JPH06105387B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH06105387B2
JPH06105387B2 JP14884487A JP14884487A JPH06105387B2 JP H06105387 B2 JPH06105387 B2 JP H06105387B2 JP 14884487 A JP14884487 A JP 14884487A JP 14884487 A JP14884487 A JP 14884487A JP H06105387 B2 JPH06105387 B2 JP H06105387B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はアクティブマトリックス型の液晶表示装置に関
する。
従来の技術 従来の斯種装置においては第4図に示すようにゲート電
極(G1)(G2)…(G)に印加した走査信号により順
次薄膜トランジスタ(以下「TFT」という)(Q11)(Q
12)…(QNM)をオン状態とし、時系列でソースバス電
極(S1)(S2)…(S)に印加されたデータ信号電圧
を順次、絵素電極(A)と対向電極(B)と、それらの
間に介入された液晶層とで成す容量(以下「液晶セル」
という)(E11)(E12)…(ENM)に書き込む線順次走
査により表示がなされる。
ここで液晶層に印加される電界は液晶の寿命の観点から
交流電圧でなければならない。そのため、1行目から始
まりN行目までのデータ信号電圧が前記液晶セルに書き
込まれると、次は極性を反転したデータ信号を1行目か
らN行目に順次書き込んでいくことにより、液晶層に正
負交互に反転する電圧が印加される。
ところで、このようなアクティブマトリックス型の液晶
表示装置を用いてテレビ画像の表示を行う場合、映像信
号はもともと帯域を圧縮する目的から1コマを2フィー
ルドに分割し、画面の奇数行目と偶数行目を交互に走査
する所謂インターレース走査となっているため、まず1
行目、3行目、…、2N−1行目、次に2行目、4行目、
…、2行行目と線順次走査を行う必要がある。この場
合、1つの絵素に注目すれば液晶層には15Hzの信号が印
加されることになる。即ち、この絵素を構成する液晶セ
ルの両電極間に正電圧が印加された状態から再び正電圧
が印加されるのは4フィールド後である。何故なら、前
記1つの絵素はn番目のフィールドで走査された後、次
の(n+1)番目のフィールドではインターレースのた
めに走査されず、更に次の(n+2)番目のフィールド
では前記液晶層の寿命の観点から負電圧がかけられた状
態で走査され、(n+3)番目のフィールドはインター
レースのために前記絵素は走査されない。そして、次の
(n+4)番目のフィールドになって再び正電圧が前記
絵素の液晶セルにかけられるからである。このように4
フィールドごとにもとの駆動状態になることは駆動周波
数でいえばNTSCの場合15Hzである。また、これは全体と
しては1ラインおきに互いにπ/2だけ位相のずれた信号
が印加されるということでもある。ところで液晶は光学
的には実効値応答をするので、印加される電気信号が正
負対称ならば、光学的には1ラインおきに30Hzで交互に
点滅し、画面全体としては60Hzで点滅することになる。
しかしながら、TFTの特性は正負の映像信号がソース電
極に印加されたときゲート・ソース間の電位差が異なっ
て正負で対称とならないため液晶セルにかかる電圧値が
異なり、前記30Hzの成分が生じる。人間の目に60Hz程度
の点滅は全く感じられないが、30Hzの点滅は明確に感じ
とれるため第4図に示す従来の液晶表示装置ではフリッ
カが見られるという欠点があった。しかも、この従来例
においては同一基板上にゲートバス電極とソースバス電
極が存在し、しかもそれらが互いに交差するためN×M
個の交差部が存在する。従って、もしこれらの交差部の
いずれかに短絡による欠陥があればライン欠陥が発生し
表示品位が著しく損なわれることになる。
これを改善したものとして第5図に示すような構成がク
ラーク等によって提案されている(J.F.Clerc et.al.,P
roceeings of the 6th Intern ational Display Reseac
h Conference P.84,1986)。この方式においては2枚の
絶縁基板の一方にゲートバスライン(G1)(G2)…(G
)と、TFT(Q11)(QQ12)…(QNM)と、絵素電極
(A11)(A12)…(ANM)と、ゲートバスラインと平行
で且つTFTの各ソース電極に接続された共通線電極
(C)を形成し、もう一方の基板にストライブ状に対向
電極(D1)(D2)…(D)を形成した後、これら2枚
の基板で液晶層を挟む構造とし、対向電極(D1)(D2
…(D)データ信号電圧を印加することにより表示が
なされる。この方式では、ゲートバス電極(G1)(G2
…(G)と同一基板上で交差する電極が存在しないた
め上述したライン欠陥は生じない。しかしながら、この
アクティブマトリックス型の液晶装置は単にライン欠陥
について対策されているだけであって上述のフリッカと
いう問題については第4図の従来例と基本的に同一であ
るのでテレビ画像の表示を行う場合にはフリッカ現象が
見られるという欠点がある。
更に、前記2種類のアクティブマトリックス型の液晶表
示装置において液晶の表示モードとしてツイステッドネ
マティックとし液晶層を挟む2枚の偏光板の偏光方向を
互いに直交するように設定するモードが知られている。
この表示モードでは液晶層に電圧が印加されたときには
遮光状態、電圧が印加されていないときには透光状態と
なるノーマリホワイトモードの表示がなされる。この表
示は偏光板の偏光方向が平行に設定されたノーマリブラ
ックモードと比較して旋光分散による着色現象が少なく
色再現性が優れている。又、複屈折を小さく設定するこ
とにより高コントラスト比を保ちながら広い視野角が得
られる等の長所がある。ただし、第6図の透過率と印加
電圧の関係から分かるように高コントラスト比を得るの
にはノーマリブラックモードに比較してやや高い駆動電
圧を必要とする。これは対向電極にデータ電圧と逆極性
で一定振幅の電圧をバイアス電圧として印加することに
よって解決できるが、前述のフリッカはこの場合でも解
決されていない。
発明が解決しようとする問題点 それ故に本発明はアクティブマトリックス型液晶表示装
置において前述のフリッカが生じるという問題を解決す
る。更にいえば、本発明は交差点での短絡等のライン欠
陥がなく、低い駆動電圧であっても、高コントラスト比
が得られるアクティブマトリックス型液晶表示装置にお
いて、フリッカを払拭することによってその装置の価値
を高めるものである。
問題点を解決するための手段 本発明では、TFT、ゲートバス電極、該ゲートバス電極
と平行で交差しない共通線電極及び絵素電極が形成され
た第1絶縁基板と該絶縁基板に対向すると共に前記ゲー
トバス電極と直交するように形成され前記絵素電極に対
応したデータバス電極を有する第2絶縁基板と、前記第
1、第2絶縁基板間に介在された液晶層とから成るアク
ティブマトリックス型の液晶表示装置において、同一の
ゲートバス電極に接続された複数の薄膜トランジスタの
ソース及びドレイン電極の一方が絵素電極に接続され他
端が前記ゲート電極を挟んで対向する2本の共通線電極
に交互に接続され且つ2本の共通線電極には互いに異な
る極性の電圧が印加されるようになっている。
作 用 各行の複数のTFTは交互に異なる2つの共通線電極から
正と負の電圧を受ける。これに応じて対向電極としての
データバス電極にも交互に負、正のデータ信号電圧を与
えることができる。例えばインターレース走査のテレビ
画像の場合、前記2つの共通線電極の印加電圧の反転及
びデータ信号電圧の反転はフィールドごとに行われて、
その周波数は15Hzであるが、画面全体では1フィールド
ごとに正負の組み合わせが変化し、しかも常に正に充電
された絵素と負に充電された絵素とが同数で隣合ってい
るという態様を実現することができ、点滅の周波数は見
掛け上60Hzとなる。このため、画面上にフリッカとして
現れない。
実施例 次に本発明を図に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。
第1図は要部の回路部であって、(T11)(T12)…(T
2NM)TFTであり、そのゲートはゲートバス電極(G1
(G2)…(G2N)にそれぞれ接続されている。一方、共
通線電極はゲートバス電極(G1)(G2)…(G2N)を挟
んで一対ずつ存在するが、その奇数番目(C1)(C3)…
(C2N−1)と、偶数番目(C2)(C4)…(C2N)はそ
れぞれ異なるグループとして分けられた形となってお
り、それぞれのグループの共通線電極は互いに結合され
ていて同一の電圧が与えられるようになっているが、異
なるグループ間ではその電圧は逆極性である。従って、
(C1)(C3)…(C2N−1)に正電圧が与えられている
とき、(C2)(C4)…(C2N)には負電圧が印加され
る。そして、その状態は1フレーム継続され2つフレー
ム目で反転し、今度は(C1)(C3)…(C2N−1)に負
電圧、(C2)(C4)…(C2N)に正電圧が与えられる。
以下、これをフレームごとに繰り返す。各行のTFTのソ
ース及びドレイン電極の一方は絵素電極(A11)(A12
…(A2NM)に接続されているが、他端はゲートバス電
極(G1)(G2)…(G2N)を挟んで相対する2本の共通
線電極(C1)(C2)、(C3)(C4)、…、(C2N−1
(C2N)に対し交互に接続されている。
以上のTFT(T11)(T12)…(T2NM)、ゲートバス電極
(G1)(G2)…(G2N)、共通線電極(C1)(C2)…
(C2N)、及び絵素電極(A11)(A12)…(A2NM)は
1枚の絶縁基板(例えばガラス)上に形成されており、
この絶縁基板と液晶層(図示せず)を挟んで対向する他
の絶縁基板の内面には対向電極としてのデータバス電極
(D1)(D2)…(D)が設けられている。第1図にお
いて点線で示す部分がこのデータバス電極を表している
る。尚、データバス電極には例えば(D1)が正、(D2
が正という具合に、順次逆極性の電圧が印加される。そ
して、その反転も共通線電極の電圧反転と同様にフレー
ムごとに行われる。
前記絵素電極(A11)(A12)…(A2NM)に接続されるT
FT(T11)(T12)…(T2NM)の電極はドレインであっ
てもソースであってもよく、同様に共通線電極に接続さ
れる電極もソース、ドレインのどちらであってもよい。
本実施例において、テレビ画像の表示を行う場合、映像
信号が1フレームを2フィールドに分割されたインター
レース走査となっているため、絵素電極(A11)(A12
…(A2NM)と対向電極としてのデータバス電極(D1
(D2)…(D)と液晶層によって構成される液晶セル
に、やはり1行目、3行目、…、2N−1行目、次に2行
目、4行目、…、2N行目とインターレース走査によりデ
ータ信号電圧を順次書き込んでいく。ここで、本実施例
によるアクティブマトリックス型の液晶表示装置におい
ては、走査信号が1行目、3行目、…、2N−1行目に順
次印加されると同時に共通線電極は全ての奇数行目
(C1)(C3)…(C2N−1)と全ての偶数行目(C2
(C4)…(C2N)とにそれぞれ正、負のバイアス電圧が
1フレーム(2フィールド)期間印加され、一方、デー
タバス電極(D1)(D2)…(D)には、1列目、2列
目、…の順に負、正、負、正、…の順序で交互に逆極性
のデータ信号電圧が表示内容に応じた振幅で印加され
る。その結果、第1フィールド(F1)では第3図(イ)
(ハ)に示すような電圧が絵素電極とデータバス電極に
印加される。尚、第3図は1行目〜4行目について1列
目〜4列目の絵素だけを示している。
第2フィールド(F2)では走査信号が2行目、4行目、
…、2N行目に順次印加されると同時に全ての奇数行目及
び偶数行目の共通線電極には、それぞれ正、負の極性の
バイアス電圧が印加され、又データバス電極には1列
目、2列目、…の順に正、負、…の順序で交互に逆極性
をもつデータ信号電圧が表示内容に応じた振幅で印加さ
れるので第3図(ヘ)(チ)に示す極性の電圧が絵素電
極とデータバス電極に印加されることになる。その際、
(ホ)と(ト)はそれぞれ前のフィールド(第1フィー
ルド)で書き込まれたものが、そのまま保持されている
結果である。
次の第3フィールド(F3)では走査信号が1行目、3行
目、…、2N−1行目に順次印加されると同時に全ての奇
数行目及び偶数行目の共通線電極にそれぞれ負、正の極
性のバイアス電圧が1フレーム(2フィールド)期間印
加され、又データバス電極には1列目、2列目、…の順
に正,負、…の逆極性をもつデータ信号が表示内容に応
じた振幅で印加されるので、第3図(リ)(ル)に示す
極性の電圧が絵素電極とデータバス電極に印加される。
その際、(ヌ)と(ヲ)は前のフィールド(第2フィー
ルド)で書き込まれた内容が保持されている結果であ
る。
更に次の第4フィールド(F4)では走査信号が2行目、
4行目、…、2N行目に順次印加され、同時に全ての奇数
行目及び偶数行目の共通線電極にはそれぞれ正、負の極
性のバイアス電圧が印加されており、又データバス電極
には1列目、2列目、…の順に負、正の逆極性をもつデ
ータ信号電圧が表示内容に応じた振幅で印加されるの
で、第3図(カ)(タ)に示す極性の電圧が絵素電極と
データバス電極とに印加される。その際、(ワ)と
(ヨ)は前のフィールド(第3フィールド)で書き込ま
れた内容が保持されている結果である。
次の第5フィールド(図示せず)では、又第1フィール
ド(F1)の場合と同一の極性の電圧が同様に絵素電極と
データバス電極とに印加され、以下順次同じサイクルが
繰り返される。尚、表示内容に応じたデータ信号電圧と
共通線電極に印加されたバイアス電圧の和は上記液晶セ
ルに書き込まれた後、1フレーム(2フィールド)期間
保持されるが、この書き込まれた内容はデータバス電極
のデータ信号による電位変化、或いは共通線電極のバイ
アス電圧の変化に対してもTFTがオフ状態であれば変化
しない。
以上の結果、第3図から分かるように画面全体では1フ
ィールドごとに組み合わせが変化し、しかも常に正に充
電された絵素と負に充電された絵素とが同数で、且つ隣
合った位置に存在するため点滅の周波数は見掛け上60Hz
となりフリッカとして感じられない。尚、上述の通り図
示の実施例正の絵素と負の絵素が1つごとに隣合ってい
るるが、これを例えば2つごとに隣合うように修正して
もよい。
次に、第1図の回路構成を実現する液晶表示装置の構造
を製造プロセスによって説明する。第2図はその説明用
の図である。まず、ガラス等の絶縁基板上に2000ÅのCr
のゲート電極パターン(10)を形成し、その上にプラズ
マCVD法によって窒化シリコン等の絶縁膜(20)を3000
Åの膜厚で形成する。この絶縁膜(20)の上にアモルフ
ァスシリコン膜(40)を500Åの厚さに形成すると共に
これを島状に食刻し、燐をドープしたアモルファスシリ
コン(n+)をプラズマCVD法によって2000Å程度推積す
る(45)。次に、チタンをスパッタにより前面に3000Å
推積した後、これを食刻して共通線電極パターン(50)
とドレインパッド(60)を形成する。しかる後、同一の
パターンにn+層を食刻してアモルファスシリコン島(4
0)に対するドレインコンタクト(65)とソースコンタ
クト(55)を形成すると、TFT及びゲートバス電極、共
通線電極がそれぞれ完成する。次に、基板全体にプラズ
マCVD法により窒化シリコン等の絶縁膜(25)を3000Å
推積し、電極引き出し部とコンタクトホール(70)を形
成する。更に、ITOを2000Å推積し、これを食刻し、絵
素電極(30)を形成する。最後に、この基板上に液晶分
子配向膜としてポリイミド膜を形成し、ITOによるスト
ライプ状の対向電極(データバス電極)(D1)(D2)…
とポリイミド膜を形成した絶縁基板とをラビリングによ
る配向処理を行った後、貼り合せ、液晶を注入して本実
施例の液晶表示装置が完成する。
このようにして制作された液晶表示装置を前述の駆動方
法によりノーマリホワイトモードで動作させたところ、
フリッカのない高コントラスト比の表示が得られた。
又、液晶中に染料を添加したゲストホストモードによる
表示においては良好なコントラスト比を得るためにはノ
ーマリホワイトモードよりも更に高い電圧を必要とする
が、共通線電極に加える電圧がバイアス電圧として作用
するので高コントラスト比が得られ、フリッカもなかっ
た。
本発明の液晶表示装置の構成材料、製造プロセスは上述
の例に限られるものでなく、当分野において従来から知
られている構成材料、製造プロセスが使用できることは
いうまでもない。
発明の効果 本発明によれば、アクティブマトリックス型の液晶表示
装置において、交流電圧駆動でテレビ画像をインターレ
ース走査した場合にもフリッカが生じないという効果が
ある。又、共通線電極に印加する電圧がバイアス電圧と
して作用するので、比較的小さいデータ信号電圧であっ
ても高コントラスト比が得られる。又、データドライバ
の出力特性のバラツキに対するマージンも大きくなる。
更に、ゲートバス電極と交差する線路が存しないので、
交差部でのライン欠陥といったものが生じないという長
所もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施した液晶表示装置の回路図であ
り、第2図はその製造プロセスを説明するための図であ
る。第3図は本実施例装置によって交流電圧駆動でテレ
ビ画像をインターレース走査表示する場合の効果を表す
図である。第4図は従来例の要部を示す回路図であり、
第5図は他の従来例の要部回路図である。第6図は従来
例の説明図である。 (T11)(T12)〜(T2NM)……薄膜トランジスタ、 (G1)(G2)〜(G2N)……ゲートバス電極, (C1)(C2)〜(C2N)……共通線電極, (A11)(A12)〜(A2NM)……絵素電極, (D1)(D2)〜(D2M)……データバス電極。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】薄膜トランジスタ、ゲートバス電極、該ゲ
    ートバス電極と平行で交差しない共通線電極及び絵素電
    極が形成された第1絶縁基板と、該第1絶縁基板に対向
    すると共に前記ゲートバス電極と直交するように形成さ
    れ前記絵素電極に対向したデータバス電極を有する第2
    絶縁基板と、前記第1、第2絶縁基板間に介在する液晶
    層とから成るアクティブマトリックス型の液晶表示装置
    において、同一のゲートバス電極に接続された複数の薄
    膜トランジスタのソース及びドレイン電極の一方が絵素
    電極に接続され他方が前記ゲート電極を挟んで対向する
    2本の共通線電極に交互に接続され且つ前記2本の共通
    線電極には互いに異なる極性の電圧が印加されることを
    特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】前記共通線電極の印加電圧はフレーム毎に
    極性が反転することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】前記液晶層がツイステッドマティックであ
    り、且つ該液晶層を挟む2枚の偏光板の偏光方向が互い
    に平行、或いは直交していることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】前記液晶層が染料を添加したネマティック
    液晶であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
    載の液晶表示装置。
JP14884487A 1987-04-15 1987-06-15 液晶表示装置 Expired - Lifetime JPH06105387B2 (ja)

Priority Applications (4)

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JP14884487A JPH06105387B2 (ja) 1987-06-15 1987-06-15 液晶表示装置
EP88105868A EP0287055B1 (en) 1987-04-15 1988-04-13 Liquid crystal display device
DE88105868T DE3884442T2 (de) 1987-04-15 1988-04-13 Flüssigkristallanzeigegerät.
US07/181,377 US4842371A (en) 1987-04-15 1988-04-14 Liquid crystal display device having interlaced driving circuits for driving rows and columns one-half cycle out of phase

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JPS63311391A JPS63311391A (ja) 1988-12-20
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