JP4419603B2 - 液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示に用いられる表示画素領域と画像表示に用いられないダミー画素領域とを有する液晶表示装置に関し、詳しくはそのダミー画素領域の駆動方法に関する。

図８は、従来の液晶表示装置の駆動方法における画素領域を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。

多数の画素がマトリックス状に配置された表示画素領域１全体の液晶印加電圧に対する光学特性を均一にする目的で、表示画素領域１の外周に画像表示に直接寄与しないダミー画素領域２を設けている。また、その駆動方法において、ダミー画素領域２の画素電極に印加する電圧は、表示画素領域１の画素電極に印加する映像信号電圧の最大値としている。その理由について、以下に述べる。

図９は、図８中の線Ｘに沿った断面図である。以下、図９に基づき説明する。

液晶層３３内に示す線は、対向電極３４と同じ電圧をダミー画素電極３１にも印加するとともに、映像信号電圧の最大値を表示画素電極３２に印加したときの電気力線である。ダミー画素領域２と表示画素領域１との境界領域３５の液晶層３３に横方向電界が生じるため、液晶分子は寝ている状態となる。そのため、境界領域３５付近の透過率は、表示画素領域１の中心側の透過率と異なるため表示画質を悪化させる。より具体的に言えば、液晶に電圧を印加しないときに白を表示するノーマリホワイト方式の場合、表示画素領域１の全体に黒を表示させ、かつダミー画素領域２に白を表示させる電圧を印加していると、表示画素領域１の周囲が光り漏れによって白っぽく見えることになる。

この現象を防ぐためには、ダミー画素電極３１に印加する電圧を映像信号電圧の最大値とすれば良く、その例が特許文献１に記載されている。

特許第２５９０９９２号公報（第５図、第２頁右欄第４７〜５０行）

しかし、前述の従来技術のように、ダミー画素電極３１に印加する電圧を、表示画素電極３２に印加する映像信号電圧の最大値とすると、ダミー画素領域２内でリバースツイストドメインが発生し、その影響が表示画像領域１内に及ぶと表示不良が発生する、という問題があった。この表示不良について、ゲート線反転駆動法を例に以下に説明する。

リバースツイストドメインは、液晶分子が立ち上がった状態から発生するが、液晶分子が強く立ち上がっている状態ほど（すなわち液晶層３３に高い電圧が印加されているほど）発生しやすい。

ダミー画素領域２内のダミー画素は開口部を持たず、画素全体が遮光膜で覆われているため、画素内の薄膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」という。）の光リーク電流がほとんど発生しない。そのため、ダミー画素領域２内においては、表示画素領域１と同一の電圧を液晶に印加した場合でも、開口部を有する表示画素領域１に比べて、一フレーム期間後も高い電圧を維持しているので、液晶分子がより立ち上がった状態となる。しかも、ダミー画素領域２内には、常に表示画素電極３２に印加する最大の電圧が印加され続けているため、液晶分子は常に立ち上がったままの状態となっている。

そして、ゲート線反転駆動法では画素マトリックスの一行毎に液晶に印加する電圧の極性を変えるため、複数のゲート線が画面の上下方向に平行に並んでいるとすると、画面の上下方向の画素電極間には横方向電界が生じている。横方向電界が生じた領域の液晶分子は、配向異常を起こしやすいので、リバースツイストとなりやすい。このため、ダミー画素領域２内の画面の上下方向の画素間においてリバースツイストドメインが発生すると、周囲の液晶分子にもその影響が及ぶ。このリバースツイストドメインは、表示画素領域１にまで伝播することになる。すなわち、ゲート線反転駆動法の場合、ダミー画素領域２内で発生したリバースツイストドメインが、ゲート線に沿って表示画素領域１に伝播することにより、表示画素領域１では左右から伸びる横筋状の表示不良が発生する。

そこで、本発明の目的は、ダミー画素領域におけるリバースツイストドメインの発生を防ぐことにより、リバースツイスト起因による表示画素領域での表示不良を解消する、液晶表示装置の駆動方法を提供することにある。

本発明に係る駆動方法（請求項１）は、複数の走査線が横方向に平行に配置され、複数の信号線が縦方向に平行に配置され、走査線と信号線との各交点にスイッチ素子、画素電極及び液晶を含む画素が配置された画素領域を有する、液晶表示装置に対するものである。そして、この画素領域は、画像表示に用いられる表示画素領域と、表示画素領域の周囲に配置され画像表示に用いられないダミー画素領域とによって構成されている。このとき、表示画素領域の駆動中に、ダミー画素領域でリバースツイストドメインが発生する上限電圧値よりも低く、かつ表示画素領域とダミー画素領域との境界部に光り漏れが発生する下限電圧値よりも高い最適電圧を、少なくとも一部のダミー画素領域の液晶に印加する。

前述したように、ある従来技術では、ダミー画素領域の液晶に電圧を印加しなかった（すなわちダミー画素電極を対抗電極と同電位にしていた）ので、表示画素領域とダミー画素領域との境界部に光り漏れが発生していた。また、ある従来技術では、表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最大値をダミー画素領域の液晶に印加していたので、ダミー画素領域でリバースツイストドメインが発生していた。そこで、本発明では、ダミー画素領域でリバースツイストドメインが発生する上限電圧値と、表示画素領域とダミー画素領域との境界部に光り漏れが発生する下限電圧値とを設定し、これらの範囲内の電圧を最適電圧としてダミー画素領域の液晶に印加する。これらの上限電圧値及び下限電圧値は、例えば実験や計算機シミュレーションによって求める。なお、本明細書でいう電圧は絶対値である。

請求項２記載の駆動方法は、請求項１記載の駆動方法において、上限電圧値は表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最大値よりも低い、というものである。

従来技術では、表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最大値をダミー画素領域の液晶に印加していたので、ダミー画素領域でリバースツイストドメインが発生していた。そこで、本発明では、表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最大値よりも低い電圧を、上限電圧値として設定している。これにより、ダミー画素領域の液晶に印加される電圧は表示画素領域の液晶に印加される電圧よりも低くなるので、ダミー画素領域で発生したリバースツイストドメインが表示画素領域へ伝播することは起こり得ない。もしもダミー画素領域でリバースツイストドメインが発生したならば、表示画素領域でもリバースツイストドメインが発生しているからである。

請求項３記載の駆動方法は、請求項１記載の駆動方法において、上限電圧値は、表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最大値よりも、スイッチ素子の光リーク電流による一フレーム期間後の電圧低下分だけ低い、というものである。

表示画素領域の液晶に印加された電圧は、一フレーム期間後に再印加されるまで、光リーク電流によって時間とともに徐々に放電され低下する。一方、ダミー画素領域のスイッチ素子は、遮光されているため光リーク電流がほとんど発生しないので、一フレーム期間後の光リーク電流による電圧低下もほとんど発生しない。したがって、ダミー画素領域の液晶は、表示画素領域の液晶と同じ電圧を印加しても、表示画素領域の液晶よりも高電圧が印加されることになる。そこで、本発明では、この電圧低下分を考慮して、表示画素領域の液晶に実際に印加される映像信号電圧の最大値よりも、確実に低くなるように上限電圧値を設定している。

請求項４記載の駆動方法は、請求項１記載の駆動方法において、最適電圧は、ダミー画素領域の液晶に複数回印加した結果が上限電圧値よりも低くかつ下限電圧値よりも高くなる、複数の異なる値である、というものである。

最適電圧は、常に上限電圧値及び下限電圧値の範囲内である必要はなく、例えば平均してその範囲内であればよい。

請求項５記載の駆動方法は、請求項１記載の駆動方法において、ｎ，ｍが自然数であり、かつｎ＞ｍであるとき、連続するｎ回のフレームのうち、ｍ回の最適電圧は、表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最小値又はこれよりも大きく、残るｎ−ｍ回の最適電圧は、表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最大値又はこれよりも小さい、というものである。

最適電圧は、常に上限電圧値及び下限電圧値の範囲内である必要はなく、複数回印加した結果が上限電圧値よりも低くかつ下限電圧値よりも高ければよい。

請求項６記載の駆動方法は、請求項１〜５記載の駆動方法において、走査線反転駆動法を用い、表示画素領域の左右に配置されたダミー画素領域では、最適電圧を液晶に印加し、表示画素領域の上下に配置されたダミー画素領域では、下限電圧値よりも大きい電圧を液晶に印加する、というものである。

走査線反転駆動法では、ダミー画素領域で発生したリバースツイストドメインが走査線に沿って表示画素領域に伝播する。そのため、表示画素領域の左右に配置されたダミー画素領域でのみ、最適電圧を液晶に印加すればよい。

請求項７記載の駆動方法は、請求項１記載の駆動方法において、走査線反転駆動法を用い、表示画素領域の左右に配置されたダミー画素領域で、最適電圧を液晶に印加するものである。このとき、ｎ，ｍが自然数であり、かつｎ＞ｍであるとき、連続するｎ回のフレームのうち、ｍ回の最適電圧は、表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最小値又はこれよりも大きく、残るｎ−ｍ回の最適電圧は、表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最大値又はこれよりも小さい。

走査線反転駆動法では、ダミー画素領域で発生したリバースツイストドメインが走査線に沿って表示画素領域に伝播する。そのため、表示画素領域の左右に配置されたダミー画素領域でのみ、最適電圧を液晶に印加すればよい。

請求項８記載の駆動方法は、請求項１〜５の駆動方法において、信号線反転駆動法を用い、表示画素領域の上下に配置されたダミー画素領域では、最適電圧を前記液晶に印加し、表示画素領域の左右に配置されたダミー画素領域では、下限電圧値よりも大きい電圧を液晶に印加する、というものである。

信号線反転駆動法では、ダミー画素領域で発生したリバースツイストドメインが信号線に沿って表示画素領域に伝播する。そのため、表示画素領域の上下に配置されたダミー画素領域でのみ、最適電圧を液晶に印加すればよい。

請求項９記載の駆動方法は、請求項１記載の駆動方法において、信号線反転駆動法を用い、表示画素領域の上下に配置されたダミー画素領域では、最適電圧を液晶に印加するものである。このとき、ｎ，ｍが自然数であり、かつｎ＞ｍであるとき、連続するｎ回のフレームのうち、ｍ回の最適電圧は、表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最小値又はこれよりも大きく、残るｎ−ｍ回の最適電圧は、表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最大値又はこれよりも小さい。

信号線反転駆動法では、ダミー画素領域で発生したリバースツイストドメインが信号線に沿って表示画素領域に伝播する。そのため、表示画素領域の上下に配置されたダミー画素領域でのみ、最適電圧を液晶に印加すればよい。

請求項１０記載の駆動方法は、請求項１〜９記載の駆動方法において、スイッチ素子がＴＦＴである、というものである。

ＴＦＴは、ＴＦＤやＭＩＭなどの他のスイッチ素子に比べて、確実に画素をオン・オフできるので、前述の本発明の効果と相俟って大画面かつ高精細の液晶表示装置を実現できる。

また、本発明は、次のように言い換えることができる。

本発明の液晶表示装置の駆動方法は、ダミー画素電極に印加する電圧を、表示画素電極に印加する映像信号電圧の最大値より小さくし、かつ、表示画素領域とダミー画素領域との境界部に光り漏れを認識させない電圧とする。なお、ダミー画素電極に印加する電圧は、少なくとも、表示画素電極に最大の映像信号電圧を印加したとき、その電圧から光リーク電流による電圧低下分だけ低い電圧とすることが望ましい。

また、表示画素電極に印加する最大の電圧より低い電圧を印加する別の方法として、ダミー画素領域の画素電極に印加する電圧を、連続するフレーム内のうちで、ある一部のフレームでは表示画素に印加する映像信号電圧の最小値とし、それ以外のフレームでは前記映像信号電圧の最大値とすることも可能である。

本発明の作用（効果をもたらす手段の働き）について説明する。ダミー画素領域の画素電極に印加する電圧を、表示画素電極に印加する映像信号電圧の最大値より小さくする。これにより、従来技術に比べて、ダミー画素領域内の液晶分子の立ち上がりを抑制し、リバースツイストドメインの発生を防ぐ。また、ダミー画素電極に印加する電圧を、少なくとも、表示画素電極に最大の映像信号電圧を印加したときの、その電圧から光リーク電流による電圧低下分だけ低い電圧とすることで、ダミー画素領域内の液晶分子の立ち上がりを表示画素領域内での液晶分子の立ち上がり以下の状態にでき、ダミー画素領域におけるリバースツイストドメインの発生を防ぐ。

また、ダミー画素電極に印加する電圧を、連続するフレーム内のうちで、ある一部のフレームでは表示画素電極に印加する映像信号電圧の最小値とし、それ以外のフレームでは前記映像信号電圧の最大値とする。これにより、ダミー画素電極に前記映像信号電圧の最大値を印加したフレームで、リバースツイストドメインが発生したとしても、前記映像信号電圧の最小値を印加するフレームで、発生したリバースツイストドメインを消滅させることができる。

以上のように本発明は、透過型及び反射型の液晶表示装置に適用可能である。また、本発明のスイッチング素子は、ガラス基板上に形成したＴＦＴばかりではなく、シリコン基板に形成したトランジスタ素子でもよい。ガラス基板上に形成したＴＦＴを用いる場合には、透過及び反射表示を行わせることができる。また、シリコン基板に形成したトランジスタ素子を用いる場合には、反射表示を行わせることができる

本発明に係る駆動方法によれば、表示画素領域の駆動中に、ダミー画素領域でリバースツイストドメインが発生する上限電圧値よりも低く、かつ表示画素領域とダミー画素領域との境界部に光り漏れが発生する下限電圧値よりも高い最適電圧を、ダミー画素領域の液晶に印加することにより、リバースツイスト起因による表示不良を防ぐことができ、かつ、表示画素領域とダミー画素領域との境界部の光学特性の乱れを防ぐことができるので、液晶表示装置の高画質化を図ることができる。

図１は、本発明の第一実施形態における画素領域を示す平面図である。図２は、図１の画素領域を示す等価回路図である。また、特許請求の範囲における「スイッチ素子」、「走査線」及び「信号線」を、それぞれ「ＴＦＴ」、「ゲート線」及び「データ線」と具体化して言い換える。以下、これらの図面に基づき説明する。

図示しないが、本実施形態における液晶表示装置は、ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス型液晶表示装置であり、マトリックス状に複数の画素電極が形成された画素基板と、対向電極が形成された対向基板とが、液晶を介して対向配置された構成となっている。

図１に示すように、画素領域は、画像表示をするための開口部を持つ画素が配置された表示画素領域１と、開口部を持たない画素が配置されたダミー画素領域２とから構成されている。そして、表示画素領域１の周囲に、ダミー画素領域２が配置される。なお、図１において、ダミー画素領域２は斜線の画素電極群で表す。

図２に示すように、画素領域は、複数のゲート線１２（Ｇ１〜Ｇ１３で示す。）が横方向に平行に配置され、複数のデータ線１１（Ｄ１〜Ｄ１６で示す。）が縦方向に平行に配置される。データ線１１とゲート線１２の各々の交点付近にはＴＦＴ１３が設けられ、ＴＦＴ１３のゲート電極はゲート線１２と接続され、ＴＦＴ１３のソース電極はデータ線１１と接続され、ＴＦＴ１３のドレイン電極は画素電極１４と接続されている。画素電極１４は、対向電極１６との間に液晶容量１５を形成するとともに、蓄積容量１７に接続されている。蓄積容量１７の画素電極１４と接続されない側は、蓄積容量線１８に接続されている。

本実施形態での画素は、上記のように構成され、表示画素領域１の画素が開口部を持ちダミー画素領域２の画素が開口部を持たないという点以外、これらの両領域の画素構成は同等である。

なお、本発明において画素領域の画素数はどのようなものでもよいが、本実施形態では、説明の便宜上、表示画素領域１を縦９画素×横１５画素のマトリックスとし、表示画素領域１の周囲のダミー画素領域２として、左右に縦２列ずつ、上下に横２行ずつのダミー画素を配置している。

次に、本実施形態の動作について説明する。まず、画素電極１４への電圧印加動作について図１及び図２を用いて説明する。

各画素電極１４に接続されるＴＦＴ１３をオンさせる信号をゲート線１２に入力すると、オン信号を入力したゲート線１２と接続する一行分のＴＦＴ１３が全て同時にオンする。ＴＦＴ１３のオン時に、表示画像データに基づく映像信号電圧が、データ線１１から画素電極１４に印加される。印加された映像信号電圧は、ＴＦＴ１３がオフした後も、液晶容量１５と蓄積容量１７とによって保持される。これらの動作をＧ１からＧ１３に順次行うことによって、画素領域全体の画素電極１４に映像信号電圧が印加され、画素電極１４と対向電極１６との電圧によって液晶の透過率が変化し、表示画素領域１には文字、画像等が表示され、ダミー画素領域２の液晶も電圧に応じた挙動をする。

ただし、液晶に直流電圧が長時間にわたって印加され続けると、不純物イオンが画素電極１４又は対向電極１６に集まるので、液晶に正しい電界を印加できなくなる。この現象を防ぐために、対向電極１６に対する画素電極１４の電位の極性がフレーム毎に反転するように映像信号電圧を印加する交流駆動が行われる。交流駆動の方法には、画素全部をフレーム毎に極性反転するフレーム反転駆動法と、ゲート線１２に沿った画素一行毎に極性反転を行うゲート線反転駆動法と、データ線１１に沿った画素一列毎に極性反転を行うデータ線反転駆動法と、縦横に隣接する一画素毎に極性反転を行うドット反転駆動法とがある。本実施形態では、ゲート線反転駆動法を用いている。

図３は、図１の画素領域の詳細例を示す平面図である。図４及び図５は、本実施形態の動作を示すタイミングチャートである。以下、図２乃至図５を用いて、本実施形態の動作について詳細に説明する。

図３に示すように、ダミー画素領域２において、表示画素領域１の左右にダミー画素領域２ｂが配置され、表示画素領域１の上下にダミー画素領域２ｃが配置されている。

図４［ａ］に表示画素領域１の任意の画素電極に印加する映像信号電圧のタイミングチャートを示し、図４［ｂ］にダミー画素領域２ｂの任意の画素電極に印加する映像信号電圧のタイミングチャートを示し、図４［ｃ］にダミー画素領域２ｃの任意の画素電極に印加する映像信号電圧のタイミングチャートを示す。ここで、図４［ａ］〜［ｃ］中の縦軸は電圧であり、０点は対向電極１６の電位としている。すなわち、図４の縦軸は、液晶に印加される対向電極１６と画素電極１４との電圧差及び極性を示している。

図４［ａ］の斜線部は、表示画像に応じて変化する映像信号電圧の範囲を示したものであり、Ａは映像信号電圧の最大値を示し、Ｄはその最小値を示す。また、本実施形態においては、ゲート線反転駆動を用いるため、図４［ａ］によってタイミングチャートを示した画素の上下に位置する画素のタイミングチャートは、図５［ａ］となる。

図４［ｂ］によると、ダミー画素領域２ｂの任意の画素電極には電圧Ｂがフレーム毎に極性を変えて印加される。また、本実施形態においては、ゲート線反転駆動を用いるため、図４［ｂ］によってタイミングチャートを示した画素の上下に位置する画素のタイミングチャートは、図５［ｂ］となる。図３に示す表示画素領域１の左右に配置されたダミー画素領域２ｂにおいて、リバースツイストドメインが発生するとリバースツイストはゲート線１２に沿って伝播するため、表示画素領域１に横筋状の表示不良を発生させる。これを防ぐために、電圧Ｂは電圧Ａよりも小さくしなくてはならない。

また、電圧Ｂが小さすぎると、表示画素領域１とダミー画素領域２ｂとの境界部に光り漏れを発生させてしまう。したがって、電圧Ｂ（最適電圧）は、少なくとも表示画素領域１に映像信号電圧Ａを印加したときの光リーク電流による電圧低下分だけ電圧Ａより小さく（上限電圧値）、かつ、表示画素領域１の画素全体に映像信号電圧Ａが印加されたとき、ダミー画素領域２ｂとの境界部に光り漏れを認識させない大きさ（下限電圧値）とする。

図４［ｃ］によると、ダミー画素領域２ｃの任意の画素電極には電圧Ｃがフレーム毎に極性を変えて印加される。また、本実施形態においては、ゲート線反転駆動を用いるため、図４［ｃ］によってタイミングチャートを示した画素の上下に位置する画素のタイミングチャートは、図５［ｃ］となる。図３に示すダミー画素領域２ｃにおいては、例えリバースツイストドメインが発生しても、リバースツイストはゲート線１２に沿って伝播するため、表示画素領域１に及ぶことはない。このため、電圧Ｃの大きさの上限を決める必要はないが、下限は表示画素領域１の画素全体に映像信号電圧Ａが印加されたとき、ダミー画素領域２との境界部に光り漏れを認識させない大きさとする。

以上の駆動を行うことにより、ダミー画素領域２ｂにおけるリバースツイストドメインの発生を防ぐことができ、ゲート線反転駆動時におけるリバースツイスト起因による横筋状の表示不良を防ぐことができ、かつ、表示画素領域１の画素全体に最大の映像信号電圧Ａを印加したときにも、ダミー画素領域２との境界部に光り漏れを発生させることのない液晶表示装置を実現できる。

換言すると、本実施形態では、ダミー画素領域２の画素に印加する信号電圧を、表示画素領域１に印加する映像信号電圧の最大値より低くし、かつ隣接するダミー画素領域２と表示画素領域１との間で横方向電界による表示不良が生じない程度の電圧とすることにより、ダミー画素領域２内でのリバースツイストドメインの発生を抑制し、リバースツイストによる表示不良を防いでいる。

図６は、本発明の第二実施形態における画素領域を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、第一実施形態と同じ部分は説明を省略する。

本実施形態の液晶表示装置の基本的な構成は、第一実施形態と同じものであるため説明を省く。第一実施形態ではゲート線反転駆動法を用いたが、本発明はゲート線反転駆動法に限るものではない。第二実施形態では、データ線反転駆動を用いる。なお、図２によって説明した画素電極への電圧印加動作については、本実施形態においても同様なので説明を省く。

本実施形態においては、図６に示すようにダミー画素領域２において、データ線に沿って表示画素領域１の上下にダミー画素領域２ｂが配置され、表示画素領域１の左右にダミー画素領域２ｃが配置されている。

表示画素領域１の任意の画素電極に印加する映像信号電圧のタイミングチャート、ダミー画素領域２ｂの任意の画素電極に印加する映像信号電圧のタイミングチャート、及び、ダミー画素領域２ｃの任意の画素電極に印加する映像信号電圧のタイミングチャートは、第一実施形態と同様に、図４［ａ］〜図４［ｃ］によって示される。ただし、本実施形態においては、データ線反転駆動を用いるため、図４［ａ］によってタイミングチャートを示した画素の画面左右方向に位置する画素のタイミングチャートは、図５［ａ］となり、図４［ｂ］によってタイミングチャートを示した画素の画面左右方向に位置する画素のタイミングチャートは、図５［ｂ］となり、図４［ｃ］によってタイミングチャートを示した画素の画面左右方向に位置する画素のタイミングチャートは、図５［ｃ］となる。

図６に示す表示画素領域１の上下に配置されたダミー画素領域２ｂにおいて、リバースツイスドメインが発生するとリバースツイストはデータ線に沿って伝播するため、表示画素領域に縦筋状の表示不良を発生させる。これを防ぐために、電圧Ｂは電圧Ａよりも小さくしなくてはならない。また、電圧Ｂが小さすぎると、表示画素領域１とダミー画素領域２との境界部に光り漏れを発生させてしまう。

したがって、電圧Ｂ（最適電圧）は、少なくとも表示画素領域１に映像信号電圧Ａを印加したときの光リーク電流による電圧低下分だけ電圧Ａより小さく（上限電圧値）、かつ、表示画素領域１の画素全体に映像信号電圧Ａが印加されたとき、ダミー画素領域２との境界部に光り漏れを認識させない大きさ（下限電圧値）とする。

また、図６に示すダミー画素領域２ｃにおいては、例えリバースツイストドメインが発生しても、リバースツイストはデータ線に沿って伝播するため、表示画素領域１に及ぶことはない。このため、電圧Ｃの大きさの上限を決める必要はないが、下限は表示画素領域１の画素全体に映像信号電圧Ａが印加されたとき、ダミー画素領域２との境界部に光り漏れを認識させない大きさとする。

以上の駆動を行うことにより、図６のダミー画素領域２ｂにおけるリバースツイストドメインの発生を防ぐことができ、データ線反転駆動時におけるリバースツイスト起因による縦筋状の表示不良を防ぐことができ、かつ、表示画素領域１の画素全体に最大の映像信号電圧Ａを印加したときにも、ダミー画素領域２との境界部に光り漏れを発生させることのない液晶表示装置を実現できる。

次に、本発明の第三実施形態について、図１を用いて説明する。ただし、第一実施形態と同じ部分は説明を省略する。

本実施形態の液晶表示装置の基本的な構成は、第一実施形態と同じものであるため説明を省く。第一実施形態ではゲート線反転駆動を用い、第二実施形態ではデータ線反転駆動を用いたが、本実施形態ではドット反転駆動法を用いる。なお、図２によって説明した画素電極への電圧印加動作については、本実施形態においても同様なので説明を省く。

本実施形態において、図１に示すダミー画素領域２の画素電極に印加される映像信号電圧は、図１に示す表示画素領域１の画素電極に印加される映像信号電圧の最大値より低くする。図１の表示画素領域１の任意の画素電極に印加する映像信号電圧のタイミングチャートは図４［ａ］であり、図１のダミー画素領域２の任意の画素電極に印加する映像信号電圧のタイミングチャートは図４［ｂ］である。ただし、ドット反転駆動法の場合は、図４［ａ］によってタイミングチャートを示した画素の画面上下左右方向に位置する画素のタイミングチャートは、図５［ａ］となり、図４［ｂ］によってタイミングチャートを示した画素の画面上下左右方向に位置する画素のタイミングチャートは、図５［ｂ］となる。

ダミー画素領域２において、リバースツイストドメインの発生を防ぐために、電圧Ｂは電圧Ａよりも小さくしなくてはならない。また、電圧Ｂが小さすぎると、表示画素領域１とダミー画素領域２との境界部に光り漏れを発生させてしまう。したがって、電圧Ｂ（最適電圧）は、少なくとも表示画素領域１に映像信号電圧Ａを印加したときの光リーク電流による電圧低下分だけ電圧Ａより小さく（上限電圧値）、かつ、表示画素領域１の画素全体に映像信号電圧Ａが印加されたとき、ダミー画素領域２との境界部に光り漏れを認識させない大きさ（下限電圧値）とする。

以上の駆動を行うことにより、図１のダミー画素領域２におけるリバースツイストドメインの発生を防ぐことができ、リバースツイスト起因による表示不良を防ぐことができ、かつ、表示画素領域１の画素全体に最大の映像信号電圧Ａを印加したときにも、ダミー画素領域２との境界部に光り漏れを発生させることのない液晶表示装置を実現できる。

次に、本発明の第四実施形態について、図１及び図７を用いて説明する。

本実施形態の液晶表示装置の基本的な構成は、第一実施形態と同じものであるため説明を省く。本実施形態においては、図１に示す表示画素領域１の周囲に配置されたダミー画素領域２の液晶には、連続するｎ回のフレームの内、ｍ回だけ表示画素領域１の液晶に印加する電圧の最小値を印加し、それ以外のフレームでは、表示画素領域１の液晶に印加する電圧の最大値を印加する。すなわち、ｎ回のフレーム期間以上の時間積分をしたときのダミー画素領域の液晶に印加される実効電圧は、表示画素領域１の液晶に印加する電圧の最大値より小さくなる。

図７に、ｎ＝３かつｍ＝１としたときのダミー画素領域２の任意の画素電極に印加する映像信号電圧のタイミングチャートを示す。図７の縦軸は電圧であり、０点は対向電極電圧としている。すなわち、図７の縦軸は、液晶に印加される対向電極と画素電極との電圧差と極性を示している。また、図７の電圧Ａは、表示画素領域１の液晶に印加する電圧の最大値であり、図７の電圧Ｄは、表示画素領域１の液晶に印加する電圧の最小値である。

本実施形態の駆動方法は、ゲート線反転駆動法を始めとするいかなる交流駆動方法にも適用できる。また、ゲート線反転駆動法においては、本実施形態の駆動方法である連続するｎ回のフレームの内、ｍ回だけ異なる電圧をダミー画素領域に印加する方法を、図３に示すダミー画素領域２ｂに適用し、図３のダミー画素領域２ｃには、連続するｎ回の全てのフレームにおいて境界部に光り漏れを発生させることのない電圧を印加する駆動方法でもよい。データ線反転駆動においても上記同様に、本実施形態の駆動法を図６に示すダミー画素領域２ｂに適用し、図６のダミー画素領域２ｃには、連続するｎ回の全てのフレームにおいて境界部に光り漏れを発生させることのない電圧を印加する駆動方法でもよい。

以上の駆動を行うことで、ダミー画素領域２の液晶に電圧Ａが印加されることによって、リバースツイストドメインが発生しても、ダミー画素領域２の液晶に電圧Ｂが印加されることによって発生したリバースツイストドメインを消すことができる。そのため、例えばゲート線反転駆動を行う際には、ダミー画素領域２で発生したリバースツイストがゲート線に沿って表示画素領域１に伝播する前に、そのリバースツイストドメインを消去することができる。したがって、表示画素領域１内でのリバースツイストの発生を防ぐことができ、リバースツイスト起因による表示不良を防ぐことができる。また、表示画素領域１の画素電極に印加する映像信号電圧の最小値とするフレーム数ｍを減らすことにより、表示画素領域１の画素全体に最大の映像信号電圧Ａを印加したときにも、ダミー画素との境界部に光り漏れを発生させることのない液晶表示装置を実現できる。

なお、本発明は、言うまでもなく、上記第一乃至第四実施形態に限定されるものではない。また、本発明の利用例として、液晶ＴＶ、液晶モニタ、液晶プロジェクタ等が挙げられる。

本発明の第一実施形態における画素領域を示す平面図である。 図１の画素領域を示す等価回路図である。 図１の画素領域の詳細例を示す平面図である。 図４［ａ］は表示画素領域の画素電極に印加する映像信号電圧のタイミングチャートである。図４［ｂ］は第一のダミー画素領域の画素電極に印加する映像信号電圧のタイミングチャートである。図４［ｃ］は第二のダミー画素領域の画素電極に印加する映像信号電圧のタイミングチャートである。 図５［ａ］は表示画素領域の他の画素電極に印加する映像信号電圧のタイミングチャートである。図５［ｂ］は第一のダミー画素領域の他の画素電極に印加する映像信号電圧のタイミングチャートである。図５［ｃ］は第二のダミー画素領域の他の画素電極に印加する映像信号電圧のタイミングチャートである。 本発明の第二実施形態における画素領域を示す平面図である。 本発明の第四実施形態におけるダミー画素電極に印加する映像信号電圧のタイミングチャートである。 従来技術における画素領域を示す平面図である。 図８中の線Ｘに沿った断面図である。

符号の説明

１ 表示画素領域
２，２ａ，２ｂ ダミー画素領域
１１，Ｄ１〜Ｄ１６ データ線（信号線）
１２，Ｇ１〜Ｇ１３ ゲート線（走査線）
１３ ＴＦＴ（スイッチ素子）
１４ 画素電極
１５ 液晶容量
１６ 対向電極
１７ 蓄積容量
１８ 蓄積容量線

Claims (10)

1. 複数の走査線が横方向に平行に配置され、複数の信号線が縦方向に平行に配置され、これらの走査線と信号線との各交点にスイッチ素子、画素電極及び液晶を含む画素が配置された画素領域を有し、
   この画素領域が、画像表示に用いられる表示画素領域と、この表示画素領域の周囲に配置され画像表示に用いられないダミー画素領域とによって構成された、液晶表示装置において、
   前記表示画素領域の駆動中に、前記ダミー画素領域でリバースツイストドメインが発生する上限電圧値よりも低く、かつ前記表示画素領域と前記ダミー画素領域との境界部に光り漏れが発生する下限電圧値よりも高い最適電圧を、少なくとも一部の前記ダミー画素領域の液晶に印加する、
   ことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
2. 前記上限電圧値は、前記表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最大値よりも低い、
   請求項１記載の液晶表示装置の駆動方法。
3. 前記上限電圧値は、前記表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最大値よりも、前記スイッチ素子の光リーク電流による一フレーム期間後の電圧低下分だけ低い、
   請求項１記載の液晶表示装置の駆動方法。
4. 前記最適電圧は、前記ダミー画素領域の液晶に複数回印加した結果が前記上限電圧値よりも低くかつ前記下限電圧値よりも高くなる、複数の異なる値である、
   請求項１記載の液晶表示装置の駆動方法。
5. ｎ，ｍが自然数であり、かつｎ＞ｍであるとき、連続するｎ回のフレームのうち、
   ｍ回の前記最適電圧は、前記表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最小値又はこれよりも大きく、
   残るｎ−ｍ回の前記最適電圧は、前記表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最大値又はこれよりも小さい、
   請求項１記載の液晶表示装置の駆動方法。
6. 走査線反転駆動法を用い、
   前記表示画素領域の左右に配置されたダミー画素領域では、前記最適電圧を前記液晶に印加し、
   前記表示画素領域の上下に配置されたダミー画素領域では、前記下限電圧値よりも大きい電圧を前記液晶に印加する、
   請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置の駆動方法。
7. 走査線反転駆動法を用い、
   前記表示画素領域の左右に配置されたダミー画素領域で、前記最適電圧を前記液晶に印加し、
   ｎ，ｍが自然数であり、かつｎ＞ｍであるとき、連続するｎ回のフレームのうち、
   ｍ回の前記最適電圧は、前記表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最小値又はこれよりも大きく、
   残るｎ−ｍ回の前記最適電圧は、前記表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最大値又はこれよりも小さい、
   請求項１記載の液晶表示装置の駆動方法。
8. 信号線反転駆動法を用い、
   前記表示画素領域の上下に配置されたダミー画素領域では、前記最適電圧を前記液晶に印加し、
   前記表示画素領域の左右に配置されたダミー画素領域では、前記下限電圧値よりも大きい電圧を前記液晶に印加する、
   請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置の駆動方法。
9. 信号線反転駆動法を用い、
   前記表示画素領域の上下に配置されたダミー画素領域では、前記最適電圧を前記液晶に印加し、
   ｎ，ｍが自然数であり、かつｎ＞ｍであるとき、連続するｎ回のフレームのうち、
   ｍ回の前記最適電圧は、前記表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最小値又はこれよりも大きく、
   残るｎ−ｍ回の前記最適電圧は、前記表示画素領域の液晶に印加する映像信号電圧の最大値又はこれよりも小さい、
   請求項１記載の液晶表示装置の駆動方法。
10. 前記スイッチ素子が薄膜トランジスタである、
    請求項１乃至９のいずれかに記載の液晶表示装置の駆動方法。

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