JPH02242228A - 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〕 残像がなく、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、 データ電圧変化によ液晶セルへの印加電圧の非対称性を
なくして、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、第１の形態では液晶表示装
置を、交互に並設された複数のデータバス及び共通バス
と、これに直交する複数の走査バスと、各ラインのデー
タバスと共通バスとの間に並設された２つの画素電極及
び２つの能動素子とを有し、前記能動素子は共に走査バ
スの電圧によりオンオフされると共に、方の能動素子が
一方の画素電極をデータバスに接続し、他方の能動素子
が他方の画素電極を共通バスに接続するように構成され
た第１の透明基板と、前記第１の透明基板に対向して設
けられ、前記各画素電極の両方を跨いで両者に対向する
複数の画素電極を有する第２の透明基板と、前記対向す
る画素電極間に封入された液晶と、前記データバス、共
通バス、及び走査バスを駆動するドライバとから構成し
、 第２の形態では液晶表示装置を、交差する複数の共通バ
ス及び複数の走査バスと、それぞれの交点近傍に設けら
れ、走査バスの電圧によりオンオフする能動素子を介し
て共通バスに接続する画素電極とを備え、各画素電極が
第１の透明基板の各画素電極に対向するように配置され
た第２の透明基板と、前記第１と第２の透明基板の対向
する画素電極の間に封入された液晶と、前記データバス
と共通バスとを駆動するドライバと、第１と第２の透明
基板の同じラインの走査電極に同一の走査電圧を与える
ドライバとから構成する。

〔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■よ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Ｔ　Ｆ　Ｔａ２のゲートに接続する走査
バス（ゲートバス）８５と、Ｔ　Ｆ　Ｔａ２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Ｔ　Ｆ　
Ｔａ２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、Ｔ　Ｆ　Ｔａ２のソースに画素電極８
７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８５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７１イレベルｕＨｎ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ＶＧがローレベル“し”
になってＴＦ　Ｔａ２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。

ところで、第９図の等価回路に点線で示すように、Ｔ　
Ｆ　Ｔａ２のゲート−ソース間には寄生容量ＣＣＳが、
ドレイン−ソース間には寄生容量Ｃｐｓがあり、液晶セ
ル８３自体にも液晶セル容量ＣＬＣ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１
０図に示すように、液晶セル８３に書き込まれる電圧（
Ｔ　Ｆ　Ｔａ２のソース電圧）Ｖｓ　は、ゲート電圧Ｖ
ａの立ち下がり時に、 ΔＶｓ　＝　（Ｃｃｓ＊ΔＶＧ　）　／　（ＣＧＳ＋Ｃ
ＬＣ）　・”■だけ変化し、データ電圧Ｖｏの変化時に
、ΔＶｓ　＝　（ＣＤＳ＊ΔＶＧ）／（ＣＤｓ＋ＣＬ０
）・・・■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Ｖ、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く特願昭６３−２
３３７３６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、この問題点は液晶の誘電異方性に起因した非対
称電圧の液晶への印加が原因であることを見出した。

即ち、対向基板の共通電極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に構成しても
、液晶セル容量はデータ電圧の大きさによって変化し、
この液晶セル容量が変化すると０式に示すように液晶セ
ルに書き込まれる電圧Ｖ、の変化分ΔＶｓがデータ電圧
によって変化するのである。このため、液晶セルに書き
込まれるデータ波形が共通電極の電圧Ｖｃに対して非対
称になる場合があり、同一パターンの表示により液晶セ
ルに長時間非対称な電圧が印加される部分が生じ、この
部分では、この直流成分により液晶の特性、特１ζ電圧
と透過率特性が変化し、同一パネル内で電圧と透過率特
性が違う部分が生じて残像となって視認されるのである
。

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、データ電圧に依存する液晶セル
への非対称な電圧の印加を防止することができ、残像を
防止して表示の品質を向上させることができる液晶表示
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（ａ）、（ハ）に示される。

第１図（ａ）に示す第１の形態の液晶表示装置は、交互
に並設された複数のデータバス１及び共通バス２と、こ
れに直交する走査バス３と、各ラインのデータバス１と
共通バス２との間に並設された２つの画素電極４，５及
び２つの能動素子６．７とを有し、前記能動素子６，７
は共に走査バス３の電圧によりオンオフされ、一方の画
素電極４をデータバスｌに接続し他方の画素電極５を共
通バス２に接続するように構成された第１の透明基板８
と、前記第１の透明基板８に対向して設けられ、前記各
画素電極４．５の両方を跨いで両者に対向する画素電極
９を備えた第２の透明基板１０と、前記第１と第２の透
明基板８，１０の間に封入された液晶１１と、前記デー
タバス１、共通バス２、及び走査バス３を駆動するドラ
イバ１２．１３．１４とから構成される。また、第１図
（５）に示す第２の形態の液晶表示装置は、交差する複
数のデータバス１°及び複数の走査バス２”と、それぞ
れの交点近傍に設けられ、走査バス２°の電圧によりオ
ンオフする能動素子６′を介してデータバス１′に接続
する画素電極４′と、を有する第１の透明基板８゛と、
交差する複数の共通バス２”及び複数の走査バス３”と
、それぞれの交点近傍に設けられ、走査バス３”の電圧
によりオンオフする能動素子６′を介して共通バス２′
に接続する画素電極９″とを備え、各画素電極９′が第
１の透明基板８′の各画素電極４′に対向するように配
置された第２の透明基板１０′　　と、前記第１と第２
の透明基板８”、１０”の対向する画素電極４″、９”
の間に封入された液晶１１′　　と、前記データバス１
゛と共通バス２′とを駆動するドライバ１２°、１３゛
　　と、第１と第２の透明基板８’　、　１０’の同じ
ラインの走査電極３°、３″に同一の走査電圧を与える
ドライバ１４“とから構成される。

〔作　用〕

本発明の液晶表示装置によれば、データ電極の電位およ
び共通電極の電位が、共にスイッチングトランジスタを
介して液晶セルに書き込まれるように構成されているの
で、スイッチングトランジスタの寄生容量と液晶セル容
量により液晶セルへの書込電圧が変化すると、それに応
じて共通電極の電位も変化し、結果として共通電極電位
に対して液晶セルへの書込電圧が対称になり、長時間同
じパターンを表示しても直流成分による残像が発生しな
い。

〔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液晶１セル
の構成を示すものであり、第３図は本発明の液晶表示装
置の液晶パネルの構造を立体的に示すものである。

第２図において、２１はデータ電圧Ｖ。が印加されるデ
ータバス、２２は共通電圧Ｖｃが印加される共通バス、
２３は走査電圧Ｖｃが印加される走査バスを示している
。データバス２１と共通バス２２の間には走査バス２３
の延伸方向に２つの画素電極２４゜２５が並んで設けら
れており、画素電極２４．２５はそれぞれスイッチング
素子であるＴＰＴ　（薄膜トランジスタ）２６．２７の
ソースに接続されている。２つのＴＰＴ２６．２７のゲ
ートは共に同じ走査バス２３に接続されているが、Ｔ　
Ｐ　Ｔ２６のドレインはデータバス２１に、ＴＰＴ２７
のドレインは共通バス２２に接続されている。そして、
これらデータバス２１゜共通バス２２．走査バス２３１
画素電極２４．２５、及びＴＦＴ２６，２７は、第３図
に示すように全て同じ透明基板４０上にあり、データバ
ス２１と共通バス２２とは走査バス２３の延伸方向に交
互に設けられている。

一方、以上のように構成された透明基板４０には第３図
に示すように、別の透明基板３０が対向状態で設けられ
ており、この透明基板３０上には透明基板４０上の画素
電極２４．２５を跨ぐように対向する接続電極３１が設
けられている。そして、各画素電極２４、２５と接続電
極３１との間に液晶２８が封入されている。透明基板３
０上に設ける接続電極３１の大きさは、第２図に示すよ
うに、透明基板４０上に設けられた２つの画素電極２４
．２５と完全に重なり合うような大きさである。

第４図は第２図の液晶１セルの等価回路を示すものであ
る。以上のように構成された液晶１セルは、２つの液晶
セル２８Ａ、　２８Ｂが直列に接続されたような構成で
あり、液晶セル２８Ａにソースが接続するＴ　Ｐ　Ｔ２
６のゲートは走査バス２３に接続され、ドレインはデー
タバス２１に接続されている。また、液晶セル２８Ｂに
ソースが接続するＴ　Ｐ　Ｔ２７のゲートは走査バス２
３に接続され、ドレインは共通バス２２に接続されてい
る。この構成において、等価回路に点線で示すように、
ＴＰＴ２６．２７のゲート−ソース間には寄生容量ＣＧ
　Ｓが、ドレイン−ソース間には寄生容量ＣＤＳがあり
、液晶セル２８Ａ、　２８Ｂ自体にも液晶セル容量ＣＬ
Ｃがあることは従来と同じである。

次に、以上のように構成された実施例の動作を第５図を
用いて説明する。この液晶セルへの印加波形は従来の液
晶セルへの印加波形と同じである。

ゲート電圧ＶＧがハイレベル゛′Ｈ”になると２つのＴ
ＰＴ２６．２７が共にオンし、液晶セル２８Ａにはドレ
イン電圧ＶＤがデータとして書き込まれ、液晶セル２８
Ｂには共通電圧Ｖｃが書き込まれる。次に、ゲート電圧
Ｖ、がローレベル“Ｌ′′になってＴＰＴ２６、２７が
オフすると、液晶セル２８Ａ、　２８Ｂに電圧Ｖ。

と電圧Ｖ。が保持されるが、前述の寄生容量の影響によ
り、液晶セル２８Ａ、　２８Ｂに書き込まれる電圧（Ｔ
　Ｐ　Ｔ２６のソース電圧及びＴ　Ｐ　Ｔ２７のソース
電圧）Ｖｏ、Ｖｃは、それぞれゲート電圧Ｖ、の立ちな
お、データ電圧Ｖｏの正負の変化時には、共通電圧Ｖ。

も同極性に変化するため、１フレームで相殺されること
になる。よって、この共通電圧ＶＣの変化は無視するこ
とができる。

画素電極２４と画素電極２５とは液晶２８と接続電極３
１とを介して接続されているため、ΔＶｎとΔＶｃの電
圧変動の方向は逆になる。従って、液晶セルの印加電圧
は、第５図に示したように、データ電圧Ｖ、が低下した
電圧ΔＶ、だけ共通電圧Ｖ。がΔＶｃだけ低下するので
、液晶セルには常に対称な電圧が印加されることになる
。即ち、データ波形が共通電極の電圧Ｖ。に対して常に
対称になり、従来のＴＰＴを用いた液晶表示装置に見ら
れたデータ電圧に依存した液晶セルへの非対称電圧の印
加を防止することができ、残像が発生しない。

第６図は本発明の他の実施例の構成を示す液晶パネルの
部分斜視図である。この実施例では、共通電圧ｖ０の書
き込みを対向基板側で行うようにしている。このため、
第１の透明基板５０上にはデータバス５１と走査バス５
２とが交差して設けられており、交点近傍に走査バス５
２にゲートが接続し、データバス５１にドレインが接続
するＴ　Ｆ　Ｔ５３が設けられており、このＴ　Ｐ　Ｔ
５３のソースに第１の画素電極５４が接続している。一
方、第２の透明基板６０上には共通バス６１と走査バス
６２とが交差して設けられており、交点近傍に走査バス
６２にゲートが接続し、データバス６１にドレインが接
続するＴＦＴ６３が設けられており、このＴ　Ｆ　Ｔ６
３のソースに第２の画素電極６４が接続している。そし
て、液晶５５が第１の画素電極５４と第２の画素電極６
４との間に封入されており、第１の透明基板５０と第２
の透明基板６０の同じラインにある走査バス５２と走査
バス６２とは接続されている。

第７図は第６図の１つの液晶セルの等価回路図である。

この図から分かるようにこの実施例は、第４図の等価回
路において液晶セル２８Ａと液晶セル２８Ｂとを１つに
したものと等価である。従って、この実施例の装置の動
作波形も第５図に示したものと同じになる。そして、こ
の実施例では先の実施例で１セル当たり３本のバス電極
が必要であったのに対して、２本のバス電極で済むため
、画素電極の大きさを大きくすることができ、パネルの
フィルファクタの増大に効果がある。また、先の実施例
では画素電極間２４．２５に液晶が２つ存在するために
、書込電圧を従来より高くする必要があったが、この実
施例では画素電極５４．６４間の液晶が１つであるため
、従来同様の低い電圧で駆動することができる。

以上のように、本発明では液晶に書き込む電圧に依存す
る液晶セルへの非対称な電圧の印加を防止することがで
き、その結果、残像を防止することができて表示品質を
向上することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、寄生容量の影響
による液晶セルへの電圧変動を打ち消すことができ、こ
の電圧変動による直流電圧の影響に起因する残像現象を
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液晶１セルの構成を
示す平面図、第３図は本発明の液晶表示装置の一実施例
の構成を示す部分斜視図、第４図は第２図の等価回路図
、第５図は本発明の液晶表示装置の動作波形図、第６図
は本発明の液晶表示装置の他の実施例の構成を示す部分
斜視図、第７図は第６図の液晶１セルの等価回路図、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１０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。 １・・・データバス、２・・・共通ハス、３・・・走査
ハス、４．５・・・画素電極、６，７・・・能動素子、
８，１０・・・透明基板、９・・・接続電極、１１・・
・液晶セル、２１．５１・・・データバス、２２．６１
・・・共通バス、２３．５２．６２・・・走査バス、２
４．２５．５４．６４・・・画素電極、２６．２７．５
３．６３・・・Ｔ　Ｆ　Ｔ　、　２８Ａ、　２８８．５
５・・・液晶セル、３１・・・接続電極。 本発明の一実施例の液晶１セルの構造 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、交互に並設された複数のデータバス（１）及び共通
   バス（２）と、これに直交する複数の走査バス（３）と
   、各ラインのデータバス（１）と共通バス（２）との間
   に並設された２つの画素電極（４）、（５）及び２つの
   能動素子（６）、（７）とを有し、前記能動素子（６）
   、（７）は共に走査バス（３）の電圧によりオンオフさ
   れると共に、その内の一方の能動素子（６）が画素電極
   （４）をデータバス（１）に接続し、他方の能動素子（
   ７）が画素電極（５）を共通バス（２）に接続するよう
   に構成された第１の透明基板（８）と、 前記第１の透明基板（８）に対向して設けられ、前記各
   画素電極（４）、（５）の両方を跨いで両者に対向する
   複数の画素電極（９）を有する第２の透明基板（１０）
   と、前記対向する画素電極（４）、（９）間、及び画素
   電極（５）、（９）間に封入された液晶（１１）と、前
   記データバス（１）、共通バス（２）、及び走査バス（
   ３）を駆動するドライバ（１２）、（１３）、（１４）
   と、を備えた液晶表示装置。 ２、交差する複数のデータバス（１′）及び複数の走査
   バス（２′）と、それぞれの交点近傍に設けられ、走査
   バス（２′）の電圧によりオンオフする能動素子（６′
   ）を介してデータバス（１′）に接続する画素電極（４
   ′）と、を有する第１の透明基板（８′）と、交差する
   複数の共通バス（２′）及び複数の走査バス（３″）と
   、それぞれの交点近傍に設けられ、走査バス（３″）の
   電圧によりオンオフする能動素子（６′）を介して共通
   バス（２′）に接続する画素電極（９′）とを備え、各
   画素電極（９′）が第１の透明基板（８′）の各画素電
   極（４′）に対向するように配置された第２の透明基板
   （１０′）と、 前記第１と第２の透明基板（８′）、（１０′）の対向
   する画素電極（４′）、（９′）の間に封入された液晶
   （１１′）と、 前記データバス（１′）と共通バス（２′）とを駆動す
   るドライバ（１２′）、（１３′）と、第１と第２の透
   明基板（８′）、（１０′）の同じラインの走査電極（
   ３′）、（３″）に同一の走査電圧を与えるドライバ（
   １４′）と、を備えた液晶表示装置。