JP2002202491A - 液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置

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JP2002202491A
JP2002202491A JP2001326288A JP2001326288A JP2002202491A JP 2002202491 A JP2002202491 A JP 2002202491A JP 2001326288 A JP2001326288 A JP 2001326288A JP 2001326288 A JP2001326288 A JP 2001326288A JP 2002202491 A JP2002202491 A JP 2002202491A
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liquid crystal
display device
crystal display
voltage
driving method
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JP2001326288A
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English (en)
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Katsuhiko Kumakawa
克彦 熊川
Tetsuo Fukami
徹夫 深海
Kenji Nakao
健次 中尾
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 OCB液晶では、一定時間所定のレベル以上
の電圧を液晶に印加しないと、ベンド配向からスプレー
配向へと逆転移が起きる。 【解決手段】 フィールド・シーケンシャル・カラー表
示を行う液晶表示装置において、画素電極の信号電圧保
持期間中に、画素電極と共に蓄積容量を形成する配線に
重畳電圧を印加し、一次的に蓄積容量を介して液晶層に
印加される電圧に重畳させて、逆転移を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置の駆
動方法および液晶表示装置に係る。特に、表示時に電圧
無印加時とは異なる配向状態に転移した液晶を用いた液
晶表示装置、さらには、高速応答液晶であるOCB(O
ptically self−Conpensated
Birefringence)液晶を用いた液晶表示
装置の駆動方法および液晶表示装置に係る。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、ノートブック型パソコ
ンにはじまりデスクトップ型パソコンや携帯電話のディ
スプレイに使用されており、近年ではこれに加えて液晶
TVへの応用が始まっている。
【0003】現在市販されている液晶表示装置は、図2
2に平面図を示すように、赤(R)、緑(G)、青
(B)の3原色のカラーフィルターが形成された色画素
(ドット)301よりなる画素(ピクセル)を単位とし
て表示を行っている。302は1画素の領域、303は
スイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TFT)
である。各ドットでは、バックライトから照射された光
スペクトルの多くが、カラーフィルターの光吸収により
カットされてしまい、典型的な透過率は5〜8%程度で
ある。このため、十分な輝度が得られなかったり、輝度
を確保するためにバックライトの本数や電力が増加して
しまう。また、1画素を3ドットで構成しているため、
1画素に対して3本の映像信号配線が必要であり、特に
解像度の高い表示装置では、開口率の低下や、引出し部
での実装ピッチが狭くなることによる実装歩留まりの低
下が問題となってくる。
【0004】これに対し、例えば、特開2000−21
4826号公報に示されるように、1フレームを3原色
(赤(R),緑(G),青(B))に対応する3つの期
間(色フレーム)に分割し、各原色に対応する表示デー
タを色フレームごとに同一の画素に書き込み、これに同
期させて各色の光源を点灯させることによりカラー表示
を行なう色順次方式のカラー表示(フィールド・シーケ
ンシャル・カラー)が提案されている。この方式はカラ
ーフィルターがないことと、また、図23に示す画素平
面図からわかるように1画素に対して映像信号配線が1
本で済むため開口率が高いことから明るい表示が行なえ
るという利点がある。また引出し部での実装ピッチも従
来方式の約3倍程度に粗くでき、表示の高精細化も容易
である。
【0005】フィールド・シーケンシャル・カラー表示
は、図24に示すようなタイミングチャートで駆動され
ている。1フレーム(例えば16.6ミリ秒)は3つの
色フレームに分割されており、各画素に色データを書き
込み、液晶の応答を待って、各色の光源を点灯させてい
る。また、Srは全画素に加えられるリセット信号であ
り、画像信号の書込みに先駆けて液晶配向を初期化し、
前の色フレームで書込まれたデータの影響を抑制して色
フレーム間の分離を良くする役目を持っている。
【0006】フィールド・シーケンシャル・カラー表示
では、上記の理由により、数ミリ秒で応答する液晶が必
要となってくる。しかしながら、現在広く使用されてい
るTN(Twisted Nematic)液晶は応答
速度が十分でなく、フィールド・シーケンシャル・カラ
ー用に用いた場合には、十分な明るさが得られなかった
り、色フレーム間の分離が不充分となって、混色が起こ
ってしまう。
【0007】そこで、近年ではTN液晶に変わる液晶モ
ードとして、OCB液晶の研究が盛んになっている。O
CB液晶はTN液晶と較べて応答速度が速く、数ミリ秒
での応答が可能であることから、フィールド・シーケン
シャル・カラーにより適した液晶モードといえる。
【0008】ただし、OCB液晶は映像表示を行う前に
独自の駆動が必要である。OCB液晶は映像表示が可能
であるベンド配向と、表示不可能なスプレー配向の二つ
の配向状態(図24参照)があり、スプレー配向にある
OCB液晶をベンド配向に移行させる(以下、この現象
を転移と呼ぶ)には、液晶層に一定時間高電圧を印加す
るなどの特別な駆動が必要である。ただし、転移に係る
駆動は本発明とは直接関係ないので、詳細な説明はしな
い。
【0009】一方、これとは別の考え方として、TN液
晶のセル厚を狭くすることにより高速化を行なうものが
ある。これは、TN液晶の応答速度がセル厚の2乗に反
比例して速くなることを利用したものである。現在のT
N液晶は、普通5ミクロン程度のセル厚であるが、これ
を2ミクロン程度にすると、約6倍の高速化が行なえ
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、OCB
液晶はスプレー配向からベンド配向に転移しても一定時
間以上、所定のレベル以上の電圧が液晶層に印加されな
い状態が続くと、ベンド配向を維持することができずに
スプレー配向に戻ってしまう現象(以下、この現象を逆
転移と呼ぶ)が起こる課題があった。
【0011】そこで、本発明の目的は、フィールド・シ
ーケンシャル・カラー表示を行なうOCB液晶表示装置
において逆転移の発生を抑制し、良好な映像表示が可能
な液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置を提供す
ることである。
【0012】また、TN型液晶のセル厚を狭めていった
場合には、画素の電気容量が増加し、電圧の書込み特性
が劣化する。このため、隣接色フレームを分離するため
に全画素にリセット電圧を印加するのが困難になってく
るという課題があった。
【0013】本発明の別の目的は、フィールド・シーケ
ンシャル・カラー表示を行なう液晶表示装置において、
隣接する色フレームを分離するための電圧書込みを容易
にすることである。
【0014】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、液晶層に印加される電圧をその電圧保持期
間内で一時的に変化させることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照しながら説明する。ただし、OCB液晶はベ
ンド配向に転移しているとし、電圧保持手段はTFT
(Thin Film Transistor:薄膜ト
ランジスタ)であるとする。また、文中の添え字x,y
はそれぞれ1≦x≦n(n:液晶表示装置の行数),1
≦y≦m(m:液晶表示装置の列数)の値を取るものと
する。
【0016】(実施の形態1)図1は本発明の第1の実
施形態に係る液晶表示装置の構成図であり、駆動制御部
101と、ゲートドライバ102と、ソースドライバ1
03と、バックライト輝度制御部104とバックライト
105と、対向電圧制御部106と、画素領域1を備え
ている。また、画素領域1は、TFT10と、液晶層2
0と、蓄積容量30から構成されている。TFT10の
ゲート電極、ソース電極はそれぞれ、走査配線G1〜G
n、信号配線S1〜Smと接続されており、ドレイン電
極はその延長である画素電極と対向電極Cnt1〜Cn
tnとの間に液晶層20を挟持しているほか、その一部
が前段のゲート電極と絶縁膜を介して蓄積容量30(以
下、前段ゲート型)を形成している。なお、1行目にあ
る画素の蓄積容量を形成するために、ダミー走査配線G
0が形成されている。
【0017】図3はフィールドシーケンシャルカラー表
示を行なう液晶表示装置の一般的な駆動方法を説明する
タイミング図であり、Vgxはゲートドライバ102よ
り供給される走査配線Gxに供給される電位波形で、通
常TFTのOn電圧VgonとOff電圧Vgoffの
2値である。Vcntxは対向電圧制御部より供給され
る対向電極Cntxに与えられる電位で、Vdxは画素
電極の電位であり、TFTがOn状態の時にソースドラ
イバ103より信号配線Syに供給されている電位が充
電される。VcntxとVdxの電位差が液晶層に印加
されることで、液晶分子の配向状態が変化しそれに伴い
液晶層の透過率が変化する。一般にVdxは表示映像に
依存した複雑な波形となるが、簡略化のため逆転移が起
こり得る一定電圧が印加されているとする。さらに、V
dはTFTのスイッチングに伴うVgxの変化によっ
て、突き抜けと呼ばれる変化が起きるが省略した。
【0018】フィールドシーケンシャルカラー表示で
は、1フレーム(Tf)を3つのサブフレーム(色フレ
ーム)に分割している。第1のサブフレーム期間は、赤
色の映像信号をG1からGnまでの走査線上にある画素
に書込むR書込期間、次いで最終行の液晶が応答するの
を待つ液晶応答期間、赤色のバックライトを点灯するR
点灯期間からなっている。第2のサブフレーム期間は緑
色、第3のサブフレーム期間は青色であるが、いずれの
期間も同様に、書込期間、液晶応答期間、点灯期間の3
つの期間からなっている。
【0019】各サブフレームにおいて、信号電圧は上下
方向の走査に従って画素に書込まれていく。また、各画
素においては信号電圧書込みの後しばらくの間は液晶の
透過率は過渡的な状態にある。従って、信号の走査中、
あるいは液晶が不完全な状態でバックライトを点灯して
おくと上下方向に輝度ムラが生じる。そこで、書込み期
間はバックライトを消灯しておき、最終行の液晶の応答
が完了した後か、あるいは少なくともある程度応答した
後に、バックライトを点灯する。
【0020】次に、図2を参照して本発明の第1の実施
形態における液晶表示装置の駆動方法を説明する。図中
で図3と同一構成であるものは同記号を付し説明を省略
する。
【0021】本実施形態の液晶表示装置の駆動方法は、
画素電極が充電されてから次の充電が起きるまでの電圧
保持期間中に、一定の重畳期間(逆転移防止期間)Ta
rを設け、Tar中にVgxを重畳電圧(逆転移防止電
圧)Varだけ変化させ、一時的に蓄積容量30を介し
てVdxに結合電圧を重畳するものである。
【0022】次に、Vdxの変化と逆転移防止効果につ
いて図4を参照して説明する。
【0023】図4(a)は図1に示した液晶表示装置の
1画素領域を示したものである。同一構成のものは同記
号を付した。この図において、走査配線Gx−1の電位
を図4(b)で示したようにVarだけ変化させたとき
のVdxの変化ΔVdは、 (数1) ΔVd=Var×Cst/(Clc+C
gd+Cst) となる。ここで、Clcは液晶層20の容量、Cstは
蓄積容量30の容量、CgdはTFT10のゲート・ド
レイン間寄生容量である。図4(c)はOCB液晶の印
加電圧−透過率曲線を示しており、Vb、Vwはそれぞ
れ液晶層が黒表示、白表示となる電圧で、Vtは一定期
間以上これ以上の電圧が印加されないとOCB液晶が逆
転移を起こす閾値電圧である。逆に言えば、Vt以上の
電圧を液晶層に印加することで、OCB液晶の逆転移を
防止することができる。この図では、OCB液晶がノー
マリホワイト表示としたが、ノーマリブラック表示とし
てもよく、そのときには、図4(d)に示したようにV
wとVbの関係が逆転する。このことは、実施形態2以
降でも同様である。R1は映像信号により画素電圧が取
りうる範囲であって、Vt以下である範囲を含んでい
る。画素電圧に|Vt−Vw|より大きいΔVdを一定
期間重畳することで、重畳期間に画素電圧が取りうる範
囲はR2へと移動し、逆転移を防止することができる。
このとき、R2が黒電圧Vb以上の電圧範囲を含むこと
が望ましい。
【0024】以上説明したように、本実施形態の液晶表
示装置の駆動方法によると、電圧保持期間中に液晶印加
電圧を変化することによって、OCB液晶の逆転移を防
止することができる。
【0025】一般に、フィールド・シーケンシャル型の
カラー表示では、赤(R)、緑(G)、青(B)の3つ
の色フレームを継時的に表示することによりカラー表示
を行なっている。各色フレームでは、それに対応した色
のバックライトが点灯されているが、重畳電圧と同期し
てこのバックライトを消灯する、あるいはその輝度を低
下させておくのが望ましい。その理由を以下に述べる。
図4の(c)あるいは(d)に示される様に、重畳期間
においては画素電圧がR2の範囲にある。このため、各
画素の透過率は所望の透過率からずれる場合がある。特
に黒表示を行っている画素では、画素電圧が黒状態から
ずれると、コントラストが低下してしまう。重畳電圧と
同期してこのバックライトを消灯する、あるいはその輝
度を低下させておくと、このような現象が防止される。
バックライトの消灯あるいは輝度低下は重畳期間の開始
と同時に開始してもよいが、バックライトの消灯あるい
は輝度低下を重畳期間よりやや早めに行なえば、上記の
弊害が確実に取り除けるのでさらに望ましい。
【0026】なお、図2においてVgxの変化Varは
正電圧方向、負電圧方向で同一としたが、画素設計や電
圧設定により等しくなくともよい。
【0027】さらに、本実施形態では前段ゲート型の蓄
積容量としたが、画素電極と後段のゲートによる蓄積容
量(以下、後段ゲート型)としても本駆動方法によって
OCB型液晶の逆転移を防止できる。
【0028】また、本実施形態においては全走査線に重
畳電圧を一括して印加し、これを画素電極に重畳させて
いるが、全配線をいくつかのブロックに分けて、別々の
タイミングで重畳させてもよい。例えば、走査配線を偶
数と奇数の2つのブロックに分けて、タイミングをずら
して重畳電圧を加えてもよい。本実施形態の液晶表示装
置では走査配線上に蓄積容量を形成しているので、全走
査線に一括して重畳電圧を加えると、各画素は蓄積容量
を通じて電圧重畳されるとともに、画素自らが接続され
たTFTからゲート−ドレイン間容量Cgdを通じた結
合電圧が重畳される。このため、結合電圧の極性の選び
方によっては電圧重畳の効果が減ずることがある。走査
配線を偶数と奇数の2つのブロックに分けて別々に電圧
重畳すれば、このような現象を防止することができる。
【0029】複数の走査配線に重畳電圧を印加する場
合、画素電極の電圧極性などによっては、対向電極への
電圧カップリングの影響を取り除くために、すべてが同
極性の重畳電圧ではない方がよい場合が多く、その場合
には大凡正負が半数ずつであることが望ましい。
【0030】なお、同様の逆転移防止効果を得るために
は、図2においてTarの間に電圧重畳する代わりに、T
FTをオン状態としてVt以上の電圧を画素に書込むこ
とも考えられる。しかしながら、この方式では、画面を
走査して電圧書込みを行なう場合には走査時間の分だけ
バックライトの点灯時間が短くなって表示が暗くなる。
また、全TFTをオン状態にして電圧書込みを行なう場
合には、縦方向の全画素を一度に充電することになるの
で、より充電能力の高いソースドライバが必要となり、
ドライバサイズの増大に伴う額縁部分の面積増や、コス
トアップを招く。
【0031】本実施形態の方式によれば、TFTはオフ
状態であるため、通常の信号書込み以上の能力がソース
ドライバに要求されることはない。また、複数のブロッ
クに分けて電圧重畳を行う場合でも数百本の走査時間に
比べると短い時間で逆転移防止効果を上げることができ
る。
【0032】(実施の形態2)図5を用いて本発明の第
2の実施形態による液晶表示装置の駆動方法を説明す
る。本実施形態に係る液晶表示装置の構成は、第1の実
施形態と同一であるので説明を省略する。
【0033】第1の実施形態では、フレーム期間Tf内
に一定の電圧重畳期間を設け、蓄積容量30を介してV
gxに与えた変化Varを、全画素に一括して重畳し
た。
【0034】これに対し本実施形態による液晶表示装置
の駆動方法は、図5に示すように、各走査電極に時間幅
Tarの重畳電圧を順次走査しながら印加していくもので
ある。この駆動方法によっても、第1の実施形態同様の
効果を得ることができ、OCB液晶の逆転移を防止する
ことができる。
【0035】各画素の蓄積容量は前段の走査線上に形成
されているので、ある走査線の電位変化は次段の画素電
極に重畳電圧を与える。例えば、G0の電位変化はG1
に接続された画素電位に重畳電圧を与え、G1の電位変
化はG2に接続された画素電位に重畳電圧を与えてい
る。
【0036】本実施形態の利点は、走査配線への重畳電
圧の印加タイミングを分散しているので、ゲートドライ
バの全出力電圧を一度に変動させる必要がなく、ゲート
ドライバへの瞬間的な負担が軽くなるという点にある。
このため、ゲートドライバが小型化できたり、コストが
低減できるという利点が生じる。
【0037】また、それぞれの走査配線において、重畳
期間からオン期間(走査電圧がVgonになる期間)まで
の間隔が一定になっているので、走査線ごとの表示むら
が生じにくいという利点もある。
【0038】なお、本実施形態の液晶表示装置において
は、同一タイミングで複数の走査配線に重畳電圧が印加
されるようにして、重畳電圧を走査するのが望ましい。
図5においては、G0の重畳電圧の後半部分とG1の重
畳電圧の前半部分、G1の重畳電圧の後半部分とG2の
重畳電圧の前半部分といったように2本の走査線に重畳
電圧が同時に印加されている。このようにすれば、重畳
電圧の時間幅Tarを1つの走査線が走査される時間幅
(水平走査期間)1Hの2倍とすることができる。実際
の液晶表示装置では、十分な逆転移防止効果を得るため
に、Tarは数十H以上に設定することが望ましく、場合
によりnH以上(nは全走査線の数)に設定してもよ
い。
【0039】電圧重畳と書込みのタイミングについて
は、すべての走査線への電圧重畳を終えた後に書込みを
開始しても構わないが、図5に示すように書込期間と重
畳期間をオーバーラップさせれば、その分だけ点灯時間
が長く取れるようになって、より明るい表示ができて望
ましい。
【0040】本実施形態の方式は、書込期間と重畳期間
をオーバーラップさせる場合に好適なものである。図6
はこれを説明するものである。例えば、走査配線G1に
走査パルスが印加されている期間T1について、その前
端では、走査配線G1に属する画素には信号電圧の充電
が開始され、同時にG4への電圧重畳が開始されてい
る。即ち、本実施形態の方式では走査配線G1に属する
画素への充電と、G1に属する画素への電圧重畳を同時
に行なうことができる。
【0041】一方、書込期間と重畳期間をオーバーラッ
プさせる場合に、電圧重畳の代わりにTFTをオン状態
としてVt以上の逆転移防止電圧を画素に書込むには、
以下の手順が必要である。即ち、ある走査線をオン状態
にして、その行に属する画素に信号電圧を充電し、その
走査線をオフ状態にする。その後、別の走査線をオン状
態にして、その行に属する画素に逆転移防止電圧を充電
し、その走査線をオフ状態にする。つまり、1Hを2つ
の期間に分割して、電圧重畳の期間と信号書込みの期間
とを別個に設ける必要がある。このため、走査線数が増
大すると十分な画素充電が行なえなくなったり、1H期
間を伸ばして充電性能を確保すると今度は点灯期間が短
くなり、表示が暗くなってしまう。
【0042】本実施形態の液晶表示装置では、上記説明
に示すように、信号配線を用いた充電とは別個に電圧重
畳を行なっているので、電圧重畳と信号書込みとを同時
に行なうことができ、走査線数が増大しても充電性能が
不足することがなく、また1H期間を伸ばす必要もない
のでより明るい表示が行なえるという利点がある。
【0043】なお、上記の説明では1ラインごとに重畳
波形をずらしていくものとしたが、これは複数の走査配
線を1組として、これを単位に重畳波形の走査を行って
もかまわない。
【0044】さらに、Vgxの変化Varは、正電圧方
向、負電圧方向で同一である必要はない、。また、その
変化の極性に関しても、すべての極性が同一ではない方
がよい場合が多く、その場合には大凡正負が半数ずつで
あることが望ましい。蓄積容量も前段ゲート型に限らず
後段ゲート型でもよい。
【0045】本実施形態においても第1の実施形態と同
様の理由で、重畳電圧と同期してこのバックライトを消
灯する、あるいはその輝度を低下させておくのが望まし
い。バックライトの消灯あるいは輝度低下は重畳期間の
開始と同時に開始してもよいが、第1の実施形態と同様
に、バックライトの消灯あるいは輝度低下を重畳期間よ
りやや早めに行なえばさらに望ましい結果が得られる。
【0046】(実施の形態3)第2の実施形態において
複数の走査配線を1組として重畳電圧を加えるもののう
ち、特に好ましい例を説明する。図7は、第2の実施形
態の図6に対応するものであるが、2本の走査配線を1
組として重畳電圧を加えている点と、これらの2本の走
査線に同時に印加される重畳電圧の極性が互いに逆であ
る点が、図6とは異なっている。また、電圧の重畳は、
2Hごとに次の2本の走査配線の組に移っていくように
順次走査されている。
【0047】一般に、走査配線と液晶表示装置の各部分
の電極(例えば対向電極)の間には、容量が形成されて
いる。このため、走査配線に重畳電圧を印加すると、電
圧の変化時に対向電極等の電位に電圧歪が生じ、クロス
トークなどの表示むらを引き起こす場合がある。
【0048】一方、図7の駆動波形では、同時に電圧重
畳される2つの走査配線で、電圧変化の方向が互いに逆
となっている。このため、対向電極等に生じる電圧歪み
が、互いにキャンセルし合い、表示むらが生じにくくな
るという利点がある。
【0049】なお、複数の走査配線に同時に重畳電圧を
加え、そのうちの一部分が他とは逆極性になるように重
畳電圧の極性が設定されていれば、本実施形態の効果を
えることができる。重畳電圧の極性は、大凡正負が半数
ずつであればさらに望ましい。
【0050】本実施形態においても第1の実施形態と同
様の理由で、重畳電圧と同期してこのバックライトを消
灯する、あるいはその輝度を低下させておくのが望まし
い。バックライトの消灯あるいは輝度低下は重畳期間の
開始と同時に開始してもよいが、第1の実施形態と同様
に、バックライトの消灯あるいは輝度低下を重畳期間よ
りやや早めに行なえばさらに望ましい結果が得られる。
なお、蓄積容量は前段ゲート型に限らず後段ゲート型で
もよい。
【0051】(実施の形態4)図8を用いて本発明の第
4の実施形態による液晶表示装置の駆動方法について説
明する。本実施形態に係る液晶表示装置の構成は第1の
実施形態と同一であるが、対向電圧制御部106は駆動
制御部101が供給するクロック信号を受けることがで
き、クロック信号に同期して対向電極の電圧を変化でき
る。
【0052】本実施形態による液晶表示装置の駆動方法
は、フレーム期間Tf内に一定の重畳期間を設け、重畳
期間において蓄積容量30を介してVgxに与えた変化
Var1を画素電極に重畳すると共に、重畳期間と同期
して対向電圧VcntxをVar2だけ変化させるもの
である。このとき、液晶層に印加される電圧は、数1で
与えられるΔVdと対向電圧の変化Var2を加えた分
だけ変化し、この変化分が図4の|Vt−Vw|より大
きければ、OCB液晶の逆転移を防止することができ
る。また、本実施形態の駆動方法によると、重畳期間の
液晶層に印加される電圧を実施形態1および2よりも高
くすることができることから、重畳期間を短縮できる効
果がある。
【0053】上記の各実施形態と同様に、本実施形態に
おいても、重畳電圧と同期してこのバックライトを消灯
する、あるいはその輝度を低下させておくのが望まし
い。バックライトの消灯あるいは輝度低下は重畳期間の
開始と同時に開始してもよいが、第1の実施形態と同様
の理由で、バックライトの消灯あるいは輝度低下を重畳
期間よりやや早めに行なえばさらに望ましい結果が得ら
れる。
【0054】なお、蓄積容量は前段ゲート型に限らず後
段ゲート型でもよい。また、Vgxの変化量Var1は
正電圧、負電圧方向で同一である必要はない。
【0055】同時に変化するVgxの極性はすべての走査
配線で同一である必要はない。いくつかの走査配線でV
gxの変化する極性を異ならせれば、Vgxの変化によ
って対向電極等に生じる電圧歪をキャンセルさせること
ができる。その時は大凡正負が半数ずつであることが望
ましい。
【0056】但し、本実施形態においては、Vgxへの
電圧重畳に同期して対向電圧Vcntxをも変化させて
おり、その効果を有効にするためにはVgxの変化と対
向電圧の変化の極性(変化の方向)が逆である必要があ
る。このため、いくつかの走査配線でVgxの変化する
極性を異ならせる場合には、その走査配線に対応するよ
うに対向電極を分割して、対向電極にも極性の異なる電
圧変化を与えるのが望ましい。例えば、TN型液晶など
の場合には、対向基板上の対向電極を走査線に対応する
ようにストライプ状に分割し、それぞれの対向電極を独
立に電圧制御するか、あるいは所望の変化の極性に応じ
てブロック分けをして電圧制御すればよい。IPS型液
晶など、それぞれの走査配線に対応した対向電極が既に
形成されている場合には、既に対向電極が走査線に対応
して分割されているので、この方式に好適である。
【0057】(実施の形態5)実施形態1から4では、
蓄積容量が走査配線上に形成されている(以下、オンゲ
ート型)液晶表示装置の駆動方法であったが、本実施形
態では蓄積容量を共通配線上に形成する(以下、共通配
線型)液晶表示装置の駆動方法について述べる。
【0058】図9は本発明の第5の実施形態に係る液晶
表示装置の構成図であり、画素領域1と、駆動制御部1
01と、ゲートドライバ102と、ソースドライバ10
3と、バックライト輝度制御部104と、バックライト
105と、対向電圧制御部106と、共通電圧制御部1
07とを備え、画素領域1はゲート電極、ソース電極が
走査配線Gx、信号配線Sxと接続されたTFT10
と、TFTのドレイン電極の延長である画素電極と対向
電極Cntxに挟持された液晶層20と、画素電極の一
部が共通配線Comxと絶縁膜を介して形成する蓄積容
量30からなっている。共通配線は1行につき1本づつ
形成されている。
【0059】次に、図10を参照して図8の液晶表示装
置の駆動方法を説明する。
【0060】図10において、Vgxはゲートドライバ
102から走査配線Gxに供給される走査信号で、これ
がVgonとなるとTFT10はOn状態になり、ソー
スドライバ103から信号配線Syに供給されている映
像信号が画素電極に充電される。通常、映像信号は表示
映像に基づく複雑な波形となるが、説明の簡略化のため
白信号であるとする。Vcntxは対向電極の電圧で一
定電圧である。Vcomxは共通配線Comxの電位波
形で、通常の駆動方法では一定電圧であるが、本実施形
態の駆動方法においては、フレーム期間Tf内に一定の
重畳期間を設け、この期間に逆転防止電圧Varの変化
を与える。このとき画素電極の電位は、(数1)で与え
られるΔVdだけ変化されることから、ΔVdが図4
(c)における|Vt−Vw|以上であれば実施形態1
で述べたようにOCB液晶の逆転移を防止することがで
きる。
【0061】本実施形態においても、各色フレームで
は、それに対応した色のバックライトが点灯されている
が、第1の実施形態で述べたのと同様の理由で、重畳電
圧と同期してこのバックライトを消灯する、あるいはそ
の輝度を低下させておくのが望ましい。バックライトの
消灯あるいは輝度低下は重畳期間の開始と同時に開始し
てもよいが、バックライトの消灯あるいは輝度低下を重
畳期間よりやや早めに行なえば、さらに望ましい結果が
得られるのも第1の実施形態と同様である。
【0062】なお、図10においてVgxの変化Var
は正電圧方向、負電圧方向で同一としたが、画素設計や
電圧設定により等しくなくともよい。
【0063】また、本実施形態では全共通配線に一括し
て重畳電圧を印加しているが、全配線をいくつかのブロ
ックに分けて、連続したあるいは不連続な共通配線を1
組とし、それぞれの共通配線の組ごとにタイミングを異
ならせて電圧重畳してもよい。複数の共通配線に同時に
電圧重畳する場合には、重畳する電圧の極性はすべてで
同一ではない方がよい場合が多く、大凡正負が半数ずつ
であることが望ましい。
【0064】なお、同様の逆転移防止効果を得るために
は、図10においてTarの間に電圧重畳する代わりに、
TFTをオン状態としてVt以上の電圧を画素に書込む
ことも考えられる。しかしながら、この方式では、画面
を走査して電圧書込みを行なう場合には走査時間の分だ
けバックライトの点灯時間が短くなって表示が暗くな
る。また、全TFTをオン状態にして電圧書込みを行な
う場合には、縦方向の全画素を一度に充電することにな
るので、より充電能力の高いソースドライバが必要とな
り、ドライバサイズの増大に伴う額縁部分の面積増や、
コストアップを招く。
【0065】本実施形態の方式によれば、TFTはオフ
状態であるため、通常の信号書込み以上の能力がソース
ドライバに要求されることはない。また、複数のブロッ
クに分けて電圧重畳を行う場合でも数百本の走査時間に
比べると短い時間で逆転移防止効果を上げることができ
る。
【0066】(実施の形態6)図11を用いて本発明の
第6の実施形態における液晶表示装置の駆動方法を説明
する。本実施形態に係る液晶表示装置の構成は、実施形
態5と同一であるので説明を省略する。
【0067】本実施形態による液晶表示装置の駆動方法
は、電圧保持期間内に一定の重畳期間Tarを設け、重
畳期間において蓄積容量30を介してVcomxに与え
た変化Varを画素電極に重畳する。重畳期間は行ごと
にずらされており、共通配線電圧が画面の上部から下部
に向かって走査されている。この駆動方法によっても、
第5の実施形態同様の効果を得ることができ、OCB液
晶の逆転移を防止することができる。
【0068】なお、本実施形態の液晶表示装置において
は、同一タイミングで複数の共通配線に重畳電圧が印加
されるようにして、重畳電圧を走査するのが望ましい。
図11においては、1行目(G1)にある共通配線にか
かる重畳電圧の後半部分と、2行目(G2)にある共通
配線にかかる重畳電圧の前半部分が同時に印加されてい
る。また、2行目(G2)にある共通配線にかかる重畳
電圧の後半部分と、3行目(G3)にある共通配線にか
かる重畳電圧の前半部分が同時に印加されている。即
ち、2本の走査線に重畳電圧が同時に印加されている。
このようにすれば、重畳電圧の時間幅Tarを1つの走査
線が走査される時間幅(水平走査期間)1Hの2倍とす
ることができる。実際の液晶表示装置では、十分な逆転
移防止効果を得るために、Tarは数十H以上に設定する
ことが望ましく、場合によりnH以上(nは全走査線の
数)に設定してもよい。
【0069】電圧重畳と書込みのタイミングについて
は、すべての走査線への電圧重畳を終えた後に書込みを
開始しても構わないが、図11に示すように書込期間と
重畳期間をオーバーラップさせれば、その分だけ点灯時
間が長く取れるようになって、より明るい表示ができて
望ましい。
【0070】本実施形態の方式は、書込期間と重畳期間
をオーバーラップさせる場合に好適なものである。図1
2はこれを説明するものである。例えば、2行目(G
2)の走査配線に走査パルスが印加されている期間T2
について、その前端では、2行目の画素には信号電圧の
充電が開始され、同時に5行目(G5)の画素への電圧
重畳が開始されている。即ち、本実施形態の方式では2
行目にある画素への充電と、5行目にある画素への電圧
重畳を同時に行なうことができる。
【0071】一方、書込期間と重畳期間をオーバーラッ
プさせる場合に、電圧重畳の代わりにTFTをオン状態
としてVt以上の逆転移防止電圧を画素に書込むには、
以下の手順が必要である。即ち、ある走査線をオン状態
にして、その行に属する画素に信号電圧を充電し、その
走査線をオフ状態にする。その後、別の走査線をオン状
態にして、その行に属する画素に逆転移防止電圧を充電
し、その走査線をオフ状態にする。つまり、1Hを2つ
の期間に分割して、電圧重畳の期間と信号書込みの期間
とを別個に設ける必要がある。このため、走査線数が増
大すると十分な画素充電が行なえなくなったり、1H期
間を伸ばして充電性能を確保すると今度は点灯期間が短
くなり、表示が暗くなってしまう。
【0072】本実施形態の液晶表示装置では、上記説明
に示すように、信号配線を用いた充電とは別個に電圧重
畳を行なっているので、電圧重畳と信号書込みとを同時
に行なうことができ、走査線数が増大しても充電性能が
不足することがなく、また1H期間を伸ばす必要もない
のでより明るい表示が行なえるという利点がある。
【0073】なお、上記の説明では1ラインごとに重畳
波形をずらしていくものとしたが、これは複数の走査配
線を1組として、これを単位に重畳波形の走査を行って
もかまわない。
【0074】さらに、Vgxの変化Varは、正電圧方
向、負電圧方向で同一である必要はない。また、その極
性に関しても、すべての極性が同一ではない方がよい場
合が多く、その場合には大凡正負が半数ずつであること
が望ましい。
【0075】本実施形態においても第1の実施形態と同
様の理由で、重畳電圧と同期してこのバックライトを消
灯する、あるいはその輝度を低下させておくのが望まし
い。バックライトの消灯あるいは輝度低下は重畳期間の
開始と同時に開始してもよいが、第1の実施形態と同様
に、バックライトの消灯あるいは輝度低下を重畳期間よ
りやや早めに行なえばさらに望ましい結果が得られる。
【0076】(実施の形態7)図13を用いて本発明の
第7の実施形態における液晶表示装置の駆動方法を説明
する。本実施形態に係る液晶表示装置の構成は実施形態
4と同一であるが、対向電圧制御部106が駆動制御部
101からのクロック信号を受けられることが必要であ
る。
【0077】本実施形態の駆動方法は、フレーム期間内
に重畳期間を設け、共通配線の電位をVar1だけ変化
させることで画素電位に重畳させる。それとともに、対
向電圧をVar2の変化を与え、液晶層20の印加電圧
を増加させるものである。この駆動方法によれば、実施
形態4にあるようにOCB液晶の逆転移を防止できる。
【0078】本実施形態では、液晶層に印加される電圧
は、数1で与えられるΔVdと対向電圧の変化Var2
を加えた分だけ変化し、この変化分が図4の|Vt−V
w|より大きければ、OCB液晶の逆転移を防止するこ
とができる。このため、重畳期間の液晶層に印加される
電圧を実施形態8および9よりも高くすることができる
ことから、重畳期間を短縮できる効果がある。
【0079】上記の各実施形態と同様に、本実施形態に
おいても、重畳電圧と同期してこのバックライトを消灯
する、あるいはその輝度を低下させておくのが望まし
い。バックライトの消灯あるいは輝度低下は重畳期間の
開始と同時に開始してもよいが、第1の実施形態と同様
の理由で、バックライトの消灯あるいは輝度低下を重畳
期間よりやや早めに行なえばさらに望ましい結果が得ら
れる。
【0080】なお、Vcomxの電圧変化量Var1は
正電圧、負電圧方向で同一である必要はない。また、同
時に変化するVgxの極性はすべての走査配線で同一であ
る必要はない。いくつかの走査配線でVgxの変化する
極性を異ならせれば、Vgxの変化によって対向電極等
に生じる電圧歪をキャンセルさせることができる。その
時は大凡正負が半数ずつであることが望ましい。
【0081】但し、本実施形態においては、Vgxへの
電圧重畳に同期して対向電圧Vcntxをも変化させて
おり、その効果を有効にするためにはVgxの変化と対
向電圧の変化の極性(変化の方向)が逆である必要があ
る。このため、いくつかの走査配線でVgxの変化する
極性を異ならせる場合には、その走査配線に対応するよ
うに対向電極を分割して、対向電極にも極性の異なる電
圧変化を与えるのが望ましい。例えば、TN型液晶など
の場合には、対向基板上の対向電極を走査線に対応する
ようにストライプ状に分割し、それぞれの対向電極を独
立に電圧制御するか、あるいは所望の変化の極性に応じ
てブロック分けをして電圧制御すればよい。IPS型液
晶など、それぞれの走査配線に対応した対向電極が既に
形成されている場合には、既に対向電極が走査線に対応
して分割されているので、この方式に好適である。
【0082】(実施の形態8)図14は本発明の第8の
実施形態に係る液晶表示装置の構成図であり、画素領域
1と、駆動制御部101と、ゲートドライバ102と、
ソースドライバ103と、バックライト輝度制御部10
4と、バックライト105と、対向電圧制御部106
と、共通電圧制御部107とを備え、画素領域1はゲー
ト電極、ソース電極がそれぞれ走査配線Gx、信号配線
Syと接続されたTFT10と、TFTのドレイン電極
の延長である画素電極と対向電極Cntxに挟持された
液晶層20と、画素電極の一部がそれぞれ前段の走査配
線Gn−1、共通配線Comxと絶縁膜を介して形成す
る第一の蓄積容量31、第二の蓄積容量32からなって
いる。
【0083】次に、図15を参照して図14の液晶表示
装置の駆動方法を説明する。本実施形態の液晶表示装置
の駆動方法は図11に示す第6の実施形態の駆動方法に
おいて、共通配線に加えて走査配線からも重畳電圧を印
加するものである。
【0084】図15において、Vgxはゲートドライバ
102から走査配線Gxに供給される走査信号で、これ
がVgonとなるとTFT10はOn状態になり、ソー
スドライバ103から信号配線Syに供給される映像信
号が画素電極に充電される。通常、映像信号は表示映像
に基づく複雑な波形となるが、説明の簡略化のため白信
号であるとする。Vcntxは対向電極の電圧で一定電
圧である。Vcomxは共通配線Comxの電位で通常
の駆動方法では一定電圧である。本実施形態による液晶
表示装置の駆動方法は、画素電極の電圧保持期間内に、
各走査線に属する画素に一定の重畳期間Tarを設け、
この重畳期間において前段の走査信号Vgx−1にはV
ar1、当段の共通電圧VcomxにはVar2の変化
をそれぞれ与えて画素電圧に重畳させるものである。画
素電圧に重畳される電圧ΔVdは図4(e)を参照する
と、 (数2) ΔVd=Var1×(Cst1/Ct)
+ Var2×(Cst2/Ct) となる。ここで、CgdはTFT10のゲート−ドレイ
ン間の寄生容量、Clcは液晶層20の容量、Cst1
は第一の蓄積容量、Cst2は第二の蓄積容量で、Ct
はこれら4つの容量和(=Cgd+Clc+Cst1+
Cst2)である。
【0085】本実施形態の液晶表示装置の駆動方法にお
いて、画素電圧の変化ΔVdが図4(c)の|Vt−V
w|以上であれば、実施形態1で述べたようにOCB液
晶の逆転移を防止することができる。本実施形態では、
重畳期間に走査電圧Vgxと共通電圧Vcomxの両方
に変化を与えたが、走査配線のみに変化を与えた場合に
は実施形態2と、共通電圧のみに変化を与えた場合には
実施形態6と同一の駆動方法となるので、同様の効果が
得られることは明白である。本実施形態では、第一の蓄
積容量が前段ゲート型であるとして説明したが、後段ゲ
ート型でも同様の効果が得られる。また、Var1、V
ar2のいずれも正電圧方向、負電圧方向で同一の値を
とる必要はない。
【0086】本実施形態ではVar1とVar2が同じ
タイミングで同じ期間だけ重畳されているが、両者の重
畳タイミングはこれに限定されるものではない。Var
1とVar2の一部が少なくとも重なり合っているとき
には、より高い電圧を画素電極に重畳することができる
ので、ゲートドライバや共通電圧制御部の耐圧が低いと
きに有効である。また、耐圧が充分に高いときには、V
ar1とVar2を離れた期間に印加して、1フレーム
期間内に二度重畳を行うことでゲートドライバ、共通電
圧制御部の負荷を低減することができる。
【0087】なお、本実施形態においても第1の実施形
態と同様の理由で、重畳電圧と同期してこのバックライ
トを消灯する、あるいはその輝度を低下させておくのが
望ましい。バックライトの消灯あるいは輝度低下は重畳
期間の開始と同時に開始してもよいが、第1の実施形態
と同様に、バックライトの消灯あるいは輝度低下を重畳
期間よりやや早めに行なえばさらに望ましい結果が得ら
れる。
【0088】(実施の形態9)図16を用いて本発明の
第9の実施形態における液晶表示装置の駆動方法を説明
する。本実施形態に係る液晶表示装置の構成は、実施形
態7と同一であるので説明を省略する。
【0089】本実施形態による液晶表示装置の駆動方法
は、図11に示す第5の実施形態の駆動方法で、共通配
線に加えて走査配線からも重畳電圧を印加するものであ
る。即ち、フレーム期間内に一定の重畳期間を設け、重
畳期間において蓄積容量31、32を介して、前段の走
査信号Vgx−1に与えた電位変化Var1と、当段の
Vcomxに与えた変化Var2を画素電極に重畳す
る。この駆動方法によると、第8の実施形態同様の効果
を得ることができ、OCB液晶の逆転移を防止すること
ができる。
【0090】本実施形態では、重畳期間にVgx−1、
Vcomxを変化させているが、どちらか一方でも同様
の効果が得られることは、実施形態1もしくは実施形態
7から明らかである。また、実施形態8で述べたよう
に、Vgx−1、Vcomxの変化Var1、Var2
は、正電圧方向、負電圧方向で同一である必要はない。
【0091】本実施形態においても第1の実施形態と同
様の理由で、重畳電圧と同期してこのバックライトを消
灯する、あるいはその輝度を低下させておくのが望まし
い。バックライトの消灯あるいは輝度低下は重畳期間の
開始と同時に開始してもよいが、第1の実施形態と同様
に、バックライトの消灯あるいは輝度低下を重畳期間よ
りやや早めに行なえばさらに望ましい結果が得られる。
【0092】(実施の形態10)図17を用いて本発明
の第10の実施形態における液晶表示装置の駆動方法を
説明する。本実施形態に係る液晶表示装置の構成は実施
形態8や9と同一であるが、対向電圧制御部106が駆
動制御部101からのクロック信号を受けられることが
必要である。
【0093】本実施形態の駆動方法は、第9の実施形態
と同様に、フレーム期間内に重畳期間を設け、Vgx−
1、VcomxをVar1、Var2だけ変化させるこ
とで蓄積容量31、32を介して画素電位に重畳させ
る。それとともに、対向電圧をVar3の変化を与え、
液晶層20の印加電圧を増加させるものである。この駆
動方法によって、実施形態8や9で述べたようにOCB
液晶の逆転移を防止できる。
【0094】この駆動方法によれば、重畳期間内の液晶
印加電圧をより大きくすることができ、重畳期間を短く
することができる。走査配線、共通配線電圧の変化Va
r1、Var2、対向電圧の変化Var3のいずれも、
正電圧方向、負電圧方向で同一である必要はない。本実
施形態では、重畳期間にVgx−1、Vcomxを変化
させているが、どちらか一方でも同様の効果が得られる
ことは、実施形態4もしくは実施形態7から明らかであ
る。
【0095】本実施形態においても第1の実施形態と同
様の理由で、重畳電圧と同期してこのバックライトを消
灯する、あるいはその輝度を低下させておくのが望まし
い。バックライトの消灯あるいは輝度低下は重畳期間の
開始と同時に開始してもよいが、第1の実施形態と同様
に、バックライトの消灯あるいは輝度低下を重畳期間よ
りやや早めに行なえばさらに望ましい結果が得られる。
【0096】(実施の形態11)図18は本発明の第1
1の実施形態に係る液晶表示装置であり、画素領域1
と、駆動制御部101と、ゲートドライバ102と、ソ
ースドライバ103と、バックライト輝度制御部104
と、バックライト105と、対向電圧制御部106を備
え、画素領域1は、ゲート電極、ソース電極がそれぞれ
走査配線Gx、信号配線Syに接続されているTFT1
0と、TFTのドレイン電極の延長である画素電極と対
向電極Cntxに挟持された液晶層20からなってい
る。
【0097】次に、図19を参照して本実施形態におけ
る液晶表示装置の駆動方法を説明する。
【0098】図19において、Vgxはゲートドライバ
102より走査配線Gxに供給される走査信号で、これ
がVgonの時にTFT10がOn状態となり、ソース
ドライバ103より信号配線に供給されている映像信号
を画素電極に充電され画素電圧Vdとなる。通常、映像
信号は表示映像に基づく複雑な波形となるが、説明の簡
略化のため白信号であるとする。Vcntxは対向電極
Cntxの電圧波形で、通常の駆動方法では対向電圧制
御部106から一定電圧が印加されている。本実施形態
における駆動方法では、フレーム期間内に重畳期間を設
け、対向電圧CntxをVarだけ変化させることによ
り液晶層20に印加される電圧も同様にVarだけ変化
されるので、実施形態1で述べたようにOCB液晶の逆
転移を防止することができる。
【0099】本実施形態の駆動方法では画素電位を変化
させないので、重畳期間前後において画素電位の変動が
少ない利点がある。
【0100】本実施形態においても第1の実施形態と同
様の理由で、重畳電圧と同期してこのバックライトを消
灯する、あるいはその輝度を低下させておくのが望まし
い。バックライトの消灯あるいは輝度低下は重畳期間の
開始と同時に開始してもよいが、第1の実施形態と同様
に、バックライトの消灯あるいは輝度低下を重畳期間よ
りやや早めに行なえばさらに望ましい結果が得られる。
【0101】(実施の形態12)第2の実施形態(図
5)、第6の実施形態(図11)、および、第8の実施
形態(図15)では、フィールド・シーケンシャル・カ
ラー表示を行う際に、重畳電圧を走査する駆動方式につ
いて説明を行なった。また、第3の実施形態(図7)で
は、その変形例の1つを説明した。特に好ましい例とし
て、重畳期間と信号電圧の書込み期間をオーバーラップ
させる方式を取り上げ、高いコントラストを得ながら、
バックライトの点灯期間を長く取るために有効なもので
あることを説明した。
【0102】一方、本実施形態では重畳期間と信号電圧
の書込み期間を分ける方式で好ましいものを例示する。
以下の説明では、一例として、第2の実施形態(図5)
に対応するものを示すが、他の実施形態に対しても同様
であり、これらに対する説明は省略する。
【0103】図20は、本実施形態の液晶表示装置の駆
動方法を説明するための図であり、図1の液晶表示装置
の別の駆動方式を示すものである。
【0104】第2の実施形態では、バックライトを消灯
している期間に電圧重畳と信号書込み(例えばR書込)
を行ない、液晶応答期間の後にバックライトを点灯した
(例えばR点灯)。これに対し、本実施形態では、信号
書込み(例えばR書込)の開始とほぼ同時にバックライ
トを点灯し(例えばR点灯)、書込み終了後に電圧保持
期間を設け、その後の重畳期間の終了時にほぼ同期して
バックライトを消灯する。重畳期間の終了後、所定の期
間を待って次の色フレームの書込みが開始される。
【0105】本実施形態の駆動方法においても、フレー
ム期間Tf内に一定の重畳期間を設け、この期間に走査
配線に逆転防止電圧Varの変化が与られている。即
ち、ある行の画素(例えば走査配線G1に接続されてい
る画素)の電位に対し、前段の走査配線(例えばG0)
の電位を変動させることにより重畳電圧を印加してい
る。従って、第2の実施形態と同様に、OCB液晶の逆
転移を防止できる。
【0106】一方、本実施形態の方式には、書込期間や
重畳期間にもバックライトを点灯しているので、第2の
実施形態に比べて点灯期間が長く取れる。従って、明る
い表示を行うことができたり、バックライトの瞬間的な
発光強度を低くできるという特長がある。
【0107】消灯期間を設けること、あるいは、重畳期
間と書込期間の間に時間を設けることには、隣接する色
フレームでの混色を低減する効果がある。一方で、より
明るい表示を行いたい場合や、バックライトの瞬間的な
発光強度に制約のある場合には、消灯期間をなくした
り、重畳期間の終了後すぐに書込期間を開始するのが有
効である。
【0108】また、バックライトの点灯や消灯は、信号
書込みの開始や重畳期間の終了と同時である必要はな
く、明るさと色フレーム間の混色の要望度合いに応じて
調整してもよい。
【0109】本実施形態の液晶表示装置の駆動方法によ
れば、第2の実施形態をベースとし、その重畳、書込
み、バックライトの点灯のタイミングを工夫することに
より、明るい表示を行なったり、バックライトの瞬間的
な発光強度を低くすることができた。
【0110】一方、本実施形態の方式は、第6の実施形
態(図11)、および、第8の実施形態(図15)に対
しても容易に適用される。即ち、第6の実施形態(図1
1)では共通電極から重畳電圧が印加され、第8の実施
形態(図15)では走査配線と共通電極の双方から重畳
電圧が印加されている。第2の実施形態に比べて、重畳
電圧を印加する配線は異なっているが、重畳、書込み、
バックライトの点灯のタイミングについては、第2の実
施形態とほぼ同一である。従って、本実施形態と同様に
考えて、重畳、書込み、バックライトの点灯のタイミン
グを工夫すれば、同様の効果を得ることができる。
【0111】さらに、第3の実施形態(図7)は、重畳
電圧を走査するものの1つの変形例であり、2本の走査
配線を1組として重畳電圧を走査しているが、同様に考
えて、重畳、書込み、バックライトの点灯のタイミング
を工夫すれば、同様の効果を得ることができる。
【0112】なお、本実施形態の液晶表示装置は隣接す
る2色の点灯タイミングが近接しているので、色フレー
ム間の分離が容易である応答速度の速い液晶に好適であ
る。即ち、応答速度(立上り、立下りにおいて信号の切
替りから輝度変化量が90%に達するまでの時間の和)
が、室温において色フレームの1/3以下となる液晶パ
ネルを用いるのが混色を防ぐ意味で好ましく、1/5以
下であればさらに望ましい。具体的には、駆動周波数が
60ヘルツ(1フレームが16.6ミリ秒)で、3つの
色フレームを含む場合には、上記の応答速度が1.8ミ
リ秒以下であれば好ましく、1.1ミリ秒であればさら
に望ましい。
【0113】(実施の形態13)上記した実施形態のう
ちで、全画素に一括して電圧重畳する場合について、O
CB液晶に替えてセル厚が2ミクロンのTN型液晶を用
いて、同様の駆動を行なった。これは、第1の実施形態
(図2)、第4の実施形態(図8)、第5の実施形態
(図10)、第7の実施形態(図13)、第9の実施形
態(図16)、第10の実施形態(図17)、第11の
実施形態(図19)において、TN型液晶を用いたもの
に相当する、以下、その効果を説明する。これらの実施
形態において、従来法のように全てのTFTをオン状態
にしてリセット電圧書込みを行なう場合には、縦方向の
全画素を一度に充電することになる。そのため、より充
電能力の高いソースドライバが必要となり、ドライバサ
イズの増大に伴う額縁部分の面積増や、コストアップを
招く。一方、本実施形態に示すように容量結合によって
電圧重畳すれば、ソースドライバーの充電能力を増すこ
となく、リセット電圧を書込むことができる。
【0114】なお、本実施形態は電圧重畳により黒表示
を行なうことができるノーマリーホワイト型のものに好
適である。さらには、図21に示すように電気−光学特
性が、印加電圧の高電圧側で飽和傾向を持つものに好適
である。その理由は、重畳時の画素電圧範囲R2の下限
が飽和電圧以上になるようにしておけば、表示電圧がR
1のどこにあるかに関わらず重畳時には良好な黒レベル
を得ることができ、良好なコントラストが得られるから
である。この場合、重畳期間にバックライトを点灯した
としてもコントラスト低下がほとんどないので、バック
ライトの消灯を行なわずに駆動したり、消灯期間を短く
してより明るい表示をえることもできる。
【0115】(実施の形態14)上記した実施形態のう
ちで、重畳電圧を走査しながら印加するものについて、
OCB液晶に替えてセル厚が2ミクロンのTN型液晶を
用いて、同様の駆動を行なった。これは、第2の実施形
態(図5)、第3の実施形態(図7)、第6の実施形態
(図11)、第8の実施形態(図15)において、TN
型液晶を用いたものに相当する。以下、その効果を説明
する。これらの実施形態において、従来法のように順次
走査配線からTFTにオン電圧を与えてリセット電圧書
込みを行なう場合には、リセット電圧を書込んでいる間
は、信号配線がリセット電位となっているので、画素電
圧を書込むことはできない。このため、リセット電圧書
込みの走査時間の分だけバックライトの点灯時間が短く
なって表示が暗くなる。一方、本実施形態に示すように
容量結合によって電圧重畳すれば、信号電圧書込みと電
圧重畳を同時に行なえるので、リセット電圧書込みのた
めの走査時間を信号電圧書込み期間にオーバーラップさ
せることができる。この結果、バックライトの点灯時間
を長くとることができ、明るい表示を行なうことができ
る。
【0116】なお、本実施形態も第13の実施形態と同
様に、電圧重畳により黒表示を行なうことができるノー
マリーホワイト型のものに好適である。また、第13の
実施形態と同様の理由で、さらには、図21に示すよう
に電気−光学特性が、印加電圧の高電圧側で飽和傾向を
持つものに好適である。この場合、重畳期間にバックラ
イトを点灯したとしてもコントラスト低下がほとんどな
いので、バックライトの消灯を行なわずに駆動したり、
消灯期間を短くしてより明るい表示をえることもでき
る。
【0117】なお、上記のいずれの実施形態において
も、重畳期間に透過率が高くなる場合(例えばノーマリ
ーブラック表示を行う場合)には、重畳期間にバックラ
イトとを白色に点灯させることが表示特性の改善に有効
である。フィールド・シーケンシャル・カラー表示を行
う場合には、目線の移動や、表示装置の揺れなどによっ
て色割れ(カラー・ブレーク)と呼ばれる現象が生じ、
視感上の課題になることがある。この色割れを低減する
ために、RGBの3原色のほかに、第4のフレームとし
て白フレームを表示することがある。本実施形態で重畳
期間に透過率が高くなる場合、これに同期させてバック
ライトとを白色に点灯すれば、わざわざ白フレームを形
成することなく、同様の色割れ低減・防止効果を得るこ
とができる。なお、この場合、白色点灯の強度を表示画
像に応じて調節すれば、色割れの低減・防止と、白フレ
ームによるコントラスト低下が、表示画像に応じて最適
なものとされるので、なお望ましい。
【0118】また、バックライトを複数のブロックに分
けておき、表示画像の書込み走査、あるいは重畳電圧の
走査のいずれか一方、あるいは双方と同期させて、バッ
クライトの消点灯や、点灯色を走査することもできる。
こうすれば、各ブロックごとに点灯期間や点灯色が最適
化されるので、各ブロックにおける点灯期間を伸ばすこ
とができるので、明るい表示を行うことができる。これ
は、特に重畳電圧を走査するものに好適である。
【0119】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、OCB液
晶を用いてフィールド・シーケンシャル・カラー表示を
行う液晶表示装置において逆転移を防止することができ
る。
【0120】また、本発明によれば隣接するフレーム間
を分離する電圧書込みを容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1から第4の実施形態に係る液晶表
示装置の構成図
【図2】本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置の
駆動方法に係わる電圧波形図
【図3】従来例の液晶表示装置の駆動方法が行う制御に
係わる電圧波形図
【図4】OCB液晶層への電圧重畳を説明する等価回
路、電圧波形図と特性図
【図5】本発明の第2の実施形態に係る液晶表示装置の
駆動方法に係わる電圧波形図
【図6】本発明の第2の実施形態に係る液晶表示装置の
駆動方法が行う制御に係わる電圧波形図
【図7】本発明の第3の実施形態に係る液晶表示装置の
駆動方法が行う制御に係わる電圧波形図
【図8】本発明の第4の実施形態に係る液晶表示装置の
駆動方法が行う制御に係わる電圧波形図
【図9】本発明の第5から第7の実施形態に係る液晶表
示装置の構成図
【図10】本発明の第5の実施形態に係る液晶表示装置
の駆動方法が行う制御に係わる電圧波形図
【図11】本発明の第6の実施形態に係る液晶表示装置
の駆動方法が行う制御に係わる電圧波形図
【図12】本発明の第6の実施形態に係る液晶表示装置
の駆動方法が行う制御に係わる電圧波形図
【図13】本発明の第7の実施形態に係る液晶表示装置
の駆動方法が行う制御に係わる電圧波形図
【図14】本発明の第8から第10の実施形態に係る液
晶表示装置の構成図
【図15】本発明の第8の実施形態に係る液晶表示装置
の駆動方法が行う制御に係わる電圧波形図
【図16】本発明の第9の実施形態に係る液晶表示装置
の駆動方法が行う制御を説明する電圧波形図
【図17】本発明の第10の実施形態に係る液晶表示装
置の駆動方法が行う制御に係わる電圧波形図
【図18】本発明の第11の実施形態に係る液晶表示装
置の構成図
【図19】本発明の第11の実施形態に係る液晶表示装
置の駆動方法が行う制御に係わる電圧波形図
【図20】本発明の第12の実施形態に係る液晶表示装
置の駆動方法が行う制御に係わる電圧波形図
【図21】液晶層への電圧重畳を説明する特性図
【図22】従来の液晶表示装置の画素構造を示す平面図
【図23】フィールド・シーケンシャル・カラー表示を
行う液晶表示装置の画素構造を示す平面図
【図24】従来例の液晶表示装置の駆動方法が行う制御
に係わる電圧波形図
【図25】本発明の液晶表示装置で用いるOCB液晶の
配向状態を説明する断面図
【符号の説明】
1 画素領域 10 TFT 20 液晶層 30,31,32 蓄積容量 101 駆動制御部 102 ゲートドライバ 103 ソースドライバ 104 バックライト輝度制御部 105 バックライト 106 対向電圧制御部 107 共通電圧制御部 G1〜Gn 走査配線 S1〜Sm 信号配線 Cnt1〜Cntn 対向電極 Com1〜Comn 共通配線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 3/20 622 G09G 3/20 622C 3/36 3/36 (72)発明者 中尾 健次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2H088 HA06 HA28 LA02 LA09 MA05 MA18 2H090 HD14 LA04 LA16 MA06 MB14 2H093 NA43 NA45 NA65 NA79 NB07 NE04 5C006 AA22 AC24 BA19 BB16 EA01 FA11 5C080 AA10 BB05 CC03 DD01 DD07 DD08 DD10 EE29 EE30 FF11 FF12 JJ02 JJ04 JJ05

Claims (49)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つの映像フレームを複数の色フレーム
    に分割して表示を行なうアクティブマトリクス型液晶表
    示の駆動方法であって、 前記色フレーム期間は、映像信号の書込み期間と保持期
    間とを少なくとも含んでおり、 前記色フレーム期間内、あるいは、前記複数の色フレー
    ム期間の間、のうち少なくとも1箇所において、 液晶層に印加された電圧を電圧保持期間内で一時的に変
    化させることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  2. 【請求項2】 1つの映像フレームを複数の色フレーム
    に分割して表示を行なうアクティブマトリクス型液晶表
    示の駆動方法であって、 前記色フレーム期間は、映像信号の書込み期間と保持期
    間とを少なくとも含んでおり、 前記液晶表示装置は、液晶層と、これに電圧を印加する
    複数の画素電極と対向電極とを有し、前記画素電極には
    蓄積容量が接続され、 前記色フレーム期間内、あるいは、前記複数の色フレー
    ム期間の間の期間、のうち少なくとも1箇所において、 前記電圧保持期間において前記蓄積容量から前記画素電
    極に所定の電圧を一時的に重畳する液晶表示装置の駆動
    方法。
  3. 【請求項3】 液晶層が、表示時に電圧無印加時とは異
    なる配向状態であることを特徴とする請求項1または2
    記載の液晶表示装置の駆動方法。
  4. 【請求項4】 液晶層が、表示時に転移した状態である
    ことを特徴とする請求項3記載の液晶表示装置の駆動方
    法。
  5. 【請求項5】 液晶層は、液晶層に印加する電圧が一定
    期間以上特定の電圧以下であると、逆転移することを特
    徴とする請求項4記載の液晶表示装置の駆動方法。
  6. 【請求項6】 液晶層は、OCB液晶であることを特徴
    とする請求項1から5のいずれか1項記載の液晶表示装
    置の駆動方法。
  7. 【請求項7】 重畳電圧は、液晶層の逆転移防止作用を
    持つレベルであることを特徴とする請求項3から6のい
    ずれかに記載の液晶表示装置の駆動方法。
  8. 【請求項8】 重畳電圧が、映像信号電圧の最小値と逆
    転移が起こる閾値電圧との差以上であることを特徴とす
    る請求項7記載の液晶表示装置の駆動方法。
  9. 【請求項9】 ノーマリホワイト表示を行う前記液晶表
    示装置に対し、重畳電圧を重畳中の液晶層に印加される
    電圧が、黒電圧以上であることを特徴とする請求項7ま
    たは8記載の液晶表示装置の駆動方法。
  10. 【請求項10】 ノーマリブラック表示を行う前記液晶
    表示装置に対し、重畳電圧を重畳中の液晶層に印加され
    る電圧が、白電圧以上であることを特徴とする請求項7
    または8記載の液晶表示装置の駆動方法。
  11. 【請求項11】 重畳電圧の重畳は、順次走査されるこ
    とを特徴とする請求項1から10のいずれか1項記載の
    液晶表示装置の駆動方法。
  12. 【請求項12】 重畳電圧の重畳は、複数の走査配線に
    属する画素に対して同時に行なわれることを特徴とする
    請求項1から10のいずれか1項記載の液晶表示装置の
    駆動方法。
  13. 【請求項13】 重畳電圧の重畳は、複数行ずつ走査さ
    れることを特徴とする請求項12記載の液晶表示装置の
    駆動方法。
  14. 【請求項14】 同時に電圧重畳される複数行は、連続
    していることを特徴とする請求項13記載の液晶表示装
    置の駆動方法。
  15. 【請求項15】 重畳電圧が、前記液晶表示装置の全画
    素電極で同時に重畳されることを特徴とする請求項12
    記載の液晶表示装置の駆動方法。
  16. 【請求項16】 重畳電圧は、互いに逆極性であるもの
    を含むことを特徴とする請求項11から15記載の液晶
    表示装置の駆動方法。
  17. 【請求項17】 液晶表示装置は基板の一方に走査配線
    を有し、蓄積容量が画素電極あるいはそれと同電位であ
    る電極と前記走査配線によって形成されていることを特
    徴とする請求項1から16のいずれか1項記載の液晶表
    示装置の駆動方法。
  18. 【請求項18】 液晶表示装置は基板の一方に共通配線
    を有し、蓄積容量が画素電極あるいはそれと同電位であ
    る電極と前記共通配線によって形成されていることを特
    徴とする請求項1から16のいずれか1項記載の液晶表
    示装置の駆動方法。
  19. 【請求項19】 液晶表示装置は基板の一方に走査配線
    と共通配線を有し、蓄積容量が画素電極あるいはそれと
    同電位である電極と前記走査配線によって形成される第
    一の蓄積容量と、前記画素電極あるいはそれと同電位で
    ある電極と前記共通配線によって形成される第二の蓄積
    容量からなっていることを特徴とする請求項1から16
    のいずれか1項記載の液晶表示装置の駆動方法。
  20. 【請求項20】 前記重畳電圧は、前記第一および第二
    の蓄積容量のうち少なくとも一方を介して重畳されるこ
    とを特徴とする請求項19記載の液晶表示装置の駆動方
    法。
  21. 【請求項21】 前記重畳電圧は、前記第一および第二
    の蓄積容量の双方を介して重畳されることを特徴とする
    請求項20記載の液晶表示装置の駆動方法。
  22. 【請求項22】 液晶表示装置はバックライトを備え、
    重畳電圧と同期して前記バックライトの輝度を低下させ
    る、あるいは消灯することを特徴とする請求項1から2
    1のいずれかに記載の液晶表示装置の駆動方法。
  23. 【請求項23】 バックライトの輝度低下、あるいは消
    灯の後に電圧重畳を行なうことを特徴とする請求項22
    記載の液晶表示装置の駆動方法。
  24. 【請求項24】 液晶表示装置はノーマリーホワイト表
    示を行なうことを特徴とする請求項22または23記載
    の液晶表示装置の駆動方法。
  25. 【請求項25】 液晶表示装置はバックライトを備え、
    各色フレームに応じてバックライトの点灯色が異なって
    おり、 さらに、重畳電圧と同期して前記バックライトの点灯色
    が異なるようにされていることを特徴とする請求項1か
    ら21のいずれか1項記載の液晶表示装置の駆動方法。
  26. 【請求項26】 重畳電圧と同期して、バックライトが
    白色に点灯することを特徴とする請求項25記載の液晶
    表示装置の駆動方法。
  27. 【請求項27】 バックライトの点灯色を異ならせた後
    に電圧重畳を行なうことを特徴とする請求項25または
    26記載の液晶表示装置の駆動方法。
  28. 【請求項28】 液晶表示装置はノーマリーブラック表
    示を行なうことを特徴とする請求項25から27のいず
    れか1項記載の液晶表示装置の駆動方法。
  29. 【請求項29】 バックライトが複数のブロックに分け
    られており、ブロック別に輝度、点消灯あるいは点灯色
    が制御されている請求項22から28のいずれか1項記
    載の液晶表示装置の駆動方法。
  30. 【請求項30】 1つの映像フレームを複数の色フレー
    ムに分割して表示を行なうアクティブマトリクス型液晶
    表示の駆動方法であって、 前記色フレーム期間は、映像信号の書込み期間と保持期
    間とを少なくとも含んでおり、 前記液晶表示装置は、液晶層と、これに電圧を印加する
    複数の画素電極と対向電極とを有し、 前記色フレーム期間、あるいは、前記色フレーム期間の
    間の期間、のうち少なくとも1箇所において、 前記電圧保持期間において前記対向電極の電位を変化さ
    せることで、前記液晶層に印加される電圧を変化させる
    液晶表示装置の駆動方法。
  31. 【請求項31】 液晶層が、表示時に電圧無印加時とは
    異なる配向状態であることを特徴とする請求項30記載
    の液晶表示装置の駆動方法。
  32. 【請求項32】 液晶層が、表示時に転移した状態であ
    ることを特徴とする請求項31記載の液晶表示装置の駆
    動方法。
  33. 【請求項33】 液晶層は、液晶層に印加する電圧が一
    定期間以上特定の電圧以下であると、逆転移することを
    特徴とする請求項32記載の液晶表示装置の駆動方法。
  34. 【請求項34】 液晶層は、OCB液晶であることを特
    徴とする請求項30から32のいずれか1項記載の液晶
    表示装置の駆動方法。
  35. 【請求項35】 対向電極の電位変化は、液晶層の逆転
    移防止作用を持つレベルであることを特徴とする請求項
    31から34のいずれかに記載の液晶表示装置の駆動方
    法。
  36. 【請求項36】 対向電極の電位変化が、映像信号電圧
    の最小値と逆転移が起こる閾値電圧との差以上であるこ
    とを特徴とする請求項35記載の液晶表示装置の駆動方
    法。
  37. 【請求項37】 ノーマリホワイト表示を行う前記液晶
    表示装置に対し、対向電極の電位が変化している期間中
    に液晶層に印加される電圧が、黒電圧以上であることを
    特徴とする請求項35または36記載の液晶表示装置の
    駆動方法。
  38. 【請求項38】 ノーマリブラック表示を行う前記液晶
    表示装置に対し、対向電極の電位が変化している期間中
    に液晶層に印加される電圧が、白電圧以上であることを
    特徴とする請求項35または36記載の液晶表示装置の
    駆動方法。
  39. 【請求項39】 対向電極の電位変化が、前記液晶表示
    装置の全画素電極で同時に行なわれることを特徴とする
    請求項30から38のいずれか1項記載の液晶表示装置
    の駆動方法。
  40. 【請求項40】 複数のブロックに分割された対向電極
    に、互いに逆方向に電位変化するように電位を与えるこ
    とを特徴とする請求項30から38のいずれか1項記載
    の液晶表示装置の駆動方法。
  41. 【請求項41】 複数のブロックに分割された対向電極
    を、互いに独立のタイミングで電位変化させることを特
    徴とする請求項30から38のいずれか1項記載の液晶
    表示装置の駆動方法。
  42. 【請求項42】 液晶表示装置はバックライトを備え、
    重畳電圧と同期して前記バックライトの輝度を低下させ
    る、あるいは消灯することを特徴とする請求項30から
    41のいずれかに記載の液晶表示装置の駆動方法。
  43. 【請求項43】 バックライトの輝度低下、あるいは消
    灯の後に対向電極の電位変化を行なうことを特徴とする
    請求項22記載の液晶表示装置の駆動方法。
  44. 【請求項44】 液晶表示装置はノーマリーホワイト表
    示を行なうことを特徴とする請求項42または43記載
    の液晶表示装置の駆動方法。
  45. 【請求項45】 液晶表示装置はバックライトを備え、
    各色フレームに応じてバックライトの点灯色が異なって
    おり、 さらに、重畳電圧と同期して前記バックライトの点灯色
    が異なるようにされていることを特徴とする請求項30
    から41のいずれか1項記載の液晶表示装置の駆動方
    法。
  46. 【請求項46】 重畳電圧と同期して、バックライトが
    白色に点灯することを特徴とする請求項45記載の液晶
    表示装置の駆動方法。
  47. 【請求項47】 バックライトの点灯色を異ならせた後
    に電圧重畳を行なうことを特徴とする請求項45または
    46記載の液晶表示装置の駆動方法。
  48. 【請求項48】 液晶表示装置はノーマリーブラック表
    示を行なうことを特徴とする請求項30から41のいず
    れか1項記載の液晶表示装置の駆動方法。
  49. 【請求項49】 バックライトが複数のブロックに分け
    られており、ブロック別に輝度、点消灯あるいは点灯色
    が制御されている請求項42から48のいずれか1項記
    載の液晶表示装置の駆動方法。
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