JPH11119193A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドット反転駆動においては、コモン電圧に対
して映像信号の極性を信号ラインごとに反転させる必要
があることから、コモン電圧の極性を１Ｈごとに反転さ
せることができず、コモン反転駆動を併用することがで
きなかった。 【解決手段】 ドット反転駆動を用いた液晶パネルにお
いて、対向電極２０を画素単位で形成しかつ１信号ライ
ンＹに関して１行ごとに隣り合う列の画素との間で接続
するとともに、１列おきに共通に接続して２系統に分
け、その２系統の対向電極に対して１フィールド期間ご
とに極性が反転する互いに逆相のコモン電圧ＶＣＯＭ
１，ＶＣＯＭ２を与えてコモン反転を実現する。このと
き、ＣＳライン１９についても、１列おきに接続し２系
統のＣＳライン１９ａ，１９ｂとして設け、ある列のＣ
Ｓラインに対して、１行ごとに隣り合う列の画素１４の
ＣＳ電極を接続し、コモン電圧ＶＣＯＭ１，ＶＣＯＭ２
を与えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置（Ｌ
ＣＤ；Liquid Crystal Display）に関し、特にスイッチ
ング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ;Thin Film T
ransistor)を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクティブマトリクス型液晶表示装置の
代表的な駆動方法には、１Ｈ反転（スキャンライン反
転）およびドット反転（スキャンライン＆カラムライン
反転）がある。ここに、１Ｈ反転とは、各画素に印加す
る映像信号の極性をコモン電圧に対して１Ｈ（Ｈは水平
期間）ごとに反転させる駆動方法である。また、ドット
反転とは、互いに隣り合う画素に印加される映像信号の
極性を交互に反転させる駆動方法である。

【０００３】これらの駆動方法は用途に応じて使い分け
られるが、小型液晶表示装置では主に１Ｈ反転駆動が用
いられる。そして、この１Ｈ反転とコモン反転の組み合
わせにより、水平駆動回路であるソースドライバの低電
圧化が実現されている。ここに、コモン反転とは、各画
素の液晶セルの対向電極に共通に印加するコモン電圧を
１Ｈごとに反転させる駆動法である。

【０００４】図４に、駆動方法として１Ｈ反転とコモン
反転の組み合わせを用いた液晶表示装置の構成の一例を
示す。同図において、複数行の走査ラインＸの各々と複
数列の信号ラインＹの各々の交差部には画素１０１が設
けられている。この画素１０１は、ゲート電極が走査ラ
インＸに、ソース電極が信号ラインＹにそれぞれ接続さ
れた薄膜トランジスタＴＦＴと、この薄膜トランジスタ
ＴＦＴのドレイン電極に画素電極が接続された液晶セル
ＬＣと、薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極に一方
の電極が接続された補助容量ＣＳとからなっている。

【０００５】液晶セルＬＣの対向電極は、各画素１０１
間で共通接続されている。同様に、補助容量ＣＳの他方
の電極もＣＳライン１０５を介して各画素１０１間で共
通接続されている。そして、液晶セルＬＣの各対向電極
および補助容量ＣＳの各他方の電極には、図６（Ｂ）に
示すように、１Ｈごとに極性が反転するコモン電圧ＶＣ
ＯＭが電圧源１０２から印加される。

【０００６】垂直駆動回路であるスキャンドライバ１０
３は、１垂直期間（１フィールド期間）ごとに走査ライ
ンＸを順次走査して画素１０１を行単位で選択する。一
方、水平駆動回路であるソースドライバ１０４は、入力
される映像信号を１水平期間（１Ｈ）ごとに順次サンプ
リングし、スキャンドライバ１０３によって選択された
行の画素１０１に対して映像信号を書き込む。なお、ソ
ースドライブ１０４に入力される映像信号は、図６
（Ａ）に示すように、コモン電圧ＶＣＯＭに対して１Ｈ
ごとに極性が反転している。

【０００７】このように、１Ｈ反転を用いて液晶セルＬ
Ｃを交流駆動することにより、各画素１０１の液晶セル
ＬＣに印加される電圧の極性が、図５に示すように１ラ
インごとに反転するため、液晶セルＬＣの劣化を防ぐこ
とができる。この１Ｈ反転駆動の場合は、映像信号の極
性が１Ｈごとに反転することから、図６（Ａ）の波形図
から明らかなように、液晶セルＬＣの階調制御に必要な
電圧をＶｐとすると、ソースドライバ１０４には最低２
Ｖｐの電源が必要となる。

【０００８】この１Ｈ反転駆動に対し、コモン反転駆動
を併用することにより、図６（Ｂ）の波形図から明らか
なように、コモン電圧ＶＣＯＭも１Ｈごとに反転するこ
とから、ソースドライバ１０４の電源としては最低Ｖｐ
のもので良く、したがって１Ｈ反転駆動の利点をそのま
ま生かし、しかもソースドライバ１０４の低電圧化を図
ることができるのである。

【０００９】しかしながら、１Ｈ反転駆動を大型液晶表
示装置に適用すると、液晶セルＬＣの対向電極およびＣ
Ｓライン１０５への電流集中（図中、矢印で示す）によ
り、図７に示すように、横方向のクロストークが顕著に
なり、画質が大きく損なわれることになる。すなわち、
図７において、黒領域で示す部分が実際に表示する画像
１１１であるとすると、横方向のクロストークによって
実画像１１１の横方向に偽画像（散点領域で示す部分）
１１２が発生する。

【００１０】これを回避するために、ドット反転駆動が
用いられている。このドット反転駆動を用いた液晶表示
装置の構成の一例を図８に示す。同図において、複数行
の走査ラインＸの各々と複数列の信号ラインＹの各々の
交差部には、液晶セルＬＣ、補助容量ＣＳおよび薄膜ト
ランジスタＴＦＴからなる画素２０１が設けられてい
る。液晶セルＬＣの対向電極は各画素２０１間で共通接
続されている。同様に、補助容量ＣＳの他方の電極もＣ
Ｓライン２０５を介して各画素２０１間で共通接続され
ている。そして、液晶セルＬＣの各対向電極および補助
容量ＣＳの各他方の電極には、固定のコモン電圧ＶＣＯ
Ｍが電圧源２０２から印加される。

【００１１】スキャンドライバ２０３は、１垂直期間ご
とに走査ラインＸを順次走査して画素２０１を行単位で
選択する。一方、ソースドライバ２０４は、コモン電圧
ＶＣＯＭに対して１Ｈごとに極性が反転した状態で入力
される映像信号を１Ｈごとに順次サンプリングするとと
もに、コモン電圧ＶＣＯＭに対して１信号ライン（１カ
ラムライン）ごとに極性を反転することによって各画素
２０１に対して映像信号を書き込む。

【００１２】上述したように、１信号ラインごとの極性
反転と１Ｈごとの極性反転を組み合わせることにより、
図９に示すように、互いに隣り合う画素に印加される映
像信号の極性を交互に反転させるドット反転（市松反
転）駆動を実現できる。このドット反転駆動では、図８
に矢印で示すように、横方向において隣接する画素２０
１間で電流がキャンセルされ、液晶セルＬＣの対向電極
およびＣＳライン２０５への電流集中が生じないため、
横方向のクロストークによる画質の劣化を回避できる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ドット
反転駆動を用いた従来の液晶表示装置では、コモン電圧
ＶＣＯＭに対して映像信号の極性を信号ラインごとに反
転させる必要があることから、コモン電圧ＶＣＯＭの極
性を１Ｈごとに反転させることができないため、ソース
ドライバ２０４の低電圧化に有効なコモン反転駆動を併
用することができなかった。したがって、ソースドライ
バ２０４の低電圧化ができず、液晶表示装置全体の低消
費電力化の障害となっているのが現状である。

【００１４】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、画質面で優れている
ドット反転駆動を採用した場合においても、コモン反転
駆動の適用を可能とした液晶表示装置を提供することに
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明では、複数行の走
査ラインの各々と複数列の信号ラインの各々の交差部に
２次元配置された画素電極およびこの画素電極と信号ラ
インの間に接続されかつその制御電極が走査ラインに接
続されたスイッチング素子が形成された素子基板と、画
素電極と対向する対向電極が形成された対向基板との間
に液晶材料を封入してなる液晶表示装置において、対向
電極を画素単位で形成しかつ１信号ラインに関して１行
ごとに隣り合う列の画素との間で接続するとともに、１
列おきに共通に接続して２系統に分けて設け、その２系
統の対向電極に対して１フィールド期間ごとに極性が反
転する互いに逆相の電圧を与えるようにする。

【００１６】上記構成の液晶表示装置において、１垂直
期間ごとに走査ラインを順次走査して画素を行単位で選
択する一方、１水平期間ごとに極性が反転した状態で入
力される映像信号を１水平期間ごとに順次サンプリング
し、選択された行の１ライン分の画素に対して映像信号
を書き込むことで、画質面で優れているドット反転駆動
が実現される。このドット反転駆動において、画素単位
で形成された対向電極を１信号ラインに関して１行ごと
に隣り合う列の画素との間で接続かつ１列おきに共通に
接続した２系統の対向電極に対して、１フィールド期間
ごとに極性が反転する互いに逆相の電圧を与えること
で、ソースドライバの低電圧化に有効なコラム反転駆動
が実現される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明が適
用されるアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成を
示すブロック図である。

【００１８】図１において、本液晶表示装置は、デコー
ダ／ドライバ１１と、タイミングジェネレータ１２と、
アクティブマトリクス型の液晶パネル１３とを備えてい
る。デコーダ／ドライバ１１は、入力された複合映像信
号をデコードしてＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３系
統の映像信号を生成するとともに、複合映像信号から同
期信号ＳＹＮＣを分離してタイミングジェネレータ１２
に供給し、さらに元の映像信号を所定の周期で極性反転
処理し、交流化された映像信号として液晶パネル１３に
供給する。

【００１９】タイミングジェネレータ１２は、デコーダ
／ドライバ１１から供給される同期信号ＳＹＮＣに同期
して水平スタート信号ＨＳＴ、２相の水平クロック信号
ＨＣＫ１，ＨＣＫ２、垂直スタート信号ＶＳＴ、２相の
垂直クロック信号ＶＣＫ１，ＶＣＫ２等のタイミング信
号を生成し、これらタイミング信号を液晶パネル１３に
対して供給する。

【００２０】液晶パネル１３は、複数行の走査ラインＸ
の各々と複数列の信号ラインＹの各々の交差部に２次元
配置された画素１４を有するとともに、垂直駆動回路で
あるスキャンドライバ１５および水平駆動回路であるソ
ースドライバ１６を同一基板上に一体的に備えた構成と
なっている。そして、液晶パネル１３には、１フィール
ド期間ごとに極性が反転する互いに逆相のコモン電圧Ｖ
ＣＯＭ１，ＶＣＯＭ２が電圧源１７，１８から与えられ
るようになっている。

【００２１】この液晶パネル１３において、スキャンド
ライバ１５は、１フィールド期間ごとに走査ラインＸを
順次走査して画素１４を行単位で選択する。一方、ソー
スドライバ１６は、１Ｈごとに極性が反転した状態で入
力される映像信号を１Ｈごとに順次サンプリングし、ス
キャンドライバ１５によって選択された行の１ライン分
の画素１４に対して映像信号を書き込む。

【００２２】すなわち、本発明に係るアクティブマトリ
クス型液晶パネル１３では、液晶セル１４の駆動方法と
して、画質面で優れているドット反転駆動を採用してい
る。そして、このドット反転駆動法を用いた液晶パネル
１３において、本発明では、各画素部における具体的な
構成を特徴としている。図２に、本発明に係る液晶パネ
ル１３の具体的な構成の一例を示す。

【００２３】図２において、Ｘ電極である複数行の走査
ラインＸとＹ電極である複数列の信号ラインＹが同じガ
ラス基板（図示せず）上に形成され、複数行の走査ライ
ンＸの各々と複数列の信号ラインＹの各々の交差部に単
位画素１４が２次元配置されている。これら単位画素１
４は、液晶セルＬＣ、スイッチング素子としての薄膜ト
ランジスタＴＦＴおよび薄膜トランジスタＴＦＴのリー
クに対する許容性を高めるための補助容量ＣＳから構成
されている。

【００２４】具体的には、単位画素１４の各々におい
て、薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極が走査ライン
Ｘに、ソース電極が信号ラインＹに、ドレイン電極が液
晶セルＬＣの透明画素電極にそれぞれ接続されている。
また、例えば、液晶セルＬＣの透明画素電極の一部との
間に絶縁層を介して所定の面積の電極が対向配置される
ことで、両電極の間に保持容量ＣＳが形成される。以
下、薄膜トランジスタＴＦＴ等が作成されたガラス基板
をＴＦＴ基板と称す。

【００２５】このＴＦＴ基板上において、補助容量ＣＳ
を形成すべく透明画素電極の一部と対向配置されたＣＳ
電極はＣＳライン１９に接続されている。ここで、この
ＣＳライン１９は信号ラインＹに沿って配線され、図２
から明らかなように、１列おきに接続されて２系統のＣ
Ｓライン１９ａ，１９ｂとして設けられている。そし
て、ある列のＣＳライン１９ａ／１９ｂに対して、１行
ごとに隣り合う列の画素１４のＣＳ電極が接続される。
換言すれば、当該ＣＳ電極は、１本のＣＳラインに関し
ていわゆる千鳥配置の関係で接続される。

【００２６】一方、ＴＦＴ基板と対向配置された対向基
板（図示せず）上において、透明画素電極との間に液晶
材料が封入される対向電極２０は、画素単位でパターン
形成されている。そして、上記ＣＳ電極と同様に、１本
の信号ラインＹに関して、１行ごとに隣り合う列の対向
電極２０と補助パターン２１を介して接続され、さらに
１列おきに２本の接続パターン２２ａ，２２ｂに接続さ
れることによって２系統に分けられ設けられている。

【００２７】２系統に分けられた各対向電極２０に対し
ては、１フィールド期間ごとに極性が反転する互いに逆
相のコモン電圧ＶＣＯＭ１，ＶＣＯＭ２が電圧源１７，
１８から２本の接続パターン２２ａ，２２ｂを介して与
えられる。また、２系統のＣＳライン１９ａ，１９ｂに
対しても、１フィールド期間ごとに極性が反転する互い
に逆相の電圧、例えば対向電極２０と同様に、コモン電
圧ＶＣＯＭ１，ＶＣＯＭ２が電圧源１７，１８から与え
られる。

【００２８】そして、コモン電圧ＶＣＯＭ１に対応する
ドット（画素）が映像信号の“＋”を書き込むフィール
ド期間では、図３の波形図に示すように、コモン電圧Ｖ
ＣＯＭ１をローレベルに設定する。このとき、コモン電
圧ＶＣＯＭ２に対応するドットは映像信号の“−”を書
き込むので、コモン電圧ＶＣＯＭ２をハイレベルに設定
する。次のフィールド期間では、その逆の電位にコモン
電圧ＶＣＯＭ１，ＶＣＯＭ２をそれぞれ設定する。すな
わち、コモン電圧ＶＣＯＭ１に対応するドットは映像信
号の“−”を書き込むのでコモン電圧ＶＣＯＭ１をハイ
レベルに、コモン電圧ＶＣＯＭ２に対応するドットは映
像信号の“＋”を書き込むのでコモン電圧ＶＣＯＭ２を
ローレベルにそれぞれ設定する。

【００２９】上述したように、液晶セル１４の駆動方法
としてドット反転駆動を採用したアクティブマトリクス
型液晶パネル１３において、対向電極２０をドット反転
駆動時の書込み信号極性の同極性ごとに括り出してコモ
ン電圧ＶＣＯＭ１，ＶＣＯＭ２を与えるとともに、ＣＳ
ライン１９についてもドット反転駆動時の書込み信号極
性の同極性ごとに括り出してＣＳライン１９ａ，１９ｂ
とし、これらに対して１フィールド期間ごとに極性が反
転する互いに逆相のコモン電圧ＶＣＯＭ１，ＶＣＯＭ２
を与えることにより、ドット反転駆動においてもコモン
反転駆動を併用することが可能となる。

【００３０】このように、ドット反転駆動にコモン反転
駆動を併用できることにより、ソースドライバ１６の低
電圧化が図れ、それに伴って液晶表示装置全体の低消費
電力化が可能となる。特に、本発明の構成では、コモン
電圧ＶＣＯＭ１，ＶＣＯＭ２の極性を１フィールド期間
ごとに反転させれば良いため、１Ｈごとにコモン電圧の
極性を反転させる構成の従来の液晶表示装置に比べて、
電圧を反転する回数が大幅に削減でき、その分だけさら
に低消費電力化が図れることになる。

【００３１】なお、上記実施形態では、２系統に分けて
設けられた各対向電極２０および２系統のＣＳライン１
９ａ，１９ｂに対して、同じコモン電圧ＶＣＯＭ１，Ｖ
ＣＯＭ２を与える構成としたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば信号を振る振幅と対向電極２
０を振る振幅とを異ならせる場合には、それぞれ異なる
電圧源から異なる値の電圧を与えるようにすることも可
能である。

【００３２】また、上記実施形態においては、スキャン
ドライバ１５やソースドライバ１６等の駆動系を液晶パ
ネル１３と一体型とした液晶表示装置に適用した場合を
例に採って説明したが、本発明は、画素部分の具体的な
構成に特徴を有するものであることから、駆動系を液晶
セル１３と別体型とした液晶表示装置にも同様に適用可
能である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ドット反転駆動を用いた液晶パネルにおいて、対向電極
を画素単位で形成しかつ１信号ラインに関して１行ごと
に隣り合う列の画素との間で接続するとともに、１列お
きに共通に接続して２系統に分けて設け、その２系統の
対向電極に対して１フィールド期間ごとに極性が反転す
る互いに逆相の電圧を与えるようにしたことにより、画
質面で優れているドット反転駆動においてもコラム反転
駆動が可能となるため、ソースドライバの低電圧化が図
れ、装置全体の低消費電力化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるアクティブマトリクス型液
晶表示装置の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る液晶パネルの一実施形態を示す概
略構成図である。

【図３】コモン電圧と映像信号の極性の関係を示す波形
図である。

【図４】１Ｈ反転駆動とコモン反転駆動の組み合わせを
用いた従来例を示す概略構成図である。

【図５】１Ｈ反転での各ラインの信号極性を示す図であ
る。

【図６】１Ｈ反転（Ａ）とコモン反転（Ｂ）の波形図で
ある。

【図７】電流集中による横クロストークを示す図であ
る。

【図８】ドット反転駆動を用いた従来例を示す概略構成
図である。

【図９】ドット反転での各ラインの信号極性を示す図で
ある。

【符号の説明】

１１…デコーダ／ドライバ、１２…タイミングジェネレ
ータ、１３…液晶パネル、１４…画素、１５…スキャン
ドライバ（垂直駆動回路）、１６…ソースドライバ（水
平駆動回路）、１７，１８…電圧源、１９，１９ａ，１
９ｂ…ＣＳライン、２０…対向電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数行の走査ラインの各々と複数列の信
   号ラインの各々の交差部に２次元配置された画素電極お
   よびこの画素電極と前記信号ラインの間に接続されかつ
   その制御電極が前記走査ラインに接続されたスイッチン
   グ素子が形成された素子基板と、前記画素電極と対向す
   る対向電極が形成された対向基板との間に液晶材料を封
   入してなる液晶表示装置において、 前記対向電極を画素単位で形成しかつ１信号ラインに関
   して１行ごとに隣り合う列の画素との間で接続するとと
   もに、１列おきに共通に接続して２系統に分けて設け、 その２系統の対向電極に対して１フィールド期間ごとに
   極性が反転する互いに逆相の電圧を与えることを特徴と
   する液晶表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の液晶表示装置において、
   単位画素が前記スイッチング素子のリークに対する許容
   性を高めるための補助容量を有し、 前記補助容量用の専用ラインを前記信号ラインに沿って
   形成しかつ１信号ラインに関して１行ごとに隣り合う列
   の画素の前記補助容量の電極を接続するとともに、１列
   おきに共通に接続して２系統に分けて設け、 この２系統の専用ラインに対して１フィールド期間ごと
   に極性が反転する互いに逆相の電圧を与えることを特徴
   とする液晶表示装置。