JPH02113294A - 液晶表示装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明ｌま、アクティブマトリックス形の液晶表示装
置に関する。

（従来の技術） 近年、グラフィクディスプレイ等に適した高精細なアク
ティブマトリックス形の液晶表示装置が開発されている
。

このようなアクティブマトリックス形の液晶表示装置の
液晶パネルは、表示信号が供給される複数の表示信号線
と、走査信号パルスが供給される複数の走査信号線とが
交差するように形成され、これらの信号線の交点にスイ
ッチング素子、画素電極からなる表示画素が形成された
第１の基板と、共通電極が形成された第２の基板と、こ
れら第１の基板と第２の基板との間に挟持された液晶と
を備える。

第４図はこのような液晶パネルの等価回路図を示す。横
方向に並ぶスイッチング素子７の各制御端子は同一の走
査信号線Ｙに接続され、また縦方向に並ぶスイッチング
素子７の各信号端子は同一の表示信号線Ｘに接続されて
おり、全体としてマトリックスを構成している。そして
、画素電極４と共通電極２との闇に液晶６が配置されて
いる。

表示信号線Ｘおよび走査信号線Ｙにそれぞれ所定の駆動
信号電圧波形が印加されることによって画面表示がなさ
れる。

第５図は、アクデイプマトリックス形の液晶表示装置の
主な電圧波形と透過光強度変化を示す動作波形図である
。ＶＳｉ（Ｊ（ｉ）は表示信号線Ｘｉに供給される信号
電圧波形、Ｖ［１（ｊ）は走査信号線Ｙｊに供給される
走査電圧波形、またＶｓ（ｉ、ｊ）は表示画素電極の電
圧波形を示す。なお、図中ＶＣは共通電極電位でめる。

次に、液晶表示装置の動作を説明する。

走査電圧Ｖ（］（ｌにより走査信号線Ｙｊの電位が書込
み電位となると、その走査信号線Ｙｊに接続されている
スイッチング素子は導通状態となり、この時に表示信号
線Ｘｉに供給されている信号電圧ＶＳｉ！；Ｉ（ｉ）が
スイッチング素子７を介して表示画素電極４に画素電圧
Ｖｓ（ｉ、ｊ）として供給され、表示画素電極４とこれ
に対向する共通電極との間に挟持されている液晶６に電
圧が印加される。この後、走査信号線Ｖｇ（ｊ）が保持
電位となると、スイッチング素子７は遮断状態となり、
表示画素電極４は表示信号線Ｘ１と切離された状態とな
る。このため、液晶６に印加された電圧Ｖｓ（ｉ、ｊ）
−Ｖｃは次に新たな信号電圧が書込まれるまで保持され
る。

第５図においては、液晶表示装置はオン・オフの２階調
表示が行なわれている。即ら、画素電位ＶＳは、ＶＣ十
Ｖｌ　、Ｖｃ±Ｖ２の４電位のうらのいずれかが選択さ
れる。■５＝Ｖｃ±■１では液晶６の印加電圧は■１と
なり、第６図に液晶パネルがノーマリブラックに作製さ
れている場合の液晶印加電圧−透過光強度特性の例を示
ずように、透過光強度は小、一方ｖｓ　＝ｖｃ±Ｖ２で
は液晶６の印加電圧はＶ２となり、透過光強度は大とな
る。このように、スイッチング素子７をオン、オフする
ことによって各画素毎に信号電圧が印加・保持され、液
晶に加わる電界を変化させることにより、液晶層を透過
する光の強度を変化させて画素単位の表示がなされる。

なあ、信号電圧ＶＳｉ（１（ｉ）は１フレーム毎に極性
反転され、液晶に直流分が印加されることが防止されて
いる。

（発明が解決しようとする課題） アクティブマトリクス形の液晶表示装置を、グラフィク
ディスプレイとしてコンビ１−夕の端末等に用いた場合
には、次のような問題が生ずる。

コンピュータの端末等においては、プログラムのリスト
の出力時における画面のスクロールや、マウス使用時に
おけるカーソルの動きなど表示に非常に高速な応答を要
求される場合が多い。しかし、従来のアクティブマトリ
クス形の液晶表示装置においては、液晶６は画素電位の
変化に瞬時に応答する訳ではなく、第５図（ｄ）に透過
光強度の変化の様子を示すように、画素電位ＶＳが変化
してから実際に液晶の光学応答が始まり、所定の値に落
着くまでに数十ミリ秒を要し、この遅れ時間の後に画素
電位に応じた透過光強度を示す。

このため、動きの速い画像を表示した場合に表示画像が
尾を引くように観察されたり、あるいは表示が消えたり
して、視認性を著しく損なうことがあった。

なお、光学応答速度は液晶印加電圧に依存するので、液
晶印加電圧を大きくとり、光学応答速度を速くすること
も可能である。しかし、この場合は常に液晶６に必要以
上の高い電圧を印加することになり、リバース表示等を
１８く液晶の配向乱れを生じ易くなり、信頼性の点から
好ましくはない。

そこで、この発明は高速な光学応答をｊｑることができ
、かつ信頼性の高いアクティブマトリックス形液晶表示
装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、表示信号が供給される複数の表示信号線と
、走査信号パルスが供給される複数の走査信号線とが交
差するように形成され、これらの信号線の交点にスイッ
チング素子、画素電極からなる表示画素が形成された第
１の基板と、共通電極が形成された第２の基板と、第１
の基板と第２の基板との間に挟持された液晶と、表示信
号線に表示信号電圧を、また走査信号線に順次走査パル
スを供給する駆動回路とを備えた液晶表示装置において
、前フレームと表示状態の変わる表示画素に供給される
表示信号電圧は、同一表示状態が連続する場合のオン信
号電圧レベルとオフ信号電圧レベルとのレベル差に比べ
て、そのレベル差を大きくする電圧レベルの信号とされ
、表示状態の変化後１〜数フレームの期間その電圧レベ
ルの信号が選択されることを特徴とする液晶表示装置で
ある。

（作　用） 本発明は、表示状態が変化した画素に対して、表示変化
の前後で液晶印加電圧の差が大きい駆動を行うことによ
り、光学応答を速くすることができ、動きの速い画像を
表示した場合にも高精細な表示を得ることができる。ま
た、液晶印加電圧の差が大きい駆動は表示状態が変化し
た画素に対してのみ１〜数フレームの期間行われるだけ
であり、液晶の信頼性を低下させることはない。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を説明する。

第２図に本発明のアクティブマトリックス形の液晶表示
装置の液晶パネルの縦断面図を示す。

この液晶パネル１は、共通電極２が形成された第１の基
板３と、表示画素電極４が形成された第２の基板５との
間に、ネマチック液晶６を第１、第２の基板間で分子軸
が９０度ねじれるように挟持している。表示画素電極４
を形成した第２の基板５には、表示信号が供給される複
数の表示信号線（図示せず）と、走査信号パルスが供給
される複数の走査信号線（図示せず）とが交差するよう
に形成され、これらの信号線の交点に薄膜トランジスタ
からなるスイッチング素子（図示せず）、画素電極４か
らなる表示画素が形成されている。

液晶パネル１の等価回路図は第４図に示すものと同様で
、横方向に並７Ｓｔスイッチング素子７の各制御端子は
同一の走査信号線Ｙに接続され、縦方向に並ぶスイッチ
ング素子の各信号端子は同一の表示信号線Ｘに接続され
ており、全体としてマトリックスを構成している。そし
て、画素電極４と共通電極２との間に液晶６が配置され
ている。

本発明の液晶表示装置は、第３図に示すように、液晶パ
ネル］の表示信号線Ｘおよび走査信号線Ｙは、それぞれ
表示信号線駆動回路８および走査信号線駆動回路９に接
続されている。そしで、制御回路１０の制御により両駆
動回路８．９から所定の駆動信号電圧波形が出力される
ことになって画面表示がなされる。

第１図は、本発明の液晶表示装置の主な電圧波形と透過
光強度変化を示す動作波形図である。Ｖｓｉｇ（ｉ）は
表示信号線Ｘｉに供給される信号電圧波形、Ｖ（１（ｊ
）は走査信号線Ｙｊに供給される走査電圧波形、またｖ
Ｓ（ｉ、ｊ）は表示画素電極の電圧波形を示す。なお、
図中Ｖｃは共通電極電位である。

ＶＳｉｇ（ｉ）は、表示信号線駆動回路８から出力され
、表示信号線Ｘｉに供給される信号電圧波形である。こ
れは、液晶６をオン状態に保つために出力される信号レ
ベルＶＣ＋Ｖ２　、液晶６をオフ状態に保つために出力
される信号レベルＶＣ±ｖ１、液晶６をオン状態からオ
フ状態へ変化させる時に出力される信号レベルＶｃ±ｖ
Ｏ１液晶６をオフ状態からオン状態へ変化させる時に出
力される信号レベルＶｃ　＋Ｖ３の８レベルを表示画素
に応じて出力する。Ｖｇ（ｊ）は、走査電圧波形であっ
て、１フレ一ム明間に書込み電位および保持電位を出力
する。

走査電圧Ｖｌｌｌ（ｊ）により走査信号線Ｙｊ　ｔｆｉ
ｍ込み電位になると、その走査信号線Ｙｊに接続されて
いるスイッチング素子７はオン状態となり、このときに
表示信号線Ｘｉに供給されている信号電圧Ｖｓｉｇ（ｉ
）はスイッチング素子７を介して表示画素電極４に供給
され、表示画素電極４とこれに対向する共通電極２間に
位置する液晶６に電圧ＶＳ（ｉ。

ｊ）−ＶＣが印加される。

この後、走査信号線Ｙｊか保持電位になると、スイッチ
ング素子７はオフ状態となり、表示画素電極４は信号線
ｘ１と切離される。このため、液晶６に印加された電圧
Ｖｓｉａ（ｉ、ｊ）−Ｖｃは次の新たな信号が書込まれ
るまで保持される。

第１図に示す実施例では、液晶表示装置１はオン・オフ
の２階調表示が行なわれており、またこの図では液晶が
オフ状態からオン状態に変化し、再びオフ状態に変化す
る場合の各電圧の変化および透過光強度変化を示してい
る。なお、この図は、液晶パネルの表示モードがノーマ
リ・ブラックに設定されている場合である。即ち、画素
電位ｙｓ（ｉ、ｊ）がＶＣ＋Ｖ２　、ＶＣ±Ｖ３、即ち
液晶６の印加電圧がｖ２あるいはＶｃの場合は、透過光
強度は大となる。また、逆に画素電位ＶＳ（ｉ、ｊ）が
Ｖｃ　±Ｖ１　、Ｖｃ　＋ＶＯ、即ら液晶６の印加電圧
がｖｌあるいはＶＯの場合は、透過光強度は小となって
いる。

さて、本実施例では、液晶がオフ状態からオン状態に変
化するときは、第１図に示すように信号電圧としてＶｃ
　＋Ｖ３が出力され、液晶６の印加電圧はＶｃとなる。

また同信号電圧は２フレームの間出力され、その後信＠
電圧はＶＣ±ｖ２に変化し、液晶６の印加電圧は■２ど
なる。表示状態がオン状態のまま続けば、信号電圧とし
てはＶｃ±Ｖ２が出力され続ける。

一方、液晶がオン状態からオフ状態に変化するときは、
第１図に示すように信号電圧としてＶＣ±ＶＯが出力さ
れ、液晶６の印加電圧はＶＯとなる。また同信＠電圧は
２フレームの間出力され、その後表示状態がオフ状態の
まま続く場合には信号電圧はＶｃ　＋Ｖ１に変化し、液
晶６の印加電圧はＶｌとなる。

以上のように、本発明では画素の表示状態の変化に応じ
て信号電圧を変化させることにより、次の利点を生ずる
。

表示状態の変化の前掛で液晶６の印加電圧の差を大きく
とることができる。例えば液晶６の状態がオフからオン
に変化する場合、従来の装置では、Ｖ２−Ｖｌに相当す
る電圧差が液晶に作用するが、本実施例ではＶｃ−Ｖｌ
に相当する電圧差が液晶６に作用することになる。（Ｖ
ｃ　−Ｖｌ　）　＞　（２−Ｖｌ　）であるので、液晶
印加電圧差は従来に比べ大きくなり、光学応答速度は従
来に比べ速くなる。一方、液晶６の状態がオンからオフ
に変化する場合、従来の装置では、Ｖ２−Ｖｌに相当す
る電圧差が液晶に作用するが、本実施例では■２−ｖＯ
に相当する電圧差が液晶６に作用することになる。（Ｖ
２−ＶＯ）　＞　（Ｖ２−Ｖｌ　）であるので、液晶印
加電圧は従来に比べ大きくなり、光学応答速度は従来に
比べ速くなる。

なお、液晶印加電圧を大きくとり、光学応答速度を速く
づることを目的として、ＶＣ±ｖ３、ＶＣ：！：ＶＯの
４レベルの信号電圧を用いて２階調表示を行うことも可
能であるが、発明が解決しようとする課題の項で述べた
ように、この場合は常に液晶６に必要以上の高い電圧■
３を印加することになり、リバース等の液晶の配向孔れ
を生じ易くなり、信頼性の点から好ましくはない。

本発明では、液晶に大きな電圧が印加されるのは、表示
状態が変化した後の数フレームの間の短時間のみであり
、信頼性に何等影響しない。特に、コンピュータ等の端
末としての使用では表示画面は大部分の時間静止してお
り、画面の変化は使用時間のうちの短い時間であるとい
う使い方を考えれば、本発明によれば、高速応答をなし
、かつ高い信頼性、長寿命の液晶表示装置とすることが
できる。

なお、上述の実施例では、画素の表示状態の変化の検出
の仕方については詳細を述べなかったが、これには例え
ばフレームメモリを用いて、１フレーム前の表示画像情
報を記憶させておき、表示させようとする画像情報とを
比較することにより、表示状態の変化を検出することが
できる。また、表示状態の変化俊数フレームの期間のみ
信号電圧を変えるには、各画素に対応して、カウンタを
設置プでおき、このカウンタの指示により表示状態の変
化後のフレーム数をかぞえて信号電圧を変化させるよう
にすれば良い。

なお、第１図の実施例では表示状態の変化後、２フレー
ムの期間信号電圧を変化させるものを示したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、信号変化の期間を１
〜数フレームの期間に選んで良い。

また上述の実施例では、表示状態がオンからオフへの変
化、およびオフからオンへの変化の双方において、表示
信号電圧を変化させるようにしたが、オンからオフへの
変化、或いはオフからオンへの変化をするいずれか一方
のみの場合に表示信号電圧を変化させるようにしても良
い。即ち、例えば信号表示電圧として、ＶＣ±ｖＯ１■
ｃ±Ｖ２、ＶＣ±■３の６種を用い、液晶がオフ状態か
らオン状態に変化する場合にはＶＣ±ｖ３を与え、オン
状態が継続する場合にはＶｃ±２を与える。

また、液晶がオン状態からオフ状態に変化する場合には
Ｖｃ　＋ＶＯを与えるようにしても良い。

また、本発明では、液晶パネルはノーマリ・ブラックに
特定されるものではない。

［発明の効果］ 本発明によれば、高速応答、かつ長寿命・高信頼性の液
晶表示装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の動作波形を示す図、第２図
はアクティブマトリックス形液晶パネルの縦断面図、第
３図は本発明の液晶表示装置を示す図、第４図はアクテ
ィブマトリックス形液晶パネルの等価回路図、第５図は
従来の駆動波形図、第６図は液晶印加電圧と透過光強度
との関係を示す図である。 代理人　　弁理士　則　近　憲　缶 周　　　　竹　花　喜久男 第２図 第１図 第 図 ｉ Ｘ；＋ｔ Ｘｒ＋２ 液晶即加電圧 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 表示信号が供給される複数の表示信号線と、走査信号パ
   ルスが供給される複数の走査信号線とが交差するように
   形成され、これらの信号線の交点にスイッチング素子、
   画素電極からなる表示画素が形成された第１の基板と、 共通電極が形成された第２の基板と、 前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟持された液
   晶と、 前記表示信号線に表示信号電圧を、また走査信号線に順
   次走査パルスを供給する駆動回路とを備えた液晶表示装
   置において、 前フレームと表示状態の変わる表示画素に供給される表
   示信号電圧は、同一表示状態が連続する場合のオン信号
   電圧レベルとオフ信号電圧レベルとのレベル差に比べて
   、そのレベル差を大きくする電圧レベルの信号とされ、
   表示状態の変化後１〜数フレームの期間その電圧レベル
   の信号が選択されることを特徴とする液晶表示装置。