JPH06266318A - アクティブマトリクス形液晶装置の駆動方法 - Google Patents
アクティブマトリクス形液晶装置の駆動方法Info
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- JPH06266318A JPH06266318A JP8106493A JP8106493A JPH06266318A JP H06266318 A JPH06266318 A JP H06266318A JP 8106493 A JP8106493 A JP 8106493A JP 8106493 A JP8106493 A JP 8106493A JP H06266318 A JPH06266318 A JP H06266318A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液晶に高い電圧が印加でき、しかも電界効果
トランジスタの各ノード間電圧を従来より低くできる。 【構成】 データ線Ｄ１に駆動電圧の１／２の＋Ｖｄ／
２を供給し、対向電極Ｃ１に信号電圧と逆極性の−Ｖｃ
（Ｖｃ＞０）例えば−Ｖｄ／２を供給する。走査線Ｇ１
をカットオフ電圧ＶｇＬ（＜−Ｖｄ）から＋Ｖｄ／２よ
り充分高いＶｇＨとし、電界効果トランジスタ１１−１
１をオンにすると、画素電極１２に＋Ｖｄ／２に充電さ
れ、対向電極Ｃ１との間は＋Ｖｄの電位差ができるので
液晶の光学状態が反転する。
トランジスタの各ノード間電圧を従来より低くできる。 【構成】 データ線Ｄ１に駆動電圧の１／２の＋Ｖｄ／
２を供給し、対向電極Ｃ１に信号電圧と逆極性の−Ｖｃ
（Ｖｃ＞０）例えば−Ｖｄ／２を供給する。走査線Ｇ１
をカットオフ電圧ＶｇＬ（＜−Ｖｄ）から＋Ｖｄ／２よ
り充分高いＶｇＨとし、電界効果トランジスタ１１−１
１をオンにすると、画素電極１２に＋Ｖｄ／２に充電さ
れ、対向電極Ｃ１との間は＋Ｖｄの電位差ができるので
液晶の光学状態が反転する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光シャッタ，光スイッ
チあるいは画像表示装置等に利用するために、比較的高
い駆動電圧を必要とする強誘電性液晶やポリマ分散型液
晶等を用いたアクティブマトリクス形液晶装置の駆動方
法に関するものである。
チあるいは画像表示装置等に利用するために、比較的高
い駆動電圧を必要とする強誘電性液晶やポリマ分散型液
晶等を用いたアクティブマトリクス形液晶装置の駆動方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】強誘電性液晶を透明電極で狭持した液晶
セルの電気光学効果を利用した液晶装置は、電圧印加時
に観測される応答性の速さという従来のネマティク液晶
装置にない特徴を有しているため、表示装置や光シャッ
タなどの速度性能向上に有望である。また、光散乱モー
ドを用いるポリマ分散型ネマティク液晶や、相転移モー
ドを用いるコレステリック液晶を用いた液晶装置は、偏
光板が不要であるため明るい表示ができる利点がある。
しかし、これらの液晶は、光学特性のスイッチングに比
較的高電圧を必要とし、かつ明確で急峻なしきい値電圧
をもたない性質がある。
セルの電気光学効果を利用した液晶装置は、電圧印加時
に観測される応答性の速さという従来のネマティク液晶
装置にない特徴を有しているため、表示装置や光シャッ
タなどの速度性能向上に有望である。また、光散乱モー
ドを用いるポリマ分散型ネマティク液晶や、相転移モー
ドを用いるコレステリック液晶を用いた液晶装置は、偏
光板が不要であるため明るい表示ができる利点がある。
しかし、これらの液晶は、光学特性のスイッチングに比
較的高電圧を必要とし、かつ明確で急峻なしきい値電圧
をもたない性質がある。
【０００３】液晶セルをマトリクス状に配列して各画素
にスイッチング用の電界効果トランジスタ等の非線形素
子を具備したアクティブマトリクス形液晶装置は、電気
光学特性に急峻なしきい値電圧を持たないこれらの液晶
を用いて、大規模な表示装置や多数の光スイッチが空間
的に配列された高並列な光スイッチの実現に有望であ
る。例えば、特開昭６０−２３０１２１号公報には、強
誘電性液晶を用いたアクティブマトリクス形液晶装置が
提示されている。アクティブマトリクス形液晶装置で
は、走査線を高電圧にして行方向のトランジスタを導通
させ、データ線を介して信号電圧を行方向の画素電極に
一斉に書き込む線順次駆動法がとられる。この場合、対
向電極電圧は一定電圧とし、信号電圧をこれに対して＋
Ｖｄまたは−Ｖｄとすることにより、液晶の２つの光学
状態のスイッチングが可能になる。以下に、強誘電性液
晶を例にとって従来の駆動方法を説明する。
にスイッチング用の電界効果トランジスタ等の非線形素
子を具備したアクティブマトリクス形液晶装置は、電気
光学特性に急峻なしきい値電圧を持たないこれらの液晶
を用いて、大規模な表示装置や多数の光スイッチが空間
的に配列された高並列な光スイッチの実現に有望であ
る。例えば、特開昭６０−２３０１２１号公報には、強
誘電性液晶を用いたアクティブマトリクス形液晶装置が
提示されている。アクティブマトリクス形液晶装置で
は、走査線を高電圧にして行方向のトランジスタを導通
させ、データ線を介して信号電圧を行方向の画素電極に
一斉に書き込む線順次駆動法がとられる。この場合、対
向電極電圧は一定電圧とし、信号電圧をこれに対して＋
Ｖｄまたは−Ｖｄとすることにより、液晶の２つの光学
状態のスイッチングが可能になる。以下に、強誘電性液
晶を例にとって従来の駆動方法を説明する。
【０００４】図５は、駆動電圧±Ｖｄ（Ｖｄ＞０）のア
クティブマトリクス１画素の等価回路と、その電圧状態
の一例を示している。５１は液晶セル、５２は電界効果
トランジスタ、５３はデータ線、５４は走査線、５５は
対向電極端子である。今、対向電極電圧を０Ｖとし、液
晶セル５１には＋Ｖｄが充電され非選択状態にあるとす
ると、走査線５４にはデータ線５３の最低電圧−Ｖｄ以
下の電圧ＶｇＬが印加されている。従って、電界効果ト
ランジスタ５２のノード間に掛かる最大電圧は、ドレイ
ン電極５６とゲート電極５７間には−Ｖｄ＋ＶｇＬ、ソ
ース電極５８とドレイン電極５６間には２Ｖｄが掛かっ
ている。また、選択時に−Ｖｄを書き込む場合を考える
と、ソース電極５８とゲート電極５７間にはＶｄ＋Ｖｇ
Ｈが掛かる。ここで、ＶｇＨは走査線５４の選択電圧
で、Ｖｄ＋Ｖｔ（電界効果トランジスタ５２のしきい値
電圧）より大きな値である。
クティブマトリクス１画素の等価回路と、その電圧状態
の一例を示している。５１は液晶セル、５２は電界効果
トランジスタ、５３はデータ線、５４は走査線、５５は
対向電極端子である。今、対向電極電圧を０Ｖとし、液
晶セル５１には＋Ｖｄが充電され非選択状態にあるとす
ると、走査線５４にはデータ線５３の最低電圧−Ｖｄ以
下の電圧ＶｇＬが印加されている。従って、電界効果ト
ランジスタ５２のノード間に掛かる最大電圧は、ドレイ
ン電極５６とゲート電極５７間には−Ｖｄ＋ＶｇＬ、ソ
ース電極５８とドレイン電極５６間には２Ｖｄが掛かっ
ている。また、選択時に−Ｖｄを書き込む場合を考える
と、ソース電極５８とゲート電極５７間にはＶｄ＋Ｖｇ
Ｈが掛かる。ここで、ＶｇＨは走査線５４の選択電圧
で、Ｖｄ＋Ｖｔ（電界効果トランジスタ５２のしきい値
電圧）より大きな値である。
【０００５】強誘電性液晶のスイッチング応答速度をネ
マティク液晶に比べて充分に速くするためには、セル厚
１μｍ当たり１０Ｖ以上の高い駆動電圧が必要である。
例えば、可視光用の液晶表示装置では、セル厚は２μｍ
程度であり、±Ｖｄ＝±２０Ｖ以上の信号電圧が必要に
なる。また、光通信用波長１．５μｍの光スイッチに適
用する場合では、セル厚は５μｍ程になり、信号電圧は
±５０Ｖが必要になる。このような高い電圧をアクティ
ブマトリクス駆動方式で駆動した場合、スイッチング用
の電界効果トランジスタ５２の各ノード間に高い電圧差
が生じる。例えば、ＶｇＬ＝−２５Ｖ、ＶｇＨ＝＋２５
Ｖとすると、電界効果トランジスタ５２のノード間には
駆動電圧±Ｖｄ＝±２０Ｖの２倍以上の４５Ｖの電圧が
掛かり、高い耐圧のトランジスタが必要になる。
マティク液晶に比べて充分に速くするためには、セル厚
１μｍ当たり１０Ｖ以上の高い駆動電圧が必要である。
例えば、可視光用の液晶表示装置では、セル厚は２μｍ
程度であり、±Ｖｄ＝±２０Ｖ以上の信号電圧が必要に
なる。また、光通信用波長１．５μｍの光スイッチに適
用する場合では、セル厚は５μｍ程になり、信号電圧は
±５０Ｖが必要になる。このような高い電圧をアクティ
ブマトリクス駆動方式で駆動した場合、スイッチング用
の電界効果トランジスタ５２の各ノード間に高い電圧差
が生じる。例えば、ＶｇＬ＝−２５Ｖ、ＶｇＨ＝＋２５
Ｖとすると、電界効果トランジスタ５２のノード間には
駆動電圧±Ｖｄ＝±２０Ｖの２倍以上の４５Ｖの電圧が
掛かり、高い耐圧のトランジスタが必要になる。
【０００６】以上、強誘電性液晶を例にとって従来技術
を説明したが、ポリマ分散型ネマティク液晶やコレステ
リック液晶の光学特性のスイッチングに比較的高電圧を
必要とするため、これらを用いたアクティブマトリクス
駆動に対しても、上記強誘電性液晶の駆動と同様、電界
効果トランジスタの各ノード間には、駆動電圧の２倍以
上の高い電圧が掛かることになる。
を説明したが、ポリマ分散型ネマティク液晶やコレステ
リック液晶の光学特性のスイッチングに比較的高電圧を
必要とするため、これらを用いたアクティブマトリクス
駆動に対しても、上記強誘電性液晶の駆動と同様、電界
効果トランジスタの各ノード間には、駆動電圧の２倍以
上の高い電圧が掛かることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上の様に、駆動電圧
の高い液晶を用いてアクティブマトリクス駆動を行う場
合、電界効果トランジスタの各ノード間の耐圧が著しく
高い必要がある。電界効果トランジスタの耐圧を高める
方法として、ＬＤＤ（ライトリー・ドープドレイン）構
造やゲート絶縁膜を厚くする方法などが周知であるが、
製造工程が増加したり、トランジスタのｇｍが低下する
などの問題があった。
の高い液晶を用いてアクティブマトリクス駆動を行う場
合、電界効果トランジスタの各ノード間の耐圧が著しく
高い必要がある。電界効果トランジスタの耐圧を高める
方法として、ＬＤＤ（ライトリー・ドープドレイン）構
造やゲート絶縁膜を厚くする方法などが周知であるが、
製造工程が増加したり、トランジスタのｇｍが低下する
などの問題があった。
【０００８】本発明は、かかる問題を解決するためにな
されたもので、その目的は、液晶には高い電圧が印加で
きるにも関わらず、電界効果トランジスタの各ノード間
電圧は従来より低い電圧ですむアクティブマトリクス形
液晶装置の駆動方法を提供することにある。
されたもので、その目的は、液晶には高い電圧が印加で
きるにも関わらず、電界効果トランジスタの各ノード間
電圧は従来より低い電圧ですむアクティブマトリクス形
液晶装置の駆動方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、マ
トリクス状に配列された複数の画素電極と、該画素電極
の各々に接続された電界効果トランジスタと、該電界効
果トランジスタを選択する走査線とデータ線とを具備し
たアクティブマトリクス基板と、前記画素電極に相対し
て設置された対向電極とを具備した対向基板との間に液
晶を狭持して液晶セルを構成し、線順次駆動により前記
画素電極と対向電極間に電圧を印加して、前記液晶の光
学特性を制御する液晶装置の駆動方法において、前記対
向電極は、データ線方向に分割され、分割された対向電
極の各々に、対応するデータ線に供給する信号電圧に同
期し、かつ該信号電圧と反対極性の電圧を印加するもの
である。
トリクス状に配列された複数の画素電極と、該画素電極
の各々に接続された電界効果トランジスタと、該電界効
果トランジスタを選択する走査線とデータ線とを具備し
たアクティブマトリクス基板と、前記画素電極に相対し
て設置された対向電極とを具備した対向基板との間に液
晶を狭持して液晶セルを構成し、線順次駆動により前記
画素電極と対向電極間に電圧を印加して、前記液晶の光
学特性を制御する液晶装置の駆動方法において、前記対
向電極は、データ線方向に分割され、分割された対向電
極の各々に、対応するデータ線に供給する信号電圧に同
期し、かつ該信号電圧と反対極性の電圧を印加するもの
である。
【００１０】また、マトリクス状に配列された複数の画
素電極と、該画素電極の各々に接続された電界効果トラ
ンジスタと、該電界効果トランジスタを選択する走査線
とデータ線とを具備したアクティブマトリクス基板と、
前記画素電極に相対して設置された対向電極とを具備し
た対向基板との間に液晶を狭持して液晶セルを構成し、
線順次駆動により前記画素電極と対向電極間に電圧を印
加して、前記液晶の光学特性を制御する液晶装置の駆動
方法において、前記対向電極は共通接続され、前記走査
線の各々の選択期間毎に正負双極性パルス電圧を印加す
るものである。
素電極と、該画素電極の各々に接続された電界効果トラ
ンジスタと、該電界効果トランジスタを選択する走査線
とデータ線とを具備したアクティブマトリクス基板と、
前記画素電極に相対して設置された対向電極とを具備し
た対向基板との間に液晶を狭持して液晶セルを構成し、
線順次駆動により前記画素電極と対向電極間に電圧を印
加して、前記液晶の光学特性を制御する液晶装置の駆動
方法において、前記対向電極は共通接続され、前記走査
線の各々の選択期間毎に正負双極性パルス電圧を印加す
るものである。
【００１１】
【作用】本発明においては、データ線方向に分割された
対向電極の各々に、対応するデータ線に供給される信号
電圧に同期し、この信号電圧と反対極性の電圧を印加す
るため、液晶セルの画素電極に印加する電圧を低くして
も対向電極の電位が相対的に変化したことでセルに印加
される電圧は従来と同じとなり、したがって画素電極に
接続される電界効果トランジスタの耐圧が低くてよい。
対向電極の各々に、対応するデータ線に供給される信号
電圧に同期し、この信号電圧と反対極性の電圧を印加す
るため、液晶セルの画素電極に印加する電圧を低くして
も対向電極の電位が相対的に変化したことでセルに印加
される電圧は従来と同じとなり、したがって画素電極に
接続される電界効果トランジスタの耐圧が低くてよい。
【００１２】また、対向電極を共通に接続して、走査線
の各々の選択期間毎に正負双極性パルスが印加されるの
で、この場合も電界効果トランジスタ側の電圧を低下さ
せても液晶セル駆動電圧は変わらないので、電界効果ト
ランジスタの耐圧は低くてよい。
の各々の選択期間毎に正負双極性パルスが印加されるの
で、この場合も電界効果トランジスタ側の電圧を低下さ
せても液晶セル駆動電圧は変わらないので、電界効果ト
ランジスタの耐圧は低くてよい。
【００１３】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を用いて
説明する。 〔実施例１〕図１は、本発明の第１の実施例を説明する
２×２画素のアクティブマトリクス形液晶装置の等価回
路であって、液晶セル１０−ｘｙ（以降ｘ＝１，２，ｙ
＝１，２），電界効果トランジスタ１１−ｘｙ，画素電
極１２−ｘｙ，データ線Ｄｘ，ゲート線（走査線）Ｇ
ｙ，対向電極Ｃｘからなる。図２は図１のアクティブマ
トリクス回路を駆動するための電圧波形であって、１５
はデータ線Ｄ１の電圧、１６−１は走査線Ｇ１の電圧、
１６−２は走査線Ｇ２の電圧、１７は対向電極Ｃ１の電
圧を表し、１８は液晶セル１０−１１に掛かる電圧、１
９は液晶セル１０−２１に掛かる電圧を示す。本実施例
では、必要な駆動電圧が対向電極Ｃｘに対して±Ｖｄ
（Ｖｄ＞０）の場合を示す。
説明する。 〔実施例１〕図１は、本発明の第１の実施例を説明する
２×２画素のアクティブマトリクス形液晶装置の等価回
路であって、液晶セル１０−ｘｙ（以降ｘ＝１，２，ｙ
＝１，２），電界効果トランジスタ１１−ｘｙ，画素電
極１２−ｘｙ，データ線Ｄｘ，ゲート線（走査線）Ｇ
ｙ，対向電極Ｃｘからなる。図２は図１のアクティブマ
トリクス回路を駆動するための電圧波形であって、１５
はデータ線Ｄ１の電圧、１６−１は走査線Ｇ１の電圧、
１６−２は走査線Ｇ２の電圧、１７は対向電極Ｃ１の電
圧を表し、１８は液晶セル１０−１１に掛かる電圧、１
９は液晶セル１０−２１に掛かる電圧を示す。本実施例
では、必要な駆動電圧が対向電極Ｃｘに対して±Ｖｄ
（Ｖｄ＞０）の場合を示す。
【００１４】周期Ｔ１は、液晶セル１０−１１に＋Ｖｄ
の駆動電圧を印加する場合である。最初にデータ線Ｄ１
に駆動電圧の１／２の信号電圧＋Ｖｄ／２を供給する。
これと共に対向電極Ｃ１に、信号電圧と逆極性の電圧−
Ｖｃ（Ｖｃ＞０）を供給する。Ｖｃは、例えば、−Ｖｄ
／２とすれば効率がよい。次に、走査線Ｇ１をカットオ
フ電圧ＶｇＬ（＜−Ｖｄ）からドレイン電圧＋Ｖｄ／２
より充分高い電圧としてＶｇＨにし、電界効果トランジ
スタ１１−１１をオンにすると、画素電極１２−１１に
は信号電圧と同じ＋Ｖｄ／２に充電され、対向電極Ｃ１
との間に＋Ｖｄの電位差が生じ、液晶の光学状態が反転
する。次に、データ線Ｄ１の電圧を＋Ｖｓｔ（Ｖｓｔ＞
０）に低下させ、同時に対向電極Ｃ１の電圧を０Ｖとす
ると、液晶セル１０−１１には＋Ｖｓｔが印加される。
ここでＶｓｔは０Ｖあるいは、書き込んだ光学状態を保
持するための最小電圧であり、Ｖｄ／２に比べて十分小
さな電圧とする。最後に走査線Ｇ１をＶｇＬに低下さ
せ、電界効果トランジスタ１１−１１をオフにして、画
素電極１２−１１に＋Ｖｓｔを保持する。
の駆動電圧を印加する場合である。最初にデータ線Ｄ１
に駆動電圧の１／２の信号電圧＋Ｖｄ／２を供給する。
これと共に対向電極Ｃ１に、信号電圧と逆極性の電圧−
Ｖｃ（Ｖｃ＞０）を供給する。Ｖｃは、例えば、−Ｖｄ
／２とすれば効率がよい。次に、走査線Ｇ１をカットオ
フ電圧ＶｇＬ（＜−Ｖｄ）からドレイン電圧＋Ｖｄ／２
より充分高い電圧としてＶｇＨにし、電界効果トランジ
スタ１１−１１をオンにすると、画素電極１２−１１に
は信号電圧と同じ＋Ｖｄ／２に充電され、対向電極Ｃ１
との間に＋Ｖｄの電位差が生じ、液晶の光学状態が反転
する。次に、データ線Ｄ１の電圧を＋Ｖｓｔ（Ｖｓｔ＞
０）に低下させ、同時に対向電極Ｃ１の電圧を０Ｖとす
ると、液晶セル１０−１１には＋Ｖｓｔが印加される。
ここでＶｓｔは０Ｖあるいは、書き込んだ光学状態を保
持するための最小電圧であり、Ｖｄ／２に比べて十分小
さな電圧とする。最後に走査線Ｇ１をＶｇＬに低下さ
せ、電界効果トランジスタ１１−１１をオフにして、画
素電極１２−１１に＋Ｖｓｔを保持する。
【００１５】次に周期Ｔ２では、液晶セル１０−１２に
−Ｖｄ／２の駆動電圧を印加する場合である。すなわ
ち、データ線Ｄ１を−Ｖｄ／２、対向電極Ｃ１を＋Ｖｄ
／２とし、走査線Ｇ２をＶｇＨとして電界効果トランジ
スタ１１−１２をオンし、画素電極１２−１２に−Ｖｄ
／２を充電すると、液晶セル１０−２１には−Ｖｄが印
加される。次いで、データ線Ｄ１を−Ｖｓｔ、対向電極
Ｃ１を０Ｖとして画素電極１２−１２を−Ｖｓｔとした
後、走査線Ｇ２をＶｇＬとして電界効果トランジスタ１
１−１２をオフする。
−Ｖｄ／２の駆動電圧を印加する場合である。すなわ
ち、データ線Ｄ１を−Ｖｄ／２、対向電極Ｃ１を＋Ｖｄ
／２とし、走査線Ｇ２をＶｇＨとして電界効果トランジ
スタ１１−１２をオンし、画素電極１２−１２に−Ｖｄ
／２を充電すると、液晶セル１０−２１には−Ｖｄが印
加される。次いで、データ線Ｄ１を−Ｖｓｔ、対向電極
Ｃ１を０Ｖとして画素電極１２−１２を−Ｖｓｔとした
後、走査線Ｇ２をＶｇＬとして電界効果トランジスタ１
１−１２をオフする。
【００１６】以上の期間Ｔ１、Ｔ２で電界効果トランジ
スタの各ノードに生じる大きな電圧差は、周期Ｔ２間
で、対向電極Ｃ１が＋Ｖｄ／２のとき、画素電極１２−
１１に掛かる＋Ｖｄ／２＋Ｖｓｔと走査線Ｇ１（電界効
果トランジスタ１１−１１のゲート）に掛かるＶｇＬの
間に生じるＶｄ／２−ＶｇＬ＋Ｖｓｔである。今、一例
として、Ｖｄ＝２０Ｖ、ＶｇＨ＝１５Ｖ、ＶｇＬ＝−１
５Ｖ、Ｖｓｔ＝２Ｖとすると、トランジスタに掛かる最
大電圧は２７Ｖとなる。前述した様に、従来の駆動方法
では最大４５Ｖが印加されるが、本方式ではその１／２
強の電圧しか掛からないことがわかる。即ち、必要とす
る電界効果トランジスタの耐圧が低くてすむため、より
構造が単純で製造の容易な電界効果トランジスタを用い
ることができる。なお、上記説明では−Ｖｃ＝−Ｖｄ／
２、ＶｇＨ−Ｖｄ／２＋５、ＶｇＬ＝−Ｖｄ／２−５、
Ｖｓｔ＝２Ｖ等としたが、これらの数値は設計要項に属
するもので、回路のパラメータや駆動電圧条件等によっ
ては若干変わり得るものであることは当然である。ま
た、マトリクスのサイズもここに示した２ｘ２に限らな
いことは当然である。 〔実施例２〕図３は、本発明の第２の実施例を説明する
２ｘ２画素のアクティブマトリクス形液晶装置の等価回
路であって、構成要素は第１の実施例と同じ記号で示し
たが、第１の実施例と異なる点は、全ての画素で共通の
対向電極Ｃを具備することにある。図４は図３のアクテ
ィブマトリクス回路を駆動するための電圧波形であっ
て、２５はデータ線Ｄ１の電圧、２６−１は走査線Ｇ１
の電圧、２６−２は走査線Ｇ２の電圧、２７は対向電極
Ｃの電圧を表し、２８−１は液晶セル１０−１１に掛か
る電圧、２８−２は液晶セル１０−２１に掛かる電圧を
示す。本実施例では一例として、駆動電圧が対向電極Ｃ
の中間電圧０Ｖに対して±Ｖｄの場合を示す。
スタの各ノードに生じる大きな電圧差は、周期Ｔ２間
で、対向電極Ｃ１が＋Ｖｄ／２のとき、画素電極１２−
１１に掛かる＋Ｖｄ／２＋Ｖｓｔと走査線Ｇ１（電界効
果トランジスタ１１−１１のゲート）に掛かるＶｇＬの
間に生じるＶｄ／２−ＶｇＬ＋Ｖｓｔである。今、一例
として、Ｖｄ＝２０Ｖ、ＶｇＨ＝１５Ｖ、ＶｇＬ＝−１
５Ｖ、Ｖｓｔ＝２Ｖとすると、トランジスタに掛かる最
大電圧は２７Ｖとなる。前述した様に、従来の駆動方法
では最大４５Ｖが印加されるが、本方式ではその１／２
強の電圧しか掛からないことがわかる。即ち、必要とす
る電界効果トランジスタの耐圧が低くてすむため、より
構造が単純で製造の容易な電界効果トランジスタを用い
ることができる。なお、上記説明では−Ｖｃ＝−Ｖｄ／
２、ＶｇＨ−Ｖｄ／２＋５、ＶｇＬ＝−Ｖｄ／２−５、
Ｖｓｔ＝２Ｖ等としたが、これらの数値は設計要項に属
するもので、回路のパラメータや駆動電圧条件等によっ
ては若干変わり得るものであることは当然である。ま
た、マトリクスのサイズもここに示した２ｘ２に限らな
いことは当然である。 〔実施例２〕図３は、本発明の第２の実施例を説明する
２ｘ２画素のアクティブマトリクス形液晶装置の等価回
路であって、構成要素は第１の実施例と同じ記号で示し
たが、第１の実施例と異なる点は、全ての画素で共通の
対向電極Ｃを具備することにある。図４は図３のアクテ
ィブマトリクス回路を駆動するための電圧波形であっ
て、２５はデータ線Ｄ１の電圧、２６−１は走査線Ｇ１
の電圧、２６−２は走査線Ｇ２の電圧、２７は対向電極
Ｃの電圧を表し、２８−１は液晶セル１０−１１に掛か
る電圧、２８−２は液晶セル１０−２１に掛かる電圧を
示す。本実施例では一例として、駆動電圧が対向電極Ｃ
の中間電圧０Ｖに対して±Ｖｄの場合を示す。
【００１７】周期Ｔ１は、液晶セル１０−１１に＋Ｖｄ
の駆動電圧を印加する場合である。最初にデータ線Ｄ１
に駆動電圧の約１／２の信号電圧＋Ｖｄ／２＋Ｖａ（Ｖ
ａ＞０）を供給する。これと共に対向電極Ｃに、信号電
圧と逆極性の電圧Ｖｃ＝−Ｖｄ／２＋Ｖａを印加する。
次に、走査線Ｇ１をカットオフ電圧ＶｇＬからデータ線
電圧より十分高い電圧のＶｇＨとし、電界効果トランジ
スタ１１−１１をオンにすると、画素電極１２−１１に
は信号電圧＋Ｖｄ／２＋Ｖａが充電され、対向電極Ｃと
の間に＋Ｖｄの電位差が生じ、液晶の光学状態が反転す
る。次に、対向電極Ｃの電圧を−Ｖｄ／２＋Ｖａから＋
Ｖｄ／２−Ｖａに上げると、画素電極１２−１１と対向
電極Ｃ間は＋２Ｖａとなり、次いで、データ線Ｄ１の電
圧を＋Ｖｓｔに低下させ、同時に対向電極Ｃの電圧を０
Ｖとすると、液晶セル１０−１１には保持電圧＋Ｖｓｔ
がそのまま掛かる。最後に走査線Ｇ１をＶｇＬに低下さ
せ、電界効果トランジスタ１１−１１をオフして、画素
電極１２−１１に＋Ｖｓｔを保持する。ここで、Ｖａ＝
Ｖｓｔ／２とすれば、液晶には駆動電圧と保持電圧のみ
が掛かり効率がよいが、必ずしもこの限りではない。
の駆動電圧を印加する場合である。最初にデータ線Ｄ１
に駆動電圧の約１／２の信号電圧＋Ｖｄ／２＋Ｖａ（Ｖ
ａ＞０）を供給する。これと共に対向電極Ｃに、信号電
圧と逆極性の電圧Ｖｃ＝−Ｖｄ／２＋Ｖａを印加する。
次に、走査線Ｇ１をカットオフ電圧ＶｇＬからデータ線
電圧より十分高い電圧のＶｇＨとし、電界効果トランジ
スタ１１−１１をオンにすると、画素電極１２−１１に
は信号電圧＋Ｖｄ／２＋Ｖａが充電され、対向電極Ｃと
の間に＋Ｖｄの電位差が生じ、液晶の光学状態が反転す
る。次に、対向電極Ｃの電圧を−Ｖｄ／２＋Ｖａから＋
Ｖｄ／２−Ｖａに上げると、画素電極１２−１１と対向
電極Ｃ間は＋２Ｖａとなり、次いで、データ線Ｄ１の電
圧を＋Ｖｓｔに低下させ、同時に対向電極Ｃの電圧を０
Ｖとすると、液晶セル１０−１１には保持電圧＋Ｖｓｔ
がそのまま掛かる。最後に走査線Ｇ１をＶｇＬに低下さ
せ、電界効果トランジスタ１１−１１をオフして、画素
電極１２−１１に＋Ｖｓｔを保持する。ここで、Ｖａ＝
Ｖｓｔ／２とすれば、液晶には駆動電圧と保持電圧のみ
が掛かり効率がよいが、必ずしもこの限りではない。
【００１８】次に周期Ｔ２では、液晶セル１０−１２に
−Ｖｄの駆動電圧を印加する場合である。データ線Ｄ１
に−Ｖｄ／２−Ｖａを印加し、対向電極Ｃを−Ｖｄ／２
＋Ｖａに印加して走査線Ｇ２をＶｇＨにすると、液晶セ
ル１０ー１２には最初−２Ｖａが印加される。次に、対
向電極Ｃを＋Ｖｄ／２−Ｖａとすると、液晶セル１０−
１２には−Ｖｄが印加され光学状態が反転する。次に、
データ線Ｄ１を−Ｖｓｔ、同時に対向電極Ｃを０Ｖにす
ると、画素電極１２−１２の電圧は−Ｖｓｔとなり、最
後に走査線Ｇ２をＶｇＬとすると電界効果トランジスタ
１１−１２はオフされ画素電極１２−１２に−Ｖｓｔが
保持される。
−Ｖｄの駆動電圧を印加する場合である。データ線Ｄ１
に−Ｖｄ／２−Ｖａを印加し、対向電極Ｃを−Ｖｄ／２
＋Ｖａに印加して走査線Ｇ２をＶｇＨにすると、液晶セ
ル１０ー１２には最初−２Ｖａが印加される。次に、対
向電極Ｃを＋Ｖｄ／２−Ｖａとすると、液晶セル１０−
１２には−Ｖｄが印加され光学状態が反転する。次に、
データ線Ｄ１を−Ｖｓｔ、同時に対向電極Ｃを０Ｖにす
ると、画素電極１２−１２の電圧は−Ｖｓｔとなり、最
後に走査線Ｇ２をＶｇＬとすると電界効果トランジスタ
１１−１２はオフされ画素電極１２−１２に−Ｖｓｔが
保持される。
【００１９】以上の様な作用で電界効果トランジスタ１
１−１１のノードに生じる最大電圧差は、非選択時の電
界効果トランジスタ１１−１１のドレイン（画素電極）
に＋Ｖｓｔが蓄積され、対向電極電圧が＋Ｖｄ／２−Ｖ
ａになったときである。このとき、走査線Ｇ１はＶｇＬ
であり、電圧差はＶｓｔ＋Ｖｄ／２−Ｖａ−ＶｇＬとな
る。例えば、Ｖｄ＝２０Ｖ、Ｖａ＝１Ｖ、Ｖｓｔ＝２
Ｖ、ＶｇＬ＝−１５Ｖ、ＶｇＨ＝１５Ｖとすると、電界
効果トランジスタ１１−１１に掛かる最大電圧は２６Ｖ
となる。本駆動方法も実施例１と同様、従来方式の１／
２強の電圧しか掛からないことがわかる。すなわち、必
要とするトランジスタの耐圧が低くてよいため、より構
造が単純で製造の容易なトランジスタを用いることがで
きる。なお、本実施例２では正電圧のあと負電圧を書き
込んだが、その順序はどちらでも可能である。また、各
電圧値の関係に関しても、若干変わり得るものであるこ
とは当然である。
１−１１のノードに生じる最大電圧差は、非選択時の電
界効果トランジスタ１１−１１のドレイン（画素電極）
に＋Ｖｓｔが蓄積され、対向電極電圧が＋Ｖｄ／２−Ｖ
ａになったときである。このとき、走査線Ｇ１はＶｇＬ
であり、電圧差はＶｓｔ＋Ｖｄ／２−Ｖａ−ＶｇＬとな
る。例えば、Ｖｄ＝２０Ｖ、Ｖａ＝１Ｖ、Ｖｓｔ＝２
Ｖ、ＶｇＬ＝−１５Ｖ、ＶｇＨ＝１５Ｖとすると、電界
効果トランジスタ１１−１１に掛かる最大電圧は２６Ｖ
となる。本駆動方法も実施例１と同様、従来方式の１／
２強の電圧しか掛からないことがわかる。すなわち、必
要とするトランジスタの耐圧が低くてよいため、より構
造が単純で製造の容易なトランジスタを用いることがで
きる。なお、本実施例２では正電圧のあと負電圧を書き
込んだが、その順序はどちらでも可能である。また、各
電圧値の関係に関しても、若干変わり得るものであるこ
とは当然である。
【００２０】また、実施例１では対向電極を分割制御す
る必要があったが、実施例２では対向電極は１電極のみ
の制御でよい。ただし、正電圧の書き込みと、負電圧の
書き込みが時分割で行われるため、実施例１の方が高速
書き込みが可能であるという特徴を持つ。
る必要があったが、実施例２では対向電極は１電極のみ
の制御でよい。ただし、正電圧の書き込みと、負電圧の
書き込みが時分割で行われるため、実施例１の方が高速
書き込みが可能であるという特徴を持つ。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、対向電
極はデータ線方向に分割され、分割された対向電極の各
々に、対応するデータ線に供給する信号電圧に同期し、
かつ該信号電圧と反対極性の電圧を印加するようにし、
また、対向電極は共通接続され、この対向電極に前記走
査線の各々の選択期間毎に正負双極性パルス電圧を印加
するようにしたので、駆動電圧の高い液晶を用いてアク
ティブマトリクス駆動を行う場合に、電界効果トランジ
スタの各ノード間の耐圧を従来より低く抑えることがで
き、したがって、より構造が単純で製造の容易な電界効
果トランジスタを用いることができる。さらに、外部か
らの駆動電圧も従来の約１／２にすることができ、安価
で高密度な駆動用ＬＳＩを利用することができる。その
結果、高い歩留りで安価に、高性能で大規模な液晶装置
を実現できる利点がある。
極はデータ線方向に分割され、分割された対向電極の各
々に、対応するデータ線に供給する信号電圧に同期し、
かつ該信号電圧と反対極性の電圧を印加するようにし、
また、対向電極は共通接続され、この対向電極に前記走
査線の各々の選択期間毎に正負双極性パルス電圧を印加
するようにしたので、駆動電圧の高い液晶を用いてアク
ティブマトリクス駆動を行う場合に、電界効果トランジ
スタの各ノード間の耐圧を従来より低く抑えることがで
き、したがって、より構造が単純で製造の容易な電界効
果トランジスタを用いることができる。さらに、外部か
らの駆動電圧も従来の約１／２にすることができ、安価
で高密度な駆動用ＬＳＩを利用することができる。その
結果、高い歩留りで安価に、高性能で大規模な液晶装置
を実現できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を説明するアクティブマ
トリクス形液晶装置の等価回路図である。
トリクス形液晶装置の等価回路図である。
【図２】本発明の第１の実施例を説明するアクティブマ
トリクス形液晶装置の等価回路図の駆動電圧波形を示す
図である。
トリクス形液晶装置の等価回路図の駆動電圧波形を示す
図である。
【図３】本発明の第２の実施例を説明するアクティブマ
トリクス形液晶装置の等価回路図である。
トリクス形液晶装置の等価回路図である。
【図４】本発明の第２の実施例を説明するアクティブマ
トリクス形液晶装置の等価回路図の駆動電圧波形を示す
図である。
トリクス形液晶装置の等価回路図の駆動電圧波形を示す
図である。
【図５】従来のアクティブマトリクス形液晶装置の等価
回路図である。
回路図である。
１０−ｘｙ 液晶セル １１−ｘｙ 電界効果トランジスタ １２−ｘｙ 画素電極 Ｄｘ データ線 Ｇｙ ゲート線（走査線） Ｃｘ 対向電極
Claims (2)
- 【請求項１】 マトリクス状に配列された複数の画素電
極と、該画素電極の各々に接続された電界効果トランジ
スタと、該電界効果トランジスタを選択する走査線とデ
ータ線とを具備したアクティブマトリクス基板と、前記
画素電極に相対して設置された対向電極とを具備した対
向基板との間に液晶を狭持して液晶セルを構成し、線順
次駆動により前記画素電極と対向電極間に電圧を印加し
て、前記液晶の光学特性を制御する液晶装置の駆動方法
において、 前記対向電極は、データ線方向に分割され、分割された
対向電極の各々に、対応するデータ線に供給する信号電
圧に同期し、かつ該信号電圧と反対極性の電圧を印加す
ることを特徴とするアクティブマトリクス形液晶装置の
駆動方法。 - 【請求項２】 マトリクス状に配列された複数の画素電
極と、該画素電極の各々に接続された電界効果トランジ
スタと、該電界効果トランジスタを選択する走査線とデ
ータ線とを具備したアクティブマトリクス基板と、前記
画素電極に相対して設置された対向電極とを具備した対
向基板との間に液晶を狭持して液晶セルを構成し、線順
次駆動により前記画素電極と対向電極間に電圧を印加し
て、前記液晶の光学特性を制御する液晶装置の駆動方法
において、 前記対向電極は共通接続され、この対向電極に前記走査
線の各々の選択期間毎に正負双極性パルス電圧を印加す
ることを特徴とするアクティブマトリクス形液晶装置の
駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8106493A JPH06266318A (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | アクティブマトリクス形液晶装置の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8106493A JPH06266318A (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | アクティブマトリクス形液晶装置の駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06266318A true JPH06266318A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=13735974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8106493A Pending JPH06266318A (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | アクティブマトリクス形液晶装置の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06266318A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999035521A1 (fr) * | 1998-01-09 | 1999-07-15 | Hitachi, Ltd. | Affichage a cristaux liquides |
| JP2001174788A (ja) * | 1999-12-15 | 2001-06-29 | Hitachi Ltd | 液晶表示装置及びその駆動方式 |
| JP2007065455A (ja) * | 2005-09-01 | 2007-03-15 | Konica Minolta Holdings Inc | 液晶表示装置 |
| JP2010085997A (ja) * | 2009-11-06 | 2010-04-15 | Hitachi Displays Ltd | 表示装置 |
| JP2020123732A (ja) * | 2015-05-29 | 2020-08-13 | パロ アルト リサーチ センター インコーポレイテッド | 薄膜オプトカプラを使用して形成されるアクティブマトリクスバックプレーン |
-
1993
- 1993-03-17 JP JP8106493A patent/JPH06266318A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999035521A1 (fr) * | 1998-01-09 | 1999-07-15 | Hitachi, Ltd. | Affichage a cristaux liquides |
| US6670936B1 (en) | 1998-01-09 | 2003-12-30 | Hitachi, Ltd. | Liquid crystal display |
| KR100571032B1 (ko) * | 1998-01-09 | 2006-04-13 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 액정표시장치 |
| JP2001174788A (ja) * | 1999-12-15 | 2001-06-29 | Hitachi Ltd | 液晶表示装置及びその駆動方式 |
| JP2007065455A (ja) * | 2005-09-01 | 2007-03-15 | Konica Minolta Holdings Inc | 液晶表示装置 |
| JP2010085997A (ja) * | 2009-11-06 | 2010-04-15 | Hitachi Displays Ltd | 表示装置 |
| JP2020123732A (ja) * | 2015-05-29 | 2020-08-13 | パロ アルト リサーチ センター インコーポレイテッド | 薄膜オプトカプラを使用して形成されるアクティブマトリクスバックプレーン |
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