JPH09138421A - アクティブマトリクス型液晶画像表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス型液晶画像表示装置

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JPH09138421A
JPH09138421A JP29396695A JP29396695A JPH09138421A JP H09138421 A JPH09138421 A JP H09138421A JP 29396695 A JP29396695 A JP 29396695A JP 29396695 A JP29396695 A JP 29396695A JP H09138421 A JPH09138421 A JP H09138421A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】データドライバの面積の減少とコストの低下、
コントラスト画質品位の向上、開口率の向上、液晶がベ
ンド配向から初期のスプレー配向に戻らないようにす
る。 【解決手段】データ信号配線ｙ１〜ｙｍと走査信号配線
ｘ１〜ｘｎとがマトリクス状に配置される。これら配線
の交点においてデータ信号配線に画素トランジスタ１０
のソース電極、走査信号配線にトランジスタ１０のゲー
ト電極がそれぞれ接続される。トランジスタ１０のドレ
イン電極に画素１２の画素電極が接続され、該画素１２
が画素電極と対向電極との間に液晶部を含む。対向電極
には対向電極駆動回路１からコモン信号が共通に供給さ
れ、その駆動回路１は、画像に影響が無い期間で対向電
極に与えるコモン信号をその電圧を少なくとも２値以上
可変させて供給し、その期間中に各走査信号を一斉にア
クティブにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶画像表示装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術をアクティブマトリクス型液
晶画像表示装置について図１１を参照して説明する。こ
の装置は、複数のデータ信号配線ｙ１〜ｙｍと複数の走
査信号配線ｘ１〜ｘｎとがマトリクス状に配置されてい
る。走査ドライバ８は各走査信号配線ｘ１〜ｘｎのそれ
ぞれに走査信号を供給してこれらを駆動する。データド
ライバ９は各データ信号配線ｙ１〜ｙｍのそれぞれに表
示用データ信号としてビデオ信号を供給してこれらを駆
動する。複数の画素がマトリクス状に配置された液晶画
像表示部であるパネルＡ上には、前記複数のデータ信号
配線ｙ１〜ｙｍと、複数の走査信号配線ｘ１〜ｘｎとが
配置されている。
【０００３】これら信号配線が交差する部分のそれぞれ
にはゲート電極へのアクティブとされた走査信号の印加
入力に応答してＯＮする画素トランジスタ１０（以下単
にトランジスタ１０という）が配備されている。各トラ
ンジスタ１０のゲート電極のそれぞれは対応する走査信
号配線ｘ１〜ｘｎに個別に接続されている。各トランジ
スタ１０のソース電極のそれぞれは対応するデータ信号
配線ｙ１〜ｙｍに個別に接続されている。
【０００４】各トランジスタ１０のドレイン電極のそれ
ぞれは対応する画素１２内の画素電極に個別に接続され
ている。それぞれの画素１２は画素電極と透明電極であ
る対向電極とこれら両電極間に挟持された液晶部とで構
成されている。各画素１２それぞれの対向電極は対向電
極駆動回路１３（単に駆動回路という）から対向バスラ
イン１１を介して共通に供給されるコモン信号ＣＯＭに
よって駆動される。各画素１２内それぞれの画素電極と
対向電極とで挟持されている液晶部には表示用としての
液晶材料がそれぞれ封入されている。これら各画素１２
のうち、Ｐ１、Ｐ２は後の説明のために別の符号が代表
的に付されており、これら画素Ｐ１，Ｐ２はデータ信号
配線ｙ１が走査信号配線ｘ１、ｘ２とそれぞれ交差する
位置に配置されている。
【０００５】駆動回路１３には、図１２で示すように、
制御回路７から１水平周期（ｌＨ）ごとに反転する反転
信号ＦＲＰが与えられる。反転信号ＦＲＰは駆動回路１
３内でＡＣ調整とＤＣ調整を受けたうえでコモン信号Ｃ
ＯＭとして出力される。このコモン信号ＣＯＭは、直流
ＤＣを中心に１水平期間毎に直流ＤＣレベルよりＡＣ分
低い電位と、ＡＣ分高い電位とに反転するパルス交流で
ある。
【０００６】図１３は画素１２に表示用ビデオ信号が書
き込まれるタイミングを走査信号とともに示した図であ
る。図１３ａはデータドライバ９からデータ信号配線ｙ
１上に供給されるビデオ信号の波形を示し、図１３ｂは
駆動回路１３からバスライン１１を介して画素１２内の
対向電極に供給されるコモン信号ＣＯＭの波形を示して
いる。このビデオ信号とコモン信号ＣＯＭとは互いに１
Ｈごとに逆極性の関係に反転する。図１３ｃ〜ｆはそれ
ぞれ走査ドライバ８から走査信号配線ｘ１，ｘ２，ｘ
３，…，ｘｎ上にそれぞれ供給される走査信号ｘ１，ｘ
２，ｘ３，…，ｘｎの反転を示している。図１３ｇは図
１１中の画素１２のうちのＰ１内のトランジスタ１０の
ソースドレイン電極間の電圧差を斜線により示してい
る。
【０００７】図１３ｇを簡単に説明する。最初の１Ｈ中
においては、画素Ｐ１対応のトランジスタ１０のソース
電極にはデータ信号配線ｙ１から表示用データ信号とし
てビデオ信号が供給されている。この１Ｈ中における前
半期間ＴＨ１に走査信号配線ｘ１を介してトランジスタ
１０のゲート電極に図１３ｃのハイレベルつまりアクテ
ィブな走査信号ｘ１が供給される。これによって、画素
Ｐ１対応のトランジスタ１０がＯＮするから、前半期間
ＴＨ１ではこのトランジスタ１０のドレイン電極に画素
電極が接続されている画素Ｐ１内の液晶部内には液晶容
量として前記データ信号配線ｙ１からのビデオ信号が書
き込まれる。
【０００８】この１Ｈの後半期間ＴＨ２は、走査信号配
線ｘ１に供給される走査信号ｘ１のレベルがローレベル
つまりノンアクティブになるので、画素Ｐ１対応のトラ
ンジスタ１０はＯＦＦになり、トランジスタ１０は高イ
ンピーダンスとなり画素電極の電位は前半期間Ｔｌのレ
ベルが保持される。次の１Ｈにおける期間ＴＨ３以降も
トランジスタ１０はＯＦＦである。この場合、画素Ｐ１
の対向電極に印加されるコモン信号ＣＯＭの電位は１Ｈ
ごとに変動するので、それに合わせて画素Ｐ１の画素電
極の電位はコモン信号ＣＯＭの電位と同じ振幅電位で変
動する。これを示した図が図１３ｇの点線で示される下
半分の波形である。この下半分の点線の波形はトランジ
スタ１０においてはドレイン電位の波形にも相当する。
【０００９】図１３ｇの実線で示される上半分の波形は
データ信号配線ｙ１上のビデオ信号つまりトランジスタ
１０のソース電極の電位であるから、トランジスタ１０
のソースドレイン電極間の電位差は、点線の波形と実線
の波形の電位差つまりビデオ信号とコモン信号ＣＯＭと
の合計振幅になり、これは図１３ｇで斜線で図示されて
いる。
【００１０】このように、走査信号ｘ１は１Ｈ期間中の
ある期間この例では前半期間ＴＨ１でハイレベルでアク
ティブの状態になりトランジスタ１０が０Ｎするが、そ
れ以降の１垂直期間中はローレベルでノンアクティブ状
態となっているから、トランジスタ１０のＯＦＦ期間に
おけるソース電極とドレイン電極との間の前述の最大印
加電圧時間は、ＯＮ期間と比べて相当長い間の期間にわ
たって印加されていることになる。
【００１１】以上は、一般的なアクティブマトリクス型
液晶画像表示装置の動作の概略であるが、同タイプの画
像表示装置としてはこの他に、フィールド順次カラー方
式液晶画像表示装置が存する。次にこのフィールド順次
カラー方式を使用した液晶画像表示装置について説明す
る。
【００１２】液晶画像表示装置における大型画面には投
射型があり、この投射型は、液晶表示体に光をあててス
クリーンに投影することで比較的容易に大型の画面を得
ることが可能である。カラー化の方法として、同時加法
混色と称されて投射光を赤、緑、青に分け、それぞれ１
枚ずつの液晶表示装置を用いる方法と、併置加法混色と
称されて液晶表示装置を１枚用いて直視型と同様にその
１枚中に赤、緑、青の画素を設ける方法とがある。
【００１３】しかし前者は、高解像度が得られる反面高
価であり、後者は安価であるものの解像度が得られない
欠点がある。この問題点の解決法として、１画素で赤、
緑、青を時分割で表示させるフィールド順次カラー方式
が挙げられる。このフィールド順次カラー方式では、１
枚の液晶表示装置で同時加法混色と同様な高精細が得ら
れしかも小型化が可能であるが、１垂直期間、ＮＴＳＣ
方式を例にとると１６ｍｓｅｃ内で赤、緑、青の各色に
対応する画像を表示させるため、ゆるされる時間が５〜
６ｍｓｅｃとなる。これより、フィールド順次カラー方
式は通常方式である同時加法混色方式と比較して少なく
とも３倍のトランジスタの高速化と高速応答の液晶材料
が必要になる。
【００１４】従来の、アクティブマトリクス液晶画像表
示装置に用いられているツイストネマチック（ＴＮ：Tw
isted Nematic）モードの応答は、おおよそ１０ｍｓｅｃ
であるので実現は難しく、そこで、高速応答の液晶材料
として、そのようなツイストネマチックモードに比較し
て、１けたから２けた程度速く、視角特性の面でも非常
に有利なπセルの光学変換モードがある。
【００１５】πセルモードは、プレチルト角が基板間の
中心面に対して面対称の関係で配向された構造であり、
配向状態は基板間に電位が印加されていない時は、スプ
レー配向であり、それから、電位を印加するとベンド配
向に移行する。さらに、電位を印加するとベンド配向の
液晶分子が基板と垂直に配向し光が透過する状態にな
る。
【００１６】液晶画像表示装置としては、ベンド配向に
おける上記２つの状態で、偏光子を両側に設けその偏光
子の方向を操作することでベンド配向の電圧が印加して
いるとき、光が透過するか、もしくは、透過させないよ
うにすることによって表示を行うようにしている。この
πセルモードの駆動法として次の２つの技術が開示され
ている。
【００１７】つまり、特開昭６１―１１６３２９号公報
では、πセルの駆動をマトリクス状に能動スイッチング
素子を形成し、液晶を制御する方法の記述がなされてい
る。また、特開昭６１―１２８２２７号公報では、液晶
パネル（πセル）において、表示情報に対応しない０．
ｌｍｓｅｃ以上５０ｍｓｅｃ以下のＯＮ電圧を印加する
ことによって高速応答を行う記述がなされている。
【００１８】また、高速用の液晶の駆動方法として、本
出願人は特願平５―３２０３３５で、液晶表示装置にお
ける駆動電圧供給部を設け、該駆動電圧供給部は、照射
光に対する液晶の所定透過率または反射率を得る印加電
圧としての信号電圧を印加する前に、少なくとも信号電
圧よりその絶対値が大きい第１予備電圧を画素に印加
し、さらに、その第１予備電圧を印加後に、信号電圧よ
りもその絶対値が小さい第２予備電圧を印加することに
よって、液晶の応答速度を改善する方法を提案してい
る。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】上述したようにツイス
トネマチック以外の液晶を用いた場合では、液晶に表示
用の信号を印加する前に特殊な駆動、一般には、表示の
ための信号電圧レベルよりも高いレベルの電圧をデータ
ドライバから供給する必要があった。このため、データ
ドライバを構成するトランジスタの耐圧をあげる必要を
生じ、このトランジスタのサイズ拡大によるデータドラ
イバの面積増大、さらには液晶画像表示画面の周辺部い
わゆる額縁の増大またコストの上昇を招来していた。
【００２０】このため、例えば特願平５ー３２０３３５
においては、電圧印加の手段としてストライプ状に配線
した対向電極を使用した例が示されているが、対向電極
を走査信号配線と平行になるようにストライプに配線し
ているために、配線インピーダンスの劣化によりコント
ラスト画質など表示品位の低下を招来していた。また、
ストライプ状に配置するため開口率の低下つまり液晶へ
の光透過に利用できない面積の増大を招き、高開口率設
計が困難であるという課題があった。
【００２１】その他、特開平６１ー１２８２２７号公報
に記述されているπセルモード駆動方法では、表示情報
の中で電圧が低い期間が長く存在する場合には液晶にベ
ンド配向を維持するために必要な電圧が印加されない期
間が長くなるので配向が初期のスプレー配向に戻るとい
う課題があった。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リクス型液晶画像表示装置においては、表示用のデータ
信号をそれぞれ供給する複数のデータ信号配線と走査信
号をそれぞれ供給する複数の走査信号配線とがマトリク
ス状に配置され、これら配線の交点においてデータ信号
配線には３端子型アクティブ素子の一端子側電極を走査
信号配線には前記アクティブ素子の駆動端子側電極が接
続され、このアクティブ素子の他端子側電極に画素を構
成する画素電極が接続され、該画素は前記画素電極と対
向電極との間に液晶部を含むものであり、かつ前記対向
電極には対向電極駆動回路からコモン信号が共通に供給
されるものにおいて、前記対向電極駆動回路は、画像に
影響が無い期間で前記対向電極に与えるコモン信号をそ
の電圧を少なくとも２値以上可変させて供給し、前記期
間中に前記各走査信号を一斉にアクティブにすることを
特徴とすることによって前述した課題を解決している。
【００２３】前記対向電極駆動回路が、好ましくは、前
記画像に影響が無い期間で、表示の為の照射光に対する
液晶の所定の透過率または反射率を得る印加電圧として
の信号電圧を印加する前に、少なくとも該信号電圧より
絶対値が大きい第１予備電圧を該画素に印加する構成で
ある。
【００２４】前記第１予備電圧の値が、好ましくは、前
記データ信号配線を駆動するデータドライバのトランジ
スタ耐圧よりも高い値である。
【００２５】前記対向電極駆動手段が、好ましくは、前
記画像に影響が無い期間で、表示の為の照射光に対する
液晶の所定の透過率または反射率を得る印加電圧として
の信号電圧を印加する前で、かつ前記第１予備電圧の印
加後に、該信号電圧よりもその絶対値が小さい第２予備
電圧を印加する構成である。
【００２６】好ましくは、前記液晶部における液晶が、
ベンド配向とスプレー配向とをもつ液晶であって、表示
を行うべく所定の初期の―定期間中に前記画素電極と対
向電極との間の液晶部に初期電圧を印加して前記液晶部
内の液晶の分子をスプレー配向からベンド配向にし、そ
の後、所定の時間幅をもつ休止期間の間、前記印加電圧
を前記初期電圧より低い電圧にする動作を少なくとも１
回以上繰り返す。
【００２７】さらに好ましくは前記休止期間が１ｍ秒以
上３秒以内である。
【００２８】好ましくは前記初期電圧の印加を前記対向
電極駆動回路によって行う。
【００２９】さらに好ましくは前記休止期間の動作を、
前記対向電極に印加する電圧を変えることによって行
う。
【００３０】さらに好ましくは前記休止期間の動作を、
前記画素電極に印加する電圧を変えることによって行
う。
【００３１】本発明のアクティブマトリクス型液晶画像
表示装置は、前記データ信号配線への表示用データ信号
の供給の初期、最大でも１／２水平期間以内の期間、前
記対向電極の電位を正規とし、その後、対向電極の電位
をデータ信号配線のデータ信号の極性における液晶に電
圧を印加しない方向の電位レベルに近付ける構成によっ
て前述した課題を解決している。
【００３２】好ましくは前記対向電極駆動回路が、前記
コモン信号の振幅を少なくとも２つ以上の振幅に調整可
能な振幅調整回路を含む。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
液晶画像表示装置について図１を参照して詳細に説明す
る。まず、液晶の駆動法には、表示すべき信号電圧より
高い電圧を第１の予備電圧として印加した後に該信号電
圧より低い電圧を第２の予備電圧として印加することに
よりその後の表示時の液晶の応答速度を向上させる駆動
法があるが、本発明の実施の形態１においては、この駆
動法に基づいて説明することにする。
【００３４】図１において、従来の液晶画像表示装置と
同―に係る部分については同一の符号を付し、その同一
の符号に係る部分については従来と同様であるからその
詳しい説明は省略する。１は対向電極駆勤回路であり、
この対向電極駆動回路１は、入力回路２、自動振幅調整
回路３、および直流調整回路４で基本的に構成されてい
る。入力回路２には制御回路７から反転信号ＦＲＰがバ
スライン６を介して供給される。自動振幅調整回路３は
入力回路２に接続されているとともに、制御回路７から
制御信号Ａ，Ｂが制御信号バスライン５を介して供給さ
れる。制御回路７からの制御信号Ａ，Ｂの後述する入力
タイミングと自動振幅調整回路３とで自動的に設定され
る振幅レベルとにより、対向電極バスライン１１に出力
されるコモン信号ＣＯＭの電位つまり画素１２を構成す
る対向電極の電位を任意に設定できるようにしている。
直流調整回路４は自動振幅調整回路３に接続され対向電
極バスライン１１にコモン信号ＣＯＭを供給する。
【００３５】図１に示されている対向電極駆動回路１の
詳細を図２および図３を参照して説明する。図３ａは制
御回路７から自動振幅調整回路３内の入力回路２へ与え
られる反転信号ＦＲＰの波形を示している。この反転信
号ＦＲＰは１垂直周期（１フィールド）ごとに振幅が
「１」「０」に反転する信号である。入力回路２に入力
された反転信号ＦＲＰは該入力回路２内で入力抵抗Ｒｓ
と帰還抵抗Ｒｆとできまる定数で増幅されてから、自動
振幅調整回路３に与えられる。
【００３６】ここで、自動振幅調整回路３は３つの振幅
調整回路３１、３２、３３で構成されている。制御回路
７からの制御信号バスライン５は制御信号Ａのバスライ
ン５Ａと制御信号Ｂのバスライン５Ｂとの２つのバスラ
インからなっている。それぞれのバスライン５Ａ，５Ｂ
はそれぞれアナログスイッチ２０内の端子ＳＷｌ、ＳＷ
２に接続されている一方、振幅調整回路３１，３２およ
び３３はそれぞれアナログスイッチ２０の入力端子ＩＮ
Ｉ、ＩＮ２およびＩＮ３に個別に対応して接続されてい
る。
【００３７】各振幅調整回路３１，３２，３３はそれぞ
れ入力回路２の出力部とグランドとの間に互いに直列に
接続された２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２；Ｒ３，Ｒ４；Ｒ５，
Ｒ６を有し、各抵抗の共通接続部がそれぞれアナログス
イッチ２０の入力端子ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３に接続さ
れている。この接続構成によりこれら直列に接続された
２つの抵抗の抵抗値の定数を適宜に選定することにより
入力回路２から出力される反転信号ＦＲＰの振幅レベル
を個別に決めることができる。ここでは振幅調整回路３
１の振幅レベルをＶＨに、振幅調整回路３２の振幅レベ
ルを０、振幅調整回路３３の振幅レベルをｌ／２・ＶＨ
とする。アナログスイッチ２０の真理値表は次に掲げる
表１のとおりである。
【００３８】
【表１】
【００３９】この表１について説明すると、Ａ，Ｂは制
御信号であり、Ａ＝０，Ｂ＝０のときは振幅調整回路３
１の出力が選択されてアナログスイッチ２０の端子ＩＮ
１に与えられ端子ＯＵＴから出力され、Ａ＝０，Ｂ＝１
のときは振幅調整回路３２の出力が選択されてアナログ
スイッチ２０の端子ＩＮ２に与えられ端子ＯＵＴから出
力され、Ａ＝１，Ｂ＝０のときはいずれの振幅調整回路
の出力も選択されず端子ＯＵＴから出力されない。Ａ＝
１，Ｂ＝１のときは振幅調整回路３３の出力が選択され
てアナログスイッチ２０の端子ＩＮ３に与えられ端子Ｏ
ＵＴから出力される。これら端子ＯＵＴから出力される
反転信号ＦＲＰは、直流調整回路４で直流調整されてコ
モン信号ＣＯＭとして対向電極バスライン１１に供給さ
れる。したがって、図３ｂ，ｃでそれぞれ示す波形の制
御信号Ａ、Ｂが入力される場合には、図３中の期間は
入力ＩＮ１、つまり振幅調整回路３１の振幅レベルＶＨ
が選択され、同様に期間は振幅調整回路３２の振幅レ
ベル０が選択され、期間は振幅調整回路３３の振幅レ
ベル１／２・ＶＨが選択される。これより対向電極駆動
回路１からのコモン信号ＣＯＭは図３ｄで示す波形にな
る。
【００４０】入力回路２を介して自動振幅調整回路３に
供給される反転信号ＦＲＰは図３ａで示すように１フィ
ールド毎に振幅レベルが「１」「０」に反転する信号波
形であるからコモン信号ＣＯＭの波形は、反転信号ＦＲ
Ｐの波形に従って１フィールド毎に振幅が反転する波形
になる。１フィールド期間中のの期間は表示される期
間を示し走査バスラインｘ１〜ｘｎは最上段の走査バス
ラインｘ１から順に画素トランジスタ１０をＯＮさせる
タイミングになる。期間、は表示に関係がない期間
であり、それはビデオ信号のブランキング期間を使用し
てもよいし、また、任意に作製しても構わない。また表
示用のデータ信号としてはビデオ信号でなくても他のデ
ータ信号でも構わない。
【００４１】次に液晶のもう一方の電極つまり画素電極
に印加されるビデオ信号の状態について図４を参照して
説明する。図４ａに図３ｄのコモン信号ＣＯＭの波形を
示している。図４ｂにデータドライバ９からデータ信号
配線ｙ１上に印加されるビデオ信号の波形を示し、図４
ｃに走査ドライバ８から走査信号配線ｘ１〜ｘｎ上に印
加される走査信号ｘ１〜ｘｎ（説明の理解のため走査信
号配線の符号と同一としている。）の波形を示してい
る。ここで、ビデオ信号はデータドライバ９から共給さ
れる信号を示すが、データドライバ９のサンプルホール
ドの方法をこのデータドライバ９内で行うか、液晶表示
パネルＡ内で行うかでコモン信号ＣＯＭとビデオ信号と
の極性は逆になるが、ここでは分かりやすく、液晶表示
パネルＡ内でホールドする信号の例を示す。図４中の期
間は図３中のと同様な期間を示している。
期間は表示電圧Ｖｏｎ（＝１／２・ＶＨ）レベルより
高い電圧である第１予備電圧Ｖｐ１（＝ＶＨ）の期間で
あり、期間は液晶に印加される電圧が表示電圧Ｖｏｎ
よりは低い電圧である第２予備電圧Ｖｐ２（＝０）の期
間である。ここでは、第２予備電圧Ｖｐ２を０レベルに
している。
【００４２】液晶表示体を構成する液晶セルは表示電圧
Ｖｏｎのみ印加すると光学的に十分に応答しないから、
その液晶セルに、所定の透過率または反射率を得る信号
電圧を印加する前に、少なくとも信号電圧Ｖｏｎよりも
その絶対値が大きい第１予備電圧Ｖｐ１を印加し、さら
に、第１予備電圧Ｖｐ１と表示電圧Ｖｏｎを印加する期
間の間に、少なくとも表示電圧Ｖｏｎよりもその絶対値
が小さい第２予備電圧Ｖｐ２を印加する期間を設けてい
るのである。
【００４３】さらに、第１予備電圧Ｖｐ１の印加期間
と第２予備電圧Ｖｐ２の印加期間は表示電圧Ｖｏｎの
印加期間よりも短いことが必要である。また、ここで
用いられる液晶はｄ×Δｎ＞λ／２または２ｄ×Δｎ＞
λ／２（ただし、ｄ×Δｎは、液晶分子の変位に伴うリ
ターデイションつまり表示のための照射光が液晶層を一
度通過する場合に液晶分子の有する光の複屈折率効果に
よる常光成分と異常光成分との間での液晶セルの光の道
のりの差を示している。
【００４４】また、ｄは液晶セルの厚さ、Δｎは液晶の
屈折率異方性による常光の屈折率と異常光の屈折率との
差、λは照射光波長）を満たす液晶を利用し、表示を行
う前に常に一たんモード０への分子配向を変化させる第
１予備電圧Ｖｐ１を印加し、さらに第１予備電圧Ｖｐ１
の印加後に一次ピークとなる電圧より低い第２予備電圧
Ｖｐ２によって液晶分子を緩和させ、その後、印加され
る表示電圧Ｖｏｎによって表示する。
【００４５】ここで、モード０とは横軸に液晶セルへの
印加電圧、縦軸に光透過率をとった場合に光透過率が極
大となるときの印加電圧から印加電圧を増加すると光透
過率が低下してくるが、このとき最も高電圧の印加電圧
側での透過率最小となる点のことであり、一次ピークと
はこの光学特性がモード０となる電圧より徐々に電圧を
低下させたときに一番初めに明状態つまり前記光透過率
が極大となる点のことである。
【００４６】ここで上記した液晶セルへの印加電圧は、
画素電極の電位とそれと対向する対向電極の電位（コモ
ン電位）との電位差になるので、期間の画素電極側の
ビデオ信号は、所望の第１予備電圧Ｖｐ１のときのコモ
ン信号電位ＶＨを引いた値になる。これを説明の都合で
ビデオＨとする。また、期間は、第２予備電圧Ｖｐ２
を０レベルとしているのでビデオ信号は０レベルにす
る。そこで、第１予備電圧期間は、対向電極に印加さ
れるコモン信号側の電位を充分に高い電圧ＶＨに設定し
ておけば、反対側の画素電極に印加するビデオＨはその
分低い電圧でよいことになる。
【００４７】これより、その電位をデータドライバ９の
耐圧以下にすることにより、データドライバ９及び走査
ドライバ８の駆動を第１予備電圧Ｖｐ１の印加とは関係
なく耐圧電圧以下で行うことができる。期間は表示
に影響がない期間であり、図４ｃに示す走査信号ｘ１〜
ｘｎのようにその期間の間は一斉に画素トランジスタ１
０をＯＮさせることにより全ての走査バスラインｘ１〜
ｘｎそれぞれの画素１２を構成する液晶の対向電極側に
第１予備電圧Ｖｐ１と第２予備電圧Ｖｐ２とを印加する
ことができる。
【００４８】以上により、データドライバ９と走査ドラ
イバ８それぞれの耐圧を越えることなく、画素１２内の
液晶に高電圧を印加させることができるので、液晶を高
速応答させての駆動ができるとともにデータドライバ９
および走査ドライバ８を低電圧で駆動できる。また、こ
れより画素トランジスタ１０のサイズの縮小化と高速動
作化も可能になり、回路の簡潔化を図ることができる。
このトランジスタサイズの縮小化は開口率の向上のみな
らず大型高精細液晶パネルとか超高精細液晶パの設計を
容易化するという意味でその波及効果は高い。３端子型
アクティブ素子としてのこの画素トランジスタは薄膜ト
ランジスタ（ＴＦＴ）でもバルクトランジスタ（ＭＯＳ
ＦＥＴ）でも構わない。
【００４９】また図４は、期間における走査信号
ｘ１〜ｘｎそれぞれのタイミングを限定しているもので
はなく、当然、図で示している期間より短い時間で走査
信号ｘ１〜ｘｎまでの期間を終了させても構わないし、
次に示すフィールド順次カラー方式においても適用でき
ることは言うまでもない。
【００５０】図５を使ってフィールド順次カラー方式で
上記の駆動を行う方法を説明する。１フィールドを１／
３フィールドずつの３つに分割しそれぞれ赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）および青（Ｂ）の色に割り当てる。それぞれの第
１予備電圧期間と第２予傭電圧期間とは図５ａに示
すコモン信号ＣＯＭの波形のように表示に影響を与えな
い期間を選び、その期間の間、走査信号全ラインは
図５ｃに示す走査信号ｘ１〜ｘｎによって一斉にＯＮさ
せるようにする。また、表示期間における走査信号ｘ
１からｘｎまでの走査は期間の残り全期間を使用し
てもよいし、短い期間でも構わない。ここでは、図５ｂ
で示すビデオ信号と図５ｃで示す走査信号ｘ１〜ｘｎの
ように表示に影響がない程度の短い期間に終了させるよ
うにしている。このようにすれば表示は画面ごとの切り
替わり（面走査とも言う）が可能になりフリッカーなど
を抑えられ最適な表示が実現できる。以上のようにフィ
ールド順次カラー方式および面走査のように高速駆動が
必要な駆動では、液晶の応答速度とドライバの高速化と
が求められるのでデータドライバ９と走査ドライバ８の
低電圧駆動を可能にする本駆動は特に有効である。
【００５１】次にコモン信号ＣＯＭ電圧の生成方法につ
いて、その他の例を説明する。その構成は図２の自動振
幅調整回路３に限定されるものではなく、他の構成とし
て図６に示されるものでもよい。図６中の１４はＰｃｈ
のＭＯＳ電界効果型のトランジスタとＮｃｈのＭＯＳ電
界効果型のトランジスタとで構成されるＣＭＯＳ回路で
あり、それらトランジスタの共通ゲート電極には反転信
号ＦＲＰが制御回路から共通に供給される。１５は制御
回路からの制御信号Ａの入力に応答して、電源生成装置
１７から供給される、ＣＭＯＳ回路１４に対してのハイ
レベル電源のレベルとして２つのレベルつまりＶＨとｌ
／２・ＶＨとのいずれか一方を選択するためのスイッ
チ、１５’は制御回路からの制御信号Ａの入力に応答し
て、電源生成装置１７から供給される、ＣＭＯＳ回路１
４に対してのローレベル電源のレベルとして２つのレベ
ルつまり一ＶＨと―１／２・ＶＨとのいずれかを選択す
るためのスイッチであり、１６は制御信号Ｂの入力に応
答して、電源生成装置１７からＣＭＯＳ回路１４に供給
される前記ハイレベル電源とローレベル電源との中間電
位か、またはＣＭＯＳ回路１４の出力のいずれかを選択
するためのスイッチである。
【００５２】ここでは、電源電位の生成を電源生成装置
１７の１つにより構成される例を示すが、電位を別々に
生成する装置が別個に横成されていても構わない。制御
信号Ａ、Ｂは前述したように「０」と「１」との２値レ
ベルであり、その制御信号Ａ、Ｂにより、スイッチ１
５、１５’が開閉し、ＣＭＯＳ回路１４からは図３に示
すタイミングと同様なコモン信号ＣＯＭ波形の出力が得
られる。
【００５３】対向電極を駆動させることにより行う駆動
方法には特開平１ー２１４７９号公報に記述されてい
る。すなわち、この公報には、水平期間を複数期間に分
割し、最後の分割期間において対向電極を正規の電圧と
し、この期間において画素に印加される電圧が他の分圧
期間における電圧よりも大きくする技術が開示されてい
る。この技術は、画素トランジスタのソース電極とドレ
イン電極との間の最大印加時間を減少させリーク電流を
低減させようとする技術であって、本発明の実施の形態
のものとは目的が異なるものである。また、水平期間の
最後の期間を使って印加電圧が最大となるものであるか
ら、本発明とはその点でも趣旨が異なっている。また、
本発明の実施の形態においては画素トランジスタを３端
子型アクティブ素子として用いており、このアクティブ
素子の一端子側電極をこのトランジスタのソース電極と
し、他端子側電極をこのトランジスタのドレイン電極と
し、その駆動側電極をゲート電極としている。
【００５４】次に、本発明の実施の形態２について図
７、図８および図９を参照して説明する。この実施の形
態２においては、画素の液晶にスプレー（広がり）配
向、ベンド（湾曲）配向をもつ液晶を使用した液晶画像
表示装置であって、その配向状態を転移させる場合の例
である。液晶分子は長軸に平行な方向と垂直な方向とで
は光学的、誘電的、磁気的に異方性を有しており、電気
的、磁気的な外場の印加で変形を生じ、その外場の除去
で元の配向状態に復元する性質がある。図７は２つの電
極３０，３０の間に挟まれた液晶分子３１の状態を示し
ている。図７ａはスプレー配向において電極３０，３０
間に電圧が印加されてない最初の初期の状態である。
【００５５】この初期状態は高分子膜のラビングなどに
よりスプレー配向をとることができる。図７ｂは図７ａ
のスプレー配向からベンド配向に転移するために必要な
電圧３２を電極３０，３０間に印加した時の状態を示し
ている。図７ｃは図７ａのベンド配向の状態からさらに
電圧３２を印加したときの配向であるベンド配向を示し
ている。本発明の画像表示装置は図７ｂと図７ｃの状態
の配向をそれぞれＯＮとＯＦＦとに使用して表示を行
う。このＯＮとＯＦＦとの表示を行うために、図７ａの
スプレー配向の初期状態から図７ｂの状態のべンド配向
にする必要があるが、その方法に図８に示すように表示
の初期期間に５〜６秒間高電圧を印加し配向をスプレー
配向からベンド配向にする方法が知られている。しか
し、これだけでは転移が不十分であるから、これを改善
するためには、その後で印加電圧を所定の時間幅内、初
期電圧より低い電圧にする動作（その時間を休止期間と
呼ぶ）を１回以上繰り返すことで改善することができ
る。その休止期間は、好ましくはｌｍｓｅｃ以上３秒以
内が必要である。その休止期間の動作は、向かい合う電
極３０，３０間の電位状態を初期電圧より低い電位にす
ることにより行うことができるが、この電位の状態はデ
ータ信号配線により低い電位を印加する方法でもよい
し、対向電極から印加する方法によっても行うことがで
きる。
【００５６】次に上記の休止期間の動作を対向電極を駆
動して行う方法を図９を参照して説明する。液晶表示装
置の構成及び対向電極駆動回路は前記実施の形態１に係
る図１、図２と同様である。図２において、自動振幅調
整回路３内の振幅調整回路３１および３２の振幅調整レ
ベルは実施の形態１と同様にＶＨと０とに設定し、振幅
調整回路３３と接続されていたアナログスイッチ６の入
力ＩＮ３はオープンにする。図９ｃ，ｄで示す制御信号
Ａ，Ｂのタイミングと、表１の真理値表とにより、休止
期間で電位レベル０、休止期間以外は電位レベルＶＨが
選択されるので、図９ｂの波形のコモン信号を得ること
ができる。ここで、液晶に印加するのは、対向電極に印
加される電圧と、画素電極に印加される図９ａの波形の
ビデオ信号の電圧との電圧差なので、高電圧を印加しな
ければならない期間、つまりは休止期間以外の期間のコ
モン信号の電位ＶＨを充分に高い電位に設定しておけ
ば、対向する画素電極のビデオ信号はその分低い電位に
することができる。これより、データドライバ９および
走査ドライバ８の駆動は低い電圧で行えることができる
ので、ドライバ８，９のトランジスタサイズの縮小化お
よび高速応答化がはかれ、ドライバ８，９の構成上の簡
潔化が図ることができる。
【００５７】なお、上記説明された駆動はπセルモード
のみならず、他のモード例えばＯＣＢ（Optically Comp
ensated Bend）モードの駆動にも適用することができ
る。
【００５８】次に本発明の実施の形態３について図１０
を参照して説明する。上記はツイストネマチック液晶以
外においてデータドライバの耐圧をあげないようにする
ために対向電極側から特別に電位を印加したものである
が、この方法はツイストネマチック液晶を用いたディス
プレイにも応用可能である。画素トランジスタに例えば
ｐーＳｉＴＦＴ（多結晶シリコンを用いた薄膜トランジ
スタ）用いた液晶表示装置においては一般にＴＦＴのオ
フ電流がａーＳｉＴＦＴ（アモルファスシリコンを用い
た薄膜トランジスタ）に比べて大きいことから、ＯＦＦ
時に画素トランジスタに印加される電位を低いレベルに
抑制する必要がある。
【００５９】この操作を対向電極側から行う場合につい
て以下に説明する。ここで述べる液晶画像表示装置の構
成は図１と同様である。図１０ａはデータ信号配線ｙ１
のビデオ信号の波形を示している。図１０ｂはコモン信
号ＣＯＭの波形を示し、図１０ｃは最上段の走査信号配
線ｘ１から順に最下位の走査信号配線ｘｎまでの走査信
号ｘ１〜ｘｎの波形を示している。図１０ａ中のＶＢは
ビデオ信号の中間電位を示す。ここで、走査信号ｘ１〜
ｘｎはそれぞれ画素トランジスタのゲートに印加されて
該トランジスタをＯＮにしてアクティブにするが、１水
平周期（１Ｈ）中全ての期間にわたってアクティブにす
る必要はなく、そのトランジスタが充分にＯＮし液晶及
び補助容量に表示用の電位が書き込める時間であればよ
い。それは走査信号ｘ１〜ｘｎが立ち下がるまでの時間
になり、ここでは１Ｈ中の前半分に走査信号が立ち下が
るようにしている。さらにコモン信号ＣＯＭを図１０ｂ
のようにデータ信号配線への表示用信号転送期間の初
期、最大でも１／２水平周期（図１０において期間Ｔ
１，Ｔ２に相当）の期間、コモン信号ＣＯＭの電位を正
規の電位にし、残りの時間（Ｔ３）はデータ信号配線の
データ信号の極性における液晶に電圧を印加しない方向
の電位レベルに近付ける。こではその電位を図１０ａの
データ信号配線ｙ１のビデオ信号と等しくしている。こ
れより画素Ｐ１のトランジスタのドレイン・ソース電極
間電位は図１０ｄの波形で示すようになる。その波形に
ついて次に詳しく説明する。
【００６０】画素Ｐｌの画素電極電位（画素トランジス
タのドレイン電極側の電位に相当）をみれば、走査信号
配線ｘｌのハイレベルの期間はデータ信号配線ｙ１のビ
デオ信号レベルになる。それ以降はＯＦＦ期間であり、
画素トランジスタはＯＦＦになるので、画素電極電位は
対向電極電位（コモン信号ＣＯＭ）に合わせて変動す
る。これより、画素Ｐ１の画素電極電位は図１０ｄの点
線のようになる。また、画素トランジスタのソース電極
側電位は、データ信号配線ｙ１のビデオ信号電位であ
り、これは図１０ａと同様であるので図１０ｄの実線で
示される。これより画素Ｐ１のトランジスタのソース・
ドレインの両電極間のＯＦＦ期間における電位差は点線
の波形と実線の波形との電位差になる。そこで、トラン
ジスタのＯＦＦ期間で最大電圧が印加する期間はＴ１、
Ｔ２期間の斜線で示す期間だけになり、従来例の図１２
で示した斜線期間と比べて減少させることができる。画
素Ｐ１のトランジスタのＯＮ期間は１画面の走査（１垂
直期間）中、図で示すＯＮ期間のみであり、残りはすべ
てＯＦＦ期間であるので、トランジスタのＯＦＦ時の最
大電位印加期間を減少させることはオフ電流の軽減のみ
ならず、トランジスタの劣化防止の軽減に非常に有効で
ある。
【００６１】また、従来例の図１２と比べると、低電位
が印加している期間は増加するがその低電位がトランジ
スタのＯＦＦ耐圧の劣化がないレベルに選ぶことによっ
て劣化への影響を生じさせないことができる。
【００６２】なお、上記の各実施の形態は基本的な構成
を示しており、この構成が必要に応じて適宜変更される
ことはいうまでもない。
【００６３】
【発明の効果】本発明によれば、液晶の駆動、特に高速
応答の液晶駆動に関して、デークドライバの低電圧駆動
が実現でき、トランジスタサイズの縮小化とトランジス
タの高速応答化、さらにはドライバ回路の簡潔化を図る
ことができる。また、画素トランジスタのＯＦＦ期間に
おけるソース・ドレイン電極間の最大印加電圧期間が短
くなることから、リーク電流が減少するので表示品位の
向上と画素トランジスタの劣化の軽減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るアクティブマトリク
ス型液晶画像表示装置の構成を示す図である。
【図２】対向電極駆動回路の詳細な回路図である。
【図３】図２の対向電極駆動回路の動作の説明に供する
波形図である。
【図４】図１の装置の動作の説明に供する波形図であ
る。
【図５】第１予備電圧と第２予備電圧との生成の説明に
供する波形図である。
【図６】対向電極駆動回路の変形例を示す図である。
【図７】画素の液晶をスプレー配向からベンド配向にす
る際の電極への印加電圧の説明に供する画素の構成を示
す図である。
【図８】図７の液晶への印加電圧の波形図である。
【図９】対向電極駆動回路を用いて液晶に電圧を印加す
る場合の波形図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係る液晶画像表示
装置における動作説明に供する波形図である。
【図１１】従来の液晶画像表示装置の構成を示す図であ
る。
【図１２】従来の装置における反転信号とコモン信号と
の波形図である。
【図１３】従来の装置の動作説明に供する波形図であ
る。
【符号の説明】
１ 対向電極駆動回路 ２ 入力回路 ３ 自動振幅調整回路 ７ 制御回路 ８ 走査ドライバ ９ データドライバ １０ 画素トランジスタ １２ 画素 ｙ１〜ｙｎ データ信号配線 ｘ１〜ｘｎ 走査信号配線

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表示用のデータ信号をそれぞれ供給する
    複数のデータ信号配線と走査信号をそれぞれ供給する複
    数の走査信号配線とがマトリクス状に配置され、これら
    配線の交点においてデータ信号配線には３端子型アクテ
    ィブ素子の一端子側電極が、また走査信号配線には前記
    アクティブ素子の駆動端子側電極が接続され、このアク
    ティブ素子の他端子側電極に画素を構成する画素電極が
    接続され、該画素は前記画素電極と対向電極との間に液
    晶部を含むものであり、かつ前記対向電極には対向電極
    駆動回路からコモン信号が共通に供給されるアクティブ
    マトリクス型液晶画像表示装置において、 前記対向電極駆動回路は、画像に影響が無い期間で前記
    対向電極に与えるコモン信号を電圧を少なくとも２値以
    上可変させて供給し、前記期間中に前記各走査信号を一
    斉にアクティブにすることを特徴とするアクティブマト
    リクス型液晶画像表示装置。
  2. 【請求項２】 前記対向電極駆動回路が、前記画像に影
    響が無い期間で、表示の為の照射光に対する液晶の所定
    の透過率または反射率を得る印加電圧としての信号電圧
    を印加する前に、少なくとも該信号電圧より絶対値が大
    きい第１予備電圧を該画素に印加する構成である請求項
    ｌ記載のアクティブマトリクス型液晶画像表示装置。
  3. 【請求項３】 前記第１予備電圧の値が、前記データ信
    号配線を駆動するデータドライバのトランジスタ耐圧よ
    りも高い値であることを特徴とする請求項２記載のアク
    ティブマトリクス型液晶画像表示装置。
  4. 【請求項４】 前記対向電極駆動手段が、前記画像に影
    響が無い期間で、表示の為の照射光に対する液晶の所定
    の透過率または反射率を得る印加電圧としての信号電圧
    を印加する前で、かつ前記第１予備電圧の印加後に、該
    信号電圧よりもその絶対値が小さい第２予備電圧を印加
    する構成である請求項１ないし３いずれか記載のアクテ
    ィブマトリクス型液晶画像表示装置。
  5. 【請求項５】 前記液晶部における液晶が、ベンド配向
    とスプレー配向とをもつ液晶であって、表示を行うべく
    所定の初期の―定期間中に前記画素電極と対向電極との
    間の液晶部に初期電圧を印加して前記液晶部内の液晶の
    分子をスプレー配向からベンド配向にし、その後、所定
    の時間幅をもつ休止期間の間、前記印加電圧を前記初期
    電圧より低い電圧にする動作を少なくとも１回以上繰り
    返すことを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の
    アクティブマトリクス型液晶画像表示装置。
  6. 【請求項６】 前記休止期間が１ｍ秒以上３秒以内であ
    ることを特徴とする請求項５記載のアクティブマトリク
    ス型液晶画像表示装置。
  7. 【請求項７】 前記初期電圧の印加を前記対向電極駆動
    回路によって行うことを特徴とする請求５または６項記
    載のアクティブマトリクス型液晶画像表示装置。
  8. 【請求項８】 前記休止期間の動作を、前記対向電極に
    印加する電圧を変えることによって行うことを特徴とす
    る請求項５ないし７いずれか記載のアクティブマトリク
    ス型液晶画像表示装置。
  9. 【請求項９】 前記休止期間の動作を、前記画素電極に
    印加する電圧を変えることによって行うことを特徴とす
    る請求項５ないし７いずれか記載のアクティブマトリク
    ス型液晶画像表示装置。
  10. 【請求項１０】 表示用のデータ信号をそれぞれ供給す
    る複数のデータ信号配線と走査信号をそれぞれ供給する
    複数の走査信号配線とがマトリクス状に配置され、これ
    ら配線の交点においてデータ信号配線には３端子型アク
    ティブ素子の一端子側電極を走査信号配線には前記アク
    ティブ素子の駆動端子側電極が接続され、このアクティ
    ブ素子の他端子側電極に画素を構成する画素電極が接続
    され、該画素は前記画素電極と対向電極との間に液晶部
    を含み、かつ前記対向電極には対向電極駆動回路からコ
    モン信号が共通に供給されるアクティブマトリクス型液
    晶画像表示装置において、 前記データ信号配線への表示用データ信号の供給の初
    期、最大でも１／２水平期間以内の期間、前記対向電極
    の電位を正規とし、その後、対向電極の電位をデータ信
    号配線のデータ信号の極性における液晶に電圧を印加し
    ない方向の電位レベルに近付けることを特徴とするアク
    ティブマトリクス型液晶画像表示装置。
  11. 【請求項１１】 前記対向電極駆動回路が、前記コモン
    信号の振幅を少なくとも２つ以上の振幅に調整可能な振
    幅調整回路を含むことを特徴とする請求項１ないし１０
    いずれか記載のアクティブマトリクス型液晶画像表示装
    置。
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