JPS63175890A - アクテイブマトリクス型液晶パネルの駆動方法 - 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】 〔概要〕 データ電圧をフレーム毎等の所定周期毎に極性を反転し
て印加し、液晶セルを共通に接続した共通バスラインに
加えるコモン電圧を、スキャンバスラインの方向に沿っ
て電圧勾配をつけることにより、ドライバからの遠近に
拘わらず、液晶セル電圧の正負極性の対称性が得られる
ように補正して、表示輝度むらの発生を防止したもので
ある。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、表示品質を改善できるアクティブマトリクス
型液晶パネルの駆動方法に関するものである。

アクティブマトリクス型液晶パネルは、スキャンバスラ
インとデータバスラインとを直交して配置し、その交点
に薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を介して液晶
セルを接続し、そのスイッチング素子のオン、オフを制
御して、データ電圧を液晶セルに印加するものであり、
表示容量を増大しても、駆動デユーティ比の問題が生じ
ない利点がある。又液晶セル対応に色フィルタを設ける
ことにより、フルカラー表示が可能となり、携帯用のテ
レビジョン受像機等に適用することができる。このよう
なアクティブマトリクス型液晶パネルの表示品質を一層
向上することが要望されている。

〔従来の技術〕

アクティブマトリクス型液晶パネルは、直交配置したス
キャンバスラインとデータバスラインとの交点に薄膜ト
ランジスタ（以下ＴＰＴと略称する）を介して液晶セル
を接続した構成を有し、データバスラインに印加するデ
ータ電圧は、フレーム毎に極性を反転し、又スキャンバ
スラインにＴＰＴをオンとする為のゲート電圧を順次印
加するものである。

第３図は従来例の動作説明図であり、スキャンバスライ
ンに印加するゲート電圧は、（ａｔに示すように、ＴＰ
Ｔをオンとする電圧Ｖ　ｇｏｎと、オフとする電圧Ｖ　
ｇｏｆ　ｆとからなり、又データ電圧は、（ｂ）に示す
ように、フレーム毎等の所定の周期毎に極性が反転され
る。

例えば、正極性のデータ電圧子Ｖｄがデータバスライン
に印加された時に、スキャンバスラインに電圧Ｖ　ｇｏ
ｎが印加されると、そのスキャンバスラインに接続され
たＴＰＴがオンとなり、そのＴＰＴを介して液晶セルに
データ電圧＋Ｖｄが印加される。次にスキャンバスライ
ンに電圧Ｖｇｏｆｆが印加されると、ＴＰＴはオフとな
り、そのＴＰＴのゲート容量との容量結合によって液晶
セル電圧がΔ■だけ低下する。そして、この液晶セル電
圧は次の周期まで液晶セルの静電容量によって保持され
る。そして、次の周期では、データ電圧の極性が反転さ
れ、そして、スキャンバスラインに電圧Ｖ　ｇｏｎが印
加されると、液晶セルには負極性のデータ電圧−Ｖｄが
印加される。従って、液晶セル電圧は、第３図の（Ｃ）
に示すように、周期的に極性が反転する。

第４図は液晶セルの接続構成説明図であり、ＴＰＴ２３
のドレインがデータバスライン２１に接続され、ゲート
がスキャンバスライン２２に接続され、ソースが液晶セ
ル２４に接続されている。

又液晶セル２４の接地側は、共通バスラインに接続され
ている。なお、ＣｇはＴＰＴ２３のゲート容量、Ｃｃは
液晶セル容量、Ｒはスキャンバスライン２２の等価抵抗
、Ｃは等価容量を示す。

第５図はＴＰＴのオン、オフによる動作説明図であり、
（Ａ）はＴＰＴ２３をオン状態とした場合を示し、液晶
セル容量Ｃｃには、ＴＰＴ２３のゲート容量Ｃｇを介し
てゲート電圧Ｖ　ｇｏｎが印加され、且つオン状態のＴ
ＰＴ２３を介してデータ電圧Ｖｄが印加される。又（Ｂ
）はＴＰＴ２３をオン状態からオフ状態に移行させる場
合を示し、ゲート電圧をＶ　ｇｏｎからＶｇｏｆｆに変
化させる過程に於けるＴＰＴ２３の抵抗成分をＲｔで示
す。又（Ｃ）は、ゲート電圧がＶｇｏｆｆとなって、Ｔ
ＰＴ２３が完全にオフ状態となった状態を示す。

ＴＰＴ２３がオンからオフに移行することにより、液晶
セル電圧は、 たけ変化する。これは、第３図の（Ｃ１に於けるΔＶに
相当する。この変化分ΔＶについて予めコモン電圧Ｖｃ
（第３図の（Ｃ１参照）を共通バスラインに印加するこ
とにより補正して、液晶セル電圧の正極性電圧と負極性
電圧とが対称的となるように設定されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

スキャンバスライン２２の等価抵抗Ｒと等価容量Ｃとに
より、ドライバから出力されたゲート電圧は、次第に波
形がなまることになる。ドライバから近い位置に於いて
は、ゲート電圧がＶｇｏｎからＶｇｏｆｆへ急峻に立下
るので、第５図の（Ａ）のＴＰＴオン状態から、（Ｃ）
のＴＰＴオフ状態へ瞬時で移行することになる。しかし
、ドライバから遠い位置に於いては、波形のなまりによ
り立下りが緩やかとなるから、第５図の（Ｂ）の過程を
経由し、データ電圧Ｖｄが抵抗Ｒｔを介して液晶セル容
量Ｃｃに継続して加えられることになり、液晶セル電圧
の変化分は小さくなる。換言すると、ゲート電圧がＶ　
ｇｏｎからＶｇｏｆｆへの立下る過程に於いて、ＴＰＴ
２３の閾値電圧ｖｔｈにゲート電圧が低下するまで、Ｔ
ＰＴ２３はオン状態を継続することになり、その場合の
液晶セル電圧の変化分Δ■１は、 となる。Ｖｇｏｎ　＞Ｖ　ｔ　ｈであるから、液晶セル
電圧の変化分Δ■〉ΔＶ′となり、ドライバから遠い位
置の液晶セル電圧の変化分は小さくなる。

第３図の（Ｃ）に於ける実線は、ドライバから近い位置
の液晶セル電圧、点線はドライバから遠い位置の液晶セ
ル電圧を示す。従って、共通バスラインに加えるコモン
電圧Ｖｃにより近点液晶セル電圧を補正しても、遠点液
晶セル電圧を補正することができなくなり、スキャンバ
スライン方向に沿った表示輝度むらが生じると共に、正
負極性の液晶セル電圧が異なることによるちらつきが生
じる欠点がある。

又ＴＦＴ２３の闇値電圧ｖｔｈは、データ電圧Ｖｄに依
存して変化するものであり１ 、Ｖ　ｔ　ｈ　＝　Ｖ　ｄ　＋　Ｖ　ｔ　ｈ　ｏ　　　
　　　　　−・・（３）で表すことができる。なおりｔ
ｈｏは、データ電圧に依存しない闇値電圧である。

従って、正極性データ電圧を印加した場合よりも、負極
性データ電圧を印加した時の闇値電圧が低くなり、液晶
セル電圧の変化分Δ■”は、第３図の（Ｃ）の点線で示
すように、負極性データ電圧印加期間に於いて特に小さ
くなり、これによっても表示輝度むらが生じる。

第６図の（Ａ）、　　（Ｂ）は輝度むら発生の説明図で
あり、横軸は液晶セル電圧■、縦軸は透過光又は反射光
の強度Ｂを示す。又（Ａ）は２値表示の場合を示し、（
Ｂ）はフルカラー（階調）表示の場合を示す。２値表示
の場合は、（Ａ）に示すように、黒は闇値以下の液晶セ
ル電圧に選定し、白は飽和闇値以上の液晶セル電圧に選
定することにより、近点（点線の丸で示す）も遠点（実
線の丸又は黒丸で示す）もほぼ同じ輝度で表示できるよ
うに設定することができる。

これに対して、階調表示を行う場合は、（Ｂ）に示すよ
うに、黒の闇値と白の飽和闇値との間の液晶セル電圧を
用いるものであり、遠点（実線の丸）を白表示とする場
合に、飽和闇値近傍の液晶セル電圧の実効値より大きい
実効値となる近点（点線の丸）の輝度は遠点とほぼ同じ
になる。しかし、遠点（黒丸）を黒表示とする場合、そ
の遠点の液晶セル電圧の実効値より大きい実効値となる
近点く点線の丸）の輝度は白に近いものとなる。

従って、黒表示を行う場合に、ドライバに近い側の輝度
が大きくなる輝度むらが生じ、表示品質を劣化させるこ
とになる。

本発明は、前述のような輝度むらの発生を防止して、表
示品質を改善することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のアクティブマトリクス型液晶パネルの駆動方法
は、第１図を参照して説明すると、データバスラインＤ
１〜ＤｍとスキャンバスラインＧ１〜Ｇｎとの交点にス
イッチング素子２を介して液晶セル３が接続されたアク
ティブマトリクス型液晶パネルｌの駆動方法に於いて、
データバスラインＤ１〜Ｄｍにデータバスドライバ５か
ら印加するデータ電圧の極性を周期的に反転し、ススキ
ャンパスドライバ４から順次スキャンバスライン０１〜
Ｇｎにゲート電圧を印加し、液晶セル３を共通に接続し
た共通バスラインＣＢ１〜ＣＢｍに対して、スキャンバ
スライン方向に沿って電圧勾配をつけたコモン電圧を電
源回路６から印加するものである。

〔作用〕

スキャンバスドライバ４から出力されるゲート電圧の波
形のなまりに対応して、液晶セル電圧の変化分がスキャ
ンバスライン方向に沿って異なることになるが、それに
対応してコモン電圧がスキャンバスライン方向に沿って
異なるように設定されるので、液晶セル電圧の正負極性
の対称性が維持されることになり、表示輝度むらの発生
を防止することができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第１図は本発明の詳細な説明図であり、１は液晶パネル
、２はスイッチング素子（以下ＴＰＴとして説明する）
、３は液晶セル、４はスキャンバスドライバ、５はデー
タバスドライバ、６はコモン電圧を出力する電源回路、
６１〜Ｇｎはスキャンバスライン、Ｄ１〜Ｄｍはデータ
バスライン、Ｃ８１〜０８ｍは共通バスライン、Ｒｍは
調整用の抵抗、Ｒ１〜Ｒ（ｍ−１）は共通バスライン間
を接続する抵抗である。

対向配置した一方のガラス基板（図示せず）上に、ＴＰ
Ｔ２と、スキャンバスライン０１〜Ｇｎと、データバス
ラインＤ１〜Ｄｍと、液晶セル３の表示電極とが形成さ
れ、他方のガラス基板（図示せず）上に、表示電極と対
向した共通バスラインＣＢ１〜ＣＢｍと、抵抗Ｒ１〜Ｒ
（ｍ−１）とが形成され、ガラス基板間に表示媒体とし
て液晶が・充填される。なお、調整用の抵抗Ｒｍもガラ
ス基板上に形成し、レーザ光等により抵抗値の調整を行
う構成とすることもできる。

データバスラインＤ１〜Ｄｍと対向して並行に共通バス
ラインＣＢＩ〜ＧＢｍが形成されて、共通パス９４７０
８１〜０８ｍ間は、抵抗配線等による抵抗Ｒ１〜Ｒ（ｍ
−１）により接続されている。電源回路６から負極性の
コモン電圧Ｖｃｌを出力することにより、抵抗Ｒ１〜Ｒ
ｍの回路に電流■が流れ、スキャンバスドライバ４に近
い側の共通バスラインＣＢＩに対しては、負極性の大き
い電位となるが、遠い側の共通バスラインＣＢｍに対し
ては、抵抗Ｒ１〜Ｒ（ｍ−１）による電圧降下によって
負極性の小さい電位となる。

第２図は本発明の実施例の動作説明図であり、（Ａ）に
示すように、近点の共通バスラインに加えられるコモン
電圧Ｖｃｌに対して、遠点の共通バスラインに加えられ
るコモン電圧Ｖｃ２は、絶対値で比較すると、Ｖｃｌ＞
Ｖｃ２となり、実線で示す電圧勾配を有するものとなる
。その場合、調整用の抵抗Ｒｍを大きくすると、点線で
示す電圧勾配となり、遠点の共通バスラインに加えられ
るコモン電圧はＶＣ２°となる。即ち、抵抗Ｒｍを調整
することにより、コモン電圧の電圧勾配を調整すること
ができる。

第２図の（Ｂ）は、データ電圧とゲート電圧とを示し、
データ電圧はフレームＦ毎に＋Ｖｄと、−Ｖｄとの極性
切替えが行われ、データ電圧は、ＴＰＴをオンとする為
の電圧ｖ　ｇｏｎと、オフとする為の電圧Ｖｇｏｆｆと
からなり、データバスラインＤ’ｉ　　（ｉ＝１．２．
　　・・ｍ）にデータ電圧＋Ｖｄが印加され、スキャン
バスラインＧｊ　　（ｊ＝１゜２、・・ｎ）にゲート電
圧Ｖ　ｇｏｎが印加されると、それらの交点のＴＰＴ２
がオン状態となって、液晶セル３にデータ電圧＋Ｖｄが
印加され、その液晶セル３の静電容量によって次の周期
まで保持される。

第２図の（Ｃ）は近点の液晶セル、（Ｄ）は遠点の液晶
セルに対するデータ電圧Ｖｄ、ゲート電圧Ｖｇ及び液晶
セル電圧を示し、近点の液晶セルに対するゲート電圧Ｖ
ｇは波形のなまりがないが、遠点の液晶セルに対するゲ
ート電圧Ｖｇは、スキャンバスラインＧｊの等価抵抗Ｒ
及び等価容量Ｃ（第４図参照）により、（Ｄ）に示すよ
うに波形がなまることになる。

又近点の液晶セルの電圧は、ゲート電圧Ｖｇを印加した
時点の電圧から、（１）式に従った変化分ΔＶだけシフ
トし、正極性と負極性との液晶セル電圧が対称的となる
ように、コモン電圧Ｖｃｌが設定される。又遠点の液晶
セルの電圧は、ゲート電圧Ｖｇを印加した時点の電圧か
ら、（２）式に従った変化分ΔＶ°だけシフトし、ΔＶ
〉ΔＶ°であるから、正極性と負極性との液晶セル電圧
を対称的にする為のコモン電圧ＶＣ２は、絶対値で比較
して、Ｖｃｌ＞Ｖｃ２となる。即ち、スキャンバスドラ
イバ４に近い位置の共通バスラインＣＢＩの電位を■Ｃ
１、遠い位置の共通バスラインＣＢｍの電位をＶＣ２と
し、その間は（Ａ）に示すような電圧勾配が得られるよ
うに選定する。その場合、調整用の抵抗Ｒｍにより所望
の電圧勾配となるように設定することができる。

前述の実施例は、コモン電圧に電圧勾配を与える為に、
各共通パス９４７０８１〜０８ｍ間を抵抗Ｒ１〜Ｒ（ｍ
−１）等の高抵抗配線を介して接続した場合を示すもの
であるが、共通バスラインＣＢ１〜ＣＢｍを複数本毎に
まとめて、それらの間を高抵抗配線で接続する構成とす
ることもできる。その場合、高抵抗配線で接続すること
なく、電源回路６から電圧勾配をつけたコモン電圧を発
生させて印加することも可能である。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明は、ゲート電圧波形のなま
りによる液晶セル電圧のシフト量の減少を、電圧勾配を
つけたコモン電圧によって補正するものであり、ドライ
バからの遠近に関係なく、対称性の良い液晶セル電圧と
することができるから、表示輝度むら並びにちらつきの
発生を防止することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図（Ａ）〜（Ｄ）
は本発明の実施例の動作説明図、第３図は従来例の動作
説明図、第４図は液晶セルの接続構成説明図、第５図（
Ａ）〜（Ｃ）はＴＰＴのオン、オフによる動作説明図、
第６図（Ａ）、（Ｂ）は輝度むら発生の説明図である。 １は液晶パネル、２はスイッチング素子、３は液晶セル
、４はスキャンバスドライバ、５はデータバスドライバ
、６は電源回路、Ｇ１〜Ｇｎはスキャンバスライン、Ｄ
１〜Ｄｍはデータバスライン、ＣＢ１へＣＢｍは共通バ
スライン、Ｒ１〜Ｒｍは抵抗である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 データバスライン（Ｄ１〜Ｄｍ）とスキャンバスライン
   （Ｇ１〜Ｇｎ）との交点にスイッチング素子（２）を介
   して液晶セル（３）が接続されたアクティブマトリクス
   型液晶パネルの駆動方法に於いて、 前記データバスライン（Ｄ１〜Ｄｍ）に印加するデータ
   電圧の極性を周期的に反転し、 且つ、前記液晶セル（３）を共通に接続した共通バスラ
   イン（ＣＢ１〜ＣＢｍ）に対して、前記スキャンバスラ
   イン方向に沿って電圧勾配をつけたコモン電圧を印加す
   る ことを特徴とするアクティブマトリクス型液晶パネルの
   駆動方法。