JPH02216121A - 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】 〔概要〕 残像がな（、良好な視認性を備えたアクティブマトリク
ス型液晶表示装置に関し、 透過率特性を変化させないようにして残像がなく良好な
表示が行える液晶表示装置を提供することを目的とし、 複数のドレインバスと複数のゲートバスを持ち、それぞ
れの交点近傍に少なくとも１つの能動素子とこれに接続
する画素電極を持つ透明基板と、共通電極を持つ透明な
対向基板との間に液晶を封入してなる液晶表示装置にお
いて、 前記共通電極を少な（とも２分割してそれぞれに異なる
電圧を与え、前記各画素電極がこの共通電極の少なくと
も２種類に対向するように共通電極を配置させて構成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は液晶表示装置に関し、残像がなく、良好な視認
性を備えた液晶表示装置の駆動装置に関する。

近年、アクティブマトリクス駆動方式のフラットデイス
プレィの研究、特に、液晶表示装置の開発が盛んに行わ
れている。このアクティブマトリクス駆動方式の液晶表
示装置はブラウン管に比べて奥行を少なくすることがで
きるので、ポケット型テレビやラップトツブ型コンピュ
ータ等の表示器として商品化もなされている。

ところが、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装
置には、能動素子（スイッチング素子）として用いられ
るＴＰＴ　（薄膜トランジスタ）の寄生容量により液晶
セルに印加される電圧が変化した時に視認性が劣化する
ことがあり、この改善が望まれている。

〔従来の技術〕

第８図は従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置８
０の構成を示すものである。一般に、従来のアクティブ
マトリクス型の液晶表示装置８０は、液晶セル８３が配
置された表示層を２つのガラス基板８１．８２で挟んで
構成されており、一方のガラス基板８１の上にスイッチ
ング素子であるＴＦＴ８４のゲートに接続する走査バス
（ゲートバス）８５と、ＴＦＴ８４のドレインに接続す
るデータバス　（ドレインバス）８６と、液晶セルの画
素電極８７とが設けられている。このＴＦＴ８４は走査
バス８５とデータバス８６との交点近傍に設けられてお
り、ＴＦＴ８４のソースに画素電極８７が接続している
。また、他方のガラス基板８２の上には、共通電極８８
が形成されている。そして、各データバス８６はデータ
ドライバ（図示せず）によって駆動され、各走査バス８
５は走査ドライバ（図示せず）によって駆動される。

第９図は第８図の液晶表示装置８０における１つの液晶
セルの等価回路を示すものである。ＴＦＴ８４のゲート
は走査バス８５に接続され、ドレインはデータバス８６
に接続され、ソースは液晶セル８３の一方の電極に接続
されている。８８は液晶セル８３の共通電極を示してい
る。以上のような構成においては、第１０図に示すよう
に、ゲート電圧ｖＧがハイレベル“１１″の時に、ＴＦ
Ｔ８４がオンしてドレイン電圧ＶＤがデータとして液晶
セル８３に書き込まれる。そして、液晶セル８３に書き
込まれたデータは、ゲート電圧■。がローレベル″Ｌ”
になってＴＦＴ８４がオフしても、液晶セル８３に保持
され、この性質によってパネルの全液晶セル８３につい
て書込動作が行われて表示が行われる。

とごろで、第９図の等価回路に点線で示すように、ＴＦ
Ｔ８４のゲート−ソース間には寄生容量Ｃ６゜が、ドレ
イン−ソース間には寄生容量ＣＤｓがあり、液晶セル８
３自体にも液晶セル容量ＣＬ　Ｃがあることが知られて
いる。そして、これらの寄生容量の影響により、第１０
図に示すように、液晶セル８３に書き込まれる電圧（Ｔ
　Ｆ　Ｔ８４のソース電圧）■、は、ゲート電圧Ｖ、の
立ち下がり時に、 ΔＶｓ　−（Ｃｃｓ＊ΔＶｃ　）　／　（Ｃａｓ十ｅｔ
ｃ）だけ変化し、データ電圧■。の変化時に、ΔＶＳ　
−ＣＣｎ５＊Δｖｏ　）　／　（Ｃｎｓ＋ｅｔｃ）だけ
変化することも知られている。このため、液晶セル８４
に書き込まれるデータ波形が共通電極の電圧■、に対し
て非対称になり、表示むらが発生していた。そこで、本
出願人は、対向基板８２の共通電極８８の電圧を変更す
ることにより、液晶セルに対称な電圧が印加されるよう
な装置を既に提案した（特願昭６３−ｇ３３７３６号参
照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前述のような液晶セルに対称な電圧が印加さ
れるように改良した装置においても、同一のパターンを
長時間表示させると、これが画面に焼き付き、残像とし
て視認される現象があり、この同一パターンを表示した
後の表示の品質が著しく低下するという問題があること
が分かった。

そして、この問題点は液晶が誘電異方性を持ち、液晶に
印加される電圧によって液晶の誘電率が変化するために
、液晶セル容量のデータ電圧依存性が生じるためである
ことも分かった。

本発明は、液晶表示装置′において同一のパターンを長
時間表示させた場合でも、画面に焼き付きが起こらず、
残像として視認される現象を取り除くことにより、同一
パターンを表示した後の表示の品質を向上させた液晶表
示装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成する本発明の液晶表示装置の原理構成が
第１図に示される。

第１図において、１は透明基板であり、複数のドレイン
バス２と複数のゲートバス３を持ち、それぞれの交点近
傍に少なくとも１つの能動素子４とこれに接続する画素
電極５とを持つ。６は共通電極７を持つ透明な対向基板
であり、この対向基板７と基板１との間に液晶８が封入
されている。

共通電極７は少なくとも２分割された共通電極７　ａ　
＋７ｂとから構成され、それぞれに異なる電圧■、と電
圧■２とが与えられ、前記各画素電極５はこの共通電極
７ａ、　７ｂの少なくとも２種類に対向するように共通
電極７ａ、　７ｂが配置されている。

〔作用〕

本発明の液晶表示装置によれば、１画素の液晶セルに対
して少なくとも２種類の異なる電圧を持つ共通電極が対
峙しており、この電圧の内の１つは液晶セルが黒表示の
時に最適になり、残りの電圧の内の１つは液晶セルが白
表示の時に最適になるように電圧が与えられているので
、１画素全体として共通電極の電圧が最適になることが
なく、１画素はどの階調を表示する時でもその駆動波形
の非対称性が一定となり、この結果、残像の発生が抑え
られる。

〔実施例〕

以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する
。

第２図は本発明の液晶表示装置の一実施例の構成を示す
ものである。第２図において、液晶表示装置２０は、液
晶セル２３が配置された表示層を２つのガラス基板２１
．２２で挟んで構成されており、方のガラス基板２１の
上にスイッチング素子であるＴＰＴ２４のゲートに接続
する走査バス（ゲートバス）２５　と、ＴＦＴ２４のド
レインに接続するデータバス（ドレインバス）２６と、
液晶セルの画素電極２７とが設けられている。このＴＰ
Ｔ２４は走査バス２５とデータバス２６との交点近傍に
設けられており、ＴＰＴ２４のソースに画素電極２７が
接続している。

また、他方のガラス基板２２の上には、この実施例では
２つの櫛状をした共通電極２８．２９が互いに噛み合わ
された状態で形成されている。そして、各データバス２
６はデータドライバ（図示せず）によって駆動され、各
走査バス２５は走査ドライバ（図示せず）によって駆動
される。

ガラス基板２２の上に形成された櫛状の共通電極２８、
２９と、これに重なるガラス基板２１の上に形成された
画素電極２７との位置関係を示す配置図を第３図と第４
図に示す。第３図の例では、共通電極２８、２９に画素
電極２７の幅の半分の細めの独立した枝棒２８ａ、　２
９ａをそれぞれ形成し、これらの枝棒２８ａ。

２９ａの１本ずつが１個の画素電極２７を半分ずつ覆う
ようにしている。図において２４はＴＰＴ、２５は走査
バス、２６はデータバスを示している。また、第４図の
例では、共通電極２８．２９に画素電極２７の幅とほぼ
同じの太めの独立した枝棒２８ｂ、　２９ｂをそれぞれ
形成し、これらの枝極２８ｂ、　２９ｂの１本ずつが隣
り合う２個の画素電極２７の両方を半分ずつ覆うように
している。この図においても２４はＴＰＴ、２５は走査
バス、２６はデータバスを示している。

第５図は第２図のように構成された実施例の液晶表示装
置の１つの画素の等価回路を示すものである。前述の実
施例における１つの画素は、等価回路的にはあたかも２
つの液晶セル２３Ａ、　２３Ｂからなる構成になってお
り、液晶セル２３Ａ、　２３Ｂにはそれぞれ２つの独立
した共通電極２８．２９から異なる電圧Ｖ、、Ｖ２が与
えられる。ここで、共通電極２８、２９に与える電圧Ｖ
、、Ｖ、は、液晶パネルの共通電圧ｖｃのデータ電圧Ｖ
、に対する依存性を示す第７図に示すように、例えば、
電圧■、を白表示（Ｖｏがハイレベル”Ｈ”でオンの時
の表示）したときの最適値（例：　−１，ＯＶ）として
設定し、電圧■２を黒表示（Ｖｏがローレベル“Ｌ”で
オフの時の表示）したときの最適値（例：　−１，４Ｖ
）として設定すれば良い。

次に以上のように構成された液晶セル２３に黒、或いは
白表示した場合と、灰色のような中間調表示した場合に
ついて、比較しながら透過率Ｔと電圧■の特性の変化に
ついて、両者の初期のＴ−Ｖ特性は同じであると見做し
て第６図を用いて説明する。

まず、黒、或いは白表示を行うと、少なくとも一方の部
分は、共通電圧が最適化されており、長時間表示しても
Ｔ−Ｖ特性は第６図（１）に実線で示すように変化しな
い。ところが、他方の部分は、共通電圧が大きくずれる
ために時間と共にＴ−Ｖ特性が低電圧側にシフトして第
６図（１）に−点鎖線で示すようになる。このシフト量
はＤＣ電圧と時間に比例して大きくなり、ＤＣ電圧は共
通電圧の違い、つまり、ここで黒表示の時に最適な共通
電圧を（ＶＣ黒）、白表示の時に最適な共通電圧を（Ｖ
　Ｃ白）とした時に、（ＶＣ黒）−（Ｖｃ白）に比例す
る。この結果、もともと１つの共通電極を分割した２つ
の共通電極２８．２９は非常に小さいため、人間の目で
はこの２つの共通電極部分の明るさの平均値が液晶セル
２３の明るさとして認識され、液晶セル２３は第６図（
１）に点線で示した見掛は上のＴ−Ｖ特性を持つことに
なる。

また、灰色表示のように中間調を表示した場合では、２
つの共通電極２８．２９のどちらの部分においても（Ｖ
、黒”）　−（ｖｃ白）の半分のＤＣ電圧が印加される
ため、Ｔ−Ｖ特性が時間と共に黒、または白表示の時の
共通電圧が異なる部分のＴ−■特性のシフト量の半分だ
けシフトして第６図（２）に−点鎖線で示すようになる
。これは、黒、または白表示を行う場合の見掛は上のＴ
−Ｖ特性と一致する。

以上のような液晶表示装置の動作を、従来の液晶表示装
置の動作と比較してまとめて示したものが以下に示す第
１表である。

この表からも明らかなように、従来の装置ではデータ電
圧ＶＤがハイレベル“Ｈ”とローレベル１Ｌ″の中間を
とる時に、共通電極の電圧が最適値になるように設定し
てあり、このために、白表示と黒表示の時には、共通電
極の電圧が最適値になることがなく、長時間の同一パタ
ーンの表示で残像が残ってしまう。

（第１表） “ビをとる時に、共通電圧が最適値になるように設定し
であるので、白表示と黒表示の時には、共通電極の何方
か一方の電圧が最適値になり、長時間の同一パターンの
表示でも残像が残らないのである。

更に、複数の共通電圧の設定について説明する。

複数の共通電圧の平均値Ｖ　ＣＡＶは、Ｔ−Ｖ特性のシ
フト量を揃えるために、次式でなければならない。

一方、前述の装置では２つの共通電極にそれぞれデータ
電圧ＶＤがハイレベル“１１″とローレベル但し、　Δ
■Ｇ　＝ゲート電圧の変動量Ｃ６，：ゲートーソース間
容量 ＣＬＣｏｎ：液晶がオン時の液晶セル容量ＣＬＣｏｆ：
液晶がオフ時の液晶セル容量ところが、共通電圧の平均
値■。、はこれから若干ずれても不完全であるが効果を
期待できるため、共通電圧の平均値Ｖ　ＣＡＶは以下の
範囲内に設定すれば、悪くても従来と同等の残像が現れ
ることになる。

また、表示パターンが全く変わらない場合、液晶セル２
３内の共通電圧が最適でない部分では、極性の変わらな
いＤＣ電圧がかかり続ける。このように、ＤＣ電圧がか
かり続けると、Ｔ−Ｖ特性のシフト量が大きくなり、液
晶セル２３内での輝度の平均化が不十分になり、明るい
部分が見えてくる不良のみならず、ＤＣ電圧による液晶
分子の分解等の影響が出る。これを防止するために、時
間と共に共通電圧とそれを印加する共通電極との関係を
入れ換え、つまり、今まで（ＶＣ白）に設定されていた
共通電極には（ＶＣ黒）を印加するようにし、逆に今ま
で（Ｖ、黒）に設定されていた共通電極には（ＶＣ白）
を印加するようにする。このように、液晶セル２３にか
かるＤＣ電圧の極性を変えることによって、明るい部分
が見えてくる不良と、ＤＣ電圧による液晶分子の分解等
の影響をなくすことができる。

以上のように、本発明ではいかなる表示を行なっても、
見掛は上のＴ−Ｖ特性の変化量が一定になることから、
共通電極を複数に分割し、異なった共通電圧を各共通電
極に与えることによって、局所的にＤＣ電圧が印加され
る状態をなくすことができ、残像を防止することができ
、表示品質の低下を防止することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、同一パターンを
長時間表示してもその後の表示で前のパターンの焼き付
きがなく、表示品質の低下を防止することができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示装置の原理構成図、第２図は
本発明の液晶表示装置の一実施例の構成を示す斜視図、
第３図及び第４図は１つの画素電極と複数の共通電極と
の位置関係を示す配置図、第５図は本発明の液晶表示装
置の１つの画素の等価回路頭、第６図は本発明の液晶表
示装置の動作を示すＴ−Ｖ特性図、第７図は共通電圧の
データ電圧依存性を示す特性図、第８図は従来の液晶表
示装置の構成を示す斜視図、第９図は第８図の１つの画
素の等価回路図、第１Ｏ図は第８図の液晶表示装置の動
作波形を示す波形図である。 ｌ・・・透明基板、２・・・データバス、３・・・走査
バス、４・・・能動素子、５・・・画素電極、６・・・
対向基板、７、７ａ、　７ｂ・・・共通電極、８・・・
液晶セル、２０・・・本発明の一実施例の液晶表示装置
、２４・・・ＴＦＴ、２５・・・走査バス、２６・・・
データバス、２７・・・画素電極、２８、２９・・・共
通電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のドレインバス（２）と複数のゲートバス（３
   ）を持ち、それぞれの交点近傍に少なくとも１つの能動
   素子（４）とこれに接続する画素電極（５）を持つ透明
   基板（１）と、共通電極（７）を持つ透明な対向基板（
   ６）との間に液晶を封入してなる液晶表示装置において
   、 前記共通電極（７）を少なくとも２分割してそれぞれに
   異なる電圧を与え、前記各画素電極（５）がこの共通電
   極（７）の少なくとも２種類に対向するように共通電極
   （７）を配置したことを特徴とする液晶表示装置。 ２、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記少な
   くとも２分割した共通電極（７）に与える異なる電圧を
   、所定時間毎に入れ換えることを特徴とする液晶表示装
   置。