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JP2568659B2 - 表示装置の駆動方法 - Google Patents

表示装置の駆動方法

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JP2568659B2
JP2568659B2 JP63313456A JP31345688A JP2568659B2 JP 2568659 B2 JP2568659 B2 JP 2568659B2 JP 63313456 A JP63313456 A JP 63313456A JP 31345688 A JP31345688 A JP 31345688A JP 2568659 B2 JP2568659 B2 JP 2568659B2
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JP63313456A
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悦矢 武田
裕 南野
清一 永田
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Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は薄膜トランジスタ（以下TFTと呼ぶ）等のス
イッチング素子と画素電極とをマトリックス状に有する
アクティブマトリックスを用いて、液晶などの表示材料
を交流駆動して画像表示をおこなう表示装置の駆動方
法、および駆動電圧の設定法に関し、ａ）駆動電力の低
減、ｂ）表示画質の改善、ｃ）駆動信頼性の向上を目的
とするものである。
従来の技術 アクティブマトリックス液晶表示装置による表示画質
は近年きわめて改善され、CRTのそれに匹敵すると言わ
れるまでに達している。しかしながら、第１に画質の面
では、フリッカー・画面上下方向の輝度変化即ち輝度傾
斜・固定画像を表示した直後に前記固定画像のイメージ
が焼き付いたように残存する画像メモリー現像・階調表
示性能等は未だCRTに比べると遜色がないとは言えな
い。また、表示装置内部の各種の寄生容量を通じて、不
可避的に同装置内部に発生する直流（DC）電圧やクロス
トークの悪影響の課題を根本的に解決する技術は未だ報
告されていない。
フリッカーの改善策としては以下の技術が公知であ
る。即ち、表示画面のフィールド毎に信号電圧の極性を
反転するものとしては、特開昭60−151615号公報、同61
−256325号公報、同61−275823号公報等に記載のものが
ある。また表示画面の１走査線毎に信号電圧の極性を反
転するものとしては、特開昭60−3698号公報、同60−15
6095号公報、同61−275822号公報等に記載のものがあ
る。また、フィールド反転をしながら且つ走査線毎の反
転を行なうものに特開昭61−275824号公報に記載のもの
がある。
しかしこれらの方法は、以下に述べる液晶等表示材料
の誘電異方性や表示装置内部の寄生容量等により不可避
的に発生するDC電圧の補償がされておらず、基本的に
（表示絵素毎に）フリッカーを減少させるのではなく、
総合して見かけ上のフリッカーを減少させたものであ
る。
また特殊なアクティブマトリックス構成例に於て、ク
ロストークを減少させるものとして、K.オキ（Oki）
他：ユーロ ディスプレイ（Euro Display）′87 P55
（1987）記載の技術が公知である。本例では走査信号を
印加する前に走査信号配線に（走査信号以外に）参照信
号を付加する事により、画像信号振幅を減少させ、もっ
てクロストークを減少させるものである。他のクロスト
ーク対策としてW.E.ハワード（Howard）他:I.D.R.C（イ
ンターナシヨナル ディスプレイ リサーチ コンファ
レンス（Inatarnational Display Research Conferenc
e））'88 P230（1988）記載の技術が公知である。この
方法は画像信号を供給した後、クロストーク電圧分を補
償するものである。これらには後述の液晶の誘電異方性
によるDC電圧を補償する考慮は特になされてはいない。
表示画像の輝度傾斜・階調表示性能の向上を直接の目
的とするものは知られていない。
次に、液晶の誘電異方性により表示装置内に不可避的
に発生するDC電圧を補償し、基本的にフリッカーを減少
させ、且つ駆動信頼性を向上させることを意図した公知
文献として、以下の２件がある。第１は、T.ヤナギサワ
（Yanagisawa）他：ジャパン ディスプレイ（ JAPAN
DISPLAY）'86 P192（1986）である。本先例は、画像
信号電圧（Vsig）の振幅中心電圧（Vc）に対して正側と
負側の振幅を変えることにより、このDC電圧を補償する
ものである。第２の先例は、K.スズキ（Suzuki）：ユー
ロ ディスプレイ（Euro Display）'87 P107（1987）
である。本例では、走査信号の後に負の付加信号（Ve）
を印加して補償しようとするものである。
第３に、TFTのゲート・ドレイン間の寄生容量Cgdを通
じて走査信号が表示電極電位に影響を及ぼし、画像信号
配線の平均的電位と表示電極の平均的電位との間に直流
電位差を発生する。液晶交流駆動するに際し、表示電極
と対向電極間の平均的DC電位差を零とするよう表示装置
の各部電位を設定すると、前記直流電位差は画像信号配
線と対向電極間に不可避的に現われる。この直流電位差
は画像メモリー等の重大な表示欠陥を誘起する。しか
し、この直流電位差を根本的に零とするよう補償する方
法は未だ報告されていない。
第４に、液晶表示装置は駆動電力が小さいのが特徴で
あるにもかかわらず、液晶画像表示装置では、アナログ
信号を取り扱い且つその信号出力回路数が膨大であるた
め、駆動回路での消費電力が大きく（数百mW）なってい
る。このことは携帯型装置として乾電池電源等で動作さ
せるには適当でないほどの消費電力である。従って、よ
り低消費電力の駆動法開発が要望される。
発明が解決しようとする課題 本発明は上述の課題、即ち、表示画質・駆動信頼性の
改善、更に表示装置駆動電力の低減化を目的とするもの
である。
課題を解決するための手段 容量を介して第１の配線に接続された画素電極をマト
リックス状に有し、かつ前記画素電極には画像信号配線
と走査信号配線に電気的に接続されたスイッチング素子
が接続され、前記画素電極と対向電極の間に保持された
表示材料を交流駆動する表示装置において、前記スイッ
チング素子のオン期間に画像信号電圧を画素電極に伝達
し、前記スイッチング素子のオフ期間であって、前記ス
イッチング素子の次のオン期間までの間に、前記第１の
配線に１垂直走査期間（１フィールド）毎に電圧が逆向
きに変化する変調信号を与えることにより、前記画素電
極の電位を変化させ、前記電位の変化と前記画像信号電
圧とを相互に重畳及び、または相殺させて前記表示材料
に電圧を印加する。
作 用 例えばスイッチング素子がTFT（薄膜トランジスタ）
である場合、走査信号の電位変化Vgがゲート・ドレイン
間容量Cgdを介して誘起される画像信号との電位変化Cgd
Vgが負方向に発生する。
本発明では、蓄積容量Csを介して１フィールド毎に印
加する変調信号幅Ve（＋）、Ve（−）を与えることによ
り、画像電極に、負方向にCsVe（＋）、正方向にCsVe
（−）の電位変化が発生し、上述の電位変化CgdVgに重
畳される。これらの電位変化の関係が次式を満足するよ
うに設定できる。
（CsVe（＋）＋CgdVg）/Ct ＝（CsVe（−）−CgdVg）/Ct ＝ΔＶ＊ このΔＶ＊の値が液晶のしきい値電圧以上である場合
液晶駆動電圧の一部をこの容量結合電位から供給するこ
とになり画像信号ドライバーの出力振幅を減少させ、駆
動電力の低減することができる。
それにより、液晶の誘電異方性、及び走査信号がゲー
ト・ドレイン間容量を介して誘起する直流成分の少なく
とも一部分を補償し、フリッカー・画像メモリー等の発
生要因を除去し、高品質の表示を可能とし、表示装置の
駆動信頼性を高めることができる。
実施例 以下に本発明の理論的背景を述べる。
第１図に、TFTアクティブマトリックス駆動LCDの表示
要素の電気的等価回路を示す。各表示要素は走査信号配
線１、画像信号配線２の交点にTFT3を有する。TFTには
寄生容量として、ゲート・ドレイン間容量Cgd4、ソース
・ドレイン間容量Csd5及びゲート・ソース間容量Cgs6が
ある。更に意図的に形成された容量として、液晶容量Cl
c＊７、蓄積容量Cs8がある。
これらの各要素電極には外部から駆動電圧として、走
査信号配線１には走査信号Vgを、画像信号配線２には画
像信号電圧Vsigを、蓄積容量Csの一方の電極には１フィ
ールド毎に反転する画像信号の極性に対応して変調信号
Ve（＋）、Ve（−）を、液晶容量Clc＊の対向電極には
各フィールド毎に一定の電圧を印加する。上記した寄生
ないし意図的に設置した各種の容量を通じて駆動電圧の
影響が画素電極（第１図Ａ点）に現われる。
ｎ番目の走査線に関連する電圧の変化成分として定義
した第２図（ａ）〜（ｄ）に示すVg、Ve（＋）、Ve
（−）、Vt及びVsigを第１図の各点に各々印加すると、
容量結合による画素電極の電位変化ΔＶ＊は、隅、奇そ
れぞれのフィールドで式（１）、（２）で表わされる
（但し、TFTをオンする事による、画像信号配線からの
電導によるＡ点の電位変化成分を除く）。
ΔＶ＊＋ ＝（CsVe（＋）＋CgdVg±CsdVsig）/Ct ‥‥（１） ΔＶ＊− ＝（CsVe（−）−（CgdVg±CsdVsig）/Ct ‥‥（２） Ct＝Cs＋Cgd＋Csd＋Clc＊ ＝Cp＋Csd＋Clc＊＝ΣＣ ここに、上式の第２項は走査信号VgがTFTの寄生容量C
gdを通じて画素電極に誘起する電位変化である。第１項
は第１の変調電圧の効果を表わす。第３項は画像信号電
圧が寄生容量を通じて画素電極に誘起する電位変化を示
す。Clc＊は、信号電圧（Vsig）の大小により液晶の配
向状態が変化するに連れて、その誘電異方性の影響を受
けて変化する液晶の容量である。従って、Clc＊、及び
ΔＶ＊は液晶容量の大（Clc（ｈ））小（Clc（ｌ）に各
々対応する。（Cgdはゲート・信号電極間の容量である
が、走査信号配線、画像信号配線共に低インピーダンス
電源で駆動されていること、及びこの結合は直接表示電
極電位に影響しないため無視する）。
偶、奇フィールドでの電位変化ΔＶ＊−、ΔＶ＊−を
等しくすれば、走査信号Vgが寄生容量Cgdを通じて画素
電極電位に及ぼす直流的電位変動を補償できる。こうし
て液晶には直流電圧がかからず、対称な交流駆動が可能
となる。即ち次式を満足することである。
（CsVe（＋）＋CgdVg−CsdVsig） ＝（CsVe（−）−（CgdVg−CsdVsig） ‥‥（３） Vsigは各走査線毎に反転する信号をあたえるので各フ
ィールドで第３項CsdVsigの効果は相殺される。従って
次（３）は （CsVe（＋）＋CgdVg）＝（CsVe（−）−CgdVg） ‥‥
（４） と簡単化される。
注意すべき第１の点は、画素電極に誘起される電位Δ
Ｖ＊は、偶、奇各フィールドで対向電極に対して液晶容
量に無関係に正負等しくできることである。
注意すべき第２の点は、（３）、（４）式にClc＊が
現われないことである。即ち、（３）、（４）式が満た
される条件で駆動すれば液晶の誘電異方性の影響は消失
し、Clc＊に起因するDC電圧は表示装置内部に発生しな
いことである。
さらに第３の点は（３）、（４）式を満たした駆動条
件では、走査信号Vgが寄生容量Cgdを通じて画像信号配
線と表示電極間に誘起する直流電位をも相殺し零とする
ことが出来る。また本発明の駆動法では各フィールド毎
に対向電極の電位に対して正負逆極性の信号を与えるの
で２フィールドをみれば画素電極、信号電極、対向電極
の各電位間には直流電界は生じないことである。液晶に
たいして直流電圧を与えない駆動法なので信頼性上有利
である。
更に注意すべき第４の点は、条件式（３）、（４）が
表示装置側で任意設定可能な２個の電圧パラメータVe
（＋）とVe（−）を有することである。この為、Ve
（＋）とVe（−）を（３）、（４）式に合わせて制御す
れば、画素電極に現われる電位変動ΔＶ＊を任意の大き
さに設定できる。このΔＶ＊を液晶のしきい値電圧以上
に設定すればVsigを小さくできる。更に、Vsigを小さく
することはアナログ信号を制御する画像信号駆動回路の
出力振幅を小さくし、振幅の自乗に比例して同回路の消
費電力を減少させる。カラー表示の場合には同様にアナ
ログ信号を取り扱うクロマICの省電力にも結びつく。一
方、Veはディジタル信号であり、当該ICはオン／オフ制
御される。従って、変調信号Ve（＋）、Ve（−）を印加
しても相補型MOSICで構成した駆動系全般としては省電
力化に結びつく。
後述の実施例の装置に用いた上記容量・電圧パラメー
タの概略値を掲げる。
Cs＝0.68pF、Clc（ｈ）＝0.226pF、Clc（ｌ）＝0.130＝
pF、Cgd＝0.059pF、Csd＝0.001pF、 Vg＝15.5V、Ve（＋）＝−2.5V Ve（−）＝＋4.9V、Vt
＝0V、Vsig＝±2.0V。
上記パラメータを考慮すると式（３）の第３項は実質
的に無視することができ式（４）となり （Ve（−）−Ve（＋））＝2CgdVg/Cs ‥‥（4a） となる。
第２図（ｅ）、（ｆ）は第１図の表示要素の各電極に
駆動信号Vg、Vsig、変調信号Veが入力された場合の画素
電極（第１図Ａ点）の電位変化を示す。例えば奇フィー
ルドでVsigが（ｄ）図の実線のようにVs（ｈ）にあると
き、Ｔ＝T1で走査信号Vgが入ると、TFTは導通しＡ点の
電位VaをVs（ｈ）と等しくなるまで充電する。Ｔ＝T2で
TFTがオフになる前（のぞましくはTFTが導通状態にある
T1からT2の間）にVeには負方向にVe（−）の信号を与え
ておく。次に走査信号が消えると、このVgの変化はCgd
を通じてＡ点ではΔVgの電位変動として現われる。更に
遅れ時間τｄ後のＴ＝T4に於てVeが正方向にVe（−）変
化すると、この影響が図のように電位Vaの正方向変位と
して現われる。その後、Ｔ＝T5でVsigが、Vs（ｈ）から
Vs（ｌ）に変化すると同様にＡ点の電位変動が現われ
る。この容量結合成分を合わせて図ではΔＶ＊として示
す。
その後偶フィールドで走査信号が入力された場合に
は、TFTはＡ点をVsigの低レベルVs（ｌ）まで充電す
る。TFTがオフとなると、上記と同様に容量結合電位Δ
Ｖ＊が現われる。上記のようにTFTがオフする時、Vsig
が高レベル、Veが低レベルにある場合に、あるいはその
逆にVsigが低レベル、Veが高レベルにあり、TFTがオフ
後Veが変動する場合には、画像信号振幅Vsigppに対し、
画素電極電位の変化幅Veffは図示のようにほぼ２ΔＶ＊
＋2Vsigppとなり、両者は相互に重畳し合う。換言する
と、画像信号出力ICの出力振幅を２ΔＶ＊だけ減少させ
ることができる。（以下、VeとVsigが上記の位相関係に
ある場合を逆相という） 一方、変調信号Veに対し、Vsigが（ｄ）図点線のよう
な位相関係にあるとき（以下、同相という）、Ａ点の画
素電極電位の変化幅はほぼ２ΔＶ＊−2Vsigppとなり、
ΔＶ＊とVsigは相互にその一部を相殺しあう。
第３図は液晶の印加電圧対透過光強度の関係を示すと
ともに、ΔＶ＊およびVsigにより透過光を制御する電圧
範囲の例を示す。液晶の透過光が変化する電圧範囲は液
晶のしきい値電圧Vthから飽和電圧Vmaxまでである。Δ
Ｖ＊がVth以上に設定すれば位相制御を行なわない場
合、必要最大信号電圧は（Vmax−Vth）となる。ΔＶ＊
による印加電圧をＶCTに設定し、信号電圧の振幅と位相
を制御すれば、必要最大信号振幅電圧は（Vmax−Vth）/
2程度に減少させることができる。前記した本発明の目
的の一つである画像信号振幅を減少させる効果を有して
いるのは上述の通りである。
第４図に、第２図（ｂ）の波形を更に改良した駆動法
を示す。基本的相違点は偶フィールドのＴ＝T4からT1′
間と、奇フィールドのＴ＝T4′からT1まで間とでは、Ve
が各々異なる電圧に設定されていることである。即ち、
第４図（ｂ）図点線丸内に示すようにＴ＝T2においては
Veの電圧を変化させず、Ｔ＝T3においてVe（−）だけ正
方向に変化させ、Ｔ＝T2′において（TFTがオンしてい
る期間内、または当該TFTがオフする以前）Veを一旦変
化させ、その後Vgによる走査が完了後（TFTがオフとな
った後）、Ｔ＝T4′において、Ve（＋）だけ負方向へ減
少した変調信号を印加する。このようにTFTがオンして
いる期間に、式（４）を満足しつつ、変調信号の電位を
変化させることが可能である。
今、第３図のようにΔＶ＊による変調電位の効果とし
て3.4Vを必要とする場合、式（4a）のより、Ｔ＝T3に於
けるVeの負から正方向への振幅は4.95V、Ｔ＝T3′に於
ける正から負方向への振幅は2.50Vに設定すればよい。
両者の電圧差2.45Vを第４図ではTFTのオン期間中にVeの
電位変動として与えている。
以下実施例をもとに本発明を説明する。
実施例１ 第５図に本発明の第１の実施例の装置の回路図を示
す。11は走査駆動回路、12は映像信号駆動回路、13は第
１の変調回路、14は第２の変調回路である。15a、15b、
‥‥15zは走査信号配線,16a、16b、‥‥16zは画像信号
配線、17a、17b‥‥17zは蓄積容量Csの共通電極、18a、
18b・・・18zは液晶の対向電極である。
本実施例では上記のように、蓄積容量及び対向電極が
走査信号配線毎に分離して形成されており、変調信号も
各々の走査信号配線に対応して印加される。走査信号・
変調信号のタイムチャートを第６図に示す。本図はＮ番
目の走査信号配線と、Ｎ＋１番目の走査信号配線に対す
る走査信号・変調信号を示している。変調信号・画像信
号、及びΔＶ＊、Vsigの相互関係は、本質的には第２図
と同等である。即ち、映像信号・変調信号の極性は１フ
ィールド毎に反転する。
本実施例では、フリッカーが少なく信号電圧の出力振
幅を僅か3Vppで、黒から白までの全域を駆動できコント
ラストの良い表示が可能であった。また各電極間の直流
成分がほとんどなく液晶の長期信頼性も良好であった。
なお、表示映像の輝度調整は変調信号の振幅ΔＶ＊を変
化させて行なった。
実施例２ 上記実施例１と同じ第５図の回路において、第７図に
しめすVeの電圧波形が第１の実施例と異なる偶フィール
ドと奇フィールドでVeが異なる電圧設定にしていること
である。変調信号Ve（Ｎ）、Ve（Ｎ＋１）の負方向への
変位を第７図のように２段階に変化させた。即ち、当該
TFTのオン期間にVe電位を一旦変化させ、TFTがオフ状態
になって後、正方向への変位に比べ振幅の減少した負方
向への変調信号を印加した。
本実施例では、第１の実施例の効果に加え、第２図と
第４図の比較からもわかるようにTFTをオンしている期
間にVeの負方向への電圧変化が小さくなるから信号電圧
に対して必要なゲート電圧も減少した。
実施例３ 実施例１、２の場合と使用する回路、VgとVeの電圧波
形は同じで、各走査線に対応してVtの電圧波形が波線の
ように各フィールドで反転するようにする。しかもTFT
のオン期間に、TFTオフ後にVeの変化する方向と逆の方
向へ反転するようにする。このようにするとVeの変調電
圧Ve（＋）、Ve（−）が実施例１、２に比較して小さく
できる。
実施例４ 第４の実施例の回路を第８図に、本回路に印加する電
圧波形を第９図に示す。第９図に於て、21aは第１走査
信号配線、21a′は第１走査信号配線に付属する蓄積容
量の共通電極線、21zは最終の走査信号配線、21z′は最
終の前段の走査信号配線である。本実施例では、蓄積容
量Csの共通電極を前段の走査信号配線を用いて形成した
点が実施例１、２と異なる。従って、変調信号を前段の
走査信号配線に印加している。第９図に示すように、Ｎ
＋１番目の走査信号配線への走査が終了した後（遅れ時
間τｄ）、Ｎ番目の走査信号配線に印加された変調信号
の極性が反転する。
変調信号の極性反転は、Ｎ番目とＮ＋１番目の走査信
号配線に関し、及び奇偶フィールドに関して、重複して
行なっても良いし、フィールドに関してのみ行うことも
できる。変調信号の正方向への電位変化量Ve（＋）と、
負方向への電位変化量Ve（−）は各々独立に可変とし
た。
本実施例の効果は前記第１の実施例と同様であった。
実施例５ 実施例４と同じ構成を有する第８図の表示装置を第10
図に示す電圧波形で駆動した。実施例４では同一であっ
た電圧波形Vgの変調後の値が各フィールド毎に異なるこ
とである。第10図に示すVgのような電圧波形とすると実
施例４と同様の効果が得られるばかりでなく、駆動に必
要なゲート振幅が小さくなる。
実施例６ 第６の実施例の回路を第11図に、本実施例で印加する
電圧波形を第12図に示す。
本実施例では、走査信号配線に変調信号が重複して印
加される点は前記実施例４と同等であるが、対向電極が
対応する走査信号配線毎に分割されておらず、表示装置
全体にわたり同一電位であること、及び、画素電極・対
向電極間の電気的極性を１走査期間毎（1H）に変化させ
た点が前記の各実施例と異なる。第12図に於て22は走査
駆動回路・25は映像信号駆動回路、26は第２の変調信号
発生回路である。25a,25b,・・・・25zは画像信号配線
である。第12図に於てCh（Ｎ）・Ch（Ｎ＋１）はＮ番目
及びＮ＋１番目の走査信号配線に印加される電圧波形を
示す。Vtは対向電極電位、Vsigは映像信号電圧波形を示
す。叉同図は液晶を交流駆動するため奇フィールドと偶
フィールドでの電圧波形の相違（極性反転）をも示して
いる。
図の波形Ch（Ｎ）・Ch（Ｎ＋１）中の高い波形Vgが走
査信号、走査信号直後の電位Ve（＋）、Ve（−）のみは
それぞれ独立に制御した。走査信号の印加時間Tsは１走
査期間未満で可変制御可能とした。こうして、次段｛Ch
（Ｎ＋１）｝の走査が終了した後、遅れ時間τｄ後に変
調信号が印加された。
上記実施例のように走査信号が終了した後の、Ve
（−）、Ve（＋）電位をVeと独立に制御すれば、条件
（4a）を満足させることが出来る。
こうして、１走査期間毎に画素電極の電位の極性を変
化させる本実施例の場合に於いても、Ve（＋）とVe
（−）を調整することにより、液晶の誘電率異方性の影
響を補償し、且つ画像信号配線と画素電極間に発生する
DC電圧を補償することができた。（当然の結果として、
画像信号配線に与える画像信号の平均電位と画素電極の
平均電位は等しくなる。）こうして、フリッカー・画像
メモリーの主な発生原因を除去し、駆動信頼性を向上さ
せ、更に駆動電力を減少させることが出来た。叉この場
合には、階調制御性もきわめて向上する。
表示装置としては対向電極の電位を一定とできるので
電源出力の数を減少させることができる。信号電圧の中
心Vsigc、対向電圧Vtc、画素電位の中心電圧Vpcを一致
させることができるので液晶表示装置内で直流成分がほ
とんどなくなる。
本実施例の装置・駆動方法によりウインドウパターン
・カラーバー・解像度チヤート等の固定パターンを表示
し画像メモリー現像の現れ方を検査した。本実施例の方
法でウインドウパターンを４時間表示した後パネル全面
を中間調表示状態としたが、これら固定パターンの焼き
付き現象は認められなかった。
一方、従来駆動法による下記２種のパネルの画像焼き
付き現象を以下のように比較した。第１の比較パネル
は、画素毎に蓄積容量を持たないパネルである。このパ
ネルではゲートに印加する走査信号が寄生容量Cgdを通
じて信号母線と画素電極に誘起する内部DC電位差は3.5
〜4.0Vである。このパネルにウインドウパターンを３分
間表示すると明らかな焼き付き現象が観察された。また
このパネルに同様ウインドウパターンを１時間表示した
場合には以後３時間にわたって焼き付き現象は消えなか
った。このパネルに他の固定パターンを表示すると同様
な焼き付きが観察された。
第２の比較パネルは画素毎に1pFの蓄積容量を持つも
ので、前記内部DC電位差は0.7〜1.0Vのものである。こ
のパネルでは数分の固定パターン表示では明らかな焼き
付き現象は認められないが、１時間の連続表示後には焼
き付きが観察されその後数時間残存した。
実施例７ 実施例５に於て、第11図に示す第２の変調信号発生器
の電位を浮動とした。即ち、対向電極をどこにも接続せ
ず電位浮動の状態で駆動した。この場合、全ての走査信
号線に印加される変調信号Veが表示装置内部の静電容量
を通じて対向電極にも現われる。表示装置内部にはVeと
無関係な電位に保持される画像信号配線が有り、前記対
向電極に現われる第２の変調信号の振幅は一般にVeより
小さく、前記条件式（4b′）を正確には満たさない。し
かしながら第２の変調信号発生源を省略でき、省電力効
果は大きい。また良好な画像を表示することが可能であ
り、本発明の目的はほとんどを満たすことが出来る。
実施例８ 第11・第２の実施例に於て蓄積容量の共通配線17a、1
7b,・・・17zの共通に接続し、更に、対向電極の共通配
線18a、18b、・・・18zを共通に接続した構成で、１走
査期間毎に表示電極の極性を変化させる前記実施例４に
類似した駆動を行なった。
実施例９ 第11図の回路を用いて、本実施例で印加する電圧波形
を第13図に示す。第131図は本発明第６の実施例の第12
図の走査線に対する印加電圧波形Ch（Ｎ）,Ch（Ｎ＋
１）を変えたものである。すなわち奇フィールドのCh
（Ｎ）ではTFTオン期間Tsの後、電圧をVe（＋）に保ち
次段の走査線の電圧Ch（Ｎ＋１）のTFTがオンになって
からτｄ′（０≦τｄ′＜Ts）後に電圧をVe（−）にし
ている。偶フィールドではCh（Ｎ＋１）が奇フィールド
のCh（Ｎ）と同様の電圧波形である。第13図の電圧波形
を用いるとCh（Ｎ）の走査線のTFTオンの時の次段の画
素電極に与える電圧変動を各フィールドで同一にするこ
とができる。この結果フリッカーが第12図の波形を用い
たときより減少した。
実施例10 第11図の回路を用いて、本実施例で印加する電圧波形
を第14図に示す。第14図は本発明第６の実施例の第12図
の走査線に対する印加電圧波形Ch（Ｎ）,Ch（Ｎ＋１）
を変えたもう１つの例である。すなわち奇フィールドの
Ch（Ｎ）ではTFTオン期間Tsの後、電圧を０レベルに保
ち次段の走査線の電圧Ch（Ｎ＋１）のTFTがオンになっ
てからτｄ′（０≦τｄ′＜Ts）後に電圧をVe（−）に
している。一方偶フィールドのCh（Ｎ）ではTFTオン期
間Tsの後、電圧を０レベルに保ち次段の走査線の電圧Ch
（Ｎ＋１）のTFTがオンになってからτｄ′（０≦τ
ｄ′＜Ts）後に電圧をVe（＋）にしている。奇フィール
ドのCh（Ｎ）と偶フィールドCh（Ｎ＋１）、偶フィール
ドのCh（Ｎ）と奇フィールドCh（Ｎ＋１）は、同じの電
圧波形である。第14図の電圧波形を用いるとCh（Ｎ）の
走査線のTFTオンの時の次段の画素電極に与える電圧変
動を各フィールドで同一にすることができる。この結果
フリッカーが第12図の波形を用いたときより減少する。
実施例９・10は実施例６の他の実施態様を示したもの
である。これらの実施例では実施例６と同様の効果を有
することを確認した。
上記の説明から明らかなように、本発明は以下の顕著
な効果を有する。
先ず、第１にアクティブマトリックス表示装置の信号
駆動回路の出力信号電圧を大幅に減少させ、もってアナ
ログ信号を取り扱う同駆動回路の消費電力を減少させる
ことが出来る。更に本発明をカラー表示に使用する場合
にはクロマICの出力振幅をも減少させ同回路の省電力化
も計れる。こうして表示装置全体としての駆動電力の削
減が可能となる。一方、上記出力信号電圧の振幅を減少
させることは、益々表示の高密度化が要求され信号駆動
回路が高周波化されねばならない今日、当該回路の製作
をより容易とする、更に、信号増幅器の直線性のよい領
域を使用でき、表示品質の改善にもつながると言う副次
的利点をも有する。
第２に表示画質を改善できる。実施例２・３のような
１フィールド毎の交流駆動に於いても、フリッカーの発
生原因を除去する事が出来た。また実施例４では、上記
に加え表示輝度の均一化・階調表示性能の顕著な向上が
見られた。
第３に、表示装置の信頼性が向上する。これは液晶の
異方性・走査信号のCgdを通じた容量結合等により、従
来は表示装置内に不可避的に発生したDC電圧を除去した
ことによる。これらのDC電圧成分は各種の表示欠陥を誘
発する原因であった。このDC電圧を除去したことによ
り、固定画像を表示した直後に発生する画像の焼付け現
象が大幅に改善された。更に、式（４）に従った駆動条
件は液晶の誘電率異方性の影響を受けない。このことは
表示装置を広い温度範囲で使用する場合等、誘電率その
ものが変化してもその影響が現われず、安定した駆動が
出来ることを意味する。
以上の説明では、本発明を液晶表示装置を例に説明し
たが、本発明の思想は他の平板表示装置の駆動にも応用
できる。
発明の効果 本発明によれば、アクティブマトリックス表示装置の
信号駆動回路の出力信号電圧を大幅に減少させ、もって
アナログ信号を取り扱う同駆動回路の消費電力を減少さ
せることが出来るとともに、画質の改善・信頼性の向上
を同時に達成できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の原理を説明する為の要素構成を示す等
価回路図、第２図及び第４図は第１図の基本構成に印加
する電圧波形を示す図、第３図は液晶の透過光強度と印
加電圧の関係及び本発明による電圧の効果を示す図、第
５図は本発明の第１、第２、第３の実施例の装置の基本
構成を示す回路図、第６図は第１の実施例の印加電圧波
形を示す図、第７図は第２の実施例の印加電圧波形を示
す図、第８図は本発明の第４の実施例の装置の基本構成
を示す回路図、第９図は第４の実施例の印加電圧波形を
示す図、第10図は第５の実施例の印加電圧波形を示す
図、第11図は本発明の第６の実施例の装置の基本構成を
示す回路図、第12図は第６の実施例の印加電圧波形を示
す図、第13図は第10の実施例の印加電圧波形を示す図、
第14図は第11の実施例の印加電圧波形を示す図である。 １……走査信号配線、２……画像信号配線、３……TF
T、４……ゲート・ドレイン間容量、５……ソース・ド
レイン間容量、６……ゲート・ソース間容量、７……液
晶容量Clc＊、８……蓄積容量Cs、Vs（ｈ）・Vs（ｌ）
信号電圧の高・低電位、ΔＶ＊……容量結合による画素
電極の電位変化、ΔVg……走査信号の容量結合により画
素電極に現われる電位変化、Ve……変調信号、Vt……第
２の変調信号、Vsig……信号電位、Va……画素電極電
位、Vth……液晶の光透過開始電圧、Vmax……液晶の光
透過の飽和電圧、11・20・22……走査駆動回路、12・24
……映像信号駆動回路、13……変調信号発生器、14・26
……第２の変調信号発生器、15a・15b・・・15z・21a・
21b・・・21z……走査信号配線、16a・6b・・・16z・25
a・25b...25z……画像信号配線、17a・17b・・17z……
蓄積容量の共通配線、18a・18b・18z……対向電極の共
通配線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−39620（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−249896（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−913（ＪＰ，Ａ)

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】容量を介して第１の配線に接続された画素
    電極をマトリックス状に有し、かつ前記画素電極には画
    像信号配線と走査信号配線に電気的に接続されたスイッ
    チング素子が接続され、前記画素電極と対向電極の間に
    保持された表示材料を交流駆動する表示装置において、
    前記対向電極には一定の電圧を与え、前記スイッチング
    素子のオン期間に画像信号電圧を画素電極に伝達し、前
    記スイッチング素子のオフ期間であって、前記スイッチ
    ング素子の次のオン期間までの間に、前記第１の配線に
    １垂直走査期間毎に電圧が逆向きに変化する変調信号を
    与えることにより、前記画素電極の電位を変化させ、前
    記電位の変化と前記画像信号電圧とを相互に重畳及び、
    または相殺させて前記表示材料に電圧を印加することを
    特徴とする表示装置の駆動方法。
  2. 【請求項２】容量を介して第１の配線に接続された画素
    電極をマトリックス状に有し、かつ前記画素電極には画
    像信号配線と走査信号配線に電気的に接続されたスイッ
    チング素子が接続され、前記画素電極と対向電極の間に
    保持された表示材料を交流駆動する表示装置において、
    前記対向電極の電位が電気的に浮遊の状態で保持され、
    前記スイッチング素子のオン期間に画像信号電圧を画素
    電極に伝達し、前記スイッチング素子のオフ期間であっ
    て、前記スイッチング素子の次のオン期間までの間に、
    前記第１の配線に１垂直走査期間毎に電圧が逆向きに変
    化する変調信号を与えることにより、前記画素電極の電
    位を変化させ、前記電位の変化と前記画像信号電圧とを
    相互に重畳及び、または相殺させて前記表示材料に電圧
    を印加することを特徴とする表示装置の駆動方法。
  3. 【請求項３】スイッチング素子のオン期間に伝達する画
    像信号電圧が表示画面の１走査線毎に信号電圧の極性を
    反転し、前記スイッチング素子のオフ期間に前記第１の
    配線に与える前記変調信号が１操作線毎に極性を反転す
    ることを特徴とする請求項１または２何れかに記載の表
    示装置の駆動方法。
  4. 【請求項４】スイッチング素子のオフ期間に第１の配線
    に印加する極性を反転した変調信号Ve（＋）、Ve（−）
    の絶対値が異なることを特徴とする請求項３記載の表示
    装置の駆動方法。
  5. 【請求項５】スイッチング素子のオン期間終了以前に変
    調信号の電位の一部を変化させることを特徴とする請求
    項４記載の表示装置の駆動方法。
  6. 【請求項６】スイッチング素子がTFT（薄膜トランジス
    タ）であり、１走査線毎に与える極性を反転した正負の
    変調信号を各々Ve（＋）、Ve（−）、走査信号の電位変
    化をVgと定義し、蓄積容量、ゲート・ドレイン間容量、
    ソース・ドレイン間容量を各々Cs、Cgd、Csdとすると
    き、前記変調信号Ve（＋）、Ve（−）と走査信号電圧の
    変化Vgの関係が CsVe（＋）＋CgdVg＝CsVe（−）−CgdVg を満足することを特徴とする請求項４記載の表示装置の
    駆動方法。
  7. 【請求項７】液晶表示装置の対向電極の電位が信号電圧
    の平均的中心電位に一致することを特徴とする請求項１
    または３何れかに記載の表示装置の駆動方法。
  8. 【請求項８】第１の配線が走査信号配線と共用される電
    気的構成をなし、変調信号を走査信号に重畳して走査信
    号配線に印加することを特徴とする請求項１または２何
    れかに記載の表示装置の駆動方法。
  9. 【請求項９】対向電極、信号配線、表示電極間の平均的
    直流電圧がCgdVg/ΣＣより小であることを特徴とする請
    求項１〜８何れかに記載の表示装置の駆動方法（但し、
    ΣC:1画素当りに有する全静電容量）。
  10. 【請求項１０】液晶の透過率が変化する電圧範囲をVth
    からVmaxとし変調信号をVe（＋）およびVe（−）、蓄積
    容量、ゲート・ドレイン間容量、ソース・ドレイン間容
    量、液晶の容量を各々Cs、Cgd、Csd、Clcとするとき、
    次式 ΔＶ＊＝（Ve（＋）＋Ve（−））Cs/2Ct Ct＝Cs＋Cgd＋Csd＋Clc により定義されるΔＶ＊が Vth≦ΔＶ＊≦Vmax を満足するようにVe（＋）、Ve（−）と設定することを
    特徴とする請求項１〜９何れかに記載の表示装置の駆動
    方法。
  11. 【請求項１１】ΔＶ＊が ΔＶ＊＝（Vmax＋Vth）/2 を満足するように設定することを特徴とする請求項10記
    載の表示装置の駆動方法。
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