【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はアクティブマトリクス液晶ディスプレイに係1
、特に表示画像の高品質化2表示ライン数の増大等に好
適なアクティブマトリクス液晶ディスプレイに関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an active matrix liquid crystal display.
In particular, the present invention relates to an active matrix liquid crystal display suitable for increasing the quality of displayed images and increasing the number of display lines.
従来、アクティブマトリクス液晶ディスプレイの構成は
例えば「ジャパン ディスプレイ 86年ダイジェスト
ページ62−67J rJapanDisplay
’ 86 dig、pp62−67J )に記載の構
成、即ち第2図のような構成であった。第2図を見ると
わかるように、一画素に1つのnチャネル形T F T
(Thin Film Transistor)が付
いている。Conventionally, the configuration of an active matrix liquid crystal display was, for example, "Japan Display 1986 Digest Pages 62-67J
'86 dig, pp62-67J), that is, the configuration as shown in FIG. As can be seen from Figure 2, one n-channel type T F T per pixel
(Thin Film Transistor) is included.
動作としては一つの走査ラインQ、(ここで、Ill、
は任意の走査ライン)のみに選択電圧を印加することに
よ1、Qヨラインに接続されているTFTのみがオン状
態にな1、Q11ラインの表示信号をTFTを通してQ
、ラインの液晶端子に書込む。この動作を全走査ライン
に行うことにより表示画像が得られる。As an operation, one scanning line Q, (here, Ill,
By applying a selection voltage only to an arbitrary scanning line (1), only the TFT connected to the Q line is turned on1, and the display signal of the Q line is passed through the TFT to
, write to the LCD terminal of the line. A display image is obtained by performing this operation on all scanning lines.
ところで、液晶を駆動する際に一番注意しなければいけ
ないことは液晶にD C(Direct Curren
t)成分を印加させないことである。これは液晶にDC
成分が印加されると液晶自身が劣化してしまうからであ
る。By the way, the most important thing to be careful about when driving a liquid crystal is to apply direct current (DC) to the liquid crystal.
t) No component is applied. This is DC to LCD
This is because the liquid crystal itself deteriorates when the component is applied.
しかしながら、上記従来技術は以下の理由によ1、液晶
自身にDC成分が印加される。However, in the prior art described above, a DC component is applied to the liquid crystal itself for the following reasons.
1)例えば、集積回路工学(2)、コロナ社、昭和54
年、第11章に記載されているようにMISTFT(M
etal In5ulator Sem1conduc
tor T F T)の動作原理上、信号を充電する場
合と放電する場合では時間が約1ケタ異なる。このこと
によ1、液晶にDC成分が印加される。1) For example, Integrated Circuit Engineering (2), Coronasha, 1974
MISTFT (M
etal In5lator Sem1conduc
Due to the operating principle of the tor T F T), the time required for charging and discharging a signal differs by approximately one order of magnitude. As a result, 1. A DC component is applied to the liquid crystal.
2)例えば、Japan Display ’86
dig、pp、 192−195に記載されているよう
に第2図のような構成だと任意の走査ラインの選択電圧
V a ++を非選択電圧Vazにする際に、TFTの
ゲート、ソース間容量CG5と液晶容量Ctcの直列容
量によ1、液晶端子にはΔVtc=(Vah Vat)・Cas/(Cas+
etc)だけ、さらに印加される。このことによ1、液
晶端子間電圧が変動するので、液晶にDC成分が印加さ
れる。2) For example, Japan Display '86
dig, pp. 192-195, in the configuration shown in Figure 2, when changing the selection voltage V a ++ of any scanning line to the non-selection voltage Vaz, the capacitance between the gate and source of the TFT is Due to the series capacitance between CG5 and the liquid crystal capacitor Ctc, ΔVtc=(Vah Vat)・Cas/(Cas+
etc) are further applied. As a result of this, 1. Since the voltage between the liquid crystal terminals fluctuates, a DC component is applied to the liquid crystal.
本発明の目的は液晶をアクティブマトリクス駆動する際
に液晶のDC成分を除去することにある。An object of the present invention is to remove the DC component of liquid crystal when driving the liquid crystal in an active matrix manner.
上記目的はアクティブマトリクス液晶ディスプレイの一
画素の構成において、一画素の前後にある2つの走査線
の内、前段の走査線には2つのNチャネル形T F T
(Thin Film Transistor)、Q
1+Q2のゲートを接続し、Qlのトレインには信号
線、Qlのソースには液晶端子、Q2のドレインには次
段の走査線をおのおの接続し、Q2のソースにはPチャ
ネル形T F T Q sのゲートを接続し、Q8のド
レインには信号線、Q3のソースには液晶端子を接続し
た構成で、前段と次段の走査波形の一部が必ず重なり合
うことにより達成される。The above purpose is to use two N-channel TFTs in the front scanning line of the two scanning lines before and after one pixel in the configuration of one pixel of an active matrix liquid crystal display.
(Thin Film Transistor), Q
1+Q2 gates are connected, the signal line is connected to the Ql train, the liquid crystal terminal is connected to the Ql source, the next stage scanning line is connected to the Q2 drain, and the Q2 source is a P-channel type T F T Q. This is achieved by connecting the gate of s to the drain of Q8, the signal line to the drain of Q8, and the liquid crystal terminal to the source of Q3, so that a part of the scanning waveforms of the previous stage and the next stage always overlap.
上記回路構成だと、例えば任意の走査ラインQ1に選択
電圧V a ++が印加されたとすると、V G ++
が印加されたことによ1、Q、ラインに接続されている
TFTQlはオン状態にな1、表示信号はQlを通して
液晶端子に書込まれる。一方、QヨにVahが印加され
ることによりQ2もオン状態にな1、その結果、Q2を
通して、Q3のゲートにNチャネル形TFTにとって非
選択電圧Vatが印加される。しかし、Q3はPチャネ
ル形TFTなのでVatがQ3のゲートに印加されたこ
とによりQ3がオン状態にな1、表示信号はQ3をも通
って液晶粒子に書込まれる。即ち、上記Qi、Q3の動
作はCMOSトランスファゲートトランジスタ動作と等
価である。このことによ1、表示信号をTFTを通して
液晶粒子に充電、或は放電する時間がほぼ等しくなる。With the above circuit configuration, for example, if a selection voltage V a ++ is applied to an arbitrary scanning line Q1, V G ++
As a result of this application, the TFT Ql connected to the 1, Q and line is turned on, and the display signal is written to the liquid crystal terminal through Ql. On the other hand, by applying Vah to Qy, Q2 is also turned on, and as a result, a non-selection voltage Vat for the N-channel TFT is applied to the gate of Q3 through Q2. However, since Q3 is a P-channel TFT, when Vat is applied to the gate of Q3, Q3 is turned on and the display signal is written into the liquid crystal particles through Q3 as well. That is, the operations of Qi and Q3 described above are equivalent to the operations of a CMOS transfer gate transistor. As a result, 1. The time required to charge or discharge the display signal to the liquid crystal particles through the TFT becomes almost equal.
即ち、液晶に印加されるDC成分が除去される。That is, the DC component applied to the liquid crystal is removed.
次にQ、ラインに印加している電圧がVahからVat
に変化する直前にQヨ+1ラインにVahが印加される
。この時、まだQlはオン状態なので、Qlを通ってQ
aのゲートにVah−VTn(Nチャネルのしきい値電
圧)が印加される。これによ1、Qaはオフ状態にな1
、又、Qaのゲート、ソース間容量Cc s 3を通し
て液晶端子には一ΔVtcs= (Vch−’VT’
Vat)′Ca5a/(Ccs3+etc)だけ印
加される。Next, Q, the voltage applied to the line changes from Vah to Vat.
Immediately before the change to , Vah is applied to the Qyo+1 line. At this time, Ql is still on, so Ql passes through Ql.
Vah-VTn (N-channel threshold voltage) is applied to the gate of a. This turns 1, Qa into off state 1
, and - ΔVtcs = (Vch - 'VT'
Vat)'Ca5a/(Ccs3+etc) is applied.
次にQ、ラインは完全にVOhからV a tに変化す
るのでQl、Qzはオフ状態になる。これによ1、Ql
のゲート、ソース間容量Ca5sを通して液晶端子にはΔVtct= (Vah−Vat) llCa5t/
(Cast+Cac)が印加される。Next, the Q line completely changes from VOh to V a t, so Ql and Qz are turned off. This is 1, Ql
ΔVtct = (Vah-Vat) llCa5t/
(Cast+Cac) is applied.
よって、上記駆動方式だとライン選択電圧が切替わる際
に液晶端子に印加される電圧はΔVac、aaa=ΔV
tct−ΔVtcaとな1、これは従来方式と比べると
ΔV 糞c aだけ小さくなる。これによ1、液晶端子
に印加されるDC成分はほとんど0になる。Therefore, with the above driving method, the voltage applied to the liquid crystal terminal when the line selection voltage is switched is ΔVac, aaa=ΔV
tct - ΔVtca, which is smaller than the conventional method by ΔV ca. As a result, the DC component applied to the liquid crystal terminal becomes almost zero.
又、表示部内のTFTは疑似CMOS駆動なので、電流
駆動能力は極めて高い。よって、表示ライン数を大幅に
増大することが可能である。Furthermore, since the TFTs in the display section are driven by pseudo CMOS, the current driving ability is extremely high. Therefore, it is possible to significantly increase the number of display lines.
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
第1図は本発明を用いた時のアクティブマトリクスディ
スプレイの構成を示したものである。FIG. 1 shows the configuration of an active matrix display using the present invention.
構成としては一画素の前後にある2つの走査線の内、前
段の走査線には2つのNチャネル形T F T Qt、
Qzのゲートを接続し、Qlのドレインには信号線、
Qlのソースには液晶端子、 Qlのドレインには次段
の走査線をおのおの接続し、QlのソースにはPチャネ
ル形T F T Q 3のゲートを接続し、Qaのドレ
インには信号線、Qaのソースには液晶端子を接続して
いる。As for the configuration, among the two scanning lines before and after one pixel, the previous scanning line has two N-channel type T F T Qt,
Connect the gate of Qz, and connect the signal line to the drain of Ql.
The source of Ql is connected to the liquid crystal terminal, the drain of Ql is connected to the scanning line of the next stage, the source of Ql is connected to the gate of P-channel type T F T Q 3, and the drain of Qa is connected to the signal line, A liquid crystal terminal is connected to the source of Qa.
又、第1図の下部にデータ信号DATAと走査線Q、に
印加される走査波形のタイミングチャートを示す。Further, a timing chart of scanning waveforms applied to the data signal DATA and the scanning line Q is shown at the bottom of FIG.
動作としては、例えば走査ラインQ、に選択電圧Vch
が印加されたとすると、Vahが印加されたことによ1
、Q、ラインに接続されているTFTQIはオン状態に
な1、表示信号はQlを通して液晶端子に書込まれる。In operation, for example, a selection voltage Vch is applied to the scanning line Q.
If Vah is applied, 1
, Q, the TFT QI connected to the line is turned on and the display signal is written to the liquid crystal terminal through Ql.
一方、QlにVahが印加されることによりQlもオン
状態にな1、その結果、Qlを通して、Qaのゲートに
nNヤネル形TFTにとって非選択電圧Vatが印加さ
れる。しがし、QaはPチャネル形TFTなのでVow
がQaのゲートに印加されたことによりQaがオン状態
になり表示信号はQaをも通って液晶端子に書込まれる
。即ち、上記Qt、Qaの動作はcMosトランスフア
ゲ−1−トランジスタ動作と等価である。このことによ
1、表示信号をTFTを通して液晶端子に充電、或は放
電する時間がほぼ等しくなる。On the other hand, by applying Vah to Ql, Ql is also turned on (1), and as a result, a non-selection voltage Vat for the nN Jarnell type TFT is applied to the gate of Qa through Ql. However, since Qa is a P-channel TFT, Vow
is applied to the gate of Qa, so that Qa is turned on, and the display signal is written to the liquid crystal terminal through Qa as well. That is, the operations of Qt and Qa described above are equivalent to the operations of a cMOS transfer gate transistor. As a result, 1. The time required to charge or discharge the display signal to the liquid crystal terminal through the TFT becomes approximately equal.
即ち、液晶に印加されるDC成分が除去される。That is, the DC component applied to the liquid crystal is removed.
次にQ、ラインに印加している電圧がVchからVaa
に変化する直前にQ、÷1ラインにVGhが印加される
。この時、まだQlはオン状態なので、Qlを通ってQ
aのゲートにVah −Vt” (Nチャネルのしきい
値電圧)が印加される。これによ1、Qaはオフ状態に
な1、又、Qaのゲート、ソース間容量CO53を通し
て液晶端子には一へV乏cs= −(Vah −VT” −VaQ)
■Ca5s/ CCa53+Ctc)だけ印加される。Next, Q, the voltage applied to the line changes from Vch to Vaa.
VGh is applied to the Q,÷1 line immediately before the line changes to . At this time, Ql is still on, so Ql passes through Ql.
Vah -Vt" (threshold voltage of N channel) is applied to the gate of a. As a result, 1 and Qa are turned off, and a voltage is applied to the liquid crystal terminal through the capacitance CO53 between the gate and source of Qa. To V cs = −(Vah −VT” −VaQ)
■Ca5s/CCa53+Ctc) is applied.
次にQ、ラインは完全にVahからvG克に変化するの
でQl、Qlはオフ状態になる。これによ1、Qzのゲ
ート、ソース間容量Ca5tを通して液晶端子にはΔVtcx= (Voh Vat) ・Ca5t/
(Cast+ Ctc)が印加される。Next, the Q and line completely change from Vah to vG, so Ql and Ql are turned off. As a result, ΔVtcx = (Voh Vat) ・Ca5t/
(Cast+Ctc) is applied.
よって、上記駆動方式だとライン選択電圧が切替わる際
に液晶端子に印加される電圧はΔ Vgc、 ama
= Δ V t C1−Δ V t c sとなる。こ
れは、従来方式だとライン選択電圧が切替わる際に液晶
端子に印加される電圧はΔVmctだが、本発明だとΔ
V t c i−ΔVtcsとなるので、液晶端子に印
加されるDC成分は極めて小さくなる。これによ1、液
晶端子に印加されるDC成分は、はとんど0になる。Therefore, with the above driving method, the voltage applied to the liquid crystal terminal when the line selection voltage is switched is ΔVgc, ama
= ΔVtC1-ΔVtcs. This is because in the conventional method, the voltage applied to the liquid crystal terminal when the line selection voltage is switched is ΔVmct, but in the present invention, the voltage is ΔVmct.
Since V t c i -ΔVtcs, the DC component applied to the liquid crystal terminal becomes extremely small. As a result, the DC component applied to the liquid crystal terminal becomes almost zero.
ところで、上記駆動が完結した時には、一画面の表示信
号の書込みが終了し、再びQ、ラインにV o hが印
加されるまで、Ql、Q2はオフ状態である。即ち、Q
lがオフ状態なのでQlを通してQ、ライン以外の表示
信号はQ、ラインの液晶端子に書込まれることはない。By the way, when the above driving is completed, Ql and Q2 are in the off state until writing of display signals for one screen is completed and V o h is applied to the Q line again. That is, Q
Since l is in the off state, display signals other than those for the Q and line are not written to the liquid crystal terminals of the Q and line through Ql.
又、Q2がオフ状態なのでQBがオフ状態になる電圧(
=VG1.−vTrl)が保持されている。よって、Q
Bを通してQ、ライン以外の表示信号はp、ラインの液
晶端子に書き込まれることはない。Also, since Q2 is in the off state, the voltage at which QB becomes in the off state (
=VG1. -vTrl) is retained. Therefore, Q
Display signals other than the Q line are not written to the liquid crystal terminal of the P line through the B line.
以下、上記駆動を順次行うことにより表示画像が得られ
る。Thereafter, a display image is obtained by sequentially performing the above driving.
第3図は本発明を用いた時のアクティブマトリクスディ
スプレイの構成の変形例を示したものである。FIG. 3 shows a modification of the configuration of an active matrix display using the present invention.
構成としては一画素の前後にある2つの走査線の内、前
段の走査線には2つのPチャネル形TFTQ4.Qll
のゲートを接続し、Q4のドレインには信号線、Q4の
ソースには液晶端子、Qsのトレインには次段の走査線
をおのおの接続し、QsのソースにはNチャネル形TF
TQeのゲートを接続し、QBのドレインには信号線、
Qaのソースには液晶端子を接続している。As for the configuration, of the two scanning lines before and after one pixel, two P-channel type TFTs Q4. Qll
, the drain of Q4 is connected to a signal line, the source of Q4 is connected to a liquid crystal terminal, the train of Qs is connected to the next scanning line, and the source of Qs is an N-channel TF.
Connect the gate of TQe, and connect the signal line to the drain of QB.
A liquid crystal terminal is connected to the source of Qa.
又、第3図の下部にデータ信号DATAと走査線Q1に
印加される走査波形のタイミングチャートを示す。Further, a timing chart of the data signal DATA and the scanning waveform applied to the scanning line Q1 is shown at the bottom of FIG.
動作としては選択電圧がV a t 、非選択電圧がV
chとなつ、が以外は第1図の構成の動作と同しである
。In operation, the selection voltage is V a t and the non-selection voltage is V
The operation is the same as that of the configuration shown in FIG. 1 except for ch, natsu, and .
第4図は本発明をカメラ、ワープロ、パソコン等の表示
システムに用いた場合の液晶ディスプレイの構成を示し
たものである。ここで、1はガラス基板、2は本発明で
構成した表示部、3は走査側駆動回路、4は信号側駆動
回路、5は外部制御回路である。上記構成では表示部2
、走査側駆動回路3、信号側駆動回路4すべでCMO8
構成で製作されている。このことによ1、周辺回路の低
消費電力、高速動作2表示画像の高品質化が可能となる
。FIG. 4 shows the structure of a liquid crystal display when the present invention is used in a display system for a camera, a word processor, a personal computer, etc. Here, 1 is a glass substrate, 2 is a display section configured according to the present invention, 3 is a scanning side drive circuit, 4 is a signal side drive circuit, and 5 is an external control circuit. In the above configuration, display section 2
, scanning side drive circuit 3, signal side drive circuit 4 are all CMO8
It is made with a configuration. This enables 1. low power consumption of peripheral circuits, high speed operation, and 2. high quality of displayed images.
本発明によれば、表示部−画素内のCMO5TFTを疑
似CMO5駆動させるので、液晶に印加されるDC成分
がほとんどなくなる、表示部のライン数が増大できる等
の効果がある。According to the present invention, since the CMO5 TFTs in the pixels in the display section are driven by pseudo CMO5 drive, there are effects such as almost no DC component applied to the liquid crystal and the number of lines in the display section can be increased.
第1図は本発明の一実施例の2X2のマトリクス図、第
2図は従来技術の2×2のマトリクス図。第3図は第1図の変形例の2X2のマトリクス図、第4
図は本発明を用いた場合の液晶ディスプレイの構成図で
ある。Ql、Q2・・Nチャネル形TFT、QB・・・Pチャ
ネル形T F T 、 Q 41 Q 5・・・Pチャ
ネル形TFT、Qs・Nチャネル形TFT、1・・・ガ
ラス基板、2・・・表示部、3・・・走査側駆動回路、
4・・・信号側駆動回路、ノ削2第1図DATA。pATAn中DATA(H42lmt2DATAr+弔θATAnt図DATAnt2ノM12第図FIG. 1 is a 2×2 matrix diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a 2×2 matrix diagram of the prior art. Figure 3 is a 2x2 matrix diagram of a modification of Figure 1;
The figure is a configuration diagram of a liquid crystal display when the present invention is used. Ql, Q2...N-channel type TFT, QB...P-channel type TFT, Q41 Q5...P-channel type TFT, Qs N-channel type TFT, 1...Glass substrate, 2... -Display section, 3...scanning side drive circuit,
4...Signal side drive circuit, notch 2 Fig. 1 DATA. DATA in pATAn (H42 lmt2 DATAr+ θATAnt Figure DATAnt2 M12 Figure
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63199902AJPH0250132A (en) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | active matrix lcd display |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63199902AJPH0250132A (en) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | active matrix lcd display |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0250132Atrue JPH0250132A (en) | 1990-02-20 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63199902APendingJPH0250132A (en) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | active matrix lcd display |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0250132A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0529831A3 (en)* | 1991-08-23 | 1994-02-09 | Rockwell International Corp | |
| US5303072A (en)* | 1990-07-05 | 1994-04-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display device |
| US5432527A (en)* | 1990-05-07 | 1995-07-11 | Fujitsu Limited | High quality active matrix-type display device |
| US5568163A (en)* | 1993-09-06 | 1996-10-22 | Nec Corporation | Apparatus for driving gate storage type liquid crystal, display panel capable of simultaneously driving two scan lines |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5432527A (en)* | 1990-05-07 | 1995-07-11 | Fujitsu Limited | High quality active matrix-type display device |
| US5515072A (en)* | 1990-05-07 | 1996-05-07 | Fujitsu Limited | High quality active matrix-type display device |
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| US5165075A (en)* | 1990-12-10 | 1992-11-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optic device having pairs of complementary transistors |
| US5572047A (en)* | 1990-12-10 | 1996-11-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-Optic device having pairs of complementary transistors |
| EP0529831A3 (en)* | 1991-08-23 | 1994-02-09 | Rockwell International Corp | |
| US5568163A (en)* | 1993-09-06 | 1996-10-22 | Nec Corporation | Apparatus for driving gate storage type liquid crystal, display panel capable of simultaneously driving two scan lines |
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