JP2001290121A - Driving method for liquid crystal display device - Google Patents
Driving method for liquid crystal display deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、多人数で見る携帯
情報端末、パソコン、ワープロ、アミューズメント機
器、テレビなどの平面ディスプレイ、シャッタ効果を利
用した表示板、窓、扉、壁などに用いる液晶表示装置の
駆動方法に関する。The present invention relates to a portable information terminal, a personal computer, a word processor, an amusement device, a flat panel display such as a television set, a display plate using a shutter effect, a liquid crystal display used for a window, a door, a wall, etc. The present invention relates to a method for driving the device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、ネマティック液晶を用いたＴＮ
（ツイスティッドネマティック）型、ＳＴＮ（スーパー
ツイスティッドネマティック）型など電気光学効果を利
用した液晶表示装置が実用化されている。これらは、カ
ラー表示に際し、カラーフィルターを要するため、光の
利用効率が1／3以下であり、その結果、暗い画面表示あ
るいは消費電力が大きくなっていた。また、ＲＧＢ
（赤、緑、青）毎に画素を使用させなければならず、実
際の表示絵素数は表示画素数の3分の１となるため、画
面サイズの割に高精細化が困難であった。2. Description of the Related Art Conventionally, a TN using a nematic liquid crystal is used.
Liquid crystal display devices utilizing an electro-optic effect, such as a (twisted nematic) type and an STN (super twisted nematic) type, have been put to practical use. Since a color filter is required for color display, the light use efficiency is 1/3 or less, and as a result, dark screen display or power consumption is increased. Also, RGB
Pixels must be used for each of the colors (red, green, and blue), and the actual number of display pixels is one third of the number of display pixels. Therefore, it has been difficult to achieve high definition for the screen size.
【０００３】最近、図１に示すように、バックライトを
順次ＲＧＢ毎に面発光させて、それにともない液晶パネ
ルにＲＧＢそれぞれの画像を同期させて表示させること
によりカラー表示を行うフィールド・シーケンシャル方
式が提案されている。Recently, as shown in FIG. 1, there is a field sequential system in which a backlight is sequentially illuminated for each of RGB, and a color display is performed by synchronizing and displaying each image of RGB on a liquid crystal panel. Proposed.
【０００４】これは人間の目にちらつきを感じさせない
ようにするため、１／６０秒以下でＲ、Ｇ、Ｂ一組の画
像を順次高速に切り換えてカラー表示を行う方式であ
る。すなわち、１／１８０秒以内に液晶の各画素信号に
対応した電圧設定と印加、液晶応答、バックライト発光
の一連の処理を行っている。In this system, a set of R, G, and B images is sequentially switched at a high speed in 1/60 seconds or less to perform color display so that human eyes do not feel flickering. That is, a series of processes of voltage setting and application, liquid crystal response, and backlight emission corresponding to each pixel signal of the liquid crystal are performed within 1/180 second.
【０００５】特に、１／１８０秒（約５．５ミリ秒）以
内に液晶の各画素信号電圧印加時間を約1ミリ秒に、バ
ックライト発光時間を約１．５ミリ秒に設定すると、液
晶の応答時間は３ミリ秒以下という高速応答性が要求さ
れる。そのため、ＴＮ（ツイストネマティック）の数十
倍の応答速度を有するベンド配向が注目されてきてい
る。In particular, if the application time of each pixel signal voltage of the liquid crystal is set to about 1 millisecond and the backlight emission time is set to about 1.5 milliseconds within 1/180 second (about 5.5 milliseconds), Requires a high-speed response time of 3 milliseconds or less. Therefore, attention has been paid to bend alignment having a response speed several tens of times that of TN (twisted nematic).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ベンド配向における応
答特性はＴＮ（ツイストネマチック）方式より数十倍高
速であるが、フィールド・シーケンシャル方式で要求さ
れる応答速度（３ミリ秒以下）とするには、液晶材料の
物性値の設計が非常に重要となる。しかし、応答速度の
みに重点をおいた液晶材料では他の特性である保持率や
焼き付き等に悪影響を及ぼすため実際に使用するには液
晶材料の各物性値を最適化する必要がある。しかし、こ
れには時間と費用が多く必要とされ、現時点でまだ実用
に耐える材料が開発されていない。The response characteristic in the bend orientation is several tens of times faster than that of the TN (twisted nematic) system. However, to achieve the response speed (3 ms or less) required by the field sequential system. The design of the physical properties of the liquid crystal material is very important. However, a liquid crystal material that focuses only on the response speed adversely affects other characteristics such as a retention rate and image sticking, so that it is necessary to optimize each physical property value of the liquid crystal material for actual use. However, this requires a lot of time and money, and a material that can be used practically has not yet been developed.
【０００７】ＳＩＤ’９８（ｐ１４３〜ｐ１４６）にお
いて、ＩＢＭが「ベンド配向維持電圧より下の電圧に液
晶印加電圧を下げた後、維持電圧より高い電圧を液晶に
印加するという電圧の設定値を交互に変化させる」方法
を発表している。これは通常のＴＦＴパネルにおいて、
いったん黒表示を出してから白表示にすることであり、
目の感じる感覚をＣＲＴと同じようにする手法である。
この方法では黒表示した後、白表示するためバックライ
トのエネルギー効率が悪い。In SID '98 (pp. 143 to p. 146), IBM states that “After setting the liquid crystal application voltage to a voltage lower than the bend alignment maintenance voltage, the voltage set value for applying a voltage higher than the maintenance voltage to the liquid crystal is changed. To change it. " This is a normal TFT panel.
It is to display black once and then display white,
This is a technique to make the sensation felt by the eyes the same as a CRT.
In this method, after black display is performed, white display is performed, so that the energy efficiency of the backlight is low.
【０００８】本発明は、上記問題点を解決して高精細、
高輝度で表示品位の高い液晶表示装置の駆動方法を提供
することができる。[0008] The present invention solves the above-mentioned problems and achieves high definition,
A method for driving a liquid crystal display device with high luminance and high display quality can be provided.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置の
駆動方法は、液晶の電圧に対する光学応答とＲＧＢ３色
切替のバックライト発光とを同期させて駆動する液晶表
示素子であり、液晶分子の配向がベンド配向である液晶
表示装置の駆動方法において、駆動電圧の最も低い設定
値が、ベンド配向を維持するための電圧より低い電圧で
あることを特徴とする。A method of driving a liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device that drives the optical response to the voltage of the liquid crystal in synchronization with the backlight emission of RGB three-color switching. In a method for driving a liquid crystal display device in which the alignment is a bend alignment, the lowest set value of the drive voltage is a voltage lower than a voltage for maintaining the bend alignment.
【００１０】また、バックライト非点灯時には、液晶に
印加される電圧が、供給可能な電圧の最も高い電圧であ
れば良い。When the backlight is not lit, the voltage applied to the liquid crystal only needs to be the highest voltage that can be supplied.
【００１１】また、最低設定電圧Ｖｓと最高設定電圧Ｖ
ｌおよびベンド転移電圧Ｖｃｒ、バックライト発光時間
ｔ１、バックライト非発光時間ｔ２とすると、（ｔ１＋
ｔ２）＊Ｖｃｒ2≦ｔ２＊Ｖｌ2＋ｔ１＊Ｖｓ2、の関係
を満たせれば良い。Further, a minimum set voltage Vs and a maximum set voltage V
l, bend transition voltage Vcr, backlight emission time t1, and backlight non-emission time t2, (t1 +
t2) * Vcr 2 ≦ t2 * Vl 2 + t1 * Vs 2 .
【００１２】上記構成による作用を説明する。The operation of the above configuration will be described.
【００１３】本発明は、図２に示すように、フィールド
・シーケンシャル方式において、Ｒ、Ｇ、Ｂ一組の画像
を順次高速に切り換えてカラー表示を行う。Ｒ、Ｇ、Ｂ
各々の画像を表示する期間において、バックライト発光
時間（ｔ１）には低電圧側の最低設定電圧を、ベンド配
向を維持するための電圧（以後Ｖｃｒ）より低い電圧Ｖ
ｓに、バックライト非発光時間（ｔ２）にはＶｃｒより
高い電圧Ｖｌに設定することで、平均的にＶｃｒより高
い電圧に設定することができ、駆動時のベンド配向を安
定化させることが可能となる。特に、駆動電圧範囲を通
常より広く設定することができるため屈折率異方性（Δ
ｎ：電圧によって変化する）を大きくすることができ
る。ＯＣＢモードのような複屈折効果を用いた表示方式
におけるリタデーション（δ＝Δｎ・ｄ：ｄはセルギャ
ップ）を一定とした場合、Δｎを大きくすることでセル
ギャップｄを小さくすることが可能となる。その結果、
液晶の応答速度はｄの２乗に比例すると考えられている
のでｄを小さくすることで応答速度を速くすることがで
きる。特に応答速度が速くなることで、Ｒ、Ｇ、Ｂ一組
の画像を人間の目のちらつきを感じさせないスピードで
順次高速に切り替えることが可能である。以上のことに
より高精細、高輝度の表示品位の高い液晶表示装置の駆
動方法を提供することができる。According to the present invention, as shown in FIG. 2, in a field sequential system, a set of R, G, and B images is sequentially switched at high speed to perform color display. R, G, B
In a period during which each image is displayed, the minimum set voltage on the low voltage side is set to a voltage V lower than the voltage for maintaining the bend alignment (hereinafter, Vcr) during the backlight emission time (t1).
In addition, by setting the voltage Vl higher than Vcr during the backlight non-emission time (t2), the voltage can be set higher than Vcr on average, and the bend alignment during driving can be stabilized. Becomes In particular, since the drive voltage range can be set wider than usual, the refractive index anisotropy (Δ
n: varies with voltage). When the retardation (δ = Δnd · d: d is a cell gap) in a display method using a birefringence effect such as the OCB mode is constant, the cell gap d can be reduced by increasing Δn. . as a result,
Since the response speed of the liquid crystal is considered to be proportional to the square of d, the response speed can be increased by reducing d. In particular, by increasing the response speed, it is possible to sequentially switch a set of R, G, and B images at a high speed at a speed that does not cause human eyes to flicker. As described above, a driving method of a liquid crystal display device with high definition and high luminance and high display quality can be provided.
【００１４】すなわち、液晶材料の物性値をせまく限定
する必要なく、駆動方法により応答速度を速くすること
ができる。それによって高精細、高輝度で表示品位の高
い液晶表示装置の駆動方法を提供することができる。That is, the response speed can be increased by the driving method without having to limit the physical properties of the liquid crystal material. Thus, a driving method of a liquid crystal display device with high definition, high luminance, and high display quality can be provided.
【００１５】また、上記の関係式を満足しない場合は、
液晶に印加する電圧の平均電圧の二乗がベンド配向転移
電圧Ｖｃｒの二乗以下となってしまい、ベンド配向状態
を維持することができなくなる。従って、最低設定電圧
Ｖｓ、最高設定電圧Ｖｌ、ベンド転移電圧Ｖｃｒ、バッ
クライト発光時間ｔ１、バックライト非発光時間ｔ２
は、上記の関係を満たすことにより、高精細、高輝度の
表示品位の高い液晶表示装置の駆動方法を提供すること
ができる。If the above relational expression is not satisfied,
The square of the average voltage of the voltage applied to the liquid crystal is equal to or less than the square of the bend alignment transition voltage Vcr, and the bend alignment state cannot be maintained. Therefore, the minimum set voltage Vs, the maximum set voltage Vl, the bend transition voltage Vcr, the backlight emission time t1, the backlight non-emission time t2
By satisfying the above relationship, it is possible to provide a driving method of a liquid crystal display device with high definition and high luminance and high display quality.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】（液晶）一般的なネマチック液晶
を用いることができる。しかし、応答速度を数ミリ秒に
するため、 屈折率異方性Δｎの高いものや粘性率ηの
低いものを用いるのが好ましい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Liquid Crystal) A general nematic liquid crystal can be used. However, in order to make the response speed several milliseconds, it is preferable to use a material having a high refractive index anisotropy Δn or a material having a low viscosity η.
【００１７】（配向膜）配向膜は、水平配向性配向膜を
使用することが望ましい。比較的高プレチルト（＞３
°）以上のものを使うことが望ましい。プレチルトが低
すぎるとバイアス電圧を印加したときに配向状態がスプ
レイ配向からベンド配向に転移しない可能性がある。(Alignment Film) It is desirable to use a horizontal alignment film as the alignment film. Relatively high pretilt (> 3
°) It is desirable to use more. If the pretilt is too low, the orientation state may not transition from the splay orientation to the bend orientation when a bias voltage is applied.
【００１８】（基板）全画面の画素電圧設定を１ミリ秒
以下で完了する基板であることが望ましい。例えばポリ
シリコン等を用いることが望ましい。(Substrate) It is desirable that the substrate completes pixel voltage setting for the entire screen in 1 millisecond or less. For example, it is desirable to use polysilicon or the like.
【００１９】（駆動方法）最低設定電圧をＶｓ、最高設
定電圧をＶｌ、ベンド転移電圧Ｖｃｒ、バックライト発
光時間ｔ１とバックライト非発光時間ｔ２とすると、 （ｔ１＋ｔ２）＊Ｖｃｒ2≦ｔ２＊Ｖｌ2＋ｔ１＊Ｖ
ｓ2、 の関係を満たすことが望ましい。上式を満足しない場合
は、液晶に印加する電圧の平均電圧の二乗がベンド配向
転移電圧Ｖｃｒの二乗以下となってしまい、ベンド配向
状態を維持することができなくなる。(Driving method) Assuming that the minimum set voltage is Vs, the maximum set voltage is V1, the bend transition voltage Vcr, the backlight emission time t1 and the backlight non-emission time t2 are (t1 + t2) * Vcr 2 ≦ t2 * Vl 2 + T1 * V
It is desirable to satisfy the relationship of s 2 , If the above expression is not satisfied, the square of the average voltage of the voltage applied to the liquid crystal is not more than the square of the bend alignment transition voltage Vcr, and the bend alignment state cannot be maintained.
【００２０】（実施例）次に実施例によってこの発明を
さらに具体的に説明する。マトリクス状に画素電極が配
置されたポリシリコンＴＦＴセルにネマティック液晶
（メルク社製（ＺＬＩ４８０１−１００））を注入し、
セル厚５．２μｍの液晶セルを作製した。バイアス電圧
６Ｖを印加し、液晶の配向をスプレイ配向からベンド配
向へ変化させた。つづいて図３（Ａ）に示すように、バ
ックライト発光時間（ｔ１）３０３の１．５ミリ秒にお
いては、ベンド配向転移電圧（Ｖｃｒ）２．２Ｖより低
い最低設定電圧（Ｖｓ）３０１の１．０Ｖを、バックラ
イト非発光時間（ｔ２）３０４の４．０ミリ秒において
は、ベンド配向転移電圧Ｖｃｒより高い電圧（Ｖｌ）３
０２の６．０Ｖをネマチック液晶に印加した。(Embodiments) The present invention will be described more specifically with reference to embodiments. A nematic liquid crystal (Merck (ZLI4801-100)) is injected into a polysilicon TFT cell having pixel electrodes arranged in a matrix,
A liquid crystal cell having a cell thickness of 5.2 μm was produced. A bias voltage of 6 V was applied to change the alignment of the liquid crystal from the splay alignment to the bend alignment. Subsequently, as shown in FIG. 3A, at the backlight emission time (t1) 303 of 1.5 milliseconds, the minimum set voltage (Vs) 301 lower than the bend alignment transition voltage (Vcr) 2.2 V In the backlight non-light emission time (t2) 304 of 4.0 milliseconds, a voltage (Vl) 3 higher than the bend alignment transition voltage Vcr was applied.
02 was applied to the nematic liquid crystal.
【００２１】クロスニコル下において画面は白表示で安
定していた。なお、応答速度は黒表示から白表示への状
態変化で２ミリ秒であった。Under crossed Nicols, the screen was stable in white display. The response speed was 2 milliseconds in the state change from black display to white display.
【００２２】つづいて、ＲＧＢ切替バックライトと同期
させてセルを駆動させて表示させたところ動画像がちら
つきなく表示できた。Subsequently, when the cell was driven and displayed in synchronization with the RGB switching backlight, a moving image could be displayed without flicker.
【００２３】（比較例１）実施例と同様なセル厚５．２
μｍのセルに液晶を注入し、実施例と同様にベンド配向
に変化させ図３（Ｂ）に示すようなベンド配向転移電圧
（Ｖｃｒ）の反転駆動信号を供給した。セル厚が小さ
く、位相差が１／２波長分より足らないため、黒表示の
電圧印加時に光漏れが発生し、コントラストが低くなっ
てしまった。(Comparative Example 1) Cell thickness 5.2 similar to Example
Liquid crystal was injected into a μm cell and changed to bend alignment in the same manner as in the example, and an inversion drive signal of a bend alignment transition voltage (Vcr) as shown in FIG. 3B was supplied. Since the cell thickness was small and the phase difference was less than half the wavelength, light leakage occurred when a black display voltage was applied, resulting in low contrast.
【００２４】（比較例２）比較例１において光漏れのな
いようにセル厚を８．７μｍと大きくしたセルに液晶を
注入し、白黒になるよう図３（Ｂ）に示す駆動信号を印
加した。しかしセル厚が大きいためその応答速度は５ミ
リ秒とフィールド・シーケンシャル駆動用としては遅く
なった。該セルとＲＧＢ切替発光バックライトと同期さ
せたところ画面の応答がバックライト切替に追いつくこ
とができなくて正常に画面表示することができなかっ
た。(Comparative Example 2) In Comparative Example 1, liquid crystal was injected into a cell whose cell thickness was increased to 8.7 μm to prevent light leakage, and a driving signal shown in FIG. . However, due to the large cell thickness, the response speed was 5 ms, which was slow for field sequential driving. When the cell was synchronized with the RGB switching light emitting backlight, the screen response could not catch up with the backlight switching and the screen could not be displayed normally.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、駆動電圧
の低電圧側をＶｃｒ低電圧側に設定することで結果的に
はセルギャップｄを小さくすることができ応答速度を速
くすることができる。As described above, according to the present invention, by setting the low voltage side of the driving voltage to the Vcr low voltage side, the cell gap d can be reduced as a result and the response speed can be increased. Can be.
【００２６】それによって液晶材料の物性値を強く限定
する必要なしにフィールド・シーケンシャルが可能とな
るので低コストで高精細、高輝度の液晶表示装置を提供
することができる。As a result, field sequential can be performed without the need to strongly limit the physical properties of the liquid crystal material, so that a low-cost, high-definition, high-brightness liquid crystal display device can be provided.
【図１】フィールド・シーケンシャルの駆動概念図であ
る。FIG. 1 is a conceptual diagram of driving of field sequential.
【図２】本発明の駆動方法の概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of a driving method according to the present invention.
【図３】（Ａ）は実施例の駆動用波形、（Ｂ）は比較例
２における駆動用波形である。3A is a driving waveform of an example, and FIG. 3B is a driving waveform of a comparative example 2. FIG.
Ｖｌ 最高設定電圧 Ｖｃｒ ベンド転移電圧 Ｖｓ 最低設定電圧 ｔ１ バックライト発光時間 ｔ２ バックライト非発光時間 ３０１ 最低設定電圧 ３０２ 最高設定電圧 ３０３ バックライト発光時間 ３０４ バックライト非発光時間 Vl Maximum setting voltage Vcr Bend transition voltage Vs Minimum setting voltage t1 Backlight emission time t2 Backlight non-lighting time 301 Minimum setting voltage 302 Maximum setting voltage 303 Backlight emission time 304 Backlight non-lighting time
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H093 NA65 NC34 NC44 ND10 ND17 ND20 ND33 ND52 NE04 NE06 NH18 5C006 AA11 AA22 AC24 AF44 AF51 BA19 BB11 FA14 5C080 AA10 BB05 CC03 DD08 EE29 EE30 FF07 FF09 JJ04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H093 NA65 NC34 NC44 ND10 ND17 ND20 ND33 ND52 NE04 NE06 NH18 5C006 AA11 AA22 AC24 AF44 AF51 BA19 BB11 FA14 5C080 AA10 BB05 CC03 DD08 EE29 EE30 FF07 FF09 JJ04
Claims (3)
Ｂ３色切替のバックライト発光とを同期させて駆動する
液晶表示素子の分子配向が、ベンド配向である液晶表示
装置の駆動方法において、 前記駆動電圧の最も低い設定値が、ベンド配向を維持す
るための電圧より低い電圧であることを特徴とする液晶
表示装置の駆動方法。1. Optical response and RG of a liquid crystal to a driving voltage
In a method of driving a liquid crystal display device in which the liquid crystal display element driven in synchronization with the backlight emission of B3 color switching is a bend alignment, the lowest set value of the drive voltage is to maintain the bend alignment. A method for driving a liquid crystal display device, wherein the voltage is lower than the voltage of the liquid crystal display device.
される駆動電圧が、供給可能な最も高い電圧であること
を特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の駆動方法。2. The method according to claim 1, wherein the driving voltage applied to the liquid crystal when the backlight is off is the highest voltage that can be supplied.
よびベンド転移電圧Ｖｃｒ、バックライト発光時間ｔ
１、バックライト非発光時間ｔ２とすると、 （ｔ１＋ｔ２）＊Ｖｃｒ2≦ｔ２＊Ｖｌ2＋ｔ１＊Ｖ
ｓ2、 の関係を満たすことを特徴とする請求項１、２記載の液
晶表示装置の駆動方法。3. A minimum set voltage Vs, a maximum set voltage Vl, a bend transition voltage Vcr, and a backlight emission time t.
1. Assuming that the backlight non-emission time is t2, (t1 + t2) * Vcr 2 ≦ t2 * Vl 2 + t1 * V
3. The driving method for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the following relationship is satisfied.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000107909A JP3565324B2 (en) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | Driving method of liquid crystal display device |
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| JP2002031790A (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Driving method of liquid crystal display device and liquid crystal display device |
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| US7202864B2 (en) | 2001-12-27 | 2007-04-10 | Lg.Philips Lcd Co., Ltd. | Apparatus and method for driving a liquid crystal display |
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2000
- 2000-04-10 JP JP2000107909A patent/JP3565324B2/en not_active Expired - Lifetime
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