JPH08152861A - 液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各画素への映像信号の書き込み電圧の低下に
よるコントラストの低下を抑制し得るデータドライバー
の駆動方法を提供する。 【構成】 データドライバーのシフトレジスタに入力さ
れるスタートパルスの電圧Ｈｉレベル期間をシフトクロ
ックの１周期よりも長く設定する。これにより、映像信
号入力ラインからの映像信号の書き込み期間が長くな
り、書き込み期間終了前後の誘電率変化を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置の駆動方
法に関し、特に、各画素に対する映像信号の書き込み期
間の調整を行うことにより表示画面のコントラスト低下
の抑制を図った液晶表示装置の駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の液晶表示装置に用いられ
るデータドライバーの構成を示すものである。このデー
タドライバーは、４系列のシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ
４を備えており、各シフトレジスタの各段位置の出力端
がサンプリングトランジスタＳＴ１〜ＳＴｎのゲート電
極に接続されている。また、サンプリングトランジスタ
ＳＴ１〜ＳＴｎは、そのソース・ドレインの一方が映像
信号入力ラインＶｓに接続され、他方がデータバスライ
ンを通して各画素のスイッチングトランジスタ（ＴＦ
Ｔ）のソース又はドレインラインに接続されている。そ
して、各シフトレジスタの各段からの出力ＳＰ１〜ＳＰ
ｎに応じて、各サンプリングトランジスタＳＴ１〜ＳＴ
ｎがＯＮ／ＯＦＦ動作を行う。

【０００３】従来のデータドライバーの動作について、
図５に示す信号波形図を参照して説明する。このデータ
ドライバーはいわゆる点順次走査方式を用いて駆動され
るものである。すなわち、表示画面の１水平走査期間内
において、水平方向に配置された各画素に対応するデー
タバスラインのサンプリングトランジスタＳＴ１〜ＳＴ
ｎを端から順次ＯＮし、映像信号入力ラインＶｓから映
像信号を順次各データバスラインに書き込むように動作
する。このデータバスラインに書き込まれた信号が１水
平走査期間中に各画素に書き込まれ、また各画素ではそ
の信号電圧を次のフィールドまで保持する。この時、１
本のデータバスラインの容量は１つの画素の容量よりも
大きいため、画素の信号電圧は、データバスラインに書
き込まれた信号の電圧に概略等しくなる。

【０００４】すなわち、各シフトレジスタの入力端から
入力されたスタートパルスＳＴＨは、各シフトレジスタ
に与えられるシフトクロックＣＬＫ１〜ＣＬＫ４のタイ
ミングに従ってシフトレジスタの各段間を水平方向に転
送されるとともに、各段位置から各々接続されるサンプ
リングトランジスタＳＴ１〜ＳＴｎにサンプリング信号
ＳＰ１〜ＳＰｎとして出力される。図６に示すように、
スタートパルスＳＴＨはｔ_x の期間、電圧がＨｉレベル
の信号波形を有している。そして、サンプリング信号Ｓ
Ｐ１〜ＳＰｎが与えられたサンプリングトランジスタＳ
Ｔ１〜ＳＴｎは、この電圧Ｈｉ期間ゲートをＯＮし、映
像信号入力ラインＶｓから映像信号を各データバスライ
ンに書き込む。

【０００５】従って、各データバスラインへの映像信号
の書き込み期間は、スタートパルスＳＴＨの電圧Ｈｉ期
間ｔ_x によって規定されている。そして、この書き込み
期間において、各画素にはＱ＝（Ｃ_LC＋Ｃ_O ）・Ｖ_G で
表される電荷Ｑが蓄積される。ここで、Ｖ_G は映像信号
による書き込み電圧、Ｃ_LCはデータバスラインにおける
液晶の容量を示し、Ｃ_O はそれ以外の容量を示してお
り、一般にＣ_LCの方がＣ _O に比べて大きい。さらに、書
き込み期間終了後は、この蓄積された電荷Ｑを保持す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的に液
晶の誘電率は、液晶に印加される駆動電圧の周波数に依
存してその値が変化する特性を有することが知られてい
る。例えば、図２に示すような誘電率特性を有する液晶
Ａ及びＢでは、駆動周波数の低い領域において変化の少
ない安定領域を有し、駆動周波数の高い領域においては
誘電率（比誘電率）が低下する特性を有している。この
ような誘電率特性を有する液晶を用いた従来の液晶表示
装置において上記のような駆動方法を適用した場合、各
データバスラインへの映像信号の書き込み期間と、書き
込み終了後の期間とにおいて各データバスラインの液晶
に影響を及ぼす駆動周波数が異なることにより誘電率が
変化し、これに伴って、書き込み電圧が書き込み終了後
において低下してしまうという問題が生じる。

【０００７】例えば、各データバスラインへの映像信号
の書き込み期間では、スタートパルスＳＴＨのパルス幅
に相当する駆動周波数に対応した誘電率の影響を受け
る。図６に示す従来の例においてはスタートパルスＳＴ
ＨのＨｉ期間ｔ_x がシフトクロックＣＬＫ１の１周期ｔ
₀ に等しくなるように設定されており、この場合各デー
タバスラインの液晶の容量への書き込み時間は０．６４
６μｓであり、書き込み周波数は約１ＭＨｚ以上となる
と考えられ、これは例えば図２に示す比誘電率特性にお
いては、比誘電率が２〜３程度と推察される。

【０００８】書き込み期間の終了後は、各データバスラ
インの液晶は映像信号の極性反転の周波数に依存した比
誘電率の影響を受けることとなる。例えば、１水平期間
毎に映像信号の極性反転を行うような場合においては、
約３０ｋＨｚの駆動周波数となる。これは、図２に示す
比誘電率特性曲線において、その比誘電率が材料Ａでは
７．７、材料Ｂでは９．０程度と推察される。

【０００９】このように、各データバスラインへの映像
信号の書き込み期間が終了したのち、液晶の誘電率が大
きくなると、各データバスラインに蓄積された電荷量Ｑ
が一定とすれば、液晶に保持される電圧が書き込み電圧
より低いレベルに低下してしまう。この結果、各画素の
電圧が低くなり、コントラストが低下するという問題が
生じている。

【００１０】従って、本発明の目的は、各データバスラ
イン、ひいては各画素への書き込み電圧の低下によるコ
ントラストの低下を生じることのない液晶表示装置の駆
動方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の広い局面に従う
点順次走査方式を用いた液晶表示装置の駆動方法は、各
画素に対し、下記の式（１）で示される期間（Ｓｔ）、
映像信号を書き込むようにしたことを特徴とするもので
ある。

【００１２】

【数２】

【００１３】ここで、ｃは駆動回路のシフトレジスタの
並列回路数，Ｓｐはシフトレジスタの出力１段で同時に
サンプリングする画素数，Ｖｔは１水平走査期間でサン
プリングされる全映像表示期間，Ｐは水平方向の画素数
を示す。

【００１４】また、上記発明の限定された局面に従う液
晶表示装置の駆動方法においては、上記の式（１）で示
される期間（Ｓｔ）は、１水平走査期間以下であること
を特徴とする。

【００１５】さらに、本発明の限定された局面に従う液
晶表示装置の駆動方法において、液晶表示装置は、シフ
トクロックのタイミングに応じてスタートパルスを走査
方向に順次転送しつつ、各段位置からスタートパルスを
出力信号として出力するシフトレジスタと、複数の画素
に接続される複数の信号線と、映像信号が入力される映
像信号入力線と、信号線に接続され、シフトレジスタか
らの出力信号に応じて映像信号入力線と信号線との接続
を開閉する映像信号サンプリング手段と備えるものであ
る。そして、その駆動方法において、シフトクロックの
１周期より長いパルス幅を有するスタートパルスをシフ
トレジスタに与えることを特徴とするものである。

【００１６】さらに、上記発明のより限定された局面に
従う液晶表示装置の駆動方法においては、スタートパル
スのパルス幅が１水平走査期間以下であることを特徴と
する。

【００１７】

【作用】例えば、図２に示したように、液晶の比誘電率
特性を示す曲線は、液晶に印加される駆動信号の低周波
数域側で比誘電率変化が微小な安定領域を有している。
従って、各データバスラインの液晶に印加される駆動信
号の周波数が、データバスラインへの映像信号の書き込
み期間と書き込み終了後の期間において、共にこの比誘
電率特性の安定領域となるように、あるいは比誘電率の
変化が微小となるように設定することにより、各画素へ
の書き込み電圧の低下を抑制することができる。このよ
うな原理に基づき、本発明による液晶表示装置の駆動方
法においては、特に画素への映像信号の書き込み期間を
長くし、この書き込み期間に対応するデータバスライン
への液晶への印加電圧の周波数域が比誘電率変化の少な
い領域となるように設定したものである。これにより、
書き込み電圧の低下を抑制してコントラストの低下を抑
えることができる。

【００１８】また、データバスラインへの映像信号の書
き込み期間の上限を１水平走査期間に設定することによ
り、全ての水平走査ラインに映像信号を書き込むことを
可能としている。

【００１９】シフトレジスタを用いて、点順次走査方式
により各画素に順次映像信号を書き込む方式の液晶表示
装置の駆動方法においては、上述の式（１）で示すよう
に、１つのデータバスラインあるいは画素に対する映像
信号の書き込み期間Ｓｔをシフトレジスタのシフトクロ
ックの１周期より長くすることにより、映像信号の書き
込み期間の書き込み周波数を低下させて液晶の誘電率の
変化の少ない領域の値となるようにしている。これによ
り、書き込み終了後の書き込み電圧の低下を抑制するこ
とができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて詳
細に説明する。本発明の実施例による液晶表示装置のデ
ータドライバーの構成は、図４に示した従来のものと同
様の構成を用いることができる。図１は、このデータド
ライバーに与えられる各信号の波形図である。図１に示
すように、本実施例による駆動信号は、４系列のシフト
レジスタに与えられるスタートパルスＳＴＨの電圧Ｈｉ
期間ｔ_x が従来のスタートパルスに比較して長く設定さ
れている。スタートパルスＳＴＨのＨｉ期間ｔ_x は、映
像信号入力ラインＶｓに接続されるサンプリングトラン
ジスタのＯＮ時間を規定するものであるため、この期間
が長くなればデータバスラインを通して各画素に対して
映像信号入力ラインＶｓからの映像信号の書き込み期間
が長くなる。すなわち、各データバスラインに対する映
像信号の書き込み周波数が従来の場合に比べて低下す
る。そして、各データバスラインの液晶に対する映像信
号の書き込み時と書き込み終了後の駆動周波数が従来の
場合に比べ近接することにより、誘電率の変動が小さく
なる。その結果、映像信号の書き込み期間の終了後に、
書き込み電圧が低下することを抑制することができる。
特に、図２に示すように、液晶材料Ａを用いた場合に
は、液晶に印加する書き込み信号の周波数を１００ｋＨ
ｚ以下の領域内で設定することにより、映像信号の書き
込み後の比誘電率の変化をさらに微小なものに抑制する
ことができる。また、液晶材料Ｂの場合では数１０ｋＨ
ｚ以下の領域に設定することにより同様の効果を得るこ
とができる。ここで液晶材料Ａ及びＢは、共にアクティ
ブマトリクスＬＣＤ用液晶パネルに用いられる極性基に
フッ素基を持つフッ素系混合液晶材料であり、液晶材料
Ｂの方が極性基の大きな材料の組成比が多く、誘電率が
大きい。

【００２１】このような映像信号の書き込み期間、すな
わちスタートパルスのＨｉ期間ｔ_xは、下式を満たすよ
うに設定する。

【００２２】

【数３】

【００２３】上式において、ｃは駆動回路のシフトレジ
スタの並列回路数、ＳＰはシフトレジスタの出力１段で
同時にサンプリングする画素数、Ｖｔは１水平走査期間
でサンプリングされる全映像表示期間、Ｐは水平方向の
画素数を示している。

【００２４】なお、好ましくは式（２）で示される映像
信号の書き込み期間が設定される。

【００２５】

【数４】

【００２６】ここでｎは２以上の整数である。また、ス
タートパルスＳＴＨのパルス幅ｔ_x は、１水平走査期間
を越えないように設定される。本実施例による液晶表示
装置の駆動方法では、１水平走査毎にデータバスライン
に新たな映像信号を書き込むため、必然的に１水平走査
毎にスタートパルスを１パルス発生させる必要がある。
従って、スタートパルスを１水平走査毎に発生させるた
めには、１水平走査期間以下にパルス幅を設定しなけれ
ばならない。

【００２７】さらに、好ましくは、スタートパルスＳＴ
Ｈのパルス幅ｔ_x は、水平帰線期間以下に設定される。
これは、例えば、１水平走査の最後に書き込まれるデー
タバスラインあるいは画素については、実質的な選択期
間が水平帰線期間を越えないため、この範囲で設定すれ
ば、この範囲を越える期間を設定した場合とほぼ同等の
効果を得ることができるからである。

【００２８】具体例として、４列のシフトレジスタを設
け、各シフトレジスタの出力１段で１つの画素をサンプ
リングし、また１水平走査期間でサンプリングされる全
映像表示期間が５２μｓ、水平方向の画素数を６４４と
した場合、式（１）の右辺は０．６４６μｓとなる。こ
れに対し、本実施例においては、仮にスタートパルスの
Ｈｉ期間を従来の３倍に設定する。この場合、データバ
スラインへの映像信号の書き込み期間は３倍になり、デ
ータバスラインの液晶の比誘電率特性が従来に比べて低
周波数域側に移動する。これは、図３に示す結果から明
らかになる。図３は、２つの液晶材料Ａ，Ｂに対して書
き込みパルスのパルス幅比と飽和電圧との関係を示した
ものである。パルス幅比とは、従来のスタートパルスの
パルス幅に対する本実施例のスタートパルスのパルス幅
の比を示したものである。すなわち、パルス幅比が３の
場合は、シフトレジスタのシフトクロックの１周期分に
相当する従来のスタートパルスのパルス幅に対し、本実
施例のスタートパルスのパルス幅が３倍の長さを有して
いることを示している。この図３からわかるように、パ
ルス幅比が大きくなるに従って液晶の飽和電圧が低下
し、一定のレベルに収束している。これは、液晶に印加
する書き込み電圧の印加時間が長くなることにより、す
なわち書き込み信号の周波数が低下することにより液晶
の比誘電率が大きくなり、その結果飽和電圧が低下する
ことを示している。この図３の結果から推察すると、図
２に示す液晶の比誘電率の周波数特性において、液晶の
駆動周波数は、従来のスタートパルス幅０．６４μｓで
は１ＭＨｚ程度、実施例のように１．９４μｓ（０．６
４６×３）では１００ｋＨｚ以下となっているものとみ
なされる。

【００２９】そして、この結果、映像信号の書き込み期
間終了前後の液晶の比誘電率の変動が抑制され、画素へ
の書き込み電圧の降下が減少し、コントラストの低下が
防止される。図４は、スタートパルスのパルス幅比とコ
ントラスト比との関係を示している。図４から明らかな
ように、パルス幅比を大きくするにつれて、コントラス
ト比が改善されている。

【００３０】

【発明の効果】このように、本発明による液晶表示装置
の駆動方法は、画素に対する映像信号の書き込み期間を
長くすることにより、各画素に印加される映像信号の書
き込み電圧の低下を抑制し、コントラストの低下を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるデータドライバーの駆動
信号波形図。

【図２】液晶の駆動周波数依存特性を示す誘電率特性
図。

【図３】本実施例による各画素の書き込みパルスのパル
ス幅比と飽和電圧との関係を示す相関図。

【図４】本実施例によるスタートパルスのパルス幅比と
コントラスト比との関係を示す相関図。

【図５】液晶表示装置のデータドライバーの構成図。

【図６】従来のデータドライバーの駆動信号波形図。

【符号の説明】

ＳＴＨ…スタートパルス ＣＬＫ１〜ＣＬＫ４…シフトクロック ＳＰ１〜ＳＰｎ…サンプリング信号 ＳＴ１〜ＳＴｎ…サンプリングトランジスタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点順次走査方式を用いて各画素に映像
   信号を書き込む液晶表示装置の駆動方法であって、 各画素に対し、下記の式（１）で示される期間（Ｓ
   ｔ）、映像信号を書き込むことを特徴とする、液晶表示
   装置の駆動方法。 【数１】 （ここで、ｃは駆動回路のシフトレジスタの並列回路
   数，Ｓｐはシフトレジスタの出力１段で同時にサンプリ
   ングする画素数，Ｖｔは１水平走査期間でサンプリング
   される全映像表示期間，Ｐは水平方向の画素数を示
   す。）
2. 【請求項２】 前記式（１）で示される期間（Ｓｔ）
   は、１水平走査期間以下であることを特徴とする、請求
   項１に記載の液晶表示装置の駆動方法。
3. 【請求項３】 シフトクロックのタイミングに応じてス
   タートパルスを走査方向に順次転送しつつ、各段位置か
   ら前記スタートパルスを出力信号として出力するシフト
   レジスタと、 複数の画素に接続される複数の信号線と、 映像信号が入力される映像信号入力線と、 前記信号線に接続され、前記シフトレジスタからの出力
   信号に応じて前記映像信号入力線と前記信号線との接続
   を開閉する映像信号サンプリング手段とを備えた液晶表
   示装置の駆動方法であって、 前記シフトクロックの１周期より長いパルス幅を有する
   スタートパルスを前記シフトレジスタに与えることを特
   徴とする、液晶表示装置の駆動方法。
4. 【請求項４】 前記スタートパルスのパルス幅は、１水
   平走査期間以下であることを特徴とする、請求項３に記
   載の液晶表示装置。