TWI293750B - Method for driving a liquid crystal display device, a liquid crystal display device, and a driving device for such liquid crystal device - Google Patents

Description

1293750 九、發明說明： [發明所屬之技術領域] ΘΕ ::明乃關於—種液晶顯示裝置，尤其 層的電壓之極性反轉。 於收 [先前技術] 目4備ί薄小形且可達到低消耗電力的液晶顯示裝置， ,τ 員不裔而被採用。此液晶顯示裝i 之面上m U lsp ay))具備在2片相對® 且：之基板之間封入液晶而貼合而成，逆 使光；二！施加電壓信號，控制因配向狀態的不同而 …、悉玄“ h曰的配向’而控制來自光源的光 的牙透率，猎此來進行顯示。 在此，若持續於形成於基板的對向面側的電極之間施 加直流電壓時，則液曰八；&耐人 ^ Γ1 ^ 則液日日刀子的配向狀態被固定，亦即合 生所謂的殘影的問題，因此，U分日Μ 曰座 U此以彺即開始採用對基準電壓 的極性產生週期性反轉之交流 从+广 砰 乂，爪私壓“號，來做為驅動液晶 的電壓信號。 θ

為人所知的是，此液晶驅動電壓信號的極性反轉的時 序，係於以矩陣狀排列複數個晝素之液晶顯示裝置中每^ 個訊框的反轉、每1個垂直掃描Μ)期間(或㈠個場期間) 的反轉、# 1個水平掃描⑽期間的反轉及每i個晝 ，點）期間的反轉。“固訊框期間例如為，以NTSC信號而 言為1個訊框的期Μ ’1個場期間相當於構成1個訊框的 複數個場的各個期間（例如奇數場及偶數場）。而於LCD 316312 5 1293750 中’並未採用如以往所知的CRT(Cathode Ray Tube，陰極 射線管，又稱映像管）顯示裝置的顯示方法，於1個訊框期· 間中以可數場及偶數場來驅動各個奇數號碼的水平掃描. 線及偶數號碼的水平掃描線，大多係採用於i個訊框期間。: 中，依序驅動複數次（例如2次）的全部晝素（奇數及偶數號'' 碼的水平掃描線）之方法，於此情況下，1個場期間（或是丨 個垂直掃描期間)係相當於以驅動全部晝素的次數除Η固 訊框期間的期間。 (專利文獻1)日本特開2〇〇〇_〇816〇6號公報 · [發明内容] 由一：上1圖係顯示關於LCD之1個晝素，於每個場期間 二二貫仃液晶驅動電壓的極性反轉一邊進行驅動時之驅 液晶之穿透率的變動。於此例中，係採用於 :·晝t素：具備薄膜電晶體(tft)之主動矩 “ 旦素电極相對向’而對於施加於由各個 同電極之㈣信號(共同電· —；:广七成的共 示，於每！個訊弟11圖⑷所 TFT並於每個書素中由=間中，對被施加於連接於 電壓Vp，進行極性反轉。目案所形成的晝素電極之顯示 於第11圖中，係採用常 行相同的黑色顯示。 …曰，對所〉主目的畫素進 由於LCD中的液晶層的穿透率係由施加於該液晶層 316312 6 1293750 ，电壓的絕對值而決定，因此於進行相同的黑色顯示時， 最好在極性場期間及負極性場期間兩者中，顯示電壓Vp · 及共2電極電位Vc〇m的電位差的絕對值均為相等。然: 而，貫際上施加在晝素電極之顯示電壓vP的波形係如第r-: 11圖（a)所示，於正極性場期間及負極性場期間中，並未呈^ 現完全的對稱波形。理由之一為，第11圖附以所 不的值，於正極性場期間及負極性場期間不同。 △▽以下列第（2)式所表示。

Δ V=VgX (Cg/(Clc+Csc+Cg))……第（2)式 第U圖係顯示，主動矩陣型LCD的各個晝素中之 效電路，參照第12圖來說明，上述第⑺式的Vg顯示，

I L擇各個晝素的TFT而施加於該閘極電極之掃描信號 壓（閘極信號電壓），Cg係顯示於TFT 域之間的驗寄生電容，cle_示液晶電容， 電容並列連接，並在選擇晝素並寫入顯示信號為 之J間，保持顯示信號之保持電容。 用以使各晝素中做為切換元件所設置的TFT進行導 動作之閘極信號電壓的極性，即使於正極性場期間 t期間中皆相同（在此為正極性）。因此，於施加問極 I Vg，亚於晝素電極内寫入正極性的顯示電壓V 正極性場期間，及寫入負極性的顯示電壓 =1 at:?,號t等。再者’由於施加於液晶層的 期門及^，伴隨於此”亦改變，因此於正極性 識負極性場期間中，容易於施加於液晶的實效電壓 316312 7 1293750 生差距，而實效 &差& 移，-旦此時間位移在i個訊框週期;位 會看到於顯示上的閃爍現象。 才則减祭者 極性期間及負極性期間的位移期間中，伴 鼓者,4不电壓Vp的電位的變動，於每 千 電屢波形中，產生因應主要由液晶二^ ^加於液晶的 容所決定之時間常數之波形偏移。^〜保持電 =應實際上所施加的電_b，而以固=向 度跟隨於液晶而變化，因此 =的響應速 之穿透率產生變化為增費一：=::㈣上液晶 地產生伴隨荖朽K f4 口此’谷易緩慢 座生件酼者極性反轉之穿透率的變動。 =上的理由巾’若㈣於每料巾進行極 ::=，則液晶分子的配向狀態，亦即 ：： 正極性知期間及負極性場期間的進行而產 曰^^ ==大的變動。就人的肉眼的特性而言，_率(1) 率的變動於_以下:㈣現象，因此若穿透 此，為了降低_，如第=生時，則會產生閃燦。因 反轉，更有必要進行=所7F ’不僅是每個場的極性 (H線）反轉、點反轉等，、水平掃描線 變動週期。 肖此來降低LCD的穿透率的時間 要长Γ!二對搭载有LCD的各種機器之消耗電力，更 =:Γ !’因而對LCD本身亦要求低消耗電力 關於達到低消耗電力的方法，於採用交流驅動的咖 316312 8 1293750 中，降低該驅動頻率可& & ι 貝丰了視為有效的手段。然而，如上所述，

於以往的LXD中，於—般 上所L 断，f供春去旦a 3 叙顯不杈式中，為了維持顯示品 先考置的疋’抑制因液晶的反應速度、弓區動兩壓 波形的非對稱性、殘留Dr沾“泣 又艇動电壓 ,次奋DC的產生等所造成的閃爍的發 t二:的Π。週期的極性反轉中，產生如上述之相當於 下確認出_。因此，質:於極大的機率 中，並未嘗試降低極性反轉頻^質般顯示模式 同—：：广以在的LCD中，一旦施加2個場期間以上的 木性的顯不電壓Vp時，則施加於液 二=分非常大，因此即使施加對應本來應施= 行孽:，U顯不電壓Vp於畫素電極，亦無法適當地進 題料，此殘留沉亦會產生使閃爍期間延長的問 2片係以分別對向面側上具備液晶驅動用的電極之 數個書二夜!\夾液晶層而相對向配置所構成，並具備複 訊框裝置（LCD)，於各個晝素中，於2個 動電壓維持在同—目=特定基準將施加於液晶層的液晶驅 號，：=:的其曰他型態中，LCD具備有：根據影像信 出部(旦d液晶層的液晶驅動電壓之液晶驅動電壓輸 =人!誦、A/D轉換部m、極性處理部 Η艇動盗15〇);判定經過2個訊框 〜特定期間判定部(控制部13。);及根據上述判 316312 9 1293750 果，反轉上述液晶驅動電壓的極性之反轉控制部（極性處理 =120);於各個晝素中，於2個訊框期間以上，相對於預 疋基準，將施加於液晶層的液晶驅動電壓維持在同一極性。、 於本發明的其他型態中，上述液晶驅動電壓係於 衫以上的期間，維持為同一極性。 於本發明的其他型態中，上述特定期間判定部又且備 调整上述預定期間之調整部（計數器調整部137)。 於本發明的其他型態中，上述液晶驅動電壓的極性反 以相當於上述複數個畫素的全部晝素的驅動期間之 1畫面驅動期間為最小單位。 門以：本發明的其他型態中，於上述LCD中，於期間t之 純將施加於上述液晶層之最大施加電壓Vp職 w 1液晶層時，於上述液晶層中所產生的殘留直流 〔Vdc滿足下列第（1)式。 〇·1χ Vpmax.........第⑴式 性的的其他型態中’對上述液晶層所施加之正極 二:;驅動電壓與負極性的上述液晶驅動電邮 電壓：的其他型態中，上述LCD具備，相對於施加 书壓的牙透率具有極小值之特性。 射模:的其他型態中’上述lcd係於電場控制複折 具搞$的八他型悲中’具備相對施加電壓的穿透率 值之特性，於黑色顯示之際，相對於對向基板的 316312 10 1293750 =電位，施加於上述液晶層的液晶驅動電位係於正極性 —負極性的期間’為使其成為絕對值相等的電位差，而設 疋上述對向基板的電極電位。 於本發明的其他型態中，上述lcd與施加於上述液晶 二驅動電位的極性反轉同步’而使施加於對向基板 之私極電位的極性反轉。 於對向=月=其他型悲中’上MCD具備用以調整施加 向土板的電極電位之調整部（調整部丨49)。 LCD=r的其他型態中，為上述LCD的驅動方法。此 的驅動方法可藉由硬體及/或軟體而實現。 ::發明的其他型態中，為驅動上述LCD的驅動裝 。驅動裝置係由丨個至複數個外接的T c晶 (發明之效果） 再风 根據本發明，於LCD中可防止閃摔沾方4 # 耗電力。 仏的產生並且降低消 [實施方式] =下參照圖式來說明用以實施本發明之最 下稱為實施型態）。 ^心（Μ 型恶的LCD中，將相對於液晶驅 準值，極性反轉週期設定為2個訊框期間以上的 = 係於每個畫面中，使構成丨個晝 性而反轉極性之意思，並未實行如上\ =為同一杨 素極性於每條線或是每個晝素中有所不同之， 反轉等。此外，如此的極性反轉驅動並不限定於於各g 316312 11 1293750 中具備TFT等開關之主動矩陣型LCD，亦可 :關之單純的矩陣型一，以下，係以顯示 土，尤其是相較於其他方式動晝的顯示品質較佳之主 陣型LCD為例來說明。 勒矩· 第1圖係顯示於著眼於本發明實施型態之主動矩陣型· 3的1個畫素的情況下’施加於該畫素的液晶層的驅動 毛Μ波形及此時的LCD的穿透率之變化。此外，第2圖係 顯不主動矩陣型LCD1的概略電路構成圖。於包夹液晶声、 來貼合2片基板而構成之LCD面板i中，於顯示區域内二 矩陣狀配置複數個畫素P，如第2圖所示，各個晝素p八 =具備™、保持電容22、液晶電容24。於“ :，對於施加於晝素電極3G及包夾液晶層而相對向之對^ 電極40(在此為共用電極）侧之電壓信號（共用電極電 位m〇m’如第丄圖⑷所示，，對連接於tft2〇並個別施加 於母個畫素的晝素電極3〇之顯示_Vp，週期性地進行 極性反轉。顯示電壓Vp的極性反轉週期，較理想為2個 訊框期間以上，更理想為較2個訊框期間還長的期間，例 如為10㈣週期。採用如此的極性反轉週期，可實現例如 於一般顯示狀態模式中之較高的顯示狀態品質。 於第2圖中，LCD1為低溫多晶石夕TFT_LCD，並於玻 璃基板1G上形成用以驅動影像信號輸人叫介面_、 A/D(類比/數位）轉換部11〇、極性處理部12〇、控制部別、 共用電極驅動部140、H(水平）驅動器l5〇、v(垂直）驅動器 160等LCD的周邊電路。 316312 12 1293750 於非Ba矽TFT-LCD等情況之無法或是未於玻璃芙 上形成周邊電路時，亦可由！個或是複數個外接式驅^裝·. 置（ic晶片）來構成上述周邊電路。此外，如此的外接式m -晶片亦可藉由c〇B(Chip 0n Board，晶粒直銲基板）、·--' TAB(TapeAutomatedB〇nding，捲帶式晶粒接合）方式裝設-· 於玻璃基板1 〇上而構成。 …影像信號輸人I/F⑽係輸人包含從數位相機、

視況再生裝置等所輸人的同步信號之影像信號，並將從气 影像信號中分離同步信號後的影像信號IS輸出至a/d = 換部no,並輸出同步信號SYS至控制部13〇。 A/D轉換部11〇根據從控制部13〇所輸入的時序俨 ts ’對從影像信號輸人y测所輸人的影像信號ι§ ^ A/D轉換，並輸出該數位影像信號Ds至極性處理部。 極性處理部12〇根據極性反轉控制信號ps，將從Am 換部UG所輸人的數位影像信號仍，轉換為所指示的極性 信號，並輸出至Η驅動器150。 控制部130根據從影像信號輸入I/F1〇〇戶斤輪入的^ 信號SYS，產生時序信號TS而輸出至A/D轉換部n 並根據水平同步信號，產生水平掃描控制信號HS而輸社 至f驅動器15〇,且根據垂直同步信號，產生垂直_ 制#號VS而輸出至v驅動器16〇。 iLr::本發明的實施型態之控制部130的概略 -路構成圖/於弟7圖卜控制部130由驅動信號產生部 132、计數盗134及極性反轉控制信號輸出部1%所構成。 316312 13 l29375〇 於^區動信號產生部132輪入同步信號sys，產生時朴 、水平掃描控制信號Hs及垂直掃描控制信號％。 (2個；十數，於母個預定計數（例如計數為每4個計數 或框（1個訊框/2個場）的情況））或是每_ 框頻率约鳥1個訊㈣個場)的情況= ’卫Η口 5虎cs S極性反轉控制信號輸出部136。此外， 值之=34亦可附加用來調整上述計數器134的預定計數 於、夜：ίΓ:整部137。於期間'之間以同-極性將施加 計數^^大施加電壓VP""施加於上述液晶層時，此 所產I二：：13、:：調整係以根據來自於檢測上述液晶層 結果，蚀^ Ϊ1^ Μ之圖中未顯示的檢測部之檢測 Vd 上述取大施加電壓vPmax及上述殘留直流電壓 :=:滿足下列第⑴式之期

Vdc^ 〇.ix Vpmax.........第⑴式 極性反轉控制信號輸出部136係根據控制信號以，輸

極II反轉控制仏號Ps至極性處理部。而計數器W 亦可由輕$ 135而構成。此時，計時器135係於每個預 定時間（例如每10秒），輸出控制信號《至極性反轉控制 W輸出部136。計時器調整部138調整上述計時器135 的預定時間值。 共用電極驅動部140係供應共用電極電位Vcom至共 用电極0 /、用电極電位Vc〇m係藉由調整部149設定成 316312 14 1293750 為於^常日寺白多 μ 示Μ 杈式（N〇rmally White Mode)下，使對用來表 小…、巴顯示之顯示 別成為相等的、=Vp的正極性位準及負極性位準分 位設定為d ^ 即，調整部14 9係將v e。m之電 期門B 4 α 〜不之際’使施加於液晶的電壓於正極性 ==性期間均成為相等的電位差。而且，此設定亦 J苟，根據於里0 - 壓之圖中去I二 不際來自於檢測出施加於液晶的電 的電位之構成。 專的包位差’而自動地調整Vc〇m 顯二時==壓狀態(切斷狀態)來進行常時白色 明。於通常顯示=lma::y White Mode)液晶為例來說 書+的情％了 ，於者眼於維持黑色顯示狀態的某 個此晝素的畫素電極3。上，施加至少於丨 ==圖—所示的顯示信號。 於弟2圖中，輪出播^古 > 線)GL上，於該閉極田：：右母1條水平掃描線(閘極 連接於此了™的源極之;Τ™會導通’ 邊的電極的電位，會成為^連的一 ;科線DL的電位，亦即成為對應顯示資料”的 形 而實際施加於各個晝素電極的電· 於各個畫素電極30中， 個場field)，將1次&v ; 1個垂直掃描期間（1 人·準的掃描信號輸出至所對應的 316312 15 1293750 閘極線GL，並經由TFT2〇而寫 此，於寫入之際，於施加於畫素電極3〇6f不資料信號。因 會產生如上述第（2)4 ” 〇的顯示電壓vp中，

上產生如此的電麗變，係與以動=於顯示電麼VP 實施型態中’由於在經過複數: 而。於本 液晶層的電壓幾乎不產：：：的期間中’實際上施加於 顯示電厂堅VP的極陸不為產相生^動/因此，如第！圖⑻所示 動，可從盘第u 中之咖的穿透率的變 攸/、弟11圖（b)的比較明顯得知，從 期間不會產生閃爍。此外，如第 交動極小且於此 中極性反轉的情況下，雖圖（b)所示，於每個場 變動（亦即_，但於本實施率的 ，小的週期為！個場週期’穿透率㈣的牙透二變動 因而可防止確認出閃燦現象。如此，二:了’ 於不產生閃爍，田A 7 K本只知型恶中，由 比降低。八{可確貫地防止因產生_而造成之對< 顯示電屡Vp於複數個訊框期間，例如於 :;的ΤΛ後(第1圖的正極性期間)，對⑽

Vc〇m的電位差的絕對值為相同， 电位 ：1：™ - 性期間，設定為對ν；： =；?ΓΡ)最好於各個極- 僅為付谠相異但絕對值相等之交 316312 16 1293750 4 #b。於第1圖的例中’於常時白色態模式下，對用來 、八二色,’、、員示之顯示電壓的正極性位準及負極性位準· =別成為相等的電位差的方式，而設定Vcom的位準。亦： 即，於黑色顯示之際，施加於液晶的電壓於正極性期間及 負極性期間中均成為相等的電位差的方式來設定v 電位。 7 如弟1圖（b)所示，LCD白勺穿透率係隨著從正極性期間 轉移至負極性期間施加於液晶之實效電壓於一瞬間大幅變 =而Μ化。然而’―旦極性反轉之後，係持續與非反轉極 ']相同之複數個訊框期間（例如約300訊框期間）。因 :於此轉移期間中之穿透率的變動，並無法被確認為閃 、:、。如此’於本實施型態中，藉由將極性反轉的週期設定 為多數訊框期間以上之長期間，而可防止閃爍。 如上所述，於以往的Η線反轉中’施加於液晶層的電 [的正極性及負極性之絕對值不同。此時’於觀看靜止晝 ㈣情況下’即使電壓的絕對值不同，但由於人類的肉二參 之4間上及空間上的分解能力的限制’在鄰接的晝素的亮 度達到平均化’因而難以確認出每條線的亮度變化。然而二 於硯看動態晝像的情況下，由於肉眼的追縱眼球運動而容 易跟隨動態晝像的動作。參照第3圖來說明時，則於動態 畫像的速度向f：V的X成分Vx接近下列第（3)式之際，。 nx P/t.........第（3)式 - 於眼球網膜上的相同位置上，正極性的水平線及負極-性的水平線會結像，而確認出每條水平線的亮度變化。於 316312 17 1293750 第（3)式中’ n為正整數，p為垂直方向

:間外’由同樣的原理可得知，”線:J 線的亮；變:二列Γ)式之值時，則確認出每條垂直 為水平線反轉的情況下’上述第⑺式的Ρ 上述Η仏Μ間距。此外，於點反轉的纽下，由盘 ^線反轉及乂線反轉的情況相同的原理可得知，動^ 的顯示特性會變差。如此，於採用Η線反轉、二反= 點反轉等極性反轉的情況下，於顯干動金指 ^ =與=轉如T反轉的週期同步，而使動畫像的 i以η、、、 本貫施㈣’並不進行線反轉及點反轉， 在固讯框期間以上的週期進行極性反轉，藉此，由於 間内觀看之際’全部晝素的顯示資料極性為 二！ 會產生動態晝像的顯示劣、匕，而可獲得優 良的動晝特性。 弟4圖係顯示極性反轉週期及閃爍的觀看方式之坪估 結果之圖式。此關係為於採用低溫多晶石夕TFT來作為切換 几件之2.5型LCD，將表面亮度為15Qed/m、lcd，以工 個畫面的驅動週期（在此為！個場週期）為最小單位⑼即不 進行線反轉或點反轉）’改變極性反轉的週期之際的閃泮的 觀看方式的程度，由複數人進行5階段的評估之後的結 果。反轉週期較7秒還長而產生閃燦者’為相當於幾乎窣 覺不出或是完全察覺不出之第4、5級。如此，為了防止二 爍的產生’最好是延長反轉週期’較理想為7秒以上，更 理想為ίο秒以上。訊框頻率約為3〇Hz, i個訊框期間約 316312 18 1293750 為0.03秒。因此，反轉週期為ι〇秒者，訊框數約為3〇〇 訊框，於以2個場構成1個訊框的情況下，1個場期間為 一半的0·0015秒。而於以3以上的n個場以上所構成的情 況下，則成為對應該場數的期間（各個場期間有可能互為不 同）。 從第4圖可得知，延長極性反轉的週期可減少閃爍的 產生。另一方面，由於直流電壓長期間施加於液晶，則有 必要進一步考慮，是否會產生原先採用交流反轉驅動所欲 避免之因施加於液晶之殘留DC的施加而造成殘影的產生馨 及無法施加適當的顯示電壓之問題。為了維持顯示品質， 施加於液晶的殘留DC(Vdc)最好設定於，施加於液晶層之 最大施加電壓vpmax於週期τ產生極性反轉而被施加二情 況下，滿足下列第（1)式的範圍内。

Vdc^ Ο.ΐχ Vpmax.........第 〇)式 若殘留DC成分設定為最大施加電壓Vpmax的一成以 下的居貝J可降低對顯不之影響，而這可藉由所採用的液_ 晶材料及配向膜等來對應。於常時亮態模式且穿透率具備 極小值的LCD中，最大施加電壓Vpmax相當於黑色顯示 旛液曰曰材料’較理想為採用分子穩定性較高且離子 是材料’例如可制於液晶末端基具備氟基或 之、夜日:子土之液晶分子。此外’亦可採用介電常數較低 電壓的施力，間較長，亦可防止液晶分子產生 316312 19 1293750 使配向方向固定，亦即防止所謂的殘影的發生，此外，較 低的介電常數可提升對液晶驅動電壓的變化之液晶的反應 速度，而不易於接下來的顯示期間受到之前的施 的 影響。 ） 關於配向膜，較理想為減低膜厚。配向膜係以分別包 電極及共用電極的方式而形成於2片基板之與液晶 層接觸的面側，係用來將液晶的初期配向（無電壓施加等之 液晶配向）控制在所希望的方向而採用者（形成位置可參昭 之後逑之第6圖的配向膜32)。關於此配向膜32, 一般係 採用聚醯亞胺（Polyimide)等絕緣材料。因此，若配向膜U 白勺膜厚較厚的話’則供應至晝素電極及共用電極的電壓不 易被施加於液晶層上，為了使施加於液晶層的實效電壓達 到可對應顯示内容之適當電壓，因而必須花費較長時間， 而谷易引發施加於液晶層之殘留Dc。因此，相對於以往 配向膜中採用70至80_的膜厚，於本實施型態中 之：_的膜厚為非常薄的2〇至3〇nm，如此可提升施 加於液晶層之電壓施加精密度，而抑制殘留沉的產生。 此：，由於殘留DC亦取決於配向膜的材質，因此配 向膜必須至少為極少產生不純物離子的材料，此外，較理 為殘留極化極低。 本^於例子Γ’於本實施型態中，液晶材料係採用日 製造的氟係液晶商品名「S科 η 十旱”構間距（Chiral P滅"m，δ ^ =5 $，△ .129’措由採用此材料’可於將液晶驅動電壓的極性反 316312 20 1293750 轉週期設定為1 〇秒的情況下防止殘留DC的產生。此外， 於此情況下的配向膜，係採用日本JSR公司製造的商品名 稱「JALS1085」，配向膜的厚度設定為20nm。 關於液晶材料及配向膜當然並不限定於上述例，此 外，用以減低殘留DC成分的調整對象亦不限定於液晶材 料及配向膜，不論為何種情況，較理想為可將殘留DC成 分抑制於滿足上述第（1)式的範圍内。 在此，於本實施型態中所採用的LCD，為目前廣泛使 用之TN(Twisted Nematic，扭轉向列）模式的LCD，此外， 上述於電壓非施加狀態下顯示白色者，係所謂的常時白色 模式。 於本實施型態中，除了上述TN模式之外，亦可採用 例如電控雙折射（ECB : Electrically Controlled Birefringence)模式，亦即利用液晶分子的長轴及短軸的折 射率的差，亦即所謂的雙折射現象，而控制往液晶層射入 之光的穿透率之方式。於此ECB模式中，例如將液晶的初 期配向狀態控制於幾乎平行的狀態（基板平面的水平方向） 之型式，係具備如第5圖所示之具有對於施加電壓穿透率 具備極小值之特性，再者，於電壓非施加狀態下顯示白色 者，係所謂的常時白色模式。 關於如第5圖所示之具有對於施加電壓穿透率具備極 小值之特性之液晶，除了上述ECB模式之外，亦有 OCB(Optical Compensated Birefringence，光學補償雙折身十） 模式，以及因扭角的不同之STN(Super Twisted Nematic， 21 316312 !29375〇 超扭轉向列）模式等。 —於穿透率具備極小值的LCD中（ECB、〇CB、STN等）， 、「為了使穿透率達到極小而使施加於液晶層的電壓偏離 ;適田值的蛞’則無法顯示「黑色」，而導致顯示對比的降 ^於本實施㈣中，藉由將極性反轉延長為2個訊框期 a以上’可降低閃爍的產生°因&’於穿透率具備極小值 =LCD中，並不需特別考量閃爍，而只要調整使顯示穿透 極小之電壓值於正極性期間及負極性期間的絕對值相等 即可’此控制極為容易，且可確實顯*「黑色」， 對比的顯示。 、 《

即使為常時亮態模式的LCD，於對於施加電壓穿透名 不具備極小值之上述™模式的LCD中，只要於黑色顯; 之際施加足夠大的電壓，即使該施加電壓產生些許參差 亦可進仃黑色顯示。另—方面，—旦如以往般之於1個$ 框週期下進行極性反轉的話，則產生閃_，而為了 爍變得顯目，有必要調整極性反轉為，於正純施加心 及負，性施加期間’將顯示中間色階的電壓的絕對值施义 於液阳層上。相對於此，於上述具有對於施加電壓穿透； 具備極小值之特性之LCD中，如上所述，錢顯示穿透: 極小之電壓值於正極性期間及負極性期間的絕對值相等自 方式進行調整。於本實施型態中，於穿透率不具備極:H 之TN模式中，即使於常時亮態模式下，亦可採用於正才 !生期間及負極性期間，配合顯示穿透率為最小的黑色位名 之電壓值的絕對值。藉此可確實顯示「黑色」，而提升對比 316312 22 1293750 關於顯示穿透率極小之電壓值的調整，實際上係於考 慮設置於資料線及晝素電極之間之TFT的正極性顯示資料 信號及負極性顯示資料信號的穿透特性，及例如起因於上 述第（2)式所示之等之顯示資料信號的波形偏移等，藉 由調整部149來調整共用電極電位Vc〇m的電位，藉此^ 於正極性期間及負極性期間，使施加於液晶的黑色顯示電 壓（Vcom與Vp的電位差的絕對值）為相等而設定。於目前 開發中的TFT中，由於無法使汲極.源極間的正極性信號 及負極性信號的傳達特性完全相同’因此，顯示資料信^ 波形本身難以於正極性期間及負極性期間成為完全的對‘ 波形。然而，於本實施型態中，具備調整部149，藉由調 整共用電極電位Vcom，可簡單地於正極性期間及負極性 期間’使施加於液晶層的實效電壓的絕對值儘可能的相等。 在此，關於施加於液晶之施加電壓的極性反轉方法， 於經常保持共用電極電位Vc〇m為固定之下，有僅反 不電壓Vp之極性的方法，及與顯示電壓Vp的極性反轉一、 f進行改變共用電極電位v_的電位的方法。於以 說明中，係以如第i圖所示將共用電極電位Mm =定的情況為例加以說明。然而，亦可一同使用反轉共用 的H ^ 法。反轉共用電極電位％⑽ 者’攸共用電極側來考慮的話，有必要至少準備？ 料電源，且具備切換V_的輸出電位之電路 =兄電力相較於未反轉 退间。然而，於本實施型態中，由於極性反轉的週 316312 23 1293750 ;二因：只要可降低消耗電力所增加的量即可。此外， 話’於顯示電M Vp的極性反轉之際， 極電位VC〇m的極性改變為與顯示電壓外的 =:的極性，因此’即使如* 1〇圖⑷的波形圖所示 電壓vP的振幅，亦可施加Μ的絕對值的電壓 =液曰曰上。如上所述，顯示電壓Vp為經由設置於各個晝 ::J FT 2 〇，而將輸出至資料線D l的顯示資料信號供應 至畫素電極30之電壓，口 | π从、日=一 私i 要了減低頒示電壓Vp的振幅， 則可減低通過TFT20的交流電麼的振幅，而提升TFT20 的耐壓的空間，而降低TFT20的負擔。 弟8圖係顯示採用上述共用電極電位％⑽的電位亦 產生反轉的方法之LCD2的概略電路構成圖的例子，盘第 2圖相同的部分賦予相同符號並省略其說明。與第2圖不 同的部分為極性反轉控制信號ps輸人於共用電極驅 141之處。 弟囷係”、、員示上述共用電極驅動部141的概略電路構 成圖於第9圖中’ 142為將正極性之第！共用電壓輸出 至切，SW(開關）146之第1共用產生部，143為調整 上述第1共用電壓產生部142的電壓之第}調整部，j 44 :將負極性的第2共用電壓輸出至切換則私之第2共用 電壓產生部，145為調整上述第2共用電壓產生部144的 甩壓之第2調整部，146為根據極性反轉控制信號ps，切 換從上述第1及第2共用電壓產生部142、144輸入的電壓 輪出，並輸出一邊的電壓輸出而做為共用電極電位Vc〇m 316312 24 1293750 之切換sw。 第10圖係顯示著眼於本發明實施型態之主動矩陣型' 勺们旦素的情況下，施加於該晝素的液晶層的驅— 動电麼波形，及此時的LCD的穿透率變化。 ，· 繼之，於本實施型態中，說明於採用做為ecb模式的〜 模式的^況。VA模式係使液晶的初期配向成為 垂直方向(基板的法線方向），穿透率並不具備極小值。如 此的VA模式亦可獲得與上述相同的效果。於此va模式 ;配向膜尚未苑加磨刷處理（Rubbi吨）之無磨刷型 中’不僅從降低消耗電力的觀點，亦從提升顯示品質的觀 點，看’較理想為不採用1H反轉及i點反轉，而僅進行 於每個多數的訊框期間的極性反轉。 第6圖（a)、（b)為無磨刷處理型的VA模式[〔ο的概 略剖面、’目於例子之_，具有如第6圖⑷所示之具備概略 平面構k之著LCD的A-A線之剖面構造。於此LCD當 由於配向膜為無磨刷型，液晶的初期配向不具前傾斜，❿ 於電壓的非施加狀態下，液晶分子的長軸方向朝向基板的 备、泉方向而配向。初期配向於垂直方向的液晶分子⑼係如 ^6=⑷及第6圖⑻所示，—旦於：⑶的共用電極肩及 里素屯極30之間開始施加電壓的話，則於最初電壓較低的 狀態下所產生的弱電場（參照圖中虛線所示之電力線），於 二素電極30的端部等產生斜向傾斜，由於此斜向電場，隨‘ 著免壓的上升而決定了液晶分子的傾斜角度。 、 如圖所不，例如預先於1個畫素内分別設置配向分割 316312 25 1293750 部50,因此可於i個畫素内的複數區域内分割為各自不同 的方向角。於第6圖的例子中，此配向分割部％可藉由於 電極不存在區域(開口 )及電極上設置突起部而構成：並分 別於共用電極40及晝素電極3〇的兩邊上，形成朝畫面的 垂直方向上以折線形狀而延伸之圖案。當然並不限定於此 圖案形狀，例如於i個晝素區域内，於長邊方向上分為上 下而之2 ^又，並於電極不存在區域（開口）及電極上設 置突起部而構成。藉由此配向分割部％，如第6圖⑷及第 6圖(b)所示’可藉由此配向分割部5〇來固定i個畫素内的彳 液晶配向方向角的邊界，而使於液晶分子產生傾斜的方向 角的晝素内的邊界位置於每個晝素及每個驅動時序有所不 同，因而可防止顯示不均等對顯示品質造成之不良影塑。 如上所述，於VA模式LCD中，液晶分子6〇補容 易受到晝素電極3G的影響，亦容易受到形成於比晝素電極 30更下層之例如用來驅動聊的閘極線，及透過τα 用以供應顯示資料信號至晝素電極30之資料線沉所產生 :電场的影響。尤其是’例如於每m對施加於液晶的電 進行極性反轉時，若著眼於1條資料線DL的話，則於 母1H期間’供應至資料線见之顯示資料信號的極性會產 『反轉&第6圖⑷所不，例如於通過施加有正極性的電 壓之畫素電極3 〇之間的資料線D L上，施加負極性的顯示 _號’則於接下來的1H期間，資料請的顯示資料 仏旎的極性會再次產生反轉 因此’如第6圖⑷所示，從資料線DL线漏至液 曰曰 層 316312 26 1293750 的電場，可能擾亂晝素電極3〇 素電極30的端部之傾 、鸲°卩之傾斜電場。上述晝 之配向方向角之重要電/n1個畫素區域内規定液晶 電場等而使該位置偏：二但=來自資料線漏 配向的方向角的邊界處於意邦、不糾1個晝素區域内，液晶 向傾斜區域，而導致亍σ : 的位置上，亦即產生逆

”、、貝不口口貝的P各/吒 AN 態中’由於將極性反轉 - 於本實施型 閃爍的產生，因此；^又疋為夕數的訊框期間來防止 丁 J度王，固此不需進行 個晝面内，幾乎不會產生次 t 1點反轉，而於14 對施加於查去+ 貝枓線DL(顯示資料信號）的極性 訂她加於畫素電極3〇的 丨王 6圖（b)所干，m 極性呈逆極性。因此，如第 ()斤不不僅可防止閃爍的產生，亦 的產生，而可實現顯示品=防止逆向傾斜 以上，係說明VAm 呵且，_力極低的LCD。 τχ 桓式中之逆向傾斜的產生及抑制，但是 於ΤΝ模式及ECB模式等 R ^ ^ ^丌了知用本貫施型態之極性 反备週期，而同樣可抑制逆向傾斜的產生。 光源型愁中’係僅以來自於配置於面板背後等之痛 ^源的先線來進行顯示’但是亦可採用，於共用電極及書 素電極的屯邊上採用ΙΤ〇等透明導電性電極之穿透型 LCD’及採用反射金屬電極來做為晝素電極，並反射來自 於外部的光線來進行顯示之反射型LCD，以及於使用光源 =際為穿透模式，於關閉光源之際具有反射模式功能之半 穿透型LCD中任一種型式。於反射型Lcd及半穿透型[〔ο —

等中，係更進一步要求對比的提升，藉由進行本實施型態， 之極性反轉，即使於ECB模式的反射型或半穿透型LCD 316312 27 1293750 當中’亦可進行高對比顯示。 (產業上之可利用性） 置。本發明可採用於搭载於各種電子機器之液晶顯示裝：· [圖式簡單說明] 、 第1圖係顯示本發明實施型態之施加於液晶的施加電 壓的極性反轉波形及穿透率之圖式。 第2圖係顯不本發明實施型態之主動矩陣型 概略電路構成之圖式。 j _ 第3圖係用以說明極性反轉週期及動畫像顯示特性 關係之圖式。 •第4圖係顯示本發明實施型態之極性反轉週期及閃爍 (Flicker)的觀看方式之評估結果之圖式。 第5圖係顯示本發明實施型態之施加於液晶的施加電 壓之穿透率的特性之圖式。 第6圖⑷至⑷係概念性說明無磨刷處理型（Rubb㈣咖修 Type)的VA(垂直配向）模式LCD的動作之剖視圖。 第7圖係顯示本發明實施型態之控制部130的概略電 路構成圖之圖式。 第8圖係顯示本發明其他實施型態之主動矩陣型 LCD2的概略電路構成之圖式。 第9圖係顯示本發明其他實施型態之共用電極驅動部-141的概略電路構成之圖式。 * 第1〇目係顯示本發明其他實施型態之施加於液晶的 316312 28 1293750 施加電壓的極性反轉波形及穿透率之圖式。 第11圖係顯示施加於以往之液晶的施加電壓 反轉波形及穿透率之圖式。 第12圖係顯示主動矩陣型LCD的i晝素中之等效電 路（Equivalence Circuit)之圖式。 第13圖係概念性顯示場反轉、線反轉及點反轉的 極性反轉時序之圖式。 [主要元件符號說明] LCD 10 玻璃基板 TFT 22 保持電容 液晶電容 配向膜 30 晝素電極 對向電極（共用電極） 配向分割部 60 液晶分子 影像信號輸入I/F 110 A/D轉換部 極性處理部 130 控制部 驅動信號產生部 計時器 134 計數器 極性反轉控制信號輸出部 計數器調整部 共用電極驅動部 138 計時器調整部 1、2 20 24 32 40 50 100 120 132 135 136 137 140 、 141 142 第1共用電壓產生部 143 弟1調整部 144 第2共用電壓產生部 316312 29 1293750 145 149 160 Clc CS DS GL HS P SYS Vcom Vg Vp 146 切換開關 150 Η驅動器 Cg 閘極寄生電容 Csc 保持電容 DL 資料線 第2調整部 調整部 V驅動器 液晶電容 控制信號 數位影像資料信號 水平掃描線（閘極線） 水平掃描控制信號 is 影像信號 晝素 PS 極性反轉控制信號 同步信號 TS 時序信號 電壓信號（共用電極電位） 掃描信號電壓（閘極信號電壓） 顯示電壓 vs 垂直掃描控制信號 30 316312

Claims (1)

1293750 %第93129365號專利申請案 3 (96年9月26曰） 、申請專利範圍： #年严fM更)正4 夜曰曰颂示裝置之驅動方法，該液晶顯示裝置係以分 對向面側上具備液晶驅動用的電極之2片基板夾著 、曰B層而對向配置所構成，並具備複數個晝素，該驅動 方法之特徵為： 、、;各個旦素中，將施加於液晶層的液晶驅動電壓相 ^於預定基準’維持為同一極性’而其維持期間為2個 訊框（frame)期間以上；並且， 、以同一極性施加上述液晶驅動電壓的期間t係設作 為轭加於上述液晶層之最大施加電壓Vpmax、與於期 間t之間以同一極性將該最大施加電壓狀施加於上 述液b曰層B守於上述液晶層中所產生的殘留直流電壓 Vdc的關係，滿足下列第⑴式之期間以下： Vdc^ O.lxVpmax.........第（1)式。 如申明專利範圍第1項之液晶顯示裝置之驅動方法，其 中，將上述液晶驅動電壓維持為同一極性之期間為ι〇 秒以上。 3·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置之驅動方法，其 中，上述液晶驅動電壓的極性反轉係以相當於上述複數 $晝素的全部晝素的驅動期間之丨畫面驅動期間為最小 單位，而進行極性反轉。 4·如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置之驅動方法，其 中，對上述液晶層所施加之正極性的上述液晶驅動電壓 及負極性的上述液晶驅動電壓的施加時間為相等。 316312修正本 31 1293750 第93129365號專利申請案 (96年9月26曰） 申哨專利範圍第1項之液晶顯示裝置之驅動方法，其 中，上述液晶顯示裝置具備對施加電壓的穿透率具有極 J值之彳寸H，並且將上述對向基板之電極電位設定成為. 於黑色顯示之際’使施加於上述液晶層的液晶驅動電位. 對於對向基板的電極電位，於正極性及負極性的期間，. 均成為絕對值相等的電位差。 6.如申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置之驅動方法，其 中，上述液晶顯示裝置係於電場控制複折射模式中動 作。 ,I 申睛專利範圍第1項之液晶顯示裝置之驅動方法，其 中，與施加於上述液晶層的液晶驅動電位的極性反轉同 步，而使施加於對向基板之電極電位進行極性反轉。 8· -種液晶顯示裝置，係以分別於對向面侧上具備液晶驅 動用的電極之2片基板，夾著液晶層而對向配置所構 成，並具備複數個晝素，其特徵為具備： 根據衫像k號，輸出施加於液晶層的液晶驅動電壓 之液晶驅動電壓輸出部； 儀 判定經過2個訊框期間以上的預定期間之預定期間 判定部；以及 根據上述判定結果，反轉上述液晶驅動電壓的極性 之反轉控制部； 於各個晝素中，將施加於液晶層的液晶驅動電壓相- 對於預定基準維持為同一極性，而其維持期間為2個訊-框期間以上；並且， 316312修正本 32 1293750 第93129365號專利申請案 (96年9月26曰） 上述預定期間判定部所判定的期間t係設作為：施 加於上述液晶層之最大施加電a Vpmax、與於期間^之 間以同-極性將該最大施加電壓νρ_施加於上述液 晶層時於上述液晶層中所產生的殘留直流電壓Μ的 關係，滿足下列第（1)式之期間以下： Vdc^ O.lxVpmax.........第（1)式。 9· ^申請專利範圍第8項之液晶顯示裝置，其中，上述預 疋期間判定部判定經過10秒以上的期間，而上述反轉 控制部於1〇秒以上的期間，將上述液晶驅動電壓維持 為同一極性。 、 10.如申請專利範圍第8項之液晶顯示裝置，其中，上述預 定期間判定部係將該預定時間設定成為：使對上述液晶 層所施加之正極性的上述液晶驅動電壓及負極性的上 述液晶驅動電壓的施加時間相等。 11·如申請專利範圍第8項之液晶顯示裝置，其中，上述預 定期間判定部又具備用以調整上述預定期間之調整部: 12·如申請專利範圍第8項之液晶顯示裝置，其中，上述液 晶顯示裝置係具備對施加電壓的穿透率具有極小值之 特性，並且將上述對向基板之電極電位設定成為於黑色 ’、、、員示之際，使施加於上述液晶層的液晶驅動電位對於對 向基板的電極電位，於正極性及負極性的期間， 絕對值相等的電位差。 风马 13·如申請專利範圍第8項之液晶顯示裝置，其中，又具備 用以調整施加於上述對向基板的電極電位之調整部。 316312修正本 33 1293750 第93129365號專利申請案 (96年9月26曰） 14.如申請專利範圍第12項之液晶顯示裝置，其中，上述 液晶顯示裝置係於電場控制複折射模式中動作。

如申請專利範圍第8項之液晶顯示|置，其中，與施加 於上述液晶層的液晶驅動電位的極性反轉同步，而使施 加於對向基板之電極電位進行極性反轉。 16.-種液晶顯示裝置之驅動裝置，係以分別於對向面侧上 具備液晶驅動用的電極之2片基板，爽著液晶層而對向 配置所構成，並具備複數個晝素，其特徵

、根據影像信號，輸出施加於液晶層的液晶驅動電壓 之液晶驅動電壓輸出部； 判定經過2個訊框期間以上的預定期間之預定期間 判定部；以及 根據上述判定結果，反轉上述液晶驅動電 之反轉控制部； 於各個畫素中，將施加於液晶層的液晶驅動電壓相 對於預定基準維持為同-極性，而其維持期間為2個訊 框期間以上； 上述預定期_定部㈣定的㈣設作為：施 加於上述液晶層之最大施加㈣外職、與於期間丈之 間以同-極性將該最大施加㈣Vpmax施加於上述液 晶層時於上述液晶層十所產生的殘留直流電屢Μ的 關係，滿足下列第（1)式之期間以下·· Vdc^0.1xVpmax.........第（1)式。 Π.如申請專利範圍第16項之液晶顯示裝置之驅動震置， 316312修正本 34 1293750 第93129365號專利申請案 (96年9月26曰） 其中，上述預定期間判定部判定經過10秒以上的期間， 而上述反轉控制部於10秒以上的期間中，將上述液晶 驅動電壓維持為同一極性。 35 316312修正本