JPH08179364A - アクティブマトリックス液晶表示装置とその駆動方法 - Google Patents
アクティブマトリックス液晶表示装置とその駆動方法Info
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- JPH08179364A JPH08179364A JP32004194A JP32004194A JPH08179364A JP H08179364 A JPH08179364 A JP H08179364A JP 32004194 A JP32004194 A JP 32004194A JP 32004194 A JP32004194 A JP 32004194A JP H08179364 A JPH08179364 A JP H08179364A
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Abstract
転を行うアクティブマトリックス液晶表示装置におい
て、画素に書き込んだ信号のリークや画素への信号転送
不良の生じない液晶表示装置とその駆動方法を提供す
る。 【構成】 画像信号の極性反転に同期して、液晶セルの
共通電極と付加容量の共通電極の電位を反転させ、画像
信号の片側の極性のダイナミックレンジの2倍と画素T
FTのしきい値の和よりも大きな振幅のパルスを画素T
FTのゲート(10)に与える。または、画素電極に信
号を転送する前に、画素電位を所定のレベルにリセット
する。
Description
液晶表示装置とその駆動方法、特に共通電極を反転させ
る装置とその駆動方法に関する。
コンなどの各種ディスプレイ、ビデオカメラなどの電子
ビューファインダーやプロジェクションテレビ、車載テ
レビなど多くの分野で実用化が進んでいる。また、大画
面、高精細化による一層の高品位画像表示が求められて
いる。
電圧をかけておくと、液晶がやきつき、特性が劣化す
る。このため、入力画像信号を一定周期ごとに反転させ
る交流駆動を行うのが一般的である。つまり、液晶の共
通電極を中心に正負が切り替わる信号を入力する。この
交流駆動の反転周期に関してはフレーム反転、フィール
ド反転、1H(1水平走査)反転、ビット(画素ごと)
反転などが知られている。このような交流駆動では、大
きな駆動電圧が必要となるので、液晶表示装置の駆動回
路に高耐圧が要求される。また、配線なども高耐圧設計
が要求される。このことは、液晶表示装置の歩留まりの
低下、高コスト化や高消費電力化を招く。
で行う方法として、特開昭54−98525に開示され
ているような駆動方法がある。図7は、この開示されて
いる駆動方法を行うアクティブマトリックス液晶表示装
置の模式図である。図7で、1は画素のTFTなどのス
イッチング素子、2はスイッチング素子のデータ線、3
はスイッチング素子のゲート線、Clcは液晶の持つ容
量、Caddは画素に加えるコンデンサーの持つ容量、
4は画像信号をデータ線2に送るタイミングでオンする
スイッチングトランジスタである。画像信号は、信号処
理回路でγ変換などが行われ、水平走査回路がオンパル
スを出すタイミングで各画素に対応したサンプリングが
行われる。垂直走査回路がオンパルスを出すタイミング
で、サンプリングした画像信号を各行に書き込む。この
とき、液晶および保持容量の共通電極の電位(Vcom)
を反転させ、同時に画像信号の極性を反転する。この反
転を共通電極反転と呼んでいる。図8は、画像信号(s
ig)と共通電極の電位(Vcom)を反転させたときの
波形図である。画像信号(sig)は、共通電極の電位
(Vcom)がハイのときは、負極性信号として画素に書
き込まれ、共通電極の電位(Vcom)がローのときは、
正極性信号として画素に書き込まる。その結果、画像信
号の振幅は、共通電極反転をしないときに比べて、約1
/2になる。よって共通電極反転では、低電圧駆動が可
能となる。
極反転は以下に説明するような問題がある。通常、画像
信号を書き込むタイミング以外は、付加容量と液晶容量
の一方の電極に接続されている画素電位はフローティン
グになっている。このため、共通電極反転によって、付
加容量と液晶容量の他方の電極に接続されている共通電
極の電位(Vcom)が変わると、付加容量と液晶容量を
とおしてフローティング状態になっている画素電位が影
響を受け、画素電位も変わってしまう。この現象を簡単
に示すために、2行だけ垂直方向に画素を持ち、1水平
走査(1H)ごとに共通電極反転を行い、1行目の行画
素(1行に含まれる全画素)にVlの信号を、2行目の
行画素にVhの信号を書き込むTFT型アクティブマト
リックス液晶表示装置を考える。図9は、この画像信号
を行画素に書き込んだときの電位と共通電極の電位(V
com)を表した図である。図9で、Vlは、共通電極電
位が負極性のとき、画素電極に書き込まれる信号を表
し、Vhは、共通電極電位が正極性のとき、画素電極に
書き込まれる信号を表す。Vlbは共通電極電位が負極
性のときの黒レベル(共通電極電位と画素電極の電位差
が大きいときは、黒表示になる)、Vlwは共通電極電
位が負極性のときの白レベル(共通電極電位と画素電極
の電位差が小さいときは、白表示になる)である。Vh
bは共通電極電位が正極性のときの黒レベル、Vhwは
共通電極電位が正極性のときの白レベルである。
の走査で、1行目の行画素に書き込まれた信号Vlは、
共通電極電位がローとなる2行目の走査中では、液晶容
量と付加容量をとおして、Vl′のようになる。つま
り、共通電極電位がハイからローへと小さくなるのにし
たがって、1行目の行画素の電位もVlからVl′へと
小さくなる。これにともない、黒レベル信号VlbはV
lb′、白レベル信号VlwはVlw′へと変化する。
走査で、2行目の行画素に書き込まれた信号Vhは、共
通電極電位がハイとなる1行目の走査中では、液晶容量
と付加容量をとおして、Vh′のようになる。やはり、
2行目の行画素の電位も、共通電極電位がローからハイ
へと大きくなるのにしたがって、2行目の行画素の電位
もVhからVh′へと大きくなる。これにともない、黒
レベル信号VhbはVhb′、白レベル信号VhwはV
hw′へと変化する。
画素を持ち、フィールドごとに行画素の映像信号の極性
を変えることが多いので、1行の行画素に負極性の画像
信号(Vl)が書き込まれたり、正極性の画像信号(V
h)が書き込まれたりする。このため、画素電極の電位
が変化する範囲は、Vhb′からVlb′の大きな範囲
となる。
て、ゲート電位の振幅が小さい通常のPMOSのTFT
(Thin Film Transistor)を使っ
ている場合には以下のような問題点が生じる。図9の右
側に示した波形図は、通常のPMOSのTFTのゲート
電位の振幅を映像信号の電位と比較できるように表した
図である。通常のPMOSのTFTでは、ゲート電位が
Vhbより大きければオフ、Vlwより小さければオン
となる。
lb′という大きな範囲で変化すると、PMOSのTF
TをVhb′より大きい電位でオン、Vlb′とTFT
のしきい値の和より小さい電位でオフしなければならな
い。なぜなら、2行目の行画素に画像信号Vhを書き込
んだ後に、PMOSのTFTのゲート電位をVhbより
大きい電位に保ってTFTをオフしていても、画素電極
の電位がVhb′となると、画素電極とゲート配線の間
にTFTのオンに相当する大きな電位差が生じる。この
ため、TFTにオフ信号を出しているのにも関わらず、
TFTがオンしてしまい、行画素に書き込んだ信号がリ
ークしてしまうことがある。また、1行目の行画素に画
像信号Vlを書き込んだ後に、つぎの画像信号の書き込
みのためにTFTをオンしても、行画素の電位がVl
w′以下になっていれば、TFTの動作が飽和領域に入
り、画像信号の書き込みが十分にできない。
MOSのTFTを使った場合にも、オンオフの電圧極性
が逆転するだけで同じことが起こる。以上のように、画
素のスイッチング素子として、VlbからVlwの間の
狭い電圧幅のみをオンオフするTFTを使った場合に
は、正常な表示が行えないという問題点がある。
点を解決するために鋭意努力をした結果、以下の発明も
得た。すなわち、本発明のアクティブマトリックス液晶
表示装置は、マトリックス状に配置された複数の画素電
極と、前記画素電極に接続されたスイッチングトランジ
スタと、前記スイッチングトランジスタを介して前記画
素電極に映像信号を送る複数の信号配線と、前記信号配
線と交差するよう配置されスイッチングトランジスタの
オンオフ制御を行う走査配線と、前記各画素の信号保持
のための付加容量とを具備するデバイス基板と、透明電
極を前面に形成した共通電極基板と、前記デバイス基板
と前記共通電極基板とで挟持された液晶層とを有するア
クティブマトリックス液晶表示装置において、前記映像
信号の極性反転に同期して液晶の共通電極電位と付加容
量の共通電極電位を反転させる手段と、画像信号の片側
の極性のダイナミックレンジの2倍と前記スイッチング
トランジスタのしきい値の和より大きな電圧のパルスを
前記走査配線に印加できる手段を有することを特徴とす
る。
る。すなわち、本発明のアクティブマトリックス液晶表
示装置の駆動方法は、マトリックス状に配置された複数
の画素電極と、前記画素電極に接続されたスイッチング
トランジスタと、前記スイッチングトランジスタを介し
て前記画素電極に映像信号を送る複数の信号配線と、前
記信号配線と交差するよう配置されスイッチングトラン
ジスタのオンオフ制御を行う走査配線と、前記各画素の
信号保持のための付加容量とを具備するデバイス基板
と、透明電極を前面に形成した共通電極基板と、前記デ
バイス基板と前記共通電極基板とで挟持された液晶層と
を有するアクティブマトリックス液晶表示装置の駆動方
法において、前記映像信号の極性反転に同期して液晶の
共通電極電位と付加容量の共通電極電位を反転させ、前
記映像信号を前記画素電極に書き込む前に前記信号線を
一括して任意の電位にリセットすることを特徴とする。
によれば、確実に画素電極に画像信号を書き込み、その
画像信号を画素電極に保つことができる。また、本発明
のアクティブマトリックス液晶表示装置の駆動方法によ
れば、確実に画像信号を書き込むことができる。
示す図である。図において画像信号はVlb〜Vhbの
ダイナミックレンジを持つ。このとき画素TFTのga
teパルスを図に示したような形にしている。まず、画
素TFTがPMOSの場合lowレベルがon状態とな
る。TFTの閾電圧を考慮して、画像信号の最低レベル
Vlbを書き込めるよう設定すると、図のようになり、
結果的にはVlbとgndとの差を閾電圧以上にしてい
る。またoffレベルについては、共通電極のパルス駆
動により画素の電圧はVlb′〜Vhb′のダイナミッ
クレンジとなるので、この範囲をoffできるレベルに
設定しなければならない。即ち、画素電圧の最高レベル
Vhb′をoffできるよう設定すると、図のようにV
hb′より高いレベル(10)となる。また、画素TF
TがNMOSの場合highレベルがon状態となる。
つまり画像信号の最高レベルVhbを書き込むために、
onレベルをVhbとTFTの閾電圧の和よりも高く設
定している。またoffレベルは、Vlb′よりも低い
レベルに設定している。以上により、画素電圧が変動し
ても画素TFTはonすることはなく、高画質を実現で
きる。
例2を示した等価回路図である。本実施例では信号線の
電位を任意のレベルに固定できる手段φR,RVを有す
る。駆動方法は概念的には図3のようになる。PMOS
の場合、図において、まず1回目の書き込みで負極性の
書き込みをした後、1フレームの期間信号を保持する。
ここでは、1フレームかつ1水平走査期間毎(1H)に
信号を反転させる場合を想定しており、画素電位は共通
電極の反転によって図のようにふられる。2回目の書き
込みの1h前に画素電極を図に示すレベルR1にリセッ
トする。この後共通電極の反転によってリセットレベル
はR1′に変化する。これにより正極性の書き込み時に
画素電極電位は画素TFTのonレベルよりも低くなる
ことはなく、書き込みが可能になる。一方負極性書き込
みの際は、画素電極電位は画素TFTのonレベルより
も低くなることはなく、リセット動作は特に必要ではな
い。図4は上記動作を示したタイミング図である。図に
おいては、書き込み前のブランキング期間にφRをon
し信号線の電位をVRに固定し、同時にgateをon
して画素電極電位をリセットする。この後共通電極電位
Vcomを反転させる。そして次の水平走査期間に再びg
ateをonして画素に信号を書き込む。また画素TF
TがNMOSの場合は、負極性を書き込む際にリセット
動作が必要となる。即ち、図3に示したように、リセッ
ト動作によって画素電極電位が画素TFTのonレベル
よりも高くならないようにする。逆に負極性書き込み時
はリセット動作は特に必要ではない。
を示した駆動波形図である。本実施例では、gateが
onしている期間が2hの期間であり、隣接行をオーバ
ーラップして駆動している。図6は本実施例の動作を説
明する概念図である。図では、画像信号の極性が1フレ
ームかつ1水平走査期間毎に反転し、画素TFTがPM
OSである場合を想定している。まずYkラインは正極
性を保持していて、負極性を書き込むものとする。Yk
−1ライン目の走査でYkラインにYk−1ラインの正
極性の信号が書き込まれる。Ykライン目の走査の前に
Vcomを反転するが、画素TFTがon状態であるの
で、画素電極電位は信号線の電位に固定される。このと
き信号線の電位はVcomの反転によってふられないこ
とが必要条件となる。以上により、画素電極電位は画素
TFTのoffレベルよりも低くなることはなく、次の
Ykライン目の走査で負極性書き込みが可能となる。
示装置によれば、画像信号の低電圧化が可能な共通電極
反転を行っても、信号のリークや書き込み不良の起きな
い安定した動作のできるアクティブマトリックス液晶表
示装置が提供できる。このため、アクティブマトリック
ス液晶表示装置はきれいな画像表示を行うことができ
る。
晶表示装置の駆動方法によれば、画像信号の低電圧化が
可能な共通電極反転を行っても、信号のリークや書き込
み不良の起きない安定した動作のできる駆動方法を提供
できる。
晶表示装置の模式図
晶表示装置の模式図
模式図
波形図
Claims (5)
- 【請求項1】 マトリックス状に配置された複数の画素
電極と、前記画素電極に接続されたスイッチングトラン
ジスタと、前記スイッチングトランジスタを介して前記
画素電極に映像信号を送る複数の信号配線と、前記信号
配線と交差するよう配置されスイッチングトランジスタ
のオンオフ制御を行う走査配線と、前記各画素の信号保
持のための付加容量とを具備するデバイス基板と、 透明電極を前面に形成した共通電極基板と、 前記デバイス基板と前記共通電極基板とで挟持された液
晶層とを有するアクティブマトリックス液晶表示装置に
おいて、 前記映像信号の極性反転に同期して液晶の共通電極電位
と付加容量の共通電極電位を反転させる手段と、 画像信号の片側の極性のダイナミックレンジの2倍と前
記スイッチングトランジスタのしきい値の和より大きな
電圧のパルスを前記走査配線に印加できる手段を有する
ことを特徴とするアクティブマトリックス液晶表示装
置。 - 【請求項2】 前記信号配線を、一括して任意の電位に
リセットする手段を有する請求項1に記載のアクティブ
マトリックス液晶表示装置。 - 【請求項3】 マトリックス状に配置された複数の画素
電極と、前記画素電極に接続されたスイッチングトラン
ジスタと、前記スイッチングトランジスタを介して前記
画素電極に映像信号を送る複数の信号配線と、前記信号
配線と交差するよう配置されスイッチングトランジスタ
のオンオフ制御を行う走査配線と、前記各画素の信号保
持のための付加容量とを具備するデバイス基板と、 透明電極を前面に形成した共通電極基板と、 前記デバイス基板と前記共通電極基板とで挟持された液
晶層とを有するアクティブマトリックス液晶表示装置の
駆動方法において、 前記映像信号の極性反転に同期して液晶の共通電極電位
と付加容量の共通電極電位を反転させ、 前記映像信号を前記画素電極に書き込む前に前記信号線
を一括して任意の電位にリセットすることを特徴とする
アクティブマトリックス液晶表示装置の駆動方法。 - 【請求項4】 前記スイッチングトランジスタは、画像
信号の片側の極性のダイナミックレンジの2倍以上の耐
圧をもっている請求項3に記載のアクティブマトリック
ス液晶表示装置。 - 【請求項5】 前記走査線を2水平捜査期間選択し、隣
接ラインは1水平走査期間オーバーラップして画素に信
号を転送する請求項3または4に記載のアクティブマト
リックス液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32004194A JP3501530B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | アクティブマトリックス液晶表示装置とその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32004194A JP3501530B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | アクティブマトリックス液晶表示装置とその駆動方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08179364A true JPH08179364A (ja) | 1996-07-12 |
JP3501530B2 JP3501530B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=18117086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32004194A Expired - Fee Related JP3501530B2 (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | アクティブマトリックス液晶表示装置とその駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3501530B2 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR100464898B1 (ko) * | 2001-03-30 | 2005-01-06 | 산요덴키가부시키가이샤 | 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 구동 방법 |
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KR100740931B1 (ko) * | 2000-12-07 | 2007-07-19 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 패널과 이를 포함하는 액정 표시 장치와 이의구동 방법 |
KR100804038B1 (ko) * | 2002-04-04 | 2008-02-18 | 삼성전자주식회사 | 쉬프트 레지스터 및 이를 갖는 액정표시장치 |
WO2010131403A1 (ja) * | 2009-05-13 | 2010-11-18 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置及び電子機器 |
-
1994
- 1994-12-22 JP JP32004194A patent/JP3501530B2/ja not_active Expired - Fee Related
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