JP2000235371A - 周辺駆動回路内蔵型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周辺駆動回路内蔵型液晶表示装置における表
示パターンと駆動方式の相互作用による画面のちらつき
を抑える。 【解決手段】 １つの画素を複数の副画素（画素トラン
ジスタ３ａ，３ｂ、画素電極４ａ，４ｂ、液晶層１０
ａ，１０ｂ、蓄積容量８ａ，８ｂ）で構成し、１つの画
素のそれぞれの副画素に対して正極性と逆極性の液晶駆
動を行う。これにより、画面のちらつき（フリッカ）は
著しく抑えられ、非常に高品質な画像を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薄膜トランジスタ回
路、とりわけポリシリコン薄膜トランジスタを用いた周
辺駆動回路を内蔵した液晶表示装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の周辺駆動内蔵型液晶表示装
置の要部の回路構成図である。これはポリシリコン薄膜
トランジスタを用いた周辺駆動回路を内蔵している。図
５において、１は走査線、２は画像信号線であり画面部
分にマトリクス状に画素トランジスタ３と画素電極４
（図示していないがこの他に蓄積容量などがある）が配
置されている。走査線１は第１の周辺駆動回路（走査信
号回路：回路の内部構成、回路図は図示していない）８
に接続されており、画像信号線２は信号書き込み用トラ
ンスファーゲートトランジスタ５に接続されている。第
２の周辺駆動回路７（回路の内部構成；回路図は図示し
ていない）からの制御信号により信号書き込み用トラン
スファーゲートトランジスタ５がトランスファーゲート
トランジスタとして動作し、信号配線６からの画像信号
が画像信号線２に書き込まれる構成になっている。図で
は信号配線６が１本の白黒表示パネルのものを示した
が、カラー表示の場合にはＲＧＢ３色に対応して信号配
線６を３本並列に用いる。図示していないがこれに液晶
と対向電極を有する対向基板、及びバックライトや偏光
板といった周辺部材と入力信号を整形する外部回路部で
液晶表示装置が構成される。以上の構成と同種のものと
してたとえば、雑誌「フラットパネルディスプレイ１９
９４」（日経ＢＰ社刊１９９３年１２月１０日発行）１
９０ページから１９３ページ等に記載されている。

【０００３】また最近では図５のような液晶を駆動する
画像信号電圧を外部から入力するタイプの他に、デジタ
ル画像データ情報を入力し第２の周辺駆動回路内部でデ
ジタルアナログ変換を行い画像信号を発生するものもあ
る。

【０００４】図６は図５の画素部の回路構成図（１）
と、その画素部に相当するポリシリコン薄膜トランジス
タ基板のレイアウト図（２）であり、液晶層と対向電極
は含まれない。図６に示すように画素電極４には蓄積容
量８が接続されている、９は画面全体にわたる蓄積容量
に接続された共通配線である。１１が対向基板上に作ら
れた対向電極であり画素電極４との間に液晶層１０が挟
まれる。また、蓄積容量８は画素電極４と共通配線９の
重なり部分に形成されている。なお、図５に相当する同
じ部分には同じ番号を記載しその説明を省略する。

【０００５】図７は従来の液晶表示装置を駆動する液晶
表示信号を示す図である。図７において、Ｖｌｃはある
１本の画像信号線２に印加される画像信号である。Ｖｃ
ｏｍは対向電極１１の電位である。Ｖｇはある１本の走
査線１に印加されるゲート信号である。Ｖｇがハイレベ
ルのときそれに繋がる画素トランジスタ３がＯＮ状態と
なり、対応する画素電極４にＶｌｃが伝達される。液晶
はこのときＶｓｉｇ＝Ｖｌｃ−Ｖｃｏｍの電位差で駆動
されそれぞれの信号強度に応じた明暗表示が画素ごとに
行われる。液晶の駆動は対向電極電位Ｖｃｏｍに対し交
流電位で駆動される。Ｖｃｏｍに対する極性を図で示し
たように正と逆の極性とする。このとき１つ１つの画素
電極においては正極性の信号と逆極性の信号と交互に駆
動することになる。

【０００６】図８は図５ないし図７で説明した現在市場
で見られる代表的な画素部の液晶層の駆動状態（極性の
状態）図を示し、画素の並びの一部分を示している。通
常１秒間に３０枚程度の画面データの書き換えが行われ
るが、この図はその１枚の画面データに相当する液晶層
の駆動状態とその次の画面データに相当する液晶層の駆
動状態を示している。画像データ書き換え毎に画素単位
で正逆の極性を反転させることになる。ここで、図８の
左側がある１枚の画像データ表示時の極性、右側が次の
画像データ書き換え時の極性を示すものである。

【０００７】図８（１）は１Ｈ反転駆動と呼ばれるもの
で横方向１段毎に正極性と逆極性の画素が並んでいる。
図８（２）は１Ｖ反転駆動と呼ばれるもので縦方向１段
毎に正極性と逆極性の画素が並んでいる。そして図８
（３）はドット反転駆動と呼ばれるもので、千鳥配置
（市松模様状）に正極性と逆極性の画素が並んでいる。
ところで液晶の光学応答は時間的な変化を含めて正極性
の場合と逆極性の場合で若干異なる。これらの表示では
１枚の画面データにおいて近接した画素が同程度の透過
光量でかつ正逆両方の極性がある構成にすることで、画
面のちらつき（フリッカ）を抑えることができる。逆に
１枚の画面データにおいて画素が同極性のものばかりに
なる領域があるとその部分に著しいフリッカを感じ画質
が非常に悪化する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５、
図６で説明した従来の画素部の回路構成と、画素部に対
する図７，図８で説明した液晶表示装置の駆動方法によ
ると、次のような問題があった。すなわち、すべての表
示画像でフリッカを抑えることはできず、表示画像の種
類によってはフリッカが目立つ場合がある。とりわけ昨
今、液晶表示装置が多用されているノートパソコンや情
報端末用途等に用いられる液晶表示装置でこの課題が発
生している。通常これらのものは画面の表示データは画
面のドットデータ（マトリクス状の点の輝度データ）と
してデジタルの画像情報として内部で処理されている。
そこで、これらの画像情報のドットに１対１で対応した
画素配置を持った液晶表示装置を用いることが最も効率
的な画像表示となる。たとえばＳＶＧＡの画像情報の表
示にはＳＶＧＡのドット（画素）配列を備えた液晶表示
が最も適しており、このＳＶＧＡ用の液晶表示装置にミ
スマッチのＶＧＡやＸＧＡのデータを表示するとデータ
補正のため表示画像にゆがみが生じる。

【０００９】しかしながらドットデータを扱う表示の場
合、ドットデータの１本おきに濃淡を表示したり、市松
模様状の表示を行う場合がたびたび発生する。実際にウ
インドウズの標準的な表示画面でこの表示部が現れる。
このとき１対１に対応した画素が逆に災いしその部分が
ちらつきが発生し非常に見苦しい表示となる。

【００１０】これは図８に示した１枚の画面データの正
逆極性のパターンと画像情報のパターンが一致し画像デ
ータ１枚毎にみると、その表示部分では１種類の画素の
透過光が大半を占めるため著しいフリッカを感じる状態
となるためである。

【００１１】以上はノトパソコンや情報端末用途等に用
いられる液晶表示装置の場合であるが、一般画像でも表
示しようとする画面と画素部の液晶層の駆動極性パター
ンがそろうと画面にちらつきが発生する。たとえば１Ｈ
反転駆動や１Ｖ反転駆動の場合にストライプ線を表示し
た時や表示体の移動を行った場合、条件がそろってしま
うとと画面にちらつきが発生する。例えば目が一方の極
性を追ってしまうことがある、カメラ一体型ビデオムー
ビーなどで発生しやすい。

【００１２】本発明ではこの点に着目し、表示しようと
する画面と画素部の液晶層の駆動状態（極性）のパター
ンがそろうことによる画面のちらつき（フリッカ）を抑
えることにより高品質な画像表示を行うことを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決し目的を達成するために、対向電極電位を基準とした
とき液晶に印加される電位が正極性の副画素と逆極性の
副画素からなる両方の副画素で構成される画素を有し、
前記副画素に対する正極性と逆極性の２種の液晶駆動用
信号を表示パネル基板内で発生させる周辺駆動回路内蔵
型液晶表示装置とすることである。

【００１４】本発明は上記構成により、１つの画素が複
数の副画素で構成され、１つの画素のそれぞれの副画素
は概ね同一輝度（透過光量）を表示するようになってい
れば、どのような画面データあっても必ず同程度の輝度
（透過光量）の正極性の副画素と逆極性の副画素が近接
して存在し、画面のちらつき（フリッカ）は著しく抑え
られ、非常に高品質な画像を得ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明は対向電極電位を基準とし
たとき液晶に印加される電位が正極性の副画素と逆極性
の副画素からなる両方の副画素で構成される画素を有
し、前記副画素に対する正極性と逆極性の２種の液晶駆
動用信号を表示パネル基板内で発生させる周辺駆動回路
内蔵型液晶表示装置とすることである。副画素の数や並
べかたとしては正極性と逆極性の画素電極が同程度の面
積となればよいが、画像信号線を倍に増やして縦割りに
するか、走査線を倍に増やして横割りにするのが合理的
である。とりわけポリシリコンを用いた周辺駆動回路内
蔵型液晶表示装置では、周辺駆動回路の中で逆極性の信
号を発生させることができる。また画像信号線や走査線
を増やしても外部への負担が少なくてすみ本発明を実現
するうえで好都合である。

【００１６】１つの画素が複数の副画素で構成され、１
つの画素のそれぞれの副画素は概ね同一輝度（透過光
量）を表示するようになっているため、どのような画面
データであっても必ず同程度の正極性の副画素と逆極性
の副画素が近接して存在し、画面のちらつき（フリッ
カ）は著しく抑えられ、非常に高品質な画像を得ること
ができる。

【００１７】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における周辺駆動回路内蔵型液晶表示装置の画素部
の回路構成図（１）とその画素部に相当するポリシリコ
ン薄膜トランジスタ基板のレイアウト図（２）であり、
液晶層と対向電極は含まれない。

【００１８】図１（１）において、１ａと１ｂは正と副
の走査線、２は画像信号線、３ａと３ｂは副画素用の画
素トランジスタ、４ａと４ｂは副画素用の画素電極であ
る。そして、この画素電極４ａと４ｂはそれぞれ蓄積容
量８ａと８ｂにも接続されている。９は画面全体にわた
る蓄積容量に接続された共通配線である。１１が対向基
板上に作られた対向電極であり画素電極４ａあるいは４
ｂとの間に液晶層１０ａあるいは１０ｂが挟まれる。上
記構成の画素トランジスタ３ａと３ｂには低温形成（作
製時の基板加熱温度が概ね６００℃以下）のポリシリコ
ン薄膜トランジスタであって、画素電極４ａと４ｂはＩ
ＴＯによる画素電極である。ここで、蓄積容量８ａと８
ｂは画素電極４ａあるいは４ｂと共通配線９の重なり部
分に形成されている。この画素構成を周辺駆動回路内部
に走査線１本分の画像メモリーを内蔵したポリシリコン
薄膜トランジスタによる周辺駆動回路を内蔵した液晶表
示装置に組み込むものである。

【００１９】次に上記構成の画素部の動作を説明する
と、まず１走査線の選択時間を通常の半分とし上半分の
副画素に正極性の液晶駆動信号を書き込んだ後、下半分
の副画素に逆極正の液晶駆動信号を書き込む、つまり、
倍速駆動を実施する。

【００２０】図２は図１の画素部における１枚の画面デ
ータに相当する液晶層の駆動状態（極性の状態）を示
し、（１）はケース１、（２）はケース２を示す。両ケ
ースとも図２の左側がある１枚の画像データ表示時の極
性、右側が次の画像データ書き換え時の極性を示す。図
２からわかるように左側から右側へ次の画像データ書き
換え毎に画素単位で正逆の極性を反転させることにな
る。ここでは正極性と逆極性の配置として２種の例を示
した。

【００２１】１つの画素が複数の副画素で構成され、１
つの画素のそれぞれの副画素は概ね同一輝度（透過光
量）を表示するようになっているため、どのような画面
データあっても必ず同程度の正極性の副画素と逆極性の
副画素が近接して存在し、画面のちらつき（フリッカ）
は著しく抑えられ、非常に高品質な画像を得ることがで
きる。

【００２２】（実施の形態２）図３は本発明の実施の形
態２における周辺駆動回路内蔵型液晶表示装置の画素部
の回路構成図（１）と、その画素部に相当するポリシリ
コン薄膜トランジスタ基板のレイアウト図（２）であ
り、液晶層と対向電極は含まない。

【００２３】図３において、１ｃは走査線、２ｃと２ｄ
は正と副の画像信号線、３ｃと３ｄは副画素用の画素ト
ランジスタ、４ｃと４ｄは副画素用の画素電極である。
画素電極４ｃと４ｄはそれぞれ蓄積容量８ｃと８ｄにも
接続されている、９は画面全体にわたる蓄積容量に接続
された共通配線である。１１が対向基板上に作られた対
向電極であり画素電極４ｃあるいは４ｄとの間に液晶層
１０ｃあるいは１０ｄが挟まれる。ここで、蓄積容量８
ｃと８ｄは画素電極４ｃあるいは４ｄと共通配線９の重
なり部分に形成されている。この画素構成をポリシリコ
ン薄膜トランジスタによる周辺駆動回路を内蔵した液晶
表示装置に組み込むものである。

【００２４】次に上記構成の画素部の動作を説明する
と、まず、左半分の副画素と右半分の副画素には極性の
異なる駆動信号を伝達する。

【００２５】図４は図３の画素部における１枚の画面デ
ータに相当する液晶層の駆動状態（極性の状態）を示
し、（１）はケース３、（２）はケース４を示す。両ケ
ースとも図４の左側がある１枚の画像データ表示時の極
性、右側が次の画像データ書き換え時の極性を示す。図
４からわかるように左側から右側へ次の画像データ書き
換え毎に画素単位で正逆の極性を反転させることにな
る。ここでは正極性と逆極性の配置として２種の例を示
した。

【００２６】１つの画素が複数の副画素で構成され、１
つの画素のそれぞれの副画素は概ね同一輝度（透過光
量）を表示するようになっているため、どのような画面
データあっても必ず同程度の正極性の副画素と逆極性の
副画素が近接して存在し、画面のちらつき（フリッカ）
は著しく抑えられ、非常に高品質な画像を得ることがで
きる。

【００２７】なお実施の形態１および２では逆極性の信
号を図５のように画面部の周りに配置した周辺駆動回路
で作成したが、近年反射型液晶表示装置などの用途の展
開もあり、この場合周辺駆動回路を必ずしも画面の外側
に配置する必要はない、したがって各画素の領域毎に逆
極性の信号発生部を設けることもできる。したがって、
本発明ではこれも周辺駆動回路の一部と位置づけるもの
である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、対向電極
電位を基準としたとき液晶に印加される電位が正極性、
逆極性の副画素から成る両方の副画素で構成され、これ
の副画素に対する正極性、逆極性の２種の液晶駆動用信
号を表示パネルで発生することにより画面のちらつき
（フリッカ）は著しく抑えられ、非常に高品質な画像を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（１）は本発明の実施の形態１における周辺駆
動回路内蔵型液晶表示装置の画素部の回路構成図、
（２）は同画素部に相当するポリシリコン薄膜トランジ
スタ基板のレイアウト図

【図２】図１の画素部における１枚の画面データに相当
する液晶層の駆動状態図

【図３】（１）は本発明の実施の形態２における周辺駆
動回路内蔵型液晶表示装置の画素部の回路構成図、
（２）は同画素部に相当するポリシリコン薄膜トランジ
スタ基板のレイアウト図

【図４】図２の画素部における１枚の画面データに相当
する液晶層の駆動状態図

【図５】従来の周辺駆動内蔵型液晶表示装置の要部の回
路構成図

【図６】（１）は図５の画素部の回路構成図、（２）は
同画素部に相当するポリシリコン薄膜トランジスタ基板
のレイアウト図

【図７】従来の液晶表示装置を駆動する液晶表示信号図

【図８】従来の代表的な画素部の液晶層の駆動状態図

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ 走査線 ２，２ｃ，２ｄ 画像信号線 ３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 画素トランジスタ ４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 画素電極 ５ 信号書き込み用トランスファーゲートトランジスタ ６ 信号配線 ７ 第２の周辺駆動回路 ８ 第１の周辺駆動回路（走査信号回路） ９ 共通配線 １０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 液晶層 １１ 対向電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H092 JA24 KA04 MA29 NA01 PA06 PA11 2H093 NA34 NA61 NC34 ND10 5C006 AC27 AF42 BB14 BB16 BC03 BC12 FA23 FA25 5C080 AA10 BB05 DD06 EE28 FF11 FF13 JJ02 JJ03 JJ04 JJ05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向電極電位を基準としたとき液晶に印
   加される電位が正極性の副画素と逆極性の副画素からな
   る両方の副画素で構成される画素を有し、前記副画素に
   対する正極性と逆極性の２種の液晶駆動用信号を表示パ
   ネル基板内で発生させることを特徴とする周辺駆動回路
   内蔵型液晶表示装置。
2. 【請求項２】 ポリシリコン薄膜トランジスタで作成さ
   れた回路であることを特徴とした請求項１記載の周辺駆
   動回路内蔵型液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記画素部で正極性と逆極性の２種の液
   晶駆動用信号を発生させることを特徴とする請求項１記
   載の周辺駆動回路内蔵型液晶表示装置。
4. 【請求項４】 １つの画素に正副２本の走査線を設け、
   それぞれに１つずつの副画素を設置し、正極性と逆極性
   の２種の液晶駆動用信号をそれぞれに書き込むことを特
   徴とする請求項１記載の周辺駆動回路内蔵型液晶表示装
   置。
5. 【請求項５】 １つの画素に正副２本の画像信号線を設
   け、それぞれに１つずつの副画素を設置し、正極性と逆
   極性の２種の液晶駆動用信号をそれぞれに書き込むこと
   を特徴とする請求項１記載の周辺駆動回路内蔵型液晶表
   示装置。