JP3182816B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP3182816B2 JP30034891A JP30034891A JP3182816B2 JP 3182816 B2 JP3182816 B2 JP 3182816B2 JP 30034891 A JP30034891 A JP 30034891A JP 30034891 A JP30034891 A JP 30034891A JP 3182816 B2 JP3182816 B2 JP 3182816B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示素子を二次
元の表示素子として使用した映像表示システムに適用し
て好適な液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子を二次元の表示素子として
使用した映像表示システムは現在OA機器や携帯用の小
型テレビなど多分野に応用されている。そのような映像
表示システムに使用される液晶表示素子には所定期間ご
とに正転および反転を交互に繰り返すビデオ信号が画素
電極に印加されるようになされている。これは、周知の
ように液晶表示素子に直流バイアスが加わらないように
するためである。直流バイアスが加わると液晶の寿命が
短くなったり、焼き付きや残像が発生するおそれがある
からである。
【0003】このような直流バイアスの印加を避けるた
め、液晶表示素子に対する駆動回路は図4に示すように
構成される場合が多い。
【0004】図4に示す液晶表示装置において、端子1
1に供給された複合ビデオ信号は原色信号の復調回路1
2に供給されてこれより例えばR,G,Bの各原色信号
が復調されて出力される。原色信号R,G,Bは極性反
転回路13に供給されてこの例では1水平期間(1H)
ごとにビデオ信号の極性が反転させられた原色信号
(R,Rバー、G,Gバー、B,Bバーのことであり、
以下これを駆動信号Sr,Sg,Sbという)が形成さ
れる。
【0005】駆動信号Sr,Sg,Sb例えば駆動信号
Srの一例を図に示す。図はその振幅が小さくなる
ほど白くなるいわゆるノーマリー白駆動方式を例示して
あるが、これとは逆に振幅が小さくなるほど黒くなるノ
ーマリー黒駆動方式でも同じである。駆動信号Sr,S
g,Sbは極性反転回路13に接続された3本の信号配
線を介して、液晶表示素子を構成する単位表示素子
(R,G,Bの3画素で構成されたセル)20に供給さ
れる。
【0006】図では1個の単位表示素子20のみ図示さ
れている。単位表示素子20は簡単に説明するならば、
液晶21とその一方の面に被着形成されたR,G,B専
用の画素電極22R,22G,22Bと、反対面に被着
形成された対向電極(共通電極)23Cとで構成され、
それぞれの画素電極22R,22G,22Bにはスイッ
チングトランジスタとして機能するこの例ではTFT
(Thin Film Transistor)24R,24G,24Bを介
して上述した駆動信号Sr,Sg,Sbが印加される。
TFT24R,24G,24Bにはゲート配線25より
垂直走査信号(図示しない)が供給されて、この垂直走
査信号が供給されたときだけ単位表示素子20が駆動さ
れるようになっている。
【0007】対向電極23Cには対向電圧発生回路30
より所定の対向電圧(直流電圧)Vpが印加される。こ
の対向電圧Vpは駆動信号の平均電圧となるように一対
の直列抵抗器Ra,RbとコンデンサCによって端子q
の電圧値が設定される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した対向電圧Vp
を抵抗分割で生成する場合で、正しい対向電圧を供給で
きるのは定常動作時のみであって、電源のオン時(立ち
上がり時)や電源オフ時(立ち下がり時)のように過渡
的なタイミングでは、対向電圧Vpは駆動信号の電圧の
平均に対して相対的に片寄った値となってしまう。
【0009】それは過渡的な領域での駆動信号の電圧値
は復調回路12などの信号処理用ICの電源電圧の立ち
上がり、立ち下がり特性と、IC自体の立ち上がり、立
ち下がり特性などによって複雑な影響を受けるため、図
6実線図示のような電圧特性となるのが一般的である。
【0010】これに対して、対向電圧Vpは発生回路3
0に加えられる電源の単純な立ち上がり、立ち下がり特
性によって決まるものであるから、図6破線図示のよう
な電圧特性となる。そのため、電源の過渡的供給区間で
は単位表示素子20の両極には駆動信号の平均電圧が印
加されず、直流バイアスが単位表示素子20に印加され
てしまう。そうすると、このような過渡的な直流バイア
スが僅かの間(数10msec)でも印加されると、長
い間の使用によっては以下に示すような悪影響がでる場
合がある。 (1)液晶の種類によって程度の差はあるが液晶が劣化
しその分寿命が短くなるおそれがある。 (2)焼き付き、残像、フリッカーなどが起き易くな
る。 (3)配向力が弱い液晶や配向力が弱い配向膜を使用し
ているときには配向ミスが生じ、輝点などの欠陥と同じ
ような症状が表れる。
【0011】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、常態ではもちろんのこと過渡
的にもできるだけ直流バイアスが液晶に印加されないよ
うにした液晶表示装置を提案するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明においては、画素電極と、前記画素電極に
接続されるスイッチング素子および対向電極を備え、前
記画素電極と前記対向電極との間に液晶が介在されて構
成される液晶表示素子と、入力される映像信号を所定期
間ごとに反転して正極性電圧および逆極性電圧からなる
駆動信号を形成して、前記液晶表示素子のスイッチング
素子に印加する極性反転手段と、前記極性反転手段と前
記液晶表示素子の対向電極とに接続され、前記極性反転
手段から出力される前記駆動信号の正極性電圧と逆極性
電圧とを平均化した対向電圧を形成して、該対向電圧を
前記液晶表示素子の対向電極に印加する対向電圧形成手
段とを有し、前記対向電圧形成手段は、抵抗器とコンデ
ンサとを有し、前記コンデンサの一端は、前記抵抗器を
介して前記極性反転手段に接続され、前記コンデンサの
他端は接地され、前記コンデンサと抵抗器との接続点に
前記液晶表示素子の対向電極が接続されると共に、上記
接続点と接地間には前記スイッチング素子による駆動信
号の電圧降下に対応して、前記対向電圧を降下させる抵
抗器を有することを特徴とするものである。
【0013】
【作用】図1に示す実施例において、画素電極に印加さ
れる駆動信号が対向電圧形成回路30に供給されて駆動
信号の平均電圧が液晶表示素子である単位表示素子20
に形成された対向電極23Cに印加される。
【0014】そうすると、電源の立ち上がりなどのよう
な過渡的な領域でも対向電圧Vpは図2破線図示のよう
になるから、駆動信号の電圧特性と殆ど同じになって、
過渡的な領域でも直流バイアスが印加されることはな
い。そのため、上述した(1)〜(3)の欠点を一掃で
きる。
【0015】図3のように全ての駆動信号の平均値レベ
ルを対向電圧Vpとして印加する場合には、より正確な
平均電圧を対向電極23Cに印加できる。画素電極には
スイッチング素子を介して信号電圧が印加されるので、
このスイッチング素子による電圧降下分を見越して、共
通電極(対向電極)側にも電圧降下用の抵抗器を接続す
ることで、常態でも共通電極側への直流電圧の印加を防
止できる。
【0016】
【実施例】続いて、この発明に係る液晶表示装置の一例
を上述した映像表示システムに適用した場合につき、図
面を参照して詳細に説明する。
【0017】図1はこの発明に係る液晶表示装置10の
一例を示すものであって、図4に示した従来の構成と同
一の部分には同一の符号を付しその説明は省略するが、
この発明では図1に示すように対向電圧発生回路30の
構成が相違するだけである。
【0018】この発明では図に示すように画素電極22
R,22G,22Bに印加される駆動信号のうち何れか
1つの駆動信号が対向電圧形成回路30に供給される。
本例では駆動信号Sgが供給される。
【0019】形成回路30は抵抗器RaとコンデンサC
のローパスフィルタ35で構成され、駆動信号Sgがこ
のローパスフィルタ35に供給される。抵抗器Raとコ
ンデンサCとの接続点qが対向電極23Cに接続され
る。対向電極23Cにはさらにこれと接地間に抵抗器R
bが接続される。
【0020】ここで、対向電極23Cと駆動信号Sgの
出力端子との間にローパスフィルタ35を接続すれば、
これに加わる駆動信号Sgの平均化された電圧(対向電
圧)Vpが対向電極23Cに印加され、その立ち上がり
および立ち下がり特性はローパスフィルタ35の時定数
によって決まる。そのため、この発明では対向電圧Vp
の電圧特性が、画素電極22R,22G,22Bに印加
される駆動信号Sr,Sg,Sbの電圧特性(図2実線
図示)に近似した電圧特性(破線図示)となるようにロ
ーパスフィルタ35の時定数が設定される。
【0021】ローパスフィルタ35の各定数は次のよう
なことをも考慮して設定される。まず、液晶を駆動する
回路(極性反転回路13の後段に接続されるドライバー
のことであるが、図には示されていない)の出力インピ
ーダンスは数100Ω以下と低いのでローパスフィルタ
35を構成する抵抗器Raの抵抗値は10KΩ以上に選
べば、形成回路30が駆動回路に対する負荷とはならな
い。そこで、抵抗器Raの抵抗値を10KΩ以上に選ん
でこの形成回路30が液晶駆動に悪影響を及ぼさないよ
うにしている。
【0022】ローパスフィルタ35を構成するコンデン
サCは、上述したように駆動信号Sgの正逆の平均値に
ほぼ追従する程度に小さな値に設定される他、平均値の
リップル分が抑えられるような値にも設定され、実験に
よれば0.1μF程度が好適である。
【0023】図1においては、液晶としてTFTタイプ
の液晶を例示してあるので、このTFT24R,24
G,24Bによる電圧降下(1.3ボルト程度)分だけ
駆動信号Sr,Sg,Sbのレベルが低下した状態で対
応する画素電極22R,22g,22Bに印加されるこ
とになる。対向電圧Vpにあってもこの降下分だけ低く
しなければ、直流バイアスを零にできない。そこで、図
1に示すように形成回路30にはさらに電圧降下調整用
の抵抗器Rbが設けられており、その値は120KΩ程
度が好適である。
【0024】さて、このように構成された液晶表示装置
10においては対向電極23Cには駆動信号Sgの平均
電圧をその対向電圧Vpとして印加するようにしてい
る。そして、対向電圧Vpの電圧特性は図2の破線図示
のように、駆動信号Sgの電圧特性とほぼ近似するよう
な特性となるように設定してあるため、電源の立ち上が
り時や立ち下がり時でもほぼ駆動信号Sgの平均電圧が
対向電極23Cに印加される。したがって、電源の立ち
上がり時のような過渡期でも直流バイアスが単位表示素
子20に印加されない。
【0025】なお、このように対向電極23Cに駆動信
号の平均電圧を印加する場合には、従来例で述べた問題
点を補う他に次のような利点も併せ持つ。従来のように
抵抗分割で対向電圧Vpを設定している場合では、通常
この電圧Vpを電源電圧の1/2に設定しているが、液
晶の特性などによってその値は微妙に異なるのが常であ
る。そのため、通常は微調整されるが、この微調整によ
って平均電圧がホット側ではなくコールド側にシフトし
たときで、大振幅の駆動信号が印加されたような場合に
はこの駆動信号がコールド側レベル(0電位)でクリッ
プされるおそれがある。
【0026】そうすると、正逆方向において非対称な波
形が液晶に印加されることになるので、これによる直流
バイアスで液晶が劣化してしまう。これに対して、図1
の構成では常に駆動信号の平均レベルを対向電極23C
に印加しているので、そのようなおそれはない。常にリ
ニア駆動が可能になる。
【0027】液晶やTFTはそれ自体温度特性を持つの
で、図1のように温度補償用の抵抗器(サーミスタな
ど)40を接続しておけば、さらに一層駆動信号Sgの
平均電圧を対向電圧として印加できる。
【0028】図1の場合において、形成回路30に供給
すべき駆動信号としては、SrまたはSbでもよい。単
位表示素子20の配列によっては駆動信号Sr,Sg,
Sbが1Hごとにローテーションしながら端子表示素子
20を駆動する例もあるが、この場合でも駆動信号S
r,Sg,Sbの何れか1つの駆動信号を形成回路30
に供給すればよい。抵抗器RaやRbは可変抵抗器を使
用してもよい。
【0029】図3はこの発明のさらに他の例を示すもの
で、本例では液晶に印加される駆動信号Sr,Sg,S
bの全ての平均電圧を対向電圧Vpとして使用すべく、
それぞれの駆動信号Sr,Sg,Sbがローパスフィル
タ35の時定数を構成する抵抗器Rar,Rag,Ra
bを介して共通のコンデンサCに供給される。
【0030】こうすれば、接続点qには駆動信号Sr,
Sg,Sbの平均電圧が得られるので、図1の場合より
画素電極22R,22G,22Bに印加される駆動信
号Sr,Sg,Sbの平均電圧により近い電圧を対向電
極23Cに印加できるようになる。それによって、単位
表示素子20に対する直流バイアスの印加確率が図1の
場合よりもさらに低下する。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、この発明では液晶
表示素子に駆動信号を印加すると共に、この液晶表示装
に印加される駆動信号の平均電圧を対向電圧として対
向電極に印加するように構成したものである。
【0032】これによれば、電源の立ち上がりとほぼ同
時に画素電極に駆動信号が印加されると共に、対向電極
にはこの駆動信号の平均電圧が印加されることになるの
で、電源の立ち上がり時や立ち下がり時のような過渡的
なタイミングでも常に駆動信号の平均電圧を印加するこ
とができる。また、スイッチング素子の電圧降下分に相
当する電圧降下が共通電極側でも生じるように抵抗器を
介在させたので、常態でも僅かな直流バイアスが印加さ
れるのを防止できる。そのため、常態はもちろんのこ
と、過渡常態でも直流バイアスの印加をなくすことがで
きるようになり、従来のような直流バイアスの印加に伴
う寿命の低下などと言った諸欠点を一掃できる特徴を有
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る液晶表示装置の一例を示す系統
図である。
【図2】動作説明に供する波形図である。
【図3】この発明に係る液晶表示装置の他の例を示す系
統図である。
【図4】従来の液晶表示装置の系統図である。
【図5】駆動信号の波形図である。
【図6】図4の動作説明に供する波形図である。
【符号の説明】
10 液晶表示装置 12 復調回路 13 極性反転回路 20 液晶表示素子(単位表示素子) 21 液晶 22R,22G,22B 画素電極 23 対向電極 24R,24G,24B TFT 30 対向電圧発生回路 35 ローパスフィルタ 40 電圧調整用抵抗器 Sr,Sg,Sb 駆動信号 Vp 対向電圧

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画素電極と、前記画素電極に接続される
    スイッチング素子および対向電極を備え、前記画素電極
    と前記対向電極との間に液晶が介在されて構成される液
    晶表示素子と、 入力される映像信号を所定期間ごとに反転して正極性電
    圧および逆極性電圧からなる駆動信号を形成して、前記
    液晶表示素子のスイッチング素子に印加する極性反転手
    段と、 前記極性反転手段と前記液晶表示素子の対向電極とに接
    続され、前記極性反転手段から出力される前記駆動信号
    の正極性電圧と逆極性電圧とを平均化した対向電圧を形
    成して、該対向電圧を前記液晶表示素子の対向電極に印
    加する対向電圧形成手段とを有し、 前記対向電圧形成手段は、抵抗器とコンデンサとを有
    し、 前記コンデンサの一端は、前記抵抗器を介して前記極性
    反転手段に接続され、前記コンデンサの他端は接地さ
    れ、 前記コンデンサと抵抗器との接続点に前記液晶表示素子
    の対向電極が接続されると共に、 上記接続点と接地間には前記スイッチング素子による駆
    動信号の電圧降下に対応して、前記対向電圧を降下させ
    る抵抗器を有することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記液晶表示素子は、3原色に対応した
    原色画素を有し、 第1原色画素の画素電極には、第1のスイッチング素子
    を介して第1原色用の信号配線が接続され、 第2原色画素の画素電極には、第2のスイッチング素子
    を介して第2原色用の信号配線が接続され、 第3原色画素の画素電極には、第3のスイッチング素子
    を介して第3原色用の信号配線が接続され、 前記極性反転手段は前記第1、第2および第3原色用の
    信号配線に各原色駆動信号が供給されると共に、 前記対向電極形成手段には、前記第1、第2および第3
    原色用の信号配線のうちの何れかの前記信号配線が接続
    されており、 該接続された信号配線より供給される前記原色駆動信号
    から前記対向電圧を形成することを特徴とする請求項1
    記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記液晶表示素子は、3原色の原色画素
    を有し、 第1原色画素の画素電極には、第1のスイッチング素子
    を介して第1原色用の信号配線が接続され、 第2原色画素の画素電極には、第2のスイッチング素子
    を介して第2原色用の信号配線が接続され、 第3原色画素の画素電極には、第3のスイッチング素子
    を介して第3原色用の信号配線が接続され、 前記対向電極形成手段には、前記第1、第2および第3
    原色用の信号配線のすべてに接続され、 前記極性反転手段は、前記第1、第2および第3原色用
    の信号配線に各原色駆動信号が供給されると共に、 前記対向電極形成手段は、前記第1、第2および第3原
    色用の信号配線すべてに接続されており、 前記各信号配線に供給される3原色の原色駆動信号を平
    均化して前記対向電圧を形成することを特徴とする請求
    項1記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 前記対向電極形成手段は、前記第1原色
    の原色駆動信号に対応した第1の抵抗器と、 前記第2原色の原色駆動信号に対応した第2の抵抗器
    と、 前記第3原色の原色駆動信号に対応した第3の抵抗器と
    を有することを特徴とする請求項3記載の液晶表示装
    置。
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