JP2737209B2 - 表示装置の駆動方法 - Google Patents

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（誘電率
に異方性を有する）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に関し、駆動電力の低
減、表示画質の改善、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象・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特許が公知であ
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公報等がある。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60−156095号公報、同
61−275822号公報等がある。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61−27
5824号公報がある。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）フリッカーを現象させ
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 P5
5 （1987）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
ーナショナル ディスプレイ リサーチ コンファレン
ス（Inaternational Display Research Conferenc
e））'88 P230 （1988）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発
明目的とするものは本発明者らの調査範囲では発見され
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 D
ISPLAY） '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、走査信号の後に正の付加信
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。液晶を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 本発明は上記した課題、即ち、表示画像・駆動信頼性
の改善、更に表示装置駆動電力の低減化を計るものであ
る。

課題を解決するための手段 マトリクス状に配置した画素電極と、前記画素電極に
はドレーン電極が接続され、ソース電極には画像信号配
線が接続され、ゲート電極には走査信号配線が接続され
た薄膜トランジスタと、前記画素電極と容量を介して、
少なくとも走査信号配線に平行な行単位で共通の電位を
もつ第１の配線と、前記画素電極と表示材料を介して対
向し、かつ表示面全面にわたって空間的に同一電位の対
向電極とを有し、表示材料を交流駆動する表示装置にお
いて、前記薄膜トランジスタのオン期間に画像信号電圧
を画素電極に伝達し、前記第１の配線に走査期間毎に極
性が反転する第１の変調信号を印加するとともに、前記
対向電極にも第２の変調信号を前記第１の変調信号と同
期させて印加し、走査信号配線には前記薄膜トランジス
タのオフ期間に第３の変調信号を前記第１の変調信号と
同期させて印加することにより、前記画素電極の電位を
変化させて前記表示材料に電圧を印加する、または マトリクス状に配置した画素電極と、前記画素電極に
はドレーン電極が接続され、ソース電極には画像信号配
線が接続され、ゲート電極には走査信号配線が接続され
た薄膜トランジスタと、前記画素電極は容量を介して隣
接する前記走査配線に接続され、前記画素電極と表示材
料とを介して対向し、かつ表示面全面にわたって同一電
位の対向電極とを有し、前記表示材料を交流駆動する表
示装置において、前記薄膜トランジスタのオン期間に画
像信号電圧を画素電極に伝達し、前記対向電極に走査期
間毎に極性が反転する第２の変調信号を前記画像信号電
圧に印加するとともに、さらに前記薄膜トランジスタの
オフ期間において走査信号配線に第３の変調信号を前記
第２の変調信号を同期させて印加することにより、前記
画素電極の電位を変化させて前記表示材料に電圧を印加
する。

作 用 上記の構成によれば、蓄積容量を介して画素電極に接
続された第１の配線に第１の変調信号を、対向電極には
第２の変調信号を印加し、第１の配線と対向電極間の電
位差を変調することにより、関連する容量を通じて画素
電極に現われる容量結合電位を有効用することができ
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。更に、液晶駆動電
圧の一部をこの容量結合電位から供給し、もって画像信
号ドライバーの出力振幅を減少させ、駆動電力を低減す
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
素の電気的投下回路を示す。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Clc
＊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、液晶容量Clc＊の対向電極には第２
の変調信号Vtを、蓄積容量Csの一方の電極には第１の変
調信号Ve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。

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・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、下記、の一般式（１）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＊＝−（CgdVg＋CsVe＋CsdVsig＋ Clc＊Vt）/Ct ……（１） Ct＝Cs＋Cgd＋Csd＋Clc＊＝Cp＋Clc＊ ここに、式（１）の第１項は走査信号VgがTFTの寄生
容量Cgdを通じて画素電極に誘起する電位変化である。
第２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。第４項は第２の変調信号の効果を示す。第４
項の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Δ
Ｖ＊は液晶容量の大（Clc（ｈ））、小（Cuc（ｌ））に
より変化する。（Cgs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、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為無視する）。

液晶の配向状態による容量変化の影響をなくする条件
として、液晶容量の大（Clc（ｈ））小（Cuc（ｌ））に
各々対応した２つの（１）式より ΔＶ（ｌ）−ΔＶ（ｈ）＝０ ……（２） 従って CgdVg＋CsVe＋CsdVsig＝CpVt ……（３） が導出される。

注意すべき第１の点は（３）式にClc＊が現われない
ことである。即ち、（３）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、Cuc＊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。叉、
同時に（３）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DC電位をも相殺し零とすることが出来る。

式（３）はまた次のように書き換えられる。

Ve＝｛CpVt−CgdVg−CsdVsig｝/Cs ……（４） （４）を（１）に代入すると ΔＶ＊＝ΔＶ（ｌ）＝ΔＶ（ｈ）＝Vt ……（５） 注意すべき第２の点は、式（５）の意味である。即
ち、画素電極に誘起される電位ΔＶ＊は、常に第２の変
調信号Vtの振幅に等しい。従って、TFTが導通状態の間
に画素電極と対向電極間に与えられた信号電圧は、変調
信号により擾乱を受けることなく保持される。叉このこ
とは液晶容量に無関係である。こうして正負両極性の電
圧が等しく液晶に印加されフリッカーは本質的に減少す
る。（後述の第４図参照） 更に注意すべき第３の点は、条件式（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VtとVeを有す
ることである。この為、Ve・Vtを（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。一方、Vgは駆動条件により定まる
半固定常数であるが、その影響はVe・Vtにより補正する
事ができる。他方、Vsigは表示データそのものであり最
大値と最小値の間を任意に変化する。従ってCsdVsigの
大きさによっては条件式（４）を正確に常時成り立たす
ことは、実際の装置では不可能である。しかしながら、
条件式（４）からのカイ離を最小として表示装置を駆動
するには、CsdVsigを小さくすれば良い。Csdは装置定数
である。CsdVsigを小さくするには、Vt・Veの効果を最
大限に利用して、Vsigを小さくすればよい。（このよう
に任意設定可能な電圧パラメータがVeとVt合わせて２個
あることが重要点である。） 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・Vt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、第１・第
２の変調信号Ve・Vtを印加しても相補型MOSICで構成し
た駆除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）＝0.130p
F、Cgd＝0.028pF、Csd＝0.001pF、 Vg＝25V、Ve＝−３〜＋4V、Vt＝±3.5V、Vsig＝±2.0
V。

上記パラメータを考慮すると式（４）の第３項は実質
的に無視することができ Ve＝｛CpVt−CgdVg｝/Cs ……（4a） となる。

更に、後述する走査信号の電位変化Vgの影響がない場
合には式（4a）は Ve＝CpVt/Cs ……（4b） 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・Vt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。次に
Ｔ＝T2で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、Ｔ＝T3に於てVe・Vtが正方向に変化する
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＝T4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がオンする時、Vsig
が高レベル、Ve・Vtが低レベルにあるか、あるいはその
逆にVsigが低レベル、Ve・Vtが高レベルにあり、TFTが
オフ後Ve・Vtが変動する場合には、画像振動振幅Vsigpp
に対し、液晶への実効印加電圧Veffは図示のようにほぼ
Vsigpp＋２ΔＶ＊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・VtとVsigが上位の
位相関係にある場合を逆相という） 一方、変調信号Ve・Vt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
の実効印加電圧はほぼ２ΔＶ＊−Vsigpp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Vt
hからVmaxまでである。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Vsigpp（Vmax−Vth）に減少させること
ができる。

第２図では第１・第２の変調信号の正方向と負方向の
振幅が同一の場合を示した。この場合、走査信号電圧が
寄生容量との結合を通じて画素電極の平均電位と画像信
号配線の平均電位間に直流電位差を誘起する効果を補償
することは出来ない。しかし、前記しした本発明の目的
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図の波形を更に改良した駆動法を示
す。基本的相違点は少なくとも一方の変調信号の正方向
と負方向の振幅を変化させている点である。即ち、第４
（ｂ）図点線丸内に示すようにＴ＝T1′に於て（TFTが
オンしている期間内、または当該TFTがオフする以前）V
eを一旦変化させ、Vgによる走査が完了後（TFTがオフと
なった後）、Ｔ＝T3′に於て、負方向への振幅が減少し
た第１の変調信号を印加する。（式（４）に合わせて、
第１叉は第２の変調信号の一方叉は他方あるいは両方の
振幅を変化させることも可能である。） 前述した本発明者らのTFT設計条件のように、電位変
化CsdVsigが小さい場合には式（４）の第３項を無視し
て式（4a）となる。第５図に式（4a）、（4b）に於ける
第１変調信号Veと第２変調信号Vtの関係を示す。｛この
条件では、Vt＝ΔＶ＊となることに注意｝ 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、第２の変調信号の振幅Vtは正
方向・負方向とも3.4Vに設定する（式（５）参照）。次
に第１の変調信号を設定する場合、第５図の式（4a）の
直線より、Ｔ＝T3に於けるVeの負から正方向への振幅は
4.58V、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2.08Vを第４図ではTFT
のオン期間中にVeの電異変動として与えている。

上記変調信号の正方向と負方向の振幅を変化させる効
果は、第２図・第４図の画素電極の電位Vaを示す模式図
（ｅ）・（ｆ）を比較すると明白となる。即ち、第２図
では画素電極電位の振幅の範囲は画像信号振幅の範囲に
対し上下非対称となっている。これはＴ＝T2及びＴ＝T
2′に於てVgの負方向への変動が寄生容量Cgdを通じて、
画素電極電位Vaを常に負方向に変位させていることによ
る。この為画像信号配線と画素電極の電位は平均的にΔ
Vg異なり、この電位（ΔVg）が両電極間に直流成分とし
て存在することになる。

一方、第４図では画素電極電位の変動範囲は画像信号
振幅の範囲に対して上下対称となっている。これはＴ＝
T3に於ける正方向への変調信号と、Ｔ＝T3′に於ける負
方向への変調信号の振幅を変化させ、Ｔ＝T2、Ｔ＝T2′
でVgが寄生容量Cgdを通じて誘起した画素電極の電位変
化を補償したことによる。こうして画素電極の平均電位
と画像信号配線の平均電位とを等しくすることができ
る。即ち、両者間の直流成分も零となり、補償されたこ
とになる。このように駆動すると、後述のように画像メ
モリー現象はきわめて軽微となる。

第４図の場合は、前述した本発明の目的の全てを満足
する。

次に、本発明の駆動方法の前提となる装置の回路例及
び同回路に印加する電圧波形を説明する。

第６図は同回路の一例を示した第１の前提例である。
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、1
8b、……18zは液晶の対向電極である。第１の前提例で
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、第１及び第２の変調信号
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７図に示す。第７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
対する走査信号及び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。すなわち、映像信号及び変調信号
の極性は１フレーム毎に反転する。

第１の前提例では、信号電圧の出力振幅を僅か2Vpp
で、黒から白までの全域を駆動できコントラストの良い
表示が可能である。なお、表示映像の輝度調整は変調信
号の振幅ΔＶ＊を変化させて行える。

上述の第１の前提例に於て、第１の変調信号Ve
（Ｎ）、Ve（Ｎ＋１）の負方向への変位を、第７図点線
のように２段階に変化させた第２の前提例を説明する。
すなわち、当該TFTのオン期間にVe電位を一旦変化さ
せ、TFTがオフ状態になった後、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。

第２の前提例では、前述の第１の前提例の効果に加
え、フリッカーが減少し更に駆動信頼性が増加する。

以上の第１及び第２の前提を踏まえた上で、本発明の
実施例について述べる。

実施例１ 本発明の実施例の一回路を第８図に、同回路に印加す
る電圧波形を第９図に示す。第８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
積容量共通電極線、21zは最終の走査信号配線、21z′は
最終の蓄積容量の共通電極線である。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
した点が回路構成上、また、垂直走査期間毎に極性が反
転する変調信号を印加した点が印加電圧波形上、上述の
２つの前提となる例とそれぞれ異なる。従って、第１の
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
加された第１の変調信号と、Ｎ番目の走査信号配線に付
属する対向電極に印加される第２の変調信号Vt（Ｎ）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、呼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なうこと
もできる。第１の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。電位変化量Ve（＋）とVe（−）の絶対値を等
しくすると第１の前提例と同等の効果が、Ve（＋）に比
べVe（−）を相対的に減少させ式（４）に合う起動をす
ると第２の前提例と同等の効果が得られる。

すなわち、本実施例の構成では、前述の第１及び第２
の前提例と同様の効果が得られる。

実施例２ 本発明の他の駆動回路を第10図に、本実施例で印加す
る電圧波形を第11図に示す。

本実施例では、走査信号配線に第１の変調信号が重複
して印加される点は実施例１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
せた点が実施例１、第１及び第２の前提例と異なる。第
10図に於て22は走査駆動回路、24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11図に於てCh（Ｎ）、Ch（Ｎ
＋１）はそれぞれ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は第２の変調信号、Vs
igは映像信号電圧波形を示す。また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
行信号、その前後につながる矩形波が第１の変調信号Ve
である。Veの振幅は全走査信号配線にわたり同一電圧で
その振幅を一定として制御した。但し、走査信号直後の
図中の太い実線で示した電位Vge（＋）、Vge（−）のみ
はそれぞれ独立に制御した。従って、走査信号終了直後
の第１の変調信号としては正方向の電位変化としてVge
（−）−Ve（＋）、及び負方向の電位変化としてはVge
（＋）−Ve（−）と定義される。また、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後に第１、第２の変調信号が印加させた。

さて、本実施例の場合、Veは全ての走査信号配線に同
相で共通に印加される。従って、前述の式（１）の第２
項CsVeは（Cs＋Cgd）Ve＝CpVeとなる。これにともない
式（３）は下式のようになる。

CgdVg＋CpVe＋CsdVsig＝CpVt CsdVsigを無視できる場合、条件式（４）は以下の二
つの場合に分かれる。すなわち、 （イ）走査信号Vgが終了した直後では Ve＝｛CpVt−CgdVg｝/Cp ＝Vt−VgCgd/Cp ……（4a′） （ロ）その他の場合では Ve＝CpVt/Cp＝Vt ……（4b′） となる。

上記実施例１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′）、（4b′）ともに成立させることが出来る。

こうして、１走査期間毎に対向電極と画素電極の電位
の極性を変化させる本実施例の場合に於いても、Ve
（＋）とVe（−）を独立に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電位差を零にできる（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。
またこの場合には、階調制御性もきわめて向上する。

実施例３ 実施例２に於いて、走査信号終了直後の電位Vge
（−）、Vge（＋）を各々電位Ve（−）、Ve（＋）と等
しくした。この場合、走査信号終了直後の１走査期間内
は条件式（４）と一致しない駆動となるが、その他の表
示期間では基本的条件式（4b）に従った駆動が出来る。
例えば、走査線数が240本の場合では（4b）に従う期間
は238/240となり、殆ど全期間と考えてよい。こうする
ことにより、表示装置としては電源出力の数を上記実施
例２に比べて２個減少させ、且つ走査駆動回路の構成を
簡略化できる。

こうして実施例２に比べて、より低消費電力で且つよ
り低価格であるが、性能的に殆ど変化のない表示装置を
得ることが出来た。

実施例４ 第１及び第２の前提例に於いて蓄積容量の共通配線17
a、17b……17zを共通に接続し、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
査期間毎に第１の変調信号を入力し表示電極の極性を変
化させる前述の実施例２に類似した駆動を行なった。こ
の場合内部DC電位差を零とすることは不可能であるが、
良好な画像表示を行ない得る。

なお、上述の実施例１〜４では、対向電極に強制的に
対向電圧を印加したが、対向電極電位を浮動としても、
本発明の駆動方法の効果は同様に得られる。

例えば実施例２に於いて、第10図の第２の変調信号発
生器26の電位を浮動とした例について説明する。すなわ
ち、対向電極を何処にも接続せず電位浮動の状態で駆動
した。その場合、全ての走査信号線に印加される第１の
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あり、前記対向電極に現れる第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、本発明の目的を
殆ど満たすことが出来る。

また、実施例２に於いて第２の変調信号発生器26をコ
ンデンサーで形成した。すなわち、前記コンデンサーの
一方の電極を対向電極に接続し、他方の電極を第１の変
調信号発生器に接続した。但し、前記コンデンサーの容
量としては、表示装置の対向電極と全ての画像信号配線
間の容量より充分大きければ良く、対向電極と他方の基
板上の全電極間の容量ほど大きくなくてもよい。本構成
によればVe＝Vtなる条件式（4b′）を満たした駆動を行
ない得る。更に、第２の変調信号発生器を特別に設ける
必要がなく省電力効果も大きい。

上述のコンデンサーの一方の電極と接続した対向電極
に、更にこのコンデンサーとは並列に抵抗の一方の電極
を接続し、抵抗の他方の電極を特定の電位に保持されて
電極に接続した。この抵抗の抵抗値Ｒは、時定数CRが変
調信号の周期（1/H）に比べ充分に大きければよい。

上記説明で明らかなように、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
計れた。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ぬ今日、上記当該回路の製
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た。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した。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、表示装置の消費電力の低減・画質の
改善・信頼性の向上を同時に達成でき、その工業的効果
は大きい。

【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
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
第１と第２の変調信号振幅の関係及び容量結合による画
素電極の電位変化ΔＶ＊を示す図、第６図は本発明の第
４の実施例と類似する装置の基本構成及び本発明の前提
となる例の装置の基本構成を示す図、第７図は本発明の
前提となる例の印加電圧波形を示す図、第８図は本発明
の第１の実施例の装置の基本構成を示す図、第９図は同
第１の実施例の印加電圧波形を示す図、第10図は本発明
の第２及び第３の実施例の装置の基本構成を示す図、第
11図は同第２及び第３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……第１の変調信号、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……第１の変調信号発生
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・25a・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、Ts:走査信号継続期間、τｄ……
走査信号終了後変調信号が入力されるまでの遅れ時間、
Vge（＋）・Vge（−）……走査信号終了直後の第１の変
調信号の電位、Ve（＋）・Ve（−）：第１の変調信号の
電位。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南野 裕 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−39620（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−91185（ＪＰ，Ａ)

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マトリクス状に配置した画素電極と、前記
   画素電極にはドレーン電極が接続され、ソース電極には
   画像信号配線が接続され、ゲート電極には走査信号配線
   が接続された薄膜トランジスタと、前記画素電極と容量
   を介して、少なくとも走査信号配線に平行な行単位で共
   通の電位をもつ第１の配線と、前記画素電極と表示材料
   を介して対向し、かつ表示面全面にわたって空間的に同
   一電位の対向電極とを有し、表示材料を交流駆動する表
   示装置において、前記薄膜トランジスタのオン期間に画
   像信号電圧を画素電極に伝達し、前記第１の配線に走査
   期間毎に極性が反転する第１の変調信号を印加するとと
   もに、前記対向電極にも第２の変調信号を前記第１の変
   調信号と同期させて印加し、走査信号配線には前記薄膜
   トランジスタのオフ期間に第３の変調信号を前記第１の
   変調信号と同期させて印加することにより、前記画素電
   極の電位を変化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】第１と第２と第３の変調信号が同一振幅で
   あることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の駆動
   方法。
3. 【請求項３】第１と第２と第３の変調信号が同一極性で
   あることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の駆動
   方法。
4. 【請求項４】第１と第２と第３の変調信号が一定の周期
   で極性が反転することを特徴とする請求項１に記載の表
   示装置の駆動方法。
5. 【請求項５】変調信号の一定周期が１水平期間または複
   数の水平期間の何れかであることを特徴とする請求項４
   に記載の表示装置の駆動方法。
6. 【請求項６】薄膜トランジスタがＮチャンネルの場合、
   第１の変調信号の振幅が、走査信号が印加された後の特
   定期間のみ他の期間に比べ正方向の振幅が負方向の振幅
   より大きく、薄膜トランジスタがＰチャンネルの場合、
   第１の変調信号の振幅が、走査信号が印加された後の特
   定期間のみ他の期間に比べ正方向の振幅が負方向の振幅
   より小さいことを特徴とする請求項１に記載の表示装置
   の駆動方法。
7. 【請求項７】第３の変調信号の電位は、薄膜トランジス
   タがオフになるゲート電位以下であることを特徴とする
   請求項１に記載の表示装置の駆動方法。
8. 【請求項８】マトリクス状に配置した画素電極と、前記
   画素電極にはドレーン電極が接続され、ソース電極には
   画像信号配線が接続され、ゲート電極には走査信号配線
   が接続された薄膜トランジスタと、前記画素電極は容量
   を介して隣接する前記走査配線に接続され、前記画素電
   極と表示材料とを介して対向し、かつ表示面全面にわた
   って同一電位の対向電極とを有し、前記表示材料を交流
   駆動する表示装置において、前記薄膜トランジスタのオ
   ン期間に画像信号電圧を画素電極に伝達し、前記対向電
   極に走査期間毎に極性が反転する第２の変調信号を前記
   画像信号電圧に印加するとともに、さらに前記薄膜トラ
   ンジスタのオフ期間において走査信号配線に第３の変調
   信号を前記第２の変調信号を同期させて印加することに
   より、前記画素電極の電位を変化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。
9. 【請求項９】第２と第３の変調信号が同一振幅であるこ
   とを特徴とする請求項８に記載の表示装置の駆動方法。
10. 【請求項１０】第２と第３の変調信号が同一極性である
    ことを特徴とする請求項８に記載の表示装置の駆動方
    法。
11. 【請求項１１】第２と第３の変調信号が一定の周期で極
    性が反転することを特徴とする請求項８に記載の表示装
    置の駆動方法。
12. 【請求項１２】変調信号の一定周期が１水平期間または
    複数の水平期間の何れかであることを特徴とする請求項
    11に記載の表示装置の駆動方法。
13. 【請求項１３】薄膜トランジスタがＮチャンネルの場
    合、第３の変調信号の振幅が、走査信号が印加された後
    の特定期間のみ他の期間に比べ正方向の振幅が負方向の
    振幅より大きく、薄膜トランジスタがＰチャンネルの場
    合、第３の変調信号の振幅が、走査信号が印加された後
    の特定期間のみ他の期間に比べ正方向の振幅が負方向の
    振幅より小さいことを特徴とする請求項８に記載の表示
    装置の駆動方法。
14. 【請求項１４】第３の変調信号の電位は、薄膜トランジ
    スタがオフになるゲート電位以下であることを特徴とす
    る請求項８に記載の表示装置の駆動方法。