JPH09114421A - カラー液晶表示装置 - Google Patents

カラー液晶表示装置

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JPH09114421A
JPH09114421A JP27158195A JP27158195A JPH09114421A JP H09114421 A JPH09114421 A JP H09114421A JP 27158195 A JP27158195 A JP 27158195A JP 27158195 A JP27158195 A JP 27158195A JP H09114421 A JPH09114421 A JP H09114421A
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JP
Japan
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transparent
electrode
liquid crystal
insulating substrate
tft
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JP27158195A
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English (en)
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Masaya Keyakida
昌也 欅田
Hide Nakamura
秀 中村
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】フィールド順次駆動法で鮮明な表示を得る。 【解決手段】1画素当たりに第1〜第3のTFT5、
6、7、及び行配線1、列配線2、リセット配線3、転
送ゲート配線4、ホールド容量8、画素容量9、ホール
ド容量の他方の電極10、第2の透明絶縁基板上の透明
電極11とが備えられたカラー液晶表示装置において、
3原色を順次発光するバックライトと同期して画像信号
を書き換える際に液晶の状態をいったんリセットするよ
うに設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカラーフィルタが不
要なカラー液晶表示素子に関する。特にフィールド順次
駆動法を用いたカラー表示を行うアクティブマトリック
ス液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】カラー液晶表示装置としては3原色カラ
ーフィルタと白色バックライトを組み合わせたものが広
く用いられており、特に薄膜トランジスタ(以下TFT
と呼ぶ)を能動素子としたTFTカラー液晶表示装置は
表示特性に優れるためコンピュータやAV機器に搭載さ
れて巨大な市場を形成するに至っている。
【0003】しかし、カラーフィルタが高価であるこ
と、また、3原色を平面的に分割しているため画像信号
用の配線が増加し画像信号を供給する駆動ICが多数必
要であることにより低コスト化が困難であるという問題
を有している。また、カラーフィルタの透過率が低いた
めに低消費電力で明るい表示が難しいという問題点も有
している。
【0004】一方カラーフィルタが不要なカラー液晶表
示の方法としてフィールド順次駆動と呼ばれる方法が研
究されている。これは3原色、たとえば赤、緑、青を順
次発光するバックライトとこれに同期して画像を表示す
る液晶素子を組み合わせてカラー表示を行うものであ
る。原理自体は周知でありここでは説明を省略する。
【0005】上記のカラーフィルタを用いた液晶表示装
置の課題を克服すべく、フィールド順次駆動をTFT液
晶表示装置に適用する試みが行われている。特開昭61
−281692(従来例1)にはホールド容量を設けて
線順次で書き込んだ画像データを転送ゲートを介して全
画面同時に書き換えて3原色バックライトの順次発光タ
イミングと適合させる構成が開示されている。
【0006】さらに特開平6−110033(従来例
2)にはリセット素子を設けて全画面書き換え直前に画
素電極の電圧を定められた値として前フィールドの画像
データとの混合を防ぐ構成が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者の鋭
意研究によって従来技術は以下に述べるような課題を有
することがわかった。実際の表示においては液晶の応答
速度は有限であり、特に階調表示における中間調同士の
間の応答速度は遅い。
【0008】フィールド順次駆動の場合、透過率を時間
で積分したものが輝度に相当する。応答速度が有限であ
る液晶を用いて中間調表示を行う場合、図3(a)、図
3(b)に示すように一つ前のフィールドの液晶の透過
率が異なるとたとえ新しいフィールドの液晶の透過率の
最終値が同じであっても積分された輝度は異なってしま
う。結局フィールド間の混合が起こってしまい、コント
ラストの低下や色再現性が悪化するという問題がある。
【0009】また、リセット電圧がゲート配線から供給
されている場合にはリセット電位はゲートのオフ電位と
なり、通常液晶を交流駆動する電圧範囲よりも低い値に
設定されている。書き換え動作ではホールド容量に記憶
された電圧と画素容量に書き込まれたリセット電圧がそ
れぞれの容量の比にしたがって分配されるが、リセット
電位が液晶の駆動電圧範囲よりも低い電位に位置してい
るために交流駆動の対称性を保つことが困難になる。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決すべくなされたものであり、行列状に配置された複数
の透明画素電極を備えた第1の透明絶縁性基板と、透明
電極を備えた第2の透明絶縁性基板と、第1の透明絶縁
性基板と第2の透明絶縁性基板との間に挟持された液晶
と、3原色を順次発光するバックライトと、前記複数の
透明画素電極のそれぞれに対応して画像信号を記憶せし
めるホールド容量と、前記ホールド容量に記憶された画
像データを少なくとも液晶の容量からなる画素容量にバ
ックライトの発光に同期して転送するゲート素子と、転
送の直前に画素容量の電圧をリセットするリセット素子
とを有するカラー液晶表示装置において、前記リセット
する期間で前記複数の透明画素電極から構成される表示
部を不透明とすることを特徴とするカラー液晶表示装置
を提供する。
【0011】また、行列状に配置された複数の透明画素
電極を備えた第1の透明絶縁性基板と、透明電極を備え
た第2の透明絶縁性基板と、3原色を順次発光するバッ
クライトと、前記複数の透明画素電極のそれぞれに対応
して画像信号を記憶するホールド容量と、一つの画素当
たりに第1のTFTと、第2のTFTと、第3のTFT
とを有し、第1のTFTのソース電極は前記透明画素電
極の各列に対応した列配線に接続され、かつドレイン電
極は前記ホールド容量の一方の電極に接続され、第2の
TFTのソース電極は前記ホールド容量の一方の電極に
接続され、かつドレイン電極は前記透明画素電極に接続
され、第3のTFTのソース電極は前記透明画素電極に
接続され、かつドレイン電極は前記列配線に接続されて
おり、前記透明画素電極の各行毎に第1のTFTのゲー
ト電極は互いに接続されており、全ての第2のTFTの
ゲート電極は互いに接続されており、全ての第3のTF
Tのゲート電極は互いに接続されており、第1の透明絶
縁性基板と第2の透明絶縁性基板との間に液晶を挟持
し、前記ホールド容量に記憶させた画像データを第2の
TFTを用いて全画素同時に前記透明画素電極に転送す
る直前に、第3のTFTを用いて前記列配線から電圧を
印加して画素部分を不透明とせしめるカラー液晶表示装
置を提供する。
【0012】
【作用】本発明では画面表示のための駆動の各フィール
ドの切り替えの直前に全画素を不透明状態とする。すな
わち液晶の状態をリセットすることにより前のフィール
ドで液晶がどのような状態をとっていても次のフィール
ドでの液晶の動作を常に同じようににすることができ
る。
【0013】したがって、どんな映像信号であっても正
しく画像を再現できる。また、リセット電圧自体が液晶
の駆動電圧範囲であり、交流化することによりホールド
容量から画素への電荷配分において液晶の交流駆動の対
称性を容易に実現できる。液晶のリセット状態を不透明
とすることで良好な「黒」表示が得られるので高いコン
トラストを得やすい。
【0014】
【実施例】図1に本発明の1実施例の等価回路図を示
す。1は行配線、2は列配線、3はリセット配線、4は
転送ゲート配線である。第1のTFT5のソース電極は
列配線2に、ドレイン電極はホールド容量8の一方の電
極に、ゲート電極は該当するi行の行配線1に接続され
る。
【0015】第2のTFT6のソース電極は第1のTF
T5のドレイン電極と同様にホールド容量8の一方の電
極に、ドレイン電極は画素容量9の一方の電極、すなわ
ち透明画素電極12に接続され、ゲート電極は転送ゲー
ト配線4に接続されている。
【0016】第3のTFT7のソース電極は第2のTF
T6のドレイン電極と同様に透明画素電極12に接続さ
れ、ゲート電極はリセット配線3に接続される。10は
ホールド容量のもう一方の電極で全画素共通の配線とな
っている。11は画素容量のもう一方の電極で第2の透
明絶縁基板上の透明電極(共通対向電極)で構成されて
いる。
【0017】リセット配線3及び転送ゲート配線4は全
画素に対して共通の配線となっており、行配線1は各行
毎に第1のTFT5のゲート電極をまとめており、行の
数Nに対応して(1)、(2)、(3)、…、(N)の
各行配線が設けられる。
【0018】これらの回路は周知のアクティブマトリッ
クス技術でアモルファスシリコンTFT、ポリシリコン
TFT等のアレイとして形成されればよい。これらの回
路が形成された第1の透明絶縁性基板と前述の第2の透
明絶縁性基板とを対向させ、その間隙に液晶を充填し
て、ノーマリーホワイトモードの表示素子を構成した。
さらに赤、緑、青の発光ダイオードを並べて順次発光さ
せるバックライトを作製し、前述の表示素子と対向させ
て表示装置全体を得た。
【0019】次に図2のタイミングチャートを参照しな
がら動作について説明する。各行配線(1)、(2)、
(3)、…、(N)に通常の線順次駆動法に従ってパル
スG1(1)、G1(2)、G1(3)、…、G1
(N)が印加され、これと同期して列配線2には画像信
号RD が印加される。
【0020】TFT5は順次オンされてホールド容量8
に1画面分の画像データを記憶せしめる。この後リセッ
ト配線3にパルスPR を印加して第3のTFT7をオン
すると同時に全ての列配線2に電圧を印加して画素部分
の液晶を不透明とする。
【0021】リセット電圧は画像信号のうち最大の振幅
にあたる電圧とした。ここで転送ゲート配線4にパルス
T を与えてホールド容量8に蓄えられた電荷を画素容
量9に再配分することによって全画素同時に画像を表示
させる。これに同期してバックライトの該当する色の発
光ダイオードを点灯させる。30、31、32はそれぞ
れ赤、緑、青の発光ダイオードが点灯している期間を示
す印加パルス波形を示す。
【0022】本実施例では、液晶表示モードをノーマリ
ホワイトとした。他にノーマリブラックモードを用いる
こともできる。両者を比べると一般に電圧を印加して液
晶分子を電界の方向に並べる時の方が応答速度が速いの
でリセット期間を短くするためにはノーマリホワイトの
方が好ましい。リセット電圧は液晶の交流駆動電圧のう
ち、最大振幅のものを選んだのでもっともコントラスト
の高い表示が実現できる。
【0023】しかもリセット電圧は液晶駆動電圧の範囲
内であり、それ自体を交流化するので画素に印加される
電圧の対称性を崩すことはない。しかも、リセット電位
が行配線のゲートオフ電位であるものに比べて画素容量
9への書き込み振幅が小さいため、TFT6、7の耐圧
や駆動能力負担を軽減できる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、フィールド順次駆動法
をTFT液晶表示装置に適用しても画質を損なうことが
ない。すなわち、フィールド間のデータの混合が起きな
いので鮮明な画像が得られるし、十分な黒表示が行える
ので高いコントラストも得られる。
【0025】液晶の駆動の交流化も容易であり、直流電
圧の印加に起因する表示の劣化を防止できる。書き込み
電圧振幅や耐圧の低減ができるので素子の小型化が可能
であり開口率の向上が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す電気的等価回路図。
【図2】図1に示される実施例の動作を説明する波形
図。
【図3】従来技術において連続した2つのフレーム期間
における透過率の変化を示し、TN 期間よりもTN-1
間の透過率が相対的に高い場合(a)、及びTN期間よ
りもTN-1 期間の透過率が相対的に低い場合(b)の応
答特性を示す模式図。
【符号の説明】
1:行配線 2:列配線 3:リセット配線 4:転送ゲート配線 5:第1のTFT 6:第2のTFT 7:第3のTFT 8:ホールド容量 9:画素容量 10:ホールド容量の他方の電極 11:第2の透明絶縁基板上の透明電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】行列状に配置された複数の透明画素電極を
    備えた第1の透明絶縁性基板と、透明電極を備えた第2
    の透明絶縁性基板と、第1の透明絶縁性基板と第2の透
    明絶縁性基板との間に挟持された液晶と、3原色を順次
    発光するバックライトと、前記複数の透明画素電極のそ
    れぞれに対応して画像信号を記憶せしめるホールド容量
    と、前記ホールド容量に記憶された画像データを少なく
    とも液晶の容量からなる画素容量にバックライトの発光
    に同期して転送するゲート素子と、転送の直前に画素容
    量の電圧をリセットするリセット素子とを有するカラー
    液晶表示装置において、前記リセットする期間で前記複
    数の透明画素電極から構成される表示部を不透明とする
    ことを特徴とするカラー液晶表示装置。
  2. 【請求項2】行列状に配置された複数の透明画素電極を
    備えた第1の透明絶縁性基板と、透明電極を備えた第2
    の透明絶縁性基板と、3原色を順次発光するバックライ
    トと、前記複数の透明画素電極のそれぞれに対応して画
    像信号を記憶するホールド容量と、一つの画素当たりに
    第1のTFTと、第2のTFTと、第3のTFTとを有
    し、第1のTFTのソース電極は前記透明画素電極の各
    列に対応した列配線に接続され、かつドレイン電極は前
    記ホールド容量の一方の電極に接続され、第2のTFT
    のソース電極は前記ホールド容量の一方の電極に接続さ
    れ、かつドレイン電極は前記透明画素電極に接続され、
    第3のTFTのソース電極は前記透明画素電極に接続さ
    れ、かつドレイン電極は前記列配線に接続されており、
    前記透明画素電極の各行毎に第1のTFTのゲート電極
    は互いに接続されており、全ての第2のTFTのゲート
    電極は互いに接続されており、全ての第3のTFTのゲ
    ート電極は互いに接続されており、第1の透明絶縁性基
    板と第2の透明絶縁性基板との間に液晶を挟持し、前記
    ホールド容量に記憶させた画像データを第2のTFTを
    用いて全画素同時に前記透明画素電極に転送する直前
    に、第3のTFTを用いて前記列配線から電圧を印加し
    て画素部分を不透明とせしめるカラー液晶表示装置。
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