JPH11337975A - 液晶表示装置およびアクティブマトリクス型液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents
液晶表示装置およびアクティブマトリクス型液晶表示装置およびその駆動方法Info
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- JPH11337975A JPH11337975A JP7347099A JP7347099A JPH11337975A JP H11337975 A JPH11337975 A JP H11337975A JP 7347099 A JP7347099 A JP 7347099A JP 7347099 A JP7347099 A JP 7347099A JP H11337975 A JPH11337975 A JP H11337975A
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Abstract
るい良好な表示を得ることを課題とする。 【解決手段】 従来のフレーム反転駆動の極性パターン
は1種類の表示であり、また、従来のソースライン反転
駆動の極性パターンは2種類、ディスクリネーションパ
ターンは、1種類の表示であったが、本実施例では、極
性パターンを4種類以上とし、ディスクリネーションパ
ターンを2種類以上の表示を得る回路構成とした。こう
することによって、チラツキがなく、ディスクリネーシ
ョンによる表示不良が低減された明るい表示を得ること
ができた。
Description
用い、マトリクス状に表示画素が配置されたディスプレ
イに好適な駆動方法に関し、特に、液晶パネルの交流化
駆動方法に関する。
した半導体装置、例えば薄膜トランジスタ(TFT)を
作製する技術が急速に発達している。その理由は、液晶
表示装置(代表的には、アクティブマトリクス型液晶表
示装置)の需要が高まってきたことによる。
マトリクス状に配置された数十〜数百万個もの表示画素
に出入りする電荷を表示画素のスイッチング素子により
制御して画像を表示するものである。
スイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続され
た画素電極と、液晶と、前記液晶を介して画素電極に対
向して設けられた対向電極とで主に構成されている素子
を指している。ただし、IPS駆動を用いた液晶パネル
の場合の表示画素とは、スイッチング素子と、前記スイ
ッチング素子に接続された画素電極と、液晶と、同一基
板上に設けられた共通電極とで主に構成されている素子
を指している。
は、上記表示画素の対向電極が有している電位または、
共通電極が有している電位を指している。
お、図3(a)に図2中の液晶パネル101におけるア
クティブマトリクス回路の簡略構造図を示す。
方向(横方向)に互いに平行に延びる複数(N本)の走
査線〔図3(a)中の走査線A、B、C、D、...に
相当する〕と、走査線に直交する垂直方向(縦方向)に
互いに平行に延びる複数(M本)の信号線〔図3(a)
中の信号線(1)、(2)、(3)、(4)、...に
相当する〕と、走査線と信号線との交差部近傍に配置さ
れるスイッチング素子(TFT等)110をN×M個有
し、各スイッチング素子に接続される画素電極111と
を備えている。
の一端は、各スイッチング素子110のゲート電極に接
続され、他端はゲートドライバ回路104(走査線駆動
回路)に接続されている。一方、信号線の一端は、スイ
ッチング素子110のソース電極に接続され、他端はソ
ースドライバ回路105(信号線駆動回路)に接続され
ている。
示パターン〔表示画素4行×6列(A1〜D6)〕を図
示している。なお、図3(b)は、図3(a)中の画素
電極111に対応している。即ち、表示画素A1は、図
3(a)中の走査線Aと信号線(1)の交点に設けられ
たスイッチング素子110と、前記スイッチング素子に
接続された画素電極111と、画素電極に対向して設け
られた対向電極と、画素電極と対向電極の間に存在して
いる液晶とで主に構成されている。
〜D、信号線(1)〜(6)、表示領域の一部を構成す
る表示画素4行×6列(A1〜D6)のみ図示してい
る。
代表的な例を簡略に説明する。
スタ回路等(図示しない)からの信号に従って、信号線
(1)には、画像情報(パネル入力映像信号203)の
横方向(水平方向)ラインの一部分(画素A1)のみ選
択サンプリングされ、その信号電位が信号線(1)全体
に印加される。そして、走査線Aにのみ(交差している
箇所の近傍に設けられたTFTをオンの状態にする)信
号電位を印加する。そして、信号線(1)と走査線Aが
交差している箇所の近傍に設けられたスイッチング素子
のみをオン状態として、信号線(1)の信号電位が画素
電極に印加される。この印加された信号電位により液晶
を駆動し、透過光量を制御して、表示画素A1に画像情
報の一部(A1に相当する画像)が表示される。
助容量等で保持したまま、次の瞬間には、映像信号の横
方向(水平方向)ラインの一部分のみ選択サンプリング
され、信号線(1)と隣接する信号線(2)に、その信
号電位が印加される。こうして表示画素A1と同様に、
表示画素A2に画像情報の一部(A2に相当する画像)
が表示される。
最初の画素行(A行)に画像情報の一部(A1、A2、
A3、A4、...)を次々と表示する。この間、走査
線Aには、各信号線と交差している箇所の近傍に設けら
れたスイッチング素子をオンの状態にする信号が印加さ
れる。
てに書き込みが終了すると、次は、走査線Bにのみ(交
差している箇所の近傍に設けられたスイッチング素子を
オンの状態にする)信号電位を印加する。信号線(1)
には、映像信号の一部分(画素B1)のみサンプリング
され、その信号電位が保持される。そして同様に、横方
向の2行目に相当する画素行(B行)のみを順に書き込
む。このような表示動作を画素行の数(N行)だけ行う
ことにより、表示領域に一画面(フレーム)を表示す
る。
らに、スイッチング素子としてTFT等を用いた液晶デ
ィスプレイでは、液晶材料の劣化を防ぎ、表示ムラをな
くし、表示品位を保つため、通常、各表示画素へ印加す
る信号電位は、共通電位を基準として、1フレーム(1
画面)内で正負の極性を反転した信号電位を印加(交流
化駆動)する。
画面を得ることにより、表示領域106に映像を表示す
る。
法について詳細に説明する。なお、従来の代表的な交流
化駆動方法における表示画素(4行×6列)の極性パタ
ーンを図15及び図16に示した。図15及び図16の
極性パターンは、図2(b)に示した表示パターン〔表
示画素4行×6列(A1〜D6)〕と対応している。
図〔図1、図15、図16、図17〕では、共通電位を
基準として、表示画素に印加される信号電位が正である
場合は「+」で図示し、負である場合は「−」で図示し
ている。
ム)の走査線を2回(2フィールド)に分けて走査する
インタレース走査と、走査線を画面上から順番に走査す
るノンインタレース走査とがあるが、ここでは主にノン
インターレス走査を用いた例で説明する。
レーム毎に全ての表示画素に印加する映像信号の極性を
反転させることから、フレ─ム反転駆動と呼ばれる。
転駆動の特徴は、任意の1フレーム内で、全ての表示画
素に同一の極性を有する信号電位が印加され、極性パタ
ーン(正)を表示し、次フレームでは、全ての表示画
素に印加される信号電位の極性を負に反転させて極性パ
ターン(負)を表示する点である。即ち、極性パター
ンのみに注目すると2種類の極性パターン(極性パター
ンと極性パターン)が繰り返し表示される駆動方法
であった。
極性反転周期が1フレームと長く、人間の目に視認でき
る周波数域(約30Hz程度)となるため、映像信号の
極性が正の時の表示と映像信号の極性が負の時の表示
とが微妙に異なっていることが、チラツキとして観察
者に視認される点であった。特に、中間調表示において
顕著にチラツキが確認された。
(a)は、ソースライン反転駆動と呼ばれる。
ン反転駆動の特徴は、各表示画素は横(水平)方向で隣
接している表示画素の信号電位と逆の極性を有する信号
電位が印加される点である。任意の1フレーム書き込み
期間内ではA1、B1、C1....と、A3、B3、
C3....と、A5、B5、C5....で示される
表示画素(奇数列)には、互いに同じ極性(正)の信号
電位を有する映像信号が印加される。一方、A2、B
2、C2....と、A4、B4、C4....と、A
6、B6、C6....で示される表示画素(偶数列)
には、互いに同じ極性(負)の信号電位を有する映像信
号が印加される。このようにして、極性パターンを表
示する。そして、次のフレーム書き込み期間内では、直
前のフレーム書き込み期間で表示された極性パターン
と逆の極性を有する映像信号が各表示画素に印加されて
極性パターンが表示される。
従来のソースライン反転駆動も従来のフレーム反転駆動
と同様に、2種類の極性パターン(極性パターンと極
性パターン)が繰り返し表示される駆動方法であっ
た。
用いて、ノーマリーブラックである液晶パネルの表示領
域に白画面を表示させた時のパネル入力信号のタイミン
グチャートの一例を図18に示した。なお、この信号
は、図2(b)に示した表示パターン〔表示画素4行×
6列(A1〜D6)〕及び図16(a)と対応してい
る。
(b)は、ゲートライン反転駆動と呼ばれる。
ン反転駆動の特徴は、各表示画素は縦(垂直)方向で隣
接している表示画素と逆の極性を有する映像信号が印加
される。この方法は、映像信号の信号電位の極性が1水
平走査期間毎に正から負、または、負から正へ反転して
いる。
類の極性パターン(極性パターンと極性パターン)
が繰り返し表示される駆動方法であった。
ン反転駆動により、フレーム反転駆動で問題となってい
たチラツキは低減した。しかしながら、ソースライン反
転駆動及びゲートライン反転駆動の問題点は、逆の極性
が印加された隣接表示画素間にディスクリネーションと
呼ばれる縞が発生するため、表示画面全体の明るさが低
減されることであった。
号が印加された表示画素と、負の極性を有する映像信号
が印加された表示画素との間で生じる電位差に起因する
液晶の配向状態の乱れによる表示不良(ノーマリホワイ
トの場合は光のロス、ノーマリブラックの場合は光漏
れ)をディスクリネーションと呼んでいる。
4に示す電気力線により生じる。図14(1)には、画
素電極、に印加された紙面に垂直方向の有効電界
(正または負)に対して、2つの画素電極、の間で
生じる電気力線の状態図の上面図を示し、図14(2)
には、断面図を示した。ただし、便宜上、図14(1)
は、横方向に生じる画素電極、の間で生じる電気力
線のみを示し、図14(2)は、垂直方向に配向制御さ
れている液晶分子が電界の印加に反応する直前の電気力
線の状態図を示した。
ネーションパターンを図16(b)に示した。図16
(b)には、ディスクリネーションが定位置に形成さ
れ、表示画素に印加された信号電位の極性は異なってい
るものの実質的には、ディスクリネ─ションパターン
とディスクリネ─ションパターンは同一である。
法として、隣接する全ての表示画素を書き込む度に映像
信号の極性を反転させ表示画素に印加する交流化方法
(ドット反転駆動)が提案されている。また、ドット反
転駆動は隣接画素と極性が異なるため、隣接する表示画
素との間で生じる電位差の影響が大きく、ディスクリネ
─ションが表示に大きく影響していた。
流化駆動方法(ソースライン反転駆動及びゲートライン
反転駆動)では、図16(a)及び図16(b)に一例
を示したように、極性パターンと極性パターンが繰
り返し表示され、極性の異なる隣接表示画素間にディス
クリネーションが連続して定位置に形成されるため、画
面の明るさが低減してしまっていた。加えて、他の従来
の交流化駆動方法(ドット反転駆動)でも、同様であっ
た。
ム反転駆動)では、ディスクリネーションは発生しない
が、チラツキが生じていた。
々増加しており、高表示画素数のパネルでは、駆動周波
数が非常に高くなる。例えば、NTSC規格で表示画素
数は約40万個、HDTV規格では表示画素数は約20
0万個が必要とされている。従って、入力される映像信
号の最高周波数は、NTSC規格で約6MHz、HDT
V規格では約20MHz〜30MHzとなっている。こ
の映像信号を正確に表示するためには、クロック信号
は、この映像信号の数倍の周波数(例えば約50MHz
〜60MHz)が必要である。今後、ますます高精細で
高画質な表示が要求されることが予想され、非常に速い
ドットクロックを持つ映像信号が取り扱われることにな
る。
映像信号およびクロック信号を正確に交流化させて液晶
パネルを駆動することは困難であった。なぜなら、従来
のLCDで用いられている液晶材料は、電位が印加され
てからの反応速度(数十ms〜数百ms)が遅く、駆動
回路を、例えば非晶質シリコンや多結晶シリコンを用い
た高い周波数帯域で動作可能なTFTより構成しても、
液晶材料がその高速動作に反応できないという問題が生
じていた。
解決しようとするものである。
つ、明るい表示を得ることのできる液晶表示装置および
その駆動方法を提供することを目的とするものである。
明の第1の構成は、一対の基板間に液晶が封入され、一
方の基板上にN本の走査線と、M本の信号線と、前記走
査線と前記信号線との各交差部に配置されたN×M個の
表示画素とを備えた液晶パネルに、正または負の極性を
有する映像信号を各表示画素に印加して映像表示を行う
液晶表示装置において、同一極性の前記映像信号は、互
いに隣合うn(M>n≧2)本の前記信号線毎に印加さ
れ、正の極性の映像信号が印加されたn本の信号線に接
続される表示画素群と負の極性の映像信号が印加された
n本の信号線に接続される表示画素群との境界部は、周
期的に移動することを特徴とする液晶表示装置である。
ームまたは1フィールド間隔毎に移動することを特徴と
している。
少なくとも2本の映像信号配線を有し、前記映像信号配
線は、正の極性を有する映像信号が印加される第1の映
像信号配線と、負の極性を有する映像信号が印加される
第2の映像信号配線とで構成されることを特徴としてい
る。
は、前記走査線と前記信号線との各交差部にスイッチン
グ素子を有し、前記走査線と、前記信号線と、前記スイ
ッチング素子とが同一基板上に形成されることを特徴と
している。
は、前記信号線に印加する映像信号の極性を選択する極
性選択回路を有し、前記信号線と、前記走査線と、スイ
ッチング素子と前記極性選択回路とが同一基板上に形成
されることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表
示装置である。
状に配列された表示画素で構成された表示領域を備え、
前記表示画素に正または負の極性を有する映像信号を書
き込み、映像表示を行うアクティブマトリクス型液晶表
示装置において、少なくとも4種類の極性パターンを前
記表示領域に順次表示する映像信号を形成する回路を有
することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示
装置である。
類の極性パターンを前記表示領域に1フレームまたは1
フィールド間隔毎に順次表示し、前記極性パターンの種
類と同数のフレームを一周期として順次表示する回路を
有することを特徴としている。
素に印加される映像信号の極性を複数フレームまたは複
数フィールド期間毎に反転する回路を有することを特徴
とするアクティブマトリクス型液晶表示装置である。
状に配列されたx行×y列の表示画素で構成される表示
領域を備え、前記表示画素に正または負の極性を有する
映像信号を書き込み、映像表示を行うアクティブマトリ
クス型液晶表示装置の駆動方法において、前記表示領域
にZ種類の極性パターンを表示することを特徴とするア
クティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法である。
性パターンは、1フレーム間隔毎に表示され、且つ、Z
フレームを一周期として順次表示されることを特徴とし
ている。
配列されたx行×y列の表示画素で構成される表示領域
に、Z(Z=4)種類の極性パターンが順次表示される
ことを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置
の駆動方法である。
間に封入された液晶と、一方の基板上にN本の走査線
と、M本の信号線と、前記走査線と前記信号線との各交
差部に配置されたN×M個の表示画素で構成された表示
領域とを備えた液晶パネルを有する液晶表示装置におい
て、少なくとも2種類の異なるディスクリネーションパ
ターンが、前記表示領域に表示されることを特徴とする
アクティブマトリクス型液晶表示装置である。
間に液晶が封入され、マトリクス状に配列された表示画
素で構成された表示領域を備え、前記表示画素に正また
は負の極性を有する映像信号を書き込み、映像表示を行
うアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法にお
いて、少なくとも2種類の異なるディスクリネーション
パターンを前記表示領域に表示することを特徴とするア
クティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法である。
ネーションパターンを1フレームまたは1フィールド間
隔毎に前記表示領域へ順次表示することを特徴としてい
る。
の構成と比較しながら説明する。なお、ここではノンイ
ンターレス走査を用いた例で説明するが、本発明は、ノ
ンインターレス走査に限定されることなく、インタレー
ス走査等の他の走査方式でも適用可能であることは言う
までもない。
リクス型液晶表示装置に限定されることなく、パッシブ
型液晶表示装置等の他の液晶表示装置でも適用可能であ
る。
(a)で示したように、1フレーム毎に2種類の極性パ
ターン(の極性パターンとの極性パターン)の表示
を繰り返す方法である。また、この時に発生するディス
クリネーションパターンは、図16(b)で示したよう
に、実質的に1種類である。本発明人は、簡易な表示画
素を用いて実験を行い、1列毎に発生したディスクリネ
ーション縞の顕微鏡写真を図19(b)に示した。
ルの表示領域全面に白画面を表示させた時のパネル入力
信号のタイミングチャートの一例を図18に示した。こ
のように、反転される表示画素列の間隔が小さいと(図
16では1ライン毎)、人間の目にはディスクリネーシ
ョン縞として視認されないものの、表示画面全体として
明るさが低減される。
いて実験を行い、図17(a)で示したように、同時に
複数列(2ライン)毎に信号電位の極性を反転させてソ
ースライン反転駆動を行った。すると、従来のソースラ
イン(1列)反転駆動と比較して、ディスクリネーショ
ン縞の本数が半減したため、表示画面全体が明るくなっ
た。この時、発生した2列毎のディスクリネーションの
縞模様の顕微鏡写真を図20(a)に示す。
生するディスクリネーションパターンは、図16(b)
と同様に1種類である。従って、ディスクリネーション
が連続して定位置に形成され、さらに、隣接するディス
クリネーションの縞と縞との間隔が大きくなった(図1
7では2列)ため、人間の目でもディスクリネーション
の縞模様として視認されてしまうといった問題が生じて
いた。
(4列)毎に信号電位の極性を反転させてソースライン
反転駆動を行った。ソースライン(2列)反転駆動と比
較して、表示画面全体が明るくなったが、ディスクリネ
ーション縞が目立った。この時、発生した4列毎のディ
スクリネーションの縞模様の顕微鏡写真を図20(b)
に示す。
ーム内の隣接表示画素間で印加される信号電位の極性が
全て同じため、ディスクリネーションが形成されず、最
も明るい表示が得られた。この時のフレーム反転駆動を
用いた表示の顕微鏡写真を図19(a)に示す。
極性反転周期が長く、人間の目に視認できる周波数域
(約30Hz程度)となるため、チラツキが生じてい
た。このチラツキは表示映像の濃淡の明確な場合は、約
60Hz程度で目立たなくなるが、中間調で淡い色を表
示させた場合はTFT素子特性のバラツキにより60H
z程度では目立つ。本発明人が行った実験では100H
z以上でないとこのチラツキを完全に目立たなくするこ
とはできなかった。また、図15(a)で示したよう
に、1フレーム毎に2種類の極性パターン(の極性パ
ターンとの極性パターン)の表示を繰り返すだけの反
転駆動であった。
さ(輝度)を比較した表を表1に示した。なお、測定装
置としては、輝度計(BM7;トプコン社製)を用い
た。
反転駆動は、4つ以上の極性パターンを順次1フレーム
毎(インターレス走査の場合は1フィールド毎)に表示
することを特徴としている。
したように、4種類の極性パターン(〜の極性パタ
ーン)を順次1フレーム毎(インターレス走査の場合は
1フィールド毎)に表示する。
性パターンの一例を示したように、極性パターンの状
態(1、2、5、6列の表示画素に正の極性を有する信
号電位印加、3、4列の表示画素に負の極性を有する信
号電位印加)、極性パターンの状態(1、4、5列の
表示画素に正の極性を有する信号電位印加、2、3、6
列の表示画素に負の極性を有する信号電位印加)、極性
パターンの状態(3、4列の表示画素に正の極性を有
する信号電位印加、1、2、5、6列の表示画素に負の
極性を有する信号電位印加)、極性パターンの状態
(2、3、6列の表示画素に正の極性を有する信号電位
印加、1、4、5列の表示画素に負の極性を有する信号
電位印加)、を順次1フレーム毎(インターレス走査の
場合は1フィールド毎)に表示する反転駆動方法であ
る。なお、上記極性パターンを表示するための手段とし
て、図2にその手段の一例を示したように、選択回路1
09と、該回路に入力する選択信号208を形成するタ
イミング発生回路108を備えている。
(インターレス走査の場合は1フィールド)間隔毎に表
示されているが、図1(a)に示したように、各表示画
素に印加される信号電位の極性は、2フレーム期間毎に
反転されていることも本発明の特徴の1つである。
ルの表示領域に白画面を表示させた時のパネル入力信号
電位のタイミングチャートの一例を図4に示した。この
信号は、図3(b)に示した表示パターン〔表示画素4
行×6列(A1〜D6)〕及び図1(a)と対応してい
る。なお、本発明のタイミングチャート(図4)と従来
のタイミングチャート(図18)とを比較するとその違
いがはっきり分かる。
レーム毎(インターレス走査の場合は1フィールド毎)
に2つ以上の異なるディスクリネーションパターンが順
次表示される。
クリネーションパターンの一例を示したように、本発明
は、 ディスクリネーションパターンの状態(2列の表示画
素と3列の表示画素との間、4列の表示画素と5列の表
示画素との間) ディスクリネーションパターンの状態(1列の表示画
素と2列の表示画素との間、3列の表示画素と4列の表
示画素との間、5列の表示画素と6列の表示画素との
間) ディスクリネーションパターンの状態(の状態と同
一) ディスクリネーションパターンの状態(の状態と同
一) が順次1フレーム毎(インターレス走査の場合は1フィ
ールド毎)に表示される。即ち、2種類の異なるディス
クリネーションパターンが順次表示される。
スクリネーションは発生するが、1フレ─ム(インター
レス走査の場合は1フィールド)に着目すると、従来の
ソースライン反転駆動及びゲートライン反転駆動で発生
するディスクリネーション縞の数を低減することができ
る。
たように、同時に複数ライン(2ライン)毎に信号電位
の極性を反転させて書き込みを行っているため、隣接す
るディスクリネーションの縞と縞との間隔が大きくな
る。しかしながら、の状態と状態の間に異なるディ
スクリネーションパターンの状態を表示することで、
人間の目にディスクリネーションが縞模様として視認さ
れないものとすることができる。
従来のソースライン反転駆動(1ライン毎)の表示より
も明るくすることができ、且つ、従来のフレーム反転駆
動で生じていたチラツキをなくすことができる。
実施例に限定されないことは勿論である。 〔実施例1〕図2に液晶表示装置のブロック図を示し
た。ここでは、簡単に本発明を説明するために、本発明
の駆動回路によりパネル入力映像信号203を1つ形成
して、4種類の極性パターンを行う例を示した。なお、
本実施例においては、表示体として液晶を用いたが、本
発明はマトリクス状に表示画素が配置されたディスプレ
イであれば、特に限定されない。
が封入され、同一基板上にゲートドライバ回路104
と、ソースドライバ回路105と、表示領域106とを
設ける構成とした。なお、図2において示したソースド
ライバ回路やゲートドライバ回路は、パネル外部に設け
る構成としてもよい。
互いに平行に延びる複数の走査線102と、走査線に直
交する垂直方向(縦方向)に互いに平行に延びる複数の
信号線103と、走査線及び信号線の交差部近傍に配置
されるスイッチング素子110と、スイッチング素子に
接続される画素電極111とを備えた。また、表示領域
106には、表示画素がマトリクス状に設ける。
子のゲート電極に接続され、他端はゲートドライバ回路
104(走査線駆動回路)に接続した。ゲートドライバ
回路は、走査信号を対応する走査線102に出力する。
ング素子のソース電極に接続し、他端はソースドライバ
回路105(信号線駆動回路)に接続した。ソースドラ
イバ回路は、映像信号を対応する信号線に出力する。
して、薄膜トランジスタ(TFT)を用いたが、同様な
機能を有するスイッチング素子であれば、適用可能であ
る。例えば、MIM素子や、TFDや、ダイオード素子
でもよい。
説明する。1表示画素の動作としては、従来と同様であ
り、走査信号がオンする(高電位となる)と、スイッチ
ング素子がオン状態となり、信号線に印加されている映
像情報が表示画素及び表示画素容量に書き込まれる。そ
して、この映像情報を有する信号(パネル入力映像信
号)の電位により、液晶を駆動し、透過光量を制御し
て、映像信号を表示した。
CRTに対応した信号であり、液晶パネルに適した信号
ではないため、様々な信号処理をビデオコントロール回
路107で施した。本実施例においては、映像信号20
0としてアナログ信号を用いた。ただし、映像信号がデ
ジタル信号でも適用することができることは言うまでも
ない。
に信号処理を施す為のA/D変換(映像信号200がデ
ジタル信号であれば、特に必要としない)、液晶特性を
考慮したγ補正、映像信号の低周波数化するための信号
分割補正、液晶の信頼性向上のための極性反転、位相ず
れ補正、信号の増幅、D/A変換などを行う。本実施例
では、様々な補正が施された映像信号を2つに分割し
て、共通電位(0V)に対して対称性を持つ一対のアナ
ログ映像信号、即ち、正の極性を有する映像信号(正)
201と負の極性を有する映像信号(負)202を出力
した。
グ発生回路108からの選択信号を用いて、ビデオコン
トロール回路107で処理された映像信号(正)及び映
像信号(負)から、4種類の極性パターンを表示するパ
ネル入力映像信号を得た。
択信号及び選択回路109にて決定した。本発明の駆動
方法の特徴は、駆動回路(主に、選択信号及び選択回
路)によって、4つ以上の極性パターンを表示可能なパ
ネル入力映像信号を形成することである。
力映像信号203を得るまでの信号処理の順序を、回路
設計により適宜変更することが可能であることは言うま
でもない。
ンを表示可能なパネル入力映像信号の一例として、4種
類の極性パターンを表示するパネル入力映像信号を図4
に示した。このようなパネル入力信号を駆動回路(主
に、選択信号及び選択回路)により得た。図4では、最
も単純な表示映像(ノーマリーブラックの液晶パネルに
おける全面白表示)を用いた。このパネル入力映像信号
により表示される本実施例の各表示画素の極性図を図1
(a)に示した。また、ディスクリネーションパターン
を図1(b)に示した。
リネーションが発生するが、1フレ─ムに着目すると、
従来のソースライン反転駆動及びゲートライン反転駆動
で発生するディスクリネーションの縞の数と比較して低
減した。そのため、従来のソースライン反転駆動及びゲ
ートライン反転駆動と比較して明るい表示を得ることが
できた。また、フレーム反転駆動の表示で生じていたチ
ラツキも目立たない。
ように、の状態との状態に着目すると、同時に複数
ライン(2ライン)毎に映像信号の極性を反転させて書
き込みを行っているが、の状態を表示した後、の状
態を表示する間にの状態、の状態を表示した後、
の状態を表示する間にの状態が存在する、即ち、2種
類のディスクリネーションパターンを有するため、人間
の目にはディスクリネーションが縞として視認されな
い。
ライン)毎に映像信号の極性を反転させて書き込みを行
っているため、従来(1ライン毎)と比較して、表示を
約20%程度明るくすることができ、尚且つ、チラツキ
の生じない液晶パネルとすることができた。
路、選択回路、タイミング発生回路、ソースドライバ回
路、ゲートドライバ回路の構成は、一例であって同様な
機能を有するものであれば、適宜変更できることは言う
までもない。また、上記駆動回路の一部または全てを同
一基板上に設け、集積化を図ってもよい。
パターンを表示する1つの映像信号を形成する駆動回路
の例を示したが、本実施例においては、4種類の極性パ
ターンを表示する4種類の映像信号を形成し、パネルに
入力する周辺駆動回路の例を図5〜13を用いて説明し
た。
図を示す。本実施例の周辺回路として、ビデオコントロ
ール回路507と、タイミング発生回路508と、4つ
の選択回路509、510、511、512を用いた。
4つの選択回路の一例として、図9にその具体的な例を
示した。
示画素領域500(1024表示画素行×768表示画
素列)と、ゲートドライバ回路504と、ソースドライ
バ回路505とで構成した。
信号を対応する走査線502に出力した。また、ソース
ドライバ回路505は、映像信号を対応する信号線50
3に出力した。
図6、ゲートドライバ回路504周辺の簡略図を図7に
示した。また、各ドライバ回路に用いたシフトレジスタ
の回路図の一例を図8に示した。
する。
媒体や光磁気記憶媒体等)やTVチューナーや、コンピ
ュータ等からの映像信号(VIDEO)を用意する。通
常、この映像信号(VIDEO)は、CRT等に対応し
た信号であり、液晶パネルに適した信号ではないため、
様々な信号処理を行う必要がある。そこで、ビデオコン
トロール回路507では、液晶特性を考慮したγ補正処
理や、補正処理を簡単に行うためのアナログ/デジタル
(A/D)変換処理及びデジタル/アナログ(D/A)
変換処理、低周波数化を図るための分割処理等を行っ
た。
07から出力される映像信号の一例として、図10に示
すような映像信号(video1、*video1、v
ideo2、*video2、video3、*vid
eo3、video4、*video4)を出力した。
なお、映像信号video n(1〜4)と*vide
o n(1〜4)との関係は、共通電位(コモン電位)
に対して対称性を有しており、共通電位に対して正の極
性を有する映像信号をvideo n(1〜4)、負の
極性を有する映像信号を*video n(1〜4)と
した。
と*video n(1〜4)をそれぞれ、図5に示し
た選択回路509、510、511、512に入力し
た。本実施例では図9に示す回路を用いて入力信号Vin
1〜4を形成した。選択回路509に着目した場合、選
択信号VSEL1が「0」の時、正の極性を有する映像
信号video 1を出力し、選択信号VSEL1が
「1」の時、負の極性を有する映像信号*video
1を出力するスイッチング素子により、入力信号Vin1
を形成した。なお、選択回路509、510、511、
512をアクティブマトリクスアレイ基板上に設ける構
成とするとより集積化が図れる。また、入力信号Vin1
〜4と選択信号VSEL1〜4との対応を示す図を図1
1に示した。
極性を反転させていた。それに対して、本実施例、即ち
本発明の特徴は、図13中のVin1〜4に注目すると分
かるように、それぞれVin1〜4は、2フレーム毎に極
性が反転している点である。例えば、Vin2は、最初の
1フレーム後で信号の極性が反転(正⇒負)している
が、Vin1は最初の1フレーム後でも反転しておらず、
信号の極性(正)は変化しない。また、Vin3は、最初
の1フレーム後で信号の極性が反転(負⇒正)している
が、Vin4は最初の1フレーム後でも反転しておらず、
信号の極性(負)は変化しない。
〜4をパネルに入力し、表示すると、図1(a)に示す
ような4種類の極性パターンが表示できた。
ディスクリネーションパターンが生じるが、人間の目に
は、ディスクリネーション縞として認識されず、パネル
表示を明るくすることができた。
ーンを行う4種類の映像信号を形成する。なお、選択回
路は図9に示す回路と同等の機能を有するものであれ
ば、特に限定されない。
CK、G─SP、VIDEO、S−SP、Vin(1〜
4)〕及び図6における信号(s0、s1、g0、g
1、g2等)のタイミングチャートを図12に示した。
加えて、より詳細なタイミングチャートとして、図13
を示した。なお、図13の各信号(s0、s1、s2、
s3、Vin(1〜4)、G─SP、S−CK、S−SP
等)は図12と対応している。
パネル入力信号を得るまでの信号処理の順序を、回路設
計により適宜変更することが可能であることは言うまで
もない。
しているため、比較的高い周波数帯域を有する映像信号
を低周波数化でき、且つ、同時に複数ライン(2ライ
ン)毎に映像信号の極性を反転させて書き込みを行って
いるため、従来(1ライン毎)と比較して、表示を約2
0%程度明るくすることができ、尚且つ、チラツキの生
じない液晶パネルとすることができた。
行×y列(x、y=整数)の表示画素で構成される表示
領域に、Z種類(Z=4)の極性パターンを表示する液
晶表示装置について、主に述べているが、Z種類(Z>
2)を表示する液晶表示装置であれば特に限定されな
い。或いは、ディスクリネーションパターンが2種類以
上の液晶表示装置であれば特に限定されない。なお、Z
は3以上の整数である。
種類(最大で6種類)の極性パターン、3種類のディス
クリネーションパターンを表示することも可能である。
また、4ライン同時に反転させ、Z種類(最大で24種
類)の極性パターン、4種類のディスクリネーションパ
ターンを表示することも可能である。言うまでもなく、
さらに多数のラインを同時に反転させることも可能であ
る。
せるラインの本数を変え、複数の極性パターンと、複数
のディスクリネーションパターンを表示させることが考
えられる。例えば、1フレーム期間では、1ライン毎に
極性反転させ、次フレームでは2ライン毎に極性反転さ
せ、Z種類(Z=4)の極性パターン、2種類のディス
クリネーションパターンを表示し、表示の明るさを向上
させることができる。
に、同時に極性反転する本数や、1フレーム期間毎に同
時に反転させるラインの本数を適宜組み合わせることに
よって、様々な極性パターン及びディスクリネーション
パターンを形成することができ、良好な表示特性を得る
ことができる。
有する液晶表示装置の一例を図22に示す。図22は液
晶表示装置の本体に相当する部位であり、液晶モジュー
ルとも呼ばれる。
3は、画素マトリクス回路、1004は、ゲイト側駆動
回路、1005は、ソース側駆動回路、1006は、ロ
ジック回路である。この様な回路が設けられた基板に対
して対向基板1007が貼り合わされる。回路基板と対
向基板1007との間には液晶層(図示せず)が挟持さ
れる。また、アクティブマトリクス基板の一部を露出さ
せ、そこにFPC(フレキシブル・プリント・サーキッ
ト)1008を取り付ける。ここには必要に応じてIC
チップ(単結晶シリコン上に形成されたMOSFETで構成さ
れる半導体回路)を搭載しても構わない。
した電気光学装置を利用する電子機器(応用製品)の一
例を図23に示す。なお、電子機器とは半導体回路およ
び/または電気光学装置を搭載した製品のことを意味し
ている。
デオカメラ、電子スチルカメラ、プロジェクター、ヘッ
ドマウントディスプレイ、カーナビゲーション、パーソ
ナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュー
タ、携帯電話、PHS(パーソナルハンディフォンシス
テム)等)などが挙げられる。
01、音声出力部2002、音声入力部2003、表示
装置2004、操作スイッチ2005、アンテナ200
6で構成される。本願発明は音声出力部2002、音声
出力部2003、表示装置2004等に適用することが
できる。
2101、表示装置2102、音声入力部2103、操
作スイッチ2104、バッテリー2105、受像部21
06で構成される。本願発明は表示装置2102、音声
入力部2103、受像部2106等に適用することがで
きる。
ービルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部
2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表
示装置2205で構成される。本願発明はカメラ部22
02、受像部2203、表示装置2205等に適用でき
る。
イであり、本体2301、表示装置2302、バンド部
2303で構成される。本発明は表示装置2302に適
用することができる。
り、本体2401、光源2402、表示装置2403、
偏光ビームスプリッタ2404、リフレクター240
5、2406、スクリーン2407で構成される。本発
明は表示装置2403に適用することができる。
であり、本体2501、光源2502、表示装置250
3、光学系2504、スクリーン2505で構成され
る。本発明は表示装置2503に適用することができ
る。
広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能で
ある。また、電気光学装置や半導体回路を必要とする製
品であれば全てに適用できる。
のソースライン反転駆動及びゲートライン反転駆動で発
生するディスクリネーションの縞の数と比較して少なく
することができる。そのため、従来のソースライン反転
駆動及びゲートライン反転駆動と比較して明るい表示を
得ることができる。また、フレーム反転駆動で生じてい
たチラツキも生じない。
ンが2つ以上存在するため、人間の目にはディスクリネ
ーションが縞として視認されない。
ム間隔毎に表示されているが、各表示画素に印加される
映像信号の極性は、複数フレーム期間毎に反転されてい
る。従って、非常に速いドットクロックを持つ映像信号
を用いても、映像信号の極性反転周期は従来の数倍と長
くすることができる。
像信号を用いても、電圧が印加されてからの反応速度
(数十ms〜数百ms)が遅い液晶材料でも十分駆動す
ることができる。さらに、反応速度が速い液晶材料(例
えば、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等)を用いれば、
さらに速いドットクロックを持つ映像信号を用いること
が可能である。
を反強誘電性液晶という。反強誘電性液晶を有する混合
液晶には、電場に対して透過率が連続的に変化する電気
光学応答特性を示す、無しきい値反強誘電性混合液晶と
呼ばれるものがある。この無しきい値反強誘電性混合液
晶は、V字型の電気光学応答特性を示すものがあり、そ
の駆動電圧が約±2.5V程度(セル厚約1μm〜2μ
m)のものも見出されている。特に、本発明にこのよう
なしきい値の無い反強誘電性液晶材料(無しきい値反強
誘電性混合液晶)を用いることが好ましかった。
d Driving Scheme of Polymer-Stabilized Monostable
FLCD Exhibiting Fast Response Time and High Contra
st Ratio with Gray-Scale Capability" by H. Furue e
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ewing Angle with Fast Response Time" by T. Yoshida
et al.や、1996, J.Mater. Chem. 6(4), 671-673, "Th
resholdless antiferroelectricity in liquid crystal
s and its application to displays" by S. Inui et a
l.や、米国特許第5594569 号に開示された液晶を用いる
ことが可能である。
きい値反強誘電性混合液晶の印加電圧に対する光透過率
の特性を図21に示す。図21に示すグラフの縦軸は透
過率(任意単位)、横軸は印加電圧である。なお、液晶
表示装置の入射側の偏光板の透過軸は、液晶表示装置の
ラビング方向にほぼ一致する無しきい値反強誘電性混合
液晶のスメクティック層の法線方向とほぼ平行に設定さ
れている。また、出射側の偏光板の透過軸は、入射側の
偏光板の透過軸に対してほぼ直角(クロスニコル)に設
定されている。
きい値反強誘電性混合液晶を用いると、低電圧駆動かつ
階調表示が可能となることがわかる。
電性混合液晶をアナログドライバを有する液晶表示装置
に用いた場合には、画像信号のサンプリング回路の電源
電圧を、例えば、5V〜8V程度に抑えることが可能と
なる。よって、ドライバの動作電源電圧を下げることが
でき、液晶表示装置の低消費電力化および高信頼性が実
現できる。
反強誘電性混合液晶をデジタルドライバを有する液晶表
示装置に用いた場合にも、D/A変換回路の出力電圧を
下げることができるので、D/A変換回路の動作電源電
圧を下げることができ、ドライバの動作電源電圧を低く
することができる。よって、液晶表示装置の低消費電力
化および高信頼性が実現できる。
値反強誘電性混合液晶を用いることは、比較的LDD領
域(低濃度不純物領域)の幅が小さなTFT(例えば、
0nm〜500nmまたは0nm〜200nm)を用い
る場合においても有効である。
液晶は自発分極が大きく、液晶自体の誘電率が高い。こ
のため、無しきい値反強誘電性混合液晶を液晶表示装置
に用いる場合には、画素に比較的大きな保持容量が必要
となってくる。よって、自発分極が小さな無しきい値反
強誘電性混合液晶を用いるのが好ましい。また、液晶表
示装置の駆動方法を線順次駆動とすることにより、画素
への階調電圧の書き込み期間(ピクセルフィードピリオ
ド)を長くし、保持容量が小くてもそれを補うようにし
てもよい。
合液晶を用いることによって低電圧駆動が実現されるの
で、液晶表示装置の低消費電力が実現される。
有する液晶であれば、いかなるものも本発明の液晶表示
装置の表示媒体として用いることができる。
表示を従来のソースライン反転駆動及びゲートライン反
転駆動の表示よりも明るくすることができ、且つ、従来
のフレーム反転駆動で生じていたチラツキをなくすこと
ができる。
ションパターンの一例(実施例1)を示す図
施例1)を示す図
ターンを示す図
例1)を示す図
施例2)を示す図
一例(実施例2)を示す図
一例(実施例2)を示す図
例2)を示す図
す図
す図
(実施例2)を示す図
例2)を示す図
例2)を示す図
ョンパターンを示す図
ョンパターンを示す図
す顕微鏡写真図
す顕微鏡写真図
に対する光透過率の特性を示す図
Claims (14)
- 【請求項1】 一対の基板間に液晶が封入され、一方の
基板上にN本の走査線と、M本の信号線と、前記走査線
と前記信号線との各交差部に配置されたN×M個の表示
画素とを備えた液晶パネルに、正または負の極性を有す
る映像信号を各表示画素に印加して映像表示を行う液晶
表示装置において、同一極性の前記映像信号は、互いに
隣合うn(M>n≧2)本の前記信号線毎に印加され、
正の極性の映像信号が印加されたn本の信号線に接続さ
れる表示画素群と負の極性の映像信号が印加されたn本
の信号線に接続される表示画素群との境界部は、周期的
に移動することを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記境界部は、1フ
レームまたは1フィールド間隔毎に移動することを特徴
とする液晶表示装置。 - 【請求項3】 請求項1または2における前記液晶パネ
ルは少なくとも2本の映像信号配線を有し、前記映像信
号配線は、正の極性を有する映像信号が印加される第1
の映像信号配線と、負の極性を有する映像信号が印加さ
れる第2の映像信号配線とで構成されることを特徴とす
る液晶表示装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか一における前
記液晶パネルは、前記走査線と前記信号線との各交差部
にスイッチング素子を有し、前記走査線と、前記信号線
と、前記スイッチング素子とが同一基板上に形成される
ことを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装
置。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか一における前
記液晶パネルは、前記信号線に印加する映像信号の極性
を選択する極性選択回路を有し、前記信号線と、前記走
査線と、スイッチング素子と前記極性選択回路とが同一
基板上に形成されることを特徴とするアクティブマトリ
クス型液晶表示装置。 - 【請求項6】 マトリクス状に配列された表示画素で構
成された表示領域を備え、前記表示画素に正または負の
極性を有する映像信号を書き込み、映像表示を行うアク
ティブマトリクス型液晶表示装置において、少なくとも
4種類の極性パターンを前記表示領域に順次表示する映
像信号を形成する回路を有することを特徴とするアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項7】 請求項6において、少なくとも4種類の
極性パターンを前記表示領域に1フレームまたは1フィ
ールド間隔毎に順次表示し、前記極性パターンの種類と
同数のフレームを一周期として順次表示する回路を有す
ることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装
置。 - 【請求項8】 請求項6または7において、各表示画素
に印加される映像信号の極性を複数フレームまたは複数
フィールド期間毎に反転する回路を有することを特徴と
するアクティブマトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項9】 マトリクス状に配列されたx行×y列の
表示画素で構成される表示領域を備え、前記表示画素に
正または負の極性を有する映像信号を書き込み、映像表
示を行うアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方
法において、前記表示領域にZ種類の極性パターンを表
示することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表
示装置の駆動方法。 - 【請求項10】 請求項9において、前記Z種類の極性
パターンは、1フレーム間隔毎に表示され、且つ、Zフ
レームを一周期として順次表示されることを特徴とする
アクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法。 - 【請求項11】 請求項9または10において、マトリ
クス状に配列されたx行×y列の表示画素で構成される
表示領域に、Z(Z=4)種類の極性パターンが順次表
示されることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶
表示装置の駆動方法。 - 【請求項12】 一対の基板間に封入された液晶と、一
方の基板上にN本の走査線と、M本の信号線と、前記走
査線と前記信号線との各交差部に配置されたN×M個の
表示画素で構成された表示領域とを備えた液晶パネルを
有する液晶表示装置において、少なくとも2種類の異な
るディスクリネーションパターンが、前記表示領域に表
示されることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶
表示装置。 - 【請求項13】 一対の基板間に液晶が封入され、マト
リクス状に配列された表示画素で構成された表示領域を
備え、前記表示画素に正または負の極性を有する映像信
号を書き込み、映像表示を行うアクティブマトリクス型
液晶表示装置の駆動方法において、少なくとも2種類の
異なるディスクリネーションパターンを前記表示領域に
表示することを特徴とするアクティブマトリクス型液晶
表示装置の駆動方法。 - 【請求項14】 請求項12において、前記ディスクリ
ネーションパターンを1フレームまたは1フィールド間
隔毎に前記表示領域へ順次表示することを特徴とするア
クティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法。
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