KR100854992B1 - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
1서브프레임 내 또는 1프레임 내에서, 한쪽 극성의 인가 전압과 다른쪽 극성의 인가 전압의 크기, 및 각각의 유지 기간이 다르다. 어두운 표시를 행하는 극성의 인가 전압을, 밝은 표시를 행하는 극성의 인가 전압보다도, 크기는 크고 유지 기간은 짧게 한다. 한쪽 극성(표시 데이터에 따라 밝은 표시를 행하는 극성)의 인가 전압의 크기를 V1, 유지 기간을 T1, 다른쪽 극성(어두운 표시를 행하는 극성)의 인가 전압의 크기를 V2, 유지 기간을 T2로 한 경우에, (V1·T1)/(V2·T2)의 값을 0.7∼1.3의 범위, 보다 바람직하게는 0.7∼1.1의 범위로 한다.
액정 표시 장치, TFT, 서브프레임, 컬러 필터, 백 라이트, 액정 재료, 인가 전압, 콘덴서, 유지 기간, 액정 패널, 화소 전극, 공통 전극, 데이터 드라이버
Within one subframe or within one frame, the magnitudes of the applied voltage of one polarity and the applied voltage of the other polarity and the respective sustain periods are different. The applied voltage of the polarity for displaying dark display is larger in magnitude and shorter than the applied voltage of the polarity for displaying bright display. The magnitude of the applied voltage of one polarity (the polarity for bright display according to the display data) is V1, the sustain period is T1, the magnitude of the applied voltage of the other polarity (the polarity for dark display) is V2 and the sustain period is T2. In this case, the value of (V1 · T1) / (V2 · T2) is in the range of 0.7 to 1.3, more preferably in the range of 0.7 to 1.1.
Liquid crystal display, TFT, subframe, color filter, backlight, liquid crystal material, applied voltage, capacitor, retention period, liquid crystal panel, pixel electrode, common electrode, data driver
Description
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히, TFT(Thin Film Transistor) 등의 스위칭 소자를 이용하는 액티브 구동형 액정 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근의 소위 정보화 사회의 진전에 따라, 퍼스널 컴퓨터 및 PDA(Personal Digital Assistants) 등으로 대표되는 전자 기기가 널리 사용되게 되었다. 이와 같은 전자 기기의 보급에 의해, 사무실이나 옥외(屋外)에서도 사용 가능한 휴대형의 수요가 발생하고 있어, 그들의 소형·경량화가 요망되고 있다. 이와 같은 목적을 달성하기 위한 수단의 하나로서 액정 표시 장치가 널리 사용되고 있다. 액정 표시 장치는 단지 소형 및 경량화뿐만 아니라, 배터리 구동되는 휴대형 전자 기기의 저소비 전력화를 위해서는 필요 불가결한 기술이다.With the recent development of the so-called information society, electronic devices typified by personal computers, personal digital assistants (PDAs), and the like have become widely used. With the spread of such electronic devices, there is a demand for portable devices that can be used in offices and outdoors, and their miniaturization and weight reduction are desired. As one of means for achieving such an objective, the liquid crystal display device is widely used. The liquid crystal display device is an indispensable technology for not only miniaturization and light weight but also low power consumption of a battery powered portable electronic device.
액정 표시 장치는 대별(大別)하면 반사형과 투과형으로 분류된다. 반사형은 액정 패널의 앞면으로부터 입사된 광선을 액정 패널의 뒷면에서 반사시켜 그 반사광으로 화상을 시인(視認)시키는 구성이며, 투과형은 액정 패널의 뒷면에 구비된 광원(백 라이트)으로부터의 투과광으로 화상을 시인시키는 구성이다. 반사형은 환경 조건에 의해 반사 광량(光量)이 일정하지 않아 시인성(視認性)이 떨어지기 때문에, 특히, 풀 컬러(full-color) 표시를 행하는 퍼스널 컴퓨터 등의 표시 장치로서 는, 일반적으로 컬러 필터를 사용한 투과형 컬러 액정 표시 장치가 사용되고 있다.Liquid crystal displays are roughly classified into reflection type and transmission type. The reflection type reflects the light incident from the front side of the liquid crystal panel on the back side of the liquid crystal panel and visually recognizes the image by the reflected light. The transmission type is transmitted light from a light source (back light) provided on the rear side of the liquid crystal panel. It is a structure which visually recognizes an image. The reflective type is not constant due to the amount of reflected light due to environmental conditions, and thus the visibility is inferior. Therefore, in particular, as a display device such as a personal computer which performs full-color display, color is generally used. A transmissive color liquid crystal display device using a filter is used.
컬러 액정 표시 장치는 현재 TFT 등의 스위칭 소자를 사용한 액티브 구동의 것이 널리 사용되고 있다. 이 TFT 구동의 액정 표시 장치는, 표시 품질은 비교적 높지만, 액정 패널의 광투과율이 현재 상태에서는 수% 정도로 낮기 때문에, 높은 화면 휘도를 얻기 위해서는 고휘도의 백 라이트가 필요해진다. 이 때문에, 백 라이트에 의한 소비전력이 커지게 된다. 또한, 액정의 전계에 대한 응답성이 낮고, 응답 속도, 특히 중간조(中間調)에서의 응답 속도가 늦다는 문제가 있다. 또한, 컬러 필터를 사용한 컬러 표시이기 때문에, 1화소를 3개의 부(副)화소로 구성해야 하고, 고정밀화가 곤란하고, 그 표시색 순도(純度)도 충분하지 않다.Background Art A color liquid crystal display device has been widely used in active driving using switching elements such as TFTs. Although the display quality of this TFT drive liquid crystal display is relatively high, since the light transmittance of a liquid crystal panel is low about several% in the present state, high brightness backlight is required in order to acquire high screen brightness. For this reason, power consumption by backlight becomes large. In addition, there is a problem that the responsiveness to the electric field of the liquid crystal is low, and the response speed, in particular, the response speed in a halftone. Moreover, since it is a color display using a color filter, one pixel should be comprised with three subpixels, high precision is difficult, and the display color purity is also not enough.
이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 본 발명자 등은 필드·순차 방식의 액정 표시 장치를 개발하고 있다(예를 들면, 비특허 문헌 1, 2, 3 등 참조). 이 필드·순차 방식의 액정 표시 장치는 컬러 필터 방식의 액정 표시 장치와 비교하여, 부 화소를 필요로 하지 않기 때문에, 보다 정밀도가 높은 표시를 용이하게 실현할 수 있으며, 또한, 컬러 필터를 사용하지 않고 광원의 발광색을 그대로 표시에 이용할 수 있기 때문에, 표시색 순도도 우수하다. 또한, 광 이용 효율도 높기 때문에, 소비전력이 적어도 된다는 이점도 가지고 있다. 그러나, 필드·순차 방식의 액정 표시 장치를 실현하기 위해서는, 액정의 고속 응답성(2ms 이하)이 필수이다.In order to solve such a problem, the present inventors have developed the field-sequential liquid crystal display device (for example, refer
그래서, 본 발명자 등은 상술한 바와 같은 우수한 이점을 갖는 필드·순차 방식의 액정 표시 장치 또는 컬러 필터 방식의 액정 표시 장치의 고속 응답화를 도모하기 위해, 종래에 비하여 100∼1000배의 고속 응답을 기대할 수 있는 자발(自 發) 분극을 갖는 강유전성(强誘電性) 액정 등의 액정의 TFT 등의 스위칭 소자에 의한 구동을 연구 개발하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 등 참조). 자발 분극을 갖는 강유전성 액정에서는, 액정 분자가 기판에 대하여 대략 평행하게 나열되어 있고, 전압 인가에 의해서 그 액정 분자의 장축(長軸) 방향이 변화된다. 그리고, 강유전성 액정을 사이에 삽입한 액정 패널을 편광축이 직교한 2장의 편광판 사이에 끼우고, 액정 분자의 장축 방향의 변화에 의한 복굴절을 이용하여, 투과광 강도를 변화시킨다.Therefore, the inventors of the present invention have achieved a high-speed response of 100 to 1000 times as compared with the conventional one, in order to achieve a high-speed response of the liquid crystal display device of the field-sequential method or the liquid crystal display device of the color filter having the excellent advantages as described above. Research and development of driving by switching elements, such as TFT, of liquid crystals, such as ferroelectric liquid crystals which have anticipated spontaneous polarization, are anticipated (for example, refer
[특허문헌 1] 일본국 공개특허평11-119189호 공보[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-119189
[비특허문헌 1] 요시하라 토시아키 외(T.Yoshihara, et. al.): ILCC 98 P1-074, 1998년 발행[Non-Patent Document 1] Toshiaki Yoshihara et al. (T. Yoshihara, et. Al.): Issued by ILCC 98 P1-074, 1998
[비특허문헌 2] 요시하라 토시아키 외(T.Yoshihara, et. al.): AM-LCD'99 Digest of Technical Papers, p.185, 1999년 발행[Non-Patent Document 2] T.Yoshihara, et.al., published by AM-LCD'99 Digest of Technical Papers, p.185, 1999
[비특허문헌 3] 요시하라 토시아키 외(T.Yoshihara, et. al.): SID'00 Digest of Technical Papers, p.1176, 2000년 발행[Non-Patent Document 3] T.Yoshihara, et.al., published by SID'00 Digest of Technical Papers, p. 1176, 2000
이와 같은 필드·순차 방식의 액정 표시 장치 또는 컬러 필터 방식의 액정 표시 장치는 배터리 구동의 휴대형 전자 기기에서의 이용에서 한층 더 저소비 전력화 및 저 비용화가 요구되고 있다.Such a field-sequential liquid crystal display device or a color filter liquid crystal display device is required to further lower power consumption and lower cost in use in a battery-powered portable electronic device.
도 1 및 도 2는 종래의 필드·순차 방식의 액정 표시 장치, 특히 도 3에 나타낸 바와 같은 하프(half) V자형의 전기 광학 응답 특성을 나타내는 액정 재료를 사용한 종래의 필드·순차 방식의 액정 표시 장치의 구동 시퀀스를 나타내는 도면이다. 도 1의 (a), 도 2의 (a)는 액정 패널의 각 라인의 주사 타이밍, 도 1의 (b), 도 2의 (b)는 백 라이트의 적색, 녹색, 청색 각색의 점등 타이밍을 나타낸다.1 and 2 show a conventional field sequential liquid crystal display device, in particular, a liquid crystal display of a conventional field sequential method using a liquid crystal material exhibiting a half V-shaped electro-optic response characteristic as shown in FIG. 3. It is a figure which shows the drive sequence of an apparatus. 1 (a) and 2 (a) show the scanning timing of each line of the liquid crystal panel, and FIGS. 1 (b) and 2 (b) show the lighting timings of the red, green and blue colors of the backlight. Indicates.
1프레임을 3개의 서브 프레임으로 분할하고, 예를 들어, 도 1의 (b), 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이 첫번째 서브 프레임에서 적색을 발광시키고, 두번째 서브 프레임에서 녹색을 발광시키며, 세번째 서브 프레임에서 청색을 발광시킨다. 한편, 도 1의 (a), 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 액정 패널에 대해서는 적색, 녹색, 청색의 각색의 서브 프레임 중에 2회의 화상 데이터의 기입 주사를 행한다. 1회째의 데이터 주사에서는 밝은 표시를 실현할 수 있는 극성에서의 데이터 주사를 행하고, 2회째의 데이터 주사에서는 1회째의 데이터 주사와는 극성이 반대이며 크기가 실질적으로 동등한 전압이 인가된다. 도 2에 나타낸 예에서는, 도 1에 나타낸 예와 비교하여, 1회의 데이터 주사에 필요로 하는 시간을 짧게 하고 있으며, 도 1의 (b)와 같이 서브 프레임 중 계속 백 라이트를 점등시켜두는 것이 아니고, 백 라이트의 점등 기간을 1회째의 데이터 주사 개시로부터 2회째 데이터 주사 종료까지의 사이로 하여(도 2의 (b)) 소비전력의 저감화를 도모하고 있다.One frame is divided into three subframes, for example, red light is emitted in the first subframe and green light is emitted in the second subframe as shown in FIGS. 1B and 2B. The blue light is emitted in the third subframe. On the other hand, as shown in Figs. 1A and 2A, the liquid crystal panel is subjected to two write scans of image data in red, green, and blue subframes. In the first data scan, data scanning is performed with a polarity capable of realizing bright display. In the second data scanning, a voltage having a polarity opposite to that of the first data scanning and having substantially the same magnitude is applied. In the example shown in FIG. 2, compared with the example shown in FIG. 1, the time required for one data scan is shortened, and as shown in FIG. 1B, the backlight is not continuously turned on in the subframe. The power consumption is reduced by setting the lighting period of the backlight from the start of the first data scan to the end of the second data scan (Fig. 2 (b)).
도 4, 도 5는 종래의 컬러 필터 방식의 액정 표시 장치, 특히 도 3에 나타낸 바와 같은 하프 V자형의 전기 광학 응답 특성을 나타내는 액정 재료를 사용한 종래의 컬러 필터 방식의 액정 표시 장치의 구동 시퀀스를 나타내는 도면이다. 도 4의 (a), 도 5의 (a)는 액정 패널의 각 라인의 주사 타이밍, 도 4의 (b), 도 5의 (b)는 백 라이트의 점등 타이밍을 나타낸다. 4 and 5 show a driving sequence of a conventional color filter type liquid crystal display device, particularly, a conventional color filter type liquid crystal display device using a liquid crystal material exhibiting the half V-shaped electro-optic response characteristic as shown in FIG. 3. It is a figure which shows. 4 (a) and 5 (a) show the scanning timing of each line of the liquid crystal panel, and Figs. 4 (b) and 5 (b) show the lighting timing of the backlight.
도 4의 (a), 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 액정 패널에 대하여, 각 프레임 중에 2회의 화상데이터의 기입 주사를 행한다. 1회째의 데이터 기입 주사에서는, 밝은 표시를 실현할 수 있는 극성에서의 데이터 기입 주사를 행하고, 2회째의 데이터 기입 주사에서는 1회째의 데이터 기입 주사와는 극성이 반대이며 크기가 실질적으로 동등한 전압이 인가된다. 도 5에 나타낸 예에서는, 도 4에 나타낸 예와 비교하여, 1회의 주사에 필요로 하는 시간을 짧게 하고 있으며, 도 4의 (b)와 같이 프레임 중 계속 백 라이트를 점등시켜두는 것은 아니고, 백 라이트의 점등 시간을 1회째의 데이터 주사 개시로부터 2회째 데이터 주사 종료까지의 사이로 하여(도 5의 (b)) 소비 전력의 저감화를 도모하고 있다. As shown in Figs. 4A and 5A, the liquid crystal panel is write-scanned two times of image data in each frame. In the first data write scan, a data write scan is performed with a polarity capable of realizing bright display, and in the second data write scan, a voltage having a polarity opposite to that of the first data write scan and having substantially the same magnitude is applied. do. In the example shown in FIG. 5, compared with the example shown in FIG. 4, the time required for one scan is shortened, and the backlight is not continuously turned on in the frame as shown in FIG. The power consumption is reduced by setting the lighting time between the first data scan start and the second data scan end (FIG. 5B).
종래의 필드·순차 방식의 액정 표시 장치 또는 컬러 필터 방식의 액정 표시 장치에서는, 1서브 프레임 내 또는 1프레임 내에서의 한쪽 극성의 전압의 크기(V1)와 다른쪽 극성의 전압의 크기(V2)가 동등하다. 또한, 한쪽(또는 다른쪽) 극성의 전압이 액정 재료에 인가된 후, 이어서 다른쪽(또는 한쪽) 극성의 전압이 액정 재료에 인가되기까지의 기간, 환언하면, 한쪽(또는 다른쪽) 극성의 전압이 인가된 타이밍으로부터 다른쪽(또는 한쪽) 극성의 전압이 인가되는 타이밍까지의 기간을 유지 기간으로 칭하는 경우, 1서브 프레임 내 또는 1프레임 내에서의 한쪽 극성의 전압의 유지 기간(T1)과 다른쪽 극성의 전압의 유지 기간(T2)과 동등하다.In a conventional field-sequential liquid crystal display device or a color filter liquid crystal display device, the magnitude (V1) of the voltage of one polarity and the magnitude (V2) of the other polarity within one subframe or within one frame. Is equivalent. In addition, after a voltage of one (or the other) polarity is applied to the liquid crystal material, and then a period from which the voltage of the other (or one) polarity is subsequently applied to the liquid crystal material, in other words, of the one (or the other) polarity When the period from the timing at which the voltage is applied to the timing at which the voltage of the other (or one) polarity is applied is referred to as a sustain period, the sustain period T1 of the voltage of one polarity in one subframe or in one frame and It is equivalent to the sustain period T2 of the voltage of the other polarity.
따라서, 데이터의 주사 기간을 1서브 프레임 또는 1프레임의 50%로 하였을 경우(도 1, 도 4), 백 라이트의 발광량 중 약 반(50%)밖에 표시에 이용할 수 없다. 또한, 데이터의 주사 기간을 1서브 프레임 또는 1프레임의 25%로 하였을 경우에도(도 2, 도 5), 백 라이트의 발광량 중 약 2/3(67%)밖에 표시에 이용할 수 없다.Therefore, when the data scanning period is set to one subframe or 50% of one frame (FIGS. 1 and 4), only about half (50%) of the light emission amount of the backlight can be used for display. Further, even when the data scanning period is set to one sub frame or 25% of one frame (FIGS. 2 and 5), only about 2/3 (67%) of the light emission amount of the backlight can be used for display.
따라서, 한층 더 저소비 전력화 및 저비용화를 실현하기 위해서, 백 라이트의 광 이용 효율의 향상이 요구되고 있다. Therefore, in order to realize further low power consumption and low cost, improvement of the light utilization efficiency of the backlight is required.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 안출된 것으로서, 백 라이트의 광 이용 효율을 높게 할 수 있어, 저소비 전력화 및 저비용화를 도모할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of increasing the light utilization efficiency of a backlight and achieving a lower power consumption and a lower cost.
제 1 발명에 따른 액정 표시 장치는, 복수의 기판으로 형성된 공극 내에 액정 재료가 봉입되어 있고, 상기 액정 재료에 대한 극성이 상이한 복수회의 전압 인가를 유지 기간 내에 행하는 액정 표시 장치에 있어서, 상기 유지 기간 내에 상기 액정 재료에 인가하는 한 극성의 전압의 크기와 다른 극성의 인가 전압의 크기가 상이하며, 상기 한 극성의 전압 인가로부터 상기 다른 극성의 전압 인가까지의 기간과 상기 다른 극성의 전압 인가로부터 상기 한 극성의 전압 인가까지의 기간이 상이한 것을 특징으로 한다. The liquid crystal display device according to the first invention is a liquid crystal display device in which a liquid crystal material is enclosed in a gap formed of a plurality of substrates, and a plurality of voltages having different polarities with respect to the liquid crystal material are applied within a sustain period, wherein the sustain period The magnitude of the voltage of one polarity to be applied to the liquid crystal material is different from the magnitude of the voltage of the other polarity applied thereto, and the period from the application of the voltage of one polarity to the application of the voltage of the other polarity and from the application of the voltage of the other polarity to the The period until the application of voltage of one polarity is different.
제 1 발명에 있어서는, 1 서브프레임 내 또는 1 프레임 내에서 한쪽 극성의 인가 전압과 다른쪽 극성의 인가 전압의 크기 및 각각의 유지 기간을 상이하게 한다. 따라서, 백라이트의 광 이용 효율을 향상시킬 수 있다. In the first invention, the magnitude of the applied voltage of one polarity and the applied voltage of the other polarity and the respective sustain periods are different in one subframe or in one frame. Therefore, the light utilization efficiency of a backlight can be improved.
제 2 발명에 따른 액정 표시 장치는, 어두운 표시를 행하는 상기 다른 극성의 전압의 크기가 밝은 표시를 행하는 상기 한 극성의 전압의 크기보다 크며, 상기 다른 극성의 전압 인가로부터 상기 한 극성의 전압 인가까지의 기간이 상기 한 극성의 전압 인가로부터 상기 다른 극성의 전압 인가까지의 기간보다 짧은 것을 특징으로 한다.In the liquid crystal display device according to the second aspect of the invention, the magnitude of the voltage of the other polarity for dark display is greater than the magnitude of the voltage of the one polarity for bright display, from the application of the voltage of the other polarity to the application of the voltage of the one polarity. The period of is shorter than the period from the voltage application of the one polarity to the voltage application of the other polarity.
제 2 발명에 있어서는, 어두운 표시를 행하는 극성의 인가 전압은, 밝은 표시를 행하는 극성의 인가 전압에 비해, 크기를 크게 유지 기간을 짧게 한다. 따라서, 백 라이트의 점등 기간에서, 흑색 표시로 간주할 수 있는 어두운 표시의 기간, 즉 표시에 기여하지 않는 백 라이트의 점등 기간을 짧게 할 수 있기 때문에, 백 라이트의 광 이용 효율은 더욱 향상된다.In the second aspect of the invention, the applied voltage of the polarity for displaying the dark display has a larger size and the holding period shorter than the applied voltage of the polarity for displaying the bright display. Therefore, in the lighting period of the backlight, the period of dark display which can be regarded as black display, that is, the lighting period of the backlight not contributing to the display can be shortened, so that the light utilization efficiency of the backlight is further improved.
제 3 발명에 따른 액정 표시 장치는 V1·T1≒V2·T2인 것을 특징으로 한다.The liquid crystal display device according to the third aspect of the invention is characterized in that V1 · T1 ≒ V2 · T2.
단, V1: 상기 한 극성의 전압의 크기V1: magnitude of voltage of one polarity
T1: 상기 한 극성의 전압 인가로부터 상기 다른 극성의 전압 인가까지의 기간T1: period from application of voltage of one polarity to application of voltage of the other polarity
V2: 상기 다른 극성의 전압의 크기V2: magnitude of the voltage of the other polarity
T2: 상기 다른 극성의 전압 인가로부터 상기 한 극성의 전압 인가까지의 기간T2: period from application of the voltage of the other polarity to application of the voltage of the one polarity
제 3 발명에 있어서는, 한쪽 극성의 인가 전압의 크기를 V1, 유지 기간을 T1, 다른쪽 극성의 인가 전압의 크기를 V2, 유지 기간을 T2로 한 경우에, V1·T1과 V2·T2를 대략 같게 한다. 따라서, 한쪽 극성의 전압 인가 시와 다른쪽 극성의 전압 인가 시의 전하의 편향을 억제할 수 있기 때문에, 표시의 잔상을 방지할 수 있다.In the third aspect of the invention, when the magnitude of the applied voltage of one polarity is V1, the sustain period is T1, the magnitude of the applied voltage of the other polarity is V2, and the sustain period is T2, V1, T1 and V2, T2 are approximately Make it equal. Therefore, since the electric charge deflection can be suppressed when the voltage of one polarity is applied and when the voltage of the other polarity is applied, residual image display can be prevented.
제 4 발명에 따른 액정 표시 장치는 0.7≤(V1·T1)/(V2·T2)≤1.3인 것을 특징으로 한다.The liquid crystal display device according to the fourth aspect of the invention is characterized in that 0.7 ≦ (V1 · T1) / (V2 · T2) ≦ 1.3.
단, V1: 상기 한 극성의 전압의 크기V1: magnitude of voltage of one polarity
T1: 상기 한 극성의 전압 인가로부터 상기 다른 극성의 전압 인가까지의 기간T1: period from application of voltage of one polarity to application of voltage of the other polarity
V2: 상기 다른 극성의 전압의 크기V2: magnitude of the voltage of the other polarity
T2: 상기 다른 극성의 전압 인가로부터 상기 한 극성의 전압 인가까지의 기간T2: period from application of the voltage of the other polarity to application of the voltage of the one polarity
제 4 발명에 있어서는, 한쪽 극성의 인가 전압의 크기를 V1, 유지 기간을 T1, 다른쪽 극성의 인가 전압의 크기를 V2, 유지 기간을 T2로 한 경우에, (V1·T1)/(V2·T2)의 값을 0.7∼1.3의 범위로 한다. 따라서, 한쪽 극성의 전압 인가 시와 다른쪽 극성의 전압 인가 시의 전하의 편향이 적어지기 때문에, 표시의 잔상을 억제할 수 있다.In the fourth aspect of the invention, when the magnitude of the applied voltage of one polarity is V1, the sustain period is T1, the magnitude of the applied voltage of the other polarity is V2, and the sustain period is T2, then (V1 · T1) / (V2 · The value of T2) is set in the range of 0.7 to 1.3. Therefore, since the electric charge bias at the time of applying the voltage of one polarity and the application of the voltage of the other polarity becomes small, the afterimage of a display can be suppressed.
제 5 발명에 따른 액정 표시 장치는 0.9≤(V1·T1)/(V2·T2)≤1.1인 것을 특징으로 한다.The liquid crystal display device according to the fifth aspect of the invention is characterized in that 0.9 ≦ (V1 · T1) / (V2 · T2) ≦ 1.1.
단, V1: 상기 한 극성의 전압의 크기V1: magnitude of voltage of one polarity
T1: 상기 한 극성의 전압 인가로부터 상기 다른 극성의 전압 인가까지의 기간T1: period from application of voltage of one polarity to application of voltage of the other polarity
V2: 상기 다른 극성의 전압의 크기V2: magnitude of the voltage of the other polarity
T2: 상기 다른 극성의 전압 인가로부터 상기 한 극성의 전압 인가까지의 기간T2: period from application of the voltage of the other polarity to application of the voltage of the one polarity
제 5 발명에 있어서는, 한쪽 극성의 인가 전압의 크기를 V1, 유지 기간을 T1, 다른쪽 극성의 인가 전압의 크기를 V2, 유지 기간을 T2로 한 경우에, (V1·T1)/(V2·T2)의 값을 0.9∼1.1의 범위로 한다. 따라서, 표시의 잔상을 더욱 억제할 수 있다.In the fifth aspect of the invention, when the magnitude of the applied voltage of one polarity is V1, the sustain period is T1, the magnitude of the applied voltage of the other polarity is V2, and the sustain period is T2, then (V1 · T1) / (V2 · The value of T2) is in the range of 0.9 to 1.1. Therefore, the afterimage of a display can be further suppressed.
제 6 발명에 따른 액정 표시 장치는 상기 액정 재료가 자발 분극을 갖는 액정 재료인 것을 특징으로 한다.The liquid crystal display device according to the sixth invention is characterized in that the liquid crystal material is a liquid crystal material having spontaneous polarization.
제 6 발명에 있어서는, 액정 재료가 자발 분극을 나타낸다. 자발 분극을 갖는 액정 재료를 사용하기 때문에, 고속 응답이 가능하여, 높은 동화(動畵)표시 특성이 얻어지며, 또한 필드·순차 방식의 표시를 행할 수 있다. 특히, 자발 분극값이 작은 강유전성 액정 재료를 사용함으로써, TFT 등의 스위칭 소자에 의한 구동이 용이하게 된다.In the sixth invention, the liquid crystal material exhibits spontaneous polarization. Since the liquid crystal material having spontaneous polarization is used, high-speed response is possible, high moving display characteristics can be obtained, and display in a field-sequential manner can be performed. In particular, by using a ferroelectric liquid crystal material having a small spontaneous polarization value, driving by a switching element such as a TFT becomes easy.
제 7 발명에 따른 액정 표시 장치는 필드·순차 방식으로 컬러 표시를 행하는 것을 특징으로 한다.A liquid crystal display device according to a seventh aspect of the invention is characterized by performing color display in a field-sequential manner.
제 7 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 복수색의 광을 경시(經時)적으로 전환하는 필드·순차 방식으로 컬러 표시를 행한다. 따라서, 고정밀화, 고색순도(純度), 고속응답성을 갖는 컬러 표시가 가능하다.In the liquid crystal display device of the seventh aspect of the invention, color display is performed in a field-sequential manner in which a plurality of colors of light are switched over time. Therefore, color display with high definition, high color purity, and high speed response is possible.
제 8 발명에 따른 액정 표시 장치는 컬러 필터 방식으로 컬러 표시를 행하는 것을 특징으로 한다.The liquid crystal display device according to the eighth invention is characterized by performing color display by a color filter method.
제 8 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 컬러 필터를 이용하는 컬러 필터 방식으로 컬러 표시를 행한다. 따라서, 용이하게 컬러 표시를 행할 수 있다.In the liquid crystal display device of the eighth invention, color display is performed by a color filter method using a color filter. Therefore, color display can be performed easily.
발명의 효과Effects of the Invention
본 발명의 액정 표시 장치에서는, 1 서브프레임 내 또는 1 프레임 내에서, 한쪽 극성의 인가 전압과 다른쪽 극성의 인가 전압의 크기, 및 각각의 유지 기간을 달리하도록 하였기 때문에, 백 라이트의 광 이용 효율을 향상시킬 수 있어, 그 결과, 저소비 전력화 및 저 비용화를 실현하는 것이 가능하다.In the liquid crystal display device of the present invention, since the magnitude of the applied voltage of one polarity and the applied voltage of the other polarity and the respective sustain periods are varied within one subframe or within one frame, the light utilization efficiency of the backlight is different. As a result, it is possible to realize low power consumption and low cost.
도 1은 종래의 필드·순차 방식의 액정 표시 장치의 구동 시퀀스의 일례를 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows an example of the drive sequence of the liquid crystal display device of a conventional field-sequential system.
도 2는 종래의 컬러 필터 방식의 액정 표시 장치의 구동 시퀀스의 다른 예를 나타내는 도면.Fig. 2 is a diagram showing another example of a drive sequence of a liquid crystal display device of a conventional color filter method.
도 3은 액정 재료의 전기 광학 응답 특성(하프 V자형 특성)을 나타내는 도면.3 is a diagram showing an electro-optical response characteristic (half V-shaped characteristic) of a liquid crystal material.
도 4는 종래의 컬러 필터 방식의 액정 표시 장치의 구동 시퀀스의 일례를 나타내는 도면.Fig. 4 is a diagram showing an example of a drive sequence of a liquid crystal display device of a conventional color filter method.
도 5는 종래의 컬러 필터 방식의 액정 표시 장치의 구동 시퀀스의 다른 예를 나타내는 도면.Fig. 5 is a diagram showing another example of the drive sequence of the liquid crystal display device of the conventional color filter method.
도 6은 본 발명의 필드·순차 방식의 액정 표시 장치의 구동 시퀀스의 일례를 나타내는 도면.Fig. 6 is a diagram showing an example of a drive sequence of a liquid crystal display device of a field-sequential system of the present invention.
도 7은 본 발명의 컬러 필터 방식의 액정 표시 장치의 구동 시퀀스의 일례를 나타내는 도면.Fig. 7 is a diagram showing an example of a drive sequence of a liquid crystal display device of a color filter method of the present invention.
도 8은 잔상 발생의 유무의 관찰 결과를 나타내는 도표.8 is a graph showing observation results of the presence or absence of afterimage occurrence.
도 9는 잔상 발생의 유무의 관찰 결과를 나타내는 도표.9 is a graph showing observation results of the presence or absence of afterimage occurrence.
도 10은 잔상 발생의 유무의 관찰 결과를 나타내는 도표.10 is a chart showing observation results of the presence or absence of afterimage occurrence.
도 11은 제 1 실시형태(필드·순차 방식)에 의한 액정 표시 장치의 회로 구성을 나타내는 블록도.11 is a block diagram showing a circuit configuration of a liquid crystal display device according to the first embodiment (field sequential method).
도 12는 제1실시의 형태에 의한 액정 표시 장치의 액정 패널 및 백 라이트의 모식적 단면도.12 is a schematic sectional view of a liquid crystal panel and a backlight of the liquid crystal display device according to the first embodiment;
도 13은 제 1 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 전체의 구성예를 나타내는 모식도.It is a schematic diagram which shows the structural example of the whole liquid crystal display device which concerns on 1st Embodiment.
도 14는 제 2 실시형태(컬러 필터 방식)에 의한 액정 표시 장치의 회로 구성을 블록도.Fig. 14 is a block diagram showing a circuit configuration of a liquid crystal display device according to the second embodiment (color filter method).
도 15는 제 2 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 액정 패널 및 백라이트의 모식적 단면도.15 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel and a backlight of the liquid crystal display device according to the second embodiment.
도 16은 제 2 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 전체의 구성예를 나타내는 모식도.It is a schematic diagram which shows the structural example of the whole liquid crystal display device which concerns on 2nd Embodiment.
도 17은 본 발명의 컬러 필터 방식의 액정 표시 장치의 구동 시퀀스의 다른 예(실시예 4)를 나타내는 도면.Fig. 17 is a diagram showing another example (Example 4) of a drive sequence of a liquid crystal display device of a color filter method of the present invention.
부호의 설명Explanation of the sign
2 글라스 기판 3 공통 전극2
4 글라스 기판 13 액정층4
21 액정 패널 22 백 라이트21
31 제어 신호 발생 회로 32 데이터 드라이버31 Control
33 스캔 드라이버 34 기준 전압 발생 회로33
40 화소 전극 41 TFT40
42 신호선 43 주사선42
50 구동부 60 컬러 필터50
본 발명을 그 실시형태를 나타내는 도면을 참조해서 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시형태로 한정되는 것은 아니다.The present invention will be specifically described with reference to the drawings showing the embodiments thereof. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
먼저, 본 발명의 개요에 대해서 도 6, 도 7에 나타낸 구동 시퀀스를 이용해서 설명한다. 도 6은 본 발명의 필드·순차 방식의 액정 표시 장치의 구동 시퀀스의 일례를 나타내고 있고, 도 7은 본 발명의 컬러 필터 방식의 액정 표시 장치의 구동 시퀀스의 일례를 나타내고 있다.First, the outline | summary of this invention is demonstrated using the drive sequence shown to FIG. 6, FIG. 6 shows an example of a drive sequence of the liquid crystal display device of the field-sequential method of the present invention, and FIG. 7 shows an example of a drive sequence of the liquid crystal display device of the color filter method of the present invention.
본 발명에서는, 도 6, 도 7에 나타낸 바와 같이, 한쪽 극성의 인가 전압과 다른쪽 극성의 인가 전압에서, 크기가 다른 동시에, 각각의 유지 기간도 다르다. 즉, 도 6, 도 7에서, 표시 데이터에 따른 인가 전압의 크기 V1과, 실질적으로 흑색 표시를 행하기 위한 인가 전압의 크기 V2가 다르며(│V1│≠│V2│), 또한, 표시 데이터에 따른 전압을 인가한 후부터 실질적으로 흑색 표시를 행하기 위한 전압을 인가하기까지의 유지 기간 T1과, 실질적으로 흑색 표시를 행하기 위한 전압을 인가한 후부터 표시 데이터에 따른 전압을 인가하기까지의 유지 기간 T2가 다르다(T1≠T2). 또한, 이 유지 기간에서의 액정의 전위는 액정의 응답 등에 의한 영향을 받 기 때문에 반드시 일정하지는 않다.In the present invention, as shown in Figs. 6 and 7, the magnitudes are different and the respective sustain periods are different at the applied voltage of one polarity and the applied voltage of the other polarity. That is, in Figs. 6 and 7, the magnitude V1 of the applied voltage according to the display data differs from the magnitude V2 of the applied voltage for substantially black display (│V1│ ≠ │ V2│), and also in the display data. A sustain period T1 after applying the voltage according to the method and until applying the voltage for substantially black display, and a sustain period for applying the voltage according to the display data after applying the voltage for substantially displaying black T2 is different (T1 ≠ T2). In addition, since the potential of the liquid crystal in this sustain period is affected by the response of the liquid crystal or the like, it is not necessarily constant.
예를 들어, 데이터의 주사 기간을 1 서브프레임 또는 1 프레임의 25%로 한 경우(도 6, 도 7), 백 라이트의 발광량 중 약 3/4(75%)를 표시에 이용하는 것이 가능해져, 종래의 예에 비해서, 백 라이트의 광 이용 효율을 높이는 것이 가능하다. 본 발명에서는, 이와 같이 백 라이트의 광 이용 효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 동일한 화면 휘도인 경우에는, 소비 전력을 저감시키는 것이 가능하다. 또한, 화면 휘도와 소비 전력이 동일한 경우에는, LED(Light Emitting Diode) 등의 광원의 설치수를 줄일 수가 있어 저 고스트화를 도모할 수가 있다.For example, when the data scanning period is set to one subframe or 25% of one frame (FIGS. 6 and 7), about 3/4 (75%) of the light emission amount of the backlight can be used for display. Compared with the conventional example, it is possible to improve the light utilization efficiency of the backlight. In this invention, since the light utilization efficiency of a backlight can be improved in this way, when it is the same screen brightness | luminance, it is possible to reduce power consumption. In addition, when the screen brightness is the same as the power consumption, the number of installation of light sources such as LEDs (Light Emitting Diodes) can be reduced, resulting in low ghosting.
어두운 표시를 행하는 극성(2회째의 데이터 주사)에서의 인가 전압 V2(도 6의 예에서는 9V)를, 화상 데이터에 따라서 밝은 표시를 행하는 극성(1회째의 데이터 주사)에서의 인가 전압 V1(도 6의 예에서는 3V)보다 크게 하여, 전자의 유지 기간 T2(도 6의 예에서는 1.4ms)를 후자의 유지 기간 T1(도 6의 예에서는 4.2ms)보다 짧게 한다. 이것에 의해, 백 라이트의 점등 기간에서, 흑색 표시로 간주할 수 있는 어두운 표시의 기간, 즉, 표시에 기여하지 않는 백 라이트의 점등 기간을 짧게 할 수 있기 때문에, 백 라이트의 광 이용 효율을 더욱 높일 수가 있어, 더욱 저소비 전력화 및 저비용화를 도모할 수 있다.The applied voltage V2 (9V in the example of FIG. 6) at the polarity for performing dark display (the second data scan) and the applied voltage V1 at the polarity (first data scan) for performing the bright display according to the image data (Fig. It is made larger than 3V in the example of 6, and the former sustain period T2 (1.4 ms in the example of FIG. 6) is made shorter than the latter sustain period T1 (4.2 ms in the example of FIG. 6). This makes it possible to shorten the period of the dark display which can be regarded as black display in the lighting period of the backlight, that is, the lighting period of the backlight not contributing to the display, thereby further improving the light utilization efficiency of the backlight. It can increase, and further reduction of power consumption and cost can be attained.
상기 V1 및 T1의 승산값 V1·T1(도 6의 예에서는 12.6)과, 상기 V2 및 T2의 승산값 V2·T2(도 6의 예에서는 12.6)을 같게 한다. 이것에 의해, 한쪽 극성의 전압 인가 시와 다른쪽 극성의 전압 인가 시의 전하의 편향을 제어할 수 있기 때문에, 표시의 잔상을 방지할 수 있다.The multiplication value V1 · T1 (12.6 in the example of FIG. 6) of V1 and T1 is made equal to the multiplication value V2 · T2 (12.6 in the example of FIG. 6) of V2 and T2. This makes it possible to control the deflection of the electric charges when the voltage of one polarity is applied and when the voltage of the other polarity is applied, so that afterimage display can be prevented.
(V1·T1)/(V2·T2)의 값은 0.7∼1.3의 범위로 하는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 범위는 0.9∼1.1이다. 이 이유에 대해서 이하에 설명한다.The value of (V1 · T1) / (V2 · T2) is preferably in the range of 0.7 to 1.3, and more preferably in the range of 0.9 to 1.1. This reason is demonstrated below.
화소 전극(화소수 640×480, 대각 3.2인치)를 갖는 TFT 기판과 공통 전극을 갖는 글라스 기판을 세정한 후, 폴리이미드(polyimide)를 도포해서 200℃에서 1시간 소성함으로써, 약 200Å의 폴리이미드막을 성막(成膜)하였다. 또한, 이 폴리이미드막을 레이온 천으로 러빙하고, 러빙 방향이 평행하도록 이들 2장의 기판을 중첩시켜, 양자간에 평균 입경 1.6㎛의 실리카제의 스페이서(spacer)로 갭(gap)을 유지한 상태로 중첩시켜 공(empty) 패널을 제작하였다. 이 공 패널에, 도 3에 나타낸 바와 같이 하프 V자형의 전기 광학 응답 특성을 나타내는 단(單)안정형의 강유전성 액정 재료(Clariant Japan제: R2301)를 봉입하였다. 봉입한 액정 재료의 자발 분극의 크기는 6nC/cm2였다. 그리고 봉입 후, 콜레스테릭상(cholesteric phase)으로부터 카이럴 스멕틱 C상(chiral smectic C phase)의 전이점을 사이에 두고 3V의 DC전압을 인가함으로써, 균일한 액정 배향 상태를 실현하였다(배향 처리). 제작한 패널을 크로스니콜 상태의 2장의 편광 필름으로 사이에 끼워 액정 패널로 하고, 전압 무(無)인가 시에 암(暗) 상태가 되도록 하였다.After cleaning the TFT substrate having the pixel electrode (640 × 480 pixels, 3.2 inches diagonal) and the glass substrate having the common electrode, polyimide was applied and baked at 200 ° C. for 1 hour, thereby obtaining approximately 200 kPa of polyimide. A film was formed. In addition, the polyimide film is rubbed with a rayon cloth, and these two substrates are superposed so that the rubbing directions are parallel to each other, and the superimposition of the polyimide films is superposed in a state of maintaining a gap with a spacer made of silica having an average particle diameter of 1.6 µm. To make an empty panel. A monostable ferroelectric liquid crystal material (manufactured by Clarit Japan: R2301) exhibiting a half V-shaped electro-optic response characteristic was enclosed in this hollow panel. The magnitude of the spontaneous polarization of the enclosed liquid crystal material was 6nC / cm <2> . After sealing, a 3 V DC voltage was applied between the cholesteric phase and the chiral smectic C phase to realize a uniform liquid crystal alignment state (orientation treatment). ). The produced panel was sandwiched between two polarizing films in a cross nicol state to form a liquid crystal panel, so that the panel was in a dark state when no voltage was applied.
이렇게 하여 제작한 액정 패널과, 적색, 녹색, 청색의 단색 면발광 스위칭이 가능한 백 라이트를 중첩시켜, V1, V2, T1, T2를 변화시켜가면서 도 6에 표시된 바와 같은 구동 시퀀스에 따라서, 흑/백의 체크 바둑판 무늬의 표시를 2시간 행하여, 잔상이 발생하였는지를 관찰하였다. 그 관찰 결과를 도 8, 도 9 및 도 10에 나타 낸다. 도 8∼도 10에서, ○는 잔상이 인식되지 않은 경우, △는 잔상이 조금 인식되지만 실용상 문제가 없는 경우, ×는 잔상이 인식되어 문제가 있는 경우를 표시하고 있다.In accordance with the driving sequence as shown in FIG. 6 while superimposing the liquid crystal panel thus produced and the backlight capable of monochromatic surface emission switching of red, green, and blue, and varying V1, V2, T1, and T2, White check checkerboard marking was performed for 2 hours to observe whether or not an afterimage occurred. The observation result is shown to FIG. 8, FIG. 9, and FIG. 8 to 10, when (circle) is not recognized, (triangle | delta) is a case where afterimage is recognized a little but there is no problem practically, (x) has shown the case where a residual image is recognized and there is a problem.
도 8∼도 10의 결과로부터, (V1·T1)/(V2·T2)의 값을 0.7∼1.3의 범위로 함으로써, 잔상을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 이 값의 범위는 0.9∼1.1인 것이 더욱 바람직한 것을 알 수 있다.It is understood from the results of Figs. 8 to 10 that the afterimage can be suppressed by setting the value of (V1 · T1) / (V2 · T2) in the range of 0.7 to 1.3. Moreover, it turns out that it is more preferable that the range of this value is 0.9-1.1.
(제 1 실시형태)(1st embodiment)
도 11은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 회로 구성을 나타내는 블록도, 도 12는 액정 패널 및 백 라이트의 모식적 단면도, 및 도 13은 액정 표시 장치의 전체의 구성예를 나타내는 모식도이다. 제 1 실시형태는 필드·순차 방식으로 컬러 표시를 행하는 액정 표시 장치이다.FIG. 11 is a block diagram showing a circuit configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel and a backlight, and FIG. 13 shows a structural example of the entire liquid crystal display device. It is a schematic diagram. 1st Embodiment is a liquid crystal display device which performs color display by a field-sequential system.
도 11에서, 21, 22는 도 12에 단면 구조가 도시되어 있는 액정 패널, 백 라이트를 나타내고 있다. 백 라이트(22)는 도 12에 도시되어 있는 바와 같이, LED 에레이(7)와 도광(導光) 및 광확산판(6)으로 구성되어 있다. 도 12, 도 13에 도시되어 있는 바와 같이, 액정 패널(21)은 상층(표면)측으로부터 하층(배면)측으로, 편광 필름(1), 글라스 기판(2), 공통 전극(3), 글라스 기판(4), 편광 필름(5)을 이 순서로 적층하여 구성되어 있으며, 글라스 기판(4)의 공통 전극(3)측의 면에는 매트릭스 모양으로 배열된 화소 전극(40, 40…)이 형성되어 있다.In FIG. 11, 21 and 22 show the liquid crystal panel and the backlight which the cross-sectional structure is shown in FIG. As shown in FIG. 12, the
이들 공통 전극(3) 및 화소 전극(40, 40…)간에는 데이터 드라이버(32) 및 스캔 드라이버(33) 등으로 이루어진 구동부(50)가 접속되어 있다. 데이터 드라이 버(32)는 신호선(42)을 통해서 TFT(41)와 접속되어 있으며, 스캔 드라이버(33)는 주사선(43)을 통해서 TFT(41)와 접속되어 있다. TFT(41)는 스캔 드라이버(33)에 의해 온/오프 제어된다. 또한 개개의 화소 전극(40, 40…)은 TFT(41)에 접속되어 있다. 그 때문에, 신호선(42) 및 TFT(41)를 통해서 부여되는 데이터 드라이버(32)로부터의 신호(데이터 전압)에 의해, 개개의 화소의 투과광 강도가 제어된다.The
글라스 기판(4) 위의 화소 전극(40, 40…)의 상면에는 배향막(12)이 공통 전극(3)의 하면에는 배향막(11)이 각각 배치되어, 이들 배향막(11, 12) 사이에 액정 물질이 충전되어 액정층(13)이 형성된다. 또한, 14는 액정층(13)의 층 두께를 유지하기 위한 스페이서이다.The
백 라이트(22)는 액정 패널(21)의 하층(배면)측에 위치하며, 발광 영역을 구성하는 도광 및 광확산판(6)의 단면(端面)으로 향하게 한 상태로 LED 어레이(7)가 구비되어 있다. 이 LED 어레이(7)는 도광 및 광확산판(6)과 대향하는 면에 3원색, 즉, 적색, 녹색, 청색의 각색을 발광하는 LED 소자를 1칩으로 한 1 또는 복수의 LED를 가진다. 그리고, 적색, 녹색, 청색의 각 서브프레임에서는 적색, 녹색, 청색의 LED 소자를 각각 점등시킨다. 도광 및 광확산판(6)은 이 LED 어레이(7)의 각 LED로부터의 광을 자신의 표면 전체에 도광하는 동시에 상면으로 확산함으로써, 발광 영역으로서 기능한다.The
이 액정 패널(21)과, 적색, 녹색, 청색의 시분할(time division) 발광이 가능한 백 라이트(22)를 중첩한다. 이 백 라이트(22)의 점등 타이밍 및 발광색은 액정 패널(21)에 대한 표시 데이터에 근거한 데이터 주사에 동기(同期)해서 제어된 다.The
도 11에서, 31은 퍼스널 컴퓨터로부터 동기 신호 SYN이 입력되어, 표시에 필요한 각종 제어 신호 CS를 생성하는 제어 신호 발생 회로이다. 화상 메모리부(30)로부터는 화소 데이터 PD가 데이터 드라이버(32)로 출력된다. 화소 데이터 PD, 및 인가 전압의 극성을 바꾸기 위한 제어 신호 CS에 근거하여, 데이터 드라이버(32)를 통해서 액정 패널(21)에는 전압이 인가된다.In Fig. 11, 31 is a control signal generation circuit for inputting a synchronization signal SYN from a personal computer to generate various control signals CS for display. The pixel data PD is output from the
또한 제어 신호 발생 회로(31)로부터는 제어 신호 CS가 기준 전압 발생 회로(34), 데이터 드라이버(32), 스캔 드라이버(33) 및 백 라이트 제어 회로 (35)로 각각 출력된다. 기준 전압 발생 회로(34)는 기준 전압 VR1 및 VR2를 생성하며, 생성한 기준 전압 VR1을 데이터 드라이버(32)로, 기준 전압 VR2를 스캔 드라이버(33)로 각각 출력한다. 데이터 드라이버(32)는 화상 메모리부(30)로부터의 화소 데이터 PD와 제어 신호 발생 회로(31)로부터의 제어 신호 CS에 근거하여, 화소 전극(40)의 신호선(42)에 대해서 신호(데이터 전압)를 출력한다. 이 신호의 출력에 동기해서, 스캔 드라이버(33)는 화소 전극(40)의 주사선(43)을 라인별로 순차적으로 주사한다. 또한, 백 라이트 제어 회로(35)는 구동 전압을 백 라이트(22)에 부여하여, 백 라이트(22)로부터 적색광, 녹색광, 청색광을 각각 발광시킨다.The control signal CS is output from the
다음으로, 액정 표시 장치의 동작에 대해서 설명한다. 퍼스널 컴퓨터로부터 화상 메모리부(30)로 표시용의 화소 데이터 PD가 입력되어, 화상 메모리부(30)는 이 화소 데이터 PD를 일단 기억한 후, 제어 신호 발생 회로(31)로부터 출력되는 제어 신호 CS를 받아들였을 때에, 이 화소 데이터 PD를 출력한다. 제어 신호 발생 회로(31)에서 발생한 제어 신호 CS는 데이터 드라이버(32)와, 스캔 드라이버(33)와, 기준 전압 발생 회로(34)와, 백 라이트 제어 회로(35)에 부여된다. 기준 전압 발생 회로(34)는 제어 신호 CS를 받아들였을 경우에 기준 전압 VR1 및 VR2를 생성하여, 생성한 기준 전압 VR1을 데이터 드라이버(32)로, 기준 전압 VR2를 스캔 드라이버(33)로 각각 출력한다.Next, the operation of the liquid crystal display device will be described. The pixel data PD for display is input from the personal computer to the
데이터 드라이버(32)는, 제어 신호 CS를 받아들였을 경우에, 화상 메모리부(30)로부터 출력된 화소 데이터 PD에 근거해서, 화소 전극(40)의 신호선(42)에 대해서 신호(데이터 전압)를 출력한다. 스캔 드라이버(33)는, 제어 신호 CS를 받아들였을 경우에, 화소 전극(40)의 주사선(43)을 라인별로 순차적으로 주사한다. 데이터 드라이버(32)로부터의 신호(데이터 전압) 및 스캔 드라이버(33)의 주사에 따라서 TFT(41)가 구동하며, 화소 전극(40)에 전압이 인가되어, 화소의 투과광 강도가 제어된다. 백 라이트 제어 회로(35)는, 제어 신호 CS를 받아들였을 경우에 구동 전압을 백 라이트(22)에 부여하여 백 라이트(22)의 LED 어레이(7)가 갖고 있는 적색, 녹색, 청색의 각색의 LED 소자를 시분할해서 발광시켜, 경시(經時)적으로 적색광, 녹색광, 청색광을 순차 발광시킨다. 이와 같이, 액정 패널(21)로의 입사광을 출사하는 백 라이트(22)(LED 어레이(7))의 점등 제어와 액정 패널(21)에 대한 복수회(回)의 데이터 주사를 동기시켜서 컬러 표시를 행하고 있다.When the
이하, 구체적인 실시예에 대해서 설명한다.Hereinafter, specific examples will be described.
실시예 1Example 1
화소 전극(40, 40…)(화소수 640×480, 대각 3.2인치)을 갖는 TFT 기판과 공 통 전극(3)을 갖는 글라스 기판(2)을 세정한 후, 폴리이미드를 도포해서 200℃에서 1시간 소성함으로써, 약 200Å의 폴리이미드막을 배향막(11, 12)으로서 성막(成膜)하였다. 또한, 이 배향막(11, 12)을 레이온 천으로 러빙하고, 러빙 방향이 평행하도록 이들 2장의 기판을 중첩시키고, 양자간에 평균 입경 1.6㎛의 실리카 스페이서(14)로 겝을 유지한 상태로 중첩시켜 공(empty) 패널을 제작하였다. 이 공 패널의 배향막(11, 12) 사이에, 도 3에 나타낸 바와 같은 하프 V자형의 전기 광학 응답 특성을 나타내는 나프탈렌계 액정을 주성분으로 하는 강유전성 액정 재료(예를 들면, A. Mochizuki, et. al.: Ferroelectrics, 133, 353(1991)에 개시된 재료)를 봉입하여 액정층(13)으로 하였다. 봉입한 강유전성 액정 재료의 자발 분극의 크기는 10nC/cm2였다. 제작한 패널을 크로스니콜 상태의 2장의 편광 필름(1, 5) 사이에 끼워 액정 패널(21)로 하고, 강유전성 액정 분자의 장축 방향이 한쪽으로 향했을 때에 암(暗) 상태가 되도록 하였다.After cleaning the TFT substrate having the
이렇게 하여 제작한 액정 패널(21)과, 적색, 녹색, 청색의 단색 면발광 스위칭이 가능한 LED 어레이(7)를 광원으로 한 백 라이트(22)를 중첩시켜, 도 6에 나타낸 바와 같은 구동 시퀀스에 따라서, 필드·순차 방식에 의한 컬러 표시를 행하였다. 구체적으로는, V1=3V, V2=9V, T1=4.2ms, T2=1.4ms로 하였다. 따라서, (V1·T1)/(V2·T2)=1이었다.The
결과로서, 고정밀, 고속 응답, 고색순도 표시를 동시에 실현할 수 있었다. 표시의 잔상도 보이지 않았다.As a result, high precision, high speed response, and high color purity display could be realized simultaneously. No afterimage of the sign was seen.
실시예 2Example 2
실시예 1과 같은 공정으로 제작한 공 패널의 배향막(11, 12) 사이에, 도 3에 나타낸 바와 같은 하프 V자형의 전기 광학 응답 특성을 나타내는 단안정형의 강유전성 액정 재료(Clariant Japan제: R2301)를 봉입하여 액정층(13)으로 하였다. 봉입한 액정 재료의 자발 분극의 크기는 6nC/cm2였다. 그리고 봉입 후, 콜레스테릭상(cholesteric phase)으로부터 카이럴 스멕틱 C상(chiral smectic C phase)의 전이점을 사이에 두어 3V의 DC전압을 인가함으로써, 균일한 액정 배향 상태를 실현하였다(배향처리). 제작한 패널을 크로스니콜 상태의 2장의 편광 필름(1, 5) 사이에 끼워 액정 패널(21)로 하고, 전압 무(無)인가 시에는 암(暗) 상태가 되도록 하였다.Monostable ferroelectric liquid crystal material (R2301 manufactured by Clariant Japan) exhibiting half V-shaped electro-optic response characteristics as shown in FIG. 3 between the
이렇게 하여 제작한 액정 패널(21)과, 실시예 1과 같은 백 라이트(22)를 중첩시켜, 도 6에 나타낸 바와 같은 구동 시퀀스에 따라서, 필드·순차 방식에 의한 컬러 표시를 행하였다. 구체적으로는, V1=4V, V2=10V, T1=4.2ms, T2=1.4ms로 하였다. 따라서, (V1·T1)/(V2·T2)=1.2였다.The
결과로서, 고정밀, 고속 응답, 고색순도 표시를 동시에 실현할 수 있었다. 표시의 잔상도 보이지 않았다.As a result, high precision, high speed response, and high color purity display could be realized simultaneously. No afterimage of the sign was seen.
(제 2 실시형태)(2nd embodiment)
도 14는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 회로 구성을 나타내는 블록도, 도 15는 액정 패널 및 백 라이트의 모식적 단면도, 또한 도 16은 액정 표시 장치의 전체의 구성예를 나타내는 모식도이다. 제 2 실시형태는 컬러 필터 방식으로 컬러 표시를 행하는 액정 표시 장치이다. 도 14∼도 16에서, 도 11∼도 13과 동일 또는 유사한 부분에는 동일 번호를 붙이고 있다.14 is a block diagram showing a circuit configuration of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel and a backlight, and FIG. 16 is a structural example of the entire liquid crystal display device. It is a schematic diagram. 2nd Embodiment is a liquid crystal display device which performs color display by a color filter system. 14-16, the same code | symbol is attached | subjected to the part same or similar to FIGS. 11-13.
공통 전극(3)에는, 3원색(R, G, B)의 컬러 필터(60, 60…)가 설치되어 있다. 또한, 백 라이트(22)는 백색광을 출사하는 하나 또는 복수의 백색 광원 소자를 구비한 백색 광원(70)과 도광 및 광확산판(6)으로 구성되어 있다. 이와 같은 컬러 필터 방식의 액정 표시 장치에 있어서는, 백색광의 시분할 발광이 가능한 백색 광원(70)으로부터의 백색 발광을 복수색의 컬러 필터(60)로 선택적으로 투과시킴으로써, 컬러 표시를 행한다.In the
이하, 구체적인 실시예에 대해서 설명한다.Hereinafter, specific examples will be described.
실시예 3Example 3
화소 전극(40, 40…)(화소수 320×3(RGB)×240, 대각 3.5인치)을 갖는 TFT 기판과 공통 전극(3) 및 컬러 필터(60)를 갖는 글라스 기판(2)을 세정한 후, 폴리이미드를 도포해서 200℃에서 1시간 소성함으로써, 약200Å의 폴리이미드막을 배향막(11, 12)로서 성막하였다. 또한, 이들 배향막(11, 12)을 레이온 천으로 러빙하고, 러빙 방향이 평행하도록 이들 2장의 기판을 중첩시키고, 양자간에 평균 입경 1.6㎛의 실리카 스페이서(14)로 갭을 유지한 상태로 중첩시켜 공 패널을 제작하였다. 이 공 패널의 배향막(11, 12) 사이에, 도 3에 나타낸 바와 같이 하프 V자형의 전기 광학 응답 특성을 나타내는 나프탈렌계 액정을 주성분으로 하는 강유전성 액정 재료(예를 들면, A. Mochizuki, et. al.: Ferroelectrics, 133, 353(1991)에 개 시된 재료)를 봉입하여 액정층(13)으로 하였다. 봉입한 강유전성 액정 재료의 자발 분극의 크기는 10nC/cm2였다. 제작한 패널을 크로스니콜 상태의 2장의 편광 필름(1, 5) 사이에 끼워 액정 패널(21)로 하고, 강유전성 액정 분자의 장축 방향이 한쪽으로 향했을 때에 암(暗) 상태가 되도록 하였다.TFT substrate having
이렇게 하여 제작한 액정 패널(21)과, 백생광의 시분할 발광이 가능한 백색 광원(70)을 갖는 백 라이트(22)를 중첩시켜, 도 7에 나타낸 바와 같은 구동 시퀀스에 따라서, 컬러 필터 방식에 의한 컬러 표시를 행하였다. 구체적으로는, V1=5V, V2=7V, T1=9.7ms, T2=6.9ms로 하였다. 따라서, (V1·T1)/(V2·T2)=1이었다.The
결과로서, 양호한 컬러 표시와, 고속 응답 표시를 실현할 수 있었으며, 표시의 잔상도 보이지 않았다.As a result, good color display and high-speed response display could be realized, and no afterimage of the display was seen.
실시예 4Example 4
실시예 3과 같은 공정으로 제작한 공 패널의 배향막(11, 12) 사이에, 도 3에 나타낸 바와 같은 하프 V자형의 전기 광학 응답 특성을 나타내는 단안정형의 강유전성 액정 재료(Clariant Japan제: R2301)을 봉입하여 액정층(13)으로 하였다. 봉입한 액정 재료의 자발 분극의 크기는 6nC/cm2였다. 그리고 봉입 후, 콜레스테릭상(cholesteric phase)으로부터 카이럴 스멕틱 C상(chiral smectic C phase)의 전이점을 사이에 두어 3V의 DC전압을 인가함으로써, 균일한 액정 배향 상태를 실현하였다(배향 처리). 제작한 패널을 크로스니콜 상태의 2장의 편광 필름(1, 5) 사이에 끼워 액정 패널(21)로 하고, 전압 무(無)인가 시에는 암(暗) 상태가 되도록 하였다.Monostable ferroelectric liquid crystal material (R2301 manufactured by Clarit Japan) exhibiting half V-shaped electro-optic response characteristics as shown in FIG. 3 between the
이렇게 하여 제작한 액정 패널(21)과, 실시예 3과 같은 백 라이트(22)를 중첩시켜, 도 17에 나타낸 바와 같은 구동 시퀀스에 따라서, 컬러 필터 방식에 의한 컬러 표시를 행하였다. 이 실시예 4에서는, 1프레임 내에서, 표시 데이터에 따른 인가 전압에 의한 주사를 3회 연속해서 행한 후에, 흑색 표시를 행하기 위한 인가 전압에 의한 주사를 3회 연속해서 행하고 있다. 또한, 각 서브프레임 또는 각 프레임에서 한쪽 극성의 전압에 의한 주사 개시 타이밍으로부터 다른쪽 극성의 전압에 의한 주사 종료 타이밍까지 백 라이트를 점등시키는 실시예 1∼3과는 달리, 이 실시예 4에서는, 각 프레임에서의 표시 데이터에 따른 최초의 기입 주사의 중간으로부터 흑색 표시를 행하기 위한 최초의 기입 주사의 중간까지 백 라이트를 점등시키고 있다. 실시예 4에서의 구체적인 수치는 V1=4V, V2=10V, T1=4.2ms, T2=1.4ms로 하였다. 따라서, (V1·T1)/(V2·T2)=1.2였다.The
결과로서, 양호한 컬러 표시와 고속 응답 표시를 실현할 수 있고, 표시의 잔상도 보이지 않았다.As a result, good color display and high-speed response display could be realized, and no afterimage of the display was seen.
또한, 상술한 예에서는, 자발 분극을 나타내는 강유전성 액정 재료를 사용하는 경우를 예로서 설명하였으나, 자발 분극을 나타내는 다른 액정 재료, 예를 들면 반(反)강유전성 액정 재료를 사용하는 경우, 또는 자발 분극을 나타내지 않는 네마틱(nematic) 액정 재료를 사용하는 때에도, 구동 표시 방식이 같은 경우에는, 강유전성 액정 재료의 경우와 같은 효과를 얻을 수 있는 것은 말할 필요도 없다.Moreover, in the above-mentioned example, although the case where the ferroelectric liquid crystal material which shows spontaneous polarization was used was demonstrated as an example, when the other liquid crystal material which shows spontaneous polarization, for example, anti-ferroelectric liquid crystal material is used, or spontaneous polarization is used. Needless to say, even when a nematic liquid crystal material is used that does not exhibit the same effect as in the case of a ferroelectric liquid crystal material when the drive display system is the same.
또한, 투과형의 액정 표시 장치에 대해서 설명하였으나, 반사형 또는 반투과 형의 액정 표시 장치에 있어서도, 본 발명을 마찬가지로 적용할 수 있다. 반사형 또는 반투과형의 액정 표시 장치의 경우, 백 라이트 등의 광원을 이용하지 않더라도 표시할 수 있기 때문에, 소비 전력이 적게 든다.Moreover, although the transmissive liquid crystal display device was demonstrated, this invention can be similarly applied also to a reflective or semi-transmissive liquid crystal display device. In the case of a reflective or semi-transmissive liquid crystal display device, since the display can be performed without using a light source such as a backlight, power consumption is low.
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