JPH04142592A - 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、パルス幅変調方式により階調表示を行うアク
ティブマトリクス型液晶表示装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第１図はアクティブマトリクス型液晶表示装置の基本構
成を示す図である。同図に示されるように、この液晶表
示装置には、液晶に電界を加える画素電極１と、走査回
路２から走査信号が供給される走査電極３と、信号供給
回路４から階調レベルに応じたパルス幅を持ち、１垂直
周期ごとに極性を反転させるデータ信号が供給されるデ
ータ電極５と、走査信号がオン状態のときにデータ信号
を画素電極に供給する薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）６と
が備えられている。

第２図は従来のパルス幅変調方式のＩｌｌｌｌ動駆動方
式すタイミングチャートである。同図に示されるように
、この駆動方式では、走査信号■９１゜・・・、　Ｖｇ
Ｎ　（例えば、オン状態の電圧が２０Ｖ、オフ状態の電
圧がＯＶ）が１水平周期〈例えば、４０μｓ〉ごとに順
次シフトされて行き、これが１垂直周期（例えば、１６
ｍｓ　）ごとに繰り返される。そして、データ信号Ｖｄ
は、階調レベルに応じたパルス幅を持ち、１垂直周期ご
とに極性か反転する。

第３図はパルス幅変調方式により画素電極に印加される
信号Ｖ、の電圧（液晶に加えられる電界強度、即ち、階
調レベルに対応する）を設定する方式を示す波形図であ
る。同図に示されるように、走査信号Ｖ　がオン状態に
なると、データ電極から画素電極に電流が流れて画素電
圧は１０Ｖになり（図中ａ−＋　ｂ）、データ信号Ｖ、
が正極性のオン状態にあると、画素電圧はデータ信号■
。のパルス幅（期間Ｔｗ１）に対応した電圧まで上昇す
る（図中ｂ−＋（）。走査信号Ｖｇがオフ状態にある間
は画素電圧は保持され（図中（−＋　ｄ　）、次に、走
査信号■９がオン状態になると画素電圧は１０Ｖに戻る
（図中ｄ−＋６　）。そして、データ信号■、が負極性
のオン状態になると、画素電圧はデータ信号ｖｄのパル
ス＠（期間Ｔｗ２）に対応した電圧まで降下する（図中
ｅ−＋ｆ）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第１図乃至第３図のような、パルス幅変
調により画素電極に印加される電圧を設定する方式では
、データ信号■、が正極性が負極性かによって、ＴＰＴ
を介して画素電極に流れ込む電流Ｉｄｓの大きさが異な
るために、画素電極に印加される電圧が非対象になり、
所望の階調レベルが得られず、また、電圧非対象により
液晶が劣化するという問題があった。

ここで、ＴＰＴを介して画素電極に流れ込む電流ＩｄＳ
は、ＴＦＴの境値電圧をｖｔｈ、データ電極電圧をｖｏ
、ゲート電極電圧をｖ９、画素電圧をＶｓ　、ｋをＴＰ
Ｔの構造や材料により決まる定数とすると、次式で近似
できることが知られている。

データ電圧が正極性（ｖｄ＝１５Ｖ）の場合に、例えば
、ｖ、、＝３Ｖとすれば、 ｖｇ−ｖｔｈ＞”ｄ　　　（２０Ｖ−３Ｖ＞１５Ｖ）ｖ
　ａ　　ｖ　ｔ　ｈ　＞　ｖ　ｓ　　　（２０Ｖ　　３
　Ｖ　＞　５〜１０　””　）であり、 ｄｓ ＝ｋＸ　（（ｖｇ−ｖｓ−”ｔｈ）ｘ　（ｖｄ−ｖｓ）
−（１／２）Ｘ（Ｖｄ−Ｖ、）２）　　＝−（１）とな
る。

また、データ電圧が負極性（ｖ　、ｉ　〜５　Ｖ　）の
場合に、例えば、ｖｔｈ＝３ｖとすれば、■ｇ−ｖｔｈ
〉Ｖｄ　　（２０ｖ−３■〉５Ｖ）Ｖｇ−ｖｔｈ＞ｖ３
　　（２０■−３■〉５〜１０ｖ）であり、 となる。

第４図（ａ）はデータ電圧Ｖ、が正極性の場合の画素電
圧ｖ３を上記式（１）から計算して求めたグラフであり
、第４図（ｂ）はデータ電圧ｖｄが負極性の場合の画素
電圧Ｖ、を上記式（２）から計算して求めたグラフであ
る。これらのグラフは、ＴＰＴを介して画素電極に流れ
込む（又は、流れ出る）電流Ｉｄｓが、データ信号が正
極性の場合より負極性の場合の方が大きいことを示して
いる。

そこで、本発明は上記したような従来技術の課題を解決
するためになされたもので、その目的とするところは、
階調特性に優れ、液晶の劣化の少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〕

本発明に隔る液晶表示装置は、液晶に電界を加える画素
電極と、走査信号が供給される走査電極と、階調レベル
に応じたパルス幅を持ち、１垂直周期ごとに極性を反転
させるデータ信号が供給されるデータ電極と、上記走査
信号がオン状態のときに、上記データ信号を上記画素電
極に供給するスイッチング素子とを有する液晶表示装置
において、上記データ信号が負極性の場合におけるオン
状態にある上記走査信号の電圧値を、上記データ信号が
正極性の場合におけるオン状態にある上記走査信号の電
圧値より、低く設定する走査回路を有することを特徴と
している。

〔作　用〕

本発明においては、データ信号が負極性の場合における
オン状態にある走査信号の電圧値を、デ−タ信号が正極
性の場合におけるオン状態にある走査信号の電圧値より
、低く設定することによって、データ信号が負極性で走
査信号がオン状態にあるときにスイッチング素子を介し
て画素電極に流れ込む電流を小さくしている。このよう
にすることによって、データ信号が正極性の場合に画素
電極に流れ込む電流と、データ信号が負極性の場合に画
素電極から流れ出る′ｆ！ｊｈ流とほぼ等しくすること
ができる。

〔実施例〕

以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

本発明に係る液晶表示装置の基本的構成は、走査回路２
の機能を除き、従来例の説明に用いた第１図のものと同
一である。また、第５図は本実施例の階調駆動方式を示
すタイミングチャートである。以下に第１図及び第５図
を用いて本実施例を説明する。

本実施例の駆動方式では、走査信号■。１．・・・。

ＶＧＮが１水平周期（例えば、４０μｓ）ごとに順次シ
フトされて行き、これが１垂直周期（例えば、１６ｍｓ
　）ごとに繰り返される。データ信号Ｖ。

は、ｌＷ調レベルに応じたパルス幅を持ち、１垂直周期
ごとに極性が反転する。そして、走査信号ＶＧ１’・・
・、ＶｏＨＬニア）電圧は、データ信号■。が正極性（
例えば、１５ｖ）の場合には高く（例えば、オン状態の
電圧が２０Ｖ）、データ信号Ｖ。が負極性（例えば、５
Ｖ）の場合には低く（例えば、オン状態の電圧が１３Ｖ
）なるように設定される。

第６図は上記機能を持つ本実施例の走査回路２の構成を
示すブロック図、第７図は第６図の走査回路２の動作を
説明するためのタイミングチャートである。

この走査回路２においては、６８ビツトシフトレジスタ
７にシフトクロックＣＰに同期してパルスＳＨＬが順次
シフトされ、シフトレジスタ７から６８ビツトレベルシ
フタ８に信号ＳＲ１，ＳＲ２、・・・、５Ｒ６８が出力
される。レベルシフタ８には、１垂直周期毎にハイ（Ｈ
）レベルとロー（Ｌ）レベルに切り替わる極性切替信号
ＤＦと、ロジック用電圧のＨレベルの電圧ＤＩＳＰＯＦ
Ｆが入力される。そして、レベルシフタ８は６８ビツト
４レベルドライバ９に信号ＬＲ，ＬＲ２，・・・、しＲ
６８を供給する。

６８ビツト４レベルドライバ９には、液晶駆動用の電圧
Ｖ１　”　２　”　５　”　ＥＥ　（例えば、２０Ｖ、
１３Ｖ、ＯＶ、ＯＶ）が入力され、信号ＤＦがしレベル
で信号ＳＲがＬレベルのときに電圧■ＥＥ〈＝Ｏｖ）を
、信号ＤＦがＬレベルで信号ＳＲがＨレベルのときに電
圧ｖ２　（＝１３Ｖ）を、信号ＤＦがＨレベルで信号Ｓ
ＲがＬレベルのときに電圧■５　（＝Ｏ■）を、信号Ｄ
ＦがＨレベルで信号ＳＲがＨレベルのときに電圧■１　
　（＝　２０　Ｖ　）を、信号０１．ｏ２．・・・、０
６８として走査電極に出力する。第８図はこの関係を表
にして示した図である。従って、信号０．０　、・・・
、０６８は１垂直周期毎に出力電圧が異なる値になる。

第９図（ａ）は、本実施例において、データ電圧が正極
性の場合の画素電圧Ｖ、を上記式（１）から計算して求
めたグラフであり、第９図（ｂ）はデータ電圧が負極性
の場合の画素電圧Ｖ、を上記式（２）から計算して求め
たグラフである。これらのグラフは、ＴＰＴを介して画
素電極に流れ込む（又は流れ出る）電流Ｉｄｓが、デー
タ信号が正、負いずれの極性の場合であってもほとんど
変わらないことを示している。

以上説明したように、本実施例においては、データ信号
■。が負極性の場合におけるオン状態にある走査信号の
電圧値を、データ信号Ｖ、が正極性の場合におけるオン
状態にある走査信号の電圧値より、低く設定することに
よって、データ信号ＶＤが負極性で走査信号がオン状態
にあるときにＴＰＴを介して画素電極に流れ出る電流を
小さくしている。

このようにすることによって、データ信号Ｖ。

が正極性の場合に画素電極に流れ込む電流ＩｄＳと、デ
ータ信号■。が負極性の場合に画素電極から流れ出る電
流Ｉｄｓとをほぼ等しくしている。そして、このような
駆動によって、パルス幅変調による階調特性を改善し、
さらに、液晶の劣化を防止できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、データ信号が負
極性の場合におけるオン状態にある走査信号の電圧値を
、データ信号が正極性の場合におけるオン状態にある走
査信号の電圧値より、低く設定することによって、デー
タ信号が正極性の場合に画素電極に流れ込む電流と、デ
ータ信号が負極性の場合に画素電極から流れ出る電流と
をほぼ等しくしている。そして、このような駆動によっ
て、パルス幅変調による階調駆動の特性を改善し、さら
に、液晶の劣化を防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明及び従来例の液晶表示装置の基本構成を
示す図、 第２図は従来のパルス幅変調方式のｌｌｌｌｌ動駆動方
式すタイミングチャート、 第３図はパルス幅変調方式により画素電極に印加される
信号■、の電圧を設定する方式を示す波形図、 第４図（ａ）、（ｂ）はデータ電圧が正極性及び負極性
の場合の画素電圧Ｖ、を示すグラフ、第５図は本実施例
の階調駆動方式を示すタイミングチャート 第６図は本実施例の走査回路の構成を示すブロック図、 第７図は第６図の走査回路の動作を説明するためのタイ
ミングチャート、 第８図はドライバ９の真理値表を示す図、第９図（ａ）
、（ｂ）はデータ電圧が正極性及び負極性の場合の画素
電圧■３を示すグラフである。 １・・・画素電極 ２・・・走査回路 ３・・・走査＠極 ４・・・信号供給回路 ５・・・データ電極 ６・・・薄膜トランジスタ（ＴＰＴ） １弄が（ｐｓ） （ａ） 正 石ｉｌ庇 −Ｍ（１，ｌ５） （ｂ）復腸ｌぼ 砿渫、、順ギ電圧。勧ヒゑ社り゛）７ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 液晶に電界を加える画素電極と、 走査信号が供給される走査電極と、 階調レベルに応じたパルス幅を持ち、１垂直周期ごとに
   極性を反転させるデータ信号が供給されるデータ電極と
   、 上記走査信号がオン状態のときに、上記データ信号を上
   記画素電極に供給するスイッチング素子とを有する液晶
   表示装置において、 上記データ信号が負極性の場合におけるオン状態にある
   上記走査信号の電圧値を、上記データ信号が正極性の場
   合におけるオン状態にある上記走査信号の電圧値より、
   低く設定する走査回路を有することを特徴とする液晶表
   示装置。