本発明は液晶ディスプレイ装置に関し、液晶セルの対
向電極を分割し、この分割ごとに液晶セルに映像信号の
供給されるタイミングでその電位を反転することによ
り、シェーディングを無くして良好な表示を行うことが
できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

例えば液晶を用いてテレビ画像を表示することが提案
（特開昭59−220793号公報等参照）されている。

すなわち第６図において、（１）はテレビの映像信号
が供給される入力端子で、この入力端子（１）からの信
号がそれぞれ例えばＮチャンネルFETからなるスイッチ
ング素子M₁,M₂・・・Mmを通じて垂直（Ｙ軸）方向のラ
インL₁,L₂・・・Lmに供給される。なおｍは水平（Ｘ
軸）方向の画素数に相当する数である。さらにｍ段のシ
フトレジスタ（２）が設けられ、このシフトレジスタ
（２）に水平同期信号に相当する水平スタート信号H_Sと
水平周波数のｍ倍の水平クロック信号Φ_Ｈが供給され、
このシフトレジスタ（２）の各出力端子からのクロック
信号Φ_Ｈによって順次走査される駆動パルス信号φ_H1,
φ_H2・・・φ_Hmがスイッチング素子M₁〜Mmの各制御素子
に供給される。なおシフトレジスタ（２）には低電位
（V_SS）と高電位（V_DD）が供給され、この２つの電位の
駆動パルスが形成される。

また各ラインL₁〜Lmにそれぞれ例えばＮチャンネルFE
Tからなるスイッチング素子M₁₁,M₂₁・・・M_n1,M₁₂,M₂₂
・・・M_n2,・・・M_1m,M_2m・・・Mnmの一端が接続され
る。なおｎは水平走査線数に相当する数である。このス
イッチング素子M₁₁〜Mnmの他端がそれぞれ液晶セルC₁₁,
C₂₁・・・Cnmを通じてターゲット端子（３）に接続され
る。

さらにｎ段のシフトレジスタ（４）が設けられ、この
シフトレジスタ（４）に垂直同期信号に相当する垂直ス
タート信号V_Sと水平周波数の垂直クロック信号Φ_Ｖが供
給され、このシフトレジスタ（４）の各出力端子からの
クロック信号Φ_Ｖによって順次走査される駆動パルス信
号φ_V1,φ_V2・・・φ_Vnが、水平（Ｘ軸）方向のゲート
線G₁,G₂・・・Gnを通じてスイッチング素子M₁₁〜Mnmの
Ｘ軸方向の各列（M₁₁〜M_1m），（M₂₁〜M_2m）・・・（M
_n1〜Mnm）ごとの制御端子にそれぞれ供給される。な
お、シフトレジスタ（４）にもシフトレジスタ（２）と
同様にV_SSとV_DDが供給される。

すなわちこの回路において、シフトレジスタ（２），
（４）には第７図A,Bに示すようなスタート信号H_S,V_Sと
クロック信号Φ_H,Φ_Ｖが供給される。そしてシフトレジ
スタ（２）からは同図Ｃに示すように各画素期間ごとに
φ_H1〜φ_Hmが出力され、シフトレジスタ（４）からは同
図Ｄに示すように１水平期間ごとにφ_V1〜φ_Vnが出力さ
れる。さらに入力端子（１）には同図Ｅに示すような信
号が供給される。

そしてφ_V1,φ_H1が出力されているときは、スイッチ
ング素子M₁とM₁₁〜M_1mがオンされ、入力端子（１）→M₁
→L₁→M₁₁→C₁₁→ターゲット端子（３）の電流路が形成
されて液晶セルC₁₁に入力端子（１）に供給された信号
とターゲット端子（３）との電位差が供給される。この
ためこのセルC₁₁の容量分に、１番目の画素の信号によ
る電位差に相当する電荷がサンプルホールドされる。こ
の電荷量に対応して液晶の光透過率が変化される。これ
と同様のことがセルC₁₂〜Cnmについて順次行われ、さら
に次のフィールドの信号が供給された時点で各セルC₁₁
〜Cnmの電荷量が書き換えられる。

このようにして、映像信号の各画素に対応して液晶セ
ルC₁₁〜Cnmの光透過率が変化され、これが順次繰り返さ
れてテレビ画像の表示が行われる。

なお液晶で表示を行う場合には、一般にその信頼性、
寿命を長くするため交流駆動が用いられる。そこで例え
ばテレビ画像の表示においては、１フィールドまたは１
フレームごとに映像信号を反転させた信号を入力端子
（１）に供給する。すなわち上述の入力端子（１）には
第７図Ｅに示すように１フィールドまたは１フレームご
とに反転された信号が供給される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところでこのような装置において、液晶セルC₁₁〜Cnm
に印加される映像信号の実効値を高める目的で、液晶セ
ルの対向電極の電位を上述の映像信号の反転のタイミン
グで、１フィールドまたは１フレームごとに反転させる
ことが提案された（特開昭62−298283号公報参照）。と
ころがこの場合に、単純に対向電極の電位を１フィール
ドまたは１フレームごとに反転させると、かえって垂直
方向にシェーディングを発生させる障害が生じた。

すなわち上述の装置において、各画素の等価回路は第
８図に示すようになっている。なお図中のC_LCは液晶セ
ルの等価容量、C_Sは寄生容量または蓄積容量であって、
一般にC_S＞C_LCである。

そしてこの回路において、信号ラインＬには例えば第
９図Ａに実線ａで示すように、基準電位V_Cに対して１フ
ィールドごとに信号成分が±V_SIGに反転される映像信号
が供給される。なお信号成分V_SIGは最大振幅の場合を示
し、これは通常白表示のときの黒レベル、または通常黒
表示のときの白レベルに相当するものである。

これに対して液晶セルの対向電極に接続されるターゲ
ット端子（３）の電位V_Tが同図中に破線ｂで示すように
電位V_Cに対して±ΔV_Cに反転されたとすると、まず表示
の上端部の部分では液晶セルに印加される電位V_CLCは
同図Ｂに示すようになり、１フィールドごとに±（V_SIG
＋ΔV_C）となって、液晶セルを充分に駆動することがで
きる。ところが表示の中央部の部分では液晶セルに印
加される電位は同図Ｃに示すように、信号が供給された
時点は上述と同様に±（V_SIG＋ΔV_C）となるものの、次
のフィールドになって対向電極の電位が反転されると、
この反転の電位変化（２ΔV_C）がC_S及びC_LCで分割され
て信号電位に重畳され、液晶セルに印加される電位V_CLC
は、 となってしまう。これはさらに表示の下端部では同図
Ｄに示すように信号が供給された直後から電位が低下さ
れてしまうことになり、上述のようにC_S＞C_LCとする
と、V_CLC＜V_SIGとなって、何もしないときよりも実効値
が下がってしまうことになる。

またこれによって表示の上端から下端への印加される
信号の実効値は第10図Ａに示すように変化させることに
なり、これによって例えば全白表示を行った場合に同図
Ｂに示すように下端へ行く程黒くなるシェーディングを
生じてしまっていた。

これについて上記の文献では、対向電極に印加される
電位を表示の下端に行くに従って高くし、より大きな実
効値を得られるようにしているが、このような電位を形
成することはそのための回路構成が必要とされ、またそ
れによって正確な補正を行うことも困難とされるもので
あった。

この出願はこのような点に鑑みてなされたものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、垂直方向に平行に配設された複数の第１の
信号線L₁,L₂・・・L_mと、水平方向に平行に配設された
複数の第２の信号線G₁,G₂・・・G_nとが設けられ、これ
らの第１、第２の信号線の各交点にそれぞれ選択素子M
₁₁,M₁₂・・・M_nmを介して液晶セルがC₁₁,C₁₂・・・C_nm
設けられてなる液晶ディスプレイ装置において、上記液
晶セルに供給される映像信号（入力端子（１））が所定
のタイミングで反転されるようにすると共に、上記液晶
セルの対向電極を任意の水平ラインごとに分割して形成
X₁,X₂・・・X_nし、上記分割された対向電極ごとに独立
に電位を印加する駆動手段（回路（５））を設け、対応
する上記水平ラインの液晶セルに上記映像信号が供給さ
れるタイミングで、上記分割された対向電極ごとに順次
独立に上記印加電位を反転するようにしたことを特徴と
する液晶ディスプレイ装置である。

〔作用〕

これによれば、液晶セルの対向電極の電位を、その液
晶セルに映像信号が供給されるタイミングで反転させる
ことができ、シェーディングの無い良好な表示を行うこ
とができる、 〔実施例〕 第１図において、入力端子（１）に供給される映像信
号は例えば１フィールドごとに反転されている。

一方液晶セルC₁₁〜Cnmの対向電極が各水平ラインごと
に分割して形成され、これらの対向電極X₁,X₂・・・X_n
がそれぞれ駆動回路（５）の各出力端に接続される。な
お駆動回路（５）にはクロック信号Φ_Ｖと共に、一方の
フィールドを示すフィールドパルスF_P、さらにV_C＋ΔV_C
の電位V_CH及びV_C−ΔV_Cの電位V_CLが供給される。

従ってこの装置において、入力端子（１）には例えば
第２図Ａに示すように１フィールドごとに反転される映
像信号が供給され、この信号がサンプリングされて信号
ラインL₁〜Lmに供給されると共に、ゲート線G₁〜G_nには
それぞれ同図Ｂに示すように駆動パルス信号φ_V1〜φ_Vn
が供給されて、液晶セルC₁₁〜Cnmへの映像信号の供給が
行われる。

これに対して駆動回路（５）の各出力端には、同図Ｃ
に示すように順次各水平ラインへの映像信号の供給のタ
イミングで電位の反転される電位信号V_X1〜V_Xnが出力さ
れ、これらが上述の分割された各対向電極X₁〜X_nに印加
される。

これによって各液晶セルC₁₁〜Cnmには、供給された映
像信号と対向電極に印加される電位信号の差の電位が印
加されると共に、このとき対向電極に印加される電位信
号は、次の映像信号の供給時まで反転されないので、こ
の間に充分な実効値で液晶セルを駆動することができ
る。

こうしてこの装置によれば、液晶セルの対向電極の電
位を、その液晶セルに映像信号が供給されるタイミング
で反転させることができ、シェーディングの無い良好な
表示を行うことができるものである。

なお液晶ディスプレイの装置において従来から表示の
垂直方向の解像度を高める等の目的で映像信号を１水平
期間ごとに反転することが行われている。その場合に上
述の装置においては、例えば第３図に示すように対向電
極X₁〜X_nに印加される電位信号V_X1〜V_Xnの極性を１つお
きに反転させることによって良好な駆動を行うことがで
きる。なお従来の対向電極が単一の装置ではこのような
駆動は不可能であった。

また上述の装置において、駆動回路（５）は具体的に
は第４図のようにして形成することができる。すなわち
図においてＤフリップフロップ（41）（42）・・・が順
次そのＱ出力が次段のＤ入力に接続されて縦続接続さ
れ、この初段のフリップフロップ（41）のＤ入力にフィ
ールドパルスF_Pが供給される。そしてこれらのフリップ
フロップ（41）（42）・・・のクロック入力にクロック
信号Φ_Ｖが供給される。これによって例えば第５図A,B
に示すようなクロック信号Φ_ＶとフィールドパルスF_Pが
供給された場合に、各フリップフロップのＱ出力には順
次同図Ｃに示すような信号Q₁,Q₂,Q₃・・・が出力され
る。そしてこれらの信号Ｑあるいはその反転信号が相
補的なスイッチ回路S₁,S₂,S₃・・・に供給されることに
よって、電圧V_CHまたはV_CLが選択されて、電圧信号V_X1,
V_X2,V_X3・・・が形成される。なお上述のように映像信
号が１水平期間ごとに反転されている場合には、フリッ
プフロップからの出力信号を１つおきにＱ及び出力か
ら得ることによって、１水平期間ごとに反転した電位信
号V_X1,V_X2,V_X3・・・を得ることができる。

さらに上述の装置において、対向電極の分割は各水平
ラインごとでなく、シェーディングが問題にならない程
度の複数の水平ラインごとでもよい。この場合には駆動
回路（５）の段数を分割の数に応じて減らすことがで
き、構成を簡単にすることができる。なおこの場合に駆
動回路（５）に供給されるクロック信号は分周したもの
を用いる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、液晶セルの対向電極の電位を、そ
の液晶セルに映像信号が供給されるタイミングで反転さ
せることができ、シェーディングの無い良好な表示を行
うことができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例の構成図、第２図〜第５図はその
説明のための図、第６図〜第10図は従来の装置の説明の
ための図である。 L₁〜Lmは垂直信号線、G₁〜G_nはゲート線、M₁₁〜Mnm,M₁
〜Mmはスイッチング素子、C₁₁〜Cnmは液晶セル、（１）
は入力端子、（２）（４）はシフトレジスタ、（５）は
対向電極駆動回路である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】垂直方向に平行に配設された複数の第１の
   信号線と、水平方向に平行に配設された複数の第２の信
   号線とが設けられ、これらの第１、第２の信号線の各交
   点にそれぞれ選択素子を介して液晶セルが設けられてな
   る液晶ディスプレイ装置において、 上記液晶セルに供給される映像信号が所定のタイミング
   で反転されるようにすると共に、 上記液晶セルの対向電極を任意の水平ラインごとに分割
   して形成し、 上記分割された対向電極ごとに独立に電位を印加する駆
   動手段を設け、 対応する上記水平ラインの液晶セルに上記映像信号が供
   給されるタイミングで、 上記分割された対向電極ごとに順次独立に上記印加電位
   を反転するようにしたことを特徴とする液晶ディスプレ
   イ装置。