JPH0318820A - アクティブマトリックスアレイの駆動方法 - 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、液晶表示パネル、或いは液晶ライトバルブな
どに用いることのできるアクティブマトリックスアレイ
の駆動方法に関するものである。

従来の技術 従来アクティブマトリックスアレイの基本的な構成は第
４図に示すように、多数の走査線Ｘｎと信号線Ｙｍとそ
の交差点に配置された絵素電極Ｐｎｍ、及び各絵素電極
に接続され、走査線で制御されるスイッチ素子Ｔｎｍ　
（図では薄膜トランジスタ）より成る。絵素電極と対向
共通電極の間には液晶が挿入されており絵素電極に与え
られる電位で液晶の電気光学特性が制御される。また、
各絵素電極Ｐｎｍは対向共通電極との間に静電容量Ｃｎ
ｍを形成しており（同図では示していない）、この容量
により絵素電極の電位がある時間にわたって保持される
ことがアクティブマトリックス方式の要件のひとつであ
る。つまり、スイッチング素子Ｔｎｍが走査線Ｘｎによ
って選択され、信号線Ｙｍの電位が絵素Ｐｎｍに与えら
れた後、スイッチング素子Ｔｎｍの非選択時の抵抗（同
図ではトランジスタのオフ抵抗）と、静電容量Ｃｎｍと
によって決まる時定数τで絵素の電位は変化していくこ
とになる。従って、走査線の非選択時間に対して時定数
が十分大きければ絵素の電位は保持される。

しかし、実際のアクティブマトリックスアレイでは、ス
イッチング素子の構造や製造プロセスなどにより、いろ
いろな寄生容量が発生し、上記の絵素電圧を変動させる
原因となる。特に信号線Ｙｍと絵素電極Ｐｎｍ間に発生
する寄生容量Ｃｓｐは、信号線Ｙｍの電位変化ΔＶに対
して、ΔＶ　Ｘ　（Ｃｓ　ｐ　／　Ｃｎ　ｍ　）だけ絵
素電位を変動させることになるため、表示画像の品質に
大きな影響を与える。第５図は、Ｃｓｐの表示画像の上
下輝度差への影響を説明する為の絵素電位のタイミング
チャートである。同図は、薄膜トランジスタプレイを有
する液晶素子を駆動するときの一般的なタイミングチャ
ートであり、駆動方法である。

つまり、液晶は交流で駆動する必要があるため、信号線
電位は共通電極に対して一画面毎に極性を反転する方法
である。同図では、信号として一定電圧を与えた場合の
走査線選択時間の差による各画素の電位変化を示してい
る。Ｃｓｐを考慮した場合、同図から解るように信号線
電位の極性が一画面毎に反転したとき、その変化に応じ
て前述した計算式の分だけ絵素電位に変化を与える。こ
の変化は、常に液晶にかかる電圧を低下させる方向に働
く、また、図からも明らかなように信号線電位の反転後
すぐに選択される絵素（表示画面では上に当たる）と、
選択された後すぐに信号線電位の反転が起こる絵素（表
示画面では下に当たる）では、液晶にかかっている実効
電圧（液晶にかかっている電圧の２乗の時間平均値）に
差が生じる。

これによって画面上下での輝度差が発生することになる
。また、信号線電位の変化によって絵素電位が影響され
るので、階調性も大きく低下させる原因となる。

ところで、この信号線と絵素間容量は、トランジスタの
チャンネル部の形状や、特にａ−３ｉを活性層としたト
ランジスタの光遮蔽層等によって発生し、完全にその容
量をなくするのは困難である。さらに、−絵素のサイズ
を細かくし高密度・高精細にした場合、液晶の容量Ｃｎ
ｍが小さくなり等価的にＣｓｐ／Ｃｎｍの値が大きくな
り、結果として画質に大きく影響するという問題がある
。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、アクティブマトリックス方式液晶表示
素子において、その問題点である信号線と絵素電極間容
量のもたらす画質低下を大きく低減し、高品質の表示が
可能となるアクティブマトリックスアレイの駆動方法を
提供することにある。

課題を解決するための手段 前記課題を解決するために本発明は、複数の走査線（ゲ
ート線）と信号線（ソース線）、各交差点に対応して設
けた絵素電極、及び各絵素電極に接続され、隣合う信号
線によって上記絵素電極の電位を制御できる少なくとも
２つ以上のスイッチング素子より成るアクティブマトリ
ックスアレイであって、かつ、互いに隣合う信号線の電
圧の極性を逆にして駆動することとしたものである。

作用 前述のように、各絵素電極に対して相隣合う２本の信号
線間にそれぞれスイッチング素子を設ける構成により、
絵素電極とそれに隣合う２本の信号線間に発生する寄生
容量をほぼ同一になるようにし、かつ、互いに隣合う信
号線電位の極性を逆にして駆動することによって、−画
面走査時の信号線電位の反転方向を隣合う信号線で逆と
し画素電位の変動を相殺するものであり、輝度差のない
高画質表示が可能となる。

実施例 第１図は本発明に関わる実施例のアクティブマトリック
スプレイの等価回路を示したものである。

第１図において、Ｔ　ｎ　ｍ（ａ）、　Ｔ　ｎ　ｍ（ｂ
）は薄膜トランジスタを示している。Ｘｎ、Ｙｍはそれ
ぞれ走査線、信号線を示している。この構成は、いわゆ
る冗長型構成としてよく知られており、アクテイブマト
リックスアレイにおける表示欠陥を低減し、製造歩留ま
りを高める手法として、特に絵素数の多い液晶表示パネ
ルで利用されている。また、この図には記載していない
が、トランジスタのソース、ドレイン間の寄生容量があ
り、前述したように液晶を駆動した場合の画面の上下輝
度差の原因となる。第２図は、第１図の構成の薄膜トラ
ンジスタアレイを用いて１絵素１００（μｍ）ピッチの
サイズで、８００Ｘ８００絵素の液晶表示パネルを、一
画面走査ごとに信号線の電位極性を対向共通電位に対し
て反転する通常の駆動方法（以下ＩＶ反転と呼ぶ）で駆
動したときの画面に上下での電圧−輝度特性を示したも
のである０画面の上下で約０．３（Ｖ）の実効電圧差が
あり、それに応した上下輝度差が発生することが解る。

第３図は前記液晶パネルを用い、本発明に記載の駆動方
式、つまり、一画面走査ごとに信号線の電位極性を対向
共通電位に対して反転すると共に、隣合う信号線同志の
電位は逆極性とする（以下信号線反転と呼ぶ）という方
法で駆動したときの画面上下での電圧−輝度特性を示し
たものである０図から明らかなように、第２図で発生し
たような画面上下での実効電圧差は発生していない、こ
れは、前述したように、トランジスタのソース・ドレイ
ン間寄生容量の影響を、信号線反転駆動によって相殺し
たことによるものである。また、この効果は、第１図に
示すように隣接する信号線に対してほぼ同一のトランジ
スタを形成することによってのみ得られることは明らか
であろう。

発明の効果 以上述べたように、本発明は、各絵素電極に対し相隣合
う２本の信号線間にそれぞれスイッチング素子を設ける
構成により、絵素電極とそれに隣合う２本の信号線間に
発生する寄生容量をほぼ同一になるようにし、かつ、互
いに隣合う信号線電位の掻性を逆にして駆動することに
よって、輝度差のない高画質表示を可能とするものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかわる実施例のアクティブマトリッ
クスプレイの回路構成の説明図、第２図。 第３図は第１図の回路構成で、駆動方法を変化さクスア
レイの典型例を示す説明図、第５図はアクティブマトリ
ックスプレイの典型的な駆動方法の説明図である。 Ｘｎ・・・・・・走査線、Ｙｍ・・・・・・信号線、Ｐ
ｎｍ・・・・・・絵素電極。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の走査線（ゲート線）と信号線（ソース線）
   、各交差点に対応して設けた絵素電極、及び各絵素電極
   に接続され、隣合う信号線によって上記絵素電極の電位
   を制御できる少なくとも２つ以上のスイッチング素子よ
   り成るアクティブマトリックスアレイであって、互いに
   隣合う信号線の電圧の極性を逆にして駆動することを特
   徴とするアクティブマトリックスアレイの駆動方法。
2. （２）各絵素電極に対して接続されたスイッチング素子
   は、隣合う信号線間に１つずつ形成され、かつ同一構造
   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
   リックスアレイの駆動方法。
3. （３）スイッチング素子は薄膜トランジスタであること
   を特徴とする請求項２記載のアクティブマトリックスア
   レイの駆動方法。