JP2015200680A - 液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents

液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2015200680A
JP2015200680A JP2012186391A JP2012186391A JP2015200680A JP 2015200680 A JP2015200680 A JP 2015200680A JP 2012186391 A JP2012186391 A JP 2012186391A JP 2012186391 A JP2012186391 A JP 2012186391A JP 2015200680 A JP2015200680 A JP 2015200680A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
liquid crystal
display device
crystal display
pixels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012186391A
Other languages
English (en)
Inventor
耕平 田中
Kohei Tanaka
耕平 田中
村田 充弘
Mitsuhiro Murata
充弘 村田
章仁 陣田
Akihito Jinda
章仁 陣田
洋典 岩田
Hironori Iwata
洋典 岩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2012186391A priority Critical patent/JP2015200680A/ja
Priority to PCT/JP2013/071331 priority patent/WO2014034394A1/ja
Publication of JP2015200680A publication Critical patent/JP2015200680A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/13624Active matrix addressed cells having more than one switching element per pixel
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
    • G09G3/3659Control of matrices with row and column drivers using an active matrix the addressing of the pixel involving the control of two or more scan electrodes or two or more data electrodes, e.g. pixel voltage dependant on signal of two data electrodes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0421Structural details of the set of electrodes
    • G09G2300/0434Flat panel display in which a field is applied parallel to the display plane
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/04Structural and physical details of display devices
    • G09G2300/0439Pixel structures
    • G09G2300/0443Pixel structures with several sub-pixels for the same colour in a pixel, not specifically used to display gradations
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0876Supplementary capacities in pixels having special driving circuits and electrodes instead of being connected to common electrode or ground; Use of additional capacitively coupled compensation electrodes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/02Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0247Flicker reduction other than flicker reduction circuits used for single beam cathode-ray tubes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3614Control of polarity reversal in general

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

【課題】フリッカを抑制することができる駆動方法を実行する液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素を含む第1基板と、前記画素ごとに形成された第1電極および第2電極と、共通電極と、前記第1基板に対向して配置された第2基板と、前記第2基板に形成された対向電極と、誘電率異方性が正の液晶分子を含む液晶層と、前記第1電極、前記第2電極、ならびに前記共通電極および前記対向電極の少なくとも一方の電位を制御する駆動部とを備える。前記駆動部は、前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を順次書き込むとともに、前記共通電極の電位と前記対向電極の電位との高低関係を反転期間ごとに反転させる。前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を1回ずつ書き込むための走査期間Tgsの長さは、前記反転期間の長さの半分以下である。
【選択図】図7

Description

本発明は、液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法に関する。
従来、液晶表示装置の駆動方法として、様々な方式が知られている。
特開2004−354407号公報には、一方の基板に形成した第1の電極および第2の電極と、他方の基板に形成した第3の電極とを備える液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置は、第3の電極の電位を1フレーム周期内で変化させ、画像表示期間では第1の電極と第2の電極との間で生じる横電界を利用し、画像非表示期間の初期段階では第1の電極と第3の電極との間で生じる縦電界で液晶分子を駆動する。上記特許文献には、この駆動方法によって特に立下り応答時間を短縮できると記載されている。
特開2004−354407号公報
上記特許文献に開示された駆動方法は、1フレーム期間内に画像非表示期間を設ける、いわゆる黒挿入書込みによる駆動方法である。そのため、充分な明るさを得ることが困難である。また、上記特許文献に開示された液晶表示装置では、液晶分子が水平に配向した状態での黒表示と、液晶分子が垂直に配向した状態での黒表示とが混在している。そのため、黒表示の補償を行うことができないため、コントラストが低下する。
ところで、液晶に直流電圧が印加されると、電極表面で電荷の偏りが起こる。そのため、電界の向きを定期的に反転させる必要がある。一般的な液晶表示装置では、電荷の偏りを防ぐための駆動方法として、1水平期間毎に対向する電極の極性を反転させる対向AC反転駆動や、1フレーム期間毎に対向する電極の極性を反転させるフレーム反転駆動等が知られている。
しかし、大型パネルや高精細パネルに対向AC反転駆動を適用すると、駆動負荷が大きくなる。一方、フレーム反転駆動では、あるフレームにおいて、すべての画素の極性が同じになるため、フリッカ(Flicker)が発生し易くなる。
また、上記特開2004−354407号公報に記載されているような3種類以上の電極を備える液晶表示装置において、フリッカを抑制する駆動方法は明らかにされていない。
本発明の目的は、フリッカを抑制することができる駆動方法を提供することである。また、当該駆動方法を実行する液晶表示装置を提供することである。
ここに開示する液晶表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素を含む第1基板と、前記画素ごとに形成された第1電極および第2電極と、前記複数の画素にわたって形成された共通電極と、前記第1基板に対向して配置された第2基板と、前記第2基板に形成された対向電極と、前記第1基板と前記第2基板とに挟持され、誘電率異方性が正の液晶分子を含む液晶層と、前記第1電極、前記第2電極、ならびに前記共通電極および前記対向電極の少なくとも一方の電位を制御する駆動部とを備える。前記駆動部は、前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を順次書き込むとともに、前記共通電極の電位と前記対向電極の電位との高低関係を反転期間ごとに反転させる。前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を1回ずつ書き込むための走査期間の長さは、前記反転期間の長さの半分以下である。
ここに開示する駆動方法は、マトリクス状に配置された複数の画素を含む第1基板と、前記画素ごとに形成された第1電極および第2電極と、前記複数の画素にわたって形成された共通電極と、前記第1基板に対向して配置された第2基板と、前記第2基板に形成された対向電極と、前記第1基板と前記第2基板とに挟持され、誘電率異方性が正の液晶分子を含む液晶層とを備える液晶表示装置の駆動方法であって、前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を順次書き込むとともに、前記共通電極の電位と前記対向電極の電位との高低関係を所定の反転期間ごとに反転させる。前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を1回ずつ書き込むための走査期間の長さは、前記反転期間の長さの半分以下である。
本発明によれば、フリッカを抑制することができる駆動方法が得られる。また、当該駆動方法を実行する液晶表示装置が得られる。
図1は、本発明の一実施形態にかかる液晶表示装置の一部を抜き出して模式的に示す斜視図である。 図2は、液晶表示装置から一つの画素を抜き出して示す平面図である。 図3は、図2のA−A線に沿った断面図である。 図4は、液晶表示装置の等価回路図である。 図5Aは、液晶表示装置による表示動作を説明するための図である。 図5Bは、液晶表示装置による表示動作を説明するための図である。 図6は、液晶表示装置の機能的構成を示すブロック図である。 図7は、本発明の第1の実施形態にかかる駆動方法のタイミングチャートである。 図8は、本実施形態における各画素における電極の極性を模式的に示した図である。 図9は、本実施形態の他の例における各画素における電極の極性を模式的に示した図である。 図10は、本実施形態の他の例における各画素における電極の極性を模式的に示した図である。 図11は、本発明の第2の実施形態にかかる駆動方法のタイミングチャートである。 図12は、本発明の第3の実施形態にかかる駆動方法のタイミングチャートである。 図13は、本発明の変形例にかかる液晶表示装置の模式的断面図である。 図14は、本発明の変形例にかかる液晶表示装置の等価回路図である。
本発明の一実施形態にかかる液晶表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素を含む第1基板と、前記画素ごとに形成された第1電極および第2電極と、前記複数の画素にわたって形成された共通電極と、前記第1基板に対向して配置された第2基板と、前記第2基板に形成された対向電極と、前記第1基板と前記第2基板とに挟持され、誘電率異方性が正の液晶分子を含む液晶層と、前記第1電極、前記第2電極、ならびに前記共通電極および前記対向電極の少なくとも一方の電位を制御する駆動部とを備える。前記駆動部は、前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を順次書き込むとともに、前記共通電極の電位と前記対向電極の電位との高低関係を反転期間ごとに反転させる。前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を1回ずつ書き込むための走査期間の長さは、前記反転期間の長さの半分以下である(第1の構成)。
上記の構成によれば、液晶表示装置は、画素ごとに形成された第1電極および第2電極を備える。駆動部は、第1電極および第2電極の電位を制御して、第1電極と第2電極との間に電界を形成する。これによって、液晶層の液晶分子の配向を画素ごとに制御することができる。
液晶表示装置は、さらに、共通電極と対向電極とを備える。駆動部は、共通電極および対向電極の少なくとも一方の電位を制御して、共通電極と対向電極との間に電界を形成する。ここで、共通電極は第1基板に形成されており、対向電極は第2基板に形成されている。一方、第1電極および第2電極は、いずれも第1基板に形成されている。したがって、共通電極と対向電極とが形成する電界(以下、縦電界という)の方向は、第1電極と第2電極とが形成する電界(以下、横電界という)の方向と交差する方向である。
この構成によれば、横電界が相対的に大きい画素では、横電界によって液晶分子の配向が制御される。一方、横電界が相対的に小さい画素では、縦電界によって液晶分子の配向が制御される。このように、いずれの画素においても、液晶分子の配向は電界によって制御される。そのため、縦電界のみ、または横電界のみによって配向を制御する場合と比較して、応答速度を速くすることができる。
駆動部は、共通電極の電位と対向電極の電位との高低関係を、反転期間ごとに反転させる。すなわち、駆動部は、縦電界を反転期間ごとに反転させる。これによって、液晶層の電荷に偏りが生じるのを防止することができる。
第1電極および第2電極の電位は、縦電界の反転の影響を受ける。そのため、縦電界が反転してから、駆動部によって第1電極および第2電極の電位が書き込まれるまでの間、液晶の配向が乱れ、輝度が低下する。しかし、上記の構成によれば、走査期間の長さは、反転期間の長さの半分以下である。そのため、縦電界の反転の影響によって輝度が低下する期間を短くすることができる。これによって、フリッカを抑制することができる。
上記第1の構成において、前記画素のそれぞれにおいて、前記第1電極の電位と前記第2電極の電位とは互いに反対極性であることが好ましい(第2の構成)。
上記第1または第2の構成において、前記駆動部は、前記第1電極および前記第2電極の電位の極性を、1フレーム期間の長さの整数倍の期間ごとに反転させることが好ましい(第3の構成)。
上記の構成によれば、液晶層の電荷に偏りが生じるのを防止することができる。
上記第1〜第3のいずれかの構成において、前記駆動部は、前記第1電極および前記第2電極の電位の極性を、前記画素の行ごとに反転させることが好ましい(第4の構成)。
上記の構成によれば、液晶層の電荷に偏りが生じるのを防止することができる。また、フリッカをより抑制することができる。
上記第1〜第3のいずれかの構成において、前記駆動部は、前記第1電極および前記第2電極の電位の極性を、前記画素の列ごとに反転させることが好ましい(第5の構成)。
上記の構成によれば、液晶層の電荷に偏りが生じるのを防止することができる。また、フリッカをより抑制することができる。
上記第1〜第3のいずれかの構成において、前記駆動部は、前記第1電極および前記第2電極の電位の極性を、前記画素ごとに反転させることが好ましい(第6の構成)。
上記の構成によれば、液晶層の電荷に偏りが生じるのを防止することができる。また、フリッカをより抑制することができる。
上記第1〜第6のいずれかの構成において、前記反転期間の長さは1フレーム期間の長さの2倍以上であっても良い(第7の構成)。
上記第1〜第7のいずれかの構成において、前記走査期間の長さは1フレーム期間の長さよりも短く、前記駆動部は、前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を1フレーム期間に1回書き込む構成としても良い(第8の構成)。
上記の構成によれば、1フレーム期間中に、第1電極および第2電極の充電を行わない休止期間が存在する。そのため、消費電力を低くすることができる。
上記第1〜第7のいずれかの構成において、前記走査期間の長さは1フレーム期間の長さよりも短く、前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を1フレーム期間に2回以上書き込む構成としても良い(第9の構成)。
上記の構成によれば、液晶層の液晶分子の配向をより安定させることができる。
上記第1〜第9のいずれかの構成において、前記対向電極を覆って形成されたオーバーコート層をさらに備えていても良い(第10の構成)。
上記の構成によれば、オーバーコート層によって、縦電界の強さが小さくなる。そのため、相対的に横電界の影響が大きくなる。これによって、透過率を向上させることができる。
上記第1〜第10のいずれかの構成において、前記画素の行ごとに形成されたゲートラインと、前記画素の列ごとに形成された第1および第2ソースラインと、前記画素ごとに形成され、前記ゲートラインおよび前記第1ソースラインに接続され、前記ゲートラインに供給される信号によって開閉する第1スイッチング素子と、前記画素ごとに形成され、前記ゲートラインおよび前記第2ソースラインに接続され、前記ゲートラインに供給される信号によって開閉する第2スイッチング素子とをさらに備え、前記第1電極は前記第1スイッチング素子に接続され、前記第2電極は前記第2スイッチング素子に接続される構成としても良い(第11の構成)。
上記第11の構成において、前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子は酸化物半導体を含むことが好ましい(第12の構成)。
本発明の一実施の態様にかかる駆動方法は、マトリクス状に配置された複数の画素を含む第1基板と、前記画素ごとに形成された第1電極および第2電極と、前記複数の画素にわたって形成された共通電極と、前記第1基板に対向して配置された第2基板と、前記第2基板に形成された対向電極と、前記第1基板と前記第2基板とに挟持され、誘電率異方性が正の液晶分子を含む液晶層とを備える液晶表示装置の駆動方法であって、前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を順次書き込むとともに、前記共通電極の電位と前記対向電極の電位との高低関係を所定の反転期間ごとに反転させ、前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を1回ずつ書き込むための走査期間の長さは、前記反転期間の長さの半分以下である(駆動方法の第1の態様)。
上記駆動方法の第1の態様において、前記液晶層は誘電率異方性が正の液晶分子を含んでいても良い(駆動方法の第2の態様)。
[実施の形態]
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
[液晶表示装置]
図1は、本発明の一実施形態にかかる液晶表示装置1の一部を抜き出して模式的に示す斜視図である。液晶表示装置1は、アレイ基板(第1基板)10と、対向基板(第2基板)30と、アレイ基板10および対向基板30に挟持された液晶層20とを備えている。
アレイ基板10は、基板11を含んでいる。基板11は、透光性を有している。基板11は、例えばガラス基板である。基板11は、表面にパシベーション膜等が形成されていても良い。基板11の一方の面には偏光板15が配置されている。基板11の他方の面には、共通電極12、絶縁層13、およびアレイ層14が、この順で形成されている。
共通電極12は、基板11の表示領域の概略全面を覆って、一様な面状に形成されている。共通電極12は、透光性の導電膜であり、例えばITO(Indium Tin Oxide)またはIZO(Indium Zinc Oxide)の膜である。共通電極12は、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)またはスパッタリングによって成膜される。
絶縁層13は、共通電極12の概略全面を覆って形成されている。絶縁層13は、透光性および絶縁性を有している。絶縁層13は、例えば窒化ケイ素、酸化ケイ素、または酸窒化ケイ素の膜であり、例えばCVDによって成膜される。絶縁層13はまた、アクリル樹脂等の有機物であっても良く、この場合、例えばスピンコータまたはスリットコータによって成膜される。
アレイ層14は、それぞれに画素電極が形成された複数の画素Pxを含んでいる。アレイ層14はさらに、画素電極に信号を供給するための配線(ソースライン141およびゲートライン142)と、スイッチング素子とを含んでいる。
ソースライン141は、互いに平行に所定の間隔で形成されている。ゲートライン142は、ソースライン141と交差する方向に、互いに平行に所定の間隔で形成されている。ソースライン141およびゲートライン142は、導電性が高いことが好ましい。ソースライン141およびゲートライン142は、例えば金属膜である。
以下では図1に示すように、ゲートライン142が延びる方向をx方向と呼び、ソースライン141が延びる方向をy方向と呼ぶ。さらに、基板11の法線方向をz方向と呼ぶ。画素Pxは、x方向およびy方向に沿ってマトリクス状に配置されている。そのため、x方向の位置が等しい複数の画素Pxの一組を、画素Pxの列と呼ぶ場合がある。さらに、y方向の位置が等しい複数の画素Pxの一組を、画素Pxの行と呼ぶ場合がある。
図2は、液晶表示装置1から一つの画素Pxを抜き出して示す平面図である。一つの画素Pxを、2本のソースライン141Aおよび141Bと、1本のゲートライン142とが通過している。画素Pxにはさらに、スイッチング素子であるTFT(Thin Film Transistor)143A(第1スイッチング素子)および143B(第2スイッチング素子)ならびに画素電極である電極144A(第1電極)および144B(第2電極)が形成されている。
TFT143Aは、ソースライン141Aとゲートライン142との交点近傍に形成されている。TFT143Aのソースはソースライン141Aに接続され、ゲートはゲートライン142に接続され、ドレインは電極144Aに接続されている。TFT143Bは、ソースライン141Bとゲートライン142との交点近傍に形成されている。TFT143Bのソースはソースライン141Bに接続され、ゲートはゲートライン142に接続され、ドレインは電極144Bに接続されている。すなわち、TFT143Aおよび143Bは、ゲートライン142を共有している。TFT143Aおよび143Bのそれぞれにゲートラインを形成する場合と比較して、配線を削減して開口率を高めることができる。また、TFT143AおよびTFT144Bを動作させるタイミングを一致させることができる。
TFT143Aおよび143Bは、例えばアモルファスシリコン、ポリシリコン、または酸化物導電体を含む。TFT143Aおよび143Bは、電子移動度が高い酸化物導電体を含むことが好ましい。電子移動度が高い酸化物導電体は、例えばIGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)である。
電極144Aおよび144Bは、いわゆる櫛歯形状である。すなわち、複数に枝分かれした本体部分と、本体部分同士を接続する接続部分とから構成されている。図2に示す例では、電極144Aは、y方向に延びて互いに平行に配置された2つの本体部分と、y方向の一方の端部で本体部分同士を接続する接続部分とから構成されている。同様に、電極144Bは、y方向に延びて互いに平行に配置された2つの本体部分と、y方向の一方の端部で本体部分同士を接続する接続部分とから構成されている。なお、この構成は例示であって、電極144Aおよび電極144Bは任意の形状を取り得る。
電極144Aの本体部分と電極144Bの本体部分とは、交互に並ぶように配置されている。この構成によって、電極144Aと電極144Bとの間に電位差を形成して、xy面内方向に電界を形成することができる。図2に示す例では、電極144Aの本体部分と電極144Bの本体部分とは、x方向に交互に並ぶように配置されている。この構成によって、x方向に電界を形成することができる。
電極144Aおよび144Bは、導電膜であり、例えばAlまたはCu等の金属膜である。電極144Aおよび144Bは、ITOまたはIZO等の透明導電膜であっても良い。
図1および図2では、ソースライン141Aおよび141B、ゲートライン142、TFT143Aおよび143B、ならびに電極144Aおよび144Bは、同一の層上に形成されているように図示されている。しかしこれらは、絶縁膜等を介して複数の層に形成されていても良い。すなわちアレイ層14は、z方向の異なる位置に形成された複数の膜を含んでいていても良い。アレイ層14は、公知の半導体プロセスによって製造することができる。
再び図1を参照して、説明を続ける。対向基板30は、基板31を含んでいる。基板31は基板11と同様に、透光性を有している。基板31は、例えばガラス基板である。基板31は、表面にパシベーション膜等が形成されていても良い。基板31の一方の面には偏光板33が配置されている。基板31の他方の面には、対向電極32が形成されている。
対向電極32は、基板31の表示領域の概略全面を覆って、一様な面状に形成されている。対向電極32は、透光性の導電膜であり、例えばITOまたはIZOの膜である。対向電極32は、例えばCVDまたはスパッタリングによって成膜される。
液晶表示装置1は、アレイ基板10と対向基板30とを、周縁部を封止して貼り合わせ、間に液晶層20を形成することによって製造される。図1に示すように、アレイ基板10と対向基板30とは、アレイ層14と対向電極32とが向き合うように配置される。なお、図1には示していないが、アレイ層14および対向電極32を覆ってそれぞれに配向膜が形成されている。
液晶層20を構成する液晶分子は、複屈折性を有している。すなわち、光学軸に平行に振動する光に対する屈折率nと、光学軸に垂直に振動する光に対する屈折率nとが異なっている。液晶表示装置1では、誘電率異方性Δn=n−nが正の液晶分子を使用する。液晶分子の誘電率異方性Δnは、大きい方が好ましい。
図3は、図2のA−A線に沿った断面図である。図4は、液晶表示装置1の等価回路図である。図4に示すように、電極144Aと電極144Bとは、液晶容量Clc3を介して容量性結合している。電極144Aと対向電極32とは液晶容量Clc1を介して容量性結合しており、電極144Bと対向電極32とは液晶容量Clc2を介して容量性結合している。電極144Aと共通電極12とは蓄積容量Cs1を介して容量性結合しており、電極144Bと共通電極12とは蓄積容量Cs2を介して容量性結合している。
図4に示すように、ソースライン141Aには信号VsAが供給され、ソースライン141Bには信号VsBが供給される。ゲートライン142には信号Vgが供給され、共通電極12には信号Vcomが供給され、対向電極32には信号Vcが供給される。信号VsA、VsB、Vg、Vcom、およびVcの詳細については後述する。
図5Aおよび図5Bを参照して、液晶表示装置1による表示動作の概略を説明する。
液晶層20の液晶分子20aは、誘電率異方性Δnが正であり、分子長軸の方向と電界の方向とが平行になるように配向する。液晶表示装置1は、電極144A、144B、対向電極32、および共通電極12の電位を制御して、液晶層20に電界を印加し、液晶分子20aの配向方向を制御する。なお、液晶表示装置1には、垂直配向用の配向膜が用いられている。これによって、液晶層20に電界が印加されていない場合、液晶分子20aは、分子長軸がz方向を向くように配向する。
以下では、電極144Aと電極144Bとによって形成される電界を横電界と呼び、共通電極12と対向電極32とによって形成される電界を縦電界と呼ぶ。
図5Aは、縦電界だけが形成され、横電界が形成されていない状態を模式的に示している。図5Aに示す例では、対向電極32の電位は7.5Vであり、電極144A、144B、および共通電極12の電位は0Vである。
図5Aでは、液晶分子20aは、縦電界ならびに配向膜15および33の作用によって、分子長軸がz方向と平行になるように配向している。このとき、液晶層20を通る光の偏光方向は、ほとんど変化しない。偏光板15および33は、透過軸が互いに直交するように配置されている。したがって、偏光板15および液晶層20を透過した光は、偏光板33によって遮られる。そのため、図5Aのように横電界が形成されていない画素Pxでは、黒表示(暗表示)が行われる。
図5Bは、縦電界に加えて、横電界が形成されている状態を模式的に示している。図5Bに示す例では、対向電極32の電位は7.5Vであり、電極144Aの電位は5.0Vであり、電極144Bの電位は−5.0Vであり、共通電極12の電位は0Vである。
図5Bでは、液晶分子20aは、横電界によって、分子長軸がz方向からxy面内に傾いて配向している。このとき、液晶層20を通る光の偏光方向は、液晶分子20aの複屈折性によって変化する。これによって、偏光板15および液晶層20を透過した光が、偏光板33を透過できるようになる。そのため、図5Bのように横電界が形成されている画素Pxでは、白表示(明表示)が行われる。
このように、液晶表示装置1は、横電界の強さによって画素Pxの階調を制御することができる。液晶表示装置1では、黒表示を行う場合にも、白表示を行う場合にも、縦電界が形成されている。縦電界によって、白表示から黒表示に切り替わる際の応答速度を向上させることができる。すなわち、縦電界によって、xy面内に傾いた液晶分子20aがz方向に配向する速度を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、黒表示は液晶分子20aの垂直配向を用いて行っている。すなわち、特開2004−354407号公報の駆動方法のように、液晶分子20aが水平に配向した状態での黒表示と、液晶分子20aが垂直に配向した状態での黒表示とが混在しない。そのため、黒表示に対して補償を行うことができ、高いコントラストを得ることができる。
[駆動方法]
[第1の実施形態]
図6は、液晶表示装置1の機能的構成を示すブロック図である。液晶表示装置1は、制御部51と駆動部52とをさらに備えている。駆動部52は、ソースドライバ521と、ゲートドライバ522と、縦電界ドライバ523とを含んでいる。
制御部51および駆動部52は例えば、TAB(Tape Automated Bonding)技術またはCOG(Chip On Glass)技術によって、アレイ基板10または対向基板30に実装されている。制御部51および駆動部52の一部または全部が、アレイ基板10および対向基板30以外の場所に配置されていても良い。
制御部51は、外部から供給される映像信号Vinに所定の処理を実行して、ソースドライバ521、ゲートドライバ522、および縦電界ドライバ523へ供給する。
ソースドライバ521は、制御部51から供給された信号に基づいて信号VsAおよびVsBを生成する。そして、ソースドライバ521は、信号VsAをソースライン141Aに供給し、信号VsBをソースライン141Bに供給する。
ゲートドライバ522は、制御部51から供給された信号に基づいて信号Vgを生成し、ゲートライン142に供給する。ここで、ゲートライン142の数をj(jは自然数)とし、k行目(1≦k≦j)のゲートライン142に供給される信号Vgを、信号Vg_kと表記する。
縦電界ドライバ523は、制御部51から供給された信号に基づいて信号VcomおよびVc生成する。縦電界ドライバ523は、信号Vcomを共通電極12に供給し、信号Vcを対向電極32に供給する。なお、縦電界ドライバ523に代えて、信号Vcomを生成して共通電極12に供給する回路と、信号Vcを生成して対向電極32に供給する回路とを別々に設けても良い。
また、縦電界ドライバ523は、信号VcomおよびVcのいずれか一方だけを生成し、共通電極12および対向電極32のいずれか一方にだけ信号を供給する構成としても良い。この場合、共通電極12および対向電極32の他方は、一定電位とすることができる。以下では、共通電極12の電位を一定として、対向電極32の電位を変化させて、縦電界を制御する例を示す。
図7は、本発明の第1の実施形態にかかる駆動方法のタイミングチャートである。図7中のVcは、駆動部52から対向電極32に供給される信号Vcの信号波形であるとともに、対向電極32の電位である。図7中のVsAおよびVsBは、ソースライン141Aおよび141Bから、ある画素Pxに供給される信号VsAおよびVsBの信号波形である。図7中のVg_1は、1行目のゲートライン142に供給される信号Vg_1の信号波形であり、その下のVaおよびVbは、1行目のゲートライン142に接続された電極144Aおよび144Bの電位である。図7中のVg_jは、j行目のゲートライン142に供給される信号Vg_jの信号波形であり、その下のVaおよびVbは、j行目のゲートライン142に接続された電極144Aおよび144Bの電位である。なお、図7では、図を見易くするため、電極144Aの電位Vaを二点鎖線で、電極144Bの電位Vbを太い実線で、それぞれ示している。後述する図11および図12においても同様である。
図7に示すように、本実施形態では、駆動部52は、1フレーム期間(Tf)の4倍の長さの期間ごとに、対向電極32の電位Vcを変化させている。より具体的には、駆動部52は、4Tfの長さの期間ごとに、縦電界の方向が反転するように、電位Vcを変化させている。すなわち、駆動部52は、4Tfの長さの期間ごとに、共通電極12の電位と対向電極32の電位との高低関係を反転させている。本実施形態では共通電極12の電位Vcomを一定としているので、駆動部52は、4Tfの長さの期間ごとに、電位Vcomの値を基準値として対向電極32の電位Vcの極性を反転させている。
ここで、極性反転に伴うフリッカの影響を低減させるため、共通電極12と対向電極32との間の電位差の絶対値は一定であることが好ましい。すなわち、対向電極32のハイレベル電位をVc_H、ローレベル電位をVc_Lとしたとき、Vc_H−Vcom=Vcom−Vc_Lとなるように、Vc_HおよびVc_L、またはVcomの値が調整されていることが好ましい。
信号Vg1〜Vg_jは、時分割で一つずつハイレベルになる。すなわち、ある期間では、信号Vg_1がハイレベルになり、信号Vg_2〜Vg_jはローレベルになっている。そして、信号Vg_1がローレベルになるのと同期して、信号Vg_2がハイレベルになる。信号Vg_2がハイレベルの期間は、信号Vg_1および信号Vg_3〜Vg_jはローレベルになっている。このように、信号Vg_1〜Vg_jの一つが順次ハイレベルになり、他の信号はローレベルになる。
図7中にScanとして模式的に示すように、駆動部52は、走査期間Tgsの間に、信号Vg_1〜Vg_jを1回ずつハイレベルにする。これによって、駆動部52は、走査期間Tgsの間に、液晶表示装置1のすべての画素Pxについて電極144Aおよび電極144Bの電位を1回ずつ書き込む。本実施形態では、走査期間Tgsの長さは、1フレーム期間Tfの長さと概略等しい。すなわち、本実施形態では、駆動部52は、1フレーム期間Tfに、液晶表示装置1のすべての画素Pxについて電極144Aおよび電極144Bの電位を1回ずつ書き込む。
このときの動作を、図4を参照して説明する。信号Vg_k(1≦k≦j)がハイレベルになると、k行目のゲートライン142に接続されたTFT143Aおよび143Bがオンになる。これによって、ソースライン141Aから信号VsAが電極144Aに供給され、ソースライン141Bから信号VsBが電極144Bに供給される。これによって、電極144Aに電位VsAが書き込まれ、電極144Bに電位VsBが書き込まれる。電極144Aおよび電極144Bの電位は、信号Vg_kがローレベルになってTFT143Aおよび143Bがオフになった後も、液晶容量Clc1、Clc2およびClc3ならびに蓄積容量Cs1およびCs2によって概略一定に維持される。
なお、各列への信号VsAおよびVsBの供給は時分割で行っても良く(点順次駆動)、一斉に行っても良い(線順次駆動)。
電極144Aおよび電極144Bは、液晶容量Clc1およびClc2を介して対向電極32と容量性結合している。そのため、対向電極32の電位が変化すると、電極144Aおよび電極144Bの電位も影響を受ける。そのため、図7に示すように、対向電極32の電位Vcが変化してから、電極144Aおよび電極144Bに再び電位が書き込まれるまでの間の期間(図7中の期間A1およびA2)では、液晶の配向が乱れ、輝度が低下する。さらに、走査期間Tgsの始め側(Vg_1)の画素Pxでは輝度低下期間が短い(図7中の期間A1を参照)のに対し、走査期間Tgsの終わり側(Vg_j)の画素Pxでは輝度低下期間が長い(図7中の期間A2を参照)。このため、液晶表示装置1内の位置によって輝度が変化し、輝度傾斜が発生する。
本実施形態にかかる駆動方法によれば、走査期間Tgsの長さはTfであり、縦電界を反転させる反転期間の長さは4Tfである。すなわち、走査期間Tgsの長さは、反転期間の長さの4分の1である。そのため、輝度低下期間(期間A1およびA2)を、相対的に短くすることができる。これによって、フリッカを抑制することができる。
本実施形態では、反転期間を4Tfにしている。しかし、反転期間の長さは、1フレーム期間Tfのn倍(nは2以上の整数)であれば良い。液晶層20に電荷の偏りを生じさせず、信頼性が維持できる範囲であれば、反転期間はさらに長くても良い。反転期間が長いほど、輝度低下期間は相対的に短くなり、輝度低下期間の影響を小さくすることができる。反転期間は、例えば、1フレーム期間の60倍(60Tf)であっても良い。好ましいフレーム反転期間の長さは、1フレーム期間Tfの長さの60倍以上である。反転期間長さの上限は、好ましくは1フレーム期間Tfの長さの3600倍である。なおここでは、1秒間に60フレーム表示されるとしている。
本実施形態では、信号VsAおよびVsBは、互いに反対極性である。本実施形態ではさらに、信号Vg_1〜Vg_jの一つがハイレベルになるタイミングと同期して、信号VsAおよびVsBの極性が反転している。すなわち、本実施形態では、1水平期間ごとに、横電界の方向を反転させている。本実施形態ではさらに、1フレーム期間Tfごとに、信号VsAおよびVsBの極性が反転している。すなわち、本実施形態では、1フレーム期間Tfごとに横電界の方向を反転させている。
図8は、本実施形態における各画素Pxにおける電極144Aの電位Vaおよび電極144Bの電位Vbの極性を模式的に示した図である。図8中の「+/−」は、電位Vaが正極性で電位Vbが負極性であることを示している。「−/+」は、電位Vaが負極性で電位Vbが正極性であることを示している。後述する図9および図10においても同様である。
本実施形態では、横電界に関しては、いわゆる1Hライン反転駆動およびフレーム反転駆動を行っている。これによって、あるフレームにおいて全ての画素Pxが同一極性になることを避けることができる。したがって、フリッカをより抑制することができる。
本実施形態では、横電界を画素Pxの行ごとに反転させる1Hライン反転駆動を行っている。しかし、図9に示すように、横電界を画素Pxの列ごとに反転させるカラム反転駆動を行っても良い。また、図10に示すように、横電界を画素ごとに反転させるドット反転駆動を行っても良い。さらに、図8〜図10では、1フレームごとに横電界の極性を反転させているが、複数フレームごとに極性を反転させる駆動方法としても良い。
なお、本実施形態にかかる駆動方法では、画素Pxの輝度を決定するのは主に横電界である。そのため、縦電界のみを用いる駆動方法と比較して、縦電界の電位変動による輝度変化は小さい。したがって、縦電界については極性反転をフレーム単位で行っても、フリッカは生じにくい。すなわち、縦電界についてはライン反転駆動やカラム反転駆動を行わなくても、フリッカは生じにくい。これによって、駆動負荷を小さくすることができる。
以上のように、本実施形態による駆動方法によれば、表示品位を保ったまま、縦電界および横電界の反転を行うことができる。
電極144Aおよび144Bは、TFT143Aおよび143Bに接続されている。そのため、TFT143Aおよび143BのON、OFFによるゲート電圧の変化によって、電極144Aおよび144Bの電位は変動する。電極144Aおよび144Bの電位は、具体的には、ΔV=(Vgh−Vgl)・Cgd/Cpix程度変動する。ここで、VghはTFT143A(143B)がON時のゲート電圧であり、VglはTFT143A(143B)がOFF時のゲート電圧である。また、CgdはTFT143A(143B)のゲートドレイン間の容量であり、Cpixは電極144Aおよび電極144Bの負荷容量である。電極144Aおよび144Bには、この電位変動ΔVを見込んだ電圧を印加することが好ましい。
電極144Aの電位Vaと電極144Bの電位Vbとは、本実施形態のように、画素Pxのそれぞれにおいて互いに反対極性であることが好ましい。このとき、電位Vaと電位Vbとは、共通電極12の電位Vcomを中心として対称であることが好ましい。換言すれば、電極144Aと共通電極12との間の電位差の絶対値、および電極144Bと共通電極12との間の電位差の絶対値が等しいことが好ましい。これによって、電界を対称にすることができる。この場合、上記の電位変動ΔVを含めた実効電位において、電極144Aと共通電極12との間の電位差の絶対値、および電極144Bと共通電極12との間の電位差の絶対値を等しくすることが好ましい。
[第2の実施形態]
図11は、本発明の第2の実施形態にかかる駆動方法のタイミングチャートである。
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、駆動部52は、1フレーム期間Tfの4倍の長さの期間ごとに、縦電界を反転させている。本実施形態においても共通電極12の電位Vcomを一定としているので、駆動部52は、4Tfの長さの期間ごとに、電位Vcomの値を基準値として対向電極32の電位Vcの極性を反転させている。
本実施形態では、走査期間Tgsの長さは1フレーム期間Tfの半分の長さである。すなわち、駆動部52は、1フレーム期間Tfの半分の長さの期間に、信号Vg_1〜Vg_jを1回ずつハイレベルにする、いわゆる2倍速駆動を行っている。
本実施形態においても、縦電界の反転に伴う輝度低下期間(期間A3およびA4)が発生する。しかし、2倍速駆動を行うことによって、輝度低下期間を短くすることができる。さらに、2倍速駆動を行うことによって、走査期間Tgsの始め側(Vg_1)の画素Pxでの輝度低下期間(図11中の期間A3)の長さと、走査期間Tgsの終わり側(Vg_j)の画素Pxでの輝度低下期間(図11中の期間A4)の長さとの差を小さくすることができる。すなわち、輝度傾斜を低減させることができる。
また、本実施形態では、走査が終了してから次のフレーム期間Tfが開始するまでの間、電極144Aおよび144Bの充電を行っていない。この間、信号VsAおよびVsBは一定値(例えば、共通電極12と同じ電位)に設定されている。これによって、ソースライン141Aおよび141Bへの充放電を休止させ、液晶表示装置1の消費電力を低減させることができる。
本実施形態では、2倍速駆動を行っている。しかし、電極144Aおよび電極144Bへの充電が可能な限り、より高速に駆動しても良い。高速に駆動するほど、輝度低下期間の長さが短くなる。なお、高速駆動を行うため、TFT143Aおよび143Bは、電子移動度の高い酸化物半導体をチャネルとして用いることが好ましい。
本実施形態では、反転期間を4Tfにしている。しかし、反転期間の長さは、走査期間Tgsの2倍以上であれば良い。したがって、1回の走査を1フレーム期間Tfの長さの1/mの期間で行うm倍速駆動(m>1の実数)を行う場合、反転期間の長さは1フレーム期間Tfのn倍(nは1以上の整数)とすることができる。但し、n×m≧2の関係を満たす。より好ましくは、反転期間の長さは、1フレーム期間Tfの60倍以上である。なおここでは、1秒間に60フレーム表示されるとしている。
本実施形態においても、信頼性が維持できる範囲であれば、反転期間はさらに長くても良い。反転期間は、例えば、1フレーム期間の60倍(60Tf)であっても良い。
本実施形態においても、横電界の駆動方法は、1Hライン反転駆動、カラム反転駆動、およびドット反転駆動、ならびにこれらとフレーム反転駆動との組み合わせを用いることができる。
[第3の実施形態]
図12は、本発明の第3の実施形態にかかる駆動方法のタイミングチャートである。
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、駆動部52は、1フレーム期間(Tf)の4倍の長さの期間ごとに、縦電界を反転させている。本実施形態においても共通電極12の電位Vcomを一定としているので、駆動部52は、4Tfの長さの期間ごとに、電位Vcomの値を基準値として対向電極32の電位Vcの極性を反転させている。
本実施形態においても、駆動部52は、1フレーム期間Tfの半分の長さの期間に、信号Vg_1〜Vg_jを1回ずつハイレベルにする、いわゆる2倍速駆動を行っている。第2の実施形態では、走査が終了してから次のフレーム期間Tfが開始するまでの間、電極144Aおよび144Bの充電を行わない。これに対し、本実施形態では、1回目の走査が終了した後、同じデータを同極性で再度充電する。これによって、液晶層20の配向をより安定化させることができる。
本実施形態においても、縦電界の反転に伴う輝度低下期間(期間A5およびA6)が発生する。第2の実施形態と同様に、2倍速駆動を行うことによって、輝度低下期間を短くすることができる。さらに、2倍速駆動を行うことによって、走査期間Tgsの始め側(Vg_1)の画素Pxでの輝度低下期間(図12中の期間A5)の長さと、走査期間Tgsの終わり側(Vg_j)の画素Pxでの輝度低下期間(図12中の期間A5)の長さとの差を小さくすることができる。すなわち、輝度傾斜を低減させることができる。
本実施形態においても、電極144Aおよび電極144Bへの充電が可能な限り、より高速に駆動しても良い。高速に駆動するほど、輝度低下期間の長さが短くなる。なお、高速駆動を行うため、TFT143Aおよび143Bは、電子移動度の高い酸化物半導体をチャネルとして用いることが好ましい。
本実施形態では、反転期間を4Tfにしている。しかし、反転期間の長さは、走査期間Tgsの2倍以上であれば良い。したがって、m倍速駆動(mは2以上の整数)で連続書込みを行う場合、反転期間はフレーム期間Tfのn倍(nは1以上の整数)とすることができる。より好ましくは、反転期間の長さは、1フレーム期間Tfの60倍以上である。なおここでは、1秒間に60フレーム表示されるとしている。
本実施形態においても、信頼性が維持できる範囲であれば、反転期間はさらに長くても良い。反転期間は、例えば、1フレーム期間の60倍(60Tf)であっても良い。
本実施形態においても、横電界の駆動方法は、1Hライン反転駆動、カラム反転駆動、およびドット反転駆動、ならびにこれらとフレーム反転駆動との組み合わせを用いることができる。
[液晶表示装置の構成の変形例1]
本発明の第1〜第3の実施形態にかかる駆動方法は、液晶表示装置1に加えて、以下に説明する液晶表示装置2に対しても好適に用いることができる。図13は、本発明の変形例にかかる液晶表示装置2の模式的断面図である。図14は、液晶表示装置2の等価回路図である。
液晶表示装置2は、液晶表示装置1の対向基板30に代えて、対向基板40を備えている。対向基板40は、対向基板30が備える構成に加えて、オーバーコート層41をさらに含んでいる。
オーバーコート層41は、対向電極32を覆って形成されている。オーバーコート層41は、透光性および絶縁性を有している。オーバーコート層41は、例えば窒化ケイ素、酸化ケイ素、または酸窒化ケイ素の膜であり、例えばCVDによって成膜される。オーバーコート層41はまた、アクリル樹脂等の有機物であっても良く、この場合、例えばスピンコータまたはスリットコータによって成膜される。
図14に示すように、電極144Aと対向電極32とは液晶容量Clc1およびオーバーコート層41の容量Coc1を介して容量性結合している。電極144Bと対向電極32とは、液晶容量Clc2およびオーバーコート層41の容量Coc2を介して容量性結合している。
液晶表示装置2の構成によれば、オーバーコート層41によって、縦電界の強さが小さくなる。縦電界の強さが小さくなることで、相対的に横電界の影響が大きくなり、液晶分子がx方向に配向し易くなる。これによって、白表示時の透過率を向上させることができる。
オーバーコート層41の比誘電率は、1よりも大きいことが好ましい。オーバーコート層41が厚すぎると、液晶分子の応答速度が低下する。そのため、オーバーコート層41の厚さは、0μmよりも大きく4μm未満であることが好ましい。また、このときのセルギャップ(液晶層20の厚さ)は、2μmよりも大きく7μm以下であることが好ましい。
液晶表示装置2に対しても、本発明の第1〜第3のいずれかの実施形態にかかる駆動方法を実行することで、フリッカを抑制することができる。
[その他の実施形態]
以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。また、各実施形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。
本発明は、液晶表示装置およびその駆動方法として産業上の利用が可能である。
1,2 液晶表示装置
10 アレイ基板
11 基板
12 共通電極
13 絶縁層
14 アレイ層
141A,141B ソースライン
142 ゲートライン
143A,143B TFT
144A,144B 電極
15 偏光板
20 液晶層
30,40 対向基板
31 基板
32 対向電極
33 偏光板
41 オーバーコート層

Claims (14)

  1. マトリクス状に配置された複数の画素を含む第1基板と、
    前記画素ごとに形成された第1電極および第2電極と、
    前記複数の画素にわたって形成された共通電極と、
    前記第1基板に対向して配置された第2基板と、
    前記第2基板に形成された対向電極と、
    前記第1基板と前記第2基板とに挟持され、誘電率異方性が正の液晶分子を含む液晶層と、
    前記第1電極、前記第2電極、ならびに前記共通電極および前記対向電極の少なくとも一方の電位を制御する駆動部とを備え、
    前記駆動部は、前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を順次書き込むとともに、前記共通電極の電位と前記対向電極の電位との高低関係を反転期間ごとに反転させ、
    前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を1回ずつ書き込むための走査期間の長さは、前記反転期間の長さの半分以下である、液晶表示装置。
  2. 前記画素のそれぞれにおいて、前記第1電極の電位と前記第2電極の電位とは互いに反対極性である、請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記駆動部は、前記第1電極および前記第2電極の電位の極性を、1フレーム期間の長さの整数倍の期間ごとに反転させる、請求項1または2に記載の液晶表示装置。
  4. 前記駆動部は、前記第1電極および前記第2電極の電位の極性を、前記画素の行ごとに反転させる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  5. 前記駆動部は、前記第1電極および前記第2電極の電位の極性を、前記画素の列ごとに反転させる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  6. 前記駆動部は、前記第1電極および前記第2電極の電位の極性を、前記画素ごとに反転させる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  7. 前記反転期間の長さは1フレーム期間の長さの2倍以上である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  8. 前記走査期間の長さは1フレーム期間の長さよりも短く、
    前記駆動部は、前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を1フレーム期間に1回書き込む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  9. 前記走査期間の長さは1フレーム期間の長さよりも短く、
    前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を1フレーム期間に2回以上書き込む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  10. 前記対向電極を覆って形成されたオーバーコート層をさらに備える、請求項1〜9のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  11. 前記画素の行ごとに形成されたゲートラインと、
    前記画素の列ごとに形成された第1および第2ソースラインと、
    前記画素ごとに形成され、前記ゲートラインおよび前記第1ソースラインに接続され、前記ゲートラインに供給される信号によって開閉する第1スイッチング素子と、
    前記画素ごとに形成され、前記ゲートラインおよび前記第2ソースラインに接続され、前記ゲートラインに供給される信号によって開閉する第2スイッチング素子とをさらに備え、
    前記第1電極は前記第1スイッチング素子に接続され、
    前記第2電極は前記第2スイッチング素子に接続される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  12. 前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子は酸化物半導体を含む、請求項11に記載の液晶表示装置。
  13. マトリクス状に配置された複数の画素を含む第1基板と、
    前記画素ごとに形成された第1電極および第2電極と、
    前記複数の画素にわたって形成された共通電極と、
    前記第1基板に対向して配置された第2基板と、
    前記第2基板に形成された対向電極と、
    前記第1基板と前記第2基板とに挟持され、誘電率異方性が正の液晶分子を含む液晶層とを備える液晶表示装置の駆動方法であって、
    前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を順次書き込むとともに、前記共通電極の電位と前記対向電極の電位との高低関係を所定の反転期間ごとに反転させ、
    前記複数の画素について前記第1電極および前記第2電極の電位を1回ずつ書き込むための走査期間の長さは、前記反転期間の長さの半分以下である、駆動方法。
  14. 前記液晶層は誘電率異方性が正の液晶分子を含む、請求項13に記載の駆動方法。
JP2012186391A 2012-08-27 2012-08-27 液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法 Pending JP2015200680A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012186391A JP2015200680A (ja) 2012-08-27 2012-08-27 液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法
PCT/JP2013/071331 WO2014034394A1 (ja) 2012-08-27 2013-08-07 液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012186391A JP2015200680A (ja) 2012-08-27 2012-08-27 液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015200680A true JP2015200680A (ja) 2015-11-12

Family

ID=50183212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012186391A Pending JP2015200680A (ja) 2012-08-27 2012-08-27 液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2015200680A (ja)
WO (1) WO2014034394A1 (ja)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1130783A (ja) * 1997-07-14 1999-02-02 Mitsubishi Electric Corp 液晶表示素子
JP3634249B2 (ja) * 1999-09-24 2005-03-30 シャープ株式会社 液晶表示装置およびその表示方法
JP2004226594A (ja) * 2003-01-22 2004-08-12 Sharp Corp 液晶表示装置
JP4051001B2 (ja) * 2003-05-26 2008-02-20 株式会社日立製作所 液晶表示装置
JP4760538B2 (ja) * 2005-10-31 2011-08-31 カシオ計算機株式会社 視野角の範囲を制御可能とした液晶表示装置
JP5177999B2 (ja) * 2006-12-05 2013-04-10 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置
WO2012128061A1 (ja) * 2011-03-18 2012-09-27 シャープ株式会社 液晶駆動方法及び液晶表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014034394A1 (ja) 2014-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3564704B2 (ja) アクティブマトリクス型液晶表示装置及びその駆動方法
TWI393094B (zh) 液晶顯示裝置及其驅動方法
US7907106B2 (en) Liquid crystal display and driving method thereof
US8537084B2 (en) Liquid crystal panel and display apparatus including liquid crystal panel
US8248336B2 (en) Liquid crystal display device and operating method thereof
JP5643422B2 (ja) 液晶表示装置
US8581816B2 (en) Liquid crystal display and driving method thereof
US9489912B2 (en) Liquid crystal display apparatus and method for driving liquid crystal display apparatus
JP2010277068A (ja) 液晶表示装置
WO2012128061A1 (ja) 液晶駆動方法及び液晶表示装置
KR101602091B1 (ko) 액정 구동 방법 및 액정 표시 장치
US9733535B2 (en) Array substrate, liquid crystal display panel and display device
US10073312B2 (en) Structure for LCD panel
US8339533B2 (en) Vertical alignment mode liquid crystal display and method of manufacturing the same
WO2013185425A1 (zh) 像素结构、显示装置及过压驱动方法
US9001101B2 (en) Liquid crystal display device and method of driving the same
JP4361104B2 (ja) 液晶表示装置
KR101624826B1 (ko) 액정 구동 방법 및 액정 표시 장치
US8766888B2 (en) In plane switching mode liquid crystal display device
KR20070095639A (ko) 액정표시패널과 그 구동방법
JPH02242228A (ja) 液晶表示装置
KR20120114108A (ko) 박막트랜지스터 어레이 기판
WO2014034394A1 (ja) 液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法
JP4361105B2 (ja) 液晶表示装置
KR20070006297A (ko) 액정표시패널 및 이를 구비한 액정표시장치