JP3203688B2 - 液晶表示素子の駆動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非線形抵抗素子を能動
素子とするアクティブマトリックス液晶表示素子の駆動
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョンセットやパーソナルコンピ
ュータ等の表示装置に使用されるアクティブマトリック
ス液晶表示素子として、能動素子に非線形抵抗素子を用
いたものがある。

【０００３】この非線形抵抗素子を能動素子とするアク
ティブマトリックス液晶表示素子は、液晶層を挟んで対
向する一対の透明基板のうち、一方の基板上に、行方向
及び列方向に配列された画素電極と、これらの画素電極
それぞれに接続された非線形抵抗素子からなる能動素子
と、この能動素子に駆動信号を供給する信号線とを設
け、他方の基板上に、前記画素電極と対向する対向電極
を設けた構成のもので、この液晶表示素子は、前記信号
線と前記対向電極との一方に走査信号を供給し、他方に
データ信号を供給することにより、画素電極と対向電極
及びその間の液晶とにより形成された複数の画素を順次
選択して時分割駆動されている。

【０００４】このアクティブマトリックス液晶表示素子
の能動素子に用いられる非線形抵抗素子としては、ＭＩ
Ｍ構造（金属−絶縁膜−金属積層構造）の素子（以下、
ＭＩＭという）と、薄膜ダイオード等のような半導体を
有する素子とがあり、また、薄膜ダイオードからなる能
動素子には、ダイオードリングと呼ばれるものと、バッ
ク・トゥ・バックと呼ばれるものとがある。

【０００５】しかし、上記ＭＩＭを能動素子とするアク
ティブマトリックス液晶表示素子は、ＭＩＭの駆動信号
入力端と対向電極との間に印加される選択電圧に対する
画素の電極間電圧（画素電極と対向電極との間）の追従
性が悪いという問題をもっている。

【０００６】すなわち、ＭＩＭを能動素子とするアクテ
ィブマトリックス液晶表示素子では、信号線から供給さ
れる駆動信号に応じてＭＩＭに電流が流れ、この電流に
より画素の両電極間に電荷が蓄積されて、この蓄積され
た電荷に応じた電圧が液晶に印加されるが、上記ＭＩＭ
の電流−電圧特性は緩慢であり、十分な電流が流れない
ので、両電極間の電圧の上昇速度が遅い。そのため、限
られた選択期間内に画素の電極間電圧を高くすることが
できないから、ＭＩＭの入力端と対向電極との間に印加
される選択電圧に対して画素の電極間電圧が追従して変
化しない。

【０００７】これは、ＭＩＭを流れる電流がトンネル効
果に基づくトンネル電流であり、液晶表示素子の能動素
子として使用するＭＩＭはその素子面積が制約されるた
め、トンネル電流を大きくすることが困難であるからで
ある。

【０００８】このため、ＭＩＭを能動素子とする液晶表
示素子は、かなり高い電圧で駆動する必要があり（特
に、高時分割駆動する場合は、選択期間が短くなるた
め、さらに高い電圧が必要となる）、そのため、消費電
力が大きいし、また、高電圧の駆動信号を発生させるた
めの駆動回路は高耐圧が要求されるので、駆動回路を集
積回路化することが困難である。

【０００９】また、ＭＩＭを能動素子とする液晶表示素
子は、上記のように、ＭＩＭの電流−電圧特性が緩慢で
あるため、能動素子の入力端と対向電極との間に印加さ
れる選択電圧の変化に対する画素の電極間電圧の変化幅
が小さく、画素の明るさの度合を変える階調表示を行な
うには、上記選択電圧の電圧値を極端に大きな幅で変化
させる必要があり、したがって階調表示も困難であっ
た。

【００１０】これに対して、半導体を有する非線形抵抗
素子、例えば薄膜ダイオードを能動素子とするアクティ
ブマトリックス液晶表示素子は、その能動素子の電流−
電圧特性が急俊であるため、比較的低い電圧で駆動でき
るし、また階調表示も可能である。このアクティブマト
リックス液晶表示素子の階調表示は、従来、電圧変調と
呼ばれる駆動方法によって行なわれている。

【００１１】この電圧変調による駆動方法は、選択電圧
の電圧値を画像データに応じて制御する方法であり、選
択期間に能動素子の入力端と対向電極との間に画像デー
タに応じた電圧値の選択電圧を印加すると、この選択期
間中に画素の両電極間に電荷が蓄積されてこの電極間電
圧が画像データに応じた電圧値まで上昇し、画素の液晶
に、上記画像データに応じた電圧が印加される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の駆動方法は、選択電圧の電圧値を画像データに応じ
て制御して階調表示を行なうものであるため、駆動信号
として、表示階調数と同数の電圧信号が必要であり、し
たがって、表示階調数を多するほど、多段階の電圧レベ
ルの電圧を出力する電源回路が必要となって、駆動回路
が複雑になるという問題をもっている。

【００１３】しかも、従来の駆動方法では、選択期間に
画素に蓄積された電圧が、非選択期間中に、同じ列の他
の画素を駆動するための画像データの影響によって変動
し、そのために、画素の光透過率が変動してしまうとい
う問題をもっている。

【００１４】これは、能動素子が容量をもっているため
であり、薄膜ダイオード等のような半導体を有する非線
形抵抗素子からなる能動素子は、前述したＭＩＭがもっ
ている容量に比べればはるかに小さいが、導電体間（薄
膜ダイオードでは上下の電極間）にある程度の容量をも
っている。

【００１５】このため、上記アクティブマトリックス液
晶表示素子における画素と能動素子は、上記能動素子が
オン状態にあるときは、画素電極と対向電極及びその間
の液晶とからなる画素が有する容量（以下、画素容量と
いう）Ｃ_LCと能動素子とが直列接続された等価回路で表
わされ、上記能動素子がオフしたときは、上記画素容量
Ｃ_LCと能動素子が有する容量（以下、素子容量という）
Ｃ_D とが直列接続された等価回路で表わされる。

【００１６】したがって、画素の電極間電圧Ｖ_LCは、能
動素子がオンしている選択期間には、能動素子の入力端
と対向電極との間に印加された電圧まで、能動素子の電
流−電圧特性及び画素容量Ｃ_LCの充電特性に応じた立ち
上がり曲線で上昇するが、選択期間が経過して非選択期
間になり、印加電圧が非選択電圧に低下して能動素子が
オフすると、この能動素子が容量として作用するため、
能動素子の入力端と対向電極との間の電圧の低下分（選
択電圧と非選択電圧との電圧差）が、互いに直列に接続
されている画素容量Ｃ_LCと能動素子の素子容量Ｃ_D と
に、その容量比と逆の比率で分圧される。

【００１７】このため、非選択期間に画素容量Ｃ_LCに保
持される電圧は、選択期間に充電された電圧から、非選
択期間になったときの能動素子の入力端と対向電極との
間の電圧の低下分のうち、画素容量Ｃ_LCへの分圧分だけ
低下した値になる。

【００１８】そして、画素の両電極間の液晶は、その応
答性により、極く短い選択期間に印加される電圧では動
作せず、非選択期間における画素の電極間電圧（画素容
量Ｃ_LCの保持電圧）に応じて動作するため、非選択期間
になったときの電極間電圧Ｖ_LCの低下が大きいと、液晶
を動作させる実効電圧が低くなってしまう。

【００１９】このため、上記アクティブマトリックス液
晶表示素子は、能動素子の入力端と対向電極との間に、
非選択期間になったときの画素の電極間電圧の低下分を
見込んだ電圧を印加して駆動されており、このような電
圧値の選択電圧を印加すれば、選択期間が終了して非選
択期間になったときの画素の電極間電圧Ｖ_LCが、画像デ
ータに応じた電圧値になるため、画素の透過率を、画像
データに応じた階調にすることができる。

【００２０】しかし、上記アクティブマトリックス液晶
表示素子は、能動素子に駆動信号を供給する信号線と対
向電極との一方に走査信号を供給し、他方にデータ信号
を供給して時分割駆動されるため、選択期間を経過して
非選択期間に入った画素の対向電極または能動素子の入
力端に、同じ列の他の画素を駆動するための画像データ
がデータ信号とともに印加され、そのため、非選択期間
中の画素の能動素子の入力端と対向電極の間の電圧が変
動する。

【００２１】このように能動素子の入力端と対向電極の
間の電圧が変動すると、画素の電極間電圧、つまり画素
容量Ｃ_LCの保持電圧が変化する。この画素容量Ｃ_LCの保
持電圧の変化は、前述した選択期間から非選択期間に変
わるときの電圧変化と同様に、能動素子の入力端と対向
電極の間の電圧の変動分を画素容量Ｃ_LCと素子容量Ｃ_D
との容量比と逆の比率で分圧した電圧のうち画素容量Ｃ
_LCに分圧される電圧分である。

【００２２】そして、画素の両電極間の液晶は、前述し
たように非選択期間における画素の電極間電圧（画素容
量Ｃ_LCの保持電圧）に応じて動作するため、上記のよう
に非選択期間中の画素容量Ｃ_LCの保持電圧が他の画素を
駆動するための画像データの影響で変化すると、それに
応じて画素の透過率が変動し、画像データに応じた正し
い階調の表示が得られなくなる。

【００２３】本発明は、半導体を有する非線形抵抗素子
からなる能動素子を用いたアクティブマトリックス液晶
表示素子の駆動方法を対象としたもので、その目的は、
多段階の電圧レベルの駆動信号を用いることなく多階調
の階調表示を行なわせることができ、しかも、他の画素
を駆動するための画像データの影響による透過率の変動
を少なくして、画像データに応じた正しい階調の表示を
得ることができる駆動方法を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の駆動方法は、能
動素子の駆動信号入力端と対向電極との間に、１つのフ
ィールド中の、１フィールドを画素電極の行数に応じて
分割して１つの画素電極の行を選択する選択期間中は、
正側と負側に等しい振幅を有し且つ前記１つの画素電極
の行に対応する画像データに応じた幅または数の正負１
対のパルスを有するデータ信号と、前記１つの画素電極
の行を選択する走査信号の選択電位を持った信号との重
畳電圧からなる正負いずれか一方の極性の選択電圧を連
続して印加し、他の画素電極の行を選択している非選択
期間には、前記走査信号の非選択電位を持った信号と、
他の画像電極の行に対応する画像データに応じた他のデ
ータ信号との重畳電圧からなり、前記選択期間より短い
周期で電位が変化し且つ前記走査信号の非選択期間の電
位を中心として正側と負側の面積が等しい波形の電圧を
印加することを特徴とする。

【００２５】この駆動方法は、例えば、信号線と対向電
極との一方に、選択期間中は正負いずれか一方の極性の
電位を保ち、非選択期間中は正負いずれか一方の極性で
且つ前記選択期間中の電位より低い電位を保つ走査信号
を供給し、他方に、画像データに応じた幅または数のパ
ルスをもち且つ選択期間を複数に分割した周期で基準電
位に対し正側と負側とにほぼ等しい振幅で電位が変化す
るデータ信号を供給することにより実施することができ
る。

【００２６】

【作用】すなわち、本発明は、半導体を有する非線形抵
抗素子からなる能動素子を用いた液晶表示素子を、パル
ス幅またはパルス数による変調方式で駆動するものであ
り、半導体を有する非線形抵抗素子からなる能動素子
は、その電流−電圧特性が急俊でかつ応答性も高いた
め、画素電極と対向電極との間への電荷の蓄積は急速に
行なわれるから、この両電極間に電圧が印加される時間
に対する両電極間の電圧の上昇速度が速い。

【００２７】したがって、画素電極と対向電極との間に
印加される電圧は、上記能動素子の駆動信号入力端と対
向電極との間に印加した選択電圧のパルス幅またはパル
ス数に応じて変化する。

【００２８】このため、上記選択電圧パルス幅またはパ
ルス数を画像データに応じて制御すれば、画素電極と対
向電極との間に印加される電圧を変化させて画素の透過
率を制御することができる。

【００２９】そして、本発明では、半導体能動素子を用
いた液晶表示素子を、従来の電圧変調方式ではなく、パ
ルス幅またはパルス数による変調方式で駆動しているた
め、従来の駆動方法のように多段階の電圧レベルの駆動
信号を用いることなく、上記液晶表示素子に多階調の階
調表示を行なわせることが可能である。

【００３０】しかも、本発明では、能動素子の駆動信号
入力端と対向電極との間に、選択期間中は、画像データ
に応じたパルス幅またはパルス数の正負いずれか一方の
極性の選択電圧を印加し、他の画素を選択している非選
択期間には、選択期間より短い周期で電位が変化し且つ
走査信号の非選択期間の電位を中心として正側と負側の
面積がほぼ等しい波形の電圧を印加しているため、非選
択期間中における画素の透過率の変動はほとんどなくな
る。

【００３１】すなわち、非選択期間中の画素の電極間電
圧は、他の画素を駆動するための画像データの影響を受
けて刻々変動するが、非選択期間中に能動素子の駆動信
号入力端と対向電極との間に印加される電圧を上記のよ
うな波形の電圧とすれば、画素の電極間電圧の変動は、
走査信号の非選択期間の電位を中心として正側への電圧
の変動分と負側への電圧の変動分とがほぼ等しい変動と
なり、非選択期間中の画素の電極間電圧の実効値（保持
電圧）がほとんど変化しない。

【００３２】したがって、非選択期間中の画素の保持電
圧が変動しないので、画素の透過率は、選択期間に印加
した選択電圧に応じて画素の電極間に蓄積された電圧に
対応する透過率に保たれる。よって、画像データに応じ
た正しい階調の表示を得ることが可能である。

【００３３】

【実施例】

（第１の実施例）以下、本発明の第１の実施例を図１〜
図９を参照して説明する。

【００３４】まず、この実施例の駆動方法によって駆動
されるアクティブマトリックス液晶表示素子の構成を説
明すると、図５は上記液晶表示素子の一部分の平面図で
あり、ここでは、半導体を有する非線形抵抗素子からな
る能動素子として、薄膜ダイオードからなるダイオード
リングを用いたものを示している。

【００３５】この液晶表示素子は、液晶層を挟んで対向
する一対の透明基板（いずれも図示せず）のうち、一方
の基板上に、行方向及び列方向に複数配列された画素電
極１と、これらの画素電極それぞれに接続された能動素
子２と、この能動素子２に駆動信号を供給する信号線３
とを設け、他方の基板上に、前記画素電極１と対向する
対向電極４を設けたものである。

【００３６】上記能動素子２は、同数ずつの薄膜ダイオ
ード５，６を互いに逆向きにして並列接続した所謂ダイ
オードリングであり、その一端は画素電極１に接続さ
れ、他端は信号線３に接続されている。

【００３７】なお、図５には、ダイオードリングを構成
する薄膜ダイオード５，６を１つずつ示したが、このダ
イオードリングの順方向回路と逆方向回路とは、一般に
複数個数ずつの薄膜ダイオードを直列接続して構成され
ている。

【００３８】上記信号線３は、行方向（図において横方
向）に並ぶ能動素子群毎に設けられており、半導体能動
素子２は各行毎に信号線３に接続されている。また、対
向電極４は、列方向（図において縦方向）に並ぶ画素電
極群毎に設けられており、各対向電極４は、各列の画素
電極１と図示しない液晶を介して対向している。そし
て、この液晶表示素子の各画素は、上記画素電極１と対
向電極４及びその間の液晶とにより形成されている。

【００３９】図６は、上記液晶表示素子の１つの画素表
示要素の等価回路図であり、画素電極１と対向電極４及
びその間の液晶とで形成される画素はコンデンサと等価
であるため、上記画素と能動素子２とで構成された画素
表示要素は、図６（ａ）に示すように、画素がもつ容量
（以下、画素容量という）Ｃ_LCと、ダイオードリングか
らなる能動素子２とを直列接続した等価回路で表わされ
る。

【００４０】また、能動素子２であるダイオードリング
を構成する薄膜ダイオード５，６は、Ｐ−Ｉ−Ｎ接合構
造の半導体層を挟んで一対の電極を対向させたものであ
るため、この薄膜ダイオード５，６は容量をもってお
り、したがって能動素子２も、上記薄膜ダイオード５，
６の容量の和に相当する容量をもっている。このため、
上記等価回路は、ダイオードリングがオフしているとき
には、図６（ｂ）に示すような、画素容量Ｃ_CLと能動素
子２の容量（以下、素子容量という）Ｃ_D との直列接続
回路で表わされる。

【００４１】この液晶表示素子は、その各信号線３と各
対向電極４とに駆動信号を供給することによって表示駆
動されるもので、この表示駆動は、例えば各信号線３に
順次走査信号を供給し、これに同期させて各対向電極４
にデータ信号を供給して、各画素を順次選択する時分割
駆動によって行なわれる。

【００４２】この駆動方法を説明すると、図１は上記駆
動信号の波形図であり、（ａ）は第１行目の信号線３に
供給する走査信号Ｓ_S の波形、（ｂ）は１本の対向電極
４にに供給するデータ信号Ｓ_D の波形を示し、（ｃ）は
能動素子２の駆動信号入力端（信号線３との接続端）と
対向電極４との間（図６におけるａ点とｃ点との間）に
印加される電圧Ｖa-c の波形を示している。図１におい
て、Ｔ_S は１フィールドＴ_F を画素の行数（信号線数）
に応じて分割した選択期間である。

【００４３】上記走査信号Ｓ_S は、選択期間Ｔ_S 中は選
択電位Ｖ_C1となり、非選択期間Ｔ_O中は非選択電位Ｖ_C2
となる信号であり、１フィールドＴ_F に対応する周期で
基準電位Ｖ_G を中心として正側と負側とに極性が反転す
る。上記選択電位Ｖ_C1は、基準電位Ｖ_G との電位差が能
動素子（ダイオードリング）２のしきい値電圧より高い
電位であり、上記非選択電位Ｖ_C2は、基準電位Ｖ_G との
電位差が能動素子２のしきい値電圧より低い電位であ
る。

【００４４】また、上記データ信号Ｓ_D は、各行の画素
の選択期間に同期させて外部から供給される画像データ
に応じた幅のデータパルスをもつ信号であり、このデー
タ信号Ｓ_D は、各行の画素の選択期間毎に、選択期間Ｔ
_S を偶数に均等分割した周期、例えば選択期間Ｔ_S を２
等分した周期で、基準電位Ｖ_G に対し正側と負側とに電
位が変化する。

【００４５】すなわち、このデータ信号Ｓ_D は、選択期
間Ｔ_S の１／２の周期 1/2Ｔ_S 毎に画像データに応じた
幅のデータパルスをもった信号であり、選択期間Ｔ_S の
前半のデータパルスと、選択期間Ｔ_S の後半のデータパ
ルスとは、基準電位Ｖ_G に対する極性が互いに逆のパル
スである。また、１つの選択期間Ｔ_S の前半と後半のデ
ータパルスは、同じ画像データに応じたパルスであり、
したがってこの正側と負側のパルスは、その幅が同じ
で、且つその電位Ｖ_S の絶対値も等しい。なお、各選択
期間Ｔ_S 毎のデータパルス（正側と負側のパルス）は、
その電位Ｖ_S の絶対値が同じで、パルス幅だけが、各選
択期間Ｔ_S 毎に供給される画像データに応じて変化す
る。

【００４６】つまり、上記データ信号Ｓ_D は、各選択期
間Ｔ_S 毎の波形が、基準電位Ｖ_G を中心として正側の波
形の面積（図１において右上がりの斜線を施した領域の
面積）Ａ1 と、負側の波形の面積（図１において右下が
りの斜線を施した領域の面積）Ｂ1 とがほぼ等しい波形
の信号である。

【００４７】なお、図１に示したデータ信号Ｓ_D は、第
１行の画素の選択期間Ｔ_S1のパルス幅（正側及び負側の
データパルスの幅）が選択期間の1/10、第２行の画素の
選択期間Ｔ_S2のパルス幅が選択期間の4/10、第３行の画
素の選択期間Ｔ_S3のパルス幅が選択期間の3/10の信号で
あるが、このデータ信号Ｓ_D の各選択期間Ｔ_S1，Ｔ_S2，
Ｔ_S3…毎のパルス幅は、画像データに応じて、選択期間
Ｔ_S の0/10（無パルス）〜5/10（選択期間Ｔ_S の１／２
の全幅）の範囲で変化する。

【００４８】このような波形の走査信号Ｓ_S とデータ信
号Ｓ_D とを信号線３と対向電極４とに供給すると、前記
信号線３に接続された能動素子２の駆動信号入力端（以
下、単に入力端という）と対向電極４との間に、図１の
（ｃ）のような、走査信号Ｓ_S とデータ信号Ｓ_D とを合
成した波形の電圧（走査信号Ｓ_S とデータ信号Ｓ_D との
電位差に相当する電圧）Ｖa-c が印加される。

【００４９】上記能動素子２の入力端と対向電極４との
間に印加される電圧Ｖa-c は、選択期間Ｔ_S 中は、画像
データに応じた幅のパルスをもつ正負いずれか一方の極
性の電圧であり、同じ列の他の画素を選択している非選
択期間Ｔ_O には、選択期間Ｔ_S の１／２の周期で電位が
変化する電圧である。

【００５０】すなわち、この電圧Ｖa-c のうち、選択期
間Ｔ_S 中に印加される選択電圧は、上記データ信号Ｓ_D
の電位が０であるときは走査信号Ｓ_S の選択電位Ｖ_C1と
同じであり、データ信号Ｓ_D の電位がデータパルスの電
位になると、走査信号Ｓ_S の選択電位Ｖ_C1に上記データ
パルスの電位Ｖ_S または−Ｖ_S が重畳した電圧Ｖ_C1＋Ｖ
_S またはＶ_C1−Ｖ_S になる。

【００５１】なお、データ信号Ｓ_D の電位が０であると
きの選択電圧（以下、基準選択電圧という）Ｖ_C1は、能
動素子２であるダイオードリングの各薄膜ダイオード
５，６のしきい値電圧より高い電圧である。また、デー
タ信号Ｓ_D の電位が基準電位Ｖ_G に対して正側のデータ
パルスの電位Ｖ_S になったときの選択電圧Ｖ_C1＋Ｖ_Sは
上記基準選択電圧Ｖ_C1よりさらに高い電圧であり、デー
タ信号Ｓ_D の電位が基準電位Ｖ_G に対して負側のデータ
パルスの電位−Ｖ_S になったときの選択電圧Ｖ_C1−Ｖ_S
は上記基準選択電圧Ｖ_C1より低い高い電圧である。

【００５２】また、非選択期間Ｔ_O 中に能動素子２の入
力端と対向電極４との間に印加される電圧（以下、非選
択電圧という）は、同じ列の他の画素を駆動するための
画像データに応じたデータパルスが走査信号Ｓ_S に重畳
した電圧であり、この非選択電圧は、データ信号Ｓ_D の
電位が０であるときは走査信号Ｓ_S の非選択電位Ｖ_C2と
同じであるが、データ信号Ｓ_D の電位がデータパルスの
電位になると、走査信号Ｓ_S の非選択電位Ｖ_C2にデータ
パルスの電位Ｖ_S または−Ｖ_S が重畳した電圧Ｖ_C2＋Ｖ
_S またはＶ_C2−Ｖ_S になる。

【００５３】なお、この電圧Ｖ_C2＋Ｖ_S ，Ｖ_C2−Ｖ_S は
いずれも、選択期間Ｔ_S に印加する選択電圧の基準選択
電圧Ｖ_C1より低い電圧であり、また走査信号Ｓ_S の非選
択電位Ｖ_C2に基準電位Ｖ_G に対して正側のデータパルス
電位Ｖ_S が重畳した電圧Ｖ_C2＋Ｖ_S は、走査信号Ｓ_S の
選択電位Ｖ_C1に基準電位Ｖ_G に対して負側のデータパル
ス電位−Ｖ_S が重畳した電圧Ｖ_C1−Ｖ_S より低い電圧で
ある。

【００５４】すなわち、上記非選択電圧は、同じ列の他
の画素を駆動するための画像データに応じた正側のデー
タパルスと負側のデータパルスとが重畳した電圧である
が、上記データ信号Ｓ_D は、各選択期間Ｔ_S 毎の波形
が、基準電位Ｖ_G を中心として正側の波形の面積Ａ1
と、負側の波形の面積Ｂ1 とがほぼ等しい波形の信号で
あるため、この非選択電圧は、走査信号Ｓ_S の非選択電
位Ｖ_C2を中心として正側の波形の面積Ａ2 と、負側の波
形の面積Ｂ2 とがほぼ等しい電圧である。

【００５５】そして、能動素子２の入力端と対向電極４
との間に上記選択電圧が印加されると、能動素子２に接
続された画素電極１と対向電極４との間に電圧が印加さ
れる。すなわち、図６において、ａ−ｃ間に選択電圧が
印加されると、ダイオードリングからなる能動素子２の
両端間の電位差がそのしきい値電圧より高くなって能動
素子２がオンし、画素電極１に電流が流れて、ｂ−ｃ間
（画素電極１と対向電極４との間）に電圧が印加され
る。

【００５６】このように、ｂ−ｃ間に電圧が印加される
と、画素電極１と対向電極４およびその間の液晶とで形
成された画素容量Ｃ_LCへの充電が開始される。この画素
容量Ｃ_LCへの充電は、選択期間Ｔ_S 中継続される。

【００５７】また、選択期間Ｔ_S が経過して非選択期間
Ｔ_O になると、このときは、画素容量Ｃ_LCへの充電が進
んでその充電電圧が高くなっており、また非選択期間Ｔ
_O に信号線３から能動素子２の入力端に印加される電圧
が低くなるため、能動素子２の両端間の電位差が小さく
なって能動素子２がオフし、画素容量Ｃ_LCへの充電が停
止する。

【００５８】この場合、上記能動素子２がオフ状態にな
ると、この能動素子２が容量として作用するため、図６
におけるａ−ｃ間電圧（能動素子２の入力端と対向電極
４との間の電圧）Ｖa-c の低下分（選択期間Ｔ_S の電圧
と非選択期間Ｔ_O の電圧との差）の電圧が、互いに直列
接続されている画素容量Ｃ_LCと能動素子２の素子容量Ｃ
_D とに、その容量比と逆の比率で分圧される。

【００５９】したがって、非選択期間Ｔ_O 中に画素容量
Ｃ_LCに保持される電圧は、選択期間Ｔ_S 中に充電された
電圧から、ａ−ｃ間電圧Ｖa-c の低下分のうち画素容量
Ｃ_LCへの分圧値だけ低下した電圧になる。

【００６０】そして、液晶は、画素電極１と対向電極４
との間の電圧によって動作する。なお、液晶はその応答
性により、極く短い選択期間Ｔ_S では高い電界がかかっ
ても動作せず、非選択期間Ｔ_O 中の画素容量Ｃ_LCの保持
電圧に応答して動作する。

【００６１】この画素容量Ｃ_LCは、非選択期間Ｔ_O 中は
電圧保持状態にあり、したがって画素電極１と対向電極
４との間の電圧は画素容量Ｃ_LCの保持電圧に保たれるか
ら、液晶は、非選択期間Ｔ_O 中その動作状態を保持す
る。

【００６２】ただし、上記対向電極４には、各行の画素
を駆動するための画像データをもつ図１の（ｂ）のよう
な波形のデータ信号Ｓ_D が供給されるため、選択期間Ｔ
_S を経過して非選択状態となった画素の対向電極４に
も、同じ列の他の画素を駆動するための画像データがデ
ータ信号Ｓ_D とともに印加されて、この対向電極４の電
位が変化し、そのため、ａ−ｃ間電圧Ｖa-c が変動して
画素の電極間電圧が変化する。このａ−ｃ間電圧Ｖa-c
の変動による画素の電極間電圧の変化は、前述した選択
期間Ｔ_S から非選択期間Ｔ_O に変わるときの電圧変化と
同様に、ａ−ｃ間電圧Ｖa-c の変動分を画素容量Ｃ_LCと
素子容量Ｃ_Dとの容量比と逆の比率で分圧した電圧のう
ち画素容量Ｃ_LCに分圧される電圧分である。

【００６３】しかし、この駆動方法では、非選択期間Ｔ
_O 中に能動素子２の入力端と対向電極４との間に印加さ
れる非選択電圧が、基準電位Ｖ_Gに対して正側の波形の
面積Ａ2 と、負側の波形の面積Ｂ2 とがほぼ等しい電圧
であるため、他の画素を駆動するための画像データの影
響による上記ａ−ｃ間電圧Ｖa-c の変動は、走査信号Ｓ
_S の非選択電位Ｖ_C2を中心として正側への変動分と負側
への変動分とがほぼ等しい変動である。よって、非選択
期間中の実効値である画素の保持電圧は変動しない。

【００６４】また、次の選択期間Ｔ_S になると、このと
きは、前の選択期間Ｔ_S とは逆の極性の選択電圧が図６
のａ−ｃ間に印加されるため、能動素子２の両端間の電
位差がそのしきい値電圧より高くなって能動素子２がオ
ンし、画素容量Ｃ_LCが逆の極性に充電される。以下は、
上記動作と同様である。次に、上記駆動方法による階調
表示について説明する。

【００６５】図２〜図４は、能動素子２の入力端と対向
電極４との間に印加する電圧Ｖa-cの波形と、画素電極
１と対向電極４との間に印加される電圧Ｖb-c との関係
を示している。

【００６６】図２は、選択期間Ｔ_S に印加されるデータ
信号Ｓ_Dの正側と負側のデータパルス幅がそれぞれ選択
期間Ｔ_S の0/10（無パルス）であるときの状態であり、
このときは、能動素子２の入力端と対向電極４との間
に、（ａ）のような波形の選択電圧が印加される。

【００６７】このような波形の選択電圧が能動素子２の
入力端と対向電極４との間に印加されると、画素電極１
と対向電極４との間に印加される電圧Ｖb-cは、図２の
（ｂ）のように、選択期間Ｔ_S の全期にわたって基準選
択電圧Ｖ_C1に応じた立ち上がり曲線で立ち上がる。

【００６８】そして、選択期間Ｔ_S が経過して非選択期
間Ｔ_O になり、能動素子２がオフすると、画素容量Ｃ_LC
の電圧は、選択期間Ｔ_S 中に充電された電圧から、ａ−
ｃ間電圧Ｖa-c の低下分のうち画素容量Ｃ_LCと素子容量
Ｃ_D の容量比と逆の比率で画素容量Ｃ_LCに分圧された電
圧分だけ低下した電圧Ｖ1 になり、この電圧Ｖ1 が画素
電極１と対向電極４との間の保持電圧になる。

【００６９】なお、選択期間Ｔ_S が経過して非選択期間
Ｔ_O になったときの画素容量Ｃ_LCの電圧低下の度合は、
画素容量Ｃ_LCと素子容量Ｃ_D との容量比に依存するた
め、素子容量Ｃ_D の容量値を画素容量Ｃ_LCの1/10程度に
小さくしておけば、上記電圧低下を小さく抑えることが
できる。

【００７０】また、図３は、選択期間Ｔ_S に印加される
データ信号Ｓ_D の正側と負側のデータパルス幅がそれぞ
れ選択期間Ｔ_S の1/10であるときの状態であり、このと
きは、能動素子２の入力端と対向電極４との間に、
（ａ）のような波形の選択電圧が印加される。

【００７１】なお、この選択電圧の波形は、対向電極に
供給されたデータ信号Ｓ_D が、選択期間Ｔ_S の前半の終
期に走査信号Ｓ_S と同極性の電位Ｖ_D のデータパルスを
もち、選択期間Ｔ_S の後半の終期に走査信号Ｓ_S と逆極
性の電位−Ｖ_D のデータパルスをもつ信号であるときの
波形であり、したがって、選択期間Ｔ_Sの前半に能動素
子２の入力端と対向電極４との間に印加される選択電圧
は、この前半期間の初期から終期にかけては基準選択電
圧Ｖ_C1であり、終期に基準選択電圧Ｖ_C1より低いパルス
重畳電圧Ｖ_C1−Ｖ_S になる。また、選択期間Ｔ_S の後半
に能動素子２の入力端と対向電極４との間に印加される
選択電圧は、この後半期間の初期から終期にかけては基
準選択電圧Ｖ_C1であり、終期に、基準選択電圧Ｖ_C1より
高いパルス重畳電圧Ｖ_C1＋Ｖ_S になる。

【００７２】このような波形の選択電圧が能動素子２の
入力端と対向電極４との間に印加されると、画素電極１
と対向電極４との間に印加される電圧Ｖb-cは、図３の
（ｂ）のように、選択期間Ｔ_S の前半の初期から終期に
かけては基準選択電圧Ｖ_C1に応じた立ち上がり曲線で立
ち上がり、この前半の終期に低電圧のパルス重畳電圧Ｖ
_C1−Ｖ_S に応じた立ち上がり曲線で立ち上がるととも
に、選択期間Ｔ_S の後半の初期から終期にかけては再び
基準選択電圧Ｖ_C1に応じた立ち上がり曲線で立ち上が
り、この後半の終期に、高電圧のパルス重畳電圧Ｖ_C1＋
Ｖ_S の印加により急速に立ち上がる。

【００７３】また、選択期間Ｔ_S が経過して非選択期間
Ｔ_O になると、画素容量Ｃ_LCの電圧が、一定の比率で低
下した電圧Ｖ2 になり、この電圧Ｖ2 が画素電極１と対
向電極４との間の保持電圧になる。

【００７４】図４は、選択期間Ｔ_S に印加されるデータ
信号Ｓ_Dの正側と負側のデータパルス幅がそれぞれ選択
期間Ｔ_S の5/10（選択期間Ｔ_S の１／２の全幅）の最大
幅であるときの状態であり、このときは、能動素子２の
入力端と対向電極４との間に、（ａ）のような波形の選
択電圧が印加される。

【００７５】なお、この選択電圧の波形は、対向電極４
に供給されたデータ信号Ｓ_D が、選択期間Ｔ_S の前半に
走査信号Ｓ_S と同極性の電位Ｖ_D のデータパルスをも
ち、選択期間Ｔ_S の後半に走査信号Ｓ_S と逆極性の電位
−Ｖ_D のデータパルスをもつ信号であるときの波形であ
り、したがって、選択期間Ｔ_S の前半の期間に能動素子
２の入力端と対向電極４との間に印加される選択電圧
は、基準選択電圧Ｖ_C1より低いパルス重畳電圧Ｖ_C1−Ｖ
_S であり、選択期間Ｔ_S の後半の期間に能動素子２の入
力端と対向電極４との間に印加される選択電圧は、基準
選択電圧Ｖ_C1より高いパルス重畳電圧Ｖ_C1＋Ｖ_S であ
る。

【００７６】このような波形の選択電圧が能動素子２の
入力端と対向電極４との間に印加されると、画素電極１
と対向電極４との間に印加される電圧Ｖb-cは、図４の
（ｂ）のように、選択期間Ｔ_S の前半はその全期にわた
って低電圧のパルス重畳電圧Ｖ_C1−Ｖ_S に応じた立ち上
がり曲線で立ち上がり、選択期間Ｔ_S の後半はその全期
にわたって高電圧のパルス重畳電圧Ｖ_C1＋Ｖ_S に応じた
立ち上がり曲線で急速に立ち上がる。

【００７７】また、選択期間Ｔ_S が経過して非選択期間
Ｔ_O になると、画素容量Ｃ_LCの電圧が一定の比率で低下
した電圧Ｖ3になり、この電圧Ｖ3 が画素電極１と対向
電極４との間の保持電圧になる。

【００７８】上記図２〜図４における、選択期間Ｔ_S 中
に画素電極１と対向電極４との間に印加される電圧Ｖb-
c のピーク値（選択期間Ｔ_S の終端の電圧値）は、能動
素子２の入力端と対向電極４との間に印加される選択電
圧と、能動素子２であるダイオードリングの電流−電圧
特性と、選択電圧が印加される時間（選択期間）Ｔ_Sと
によって決まる。

【００７９】すなわち、選択期間Ｔ_S 中に画素電極１と
対向電極４との間に印加される電圧Ｖb-c は、能動素子
２の入力端と対向電極４との間に印加される電圧Ｖa-c
の選択電圧値に応じて、能動素子２の電流−電圧特性に
よって決まる立ち上がり曲線で立ち上がり、選択期間Ｔ
_S が経過して選択電圧が印加されなくなった時点で、そ
の立ち上がりが止まる。

【００８０】そして、能動素子２の入力端と対向電極４
との間に印加される選択電圧は、基準選択電圧Ｖ_C1と、
この基準選択電圧Ｖ_C1より低いパルス重畳電圧Ｖ_C1−Ｖ
_S と、基準選択電圧Ｖ_C1より高いパルス重畳電圧Ｖ_C1＋
Ｖ_S との３つのレベルの電圧であるため、画素電極１と
対向電極４との間に印加される電圧Ｖb-c は、基準選択
電圧Ｖ_C1が印加されたときはこの電圧Ｖ_C1に応じた立ち
上がり曲線で立ち上がり、低電圧のパルス重畳電圧Ｖ_C1
−Ｖ_S が印加されたときは基準選択電圧Ｖ_C1の印加時よ
りも緩い立ち上がり曲線で立ち上がり、高電圧のパルス
重畳電圧Ｖ_C1＋Ｖ_S が印加されたときは基準選択電圧Ｖ
_C1の印加時よりも急角度の立ち上がり曲線で立ち上が
る。

【００８１】また、これら印加電圧Ｖ_C1，Ｖ_C1−Ｖ_S，
Ｖ_C1＋Ｖ_S に対する上記電圧Ｖb-cの立ち上がり量は、
各電圧Ｖ_C1，Ｖ_C1−Ｖ_S ，Ｖ_C1＋Ｖ_S の印加時間に対応
するため、電圧Ｖb-c のピーク値は、選択期間Ｔ_S 中に
占める基準選択電圧Ｖ_C1の印加時間と重畳電圧Ｖ_C1＋Ｖ
_S の印加時間との比に応じて変化する。

【００８２】したがって、選択期間Ｔ_S が経過して非選
択期間Ｔ_O になったときに画素容量Ｃ_CLに保持される電
圧（選択期間Ｔ_S 中に充電された電圧から、ａ−ｃ間電
圧の低下分のうち画素素子容量Ｃ_LCへの分圧値だけ低下
した電圧）Ｖb-c は、能動素子２の入力端と対向電極４
との間に印加した選択電圧のデータパルス幅によって異
なる。

【００８３】例えば、上記選択電圧が、図２のようなデ
ータパルス幅が０（無パルス）の電圧である場合は、上
記画素容量Ｃ_CLに保持される電圧Ｖb-c は、その制御範
囲のうち最も低い電圧Ｖ1 になり、選択電圧が図４のよ
うな最大幅のデータパルスをもつ電圧である場合は、画
素容量Ｃ_CLに保持される電圧Ｖb-c は、その制御範囲の
うち最も高い電圧Ｖ3 になる。

【００８４】また、上記選択電圧が、選択期間Ｔ_S の前
半及び後半の一部にデータパルスをもつ図３のような電
圧である場合は、上記画素容量Ｃ_CLに保持される電圧Ｖ
b-cは、その制御範囲の最低値と最高値の間の電圧Ｖ2
になり、この電圧Ｖ2 は選択電圧のデータパルス幅に応
じて変化する。

【００８５】なお、図３の（ａ）に示した選択電圧（Ｖ
a-c の選択期間Ｔ_S 中の電圧）は、選択期間Ｔ_S の前半
の終期と後半の終期にデータパルスが重畳した波形であ
るが、この選択電圧は、選択期間Ｔ_Sの前半及び後半の
初期または中期にパルスを重畳させた波形であってもよ
く、その場合も、画素電極１と対向電極４との間に印加
される電圧Ｖb-c は、基準選択電圧Ｖ_C1の印加中はこの
電圧Ｖ_C1に応じた立ち上がり曲線で立ち上がり、パルス
重畳電圧Ｖ_C1−Ｖ_S ，Ｖ_C1＋Ｖ_S の印加中はそれぞれこ
の電圧Ｖ_C1−Ｖ_S ，Ｖ_C1＋Ｖ_S に応じた立ち上がり曲線
で立ち上がるため、画素容量Ｃ_CLに保持される電圧Ｖb-
c は、選択電圧のデータパルス幅に応じた値になる。

【００８６】一方、液晶の立ち上がり角は、画素電極１
と対向電極４との間に印加される電圧（画素容量Ｃ_LCの
保持電圧）Ｖb-c の値に応じて異なり、画素の透過率は
液晶の立ち上がり角に応じて変化する。

【００８７】したがって、上記のように、選択期間Ｔ_S
中の能動素子２の入力端と対向電極４との間に画像デー
タに応じたパルス幅の選択電圧を印加して、能動素子２
に接続された画素電極１と対向電極４との間に前記選択
電圧のデータパルス幅に応じた値の電圧を印加すれば、
画素の透過率を制御して階調表示を実現することができ
る。

【００８８】次に、上記階調表示の階調数について説明
すると、この階調数は、限られた選択期間Ｔ_S 中に画素
容量Ｃ_CLに充電する電圧Ｖb-c の値を何段階に選べるか
によって決まる。

【００８９】そして、上記のように能動素子２の入力端
と対向電極４との間に印加する選択電圧のデータパルス
幅を変化させて画素電極１と対向電極４との間の印加電
圧を制御するパルス幅変調による階調表示では、選択電
圧のデータパルス幅に対応する画素電極１と対向電極４
との間の印加電圧の変化が、能動素子の電流−電圧特性
によって決まるが、ダイオードリングからなる能動素子
２を用いている上記液晶表示素子は、その能動素子２の
電流−電圧特性が急俊でかつ応答性も高いため、画素電
極１と対向電極４との間の印加電圧を大きく変化させる
ことができる。

【００９０】図７は、上記液晶表示素子の能動素子２で
あるダイオードリングの電流−電圧特性を、トンネル効
果を利用するＭＩＭの電流−電圧特性と比較して示して
おり、この図のように、上記ダイオードリングは、ＭＩ
Ｍに比べて、電流−電圧特性が急俊で、かつ応答性も高
い。

【００９１】したがって、能動素子２にダイオードリン
グを用いた上記液晶表示素子は、ＭＩＭを能動素子とす
る液晶表示素子のように印加電圧を高くしなくても、高
時分割駆動での階調表示が可能である。

【００９２】上記ダイオードリングの電流−電圧特性
は、その薄膜ダイオード５，６のＩ型半導体層の膜厚を
変えることによって任意に選ぶことができるし、また図
６（ａ）におけるａ−ｂ間の薄膜ダイオード５，６の数
を変えることによっても、上記電流−電圧特性を任意に
選ぶことができる。

【００９３】すなわち、ダイオードリングの電流−電圧
特性は、薄膜ダイオード５，６のＩ型半導体層の膜厚を
薄くするほど急俊になり、またダイオードリングの順方
向回路と逆方向回路の薄膜ダイオード数を少なくするほ
ど急俊になる。

【００９４】図８は、ダイオードリングを能動素子２と
する液晶表示素子の、能動素子２の入力端と対向電極４
との間に印加される電圧Ｖa-c に対する画素容量Ｃ_LCへ
の充電特性図であり、（ａ）は、一般的な電流−電圧特
性をもつダイオードリングを用いた液晶表示素子の画素
容量充電特性、（ｂ）は、電流−電圧特性がより急俊な
ダイオードリングを用いた液晶表示素子の画素容量充電
特性を示している。

【００９５】図８（ａ）に示した画素容量充電特性は、
約40μ秒の充電時間で画素容量Ｃ_LCの充電電圧がピーク
に達する特性であり、この画素容量充電特性をもつ液晶
表示素子は、選択期間Ｔ_S を２等分した時間が約40μ秒
（選択期間Ｔ_S が約80μ秒の時分割数で高時分割駆動す
るのに適している。

【００９６】したがって、この液晶表示素子の階調表示
は、選択電圧のパルス幅を、０〜約40μ秒の範囲内で制
御して行なえばよく、例えば画素電極１と対向電極４と
の間に電圧を印加したときに画素が光を透過させる状態
になるネガ表示タイプの液晶表示素子の場合の表示画素
の階調は、パルス幅が０（無パルス）の選択電圧を印加
したときに最も暗く、約40μ秒のパルス幅の選択電圧を
印加したときに最も明るくなり、０〜約40μ秒の範囲内
のパルス幅の選択電圧を印加したときに、このパルス幅
に応じた明るさになる。

【００９７】なお、表示階調数は、前述したように、選
択期間Ｔ_S 中に画素容量Ｃ_CLに充電する電圧Ｖb-c の値
を何段階に選べるかによって決まるが、階調差が明確な
階調表示を得るには、画素容量Ｃ_CLの充電電圧Ｖb-c の
差、つまり画素電極１と対向電極４との間に印加される
電圧の差を、ある程度大きくとる必要がある。

【００９８】このため、上記選択電圧のパルス幅は、画
素容量Ｃ_LCに、明確な階調差が得られる電圧差の電圧Ｖ
b-c を充電させることができるような幅差で制御する必
要があるが、画素容量Ｃ_LCに充電される電圧Ｖb-c の立
ち上がり曲線は、能動素子２の電流−電圧特性が一定で
あるとすると、能動素子２の入力端と対向電極４との間
に印加される電圧Ｖa-c によって決まるから、この印加
電圧Ｖa-c をある程度高くして上記充電電圧Ｖb-c の立
ち上がり曲線を急俊にしてやれば、選択電圧のパルス幅
の差が比較的小さくても、画素容量Ｃ_LCに十分な電圧差
の電圧Ｖb-c を充電させることができる。

【００９９】また、上記印加電圧Ｖa-c を高くすると、
選択期間Ｔ_S 中に選択電圧のパルス幅に応じて画素容量
Ｃ_CLに充電される電圧Ｖb-c の範囲が大きくなり、この
充電される電圧Ｖb-c の範囲が大きければ、画素電極１
と対向電極４との間に印加される電圧の段階数を多くす
ることができる。

【０１００】したがって、上記選択電圧の電圧値をある
程度高く設定しておけば、選択電圧のパルス幅数を多く
して、多段階の階調表示を行なうことができる。なお、
上記選択電圧の電圧値は、ＭＩＭを能動素子とする液晶
表示素子に階調表示を行なわせるのに必要な電圧より
も、かなり低い電圧でよい。これは、図８（ｂ）に示し
た画素容量充電特性をもつ液晶表示素子においても同様
である。

【０１０１】また、図８（ｂ）に示した画素容量充電特
性は、10〜15μ秒の充電時間で画素容量Ｃ_LCの充電電圧
がピークに達する特性であり、この画素容量充電特性を
もつ液晶表示素子は、選択期間Ｔ_S を２等分した時間を
10〜15μ秒（選択期間Ｔ_S は20〜30μ秒）と非常に短く
できるため、表示階調数は図１０（ａ）に示した画素容
量充電特性の液晶表示素子と同じでも、はるかに多い時
分割数で時分割駆動することができる。

【０１０２】そして、上記駆動方法は、ダイオードリン
グを能動素子２とした液晶表示素子を、パルス幅変調方
式で駆動するものであるため、上記液晶表示素子の駆動
方法として従来採用されている電圧変調方式のように多
段階の電圧レベルの駆動信号を用いる必要はなく、した
がって、簡単な構成の駆動回路で、上記液晶表示素子に
多階調の階調表示を行なわせることができる。

【０１０３】一方、非選択期間Ｔ_O には、信号線３に供
給される走査信号Ｓ_S は非選択電位Ｖ_C2になるが、対向
電極４には、各行の画素の選択期間毎に画像データに応
じてパルス幅が変化するデータ信号Ｓ_D が供給されるた
め、能動素子２の入力端と対向電極４との間の電圧Ｖa-
c は、非選択期間Ｔ_O にも、同じ列の他の画素を駆動す
るための画像データに応じて変動する。

【０１０４】このため、非選択期間Ｔ_O 中の画素の電極
間電圧は、前述した選択期間Ｔ_S から非選択期間Ｔ_O に
なったときの電圧変動と同様に、ａ−ｃ間電圧Ｖa の変
動分のうち画素容量Ｃ_LCへの分圧値（画素容量Ｃ_LCと素
子容量Ｃ_D とにその容量比と逆の比率で分圧される電圧
のうちの画素容量Ｃ_LCに分圧される電圧）だけ変動す
る。

【０１０５】すなわち、非選択期間Ｔ_O 中の画素には、
図２〜図４の（ｂ）における非選択期間Ｔ_O の波形のよ
うな、選択期間Ｔ_S が終了したときの電極間電圧Ｖ_LCの
電圧値（選択期間Ｔ_S 中に印加された電圧から、非選択
期間Ｔ_O になったときのａ−ｃ間電圧Ｖa の低下分のう
ち画素容量Ｃ_LCへの分圧値だけ低下した電圧値）Ｖ1，
Ｖ2 ，Ｖ3 に、他の画素を駆動するための画像データの
影響による変動分（画素容量Ｃ_LCに分圧される変動分）
が重畳した非選択電圧が印加される。

【０１０６】しかし、上記駆動方法では、図１に示した
ように、信号線３に供給する走査信号Ｓ_S を、選択期間
Ｔ_S 中は正負いずれか一方の極性の選択電位Ｖ_C1を保
ち、非選択期間Ｔ_O 中は正負いずれか一方の極性で且つ
選択期間Ｔ_S 中の選択電位Ｖ_C1電位より低い非選択電位
Ｖ_C2を保つ信号とし、対向電極４に供給するデータ信号
Ｓ_D を、画像データに応じた幅のパルスをもち、且つ選
択期間Ｔ_S を２等分した周期で基準電位Ｖ_G に対し正側
と負側とにほぼ等しい振幅で電位が変化する信号、つま
り、基準電位Ｖ_G を中心として正側の波形の面積Ａ1 と
負側の波形の面積Ｂ1 とがほぼ等しい波形の信号として
いるため、非選択期間Ｔ_O に能動素子２の入力端と対向
電極４との間に印加される電圧は、前述したように、走
査信号Ｓ_Sの非選択電位Ｖ_C2を中心として正側の波形の
面積Ａ2 と負側の波形の面積Ｂ2 とがほぼ等しい波形の
電圧である。

【０１０７】したがって、非選択期間Ｔ_O 中に画素の電
極間に印加される非選択電圧は、図２〜図４の（ｂ）に
示したように、選択期間Ｔ_S の１／２の周期で、上記選
択期間Ｔ_S が終了したときの電極間電圧Ｖ_LCの電圧値
（以下、基準保持電圧という）Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 を中心
として正側と負側とにほぼ同じ振幅（他の画素を駆動す
るための画像データの影響による変動分の振幅）で電圧
値が変化する電圧である。つまり、非選択期間Ｔ_O 中の
画素の電極間に印加される非選択電圧は、上記基準保持
電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 を中心として正側の波形の面積Ａ
3 と負側の波形の面積Ｂ3 とがほぼ等しい波形である。

【０１０８】このため、非選択期間Ｔ_O 中の画素の電極
間に印加される非選択電圧の正側への変動分と負側への
変動分とはほぼ等しく、したがって正側と負側への電圧
の変動分が互いに相殺されるため、非選択期間Ｔ_O の画
素の電極間電圧の実効値、すなわち保持電圧は、上記基
準保持電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 に保たれてほとんど変動し
ない。

【０１０９】そして、非選択期間Ｔ_O 中の電極間電圧の
実効値がほとんど変化しなければ、非選択期間Ｔ_O 中の
画素の電圧−透過率特性もほとんど変化しないため、画
素の透過率は、選択期間Ｔ_S に印加した選択電圧のパル
ス幅に応じて画素容量Ｃ_LCに蓄積された電圧値Ｖ1，Ｖ2
，Ｖ3 に対応する透過率に保たれるから、非選択期間
Ｔ_O 中に画素の透過率が変動することはほとんどなく、
したがって、画像データに応じた正しい階調の表示を得
ることができる。

【０１１０】すなわち、図９は、前述した構成のアクテ
ィブマトリックス液晶表示素子を上記実施例の駆動方法
で時分割駆動したときの、１つの画素のパルス幅−透過
率特性を示しており、実線は、１本の対向電極４に対応
する１列の画素のうち、測定用画素を除いた他の画素の
全てを透過状態（選択電圧を印加しない状態）に制御し
たときの特性、破線は、上記１列の画素のうち、測定用
画素を除いた他の画素の全てを不透過状態（選択期間の
１／２の全幅に相当する最大パルス幅の選択電圧を印加
した状態）に制御したときの特性である。

【０１１１】この図９から明らかなように、上記２つの
条件でのパルス幅−透過率特性は極めて近似しており、
同じ列の他の画素の駆動状態によって変化する透過率の
変動幅は約５％以内である。

【０１１２】このため、パルス幅−透過率特性が他の画
素の駆動状態によって影響を受けることが殆ど無く、し
たがって、画素の透過率を選択期間Ｔ_S に印加する選択
電圧のパルス幅に応じて正しく制御することができる。

【０１１３】しかも、上記実施例の駆動方法では、デー
タ信号Ｓ_D は各選択期間の波形が基準電位Ｖ_G に対して
正側と負側のデータパルスをもつ信号であるが、選択期
間Ｔ_S 中に能動素子２の入力端と対向電極４との間に印
加される選択電圧は、正側と負側のいずれのデータパル
スが重畳した電圧も走査信号Ｓ_S の非選択電位Ｖ_C2に対
して正負いずれか一方の極性の電圧であるため、選択期
間Ｔ_S の間中、画素電極１と対向電極４との間に上記一
方の極性の電荷が蓄積される。

【０１１４】すなわち、画素の電極間への充電は、選択
期間をいっぱいに利用して行なわれるのであり、したが
って、画素の電極間への充電時間を十分にとれるから、
能動素子の能力（電流を流し得る能力）に影響されず
に、画素の電極間に印加する電圧を十分高くすることが
できる。

【０１１５】また、従来の駆動方法では、画素の電圧−
透過率特性に他の画素の駆動状態が大きく影響するた
め、この電圧−透過率特性の変動を小さくするには、画
素容量に対する能動素子の素子容量をかなり小さくし
て、他の画素を駆動するための画像データによる能動素
子の入力端と対向電極との間の印加電圧の変動分のう
ち、画素容量に分圧される電圧を極端に小さくする必要
がある。

【０１１６】このため、従来のダイオードリングを能動
素子とする液晶表示素子では、ダイオードリングを構成
するダイオードをできるだけ小さな素子面積に形成して
その容量を小さくするか、あるいは、上記ダイオードリ
ングの順方向回路と逆方向回路とをそれぞれ複数のダイ
オードを直列接続して構成して、ダイオードリングの容
量を小さくしている。

【０１１７】しかし、このようにダイオードの素子面積
を小さくするには、その製造に際して高精度のパターニ
ングを必要とするし、また、ダイオードリングの順方向
及び逆方向回路を構成するダイオード数を多くしたので
は、ダイオードリングが占める面積が大きくなって、そ
の分だけ画素電極の面積が制約される。

【０１１８】これに対して、上記実施例の駆動方法で
は、上述したように、非選択電圧の正側への変動分と負
側への変動分とを互いに相殺させているため、上記非選
択電圧の変動はある程度大きくてもよく、したがって、
能動素子２の入力端と対向電極４との間の印加電圧の変
動分のうち、画素容量Ｃ_LCに分圧される電圧を極端に小
さくする必要はない。

【０１１９】このため、画素容量Ｃ_LCに対する素子容量
Ｃ_D の比は、選択期間Ｔ_S から非選択期間Ｔ_O になった
ときの容量比分圧による電圧低下をある程度の範囲内に
抑えられる比率（例えば1/10程度）であればよい。

【０１２０】したがって、上記実施例の駆動方法によれ
ば、ダイオードリングを構成するダイオードを比較的大
きな素子面積に形成できるため、このダイオードリング
を高精度のパターニングを必要とすることなく容易に製
造できるし、またダイオードリングの順方向及び逆方向
回路を構成するダイオード数を少なくして、ダイオード
リングが占める面積を小さくし、その分だけ画素電極の
面積を大きくとって、液晶表示素子の開口率を高くする
ことができる。

【０１２１】なお、上記実施例では、データ信号を、選
択期間Ｔ_S を２等分した周期で基準電位Ｖ_G に対し正側
と負側に電位が変化する信号としているが、このデータ
信号は、選択期間Ｔ_S を複数に分割した周期で基準電位
Ｖ_G に対し正側と負側に電位が変化する信号であれば、
どのような波形の信号でもよく、要は、能動素子２の入
力端と対向電極４との間に、選択期間Ｔ_S 中は、画像デ
ータに応じた幅のパルスをもつ正負いずれか一方の極性
の選択電圧を印加し、非選択期間Ｔ_O には、選択期間Ｔ
_S より短い周期で電位が変化し且つ走査信号Ｓ_S の非選
択電位Ｖ_C2を中心として正側と負側の面積がほぼ等しい
波形の電圧を印加できればよい。 （第２の実施例）次に、本発明の第２の実施例を図１０
〜図１３を参照して説明する。なお、前述した第１の実
施例と重複する事項については、その説明を省略する。

【０１２２】この実施例の駆動方法を説明すると、図１
０は駆動信号の波形図であり、（ａ）は、図７に示した
液晶表示素子の第１行の信号線３に供給する走査信号Ｓ
_S の波形、（ｂ）は１本の対向電極４に供給するデータ
信号Ｓ_D の波形を示し、（ｃ）は能動素子２の駆動信号
入力端（信号線３との接続端）と対向電極４との間（図
６におけるａ点とｃ点との間）に印加される電圧Ｖa-c
の波形を示している。

【０１２３】上記走査信号Ｓ_S は、第１の実施例と同じ
信号であり、選択期間Ｔ_S 中は選択電位Ｖ_C1、非選択期
間Ｔ_O 中は非選択電位Ｖ_C2となり、１フィールドＴ_F 毎
にその極性が反転する。

【０１２４】一方、上記データ信号Ｓ_D は、各行の画素
の選択期間に同期させて外部から供給される画像データ
に応じた数のデータパルスをもつ信号であり、このデー
タ信号Ｓ_D は、各行の画素の選択期間毎に、選択期間Ｔ
_S を偶数に均等分割した周期で、基準電位Ｖ_G に対し正
側と負側とにほぼ等しい振幅で電位が変化する信号であ
る。なお、図では、波形を見やすくするために、選択期
間Ｔ_S の分割数を１０等分としているが、この選択期間
Ｔ_S の分割数は、例えば数十等分であり、データパルス
の幅は、選択期間Ｔ_S の１つの分割期間の幅と同じであ
る。

【０１２５】このデータ信号Ｓ_D の各選択期間毎の正側
の電位Ｖ_S のデータパルスの数と負側の電位−Ｖ_S のデ
ータパルスの数は、それぞれ同じ画像データに応じた数
であり、したがって各選択期間毎の正側のデータパルス
数と負側のデータパルス数は同数で、且つその電位Ｖ_S
の絶対値も等しい。

【０１２６】つまり、上記データ信号Ｓ_D は、各選択期
間Ｔ_S 毎の波形が、基準電位Ｖ_G を中心として正側の波
形の面積と、負側の波形の面積とがほぼ等しい波形の信
号である。

【０１２７】なお、図１０に示したデータ信号Ｓ_D は、
第１行の画素の選択期間Ｔ_S1における正側と負側のパル
ス数がそれぞれ１、第２行の画素の選択期間Ｔ_S2におけ
る正側と負側のパルス数がそれぞれ４、第３行の画素の
選択期間Ｔ_S3における正側と負側のパルス数がそれぞれ
２の信号であるが、このデータ信号Ｓ_D の各選択期間Ｔ
_S1，Ｔ_S2，Ｔ_S3…毎の正側と負側のデータパルス数は、
画像データに応じて、０（無パルス）〜ｎ（パルス幅に
よって決まる選択期間Ｔ_S 中に印加できる最大許容パル
ス数）の範囲で変化する。

【０１２８】このような波形の走査信号Ｓ_S とデータ信
号Ｓ_D とを信号線３と対向電極４とに供給すると、前記
信号線３に接続された能動素子２の入力端と対向電極４
との間に、図１０の（ｃ）のような、走査信号Ｓ_S とデ
ータ信号Ｓ_D とを合成した波形の電圧Ｖa-c が印加され
る。

【０１２９】上記能動素子２の入力端と対向電極４との
間に印加される電圧Ｖa-c のうち、選択期間Ｔ_S 中に印
加される選択電圧は、上記データ信号Ｓ_D の電位が０で
あるときは走査信号Ｓ_S の選択電位Ｖ_C1と同じであり、
データ信号Ｓ_D の電位がデータパルスの電位になると、
走査信号Ｓ_S の選択電位Ｖ_C1に上記データパルスの電位
Ｖ_S または−Ｖ_S が重畳した電圧Ｖ_C1＋Ｖ_S またはＶ_C1
−Ｖ_S になる。なお、この各電圧Ｖ_C1，Ｖ_C1−Ｖ_S ，Ｖ
_C1＋Ｖ_S の値は第１の実施例と同じである。

【０１３０】また、非選択期間Ｔ_O 中に能動素子２の入
力端と対向電極４との間に印加される非選択電圧は、同
じ列の他の画素を駆動するための画像データに応じたデ
ータパルスが走査信号Ｓ_S に重畳した電圧であり、この
非選択電圧は、データ信号Ｓ_D の電位が０であるときは
走査信号Ｓ_S の非選択電位Ｖ_C2と同じであるが、データ
信号Ｓ_D の電位がデータパルスの電位になると、走査信
号Ｓ_S の非選択電位Ｖ_C2にデータパルスの電位Ｖ_S また
は−Ｖ_S が重畳した電圧Ｖ_C2＋Ｖ_S またはＶ_C2−Ｖ_S に
なる。この各電圧Ｖ_C2，Ｖ_C2−Ｖ_S ，Ｖ_C2＋Ｖ_S の値も
第１の実施例と同じである。

【０１３１】すなわち、上記非選択電圧は、同じ列の他
の画素を駆動するための画像データに応じた正側のデー
タパルスと負側のデータパルスとが重畳した電圧である
が、この非選択電圧は、走査信号Ｓ_S の非選択電位Ｖ_C2
を中心として正側の波形の面積と、負側の波形の面積と
がほぼ等しい電圧である。

【０１３２】そして、能動素子２の入力端と対向電極４
との間に選択電圧が印加されると、能動素子２に接続さ
れた画素電極１と対向電極４との間に電圧が印加され、
画素電極１と対向電極４およびその間の液晶とで形成さ
れた画素容量Ｃ_LCへの充電が開始される。

【０１３３】また、選択期間Ｔ_S が経過して非選択期間
Ｔ_O になり、能動素子２の入力端と対向電極４との間の
電圧、つまり図６におけるａ−ｃ間の電圧Ｖa-c が低く
なると、能動素子２がオフして画素容量Ｃ_LCへの充電が
停止し、画素容量Ｃ_LCの電圧が、選択期間Ｔ_S 中に電圧
から、ａ−ｃ間電圧Ｖa-c の低下分のうち画素容量Ｃ_LC
への分圧値（画素容量Ｃ_LCと能動素子２の素子容量Ｃ_D
とにその容量比と逆の比率で分圧される電圧のうちの画
素容量Ｃ_LCに分圧される電圧）だけ低下した電圧にな
る。この実施例の駆動方法による階調表示も、基本的に
は前述した第１の実施例と同様にして行なわれる。

【０１３４】すなわち、図１１〜図１３は、能動素子２
の入力端と対向電極４との間に印加する電圧Ｖa-c の波
形と、画素電極１と対向電極４との間に印加される電圧
Ｖb-c との関係を示している。

【０１３５】図１１は、選択期間Ｔ_S に印加されるデー
タ信号Ｓ_D の正側と負側のデータパルス数がそれぞれ０
（無パルス）であるときの状態であり、（ａ）は能動素
子２の入力端と対向電極４との間に印加される選択電圧
の波形、（ｂ）は画素電極１と対向電極４との間に印加
される電圧Ｖb-c の波形である。

【０１３６】図１２は、選択期間Ｔ_S に印加されるデー
タ信号Ｓ_D の正側と負側のデータパルス数がそれぞれ１
であるときの状態であり、（ａ）は能動素子２の入力端
と対向電極４との間に印加される選択電圧の波形、
（ｂ）は画素電極１と対向電極４との間に印加される電
圧Ｖb-c の波形である。

【０１３７】図１３は、選択期間Ｔ_S に印加されるデー
タ信号Ｓ_D の正側と負側のデータパルス数がそれぞれ最
大許容パルス数ｎであるときの状態であり、（ａ）は能
動素子２の入力端と対向電極４との間に印加される選択
電圧の波形、（ｂ）は画素電極１と対向電極４との間に
印加される電圧Ｖb-c の波形である。

【０１３８】この実施例の駆動方法においても、画素電
極１と対向電極４との間に印加される電圧Ｖb-c は、能
動素子２の入力端と対向電極４との間に印加される選択
電圧が基準選択電圧Ｖ_C1であるときはこの電圧Ｖ_C1に応
じた立ち上がり曲線で立ち上がり、選択電圧が基準選択
電圧Ｖ_C1より低電圧のパルス重畳電圧Ｖ_C1−Ｖ_S になっ
たときは基準選択電圧Ｖ_C1の印加時よりも緩い立ち上が
り曲線で立ち上がり、選択電圧が高電圧のパルスの電圧
電圧Ｖ_C1＋Ｖ_S になったときは急角度の立ち上がり曲線
で立ち上がるが、上記選択電圧は、画像データに応じて
データパルス数が異なる電圧であるため、画素電極１と
対向電極４との間に印加される電圧Ｖb-c は、選択電圧
のデータパルス数に応じて、図１１〜図１３の（ｂ）の
ように階段状に立ち上がる。

【０１３９】したがって、選択期間Ｔ_S が経過して非選
択期間Ｔ_O になったときに画素容量Ｃ_CLに保持される電
圧（選択期間Ｔ_S 中に充電された電圧から、ａ−ｃ間電
圧の低下分のうち画素容量Ｃ_CLへの分圧値だけ低下した
電圧）Ｖb-c は、能動素子２の入力端と対向電極４との
間に印加した選択電圧のデータパルスの数によって異な
る。

【０１４０】例えば、上記選択電圧が、図１１のような
データパルス数が０（無パルス）の電圧である場合は、
上記画素容量Ｃ_CLに保持される電圧Ｖb-c は、その制御
範囲のうち最も低い電圧Ｖ1 になり、選択電圧が図１３
のような最大許容パルス数ｎのデータパルスをもつ電圧
である場合は、画素容量Ｃ_CLに保持される電圧Ｖb-c
は、その制御範囲のうち最も高い電圧Ｖ3 になる。

【０１４１】また、上記選択電圧が、選択期間Ｔ_S の一
部にデータパルスをもつ図１２のような電圧である場合
は、上記画素容量Ｃ_CLに保持される電圧Ｖb-c は、その
制御範囲の最低値と最高値の間の電圧Ｖ2 になり、この
電圧Ｖ2 は上記データパルスの数に応じて変化する。

【０１４２】なお、図１２の（ａ）に示した選択電圧
（Ｖa-c の選択期間Ｔ_S 中の電圧）は、選択期間Ｔ_S の
終期にデータパルスを重畳させた波形であるが、この選
択電圧のデータパルスの重畳時期は、選択期間Ｔ_S の初
期または中期でもよい。

【０１４３】そして、液晶の立ち上がり角は、画素電極
１と対向電極４との間に印加される電圧（画素容量Ｃ_LC
の保持電圧）Ｖb-c の値に応じて異なり、画素の透過率
は液晶の立ち上がり角に応じて変化する。

【０１４４】したがって、上記のように、選択期間Ｔ_S
中の能動素子２の入力端と対向電極４との間に画像デー
タに応じたパルス数の選択電圧を印加して、能動素子２
に接続された画素電極１と対向電極４との間に前記選択
電圧のデータパルス数に応じた値の電圧を印加すれば、
画素の透過率を制御して階調表示を実現することができ
る。

【０１４５】この階調表示の階調数は、限られた選択期
間Ｔ_S 中に画素容量Ｃ_CLに充電する電圧Ｖb-c の値を何
段階に選べるかによって決まるが、ダイオードリングか
らなる半導体能動素子２を用いている上記液晶表示素子
は、第１の実施例でも説明したように、能動素子２の電
流−電圧特性が急俊でかつ応答性も高いため、能動素子
２の入力端と対向電極４との間に印加する選択電圧のパ
ルス数を制御することによって、画素電極１と対向電極
４との間にの印加電圧を大きく変化させることができ
る。

【０１４６】そして、上記駆動方法は、ダイオードリン
グからなる能動素子２を用いた液晶表示素子を、画像デ
ータに応じて選択電圧のデータパルス数を変化させる変
調方式で駆動するものであるため、上記液晶表示素子の
駆動方法として従来採用されている電圧変調方式のよう
に多段階の電圧レベルの駆動信号を用いる必要はなく、
したがって、簡単な構成の駆動回路で、上記液晶表示素
子に多階調の階調表示を行なわせることができる。

【０１４７】なお、この実施例においても、液晶表示素
子として、能動素子２であるダイオードリングの電流−
電圧特性が急俊なもの（薄膜ダイオード５，６のＩ型半
導体層の膜厚を薄くするか、あるいは薄膜ダイオード
５，６の数を少なくしたもの）を用いれば、選択期間Ｔ
_S を短くして、より多い時分割数で時分割駆動すること
ができる。

【０１４８】また、この実施例の駆動方法でも、図１０
に示したように、信号線３に供給する走査信号Ｓ_S を、
選択期間Ｔ_S 中は正負いずれか一方の極性の選択電位Ｖ
_C1を保ち、非選択期間Ｔ_O 中は正負いずれか一方の極性
で且つ選択期間Ｔ_S 中の選択電位Ｖ_C1電位より低い非選
択電位Ｖ_C2を保つ信号とし、対向電極４に供給するデー
タ信号Ｓ_D を、画像データに応じた数のパルスをもち、
且つ選択期間Ｔ_S を２等分した周期で基準電位Ｖ_G に対
し正側と負側とにほぼ等しい振幅で電位が変化する信
号、つまり、基準電位Ｖ_Gを中心として正側の波形の面
積と負側の波形の面積とがほぼ等しい波形の信号として
いるため、非選択期間Ｔ_O に能動素子２の入力端と対向
電極４との間に印加される電圧は、前述したように、走
査信号Ｓ_Sの非選択電位Ｖ_C2を中心として正側の波形の
面積と負側の波形の面積とがほぼ等しい波形の電圧であ
る。

【０１４９】したがって、非選択期間Ｔ_O 中に画素の電
極間に印加される非選択電圧は、図１１〜図１３の
（ｂ）に示したように、選択期間Ｔ_Sを偶数に均等分割
した周期で、上記選択期間Ｔ_S が終了したときの電極間
電圧Ｖ_LCの電圧値（以下、基準保持電圧という）Ｖ1 ，
Ｖ2 ，Ｖ3 を中心として正側と負側とにほぼ同じ振幅
（他の画素に印加される画像データの影響による変動分
の振幅）で電圧値が変化する電圧である。つまり、非選
択期間Ｔ_O 中の画素の電極間に印加される非選択電圧
は、上記基準保持電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 を中心として正
側の波形の面積と負側の波形の面積とがほぼ等しい波形
である。

【０１５０】このため、非選択期間Ｔ_O 中の画素の電極
間に印加される非選択電圧の正側への変動分と負側への
変動分とはほぼ等しく、したがって正側と負側への電圧
の変動分が互いに相殺されるため、非選択期間Ｔ_O の画
素の電極間電圧の実効値は、上記基準保持電圧Ｖ1 ，Ｖ
2 ，Ｖ3 に保たれてほとんど変動しない。

【０１５１】したがって、この実施例の駆動方法におて
も、画素の透過率は選択期間Ｔ_S に印加した選択電圧の
パルス数に応じて画素容量Ｃ_LCに蓄積された電圧値Ｖ1
，Ｖ2 ，Ｖ3 に対応する透過率に保たれるから、非選
択期間Ｔ_O 中に画素の透過率が変動することはほとんど
なく、画像データに応じた正しい階調の表示を得ること
ができる。 （本発明の他の適用例）

【０１５２】なお、上記第１及び第２の実施例は、能動
素子２としてダイオードリングを用いた液晶表示素子を
対象としたものであるが、本発明の駆動方法は、ダイオ
ードリングを能動素子とする液晶表示素子に限らず、例
えば薄膜ダイオードからなるバック・トゥ・バック構造
の能動素子等、半導体を有する非線形抵抗素子からなる
能動素子を用いるアクティブマトリックス液晶表示素子
に広く適用することができる。

【０１５３】

【発明の効果】本発明は、半導体を有する非線形抵抗素
子からなる能動素子を用いた液晶表示素子を、従来の電
圧変調方式ではなく、パルス幅またはパルス数による変
調方式で駆動するものであるため、従来の駆動方法のよ
うに多段階の電圧レベルの駆動信号を用いることなく、
上記液晶表示素子に多階調の階調表示を行なわせること
ができる。

【０１５４】しかも、本発明では、能動素子の駆動信号
入力端と対向電極との間に、選択期間中は、画像データ
に応じたパルス幅またはパルス数の正負いずれか一方の
極性の選択電圧を印加し、他の画素を選択している非選
択期間には、選択期間より短い周期で電位が変化し且つ
走査信号の非選択期間の電位を中心として正側と負側の
面積がほぼ等しい波形の電圧を印加しているため、非選
択期間中における他の画素を駆動するための画像データ
の影響による画素の電極間電圧の変動は、走査信号の非
選択期間の電位を中心として正側への電圧の変動分と負
側への電圧の変動分とがほぼ等しい変動となり、したが
って非選択期間中の画素の電極間電圧の実効値、すなわ
ち画素の保持電圧がほとんど変動しないので、他の画素
を駆動するための画像データの影響による透過率の変動
を少なくして、画像データに応じた正しい階調の表示を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す、走査信号とデー
タ信号及び能動素子の信号入力端と対向電極との間に印
加される電圧の波形図。

【図２】選択期間に印加するデータ信号の正側と負側の
パルス幅がそれぞれ選択期間の0/10（無パルス）である
ときの、能動素子の入力端と対向電極との間に印加され
る電圧と、画素電極と対向電極との間に印加される電圧
の波形図。

【図３】選択期間に印加するデータ信号の正側と負側の
パルス幅がそれぞれ選択期間の1/10であるときの、能動
素子の入力端と対向電極との間に印加される電圧と、画
素電極と対向電極との間に印加される電圧の波形図。

【図４】選択期間に印加するデータ信号の正側と負側の
パルス幅がそれぞれ最大幅であるときの、能動素子の入
力端と対向電極との間に印加される電圧と、画素電極と
対向電極との間に印加される電圧の波形図。

【図５】液晶表示素子の一部分の平面図。

【図６】液晶表示素子の１つの画素表示要素の等価回路
図。

【図７】能動素子であるダイオードリングとＭＩＭの電
流−電圧特性図。

【図８】ダイオードリングを能動素子とする液晶表示素
子の印加電圧に対する画素容量への充電特性図。

【図９】本発明の第１の実施例の駆動方法により駆動し
たときの液晶表示素子の１つの画素のパルス幅−透過率
特性図。

【図１０】本発明の第２の実施例を示す、走査信号とデ
ータ信号及び能動素子の信号入力端と対向電極との間に
印加される電圧の波形図。

【図１１】選択期間に印加するデータ信号の正側と負側
のパルス数がそれぞれ０であるときの、能動素子の入力
端と対向電極との間に印加される電圧と、画素電極と対
向電極との間に印加される電圧の波形図。

【図１２】選択期間に印加するデータ信号の正側と負側
のパルス数がそれぞれ１であるときの、能動素子の入力
端と対向電極との間に印加される電圧と、画素電極と対
向電極との間に印加される電圧の波形図。

【図１３】選択期間に印加するデータ信号の正側と負側
のパルス数がそれぞれ最大許容パルス数であるときの、
能動素子の入力端と対向電極との間に印加される電圧
と、画素電極と対向電極との間に印加される電圧の波形
図。

【符号の説明】

１…画素電極、２…能動素子、３…信号線、４…対向電
極、Ｔ_S …選択期間、Ｔ_O …非選択期間、Ｓ_S …走査信
号、Ａ_D …データ信号、Ｖa-c …能動素子の入力端と対
向電極との間に印加される電圧、Ｖb-c …画素電極と対
向電極との間に印加される電圧。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４２ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４２Ｃ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09G 3/00 - 3/38 G02F 1/133 505 - 580

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶層を挟んで対向する一対の透明基板の
   うち、一方の基板上に、行方向及び列方向に複数配列さ
   れた画素電極と、これらの画素電極それぞれに接続され
   た半導体を有する非線形抵抗素子からなる能動素子と、
   この能動素子に駆動信号を供給する信号線とを設け、他
   方の基板上に、前記画素電極と対向する対向電極を設け
   た液晶表示素子を、前記画素電極と前記対向電極及びそ
   の間の液晶とにより形成された複数の画素を順次選択し
   て時分割駆動する液晶表示素子の駆動方法において、前
   記能動素子の駆動信号入力端と対向電極との間に、１つ
   のフィールド中の、１フィールドを画素電極の行数に応
   じて分割して１つの画素電極の行を選択する選択期間中
   は、正側と負側に等しい振幅を有し且つ前記１つの画素
   電極の行に対応する画像データに応じた幅の正負１対の
   パルスを有するデータ信号と、前記１つの画素電極の行
   を選択する走査信号の選択電位を持った信号との重畳電
   圧からなる正負いずれか一方の極性の選択電圧を連続し
   て印加し、他の画素電極の行を選択している非選択期間
   には、前記走査信号の非選択電位を持った信号と、他の
   画像電極の行に対応する画像データに応じた他のデータ
   信号との重畳電圧からなり、前記選択期間より短い周期
   で電位が変化し且つ前記走査信号の非選択期間の電位を
   中心として正側と負側の面積が等しい波形の電圧を印加
   することを特徴とする液晶表示素子の駆動方法。
2. 【請求項２】信号線と対向電極との一方に、選択期間中
   は正負いずれか一方の極性の電位を保ち、非選択期間中
   は正負いずれか一方の極性で且つ前記選択期間中の電位
   より低い電位を保つ走査信号を供給し、他方に、画像デ
   ータに応じた幅のパルスをもち、且つ選択期間を複数に
   分割した周期で前記走査信号の最大値と最小値の間の中
   間の電位に対し正側と負側とに等しい振幅で電位が変化
   するデータ信号を供給することを特徴とする請求項１に
   記載の液晶表示素子の駆動方法。
3. 【請求項３】液晶層を挟んで対向する一対の透明基板の
   うち、一方の基板上に、行方向及び列方向に複数配列さ
   れた画素電極と、これらの画素電極それぞれに接続され
   た半導体を有する非線形抵抗素子からなる能動素子と、
   この能動素子に駆動信号を供給する信号線とを設け、他
   方の基板上に、前記画素電極と対向する対向電極を設け
   た液晶表示素子を、前記画素電極と前記対向電極及びそ
   の間の液晶とにより形成された複数の画素を順次選択し
   て時分割駆動する液晶表示素子の駆動方法において、前
   記能動素子の駆動信号入力端と対向電極との間に、１つ
   のフィールド中の、１フィールドを画素電極の行数に応
   じて分割して１つの画素電極の行を選択する選択期間
   は、正側と負側に等しい振幅を有し且つ前記１つの画素
   電極の行に対応する画像データに応じた数の正負１対の
   パルスを有するデータ信号と、前記１つの画素電極の行
   を選択する走査信号の選択電位を持った信号との重畳電
   圧からなる正負いずれか一方の極性の選択電圧を連続し
   て印加し、この１つのフィールド中の他の画素を選択し
   ている非選択期間には、前記走査信号の非選択電位を持
   った信号と、他の画像電極の行に対応する画像データに
   応じた他のデータ信号との重畳電圧からなり、前記選択
   期間より短い周期で電位が変化し且つ前記走査信号の非
   選択期間の電位を中心として正側と負側の面積が等しい
   波形の電圧を印加することを特徴とする液晶表示素子の
   駆動方法。
4. 【請求項４】信号線と対向電極との一方に、１つのフィ
   ールド中の選択期間は正負いずれか一方の極性の電位を
   保ち、非選択期間は正負いずれか一方の極性で且つ前記
   選択期間中の電位より低い電位を保つ走査信号を供給
   し、他方に、画像データに応じた数のパルスをもち、且
   つ前記選択期間を複数に分割した周期で前記走査信号の
   最大値と最小値の間の中間の電位に対し正側と負側とに
   等しい振幅で電位が変化するデータ信号を供給すること
   を特徴とする請求項３に記載の液晶表示素子の駆動方
   法。