JPH07191634A - アクティブマトリクス型液晶表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス型液晶表示装置

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JPH07191634A
JPH07191634A JP33117493A JP33117493A JPH07191634A JP H07191634 A JPH07191634 A JP H07191634A JP 33117493 A JP33117493 A JP 33117493A JP 33117493 A JP33117493 A JP 33117493A JP H07191634 A JPH07191634 A JP H07191634A
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JP
Japan
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pixel
liquid crystal
voltage
circuit
generating circuit
Prior art date
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Application number
JP33117493A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoyasu Ikeda
直康 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH07191634A publication Critical patent/JPH07191634A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶への印加電圧の上昇による消費電力の増
加をまねくこと無く、従来コントラストの低下や画像の
反転現象の原因となっていた視角特性の劣化を改善す
る。また補正電圧発生回路の電圧を変えることにより任
意の視角特性を有するパネルを作成し、視角特性の変化
に伴いプロセスも変える煩雑さを無くす。 【構成】 1画素を複数の液晶画素電極とその画素電極
に接続されたTFTの組で構成し、各画素電極には見る
角度により屈折率異方性が無い液晶分子がなるべく立っ
た状態または寝た状態になるように電圧を印加する。ま
た、パネルをどの角度から見て最も頻繁に使用するかに
応じて、各画素の位置に対応した補正電圧を画素電圧に
重畳して印加することにより、パネル面内での視角特性
をより改善する。

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
型液晶表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在パソコン、ワークステーション、テ
レビジョン等の画像表示の目的のために使用されている
液晶ディスプレイは、そのほとんどがTN型の液晶を使
用している。TN型液晶を使用した液晶ディスプレイの
画質を劣化させる要因の1つとして、中間調表示におけ
る視角特性の非対称性がある。これは中間調においては
TN型液晶の液晶分子が斜めに立っているため、見る角
度により屈折率異方性が異なることに起因している現象
である。実際に視覚に感じられる現象としては、コント
ラストの低下、明るい部分と暗い部分の表示が逆転する
画像の反転現象等が挙げられる。
【0003】一般的に、白または黒表示時における液晶
の透過率の視角依存性は中間調表示時における視角依存
性よりもはるかに良好である。そこで、画素電極を第1
の画素電極及び第2の画素電極のように分割し、一方の
画素に中間調表示もう一方の画素には白レベルの電圧を
印加して、画素全体では中間調表示を行うように電圧設
定すれば、現状のTN液晶セルに比べて視角特性が改善
できるとの報告がなされている。(ケイ・アール・サー
マ他(K.R.Sarma et.al.)エスアイデ
ィー’91ダイジェスト:SID’91 DIGES
T)(1991)p.555)以下に図8を用いて本方
法の説明を行う。第1の液晶容量19は第1の画素電極
により形成される液晶容量、第2の液晶容量20は第2
の画素電極により形成される液晶容量、制御容量21は
第2の画素電極の上または下に、例えばSiOx やSi
x 等の絶縁膜を形成してなる補助容量である。このよ
うな構造を持つ画素に電圧を印加すると、第2の液晶容
量20への印加電圧は第1の液晶容量19への印加画素
を制御容量21とで容量分割される分だけ小さい値が印
加されることになり、前述の印加電圧条件を設定できる
ことになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法は
TFT基板の作成行程で視角特性の改善処理を行うた
め、同じドット数及びドットピッチのパネルでも、視角
特性を変更する場合にはプロセスを変更する必要があ
る。このため多品種のTFT−LCDを作成しようとす
る場合はプロセスの煩雑化が避けられない。
【0005】更に、第2の液晶容量20に印加される電
圧は、常に第1の液晶容量19に印加される電圧よりも
低いため、黒表示を行う場合は従来よりも高い電圧を印
加しなくてはならないため、消費電力の増加をまねくと
いう問題があった。
【0006】また大画面パネルの様に、1つのパネルの
中で使用者の視線の角度が異なる場合は中心部では広い
視野角が得られるが、周辺の部分では中心部ほど広い視
野角が得られないという問題が発生する。
【0007】本発明の目的は、消費電力の増加をまねく
ことなく、視角特性を改善したアクティブマトリクス型
液晶表示装置を提供することにある。
【0008】
【課題点を解決するための手段】本発明のアクティブマ
トリクス型液晶表示装置によれば、2枚の透光性絶縁基
板間にTN型液晶が充填され、前記基板の少なくとも一
方の内面に液晶画素を選択するための走査線と前記液晶
画素へ駆動電圧を印加するための信号線とがマトリクス
状に配設され、前記走査線と前記信号線との交差部付近
に、走査線の信号により液晶画素に信号線の信号を供給
する薄膜電界効果型をトランジスタが形成されたアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置において、1画素が複数
の薄膜電界効果型トランジスタと液晶画素の組により構
成され、画像信号をもとに前記液晶画素の組に電圧を印
加する際に、前記液晶画素の組の輝度が前記画像信号を
1つの画素に印加して一定の角度から測定した場合と同
じ輝度になり、かつ個々の前記液晶画素に印加される電
圧は液晶分子がなるべく立った状態または寝た状態にな
るように前記液晶画素の組に印加する各電圧のデータを
生成する画素データ発生回路と、前記画素データ発生回
路の出力データから生成される画素電圧を時分割で前記
液晶画素の組に印加するためにデータを並べ変えるため
のメモリ回路と、前記メモリ回路から出力されたデータ
をもとに前記画素電極の組に印加する画素電圧を生成す
る画素電圧発生回路と、前記画素電圧が表示部のどの位
置の画素に印加されるのかを同期信号より検出し、その
位置に応じた補正電圧を発生する補正電圧発生回路と前
記画素電圧発生回路と前記補正電圧発生回路の各出力電
圧を加算するための加算回路とを備えることを特徴とす
る。
【0009】
【作用】本発明の液晶表示装置は、1画素を複数の液晶
画素電極とその画素電極に接続されたTFTの組で構成
し、各画素電極には見る角度により屈折率異方性が無い
液晶分子がなるべく立った状態または寝た状態になるよ
うに電圧を印加する。また、パネルをどの角度から見て
最も頻繁に使用するかに応じて、各画素の位置に対応し
た補正電圧を画素電圧に重畳して印加することにより、
パネル面内での視角特性をより改善することを特徴とす
る。
【0010】
【実施例】以下に本発明を階調数16のモノクローム表
示の縦480ドット、横640ドット対角サイズ9. 4
インチのパーソナルコンピュータ用のディスプレイに用
いた場合の1実施例を示す。図1は上記ディスプレイの
1画素の構成を示す平面図である。図1において1はゲ
ートバスライン、2はソースバスライン、3はTFT、
4は画素電極である。本実施例では1画素は上下2つで
1組となる画素電極とTFTの組により構成されてい
る。1画素のピッチは縦横各300μmである。
【0011】図2は本発明の信号処理部のブロックダイ
アグラムの1実施例である。図2において5は画像信号
から分割された各画素電極に印加する電圧データを出力
する画素データ発生回路、6は画素データ発生回路5か
ら出力された電圧データを画素に書き込むために順番に
並べ変えるメモリ回路、7はメモリ回路6から出力され
た電圧データを電圧に変換する画素電圧発生回路、8は
各回路を同期させて動作するための同期信号発生回路、
9は同期信号発生回路からの出力をもとに画素電圧発生
回路7の出力が画面のどの位置の画素であるかを判別
し、その位置に応じた補正電圧を出力するための補正電
圧発生回路、10は画素電圧発生回路7と補正電圧発生
回路9の出力を加算してソースドライバ11に出力する
加算回路である。
【0012】図3は上記信号処理部内の画素データ発生
回路5の1実施例を示すブロックダイアグラムである。
図3において13は同期信号に同期して、4ビットで示
される画素の階調数を入力として、出力に3ビットの2
個1組のデータを送出するROM、14はROM13の
出力を同期信号に同期させ保持するラッチ回路である。
【0013】図4は上記信号処理部内の補正電圧発生回
路9の1実施例を示すブロックダイアグラムである。図
4において15は同期信号発生回路の信号をカウントし
て、現在メモリ回路6から送出されているデータがパネ
ルのどの位置のものであるかを検出するカウンタ、16
はカウンタ15とメモリ回路の出力をもとに補正電圧デ
ータを出力するROM、17はROM回路の出力を電圧
に変換するD/Aコンバータである。
【0014】図5は上記信号処理部内の加算回路10の
1実施例を示す回路である。図5においてオペアンプ1
8により非反転の加算回路を構成している。この回路に
より2つの入力端子から入力された信号V1とV2は、
出力に(V1+V2)の信号として取り出すことができ
る。
【0015】また図面での説明は行っていないが、メモ
リ回路6は同期信号に同期したラッチ回路により、画素
電圧発生回路7はD/Aコンバータによりそれぞれ容易
に構成することが出来る。
【0016】図6はソースドライバ11の出力とゲート
ドライバ12の信号と、ゲート信号がオンになり選択さ
れた画素電極の電圧の関係を示したものである。1画素
は縦方向に2分割されているので、走査線の本数は従来
の2倍の960本になっている。今従来の場合のn本目
の走査線が選択されm本目の信号線に接続された画素電
極に電圧が印加される場合を例にして、本発明の電圧書
き込みの様子を示す。従来n本目の走査線とm本目の信
号線に接続される画素は、本発明では2n及び2n+1
本目の2本の走査線とm本目の信号線に接続された2つ
の画素で構成される。従来の場合電圧の書き込み時間が
図6で示すtで示されるとすると、まずtのうちの前半
の1/2の時間taで2n本目の信号線に接続された画
素に電圧が書き込まれる。次に後半の1/2の時間tb
で2n+1本目の走査線に接続された画素に電圧が書き
込まれ、時間tの間に1画素分の電圧の書き込みが終了
する。今回の実施例に用いたディスプレイでは、走査線
1本当たりの走査時間は約17μsになる。 図7に階
調と液晶画素の組のそれぞれの透過率の組み合わせの1
実施例を示す。一般に液晶は、透過率が50%付近では
視野角が狭く、0及び100%付近では広いことが知ら
れている。そこで、各画素の透過率がなるべく0または
100%に近くなるように各液晶画素の透過率を設定
し、この組み合わせにより50%付近の透過率と等しい
光量が得られるように液晶画素に印加する電圧を設定し
た。
【0017】本実施例では、階調数16のモノクローム
表示の縦480ドット、横640ドット対角サイズ9.
4インチのパーソナルコンピュータ用のディスプレイに
用いた場合の例を用いて説明を行ったが、本発明はこれ
に限らず縦及び横方向のドット数、画面サイズは任意の
値を取ることが可能である。また画素が赤、緑、青の3
色に分割されたカラー表示用ディスプレイに本発明を用
いても、赤、緑、青の各ドットにおいて画素を複数に分
割することにより上記と同様の効果を得ることが可能で
ある。1画素の分割数に関しても2分割の場合を用いて
説明を行ったが、2分割以上でも同様の効果を得ること
ができる。更に階調数に関しても16に限らず、分割さ
れた画素に印加する電圧の組み合わせを変更することに
より、これ以外の階調数の表示にも対応が可能である。
【0018】本発明を上記のディスプレイに適用した結
果、コントラストが10以上とれる視野が従来は上下方
向で各10度程度であったのに対し、今回の発明を使用
することにより上下各25度以上と広がった。
【0019】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置によれば、液晶への印加
電圧の上昇による消費電力の増加をまねくこと無く、従
来コントラストの低下や画像の反転現象の原因となって
いた視角特性の劣化を改善することが可能である。また
補正電圧発生回路の電圧を変えることにより任意の視角
特性を有するパネルを作成できるため、視角特性の変化
に伴いプロセスも変えなければならないという煩雑さが
無い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画素部の構造の1実施例を示す図
【図2】本発明の信号処理部のブロックダイアグラムの
1実施例を示す図を示す図
【図3】本発明の画像データ発生回路のブロックダイア
グラムの1実施例を示す図
【図4】本発明の補正電圧発生回路のブロックダイアグ
ラムの1実施例を示す図
【図5】本発明の加算回路のブロックダイアグラムの1
実施例を示す図
【図6】本発明のTFTへの印加電圧の1実施例を示す
【図7】本発明の階調と各液晶画素の透過率の1実施例
を示す図
【図8】従来の発明の等価回路図
【符号の説明】
1 ゲートバスライン 2 ソースバスライン 3 TFT 4 画素電極 5 画素データ発生回路 6 メモリ回路 7 画素電圧発生回路 8 同期信号発生回路 9 補正電圧発生回路 10 加算回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2枚の透光性絶縁基板間にTN型液晶が
    充填され、前記基板の少なくとも一方の内面に液晶画素
    を選択するための走査線と前記液晶画素へ駆動電圧を印
    加するための信号線とがマトリクス状に配設され、前記
    走査線と前記信号線との交差部付近に、走査線の信号に
    より液晶画素に信号線の信号を供給する薄膜電界効果型
    トランジスタが形成されたアクティブマトリクス型液晶
    表示装置において、1画素が複数の薄膜電界効果型トラ
    ンジスタと液晶画素の組により構成され、画像信号をも
    とに前記液晶画素の組に電圧を印加する際に、前記液晶
    画素の組の輝度が前記画像信号を1つの画素に印加して
    一定の角度から測定した場合と同じ輝度になり、かつ個
    々の前記液晶画素に印加される電圧は液晶分子がなるべ
    く立った状態または寝た状態になるように前記液晶画素
    の組に印加する各電圧のデータを生成する画素データ発
    生回路と、前記画素データ発生回路の出力データから生
    成される画素電圧を時分割で前記液晶画素の組に印加す
    るためにデータを並べ変えるためのメモリ回路と、前記
    メモリ回路から出力されたデータをもとに前記画素電極
    の組に印加する画素電圧を生成する画素電圧発生回路
    と、前記画素電圧が表示部のどの位置の画素に印加され
    るのかを同期信号より検出し、その位置に応じた補正電
    圧を発生する補正電圧発生回路と前記画素電圧発生回路
    と前記補正電圧発生回路の各出力電圧を加算するための
    加算回路とを備えることを特徴とするアクティブマトリ
    クス型液晶表示装置。
JP33117493A 1993-12-27 1993-12-27 アクティブマトリクス型液晶表示装置 Pending JPH07191634A (ja)

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