JPH04264490A - アクティブマトリクス型液晶パネルの駆動方法 - Google Patents

アクティブマトリクス型液晶パネルの駆動方法

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JPH04264490A
JPH04264490A JP2458891A JP2458891A JPH04264490A JP H04264490 A JPH04264490 A JP H04264490A JP 2458891 A JP2458891 A JP 2458891A JP 2458891 A JP2458891 A JP 2458891A JP H04264490 A JPH04264490 A JP H04264490A
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JP
Japan
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voltage
liquid crystal
polarity
counter electrode
write data
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2458891A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Toyama
遠山 広
Atsushi Takahashi
敦 高橋
Yukio Nakamura
幸夫 中村
Hiroshi Hamano
濱野 広
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリクス
型液晶パネル(以下、TFT−LCDという)の駆動方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の分野の技術としては、例
えば、「テレビジョン学会誌,Vol.42,No.1
(1988),P.10〜16,P.23〜29」に記
載されたものがある。図6は前記従来のTFT−LCD
の構成図、図7はその駆動タイミングチャート、そして
、図8は従来のTFT−LCDの駆動パルスの説明図で
ある。
【0003】図6に示されているように、TFT−LC
Dは、背面基板上にゲートバスライン23とドレインバ
スライン24を直交配置して、その交点に各画素電極に
対応したスイッチング素子としてTFT25を設ける。 また、前記背面基板と対向する前面基板上には透明な対
向電極26を設け、両基板の表面に適当な方向に配向処
理された配向膜を設け、両基板の配向膜同士を液晶層を
介して配向配置させ貼り合わせ、前面基板と背面基板の
背面に偏光膜を貼り付ける。そして、TFTを介して供
給される画素電極の電圧と対向電極26の電圧との電位
差により両電極に挟まれた部分の液晶をスイッチングす
るものである。
【0004】そして、ゲートバスライン23には走査回
路21が接続され、図7及び図8(c)に示されている
ように、TFTのゲート選択信号としてON電圧VG(
+),OFF電圧VG(−)が供給される。また、ドレ
インバスライン24にはデータ回路22が接続され、図
7及び図8(a)に示されているように、ドレイン選択
及び輝度データ信号として正極性の書込み電圧VD(+
),負極性の書込み電圧VD(−)が時間T毎に交互に
供給される。
【0005】次に、従来のTFT−LCDの駆動方法に
ついて説明する。図7に示されるように、TFTにより
書き込まれた画素電極の電圧VS は、その電圧保持状
態において2度の電圧変動を起こす。第1にTFTのゲ
ート選択信号VG がON状態からOFF状態に変化す
る時にTFTのゲート−ソース間寄生容量CGSにより
ΔV1 だけ変動する。第2にデータ信号VD が書込
み時の極性と反対の極性に変化する時に画素電極とドレ
インバスラインとの間の容量による電界効果によってΔ
V2 だけ変動する。このために、画素電極と対向電極
との間の電位差が画素電極の電圧VS の変動に対して
正極性と負極性とで均一になるように対向電極に対して
電圧VCOM が供給される。
【0006】図9はTN液晶セルの電気光学特性図であ
る。図から明らかなように、TFT−LCDに使用され
るTN液晶セルは、画素電極と対向電極との電位差に対
して光透過率が増加するしきい値電圧VTHと光透過率
の変動が少なくなる飽和電圧VSAT が存在し、VT
H〜VSAT の電圧範囲ΔVにおいては、電圧変動が
光透過率の変化を起こす。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のTFT−LCDの駆動方法においては、画素電極に
データ信号が書き込まれてからドレインバスの電圧極性
が反転するまでの時間(図7のt)が異なる場合(例え
ば走査回路によって選択される第1番目のゲートバスラ
インにおいてはT≒t、最終のゲートバスラインにおい
てはT≒0)、画素電極とドレインバスラインとの間の
電界効果によって画素電極の電圧がΔV2 だけ変動す
る期間が異なるため、液晶層にかかる走査周期ごとの平
均実効電圧が異なり光透過率の相違による輝度のムラが
発生するという問題点があった。
【0008】また、液晶層のスイッチングには、画素電
極と対向電極との間にΔVの電圧変動を発生させるだけ
で十分であるが、図8に示されているように、対向電極
の電圧を固定し、画素電極の電圧を正極性と負極性に変
動させるため、ドレインバスラインのドライバにVSA
T ×2のスイッチング電圧が必要となり、VSAT 
×2−ΔV=VTH×2+ΔVの電圧分だけ余分なスイ
ッチング電圧が必要となり、ドライバの低耐電圧化の障
害となるという問題点があった。
【0009】本発明は、上記従来の問題点を解決して、
液晶層にかかる走査周期ごとの平均実効電圧のばらつき
を除去し、かつドレインバスラインにかかる余分なスイ
ッチング電圧除去することにより、輝度のムラがなく、
かつドレインバスラインのドライバの低耐電圧化を達成
することが可能なアクティブマトリクス型液晶パネルの
駆動方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本発明は、互いに交差して配置されたゲートバス
ライン及びドレインバスラインと、ゲートバスライン及
びドレインバスラインの交点に配置された各画素電極に
対応するスイッチング素子とを設けた背面基板と、透明
な対向電極を設けた前面基板と、両基板の間に配置され
た液晶層とを備えたTFT−LCDの駆動方法において
、ON電圧とOFF電圧との振幅が液晶のしきい値電圧
と飽和電圧の差に相当する正極性と負極性の互いに極性
反転された書込みデータを、ドレインバスラインに供給
し、書込みデータの極性反転に同期して反転し、かつ、
書込みデータが正極性のときはそのOFF電圧と液晶の
しきい値電圧との差に相当し、書込みデータが負極性の
ときはそのOFF電圧と液晶のしきい値電圧との和に相
当する電圧を、対向電極に供給することを特徴とするも
のである。
【0011】また、本発明は、前記対向電極に供給する
電圧を画素電極にデータ信号が書き込まれてからドレイ
ンバスの電圧極性が反転するまでの時間に応じて補正す
ることを特徴とするものである。
【0012】
【作用】本発明の上記のようにTFT−LCDの駆動方
法を構成したので、背面基板の画素電極に書き込むデー
タの振幅を液晶のしきい値電圧と飽和電圧の差に等しい
値にしても、対向電極に印加する電圧を書込みデータの
電圧と液晶のしきい値電圧に応じて変化させることによ
り、液晶表示セルに充分な実効電圧を与えることができ
る。また、すべての液晶表示セルにかかる走査周期ごと
の平均実効電圧を同等にすることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例によるT
FT−LCDの駆動方法のタイミングチャート、図2は
本発明の実施例によるTFT−LCDの駆動パルスの説
明図である。以下、図1及び図2に基づいて本発明の実
施例における駆動パルスについて説明する。
【0014】図2(a)は正極性のON電圧VD(A)
,OFF電圧VD(B)、負極性のON電圧VD(B)
、OFF電圧VD(A)を有するデータ信号電圧VD 
を示している。ここで、VD(B)の上下に直線で示し
たレベルは、それぞれ正極性と負極性におけるしきい値
電圧VTHである。そして、図2(b)は対向電極に供
給する電圧VCOM を示している。さらに、図2(c
)はON電圧VG(+)、OFF電圧VG(−)を有す
るゲートバスライン3の選択信号電圧VG を示してい
る。そして、図1の太線はTFTに接続される画素電極
に保持される電圧をVS を示している。
【0015】図2(a),(c)に示されているように
、任意のゲートバスラインにおける選択時間(選択信号
電圧VG がON電圧VG(+)の時)、任意の画素電
極に対する書込み電圧は、正極性においてVD(A)−
VD(B)=VSAT −VTH=ΔV、また負極性に
おいてVD(B)−VD(A)=VSAT −VTH=
ΔVのそれぞれΔVの電圧振幅を持つデータ信号電圧を
TFTを介して供給する。
【0016】これに対して、前記選択時間において対向
電極に供給する電圧VCOM は、図2(b)に示され
ているように、選択されたゲートバスラインに該当する
重み付け変数αを含む電圧として、正極性の書込み時に
は、VCOM =VD(B)−VTH−ΔV1 −(α
×ΔV2 )を供給し、負極性の書込み時には、VCO
M =VD(A)+VTH+−ΔV1 +(α×ΔV2
 )=VD(B)+VTH+ΔV−ΔV1+(α×ΔV
2 )を供給する。
【0017】したがって、任意の画素電極と対向電極と
の間で保持される実効電圧は、ドレインバスライン及び
対向電極の極性が反転するまでは、ΔV+VTH+(α
×ΔV2 )の電圧が、また極性反転後は、ΔV+VT
H+(1−α)×ΔV2 が供給される。なお、ここで
重み付け変数αは、書込み周期において任意の画素電極
と対向電極との間で保持される平均実効電圧をΔV+V
THに設定するものであり、例えば書込み周期における
走査線数nヶに対して書込み後にドレインバスラインの
極性が反転するまでの時間が最も長いゲートバスライン
(すなわち、第1番目のゲートバスライン)により選択
されるセル群に対してα=0が、以降順番にα=1/(
n−1),α=2/(n−1),…,α=(n−2)/
(n−1),α=(n−1)/(n−1)が設定される
ものである。
【0018】図3及び図4は本発明の実施例におけるの
実効電圧印加状態を示す説明図である。ここで、図中の
狭い間隔のハッチング部分はデータ書込み期間、広い間
隔のハッチング部分はデータ保持期間のそれぞれの実効
電圧の総和を示す。図3に示されている第1番目のゲー
トバスラインにおいては、ドレインバスライン及び対向
電極の極性反転直後にデータの書換えが行われるため、
データ保持時間tH(+)もしくはtH(−)において
、極性反転状態が起きないので、先の重み付け変数α=
0の条件で書込みを行うことにより、平均実効電圧をΔ
V+VTHに設定できる。
【0019】また、図4に示されている最後のゲートバ
スラインにおいては、データ書換え直後にドレインバス
ライン及び対向電極が極性反転を起こすため、データ保
持期間tH(+)もしくはtH(−)のすべての期間が
極性反転状態となるので、重み付け変数α=1の条件で
書込みを行うことにより平均実効電圧をΔV+VTHに
設定するものである。
【0020】図5は本発明の実施例におけるTFT−L
CDの構成図である。図において、制御回路1は、ゲー
トバスライン13に接続された走査回路11に走査信号
、クロック信号、及びゲート選択信号VG を発生する
ための制御信号を供給し、ドレインバスライン14に接
続されたデータ回路12に、クロック信号、データ信号
VD を発生するための制御信号、及びデータ反転スイ
ッチ2を介して正極性と負極性のデータを供給する。そ
して、走査回路11とデータ回路12により図2に示さ
れる条件のTFT駆動パルスを出力する。
【0021】さらに、制御回路1は、初期設定回路3に
各ゲートバスラインに対応する重み付け信号、ドレイン
バスラインの極性を示す極性判別信号を供給し、アップ
ダウンカウンタ(U/Dカウンタ)4にデータ回路12
と走査回路11に供給したクロックと同期したクロック
信号を供給する。そして、U/Dカウンタ4からVCO
M の電圧レベルをデジタルデータとして出力し、U/
Dカウンタ4に接続されるデジタル−アナログ変換器(
D/A変換器)5によりデジタルデータに応じたVCO
M の振幅電圧、例えば図2に示される条件のVCOM
 電圧を発生させる。そして、D/A変換器5に接続さ
れたMOSドライバ6により対向電極にVCOM 電圧
を供給し、図1〜図4に示す電圧関係の駆動を達成する
ものである。
【0022】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではない
【0023】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、TFT−LCDの駆動方法において、ON電圧と
OFF電圧との振幅が液晶のしきい値電圧と飽和電圧の
差に相当する正極性と負極性の互いに極性反転された書
込みデータを、ドレインバスラインに供給し、書込みデ
ータの極性反転に同期して反転し、かつ、書込みデータ
が正極性のときはそのOFF電圧と液晶のしきい値電圧
との差に相当し、書込みデータが負極性のときはそのO
FF電圧と液晶のしきい値電圧との和に相当する電圧を
、対向電極に供給し、前記対向電極に供給する電圧を画
素電極にデータ信号が書き込まれてからドレインバスの
電圧極性が反転するまでの時間に応じて補正することに
よりすべての液晶表示セルにかかる平均実効電圧を同等
にしたので、次の効果を奏する。
【0024】(1)ドレインバスライン駆動用ドライバ
の出力電圧をVTH×2+ΔVの電圧分だけ小さくでき
、ドレインドライバの低耐圧化が可能になる。 (2)ゲートバスラインごとの光透過率の差がない優れ
たTFT−LCDが期待できる。 (3)正極性と負極性におけるドレインバスラインの電
圧範囲を別々に設ける必要がないため、供給電源の数を
半分にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるTFT−LCDの駆動方
法のタイミングチャートである。
【図2】本発明の実施例によるTFT−LCDの駆動パ
ルスの説明図である。
【図3】本発明の実施例におけるの第1の実効電圧印加
状態を示す説明図である。
【図4】本発明の実施例におけるの第2の実効電圧印加
状態を示す説明図である。
【図5】本発明の実施例におけるTFT−LCDの構成
図である。
【図6】従来のTFT−LCDの構成図である。
【図7】従来のTFT−LCDの駆動方法のタイミング
チャートである。
【図8】従来のTFT−LCDの駆動パルスの説明図で
ある。
【図9】液晶セルの電気光学特性図である。
【符号の説明】
1    制御回路 2    データ反転スイッチ 3    初期値設定回路 4    アップダウンカウンタ 5    D/A変換器 6    MOSドライバ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  互いに交差して配置されたゲートバス
    ライン及びドレインバスラインと、該ゲートバスライン
    及びドレインバスラインの交点に配置された各画素電極
    に対応するスイッチング素子とを設けた背面基板と、透
    明な対向電極を設けた前面基板と、該両基板の間に配置
    された液晶層とを備えたアクティブマトリクス型液晶パ
    ネルの駆動方法において、(a)ON電圧とOFF電圧
    との振幅が液晶のしきい値電圧と飽和電圧の差に相当す
    る正極性と負極性の互いに極性反転された書込みデータ
    を、前記ドレインバスラインに供給し、(b)前記書込
    みデータの極性反転に同期して反転し、かつ、前記書込
    みデータが正極性のときはそのOFF電圧と液晶のしき
    い値電圧との差に相当し、前記書込みデータが負極性の
    ときはそのOFF電圧と液晶のしきい値電圧との和に相
    当する電圧を、前記対向電極に供給することを特徴とす
    るアクティブマトリクス型液晶パネルの駆動方法。
  2. 【請求項2】  対向電極に供給する電圧を画素電極に
    データ信号が書き込まれてからドレインバスの電圧極性
    が反転するまでの時間に応じて補正することにより、す
    べての液晶表示セルにかかる平均実効電圧を同等にする
    ことを特徴とする請求項1記載のアクティブマトリクス
    型液晶パネルの駆動方法。
JP2458891A 1991-02-19 1991-02-19 アクティブマトリクス型液晶パネルの駆動方法 Withdrawn JPH04264490A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0588398A2 (en) * 1992-08-14 1994-03-23 Philips Electronics Uk Limited Active matrix display devices and methods for driving such

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0588398A2 (en) * 1992-08-14 1994-03-23 Philips Electronics Uk Limited Active matrix display devices and methods for driving such
EP0588398A3 (en) * 1992-08-14 1994-11-23 Philips Electronics Uk Ltd Active matrix display devices and their control method.

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Effective date: 19980514