JPH05173509A - 液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents

液晶表示装置の駆動方法

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JPH05173509A
JPH05173509A JP34273291A JP34273291A JPH05173509A JP H05173509 A JPH05173509 A JP H05173509A JP 34273291 A JP34273291 A JP 34273291A JP 34273291 A JP34273291 A JP 34273291A JP H05173509 A JPH05173509 A JP H05173509A
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JP
Japan
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voltage
liquid crystal
drain
display device
crystal display
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JP34273291A
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English (en)
Inventor
Kikuo Ono
記久雄 小野
Takeshi Tanaka
武 田中
Nobutake Konishi
信武 小西
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】駆動回路の一部を内蔵したTFT液晶表示装置
において、表示品質向上のための駆動方法を提供する。 【構成】複数のドレイン電圧で階調表示する場合に、ド
レイン電圧が基準電圧より大きい時のTFTの書き込み
時間を基準電圧より低いドレイン電圧の場合の書き込み
時間よりも長くする。 【効果】充電能力が低くなる、基準電圧より高いドレイ
ン電圧が印加される時の電圧書き込み率を高くでき、表
示品質が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置、例え
ば、TFT(薄膜トランジスタ)を用いたアクティブマ
トリクス構成の液晶表示装置、特に、液晶表示装置に置
いて多階調表示を行う場合に適した駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】TFTアクティブマトリクス構成の液晶
表示装置に置いて多階調表示を行う駆動方式に関して
は、例えば、1990年、日経エレクトロニクス及び日
経マイクロデバイス編集、フラットパネルディスプレ
イ、11月、多階調即ちカラー表示を行う場合は16色
以上の多色表示の駆動方法がある。このなかでは、多階
調表示を行う場合の一つの方法であるフレームレイトコ
ントロール方法(以下FRCと略記)が示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】TFT液晶表示装置
は、小型低消費電力のディスプレイ装置として、主とし
てマイクロコンピュータにおけるモニター等に用いられ
ている。このような用途として、アクティブマトリクス
液晶表示装置は、表示品質は優れているものの、CRT
(冷陰極管)に比べて、部材原価、特に、液晶を駆動す
るTFT(画素TFT)を駆動するドライバIC(集積
回路)の原価が高いと言う問題がある。これに対して、
画素TFTを形成すると同時に透明基板上にドライバI
Cの機能の一部あるいは全てを内蔵してドライバICの
数を低減する試みがある。
【0004】しかし、透明基板上に内蔵する回路を構成
するTFTの性能がSi基板上に形成される集積回路と
同等の駆動能力を有する場合は問題がないが、実際に透
明基板上に形成されるTFTの駆動能力を表す指標であ
る移動度は低く、FRC駆動方式を用いて、周辺駆動回
路を内蔵したアクティブマトリクス方式を用いた液晶表
示装置の表示品質が低下すると言う問題があった。
【0005】本発明の目的は、FRC駆動方式を採用し
た周辺回路内蔵型のアクティブマトリクス方式の液晶表
示装置の表示品質を良好に保つ駆動方法を提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
次の手段によって達成するものである。本発明の目的
は、内蔵回路TFTのドレイン電圧の振幅の中心電圧を
基準電圧とし、前記基準電圧より高く液晶への印加電圧
となるドレイン電圧VDと、画素TFTをオン状態とす
るパルス状のゲート電圧VGとのオーバラップ時間を、
前記基準電圧より低く液晶への印加電圧となるドレイン
電圧VDと、画素TFTをオン状態とするパルス状のゲ
ート電圧VGとのオーバラップ時間よりも長くしたFR
C駆動方式を採用することにより達成される。
【0007】
【作用】本発明の目的については、画素TFTの充電能
力が低下する基準電圧より高いドレイン電圧VDの時
に、基準電圧より高いドレイン電圧VDと画素TFTを
オン状態とするパルス状のゲート電圧VGとのオーバラ
ップ時間を、基準電圧より低いドレイン電圧VDと画素
TFTをオン状態とするパルス状のゲート電圧VGとの
オーバラップ時間よりも長くすることによって、液晶へ
の印加電圧となるソース電圧VSの充電不足を防止し、
表示むらのないFRC駆動方式を採用した駆動回路内蔵
型のアクティブマトリクス型の液晶表示装置が実現でき
る。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て説明する。
【0009】図2は本発明の駆動方法を用いたアクティ
ブマットリクス型の液晶表示装置の1実施例を示したも
のである。
【0010】同図で、液晶表示部8はマトリクス状に配
置された複数の液晶セル(LC)に対して、それぞれT
FTを設け、このTFTのスイッチング動作によって各
液晶セルを駆動するようにしたものである。ここで、横
方向に並んだTFTの各ゲートから共通に引き出した電
極であるゲートラインG1〜GMに対して、ゲート駆動
回路1から順次ゲート電圧を印加し、各ゲートライン毎
にTFTのゲートをオンしていく。
【0011】一方、縦方向に並んだTFTの各ドレイン
から共通に引き出した電極であるドレインラインD1〜
DNに対して、上記オンゲート電圧を印加されたゲート
ライン毎に、データ電圧をデータ駆動回路2からサンプ
リング回路3を経て順次印加し、各液晶セルに与えてい
く。また、サンプリング回路3は、上記ドレインライン
に対してサンプリング用TFTを持ち、サンプリング用
TFTのゲート端子に画素TFTゲートオン電圧が印加
している間に、複数の電圧φ1,φ2を供給する。但
し、この出力電圧φ1,φ2はサンプリング駆動回路9
より供給されるが、画面制御回路10(ゲート駆動回路
1やデータ駆動回路2へも制御信号を送信する)にてフ
レームを判定し、フレーム毎にサンプリング駆動回路9
(本回路は画面制御回路10に内蔵してもよい)に極性
反転指令を出す。また、サンプリング回路3に入力され
るドレイン信号はサンプリングの信号数に応じてまとめ
ることができるため、サンプリング回路3からデータ駆
動回路2に接続されるドレインライン数を低減できる。
【0012】これらの回路の内、少なくともサンプリン
グ回路3を画素TFT同様にガラス等を材料とする基板
4上に形成できれば、サンプリングTFTのサンプリン
グ信号数に対応して、サンプリング回路3とデータ駆動
回路2間の接続数は低減できるため、ガラス基板4上に
形成した表示装置本体と外部駆動回路間との接続線が低
減でき、データ駆動回路2も簡略化できる。図3に示し
たようにサンプリング信号数が2の場合、ドレインライ
ンD1とD2がひとまとめにされDK1としてデータ駆
動回路2に接続され、結果として画素TFT及びサンプ
リング回路3の形成された基板とデータ駆動回路2との
接続数は半減、すなわちデータ駆動回路2を構成するド
ライバIC数を半減できる。サンプリング回路3は画素
TFTとほぼ同じ工程で形成できるので、ドライバIC
数を半減した効果により、液晶表示装置のコストを低減
できる効果がある。
【0013】次に、図4及び図1を用いて第一の実施例
の動作を説明する。図4は画素TFTのドレイン電圧とし
てVDP0,VDM0,VDP1、及びVDM1、ゲー
ト電圧としてVGを加え、ゲート線に沿って隣あうE1
及びE2画素に対してFRC駆動を行った場合の駆動波
形を示す。ここで、VDP0とVDM0,VDP1とV
DM1の関係は、それぞれ、基準電圧VCに対して対称
な電圧であり、VCとの差電圧の絶対値は等しい関係に
ある。ここで、更に、VDP0あるいはVDM0とVCとの
差電圧の絶対値はVDP1あるいはVDM1とVCとの
差電圧の絶対値より小さく設定されている。FRC駆動
方式を用いず階調表示を行う場合には、液晶に対して交
流電圧を印加する必要があり、VDP0とVDM0で1
階調、VDP1とVDM1で1階調の2階調表示が可能
である。
【0014】FRC駆動方式で上記の2組の電圧のみで
さらに階調数を増やす場合は、図4のE1画素に対応す
る波形が示す通り、VGのパルス電圧が印加される周期
を1フレームとした場合、4フレームを一つの単位とし
てVDP0,VDM0,VDP1,VDM1を繰り返し
結果として、VDP0あるいはVDM0とVCとの差電
圧の絶対値とVDP1あるいはVDM1とVCとの差電
圧の絶対値のほぼ中間の絶対値の電圧で決まる階調を新
たに表示できる。隣合うE2画素に対しては、FRCで
は従来の2フレーム単位から4フレーム単位になるので
画面のチラツキが大きくなる。そこで、これを空間的処
理で対応するためE1画素とは極性が異なり、さらに電
圧も変える必要があるため、4フレームを一つの単位と
して、VDM1,VDP1,VDM0,VDP0を繰り
返し表示する。
【0015】図1は本発明の1実施例となる駆動方法を
示す図である。同図(a)はサンプリングTFTのゲー
ト電圧φと外部ドライバICから供給されるドレイン電
圧VDD(VDDP0,VDDM0,VDDP1及びV
DDM1)の関係を示したものである。それぞれ奇数番
目(D1,D3)及び偶数番目(D2,D4)のドレイ
ン線への印加電圧波形を示す。同図(b)は画素TFT
のゲート電圧VGと前記サンプリングTFTからの出力
電圧である画素TFTのE1,E2のドレイン電圧であ
るVD(VDP0,VDM0,VDP1,VDM1))
の電圧波形を示したものである。この波形は図3の回路
の1番目すなわちG1に対するもので、それぞれ画素T
FTに対するドレイン線の奇数番目(ここではD1ライ
ンのE1,E3),偶数番目(ここではD2ラインの画
素E2,E4)の駆動波形に対応する。
【0016】本実施例では、サンプリングTFTのTR
1とTR2のゲート電圧であるφ1とφ2の電圧がフレ
ーム毎に反転している。これに対し、従来の駆動方法で
は、図5に示すようにφ1とφ2はフレーム毎に反転し
ていない。
【0017】本発明の駆動方法を用いるならば、同図
(b)に示すように、画素TFTの充電能力が問題にな
るドレイン電圧VDが基準電圧VCより高い場合(VD
P0及びVDM0)、すなわち、ΔVGDの小さい場合
のゲート電圧VGとドレイン電圧の交差時間はtGとな
り、逆に充電能力に余裕のあるドレイン電圧VDが基準
電圧VCより低い(VDM0,VDM1)、即ち、ΔV
GDの大きい場合の交差時間はtG/2となる。交差時
間がtG/2となってもΔVGDが充分大きいため、充
電能力が大きくFRC駆動を用いて多階調表示を行って
も液晶表示装置の表示性能上は問題にならない。このよ
うに、本駆動方法によれば、FRC駆動におけるtG期
間に対応するφ1とφ2が画素TFTの充電能力の小さ
くなる駆動条件に対して優先して充電が行われ、VGと
VDの交差時間を長くできるので充電不足による表示む
らの発生を防止できる。また、従来の駆動のタイミング
を用いた図5の駆動方法においても、画素TFTの充電
が苦しくなる基準電圧より高いドレイン電圧VDの時の
ゲート電圧VGが、基準電圧より低いドレイン電圧VD
の時のゲート電圧VGよりも高い所定の電圧で駆動する
新駆動方法を採用することによっても、表示品質の良い
FRC駆動を用いた液晶表示装置が提供できる。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、FRC駆動方式を用い
て多階調表示を行う場合、薄膜トランジスタの液晶容量
に対する充電不足に起因した表示むらをなくすことがで
きる。また、駆動回路の一部を内蔵した液晶表示装置を
充電不足なく駆動できるのでドライバIC数の大幅な低
減が可能になる。接続の信頼性も大幅に向上する。以上
により、低価格で高品質の液晶表示装置及び液晶表示装
置を搭載したマイクロコンピュータ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る駆動電圧波形を示す図
である。
【図2】本発明の一実施例に係る液晶表示装置の構成図
である。
【図3】駆動回路内蔵方式の液晶表示装置の回路図であ
る。
【図4】FRC駆動を示すタイミング図である。
【図5】従来の方法における駆動電圧波形を示す図であ
る。
【符号の説明】
VG…画素TFTのゲート電圧、VD…画素TFTのド
レイン(データ)電圧、VDD…サンプリングTFTの
ドレイン(データ)電圧、φ…サンプリングTFTのゲ
ート電圧、tG…ゲート選択時間、ΔVGD…ゲート電
圧とドレイン電圧の差電圧、CLC…液晶容量、1…ゲ
ート駆動回路、2…データ駆動回路、3…サンプリング
回路、4…画素TFTが形成された基板。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】薄膜トランジスタをスイッチング素子とし
    て用いた液晶表示装置の映像信号を与えるドレイン電圧
    が所定の電圧に対して、前記所定の電圧に対して正,負
    であり前記所定の電圧との差電圧が等しい電圧を一組み
    として、前記差電圧が異なる2組みの電圧以上の電圧数
    を持ち、前記1つの電圧値が印加されている期間を1フ
    レームとして、少なくとも前記2組みの電圧の組合せが
    印加されている4フレームを一つの駆動単位とする液晶
    表示装置の駆動方法において、 薄膜トランジスタのゲート電圧が前記所定の電圧より高
    い前記ゲート電圧のオンパルス幅と、前記所定の電圧よ
    り高く薄膜トランジスタから液晶に印加されるドレイン
    電圧とのオーバラップ時間が、前記所定の電圧より低い
    前記ドレイン電圧とのオーバラップ時間より長いことを
    特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記所定の電圧より高
    い前記ドレイン電圧と時間的にオーバラップする前記ゲ
    ート電圧が、前記所定の電圧より低い前記ドレイン電圧
    とオーバラップする前記ゲート電圧より高いことを特徴
    とする液晶表示装置の駆動方法。
  3. 【請求項3】薄膜トランジスタをスイッチング素子とし
    て用いた液晶表示装置の映像信号を与えるドレイン電圧
    が所定の電圧に対して、前記所定の電圧に対して正,負
    であり前記所定の電圧との差電圧が等しい電圧を一組み
    として、前記差電圧が異なる2組みの電圧以上の電圧数
    を持ち、前記1つの電圧値が印加されている期間を1フ
    レームとして、少なくとも前記2組みの電圧の組合わせ
    が印加されている4フレームを一つの駆動単位とする液
    晶表示装置の駆動方法において、 表示を行うデータ電圧を供給するドレイン端子を持つ複
    数の薄膜トランジスタと前記ドレイン端子が接続された
    ドレイン配線上に、少なくとも1つ以上前記データ電圧
    を供給するトランジスタを備え、前記データ電圧を供給
    するトランジスタのゲート電圧がフレーム毎に前記所定
    の電圧に対して正,負の電圧となることを特徴とする液
    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
JP2005257710A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Hitachi Displays Ltd 表示装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005257710A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Hitachi Displays Ltd 表示装置
JP4694134B2 (ja) * 2004-03-09 2011-06-08 株式会社 日立ディスプレイズ 表示装置

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