JP2003270615A - 液晶パネルの駆動方法および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ＯＣＢ型液晶表示装置において短時間で液晶
層をベンド状態に転移する駆動方法を提供することであ
る。 【解決手段】 液晶層をスプレイ状態にするステップ
と、ゲートドライバからゲート線に順次走査で薄膜トラ
ンジスタをオンさせる電圧を印加し、ソースドライバか
らはソース線にゲート走査毎に異なる電位を与え、対向
電極にはソース線に与える電位の平均値に対して所定の
電圧を印加して液晶層をベンド状態にするステップを設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶層を通常表示
が可能であるベンド状態に高速に転移させる駆動方法に
係る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は薄型、軽量であり、従来
のブラウン管に代替するものとして、近年一層用途が拡
大されてきた。しかし、現在広く使用されているＴＮ
（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）配向液晶パネルは
視野角が狭く、また応答速度が遅く、液晶素子が保持型
であることもあって動画表示時には尾を引くように見え
る等、ブラウン管より画質が劣る。

【０００３】特開昭６１−１１６３２９号公報にあるよ
うなベンド状態を有するＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ
Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃ
ｅ）液晶を用いれば、高速応答かつ広視野角で動画表示
や大画面化に十分対応でき、ブラウン管よりも薄型で低
消費電力の大画面ディスプレイを提供することができ
る。しかし、ＯＣＢ液晶をベンド状態に転移するために
は、液晶層に高い電位差を一定時間以上付与する必要が
あり、汎用的に実現する手段が具体化されていないため
に、現在のところ実用化されるには至っていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、どの
ような使用温度においても液晶層を短時間でベンド状態
に転移する駆動方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に第１の発明は、画素データが供給される複数のソース
線と、走査信号が供給される複数のゲート線の交点に対
応して、マトリクス状に形成された薄膜トランジスタお
よび薄膜トランジスタに接続する画素電極が形成された
第一の基板と、第一の基板に対向する対向電極が形成さ
れた第二の基板と、第一の基板と第二の基板との間に位
置する液晶層と、ソース線を駆動するソースドライバ
と、ゲート線を駆動するゲートドライバを具備する液晶
表示装置において、液晶層をスプレイ状態にするステッ
プと、ゲートドライバからゲート線に順次走査で薄膜ト
ランジスタをオンさせる電圧を印加し、ソースドライバ
からはソース線にゲート走査毎に異なる電位を与え、対
向電極にはソース線に与える電位の平均値に対して所定
の電圧を印加して液晶層をベンド状態にするステップと
を有する液晶パネルの駆動方法を用いることによって、
ゲート走査毎の画素電極間でゲート方向電界を発生さ
せ、同ゲートラインにおける画素電極を＋極性の電位と
−極性の電位にすることにより、短期間でベンド状態に
することが可能である。

【０００６】第２の発明は、液晶層をスプレイ状態にす
るステップと、ゲートドライバからゲート線に順次走査
で薄膜トランジスタをオンさせる電圧を印加し、ソース
ドライバからはソース線にゲート走査毎かつソース線毎
に異なる電位を与え、対向電極にはソース線に与える電
位の平均値に対して所定の電圧を印加して液晶層をベン
ド状態にするステップとを有する液晶パネルの駆動方法
を用いることによって、ゲート走査毎かつソースライン
毎の画素電極間でゲート方向電界とソース方向電界を発
生させ、同ゲートラインにおける画素電極を＋極性の電
位と−極性の電位にすることにより、さらに短期間でベ
ンド状態にすることが可能である。

【０００７】第３の発明は、液晶層をベンド状態にする
ステップにおいて、温度変化に対応して、ソースドライ
バからソース線に与える電位の極性を制御し、画素電極
に与えられる電位の極性の反転周期を可変することによ
って、温度変化に対応して、短期間でベンド状態にする
ことが可能である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
は図１から図６を用いて説明する。図６は本発明の実施
形態で用いた液晶パネルの１画素分の構成図を示す。

【０００９】（実施の形態１）図１は実施の形態１に係
るタイムチャートである。以下、図１についてその実際
の動作を説明する。ここでは、説明を簡略化するため、
ゲート線が３本のモデルを考える。図１のＰＯＬはソー
スドライバに与える信号で、ＰＯＬがＨの時はソース線
に＋極性の電圧を与え、Ｌの時はソース線に−極性の電
圧を与える。

【００１０】電源投入などによって乱れた液晶層の配列
状態を均一なスプレイ状態の配列にするために、リセッ
ト期間１０１を設ける。この期間の画素電極と対向電極
の電位（液晶層）は０Ｖである。このリセット期間が無
ければ、かなり大きな電圧を液晶層に印加しても、パネ
ル全体がベンド状態に転移しない。ここでは、リセット
期間１０１のゲート波形は駆動波形の簡略化のために１
ラインずつＯＮしていく順次走査（通常駆動）を行って
いる。しかし、大型パネルになると、パネル面内でゲー
トＯＦＦによる画素トランジスタ６０１の突き抜け電圧
が異なり、パネル全面の画素電極と対向電極の電位を０
Ｖにすることができない可能性がある。この場合はリセ
ット期間１０１のゲート波形をずっと全ＯＮにし、パネ
ル全体の画素電極電位を固定した方が良い。また、ゲー
ト波形をずっと全ＯＮするときは、各ゲート線毎あるい
は複数のゲート線毎にそのタイミングを異ならせた方が
よい。そうすると、ゲートドライバの電流集中を低減で
き、電源回路の構成を簡略化できるので、低電力化が可
能となる。なお、リセット期間１０１では画素電極と対
向電極の電位は±１Ｖ以内でなければ、均一なスプレイ
状態にすることができない。

【００１１】次に、液晶層を完全にベンド状態にするた
めに、転移電圧印加期間１０２を設ける。この期間で
は、対向電極には大きな電圧を与え、ソース線にはソー
スドライバからゲート走査毎に極性が変わる最大の電圧
を与えている。Ａ期間では、ゲート１ライン目がＯＮす
ると、ＰＯＬがＨであるので、ソース線電位は＋極性の
電位になり、１ライン目の画素電極電位１０５は＋極性
の電位になる。次に、ゲート２ライン目がＯＮすると、
今度はＰＯＬがＬであるため、２ライン目の画素電極電
位１０６は−極性の電位になる。次に、ゲート３ライン
目がＯＮすると、ＰＯＬがＨであるため、３ライン目の
画素電極電位１０７は＋極性の電位になる。

【００１２】この画素電極の状態を示したものを図２
（ａ）に示す。また、図１のＢ期間における画素電極電
位は図２（ｂ）のようになる。図２では、ゲート走査毎
の画素電極間で電界が生じる。このゲート方向電界２０
１が生じることによって、この部分に転移核が発生し、
液晶層をベンド状態にする速度を上げることが可能であ
る。

【００１３】また、図１のＡ期間とＢ期間を繰り返すこ
とによって、同ゲートラインにおける画素電極を＋極性
の電位と−極性の電位にすることが可能であるので、さ
らに液晶層をかき乱し、短期間でベンド状態にすること
ができる。ここで、リセット期間１０１と転移電圧印加
期間１０２は２回以上繰り返した方がよい。１回のリセ
ット期間１０１と転移電圧印加期間１０２だけでは、ベ
ンド状態にするのが困難である低温において、完全にベ
ンド状態にすることができない場合があるからである。
なお、転移電圧印加期間１０２の対向電極電位１０４は
ソース線に与える最大電位以上が好ましい。しかし、そ
の期間の対向電極電位１０４がソース線に与える電位の
平均値に対して負電圧である場合は、ソース線に与える
最小電位以下が好ましい。

【００１４】以上のような駆動を行い、パネル全面の液
晶層が完全にベンド状態になると、次は通常表示期間１
０３にし、映像表示が可能になる。本実施の形態１にお
ける駆動方法を用いると、より短時間で完全にパネル全
体をベンド状態にすることができ、映像を表示すること
が可能である。

【００１５】（実施の形態２）実施の形態１では、ソー
スドライバがゲート走査毎に極性が反転するものを使用
していたが、本実施の形態２では、ソースドライバがゲ
ート走査毎かつソースライン毎（１画素単位）に極性が
反転するものを使用する。

【００１６】このソースドライバを使用し、図１の転移
駆動を行うと、実施の形態１と同様にリセット期間１０
１で電源投入などによって乱れた液晶層の配列状態を均
一なスプレイ状態の配列にすることが可能である。ま
た、転移電圧印加期間１０２では、対向電極には大きな
電圧を与え、ソース線にはソースドライバからゲート走
査毎に極性が変わり、かつソースライン毎にも極性が変
わる最大の電圧を与えている。ゲートドライバより、実
施の形態１と同様のタイミングでゲートをＯＮさせる
と、Ａ期間における画素電極電位は図３（ａ）のように
なり、Ｂ期間における画素電極電位は図３（ｂ）のよう
になる。図３では、ゲート走査毎の画素電極間とソース
ライン毎の画素電極間で電界が生じる。これらのゲート
方向電界３０１とソース方向電界３０２が生じることに
よって、これらの部分に転移核が発生し、実施の形態１
の駆動方法よりも液晶層をベンド状態にする速度を上げ
ることが可能である。

【００１７】また、図１のＡ期間とＢ期間を繰り返すこ
とによって、同画素における画素電極を＋極性の電位と
−極性の電位にすることが可能であるので、さらに液晶
層をかき乱し、短期間でベンド状態にすることができ
る。また、実施の形態１と同様にリセット期間１０１と
転移電圧印加期間１０２は２回以上繰り返した方がよ
い。１回のリセット期間１０１と転移電圧印加期間１０
２だけでは、ベンド状態にするのが困難である低温にお
いて、完全にベンド状態にすることができない場合があ
るからである。

【００１８】本実施の形態２における駆動方法を用いる
と、実施の形態１の駆動方法よりも、短時間で完全にパ
ネル全体をベンド状態にすることができ、映像を表示す
ることが可能である。

【００１９】（実施の形態３）図４は実施の形態３に係
るタイムチャートである。以下、図４についてその実際
の動作を説明する。ここでも、説明を簡略化するため、
ゲート線が３本のモデルを考える。図４のＰＯＬはソー
スドライバに与える信号で、ＰＯＬがＨの時はソース線
に＋極性の電圧を与え、Ｌの時はソース線に−極性の電
圧を与える。

【００２０】実施の形態１と同様に電源投入などによっ
て乱れた液晶層の配列状態を均一なスプレイ状態の配列
にするために、リセット期間４０１を設ける。

【００２１】次に、液晶層を完全にベンド状態にするた
めに、転移電圧印加期間４０２を設ける。この期間は、
図１では同ゲートが１回ＯＮする毎に同画素の画素電極
電位の極性がＡ期間、Ｂ期間と変わっていたが、本実施
の形態３では、図４のようにＰＯＬを制御することで同
ゲートが２回ＯＮする毎に同画素の画素電極電位の極性
をＡ期間、Ｂ期間と変えている。つまり、ソース線に与
える電位の極性を制御することで、同画素における画素
電極電位の極性の反転する周期（以下、極性反転周期と
呼ぶ）を制御することが可能である。

【００２２】図５に、各使用温度における最適な極性反
転周期を示す。図５より、各使用温度によって極性反転
周期の最適値が異なることがわかる。よって、本実施の
形態３における駆動方法を用いると、温度変化に対応し
て極性反転周期を容易に可変することができる。なお、
転移動作は低温が最も困難であるので、極性反転周期を
固定する場合は、最低使用温度において最適値となるよ
うにした方がよい。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の実施形態に
よれば、ゲート走査毎の画素電極間でゲート方向電界を
発生させることによって、液晶層をベンド状態にする速
度を上げ、同ゲートラインにおける画素電極を＋極性の
電位と−極性の電位にすることにより、さらに液晶層を
かき乱し、短期間でベンド状態にすることができる。ま
た、本発明の第２の実施形態によれば、ゲート走査毎か
つソースライン毎の画素電極間でゲート方向電界とソー
ス方向電界を発生させることによって、第１の実施形態
より液晶層をベンド状態にする速度を上げ、同ゲートラ
インにおける画素電極を＋極性の電位と−極性の電位に
することにより、さらに液晶層をかき乱し、第１の実施
形態より短期間でベンド状態にすることができる。ま
た、本発明の第３の実施形態によれば、ソース線に与え
る電位の極性を制御することで、温度変化に対応して、
画素電極電位の極性の反転する周期を可変することがで
きる。

【００２４】なお、本発明を用いれば、高速応答かつ広
視野角で動画表示や大画面化に十分対応できる液晶ディ
スプレイを提供することができ、またブラウン管に比べ
低電力であるため、地球環境、宇宙環境に優しいことに
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るタイムチャート

【図２】本発明の第１の実施形態に係る画素電極電位の
構成図

【図３】本発明の第２の実施形態に係る画素電極電位の
構成図

【図４】本発明の第３の実施形態に係るタイムチャート

【図５】使用温度と極性反転周期の関係図

【図６】本発明の実施形態で用いた液晶パネルの１画素
分の構成図

【符号の説明】

１０１，４０１ リセット期間 １０２，４０２ 転移電圧印加期間 １０３，４０３ 通常表示期間 １０４，４０４ 対向電極電位 １０５，４０５ １ライン目の画素電極電位 １０６，４０６ ２ライン目の画素電極電位 １０７，４０７ ３ライン目の画素電極電位 ２０１，３０１ ゲート方向電界 ３０２ ソース方向電界 ６０１ 画素トランジスタ ６０２ 画素電極 ６０３ Ｃｇｄ（ゲート・ドレイン間容量） ６０４ Ｃｓｔ（蓄積容量） ６０５ Ｃｌｃ（液晶層の容量） ６０６ ソース線 ６０７ ゲート線 ６０８ 対向電極 ６０９ 共通電極

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/20 ６２３ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６２３Ｕ 3/36 3/36 Ｆターム(参考） 2H088 EA02 GA02 HA08 JA04 MA10 2H093 NA16 NA34 NC03 NC34 NC63 ND32 NF04 5C006 AC11 AC24 AC26 AF42 AF51 BA19 BB16 FA12 FA14 FA19 FA56 5C080 AA10 DD08 EE29 FF11 JJ01 JJ03 JJ04 JJ05

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素データが供給される複数のソース線
   と、走査信号が供給される複数のゲート線の交点に対応
   して、マトリクス状に形成された薄膜トランジスタおよ
   び前記薄膜トランジスタに接続する画素電極が形成され
   た第一の基板と、前記第一の基板に対向する対向電極が
   形成された第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の
   基板との間に位置する液晶層と、前記ソース線を駆動す
   るソースドライバと、前記ゲート線を駆動するゲートド
   ライバを具備する液晶表示装置において、前記液晶層を
   スプレイ状態にするステップと、前記ゲートドライバか
   ら前記ゲート線に順次走査で前記薄膜トランジスタをオ
   ンさせる電圧を印加し、前記ソースドライバからは前記
   ソース線にゲート走査毎に異なる電位を与え、前記対向
   電極には前記ソース線に与える電位の平均値に対して所
   定の電圧を印加して前記液晶層をベンド状態にするステ
   ップとを有することを特徴とする液晶パネルの駆動方
   法。
2. 【請求項２】 前記液晶表示装置において、前記液晶層
   をスプレイ状態にするステップと、前記ゲートドライバ
   から前記ゲート線に順次走査で前記薄膜トランジスタを
   オンさせる電圧を印加し、前記ソースドライバからは前
   記ソース線にゲート走査毎かつソース線毎に異なる電位
   を与え、前記対向電極には前記ソース線に与える電位の
   平均値に対して所定の電圧を印加して前記液晶層をベン
   ド状態にするステップとを有することを特徴とする請求
   項１記載の液晶パネルの駆動方法。
3. 【請求項３】 前記液晶層をスプレイ状態にするステッ
   プにおいて、前記ゲートドライバから前記薄膜トランジ
   スタをオンさせる電圧を前記ゲート線の全ラインに印加
   し続けることを特徴とする請求項１または２のいずれか
   に記載の液晶パネルの駆動方法。
4. 【請求項４】 前記ゲートドライバから前記複数のゲー
   ト線に前記薄膜トランジスタをオンまたはオフさせる電
   圧を各ライン毎にタイミングを変えて印加することを特
   徴とする請求項３記載の液晶パネルの駆動方法。
5. 【請求項５】 前記ゲートドライバから前記複数のゲー
   ト線に前記薄膜トランジスタをオンまたはオフさせる電
   圧を複数ライン同時に印加することを特徴とする請求項
   ３記載の液晶パネルの駆動方法。
6. 【請求項６】 前記ゲートドライバから前記複数のゲー
   ト線に前記薄膜トランジスタをオンまたはオフさせる電
   圧を全ライン同時に印加することを特徴とする請求項５
   記載の液晶パネルの駆動方法。
7. 【請求項７】 前記液晶層をスプレイ状態にするステッ
   プにおいて、前記ゲートドライバから前記ゲート線に順
   次走査で前記薄膜トランジスタをオンさせる電圧を印加
   することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記
   載の液晶パネルの駆動方法。
8. 【請求項８】 前記液晶層をスプレイ状態にするステッ
   プにおいて、前記画素電極と前記対向電極の電位が±１
   Ｖ以内になる一定の期間を有することを特徴とする請求
   項３または７のいずれかに記載の液晶パネルの駆動方
   法。
9. 【請求項９】 前記液晶層をベンド状態にするステップ
   において、前記対向電極に印加する所定の電圧が前記ソ
   ース線に与える電位の平均値に対して正電圧であること
   を特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の液晶
   パネルの駆動方法。
10. 【請求項１０】 前記液晶層をベンド状態にするステッ
    プにおいて、前記対向電極に印加する電位が前記ソース
    線に与える最大電位以上であることを特徴とする請求項
    ９記載の液晶パネルの駆動方法。
11. 【請求項１１】 前記液晶層をベンド状態にするステッ
    プにおいて、前記対向電極に印加する所定の電圧が前記
    ソース線に与える電位の平均値に対して負電圧であるこ
    とを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の液
    晶パネルの駆動方法。
12. 【請求項１２】 前記液晶層をベンド状態にするステッ
    プにおいて、前記対向電極に印加する電位が前記ソース
    線に与える最小電位以下であることを特徴とする請求項
    １１記載の液晶パネルの駆動方法。
13. 【請求項１３】 前記液晶層をスプレイ状態にするステ
    ップと前記液晶層をベンド状態にするステップを２回以
    上行うことを特徴とする請求項１または２のいずれかに
    記載の液晶パネルの駆動方法。
14. 【請求項１４】 前記液晶層をベンド状態にするステッ
    プにおいて、温度変化に対応して、前記ソースドライバ
    から前記ソース線に与える電位の極性を制御し、前記画
    素電極に与えられる電位の極性の反転周期を可変するこ
    とを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の液
    晶パネルの駆動方法。
15. 【請求項１５】 前記画素電極に与えられる電位の極性
    の反転周期を、前記液晶表示装置を使用する最低温度に
    おける最適値にすることを特徴とする請求項１４記載の
    液晶パネルの駆動方法。
16. 【請求項１６】 請求項１から請求項１５のいずれかに
    記載の液晶パネルの駆動方法による液晶表示装置。