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JPH07325287A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

Info

Publication number
JPH07325287A
JPH07325287A JP6117798A JP11779894A JPH07325287A JP H07325287 A JPH07325287 A JP H07325287A JP 6117798 A JP6117798 A JP 6117798A JP 11779894 A JP11779894 A JP 11779894A JP H07325287 A JPH07325287 A JP H07325287A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
pixel
display device
crystal display
pixel electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6117798A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichiro Hori
誠一郎 堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6117798A priority Critical patent/JPH07325287A/ja
Publication of JPH07325287A publication Critical patent/JPH07325287A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パネル内で液晶層幅が異なる部分が存在した
場合でもパネル透過率の変化が小さく、均一表示特性の
優れた液晶表示装置を提供する。 【構成】 液晶画素を構成する各層の材料、膜厚、誘電
率および素子の大きさ、形状を変化させる、例えば、補
助容量配線13上に形成される画素電極17を小さくす
ることにより、補助容量Csと、単位画素を構成する全
容量Ctとの比を0<Cs/Ct≦0.2に設定する。
これにより、パネル透過率の変化を約2%以下に小さく
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示装置の画素
構成に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶を用いて文字や画像を表示す
る液晶表示装置の駆動方式の1つとして、表示単位毎に
スイッチング素子を備えたアクティブマトリクス方式が
知られている。この方式の従来の液晶表示装置の画素構
成を図4に示す。図4(a)はその平面図、(b)は
(a)におけるA−A断面図、(c)は(a)における
B−B断面図である。
【0003】絶縁性基板11上に走査信号配線12と補
助容量配線13が形成され、これらの配線12,13上
に、絶縁膜14を挟んで半導体を主とするスイッチング
素子15、画像信号配線16および画素電極17が形成
されている。さらにこれらの上に液晶層18を挟んで対
向電極19が形成されている。この液晶表示装置の1画
素あたりの電気等価回路を図5に示す。図5において、
Cgdは寄生容量であり、スイッチング素子15のドレ
イン端子と走査信号配線12との間に発生する寄生容量
である。Clは画素容量であり、画素電極17と対向電
極19との間の容量である。Csは補助容量であり、画
素電極17と補助容量配線13との間の容量である。ま
たTはスイッチング素子15である。
【0004】この画素には、走査信号配線12に走査信
号Vg、補助容量配線13に容量信号Va、画素信号配
線16に画像信号Vs、対向電極19に対向信号Vcを
印加する。また画素電極17と対向電極19との間の液
晶層18に印加される液晶画素電圧をVlcと定義する。
この液晶表示装置を駆動する方式の1つであり、特開平
02−157815号公報により公開されている駆動法
(以下「容量結合駆動法」と呼ぶ)における信号波形の
時間変化を図6に示す。走査信号Vgとして、スイッチ
ング素子をONさせる電位Von、スイッチング素子をO
FFさせる電位Voff 、補償電位VgaおよびVgbの4電
位を用いる。補償電位VgaおよびVgbは、1補助容量配
線毎に交互に印加する。中間調を表示する場合、信号電
位および画素に印加される液晶画素電圧Vlcは、上記電
位を用いて(数1)、(数2)、(数3)により算出さ
れる。
【0005】
【数1】
【0006】
【数2】
【0007】
【数3】
【0008】上記(数2)および(数3)における分母
である画面容量Ctと補助容量Csとの比を補助容量比
Aと定義する。この補助容量比Aは(数4)で表され
る。
【0009】
【数4】
【0010】ただし、Csは補助容量、Clは画素容
量、Cgdはスイッチング素子のドレイン端子と走査信
号配線との間に発生する寄生容量である。従来の液晶表
示装置では、補助容量比Aは0.6と0.65の間の値
が採用されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置のパネル
透過率は(数5)により計算される。
【0012】
【数5】
【0013】ここで、Tpanel は液晶表示装置のパネル
透過率、Tmat は液晶表示装置を構成するパネル材料の
透過率、Tvol は駆動条件から決まる画素透過率であ
る。画素透過率Tvol は液晶層に印加される電圧Vlcお
よび液晶層幅Dlcにより決まり、液晶層幅Dlcが5.0
μmの場合、画素透過率Tvol は(数6)により近似で
きる。
【0014】
【数6】
【0015】(数6)により近似された液晶画素電圧V
lcと画素透過率Tvol との関係を図7に示す。また、液
晶層幅Dlcが変化した場合、画素透過率は液晶層に印加
される電界によって決まるため、中間調表示における画
素透過率Tvol は(数7)により算出される。
【0016】
【数7】
【0017】この種の液晶表示装置に単色表示を行う場
合には、走査信号配線また画素信号配線ごとに、全ての
端子に同じ信号電圧を印加するが、同一パネル内に液晶
層幅Dlcが異なる部分が存在すると、その部分では(数
5)におけるTvol およびTpanel 値が異なる。人間の
目にはパネル透過率Tpanel が2%以上異なるとムラと
して認識されるため、液晶層幅Dlcが変化してもパネル
透過率Tpanel が変化しない液晶表示装置を実現する必
要がある。
【0018】この発明の目的は、上記容量結合駆動法を
用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置におい
て、パネル内で液晶層幅が異なる部分が存在した場合で
もパネル透過率の変化が小さく、均一表示特性の優れた
液晶表示装置を提供することである。
【0019】
【課題を解決するための手段】請求項1の液晶表示装置
は、補助容量Csと、単位画素を構成する全容量Ctと
の比Cs/Ctを、0<Cs/Ct≦0.2に設定した
ことを特徴とする。請求項2の液晶表示装置は、請求項
1の液晶表示装置において、補助容量配線が走査信号配
線と共用される電気的構成をなし、走査信号に重畳して
変調信号を走査信号配線に印加するようにしている。
【0020】
【作用】この発明の構成によれば、補助容量Csと、単
位画素を構成する全容量Ctとの比Cs/Ctを、0<
Cs/Ct≦0.2に設定したことにより、パネル内に
液晶層幅が異なる部分が存在した場合でも、画素透過率
とパネル材料の透過率との積であるパネル透過率の変化
を約2%以下に小さくでき、均一表示特性の優れた液晶
表示装置を実現することができる。
【0021】
【実施例】以下、この発明の実施例の液晶表示装置につ
いて説明する。この実施例は、図4に示す従来例と同様
の液晶表示装置、すなわち、マトリクス状に配置した画
素電極17と、この画素電極17と液晶層18を挟んで
対向配置した対向電極19と、画素電極17との間に補
助容量Csを形成する補助容量配線13と、画像信号配
線16と走査信号配線12に接続され画素電極17をス
イッチするスイッチング素子15とを備えてあり、この
スイッチング素子15のオン期間に表示画面の1フィー
ルド毎に信号電圧の極性を反転した画像信号電圧を画素
電極17に印加し、スイッチング素子15のオフ期間に
補助容量配線13に1フィールド毎に逆方向の変調信号
を与えることにより画素電極17の電位を変化させ、こ
の電位の変化と画素信号電圧とを相互に重畳および、ま
たは相殺させて液晶層18に電圧を印加する駆動方法
(容量結合駆動法)を用いたアクティブマトリクス方式
の液晶表示装置である。
【0022】そしてこの実施例の特徴は、補助容量Cs
と、単位画素を構成する全容量Ctとの比、すなわち補
助容量比Cs/Ctを、0<Cs/Ct≦0.2に設定
したことであり、以下詳しく説明する。なお、従来例同
様、補助容量比Cs/CtをAとおく。従来の液晶表示
装置では、前述したように補助容量比Aは0.6から
0.65の間の値が採用されているが、いまここで補助
容量比Aを変える方法として、つぎの(1),(2)等
の方法がある。
【0023】(1)絶縁膜14、スイッチング素子1
5、液晶層18の材料、膜厚、誘電率を変化させる。 (2)スイッチング素子15、補助容量配線13、画素
電極17の大きさや形状を変える。 この実施例では、一例として、画素電極17の大きさや
形状を変える場合について説明する。図1(a)は補助
容量配線13上に形成される画素電極17を小さくして
補助容量比A値を低減した場合を示す平面図であり、図
1(b)は画素電極17を大きくして補助容量比A値を
増加した場合を示す平面図である。なお、図1(a),
(b)の破線は従来の画素電極であり、図4と対応して
いる。また、従来例で前述した式を用いて算出したパネ
ル透過率Tpanel の液晶層幅Dlc依存性を図2に示す。
この計算では、それぞれの補助容量比A値に対して液晶
層幅Dlcが5.0μmにおいて画素透過率Tvol が50
%となるような補償電位VgaおよびVgbを用いた。ま
た、パネル材料透過率Tmat 値は、液晶層幅Dlcと無関
係に1を用いた。
【0024】図2に示すように、補助容量比Aを小さく
すると、パネル透過率Tpanel の液晶層幅Dlcに対する
変化が少なくなり、補助容量比Aを0<A≦0.2に設
定した場合、液晶層幅Dlcが10%変化してもパネル透
過率Tpanel の変化を約2%以下にできることがわか
る。したがって、例えば、図1(a)に示すように、補
助容量配線13上に形成される画素電極17を小さくし
て補助容量比Aを0<A≦0.2に設定することによ
り、パネル内で液晶層幅が異なる部分が存在した場合で
も、均一表示特性が優れた液晶表示装置を実現すること
ができる。
【0025】なお、補助容量配線と前段走査信号配線を
共用した構成の液晶表示装置においても、上記の補助容
量比Aを0<A≦0.2と設定することにより、均一表
示特性が優れた液晶表示装置を実現することができる。
また、液晶層幅Dlcによりパネル材料透過率Tmat が変
化する場合でも、最適な補助容量比A値を選択すること
により、液晶層幅Dlcが10%変化しても画素透過率T
vol との積であるパネル透過率Tpanel の変化を2%以
下にすることができるため、均一表示特性が優れた液晶
表示装置を実現することができる。
【0026】なお、この実施例では、画素電極17の大
きさや形状を変える方法により、補助容量比Aを0<A
≦0.2と設定したが、上述した(1),(2)等の他
の方法によっても良いことはいうまでもない。例えば、
図3は図4(b)に対応する図であり、異なる点は電極
20を設けている点である。すなわち、図3に示すよう
に、絶縁膜14を挟んで画素電極17と向かい合うよう
に電極20を設け、対向電極19と同電位を印加する
と、画素容量Clが増加し、補助容量比Aを小さくする
ことができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の液晶表示
装置では、補助容量Csと、単位画素を構成する全容量
Ctとの比Cs/Ctを、0<Cs/Ct≦0.2に設
定したことにより、パネル内に液晶層幅が異なる部分が
存在した場合でも、画素透過率とパネル材料の透過率と
の積であるパネル透過率の変化を約2%以下に小さくで
き、均一表示特性の優れた液晶表示装置を実現すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例における補助容量配線と画
素電極を示す平面図である。
【図2】同実施例におけるパネル透過率の液晶層幅依存
性を示す図である。
【図3】補助容量比を変えるための他の実施例を示す液
晶表示装置の断面図である。
【図4】液晶表示装置の平面図および断面図である。
【図5】液晶表示装置の電気等価回路図である。
【図6】容量結合駆動法における信号波形の時間変化を
示す図である。
【図7】液晶画素電圧と画素透過率との関係を示す図で
ある。
【符号の説明】
13 補助容量配線 17 画素電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マトリクス状に配置した画素電極と、こ
    の画素電極と液晶層を挟んで対向配置した対向電極と、
    前記画素電極との間に補助容量Csを形成する補助容量
    配線と、画像信号配線と走査信号配線に接続され前記画
    素電極をスイッチするスイッチング素子とを備え、この
    スイッチング素子のオン期間に表示画面の1フィールド
    毎に信号電圧の極性を反転した画像信号電圧を前記画素
    電極に印加し、前記スイッチング素子のオフ期間に前記
    補助容量配線に1フィールド毎に逆方向の変調信号を与
    えることにより前記画素電極の電位を変化させ、この電
    位の変化と前記画素信号電圧とを相互に重畳および、ま
    たは相殺させて前記液晶層に電圧を印加する駆動方法を
    用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置であっ
    て、 前記補助容量Csと、単位画素を構成する全容量Ct
    (Ct=Cs+Cl+Cgd:ただしCsは補助容量、
    Clは画素容量、Cgdはスイッチング素子のドレイン
    端子と走査信号配線との間に発生する寄生容量)との比
    Cs/Ctを、0<Cs/Ct≦0.2に設定したこと
    を特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 補助容量配線が走査信号配線と共用され
    る電気的構成をなし、走査信号に重畳して変調信号を走
    査信号配線に印加するようにした請求項1の液晶表示装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005208085A (ja) * 2004-01-20 2005-08-04 Sony Corp 表示装置及び補助信号線駆動回路
US7084846B2 (en) 2000-03-29 2006-08-01 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device
US8169558B2 (en) 2008-07-01 2012-05-01 Hitachi Displays, Ltd. Liquid crystal display device

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