JPS6374035A - アクテイブマトリクス型表示装置 - 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〕 １水平期間の表示データをラインバッファに蓄積し、そ
のラインバッファから読出した表示データの極性を、１
水平期間内で正負の極性に切替えてデータ駆動回路に加
え、液晶パネルのデータバスラインに、正負対称波形の
データ電圧を加えることにより、スイッチング素子のオ
フ時に於ける液晶セル電圧の変化を少な（し、表示品質
を改善するものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、液晶セル対応に薄膜トランジスタ等のスイッ
チング素子を接続したアクティブマトリクス型表示装置
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、液晶セル対応に
薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を接続し、この
スイッチング素子を制御して、表示情ｆ［こ従ったデー
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。又液晶セル対応に異なる色のカラーフィルタを設け
ることにより、フルカラー表示も可能となる。このよう
な液晶パネルに於いては、スイッチング素子のオフ時の
液晶セル電圧の変動による輝度むらの問題があり、これ
を防止して、カラー表示品質を向上することが要望され
ている。

〔従来の技術〕

第６図は液晶パネルの説明図であり、スキャンバスライ
ン０１〜ＯｎとデータバスラインＤ１〜Ｄｍとが直交し
て配置され、その交点にスイッチング素子として薄膜ト
ランジスタＱ１１＝Ｑｎｍが接続され、各薄膜トランジ
スタＱｌｌ〜Ｑｎｍを介して液晶セルＬＬｌ〜Ｌｎｍが
接続され、スキャンバスラインＧ１〜Ｇｎには、ライン
駆動回路から順次スキャンパルスが加えられ、又データ
駆動回路から１水平走査線分のデータ電圧がデータバス
ラインＤｌｘＤｍに加えられ、スキャンパルスが加えら
れたスキャンバスラインにゲートが接続された薄膜トラ
ンジスタがオンとなり、その薄膜トランジスタを介して
液晶セルにデータ電圧が印加される。

第７図（ａｌ〜（Ｃ１は従来例の動作説明図であり、ス
キャンバスラインＧ１〜Ｇ６とデータバスラインＤｉと
の交点の液晶セルについて示し、Ｖｄはデータ電圧で、
フィールド毎に極性が反転される。

又Ｖｃは第１番目の液晶セル電圧、Ｆは１フイ一ルド期
間、Ｈは１水平期間、ｖ、、ｖ２．ｖ３は液晶セル電圧
の実効値を示す。

同図の（ａｌは連続の黒表示を行う場合を示し、スキャ
ンバスラインＧ１−Ｇ６にスキャンパルスを順次加える
ことに対応してデータ電圧ＶｄがデータバスラインＤｉ
に加えられるもので、この場合のデータ電圧Ｖｄは同一
フィールド内では同じ値となり、次のフィールドで極性
が反転される。そして、第１番目の液晶セルは、正極性
のデータ電圧＋Ｖａが印加された後、その液晶セルに接
続された薄膜トランジスタがオフとなるから、次のフィ
ールドで′Ｒ膜トランジスタがオンとなって負極性のデ
ータ電圧−Ｖａが印加されるまで正極性のデータ電圧＋
Ｖａが保持される。

又（ｂｌは黒と白とが交互に表示される場合で、データ
電圧Ｖｄは、最初のフィールドでは、交互に＋Ｖａと０
となり、次のフィールドでは、交互に−ＶａとＯとなる
。従って、第１番目の液晶セルの電圧Ｖｃは、正極性の
データ電圧＋Ｖａが印加されて保持された後、０■のデ
ータ電圧の影響を受けて変動する。

この液晶セル電圧Ｖｃの変動は、オフ時の薄膜トランジ
スタの静電界ｉＣａを介して生じるものであり、薄膜ト
ランジスタがオフの時には、データバスラインＤｉに対
して、薄膜トランジスタの静電容量Ｃａと、液晶セルの
静電容量ｃｂとが直列に接続されることになり、通常、
静電界ｌｃａ、Ｃｂの比は、１：１０程度であるから、
データバスラインＤ１の電位の変化が静電界ＦＪＣａを
介して液晶セルに加えられ、液晶セル電圧Ｖｃが変化す
ることになる。

又（Ｃ１は第１番目の液晶セルを黒、他の液晶セルを白
として表示する場合で、スキャンバスラインＧ１が選択
された時のみ＋Ｖａ又は−Ｖａのデータ電圧がデータバ
スラインＤ＋に加えられ、第１番目の液晶セル電圧Ｖｃ
は、オフ状態の薄膜トランジスタの静電界ｆｆ１ｃａを
介して放電する。

従って、液晶セル電圧Ｖｃの実効値ｖ、、ｖ２、Ｖ３は
、ｖ、＞ｖ２＞ｖ３の関係となり、［ａ）のように黒連
続表示の場合は、黒として表示できたとしても、（ｂ）
のように黒白交互の場合には、液晶セル電圧の実効値が
低下することにより、黒表示の液晶セルが白ぽい黒とし
て表示され、又（Ｃ）のように、黒が少ない場合には、
液晶セル電圧の実効値が更に低下するものであるから、
更に白ぽい黒として表示されることになる。即ち、表示
パターンによる影響をうけて、黒が黒として表示されな
い場合があり、特に階調表示を行う場合には、所定の中
間調表示ができないことになる。

そこで、表示パターンによる液晶セル電圧の実効値の変
動を抑制する手段を先に提案した。第８図ｆａ）〜（Ｃ
１はその動作説明図であり、第７図と同一符号は同一の
名称を示す。データバスラインＤｉに加えるデータ電圧
Ｖｄは、１水平期間ト■内に＋Ｖａ、−Ｖａの正負対称
の波形とし、次のフィールドでは位相を反転させるもの
である。従って、黒連続表示の場合、ｔａ＞に示ずよう
に、フィールド期間Ｆ内のデータ電圧Ｖｄは、＋Ｖａ、
−Ｖａの正負対称波形の電圧となり、第１番目の液晶セ
ル電圧Ｖｃは、正極性のデータ電圧＋Ｖａがその液晶セ
ルに印加されて保持された後、オフ状態の薄膜トランジ
スタの静電容量を介して、負極性のデータ電圧−Ｖａと
正極性のデータ電圧＋Ｖａとが加えられるから、液晶セ
ル電圧Ｖｃはその正負極性のデータ電圧の周期に対応し
て変化する。従って、第７図の（ａｌの場合に比較して
、液晶セル電圧Ｖｃの実効値は僅か低くなる。

又黒白交互の表示の場合は、（ｂｌに示すように、デー
タ電圧ＶｄにはＯ■の期間があるが、オフ状態の薄膜ト
ランジスタの静電容量を介して、正負対称波形のデータ
電圧Ｖｄが液晶セルに印加される。従って、液晶セル電
圧Ｖｃは、（ａｌの場合の２倍の周期で変化し、その実
効値は、（ａｌの場合とほぼ同じくなる。

又第１番１」の液晶セルのみ黒表示を行わせる場合は、
（Ｃ）に示すように、データ電圧Ｖｄは、フィールド期
間Ｆの最初の水平期間Ｉ］のみ正負対称の波形となり、
その正極性のデータ電圧→−Ｖａが第１番目の液晶セル
に印加されて保持され、次の負極性のデータ電圧−Ｖａ
がオフ状態の薄膜トランジスタの静電容量を介して印加
されるので、液晶セル電圧Ｖｃは、データ電圧Ｖｄの周
期に対応して変化し、その実効値は、（ａｌ、　（ｂ）
の場合とほぼ同しくなる。従って、表示パターンにより
液晶セル電圧の実効値が変化しないので、中間調表示も
正確となり、表示品質を向上することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述のように、１水平期間Ｈ内で正負対称の波形のデー
タ電圧をデータバスラインに加える為には、表示データ
を２回操り返してデータ駆動回路に加える必要がある。

しかし、外部から加えられる表示データは、通常直列デ
ータであり、同一データを繰り返すものではない。従っ
て、データ駆動回路に於いて前述のようなデータ電圧を
形成する必要がある。このデータ駆動回路は、通常は集
積回路化されているものであり、第８図に示す駆動手段
を用いる場合は、集積回路化されたデータ駆動回路の構
成を変更しなければならないことになる。

本発明は、従来のデータ駆動回路の構成をそのまま用い
ても、第８図に示す駆動手段を適用できるようにするこ
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表示装置は、第１図を
参照して説明すると、ガラス基板上にスキャンバスライ
ン１とデータバスライン２とが直交して配置され、その
交点に薄膜トランジスタ等のスイッチング素子３を介し
て液晶セル４が接続された液晶パネル５と、スキャンバ
スライン１にスキャンパルスを順次加えるライン駆動回
路６と、データバスライン２に表示データに対応したデ
ータ電圧を加えるデータ駆動回路７とを備えたアクティ
ブマトリクス型表示装置に於いて、ラインバッファ８と
極性切替回路９とを設け、ラインバッファ８に１水平期
間の表示データを蓄積させ、このラインバッファ８から
読出した表示データを、極性切替回路９により、１水平
期間内に正極性と負極性とに切替えて、データ駆動回路
７に加えるものである。

〔作用〕

ラインバッファ８から１水平期間の２倍の速度で表示デ
ータを２回繰り返して読出し、極性切替回路９により１
水平期間内に正極性と負極性とに切替制御してデータ駆
動回路７に加えるものであるから、データ駆動回路７は
従来の構成のままで第８図に示す駆動手段を適用するこ
とができ、経済的に表示品質の向上を図ることができる
。

〔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２図は本発明の実施例のブロック図であり、第１図と
同一符号は同一部分を示し、ＩＯはシフトレジスタ、１
１はサンプリングスイッチ、１２はアナログメモリ用コ
ンデンサ、１３は出カバソファである。この実施例は、
カラー表示の場合を示し、Ｒ，Ｇ、Ｂは赤Ｒ１緑Ｇ、青
Ｂの色信号、ＳＤはシフトデータ、ＣＬＫはシフトクロ
ック信号、ＥＮはイネーブル信号、ＳＷは極性切替信号
、ＷＣは表示データをラインバッファ８に書込む為の書
込クロック信号、ＲＣは表示データをラインバッファ８
から読出す為の続出クロック信号である。

シフトレジスタ１０は、シフトデータＳＤが１水平期間
の最初に“１”となり、シフトクロツタ信号ＣＬＫによ
り順次右方向にシフトされ、その“１”の出力信号をサ
ンプリング信号としてサンプリングスイッチ１１に加え
る。又ラインバッファ８は、色信号Ｒ，Ｇ、Ｂの１水平
期間分を書込クロック信号ＷＣに従って蓄積し、続出ク
ロック信号ＲＣにより色信号Ｒ，Ｇ、Ｂを読出して極性
切替回路９に加える。この場合、１水平期間分を２回繰
り返して読出すものであり、極性切替回路９に於いては
、極性切替信号ＳＷに従って１回目の読出データの極性
をそのままとしで出力したとすると、２回目の続出デー
タの極性を反転するものである。

サンプリングスイッチ１１は、シフトレジスタ１０から
のサンプリング信号により動作し、前述の１回目の続出
データをコンデンサ１２に蓄積し、１水平期間の続出デ
ータがそれぞれコンデンサ１２に蓄積されると、イネー
ブル信号ＥＮが加えられて、出カバソファ１３からコン
デンサ１２の蓄積データに対応したデータ電圧がデータ
パスライン２に加えられる。そのタイミングで、ライン
駆動回路６から例えば第１番目のスキャンバスライン１
にスキャンパルスが加えられ、そのスキャンバスライン
１にゲートが接続されたスイッチング素子３を介して液
晶セル４にデータ電圧が印加される。

又前述の２回目の続出データについても、それぞれシフ
トレジスタ１０からのサンプリング信号によりサンプリ
ングスイッチ１１が動作して、コンデンサ１２にサンプ
ル値を蓄積し、１水平期間の続出データがそれぞれコン
デンサ１２に蓄積されると、イネーブル信号ＥＮが加え
られ、出カバソファ１３からコンデンサ１２の蓄積デー
タに対応したデータ電圧がデータバスライン２に加えら
れる。この時のデータ電圧の極性は、極性切替回路９に
よる表示データの極性反転により、先のデータ電圧の極
性と反対となる。又このタイミングでは、ライン駆動回
路６からはスキャンパルスは出力されない。

前述の動作が繰り返されることにより、入力された表示
データに従ってカラー表示が行われ、中間調表示も正確
に行われることになる。

第３図は本発明の実施例の動作説明図であり、（ａ）は
Ｒ，Ｇ、Ｂの表示データの一例、（ｂ）はラインバッフ
ァ８から前の１水平期間Ｉ（分の表示データを２回繰り
返し読出した読出データ、（Ｃ１は＋ｉ性切替回路９の
出力データ、（ｄｌは極性切替信号ＳＷ、（ｅ）は１水
平期間Ｉ］の初期に動作されるサンプリングスイッチ１
１によりサンプリングされてコンデンサ１２にホールド
された表示データ、（ｒ）はイネーブル信号ＥＮ１ｇ）
は出力バッファ１３から出力されるデータ電圧を示す。

同図の（ａｌに示す表示データがラインバッファ８に１
水平期間■］分蓄積され、次の１水平期間Ｈに（ｂｌに
示すように２回繰り返し読出される。極性切替信号ＳＷ
は、１水平期間Ｈの前半と後半とに於けるラインバッフ
ァ８からの続出データの極性の反転、非反転を制御する
ものである。

シフトレジスタ１０からサンプリングスイッチ１１に加
えられるサンプリング信号は、読出クロック信号ＲＣに
同期したもので、サンプリング値はコンデンサ１２にホ
ールドされる。従って、成るコンデンサ１２には、（ｅ
）に示すように、表示データのサンプリング値がホール
ドされる。

イネーブル信号ＥＮは、（ｆ）に示すように、ラインバ
ッファ８からの読出データの中の水平帰線損１間に相当
するタイミングで出力バッファ１３に加えられるから、
コンデンサ１２にホールドされた値に相当するデータ電
圧が、液晶パネル５のデータバスライン２に加えられる
。従って、極性切替信号ＳＷを、奇数フィールドと偶数
フィールドとに於ける位相を反転し、例えば、奇数フィ
ールドに於ける１水平期間Ｈの前半を正極性、後半を負
極性のデータ電圧とすると、偶数フィールドに於ける１
水平期間Ｉ〜■の前半を負極性、後半を正極性のデータ
電圧として、液晶セルに印加するデータ電圧の極性をフ
ィールド毎に反転させ、且つ１水平期間Ｈ内で正負対応
波形のデータ電圧をデータバスライン２に加えることで
き、第８図に示す液晶セル電圧の変動抑制の駆動を行わ
せることができる。

第４図は本発明の一実施例のラインバッファのブロック
図であり、ＣＣＤ　（電荷結合素子）等のアナログ素子
を用いた場合を示し、アナログの表示データが第１のＣ
ＣＤシフトレジスタ２１に加えられて、１水平期間分蓄
積されると、並列に第２のＣＣＤシフトレジスタ２２に
転送され、このＣＣＤシフトレジスタ２２から２倍の速
度で表示データが読出されると共に循環蓄積されて、１
水平期間に２回繰り返して読出される。

この２回繰り返し読出された表示データは極性切替回路
２３に加えられ、極性切替信号ＳＷにより、例えば、１
回目に読出された表示データの極性を正極性とすると、
２回目に読出された表示データの極性を負極性に切替え
るものである。従って、正負対称波形の表示データが得
られる。又フィールド毎に極性切替信号ＳＷの位相を反
転させることにより、１水平期間の前半と後半との正負
極性の関係を反転し、データ電圧の極性をフィールド毎
に反転して液晶セルに印加することができる。

第５図は本発明の他の実施例のラインバッファのブロッ
ク図であり、ディジタル信号処理を行う場合を示す。同
図に於いて、２５はＡ／Ｄ変換器、２６．２７はシフト
レジスタ、２８〜３１はスイッチ、３２は極性切替回路
、３３はＤ／Ａ変換器である。入力されたアナログ表示
データは、Ａ／Ｄ変換器２５によりディジタル表示デー
タに変換され、スイッチ２８〜３１は図示状態に制御さ
れているとすると、シフトレジスタ２６に書込クロック
信号ＷＣに従って表示データがシフトされる。

一方、シフトレジスタ２７には前の水平期間に蓄積され
た表示データが続出クロック信号ＲＣに従ってシフトさ
れて出力され、スイッチ２９を介して極性切替回路３２
に加えられ、又その一部はスイッチ３１を介して人力段
に帰還される。この続出クロック信号ＲＣは、書込クロ
ック信号ＷＣの２倍の速度を有するものであり、従って
、１水平期間分の表示データは２回繰り返し読出される
ことになる。

１水平期間後には、スイッチ２８．２９の切替制御が行
われて、ディジタル信号に変換された表示データはシフ
トレジスタ２７に加えられ、又シフトレジスタ２６から
スイッチ２９を介して極性切替回路３２に表示データが
加えられる。又スイッチ３０はオン、スイッチ３１はオ
フに制御される。

極性切替回路３２は極性切替信号Ｓ　Ｗに従って前述の
実施例と同様に表示データの極性を切替えるものである
。この場合、ディジタル表示データの極性ピントを反転
するだけで表示データの極性を反転することができるか
ら、極性切替回路３２は簡単な構成で実現することが可
能となる。この極性切替回路３２の出力データは、Ｄ／
Ａ変換器３３によりアナログ表示データに変換され、１
水平期間内に正極性と負極性との表示データとなって前
述のデータ駆動回路７に加えられる。従って、第８図に
示すように液晶セル電圧の変動を抑制することが可能と
なる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、１水平期間Ｈ分の表示
データを蓄積するラインバッファ８と、極性切替回路９
とを、データ駆動回路７の前段に設け、ラインバッファ
８から１水平期間１］分の表示データを２回繰り返し読
出し、極性切替回路９により正極性と負極性とに切替え
て、データ駆動回路７に加えるものであり、集積回路化
されたデータ駆動回路７に、簡単な構成を付加するだけ
で、液晶セル電圧の変動を抑圧することができる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、第２図は本発明の実
施例のブロック図、第３図は本発明の実施例の動作説明
図、第４図は本発明の一実施例のラインバッファのブロ
ック図、第５図は本発明の他の実施例のラインバッファ
のブロック図、第６図は液晶パネルの説明図、第７図は
従来例の動作説明図、第８図は液晶セル電圧の変動抑圧
動作説明図である。 １はスキャンバスライン、２はデータバスライン、３は
スイッチング素子、４は液晶セル、５は液晶パネル、６
はライン駆動回路、７はデータ駆動回路、８はラインバ
ッファ、９は極性切替回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直交配置されたスキャンバスライン（１）とデータバス
   ライン（２）との交点に、スイッチング素子（３）を介
   して液晶セル（４）を接続した液晶パネル（５）と、 前記スキャンバスライン（１）にスキャンパルスを順次
   加えるライン駆動回路（６）と、 前記データバスライン（２）に表示データに対応したデ
   ータ電圧を加えるデータ駆動回路（７）とを備えたアク
   ティブマトリクス型表示装置に於いて、 １水平期間分の前記表示データを蓄積するラインバッフ
   ァ（８）と、 該ラインバッファ（８）から読出された表示データを、
   １水平期間内に正極性と負極性とに極性を切替えて、前
   記データ駆動回路（７）に加える極性切替回路（９）と
   を設けた ことを特徴とするアクティブマトリクス型表示装置。