JPS63198022A

JPS63198022A - アクテイブマトリクス型液晶表示装置

Info

Publication number: JPS63198022A
Application number: JP2965787A
Authority: JP
Inventors: Shintarou Kisumi; 木栖　慎太郎; Takayuki Hoshiya; 星屋　隆之; Kazuhiro Takahara; 高原　和博
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1987-02-13
Filing date: 1987-02-13
Publication date: 1988-08-16
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPH0833532B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕データ電圧をフレーム周期等の所定の周期毎に反転して
データバスラインに印加するアクティブマトリクス型液
晶表示装置に於いて、スキャンバスラインに順次印加す
るスキャンパルスの立下りをなまらせることにより、ド
ライバからの遠近に拘わらず、液晶セル電圧の変化分を
ほぼ同しくして、表示輝度むらの発生を防止したもので
ある。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、表示品質を改善したアクティブマトリクス型
液晶表示装置に関するものである。

アクティブマトリクス型液晶表示装置は、スキャンバス
ラインとデータバスラインとを直交して配置し、その交
点に薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を介して液
晶セルを接続し、そのスイッチング素子のオン、オフを
制御して、データ電圧を液晶セルに印加するものであり
、表示容量を・増大しても、駆動デユーティ比の問題が
生じない利点がある。又液晶セル対応に色フィ□ルタを
設けることにより、フルカラー表示が可能となり、携帯
用のテレビジラン受像機等に適用することができる。こ
のようなアクティブマトリクス型液晶表示装置の表示品
質を一層向上することが要望されている。

〔従来の技術〕

アクティブマトリクス型液晶表示装置は、直交配置した
スキャンバスラインとデータバスラインとの交点に、ス
イッチング素子として薄膜トランジスタ（以下ＴＰＴと
略称する）を設け、このＴＰＴを介して液晶セルを接続
した構成が一般的であり、データバスラインに印加する
データ電圧は、フレーム毎に極性を反転し、又スキャン
バスラインにＴＰＴをオンとする為のパルス電圧を順次
印加するものである。

第６図は従来例の動作説明図であり、スキャンバスライ
ンに印加するパルス電圧は、（ａ）に示すように、ＴＰ
Ｔをオンとする電圧Ｖ　ｇｏｎと、オフとする電圧Ｖｇ
ｏｆｆとからなり、又データ電圧は、伽）に示すように
、フレーム周期Ｆ等の所定の周期毎　゛に極性が反転さ
れる。

例えば、正極性のデー゛夕電圧＋Ｖｄがデータバスライ
ンに印加された時に、スキャンバスラインに電圧Ｖ　ｇ
ｏｎが印加されると、そのスキャンバスラインに接続さ
れたＴＰＴがオンとなり、そのＴＰＴを介して液晶セル
にデータ電圧＋Ｖｄが印加される。次にスキャンバスラ
インに電圧Ｖｇｏｆｆが印加されると、ＴＰＴはオフと
なり、そのＴＰＴのゲート容量との容量結合によって液
晶セル電圧がΔＶだけ低下する。そして、この液晶セル
電圧は次の周期まで液晶セルの静電容量によって保持さ
れる。そして、次の周期では、データ電圧の極性が反転
され、そして、スキャンバスラインに電圧Ｖｇｏｎが印
加されると、液晶セルには負極性のデータ電圧−Ｖｄが
印加される。従って、液晶セル電圧は、第３図の（Ｃ）
に示すように、周期的に極性が反転する。

第７図は液晶セルの接続構成説明図であり、ＴＰＴ２３
のドレインがデータバスライン２１に接続され、ゲート
がスキャンバスライン２２に接続され、ソースが液晶セ
ル２゛４に接続されている。

又液晶セル２４の接地側は、共通パスラインに接続され
ている。なお、ＣｇはＴＰＴ２３のゲート容量、Ｃｃは
液晶セル容量、Ｒはスキャンバスライン２２の等価抵抗
、Ｃは等価容量を示す。

第８図はＴＰＴのオン、オフによる動作説明図であり、
（Ａ）はＴＰＴ２３をオン状態とした場合を示し、液晶
セル容量Ｃｃには、ＴＰＴ２３のゲート容量Ｃｇを介し
てパルス電圧Ｖ　ｇｏｏが印加され、且つオン状態のＴ
ＰＴ２３を介してデータ電圧Ｖｄが印加される。

又（Ｂ）はＴＰＴ２３をオン状態からオフ状態に移行さ
せる場合を示し、パルス電圧をＶ　ｇｏｎからＶｇｏｆ
ｆに変化させる過程に於けるＴＰＴ２３の等価抵抗をＲ
ｔで示す。

又（Ｃ）は、パルス電圧がＶｇｏｆｆとなって、ＴＰＴ
２３が完全にオフ状態となった状態を、オフ状態のスイ
ッチで示す。

ＴＰＴ２３がオンからオフに移行することにより、液晶
セル電圧は、たけ変化する。これは、第６図の（Ｃ）に於けるΔＶに
相当する。この変化分ΔＶについて予めコモン電圧Ｖｃ
（第３図の（Ｃ）参照）を共通パスラインに印加するこ
とにより補正して、液晶セル電圧の正極性電圧と負極性
電圧とが対称的となるように設定されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕　　−スキャンバス
ライン２２の等価抵抗Ｒと等価容ＩｔＣとにより、ドラ
イバから出力されてスキャンバスライン２２に印加され
たパルス電圧は、次第に波形がなまることになる。ドラ
イバから近い位置に於いては、パルス電圧がＶ　ｇｏｎ
からＶｇｏｆｆへ急峻に立下るので、第８図の（Ａ）の
ＴＰＴオン状態から、（Ｃ）のＴＰＴオフ状態へ瞬時に
移行することになる。

しかし、ドライバから遠い位置に於いては、波形のなま
りにより立下りが緩やかとなるから、第８図の（Ｂ）の
過程を経由し、データ電圧Ｖｄが抵抗Ｒｔを介して液晶
セル容量Ｃｃに継続して加えられることになり、液晶セ
ル電圧の変化分は小さくなる。即ち、パルス電圧の立下
りの時定数が、ＴＦＴ２３のゲート容量Ｃｇを充電する
時定数Ｒｔ−Ｃｇより大きい場合、パルス電圧がＶ　ｇ
ｏｎからＶｇｏｆｆへ立下る過程に於いて、ＴＦＴ２３
の閾値電圧ｖｔｈにパルス電圧が低下するまで、ＴＰＴ
２３はオン状態を継続することになり、その場合の液晶
セル電圧の変化分Δ■“は、となる。Ｖｇｏｎ　＞Ｖ　
ｔ　ｈであるから、液晶セル電圧の変化分ΔＶ〉ΔＶ“
となり、近点の液晶セルに対して遠点の液晶セルに於け
る液晶セル電圧の変化分は小さくなる。

第６図の（Ｃ）に於ける実線は、ドライバから近い位置
の液晶セル電圧、点線はドライバから遠い位置の液晶セ
ル電圧を示す。従って、共通パスラインに加えるコモン
電圧Ｖｃにより近点液晶セル電圧を補正しても、□遠点
液晶セル電圧を補正することができなくなり、スキャン
バスライン方向に沿った表示輝度むらが生じると共に、
正負極性の液晶セル電圧が異なることによるちらつきが
生じる欠点がある。

又ＴＦＴ２３の閾値電圧ｖｔｈは、データ電圧Ｖｄに依
存して変化するものであり、Ｖ　ｔ　ｈ　＝　Ｖ　ｄ　＋　Ｖ　ｔ　ｈ　ｏ　　　　
　　　　−−−−（３）で表すことができる。なおりｔ
ｈｏは、データ電圧に依存しない闇値電圧である。

従って、正極性データ電圧を印加した場合よりも、負極
性データ電圧を印加した時の闇値電圧が低くなり、液晶
セル電圧の変化分ΔＶ°は、第６図の（Ｃ）の点線で示
すように、負極性データ電圧印加期間に於いて特に小さ
くなり、これによっても表示輝度むらが生じる。

第９図の（Ａ）、（Ｂ）は輝度むら発生の説明図であり
、横軸は液晶セル電圧ｖ１縦軸は透過光又は反射光の強
度Ｂを示す。又（Ａ）は２値表示の場合を示し、（Ｂ）
はフルカラー（階！Ｐｉ）表示の場合を示す。２値表示
の場合は、（Ａ）に示すように、黒は闇値以下の液晶セ
ル電圧に選定し、白は飽和闇値以上の液晶セル電圧に選
定することにより、近点（点線の丸で示す）も遠点（実
線の丸又は黒丸で示す）もほぼ同じ輝度で表示できるよ
うに設定することができる。

これに対して、階調表示を行う場合は、（Ｂ）に示すよ
うに、黒の闇値と白の飽和闇値との間の液晶セル電圧を
用いるものであり、遠点（実線の丸）を白表示とする場
合に、飽和闇値近傍の液晶セル電圧の実効値より大きい
実効値となる近点（点線の丸）の輝度は遠点とほぼ同じ
になる。しかし、遠点（黒丸）を黒表示とする場合、そ
の遠点の液晶セル電圧の実効値より大きい実効値となる
近点（点線の丸）の輝度は白に近いものとなる。

従って、黒表示を行う場合に、ドライバに近い側の輝度
が大きくなる輝度むらが生じ、表示品質を劣化させるこ
とになる。

本発明は、前述のような輝度むらの発生を防止して、表
示品質を改善することを目的とするものである。

〔問題点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表示装置は、第１
図を参照して説明すると、データバスラインＤ１〜Ｄｍ
とスキャンバスラインＧｌ−ｗＧｎとの交点に、それぞ
れＴＰＴ等のスイッチング素子２を介して液晶セル３を
接続し、データバスラインＤ１〜Ｄｍにはドライバ５か
ら表示情報に対応したデータ電圧を印加し、スキャンバ
スラインＧ１〜Ｇｎにはドライバ６から順次スキャンパ
ルスを印加するアクティブマトリクス型液晶表示装置に
於いて、スキャンバスライン０１〜Ｇｎに印加するスキ
ャンパルスの立下り時定数を、ＴＰＴ等のスイッチング
素子２のオンからオフに移行すろ過程の時定数以上に設
定する抵抗等の時定数手段ｌを設けたものである。

〔作用〕

スキャンバスラインＧ１〜Ｇｎに印加するスキャンパル
スの立下りを、時定数手段１によってなまらせることに
より、ドライバ６に近い液晶セル３に接続されたスイッ
チング素子２も、オンからオフに移行する時に、第８図
の（Ｂ）の状態を経由することになり、近点の液晶セル
電圧と遠点の液晶セル電圧との変化分をほぼ同しくする
ことができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例のブロック図であり、前述の
ように、データバスラインＤＩ〜Ｄｍとスキャンバスラ
インＧ１〜Ｇｎとめ交点に、ＴＰＴ等のスイッチング素
子２を介して液晶セル３を接続し、データバスラインＤ
１〜Ｄｍにドライバ５からデータ電圧を印加し、スキャ
ンバスライン０１〜Ｇｎにドライバ６からスキャンパル
スの少なくとも立下りをなまらせる時定数手段１を介し
てスキャンパルスを印加するもので、その手段として、
ドライバ６とスキャンバスラインＧ１〜Ｇｎとの間に抵
抗を接続した場合を示す。又抵抗と共に点線で示すよう
にコンデンサを接続することもできる。

この実施例の場合は、スキャンパルスの立上りと立下り
との波形がなまることになるが、立下りがなまることに
より、ドライバ６に対して近点の液晶セルに於いても、
スイッチング素子２がオンからオフに移行する時に、第
８図の（Ｂ）の状態を経由することになり、その電圧の
変化分が遠点の液晶セルと同様になる。

又個別素子としての抵抗の代わりに、ドライバ６から近
点めスイッチング素子２に至るまでのスキャンバスライ
ンＧ１〜Ｇｎの幅や厚さを小さくして、抵抗成分を大き
くした時定数手段ｌを用い　。

ることもできる。

第２図は本発明の他の実施例のドライバの要部回路図で
あり、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＱ１とｎチ中ネル
ＭＯ３）ランジスタＱ２とを、時定数手段としての抵抗
Ｒ１を介して直列に接続し、トランジスタＱｌのソース
をスキャンバスラインＧｉに接続する。

従って、トランジスタＱｌがオンとなって電圧Ｖ　ｇｏ
ｎがスキャンバスラインＧｉに印加された時の立上りは
急峻となるが、このトランジスタＱ１がオフとなって、
トランジスタＱ２がオンとなり、電圧Ｖｇｏｆｆが抵抗
Ｒ１を介してスキャンバスラインＧｉに印加された時に
、抵抗Ｒ１により立下りがなまることになる。

第３図は本発明の実施例の動作説明図であり、（ａ）は
データ電圧で、フレーム周期等の所定の周期毎に＋Ｖｄ
と−Ｖｄとに極性が反転される。又（ｂ）はスキャンパ
ルスを示し、第１図に示すように抵抗やコンデンサ等を
ドライバ６とスキャンバスライン０１〜Ｇｎとの間に接
続したことにより、立上りと立下りとの波形がなまった
場合を示す。又（Ｃ）は液晶セル電圧を示し、ΔＶ、＆
よ正極性のデータ電圧十Ｖｄを印加した時の液晶セル電
圧の変化分、Δｖ２は負極性のデータ電圧−Ｖｄを印加
した時の液晶セル電圧の変化分を示す、又（ｄ）、　ｌ
ｅ）は近点と遠点とを対比してデータ電圧、スキャンパ
ルス、液晶セル電圧を示し、ΔＶ、□ΔＶａｔは近点の
液晶セル電圧の正極性データ電圧と負極性データ電圧と
を印加した時に於ける変化分、ΔＶ＋Ｚ、Δ’１２１は
遠点の液晶セル電圧の正極性データ電圧と負極性データ
電圧との印加した時に於ける変化分を示す。

スキャンパルスの立上り及び立下りは、スキャンバスラ
インを伝搬するに従って一層なまることになるが、遠点
の液晶セルのスイッチング素子２も確実にオンできるよ
うに、そのパルス幅を選定すれば良いことになる。そし
て、ドライバ６から近い液晶セルのスイッチング素子２
に対して、立下りのなまったパルスが印加されるから、
前述のように、第８図の（Ｂ）の状態を移行してスイッ
チング素子２は完全なオフ状態となる。従って、液晶セ
ル電圧の変化分は小さくなり、負極性デー夕電圧を印加
した場合に於いても、近点及び遠点に於ける液晶セル電
圧の変化分Δ■２８．ΔＶ！□はほぼ同しく小さいもの
となる。

このように、近点と遠点とに於ける液晶セル電圧の変化
分が小さくなると共に、はぼ同じ（なるから、輝度むら
の発生を防止し、表示品質を向上することができる。

第４図は波形のなまりを説明する為のスキャンバスライ
ンの等価回路であり、抵抗Ｒ３〜Ｒ３をそれぞれＩＯＫ
Ωとし、分布容量０１〜Ｃ６をそれぞれ１０ｐＦとして
、出力インピーダンス５０Ωのパルス発生器ＰＧから５
■のパルスを印加した時、各点■〜■に於ける時定数τ
（６３，２％に達する時間）を求めたところ、第５図に
示す結果が得られた。即ち、時定数では、測定位置■で
は’０．５μｓ１■では１．５μｓ１■では２．５μｓ
１■では３．５μｓ１０では４．３μｓ、■では４．７
μｓ、■では５．２μＳ１■では５．５μｓとなった。

又ＴＦＴがオンからオフに移行する時の等価抵抗Ｒｔは
約１０ｂΩ、ゲート容量Ｃｇは約１９Ｆであるから、そ
の時定数Ｒｔ−Ｃｇは約１μｓとなる。従って、ＴＰＴ
をオンからオフに移行させる時の時定数が１μｓ以上あ
れば、液晶セル電圧の変化分は近点も遠点もほぼ同じ（
なる。

第４図に於いては、測定位置■、■間でｌμｓ以上とな
るから、Ｒ，、Ｃ，をドライバ６とスキャンバスライン
ＧｌｘＧｎとの間に接続した抵抗及びコンデンサとから
なる時定数手段とすれば、それ以後の各点■〜■では時
定数τが１μｓ以上であるので、液晶セル電圧の変化分
はほぼ同しくなり、坏度むらの発生を防止することがで
きる。

この場合に測定点■に於いては、立上りの時定数も５．
５μｓとなるから、それ以上のパルス幅に選定する必要
がある。実際にはそれ以上のパルス幅が用いられるから
問題はない。又第２図に示す実施例のように、立上りは
急峻、立下りはなまった波形のパルス電圧を用いる場合
は、狭いパルス幅でも遠点の液晶セルに対する書込みを
行うことが可能となる。

アクティブマトリクス型液晶表示装置に於けるＴＰＴ等
のスイッチング素子のゲート容ＩＣｇやオンからオフに
移行する時の等価抵抗Ｒｔは、スイッチング素子の構成
に応じて異なるものであるが、その時定数Ｒｔ−Ｃｇよ
りも、ドライバ６から最も近い液晶セルのスイッチング
素子のオンからオフに移行させるパルス電圧の立下りの
時定数τを大きくするもので、その為の手段ｌとしては
、前述の実施例以外に各種の構成を採用することができ
るものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、スキャンバスラインＧ
１〜Ｇｎに印加するスキャンパルスの少なくとも立下り
時定数τを、ＴＰＴ等のスイッチング素子２のオンから
オフに移行する過程の時定数Ｒｔ−Ｃｇ以上に設定する
抵抗や容量等による時定数手段ｌを設けたものであり、
近点の液晶セル電圧と遠点の液晶セル電圧との変化分を
ほぼ同しくすることができることにより、輝度むらの発
生を防止して、表示品質を向上することができる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は本発
明の他の実施例のドライバの要部回路図、第３図は本発
明の実施例の動作説明図、第４図はスキャンバスライン
の等価回路、第５図は時定数曲線図、第６図は従来例の
動作説明図、第７図は液晶セルの接続構成説明図、第８
図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はＴＰＴのオン、オフによる
動作説明図、第９図（Ａ）、　　（Ｂ）は輝度むら発生
の説明図である。１は時定数手段、２はスイッチング素子、３は液晶セル
、５．６はドライバ、Ｄ１〜Ｄｍはデータバスライン、
０１〜Ｇｎはスキャンバスラインである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、データバスライン（Ｄ１〜Ｄｍ）とスキャンバ
スライン（Ｇ１〜Ｇｎ）との交点に、スイッチング素子
（２）を介して液晶セル（３）を接続したアクティブマ
トリクス型液晶表示装置に於いて、前記スキャンバスライン（Ｇ１〜Ｇｎ）に印加するスキ
ャンパルスの少なくとも立下り時定数を、前記スイッチ
ング素子（２）のオンからオフに移行する過程の時定数
以上に設定する時定数手段（１）を設けた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
。
（２）、前記時定数手段（１）は、前記スキャンバスラ
イン（Ｇ１〜Ｇｎ）と前記スキャンパルスを出力するド
ライバとの間に接続した抵抗とコンデンサとの何れか一
方或いは両方から構成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のアクティブマトリクス型液晶表
示装置。
（３）、前記時定数手段（１）は、ドライバの前記スキ
ャンパルスの立下りを制御するスイッチング素子と直列
に接続した抵抗から構成されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のアクティブマトリクス型液晶
表示装置。