JP3154907B2 - 表示装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は表示装置の駆動方法に関
し、特に１ｃｍ2／Ｖ・Ｓ以上、望ましくは１０ｃｍ2／
Ｖ・Ｓ以上の移動度を持つ高速書き込み型の薄膜トラン
ジスタを用いた液晶表示装置（以下、ＴＦＴ−ＬＣＤと
略記する。）を駆動する方法に関する。
し、特に１ｃｍ2／Ｖ・Ｓ以上、望ましくは１０ｃｍ2／
Ｖ・Ｓ以上の移動度を持つ高速書き込み型の薄膜トラン
ジスタを用いた液晶表示装置（以下、ＴＦＴ−ＬＣＤと
略記する。）を駆動する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は上記ＴＦＴ−ＬＣＤの構造を説明
するための図であり、４１は絶縁性基板４０上にマトリ
クス状に配置された複数の画素電極で、該画素電極の各
行毎にゲートライン４３が複数配設され、該画素電極の
各列毎にデータライン４４が複数配設されている。上記
ゲートライン４３とデータライン４４との交差部分に
は、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略記する。）４
２が配置され、そのドレイン電極４２ａは上記画素電極
４１に接続されている。また、該ＴＦＴ４２のゲート電
極４２ｂには上記ゲートライン４３が接続され、該ＴＦ
Ｔ４２のソース電極４２ｃにはデータライン４４が接続
されている。なお、この図では図示していないが、上記
画素電極４１上には液晶層を介してこれと対向する対向
電極が設けられており、これら画素電極及び対向電極間
に印加する電圧を制御することにより、液晶分子の配向
変動に伴う光学特性の変化を利用して画像表示が行われ
る。
するための図であり、４１は絶縁性基板４０上にマトリ
クス状に配置された複数の画素電極で、該画素電極の各
行毎にゲートライン４３が複数配設され、該画素電極の
各列毎にデータライン４４が複数配設されている。上記
ゲートライン４３とデータライン４４との交差部分に
は、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略記する。）４
２が配置され、そのドレイン電極４２ａは上記画素電極
４１に接続されている。また、該ＴＦＴ４２のゲート電
極４２ｂには上記ゲートライン４３が接続され、該ＴＦ
Ｔ４２のソース電極４２ｃにはデータライン４４が接続
されている。なお、この図では図示していないが、上記
画素電極４１上には液晶層を介してこれと対向する対向
電極が設けられており、これら画素電極及び対向電極間
に印加する電圧を制御することにより、液晶分子の配向
変動に伴う光学特性の変化を利用して画像表示が行われ
る。
【０００３】このような構成のＴＦＴ−ＬＣＤの駆動方
法については、例えば特開昭６０−５９３８９号公報に
開示されており、以下、図５を参照して該駆動方法につ
いて簡単に説明する。
法については、例えば特開昭６０−５９３８９号公報に
開示されており、以下、図５を参照して該駆動方法につ
いて簡単に説明する。
【０００４】ゲートライン４３には順次パルス状の走査
信号５１が印加され、これらのパルスと同期してデータ
ライン４４に画像信号５２が入力される。ここではＴＦ
Ｔ４２はｎ−ｃｈ型であり、走査信号５１がプラス（Ｈ
レベル）になるとＴＦＴ４１のチャネルは導通状態、即
ちオン状態となり、画素電極４１とデータライン４４が
導通状態となる。また、該画像信号は、この走査信号５
１がオンになるタイミングで、データラインに所望の画
像電圧を与えるようになっている。
信号５１が印加され、これらのパルスと同期してデータ
ライン４４に画像信号５２が入力される。ここではＴＦ
Ｔ４２はｎ−ｃｈ型であり、走査信号５１がプラス（Ｈ
レベル）になるとＴＦＴ４１のチャネルは導通状態、即
ちオン状態となり、画素電極４１とデータライン４４が
導通状態となる。また、該画像信号は、この走査信号５
１がオンになるタイミングで、データラインに所望の画
像電圧を与えるようになっている。
【０００５】ところで、ＴＦＴ−ＬＣＤの技術動向とし
て画面の高精細化が挙げられ、これに伴い、ＴＦＴのサ
イズ縮小及び性能向上が進んでいる。従来、商品化され
ているＴＦＴ−ＬＣＤの大部分は、半導体材料としてア
モルファスシリコンを用いていたが、近年、負荷の充電
速度を向上させ、画面の高精細化を行うために、ＴＦＴ
を構成する半導体層として、アモルファスシリコンに比
べ結晶性を高めた、ポリシリコン、マイクロクリスタル
シリコン等の非アモルファスシリコンを用いることが多
くなりつつある。また、上記ＴＦＴ−ＬＣＤの技術動向
には、上述のＴＦＴのサイズ縮小に伴う、ゲート長の縮
小、ゲート絶縁膜の薄膜化等の傾向も挙げられる。
て画面の高精細化が挙げられ、これに伴い、ＴＦＴのサ
イズ縮小及び性能向上が進んでいる。従来、商品化され
ているＴＦＴ−ＬＣＤの大部分は、半導体材料としてア
モルファスシリコンを用いていたが、近年、負荷の充電
速度を向上させ、画面の高精細化を行うために、ＴＦＴ
を構成する半導体層として、アモルファスシリコンに比
べ結晶性を高めた、ポリシリコン、マイクロクリスタル
シリコン等の非アモルファスシリコンを用いることが多
くなりつつある。また、上記ＴＦＴ−ＬＣＤの技術動向
には、上述のＴＦＴのサイズ縮小に伴う、ゲート長の縮
小、ゲート絶縁膜の薄膜化等の傾向も挙げられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このようなＴＦＴ−Ｌ
ＣＤの技術動向に起因して、ＴＦＴに印加される電圧の
低減を行う必要が生じてきている。つまり、一般にポリ
シリコン等の、アモルファスシリコンより移動度が大き
い半導体材料を用いると、ＴＦＴのオン電流が大きく取
れ、負荷の充電速度が良くなるという利点があるが、オ
フ電流も大きくなってしまうという問題がある。このオ
フ電流は図６に示すようにＴＦＴのソース，ドレイン間
に印加される電圧が小さいほど減少するものであり、こ
のためＴＦＴへの印加電圧の低減が課題となっている。
ＣＤの技術動向に起因して、ＴＦＴに印加される電圧の
低減を行う必要が生じてきている。つまり、一般にポリ
シリコン等の、アモルファスシリコンより移動度が大き
い半導体材料を用いると、ＴＦＴのオン電流が大きく取
れ、負荷の充電速度が良くなるという利点があるが、オ
フ電流も大きくなってしまうという問題がある。このオ
フ電流は図６に示すようにＴＦＴのソース，ドレイン間
に印加される電圧が小さいほど減少するものであり、こ
のためＴＦＴへの印加電圧の低減が課題となっている。
【０００７】また、ＴＦＴのゲート長の縮小及びゲート
絶縁膜の薄膜化は、ＴＦＴ素子に印加される電界強度が
増大することにつながり、該絶縁膜中へのキャリア注入
やその絶縁破壊を引き起こし、ＴＦＴ素子の信頼性を損
なうという問題もある。このような電界強度の増加に伴
う現象も、ＴＦＴのソース，ドレイン間に印加される電
圧を小さくすることにより軽減されるため、ＴＦＴ素子
の信頼性の点からも、ＴＦＴへの印加電圧の低減が課題
となっている。
絶縁膜の薄膜化は、ＴＦＴ素子に印加される電界強度が
増大することにつながり、該絶縁膜中へのキャリア注入
やその絶縁破壊を引き起こし、ＴＦＴ素子の信頼性を損
なうという問題もある。このような電界強度の増加に伴
う現象も、ＴＦＴのソース，ドレイン間に印加される電
圧を小さくすることにより軽減されるため、ＴＦＴ素子
の信頼性の点からも、ＴＦＴへの印加電圧の低減が課題
となっている。
【０００８】さらに、ソース電極やゲート電極などのバ
スライン、つまりデータラインやゲートラインと画素電
極との電位差により、画素電極のエッジ部における液晶
分子の配向が乱れ、表示不良を起こすことが知られてお
り、例えば特開平４−３２３６２４号公報には、従来技
術の説明においてこの表示不良について記述されてい
る。このような表示不良もＴＦＴのソース，ドレイン間
への印加電圧の低減により改善できるものであり、上記
ＴＦＴ印加電圧の低減はこのような液晶による表示品位
の点からも課題となっている。
スライン、つまりデータラインやゲートラインと画素電
極との電位差により、画素電極のエッジ部における液晶
分子の配向が乱れ、表示不良を起こすことが知られてお
り、例えば特開平４−３２３６２４号公報には、従来技
術の説明においてこの表示不良について記述されてい
る。このような表示不良もＴＦＴのソース，ドレイン間
への印加電圧の低減により改善できるものであり、上記
ＴＦＴ印加電圧の低減はこのような液晶による表示品位
の点からも課題となっている。
【０００９】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、画素電極とデータラインとの間
に接続されたＴＦＴのソース，ドレイン間への印加電圧
を実質的に低減して、ＴＦＴのオフ電流、つまりＴＦＴ
オフ時のリーク電流の低減、及びＴＦＴ素子の信頼性の
向上を図るとともに、液晶分子の配向不良を防止するこ
とができ、これによりディスプレイの表示特性及びその
長期信頼性をさらに優れたものとできる表示装置の駆動
方法を得ることが本発明の目的である。
ためになされたもので、画素電極とデータラインとの間
に接続されたＴＦＴのソース，ドレイン間への印加電圧
を実質的に低減して、ＴＦＴのオフ電流、つまりＴＦＴ
オフ時のリーク電流の低減、及びＴＦＴ素子の信頼性の
向上を図るとともに、液晶分子の配向不良を防止するこ
とができ、これによりディスプレイの表示特性及びその
長期信頼性をさらに優れたものとできる表示装置の駆動
方法を得ることが本発明の目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る表示装置
の駆動方法は、複数の画素電極、各画素電極に接続され
た薄膜トランジスタ、該薄膜トランジスタにその制御信
号を供給するための複数のゲートライン、及び該薄膜ト
ランジスタを介して該画素電極に画像信号を供給するた
めの複数のデータラインを絶縁性基板上に配設してなる
ＴＦＴアレイを備えた表示装置を駆動する方法であっ
て、前記各ゲートラインには、ゲート信号として、該薄
膜トランジスタをオン状態とする周期的なオンパルス
を、隣接するゲートラインに対して所定の時間間隔をあ
けて線順次で入力されるよう供給し、各データラインに
は、データ信号として、前記オンパルスのオフレベルか
らオンレベルに切り替わってから所定時間後に画像表示
に寄与する画像信号に切り替わり、前記時間間隔の間に
画像表示に寄与しない一定電位の非画像信号に切り替わ
るデータ信号を供給するものであり、そのことにより上
記目的が達成される。
の駆動方法は、複数の画素電極、各画素電極に接続され
た薄膜トランジスタ、該薄膜トランジスタにその制御信
号を供給するための複数のゲートライン、及び該薄膜ト
ランジスタを介して該画素電極に画像信号を供給するた
めの複数のデータラインを絶縁性基板上に配設してなる
ＴＦＴアレイを備えた表示装置を駆動する方法であっ
て、前記各ゲートラインには、ゲート信号として、該薄
膜トランジスタをオン状態とする周期的なオンパルス
を、隣接するゲートラインに対して所定の時間間隔をあ
けて線順次で入力されるよう供給し、各データラインに
は、データ信号として、前記オンパルスのオフレベルか
らオンレベルに切り替わってから所定時間後に画像表示
に寄与する画像信号に切り替わり、前記時間間隔の間に
画像表示に寄与しない一定電位の非画像信号に切り替わ
るデータ信号を供給するものであり、そのことにより上
記目的が達成される。
【００１１】
【００１２】
【００１３】この発明は上記表示装置の駆動方法におい
て、前記一定電圧を、画像信号レベルの最大値と最小値
のほぼ中間値とすることが好ましい。
て、前記一定電圧を、画像信号レベルの最大値と最小値
のほぼ中間値とすることが好ましい。
【００１４】この発明は上記表示装置の駆動方法におい
て、前記複数のゲートラインには、隣接するゲートライ
ンおけるオンパルスの入力時間間隔が１μＳ以上となる
ようオンパルスを入力することが好ましい。
て、前記複数のゲートラインには、隣接するゲートライ
ンおけるオンパルスの入力時間間隔が１μＳ以上となる
ようオンパルスを入力することが好ましい。
【００１５】この発明は上記表示装置の駆動方法におい
て、前記薄膜トランジスタとして、１ｃｍ2／Ｖ・Ｓ以
上の移動度を有するものを用いることが好ましい。
て、前記薄膜トランジスタとして、１ｃｍ2／Ｖ・Ｓ以
上の移動度を有するものを用いることが好ましい。
【００１６】この発明は上記表示装置の駆動方法におい
て、前記薄膜トランジスタを構成する半導体材料は、多
結晶シリコンまたはマイクロクリスタルシリコンである
ことが好ましい。
て、前記薄膜トランジスタを構成する半導体材料は、多
結晶シリコンまたはマイクロクリスタルシリコンである
ことが好ましい。
【００１７】この発明は上記表示装置の駆動方法におい
て、前記表示装置は液晶により画像表示を行う液晶表示
装置であり、該液晶表示装置を構成する液晶材料は、電
気光学特性として４Ｖ以下の飽和電圧を有するものであ
ることが好ましい。
て、前記表示装置は液晶により画像表示を行う液晶表示
装置であり、該液晶表示装置を構成する液晶材料は、電
気光学特性として４Ｖ以下の飽和電圧を有するものであ
ることが好ましい。
【００１８】
【作用】この発明においては、薄膜トランジスタを介し
て画素電極に接続されたデータラインに、その入力信号
として、画像表示に寄与する画像信号の区間が占める時
間的割合が概ね８０パーセント以下であるデータ信号を
入力するようにしたから、画素電極とデータラインとの
間に接続された薄膜トランジスタのソース，ドレイン間
への印加電圧の実効値が低減されることとなる。
て画素電極に接続されたデータラインに、その入力信号
として、画像表示に寄与する画像信号の区間が占める時
間的割合が概ね８０パーセント以下であるデータ信号を
入力するようにしたから、画素電極とデータラインとの
間に接続された薄膜トランジスタのソース，ドレイン間
への印加電圧の実効値が低減されることとなる。
【００１９】このため、薄膜トランジスタの構成材料と
して、ポリシリコン等の、アモルファスシリコンより移
動度が大きい半導体材料を用いた場合に、ＴＦＴのオフ
電流が大きくなってしまうのを抑制することができ、Ｔ
ＦＴのオフ電流の増大を抑えつつ、オン電流の増大によ
り負荷の充電速度を高めることができる。
して、ポリシリコン等の、アモルファスシリコンより移
動度が大きい半導体材料を用いた場合に、ＴＦＴのオフ
電流が大きくなってしまうのを抑制することができ、Ｔ
ＦＴのオフ電流の増大を抑えつつ、オン電流の増大によ
り負荷の充電速度を高めることができる。
【００２０】また、ＴＦＴ素子に印加される電界強度が
実質的に低減されるため、該ＴＦＴのゲート絶縁膜中へ
のキャリア注入やその絶縁破壊を抑制しつつ、ＴＦＴの
ゲート長の縮小及びゲート絶縁膜の薄膜化を図ることが
できる。
実質的に低減されるため、該ＴＦＴのゲート絶縁膜中へ
のキャリア注入やその絶縁破壊を抑制しつつ、ＴＦＴの
ゲート長の縮小及びゲート絶縁膜の薄膜化を図ることが
できる。
【００２１】さらに、上記ＴＦＴ素子への印加電圧の実
質的な低減により、バスラインと画素電極との電位差に
よる画素電極のエッジ部における液晶分子の配向の乱れ
を緩和することができ、液晶ディスプレイの表示特性を
向上できるとともに、より長期間にわたる信頼性の維持
が可能となる。
質的な低減により、バスラインと画素電極との電位差に
よる画素電極のエッジ部における液晶分子の配向の乱れ
を緩和することができ、液晶ディスプレイの表示特性を
向上できるとともに、より長期間にわたる信頼性の維持
が可能となる。
【００２２】この発明においては、薄膜トランジスタを
介して画素電極に接続されたデータラインにはその入力
信号として、画像表示に寄与する画像信号の区間が、画
像表示に寄与しない非画像信号の区間より短いデータ信
号を入力するようにしたので、薄膜トランジスタに印加
される電圧の実効値をさらに低減することができる。
介して画素電極に接続されたデータラインにはその入力
信号として、画像表示に寄与する画像信号の区間が、画
像表示に寄与しない非画像信号の区間より短いデータ信
号を入力するようにしたので、薄膜トランジスタに印加
される電圧の実効値をさらに低減することができる。
【００２３】この発明においては、データラインに印加
されるデータ信号の、画像表示に寄与しない非画像信号
区間の一部で、データ信号のレベルが一定電圧となるよ
うににし、この際該一定電圧を、画像信号レベルの最大
値と最小値のほぼ中間値とするようにしたので、各画素
電極に対応するＴＦＴへの印加電圧を、そのばらつきを
抑えつつ低減することができる。
されるデータ信号の、画像表示に寄与しない非画像信号
区間の一部で、データ信号のレベルが一定電圧となるよ
うににし、この際該一定電圧を、画像信号レベルの最大
値と最小値のほぼ中間値とするようにしたので、各画素
電極に対応するＴＦＴへの印加電圧を、そのばらつきを
抑えつつ低減することができる。
【００２４】
【実施例】まず、本発明の基本原理についてその構成及
び効果を先行技術と対比して説明する。
び効果を先行技術と対比して説明する。
【００２５】本発明は、薄膜トランジスタを介して画素
電極に接続されたデータラインに、その入力信号とし
て、画像表示に寄与する画像信号の区間がゲートライン
の１走査期間（オンパルス区間）に占める時間的割合が
概ね８０パーセント以下であるデータ信号、あるいは該
１走査期間内で画像信号の区間が画像表示に寄与しない
非画像信号の区間より短いデータ信号を入力するように
したもので、これによりデータラインと画素電極との間
に接続されたＴＦＴ素子への印加電圧を有効に低減する
ことができるものである。
電極に接続されたデータラインに、その入力信号とし
て、画像表示に寄与する画像信号の区間がゲートライン
の１走査期間（オンパルス区間）に占める時間的割合が
概ね８０パーセント以下であるデータ信号、あるいは該
１走査期間内で画像信号の区間が画像表示に寄与しない
非画像信号の区間より短いデータ信号を入力するように
したもので、これによりデータラインと画素電極との間
に接続されたＴＦＴ素子への印加電圧を有効に低減する
ことができるものである。
【００２６】ところで、前述の特開昭６０−５９３８９
号公報には、データラインのドライバ回路での消費電力
を低減するため、該ドライバ回路の出力端に、負荷に充
電されている電荷を放電させる抵抗に代えて電気的スイ
ッチを設け、データ電圧を負荷に出力する前に、該スイ
ッチの導通により該ドライバ回路の出力端を所定の放電
電位に接続して、負荷を所定の電圧レベルになるまで放
電するようにしたものが開示されている。確かに、この
ような構成のドライバ回路によりデータラインを駆動す
ると、データラインに画像信号レベル以外の電圧レベル
が結果的に発生する。
号公報には、データラインのドライバ回路での消費電力
を低減するため、該ドライバ回路の出力端に、負荷に充
電されている電荷を放電させる抵抗に代えて電気的スイ
ッチを設け、データ電圧を負荷に出力する前に、該スイ
ッチの導通により該ドライバ回路の出力端を所定の放電
電位に接続して、負荷を所定の電圧レベルになるまで放
電するようにしたものが開示されている。確かに、この
ような構成のドライバ回路によりデータラインを駆動す
ると、データラインに画像信号レベル以外の電圧レベル
が結果的に発生する。
【００２７】ところが、この公報記載の技術は、上記電
気的スイッチにより、負荷に充電された電荷を短い時間
に必要最小限の量だけ放電させるもので、この画像信号
レベル以外の電圧レベルが現れる時間は短いものであ
る。
気的スイッチにより、負荷に充電された電荷を短い時間
に必要最小限の量だけ放電させるもので、この画像信号
レベル以外の電圧レベルが現れる時間は短いものであ
る。
【００２８】このようなことから、この公報記載の技術
では、データ信号における画像表示に寄与しない非画像
信号の区間は非常に短いものであると言え、本発明のよ
うに、データ信号における非画像信号の区間を少なくと
も２０パーセント以上としているものとは異なり、デー
タラインと画素電極との間に接続されたＴＦＴ素子への
印加電圧を有効に低減できるものではない。
では、データ信号における画像表示に寄与しない非画像
信号の区間は非常に短いものであると言え、本発明のよ
うに、データ信号における非画像信号の区間を少なくと
も２０パーセント以上としているものとは異なり、デー
タラインと画素電極との間に接続されたＴＦＴ素子への
印加電圧を有効に低減できるものではない。
【００２９】また、特公平５−１３３２０号公報には、
マトリクス状に配置された複数の画素電極と、該画素電
極とデータ線あるいはタイミング線との間に接続された
非線形素子からなる複数のスイッチング素子とを有する
液晶表示装置を駆動する方法において、データ線に印加
されるデータ信号の各フレーム期間に休止期間、つまり
データ信号レベルが一定となる期間を設け、１フレーム
におけるデータ信号の最小実効値を高め、かつ１フレー
ムにおけるデータ信号の最大実効値を低下させるように
し、これにより表示パターンの実効値変動、つまり表示
むらを抑制するようにしたものが記載されている。
マトリクス状に配置された複数の画素電極と、該画素電
極とデータ線あるいはタイミング線との間に接続された
非線形素子からなる複数のスイッチング素子とを有する
液晶表示装置を駆動する方法において、データ線に印加
されるデータ信号の各フレーム期間に休止期間、つまり
データ信号レベルが一定となる期間を設け、１フレーム
におけるデータ信号の最小実効値を高め、かつ１フレー
ムにおけるデータ信号の最大実効値を低下させるように
し、これにより表示パターンの実効値変動、つまり表示
むらを抑制するようにしたものが記載されている。
【００３０】この公報記載の液晶電気光学装置の駆動方
法では、該休止期間によりスイッチング素子への印加電
圧が低下すると考えられるが、該休止期間は１フレーム
を単位として設けたもので、本発明のように１走査期間
毎に画像表示に寄与しない非画像信号の区間を設けたも
のとは異なり、スイッチング素子への印加電圧が低減さ
れる効果は、すべてのスイッチング素子に及ぶものでは
なく、各ＴＦＴ素子への印加電圧を有効に低減すること
ができるものではない。
法では、該休止期間によりスイッチング素子への印加電
圧が低下すると考えられるが、該休止期間は１フレーム
を単位として設けたもので、本発明のように１走査期間
毎に画像表示に寄与しない非画像信号の区間を設けたも
のとは異なり、スイッチング素子への印加電圧が低減さ
れる効果は、すべてのスイッチング素子に及ぶものでは
なく、各ＴＦＴ素子への印加電圧を有効に低減すること
ができるものではない。
【００３１】そもそも、この公報記載の液晶電気光学装
置の駆動方法は、スイッチング素子として２端子の非線
形素子を用いたものを前提とし、フレーム間での表示パ
ターンによる実効値変動を抑制して、表示品位を向上す
るものである。これに対し、本発明は、スイッチング素
子としてＴＦＴを用いた液晶表示装置において、個々の
スイッチング素子としてのＴＦＴに印加される電位を低
減することにより、高移動度のＴＦＴを用いた場合のリ
ーク電流の問題、ＴＦＴのサイズ縮小及びゲート絶縁膜
の薄膜化による素子の信頼性劣化の問題を解決したもの
であり、両者は明確にその構成，効果が異なるものであ
る。
置の駆動方法は、スイッチング素子として２端子の非線
形素子を用いたものを前提とし、フレーム間での表示パ
ターンによる実効値変動を抑制して、表示品位を向上す
るものである。これに対し、本発明は、スイッチング素
子としてＴＦＴを用いた液晶表示装置において、個々の
スイッチング素子としてのＴＦＴに印加される電位を低
減することにより、高移動度のＴＦＴを用いた場合のリ
ーク電流の問題、ＴＦＴのサイズ縮小及びゲート絶縁膜
の薄膜化による素子の信頼性劣化の問題を解決したもの
であり、両者は明確にその構成，効果が異なるものであ
る。
【００３２】以下、本発明の実施例について説明する。
【００３３】図１は本発明の一実施例によるアクティブ
マトリクス型の液晶表示装置の駆動方法を説明するため
の図であり、データライン及びゲートラインに印加され
る信号の波形、並びに該信号の立ち上がり及び立ち下が
りタイミングを示している。また、この実施例の液晶表
示装置は、図４に示す従来のものと同一の構造となって
いる。
マトリクス型の液晶表示装置の駆動方法を説明するため
の図であり、データライン及びゲートラインに印加され
る信号の波形、並びに該信号の立ち上がり及び立ち下が
りタイミングを示している。また、この実施例の液晶表
示装置は、図４に示す従来のものと同一の構造となって
いる。
【００３４】図において、１０は上記データライン４４
に印加される信号（データ信号）で、該データ信号１０
には、画像表示に寄与する画像信号１１ａ，１１ｂの区
間Ｔ11と、画像表示に寄与しない非画像信号１２の区間
Ｔ12とがある。
に印加される信号（データ信号）で、該データ信号１０
には、画像表示に寄与する画像信号１１ａ，１１ｂの区
間Ｔ11と、画像表示に寄与しない非画像信号１２の区間
Ｔ12とがある。
【００３５】該非画像信号１２の区間での信号レベルは
一定であり、画像信号１１ａ，１１ｂ区間における信号
レベルの最大値と最小値の中間値となっている。この中
間値は、液晶表示装置の場合、画像データが交流電圧と
なることから、その交流のＤＣレベルとなる。また、本
実施例では、画像信号１１ａ，１１ｂと非画像信号１２
との時間比（Ｔ11：Ｔ12）は、約１：１となっており、
データ信号１０の中で画像信号１１ａ，１１ｂが占める
割合は５０％となっている。この割合は小さいほど、Ｔ
ＦＴのソース，ドレイン間に印加される電圧が低減さ
れ、上述の問題に対してより有効なものとなるため、Ｔ
ＦＴのオン能力（電流駆動能力）が高く、画像データを
負荷に充電するのに必要な時間が短くて良い場合には、
Ｔ11／（Ｔ11＋Ｔ12）で表される時間比を５０％より小
さくすることが効果的であり、該時間比を５０％に制約
する必要はない。
一定であり、画像信号１１ａ，１１ｂ区間における信号
レベルの最大値と最小値の中間値となっている。この中
間値は、液晶表示装置の場合、画像データが交流電圧と
なることから、その交流のＤＣレベルとなる。また、本
実施例では、画像信号１１ａ，１１ｂと非画像信号１２
との時間比（Ｔ11：Ｔ12）は、約１：１となっており、
データ信号１０の中で画像信号１１ａ，１１ｂが占める
割合は５０％となっている。この割合は小さいほど、Ｔ
ＦＴのソース，ドレイン間に印加される電圧が低減さ
れ、上述の問題に対してより有効なものとなるため、Ｔ
ＦＴのオン能力（電流駆動能力）が高く、画像データを
負荷に充電するのに必要な時間が短くて良い場合には、
Ｔ11／（Ｔ11＋Ｔ12）で表される時間比を５０％より小
さくすることが効果的であり、該時間比を５０％に制約
する必要はない。
【００３６】また、１３はゲートライン４３に印加され
る信号（ゲート信号）で、ＴＦＴ４１をオンするための
周期的なオンパルス１３ａを含んでおり、該オンパルス
１３ａの区間Ｔ13は、データ信号１０の画像信号１１
ａ，１１ｂの区間と重なっている。また、ｉ番目のゲー
トラインに印加されるゲート信号のオンパルス１３ａ
と、（ｉ＋１）番目のゲートラインに印加されるゲート
信号のオンパルス１３ａとの間には、ゲートラインによ
る信号の遅延の影響を考慮して、オンパルスの時間的間
隔１４が設けてあり、本実施例では、オンパルスの区間
Ｔ13が７μＳであるのに対し、隣接するゲートライン間
でのオンパルスの時間的間隔１４の長さＴ14は４μＳと
している。これらの時間設定については、画像表示装置
の表示容量及びＴＦＴの性能等を考慮し、最適化すれば
良く、前述の値に制限されるものではなく、上記オンパ
ルスの時間間隔１４の長さＴ14は少なくとも１μＳ以上
であればよい。
る信号（ゲート信号）で、ＴＦＴ４１をオンするための
周期的なオンパルス１３ａを含んでおり、該オンパルス
１３ａの区間Ｔ13は、データ信号１０の画像信号１１
ａ，１１ｂの区間と重なっている。また、ｉ番目のゲー
トラインに印加されるゲート信号のオンパルス１３ａ
と、（ｉ＋１）番目のゲートラインに印加されるゲート
信号のオンパルス１３ａとの間には、ゲートラインによ
る信号の遅延の影響を考慮して、オンパルスの時間的間
隔１４が設けてあり、本実施例では、オンパルスの区間
Ｔ13が７μＳであるのに対し、隣接するゲートライン間
でのオンパルスの時間的間隔１４の長さＴ14は４μＳと
している。これらの時間設定については、画像表示装置
の表示容量及びＴＦＴの性能等を考慮し、最適化すれば
良く、前述の値に制限されるものではなく、上記オンパ
ルスの時間間隔１４の長さＴ14は少なくとも１μＳ以上
であればよい。
【００３７】図２は、上記データ信号を得るためのデー
タドライバの構成例を説明するための図であり、該ドラ
イバの、１つのデータライン（負荷）に対応する出力端
の回路構成を示している。
タドライバの構成例を説明するための図であり、該ドラ
イバの、１つのデータライン（負荷）に対応する出力端
の回路構成を示している。
【００３８】図において、Ｃ１は画像データＶＰの入力
ノードと接地との間に接続され、該画像データＶＰを蓄
えるサンプリングコンデンサで、該サンプリングコンデ
ンサＣ１には、スイッチＳ１を介してホールドコンデン
サＣ２の一端が接続されており、また該コンデンサＣ２
の一端は、出力バッファＢＦを構成するトランジスタの
ゲートに接続されている。この出力バッファＢＦの入力
端（該トランジスタのゲート）は、スイッチＳ２を介し
て一定電圧Ｖｏに接続され、該出力バッファＢＦの出力
端（該トランジスタのソース）は、スイッチＳ３を介し
て上記一定電圧Ｖｃに接続されている。
ノードと接地との間に接続され、該画像データＶＰを蓄
えるサンプリングコンデンサで、該サンプリングコンデ
ンサＣ１には、スイッチＳ１を介してホールドコンデン
サＣ２の一端が接続されており、また該コンデンサＣ２
の一端は、出力バッファＢＦを構成するトランジスタの
ゲートに接続されている。この出力バッファＢＦの入力
端（該トランジスタのゲート）は、スイッチＳ２を介し
て一定電圧Ｖｏに接続され、該出力バッファＢＦの出力
端（該トランジスタのソース）は、スイッチＳ３を介し
て上記一定電圧Ｖｃに接続されている。
【００３９】ここで、上記出力バッファＢＦは入力信号
と同一レベルの出力信号が出力されるように構成されて
いる。また上記スイッチＳ２は制御信号Ｐ２で制御さ
れ、出力バッファＢＦをオンオフ制御するもので、一定
電位Ｖｏは出力バッファをオフさせる電位に設定されて
いる。上記スイッチＳ３は制御信号Ｐ３で制御され、オ
ン時にはデータラインＤＬの電位を一定電圧Ｖｃとする
もので、この一定電圧Ｖｃの値は画像データＶＰの最大
値と最小値の中間値に設定されている。なお、上記コン
デンサＣ２の他端は接地され、上記出力バッファＢＦの
構成トランジスタのドレインは電源Ｖに接続されてい
る。
と同一レベルの出力信号が出力されるように構成されて
いる。また上記スイッチＳ２は制御信号Ｐ２で制御さ
れ、出力バッファＢＦをオンオフ制御するもので、一定
電位Ｖｏは出力バッファをオフさせる電位に設定されて
いる。上記スイッチＳ３は制御信号Ｐ３で制御され、オ
ン時にはデータラインＤＬの電位を一定電圧Ｖｃとする
もので、この一定電圧Ｖｃの値は画像データＶＰの最大
値と最小値の中間値に設定されている。なお、上記コン
デンサＣ２の他端は接地され、上記出力バッファＢＦの
構成トランジスタのドレインは電源Ｖに接続されてい
る。
【００４０】このような構成の出力部を有するドライバ
では、上記サンプリングコンデンサＣ１に蓄えられた画
像データＶＰは、制御信号Ｐ１によりスイッチＳ１を介
してホールドコンデンサＣ２に転送され、出力バッファ
ＢＦを通ってデータラインＬＤへ出力される。この時、
上記スイッチＳ２，Ｓ３はそれぞれ制御信号Ｐ２，Ｐ３
によりオンオフ制御される。
では、上記サンプリングコンデンサＣ１に蓄えられた画
像データＶＰは、制御信号Ｐ１によりスイッチＳ１を介
してホールドコンデンサＣ２に転送され、出力バッファ
ＢＦを通ってデータラインＬＤへ出力される。この時、
上記スイッチＳ２，Ｓ３はそれぞれ制御信号Ｐ２，Ｐ３
によりオンオフ制御される。
【００４１】つまり、図３に示す上記制御信号Ｐ１、Ｐ
２、Ｐ３のタイミングチャートから分かるように、制御
信号Ｐ１がオフレベルからオンレベルになって上記サン
プリングコンデンサＣ１からホールドコンデンサＣ２へ
画像データが転送される前に、制御信号Ｐ２がオフレベ
ルからオンレベルになって、出力バッファＢＦがオフ状
態になる。この後、制御信号Ｐ３がオフレベルからオン
レベルになってデータラインＤＬの電圧が上記一定電圧
Ｖｃとなる。そして、制御信号Ｐ３がオフレベルになっ
た後、制御信号Ｐ２がオフレベルになり、さらに制御信
号Ｐ１がオンレベルとなることにより、データラインＤ
Ｌは画像データＶＰの信号レベルとなる。
２、Ｐ３のタイミングチャートから分かるように、制御
信号Ｐ１がオフレベルからオンレベルになって上記サン
プリングコンデンサＣ１からホールドコンデンサＣ２へ
画像データが転送される前に、制御信号Ｐ２がオフレベ
ルからオンレベルになって、出力バッファＢＦがオフ状
態になる。この後、制御信号Ｐ３がオフレベルからオン
レベルになってデータラインＤＬの電圧が上記一定電圧
Ｖｃとなる。そして、制御信号Ｐ３がオフレベルになっ
た後、制御信号Ｐ２がオフレベルになり、さらに制御信
号Ｐ１がオンレベルとなることにより、データラインＤ
Ｌは画像データＶＰの信号レベルとなる。
【００４２】図３の制御信号Ｐ１〜Ｐ３と図１に示すデ
ータ信号１０との対応関係は、データ信号１０の画像信
号１１ａ，１１ｂの区間Ｔ11は、図３で制御信号Ｐ３が
オフレベルである時間にほぼ相当し、データ信号１０の
信号レベルが一定電圧Ｖｃである非画像信号１２の期間
Ｔ12は、該制御信号Ｐ３がオンレベルである時間にほぼ
相当する。
ータ信号１０との対応関係は、データ信号１０の画像信
号１１ａ，１１ｂの区間Ｔ11は、図３で制御信号Ｐ３が
オフレベルである時間にほぼ相当し、データ信号１０の
信号レベルが一定電圧Ｖｃである非画像信号１２の期間
Ｔ12は、該制御信号Ｐ３がオンレベルである時間にほぼ
相当する。
【００４３】このように本実施例では、ＴＦＴ４２を介
して画素電極４１に接続されたデータライン４４に、そ
の入力信号として、画像表示に寄与する画像信号１１
ａ，１１ｂの区間が占める時間的割合が概ね５０パーセ
ント以下であるデータ信号１０を入力するようにしたの
で、画素電極４１とデータライン４４との間に接続され
たＴＦＴ４２のソース４２ｃ，ドレイン４２ａ間への印
加電圧の実効値が低減されることとなる。
して画素電極４１に接続されたデータライン４４に、そ
の入力信号として、画像表示に寄与する画像信号１１
ａ，１１ｂの区間が占める時間的割合が概ね５０パーセ
ント以下であるデータ信号１０を入力するようにしたの
で、画素電極４１とデータライン４４との間に接続され
たＴＦＴ４２のソース４２ｃ，ドレイン４２ａ間への印
加電圧の実効値が低減されることとなる。
【００４４】このため、ＴＦＴ４２の構成材料として、
ポリシリコン等の、アモルファスシリコンより移動度が
大きい半導体材料を用いた場合に、ＴＦＴのオフ電流が
大きくなってしまうのを抑制することができ、ＴＦＴの
オフ電流の増大を抑えつつ、オン電流の増大により負荷
の充電速度を高めることができる効果がある。
ポリシリコン等の、アモルファスシリコンより移動度が
大きい半導体材料を用いた場合に、ＴＦＴのオフ電流が
大きくなってしまうのを抑制することができ、ＴＦＴの
オフ電流の増大を抑えつつ、オン電流の増大により負荷
の充電速度を高めることができる効果がある。
【００４５】また、ＴＦＴ４２に印加される電界強度が
実質的に低減されるため、該ＴＦＴのゲート絶縁膜中へ
のキャリア注入やその絶縁破壊を抑制しつつ、ＴＦＴの
ゲート長の縮小及びゲート絶縁膜の薄膜化を図ることが
できる効果がある。
実質的に低減されるため、該ＴＦＴのゲート絶縁膜中へ
のキャリア注入やその絶縁破壊を抑制しつつ、ＴＦＴの
ゲート長の縮小及びゲート絶縁膜の薄膜化を図ることが
できる効果がある。
【００４６】さらに、上記ＴＦＴ４２への印加電圧の実
質的な低減により、ゲートライン４３やソースライン４
４と画素電極４１との電位差による画素電極４１のエッ
ジ部における液晶分子の配向の乱れを緩和することがで
き、液晶ディスプレイの表示特性を向上できるととも
に、より長期間にわたるその信頼性の維持が可能とな
る。
質的な低減により、ゲートライン４３やソースライン４
４と画素電極４１との電位差による画素電極４１のエッ
ジ部における液晶分子の配向の乱れを緩和することがで
き、液晶ディスプレイの表示特性を向上できるととも
に、より長期間にわたるその信頼性の維持が可能とな
る。
【００４７】また、上記のようにデータ信号１０におけ
る画像信号１１ａ，１１ｂが占める時間的割合が概ね５
０パーセント以下であるため、出力バッファのオン時間
が実質的に短くなり、出力バッファの信頼性が向上する
という効果もある。
る画像信号１１ａ，１１ｂが占める時間的割合が概ね５
０パーセント以下であるため、出力バッファのオン時間
が実質的に短くなり、出力バッファの信頼性が向上する
という効果もある。
【００４８】さらに、データ信号１０の非画像信号１２
では、データ信号のレベルを、交流駆動される画像信号
レベルの最大値と最小値のほぼ中間値に保持するように
したので、各画素電極に対応するＴＦＴへの印加電圧
を、そのばらつきを極力抑えつつ低減することができる
効果もある。
では、データ信号のレベルを、交流駆動される画像信号
レベルの最大値と最小値のほぼ中間値に保持するように
したので、各画素電極に対応するＴＦＴへの印加電圧
を、そのばらつきを極力抑えつつ低減することができる
効果もある。
【００４９】なお、上記データドライバの回路構成及び
制御信号のタイミングチャートは、図２及び図３に示す
上記実施例のものに限られるものではなく、例えば、図
２の出力バッファはオペアンプで構成してもよく、この
場合も上記実施例と同様の効果が得られる。
制御信号のタイミングチャートは、図２及び図３に示す
上記実施例のものに限られるものではなく、例えば、図
２の出力バッファはオペアンプで構成してもよく、この
場合も上記実施例と同様の効果が得られる。
【００５０】また、液晶表示装置を構成する液晶材料と
して、その電気光学特性が飽和電圧４Ｖ以下、望ましく
は３Ｖ以下であり、低電圧で駆動される液晶材料を用い
ることにより、液晶分子の電圧印加による配向変動が低
電圧で生ずることとなる。従って、この場合、ＴＦＴ素
子への印加電圧を低下させたことによる液晶表示のコン
トラストの劣化を抑えることができる。
して、その電気光学特性が飽和電圧４Ｖ以下、望ましく
は３Ｖ以下であり、低電圧で駆動される液晶材料を用い
ることにより、液晶分子の電圧印加による配向変動が低
電圧で生ずることとなる。従って、この場合、ＴＦＴ素
子への印加電圧を低下させたことによる液晶表示のコン
トラストの劣化を抑えることができる。
【００５１】
【発明の効果】以上のように本発明に係る表示装置の駆
動方法によれば、薄膜トランジスタを介して画素電極に
接続されたデータラインに、その入力信号として、画像
表示に寄与する画像信号の区間が占める時間的割合が概
ね８０パーセント以下であるデータ信号、あるいは該画
像信号の区間が画像表示に寄与しない非画像信号の区間
より短いデータ信号を入力するようにしたので、画素電
極とデータラインとの間に接続された薄膜トランジスタ
のソース，ドレイン間への印加電圧の実効値が低減され
ることとなる。またこの際、出力バッファのオン時間が
実質的に短くなる。この結果、ＴＦＴでのリーク電流の
低減、該ＴＦＴや出力バッファの信頼性の向上を図ると
ともに、液晶分子の配向不良を防止することができ、デ
ィスプレイの表示特性及びその長期信頼性をさらに優れ
たものとできる。
動方法によれば、薄膜トランジスタを介して画素電極に
接続されたデータラインに、その入力信号として、画像
表示に寄与する画像信号の区間が占める時間的割合が概
ね８０パーセント以下であるデータ信号、あるいは該画
像信号の区間が画像表示に寄与しない非画像信号の区間
より短いデータ信号を入力するようにしたので、画素電
極とデータラインとの間に接続された薄膜トランジスタ
のソース，ドレイン間への印加電圧の実効値が低減され
ることとなる。またこの際、出力バッファのオン時間が
実質的に短くなる。この結果、ＴＦＴでのリーク電流の
低減、該ＴＦＴや出力バッファの信頼性の向上を図ると
ともに、液晶分子の配向不良を防止することができ、デ
ィスプレイの表示特性及びその長期信頼性をさらに優れ
たものとできる。
【００５２】また、この発明によれば、データラインに
印加されるデータ信号の、画像表示に寄与しない非画像
信号区間の一部で、データ信号のレベルが一定電圧とな
るようにし、この際該一定電圧を、画像信号レベルの最
大値と最小値のほぼ中間値とするようにしたので、各画
素電極に対応するＴＦＴへの印加電圧を、そのばらつき
を抑えつつ低減することができる効果がある。
印加されるデータ信号の、画像表示に寄与しない非画像
信号区間の一部で、データ信号のレベルが一定電圧とな
るようにし、この際該一定電圧を、画像信号レベルの最
大値と最小値のほぼ中間値とするようにしたので、各画
素電極に対応するＴＦＴへの印加電圧を、そのばらつき
を抑えつつ低減することができる効果がある。
【図１】本発明の一実施例によるアクティブマトリクス
型液晶表示装置の駆動方法を説明するための図であり、
データラインに印加する信号（データ信号）及びゲート
ラインに印加する信号（ゲート信号）の波形を示してい
る。
型液晶表示装置の駆動方法を説明するための図であり、
データラインに印加する信号（データ信号）及びゲート
ラインに印加する信号（ゲート信号）の波形を示してい
る。
【図２】上記データ信号を得るためのデータドライバの
構成例を示す図である。
構成例を示す図である。
【図３】上記データドライバの出力部を制御する制御信
号の波形を示す図である。
号の波形を示す図である。
【図４】従来及び本発明の上記実施例のアクティブマト
リクス型液晶表示装置における画像表示部の構造を示す
図である。
リクス型液晶表示装置における画像表示部の構造を示す
図である。
【図５】従来の液晶表示装置の駆動方法を説明するため
の図であり、該液晶表示装置を駆動するデータ信号及び
ゲート信号の波形を示している。
の図であり、該液晶表示装置を駆動するデータ信号及び
ゲート信号の波形を示している。
【図６】上記液晶表示装置の画像表示部を構成する絵素
ＴＦＴの特性を示す図である。
ＴＦＴの特性を示す図である。
１０ データ信号 １１ａ，１１ｂ 画像信号 １２ 非画像信号 １３ ゲート信号 １３ａ ゲート信号のオンパルス １４ オンパルスの時間的間隔 ４０ 絶縁性基板 ４１ 画素電極 ４２ 絵素ＴＦＴ ４３ ゲートライン ４４，ＤＬ データライン ＢＦ 出力バッファ Ｃ１ サンプリングコンデンサ Ｃ２ ホールドコンデンサ Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ スイッチ制御信号 Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ スイッチ Ｔ11 画像信号区間 Ｔ12 非画像信号区間 Ｔ13 オンパルス区間 Ｔ14 オンパルスの時間的間隔の長さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G09G 3/00 - 3/38 G02F 1/133 505 - 580
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の画素電極、各画素電極に接続され
た薄膜トランジスタ、該薄膜トランジスタにその制御信
号を供給するための複数のゲートライン、及び該薄膜ト
ランジスタを介して該画素電極に画像信号を供給するた
めの複数のデータラインを絶縁性基板上に配設してなる
ＴＦＴアレイを備えた表示装置を駆動する方法であっ
て、前記各ゲートラインには、ゲート信号として、該薄膜ト
ランジスタをオン状態とする周期的なオンパルスを、隣
接するゲートラインに対して所定の時間間隔をあけて線
順次で入力されるよう供給し、 各データラインには、データ信号として、前記オンパル
スのオフレベルからオンレベルに切り替わってから所定
時間後に画像表示に寄与する画像信号に切り替わり、前
記時間間隔の間に画像表示に寄与しない一定電位の非画
像信号に切り替わるデータ信号を供給する、 表示装置の
駆動方法。 - 【請求項２】 前記非画像信号の一定電圧は、画像信号
レベルの最大値と最小値のほぼ中間値である請求項１記
載の表示装置の駆動方法。 - 【請求項３】 前記隣接するゲートラインおけるオンパ
ルスの入力時間間隔が１μＳ以上である請求項１記載の
表示装置の駆動方法。 - 【請求項４】 前記薄膜トランジスタが、１ｃｍ2／Ｖ
・Ｓ以上の移動度を有するものを用いる請求項１記載の
表示装置の駆動方法。 - 【請求項５】 前記薄膜トランジスタを構成する半導体
材料は、多結晶シリコンまたはマイクロクリスタルシリ
コンである請求項１記載の表示装置の駆動方法。 - 【請求項６】 前記表示装置は、電気光学特性として４
Ｖ以下の飽和電圧を有する液晶材料によって構成された
液晶により画像表示を行う液晶表示装置である、請求項
１記載の表示装置の駆動方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32078594A JP3154907B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 表示装置の駆動方法 |
| US08/575,882 US5943034A (en) | 1994-12-22 | 1995-12-20 | Method for driving a display device |
| KR1019950055060A KR100209977B1 (ko) | 1994-12-22 | 1995-12-22 | 표시 장치의 구동 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32078594A JP3154907B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 表示装置の駆動方法 |
Publications (2)
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