JPH0497122A - 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〕 この発明は、液晶表示装置にに関し、例えば８色カラー
表示を行うアクティブマトリックス構成の液晶表示装置
に利用して有効な技術に関するものである。

〔従来の技術〕

ＴＰＴ　（薄膜トランジスタ）を搭載したアクティブマ
トリックス構成の液晶表示装置に関しては、例えば日経
マグロウヒル社、１９８４年９月１０日付「日経エレク
トロニクス」頁２１１等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ＴＰＴ液晶表示装置は、小型低消費電力のデイスプレィ
装置として、主としてマイクロコンピュータシステムに
おけるモニター等に用いられているが、オフィスオート
メーション用機器におけるデイスプレィ装置としてカラ
ー表示の要求が強い。

従来のＴＰＴにおいてはパネル上にチラッキが生じると
いう問題がある。本願発明者において、上記チラッキの
原因を検討した結果、以下のことが判明した。ＴＰＴ液
晶表示装置においては液晶に印加される駆動電圧に直流
成分があってはならないため、第４図の波形図に示すよ
うに、書き込み電圧をフレーム毎に正と負極性に交互に
極性反転させて交流駆動を行うことが必要である。この
場合、ＴＰＴのゲートに供給される走査タイミング信号
が、ＴＰＴをオフ状態にするとき寄生容量を介して画素
電極側にリークしてしまう。例えばＴＰＴのドレインに
正電圧Ｖｌを供給してそれを画素電極に保持させようと
しても実際に保持される電圧は、上記カンプリングによ
りレベル低下されてしまう。同様に、負電圧ｖ４を書き
込もうとしても実際に保持される電圧は上記同様にカッ
プリングによってレベル低下させられる。上記正書込の
ときには、カップリングによって保持電圧が絶対値的に
低下するように作用するのに対して、負書込のときには
カップリングによって保持電圧が絶対値的に増大するよ
うに作用する。このようにして、実際に画素電極に保持
される保持電圧は、全体として低い電位にシフトする。

このシフト量は、ＴＰＴのゲートに供給される走査タイ
ミング信号の立ち下がりレベルが等しくとも、ドレイン
（信号線）に供給される正と負書込の電圧がＶｌと■４
のように異なるから等しくならないから、共通電極■。

。、の電圧補正では限界がある。

この発明の目的は、フレーム周期でのパネル上でのチラ
ッキの発生を防止した液晶表示装置を提供することにあ
る。

この発明の前記ならひにそのほかの目的と新規な特徴は
、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。

すなわち、共通電極用の電圧を基準にしてスイッチ素子
を介して接続される画素電極保持される正極性と負極性
の点灯電圧か相対的に等しくなるように、ＴＰＴのドレ
イン（信号線）に供給される駆動電圧を可変抵抗素子を
含む分圧回路により形成して調整可能にする。

〔作　用〕

上記した手段によれば、走査タイミング信号の画素電極
側へのカンプリングによる保持電圧の変動分を補償する
ようにして駆動電圧を形成することができるからフレー
ム周期でのパネル上のチランキを防止することができる
。

〔実施例〕

第１図には、この発明に係る液晶表示装置に用いられる
駆動電圧発生回路の一実施例の回路図が示されている。

同図には、上記駆動電圧発生回路とそれにより駆動され
る液晶画素の等価回路も合わせて描かれている。

正極性の点灯電圧■１、正極性の非点灯電圧Ｖ２及び負
極性の点灯電圧Ｖ４、負極性の非点灯電圧■３は、それ
ぞれ調整抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、固定抵抗Ｒ５〜Ｒ８からな
る分圧回路により形成される。上記各分圧電圧は、ボル
テージフォロワ形態の演算増幅回路ＯＰＩ〜ＯＰ４を介
して上記駆動電圧Ｖ１〜■４として出力される。

なお、図示しないが、液晶表示パネルの共通電極側に供
給されるコモン電圧■。ｏ、Ｓも上記調整抵抗と固定抵
抗の分圧回路により形成され、上記同様なボルテージフ
ォロワ形態の演算増幅回路を通して出力される。

特に制限されないが、上記分割抵抗回路の動作電圧Ｖ　
ＬＣＤは、２５Ｖのような高い電圧とされ、駆動電圧■
１は約２１Ｖに、駆動電圧■２とＶ３は約１３Ｖに、駆
動電圧Ｖ４は約５Ｖ程度にそれぞれ設定される。また、
上記コモン電圧■。Ｏイも約１３Ｖのような中間電圧に
設定される。

上記のような駆動電圧Ｖｌ〜■４は、後述するような信
号線駆動回路ＤＤにより、表示データに対応して１つが
選ばれて、代表とし、で示された信号線ＶＤに供給され
る。この信号線ＶＤには、ＴＰＴ）ランジスタのドレイ
ンが接続される。ＴＰＴトランジスタのゲートには、走
査タイミング信号■、が供給される。ＴＰＴ　）ランジ
スタのソースには画素電極が接続される。１つの画素Ｐ
Ｘは、等価的には画素電極と共通電極及び両電極間にお
ける誘電体しての液晶からなるキャパシタＣと、それと
並列形態にされるリーク抵抗Ｒから構成される。上記Ｔ
ＦＴ　ｌ−ランジスタのゲートに供給される走査タイミ
ング信号ＶＧの選択レベル（ハイレベル）は、上記電源
電圧ＶＣＩＩＬ　　（約２５■）のような高いレベルに
され、非選択レベル（ロウレベル）は回路の接地電位の
ようなＯＶにされる。

第３図には、この発明に係る液晶表示装置における信号
線駆動回路ＤＤの要部概略ブロック図が示されている。

同図の信号線駆動回路は、公知の半導体集積回路の製造
技術によって、特に制限されないが、単結晶シリコンの
ような１個の半導体基板上において形成される。

この実施例の信号線駆動回路は、工ないしｍからなるｍ
本の信号線を駆動する機能を持つ。特に制限されないが
、上記信号線の数ｍは、１２０本のように多数からなる
。

ラッチ回路ＦＦＩないしＦＦｍは、入力端子Ｄｉｎから
供給される画素データをシリアルに取り込みそれをパラ
レルに出力させる。すなわち、ランチ回路ＦＦＩないし
ＦＦｍは、シリアル／パラレル変換機能を持つシフトレ
ジスタ＆ランチを構成するものである。

上記各ランチ回路ＦＦＩないしＦＦｍは、それぞれ複数
からなるフリップフロップ回路から構成され、例えば８
色のカラー表示を行う場合には３ビツトを単位とするカ
ラー画素データのシリアル／パラレル変換動作と保持動
作を行う。ラッチ回路ＦＦＩないしＦＦｍから出力され
る画素データは、レベルシフタＬＳＩないしＬＳｍに伝
えられる。レベルシフタＬＳＩないしＬＳｍは、前記の
ような駆動電圧発生回路により形成された駆動電圧Ｖ１
ないし■４を上記各カラーデータに対応させて選択的に
出力させるスイッチＭＯ３ＦＥＴＱ〜Ｑ４　（Ｑ３は省
略）の制御信号を形成する。すなわち、上記シフトレジ
スタ＆ラッチを構成するラッチ回路ＦＦＩないしＦＦｎ
は、特に制限されないが、約５■のような電源電圧を受
けて動作するようにされるため、約５■のようなハイレ
ベルと、ＯＶのようなロウレベルからなる信号を出力す
る。これに対して、液晶表示パネルに供給される駆動電
圧Ｖ１ないしｖ４は２１Ｖ〜５■の比較的高いレベルに
される。それ故、上記のようなレベル（５Ｖ、ＯＶ）で
は、スイッチＭＯ５ＦＥＴＱ１〜Ｑ４をオン状態やオフ
状態にすることができない場合があるので、レベルシフ
タＬＳＩないしＬＳｍによりそれに見合ったレベルにレ
ベル変換するものである。

代表として例示的に示されているスイッチＭＯ３Ｆ　Ｅ
ＴＱ　１ないしＱ４は、１つの信号線Ｄ１に対応した単
位の駆動回路を構成し、前記のように形成された駆動電
圧■１ないし■４の中から１つを選んで信号線Ｄ１に伝
える。

なお、他の例示的に示されている信号線Ｄ２ないしＤｍ
に対しても上記同様なスイッチＭＯ３ＦＥＴが設けられ
る。

同図において、液晶表示パネルＬＣＤの左側に、走査線
駆動回路ＧＤＶが配置されている。この走査線駆動回路
ＧＶＤは、液晶表示パネルＬＣＤの横方向に延長される
走査線を順次選択し、ＴＰＴトランジスタの選択を行う
。これにより、信号線ＤＩないしＤｍからパラレルに伝
えられた上記の各駆動電圧は、選択された走査線に対応
した液晶画素に書き込まれる。液晶画素ＰＸは、前記の
ように等価的にキャパシタとリーク抵抗から構成され、
上記書き込まれた駆動電圧を次の駆動電圧が書き込まれ
るまで保持する。

なお、液晶表示パネルが大型化された場合、それに応じ
て上記のような信号線駆動回路及び走査線駆動回路が複
数個設けられるものであることはいうまでもないであろ
う。

第２図には、上記駆動電圧発生回路を用いた液晶表示動
作の一例を説明するための波形図が示されている。

画素を点灯状態にするとき、正書込ではドレイン電圧■
１をＴＦＴトランジスタをオン状態からオフ状態にする
ときのカンプリングによる電圧低下分を見込んで、上記
調整抵抗Ｒ１により高めに設定する。これにより、画素
ＰＸのキャパシタＣに保持される正極性側の保持電圧の
調整が行われる。この保持電圧は、上記リーク抵抗によ
り次のフレームでの負書込までの間にコモン電極に与え
られる中点電圧Ｖ、。１に向かって低下する。そして、
負書込ではドレイン電圧■４をＴＰＴ）ランジスタをオ
ン状態からオフ状態にするときのカンプリングによる電
圧低下分を見込んで、言い換えるならば、保持電圧が絶
対値的に増大してしまうのを見込んで上記調整抵抗Ｒ４
により高めに設定する。これにより、画素ＰＸのキャパ
シタＣに保持される負極性側の保持電圧の調整が行われ
る。

この保持電圧は、上記リーク抵抗Ｒにより次のフレーム
での正書込みまで間にコモン電極に与えられる中点電圧
Ｖ　ｃａｍに向かって上昇し、絶対値的には低下する。

このようにして画素を点灯状態にする保持電圧が、正と
負のフレームにおいて等しいレベルに設定できるから、
表示パネル上においてチラッキの発生が防止でき、高品
質の表示動作が行われるようになる。

また、第１図の実施例では、非点灯に対応した正及び負
の書込電圧Ｖ２．Ｖ３も前記同様に調整抵抗Ｒ２，Ｒ３
により調整可能にされる。これにより、第２図において
、非点灯の保持電圧Ｖ２’及びＶ３’　　もコモン電極
の中点電圧Ｖ　Ｃ０ＩＩに対して等しいレベルを持つよ
うにされる。このようにすることによって、キャパシタ
Ｃには直流的なオフセット電圧が生しなくできるから、
液晶寿命を長くすることができる。

上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りであ
る。すなわち、 （ｉｔ共通電極用の電圧を基準にしてスイッチ素子を介
して接続される画素電極保持される正極性と負極性の点
灯電圧が相対的に等しくなるように、ＴＰＴのドレイン
（信号線）に供給される駆動電圧を可変抵抗素子を含む
分圧回路により形成して調整可能にする。この構成にお
いては、走査タイミング信号の画素電極側へのカンプリ
ングによる保持電圧の変動分を見込んでそれを補償する
ようにして駆動電圧を形成することができるからフレム
周期でのパネル上のチラッキを防止することかできると
いう効果が得られる。

（２）上記（１）により、高品質のカラー表示を行うよ
うにすることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は前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更が
可能であることはいうまでもない。例えば、第１図にお
いて、非点灯レベルに対応した駆動電圧■２と■３は、
共通の分圧回路により形成してもよい。すなわち、非点
灯レベルは、走査タイミング信号によるカップリングの
影響をはヌ同様に受けるからである。また、調整抵抗は
、正又は負側の点灯レベルを形成する分圧回路にのみ設
けてもよい。例えば、負側の駆動電圧Ｖ４を固定抵抗回
路により形成した場合、それにより保持される負極性側
の保持電圧と絶対値的に一致するように、調整抵抗Ｒ１
により正側の駆動電圧■１を形成するようにしてもよい
。このようにすると、調整個所を１つにすることができ
るものとなる。

液晶表示装置を駆動する動作電圧は、接地電位に代えて
適当な負電圧を用いるものであってもよい。例えば、中
点電圧Ｖ　ｃｏｎを２Ｖ程度とし、それを基準にして絶
対値的に等しくされた正と負極性の駆動電圧を形成する
ようにしてもよい。カラー表示を行う場合のカラーフィ
ルタの配列の一例としては、各信号線に対応して赤、青
及び緑の縦ストライブ状を設ける。この構成では、それ
に対応したカラー画素データをシリアルに供給するだけ
で、多色のカラー表示が可能になるものである。

また、信号線をジグザグ（波状）に形成して、カラーフ
ィルタが設けられる画素電極が横方向にずれるようにし
て、見掛は上カラーフィルタが格子模様になるように配
列させるようにするものであってもよい。このようにす
ると、カラー表示動作の簡素化を図りつつ、表示品質の
向上も実現できる。

この発明は、アクティブマトリックス構成の液晶表示装
置に広く利用することができる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、共通電極用の電圧を基準にしてスイッチ素
子を介して接続される画素電極保持される正極性と負極
性の点灯電圧が相対的に等しくなるように、ＴＰＴのド
レイン（信号線）に供給される駆動電圧を可変抵抗素子
を含む分圧回路により形成して調整可能にする。この構
成においては、走査タイミング信号の画素電極側へのカ
ンプリングによる保持電圧の変動分を見込んでそれを補
償するようにして駆動電圧を形成することができるから
フレーム周期でのパネル上のチラッキを防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る液晶表示装置に用いられる駆
動電圧発生回路の一実施例を示す回路図、第２図は、上
記駆動電圧発生回路を用いた液晶表示動作の一例を説明
するための波形図、第３図は、この発明か適用された液
晶表示装置における信号線駆動回路の一実施例を示す要
部概略ブロック図、 第４図は、従来の液晶表示動作の一例を示す波形図であ
る。 Ｒ１−Ｒ４・・調整抵抗、Ｒ５−Ｒ８・・固定抵抗、Ｏ
ＰＩ〜ＯＰ４・・演算増幅回路、ＤＤ・・信号線駆動回
路、ＴＰＴ・・薄膜トランジスタ、Ｃ・・キャパシタ、
Ｒ・・リーク抵抗、ＰＸ・・画素、ＦＦＩ〜ＦＦｍ・・
シフトレジスタ及ラッチ回路、ＬＳＩ〜ＬＳｍ・・レベ
ルシフタ、Ｑ１〜Ｑ４・・スイッチＭＯ３ＦＥＴ、ＬＣ
Ｄ・・液晶表示パネル、Ｄ１〜Ｄｍ・・信号線電極、Ｇ
ＤＶ・・走査線駆動回路、ＤＤ・・信号線駆動回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、共通電極用の電圧を基準にしてスイッチ素子を介し
   て接続される画素電極保持される正極性と負極性の点灯
   電圧が相対的に等しくなるように、正及び又は負極性の
   点灯電圧に対応した駆動電圧を可変抵抗素子を含む分圧
   回路により形成することを特徴とする液晶表示装置。 ２、上記画素電極には、カラーフィルタが所定の規則性
   をもって設けられるものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の液晶表示装置。