JPH0289091A - アクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法 - 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） この発明はアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動
方法に関する。

（従来の技術） アクティブマトリクス型液晶表示装置の各画素の電気的
等価回路は、第２図に示すような構成となっている。第
２図において、１０は信号電極、１２はこれと直交する
走査電極、■は液晶の光の透過性を制御するためのスイ
ッチング素子であって通常は電界効果トランジスタ構造
の薄膜トランジスタ（ＴＰＴと称する。）で構成し、Ｄ
はそのドレイン電極、Ｇはゲート電極、Ｓはソース電極
である。さらに、ａＳＳはゲート電極Ｇとソース電極Ｓ
との闇の容量である。しは液晶であり、ＣＬｃは液晶容
量、ＲＬＣは液晶抵抗であり、この液晶はソース電極Ｓ
に接続された透明画素電極Ｅ、と各画素に共通な対向電
極Ｅｃとの間に設けられている。

この構造は公知であるので、その詳細な説明は省略する
。

液晶表示装置の画質を向上させるために解決すべき問題
点の一つにフリッカ（画面のちらつき）がある０通常、
ドレイン電圧の対向電圧に対する極性を各フィールド毎
に反転させるようにしてドレイン電極りに信号を与えて
いるが、ドレイン電圧の両極性におけるソース電圧波形
が非対称となるため、液晶りの光学変化もフレーム周期
の２倍の周期で変動する。その光学変化の遅れが人間の
視覚にフリッカとなって感じられるものであり、また、
このフリッカはソース電圧のリーク量によってバラツク
ため、フリッカが生ずると表示画面が非常に見づらかっ
た。

この問題の解決を図る一方法として文献：　「テレビジ
ョン学会技術報告ＩＴＥＪ　　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　　
Ｒｅｐｏｒｔ　　Ｖｏｌ、１０．Ｎｏ。

４５、ｐｏ、２５−２９．ＥＤ’　８７−５　（昭和６
２年１月３０日）」に開示されている技術がある。

第３図はこの従来の解決方法を説明するための駆動方式
のタイミングチャートであり、ｖ９及びはＶｓは各スイ
ッチング素子としての薄膜トランジスタのゲート電極及
びソース電極に印加されるゲート電圧（走査信号）及び
ソース電圧（表示信号）であり、Ｖｃは対向電極に印加
する一定のＤＣバイアスである対向電圧である。ソース
電圧Ｖｓは対向電圧Ｖｃに対して１フィールド毎に正及
び負極性の繰り返し周期を有している。−点破線で示す
Ｖｃｅｎｔは信号電圧であるソース電圧Ｖｓの振幅の中
心レベルに対応する中心電圧である。また、■は１フイ
一ルド期間であり、Ｔｏｎ及びＴ　ｏｆｆはそれぞれ薄
膜トランジスタが選択される期間及び表示信号の極性が
反転してから走査信号が印加されるまでの期間である。

一方、第４図はフリッカを定量的に表わす輝度変調度ｍ
の対向電圧Ｖｃ依存性を示す曲線図であり、横軸に△Ｖ
及び縦軸にｍをプロットしで示しである。特にこの従来
例は、実際に目で見た画面のちらつきすなわちフリッカ
の変化と良く一敗するという理由でソース電圧・ｖＳの
反転周期ＩＦ！：３０Ｈｚとした場合の例である。

第３図及び第４図からも理解出来るように、この従来技
術では、対向電圧ｖｃを中心電圧Ｖｃｅｎｔに対しΔＶ
だけシフトさせることによってフリッカが最小となるよ
うに構成したものであり、この従来例では、△Ｖ＝−０
，７（Ｖ）とした場合に、フリッカが最小となって実際
にフリッカが感じられず、その前後の対向電圧Ｖｃの値
では対象的に漸次大きくなることが示されている。

ところで、既に説明したように、フリッカのバラツキは
ソース電極からのリーク量の変動に起因する。第２図の
等価回路からも理解出来るように、ソース電極Ｓからの
リークはトランジスタＴを介する場合はソース電圧とド
レイン電圧との差に依存し、また、液晶りを介する場合
はソース電圧と対向電圧との差によって引き起される。

従って、リークの生ずる量は薄膜トランジスタである電
界効果トランジスタＴのオフ抵抗及び液晶りの容量に依
存し、この両者が画面全体では必ずしも均一ではないと
すればフリッカもバラツクこととなる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この従来のフリッカの問題の解決方法で
あると、対向電圧Ｖｃのシフト量ΔＶｔ各画素に対して
一律に一定としている０個々の薄膜トランジスタの特性
とが、画素を構成する液晶等を挟んだ対向電極及び透明
画素電極間のセル厚等の特性のバラツキを全く考慮して
いない、従って、表示画面全体を見た時、フリッカが改
善されている箇所と改善されていない箇所とが現われて
しまい、表示画面全体を視覚上何等支障が無い程度にま
でフリッカの改善を図ることが出来ていないという問題
点があった。

この発明の目的は、表示画面全体にわたってフリッカを
実質的に認識させないように構成することにより表示品
質の優れたアクティブマトリクス型液晶表示装置ｔを提
供することにある。

（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明のアクティブマト
リクス型液晶表示装置によれば、１フィールドの期間中
、奇数列群の電界効果トランジスクのドレイン電極及び
偶数列群の電界効果トランジスタのドレイン電極に対し
、表示信号の対向電圧に対する極性を互いに反転させて
、当該表示信号を印加すること を特徴とする。

（作用） このように構成すれば、あるフィールドの期間中では同
一ライン上で隣接する二つの画素のそれぞれの薄膜トラ
ンジスタである電界効果トランジスタのうちの一方のド
レイン電極には、対向電圧に対し正の極性の表示信号が
与えられ、他方の電界効果トランジスタのドレイン電極
には反転した負の極性の表示信号が印加されることにな
り、従って対応するソース電極をそれぞれ経て隣接する
画素の液晶に互いに反転した電圧がそれぞれ印加される
。それぞれの液晶の光学的変化量は印加される電圧によ
って異なるため、同一行（ライン）上の隣接する画素間
では光の透過量が異なるが一つ置きの各画素の光の透過
量は同一となる。

そして、次のフィールド期間には、直前のフィールドと
は反対の極性の表示信号がそれぞれの画素に与えられ、
これがため両画素の光透過量も互いに入れ換わる。従っ
て、表示画面全体をフレーム周期（２フイ一ルド期闇）
で視覚認識した場合、液晶の光学変化が画面全体にわた
らず、光学変化が同一ライン上の相ａｇｑＷｉする画素
間で相殺されるので視覚上フリッカが感じられなくなる
。

また、従来と同様に対向電圧ＶＣを中心電圧Ｖｃｅｎｔ
からΔＶ例えば−０，７（Ｖ）だけシフトさせることを
併用すれば、フリッカの発生を一層抑制することが出来
、好ましい。

（実施例） 以下、図面ヲ参照して、この発明の実施例につき説明す
る。

第１図（Ａ）〜（Ｃ）はこの発明のアクティブマトリク
ス型液晶表示装置の駆動方法の説明に供する電圧波形図
で、横軸に時間及び縦軸に電圧を取って示しである。

第１図（Ａ）はある一つの行（ライン）に着目した場合
の１フイ一ルド周期で供、Ｉ８されるゲート電圧ｖ９で
ある。第１図（Ｂ）は奇数列を形成する信号電極に接続
されている電界効果トランジスタのドレイン電圧Ｖｄ及
びソース電圧Ｖｓの波形をそれぞれ示し、第１図（Ｃ）
は偶数列のドレイン電圧Ｖｄ及びソース電圧Ｖｓをそれ
ぞれ示す、尚、ドレイン電圧Ｖｄ及びソース電圧Ｖｓの
うち、対向電圧Ｖｃに対して正極性の部分をＶｄｐ及び
Ｖｓｐで示し負極性の部分をＶｄｎ及びＶｓｎでそれぞ
れ示しである。

この発明においては、ある１フィールドの期間中、奇数
列群の電界効果トランジスタの全てのドレイン電極には
同一の極性、例えば、正極性の表示信号であるドレイン
電圧ＶｄｐＩＦｒ与える。

方、同一の１フィールドの期間中、偶数列群の電界効果
トランジスタの全てのドレイン電極には反対極性、従っ
てこの場合には負極性の表示信号（ドレイン電圧Ｖｄｎ
）を与える。このような電圧の極性の切り換えは、従来
からこの種の液晶表示製雪に用いられでいる交流化信号
で簡単かつ容易に行うことが出来る。尚、この交流化信
号はドレイン電圧のＴＴＬレベルのことであるので、そ
の詳細な説明及び図示は省略する。

次に、同一のフィールド期間中に奇数列及び偶数列のド
レイン電極及びソース電極に与えられるドレイン電圧及
びソース電圧につき具体的に説明する。

先ず、ある１フレームを構成する第１フィールド及び第
２フィールドの期間を考える。第１フィールド期間にお
いて、例えば第１図（Ｂ）に示したように奇数列のドレ
イン電圧Ｖｄの極性は対向電圧Ｖｃに対して正極性を有
していると、偶数列のドレイン電圧Ｖｄは第１図（Ｃ）
に示すように負極性を有している。このため、奇数列の
ソース電圧Ｖｓの電圧波形と偶数列のソース電圧Ｖｓの
電圧波形は異なった形状となる。奇数列のドレイン電圧
Ｖｄが正極性Ｖｄｐに充電した後、電界効果トランジス
タ（第２図にＴで示す、）のゲート電極Ｇ及びソース電
極Ｓ（それぞれ第２図に示す、）間の容量Ｃ−５（第２
図）のために、ゲート電圧のオフ直徒にソース電圧Ｖｓ
は電圧降下を生じて第１図ＣＢ）に示すようにドレイン
電圧Ｖｄｐのレベルよりも負の側（図中下側）ヘシフト
したような波形（Ｖｓｎの部分で示す、）となる、この
現象は偶数列のソース電圧Ｖｓ（第１図（Ｃ））につい
ても言え、ドレイン電圧Ｖｄｎのレベルよりも負の側（
図中下側）ヘシフトした部分を有する波形（Ｖｓｎの部
分で示す、）となる。

しかし、ソース電圧Ｖｓと対向電圧Ｖｃの対称化を図る
ために対向電圧Ｖｃをやはり負側ヘシフトさせると、ド
レイン電圧Ｖｄの正極性の部分Ｖｃｊｐの期間には、正
極性のソース電圧部分Ｖｓｐを基準にして見ると、リー
クを起す２箇所、すなわち、ドレイン電極（第２図にＤ
で示す、）の電圧部分Ｖｄｐのレベルと、対向電極（第
２図にＥｃで示す、）の電圧Ｖｃのレベルとが逆となっ
てし）るため、両方向へ生ずるはずのリークが互いに相
殺され、結果的にはリークが起りにくい状態にある。

一方、ドレイン電圧Ｖｄが負極性部分Ｖｄｎをとる期間
中であって、ソース電圧Ｖｓの負極性部分Ｖｓｎが電圧
降下してドレイン電圧Ｖｄｎよりも低いレベルとなって
いる場合には、ソース電圧部分Ｖｓｎを基準として見る
と、ドレイン電圧部分Ｖｄｎ及び対向電圧Ｖｃのレベル
が共に同一側にあるため、ドレイン電極り及び対向電極
Ｅｅ（第２図）の双方を経てリークが起る。

ざらに、この発明の構成でも、従来と同様に、１フィー
ルド毎にドレイン電極りに与える表示信号従ってドレイ
ン電圧Ｖｄの極性！Ｖｄｐ及びＶｄｎのように反転させ
ている。しかし、この発明では、この第１フィールドに
続く第２フィールドでも、偶数列及び奇数列毎に、ドレ
イン電圧Ｖｄの極性を反転させるので、今度は奇数列の
ドレイン電極りに負極性部分Ｖｄｎが印加しく第１図（
Ｂ））、偶数列のドレイン電極りには正極性部分Ｖｄｐ
が印加する（第１図（Ｃ））、これがため、奇数列のソ
ース電極Ｓのソース電圧Ｖｓは前のフィールドの、偶数
列の電圧波形と同一となり、偶数列のソース電圧Ｖｓは
前のフィールドの、奇数列の電圧波形と同一というよう
に反転した電圧波形となる。これがため、この第２フィ
ールドでは、奇数列ではソース電圧のリークが起るが、
偶数列ではリークは起りにくい。

第５図は、この発明の駆動方法によるソース電圧波形に
対応して生ずる液晶の光学変化を説明するための特性曲
線図であり、横軸に時間及び縦軸に光透過量を取って示
しである。

同図において、実線で示す曲線Ｉは第１図ＣＢ）に示し
た奇数列のソース電圧波形に対応する液晶の光学変化を
示し、破線で示す曲線■は第１図（Ｃ）に示した偶数列
のソース電圧波形に対応する液晶の光学変化を示してい
る。この特性曲線図からも理解出来るように、偶数及び
奇数列というように一画素列毎に非対称な液晶の光学変
化が起れば、全体としては、フレーム周期での光学変化
としでとらえることが出来る。これにより、画面全体の
中でフリッカのバラツキを引き起す薄膜トランジスタの
オフ抵抗やセル厚のバラツキに起因するソース電圧のバ
ラツキ等の原因による光学変化があっても、この光学変
化は一ライン上のｗ４接する画素間従ってｌｌＩ接する
画素列間で視覚上相殺されるので、これがためラリツカ
が感じられない。

第６図は、この発明の駆動方法を実施するための製雪の
構成例を示す図である。従来は１フイ一ルド期間内では
ドレイン電極を一つのドレイン駆動回路で同時に駆動す
る構成となっているが、この発明では、第６図に示すよ
うに、奇数列ドレイン駆動回路２０と偶数列ドレイン駆
動回路２２とに分けて設け、奇数列の信号電極群０．〜
Ｏｏと偶数列の信号電極群ｅ、−ｅ、とに互いに極性を
反転させて同時に表示信号を供給する構成とする。この
偶数列及び奇数列へドレイン電圧（信号電圧）を、互い
に極性を反転させた状態で、同時供給するための制御は
、例えば、従来の交流化信号を一方においては奇数列ド
レイン駆動回路２０に直接極給し、他方においてはイン
バータ（反転ゲート）２４によって極性を反転させて偶
数列ドレイン駆動回路２２に供給することにより行なう
ことが可能であるが、設計に応じた他の任意好適な手法
で行っても良い、尚、２６はゲート駆動回路で、従来と
同様に前述した各信号電極に対して直交する複数の走査
電極に走査電圧を供給する構成となっている。この第６
図には図示していないが、これら信号電極０．〜Ｏｎ及
びｅ１〜ｅｎのそれぞれと走査電極９１〜９１との交差
部に画素が形成されている。これらの各画素にそのスイ
ッチングを制御するための薄膜トランジスタが設けられ
ていて、各トランジスタのドレイン電極を信号電極Ｏ３
〜ｏ７及びｅ＋””ｅｎに接続し、ゲート電極を走査電
極ｌこそれぞれ接続させているがこれらの構成は従来と
変゛らないので、その詳細な説明は省略する。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法によれば、各
画素を制御するスイッチング素子としての薄膜トランジ
スタのドレイン電極を奇数列群及び偶数列群に分け、こ
れら両群に対し互いに逆極性の信号電圧（ドレイン電圧
）を与えて液晶を駆動するので、画面全体で見た場合、
互いに１ｌＩＷｉする列上にありかつ同一ライン上にあ
る画素間の液晶の光学変化は、スイッチング素子の個々
の特性のバラツキやセル厚のバラツキ等に起因するバラ
ツキを補償し合うので、これらａＳＳ画素間の液晶の光
学変化が視覚上−様に認識出来るようになる。従って、
表示画面全体にわたり、実質的にフリッカを感じること
なく高品質の画像表示が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のアクティブマトリクス型液晶表示装
置の駆動方法の説明に供するスイッチング素子としての
電界効果トランジスタの所、要の電圧を示す電圧波形図
、 第２図はこの発明及び従来の説明に供する各画素の電気
的等価回路図、 第３図は従来の駆動方式の説明に供するタイミングチャ
ート図、 第４図はフリッカを定量的に表わす輝度変調度ｍの対向
電圧Ｖｃ依存性を示す曲線図、篤５図はこの発明の駆動
方法によるソース電圧波形に対応しで生ずる液晶の光学
変化を説明するための特性曲線図、 第６図はこの発明の駆動方法を実施するための装置の構
成例を示す図である。 １０−・・信号電極、　　　　１２・−走査電極２０−
・奇数列ドレイン駆動回路 ２２−・偶数列ドレイン駆動回路 ２４−・・インバータ（反転ゲート） ２６・・・ゲート駆動回路 Ｔ−・スイッチング素子（薄膜トランジスタを構成する
電界効果トランジスタ） Ｄ・・・ドレイン電極、　　　Ｓ・・・ソース電極Ｇ・
・・ゲート電極 Ｃ−ｓ””（ゲート電極及びソース電極間の）容量し・
・・液晶、　　　　　　ＣＬｃ・・・液晶容量ＲＬＣ”
’液晶抵抗、　　　Ｅｓ””透明画素電極Ｅｃ・・・対
向電極、　　　ｖ９・・・ゲート電圧Ｖ　ｄ−・・ドレ
イン電圧 Ｖ　ｄ　ｐ−・・（ドレイン電圧の）正極性部分Ｖ　ｄ
　ｎ−（ドレイン電圧の）負極性部分Ｖｓ−−ンース電
圧 Ｖ　ｓ　ｐ　・・・（ソース電圧の）正極性部分Ｖｓｎ
−（ソース電圧の）負極性部分 Ｖ　ｃ　−”対向電圧、　　　Ｖ　ｃ　ｅ　ｎ　ｔ　・
・・中心電圧。 特許出願人　　　　沖電気工業株式会社Ｇ：ゲート電極 Ｄニドレイン電極 Ｓ・ソース電極 Ｅｃ　：対向電極 ＣＬＣ：液晶容量 ＲＬＣ：液晶抵抗 第２ 図 電圧 電圧 第３ 電圧 ＋４ ΔＶ （Ｖ） 輝度変調度ｍの対向電圧Ｖｃ依存性 第４ 図 光透過量

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）行列状に配列した各画素毎にスイッチング素子と
   して設けられた電界効果トランジスタのソース電極に表
   示信号を、該表示信号の対向電圧に対する極性を１フィ
   ールド毎に反転させて、印加して各画素を交流駆動する
   アクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法におい
   て、 １フィールドの期間中、奇数列群の電界効果トランジス
   タのドレイン電極及び偶数列群の電界効果トランジスタ
   のドレイン電極に印加する表示信号の対向電圧に対する
   極性を互いに反転させること を特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆
   動方法。