JPH11142815A - 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、対向電極を列単位で行方向にストライプ状に形成
しかつ１列おきに共通に接続して２系統のストライプ状
電極２０，２１に分けて設け、その２系統のストライプ
状電極２０，２１に対して１水平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
与えてコモン反転を実現する。このとき、ＣＳライン１
９についても、１列おきに接続して２系統のＣＳライン
１９ａ，１９ｂとして設け、これらＣＳライン１９ａ，
１９ｂにもコモン電圧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、特に同一の透
明絶縁基板上にマトリクス状に配された走査ライン（Ｘ
電極）と信号ライン（Ｙ電極）の交差部にスイッチング
素子、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Tr
ansistor）を設けてなる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
代表的な駆動方法として、１Ｈ反転法（スキャンライン
反転法）およびドット反転法（スキャンライン＆カラム
ライン反転法）がある。ここに、１Ｈ反転法とは、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、ドット反転法とは、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反転法が用い
られる。そして、この１Ｈ反転法とコモン反転法の組み
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、コモン反転法とは、
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方法である。

【０００４】図５に、駆動方法として１Ｈ反転法とコモ
ン反転法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
で共通に接続されている。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
通に接続されている。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７（Ｂ）
に示すように、１Ｈごとに極性が反転するコモン電圧Ｖ
ＣＯＭ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
ースドライバ１０４に入力される映像信号は、図７
（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反転法を用いて液晶セル
ＬＣ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６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反転法の場合は、映像信号の極
性が１Ｈごとに反転することから、図７（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７（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
ま活かし、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８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８において、黒領域で示す部分が実際に表示する実画
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】この画質劣化を回避するために、先に説明
した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９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２
０１が設けられている。液晶セルＬＣの対向電極は各画
素２０１間で共通に接続されている。同様に、補助容量
ＣＳの他方の電極もＣＳライン２０５を介して各画素２
０１間で共通に接続されている。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ＶＣＯＭ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１０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９
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
駆動の併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
電極を列単位で行方向にストライプ状に形成しかつ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水平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
を実現する。このドット反転駆動において、列単位でス
トライプ状に形成された対向電極を１列おきに共通に接
続してなる２系統の対向電極に対して、１水平期間ごと
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モン反転駆動を実現
する。

【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
号をデコードすることにより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、液晶パネル１３内のソースドライバ１６を駆動す
るための水平スタート信号ＨＳＴ、２相の水平クロック
信号ＨＣＫ１，ＨＣＫ２、およびスキャンドライバ１５
を駆動するための垂直スタート信号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水平期間
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）上にマトリクス状に形成され、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１４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（制御電極）
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ＣＳ電極
が対向配置されることで、両電極の間に補助容量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、これらＣＳライン１９ａ，１９ｂには、列単位で単
位画素１４の各々における補助容量ＣＳのＣＳ電極が接
続されている。

【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
が封入される対向電極（図中、散点領域で示す部分）
は、列単位で行方向に１画素（１ドット）の水平幅をも
つストライプ状電極２０，２１として、水平ドットピッ
チの繰り返しで形成されている。そして、上記ＣＳ電極
の場合と同様に１列おきに、例えば画素部の上下に列方
向に配された２本の接続パターン２２ａ，２２ｂにそれ
ぞれ接続されることによってＡ，Ｂ２系統のストライプ
状電極２０，２１に分けられている。図３に、Ａ，Ｂス
トライプ状電極２０，２１のパターンを示す。

【００２７】２系統に分けられたＡ，Ｂのストライプ状
電極２０，２１に対しては、１水平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，２
２ｂを介して与えられる。また、２系統のＣＳライン１
９ａ，１９ｂに対しても、１水平期間ごとに極性が反転
する互いに逆相の電圧、例えばストライプ状電極２０，
２１と同じコモン電圧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が印加され
るＡストライプ状電極２０上のドット（画素）が映像信
号の“＋”を書き込む水平期間では、コモン電圧ＶＣＯ
Ｍ１がローレベルとなり、このとき、コモン電圧ＶＣＯ
Ｍ２が印加されるＢストライプ状電極２１上のドットは
映像信号の“−”を書き込むので、コモン電圧ＶＣＯＭ
２がハイレベルとなるように、コモン電圧ＶＣＯＭ１，
ＶＣＯＭ２の位相関係を設定する。図４に、互いに逆相
のコモン電圧ＶＣＯＭ１，ＶＣＯＭ２の波形を示す。

【００２９】次の水平期間では、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。

【００３０】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法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、対向電極を列単位で行方
向にストライプ状に形成しかつ１列おきに共通に接続し
てＡ，Ｂ２系統のストライプ状電極２０，２１に分け、
これらストライプ状電極２０，２１に対して１水平期間
ごとに極性が反転する互いに逆相のコモン電圧ＶＣＯＭ
１，ＶＣＯＭ２を与えるとともに、ＣＳライン１９につ
いても１列おきに共通に接続してＣＳライン１９ａ，１
９ｂとし、これらＣＳライン１９ａ，１９ｂに対してコ
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。

【００３１】このように、横方向のクロストークによる
画質の劣化を回避できるという利点を持つドット反転駆
動法に、コモン反転駆動法を併用できることにより、画
質面で優れているドット反転駆動法の特長を活かしたま
ま、液晶セルＬＣの階調制御に必要な電圧Ｖｐを与える
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。

【００３２】なお、上記実施形態では、２系統に分けて
設けられたストライプ状電極２０，２１および２系統の
ＣＳライン１９ａ，１９ｂに対して、同じコモン電圧Ｖ
ＣＯＭ１，ＶＣＯＭ２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
とストライプ状電極２０，２１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。

【００３３】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等の駆動回路を液晶
パネル１３と同一の基板上に作成して一体化した駆動回
路一体型の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、駆動回路を液晶セル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。

【００３４】

【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
を列単位で行方向にストライプ状に形成しかつ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水平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モン反転駆動が可
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】Ａ，Ｂストライプ状電極のパターン図である。

【図４】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５】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６】１Ｈ反転での各ラインの信号極性を示す図であ
る。

【図７】１Ｈ反転（Ａ）とコモン反転（Ｂ）の波形図で
ある。

【図８】電流集中による横クロストークを示す図であ
る。

【図９】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１０】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…単位画素、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、１９，１９
ａ，１９ｂ…ＣＳライン、２０，２１…ストライプ状電
極（対向電極）

Claims (4)

【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、 前記対向電極を列単位で行方向にストライプ状に形成し
   かつ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水平期間ごとに極性が
   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、 前記補助容量用の電極ラインを前記信号ラインに沿って
   形成しかつ１列おきに共通に接続して２系統に分けて設
   け、 その２系統の電極ラインに対して１水平期間ごとに極性
   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。
3. 【請求項３】 前記２系統の電極ラインに与えられる電
   圧は、前記２系統の対向電極に与えられる電圧と同じ電
   圧源から供給されることを特徴とする請求項２記載の液
   晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記２系統の電極ラインに与えられる電
   圧は、前記２系統の対向電極に与えられる電圧と異なる
   電圧源から供給されることを特徴とする請求項２記載の
   液晶表示装置。