JPH11212520A

JPH11212520A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH11212520A
Application number: JP1153998A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kato; 直樹加藤; Yoneji Takubo; 米治田窪
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】表示画面が大きくなっても、表示フリッカや
表示焼き付き及び透過率の傾斜変化がほとんど観察され
ない液晶表示素子を提供する。【解決手段】走査信号源５からの距離の相違による画
素電位のシフト電位の相違を補償するように、走査信号
源５からの距離に応じて中心電位が異なる映像信号を映
像信号源６より入力するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の画素電極が行
列状に配置されて構成されるアクティブマトリクス型液
晶表示素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、アクティブマトリクス型液晶表示
素子は目ざましい進歩を遂げ、ＣＲＴ(陰極線管)と同等
の高表示品位となり、薄型軽量、低消費電力などの特徴
を有することからＣＲＴに代わる表示素子としてノート
型パソコン、小型ＴＶなどに積極的に応用されている。
アクティブマトリクス型液晶表示素子はアクティブマト
リクス基板と対向電極基板とを備えており、アクティブ
マトリクス基板上にはＴＦＴ(薄膜トランジスタ)などの
駆動素子アレイが、対向電極基板上には表示領域全面に
対向電極がそれぞれ形成されている。

【０００３】図１１は従来の液晶表示素子におけるアク
ティブマトリクス基板の平面図である。図１１におい
て、１は映像信号線、２は走査信号線、３はスイッチン
グ素子であるＴＦＴ、４は画素電極である。このように
構成された従来のアクティブマトリクス型液晶表示素子
は、アクティブマトリクス基板上に行列状にＴＦＴ３お
よび画素電極４を配置し、映像信号線１および走査信号
線２を接続して構成され、行方向に並んだ複数の画素か
らなるＮ本の表示ラインＬ_i（ｉ＝１〜Ｎ）を順次選択
して、各表示ラインの各画素電極に映像信号電圧が印加
される。

【０００４】図１２は一般的なアクティブマトリクス型
液晶表示素子を駆動する信号波形のタイミングチャート
である。図１２においてＶ_gおよびＶ_sは走査信号線およ
び映像信号線の信号であり、それぞれＴＦＴのゲート、
ソースに印加される。

【０００５】選択期間Ｔ₁(１水平走査期間)においてＴ
ＦＴがオンすると画素電極電位Ｖ_dは映像信号線の電位
Ｖ_sと等しくなる。非選択期間Ｔ₂ではＴＦＴがオフし、
液晶容量（及び補助容量）に書き込まれた信号は保持さ
れるが、ＴＦＴがオフする瞬間にＶ_dはある電圧ΔＶだ
けシフトする。これはＴＦＴのゲート・ドレイン間の寄
生容量Ｃ_gdと液晶容量Ｃ_lcおよび補助容量Ｃ_stの間の容
量カップリングによるもので、その大きさは（数１）で
表される。

【０００６】

【数１】

【０００７】ここで、ΔＶ_gは走査信号線の電位の変化
量である。

【０００８】このシフト電圧は映像信号の極性に関係な
く画素電位Ｖ_dを常に下げることになる。そこで、共通
電極電位Ｖ_comを信号線の中心電位Ｖ_scに対してこのシ
フト電圧分だけ低く設定する。これによって液晶に印加
される電圧はほぼ正負対称となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成では、配線遅延が存在するために、走査信号源
からの距離により走査信号線の電位の変化量ΔＶ_gが異
なる。このため、走査信号源から近い場所（終電端）で
正の液晶印加電圧値と負の液晶印加電圧値が等しくなる
ように設定しても、給電部から遠く離れた場所では、正
の液晶印加電圧値と負の液晶印加電圧値が異なるために
表示フリッカ(ちらつき)が観察されるという問題点があ
った。この現象は、走査信号配線が長くなればなるほ
ど、すなわち表示画面が大きくなればなるほど顕著にな
る。

【００１０】また、液晶の誘電率は異方性があり、表示
状態により液晶の配向が変化し、それに伴い液晶容量も
変化するため、表示状態により画素電位のシフト電圧Δ
Ｖが異なる。このため、中間調表示状態で正の液晶印加
電圧値と負の液晶印加電圧値がほぼ等しくなるように設
定しても、白表示状態や黒表示状態では正の液晶印加電
圧値と負の液晶電圧値が異なるために、表示フリッカが
観察されるという問題点があった。更に、この場合、白
表示部や黒表示部では液晶に直流バイアスが印加される
ため、長時間同一画面を表示させると分極が起こり、表
示焼き付きが発生するという問題点があった。

【００１１】更に、走査信号源からの距離が長くなると
配線遅延による液晶印加電圧のロスが生じ、同一表示状
態においても走査信号源からの距離により液晶印加電圧
が異なるために透過率の傾斜変化が観察されるという問
題点もあった。

【００１２】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
であり、表示画面が大きくなっても、表示フリッカや表
示焼き付き及び透過率の傾斜変化がほとんど観察されな
い液晶表示素子を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子
は、配線遅延や表示状態による画素電位のシフト量の相
違を補償するように、走査信号源からの距離及び表示状
態に応じて中心電位が異なる映像信号を各映像信号線に
入力するようにし、または、同一表示状態では表示素子
内のどの場所においても液晶印加電圧値がほぼ等しくな
るように、走査信号源からの距離に応じて振幅が異なる
映像信号を各映像信号線に入力するようにしたものであ
る。

【００１４】この本発明によれば、表示素子内のいずれ
の場所、いずれの表示状態においても液晶には直流バイ
アスがほとんど印加されないため、表示フリッカがほと
んど観察されず、かつ長時間同一画面を表示し続けても
表示焼き付きが発生しにくくなり、更に、走査信号源か
らの距離に応じた透過率の傾斜変化もほとんど観察され
なくなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。なお、前記従来のも
のと同一の部分については同一符号を用いるものとす
る。

【００１６】（実施の形態１）図１は本発明の液晶表示
素子の実施の形態１における構成を示す説明図である。
画面サイズが対角２１インチのＴＮ−ＴＦＴ液晶表示素
子を公知の方法により作製した。図中、１は映像信号
線、２は走査信号線、３はＴＦＴ、５は走査信号線２に
走査信号を送り出す走査信号源、６は映像信号線１に映
像信号を送り出す映像信号源を示す。このような構成に
おいて、配線遅延によるシフト電位の相違を補償するよ
うに、各映像信号線１には、走査信号源５からの距離に
応じて中心電位が異なる映像信号が入力されるようにし
てある。図２は本発明の液晶表示素子の実施の形態１に
おいて画面全体に中間調表示をする場合の走査信号線の
給電端付近、中央付近、終電端付近の各映像信号線に入
力される映像信号の波形図であり、入力映像信号の代表
例として、このような画面全体に中間調表示をする場合
の液晶に印加される電圧値の計算結果を（表１）に示
す。

【００１７】

【表１】

【００１８】この（表１）から、前記の画面全体に中間
調表示をするような映像信号が入力された場合は給電
端、中央、終電端のいずれの場所においても正の液晶印
加電圧値と負の液晶印加電圧値が等しいことがわかる。

【００１９】このような映像信号が入力された液晶表示
素子では、表示素子内のいずれの場所においても表示フ
リッカが観察されなかった。

【００２０】また、これと同様に公知の方法により作製
した対角２１インチのＩＰＳ(横電界駆動方式)−ＴＦＴ
液晶表示素子においても、これと同様な結果が得られ
た。

【００２１】（比較例１）前記液晶表示素子との比較を
行うために、前記実施の形態１と同様に公知の方法によ
り作製した液晶表示素子において、全映像信号線に中心
電位が等しい映像信号を入力して画面全体に中間調を表
示した。その場合に、走査信号線の給電端付近、中央、
終電端付近の各映像信号線に入力される映像信号及び液
晶に印加される電圧値の計算結果を（表２）に示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】この（表２）から、このような映像信号が
入力された場合には、給電端、終電端において正の液晶
印加電圧値と負の液晶印加電圧値が異なることがわか
る。

【００２４】このような映像信号が入力された液晶表示
素子では、走査信号線の給電端付近と終電端付近で表示
フリッカが観察され、本実施の形態１の優位性が明確と
なった。

【００２５】以上のように、本実施の形態によれば、シ
フト電位や液晶印加電圧の相違を補償するように走査信
号源からの距離に応じて中心電位が異なる映像信号を入
力することにより、表示フリッカがほとんど観察されな
い、優れた表示品位の液晶表示素子が得られる。

【００２６】（実施の形態２）本発明の液晶表示素子の
実施の形態２は前記実施の形態１と同様、公知の方法に
より作製した対角２１インチのＴＮ−ＴＦＴ液晶表示素
子において、液晶容量の相違によるシフト電位の相違を
補償するように、白から黒までの表示状態に応じて中心
電位が異なる映像信号が入力されるようにしたものであ
る。図３は本発明の液晶表示素子の実施の形態２におい
て画面全体に白表示、中間調表示、黒表示をする場合の
各映像信号線に入力される映像信号の波形図であり、そ
の場合の液晶に印加される電圧値の計算結果を（表３）
に示す。

【００２７】

【表３】

【００２８】この（表３）から、前記のような映像信号
が入力された場合には、白表示、中間調表示、黒表示の
いずれの表示状態においても正の液晶印加電圧値と負の
液晶印加電圧値が等しいことがわかる。

【００２９】このような映像信号が入力された液晶表示
素子では、長時間同一画面を表示し続けても、表示焼き
付きが観察されなかった。

【００３０】また、これと同様に公知の方法により作製
した対角２１インチのＩＰＳ−ＴＦＴ液晶表示素子にお
いても、これと同様な結果が得られた。

【００３１】（比較例２）前記液晶表示素子との比較を
行うために、本実施の形態２と同様に公知の方法により
作製した液晶表示素子において、白から黒の全表示状態
において中心電位が等しい映像信号が入力されるように
した。白表示、中間調表示、黒表示をする場合に入力さ
れる映像信号及びその場合に液晶に印加される電圧値の
計算結果を（表４）に示す。

【００３２】

【表４】

【００３３】この（表４）から、このような映像信号が
入力された場合には、白表示や黒表示状態において液晶
に直流バイアスが印加されることがわかる。

【００３４】このような映像信号が入力された液晶表示
素子では、白表示や黒表示状態において表示フリッカが
観察され、かつ同一画面を長時間表示し続けると、表示
焼き付きが観察され、本実施の形態２の優位性が明確と
なった。

【００３５】以上のように、本実施の形態によれば、シ
フト電位の相違を補償するように白から黒までの表示状
態に応じて中心電位が異なる映像信号を入力することに
より、表示フリッカや透過率の傾斜変化及び長時間同一
画面を表示し続けても表示焼き付きがほとんど観察され
ない、優れた表示品位の液晶表示素子が得られる。

【００３６】（実施の形態３）本発明の液晶表示素子の
実施の形態３は前記実施の形態１と同様、公知の方法に
より作製した対角２１インチのＴＮ−ＴＦＴ液晶表示素
子において、配線遅延に起因するシフト電位及び液晶印
加電圧の相違を補償するように、走査信号源からの距離
に応じて中心電位及び振幅が異なる映像信号が各映像信
号線に入力されるようにしたものである。図４は本発明
の液晶表示素子の実施の形態３において画面全体に中間
調表示をする場合の走査信号線の給電端付近、中央付
近、終電端付近の各映像信号線に入力される映像信号の
波形図であり、このような映像信号が入力された場合の
液晶に印加される電圧値の計算結果を（表５）に示す。

【００３７】

【表５】

【００３８】この（表５）から、このような映像信号が
入力された場合には、給電端、中央、終電端のいずれの
場所においても液晶には直流バイアスがゼロでかつ、等
しい値の電圧が印加されることがわかり、表示素子内の
いずれの場所においても表示フリッカ及び透過率の傾斜
変化が観察されなかった。

【００３９】また、これと同様に公知の方法により作製
した対角２１インチのＩＰＳ−ＴＦＴ液晶表示素子にお
いても、これと同様な結果が得られた。

【００４０】以上のように、本実施の形態によれば、シ
フト電位や液晶印加電圧の相違を補償するように走査信
号源からの距離に応じて中心電位及び振幅が異なる映像
信号を入力することにより、表示フリッカや透過率の傾
斜変化及び長時間同一画面を表示し続けても表示焼き付
きがほとんど観察されない、優れた表示品位の液晶表示
素子が得られる。

【００４１】（実施の形態４）本発明の液晶表示素子の
実施の形態４は前記実施の形態１と同様、公知の方法に
より作製した対角２１インチのＴＮ−ＴＦＴ液晶表示素
子において、配線遅延及び液晶容量の相違に起因するシ
フト電位の相違を補償するように、走査信号源からの距
離及び表示状態に応じて中心電位が異なる映像信号が各
映像信号線に入力されるようにしたものである。図５，
図６，図７は本発明の液晶表示素子の実施の形態４にお
いて、画面全体に白表示、中間調表示、黒表示をした場
合の走査信号線の給電端付近、中央、終電端付近の各映
像信号線に入力される映像信号波形を示す波形図であ
り、図５は白表示，図６は中間調表示，図７は黒表示の
場合を示している。

【００４２】このような映像信号が入力された場合の液
晶に印加される電圧値の計算結果を（表６）に示す。

【００４３】

【表６】

【００４４】この（表６）から、このような映像信号が
入力された場合には、白表示、中間調表示、黒表示のい
ずれの表示状態、給電端、中央、終電端のいずれの場所
においても液晶には直流バイアスが印加されないことが
わかる。

【００４５】このような映像信号が入力された液晶表示
素子では、表示素子内のいずれの場所においても表示フ
リッカが観察されず、長時間同一画面を表示し続けて
も、表示焼き付きが観察されなかった。

【００４６】また、これと同様に公知の方法により作製
した対角２１インチのＩＰＳ−ＴＦＴ液晶表示素子にお
いても、これと同様な結果が得られた。

【００４７】以上のように、本実施の形態によれば、シ
フト電位や液晶印加電圧の相違を補償するように走査信
号源からの距離及び表示状態に応じて中心電位が異なる
映像信号を各映像信号線に入力することにより、表示フ
リッカや長時間同一画面を表示し続けても表示焼き付き
がほとんど観察されない、優れた表示品位の液晶表示素
子が得られる。

【００４８】（実施の形態５）本発明の実施の形態５に
おける液晶表示素子は前記実施の形態１と同様、公知の
方法により作製した対角２１インチのＴＮ−ＴＦＴ液晶
表示素子において、配線遅延及び液晶容量の相違に起因
するシフト電位及び液晶印加電圧の相違を補償するよう
に、走査信号源からの距離及び表示状態に応じて中心電
位及び振幅が異なる映像信号が各映像信号線に入力され
るようにしたものである。図８，図９，図１０は本発明
の液晶表示素子の実施の形態５において、画面全体に白
表示、中間調表示、黒表示をした場合の走査信号線の給
電端付近、中央、終電端付近の各映像信号線に入力され
る映像信号波形を示す波形図であり、図８は白表示，図
９は中間調表示，図１０は黒表示の場合を示している。
このような映像信号が入力された場合の液晶に印加され
る電圧値の計算結果を（表７）に示す。

【００４９】

【表７】

【００５０】この（表７）から、このような映像信号が
入力された場合には、白表示、中間調表示、黒表示のい
ずれの表示状態、給電端、中央、終電端のいずれの場所
においても液晶には直流バイアスが印加されず、かつ同
一表示状態ではいずれの場所においても等しい電圧が印
加されることがわかる。

【００５１】このような映像信号が入力された液晶表示
素子では、表示素子内のいずれの場所においても表示フ
リッカ及び透過率の傾斜変化が観察されず、長時間同一
画面を表示し続けても、表示焼き付きが観察されなかっ
た。

【００５２】また、これと同様に公知の方法により作製
した対角２１インチのＩＰＳ−ＴＦＴ液晶表示素子にお
いても、これと同様な結果が得られた。

【００５３】以上のように、本実施の形態によれば、シ
フト電位や液晶印加電圧の相違を補償するように走査信
号源からの距離及び表示状態に応じて中心電位が異なる
映像信号を各映像信号線に入力することにより、表示フ
リッカや透過率の傾斜変化及び長時間同一画面を表示し
続けても表示焼き付きがほとんど観察されない、優れた
表示品位の液晶表示素子が得られる。

【００５４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、液晶表示
素子における配線遅延及び表示状態の相違によるシフト
電位や液晶印加電圧の相違を補償するように、走査信号
源からの距離及び表示状態に応じて中心電位や振幅が異
なる映像信号を入力することにより、表示フリッカや透
過率の傾斜変化及び長時間同一画面を表示し続けても表
示焼き付きがほとんど観察されないという有利な効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示素子の実施の形態１における
構成を示す説明図

【図２】本発明の液晶表示素子の実施の形態１におい
て、画面全体に中間調表示をする場合の走査信号線の給
電端付近、中央付近、終電端付近の各映像信号線に入力
される映像信号の波形図

【図３】本発明の液晶表示素子の実施の形態２におい
て、画面全体に白表示、中間調表示、黒表示をする場合
に入力される映像信号の波形図

【図４】本発明の液晶表示素子の実施の形態３におい
て、画面全体に中間調表示をする場合の走査信号線の給
電端付近、中央付近、終電端付近の各映像信号線に入力
される映像信号の波形図

【図５】本発明の液晶表示素子の実施の形態４におい
て、画面全体に白表示をする場合の走査信号線の給電端
付近、中央付近、終電端付近の各映像信号線に入力され
る映像信号の波形図

【図６】本発明の液晶表示素子の実施の形態４におい
て、画面全体に中間調表示をする場合の走査信号線の給
電端付近、中央付近、終電端付近の各映像信号線に入力
される映像信号の波形図

【図７】本発明の液晶表示素子の実施の形態４におい
て、画面全体に黒表示をする場合の走査信号線の給電端
付近、中央付近、終電端付近の各映像信号線に入力され
る映像信号の波形図

【図８】本発明の液晶表示素子の実施の形態５におい
て、画面全体に白表示をする場合の走査信号線の給電端
付近、中央付近、終電端付近の各映像信号線に入力され
る映像信号の波形図

【図９】本発明の液晶表示素子の実施の形態５におい
て、画面全体に中間調表示をする場合の走査信号線の給
電端付近、中央付近、終電端付近の各映像信号線に入力
される映像信号の波形図

【図１０】本発明の液晶表示素子の実施の形態５におい
て、画面全体に黒表示をする場合の走査信号線の給電端
付近、中央付近、終電端付近の各映像信号線に入力され
る映像信号の波形図

【図１１】従来の液晶表示素子におけるアクティブマト
リクス基板の平面図

【図１２】一般的なアクティブマトリクス型液晶表示素
子を駆動する信号波形のタイミングチャート

【符号の説明】

１映像信号線２走査信号線３ＴＦＴ４画素電極５走査信号源６映像信号源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透明な一対の基板間に
液晶が挟持され、画素電極、共通電極、走査信号線、映
像信号線、及び前記画素電極に印加する映像信号を制御
するスイッチング素子を備えた液晶表示素子であって、
走査信号源からの距離の相違による画素電位のシフト電
位の相違を補償するように、走査信号源からの距離に応
じて中心電位が異なる映像信号を入力するようにしたこ
とを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】少なくとも一方が透明な一対の基板間に
液晶が挟持され、画素電極、共通電極、走査信号線、映
像信号線、及び前記画素電極に印加する映像信号を制御
するスイッチング素子を備えた液晶表示素子であって、
液晶容量の相違による画素電位のシフト電位の相違を補
償するように、液晶容量に応じて中心電位が異なる映像
信号を入力するようにしたことを特徴とする液晶表示素
子。
【請求項３】少なくとも一方が透明な一対の基板間に
液晶が挟持され、画素電極、共通電極、走査信号線、映
像信号線、及び前記画素電極に印加する映像信号を制御
するスイッチング素子を備えた液晶表示素子であって、
走査信号源からの距離の相違による画素電位のシフト電
位及び液晶印加電圧の相違を補償するように、走査信号
源からの距離に応じて中心電位及び振幅が異なる映像信
号を入力するようにしたことを特徴とする液晶表示素
子。
【請求項４】少なくとも一方が透明な一対の基板間に
液晶が挟持され、画素電極、共通電極、走査信号線、映
像信号線、及び前記画素電極に印加する映像信号を制御
するスイッチング素子を備えた液晶表示素子であって、
走査信号源からの距離の相違及び液晶容量の相違による
画素電位のシフト電位の相違を補償するように、走査信
号源からの距離及び液晶容量に応じて中心電位が異なる
映像信号を入力するようにしたことを特徴とする液晶表
示素子。
【請求項５】少なくとも一方が透明な一対の基板間に
液晶が挟持され、画素電極、共通電極、走査信号線、映
像信号線、及び前記画素電極に印加する映像信号を制御
するスイッチング素子を備えた液晶表示素子であって、
走査信号源からの距離の相違及び液晶容量の相違による
画素電位のシフト電位及び液晶印加電圧の相違を補償す
るように、走査信号源からの距離及び液晶容量に応じて
中心電位及び振幅が異なる映像信号を入力するようにし
たことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項６】画素電極と共通電極が同一基板上に形成
され、基板にほぼ平行な方向の画素電極と共通電極間の
横方向電界によって液晶分子が駆動されることを特徴と
する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液晶表示
素子。