JPS62241480A - 表示装置の駆動方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、表示装置、とりわけ表示体として液晶を用い
テレビ画像等を表示する高密度・高解像度の液晶表示装
置の駆動方法に関するものである。

従来の技術 １絵素毎にスイッチング素子（例えば薄膜トランジスタ
、以下ＴＰＴと略す）を具備し液晶を駆動するアクティ
ブマトリクス型の液晶表示装置は、単純マトリクス型の
ものと比較して、本質的に　クロストークがなく、実質
的にスタティック駆動となるため、走査線数を多（する
ことが可能で、高コントラストでしかも高密度・高解像
度の映像表示に対応出来る。

ＴＰＴをスイッチング素子として用いた場合の液晶表示
装置の１絵素の等価回路を第２図に示す。第２図におい
て２１はスイッチング素子に相当するＴＰＴで、単結晶
、多結晶または非晶質のＳｉやＴｅ、ＣｄＳｅ等を半導
体層として用いた電界効果型トランジスタである。２２
は走査線に相当するゲートバス配線、２３はデータ線に
相当するソースバス配線（又はドレインバス配線）で、
各々ＴＦＴ２１のゲート電極、ソース電極（又はドレイ
ン電極）に接続されている。２４はＴＰＴ２１のドレイ
ン電極（又はソース電極）に接続された表示絵素電極と
それに対向する電極との間に挟持された液晶層で、２５
は液晶層だけでは電荷保持能力が不足する場合に併設さ
れる補助コンデンサである。

ところで近年、液晶表示装置に対して、その大型化とと
もにさらに高密度化・高解像度化の要請が強まっている
。その際、ＴＶ画像等を表示する液晶表示装置の駆動法
としては、現行のＣＲＴで一般に用いられているインタ
ーレース方式による駆動が最も妥当であろう。というの
は例えばＮＴＳＣ等のＴＶ信号をそのまま利用する事が
出来、フィールド・メモリ、フレーム・メモリ、ライン
・メモリ等を用いて周波数を変換して駆動する場合に比
べて駆動回路が簡単でしかも小規模ですむからである。

ＴＶ画像信号の１例としてＮＴＳＣ方式では１フレーム
が１／３０ｓｅｃで、その中の奇数フィールドで奇数行
に相当する走査線が選択され、続＜　１　／６０ｓ　ｅ
　ｃの偶数フィールドで偶数行に相当する走査線が選択
され、その繰り返しにより１秒間に３０枚の画像が映出
される訳である。

またインターレース方式と併せて、 ■駆動回路の低消費電力化が図られる。

■駆動回路が小規模で済む。

等の理由から、所謂「疑似点順次走査」方式が提案され
ている。（例えば、１．細用他；ＴＶ学会技術報告　Ｉ
ＰＤ５４−５　１９８１．２．細用他；電子通信学会技
術研究報告　ＩＥ８０−８１　１９８０）この方式では
、表示信号入力端部には特別なサンプル・ホールド回路
やバッファ・アンプを設けず、例えばＴＶ信号などの表
示信号は、データ線端部のシフト・レジスタ、トランス
ファー・ゲートを通じて直接データ線のライン容量に順
次入力される。この時、各絵素のＴＰＴをオンにする走
査信号パルスは、当該行の最終データ・ラインに表示信
号を入力後直ちに立ち上がり、次行の先頭データ・ライ
ンに表示信号を入力し始めるまでの期間与えられるのが
適当であろう。というのは、もし仮に走査信号パルスの
パルス１１が当該行の先頭データ・ラインに表示信号入
力開始時がら次行の先頭データ・ラインに表示信号開始
時までの期間であるならば、「疑似点順次走査」では各
データ線に表示信号は時分割で順次与えられるため、当
該行の先頭データ・ラインと最終データ・ラインとで、
各絵素への表示信号の実質的な書き込み時間に差が生じ
る。したがってＴＰＴのオン時の電流値が不足するよう
な場合には、当該行の先頭データ・ラインと最終データ
・ラインに同じレベルの表示信号が与えられたとしても
、絵素に書き込まれる信号電圧に差が生じる可能性があ
り、これが画面内の輝度ムラという表示品位の低下につ
ながるからである。

このような液晶表示装置の従来の動作原理を第２図の等
価回路及び第３図の駆動信号波形を用いて説明する・。

第２図において、ゲートバス配線２２に走査信号が加わ
りＴＰＴが導通状態（以下オン状態、もしくはオンと略
す）となった時に、ソースバス配Ｍ（又はドレインバス
配線）２３に所定の信号電圧を加えれば、ソース電極（
又はドレイン電極）、半導体層、ドレイン電極（又はソ
ース電極）を通じて表示絵素電極に表示信号電圧が印加
され、液晶の光透過率を制御することが出来る。走査信
号パルスにより行方向のＴＰＴを一斉にオン状態とし、
その選択期間に表示信号電圧を与え、列方向に順次走査
することにより、１画面の表示がなされる。

第３図には、上記の走査線の選択をインターレース方式
で行う「疑似点順次走査」方式による走査信号パルスの
タイミング・チャートを示す。第３図においてＩＨは本
来の１走査線の選択期間で、走査線数をＮ、１フィール
ド期間をＴとすれば、Ｌ　Ｈはほぼ２Ｔ／Ｎ　に相当す
る。

このときまず第ｉ行目の走査線においては、第３図に示
すＴｉの期間に各データ・ラインのライン容量に時分割
で順次所定の信号電圧が与えられた後、Ｔｓの期間に走
査信号パルスが与えられ、第ｉ行目のＴＰＴが一斉にオ
ン状態となり、各絵素に表示信号が書き込まれる。

第ｎフィールドにおいて、第ｉ行目に走査信号パルスが
供給され第ｉ行目が選択されて、その期間内にデータ信
号が第ｉ行目の各絵素に供給され、引き続いてこの走査
線と１行おいた第（ｉ＋２）行目に走査信号パルスが供
給され、第（ｉ＋２）行目が選択される。この繰り返し
で第ｎフィールドにおいてまず、１行おきに半数の走査
線に対応する絵素にデータ信号が書き込まれる。第（ｎ
＋１）フィールドにおいては、第（ｉ＋１）行目に走査
信号パルスが供給され第（ｉ＋１）行目が選択されて引
き続いてこの走査線と１行おいた第（ｉ＋３）行目に走
査信号パルスが供給され、第（ｉ＋３）行目が選択され
る。この繰り返しで第（ｎ＋１）フィールドにおいて第
ｎフィールドで選択せれなかった行に対応する絵素にデ
ータ信号が書き込まれ、第ｎフィールド、第（ｎ＋１）
フィールドにより１画面の表示がなされる。

同様にして第（ｎ＋２）フィールド、第（ｎ＋３）フィ
ールドも駆動されるわけであるが、液晶は一般的には交
流駆動されるため、第ｎフィールドと第（ｎ＋２）フィ
ールドとでデータ信号は、対向電極と表示絵素電極との
間の液晶に実効的に印加される電圧の極性が反転するよ
うに与えられる。第（ｎ＋１）と第（ｎ＋３）フィール
ドとのデータ信号の関係も又然りである。この時対向電
極に与える電圧としては、一定のＤＣバイアスでもよい
し、１フイールド毎に極性の反転する矩形波またはラン
プ波でも構わないが、その場合に応じて与えるデータ信
号は考慮しなければならない。

ここで注意しなければならないのは、ＴＶ倍信号表示信
号として用いる場合には、第３図のＴｓの期間は水平帰
線期間（又はブランキング期間）に相当し、ＮＴＳＣ方
式の場合には約１０μｓｅｃ程度の非常に短い時間とな
る事である。

発明が解決しようとする問題点 ところで上記の従来の液晶表示装置の駆動方法では、補
助コンデンサ、液晶等を含めた絵素の容量ＣＬＣとＴＦ
Ｔのオン抵抗（ＴＰＴがオン状態の抵抗）ＲＯＭとの積
であるＣＬＣ−ＲＯＮが、各走査線のＴＰＴがオンとな
る期間Ｔｓよりも十分小さくなるようにしなければなら
ない。なぜならば、ＣＬＣ−ＲＯＮが十分小さくなけれ
ば、絵素は所定の信号電圧まで充電されないからである
。しかし従来の方式では以下に示す欠点があった。

■ＣＬＣ−ＲＯＮを小さくするためにまずＲＯＮを小さ
くすることが考えられる。それにはＴＰＴのサイズを大
きくする、即ちＴＰＴのＷ／Ｌ（ＷはＴＦＴのチャンネ
ル巾、ＬはＴＰＴのチャンネル長）を太き（しなければ
ならないが、Ｗ／Ｌをあまり大きくすると、今度はＴＰ
Ｔのオフ時の抵抗ＲＯＦＦも小さくなり電荷の保持能力
が低下し、画質的にはコントラストが低下したり、画面
内の輝度のムラを生じる。また、Ｗ／Ｌを太き（するこ
とにより絵素内のＴＰＴの占有面積が増加し、開口率を
低下させ液晶表示装置の明るさく透過率）を減少させて
しまう。

■ＣＬＣ−ＲＯＭを小さくするために、今度はＣＬＣを
小さくすると、やはりＴＰＴがオフ時の電荷保持能力が
低下し、コントラストの低下を引き起こし、駆動に要す
る電圧の増加をもたらす。

■ＣＬＣ−ＲＯＭが十分小さくない場合、即ちＴＦＴの
オン特性の不足場合、第ｎフィールドと第（ｎ＋１）フ
ィールドで、データ信号の極性が反転するため、データ
信号として同一のレベルの信号が与えられても、第ｎフ
ィールドと第（ｎ＋１）フィールド間で液晶に印加され
る電圧に非対称性が生じる可能性があった。これは、Ｔ
ＰＴのソース、ドレイン間を流れる電流Ｉｎが、 ｌ０＝１／２（Ｗ／Ｌ）Ｃｉμ　ｔ（ＶＧ−ＶＳ−ＶＴ
）＋（ＶＧ−ＶＤ−ＶＴ））　　（ＶＳ−ＶＤ）−−−
（１）Ｃ１：単位面積当たりのゲート絶縁膜容量μ　：
電界効果易動度（モビリティ） ＶＧ　：ゲート電圧 ｖＳ　ニソース電圧 ＶＤ　ニドレイン電圧 ＶＴ　＝しきい値電圧 で記述され、この式からもわかるように、オン特性が十
分でない場合（例えばＷ／Ｌが小さい、μが小さいｅｔ
ｃ　）に、充電時と放電時で（データ信号の極性を反転
させるためにおこる）、液晶に与えられる実効電圧が非
対称となり得るからである。このように第ｎフィールド
と第（ｒｒｌｌ）フィールドにおいて液晶に印加される
電圧に非対称性が生じる場合には、例えばＮＴＳＣ方式
のＴＶ倍信号用いて映像表示を行う駆動を考えると、第
ｉ行目において印加電圧に対する液晶の光応答に１５Ｈ
２のフリッカ（ちらつき）を生じてしまう。その結果、
画面全体として１５＋１２のフリッカを生じる。この１
５１１ｚのフリッカは比較的暗い周囲環境下においても
、人間の目に十分認知され得るもので、屋外のような強
い外光下ではなおさらである。これは液晶表示装置の表
示品位を著しく低下させるものである。

以上従来の駆動方式に対して主な欠点を３点挙げたが、
これらは、ＴＰＴの半導体層として非晶質Ｓｉのように
電界効果易動度μの小さい材料を用いた場合には一層顕
著である。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、スイッチン
グ素子として用いるＴＰＴのオン特性が不十分な場合で
も、良好な表示品位の表示装置、とりわけ高密度・高解
像度の液晶表示装置の駆動方法を提供することを目的と
している。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、走査信号をインタ
ーレース方式で供給する表示装置において、１走査線に
供給される走査信号を複数のパルスで構成し、その走査
線に対応した正規の表示信号が絵素に書き込まれるパル
スが供給される期間に先立って、当該走査線に供給され
るパルスの少なくとも１つ以上が他の走査線に供給され
るパルスと時間的に重複するようにし、他の走査線に対
応した表示信号が予め絵素に書き込まれた後に、正規の
表示信号が与えられるようにするものである。

作用 本発明は上記した方式により、ＴＦＴがオンとなる期間
を実質的に広げた事と同様の効果をもたらし、ＴＰＴの
オン特性の不足による画質の低下を解消するものである
。

実施例 第１図は本発明の液晶表示装置の駆動方法の１実施例で
ある。

第ｎフィールドにおいて第（ｉ＋２）行目の走査信号は
、第１図に示すようにＡ、８２つの引き続くパルスから
なり、Ａ、Ｂ各々のパルス巾はＩＨ刑期間りも短く、Ｔ
Ｖ倍信号表示する場合には水平帰線期間に相当する。こ
のとき、第（ｉ＋２）行目の正規の表示信号はＡの期間
に絵素に書き込まれる。Ｂのパルスは、第ｉ行目の正規
の表示信号が絵素に書き込まれる期間と時間的に重複し
ており、このため第（ｉ　＋２）行目は、最初に本来第
１行目の走査線に与えられるべき表示信号が供給され、
その後正規の表示信号が与えられる。

第（ｎ＋２）フィールドにおいても、第ｎフィールドと
同様に走査信号は印加されるが、第ｎフィールドと第（
ｎ＋２）フィールドとで液晶に印加される実効電圧が反
転するように、データ信号は加えられる。又第（ｎ＋１
）フィールドと第（ｎ＋３）フィールドにおいても全く
同様にして走査信号が与えられる。

このような駆動法を行うことにより、実質的にＴＰＴの
オンとなる期間を長（したことになり、ＴＰＴのオン不
足による電圧降下、フィールド間の液晶印加実効電圧の
非対称等の影響を回避することが可能となる。

本発明の実施例においては、走査信号が２つのパルスか
らなるものとして説明したが、パルスの個数はＴＰＴの
能力等に応じて任意に選択されるものである。また、本
発明は走査信号を構成する各パルス間の間隔についても
限定を加えるものではない。

発明の効果 以上述べてきように、本発明では、「疑似点順次走査」
方式を用いるため、駆動回路が簡単でしかも消費電力が
少なくて済むといった従来の効果はもちろんの事、 ■ＴＰＴのオン特性の不足を解消することにより、フィ
ールド間での液晶の光応答の非対称性を除去し画面全体
のフリッカ成分を６０１１２にすることが出来、十分明
るい場所でもフリッカが認められず、表示品位の高い画
像を再現することができる。

■ＴＰＴのオン特性の不足は駆動方式の方で補償するこ
とが出来、ＴＰＴのサイズを小さくすることが可能とな
る。その結果開口率を増加させることが出来るので、明
るい表示が可能となる。またＴＰＴのサイズが小さくな
れば、ＴＦＴのオフ抵抗も増加し、コントラスト、表示
の際の画面内の均一性が向上し、駆動電圧の増加ももた
らさない。

などの優れた特有の効果が実現され、実用的に極めて有
用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例における駆動方式のタイミン
グ・チャートを示した図、第２図は液晶表示走査の１絵
素の等価回路図、第３図は従来の駆動方式のタイミング
・チャートを示した図である。 ２１・・・ＴＦＴ、２２・・・ゲートバス配線、２３・
・・ソースバス配線。 代理人の氏名　弁理土中尾敏男ほか１名２／　−一一丁
Ｆ丁 第　２　図　　　　　　　　　　　２２−一一ゲートバ
ス配旅２３−−ソースバス配泳

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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のバス配線群がマトリクス状に配置され
   、前記第１のバス配線群と第２のバス配線群の交点に対
   応して表示体を含む絵素が形成され、各絵素は表示体を
   駆動するスイッチング素子を具備し、前記第１のバス配
   線群に供給される走査信号はインターレース方式で供給
   され、前記第１のバス配線群の本数をＮ，１フィールド
   期間をＴとするとき、前記走査信号は、パルス巾が２Ｔ
   ／Ｎよりも短い複数個のパルスからなることを特徴とす
   る表示装置の駆動方法。
2. （２）第ｎフィールドにおいて、第ｉ行目の走査信号パ
   ルスと第（ｉ＋２）行目の走査信号パルスが時間的に一
   定期間重複して供給され、第（ｎ＋１）フィールドにお
   いて、第（ｉ＋１）行目の走査信号パルスと第（ｉ＋３
   ）行目の走査信号パルスが時間的に一定期間重複して供
   給されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   表示装置の駆動方法。
3. （３）スイッチング素子が非晶質シリコンを半導体層と
   して用いた薄膜トランジスタであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の表示装置の駆動
   方法。