JPH0250125A

JPH0250125A - アクティブマトリクス液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0250125A
Application number: JP19990188A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Mikami; 佳朗三上; Junichi Owada; 淳一大和田; Masaaki Kitajima; 雅明北島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1990-02-20
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: JP2728447B2

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、平面デイスプレィ素子に係り、特にＴ　Ｐ　
Ｔアクティブマトリクス液晶表示素子に、好適な駆動に
関する。

〔従来の技術〕

本発明の改善点を明確にするため、公知の液晶パネルの
駆動法について述べる。ＴＦＴ液晶デイスプレィパネル
表示部の１画素相当の回路図を第８図（ａ）に、また各
部の駆動波形を、同図（ｂ）に示す。ＴＦＴのゲート２
０には走査電圧ＶＳＣ、ドレイン２１には画像データ電
圧Ｖｓｃをそれぞれ印加する。またソース２２は液晶セ
ル容量５を介して共通電極２３に接続する。またゲート
とソー入間には、Ｃｃｓなる構造上の寄生容量２４が付
随している。

この回路において、ゲート電位がしきい電圧を越えると
、ＴＦＴはＯＮ状態となり、画像データ電圧Ｖｓａはド
レイン２１からソース２２を経て液晶セル容量２５に印
加される。ゲート電圧が下がると、ＴＦＴは○ＦＦ状態
となり、液晶電圧ＶＬＣは、次にゲートが開くまで保持
できる。しかし、ゲートが閉じる瞬間は、ゲート電圧が
急激に変化するため、寄生容量２４と液晶セル容量２２
との容量結合を介して、　Ｖｔ、Ｃが低下する。このた
め、ＶＬＣは、第８図（ｂ）中のΔｖＧｓ１〜ΔＶｃｓ
ａに示すように変化する。したがって、ＶＬＣ＜（画像
データ電圧〕−〔共通電極電位〕となり、この低下分が
直流成分として液晶に印加される。この直流成分は液晶
を劣化させ素子の寿命を縮めてしまうという問題があっ
た。また、この直流成分は、表示の面ではプリン力と呼
ばれるチラッキを生じさせる原因のひとつとなっており
、表示品位の低下を引き起こす。こういった問題を解決
するための、ＴＦＴアクティブマトリクスＬＣＤ素子駆
動電圧の設計例として、プロシーデイングスオブジャパ
ンディスプレイ’８６，１９２頁から１９５頁（Ｐｒｏ
ｃ、Ｊａｐａｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ　’　８６　）におい
て論じられている。ここでは駆動条件の最適化のため、
画像データ電圧の振幅を、正と負に非対称とすることに
より解決を試みている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、液晶印加電圧の直流成分を補正するた
め画像データ電圧の中点電圧を設定する手法を用いてい
る。しかし、実表示時において特に、アナログ信号によ
り素子を駆動する場合、たとえば、階調表示を行う場合
や、テレビ画面の表示を行う場合は、信号の振幅が変化
するため、表示画面に応じて、中点電圧の最適値が変動
する。

また、素子の経年変化や、温度、入射光強度、等の変動
により、最適駆動条件が、初期設定値からズレを生じる
という問題があった。

更に、上記従来技術においては、共通電極電位が、適正
値に対して、＋／−のどちらにずれているかという点に
ついては配慮がなされておらず、自動的に補正するまで
には至らなかった。

本発明の目的は１表示データ処理系とは独立した、制御
の容易な共通電極電圧を用いて液晶印加電圧の直流成分
を自動的に、リアルタイムに抑制する方法を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するためには、液晶印加電圧の直流成分
の大きさと、極性を求める必要がある。

そこで、素子の透過率（Ｔ　ｓ　）の共通電極電位（Ｖ
ＣＯＭ）依存性の測定結果を第５図に示す。

信号中点電位（Ｖｓａｓ）は−７ｖであり、これを中心
に±５ｖの信号電圧を印加した。透過率ＴｓはＶＣＯＭ
の上昇につれて、デイツプを示した後、ゆるやかに増加
し、ピークを示した後、ふたたびデイツプを示し、ふた
たび増加してゆく。この２つのデイツプ時の透過光強度
波形を第９図に示す。

図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第９図中（ａ）、（ｂ
）。

（ｃ）に対応している。

（ａ）では、Ｖ　ＣＯＭ　＞　Ｖ　ＳＧＭであり、ＶＬ
Ｃは、共通電極側を電極の直流が重畳している。

（ｂ）では、Ｖ　ＣＯＭ　＜　Ｖ　ＳＧＭ　１？あり、
ＶＬＣは、共通電極側を一極の直流が重畳している。

（ｃ）では、ＶＣＯＭ：　１１　Ｖであり、フリッカは
見られない。

このように、直流成分がＶＬＣに重畳している場合（（
ａ）、（ｃ））には、フリッカが現われ、その直流の極
性により、フリッカ波形と、（ｄ）に示す、素子の交流
化信号との位相差が異なることが判る。

以上の、明らかになった性質を用いることにより、液晶
印加電圧の直流成分の極性と大きさを知ることができる
。さらに、この結果を用いて、７００Ｍを調節し、常に
適正な駆動条件を保つことができる。

上記の目的は、素子内に設けた、テストセルにおける、
透過光の液晶印加電圧依存性を測定し、このフリッカの
変化をもとに、適正な共通電極電位を自動的に設定する
ことにより達成される。

〔作用〕

ＴＦＴアクティブ駆動テストセルを用いた。共通電極電
位の自動調節手段によって、液晶印加電圧の直流成分は
、動作条件、動作環境が変化しても、最低になるように
調節され、常に、フリッカのない、コントラストの高い
、すぐれた表示品位と、表示素子の高信頼化、長寿命化
が達成できる。

〔実施例〕

以下に本発明の詳細な説明する。第１図は、本発明の構
成に基づく、装置の構成を表わす。

ガラス基板１上には、少なくとも２画素以上の表示部２
と、ＴＦＴを含む、少なくとも１つ以上のテストセル３
とを有するガラス基板１と、このパネルを駆動するため
に、少なくとも２つ以上の出力端子を有する信号側駆動
部９と走査側駆動部１０と１表示部の共通電極電源１７
の表示部駆動系と、テストセル３に関係するテストセル
Ｖｓ駆動系１１とテストセルの透過光強度（照度、また
は輝度）を測定する光センサ８と、この出力を受ける前
置増幅器１２と、交流化信号と同一周波数成分のみをと
り出すバンドパスフィルタ１３と、この出力波形と、交
流化信号との位相差を検出する、位相検波部１４．振幅
を検出する振幅検出部１５からなる６更に１表示部には
５画素ごとに、表示部ＴＦＴ４と、液晶容量５とを有し
ており、テストセル３内には、表示部と同一か、または
、一定の関係にある、テストセルＴＦＴ６とテスト液晶
容量７とを有している。テストセル３の信号として、表
示部２に印加する信号の一部を印加し、走査電圧も同様
に印加する。特に、信号、走査いずれも表示部の中央部
近辺に合わせて注入するのが良い。テストセルを透過し
た光は、光センサ８により検出し、前置増幅器１２によ
り増幅した後、表示部の交流化信号周波数成分のみをと
りだす、バンドパスフィルタ１３を通り、フリッカ成分
のみを、抽出する。この信号の振幅と、交流化信号との
位相差とを、各々、振幅検波部１４と位相検波部１４を
用いて検出する。テストセルの、共通電極電位は、テス
トセルＶ　ＣＯＮ駆動部１１を用いて掃引することがで
きる。掃引波形の例を第６図に示す。（ａ）は、一般的
なノコギリ波を示す。

（ｂ）は、（ａ）に対して、周期が短いノコギリ波に、
正弦波等の交流を重量する場合であり、液晶の直流成分
の変化に対する応答を改善できる。

（ｃ）は、必要に応じて、ノコギリ波の周期、振幅を変
化させた場合である。（ｄ）は、デジタル系と適合性を
有するステップ電圧である。

このような、波形により掃引した場合の位相検波部１４
と振幅検出部１５の出力と、掃引電圧の例を第１１図に
示す。ｖｃｏＭを増大させると振幅は次第に低下し、最
小値を示した後、再び増大する。位相検波出力は、振幅
の極小値の前後で極性が反転する。制御部１６は、これ
らの出力を受け、フリッカレベルの極小値となるテスト
セルのＶＣＯＭを得て、表示部の共通電極電源１７の出
力が、Ｖ　ＣＯＭに等しくなるが、または、テストセル
と表示部画素の関係に応じた電位を出力するよう制御す
る。

次に、本実施例の変形例を第４図に示す。

本実施例では、位相検波部と、コンパレータとを組み合
わせ、コンパレータの出力反転時のテストセルＶ　ＣＯ
Ｍ　を得る点に特徴がある。こうすることによって、シ
ステム構成の簡略化が可能となる。

つづいて第２の変形例を第３図に示す。本実施例の特徴
は、テストセルを２つ以上設けたことである。各々のセ
ルの出力をもとに、複数の画素における最適値を得、よ
り安定した表示部の共通電極電圧を決定することができ
る。また、この方式において、複数のセルに同一の信号
電圧を印加する実施例の変形例を第１２図に示す。複数
のデス１〜セルに、各々異なったＶＣＯにを印加するこ
とにより、掃引速度を上げることができる。

つづいて、第４の変形例を第２図に示す。

本実施例では、テストセルを表示部の一部に位置してお
り、共通電極は、テストセル部と共用しても良い。この
ように配置することにより、製造が容易となる。

最後に、共通電極電位設定方法の異なる実施例を示す。

第１図、第２図、第３図、第１２図において、位相検波
部の出力及び、振幅検出部の先を、第７図に示す、構成
に接続する。そして、本図のＤ／Ａコンバータアナログ
出力を、各パネルのテストセルＶ　ＣＯＭ駆動部に接続
する。このシステムにおける、制御シーケンスを第１０
図に示す。以下に簡単に、動作の概要を説明する。まず
、振幅検出部の出力より、フリッカの有無を判断する。

そして、フリッカが検出されれば、位相検波器の出力の
極性を調べ十であれば、ＶＣＯＭを１ステツプふやし、
−であればＶｃｏにを１ステツプ下げるよう制御する。

こうして、Ｖ　ｃｏｓにフィードバックをかけ、常に、
プリン力を抑制することができる。表示部の共通電極電
位は、このＤ／Ａのアナログ出力を接続するか、または
、デイ・ジタル出力をもとに、適当な電圧となるよう制
御する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ＴＦＴＬＣＤ素子における、液晶印加
電圧の直流成分を、実時間に、表示画像に応じて、補正
することができ、フリッカを有効に抑圧し、経年変化を
抑え、温度、入射光強度等の環境の変化に対応して、最
適な表示を維持する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図および第１２図は本発明の実施例の構
成図、第５図はＴＦＴＬＣＤ素子の透過率の共通電極電
位依存性を示す図、第６図はテストセ・ルＶ　ｃｏＨの
掃引電圧波形図、第７図は掃引波形発生系の構成図、第
８図は画素部回路とその駆動電圧波形を示す図、第９図
はフリッカ波形例を示す図、第１０図はシステムの制御
シーケンスを示す図、第１１図は振幅検出部９位相検波
部の動作説明図である。１・・・ガラス基板、２・・・表示部、３・・テストセ
ル、４・・・表示部ＴＦＴ、５・・・液晶容量、６・・
・テストセルＴＦＴ、７・・・テストセル液晶容量、８
・・・光センサ、９・・・信号側駆動部、１０・・・走
査側駆動部、１１・・・テストセルＶＣＯに駆動部、１
２・・・前置増幅部、１３・・・バンドパスフィルタ、
１４・・・位相検波部、１５・・・振幅検出部、１６・
・・制御部、１７・・共通電極電源、１８・・コンパレ
ータ、２０・・・ゲート、２１・・・ドレイン、２２・
・・ソース、２３・・・共通電極、第１図第因第図第３図第因ス蓮電藷電徨ＶｃｏＭ（Ｖ）第６図第８図第７図９・、ヨ第１０図第１１図

Claims

【特許請求の範囲】１、複数の走査電極と、それらに交叉した複数の信号電
極と、それぞれの交点にＴＦＴ素子、透明電極を形成し
た基板と、該基板に対向する第２の電極との間に液晶、
ＥＬ等の電気光学物質を挾持した表示装置において、共
通電極に時間と共に変化する電圧を印加し、電気光学物
質の透過率または輝度の交流成分の振幅と、素子の交流
化信号との位相差の少なくとも一方を測定し、振幅が最
少になるように共通電極電位を設定する手段を設けたこ
とを特徴とする表示装置。２、特許請求の範囲第１項において、少なくとも１つ以
上の測定部を実表示部を別個に設けたことを特徴とする
表示装置。３、特許請求の範囲第１項または第２項において、測定
部のＴＦＴ素子を表示部と同一または、スケーリングし
たことを特徴とする表示装置。４、特許請求の範囲第１項において、時間と共に変化す
る電圧として、ｄｖ／ｄｔが一定であることを特徴とす
る表示装置。５、特許請求の範囲第１項において、時間と共に変化す
る電圧として、ｄｖ／ｄｔが一定の電圧に対し、交流の
電圧を重畳したことを特徴とする表示装置。６、特許請求の範囲第１項において、時間とともに変化
する電圧として、正弦波を用いることを特徴とする表示
装置。７、特許請求の範囲第１項において、時間とともに変化
する電圧を得るためにＤ／Ａ変換回路を用いたことを特
徴とする表示回路。８、特許請求の範囲第１項または第２項において、位相
差検出及び振幅検出部に少なくとも１つのコンパレータ
回路を用いたことを特徴とする表示回路。９、複数の走査電極と、それらに交叉した複数の信号電
極と、それぞれの交点にＴＦＴ素子、透明電極を形成し
た基板と、該基板に対向する第２の電極との間に液晶、
ＥＬ等の電気光学物質を挾持した表示装置において、電
気光学物質の透過率または輝度の交流成分の振幅と、素
子の交流化信号との位相差の少なくとも一方を測定し、
振幅が最少になるよう、共通電極電位を調節する手段を
設けたことを特徴とする表示装置。