JP3448879B2 - 液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

液晶表示装置及びその駆動方法

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JP3448879B2
JP3448879B2 JP29046992A JP29046992A JP3448879B2 JP 3448879 B2 JP3448879 B2 JP 3448879B2 JP 29046992 A JP29046992 A JP 29046992A JP 29046992 A JP29046992 A JP 29046992A JP 3448879 B2 JP3448879 B2 JP 3448879B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアクティブマトリクス型
の液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のアクティブマトリクス方式の液晶
表示装置とその駆動方法の例としては、「日経エレクト
ロニクス1984年9月10日号、No.351、p.
211−240、小口他」などがある。図2はその駆動
方法を示すタイミングチャートの例である。周知のよう
に液晶は交流駆動する必要があるため、信号線の電位1
1はある電位Vcを中心として交流反転する画像信号と
なっている。垂直走査期間T1において、走査線の電位
12は1水平走査期間T3だけハイレベルとなる。この
走査パルスは画面の上部から走査線1本ずつに順次印加
される。T2は垂直ブランキング期間で通常は画像信号
は印加されない。対向電極電位13は、NチャネルTF
Tの場合、画像信号の中心電位Vcより低めに設定され
る。
【0003】図3は画素部分の等価回路図の例である。
信号線Xi,Xi+1と、走査線Yj−1,Yj,Yj
+1の交点にはそれぞれTFT31が配置され、TFT
のソース電極は信号線に、ゲート電極は走査線に、ドレ
イン電極は画素電極33に接続されている。必要に応じ
て、保持容量32が各画素電極に接続される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術には以下に述べるような課題がある。すなわち、アク
ティブマトリクス基板は大面積に半導体薄膜回路を形成
するため、欠陥を生じやすいという点である。たとえ
ば、図3において、信号線と画素電極間のショートによ
る不良34や走査線と画素電極間のショートによる不良
35は、点欠陥の主な原因である。一方、液晶表示装置
の印加電圧と透過率の関係は図4のように示される。こ
の図において、ノーマリー白モード41は、ノーマリー
黒モードに比べて高いコントラスト比と色付きの少ない
中間調表示が可能なため、ほとんどのアクティブマトリ
クス型の液晶表示装置がこのノーマリー白モードを採用
している。ノーマリー白モードの場合、前述の走査線と
画素電極のショートによる不良35では液晶にほとんど
交流信号が印加されなくなるため、明るい欠陥となるこ
とがわかる。信号線と画素電極のショートによる不良3
4においても、信号線の平均電位が印加されるため、本
来のその画素の画像が暗くても他の部分が明るければか
なり明るい欠陥となることがわかる。これらの明るい点
欠陥は、画素ピッチが小さくても非常に目立つため、著
しく画質を損なうことになる。
【0005】本発明の液晶表示装置とその駆動方法はこ
の様な課題を解決するものであり、その目的とするとこ
ろは、明るい点欠陥を目立ちにくくすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置お
よびその駆動方法は、垂直ブランキング期間に交流電圧
を前記走査線に印加することを特徴とする。また、垂直
ブランキング期間に、前記対向電極に印加される電位を
基準とした液晶のしきい値以上の電圧を前記信号線に印
加し、垂直走査期間の対向電極の電位を基準として前記
信号線に印加される電圧とは反対の極性の電圧を、前記
垂直ブランキング期間に前記対向電極に印加することを
特徴とする。また、スイッチング素子として2端子素子
を有する液晶表示装置の駆動方法においては、垂直ブラ
ンキング期間に、前記信号電極または前記走査線に前記
2端子素子の閾値電圧を越えない範囲の交流電圧を印加
することを特徴とする。
【0007】
【実施例】本実施例で用いた液晶表示装置は、一対の基
板間に液晶が挟持されてなり、一対の基板の一方の基板
に画像信号が供給される信号線と走査信号が供給される
走査線と、信号線と走査線の交差に対応して設けられた
トランジスタと、画素電極と、画素電極に対向する対向
電極とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置
である。次に、本実施例の駆動方法及びその駆動方法を
実現する回路構成を以下図面に基づいて説明する。図1
は液晶表示装置のタイミングチャートの例である。周期
のように、NTSCのビデオ信号はインタレースされた
2つのフィールドからなる。一方、液晶表示装置は交流
駆動する必要があるため、信号線の電位1は、図のよう
にフィールド毎にある電位Vcを中心として極性を反転
させる。この図において、画像信号の電圧VID1とV
ID4がそれぞれ正極性と負極性の画像信号の最大値で
あり、図4のノーマリー白モードでは黒レベルの信号と
なる。一方、画像信号の電圧VID2とVID3はそれ
ぞれ正極性と負極性の画像信号の最小値であり、図4の
ノーマリー白モードでは白レベルの信号となる。対向電
極の電位3すなわちVcomは、信号線の電位1の中心
電位Vcに比べると通常は数V低く設定される。これは
NチャネルのTFTをスイッチング素子として用いる場
合に、突き抜け電圧分だけ画素電極の電位が信号線より
低くなるためである。
【0008】T1は垂直走査期間、T2は垂直ブランキ
ング期間である。垂直走査期間には走査線が一本ずつ順
次選択され、1水平走査期間T3だけ選択レベルの電圧
VHが走査線に印加される。従来は、垂直ブランキング
期間にはビデオ信号が存在しないから信号線には電圧を
印加していなかったが、本実施例ではビデオ信号の最大
値に相当する電圧を印加している。ここで、もし図3に
おける信号線と画素電極間のショート不良34がある場
合の画素の動作を説明する。従来の駆動方法ではこのよ
うな欠陥は信号線のビデオ信号を積分した電圧が印加さ
れていたわけで、かなり白っぽい欠陥として認知されて
いた。しかし、本実施例ではある程度以上の交流電圧を
常に印加することができるから、灰色から黒っぽい欠陥
として認知されることになる。通常のビデオ画像におい
て、灰色や黒っぽい点欠陥は白っぽい点欠陥に比べては
るかに目立ちにくいため、この駆動方法はこのような欠
陥を目立ち難くすることができる。
【0009】なお、図1においては1垂直走査期間ごと
に画像信号の極性が反転しているが、この周期は1水平
走査期間あるいはその整数倍にすることもできる。この
場合には画素の約半分が常に逆の極性で液晶を駆動する
ことになり、フリッカーとクロストークの抑制効果があ
る。また、信号線の電位の振り幅を抑えるために、画像
信号の極性反転と180度位相をずらして、対向電極電
位3に交流電圧を印加することもある。これにはデータ
ドライバーの駆動電源の低電圧化と消費電力の低減効果
がある。
【0010】図5は、第2の実施例を示すタイミングチ
ャートである。図1の例では垂直ブランキング期間にビ
デオ信号の最大値を信号線に印加していたが、本実施例
ではより大きな電圧を印加している。すなわち、第1フ
ィールドのブランキング期間ではVID1より高く第2
フィールドのブランキング期間ではVID4より低く信
号線の電位51を設定してる。さらに、このブランキン
グ期間に対向電極の電位53の電位も図のように信号線
の電位と反対側へ電圧をシフトさることもできる。この
ような駆動法を用いれば図3における信号線と画素電極
間のショート不良34がある場合に画素により大きな電
圧を印加できる。これは灰色の欠陥もより黒くすること
ができ、より目立ち難くなることを示している。
【0011】図6は、第3の実施例を示すタイミングチ
ャートです。この例では走査線の電位62を垂直ブラン
キング期間に適当な交流電圧を印加している。ここで、
もし図3における走査線と画素電極間のショート不良3
5がある場合の画素の動作を説明する。従来の駆動方法
ではこのような欠陥はほとんど交流電圧が印加されない
ため、白欠陥として認知されていた。しかし、本実施例
ではある程度以上の交流電圧を常に印加することができ
るから、灰色から黒っぽい欠陥として認知されることに
なる。したがって、前述の例と同様この駆動方法はこの
ような欠陥を目立ち難くすることができる。
【0012】これらの駆動方法は、デバイスの構造に応
じて自由に選ぶことができる。たとえば、信号線と画素
電極間に絶縁膜が無いようなTFTの場合には、信号線
と画素電極がショートしやすいから、図1や図5の駆動
方式が適している。また、走査線と画素電極を重ねて保
持容量を形成するような構造では、走査線と画素電極が
ショートしやすいから、図6の駆動方式が適している。
もちろんこれらの駆動方法を組み合わせて用いることも
できる。
【0013】次に、以上の駆動方法を実現する回路構成
について説明する。図7は本発明の駆動方法を実現する
ための液晶表示装置の回路図の例である。一般に、TF
Tを用いた液晶表示装置は大きく3つの部分に分けられ
る。すなわち、画像を表示するアクティブマトリクスエ
リアと信号線に画像信号を供給するデータドライバーと
走査線に走査パルスを供給する走査ドライバーの3つで
ある。データドライバーには様々な方式があるが、ここ
では最も単純な点順次アナログ方式の例を示す。
【0014】この方式は、シフトレジスタの各出力がア
ナログスイッチの開閉を制御し、R,G,Bの各色に対
応したビデオラインの信号を信号線X1,X2,X3に
順次書き込んでいくというものである。シフトレジスタ
は、データ信号Dxをクロック信号CLxのタイミング
で順次シフトさせるものであるから、垂直ブランキング
期間にDxをハイレベルに保つとすべてのアナログスイ
ッチが閉じたままになる。こうしてあらかじめブランキ
ング期間のビデオ信号を最大値に設定しておけば、図1
の駆動方法が実現できる。
【0015】他のデータドライバーの場合、例えば線順
次のアナログドライバーにおいても各出力バッファの入
力部にリセット端子を設けて一斉に出力を変えることは
できるし、デジタルドライバーの場合にもあらかじめ出
力の前段にインヒビットゲートを設けておけばよい。
【0016】走査ドライバー側で図6の駆動方法を実現
するためには、垂直走査期間に負電源Vssyに交流電
圧を印加するのが最も簡単な方法である。なぜなら、こ
の期間はすべてのバッファ出力が負電源にショートされ
ているからである。他の方法としてはバッファ部の電源
だけを独立させて、シフトレジスタ部の電源はそのまま
で、バッファ部の負電源だけを交流駆動するという方法
もある。この場合、はじめの方法よりドライバー部の構
成が多少複雑にはなるが、消費電流が少なくなるという
メリットがある。
【0017】本発明は、非単結晶Si薄膜や化合物半導
体薄膜から成るTFTや単結晶Si基板上に形成された
MOSFET等、走査線に選択パルスを印加してオン・
オフさせる全ての素子を用いたアクティブマトリクス型
の液晶表示装置に適用できることはいうまでもない。
【0018】さらに、薄膜ダイオードなどの2端子素子
を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置にも適
用できる。アクティブマトリクス型の液晶表示装置とし
ては、一対の基板間に液晶が狭持されてなり、一対の基
板の一方の基板に走査線及び画素電極と、走査線と画素
電極との間に接続される2端子素子と、一対の基板の他
方の基板に画像信号が供給される信号電極とを有する液
晶表示装置を用いることができる。2端子素子の場合に
は走査線と対向側の信号電極間の電位差が素子の閾値電
圧を越えると導通状態となるため、垂直ブランキング期
間にこの閾値電圧を超えない範囲で走査線または信号電
極に交流電圧を印加すれば同様の効果が得られる。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように本発明の液晶表示装置
は、画素電極が信号線や走査線にショートした場合にも
画素電極に一定以上の交流電圧を印加できるから、ノー
マリー白モードの場合に本来は白い点欠陥となる画素を
目立ちにくい灰色から黒の欠陥にすることができる。こ
の方法は駆動方法を変えるだけで、かなりの点欠陥を目
立ち難くすることができるため、ほとんどコストを上昇
させることなく画像品質を向上させることができる。ま
た、不良品となる可能性が減少するから歩留まりが向上
し、むしろ低コスト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 液晶表示装置の駆動方法を示すタイミングチ
ャート。
【図2】 従来の液晶表示装置の駆動方法を示すタイミ
ングチャート。
【図3】 液晶表示装置の画素部分の等価回路図。
【図4】 液晶表示装置の透過率の印加電圧依存性を示
す図。
【図5】 液晶表示装置の駆動方法を示すタイミングチ
ャート。
【図6】 液晶表示装置の駆動方法を示すタイミングチ
ャート。
【図7】 液晶表示装置の等価回路図。
【符号の説明】
1、11、51、61 信号線の電位 2、12、52、62 走査線の電位 3、13、53、63 対向電極の電位 33 画素電極 34 信号線と画素電極間のショート不良 35 走査線と画素電極間のショート不良

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像信号が供給される信号線と、走査信号
    が供給される走査線と、前記信号線と前記走査線の交差
    に対応して設けられるスイッチング素子及び画素電極と
    を有する液晶表示装置の駆動方法において、 垂直ブランキング期間に交流電圧を前記走査線に印加す
    ることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  2. 【請求項2】画像信号が供給される信号線と、走査信号
    が供給される走査線と、前記信号線と前記走査線の交差
    に対応して設けられるスイッチング素子及び画素電極
    と、前記画素電極に対向するように設けられる対向電極
    とを有するを有する液晶表示装置の駆動方法において、 垂直ブランキング期間に、前記対向電極に印加される電
    位を基準とした液晶のしきい値以上の電圧を前記信号線
    に印加し、垂直走査期間の対向電極の電位を基準として
    前記信号線に印加される電圧とは反対の極性の電圧を、
    前記垂直ブランキング期間に前記対向電極に印加するこ
    とを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  3. 【請求項3】画像信号が供給される信号線と、走査信号
    が供給される走査線と、前記信号線と前記走査線の交差
    に対応して設けられるスイッチング素子及び画素電極と
    を有する液晶表示装置において、 垂直ブランキング期間に交流電圧を前記走査線に供給す
    る走査ドライバーを有することを特徴とする液晶表示装
    置。
  4. 【請求項4】画像信号が供給される信号線と、走査信号
    が供給される走査線と、前記信号線と前記走査線の交差
    に対応して設けられるスイッチング素子及び画素電極
    と、前記画素電極に対向するように設けられる対向電極
    とを有する液晶表示装置において、 垂直ブランキング期間に、前記対向電極に印加される電
    位を基準とした液晶のしきい値以上の電圧を前記信号線
    に印加するデータドライバを有し、垂直走査期間の対向
    電極の電位を基準として前記信号線に印加される電圧と
    は反対の極性の電圧を、前記垂直ブランキング期間に前
    記対向電極に印加することを特徴とする液晶表示装置。
  5. 【請求項5】画像信号が供給される信号電極と、走査信
    号が供給される走査線と、前記信号電極と前記走査線と
    の間に設けられる2端子素子を有する液晶表示装置の駆
    動方法において、 垂直ブランキング期間に、前記信号電極または前記走査
    線に前記2端子素子の閾値電圧を越えない範囲の交流電
    圧を印加することを特徴とする液晶表示装置の駆動方
    法。
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