JPH09236790A

JPH09236790A - 液晶表示装置およびその駆動方法

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Publication number: JPH09236790A
Application number: JP34774196A
Authority: JP
Inventors: Moriyoshi Takahashi; 盛毅高橋; Koji Ono; 幸治大野
Original assignee: Advanced Display Inc
Current assignee: Advanced Display Inc
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 1997-09-09
Anticipated expiration: 2016-12-26
Also published as: JP3245733B2

Abstract

(57)【要約】【課題】クロストークを低減することができる液晶表
示装置を提供する。【解決手段】垂直方向および水平方向にそれぞれ複数
のソース配線２およびゲート配線３が形成され、該ソー
ス配線とゲート配線の交差部に薄膜トランジスタが接続
され、前記薄膜トランジスタのゲート電極３ａにゲート
電圧が入力され、かつ前記薄膜トランジスタがオンオフ
制御されて、ソース電圧が前記薄膜トランジスタのドレ
イン電極１１に充電され、前記ドレイン電極に接続され
た保持容量と液晶容量によってドレイン電圧が保持され
ることで液晶材料が駆動される液晶表示装置において、
ゲート選択期間ごとに前記ソース電圧が極性反転するラ
イン反転駆動方式によって液晶材料を駆動する方法であ
って、前記ゲート選択期間内にドレイン電極に充電がで
きるようにゲート電圧を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薄膜トランジスタ
（以下、単にＴＦＴという）が設けられたアクティブマ
トリクス型の液晶表示装置（以下、単にＬＣＤという）
およびその駆動方法に関する。さらに詳しくは、画質性
能が向上したＬＣＤおよびその駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＬＣＤのＴＦＴ型液晶パネルの等
価回路図を図５（ａ）に示し、図５（ａ）のＡ−Ａ線断
面図を図５（ｂ）に示す。図５において、１はアレイ基
板であり、２は複数のソース配線であり、３は複数のゲ
ート配線であり、４はＴＦＴであり、５は画素であり、
６はアレイ基板１に対向する対向基板であり、７は配向
膜であり、８は液晶材料であり、９はシール材であり、
１０は偏光板である。

【０００３】図５（ａ）および図５（ｂ）に示されるよ
うに、ガラスなどからなるアレイ基板１上にアルミニウ
ムなどの金属からなる複数のソース配線２および複数の
ゲート配線３とを、チッ化シリコンなどからなる絶縁膜
（図示せず）を介して直角に交差させ、該交差部にＴＦ
Ｔ４をそれぞれ設けて画素５を形成する。さらに該画素
５を複数個形成したアレイ基板１の表面で表示部にあた
る部分、およびアレイ基板１に対向する対向基板６の上
面の全面にわたって配向膜７を設け、アレイ基板１と対
向基板６とのあいだに前記液晶材料８を挟持させ、前記
２枚の基板をシール材９で封止して液晶パネルを形成し
ている。また、アレイ基板１と対向基板６のそれぞれの
外側表面全面に偏光板１０が設けられている。

【０００４】一般に、前述のＴＦＴ型ＬＣＤの駆動方式
としては、各画素に入力されるソース電圧について３つ
の方式が考えられている。かかる３つの方式の模式図を
図６（ａ）、図６（ｂ）、および図６（ｃ）に示す。図
６（ａ）、図６（ｂ）、および図６（ｃ）は、それぞ
れ、或るフレーム時間における画素に印加される電圧の
極性を示しており、つぎのフレーム時間には、前記或る
フレーム時間の電圧とは逆極性の電圧が入力される。こ
こで、電圧の極性とは、電圧が正または負であることを
いい、図６において、「＋」は正電圧が印加されている
ことを示し、「−」は負電圧が印加されていることを示
す。

【０００５】図６（ａ）に示される方式は、垂直方向
（ソース配線２方向）の画素５にはすべて同じ極性、た
とえば正電圧を印加し、水平方向（ゲート配線３方向）
の隣り合う画素５には逆極性、たとえば負電圧を入力す
る方式である。また、図６（ｂ）に示される方式は、水
平方向（ゲート配線３方向）の画素５に同じ極性の電圧
を印加し、垂直方向（ソース配線２方向）の隣り合う画
素５には逆極性の電圧を入力する方式である。さらに、
図６（ｃ）に示される方式は、画面上の互いに隣り合う
画素に互いに逆極性の電圧を印加する方式である。以上
のように全画面内で入力電圧の極性をすべて同じにしな
いのは、逆極性電圧の補償効果によるフリッカや輝度ば
らつきを低減させるためである。

【０００６】図７に、図５のＴＦＴ型ＬＣＤの詳細な等
価回路図を示す。一般に、ゲート配線ＧＬ１、ＧＬ２、
・・・、ＧＬｍ（ｍは整数）、ソース配線ＳＬ１、ＳＬ
２、・・・ＳＬｎ（ｎは整数）が交差して形成される領
域ごとの画素上にＴＦＴ４が１個ずつ設けられている。
ＴＦＴ４はオンオフ制御される。整数ｍは６００、整数
ｎは２４００である。ＧＬｍおよびＳＬｎの各ラインは
独立に駆動ＩＣの出力端子に接続されており、ＴＦＴ４
のドレイン電極に接続された画素電極にソース電圧を充
電することによって液晶材料が駆動される。画素電極は
液晶層を介して共通対向電極ＣＯＭＬに、また、保持容
量Ｃstを介して保持容量電極ＣＳＬ１に接続されてい
る。保持容量Ｃstは画素電極上に蓄積された電荷を保持
するための容量であり、画素電極と保持容量電極とのあ
いだで絶縁膜によって生成されている。保持容量Ｃstと
液晶容量Ｃlcによってドレイン電圧をつぎの充電まで保
持し、液晶材料を駆動する。保持容量電極ＣＳＬ１は、
水平方向、つまりゲート配線と平行に設けられており、
また、表示部の外側で共通に接続されている。図６
（ｂ）で説明した、水平方向（ゲート配線３方向）の画
素５に同じ極性の電圧を印加し、垂直方向（ソース配線
２方向）の隣り合う画素５には逆極性の電圧を入力する
ライン反転駆動方式においては、図７に示す保持容量電
極および対向電極に入力する電圧を、それぞれ周期は同
じで、位相を逆として交流化するコモン反転駆動方式を
前記ライン反転駆動方式に組み合わせることができる。
この組み合わせた駆動方式はラインコモン反転駆動方式
とよばれる。前記駆動方式では保持容量によって保持容
量電極に生じる電圧（以下、単に保持容量電圧という）
および対向電極の電圧を利用してソース駆動電圧を低減
できる。保持容量電圧の極性は、ゲートを選択する期間
（以下、単にゲート選択期間という）ごとに反転され
る。したがって安価な低駆動電圧ソース駆動ＩＣが採用
できるとともに消費電力の低減が可能になる。

【０００７】ライン反転駆動方式におけるソース電圧、
ゲート電圧、ドレイン電圧および保持容量電圧の各電圧
波形を図８に示す。図８においては、ソース電圧はゲー
ト選択期間ごとに反転しており、図８（ａ）にはソース
電圧が示されている。ゲート電圧がオン状態（ゲート電
圧Ｖg+状態）になると、ＴＦＴのオン電流によってソー
ス電圧がドレイン電極に印加される。かかるドレイン電
極に印加される電圧、すなわちドレイン電圧が、ある時
間をもって上昇する特性は一般にＴＦＴの充電特性とよ
ばれる。図８は、垂直方向に隣接する任意の２画素、す
なわちｎを正の整数としてｎ番目のゲートライン（以
下、単にｎラインという）上の画素と、ｎ＋１番目のゲ
ートライン（以下、単にｎ＋１ラインという）上の画素
の２画素のゲート電圧およびドレイン電圧の波形を示し
ている。ｎラインにゲート電圧が入力されると（図８
（ｂ）参照）、ｎラインのドレイン電圧は、図８（ｃ）
に示すように、たとえば正電圧が印加される。ｎ＋１ラ
インのドレイン電圧は、図８（ｄ）に示すゲート電圧が
印加されると同時に、ライン反転方式であるので、図８
（ｅ）に示すようにｎラインと逆極性である負電圧が印
加される。このように、図８における液晶表示装置はラ
イン反転方式であるから、垂直方向に隣接する２画素に
逆極性の電圧が印加され、それぞれ１フレーム期間後に
逆極性の電圧が印加されるまでその電圧が保持される。
ただし、ここでは説明を簡単にするため、図７に示すゲ
ート−ドレイン間の寄生容量Ｃgd、およびドレイン−ソ
ース間の寄生容量Ｃdsb の影響による波形変動は省いて
いる。また、図示していないが、入力される対向電極電
圧はＤＣ電圧である。

【０００８】ここで、「充電する」とは、第１電圧の状
態にある電極に第２電圧を印加することをいう。ただ
し、第２電圧は、通常正の値をとるが、負の値をもとり
うるものとする。したがって、「充電する」は、第１電
圧が、印加される第２電圧よりも高いばあい、および第
１電圧が、印加される第２電圧よりも低いばあいの両方
のばあいに用いられる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図７に示すように、保
持容量電極ＣＳＬ₁は保持容量Ｃstを介してＴＦＴ４の
ドレイン電極に接続されているため、図８（ｆ）および
図８（ｇ）に保持容量電圧の波形が示されるように、保
持容量電圧の波形はドレイン電圧からの結合効果の影響
によってひずんでいる。まず、ゲートオン期間では、ド
レイン電圧の上昇、下降につれて保持容量電圧も上昇、
下降する。ここでは、ドレイン電圧の充電がゲートオン
期間（ゲート電圧がＶg+の期間であり、ゲート選択期間
ともいう）のほぼ終了時に完了しているため、ゲートが
オフ状態になる瞬間には保持容量電圧は入力電圧に対し
て変動している。そののち、ゲートのオフ状態では保持
容量電圧は入力電圧に向かって回復する。この期間中Ｔ
ＦＴは高抵抗状態になっているため、今度は、保持容量
電圧変動の結合効果をうけてドレイン電圧が変動する。
すなわち、保持容量電圧の下降、上昇につれてドレイン
電圧も下降、上昇し、クロストークが発生するという問
題がある。

【００１０】つぎに、前記結合容量による電圧変動の影
響で横方向クロストークが発生するメカニズムを図９を
用いて示す。図９（ａ）はテストパターンの平面図であ
る。いま、テストパターンの表示画面において、パター
ンＣが黒表示のばあいについて説明する。水平方向に並
んでいる保持容量Ｃstは、図７に示すように同一ゲート
ライン上の全画素が、１本の保持容量電極につながって
いるため、図９（ａ）に示されるテストパターンを表示
すると、Ａ点の位置とＢ点の位置とでは電圧ひずみの様
子が変化する。この変化がＡ点とＢ点の位置における輝
度差となり、目視では横方向クロストークとなって現わ
れる。この表示パターンを表示するばあいのＡ点および
Ｂ点における電圧についてつぎに説明する。液晶表示パ
ネルの表示モードとしてはノーマリーホワイトを仮定し
ている。また、Ｂ点の画素電極はＡ点の画素電極より上
部の位置にあり、かつ同一ソース配線に接続されてい
る。

【００１１】図９（ｂ）は黒表示におけるソース電圧を
示し、図９（ｃ）はグレー表示におけるソース電圧を示
す。図に示されるように、黒表示をするばあいのソース
信号の振幅電圧は、グレー表示をするばあいのソース信
号の振幅電圧に比べて大きい。そのため、１本の保持容
量電極に保持容量を介して接続される画素電極Ｐ₁₁、Ｐ
₁₂などに印加される電圧は、Ａ点のほうがＢ点より大き
くなる。その結果、Ａ点の保持容量電圧の変動（図９
（ｅ）参照）がＢ点の保持容量電圧の変動（図９（ｄ）
参照）より大きくなる。さらには、ゲート選択が終了し
たのちに、保持容量電圧変動の結合効果を受けて変動し
たあとで到達するドレイン電圧が変化する。このばあ
い、正電圧を印加すると、Ａ点のドレイン電圧が最終的
に到達する電圧（図９（ｆ）の実線で示されている）が
Ｂ点の到達する電圧（図９（ｆ）の点線で示されてい
る）より低いので、液晶層への印加電圧も低くなり、Ａ
点においての表示は、Ｂ点に比べて明るくなる。

【００１２】同様に、背景がグレーである表示画面上に
白表示のテストパターンを表示するばあいには、Ａ点の
保持容量電圧変動がＢ点より小さくなり、Ａ点のドレイ
ン電圧の到達する電圧がＢ点の到達する電圧より高くな
るので、画面表示は暗くなる。また、ラインコモン反転
方式においても、ライン反転方式と同様の電圧変動が発
生する。

【００１３】以上のように従来のＴＦＴ型液晶パネルに
おいて横方向クロストークが発生する原因は、保持容量
電圧変動にあるため、これを低減するためには保持容量
値を小さくするか、または保持容量電極の抵抗を小さく
して変動の回復を早くすることが考えられている。しか
し、保持容量の減少は画素へ電圧を印加したのちの液晶
層への印加電圧の保持特性の悪化、寄生容量Ｃgd、Ｃds
b の影響の増加を招くためにあまり小さくできない。一
方、保持容量電極抵抗は配線材料の抵抗値に限界があ
り、液晶パネルの高精細化に伴って現在の値以下に低下
させることが困難になっている。

【００１４】本発明の液晶表示装置およびその駆動方法
はかかる問題を解決するためになされたものであり、横
方向クロストークを低減することができる液晶表示装置
およびその駆動方法を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置の
駆動方法は、垂直方向および水平方向にそれぞれ複数の
ソース配線およびゲート配線が形成され、該ソース配線
とゲート配線の交差部に薄膜トランジスタが接続されて
なる液晶表示装置を駆動するために、前記薄膜トランジ
スタのゲート電極にゲート電圧を入力し、かつ前記薄膜
トランジスタをオンオフ制御して、ソース電圧を前記薄
膜トランジスタのドレイン電極に充電し、前記ドレイン
電極に接続された保持容量と液晶容量によってドレイン
電圧を保持することによって液晶材料を駆動する際に、
トランジスタのゲート電極に電圧が印加されてトランジ
スタがオン状態になり、かつドレイン電極への充電を可
能にする期間であるゲート選択期間ごとに前記ソース電
圧が極性反転するライン反転駆動方式によって液晶材料
を駆動する方法であって、前記ゲート選択期間内にドレ
イン電極に充電が完了するようにゲート電圧を設定する
ことによって、前記保持容量によって生じる電圧の変動
をゲート選択期間内に回復させ、横方向クロストークを
低減することを特徴とする。

【００１６】前記ゲート選択期間内に、前記ドレイン電
極に充電が完了する設定電圧よりも高くなるようにゲー
ト電圧が設定されることが、前記ゲート選択期間内にド
レイン電極に充電ができるため好ましい。

【００１７】前記ゲート選択期間が２つの期間に分割さ
れ、１番目の期間のゲート電圧は該期間内に前記ドレイ
ン電極への充電が完了する電圧に設定され、２番目の期
間のゲート電圧は前記１番目の期間に最終的に到達でき
たドレイン電圧を維持するのに必要なトランジスタ抵抗
を実現できる電圧に設定されてもよい。

【００１８】前記ゲート選択期間が３つ以上の期間に分
割され、１番目の期間のゲート電圧は該期間内に前記ド
レイン電極への充電が完了する電圧に設定され、２番目
の期間のゲート電圧は前記１番目の期間に最終的に到達
できた電圧より低く、かつ前記１番目の期間に最終的に
到達できたドレイン電圧を維持するのに必要なトランジ
スタ抵抗を実現できる電圧に設定され、３番目以降の期
間についても同様にしてゲート電圧が設定されてもよ
い。

【００１９】また、本発明の液晶表示装置は、複数のソ
ース配線および複数のゲート配線、薄膜トランジスタ、
ドレイン電極ならびに該ドレイン電極に接続された保持
容量および液晶容量からなり、前記複数のソース配線と
前記複数のゲート配線は互いに直角に交差し、前記薄膜
トランジスタは前記交差した部分にそれぞれ設けられ、
前記ドレイン電極は前記薄膜トランジスタに接続されて
なる液晶表示装置であって、ゲート選択期間内に前記ド
レイン電極に充電および放電ができるようにゲート電圧
が設定されることによって、前記保持容量によって生じ
る電圧の変動がゲート選択期間内に回復されることを特
徴とする。

【００２０】前記ゲート選択期間終了時点で前記ドレイ
ン電極に充電が完了する設定電圧よりも、ゲート電圧が
高く設定されてなる。

【００２１】前記ゲート選択期間が２つの期間に分割さ
れており、ゲート電圧が、１番目の期間は当該期間内に
前記ドレイン電極への充電が完了する電圧に設定され、
２番目の期間は前記１番目の期間に最終的に到達できた
ドレイン電圧を維持するのに必要なトランジスタ抵抗を
実現できる電圧に設定されていてもよい。

【００２２】また、本発明の液晶表示装置は、複数のソ
ース配線および複数のゲート配線、薄膜トランジスタ、
ドレイン電極ならびに該ドレイン電極に接続された保持
容量および液晶容量からなり、前記複数のソース配線と
前記複数のゲート配線は互いに直角に交差し、前記薄膜
トランジスタは前記交差した部分にそれぞれ設けられ、
前記ドレイン電極は前記薄膜トランジスタに接続されて
なる液晶表示装置であって、ゲート選択期間内に前記ド
レイン電極に充電ができるように前記ソース電極の幅お
よび前記ソース電極とドレイン電極のあいだの距離が設
定されていることを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】つぎに図面を参照しながら本発明
の液晶表示装置について説明する。

【００２４】図４はＴＦＴの充電率−ゲート選択期間特
性を示す図である。

【００２５】図４において、充電率は次式（１）で示さ
れる。

【００２６】（ドレイン電圧）／（ソース電圧）（１）いいかえれば、式（１）は（充電された電圧）／（入力
された電圧）である。図４に示される充電率−ゲート選
択期間特性は、ＴＦＴのオン抵抗と負荷容量で決まる。
ここで、ＴＦＴのオン抵抗とはＴＦＴをオン状態にした
ときのソースドレイン間抵抗であり、すなわちゲート選
択期間中のソースドレイン間抵抗のことである。また、
負荷容量とはＴＦＴのドレイン電極に接続された負荷容
量であり、ゲート選択期間中にソースドレイン間電流に
よって負荷容量が充電される。実際の液晶表示装置で
は、ＣstとＣlcの並列合成容量が負荷容量に値する。ま
た、前記充電率が１００％に達する時間を充電時間と定
義する。

【００２７】従来のＴＦＴ設計では、図４の一点鎖線Ｔ
ＦＴ２で示されるように、充電時間が液晶表示装置のゲ
ートオン期間に相当するゲート選択期間ｔ_Hにほぼ一致
するように設計されている。しかし、実際には、前述の
ようにライン反転駆動方式およびラインコモン反転駆動
方式においては、充電時間がゲート選択期間に一致する
ように設計されているのでは、画素保持容量の結合効果
で変動した保持容量電圧の変動の影響を画素電圧（ドレ
イン電圧）が受けてしまう。しかるに、ゲート選択期間
終了よりも前に画素電極の充電が終了すれば、ゲート選
択期間中に保持容量・電圧の回復が可能になり、画素電
圧の変動が少なくなる。したがって、本発明の液晶表示
装置の駆動方法においては、実線ＴＦＴ１で示されるＴ
ＦＴのように、（１／２）×ｔ_Hの期間で充電を終了さ
せることを特徴とする。

【００２８】つぎに、本発明の液晶表示装置の駆動方法
を図２にもとづいて説明する。図２は充電時間を（１／
２）×ｔ_Hにするばあいのライン反転駆動方式における
ソース電圧、ゲート電圧、ドレイン電圧および保持容量
電圧の各電圧波形である。

【００２９】図２（ａ）はソース電圧であり、図２
（ｂ）はｎラインのゲート電圧であり、図２（ｃ）はｎ
＋１ラインのドレイン電圧であり、図２（ｄ）はｎ＋１
ラインのゲート電圧であり、図２（ｅ）はｎ＋１ライン
のドレイン電圧であり、図２（ｆ）はｎラインの保持容
量電圧であり、図２（ｇ）はｎ＋１ラインの保持容量電
圧である。図２においては、ＴＦＴの充電時間が従来の
１／２倍であるため、ドレイン電圧は、図２（ｃ）およ
び図２（ｅ）に示されるように、ゲート選択期間の半分
で充電を完了している。ドレイン電圧の充電時間の変動
により、ドレイン電圧の結合効果による保持容量電圧も
変動するが、ドレイン電圧の充電時間がゲートオン期間
の半分であるため、該保持容量電圧の変動もゲートオン
期間の半分で終了する。そののち、保持容量電圧は図２
の（ｆ）および図２（ｇ）に示されるように、ゲートオ
ン期間の終了時には、入力電圧にほぼ戻っている。この
条件下では、図９（ａ）に示すテストパターンを表示し
たばあいでも、保持容量電圧の変動が全体に抑えられる
ため、Ａ点、Ｂ点におけるドレイン電圧の差は小さくな
り、表示上の明るさの違いが小さくなる。

【００３０】つぎに、ＴＦＴの充電特性に関連したゲー
トオン電圧Ｖg+を上昇させたときのクロストーク率とコ
ントラスト比の変化について、表１を用いて説明する。
ここで、クロストーク率とはパターンＣ部分の水平方向
に位置する画素と、パターンＣが存在しない部分の水平
部分に位置する画素の背景表示の輝度差を背景表示輝度
で規格化した値であり、クロストーク率ＣＴＲは、図９
（ａ）に示すＡ点の輝度をＬ（ＡＧ）、Ｂ点の輝度をＬ
（ＢＧ）とすると、次式（２）で示される。

【００３１】ＣＴＲ＝{(Ｌ(ＡＧ)−Ｌ(ＢＧ))／Ｌ(ＡＧ)}×１００ (％) （２）また、コントラスト比とは、画面の任意の位置における
画面全体が白表示のばあいの輝度と、画面の任意の位置
における画面全体が黒表示のばあいの輝度との比を表示
するものである。したがって、コントラスト比ＣＲは、
Ａ点の画面全体白表示における輝度をＬ（ＡＷ）、Ａ点
の画面全体黒表示における輝度をＬ（ＡＢ）とすると、
次式（３）で示される。

【００３２】ＣＲ＝Ｌ（ＡＷ）／Ｌ（ＡＢ）（３）コントラスト比はゲート選択終了時点での充電率の目安
になる。すなわち、ゲート選択期間内に、ソース電圧が
ドレイン電極にほぼ１００％充電を完了していれば、充
分なコントラスト比がえられる。ここで、従来のゲート
オン電圧Ｖg+の条件は、ドレイン電極に充電が完了する
設定電圧である１５Ｖであり、本発明におけるゲート電
圧は１７Ｖである。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１に示すように、従来のゲートオン電圧
がＶg+＝１５Ｖのばあい、クロストーク率ＣＴＲが８％
であったが、本発明ではゲートオン電圧がＶg+＝１７Ｖ
と増加することによって、クロストーク率は５％と改善
されている。

【００３５】一方、コントラスト比ＣＲは、ゲートオン
電圧Ｖg+を１５Ｖから１２Ｖに減少させると、９５から
７０と低下するが、ゲートオン電圧Ｖg+を１５Ｖから１
７Ｖに上昇させても、９５から９６となり、ほとんど変
化していない。したがって、従来のゲートオン電圧Ｖg+
＝１５Ｖはゲート選択期間終了時点でほぼドレイン電極
に充電が完了する条件であり、Ｖg+＝１７Ｖはゲート選
択期間内に充電が完了する本発明の条件になる。

【００３６】前記実施例のようにＶg+を高くすることに
よってＴＦＴの充電特性は改善されるが、同時につぎの
ような問題も発生する。

【００３７】まず、ＴＦＴがオン状態でゲート−ソース
間に加わる電圧が大きくなり、トランジスタの絶縁破壊
を起こす可能性が大きくなる。また、ゲート−ドレイン
間の寄生容量Ｃgdの影響によって発生するドレイン電圧
の変動値ΔＶgdは、次式（４）で表されるように、前記
寄生容量Ｃgdに比例するため、変動値ΔＶgdも大きくな
ってしまう。

【００３８】 ΔＶgd＝（Ｃgd／（Ｃgd＋Ｃst＋Ｃlc））×（Ｖg+−Ｖg-）（４）ここで、Ｖg-は図２に示すゲートオフ電圧である。

【００３９】これらの問題を、本発明の液晶表示装置の
駆動方法の他の実施例にかかわる図３に示すように、ゲ
ートオン期間を２つの期間に分割し、前記分割された２
つのそれぞれの期間のゲート電圧を異ならせることによ
って同時に解消することができた。

【００４０】図３は、充電時間を（１／２）×ｔ_Hに
し、かつゲートオン期間を２つに分割し、前記分割され
たそれぞれの期間のゲート電圧を異ならせるばあいの、
ライン反転駆動方式におけるソース電圧、ゲート電圧、
ドレイン電圧および保持容量電極電圧の各電圧波形であ
る。図２と同様に、図３（ａ）はソース電圧であり、図
３（ｂ）はｎラインのゲート電圧であり、図３（ｃ）は
ｎ＋１ラインのドレイン電圧であり、図３（ｄ）はｎ＋
１ラインのゲート電圧であり、図３（ｅ）はｎ＋１ライ
ンのドレイン電圧であり、図３（ｆ）はｎラインの保持
容量電圧であり、図３（ｇ）はｎ＋１ラインの保持容量
電圧である。

【００４１】本実施例においては、図３に示すようにＴ
ＦＴに印加するゲートオン電圧を最初のｔ_H1期間につい
てはＶg+1 とし、そののちのｔ_H2期間については低い電
圧であるＶg+2 に設定する。Ｖg+1 についてはＴＦＴの
充電がｔ_H1の期間内に完了するように設定し、Ｖg+2 に
ついては保持容量電圧の回復電圧の影響を受けてもドレ
イン電圧が変動しないために、最初のｔ_H1期間に最終的
に到達できた電圧を維持するのに必要な、ＴＦＴのオン
抵抗を実現できる電圧に設定すればよい。たとえば、ｔ
_H1＝１／２ｔ_Hで完了するには、Ｖg+1 ＝１８Ｖに設定
し、Ｖg+2 ＝１３Ｖに設定すればよい。

【００４２】また、ゲートオン期間は、必ずしも２つに
分割しなくともよく、３つ以上の期間に分割し、１番目
の期間のゲート電圧は、該１番目の期間内にドレン電極
への充電が完了する電圧に設定され、２番目の期間のゲ
ート電圧は前記１番目の期間に最終的に到達できた電圧
よりも低く、かつ前記１番目の期間に最終的に到達でき
たドレイン電圧を維持するのに必要なトランジスタ抵抗
を実現できる電圧に設定され、３番目以降の期間につい
ても同様にしてそれぞれの期間のゲートオン電圧を異な
らせることによっても、本実施例と同様に保持容量電圧
がゲート選択期間中に回復可能になる。したがって、ゲ
ートオン期間を３つ以上の期間に分割したばあいでも、
ライン反転駆動方式またはラインコモン反転駆動方式に
おける横方向クロストークを低減することができる。

【００４３】つぎに、表１に示すＶg+＝１７Ｖのような
クロストーク率を従来のＶg+＝１５Ｖの条件で達成する
ための方法として、ＴＦＴのオン電流値を上昇させ、充
電時間を短くする方法を図１にもとづいて説明する。

【００４４】図１（ａ）は本発明の液晶表示装置を示す
平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線断
面図である。

【００４５】図１（ａ）および図１（ｂ）において、２
はソース配線であり、２ａはソース電極であり、３はゲ
ート配線であり、３ａはゲート電極であり、１０は画素
電極であり、１１はドレイン電極である。ソース電極２
ａとゲート電極３ａとドレイン電極１１とからＴＦＴが
構成されている。ソース配線２およびソース電極２ａ
は、一体に形成されてもよいし、別々に形成されてもよ
い。ゲート配線３とゲート電極３ａの関係も同様であ
る。画素電極１０は、ドレイン電極１１と電気的に接続
されている。また、ゲート電極とソース、ドレイン電極
のあいだにはゲート絶縁膜１３および半導体膜１２が挟
持されている（図１（ｂ）参照）。

【００４６】本発明の液晶表示装置においては、図１
（ａ）のＴＦＴにおけるソース電極の幅Ｗ、およびソー
ス電極とドレイン電極のあいだの距離Ｌについて、その
比Ｗ／Ｌが、従来のゲート選択期間で画素電極の充電が
完了する設計値の２倍になるようにＴＦＴのサイズを変
更すれば、ＴＦＴのオン電流値も約２倍に上昇する。そ
の結果、ドレイン電極への充電期間は約半分になり、ゲ
ート選択期間内に充電が完了する。ＴＦＴのサイズは、
たとえば、Ｗが２×１０^-2ｍｍに対してＬが５×１０^-3
ｍｍであれば、その比Ｗ／Ｌが４になり、ドレイン電極
への充電時間は１３マイクロ秒、すなわち従来の２６マ
イクロ秒に比べて約半分になる。

【００４７】

【発明の効果】本発明の請求項１、および２にかかわる
液晶表示装置の駆動方法によれば、ゲート選択期間内に
ドレイン電極（画素電極）の充電が完了できるため、ド
レイン電極（画素電極）からの容量結合効果によって変
動した保持容量電圧がゲート選択期間中に回復でき、ラ
イン反転もしくはラインコモン反転駆動方式におけるク
ロストークを低減できる。

【００４８】本発明の請求項３および４にかかわる液晶
表示装置の駆動方法によれば、ゲート選択期間内を複数
の期間に分割したうちの、１番目の期間にドレイン電極
（画素電極）の充電が完了でき、２番目の期間に画素電
圧は変動しないで保持容量電圧の回復ができる。また、
高いゲート電圧が印加される時間が短くできるので、ト
ランジスタの絶縁破壊の問題およびゲート−ドレイン間
の寄生容量Ｃgdの影響によって発生するフリッカまたは
パターンの残像を低減できる。

【００４９】本発明の請求項５にかかわる液晶表示装置
によれば、ゲート選択期間内にドレイン電極（画素電
極）の充電が完了できるため、ドレイン電極（画素電
極）からの容量結合効果によって変動した保持容量電圧
がゲート選択期間中に回復でき、ライン反転方式もしく
はラインコモン反転駆動方式における横方向クロストー
クを低減できる。

【００５０】本発明の請求項６および７にかかわる液晶
表示装置の駆動方法によれば、ゲート選択期間内を複数
の期間に分割したうちの、１番目の期間にドレイン電極
（画素電極）の充電が完了でき、２番目の期間に画素電
圧は変動しないで保持容量電圧の回復ができる。また、
高いゲート電圧が印加される時間が短くできるので、ト
ランジスタの絶縁破壊の問題およびゲート−ドレイン間
の寄生容量Ｃgdの影響によって発生するドレイン電圧の
変動の影響を低く抑えてラインの反転もしくはラインコ
モン反転駆動方式における横方向クロストークを低減で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置を示す平面図および断面
図である。

【図２】本発明の液晶表示装置の駆動方法の一実施例を
用いたばあいの、ライン反転駆動方式におけるソース電
圧、ゲート電圧、ドレイン電圧および保持容量電圧の各
電圧波形を示す図である。

【図３】本発明の液晶表示装置の駆動方法の他の実施例
を用いたばあいの、ライン反転駆動方式におけるソース
電圧、ゲート電圧、ドレイン電圧および保持容量電圧の
各電圧波形を示す図である。

【図４】本発明のＴＦＴの充電率−ゲート選択期間特性
を従来のＴＦＴの充電率−ゲート選択期間特性と比較し
て示す図である。

【図５】従来のＬＣＤのＴＦＴ型液晶パネルの等価回路
図である。

【図６】各画素に入力されるソース電圧の互いに異なる
ＴＦＴ型ＬＣＤの駆動方式を３種類示す図である。

【図７】図５のＴＦＴ型ＬＣＤの詳細な等価回路図であ
る。

【図８】従来の液晶表示装置の駆動方法を用いたばあい
の、ライン反転駆動方式におけるソース電圧、ゲート電
圧、ドレイン電圧および保持容量電圧の各電圧波形を示
す図である。

【図９】従来の液晶表示装置の駆動方法を用いたばあい
の、ライン反転駆動方式におけるテストパターン表示画
面の平面図、ソース電圧、ゲート電圧、ドレイン電圧お
よび保持容量電圧の各電圧波形を示す図である。

【符号の説明】

２ソース配線２ａソース電極３ゲート配線３ａゲート電極１０画素電極１１ドレイン電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】垂直方向および水平方向にそれぞれ複数
のソース配線およびゲート配線が形成され、該ソース配
線とゲート配線の交差部に薄膜トランジスタが接続され
てなる液晶表示装置を駆動するために、前記薄膜トラン
ジスタのゲート電極にゲート電圧を入力し、かつ前記薄
膜トランジスタをオンオフ制御して、ソース電圧を前記
薄膜トランジスタのドレイン電極に充電し、前記ドレイ
ン電極に接続された保持容量と液晶容量によってドレイ
ン電圧を保持することによって液晶材料を駆動する際
に、トランジスタのゲート電極に電圧が印加されてトラ
ンジスタがオン状態になり、かつドレイン電極への充電
を可能にする期間であるゲート選択期間ごとに前記ソー
ス電圧が極性反転するライン反転駆動方式によって液晶
材料を駆動する方法であって、前記ゲート選択期間内に
ドレイン電極に充電が完了するようにゲート電圧を設定
することによって、前記保持容量によって生じる電圧の
変動をゲート選択期間内に回復させ、横方向クロストー
クを低減することを特徴とする液晶表示装置の駆動方
法。
【請求項２】前記ゲート選択期間内に、前記ドレイン
電極に充電が完了する設定電圧よりも高くなるようにゲ
ート電圧が設定される請求項１記載の駆動方法。
【請求項３】前記ゲート選択期間が２つの期間に分割
され、１番目の期間のゲート電圧は該期間内に前記ドレ
イン電極への充電が完了する電圧に設定され、２番目の
期間のゲート電圧は前記１番目の期間に最終的に到達で
きたドレイン電圧を維持するのに必要なトランジスタ抵
抗を実現できる電圧に設定される請求項１記載の駆動方
法。
【請求項４】前記ゲート選択期間が３つ以上の期間に
分割され、１番目の期間のゲート電圧は該期間内に前記
ドレイン電極への充電が完了する電圧に設定され、２番
目の期間のゲート電圧は前記１番目の期間に最終的に到
達できた電圧より低く、かつ前記１番目の期間に最終的
に到達できたドレイン電圧を維持するのに必要なトラン
ジスタ抵抗を実現できる電圧に設定され、３番目以降の
期間についても同様にしてゲート電圧が設定される請求
項１記載の駆動方法。
【請求項５】複数のソース配線および複数のゲート配
線、薄膜トランジスタ、ドレイン電極ならびに該ドレイ
ン電極に接続された保持容量および液晶容量からなり、
前記複数のソース配線と前記複数のゲート配線は互いに
直角に交差し、前記薄膜トランジスタは前記交差した部
分にそれぞれ設けられ、前記ドレイン電極は前記薄膜ト
ランジスタに接続されてなる液晶表示装置であって、ゲ
ート選択期間内に前記ドレイン電極に充電ができるよう
にゲート電圧が設定されることによって、前記保持容量
によって生じる電圧の変動がゲート選択期間内に回復さ
れることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】前記ゲート選択期間終了時点で前記ドレ
イン電極に充電が完了する設定電圧よりも、ゲート電圧
が高く設定されてなる請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記ゲート選択期間が２つの期間に分割
されており、ゲート電圧が、１番目の期間は当該期間内
に前記ドレイン電極への充電が完了する電圧に設定さ
れ、２番目の期間は前記１番目の期間に最終的に到達で
きたドレイン電圧を維持するのに必要なトランジスタ抵
抗を実現できる電圧に設定されてなる請求項５記載の液
晶表示装置。
【請求項８】複数のソース配線および複数のゲート配
線、薄膜トランジスタ、ドレイン電極ならびに該ドレイ
ン電極に接続された保持容量および液晶容量からなり、
前記複数のソース配線と前記複数のゲート配線は互いに
直角に交差し、前記薄膜トランジスタは前記交差した部
分にそれぞれ設けられ、前記ドレイン電極は前記薄膜ト
ランジスタに接続されてなる液晶表示装置であって、ゲ
ート選択期間内に前記ドレイン電極に充電ができるよう
にソース電極の幅、およびソース電極とドレイン電極の
あいだの距離が設定されてなることを特徴とする液晶表
示装置。