JP2011186239A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device.
一般に、軽量、小型及び高精細な表示装置として液晶表示装置が知られている。液晶表示装置では、駆動の際、一方向の直流電界が継続して印加されることにより生じる液晶の劣化を防ぐため、極性反転駆動を行っている。画素のTFT(薄膜トランジスタ)がスイッチング動作をする度、画素電極と、画素電極に接続される補助容量素子との間での電荷の再分配が行われるため、画素電位に変動(突き抜け電圧)が発生する。これにより、交流電界の正負の大きさにずれが生じて液晶層の透過率が周期的に変動し、表示画面にちらつき(以下、フリッカと称する)が生じる。 In general, a liquid crystal display device is known as a lightweight, small, and high-definition display device. In a liquid crystal display device, polarity inversion driving is performed in order to prevent liquid crystal deterioration caused by continuous application of a unidirectional DC electric field during driving. Every time the TFT (Thin Film Transistor) of the pixel performs a switching operation, the charge is redistributed between the pixel electrode and the auxiliary capacitance element connected to the pixel electrode, so that the pixel potential fluctuates (punch-through voltage). To do. As a result, the positive / negative magnitude of the AC electric field is shifted, the transmittance of the liquid crystal layer is periodically changed, and the display screen flickers (hereinafter referred to as flicker).
通常、液晶表示装置では、交流電界の正負いずれの場合も液晶層に印加される電圧が等しくなるように対向基板の共通電極の電位を調整し、フリッカを抑えている。しかし、突き抜け電圧は、走査線及び画素電極の重なりによる走査線及び画素電極間の寄生容量の影響により表示画面内で異なる。 In general, in a liquid crystal display device, the potential of the common electrode of the counter substrate is adjusted so that the voltage applied to the liquid crystal layer becomes equal in both cases of positive and negative AC electric fields, thereby suppressing flicker. However, the punch-through voltage differs within the display screen due to the influence of parasitic capacitance between the scan line and the pixel electrode due to the overlap of the scan line and the pixel electrode.
詳しくは、走査線駆動回路から走査線に与えられる切替え信号のレベルが、TFTをオン状態とするレベル(オン電位)から、オフ状態とするレベル(オフ電位)に切替わると、走査線と画素電極とのカップリングにより、画素に突抜け電圧が発生する。TFTがオフとなる瞬間に着目すると、切替え信号の波形の鈍りにより、突抜け電圧が発生してからTFTがオフとなるまでに時間がかかる。 Specifically, when the level of the switching signal supplied from the scanning line driver circuit to the scanning line is switched from the level at which the TFT is turned on (on potential) to the level at which the TFT is turned off (off potential), the scanning line and the pixel By coupling with the electrode, a punch-through voltage is generated in the pixel. Focusing on the moment when the TFT is turned off, it takes time until the TFT is turned off after the punch-through voltage is generated due to the dullness of the waveform of the switching signal.
このため、TFTは突き抜け電圧によって生じた画素電極及び信号線間の電位差を中和するように電流を流し続け、やがてTFTのゲート電圧が閾値電圧を超えることで、TFTは完全にオフとなる。切替え信号の波形の鈍りが大きいほど、TFTはゆっくりオフするので、中和が進み突抜け電圧が小さくなる。ゲート線の鈍りは、走査線駆動回路(給電部)から遠いほど大きくなる。このため、例えば走査線駆動回路が走査線の両端に接続されているような構成の場合、表示画面の左右端の画素に発生する突抜け電圧が大きく、中央の画素に発生する突抜け電圧が小さくなる。 For this reason, the TFT continues to pass a current so as to neutralize the potential difference between the pixel electrode and the signal line caused by the penetration voltage, and eventually the TFT is completely turned off when the gate voltage of the TFT exceeds the threshold voltage. As the waveform of the switching signal becomes duller, the TFT is turned off more slowly, so that neutralization proceeds and the punch-through voltage becomes smaller. The dullness of the gate line increases as the distance from the scanning line driving circuit (power feeding unit) increases. For this reason, for example, when the scanning line driving circuit is connected to both ends of the scanning line, the punch-through voltage generated at the left and right pixels of the display screen is large, and the punch-through voltage generated at the center pixel is large. Get smaller.
ところで、信号線の電圧のセンター値に、突抜け電圧を加味した値が、共通電極の電位の最適値である。このため、フリッカを抑えるための共通電極の電位も表示画面内で異なることになる。共通電極の電位が最適値から外れると、例えば灰ラスター画面を表示したときに極性の反転による明暗のちらつきが視認される。表示画面内で局所的にはフリッカを抑えることはできても、共通電極の電位調整だけでは表示画面全体でフリッカを抑えることはできない。 By the way, the value obtained by adding the punch-through voltage to the center value of the voltage of the signal line is the optimum value of the potential of the common electrode. For this reason, the potential of the common electrode for suppressing flicker also varies within the display screen. When the potential of the common electrode deviates from the optimum value, for example, when a gray raster screen is displayed, light and dark flicker due to polarity reversal is visually recognized. Although flicker can be suppressed locally within the display screen, flicker cannot be suppressed over the entire display screen only by adjusting the potential of the common electrode.
すなわち、走査線に沿った方向において、表示画面内にフリッカが生じてしまう。上記フリッカは、特に、表示画面が横長の場合(走査線が長い場合)に顕著である。そこで、フリッカを抑制するため、TFTのソース領域の抵抗値及びドレイン領域の抵抗値の設定を工夫し、各画素の液晶層に印加される実効電圧に差が生じないようにする技術(例えば、特許文献1参照)が提案されている。 That is, flicker occurs in the display screen in the direction along the scanning line. The flicker is particularly noticeable when the display screen is horizontally long (when the scanning line is long). Therefore, in order to suppress flicker, a technique for devising the setting of the resistance value of the source region and the drain region of the TFT so as not to cause a difference in the effective voltage applied to the liquid crystal layer of each pixel (for example, Patent Document 1) has been proposed.
上記液晶表示装置は、フリッカの発生を抑制するため、TFTのソース領域の抵抗値及びドレイン領域の抵抗値の設定を工夫している。液晶表示装置は複数種類あるため、種類毎、TFTのソース領域の抵抗値及びドレイン領域の抵抗値の設定を工夫する必要がある。また、画素に発生する突抜け電圧を十分に低減することができない恐れがある。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、簡便に画素に発生する突抜け電圧を低減することができ、フリッカの発生を抑制することができる液晶表示装置を提供することにある。
In the liquid crystal display device, in order to suppress the occurrence of flicker, the resistance value of the source region of the TFT and the resistance value of the drain region are devised. Since there are a plurality of types of liquid crystal display devices, it is necessary to devise setting of the resistance value of the source region and the drain region of the TFT for each type. Moreover, there is a possibility that the punch-through voltage generated in the pixel cannot be sufficiently reduced.
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can easily reduce a punch-through voltage generated in a pixel and suppress occurrence of flicker. is there.
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る液晶表示装置は、
列方向に延出した複数の信号線、行方向に延出した複数の走査線、前記複数の走査線に間隔を置いて前記行方向に延出した複数の補助容量線、前記複数の信号線及び複数の走査線に接続された複数のスイッチング素子、並びに前記複数の信号線及び複数の補助容量線によって区画された領域に配置され前記複数の走査線に重ねられた複数の画素電極を備えたアレイ基板と、
前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層と、を備え、
n行目の走査線に重ねられた画素電極は、n−1行目又はn+1行目の走査線に接続されたスイッチング素子に電気的に接続され、上記スイッチング素子とともに同一の画素を形成していることを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, a liquid crystal display device according to an aspect of the present invention includes:
A plurality of signal lines extending in the column direction, a plurality of scanning lines extending in the row direction, a plurality of auxiliary capacitance lines extending in the row direction with an interval between the plurality of scanning lines, and the plurality of signal lines And a plurality of switching elements connected to the plurality of scanning lines, and a plurality of pixel electrodes disposed in a region partitioned by the plurality of signal lines and the plurality of auxiliary capacitance lines and superimposed on the plurality of scanning lines. An array substrate;
A counter substrate disposed opposite to the array substrate with a gap;
A liquid crystal layer sandwiched between the array substrate and the counter substrate,
The pixel electrode superimposed on the n-th scanning line is electrically connected to the switching element connected to the (n−1) -th or n + 1-th scanning line, and forms the same pixel together with the switching element. It is characterized by being.
この発明によれば、簡便に画素に発生する突抜け電圧を低減することができ、フリッカの発生を抑制することができる液晶表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device that can easily reduce a punch-through voltage generated in a pixel and suppress occurrence of flicker.
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。
図1及び図2に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネルP、走査線駆動回路YD1、YD2、信号線駆動回路XD、外部駆動回路5及びバックライトユニットBUを備えている。
Hereinafter, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel P, scanning line driving circuits YD1, YD2, a signal line driving circuit XD, an
液晶表示パネルPは、アレイ基板1と、アレイ基板に対向配置された対向基板2と、これら両基板間に挟持された液晶層3とを備えている。液晶表示パネルPは、アレイ基板1及び対向基板2が重なった表示領域R1を有している。アレイ基板1は、表示領域R1にマトリクス状に配置された複数の画素PXを有している。なお、画素PXについては後述する。
図4に示すように、アレイ基板1は、透明な絶縁基板として、例えばガラス基板10を備えている。対向基板2は、透明な絶縁基板として、例えばガラス基板50を備えている。
The liquid crystal display panel P includes an
As shown in FIG. 4, the
図2に示すように、走査線駆動回路YD1、YD2及び信号線駆動回路XDは、表示領域R1の外側において、ガラス基板10上に形成されている。走査線駆動回路YD1、YD2は、それぞれ表示領域R1の外側に延出した後述する複数の走査線Y及び複数の補助容量線Zの両端に接続されている。走査線駆動回路YD1、YD2は、走査線Yに切替え信号としての走査線駆動信号を出力し、補助容量線Zに所定の電圧を与えるものである。
As shown in FIG. 2, the scanning line drive circuits YD1, YD2 and the signal line drive circuit XD are formed on the
信号線駆動回路XDは、表示領域R1の外側に延出した後述する複数の信号線Xと接続されている。信号線駆動回路XDは、外部からの映像信号を信号線Xに選択的に接続するアナログスイッチ回路を有し、選択された信号線Xに映像信号を出力するものである。 The signal line drive circuit XD is connected to a plurality of signal lines X, which will be described later, extending outside the display region R1. The signal line drive circuit XD has an analog switch circuit that selectively connects an external video signal to the signal line X, and outputs the video signal to the selected signal line X.
外部駆動回路5は、制御IC6を備えている。外部駆動回路5は、複数のフレキシブル配線基板7を介してアレイ基板1の一側縁部に接続されている。フレキシブル配線基板7上には、それぞれ駆動IC8が設置されている。
The
アレイ基板1の一側縁部について詳しく説明すると、ガラス基板10の一側縁部には、複数の第1配線81、複数の第2配線82、複数の第3配線83及び図示しないOLB(outer lead bonding)パッド群が形成されている。上記フレキシブル配線基板7は、OLBパッド群に接続されている。
The one side edge portion of the
第1配線81は、斜めに配線され、走査線駆動回路YD1及びOLBパッド群間、並びに走査線駆動回路YD2及びOLBパッド群間を接続している。第2配線82及び第3配線83は、斜めに配線され、信号線駆動回路XD及びOLBパッド群間を接続している。
The
外部駆動回路5は、走査線駆動回路YD1、YD2を制御するための走査線駆動回路制御信号と、信号線駆動回路XD内のアナログスイッチ回路を制御するための信号線駆動回路制御信号とを生成する。
The
外部駆動回路5は、走査線駆動回路制御信号を、フレキシブル配線基板7及び第1配線81を介して走査線駆動回路YD1、YD2に伝送する。外部駆動回路5は、信号線駆動回路制御信号を、フレキシブル配線基板7及び第2配線82を介して信号線駆動回路XDに伝送する。さらに、外部駆動回路5は、外部から与えられる映像信号をフレキシブル配線基板7及び第3配線83を介して信号線駆動回路XDに伝送する。
The
図1乃至図5に示すように、表示領域R1において、ガラス基板10上には、行方向d1に沿って延出した複数の走査線Y及び行方向に直交した列方向d2に沿って延出した複数の信号線Xが配置されている。ガラス基板10上には、走査線Yに平行な複数の補助容量線Zが走査線Yに間隔を置いて形成されている。この実施の形態において、信号線X及び補助容量線Zはブラックマトリクス(遮光部)として機能している。複数の信号線X及び複数の補助容量線Zによって区画された領域には後述する画素電極PEが形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 5, in the display region R1, on the
ここで、走査線Yはm本有している(走査線Y2、…、Ym、Ym+1)。なお、走査線Y1はダミーの走査線である。補助容量線Zはm本有している(補助容量線Z1、…、Zm−1、Zm)。信号線Xはh本有している(信号線X1、…、Xh−1、Xh)。 Here, there are m scanning lines Y (scanning lines Y2,..., Ym, Ym + 1). Note that the scanning line Y1 is a dummy scanning line. There are m auxiliary capacitance lines Z (auxiliary capacitance lines Z1,..., Zm-1, Zm). There are h signal lines X (signal lines X1,..., Xh-1, Xh).
この実施の形態の液晶表示パネルPは、XGAの液晶表示パネルである。このため、走査線Y及び補助容量線Zの本数は、768本(m=768)であり、信号線Xの本数は、1024×3=3072本(h=3072)である。 The liquid crystal display panel P of this embodiment is an XGA liquid crystal display panel. For this reason, the number of scanning lines Y and auxiliary capacitance lines Z is 768 (m = 768), and the number of signal lines X is 1024 × 3 = 3072 (h = 3072).
液晶表示パネルPは、表示領域R1において、概ねマトリクス状に配置されたm×hの画素PXを有している。列方向d2に沿った方向に着目すると、画素電極PEは、列方向d2にm個並べられている(画素電極PE1、…、PEm−1、PEm)。次に、画素PXを1つ取り出して説明する。 The liquid crystal display panel P has m × h pixels PX arranged in a matrix in the display region R1. Focusing on the direction along the column direction d2, m pixel electrodes PE are arranged in the column direction d2 (pixel electrodes PE1,..., PEm-1, PEm). Next, one pixel PX is taken out and described.
画素PXは、信号線X及び走査線Yの交差部近傍に設けられたスイッチング素子としてのTFT(薄膜トランジスタ)14と、TFT14に電気的に接続され走査線Yに重なった画素電極PEと、画素電極PEに電気的に接続された補助容量素子Csとを有している。各TFT14は、ダブルゲート型のPMOSトランジスタである。
The pixel PX includes a TFT (thin film transistor) 14 as a switching element provided in the vicinity of the intersection of the signal line X and the scanning line Y, a pixel electrode PE that is electrically connected to the
詳述すると、ガラス基板10上に、半導体層15、接続電極16及び補助容量電極17が形成されている。なお、半導体層15、接続電極16及び補助容量電極17は、ガラス基板10上に図示しないアンダーコーティング膜を成膜した後に形成してもよい。半導体層15、接続電極16及び補助容量電極17は、ガラス基板10上に形成された半導体膜をパターニングすることにより、同一材料で同時に形成されている。この実施の形態において、半導体層15、接続電極16及び補助容量電極17は、ポリシリコンで形成されている。また、半導体層15、接続電極16及び補助容量電極17は、一体に形成されている。
More specifically, the
ガラス基板10、半導体層15、接続電極16及び補助容量電極17上に、ゲート絶縁膜18が成膜されている。ゲート絶縁膜18上に、複数の走査線Yと、これら走査線の一部を延出した複数のゲート電極20と、複数の補助容量線Zとが形成されている。
A
各ゲート電極20は、各半導体層15に重なって形成されている。ここでは、上記半導体層15はL字型に形成されているため、半導体層15に重なった走査線Yの一部は、ゲート電極20としても機能している。各補助容量線Zは、複数の補助容量電極17に重なって形成されている。ゲート絶縁膜18を介して対向配置された補助容量電極17及び補助容量線Zは、補助容量素子Csを形成している。
Each
走査線Y、ゲート電極20及び補助容量線Zは、アルミニウムやモリブデン−タングステン等の遮光性を有する低抵抗材料により同時に形成されている。この実施の形態において、走査線Y、ゲート電極20及び補助容量線Zは、モリブデン−タングステンで形成されている。
The scanning line Y, the
ゲート絶縁膜18、走査線Y、ゲート電極20及び補助容量線Z上に、層間絶縁膜22が形成されている。層間絶縁膜22上には、複数の信号線X及び複数のコンタクト電極30が形成されている。
An interlayer insulating
信号線Xは、複数の半導体層15の一部に重なっている。信号線Xは、ゲート絶縁膜18及び層間絶縁膜22の一部を貫通したコンタクトホールを介して半導体層15のソース領域RSに電気的に接続されている。
The signal line X overlaps part of the plurality of semiconductor layers 15. The signal line X is electrically connected to the source region RS of the
コンタクト電極30は、ゲート絶縁膜18及び層間絶縁膜22の一部を貫通した他のコンタクトホールを介して半導体層15のドレイン領域RDに電気的に接続されている。コンタクト電極30は、半導体層15のドレイン領域RDを介して補助容量電極17に電気的に接続されている。
The
信号線X及びコンタクト電極30は、アルミニウムやモリブデン−タングステン等の遮光性を有する低抵抗材料により同時に形成されている。この実施の形態において、信号線X及びコンタクト電極30は、アルミニウムで形成されている。
The signal line X and the
層間絶縁膜22、信号線X及びコンタクト電極30上に、保護膜としての層間絶縁膜31が成膜されている。層間絶縁膜31上には、カラーフィルタCFが形成されている。カラーフィルタCFは、複数の赤色の着色層、複数の緑色の着色層及び複数の青色の着色層を有している。各着色層は、ストライプ状に形成され、信号線Xに沿った方向に延出している。各着色層の両側縁は、信号線Xに重なっている。
An interlayer insulating
カラーフィルタCF上には、ITO(インジウム・ティン・オキサイド)等の透明な導電材料により複数の画素電極PEが形成されている。画素電極PEは、マトリクス状に配置されている。画素電極PEは、層間絶縁膜31及びカラーフィルタCFの一部を貫通したコンタクトホール40を介してコンタクト電極30に電気的に接続されている。画素電極PEは、隣合う2本の信号線X及び隣合う2本の補助容量線Zに周縁を重ねて形成されている。
On the color filter CF, a plurality of pixel electrodes PE are formed of a transparent conductive material such as ITO (indium tin oxide). The pixel electrodes PE are arranged in a matrix. The pixel electrode PE is electrically connected to the
上記のように、カラーフィルタCF及び画素電極PE等が形成されたガラス基板10上に、図示しない複数の柱状スペーサが形成されている。柱状スペーサが形成されたカラーフィルタCF及び画素電極PE上に、配向膜37が形成されている。
As described above, a plurality of columnar spacers (not shown) are formed on the
上記アレイ基板1において、走査線Yは、走査線駆動回路YD1、YD2から与えられ、TFT14の開閉状態を切替える切替え信号としての走査線駆動信号SY(SY2、…、SYm、SYm+1)をTFT14に伝送する。なお、上述したように、走査線Y1はダミーの走査線であるため、走査線Y1には走査線駆動信号を与えていない。補助容量線Zには、走査線駆動回路YD1、YD2から所定の電圧が与えられる。信号線Xには、信号線駆動回路XDから映像信号SX(SX1、…、SXi、…、SXh)が与えられる。
In the
次に、対向基板2について説明する。
図1、図2及び図4に示すように、対向基板2は、上記ガラス基板50を備えている。ガラス基板50上には、ITO等の透明な導電材料により共通電極51が形成されている。共通電極51上に、配向膜52が形成されている。
Next, the
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the
上記アレイ基板1及び対向基板2は、複数の柱状スペーサにより、所定の隙間を保持して対向配置されている。アレイ基板1及び対向基板2は、表示領域R1外周の両基板間に配置されたシール材60により接合されている。液晶層3は、アレイ基板1、対向基板2及びシール材60で囲まれた領域に形成されている。なお、画素電極PEは、液晶層3を挟んで位置する共通電極51との間に液晶容量Clcを形成している。シール材60の一部には液晶注入口61が形成され、この液晶注入口は封止材62で封止されている。
The
ガラス基板10の外面上には偏光板71が配置されている。ガラス基板50の外面上には偏光板72が配置されている。この実施の形態において、偏光板72の外面は表示面である。
A
バックライトユニットBUは、導光板Baと、この導光板の一側縁に対向配置された図示しない光源及び反射板とを有している。導光板Baは、偏光板71に対向配置されている。液晶表示装置は、図示しないベゼル等も有している。
The backlight unit BU includes a light guide plate Ba, and a light source and a reflection plate (not shown) arranged to face one side edge of the light guide plate. The light guide plate Ba is disposed to face the
次に、この実施の形態の画素PXについて詳しく説明する。
ダミーの走査線Y1は、画素電極PE1に重なっている。m行目の走査線Ymは、画素電極PEmに重なっている。m+1行目の走査線Ym+1は、画素電極PE(PEm)から外れて位置している。
Next, the pixel PX of this embodiment will be described in detail.
The dummy scanning line Y1 overlaps the pixel electrode PE1. The m-th scanning line Ym overlaps the pixel electrode PEm. The (m + 1) th row scanning line Ym + 1 is located away from the pixel electrode PE (PEm).
ここで、2以上、m−1以下の整数をnとする(2≦n≦m−1)。
n行目の走査線Ynに重ねられた画素電極PEnは、n+1行目の走査線Yn+1に接続されたTFT14に電気的に接続され、n行目の補助容量線Znで形成された補助容量素子Csに電気的に接続され、上記TFT14及び補助容量素子Csとともに同一の画素PXを形成している。各画素PXの画素電極PE、TFT14及び補助容量素子Csは、同列に位置している。
Here, n is an integer of 2 or more and m-1 or less (2 ≦ n ≦ m−1).
The pixel electrode PEn superimposed on the n-th scanning line Yn is electrically connected to the
次いで、画素電極PE及び走査線Y間のカップリングについて説明する。
カップリングとしては次の2つの要素に分けられる。n行目の画素PXnに着目すると、上記要素は、走査線Yn+1に接続されたTFT14のゲート及びソース間のカップリングによるものと、画素電極PEn及び走査線Yn間の寄生容量Cpによるものである。
Next, coupling between the pixel electrode PE and the scanning line Y will be described.
The coupling is divided into the following two elements. Focusing on the pixel PXn in the n-th row, the above elements are due to the coupling between the gate and the source of the
続いて、突き抜け電圧ΔVについて説明する。
n行目の画素PXnに着目し、突き抜け電圧ΔVになりうる要素を便宜的に挙げると、上記要素としては、画素PXnの画素電極PEnに重なった走査線Ynの電位変動(寄生容量Cpの変化)に起因した電位変動(ΔV1)と、走査線Yn+1に接続されたTFT14のゲート及びソース間のカップリングに起因した電位変動(ΔV2)と、が挙げられる。
Next, the punch-through voltage ΔV will be described.
Focusing on the pixel PXn in the n-th row, for convenience, elements that can become the punch-through voltage ΔV are as follows: potential fluctuation of the scanning line Yn that overlaps the pixel electrode PEn of the pixel PXn (change in parasitic capacitance Cp). ) And a potential variation (ΔV2) due to coupling between the gate and the source of the
なお、突き抜け電圧ΔVになりうる要素を便宜的に挙げたが、これは、突き抜け電圧ΔVが、ΔV1の電位変動及びΔV2の電位変動の和と、実際、同等ではないためである(ΔV≠ΔV1+ΔV2)。 The elements that can be the punch-through voltage ΔV are given for convenience, because the punch-through voltage ΔV is not actually equal to the sum of the potential fluctuation of ΔV1 and the potential fluctuation of ΔV2 (ΔV ≠ ΔV1 + ΔV2). ).
次に、上記液晶表示装置の駆動方法について説明する。ここでは、特に、n行i列目の画素PXに着目し、上記画素PXの駆動を代表して説明する。n行i列目の画素PXは、n行目の走査線Ynに重ねられた画素電極PEnと、n+1行目の走査線Yn+1及びi列目の信号線Xiに接続されたTFT14と、n行目の補助容量線Znで形成された補助容量素子Csと、を含んでいる。
Next, a method for driving the liquid crystal display device will be described. Here, focusing on the pixel PX in the n-th row and the i-th column, the driving of the pixel PX will be described as a representative. The pixel PX in the n-th row and the i-th column includes a pixel electrode PEn superimposed on the n-th row scanning line Yn, a
図2、図5及び図6に示すように、液晶表示装置の駆動がスタートすると、外部駆動回路5による制御のもと、走査線駆動回路YD1、YD2は、1水平走査期間(1H)毎に行を変えながらの走査線Yに走査線駆動信号SYを順次与える。詳しくは、TFT14をオン状態とするレベル(オン電位)、ここでは、ローレベルの走査線駆動信号SYを、2行目の走査線Y2からm+1行目の走査線Ym+1まで順に与えるサイクルを繰り返し行う。
As shown in FIGS. 2, 5, and 6, when the driving of the liquid crystal display device is started, the scanning line driving circuits YD1 and YD2 are controlled every one horizontal scanning period (1H) under the control of the
例えば、ある1水平走査期間に走査線Yn−1にローレベルの走査線駆動信号SYn−1が与えられた場合、連続する1水平走査期間に走査線Ynにローレベルの走査線駆動信号SYnが与えられ、さらに連続する1水平走査期間に走査線Yn+1にローレベルの走査線駆動信号SYn+1が与えられる。 For example, when a low-level scanning line drive signal SYn-1 is given to the scanning line Yn-1 during a certain horizontal scanning period, the low-level scanning line driving signal SYn is applied to the scanning line Yn during a continuous horizontal scanning period. In addition, a low-level scanning line driving signal SYn + 1 is applied to the scanning line Yn + 1 in one continuous horizontal scanning period.
また、外部駆動回路5による制御のもと、信号線駆動回路XDは、ハイレベル、ここでは正の電圧の映像信号SXと、ローレベル、ここでは負の電圧の映像信号と、を1水平走査期間毎に交互に信号線Xに与える。
In addition, under the control of the
例えば、ある1水平走査期間にi列の信号線Xiに正の電圧の映像信号SXが与えられた場合、連続する1水平走査期間に信号線Xiに負の電圧の映像信号SXが与えられ、さらに連続する1水平走査期間に信号線Xiに正の電圧の映像信号SXが与えられる。 For example, when a video signal SX having a positive voltage is applied to the i-th signal line Xi in one horizontal scanning period, a video signal SX having a negative voltage is applied to the signal line Xi in one continuous horizontal scanning period. Further, a video signal SX having a positive voltage is applied to the signal line Xi in one continuous horizontal scanning period.
なお、共通電極51は接地されている。このため、上記液晶表示装置は、1水平走査期間毎に極性を1回反転させる極性反転駆動を行うものである。
上記のように、液晶表示装置の駆動が行われる。
The
As described above, the liquid crystal display device is driven.
上記したことから、走査線駆動信号SYn+1がローレベルの期間、n行i列目の画素PXのTFT14が開状態となり、n行i列目の画素PXの画素電極PEnに正の電圧の映像信号SXiが与えられる。これにより、n行i列目の画素PXの電位Vpxは、この画素が光透過状態となる値に設定され、この画素の光透過状態が維持される。
As described above, the
ここで、n行i列目の画素PXの光透過期間の直前の1水平走査期間において、画素PXの電位VpxにΔV1だけ電位変動が生じる。ΔV1の電位変動は、n行i列目の画素PXnの画素電極PEnに重なった走査線Ynの電位変動(寄生容量Cpの変化)に起因したものである。但し、ΔV1の電位変動は、光透過期間前に生じたものであるので、突き抜け電圧ΔVとして寄与することはない。また、ΔV1の電位変動が生じる期間は、768水平走査期間の内の1水平走査期間(1H/768H)と短期間であることからも、ΔV1の電位変動は、画像表示に悪影響の無いものである。 Here, in one horizontal scanning period immediately before the light transmission period of the pixel PX in the n-th row and the i-th column, the potential variation occurs by ΔV1 in the potential Vpx of the pixel PX. The potential fluctuation of ΔV1 is caused by the potential fluctuation (change in parasitic capacitance Cp) of the scanning line Yn that overlaps the pixel electrode PEn of the pixel PXn in the n-th row and i-th column. However, since the potential fluctuation of ΔV1 occurs before the light transmission period, it does not contribute as the punch-through voltage ΔV. In addition, since the period in which the potential variation of ΔV1 occurs is one horizontal scanning period (1H / 768H) of the 768 horizontal scanning periods and a short period, the potential variation of ΔV1 has no adverse effect on the image display. is there.
さらに、n行i列目の画素PXの光透過期間の最初の1水平走査期間の後半から2番目の1水平走査期間にかけて、画素PXの電位VpxにΔV2だけ電位変動が生じる。ΔV2の電位変動は、n行i列目の画素PXnのTFT14のゲート及びソース間のカップリングに起因したものである。ΔV2の電位変動は、光透過期間内に生じたものであるので、突き抜け電圧ΔVとして寄与することになる。
Further, a potential variation of ΔV2 occurs in the potential Vpx of the pixel PX from the latter half of the first one horizontal scanning period to the second one horizontal scanning period of the light transmission period of the pixel PX in the nth row and ith column. The potential fluctuation of ΔV2 is caused by the coupling between the gate and the source of the
上記のように構成された液晶表示装置によれば、液晶表示パネルPは、アレイ基板1、対向基板2及び液晶層3を備えている。アレイ基板1は、複数の信号線X、複数の走査線Y、複数の補助容量線Z、複数のTFT14及び複数の画素電極PEを備えている。画素電極PEは、信号線X及び補助容量線Zによって区画された領域に配置され走査線Yに重なっている。
According to the liquid crystal display device configured as described above, the liquid crystal display panel P includes the
n行目の走査線Ynに重ねられた画素電極PEnは、n+1行目の走査線Yn+1に接続されたTFT14に電気的に接続され、上記TFT14とともに同一の画素PXを形成している。
The pixel electrode PEn superimposed on the n-th scanning line Yn is electrically connected to the
これにより、ΔV2の電位変動は突き抜け電圧ΔVに寄与するものの、ΔV1の電位変動は突き抜け電圧ΔVに寄与しない。各画素PXの突き抜け電圧ΔVを低減することができるため、フリッカの発生を抑制することができる。なお、ΔV1の電位変動に起因した突抜け電圧の発生を防止できることや、TFTのソース領域の抵抗値及びドレイン領域の抵抗値の設定を工夫すること無しにフリッカの発生を抑制できることは、言うまでも無い。
上記のことから、簡便に画素に発生する突抜け電圧を低減することができ、フリッカの発生を抑制することができる液晶表示装置を得ることができる。
Thereby, although the potential fluctuation of ΔV2 contributes to the punch-through voltage ΔV, the potential fluctuation of ΔV1 does not contribute to the punch-through voltage ΔV. Since the penetration voltage ΔV of each pixel PX can be reduced, the occurrence of flicker can be suppressed. Needless to say, it is possible to prevent the occurrence of a punch-through voltage due to the potential fluctuation of ΔV1, and to suppress the occurrence of flicker without devising the setting of the resistance value of the source region and the drain region of the TFT. There is no.
From the above, it is possible to obtain a liquid crystal display device that can easily reduce the punch-through voltage generated in the pixel and can suppress the occurrence of flicker.
次に、この発明の他の実施の形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。なお、この実施の形態において、他の構成は上述した実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図7に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネルP、走査線駆動回路YD1、YD2、信号線駆動回路XD、外部駆動回路5及びバックライトユニットBUを備えている。
Next, a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention will be described in detail. In this embodiment, other configurations are the same as those of the above-described embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
As shown in FIG. 7, the liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel P, scanning line drive circuits YD1, YD2, a signal line drive circuit XD, an
走査線Yはm本有している(走査線Y1、…、Ym−1、Ym)。なお、走査線Ym+1はダミーの走査線である。補助容量線Zはm本有している(補助容量線Z1、…、Zm−1、Zm)。信号線Xはh本有している(信号線X1、…、Xh−1、Xh)。この実施の形態の液晶表示パネルPは、XGAの液晶表示パネルである。このため、走査線Y及び補助容量線Zの本数は、768本(m=768)であり、信号線Xの本数は、1024×3=3072本(h=3072)である。 There are m scanning lines Y (scanning lines Y1, ..., Ym-1, Ym). The scanning line Ym + 1 is a dummy scanning line. There are m auxiliary capacitance lines Z (auxiliary capacitance lines Z1,..., Zm-1, Zm). There are h signal lines X (signal lines X1,..., Xh-1, Xh). The liquid crystal display panel P of this embodiment is an XGA liquid crystal display panel. For this reason, the number of scanning lines Y and auxiliary capacitance lines Z is 768 (m = 768), and the number of signal lines X is 1024 × 3 = 3072 (h = 3072).
図7乃至図9に示すように、走査線Yは、走査線駆動回路YD1、YD2から与えられる走査線駆動信号SY(SY1、…、SYm−1、SYm)をTFT14に伝送する。なお、走査線Ym+1はダミーの走査線であるため、走査線Ym+1には走査線駆動信号を与えていない。補助容量線Zには、走査線駆動回路YD1、YD2から所定の電圧が与えられる。信号線Xには、信号線駆動回路XDから映像信号SX(SX1、…、SXi、…、SXh)が与えられる。
As shown in FIGS. 7 to 9, the scanning line Y transmits the scanning line driving signals SY (SY1,..., SYm-1, SYm) given from the scanning line driving circuits YD1 and YD2 to the TFT. Since the scanning line Ym + 1 is a dummy scanning line, no scanning line drive signal is given to the scanning
次に、この実施の形態の画素PXについて詳しく説明する。
1行目の走査線Y1は、画素電極PE(PE1)から外れて位置している。2行目の走査線Y2は、画素電極PE1に重なっている。m+1行目の走査線Ym+1は、画素電極PE(PEm)に重なっている。
Next, the pixel PX of this embodiment will be described in detail.
The scanning line Y1 in the first row is located away from the pixel electrode PE (PE1). The scanning line Y2 in the second row overlaps with the pixel electrode PE1. The (m + 1) th scanning line Ym + 1 overlaps the pixel electrode PE (PEm).
ここで、2以上、m以下の整数をnとする(2≦n≦m)。
n行目の走査線Ynに重ねられた画素電極PEn−1は、n−1行目の走査線Yn−1に接続されたTFT14に電気的に接続され、n−1行目の補助容量線Zn−1で形成された補助容量素子Csに電気的に接続され、上記TFT14及び補助容量素子Csとともに同一の画素PXを形成している。各画素PXの画素電極PE、TFT14及び補助容量素子Csは、同列に位置している。
Here, n is an integer of 2 or more and m or less (2 ≦ n ≦ m).
The pixel electrode PEn-1 superimposed on the nth scanning line Yn is electrically connected to the
次いで、画素電極PE及び走査線Y間のカップリングについて説明する。
カップリングとしては次の2つの要素に分けられる。n行目の画素PXnに着目すると、上記要素は、走査線Ynに接続されたTFT14のゲート及びソース間のカップリングによるものと、画素電極PEn及び走査線Yn+1間の寄生容量Cpによるものである。
Next, coupling between the pixel electrode PE and the scanning line Y will be described.
The coupling is divided into the following two elements. Focusing on the pixel PXn in the n-th row, the above elements are due to the coupling between the gate and the source of the
続いて、突き抜け電圧ΔVについて説明する。
n行目の画素PXnに着目し、突き抜け電圧ΔVになりうる要素を便宜的に挙げると、上記要素としては、画素PXnの画素電極PEnに重なった走査線Yn+1の電位変動(寄生容量Cpの変化)に起因した電位変動(ΔV1)と、走査線Yn−1に接続されたTFT14のゲート及びソース間のカップリングに起因した電位変動(ΔV2)と、が挙げられる。
Next, the punch-through voltage ΔV will be described.
Focusing on the pixel PXn in the n-th row, for convenience, elements that can become the punch-through voltage ΔV are as follows: potential fluctuation of the scanning line Yn + 1 that overlaps the pixel electrode PEn of the pixel PXn (change in parasitic capacitance Cp). ) And a potential variation (ΔV2) due to coupling between the gate and source of the
なお、突き抜け電圧ΔVになりうる要素を便宜的に挙げたが、これは、突き抜け電圧ΔVが、ΔV1の電位変動及びΔV2の電位変動の和と、実際、同等ではないためである(ΔV≠ΔV1+ΔV2)。 The elements that can be the punch-through voltage ΔV are given for convenience, because the punch-through voltage ΔV is not actually equal to the sum of the potential fluctuation of ΔV1 and the potential fluctuation of ΔV2 (ΔV ≠ ΔV1 + ΔV2). ).
次に、上記液晶表示装置の駆動方法について説明する。ここでは、特に、n行i列目の画素PXに着目し、上記画素PXの駆動を代表して説明する。n行i列目の画素PXは、n+1行目の走査線Yn+1に重ねられた画素電極PEnと、n行目の走査線Yn及びi列目の信号線Xiに接続されたTFT14と、n+1行目の補助容量線Zn+1で形成された補助容量素子Csと、を含んでいる。
Next, a method for driving the liquid crystal display device will be described. Here, focusing on the pixel PX in the n-th row and the i-th column, the driving of the pixel PX will be described as a representative. The pixel PX in the n-th row and the i-th column includes a pixel electrode PEn superimposed on the (n + 1) -th scanning line Yn + 1, a
図7、図9及び図10に示すように、液晶表示装置の駆動がスタートすると、外部駆動回路5による制御のもと、走査線駆動回路YD1、YD2は、1水平走査期間(1H)毎に行を変えながらの走査線Yに走査線駆動信号SYを順次与える。詳しくは、TFT14をオン状態とするレベル(オン電位)、ここでは、ローレベルの走査線駆動信号SYを、1行目の走査線Y1からm行目の走査線Ymまで順に与えるサイクルを繰り返し行う。
As shown in FIGS. 7, 9 and 10, when driving of the liquid crystal display device is started, the scanning line driving circuits YD1 and YD2 are controlled every one horizontal scanning period (1H) under the control of the
例えば、ある1水平走査期間に走査線Yn−1にローレベルの走査線駆動信号SYn−1が与えられた場合、連続する1水平走査期間に走査線Ynにローレベルの走査線駆動信号SYnが与えられ、さらに連続する1水平走査期間に走査線Yn+1にローレベルの走査線駆動信号SYn+1が与えられる。 For example, when a low-level scanning line drive signal SYn-1 is given to the scanning line Yn-1 during a certain horizontal scanning period, the low-level scanning line driving signal SYn is applied to the scanning line Yn during a continuous horizontal scanning period. In addition, a low-level scanning line driving signal SYn + 1 is applied to the scanning line Yn + 1 in one continuous horizontal scanning period.
また、外部駆動回路5による制御のもと、信号線駆動回路XDは、ハイレベル、ここでは正の電圧の映像信号SXと、ローレベル、ここでは負の電圧の映像信号と、を1水平走査期間毎に交互に信号線Xに与える。
In addition, under the control of the
例えば、ある1水平走査期間にi列の信号線Xiに正の電圧の映像信号SXが与えられた場合、連続する1水平走査期間に信号線Xiに負の電圧の映像信号SXが与えられ、さらに連続する1水平走査期間に信号線Xiに正の電圧の映像信号SXが与えられる。 For example, when a video signal SX having a positive voltage is applied to the i-th signal line Xi in one horizontal scanning period, a video signal SX having a negative voltage is applied to the signal line Xi in one continuous horizontal scanning period. Further, a video signal SX having a positive voltage is applied to the signal line Xi in one continuous horizontal scanning period.
なお、共通電極51は接地されている。このため、上記液晶表示装置は、1水平走査期間毎に極性を1回反転させる極性反転駆動を行うものである。
上記のように、液晶表示装置の駆動が行われる。
The
As described above, the liquid crystal display device is driven.
上記したことから、走査線駆動信号SYnがローレベルの期間、n行i列目の画素PXのTFT14が開状態となり、n行i列目の画素PXの画素電極PEnに正の電圧の映像信号SXiが与えられる。これにより、n行i列目の画素PXの電位Vpxは、この画素が光透過状態となる値に設定され、この画素の光透過状態が維持される。
From the above, during the period when the scanning line drive signal SYn is at a low level, the
ここで、n行i列目の画素PXの光透過期間の最初の1水平走査期間の後半から2番目の1水平走査期間にかけて、画素PXの電位VpxにΔV2だけ電位変動が生じる。ΔV2の電位変動は、n行i列目の画素PXnのTFT14のゲート及びソース間のカップリングに起因したものである。ΔV2の電位変動は、光透過期間内に生じたものであるので、突き抜け電圧ΔVとして寄与することになる。
Here, from the second half of the first horizontal scanning period of the light transmission period of the pixel PX in the n-th row and i-th column to the second one horizontal scanning period, the potential variation of the pixel PX is caused by ΔV2. The potential fluctuation of ΔV2 is caused by the coupling between the gate and the source of the
さらに、n行i列目の画素PXの光透過期間の直後の1水平走査期間において、画素PXの電位VpxにΔV1だけ電位変動が生じる。ΔV1の電位変動は、n行i列目の画素PXnの画素電極PEnに重なった走査線Yn+1の電位変動(寄生容量Cpの変化)に起因したものである。但し、ΔV1の電位変動は、無視できるレベルであるので、突き抜け電圧ΔVとして寄与するものの、表示画像に悪影響は無い。また、ΔV1の電位変動が生じる期間は、768水平走査期間の内の1水平走査期間(1H/768H)と短期間であることからも、ΔV1の電位変動は、画像表示に悪影響の無いものである。 Further, in one horizontal scanning period immediately after the light transmission period of the pixel PX in the n-th row and the i-th column, the potential variation occurs by ΔV1 in the potential Vpx of the pixel PX. The potential fluctuation of ΔV1 is caused by the potential fluctuation (change in parasitic capacitance Cp) of the scanning line Yn + 1 that overlaps the pixel electrode PEn of the pixel PXn in the n-th row and i-th column. However, since the potential fluctuation of ΔV1 is a negligible level, it contributes as the punch-through voltage ΔV, but does not adversely affect the display image. In addition, since the period in which the potential variation of ΔV1 occurs is one horizontal scanning period (1H / 768H) of the 768 horizontal scanning periods and a short period, the potential variation of ΔV1 has no adverse effect on the image display. is there.
上記のように構成された液晶表示装置によれば、液晶表示パネルPは、アレイ基板1、対向基板2及び液晶層3を備えている。アレイ基板1は、複数の信号線X、複数の走査線Y、複数の補助容量線Z、複数のTFT14及び複数の画素電極PEを備えている。画素電極PEは、信号線X及び補助容量線Zによって区画された領域に配置され走査線Yに重なっている。
According to the liquid crystal display device configured as described above, the liquid crystal display panel P includes the
n行目の走査線Ynに重ねられた画素電極PEnは、n−1行目の走査線Yn−1に接続されたTFT14に電気的に接続され、上記TFT14とともに同一の画素PXを形成している。
The pixel electrode PEn superimposed on the nth scanning line Yn is electrically connected to the
これにより、各画素PXの突き抜け電圧ΔVを低減することができるため、フリッカの発生を抑制することができる。なお、ΔV1の電位変動に起因した突抜け電圧の発生を防止できることや、TFTのソース領域の抵抗値及びドレイン領域の抵抗値の設定を工夫すること無しにフリッカの発生を抑制できることは、言うまでも無い。
上記のことから、簡便に画素に発生する突抜け電圧を低減することができ、フリッカの発生を抑制することができる液晶表示装置を得ることができる。
As a result, the punch-through voltage ΔV of each pixel PX can be reduced, and the occurrence of flicker can be suppressed. Needless to say, it is possible to prevent the occurrence of a punch-through voltage due to the potential fluctuation of ΔV1, and to suppress the occurrence of flicker without devising the setting of the resistance value of the source region and the drain region of the TFT. There is no.
From the above, it is possible to obtain a liquid crystal display device that can easily reduce the punch-through voltage generated in the pixel and can suppress the occurrence of flicker.
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.
n行目の走査線Ynに重ねられた画素電極PEnは、走査線Yn−1又は走査線Yn+1に接続されたTFT14に電気的に接続され、上記TFT14とともに同一の画素を形成していればよい。
The pixel electrode PEn superimposed on the n-th scanning line Yn only needs to be electrically connected to the
ダミーの走査線は、設けられていなくともよい。TFT14は、ダブルゲート型のTFTに限らず、シングルゲート型のTFTであってもよい。また、TFT14は、PMOSTFTに限らず、NMOSTFTであってもよい。
The dummy scanning line may not be provided. The
1…アレイ基板、2…対向基板、3…液晶層、10…ガラス基板、14…TFT、15…半導体層、17…補助容量電極、20…ゲート電極、P…液晶表示パネル、YD1,YD2…走査線駆動回路、XD…信号線駆動回路、BU…バックライトユニット、R1…表示領域、PX…画素、PE…画素電極、Cs…補助容量素子、Y…走査線、Z…補助容量線、X…信号線、d1…行方向、d2…列方向。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板と、
前記アレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層と、を備え、
n行目の走査線に重ねられた画素電極は、n−1行目又はn+1行目の走査線に接続されたスイッチング素子に電気的に接続され、上記スイッチング素子とともに同一の画素を形成していることを特徴とする液晶表示装置。 A plurality of signal lines extending in the column direction, a plurality of scanning lines extending in the row direction, a plurality of auxiliary capacitance lines extending in the row direction with an interval between the plurality of scanning lines, and the plurality of signal lines And a plurality of switching elements connected to the plurality of scanning lines, and a plurality of pixel electrodes disposed in a region partitioned by the plurality of signal lines and the plurality of auxiliary capacitance lines and superimposed on the plurality of scanning lines. An array substrate;
A counter substrate disposed opposite to the array substrate with a gap;
A liquid crystal layer sandwiched between the array substrate and the counter substrate,
The pixel electrode superimposed on the n-th scanning line is electrically connected to the switching element connected to the (n−1) -th or n + 1-th scanning line, and forms the same pixel together with the switching element. A liquid crystal display device.
1行目の走査線又はm行目の走査線は、前記画素電極から外れて位置していることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 The number of the scanning lines is m,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first scanning line or the m-th scanning line is located away from the pixel electrode.
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JP2013205628A (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Japan Display Inc | Liquid crystal display device |
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