JPH0373924A - 2端子型アクティブマトリクス液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents

2端子型アクティブマトリクス液晶表示装置の駆動方法

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JPH0373924A
JPH0373924A JP1210393A JP21039389A JPH0373924A JP H0373924 A JPH0373924 A JP H0373924A JP 1210393 A JP1210393 A JP 1210393A JP 21039389 A JP21039389 A JP 21039389A JP H0373924 A JPH0373924 A JP H0373924A
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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〕 液晶表示装置は低消費電力のフラットパネルデイスプレ
ィとして広く応用されている。中でも、スイッチング素
子を各画素に作り込んで駆動するアクティブマトリクス
方式は大容量高品質の表示素子としてテレビ、情報端末
等に用いられつつある。スイッチング素子としては3端
子型のTPT(薄膜トランジスタ)と2端子型のダイオ
ードやMIM等の非線形抵抗素子が使われる。商品化は
3端子型のTPTが先行したが、2端子型は製造が3端
子型に対して簡単であり、今後が期待されている。
本発明は2端子型のスイッチング素子を用いた2端子型
アクティブマトリクス液晶表示装置の駆動方法に関する
〔従来技術とその課題〕
第2図および第3図に2端子型スイクチング素子を用い
たアクティブマトリクス液晶表示装置の画素の基本配置
を示す。
第2図はダイオードリングといわれる方式である(特開
昭59−57273号公報)。CI。
C2,C3はデータ線5、R1,R2,R3は走査線6
でありマトリクス配置されている。このデータ線5と走
査線6の交点に対応して液晶表示画素10と2端子型ス
イッチング素子であるダイオードリング20とが配置さ
れている。各ダイオードリングは順方向接続されたダイ
オード群23と逆方向接続されたダイオード群22より
なっている。個々のダイオード21は通常アモルファス
シリコンのpin接合かシーミツ)キイ接合で構成され
る。
第3図はMIM方式の2端子型アクティブマトリクス液
晶表示装置である。CI、C2,C3はデータ線5、R
1,R2,R3は走査線6であり、そのデータ線5と走
査線6の交点に対応して液晶表示画素10と2端子型ス
イッチング素子であるMIM30が配置されている。M
IMは金属−絶縁体−金属(導体)構造を有し非線形の
電流−電圧特性を有する2端子型スイッチング素子であ
る。
代表的な構造としては下電極T’ a、絶縁膜としては
このTaの陽極酸化膜(TaOx)、上電極としてIT
O(透明導電体)があり、2枚のバタン(マスク)で製
造可能である。
第4図は従来のダイオードリングやMIM等のアクティ
ブマトリクス液晶表示装置の駆動方法に於ける走査信号
波形である(特開昭59−57288号公報)。
走査信号φ1、φ2、φ、はそれぞれのフィールドT、
及びT、の区間T□、TA!、TA3及びT□、 T、
、 、 T、、で線順次を選択される信号である。走査
信号φ1について見ると、正の書き込み区間TV、では
正の書き込み電圧VW、が負の書き込み区間T、□では
負の書き込み電圧■w2が、正の保持区間T、、では正
の保持電圧■3□が負の保持区間T□、では負の保持電
圧■。が印加される。
従来の駆動方法で問題が生ずるのは、2端子型スイッチ
ング素子の液晶表示画素の駆動能力が十分でない場合で
ある。2端子型スイッチング素子の駆動能力で問題とな
るのは次の2点である。
(イ) 容量比α= CLc/ C,。
C0;2端子型スイッチング素子容量 C,c;液晶表示画素容量 (ロ) 書き込み区間での電流駆動能力この2つの値が
十分でない場合、書き込み区間での書き込み特性(ダイ
ナミックレンジ)と、保持区間での保持特性(クロスト
ーク)に問題が出る。
クロストークについては、全体を均一にする事ハ可能で
コントラストは落ちるが致命的ではない。
しかし、書き込み特性は極端な場合は表示も不可能にな
る点で問題が大きい。
容量比αは液晶表示画素が大きくCLc/CsWが4〜
5以上取れるような設計では問題がない。しかし、液晶
プロジェクタ−や液晶ビュウファインダー等小型高密度
の用途ではCt。/ C,、は3以下、極端な場合は1
を割るケースさえ生じ従来の駆動法では対応できない。
書き込み区間での電流駆動能力についても、ダイオード
リング等では良好だが素子面積の小さな小型高密度の用
途には問題となる。まして、生産性を考慮してより構造
の簡単なMIMを用いた場合には非常に問題である。
本発明の従来方式の欠点の解決を目的としている。即ち
、容量比や書き込み区間での電流駆動能力の十分でない
2端子型スイッチング素子でも駆動可能な2端子型アク
テイブマ) リクス液晶表示装置の駆動方法を提供する
事が本発明の目的である。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は走査信号に工夫を加える事により、従来におけ
る2端子型アクティブマトリクス液晶表示装置の駆動方
法を改善している。即ち、書き込み区間の前にはこの書
き込み電圧とは逆極性で且つ書き込み電圧の絶対値と等
しいか書き込み電圧以上の大きさの絶対値の電圧のリセ
ット電圧をとるリセット区間を設けた走査信号を用いる
事を特徴としている。
〔実施例〕
以下、実施例に基づき本発明を説明する。
第1図は本発明の2端子型アクティブマトリクス液晶表
示装置の駆動方法に於ける走査信号波形の実施例である
走査信号φ、* φI、φ?はそれぞれのフィールドT
、及びT、の区間TAl、TA、、T、、及びT□、T
mt 、L3で線順次に選択される信号である。走査信
号φI*について見ると、正の書き込み区間Tvlでは
正の書き込み電圧■WIが負の書き込み区間TWlでは
負の書き込み電圧VW、が、正の保持区間T1.Iでは
正の保持電圧■□が負の保持区間Tl12では負の保持
電圧■□が印加される。この点では第4図に示した従来
例と同様である。本発明の走査信号の特徴は書き込み区
間の前にこの書き込み電圧とは逆極性で且つ書き込み電
圧の絶対値と等しいかそれ以上大きさの絶対値の電圧の
りセット電圧をとるリセット区間を設けた事にある。
即ち、正の書き込み区間Twlの前には負のリセット区
間T□、負の書き込み区間TV2の前には正のリセット
区間Tltを設け、それぞれのリセット電圧を書き込み
電圧より絶対値で高めに設定している。
第7図は本発明の他の実施例の走査信号である。
第1図Zは第1図の実施例の走査信号群の各タイミング
での最大電圧11と最小電圧12を示している。本実施
例ではいわゆる行毎反転法を用いているため、走査信号
の書き込み電圧の極性に応じて最大電圧11、最小電圧
12が変動する。書き込み電圧が正のタイミングでは最
大電圧と最小電圧の差はV、2−V、□、負のタイミン
グでは■B1−■□となる。駆動回路の動作電圧を節約
するには、駆動回路の動作電圧をこの最大電圧と最小電
圧の差、ここでは■。−■。(■□−■□)に設定でき
る事が公知である。そのためにはこの2つのタイミング
間電圧差V 、!  V□(V−*  V=s )を持
つ信号(第7図X)を第1図の走査信号から差し引けば
第7図の走査信号φ、**′  φr、φrとなり、動
作電圧がVat  Van (VPt  VPt )の
分だけ節約出来る。
本実施例ではリセット区間のタイミングを直前の走査線
の書き込み区間で行ったが、独立に或はずらしても構わ
ない。
又、リセット区間の長さは後述する第6図の説明図の如
く書き込み区間よりも長く取った方が本発明の効果が大
きい。
〔発明の効果〕
次に本発明の詳細な説明する。
第5図は従来例の書き込み区間の電圧状態を示す説明図
である。データ信号な■。とすると、書き込み区間To
の前の保持区間T8□では保持電圧■□+データ電圧電
圧穴、書き込み区間の後の保持区間T□では保持電圧■
、1+データ電圧■電圧間加される。書き込み区間TW
lではデータ信号がOFFの時には■1□+■。(OF
F)が、データ信号がONの時はVvx + V o 
(ON )がそれぞれ印加される。
保持区間Tl2での液晶表示画素に印加されている電圧
をVaとする。書き込み区間TWlでデータ信号がOF
Fの時にはvW1+VD(OFF)の電圧が印加され、
もし容量比C,,c/C1Wが1の時には容量結合で瞬
間的に液晶表示画素に印加される電圧はVdtとなる。
このように容量比が十分に取れていない場合には本来な
らば2端子型スイッチング素子に印加される電圧V、1
+V、(OFF )−VaがCt、c / (Csw 
+ CLC)の割合でしか印加されない。これでも2端
子型スイッチング素子の書き込み区間での電流駆動能力
が十分にあればよいが、不十分な場合には書き込み区間
TWIで電流が液晶表示画素に注入されず、書き込み後
の液晶表示画素に印加される電圧ve!と書き込み前の
電圧Vd2の差は十分に取れない。同様にデータ信号が
ONの時にはV、1+VD (ON)の電圧が印加され
、液晶表示画素に印加される電圧はVdsとなり、書き
込み後の液晶表示画素に印加される電圧■。、と書き込
み前の電圧Vdtの差は十分に取れない。保持区間に電
圧が保持電圧■ヨ、+データ電圧■。となると容量結合
によって、液晶表示画素に印加される電圧はV f +
、V f zとなる。この電圧が液晶表示画素を駆動す
る事になるが、以上のような容量比と書き込み区間での
電流駆動能力が十分でない場合にはON書き込みの際の
液晶駆動電圧VfIとOFF書き込みの場合の液晶駆動
電圧■f2の差が十分取れず、十分なコントラストをと
る事ができない。
従来例の最大の問題点は書き込み区間の最初の状態で2
端子型スイフチング素子に十分な電圧が掛からない点に
集約される。
第6図は本発明の実施例の書き込み区間の電圧状態を示
す説明図である。本発明では書き込み区間TWIO前に
逆極性のリセット電圧V□が印加されるリセット区間T
1を有する事が従来例と異なる。リセット区間の初めに
は容量結合で瞬間的に液晶表示画素に印加される電圧は
■rとなり、リセット区間で電流が液晶表示画素に注入
され最後には■。*となる。書き込み区間Twlでデー
タ信号がOFFの時には液晶表示画素に印加される電圧
はVd!*、ONの時には■dI*となる。ここで注目
すべきは従来例の電圧Vd+、Vdzと本発明の実施例
の電圧Vd+*、■d2*の違いである。リセット区間
の追加によって本発明の実施例の電圧■d1*、■d2
*は従来例の電圧V d 1、Vdzに比べかなり小さ
くなっている。この結果書き込み区間に2端子型スイッ
チング素子に印加される電圧が大きくなる。このように
、本発明では従来例の最大の問題点を大幅に改善できる
。その結果、最終的に液晶表示画素に印加される電圧y
、、*と■f2*の差は大きくなり、コントラストが増
大する。
以上のリセット区間T□に於げるリセット電圧■□は、
本発明の効果を得るには書き込み電圧■W1、VW2の
絶対値より等し5いか大きくなくてはならない。リセッ
ト電圧が書き込み電圧よりも小さな場合にはVd+*、
■d!*はVd+、Vdzと等しくなり本発明の効果が
得られない。
以上の如く、本発明に依れば従来十分なコントラストが
得られなかった低容量比、低電流駆動能力の2端子型ス
イッチング素子であっても高コントラストでの駆動が可
能となる。
尚、本実施例では書き込み区間の直前にリセット区間を
設けたが、間に他の電圧の区間を挿入しても本発明の効
果は変わらず本発明に包含される。
又、本実施例では走査信号φ!′、φI、φ?の書き込
み区間’r、、 、’r、2、TA、及びTI、、T□
、T、、を連続させたが、間に適当な区間を挿入しても
構わない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の2端子型アクティブマトリクス液晶表
示装置の駆動方法の実施例に於ける走査信号を示す波形
図、第2図および第3図はいずれも従来技術に係る典型
的な2端子型アクティブマトリクス液晶表示装置の基本
構成を示す回路図、第4図は従来技術に係る2端子型ア
クティブマトリクス液晶表示装置の駆動方法に於ける走
査信号を示す波形図、第5図は従来技術における書き込
み区間前後における液晶表示画素への電圧印加状態を示
す波形図、第6図は本発明の実施例に於ける書き込み区
間前後に於ける液晶表示画素への電圧印加状態を示す波
形図、第7図は本発明の駆動方法の走査信号の他の実施
例を示す波形図である。 5・・・・・・データ線、 6・・・・・・走査線、 10・・・・・・液晶表示画素、 20・・・・・・ダイオードリング、 60・・・・・・MIM。 φ、* φ?、φ?・・・・・・走査信号。 第4図 第2図 第3図 第5図 第6図 VRI+VD 第7図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)マトリクス配置されたデータ線及び走査線と、該
    データ線及び走査線の交点に対応して設けられた液晶表
    示画素と少なくとも1つの2端子型スイッチング素子と
    を有し、前記走査線に印加される走査信号と前記データ
    線に印加されるデータ信号により液晶表示画素が駆動さ
    れる2端子型アクティブマトリクス液晶表示装置の駆動
    方法に於て、該走査信号は正負の書き込み電圧をとる書
    き込み区間を有し、該書き込み区間の前には該書き込み
    電圧とは逆極性で且つ前記書き込み電圧の絶対値と等し
    いか前記書き込み電圧以上大きさの絶対値の電圧のリセ
    ット電圧をとるリセット区間を有する事を特徴とする2
    端子型アクティブマトリクス液晶表示装置の駆動方法。
  2. (2)2端子型スイッチング素子はMIM素子で有る事
    を特徴とする請求項1記載の2端子型アクティブマトリ
    クス液晶表示装置の駆動方法。
  3. (3)2端子型スイッチング素子の静電容量は表示画素
    の静電容量の3分の1より大きい事を特徴とする請求項
    1記載の2端子型アクティブマトリクス液晶表示装置の
    駆動方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009086315A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Ricoh Co Ltd 投射光学装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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