JPH0453923A - アクティブマトリクス型液晶表示装置 - 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 本発明はアクティブマトリクス型液晶表示装置に関し、
特に内部光源の光量により能動素子の駆動電圧を調整す
ることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装
置に関する。

（ロ）従来の技術 従来よりアモルファスシリコン（ａ−８ｉ）などの材料
で構成袋れた薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）を駆動素子と
して用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置におい
ては、構造上ＴＰＴの寄生容量による電圧降下Δｖ１と
放電に伴う電圧低下Δｖ２が発生し、ソース信号がデー
タ信号の中央値に対して非対称になる点が指摘きれてい
る（”パーソナル情報機器への応用”、電子技術、５月
臨時増刊号、第３２巻、第７号、Ｐ３６（１９９０年）
に詳しい）。

第８図にＴＰＴの各信号の波形図を示す。

第８図においてソース信号（１）はデータ信号（２）に
比べて負の方向にシフトしている。

このため、対向電極信号のレベルはデータ信号中央（３
）ではなく、ソース信号中央（４）に設定される。

第８図のようにＴＰＴの寄生容量による電圧降下ΔＶｌ
（５）は負の方向であるが、放電に伴う電圧低下ΔＶ２
（６）はフィールド毎に方向が反転する。

データ信号中央（３）々ソース信号中央（４）の差をＤ
ＣバイアスΔＶ’（７）として対向電極に重畳すれば、
液晶に直流成分は加わらず、液晶の劣化は藺止される。

ところが、アクティブマトリクス型液晶表示装置の最適
なりＣバイアス（７）は電圧、位置及び時間依存性があ
り、液晶パネル全体で１つのＤＣバイアス（７）の値で
は液晶表示装置の表示面に光むらを生じていた。

従来、携帯用液晶表示装置の光量むらのデータを別個の
ＲＯＭライターで書き込んだ液晶表示装置内のＦＲＯＭ
から１水平ライン毎にデータを読出しデータに対応した
電圧を共通電極あるいはデータ線に印加することによっ
て均一な画面を得ていた（特開昭６３−１４８７８１号
公報）。

第９図にＦＲＯＭを用いた液晶表示装置のブロック図を
示す。

第９図において、液晶表示装置の対向電極（８）とデー
タ線駆動回路（９）にＦＲＯＭ（１０）から制御信号が
加えられていた。

しかるに、ＦＲＯＭは携帯用液晶表示装置では書き替え
が不可能でＤＣバイアス（７）の電圧及び時間依存性を
補償することはできなかった。

そこで、従来、液晶表示装置の画素電極の電圧をソース
フォロア回路でモニタして液晶駆動電圧を調整する液晶
表示装置があった（特公昭６４−８８３０号公報）。

第１０図に画ｘ１１極の信号をモニタするための回路図
を示す。

第１０図において、ゲート入力端子（１１）とデータ入
力端子（１２）の交点近辺にＴＰＴ（１３）が接続きれ
、アースにつながる補助容量（１４）とＴＰＴのソース
につながる画素電極（１５）を備えていた。

同図で画素電極（１５）にはデイプレッション型のＦＥ
Ｔ−Ａ（１６）が電気接続され、ＦＥＴ−Ａ（１６）と
ＦＥＴ−Ｂ（１７）からなるソースフォロア回路にドレ
イン電圧供給端子（１８）を設け、モニタ出力端子（１
９）から液晶駆動電圧が測定されていた。

第１０図の構成は温度補償が容易で、駆動電圧の制御が
できるが、光学素子として最も大切な透過光量の調整が
不充分であった。

第１１図は光量によるＴＰＴの特性変化を示した特性図
である。

即ち、第１１図に丞すように同じ駆動電圧でもアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置においては液晶表示パネル
を透過する光量の増加によって、ＴＰＴのＯＦＦ’を流
、閾値電圧及び飽和ゲート電圧が大きくなり、液晶表示
パネルの表示が異なって所望の画質が得られないことが
あった。

（ハ）発明が解決しようとする課題 このように液晶表示装置に固定したＤＣバイアスを供給
したり、モニタ画素で観測量として液晶の駆動電圧を採
用していたため、液晶表示装置の光による特性変化によ
り直流成分が液晶に印加ξれることになり、フリッカの
発生、液晶の劣化等の問題があった。

本発明は液晶表示装置内にモニタ画素を配置して、液晶
表示パネルを透過してくる光量を測定すると共に所望の
光量に調整することにより液晶への直流成分印加による
液晶表示装置の表示品位の劣化問題の解決を図ることを
目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 上記課題を解決するためには、光量をモニタして、所望
光量を得るように駆動電圧及びＤＣバイアスの調整を行
なえば良い。

本発明はアクティブマトリクス型液晶表示パネルとバッ
クライトとバックライトからの光が照射諮れる液晶表示
パネル内にあるモニタ画素と液晶表示パネルの無効表丞
部を規定する表示枠体とからなるアクティブマトリクス
型液晶表示装置においてモニタ画素は液晶表示パネルの
無効画素部にあり且つ液晶表示パネルの透過光量を測定
するセンサを備えたことを特徴とするアクティブマトリ
クス型液晶表示装置とした。

（ホ）作用 上記の構成の液晶表示装置においては従来のＦＲＯＭに
よる固定されたＤＣバイアスや液晶駆動電圧の測定によ
るデータ信号の制御を行なうのではなく、実際に駆動し
ている液晶表示パネル内の一部の画素をモニタ画素とし
、モニタ画素の光量を最適とするように電圧を制御する
ので安定な表示が提供できることになる。

（へ）実施例 第１図に本発明の液晶表示装置における光透過率Ｔとデ
ータ信号Ｖｄとの特性図を示す。

第１図において、従来技術で述べたように光量に応じて
液晶の駆動ｔＪＥを大きくする必要があるため、データ
信号Ｖｄを図中の光量率のＡ曲線のＶａから図中の光量
大のＢｄｆｌｌｌ！のｖｂに変えなければならないが、
図から明らかなように光透過率ＴをＴｃに固定するよう
にデータ信号Ｖｄを調整するだけで良い。

第２図に液晶表示パネルの非透過時のデータ信号とバッ
クライトの光量との関係図を示す。

第２図において、バックライトの光量が大きくなるにつ
れてデータ信号Ｖｄが大きくなるようにＩＩ！されるこ
とがわかる。

第３図に本発明のバックライトを備えた液晶表示装置の
断面図を示す。

第３図において、バ・ｙクライト（２０）力上らの光は
アクティブマトリクス型の液晶表示ノ々ネル（２１）を
通り、表示枠体（２２）に制限きれて人の目に画像とし
て知覚される。

表示枠体（２２）の一部に液晶／くネＪしく２１）を透
過した光を検出するセンサ（２３）がある。

液晶表示パネル（２１）はＴＰＴ基板（２４）と対向基
板（２５）からなり、表示枠体（２２）に覆われていな
い部分の液晶表示ノくネＪしく２１）内にＴＰＴに接続
された有効画素（２６）があり、−実表示枠体（２６）
に覆われた部分の液晶パネル（２１）内にＴＰＴに接続
きれたモニタ画素（２７）がある。

センサ（２３）及びモニタ画素（２７月ま共に液晶表示
パネル（２１）の無効画素部（２８）にある。

第４図にモニタ画素を持つ液晶表示ノくネルの平面図を
示す。

第４図において、液晶表示ノくネルのＴＦＴ基板（２４
）上に複数のゲート線（２９）が配され、ゲート線（２
９）上はゲート線の周辺部を除いてゲート絶縁膜（３０
）により被覆されている。

ゲート絶縁膜（３０）上にデータ線（３１）とＴＰＴ（
３２）と画素電極が配置されている。

ＴＰＴ（３２）に接続きれた画素電極には有効画素部（
３３）にある有効画素（２６）と無効画素部にあるモニ
タ画素（２７）とがある。

画素電極から離れたＴＰＴ基板上にＴＰＴ基板（２４）
と対向基板（２５）とを接着する樹脂シール（３４）が
設けられている。

第５図に有効画素部のゲート線方向の両端にモニタ画素
を設けた液晶表示装置の制御図を示す。

第５図において、ゲート線（２９）とデータ線（３１）
の１交点に対して１画素電極が対応しており、有効画素
部（３３）外にモニタ画素（２７）とそれに対応するセ
ンサ（２３）が設置されている。

ゲート線（２９）の１本に断ＩＮ（３５）が発生したと
き、データｍ（３１）へ加わるデータ信号の大きさに反
応しない非点灯画素（３６）が生ずる。

第５図で両端にあるモニタ画素（２７）からの透過光量
をセンサ（２３）で電気信号に変換した後、センサかも
の電気信号を信号発生器（３７）に印加して信号発生器
（３７）からゲート線（２９）の両端に接続字れている
２個のゲート線駆動回路（３８）を選択する選択信号を
発生する選択器（３９）へ制御信号を送る。

モニタ画素（２７）に対向するセンサ（２３）からゲー
ト線（２９）の断線（３５）を検知すると、信号発生器
（３７）と選択器（３９）の働きによりゲート線（２９
）の両端にゲーＩ■動回路（３Ｂ）からゲート信号が加
えられてゲート線の断線は補償することができる。

ここまで光によるＴＰＴの特性変化に対応したデータ信
号の制御について述べてきたが、第６図に、加えてＤＣ
バイアスの制御も行なう一定の光量に対応する光学特性
図を示す。

第６図において、縦軸は非透過時の光量！、槽軸はＤＣ
バイアスΔＶ°をそれぞれ示す。

第６図（７）Ａはデータ信号［Ｖｄ　］　（２）がＶｄ
＝Ｖａの時のＤＣバイアスの変化に対する液晶表示パネ
ルを透過してくる光量の変動を示し、同図のＢはＶｂ＞
ＶａとなるＡより大きなデータ信号ｖｂの時の透過光量
の変動を示している。

実施例の最初の第１図で述べたようにモニタ画素の透過
光量を小さくするためにはまず第６図において特性をＡ
からＢに変えてデータ信号を大きくすれば良いが、ξら
に液晶に直流成分を印加しないようにするために次ぎに
ＤＣバイアスを調整して光量ｌを最低にする。

上記のようなデータ信号とＤＣバイアスの！ＩＩＩ！を
行なう調整回路図を第７図に示す。

第７図において、液晶表示パネルを透過する透過光（４
０）はセンサ（２３）で電気信号に変わる。

センサ（２３）からの電気信号により信号発生器（３７
）からデータ線駆動回路（９）及び対向ｔＳ駆動回路（
４１）に制御信号が送られ、非透過時の光量■が最も小
さくなるように液晶表示パネルは制御される。

（ト）発明の効果 本発明によればバックライトの光量に係わらず常に液晶
を最善な条件で交流駆動できるため、見易い画面の液晶
表示装置が提供できる。

また、複数枚の液晶表示パネルで構成される液晶表示装
置における液晶表示パネルの輝度の波長別のａｔ及び同
一波長帯の液晶表示パネルの輝度の均一化が容易に行な
える。

以上のように本発明によればバックライトの光量変化に
よらず、常に最適条件で液晶表示装置を駆動できるため
、安定で高画質の液晶表示装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示装置における光透過率とデー
タ信号との特性図、第２図は液晶表示パネルの非透過時
のデータ信号とバックライトの光量との特性図、第３図
は本発明の液晶表示装置の断面図、第４図は本発明の液
晶表示パネルの平面図、第５１！ｉは有効画素部のゲー
ト線方向の両端にモニタ画素を設けた本発明の液晶表示
装置の制御図、第６図は本発明の液晶表示装置における
データ信号及びＤＣバイアスの制御を行なう場合の光学
特性図、第７図は本発明の液晶表示装置におけるデータ
信号とＤＣバイアスの！Ｉｌｌ！を行なう調整回路図、
第８図は通常のＴＰＴの各信号の波形図、第９図は従来
のＦＲＯＭを用いた液晶表示装置のブロック図、＠１ｏ
図は従来の画素電極の信号をモニタするための回路図、
第１１図は通常の光量によるＴＰＴの特性変化を示した
特性図である。 （１）・・・ソース信、号、（２）・・・データ信号、
（３）・・・データ信号中央、（４）・・・ソース信号
中央、（５）・・・電圧降下、（６）・・・電圧低下、
（７）−Ｄ　Ｃ／＜　４７　ス、（８）−＊向ｔＪＩ　
。 （９）・・・データ線駆動回路、（１ｏ）・・・ＦＲＯ
Ｍ、（１１）・・・ゲートλカ端子、（１２）用データ
入力端子、（１３）・−・ＴＰＴ、（１４）用補助容量
、（１５）・・・画素電極、（１６）・・・ＦＥＴＡ、
（１７）・・−ＦＥＴ−Ｂ、（１ｇ）・・・ドレイン電
圧供給端子、（１９）・・・モニタ出方端子、（２０）
・・・バックライト、（２１）・・・液晶表示パネル、
（２２）・・・表示枠体、（２３）・・・センサ、（２
４）・・・ＴＰＴ基板、（２５）・・・対向基板、（２
６）・・・有効画素、（２７）・・・モニタｉｌｌ、（
２８）・・・無効表示部、（２９）・・・ゲート線、（
３０）・・・ゲート絶縁膜、（３１）・・・データ線、
（３２）・・・ＴＦＴ、（３３）・・・有効画素部、（
３４）・・・ｍ詣シール、（３５）・・・断線、（３６
）・・・弄点灯画業、（３７）・・・信号発生器、（３
８）・・・ゲート線駆動回路、（３９）・・・選択器、
（４ｏ）・・・透過光、（４１）・・・対向電極駆動回
路。 出願人　　　　　　三洋軍機株式会社 代理人　　弁理士　西野草嗣（外２名）第１図 第２図 小　　　　　甲 ハ′・・／フライトｆ）妃（ 人 第６図 ＤＣハ１イアスムＶ′ 第４図 第７図 第８図 第Ｕ図 す゛−Ｆ電足ｖ９

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクティブマトリクス型液晶表示パネルとバック
   ライトとバックライトからの光が照射される液晶表示パ
   ネル内にあるモニタ画素と液晶表示パネルの無効表示部
   を規定する表示枠体とからなるアクティブマトリクス型
   液晶表示装置においてモニタ画素は液晶表示パネルの無
   効画素部にあり且つ液晶表示パネルの透過光量を測定す
   るセンサを備えたことを特徴とするアクティブマトリク
   ス型液晶表示装置。