JPH0612030A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表示画像のクロストークの発生を抑えて良好
な表示を実現し、かつ簡易な構造で製造しやすい液晶表
示装置を実現する。 【構成】 信号電極１から液晶の静電容量を用いたコン
デンサ素子１５により電圧を取り出し信号電圧増幅加算
部１９により増幅して補正電圧とし、液晶駆動電圧発生
部２０にこれを印加して走査電圧にこの補正電圧を加算
する。この補正電圧により、信号電極１の電圧変化に起
因して走査電極３に発生する電圧歪みをフィードフォワ
ード制御的に補正する。

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に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、その薄型、軽量、低消
費電力などの特長を活かして、パーソナルワープロやパ
ーソナルコンピュータのディスプレイデバイスとして多
く利用されるようになってきた。

【０００３】上記のようなディスプレイデバイスに利用
される液晶表示装置には、多桁表示や高品位表示などが
要求されている。このような要求に対応するために、近
年、ＳＴＮ（スーパーツイストネマティック）形液晶表
示素子に代表される単純マトリクス型液晶表示素子や、
ＴＦＴアクティブマトリックス（薄膜トランジスタ）型
液晶表示素子などの画素数（走査線数×信号線数）は著
しく増加してきている。これに伴なって液晶表示素子の
駆動周波数（駆動電圧パルスの周波数）も増加してい
る。例えば走査線電極が 200本、信号線電極が 640本の
2値表示のＳＴＮ型液晶表示素子では、走査線 1本分の
走査時間に相当する時間、即ち駆動電圧の最小パルス幅
は、60〜70μｓと、短いものになっている。

【０００４】一般に、液晶表示素子の液晶セルは、コン
デンサ（静電容量）として等価回路で表すことができ
る。また、液晶表示素子を駆動するためのドライバＩＣ
には出力インピーダンスが存在しており、これは一般的
に電気抵抗として等価回路で表わすことができる。単純
マトリクス型液晶表示素子は方形波パルスの組み合わせ
によって駆動されるが、このときドライバＩＣの出力抵
抗、ドライバＩＣと液晶表示素子の接続抵抗と液晶表示
素子の駆動用電極抵抗と液晶層の静電容量とに起因して
駆動電圧波形の鈍りや電圧歪みが発生する。これら駆動
波形の鈍りや電圧歪みは液晶層に印加される電圧の変動
を招き、結果として液晶表示素子の画面内での光の透過
率のばらつき、いわゆるクロストークと呼ばれる表示む
らとなって現れる。単純マトリックス駆動の場合、最も
クロストークの発生に関与するのが走査線電極に発生す
る電圧歪みに起因する液晶印加電圧の変動である。この
ような波形なまりおよび電圧歪みを図１２に示す。図１
２（ａ）は走査選択時の波形である。その走査線にオン
画素が少ない時には比較的選択波形のなまりが小さく、
オン画素が多い時には選択波形のなまりが大きくなる状
態を示している。これはオン状態の液晶セルの静電容量
はオフ状態のそれに比べて大きくなるからである。一
方、走査非選択時の波形には、信号電極に印加される信
号電圧のオン・オフの繰り返しがない場合には電圧歪み
も発生しない。しかし例えばオン状態とオフ状態とが一
走査線ごとに表示されるような場合には、例えば図１２
（ｂ）に示すようなスパイク状の電圧歪みが信号電圧の
オン・オフに誘発されて液晶を介しての容量結合により
走査非選択時の電圧波形に発生する。液晶表示素子の走
査電極、信号電極には、酸化スズやＩＴＯ（酸化インジ
ウム）からなる透明電極が一般的に用いられているが、
このような透明電極は電気抵抗が比較的大きいことか
ら、これらの電極には前記した波形のなまりや電圧歪み
がより顕著に発生することになる。

【０００５】特に走査電極が 200本以上の液晶表示素子
などでは、駆動デューティー比が1/200 以下であり駆動
電圧のパルス幅が短いために、上記のような波形なまり
や電圧歪みの影響がさらに顕著になる。

【０００６】このように、信号線ドライバから出力され
た方形波状のマルチプレックス駆動電圧は、走査電極の
電気抵抗Ｒおよび液晶セルの静電容量Ｃ_LCにより、前記
の走査電極側の走査非選択電圧にスパイク状の電圧歪み
を発生させる。また走査選択時の走査パルス波形を鈍ら
せる。そしてこれらの走査電圧歪みや走査パルス波形鈍
りは、液晶層に印加される電圧波形の実効値電圧の不均
一な低下または上昇を招き、その結果液晶表示素子の画
面に表示むら（クロストーク）が発生する。

【０００７】このような表示むらの問題を解消するため
に、例えばＳＴＮ型液晶表示素子用の技術として特開平
2-171718号公報や SID´90 Digest p.413 に開示された
方法、すなわち信号線ドライバＩＣから出力される表示
データを走査線ドライバＩＣへ印加する電圧に変換しこ
の電圧を微小に変化させることで走査線ドライバＩＣの
出力端子の電圧変動を相殺させるという方法が検討され
ている。

【０００８】しかしながら、このような方法では、微小
電圧の設定を表示データに基づいて行なっているので、
例えば液晶駆動電圧を変えてコントラストを調整するよ
うな場合、液晶駆動電圧の変化にともなって電圧歪みの
大きさも変化するので、当初に設定の最適な補償電圧が
ずれてしまうため、その都度最適な補償電圧に再設定す
る調整回路の付加が必要になる。このような調整回路を
有しかつ微小電圧の設定を表示データに基づいて行なう
回路を組み込むと、液晶駆動回路系の構造は非常に煩雑
なものとなるという問題がある。

【０００９】また、前述の透明電極の電気抵抗の問題に
関しては、透明電極上での電圧波形の均一化という観点
から、透明電極のわきに金属の配線を並列してはわせる
などして透明電極の見掛けの抵抗を低くし、電圧歪みや
液晶印加電圧の波形鈍りの発生を抑制することなどが考
えられる。

【００１０】しかしながら、このような方法では、液晶
表示素子内部の構造が煩雑となり、また製造も容易では
なく、製造コストが高くなるという問題がある。また電
圧波形歪みや液晶印加電圧の鈍りを抑えるために出力抵
抗の非常に小さいドライバＩＣを用いることが考えられ
るが、このような特殊なドライバＩＣの開発は容易では
なく、また高価で実用的ではないという問題もある。

【００１１】上記はＸＹ単純マトリクス型液晶表示装置
について述べたものだが、ＴＦＴのようなスイッチング
素子を用いたアクティブマトリックス型液晶表示装置の
場合についても同様に、走査（ゲート）電極、信号（ソ
ース）電極、対向電極およびその配線の電気抵抗および
液晶セルの静電容量により、画素電極に信号電圧が印加
されたとき、これに対向配置された対向電極にスパイク
電圧歪みが発生して液晶印加電圧の波形が鈍り、表示に
クロストークが発生するという問題がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
液晶表示装置には、ドライバＩＣの出力抵抗、ドライバ
ＩＣと液晶表示素子の接続抵抗、液晶表示素子の駆動用
電極抵抗と、液晶層の静電容量とに起因して発生する走
査電極の電圧歪みおよび走査パルスの波形鈍りにより、
液晶印加電圧の波形が所望の形とは異なったものに変化
し、画面に表示むら（クロストーク）が発生するという
問題があった。そしてこれに対して考案された既知の技
術では、最適な補償電圧がずれるといった問題や、装置
が煩雑になる、あるいは高価になるなどの問題があっ
た。

【００１３】本発明はこのような問題を解決するために
成されたもので、その目的は、液晶表示装置において、
簡易で低廉な手段によって画面に表示むら（クロストー
ク）が発生するという問題を解決し高品位な画像表示を
実現する液晶表示装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る液晶表
示装置は、複数本の走査電極と複数本の信号電極とを有
する液晶表示素子と前記走査電極に接続され走査電圧を
印加する走査電圧印加手段と前記信号電極に接続され信
号電圧を印加する信号電圧印加手段とを有する液晶表示
装置において、前記信号電極の各々にそれぞれの一端が
接続され他端が一つの共通配線に接続された静電容量素
子と、前記静電容量素子および前記共通配線を介して前
記信号電極から前記信号電圧を取り出し演算増幅して前
記走査電圧に加算する信号電圧演算増幅加算手段とを具
備することを特徴としている。また、第２の発明に係る
液晶表示装置は、複数本の走査電極と複数本の信号電極
とを有する液晶表示素子と前記走査電極に接続され走査
電圧を印加する走査電圧印加手段と前記信号電極に接続
され信号電圧を印加する信号電圧印加手段とを有する液
晶表示装置において、前記信号電極の各々にそれぞれの
一端が接続され他端が一つの共通配線に接続された電気
抵抗素子と、前記電気抵抗素子および前記共通配線を介
して前記信号電極から前記信号電圧を取り出し演算増幅
して前記走査電圧に加算する信号電圧演算増幅加算手段
とを具備することを特徴としている。

【００１５】また、第３の発明に係る液晶表示装置は、
複数の走査線および複数の信号線と前記走査線および前
記信号線の交差部ごとに配置されその各々に接続される
スイッチング素子と前記スイッチング素子に接続される
画素電極と前記画素電極に液晶を介して対向する対向電
極とを有する液晶表示素子と、前記走査線に走査電圧を
印加する走査電圧印加手段と、前記信号線に信号電圧を
印加する信号電圧印加手段と、前記対向電極に対向電極
電圧を印加する対向電極電圧印加手段とを有する液晶表
示装置において、前記信号線の各々にそれぞれの一端が
接続され他端が一つの共通配線に接続された静電容量素
子と、前記静電容量素子および前記共通配線を介して前
記信号線から前記信号電圧を取り出し演算増幅して前記
対向電極電圧に加算する信号電圧演算増幅加算手段とを
具備することを特徴としている。また、第４の発明に係
る液晶表示装置は、複数の走査線および複数の信号線と
前記走査線および前記信号線の交差部ごとに配置されそ
の各々に接続されるスイッチング素子と前記スイッチン
グ素子に接続される画素電極と前記画素電極に液晶を介
して対向する対向電極とを有する液晶表示素子と、前記
走査線に走査電圧を印加する走査電圧印加手段と、前記
信号線に信号電圧を印加する信号電圧印加手段と、前記
対向電極に対向電極電圧を印加する対向電極電圧印加手
段とを有する液晶表示装置において、前記信号線の各々
にそれぞれの一端が接続され他端が一つの共通配線に接
続された電気抵抗素子と、前記電気抵抗素子および前記
共通配線を介して前記信号線から前記信号電圧を取り出
し演算増幅して前記対向電極電圧に加算する信号電圧演
算増幅加算手段とを具備することを特徴としている。な
お、上記の信号電圧演算増幅加算手段は、走査選択時、
走査非選択時の両方の走査電圧に加算するようにしても
よく、あるいはいずれか一方に加算するようにしてもよ
い。

【００１６】また、本発明の技術はＴＮ（Twisted Nema
tic ）型液晶表示素子、ＳＴＮ（Super Twisted Nemati
c ）型液晶表示素子、ＧＨ（Guest Host）型液晶表示素
子、高分子分散型液晶表示素子などを用いた液晶表示装
置や、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）アクティブマトリク
ス型液晶表示素子などを用いた液晶表示装置において好
適で、その駆動における波形なまりに起因する表示むら
（クロストーク）の除去に大きな効果を挙げることがで
きる。

【００１７】

【作用】第１および第２の発明に係る液晶表示装置は、
信号電極の各々にそれぞれの一端が接続された静電容量
素子または電気抵抗素子の他端に接続された共通配線を
介して信号電極から信号電圧を取り出し、この信号電圧
を信号電圧演算増幅加算手段により演算増幅して走査電
圧に加算する。これにより、信号電圧が液晶セルの静電
容量および走査電極の電気抵抗によって走査電圧に及ぼ
そうとする走査選択時の走査パルス波形鈍りや走査非選
択時の電圧歪みを打ち消す。このとき、前記の信号電圧
演算増幅加算手段の電圧演算増幅率は、走査選択時の走
査電圧の波形鈍りや走査非選択時の走査電圧の歪みによ
る実効値の低下分を補正するような極性および値に設定
しておくことは言うまでもない。

【００１８】第３および第４の発明に係る液晶表示装置
は、信号線の各々にそれぞれの一端が接続された静電容
量素子または電気抵抗素子の他端に接続された共通配線
を介して信号線から信号電圧を取り出し、この信号電圧
を信号電圧演算増幅加算手段により演算増幅して対向電
極電圧に加算する。これにより、信号電圧が液晶セルの
静電容量および対向電極の電気抵抗により対向電極電圧
に及ぼそうとする電圧歪みを打ち消す。このとき、前記
の信号電圧演算増幅加算手段の電圧演算増幅率は、前記
の対向電極電圧の歪みによる実効値の低下分を補正する
ような極性および値に設定しておくことは言うまでもな
い。

【００１９】このような本発明に係る液晶表示装置は、
さらに詳しくは以下のように作用する。即ち、 （１）走査選択時には、走査パルス走査選択時の走査電
圧（走査パルス）の波形鈍りの原因となる信号電圧自体
からコンデンサまたは電気抵抗を介して電圧を取り出
し、この電圧を例えば増幅加算器からなる信号電圧演算
増幅加算手段によって演算増幅して前記の走査パルスの
振幅（波高）を増加するように走査パルスに加算する。
このとき、加算する電圧は、走査パルスの波形鈍りに起
因する走査電圧の実効値の低下分を補填するような値に
設定しておく。これにより、走査パルスの波形鈍りに起
因する走査電圧の実効値の変動を解消する。

【００２０】（２）走査非選択時には、走査電圧のスパ
イク波形状の電圧歪みの原因となる信号電圧自体からコ
ンデンサまたは電気抵抗を介して電圧を取り出し、この
電圧を例えば増幅加算器からなる信号電圧演算増幅加算
手段によって演算増幅して前記の電圧歪みを打ち消すよ
うに走査電圧に加算する。このとき、加算する電圧は、
走査電圧のスパイク波形状の電圧歪みを打ち消すような
実効値を有する電圧に設定しておく。これにより、走査
電圧のスパイク波形状の電圧歪みに起因する走査電圧の
実効値の変動を解消する。

【００２１】これは、走査電極側の走査電圧の鈍りや歪
みを発生させる原因である信号電極側の信号電圧から走
査電極側の走査電圧へと、その鈍りや歪みを解消する補
正動作を掛けるという意味で、フィードフォワード制御
と言うこともできる。このようなフィードフォワードの
補正動作を行なう電圧は、走査電圧の波形鈍りや電圧歪
みの原因となる信号電圧自体から取り出しているため、
その補正動作のタイミングを正確かつ簡易に取ることが
できる。

【００２２】また、このような本発明に係る液晶表示装
置は、従来の液晶表示装置の駆動回路系に前記のコンデ
ンサまたは電気抵抗素子と、これに接続される共通配線
と、所定の演算増幅率に設定され前記の共通配線に接続
される増幅加算器からなる信号電圧演算増幅加算手段と
を付加するだけで良いので、簡易かつ低廉に実現するこ
とができる。

【００２３】

【実施例】以下、図面に基づいて第１乃至第４の発明に
係る液晶表示装置の実施例を詳細に説明する。

【００２４】（実施例１）図１は本発明に係る液晶表示
装置の構成を模式的に示す図である。まず図１に基づい
て本発明の液晶表示装置の基本的な構成とその動作を説
明する。

【００２５】本発明の液晶表示装置は、信号電極１と走
査電極３とがマトリクス状に配置され、その間隙に液晶
４が挟持された液晶セル５と、信号電極１に信号電圧を
印加して駆動するための信号電圧印加部７と走査電極３
に走査電圧を印加するための走査電圧印加部９とこれら
に液晶駆動電圧を発生させる信号電圧電源１１および走
査電圧電源１３とを有し、液晶セル５はそれぞれの信号
電極１にコンデンサ素子１５の一端が接続されており、
コンデンサ（静電容量）素子１５の他端は共通電極２３
に接続され、これを外部に導くための共通端子１７を持
ち、この共通端子１７の出力は信号電圧演算増幅加算部
１９に接続されている。

【００２６】信号電圧演算増幅加算部１９は、各コンデ
ンサ素子１５により取り出され共通電極２３の端部の共
通端子１７を介して出力される電圧を所定の演算増幅率
で正または負の極性に演算増幅して走査電圧電源１３か
ら出力される走査電圧に加算する。このような信号電圧
演算増幅加算部１９によって走査電圧電源１３の走査電
圧に加算される電圧は、走査選択時の走査電圧の波形鈍
りや、走査非選択時の走査電圧の歪みを解消するような
実効値および極性を有するように各コンデンサ素子１５
および信号電圧演算増幅加算部１９が設定されている。

【００２７】このような基本的構成の本発明に係る液晶
表示装置は、以下のような動作により走査電圧の実効値
の変動を解消する。

【００２８】即ち、走査選択時には、走査電圧（走査パ
ルス）の波形鈍りの原因となる信号電極１の信号電圧自
体からコンデンサ素子１５を介して電圧を取り出し、こ
の電圧を信号電圧演算増幅加算部１９によって前記の走
査電圧の振幅（波高）を増加するように演算増幅して走
査電圧に加算する。このとき、加算する電圧は、走査パ
ルスの波形鈍りに起因する走査電圧の実効値の低下分を
補填するような値に設定しておく。これにより、走査パ
ルスの波形鈍りに起因する走査電圧の実効値の変動を解
消する。また走査非選択時には、走査電圧のスパイク波
形状の電圧歪みの原因となる信号電極１の信号電圧自体
からコンデンサ１５を介して電圧を取り出し、この電圧
を信号電圧演算増幅加算部１９によって前記の電圧歪み
を打ち消すように演算増幅し走査電圧に加算する。この
とき、加算する電圧は、走査電圧のスパイク波形状の電
圧歪みを打ち消すような実効値を有する電圧に設定して
おく。これにより、走査電圧のスパイク波形状の電圧歪
みに起因する走査電圧の実効値の変動を解消する。

【００２９】次に、本実施例の液晶表示装置の各部分に
ついて詳細に説明する。この第１の実施例の液晶セル５
は、セル厚約 7μｍで、ラビング配向処理を施した配向
層を備え液晶セル内で液晶分子が 240度捩れたいわゆる
ＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティック）型の液晶
表示素子で、Ａ4 半サイズ、 640× 200ドットの表示容
量を有する。液晶４としてはメルク社製ZLI-2293を用い
た。また透明電極にはＩＴＯを用いた。 1走査電極当た
りの静電容量は約 450ｐＦである。

【００３０】本実施例では、白黒表示のＳＴＮ型液晶表
示パネルを得るために、光学位相補償用セル（図示省
略）を液晶セル５に重ねて表示画面の色補正を行ない、
電圧無印加時に黒、電圧印加時に白の表示が得られるよ
うにした。

【００３１】図２に、本実施例の液晶表示装置に用いた
液晶セル５の電極部分の構造を示す。各信号電極１の端
部には、液晶４を誘電体とするコンデンサ素子１５が形
成されている。即ち信号電極１の端部の対向側に、走査
電極３と概略同じ形状の共通電極２３を設けた。そして
コンデンサ素子１５の共通電極２３自体を共通配線と
し、その端部には共通電極２３が受けた信号電極からの
電圧を液晶セル５の外部に取り出すための共通端子１７
が設けられている。このように共通電極２３と液晶４と
信号電極とからコンデンサ素子１５が構成されるように
しているため、従来の液晶セルの構造をほとんど変える
ことなく、非常に簡易に本発明の液晶表示装置を製造す
ることができる。

【００３２】図３は、本発明に係る液晶表示装置の全体
的な回路構成を示す図である。前記の液晶セル５の信号
電極１、走査電極３には、信号電圧印加部７、走査電圧
印加部９がそれぞれ接続されている。信号電圧印加部
７、走査電圧印加部９には制御部１０が接続されてい
る。また、信号電圧印加部７、走査電圧印加部９には液
晶駆動電源電圧を発生するための液晶駆動電圧発生部２
０が接続されている。

【００３３】信号電圧印加部７と走査電圧印加部９に
は、液晶駆動電源電圧（＋Ｖx 、−Ｖx 、＋Ｖy 、−Ｖ
y 、Ｖcom ）を与えるために、図４に示すような信号電
圧電源１１、走査電圧電源１３、基準電圧電源１４を有
する液晶駆動電圧電源２１が接続されている。前記の液
晶駆動電源電圧は、図中に示したＲ6 、Ｒ7 のような電
気抵抗素子を用いた抵抗分割による直流電圧で与えられ
る。

【００３４】信号電圧印加部７、走査電圧印加部９で
は、制御部１０からの信号を受けて液晶駆動電圧電源２
１から供給された液晶駆動電源電圧＋Ｖx 、−Ｖx 、＋
Ｖy 、−Ｖy 、Ｖcom を切り替える。

【００３５】図３に示すように、信号電圧印加部７は、
表示データを転送するシフトレジスタ２５と、表示デー
タを蓄えるデータラッチ２７とそのデータによって液晶
駆動電源電圧＋Ｖx 、−Ｖx を選択するスイッチ部２９
とからその主要部が構成され、＋Ｖx と−Ｖx のうちか
ら一つを選択出力する。このとき信号電圧印加部７は制
御部からのクロック信号ＣＰおよび表示信号データによ
り制御される。また走査電圧印加部９は、 1本の走査電
極を線順次に選択するデータを 1走査線ずつ転送するシ
フトレジスタ３１と、これによって液晶駆動電源電圧＋
Ｖy 、−Ｖy 、Ｖcom を選択するスイッチ部３３とから
なり、＋Ｖy 、−Ｖy 、Ｖcom のうちひとつを選択出力
する。このとき走査電圧印加部９は、 1フレームを決め
るＦＰおよび 1走査時間を決めるＬＰにより制御され
る。

【００３６】よく知られているように、液晶は交流電圧
で駆動されなければならないので、上記のスイッチ部２
９、３３には極性を一定周期で反転させるための機能が
付加されている。これはＦＲ信号により制御される。

【００３７】このような信号電圧印加部７と走査電圧印
加部９は、図５に示すような波形の電圧平均化法による
液晶印加電圧を液晶セルに印加する。

【００３８】液晶駆動電圧電源２１には、信号電圧演算
増幅加算部１９が付加されており、この信号電圧演算増
幅加算部１９は、コンデンサ素子１５によりピックアッ
プされ共通端子１７を介して入力された電圧を所定の演
算増幅率で演算増幅し液晶駆動電源電圧のうちの＋Ｖy
、−Ｖy 、基準電圧Ｖcom に加算して、走査電極にお
ける走査選択時の走査電圧である走査パルス（本実施例
ではＶy 、−Ｖy ）の波形鈍りを補正し、走査非選択時
の走査電圧（本実施例では基準電圧Ｖcom ）のスパイク
状の歪みを補正するように設定されている。

【００３９】この液晶駆動電圧電源２１および信号電圧
演算増幅加算部１９を有する液晶駆動電圧発生部２０を
さらに詳しく説明する。共通電極２３からの電圧は走査
選択時には共通端子１７を介して一旦バッファとしての
演算増幅器３５で受けられ、さらに補正電圧として演算
増幅する演算増幅器３７、３９にそれぞれ非反転接続さ
れて、走査電圧電源１３から出力される走査選択時の走
査電圧＋Ｖy 、−Ｖyにそれぞれ加算される。また共通
電極２３からの電圧は走査非選択時には共通端子１７を
介して一旦バッファとしての演算増幅器３５で受けら
れ、さらに演算増幅器４１に反転接続されて、基準電圧
電源１４から出力される走査非選択時の走査電圧Ｖcom
に加算される。即ち、これらの演算増幅器３７、３９、
４１が前記の図１に基づいて説明した信号電圧演算増幅
加算手段１９に相当する。演算増幅器３７、３９、４１
の前段からの入力電圧に対する利得は、それぞれＲ1 、
Ｒ2、Ｒ3 、Ｒ4 によって各々個別に設定する。これら
の利得の設定は、後段に続く走査電圧印加部９の出力イ
ンピーダンスや液晶セル５の特性に依存するので、走査
非選択時の走査電圧の歪みを補正し、また走査選択時の
走査パルスの実効値低下分を補填するような実効値およ
び極性の電圧を得られるように適切に設定しなければな
らない。これにより前述のような制御が達成される。

【００４０】ここで、演算増幅器３７、３９の前段にそ
れぞれＣ1 、Ｃ2 が挿入されているのは、＋Ｖy 、−Ｖ
y 、Ｖcom の各電位をショートさせないように交流結合
とするためである。この場合、前記した走査電圧の鈍り
や歪みの補正効果をより有効にするために時定数Ｃ1 ×
Ｒ1 は比較的大きく、 1フレーム時間程度に設定するこ
とが望ましい。また時定数Ｃ2 ×Ｒ3 は比較的小さく、
1走査時間程度に設定してもよい。また、この回路構成
は上記のような交流結合の他に、ショートさせないよう
に回路構成を変えれば直流結合としてもよい。

【００４１】以上のような第１の発明に係る第１の実施
例の液晶表示装置を、デューティ比1／ 200、バイアス
比 1／13、フレーム周波数80Ｈｚで駆動して表示を行な
い、その表示品位を目視にて検証した。

【００４２】画面全体を白表示にした後、まず画面中央
部付近に縦 150ドット×横10ドットの領域に白と黒の横
縞模様を表示させた。引き続きこの領域の横のドット数
を 500ドットまで徐々に増加させていった。その結果、
いずれの場合もクロストークのない均一な表示を維持で
きた。これは走査電極３における電圧歪みの発生が抑制
されたことによるものと考えられる。また、漢字やアル
ファベットなどキャラクタを連続的に表示させたが、ク
ロストークのない均一な表示を維持できた。このよう
に、走査電極３における電圧歪みの発生を抑制して、良
好な表示が実現できることが確認された。

【００４３】なお、本実施例においては、走査選択時と
走査非選択時の両方の走査電圧に補正を掛けるようにし
ているが、いずれか一方だけに補正を行なうようにして
もよい。

【００４４】（比較例１）第１の実施例において、液晶
駆動電圧発生部２０の代わりに、補正電圧を加算する信
号電圧演算増幅加算部１９を取り除いた、図６に示すよ
うな構成の従来の一般的な液晶駆動電圧電源６２１を取
り付け、第１の実施例と同様の駆動を行なった。 その
結果、画面中央部付近の縦 150ドット×横10ドットの領
域に表示させた白と黒の横縞模様の領域の縦方向に、周
囲よりも黒い表示ムラ（クロストーク）が発生した。引
き続いてこの領域の横のドット数を 500ドットまで徐々
に増加させていったところ、横のドット数の増加に伴な
い走査電極３に発生する電圧歪みの増加に起因すると推
測されるクロストークの濃さが増加し、画面の不均一性
が増した。また、漢字やアルファベットなどのキャラク
ターを連続的に表示させても同様にクロストークが発生
し、表示画像の品位は第１の実施例のものと比べて著し
く低下した。

【００４５】（実施例２）第１の実施例において、液晶
セル５および液晶駆動電圧発生部２０を、以下のように
変更して液晶セル７０５、８０５および液晶駆動電圧発
生部９２０とし、その他の部分は第１の実施例と同様の
ものとした。即ち、本実施例に用いた液晶セル７０５
は、それぞれの信号電極１に電気抵抗素子７１５の一端
が接続された構造で、この電気抵抗素子７１５の他端は
一つの共通電極７２３に接続され、これを外部に導くた
めの共通端子７１７を持ち、この共通端子７１７の出力
は図９に示すような液晶駆動電圧発生部９２０の信号電
圧演算増幅加算部９１９に接続されている。図７に、こ
の液晶セル７０５の構造を示す。それぞれの信号電極７
０１の先端部にはＩＴＯからなる透明電極を細長くパタ
ーンニングして形成された電気抵抗素子７１５が設けら
れている。この電気抵抗素子７１５は、幅約 1μｍ、長
さ約50ｍｍにパターンニングして約 1ＭΩの電気抵抗と
なるようにした。そしてこの電気抵抗素子７１５の他端
は共通電極７２３に接続されている。また、この他に
も、図８に示すような構造の電気抵抗素子８１５を形成
した液晶セル８０５を用いてもよい。即ち、それぞれの
信号電極８０１の先端部と距離をおいて共通電極８２３
をパターンニングし、信号電極８０１と共通電極８２３
との間に厚膜抵抗を厚膜印刷法で形成して電気抵抗素子
８１５とした。この場合も、電気抵抗値が約 1ＭΩの電
気抵抗となるように、厚膜抵抗の膜厚および幅を設定し
た。共通電極８２３の端部には共通端子８１７が形成さ
れている。

【００４６】そして第１の実施例で用いた液晶駆動電圧
発生部２０内の信号電圧演算増幅加算部１９に若干の変
更を加え、図９に示すような構成とした。即ち、演算増
幅器９３７、９３９、９４１の前段の演算増幅器９３５
によって入力される電圧のそれぞれに対する電圧増幅利
得は、電気抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 によって各々個
別に設定する。または、演算増幅器９３５の電気抵抗
Ｒ、Ｒ0 によっても設定することもできる。これらの設
定値は液晶セル７０５、８０５の液晶やセルギャップや
各電極の電気抵抗値、走査電圧印加部９の出力インピー
ダンスなどに依存するので、それらにより決定される適
正な値に設定する。 なお、第１の実施例と同一の部位
は第１の実施例と同一の付番で示した。

【００４７】以上のような第１の発明に係る第２の実施
例の液晶表示装置を、デューティ比1／ 200、バイアス
比 1／13、フレーム周波数80Ｈｚで駆動して表示を行な
い、その表示品位を目視にて検証した。このとき、まず
図７に示す液晶セル７０５を使用し、次に図８に示す液
晶セル８０５を用いた。

【００４８】画面全体を白表示にした後、まず画面中央
部付近に縦 150ドット×横10ドットの領域に白と黒の横
縞模様を表示させた。引き続きこの領域の横のドット数
を 500ドットまで徐々に増加させていった。その結果、
いずれの場合もクロストークのない均一な表示を維持で
きた。これは走査電極７０３、８０３における電圧歪み
の発生が抑制されたことによるものと考えられる。ま
た、漢字やアルファベットなどキャラクタを連続的に表
示させたが、クロストークのない均一な表示を維持でき
た。このように、走査電極７０３、８０３における電圧
歪みの発生を抑制して、良好な表示が実現できることが
確認された。

【００４９】なお、本実施例においては、走査選択時と
走査非選択時の両方の走査電圧に補正を掛けるようにし
ているが、いずれか一方だけに補正を行なうようにして
もよい。

【００５０】（比較例２）第２の実施例において、液晶
駆動電圧発生部９２０の代わりに、補正電圧を加算する
信号電圧演算増幅加算部９１９を取り除いた図６に示す
ような構成の従来の一般的な液晶駆動電圧電源６２１を
取り付けて、第２の実施例と同様の駆動を行なった。

【００５１】その結果、画面中央部付近の縦 150ドット
×横10ドットの領域に表示させた白と黒の横縞模様の領
域の縦方向に、周囲よりも黒い表示ムラ（クロストー
ク）が発生した。引き続いてこの領域の横のドット数を
500ドットまで徐々に増加させていったところ、横のド
ット数の増加に伴ない走査電極７０３、８０３に発生す
る電圧歪みの増加に起因すると推測されるクロストーク
の濃さが増加し、画面の不均一性が増した。また、漢字
やアルファベットなどのキャラクターを連続的に表示さ
せても同様にクロストークが発生し、表示画像の品位は
第２の実施例のものと比べて著しく低下した。

【００５２】（実施例３）第３の発明に係る第３の実施
例のアクティブマトリックス型液晶表示装置は、図１０
に示すように、ＴＦＴアレイ基板１００１とそれに対向
配置される対向基板１００３との間に液晶１００５を挟
持する構造である。ＴＦＴアレイ基板１００１には 480
本の走査線１００７と 640本の信号線１００９が直角に
交差するように配置され、それぞれ走査電圧印加部１０
１１、信号電圧印加部１０１３が接続され、交差部には
ＴＦＴ１００２と画素電極１００４が形成されている。

【００５３】信号電圧印加部１０１３には液晶駆動電圧
発生部１０１９よりオン電圧Ｖonおよびオフ電圧Ｖoff
が印加され、制御部１０２１からの表示データを受け
て、液晶セル１００６へオン電圧Ｖonまたはオフ電圧Ｖ
off を出力する。また、対向電極１０１５には対向電極
電圧Ｖcom が印加される。液晶は劣化を避けるために交
流的に駆動されなければならないので、液晶駆動電圧発
生部１０１９の基準電圧発生部１０２３にて例えば 1フ
レーム周期ごとなどに周期的にＶon、Ｖoff 、Ｖcom の
電位を反転基準電位に対して反転させている。あるいは
Ｖon、Ｖoff 、Ｖcom の電位を反転した各電源電圧を発
生させておき、これを信号電圧印加部１０１３などの液
晶ドライバ回路で切り替えるような構成としてもよい。
従来のアクティブマトリックス型液晶表示装置において
は、信号線に印加される信号電圧の変動に起因して、こ
れに液晶１００５を介して対向する対向電極１０１５の
電圧に歪みが生じてその電位が変動し、これがクロスト
ーク発生の原因となっていた。このような電位の変動
は、Ｖon、Ｖoff 、Ｖcom の電位を反転させる、いわゆ
るコモン反転駆動法において、特に顕著に発生する。

【００５４】そこで、この第３の実施例の液晶表示装置
においては、基準電圧発生部１０２３の後段に増幅加算
器１０２５を有する信号電圧増幅加算部１０１７を付加
し、対向電極電圧Ｖcom に電圧歪みを補正する補正電圧
を加算するように装置を構成しているので、対向電極１
０１５の電位変動を抑えることができる。本実施例の装
置では、そのような構成および動作を実現するために、
液晶セル１００６の対向基板１００３側に各信号線１０
０９を横切るように共通電極１０２７を配設している
が、これにより等価回路的にそれぞれの信号線１００９
との間にコンデンサ素子１０２８が形成されている。

【００５５】信号線の電圧をコンデンサ素子１０２８で
ピックアップし共通電極１０２７から共通端子１０２９
を介して外部に出力される電圧は、これに接続された信
号電圧増幅加算部１０１７により極性反転して所定の増
幅率に増幅され補正電圧として対向電極電圧Ｖcom に加
算される。この信号電圧増幅加算部１０１７の増幅加算
器１０２５は、演算増幅器と加算器とを兼ねた動作を行
なうもので、前段の共通端子１０２９を介して入力され
る電圧に対するこの増幅加算器１０２５の利得は、Ｒ1
、Ｒ2 によって設定されている。この利得の設定は対
向電極１０１５の電気抵抗値や液晶セル１００６の特性
などに依存するので、適切に調整を行ない、対向電極の
電圧歪みによる液晶印加電圧の変動を解消するような実
効値を有する補正電圧を発生するように設定されなけれ
ばならない。その結果、信号線電圧Ｖon、Ｖoff の変化
に対応して補正電圧が対向電極電圧Ｖcom に加算されて
対向電極１０１５に印加され、対向電極１０１５の電圧
歪みに起因する液晶印加電圧の変動を抑えることができ
る。

【００５６】このように、第３の実施例の液晶表示装置
は、液晶セル１００６に共通電極１０２７を設け、ここ
から取り出した電圧を増幅して補正電圧を作り、これを
信号電圧増幅加算部１０１７により液晶駆動電圧発生部
１０１９の対向電極電圧Ｖcom に加算して対向電極の電
圧歪みを補正し、液晶印加電圧の変動を抑える。

【００５７】実際に、このような第３の実施例の液晶表
示装置を用いて表示を行ない、その表示品位を検証した
ところ、Ｈライン反転駆動方式、Ｖライン反転駆動方
式、コモン反転駆動方式にかかわらず、対向電極の電圧
歪みを抑制することで液晶層に印加される電圧の大きさ
はいつも一定に制御することができ、クロストークのな
い良好な表示が得られることが確認された。

【００５８】なお、この第３の実施例では、対向電極１
０１５の電圧に対して補正を掛けたが、ＴＦＴ素子やＭ
ＩＭ（金属−絶縁体−金属）素子を用いたアクティブマ
トリクス型液晶表示装置の走査線（ゲート線）１００７
にも本発明の技術を応用して、走査線（ゲート線）電圧
の歪みを補正し、表示画像のクロストークの発生を抑え
ることも可能である。

【００５９】また、本実施例の装置では省略したが、保
持容量バス線に本実施例と同様の技術を応用して、共通
電極１０２７から取り出した電圧を保持容量バス線駆動
回路に印加し、その電圧に補正を加えるような構成とす
ることも可能である。この場合も、保持容量バス線に発
生する電圧歪みを補正できるので、Ｈライン反転駆動、
Ｖライン反転駆動はもちろんのこと、Ｈラインコモン反
転駆動時においてもクロストークのない均一な表示を実
現することができる。

【００６０】また、この第３の実施例ではコンデンサ素
子１０２８の誘電体として液晶１００５を用いたが、誘
電体としてはこの他に酸化シリコンや窒化シリコンなど
からなる誘電体膜を用いてもよい。

【００６１】（実施例４）第３の実施例において、液晶
セル１００６および信号電圧増幅加算部１０１７を、以
下に述べるように変更した。

【００６２】即ち、図１１に示すように、本実施例の液
晶表示装置に用いた液晶セル１１０１は、それぞれの信
号線１１０３に電気抵抗素子１１０５の一端が接続さ
れ、その他端は共通電極１１０７に接続され、その共通
電極１１０７の端部には、外部に接続するための共通端
子１１０９が配設されている。そしてこの共通端子１１
０９は液晶駆動電圧発生部１１１１内の信号電圧増幅加
算部１１１３の増幅加算器１１１５に接続されている。
具体的には、それぞれの信号線１１０３の先端部にはア
モルファスシリコン膜を細長くパターンニングしてなる
電気抵抗素子１１０５が形成されている。この電気抵抗
素子１１０５の電気抵抗値は、約 5ＭΩとした。

【００６３】共通電極１１０７の電圧を外部に取り出す
ための共通端子１１０９からの電圧は、信号電圧増幅加
算部１１１３により反転して所定の増幅率に増幅され補
正電圧として対向電極電圧Ｖcom に加算される。この信
号電圧増幅加算部１１１３の増幅加算器１１１５は、演
算増幅器と加算器とを兼ねた動作を行なうもので、前段
の共通端子１１０９を介して入力される電圧に対するこ
の増幅加算器１１１５の利得は、Ｒ1 、Ｒ2 によって設
定される。この利得の設定は、対向電極１０１５の電気
抵抗値や液晶セル１１０１の特性などに依存するので、
適切に調整を行ない、対向電極１０１５の電圧歪みによ
る液晶印加電圧の変動を解消するような実効値を有する
電圧を発生するように設定されていなければならない。
その結果、信号電圧Ｖon、Ｖoff の変化に対応して補正
電圧が対向電極電圧Ｖcom に加算されて対向電極１０１
５に印加され、対向電極１０１５の電圧歪みに起因する
液晶印加電圧の変動を抑えることができる。

【００６４】このように、第４の実施例の液晶表示装置
は、液晶セル１１０１に共通電極１１０７を設け、信号
電圧に対応してここから取り出された電圧を増幅して補
正電圧を作り、これを液晶駆動電圧発生部１１１１の対
向電極電圧Ｖcom に加算して対向電極１０１５の電圧の
歪みを補正し、液晶印加電圧の変動を抑える。

【００６５】実際に、このような第４の実施例の液晶表
示装置を用いて表示を行ない、その表示品位を検証した
ところ、Ｈライン反転駆動方式、Ｖライン反転駆動方
式、コモン反転駆動方式にかかわらず、液晶層に印加さ
れる電圧の大きさはいつも一定に制御され、クロストー
クのない良好な表示が得られることが確認された。

【００６６】なお、この第４の実施例では、対向電極の
電圧に対して補正を掛けたが、ＴＦＴ素子やＭＩＭ（金
属−絶縁体−金属）素子を用いたアクティブマトリクス
型液晶表示装置の走査線（ゲート線）１００７にも本発
明の技術を応用して、走査線の電圧歪みを補正して、表
示画像のクロストークの発生を抑えることも可能であ
る。

【００６７】また、本実施例の装置では省略したが、保
持容量バス線に本実施例と同様の技術を応用して、共通
電極１１０７から取り出した電圧を保持容量バス線駆動
回路に印加して、保持容量バス線の電圧歪みなどに補正
を加えるような構成とすることも可能である。この場合
も、保持容量バス線に発生する電圧歪みを補正できるの
で、Ｈライン反転駆動、Ｖライン反転駆動はもちろんの
こと、Ｈラインコモン反転駆動時においてもクロストー
クのない均一な表示を実現することができる。

【００６８】

【発明の効果】以上の詳細な説明で明らかなように、本
発明の液晶表示装置は、表示画像のクロストークの発生
を抑えて良好な表示を実現し、かつ簡易な構造で製造し
やすい液晶表示装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の液晶表示装置の構成を示す図。

【図２】第１の実施例の液晶表示装置に用いた液晶セル
の構成を示す図。

【図３】第１の実施例の液晶表示装置の全体的な構成を
示す図。

【図４】第１の実施例の液晶表示装置に用いた液晶駆動
電圧発生部の回路構成を示す図。

【図５】電圧平均化法による液晶印加電圧波形を示す
図。

【図６】第１の比較例の液晶表示装置に用いた液晶駆動
電圧発生部の回路構成を示す図。

【図７】第２の実施例の液晶表示装置に用いた液晶セル
の構成を示す図。

【図８】第２の実施例の液晶表示装置に用いた電気抵抗
素子が厚膜からなる液晶セルの構成を示す図。

【図９】第２の実施例の液晶表示装置に用いた液晶駆動
電圧発生部の回路構成を示す図。

【図１０】第３の実施例の液晶表示装置の構成を示す
図。

【図１１】第４の実施例の液晶表示装置に用いた液晶セ
ルの構成を示す図。

【図１２】従来の液晶表示装置の走査電極電圧に発生す
る電圧歪みおよび電圧波形鈍りを示す図。

【符号の説明】

１…信号電極 ３…走査電極 ５…液晶セル ７…信号電圧印加部 ９…走査電圧印加部 １１…信号電圧電源 １３…走査電圧電源 １５…コンデンサ素子 １７…共通端子 １９…信号電圧増幅加算部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の走査電極と複数本の信号電極と
   を有する液晶表示素子と前記走査電極に接続され走査電
   圧を印加する走査電圧印加手段と前記信号電極に接続さ
   れ信号電圧を印加する信号電圧印加手段とを有する液晶
   表示装置において、 前記信号電極の各々にそれぞれの一端が接続され他端が
   一つの共通配線に接続された静電容量素子と、 前記静電容量素子および前記共通配線を介して前記信号
   電極から前記信号電圧を取り出し演算増幅して前記走査
   電圧に加算する信号電圧演算増幅加算手段とを具備する
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 複数本の走査電極と複数本の信号電極と
   を有する液晶表示素子と前記走査電極に接続され走査電
   圧を印加する走査電圧印加手段と前記信号電極に接続さ
   れ信号電圧を印加する信号電圧印加手段とを有する液晶
   表示装置において、 前記信号電極の各々にそれぞれの一端が接続され他端が
   一つの共通配線に接続された電気抵抗素子と、 前記電気抵抗素子および前記共通配線を介して前記信号
   電極から前記信号電圧を取り出し演算増幅して前記走査
   電圧に加算する信号電圧演算増幅加算手段とを具備する
   ことを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】 複数の走査線および複数の信号線と前記
   走査線および前記信号線の交差部ごとに配置されその各
   々に接続されるスイッチング素子と前記スイッチング素
   子に接続される画素電極と前記画素電極に液晶を介して
   対向する対向電極とを有する液晶表示素子と、前記走査
   線に走査電圧を印加する走査電圧印加手段と、前記信号
   線に信号電圧を印加する信号電圧印加手段と、前記対向
   電極に対向電極電圧を印加する対向電極電圧印加手段と
   を有する液晶表示装置において、 前記信号線の各々に
   それぞれの一端が接続され他端が一つの共通配線に接続
   された静電容量素子と、 前記静電容量素子および前記共通配線を介して前記信号
   線から前記信号電圧を取り出し演算増幅して前記対向電
   極電圧に加算する信号電圧演算増幅加算手段とを具備す
   ることを特徴とする液晶表示装置。
4. 【請求項４】 複数の走査線および複数の信号線と前記
   走査線および前記信号線の交差部ごとに配置されその各
   々に接続されるスイッチング素子と前記スイッチング素
   子に接続される画素電極と前記画素電極に液晶を介して
   対向する対向電極とを有する液晶表示素子と、前記走査
   線に走査電圧を印加する走査電圧印加手段と、前記信号
   線に信号電圧を印加する信号電圧印加手段と、前記対向
   電極に対向電極電圧を印加する対向電極電圧印加手段と
   を有する液晶表示装置において、 前記信号線の各々に
   それぞれの一端が接続され他端が一つの共通配線に接続
   された電気抵抗素子と、 前記電気抵抗素子および前記共通配線を介して前記信号
   線から前記信号電圧を取り出し演算増幅して前記対向電
   極電圧に加算する信号電圧演算増幅加算手段とを具備す
   ることを特徴とする液晶表示装置。