JPH0627488A - アクティブマトリクス型表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス型表示装置

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JPH0627488A
JPH0627488A JP18226492A JP18226492A JPH0627488A JP H0627488 A JPH0627488 A JP H0627488A JP 18226492 A JP18226492 A JP 18226492A JP 18226492 A JP18226492 A JP 18226492A JP H0627488 A JPH0627488 A JP H0627488A
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賢一 沖
健一 ▲梁▼井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はアクティブマトリクス型表示装置に
関し、複雑で高コストのデータバスドライバで駆動する
データバスラインの本数を低減したアクティブマトリク
ス型表示装置において表示品質の向上を図ることを目的
とする。 【構成】 アクティブマトリクス型表示装置において、
画素電極対151 ,15 2 は同一のデータバスライン1
3に接続され、スキャンバスライン121 ,12 2 は画
素行の上下に2本設けられ、各画素電極151 ,152
には正負の2個のスイッチング素子が接続され、画素対
に接続される異なる極性のスイッチング素子1111,1
21;1112,1122を同じスキャンバスライン1
1 ,122 に接続するように構成する。

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
表示装置に関し、特に、隣接する画素対でデータバスラ
インを共通にした構造を有するアクティブマトリクス型
表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、アクティブマトリクス型表示装置
は、単純マトリクス型表示装置と共に薄形の情報端末用
表示装置として使用されており、その表示媒体として多
くの場合に液晶が使用されている。アクティブマトリク
ス型液晶表示装置は、単純マトリクス型液晶表示装置と
比較して、多数の画素をそれぞれ独立に駆動することが
できるため、表示容量の増大に伴ってライン数が増加し
た場合でも、単純マトリクス型のように駆動のデューテ
ィ比の低下や、コントラストの低下、並びに、視野角の
減少を来す等の問題が生じないという特徴を有してい
る。
【0003】しかし、アクティブマトリクス型表示装置
(アクティブマトリクス型液晶表示装置)は、その構造
が複雑なため製造設備が大規模とならざるを得ず、ま
た、複雑な工程が必要なため高い製造歩留りを得るには
多大の努力を要する。さらに、アクティブマトリクス型
表示装置に避けられない問題として、表示容量の増大に
伴いドライバICが多数必要となるという問題もある。
これら大規模な設備投資、製造歩留りの問題、および、
ドライバICに要するコスト増等の要因によって、アク
ティブマトリクス型表示装置は高価格とならざるを得
ず、広範な普及が妨げられているのが現状である。そこ
で、大規模な設備投資やコスト増を招くことなく、製造
歩留りが高く表示品質の優れたアクティブマトリクス型
表示装置の提供が要望されている。
【0004】図11はアクティブマトリクス型表示装置
の基本構成を示す図である。図において、210はアク
ティブマトリクス型表示パネルであり、211は表示パ
ネル210のスキャンバスラインに順次アドレスパルス
を印加するスキャンバスドライバである。アドレスパル
スをスキャンバスラインの上から下まで順次印加する期
間をフレームと称している。また一本おきにアドレスパ
ルスを印加する方式をインターレース方式と称してお
り、その場合には1回目と2回目の2つのフレームが存
在し、それぞれ奇数フレームと偶数フレームと称してい
る。
【0005】214は表示パネル210のデータバスラ
インにデータ電圧を印加するデータバスドライバであ
る。218はスキャンバスドライバ211とデータバス
ドライバに供給するクロック信号、水平走査信号(HS
YNC)及び垂直同期信号(VSYNC)を発生する制
御信号発生部である。219はデータバスドライバ21
4がデータバスラインに印加するデータ電圧を発生する
データ電圧発生部であり、階調表示を行なう時には階調
段階に対応したデータ電圧を発生させる。しかも液晶表
示装置においては各表示セルにフレーム毎に逆極性の電
圧を印加する必要があり、データ電圧発生部219は階
調段階の2倍の種類のデータ電圧を発生する。
【0006】スキャンバスドライバ211は、シフトレ
ジスタ212と出力回路213を備えている。シフトレ
ジスタ212は、HSYNC信号に応じて、アドレスパ
ルスを印加するスキャンバスラインの位置を順次シフト
させる。出力回路213は、シフトレジスタ212から
の信号を各スキャンバスラインに出力するためのドライ
バ回路である。
【0007】データバスドライバ214は、シフトレジ
スタ/ラッチ215と、データ電圧選択スイッチ列21
6と、出力回路217とを備えている。シフトレジスタ
/ラッチ215は、入力される表示データをクロック信
号に同期して取り込み、順次シフトする。そして一行分
のデータが完成した時にHSYNC信号でラッチして出
力する。データ電圧選択スイッチ列216は、シフトレ
ジスタ/ラッチ215からの一行分の表示データに応じ
て、データ電圧発生部219からのデータ電圧を各デー
タバスライン毎に選択して出力する。出力回路217
は、この一行分のデータ電圧をデータバスラインに出力
するドライバ回路である。
【0008】図12はアクティブマトリクス型液晶表示
パネルの等価回路を示す図である。図において、12は
スキャンバスラインであり、13はデータバスラインで
ある。スキャンバスライン12とデータバスライン13
の交差部分に対応して、薄膜トランジスタ(TFT)1
1と画素電極15が設けられている。16は対向する基
板上の対向画素電極であり、通常はすべての画素に共通
に接続されているためコモン電極と呼ばれる。画素電極
15と対向画素電極16の間に液晶材料が充填されてい
る。
【0009】TFT11の被制御電極は、データバスラ
イン13と画素電極15にそれぞれ接続されており、制
御電極はデータバスライン12に接続されている。スキ
ャンバスライン13にアドレスパルスが印加されると、
そのスキャンバスライン13に接続されているTFT1
1が導通状態となり、データバスライン13と画素電極
15が接続された状態となる。画素電極15と対向電極
16とその間の液晶材料で形成されるコンデンサに、デ
ータバスライン13と対向画素電極16間の電圧差が印
加され、液晶の状態が変化する。そのスキャンバスライ
ン12へのアドレスパルスの印加が終了するとTFT1
1は非導通状態となるため、次のアドレスパルスが印加
されるまで液晶の状態が維持される。
【0010】アクティブマトリクス型表示パネル210
の内部は、上記のようにして動作するため、スキャンバ
スドライバ211は単にTFT11を導通状態とするた
めのアドレスパルスを順次出力するだけでよく、比較的
簡単な構成で実現できる。これに比べてデータバスドラ
イバ214は、セルに印加するデータ電圧を出力する
が、印加電圧によって画素材料の状態が変化するため、
ある程度高精度の電圧出力機能が要求される。またシフ
トレジスタもクロック信号に同期して動作するため、デ
ータバスドライバ214の方が高速動作を要求される。
【0011】更に、階調表示を行なうのであれば、シフ
トレジスタ/ラッチ215は階調段階数に対応する多ビ
ットデータをシフト及び保持する必要があり、データ電
圧選択スイッチ列216のスイッチの個数も階調段階数
の分だけ増加する。そのためデータバスドライバ214
の構造は、スキャンバスドライバ211に比べてはるか
に複雑である。
【0012】通常のアクティブマトリクス型表示装置
は、640×480ドット等の構成であり、行方向(水
平方向)の画素数の方が多くなっている。そのためデー
タバスラインの本数の方が、スキャンバスラインの本数
に比べて多くなっている。更にカラー表示を行なう場合
には、1画素を構成するRGBの3画素を縦長の画素に
よって構成しているため、データバスラインの本数はス
キャンバスラインの本数の4倍にもなっている。
【0013】スキャンバスラインとデータバスラインは
直角に交差しているが、上記のようにデータバスライン
の本数が多いためレイアウト上の制約が大きいという問
題がある。またデータバスドライバ214は、たとえ同
じ本数のバスラインを駆動する場合でもスキャンバスド
ライバ211に比べて複雑であるが、上記のようにデー
タバスラインの本数が多い時にはより大規模で複雑なも
のになるためコスト上も問題を生じる。上記のような問
題を解決するため特開昭62−218987号公報及び
特開平3−38689号公報には、隣接する画素電極を
独立に制御可能な2個のTFTを介して共通のデータバ
スラインに接続し、時分割で駆動することによりデータ
バスラインの本数を減少させたアクティブマトリクス型
表示装置が開示されている。
【0014】図13はデータバスラインを共通化した従
来例の構成を示す図である。なお本明細書においては同
一の機能を有する部分については同一の番号を付して表
わす。図13において、121 と122 はスキャンバス
ラインの組であり、画素行に対応する数だけその組が存
在する。13はデータバスラインである。151 と15
2 はマトリクス状に配置された画素電極である。111
と112 はスキャンバスライン121 ,122 とデータ
バスライン13に接続される画素対応のスイッチング素
子である。画素電極151 ,152 と対向する電極間に
は、スイッチング素子111 と112 によって制御され
る電気光学素子がある。そしてスキャンバスライン12
1 と122 の方向に隣接する画素電極対151 と152
を同一のデータバスライン13に接続している。
【0015】画素電極対151 と152 は独立したスイ
ッチング素子111 と112 によって同一のデータバス
ライン13に接続されている。このスイッチング素子1
1と112 を時分割で動作させ、その動作に合せてデ
ータバスドライバにそれぞれの画素に印加する電圧を供
給すれば、各画素は独立に表示が行なえる。図14は図
13の構成におけるアドレス信号の例を示す図である。
【0016】図14の(a)は、ある行の画素行に対応
するスキャンバスラインの組121と122 に、連続し
てアドレスパルスVS1,VS2を印加する場合を示す図で
ある。m行目のスキャンバスライン121 にアドレスパ
ルスVS1,mを印加するとそれに制御電極が接続された
スイッチング素子111 が導通状態となるので、対応す
るデータバスライン13にデータ電圧を印加すれば、そ
のデータ電圧が画素電極151 に印加される。次に同じ
m行目のスキャンバスライン122 にアドレスパルスV
S2,mを出力すれば、同様に画素電極152 にデータ電
圧を印加できる。従ってデータ電圧は2回に分けて印加
することになる。
【0017】この場合、従来の1水平走査期間(tH
に隣接する画素対へのデータ電圧の印加を行なうため、
m行目のスキャンバスライン121 と122 へのアドレ
スパルスVS1,mとVS2,mは、それぞれ 1/2 tH
下のパルス幅で、 1/2 tHだけシフトしたパルスであ
ることが必要である。各スキャンバスラインには1フレ
ーム毎に同様のアドレスパルスが印加される。この場合
は、1フレームが1画面表示サイクルに相当する。
【0018】図14の(b)は、フレーム毎にアドレス
パルスを印加するスキャンバスラインを121 と122
の間で交互に変化させる場合を示す図であり、2フレー
ムで1画面表示サイクルになる。従って第1のフレーム
では各画素対の一方の画素へのデータ電圧の印加のみが
行なわれ、第2のフレームは残りのもう一方の画素への
データ電圧の印加が行なわれる。(a)と(b)で画面
表示サイクルが同一であれば、図中のhは 1/2 tH
相当する。
【0019】以上のようにデータバスラインを共用して
いても各画素へのデータ電圧の印加は独立して行なうこ
とが可能である。また図14ではスイッチング素子11
1 と112 が同一の極性のアドレスパルスによって導通
状態になるものとして示したが、異なる極性で導通状態
となる2種類のスイッチング素子を使用することも可能
である。
【0020】図13から明らかなように、画素の配列に
対してスキャンバスラインは倍に増加しているが、デー
タバスラインは半分に減少する。従って、例えばカラー
表示で640×480ドットの表示を行なうためには、
従来のアクティブマトリクス型表示装置は480本のス
キャンバスライン1920本のデータバスラインを必要
としたが、本発明では960本のスキャンバスラインと
960本のデータバスラインになる。これによりバスラ
インの全本数が2400本から1920本に減少するだ
けでなく、スキャンバスラインとデータバスラインの本
数がそれぞれ釣り合った値となるためレイアウトが容易
になる。
【0021】また複雑で高コストのデータバスドライバ
で駆動するデータバスラインの本数が半分になるため、
データバスドライバの構造が簡単になり、全体として大
幅なコスト低減を図れる。もちろん一画素へのデータ電
圧の印加時間は半分に減少するが、現在のデータバスド
ライバの駆動能力とTFTの性能では問題がない。また
データバスドライバ内での1行分のシフトサイクルも半
分になるが、シフトするデータ数も半分になるため、シ
フト速度は変化せず、この点でのコスト増加は生じな
い。
【0022】一方アクティブマトリクス型表示装置で
は、表示品質の向上や信頼性の向上が求められている。
このための障害の1つが電極とバスライン間の寄生容量
の影響である。アクティブマトリクス型液晶パネルで
は、各画素部分に寄生容量が存在する。例えば、図12
に示した画素電極15と、スキャンバスライン12、デ
ータバスライン13、及び対向画素電極16との間にそ
れぞれ寄生容量が存在する。このうち特に問題となるの
がスキャンバスライン12との間の寄生容量である。す
なわち、アドレス直後にスキャンバスライン電圧が書き
込み電圧から保持電圧に戻るのに伴って、この電圧変動
が寄生容量を通じて画素電極15に現れ、この電圧変動
が次のアドレスまで保持される現象が生じる。この電圧
変動はアドレスパルスの極性が一方向のみであるため、
一方向のみに生じる。液晶は、その寿命特性等の点から
駆動電圧波形に直流成分が無いことが望ましいが、この
電圧変動があると信号電圧を正負対称の交流電圧波形と
してもそれぞれが一方向にシフトするために非対称の電
圧波形となり、結果として、直流成分が発生してしま
う。このような直流電圧の発生は液晶の寿命特性に悪影
響を与えるばかりではなく、フリッカーや残像の発生の
原因となって表示特性を低下させてしまうことにもなっ
ている。
【0023】このような問題を解決するため、特開昭5
3−144297号公報には、1個の画素電極を共通の
スキャンバスラインに印加する正負逆極性のアドレスパ
ルスで導通する2種のスイッチング素子を介して、正負
対称な電圧を出力する2本のデータバスラインに接続
し、2種のスイッチング素子をフレーム毎に導通させる
ことで寄生容量の影響を打ち消し合うアクティブマトリ
クス型表示装置が開示されている。しかしこの装置では
データバスラインの本数が増加するという問題がある。
【0024】また本出願人は、特願平2−118346
号及び特願平2−118347号で、各画素電極を正負
逆極性のアドレスパルスで導通する2種のスイッチング
素子を介してデータバスラインに接続し、2種のスイッ
チング素子を同時又はフレーム毎に交互に導通させるこ
とにより、寄生容量の影響を互いに打ち消し合うように
したアクティブマトリクス型表示装置を提案している。
【0025】図15は上記のようにして直流成分の発生
を防止する従来例の構成を示す図である。図示のように
各画素行の上下にスキャンバスライン121 ,122
設け、各画素電極15は2種のTFT111 ,112
介してデータバスライン13に接続する。上側のスキャ
ンバスライン121 にはNチャンネル(Nch)型TF
T111 の制御電極が接続され、下側のスキャンバスラ
イン122 にはPch型TFT112 の制御電極が接続
されている。
【0026】図15のスキャンバスライン121 ,12
2 に図16に示すようなアドレスパルスをそれぞれ印加
すると、2種のスイッチング素子111 ,112 は同時
に導通する。この場合アドレスパルスは正負逆極性であ
るため、寄生容量による直流成分は逆方向になり互いに
打ち消し合う。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】画素行内の隣接する画
素対を独立して制御可能なスイッチング素子を介して共
通のデータバスラインに接続し、時分割で駆動すること
によりデータバスラインの本数を低減したアクティブマ
トリクス型表示装置においても表示品質の向上が求めら
れており、本発明はアクティブマトリクス型表示装置に
おいて、直流成分を発生しないようにすることで表示品
質及び信頼性を向上することを目的とする。
【0028】
【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リクス型表示装置は、複数のスキャンバスラインおよび
データバスラインと、マトリクス状に配置された画素電
極と、前記スキャンバスラインおよびデータバスライン
に接続された画素対応のスイッチング素子と、前記画素
電極に対向する電極間に充填され当該スイッチング素子
によって制御される電気光学素子とを備えるアクティブ
マトリクス型表示装置である。そして上記目的を達成す
るため、前記スキャンバスラインの方向に隣接する画素
電極対を同一のデータバスラインに接続し、前記スキャ
ンバスラインを1つの画素行に対して当該画素行を挟む
ように上下に2本設け、前記スイッチング素子を、制御
電極に正極性の電圧を印加することによって導通状態と
なる第1種のスイッチング素子と、制御電極に負極性の
電圧を印加することによって導通状態となる第2種のス
イッチング素子との2種の素子で構成し、前記画素対の
両方の画素には前記第1種のスイッチング素子と前記第
2種のスイッチング素子の両方を接続し、前記画素対の
一方の画素に接続された第1種のスイッチング素子と、
他方の画素に接続された第2種のスイッチング素子を当
該画素行に隣接する1本のスキャンバスラインに接続
し、前記画素対の一方の画素に接続された第2種のスイ
ッチング素子と、他方の画素に接続された第1種のスイ
ッチング素子を画素行に隣接する他の1本のスキャンバ
スラインに接続するように構成する。
【0029】そして上記のような装置において、画素行
を挟む前記2本のスキャンバスラインの一方には、1/
2水平走査期間だけシフトさせたタイミングで1水平走
査期間の半分以下のパルス幅を有する正負逆極性の連続
したアドレスパルスを印加し、もう一方には該アドレス
パルスと正負対称なアドレスパルスを印加する。
【0030】
【作用】本発明では、スキャンバスラインは画素行を挟
むように上下に2本設けてある。そして各画素電極は第
1種と第2種の2種のスイッチング素子を介して同一の
データバスラインに接続されるが、この時画素電極対の
それぞれの電極に接続される異なる種類のスイッチング
素子を同一のスキャンバスラインに接続するようにす
る。これにより画素電極対の両方の電極に接続される4
個のスイッチング素子は独立に制御可能になる。そして
2本のスキャンバスラインに極性の異なるアドレスパル
スを印加することにより、一方の画素に接続される2種
のスイッチング素子が同時に導通するため、直流成分の
発生を防止できる。
【0031】図15に示した直流成分の発生を防止する
従来例においては、各画素電極に接続される2種のスイ
ッチング素子は同種のものが同じスキャンバスラインに
接続されているが、それでは隣接するスイッチング素子
を独立して導通させることはできない。従って画素対を
同一のデータバスラインに接続して時分割で駆動するに
は、本発明のように画素電極対の2個の電極に接続され
る同種のスイッチング素子は、異なるスキャンバスライ
ンに接続される必要がある。
【0032】
【実施例】以下、図面を参照して本発明に係るアクティ
ブマトリクス型表示パネルの実施例を説明する。図1は
本発明のアクティブマトリクス型液晶表示パネルの第1
実施例を示す図であり、本実施例は従来から知られてい
る通常のアクティブマトリクス型液晶表示パネルに本発
明を適用した場合を示すものである。なお以下の説明は
すべて液晶表示パネルを例として行い、画素電極を画素
又は液晶セルと表現することがある。
【0033】図1に示されるように、本実施例のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示パネルは、スキャンバスライ
ン121 ,122 とこのスキャンバスライン121 ,1
2に直交する複数のデータバスライン13と、マトリ
クス状に配置された画素電極対151 ,152 と、スキ
ャンバスラインおよびデータバスラインに接続された画
素対応のTFT1111,1112,1121,1122と、画
素電極と電気的に接続されTFT1111,1112,11
21,1122によって制御される液晶とを有している。こ
こで、本実施例のアクティブマトリクス型液晶表示パネ
ルは、一方の絶縁基板上にスキャンバスライン121
122 、データバスライン13、画素電極151 ,15
2 および、TFT1111,1112,1121,1122を形
成し、他方の絶縁基板上に形成したベタ状の対向画素電
極(コモン電極)との間に液晶を挟むようにして構成さ
れている。
【0034】図1に示されるように、スキャンバスライ
ン121 ,122 は、1つの画素行(同図中、水平方向
に並んだ画素の行)に対して上下に2本設けられ、スキ
ャンバスライン121 ,122 の方向に隣接する画素電
極151 と152 が画素電極対をなしている。画素電極
対の両方の電極151 ,152 はTFT1111,1
12,1121,1122を介して同一のデータバスライン
13に接続される。画素電極151 に接続されるNch
型TFT1111とPch型TFT1112のゲート電極
は、上側と下側のスキャンバスライン121 と122
それぞれ接続される。画素電極152 に接続されるPc
h型TFT1121とNch型TFT1122のゲート電極
は、スキャンバスライン121 と122 にそれぞれ接続
される。
【0035】図2は第1実施例における駆動信号を示す
図である。VS1,mはm行目の画素行の上側のスキャンバ
スラインに印加する信号の電圧変化を示し、VS2,mはm
行目の画素行の下側のスキャンバスラインに印加する信
号の電圧変化を示している。図示のように、ひとつの画
素列の上下に配置された2本のスキャンバスライン12
1 ,122 にはほぼ 1/2 tH のパルス幅の連続した正
負のアドレスパルスからなる、互いに極性対称なアドレ
ス電圧波形が印加される。画素LCm,2nがアドレスされ
るタイミングではNch型のTFT1111には正のアド
レスパルスが印加されると同時にPch型のTFT11
12には負のアドレスパルスが印加され、この画素LC
m,2nに接続される両方のTFT1111と1112が同時に
導通状態となる。次の 1/2 水平走査期間には画素LC
m,2n+1のNch型のTFT1121には正のアドレスパル
スが印加されると同時にPch型のTFT1122に負の
アドレスパルスが印加されやはり両方のTFT1121
1122が同時に導通することとなる。この実施例では、
各画素の書き込み動作において上下のスキャンバスライ
ンに同時に正負のアドレスパルスが印加されるため、ア
ドレスパルスの立ち下がり時に発生するDCレベルシフ
トが打ち消され、DCレベルシフトによって生じる残像
やフリッカーなどの表示特性の劣化が防止できるという
特長を持つ。
【0036】また各画素は2個のスイッチング素子で制
御されるため、一方が故障しても動作可能であり、結果
的に冗長性が向上する。なお2本のスキャンバスライン
121 と122 に印加される正負のパルスが同時に印加
されるのであれば、図2に示すような連続した正負のパ
ルスである必要はない。図3は第1の実施例における駆
動信号の変型例である。この例ではアドレスパルスの電
圧波形はフレーム毎に極性を反転させる。図2ではNc
h型とPch型の2つのTFT1111, 1112;11
21, 1122で同時に書き込みをおこなっていたのに対
し、偶奇のフレーム毎に2つのTFTの内の1つを交互
にオン状態とすることによって書き込みを行わせるもの
である。但し、この場合隣接画素への書き込み順序がフ
レーム間で変化しないようにするためには、図に示すよ
うに画素の両側のスキャンバスラインに印加するアドレ
スパルスの順序を入れ換えることが必要となる。このよ
うな駆動法では、図2に示したように各画素の書き込み
動作において正負のアドレスパルスの影響を同時に打ち
消すことはできないが、偶フレームでのDCレベルシフ
ト幅と奇フレームでのDCレベルシフト幅をバランスさ
せることにより偶奇の2フレームを通じての平均化され
たDCレベルシフトを低減できる。
【0037】次に本発明を対向マトリクス方式のアクテ
ィブマトリクス型表示パネルに適用した第2実施例を説
明するが、第2実施例の説明の前に対向マトリクス方式
について簡単に説明する。対向マトリクス方式は、従来
のアクティブマトリクス型表示パネルを製造する上での
問題であったバスラインの交叉する構造に起因する不良
の発生を低減し、製造プロセスの簡略化並びに高歩留り
化を可能にするために提案された方式であり、例えば特
開昭61−235815号公報に示されている。
【0038】図4は従来の対向マトリクス方式のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示パネルの一例を示す分解斜視
図であり、この図は上記特開昭61−235815号公
報に開示されているものである。図4に示されるよう
に、従来の対向マトリクス方式のアクティブマトリクス
型液晶表示パネル50は、対向配置したガラス基板50
a,50bにおける一方のガラス基板50a上に、複数
のスキャンバスライン52、各画素毎に設けられた液晶
セルの画素電極55、および、画素電極55を制御する
薄膜トランジスタ(TFT)51が形成され、他方のガ
ラス基板50b上に、スキャンバスライン52と直交す
る方向に延びるデータバスライン53が液晶セルの対向
電極として形成されて構成されている。ここで、参照符
号56は基準電圧バスラインを示している。
【0039】すなわち、対向マトリクス方式のアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置50において、液晶セルの
一方の電極である画素電極55は、TFT51の一方の
被制御電極であるソース電極に接続され、液晶セルの他
方の電極57がデータバスライン53に接続(兼用)さ
れ、そして、液晶セルがTFT51とデータバスライン
53との間に接続された構造となっている。また、TF
T51の他方の被制御電極であるドレイン電極は、スキ
ャンバスライン52と平行に形成された基準電圧バスラ
イン56に共通に接続されるようになっている。
【0040】以上説明したように、従来の対向マトリク
ス方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置50は、
直行配置されるスキャンバスライン52およびデータバ
スライン53をそれぞれ対向配置した一方のガラス基板
50aおよび他方のガラス基板50b上に形成するよう
になっているため、バスラインの交差部分が生じないこ
とになり、製造歩留りを向上させることができる。
【0041】図5は本発明を対向マトリクス方式に適用
した第2実施例の構成を示す図である。図5に示すよう
に、本実施例のアクティブマトリクス型液晶パネルにお
いては、行方向に隣接する画素電極対651 ,65
2 は、各画素に対して対称な位置に設けた別の基準電圧
バスライン66に対してそれぞれTFT6111,6
12,6121,6122を介して接続されている。ここ
で、TFT6111とTFT6121のゲート電極は、画素
行の上側に配置されたスキャンバスライン621 に接続
され、TFT6112とTFT6122のゲート電極は下側
のスキャンバスライン622に接続されている。また、
対向基板(図4におけるガラス基板50bに対応)に設
けたITOよりなるストライプ電極は、データバスライ
ン63と兼用されており、画素対651 ,652 に対応
した2画素分の幅として形成されている。尚、アドレス
パルスは、第1実施例で説明したのと同様に、 1/2 水
平走査期間( 1/2 tH )シフトされたほぼ 1/2 tH
幅のパルスを順次加え、これと同期させたデータ信号波
形をデータバスラインに印加するか、フレーム毎に極性
反転した信号を印加する。
【0042】第2実施例では以上のような構成をとるこ
とにより、データバスラインの本数を従来の 1/2 に減
らすことができるだけでなく、さらに対向基板側のIT
Oストライプ電極の線幅を通常の対向マトリクス方式の
場合の2倍とすることが出来、対向側ITOストライプ
電極の作成を容易にするという効果ももたらされる。第
1実施例と第2実施例においては、1個の画素電極に2
種類の極性の異なるTFTを接続して、同時に極性の異
なるアドレスパルスを印加して寄生容量による直流成分
の発生を打ち消し合っている。これにより1個の画素電
極に2個のスイッチング素子が接続されるため、一方の
スイッチング素子が故障しても動作するという利点が生
じるが、画素の動作としては1個のスイッチング素子で
充分であり、一方のパルスは実質的には補償パルスとし
て作用している。
【0043】図1及び図5に示すように画素行の中心軸
に対して2本のスキャンバスラインと4個のTFTを軸
対称に形成することにより、画素電極と上下のスキャン
バスラインとの間のそれぞれの寄生容量をほぼ同一の値
にすることが容易に行なえる。対称な逆極性のアドレス
パルスを印加して直流成分の発生を防止するためには、
この2個の寄生容量が等しいことが必要である。このこ
とは、各画素に接続される1方の種類のスイッチング素
子がなくても、画素電極と上下のスキャンバスライン間
の寄生容量が同一であれば、図2に示したアドレス信号
を印加することにより直流成分の発生を防止できること
を意味する。そこで第1実施例において一方の種類のス
イッチング素子をなくしても直流成分の発生を防止でき
るようにしたのが第3実施例であり、図6にその構成を
示す。
【0044】図6に示されるように、本実施例のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示パネルは、複数のスキャンバ
スライン121 ,122 とこのスキャンバスライン12
1 ,122 に直交する複数のデータバスライン13と、
マトリクス状に配置された画素電極対151 ,15
2 と、スキャンバスラインおよびデータバスラインに接
続された画素対応の同極性のTFT111 ,112 と、
画素電極と電気的に接続されTFT111 ,112 によ
って制御される液晶とを有している。
【0045】図示のように、スキャンバスライン1
1 ,122 は、1つの画素行(同図中、水平方向に並
んだ画素の行)に対して上下に2本設けられ、スキャン
バスライン121 ,122 の方向、すなわち、各画素行
において隣接する画素電極対15 1 ,152 に対応する
TFT111 ,112 の各制御電極(ゲート電極)が画
素の両側に設けられた2本のスキャンバスライン1
1 ,122 に対して別々に接続されている。すなわ
ち、TFT111 のゲート電極はスキャンバスライン1
1 に接続され、また、TFT112 のゲート電極はス
キャンバスライン122 に接続されている。さらに、T
FT111 のソース電極は画素電極対151 に接続さ
れ、また、TFT112 のソース電極は画素電極対15
2 に接続され、そして、TFT111 のドレイン電極お
よびTFT112 のドレイン電極は、同一のデータバス
ライン13に共通接続されている。
【0046】図1の構成と比較して明らかなように、第
3実施例は第1実施例においてNch型TFT1111
1122、又はPch型TFT1112と1121のいずれか
の組を除去したものである。図6では、TFT111
112 はNch型であるとし、図1とはNch型TFT
の位置及び画素の番号が各データバスラインに対して反
転して示してある。
【0047】上記のような構成で、各画素電極151
152 と上下のスキャンバスライン121 ,122 との
間のそれぞれの寄生容量が等しければ、図2に示すよう
な第1実施例と同じ駆動信号を印加する。上側のスキャ
ンバスライン121 に印加される電圧波形Vs1,mの正の
パルスによりTFT111 が導通する。この時下側のス
キャンバスライン122 には電圧波形Vs2,mの負のパル
スが印加されるため、TFT112 は導通しないが、寄
生容量による画素電極151 での直流成分の発生は打ち
消される。
【0048】同様に上側のスキャンバスライン121
負のパルスが印加される時には下側のスキャンバスライ
ン122 には正のパルスが印加されるため、TFT11
1 は導通せずにTFT112 が導通し、直流電圧発生の
補償動作も行なわれる。しかし上記のような構成では、
各画素電極151 ,152 と上下のスキャンバスライン
121 ,122 との位置関係は非対称であり、通常その
間の寄生容量も同一にはならない。そこで本実施例で
は、図6に示すように、スキャンバスライン121 ,1
2 から各画素極151 ,152 の近くに延長部17を
延ばして寄生容量を調整している。この様な寄生容量の
調整を行わない場合には、補償用のパルスの電圧値をア
ドレス用と異なる値に調整する方法も有効である。
【0049】図7は第3実施例の構成を対向マトリクス
方式のアクティブマトリクス型表示装置に適用した第4
実施例を示す図であり、第3実施例と同様の駆動信号が
印加される。図8は第4実施例におけるスキャンバスラ
イン621 ,622 が存在する側の基板上のレイアウト
を示す図である。図において、611 ,612 がTFT
であり、621 ,622 がスキャンバスラインであり、
651 ,652 が画素電極であり、66は基準電圧バス
ラインである。671 と672 はそれぞれスキャンバス
ライン621 と622 から画素電極652 ,651 に沿
って延びる延長部であり、これにより寄生容量が同一に
なるようにする。
【0050】第1実施例ないし第4実施例では各画素行
毎に2本のスキャンバスラインを設けたが、液晶パネル
を製作する上ではスキャンバスラインの本数はできるだ
け少ないことが望ましい。第5実施例はこの要求を実現
するものである。図9は第5実施例の構成を示す図であ
り、各画素行の走査方向における上位側に1本のスキャ
ンバスライン12を設け、各画素対の一方の画素電極1
1 はNch型TFT111 を介してデータバスライン
13に接続し、もう一方の画素電極152 はPch型T
FT112 を介して同一のデータバスライン13に接続
する。2個のTFT111 と112 のゲート電極は同一
のスキャンバスライン12に接続される。
【0051】本実施例においても、各画素電極151
152 とこれを挟む上側及び下側のスキャンバスライン
12との間の寄生容量は同一であることが望ましく、前
述のスキャンバスライン12より延びる延長部を設けて
寄生容量を調整したり、画素行と上下のスキャンバスラ
インとの間隔を変えて寄生容量を調整しているが、図で
は省略してある。
【0052】第5実施例における駆動信号を図10に示
す。図において、VD はデータバスライン13に印加さ
れるデータ電圧であり、この電圧が各電極に印加され
る。ここでは1/2tH を周期として正負逆極性に変化
している。Vs,m はm番目のスキャンバスラインに印加
される電圧波形であり、Vs,m+1 はm+1番目のスキャ
ンバスラインに印加される電圧波形である。
【0053】図示のように、各スキャンバスラインの印
加電圧波形は、1/2tH 幅の連続したアドレスパルス
部分と斜線で示した補償パルス部分で構成されている。
例えばVs,m の正のアドレスパルスによりm行目の画素
対の一方の画素電極151 に接続されるTFT111
導通し、データバスライン13のデータ電圧が画素電極
151 に印加される。この時次の画素行に付属するスキ
ャンバスラインにはV s,m+1 の負の補償パルスが印加さ
れる。これによりm行目の画素電極151 の直流成分の
発生は防止できる。同様にVs,m の負のアドレスパルス
とVs,m+1 の正の補償パルスによって直流成分を発生さ
せることなしにm行目の画素電極152へのデータ電圧
の印加が行なわれる。
【0054】補償パルスはすべてのスキャンバスライン
に前の画素行の補償を行なうように印加されるため、例
えばm番目のスキャンバスラインに印加される電圧波形
s, m はアドレスパルスに補償パルスを付加した図示の
ような波形になる。そのため補償パルスにより一時的に
前の画素行へ印加するデータ電圧が印加されることにな
り、m行目の画素LCm,2nとLCm,2n+1の印加電圧はV
LCm,2nとVLCm,2n +1で示すように変化する。すなわ
ち最初の負の補償パルスによってPch型TFT112
が導通するため、画素LCm,2n+1には画素LCm-1,2n+1
のデータ電圧が印加され、この状態が正規のデータ電圧
が印加される3/2tH の期間だけ続く。同様に画素L
m,2nには画素LCm-1,2nのデータ電圧が印加され、そ
の状態が1/2tH の期間だけ続く。
【0055】以上のように本実施例では各画素に一時的
に前の画素行のデータ電圧が印加されることになるが、
通常パーソナルコンピュータ等の表示パネルに使用され
るアクティブマトリクス型液晶表示パネルは400行以
上の画素行を有しており、別のデータ電圧が印加される
期の比率は最大でも0.4%以下であり、実用上は問題
ない。
【0056】なお第5実施例の構成及び駆動方法は対向
マトリクス方式にも適用できるが、説明は省略する。上
述した実施例において、電気光学素子として液晶が用い
られているが、該電気光学素子としては、エレクトロル
ミネッセンス素子、および、エレクトロクロミック素子
等を様々な素子を使用することができる。さらに、アク
ティブマトリクス型表示装置(パネル)の各構造、形
状、および、材質等は、上述した以外に様々なものが使
用でき、また、変形することができるのはいうまでもな
い。
【0057】このように、本実施例のアクティブマトリ
クス型表示装置によれば、これまでアクティブマトリク
ス型表示装置の大きなコスト要因であったドライバーI
Cの個数を大幅に低減した上で、アクティブマトリクス
型表示装置において問題となる寄生容量に起因する直流
成分の発生を大幅に低減することができ、表示特性のす
ぐれたアクティブマトリクス型表示装置を実現すること
ができる。
【0058】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明のアクテ
ィブマトリクス型表示装置によれば、アクティブマトリ
クス型表示装置の低コスト化を図ることができると共
に、その表示品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアクティブマトリクス型表示装置の第
1実施例を示す図である。
【図2】第1実施例における駆動信号を示す図である。
【図3】第1実施例での駆動信号の変型例を示す図であ
る。
【図4】対向マトリクス方式のアクティブマトリクス型
液晶表示パネルの一例を示す分解斜視図である。
【図5】第2実施例の構成を示す図である。
【図6】第3実施例の構成を示す図である。
【図7】第4実施例の構成を示す図である。
【図8】第4実施例における寄生容量調整用延長部を有
するスキャンバスラインを示す図である。
【図9】第5実施例の構成を示す図である。
【図10】第5実施例における駆動信号を示す図であ
る。
【図11】アクティブマトリクス型表示装置の基本構成
を示す図である。
【図12】アクティブマトリクス型液晶パネルの等価回
路を示す図である。
【図13】データバスラインを共通化した従来例を示す
図である。
【図14】図13の例におけるアドレス信号を示す図で
ある。
【図15】直流成分の発生を防止する従来例の構成を示
す図である。
【図16】図15の例における駆動信号を示す図であ
る。
【符号の説明】
111 ,112 ,611 ,612 …スイッチング素子
(TFT) 12,121 ,122 ,621 ,622 …スキャンバス
ライン 13,63…データバスライン 151 ,152 ,651 ,652 …画素電極 66,661 ,662 …基準電圧バスライン

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のスキャンバスライン(121 ,1
    2 )およびデータバスライン(13)と、マトリクス
    状に配置された画素電極(151 ,152 )と、前記ス
    キャンバスラインおよびデータバスラインに接続された
    画素対応のスイッチング素子と、前記画素電極(1
    1 ,152 )に対向する電極間に充填され当該スイッ
    チング素子によって制御される電気光学素子とを備える
    アクティブマトリクス型表示装置において、 前記スキャンバスライン(121 ,122 )の方向に隣
    接する画素電極対(151 ,152 )は、同一のデータ
    バスライン(13)に接続されており、 前記スキャンバスライン(121 ,122 )は1つの画
    素行に対して当該画素行を挟むように上下に2本設けら
    れており、 前記スイッチング素子は、制御電極に正極性の電圧を印
    加することによって導通状態となる第1種のスイッチン
    グ素子(1111,1122)と、制御電極に負極性の電圧
    を印加することによって導通状態となる第2種のスイッ
    チング素子(1112,1121)との2種の素子からなっ
    ており、 前記画素対の両方の画素には前記第1種のスイッチング
    素子と前記第2種のスイッチング素子の両方が接続され
    ており、前記画素対の一方の画素に接続された第1種の
    スイッチング素子(1111)と、他方の画素に接続され
    た第2種のスイッチング素子(1121)は当該画素行に
    隣接する1本のスキャンバスライン(121 )に接続さ
    れ、前記画素対の一方の画素に接続された第2種のスイ
    ッチング素子(1112)と、他方の画素に接続された第
    1種のスイッチング素子(1122)は画素行に隣接する
    他の1本のスキャンバスライン(122 )に接続されて
    いることを特徴とするアクティブマトリクス型表示装
    置。
  2. 【請求項2】 一方の基板上に複数のスキャンバスライ
    ン(621 ,622)とマトリクス状に配置された画素
    電極(651 ,652 )と前記スキャンバスラインに接
    続された画素対応のスイッチング素子とを有し、他方の
    基板上にもう一つの対向画素電極とこれに接続されたデ
    ータバスライン(63)とを有し、前記画素電極(65
    1 ,652 )と前記対向画素電極間に充填され、当該ス
    イッチング素子によって制御される電気光学素子とから
    なるアクティブマトリクス型表示装置において、 前記スキャンバスライン(621 ,622 )の方向に隣
    接する画素電極対(651 ,652 )に対向する2個の
    対向画素電極は同一のデータバスライン(13)に接続
    されており、 前記スキャンバスライン(621 ,622 )は1つの画
    素行に対して当該画素行を挟むように上下に2本設けら
    れており、 前記スイッチング素子は、制御電極に正極性の電圧を印
    加することによって導通状態となる第1種のスイッチン
    グ素子(6111,6122)と、制御電極に負極性の電圧
    を印加することによって導通状態となる第2種のスイッ
    チング素子(6112,6121)との2種の素子からなっ
    ており、 前記画素対の両方の画素には前記第1種のスイッチング
    素子と前記第2種のスイッチング素子の両方が接続され
    ており、前記画素対の一方の画素に接続された第1種の
    スイッチング素子(6111)と、他方の画素に接続され
    た第2種のスイッチング素子(6121)は当該画素行に
    隣接する1本のスキャンバスライン(121 )に接続さ
    れ、前記画素対の一方の画素に接続された第2種のスイ
    ッチング素子(6112)と、他方の画素に接続された第
    1種のスイッチング素子(6122)は画素行に隣接する
    他の1本のスキャンバスライン(122 )に接続されて
    いることを特徴とするアクティブマトリクス型表示装
    置。
  3. 【請求項3】 画素行を挟む前記2本のスキャンバスラ
    イン(121 ,12 2 ;621 ,622 )には、1/2
    水平走査期間だけシフトさせたタイミングで1水平走査
    期間の半分以下のパルス幅を有する正負逆極性のアドレ
    スパルスが同時に印加されることを特徴とする請求項1
    又は2のいずれか1項に記載のアクティブマトリクス型
    表示装置。
  4. 【請求項4】 前記スキャンバスライン(121 ,12
    2 ;621 ,622)に印加されるアドレスパルスは、
    1水平走査期間の半分以下のパルス幅を有し、表示フレ
    ーム毎に交互に極性が反転すると同時に、隣接するスキ
    ャンバスライン(121 ,122 ;621 ,622 )間
    で印加順序が入れ換えられることを特徴とする請求項1
    又は2のいずれか1項に記載のアクティブマトリクス型
    表示装置。
  5. 【請求項5】 複数のスキャンバスライン(121 ,1
    2 )およびデータバスライン(13)と、マトリクス
    状に配置された画素電極(151 ,152 )と、前記ス
    キャンバスラインおよびデータバスラインに接続された
    画素対応のスイッチング素子(111 ,112 )と、前
    記画素電極(151 ,152 )に対向する電極間に充填
    され当該スイッチング素子によって制御される電気光学
    素子とを備えるアクティブマトリクス型表示装置におい
    て、 前記スキャンバスライン(121 ,122 )の方向に隣
    接する画素電極対(151 ,152 )は、同一のデータ
    バスライン(13)に接続されており、 前記スキャンバスライン(121 ,122 )は1つの画
    素行に対して当該画素行を挟むように上下に2本設けら
    れており、前記画素電極対(151 ,152 )に対応す
    る同極性のスイッチング素子対(111 ,112 )の各
    制御電極は当該2本のスキャンバスラインに別々に接続
    されており、 画素行を挟む前記2本のスキャンバスライン(121
    122 ;621 ,62 2 )には、1/2水平走査期間だ
    けシフトさせたタイミングで1水平走査期間の半分以下
    のパルス幅を有する正負逆極性のアドレスパルスが同時
    に印加されることを特徴とするアクティブマトリクス型
    表示装置。
  6. 【請求項6】 一方の基板上に複数のスキャンバスライ
    ン(621 ,622)とマトリクス状に配置された画素
    電極(651 ,652 )と前記スキャンバスラインに接
    続された画素対応のスイッチング素子(621 ,6
    2 )とを有し、他方の基板上にもう一つの対向画素電
    極とこれに接続されたデータバスライン(63)とを有
    し、前記画素電極(651 ,652 )と前記対向画素電
    極間に充填され、当該スイッチング素子によって制御さ
    れる電気光学素子とからなるアクティブマトリクス型表
    示装置において、 前記スキャンバスライン(621 ,622 )の方向に隣
    接する画素電極対(651 ,652 )に対向する2個の
    対向画素電極は同一のデータバスライン(13)に接続
    されており、 前記スキャンバスライン(621 ,622 )は1つの画
    素行に対して当該画素行を挟むように上下に2本設けら
    れており、前記画素電極対(651 ,652 )に対応す
    る同極性のスイッチング素子対(611 ,612 )の各
    制御電極は当該2本のスキャンバスラインに別々に接続
    されており、 画素行を挟む前記2本のスキャンバスライン(121
    122 ;621 ,62 2 )には、1/2水平走査期間だ
    けシフトさせたタイミングで1水平走査期間の半分以下
    のパルス幅を有する正負逆極性のアドレスパルスが同時
    に印加されることを特徴とするアクティブマトリクス型
    表示装置。
  7. 【請求項7】 複数のスキャンバスライン(12)およ
    びデータバスライン(13)と、マトリクス状に配置さ
    れた画素電極(151 ,152 )と、前記スキャンバス
    ラインおよびデータバスラインに接続された画素対応の
    スイッチング素子(111 ,112 )と、前記画素電極
    (151 ,152 )に対向する電極間に充填され当該ス
    イッチング素子によって制御される電気光学素子とを備
    えるアクティブマトリクス型表示装置において、 前記スキャンバスライン(12)の方向に隣接する画素
    電極対(151 ,15 2 )は、同一のデータバスライン
    (13)に接続されており、 前記スキャンバスラインは、各画素行に対して走査方向
    の上位側に一本設けられており、 前記スイッチング素子(111 ,112 )は、制御電極
    に正極性の電圧を印加することによって導通状態となる
    第1種のスイッチング素子と、制御電極に負極性の電圧
    を印加することによって導通状態となる第2種のスイッ
    チング素子との2種の素子からなっており、 前記画素電極対(151 ,152 )には相異なる2種の
    スイッチング素子(111 ,112 )がそれぞれ接続さ
    れ、 同一画素行内のスイッチング素子(111 ,112 )は
    同一のスキャンバスライン(12)に接続されており、 前記スキャンバスライン(12)には、1/2水平走査
    期間だけシフトさせたタイミングで1水平走査期間の半
    分以下のパルス幅を有する正負逆極性の連続したアドレ
    スパルスが印加され、当該スキャンバスライン(12)
    で駆動する画素行を挟む次位のスキャンバスラインに
    は、前記アドレスパルスと正負パルスを逆にした補償パ
    ルスが印加されることを特徴とするアクティブマトリク
    ス型表示装置。
  8. 【請求項8】 一方の基板上に複数のスキャンバスライ
    ン(62)とマトリクス状に配置された画素電極(65
    1 ,652 )と前記スキャンバスラインに接続された画
    素対応のスイッチング素子(621 ,622 )とを有
    し、他方の基板上にもう一つの対向画素電極とこれに接
    続されたデータバスライン(63)とを有し、前記画素
    電極(651 ,652 )と前記対向画素電極間に充填さ
    れ、当該スイッチング素子によって制御される電気光学
    素子とからなるアクティブマトリクス型表示装置におい
    て、 前記スキャンバスライン(62)の方向に隣接する画素
    電極対(651 ,65 2 )に対向する2個の対向画素電
    極は同一のデータバスライン(13)に接続されてお
    り、 前記スキャンバスラインは、各画素行に対して走査方向
    の上位側に一本設けられており、 前記スイッチング素子(611 ,612 )は、制御電極
    に正極性の電圧を印加することによって導通状態となる
    第1種のスイッチング素子と、制御電極に負極性の電圧
    を印加することによって導通状態となる第2種のスイッ
    チング素子との2種の素子からなっており、 前記画素電極対(651 ,652 )には相異なる2種の
    スイッチング素子(611 ,612 )がそれぞれ接続さ
    れ、 同一画素行内のスイッチング素子(611 ,612 )は
    同一のスキャンバスライン(62)に接続されており、 前記スキャンバスライン(12)には、1/2水平走査
    期間だけシフトさせたタイミングで1水平走査期間の半
    分以下のパルス幅を有する正負逆極性の連続したアドレ
    スパルスが印加され、当該スキャンバスライン(12)
    で駆動する画素行を挟む次位のスキャンバスラインに
    は、前記アドレスパルスと正負パルスを逆にした補償パ
    ルスが印加されることを特徴とするアクティブマトリク
    ス型表示装置。
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