JP4869525B2 - Passive matrix type liquid crystal display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体表示装置(以下、表示装置と表記する)に関しする。特に、パッシブマトリクス型表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、液晶素子を使用した表示装置は、小型から大型にいたるまで様々な用途に使用されている。特にパッシブマトリクス型液晶表示装置はコストが安いこと、消費電力が小さいことなどの利点があるため、携帯電話などの小型表示装置においてよく使用されている。
【0003】
ここで、本明細書では、液晶素子とは、2枚の電極によって配向膜を介して液晶材料を挟んだ構造を有する素子を示すものとする。また液晶材料としては、公知の構造の材料を自由に用いることができる。
【0004】
図5は、パッシブマトリクス型液晶表示装置の例である。
【0005】
パッシブマトリクス型液晶表示装置は、信号線1302をストライプ状に並べた基板1301と、走査線1303をストライプ状に並べた対向基板1304を、信号線1302と、走査線1303が直交するように張り合わせ、基板1301と対向基板1304間に、液晶を詰めることによって構成されている。また、それらの信号線1302と走査線1303は、基板外部に設けられた駆動用LSIによって駆動されている。
【0006】
図3に、図5に示した表示装置の信号線1302、走査線1303、画素(画素の液晶素子の電極間)に加わる、従来の信号波形を示す。走査線には、その走査線を選択する期間のみ、選択しない期間と異なる電圧の信号が印加される。また、その電圧は1フレーム期間ごとに極性反転を行っている。信号線には、黒表示を行わない期間については一定の周期の矩形波パルスが加わっている。
【0007】
一方、画面に黒を出す部分では、信号線には、黒表示を行わない期間の矩形波パルスより高い電圧(図3中、Vop及び−Vopで示す)のパルスが加わる。画素においては信号線の電位と、走査線の電位の差分の電圧が加わることになる。
【0008】
ここで、液晶素子の2枚の電極間に、常に一定方向の電界が印加されつづけると、液晶材料中のイオンに偏りが生じ、液晶素子の劣化を進めるといった問題がある。そこで、一般の液晶素子を用いた表示装置などでは、一定期間ごとに、液晶素子に印加される電圧の極性を変化させ、液晶素子の2電極間に印加される電界の向きを変化させるような駆動方法が用いられている。
【0009】
図2に、液晶表示装置の各画素に印加される電圧の極性を模式的に示す。ここで、図2(1)、図2(2)、図2(3)それぞれにおいて、第nフレームの画素部の状態と、第n+1フレームの画素部の状態を示す。なお図2では、画素部として4行4列の画素を代表で示す。図中、+で表した画素と、−で示した画素では、液晶素子に印加される電圧の極性が異なる。
【0010】
例えば、隣り合う走査線間で、液晶素子に印加する信号電圧の極性を異なるようにする、ゲートライン反転とよばれる駆動方法を図2(1)に示す。また、隣り合う信号線間で、液晶素子に印加される信号の極性を異なるようにする、ソースライン反転とよばれる駆動方法を図2(2)に示す。最後に、1画像を表示する期間(以下、1フレーム期間とよぶ)毎に、液晶素子に印加される信号の極性を反転させる、フレーム反転とよばれる駆動方法を図2(3)に示す。なお、図2に示した駆動方法に限定されず、その駆動方法は多様である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述した様に、1フレーム期間毎に液晶素子に加える信号電圧を交流反転した場合、信号振幅が2倍になるためドライバの電源電圧は20V以上が必要となる。そのためドライバの消費電力を低減することができなかった。
【0012】
そこで、本発明はパッシブマトリクス型液晶表示装置で、低電圧で動作可能な、消費電力の少ない液晶表示装置を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明では、液晶素子に印加される信号電圧を非常に長い周期で交流反転し表示をおこなう表示装置、もしくは、極性反転しない液晶表示装置を提案する。
【0014】
それによって、ドライバの電源電圧を低減し、消費電力を小さく抑えた液晶表示装置が提供される。
【0015】
以下に、本発明の液晶表示装置の構成について記載する。
【0016】
本発明によって、
第一の基板上に複数の信号線と複数の走査線とをマトリクス状に配置し、第二の基板上に対向電極を配置し、前記第一および第二の基板間に液晶をはさんだ液晶表示装置において、
液晶を駆動する信号を、電源立ち上げもしくは電源立ち下げに同期して極性反転を行うことを特徴とした液晶表示装置が提供される。
【0017】
本発明によって、
第一の基板上に複数の信号線と複数の走査線とをマトリクス状に配置し、第二の基板上に対向電極を配置し、前記第一および第二の基板間に液晶をはさんだ液晶表示装置において、
液晶を駆動する信号を液晶画面全面が書き換えられるタイミングで極性反転することを特徴とした液晶表示装置が提供される。
【0018】
本発明によって、
第一の基板上に複数の信号線と複数の走査線とをマトリクス状に配置し、第二の基板上に対向電極を配置し、前記第一および第二の基板間に液晶をはさんだ液晶表示装置において、
液晶を駆動する信号をユーザーが定める特定の時間に極性反転することを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【0019】
本発明によって、
第一の基板上に複数の信号線と複数の走査線とをマトリクス状に配置し、第二の基板上に対向電極を配置し、前記第一および第二の基板間に液晶をはさんだ液晶表示装置において、
前記液晶表示装置はバックライトを有し、バックライトが消灯期間中に液晶を駆動する信号を極性反転することを特徴とした液晶表示装置が提供される。
【0020】
極性反転の周期は1時間以上であることを特徴とする液晶表示装置であっても良い。
【0021】
本発明によって、
第一の基板上に複数の信号線と複数の走査線とをマトリクス状に配置し、第二の基板上に対向電極を配置し、前記第一および第二の基板間に液晶をはさんだ液晶表示装置において、
前記画素電極と前記対向電極の間の電圧を極性反転しないことを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【0022】
液晶の劣化を補正して表示をおこなう機能を有する液晶表示装置であっても良い。
【0023】
液晶の劣化補正は、各画素ごとの、電圧印加の累積時間を記憶して補正をかけることを特徴とした液晶表示装置であっても良い。
【0024】
液晶表示装置を用いることを特徴とするテレビ、パーソナルコンピュータ、携帯端末、ビデオカメラ、ヘッドマウントディスプレイであっても良い。
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明の液晶表示装置の構成について以下に説明する。
【0026】
始めに、第1の実施形態として、きわめて長い周期(例えば1時間に1回)で交流反転(液晶素子に印加される電圧の極性の反転)をおこなう場合について述べる。
【0027】
交流反転は、従来の液晶表示装置では60〜100Hzの周波数、すなわち10〜16.6msの周期で行われる。これより長い周期であると、人間の目にはフリッカとして感じられる。
【0028】
1980年代の液晶材料では頻繁に交流反転をしないと、比較的短時間で、例えば10時間で液晶素子が劣化してしまうという問題があった。しかし近年の液晶材料では、劣化の度合いが少なくなってきている。
【0029】
本発明者はこの点に着目し、非常に長い周期で極性反転をおこない、前述した従来技術の課題を解決するものである。
【0030】
非常に長い周期で、極性反転を行うと、フリッカは考えられない。フリッカは輝度の異なる映像が目視で感じられる周期で動くことで感じられるあるからである。
【0031】
本発明を適用した液晶表示装置を駆動する場合の、信号線の電位、走査線の電位、画素の液晶素子の電極間の電位の駆動波形を図1に示す。図1の駆動方法によって、従来例の図3に示した駆動方法と比較して、信号振幅を小さく抑えることが可能である。なお、図1中、図3と同じ部分は同じ符号を用いて示す。
【0032】
図1に示すような駆動方法の場合の課題としては、長い周期に一度の反転が起こった場合に、画像が一瞬乱れるなどの作用が発生することである。
【0033】
画像の一瞬の乱れの対策としては以下のものがある。
【0034】
1)ユーザーが使用していない間に極性反転をおこなう。
たとえば、液晶表示装置の電源立ち上げ、立ち下げ時に極性反転をおこなう、またはユーザ ーが指定した特定の時間(深夜などの通常使用しない時間など)に極性反転をおこなう。
2)液晶表示装置の画面全体が、別画面に変化するときなどに極性反転をおこなう。
【0035】
このような対策を行うことによって、画像の一瞬の乱れの問題は解決できるものである。
【0036】
それによって、本発明では10V前後の電圧でドライバの駆動が可能になる。
【0037】
上記駆動方法の詳細については、実施例にて述べる。
【0038】
次に、第2の実施形態として、極性反転をしない場合の例について考える。
【0039】
液晶素子が近年劣化しにくくなったとはいっても、長時間の直流電圧を印加すると、液晶素子のVTカーブ(透過率−印加電圧カーブ)が変化し、表示特性が変わってしまう。図4は液晶素子のVTカーブの概略図である。初期値(図4中、初期と表記)に対して、時間がたつと左方向にカーブがシフトしていく(図4中、経時後と表記)。よって、このように液晶素子が劣化した場合には、何らかの補正が必要である。液晶表示装置では画面において、様々な映像が表示される。すなわち、個々の画素においては、様々な映像信号電圧が印加されるため、画素毎に信号電圧のかかり方、履歴も異なったものになる。よって、液晶表示装置を極性反転せずに駆動した場合、その劣化の具合は各画素ごとに、異なったものとなる。
【0040】
よって、液晶素子の劣化に対応して補正を行う場合には、各画素ごとに、その履歴に応じた補正をおこなう回路を構成する必要がある。図8は補正を行う表示システムの構成を示すブロック図である。このシステムでは以下の機能を持ったブロックがある。まず、初期においては、メモリ回路のデータは0になっている。この場合デジタルビデオ信号が累積輝度加算回路に入力されると0に応じた、出力が映像補正回路に入力される。この場合は補正が行われず、デジタルビデオ信号はそのまま、LCD(液晶表示装置)に入力される。
【0041】
また、累積輝度加算回路の出力はメモリ回路にも入力されそこに記憶される。
【0042】
次に、デジタルビデオ信号が入力されると、メモリ回路の記憶内容に新たなデジタルビデオ信号のデータが加算される。このデータを用いて映像補正回路はデジタルビデオ信号を補正する。また、加算データはメモリ回路に入力され、メモリの記憶データを書き換える。これを繰り返すことによって各画素の累積の輝度が求められる。これらのデータを用いて、各画素に対して、液晶の劣化を予測し、補正をかけていく。
【0043】
液晶表示装置の電源をオフにする場合には、メモリ回路のデータを不揮発性メモリに移し、記憶内容が消滅しないようにしている。液晶表示装置の電源立ち上げ時には不揮発性メモリからメモリ回路にデータを移して使用する。不揮発性メモリを直接使用しないのは、不揮発性メモリは応答が遅いこと、また、書き換えの可能回数が少ないことによる。
【0044】
このようにして、各画素に印加される電圧は記憶され、どの画素に対して累積でどれくらいの負荷がかけられたかがわかる。かけられた負荷に応じて、補正量を決めて補正を行えば、液晶の劣化は補正が可能となる。すなわち、極性反転を行わずに液晶が駆動でき、表示装置の電源電圧を下げることが可能になるのである。具体的には10V前後の電圧で駆動が可能になる。
【0045】
【実施例】
以下に本発明の実施例について説明する。
【0046】
[実施例1]
図6は、液晶表示装置の電源オフ時に同期して、極性反転をおこなう例である。まずt1において、バックライトが消灯する。これによって、その後に、表示画像が乱れてもユーザーがそれを見ることはない。次にt2において、極性反転をおこない、信号を書きこむ。望ましくは数回書き込むほうがよい。次にt3において液晶表示装置の電源をオフとする。
【0047】
このようなシーケンシャルを組むことによって、極性反転による画質の低下をユーザーは見ないですむ。液晶表示装置の電源立ち上げ時にはすでに極性反転は終了している。よって、そのまま画像表示を始めればよい。
【0048】
図示はしないが、液晶表示装置の電源投入時に極性反転を行う場合も同様の手法で行うことが可能である。表示装置の電源を立ち上げ後、極性反転をおこない、その後、数回の書き込みをおこなったのち、バックライトを点灯する。この方法でも、図6で示した手法と同様に、前記と同様に、ユーザーは、極性反転時の画質低下を見なくてすむ。
【0049】
[実施例2]
図7はユーザーの希望にあわせて、極性反転の時刻を設定するシステムを表したブロック図である。ユーザーはユーザーインターフェイスを介して、極性反転時間設定用タイマー回路に希望時刻を設定する。例えば、午前3時に時刻設定をおこなう。極性反転時間設定用タイマー回路は設定された時刻になるとCPUに対して、極性切り換えの合図をだす。CPUはそれを受けて、LCDコントローラに信号を出力し、液晶表示装置(LCD)の駆動回路を動作させ、極性反転をおこなう。極性反転が終了すれば、CPUは液晶表示装置(LCD)の動作を止める。
【0050】
図7に示すような機能を有することによって、この場合ユーザーが普段表示装置を使用しない時間帯に極性反転がおこなわれ、ユーザーは極性切り換え時の画質低下を見ることが無くなる。このときバックライトは当然、点灯する必要はない。
【0051】
[実施例3]
本実施例では、画面の映像が、一部でなく画面全体が切り替わる場合を検出して、極性反転をかける例を示す。
【0052】
例えば、表示装置がテレビである場合は、チャンネル切り換え時には、画像内容が大きく変化する。このような場合は前の映像と後の映像の間に不連続性があっても、ものもとの映像信号も不連続であるため、ユーザーは違和感を感じない。
【0053】
このような画面の全面切り替わり時に極性反転を行って、極性切り換え時の画質低下の視認を避けることも可能である。
【0054】
[実施例4]
本実施例では、本発明のパッシブマトリクス型液晶表示装置を作製した例を示す。
【0055】
図9は、本発明のパッシブマトリクス型液晶表示装置の断面図である。
【0056】
ガラス基板5101上にストライプ状の信号線電極5102を形成する。この電極はITO等を成膜し、それをパターニングすることによって得られる。次に配向膜5103を印刷によって成膜する。
【0057】
同様に、対向基板5106上にストライプ状の走査線電極5107〜5110を形成する。この電極はITOを成膜し、それをパターニングすることによって得られる。次に配向膜5111を印刷によって成膜する。
【0058】
これらの2枚の基板を信号線5102、走査線5107〜5110が直交するように張り合わせ、シール材5105にて封止を行ない液晶5104を注入する。以上の工程によってパッシブマトリクス型液晶表示装置が完成する。
【0059】
以上によって得られたパッシブマトリクス型液晶表示装置の図9とは異なる断面図を図10に示す。なお、図10において、図9と同じ部分は同じ符号を用いて示し、説明は省略する。
【0060】
なお、基板5101や対向基板5106として、ガラス基板に限らず、プラスチック基板等、ガラス基板以外のものを使用することも可能である。
【0061】
本発明は、実施例1〜実施例3と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【0062】
[実施例5]
本発明の液晶表示装置には様々な用途がある。本実施例では、本発明の液晶表示装置を組み込んだ半導体装置について説明する。
【0063】
液晶表示装置を組み込んだ半導体装置には、携帯情報端末(電子手帳、モバイルコンピュータ、携帯電話等)、ビデオカメラ、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、テレビ等が挙げられる。それらの一例を図11および図12に示す。
【0064】
図11(A)は携帯電話であり、本体2601、音声出力部2602、音声入力部2603、表示部2604、操作スイッチ2605、アンテナ2606から構成されている。本発明は表示部2604に適用することができる。
【0065】
図11(B)はビデオカメラであり、本体2611、表示部2612、音声入力部2613、操作スイッチ2614、バッテリー2615、受像部2616から成っている。本発明は表示部2612に適用することができる。
【0066】
図11(C)はモバイルコンピュータあるいは携帯情報端末であり、本体2621、カメラ部2622、受像部2623、操作スイッチ2624、表示部2625で構成されている。本発明は表示部2625に適用することができる。
【0067】
図11(D)はヘッドマウントディスプレイであり、本体2631、表示部2632、アーム部2633で構成される。本発明は表示部2632に適用することができる。
【0068】
図11(E)はテレビであり、本体2641、スピーカー2642、表示部2643、受信装置2644、増幅装置2645等で構成される。本発明は表示部2643に適用することができる。
【0069】
図11(F)は携帯書籍であり、本体2651、表示部2652、記憶媒体2653、操作スイッチ2654、アンテナ2655から構成されており、ミニディスク(MD)やDVD(Digital Versatile Disc)に記憶されたデータや、アンテナで受信したデータを表示するものである。本発明は表示部2652に適用することができる。
【0070】
図12(A)はパーソナルコンピュータであり、本体2701、画像入力部2702、表示部2703、キーボード2704で構成される。本発明は表示部2703に適用することができる。
【0071】
図12(B)はプログラムを記録した記録媒体を用いるプレーヤーであり、本体2711、表示部2712、スピーカー部2713、記録媒体2714、操作スイッチ2715で構成される。なお、この装置は記録媒体としてDVD(Digtial Versatile Disc)、CD等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。本発明は表示部2712に適用することができる。
【0072】
図12(C)はデジタルカメラであり、本体2721、表示部2722、接眼部2723、操作スイッチ2724、受像部(図示しない)で構成される。本発明は表示部2722に適用することができる。
【0073】
図12(D)は片眼のヘッドマウントディスプレイであり、表示部2731、バンド部2732で構成される。本発明は表示部2731に適用することができる。
【0074】
【発明の効果】
従来の液晶表示装置では、1フレーム期間に1回の極性反転が必要であり、1フレーム期間に1回の反転をおこない、且つ、良好な表示を確保するためには、ドライバの電源電圧は20V以上に設定しなければならなかった。よって、液晶表示装置の消費電力を増加させていた。
【0075】
本発明の液晶表示装置では、前述したように長い周期で極性反転をおこなうことにより、画質を損なうことなく、ドライバーの駆動電圧を下げることができる。こうして、液晶表示装置の低消費電力化を達成できる。
【0076】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の液晶表示装置の画素電位の波形を示す図。
【図2】 画素の反転方式を示す図。
【図3】 従来の液晶表示装置の画素電位の波形を示す図。
【図4】 液晶のVTカーブを示す図。
【図5】 液晶表示装置の構成を示す図。
【図6】 本発明の第一の実施例を示す図。
【図7】 本発明の第二の実施例を示す図。
【図8】 本発明のシステムブロック図。
【図9】 本発明の液晶表示装置の断面図を示す図。
【図10】 本発明の液晶表示装置の断面図を示す図。
【図11】 本発明の液晶表示装置の応用機器を示す図。
【図12】 本発明の液晶表示装置の応用機器を示す図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor display device (hereinafter referred to as a display device). In particular, the present invention relates to a passive matrix display device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, display devices using liquid crystal elements are used in various applications ranging from small to large. In particular, passive matrix liquid crystal display devices are often used in small display devices such as mobile phones because they have advantages such as low cost and low power consumption.
[0003]
Here, in this specification, a liquid crystal element refers to an element having a structure in which a liquid crystal material is sandwiched between two electrodes via an alignment film. As a liquid crystal material, a material having a known structure can be used freely.
[0004]
FIG. 5 shows an example of a passive matrix liquid crystal display device.
[0005]
In the passive matrix liquid crystal display device, the
[0006]
FIG. 3 shows a conventional signal waveform applied to the
[0007]
On the other hand, in a portion where black is displayed on the screen, a pulse having a voltage (indicated by Vop and -Vop in FIG. 3) higher than the rectangular wave pulse during a period when black display is not performed is applied to the signal line. In the pixel, a difference voltage between the potential of the signal line and the potential of the scanning line is applied.
[0008]
Here, if an electric field in a certain direction is continuously applied between the two electrodes of the liquid crystal element, there is a problem that ions in the liquid crystal material are biased and the deterioration of the liquid crystal element is promoted. Therefore, in a display device using a general liquid crystal element, the polarity of the voltage applied to the liquid crystal element is changed at regular intervals, and the direction of the electric field applied between the two electrodes of the liquid crystal element is changed. A driving method is used.
[0009]
FIG. 2 schematically shows the polarity of the voltage applied to each pixel of the liquid crystal display device. Here, in FIG. 2 (1), FIG. 2 (2), and FIG. 2 (3), the state of the pixel portion of the nth frame and the state of the pixel portion of the (n + 1) th frame are shown. In FIG. 2, a pixel of 4 rows and 4 columns is shown as a representative pixel portion. In the figure, the polarity of the voltage applied to the liquid crystal element differs between the pixel represented by + and the pixel represented by −.
[0010]
For example, FIG. 2A shows a driving method called gate line inversion, in which the polarities of signal voltages applied to liquid crystal elements are made different between adjacent scanning lines. Further, FIG. 2B shows a driving method called source line inversion in which the polarities of signals applied to the liquid crystal elements are made different between adjacent signal lines. Lastly, FIG. 2C illustrates a driving method called frame inversion, in which the polarity of a signal applied to the liquid crystal element is inverted every time an image is displayed (hereinafter referred to as one frame period). Note that the driving method is not limited to the driving method shown in FIG.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the signal voltage applied to the liquid crystal element is inverted by alternating current every frame period, the signal amplitude is doubled, so that the power supply voltage of the driver needs to be 20V or more. Therefore, the power consumption of the driver could not be reduced.
[0012]
Therefore, an object of the present invention is to provide a passive matrix liquid crystal display device that can operate at a low voltage and consumes less power.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention proposes a display device that performs display by inverting the signal voltage applied to the liquid crystal element with a very long period, or a liquid crystal display device that does not reverse the polarity.
[0014]
As a result, a liquid crystal display device is provided in which the power supply voltage of the driver is reduced and power consumption is kept low.
[0015]
The configuration of the liquid crystal display device of the present invention will be described below.
[0016]
According to the present invention,
A plurality of signal lines and a plurality of scanning lines are arranged in a matrix on the first substrate, a counter electrode is arranged on the second substrate, and a liquid crystal with the liquid crystal sandwiched between the first and second substrates In the display device,
There is provided a liquid crystal display device characterized in that polarity inversion of a signal for driving a liquid crystal is performed in synchronization with power-on or power-off.
[0017]
According to the present invention,
A plurality of signal lines and a plurality of scanning lines are arranged in a matrix on the first substrate, a counter electrode is arranged on the second substrate, and a liquid crystal with the liquid crystal sandwiched between the first and second substrates In the display device,
There is provided a liquid crystal display device characterized in that the polarity of a signal for driving a liquid crystal is inverted at a timing when the entire liquid crystal screen is rewritten.
[0018]
According to the present invention,
A plurality of signal lines and a plurality of scanning lines are arranged in a matrix on the first substrate, a counter electrode is arranged on the second substrate, and a liquid crystal with the liquid crystal sandwiched between the first and second substrates In the display device,
A liquid crystal display device is provided in which the polarity of a signal for driving a liquid crystal is inverted at a specific time determined by a user.
[0019]
According to the present invention,
A plurality of signal lines and a plurality of scanning lines are arranged in a matrix on the first substrate, a counter electrode is arranged on the second substrate, and a liquid crystal with the liquid crystal sandwiched between the first and second substrates In the display device,
The liquid crystal display device has a backlight, and the liquid crystal display device is characterized in that the polarity of the signal for driving the liquid crystal is reversed during the period when the backlight is turned off.
[0020]
The liquid crystal display device may be characterized in that the polarity inversion period is one hour or longer.
[0021]
According to the present invention,
A plurality of signal lines and a plurality of scanning lines are arranged in a matrix on the first substrate, a counter electrode is arranged on the second substrate, and a liquid crystal with the liquid crystal sandwiched between the first and second substrates In the display device,
A liquid crystal display device is provided in which the polarity of the voltage between the pixel electrode and the counter electrode is not reversed.
[0022]
A liquid crystal display device having a function of performing display by correcting deterioration of the liquid crystal may also be used.
[0023]
Liquid crystal deterioration correction may be a liquid crystal display device that stores and corrects the accumulated time of voltage application for each pixel.
[0024]
A television, a personal computer, a portable terminal, a video camera, or a head mounted display using a liquid crystal display device may be used.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The configuration of the liquid crystal display device of the present invention will be described below.
[0026]
First, as a first embodiment, a case where AC inversion (inversion of the polarity of a voltage applied to a liquid crystal element) is performed with a very long cycle (for example, once every hour) will be described.
[0027]
In the conventional liquid crystal display device, AC inversion is performed at a frequency of 60 to 100 Hz, that is, a cycle of 10 to 16.6 ms. If the cycle is longer than this, it will be perceived as flicker by human eyes.
[0028]
The liquid crystal material of the 1980s has a problem that the liquid crystal element deteriorates in a relatively short time, for example, 10 hours, unless frequent AC inversion is performed. However, the degree of deterioration is decreasing in recent liquid crystal materials.
[0029]
The present inventor pays attention to this point and performs polarity reversal at a very long period to solve the above-described problems of the prior art.
[0030]
If polarity inversion is performed in a very long cycle, flicker is not considered. This is because flicker is felt by moving images with different brightness in a cycle that can be visually perceived.
[0031]
FIG. 1 shows driving waveforms of signal line potential, scanning line potential, and potential between electrodes of a liquid crystal element of a pixel when a liquid crystal display device to which the present invention is applied is driven. With the driving method of FIG. 1, it is possible to suppress the signal amplitude smaller than that of the conventional driving method shown in FIG. 1 that are the same as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.
[0032]
A problem in the case of the driving method as shown in FIG. 1 is that, when inversion occurs once in a long cycle, an action such as a momentary disturbance of the image occurs.
[0033]
The following are countermeasures against momentary image disturbance.
[0034]
1) Reverse the polarity while the user is not using it.
For example, the polarity is reversed when the power of the liquid crystal display device is turned on or off, or the polarity is reversed at a specific time specified by the user (such as a time not normally used such as midnight).
2) The polarity is reversed when the entire screen of the liquid crystal display device changes to another screen.
[0035]
By taking such measures, the problem of instantaneous disturbance of the image can be solved.
[0036]
Thereby, in the present invention, the driver can be driven with a voltage of about 10V.
[0037]
Details of the driving method will be described in the embodiments.
[0038]
Next, as a second embodiment, an example in which polarity inversion is not performed will be considered.
[0039]
Even though the liquid crystal element has hardly deteriorated in recent years, when a DC voltage for a long time is applied, the VT curve (transmittance-applied voltage curve) of the liquid crystal element changes, and the display characteristics change. FIG. 4 is a schematic diagram of a VT curve of the liquid crystal element. The curve shifts to the left with time with respect to the initial value (indicated as initial in FIG. 4) (indicated as after time in FIG. 4). Therefore, when the liquid crystal element deteriorates in this way, some correction is necessary. In the liquid crystal display device, various images are displayed on the screen. That is, since various video signal voltages are applied to individual pixels, the method of applying the signal voltage and the history differ from pixel to pixel. Therefore, when the liquid crystal display device is driven without reversing the polarity, the degree of deterioration differs for each pixel.
[0040]
Therefore, in the case of performing correction corresponding to the deterioration of the liquid crystal element, it is necessary to configure a circuit for performing correction according to the history for each pixel. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a display system that performs correction. This system has a block with the following functions. First, data in the memory circuit is 0 in the initial stage. In this case, when a digital video signal is input to the cumulative luminance addition circuit, an output corresponding to 0 is input to the video correction circuit. In this case, no correction is performed, and the digital video signal is input to an LCD (Liquid Crystal Display) as it is.
[0041]
The output of the cumulative luminance adding circuit is also input to the memory circuit and stored therein.
[0042]
Next, when a digital video signal is input, new digital video signal data is added to the stored contents of the memory circuit. Using this data, the video correction circuit corrects the digital video signal. Further, the addition data is input to the memory circuit, and the stored data in the memory is rewritten. By repeating this, the accumulated luminance of each pixel is obtained. Using these data, the deterioration of the liquid crystal is predicted and corrected for each pixel.
[0043]
When the power of the liquid crystal display device is turned off, the data in the memory circuit is transferred to the nonvolatile memory so that the stored contents are not lost. When the power of the liquid crystal display device is turned on, data is transferred from the nonvolatile memory to the memory circuit and used. The reason why the non-volatile memory is not directly used is that the non-volatile memory has a slow response and the number of possible rewrites is small.
[0044]
In this way, the voltage applied to each pixel is stored, and it can be determined how much load has been applied to which pixel. If the correction amount is determined and corrected according to the applied load, the deterioration of the liquid crystal can be corrected. That is, the liquid crystal can be driven without polarity inversion, and the power supply voltage of the display device can be lowered. Specifically, it becomes possible to drive with a voltage of around 10V.
[0045]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
[0046]
[Example 1]
FIG. 6 shows an example in which polarity inversion is performed in synchronization with power-off of the liquid crystal display device. First, at t1, the backlight is turned off. Thereby, even if the display image is disturbed after that, the user does not see it. Next, at t2, the polarity is inverted and a signal is written. It is better to write several times. Next, at t3, the power of the liquid crystal display device is turned off.
[0047]
By forming such a sequential, the user does not need to see the deterioration of image quality due to polarity inversion. The polarity inversion has already been completed when the liquid crystal display device is turned on. Therefore, the image display may be started as it is.
[0048]
Although not shown, the same method can be used when polarity inversion is performed when the liquid crystal display device is turned on. After turning on the power supply of the display device, the polarity is reversed, and after writing several times, the backlight is turned on. In this method as well, as in the method shown in FIG. 6, the user does not need to see the image quality degradation at the time of polarity reversal.
[0049]
[Example 2]
FIG. 7 is a block diagram showing a system for setting the time of polarity reversal according to the user's wishes. The user sets a desired time in the polarity inversion time setting timer circuit via the user interface. For example, the time is set at 3 am. The polarity reversing time setting timer circuit gives a signal to the CPU to switch the polarity at the set time. In response to this, the CPU outputs a signal to the LCD controller, operates a driving circuit of a liquid crystal display device (LCD), and performs polarity inversion. When the polarity inversion is finished, the CPU stops the operation of the liquid crystal display (LCD).
[0050]
By having a function as shown in FIG. 7, in this case, the polarity is reversed during a time period when the user does not normally use the display device, and the user does not see a decrease in image quality when the polarity is switched. At this time, the backlight need not naturally be lit.
[0051]
[Example 3]
In the present embodiment, an example in which polarity inversion is performed by detecting a case in which the screen image is switched from the entire screen but not from a part is shown.
[0052]
For example, when the display device is a television, the image content changes greatly when the channel is switched. In such a case, even if there is a discontinuity between the previous video and the subsequent video, the original video signal is also discontinuous, so the user does not feel uncomfortable.
[0053]
It is also possible to reverse the polarity when switching the entire screen, and to avoid visually recognizing a decrease in image quality when switching the polarity.
[0054]
[Example 4]
In this example, an example in which a passive matrix liquid crystal display device of the present invention is manufactured is shown.
[0055]
FIG. 9 is a cross-sectional view of the passive matrix liquid crystal display device of the present invention.
[0056]
A striped
[0057]
Similarly, stripe-shaped
[0058]
These two substrates are bonded to each other so that the
[0059]
FIG. 10 shows a cross-sectional view of the passive matrix liquid crystal display device obtained as described above, which is different from FIG. In FIG. 10, the same portions as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0060]
Note that the
[0061]
The present invention can be implemented by freely combining with the first to third embodiments.
[0062]
[Example 5]
The liquid crystal display device of the present invention has various uses. In this embodiment, a semiconductor device incorporating the liquid crystal display device of the present invention will be described.
[0063]
Examples of semiconductor devices incorporating a liquid crystal display device include portable information terminals (electronic notebooks, mobile computers, mobile phones, and the like), video cameras, digital cameras, personal computers, televisions, and the like. Examples of these are shown in FIGS.
[0064]
FIG. 11A illustrates a mobile phone, which includes a
[0065]
FIG. 11B illustrates a video camera, which includes a main body 2611, a
[0066]
FIG. 11C illustrates a mobile computer or a portable information terminal, which includes a main body 2621, a camera portion 2622, an
[0067]
FIG. 11D illustrates a head mounted display which includes a main body 2631, a
[0068]
FIG. 11E illustrates a television set including a main body 2641, a
[0069]
FIG. 11F illustrates a portable book, which includes a main body 2651, a
[0070]
FIG. 12A illustrates a personal computer, which includes a main body 2701, an
[0071]
FIG. 12B shows a player that uses a recording medium in which a program is recorded, and includes a main body 2711, a
[0072]
FIG. 12C illustrates a digital camera which includes a main body 2721, a
[0073]
FIG. 12D illustrates a one-eye head-mounted display which includes a display portion 2731 and a
[0074]
【Effect of the invention】
In a conventional liquid crystal display device, polarity inversion is required once in one frame period, and in order to perform inversion once in one frame period and to ensure good display, the power supply voltage of the driver is 20V. I had to set it above. Therefore, the power consumption of the liquid crystal display device has been increased.
[0075]
In the liquid crystal display device of the present invention, the driving voltage of the driver can be lowered without deteriorating the image quality by performing polarity inversion with a long period as described above. Thus, low power consumption of the liquid crystal display device can be achieved.
[0076]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a waveform of a pixel potential of a liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a pixel inversion method.
FIG. 3 is a diagram showing a waveform of a pixel potential of a conventional liquid crystal display device.
FIG. 4 is a diagram showing a VT curve of liquid crystal.
FIG. 5 illustrates a structure of a liquid crystal display device.
FIG. 6 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a system block diagram of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing an applied device of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing an applied device of the liquid crystal display device of the present invention.
Claims (4)
第2の基板上に前記複数の信号線と直行するように設けられた複数の走査線と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟まれた液晶と、
バックライトと、を有し、
前記バックライトが消灯し、
前記バックライトが消灯した後、前記液晶を駆動する信号が極性反転し、
前記液晶を駆動する前記信号が極性反転した後、電源がオフになり、
前記液晶を駆動する前記信号は、前記バックライトが消灯してから前記電源がオフになるまでの間においてのみ極性反転することを特徴とするパッシブマトリクス型液晶表示装置。A plurality of signal lines provided on the first substrate;
A plurality of scanning lines provided on the second substrate so as to be orthogonal to the plurality of signal lines;
A liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate;
A backlight, and
The backlight turns off,
After the backlight is turned off, the signal for driving the liquid crystal is inverted in polarity,
After the signal for driving the liquid crystal has a polarity inversion, Ri power Do off,
The passive matrix liquid crystal display device according to claim 1, wherein the polarity of the signal for driving the liquid crystal is inverted only after the backlight is turned off until the power is turned off.
前記液晶を駆動する前記信号が極性反転してから前記電源がオフになる間での間に、前記液晶を駆動する前記信号の書き込みが複数回行われることを特徴とするパッシブマトリクス型液晶表示装置。In claim 1 ,
Between by the signal for driving the liquid crystal is polarity inversion between said power supply is turned off, a passive matrix liquid crystal display device in which the write of the signal for driving the liquid crystal is characterized by being performed a plurality of times .
第2の基板上に前記複数の信号線と直行するように設けられた複数の走査線と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に挟まれた液晶と、
バックライトと、を有し、
電源がオンになり、
前記電源がオンになった後、前記液晶を駆動する信号が極性反転し、
前記液晶を駆動する前記信号が極性反転した後、前記バックライトが点灯し、
前記液晶を駆動する前記信号は、前記電源がオンになってから前記バックライトが点灯するまでの間においてのみ極性反転することを特徴とするパッシブマトリクス型液晶表示装置。A plurality of signal lines provided on the first substrate;
A plurality of scanning lines provided on the second substrate so as to be orthogonal to the plurality of signal lines;
A liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate;
A backlight, and
The power is turned on
After the power is turned on, the signal for driving the liquid crystal is inverted in polarity,
After the signal for driving the liquid crystal has a polarity inversion, the backlight is lit,
The passive matrix liquid crystal display device according to claim 1, wherein the polarity of the signal for driving the liquid crystal is inverted only after the power is turned on until the backlight is turned on.
前記液晶を駆動する前記信号が極性反転してから前記バックライトが点灯するまでの間に、前記液晶を駆動する前記信号の書き込みが複数回行われることを特徴とするパッシブマトリクス型液晶表示装置。In claim 3 ,
During a period from the signal for driving the liquid crystal is a polarity inversion until the backlight is turned on, a passive matrix liquid crystal display device, characterized in that writing of the signal for driving the liquid crystal is performed a plurality of times.
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