JPH027444B2

JPH027444B2 -

Info

Publication number: JPH027444B2
Application number: JP57230978A
Authority: JP
Inventors: Makoto Takeda; Hirosaku Nonomura; Fumiaki Funada
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1982-12-29
Filing date: 1982-12-29
Publication date: 1990-02-19
Also published as: DE3347500A1; DE3347500C2; GB2134685B; JPS59123884A; US4649383A; GB2134685A; GB8334315D0

Description

【発明の詳細な説明】＜技術分野＞本発明は、マトリツクス型液晶表示装置に関す
るもので、特にマトリツクス型表示パターンにお
ける各絵素に薄膜トランジスタを付加したマトリ
ツクス型液晶表示装置の駆動方法に関するもので
ある。

＜従来技術＞薄膜トランジスタを用いたマトリツクス型液晶
表示装置は、液晶表示パネル内に薄膜で構成した
トランジスタを組み込むことにより、デユーテイ
比の小さい即ち多ラインのマルチプレツクス駆動
を行なつても、高コントラスト表示を可能にする
表示装置であり、第１図に示すようなものが一般
に知られている。第１図において、１１は薄膜ト
ランジスタ、１２は表示絵素電極であり薄膜トラ
ンジスタ１１のドレイン電極に接続されている。
１３は薄膜トランジスタ１１のゲート電極と接続
した行電極、１４は薄膜トランジスタ１１のソー
ス電極と接続した列電極、１５は上記行電極１３
と列電極１４を絶縁するための絶縁膜である。こ
れら行電極１３と列電極１４は各絵素電極１２間
に形成されている。

次に上記液晶表示装置の動作原理を等価回路図
（第２図）および駆動信号波形図（第３図）を用
いて説明する。尚、以上の説明においてはｎチヤ
ンネル型の薄膜トランジスタの場合を例にあげて
説明する。

第２図において、２１は行電極であり各薄膜ト
ランジスタ２２のゲート電極が接続されている。
この行電極２１には第３図ａまたはｂのように、
走査ライン数に応じてある時間Ｈだけ薄膜トラン
ジスタ２２をオン状態とする走査波形信号が印加
される。ここで第３図ａおよびｂはそれぞれ第ｉ
番目と第（ｉ＋１）番目の行電極に印加される波
形を例として示したものである。２３は列電極で
あり各薄膜トランジスタ２２のソース電極が接続
されている。この列電極２３には第３図ｃのよう
に、液晶をオンさせたい行の走査期間は電圧Ｖ、
オフさせたい行の走査期間はゼロボルトになるデ
ータ波形信号が印加される。尚、電圧Ｖは液晶を
交流駆動するために走査ごとに極性を反転する。
第３図ｃは第ｊ番目の列電極に加えられる波形を
例として示したもので、第ｊ列の第ｉ行の絵素が
オンで他の行の絵素がすべてオフという表示内容
の場合を示している。２４は薄膜トランジスタ２
２のドレイン電極に接続された表示絵素電極と対
向電極の間に挾まれた液晶の静電容量である。対
向電極の電圧レベルはゼロボルトである。

第２図において第ｉ行―第ｊ列の絵素について
以下説明する。薄膜トランジスタ２２がオン状態
になると、トランジスタのオン抵抗を通して列電
極から液晶の静電容量に電荷が充電され、表示絵
素電極の電位はデータ信号と同じＶとなる。次
にトランジスタがオフ状態になると、液晶の静電
容量に充電された電荷はそのまま保持されるので
表示絵素電極の電位はＶのまま持続される。ト
ランジスタが再びオン状態になると表示絵素電極
の電位がＶになるまで液晶の静電容量に電荷が
充電され、次のオフ状態の間保持される。その結
果、表示絵素電極には第３図ｄに示す信号波形が
印加されることになり液晶はオン状態となる。次
に第（ｉ＋１）行―第ｊ列の絵素につて説明する
と、表示絵素電極は第３図ｅ示す如くゼロボルト
に充電されそして保持されるので液晶には電圧が
印加されずオフ状態となる。以上のように上記の
液晶表示装置ではマルチプレツクス駆動を行なつ
ているにもかかわらず、スタテイツク駆動と同等
な電圧が液晶に印加される。

上述の液晶表示装置において行電極１３及び列
電極１４の電極材料としてはAl，Ni等の金属材
料や透明導電膜が用いられる。しかしながら、金
属材料は光が透過しないため、明るい表示を行な
うためには電極幅をパターニング精度、歩留まり
等により制限される範囲内で、可能な限り狭くす
る必要があるため、行および列電極の一端から他
端までの間の抵抗が無視できない大きさになる場
合がある。また透明導電膜で形成した場合におい
ては、透明導電膜が最良のものでも10Ω／cm²の面
抵抗があり、また電極幅を広げることは必然的に
表示絵素電極の面積を減ずる結果となり好ましく
ないため、行および列電極の抵抗値を十分に小さ
くすることは困難である。

以上のように行電極１３列電極１４が無視でき
ない大きさの電極抵抗を持つと、電極に接続され
た負荷容量２４や浮遊容量との作用により、加え
られた電圧波形に歪が生じる。例えば第４図ａよ
うな波形信号が電極に加えられた場合、電極抵抗
および容量により第４図ｂのように歪が生じ、そ
の波形は第４図ｃのように、本来の波形信号ａが
時間的に若干遅れを生じたとみなすことができ
る。このような波形の遅れが、液晶表示装置を駆
動した場合に表示にどのような影響を与えるか
を、第３図と同様の波形例を用いて第５図ととも
に説明する。第５図ａ，ｂはそれぞれ本来の走査
波形及び遅れを生じた走査波形、第５図ｃ，ｄは
それぞれ本来のデータ波形及び遅れを生じたデー
タ波形である。まずデータ波形に対して走査波形
が遅れている場合、即ち第５図ｂ，ｃの組み合わ
せを考える。第ｉ行―第ｊ列の絵素ではトランジ
スタがオン状態になるとまずＶまで充電が行な
われる。しかしトランジスタがオン状態の時にデ
ータ波形がＶからゼロボルトに変化するために
放電が起こり、トランジスタがオフ状態に変化し
た時に保持している電圧は第５図ｅに示す如く
Ｖより小さくなつてしまう。このような電圧降下
は、遅れの程度が大きい程即ちその点から入力端
を見た場合の電極抵抗および容量が大きい点程大
きくなる。また第（ｉ＋１）行もオンとなるよう
な表示内容では電圧降下は生じない。第（ｉ−
１）行―第ｊ列の絵素についても同様に本来ゼロ
ボルトに充電されるべきものが第５図ｆのように
ある電圧V₂に充電され、オフになるべき絵素
に電圧がかかるようになる。前述のように、電極
抵抗及び容量により走査波形のタイミングが遅れ
ると、表示内容によつて絵素に加わる電圧が変化
し、その変化の大きさは場所によつて異なるた
め、表示コントラストにむらが生じる結果とな
る。

次にデータ波形が走査波形に対して遅れている
場合、即ち第５図のａ及びｄの波形の組み合わせ
を考える。この場合、第ｉ行―第ｊ列の絵素では
トランジスタがオンになつた時に、まず第（ｉ−
１）行のデータであるゼロボルトへ向けて充電が
行われた後に本来のデータであるＶに充電され
る。この時、トランジスタを通しての充電が速や
かに行われるような駆動条件ならば第５図ｇのよ
うにトランジスタがオフ状態に変わる時には常に
Ｖまで充電されるため問題はない。しかし、走
査期間Ｈに比べて充電のスピードがあまり速くな
い場合には本来第５図ｈのようにＶまで充電さ
れるものが第５図ｉのように途中のレベルV₃
までしか充電されず、コントラストのむらを生じ
る。

＜発明の目的＞本発明は、マトリツクス型液晶表示装置の従来
の駆動方法における上記問題点に鑑みてなされた
ものであり、行電極および列電極の電極抵抗及び
容量により駆動信号波形に歪が生じた場合でも良
好な表示コントラストを得ることのできる新規有
用な液晶表示装置の駆動方法を提供することを目
的とするものである。

＜発明の基本原理＞本発明の駆動方法の特徴は、データ波形の切り
替えのタイミングに対して、走査波形のタイミン
グを予じめずらせておき、波形の遅れの影響を無
くすもで、第６図はその駆動波形である。第６図
ａは列電極に加えられるデータ波形で、(1)のタイ
ミングで等間隔（間隔Ｈ）に各行に対応するデー
タを切り替えている。ｂ，ｃは本発明の駆動方法
における走査波形である。ここで、トランジスタ
がオンからオフへ移るタイミング(2)は、行電極の
電極抵抗および容量から予想される最大の遅れ時
間τ₁だけ、データ波形のタイミング(1)に対して速
めてある。これによつて走査波形の遅れの影響を
無くすことができる。次に走査波形においてトラ
ンジスタがオフからオンへ移るタイミング(3)は、
トランジスタを通しての充電が十分に速く行われ
る条件では特に制限が無く、(2)―(3)の間隔は最大
で走査ライン数によつて定まる値Ｈにすることが
できる。このような走査波形が第６図ｂである。
ここでデータの切り替えのタイミングと走査のタ
イミングは、間隔が等しく、データに対して走査
がτ₁だけ速くなつている。また充電が遅く、走査
波形に対するデータ波形の遅れが問題となる場合
は、予想される遅れ時間τ₂だけ、走査波形の(3)の
タイミングをデータ波形のタイミング(1)より遅ら
せる。これが第６図ｃの走査波形である。これに
よつてデータ波形の遅れの影響を無くすることが
できる。

＜実施例＞第７図ａ，ｂ，ｃは上記基本原理における第６
図の走査波形を用いる場合の駆動回路のブロツク
図及び波形図である。液晶パネル３２は行電極と
列電極でマトリツクス電極が形成され、その交点
に薄膜トランジスタが付加されている。行電極と
列電極は各々ドライバに接続され駆動電圧が印加
される。３１は液晶パネル３２の行電極ドライバ
で、走査ライン数と同じ段数のシフトレジスタに
よつて構成されており走査波形をφ₁のクロツク
でシフトさせ、各行電極に出力する。３３は列電
極ドライバで、シフトレジスタ、ラツチ等によつ
て構成されており、データはφ₂のクロツクでラ
ツチされ各列電極に出力される。３４は信号制御
部、３５は表示内容のメモリ及びデコーダであ
る。信号制御部３４はクロツクφ₁，φ₂を出力し、
またメモリ及びデコーダ３５を介してデータ信号
を列電極ドライバへ出力する。本回路は従来の駆
動回路と回路構成はほぼ同一に構成されているが
従来は同一であつたクロツクφ₁とφ₂のタイミン
グを第７図ｂに示す如くτ₁だけずらすことにより
前述した如く走査波形がデータ波形に対してτ₁だ
け速められた駆動方法を実現している。第７図ｃ
は行電極ｉとｊ＋１の走査波形である。

第８図ａ，ｂ，ｃは第６図ｃの走査波形を用い
る場合の駆動回路のブロツク図で、第７図の回路
とは行電極ドライバ３６が異なつている。即ち行
電極ドライバ３６は、走査ライン数の２倍の段数
のシフトレジスタによつて構成されており、φ₃
のクロツクでシフトした走査波形を１段おきに行
電極へ出力する。従つて、クロツクφ₃はクロツ
クφ₁，φ₂に比べて数が２倍であり第８図ｂのよ
うなタイミングになつている。第８図ｃは行電極
ｉとｊ＋１の走査波形図である。また本回路にお
いてクロツクφ₃のタイミングを調整することに
より、第７図のような駆動方法を行なうことも可
能である。

＜発明の効果＞以上の如く本発明は、行または列電極の電極抵
抗および容量とによつて発生する信号波形の歪の
影響を無くすことができる有効な駆動方法であ
り、大容量XYマトリツクス型液晶表示装置を駆
動する上で極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は薄膜トランジスタを付加したマトリツ
クス型液晶表示装置の平面図である。第２図は第
１図の等価回路図である。第３図は従来の駆動方
法における各電極の信号波形図である。第４図は
行および列電極の電極抵抗および容量によつて生
じる信号波形の歪を示す波形図である。第５図は
波形の歪を考慮した場合の従来の駆動方法におけ
る各電極の信号波形図である。第６図は本発明の
駆動方法の１実施例を示す各電極の信号波形図で
ある。第７図及び第８図は本発明の回路構成の１
実施例を示すブロツク図である。１１，２２…薄膜トランジスタ、１３，２１…
行電極、１４，２３…列電極、１２…表示絵素電
極、３２…液晶パネル、３１，３６…行電極ドラ
イバ、３３…列電極ドライバ。

Claims

【特許請求の範囲】１行電極と列電極の交点に形成されるマトリツ
クス型表示絵素の各々に薄膜トランジスタを付加
したマトリツクス型液晶表示装置において、前記
行電極に加えられる走査信号波形の、前記薄膜ト
ランジスタが導通状態から非導通状態に変化する
タイミングを、前記列電極に加えられるデータ信
号波形の、前記各々の行電極に接続された表示絵
素の表示内容に対応するデータから次のデータへ
変化するタイミングに対して、少なくとも走査信
号が行電極上を伝播する間に生ずる最大の遅れ時
間だけ進めることを特徴とする液晶表示装置の駆
動方法。２前記薄膜トランジスタが導通状態にある期間
に比較して対応するデータ信号波形を列電極に加
える期間を長く設定した特許請求の範囲第１項記
載の液晶表示装置の駆動方法。