JP2002328399A - 液晶表示素子およびその駆動方法 - Google Patents
液晶表示素子およびその駆動方法Info
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Abstract
と輝点欠陥が発生する課題があった。 【解決手段】液晶表示装置の一対の基板102の一方
は、複数の画素電極204と、前記各画素電極に形成さ
れたTFT203と、前記TFTを動作させるためのゲ
ートライン202と、前記各画素電極に書き込むデータ
を供給するソース信号線201とを備え、前記ソース信
号線上には樹脂層が形成され、前記樹脂層上に前記各画
素電極が形成されており、前記他方の基板は対向電極2
06を備え、前記対向電極と前記各画素電極との間に電
界を印加されると共に隣接する2つの前記画素電極には
逆極性の電圧が印加されることにより前記転移が行われ
る。
Description
モニター等に用いられる液晶表示素子に関するものであ
る。
子が一般的に用いられてきた。
して、OCB型表示素子が検討されている。OCB型液
晶表示素子は「社団法人電気通信学会 信学技報 EDI9
8-144 199頁」を参考にされたい。
が挟持されており、この基板上には電圧印加手段として
透明電極が形成されている。電源を入れる前の状態では
この液晶の配向状態はスプレイ配向と呼ばれる状態をな
している。この機器の電源を入れる時などに、この電圧
印加手段に比較的大きな電圧を短時間に印加して、液晶
の配向をベンド配向状態に転移させる。このベンド配向
状態を用いて表示を行うことがOCB型液晶表示モード
の特徴である。
では、この転移が確実でなく、スプレイ配向のままの画
素が残留すると輝点欠陥のように見える問題があった。
明に係る液晶表示素子は、一対の基板と一対の基板の間
に挟まれた液晶とを備え、液晶の電圧を印加しないとき
のゼロ電圧配向状態と、表示状態で用いる表示配向状態
とが異なり、ゼロ電圧配向状態から表示配向状態に転移
させて表示を行う液晶表示素子であって、一対の基板の
一方は、複数の画素電極と、各画素電極に形成されたT
FTと、TFTを動作させるためのゲートラインと、各
画素電極に書き込むデータを供給するソース信号線とを
備え、ソース信号線上には樹脂層が形成され、樹脂層上
に各画素電極が形成されており、他方の基板は対向電極
を備え、対向電極と各画素電極との間に電界を印加され
ると共に隣接する2つの画素電極には逆極性の電圧が印
加されることにより転移が行われる。
電極に逆極性の電圧が印加されることが好ましい。
接印加されることが好ましい。
ツイスト配向が形成されることが好ましい。
されないことが好ましい。
実化するための転移核を形成する手法を検討してきた。
特願2000−295756号(従来例1と称す)にお
いて、局所的にツイスト配向を形成することで転移の核
となることを見出し、これを提案した。またこのツイス
ト領域を形成するために横方向電界を印加する方式も提
案した。
移させるために必要な液晶表示素子の駆動方式、画素構
造を提供する。
について図面を参照しながら説明する。
ング処理を行い、この方向を平行にすることを基本的な
構成としている。この素子において、初期の電圧を印加
しない状態では液晶分子がほぼ平行に並んだスプレイ配
向状態にある(図1(a))。図1が本液晶表示素子の
構成を示す概念図である。液晶101が基板(102)
間に挟持されており、その基板の外側に位相差板10
3、偏光板104を有している。
配向をしている(図1(a))。ここで基板には配向処
理を施すがこれは液晶分子が図のように並ぶようにパラ
レル配向処理とした。この液晶の配向を表示に用いるベ
ンド配向状態に転移させる(図1(b))。この転移を
行なうために、比較的大きな転移電圧、例えば25v程
度、を液晶層に印加した。
液晶を有し、液晶に電圧を印加することで表示を行い、
前記液晶の電圧を印加しないときのゼロ電圧配向状態
と、表示状態で用いる表示配向状態とが異なり、前記ゼ
ロ電圧配向状態から表示配向状態に転移電圧を印加する
ことによって転移させる液晶表示素子の一種である。
板の構成について図2を用いて説明する。図2は1つの
画素について拡大説明したものである。液晶表示素子に
は複数の画素電極204が形成され、この画素電極204には
TFTトランジスタ203を形成した。このトランジスタ
を動作させるためのゲートライン202をパネル横方向
に、画素電極に書き込むデータを供給するソース信号線
201をパネル縦方向にマトリクス状に形成した。
間に電界を印加する。このソースラインと画素電極間を
図3のように屈曲することが特徴である。このように屈
曲していることで、図中2方向の矢印のように液晶が2
種類の方向に配列し、この2つの領域の接触する個所か
ら転移が発生する。
せるために、対向電極に転移波形を印加した。このとき
の駆動波形は図4に示すような波形を印加した。転移波
形は対向電極に401のような波形を印加した。本実施
例では−25V、1秒のパルスを印加した。もちろん、こ
の波形を複数回繰り返してもよく、こうすることで転移
の確実性はさらに増す。ただし初期化に要する時間は長
くなる。この転移波形を印加する際に、ゲート波形には
402のような波形を印加した。転移波形が印加される
期間において、本実施例での非線型素子たるTFTトラン
ジスタをONさせるべくゲートレベルをHにした。これ
によって全画面における画素電極とソース信号線は電気
的に導通状態になる。また転移波形が印加している期間
にソース信号線には403または404の30Hz、±
7Vの矩形波を印加した。このとき複数あるソースライ
ンには交互に正負の逆符号の信号波形を印加した。これ
はカラム反転駆動をしながらゲートを全ラインONにす
る駆動ということができる。
画素のソース信号線と画素電極の間に横電界を印加する
ことができる。このときの横電界は14Vであり、本実
施例では画素電極の右端とソース信号線との間で強力な
横電界を印加することができる。
時において、前記複数のソース信号線の隣接するソース
信号線には互いに逆符号の電圧を印加することと、ゲー
ト線に前記非線型素子たるTFTを導通状態に保つ信号
を印加することにある。
逆符合電圧なりを定義しているが、これに限るものでは
ない。例えば、基準電位を絶対電位の+7Vにおき、0
Vと+14Vの間で駆動しても良い。これは基準電位を
どこに設定するかだけの問題である。一般に基準電位は
表示状態の対向電極Vcomの電位と考えて良く、0V
−14Vの駆動を行う場合、表示状態のVcom電位は
約7Vとするのが通常である。ここで基準電位に対して
の電位を考慮すれば良い。
液晶層、すなわち画素電極と対向電極間に電界を印加し
ないことが望ましい。これを実現するために、対向電
極、ソース信号線ともに0Vとした。このようにするこ
とで、液晶層に電圧を印加せず液晶の分子配列を対称な
初期配向状態に保つことが重要である。もし、横電界を
転移電圧に先行して印加していると、液晶層に横電界か
ら派生した電圧(本実施例では7V)が印加されるた
め、スプレイ配向が基板表面近傍に移行した局所安定状
態に落ち込み、これによって転移がしにくくなることを
見出した。よって重要なのは、転移波形を印加する直前
は液晶層に電圧を印加しないこと。そのためには横電界
を印加する電界も転移波形と同時に印加することが望ま
しい。ただし、厳密な検討では、横電界は転移波形より
もわずかに早く印加したほうが転移しやすい現象が見ら
れた。これは横電界で異なる方向の2種類のツイスト配
向を確実に形成した後に転移電圧を印加する意図であ
る。しかし、横電界を印加した後、転移電圧を印加する
までの時間は0.1秒以下であることが必要であり、望
ましくは0.05秒以下であった。
れる電圧は完全に0であることが理想的であるが、実際
的には0.3V以下であれば問題なかった。
を30Hzで変化させることによって転移が向上した。
このソース電圧の周波数は、本実施例では表示周波数と
した。これは最も簡易に電圧を変化させることのできる
手法であるからである。この30Hzの周波数には特に
意味はないが、このように電界を変動させることで、液
晶層に印加する電圧は、DCバイアスされた交番電界を
印加することになり、この交番電界成分による擾乱によ
って転移が良好に進行したものと考えられる。この擾乱
は振幅幅が3V以上で効果があった。本実施の形態で
は、ソースドライバの最大振幅を印加し、これは±7V
であった。本実施の形態では、横電界の印加をソースド
ライバので行っている。このとき横電圧が大きいほど転
移が良好である結果が得られている。そこで本発明では
耐圧15Vのソースドライバを使用し、これを±7Vで
使用することで最大の効果を発揮させた。さらにこのと
きには14Vの電圧変動が発生するため、これによって
さらに転移を効率良く発生させることができた。
のではない。本検討によれば、1Hzから100kHz
で効果が見られた。ただし本発明では、液晶表示素子が
通常に有している通常表示駆動の機構と兼用することで
システムの合理化を図った。このとき周波数はフィール
ド周波数と同じとなる。本実施例ではこの周波数が30
Hzであった。
ピッチが電極間隔以上であることが必要であった。ピッ
チが小さすぎると斜め方向に電界が良好に印加されず、
全体的に平行な電気力線分布になるためである。また、
前記屈曲しているピッチが前記電極間隔の2倍以上であ
ることが望ましい。
と製造プロセス上の困難が発生するため前記ソース電極
と画素電極の間隔が3ミクロン以上であることが必要で
あった。また遠すぎると電界が弱くなるため、転移を良
好にするためにはソース電極と画素電極の間隔が6ミク
ロン以下であることが望ましかった。
に発生しなかった。140度では90度の転移確率の半分
であった。実用的には120度以下である必要があった。
また角度が鋭角すぎると転移は発生しやすいが、合わせ
ずれに弱い問題があり実用上には65度以上である必要
があった。図では90°として表記している。
ソースラインと画素電極間に電界を印加するが、画素電
極の両側で転移を発生させることができた。実施の形態
1では、画素電極の右側のみで転移を発生させた。
実施の形態では図5のような駆動波形を印加した。対向
電圧は同様に501の波形を印加した。このときゲート
信号線502には転移中も通常動作を行った。ここでゲ
ートを全onしないことから、ソース信号線には本実施
の形態では23kHz(504)の矩形波を印加した。
これはドット反転駆動を用いた場合の駆動波形と同じも
のである。このとき、画素電極電圧は1フィールドだけ
保持されるため、30Hzの矩形波(503)となる。
であり、画素電極が30Hzの矩形波であるため、この
ときソース信号線の両側では横電界が発生する。これに
よって転移の発生個所は2倍になる。ただし、実効的な
横電界振幅が低下するため一箇所から発生する転移確率
は実施の形態1よりも低下した。
ソース信号線の隣接するソース信号線には互いに逆符号
の電圧を印加することを特徴とし、前記ゲート線を時系
列に順次走査する表示方式を行うことを特徴とし、順次
走査のたびに逆符号の電圧をソース信号線に印加するこ
とを特徴とする液晶表示素子の駆動方法である。
義しているが、これに限るものではない。例えば、基準
電位を絶対電位の+7Vにおき、0Vと+14Vの間で
駆動しても良い。これは基準電位をどこに設定するかだ
けの問題である。一般に基準電位は表示状態の対向電極
Vcomの電位と考えて良く、0V−14Vの駆動を行
う場合、表示状態のVcom電位は約7Vとするのが通
常である。
ん、この波形を複数回繰り返してもよく、こうすること
で転移の確実性はさらに増す。ただし初期化に要する時
間は長くなる。また、本実施の形態ではドット反転駆動
の機構をそのまま利用したがこれに限るものでもない。
ここで23kHzは1走査に要する時間で交互に電圧符
号を変化させた場合である。周波数は任意である。また
横電界の振幅は±7Vとしたが、これは本実施の形態で
用いたソースドライバの最大振幅である。基本的に横電
界を強くすると転移は確実化するが、消費電力は増加す
る。また対向電圧も−25Vに限るものではなく、低消
費電力を狙うならば低電圧化が、転移の確実化を狙うな
らば高電圧が望ましい。
される直前には液晶層に電圧が印加されない期間を設
け、転移を向上させた。
化構造を用いることで、画素電極と画素電極間に横電界
を印加した。平坦化構造とはソース信号線等の形成した
後に、比較的厚い樹脂層を形成し、その樹脂層上に画素
電極を形成する構造である。これによって隣接する画素
電極を近接して形成できることが特徴となる。これによ
って画素電極間に横電界を直接印加することができる。
このときの駆動波形は実施の形態2と同様である。ここ
で駆動方式はドット反転駆動とし、隣接する画素には逆
極性の電圧が印加できるようにした。
実となり輝点欠陥の少ない液晶表示素子を提供すること
ができる。
形を示す概念図
形を示す概念図
Claims (5)
- 【請求項1】 一対の基板と前記一対の基板の間に挟ま
れた液晶とを備え、前記液晶の電圧を印加しないときの
ゼロ電圧配向状態と、表示状態で用いる表示配向状態と
が異なり、前記ゼロ電圧配向状態から前記表示配向状態
に転移させて表示を行う液晶表示素子であって、前記一
対の基板の一方は、 複数の画素電極と、 前記各画素電極に形成されたTFTと、 前記TFTを動作させるためのゲートラインと、 前記各画素電極に書き込むデータを供給するソース信号
線とを備え、 前記ソース信号線上には樹脂層が形成され、前記樹脂層
上に前記各画素電極が形成されており、前記他方の基板
は対向電極を備え、 前記対向電極と前記各画素電極との間に電界を印加され
ると共に隣接する2つの前記画素電極には逆極性の電圧
が印加されることにより前記転移が行われる、液晶表示
装置。 - 【請求項2】 ドット反転駆動により隣接する2つの前
記画素電極に逆極性の電圧が印加される、請求項1に記
載の液晶表示装置。 - 【請求項3】 隣接する2つの前記画素電極の間に横電
界が直接印加される、請求項1に記載の液晶表示装置。 - 【請求項4】 前記横電界により前記液晶に異なる方向
の2種類のツイスト配向が形成される、請求項3に記載
の液晶表示装置。 - 【請求項5】 前記転移が行われる直前には前記液晶に
電圧が印加されない、請求項1に記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002033667A JP3319467B1 (ja) | 2002-02-12 | 2002-02-12 | 液晶表示素子およびその駆動方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP3319467B1 JP3319467B1 (ja) | 2002-09-03 |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100768196B1 (ko) * | 2005-12-09 | 2007-10-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | Ocb 액정표시패널의 전이구동방법 및 그 장치 |
JP2009058793A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Seiko Epson Corp | 液晶装置、液晶装置の駆動方法、液晶駆動用集積回路装置および電子機器 |
US7629953B2 (en) | 2005-04-27 | 2009-12-08 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal device, driving method thereof, and electronic apparatus |
US7907240B2 (en) | 2007-02-28 | 2011-03-15 | Seiko Epson Corporation | Transflective liquid crystal device and electronic apparatus having a liquid crystal layer of varying thickness |
US8004642B2 (en) | 2007-03-01 | 2011-08-23 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal display device comprising transition electrodes having a same potential as a corresponding one of the scanning lines |
-
2002
- 2002-02-12 JP JP2002033667A patent/JP3319467B1/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2009058793A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Seiko Epson Corp | 液晶装置、液晶装置の駆動方法、液晶駆動用集積回路装置および電子機器 |
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