JPS59123884A - 液晶表示装置の駆動方法 - 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】 く技術分野〉 本発明は、マトリックス型液晶表示装置に関するもので
、特にマトリックス型表示パターンにおける各絵素に薄
膜トランジスタを付加したマトリックス型液晶表示装置
の駆動方法に関するものである。

〈従来技術〉 薄膜トランジスタを用いたマトリックス型液晶表示装置
は、液晶表示パネル内に薄膜で構成したトランジスタを
組み込むことによシ、デユーティ比の小さい即ち多ライ
ンのマルチプレックス駆動を行なっても、高コントラス
ト表示を可能にする表示装置であり、第１図に示すよう
なものが一般に知られている。第１図において、１１は
薄膜トランジスタ、１２は表示絵素電極であシ薄膜トラ
ンシヌタ１１のドレイン電極に接続されている。

１３は薄膜トランジスタ１１のゲート電極と接続した行
電極、１４は薄膜トランジスタ１１のソース電極と接続
した列電極、１５は上記行電極１３と列電極１４を絶縁
するだめの絶縁膜である、これら行電極１３と列電極１
４は各絵素電極１２間に形成されている。

次に上記液晶表示装置の動作原理を等価回路図（第２図
）および駆動信号波形図（第３図）を用いて説明する。

尚、以上の説明においてはｎチャンネル型の薄膜トラン
ジスタの場合を例にあげて説明する。

第２図において、２１は行電極であり各薄膜トランジス
タ２２のゲート電極が接続されている。

この打電（寅２１には第３図（ａ）または（ｂ）のよう
に、走査ライン数に応じである時間Ｈだけ薄膜トランジ
スタ２２をオン状態とする走査波形信号が印加される。

ここで第３図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ第１番目と
第（ｉ＋１　）番目の行電極に印加される波形を例とし
て示したものである。２３は列電極であり各薄膜トラン
ジスタ２２のソース電極が接続されている。この列電極
２３には第３図（ｃ）のように、液晶をオンさせたい行
の走査期間は電圧Ｖ、オフさせたい行の走査期間はゼロ
ボルトになるデータ波形信号が印加される。尚、電圧Ｖ
は液晶を交流駆動するために走査ごとに極性を反転する
。＠３図（Ｃ）は第３番目の列電極に加えられる波形を
例として示しだもので、第１列の第１行の絵素がオンで
他の行の絵素がすべてオフという表示内容の場合を示し
ている。２４は薄膜トランジスタ２２のドレイン電極に
接続された表示絵素電極と対向電橋の間に挾まれた液晶
の静電容量である。対向電極の電圧レベルはゼロボルト
である。

第２図において第ｉ行−第Ｊ列の絵素について以下説明
する。薄膜トランジスタ２２がオン状態になると、トラ
ンジスタのオン抵抗を通して列電極から液晶の静電容量
に電荷が充電され、表示絵素’Ｉｆ　Ｉ’ｌｋの電位は
データ信号と同じ■■となる。次にトランジスタがオフ
状態になると、液晶の静電容量に充電された電荷はその
まま保持されるので表示絵素電極の電位はｅＶのまま持
続される。トランジスタが再びオン状態になると表示絵
素電極の電位がｅＶになるまで液晶の静電容量に電荷が
充電され、次のオフ状態の間保持される。その結果、表
示絵素電極には第３図（ｄ）に示す信号波形が印加され
ることになシ液晶はオン状態となる。

次に第（ｉ＋］）行−第３列の絵素について説明すると
、表示絵素電極は第３図（ｅ）に示す如くセロボルトに
充電されそして保持されるので液晶には電圧が印加され
ずオフ状態となる。以上のように上記の液晶表示装置で
はマルチプレスクス駆動を行なっているにもかかわらず
、スタティック駆動と同等な電圧が液晶に印加される。

上述の液晶表示装置において行電極１３及び動電（）賃
１４の電極材料としてはＡＩ、Ｎｉ′８．の金属材料や
透明導電膜が用いられる。しかしなから、金属材料は光
が透過しないため、明るい表示を行なうためには電極幅
をパターニンク粘度、歩留まシ等によシ制限される範囲
内で、可能な限９狭くする必要があるため、行および列
電極の一端から他端までの間の抵抗が無視できない大き
さになる場合がある。また透明導電膜で形成した場合に
おいては、透明導電膜が最良のものでも１０Ω／ｄの面
抵抗があシ、また電極幅を広げることは必然的に表示絵
素電極の面積を減する結果となシ好ましくないため、行
および列電極の抵抗値を十分に小さくすることは困ＭＩ
である。

′以上のように行電極１３列電極１４が無視できない大
きさの１抵抗を持つと、電極に接続された負荷容量２４
や浮遊容量との作用により、加えられた電圧波形に歪が
生じる。例えばｖ！２４図（ａ）のような波形信号が電
極に加えられた場合、電極抵抗および容量により第４図
（ｂ）のように歪が生じ、その波形は第４図（ｃ）のよ
うに、本来の波形信号（ａ）が時間的に若干遅れを生じ
たとみなすことができる１、このような波形の遅れが、
液晶表示装置を駆動した場合に表示にどのような影響を
与えるかを、第３図と同様の波形例を用いて第５図とと
もに説明する。第５図（ａ）　（ｂ）はそれぞれ本来の
走査波形及び遅れを生じた走査波形、第５図（ｃ）　（
ｄ）はそれぞれ本来のデータ波形及び遅れを生じたデー
タ波形である。まずデータ波形に対して走査波形が遅れ
ている場合、即ち第５図（ｂＸｃ）の組み合わせを考え
る。第１行−第１列の絵素ではトランジスタがオン状態
になるとまずｅＶまで充電が行なわれる。しかしトラン
ジスタがオン状態の時にデータ波形が■Ｖからゼロボル
トに変化するために放電が起こり、トランジスタがオフ
状態に変化した時に保持している電圧は第５図（ｅ）に
示す如く■Ｖより小さくなってしまう、このような電圧
降下は、遅れの程度が大きい程即ちその点から入力端を
見た場合の電極抵抗および容量が大きい点程大きくなる
。また第（ｉ＋１）行もオンとなるような表示内容では
電圧降下は生じない。

第（ｉ−！　）行−第１列の絵素についても同様に本来
ゼロボルトに充電されるべきものが第５図（ｆ）のよう
にある電圧■Ｖ２に充電され、オフになるべき絵素に電
圧がかかるようになる。前述のように、電極抵抗及び容
量により走査波形のタイミングが遅れると、表示内容に
よって絵素に加わる電圧が変化し、その変化の大きさは
場所によって異なるため、表示コントラストにむらが生
じる結果となる。

次にデータ波形が走査波形に対して遅れている場合、即
ち第５図の（ａ）及び（ｄ）の波形の組み合わせを考え
る。この場合、第ｉ行−第ｊ列の絵素ではトランジスタ
がオンになった時に、まず第（ｉ−１）行のデータであ
るゼロボルトへ向けて充電が行われた後に本来のデータ
である■Ｖに充電される。この時、トランジスタを通し
ての充電が速やかに行われるような駆動条件ならば第５
図（ｇ）のようにトランジスタがオフ状態に変わる時に
は常に■■まで充電されるため問題はない。しかし、走
査期間■（に比べて充電のスピードがあまり速くない場
合には本来第５図（ｈ）のように■Ｖまで充電されるも
のが第５図（ｉ）のように途中のレベル■Ｖ３までしか
充電されず、コントラストのむらを生じる。

〈発明の目的〉 本発明は、マトリックス型液晶表示装置の従来の駆動方
法における上記問題点に鑑みてなされたものであり、行
電極および列電極の電極抵抗及び容量によシ駆動信号波
形に歪が生じた場合でも良好な表示コントラストを得る
ことのできる新規有用な液晶表示装置の駆動方法を提供
することを目的とするものである。

〈発明の基本原理〉 本発明の駆動方法の特徴は、データ波形の切シ替えのタ
イミングに対して、走査波形のタイミングを予じめずら
せておき、波形の遅れの影響を無くすもので、第６図は
その駆動波形である。第６図（ａ）は列電極に加えられ
るデータ波形で、（１）のタイミングで等間隔（間隔Ｈ
）に各行に対応するデータを切り替えている。（ｂ）　
（ｃ）は本発明の駆動方法における走査波形である。こ
こで、トランジスタがオンからオフへ移るタイミング（
２）は、行電極の電極抵抗および容量から予想される最
大の遅れ時間τ１だけ、データ波形のタイミング（１）
に対して速めである。これによって走査波形の遅れの影
響を煎くすことができる。次に走査波形においてトラン
ジスタがオフからオンへ移るタイミング（３）は、トラ
ンジスタを通しての充電が十分に速く行われる条件では
特に制限が無（、（２＋−（３）の間隔は最大で走査ラ
イン数によって定まる値Ｈにすることができる。このよ
うな走査波形が第６図（ｂ）である。ここでデータの切
り替えのタイミングと走査のタイミングは、間隔が等し
く、データに対して走査がτ１だけ速くなっている。ま
た充電が遅く、走査波形に対するデータ波形の遅れが９
問題となる場合は、予想される遅れ時間τ２だけ、走査
波形の（３）のタイミングをデータ波形のタイミング（
１）より遅らせる。これが第６図（ｃ）の走査波形であ
る。これによってデータ波形の遅れの影響を無くすこと
ができる。

〈実施例〉 第７図（ａ）、　（ｂ）　（ｃ）は上記基本原理におけ
る第６図の走査波形を用いる場合の駆動回路のプロ・７
り図及び波形図である。液晶バネ／Ｖ３２は行電極と列
置１襖でマトリックス電極が形成され、その交点に薄膜
トランジスタが付加されている。行電極と列電極は各々
ドライバに接続され駆動電圧が印加される。３１は液晶
バネ／Ｖ３２の行電極ドライバで、走査ライン数と同じ
段数のシフトレジスタによって構成されておシ走査波形
をφｌのクロックでシフトさせ、各行電極に出力する。

３３は列７１！　極ドライバで、シフトレジメタ、う、
チ等によって構成されておシ、データはφ２のクロック
でラッチされ各列電極に出力される。３４は信号制御部
、３５は表示内容のメモリ及びデコーダである。信号制
御部３４はクロックφ１．φ２を出力し、またメモリ及
びデコーダ３５を介してデータ信号を列電極ドライバへ
出力する。本回路は従来の駆動回路と回路構成はほぼ同
一に構成されているが従来は同一であったクロックφ１
とφ２のタイミングを第７図（ｂ）に示す如くτ】だけ
ずらすことにより前述した如く走査波形がデータ波形に
対してτ１だけ速められた駆動方法を実現している。第
７図（ｃ）は行電極ｉとｊ＋１の走査波形である。

第８図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は第６図（ｃ）の走査波
形を用いる場合の駆動回路のブロック図で、第７図の回
路とは行電極ドライバ３６が異なっている。即ち行電極
ドライバ３６は、走査ライン数の２倍の段数のシフトレ
ジスタによって構成されており、φ３のタロツクでシフ
トシた踏査波形を１段おきに行電極へ出力する。従って
、クロックφ３はクロックφｌ、φ２に比べて数が２倍
であシ第８図（ｂ）のようなタイミングになっている。

第８図（Ｃ）は打電（７ｉｊ　ｉとｊ＋１の走査波形図
である。また本回路においてクロックφ３のタイミング
を調整することにより、第７図のような駆動方法を行な
うことも可能である。

〈発明の効果〉 以上の如く本発明は、行または列電極の電極抵抗および
容量とによって発生する信号波形の歪の影響を無くすこ
とができる有効な駆動方法であり、大容量ＸＹマトリッ
クス型液晶表示装置を駆動する上で極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は薄膜トランジスタを付加したマトリンクス型液
晶表示装置の平面図である。第２図は第１図の等価回路
図である。第３図は従来の駆動方法における各電極の信
号波形図である。第４図はイ１および列電極の電極抵抗
および容量によって生じる信号波形の東を示す波形図で
ある。第５図は波形の歪を考慮した場合の従来の駆動方
法における各電極の信号波形図である。第６図は本発明
の駆動方法の１実施例を示す各電極の信限゛波形図であ
る。第７図及び第８図は本発明の回路構成の１実施例を
示すブロック図である。 １１．２２・・・薄膜トランジスタ、　　１３．２１・
・・行電極、　　１４．２３・・・列電極、　　１２・
・表示絵素″「ピ瘉、　３２・・・液晶パネル、　３１
．３６・・・行電極ドライバ、　　３３・・・列電極ド
ライバ代理人　弁理士　　福　士　愛　彦（他２名）第
６図 （Ｃ） 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、行電極と列電極の交点に形成されるマトリックス型
   表示絵素の各々に薄膜トランジスタを付加したマトリッ
   クス型液晶表示装置において、前記行電極に加えられる
   走査信号波形のトランジスタが導通状態から非導通状態
   に変化するタイミングを前記列電極に加えられるデータ
   信号波形の前記行電極に対応するデータから次のデータ
   に変化するタイミングに対して最大１デーク長進めるこ
   とを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 ２　前記トランジスタが導通状態にある期間に比較して
   対応するデータ信号波形を列電極に加える期間を長く設
   定した特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置の駆動
   方法。