JPH0618932A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH0618932A
JPH0618932A JP17802492A JP17802492A JPH0618932A JP H0618932 A JPH0618932 A JP H0618932A JP 17802492 A JP17802492 A JP 17802492A JP 17802492 A JP17802492 A JP 17802492A JP H0618932 A JPH0618932 A JP H0618932A
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JP
Japan
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liquid crystal
clc
cst
voltage
counter
Prior art date
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Pending
Application number
JP17802492A
Other languages
English (en)
Inventor
Mutsumi Kimura
睦 木村
Yoneji Takubo
米治 田窪
Masumi Ido
眞澄 井土
Yutaka Minamino
裕 南野
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高コントラスト、多階調、横クロ
ストークなし等の高画質を実現するアクティブマトリク
ス方式の液晶表示装置を提供することを目的とする。 【構成】 対向電圧源と対向電極間の抵抗と、走査線群
および信号線群と対向電極間の容量との積τ(μs)、
および蓄積容量/液晶容量Cst/Clcを、 5(1/(1.2+Cst/Clc))(0.18+0.12/(1+1.2(Cst/Clc)))(1/
(1+exp(16.7/τ)))<0.1 を満たす範囲に定めることにより、信号電圧振幅が対向
電極を通して液晶印加電圧におよぼす影響を減少させる
ことが可能となる。

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
方式の液晶表示装置、とりわけ、高コントラスト、多階
調等の高画質を求められる、OA用、大型の液晶表示装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、低消費電力、低電圧作
動、軽量、薄型などの特徴を生かして、ハンドヘルドコ
ンピュータ、パーソナルワードプロセッサー、ポータブ
ルテレビなどに広く利用されているが、さらに利用範囲
は拡大する傾向にある。なかでも、アクティブマトリク
ス方式の液晶装置は、マトリクス状に配列された複数の
絵素の各々に対応してスイッチング素子を設けたもの
で、絵素電極を独立して駆動するため、時分割方式であ
る単純マトリクス方式と比べてコントラストがよいなど
の優れた特性を持ち、高画質を求められる液晶表示装置
に対しては欠かせない技術となっている。
【0003】近年、この利用範囲の拡大とともに液晶表
示装置に対する様々な要求があがってきたが、そのひと
つとして、アクティブマトリクス方式液晶表示装置の大
型化が挙げられる。しかし、液晶表示装置の大型化にと
もなって、対向電極の面内抵抗および対向電極への給電
抵抗が増加して、画質に対して様々な悪影響がみられる
ようになった。すなわち、信号線と対向電極とが液晶層
を介して容量的に結合しているため、本来一定電位に保
たれなければならない対向電極電位が、信号線の電圧振
幅に対応して振動し、これにともなって液晶印加電圧が
変位し、画質上深刻な問題を生んでいる。具体的には、
液晶印加電圧の減少によるコントラストの低下、液晶印
加電圧が厳密に制御できないことに起因して微小輝度差
表示が実現できなくなることによる多階調表示の困難
化、表示画像パターンに依存する輝度変化により、本来
同一輝度でなければならない領域が走査線に平行な境界
線をもって輝度の異なる領域に分割されるといういわゆ
る横クロストークといった現象等が挙げられる。
【0004】従来、これらの問題を解決するために、対
向共通電極の面内抵抗あるいは給電抵抗の低減により対
向電極電圧振幅を抑制することが提案されてきている
が、(例えば、1990年第7回色彩工学コンファレンスP8
9-P92)さらなるパネル大型化に対しては対向電極低抵
抗化の実現が極めて困難になってきており、この方法だ
けでは十分ではない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、対向電
極の面内抵抗あるいは給電抵抗の低減を行っても、コン
トラストの低下、多階調表示の困難、横クロストーク等
の画質面からみて非常に重大な問題は、なお存在してい
る。そこで本発明は、上記の問題を低減あるいは解消
し、高コントラスト、多階調等の高画質を実現する液晶
表示素子を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を達成するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、液晶表示装置において、対向電圧源と
対向共通電極間の供給抵抗をRsp、走査線群と対向共通
電極間の容量をCg、信号線群と対向共通電極間の容量を
Cs、蓄積容量をCst、液晶容量をClcとするとき、τ(μ
s)(=Rsp(Cs+Cg))、および Cst/Clc を、 5(1/(1.2+Cst/Clc))(0.18+0.12/(1+1.2(Cst/Clc)))(1/(1+exp(16.7/τ)))<0.1 を満たす範囲に定めるものである。
【0007】
【作用】τを減少させることにより、対向電極電圧振幅
を減少させることができる。また、Cst/Clcを増加さ
せることにより、対向電極電圧振幅が液晶電圧におよぼ
す変化の割合を減少させることができる。
【0008】本発明は、パネルサイズや配線数に対応し
て最適化設計を行うという観点から、τおよびCst/C
lcを最適範囲に規定して上記の2つの作用を適当に調整
することにより、信号電圧振幅に対する液晶電圧の変化
の割合を減少させるものである。
【0009】
【実施例】τとCst/Clcの最適範囲を導出するために、
スイッチング素子としてTFTを使用した液晶表示装置
を用いて具体的に検討を行った。この液晶表示装置1絵
素領域の等価回路を、(図3)に示す。1aは走査信号
を伝達するバス配線の一つである当段ゲートバス配線、
1bは同じく走査信号を伝達するバス配線の一つである
が当段ゲートバス配線1aとは異なる前段ゲートバス配
線、2は表示信号を伝達するバス配線の一つであるソー
スバス配線、3はスイッチング素子として用いた電界効
果型トランジスタであるTFTで、そのゲート電極は当
段ゲートバス配線1aと、ソース電極はソースバス配線
2と接続している。4は絵素電極で、TFT3のドレイ
ン電極に接続されている。5は対向共通電極、6は液晶
層を介して絵素電極4と対向共通電極5間に形成される
液晶容量(Clc)、7は液晶層の電荷保持能力不足分を
補償するために、絵素電極4と前段ゲートバス配線1b
との間に形成された蓄積容量(Cst)、8はTFT3の
ゲート電極とドレイン電極間に発生する寄生容量である
ゲート=ドレイン容量(Cgd)、9は、ソースバス配線
2と対向電極5間に形成されるソース=コモン容量(C
sce)、10は、ゲートバス配線1(1a、1b)と対
向電極5間に形成されるゲート=コモン容量(Cgce)
である。
【0010】次に、パネル全体をひとつのRC回路とし
てみたときの回路構成について、(図4)を用いて説明
する。101は全走査線を代表する全ゲートバス配線、
102は全信号線を代表する全ソースバス配線、104
は絵素電極全体を表す全絵素電極、105は対向共通電
極、106は、全絵素電極104と対向共通電極105
との間に形成される全液晶容量(Calc)、107は、
全ゲートバス配線101と全絵素電極104との間に形
成される全蓄積容量(Cast)、108は、スイッチン
グ回路として用いたTFTのゲート電極とドレイン電極
間の寄生容量の総和である全ゲート=ドレイン容量(C
agd)、109は、全ソースバス配線102と対向電極
105間に形成される全ソース=コモン容量(Casc
e)、110は、全ゲートバス配線101と対向電極1
05間に形成される全ゲート=コモン容量(Cagce)、
111は、対向共通電極105に電圧を供給する対向電
圧源、112は、対向共通電極105と対向電圧源11
1間の抵抗である対向供給抵抗(Rsp)である。
【0011】以上のような液晶表示装置を駆動させた場
合に、信号電位変動によって、対向電位、液晶実効電圧
がどのように影響されるかを、以下詳細に説明する。
【0012】まず、全ソースバス配線102の電位の変
動によって誘起される対向共通電極105の電位の変動
について、(図5)を用いて説明する。Vasは、パネル
上の全信号線について平均した信号電圧である。信号電
圧振幅中心に対して高い方の電位を+書き込み時ソース
電圧Vas(+)、低い方の電位を−書き込み時ソース電圧
Vas(-)とする。Vcは、対向共通電極の電位である。V
asの振動により、Vcには振動成分が誘起されるが、対
向電圧源と抵抗を介して接続しているため、一定の時定
数をもって対向電圧源の電位Vccへと減衰する。Vas=
Vas(+)である時のVcをVc(+)、Vas=Vas(-)である
時のVcをVc(-)、走査線1ライン当りの書き込み時間
をt0とすると、Vc(+)とVc(-)とはVccに関して対称
であるから、Vc(+)とVc(-)とは次のように表現でき
る。
【0013】 Vc(+)=Vcc+Vcgap×exp(-t/τ)/(1+exp(-t0/τ)) Vc(-)=Vcc−Vcgap×exp(-t/τ)/(1+exp(-t0/τ)) ここで、 Vcgap=Cs/(Cs+Cg)×(Vas(+)−Vas(-)) τ=Rsp(Cs+Cg) Cs=Casce Cg=Cagce+1/(1/Calc+1/(Cast+Cag
d)) また、tは、Vcが跳躍してからの時間である。
【0014】次に、いま計算した対向共通電極105の
電圧変化が液晶印加電圧に与える影響について、(図
6)を用いて説明する。Vgは当段ゲートバス配線1a
の電位で、Vg(H)、Vg(L)はそれぞれTFT3のオン
電圧、オフ電圧に対応する。Vsはソースバス配線2の
電位で、Vs(+)は+書き込み時の電位、Vs(-)は−書き
込み時の電位である。Vcは前述の対向共通電極5(=
対向共通電極105)の電位であり、 Vcc=Vsc−kg(Vg(H)−Vg(L)) と設定してある。Vpは絵素電極4の電位であり、Vlc
は液晶印加電圧である。
【0015】対向電極電位振動による効果は、Vs(+)−
Vs(-)に比べて小さい。このとき、液晶有効電圧(Vef
f)は液晶平均電圧(Vlc(av))と近似的に等しくなる
としてよい。かなりの計算の後に、 Vlc(av)=1/2×(Vs(+)−Vs(-)) −kcVcgap×exp(-t0/τ)/(1+exp(-t0/τ)) が得られる。ここで、 kc=Clc/Ctot Ctot=Clc+Cst+Cgd この式において、第1項は本来液晶に印加すべき電圧で
あるが、第2項は対向共通電極5の電位変動による効果
であり、信号電圧振幅により変化するので、これに伴っ
て液晶層に印加される電圧も変化する。
【0016】ここで、τおよびCst/Clcを(図1)に
示した領域内に規定し、さらに、 t0=16.7μs Vs(+)−Vs(-)= 5.0V とすれば、液晶印加電圧の変化量は、 Vlc(av)変動許容値= 0.1V 以下となる。このため、絵素ごとの輝度差は、低減また
は解消され、高画質を実現した液晶表示装置が得られる
ことになる。
【0017】実際、τおよびCst/Clcが(図1)の斜
線範囲内にあったとき、より具体的には(図2)のプロ
ットに示される値であったとき、液晶表示装置を駆動さ
せて目視により画質試験を行ったところ、上述したよう
な課題は、観測されない、または、無視できるレベルま
で軽減されているという状況まで改善された。なお、こ
れら実施例のパラメータは、次のようであった。
【0018】
【表1】
【0019】
【発明の効果】以上のように、本発明は、τおよびCst
/Clcを、 5(1/(1.2+Cst/Clc))(0.18+0.12/(1+1.2(Cst/Clc)))(1/(1+exp(16.7/τ)))<0.1 を満たす範囲に規定することにより、各絵素ごとに異な
る、信号電圧振幅変化にともなう対向電圧振幅変化を介
しての液晶層印加電圧変化を抑制して、コントラストの
低下防止、多階調表示の実現、横クロストークの解消な
ど等を可能なものとし、高コントラスト、多階調等の高
画質を必要とされる液晶表示素子の画質向上に、効果を
発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において規定されるτおよびCst/Clc
の範囲図
【図2】本発明の実施例のτおよびCst/Clcを、図1
上にプロットしたもの
【図3】液晶表示素子1絵素の等価回路図
【図4】パネル全体をひとつのRC回路としてみたとき
の等価回路図
【図5】パネル全体に対する信号電圧振幅によって誘起
される対向電極電圧振幅を説明する電位関係図
【図6】対向電極電圧振幅が液晶電圧に及ぼす影響につ
いて説明する電位関係図
【符号の説明】
1a 当段ゲートバス配線 1b 前段ゲートバス配線 2 ソースバス配線 3 TFT 4 絵素電極 5 対向共通電極 6 液晶容量(Clc) 7 蓄積容量(Cst) 8 ゲート=ドレイン容量(Cgd) 9 ソース=コモン容量(Csce) 10 ゲート=コモン容量(Cgce) 101 全ゲートバス配線 102 全ソースバス配線 104 全絵素電極 105 対向共通電極 106 全液晶容量(Calc) 107 全蓄積容量(Cast) 108 全ゲート=ドレイン容量(Cagd) 109 全ソース=コモン容量(Casce) 110 全ゲート=コモン容量(Cagce) 111 対向電圧源 112 対向供給抵抗(Rsp)
───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】走査信号を伝達する第1のバス配線群と表
    示信号を伝達する第2のバス配線群とがマトリクス状に
    形成され、前記第1のバス配線群と前記第2のバス配線
    群との交点に対応して絵素電極およびスイッチング素子
    が形成され、前記絵素電極に接続された蓄積容量を具備
    したアクティブマトリクスアレイ方式の液晶表示装置に
    おいて、対向電圧源と対向共通電極間の供給抵抗と、前
    記第1のバス配線群および前記第2のバス配線群と前記
    対向共通電極間の容量との積(τ(μs))、および、
    蓄積容量/液晶容量(Cst/Clc)とが、 5(1/(1.2+Cst/Clc))(0.18+0.12/(1+1.2(Cst/Clc)))(1/(1+exp(16.7/τ)))<0.1 を満たす範囲にあることを特徴とする液晶表示装置。
JP17802492A 1992-07-06 1992-07-06 液晶表示装置 Pending JPH0618932A (ja)

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JP (1) JPH0618932A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6172160B1 (en) 1996-04-17 2001-01-09 Nippon Zeon Co., Ltd. Diene polymer composition, process for the preparation of the same, and rubber composition containing the same
US9543101B2 (en) 2014-08-14 2017-01-10 Lsis Co., Ltd. Electromagnetic contactor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6172160B1 (en) 1996-04-17 2001-01-09 Nippon Zeon Co., Ltd. Diene polymer composition, process for the preparation of the same, and rubber composition containing the same
US9543101B2 (en) 2014-08-14 2017-01-10 Lsis Co., Ltd. Electromagnetic contactor

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