JPH0731485B2

JPH0731485B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0731485B2
Application number: JP12321987A
Authority: JP
Inventors: 修平安田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1987-05-20
Filing date: 1987-05-20
Publication date: 1995-04-10
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: JPS63287898A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、液晶表示装置に関し、とくに、絵素電極ご
とに能動素子を設けたアクティブマトリックス型の液晶
表示装置に関する。

（ロ）従来の技術第６図は、従来のアクティブマトリックス型の液晶表示
装置の部分構成説明図であり、垂直方向に平行に設けら
れた複数の映像信号ラインS1,S2,S3,…,Snと水平方向に
平行に設けられた複数の走査ラインG1,G2,G3,…,Gmと
の、各交点に対応して配列された絵素電極ａと、絵素電
極ａに対向して対向電極ラインＥに接続された対向電極
ｂとを有する液晶セルｃに、能動素子ｄを介して映像信
号が供給され、走査ラインG1,G2,G3,…,Gmからの信号に
よってインターレース走査されて画像が表示される。

さて、一般に、交流駆動が必要とされる液晶表示装置に
おいては、全液晶セルｃの走査期間（配列された全ての
絵素電極ａを走査する期間）毎に、信号の極性が反転さ
れて交流駆動がおこなわれており、液晶の駆動周波数は
全液晶セルｃの走査周波数の1/2になっている。

この駆動周波数は、約30Hz以下になるとフリッカ（画面
のチラつき）が発生する。

アクティブマトリックス型の液晶表示装置で、NTSC方式
のテレビ信号をインターレース走査して画像を表示した
場合、液晶パネル（液晶セルｃが配列されたパネル）の
走査線数（走査ライン数ｍ）が、テレビ信号の１フィー
ルド分の有効表示走査線数（240本）以下の部分画面表
示であれば、テレビ信号の奇数フィールド信号と偶数フ
ィールド信号を重複して液晶パネルを駆動するので、液
晶駆動周波数はフィールド周波数の1/2、すなわち30Hz
となりフリッカはあまり問題とならない。しかし、液晶
パネルの走査線数が、テレビ信号の１フレーム分の有効
表示走査線数（480本）の全画面表示を示した場合に
は、液晶駆動周波数はフレーム周波の1/2、すなわち15H
zとなりフリッカが問題となる。

この問題を解決するために、いくつかの駆動法が提案さ
れている。そのひとつは、走査ラインG1,G2,G3,…,Gmの
２本を組みとして、その２本の組み合わせを各フィール
ド毎に変えて走査ライン２本を同時に同相映像信号で駆
動する方法であり、また、他のひとつは、フレームメモ
リーなどを使用して、１本の水平の走査ラインGi（ｉ＝
１〜ｍ）の走査期間内に２映像信号ライン分の画像デー
タを表示するといった方法である。しかし前者は、走査
ラインG1,G2,G3,…,Gmの２本を同一信号で同時に駆動す
るため垂直解像度の低下につながり、後者は、表示液晶
セルｃの数に対応した大容量のメモリーと、能動素子ｄ
を駆動する駆動用ドライバのクロック周波数の高速性が
必要となり、コストアップとなる（特開昭61−239787号
参照）。

そこで、垂直解像度を低下させず、またハードウエアの
追加もほとんど必要のない、現行のテレビシステムと両
立性のある方法が提案された。これは、１本の水平の走
査ラインGi（ｉ＝１〜ｍ）の中で隣接した液晶セルｃの
映像信号の極性を互いに反転させるという駆動法である
（テレビジョン学会誌Vol.40,No.10（1986）論文特集，
平面形ディスプレイ技術，掲載）。

ところで、液晶にはノーマルホワイトとノーマルブラッ
クの光学特性のものがある。前者は、定常状態で光透過
率が最も高く、印加電圧Ｖを上昇させていっても電圧値
Va（しきい値）までは光透過率は変化しないが、それを
超えると光透過率が低下しはじめ、電圧値Vbで光透過率
が最も低くなる。後者は逆に、定常状態で光透過率が最
も低く、印加電圧Ｖを上昇させていっても電圧値Vaまで
は光透過率は変化しないが、それを超えると光透過率が
高まりはじめ、電圧値Vbで光透過率が最も高くなる。こ
のため液晶表示では、光透過率の変化する範囲で映像信
号の印加電圧ＶをVa〜Vbまで変化させて画像を表示する
が、このとき、印加電圧Ｖを十分に電圧値Vbまで近づけ
れば、ノーマルホワイト特性の液晶では透過光を十分に
遮断でき、また、ノーマルブラック特性の液晶では透過
光を十分に透過させることができ、画像のコントラスト
を高めることができる。印加電圧Ｖを電圧値Vbまで十分
に近づけるためには、映像信号側から、応答特性の良
い、小振幅で安定した電圧を供給すればよく、したがっ
て、液晶表示にはこの特性を活かして、対向電極ｂ側に
あらかじめ前述した電圧値Vaに相当するバイアス電圧を
印加しておき、映像信号側の印加電圧ＶをVa〜Vb間のみ
で振らせるというバイアス駆動法が用いられる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点ところが、フリッカをなくすために、前述の、１本の水
平の走査ラインGi（ｉ＝１〜ｍ）の中で隣接した液晶セ
ルｃの映像信号の極性を互いに反転させるという駆動法
を用いた場合、従来のアクティブマトリックス型の液晶
表示装置においては、絵素電極ａに対向する対向電極ｂ
が、対向電極ラインＥに全て接続されているため、対向
電極ｂ側にあらかじめ電圧値Vaに相当するバイアス電圧
を印加しておくことが不可能であり、このため、印加電
圧Ｖを電圧値Vbに十分近づけてやることがむつかしく、
コントラストの高い画像を表示することが困難であると
いう問題が生ずる。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、隣接した液晶セルｃごとに互いに反転されて
いる映像信号の極性に対応してバイアス電圧を対向電極
ｂに印加することを可能にし、フリッカのない、コント
ラストの高い画像を表示するアクティブマトリックス型
の液晶表示装置を提供するものである。

（ニ）問題点を解決するための手段この発明は、垂直方向に平行に設けられた複数の映像信
号ラインと水平方向に平行に設けられた複数の走査ライ
ンとの各交点に対応して配列された絵素電極に能動素子
を介して映像信号が供給され、前記走査ラインからの信
号によってインターレース走査されるアクティブマトリ
ックス型の液晶表示装置において、走査ラインに信号を供給する走査信号供給手段と、映像
信号ラインの奇数列目に第１映像信号を供給する第１映
像信号供給手段と、映像信号ラインの偶数列目に第１映
像信号とは極性を反転させた第２映像信号を供給する第
２映像信号供給手段と、第１映像信号と第２映像信号が
それぞれ供給される第１および第２絵素電極と、第１絵
素電極に対向する第１対向電極と、第２絵素電極に対向
する第２対向電極と、第１対向電極に第１対向電極信号
を供給する第１対向電極信号供給手段と、第２対向電極
に第１対向電極信号とは極性を反転させた第２対向電極
信号と供給する第２対向電極信号供給手段とからなるこ
とを特徴としている。

（ホ）作用第１映像信号と第２映像信号は、互いに半周期の位相差
を有し、第１対向電極と第２対向電極も、互いに半周期
の位相差を有しているため、映像信号の奇数ラインと偶
数ラインの液晶セルごとに、互いに反転されている映像
信号の極性に対応してバイアス電圧を対向電極に印加す
ることが可能となり、フリッカのない、コントラストの
高い画像が表示される。

（ヘ）実施例以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述す
る。

第１図は、この発明のアクティブマトリックス型の液晶
表示装置の、一実施例の部分構成を示す部分構成説明図
である。

1,2,3および４は映像信号ラインで、１と３は奇数列目
の第１映像信号ライン、２と４は偶数列目の第２映像信
号ラインであり、５は第１映像信号供給回路、６は第２
映像信号供給回路である。

７〜10は走査ライン。11は走査信号供給回路である。12
〜19は第１映像信号が供給される第１絵素電極。20〜27
は第１映像信号ライン1,3に接続された薄膜トランジス
タ。28〜35は第２映像信号が供給される第２絵素電極。
36〜43は第２映像信号ライン2,4に接続された薄膜トラ
ンジスタである。

さらに、44〜51は第１絵素電極12〜19にそれぞれ対向す
る第１対向電極、52〜59は第２絵素電極28〜35にそれぞ
れ対向する第２対向電極、60は第１対向電極信号供給回
路、61は第２対向電極信号供給回路であり、62,63,64お
よび65は、第１絵素電極12、第２絵素電極28、第１絵素
電極13および第２絵素電極29にそれぞれ対応する第1,第
2,第3,第４液晶セルである。

映像信号の供給は、第１絵素電極12〜19には、薄膜トラ
ンジスタ20〜27をそれぞれ介して第１映像信号が第１映
像信号供給回路５から供給され、第２絵素電極28〜35に
は、薄膜トランジスタ36〜43をそれぞれ介して第２映像
信号が第２映像信号供給回路６から供給される。そして
画像を表示するためにインターレース走査されるが、そ
の走査順序は、まず奇数フィールドでは、走査信号供給
回路11から奇数行目走査ライン７と９に走査信号が出力
され、薄膜トランジスタ20,36,24,40のゲートが導通さ
れて第１絵素電極12と16には第１映像信号が、第２絵素
電極28と32には第２映像信号が供給され、続いて薄膜ト
ランジスタ22,38,26,42のゲートが導通されて第１絵素
電極14と18には第１映像信号が、第２絵素電極30と34に
は第２映像信号が供給される。そして、次の偶数フィー
ルドでは、走査信号供給回路11から偶数行目走査ライン
８と10に走査信号が出力され、薄膜トランジスタ21,37,
25,41のゲートが導通されて第１絵素電極13と17には第
１映像信号が、第２絵素電極29と33には第２映像信号が
供給され、続いて薄膜トランジスタ23,39,27,43のゲー
トが導通されて第１絵素電極15と19には第１映像信号
が、第２絵素電極31と35には第２映像信号が供給され
る。

第２図は、第１液晶セル62、第２液晶セル63、第３液晶
セル64および第４液晶セル65の、４つの液晶セルのイン
ターレース走査における動作を示すタイミングチャート
である。

（イ）は、画像表示のための奇数および偶数のフィール
ドの同期信号で、周波数は60Hzであり、１画面すなわち
１フレームは、点線101から点線102間の30Hzで構成され
ている。（ロ）と（ハ）はそれぞれ、奇数フィールドに
おける走査ライン７と９の走査同期信号。（ニ）と
（ホ）はそれぞれ、偶数フィールドにおける走査ライン
８と10の走査同期信号。（ヘ）は、第１絵素電極12に供
給されるビデオ信号電圧に対応したアナログサンプルホ
ールド信号であり、第１映像信号供給回路５から出力さ
れ、電圧値がV1〜V2の間で変化する。

（ト）〜（ヌ）は、（ヘ）と同様の信号をモデル化した
もので、４つの第１絵素電極12、第２絵素電極28、第１
絵素電極13、第２絵素電極29にそれぞれ供給される第１
と第２の映像信号の駆動極性であり、（ト）は第１液晶セル62の駆動極性、（チ）は第２液晶セル63の駆動極性、（リ）は第３液晶セル64の駆動極性、（ヌ）は第４液晶セル65の駆動極性、を各々示し、（ル）〜（カ）は、信号（ト）〜信号
（ヌ）に対応する第1,第2,第3,第４液晶セル62,63,64,6
5のそれぞれの光学応答である。

第２図に示すように、まず奇数フィールドでは、第１映
像信号供給回路５からは信号（ト）が、第２映像信号供
給回路６からは信号（チ）が、走査ライン７の走査同期
信号（ロ）に同期して出力される。次の偶数フィールド
では、第１映像信号供給回路５からは信号（リ）が、第
２映像信号供給回路６からは信号（ヌ）が、信号（ニ）
に同期して奇数フィールドの信号より90゜、すなわち1/
4周期遅れて出力される。この時、第２液晶セル63の駆
動極性の信号（チ）は、隣接する第１液晶セル62の駆動
極性の信号（ト）に対して180゜、すなわち半周期（1/2
周期）の位相差を有し、位相が反転された形になってい
る。第４液晶セル65の駆動極性の信号（ヌ）も同様に、
隣接する第３液晶セル64の駆動極性の信号（リ）に対し
て半周期の位相差を有している。（ヨ）は、光学応答号
（ル）〜光学応答（カ）を合成した合成光学応答であ
り、４つの第1,第2,第3,第４液晶セル62,63,64,65を１
つのブロックとして見た場合は、光学応答が60Hzとな
り、この駆動法によってフリッカをなくすことができる
ことを示している。

第３図は、この実施例で用いたノーマルホワイト特性の
液晶セルの印加電圧（実効値）と光透過率との関係の一
例したグラフである。

図中、R,G,Bは測定波長の異なりを示し、Ｒは赤色光（6
32nm）、Ｇは緑色号（520nm）、Ｂは青色光（488nm）を
それぞれ表している。液晶セルの光透過率は、印加電圧
Ｖ＝０のときは高く、明色の表示であり、印加電圧Ｖを
増加してゆくと、電圧値Va（しきい値）を境として光透
過率が低下しはじめ、電圧値Vbで光透過率が最も低く、
暗色の表示となる。

第４図は、ノーマルホワイト特性の液晶セルを用いて暗
色表示をする場合の、隣接する第１液晶セル62と第２液
晶セル63の印加電圧信号を示したタイミングチャートで
あり、それぞれにしきい値に相当する電圧を印加してお
くために、第１対向電極44と第２対向電極52に、第１対
向電極信号と第２対向電極信号をそれぞれ供給してい
る。

（タ）は第２図（イ）と同様の、画像表示のための奇数
および偶数のフィールドの同期信号である。（レ）は第
２図（ヘ）と同一信号で、第１絵素電極12に供給される
ビデオ信号電圧に対応したアナログサンプルホールド信
号であり、第１映像信号供給回路５から出力され、電圧
値がV1〜V2の間で変化する。（ソ）は第２絵素電極28に
供給されるアナログサンプルホールド信号であり、第２
映像信号供給回路６から出力され、信号（レ）と半周期
の位相差を有している。（ツ）と（ネ）は、あらかじめ
第１対向電極44に供給しておく第１対向電極信号と、第
２対向電極52に供給しておく第２対向電極信号のバイア
ス電圧であり、電圧値V3のローレベルと電圧値V4のハイ
レベルの２様に変化する。信号（ネ）は信号（ツ）に対
して半周期の位相差を有している。（ナ）と（ラ）はそ
れぞれ、第１液晶セル62の第２液晶セル63に印加される
印加電圧の信号である。

隣接した第１液晶セル62と第２液晶セル63には、走査ラ
イン７が走査され、薄膜トランジスタ20と36のゲートが
導通されたときに、第１映像信号ライン１と第２映像信
号ライン２から、それぞれ信号（レ）と信号（ソ）が供
給される。このとき、第１対向電極44と第２対向電極52
には、バイアス電圧の信号（ツ）と信号（ネ）がそれぞ
れ供給されているため、第１液晶セル62の印加電圧の信
号（ナ）＝信号（レ）−信号（ツ）となり、第２液晶セ
ル63の印加電圧の信号（ラ）＝信号（ソ）−信号（ネ）
となって、第１液晶セル62には信号（ナ）が、第２液晶
セル63には信号（ラ）がそれぞれ印加され、最大値（V1
−V3）から最小値（V2−V4）の振幅で変化する。そし
て、第２液晶セル63の印加電圧の信号（ラ）は、隣接す
る第１液晶セル62の印加電圧の信号（ナ）に対して半周
期の位相差を有している。

第５図は、ノーマルホワイト特性の液晶セルを用いて明
色表示をする場合の、第４図と同様のタイミングチャー
トである。

（ム）は第４図（タ）と同様の、画像表示のための奇数
および偶数のフィールドの同期信号である。（ウ）は第
４図（レ）と同様に、第１絵素電極12に供給されるビデ
オ信号電圧に対応したアナログサンプルホールド信号
で、第１映像信号供給回路５から出力されるが、明色表
示のため、電圧値がV5〜V6の間で変化する。（イ）は第
２絵素電極28に供給されるアナログサンプルホールド信
号であり、第２映像信号供給回路６から出力され、信号
（ウ）と半周期の位相差を有している。（ノ）と（オ）
は、第１対向電極信号と第２対向電極信号のバイアス電
圧の信号であり、第４図の信号（ツ）と信号（ネ）と全
く同一の信号である。（ク）と（ヤ）はそれぞれ、第１
液晶セル62と第２液晶セル63に印加される印加電圧の信
号である。

信号供給系統は第４図と全て同様であり、第１対向電極
44と第２対向電極52には、バイアス電圧の信号（ノ）と
信号（オ）がそれぞれ供給されているため、第１液晶セ
ル62の印加電圧の信号（ク）＝信号（ウ）−信号（ノ）
となり、第２液晶セル63の印加電圧の信号（ヤ）＝信号
（イ）−信号（オ）となって、第１液晶セル62には信号
（ク）が、第２液晶セル63には信号（ヤ）が、それぞれ
印加され、（V5−V3）から（V6−V4）の振幅で変化す
る。そして、第２液晶セル63の印加電圧の信号（ヤ）
は、隣接する第１液晶セル62の印加電圧の信号（ク）に
対して半周期の位相差を有している。

以上は、第１液晶セル62と、第２液晶セル63の印加電圧
の信号に関してのみ説明したが、第１映像信号供給回路
５から第１映像信号を供給される全第１液晶セル列と、
第２映像信号供給回路６から第２映像信号を供給される
全第２液晶セル列に関しては全て同様であり、互いに隣
接する液晶セルは全て半周期の位相差を有した映像信号
が供給され、さらに、第１液晶セル列の第１絵素電極列
に対向する第１対向電極列と、第２液晶セル列の第２絵
素電極列に対向する第２対向電極列には、互いに半周期
の位相差を有した、第１と第２の対向電極信号がそれぞ
れ供給されているため、互いに隣接する液晶セル列は全
て半周期の位相差を有する印加電圧で駆動されることに
なる。

以上述べたように、対向電極を第１と第２の対向電極を
２分し、各々の対向電極に半周期の位相差を持たせるこ
の発明の駆動法で、隣接する液晶セルを各々駆動すれ
ば、第３図に示したような映像信号の印加電圧Ｖを、電
圧値Vaと電圧値Vbの間のみで振らせることができ、印加
電圧Ｖを十分電圧値Vbに近づけることが可能となり、フ
リッカのない、コントラストの高い映像を表示すること
ができる。

なお、この実施例ではノーマルホワイト特性の液晶セル
を用いたが、ノーマルブラック特性の液晶セルを用いて
もコントラスト効果は同様であり、また、テレビ信号
は、NTSC方式の信号の適用のみ示したが、PAL方式（50H
z）の信号においても適用が可能である。

（ト）発明の効果この発明によれば、映像信号の奇数ラインと偶数ライン
の液晶セルごとに、互いに反転されている映像信号の極
性に対応してバイアス電圧を対向電極に印加することが
可能となり、フリッカのない、コントラストの高い画像
を表示するアクティブマトリックス型の液晶表示装置が
提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のアクティブマトリックス型の液晶
表示装置の、一実施例の部分構成を示す部分構成説明図
である。第２図は、第１液晶セル、第２液晶セル、第３
液晶セルおよび第４液晶セルの、４つの液晶セルのイン
ターレース走査における動作を示すタイミングチャート
である。第３図は、この実施例で用いたノーマルホワイ
ト特性の液晶セルの印加電圧（実効値）と光透過率との
関係の一例を示したグラフである。第４図は、ノーマル
ホワイト特性の液晶セルを用いて暗色表示をする場合
の、隣接する第１液晶セルと第２液晶セルの印加電圧信
号を示したタイミングチャートである。第５図は、ノー
マルホワイト特性の液晶セルを用いて明色表示をする場
合の、第４図と同様のタイミングチャートである。第６
図は、従来のアクティブマトリックス型の液晶表示装置
の部分構成説明図である。 1,3……第１映像信号ライン、 2,4……第２映像信号ライン、５……第１映像信号供給回路、６……第２映像信号供給回路、７〜10……走査ライン、 11……走査信号供給回路、 12〜19……第１絵素電極、 28〜35……第２絵素電極、 20〜27,36〜43……薄膜トランジスタ、 44〜51……第１対向電極、 52〜59……第２対向電極、 60……第１対向電極信号供給回路、 61……第２対向電極信号供給回路、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】垂直方向に平行に設けられた複数の映像信
号ラインと水平方向に平行に設けられた複数の走査ライ
ンとの各交点に対応して配列された絵素電極に能動素子
を介して映像信号が供給され、前記走査ラインからの信
号によってインターレース走査されるアクティブマトリ
ックス型の液晶表示装置において、走査ラインに信号を供給する走査信号供給手段と、映像信号ラインの奇数列目に第１映像信号を供給する第
１映像信号供給手段と、映像信号ラインの偶数列目に第１映像信号とは極性を反
転させた第２映像信号を供給する第２映像信号供給手段
と、第１映像信号と第２映像信号がそれぞれ供給される第１
および第２絵素電極と、第１絵素電極に対向する第１対向電極と、第２絵素電極に対向する第２対向電極と、第１対向電極に第１対向電極信号を供給する第１対向電
極信号供給手段と、第２対向電極に第１対向電極信号とは極性を反転させた
第２対向電極信号と供給する第２対向電極信号供給手段
とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。