JP3332088B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP3332088B2 JP15633292A JP15633292A JP3332088B2 JP 3332088 B2 JP3332088 B2 JP 3332088B2 JP 15633292 A JP15633292 A JP 15633292A JP 15633292 A JP15633292 A JP 15633292A JP 3332088 B2 JP3332088 B2 JP 3332088B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はマトリクス型液晶表示装
置に係り、とくにトランジスタよりなるスイッチを各画
素電極に付加したアクティブマトリクス型液晶表示装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータやTVの
ディスプレイとして、より多画素、高密度のアクティブ
マトリクス型液晶表示装置の開発が盛んである。以下
に、従来の液晶表示装置について説明する。
【0003】アクティブマトリクス型液晶表示装置の基
本構成は、アレイ基板と対向基板間に液晶層が狭持され
てなる。アレイ基板上には、画素電極がマトリクス状に
形成され、この画素電極に接続されたスイッチング素子
によって、個別の映像信号が与えられる。一方対向基板
上には、全面に対向電極が形成され、この対向電極に与
えられる対向電位と映像信号との電位差に応じて液晶の
透過率が変化し、表示が行われる。
【0004】図5は、このような液晶表示装置の一画素
の等価回路を示す。即ち、マトリクス状に形成された行
電極2と列電極3の各交点には、トランジスタ1よりな
るスイッチが形成されている。このトランジスタ1のゲ
ート電極は行電極2に接続され、ドレイン電極は列電極
3に接続されている。また、ソース電極は画素電極5に
接続されている。そして、この画素電極5と対向電極6
間に狭持された液晶層によって、液晶容量CLC4が形成
されている。
【0005】次に従来の駆動方法について、図6を参照
しつつ説明する。行電極2には、走査線電圧VY が供給
され、フレーム走査周期TF 毎に選択電圧Vg,onが印加
される。一方列電極3には、映像信号VX が供給され、
行電極2にVg,onが印加される期間、トランジスタ1が
導通状態となり、画素電極にはVX が書き込まれる。こ
の期間は通常、書き込み期間と呼ばれる。次いで行電極
に非選択電圧Vg,offが印加されると、次に選択される
までの期間、画素電極は書き込まれた電圧を保持する。
この期間は通常、保持期間と呼ばれる。
【0006】ところで、液晶を直流駆動すると、特性が
劣化することが知られている。このため、駆動電圧を交
流化することによって、液晶物質の長寿命化がはかられ
ている。一般には、映像信号VX を所定周期、例えばフ
レーム走査周期TF で反転させ、同時に対向電極電圧V
C をVX と同一周期で反転させることによって、液晶を
交流駆動し、且つ列電極を駆動する回路のコストを低減
させる方法が用いられている。
【0007】ところが、このような駆動方法において
は、対向電極電圧VC の反転に影響を受けて、保持期間
中のソース電位が変動し、スイッチング特性が不安定と
なる。その結果、液晶に印加される電圧が変動を受け、
フリッカやクロストークといった画質劣化を引き起こし
てしまうという欠点があった。
【0008】このような問題に対して、図7に示すよう
に、トランジスタに印加される非選択電圧に対して、対
向電極電圧と振幅分で且つ同相のバイアス電圧を与える
方法が提案されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述の駆動方法
を用いても、十分な画質は得られず、フリッカやクロス
トーク、さらには残像が生じ、液晶表示装置の表示品位
を向上させる上で大きな障害となっていた。
【0010】本発明は、このような技術的背景に鑑み、
液晶の長寿命化並びに消費電力の低減を実現し、さらに
表示品位の極めて良好な液晶表示装置を提供することを
目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、マトリクス状に配置された行電極と列
電極の各交点にトランジスタを介して接続された画素電
極と、この画素電極に液晶層を介して対向する対向電極
とを具備する液晶表示装置において、対向電極に所定の
位相を有する交流信号を印加する手段と、行電極に対し
保持持期間中には対向電極に印加される電圧と同じ周期
を有する非選択電圧を供給し、且つ該行電極に対し書き
込み期間中には該非選択電圧への変化量が一定である選
択電圧を供給する手段を有する液晶表示装置を用いる。
【0012】
【作用】図7に示す駆動方法において、VP は画素電極
電位を示す。図に示すように、書き込み期間中に画素電
極に与えられた電位は、ΔVだけ変動を受ける。この変
動量ΔVは、図5に示すトランジスタのゲート・ソース
間及び画素電極・行電極間の寄生容量Cgs8に依存し、
次式で表される。
【0013】ΔV=Cgs・dVY /(Cgs+CLC) dVY =Vg,on−Vg,off (選択電圧から非選択電圧へ
の変化量)
【0014】従来の方法では、上記dVY は2種類の値
dVY1及びdVY2を有するために、変動量ΔVの異なる
画素が混在する状態となる。したがって、画素電極電位
の変動を補償することは非常に困難であった。このた
め、液晶に印加される電圧に直流成分が生じ、液晶の特
性劣化やいわゆる焼付き現象を生じてしまったり、フリ
ッカやクロストークといった画質劣化を招いていた。
【0015】本発明では、dVY は一定の大きさとな
り、表示画面全面でΔVは等しい値となる。このため、
例えば対向電極電位にΔV分だけバイアスを与えること
により、画素電極電位の変動を補償することが可能とな
る。
【0016】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を、図面を参照し
つつ詳細に説明する。
【0017】図1は、本実施例における液晶表示装置の
駆動波形を示す。VY1及びVY2は、それぞれ隣接する行
電極に印加される走査線電圧を示す。またVX は列電極
に印加される映像信号を示し、VC は対向電極に印加さ
れる対向電極電圧を示す。
【0018】図に示すように、VX 及びVC は、フレー
ム走査周期TF で反転されている。行電極には、フレー
ム走査周期TF で選択電圧Vg,on1 が印加され、このと
きトランジスタが導通状態となると共に画素電極には映
像信号VX が書き込まれる。次いで行電極に非選択電圧
g,off1が印加される瞬間、画素電極の電位VP はΔV
だけ変動を受けた後、この電位を保持する。
【0019】次に対向電極電圧VC 並びに映像信号VX
が反転されると、非選択電圧はVCと同期して、ほぼ同
振幅だけ変化した電圧Vg,off2となる。次いで行電極に
は、先の選択電圧Vg,on1 よりVC 分だけ変化した選択
電圧Vg,on2 が印加され、画素電極には反転された映像
信号が書き込まれる。そして、再び行電極に非選択電圧
g,off2が印加される瞬間、画素電極電位VP はΔVだ
け変動を受けた後、この電位を保持する。
【0020】図2は、本実施例の液晶表示装置の駆動回
路の一部分を示す。即ち、入力端子a102には、対向
電極電圧の基準となる直流信号が入力され、一方入力端
子b103には、対向電極電圧の振幅を制御するための
直流信号が入力される。これらの信号はそれぞれ加算回
路104及び減算回路105に入力され、2レベルの対
向電極電圧を発生する。アナログスイッチ106は、こ
の2レベルの電圧を、制御回路101から入力される正
/負極性ロジック信号に基づいて、フレーム走査周期で
交互に選択し、対向電極に出力する。一方、映像信号駆
動回路119にも正/負極性ロジック信号が入力され、
映像信号は対向電極電圧と同期して互いに逆極性となる
ように反転される。
【0021】入力端子cには、選択電圧の基準となる直
流信号が入力され、加算回路108及び減算回路109
は、この信号並びに入力端子bから送られる信号に基づ
いて、対向電極電圧の振幅と等価な電位差を有する2レ
ベルの選択電圧Vg,on1 及びVg,on2 を出力する。アナ
ログスイッチ110は、インバータ111から送られる
ロジック信号に基づいて、アナログスイッチ106が加
算回路104の出力を選択したときは減算回路109か
らの出力を選択し、アナログスイッチ106が減算回路
105の出力を選択したときは、加算回路108の出力
を選択して、ゲートドライバ116に出力する。
【0022】一方、入力端子d112には、非選択電圧
の基準となる直流信号が入力され、加算回路113及び
減算回路114は、この信号並びに入力端子bから送ら
れる信号に基づいて、対向電極電圧の振幅と等価な電位
差を有する2レベルの非選択電圧Vg,off1及びVg,off2
を出力する。アナログスイッチ115は、ロジック信号
に基づいて、アナログスイッチ106が加算回路104
の出力を選択したときは加算回路113の出力を選択
し、アナログスイッチ106が減算回路105の出力を
選択したときは、減算回路114の出力を選択して、ゲ
ートドライバ116に出力する。
【0023】ゲートドライバ116は、アナログスイッ
チ110から送られる選択電圧Vg,on及びアナログスイ
ッチ115から送られる非選択電圧Vg,off を、シフト
レジスタ117から送られる信号に基づいて選択し、各
行電極に出力する。
【0024】図3は、上述の各加算回路及び減算回路の
具体的な回路構成を示す。例えば、加算回路108及び
減算回路109において、全ての抵抗の抵抗値が等しい
場合、アナログスイッチ110の出力である選択電圧V
g,onは、対向電極電圧の振幅と等しい振幅で交流化され
る。
【0025】本実施例においては、このような駆動回路
を用いることによって、対向電極を所定周期で反転させ
た場合に、画素電極電位VP の変動量ΔVを、画面全体
で一定の値にすることができる。このため、例えば対向
電極電圧VC にΔVに相当する直流バイアスを印加する
といった簡便な方法で、この変動を補償できる。
【0026】したがって、液晶層に直流成分が印加され
ることを防ぎ、液晶物質の劣化を抑えると共に、いわゆ
る焼付きなどの表示不良を低減させることができる。さ
らにフリッカやクロストークなどの発生を抑え、表示品
位の高い液晶表示装置を得ることができる。
【0027】尚、上述の実施例においては、対向電極電
圧及び映像信号電圧の反転周期をフレーム走査周期TF
としたが、その他の周期、例えば1水平走査期間TH
期で反転させる場合にも、本発明を用いることができ
る。
【0028】図4は、このような駆動方法を用いた場合
の、本発明の実施例を示す。図4に示す駆動方法におい
ては、映像信号の極性は、隣接する走査線ごとに逆極性
となる。このような駆動方法を用いると、駆動信号の反
転の際に例えば液晶材料の特性、例えば正極性映像信号
と負極性映像信号に対する応答性の違いなどに依存して
生じる輝度ムラの周波数を高めることができる。したが
って、輝度ムラを視覚上低減させることができ、さらに
表示品位を向上させることができる。
【0029】上述の各実施例の液晶表示装置において
は、対向電極電位を所定周期で反転させた場合に、画素
電極電位の変動を、画面全体で一定の値にできる。この
ため、例えば対向電極に直流バイアスを印加することに
よってこの変動を補償でき、液晶に直流電位が印加され
ることを防ぐと共に、焼付き現象やフリッカ、階調表示
を行った際のクロストークなどの画質劣化要因の発生を
大幅に低減させることができる。
【0030】このような効果は、上述した駆動方法に限
らず得られるものであるが、特に対向電極電位の振幅を
映像信号の振幅以上とした場合に、さらに顕著なものと
なる。したがって、本発明を用いることによって、映像
信号駆動回路の負担を大幅に低減させ、且つ画質劣化要
因の発生を低減させて、高い画像品位を得ることが可能
となる。
【0031】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の液晶表示
装置においては、対向電極電位を所定周期で反転させた
場合に、dVY 及び画素電極電位の変動ΔVを、画面全
体で一定の値にできる。このため、例えば対向電極にΔ
V分の直流バイアスを印加するという簡便な方法で変動
を補償でき、液晶に直流成分が印加されることを防ぎ、
液晶物質の特性劣化を防ぐことが可能となる。また、焼
付き現象やフリッカ、クロストーク等の発生を抑え、表
示品位の高い液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置の駆動方法の一例を示す
波形図である。
【図2】本発明の液晶表示装置の駆動回路の一例を示す
回路図である。
【図3】図2の回路の一部分を示す回路図である。
【図4】本発明の液晶表示装置の駆動方法の別の例を示
す波形図である。
【図5】液晶表示装置の一画素を示す等価回路図であ
る。
【図6】従来の液晶表示装置の駆動方法の一例を示す波
形図である。
【図7】従来の液晶表示装置の駆動方法の別の例を示す
波形図である。
【符号の説明】
1…トランジスタ 2…行電極 3…列電極 4…CLC 5…画素電極 6…対向電極 7…Cgs
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−106521(JP,A) 特開 平3−177890(JP,A) 特開 平2−136824(JP,A) 特開 平2−196218(JP,A) 特開 平5−165431(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マトリクス状に配置された行電極と列電極
    と、ゲートが前記行電極に接続され、ドレインが前記列
    電極に接続されたトランジスタと、前記行電極と前記列
    電極の各交 点に前記トランジスタを介して接続された画素電極と、
    この画素電極に液晶層を介して対向する対向電極とを具
    備する液晶表示装置において、 対向電極に所定の位相を有する2レベルの信号を印加
    し、 前記対向電極に印加される信号のレベルに応じて行電極
    に対し、書き込み期間中には2レベルの選択電圧を供給
    し、保持期間中には前記対向電極に印加される電圧と同
    じ周期を有する2レベルの非選択電圧を供給し、一方の
    前記選択電圧とその直後に印加される前記非選択電圧と
    の差は他方の前記選択電圧とその直後に印加される前記
    非選択電圧との差に等しい こと特徴とする液晶表示装
    置。
  2. 【請求項2】前記対向電極に印加される信号の振幅が前
    記列電極に印加される映像信号の振幅以上であることを
    特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
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