JPH09189897A - アクティブマトリクス型液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents
アクティブマトリクス型液晶表示装置およびその駆動方法Info
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- JPH09189897A JPH09189897A JP8310034A JP31003496A JPH09189897A JP H09189897 A JPH09189897 A JP H09189897A JP 8310034 A JP8310034 A JP 8310034A JP 31003496 A JP31003496 A JP 31003496A JP H09189897 A JPH09189897 A JP H09189897A
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Abstract
る。 【解決手段】 面内スイッチング方式の液晶表示装置の
データドライバー16からは単一の極性を有するデータ
信号が出力される。単位画素において、液晶素子LCの
一方の電極に入力トランジスタT1 と排出トランジスタ
T2 が接続され、他方の電極に入力トランジスタT3 と
排出トランジスタT4 が接続される。同一のスキャン線
Xn に接続される入力トランジスタT1 と排出トランジ
スタT4 が対をなし、同一のスキャン線Yn に接続され
る入力トランジスタT3 と排出トランジスタT2 が対を
なす。これら対をなすトランジスタを交互に駆動するこ
とで、データー信号の極性が単一でも液晶素子LCの電
極間の電位が反転できる。
Description
ス型液晶表示装置に関するものであり、信号(データ)
の電位の変動を抑制して、消費電力の低減を図るもので
ある。特に、表示方法として、面内スイッチング方式
(In-Plane Switching Mode 、IPSともいう)を用い
たアクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。
加される電圧の反転が必要とされている。これは、単一
の極性の電界が長時間印加されると、液晶や配向膜等の
材料の劣化や、不純物による寄生電荷が生じるため、残
像現象等の表示劣化を防ぐために行われる。この操作は
交流操作といわれ、フレーム(フィールド)ごと、もし
くは数フレームに1回の反転が必要とされた。その場合
にも各種の方式があった。
極性のフレーム反転(フィールド反転)(図11
(A))、同じ行では、極性が同じだが、隣接する行の
極性が異なるライン反転(図11(B)、同図
(C))、全ての隣接する画素の極性が異なるドット反
転(図11(D))等である。
は、データドライバー(信号ドライバー)から極性の反
転する信号が画素に供給されていた。
晶表示装置の単位画素を示す。薄膜トランジスタ(T)
は、スキャン線(走査線)(Xn )の信号によって制御
され、ON状態のときにデータ線(信号線)(Pm )の
信号が液晶素子(LC)および、必要によっては、それ
と並列に設けられた補助容量(C)に送られ、電荷が蓄
積される。(図8)
に配置した表示装置における駆動の信号は図9のように
なる。ここで、CLKは、クロック信号(同期信号)で
あり、表示装置の最小時間を示す。これに応じて、信号
が形成される。スキャン線(X1 、X2 、X3 、...
XN-1 、XN )は、図に示すように、パルスが順次印加
される。一方、データ線(P1 )には、各行の画像信号
に応じたデータが印加される。ここでは、フィールド反
転(図11(A))の例を示した。比較のため、画像情
報は常に同じであるとした。すなわち、第2フィールド
(2nd Field)のデータは、第1フィールド(1st Field)
のデータを、基準電位(アースレベル)に対して、反転
させたものである。
ルド(3rd Field)でも同様である。また、ライン反転
(図11(C))のデータの例を図10に示したが、各
行に対応するデータを比較すると、第1フィールドと第
2フィールドでは、極性が逆である。
直な電圧を印加することによって、表示をおこなってい
たことに対して、本発明の液晶表示装置は基板内で、基
板面に平行な電圧を印加して、表示をおこなうものであ
る。このような駆動方式を面内スイッチング(IPS)
方式という。これは、既に、特公昭63−21907に
薄膜トランジスタをスイッチング素子としたアクティブ
マトリクス型液晶表示装置に用いた場合の基本的な概念
が示されている。
43716、特開平7−36058、特開平6−160
878、特開平6−202073、特開平7−1343
01、特開平6−214244にも、その応用発明が示
されている。
用いた場合には、特開平7−72491に、薄膜ダイオ
ードをスイッチング素子としたアクティブマトリクス型
液晶表示装置に用いた場合には、特開平7−12079
1に開示されている。
の原理を図6、図7を用いて簡単に説明する。図6に
は、IPS方式によるアクティブマトリクス型液晶表示
装置の単位画素を示した。通常のアクティブマトリクス
型液晶表示装置の場合と同様に、データ線1とスキャン
線2がマトリクス状に設けられるが、それに加えて、ア
ース線3(接地線もしくは対向電極線)が設けられる。
アース線3は不要であったが、IPS方式では対向基板
には電極がないので、面内にそれと同様な機能を有する
配線を設ける必要がある。
される。また、スキャン線2と同時に形成されるため
に、スキャン線2と交差しない、即ち、平行な構成を有
する。これは、アース線3の一部を、データ線1と同時
に形成される画素電極4の一部と重ねて補助容量(C)
を形成するためである。即ち、スキャン線2とアース線
3は同時に形成され、またデータ線1と画素電極4は同
時に形成される。スキャン線2の一部をゲート電極とし
て図に示されるようにTFT5が形成される。そのソー
スはデータ線1とコンタクトし、ドレインは画素電極4
とコンタクトする。(図6)
ス線3を配置する構造から、図7に示すように、画素電
極4とアース線3の間には、矢印のような電界が生じ
る。液晶分子は、当初、図7のaに示すように、予定さ
れる電界に対して、ある一定の角度、例えば、45°を
なすように配向させておく。次に電界が印加されると図
7のbに示されるように、液晶分子は電界に平行になろ
うとする。この液晶分子の傾きをうまく利用することに
より、濃淡を表現できる。以上が、IPS方式の原理で
ある。(図7)
のアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、画
像情報のみから必要とされる信号の変動の2倍の変動量
を有するデータをドライバーによって発生する必要があ
った。すなわち、液晶には実効的に5Vの電圧を印加さ
せればよいのであるが、反転の必要から、+5Vから−
5Vまでの10Vの範囲での駆動能力が必要であった。
このことは、ドライバーの駆動電圧を低下させ、また、
消費電力を低減する上で最大の障害であった。
な電圧が印加されることによる、トランジスタの破壊や
特性の劣化も問題であった。
たものであり、データの変動を必要最小限としつつも、
必要な反転をおこなうための液晶表示装置の構成および
その駆動方法を提供する。
板に平行であることにより、従来の液晶表示装置に比べ
て視野角が広いという特徴を有する。しかしながら、上
記の先行技術においては、データドライバーの負担を低
減させることについては、特に考慮されておらず、デー
タは従来の場合と同様である。
というIPS方式の特徴を生かして、データにおいて極
性を反転させることなく、液晶分子に印加される電界の
反転をなすことを課題とする。
めのアクティブマトリクス型液晶表示装置の第1の構成
は、液晶を挟持する一対の第1の電極と第2の電極と、
該第1及び第2の電極に接続され、所定の周期にて交互
に前記第1又は前記第2の電極のいずれか一方に映像書
き込み信号を供給し、他方を基準電位とする回路から成
る極性制御手段を有し、単一極性の映像信号により表示
を行うことを特徴とする。
明に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置の第2の
構成は、互いに交差しない第1のスキャン線と第2のス
キャン線と、該第1及び第2のスキャン線と交差するデ
ータ線と、前記第1及び第2のスキャン線と交差し、前
記データ線と交差しないアース線と、前記第1及び第2
のスキャン線、前記データ線、及び前記アース線とに囲
まれた領域に配置され、液晶を挟持する一対の第1の電
極と第2の電極と、第1乃至第4のスイッチング回路と
を同一板上に有するアクテイブマトリクス型液晶表示装
置であって、前記第1乃至第4のスイッチング回路は、
少なくとも1つ以上のトランジスタが直列に接続された
回路であって、前記第1のスイッチング回路の直列に接
続されたトランジスタにおいて、第1番目のトランジス
タのソースは前記データ線に接続され、全てのトランジ
スタのゲイトは前記第1のスキャン線に接続されてお
り、前記第2のスイッチング回路の直列に接続されたト
ランジスタにおいて、第1番目のトランジスタのソース
は前記アース線に接続され、全てのトランジスタのゲイ
トは前記第2のスキャン線に接続されており、前記第1
及び第2のスイッチング回路において、最終番目のトラ
ンジスタのドレインはそれぞれ前記第1の電極に接続さ
れており、前記第3のスイッチング回路の直列に接続さ
れたトランジスタにおいて、第1番目のトランジスタの
ソースは前記データ線に接続され、全てのトランジスタ
のゲイトは前記第2のスキャン線に接続されており、前
記第4のスイッチング回路の直列に接続されたトランジ
スタにおいて、第1番目のトランジスタのソースは前記
アース線に接続され、全てのトランジスタのゲイトは前
記第1のスキャン線に接続されており、前記第3及び第
4のスイッチング回路において、最終番目のトランジス
タのドレインはそれぞれ前記第2の電極に接続されてい
ることを特徴とする面内スイッチング方式のアクティブ
マトリクス型液晶表示装置。
ィブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法の構成は、上
記の第2の構成を有する面内スイッチング方式のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法であって、前
記第3及び第4のスキャン線には、同時にパルスが印加
されることがないことを特徴とする。
置の駆動方法の他の構成は、上記の第2の構成を有する
面内スイッチング方式のアクティブマトリクス型液晶表
示装置の駆動方法であって、前記データ線に入力される
信号の電位レベルは、常に単一極性であることを特徴と
する。
施の形態を説明する。本発明の液晶表示装置における単
位画素(第n行第m列)の回路構成を図1(A)に示
す。図1に示す構成では、第1〜第4のスイッチング回
路(SW1 〜SW4 )を単数のトランジスタ(T1 〜T4 )
で構成したものである。
線(Pm )とともに、アース線(Zm )が設けられる
が、従来とは異なり、アース線はデータ線と交差しない
構成とする。これは、本発明においては、アース線は別
のトランジスタのドレインと接続される必要があるため
である。
ソース、ドレインは全く任意に定義でき、したがって、
一方をソース(もしくはドレイン)と適宜に定義するこ
とができ、その場合には、他方はドレイン(ソース)と
される。通常用いられるように、電位の上下によって、
区別することはない。
異なり、スキャン線が各行に2本設けられる。トランジ
スタ(T1 )および(T3 )のソースはデータ線
(Pm )にコンタクトする。このデータ線(Pm )に接
続するトランジスタ(T1 )および(T3 )を入力トラ
ンジスタと称する。
ートは、それぞれ別のスキャン線に接続されて、これら
のトランジスタは独立に制御される。すなわち、トラン
ジスタ(T1 )はスキャン線(Xn )によって、トラン
ジスタ(T3 )はスキャン線(Yn )によって制御され
る。
のソースは同一のアース線(Zm )にコンタクトする。
トランジスタ(T2 )と(T4 )を排出トランジスタと
称する。
ジスタ(T3 )と(T4 )のドレイン同士を接続し、該
ドレイン間にIPS方式の液晶素子(LC)を設ける。
液晶素子(LC)はその間に液晶を挟持した一対の第1
の電極からなり、トランジスタ(T1 )と(T2 )のド
レインは液晶素子(LC)の一方の電極に接続され、ト
ランジスタ(T3 )と(T4 )のドレインは液晶素子
(LC)の他方の電極に接続されている。なお液晶素子
(LC)と並列に補助容量(C)を形成してもよい。
線(Yn )に、トランジスタ(T4)のゲートはスキャ
ン線(Xn )に、それぞれ接続される。したがって、ト
ランジスタ(T2 )はスキャン線(Yn )によって、ま
た、トランジスタ(T4 )はスキャン線(Xn )によっ
て、それぞれ、制御される。(図1(A)) 上記のような構成を有する結果、トランジスタ(T1 )
と(T4 )、および、トランジスタ(T2 )と(T3 )
が同時に駆動されることとなる。
リクスの様子を図1(B)に示す。Xスキャン線11
(X1 、X2 、X3 、...XN-1 、XN )とYスキャ
ン線12(Y1 、Y2 、Y3 、...YN-1 、YN )お
よびデータ線13(P1 、P2、P3 、...PM-1 、
PM )は、それぞれXスキャンドライバー14、Yスキ
ャンドライバー15、データドライバー16によって制
御される(N行M列マトリクスの場合)。
されるわけではないので、一定の電位に固定される構造
であればよく、例えば接地電位に固定すればよい。図1
(B)では、Xスキャンドライバー14とYスキャンド
ライバー15を分離して書いてあるが、一体化してもよ
い。(図1(B))
を用いて説明する。説明を簡単にするために、データ線
(Pm )は一定の正の電位に保たれているものとする。
実際には、データ線(Pm )には画像情報に応じた信号
が印加される。一方、アース線(Zm )は一定の負の電
位に保たれるものとする。スキャン線(Xn )にパルス
(Sp)が印加された状態を考えると、トランジスタ
(T1 )と(T4 )がONとなり、他のトランジスタは
OFFのままである。
図2(A)のように、図の上側(トランジスタ(T1 )
に接続されている側)の電極が正、下側(トランジスタ
(T 3 )に接続されている側)の電極が負になる。(図
2(A))
られると、全てのトランジスタ(T1 〜T2 )がOFF
となるが、液晶素子(LC)に蓄積された電荷は保持さ
れる。
された状態を考えると、トランジスタ(T2 )と(T
3 )がONとなり、他のトランジスタはOFFのままで
ある。したがって、液晶素子(LC)の電位は、図2
(B)のように、図の上側(トランジスタ(T1 )に接
続されている側)の電極が負、下側(トランジスタ(T
2)に接続されている側)の電極が正、すなわち、図2
(A)の場合と極性が逆転する。(図2(B))
る映像信号の極性が単一であっても、液晶素子(LC)
に印加される電界の向きを反転できるのが本発明の特徴
である。したがって、本発明の解決すべき問題とした、
データの電位の変動を半分とすることができる。なお、
本発明においては、Xスキャン線とYスキャン線に同時
にパルスが印加されるので、全てのトランジスタが同時
にONとなることはない。
型の表示装置においては、第1のスキャン線及び第2の
スキャン線が非選択時であれば、全てのスイッチング回
路がOFFとなり、第1及び第2の電極がデータ線、ア
ース線から切り離されるため、第1及び第2の電極間で
保持されている電荷がリークすることを抑制するでき
る。
路(SW1 〜SW4 )単数のトランジスタで構成した場合で
も十分得ることができるが、更に、第1〜第4のスイッ
チング回路(SW1 〜SW4 )を複数の直列に接続された薄
膜トランジスタで構成することで、第1又は第2の電極
に抵抗が直列に接続されるため、第1又は第2の電極間
に保持される電荷のリークをより抑制することができ
る。
形態を示す。図1に示す単位画素においては、スイッチ
ング回路SW1 〜SW4 を単数の薄膜トランジスタで構成し
たが、図5(A)〜(C)はスイッチング回路(SW1 〜
SW4 )を直列に接続された複数の薄膜トランジスタで構
成したものである。
膜トランジスタとは、全てのゲイトが同一のスキャン線
に接続され、隣接するトランジスタ同士のソースとドレ
インとが接続された構成を有するものである。
路SW1 、SW3 をそれぞれ直列接続された3つの薄膜トラ
ンジスタ(T11、T12、T13)と(T15、T16、T17)
で構成したものである。薄膜トランジスタ(T14)と
(T18)は、第2と第4のスイッチング回路(SW2 、SW
4 )に対応する。
路(SW2 、SW4 )をそれぞれ直列接続された3つの薄膜
トランジスタ群(T22、T23、T24)と薄膜トランジス
タ群(T26、T27、T28)で構成したものである。ま
た、薄膜トランジスタ(T21)と(T25)は第1と第3
のスイッチング回路(SW1 、SW3 )に対応する。
路(SW1 、SW3 )をそれぞれ直列接続された3つの薄膜
トランジスタ群(T31、T32、T33)、(T37、T38、
T39)で構成し、更に第2と第4のスイッチング回路SW
2 、SW4 をそれぞれ直列接続された3つの薄膜トランジ
スタ群(T34、T35、T36)、(T40、T41、T42)で
構成したものである。
(A)、(B)に示す液晶表示装置の駆動方法を説明す
る。図3に、本実施例の液晶表示装置の信号線に供給さ
れる信号を示す。本実施例では、N行マトリクスの液晶
表示装置で、フィールド反転をおこなう例を示す。
ては、Xスキャン線(X1 、X2 、X3 、...X
N-1 、XN )に、順次パルスが印加される。しかしなが
ら、Yスキャン線(Y1 、Y2 、Y3 、...YN-1 、
YN )には一切パルスが印加されない。一方、データ線
(ここでは、P1 のみであるが、他のデータ線も同様)
には、アースレベル(アース線の電位)以上の電位の信
号が印加される。この場合には、図2(A)の状態が実
現される。
ドとは逆に、Yスキャン線(Y1 、Y2 、Y3 、...
YN-1 、YN )に、順次パルスが印加される。しかしな
がら、Xスキャン線(X1 、X2 、X3 、...X
N-1 、XN )には一切パルスが印加されない。データ線
のデータは第1フィールドと同様である。
れる。すなわち、第1フィールドと第2フィールドで液
晶素子(LC)に印加される電界の向きが逆転する。第
2フィールドと第3フィールドの間でも同様である。本
実施例では、全ての行において、図2(A)もしくは図
2(B)のいずれかの状態が実現するので、フィールド
反転となる。(図3)
では、図1(A)、(B)に示す液晶表示装置の駆動方
法を説明する。図4に、本実施例の液晶表示装置の信号
線に供給される信号を示す。本実施例では、N行マトリ
クスの液晶表示装置で、フィールド反転をおこなう例を
示す。
ては、Xスキャン線のうち(X1 )、(X3 )、...
(XN )というように奇数行のみに、また、Yスキャン
線も(Y2 )、(Y4 )(図示せず)、...(Y
N-1 )というように、偶数行のみにパルスが印加され、
他のスキャン線にはパルスは印加されない。一方、デー
タ線(ここでは、P1 のみであるが、他のデータ線も同
様)には、アースレベル(アース線の電位)以上の電位
の信号が印加される。
行、...第N行)には、図2(A)の状態が実現さ
れ、偶数行(第2行、第4行、...第(N−1)行)
には、図2(B)の状態が実現される。
ドとは逆に、Yスキャン線のうち(Y1 )、(Y
3 )、...YN )というように奇数行のみに、また、
Xスキャン線も(X2 )、(X4 )(図示せ
ず)、...(XN-1 )というように、偶数行のみにパ
ルスが印加され、他のスキャン線にはパルスは印加され
ない。データ線のデータは第1フィールドと同様であ
る。
行、...第N行)には、図2(B)の状態が実現さ
れ、偶数行(第2行、第4行、...第(N−1)行)
には、図2(A)の状態が実現される。すなわち、特定
の行に注目すると、第1フィールドと第2フィールドで
液晶素子(LC)に印加される電界の向きが逆転する。
また、本実施例では、偶数行と奇数行とで液晶素子(L
C)に印加される電界の向きが逆であるので、ライン反
転である。(図4)
ては、スイッチング回路(SW1 〜SW4)は単数の薄膜ト
ランジスタ(T1 〜T4 )で構成されている。本実施例
ではスイッチング回路(SW1 〜SW4 )を複数の直列接続
された薄膜トランジスタで構成したものである。図5
(A)〜(C)は本実施例の単位画素の回路構成図であ
る。なお図5(A)〜(C)において図1と同一の符号
は同一の部材を示す。
路(SW1 、SW3 )をそれぞれ直列接続された3つの薄膜
トランジスタ(T11、T12、T13)と薄膜トランジスタ
(T15、T16、T17)で構成したものである。また、薄
膜トランジスタ(T14)と(T18)は、第2と第4のス
イッチング回路(SW2 、SW4 )に対応する。
13)、(T15、T16、T17)のゲイトはそれぞれ同一の
スキャン線(Xn 、Yn )に接続されているため、全て
の薄膜トランジスタ群(T11、T12、T13)と(T15、
T16、T17)はそれぞれ同時にON、OFFとなるた
め、図5(A)のスイッチング回路の駆動のタイミング
は図1の回路と同じである。
T13)、(T15、T16、T16)のゲイトはそれぞれ同一
のスキャン線Xn 、Yn に接続されているため、駆動の
タイミングは図1の入力トランジスタ(T1 )と(T
3 )同じである。
に接続された薄膜トランジスタ群(T11、T12、
T13)、(T15、T16、T17)を同数の薄膜トランジス
タで構成したため、即ち、同じ機能を有するスイッチン
グ回路を同数の薄膜トランジスタで構成したため、液晶
素子(LC)の電界の向きが変わっても、どちらの電界
の状態でも同じ特性で表示を行うことができる。
路(SW2 、SW4 )をそれぞれ直列接続された3つの薄膜
トランジスタ群(T22、T23、T24)と薄膜トランジス
タ群(T26、T27、T28)で構成したものである。ま
た、薄膜トランジスタ(T21)と(T25)は第1と第3
のスイッチング回路(SW1 、SW3 )に対応する。
T24)、(T26、T27、T28)のゲイトはそれぞれ同一
のスキャン線(Xn 、Yn )に接続されているため、駆
動のタイミングは図1の排出トランジスタ(T2 )と
(T4 )同じである。
に接続された薄膜トランジスタ群(T22、T23、
T24)、(T26、T27、T28)を同数の薄膜トランジス
タで構成したため、即ち同じ機能を有するスイッチング
回路を同数の薄膜トランジスタで構成したため、液晶素
子(LC)の電界の向きが変わっても、どちらの電界の
状態でも同じ特性で表示を行うことができる。
路(SW1 、SW3 )を直列接続された3つの薄膜トランジ
スタ群(T31、T32、T33)、(T37、T38、T39)で
構成し、更に第2と第4のスイッチング回路(SW2 、SW
4 )をそれぞれ直列接続された3つの薄膜トランジスタ
群(T34、T35、T36)、(T40、T41、T42)で構成
したものである。
ッチング回路を同数の薄膜トランジスタで構成したもの
である。従って、液晶素子(LC)を接続されるスイッ
チング回路の特性をより均一にすることができる。
を反転させることなく、液晶素子に印可される電界の向
きを反転させることができる。その結果、データドライ
バーの駆動電圧を従来の半分とすることができ、消費電
力の低減に有効である。さらに、本発明を採用すること
の効果は、スキャンドライバーの駆動回路やアクティブ
マトリクスに用いられるトランジスタにも現れる。
ィブマトリクス回路(図8参照)においては、画素の対
向基板の電極の電位を一定とするため、例えば、対向基
板の電極の電位を0V、画像表示のためのデータが5V
の範囲であるとすると、データ・ドライバーより出力さ
れるデータの電位は+5Vから−5Vまで、10Vの電
位差で変動した。すなわち、トランジスタのソースとド
レインの間の電位差は最大で10Vにもなった。
てOFFとするには、トランジスタのゲイト電極の電位
を−5V以下(以下、NMOSの場合についてのみ記述
する。PMOSの場合は+5V以上)、好ましくは−7
V下、通常は−8V程度にしておくことが要求された。
状態となるためには、ゲイト電極の電位は+5Vにトラ
ンジスタのしきい値電圧Vthを加えたもの、+(Vth+
5)V以上、好ましくは+(Vth+7)V以上、通常は
+8V程度にしておくことが要求された。このため、ト
ランジスタのソース−ドレイン間の最大電位差は10
V、ゲイト−ソース間(ゲイト−ドレイン間)の最大電
位差は13Vとなり、トランジスタに画像情報から必要
とされる電圧に比して異常に高いストレスが印加される
ことがわかる。このため、アクティブマトリクスに用い
られるトランジスタは高耐圧トランジスタであることが
要求される。
る電位も±8V、すなわち、電位差が16Vであり、異
常に高い電圧が要求される。データ・ドライバーの出力
電圧も10Vである。
ジスタを用いて、同じ表示をする場合にもデータの電位
は0Vから+5Vまで、すなわち、電位差は5Vであ
る。したがって、このような場合に、非選択時にトラン
ジスタが安定してOFFとするには、トランジスタのゲ
イト電極の電位を0V以下、好ましくは−2V以下、通
常は−3V程度にしておけばよい。また、選択時にトラ
ンジスタが確実にON状態となるためには、ゲイト電極
の電位は+5Vにトランジスタのしきい値電圧Vthを加
えたもの、+(Vth+5)V以上、好ましくは+(Vth
+7)V以上、通常は+8V程度にしておくとよい。
リクス回路のトランジスタにおいては、ソース−ドレイ
ン間の最大電位差は5V、ゲイト−ソース間(ゲイト−
ドレイン間)の最大電位差は8Vであり、従来例の電位
差13Vから低減できる。電位差の低下が5Vというこ
とは、あまり大きな効果のないように見えるかもしれな
い。
ンジスタの負担を十分に軽減できる。すなわち、トラン
ジスタの歩留り向上の上で格段の効果を有する。本発明
人の経験では、ゲイト絶縁膜として厚さ1200Åの酸
化珪素を用いた場合には、ゲイト−ソース電圧が10V
までの段階で破壊される素子は非常に少ないが、10V
以上では、1V電圧が増加するごとに指数関数的に増加
する。したがって、ゲイト−ソース電圧が10V以下と
いうことは産業的には非常に意義のあることである。
るデータの電位差も11Vであり、従来の16Vよりも
低く、したがって、スキャン・ドライバーの負担も軽減
できる。このように、本発明によって、データ・ドライ
バーのみならず、スキャンドライバーにおける消費電力
も低減でき、アクティブマトリクス回路に用いられるト
ランジスタの負担も低減できる。特に後者に関して換言
して言えば、少々質の悪いトランジスタであっても十分
に動作させることができるのである。
ライバーの出力電圧が低減できるということは、それら
の回路に用いられているトランジスタの負担をも軽減で
きることを意味し、このことは、特に、アクティブマト
リクス回路と同じ基板に、スキャン・ドライバーとデー
タ・ドライバーを一体化して組み込んだ、いわゆるモノ
リシック型アクティブマトリクス回路において有効であ
る。なぜなら、一般にモノリシック型アクティブマトリ
クス回路に用いられる回路では、アクティブマトリクス
回路と同様に薄膜トランジスタが用いられ、これは、耐
圧性の点で難点があるためである。
N型のもの(NMOS)を例として説明したが、P型の
もの(PMOS)であっても同様に駆動できることは言
うまでもない。また従来のTN等のモードにおいても構
成することが可能である。このように本発明は、アクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置においてさまざまな効果
を有し、工業上、有益である。
(A)は単位画素の回路構成図であり、図1(B)は液
晶表示装置のブロック構成図。
図。
ルド反転モード)
反転モード)
の単位画素の構成図。
の動作を示す図。(フィールド反転モード)
置の動作を示す図。(ライン反転モード)
転、ドット反転の概念を示す図。
Claims (10)
- 【請求項1】 液晶を挟持する一対の第1の電極と第2
の電極と、 該第1及び第2の電極に接続され、所定の周期にて交互
に前記第1又は前記第2の電極のいずれか一方に映像書
き込み信号を供給し、他方を基準電位とする回路から成
る極性制御手段を有し、 単一極性の映像信号により表示を行うことを特徴とする
アクティブマトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項2】 互いに交差しない第1のスキャン線と第
2のスキャン線と、 該第1及び第2のスキャン線と交差するデータ線と、 前記第1及び第2のスキャン線と交差し、前記データ線
と交差しないアース線と、 前記第1及び第2のスキャン線、前記データ線、及び前
記アース線とに囲まれた領域に配置され、液晶を挟持す
る一対の第1の電極と第2の電極と、 第1乃至第4のスイッチング回路とを同一基板上に有す
る面内スイッチング方式のアクテイブマトリクス型液晶
表示装置であって、 前記第1乃至第4のスイッチング回路は、少なくとも1
つ以上のトランジスタが直列に接続された回路であっ
て、 前記第1のスイッチング回路の直列に接続されたトラン
ジスタにおいて、第1番目のトランジスタのソースは前
記データ線に接続され、全てのトランジスタのゲイトは
前記第1のスキャン線に接続されており、 前記第2のスイッチング回路の直列に接続されたトラン
ジスタにおいて、第1番目のトランジスタのソースは前
記アース線に接続され、全てのトランジスタのゲイトは
前記第2のスキャン線に接続されており、 前記第1及び第2のスイッチング回路において、最終番
目のトランジスタのドレインはそれぞれ前記第1の電極
に接続されており、 前記第3のスイッチング回路の直列に接続されたトラン
ジスタにおいて、第1番目のトランジスタのソースは前
記データ線に接続され、全てのトランジスタのゲイトは
前記第2のスキャン線に接続されており、 前記第4のスイッチング回路の直列に接続されたトラン
ジスタにおいて、第1番目のトランジスタのソースは前
記アース線に接続され、全てのトランジスタのゲイトは
前記第1のスキャン線に接続されており、 前記第3及び第4のスイッチング回路において、最終番
目のトランジスタのドレインはそれぞれ前記第2の電極
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
ス型液晶表示装置。 - 【請求項3】 請求項2において、前記第1のスイッチ
ング回路と前記第3のスイッチング回路は、同数のトラ
ンジスタで構成されてい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。 - 【請求項4】 請求項2において、前記第2のスイッチ
ング回路と前記第4のスイッチング回路は、同数のトラ
ンジスタで構成されてい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。 - 【請求項5】 請求項2において、前記第1乃至第4の
スイッチング回路はそれぞれ、同数のトランジスタで構
成されてい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。 - 【請求項6】 互いに交差しない第1のスキャン線と第
2のスキャン線と、 該第1及び第2のスキャン線と交差するデータ線と、 前記第1及び第2のスキャン線と交差し、前記データ線
と交差しないアース線と、 前記第1及び第2のスキャン線、前記データ線、及び前
記アース線とに囲まれた領域に配置された、液晶を挟持
する一対の第1の電極と第2の電極と、 第1乃至第4のスイッチング回路とを同一基板上に有
し、 前記第1乃至第4のスイッチング回路は、少なくとも1
つ以上のトランジスタが直列に接続された回路であっ
て、 前記第1のスイッチング回路の直列に接続されたトラン
ジスタにおいて、第1番目のトランジスタのソースは前
記データ線に接続され、全てのトランジスタのゲイトは
前記第1のスキャン線に接続されており、 前記第2のスイッチング回路の直列に接続されたトラン
ジスタにおいて、第1番目のトランジスタのソースは前
記アース線に接続され、全てのトランジスタのゲイトは
前記第2のスキャン線に接続されており、 前記第1及び第2のスイッチング回路において、最終番
目のトランジスタのドレインはそれぞれ前記第1の電極
に接続されており、 前記第3のスイッチング回路の直列に接続されたトラン
ジスタにおいて、第1番目のトランジスタのソースは前
記データ線に接続され、全てのトランジスタのゲイトは
前記第2のスキャン線に接続されており、 前記第4のスイッチング回路の直列に接続されたトラン
ジスタにおいて、第1番目のトランジスタのソースは前
記アース線に接続され、全てのトランジスタのゲイトは
前記第1のスキャン線に接続されており、 前記第3及び第4のスイッチング回路において、最終番
目のトランジスタのドレインはそれぞれ前記第2の電極
に接続されている面内スイッチング方式のアクティブマ
トリクス型液晶表示装置の駆動方法であって、 前記第3及び第4のスキャン線には、同時にパルスが印
加されることがない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の駆動方法。 - 【請求項7】 請求項6において、前記第1のスキャン
線にパルスが印加されたフィールドでは、前記第2のス
キャン線にパルスが印加されることはなく、前記フィー
ルドの次のフィールドでは前記第1のスキャン線にパル
スが印加されず、前記第2のスキャン線にパルスが印加
されることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表
示装置の駆動方法。 - 【請求項8】 互いに交差しない第1のスキャン線と第
2のスキャン線と、 該第1及び第2のスキャン線と交差するデータ線と、 前記第1及び第2のスキャン線と交差し、前記データ線
と交差しないアース線と、 前記第1及び第2のスキャン線、前記データ線、及び前
記アース線とに囲まれた領域に配置された、液晶を挟持
する一対の第1の電極と第2の電極と、 第1乃至第4のスイッチング回路とを同一基板上に有
し、 前記第1乃至第4のスイッチング回路は、少なくとも1
つ以上のトランジスタが直列に接続された回路であっ
て、 前記第1のスイッチング回路の直列に接続されたトラン
ジスタにおいて、第1番目のトランジスタのソースは前
記データ線に接続され、全てのトランジスタのゲイトは
前記第1のスキャン線に接続されており、 前記第2のスイッチング回路の直列に接続されたトラン
ジスタにおいて、第1番目のトランジスタのソースは前
記アース線に接続され、全てのトランジスタのゲイトは
前記第2のスキャン線に接続されており、 前記第1及び第2のスイッチング回路において、最終番
目のトランジスタのドレインはそれぞれ前記第1の電極
に接続されており、 前記第3のスイッチング回路の直列に接続されたトラン
ジスタにおいて、第1番目のトランジスタのソースは前
記データ線に接続され、全てのトランジスタのゲイトは
前記第2のスキャン線に接続されており、 前記第4のスイッチング回路の直列に接続されたトラン
ジスタにおいて、第1番目のトランジスタのソースは前
記アース線に接続され、全てのトランジスタのゲイトは
前記第1のスキャン線に接続されており、 前記第3及び第4のスイッチング回路において、最終番
目のトランジスタのドレインはそれぞれ前記液晶素子の
第2の電極に接続されている面内スイッチング方式のア
クティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法であっ
て、 前記データ線に入力される信号の電位レベルは、常に単
一極性であることを特徴とするアクティブマトリクス型
液晶表示装置の駆動方法。 - 【請求項9】 請求項6乃至8において、少なくとも1
つの第1のスキャン線にパルスが印加されたフィールド
においては、全ての第2のスキャン線にはパルスが印加
されることはなく、次のフィールドにおいては、少なく
とも1つの第2のスキャン線にパルスが印加され、か
つ、全ての第1のスキャン線にはパルスが印加されるこ
とがないことを特徴とするアクティブマトリクス型液晶
表示装置の駆動方法。 - 【請求項10】 請求項6乃至8において、任意の行の
第1のスキャン線にパルスが印加されたフィールドにお
いては、当該行の第2のスキャン線にはパルスは印加さ
れず、かつ、当該行に隣接する2つの行のいずれの第1
のスキャン線にもパルスは印加されず、かつ、当該行に
隣接する2つの行のいずれの第2のスキャン線にもパル
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
型液晶表示装置の駆動方法。
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-
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