JPH11218736A - 液晶パネルの駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容量結合駆動方式でありながら、横クロスト
ークレスおよびフリッカレス駆動を実現することがで
き、表示性能を大幅に向上することができる液晶パネル
の駆動方法を提供する。 【解決手段】 前段ゲート構成のソース配線と後段ゲー
ト構成のソース配線とを交互に配置し、ゲート信号の補
正電位およびソース信号を垂直周期で反転させることに
より、ソース配線毎に極性の異なる画素信号を供給す
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、アクティブマトリ
クス型の液晶表示装置、特にコンピュータ等のディスプ
レイに用いられる薄膜トランジスタアクティブマトリク
ス型の液晶表示装置における液晶パネルの駆動方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、薄膜トランジスタアクティブ
マトリクス型の液晶表示装置における液晶パネル（以
下、ＴＦＴアクティブマトリクス型の液晶パネルと略称
する）の駆動方法として、特開平２−９１３号公報およ
び特開平２−１５７８１５号公報に開示されているよう
に、画素電極と隣接して容量結合しているゲート配線の
電位を変化させて画素電極の電位を変調する方法（以
下、容量結合駆動と称す）が、液晶の誘電率異方性に起
因する直流成分を除去し、対向電位一定でソース信号振
幅を縮めることが可能であり、既に実用化されている。

【０００３】これに対して、液晶表示装置の大画面化に
伴い発生する横クロストークを対策するための液晶パネ
ルの駆動方法として、特願平４−２９４１０９号に提案
されているように、画素電極とゲート配線との間の蓄積
容量をソース配線の１本あるいは数本おきに異なるゲー
ト配線との間で形成する方法（以下、容量結合Ｖ反転駆
動と称す）がある。この内容を以下に簡単に説明する。

【０００４】図２は容量結合Ｖ反転駆動を実現するＴＦ
Ｔアクティブマトリクス型の液晶パネルの画素構成を示
したものである。図２において、２０１は複数のゲート
配線からなるゲート配線群、２０２は複数のソース配線
からなるソース配線群、２０３はＴＦＴで、そのゲート
電極はゲート配線群２０１の各ゲート配線と接続され、
ソース電極はソース配線群２０２の各ソース配線と接続
されている。２０４は画素電極で、ＴＦＴ２０３のドレ
イン電極に接続されている。２０５は、液晶層の電荷保
持能力不足を補償するため、画素電極２０４とゲート配
線群２０１の各ゲート配線との間に形成された蓄積容量
であり、ソース配線の１本毎に異なるゲート配線と接続
している。２０６は、画素電極２０４と対向電極に挟ま
れた液晶による容量を表している。

【０００５】次に、図２に示すＴＦＴアクティブマトリ
クス型の液晶パネルにおける容量結合Ｖ反転駆動方法の
概略を、図３を用いて説明する。図３は、図２で示した
画素をマトリクス状に配置し、それぞれのソース配線お
よびゲート配線に供給されるソース信号およびゲート信
号の各波形を記載したものである。図３において、ま
ず、ゲート配線群３０１の２番目のゲート配線Ｇ２の波
形に注目して説明を行う。この２番目のゲート配線Ｇ２
の電位により、ゲート配線Ｇ２にゲート電極が接続され
ている全てのＴＦＴ３０３がＯＮ可能な状態となり一斉
にＯＮする。この時、ソース配線群３０２の奇数番目の
ソース配線Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５，・・・に接続されている
ＴＦＴ３０３は、ドレイン電極が蓄積容量３０５を介し
て、ゲート配線群３０１の前段のゲート配線Ｇ１に接続
されている（前段ゲート構成と称す）。逆に、ソース配
線群３０２の偶数番目のソース配線Ｓ２，Ｓ４，・・・
に接続されているＴＦＴ３０３は、ドレイン電極が蓄積
容量３０５を介して、ゲート配線群３０１の後段のゲー
ト配線Ｇ３に接続されている（後段ゲート構成と称
す）。この場合、ソース配線群３０２の奇数番目のソー
ス配線には反転信号を供給し、偶数番目のソース配線に
は正転信号を供給しておけば、信号はそれぞれ振幅が増
大する方向にシフトされ、液晶に印加させるソース信号
は、見かけ上増幅される。

【０００６】この方法を用いることにより、ソース信号
の振幅を液晶印加電圧より小さくすることができ、消費
電力の低減が可能である。また、ＴＦＴ３０３がＯＮし
ているゲート配線に、補助容量を介して接続されている
ソース配線の信号は、前述したように、ソース配線群３
０２の奇数番目のソース配線と偶数番目のソース配線と
で極性が逆であるため、対向電極の電位振動が打ち消さ
れ、横クロストークが発生しない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな液晶パネルの駆動方法でも、フリッカ現象が見えや
すいという問題点を有していた。

【０００８】以下、フリッカ現象について説明する。液
晶デバイスでのフリッカ現象とは、液晶を交流駆動する
際に、正転時と反転時で液晶に印加される実効電圧が異
なる場合、ちらつきとして見える現象をいう。実効電圧
が正転時と反転時で全く同じであれば、理論的にはフリ
ッカ現象は発生しないのであるが、実際には液晶デバイ
スのばらつき要素（例えば、温度、電圧変動、配向膜の
特性、不純物の進入等による面内ばらつきや、時間的要
素でのばらつきなど）があり、完全に調整するのは困難
を要する。

【０００９】従来の液晶デバイスは、水平走査毎にデー
タが反転される１Ｈ反転駆動方式が一般的であった。こ
の方式は、個々の画素は垂直走査毎に電位が反転してい
るのであるが、ゲート配線群３０１の隣接するゲート配
線同士は、電位が１Ｈ毎に反転するので、人間の目には
ゲート配線群３０１の各ゲート配線の輝度差が相殺され
て見える。

【００１０】この方式であれば、一般の画像ではフリッ
カ現象は現れないが、１Ｈ毎の縞模様または、１Ｈ毎に
繰り返される画像を表示した場合は、水平走査毎に電位
を反転している効果が無くなってしまい、垂直走査の周
波数成分（約３０Ｈｚ）が、フリッカとして目に見える
ようになる。

【００１１】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、容量結合駆動方式でありながら、横クロストーク
レスおよびフリッカレス駆動を実現することができ、表
示性能を大幅に向上することができる液晶パネルの駆動
方法を提供する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の液晶パネルの駆動方法は、ソース配線毎に
信号の極性を反転するカラム反転方式を取り入れて、前
段ゲート構成のソース配線と後段ゲート構成のソース配
線とを交互に配置し、ゲート信号の補正電位およびソー
ス信号を垂直周期で反転させて、ソース配線毎に極性の
異なる画素信号を供給することにより、低消費電力であ
る容量結合駆動方式での横クロストークレスおよびフリ
ッカレスを可能とすることを特徴とする。

【００１３】以上により、容量結合駆動方式でありなが
ら、横クロストークレスおよびフリッカレス駆動を実現
することができ、表示性能を大幅に向上することができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の液晶パ
ネルの駆動方法は、液晶を挟持して対向する基板の一方
にマトリクス状に形成された複数のソース配線とゲート
配線との各交点に、それらと電気的に接続されたスイッ
チング素子と、そのスイッチング素子に接続された画素
電極とが形成され、その画素電極とそれに隣接するゲー
ト配線との間で蓄積容量を形成し、偶数番目のソース配
線に接続されるスイッチング素子のゲート電極は、奇数
番目のソース配線に接続されているスイッチング素子の
ゲート電極と、互いに異なるゲート配線に接続され、前
記ソース配線およびゲート配線を通じてスイッチング素
子に印加される電気信号により、前記液晶を駆動して画
像表示するアクティブマトリクス型の液晶パネルの駆動
方法であって、前記ソース配線の奇数番目と偶数番目に
は互いに極性の異なる信号電圧を供給し、前記ゲート配
線の１番目から最終番目まで順次走査電圧を供給して、
前記スイッチング素子を順次走査し、次に前記ゲート配
線の１番目から走査するときは、前記ソース配線の奇数
番目と偶数番目に印加する信号電圧の極性を入れ替えた
信号を供給し、以降前記ゲート配線の１番目から最終番
目までを順次走査する毎に前記ソース配線の奇数番目と
偶数番目の信号極性を入れ替えて供給する方法とする。

【００１５】請求項２に記載の液晶パネルの駆動方法
は、請求項１に記載のゲート配線の１番目から最終番目
まで順次走査電圧を供給して、スイッチング素子を順次
垂直走査し、前記ゲート配線を２本以上走査する毎に、
ソース配線に供給する信号の極性を反転する方法とす
る。

【００１６】請求項３に記載の液晶パネルの駆動方法
は、請求項１に記載のソース配線に供給する信号の極性
反転の周期を、所定回数の垂直走査期間毎に変化させる
方法とする。

【００１７】請求項４に記載の液晶パネルの駆動方法
は、請求項２に記載のゲート配線を２本走査する毎にソ
ース配線に供給する信号の極性を反転し、前記ゲート配
線への所定回数の垂直走査毎に、前記ソース配線に供給
する信号の極性を反転するタイミングが、ゲート信号の
前記ゲート配線を１本走査する水平周期時間だけ異なる
方法とする。

【００１８】請求項５に記載の液晶パネルの駆動方法
は、請求項１に記載のソース配線に供給する信号の極性
を反転する周期として、水平周期毎である垂直走査期間
と垂直周期毎である垂直走査期間とを、所定回数の垂直
周期毎に切り替える方法とする。

【００１９】以上の方法によると、ソース配線毎に信号
の極性を反転するカラム反転方式を取り入れて、前段ゲ
ート構成のソース配線と後段ゲート構成のソース配線と
を交互に配置し、ゲート信号の補正電位およびソース信
号を垂直周期で反転させて、ソース配線毎に極性の異な
る画素信号を供給することにより、低消費電力である容
量結合駆動方式での横クロストークレスおよびフリッカ
レスを可能とする。

【００２０】以下、本発明の実施の形態を示す液晶パネ
ルの駆動方法について、図面を参照しながら具体的に説
明する。 （実施の形態１）本発明の実施の形態１の液晶パネルの
駆動方法を説明する。

【００２１】図１は本実施の形態１の液晶パネルの駆動
方法の説明図である。図１において、１０１は複数のゲ
ート配線からなるゲート配線群、１０２は複数のソース
配線からなるソース配線群、１０３はＴＦＴで、そのゲ
ート電極はゲート配線群１０１の各ゲート配線と接続さ
れ、ソース電極はソース配線群１０２の各ソース配線と
接続されている。１０４は画素電極で、ＴＦＴ１０３の
ドレイン電極に接続されており、液晶層による容量１０
６を介して、対向電極に接続されている。１０５は、液
晶層の電荷保持能力不足を補償するため、画素電極１０
４とゲート配線群１０１の各ゲート配線との間に形成さ
れた蓄積容量であり、ソース配線の１本毎に異なるゲー
ト配線と接続されている。

【００２２】また、各ソース配線およびゲート配線に
は、図示のソース信号波形およびゲート信号波形で表さ
れる各信号が印加される。例えば、ゲート配線Ｇ２，ソ
ース配線Ｓ１に接続されているＴＦＴ１０３に着目した
場合、そのＴＦＴ１０３は、電位（Ｖｏｎ）１１１が印
加された時点でオン状態になり、電位（Ｖｅ［−］）１
１２が印加された時点でオフ状態となる。

【００２３】この時点で、ＴＦＴ１０３は、ソース配線
Ｓ１の電位（Ｓ［＋］）１２１を取り込み、ドレイン電
極すなわち画素電極１０４がＳ［＋］の電位になる。オ
フになった瞬間は、前段のゲート配線Ｇ１の電位は、Ｖ
ｅ［−］であるが、次の瞬間には、電位（Ｖｏｆｆ）１
１３に移行するため、ＶｏｆｆとＶｅ［−］の電位差が
画素電極１０４に保持されているＳ［＋］の電位に重畳
され、式（１）となる。

【００２４】

【数１】

【００２５】同様に、次の垂直周期では、ＴＦＴ１０３
がオフになった瞬間は、前段のゲート配線Ｇ１は、Ｖｅ
［＋］の電位であるが、電位（Ｖｏｆｆ）１１４になる
ため、ＶｏｆｆとＶｅ［＋］の電位が電位（Ｓ［−］）
１２２にマイナス方向に重畳され、式（２）となる。

【００２６】

【数２】

【００２７】今度は、ゲート配線Ｇ２，ソース配線Ｓ２
に接続されているＴＦＴ１０３に着目する。このＴＦＴ
１０３は、電位１１１が印加された時点でオン状態にな
り、電位（Ｖｅ［−］）１１２が印加された時点でオフ
状態となるのは、前述のゲート配線Ｇ２，ソース配線Ｓ
１におけるＴＦＴ１０３の場合と同様であるが、オフ状
態になった瞬間に、後段のゲート配線Ｇ３の電位１１５
は、Ｖｅ［＋］となっており、この電位は、一旦Ｖｏ
ｎ、Ｖｅ［−］になるが、最終的にＶｏｆｆの電位に移
行する。すなわち、ＶｏｆｆとＶｅ［＋］の電位差が画
素電極１０４に保持されているＳ［＋］の電位に重畳さ
れ、式（３）となる。

【００２８】

【数３】

【００２９】次の垂直周期でも、同様に、式（４）に示
す電位が画素電極１０４に印加される。

【００３０】

【数４】

【００３１】すなわち、前段ゲート構成をとるソース配
線Ｓ１に接続されているＴＦＴも、後段ゲート構成をと
るソース配線Ｓ２に接続されているＴＦＴも、Ｓ［＋］
の信号電位は、Ｓ［＋］よりプラスされ、Ｓ［−］の信
号電位は、Ｓ［−］電位よりマイナスになり、信号振幅
が増大したことになる。

【００３２】また、ソース配線Ｓ１とソース配線Ｓ２、
すなわち奇数番目のソース配線と偶数番目のソース配線
の信号電位は互いに逆極性になっているため、フリッカ
の原因となるＤＣオフセットが生じても、常にソース配
線群１０２の奇数ソース配線と偶数ソース配線で相殺さ
れ、人間の目にはフリッカとして見えなくなる。一方、
ソース配線群１０２の奇数ソース配線のＴＦＴをＯＮ
し、偶数ソース配線のＴＦＴをＯＦＦさせるようなパタ
ーンを全面に表示すれば、奇数ソース配線と偶数ソース
配線のＤＣオフセットは互いに相殺されず、フリッカの
目立つ状態になるが、通常のカラー液晶パネルの場合に
は、ソース配線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５・・・は
赤、緑、青、赤、緑・・・に相当する画素となるため、
通常ではほとんど表示されない特殊なパターンとなる。
以下、フリッカの目立つパターンをフリッカパターンと
いう。

【００３３】図４は駆動方法により発生するフリッカパ
ターンの説明図であり、図４（ａ）には従来の１Ｈ反転
駆動の場合のフリッカパターンを示し、図４（ｂ）には
本実施の形態による駆動方法におけるフリッカパターン
を示す。

【００３４】図４（ａ）に示すように、１Ｈ反転駆動の
場合は、ゲート配線毎に極性を反転させているため、１
Ｈ毎に繰り返される画像（例えば、網掛けの画素を最小
輝度、網掛けのない画素を最大輝度にした場合）が、フ
リッカの見えやすいパターンとなる。これに対して、図
４（ｂ）に示すように、本実施の形態による駆動の場合
には、ソース配線毎に極性が反転する１カラム反転であ
るため、フリッカパターンは図示のような特殊なパター
ンとなるため、通常の表示装置では、ほとんど遭遇しな
い。

【００３５】また、容量結合Ｖ反転駆動と同様に、補助
容量を介して接続されているソース配線の信号は、前述
したように、奇数番目のソース配線と偶数番目のソース
配線とで極性が逆であるため、対向電極の電位振動が打
ち消され、横クロストークが発生しない。

【００３６】また、図５には、従来の駆動および本実施
の形態の駆動において、画素に供給された信号の極性を
＋−の記号を用いて図示した。なお、＋−記号は、ソー
ス信号の極性および画素電極に取り込まれた補償電位の
極性を示すものとする。図５（ａ）は従来の容量結合駆
動方式（１Ｈ反転駆動）で、１番目から最終番目（図で
は１０番目）までを走査する毎（垂直周期毎）に極性が
反転する様子を左右の表に示している。図５（ｂ）は容
量結合Ｖ反転駆動の画素電位の極性を示しているが、画
素電極に書き込まれる電位の極性は、図５（ａ）の場合
と同じになる。図５（ｃ）は本実施の形態の駆動方法で
の画素電極に書き込まれる電位の極性を示したものであ
るが、ソース配線群１０２の奇数番目と偶数番目で極性
が反転しているのがわかる。

【００３７】以上のように、この実施の形態によれば、
奇数番目のソース配線を前段ゲート構成にし、偶数番目
のソース配線を後段ゲート構成にし、垂直周期毎に極性
を反転した信号を供給することにより、１カラム反転駆
動を実現することができ、フリッカがきわめて発生しに
くい液晶モジュールを実現することができる。 （実施の形態２）本発明の実施の形態２の液晶パネルの
駆動方法を説明する。

【００３８】図６は本実施の形態２における液晶パネル
の等価回路および駆動波形図である。図６に示す例で
は、ゲート信号およびソース信号とも、２水平周期（２
Ｈ周期）で、極性を反転しているのがわかる。この駆動
方法で駆動した場合の画素の極性を図５（ｄ）示した。

【００３９】以上のように、この実施の形態によれば、
奇数番目のソース配線を前段ゲート構成にし、偶数番目
のソース配線を後段ゲート構成にし、２Ｈ周期毎に極性
の反転した信号を供給することにより、１カラム反転と
１Ｈ反転とが混成した駆動を実現することができ、フリ
ッカの目立つパターン（フリッカパターン）は、より複
雑なパターンとなるため、フリッカの発生するパターン
が表示される可能性の非常に低い液晶モジュールを提供
することが可能となる。 （実施の形態３）本発明の実施の形態３の液晶パネルの
駆動方法を説明する。

【００４０】図７は本実施の形態３の液晶パネルの駆動
方法の説明図である。なお、図７（ａ）のＡおよびＢ
は、２Ｈ周期でソース信号の極性を反転させたときに画
素に供給される信号の極性を示した図である。また、図
７（ａ）のＣおよびＤは、ソース信号の極性反転周期の
２Ｈ周期をＡおよびＢの場合に対して１Ｈ分ずらした駆
動である。図７（ａ）のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４垂直周期を
繰り返すことで、実施の形態２の場合に比べて、フリッ
カパターンがより複雑になるだけでなく、フリッカパタ
ーンが２垂直周期毎に切り替わるため、特定のフリッカ
パターンは、存在しなくなり、一定のパターンを表示し
てもフリッカは生じなくなる。

【００４１】また、図７（ｂ）のＡおよびＢは、１Ｈ周
期でソース信号の極性を反転させたときに画素に供給さ
れる信号の極性を示した図であり、同図ＣおよびＤは、
１Ｖ周期で極性が反転されたときに画素に供給される信
号の極性を示した図である。

【００４２】本実施の形態の場合は、１カラム反転と１
Ｈ反転を２垂直周期毎に交互に繰り返すことで、図７
（ａ）と同様に、一定のパターンではフリッカは発生し
ない。以上のように、フリッカを見えやすくするフリッ
カパターンが一定の周期で切り替わることにより、特定
の画像を表示するだけでは、フリッカが発生しない液晶
モジュールを提供することが可能となる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ソース配
線毎に信号の極性を反転するカラム反転方式を取り入れ
て、前段ゲート構成のソース配線と後段ゲート構成のソ
ース配線とを交互に配置し、ゲート信号の補正電位およ
びソース信号を垂直周期で反転させて、ソース配線毎に
極性の異なる画素信号を供給することにより、低消費電
力である容量結合駆動方式において横クロストークレス
およびフリッカレスとすることができる。

【００４４】そのため、容量結合駆動方式でありなが
ら、横クロストークレスおよびフリッカレス駆動を実現
することができ、表示性能を大幅に向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の液晶パネルの駆動方法
の説明図

【図２】従来のＴＦＴアクティブマトリクス型の液晶パ
ネルの画素構成図

【図３】従来の容量結合Ｖ反転駆動の液晶パネルにおけ
る駆動方法の説明図

【図４】本発明の実施の形態１における１Ｈ反転駆動お
よび１カラム反転駆動のフリッカパターン図

【図５】本発明の実施の形態２の液晶パネルの駆動方法
の説明図

【図６】同実施の形態２における駆動波形および液晶パ
ネルの等価回路図

【図７】本発明の実施の形態３の液晶パネルの駆動方法
の説明図

【符号の説明】

１０１ ゲート配線群 １０２ ソース配線群 １０３ ＴＦＴ １０４ 画素電極 １０５ 蓄積容量 １０６ 液晶による容量 １１１ 電位（Ｖｏｎ） １１２ 電位（Ｖｅ［−］） １１３ 電位（Ｖｏｆｆ） １１４ 電位（Ｖｏｆｆ） １１５ 電位（Ｖｅ［＋］） １２１ 電位（Ｓ［＋］） １２２ 電位（Ｓ［−］）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶を挟持して対向する基板の一方にマ
   トリクス状に形成された複数のソース配線とゲート配線
   との各交点に、それらと電気的に接続されたスイッチン
   グ素子と、そのスイッチング素子に接続された画素電極
   とが形成され、その画素電極とそれに隣接するゲート配
   線との間で蓄積容量を形成し、偶数番目のソース配線に
   接続されるスイッチング素子のゲート電極は、奇数番目
   のソース配線に接続されているスイッチング素子のゲー
   ト電極と、互いに異なるゲート配線に接続され、前記ソ
   ース配線およびゲート配線を通じてスイッチング素子に
   印加される電気信号により、前記液晶を駆動して画像表
   示するアクティブマトリクス型の液晶パネルの駆動方法
   であって、前記ソース配線の奇数番目と偶数番目には互
   いに極性の異なる信号電圧を供給し、前記ゲート配線の
   １番目から最終番目まで順次走査電圧を供給して、前記
   スイッチング素子を順次走査し、次に前記ゲート配線の
   １番目から走査するときは、前記ソース配線の奇数番目
   と偶数番目に印加する信号電圧の極性を入れ替えた信号
   を供給し、以降前記ゲート配線の１番目から最終番目ま
   でを順次操作する毎に前記ソース配線の奇数番目と偶数
   番目の信号極性を入れ替えて供給することを特徴とする
   液晶パネルの駆動方法。
2. 【請求項２】 ゲート配線の１番目から最終番目まで順
   次走査電圧を供給して、スイッチング素子を順次垂直走
   査し、前記ゲート配線を２本以上走査する毎に、ソース
   配線に供給する信号の極性を反転することを特徴とする
   請求項１に記載の液晶パネルの駆動方法。
3. 【請求項３】 ソース配線に供給する信号の極性反転の
   周期を、所定回数の垂直走査期間毎に変化させることを
   特徴とする請求項１に記載の液晶パネルの駆動方法。
4. 【請求項４】 ゲート配線を２本走査する毎にソース配
   線に供給する信号の極性を反転し、前記ゲート配線への
   所定回数の垂直走査毎に、前記ソース配線に供給する信
   号の極性を反転するタイミングが、ゲート信号の前記ゲ
   ート配線を１本走査する水平周期時間だけ異なることを
   特徴とする請求項２に記載の液晶パネルの駆動方法。
5. 【請求項５】 ソース配線に供給する信号の極性を反転
   する周期として、水平周期毎である垂直走査期間と垂直
   周期毎である垂直走査期間とを、所定回数の垂直周期毎
   に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の液晶パ
   ネルの駆動方法。