KR100347402B1 - 액정표시장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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스미요시겐
우에하라신이찌
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Abstract

각 필드마다 주사선을 순차적으로 주사하여 화면을 표시할 수 있는 액정표시장치의 구동방법에 있어서, 제 1 필드와 제 2 필드에서 주사순서와 역순시키거나, 또는 신호전압의 부호를 반전시키는 방법, 및 이들 구동방법을 갖는 액정표시장치가 개시된다. 이로써, 고콘트라스트 및 고휘도의, 전기적인 비대칭성에 영향이 없는 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Description

액정표시장치 및 그 구동방법 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND DRIVING METHOD THEREOF}
(a) 발명의 분야
본 발명은 액정표시장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 고콘트라스트 및 고휘도이면서 또한 전기적인 비대칭성의 영향이 없는 액정표시소자의 구동방법 및 액정표시소자가 그와 같은 구동방법에 의하여 구동되는 액정표시장치에 관한 것이다.
(b) 종래 기술의 설명
고성능액정 디스플레이의 주류는 현재 네마틱 액정을 사용하는 TN (트위스티드 네마틱) 모드 또는 IPS (인·플레인·스위칭) 모드의 TFT (박막트랜지스터) 방식 액티브 매트릭스 액정표시장치이다. 이들 액티브 매트릭스 액정표시장치에 있어서는, 통상적으로 화상신호는 30 ㎐ 에서 정(+)부(-)의 기입을 행하기 위하여, 60 ㎐ 에서 재서 (再書) 되며, 1 필드의 시간은 약 16.7 ㎳ (밀리초) 이다. 여기에서, 정부 쌍방의 합계시간은 1 프레임으로 불리며, 약 33.3 ㎳ 이다. 이에 대하여, 현상의 액정 응답시간은 가장 빠른 응답속도라도 이 프레임 시간 정도이다. 따라서, 동화상으로 이루어지는 영상신호를 표시하는 경우, 또는 고속의 컴퓨터 화상을 표시하는 경우에는, 현재의 프레임시간보다도 빠른 응답속도가 필요하게 된다.
한편, 액정표시장치에서 더 한층의 고정세화를 목표로 하므로, 액정표시장치의 조명광인 백라이트를 적·녹·청으로 시간적으로 전환시키는 필드 시퀀셜컬러 액정표시장치가 검토되고 있다. 이 방식에서는 컬러 필터를 공간적으로 배치할 필요가 없으므로 종래에 비하여 3 배의 고정세화가 가능하다. 필드 시퀀셜 액정표시장치에서는, 1 필드의 1/3 의 시간에 1 색을 표시할 필요가 있으므로, 표시에 사용할 수 있는 시간은 약 5 ㎳ 정도이다. 따라서, 액정 자체에는 5 ㎳ 보다도 짧은 시간이 요구된다. 이러한 고속응답을 실현할 수 있는 액정으로서, 강유전성 액정 또는 반강유전성 액정과 같은 자발 분극을 갖는 액정의 사용이 검토되고 있다. 또한, 네마틱 액정에 있어서도, 유전 이방성을 크게 하고, 점성을 낮게 하고, 박막화하며, 혹은 액정배향을 파이형의 배향 등으로 변경하는, 등에 의한 고속화가 검토되고 있다.
액티브 매트릭스 액정표시소자에서, 실제적으로 액정부에 전압 및 전하가 기입되는 시간은, 각 주사선의 선택시간 (기입시간) 뿐이다. 이 시간은 1000 개의 라인을 가지고, 1 필드시간에서 기입되는 액정표시장치의 경우에는 16.7 ㎲ (마이크로초) 이고, 필드 시퀀셜 구동을 하는 경우에는 약 5 ㎲ 이다. 현 상황에서는, 이러한 시간내에 응답이 종료되는 액정소자 또는 액정의 사용형태는 거의 존재하지 않는다. 전술한 자발 분극을 가지는 액정소자 또는 고속화된 네마틱 액정에 있어서도, 이렇게 빨리 응답하는 소자는 알려져 있지 않다. 그 결과, 다음과 같은 문제가 발생된다. 즉, 액정의 응답은 통상적으로 신호의 기입 종료 후에 일어나게 된다. 그 결과, 자발 분극을 갖는 액정에서는 자발 분극의 회전에 의한 반전장이 발생되므로, 액정층 양단의 전압이 급격히 저하된다. 그래서, 액정층의 양단에 기입된 전압이 크게 변화된다. 한편, 고속 네마틱 액정에서도, 유전율의 이방성에 의한 액정층의 용량변화가 매우 커지므로, 액정층에 기입되고 유지되어야 할 유지전압에 변화가 일어난다. 이러한 유지전압의 저하, 즉 실효인가전압의 저하는 기입부족이 되어 화면의 콘트라스트를 저하시킨다. 또한, 동일 신호를 계속 기입하는 경우에는, 유지전압이 저하되지 않을 때까지 휘도가 계속 변화되고, 안정된 휘도를 얻기까지는 몇 개의 프레임을 필요로 하게 된다.
JAPANESE APPLIED PHYSIC 제 36 권의 파트 1, № 2 의 720 페이지 ~ 729 페이지에는, 화상신호가 변화되어 신호전압의 절대치가 변화된 프레임에서, 동일 화상신호를 몇 개의 프레임에 걸쳐 계속 기입한 경우에, 「스텝응답」으로 불리는 현상이 나타낸다는 요지가 기재되어 있다. 이 현상은 동일 신호전압에 대하여 투과율이 몇 프레임에 걸쳐 각 필드마다 명암이 진동하는 현상으로서, 몇 프레임 후에 일정한 투과광량에서 안정된다.
상기 현상의 예를 도 1 ~ 3 의 모식도를 참조하면서 설명하기로 한다.
도 1 (a) 는 데이터전압의 파형도, 도 1b 는 그 때의 투과율의 파형도이다. 액정에 도 1 (a) 의 데이터전압을 인가하면, 도 1b 에서와 같이 투과율이 필드마다 명암이 진동하고, 여기에서 든 예에서는 4 프레임째에서 겨우 일정한 투과율로 안정되어 있다. 이렇게, 실제의 투과율 변화에는 몇 프레임을 필요로 하므로, 표시화상의 고속성이 상실된다.
도 2 (a) 는 데이터 전압의 파형도, 제 2 (b) 도는 게이트 전압, 도 2 (c) 는 그 때의 투과율의 파형도이다. 또한, 도 3 은 도 2 에서 나타낸 구동에 있어서의 주사선마다의 타이밍 챠트이고, 정 및 부의 표시기간 (102, 104) 의 농담은 도 2 의 투과율을 토대로 한 휘도를 나타낸다. 또한, 도 3 중에 16.7 ㎳ 의 시간을 화살표로 표시하였다.
도 3 에서는 6 개의 주사선을 상정하고 있고, 위의 주사선부터 순차적으로 정의 기입 (101) 을 행하여, 정의 표시 (102) 를 얻은 후에, 다시 위의 주사선부터 순차적으로 부의 기입 (103) 을 행하여, 부의 표시 (104) 를 얻는다. 각 주사선에 대하여, 정의 기입 (101) 과 정의 표시 (102) 의 기간을 더한 것이 제 1 필드, 부의 기입 (103) 과 부의 표시 (104) 의 기간을 더한 것이 제 2 필드로서, 양 필드의 합계는 1 프레임이 된다.
그리고, 도 2 (a) 의 데이터 전압을 인가하고, 도 2 (b) 의 게이트 전압으로 TFT 스위치를 온으로 하면, 도 2 (c) 에서와 같이, 필드마다 투과율이 명암 진동을 한다. 이러한 투과율의 진동은 플리커로서 관찰되며, 표시의 품위의 열화를 초래한다. 또한, 도 2 (c) 에서와 같이 신호전압 인가 후, 2 프레임째 (4 필드) 에서 일정한 투과율로 안정된다.
그 결과, 휘도변화도 도 3 에서와 같이 진동한다. 이렇게, 고속응답액정을 사용해도 실제의 휘도의 안정에는 몇 프레임을 필요로 하게 되므로, 표시화상의 고속성이 상실되게 된다.
액정응답 후의 투과율은 인가된 신호전압이 아니라, 액정응답 후의 액정용량에 축적된 전하량에 의하여 결정된다. 이 전하량은 신호기입 이전의 축적전하와 신규 기입된 기입전하에 의하여 결정된다. 또한, 이 응답 후의 축적전하는 액정의 물성 정수, 전기적 파라미터 및 축적용량 등의 화소설계치에 따라서도 변화된다. 따라서, 신호전압과 투과율의 대응을 취하는데에는, (1) 신호전압과 기입전하의 대응, (2) 기입 이전의 축적전하, (3) 응답 후의 축적전하를 계산하기 위한 정보와 실제의 계산 등이 필요하게 된다. 그 결과, (2) 를 전체 화면에 걸쳐 기억하기 위한 프레임 메모리나, (1) 또는 (3) 의 계산부가 필요하게 된다. 이는 시스템 부품 수의 증대를 초래하므로, 바람직하지 않다.
상기 문제를 해결하는 방법으로서, 신규 데이터 기입 전에 소정의 액정 상태로 맞추는 리세트전압을 인가하는 리세트 펄스법이 종종 사용된다.
그 일례로서, 아이·디·알·씨 1997 의 L-66 페이지 내지 L-69페이지에 기재된 기술에 대하여 설명하기로 한다. 이 문헌에서는 네마틱 액정 배향을 파이형의 배향으로 하고, 보상 필름을 부가한 OCB (옵티컬리·컨펜세이티드·바이리프리젠스) 모드를 사용하고 있다. 이 액정 모드의 응답속도는 약 2 밀리초 내지 5 밀리초가 되므로, 종래의 TN 모드보다 월등히 빠르다.
본래는 1 프레임 내에서 응답이 종료되기 마련이나, 전술한 바와 같이 액정의 응답에 의한 유전율의 변화에 의하여 유지전압의 대폭적인 저하가 일어나, 안정된 투과율이 얻어지기까지 몇 프레임을 필요로 하게 된다. 따라서, 전술한 문헌에서는 1 프레임 내에서 백색 표시의 기입 후, 반드시 흑색 표시를 기입하는 방법이 문헌의 도 5 에 기재되어 있다. 이 도면을 도 4 로써 인용하기로 한다. 횡축은 시간이고, 종축은 휘도이다. 점선은 통상적인 구동의 경우의 휘도 변화이며, 3 프레임째에서 안정된 휘도에 도달하고 있다.
이 리세트 펄스법에 의하면, 신규 데이터의 기입시에는 반드시 소정의 상태로 되어 있으므로, 기입된 신호전압과 얻어지는 투과율 사이에는 1 대 1 의 대응이 보인다. 이 1 대 1 의 대응에 의하여, 구동용 신호의 발생방법이 간편해짐과 동시에, 전회의 기입정보를 기억해두는 프레임 메모리 등의 수단이 필요없게 된다.
리세트전압의 별도의 인가방법으로서, 일정한 화소신호에 대하여 정 및 부의 데이터 신호전압을 생성하고, 정 (부) 전압을 인가한 후에 부 (정) 전압을 인가하고, 그 후에 리세트전압을 인가하는 방법도 사용되고 있다. 이 경우에는, 단순히 진폭이 비슷한 정부의 데이터 신호전압을 인가하면, 전술한 「스텝응답」이 발생된다. 따라서, 도 5 (a) 에 나타낸 파형을 갖는 데이터 신호전압이 인가된다. 도 5 (b) 는 그 때 얻어지는 투과율의 파형도이다. 동일 도면에서, 점선으로 표시된 파형은 정부로 진폭을 비슷하게 했을 경우의 데이터 전압의 파형, 및 그 파형을 인가했을 때의 투과율의 파형이다.
「스텝응답」을 방지하기 위해서는, 도 5 (a) 에서와 같이 프레임 전반의 데이터 전압 (여기에서는 정의 데이터 전압) 의 진폭을 낮게 설정하고, 프레임 후반의 데이터 전압 (여기에서는 부의 데이터 전압) 의 진폭을 점선의 파형과 동일하게 한다. 이로써, 스텝응답이 저지되고, 도 5 (b) 에서 나타낸 바와 같이 프레임 전반 및 후반에서 동일한 투과율이 얻어지게 된다. 이 후의 프레임 종료시에 리세트함으로써, 액정은 소정의 리세트가 이루어진 상태에서 맞추어진다. 다음의 프레임에서는, 새로이 동일한 파형을 인가함으로써, 일정한 신호전압에 대하여 일정한 투과율이라는 1 대 1 의 대응이 얻어진다.
또한, 이들 문제를 해결하는 별도의 수단으로서, AMLCD 97 의 다이제스트의 119 페이지 ~ 122 페이지에 기재된 「의사 DC 구동」이라고 하는 구동방법이 제안되고 있다.
도 6 및 도 7 을 참조하면서 이 기술을 설명하기로 한다. 도 6 은 도 2 와 마찬가지로 도 6 (a) 는 데이터 전압의 파형도, 도 6 (b) 는 게이트 전압, 및 도 6 (c) 는 그 때의 투과율의 파형도이다. 또한, 도 7 은 주사선마다의 타이밍 챠트이고, 정 및 부의 표시기간 (102, 104) 의 농담은 도 6 (c) 의 투과율을 토대로 하는 휘도를 나타낸다. 또한, 도 6 중에 16.7 ㎳ 의 시간을 화살표로 나타내었다.
문헌 내의 기재에서는 16.7 ㎳ 을 1 프레임 시간으로 정의하고 있으나, 이 정의는 일반적이 아니므로, 본 명세서 내의 도면에서는 변경되어 있다 (문헌에 기재된 1 프레임 시간은 본 명세서에서 통상의 종래의 기술에 대하여 말하는 바의 1 프레임 시간에 상당한다.).
「의사 DC 구동」에서는, 통상의 도 2 에 나타내어진 AC 구동과 달리, 복수의 필드 간에, 동일 부호의 데이터 전압이 계속 인가된다. 복수의 필드 후에 데이터전압의 부호가 반전되어 전기적인 편차를 없앤다. 도 6 에 있어서는, 4 필드의 정의 기입 후, 4 필드의 부의 기입이 이루어져 하나의 화상신호 표시가 종료된다. 주사선마다의 기입 타이밍은 도 7 에서 나타낸 바와 같이 위에서 순차적으로 정의 데이터를 기입하고, 그것을 4 회 반복한 후에 위에서 순차적으로 부의 데이터를 기입하는 것을 4 회 반복한다.
이 방법에서는 인가된 일정한 DC 전압과 액정의 양단의 유지전압이 동일해지는 상태가 얻어진다. 그 결과, 액정의 응답에 의한 유지전압의 저하가 없고, 또한 도 2 의 AC 구동과 같이 액정의 응답에 의하여 유지전압이 저하되는 방법에 비하여 최종적인 투과율이 높아진다.
그러나, 이 방법에 있어서의 1 프레임 시간은 각각의 부호의 복수 프레임을 합계한 것이 된다. 즉, 도 6 의 예에서는 본 방식의 1 프레임 시간은 도 2 의 프레임의 4 배의 시간이 걸린다.
종래의 리세트 패널법에서는, 상기의 어느 한 리세트 펄스법을 채용해도 다음과 같은 문제가 존재한다. 그것은 먼저, 리세트을 행하는 타이밍에 맞추어,화면 내의 장소에 따라서 휘도가 크게 변화되는 문제이다. 예를 들어, 화면 상부에서 하부로 향하여 순차적으로 주사되는 경우에, 전체 라인의 주사 종료 후에 리세트하면, 화면 상부에서는 거의 1 필드분의 기입 후의 표시시간이 얻어지는데 대하여, 화면 하부에서는 기입 후에 미소한 표시시간밖에 얻지 못하고 리세트가 이루어진다. 이 현상을 도 8 을 참조하면서 설명하기로 한다.
도 8 (a) 는 기입 (주사) 기간 (101) , 표시기간 (102) 및 리세트기간 (103) 의 각 기간의 상태를, 화면의 주사방향과 시간축에 의한 2 차원으로 모식적으로 표시한 도면이다. 이 도면에서는 8 개의 주사선을 갖고, 기입기간 (101) 에 있어서 화면 상부에서 하부로 순차적으로 주사가 이루어지고, 일정한 표시기간 (102) 후에 리세트기간 (103) 에 도달하고, 전체 화면이 한번에 리세트된다고 하는 요지가 기재되어 있다. 도 8 (b) 는 이러한 구동방법을 이용하여 백색 표시를 한 경우의 화면 최상부의, 즉 제 1 번째 (1 개째) 의 주사선 상에서의 주사선 전압 및 투과율을 모식적으로 나타낸다. 또한, 도 8 (c) 는 화면 최하부, 즉 제 8 번째 (8 개째) 의 주사선 상에서의 주사선 전압 및 투과율을 모식적으로 나타낸다. 제 1 번째의 주사선에서는 1 프레임기간부터 리세트기간과 응답 라이징기간을 제외한 비교적 긴 기간에서 백색 표시가 얻어지는데, 제 8 번의 주사선에서는 응답 종료와 동시에 리세트가 시작되므로, 백색 표시가 거의 얻어지지 않는다. 이 결과, 동일 신호를 표시한 경우, 도 9 (b) 에서와 같이, 프레임기간 전체에서 볼 때, 화면 상부가 밝고 화면 하부는 어두운 현상이 발생된다. 이러한 면내 분포는 화질을 현저하게 저하시킨다.
다음으로, 소정의 표시 상태로 하는 기간이 항상 존재하므로, 전체의 콘트라스트 또는 최대 투과율이 감소된다는 문제가 있다. 예를 들어, 리세트에 의하여 흑색 표시의 상태로 하는 경우, 흑색 표시 이외의 소정의 표시가 얻어지는 기간은 리세트를 하지 않는 경우에 비하여 적어지고, 최대 투과율 및 각 계조의 투과율이 감소된다. 한편, 리세트에 의하여 흑색 표시 이외의 상태로 하는 경우에, 흑색 표시시에 리세트시의 투과율이 가산되어 시간적으로 평균되므로, 흑색 표시의 투과율이 상승되어 콘트라스트가 저하된다.
또한, 투과율이 일정해지는 기간이 항상 존재하므로, 그 투과율과 기타의 표시투과율 사이에서 플리커가 발생된다는 문제가 있다. 예를 들어, 화면 전체를 동시에 리세트하는 경우에는 전체 화면이 동시에 어른거리므로 플리커가 심하게 인식된다.
나아가, 리세트기간 만큼 주사기간이 짧아지는 문제가 있다. 통상적으로, 주사기간 (기입시간) 은 프레임시간의 절반 시간인 필드시간을 주사선 개수로 나눈 것과 거의 비슷하다. 그러나, 필드기간 중에 리세트기간이 설정되면, 도8 (a) 에서 나타낸 주사기간 (101) 은 필드시간에서 리세트시간 (103) 을 뺀 것을 주사선 개수 (8) 로 나눈 것이 된다. 이 결과, 주사기간이 짧아지게 된다. 리세트기간이 주사기간에 영향을 주는 문제를 해결하기 위한 수단으로써, 인터레이스 구동과 리세트을 조합하는 수법이, 예를 들어 일본 공개특허공보 평4-186217 호에 기재되어 있다. 이 방법에서는 인터레이스 모드에서 FLC (강유전성 액정) 패널을 구동시켜 비표시기간에 있는 주사선을 리세트한다. 이로써 리세트기간에 의한 주사기간의 감소는 방지된다. 또한, 인접되는 라인의 리세트의 주기가 엇갈리므로, 평균화에 의하여 플리커가 감소되는 것으로 유추된다. 그러나, 이 방법에 있어서도, 다른 문제인, 면내에서의 휘도분포 또는 최대 투과율의 감소 등은 개선되지 않는다.
한편, 의사 DC 구동에서는 전술한 바와 같이, AC 구동에 비하여 긴 프레임 시간 (도 6 및 도 7 에서는 AC 구도의 4 배) 을 필요로 하고, 고속응답성을 살릴 수 없다. 또한, 그 결과로서 도 7 에서 휘도를 나타낸 통상의 프레임시간 (16.7 ㎳) 의 몇 배로 진동하는 장주기의 플리커를 발생시킨다.
전술한 바를 감안하여, 본 발명의 목적은 고속응답의 액정표시장치로서, 리세트 펄스를 사용해도 면내 휘도의 편차 또는 플리커가 적고, 고콘트라스트 및 고휘도를 얻을 수 있는 액정표시장치의 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 구동방법을 사용한, 고속응답으로 휘도의 면내 편차 또는 플리커가 적고, 고콘트라스트에서 고휘도인 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 리세트 펄스법이나 프레임메모리를 사용하지 않고, 인가신호전압과 투과율 사이에 1 대 1 의 대응이 보이는 액정표시소자의 구동방법을 제공하는 것에 있다.
또, 본 발명의 또 다른 목적은 인가신호전압과 투과율 사이에 1 대 1 의 대응이 보이고, 또한 고속의 응답이 가능한 액정표시소자의 구동방법을 제공하는 것에 있다. 또한, 그들 구동방법을 사용한 액정표시장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정구동방법은 각 필드마다 주사선을 순차적으로 주사하여 화면을 표시하고, 계속해서 주사선을 리세트하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
제 1 필드에서 주사선을 순차적으로 주사한 후에 일제히 리세트하고, 이 제 1 필드에 계속되는 제 2 필드에서 제 1 필드에서의 주사순서와는 역순으로 주사한 후에 일제히 리세트하는 것을 특징으로 한다 (이하, 제 1 발명이라고 함).
제 1 발명의 액정구동방법에 의하면, 기입에서 리세트에 이르기까지의 시간이 표시패널의 면내에서 평균화되므로 균일한 면내휘도분포가 얻어진다.
제 1 발명의 구동방법에서 인터레이스구동을 행할 때에는 제 1 프레임에서 홀수번의 주사선을 예컨대 위에서 아래로 순차적으로 주사하고, 제 2 프레임에서 짝수번의 주사선을 아래에서 위로 순차적으로 주사하는 것이 바람직하다.
인터레이스구동을 행할 때, 1 프레임중에 하나의 주사선으로 2 회의 기입기간을 갖는 것과, 2 회의 리세트기간을 갖는 것도 본 발명의 바람직한 태양이다. 여기서, 1 프레임중에 하나의 주사선으로 1 회의 리세트기간을 갖고, 리세트후의 1 회째 기입시의 데이터 신호전압 절대치가 2 회째 기입시의 데이터 신호전압 절대치보다 작도록 구성할 수 있다.
제 1 발명에 의하면, 고속응답의 액정표시장치에 있어서 리세트 펄스를 사용해도 면내의 휘도분포가 적고, 플리커가 적으며, 고콘트라스트이며 고휘도이고, 전기적인 비대칭성의 영향이 없는 구동방법을 실현할 수 있다. 또, 제 1 발명에의하면, 그들 구동방법을 사용한 액정표시장치 및 필드 시퀀셜 액정표시장치를 실현할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 관계된 액정표시소자의 구동방법 (이하, 제 1 구동방법이라고 함) 은 1 프레임이 제 1 필드와 제 2 필드로 구성되고,
제 1 필드에서 소정의 신호전압으로 데이터를 복수회 기입하고,
이어서, 제 2 필드에서 신호전압의 부호를 반전시켜, 복수회 데이터를 기입하는 것을 특징으로 하고 있다 (이하, 제 2 발명이라고 함).
또, 본 발명에 관계된 액정표시소자의 다른 구동방법 (이하, 제 2 구동방법이라고 함) 은 극성이 정부 (正負) 로 소정 주기로 반전하는 신호전압으로 1 프레임내에 복수회 데이터를 기입하는 것을 특징으로 하고 있다 (이하, 제 3 발명이라고 함).
또한 제 3 및 제 4 구동방법은 각각 제 2 및 제 3 발명으로, 주사선군을 복수개의 블록으로 분할하고, 복수개의 블록을 동시에 주사한다.
또, 제 5 및 제 6 구동방법은 1 프레임이 3 색의 컬러에 따라 3 개의 필드로 분할되고, 각 필드내에서 데이터가 순차적으로 표시되는 필드 시퀀셜 액정표시장치의 구동방법으로서, 각각
각 색의 구동방법이 제 3 또는 제 4 구동방법에 의한 것을 특징으로 하고 있다.
제 1 구동방법은 상술한 의사 DC 구동법의 주파수를 증대시킨 것에 상당하는 것으로서, AC 구동에 의하여 1 필드내에 복수회의 기입을 행한다.
제 2 구동방법은 AC 구동의 주파수를 증대시킨 것에 상당하고, 1 프레임 사이에 복수주기의 AC 구동을 행한다.
제 3 구동방법은 제 1 구동방법으로, 주사선을 복수의 블록으로 분할하고, 동시에 주사하는 방법이다. 제 4 구동방법은 제 2 구동방법으로 주사선을 복수의 블록으로 분할하고, 동시에 주사하는 방법이다.
제 2 및 제 3 발명의 제 5 구동방법은 필드 시퀀셜표시로서, 제 1 및 제 3 구동방법과 동일한 구동이며, 또한 각 색이 정의 복수회 기입과 표시기간과 부의 복수회 기입과 표시기간으로 구성된다.
제 2 및 제 3 발명의 제 6 구동방법은 필드 시퀀셜표시로서, 제 2 및 제 4 구동방법과 동일한 구동이며, 또한 각 색이 복수회의 AC 구동과 표시기간으로 구성된다.
제 2 및 제 3 발명에 관계된 액정표시장치는 제 1 에서 제 4 구동방법을 이용한 액정표시장치이다. 또, 제 2 및 제 3 발명에 관계된 다른 액정표시장치는 제 5 및 제 6 구동방법을 이용한 필드 시퀀셜 액정표시장치로서, 액정표시모드가 갖는 시각 의존성과 구동방법에 기인한 패널 면내의 휘도분포를 상쇄하는 액정표시장치이다.
제 2 및 제 3 발명에 의하면, 고속응답의 액정표시장치에 있어서, 리세트 펄스를 사용하지 않고, 화상데이터간의 연산을 하지도 않고, 고콘트라스트이며 고휘도이고, 전기적인 비대칭성의 영향이 없는 액정표시소자의 구동방법을 실현할 수 있다. 또한, 그들 구동방법을 이용한 액정표시장치 및 필드 시퀀셜 액정표시장치도 실현할 수 있다.
도 1 은 종래의 고속응답액정에 있어서의 스텝응답을 설명한 도면으로, 도 1 (a) 는 인가전압의 파형도, 도 1 (b) 는 도 1 (a) 의 인가전압시의 투과율 변화를 나타낸 도면.
도 2 는 종래의 AC 구동법으로 데이터 신호파형을 설명한 도면으로, 도 2 (a) 는 데이터선 인가전압의 파형도, 도 2 (b) 는 게이트선 인가전압의 파형도, 도 2 (c) 는 고속응답액정에 도 2 (a) 및 (b) 의 전압을 인가했을 때의 투과율 변화를 나타낸 도면.
도 3 은 도 2 의 종래 AC 구동법에서의 주사선마다의 타임차트 및 주사선마다의 표시휘도를 나타낸 도면.
도 4 는 종래의 OCB 모드에 대하여 리세트법의 구동을 적용한 경우의 휘도의 시간변화를 나타낸 도면.
도 5 는 스텝응답을 방지하기 위한 데이터 신호파형을 설명한 도면으로, 도 5 (a) 는 인가전압의 파형도, 도 5 (b) 는 도 5 (a) 의 인가전압시의 투과율 변화를 나타낸 도면.
도 6 은 종래의 의사 DC 구동법으로 데이터 신호파형을 설명한 도면으로, 도 6 (a) 는 데이터선 인가전압의 파형도, 도 6 (b) 는 게이트선 인가전압의 파형도, 도 6 (c) 는 고속응답액정에 도 6 (a) 및 (b) 의 전압을 인가했을 때의 투과율 변화를 나타낸 도면.
도 7 은 도 6 의 종래의 의사 DC 구동법에서의 주사선마다의 타임차트 및 주사선마다의 표시휘도를 나타낸 도면.
도 8 은 종래의 구동방법을 나타낸 도면으로, 도 8 (a) 는 주사선마다의 타임차트, 도 8 (b) 는 제 1 번 주사선의 주사선 전압과 투과율의 파형도, 도 8 (c) 는 제 8 번 주사선의 주사선 전압과 투과율의 파형도.
도 9 는 종래의 구동방법에 따른 패널면내의 휘도분포도로서, 도 9 (a) 는 도 8 (a) 의 1 (a) 에서 1 (f) 의 각 순간에 있어서의 휘도분포, 도 9 (b) 는 프레임 시간으로 시간평균된 휘도분포를 나타낸 도면.
도 10 은 본 발명의 제 1 실시형태예의 구성 및 동작을 나타낸 도면으로, 도 10 (a) 는 주사선마다의 타임차트, 도 10 (b) 는 제 1 번 주사선의 주사선 전압과 투과율의 파형도, 도 10 (c) 는 제 8 번 주사선의 주사선 전압과 투과율의 파형도.
도 11 은 제 1 실시형태예의 동작을 나타낸 패널면내의 휘도분포도로서, 도 11 (a) 는 도 10 (a) 의 1 (a) 에서 1 (f) 의 각 순간에 있어서의 휘도분포, 도 11 (b) 는 프레임시간으로 시간평균된 휘도분포를 나타낸 도면.
도 12 는 본 발명의 제 2 실시형태예의 구성 및 동작을 나타낸 도면으로, 도 12 (a) 는 주사선마다의 타임차트, 도 12 (b) 는 제 1 번 주사선의 주사선 전압과 투과율의 파형도, 도 12 (c) 는 제 8 번 주사선의 주사선 전압과 투과율의 파형도.
도 13 은 본 발명의 제 2 실시형태예의 동작을 나타낸 패널면내 휘도분포도면으로, 도 13 (a) 는 도 12 (a) 의 2 (a) 에서 2 (f) 의 각 순간에 있어서의 휘도분포, 도 13 (b) 는 프레임시간으로 시간평균된 휘도분포를 나타낸 도면.
도 14 는 본 발명의 제 3 실시형태예의 구성 및 동작을 나타낸 도면으로, 도14 (a) 는 주사선마다의 타임차트, 도 14 (b) 는 제 1 번 주사선의 주사선 전압과 투과율의 파형도, 도 14 (c) 는 제 8 번 주사선의 주사선 전압과 투과율의 파형도.
도 15 는 본 발명의 제 3 내지 제 5 실시형태예의 동작을 나타낸, 프레임시간으로 시간평균된 패널면내의 휘도분포도로서, 도 15 (a) 는 제 3 실시형태예, 도 15 (b) 는 제 4 및 제 5 실시형태예의 분포도.
도 16 은 본 발명의 제 4 실시형태예의 구성 및 동작을 나타낸 도면으로, 도 16 (a) 는 주사선마다의 타임차트, 도 16 (b) 는 제 1 번 주사선의 주사선 전압과 투과율의 파형도, 도 16 (c) 는 제 8 번 주사선의 주사선 전압과 투과율의 파형도.
도 17 은 본 발명의 제 5 실시형태예의 구성 및 동작을 나타낸 도면으로, 도 17 (a) 는 주사선마다의 타임차트, 도 17 (b) 는 제 1 번 주사선의 주사선 전압과 투과율의 파형도, 도 17 (c) 는 제 8 번 주사선의 주사선 전압과 투과율의 파형도.
도 18 은 본 발명의 제 6 및 제 7 실시형태예의 구성 및 동작을 나타낸 도면으로, 도 18 (a) 는 제 6 실시형태의 주사선마다의 타임차트, 도 18 (b) 는 프레임시간으로 시간평균된 패널면내 휘도분포도, 도 18 (c) 는 제 7 실시형태예의 주사선마다의 타임차트.
도 19 는 본 발명의 제 8 및 제 9 실시형태예의 구성 및 동작을 나타낸 도면으로, 도 19 (a) 는 제 8 실시형태예의 광원휘도와 주사선마다의 타임차트, 도 19 (b) 는 제 9 실시형태예의 광원휘도와 주사선마다의 타임차트.
도 20 은 종래의 필드 시퀀셜 액정표시장치의 구동방법으로 패널면내 휘도분포를 없애기 위한 구동방법 및 광원휘도의 구성을 나타낸 도면으로, 광원휘도와 주사선마다의 타임차트.
도 21 은 본 발명의 제 10 실시형태예의 구성 및 동작을 나타낸 광원휘도와 주사선마다의 타임차트.
도 22 는 본 발명의 제 11 실시형태예에 관계된 액정표시장치의 박막트랜지스터어레이의 평면도.
도 23 은 제 11 실시형태예에 관계된 액정표시장치의 측면도.
도 24 는 제 14 실시형태예의 구성 및 동작을 설명한 파형도로서, 도 24 (a) 는 데이터선 인가전압의 파형도, 도 24 (b) 는 게이트선 인가전압의 파형도, 도 24 (c) 는 고속응답액정에 도 24 (a) 및 (b) 의 전압을 인가했을 때의 투과율 변화를 나타낸 도면.
도 25 는 주사선마다의 타임차트 및 주사선마다의 표시휘도를 나타낸 도면.
도 26 은 제 15 실시형태예의 구성 및 동작을 설명한 파형도로서, 도 26 (a) 는 데이터선 인가전압의 파형도, 도 26 (b) 는 게이트선 인가전압의 파형도, 도 26 (c) 는 고속응답액정에 도 26 (a) 및 (b) 의 전압을 인가했을 때의 투과율 변화를 나타낸 도면.
도 27 은 주사선마다의 타임차트 및 주사선마다의 표시휘도를 나타낸 도면.
도 28 은 제 16 실시형태예의 주사선마다의 타임차트 및 주사선마다의 표시휘도를 나타낸 도면.
도 29 는 제 17 실시형태예의 주사선마다의 타임차트 및 주사선마다의 표시휘도를 나타낸 도면.
도 30 은 제 18 실시형태예의 광원휘도와 주사선마다의 타임차트.
도 31 은 제 19 실시형태예의 광원휘도와 주사선마다의 타임차트.
도 32 는 제 20 실시형태예의 액정표시장치의 층구조를 나타낸 단면도.
도 33 은 제 6 실시예의 액정표시장치의 동작을 나타낸 도면으로, 도 33 (a) 는 데이터선 인가전압의 파형도, 도 33(b) 는 게이트선 인가전압의 파형도, 도 33 (c) 는 도 33 (a) 및 도 33 (b) 의 전압을 인가하였을 때의 투과율 변화를 나타낸 도면.
도 34 는 제 7 실시예의 액정표시장치의 동작을 나타낸 도면으로, 도 34 (a) 는 데이터선 인가전압의 파형도, 도 34 (b) 는 게이트선 인가전압의 파형도, 도 34 (c) 는 도 33 (a) 및 도 33 (b) 의 전압을 인가하였을 때의 투과율 변화를 나타낸 도면.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : TFT
11 : 드레인 버스라인
13 : 게이트 버스라인
14 : 화소전극
15 : 편광판
16 : 지지기판
17 : 전극
18 : 배향막
19 : 액정
발명의 바람직한 형태
다음으로, 도면을 참조하면서, 본 발명의 제 1 발명에 관한 실시형태예 및 실시예를 통하여, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 또, 종래기술에서 설명한 각 기간과 동일한 기간에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 상세한 설명을 생략하기로 한다.
제 1 실시형태예
도 10 은 본 발명의 제 1 발명의 제 1 실시형태의 구동방법을 나타낸 도면으로, 도 10 (a) 는 주사선마다의 시간배분의 구성을 나타낸 타임차트이다. 횡축은 시간축이고 종축은 주사선축이다. 이 도면에서는 8 개 주사선의 예를 나타내고 있다. 또, 도 10 (b) 는 도 10 (a) 의 제 1 번 (1개째) 주사선에서의 주사선 전압 및 그 투과율을 나타낸 타임차트이고, 도 10 (c) 는 제 8 번 (최종) 의 주사선에서의 주사선 전압 및 투과율을 나타낸 타임차트이다.
본 실시형태예에서는, 기입기간 (101) 에서 각 주사선을 순차적으로 선택하여 데이터를 기입한 후에 표시기간 (102) 으로 이행하여 표시를 하고, 계속해서 리세트기간 (103) 에서 각 주사선을 일제히 리세트시킨다. 여기서 1 프레임내의 제 1 필드와 제 2 필드에서는 주사선을 주사하는 순서가 다르다. 즉, 제 1 필드에서는 제 1 번 주사선에서 제 8 번 주사선까지 위에서 아래쪽으로 순차적으로 주사하고, 제 2 필드에서는 제 8 번 주사선에서 제 1 번 주사선까지 아래에서 위쪽으로 주사한다. 또한, 제 1 필드와 제 2 필드의 주사순서를 각각 역으로 해도 된다.
도 10 (b) 에 나타낸 바와 같이, 제 1 번 주사선에서는 제 1 필드 초기에 기입용 주사신호가 인가되고 그 필드 종료시에 리세트용 주사신호가 인가된다. 또, 제 2 필드에서는 역으로 그 말기에 기입용 주사신호가 인가되고 그 필드 종료시에 리세트용 주사신호가 인가된다. 한편, 도 10 (c) 에 나타낸 바와 같이 제 8 번 주사선에서는 제 1 필드 말기에 기입용 주사신호가 인가되고 그 필드 종료시에 리세트용 주사신호가 인가된다. 또, 제 2 필드에서는 역으로 그 초기에 기입용 주사신호가 인가되고 그 필드 종료시에 리세트용 주사신호가 인가된다. 또한, 도 10 (b) 및 도 10 (c) 에 나타낸 예에서는 기입신호는 백색표시 (고투과율) 의 신호로 되어 있고, 리세트시에는 흑색표시 (저투과율) 의 신호로 되어 있는데, 기입시의 투과율 자체는 실제적인 기입 데이터에 따라 다르다.
제 1 번 주사선에서는 제 1 필드 초기부터 투과율이 상승하기 시작하여 기입종료후에 최대 투과율에 도달하며, 필드 종료시의 리세트기간에서 최저 투과율이 된다. 또, 제 2 필드에서는 역으로 그 말기에 투과율이 상승하기 시작하여 기입 종료후에 최대 투과율에 도달하며, 그 직후의 리세트기간에서 최저 투과율이 된다. 한편, 제 8 번 주사선에서는 제 1 필드 말기부터 투과율이 상승하기 시작하여 기입 종료후에 최대 투과율에 도달하며, 그 직후의 리세트기간에서 최저 투과율이 된다.또, 제 2 필드에서는 역으로 그 초기에 투과율이 상승하기 시작하여 기입 종료후에 최대 투과율에 도달하며, 필드 종료시의 리세트기간에서 최저 투과율이 된다.
도 11 (a) 는 도 10 에 나타낸 예의 액정표시패널의 각 순간의 면내 휘도분포도로서, 화면 1A, 1B 및 1C 는 각각 도 10 (a) 에서 동일한 부호로 표시한 시점에 대응하고 있으며, 제 1 필드의 기입 초기 시점, 그 기입 후기 시점 및 제 1 필드 말기의 시점의 각 휘도분포를 나타낸다. 또한, 화면 1D, 1E, 1F 는 각각 도 10 (a) 에서 동일한 부호로 표시한 시점에 대응하고 있으며 제 2 필드의 기입초기의 시점, 그 기입후기의 시점 및 제 2 필드 말기의 시점에서의 각 휘도분포를 나타내고 있다. 도 11 (b) 는 실제로 관찰되는 휘도분포, 요컨대 프레임시간에 걸쳐 시간 평균된 휘도분포이다. 도 11 (a) 에 나타낸 바와 같이, 도 10 (c) 의 투과율 변화에 대응하고 제 1 필드의 1A 및 1B 에서는 패널상부가 하부보다 밝아지고, 제 2 필드의 1D 및 1E 에서는 패널하부가 상부보다 밝아진다. 또, 필드 말기 (1C 및 1F) 에서는 제 1 및 제 2 필드 모두 흑색표시로 된다. 이와같이 각 순간에서는 면내의 휘도분포가 크지만, 이들 휘도를 시간 평균한 도 11 (b) 에서 알 수 있는 바와 같이, 면내의 휘도분포의 차이가 평균화되어, 관찰되는 면내 휘도는 균일하다.
제 2 실시형태예
도 12 (a) ∼ 도 12 (c) 는 각각 본 발명의 제 2 실시형태예를 도 10 (a) ∼ 도 10 (c) 와 동일한 표시방법으로 표시한 타임차트이다. 본 실시형태예에서는 제 1 실시형태예와 동일하게 쌍방향 주사를 하고 있으나, 리세트시간의 배치가 다른 점 및 인터레이스 구동을 하고 있는 점에서 제 1 실시형태예와 다르다. 본 실시형태예에서는 8 개 전체 주사선 중의 반수 (홀수번) 를 제 1 필드에서 주사 (선택) 하고, 나머지 반수 (짝수번) 를 제 2 필드에서 주사한다. 각 주사선에서의 리세트기간 (103) 은 그 비주사 (선택) 의 필드 종료시에 배치하고 있다. 즉, 홀수번의 주사선은 제 1 필드중에 기입기간 (101) 이 있고, 위에서부터 순차적으로 주사하여 기입이 이루어지며, 그 후 표시기간 (102) 이 계속되어 제 2 필드 종료시에 리세트기간 (103) 이 설정된다. 한편, 짝수번의 주사선은 제 1 필드 종료시에 리세트기간 (103) 이 설정되고, 제 2 필드중에 기입기간 (101) 이 있고, 아래에서부터 순차적으로 주사하여 기입이 이루어지며, 그 후 표시기간 (102) 이 계속되어 다음의 프레임 (도시생략) 의 제 1 필드 종료시에 다음의 리세트기간이 설정된다.
제 1 필드에서는 위에서부터 홀수번째의 주사선을 위에서부터 순차적으로 주사하고, 제 2 필드에서는 위에서부터 짝수번째의 주사선을 아래에서부터 순차적으로 주사한다. 요컨대, 제 1 번 주사선에서는 제 1 필드 초기에 기입용 주사신호가 인가되고 제 2 필드 종료시에 리세트용 주사신호가 인가된다. 따라서, 제 1 필드 초기부터 투과율이 상승되기 시작하여 기입 종료후에 최대 투과율에 도달하며, 제 2 필드 종료시의 리세트기간에서 최저 투과율이 된다. 한편, 제 8 번 주사선에서는 제 1 필드 종료시에 리세트용 주사신호가 인가되고 제 2 필드 초기에 기입용 주사신호가 인가된다. 따라서, 제 1 필드 종료시에 최저 투과율이 되며 제 2 필드 초기에서 투과율이 상승하기 시작하여 기입 종료후에 최대 투과율에 도달한다.
도 13 (a) 및 도 13 (b) 는 각각 제 2 실시형태예의 휘도분포를 도 11 (a) 및 도 11 (b) 와 동일하게 나타낸다. 도 13 (a) 의 화면 2 (A) ∼ 2 (F) 는 도 12 (a) 에서 동일한 부호로 표시한 각 시점에 대응하고 있다. 도 13 (a) 에 나타낸 바와 같이, 도 12 (c) 의 투과율 변화에 대응하고 제 1 필드에서는 짝수번의 주사선은 기입 초기 및 기입 후기에는 항상 밝고 홀수번의 주사선은 패널상부가 하부보다 밝다. 한편, 제 2 필드에서는 짝수번의 주사선은 기입 초기 및 기입 후기에는 항상 밝고 짝수번의 주사선은 패널하부가 상부보다 밝다. 또, 필드 말기에서는 제 1 필드는 짝수번의 주사선이 흑색으로, 홀수번의 주사선이 백색으로 되며, 제 2 필드는 홀수번의 주사선이 흑색으로, 짝수번의 주사선이 백색으로 된다. 이와같이 각 순간에는 면내의 휘도분포가 크지만, 이 특성을 시간 평균한 도 13b 에서 알 수 있는 바와 같이, 면내의 휘도분포의 차이가 크게 완화된다. 여기서, 패널상부 및 하부에는 주사선에 대응하여 명암의 줄무늬가 생기는데, 패널 중앙부에는 이 줄무늬가 거의 생기지 않는다. 실제의 화면에서는 주사선의 피치가 가늘기 때문에 이 명암의 줄무늬는 공간적으로 평균되어 패널 전면에 걸쳐 거의 균일한 표시를 얻을 수 있다.
제 2 실시형태예에서는 제 1 실시형태의 도 11 (b) 의 휘도와 비교하여 휘도가 매우 높다는 이점을 갖는다. 또, 플리커는 인터레이스 구동의 홀수 및 짝수의 라인마다 발생하므로 라인간의 평균화에 의하여 관측되는 플리커가 저감된다. 또한, 전체 화면이 흑색표시가 되는 기간이 전혀 존재하지 않는 점도 플리커의 저감에 효과가 있다.
제 3 실시형태예
도 14 (a) ∼ 도 14 (c) 는 각각 본 발명의 제 3 실시형태를 도 10 (a) ∼ 도 10 (c) 과 동일한 표시방법으로 나타낸 타임차트이다. 본 실시형태에서는 제 2 실시형태예와 동일하게 인터레이스 구동으로 쌍방향 주사를 행하고 있으며, 제 2 실시형태예의 프레임 주파수를 2 배로 한 구동방법에 상당한다. 요컨대, 도 10 (a) 에 나타낸 바와 같이 홀수번의 주사선은 제 1 필드의 전반중에 기입기간 (101) 이 있고, 위에서부터 순차적으로 주사하고 기입이 행해지며, 그 후에 표시기간 (102) 이 계속되어 필드 종료시에 리세트기간 (103) 이 설정된다. 제 2 필드도 동일하게 시간 배분된다. 한편, 짝수번의 주사선은 제 1 필드 전반의 종료시에 리세트기간 (103) 이 설정되고, 필드 후반에 기입기간 (101) 이 있어 아래에서부터 순차적으로 주사가 행해지고, 그 후에 표시기간 (102) 이 계속된다. 제 2 필드도 동일하게 시간 배분되고, 그 후 다음의 프레임 (도시생략) 의 제 1 필드 전반의 종료시에 리세트기간이 설정된다.
제 1 번 주사선은 도 14(b) 에 나타낸 바와 같이 제 1 필드 초기에 기입용 주사신호가, 제 1 필드 종료시에 리세트용 주사신호가, 제 2 필드 초기에 기입용 주사신호가, 제 2 필드 종료시에 리세트용 주사신호가, 각각 인가된다. 그럼으로써 제 1 필드 초기부터 투과율이 상승하기 시작하여 기입 종료시에 최대 투과율에 도달하며, 제 1 필드 종료시의 리세트기간에서 최저 투과율이 되며, 제 2 필드 초기부터 투과율이 상승하기 시작하여 기입 종료후에 최대 투과율에 도달하며, 제 2 필드 종료시의 리세트 기간에 최저 투과율이 된다. 한편, 제 8 번 주사선은 도 14(c) 에 나타낸 바와 같이 제 1 필드 전반의 종료시에 리세트용 주사신호가, 제 1 필드 후반의 초기에 기입용 주사신호가, 제 2 필드 전반의 종료시에 리세트용 주사신호가 제 2 필드 후반의 초기에 기입용 주사신호가, 각각 인가된다. 그럼으로써 제 1 필드 전반의 종료시에 최저 투과율이 되고, 제 1 필드 후반 초기에 투과율이 상승하기 시작하여 기입 종료후에 최대 투과율에 도달하며, 제 2 필드 전반의 종료시에 최저 투과율이 되고 제 2 필드 후반 초기에 투과율이 상승하기 시작하여 기입 종료후에 최대 투과율에 도달한다.
도 15 (a) 는 상기 제 3 실시형태예에서 실제로 관찰되는 프레임시간에 걸쳐 시간 평균된 휘도분포이다. 도 9 (b) 의 종래의 구동방법에서 볼 수 있는 면내의 휘도분포가 완화되어 있다. 본 실시형태에서는 1 프레임간에 2 도의 리세트기간이 설정되므로, 제 2 실시형태예 정도의 고휘도는 얻을 수 없다. 그 밖의 특징은 제 2 실시형태예와 동일하지만, 전기적인 비대칭성이 크게 다르다. 도 10 의 제 1 실시형태의 기입에서는 제 1 필드와 제 2 필드의 표시기간 (102) 의 길이가 다른 것이 많다. 이것은 강유전성 액정이나 반강유전성 액정과 같이 자발 분극을 갖는 액정의 경우에 분극이 발생하는 반전장 기인의 전기적인 비대칭성을 일으키기 쉽고, 이온에 기인한 스티킹 등의 원인이 된다. 또한, 도 12 의 제 2 실시형태예의 기입에서는 1 프레임 중에 한번의 기입밖에 없으므로, 데이터 신호의 극성에 따른 전기적인 비대칭성이 생긴다. 이에 대해, 본 실시형태예에서는, 제 1 필드와 제 2 필드의 표시기간 (102) 의 길이가 같고, 또한 각 필드에 대응하여 양방의 극성 데이터 신호를 기입하므로 전기적인 비대칭성은 없고, 스티킹의 발생이 없다.
제 4 실시형태예
제 16 (a) 내지 (c) 는, 각각 제 4 실시형태예를 도 10 (a) 내지 (c) 와 동일하게 나타낸 타임차트이다. 본 실시형태예에서는, 제 2 및 제 3 실시형태예와 동일하게 인터레이스 구동이면서 쌍방향 주사를 행하기는 하지만, 필드내에서 인터레이스 구동하고, 필드끼리는 쌍방향 주사의 관계로 되어 있는 점에서, 이들 상기 실시형태예와는 다르다. 즉, 홀수번의 주사선은 제 1 필드의 전반중에 기입기간 (101) 이 있고 위에서부터 차례로 주사하며, 그 후에 표시기간 (102) 이 계속되고, 제 1 필드 종료시에 리세트기간 (103) 이 설정된다. 이어서, 제 2 필드의 전반중에 기입기간 (101) 이 있고 아래서부터 차례로 주사하며, 그 후에 표시기간 (102) 이 계속되고, 제 2 필드 종료시에 리세트기간 (103) 이 설정된다. 한편, 짝수번의 주사선은 제 1 필드의 전반종료시에 리세트기간 (103) 이 설정되고, 필드 후반중에 기입기간 (101) 이 있고 위에서부터 차례로 주사되며, 그 후에 표시기간 (102) 이 계속된다. 계속해서, 제 2 필드의 전반종료시에 리세트기간 (103) 이 설정되고, 필드 후반중에 기입기간 (101) 이 있고 아래에서부터 차례로 주사되며, 그 후에 표시기간 (102) 이 계속되고, 다음 프레임 (도시하지 않음) 의 제 1 필드의 전반종료시에 리세트기간이 설정된다.
제 1 번 주사선에서는, 도 16 (b) 에 나타낸 것과 같이, 제 1 필드의 초기에 기입용 주사신호, 제 1 필드 종료시에 리세트용 주산신호, 제 2 필드의 말기에 기입용 주사신호, 제 2 필드 종료시에 리세트용 주사신호가 각각 인가된다. 이에 따라, 제 1 필드 초기에서 투과율이 상승하기 시작하여 기입종료후에 최대투과율에달하고, 제 1 필드 종료시의 리세트기간에서 최저투과율이 되며, 제 2 필드 전반말기에서 투과율이 상승하기 시작하여 기입 종료후에 최대 투과율에 달하고, 제 2 필드 종료시의 리세트기간에서 최저투과율이 된다. 한편, 제 8 번 주사선에서는, 도 16 (c) 에 나타낸 것과 같이, 제 1 필드 전반의 종료시에 리세트용 주사신호, 제 1 필드 후반의 말기에 기입용 주사신호, 제 2 필드 전반의 종료시에 리세트용 주사신호, 제 2 필드 후반의 초기에 기입용 주사신호가 각각 인가된다. 이에 따라, 도 16 (c) 에 나타낸 것과 같이, 제 1 필드 전반의 종료시에 최저투과율이 되고, 제 1 필드 후반 말기에 투과율이 상승하기 시작하여 기입종료후에 최대 투과율에 달하고, 제 2 필드 전반의 종료시에 최저 투과율이 되고, 제 2 필드 후반초기에 투과율이 상승하기 시작하여 기입종료후에 최대투과율에 달한다.
도 15 (b) 는 본 실시형태예에서 실제로 관찰되는 프레임시간에 걸쳐 시간평균된 휘도분포를 나타낸다. 본 실시형태예에서는, 도 9 (b) 의 종래의 구동방법이나 도 15 (a) 의 제 3 실시형태예에서 보이는 면내의 휘도분포가 없어진다. 그 결과, 제 2 및 제 3 실시형태예에서 보이는 명암의 줄무늬가 발생하지 않는다. 또한, 마찬가지로 면내에 휘도분포가 없는 도 11 (b) 의 제 1 실시형태와는 달리, 플리커는 인터레이스 구동의 홀수·짝수의 라인마다 발생되므로, 라인사이의 평균화에 의해 관측되는 플리커가 저감된다. 또한, 전체 화면이 흑색 표시가 되는 기간이 전혀 존재하지 않는 점도 플리커의 저감에 효과가 있다. 또한, 도 10 의 제 1 실시형태예에 비해 실질적인 주파수가 높기 때문에, 제 1 필드와 제 2 필드의 표시기간의 길이의 차가 제 1 실시형태에 비해 절반정도로 됨과 동시에, 1 프레임내에서 2 회의 기입이 가능하다. 이 결과, 제 1 필드와 제 2 필드의 표시기간 (102) 의 길이의 차가 적고, 또한, 각 필드에 대응하여 양방의 극성 데이터 신호를 기입할 수 있으므로, 전기적인 비대칭성이 발생하기 어렵고 스티킹의 발생이 적다.
제 5 실시형태예
도 17 (a) 내지 도 17 (c) 는, 각각 본 발명의 제 5 실시형태예를 도 10 (a) 내지 도 10 (c) 와 동일하게 나타낸 타임차트이다. 본 실시형태에서는, 제 2 내지 제 4 실시형태예와 동일하게 인터레이스 구동으로 쌍방향 주사를 행하기는 하지만, 필드내에서 인터레이스 구동을 하면서 쌍방향의 주사를 하고, 필드끼리도 쌍방향 주사의 관계로 되어 있다. 즉, 홀수번의 주사선은 제 1 필드의 전반중에 기입기간 (101) 이 있고 위에서부터 차례로 주사하며, 그 후에 표시기간 (102) 이 계속되고, 필드 종료시에 리세트기간 (103) 이 설정된다. 이어서, 제 2 필드의 전반중에 기입기간 (101) 이 있고 아래에서부터 차례로 주사하며, 그 후에 표시기간 (102) 이 계속되고, 필드종료시에 리세트기간 (103) 이 설정된다. 한편, 짝수번의 주사선은 제 1 필드의 전반종료시에 리세트기간 (103) 이 설정되고, 필드 후반중에 기입기간 (101) 이 있고 아래서부터 차례로 주사되며, 그 후에 표시기간 (102) 이 계속된다. 이어서, 제 2 필드의 전반종료시에 리세트기간 (103) 이 설정되고, 필드후반중에 기입기간 (101) 이 있고 위에서부터 차례로 주사되며, 그 후에 표시기간 (102) 이 계속되고, 다음 프레임 (도시하지 않음) 의 제 1 필드의 전반종료시에 리세트기간이 설정된다.
제 1 번 주사선에서는, 도 17 (b) 에 나타낸 것과 같이, 제 1 필드의 초기에 기입용 주사신호, 제 1 필드 종료시에 리세트용 주사신호, 제 2 필드의 말기에 기입용 주사신호, 제 2 필드 종료시에 리세트용 주사신호가 각각 인가된다. 이에 따라, 제 1 필드 초기에서 투과율이 상승하기 시작하여 기입종료후에 최대투과율에 달하고, 제 1 필드의 종료시의 리세트기간에서 최저투과율이 되며, 제 2 필드 전반말기에서 투과율이 상승하기 시작하여 기입 종료후에 최대 투과율에 달하고, 제 2 필드의 종료시의 리세트기간에서 최저투과율이 된다. 한편, 제 8 번 주사선에서는, 도 17 (c) 에 나타낸 것과 같이, 제 1 필드 전반의 종료시에 리세트용 주사신호, 제 1 필드 후반의 초기에 기입용 주사신호, 제 2 필드 전반의 종료시에 리세트용 주사신호, 제 2 필드 후반의 말기에 기입용 주사신호가 각각 인가된다. 이에 따라, 제 1 필드 전반의 종료시에 최저투과율이 되고, 제 1 필드 후반 초기에 투과율이 상승하기 시작하여 기입종료후에 최대 투과율에 달하고, 제 2 필드 전반 종료시에 최저 투과율이 되고, 제 2 필드 후반말기에 투과율이 상승하기 시작하여 기입종료후에 최대투과율에 달한다. 본 실시형태에서 실제로 관찰되는, 프레임 시간에 걸쳐 시간평균된 패널면내의 휘도분포도는 제 4 실시형태를 나타낸 도 15 (b) 와 동일하다. 그밖의 특징도 제 4 실시형태와 동일하다.
제 6 실시형태예
도 18 (a) 는 본 발명의 제 6 실시형태예를 도 10 (a) 와 동일하게 나타낸 타임차트이다. 본 실시형태에서는, 제 2 내지 제 5 실시형태예와 동일하게 인터레이스 구동으로 쌍방향 주사를 행하기는 하지만, 도 5 에서 나타낸 데이터 신호전압을 사용했을 때의 주사 타이밍이고, 1 프레임 내에 2 회의 기입기간 (101) 과 1 회의 리세트기간 (103) 이 존재하는 점에서 상기 실시형태예와는 다르다. 즉, 홀수번의 주사선은 제 1 필드의 전반중에 기입기간 (101) 이 있어 위에서 차례로 주사하고, 그 후에 표시기간 (102) 이 계속된다. 이어서, 제 2 필드의 전반중에 기입기간 (101) 이 있어 위에서부터 차례로 주사하며, 그 후에 표시기간 (102) 이 계속되고, 필드종료시에 리세트기간 (103) 이 설정된다. 한편, 짝수번의 주사선은 제 1 필드의 중기에 리세트기간 (103) 이 설정되고, 필드후반중에 기입기간 (101) 이 있고 아래에서부터 차례로 주사되며, 그 후에 표시기간 (102) 이 계속된다. 이어서, 제 2 필드의 필드후반중에 기입기간 (101) 이 있고 아래에서부터 차례로 주사되며, 그 후에 표시기간 (102) 이 계속되고, 다음 프레임 (도시하지 않음) 의 제 1 필드의 중기에 리세트기간이 설정된다.
도 18 (b) 는 본 실시형태예에서 실제로 관찰되는, 프레임시간에 걸쳐 시간평균된 휘도분포이다. 도 9 (b) 의 종래의 구동방법에서 보이는 면내의 휘도분포가 완화되기는 하지만, 패널상부 및 하부에서는 주사선에 대응하여 명암의 줄무늬가 생긴다. 패널중앙부에서는 이 줄무늬가 거의 생기지 않는다. 주사선의 피치가 작을 때에는 이 명암의 줄무늬는 공간적으로 평균되고, 패널 전체면에 걸쳐 거의 균일한 표시가 얻어진다. 또한, 종래의 도 9 (b) 또는 제 1 실시형태의 도 11 (b) 에 비해, 휘도가 매우 높다. 또한, 제 2 실시형태와 비교할 때, 리세트기간에서 다음 기입기간까지의 시간이 짧기 때문에 높은 휘도가 얻어진다. 또한, 플리커는 인터레이스 구동의 홀수·짝수의 라인마다 발생하므로, 라인사이의 평균화에 의하여, 관측되는 플리커가 저감된다. 또한, 전체 화면이 흑색 표시되는 기간이 존재하지 않는 점도 플리커의 저감에 효과가 있다.
제 7 실시형태
도 18 (c) 는, 본 발명의 제 7 실시형태를 도 10 (a) 와 동일하게 나타낸 타임차트이다. 본 실시형태예는 제 6 실시형태예와 거의 동일하기는 하지만, 제 2 필드의 주사방향이 다르고, 제 2 내지 제 5 실시형태와 동일한 인터레이스 구동이면서 쌍방향 주사를 행하고 있다. 즉, 홀수번의 주사선은 제 1 필드의 전반중에 기입기간 (101) 이 있어 위에서부터 차례로 주사하며, 그 후에 표시기간 (102) 이 계속된다. 이어서, 제 2 필드의 전반중에 기입기간 (101) 이 있어 아래에서부터 차례로 주사하며, 그후에 표시기간 (102) 이 계속되고, 필드종료시에 리세트기간 (103) 이 설정된다. 한편, 짝수번의 주사선은 제 1 필드의 중기에 리세트기간 (103) 이 설정되고, 필드후반중에 기입기간 (101) 이 있어 아래에서부터 차례로 주사되며, 그후에 표시기간 (102) 이 계속된다. 계속해서, 제 2 필드의 필드후반중에 기입기간 (101) 이 있어 위에서부터 차례로 주사되며, 그 후에 표시기간 (102) 이 계속되고, 다음 프레임 (도시하지 않음) 의 제 1 필드의 중기에 리세트기간이 설정된다. 시간평균된 패널의 휘도분포는 제 6 실시형태예의 도 18 (b) 와 동일하다.
제 8 실시형태예
도 19 (a) 는 본 발명의 제 8 실시형태예를 나타낸 타임차트이다. 본 실시형태예에서는 필드 시퀀셜 표시를 하는 것을 전제로 하며, 도 10 (a) 의 타임차트에 더하여 종축의 하나로서 광원의 패널에 입사하는 휘도가 나타나 있다. 광원은 이 도면에서는 적·녹·청의 순으로 주사된다. 또한, 이 순서은 데이터 신호의 교체와 대응하여 임의로 교체하는 것이 가능하다. 광원은 주사선의 리세트기간중에는 패널측에 입사되지 않고, 또한 이 기간은 다른 색으로 전환하는 기간이 된다. 주사에 관해서는 도 5 의 데이터 신호전압을 사용했을 때의 주사 타이밍과 동일하지만, 필드 시퀀셜 표시이므로 1 프레임 중에 3 회의 리세트기간 (103) 이 존재한다. 각 색의 주사중에는, 2 회의 기입기간 (101) 이 설정되고, 정부의 데이터 신호를 부호마다 각 기입기간에 분배하여 인가한다. 2 회의 기입 후에, 리세트기간 (103) 이 설정된다. 이 2 회의 기입 및 1 회의 리세트로 이루어지는 쌍이 각 색에 동기하여 3 회 반복된다. 이들 광원 및 주사선의 주사의 결과, 1 프레임 중에 각 색의 정보가 표시되고 1 화소 단위로 컬러표시를 행하는 것이 가능하다. 종래의 도 8 의 구동방법을 3 회 반복함으로써 필드 시퀀셜 표시를 하는 경우에 비해, 리세트기간의 회수가 절반이므로 휘도가 높은 표시가 가능하다. 또한, 관찰되는 패널면내 휘도분포는, 도 9 (b) 와 동일하게 화면 하부가 어둡게 표시된다.
제 9 실시형태예
도 19 (b) 는 본 발명의 제 9 실시형태예를 도 19 (a) 와 동일하게 나타낸 타임차트이다. 광원은 제 8 실시형태와 동일하게 적·녹·청의 순으로 주사된다. 또한, 이 순서는 데이터 신호의 전환과 대응하여 임의로 전환하는 것이 가능하다. 본 실시형태예는, 광원이 주사선의 리세트기간중 뿐만 아니라 리세트후 1 회째의 기입기간중 및 표시가 안정되기까지의 기간중에는 패널측에 입사하지 않고, 또한, 다른 색으로 전환하는 기간이 되는 점에서 제 8 실시형태와 다르다.
즉, 패널상부에서 하부까지 리세트상태에서 신규 표시상태로의 이행이 완료된 후에, 광원의 광이 패널에 입사되어 관찰자에게 인식된다. 이 방법에 의하여, 제 8 실시형태에서 보이는 패널면내 휘도분포가 없어지고, 전체 화면에서 균일한 휘도가 얻어진다. 도 20 는 종래의 필드 시퀀셜 표시로 패널면내 휘도분포를 없애기 위한 형태의 광원의 휘도의 시간배분과 주사선마다의 시간배분의 구성과 동작을 나타낸 타임차트이다. 종래에는, 리세트가 끝나고 기입표시가 안정된 후에, 광원으로부터의 광을 패널에 입사시키고 있어, 광원을 점등시키는 시간이 매우 짧았다. 이에 대해, 본 실시형태예에서는 광원점등시간을 길게 확보할수 있으므로 패널전체의 휘도가 높다.
제 10 실시형태예
도 21 은 본 발명의 제 10 실시형태예를 도 18 (a) 와 동일하게 나타낸 타임차트이다. 광원은 적, 녹, 청의 순으로 주사된다. 또한, 이 순서는 데이터 신호의 교체와 대응하여, 임의로 교체하는 것이 가능하다. 주사에 관해서는 도 10 의 제 1 실시형태의 쌍방향 주사의 주사타이밍과 동일하지만, 필드 시퀀셜 표시이므로 1 프레임 중에 3 회의 리세트기간 (103) 이 존재한다. 각 색의 주사중에는 2 회의 기입기간 (101) 이 설정되고, 정부의 데이터 신호를 부호마다 각 기입기간에 분배하여 인가한다. 각각의 기입기간 (101) 은 위에서부터의 주사와 아래에서부터의 주사의 쌍방향의 주사에 대응한다. 도 21 에서는, 예를 들면 광원이 적색일 때 위에서부터의 주사가 행해지고, 이어서, 리세트기간, 아래에서부터의 주사, 리세트기간과 같이, 2 회의 기입과 2 회의 리세트로 이루어지는 쌍이 각 색에 동기하여 3 회 반복된다. 여기서는 1 회의 기입과 1 회의 리세트를 서브필드라고 부르기로 한다. 각 색에 대해 제 1 서브필드 및 제 2 서브필드가 존재하고, 이들을 쌍으로 하여, 이 쌍이 3 회 반복되어 1 프레임이 구성된다. 광원은 제 1 서브필드의 시작과 함께 점등되고, 제 2 서브필드의 리세트기간의 직전에 소등되고, 리세트기간중에 다른 색으로의 전환이 행해진다. 이들의 광원 및 주사선의 주사의 결과, 1 프레임 중에 각 색의 정보가 표시되고, 1 화소 단위로 컬러표시를 행하는 것이 가능하다. 제 1 실시형태와 동일한 쌍방향의 주사를 위해, 제 9 실시형태예와 같이 광원의 점등시간을 조정할 필요가 없고, 패널면내에서의 휘도분포가 없다. 또한, 도 20 의 종래의 방법보다 광원 점등기간이 길기때문에 휘도가 높다. 또한, 도 20 에서는 서브필드마다 광원을 온·오프할 필요가 있지만 본 실시형태에서는 그럴 필요가 없다.
제 11 실시형태예
본 발명의 제 11 실시형태예는, 제 1 내지 제 7 실시형태예의 구동방법 중 어느 하나를 이용한 액정표시장치이다. 도 22 는 본 실시형태예의 액정표시장치를 나타낸 것으로, 일방의 기판상의 TFT (박막 트랜지스터 12) 어레이를 나타낸 평면도이다. 본 실시형태예의 기판은, TFT 기판과 대향기판으로 구성되고, TFT 기판은 도 22 에 나타낸 것과 같이, 복수의 게이트버스라인 (13), 복수의 드레인버스라인 (11) 및 복수의 TFT (1) 로 이루어지는 어레이를 가지며, 각 화소에 적어도 하나의 화소전극 (14) 을 갖는다. 도 22 는 본 실시형태예의 액정표시장치의 단면을 나타낸 모식도이다. 2 장의 지지기판 (16) 의 각 상부에 전극 (17) 이 형성되며, 그 위에 액정을 배향시키는 배향막 (18) 이 형성된다. 이 한쌍의 지지기판 (16) 사이에 액정 (19) 을 끼우고 한쌍의 편광판 (15) 을 외부에 설치한다.
본 실시형태의 동작은 다음과 같다. 각 드레인 버스라인 (11) 에는, 소정 주파수에서 각 구동방법에 대응하는 신호데이터 파형이 각 게이트라인 (13) 에 대응하여 인가된다. 한편, 각 게이트 버스라인 (13) 에는 그 라인이 선택될 때 TFT (12) 의 스위치를 온하는 것과 같은 각 실시형태예에서 나타낸 파형이 인가되고, 이에 따라, 드레인라인 (11) 의 파형이 표시전극에 의하여 액정에 인가된다. 다시 게이트라인 (13) 이 선택될 때까지 액정부에 전압이 유지된다. 이에 따라, 액정이 메모리성을 갖지 않아도 표시의 유지동작이 가능하다. 리세트는 드레인라인 (11) 에 리세트용의 소정의 신호데이터를 인가하고, 또한 TFT (11) 의 스위치를 온하는 것과 같은 파형이 각 실시형태에서 나타낸 타이밍으로 인가된다. 이에 따라, 본 발명의 제 1 내지 제 7 실시형태 중 어느 하나의 구동방법을 적용한 액정표시장치가 실현된다.
제 12 실시형태예
본 발명의 제 12 실시형태는 도 23 에 나타낸 것과 동일한 구조를 갖고, 제 8 내지 제 10 실시형태예의 구동방법의 어느 하나를 이용한 액정표시장치이다. 2 장의 지지기판 (16) 의 각 상부에 전극 (17) 이 형성되고, 그 위에 액정 (19) 을 배향시키는 배향막 (18) 이 형성된다. 이 1 쌍의 지지기판 사이에 액정 (19) 을 끼워 1 쌍의 편광판 (15) 을 외부에 설치한다. 또한, 일방의 편광판 (15) 측에 필드 시퀀셜 표시용의 도시하지 않은 광원을 구비한다. 이 구성에 의하여 제 8 내지 제 10 실시형태예의 어느 하나의 구동방법을 적용한 액정표시장치가 실현된다.
제 13 실시형태예
본 발명의 제 13 실시형태예는 제 11 및 제 12 의 실시형태예의 액정표시장치에 있어서, 액정표시모드가 갖는 시각의존성과 구동방법에 의한 패널면내 휘도분포를 상쇄, 또는 전체적으로 완화하는 구성을 채용한다. 이 구성에 의하여, 액정표시모드가 갖는 시각의존성 및 구동방법에 기인하는 패널면내 휘도분포가 완화되어 매우 양호한 표시의 액정표시장치가 실현된다.
다음으로, 본 발명의 상기 제 1 발명의 실시형태예를 실제로 적용한 액정표시장치의 구체적인 구성예를 각 실시예로 나타낸다.
제 1 실시예
480 개의 게이트 버스라인 및 640 개의 드레인 버스라인에 스퍼터법으로 형성된 크롬 (Cr) 을 사용하여 선폭을 10 ㎛ 로 하고, 게이트 절연막에는 질화실리콘 (SiNx) 을 사용하였다. 일단위 화소의 크기는 세로 330 ㎛, 가로 110 ㎛ 로 하고, 비정질 실리콘을 사용하여 TFT (박막 트랜지스터) 를 형성하였으며, 화소전극은 투명전극인 산화인듐주석 (ITO) 을 사용하여, 스퍼터법으로 형성하였다. 이와 같이 TFT 를 어레이형상으로 형성한 유리기판을 제 1 기판으로 하였다. 이 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판에는, 크롬을 사용한 차광막을 형성한 후에, ITO 를 사용한 투명전극 (공통전극) 을 형성하고, 다시 칼러필터를 염색법으로 매트릭스형상으로 형성하여 그 상면에 실리카를 이용하여 보호층을 형성하였다. 그 후, 인쇄법으로 가용성 폴리이미드를 인쇄하여 180 ℃ 에서 베이킹하여 용매를 제거하였다. 이 폴리이미드막상을, 레이온을 사용한 버프 (buff) 천을 직경 50 ㎜ 의 롤러에 감아, 롤러의 회전수 600 rpm, 스테이지 이동속도 40 ㎜/초, 압입량 0.7 ㎜, 러빙회수 2 회로 평행러빙이 되는 방향으로 러빙하였다. 접촉단차계로 측정한 배향막의 두께는 약 500 옹스트롬으로, 크리스탈로테이션법으로 측정한 프리(pre) 틸트각은 7 도였다. 이와 같은 1 쌍의 유리기판의 일방에 약 9.5 ㎛ 직경의 구형상 스페이서인 진사구 (미크로펄) 를 산포하고, 또 타방에 약 9.5 ㎛ 직경의 원주형상의 유리제 로드 스페이서를 분산시킨 자외선경화성의 밀봉재를 도포하였다. 이들의 기판을 러빙처리방향이 서로 평행러빙이 되도록 양 기판을 대향시켜 배치하고 비접촉으로 자외선을 조사하는 처리로 밀봉재를 경화시켜 갭 9.5 ㎛ 의 패널을 조립하였다. 이 패널에 네마틱액정을 주입하였다. 본 실시예에서는, 에스·아이·디 94·다이제스트의 927 페이지부터 930 페이지에 나타낸 OCB (옵티컬리·컨펜세이티드·바이리프리젠스) 표시모드가 되도록 보상판을 부가하였다. 이와 같이 하여 제작한 액정패널에, 구동용의 드라이버를 부착하여 액정표시장치로 하였다.
본 액정표시장치에서 제 1 실시형태의 구동방법을 적용하였다. 구제적으로는, 리세트기간 (103) 은 5 밀리초로 하고, 각 주사선의 기입시간을 15 마이크로초로 하여, 1 필드기간을 16.7 밀리초로 하였다. 그 결과, 주사순서에서 마지막으로 주사되는 주사선에서도 1 필드내에 4.5 밀리초 정도의 표시기간이 확보되었다. 쌍방향 주사의 쌍방을 가산하면 1 필드내에, 16 밀리초정도의 표시기간이 얻어졌다. 또, 이 액정 상승시의 응답속도는 인가전압에 의하기도 하지만, 수밀리부터 5 밀리초정도로 기입종료후에 응답이 종료된다. 액정표시모드에서는 매우 넓은 시야각으로, 시야각 의존성이 거의 나타나지 않았다. 이 액정표시장치를 관찰한 바, 구동에 의한 패널면내에서의 휘도분포가 관측되지 않았기 때문에, 광시야각인 액정표시모드의 특징을 살린 광시야각의 표시가 얻어졌다.
제 2 실시예
TFT 기판 및 칼러필터 기판은 제 1 실시예와 동일하게 제작하였다. 그 후, 스핀코트법으로 폴리아믹산을 도포하고 200 ℃ 에서 베이킹하여 이미드화하여 폴리이미드막을 형성하였다. 이 폴리이미드막을 나이론을 사용한 버프 천을 직경 50 ㎜ 의 롤러에 감아, 롤러의 회전수 600 rpm, 스테이지 이동속도 40 ㎜/초, 압입량 0.7 ㎜, 러빙회수 2 회로 10°크로스러빙이 되는 방향으로 러빙하였다. 접촉단차계로 측정한 배향막의 두께는 약 500 옹스트롬으로, 크리스탈로테이션법으로 측정한 프리틸트각은 1.5 도 이었다. 이와 같은 1 쌍의 유리기판의 일방에 약 2 ㎛ 직경의 구형상 스페이서인 진사구 (미크로펄) 를 산포하고, 또 타방에 약 2 ㎛ 직경의 원주형상의 유리제 로드 스페이서를 분산시킨 열경화성의 밀봉재를 도포하였다. 이들의 기판을 러빙처리방향이 서로 10 °크로스러빙이 되도록 양기판을 대향 배치하고, 열처리로 밀봉재를 경화시켜 갭 2 ㎛ 의 패널을 조립하였다. 이 패널에, 아시아·디스플레이 95 의 61 페이지부터 64 페이지에 나타낸 V 자형 스위칭을 하는 반강유전성 액정조성물을 진공중에서 85 ℃ 의 등방상 (Iso) 의 상태로 주입하였다. 85 ℃ 의 상태로, 임의파형발생기와 고출력 앰프를 사용하여 패널전면에, 주파수가 3 ㎑ 이고 진폭이 ±10V 인 사각형파를 인가하여, 전계를 인가하면서, 실온까지 0.1 ℃/min 의 속도로 서냉하였다. 이와 같이 하여 제작한 액정패널에, 구동용의 드라이버를 부착하여 액정표시장치로 하였다.
본 액정표시장치에서 제 5 실시형태의 구동방법을 적용하였다. 구체적으로는, 리세트기간 (103) 은 1 밀리초로 하고, 각 주사선의 기입시간을 10 마이크로초로 하여, 1 필드기간을 16.7 밀리초, 1 프레임기간을 33.4 밀리초로 하였다. 그 결과, 주사순서에서 마지막으로 주사되는 주사선에서도 1 필드내에 10 밀리초 이상의 표시기간이 확보되었다. 쌍방향 주사의 쌍방을 가산하면 1 필드내에, 25 밀리초의 표시기간이 얻어졌다. 또, 이 액정의 상승시의 응답속도는 인가전압에 의하기도 하지만, 수백 마이크로초정도로 기입종료후에 응답이 종료한다. 액정표시모드로서는 매우 넓은 시야각으로, 시각 의존성이 거의 보이지 않았다. 이 액정표시장치를 관찰한 바, 구동에 의한 패널면내에서의 휘도분포가 없었기때문에, 광시야각인 액정표시모드의 특징을 살린 광시야각의 표시가 얻어졌다.
제 3 실시예
액정패널의 구성은 제 2 실시예와 동일하게 하였다. 이 액정패널에, 구동용의 드라이버 및 고속의 스위칭이 가능한 백라이트를 사용하여 필드 시퀀셜 액정표시장치로 하였다.
본 액정표시장치에서, 구동방법 및 광원의 휘도의 주사는 제 10 실시형태에 따랐다. 구체적으로는, 리세트기간 (103) 은 1 밀리초로 하고, 각 주사선의 기입시간을 5 마이크로초로 하고, 1 프레임기간을 33.4 밀리초로 하였다. 그 결과, 각 색에 대한 표시기간은 6.5 밀리초 이상의 시간이 얻어졌다. 또 패널면내 휘도분포가 전혀 없었다.
제 1 비교예
제 3 실시예와 동일한 액정표시모드를 사용하여, 도 20 의 종래의 구동방법 및 광원의 휘도의 주사를 사용한 필드 시퀀셜 액정표시장치를 사용하였다. 제 3 실시예와 동일하게 패널면내의 휘도분포는 없었지만, 각 색에 대한 표시기간은 4 밀리초정도로, 패널휘도는 이 실시형태예의 절반정도이었다.
제 4 실시예
마이크로 디스플레이를 반사형의 프로젝터로 제작하였다. 어드밴스트·이메징지의 1997년 1월호의 권두에 실린 디스플레이테크사에 의한 마이크로 디스플레이와 동일하게 제작하였다. 구체적으로는, 실리콘웨이퍼 상에 MOS-FET 를 0.8 ㎛ 룰로 형성함으로써 DRAM 을 제작하였다. 크기 등은 다이크기 1/2 인치이고, 화소피치 10 ㎛ 정도, 1 메가-DRAM 을 형성하였다. 화소의 개구율은 90% 이상이었다. 또한, 형성된 DRAM 표면에 화학 및 기계적 연마 기술을 실시함으로써 평탄화하였다. 한편, 대향하는 기판은 현미경관찰용의 카바유리를 사용하였다. 실리콘웨이퍼에서 구동회로를 포함하는 부분을 잘라내어, 가용성 폴리이미드에 의한 배향막을 인쇄한 후, 170 ℃ 로 베이킹하여 용매를 제거하였다. 이 폴리이미드막을 나이론을 사용한 버프천을 직경 50 ㎜ 의 롤러에 감아, 롤러의 회전수 600 rpm, 스테이지 이동속도 40 ㎜/초, 압입량 0.7 ㎜, 러빙회수 2 회로 러빙하였다. 접촉단차계로 측정한 배향막의 두께는 약 500 옹스트롬으로, 크리스탈로테이션법으로 측정한 프리틸트각은 1.5 도 였다. 또, 약 2 ㎛ 직경의 원주형상의 유리제 로드스페이서를 분산시킨 광경화성의 밀봉재를 도포하였다. 이들 기판을 대향 배치한 후, 비접촉으로 자외선처리하여 밀봉재를 경화시켜, 갭 2 ㎛ 의 패널을 조립하였다. 이 패널에, 아시아·디스플레이 95 의 61 페이지부터 64 페이지에 나타낸 V 자형 스위칭을 하는 반강유전성 액정조성물을 진공중에서 85 ℃ 의 등방상 (Iso) 의 상태로 주입하였다. 85 ℃ 의 상태로, 임의파형 발생기와 고출력 앰프를 사용하여, 패널 전체면에 주파수가 3 ㎑ 이고 진폭이 ±10V 인 사각형파를 인가하고, 전계를 인가하면서, 실온까지 0.1 ℃/min 의 속도로 서냉하였다. 또한, 3 색의 발광다이오드와 평행광을 얻기 위한 콜리메이트렌즈, 편광변환소자 및 투사용렌즈를 이용하여, 반사형 필드 시퀀셜·프로젝터를 제작하였다.
이와 같은 액정표시장치의 구동방법은, 제 9 실시형태예의 방법에 의하였다. 그 결과, 면내 휘도분포가 없는 양호한 표시가 얻어졌다.
제 5 실시예
TFT 기판 및 칼러필터 기판은 제 1 실시예와 동일하게 제작하였다. 그 후, 인쇄법으로 가용성 폴리이미드를 인쇄한 후, 180 ℃ 에서 베이킹하여 용매를 제거하였다. 이 폴리이미드막 상을, 레이온을 사용한 버프천을 직경 50 ㎜ 의 롤러에 감아, 롤러의 회전수 600 rpm, 스테이지 이동속도 40 ㎜/초, 압입량 0.7 ㎜, 러빙회수 2 회로 90도 러빙이 되는 방향으로 러빙하였다. 접촉단차계로 측정한 배향막의 두께는 약 500 옹스트롬으로, 크리스탈 로테이션법으로 측정한 프리틸트각은 3 도였다. 이와 같은 1 쌍의 유리기판의 일방에 약 5.5 ㎛ 직경의 구형상 스페이서인 진사구 (미크로펄) 를 산포하고, 또 타방에 약 5.5 ㎛ 직경의 원주형상의 유리제 로드스페이서를 분산시킨 자외선경화성의 밀봉재를 도포하였다. 이들의 기판을 러빙처리방향이 서로 90도 러빙이 되도록 양기판을 대향시켜 배치하고, 비접촉으로 자외선을 조사하는 처리로 밀봉재를 경화시켜, 갭 5.5 ㎛ 의 패널을 조립하였다. 이 패널에 네마틱액정을 주입하였다. 본 실시예에서는, TN 형 액정표시모드를 구성하였다. 이와 같이 하여 제작한 액정패널에, 구동용의 드라이버를 부착하여 액정표시장치로 하였다.
본 실시예의 구동방법은 도 8 에 나타낸 종래의 구동방법으로 실시하였다. 단, TN 형 표시 모드가 갖는 상하방향의 시각의존성의 방향을 조절하여, 상방향에서 관찰시에 밝아지고 하방향에서 관찰시에 어두워지는 위치로 하였다. 그 결과, 정면에서 패널을 관찰했을 때에, 구동방법에 의한 패널면내의 휘도분포와 시각의존성이 서로 보상되어 종래의 패널보다 양호한 표시가 얻어졌다.
다음으로, 도면을 참조하여 본 발명의 제 2 및 제 3 발명에 관한 실시형태예 및 실시예에 근거하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
제 14 실시형태예
본 실시형태예는 본 발명에 관련되는 액정표시소자의 제 1 구동방법의 실시형태의 일례로, 도 24 (a) 는 데이터선에 인가하는 전압의 파형도, 도 24 (b) 는 게이트선에 인가하는 전압의 파형도, 도 24 (c) 는 고속응답하는 액정에 도 24 (a)및 (b) 에 나타낸 전압을 인가한 때의 투과율변화를 나타낸 도면이다.
본 실시형태예는, 일면에서는 의사 DC 구동법의 주파수를 증대시킨 것에 상당하고, 다른 견해로 보면 AC 구동으로 1 필드내에 복수회의 기입을 실시하는 것에 상당한다. 구체적으로는, 도 24 (a) 의 데이터선에 인가하는 전압은 도 2 의 AC 구동과 동일한 1 필드 16.7 ㎳ 의 2 필드에서, 1 프레임을 구성하는 사각형파이다. 한편, 도 24 (b) 의 게이트선에 인가하는 전압은 1 필드기간중에 복수회 (이 도면에서는 4 회) 의 온·펄스가 존재한다.
그 결과, 도 24 (e) 에 투과율변화를 나타낸 바와 같이, 1 필드 16.7 ㎳ 의 사이에서, 기입회수에 따라 서서히 투과율이 상승되고 4 회째의 기입에서 안정상태에 도달한다.
또, 도 25 는 제 1 구동방법에서의 주사선마다의 타임차트 및 주사선마다의 표시휘도를 나타낸 도면이다. 6 개의 주사선을 갖는 경우를 나타내고 있고, 표시휘도는 농담으로 나타내고 있다.
도 25 에 나타낸 바와 같이, 위에서 순차적으로 주사하여 정의 기입을 실시하는 것을 4 회 반복함으로써, 제 1 필드가 형성된다. 그 후, 데이터 신호전압을 반전하여, 위에서 순차적으로 주사하여 부의 기입을 실시하는 것을 4 회 반복하여 제 2 필드가 종료된다.
이들의 제 1 필드·제 2 필드에 의하여 1 프레임이 형성된다. 제 1 필드의 시간은 16.7 ㎳ 이다. 휘도는 도 24 (c) 에서 투과율을 나타낸 바와 같이, 동일 필드내에서 기입회수가 증가할 때마다 밝아진다. 또한, 각 주사라인의 기입시간은 1 필드내에 n 회의 기입을 실시한 경우, 통상의 구동방법의 기입시간의 1/n 이 된다.
제 15 실시형태
본 실시형태예는, 본 발명에 관련되는 액정표시소자의 제 2 구동방법의 실시형태의 다른 예로, 도 26(a) 는 데이터선에 인가하는 전압의 파형도, 도 26(b) 는 게이트선에 인가하는 전압의 파형도, 도 26 (c) 는 고속응답하는 액정에 도 26 (a 및 b) 의 전압을 인가하였을 때의 투과율 변화를 나타낸 도면이다.
본 실시형태예는 AC 구동의 주파수를 증대시킨 것에 상당한다. 구체적으로는 도 26 (a) 의 데이터선에 인가하는 전압은 도 2 의 수배 (이 도면에서는 2 배) 의 주파수의 사각형파이다. 한편, 도 26 (b) 의 게이트선에 인가하는 전압은 1 필드기간중에 1 회의 온·펄스가 존재하고, 각 필드는 도 26 (a) 의 전압부호 마다 부여된다. 그 결과, 도 26 에서는 1 프레임에 4 필드가 존재한다.
본 실시형태예에서는, 도 26 (c) 에 투과율 변화를 나타낸 바와 같이 16.7 ms 기간내에 기입신호에 따라 스텝응답이 발생하고, 서서히 진동폭이 억제되어, 4 회째의 기입에서 안정상태에 도달한다.
또한, 도 27 은 주사선별 타임 차트 및 주사선별 표시휘도를 나타낸 도면이다. 6 개의 주사선을 갖는 경우를 나타내고, 표시휘도는 짙고 연함으로 나타낸다.
도 27 과 같이 위에서 부터 순차 주사하여 정의 기입을 함으로써 제 1 필드가 형성되고, 그 후 데이터 신호전압을 반전시켜 위에서 부터 순차 주사하여 부의 기입을 함으로써 제 2 필드가 형성된다. 또한 위에서 부터 순차 주사하여 정의 기입을 함으로써 제 3 필드가 형성되고, 그 후 데이터 신호전압을 반전시켜 위에서 부터 순차 주사하여 부의 기입을 함으로써 제 4 필드가 형성된다.
이들 제 1 필드로부터 제 4 필드에 의하여 1 프레임이 형성된다. 제 1 필드의 시간은 8.35 ms 이다. 휘도는 도 26 (c) 의 투과율의 그래프와 같이 프레임내에서 진동하여 프레임 종료시에는 안정된다. 그리고, 각 주사 라인의 기입시간은 1 프레임내에 n 회의 AC 구동을 실시한 경우, 통상의 AC 구동방법의 기입시간의 1/n 이 된다.
제 16 실시형태예
본 실시형태예는 본 발명에 관한 액정표시소자의 제 3 구동방법의 실시형태의 일례로서, 도 28 은 주사선별 타임 차트 및 주사선별 표시휘도를 나타낸 도면이다.
본 실시형태예는 제 14 실시형태와 마찬가지로 1 필드내에서 동일한 데이터 신호를 복수회 기입하고 있다. 제 14 실시형태와 틀린 점은 주사 방법이다. 본 실시형태예에서는 복수의 주사라인을 동시에 주사한다. 도 28 에 나타낸 바와 같이, 주사선군을 상부블록과 하부블록으로 분할하고, 상부블록과 하부블록의 1 라인씩을 선택하여 순차 위에서 부터 밑으로 주사하고 있다.
그 결과, 개개의 주사선의 기입에는 제 14 실시형태예의 2 배의 시간을 확보할 수 있다. 또한 각 주사라인의 기입시간은 1 필드내에 n 회의 기입을 실시하고, m 개의 주사선 블록으로 분할한 경우, 통상의 AC 구동방법의 기입시간의 m/n 이 된다.
제 17 실시형태예
본 실시형태예는 본 발명에 관한 액정표시소자의 제 4 구동방법의 실시형태의 일례로서, 도 29 는 주사선별 타임 차트 및 주사선별 표시휘도를 나타낸 도면이다.
본 실시형태예는 제 15 실시형태와 마찬가지로 1 프레임내에 복수회의 AC 구동을 실시한다. 제 15 실시형태와 틀린 점은 주사 방법이다. 본 실시형태예에서는 복수의 주사라인을 동시에 주사한다. 도 29 에 나타낸 바와 같이, 주사선군을 상부블록과 하부블록으로 분할하고, 상부블록과 하부블록의 1 라인씩을 선택하여 순차적으로 위에서 부터 밑으로 주사하고 있다.
그 결과, 개개의 주사선의 기입에는 제 15 실시형태예의 2 배의 시간을 확보할 수 있다. 또한 각 주사라인의 기입시간은 1 프레임내에 n 회의 AC 구동을 실시하고, m 개의 주사선 블록으로 분할한 경우, 통상의 AC 구동방법의 기입시간의 m/n 이 된다.
제 18 실시형태예
본 실시형태예는 본 발명에 관한 액정표시소자의 제 5 구동방법의 실시형태의 일례로서, 도 30 은 광원의 휘도의 시간배분과 주사선별 시간배분의 구성과 동작을 나타낸 타임 차트 및 주사선별 표시휘도를 나타낸 도면이다.
본 실시형태예는 제 14 실시형태와 마찬가지로 1 필드내에서 동일한 데이터 신호를 복수회 기입하고, 또 제 16 실시형태와 동일한 주사를 하고 있다. 제 14 및 제 16 실시형태와 틀린 점은 필드 시퀀셜 구동인 점이고, 또한 각 필드내에는 일정한 표시기간 (105) 을 갖고 있다. 도 30 에서는 12 개 주사선에서의 예를 나타내고 있다.
1 프레임은 각 색에 맞춰 3 개로 분할된 필드로 나눠지고, 각 필드내에서 AC 구동된다. 또한, AC 구동의 각 극성내에서 복수회의 기입이 이루어진다.
한편, 주사선도 복수의 블록으로 분할되고 동시에 기입이 이루어진다. 도 30 에 나타낸 바와 같이, 주사선을 4 개의 블록으로 분할하고 각 블록의 최상의 주사선을 동시에 선택하여 기입하고, 순차적으로 위에서 부터 밑으로 기입한다. 그 주사를 4 회 반복하여 AC 구동의 일방의 극성 (여기에서는 정) 을 계속 기입한다. 그 후, 표시기간 (105) 이 부여된다. 신호 데이터의 극성이 반전되고, 동시에 4 블록을 동시에 주사하는 것을 4 회 반복하여, 부의 기입 (103) 이 종료하고, 표시기간 (105) 이 부여된다.
이 때, 광원은 표시기간을 포함하는 범위에서 점등되고, 투과율이 불안정한 범위에서는 소등된다. 이 수순으로 제 1 필드가 형성되고, 적 표시가 종료된다. 마찬가지로 녹, 청 필드의 표시를 실행하고, 3 필드에서 1 프레임이 형성된다.
제 19 실시형태예
본 실시형태예는 본 발명에 관한 액정표시소자의 제 6 구동방법의 실시형태의 일례로서, 도 31 은 광원 휘도의 시간배분과 주사선별 시간배분의 구성과 동작을 나타낸 타임 차트 및 주사선별 표시휘도를 나타낸 도면이다.
본 실시형태예에서는, 제 15 실시형태와 마찬가지로 1 필드내에서 복수회의 AC 구동을 실시하고, 또한 제 17 실시형태예와 동일한 주사를 하고 있다. 제 15 및 제 17 실시형태예와 다른 점은 필드 시퀀셜 구동인 점이고, 또한 각 필드내에는 일정한 표시기간 (105) 을 갖고 있는 점이다.
도 31 에서는 12 개 주사선에서의 예를 나타내고 있다. 1 프레임은 각 색에 맞춰 3 개로 분할된 필드로 나눠지고, 각 필드내에서 AC 구동된다. 또한, AC 구동은 복수회 이루어진다.
한편, 주사선도 복수의 블록으로 분할되고 동시에 기입이 이루어진다. 도 31 에 나타낸 바와 같이, 주사선을 4 개의 블록으로 분할하고 각 블록의 최상의 주사선을 동시에 선택하여 기입하고, 순차적으로 위에서 부터 밑으로 기입한다. 그 주사를 4 회 반복하여 2 주기분의 AC 구동을 실시한다. 그 후, 표시기간 (105) 이 부여된다.
이 때, 광원은 표시기간을 포함하는 범위에서 점등되고, 투과율이 불안정한 범위에서는 소등된다. 이 수순으로 제 1 필드가 형성되고, 적 표시가 종료된다. 마찬가지로 녹, 청 필드의 표시를 실행하고, 3 필드에서 1 프레임이 형성된다.
제 20 실시형태예
본 실시형태예는 본 발명에 관한 액정표시장치의 실시형태의 일례로서, 제 14 실시형태예로부터 제 17 실시형태예의 구동방법 중 어느 하나를 사용한 액정표시장치이다. 도 32 는 본 발명의 구동방법을 적용한 액정표시장치 구성의 일례를 나타낸 모식도로서, 이 모식도는 실질적으로 도 23 과 동일하다.
본 실시형태예의 액정표시장치는 2 개의 지지기판 (16) 의 각각의 위에 전극 (17) 이 형성되고, 그 위에 액정을 배향시키는 배향막 (18) 이 형성된다. 이 한쌍의 지지기판 (16) 사이에 액정 (19) 을 끼우고, 나아가 한쌍의 편광판을 지지기판 (16) 의 외측에 설치한다. 이 구성으로 통상 액정표시장치가 구성된다.
이하, 이 실시형태의 동작을 상세하게 설명한다. 각 드레인 버스 라인에는 소정 주파수로 각 구동방법에 대응한 신호 데이터 파형이 각 게이트 라인에 대응하여 인가된다. 한편, 각 게이트 버스 라인에는 그 라인이 선택될 때에 능동소자를 ON 하도록 각 실시형태에서 나타낸 파형이 인가되고, 그럼으로써 드레인 라인의 파형이 표시전극에 의하여 액정에 인가된다. 다시, 게이트 라인이 선택될 때까지 액정부에 전압이 유지된다. 그럼으로써 액정이 메모리성을 갖지 않더라도 표시의 유지동작이 가능하다. 리세트는 드레인 라인에 리세트용의 소정 신호 데이터를 인가하고, 또한 능동소자의 스위치를 ON 하도록 파형이 각 실시형태에서 나타낸 타이밍으로 인가된다.
이상의 구성으로, 실시형태예 1 에서 4 중 어느 하나의 구동방법을 적용한 액정표시장치가 실현된다.
제 21 실시형태예
본 실시형태예는 본 발명에 관한 액정표시장치의 실시형태의 일례로서, 제 18 및 제 19 실시형태예의 구동방법을 적용한 액정표시장치이다.
본 실시형태예의 액정표시장치는 2 개의 지지기판의 각각의 위에 전극이 형성되고, 그 위에 액정을 배향시키는 배향막이 형성된다. 이 한쌍의 지지기판 사이에 액정을 끼우고, 한쌍의 편광판을 지지기판의 외측에 설치한다. 또한 일방의 편광판측에 필드 시퀀셜 표시용 광원을 구비한다.
이 구성으로, 제 18 및 제 19 실시형태 중 어느 하나의 구동방법을 적용한 액정표시장치가 실현된다.
이하, 본 발명의 상기 제 2 및 제 3 발명을 실시예를, 상세하게 설명하겠지만, 본 발명은 그 요지를 벗어나지 않는 한 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
제 6 실시예
본 실시예는 본 발명에 관한 액정표시장치의 일실시예이다. 본 실시예에서는, 480 개의 게이트 버스 라인 및 640 개의 드레인 버스 라인에는 스퍼터법으로 형성된 선폭 10 ㎛ 의 크롬 (Cr) 선을 사용하고, 게이트 절연막에는 질화실리콘 (SiNx) 을 사용하였다.
일단위 화소의 크기는 종 330 ㎛, 횡 110 ㎛ 으로 하여, 비정질 실리콘을 사용하여 TFT (박막 트랜지스터) 를 형성하고, 화소전극은 투명전극인 산화 인듐 주석 (ITO) 을 사용하여 스퍼터법으로 형성하였다. 이와 같이 TFT 를 어레이 형상으로 형성한 유리기판을 제 1 기판으로 하였다.
이 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판에는 크롬을 사용한 차광막을 형성한 후, ITO 를 사용한 투명전극 (공통전극) 을 형성하고, 나아가 컬러 필터를 염색법으로 매트릭스상으로 형성하고, 그 상면에 실리카를 사용한 보호층을 형성하였다. 그 후, 인쇄법으로 가용성 폴리이미드를 인쇄하고 180 ℃ 에서 베이킹하여 용매를 제거하였다. 이 폴리이미드막 상에 스핀 코트법으로 폴리아믹산을 도포하고, 200 ℃ 에서 베이킹 이미드화하여 폴리이미드막을 형성하였다.
나이론을 사용한 버프천을 직경 50 ㎜ 의 롤러에 감고, 롤러의 회전수 600 rpm, 스테이지 이동속도 40 ㎜/초, 압입량 0.7 ㎜, 러빙회수 2 회로 10 ° 크로스 러빙이 되는 방향으로 이 폴리이미드막을 러빙하였다.
접촉단차계로 측정한 배향막의 두께는 약 500 Å 이고, 크리스탈 로테이션법으로 측정한 프리틸트각은 1.5 도였다.
이와 같은 한쌍의 유리기판의 일방에 약 2 ㎛ 직경의 구상 스페이서인 미크로 펄을 산포하고, 또한 타방에 약 2 ㎛ 직경의 원주상 유리제 로드 스페이서를 분산시킨 열경화성 밀봉재를 도포하였다. 이들 기판을 러빙처리방향이 서로 10°크로스 러빙되도록 양기판을 대향 배치하고, 열처리에 의하여 밀봉재를 경화시켜 갭 2 ㎛ 의 패널을 조립하였다.
패널 사이에 아시아·디스플레이 95 의 61 페이지에서 64 페이지에 나타낸 V 자형 스위칭을 행하는 반강유전성 액정조성물을, 진공중에서 85 ℃ 의 등방상 (Iso) 의 상태로 주입하였다.
이 액정의 자발 분극치를 삼각파를 인가하여 측정한 결과, 165 nC/㎠ 이었다. 또한, 응답속도는 계조전압에 따라 다르지만 200 마이크로초에서 800 마이크로초 사이였다. 85 ℃ 의 상태 그대로 임의 파형 발생기와 고출력 앰프를 사용하여 패널 전체면에 주파수가 3 ㎑ 이고 진폭이 ±10V 인 사각형파를 인가하고, 전계를 인가하면서 실온까지 0.1 ℃/min 의 속도로 서냉시켰다.
이와 같이 하여 제작한 액정패널에 구동용 드라이버 IC 를 장착하여 액정표시장치로 하였다.
이 액정표시장치에서는 실시형태예 1 의 구동방법을 적용하였다. 구체적으로는 1 필드기간을 16.7 밀리초, 1필드기간을 33.4 밀리초, 각 주사선의 기입시간을 4.2 마이크로초로 하고, 1 필드중에 8 회 기입하도록 하였다.
도 33 도에 인가한 파형과 1 화소를 측정한 투과율의 변화 형태를 나타내었다. 도 33 (a) 는 드레인 인가전압, 도 33 (b) 는 게이트 인가전압, 도 33 (c) 는 투과율 변화이다.
본 실시예에서는 액정의 자발 분극치가 크기 때문에 기입후의 액정 응답에 따른 유지율 변화가 크다. 그 결과, 투과율이 안정된 상태로 되기 위해 필요한 기입회수는 8 회로 제 14 실시형태예 보다 증가하였다.
본 방법으로 리세트 펄스법에 의하지 않고 프레임 메모리를 설치하지 않고 1 필드내에 모든 중간조의 응답이 종료되는 고속응답성을 살린 액정표시장치가 얻어졌다.
제 7 실시예
본 실시예는 본 발명에 관한 액정표시장치의 다른 실시예이다. 본 실시예에서는 제 6 실시예와 동일한 방법으로 TFT 기판 및 CF (컬러 필터) 기판을 제작하고, 또한 제 6 실시예와 동일한 방법으로 패널 조립까지의 공정을 실시한다. 이 패널에 일본 특허 출원 평9-93853 호에 나타낸 액정 조성물을 진공중에 85 ℃ 의 등방상 (Iso) 의 상태로 주입하였다. 이 액정조성물의 자발 분극치는 20 nC/㎠ 전후가 되도록 조성비를 조절하고, 삼각파를 인가하여 실제 측정한 결과, 19.5 nC/㎠ 이었다. 또한, 응답속도는 계조전압에 따라 다르지만 600 마이크로초에서 2 밀리초 사이였다. 주입후, 0.1 ℃/min 의 속도로 실온까지 서냉시켰다.
이와 같은 방법으로 제작한 액정패널에 구동용 드라이버 IC 를 장착하여 액정표시장치로 하였다.
이 액정표시장치를 제 14 실시형태예의 구동방법으로 구동시켰다. 구체적으로는 1 필드기간을 16.7 밀리초, 1 프레임 기간을 33.4 밀리초, 각 주사선의 기입 시간을 11.5 마이크로초로 하고, 1 필드중에 3 회 기입하도록 하였다. 도 34 에 인가한 파형과 1 화소를 측정한 투과율의 변화 형태를 나타내었다. 도 34 (a) 는 드레인 인가전압, 도 34 (b) 는 게이트 인가전압, 및 도 34 (c) 는 투과율 변화이다.
본 실시예에서는 액정의 자발 분극치가 적기 때문에 기입후의 액정응답에 따른 유지율 변화가 적었다. 그 결과, 투과율이 안정된 상태로 되기 위해 필요한 기입 회수는 3 회로서, 제 15 실시형태예 보다 줄었다. 이와 같이 필요한 기입 회수가 줄어듬으로써 제 6 실시예에 비해 기입시간의 감소가 억제된다. 동시에 구동회로의 주파수의 증대가 억제되어 구동회로의 비용이 낮아졌다.
또한, 특이한 점은 액정 자신의 응답속도가 제 6 실시예보다 느림에도 불구하고 본 구동법으로 사용한 경우에는 안정상태에 도달하는 시간이 제 6 실시예보다 빨랐다는 점이다. 제 6 실시예와 동일한 본 방법으로, 리세트 펄스법에 의하지 않고 프레임 메모리를 설치하지 않고 1 필드내에 모든 중간조의 응답이 종료되는 고속응답성을 살린 액정표시장치가 얻어졌다.
제 8 실시예
본 실시예는 본 발명에 관한 액정표시장치의 다른 실시예이다. 본 실시예에서는 제 6 실시예와 동일한 방법으로 TFT 기판을 제작한다. 이 TFT 기판과 대향하는 제 2 기판에는 크롬을 사용한 차광막을 형성한 후, 염료를 사용한 버블 젯에 의한 인젝트 방식으로 컬러 필터를 형성한 후, ITO 를 형성하고 그 위에 실리카에 의한 보호층을 형성하였다.
레이온을 사용한 버프천을 직경 50 ㎜ 의 롤러에 감아, 롤러의 회전수 600 rpm, 스테이지 이동속도 40 ㎜/초, 압입량 0.7 ㎜, 러빙회수 2 회로 평행러빙이 되는 방향으로, 이 폴리이미드막을 러빙하였다.
접촉단차계로 측정한 배향막의 두께는 약 500 옹스트롬으로, 크리스탈로테이션법으로 측정한 프리틸트각은 7 도이었다. 이와 같은 1 쌍의 유리기판의 일방에 약 9.5 ㎛ 직경의 구형상 스페이서인 진사구를 산포하고, 또 타방에 약 9.5 ㎛ 직경의 원주형상의 유리제 로드스페이서를 분산시킨 자외선경화성의 밀봉재를 도포하였다.
이들의 기판을 러빙처리방향이 서로 평행러빙이 되도록 양기판을 대향시켜 배치하여 비접촉으로 자외선을 조사하는 처리로 밀봉재를 경화시켜 갭 9.5 ㎛ 의패널을 조립하였다.
이 패널에 네마틱액정을 주입하였다. 본 실시예에서는, 에스·아이·디 94·다이제스트의 927 페이지부터 930 페이지에 나타낸 OCB (옵티컬리·콘펜세이티드·바이리프리젠스) 표시모드가 되도록 보상판을 부가하였다.
이와 같이 하여 제작한 액정패널에, 구동용의 드라이버를 부착하여 액정표시장치로 하였다. 또한, 액정모드 자신의 응답속도는 계조전압에 따라 다르지만, 1.5 밀리초부터 4 밀리초의 사이이었다.
본 액정표시장치를 제 14 실시형태예의 구동방법으로 구동하였다. 구체적으로는, 1 필드기간을 16.7 밀리초, 1 프레임기간을 33.4 밀리초, 각 주사선의 기입시간을 11.5 마이크로초로 하고, 1 필드중에 3 회 기입하도록 하였다. 인가한 파형은 도 34 와 동일하였다. 액정 자신의 응답속도가 제 7 실시예보다 늦기때문에 투과율의 응답도 약간 늦었다.
그러나, 안정상태에 도달하기까지의 기입회수가 적기 때문에, 응답속도가 약 5 배 빠른 제 6 실시예에 비하면, 안정상태에 도달하기 까지의 시간은 빨랐었다. 제 6 및 제 7 실시예와 동일하게, 본 방법에 의하여, 리세트 펄스법에 의하지않고 프레임메모리를 설치하는 일 없이, 1 필드내에 모든 중간조의 응답이 종료하는 고속응답성을 살린 액정표시장치가 얻어졌다.
제 9 실시예
본 실시예는 본 발명에 관련되는 액정표시장치의 또 다른 실시예이다. 본 실시예에서는, 제 7 실시예와 동일한 방법으로 액정패널을 제작하고, 또한, 구동용의 드라이버를 부착하여 액정표시장치로 하였다. 본 액정표시장치의 구동방법은 제 15 실시형태예의 구동방법에 의한다.
본 실시예에서는 1 회당의 기입시간을 제 7 실시예보다도 길게 할 수 있었다.
제 10 실시예
본 실시예는 본 발명에 관련되는 액정표시장치의 또 다른 실시예이다. 본 실시예에서는, 제 7 실시예와 동일한 방법으로 액정패널을 제작하고, 또한 구동용의 드라이버를 부착하여 액정표시장치로 하였다. 본 액정표시장치의 구동방법은 제 17 실시형태예의 구동방법에 의한다.
본 실시예에서는 1 회당의 기입시간을 제 9 실시예보다도 길게 할 수 있어, 통상의 AC 구동과 전혀 다르지 않았다.
그 결과, 고주파수용의 소자를 사용할 필요가 없어 저비용으로 고성능의 액정표시장치가 실현되었다.
제 11 실시예
본 실시예는 본 발명에 관련되는 액정표시장치의 또 다른 실시예이다. 본 실시예의 액정패널의 구성은 제 7 실시예의 액정패널의 구성과 동일하다. 이 액정패널에, 구동용의 드라이버 및 고속의 스위칭이 가능한 백라이트를 사용하여 필드 시퀀셜 액정표시장치로 하였다.
이 액정표시장치에서, 구동방법 및 광원의 휘도의 주사는, 제 18 실시형태예의 구동방법에 의하였다. 구체적으로는, 일방의 극성에서의 기입회수를 4 회, 주사선을 2 개의 블록으로 분할하였다. 표시기간 (105) 은 2 밀리초로 하고, 각 주사선의 기입시간을 3.5 마이크로초로 하고, 1 프레임기간을 33.3 밀리초로 하였다. 이 때, 광원의 점등시간은 1 프레임내에서 각 색에 대하여 2.5 밀리초를 2 회, 즉, 5 밀리초를 확보할 수 있었다.
제 12 실시예
본 실시예는 본 발명에 관련되는 액정표시장치의 또 다른 실시예이다. 본 실시예의 액정패널의 구성은, 제 7 실시예의 액정패널 구성과 동일하다. 이 액정패널에, 구동용의 드라이버 및 고속의 스위칭이 가능한 백라이트를 사용하여 필드 시퀀셜 액정표시장치로 하였다.
이 액정표시장치에서, 구동방법 및 광원의 휘도의 주사는 제 19 실시형태예의 구동방법에 의하였다. 구체적으로는, 1 프레임내에 2 회의 AC 구동을 실시하고, 주사선을 2 개의 블록으로 분할하였다. 표시기간 (105) 은 7.7 밀리초로 하고, 각 주사선의 기입시간을 3.5 마이크로초로 하고, 1 프레임기간을 33.3 밀리초로 하였다. 이 때, 광원의 점등시간은 1 프레임내에서 각 색에 대하여 2.5 밀리초를 2 회, 즉, 8 밀리초로 제 6 실시예보다 길게 확보할 수 있었다.
제 13 실시예
본 실시예는 본 발명에 관련되는 액정표시장치의 또 다른 실시예이다. 본 실시예에서는 마이크로디스플레이를 제작하여, 반사형의 프로젝터를 제작하였다. 어드밴스트 이메징지의 1997년 1월호의 권두에 실린 디스플레이테크사에 의한 마이크로디스플레이와 동일하게 제작하였다.
구체적으로는, 실리콘웨이퍼 상에 MOS-FET 를 0.8 ㎛ 룰로 형성함으로써 DRAM 을 제작하였다. 크기 등은 다이크기 1/2 인치이고 화소피치 10 ㎛ 정도, 1 메가-DRAM 을 형성하였다. 화소의 개구율은 90% 이상이었다. 또한, 형성된 DRAM 표면에 화학 및 기계적 연마 기술을 실시함으로써 평탄화하였다. 한편, 대향하는 기판은, 현미경관찰용의 카바유리를 사용하였다.
실리콘 웨이퍼에서 구동회로를 포함하는 부분을 잘라내어, 가용성 폴리이미드에 의한 배향막을 인쇄하고 170 ℃ 에서 베이킹하여 용매를 제거하였다. 나일론을 사용한 버프천을 직경 50 ㎜ 의 롤러에 감아, 롤러의 회전수 6000 rpm, 스테이지 이동속도 40 ㎜/초, 압입량 0.7 ㎜, 러빙회수 2 회로 하여, 상기 폴리이미드막을 러빙하였다.
접촉단차계로 측정한 배향막의 두께는 약 500 옹스트롬으로, 크리스탈 로테이션법으로 측정한 프리틸트각은 1.5 도 이었다.
또, 약 2 ㎛ 직경의 원주형상의 유리제 로드스페이서를 분산시킨 광경화성의 밀봉재를 도포하였다. 이들의 기판을 대향시켜 배치하여 비접촉으로 자외선처리함으로써 밀봉재를 경화시켜 갭 2 ㎛ 의 패널을 조립하였다. 이 패널에, 아시아·디스플레이 95 의 61 페이지부터 64 페이지에 나타낸 V 자형 스위칭을 하는 반강유전성 액정조성물을 진공중에서 85 ℃ 의 등방상 (Iso) 의 상태로 주입하였다. 85 ℃ 의 상태 그대로에서, 임의파형 발생기와 고출력 앰프를 사용하여 패널 전체면에 주파수가 3 ㎑ 이고 진폭이 ±10V 인 사각형파를 인가하고, 전계를 인가하면서 실온까지 0.1 ℃/min 의 속도로 서냉하였다. 또한, 3 색의 발광다이오드와 평행광을 얻기 위한 콜리메이트렌즈, 편광변환소자 및 투사용렌즈 등을 이용하여, 반사형 필드 시퀀셜 프로젝터를 제작하였다.
이와 같은 액정표시장치의 구동방법은, 제 19 실시형태예의 구동방법에 따랐다. 이 방법에 따른 결과, 고속응답의 프로젝터표시가 얻어졌다.
이상, 본 발명을 그 양호한 실시형태예 및 실시예에 근거하여 설명하였지만, 본 발명의 액정구동방법 및 액정표시장치는 상기 실시형태예 및 실시예의 구성에만 한정되는 것은 아니며, 상기 실시형태예 및 실시예의 구성으로부터 여러가지의 수정 및 변경을 실시한 것도, 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (15)

  1. 서로 교차하는 방향으로 설치된 복수의 주사선들 및 복수의 신호선들; 상기 주사선들 및 신호선들의 교차부에 매트릭스 형태로 배치된 화소전극들; 및 상기 주사선 및 신호선과 상기 화소전극 사이에 접속되어 제어되는 스위칭 소자를 포함하며,
    상기 신호선에 인가되는 신호전압과 상기 주사선에 인가되는 주사전압에 의하여 데이터를 기입하고, 각 필드마다 주사선을 순차적으로 주사하여 화면을 표시하고, 계속해서 주사선을 리세트하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    제 1 필드에서 주사선을 순차적으로 주사한 후에 일제히 리세트하고, 이 제 1 필드에 계속되는 제 2 필드에서 제 1 필드에서의 주사순서와는 역순으로 주사한 후에 일제히 리세트하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 필드 및 제 2 필드를 1 프레임으로 하는 인터레이스 구동을 행하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    1 프레임 중에 1 개의 주사선으로 2 회의 기입기간을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    1 프레임 중에 1 개의 주사선으로 2 회의 리세트기간을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    1 프레임 중에 1 개의 주사선으로 1 회의 리세트기간을 갖고, 리세트 후의 1 회째의 기입시의 데이터 신호전압의 절대치가 2 회째의 기입시의 데이터 신호전압의 절대치보다 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  6. 1 프레임 중에 3 색의 정보가 순차적으로 표시되는 필드 시퀀셜 액정표시장치를 구동하는 방법으로서, 제 5 항에 기재된 방법에 따라서, 각 표시색을 구동하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  7. 1 프레임 중에 3 색의 정보가 순차적으로 표시되는 필드 시퀀셜 액정표시장치를 구동하는 방법으로서,
    제 1 항에 기재된 방법에 따라서, 각 표시색을 구동하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항의 어느 한 항에 나타낸 구동방법에 의하여 구동되는 액정을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에서 나타낸 구동방법에 의하여 구동되는 액정을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 서로 교차하는 방향으로 설치된 복수의 주사선들 및 복수의 신호선들; 상기 주사선들 및 신호선들의 교차부에 매트릭스 형태로 배치된 화소전극들; 및 상기 주사선 및 신호선과 상기 화소전극 사이에 접속되어 제어되는 스위칭 소자를 포함하며, 상기 신호선에 인가되는 신호전압과 상기 주사선에 인가되는 주사전압에 의하여 데이터를 기입하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    1 프레임이 제 1 필드와 제 2 필드로 구성되며,
    제 1 필드에서 소정의 신호전압으로 데이터를 복수회 기입하고,
    이어서, 제 2 필드에서 신호전압의 부호를 반전시키고, 복수회 데이터를 기입하는 것을 특징으로 하는 것을 액정표시장치의 구동방법.
  11. 서로 교차하는 방향으로 설치된 복수의 주사선들 및 복수의 신호선들; 상기 주사선들 및 신호선들의 교차부에 매트릭스 형태로 배치된 화소전극들; 및 상기 주사선 및 신호선과 상기 화소전극 사이에 접속되어 제어되는 스위칭 소자를 포함하며, 상기 신호선에 인가되는 신호전압과 상기 주사선에 인가되는 주사전압에 의하여 데이터를 기입하는 액정표시장치의 구동방법에 있어서,
    1 프레임이 복수의 필드로 구성되며,
    첫번째 필드에서 소정의 신호전압으로 데이터를 기입하고,
    이어서, 다음 필드에서 신호전압의 부호를 반전시키어 데이터를 기입하는 방식으로, 1 프레임 내의 상기 복수의 필드에서 극성이 정부로 반전하는 신호전압을 번갈아가며 데이터를 기입하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 주사선들을 복수개의 블록으로 분할하고, 복수개의 블록을 동시에 주사하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  13. 1 프레임이 3 색의 컬러에 따라 3 개의 필드로 분할되고, 각 필드내에서 데이터가 순차적으로 표시되는 필드 시퀀셜 액정표시장치의 구동방법으로서,
    각 색의 구동방법이, 제 12 항에 기재된 액정표시소자의 구동방법에 의하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
  14. 액정표시장치를 구성하는 액정표시소자가, 제 10 항 또는 제 11 항에 기재된 액정표시소자의 구동방법에 의하여 구동되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 1 프레임에 3 색의 정보가 순차적으로 표시되는 필드 시퀀셜 액정표시장치로서,
    제 13 항에 기재된 액정표시장치의 구동방법에 의하여 구동되는 것을 특징으로 하는 필드 시퀀셜 컬러액정표시장치.
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