JPH02168229A - 液晶表示装置の駆動方式 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、液晶表示装置の駆動方式の改良に関する。

（従来の技術） 薄膜トランジスタ（Ｔ　Ｐ　Ｔ）をスイッチング素子と
して用いた液晶表示装置の一般的な等価回路を第６図に
示し、その入出力特性を第７図に示す。尚、第７図にお
いて、５は液晶画素、６はＴＰＴである。

ここで、第ｍ番目の信号線電圧をＶ　ｓｍ、第ｎ番目の
ゲート線電圧をｖ　ｇｎ、両方の線により駆動される液
晶画素５の電圧をＶＤ＋流れる電流を■αとすると、Ｖ
ｐ　−Ｖｓｍ＜Ｖｇｎ−Ｖｓｍ−ＶｔＹ７）領域では、 Ｉ　　ａ　−Ｃｏｘμ　（Ｗ／　Ｌ）　　（Ｖ（、−Ｖ
ｓｍ）−＊＊−ＩＶｇｎ−Ｖｔｈ　−（ＶＤ　＋　Ｖｓ
ａ＋）／２１　−　　（１）だだし、 Ｃｏｘ：ゲート絶縁膜容量 μ：易動度 Ｖｔｈ：Ｌきい値電圧 Ｗ：ＴＦＴのチャネル幅 Ｌ：チャネル長 である。

一般に、ａ−５ｔ−ＴＰＴを用いた場合、易動度μは０
．１〜１ｃｄ／Ｖ−ｓｅｅとなり、しかもＷ／Ｌをさほ
ど大きくとれないことから、信号が正極性に振れた場合
、（１）式よりオン電流が不足する可能性がある。

このオン電流の不足は、特に、ゲート線電圧Ｖｇｎのパ
ルス幅、つまり画素の選択時間が短くなる場合（走査線
数が増加する場合等）や、温度変化によってｖｔｈが大
きくなる場合に顕著に現れる。

一方、負極性に振れる場合は十分なオン電流が確保され
るので、液晶画素５の動作は正確に入力信号に追従する
ことができる。

このようにして、フィールド毎に正負反転駆動を行うフ
ィールド反転駆動において正極性におけるオン電流不足
が生ずると、フレーム周期のフリッカが生じて画質を劣
化させる。

しかも、このフリッカ量は入力信号により変化するため
、液晶を交流駆動するために設定する中心電圧Ｖ　ｃｏ
Ｍを動かすことによってこれを補正することはできない
。

以上述べたところは、正極性のみオン電流が不足する場
合であるが、画素選択時間がさらに短くなった場合には
、負極性に対しても同様な現象が生じ、コントラストの
低下、輝度の変化等により画質を一層劣化させることに
なる。

このような画質劣化時の従来駆動による各部の信号状態
を示すタイミングチャートを第８図に示す。

また、液晶表示装置をフルライン駆動する方式としては
、２ライン同時に１水平走査期間（ＩＨ明期間に駆動す
る方法があるが、第９図に示すように、画素がライン毎
に半ピツチずれて配列されている場合には、この方式を
用いることができない。

そこで、第９図に示されるように、各ラインの画素の水
平位置に従って互いに半ピツチずらせてＩＨ期間サンプ
ルホールドする回路を２個用い、これらをブランキング
期間に切替えて２ラインをＩＨ明期間書込む方法が考え
られる（第９図、第１０図参照）。

尚、第９図において、ｌはアンプ、２及び３はサンプル
ホールド回路、４は選択スイッチ、５は液晶画素１６は
ＴＰＴである。

ところが、この方式ではブランキング期間の１／２であ
る約５μｓの間に書込みを終了することが必要になり、
書込み不足が顕著に現れる。

（発明が解決しようとする課＠） 以上説明したように、従来の駆動方式では、ｌ水平走査
期間もしくはそれ以下の期間内に１画素の書込みを行っ
ていたために、スイッチング素子として用いられる薄膜
トランジスタの特性か不十分（例えば易動度が小さい等
）であったり、あるいは温度によってしきい値等の特性
が変化することによってオン電流が不足すると、フリッ
カの増大、コントラストの低下等が生じて画質を大きく
劣化させるという問題点があった。

この発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、オン電流不足によるフリッカ
を減少させ、高画質化を可能とする液晶表示装置の駆動
方式を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、液晶を駆動する際に、線順位で任意のライン
の走査を行うと同時に、少なくとも他の１ラインの予備
走査を行うものである。

（作用） このような構成によれば、予；＋１１１　Ｌ、た電圧で
あらかじめ各画素を駆動することにより、１走査線を駆
動する実質的な走査期間が増加し、オン電流不足による
画質劣化を減少させることができる。

これは、画像が垂直及び水平方向に相関が強く、前の走
査線で書込まれた画素電圧が、実際に害込むべき画素電
圧に近いことを利用したもので、特にフリッカは平坦な
部分で目立つことを考えれば、よりこの作用の有効性を
は明らかである。

また、駆動素子の駆動能力を小さくすることができ開口
率の向上にも繋がる。

（実施例） 以下、本発明の１実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は本発明方式を説明するためのタイミングチャー
！・であり、その前提となる駆動回路のノ１Ｆウェア（
１カ成は第９図に示されるものと同様である。

同図において、ＨＢ　Ｌ　Ｋは水平のブランキング期間
を現す信号、Ｖｓ＋ｎはｍ列の信号線から入力される電
圧、　　Ｖｇ２ｎは２ｎラインのゲート入力電圧。

ＶＤはｍ列２ｎラインで囲まれた画素の電圧波形を示し
ている。

入力ビデオ信号は各々の水平画素位置に相当したサンプ
リング位相でサンプルホールド回路２゜３にサンプルホ
ールドされた後、水平ブランキング期間でそれぞれ２ｎ
、２ｎ＋１ライン選択信号に同期して選択スイッチ４に
より切替えられ液晶画素５にホールドされる。

液晶画素５の駆動方法は液晶自体の保護のために交流駆
動が一般的であり、切替期間であるブランキング期間の
半分で負から正、または正から負への書込みを行わねば
ならない。

このような高速書込みは、特に易動度μの小さＬ）ａ−
３ｉ−ＴＰＴを用いた場合に極めて困難である。

そこで、画素の垂直方向の相関を利用する。

般に画素は水平垂直に対して０．８〜０．９程度の高い
相関を示している。

つまり、隣接する画素の電圧はかなり近い値を示してい
ることが多い。

また、フリッカに対する視角感度は低域で高く高域で低
いため、特に低域で起こるオン電流不足は大きく画質を
劣化させる。

以上の事実を考慮すると、前ラインで同じ列の信号を予
ｉｌｌ電圧として実際の電圧を書込む前にプリチャージ
しておくことがオン電流不足解消に有効であると言える
。

つまり、第１図において、２ｎラインのゲート電圧Ｖ　
ｇ２ｎを２ｎ−２ラインの出力がでた時点から立ち上げ
てプリチャージを行い、２ｎラインの実際値がセントさ
れた段階でその電圧を書込む。

このようにすると、画素電圧■。はオン電流が不足して
いるにも拘らず、約１水平走査期間で実際の電圧に近い
値にまで達することができ、前回の値に対して若モの変
化であればこれに追従することができる。

以上説明してきた第１実施例では、１フイールドの期間
中は、液晶画素を同じ極性で駆動したが、この方式では
オン電流不足以外の原因によりフリッカを生ずるおそれ
がある。

そこで、ライン毎にまたフィールド毎に極性を反転させ
る駆動方式があるが、この場合は前ラインの極性が異な
るために、本発明を適用する場合第１実施例とは若干タ
イミングが異なる。

以下、第２図及び第３図を参照して第２の実施例を詳述
する。

第２図は第２実施例の駆動回路を示す図、第３図はその
駆動信号及び出力信号の状態を示すタイミングチャート
である。

同図において、サンプルホールド回路２．３を選択する
スイッチ４は、水平ブランキング期間の半分に対応して
それぞれオンされた後、両方ともオーブンになる。

サンプルホールド回路２には正極性信号が、またサンプ
ルホールド回路３には反転アンプ７の作用により負極性
信号が入力されるものとする。

ｍ列目の信号線電圧ｖｆｆｌとしては、先ず正極性電圧
ｖ１が選択され、次に負極性電圧ｖ２が選択され、ブラ
ンキング期間終了とともにスイッチはオーブンとなるが
、信号線容量　ＣＳＳにチャージされた電荷によってＩ
Ｈ期間保持される。

次に、負極性電圧■３が選択され、さらに正極性電圧■
４が選択され保持される。以下、同様にして繰返される
。

次に、ＶＳａを画素電圧に取り込む過程を説明する。

先ずゲート電圧Ｖ　ｇ２ｎの実線部分を考える。これは
、ｖ４を画素に書き込むためのタイミングである。

始めに、短いプリチャージパルスにより負極性に保持さ
れた画素電圧ＶＤＩからｖ１方向に電圧が変化するが、
オン電流不足のためにＶｌまでは到達しない。

次に、長い選択パルスによってＶ４まで十分にチャージ
される。この時は変化の激しい信号でも十分に対応でき
ることは明らかである。

次に、Ｖ　ｇ２Ｑの点線で示された駆動波形によりＶ５
を取り込む過程を考える。

ｖ４の場合は、信号線容量Ｃｓｓにチャージされた電圧
がほぼＩＨの期間保持されるのを（り用することができ
たが、ｖ５の場合は信号線容Ｑｃｓｓの保持電圧がｖ６
であるために短い期間（ブランキングの半分程度）で取
り込む必要がある。そこでｖ４を予測電圧として画像の
垂直相関を利用する。

このような動作を繰返し行った後、次のフィールドでは
ｖ４を保持した画素は垂直相関を利用して予備走査を行
い、■５を保持した画素は信号線容ｆｉｋｃｓｓを利用
して正確な画素電位にチャージするようにすればオン電
流によってフリッカ−がでるとしても２ライン毎になり
、視覚的に目立たないたけでなく消費電力も半分になる
。

以上の場合は、１水平走査毎に２つのサンプルホールド
回路から液晶セルへの書き込み順序を変えたが、負極性
への書き込みが速く十分な場合には常に正方向のみ予備
走査を行う方式も考えられる。

次に第４図、第５図を参照して第３の実施例について詳
述する。

上述の第２実施例では、構成は簡単であるが、垂直相関
がない場合にはオン電流不足によるラインフリッカを生
じる虞れがある。

これは面フリッカに比べてかなり目立たないが、必要な
らば若干の回路の追加により、これを減少させることが
できる。第５図はその実施例である。

入力信号は、バッファー１を通った正極性信号とＨ／２
遅延回路８を通った負極性信号に別れ、各々液晶セルの
水平位置に従ってサンプルホールド回路２，３でホール
ドされる。

ここで、正極性信号は負極性信号よりＨ／　２１５３間
速く１ラインのホールドが完了するため、その時点でス
イッチ６をオンにすることにより液晶セル５への書き込
みが行われる。

更に、次のラインの負極性信号が書き込まれるまで（Ｈ
／２期間）信号線容量Ｃｓｓに保持された電圧で液晶セ
ル５への書き込みが引き続き行われる。

このようにすると、本走査の書き込み時間か全て）Ｉ／
２期間になるので、ＩＨ期間前からＨ／２期間おこなわ
れる予備走査による予ａｌｌｌ　？ｔｉ圧と相関が無い
場合に於いても、かなり書き込み不足を解消することが
できる。

Ｃ発明の効果コ 本発明によれば、画素数の増大等による画素への書き込
み不足を減少させ、オン電流不足によるフリッカの増大
やコントラストの低下を防ぐことができ、高速駆動が可
能となる。

また、駆動素子の小型化により開口率つまり輝度を向上
させることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の動作を示すタイミングチ
ャート、第２図は本発明の第２実施例の駆動回路を示す
図、第３図は第２実施例の動作を示すタイミングチャー
ト、第４図は本発明の第３実施例の駆動回路を示す図、
第５図は第３実施例の動作を示すタイミングチャート、
第６図はＴＰＴを用いた液晶表示装置の等価回路を示す
図、第７図はＴＰＴの入出力特性の概略図、第８図乃至
第１０図は従来の駆動方式を示す図である。 １・・・アンプ ２．３・・・サンプルホールド回路 ４・・・選択スイッチ ５・・・液晶 ６・・・ＴＰＴ ７・・・反転アンプ ・・Ｈ／２遅延回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）各画素にスイッチング用アクティブ駆動素子を設
   けた液晶表示装置において、線順位で任意のラインの走
   査を行うと同時に、少なくとも他の１ラインの予備走査
   を行うことを特徴とする液晶表示装置の駆動方式。
2. （２）１水平走査期間に２ライン駆動を行うノンインタ
   ーレース走査において、各ラインの入力ビデオ信号を各
   画素の水平位置に従ってサンプルホールドする第１及び
   第２のサンプルホールド回路を設け、水平ブランキング
   期間に第１及び第２のサンプルホールド回路を切替えて
   液晶セルに書込む際に、書込む順番を１水平走査毎に変
   更することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置
   の駆動方式。
3. （３）１水平走査期間に２ライン駆動を行うノンインタ
   ーレース走査において、各ラインの入力ビデオ信号を各
   画素の水平位置に従ってサンプルホールドする第１及び
   第２のサンプルホールド回路を設けるとともに、第１も
   しくは第２のサンプルホールド回路の前段には、入力ビ
   デオ信号を水平走査期間の１／２だけ遅延する遅延回路
   を設けることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装
   置の駆動方式。