JPH10282934A - 液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画面に表示するパターンの変化にかかわらず
クロストークの発生をほぼ抑制し、鮮明な画像を、高い
コントラストで表示することができる高品位の液晶表示
装置の駆動方法を提供すること。 【解決手段】 対向電極電圧および信号電圧の極性を、
走査線を選択する期間、すなわち、１水平走査期間の周
期で反転させ、かつ、対向電極電圧の極性の反転を信号
電圧の極性の反転より１水平走査期間のほぼ半分に相当
する期間分だけ進める、あるいは遅らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング素子
を備えた液晶表示装置の駆動方法に関し、特に、クロス
トークの発生を抑制し、画質の高い画像を表示する液晶
表示装置の駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、低消費電力や薄型軽量
等の特徴を活かし、パーソナルコンピュータやワードプ
ロセッサ等のディスプレイに広く使われてきたが、近
年、高密度かつ大容量でありながら高い機能を有し、さ
らには高精細の画像を表示可能とする液晶表示装置の実
用化が図られてきた。特に、コントラストの高い画像を
表示できるとともに、透過型の表示が可能であり、ま
た、表示画面の大型化も容易である等の理由から、ＴＦ
Ｔをスイッチング素子として備えたアクティブマトリク
ス型の液晶表示装置が多用されている。さらに、アクテ
ィブマトリクス型の液晶表示装置は、高画質および低消
費電力等の特徴を有することから、反射型の表示装置と
しての応用もなされている。

【０００３】ここで、図５に、ＴＦＴを能動素子として
備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置につい
て、１画素の平面パターンを示す。

【０００４】一般に、透過型の液晶表示装置の場合、画
素電極５０と信号線５１ａ、５１ｂとの間の領域５２
は、電圧の制御により表示状態を調節できないため、領
域５２からの光漏れを抑え、高いコントラストを得るた
めに、不図示の対向基板側にブラックマトリクスを形成
して、画素電極５０と信号線５１ａ、５１ｂとの間の領
域５２に相当する非画素領域を遮光している。すなわ
ち、図５の領域Ａ以外の領域はブラックマトリクスによ
り遮光されているため、透過型の液晶表示装置において
はコントラストの高い画像を表示することができる。

【０００５】一方、反射型の液晶表示装置の場合には、
より明るい表示を実現するために、ブラックマトリクス
を形成せず、信号線５１ａ、５１ｂ、走査線５３ａ、５
３ｂおよびＴＦＴ５４を除く非画素領域を白表示にする
ことにより実質的な開口部の面積を大きくして入射光の
反射率を高める構成がとられる。

【０００６】しかしながら、図５に示した画素を有する
反射型の液晶表示装置においては、図６（ａ）に示すよ
うなパターン、すなわち、白い背景に黒のウインドウを
備えた画像を表示すると、図６（ａ）のＢ点およびＣ点
では、図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、画素電極
５０と信号線５１ａ、５１ｂとの間の非画素部の輝度が
異なるため表示不良を起こすという問題があった。

【０００７】この表示不良は、画素電極５０と信号線５
１ａ、５１ｂとの間の横方向の電界強度が画面に表示す
るパターンによって変化することによるクロストークで
あると考えられ、該クロストークを抑えるためには、透
過型の液晶表示装置と同様に、反射型の液晶表示装置に
おいても非画素部を遮光するブラックマトリクスを形成
すればよいが、反射型の液晶表示装置においてブラック
マトリクスを形成した場合には、入射光の反射率が低下
するので画面が暗くなるという問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたもので、画面に表示するパターンの変化
にかかわらずクロストークの発生をほぼ抑制し、鮮明な
画像を、高いコントラストで表示することができる高品
位の液晶表示装置の駆動方法を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶表示装
置の駆動方法は、マトリクス状に形成された複数の走査
線および信号線の各交点部分にスイッチング素子を介し
て接続された画素電極と、前記画素電極に液晶層を介し
て対向配置された対向電極とを備えた液晶表示装置の駆
動方法であって、前記複数の走査線には線順次に選択パ
ルスが印加され、前記信号線には前記走査線の選択パル
ス印加期間の周期で極性の反転する映像信号が印加さ
れ、前記対向電極には前記走査線の選択パルス印加期間
の周期で極性の反転する対向電極信号が印加され、か
つ、前記映像信号と前記対向電極信号の位相が前記選択
パルス印加期間の半分の周期だけずれていることを特徴
としている。

【００１０】ここで、本発明に係る液晶表示装置の駆動
方法により、クロストークの低減が図れる原理について
説明する。

【００１１】図７は、従来の液晶表示装置の駆動方法に
おける信号電圧（Ｖ sig）、対向電極電圧（Ｖ com）お
よびゲート電圧（Ｖgate）の関係を示した図である。

【００１２】図７から明らかなように、信号電圧（Ｖ s
ig）と対向電極電圧（Ｖ com）の極性を反転するタイミ
ングはほぼ同時である。このとき、図６（ａ）に示した
パターンを表示した場合に、黒のウィンドウの上下の領
域に相当する画素、例えば、図６（ａ）のＢ点における
画素および、それ以外の領域の画素、例えば、図６
（ａ）のＣ点における画素について、信号電圧（Ｖ si
g）と画素電極電圧（Ｖ pix）との関係を図８（ａ）お
よび（ｂ）に示す。図８（ａ）および図８（ｂ）におい
て、画素電極電圧（Ｖ pix）と信号電圧（Ｖ sig）との
差、すなわち、画素電極と信号線との間の電位差の実効
値（Ｖps）は、図６（ａ）のＣ点における画素について
示した図８（ｂ）においてはほとんど０とみなせるが、
図６（ａ）のＢ点における画素について示した図８
（ａ）においては、斜線で示したように、黒のウインド
ウを表示している期間において大きくなる。

【００１３】したがって、１フレームにおいて平均する
と、画素電極と信号線との間に加わる電圧は、図６
（ａ）のＢ点における画素よりも図６（ａ）のＣ点にお
ける画素Ａ点の画素のほうが大きくなる。ところで、画
素電極と信号線との間の電位差の実効値（Ｖps）は、非
画素部、すなわち、画素電極と信号線との間の液晶分子
にかかる横方向の電圧を示しており、Ｖpsが変化する
と、画素電極と信号線との間の液晶分子の分子配列が変
化し、非画素部において輝度が変化する。上記したよう
に、従来の液晶表示装置の駆動方法ではＶpsが表示され
るパターンによって大きく変化し、該パターンにより非
画素部の輝度が変化してクロストークとして視認されて
しまう。

【００１４】しかしながら、本発明に係る液晶表示装置
および液晶表示装置の駆動方法によれば、対向電極電圧
および信号電圧は、走査線を選択する期間、すなわち、
１水平走査期間ごとにその極性を反転しており、対向電
極電圧の極性の反転は信号電圧の極性の反転より１水平
走査期間のほぼ半分に相当する期間分だけ進める、ある
いは遅らせている。ここで、図４（ａ）および図４
（ｂ）に、本発明に係る液晶表示装置および液晶表示装
置の駆動方法において、図６（ａ）に示したパターンを
表示した場合の、Ｂ点およびＣ点の画素における画素電
極電圧（Ｖ pix）と信号電圧（Ｖ sig）との関係を示
す。図４において、斜線で示した部分は、画素電極電圧
（Ｖ pix）と信号電圧（Ｖ sig）との差、すなわち、画
素電極と信号線との間の電位差の実効値（Ｖps）を示し
ている。

【００１５】図４から明らかなように、Ｂ点の画素にお
ける斜線部の面積と、Ｃ点の画素における斜線部の面積
とはほぼ同一であることがわかる。すなわち、信号電圧
（Ｖsig）および対向電極電圧（Ｖ com）の極性を反転
するタイミングを、水平走査期間の半分の期間（1/2 T
g）に相当する分ずらすことにより、画素電極と信号線
との間の電位差の実効値（Ｖps）はほぼ同じ値になるこ
とがわかる。これは、表示パターンによらず、画素電極
と信号線との間の非画素部の輝度が、ほぼ一定に保たれ
ることを意味している。したがって、画面の表示状態が
変化した場合であっても、画素電極と信号線との間に加
わる電位差の変動を抑えることができるため、クロスト
ークの防止された表示が得られ、クロストーク等に起因
する画質の劣化を抑制することができるのである。ま
た、ブラックマトリクスを形成しない反射型の液晶表示
装置においても、良好な画質の表示を得ることができ、
さらに画面の輝度も向上させることができる。

【００１６】本発明の液晶表示装置の駆動方法におい
て、対向電極電圧および信号電圧は、走査線を選択する
期間、すなわち、１水平走査期間ごとにその極性を反転
しており、対向電極電圧の極性の反転は信号電圧の極性
の反転より１水平走査期間のほぼ半分に相当する期間分
だけ進める、あるいは遅らせているが、該対向電極電圧
の極性の反転のタイミングを、選択パルス印加期間のほ
ぼ中央にとることができる。

【００１７】また、液晶表示装置は、各画素にスイッチ
ング素子、例えば、ＴＦＴ等の３端子型の電界効果トラ
ンジスタや、フリッカの防止等の必要に応じて、蓄積容
量を設けた構成をとることができ、対向電極に、信号電
圧の極性の反転より１水平走査期間のほぼ半分に相当す
る期間分だけ極性の反転を進める、あるいは遅らせた電
圧（対向電極電圧）を印加できるものであれば特に限定
はされない。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しながら、本
発明に係る液晶表示装置の駆動方法の一実施形態につい
て詳細に説明する。

【００１９】図１は、本発明に係る液晶表示装置の駆動
方法により駆動される液晶表示装置の一実施形態の構成
を示した図である。

【００２０】図１に示したように、液晶表示装置は、表
示部１０に設けられた保持容量１１、液晶１２、走査線
１３ａ〜１３ｄおよび信号線１４ａ〜１４ｂを備えたア
クティブマトリクス部１５、駆動回路１６ｘ、１６ｙお
よびコモン電圧調整回路１７の４つの部分からなってお
り、ここでは、駆動回路１６ｘおよび１６ｙは各々デー
タドライバおよび走査ドライバである。アクティブマト
リクス部１５は、例えば、p-Si型ＴＦＴを備えており、
互いに直行する走査線１３ａ〜１３ｄと信号線１４ａ〜
１４ｂとの交点に該ＴＦＴが配置され、該ＴＦＴが走査
線を通じて選択されたとき、信号電圧が液晶容量と保持
容量１１に書き込まれ、次に新しいデータが書き込まれ
るまで電荷を保持する。さらに、駆動回路１６ｘは、画
像信号Ｖ₁、Ｖ ₂、Ｖ ₃が印加されるビデオライン１
８、ビデオライン１８の画像信号をデータ線の各々に書
き込むサンプリング回路１９およびサンプリング回路１
９の動作タイミングを制御するシフトレジスタ２０とか
らなっている。また、駆動回路１６ｙは、シフトレジス
タ２１から送られる選択パルスをバッファ２２を介して
走査線に印加する。また、コモン電圧調整回路１７は、
コモン電圧Ｖ comを調整する電圧設定器２３を有してい
る。

【００２１】ここで、図２に、上記液晶表示装置の駆動
に係る駆動波形を示す。

【００２２】図２から明らかなように、信号線に印加す
る信号電圧（Ｖ sig）と走査線に印加するゲート電圧
（Ｖgate）のタイミングは、例えば図７に示した従来の
タイミングと同様であるが、コモン電圧調整回路１７を
通じて対向電極に印加する対向電極電圧（Ｖ com）の反
転するタイミングを、信号電圧の極性が反転するタイミ
ングから、１水平走査期間（Tg）のおよそ半分の期間に
相当する分だけ遅らせている。図２において、信号線
に、ある信号電圧を印加した状態において、それまで走
査線の選択により開けていたＴＦＴのゲートを閉じる
と、閉じた時に信号線に印加されていた電圧が液晶容量
と保持容量に蓄えられる。すなわち、ＴＦＴのゲートを
閉じる時に、信号線に所望の電圧が印加されていればよ
いので、対向電極電圧の反転するタイミングを、走査線
を通じて能動素子群を選択する（ＴＦＴのゲートが開い
ている）１水平走査期間（Tg）のおよそ半分の期間に相
当する分（1/2 Tg）ずらすことは何の問題もない。

【００２３】そこで、上記液晶表示装置の表示部１０
に、図６（ａ）と同様のパターンを表示したところ、Ｂ
点およびＣ点における輝度の差がなくなり、鮮明なパタ
ーンからなる画像を、高いコントラストで表示すること
ができた。

【００２４】すなわち、表示部１０に表示するパターン
の如何にかかわらず、非画素部に印加される電圧の実効
値（Ｖps）をほぼ一定に保つことにより、クロストーク
に起因する画質の低下を低減することができた。

【００２５】上記実施の形態に係る駆動方法において
は、対向電極電圧（Ｖ com）の位相が信号電圧（Ｖ si
g）より、１水平走査期間（Tg）のおよそ半分の期間に
相当する分（1/2 Tg）遅れている。

【００２６】そこで、他の実施の形態として、対向電極
電圧（Ｖ com）の位相を、信号電圧（Ｖ sig）より１水
平走査期間（Tg）のおよそ半分の期間に相当する分（1/
2 Tg）進ませ、上記液晶表示装置の駆動を試みた。

【００２７】図３に、他の実施の形態での液晶表示装置
の駆動に係る駆動波形を示す。

【００２８】すなわち、図３に示すように、走査線にゲ
ート電圧（Ｖgate）が印加されたとき、信号線に印加す
る信号電圧（Ｖ sig）の極性の反転に先だって、コモン
電圧調整回路１７を通じて対向電極に印加する対向電極
電圧（Ｖ com）を反転させる。このとき、対向電極電圧
（Ｖ com）の反転のタイミングと信号線に印加する信号
電圧（Ｖ sig）の反転のタイミングとは、１水平走査期
間（Tg）のおよそ半分の期間に相当する分（1/2 Tg）だ
けずれている。上述したように、ＴＦＴのゲートを閉じ
る時に、信号線に所望の電圧が印加されていればよいの
で、他の実施の形態のように、対向電極電圧の反転する
タイミングを、１水平走査期間（Tg）のおよそ半分の期
間に相当する分（1/2 Tg）ずらすことは何の問題もな
い。

【００２９】ここで、上記液晶表示装置の表示部１０
に、図６（ａ）と同様のパターンを表示したところ、図
２に示す駆動波形により液晶表示装置を駆動した場合と
同様に、Ｂ点およびＣ点における輝度の差がなくなり、
鮮明なパターンからなる画像を、高いコントラストで表
示することができた。

【００３０】すなわち、表示部１０に表示するパターン
の如何にかかわらず、非画素部に印加される電圧の実効
値（Ｖps）をほぼ一定に保つことになるので、クロスト
ークに起因する画質の低下を低減することができた。

【００３１】なお、対向電極電圧の極性を、走査線を通
じてスイッチング素子群を選択している１水平走査期間
のほぼ中央で反転しても同じ効果を得ることができるの
はいうまでもない。また、本発明の液晶表示装置は、反
射型の液晶表示装置に限らず、透過型の液晶表示装置と
して構成できることはいうまでもない。

【００３２】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の液晶表
示装置の駆動方法によれば、対向電極電圧および信号電
圧の極性を、走査線を選択する期間、すなわち、１水平
走査期間の周期で反転させ、かつ、対向電極電圧の極性
の反転を信号電圧の極性の反転より１水平走査期間のほ
ぼ半分に相当する期間分だけ進める、あるいは遅らせる
ことにより、画素電極と表示電極との間に加わる電位差
の変化をほぼ抑制するので、クロストークをほぼ抑制
し、鮮明な画像を、高いコントラストで表示する液晶表
示装置の駆動方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示装置の駆動方法により駆
動される液晶表示装置の一実施形態の構成を示した図で
ある。

【図２】本発明に係る液晶表示装置の駆動に係る駆動波
形を示した図である。

【図３】本発明に係る液晶表示装置の駆動に係る他の駆
動波形を示した図である。

【図４】本発明に係る液晶表示装置の駆動方法における
画素電極電圧（Ｖ pix）と信号電圧（Ｖ sig）との関係
を示した図である。

【図５】ＴＦＴをスイッチング素子として備えたアクテ
ィブマトリクス型の液晶表示装置における１画素の平面
パターンを示した図である。

【図６】パターンを表示した際の画面の状態と各画素の
状態を示した図である。

【図７】従来の液晶表示装置の駆動方法における信号電
圧（Ｖ sig）、対向電極電圧（Ｖ com）およびゲート電
圧（Ｖgate）の関係を示した図である。

【図８】従来の液晶表示装置の駆動方法における信号電
圧（Ｖ sig）と画素電極電圧（Ｖ pix）との関係を示し
た図である。

【符号の説明】

１０……表示部 １１……保持容量 １２……液晶 １３ａ〜１３ｄ……走査線 １４ａ、１４ｂ……信号
線 １５……アクティブマトリクス部 １６ｘ、１６ｙ…
…駆動回路 １７……コモン電圧調整回路 １８……ビデオライン １９……サンプリング回路 ２１……サンプリング回路 ２０、２１……シフトレ
ジスタ ２２……バッファ ２３……電圧設定器 ５０……画素電極 ５１ａ、５１ｂ……信号線 ５
２……領域 ５３ａ、５３ｂ……走査線 ５４……ＴＦＴ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マトリクス状に形成された複数の走査線
   および信号線の各交点部分にスイッチング素子を介して
   接続された画素電極と、前記画素電極に液晶層を介して
   対向配置された対向電極とを備えた液晶表示装置の駆動
   方法であって、 前記複数の走査線には線順次に選択パ
   ルスが印加され、前記信号線には前記走査線の選択パル
   ス印加期間の周期で極性の反転する映像信号が印加さ
   れ、前記対向電極には前記走査線の選択パルス印加期間
   の周期で極性の反転する対向電極信号が印加され、 かつ、前記映像信号と前記対向電極信号の位相が前記選
   択パルス印加期間の半分の周期だけずれていることを特
   徴とする液晶表示装置の駆動方法。
2. 【請求項２】 前記対向電極に印加する電圧の極性が、
   前記選択パルス印加期間のほぼ中央で反転されることを
   特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の駆動方法。