JPH01126628A

JPH01126628A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH01126628A
Application number: JP28323987A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Kimura; 雄一郎木村; Nobuaki Kabuto; 展明甲
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-11-11
Filing date: 1987-11-11
Publication date: 1989-05-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、液晶を用いたマトリクス表示装置に係り、特
に、薄膜トランジスタ（’ｆｈｉルｐｉ１ｍ　Ｔｒα−
ｎｚｔｚｔｏｒ　；以下、ＴＦＴと百５゜）を用いたア
クティブマドＩＪクス液晶表示装置に関するものである
Ｏ〔従来の技術〕従来のＴＰＴ液晶表示装置として、例えば、テレビジ冒
ン学会誌４０巻１０号（１９８６年）第９７４頁から第
９７９頁に記載のように一行のＴＰＴの各ゲートを接続
するゲートバスを、１１１次、上から下へと一定のパル
ス電圧を加えることにより選択し、−行ずつ各液晶セル
を駆動する方式が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した従来技術においては、各ゲートバスに加えるパ
ルス電圧が、ＴＦＴのゲート・ノース間容量ＣＧＳによ
るゲート突抜は効果のために、ソース電位、つまり液晶
セルに印加される電圧に影響を与えるということは確認
していたが、それに対する対策については配置がされて
おらず、垂直ドライバに高耐圧性が要求されるばかりで
な（、液晶セルに印加される電圧の変動により、フリッ
カや焼付現象を生じるといった問題があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、
液晶セルに印加される電圧の変動幅を小さ（抑えて、垂
直ドライバに要素される耐圧性詑の仕様を緩和すると共
に、液晶セルに印加される電圧の変動によって生じる焼
付現象やフリッカを低減することにある。

〔問題点を解決するための中波〕

上記目的は、ゲートバスに印加する電圧を、液晶セルに
印加される映像信号の極性に応じて切洟えることにより
達成される。

〔作用〕

液晶表示装置は、寿命等の点から交流駆動する必要があ
り、各液晶セルは１垂ｌ定食周期母に異なる極性の映像
信号で駆動されている。従来においては、ＴＰＴの駆動
に際し、ゲートバスに印加されるゲートのオン、オフ電
圧が各々一定であるため、正負両極性の映像信号の各々
に対してＴＰＴのオン、オフ動作が可能となるよう十分
大きなゲートの駆動電圧が必要であり、そのことが前述
した問題点の原因となっていた。

本発明では、映像信号の極性によってゲートのオン、オ
フ電圧を切侠えて必晋最小限のゲート駆動電圧でＴＰＴ
のオン、オフ動作を行わせる方式としたので、ゲートオ
フ時の突抜は効果によるソースの電位変動（即ち、液晶
セルに印加される電圧の変動）を抑え、フリッカや焼付
現象を低減することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示す構成図である。

第１図において、１は垂直ドライバ、２は水平ドライバ
、３はＴ　Ｆ　Ｔ　ｆｉ、ｉｉ、パネルである。また、
ＴＰＴ液晶パネル５は、行列に亜べられたＴＰＴと液晶
セルから成る画素と、１列分のＴＰＴのドレイン端子を
接続するドレインバス（Ｘ、　、　Ｘ、　、・・・）と
、１行分のＴＦＴのゲート瑠子を接続するゲートバスＣ
Ｙ１．Ｙ、、・・・）と、で構成される。

ここで、＃Ｊ素の構成を第１図の円内に示す。第１図の
円内において、３１はＴＰＴ１５２は液晶セルである。

尚、ドレインバスｘ！、ゲートバスＹ、の交点の画素を
例として示したが、他の画素も全（同様の構成である。

これら垂直ドライバ１、水平ドライバ２、’ＩＦＴ液晶
パネル３で構成される液晶表示装置は各ドライバに必要
な信号を与えることにより、液晶Ｔｒ又は液晶デイスプ
レィ端末として利用可能なものである。

先ず、水平ドライバ２ＩＣよりて、−水平走査周期で一
行分の映像信号がその内部に順次記憶され、その後、同
時九−行分の映像信号がその内部からドレインバスＸへ
出方される。そして、ドレインバスＸＫ映像信号が出力
されている期間に、垂直ドライバ１によりて、あるゲー
トバスＹが選択されると、その行のすべてのＴＦＴｓｌ
がオン状態となり、准晶セル５２への膏込みが行なわれ
る。水平ドライバ２は上記動作を繰返し、垂直ドライバ
１は、ゲートバスＹを上から下へ順次−本ずつ選択する
ことにより、ＴＦＴ液晶パネル３の全画業に映像信号を
畳込むことが可能となる。

同、ここで、ｒｐｔ液晶パネル３の各液晶セル３２に加
える映像信号は、その特命等の点から一定の周期でその
極性を反転する必要がある。通常、この極性反転は、７
リツカ等の点から一垂直７１！査周期毎に行われる。

さて、水平ドライバ２の構成及び動作については後はど
具体例を挙げて詳しく説明するので、先ず、垂直ドライ
バ１の構成及び動作について詳細に説明する。

垂直ドライバ１は、シフトレジスタ１１、Ｅｘｃｌｔｂ
−ＩＬｔｌρＲゲート１２、レベルシフタ１３、アナロ
グデータセレクタ１４、出力バッファ１５で構成される
。

第２図に各部の動作波形を示す。

シフトレジスタ１１には入力信号ＶＳＴとシフトクロッ
クＶＣＫが入力される。入力信号ＶＳＴは、−垂直走査
周期毎に極性が反転するＤｕｔｙ　５０　％の信号で、
シフトクロックＶＣＫに同期して順次伝送サレ、ＳＶｌ
、５Ｆ２　、ＳＶｓのよ５にｉ４ｆｉＪｇＬれてシフト
レジスタ１１から出力される。シフトレジスタ１１の隣
接する出力はすべ【その各々に対応するように設けられ
たＥｘｃｌｕｓｉｖｅ　ＯＲゲート１２に入力され、Ｅ
ｘｃｌｕｓｉｖｅ　ＯＲゲート１２はシフトレジスタ１
１の出力信号ＳＶのエツジ位置をシフトクロックＶＣＫ
の一周期幅の正パルス信号ＣＤ５Ｖ１゜１）ＳＦ３．・
・・）として取出す。

次に、先のシフトレジスタ１１の出力ＥＶとＥａｃｃ−
１ｕｚｉｖｇ　ＯＲゲート１２の出力ＤＳＶを共にレベ
ルシフタ１３を通して、次段の駆動に十分な電圧に変換
した後、アナログデータセレクタ１４に入力する。

アナログデータセレクタ１４は、各ゲートバス毎に独立
に２つの選択人力Ａ　、　Ｂ　（第１図ではシフトレジ
ス４１１の出力ＳＶがＢ、　Ｅｓｃｅｌｕａｉｕａ　Ｏ
Ｒゲート１２）出力ＤＳＶがＡＬそれぞれレベルシフタ
１５を介して接続され℃いる。）を有し、各ゲートバス
毎に独立に、外部から与える４つの電圧レベル（Ｖ、　
、　Ｖ、　、　Ｖ、　、　Ｖ、　）を選択出力すること
ができる。

そして、その各出力は出力バッファ１５を介してゲート
バスＰＫ接続されている。

ところで、従来の液晶表示装置におけるＴＰＴの駆動は
次の様に行われていた。

第２因ＶＯ７Ｔ　＊　ＶＳ２Ｔは、それぞれ、従来の液
晶表示装置におけるＴＰＴのゲート電圧、ソース電圧を
ＴＦＴ液晶パネル３の２行目のＴＦＴを例にとって示し
たものである。尚、藁２図ＶＤはＴＰＴのドレイン電圧
を示している。

従来の液晶表示装置では、ＴＰＴを駆動するために、ゲ
ート電圧Ｖａ２ｒとして２１１１１類の電圧ＣＶｘ。

ＶＬ　）を用いており、ＶＩの期間ではＴＰＴをオン状
態圧し、ＶＬの期間ではオフ状態にしていた。

しかし、Ｖｘは、ＴＦＴを完全にオン状態とするために
、ドレインバスに加える映像信号の正極性側の最高電圧
（即ち、ｉ＠２図ＶＤの）・イレベル）より高（、又、
４は、ＴＦＴを完全にオフ状態とするために、ドレイン
バスに加える映像信号の負極性側の最低電圧Ｃ即ち、第
２図ＶＤのａ−レベル）より十分像（する必要があり、
そのため、ゲート電圧Ｖａ２ｒ　　におけるＶＩと４の
電圧差は大館くなりていた。

また、一方、ゲート電圧ＶＯ２Ｔ　　が４から４に或い
はｂからｈに変化する際、その変化がＴＦＴのゲート・
ソース間容量ＣＯｔを介してソース電圧Ｖ５：ｌＴ　　
に変動を与え、％＆Ｃ，％からｒＬＫ変化する際、すな
わち、ＴＰＴがカットオフする際には、ドレイン・ソー
ス間で電荷の行き来がないため、ソース電圧Ｖｓ２ｒ　
　は変動した値のままとなる。

従って、前述の如く、ゲート電圧Ｖ６２ｒ　　Ｋ、おけ
るＶ、とＶ、の電圧差が大きくなると言うことは、ゲー
ト電圧ＶＯ２ＴがＶｘからＶＬに変化する際の変化電圧
が大きくなると言うことなので、その変化に伴うソース
電ＥＥＶｓ２ｒ　　の変動も大きくなり、その変動電圧
としての突抜は量Δ〆ｓ２も大きくなりてしまう。

とのよ５ＪＣ，ゲート電圧Ｉ’Ｇ２　ｒ　がＶ、からＶ
、に変化する際には、ソース電圧ｖｓ２ｒ　か大幅に下
がるので、ゲートのオフ電圧りは、映像信号の最低電圧
（即ち、第２図ＶＤのａ−レベル）よりさらにΔＶ１２
以上低くする必要があり、従って、垂直、ドライバの耐
電圧仕様に負担がかかつてしまう。又、突抜は量ΔＶ、
２そのものも、前述の如く大きいので、７リツカや焼付
現象の大きな原因となっていた。

そこで、本英施例では、映像信号の極性とＴＰＴの駆動
に必要なゲート電圧との関係に看目し、ゲートのオン、
オフ両電圧をンース゛亀圧の極性に応じて各々２逼りに
切換える方式とした。

第２図のＦＧｌ　＊　ＶＯ２ｅ　ｒｊｌ　ｍ　ＶＩ２は
１本実施例において、ＴＦＴ液晶パネル５を駆動した場
合の、第１行目のＴＰＴのゲート電圧、第２行目のＴＰ
Ｔのゲート電圧、第１行目のＴＰＴのソース電圧、第２
行目のＴＰＴのノース電圧の波形例をそれぞれ示したも
のである。

正極性の信号が液晶セル３２に印加される期間は、ゲー
トのオン電圧は高くする必要があるが、オフ電圧はあま
り下げる必要がなく、逆に負極性の信号が液晶セル３２
に印加される期間は、ゲートのオン電圧はあまり大きく
する必要がないが、オフ電圧は十分下げる必要がある。

そのため、本実施例では、ソースに加わる信号（即ち、
液晶セルに印加される信号）の極性によって、Ｖ、　、
　Ｖ、　、　Ｖｓ、　Ｖ。

の４種類の外部入力電圧を切換え、突抜は現象に影響を
与えるゲート電圧の立下り幅を必要最小限に抑えている
。

即ち、第１図の回路では、アナログデータセレクタ１４
の選択人力Ａ、Ｂの論理レベルがＣＡ、Ｂ＞＝（０，Ｏ
）ｙ　（ｏ、１）　ａ　（ｔｅａ）　ｅ　（１，１）　
１７）とき、それぞれ、Ｆ４　ｅ　Ｆｌ　＊　’！　ｓ
　）’、が選択出力されるようになっている。

本実施例によれば、負極性の信号がソースに印加されて
いるときのゲート電圧の立下り幅が小さいので、突抜け
によるソース電圧の変動Δｒｓ１ノ値も小さくなり、ゲ
ートのオフ電圧をあまり小さくする必要がない。又、ソ
ース電圧の変動ΔＶｓ１が小さいのでフリッカや焼付現
象も軽減することができる。

次に、第３図は第１図水平ドライバ２の一具体例を示す
ブロック図、１ｉＫｄ図は、その動作波形を示す波形図
である。

水平ドライバ２は、シフトレジスタ２１、レベルシフタ
２２、サンプルホールドＣ５／Ｅ）回路２３、バッファ
アンプ２４で構成される。

シフトレジスタ２１は、スタートパルスＨ５Ｔとシフト
クロックＭＣＫが入力され、その出力ＳＲにはスタート
パルスＨ５ＴがシフトクロックＨＣＫに同期して順次遅
延して出力される。このシフトレジスタ２１の出力ＳＨ
は、レベルシフタ２２により次段のＳ／Ｈ回路２３を駆
動するのに十分な電圧に変換された後、Ｓ／Ｅ回路２３
に入力される。

Ｓ／ｆ１回路２５はドレインバスと同数のサンプルホー
ルドユニットの集まりであり、レベルシフタ２２の出力
によって、順次表示位置に応じた映像信号をサンプルホ
ールドする。Ｓ／Ｈ回路２３の出力はそのまま出力バッ
ファ２４に入力され、−行分のすべての画素についてサ
ンプリングが完了した後、出力イネーブル信号ＯＥのタ
イミングで、−行分の映像信号を同時にドレインバスＸ
上へ出力する。

尚、この帛５図の具体例は最も基本的な一例を示したも
のである。

＠５囚は、本発明の第２の実施例を示す構成図である。

本実施例において、水平ドライバ２、ＴＦＴ液晶パネル
３については第１図と全く同一であるため、本発明の本
質である垂直ドライバ１についてのみ記載した。

本実施例における垂直ドライバ１は、シフトレジスタ１
６、シフトレジスタ１１、レベルシフタ１３、アナログ
データセレクタ１４、出力バッファ１５で構成され、第
１図の回路と比較すると、ｇｘｃｌｔａｉｕａＯＲゲー
ト１２の代わりにシフトレジスタ１６を設けたことが異
なっており、他の動作、機能については全く同等である
。

即ち、シフトレジスタ１１０入力侶号ＶＳＴとその出力
の一つであるＳＶｌとのＥｘｃｌｔｂｚｉｖａ　ＯＲを
求めて、ＶＳＴのエツジを示す信号を導き出し、その信
号をシフトレジスタ１６０入力信号Ｖ　Ｓ　ｐ’として
シフトレジスタ１６へ入力する。その結果、シフトレジ
スタ１６の各出力段からは、ＤＳＶｌ、ＤＳＶｌ　、Ｄ
ＳＶ５　、・・・がそれぞれ得られる。

尚、シフトレジスタ１６自体の動作はシフトレジスタ１
１と同様であるので、その説明は省略する。

次に、＠６図は、本発明の第３の実施例を示す構成−で
あり、第５図同様、垂直ドライバ１のみについて記載し
た。

渠１及び第２の実施例では、ドレインバスＸ上の１＆像
１百号の極性が一垂゛直走食周期毎に反転する場合を想
定したものであるが、フリッカ等の点から、ドレインバ
スＸ上の映像信号の極性を１行毎に反転させた方が良い
場合もイる（今後、前者をフィールド母極住反転、後省
をライン毎極性反転と呼ぶ）。

本実施例はライン毎極性反転に対応した実厖例である。

第６図の回路は構成上、第１図の回路とほとんど同一で
あり、異なるのは、アナログデータセレクタ１４の選択
人力Ｂの論理を１行毎に反転させるため、シフトレジス
タ１１の偶数出力についてインバータゲート１７が挿入
されている点だけである。

Ｗ、７図に第６図の回路の各部の動作波形を示す。

ライン毎極性反転は、ドレインバスＸ上では一水平走査
周期毎に信号極性が反転するが、一つの液晶セル３２に
印加される映像信号の極性は一垂直走査周Ｍ毎に反転す
る。従って、″ＮＩＬ晶セル５２に印加される映像信号
は、ただ単に隣接する行間でその極性が異なるにすぎな
い。

そのため、基本的には、！！１図と第６図では差がな（
、第６図の回路の奇数行につりては、第１図の回路と全
く同じ処理を行ない、纂６図の回路の偶数行については
、纂１図の回路の次の垂直走査周期と同様の処理を行え
ば良い。従って、そのために、インバータゲート１７に
よってアナログデータセレクタ１４の選択人力Ｂの一理
を偶数行だけ反転させているのである。そして、アナロ
グデータセレクタ１４については、爲１図の回路と同様
に、選択人力Ａ、Ｈの＠埋しベルが（ＡｓＢ）＝（ｇ。

０　）　Ｉ　（Ｌｌ）　、　（１，０）　、　（１，１
）の各場合に、それぞれ、’４　＊　Ｖａ　ｅ　ｙ、　
＃　Ｖｌの外部入力電圧が選択出力されるようにしてい
る。

効果、の点では、第１図の回路も巣６図の回路も同様で
ある。

尚、第５図の実施例についても同様にライン毎極性反転
に適応させることが可能である。

又、籐６図において、インバータゲート１７の後に、イ
ンバータゲート１７を：ＩＩ！１過する前後の信号を選
択するデータセレクタを設け、その制御端子により℃、
アナログデータセレクタ１４０Ｂ入力に入力される信号
の極性を切換えたり、あるいは、インバータゲート１７
を２人力Ｅｓ：ｃｌｕｚｉｕｔ　ＯＲゲートの１人力と
出力にｔｌＴｈし、他方の入力をまとめて制御輸子とす
ることで、その制御端子によってアナログデータセレク
タ１４のＢ入力に入力される信号の極性を切換えたりす
ることか可能であり、その場合、外部から前記制御端子
圧制御信号を加えるだけで、ライン反転とフィールド反
転の両方式に対応させることができる。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば、映像信号の極性に応じて必要最
低限の電圧モＴＰＴのゲートを駆動し、ＴＰＴをオフさ
せるのでゲートリソース間容量ＣＯＳによる突抜は現象
を低減し、垂直ドライバにｇ累される耐圧仕様を緩和す
ると共に、突抜は現象により生じる７リツカや焼付現象
をも抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す構成図、藁２図は
第１図の垂直ドライバの各部の動作波形を主として示し
た波形図、第３図は第１図の水平ドライバの一具体例を
示すブａツク図、纂４図は第３図の各部の動作波形を示
す波形図、第５図は本発明の第２の実施例を示す構成図
、第６図は本発明の第３の実施例を示す構成図、第７図
はＷＩＪ６図の各部の動作波形を示す波形図、である。１・・・垂直ドライバ　　　２・・・水平ドライバ３・
・・ＴＦＴ液晶パネル　１１・・・シフトレジスタ１２
・−ＥｚｃｌｕＴｚｉｕａ　ＯＲゲート１５・・・レベ
ルシック１４・・・アナログデータセレクタ１５・・・出力ハツファ　　　３１・・・ＴＰＴ５２・
・・液晶セル第２図第３図躬４側Ｘ７ｍ−−−−−−−−−−一舎一−−−−一−−一−
第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

１、複数個の薄膜トランジスタを行列に並べ、各薄膜ト
ランジスタのソース端子にそれぞれ液晶セルを接続し、
各薄膜トランジスタのゲート端子に行毎に共通してゲー
トバスを接続し、各薄膜トランジスタのドレイン端子に
列毎に共通してドレインバスを接続して成る薄膜トラン
ジスタ液晶パネルと、各ドレインバスに同時に映像信号
を周期的に出力する水平ドライバと、前記薄膜トランジ
スタをオフさせる電圧を印加した各ゲートバスに、前記
水平ドライバからの前記映像信号の出力タイミングに同
期して前記薄膜トランジスタをオンさせる電圧を順次印
加し、各薄膜トランジスタを行毎にオンさせ、各液晶セ
ルに行毎に前記映像信号の書き込みを行う垂直ドライバ
と、を有する液晶表示装置において、前記垂直ドライバ
に、前記薄膜トランジスタをオフさせる電圧の値及びオ
ンさせる電圧の値を、各液晶セルに行毎に書き込まれる
前記映像信号の極性に応じて切り換える切換え手段を設
けたことを特徴とする液晶表示装置。