JPH02157815A - 表示装置の駆動方法 - Google Patents

表示装置の駆動方法

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JPH02157815A
JPH02157815A JP63313456A JP31345688A JPH02157815A JP H02157815 A JPH02157815 A JP H02157815A JP 63313456 A JP63313456 A JP 63313456A JP 31345688 A JP31345688 A JP 31345688A JP H02157815 A JPH02157815 A JP H02157815A
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悦矢 武田
Yutaka Minamino
裕 南野
Seiichi Nagata
清一 永田
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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 本発明は薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと呼ぶ）等のス
イッチング素子と画素電極とをマトリックス伏に有する
アクティブマトリックスを用いて、液晶などの表示材料
を交流駆動して画像表示をおこなう表示装置の駆動方法
、および駆動電圧の設定法に関し、ａ）駆動電力の低減
、ｂ）表示画質の改善、Ｃ）駆動信頼性の向上を目的と
するものである。
従来の技術 アクティブマトリックス液晶表示装置による表示画質は
近年きわめて改善され、ＣＲＴのそれに匹敵すると言わ
れるまでに達している。しかしながら、第１に画質の面
では、フリッカ−・画面上下方向の輝度変化即ち輝度傾
斜・固定画像を表示した直後に前記固定画像のイメージ
が焼き付いたように残存する画像メモリー現象・階調表
示性能等は未だＣＲＴに比べると遜色がないとは言えな
い。また、表示装置内部の各種の寄生容量を通じて、不
可避的に同装置内部に発生する直流（ＤＣ）電圧やクロ
ストークの悪影響の課題を根本的に解決する技術は未だ
報告されていない。
フリッカ−の改善策としては以下の技術が公知である。
即ち、表示画面のフィールド毎に信号電圧の極性を反転
するものとしては、特開昭６０−１５１６１５号公報、
同８１−２５８３２５号公報、同６１−２７５８２３号
公報等に記載のものがある。また表示画面の１走査線毎
に信号電圧の極性を反転するものとしては、特開昭６Ｏ
−３Ｅ３９８号公報、同６０−１５６０９５号公報、同
６１−２７５８２２号公報等に記載のものがある。
また、フィールド反転をしながら且つ走査線毎の反転を
行なうものに特開昭６１−２７５８２４号公報に記載の
ものがある。
しかしこれらの方法は、以下に述べる液晶等表示材料の
誘丁異方性や表示装置内部の寄生容量等により不可避的
に発生するＤＣ電圧の補償がされておらず、基本的に（
表示絵素毎に）フリッカ−を減少させるのではなく、総
合して見かけ上のフリッカ−を減少させたものである。
また特殊なアクティブマトリックス構成例に於て、クロ
ストークを減少させるものとして、Ｋ。
ｆ−１−（Ｏｋｉ）他ニューロ　デイスプレィ（Ｅｕｔ
ｏ　　Ｄｉｓｐｌａｙ）　　’　８７　　Ｐ５５　　（
１９８７）記載の技術が公知である。本例では走査信号
を印加する前に走査信号配線に（走査信号以外に）参照
信号を付加する事により、画像信号振幅を減少させ、も
ってクロストークを減少させるものである。他のクロス
トーク対策としてＷ、　　Ｅ。
ハワード（Ｈｏｗａ　ｒ　ｄ）他：　　１．Ｄ、Ｒ，Ｃ
（インターナショナル　テ゛イスプレイ　リ号−チ　コ
ンファレンス　（ＩｎａｔｅｒｎａｔｌｏｎａｌＤｌｓ
ｐｌａｙ　　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃ
ｅ））’８８　　Ｐ２３０　　（１９８８）記載の技術
が公知である。この方法は画像信号を供給した後、クロ
ストーク電圧性を補償するものである。これらには後述
の液晶の誘電異方性によるＤＣ電圧を補償する考慮は特
になされてはいない。
表示画像の輝度傾斜・階調表示性能の向上を直接の目的
とするものは知られていない。
次に、液晶の誘電異方性により表示装置内に不可避的に
発生するＤＣ電圧を補償し、基本的にフリッカ−を減少
させ、且つ駆動信頼性を向上させることを意図した公知
文献として、以下の２件がある。第１は、Ｔ、ヤナギサ
ワ（ＹａｎａｇｉｓａＷａ）他：　ジャパン　デイスプ
レィ（ＪＡＰＡＮ　　　ＤＩＳＰＬＡＹ）　　　’　　
８６　　　Ｐ２Ｏ３（１９８Ｂ）である。本先例は、画
像信号電圧（Ｖｓｉｇ）の振幅中心電圧（Ｖｃ）に対し
て正側と負側の振幅を変えることにより、このＤＣ電圧
を補償するものである。第２の先例は、Ｋ、スズキ（Ｓ
ｕｚｕｋｉ）：　　ニーｏ　　デイスプレィ（Ｅｕｒ。
Ｄｉｓｐｌａ３’）　　’　８７　　Ｐ２Ｏ３（１９８
７）である。本例では、走査信号の後に負の付加信号（
Ｖｅ）を印加して補償しようとするものである。
第３に、Ｔ’ＦＴのゲート・ドレイン間の寄生容量Ｃｇ
ｄを通じて走査信号が表示電極電位に影響を及ぼし、画
像信号配線の平均的電位と表示電極の平均的電位との間
に直流電位差を発生する。液晶を交流駆動するに際し、
表示電極と対向電極間の平均的ＤＣ電位差を零とするよ
う表示装置の各部電位を設定すると、前記直流電位差は
画像信号配線と対向電極間に不可避的に現われる。この
直流電位差は画像メモリー等の重大な表示欠陥を誘起す
る。しかし、この直流電位差を根本的に零とするよう補
償する方法は未だ報告されていない。
第４に、液晶表示装置は駆動電力が小さいのが特徴であ
るにもかかわらず、液晶画像表示装置では、アナログ信
号を取り扱い且つその信号出力回路数が膨大であるため
、駆動回路での消費電力が大きく（数百ｍＷ）なってい
る。このことは携帯型装置として乾電池電源等で動作さ
せるには適当でないほどの消費電力である。従って、よ
り低消費電力の駆動性開発が要望される。
発明が解決しようとする課題 本発明は上述の課題、即ち、表示画質・駆動信頼性の改
善、更に表示装置駆動電力の低減化を目的とするもので
ある。
課題を解決するための手段 容量を介して第１の配線に接続された画素電極をマトリ
ックス状に有し、かつ前記画素電極には画像信号配線と
走査信号配線に電気的に接続されたスイッチング素子が
接続され、前記画素電極と対向電極の間に保持された表
示材料を交流駆動する表示装置において、前記スイッチ
ング素子のオン期間に画像信号電圧を画素電極に伝達し
、前記スイッチング素子のオフ期間に前記第１の配線に
１フィールド毎に電圧が逆向きに変化する変調信号を与
えることにより、前記画素７［を極の電位を変化させ、
前記電位の変化と前記画像信号電圧とを相互に重畳及び
、または相殺させて前記表示材料に電圧を印加する。
作用 例えばスイッチング素子がＴＦ’Ｔ　（薄膜トランジス
タ）である場合、走査信号の電位変化Ｖｇがゲート・ド
レイツ間容ｆｆｉｃｇｄを介して誘起される画像信号と
の電位変化ＣｇｄＶ　ｇが負方向に発生する。
本発明では、蓄積容ｆｊｋ　Ｃｓを介して１フィールド
毎に印加する変調信号幅Ｖｅ（＋）、Ｖｅ（−）を与え
ることにより、画像電極に、負方向にＣｓＶｅ（＋）、
正方向にＣｓＶｅ（−）の電位変化が発生し、上述の電
位変化ＣｇｄＶｇに重畳される。これらの電位変化の関
係が次式を満足するように設定できる。
（ＣｓＶｅ（＋）＋　ＣｇｄＶ　ｇ）　／　Ｃｔ”　（
ＣｓＶｅ（−）−ＣｇｄＶｇ）／Ｃｔ＝△Ｖ末 この６７本の値が液晶のしきい値電圧以上である場合液
晶駆動電圧の一部をこの容希結合電位から供給すること
になり画像信号ドライバーの出力振幅を減少させ、駆動
電力の低減することができる。
それにより、液晶の誘電異方性、及び走査信号がゲート
・ドレイン間容量を介して誘起する直流成分の少なくと
も一部分を補償し、フリッカ−書画像メモリー等の発生
要因を除去し、高品質の表示を可能とし、表示装置の駆
動信頼性を高めることができる。
実施例 以下に本発明の理論的背景を述べる。
第１図に、ＴＦＴアクティブマトリックス駆動ＬＣＤの
表示要素の電気的等価回路を示す。各表示要素は走査信
号配線１、画像信号配線２の交点にＴＦＴ３を有する。
ＴＦＴには寄生容量として、ゲート−ドレイン間容ｆｌ
ｃｇｄ４、ソース−ドレイン間容量Ｃ５ｄ５及びゲート
舎ソース間容ｆｌｃｇｓ６がある。更に意図的に形成さ
れた容量として、液晶容量Ｃ１ｃＸ７、蓄積容量Ｃｓ８
がある。
これらの各要素電極には外部から駆動電圧として、走査
信号配線１には走査信号Ｖｇを、画像信号配線２には画
像信号電圧Ｖ　ｓｌｇを、蓄積容量Ｃｓの一方の電極に
は１フィールド毎に反転する画像信号の極性に対応して
変調信号Ｖｅ（＋）、Ｖｅ（−）を、液晶容ｆｆ１ｃｌ
ｃ＊の対向電極には各フィールド毎に一定の電圧を印加
する。上記した寄生ないし意図的に設置した各種の容量
を通じて駆動電圧の影響が画素電極（第１図Ａ点）に現
われる。
ｎ番目の走′査線に関連する電圧の変化成分として定義
した第２図（ａ）　〜（ｄ）に示すＶｇｌＶｅ（＋）Ｎ
　　ｖｅ（−）、ｖｔ及びＶｓｌｇを第１図の各点に各
々印加すると、容量結合による画素電極の電位変化Δ■
束は、偶、奇それぞれのフィールドで式（１）、（２）
で表わされる（但し、ＴＦＴをオンする事による、画像
信号配線からの電導によるＡ点の電位変化成分を除く）
。
Δｖ＊＋ ＝　（ＣｓＶｅ（＋）＋　ＣｇｄＶｇｆ　ＣｓｄＶｓｌ
ｇ）　／　Ｃｔ・・・・　（１） ΔＶ本− ＝　　（ＣｓＶｅ（−）−ＣｇｄＶｇ±ＣｓｄＶｓｉｇ
）／Ｃｔ・・・・・　（２） Ｃｔ＝Ｃｓ＋Ｃｇｄ＋Ｃｓｄ＋Ｃ１ｃ＊：　Ｃｐ＋　Ｃ
ｓｄ＋　ＣＩＣＸ＝Σにこに、上式の第２項は走査信号
ＶｇがＴＦＴの寄生容ｆｆｉｃｇｄを通じて画素電極に
誘起する電位変化である。第１項は第１の変調電圧の効
果を表わす。第３項は画像信号電圧が寄生容量を通じて
画素電極に誘起する電位変化を示す。Ｃｌｃ束は、信号
電圧（Ｖｓｌｇ）の大小により液晶の配向状態が変化す
るに連れて、その誘電異方性の影響を受けて変化する液
晶の容量である。従って、Ｃ１ｃ末、及びΔｖ＊は液晶
容量ノ大（Ｃ１ｃ（ｈ））小（Ｃ１ｃ（１））に各々対
応する。　（Ｃｇｄはゲート・信号電極間の容量である
が、走査信号配線、画像信号配線共に低インピーダンス
電源で駆動されていること、及びこの結合は直接表示電
極電位に影響しないため無視する）。
偶、奇フィールドでの電位変化Δｖ＊十、ΔＶ＊−を等
しくすれば、走査信号Ｖｇが寄生容ｆｆｉＣｇｄを通じ
て画素電極電位に及ぼす直流的電位変動を補償できる。
こうして液晶には直流電圧がかからす、対称な交流駆動
が可能となる。即ち次式を満足することである。
（ＣｓＶ　ｅ（＋）＋　ＣｇｄＶ　ｇ　−ＣｓｄＶ　ｓ
ｌｇ）＝　（ＣｓＶｅ（−）−ＣｇｄＶｇ−ＣｓｄＶｓ
ｌｇ）・・・（３） Ｖｓｌｇは各走査線毎に反転する信号をあたえるので各
フィールドで第３項ＣｓｄＶｓｉｇの効果は相殺される
。従って式（３）は （ＣｓＶｅ（＋）＋　ＣｇｄＶｇ）　＝　（ＣｓＶｅ（
−）　−ＣｇｄＶｇ）・・・・（４） と簡単化される。
注意すべき第１の点は、画素電極に誘起される電位ΔＶ
束は、偶、今冬フィールドで対向電極に対して液晶容量
に無関係に正負等しくできることである。
注意すべき第２の点は、　（３）、　（４）式にＣｌｃ
木が現われないことである。即ち、（３）、（４）式が
満たされる条件で駆動すれば液晶の誘電異方性の影響は
消失し、Ｃｌｃ本に起因するＤＣ電圧は表示装置内部に
発生しないことである。
さらに第３の点は（３）、　（４）式を満たした駆動条
件では、走査信号Ｖｇが寄生容量Ｃｇｄを通じて画像信
号配線と表示電極間に誘起する直流電位をも相殺し零と
することが出来る。また本発明の駆動法では各フィール
ド毎に対向電極の電位に対して正負逆極性の信号を与え
るので２フィールドをみれば画素電極、信号電極、対向
電極の各電位間には直流電界は生じないことである。液
晶にたいして直流電圧を与えない駆動法なので信顆性上
有利である。
更に注意すべき第４の点は、条件式（３）、　（４）が
表示装置側で任意設定可能な２個の電圧パラメータＶ　
ｅ（＋）とＶｅ（−）を有することである。この為、Ｖ
ｅ（＋）とＶｅ（−）を（３）、　（４）式に合わせて
制御すれば、画素電極に現われる電位変動ΔＶ家を任意
の大きさに設定できる。このΔＶｘを液晶のしきい値電
圧以上に設定すればＶｓｌｇを小さくできる。更に、Ｖ
ｓｌｇを小さくすることはアナログ信号を制御する画像
信号駆動回路の出力振幅を小さくシ、振幅の自乗に比例
して同回路の消費電力を減少させる。カラー表示の場合
には同様にアナログ信号を取り扱うクロマＩＣの省電力
にも結びつく。一方、Ｖｅはディジタル信号であり、当
該ＩＣはオン／オフ制御される。従って、変調信号Ｖｅ
（＋）、Ｖｅ（−）を印加しても相補型ＭＯ３ＩＣでＢ
、￥成した駆動系全般としては省電力化に結びつく。
後述の実施例の装置に用いた上記容量・電圧パラメータ
の概略値を掲げる。
Ｃ５＝０．８８ｐＦ、　　　　　Ｃ１ｃ（ｈ）二〇、２
２ＧｐＦＸ　　　　Ｃ１ｃ（Ｉン二０．１３０ｐＦ、　
　　Ｃｇｄ＝０．０５９ｐＦ、　　　Ｃ５ｄ＝０．００
１ｐＦ。
Ｖｇ＝１５．５Ｖ１　　　　Ｖｅ（＋）＝−２，５Ｖ　
　　Ｖｅ（−）＝＋４．９Ｖ、　　　Ｖｔ：ＯＶ、　　
　Ｖｓ１ｇ＝±２．ＯＶ。
上記パラメータを考慮すると式（３）の第３項は実質的
に無視することができ式（４）となり（Ｖｅ（−）−Ｖ
ｅ（＋））＝２ＣｇｄＶｇ／Ｃｓ・　・・　（４ａ） となる。
第２図（ｅ）、　（ｆ）は第１図の表示要素の各電極に
駆動信号Ｖ　Ｔｏ　　Ｖ　ｓ　ｌ　ｇｓ　　変調信号Ｖ
ｅが入力された場合の画素電極（第１図Ａ点）の電位変
化を示す。例えば奇フィールドでＶｓｌｇが（ｄ）図の
実線のようにＶｓ（ｈ）にあるとき、Ｔ＝ＴＩで走査信
号Ｖｇが入ると、ＴＦＴは導通しＡ点の電位ＶａをＶｓ
（ｈ）と等しくなるまで充電する。Ｔ＝Ｔ２でＴＦ’Ｔ
がオフになる前（のぞましくはＴＦ’Ｔが導通状態にあ
るＴＩからＴ２の間）にＶｅには負方向にＶｅ（）の信
号を与えておく。次に走査信号が消えると、このＶｇの
変化はＣｇｄを通じてＡ点ではΔＶｇの電位変動として
現われる。更に遅れ時間τｄ後のＴ＝Ｔ４に於てＶｅが
正方向にＶ　ｅ（−）変化すると、この影響が図のよう
に電位Ｖａの正方向変位として現われる。その後、Ｔ＝
Ｔ５でＶｓｌｇが、Ｖｓ（ｈ）からＶｓ（１）に変化す
ると同様にＡ点の電位変動が現われる。この容量結合成
分を合わせて図ではΔＶ木として示す。
その後偶フィールドで走査信号が入力された場合には、
ＴＦＴはＡ点をＶ　ｓｌｇの低レベルＶｓ（１）まで充
電する。ＴＦＴがオフとなると、上記と同様に容量結合
電位ΔＶ末が現われる。上記のようにＴＦＴがオフする
時、Ｖｓｌｇが高レベル、Ｖｅが低レベルにある場合に
、あるいはその逆にＶｓｌｇが低レベル、Ｖｅが高レベ
ルにあり、ＴＦＴがオフ後Ｖ　ｅが変動する場合には、
画像信号振幅Ｖｓｉｇｐｐに対し、画素電極電位の変化
幅Ｖｅｆｆは図示のようにほぼ２ΔＶ本＋　２　Ｖｓｌ
ｇｐｐとなり、両者は相互に重量し合う。換言すると、
画像信号出力ＩＣの出方振幅を２ΔＶ末だけ減少させる
ことができる。　（以下、ＶｑとＶ　ｓｌｇが上記の位
相関係にある場合を逆相という） 一方、変調信号Ｖｅに対し、Ｖｓｉｇが（ｄ）図点線の
ような位相関係にあるとき（以下、同相という）、Ａ点
の画素電極電位の変化幅はほぼ２ΔＶ本−２Ｖｓ１ｇｐ
ｐとなり、ΔＶ′ＸとＶ　ｓｉｇは相互にその一部を相
殺しあう。
第３図は液晶の印加電圧対透過光強度の関係を示すとと
もに、ΔＶ＊およびＶｓｌｇにより透過光を制御する電
圧範囲の例を示す。液晶の透過光が変化する電圧範囲は
液晶のしきい値電圧Ｖｔｈがら飽和電圧Ｖ　ｍａｘまで
である。Δ■ｘがＶｔｈ以上に設定すれば位相制御を行
なわない場合、必要最大信号電圧は（Ｖ　ｍａｘ　−Ｖ
　ｔｈ）となる。ΔＶＸによる印加電圧をＶＣＴに設定
し、信号電圧の振幅と位相を制御すれば、必要最大信号
振幅電圧は（Ｖｍａｘ−Ｖｔｈ）／２程度に減少させる
ことができる。前記した本発明の目的の一つである画像
信号振幅を減少させる効果ををしているのは上述の通り
である。
第４図に、第２図（ｂ）の波形を更に改良した駆動法を
示す。基本的相違点は偶フィールドのＴ＝Ｔ４から１１
間と、奇フィールドのＴ＝Ｔ４″がらＴｌまで間とでは
、Ｖｅが各々異なる電圧に設定されていることである。
即ち、第４（ｂ）図点線丸内に示すようにＴ＝Ｔ２にお
いてはＶｅの電圧を変化させず、Ｔ＝Ｔ３においてＶｅ
（−）だけ正方向に変化させ、Ｔ＝Ｔ２’において（Ｔ
ＦＴがオンしている期間内、または当該ＴＦＴがオフす
る以前）Ｖｅを一旦変化させ、その後Ｖｇによる走査が
完了後（ＴＦ’Ｔがオフとなった後）、Ｔ＝Ｔ４°にお
いて、Ｖｅ（＋）だけ負方向へ減少した変調信号を印加
する。このようにＴＦＴがオンしている期間に、式（４
）を満足しつつ、変調信号の電位を変化させることが可
能である。
今、第３図のようにΔＶｘによる変調電位の効果として
３．４Ｖを必要とする場合、式（４ａ）のより、Ｔ＝Ｔ
３に於けるＶｅの負から正方向への１辰幅は４．９５Ｖ
、Ｔ＝Ｔ３”に於ける正から負方向への振幅は２．５０
Ｖに設定すればよい。両者の電圧差２．　４”５Ｖを第
４図ではＴＦＴのオン期間中にＶｅの電位変動として与
えている。
以下実施例をもとに本発明を説明する。
実施例１ 第５図に本発明の第１の実施例の装置の回路図を示す。
１１は走査駆動回路、１２は映像信号駆動回路、１３は
第１の変調回路、１４は第２の変調回路である。１５ａ
、１５ｂ、・・・・１５ｚは走査信号配線、１６　ａ、
１　ｆ３　ｂ、・・・・１６ｚは画像信号配線、１７ａ
、１７ｂ・・・１７ｚは蓄積容量Ｃｓの共通電極、１８
ａ１　ｔｓｂ拳・・１８ｚは液晶の対向電極である。
本実施例では上記のように、蓄積容量及び対向電極が走
査信号配線毎に分離して形成されており、変調信号も各
々の走査信号配線に対応して印加される。走査信号・変
調信号のタイムチャートを第６図に示す。本図はＮ番目
の走査信号配線と、Ｎ＋１番目の走査信号配線に対する
走査信号・変調信号を示している。変調信号・画像信号
、及びΔＶ”ｚ　　Ｖｓｌｇの相互関係は、木質的には
第２図と同等である。即ち、映像信号・変調信号の極性
は１フィールド毎に反転する。
本実施例では、フリッカ−が少なく信号電圧の出力振幅
を僅か５ｖｐｐで、黒から白までの全域を駆動できコン
トラストの良い表示が可能であった。
また各電極間の直流成分がほとんどなく液晶の長期信頼
性も良好であった。なお、表示映像の輝度調整は変調信
号の振幅６７束を変化させて行なった。
実施例２ 上記実施例１と同じ第５図の回路において、第７図にし
めすＶｅの電圧波形が第１の実施例と異なる。偶フィー
ルドと奇フィールドでＶｅが異なる電圧設定にしている
ことである。変調信号Ｖｅ（Ｎ）、Ｖｅ（Ｎ＋１）の負
方向への変位を第７図のように２段階に変化させた。即
ち、当該ＴＦＴのオン期間にＶｅ電位を一旦変化させ、
ＴＦ’Ｔがオフ状態になって後、正方向への変位に比べ
振幅の減少した負方向への変調信号を印加した。
本実施例では、第１の実施例の効果に加え、第２図と第
４図の比較からもわかるようにＴＦＴをオンしている゛
期間にＶｅの負方向への電圧変化が小さくなるから信号
電圧に対して必要なゲート電圧も減少した。
実施例３ 実施例１．２の場合と使用する回路、ｖｇとＶｅの電圧
波形は同じで、各走査線に対応してＶｔの電圧波形が破
線のように各フィールドで反転するようにする。しかも
ＴＦＴのオン期間に、ＴＦＴオフ後にＶｅの変化する方
向と逆の方向へ反転するようにする。このようにすると
Ｖｅの変調電圧Ｖｅ（＋）、Ｖｅ（−）が実施例１．２
に比較して小さくできる。
実施例４ 第４の実施例の回路を第８図に、本回路に印加する電圧
波形を第９図に示す。第９図に於て、２１ａは第１走査
信号配線、２１ａ’は第１走査信号配線に付属する蓄積
容量の共通電極線、２１ｚは最終の走査信号配線、２１
ｚ′は最終の前段の走査信号配線である。本実施例では
、蓄積容量Ｃ５の共通電極を前段の走査信号配線を用い
て形成した点が実施例１．２と異なる。従って、変調信
号を前段の走査信号配線に印加している。第９図に示す
ように、Ｎ＋１番目の走査信号配線への走査が終了した
後（遅れ時間τｄ）、Ｎ番目の走査信号配線に印加され
た変調信号の極性が反転する。
変調信号の極性反転は、Ｎ番目とＮ＋１番目の走査信号
配線に関し、及び奇偶フィールドに関して、重複して行
なっても良いし、フィールドに関してのみ行うこともで
きる。変調信号の正方向への電位変化量Ｖｅ（＋）と、
負方向への電位変化量■ｅ（−）は各々独立に可変とし
た。
本実施例の効果は前記第１の実施例と同様であった。
実施例５ 実施例４と同じ構成を有する第８図の表示装置を第１０
図に示す電圧波形で駆動した。実施例４では同一であっ
た電圧波形Ｖｇの変調後の値が各フィールド毎に異なる
ことである。第１０図に示すＶｇのような電圧波形とす
ると実施例４と同様の効果が得られるばかりでなく、駆
動に必要なゲート振幅が小さくなる。
実施例６ 第６の実施例の回路を第１１図に、本実施例で印加する
電圧波形を第１２図に示す。
本実施例では、走査信号配線に変調信号が重複して印加
される点は前記実施例４と同等であるが、対向電極が対
応する走査信号配線毎に分割されておらず、表示装置全
体にわたり同一電位であること、及び、画素電極・対同
電極間の電気的極性を１走査期間毎（ＩＨ）に変化させ
た点が前記の各実施例と異なる。第１２図に於て２２は
走査駆動回路・２５は映像信号駆動回路、２６は第２の
変調信号発生回路である。２５　ａｌ　　２５　ｂ、　
　・・Φ・２５ｚは画像信号配線である。第１２図に於
てＣｈ　（Ｎ）・Ｃｈ　（Ｎ＋１）はＮ番目及びＮ＋１
番目の走査信号配線に印加される電圧波形を示す。Ｖｔ
は対向電極電位、Ｖｓｌｇは映像信号電圧波形を示す。
叉同図は液晶を交流駆動するため奇フィールドと偶フィ
ールドでの電圧波形の相違（極性反転）をも示している 図の波形Ｃｈ（Ｎ）・Ｃｈ　（Ｎ＋１）中の高い波形Ｖ
ｇが走査信号、走査信号直後の電位Ｖ　ｅ（＋）、Ｖ　
ｅ（−）のみはそれぞれ独立に制御した。走査信号の印
加時間Ｔｓは１走査期間未満で可変制御可能とした。こ
うして、次段（Ｃｈ　（Ｎ＋１））の走査が終了した後
、遅れ時間τｄ後に変調信号が印加された。
上記実施例のように走査信号が終了した後の、Ｖｅ（−
）、Ｖ　ｅ（＋）電位をＶｅと独立に制御すれば、条件
（４ａ）を満足させることが出来る。
こうして、１走査期間毎に画素電極の電位の極性を変化
させる本実施例の場合に於いても、Ｖｅ（＋）とＶｅ（
−）を調整することにより、液晶の誘電率異方性の影響
を補償し、且つ画像信号配線と画素電極間に発生するＤ
Ｃ電圧を補償することができた。　（当然の結果として
、画像信号配線に与える画像信号の平均電位と画素電極
の平均電位は等しくなる。）　こうして、フリッカ−自
画像メモリーの主な発生原因を除去し、駆動信頼性を向
上させ、更に駆動電力を減少させることが出来た。叉こ
の場合には、階調制御性もきわめて向上する。
表示装置としては対向電極の電位を一定とできるので電
源圧力の数を減少させることができる。
信号電圧の中心Ｖｓ１ｇｃ、　　対向電圧Ｖ　ｔｃ、　
　画素電位の中心電圧Ｖｐｃを一致させることができる
ので液晶表示装置内で直流成分かはとんとなくなる。
本実施例の装置・駆動方法によりウィンドウパターン・
カラーバー・解像度チャート等の固定パターンを表示し
画像メモリー現象の現れ方を検査した。本実施例の方法
でウィンドウパターンを４時間表示した後パネル全面を
中間調表示状態としたが、これら固定パターンの焼き付
き現象は認められなかった。
一方、従来駆動法による下記２種のパネルの画像焼き付
き現象を以下のように比較した。第１の比較パネルは、
画素毎に蓄積容量を持たないパネルである。このパネル
ではゲートに印加する走査信号が寄生容ｆｆｉｃｇｄを
通じて信号母線と画素電極に誘起する内部ＤＣ電位差は
３．５〜４．ＯＶである。このパネルにウィンドウパタ
ーンを３分間表示すると明らかな焼き付き現象が観察さ
れた。
またこのパネルに同様ウィンドウパターンを１時間表示
した場合には以後３時間にわたって焼き付き現象は消え
なかった。このパネルに他の固定パターンを表示すると
同様な焼き付きが観察された。
第２の比較パネルは画素毎に１ｐＦの蓄積容量を持つも
ので、前記内部ＤＣ電位差は０．７〜１．ＯＶのもので
ある。このパネルでは数分の固定パターン表示で（さ明
らかな焼き付き現象は認められないが、１時間の連続表
示後には焼き付きが観察されその後数時間残存した。
実施例７ 実施例５に於て、第１１図に示す第２の変調信号発生器
の電位を浮動とした。即ち、対向電極をどこにも接続せ
ず電位浮動の状態で駆動した。この場合、全ての走査信
号線に印加される変調信号Ｖｅが表示装置内部の静電容
量を通じて対向電極にも現われる。表示装置内部にはＶ
ｅと無関係な電位に保持される画像信号配線が有り、前
記対向電極に現われる第２の変調信号の振幅は一般にＶ
ｅより小さく、前記条件式（４ｂ’　）を正確には満た
さない。しかしながら第２の変調信号発生源を省略でき
、省電力°効果は大きい。また良好な画像を表示するこ
とが可能であり、本発明の目的をほとんどを満たすこと
が出来る。
実施例８ 第１１−第２の実施例に於て蓄積容量の共通配線１７ａ
１１７ｂ、・・・１７Ｚを共通に接続し、更に、対向電
極の共通配線ｔｓａ、ｔｓｂ１　・・ｅ　１８ｚを共通
に接続した構成で、１走査期間毎に表示電極の極性を変
化させる前記実施例４に類似した駆動を行なった。
実施例９ 第１１図の回路を用いて、本実施例で印加する電圧波形
を第１３図に示す。第１３図は本発明第６の実施例の第
１２図の走査線に対する印加電圧波形Ｃｈ　（Ｎ）、Ｃ
ｈ　（Ｎ＋１）を変えたものである。すなわち奇フィー
ルドのＣｈ（Ｎ）ではＴＦＴオン期間Ｔｓの後、電圧を
Ｖｅ（＋）に保ち次段の走査線の電圧Ｃｈ（Ｎ＋１）の
ＴＦ’Ｔがオンになってからτｄ゛（０≦τｄ’＜Ｔｓ
）後に電圧をＶｅ（−）にしている。偶フィールドでは
Ｃｈ（Ｎ＋１）が奇フィールドのＣｈ（Ｎ）と同様の電
圧波形である。第１３図の電圧波形を用いるとＣｈ（Ｎ
）の走査線のＴＦＴオンの時の次段の画素電極に与える
電圧変動を各フィールドで同一にすることができる。こ
の結果フリッカ−が第１２図の波形を用いたときより減
少した。
実施例１０ 第１１図の回路を用いて、本実施例で印加する電圧波形
を第１４図に示す。第１４図は本発明第６の実施例の第
１２図の走査線に対する印加電圧波形Ｏｈ　（Ｎ）、Ｃ
ｈ　（Ｎ＋１）を変えたもう１つの例である。すなわち
奇フィールドのＣｈ（Ｎ）ではＴＦＴオン期間Ｔｓの後
、電圧を０レベルに保ち次段の走査線の電圧Ｃｈ（Ｎ＋
１）のＴＦＴがオンになってからτｄ’　　（０≦τｄ
’　＜Ｔｓ）後に電圧をＶｅ（−）にしている。一方偶
フィールドのｃｈ（Ｎ）ではＴＦＴオン期間Ｔｓの後、
電圧をＯレベルに保ち次段の走査線の電圧Ｃｈ（Ｎ＋１
）のＴＦＴがオンになってからτｄ’（０≦τｄ’　＜
Ｔｓ）後に電圧をＶ　ｅ（＋）にしている。奇フィール
ドのＣｈ　（Ｎ）と偶フィールドＣｈ（Ｎ＋１）、偶フ
ィールドのＣｈ（Ｎ）と奇フィールドＣｈ（Ｎ＋１）は
、同じの電圧波形である。第１４図の電圧波形を用いる
とＣｈ（Ｎ）の走査線のＴＦＴオンの時の次段の画素電
極に与える電圧変動を各フィールドで同一にすることが
できる。この結果フリッカ−が第１２図の波形を用いた
ときより減少する。
実施例９・１ｏは実施例６の他の実施態様を示したもの
である。これらの実施例では実施例６と同様の効果を有
することを確認した。
上記の説明から明らかなように、本発明は以下の顕著な
効果を有する。
先ず、第１にアクティブマトリックス表示装置の信号駆
動回路の出力信号電圧を大幅に減少させ、もってアナロ
グ信号を取り扱う同駆動回路の消費電力を減少させるこ
とが出来る。更に本発明をカラー表示に使用する場合に
はクロマＩＣの出力振幅をも減少させ同回路の省電力化
も計れる。こうして表示装置全体としての駆動電力の削
減が可能となる。一方、上記出力信号電圧の振幅を減少
させることは、益々表示の高密度化が要求され信号駆動
回路が高周波化されねばならない今日、当該回路の製作
をより容易とする、更に、信号増幅器の直線性のよい領
域を使用でき、表示品質の改善にもつながると言う副次
的利点をも有する。
第２に表示画質を改善できる。実施例２・３のような１
フィールド毎の交流駆動に於いても、フリッカ−の発生
原因を除去する事が出来た。また実施例４では、上記に
加え表示輝度の均一化・階調表示性能の顕著な向上が見
られた。
第３に、表示装置の信頼性が向上する。これは液晶の異
方性書走査信号のＣｇｄを通じた容量結合等により、従
来は表示装置内に不可避的に発生したＤＣ電圧を除去し
たことによる。これらのＤＣ電圧成分は各種の表示欠陥
を誘発する原因であった。このＤＣ電圧を除去したこと
により、固定画像を表示した直後に発生する画像の焼付
は現象が大幅に改善された。更に、式（４）に従った駆
動条件は液晶の誘電率異方性の影響を受けない。このこ
とは表示装置を広い温度範囲で使用する場合等、誘電率
そ゛のものが変化してもその影響が現われず、安定した
駆動が出来ることを意味する。
以上の説明では、本発明を液晶表示装置を例に説明した
が、本発明の思想は他の平板表示装置の駆動にも応用で
きる。
発明の効果 本発明によれば、アクティブマトリックス表示装置の信
号駆動回路の出力信号電圧を大幅に減少させ、もってア
ナログ信号を取り扱う同駆動回路の消費電力を減少させ
ることが出来るとともに、画質の改善舎信頼性の向上を
同時に達成できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の詳細な説明する為の要素構成を示す等
価回路図、第２図及び第４図は第１図の基本構成に印加
する電圧波形を示す図、第３図は液晶の透過光強度と印
加電圧の関係及び本発明による電圧の効果を示す図、第
５図は本発明の第１、第２、第３の実施例の装置の基本
構成を示す回路図、第６図は第１の実施例の印加電圧波
形を示す図、第７図は第２の実施例の印加電圧波形を示
す図、第８図は本発明の第４の実施例の装置の基本構成
を示す回路図、第９図は第４の実施例の印加電圧波形を
示す図、第１０図は第５の実施例の印加電圧波形を示す
図、第１１図は本発明の第６の実施例の装置の基本構成
を示す回路図、第１２図は第６の実施例の印加電圧波形
を示す図、第１３図は第１０の実施例の印加電圧波形を
示す図、第１４図は第１１の実施例の印加電圧波形を示
す図である。 １・・・・走査信号配線、２・・・・画像信号配線、３
・・・・ＴＦＴｌ　４・・・・ゲート金ドレイン間容ｆ
ｆｉ、５・・・・ソース・ドレイン間容ｆｆｉ、６・・
・ゲート・ソース間容量、７・・・・液晶容量Ｃ１ｃ＊
、８・・・・蓄積容ｆｆ１ｃｓ、　　Ｖｓ（ｈ）・Ｖｓ
（１）信号電圧の高・低電位、ΔＶ訃・・・容量結合に
よる画素電極の電位変化、ΔＶｇ・・・・走査信号の容
量結合により画素電極に現われる電位変化、Ｖｅ・・・
・変調信号、Ｖｔ・・・・第２の変調信号、Ｖ　ｓｉｇ
・・・・信号電位、Ｖａ・・・・画素電極電位、Ｖｔｈ
・・・・液晶の光透過開始電圧Ｎ　　Ｖｍａｘ・・・・
液晶の光透過の飽和電圧、１１・２ｏ・２２・・・・走
査駆動回路、１２・２４・・・・映像信号駆動回路、１
３・・・・変調信号発生器、１４・２６・・・・第２の
変調信号発生器、１５ａ拳１５ｂ＠・・１５ｚ・２Ｌａ
・２１ｂ・・・２１ｚ・・・・走査信号配線、１６ａ＊
Ｅｔｂ＊＊５１６ｚｓ２５ａ　　拳　２５ｂ、　　　、
。 ２５ｚ・・・・画像信号配線、１７ａ・１７ｂ・・１７
ｚ・・・・蓄積８母の共通配線、１８ａ・１８ｂ・・１
８ｚ・・・・対向電極の共通配線。 代理人の氏名　弁理士　栗野重孝　はが１名４−ｍ−ゲ
ート ドレイン膿、蓉、量 第 図 第 図 イブアノｔｙｆｌｙｈ（８，メシウ′４２）：μに 臨 図 力Ｉｔ　Ｉｓ　＋４ ｔ Ｔ；　７ｉＴ；　Ｔ４ 臨 図 第 図 第 図 Ｖｔ（ｐＪ）　　　　−−＋−＋Ｊ Ｖｔ（Ｎ町−−−Ｊ　　　　　　　　　ｑ　　　−一一
一一一一第 図 Ｖｔ（ Ｌ−−−−Ｊ ｒ　　”’−−−−ｍ−−−１ Ｖｔｒｙプ・〕；）−〕一一一一一一−−−−−−−−
第 図 第 図 Ｖｔ（Ｎガノー＋＋＋Ｊ 第１１図 第１ ｒＩＩＪ Ｖｔ（Ｎ）−’　　　　　　　　　ｒ−−−−＋＋　　
　　−ｗ　　　＋＋　　　　　　　　　　　　　　　　
　　＋１’ｖｔ帖１）　　　　　１”’−Ｍ 第１ ２図 （ユ２ 奇ノイール ド゛ 匠 第 ３図 （ｂ） 第 ３図 第１４図 ｔ （ａ−） （ＯＬ）

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）容量を介して第１の配線に接続された画素電極を
    マトリックス状に有し、かつ前記画素電極には画像信号
    配線と走査信号配線に電気的に接続されたスイッチング
    素子が接続され、前記画素電極と対向電極の間に保持さ
    れた表示材料を交流駆動する表示装置において、前記ス
    イッチング素子のオン期間に画像信号電圧を画素電極に
    伝達し、前記スイッチング素子のオフ期間に前記第１の
    配線に１フィールド毎に電圧が逆向きに変化する変調信
    号を与えることにより、前記画素電極の電位を変化させ
    、前記電位の変化と前記画像信号電圧とを相互に重畳及
    び、または相殺させて前記表示材料に電圧を印加するこ
    とを特徴とする表示装置の駆動方法。
  2. （２）スイッチング素子のオン期間に伝達する画像信号
    電圧が表示画面の１走査線毎に信号電圧の極性を反転し
    、前記スイッチング素子のオフ期間に前記第１の配線に
    与える前記変調信号が１走査線毎に極性を反転すること
    を特徴とする請求項１記載の表示装置の駆動方法。
  3. （３）スイッチング素子のオフ期間に第１の配線に印加
    する極性を反転した変調信号Ｖｅ（＋）、Ｖｅ（−）の
    絶対値が異なることを特徴とする請求項２記載の表示装
    置の駆動方法。
  4. （４）スイッチング素子のオン期間終了以前に変調信号
    の電位の一部を変化させることを特徴とする請求項３記
    載の表示装置の駆動方法。
  5. （５）スイッチング素子がＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
    であり、１走査線毎にあたえる極性を反転した正負の変
    調信号を各々Ｖｅ（＋）、Ｖｅ（−）、走査信号の電位
    変化をＶｇと定義し、蓄積容量、ゲート・ドレイン間容
    量、ソース・ドレイン間容量を各々Ｃｓ、Ｃｇｄ、Ｃｓ
    ｄとするとき、前記変調信号Ｖｅ（＋）、Ｖｅ（−）と
    走査信号電圧の変化Ｖｇの関係がＣｓＶｅ（＋）＋Ｃｇ
    ｄＶｇ＝ＣｓＶｅ（−）−ＣｇｄＶｇを満足することを
    特徴とする請求項３記載の表示装置の駆動方法。
  6. （６）液晶表示装置の対向電極の電位がすくなくとも各
    フィールド期間で一定であることを特徴とする請求項１
    または２記載の表示装置の駆動方法。
  7. （７）液晶表示装置の対向電極の電位が一定で、信号電
    圧の平均的中心電位に一致することを特徴とする請求項
    １または２記載の表示装置の駆動方法。
  8. （８）対向電極の電位が電気的に浮遊の状態で保持され
    ていることを特徴とする請求項１記載の表示装置の駆動
    方法。
  9. （９）第１の配線が走査信号配線と共用される電気的構
    成をなし、変調信号を走査信号に重畳して走査信号配線
    に印加することを特徴とする請求項１記載の表示装置の
    駆動方法。
  10. （１０）対向電極、信号配線、表示電極間の平均的直流
    電圧がＣｇｄＶｇ／ΣＣより小であることを特徴とする
    請求項１記載の表示装置の駆動方法（但し、ΣＣ：１画
    素当りに有する全静電容量）。
  11. （１１）液晶の透過率が変化する電圧範囲をＶｔｈから
    Ｖｍａｘとし、変調信号をＶｅ（＋）およびＶｅ（−）
    、蓄積容量、ゲート・ドレイン間容量、ソース・ドレイ
    ン間容量、液晶の容量を各々Ｃｓ、Ｃｇｄ、Ｃｓｄ、Ｃ
    ｌｃとするとき、次式 ΔＶ＊＝（Ｖｅ（＋）＋Ｖｅ（−））Ｃｓ／２ＣｔＣｔ
    ：Ｃｓ＋Ｃｇｄ＋Ｃｓｄ＋Ｃｌｃ により定義されるΔＶ＊が Ｖｔｈ≦ΔＶ＊≦Ｖｍａｘ を満足するようにＶｅ（＋）、Ｖｅ（−）と設定するこ
    とを特徴とする請求項１記載の表示装置の駆動方法。
  12. （１２）ΔＶ＊が ΔＶ＊＝（Ｖｍａｘ＋Ｖｔｈ）／２ を満足するように設定することを特徴とする請求項１０
    記載の表示装置の駆動方法。
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