JPH0277722A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アクティブマトリクス方式液晶表示装置に係
シ、特に垂直方向の輝度傾斜の補正に好適な液晶表示装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来、対向共通電極を交流化することにより、。

水平走査回路（列ドライブ回路）のダイナミック。

レンジを半減して消費電力を低減したアクティブマトリ
クス方式液晶表示装置については、特開昭。

５７−６７９９３号公報に記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、各液晶セルと並列に形成され。

た付加容量があれば、対向共通電極電位が変化し。

た時に、各画素駆動電極電位も同じ電圧変化を生。

じ、各液晶セル両端電圧は一定となるが、伺加容。

鼠が形成されていない場合、対向共通電極電位の変化は
各画素トランジスタのゲート・ソース間容量等の寄生容
量と各液晶セル容量で分圧した電圧になってしまうため
、対向共通電極電位変化と各画素への信号書込タイミン
グの差により、垂直方向の輝度傾斜が牛じる問題があっ
た。また、付加容量を形成する場合、アクティブマトリ
クス基板の歩留シ低下や、液晶パネルの光透過基の低下
といった問題があった。

本発明の目的は、付加容量を各液晶セルと並列に形成し
ない場合であっても垂直方向の輝度傾斜。

が生じない、液晶表示装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、アクティブマトリクス方式液晶表。

示装置の各画素トランジスタのゲート・ソース間。

寄生容量の活用、あるいは、従来各液晶セルと並。

列に形成されていた付加容量に代わり、行別査電。

極のオフ電位に対向共通電極電位交流化周期と同。

期して切換える２値の電位を与えることにより’１０達
成される。

〔作用〕

各液晶セルと並列接続された付加容量がなくても、対向
共通電極電位変化時に液晶セル容１６１通して各画素駆
動電極電位全変化させると同時に、各画素トランジスタ
のゲート・ソース間寄生容置又は、行走査電極と各画素
駆動電極（画素トランジスタのソース）間に新たに形成
する容態全通して、対向共通電ａｉ’ｉａ位と同じタイ
ミングで変化する行走査電極のオフ電位変化が各画素駆
動電極電位を変化させ、両者の効果によシ、対向共通電
極電位変化分と、各画素駆動電極電位変化分をほぼ。

等しくできる。それによって、対向共通電位が変。

化しても液晶セル両端の電圧がほとんど変化しないため
、液晶セルと並列に形成する付加容量がな。

くても、垂直方向の輝度傾斜が生じない。

〔実施例〕

第１図に、本発明による液晶表示装置の一実施。

例を示す。１はアクティブマトリクス方式液晶ノ＜。

ネル、Ｄは列信号電極、Ｇは行走査電極、Ｃは対向共通
電極、Ｓは画素駆動電極、Ｍは画素トラン。

ジスタ、ＣＧＳはゲート・ソース間容態、ＬＣは液。

晶セル、ＶＬ（ｉ＝＋、２．３・・・）は直流バイア。

スミ圧源、ＳＣ及び、Ｓ　Ｇ＋　、　Ｓ　Ｇ２は切換ス
イッチである。以下、第１図の実施例の各部動作波形図
を第２図に示し、行走査電極のオフ電位を固定した従来
の液晶表示装置（第１図において、Ｖ２＝ｖ３とした場
合に相当）の各部動作波形図である第３図と対比させて
説明する。尚、各部動作波形図において、説明を簡単に
するため、各直流パイ、。

・　６　・ アス電圧源Ｖｉの発生する電圧を同じ記号Ｖｉを用いて
表現している。

対向共通電極Ｃは、スイッチＳＣにより、フイ。

−ルド毎に電位ｖ４とｖ５（Ｖｓ〉ｖ４とする）が交互
に与えられる。行走査電極Ｇは、スイ・ノテＳα５（ｔ
−１＋　２　＋・・・）により、１フイールドに１回順
。

次選択され、選択時に画棄トランジスタＭｆ！：オン。

にする電位ｖ１が、非選択時には対向共通電極Ｃ１に与
えられる電位の切換゛えタイミングに同期して。

画素トランジスタＭｔ−オフにする電位ｖ２又はＶｓ、
。

（’　Ｖ２　＞　Ｖｓ　）が切換えて与えられる。列信
号電極。

Ｄには、選択された画素に応じた信号が、対向共。

通電極Ｃの電位変化タイミングと同期して、フイ。

−ルド毎に極性を反転させて印加される。例えば、液晶
セルＬＣに電圧が加わらない時に黒を表示ｆ′＋５る、
いわゆるノーマリ・クローズ型の液晶パネル。

金側にとる。白表示を行う場合、第２図に示すよ。

うに、対向共通電極Ｃの電位が低い（ｖ４）時は列信号
電極りの電位は高＜（Ｖｄ）、対向共通電極Ｃ１の電位
が高い時は列信号電極りの電位は低く（Ｖ７）。

・　４　　・ なる。図示していないが、黒表示ではその逆にな。

る。

画素駆動電極Ｓは、第１フイールド内の行走査。

電極Ｇがオン電位ｖ１となる期間中に、列信分電。

極りに印加されている電位Ｖ６に変化する。行別。

査電極Ｇがオフ電位Ｖ３に変化する時、ゲート・。

ソース間容量ＣＧＳによシ、画素駆動電極Ｓの電位。

は電圧△ｖ１３低下シ、（Ｖｄ−△ＶＩＡ　）　トｆＬ
　’）、こ。

の電位を第１フイールドの残りの期間中保持する。

第２フイールドの先頭において、対向共通電極Ｃ１゜の
電位がｖ４からＶｓへ、行走査電極Ｇの電位がＶｓ。

からＶ２へ変化すると、それぞれ液晶セルＬＣの。

容量分とゲート・ソース間容量ＣＧＳによシ、画素駆動
電極Ｓの電位が電圧△Ｖ２３、△Ｖ４５上昇し、（Ｖｄ
　−△ＶＩ３　＋△ｖ２３＋△Ｖａ５）　ＩＩＣナル。

続イテ行走査電極Ｇがオン電位ｖ１になると、画素駆動
電極Ｓの電位は列信号電極電位ｖ７へ向かう。再び、行
走査電極Ｇがオフ電位Ｖ２に変化する時、ゲート・ソー
ス間゛容ＮＣａ５によシ、画素駆動電極ｓｏ電位は電圧
△Ｖ＋２低下し、（Ｖ７　　ｌｓ　Ｖ＋２　）　ト−な
り、この電位を第２フイールドの残りの期間中保持する
。次のフィールドは、先の第１フイールドと同じ動作と
なり、その先頭において、対向共通電極Ｃの電位がｖ５
からＶ４へ、行走査電極Ｇの電位がＶ２からｖ３へ変化
すると、それぞれ液晶セールＬＣの容量分とゲート・ソ
ース間容量ＣＧＳにより、画素駆動電極Ｓの電位が電圧
△Ｖ２３、△Ｖ４５下降し、（Ｖ７−△ＶＩ２−△Ｖ２
３−△Ｖ４５）になる。

続いて行走査電極Ｇがオン電位Ｖ、になると、画素駆動
電極Ｓの電位は列信号電極電位Ｖ６へ向かう。

以下、同様な動作ヲ＜シ返し、フィールド毎に極性が反
転した信号電位が、画素駆動電極Ｓに印加される。

液晶セルＬＣの表示輝度に関係する両端子閾電圧は、画
素駆動電極Ｓの電位から、対向共通電極Ｃの電位を引い
たものであり、（Ｖ’５Ｖ４−△Ｖ２ｇ＋△Ｖ４５）の
関係が成立すれば、第２図中ＬＣで示した動作波形例の
ように、フィールド間の境目で電圧変化のない波形が得
られる。このことは、画面上部の液晶セルＬＣに印加さ
れる電圧波形に対し、行駆動電極Ｇがオン電位Ｖ１とな
るタイミングが遅れる画面下部の液晶セルＬＣ’に印加
され。

る電圧波形が、第２図に示すように位相が遅れる。

こと以外同一の波形となることから、垂直方向の。

輝度傾斜が生じないことを意味してし・る。

次に、各容量分が電圧依存性を持たないものと。

して、前記の条件（Ｖ５　　Ｖ４＝△Ｖ２５＋△Ｖ４５
）が。

成立する時の、行走査電極Ｇのオフ電位Ｖ２、Ｖ３゜の
関係を求めてお（。ゲート・ソース問答ｉｔ　ＣＧＳ。

であるから、前記の条件に代入すると Ｖ２　　Ｖ３＝Ｖｓ　−Ｖ４ が得られる。

従来の液晶表示装置では、行走査電極Ｇのオフ電位は一
定であるため、第１図において、Ｖ　２　＝Ｖ　３とし
た場合に相当し、第２図の動作波形説明図を書き直すと
第６図の動作波形説明図となる。この、　７　　。

・場合、液晶セルＬＣの両端子閾電圧は、フィールド間
の境界において、（Ｖｓ　　Ｖ４）−△Ｖ４５の電圧差
を生じる。このことは、第３図から明らかな。

ように、画面上部の液晶セルＬＣの両端子間電圧波形に
対し、画面下部の液晶セルＬＣ’の両端子間−電圧波形
は位相がずれるだけでなく、ハツチング。

で示した電圧分だけ小さくなるために液晶印加実。

効電圧が低下する。すなわち、垂直方向の輝度傾斜を生
じてしまう。

従って、第１図の実施例に示したように、行ホ。

査電極Ｇのオフ電位を対向共通電極Ｖｏと同じタイミン
グで印加電圧を切換えることにより、従来の行走査電極
Ｇのオフ電位固定方式に比べ、垂直輝度傾斜を軽減する
ことができる。他の寄生容量、電圧依存性等を考えなけ
れば、特に行走査電極Ｇのオフ電位変化振幅（Ｖ２Ｖ３
）を対向共通電極Ｃの電位変化振幅（ＶｓＶ４）とほぼ
等しくすることによシ、垂直輝度傾斜はほとんどなくな
る。

このように、本発明を用いることにより、液晶セルと並
列に接続する付加容量がなくても、垂直・　８　・ 方向輝度傾斜が生じないため、付加容量形成によるアク
ティブマトリクス基板の歩留り低下や、置口率、光透過
率の劣化がなく、低コストで、明る。

い液晶表示装置が得られる。

本発明の他の実施例による液晶表示装置を第４−図に示
す。第１図の実施例は、行走査電極ＧＫ与える電位を、
５接点の切換スイッチで与えていなが、第２図の実施例
では、従来のオフ電位固定方式を用いた垂直走査回路２
（１フイールドに１同順次選択出力するシフトレジスタ
６により、各２１゜接点の切換スイッチを制御し２値の
電位を順次出力する。）を用い、そのオフ電位を共通の
スイッチで切換えている。液晶パネル１の動作自体は、
第１図の実施例と同様である。この第２図の実施例によ
れば、本発明の実施に当シ、専用の垂直走査回路が必要
な（、従来からある垂直走査ＩＣを流用できる利点があ
る。

本発明の他の実施例を第５図に示す。第４図の実施例と
異なる点は、液晶パネル１に代わり、画素駆動電極Ｓと
、該画素に隣接する行走査％Ｌ極Ｇの間に付加容量Ｃ８
を設けた液晶パネル′４を用いている点である。液晶セ
ルＬＣに並列接続する（。

画素駆動電極Ｓと対向共通電極Ｃの間）従来の付。

加容量は、アクティブマトリクス基板内に対向共通電極
Ｃと同電位になる電極配線が余分に必要となるため、配
線の断線、短絡による歩留シの低下。

や、開口率の低下につながる。しかし、第５図の。

実施例に示すように、付加容量を画素駆動電極Ｓ。

と行走査電極Ｇの間に形成すれば、上記の問題は。

小さくなる。付加容量Ｃｓ　ｋ形成することにより、液
晶セルＬＣや画素トランジスタＭにリークがある場合で
も、安定に画像表示ができる。第５図の実施例による動
作は、第４図の実施例とほぼ同様であシ、詳しい説明は
省略する。

本発明の他の実施例を第６図に、その各部動作波形図を
第７図に示し、オフ電位を固定（Ｖ２＝ｖ５）とする従
来の液晶表示装置による各部動作波形図である第８図と
対比させて、以下説明する。第６図の実施例が第４図の
実施例と異なる点は、対向共通電極Ｃに一定電位Ｖｅｋ
与え、各画素トランジスタＭのソース・ドレイン間容量
ＣＤ５ｋ考慮し８ている点である。

対向共通電極Ｃには一定電位ｖ８が与えられる。

ため、液晶パネルをフィールド毎に極性を反転さ。

せる交流駆動を行うには、第７図の動作波形説明−図に
示すように、対向共通電極Ｃを交流化して℃〕だ第４図
の実施例に比べて約２倍の振幅の信号に列信号電極りに
加える必要がある。行走査電極Ｇには、第４図の実施例
と同様な波形が印加される。

画素駆動電極Ｓは、第１フイールド内の行走査電極Ｇが
オン電位ＶＩとなる期間中に、列信号電極りに印加され
ている電位Ｖ９に変化する。続いて行走査電極Ｇがオフ
電位Ｖ３に変化する時、ゲート・ソース間容量ＣＧＳに
より、画素駆動電極Ｓの電位は電圧△ＶＩ３低下し、（
Ｖ９−△Ｖ１３）となり、この電位を第１フイールドの
残りの期間中保持する。第２フイールドの先頭において
、列信号電極の電位がＶ９からＶ＋ｏへ行走査電極Ｇの
電位がＶｓからｖ２へ変化すると、それぞれドレイン・
リース間容置ＣＤＳとゲート・ンース問答１１ＣＧｓＫ
ヨ・１１　・ シ、画素駆動電極Ｓの電位が電圧△Ｖ９ｏ下降し、！　
圧△Ｖ２３上’４　Ｌ、（Ｖ９−△Ｖ＋３−△Ｖ９゜＋
Ｖ２ｘ）。

になる。第７図では、△Ｖ９０−△Ｖ２５として、画。

素駆動電極Ｓの電位は変化していない。この条件は、 であるから、 （Ｖ９−Ｖ’＋ｏ　）　ＸＣＤ５　＝　（Ｖ２−Ｖｓ　
）　ＸＣＧ５　、。

で与えられる。

続いて行走査電極Ｇがオン電位Ｖ１になると、。

画素駆動電極Ｓの電位は列信号電極電位Ｖ、。へ向かう
。再び行走査電極Ｇがオフ電位Ｖ２に変化する時、ゲー
ト・ソース問答Ｎ　Ｃａｓにょシ、画素駆動電極Ｓの電
位は電圧△Ｖτ２低下し、（Ｖ＋ｏ−△Ｖ１２）となシ
、この電位を第２フイールドの残りの期間中保持する。

次のフィールドは第１フイールドと同じ動作となり、そ
の先頭において、列信号電極りの電位がＶｌからＶ９へ
、行走査電極Ｇの、１２　。

電位がＶ２からＶｓへ変化すると、それぞれドレイン・
ソース間容量ＣＤＳとゲート・ソース間合１楠により、
画素駆動電極Ｓの電位が電圧△Ｖ２１下降。

し、△Ｖ’ｐｏ上昇し、（Ｖ＋ｏ−△Ｖ　＋−２−△Ｖ
２３＋△。

Ｖ２Ｏ）になる。ここで、第２フイールドの先頭におけ
る説明と同様に、△Ｖ２３−△Ｖ９Ｇという条件を与え
ることによシ、画素駆動電極Ｓの各フィールドの先頭に
おける電位変化がなくなる。

液晶セルＬＣの両端子間電圧は、画素駆動電極Ｓの電位
から、対向共通電極Ｃの電位Ｖ８′に引いたものであり
、第７・図のＬＣで示すような電圧波形となる。このこ
とは、画面上部の液晶セルＬＣに印加される電圧波形に
対し、行駆動電極Ｇがオン電位となるタイミングが遅れ
る画面下部の液晶セルＬＣ’に印加される電圧波形は、
第７図に示すように、位相が遅れること以外同一の波形
となることから、垂直方向の輝度傾斜が生じないことを
意味している。

従来の液晶表示装置では、行走査電極Ｇのオフ電位が一
定であるため、第６図において、Ｖ２＝Ｖ５とした場合
に相当し、第７図の動作波形説明図を書き直すと、第８
図の動作波形説明図となる。こ。

の場合、液晶セルＬＣＯ両側子間電圧は、フィー。

ルビ間の境界において、△Ｖ９０の電圧変化を生じ。

る。このことは、画面上部の液晶セルＬＣの両端。

子間電圧波形に対し、画面下部の液晶セルＬＣ’の。

両端子間電圧波形は位相がずれるだけでなく、ハ。

ンチングで示した電圧分だけ小さくなるために液。

晶印加実効電圧が低下する。すなわち、垂直方向。

の輝度傾斜が生じてし・た。　　　　　　　　　　１０
従って、第６図の実施例に示したように、行走査電極Ｇ
のオフ電位を列信号電極りの極性反転タイミングで切換
えることにより、従来の行走査電極Ｇのオフ電位固定方
式に比べ、垂直輝度傾斜を軽減することができる。また
、第６図の実施例においても、第５図の実施例で付加し
た画素駆動電極Ｓと隣接する行走査１極Ｇ間容量Ｃｓを
付加した場合でも、同様な効果があるのは、明らかであ
る。

このように、本発明を用いることにより、対向共通電極
電位を交流化せず一定電位にする駆動方式の場合でも、
ドレイン・ソース間容量等による垂直方向輝度傾斜を補
償することができる効果が。

ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、液晶セルと並列接続する付加。

容量を省き、対向共通電極電位を交流化して列信。

号電極に与える信号電圧振幅を半減し、消費電力。

全低減した場合であっても、垂直方向の輝度傾斜。

がほとんどない液晶表示装置が得られる。液晶セ。

ルと並列接続する付加容量を省（ことにより、各１゜画
素駆動電極と行走査電極間に付加容量を形成す。

る場合であっても、アクティブマトリクス基板上。

に共通′電極の配線をする必要がないため、アクティブ
マトリクス基板の歩留９が向上し、かつ開口率等の向上
によシ、高い光透過率を持つ液晶表示装置が得られる。

また、対向共通電極電位を固定する方式であっても、フ
ィールド毎極性反転時、画素トランジスタのトレイン・
ソース間容置による垂直方向輝度傾斜を軽減することが
できる効果がある。

・１５　・

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の液晶表示装置を示。 す等価回路図、第２図は第１図の実施例の動作波。 形説明図、第６図は第２図と対比する従来の動作波形説
明図、第４図及び第５図、第６図はそれぞ−れ本発明の
第２、第６、第４の実施例の液晶表示。 装置を示す等価回路図、第７図は第６図の実施例。 の動作波形説明図、第８図は第７図と対比する従。 来の動作波形説明図である。 １．４．５・・・アクティブマトリクス方式液晶パ、。 ネル、２・・垂直走査回路、５・・・シフトレジスタ、
Ｍ・・・画素トランジスタ、ＬＣ・・・液晶セル、ＣＧ
Ｓ・・・ゲート・ソース間容量、Ｃ８・・・付加容量、
ＣＤＳ・・・ドレイン・ソース間容量、Ｄ・・・列信号
電極、Ｇ・・・行走査電極、Ｓ・・画素駆動電極。 代理人弁理士　小　　川　　勝　　男 ゛１６　・ ＣＪ（：５　　　　　Ｑｙ ０　　　　　　　　　　　（〕 （Ｑ　　　　　　　　、Ｊ　　　　　　　　　Ｊ（ｊＱ
（ｂ ド （ト）　　　　　　リ　　　　　　　　ＯＪ　　　　　
　　　　　　−Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、液晶パネルの一方の内面に複数の画素トランジスタ
   が形成され、これら画素トランジスタが選択的にオン・
   オフ制御され、その選択された画素トランジスタのソー
   スに接続された画素電極と、上記液晶パネルの他方の内
   面に形成された対向共通電極との間に交番電圧を印加し
   て表示制御を行う液晶表示装置において、該画素トラン
   ジスタがオフ期間にゲートに印加する電位として、上記
   交番電圧の交番タイミングに同期して、異なる２値の電
   位を切換えて与えることを特徴とする液晶表示装置。