JPH0882782A - 液晶パネルの駆動電圧決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 近年特に応用範囲が広く使用環境が苛酷にな
りつつある液晶パネルを正確な駆動電圧決定方法によ
り、一層の高性能や高信頼性を確保することを目的とす
る。 【構成】 薄膜トランジスタの走査信号をＶｇ、表示信
号をＶｓ、対向電極に供給する対向信号をＶｃとし、走
査信号のＯＮ電圧をＶｇ（Ｈ）、ＯＦＦ電圧をＶｇ
（Ｌ）とする時、Ｖｇ（Ｈ）を変化させた時に輝度変化
が生じるＶｇ（Ｈ）＝Ｖｇ（Ｈ）₀と、Ｖｇ（Ｌ）を変
化させた時に輝度変化が生じるＶｇ（Ｌ）＝Ｖｇ（Ｌ）
₀を知って、出荷実駆動電圧を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタを用
いた液晶パネルの駆動電圧決定方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶パネルは、その応用範囲が広
く使用環境は苛酷になり、これに対応できるような駆動
電圧決定方法により一層の高性能や高信頼性を確保しな
ければならなくなっている。以下に従来の液晶パネルの
駆動電圧決定方法について説明する。

【０００３】アクティブマトリクス駆動方式の液晶パネ
ルは一般に、対向電極を有する第２の基板としての上側
ガラス基板と第１の基板としての下側半導体集積ガラス
基板との間隙に液晶を封入することにより構成されてお
り、半導体集積ガラス基板は、この一主面上にＸＹマト
リクス状に配置された走査線と信号線により区画された
単位画素領域を設けるとともに、その領域に薄膜トラン
ジスタと、それに電気的に接続された画素電極を設け、
外部選択回路からの走査信号により単位画素を選択し、
液晶に表示信号の電圧を印加し画素表示を行う。また、
画素電極と、共通電極もしくは前段の走査信号ラインと
により補助コンデンサを形成している場合もある。

【０００４】その一般的な回路図を図４に示す。図４は
アクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルの単位画素
の配置図である。図中の１で囲まれた領域が表示部、２
は単位画素への表示信号ライン、３は単位画素への走査
信号ライン、４は単位画素に設けられた薄膜トランジス
タであり、通常はＭＩＳトランジスタが用いられる。５
は透明な画素電極、６は補助コンデンサであり、表示信
号の保持機能を有する。

【０００５】次に液晶駆動の一般的なタイミング図を図
５に示す。図５のＶｓは簡単に表した表示信号であり、
同図Ｖｃは簡単に表した対向信号であり、また同図Ｖｇ
は走査信号であり、ＯＮ電圧をＶｇ（Ｈ）、ＯＦＦ電圧
をＶｇ（Ｌ）（但しＶｇ（Ｈ）＞Ｖｇ（Ｌ））として走
査順次の早い方（画面上部）から１，２，．．ｎとなっ
ている。

【０００６】次に前記の表示信号と対向信号及び走査信
号の電位関係を図６に示す。図６のＶｓは簡単に表した
表示信号であり、同図Ｖｃは簡単に表した対向信号であ
り、同図Ｖｇは走査信号である。

【０００７】次に一般的な画面輝度−薄膜トランジスタ
印加電圧特性の概念図で、Ｖｇ（Ｈ）側を図７に、Ｖｇ
（Ｌ）側を図８に示す。各図は表示信号ＭＡＸにおいて
画面輝度がＭＩＮ（黒表示）になるノーマリーホワイト
方式の状態を示している。各図の実線で表している特性
は従来の駆動電圧決定時のものであり、その際の走査信
号は一定のＶｓとＶｃの下、Ｖｇ（Ｌ）とＶｓとＶｃの
相対電位関係が一定の条件で、図７はＶｇ（Ｈ）を変化
させた時に液晶パネルの輝度変化が生じるＶｇ（Ｈ）＝
Ｖｇ（Ｈ）₀、図８はＶｇ（Ｈ）とＶｓとＶｃの相対電
位関係が一定の条件でＶｇ（Ｌ）を変化させた時に液晶
パネルの輝度変化が生じるＶｇ（Ｌ）＝Ｖｇ（Ｌ）₀と
して、それらに対する輝度は良否判断限界輝度Ｔ１内
（一般的には設計値に対し誤差１０％以内）で正常な性
能を示していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の方法では、図７や図８の一点鎖線で表されている図中
矢印方向への薄膜トランジスタの長時間駆動による特性
経時変化など起こった場合に、ＯＮ電圧Ｖｇ（Ｈ）₀や
ＯＦＦ電圧Ｖｇ（Ｌ）₀に対し、それぞれの輝度が良否
判断限界輝度Ｔ１をオーバーしたＴ２，Ｔ３となり画像
不良となってしまう。この様に、初期に良否判断限界輝
度内を得る走査信号Ｖｇ（Ｈ）₀やＶｇ（Ｌ）₀の駆動電
圧決定方法では、前記の画像不良を予測し、長時間駆動
させた場合の画質性能を確保出来ないという問題点を有
していた。

【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、薄膜トランジスタの特性変化が発生した場合におい
ても、画質性能を確保できる液晶パネルの駆動電圧決定
方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の液晶パネルの駆動電圧決定方法は、初期状態
の液晶パネルの輝度が良否判断限界輝度内（一般的には
設計値に対し誤差１０％以内）を示す走査電極に供給す
る走査信号のＯＮ電圧をＶｇ（Ｈ）＝Ｖｇ（Ｈ）₀、Ｏ
ＦＦ電圧をＶｇ（Ｌ）＝Ｖｇ（Ｌ）₀（但しＶｇ（Ｈ）
＞Ｖｇ（Ｌ））と知った上で、出荷実駆動電圧のＶｇ
（Ｈ）ａｃｔ、Ｖｇ（Ｌ）ａｃｔを Ｖｇ（Ｈ）ａｃｔ＝Ｖｇ（Ｈ）₀＋ΔＶｇ（Ｈ）（但し
ΔＶｇ（Ｈ）＞０） Ｖｇ（Ｌ）ａｃｔ＝Ｖｇ（Ｌ）₀−ΔＶｇ（Ｌ）（但し
ΔＶｇ（Ｌ）＞０） とするものである。

【００１１】

【作用】一般に薄膜トランジスタを用いた液晶パネルは
長時間駆動させると、特性が若干変化する。図９にその
変化の様子を示す。変化を示す定量的な数値としては、
走査信号のＯＮ電圧とＯＦＦ電圧をそれぞれ変化させ、
輝度差が初期値に比べ良否判定輝度Ｔ１に達した値を取
った。その結果、初期値のＶｇ（Ｈ）₀、Ｖｇ（Ｌ）₀に
対し長時間駆動として高信頼性を確保できる１．０×１
０⁵時間後の変化量はそれぞれ変化ΔＶｇ（Ｈ）＝｜Ｖ
ｇ（Ｈ）₀−Ｖｇ（Ｌ）₀｜×ｄＨ、ΔＶｇ（Ｌ）＝｜Ｖ
ｇ（Ｈ）₀−Ｖｇ（Ｌ）₀｜×ｄＬで０．０１≦ｄＨ，ｄ
Ｌ≦０．５となった。

【００１２】本発明によれば、初期状態の液晶パネルの
輝度が良否判断限界輝度内（一般的には設計値に対し誤
差１０％以内）を示す時の走査電極に供給する走査信号
のＯＮ電圧がＶｇ（Ｈ）₀、ＯＦＦ電圧がＶｇ（Ｌ）₀で
あるのに対し、出荷実駆動電圧として走査信号のＯＮ電
圧をＶｇ（Ｈ）₀＋ΔＶｇ（Ｈ）（但しΔＶｇ（Ｈ）＞
０）、ＯＦＦ電圧をＶｇ（Ｌ）₀−ΔＶｇ（Ｌ）（但し
ΔＶｇ（Ｌ）＞０）とすることにより、上記薄膜トラン
ジスタの特性変化ΔＶｇ（Ｈ）＝｜Ｖｇ（Ｈ） ₀−Ｖｇ
（Ｌ）₀｜×ｄＨ、ΔＶｇ（Ｌ）＝｜Ｖｇ（Ｈ）₀−Ｖｇ
（Ｌ）₀｜×ｄＬで０．０１≦ｄＨ，ｄＬ≦０．５が発
生した場合を仮定した駆動電圧決定を行うことができ
る。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１４】図１において、表示信号と薄膜トランジス
タの特性変化ΔＶｇ（Ｈ）、ΔＶｇ（Ｌ）が発生した場
合を仮定して決定させた走査信号の電位関係を示す。図
１のＶｓは簡単に表した表示信号であり、同図Ｖｃは簡
単に表した対向信号であり、同図Ｖｇ′は決定させた走
査信号である。図１に示すとおり、初期状態の液晶パネ
ルの輝度が良否判断限界輝度内（一般的には設計値に対
し誤差１０％以内）を示す走査電極に供給する走査信号
のＯＮ電圧をＶｇ（Ｈ）＝Ｖｇ（Ｈ）₀、ＯＦＦ電圧を
Ｖｇ（Ｌ）＝Ｖｇ（Ｌ）₀（但しＶｇ（Ｈ）＞Ｖｇ
（Ｌ））と知った上で、出荷実駆動電圧のＶｇ（Ｈ）ａ
ｃｔ、Ｖｇ（Ｌ）ａｃｔを Ｖｇ（Ｈ）ａｃｔ＝Ｖｇ（Ｈ）₀＋ΔＶｇ（Ｈ）（但し
ΔＶｇ（Ｈ）₀＞０） Ｖｇ（Ｌ）ａｃｔ＝Ｖｇ（Ｌ）₀−ΔＶｇ（Ｌ）（但し
ΔＶｇ（Ｌ）₀＞０） と決定する。

【００１５】以上のように本実施例によれば、画面輝度
−薄膜トランジスタ印加電圧特性の概念図は図２（Ｖｇ
（Ｈ）側）、図３（Ｖｇ（Ｌ）側）の様に示される。

【００１６】各図ともそれぞれ、一定のＶｓとＶｃの
下、Ｖｇ（Ｌ）とＶｓとＶｃの相対電位関係が一定の条
件でＶｇ（Ｈ）を変化させた時に液晶パネルの輝度変化
が生じるＶｇ（Ｈ）＝Ｖｇ（Ｈ）₀と、Ｖｇ（Ｈ）とＶ
ｓとＶｃの相対電位関係が一定の条件でＶｇ（Ｌ）を変
化させた時に液晶パネルの輝度変化が生じるＶｇ（Ｌ）
＝Ｖｇ（Ｌ）₀を知った上で、出荷実駆動電圧のＶｇ
（Ｈ）ａｃｔ、Ｖｇ（Ｌ）ａｃｔを、 Ｖｇ（Ｈ）ａｃｔ＝Ｖｇ（Ｈ）₀＋ΔＶｇ（Ｈ）（但し
ΔＶｇ（Ｈ）＞０） Ｖｇ（Ｌ）ａｃｔ＝Ｖｇ（Ｌ）₀−ΔＶｇ（Ｌ）（但し
ΔＶｇ（Ｌ）＞０） と決定すれば、実線で表している初期状態の特性に対し
点線で表される図中矢印方向への薄膜トランジスタの長
時間駆動による経時変化が起こった場合でも、出荷実駆
動電圧のＯＮ電圧Ｖｇ（Ｈ）ａｃｔやＯＦＦ電圧Ｖｇ
（Ｌ）ａｃｔに対しそれぞれの輝度が、良否判断限界輝
度Ｔ１をオーバーせず、液晶パネルの画質性能を確保す
ることができる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明は、液晶パネルの駆
動電圧決定方法において、一定のＶｓとＶｃの下、Ｖｇ
（Ｌ）とＶｓとＶｃの相対電位関係が一定の条件でＶｇ
（Ｈ）を変化させた時に液晶パネルの輝度変化が生じる
Ｖｇ（Ｈ）＝Ｖｇ（Ｈ）₀と、Ｖｇ（Ｈ）とＶｓとＶｃ
の相対電位関係が一定の条件でＶｇ（Ｌ）を変化させた
時に液晶パネルの輝度変化が生じるＶｇ（Ｌ）＝Ｖｇ
（Ｌ）₀を知った上で、出荷実駆動電圧のＶｇ（Ｈ）ａ
ｃｔ、Ｖｇ（Ｌ）ａｃｔを Ｖｇ（Ｈ）ａｃｔ＝Ｖｇ（Ｈ）₀＋ΔＶｇ（Ｈ）（但し
ΔＶｇ（Ｈ）＞０） Ｖｇ（Ｌ）ａｃｔ＝Ｖｇ（Ｌ）₀−ΔＶｇ（Ｌ）（但し
ΔＶｇ（Ｌ）＞０） と決定すれば、薄膜トランジスタを長時間駆動させた場
合の性能確保を行える優れた駆動電圧決定が実現でき
る。これにより市場での信頼性を著しく向上させること
ができ、実用的に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における液晶パネルの駆動電
圧決定方法の動作説明のための波形図

【図２】本発明の一実施例における液晶パネルの駆動電
圧決定方法に関する特性概念図

【図３】本発明の一実施例における液晶パネルの駆動電
圧決定方法に関する特性概念図

【図４】一般的な液晶パネルの液晶駆動素子の配置図

【図５】従来の液晶パネルの駆動電圧決定方法の動作説
明図

【図６】従来の液晶パネルの駆動電圧決定方法の動作説
明図

【図７】従来の液晶パネルの駆動電圧決定方法に関する
特性概念図

【図８】従来の液晶パネルの駆動電圧決定方法に関する
特性概念図

【図９】一般的な液晶パネルの特性経時変化を示す特性
概念図

【符号の説明】

１ 表示部 ２ 表示信号ライン ３ 走査信号ライン ４ 薄膜トランジスタ ５ 画素電極 ６ 補助コンデンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の基板の一主面上にＸＹマトリクス
   状に配された走査線と信号線により区画された単位画素
   領域を設けるとともに、単位画素領域に薄膜トランジス
   タとそれに電気的に接続された画素電極を設け、かつ対
   向電極が形成された第２の基板と前記第１の基板との間
   隙内に液晶を封入して液晶パネルを構成し、かつ前記薄
   膜トランジスタの走査線に供給する走査信号をＶｇ、信
   号線に供給する表示信号をＶｓ、対向電極に供給する対
   向信号をＶｃとし、走査信号のＯＮ電圧をＶｇ（Ｈ）、
   ＯＦＦ電圧をＶｇ（Ｌ）（但しＶｇ（Ｈ）＞Ｖｇ
   （Ｌ））、出荷実駆動電圧のＶｇ（Ｈ）、Ｖｇ（Ｌ）を
   それぞれＶｇ（Ｈ）ａｃｔ、Ｖｇ（Ｌ）ａｃｔとする
   時、一定のＶｓとＶｃの下、Ｖｇ（Ｌ）とＶｓとＶｃの
   相対電位関係が一定の条件でＶｇ（Ｈ）を変化させた時
   に液晶パネルの輝度変化が生じるＶｇ（Ｈ）＝Ｖｇ
   （Ｈ）₀と、Ｖｇ（Ｈ）とＶｓとＶｃの相対電位関係が
   一定の条件でＶｇ（Ｌ）を変化させた時に液晶パネルの
   輝度変化が生じるＶｇ（Ｌ）＝Ｖｇ（Ｌ）₀を導き出
   し、 Ｖｇ（Ｈ）ａｃｔ＝Ｖｇ（Ｈ）₀＋ΔＶｇ（Ｈ）（但し
   ΔＶｇ（Ｈ）＞０） Ｖｇ（Ｌ）ａｃｔ＝Ｖｇ（Ｌ）₀−ΔＶｇ（Ｌ）（但し
   ΔＶｇ（Ｌ）＞０） とすることを特徴とする液晶パネルの駆動電圧決定方
   法。
2. 【請求項２】 ΔＶｇ（Ｈ）＝｜Ｖｇ（Ｈ）₀−Ｖｇ
   （Ｌ）₀｜×ｄＨ、ΔＶｇ（Ｌ）＝｜Ｖｇ（Ｈ）₀−Ｖｇ
   （Ｌ）₀｜×ｄＬで０．０１≦ｄＨ，ｄＬ≦０．５であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の液晶パネルの駆動
   電圧決定方法。