JP3147867B2 - アクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置の駆
動回路に関し、特にスイッチング素子をマトリクス状に
配置したアレイを用いて液晶を直接にスイッチ駆動する
アクティブマトリクス型液晶表示装置のフリッカを低減
する駆動回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、スイッチング素子をマトリクス状
に配置したアレイを用いて液晶を直接にスイッチ駆動す
るアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動回路とし
て、ディスプレイの表示画面均一性の劣化防止、ソース
ライン反転駆動における縦ラインじまの防止、ゲートラ
イン反転駆動における横縞ムラの防止やフリッカの低減
を目的としたものが提案されている（例えば特開平４−
３２４４９１号公報など参照）。

【０００３】図８は従来のアクティブマトリクス型液晶
表示装置の駆動回路を示す概略構成図、図９および図１
０は従来例の駆動方式を示したタイミングチャートであ
る。この場合、まず、クロックＣＬＹに応じて、ゲート
ドライバ２１がＧ１のゲートバスライン２４を選択す
る。

【０００４】続いてクロックＣＬＸｕにより、データド
ライバ２２がＸＵ１出力のデータバスライン３２のドラ
イブトランジスタ２７をＯＮさせ、薄膜電界効果型トラ
ンジスタ３７を介してデータＤＡＴＡ−Ｕを画素電極４
３に書き込む。さらに、クロックＣＬＸｌにより、下段
データドライバ２３がＸＬ２出力のデータバスライン３
３のドライブトランジスタ３０をＯＮさせ、薄膜電界効
果型トランジスタ３８を介してデータＤＡＴＡ−Ｌを画
素電極４４に書き込む。

【０００５】その後ＣＬＸｕにより、データドライバ２
２がＸＵ２出力のデータバスライン３４のドライブトラ
ンジスタ２８をＯＮさせ、薄膜電界効果型トランジスタ
３９を介してデータＤＡＴＡ−Ｕを画素電極４５に書き
込む。以上、ＸＵｎ出力列まで同様の動作を繰り返した
後、ＣＬＹによりゲートドライバ２１は、Ｇ２のゲート
バスライン２５を選択する。

【０００６】続いてＣＬＸｌにより、データドライバ２
３がＸＬ１出力のデータバスライン３１のドライブトラ
ンジスタ２９をＯＮさせ、薄膜電界効果型トランジスタ
４０を介してデータＤＡＴＡ−Ｌを画素電極４６に書き
込む。さらに、ＣＬＸｕにより、データドライバ２２が
ＸＵ１出力のデータバスライン３３のドライブトランジ
スタ３０をＯＮさせ、薄膜電界効果型トランジスタ４１
を介してＤＡＴＡ−Ｕを画素電極４７に書き込む。

【０００７】そして、ＣＬＸｌにより、データドライバ
２２がＸＬ２出力のデータバスライン３３のドライブト
ランジスタ３０をＯＮさせ、薄膜電界効果型トランジス
タ４２を介してＤＡＴＡ−Ｌを画素電極４８に書き込
む。以上、ＸＬｎ出力データバスライン３５まで同様の
動作を繰り返した後、ＣＬＹによりゲートドライバ２１
はＧ３のゲートバスライン２６を選択し、ゲートバスラ
イン２４およびゲートバスライン２５同様に一連の動作
をＧｎ出力のゲートバスライン３６まで行い１画素が完
成される。

【０００８】このとき、図９に示すように、表示データ
を上段と下段とで奇数列データＤＡＴＡ−Ｕ、遇数列デ
ータＤＡＴＡ−Ｌに分け、図１０に示すように、表示デ
ータ位相を上段データと下段データでＶｃを中心に＋Ｖ
または−Ｖにそれぞれ逆相とし、これらの位相を１フィ
ールドごとに切り替えるように駆動する。この駆動によ
って、隣接する上下左右の画素間における駆動信号位相
を逆相にできる。

【０００９】またアクティブマトリクス型液晶表示装置
を小型化するために、データドライバ２２，２３を同一
のパッケージに封入し、基板の片側に実装する方法が提
案されている（例えば、特開平４−３２４４９１号公報
など参照）。またこの種の駆動回路としてフリッカの発
生を低減する方法も提案されている（例えば、特開平４
−２９１２２８号公報など参照）。これら隣り合う画素
の電圧の極性を反転させる駆動方法は、ドット反転駆動
と呼ばれている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動
回路では、画素に印加される電圧の極性は常に隣り合う
画素同士で逆になるように駆動するため、これと同じパ
ターンを表示した場合はそのキャンセルの効果が発揮で
きず、液晶表示装置に市松模様のような特定のパターン
を表示した場合には、かえってフリッカが増加してしま
うという問題点があった。本発明はこのような課題を解
決するためのものであり、特定の固定パターンを表示す
る場合でも画質劣化の原因となるフリッカを低減できる
アクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動回路を提供
することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明によるアクティブマトリクス型液晶表
示装置の駆動回路は、データドライバ回路（図１の２と
３）がデータ線（図１の９）の端部のある絶縁基板の２
辺に分割して配置され、データ線とデータドライバ回路
の出力に２本づつ交互に順次接続され(図１)、絶縁基板
の２辺に配置された個々のデータドライバ回路の出力か
らは奇数本目と偶数本目で前記共通電極に印加された電
圧に対して極性が反転した電圧が交互に出力される。

【００１２】そして、走査回路は奇数フレーム時には偶
数本目の走査線が選択された際に出力がハイインピーダ
ンス状態になり、偶数フレーム時には奇数本目の走査線
が選択された際に出力がハイインピーダンス状態になり
（図２）、４フレームを１周期として前記液晶が駆動さ
れ、第１および第２フレームでは前記各々のデータドラ
イバ回路の出力の前記共通電極に印加された電圧に対す
る極性が２Ｎ−１本目（Ｎは自然数）が正、２Ｎ本目が
負になり、第３および第４フレームでは２Ｎ−１本目が
負、２Ｎ本目が正になる手段とを有する。

【００１３】もしくは、４フレームを１周期として液晶
が駆動され、第２および第３フレームでは各々のデータ
ドライバ回路の出力の共通電極に印加された電圧に対す
る極性が２Ｎ−１本目（Ｎは自然数）が正、２Ｎ本目が
負になり、第１および第４フレームでは２Ｎ−１本目が
負、２Ｎ本目が正になる手段とを有する。

【００１４】したがって、データドライバの出力を２本
づつ交互に上下のデータドライバ群に接続して、かつ４
フレームを１周期としてインターレース駆動を行うこと
により、共通電極に印加された電圧に対する画素電極に
印加された電圧の極性が、縦に２画素を１組とした単位
の市松パターンになり、同時にこの２画素の組み合わせ
の位置がフレーム周期で変化していくので、特定の固定
パターンに対してフリッカが増大するということが無
い。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図１は本発明の一実施の形態であるアク
ティブマトリクス型液晶表示装置の駆動回路の電気的内
部構成図である。同図において１はゲートドライバ、
２，３はデータドライバ、４は薄膜電界効果型トランジ
スタ、５は画素電極、６は共通電極、７は共通電極電
源、８はゲートバスライン、９はデータバスラインであ
る。

【００１６】ゲートドライバ１は、クロックＣＬＧによ
り出力Ｇ１〜Ｇ６から順番に、各々の出力が接続された
ゲートバスライン８に走査信号を出力していく。なお、
ゲートドライバ１に信号ＩＮＨが入力された場合は、ゲ
ートドライバ１のＧ１〜Ｇ６の全ての出力をハイインピ
ーダンス状態とする。

【００１７】また、データドライバ２，３は、各ゲート
バスライン８が選択されているときに、そのゲートバス
ライン８に接続された画素に対応した信号を、ＤＵ１〜
ＤＵ４とＤＬ１〜ＤＬ４から、各々の出力が接続された
データバスライン９に供給する。これにより、選択され
たゲートバスライン８に接続された薄膜電界効果型トラ
ンジスタ４を介して画素電極５に液晶駆動用の電圧が供
給される。

【００１８】この場合、実質的に液晶を駆動する電圧
は、画素電極の電圧と共通電極の電圧の差である。な
お、以上の説明では、液晶表示装置内の薄膜電界効果型
トランジスタの数が横８個、縦６個の場合を例として示
したが、本発明の駆動回路を構成する薄膜電界効果型ト
ランジスタの数はこれに制限されないことは明らかであ
る。また、ゲートおよびデータバスラインの本数も同様
にこれに制限されない。

【００１９】次に、図２，３を参照して、本発明による
第１の実施の形態の動作について説明する。図２は第１
の実施の形態の動作を示すタイミングチャートであり、
ゲートドライバの出力と出力インピーダンスの切り替え
の関係、およびデータドライバ出力電圧の共通電極電圧
に対する極性の関係を示している。また、図３は第１の
実施の形態の液晶画素の電圧極性を示す説明図であり、
各フレームにおける液晶画素に印加された電圧の共通電
極電圧に対する極性を示している。

【００２０】図２において、Ｇ１〜Ｇ６はゲートドライ
バ１の各出力の信号であり、ＩＮＨはハイレベル時にゲ
ートドライバ１の出力をハイインピーダンス状態にする
切り替え信号である。また、Ｄ（２Ｎ−１）はデータバ
スライン９の奇数本目に接続されたデータドライバ出力
電圧の共通電極に対する極性を示し、Ｄ（２Ｎ）はデー
タバスライン９の偶数本目に接続されたデータドライバ
出力の共通電極に対する極性をそれぞれ示す。

【００２１】ここでは、Ｄ（２Ｎ−１）に対応するデー
タバスライン出力は、図１のＤＵ１、ＤＬ１、ＤＵ３、
ＤＬ３であり、Ｄ（２Ｎ）に対応するデータバスライン
出力は、図１のＤＵ２、ＤＬ２、ＤＵ４、ＤＬ４であ
る。また、Ｄ（２Ｎ−１）およびＤ（２Ｎ）において、
＋の領域はデータバスライン９に印加された電圧の共通
電極６の電圧に対する極性が正であることを示し、−の
領域はデータバスライン９に印加された電圧の共通電極
６の電圧に対する極性が負であることを示している。

【００２２】Ｇ１〜Ｇ６は各フレームにおいて順次選択
されるが、奇数フレーム（第１，３フレーム）時にはＩ
ＮＨがＧ２、Ｇ４、Ｇ６の選択時にハイレベルになり、
偶数フレーム（第２，４フレーム）時にはＧ１、Ｇ３、
Ｇ５の選択時にハイレベルになる。したがって、奇数フ
レーム時にはＧ１、Ｇ３、Ｇ５に接続されている薄膜電
界効果型トランジスタ４に接続された画素電極５のみに
信号の書き込みが行われ、偶数フレーム時にはＧ２、Ｇ
４、Ｇ６に接続されている薄膜電界効果型トランジスタ
４に接続された画素電極５のみに信号の書き込みが行わ
れる。

【００２３】一方、図１では、データバスラインが、上
下２本おきに上下各々のデータドライバ２，３に接続さ
れていることから、ゲートバスライン８が選択された期
間ごとに、データバスライン９に対して１本おきに極性
が反転した電圧が印加される。以上のような動作を行な
うことにより、液晶画素に印加される電圧の極性は、第
１〜４フレームの４フレームで１周期の繰り返しとな
る。

【００２４】図３において、＋は共通電極６の電圧に対
する画素電極５の電圧の極性が正であることを示し、−
は共通電極６の電圧に対する画素電極５の電圧の極性が
負であることを示している。このとき、極性反転の組み
合わせは、２画素を１単位とした市松模様になるが、各
フレームによりその２画素の組み合わせが変化する。

【００２５】なお、以上の説明では、ゲートドライバの
出力が６個、データドライバの出力が８個の場合を例に
説明したが、これらゲートおよびデータドライバの出力
数はこれに制限されないことは明白である。

【００２６】次に、図４，５を参照して、本発明による
第２の実施の形態について説明する。図４は第２の実施
の形態の動作を示すタイミングチャートであり、ゲート
ドライバの出力と出力インピーダンスの切り替えの関
係、およびデータドライバ出力電圧の共通電極電圧に対
する極性の関係を示している。また、図５は第２の実施
の形態の液晶画素の電圧極性を示す説明図であり、各フ
レームにおける液晶画素に印加された電圧の共通電極電
圧に対する極性を示している。

【００２７】図４において、Ｇ１〜Ｇ６はゲートドライ
バ１の各出力の信号であり、ＩＮＨはハイレベル時にゲ
ートドライバ１の出力をハイインピーダンス状態にする
切り替え信号である。また、Ｄ（２Ｎ−１）はデータバ
スラインの奇数本目に接続されたデータドライバ出力電
圧の共通電極に対する極性を示し、Ｄ（２Ｎ）はデータ
バスラインの偶数本目に接続されたデータドライバ出力
の共通電極に対する極性をそれぞれ示す。

【００２８】ここでは、Ｄ（２Ｎ−１）に対応するデー
タバスライン出力は、図１のＤＵ１、ＤＬ１、ＤＵ３、
ＤＬ３であり、Ｄ（２Ｎ）に対応するデータバスライン
出力は、図１のＤＵ２、ＤＬ２、ＤＵ４、ＤＬ４であ
る。またＤ（２Ｎ−１）およびＤ（２Ｎ）において、＋
の領域はデータバスラインに印加された電圧の共通電極
電圧に対する極性が正であることを示し、−の領域はデ
ータバスラインに印加された電圧の共通電極電圧に対す
る極性が負であることを示している。

【００２９】Ｇ１〜Ｇ６は各フレームとも順次選択され
るが、奇数フレーム時にはＩＮＨがＧ２、Ｇ４、Ｇ６の
選択時にハイレベルになり、偶数フレーム時にはＧ１、
Ｇ３、Ｇ５の選択時にハイレベルになる。したがって、
奇数フレーム時にはＧ１、Ｇ３、Ｇ５に接続された薄膜
電界効果型トランジスタに接続された画素電極のみに信
号の書き込みが行われ、偶数フレーム時にはＧ２、Ｇ
４、Ｇ６に接続された薄膜電界効果型トランジスタに接
続された画素電極のみに信号の書き込みが行われる。

【００３０】一方、図１でデータバスラインは上下２本
おきに上下各々のデータドライバ２および３に接続され
ていることから、ゲートバスラインが選択された期間ご
とに、データバスラインに対して１本おきに極性が反転
した電圧が印加される。以上のような動作を行なうこと
により、液晶画素に印加される電圧の極性は４フレーム
で１周期の繰り返しとなる。

【００３１】図５において＋は画素電極電圧の共通電極
電圧に対する極性が正であることを示し、−は画素電極
電圧の共通電極電圧に対する極性が負であることを示し
ている。このとき、極性反転の組み合わせは、２画素を
１単位とした市松模様になるが、フレームによりその２
画素の組み合わせが変化する。

【００３２】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図６は本発明をゲートバスライン１
２００本、データバスライン４８００本の１２００ｘ１
６００ｘＲＧＢドットのノーマリーホワイトのカラーＴ
ＦＴ−ＬＣＤに適用した場合の電気的内部構成図、図７
は各フレームにおける液晶画素に印加された電圧の共通
電極電圧に対する極性を示した図である。本実施例で
は、ＴＦＴ−ＬＣＤをフレーム周波数６０Ｈｚのインタ
ーレース駆動した場合について述べる。

【００３３】図６において、１１はゲートドライバ、１
２および１３はデータドライバ、１４は薄膜電界効果型
トランジスタ、１５は画素電極、１６は共通電極、１７
は共通電極電源、１８はゲートバスライン、１９はデー
タバスラインである。なお、図６では薄膜電界効果型ト
ランジスタおよび画素電極は１個所にしか書かれていな
いが、実際には全てのゲートバスライン１８とデータバ
スライン１９との交差部に配置されている。

【００３４】ゲートドライバ１は、クロックＣＬＧによ
り出力Ｇ１〜Ｇ１２００から順番に、各々の出力が接続
されたゲートバスラインに走査信号を出力していく。こ
のとき、ゲートドライバ１１に信号ＩＮＨが入力された
場合は、ゲートドライバ１１のＧ１からＧ１２００の全
ての出力をハイインピーダンス状態とする。

【００３５】またデータドライバ１２および１３は、各
ゲートバスラインが選択されている場合に、そのゲート
バスラインに接続された画素に対応した信号を、ＤＵ１
〜ＤＵ２４００とＤＬ１〜ＤＬ２４００から、各々の出
力が接続されたデータバスラインに供給する。

【００３６】このとき選択されたゲートバスラインに接
続された薄膜電界効果型トランジスタ１４を介して画素
電極１５に液晶駆動用の電圧が供給される。本実施例の
場合、共通電極電源の電圧は約６Ｖ、画素電極電圧は１
から１１Ｖまでの値を取るので、実質的に液晶を駆動す
る電圧は、画素電極の電圧と共通電極の電圧の差である
ことから最大±５Ｖとなる。

【００３７】次に、図６の回路の動作について、図７を
参照して説明する。Ｇ１からＧ１２００は各フレームと
も順次選択されるが、奇数フレーム時にはＩＮＨがＧ
２、Ｇ４、…Ｇ１１９８、Ｇ１２００の選択時にハイレ
ベルになり、偶数フレーム時にはＧ１、Ｇ３、…Ｇ１１
９７、Ｇ１１９９の選択時にハイレベルになる。

【００３８】したがって、奇数フレーム時にはＧ１、Ｇ
３、…Ｇ１１９７、Ｇ１１９９に接続された薄膜電界効
果型トランジスタに接続された画素電極のみに信号の書
き込みが行われる。そして、偶数フレーム時にはＧ２、
Ｇ４、…Ｇ１１９８、Ｇ１２００に接続された薄膜電界
効果型トランジスタに接続された画素電極のみに信号の
書き込みが行われる。

【００３９】一方、図６に示すように、各データバスラ
インは、上下２本おきに上下各々のデータドライバ１２
および１３に接続されていることから、ゲートバスライ
ンが選択された期間ごとにデータバスラインには１本お
きに極性が反転した電圧が印加される。以上のような動
作を行なうと、液晶画素に印加される電圧の極性は４フ
レームで１周期の繰り返しとなる。

【００４０】図７において、＋は画素電極電圧の共通電
極電圧に対する極性が正であることを示し、−は画素電
極電圧の共通電極電圧に対する極性が負であることを示
している。このとき、極性反転の組み合わせは２画素を
１単位とした市松模様になるが、フレームによりその２
画素の組み合わせが変化する。例えば、本実施例におい
て全黒表示を行なった場合、＋の位置の画素電極には１
１Ｖが、−の位置の画素電極には１Ｖが印加されてい
る。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、隣接し
た液晶画素に印加される電圧の極性が２画素単位で反転
するようにしたので、液晶に印加される電圧の極性によ
り発生する輝度差がキャンセルされると同時に、その平
面的な位置関係がフレーム周期で変化するので、特定の
固定パターンに対してその極性反転のパターンとが一致
しない。したがって、液晶表示装置の画質劣化の原因で
あるフリッカを低減でき、かつ特定の固定パターンに対
してもフリッカの増加を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態によるアクティブマト
リクス型液晶表示装置の駆動回路を示す電気的内部構成
図である。

【図２】 第１の実施の形態のタイミングチャートであ
る。

【図３】 第１の実施の形態の液晶画素の電圧極性を示
す図である。

【図４】 第２の実施の形態のタイミングチャートであ
る。

【図５】 第２の実施の形態の液晶画素の電圧極性を示
す図である。

【図６】 実施例の電気的内部構成図である。

【図７】 実施例の液晶画素の電圧極性を示す図であ
る。

【図８】 従来の駆動方式の電気的内部構成図である。

【図９】 従来の駆動方式のタイミングチャートであ
る。

【図１０】従来の駆動方式のタイミングチャートであ
る。

【符号の説明】

１，１１，２１…ゲートドライバ、２，３，１２，１
３，２２，２３…データドライバ、４，１４，３７〜４
２…薄膜電界効果型トランジスタ、５，１５…画素電
極、６，１６…共通電極、７，１７…共通電極電源、
８，１８，２４〜２６，３６…ゲートバスライン、９，
１９，３１〜３５…データバスライン、２７〜３０…ド
ライブトランジスタ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の絶縁基板の一方に、平行な複数の
   データ線と平行な複数の走査線とがマトリクス状に形成
   され、 前記データ線と前記走査線との各交差部付近にそれぞれ
   薄膜電界効果型トランジスタが形成され、 各々の前記薄膜電界効果型トランジスタにはそれぞれ画
   素電極が接続され、 前記２枚の絶縁基板のもう一方には共通電極が形成さ
   れ、 前記２枚の絶縁基板間には液晶が挿入され、 前記複数の走査線に順次電圧を印加する走査回路と、表
   示データを受けて該表示データに対応した電圧を前記複
   数データ線に印加するデータドライバ回路とを具備する
   アクティブマトリクス型液晶表示装置において、 前記データドライバ回路は前記データ線の端部のある前
   記絶縁基板の２辺に分割して配置され、 前記絶縁基板の２辺に配置された個々のデータドライバ
   回路の出力からは奇数本目と偶数本目で前記共通電極に
   印加された電圧に対して極性が反転した電圧が交互に出
   力され、 前記データドライバ回路は出力電圧の極性を反転するた
   めの回路を有し、 前記データ線は前記絶縁基板の２辺に分割して配置され
   たデータドライバ回路の出力に２本づつ交互に順次接続
   され、 前記走査回路は出力をハイインピーダンス状態にするた
   めの回路を有し、 前記走査回路は奇数フレーム時には偶数本目の走査線が
   選択された際に出力がハイインピーダンス状態になり、
   偶数フレーム時には奇数本目の走査線が選択された際に
   出力がハイインピーダンス状態になり、 ４フレームを１周期として前記液晶が駆動され、 第１および第２フレームでは前記各々のデータドライバ
   回路の出力の前記共通電極に印加された電圧に対する極
   性が２Ｎ−１本目（Ｎは自然数）が正、２Ｎ本目が負に
   なり、第３および第４フレームでは２Ｎ−１本目が負、
   ２Ｎ本目が正になることを特徴とするアクティブマトリ
   クス型液晶表示装置の駆動回路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のアクティブマトリクス
   型液晶表示装置において、 前記データドライバ回路は前記データ線の端部のある前
   記絶縁基板の２辺に分割して配置され、 前記絶縁基板の２辺に配置された個々のデータドライバ
   回路の出力からは奇数本目と偶数本目で前記共通電極に
   印加された電圧に対して極性が反転した電圧が交互に出
   力され、 前記データドライバ回路は出力電圧の極性を反転するた
   めの回路を有し、 前記データ線は前記絶縁基板の２辺に分割して配置され
   たデータドライバ回路の出力に２本づつ交互に順次接続
   され、 前記走査回路は出力をハイインピーダンス状態にするた
   めの回路を有し、 前記走査回路は奇数フレーム時には偶数本目の走査線が
   選択された際に出力がハイインピーダンス状態になり、
   偶数フレーム時には奇数本目の走査線が選択された際に
   出力がハイインピーダンス状態になり、 ４フレームを１周期として前記液晶が駆動され、 第２および第３フレームでは前記各々のデータドライバ
   回路の出力の前記共通電極に印加された電圧に対する極
   性が２Ｎ−１本目（Ｎは自然数）が正、２Ｎ本目が負に
   なり、第１および第４フレームでは２Ｎ−１本目が負、
   ２Ｎ本目が正になることを特徴とするアクティブマトリ
   クス型液晶表示装置の駆動回路。