WO2011024338A1 - 液晶表示装置およびその電位設定方法 - Google Patents

液晶表示装置およびその電位設定方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2011024338A1
WO2011024338A1 PCT/JP2010/002143 JP2010002143W WO2011024338A1 WO 2011024338 A1 WO2011024338 A1 WO 2011024338A1 JP 2010002143 W JP2010002143 W JP 2010002143W WO 2011024338 A1 WO2011024338 A1 WO 2011024338A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gradation
potential
data signal
liquid crystal
pixel
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/002143
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
仲西洋平
水崎真伸
片山崇
野間健史
Original Assignee
シャープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャープ株式会社 filed Critical シャープ株式会社
Priority to CN201080030277.9A priority Critical patent/CN102473387B/zh
Priority to US13/382,236 priority patent/US8614721B2/en
Publication of WO2011024338A1 publication Critical patent/WO2011024338A1/ja

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
    • G09G3/3655Details of drivers for counter electrodes, e.g. common electrodes for pixel capacitors or supplementary storage capacitors
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/02Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0204Compensation of DC component across the pixels in flat panels
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/02Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0219Reducing feedthrough effects in active matrix panels, i.e. voltage changes on the scan electrode influencing the pixel voltage due to capacitive coupling
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/02Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0247Flicker reduction other than flicker reduction circuits used for single beam cathode-ray tubes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/02Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/029Improving the quality of display appearance by monitoring one or more pixels in the display panel, e.g. by monitoring a fixed reference pixel
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/04Maintaining the quality of display appearance
    • G09G2320/043Preventing or counteracting the effects of ageing
    • G09G2320/046Dealing with screen burn-in prevention or compensation of the effects thereof
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G09G2360/145Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light originating from the display screen
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3614Control of polarity reversal in general

Definitions

  • the present invention relates to an active matrix type liquid crystal display device using a switching element such as a thin film transistor and a potential setting method thereof.
  • Such an active matrix type liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel as a display unit composed of a plurality of pixels arranged in a matrix, and a main part thereof.
  • a plurality of data signal lines hereinafter referred to as “source bus lines”
  • a plurality of scanning signal lines hereinafter referred to as “gate bus lines”
  • gate bus lines are formed in a lattice shape so as to intersect each other.
  • auxiliary capacitance lines are formed so as to extend in parallel with the plurality of gate bus lines.
  • One pixel corresponds to each of the intersections of the plurality of source bus lines and gate bus lines.
  • the liquid crystal display panel is provided in common to the above-described plurality of pixels arranged in a matrix, and a common electrode (or a counter electrode) arranged to face a pixel electrode included in each pixel with a liquid crystal layer interposed therebetween. Electrode).
  • FIG. 13 is an equivalent circuit diagram showing an electrical configuration of one pixel in the liquid crystal display panel of the liquid crystal display device as described above.
  • Each pixel has a thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) as a switching element having a source electrode connected to a source bus line 50 passing through a corresponding intersection and a gate electrode connected to a gate bus line 51 passing through the intersection. 52) and a pixel electrode 53 connected to the drain electrode of the TFT 52.
  • TFT thin film transistor
  • a liquid crystal capacitor C lc is formed by the pixel electrode 53 and the common electrode 54
  • an auxiliary capacitor C s is formed by the pixel electrode 53 and the auxiliary capacitor line provided along the gate bus line 51.
  • the liquid crystal capacitor C lc and the auxiliary capacitor C s constitute a pixel capacitor for holding a voltage indicating a pixel value to be formed by each pixel.
  • a parasitic capacitance C gd is formed between the pixel electrode 53 and the gate bus line 51.
  • alternating current driving in which a positive voltage and a negative voltage are alternately applied to the liquid crystal is performed.
  • AC driving there are types of AC driving such as frame inversion driving, line inversion driving, and dot inversion driving.
  • common electrode voltage a voltage applied to the common electrode
  • driving to switch the level of the common electrode voltage V com is performed.
  • dot inversion driving is widely used in which the voltage applied to adjacent pixels has a reverse polarity and the polarity of each pixel is inverted every frame. If the polarity is inverted every dot (ie, every pixel), adjacent pixels become dark pixels and bright pixels, so that the change in brightness can be offset to some extent. This is because flicker is reduced to some extent.
  • the dot inversion driving is a driving for making it difficult to see the flicker, so that it is difficult to set the common electrode voltage Vcom . Therefore, the same polarity is displayed on the entire surface, a dot checkered pattern that makes it easy to see the flicker is displayed, and the common electrode voltage Vcom is set.
  • the dot checkered pattern is a display pattern in which only pixels having the same polarity are lit, and 0 gradation or a gradation close thereto is written in pixels that are not lit. In the case of dot inversion driving, it lights up every other dot vertically and horizontally.
  • the common electrode voltage V com that minimizes the flicker and the potential setting of the source bus line seem to be possible by a theoretical method, but in reality, a slight deviation from the design value is actually caused. It doesn't go according to the calculation. Therefore, actually, the entire surface of the liquid crystal display panel (that is, all pixels) is displayed with the same gradation (hereinafter referred to as “solid pattern”), the common electrode voltage Vcom is changed, and flicker is minimized.
  • a method has been proposed in which the common electrode voltage Vcom is searched and the respective potentials are determined (see, for example, Patent Document 2).
  • a method of adjusting a common electrode potential V com or a potential input to a source bus line by displaying a pattern in which flicker is easily visible is generally performed.
  • the common electrode potential V com adjusted by the above-described dot checkered dot checkered pattern may not be the same as the optimum value of the common electrode potential V com adjusted by the above-described solid pattern.
  • the potential of the source bus line is set in consideration of the pull-in voltage due to the parasitic capacitance C gd described above so that a symmetrical voltage is applied to the liquid crystal layer. Since the pull-in voltage due to the parasitic capacitance C gd differs between the high gradation side and the low gradation side, the center voltage of the potential of the source bus line is set differently depending on the gradation. For example, in normally black, the center voltage of the potential of the source bus line set for displaying a low gradation is higher than the center voltage of the source bus line set for displaying a high gradation.
  • the pixel potential is affected by the pull-in voltage due to the parasitic capacitance C sd formed between the data signal line and the drain of the switching element, in addition to the pull-in voltage due to the parasitic capacitance C gd described above.
  • the average potential of the source bus lines for realizing the dot checkered pattern is the average potential of the set potential for displaying the high gradation and the gradation of 0 or low.
  • adjacent pixels have the same gradation and opposite polarity.
  • the average potential of the source bus line for realizing the solid pattern is the average of the set potential for displaying a high gradation.
  • the center voltage of the potential of the source bus line set for displaying low gradation is higher than the center voltage of the source bus line set for displaying high gradation. Therefore, the average voltage of the source bus line after the potential is written to the pixel electrode is higher in the solid pattern than in the dot checkered pattern, and the pull-in voltage due to the parasitic capacitance C sd is small.
  • the common electrode potential V com adjusted by the dot checkerboard pattern to become higher than the common electrode potential V com which is adjusted by the solid pattern, even when adjusting the common electrode voltage V com by the dot checkerboard pattern of dot inversion driving
  • the common electrode potential Vcom is not always an optimum value.
  • an asymmetric voltage is applied to the liquid crystal layer to cause flicker, resulting in a significant decrease in display quality and a problem that image sticking occurs when left for a long time.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device capable of preventing the occurrence of image sticking caused by flicker and a potential setting method thereof.
  • the liquid crystal display device of the present invention is turned on when a plurality of data signal lines, a plurality of scanning signal lines intersecting the plurality of data signal lines, and the scanning signal lines are in a selected state.
  • a switching element that is turned off when the scanning signal line is in a non-selected state, a pixel electrode that is connected to the data signal line via the switching element, and a common electrode that is disposed to face the pixel electrode,
  • a plurality of pixels having a liquid crystal layer sandwiched between the pixel electrode and the common electrode and arranged in a matrix corresponding to each of the intersections of the plurality of data signal lines and the plurality of scanning signal lines And a potential control unit for controlling the potential of the electrode.
  • the parasitic capacitance formed between the data signal line and the drain of the switching element is C sd
  • the liquid crystal capacitance is C lc
  • the auxiliary capacitance is C s
  • the black display is 0 Gradation, white
  • the potential set to the data signal line is applied to the pixel electrode to provide the positive potential necessary for the 0 gradation display to the pixel electrode.
  • V H0 a potential set to the data signal line for applying a negative potential necessary for 0 gradation display to the pixel electrode is V L0
  • a positive potential necessary for 255 gradation display is applied to the pixel electrode.
  • the potential set to the data signal line is V H255
  • the potential set to the data signal line is V L255 to give the pixel electrode a negative potential necessary for 255 gradation display
  • the common electrode that minimizes flicker the potential with a V cenf255, if the potential of the common electrode flicker when displaying 255 gradation in all of the plurality of pixels is minimum was V cen255
  • potential control unit, V cenf2 From 55 This is characterized in that a potential reduced to a value of V cen255 is set.
  • the liquid crystal display device of the present invention is turned on when a plurality of data signal lines, a plurality of scanning signal lines intersecting with the plurality of data signal lines, and the scanning signal line are in a selected state, A switching element that is turned off when in the non-selected state, a pixel electrode connected to the data signal line via the switching element, a common electrode disposed to face the pixel electrode, and the pixel electrode and the common electrode A plurality of pixels arranged in a matrix corresponding to each of the intersections of the plurality of data signal lines and the plurality of scanning signal lines, and the potential of the common electrode is controlled.
  • a potential control unit and when black display is 0 gradation, white display is 255 gradation, and brightness between them is divided into 254 levels, any two intermediate tones, a gradation and b gradation, And liquid in each of 255 gradations Capacity C lca, C lcb, and C lc255, negative electrode required a potential set to the data signal line to provide a positive potential required 0 gradation display pixel electrodes to V H0, 0 gradation display
  • the potential set to the data signal line to apply a positive potential to the pixel electrode is V L0
  • the potential set to the data signal line to apply a positive potential necessary for a gradation display to the pixel electrode is V
  • the potential set to the data signal line to apply a positive potential necessary for a gradation display to the pixel electrode is V
  • the potential set to the data signal line to apply a positive potential necessary for a gradation display to the pixel electrode is V
  • the potential set for the data signal line is V Hb
  • the potential set for the data signal line is V Lb for applying the negative potential necessary for b gradation display to the pixel electrode, and the positive electrode necessary for 255 gradation display.
  • the potential setting method of the liquid crystal display device of the present invention is turned on when the plurality of data signal lines, the plurality of scanning signal lines crossing the plurality of data signal lines, and the scanning signal lines are in a selected state, A switching element that is turned off when the scanning signal line is in a non-selected state, a pixel electrode that is connected to the data signal line via the switching element, a common electrode that is disposed to face the pixel electrode, and a pixel A liquid crystal display having a liquid crystal layer sandwiched between an electrode and a common electrode, and a plurality of pixels arranged in a matrix corresponding to each of intersections of the plurality of data signal lines and the plurality of scanning signal lines A method of setting the potential of the apparatus, wherein black display is 0 gradation, white display is 255 gradation, 0 gradation and 255 gradation are displayed for each pixel, and 0 gradation and 255 floor are displayed for each pixel.
  • V L0 is a potential set to the data signal line to give the pixel electrode a negative potential necessary for 0 gradation display
  • V H255 Is a potential set to the data signal line for applying a positive potential necessary for 255 gradation display to the pixel electrode
  • VL255 is a data for applying a negative potential necessary for 255 gradation display to the pixel electrode. characterized in that it comprises at least a step of setting a potential as small as a potential set to the signal line), the potential V Cen255 of the common electrode in the case of displaying 255 gradation in all the plurality of pixels To.
  • the potential setting method of the liquid crystal display device of the present invention is turned on when a plurality of data signal lines, a plurality of scanning signal lines intersecting the plurality of data signal lines, and the scanning signal lines are in a selected state.
  • a switching element that is turned off when the scanning signal line is in a non-selected state, a pixel electrode that is connected to the data signal line via the switching element, a common electrode that is disposed to face the pixel electrode,
  • a method of setting a potential of a display device wherein black display is 0 gradation, white display is 255 gradation, and 0 gradation and 255 gradation are displayed for each pixel, and 0 gradation is provided for each pixel.
  • a step of Kka seeks potential V Cenf255 of the common electrode becomes minimum, and displaying a gray level of 0 tone and any halftone for each pixel, 0 gradation and a gradation for each pixel , The step of obtaining the potential V cenfa of the common electrode that minimizes flicker, the step of displaying 0 gradation for each pixel and b gradation that is an arbitrary halftone, and 0 for each pixel.
  • a step of obtaining the potential V cenf of the common electrode that minimizes flicker a step of displaying the gray scale in all of the plurality of pixels, and a in all of the plurality of pixels while viewing the gray scale, and determining the potential V cena the common electrode flicker is minimized, and displaying the b tone in all the plurality of pixels, b floor in all of the plurality of pixels While viewing the steps of: measuring and determining the potential V CENB the common electrode flicker is minimized, the characteristic of the voltage applied to the liquid crystal capacitance liquid crystal layer, a tone, b gradation and Determining the voltage applied to the liquid crystal layer in each of the 255 gradations, the characteristics of the liquid crystal capacitance and the voltage applied to the liquid crystal layer, and the liquid crystal layer in each of the a gradation, b gradation, and 255 gradation Obtaining liquid crystal capacitances C lca , C lc
  • VL0 is a potential set to the data signal line to give a negative potential necessary for 0 gradation display to the pixel electrode
  • VHa is a positive potential necessary for the a gradation display to the pixel electrode.
  • the potential set for the data signal line to give, V La is the potential set for the data signal line to give the pixel electrode a negative potential necessary for a gradation display, and V Hb for the b gradation display Define the required positive potential
  • VLb is the potential set to the data signal line to apply the negative potential necessary for b gradation display to the pixel electrode
  • V H255 is the 255th floor.
  • Set potential At least a step of setting the voltage to the common electrode potential V cen255 when 255 gradations are displayed in all of the plurality of pixels.
  • the potential setting method of the liquid crystal display device of the present invention is turned on when the plurality of data signal lines, the plurality of scanning signal lines crossing the plurality of data signal lines, and the scanning signal lines are in a selected state, A switching element that is turned off when the scanning signal line is in a non-selected state, a pixel electrode that is connected to the data signal line via the switching element, a common electrode that is disposed to face the pixel electrode, and a pixel A liquid crystal display having a liquid crystal layer sandwiched between an electrode and a common electrode, and a plurality of pixels arranged in a matrix corresponding to each of intersections of the plurality of data signal lines and the plurality of scanning signal lines
  • a potential setting method for the apparatus in which black display is set to 0 gradation, white display is divided into 255 gradations, and the brightness between them is divided into 254 levels.
  • a symmetrical voltage can be applied to the liquid crystal layer, so that the display quality can be prevented from deteriorating and the occurrence of image sticking due to flicker can be prevented.
  • FIG. 1 is a plan view showing an overall configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing a main configuration of a pixel in the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. It is sectional drawing which shows the whole structure of the TFT substrate which comprises the liquid crystal display device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the whole structure of the display part of the liquid crystal display device which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining a method of setting a center voltage of a potential of a pixel electrode in the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
  • 7 is a flowchart for explaining a method of setting a center voltage of a potential of a pixel electrode in a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention. It is a figure which shows an example of the characteristic (CV characteristic) of a liquid crystal capacity and a voltage.
  • FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing a main configuration of a pixel in the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. It is sectional drawing which shows the whole structure of the TFT substrate which comprises this.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the entire configuration of the display unit of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a diagram of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the whole structure of the apparatus for setting the center voltage of a pixel electrode.
  • the liquid crystal display device 1 includes a TFT substrate 2 that is a first substrate, a CF substrate 3 that is a second substrate disposed opposite to the TFT substrate 2, a TFT substrate 2, And a liquid crystal layer 4 which is a display medium layer sandwiched between CF substrates 3.
  • the liquid crystal display device 1 is sandwiched between the TFT substrate 2 and the CF substrate 3, and a seal provided in a frame shape for adhering the TFT substrate 2 and the CF substrate 3 to each other and enclosing the liquid crystal layer 4.
  • the material 40 is provided.
  • the sealing material 40 is formed so as to go around the liquid crystal layer 4, and the TFT substrate 2 and the CF substrate 3 are bonded to each other via the sealing material 40.
  • the liquid crystal display device 1 includes a plurality of photo spacers 25 for regulating the thickness of the liquid crystal layer 4 (that is, the cell gap).
  • the liquid crystal display device 1 is formed in a rectangular shape, and in the longitudinal direction X of the liquid crystal display panel 1, the TFT substrate 2 protrudes from the CF substrate 3 on the upper side thereof, and the protrusion In the region, a plurality of display wirings such as gate lines and source lines, which will be described later, are drawn out to form a terminal region T.
  • a display area D for displaying an image is defined in an area where the TFT substrate 2 and the CF substrate 3 overlap.
  • the display area D is configured by arranging a plurality of pixels, which are the minimum unit of an image, in a matrix.
  • the sealing material 40 is provided in a rectangular frame shape surrounding the entire periphery of the display area D.
  • the pixel 30 of the liquid crystal display device 1 is provided with the source bus line 14 and the gate bus line 11 intersecting each other.
  • the gate is connected to the gate bus line 11 near the intersection of the two signal lines, the source is connected to the source bus line 14 near the intersection, and the drain is connected to the pixel electrode 19.
  • a thin film transistor (TFT) 5 is provided. The TFT 5 is turned on when the gate bus line 11 is in a selected state, and is turned off when the gate bus line 11 is in a non-selected state.
  • the pixel electrode 19 is connected to the source bus line 14 via the TFT 5, and a common electrode (counter electrode) 24 is disposed so as to face the pixel electrode 19.
  • the liquid crystal layer 4 is sandwiched between the pixel electrode 19 and the common electrode 24 as a display medium layer to form a liquid crystal capacitance C lc .
  • an auxiliary capacitor Cs is provided in parallel with the liquid crystal capacitor C lc .
  • One auxiliary capacitance electrode of the auxiliary capacitance Cs is connected to the pixel electrode 19, and a common voltage potential V com is applied to the other common electrode 24.
  • a parasitic capacitance C gd is generated between the gate and drain of the TFT 5.
  • each pixel portion is shown in FIG. 3, a plurality of source bus lines 14 and a plurality of gate bus lines 11 are provided, and a plurality of source bus lines 14 and a plurality of gate bus lines 11 are provided.
  • a plurality of pixels 30 are arranged in a matrix corresponding to each of the intersections. That is, each pixel 30 is provided in each region surrounded by the gate bus line 11 and the source bus line 14.
  • the TFT substrate 2 includes an insulating substrate 6 such as a glass substrate, the above-described gate bus lines 11 extending in parallel with each other on the insulating substrate 6, and the gate bus lines 11. And a gate insulating film 12 provided to cover the gate insulating film 12.
  • the TFT substrate 2 is formed on the gate insulating film 12 so as to extend in parallel with each other in the direction orthogonal to the gate bus line 11, and at each intersection of the gate bus line 11 and the source bus line 14.
  • a first interlayer insulating film 15 and a second interlayer insulating film 16 which are the interlayer insulating films 10 provided in order so as to cover the source bus line 14 and the TFT 5.
  • the TFT substrate 2 is provided in a matrix on the second interlayer insulating film 16, a plurality of pixel electrodes 19 connected to each of the TFTs 5, and an alignment film 9 provided so as to cover the pixel electrodes 19. have.
  • the TFT 5 includes a gate electrode 17 in which the gate bus line 11 protrudes to the side, a gate insulating film 12 provided so as to cover the gate electrode 17, and a gate on the gate insulating film 12.
  • a semiconductor layer 13 provided in an island shape at a position overlapping with the electrode 17, and a source electrode 18 and a drain electrode 20 provided so as to face each other on the semiconductor layer 13 are provided.
  • the source electrode 18 is a portion where the source bus line 14 protrudes laterally.
  • the drain electrode 20 is connected to the pixel electrode 19 through a contact hole 30 formed in the first interlayer insulating film 15 and the second interlayer insulating film 16. As shown in FIG.
  • the pixel electrode 19 includes a transparent electrode 31 provided on the second interlayer insulating film 16, and a reflective electrode that is stacked on the transparent electrode 31 and provided on the surface of the transparent electrode 31. 32.
  • the semiconductor layer 13 includes a lower intrinsic amorphous silicon layer 13 a and an upper n + amorphous silicon layer 13 b doped with phosphorus, and is exposed from the source electrode 18 and the drain electrode 20.
  • the intrinsic amorphous silicon layer 13a that constitutes the channel region.
  • a reflective region R is defined by the reflective electrode 32, and a transparent region 31 exposed from the reflective electrode 32 Is stipulated.
  • the surface of the second interlayer insulating film 16 below the pixel electrode 19 is formed in an uneven shape, and is provided on the surface of the second interlayer insulating film 16 via the transparent electrode 31.
  • the surface of the reflective electrode 32 is also formed in an uneven shape.
  • reflection region R described above is not necessarily defined, and only the transmission region T may be defined.
  • the CF substrate 3 includes an insulating substrate 21 such as a glass substrate, a color filter layer 22 provided on the insulating substrate 21, and a reflection region R and a transmission region in the reflection region R of the color filter layer 22. And a transparent layer 23 for compensating for the optical path difference in the region T.
  • the CF substrate 3 includes a common electrode 24 provided so as to cover the transmission region T and the transparent layer 23 (that is, the reflection region R) of the color filter layer 22, and a photo spacer 25 provided in a column shape on the common electrode 24.
  • an alignment film 26 provided so as to cover the common electrode 24 and the photospacer 25.
  • the color filter layer 22 includes a colored layer 28 of a red layer R, a green layer G, and a blue layer B provided for each pixel, and a black matrix 27 that is a light shielding film.
  • the transflective liquid crystal display panel 1 having the above configuration reflects light incident from the CF substrate 3 side in the reflection region R by the reflective electrode 32 and backlight (not shown) incident from the TFT substrate 2 side in the transmission region T. ) Is transmitted.
  • a display signal (data signal) corresponding to the display state of the pixel 30 is supplied to the source bus line 14 from a data signal line driving unit (source driver) (not shown).
  • a scanning signal (gate signal) for turning on / off the TFT 21 is supplied from scanning signal line driving means (gate driver) (not shown).
  • the liquid crystal display panel 1 transmits a data signal from the source bus line 14 when a gate signal is sent from the gate bus line 11 and the TFT 5 is turned on in the pixel 30 configured for each pixel electrode 19. Then, a predetermined charge is written into the pixel electrode 19 through the source electrode 18 and the drain electrode 20. A potential difference is generated between the pixel electrode 19 and the common electrode 24, and a predetermined voltage is applied to the liquid crystal layer 4.
  • an image is displayed by adjusting the transmittance of light incident from the backlight by utilizing the change in the alignment state of the liquid crystal molecules according to the magnitude of the applied voltage. It becomes the composition which is done.
  • the conventional method of displaying the dot checkered pattern and minimizing the flicker is not necessarily the optimum method.
  • an asymmetric voltage (rectangular wave) having different absolute values of positive and negative voltages is applied to the liquid crystal layer. That is, a rectangular wave to which an offset voltage is applied is applied, and electric burn-in is likely to occur.
  • the potential of the pixel electrode is affected by the potential of the gate bus line, but is also affected by the potential of the source bus line. After the gate bus line is turned off, the potential of the source bus line is changed, and the potential of the pixel electrode is changed by the capacitance between the source and the drain.
  • the center voltage of the potential of the pixel electrode 19 set in the dot checkered pattern display and the potential of the pixel electrode 19 in the case of the solid pattern display are set. A difference from the center voltage is obtained, and in consideration of this difference, the potential of the common electrode 24 and the center potential of the pixel electrode 19 are finally matched.
  • the change in the potential of the pixel electrode 19 due to the parasitic capacitance C sd formed between the source bus line 14 and the drain (pixel electrode) of the TFT 5 is almost all. It can be ignored.
  • the change in the potential of the source bus line 14 is determined based on the potential V H set on the source bus line 14 and the predetermined potential to give the pixel electrode 19 a positive potential necessary for displaying a predetermined gradation.
  • V L is dot inversion driving, it is considered to change to the average of V H and V L.
  • the potential attraction at this time is It becomes.
  • the amount of decrease in the potential of V H and the amount of increase in the potential of VL are equal, so the center voltage of the potential of the pixel electrode 19 does not change. That is, it is considered that there is almost no change in the potential of the pixel electrode 19 due to C sd in the drive for displaying the solid pattern.
  • the potential of the source bus line 14 is set to V HX (the potential set to the source bus line 14 to give the pixel electrode 19 a positive potential necessary for displaying the X gradation, or V LX (predetermined When expressed as (a potential set in the source bus line 14 for applying a negative potential necessary for displaying gradation to the pixel electrode 19) (where X represents gradation), 255 gradations ( When the dot checkered pattern of (white) is displayed, the potential of the source bus line 14 in the same frame is driven by dot inversion, so it is considered that it changes from V H255 to the average of V H255 and V L0 . The amount of potential drawn is It becomes.
  • the center voltage of the potential of the pixel electrode 19 is shifted by the average value of the expressions (5) and (6), and the shift amount is It becomes.
  • the center potential of the potential of the low-gradation source bus line 14 is set higher than the center potential of the potential of the high-gradation source bus line 14 because the pull-in by the gate bus line is large, and V H0 + V L0. ⁇ V H255 + V L255 often holds. Therefore, as shown in Expression (8), the center voltage of the potential of the pixel electrode 19 is higher when the dot checkered pattern display is set than when the solid pattern display is set.
  • the center voltage of the potential of the pixel electrode 19 adjusted by the dot checkered pattern of the dot inversion driving described above is not the same as the optimum value of the center voltage of the potential of the pixel electrode 19 adjusted by the solid pattern described above. Even when the adjustment is performed using the dot checkered pattern, the center voltage of the potential of the pixel electrode 19 is not always the optimum value. As a result, an asymmetrical voltage is applied to the liquid crystal layer 4 to generate flicker, resulting in a problem that display quality is greatly deteriorated and burn-in occurs when left for a long time.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining a center voltage setting method of the pixel electrode in the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
  • a voltage is applied to the liquid crystal layer 4 by the driving means 50 connected to the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 6, and for each adjacent pixel in each of the gate bus line 11 and the source bus line 14,
  • the polarity of the voltage applied to the liquid crystal layer 4 is inverted to display the lowest gradation (that is, 0 gradation) and the maximum gradation (that is, 255 gradation) for each pixel (that is, black display is converted to 0 gradation).
  • the white display is set to 255 gradations, and 0 gradation and 255 gradations are displayed for each pixel), and a dot checkered pattern is displayed (step S1).
  • the voltage at which the flicker is minimized is set to the center potential V cenf255 of the potential of the pixel electrode 19 (step S2).
  • the luminance of the liquid crystal display device 1 is detected by the luminance detection means (for example, a photodiode) 51 shown in FIG.
  • the detected luminance data and the voltage data applied to the liquid crystal layer 4 are input to the voltage determining means 52 (for example, a spectrum analyzer, a flicker meter, etc.), and the voltage determining means 52 causes the flicker. Is determined to be the minimum (that is, the brightness at the time of light and dark is the minimum).
  • the flicker is minimized by making the potential of the common electrode 24 equal to the center potential V cenf255 of the potential of the pixel electrode 19, the dot of the common electrode 24 that minimizes flicker is displayed in a state where the dot checkered pattern is displayed.
  • the potential is set to be equal to the center potential V cenf 255 of the pixel electrode 19, and the voltage V cenf 255 of the common electrode 24 at which the flicker is minimized is displayed in the state where the dot checkered pattern is displayed according to the above equation (8).
  • the voltage (that is, V cen255 ) that is reduced by a small amount is set to the potential of the common electrode 24 during solid pattern display (that is, when 255 gradations are displayed in all of the plurality of pixels 30) (step S3).
  • the voltage data determined by the voltage determining means 52 is input to the potential control means 53 for controlling the potential of the pixel electrode 19 and the potential of the common electrode 24, and the potential control means 53
  • the voltage is set to the center potential V cen 255 of the pixel electrode 19.
  • the potential control unit 53 displays the dot checkered pattern from the potential V cen 255 of the common electrode 24 where the flicker is minimized.
  • a voltage that is reduced by a small amount is set to the potential V cen 255 of the common electrode 24 when the solid pattern is displayed.
  • the potential V cen255 of the common electrode 24 is set as the common electrode potential V com (step S4).
  • step S4 the data of the potential V cen255 of the common electrode 24 when the set solid pattern is displayed is output to the driving unit 50, and the driving unit 50 sets the potential V cen255 of the common electrode 24 as the common electrode potential V com. Applied (step S4).
  • the potential V cen255 of the common electrode 24 and the pixel in the solid pattern display are considered in consideration of the difference from the center voltage (that is, the voltage of the common electrode 24) V cen 255 of the potential of the pixel electrode 19 set in the dot checkered pattern display.
  • the center voltage V Cen255 the potential of the electrode 19 i.e., to match the common electrode voltage V com and the central voltage V Cen255 potential of solid pattern display at the pixel electrode 19
  • the common electrode voltage Vcom is set based on the equation (8).
  • the parasitic capacitance Csd does not necessarily have a design capacitance and an actual capacitance due to variations in dimensions and the like. It cannot be said that they match.
  • the parasitic capacitance C sd is eliminated, and the common electrode voltage V com is set using the center voltage of the potential of the pixel electrode in the halftone. .
  • an arbitrary gray scale is a gray scale and b gray scale (that is, a black gradation is 0 gradation, a white display is 255 gradation, and the brightness between them is divided into 254 levels.
  • a gray scale and b gray scale applying equation (10), It becomes.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining a method of setting the center voltage of the potential of the pixel electrode in the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.
  • a voltage is applied to the liquid crystal layer 4 by the driving unit 50, and for each adjacent pixel in each of the gate bus line 11 and the source bus line 14,
  • the polarity of the voltage applied to the liquid crystal layer 4 is inverted to display the lowest gradation (that is, 0 gradation) and the maximum gradation (that is, 255 gradation) for each pixel, and display a dot checkered pattern ( Step S11).
  • step S12 the potential of the common electrode 24 that minimizes flicker is obtained, and this potential is set to V cenf 255 (step S12).
  • step S11 instead of the maximum gradation (that is, 255 gradations), arbitrary halftones a gradation and b gradation are displayed, and the same processing as in step 12 described above is performed. , while viewing the dot checkerboard pattern, determine the potential of the common electrode 24 which flicker is minimized, set this potential V Cenfa, and V cenfb (step S13).
  • a voltage that minimizes flicker is displayed in a state where 0 gradation and b gradation which is an arbitrary halftone are displayed for each pixel, and 0 gradation and b gradation are displayed for each pixel.
  • the potential V cenb of the common electrode 24 is set.
  • the luminance detection unit 51 detects the luminance of the liquid crystal display device 1, and then the detected luminance data and the voltage applied to the liquid crystal layer 4. Is input to the voltage determining means 52, and the voltage determining means 52 determines the potential of the common electrode 24 at which the flicker is minimized (that is, the brightness during light and dark is minimized).
  • ⁇ x ⁇ (V H0 + V L0 ⁇ V Hx ⁇ V Lx ), ⁇ 255 , ⁇ a , and ⁇ b in the 255 gradation, the a gradation, and the b gradation are obtained (step S14).
  • the drive unit 50 displays a solid pattern of gradations a and b, which are arbitrary halftones, and the common electrode 24 that minimizes flicker in a state where the solid pattern of gradations and b gradations is displayed. And the potentials are set to V cena and V cenb (step S15).
  • the voltage at which flicker is minimized is set to the potential V of the common electrode 24. Set to cena .
  • the voltage at which flicker is minimized is set to the potential V cenb of the common electrode 24. Set to.
  • the luminance of the liquid crystal display device 1 is detected by the luminance detection means 51, and then the detected luminance data and the liquid crystal layer 4 are applied.
  • the voltage data is input to the voltage determination unit 52, and the voltage determination unit 52 determines the potential of the common electrode 24 at which the flicker is minimized (that is, the brightness during light and dark is minimized).
  • a liquid crystal display cell is separately prepared, and the characteristics of the liquid crystal capacitance and the voltage applied to the liquid crystal layer 4 (CV Characteristic) is measured (step S17).
  • liquid crystal capacitance and voltage characteristics are measured using an LCR meter, an impedance measuring device, or the like.
  • FIG. 9 shows an example of liquid crystal capacitance and voltage characteristics (CV characteristics).
  • liquid crystal capacitance and voltage characteristics may be measured by liquid crystal alignment calculation. More specifically, first, a dielectric constant, an elastic coefficient, and a pretilt angle, which are physical properties of the liquid crystal, are set, and the liquid crystal at the applied voltage with a predetermined step size from 0 V to white voltage (in the case of normally black). A one-dimensional calculation of the orientation is performed. Next, using the calculated liquid crystal alignment, the liquid crystal capacity and voltage characteristics (CV characteristics) are measured by determining the liquid crystal capacity and transmittance.
  • a dielectric constant, an elastic coefficient, and a pretilt angle which are physical properties of the liquid crystal
  • step S18 voltages V a , V b , and V 255 applied to the liquid crystal layer 4 in each of the a gradation, the b gradation, and the 255 gradation are obtained (step S18).
  • Equation (16) is a relational expression between luminance and gradation
  • 2.2 in a television
  • the luminance at the 255 gradation is 1, the luminance at the a gradation and the b gradation is calculated from Equation (16).
  • VT characteristics luminance and voltage characteristics
  • the liquid crystal capacitors C lca , C lcb , C lc255 are obtained from the capacitors corresponding to the voltages corresponding to the a gradation, b gradation, and 255 gradation,
  • the capacity ratios C lca / C lc255 and C lcb / C lc255 are obtained (step S19).
  • the voltages V a , V b , and V 255 applied to the liquid crystal layer 4 in each of the a gradation, the b gradation, and the 255 gradation, and the liquid crystal capacitance described above Based on the characteristics (CV characteristics) with the voltage applied to the liquid crystal layer 4, the respective liquid crystal capacitances C lca , C lcb , C lc255 in each of the a gradation, b gradation, and 255 gradation are obtained , The respective capacitance ratios C lca / C lc255 and C lcb / C lc255 are obtained.
  • the voltage data determined by the voltage determining means 52 (that is, V cenfa , V cenb , V cena , V cenb ) is input to the voltage control means 53 and input means connected to the potential control means (for example, , 255 , ⁇ a , ⁇ b , C lca , C lcb , C lc255 , C lca / C lc255 , C lcb / C lc255 are input to the potential control means 53.
  • the potential control unit 53 can obtain ⁇ V cen255 shown in Expression (14), the potential V cen255 of the common electrode 24 at the time of displaying the solid pattern is calculated based on V cen255 + ⁇ V cen255 according to Expression (15). Can be set (step S20).
  • the potential control means 53 is connected to V cen255 .
  • the potential V cen 255 of the common electrode 24 when the set solid pattern is displayed is set as the common electrode potential V com (step S21).
  • the data of the potential V cen255 of the common electrode 24 when the set solid pattern is displayed is output to the driving unit 50, and the driving unit 50 applies the potential cen255 of the common electrode 24 as the common electrode voltage Vcom .
  • the potential V cen255 of the common electrode 24 and the pixel in the solid pattern display are considered in consideration of the difference from the center voltage (that is, the voltage of the common electrode 24) V cen 255 of the potential of the pixel electrode 19 set in the dot checkered pattern display.
  • the center voltage V Cen255 the potential of the electrode 19 i.e., to match the common electrode voltage V com and the central voltage V Cen255 potential of solid pattern display at the pixel electrode 19
  • the potential of the common electrode 24 at the time of displaying a solid pattern can be set without using a parasitic capacitance that does not necessarily match the designed capacitance and the actual capacitance.
  • the potential V com255 of 24 and the center potential of the pixel electrode 19 can be matched.
  • the common electrode potential Vcom As described in the first embodiment, it can be said that it is desirable to set the common electrode potential Vcom by a solid pattern (for example, 255 white gradations on the entire surface).
  • a solid pattern for example, 255 white gradations on the entire surface.
  • flicker is reduced, so that setting of the common electrode potential Vcom is not easy.
  • white display since there is almost no change in luminance, it may be difficult to detect flicker.
  • the voltage at which flicker is minimized in a state in which a solid pattern having a gradation close to 255 gradations is displayed is the common electrode voltage V com (that is, the center voltage V cen255 of the potential of the pixel electrode).
  • V com that is, the center voltage V cen255 of the potential of the pixel electrode.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining a common electrode voltage setting method in the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention.
  • a voltage is applied to the liquid crystal layer 4 by the driving means 50 connected to the liquid crystal display device 1 to display a solid pattern of gradations close to 255 gradations (for example, 245 gradations) (step S31).
  • the luminance of the liquid crystal display device 1 is detected by the luminance detecting means 51 in a state where the solid pattern is displayed.
  • the detected luminance data and the data of the voltage applied to the liquid crystal layer 4 are input to the voltage determining unit 52, and the voltage determining unit 52 minimizes flicker (that is, the luminance at the time of light and darkness is reduced).
  • the minimum voltage is determined (step S32).
  • the determined voltage is set to the common electrode voltage Vcom (step S33).
  • the voltage data determined by the voltage determination unit 52 is input to the voltage control unit 53 for controlling the voltage of the common electrode 24, and the voltage control unit 53 uses the voltage to the common electrode.
  • Set to voltage Vcom is input to the voltage control unit 53 for controlling the voltage of the common electrode 24, and the voltage control unit 53 uses the voltage to the common electrode.
  • the data of the set common electrode voltage Vcom is output to the driving unit 50, and the common electrode voltage Vcom is applied by the driving unit 50.
  • the center voltage V cen255 and the common electrode voltage V com of the potential of the pixel electrode at the time of displaying the solid pattern can be made to coincide with each other while the flicker can be easily detected, and the voltage symmetrical to the liquid crystal layer 4 can be obtained. Can be applied. Therefore, it is possible to prevent the display quality from being deteriorated and to prevent the occurrence of burn-in.
  • a solid pattern of 223 gradations or more and 247 gradations or less is displayed as a gradation range close to 255 gradations.
  • the flicker is larger than that in the case of 255 gradations, but the flicker is not increased to the extent that flicker can be easily detected. Because there is.
  • the gradation is less than 223, as shown in FIG.
  • the liquid crystal capacity is significantly different from the case of 255 gradation (that is, the liquid crystal capacity is smaller than that of 255 gradation). This is because it may be difficult to set a common electrode potential Vcom .
  • the liquid crystal capacitance at each of the arbitrary x gray scale and 255 gray scale is set to the ratio of C lcx to C lc255 (C lcx This is because it is necessary to carry out at 223 gradations or more where / C lc255 ) is 0.9 or more.
  • Examples of utilization of the present invention include an active matrix type liquid crystal display device using a switching element such as a thin film transistor and a potential setting method thereof.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

 液晶表示装置(1)は、複数のソースバスライン(14)と、複数のソースバスライン(14)と交差する複数のゲートバスライン(11)と、TFT(5)、画素電極(19)と、共通電極(24)、液晶層(4)とを有し、ゲートバスライン(11)とソースバスライン(14)との交差点の各々に対応してマトリクス状に配置された複数の画素(30)と、共通電極(24)の電位を制御する電位制御部とを備えている。そして、電位制御部は、黒表示を0階調、白表示を255階調とし、1画素毎に0階調と255階調を表示した場合のフリッカーが最小となる共通電極(24)の電位をVcenf255から所定の電圧だけ小さくした電圧を、複数の画素(30)の全てにおいて255階調を表示した場合の共通電極(24)の電位の中心電圧をVcen255に設定する。

Description

液晶表示装置およびその電位設定方法
 本発明は、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置およびその電位設定方法に関する。
 近年、携帯電話、携帯ゲーム機等のモバイル型端末機器やノート型パソコン等の各種電子機器の表示パネルとして、薄くて軽量であるとともに、低電圧で駆動でき、かつ消費電力が少ないという長所を有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置が広く使用されている。
 このようなアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素からなる表示部としての液晶表示パネルと、その駆動回路とから主要部が構成されている。液晶表示パネルには、複数のデータ信号線(以下、「ソースバスライン」という。)と複数の走査信号線(以下、「ゲートバスライン」という。)が互いに交差するように格子状に形成されており、さらに、複数のゲートバスラインと平行に延在するように複数の補助容量線が形成されている。これら複数のソースバスラインとゲートバスラインとの交差点のそれぞれには1つの画素が対応している。また、液晶表示パネルは、マトリクス状に配置された上述の複数の画素に共通に設けられ、各画素に含まれる画素電極と液晶層を挟んで対向するように配置された共通電極(または、対向電極)を備えている。
 図13は、上記のような液晶表示装置の液晶表示パネルにおける1つの画素の電気的構成を示す等価回路図である。各画素は、それに対応する交差点を通過するソースバスライン50にソース電極が接続されるとともに、当該交差点を通過するゲートバスライン51にゲート電極が接続されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(以下「TFT」と略記する。)52と、TFT52のドレイン電極に接続された画素電極53とを含んでいる。そして、画素電極53と共通電極54とによって液晶容量Clcが形成され、画素電極53とゲートバスライン51に沿って設けられた補助容量線とによって補助容量Cが形成されている。これらの液晶容量Clcと補助容量Cにより、各画素によって形成すべき画素の値を示す電圧を保持するための画素容量が構成される。また、画素電極53とゲートバスライン51との間には寄生容量Cgdが形成されている。
 ここで、各画素におけるゲートバスライン51と画素電極53との間に寄生容量Cgdが存在することから、データ信号がソースバスラインに印加されている場合、走査信号の電圧がゲートバスライン51のオン電圧Vghからゲートバスライン51のオフ電圧Vglへと立ち下がる時に、画素電極53の電位(画素電位)Vには寄生容量Cgdに起因するレベルシフトΔVが生じる。このレベルシフトΔVは、「フィールドスルー電圧」または「引き込み電圧」等と呼ばれる。この引き込み電圧ΔVは、
 ΔV=(Vgh-Vgl)・Cgd/(Clc+C+Cgd)…(1)
で表される。
 そして、このような引き込み電圧ΔVは、表示画像にフリッカーや表示劣化等を生じさせる。一般に、TFTによって駆動される液晶表示パネルは、液晶層に非対称な電圧を印加するとフリッカー(ちらつき)が発生して、表示品位が大きく低下するほか、長時間放置すると焼き付きが発生する。
 また、一般に、液晶表示装置では、液晶に長時間に亘って直流電圧を印加すると液晶が劣化するので、液晶に正極性の電圧と負極性の電圧を交互に印加する交流駆動が行われる。交流駆動には、フレーム反転駆動、ライン反転駆動、ドット反転駆動などの種類がある。また、交流駆動を行うときには、共通電極に印加する電圧(以下、共通電極電圧という)Vcomを一定に保つ駆動、あるいは、共通電極電圧Vcomのレベルを切り替える駆動のいずれかが行われる。
 例えば、共通電極電圧Vcomがわずかにずれた場合、全ての画素が同極性ならば、同じ方向に全画素の電位がずれるため、フレーム毎に全体が明るくなる場合と暗くなる場合を繰り返すことになる。その結果、大きなフリッカーが発生してしまう。そこで、TFTによって駆動される液晶表示パネルにおいては、隣り合う画素に印加される電圧が逆極性になり、かつフレーム毎に各画素の極性が反転するドット反転駆動が広く使われている。1ドット毎(即ち、1画素毎)に極性を反転させれば、隣り合った画素同士が、暗い画素と明るい画素となるため、明るさの変化をある程度相殺することが可能になり、全体として、ある程度フリッカーが小さくなるからである。
 尚、近年、単純なドット反転駆動ではなく、様々な方式のドット反転駆動が提案されているが、基本的には同じフレームにおいて、画素電極の電位の極性の正負が、パネル面内で混在するような駆動方法となっている(例えば、特許文献1参照)。
 なお、一般に、ドット反転駆動は、フリッカーを見にくくするための駆動であるため、共通電極電圧Vcomの設定が困難になる。そこで、全面で同極性の表示を行い、フリッカーを見やすくするドット市松パターンを表示して、共通電極電圧Vcomの設定を行う。ドット市松パターンとは、同じ極性の画素だけを点灯する表示パターンであって、点灯しない画素には0階調、あるいはそれに近い階調を書き込む。ドット反転駆動の場合は、上下左右に1ドットおきに点灯する。
 また、フリッカーが最小となるような共通電極電圧Vcom、及びソースバスラインの電位設定は、理論的な手法で可能なようではあるが、実際には、設計値からの出来上がり寸法の僅かなずれ等によって計算通りにはいかない。そこで、実際に、液晶表示パネルの全面(即ち、全画素)を同じ階調(以下、「ベタパターン」と言う。)で表示をして、共通電極電圧Vcomを変化させ、フリッカーが最小になる共通電極電圧Vcomを探し、各々の電位を決定していく手法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
 このように、フリッカーが見え易いパターンを表示して、共通電極電位Vcom、あるいはソースバスラインに入力する電位を調整する方法が、一般的に行われている。
特開2003-216124号公報 特開平5-323379号公報
 ここで、上述のドット反転駆動のドット市松パターンによって調整された共通電極電位Vcomは、上述のベタパターンによって調整された共通電極電位Vcomの最適値と同じにならない場合がある。
 より具体的には、上述の寄生容量Cgdによる引き込み電圧を考慮して、ソースバスラインの電位を設定し、液晶層に対称な電圧が印加されるようにする。寄生容量Cgdによる引き込み電圧は高階調側と低階調側で異なるため、ソースバスラインの電位の中心電圧もそれに応じて、階調によって異なる設定を行う。例えば、ノーマリーブラックでは低階調を表示するために設定されるソースバスラインの電位の中心電圧は高階調を表示するために設定されるソースバスラインの中心電圧より高い。また、画素電位は上述の寄生容量Cgdによる引き込み電圧のほか、データ信号線とスイッチング素子のドレインとの間に形成された寄生容量Csdによる引き込み電圧の影響を受ける。ドット市松パターンは、ある画素の階調が高いとき、隣接する画素の階調が0あるいは低い階調となり、かつ極性が逆となる。ドット市松パターンを実現するためのソースバスラインの平均電位は、高階調と階調が0あるいは低い階調を表示するための設定電位の平均電位となる。一方、ベタパターンでは、隣接する画素は、階調が等しく、かつ極性が逆である。ベタパターンを実現するためのソースバスラインの平均電位は、高階調を表示するための設定電位の平均となる。例えば、ノーマリーブラックでは低階調を表示するために設定されるソースバスラインの電位の中心電圧は、高階調を表示するために設定されるソースバスラインの中心電圧より高い。従って、画素電極に電位を書き込んだ後のソースバスラインの平均電圧は、ドット市松パターンよりベタパターンの方が高く、寄生容量Csdによる引き込み電圧が小さい。よってドット市松パターンにより調整した共通電極電位Vcomは、ベタパターンにより調整された共通電極電位Vcomより高くなるため、ドット反転駆動のドット市松パターンによって共通電極電位Vcomを調整した場合であっても、共通電極電位Vcomが最適値になるとは限らない。その結果、液晶層に非対称な電圧が印加されてフリッカーが発生し、表示品位が大きく低下するほか、長時間の放置により焼き付きが発生するという問題があった。
 そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、フリッカーに起因する焼き付きの発生を防止することができる液晶表示装置およびその電位設定方法を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、複数のデータ信号線と、複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、走査信号線が選択状態であるときにオン状態となり、走査信号線が非選択状態であるときにオフ状態となるスイッチング素子と、データ信号線にスイッチング素子を介して接続された画素電極と、画素電極と対向するように配置された共通電極と、画素電極と共通電極とに挟持された液晶層とを有し、複数のデータ信号線と複数の走査信号線との交差点の各々に対応してマトリクス状に配置された複数の画素と、共通電極の電位を制御する電位制御部とを備え、データ信号線とスイッチング素子のドレインとの間に形成された寄生容量をCsd、液晶容量をClc、補助容量をC、黒表示を0階調、白表示を255階調とし、1画素毎に0階調と255階調を表示した場合の0階調表示に必要な正極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位をVH0、0階調表示に必要な負極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位をVL0、255階調表示に必要な正極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位をVH255、255階調表示に必要な負極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位をVL255、フリッカーが最小となる共通電極の電位をVcenf255とするとともに、複数の画素の全てにおいて255階調を表示した場合のフリッカーが最小となる共通電極の電位をVcen255とした場合、電位制御部は、Vcenf255から、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 だけ小さくした電位をVcen255に設定することを特徴とする。
 同構成によれば、1画素毎に0階調と255階調を表示した状態で設定した共通電極の電位との差を考慮して、複数の画素の全てにおいて255階調を表示した場合の共通電極の電位と画素電極の電位の中心電位とを一致させることが可能になる。従って、液晶層に対称な電圧を印加することが可能になる。従って、表示品位の低下を防止できるとともに、焼き付きの発生を防止できる。
 また、本発明の液晶表示装置は、複数のデータ信号線と、複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、走査信号線が選択状態であるときにオン状態となり、走査信号線が非選択状態であるときにオフ状態となるスイッチング素子と、データ信号線にスイッチング素子を介して接続された画素電極と、画素電極と対向するように配置された共通電極と、画素電極と共通電極とに挟持された液晶層とを有し、複数のデータ信号線と複数の走査信号線との交差点の各々に対応してマトリクス状に配置された複数の画素と、共通電極の電位を制御する電位制御部とを備え、黒表示を0階調、白表示を255階調とし、その間の明るさを254レベルに分割した時、任意の2つの中間調であるa階調とb階調、及び255階調の各々における液晶容量をClca、Clcb、Clc255とし、0階調表示に必要な正極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位をVH0、0階調表示に必要な負極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位をVL0、a階調表示に必要な正極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位をVHa、a階調表示に必要な負極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位をVLa、b階調表示に必要な正極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位をVHb、b階調表示に必要な負極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位をVLb、255階調表示に必要な正極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位をVH255、255階調表示に必要な負極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位をVL255として、ν=-(VH0+VL0-VHa-VLa)、ν=-(VH0+VL0-VHb-VLb)、ν255=-(VH0+VL0-VH255-VL255)と定義するとともに、1画素おきに0階調とa階調を表示した場合のフリッカーが最小となる共通電極の電位をVcenfa、1画素おきに0階調とb階調を表示した場合のフリッカーが最小となる共通電極の電位をVcenfbとするとともに、複数の画素の全てにおいてa階調、及びb階調を表示した場合の各々のフリッカーが最小となる共通電極の電位をVcena、Vcenbとして、ΔVcena=Vcena-Vcenfa、ΔVcenb=Vcenb-Vcenfbと定義した場合、前記電位制御部は、Vcenf255に、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
を加えた電位をVcen255に設定することを特徴とする。
 同構成によれば、1画素毎に0階調と255階調を表示した状態で設定した共通電極の電位との差を考慮して、複数の画素の全てにおいて255階調を表示した場合の共通電極の電位Vcom255と画素電極の電位の中心電位とを一致させることが可能になる。従って、液晶層に対称な電圧を印加することが可能になる。従って、表示品位の低下を防止できるとともに、焼き付きの発生を防止できる。
 また、設計上の容量と実際の容量が必ずしも一致するとは言えない寄生容量を用いることなく、複数の画素の全てにおいて255階調を表示した場合の共通電極の電位を設定することが可能になるため、より一層正確に共通電極の電位Vcom255と画素電極の電位の中心電位とを一致させることが可能になる。
 また、本発明の液晶表示装置の電位設定方法は、複数のデータ信号線と、複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、走査信号線が選択状態であるときにオン状態となり、走査信号線が非選択状態であるときにオフ状態となるスイッチング素子と、データ信号線にスイッチング素子を介して接続された画素電極と、画素電極と対向するように配置された共通電極と、画素電極と共通電極とに挟持された液晶層とを有し、複数のデータ信号線と複数の走査信号線との交差点の各々に対応してマトリクス状に配置された複数の画素とを備える液晶表示装置の電位設定方法であって黒表示を0階調、白表示を255階調とし、1画素毎に0階調と255階調を表示するステップと、1画素毎に0階調と255階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる電圧を、共通電極の電位Vcenf255に設定するステップと、共通電極の電位Vcenf255から、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
(ここで、Csdはデータ信号線と前記スイッチング素子のドレインとの間に形成された寄生容量、Clcは液晶容量、Cは補助容量、VH0は0階調表示に必要な正極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位、VL0は0階調表示に必要な負極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位、VH255は255階調表示に必要な正極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位、VL255は255階調表示に必要な負極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位である)だけ小さくした電位を、複数の画素の全てにおいて255階調を表示した場合の共通電極の電位Vcen255に設定するステップとを少なくとも含むことを特徴とする。
 同構成によれば、1画素毎に0階調と255階調を表示した状態で設定した共通電極の電位との差を考慮して、複数の画素の全てにおいて255階調を表示した場合の共通電極の電位と画素電極の電位の中心電位とを一致させることが可能になる。従って、液晶層に対称な電圧を印加することが可能になる。従って、表示品位の低下を防止できるとともに、焼き付きの発生を防止できる。
 また、本発明の液晶表示装置の電位設定方法は、、複数のデータ信号線と、複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、走査信号線が選択状態であるときにオン状態となり、走査信号線が非選択状態であるときにオフ状態となるスイッチング素子と、データ信号線にスイッチング素子を介して接続された画素電極と、画素電極と対向するように配置された共通電極と、画素電極と共通電極とに挟持された液晶層とを有し、複数のデータ信号線と複数の走査信号線との交差点の各々に対応してマトリクス状に配置された複数の画素とを備える液晶表示装置の電位設定方法であって、黒表示を0階調、白表示を255階調とし、1画素毎に0階調と255階調を表示するステップと、1画素毎に0階調と255階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる共通電極の電位Vcenf255を求めるステップと、1画素毎に0階調と任意の中間調であるa階調を表示するステップと、1画素毎に0階調とa階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる共通電極の電位Vcenfaを求めるステップと、1画素毎に0階調と任意の中間調であるb階調を表示するステップと、1画素毎に0階調とb階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる共通電極の電位Vcenfbを求めるステップと、複数の画素の全てにおいてa階調を表示するステップと、複数の画素の全てにおいてa階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる共通電極の電位Vcenaを求めるステップと、複数の画素の全てにおいてb階調を表示するステップと、複数の画素の全てにおいてb階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる共通電極の電位Vcenbを求めるステップと、液晶容量と前記液晶層に印加される電圧との特性を測定するステップと、a階調、b階調及び255階調の各々において液晶層に印加される電圧を求めるステップと、液晶容量と液晶層に印加される電圧との特性と、a階調、b階調及び255階調の各々において液晶層に印加される電圧に基づいて、a階調、b階調及び255階調の各々における液晶容量Clca、Clcb、Clc255を求めるステップと、
共通電極の電位Vcenf255に、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 (ここで、ΔVcenaはVcena-Vcenfa、ΔVcenbはVcenb-Vcenfb、νは-(VH0+VL0-VHa-VLa)、νは-(VH0+VL0-VHb-VLb)、ν255は-(VH0+VL0-VH255-VL255、VH0は0階調表示に必要な正極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位、VL0は0階調表示に必要な負極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位、VHaはa階調表示に必要な正極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位、VLaはa階調表示に必要な負極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位、VHbはb階調表示に必要な正極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位、VLbはb階調表示に必要な負極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位、VH255は255階調表示に必要な正極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位、VL255は255階調表示に必要な負極性の電位を画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位である)。
 を加えた電圧を、複数の画素の全てにおいて255階調を表示した場合の共通電極の電位Vcen255に設定するステップとを少なくとも含むことを特徴とする。
 同構成によれば、1画素毎に0階調と255階調を表示した状態で設定した共通電極の電位との差を考慮して、複数の画素の全てにおいて255階調を表示した場合の共通電極の電位Vcom255と画素電極の電位の中心電位とを一致させることが可能になる。従って、液晶層に対称な電圧を印加することが可能になる。従って、表示品位の低下を防止できるとともに、焼き付きの発生を防止できる。
 また、設計上の容量と実際の容量が必ずしも一致するとは言えない寄生容量を用いることなく、複数の画素の全てにおいて255階調を表示した場合の共通電極の電位を設定することが可能になるため、より一層正確に共通電極の電位Vcom255と画素電極の電位の中心電位とを一致させることが可能になる。
 また、本発明の液晶表示装置の電位設定方法は、複数のデータ信号線と、複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、走査信号線が選択状態であるときにオン状態となり、走査信号線が非選択状態であるときにオフ状態となるスイッチング素子と、データ信号線にスイッチング素子を介して接続された画素電極と、画素電極と対向するように配置された共通電極と、画素電極と共通電極とに挟持された液晶層とを有し、複数のデータ信号線と複数の走査信号線との交差点の各々に対応してマトリクス状に配置された複数の画素とを備える液晶表示装置の電位設定方法であって、黒表示を0階調、白表示を255階調とするとともに、その間の明るさを254レベルに分割し、複数の画素の全てにおいて、223階調以上247階調以下の範囲におけるいずれかの階調を表示するステップと、複数の画素の全てにおいて223階調以上247階調以下の範囲におけるいずれかの階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる電圧を、共通電極電位に設定するステップと、を少なくとも備えることを特徴とする。
 同構成によれば、フリッカーの検出が容易な状態で、適切な共通電極電位を設定することが可能になるとともに、複数の画素の全てにおいて223階調以上247階調以下の範囲におけるいずれかの階調を表示した場合の画素電極の電位の中心電位と共通電極電圧とを一致させて、液晶層に対称な電圧を印加することが可能になる。従って、表示品位の低下を防止できるとともに、焼き付きの発生を防止できる。
 本発明によれば、液晶層に対称な電圧を印加することが可能になるため、表示品位の低下を防止できるとともに、フリッカーに起因する焼き付きの発生を防止できる。
本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示す平面図である。 本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。 本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置における画素の要部構成を示す等価回路図である。 本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置を構成するTFT基板の全体構成を示す断面図である。 本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置の表示部の全体構成を示す断面図である。 本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置における画素電極の中心電圧を設定するための装置の全体構成を示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置における画素電極の電位の中心電圧の設定方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第2の実施形態に係る液晶表示装置における画素電極の電位の中心電圧の設定方法を説明するためのフローチャートである。 液晶容量と電圧の特性(C-V特性)の1例を示す図である。 本発明の第3の実施形態に係る液晶表示装置における共通電極電圧の設定方法を説明するためのフローチャートである。 フリッカーの大きさと階調との関係を示す図である。 液晶容量と階調の関係を示す図である。 従来の液晶表示装置における画素の要部構成を示す等価回路図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
 (第1の実施形態)
 図1は、本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示す平面図であり、図2は、本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。また、図3は、本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置における画素の要部構成を示す等価回路図であり、図4は、本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置を構成するTFT基板の全体構成を示す断面図である。また、図5は、本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置の表示部の全体構成を示す断面図であり、図6は、本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置における画素電極の中心電圧を設定するための装置の全体構成を示す図である。
 図1、図2に示す様に、液晶表示装置1は、第1基板であるTFT基板2と、TFT基板2に対向して配置された第2基板であるCF基板3と、TFT基板2及びCF基板3の間に挟持して設けられた表示媒体層である液晶層4とを備えている。また、液晶表示装置1は、TFT基板2とCF基板3との間に狭持され、TFT基板2及びCF基板3を互いに接着するとともに液晶層4を封入するために枠状に設けられたシール材40とを備えている。
 このシール材40は、液晶層4を周回するように形成されており、TFT基板2とCF基板3は、このシール材40を介して相互に貼り合わされている。また、図1に示すように、液晶表示装置1は、液晶層4の厚み(即ち、セルギャップ)を規制するための複数のフォトスペーサ25を備えている。
 また、図1に示すように、液晶表示装置1は、矩形状に形成されており、液晶表示パネル1の長手方向Xにおいて、TFT基板2がその上辺においてCF基板3よりも突出し、その突出した領域には、後述するゲート線やソース線等の複数の表示用配線が引き出され、端子領域Tが構成されている。
 また、液晶表示装置1では、TFT基板2及びCF基板3が重なる領域に画像表示を行う表示領域Dが規定されている。ここで、表示領域Dは、画像の最小単位である画素がマトリクス状に複数配列されることにより構成されている。
 また、シール材40は、図1に示すように、表示領域Dの周囲全体を囲む矩形枠状に設けられている。
 また、図3において、液晶表示装置1の画素30は、ソースバスライン14とゲートバスライン11とが互いに交差して設けられている。そして、両信号線の交差部近傍のゲートバスライン11にゲートが接続されるとともに、その交差部近傍のソースバスライン14にソースが接続され、更に、ドレインが画素電極19に接続されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TFT)5が設けられている。TFT5は、ゲートバスライン11が選択状態であるときにオン状態となり、ゲートバスライン11が非選択状態であるときにオフ状態となる。
 また、画素電極19は、ソースバスライン14にTFT5を介して接続されており、この画素電極19と対向するように共通電極(対向電極)24が配置されている。また、画素電極19と共通電極24との間に表示媒体層として液晶層4が挟持されて液晶容量Clcが構成されている。また、この液晶容量Clcと並列に補助容量Csが設けられている。この補助容量Csの一方の補助容量電極は画素電極19と接続され、他方の共通電極24には共通電圧電位Vcomが印加されている。さらに、TFT5のゲートとドレイン間には寄生容量Cgdが生じる。
 なお、図3においては、1画素部分のみを示しているが、ソースバスライン14およびゲートバスライン11は、各々複数本が設けられており、複数のソースバスライン14と複数のゲートバスライン11との交差点の各々に対応して、複数の画素30がマトリクス状に配置されている。即ち、ゲートバスライン11とソースバスライン14で囲まれた領域毎に各画素30が各々設けられている。
 TFT基板2は、図3、図4に示すように、ガラス基板等の絶縁基板6と、当該絶縁基板6上に互いに平行に延設された上述のゲートバスライン11と、ゲートバスライン11を覆うように設けられたゲート絶縁膜12とを備えている。また、TFT基板2は、ゲート絶縁膜12上にゲートバスライン11と直交する方向に互いに平行に延設された上述のソースバスライン14と、ゲートバスライン11及びソースバスライン14の交差部分毎にそれぞれ設けられた複数のTFT5と、ソースバスライン14及びTFT5を覆うように順に設けられた層間絶縁膜10である第1層間絶縁膜15及び第2層間絶縁膜16とを備えている。また、TFT基板2は、第2層間絶縁膜16上にマトリクス状に設けられ、TFT5の各々に接続された複数の画素電極19と、各画素電極19を覆うように設けられた配向膜9とを有している。
 また、TFT5は、図4に示すように、ゲートバスライン11が側方に突出したゲート電極17と、ゲート電極17を覆うように設けられたゲート絶縁膜12と、ゲート絶縁膜12上でゲート電極17に重なる位置において島状に設けられた半導体層13と、半導体層13上で互いに対峙するように設けられたソース電極18及びドレイン電極20とを備えている。ここで、ソース電極18は、ソースバスライン14が側方に突出した部分である。また、ドレイン電極20は、図4に示すように、第1層間絶縁膜15及び第2層間絶縁膜16に形成されたコンタクトホール30を介して画素電極19に接続されている。また、画素電極19は、図5に示すように、第2層間絶縁膜16上に設けられた透明電極31と、透明電極31上に積層され、透明電極31の表面上に設けられた反射電極32とにより構成されている。また、半導体層13は、図4に示すように、下層の真性アモルファスシリコン層13aと、その上層のリンがドープされたnアモルファスシリコン層13bとを備え、ソース電極18及びドレイン電極20から露出する真性アモルファスシリコン層13aがチャネル領域を構成している。
 また、TFT基板2及びそれを備えた液晶表示パネル1の表示部では、図5に示すように、反射電極32により反射領域Rが規定され、反射電極32から露出する透明電極31により透過領域Tが規定されている。また、画素電極19の下層の第2層間絶縁膜16の表面は、図5に示すように、凹凸状に形成されており、第2層間絶縁膜16の表面に透明電極31を介して設けられた反射電極32の表面も凹凸状に形成されている。
 なお、上述の反射領域Rは、必ずしも規定する必要はなく、透過領域Tのみを規定する構成としても良い。
 CF基板3は、図5に示すように、ガラス基板等の絶縁基板21と、絶縁基板21上に設けられたカラーフィルター層22と、カラーフィルター層22の反射領域Rにおいて、反射領域R及び透過領域Tにおける光路差を補償するための透明層23とを備えている。また、CF基板3は、カラーフィルター層22の透過領域T及び透明層23(即ち、反射領域R)覆うように設けられた共通電極24と、共通電極24上に柱状に設けられたフォトスペーサ25と、共通電極24及びフォトスペーサ25を覆うように設けられた配向膜26とを有している。なお、カラーフィルター層22には、各画素に対して設けられた赤色層R、緑色層G、および青色層Bの着色層28と、遮光膜であるブラックマトリクス27とが含まれる。
 上記構成の半透過型の液晶表示パネル1は、反射領域RにおいてCF基板3側から入射する光を反射電極32で反射するとともに、透過領域TにおいてTFT基板2側から入射するバックライト(不図示)からの光を透過するように構成されている。
 また、液晶表示装置1においては、ソースバスライン14に、図示しないデータ信号線駆動手段(ソースドライバ)から画素30の表示状態に応じた表示信号(データ信号)が供給され、ゲートバスライン11に、図示しない走査信号線駆動手段(ゲートドライバ)からTFT21をオン・オフさせる走査信号(ゲート信号)が供給されるようになっている。
 そして、液晶表示パネル1は、各画素電極19毎に構成された画素30において、ゲートバスライン11からゲート信号が送られてTFT5をオン状態にした場合に、ソースバスライン14からデータ信号が送られてソース電極18及びドレイン電極20を介して、画素電極19に所定の電荷が書き込まれる。そして、画素電極19と共通電極24との間で電位差が生じ、液晶層4に所定の電圧が印加されるように構成されている。そして、液晶表示装置1では、印加された電圧の大きさに応じて、液晶分子の配向状態が変わることを利用して、バックライトから入射する光の透過率を調整することにより、画像が表示される構成となっている。
 ここで、上述のごとく、従来のドット市松パターンを表示してフリッカーを最小にするという手法は、必ずしも最適な方法でない。従来のドット市松パターンを表示する方法では、液晶層に対して、正極性と負極性の電圧の絶対値が異なる非対称な電圧(矩形波)が印加される。即ち、オフセット電圧が加わった矩形波が印加され、電気的な焼き付きが発生しやすい状態となっている。
 また、画素電極の電位は、ゲートバスラインの電位の影響を受けるが、同様にソースバスラインの電位の影響をも受ける。ゲートバスラインがOFFになった後、ソースバスラインの電位が変化し、ソースとドレインの間の容量によって画素電極の電位が変化する。
 そして、ドット市松パターンは、ある画素の階調が高いとき、隣接する画素の階調が0あるいは低い階調でありかつ極性が逆であるため、ソースバスラインの電位は片方の極性が非常に大きく、もう片方の極性が非常に小さいという状態、即ち、ソースバスラインの平均電圧が、共通電極電位Vcomから大きくずれた特殊な状態になっている。
 また、一般の表示では、ドット市松パターンのごとく、1ドットおきの表示が行われることは殆どなく、ソースバスラインの電位において、片方の極性の電圧が大きくなり、もう片方の極性の電圧が小さくなる状態が連続するようなことは殆どないと言える。従って、共通電極電位Vcomの設定は、ベタパターンにより、設定することが望ましいといえる。
 そこで、本実施形態においては、ソースバスライン14の電位変化に着目し、ドット市松パターン表示で設定した画素電極19の電位の中心電圧と、ベタパターン表示で設定した場合の画素電極19の電位の中心電圧との差を求め、この差を考慮して、最終的に共通電極24の電位と画素電極19の電位の中心電位とを一致させる構成となっている。
 ベタパターンとして全面白(255階調)を表示した場合と、255階調のドット市松パターン(1画素おきに0階調と255階調を表示)した場合では、ドット市松パターンで調整した画素電極19の電位の中心電圧が、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
だけ高くなる。
 より具体的には、全面白のベタパターンを表示した場合、ソースバスライン14とTFT5のドレイン(画素電極)との間に形成された寄生容量Csdによる画素電極19の電位の変化は、殆ど無視できると考えられる。ここで、ソースバスライン14の電位の変化を、所定の階調を表示するために必要な正極性の電位を画素電極19に与えるためにソースバスライン14に設定された電位Vと所定の階調を表示するために必要な負極性の電位を画素電極19に与えるためにソースバスライン14に設定された電位Vに分けて考えると、Vからは、ドット反転駆動であるため、VとVの平均に変化すると考えられ、この時の電位の引き込み量は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
となる。
 また、Vからは、ドット反転駆動であるため、VとVの平均に変化すると考えられ、この時の電位の引き込み量は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
となる。
 従って、式(3)と式(4)により、Vの電位低下量とVの電位上昇量は等しいため、画素電極19の電位の中心電圧は変化しない。即ち、ベタパターンを表示する駆動では、Csdによる画素電極19の電位変化は、殆どないと考えられる。
 一方、ソースバスライン14の電位をVHX(X階調を表示するために必要な正極性の電位を画素電極19に与えるためにソースバスライン14に設定された電位、またはVLX(所定の階調を表示するために必要な負極性の電位を画素電極19に与えるためにソースバスライン14に設定された電位)と表すと(但し、Xは階調を示す。)、255階調(白)のドット市松パターンを表示した場合、同じフレーム内ではソースバスライン14の電位は、ドット反転駆動であるため、VH255からはVH255とVL0の平均に変化すると考えられ、この時の電位の引き込み量は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
となる。
 また、VL255からはVH0とVL255との平均に変化すると考えられ、この時の電位の引き込み量は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
となる。
 従って、画素電極19の電位の中心電圧は、式(5)と式(6)との平均値だけずれることになり、そのずれ量は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
となる。
 即ち、ドット市松パターン表示時の画素電極19の電位の中心電圧をVcenf255、ベタパターン表示時の画素電極19の電位の中心電圧をVcen255とすると、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
となる。
 ここで、一般に、低階調のソースバスライン14の電位の中心電位は、ゲートバスラインによる引き込みが大きいため、高階調のソースバスライン14の電位の中心電位より高く設定され、VH0+VL0≧VH255+VL255が成り立つことが多い。そのため、式(8)に示すように、ドット市松パターン表示で設定した方が、ベタパターン表示で設定した場合に比し、画素電極19の電位の中心電圧は高くなる。
 従って、上述のドット反転駆動のドット市松パターンによって調整された画素電極19の電位の中心電圧は、上述のベタパターンによって調整された画素電極19の電位の中心電圧の最適値と同じにならず、ドット市松パターンで調整した場合であっても、画素電極19の電位の中心電圧が最適値になるとは限らない。その結果、液晶層4に非対称な電圧が印加されてフリッカーが発生し、表示品位が大きく低下するほか、長時間の放置により焼き付きが発生するという問題があった。
 そこで、本実施形態においては、以下の方法により、ベタパターンによって調整された画素電極19の電位の中心電圧を求める。図7は、本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置における画素電極の電位の中心電圧の設定方法を説明するためのフローチャートである。
 まず、図6に示す、液晶表示装置1に接続された駆動手段50により、液晶層4に電圧を印加し、ゲートバスライン11とソースバスライン14との各々で、隣接する1画素毎に、液晶層4へ印加される電圧極性を反転させて、1画素毎に最低階調(即ち、0階調)と最大階調(即ち、255階調)を表示(即ち、黒表示を0階調、白表示を255階調とし、1画素毎に0階調と255階調を表示)し、ドット市松パターンを表示する(ステップS1)。
 次いで、ドット市松パターンを表示した状態で、フリッカーが最小となる電圧を、画素電極19の電位の中心電位Vcenf255に設定する(ステップS2)。
 より具体的には、図6に示す輝度検出手段(例えば、フォトダイオード等)51により、液晶表示装置1の輝度を検出する。次いで、検出された輝度のデータと、液晶層4に印加された電圧のデータが、電圧決定手段52(例えば、スペクトルアナライザーやフリッカーメーター等)に入力されるとともに、当該電圧決定手段52により、フリッカーが最小(即ち、明暗時の輝度が最小)となる電位が決定される。
 ここで、共通電極24の電位を画素電極19の電位の中心電位Vcenf255と等しくすることにより、フリッカーが最小となるため、ドット市松パターンを表示した状態で、フリッカーが最小となる共通電極24の電位を画素電極19の電位の中心電位Vcenf255と等しくなるように設定し、上述の式(8)に従い、ドット市松パターンを表示した状態で、フリッカーが最小となる共通電極24の電圧Vcenf255から、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
だけ小さくした電圧(即ち、Vcen255)を、ベタパターン表示時(即ち、複数の画素30の全てにおいて255階調を表示した場合)の共通電極24の電位に設定する(ステップS3)。
 より具体的には、電圧決定手段52により決定された電圧のデータが、画素電極19の電位と共通電極24の電位を制御するための電位制御手段53に入力されるとともに、電位制御手段53は、当該電圧を画素電極19の電位の中心電位Vcenf255に設定する。更に、電位制御手段53は、ドット市松パターンを表示した状態で、フリッカーが最小となる共通電極24の電位Vcenf255から、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
だけ小さくした電圧を、ベタパターン表示時の共通電極24の電位Vcen255に設定する。
 そして、共通電極24の電位Vcen255を共通電極電位Vcomとして設定する(ステップS4)。
 より具体的には、設定されたベタパターン表示時の共通電極24の電位Vcen255のデータが駆動手段50に出力され、駆動手段50により、共通電極24の電位Vcen255が共通電極電位Vcomとして印加される(ステップS4)。
 以上より、ドット市松パターン表示で設定した画素電極19の電位の中心電圧(即ち、共通電極24の電圧)Vcenf255との差を考慮して、ベタパターン表示における共通電極24の電位Vcen255と画素電極19の電位の中心電圧Vcen255とを一致させる(即ち、ベタパターン表示時の画素電極19の電位の中心電圧Vcen255と共通電極電圧Vcomとを一致させる)ことが可能になる。従って、液晶層に対称な電圧を印加することが可能になる。従って、表示品位の低下を防止できるとともに、焼き付きの発生を防止できる。
 (第2の実施形態)
 次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、液晶表示装置の全体構成、TFT基板の全体構成、及び液晶表示装置における画素電極の中心電圧を設定するための装置の全体構成は、上述の第1の実施形態において説明したものと同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
 上述の第1の実施形態においては、式(8)に基づいて、共通電極電圧Vcomを設定したが、寄生容量Csdは、寸法等のバラツキにより、設計上の容量と実際の容量が必ずしも一致するとは言えない。
 また、一般に、255階調に比し、中間調ではベタパターンの表示であっても、僅かな電位差が輝度変化を大きくするため、フリッカーが検出し易いと言える。
 そこで、本実施形態においては、上述の式(8)において、寄生容量Csdを消去するとともに、中間調における画素電極の電位の中心電圧を用いて、共通電極電圧Vcomを設定する構成としている。
 より具体的には、まず、上述の式(8)より、各階調Xにおいて、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
が成立する。
 ここで、ΔVcenx=Vcenx-Vcenfx、ν=-(VH0+VL0-VHx-VLx)とすると、式(9)は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
となる。
 ここで、任意の中間調であるa階調及びb階調(即ち、黒表示を0階調、白表示を255階調とし、その間の明るさを254レベルに分割した時の任意の中間調であるa階調及びb階調)において、式(10)を適用すると、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
となる。
 よって、式(11)を置き換えると、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
となる。
 同様に、任意の中間調であるa階調、及び255階調において、式(10)を適用すると、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
となる。
 従って、式(12)、及び式(13)より、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
となる。
 よって、式(14)、及びΔVcenx=Vcenx-Vcenfxにより、
 Vcen255=Vcenf255+ΔVcen255…(15)
 となり、寄生容量Csdを使用することなく、中間調における画素電極19の電位の中心電圧を用いて、ベタパターンによって調整された画素電極19の電位の中心電圧を求めることができる。
 そして、上述の第1の実施形態の場合と同様に、共通電極24の電位を画素電極19の電位の中心電位と等しくすることにより、フリッカーが最小となるため、フリッカーが最小となる共通電極24の電位を、画素電極19の電位の中心電位と等しくなるように設定する。
 次に、本実施形態における、ベタパターンによって調整された画素電極19の電位の中心電圧の設定方法について説明する。図8は、本発明の第2の実施形態に係る液晶表示装置における画素電極の電位の中心電圧の設定方法を説明するためのフローチャートである。
 まず、上述の第1の実施形態の場合と同様に、駆動手段50により、液晶層4に電圧を印加し、ゲートバスライン11とソースバスライン14との各々で、隣接する1画素毎に、液晶層4へ印加される電圧極性を反転させて、1画素毎に最低階調(即ち、0階調)と最大階調(即ち、255階調)を表示し、ドット市松パターンを表示する(ステップS11)。
 次いで、上述の第1の実施形態の場合と同様に、ドット市松パターンを表示した状態で、フリッカーが最小となる共通電極24の電位を求め、この電位をVcenf255に設定する(ステップS12)。
 次いで、上述のステップS11において、最大階調(即ち、255階調)の代わりに、任意の中間調であるa階調及びb階調を表示するとともに、上述のステップ12と同様に処理を行い、ドット市松パターンを表示した状態で、フリッカーが最小となる共通電極24の電位を求め、この電位をVcenfa、及びVcenfbに設定する(ステップS13)。
 より具体的には、1画素毎に0階調と任意の中間調であるa階調を表示し、1画素毎に0階調とa階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる電圧を、共通電極24の電位Vcenfaに設定する。また、同様に、1画素毎に0階調と任意の中間調であるb階調を表示し、1画素毎に0階調とb階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる電圧を、共通電極24の電位Vcenfbに設定する。
 この場合、上述の第1の実施形態の場合と同様に、輝度検出手段51により、液晶表示装置1の輝度を検出し、次いで、検出された輝度のデータと、液晶層4に印加された電圧のデータが、電圧決定手段52に入力されるとともに、電圧決定手段52により、フリッカーが最小(即ち、明暗時の輝度が最小)となる共通電極24の電位が決定される。
 次いで、ν=-(VH0+VL0-VHx-VLx)を使用して、255階調、a階調及びb階調におけるν255、ν、νを求める(ステップS14)。
 次いで、駆動手段50により、任意の中間調であるa階調及びb階調のベタパターンを表示し、階調及びb階調のベタパターンを表示した状態で、フリッカーが最小となる共通電極24の電位を求め、この電位をVcena、及びVcenbに設定する(ステップS15)。
 より具体的には、複数の画素30の全てにおいてa階調を表示し、複数の画素30の全てにおいてa階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる電圧を、共通電極24の電位Vcenaに設定する。また、同様に、複数の画素30の全てにおいてb階調を表示し、複数の画素30の全てにおいてb階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる電圧を、共通電極24の電位Vcenbに設定する。
 この場合も、上述の第1の実施形態の場合と同様に、輝度検出手段51により、液晶表示装置1の輝度を検出し、次いで、検出された輝度のデータと、液晶層4に印加された電圧のデータが、電圧決定手段52に入力されるとともに、電圧決定手段52により、フリッカーが最小(即ち、明暗時の輝度が最小)となる共通電極24の電位が決定される。
 次いで、ΔVcenx=Vcenx-Vcenfxを使用して、a階調及びb階調におけるΔVcena、ΔVcenbを求める(ステップS16)。
 次いで、式(14)における各液晶容量Clca、Clcb、Clc255を求めるために、別途、液晶表示セルを作成するとともに、液晶容量と液晶層4に印加される電圧の特性(C-V特性)を測定する(ステップS17)。
 より具体的には、例えば、画素サイズが1cm×1cmの液晶表示装置1を作製後、LCRメータやインピーダンス測定装置等を使用して、液晶容量と電圧の特性(C-V特性)を測定する。図9に、液晶容量と電圧の特性(C-V特性)の1例を示す。
 なお、液晶配向計算により、液晶容量と電圧の特性を測定しても良い。より具体的には、まず、液晶の物性値である誘電率、弾性係数、及びプレチルト角を設定し、0Vから白電圧(ノーマリーブラックの場合)まで、所定の刻み幅で、印加電圧における液晶配向の1次元の計算を行う。次いで、計算した液晶配向を使用して、液晶容量及び透過率ををもとめることにより、液晶容量と電圧の特性(C-V特性)を測定する。
 次いで、a階調、b階調及び255階調の各々において液晶層4に印加される電圧V、V、V255を求める(ステップS18)。
 より具体的には、輝度と階調の関係式である下記式(16)において、輝度と入力信号の関係を示すγ値を所定の値(例えば、テレビでは、γ=2.2)に設定する。次いで、255階調における輝度を1として、式(16)より、a階調、b階調における輝度を計算する。次いで、輝度と電圧の特性(V-T特性)から、a階調、b階調、255階調における電圧を求める。
 y=α・xγ(yは輝度、xは階調、αは定数)…(16)
 例えば、階調xが255階調の場合の輝度がy255の場合は、上述の定数αは、α=y255・255-γとなる。
 次いで、測定したC-V特性に基づいて、a階調、b階調、及び255階調に相当する電圧に対応する容量から、各液晶容量Clca、Clcb、Clc255を求めるとともに、各容量比Clca/Clc255、Clcb/Clc255を求める(ステップS19)。
 より具体的には、図9に示すように、a階調、b階調、255階調の各々において液晶層4に印加される電圧V、V、V255と、上述の液晶容量と液晶層4に印加される電圧との特性(C-V特性)に基づいて、a階調、b階調、255階調の各々における各液晶容量Clca、Clcb、Clc255を求めるとともに、各容量比Clca/Clc255、Clcb/Clc255を求める。
 そして、電圧決定手段52により決定された電圧のデータ(即ち、Vcenfa、Vcenfb、Vcena、Vcenb)が電圧制御手段53に入力されるとともに、電位制御手段に接続された入力手段(例えば、パーソナルコンピューター)54により、上述のν255、ν、ν、Clca、Clcb、Clc255、Clca/Clc255、Clcb/Clc255が電位制御手段53に入力される。
 以上より、電位制御手段53は、式(14)に示すΔVcen255を求めることができるため、式(15)により、Vcenf255+ΔVcen255に基づいて、ベタパターン表示時の共通電極24の電位Vcen255を設定することが可能になる(ステップS20)。
 即ち、電位制御手段53は、Vcenf255に、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
を加えた電圧をVcen255に設定する。
 そして、設定されたベタパターン表示時の共通電極24の電位Vcen255を共通電極電位Vcomとして設定する(ステップS21)。
 即ち、設定されたベタパターン表示時の共通電極24の電位Vcen255のデータが駆動手段50に出力され、駆動手段50により、共通電極24の電位cen255が共通電極電圧Vcomとして印加される。
 以上より、ドット市松パターン表示で設定した画素電極19の電位の中心電圧(即ち、共通電極24の電圧)Vcenf255との差を考慮して、ベタパターン表示における共通電極24の電位Vcen255と画素電極19の電位の中心電圧Vcen255とを一致させる(即ち、ベタパターン表示時の画素電極19の電位の中心電圧Vcen255と共通電極電圧Vcomとを一致させる)ことが可能になる。従って、液晶層に対称な電圧を印加することが可能になる。従って、表示品位の低下を防止できるとともに、焼き付きの発生を防止できる。
 また、設計上の容量と実際の容量が必ずしも一致するとは言えない寄生容量を用いることなく、ベタパターン表示時の共通電極24の電位を設定することが可能になるため、より一層正確に共通電極24の電位Vcom255と画素電極19の電位の中心電位とを一致させることが可能になる。
 (第3の実施形態)
 次に、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、液晶表示装置の全体構成、TFT基板の全体構成、及び液晶表示装置における画素電極の中心電圧を設定するための装置の全体構成は、上述の第1の実施形態において説明したものと同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。また、本実施形態においては、上述の電圧制御手段53が共通電極の電圧を制御するための手段として機能する。
 上述の第1の実施形態において述べたように、共通電極電位Vcomの設定は、ベタパターン(例えば、全面白の255階調)により、設定することが望ましいといえる。しかし、ベタパターン表示では、フリッカーが小さくなるため、共通電極電位Vcomの設定が容易ではない。特に、白表示においては、輝度変化が殆どないため、フリッカーの検出が困難になる場合がある。
 そこで、本実施形態においては、255階調に近い階調のベタパターンを表示した状態で、フリッカーが最小となる電圧を、共通電極電圧Vcom(即ち、画素電極の電位の中心電圧Vcenf255)に設定する構成としている。
 図10は、本発明の第3の実施形態に係る液晶表示装置における共通電極電圧の設定方法を説明するためのフローチャートである。
 まず、液晶表示装置1に接続された駆動手段50により、液晶層4に電圧を印加し、255階調に近い階調(例えば、245階調)のベタパターンを表示する(ステップS31)。
 次いで、ベタパターンを表示した状態で、輝度検出手段51により、液晶表示装置1の輝度を検出する。次いで、検出された輝度のデータと、液晶層4に印加された電圧のデータが、電圧決定手段52に入力されるとともに、当該電圧決定手段52により、フリッカーが最小(即ち、明暗時の輝度が最小)となる電圧が決定される(ステップS32)。
 そして、決定した電圧を共通電極電圧Vcomに設定する(ステップS33)。
 より具体的には、電圧決定手段52により決定された電圧のデータが、共通電極24の電圧を制御するための電圧制御手段53に入力されるとともに、電圧制御手段53は、当該電圧を共通電極電圧Vcomに設定する。
 そして、設定された共通電極電圧Vcomのデータが駆動手段50に出力され、駆動手段50により、共通電極電圧Vcomが印加される。
 以上より、フリッカーの検出が容易な状態で、ベタパターン表示時の画素電極の電位の中心電圧Vcen255と共通電極電圧Vcomとを一致させることが可能になるとともに、液晶層4に対称な電圧を印加することが可能になる。従って、表示品位の低下を防止できるとともに、焼き付きの発生を防止できる。
 なお、本実施形態においては、255階調に近い階調の範囲として、223階調以上247階調以下のベタパターンを表示する構成としている。これは、247階調よりも大きい場合は、図11に示すように、255階調の場合に比し、フリッカーは大きくなるものの、フリッカーの検出が容易に行える程度には、フリッカーが大きくならない場合があるためである。換言すると、フリッカーの検出を容易に行うためには、図11に示すようにフリッカーの大きさが0.002以上である247階調以下で行う必要があるためである。また、223階調未満の場合は、図12に示すように、液晶容量が255階調の場合と大きく異なるため(即ち、液晶容量が255階調の場合に比し、小さくなるため)、適切な共通電極電位Vcomを設定することが困難になる場合があるためである。換言すると、適切な共通電極電位Vcomの設定を行うためには、図12に示すように、任意のx階調と255階調の各々における液晶容量をClcxとClc255の比(Clcx/Clc255)が0.9以上である223階調以上で行う必要があるためである。
 本発明の活用例としては、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置およびその電位設定方法が挙げられる。
 1  液晶表示装置
 2  TFT基板
 3  CF基板
 4  液晶層
 5  TFT(スイッチング素子)
 11  ゲートバスライン(走査信号線)
 14  ソースバスライン(データ信号線)
 19  画素電極
 24  共通電極
 30  画素
 50  駆動手段
 51  輝度検出手段
 52  電圧決定手段
 53  電位制御手段(電位制御部)
 54  入力手段

Claims (5)

  1.  複数のデータ信号線と、
     前記複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、
     前記走査信号線が選択状態であるときにオン状態となり、前記走査信号線が非選択状態であるときにオフ状態となるスイッチング素子と、前記データ信号線に前記スイッチング素子を介して接続された画素電極と、前記画素電極と対向するように配置された共通電極と、前記画素電極と前記共通電極とに挟持された液晶層とを有し、前記複数のデータ信号線と前記複数の走査信号線との交差点の各々に対応してマトリクス状に配置された複数の画素と、
     前記共通電極の電位を制御する電位制御部と
     を備える液晶表示装置であって、
     前記データ信号線と前記スイッチング素子のドレインとの間に形成された寄生容量をCsd、液晶容量をClc、補助容量をC、黒表示を0階調、白表示を255階調とし、1画素毎に0階調と255階調を表示した場合の0階調表示に必要な正極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位をVH0、0階調表示に必要な負極性の電位を前記画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位をVL0、255階調表示に必要な正極性の電位を前記画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位をVH255、255階調表示に必要な負極性の電位を前記画素電極に与えるためにデータ信号線に設定された電位をVL255、フリッカーが最小となる前記共通電極の電位をVcenf255とするとともに、複数の画素の全てにおいて255階調を表示した場合のフリッカーが最小となる前記共通電極の電位をVcen255とした場合、
     前記電位制御部は、Vcenf255から、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
    だけ小さくした電位をVcen255に設定することを特徴とする液晶表示装置。
  2.  複数のデータ信号線と、
     前記複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、
     前記走査信号線が選択状態であるときにオン状態となり、前記走査信号線が非選択状態であるときにオフ状態となるスイッチング素子と、前記データ信号線に前記スイッチング素子を介して接続された画素電極と、前記画素電極と対向するように配置された共通電極と、前記画素電極と前記共通電極とに挟持された液晶層とを有し、前記複数のデータ信号線と前記複数の走査信号線との交差点の各々に対応してマトリクス状に配置された複数の画素と、
     前記共通電極の電位を制御する電位制御部と
     を備える液晶表示装置であって、
     黒表示を0階調、白表示を255階調とし、その間の明るさを254レベルに分割した時、任意の2つの中間調であるa階調とb階調、及び255階調の各々における液晶容量をClca、Clcb、Clc255とし、
     0階調表示に必要な正極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位をVH0、0階調表示に必要な負極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位をVL0、a階調表示に必要な正極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位をVHa、a階調表示に必要な負極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位をVLa、b階調表示に必要な正極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位をVHb、b階調表示に必要な負極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位をVLb、255階調表示に必要な正極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位をVH255、255階調表示に必要な負極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位をVL255として、ν=-(VH0+VL0-VHa-VLa)、ν=-(VH0+VL0-VHb-VLb)、ν255=-(VH0+VL0-VH255-VL255)と定義するとともに、
     1画素おきに0階調とa階調を表示した場合のフリッカーが最小となる前記共通電極の電位をVcenfa、1画素おきに0階調とb階調を表示した場合のフリッカーが最小となる前記共通電極の電位をVcenfbとするとともに、前記複数の画素の全てにおいてa階調、及びb階調を表示した場合の各々のフリッカーが最小となる共通電極の電位をVcena、Vcenbとして、ΔVcena=Vcena-Vcenfa、ΔVcenb=Vcenb-Vcenfbと定義した場合、
     前記電位制御部は、Vcenf255に、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
    を加えた電位をVcen255に設定することを特徴とする液晶表示装置。
  3.  複数のデータ信号線と、
     前記複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、
     前記走査信号線が選択状態であるときにオン状態となり、前記走査信号線が非選択状態であるときにオフ状態となるスイッチング素子と、前記データ信号線に前記スイッチング素子を介して接続された画素電極と、前記画素電極と対向するように配置された共通電極と、前記画素電極と前記共通電極とに挟持された液晶層とを有し、前記複数のデータ信号線と前記複数の走査信号線との交差点の各々に対応してマトリクス状に配置された複数の画素と
     を備える液晶表示装置の電位設定方法であって、
     黒表示を0階調、白表示を255階調とし、1画素毎に0階調と255階調を表示するステップと、
     1画素毎に0階調と255階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる電圧を、前記共通電極の電位の中心電圧Vcenf255に設定するステップと、
     前記共通電極の電位の中心電圧Vcenf255から、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000023
     (ここで、Csdはデータ信号線と前記スイッチング素子のドレインとの間に形成された寄生容量、Clcは液晶容量、Cは補助容量、VH0は0階調表示に必要な正極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位、VL0は0階調表示に必要な負極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位、VH255は255階調表示に必要な正極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位、VL255は255階調表示に必要な負極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位である)だけ小さくした電位を、複数の画素の全てにおいて255階調を表示した場合の共通電極の電位Vcen255に設定するステップと
     を少なくとも含むことを特徴とする液晶表示装置の電位設定方法。
  4.  複数のデータ信号線と、
     前記複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、
     前記走査信号線が選択状態であるときにオン状態となり、前記走査信号線が非選択状態であるときにオフ状態となるスイッチング素子と、前記データ信号線に前記スイッチング素子を介して接続された画素電極と、前記画素電極と対向するように配置された共通電極と、前記画素電極と前記共通電極とに挟持された液晶層とを有し、前記複数のデータ信号線と前記複数の走査信号線との交差点の各々に対応してマトリクス状に配置された複数の画素と
     を備える液晶表示装置の電位設定方法であって、
     黒表示を0階調、白表示を255階調とし、1画素毎に0階調と255階調を表示するステップと、
     1画素毎に0階調と255階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる前記共通電極の電位Vcenf255を求めるステップと、
     1画素毎に0階調と任意の中間調であるa階調を表示するステップと、
     1画素毎に0階調とa階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる前記共通電極の電位Vcenfaを求めるステップと、
     1画素毎に0階調と任意の中間調であるb階調を表示するステップと、
     1画素毎に0階調とb階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる前記共通電極の電位Vcenfbを求めるステップと、
     複数の画素の全てにおいてa階調を表示するステップと、
     複数の画素の全てにおいてa階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる前記共通電極の電位Vcenaを求めるステップと、
     複数の画素の全てにおいてb階調を表示するステップと、
     複数の画素の全てにおいてb階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる前記共通電極の電位Vcenbを求めるステップと、
     液晶容量と前記液晶層に印加される電圧との特性を測定するステップと、
     a階調、b階調及び255階調の各々において前記液晶層に印加される電圧を求めるステップと、
     前記液晶容量と前記液晶層に印加される電圧との特性と、a階調、b階調及び255階調の各々において前記液晶層に印加される電圧に基づいて、a階調、b階調及び255階調の各々における液晶容量Clca、Clcb、Clc255を求めるステップと、
     共通電極の電位Vcenf255に、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000024
     (ここで、ΔVcenaはVcena-Vcenfa、ΔVcenbはVcenb-Vcenfb、νは-(VH0+VL0-VHa-VLa)、νは-(VH0+VL0-VHb-VLb)、ν255は-(VH0+VL0-VH255-VL255、VH0は0階調表示に必要な正極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位、VL0は0階調表示に必要な負極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位、VHaはa階調表示に必要な正極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位、VLaはa階調表示に必要な負極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位、VHbはb階調表示に必要な正極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位、VLbはb階調表示に必要な負極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位、VH255は255階調表示に必要な正極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位、VL255は255階調表示に必要な負極性の電位を前記画素電極に与えるために前記データ信号線に設定された電位である)。
     を加えた電圧を、複数の画素の全てにおいて255階調を表示した場合の前記共通電極の電位Vcen255に設定するステップとを少なくとも含むことを特徴とする電位設定方法。
  5.  複数のデータ信号線と、
     前記複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、
     前記走査信号線が選択状態であるときにオン状態となり、前記走査信号線が非選択状態であるときにオフ状態となるスイッチング素子と、前記データ信号線に前記スイッチング素子を介して接続された画素電極と、前記画素電極と対向するように配置された共通電極と、前記画素電極と前記共通電極とに挟持された液晶層とを有し、前記複数のデータ信号線と前記複数の走査信号線との交差点の各々に対応してマトリクス状に配置された複数の画素と
     を備える液晶表示装置の電位設定方法であって、
     黒表示を0階調、白表示を255階調とするとともに、その間の明るさを254レベルに分割し、前記複数の画素の全てにおいて、223階調以上247階調以下の範囲におけるいずれかの階調を表示するステップと、
     前記複数の画素の全てにおいて223階調以上247階調以下の範囲におけるいずれかの階調を表示した状態で、フリッカーが最小となる電圧を、共通電極電位に設定するステップと、
     を少なくとも備えることを特徴とする液晶表示装置の電位設定方法。
PCT/JP2010/002143 2009-08-28 2010-03-25 液晶表示装置およびその電位設定方法 WO2011024338A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201080030277.9A CN102473387B (zh) 2009-08-28 2010-03-25 液晶显示装置及其电位设定方法
US13/382,236 US8614721B2 (en) 2009-08-28 2010-03-25 Liquid crystal display device and potential setting method for the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009198706 2009-08-28
JP2009-198706 2009-08-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011024338A1 true WO2011024338A1 (ja) 2011-03-03

Family

ID=43627462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/002143 WO2011024338A1 (ja) 2009-08-28 2010-03-25 液晶表示装置およびその電位設定方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8614721B2 (ja)
CN (1) CN102473387B (ja)
WO (1) WO2011024338A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104882102A (zh) * 2014-02-27 2015-09-02 三星显示有限公司 液晶显示器及其驱动方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105427827B (zh) * 2012-05-31 2017-11-14 京东方科技集团股份有限公司 伽马参考电压的设定方法、装置、驱动电路及显示装置
CN104181719B (zh) * 2014-09-17 2016-11-09 深圳市华星光电技术有限公司 调节液晶面板闪烁度的方法
KR102287833B1 (ko) * 2014-11-14 2021-08-10 삼성디스플레이 주식회사 표시 패널의 구동 방법 및 이를 수행하기 위한 표시 장치
CN104464677B (zh) * 2014-12-26 2017-05-03 上海中航光电子有限公司 一种数据接入电路、显示面板、显示装置及驱动方法
US20210273178A1 (en) * 2018-09-28 2021-09-02 Sharp Kabushiki Kaisha Display device and method of manufacturing display device
CN114442366A (zh) * 2022-02-28 2022-05-06 绵阳惠科光电科技有限公司 显示面板和显示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002049020A (ja) * 2000-07-31 2002-02-15 Sony Corp 液晶プロジェクタと調整方法
JP2007065076A (ja) * 2005-08-29 2007-03-15 Sony Corp 表示装置
JP2008216363A (ja) * 2007-02-28 2008-09-18 Optrex Corp 液晶表示装置の駆動装置
JP2008233283A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Sharp Corp 液晶表示装置およびその駆動方法
JP2009058694A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Sony Corp 表示装置およびその駆動方法、電子機器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05323379A (ja) 1992-05-18 1993-12-07 Sony Corp 液晶表示装置の検査方法および検査装置
JP2003216124A (ja) 2002-01-24 2003-07-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像表示装置の駆動方法
JP4127249B2 (ja) * 2003-11-27 2008-07-30 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置の調整方法、電気光学装置の調整装置および電子機器
JP4459685B2 (ja) * 2004-03-31 2010-04-28 富士通株式会社 液晶表示装置
KR101157841B1 (ko) * 2004-12-29 2012-06-22 엘지디스플레이 주식회사 횡전계모드 액정표시소자
TWI348066B (en) * 2006-11-08 2011-09-01 Chunghwa Picture Tubes Ltd Pixel structure of multi-domain vertical alignment liquid crystal display panel
JP2008122635A (ja) * 2006-11-13 2008-05-29 Mitsubishi Electric Corp 表示方法及びこの方法を用いた表示装置
KR20080097554A (ko) * 2007-05-02 2008-11-06 삼성전자주식회사 플리커 튜닝 방법, 이를 수행하기 위한 플리커 튜닝 회로및 이를 구비한 표시 장치
WO2008139656A1 (ja) * 2007-05-11 2008-11-20 Sharp Kabushiki Kaisha 液晶表示装置
KR20080105595A (ko) * 2007-05-31 2008-12-04 삼성전자주식회사 공통전압 설정장치 및 방법
JP2010033038A (ja) * 2008-06-30 2010-02-12 Nec Electronics Corp 表示パネル駆動方法及び表示装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002049020A (ja) * 2000-07-31 2002-02-15 Sony Corp 液晶プロジェクタと調整方法
JP2007065076A (ja) * 2005-08-29 2007-03-15 Sony Corp 表示装置
JP2008216363A (ja) * 2007-02-28 2008-09-18 Optrex Corp 液晶表示装置の駆動装置
JP2008233283A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Sharp Corp 液晶表示装置およびその駆動方法
JP2009058694A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Sony Corp 表示装置およびその駆動方法、電子機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104882102A (zh) * 2014-02-27 2015-09-02 三星显示有限公司 液晶显示器及其驱动方法
CN104882102B (zh) * 2014-02-27 2019-04-02 三星显示有限公司 液晶显示器及其驱动方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102473387B (zh) 2014-07-09
US8614721B2 (en) 2013-12-24
CN102473387A (zh) 2012-05-23
US20120105510A1 (en) 2012-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9274358B2 (en) Liquid crystal display apparatus
US20150206471A1 (en) Liquid crystal display and driving method thereof
KR101046929B1 (ko) 액정 표시 장치
US20090262056A1 (en) Liquid crystal display panel with color washout improvement and applications of same
KR101657217B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 구동 방법
WO2011024338A1 (ja) 液晶表示装置およびその電位設定方法
JP4728045B2 (ja) 液晶表示装置
US20070103626A1 (en) Transflective liquid crystal display device
EP2525256A1 (en) Liquid crystal display device
JP2006184737A (ja) 液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置及びその駆動方法
JP5290419B2 (ja) アクティブマトリクス基板、液晶パネル、液晶表示装置、液晶表示ユニット、テレビジョン受像機
KR20110137015A (ko) 액정 표시 장치 및 그 구동 방법
KR20130025066A (ko) 액정 표시 장치
KR101122002B1 (ko) 액정 표시 패널 및 그 구동 방법
WO2016098232A1 (ja) 液晶表示装置及び液晶表示装置の駆動方法
JP2009223167A (ja) 液晶表示装置
US11054682B2 (en) Liquid crystal display device and driving method thereof
KR100629131B1 (ko) 액정표시장치의 구동방법
CN107045234B (zh) 液晶显示面板及显示控制方法
JP4566579B2 (ja) 液晶表示装置の駆動方法
WO2017130293A1 (ja) 液晶表示装置
KR101112561B1 (ko) 액정 표시 장치
WO2008007610A1 (fr) Dispositif d'affichage à cristaux liquides
KR20070077350A (ko) 액정 표시 장치
KR20160125275A (ko) 액정표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080030277.9

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10811398

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13382236

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10811398

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP