JPH024213A - アクティブマトリクス型の液晶表示器の駆動方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はアクティブマトリクス型液晶表示器の駆動方法
に関するものである。

［従来の技術］ アクティブマトリクス型液晶表示器は、薄型テレビ等へ
の応用を目指し各所で研究開発が行われている。

第３図は上記アクティブマトリクス型液晶表示器の等価
回路図を示したものである。同図においてｓｗ、、ｓｗ
、　　　はＭＩＳ）ランジスタ等をｌ　　　１＋１ 用いたスイッチング素子であり、走査信号線ＸＬ、、Ｘ
Ｌ、　　　の信号により選択（オン）、非選ｌ　　　ｌ
＋１ 択（オフ）される。ＹＬ　、、ＹＬ　、　　　は画像信
Ｊ　　　　Ｊ＋１ 母線であり選択されたスイッチング素子ＳＷ９、ＳＷ、
　　　に接続された画素電極ｐｘ、、ｐｘ。

１＋１　　　　　　　　　　　　　１　　　１＋１へ画
像信号を供給するものである。

ＬＣ，、ＬＣ，は上記画素電極ｐｘ、、ｐｘｌ　　　　
１＋１　　　　　　　　　１ｉ＋１とコモン電極Ｃ０Ｍ
０Ｎにより挟まれた１画素分の液晶層である。ＳＴ、、
ＳＴ、　　　は上ｌ　　　１＋１ ２画素電極ｐｘ、、ｐｘ、　　　に接続された保持ｌ　
　　１＋１ 容量であり上記画像信号線ＹＬ、　　ＹＬ、　　　かＪ
、　　　Ｊ＋１ ら供給される電圧を保持するものである。５ＴＡＣＫは
上記保持容量ＳＴ、、ＳＴ、　　　の保持容ｌ　　　ｌ
＋１ 全電極である。

第９図は、第３図に示されたアクティブマトリクス型液
晶表示器の駆動方法を示したタイムチャートである。同
図においてＸ、、Ｘ、　　　は上記ｌ　　１＋１ 走査信号線ＸＬ、、ＸＬ、　　　に印加される走査１　
　　１＋１ 信号であり、“１＃で選択、“０”で非選択である。こ
れは垂直期間Ｔｖ毎に水平期間Ｔｈの期間選択信号“１
゛を供給するものである。Ｙ、は上記画像信号線ＹＬ、
に印加される画像信号であり、垂直期間Ｔｖ毎に基準電
圧Ｖｃを中心に極性が反転している。これは液晶に直流
が印加されないように交流駆動するためである。ＣＯＭ
は上記コモン電極Ｃ０Ｍ０Ｎに印加されるコモン電圧で
あり、常に基準電圧Ｖｃに保たれている。ＰＸＬは上記
画素電極ＰＸ、に印加される画素電圧であり、上記保持
容量ｓＴ、により、上記スイッチング素子ＳＷ、が選択
されているときに画素電極ＰＸ、に供給される画像信号
Ｙ、の値を、スイッチング素子ＳＷ、が非選択になった
ときにも保持している。

ＰＸＬ−ＣＯＭは上記画素電圧ＰＸＬからコモン電圧Ｃ
ＯＭを差引いたもの、即ち液晶層ＬＣ，に加わる電圧で
あるが、コモン電圧が一定値Ｖｃであるため、画素電圧
ＰＸＬと同形になっている。

なお上記保持容量電極５ＴＡＣＫに印加される電圧は一
定値Ｖｃである。

第１０図は、上記駆動方法により得られる液晶の光透過
早特性を示したものである。同図において横軸は液晶層
に加わる実効電圧Ｖ　Ｌｃおよび画像信号電圧Ｖｓｉｇ
であり、縦軸は液晶光透過率Ｔである。すでに説明した
ように、上記駆動方法では液晶層に印加される電圧（Ｐ
ＸＬ−ＣＯＭ）はコモン電圧ＣＯＭが一定である為一定
値Ｖｓｉｇであり、その実効電圧もＶｓｉｇである。従
って液晶層に加わる実効電圧Ｖ　Ｌｃと、画像信号電圧
Ｖｓｉｇは全く同一となる。

［発明が解決しようとする課題］ アクティブマトリクス型液晶表示器では、液晶光透過率
Ｔが１００％（白）から０％（黒）の間を分割して階調
表示を行う。実際には、各光透過率に対応した画像信号
電圧Ｖｓｉｇを分割して階調表示を行うことになる。従
って高階調表示を得るためには、光、透過率Ｔが１００
％から０％になるときの画像信号電圧ｖｓｉ′ｇの電圧
幅が大きいことが必要である。この為には、 （液晶光透過率の変化分△Ｔ）／ （画像信号電圧の変化分△Ｖｓｉｇ） の値をできるだけ小さくする必要がある。ところが上記
駆動方法では、画像信号電圧Ｖｓｉｇと液晶層に加わる
実効電圧Ｖ　Ｌｃは全く等しいため、液晶層に加わる実
効電圧の変化分を△Ｖ　Ｌｃとすると、 △Ｔ／△Ｖ　ｓ　　ｉ　　ｇ−ΔＴ／△Ｖ　　Ｌｃとな
る。一般に光透過率が１００％から０％になるときの液
晶層に加わる実効電圧Ｖ　Ｌｃの幅は、数ボルト以下と
低いために、上記△Ｔ／△Ｖｓｉｇの値を小さくするこ
とは難しく、上記駆動方法では、充分な階調表示を実現
することが難しかった。

本発明は上記従来の課題に対してなされたものであり、
充分な階調表示をすることができるアクティブマトリク
ス型液晶表示器の駆動方法を提供することを目的として
いる。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、保持容量を有するアクティブマトリクス型液
晶表示器の駆動方法において、コモン電圧および／また
は、保持容量電圧が、所定の光透過率の範囲で、 （液晶光透過率の変化分ΔＴ）／ （画像信号電圧の変化分△Ｖｓｉｇ） が （液晶光透過率の変化分△Ｔ）／ （液晶層に加わる実効電圧の変化分ΔＶＬｃ）よりも小
さくなるような交流電圧であることを、特徴とする駆動
方法により、上記目的を達成している。

また上記交流電圧の周期が、水平期間の整数倍又は整数
分の１であることが好ましく、更に上記交流電圧の周期
が、垂直期間の周期以下であることが好ましい。

［実施例］ 以下、本発明における実施例を図面に基いて説明する。

なお、以下の説明において、アクティブマトリクス型液
晶表示器の等価回路は従来例と同様に第３図を用いる。

実施例１ 第１図において、Ｘ、、Ｘ、　　　は走査信号線１　　
ｌ＋１ ＸＬ、、ＸＬ、　　　に印加される走査信号であり、ｌ
　　　ｔ＋１ １″で選択、“０”で非選択である。これは、垂直期間
Ｔｖ毎に水平期間Ｔｈの期間、選択信号“１”を供給す
るものである。Ｙ、は上記画像信帰線ＹＬ、に印加され
る画像信号であり、垂直期間Ｔｖ毎に基準電圧Ｖｃを中
心に極性が反転している。ＣＯＭはコモン電極Ｃ０Ｍ０
Ｎに加わるコモン電圧であり、水平期間Ｔｈと同一周期
で繰り返される基準電圧Ｖｃを中心とした振幅ＶｃｏＭ
の交流電圧である。ＰＸＬは、画素電極ＰＸｉに加わる
画素電圧である。ＰＸＬ−ＣＯＭは、上記保持容量電圧
ＰＸＬからコモン電圧ＣＯＭを差引いたもの即ち液晶層
ＬＣ，に加わる電圧である。

尚、保持容量電極５ＴＡＣＫの電圧は一定値Ｖｃである
。

ところで、走査信号Ｘ、が非選択のとき、即ちスイッチ
ング素子ＳＷ、がオフ状態では、液晶層ＬＣ，と保持容
量ＳＴ、はコモン電極Ｃ０Ｍ０Ｎ及び保持容量電極５Ｔ
ＡＣＫをその両端とし、画素電極ＰＸ、を接続点として
、直列接続されていることになる。ここで液晶層の容量
をＣＬｃとし、保持容量の容量をＣｓｔとして、コモン
電極Ｃ０Ｍ０Ｎの電圧及び保持容量電極５ＴＡＣＫの電
圧が、それぞれ△ｖＣＯｍ１ΔＶｓｔｋ変化し、その結
果画素電極ＰＸ、の電圧がΔＶｐｘ変化したとすると、 △Ｖｐｘ−ΔｖＣｏｍ＋Ｉ　ＣＬＣ／ （ＣＬｃ＋Ｃ５ｔ） ＋△ｖ　ｓ　ｔ　ｋ　ａ　Ｃｓ　ｔ　／（ＣＬｃ＋Ｃ５
ｔ）・・・（式−１） なる関係が成立する。

本例は、ＣＬｃ＜＜Ｃｓｔ、即ち液晶層の容量ＣＬｃが
保持容量の容量Ｃｓｔに比べて無視でき、△Ｖ　ｓ　ｔ
　ｋ　＝　０　、即ち保持容量電極５ＴＡＣＫの電圧を
変化させない場合を示したもので・ある。このとき（式
−１）において、ΔＶｐｘ−Ｑ、即ち画素電極ＰＸ、の
画素電圧ＰＸＬは、コモン電極Ｃ０Ｍ０Ｎのコモン電圧
ＣＯＭが変化しても変らないことになる。従って液晶層
ＬＣ，に加わる電圧ＰＸＬ−ＣＯＭは、同図に示される
ようなものになる。このときの実効電圧は、 Ｖ　Ｌｃ鑓 ［１（Ｖｃｏｍ４−Ｖｓ　ｉ　ｇ）　２＋　（Ｖｃ−ｏ
ｍ−Ｖｓ　ｉ　ｇ）　２）　／２］　１１２＝　（Ｖｃ
　ｏｍ　　＋ｖＳ　ｉ　ｇ２）　１１２−　（式−２）
となり、画像信号電圧Ｖｓｉｇとは異なったものとなる
。

第２図は上記駆動方法により得られる液晶層の光透過早
特性を示したものである。同図において横軸は液晶層に
加わる実効電圧Ｖ　Ｌｃおよび画像信号電圧Ｖｓｉｇで
あり、縦軸は液晶光透過率Ｔである゛。ここではコモン
電圧ＣＯＭの振幅Ｖｃ。

ｍを２ボルトとし、（式−２）を変形してＶ　Ｌｃの値
からＶｓｉｇを計算で求めた。同図から解るように、液
晶層の光透過率が１００％から０％になるときの、液晶
層に加わる実効電圧ｖＬＣの変化は、約２ボルトである
のに対して、画像信号電圧Ｖｓｉｇの変化は約４ボルト
にまで大きくなっている。

同時に、 （液晶光透過率の変化分ΔＴ）／ （画像信号電圧の変化分ΔＶｓｉｇ） の値も、 （液晶光透過率の変化分ΔＴ）／ （液晶層に加わる実効電圧の変化分ΔＶＬｃ）の値より
もはＶ全ての光透過率の範囲で小さくなっている。

以上のことから上記駆動方法では、 ΔＴ／ΔＶｓｉｇの値を小さくすることができ、充分な
階調表示を行うことができる。

実施例２ 第５図は、本発明における第２の実施例を示したタイム
チャートである。本例では、コモン電圧ＣＯＭの交流周
期を水平期間Ｔｈの１／２にしたものである。液晶層の
透過率特性は、実施例１と同様に第２図で示され、実施
例１と同様の効果を得ることができる。

実施例３ 第６図は、本発明における第３の実施例を示したタイム
チャートである。本例は、コモン電圧ＣＯＭの交流周期
を水平期間Ｔｈの２倍にしたものである。

本例では、画像信号Ｙ、が水平期間Ｔｈ毎に基準電圧Ｖ
ｃを中心に反転している。この様に、コモン電圧ＣＯＭ
の交流周期を水平期間Ｔｈのｎ倍（ｎ−２，３，４、・
・・・）とする場合は、上記の点に留意することが重要
である。なお、液晶層の透過率特性は実施例１と同様に
第２図で示され、実施例１と、同様の効果を得ることが
できる。

実施例４ 第７図は、本発明における第４の実施例を示したタイム
チャートである。本発明では、上記実施例１．２および
３のようにコモン電圧ＣＯＭを方形波にする必要は必ず
しもなく、同図に示すようなものであってもよい。本例
に示すようなコモン電圧ＣＯＭを用いることにより、第
２図に示される画像信号電圧Ｖｓｉｇの特性を任意の形
状に変えることができ、液晶層に加わる実効電圧Ｖ　Ｌ
ｃの特性に最も適合した画像信号Ｖｓｉｇを得ることが
可能である。

実施例５ 第８図は、本発明における第５の実施例を示したタイム
チャートある。本例は、上記実施例１．２．３および４
に示したものとは異なり、液晶層の容ＥＩＣＬｃと保持
容量の容量Ｃｓｔの関係が、ＣＬｃ＜＜Ｃｓｔではない
場合を示したものである。従って、コモン電圧ＣＯＭに
交流電圧を加えると同時に保持容量電圧ＳＴＫにも交流
電圧を加えたものである。このとき、上記（式−１）の
関係において、△Ｖｐｘ−Ｏ１即ち画素電圧ＰＸＬが変
化しないようにすることが好ましい。

本例では液晶層の容量ＣＬｃと保持容量の容量Ｃｓｔが
等しい場合（ＣＬｃ−Ｃｓｔ）を示した。

このとき、上記（式−１）においてΔｖｐｘ−０となる
条件はコモン電圧ＣＯＭの振幅Ｖｃｏｍと保持容量電極
の振幅Ｖｓｔｋが等しく　（Ｖｃｏｍ＝ＶｓｔＫ）交流
の位相が反転していることである。

上記した条件のもとに、液晶層に加わる電圧ＰＸＬ−Ｃ
ＯＭを求め□ると、同図に示されるように実施例１と全
く同様であることがわかる。従って、液晶層の透過率特
性は実施例１と同様に第２図で示され、実施例１と同様
の効果を得ることができる。

なお、ＣＬｃ＝Ｃｓｔでないときもコモン電圧ＣＯＭと
保持容量電圧ＳＴＫの位相を反転させ、更に以下の関係
を満たすようにすることが好ましい。

ＣＬｃ＜Ｃｓｔのとき　Ｖｃ　ｏｍ＞Ｖｓ　ｔ　ｋＣＬ
ｃ＞Ｃｓｔのとき　Ｖｃ　ｏｍ＜Ｖｓ　ｔ　ｋなお、本
発明は上記実施例に限るものではなく、（液晶光透過率
の変化分ΔＴ）／ （画像信号電圧の変化分ΔＶｓｉｇ） が、 （液晶光透過率の変化分△Ｔ）／ （液晶層に加わる実効電圧の変化分ΔＶＬｃ）よりも所
定の光透過率Ｔの範囲で小さくなるように、コモン電圧
ＣＯＭおよび／または保持容量電圧ＳＴＫに交流電圧が
加えられるものであればよい。

このときの交流電圧の周期は、垂直期間Ｔｖの周期以下
であることが好ましい。これは仮に垂直期間以上の周期
であると、表示にフリッカ等が生じ、実質的に意味が無
くなるためである。

なお、本発明に用いる回路構成は、第３図に示したもの
以外に、例えば第４図に示されるものでもよい。

これは保持容量ＳＴ１＋１、　　１＋２８Ｔ、　　　を
、画 素電極ＰＸｉ＋１、　　　、＋２ ｐｘ、　　　（図示せず）と走 査信母線Ｘ３、Ｘｉ＋１間に設けたものであり、走査信
号線Ｘ、、Ｘ、　　　を保持容量電極と考えｌ　　　　
　１　＋　１ れば、上記実施例等をそのまま適用することができる。

また、本発明では、コモン電圧ＣＯＭ、保持容量電圧Ｓ
ＴＫの交流電圧により、液晶層には上記交流電圧と同一
周波数の交流電圧が印加されるため、従来みられた液晶
のドメインが低減し、表示品質を向上させることができ
る。

［発明の効果］ 本発明によれば、 （液晶層の光透過率の変化分△Ｔ）／ （画像信号電圧の変化分△Ｖｓｉｇ） を小さくできるため、十分な階調表示を得ることができ
、表示品質が向上する。

さらに、液晶のドメインが低減するため、表示品質が向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における第１の実施例を示したタイムチ
ャート、第２図は本発明における液晶の透過率特性、第
３図はアクティブマトリクス型液晶表示器の一例を示し
た電気回路図、第４図はアクティブマトリクス型液晶表
示器の他の例を示した電気回路図、第５図は本発明にお
ける第２の実施例を示したタイムチャート、第６図は本
発明における第３の実施例を示したタイムチャート、第
７図は本発明における第４の実施例を示したタイムチャ
ート、第８図は本発明における第５の実施例を示したタ
イムチャート、第９図は従来例のタイムチャート、第１
０図は従来例における液晶の透過率特性である。 ＯＭ ＸＬ ｓｉ 　Ｌｃ △Ｖｓ ・・・コモン電圧 ・・・保持容量電圧 ・・・液晶光透過率 ｇ　・・・画像信号電圧 ・・・液晶層に加わる実効電圧 ｉｇ・・・画像信号電圧の変化分 ΔＶ　　Ｌｃ ｈ ｖ ・・・液晶層に加わる実効電圧 の変化分 ・・・水平期間 ・・・垂直期間 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）保持容量を有するアクティブマトリクス型液晶表
   示器の駆動方法において、コモン電圧および／または保
   持容量電圧を交流電圧とし、所定の液晶光透過率の範囲
   で、 （液晶光透過率の変化分ΔＴ）／（画像信号電圧の変化
   分ΔＶｓｉｇ） を （液晶光透過率の変化分ΔＴ）　／（液晶層に加わる実
   効電圧の変化分ΔＶＬｃ）よりも小さくすることを特徴
   とするアクティブマトリクス型液晶表示器の駆動方法。
2. （２）上記交流電圧の周期が、水平期間の整数倍または
   整数分の１であることを特徴とする請求項１記載のアク
   ティブマトリクス型液晶表示器の駆動方法。
3. （３）上記交流電圧の周期が垂直期間の周期以下である
   ことを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス
   型液晶表示器の駆動方法。