JPH0338617A

JPH0338617A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0338617A
Application number: JP17203789A
Authority: JP
Inventors: Hisao Fujiwara; 久男藤原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-07-05
Filing date: 1989-07-05
Publication date: 1991-02-19

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、テレビ画像などの多階調の画像を表示する液
晶表示装置に関する。

（従来の技術）一般に液晶で表示を行う場合、液晶の信頼性の向上、長
寿命化のために、交流駆動を行うのが通例である。また
、テレビ画像などの多階調の画像の表示を行う場合には
、表示用液晶セルをマトリクス状に配置し、その各々に
取り付けられたスイッチング素子により表示信号の書込
み及び保持を行っている。

マトリックス状に配置された液晶セルは、表示用電極と
走査用電極を通じて駆動されるが、前述のように液晶セ
ルを交流駆動する方法が採られている。その交流駆動と
しては、フィールドま゛たはフレーム毎に表示信号を反
転するフィールドまたはフレーム反転駆動法、走査線毎
に表示信号を反転するライン反転駆動法、隣り合った信
号線でそれぞれ表示信号を反転する信号線反転駆動法な
どの種々の駆動法がある。

第９図にマトリクス駆動方式の液晶表示パネルの構成例
を示す。

液晶表示パネル１は、マトリクス状に配列された多数の
スイッチ素子２及びこの各スイッチ素子２に並列に接続
された液晶表示素子３と信号蓄積キャパシタ４から構成
される。また、液晶表示パネル１は、内部に信号電極駆
動回路５、走査電極駆動回路６を備えている。

信号電極駆動回路５は、シリアルに入力された表示信号
Ｓ１を信号電極駆動のタイミング信号Ｓ２により水平方
向に順次シフトしながら各々の水平画素位置に対応した
パラレルな表示信号に変換してホールドする。また、走
査電極駆動回路６は、走査制御信号Ｓ３に基づき人力さ
れた表示信号Ｓ１がどの走査線に対応しているかに応じ
ていずれかの走査電極線７をオンにする。

従って、表示信号Ｓ１は信号電極駆動回路５で水平方向
の画素信号が決められ、走査電極駆動回路６で垂直方向
の位置が決められて各画素に書き込まれる。この書き込
まれる信号は、走査電極駆動回路６によりオン状態とな
っているスイッチ素子２を通じて信号蓄積キャパシタ４
に供給され、液晶表示素子３に印加される。スイッチ素
子がオフになった後は、信号蓄積キャパシタ４に蓄えら
れている信号が、液晶表示素子３に印加され、この状態
が次の表示信号が書き込まれるまで保持される。なお、
図中８は信号電極線、９はコモン電極である。

ところで、液晶で階調表示を行う場合、液晶に印加する
電圧により液晶を透過する光を制御しているが、印加す
る電圧と液晶の光透過率の関係（Ｖ−Ｔ特性）は必ずし
も線形にはなっていない。

また、信号電極駆動回路中のホールド回路も、表示信号
が正極性の場合と負極性の場合とでその特性は異なる。

第１０図に、液晶表示デバイスのＶ−Ｔ特性の一例を示
す。この図は、表示信号を一定のレベルにしたときの正
極性駆動の場合と負極性駆動の場合との液晶の光透過率
の差を表している。

同図より明らかなように、同一レベルの表示信号の場合
でも、正極性駆動の場合と負極性駆動の場合とでは光透
過率が異なるため、液晶表示デバイスの表示輝度が異な
ることがわかる。

第１１図に、従来の液晶表示装置の構成の一例を示す。

同図に示されるように、入力された画像信号は映像信号
処理回路１０と液晶表示タイミングＩ制御回路１１の両
方に入力される。

映像信号処理回路１０では、液晶表示デバイス１を交流
駆動するために正極性の表示信号Ｓ４と負極性の表示信
号Ｓ５とを出力する。

液晶表示タイミング制御回路１１からの極性切換信号Ｓ
６により、映像信号処理回路１０から出力された正極性
の表示信号Ｓ４または負極性の表示信号Ｓ５が選択され
て、液晶表示パネル１中の信号電極駆動回路５に供給さ
れる。

液晶表示パネル１中では、極性切換信号Ｓ６により選択
された正または負極性の表示信号Ｓ１と、信号電極駆動
タイミング制御信号Ｓ２と、走査電極駆動タイミング制
御信号Ｓ３とにより、対応した液晶セルに表示信号が書
き込まれていく。

なお、１２は液晶表示素子３、スイッチ素子２、信号蓄
積キャパシタ４を一体に構成した液晶表示部である。

第１２図はその液晶表示部１２の断面図を示したもので
、１３はガラス基板、１４は偏光板、１５はカラーフィ
ルタである。ガラス基板１３間に液晶表示素子３として
働く液晶層１６が設けられ、一方のガラス基板１３側に
列状の複数の画素電極１７が配列されている。

また、他方のガラス基板１３側には一枚のコモン電極９
が設けられている。このような液晶表示パネルでは、表
示信号が対応した液晶セルに書き込まれる際に、コモン
電極９に一定の電位が印加される。ところが、この電位
は、液晶表示パネル１２で消費される電力を低減するた
め、表示信号Ｓ１の極性に応じて切り換えられることが
ある。

即ち、コモン電極９に印加される電位は、液晶表示素子
３に交互に異なる極性の信号が加わるように、表示信号
Ｓ１の極性とは逆極性の直流電位が印加される。このよ
うにコモン電極９の電位が切り換えられる場合、あるい
はコモン電極９の電位が一定の場合でも、コモン電極９
に直流電位が印加された状態で表示信号Ｓ１の書き込み
が行われる。

この場合には、前述のように液晶表示デバイスを正極性
駆動した場合と負極性駆動した場合の液晶表示デバイス
の表示特性の差の影響がそのまま表示画像の品質を低下
させてしまう。

従って、液晶をテレビ画像のフィールド又はフレーム毎
に表示信号の極性を反転して駆動するフィールド又はフ
レーム反転駆動を行った場合、フィールド又はフレーム
毎に表示輝度の差があるためにフィールドフリッカを生
じ、画像の表示品質を劣化させる。

また、走査毎に表示信号の極性を反転して駆動するライ
ン反転駆動の場合は、人間の目に検知される３０Ｈｚ成
分のフィールドフリッカは低減されるが、走行線毎に輝
度差を生じるため横しまの妨害が生し、それがフィール
ドまたはフレーム毎に交互に繰り返されるのでラインフ
リッカ妨害となり画像の表示品質が劣化する。

更に、隣り合う信号線の極性を反転して駆動する信号線
反転駆動の場合には、縦じまの妨害が生じ画像の表示品
質が劣化する。

（発明が解決しようとする課題）このように従来の液晶表示装置では、表示信号の正極性
駆動時と負極性駆動時とで、その表示特性に差が生じて
しまう。そのため、フィールドまたはフレーム反転駆動
時はフィールドフリッカを生じ、ライン反転駆動時には
ラインフリッカを生じる。また、信号線反転駆動時には
、縦じま障害を生じ、表示画像の品質を著しく低下させ
てしまうという問題があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされた
もので、その目的は液晶表示デバイスをフィードルまた
は反転駆動した場合のフィールドフリッカ、ライン反転
駆動を行ったときのラインフリッカ、信号線反転駆動し
た場合の縦じま障害を防止し、表示画像の品質を向上す
ることができる液晶表示装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、上記課題を解決するため、複数の液晶画素か
らなる表示パネルの各画素電極に表示信号を印加して画
像を表示する液晶表示装置において、液晶層の両側に対
向して形成さ抗た各画素電極に、互いに極性が逆極性で
あってそれぞれ交互に極性が切り変わる表示信号を印加
する手段を有することを特徴とする。

（作用）本発明においては、液晶層の両側に対向して形成された
各画素電極に、互いに極性の異なる信号を交互に印加す
るため、その表示特性は常に正極性駆動と負極性駆動の
両方の表示特性を持ち、両方の駆動による表示特性の差
をキャンセルすることができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の液晶表示装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。なお、従来装置と同一部分は同一符号を付
しである。

第１図において、映像信号処理回路１０は、人力された
画像信号に基いて正極性の表示信号Ｓ４と負極性の表示
信号Ｓ５を出力する回路である。

また、画像信号は液晶表示タイミング制御回路１１に人
力され、このタイミング制御回路１１では極性切換信号
Ｓ６、タイミング信号Ｓ２、走査制御信号Ｓ３を出力す
る。

液晶表示パネル２０は、液晶表示素子やスイ・ソチ素子
を一体的に一枚のパネル状となした液晶表示部２１と、
この液晶表示部２１を駆動するための駆動回路から溝底
される。この駆動回路は、第１及び第２の対向信号電極
駆動回路２２．２３と、走査電極駆動回路６よりなる。

走査電極駆動回路６は、液晶表示部２１と走査電極線７
で接続され、第１．第２の対向信号電極駆動回路２２．
２３は、それぞれ液晶表示部２１と信号電極線２４．２
６で接続されている。

映像信号処理回路１０から出力される正極性の表示信号
Ｓ４と負極性の表示信号Ｓ５は、液晶表示パネル２０の
第１．第２の対向信号電極駆動回路２２．２３に人力さ
れる。この場合、各スイ・フチ２５に液晶表示タイミン
グ制御回路１１から極性切換信号Ｓ６が供給され、ここ
で第１．第２の信号電極駆動回路２２．２３に供給する
表示信号の極性が所定のタイミングで切換えられる。具
体的には、第１の対向信号電極駆動回路２２に極性が交
互に切換わる表示信号Ｓ１が供給され、第２の対向信号
電極駆動回路２３にはこの表示Ｓ１の極性が反転した表
示信号Ｓ７が供給される。また、液晶表示タイミング制
御回路１１から出力されるタイミング信号Ｓ２は、第１
、第２の対向信号電極駆動回路２２．２３に人力され、
走査制御信号Ｓ３は走査電極駆動回路６に人力される。

この信号Ｓ２、Ｓ３及びスイッチ２５によって切換えら
れた表示信号により、それぞれ対応した液晶セルに表示
信号が書き込まれる。

第２図は液晶表示パネル１０の具体的構成例を示したも
のである。

この例では、マドリスク状に配列された各液晶表示素子
３は、一対のスイッチ素子によって駆動される。この対
をなした各スイッチ素子２の一方は、第１の対向信号電
極駆動回路２２の信号電極線２４に接続され、他方は第
２の対向信号電極駆動回路２３の信号電極線２６に接続
されている。

また、各スイッチ素子２のゲートは、走査電極駆動回路
６の走査電極線７に接続されている。更に、各一対のス
イッチ素子２には、表示信号を保持するための信号蓄積
キャバタ４，４が接続されている。

ここで、前述のような表示信号の極性の切換えは、第１
の対向電極駆動回路２２に正極性の表示信号を印加した
場合、第２の対向電極駆動回路２３には負極性の表示信
号が印加される。また、第１の対向電極駆動回路２２に
負の表示信号を印加したときは、第２の対向電極駆動回
路２３には正の表示信号が印加される。従って、正、負
の表示信号が交互に第１、第２の対向電極駆動回路２２
゜２３に印加される。

各一対のスイッチ素子２，２のゲートは、同じ走査電極
線７に接続されており、同時にオン、オフするようにな
っている。これにより、選択された一対のスイッチ素子
２．２がオンした場合、そのスイッチ素子２，２間の液
晶表示素子には、同時に正負の表示信号が印加され、後
述するように絶対値として両方の合計の電圧が印加され
る。

第３図は液晶表示部２１の断面構造を示したもので、上
下２枚のガラス基板１３．１３間に液晶層１６が設けら
れ、この液晶層１６が画像を表示する液晶表示素子３と
して機能する。また、一方のガラス基板１３にはカラー
フィルタ１５を介して画素電極２７が配列されており、
他方のガラス基板１３には前記画素電極２７にそれぞれ
対向して複数の画素電極２８が配列されている。従って
、液晶層１６を上下一対の画素電極２７．２８で挟むこ
とで一個の液晶表示素子３となり、一対の画素電極２７
．２８を縦横に配列することで、多数の液晶表示素子３
をマトリクス状に配列した液晶表示画面となっている。

なお、１４は偏光板である。

次に前記実施例の動作について説明する。

まず、各液晶表示素子３を駆動する場合、各画素電極２
７．２８には、第４図に示すような表示信号が印加され
る。即ち、前述したように、第１゜第２の対向信号電極
駆動回路２２．２３に正、負の表示信号を交互に切換え
て印加するため、一方の画素電極２７には第４図に表示
信号ａとして示す電圧が印加され、他方の画素電極２８
に表示信号すが印加される。表示信号ａ、ｂは、正負の
極性が反転した信号であり、言換えれば画素電極２７．
２８間に表示信号が差動信号として人力されることにな
る。

このような表示信号を各画素電極２７．２８に入力した
場合、液晶表示素子３の電極は次のようになる。まず、
第５図（ａ）に示すように一方の画素電極２７に正極性
の表示信号（＋Ｖ）を印加し、他方の画素電極８に負極
性の表示信号（−Ｖ）を印加した場合、液晶表示素子３
に印加される電圧は、第５図（ｂ）に示すように、両方
の表示信号の和となり、＋２Ｖの電圧が印加されること
になる。反対に、第５図（ｃ）に示すように、一方の画
素電極２７に負極性の表示信号（−■）を印加し、他方
側に正極性の表示信号（十ｖ）を印加した場合は、第５
図（ｄ）に示すように、−２Ｖの電圧が印加されること
になる。

従って、対向した各画素電極２７．２８に、正負両極性
の表示信号を交互に印加した場合、液晶表示素子３には
正負の表示信号が交互に印加されるため、交流駆動によ
る表示動作がなされ、液晶の信頼性は何ら問題はない。

また、各画素電極２７．２８には正極性と負極性の表示
信号が同時に印加されるため、その表示特性駆動と負極
性駆動の双方の表示特性を合せ持つことになる。このこ
とは、個々の液晶表示素子３に正極性駆動と負極性駆動
の双方の表示特性が現われることになり、正極性、負極
性の駆動による表示特性の差を見かけ上キャンセルでき
る効果をもたらす。従って、従来のように表示特性が正
極性駆動と負極性駆動で異なるようなな場合であっても
、本例のように差動信号で駆動することにより、第６図
に示すような表示特性を得ることができ、表示特性差に
起因する画像の劣化を防止することができる。

また、前述したように、液晶層１６（液晶表示素子３）
に印加される電圧は、各一対の画素電極７．２７に印加
される電極の和となり、双方の電極２７．２８に同じレ
ベルの電圧を印加したりすると、液晶層１６には２倍の
電圧が印加されることになる。従って１、第１、第２の
対向信号電極駆動回路２２．２３は、従来の１／２の表
示信号を各画素電極２７．２８に供給すればよいため、
第１、第２の対向信号電極駆動回路２２．２３の電気的
負担を軽減することができる。

また、液晶表示パネル２０が大型化し、第１、第２の対
向信号電極駆動回路２２．２３からの各画素電極２７．
２８までの配線が長くなると、信号線の電気抵抗や配線
の浮遊容量が増加する。従って、信号線の時定数が大き
くなると、各画素電極２７．２８に書き込む表示信号が
遅れを生じ、表示信号が最終的なレベルに達するまで時
間を要する。各画素電極２７．２８の表示信号の書き込
みは、各画素電極２７．２８への電荷の充電または放電
により行うが、そのときの電荷の充放電の量は各画素電
極２７．２８に書き込む表示信号レベルに依存し、表示
信号のレベルが大きくなるほど多くなる。また、各画素
電極２７．２８の容量と信号線配線の時定数が大きくな
るほど充放電の時間が長くなる。つまり、各画素電極２
７．２８に書き込む表示信号レベルが小さいほど、表示
信号の書き込みに要する時間が短くなる。従って、本例
では前述したように、表示信号レベルを従来の１７２に
できるため、その分表示信号の分表示信号の書込時間を
短くでき、液晶表示素子３の高速駆動が可能となる。

第７図は本発明の他の実施例のブロック図を示したもの
である。

この例は、液晶表示パネル２０内の表示信号保持用の信
号蓄積キャパシタ４をなくしたものでその他の構成は第
２図の例と全く同じである。この例では、信号蓄積キャ
パシタ４の代わりに液晶層１６自身が持つ容量を利用し
ている。一般に、液晶の比抵抗は相当大きく、１画素当
りの液晶容量と液晶の抵抗との時定数はテレビ信号の１
フレ一ム期間よりも充分大きいため、液晶層１６自身の
容量で表示信号の保持を行うことができろ。従って、こ
の例では信号蓄積キャパシタ３を各画素に持たない分だ
け構成が簡単となり、液晶表示パネル２０の製作を容易
とすることができる。

第８図は更に他の実施例のブロック図を示したものであ
る。

この例は、走査電極駆動回路を二つ備えた例であって、
第１の走査電極駆動回路２９と第２の走査電極駆動回路
３０を有する。第１の走査電極駆動回路２９は第１の対
向信号電極駆動回路２２で駆動されるスイッチ素子２を
走査し、第２の走査電極駆動回路３０は第２の対向信号
電極駆動回路２３で駆動されるスイッチ素子２を走査す
る構成であり、両方で分担して走査する構成である。こ
の例では、走査電極駆動回路の１回路当りの負荷が軽減
するため、走査電極駆動回路の高駆動力を必要としない
。

なお、実施例では、液晶表示パネルに設けた液晶駆動用
のスイッチ素子としてＭＯ３！−ランジスタを用いた例
を示したが、これに限ることなく、ダイオードなどの素
子であってもよい。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、正極性駆動と負極
性駆動の表示特性の差をキャンセルでき、その表示特性
差による影響を防止できる。従って液晶表示パネルをフ
ィールドまたはフレーム反転駆動した場合のフィールド
またはフレームフリッカ、ライン反転駆動した場合のラ
インフリッカ、信号線反転駆動を行った場合の縦じま坊
害を防止でき、液晶表示画像の品質を向上することがで
きる。

また、画素電極に書き込む信号レベルを小さくできるた
め、表示信号の高速書込みが可能であるばかりでなく、
信号電極駆動回路の電気的負担も軽減することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示装置の一実施例を示すブロッ
ク図、第２図は液晶表示パネルの具体例を示すブロック
図、第３図は液晶表示部の断面構造を示す断面図、第４
図は各画素電極に印加される表示信号を示す説明図、第
５図（ａ）〜（ｄ）は各画素電極、液晶表示素子に印加
される信号を示す説明図、第６図は本発明の液晶表示装
置の表示特性を示す特性図、第７図は他の例の液晶表示
パネルを示すブロック図、第８図は更に他の例の液晶表
示パネルを示すブロック図、第９図は従来例の液晶表示
パネルのブロック図、第１０図は従来の液晶表示装置の
表示特性を示す特性図、第１１図は従来例の液晶表示装
置のブロック図、第１２図は従来の液晶表示部の断面を
示す断面図である。２・・・スイッチ素子　　３・・・液晶表示素子４・・
・信号表示キャパシタ６・・・走査電極駆動回路１０・・・映像信号処理回路１１・・・液晶表示タイミング制御回路１３・・・ガラ
ス基盤　　１６・・・液晶層２０・・・液晶表示パネル２１・・・液晶表示部２２・・・第１の対向信号電極駆動回路２３・・・第２
の対向信号電極駆動回路２７゜２８・・・画素電極

Claims

【特許請求の範囲】

　複数の液晶画素からなる表示パネルの各画素電極に表
示信号を印加して画像を表示する液晶表示装置において
、液晶層の両側に対向して形成された各画素電極に、互
いに極性が逆極性であって、それぞれ交互に極性が切り
変わる表示信号を印加する手段を有することを特徴とす
る液晶表示装置。