JP2608403B2 - アクテイブマトリクス型液晶パネルの駆動方法 - Google Patents

アクテイブマトリクス型液晶パネルの駆動方法

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JP2608403B2
JP2608403B2 JP62007448A JP744887A JP2608403B2 JP 2608403 B2 JP2608403 B2 JP 2608403B2 JP 62007448 A JP62007448 A JP 62007448A JP 744887 A JP744887 A JP 744887A JP 2608403 B2 JP2608403 B2 JP 2608403B2
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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を素子を介して液
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、駆動デューティ比の問題が
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TFT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TFT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、(a)に示すように、TF
Tをオンとする電圧Vgonと、オフとする電圧Vgoffとから
なり、又データ電圧は、(b)に示すように、フレーム
毎等の周期毎に極性が反転される。
例えば、正極性のデータ電圧+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Vgonが印
加されると、そのスキャンバスラインに接続されたTFT
がオンとなり、そのTFT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Vgof
fが印加されると、TFTはオフとなり、そのTFTのゲート
容量との容量結合によって液晶セル電圧がΔV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、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Vgon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、TFT23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TFT23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TFTのオン、オフによる動作説明図であり、
(A)はTFT23をオン状態とした場合を示し、液晶セル
容量Ccには、TFT23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TFT23を介してデータ電
圧Vdが印加される。又(B)はTFT23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Vgonから
Vgoffに変化させる過程に於けるTFT23の抵抗成分をRtで
示す。又(C)は、ゲード電圧がVgoffとなって、TFT23
が完全にオフ状態となった状態を示す。
TFT23がオンからオフに移行することにより、液晶セ
ル電圧は、 だけ変化する。これは、第3図の(c)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(c)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TFTオン状態から、(C)のTFT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VgonからVgoffへの立下
る過程に於いて、TFT23の閾値電圧Vthにゲート電圧が低
下するまで、TFT23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ΔV′は、 となる。Vgon>Vthであるから、液晶セル電圧の変化分
ΔV>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の閾値電圧Vthは、データ電圧Vdに依存して変
化するものであり、 Vth=Vd+Vth0 ……(3) で表すことができる。なおVth0は、データ電圧に依存し
ない閾値電圧である。
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閾値電圧が低くなり、液
晶セル電圧の変化分ΔV′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V、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、黒は閾値以下の液晶
セル電圧に選定し、白は飽和閾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、黒の閾値と白の飽和閾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、飽和閾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(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、
品質表示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
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1の駆動方法に於いて、前記デ
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、又スキャンバ
スドライバ4から順次スキャンバスラインG1〜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図は本発明の実施例の説明図であり、1は液晶パ
ネル、2はスイッチング素子(以下TFT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、G1〜Gnはスキャンバスライン、D1〜Dmはデータバス
ライン、CB1〜CBm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、TF
T2と、スキャンバスラインG1〜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CB1〜CBmが形成されて、共通バスラインCB1〜CBm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Vc1を
出力することにより、抵抗R1〜Rmの回路に電流I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
CB1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Vc1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、Vc1>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、TFTをオンとする為の
電圧Vgonと、オフとする為の電圧Vgoffとからなり、デ
ータバスラインDi(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Vgonが印加されると、それらの交点のTFT2
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Vg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Vc1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>Δ
V′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、V
c1>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CB1の電位をVc1、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、各共通バスラインCB1〜CBm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図は本発明の実施例の説明図、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TFTのオン、オフによる動作説明
図、第6図(A),(B)は輝度むらの発生の説明図で
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、D1〜
Dmはデータバスライン、CB1〜CBmは共通バスライン、R1
〜Rmは抵抗である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−9392(JP,A) 特開 昭60−66236(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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。
JP62007448A 1987-01-17 1987-01-17 アクテイブマトリクス型液晶パネルの駆動方法 Expired - Lifetime JP2608403B2 (ja)

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