JPS63287898A - 液晶表示装置 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、液晶表示装置に関し、とくに、絵素電極ご
とに能動素子を設けたアクティブマトリックス型の液晶
表示装置に関する。

（ロ）従来の技術 第６図は、従来のアクティブマトリックス型の液晶表示
装置の部分構成説明図であり、垂直方向に平行に設けら
れた複数の映像信号ラインＳｌ。

９２、Ｓ３．・・、Ｓｎと、水平方向に平行に設けられ
た複数の走査ラインＧｌ、Ｇ２．Ｇ３．・・、Ｇｍとの
、各交点に対応して配列された絵素電極λと、絵素電極
ａに対向して対向電極ラインＥに接続された対向電極す
とを有する液晶セルＣに、能動素子ｄを介して映像信号
が供給され、走査ラインＧ１　、Ｇ　２　、Ｇ　３　、
・・、Ｇｍからの信号によってインターレース走査され
て画像が表示される。

さて、一般に、交流駆動が必要とされる液晶表示装置に
おいては、全液晶セルＣの走査期間（配列された全ての
絵素電極段を走査する期間）毎に、信号の極性が反転さ
れて交流駆動がおこなわれており、液晶の駆動周波数は
全液晶セルＣの走査周波数の１／２になっている。

この駆動周波数は、約３０Ｈｚ以下になるとフリッカ（
画面のチラつき）か発生する。

アクティブマトリックス型の液晶表示装置で、ＮＴＳＣ
方式のテレビ信号をインターレース走査して画像を表示
した場合、液晶パネル（液晶セルＣが配列されたパネル
）の走査線数（走査ライン数ｍ）か、テレビ信号の１フ
イ一ルド分の有効表示走査線数（２４０本）以下の部分
画面表示であれば、テレビ信号の奇数フィールド信号と
偶数フィールド信号を重複して液晶パネルを駆動するの
で、液晶駆動周波数はフィールド周波数の１／２、すな
わち３０Ｈｚとなりフリッカはあまり問題とならない。

しかし、液晶パネルの走査線数か、テレビ信号の１フレ
一ム分の有効表示走査線数（４８０本）の全画面表示を
した場合には、液晶駆動周波数はフレーム周波数の１／
２、すなわち１５Ｈｚとなりフリッカが問題となる。

この問題を解決するために、いくつかの駆動法か提案さ
れている。そのひとつは、走査ラインＧ１、Ｇ２．Ｇ３
．・・・、Ｇｍの２本を組みとして、その２本の組み合
わせを各フィールド毎に変えて走査ライン２本を同時に
同相映像信号で駆動する方法であり、また、他のひとつ
は、フレームメモリーなどを使用して、１本の水平の走
査ラインＧｉ　（ｉ−１〜ｍ）の走査期間内に２映像信
号ライン分の画像データを表示するといった方法である
。しかし前者は、走査ラインＧｌ、Ｇ２．Ｇ３．・・・
、Ｇｍの２本を同一信号で同時に駆動するため垂直解像
度の低下につながり、後者は、表示液晶セルＣの数に対
応した大容量のメモリーと、能動素子ｄを駆動する駆動
用ドライバのクロック周波数の高速性が必要となり、コ
ストアップとなる（特開昭６１一２３９７８７号参照）
。

そこで、垂直解像度を低下させず、またノ＼−ドウエア
の追加もほとんと必要のない、現行のテレピノステムと
両立性のある方法か提案された。これは、１本の水平の
走査ラインＧｉ（ｉ＝Ｉ　−ｍ）の中で隣接した液晶セ
ルＣの映像信号の極性を互いに反転させるという駆動法
である（テレビジョン学会誌Ｖｏ１．４０．Ｎｏ、ｌｏ
（１９８６）論文特集、平面形ディスプレイ技術、掲載
）。

ところで、液晶にはノーマルホワイトとノーマルブラッ
クの光学特性のものがある。前者は、定常状態で光透過
率が最も高く、印加電圧■を上昇させていっても電圧値
Ｖａ（１，きい値）までは光透過率は変化しないが、そ
れを超えると光透過率が低下しはしめ、電圧値ｖｂて光
透過率が最も低くなる。後者は逆に、定常状態で光透過
率が最も低く、印加電圧■を上昇させていっても電圧値
■＆までは光透過率は変化しないが、それを超えると光
透過率が高まりはじめ、電圧値ｖｂて光透過率か最も高
くなる。このため液晶表示では、光透過率の変化する範
囲で映像信号の印加電圧ＶをＶａ〜ｖｂまて変化させて
画像を表示するか、このとき、印加電圧■を十分に電圧
値ｖｂまて近づければ、ノーマルホワイト特性の液晶で
は透過光を十分に遮断でき、また、ノーマルブラック特
性の液晶では透過光を十分に透過させることができ、画
像のコントラストを高めることができる。印加電圧■を
電圧値ｖｂまで十分に近づけるたぬには、映像信号側か
ら、応答特性の良い、小振幅で安定した電圧を供給すれ
ばよく、したがって、液晶表示にはこの特性を活かして
、対向電極す側にあらかじめ前述した電圧値Ｖａに相当
するバイアス電圧を印加しておき、映像信号側の印加電
圧ＶをＶ２Ｌ〜ｖｂ間のみで振らせるというバイアス駆
動法が用いられる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 ところが、フリッカをなくすために、前述の、１本の水
平の走査ラインＧｉ　（ｉ＝１〜ｍ）の中で隣接した液
晶セルＣの映像信号の極性を互いに反転させるという駆
動法を用いた場合、従来のアクチイブマトリックス型の
液晶表示装置においては、絵素電極＆に対向する対向電
極すか、対向電極ラインＥに全て接続されているため、
対向電極す側にあらかじめ電圧値Ｖａに相当するバイア
ス電圧を印加しておくことが不可能であり、このため、
印加電圧■を電圧値ｖｂに十分近づけてやることかむつ
かしく、コントラストの高い画像を表示することが困難
であるという問題が生ずる。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、隣接した液晶セルＣごとに互いに反転されて
いる映像信号の極性に対応してバイアス電圧を対向電極
すに印加することを可能にし、フリッカのない、コント
ラストの高い画像を表示するアクティブマトリックス型
の液晶表示装置を提供するものである。

（ニ）問題点を解決するための手段 この発明は、垂直方向に平行に設けられた複数の映像信
号ラインと水平方向に平行に設けられた複数の走査ライ
ンとの各交点に対応して配列された絵素電極に能動素子
を介して映像信号が供給さ＝７− れ、前記走査ラインからの信号によってインターレース
走査されるアクティブマトリックス型の液晶表示装置に
おいて、 走査ラインに信号を供給する走査信号供給手段と、映像
信号ラインの奇数列目に第１映像信号を供給する第１映
像信号供給手段と、映像信号ラインの偶数列目に第１映
像信号と半周期の位相差を有する第２映像信号を供給す
る第２映像信号供給手段と、第１映像信号と第２映像信
号がそれぞれ供給される第１および第２絵素電極と、第
１絵素電極に対向する第１対向電極と、第２絵素電極に
対向する第２対向電極と、第１対向電極に第１対向電極
信号を供給する第１対向電極信号供給手段と、第２対向
電極に第１対向電極信号と半周期の位相差を有する第２
対向電極信号を供給する第２対向電極信号供給手段とか
らなることを特徴としている。

（ホ）作用 第１映像信号と第２映像信号は、互いに半周期の位相差
を有し、第１対向電極と第２対向電極も、互いに半周期
の位相差を有しているため、映像信号の奇数ラインと偶
数ラインの液晶セルごとに、互いに反転されている映像
信号の極性に対応してバイアス電圧を対向電極に印加す
ることか可能となり、フリッカのない、コントラストの
高い画像が表示される。

（へ）実施例 以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する
。

第１図は、この発明のアクティブマトリックス型の液晶
表示装置の、一実施例の部分構成を示す部分構成説明図
である。

１．２．３および４は映像信号ラインで、１と３は奇数
列目の第１映像信号ライン、２と４は偶数列目の第２映
像信号ラインであり、５は第１映像信号供給回路、６は
第２映像信号供給回路である。

７〜１０は走査ライン。１１は走査信号供給回路である
。１２〜１９は第１映像信号が供給される第１絵素電極
。２０〜２７は第１映像信号ライン１．３に接続された
薄膜トランジスタ。２８〜３５は第２映像信号が供給さ
れる第２絵素電極。３６〜４３は第２映像信号ライン２
．４に接続された薄膜トランジスタである。

さらに、４４〜５１は第１絵素電極１２〜１９にそれぞ
れ対向する第１対向電極、５２〜５９は第２絵素電極２
８〜３５にそれぞれ対向する第２対向電極、６０は第１
対向電極信号供給回路、６Ｉは第２対向電極信号供給回
路であり、６２，６３．６４および６５は、第１絵素電
極１２、第２絵素電極２８、第１絵素電極１３および第
２絵素電極２９にそれぞれ対応する第１．第２．第３．
第４液晶セルである。

映像信号の供給は、第１絵素電極１２〜１９には、薄膜
トランジスタ２０〜２７をそれぞれ介して第１映像信号
が第１映像信号供給回路５から供給され、第２絵素電極
２８〜３５には、薄膜トランジスタ３６〜４３をそれぞ
れ介して第２映像信号が第２映像信号供給回路６から供
給される。そして画像を表示するためにインターレース
走査されるが、その走査順序は、まず奇数フィールドで
は、走査信号供給回路１１から奇数行目走査ライン７と
９に走査信号か出力され、薄膜トランジスタ２０，３６
．２４．４０のケートが導通されて第１絵素電極１２と
１６には第１映像信号が、第２絵素電極２８と３２には
第２映像信号が供給され、続いて薄膜トランジスタ２２
，３８，２６．４２のゲートが導通されて第１絵素電極
１４と１８には第１映像信号か、第２絵素電極３０と３
４には第２映像信号が供給される。そして、次の偶数フ
ィールドでは、走査信号供給回路１１から偶数行目走査
ライン８とｌＯに走査信号が出力され、薄膜トランジス
タ２１．３７．２５．４１のゲートが導通されて第１絵
素電極１３と１７には第１映像信号か、第２絵素電極２
９と３３には第２映像信号が供給され、続いて薄膜トラ
ンジスタ２３，３９゜２７．４３のゲートが導通されて
第１絵素電極１５と１９には第１映像信号が、第２絵素
電極３１と３５には第２映像信号が供給される。

第２図は、第１液晶セル６２、第２液晶セル６３、第３
液晶セル６４および第４液晶セル６５の、４つの液晶セ
ルのインターレース走査における動作を示すタイミング
チャートである。

（イ）は、画像表示のための奇数および偶数のフィール
ドの同期信号で、周波数は６０Ｈｚであり、１画面すな
わち１フレームは、点線１０１から点線１０２間の３０
Ｈｚで構成されている。（ロ）と（ハ）はそれぞれ、奇
数フィールドにおける走査ライン７と９の走査同期信号
。（ニ）と（ポ）はそれぞれ、偶数フィールドにおける
走査ライン８とｌＯの走査同期信号。（へ）は、第１絵
素電極１２に供給されるビデオ信号電圧に対応したアナ
ログサンプルホールド信号であり、第１映像信号供給回
路５から出力され、電圧値がｖ１〜Ｖ２の間で変化する
。

（ト）〜（ヌ）は、（へ）と同様の信号をモデル化した
もので、４つの第１絵素電極Ｉ２、第２絵素電極２８、
第１絵素電極１３、第２絵素電極２９にそれぞれ供給さ
れる第１と第２の映像信号の駆動極性であり、 （ト）は第１液晶セル６２の駆動極性、−１１＝ （チ）は第２液晶セル６３の駆動極性、（す）は第３液
晶セル６４の駆動極性、（ヌ）は第４液晶セル６５の駆
動極性、を各々示し、（ル）〜（力）は、信号（ト）〜
信号（ヌ）に対応する第１．第２．第３．第４液晶セル
６２，６３，６４．６５のそれぞれの光学応答である。

第２図に示すように、まず奇数フィールドでは、第１映
像信号供給回路５からは信号（ト）が、第２映像信号供
給回路６からは信号（チ）が、走査ライン７の走査同期
信号（ロ）に同期して出力される。次の偶数フィールド
では、第１映像信号供給回路５からは信号（す）が、第
２映像信号供給回路６からは信号（ヌ）が、信号（ニ）
に同期して奇数フィールドの信号より９０°、すなわち
１／４周期遅れて出力される。この時、第２液晶セル６
３の駆動極性の信号（チ）は、隣接する第１液晶セル６
２の駆動極性の信号（ト）に対して１８０°、すなわち
半周期（ｌ／２周期）の位相差を有し、位相が反転され
た形になっている。第４−１２＝ 液晶セル６５の駆動極性の信号（ヌ）も同様に、隣接す
る第３液晶セル６４の駆動極性の信号（す）に対して半
周期の位相差を有している。（ヨ）は、光学応答骨（ル
）〜光学応答（力）を合成した合成光学応答であり、４
つの第１．第２．第３．第４液晶セル６２，６３，６４
．６５を１つのブロックとして見た場合は、光学応答が
６０Ｈｚとなり、この駆動法によってフリッカをなくす
ことができることを示している。

第３図は、この実施例で用いたノーマルホワイト特性の
液晶セルの印加電圧（実効値）と光透過率との関係の一
例を示したグラフである。

図中、Ｒ，Ｇ、Ｂは測定波長の異なりを示し、Ｒは赤色
光（６３２ｎｍ）、Ｇは緑色光（５２０ｎｍ）、Ｂは青
色光（４８８ｎｍ）をそれぞれ表している。液晶セルの
光透過率は、印加電圧Ｖ＝０のときは高く、明色の表示
であり、印加電圧Ｖを増加してゆくと、電圧値ｖａ　（
Ｌきい値）を境として光透過率が低下しはじめ、電圧値
ｖｂで光透過率が最も低く、暗色の表示となる。

第４図は、ノーマルホワイト特性の液晶セルを用いて暗
色表示をする場合の、隣接する第１液晶セル６２と第２
液晶セル６３の印加電圧信号を示したタイミングチャー
トであり、それぞれにしきい値に相当する電圧を印加し
ておくために、第１対向電極４４と第２対向電極５２に
、第１対向電極信号と第２対向電極信号をそれぞれ供給
している。

（り）は第２図（イ）と同様の、画像表示のための奇数
および偶数のフィールドの同期信号である。（し）は第
２図（へ）と同一信号で、第１絵素電極１２に供給され
るビデオ信号電圧に対応したアナログサンプルホールド
信号であり、第１映像信号供給回路５から出力され、電
圧値がＶｌ〜ｖ２の間で変化する。（ソ）は第２絵素電
極２８に供給されるアナログサンプルホールド信号であ
り、第２映像信号供給回路６から出力され、信号（し）
と半周期の位相差を有している。（ツ）と（ネ）は、あ
らかしぬ第１対向電極４４に供給しておく第１対向電極
信号と、第２対向電極５２に供給しておく第２対向電極
信号のバイアス電圧であり、電圧値ｖ３のローレベルと
電圧値ｖ４のハイレベルの２様に変化する。信号（ネ）
は信号（ツ）に対して半周期の位相差を有しいる。（す
）と（う）はそれぞれ、第１液晶セル６２と第２液晶セ
ル６３に印加される印加電圧の信号である。

隣接した第１液晶セル６２と第２液晶セル６３には、走
査ライン７が走査され、薄膜トランジスタ２０と３６の
ゲートが導通されたときに、第１映像信号ライン１と第
２映像信号ライン２から、それぞれ信号（し）と信号（
ソ）が供給される。

このとき、第１対向電極４４と第２対向電極５２には、
バイアス電圧の信号（ツ）と信号（ネ）がそれぞれ供給
されているため、第１液晶セル６２の印加電圧の信号（
す）＝信号（し）−信号（ツ）となり、第２液晶セル６
３の印加電圧の信号（う）−信号（ソ）−信号（ネ）と
なって、第１液晶セル６２には信号（す）が、第２液晶
セル６３には信号（う）がそれぞれ印加され、最大値（
ｖｌ　−Ｖ３）から最小値（Ｖ２−Ｖ４）の振幅で変化
する。そして、第２液晶セル６３の印加電圧の信号（う
）は、隣接する第１液晶セル６２の印加電圧の信号（す
）に対して半周期の位相差を有している。

第５図は、ノーマルホワイト特性の液晶セルを用いて明
色表示をする場合の、第４図と同様のタイミングチャー
トである。

（ム）は第４図（夕）と同様の、画像表示のための奇数
および偶数のフィールドの同期信号である。（つ）は第
４図（し）と同様に、第１絵素電極１２に供給されるビ
デオ信号電圧に対応したアナログサンプルホールド信号
で、第１映像信号供給回路５から出力されるが、明色表
示のため、電圧値が■５〜■６の間で変化する。（イ）
は第２絵素電極２８に供給されるアナログサンプルホー
ルド信号であり、第２映像信号供給回路６から出力され
、信号（つ）と半周期の位相差を有している。（））と
（オ）は、第１対向電極信号と第２対向電極信号のバイ
アス電圧の信号であり、第４図の信号（ツ）と信号（ネ
）と全く同一の信号て一１６＝ ある。（り）と（ヤ）はそれぞれ、第１液晶セル６２と
第２液晶セル６３に印加される印加電圧の信号である。

信号供給系統は第４図と全て同様であり、第１対向電極
４４と第２対向電極５２には、バイアス電圧の信号（）
）と信号（オ）がそれぞれ供給されているため、第１液
晶セル６２の印加電圧の信号（り）＝信号（つ）−信号
（））となり、第２液晶セル６３の印加電圧の信号（ヤ
）−信号（イ）−信号（オ）となって、第１液晶セル６
２には信号（り）が、第２液晶セル６３には信号（ヤ）
が、それぞれ印加され、（Ｖ５−Ｖ３）から（Ｖ６−Ｖ
４）の振幅で変化する。そして、第２液晶セル６３の印
加電圧の信号（ヤ）は、隣接する第１液晶セル６２の印
加電圧の信号（り）に対して半周期の位相差を有してい
る。

以上は、第１液晶セル６２と、第２液晶セル６３の印加
電圧の信号に関してのみ説明したが、第１映像信号供給
回路５から第１映像信号を供給される全第１液晶セル列
と、第２映像信号供給回路６から第２映像信号を供給さ
れる全第２液晶セル列に関しては全て同様であり、互い
に隣接する液晶セルは全て半周期の位相差を有した映像
信号が供給され、さらに、第１液晶セル列の第１絵素電
極列に対向する第１対向電極列と、第２液晶セル列の第
２絵素電極列に対向する第２対向電極列には、互いに半
周期の位相差を有した、第１と第２の対向電極信号がそ
れぞれ供給されているため、互いに隣接する液晶セル列
は全て半周期の位相差を有する印加電圧で駆動されるこ
とになる。

以上述べたように、対向電極を第１と第２の対向電極を
２分し、各々の対向電極に半周期の位相差を持たせるこ
の発明の駆動法で、隣接する液晶セルを各々駆動すれば
、第３図に示したような映像信号の印加電圧Ｖを、電圧
値Ｖａと電圧値ｖｂの間のみで振らせることができ、印
加電圧Ｖを十分電圧値ｖｂに近づけることが可能となり
、フリッカのない、コントラストの高い映像を表示する
ことができる。

なお、この実施例ではノーマルホワイト特性の液晶セル
を用いたか、ノーマルブラック特性の液晶セルを用いて
もコントラスト効果は同様であり、また、テレビ信号は
、ＮＴＳＣ方式の信号の適用のみ示したか、ＰＡＬ方式
（５０１−（ｚ　）の信号においても適用が可能である
。

（ト）発明の効果 この発明によれば、映像信号の奇数ラインと偶数ライン
の液晶セルごとに、互いに反転されている映像信号の極
性に対応してバイアス電圧を対向電極に印加することが
可能となり、フリッカのない、コントラストの高い画像
を表示するアクティブマトリックス型の液晶表示装置が
提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のアクティブマトリックス型の液晶
表示装置の、一実施例の部分構成を示す部分構成説明図
である。第２図は、第１液晶セル、第２液晶セル、第３
液晶セルおよび第４液晶セルの、４つの液晶セルのイン
ターレース走査における動作を示すタイミングチャート
である。第３図は、この実施例で用いたノーマルホワイ
ト特性の１９一 液晶セルの印加電圧（実効値）と光透過率との関係の一
例を示したグラフである。第４図は、ノーマルホワイト
特性の液晶セルを用いて暗色表示をする場合の、隣接す
る第１液晶セルと第２液晶セルの印加電圧信号を示した
タイミングチャートである。第５図は、ノーマルホワイ
ト特性の液晶セルを用いて明色表示をする場合の、第４
図と同様のタイミングチャートである。第６図は、従来
のアクティブマトリックス型の液晶表示装置の部分構成
説明図である。 １．３・・・・・第１映像信号ライン、２．４・・・・
第２映像信号ライン、 ５・・・・・・第１映像信号供給回路、６・・・第２映
像信号供給回路、 ７〜１０・・・・・走査ライン、 １１・・　・走査信号供給回路、 １２〜１９・・−・・第１絵素電極、 ２８〜３５・・・・・第２絵素電極、 ２０〜２７．３６〜４３・・・・・薄膜トランジスタ、
４４〜５１・・・・・第１対向電極、 ５２〜５９・・・・・第２対向電極、 ６０・・・・・・第１対向電極信号供給回路、６Ｉ・・
・・第２対向電極信号供給回路、ミ且ｇπ３　Ｚ　　−
＋ ＄　３　れεＳ　こ ハ　　　＾　　　　　＾　　　　　　＾Ｃ１−Δ　　　
　　　　　　　−＼ Ｑ　　　　リ　　　　　　　。　　　　　　　こ＾　　
　　　　　　　　　　　　＾　　　　　　　　　　　　
　　へ・降　　　　　　　　ト１さ くノ　　　　　　　　　　−ノ　　　　　　　　　　＼
ノ架媚帽井

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、垂直方向に平行に設けられた複数の映像信号ライン
   と水平方向に平行に設けられた複数の走査ラインとの各
   交点に対応して配列された絵素電極に能動素子を介して
   映像信号が供給され、前記走査ラインからの信号によっ
   てインターレース走査されるアクティブマトリックス型
   の液晶表示装置において、 走査ラインに信号を供給する走査信号供給手段と、映像
   信号ラインの奇数列目に第１映像信号を供給する第１映
   像信号供給手段と、映像信号ラインの偶数列目に第１映
   像信号と半周期の位相差を有する第２映像信号を供給す
   る第２映像信号供給手段と、第１映像信号と第２映像信
   号がそれぞれ供給される第１および第２絵素電極と、第
   １絵素電極に対向する第１対向電極と、第２絵素電極に
   対向する第２対向電極と、第１対向電極に第１対向電極
   信号を供給する第１対向電極信号供給手段と、第２対向
   電極に第１対向電極信号と半周期の位相差を有する第２
   対向電極信号を供給する第２対向電極信号供給手段とか
   らなることを特徴とする液晶表示装置。