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JPH0618849A - Active matrix type liquid crystal display device and quantitative evaluation method of its internal residual voltage - Google Patents

Active matrix type liquid crystal display device and quantitative evaluation method of its internal residual voltage

Info

Publication number
JPH0618849A
JPH0618849A JP4178256A JP17825692A JPH0618849A JP H0618849 A JPH0618849 A JP H0618849A JP 4178256 A JP4178256 A JP 4178256A JP 17825692 A JP17825692 A JP 17825692A JP H0618849 A JPH0618849 A JP H0618849A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
liquid crystal
display device
crystal display
internal residual
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP4178256A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Moriyoshi Takahashi
盛毅 高橋
Tetsuya Ikemoto
哲也 池本
Masayuki Yokomizo
政幸 横溝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP4178256A priority Critical patent/JPH0618849A/en
Publication of JPH0618849A publication Critical patent/JPH0618849A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 DC電圧によって発生する内部残留電圧を定
量的に評価し、焼き付き現象を抑制するマトリックス型
液晶表示装置の内部残留電圧の定量評価方法を得る。 【構成】 フレーム周波数の1/2の輝度の周波数成分
が最小になる最適コモン電圧とDC電圧の2レベルをと
るようにし、コモン電圧の変化に同期して光学特性の周
波数解析を行って、DC電圧によって誘起される輝度の
周波数成分の時間変化を評価し、コモン電圧変化直後の
輝度の周波数成分と変化後のコモン電圧の関係を求めた
結果と上記評価結果を比較して、内部残留電圧の定量評
価を行う。 【効果】 短時間で液晶表示装置の定量評価ができる。
(57) [Summary] [Object] To quantitatively evaluate an internal residual voltage generated by a DC voltage and obtain a quantitative evaluation method of an internal residual voltage of a matrix type liquid crystal display device which suppresses a burn-in phenomenon. [Configuration] Two levels of an optimum common voltage and a DC voltage that minimize the frequency component of the luminance of 1/2 of the frame frequency are taken, and the frequency analysis of the optical characteristics is performed in synchronization with the change of the common voltage to obtain the DC voltage. The change in the luminance frequency component induced by the voltage was evaluated, and the relationship between the luminance frequency component immediately after the common voltage change and the common voltage after the change was obtained. Perform quantitative evaluation. [Effect] The liquid crystal display device can be quantitatively evaluated in a short time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、アクティブマトリッ
クス型液晶表示装置における外部DC電圧によって発生
する内部残留電圧の定量評価を行い、その評価方法にし
たがって求めた液晶表示装置の構成材料の選定ならびに
最適構造設計を行うようにしたアクティブマトリックス
型液晶表示装置およびその内部残留電圧の定量評価方法
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention quantitatively evaluates an internal residual voltage generated by an external DC voltage in an active matrix type liquid crystal display device, and selects and optimizes a constituent material of the liquid crystal display device obtained according to the evaluation method. The present invention relates to an active matrix type liquid crystal display device designed for structure and a quantitative evaluation method of its internal residual voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のアクティブマトリックス型液晶表
示装置における構成材料および構造設計については、コ
ントラスト比,応答特性,視野角特性などの表示特性な
らびに高温動作などにおける信頼性特性を向上させるこ
とに主眼をおいて、最適化がなされてきた。たとえば、
液晶材料の屈折率とセルギャップ値の最適化によって輝
度の視野角依存性が改善できる例が昭和63年電子情報
通信学会春季全国大会2−81に示されている。
2. Description of the Related Art Constituent materials and structural design of conventional active matrix liquid crystal display devices are focused on improving display characteristics such as contrast ratio, response characteristics, viewing angle characteristics and reliability characteristics at high temperature operation. The optimization has been done. For example,
An example in which the viewing angle dependence of luminance can be improved by optimizing the refractive index and cell gap value of a liquid crystal material is shown in Spring National Convention 2-81 of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers 1988.

【0003】また、液晶に信号電圧を印加する電極上に
高抵抗絶縁膜(たとえば、シリコン窒化膜)を設けるこ
とにより、液晶に加わるDC電圧成分が減少し、高温信
頼性が向上することがわかっている。この膜をパッシベ
ーション膜と呼ぶことにする。
Further, it has been found that by providing a high resistance insulating film (for example, a silicon nitride film) on the electrode for applying a signal voltage to the liquid crystal, the DC voltage component applied to the liquid crystal is reduced and the high temperature reliability is improved. ing. This film will be called a passivation film.

【0004】さらに、液晶容量に並列に接続される保持
(蓄積)容量を設けることにより、表示特性ならびに歩
留り向上が達成できることがわかっている。これらの成
果によって、アクティブマトリックス型液晶表示装置の
製品性能は大幅に向上し、ポケットテレビなどを中心に
市場に登場するに至っている。
Further, it has been found that display characteristics and yield improvement can be achieved by providing a storage (storage) capacitor connected in parallel with the liquid crystal capacitor. As a result of these achievements, the product performance of the active matrix type liquid crystal display device has been significantly improved and has come to the market mainly for pocket TVs.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、最近になっ
て、アクティブマトリックス型液晶表示装置の応用分野
が広がるにつれ、従来以上に厳しい表示性能が要求され
るようになってきた。たとえば、長時間同一パターンを
表示する表示装置(たとえば、計測器および産業機器
用)においては、長時間のパターン表示後に、そのパタ
ーンが焼き付いて残る現象が問題となる。
However, recently, as the field of application of the active matrix type liquid crystal display device has expanded, more severe display performance than ever has been required. For example, in a display device (for example, for measuring instruments and industrial equipment) that displays the same pattern for a long time, a phenomenon in which the pattern remains after being displayed for a long time becomes a problem.

【0006】アクティブマトリックス型液晶表示装置に
おいて発生するこの焼き付け現象の原因は、液晶に加わ
るDC電圧成分と、そのDC電圧成分によって内部残留
電圧が発生することに起因していることがわかってい
る。薄膜トランジスタ(以下、TFTという)方式の液
晶表示装置において、液晶の輝度が変化するのにともな
って発生するDC電圧Vdcは次の数1によって与えられ
る。
It has been known that the cause of this image sticking phenomenon occurring in the active matrix type liquid crystal display device is caused by the DC voltage component applied to the liquid crystal and the internal residual voltage generated by the DC voltage component. In a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) type liquid crystal display device, a DC voltage V dc generated as the brightness of liquid crystal changes is given by the following equation 1.

【0007】[0007]

【数1】 [Equation 1]

【0008】この数1において、CgdはTFTのゲー
ト,ソース間の結合容量、Cstは上述の保持容量、C1
c1,C1C2は輝度が異なる2状態における液晶容量であ
る。また、Vg はゲート電圧の振幅である。したがっ
て、保持容量Cst値を大きくし、結合容量Cgd値を小さ
くすることによって、DC電圧を小さくできる。
In this equation 1, C gd is the coupling capacitance between the gate and source of the TFT, C st is the above-mentioned storage capacitance, and C 1
c1 and C1 C2 are liquid crystal capacitors in two states having different brightness. V g is the amplitude of the gate voltage. Therefore, the DC voltage can be reduced by increasing the holding capacitance C st value and decreasing the coupling capacitance C gd value.

【0009】しかしながら、この値を完全にゼロにする
ことは困難である。たとえば、TFT方式の液晶表示装
置として、一般的な値であるCgd=0.08PF,Cst
1PF,C1c1=0.1PF,C1C2=0.2PFを上記数1
に代入すると、Vdc=0.13Vとなる。このようなわ
ずかなDC電圧印加の場合にも、数時間のパターン表示
後においては、焼き付き現象を引き起こす原因となる。
したがって、この焼き付き現象を抑制するためには、D
C電圧が液晶に加わっても、内部残留電圧が発生しにく
い構造ならびに構成材料を採用しなければならない。
However, it is difficult to make this value completely zero. For example, C gd = 0.08 PF, C st = which are typical values for a TFT type liquid crystal display device.
1PF, C1 c1 = 0.1PF, C1 C2 = 0.2PF
Substituting into, V dc = 0.13V. Even when such a slight DC voltage is applied, it may cause a burn-in phenomenon after the pattern is displayed for several hours.
Therefore, in order to suppress this image sticking phenomenon, D
Even if the C voltage is applied to the liquid crystal, it is necessary to adopt a structure and a constituent material that are unlikely to generate an internal residual voltage.

【0010】しかしながら、この内部残留電圧特性は液
晶,配向膜材料,パッシベーション膜構造の複合効果で
決まるため、個別の材料特性の評価のみでは、特性改善
が困難である。したがって、実際の液晶表示装置を用い
た評価が必要となるが、単純に長時間のパターン表示を
行ったのでは、その実験に非常に長時間を要してしま
う。また、直接焼き付き現象自体を観測したのでは、そ
の原因となる内部残留電圧の定量評価が困難であった。
However, since the internal residual voltage characteristics are determined by the combined effect of the liquid crystal, the alignment film material and the passivation film structure, it is difficult to improve the characteristics only by evaluating the individual material characteristics. Therefore, evaluation using an actual liquid crystal display device is required, but if pattern display is simply performed for a long time, the experiment takes a very long time. Further, it was difficult to quantitatively evaluate the internal residual voltage that causes the phenomenon by directly observing the image sticking phenomenon itself.

【0011】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたものであり、実際の液晶表示装置を用いて短
時間で焼き付き現象の原因となる残留電圧の定量評価が
できるアクティブマトリックス型液晶表示装置の内部残
留電圧の定量評価方法を得ることを目的としており、ま
た、この定量評価方法にしたがって明らかになった焼き
付き現象を低減できる最適構成材料および最適構造のマ
トリックス型液晶表示装置を得ることを目的としてお
り、さらに、内部残留電圧が低く、信号中のDC電圧成
分の影響を受けず、高温信頼性にすぐれたアクティブマ
トリックス型液晶表示装置を提供することを目的として
いる。
The present invention has been made to solve the above problems, and an active matrix type liquid crystal display capable of quantitatively evaluating a residual voltage which causes a burn-in phenomenon in a short time using an actual liquid crystal display device. The purpose is to obtain a quantitative evaluation method of the internal residual voltage of the device, and to obtain a matrix type liquid crystal display device with an optimum constituent material and an optimum structure that can reduce the burn-in phenomenon that has become clear according to this quantitative evaluation method. Further, it is an object of the present invention to provide an active matrix type liquid crystal display device which has a low internal residual voltage, is not affected by a DC voltage component in a signal, and is excellent in high temperature reliability.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明に係るアクティ
ブマトリックス型液晶表示装置の内部残留電圧の定量評
価方法は、アクティブマトリックス型液晶表示装置のコ
モン電圧が定常状態において輝度の1/2fF成分(fFは
フレーム周波数)が最小になる最適コモン電圧Vcomo
よびDC電圧が加わるVcomo+Vdc(VdcはDC印加電
圧)の2レベルをとるようにし、コモン電圧の変化に同
期して光学特性の周波数解析を行うことによってDC電
圧により誘起される輝度の1/2fFHz成分の時間変化を
評価し、コモン電圧をVcomoからVcom =Vcomo+Vdc
に変化させた直後の輝度の1/2fF成分M(1/2fF)
とコモン電圧Vcom の関係を求め、この求めた結果と評
価の結果を比較することによって、内部残留電圧の定量
評価を行うようにしたものである。
According to a method of quantitatively evaluating an internal residual voltage of an active matrix type liquid crystal display device according to the present invention, a 1/2 fF component (fF) of luminance in a steady state of a common voltage of the active matrix type liquid crystal display device. Is the optimal common voltage V como that minimizes the frame frequency and V como + V dc (V dc is the DC applied voltage) to which the DC voltage is applied, and the frequency of the optical characteristics is synchronized with the change in the common voltage. The time change of the 1/2 fFHz component of the luminance induced by the DC voltage is evaluated by performing the analysis, and the common voltage is changed from V como to V com = V como + V dc.
½ fF component M (1/2 fF) of the brightness immediately after changing to
And the common voltage V com are obtained, and the obtained result is compared with the evaluation result to quantitatively evaluate the internal residual voltage.

【0013】また、上記内部残留電圧の定量評価方法を
用いて内部残留電圧の発生を抑制できる液晶,配向膜材
料の選定および構造設計の最適化を行うようにしたもの
である。
Further, by using the above quantitative evaluation method of internal residual voltage, selection of liquid crystal and alignment film material capable of suppressing generation of internal residual voltage and optimization of structural design are performed.

【0014】さらに、薄膜トランジスタアレイ上のパッ
シベーション膜が画素電極上のみにおいて除去し、薄膜
トランジスタ,ゲートおよびソース配線などのその他の
上部では残されるようにしたものである。
Further, the passivation film on the thin film transistor array is removed only on the pixel electrode, and is left on other parts such as the thin film transistor, gate and source wiring.

【0015】[0015]

【作用】上記のような内部残留電圧の定量評価方法にお
いては、コモン電圧VcomoからVcom に変化させて外部
より液晶表示装置にDC電圧を加えたときの輝度のフレ
ーム周波数の半分の周波数成分の時間変化を観測し、次
にコモン電圧を変化させた直後の周波数成分とコモン電
圧の関係を求め、その特性と上記時間変化の観測の結果
とを比較することによって内部残留電圧を定量化する。
In the quantitative evaluation method of the internal residual voltage as described above, the frequency component which is half the frame frequency of the luminance when the common voltage V como is changed to V com and the DC voltage is applied to the liquid crystal display device from the outside. Of the internal voltage is quantified by observing the change over time, then obtaining the relationship between the frequency component and the common voltage immediately after changing the common voltage, and comparing the characteristics with the results of the above time change observation. .

【0016】また、このような内部残留電圧の定量評価
方法を用いて、内部残留電圧の発生しにくい構成材料お
よび構造設計の最適化を行う。
Further, by using such a quantitative evaluation method of the internal residual voltage, the constituent materials and the structural design in which the internal residual voltage is less likely to occur are optimized.

【0017】さらに、薄膜トランジスタ上のパッシベー
ション膜の膜構造の最適化を行って、画素電極上のみに
おいてパッシベーション膜を取り除くことにより、内部
残留電圧の低減を行うと同時に、ゲート,ソース配線の
DC電圧が液晶に及ぼす影響を抑制する。
Further, by optimizing the film structure of the passivation film on the thin film transistor and removing the passivation film only on the pixel electrode, the internal residual voltage is reduced and, at the same time, the DC voltage of the gate and source lines is reduced. Suppresses the effect on the liquid crystal.

【0018】[0018]

【実施例】【Example】

実施例1.図1はこのアクティブマトリックス型液晶表
示装置の内部残留電圧の定量評価方法に適用する評価シ
ステムの構成を示すブロック図である。図1において、
11は液晶表示装置であり、この液晶表示装置11に入
力される信号のうち、ゲート,ソース制御信号21につ
いては従来通り、通常の制御回路12より入力し、コモ
ン電極(対向電極)に入力するコモン信号22のみを新
たに設けたコモン信号発生回路13から入力するように
している。
Example 1. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an evaluation system applied to the method for quantitatively evaluating the internal residual voltage of this active matrix type liquid crystal display device. In FIG.
Reference numeral 11 denotes a liquid crystal display device. Among signals input to the liquid crystal display device 11, a gate and source control signal 21 is input from a normal control circuit 12 and is input to a common electrode (counter electrode) as usual. Only the common signal 22 is input from the newly provided common signal generation circuit 13.

【0019】液晶表示装置11の光学特性を光電子倍増
管(フォトマル)14で検出し、その周波数解析をFF
T(高速フーリエ変換)アナライザ15で行うようにな
っている。また、信号発生器16はコモン信号が変化す
るタイミングを決定するコモン制御信号23をコモン信
号発生回路13に出力するようになっているとともに、
FFTアナライザ15の観測開始を決定するトリガ信号
24をこのFFTアナライザ15に出力するようになっ
ている。
The optical characteristics of the liquid crystal display device 11 are detected by a photomultiplier tube (photomultiplier) 14, and the frequency analysis is performed by FF.
A T (fast Fourier transform) analyzer 15 is used. Further, the signal generator 16 outputs the common control signal 23 that determines the timing at which the common signal changes to the common signal generation circuit 13, and
A trigger signal 24 that determines the start of observation of the FFT analyzer 15 is output to this FFT analyzer 15.

【0020】図2は図1の評価システムで発生するゲー
ト,ソースおよびコモン信号のタイミング関係を表わす
タイムチャートである。この図2(a)に示すように、
ソース信号Vs はフレーム時間tF周期で反転し、交流
振幅電圧Vsa,DCオフセット電圧Vsoを中間調(50
%輝度)となるように設定する。ゲート信号Vg は図2
(b)に示すように、常時オン状態電圧Vg +に固定す
る。これは各液晶表示装置中に設けられたTFT素子の
特性ばらつきなどの影響を除くためである。
FIG. 2 is a time chart showing the timing relationship of the gate, source and common signals generated in the evaluation system of FIG. As shown in FIG. 2 (a),
The source signal V s is inverted at the frame time tF period, and the AC amplitude voltage V sa and the DC offset voltage V so are halftone (50
% Brightness). The gate signal V g is shown in FIG.
As shown in (b), it is always fixed to the on-state voltage V g +. This is to eliminate the influence of variations in the characteristics of the TFT elements provided in each liquid crystal display device.

【0021】図2(c)に示すコモン電圧Vcom はV
com1およびVcom2の2レベルをとり、そのレベルにある
期間をそれぞれt1 およびt2 とする。このコモン信号
のレベル変化に同期してTFTアナライザ15の測定用
トリガ信号を発生させる。
The common voltage V com shown in FIG. 2C is V
Two levels of com1 and Vcom2 are taken, and the periods of time at the levels are t 1 and t 2 , respectively. The measurement trigger signal of the TFT analyzer 15 is generated in synchronization with the level change of the common signal.

【0022】次に、上記の評価システムを用いて液晶表
示装置の内部残留電圧を測定する方法について説明す
る。定常状態において、フリッカが最小になる最適コモ
ン電圧をVcomoとする。ここで、フリッカの強度を輝度
の周波数解析によって求めた1/2fF成分で表わすこと
にする。ただし、fF(=1/tF)はフレーム周波数であ
る。
Next, a method of measuring the internal residual voltage of the liquid crystal display device using the above evaluation system will be described. In the steady state, the optimum common voltage that minimizes flicker is V como . Here, the intensity of flicker is represented by a 1/2 fF component obtained by frequency analysis of luminance. However, fF (= 1 / tF) is the frame frequency.

【0023】ここでは、fF=60Hzの場合について考え
るから、フリッカは輝度の30Hz成分と云うことにな
る。上記のコモン電圧Vcom1,Vcom2値を以下の(1)
式,(2)式のように設定する。 Vcom1=Vcomo+Vdc …(1) Vcom2=Vcomo …(2) ここで、DC電圧VdcがDC印加電圧に相当する。
Since the case of fF = 60 Hz is considered here, the flicker is a 30 Hz component of luminance. The above common voltage V com1 and V com2 values are given by the following (1)
Equation, set as in equation (2). V com1 = V como + V dc (1) V com2 = V como (2) Here, the DC voltage V dc corresponds to the DC applied voltage.

【0024】以上のようにして、液晶表示装置11に入
力されるコモン電圧Vcom 値を変化させながら輝度の3
0Hz成分(フレーム周波数は60Hz)の時間変化を観測
する。この観測例は図3,図4に示されている。図3,
図4は異なる2種類の配向膜,液晶材料系を用いた液晶
表示装置における輝度の30Hz成分M(30)(単位は
dBV )のコモン電圧Vcom レベルの変化にともなう時間
変化を示したものである。
As described above, while the common voltage V com value input to the liquid crystal display device 11 is changed, the brightness 3
Observe the time change of 0 Hz component (frame frequency is 60 Hz). An example of this observation is shown in FIGS. Figure 3,
FIG. 4 shows a 30 Hz component M (30) of luminance in a liquid crystal display device using two different types of alignment films and liquid crystal material systems (unit:
9 shows a time change with a change in the common voltage V com level of dBV).

【0025】ここで、DC電圧Vdc=3V,t1 =t2
=500秒である。ともに、Vcom=Vcom1(DC電圧
印加状態)においては、強い30Hz成分が見られる。し
かし、Vcom =Vcom2(DC電圧除去状態)において
は、図3に示すLCD−1では引き続き顕著な30Hz成
分が観測され、その後、ゆっくりと減少しているのに対
して、図4に示すLCD−2においては、DC電圧除去
直後より低い値に減少している。
Here, the DC voltage V dc = 3V, t 1 = t 2
= 500 seconds. In both cases, a strong 30 Hz component is seen when V com = V com1 (DC voltage applied state). However, in V com = V com2 (DC voltage removed state), a remarkable 30 Hz component is continuously observed in LCD-1 shown in FIG. 3 and then gradually decreases, whereas it is shown in FIG. In LCD-2, the value is reduced to a value lower than immediately after the DC voltage is removed.

【0026】このLCD−1(図3)で見られたDC電
圧無印加状態における輝度の30Hz成分については、そ
の前の長期間のDC電圧印加によって発生した内部残留
電圧によって誘起されていることがわかった。したがっ
て、この輝度の30Hz成分の時間変化を調べることによ
り、焼き付き現象の原因となる内部残留電圧の挙動を調
べることができる。
The 30 Hz component of luminance observed in the LCD-1 (FIG. 3) in the state where no DC voltage is applied is induced by the internal residual voltage generated by the DC voltage application for a long period before that. all right. Therefore, the behavior of the internal residual voltage that causes the burn-in phenomenon can be examined by examining the time change of the 30 Hz component of the luminance.

【0027】次に、コモン電圧をVcomoからVcom =V
como+Vdcに変化させた直後の輝度の30Hz成分とV
com の関係を求めた。その結果は図5に示している。こ
こで、輝度の30Hz成分M(30)は輝度のDC成分M
(0)で規格化されている。この図5の特性と図3およ
び図4におけるVdc除去後のM(30)特性を比較する
ことによって、内部残留電圧Vint の定量評価が可能に
なる。
Next, the common voltage is changed from V como to V com = V
30Hz component of brightness and V immediately after changing to como + V dc
sought a com relationship. The result is shown in FIG. Here, the 30 Hz component M (30) of brightness is the DC component M of brightness
(0) is standardized. By comparing the characteristics of FIG. 5 with the M (30) characteristics after removal of V dc in FIGS. 3 and 4, it becomes possible to quantitatively evaluate the internal residual voltage V int .

【0028】この方法によって求めたLCD−1(図
3),LCD−2(図4)の内部残留電圧Vint の時間
1 による変化を図6に示す。この図6において、白丸
印と黒丸印はLCD−1の場合を示し、白三角印と黒三
角印はLCD−2の場合を示している。この図6から明
らかなように、LCD−1では、時間t1 の増加にとも
なって、内部残留電圧Vint が急速に増加するのに対
し、LCD−2では、時間t1 の増加にもかかわらず、
わずかしか増加しないことがわかる。
FIG. 6 shows changes in the internal residual voltage V int of LCD-1 (FIG. 3) and LCD-2 (FIG. 4) obtained by this method with time t 1 . In FIG. 6, white circles and black circles indicate the case of LCD-1, and white triangles and black triangles indicate the case of LCD-2. As apparent from FIG. 6, the LCD-1, with increasing time t 1, though while the internal residual voltage V int is increased rapidly, the LCD-2, also an increase in time t 1 No
It can be seen that there is only a slight increase.

【0029】また、内部残留電圧Vint がほぼ飽和する
時間t1 =2000秒における内部残留電圧Vint 値を
比較すれば、LCD−1における内部残留電圧Vint
はLCD−2の場合の10倍以上大きくなっている。実
際に、この2種類の液晶表示装置において、長時間パタ
ーン表示後における焼き付き特性の評価を発明者らによ
って行った。
Further, the comparison of internal residual voltage V int value at time t 1 = 2000 seconds internal residual voltage V int is nearly saturated, 10 when the internal residual voltage V int value in LCD-1 is the LCD-2 It's more than doubled. The inventors actually evaluated the burn-in characteristics of the two types of liquid crystal display devices after long-time pattern display.

【0030】この評価の結果、LCD−2において、焼
き付き現象が大幅に抑制され、8時間のパターン表示後
においても、瞬時にパターンが消失することが確認され
た。したがって、この方法を用いることによって、焼き
付き現象の原因となる内部残留電圧の定量評価が可能と
なり、内部残留電圧が発生しにくい液晶および配向膜材
料を選定できる。
As a result of this evaluation, it was confirmed that the image sticking phenomenon was significantly suppressed in LCD-2 and the pattern disappeared instantly even after the pattern was displayed for 8 hours. Therefore, by using this method, it is possible to quantitatively evaluate the internal residual voltage that causes the burn-in phenomenon, and it is possible to select the liquid crystal and the alignment film material in which the internal residual voltage is less likely to occur.

【0031】実施例2.上記の方法を用いて、パッシベ
ーション膜構造による残留電圧の飽和値VsatのDC電
圧Vdcの依存性の違いを調べた結果を図7に示す。この
図7において、白丸印はLCD−1、白三角印はLCD
−3(位置A)、黒三角印はLCD−3(位置B)の場
合を示しており、LCD−3は液晶,配向材料がLCD
−1と同じであり、部分的にパッシベーション膜を取り
除いた液晶表示装置である。図7中の位置Aがパッシベ
ーション膜あり、位置Bがパッシベーション膜なしの部
分に相当する。
Example 2. FIG. 7 shows the results of examining the difference in the dependency of the saturation value V sat of the residual voltage on the DC voltage V dc due to the passivation film structure, using the above method. In FIG. 7, white circles indicate LCD-1 and white triangles indicate LCD.
-3 (position A), the black triangle mark indicates the case of LCD-3 (position B), LCD-3 is liquid crystal, and the alignment material is LCD.
It is the same as -1, and is a liquid crystal display device in which the passivation film is partially removed. The position A in FIG. 7 corresponds to the passivation film, and the position B corresponds to the portion without the passivation film.

【0032】このように、パッシベーション膜なしの部
分におけるVsat 値はパッシベーション膜ありの部分の
約60%に減少している。したがって、内部残留電圧を
低減するためには、画素電極上のパッシベーション膜は
取り除いた方が良いということになる。しかし、通常の
駆動条件において、ソースおよびゲート信号とコモン信
号間には、それぞれ1〜2Vおよび10〜20V程度の
DC電圧が加わってしまう。したがって、TFTアレイ
全面に亘ってパッシベーション膜を取り除くわけにはい
かない。
As described above, the V sat value in the portion without the passivation film is reduced to about 60% of that in the portion with the passivation film. Therefore, in order to reduce the internal residual voltage, it is better to remove the passivation film on the pixel electrode. However, under normal driving conditions, DC voltages of about 1 to 2 V and 10 to 20 V are applied between the source and gate signals and the common signal, respectively. Therefore, the passivation film cannot be removed over the entire surface of the TFT array.

【0033】そこで、図8に示すように、画素電極上に
ついては、パッシベーション膜がなく、その他の部分に
ついては、パッシベーション膜が覆っている構造のTF
Tを製造した。すなわち、図8は実施例2におけるパッ
シベーション膜構造を説明するためのTFTの断面図で
ある。この図8において、101は図示しない透明絶縁
基板上の同じく図示しない誘電体膜を介して形成された
画素電極である。ゲート電極102,ゲート配線10
4,ソース配線105もそれぞれこの誘電体膜上に形成
されている。
Therefore, as shown in FIG. 8, the TF has a structure in which there is no passivation film on the pixel electrode and the passivation film covers the other portions.
T was manufactured. That is, FIG. 8 is a sectional view of the TFT for explaining the passivation film structure in the second embodiment. In FIG. 8, 101 is a pixel electrode formed on a transparent insulating substrate (not shown) via a dielectric film (not shown). Gate electrode 102, gate wiring 10
4, the source wiring 105 is also formed on this dielectric film.

【0034】これらの上面にゲート絶縁膜111,アモ
ルファスSi膜112,絶縁膜113を順次堆積した
後、この絶縁膜113をパターニングして、ソース配線
105にソース電極103を接続し、ドレイン電極10
6を画素電極101と接続し、最後にパッシベーション
膜114を形成し、パターン加工して、上述のように、
画素電極101上にはパッシベーション膜がなく、その
他の部分に形成している。
A gate insulating film 111, an amorphous Si film 112, and an insulating film 113 are sequentially deposited on the upper surfaces of these, and the insulating film 113 is patterned to connect the source electrode 103 to the source wiring 105 and the drain electrode 10.
6 is connected to the pixel electrode 101, and finally a passivation film 114 is formed and patterned, and as described above,
There is no passivation film on the pixel electrode 101, and it is formed on other portions.

【0035】このような構造とすることにより、内部残
留電圧が低いために焼き付きが発生しにくく、同時に信
号中のDC電圧成分の影響を受けないために、高温信頼
性にすぐれた液晶表示装置が実現できる。
With such a structure, since the internal residual voltage is low, image sticking is unlikely to occur, and at the same time, it is not affected by the DC voltage component in the signal, so that a liquid crystal display device excellent in high temperature reliability is provided. realizable.

【0036】[0036]

【発明の効果】この発明は以上説明したようになされて
いるので、以下に記載されるような効果を奏する。
Since the present invention has been made as described above, it has the following effects.

【0037】コモン電圧を変化させて、外部より液晶表
示装置にDC電圧を加えたときのフレーム周波数の半分
の輝度の周波数成分の時間変化を観測し、コモン電圧を
変化させた直後の輝度の周波数成分とコモン電圧の関係
を求めてその特性と上記観測の結果とを比較して内部残
留電圧を定量化することにより、実際の液晶表示装置を
用いて短時間で焼き付き現象の原因となる内部残留電圧
の定量評価が可能となり、内部残留電圧が発生しにくい
液晶および配向膜材料を選定することができる。
When the common voltage is changed and a DC voltage is externally applied to the liquid crystal display device, the time change of the frequency component of the luminance of half the frame frequency is observed, and the luminance frequency immediately after the common voltage is changed. By obtaining the relationship between the component and the common voltage and comparing the characteristics with the results of the above observations to quantify the internal residual voltage, the internal residual voltage that causes the burn-in phenomenon in a short time using an actual liquid crystal display device. It becomes possible to quantitatively evaluate the voltage, and it is possible to select the liquid crystal and the alignment film material in which the internal residual voltage is less likely to occur.

【0038】また、上記の評価方法を用いて、内部残留
電圧の発生を抑制できる液晶,配向膜材料の選定,構造
設計の最適化を行うことにより、内部残留電圧の発生し
にくいアクティブマトリックス型液晶表示装置を得るこ
とができる。
Further, by using the above evaluation method, the liquid crystal capable of suppressing the generation of the internal residual voltage, the selection of the alignment film material, and the optimization of the structural design are carried out, so that the active matrix type liquid crystal in which the internal residual voltage is hard to occur A display device can be obtained.

【0039】さらに、上記評価方法を用いてTFTのパ
ッシベーション膜の構造の最適化を行って、画素電極上
のみにおいてパッシベーション膜を取り除いたTFT構
造を採用することにより、内部残留電圧の低減と同時に
ゲート,ソース配線のDC電圧が液晶に及ぼす影響を抑
えることができ、高温信頼性に優れたアクティブマトリ
ックス型液晶表示装置が得られる。
Furthermore, by optimizing the structure of the passivation film of the TFT by using the above evaluation method and adopting the TFT structure in which the passivation film is removed only on the pixel electrode, the internal residual voltage can be reduced and the gate can be reduced at the same time. The effect of the DC voltage of the source wiring on the liquid crystal can be suppressed, and an active matrix type liquid crystal display device excellent in high temperature reliability can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例1によるアクティブマトリッ
クス型液晶表示装置の内部残留電圧の定量評価方法に適
用される評価システムの構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an evaluation system applied to a method for quantitatively evaluating an internal residual voltage of an active matrix type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の評価システムで発生するゲート信号、ソ
ース信号およびコモン信号のタイミング関係を示すタイ
ムチャートである。
FIG. 2 is a time chart showing a timing relationship between a gate signal, a source signal and a common signal generated in the evaluation system of FIG.

【図3】同上実施例1を説明するための液晶表示装置に
入力されるVcom 値を変化させながら輝度の30Hz成分
の変化を調べた観測例を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an observation example in which a change in the 30 Hz component of luminance is examined while changing the V com value input to the liquid crystal display device for explaining the first embodiment.

【図4】同上実施例1を説明するための図3とは異なる
液晶表示装置に入力されるVcom 値を変化させながら輝
度の30Hz成分の変化を調べた観測例を示す説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an observation example in which a change in a 30 Hz component of luminance is examined while changing a V com value input to a liquid crystal display device different from that in FIG. 3 for explaining the above-mentioned Example 1;

【図5】同上実施例1を説明するためのコモン電圧をV
comoからVcom =Vcomo+Vdcに変化させた直後の輝
度の30Hz成分とVcom の関係の評価結果例を示す説
明図である。
FIG. 5 shows a common voltage V for explaining the first embodiment.
It is explanatory drawing which shows the evaluation result example of the relationship between the 30 Hz component of brightness | luminance and Vcom immediately after changing from como to Vcom = Vcomo + Vdc .

【図6】同上実施例1を説明するための内部残留電圧V
int の時間t1 による変化の評価結果例を示す説明図で
ある。
FIG. 6 is an internal residual voltage V for explaining Example 1 of the above.
is an explanatory diagram showing an evaluation example of a result of variation with time t 1 of the int.

【図7】この発明の実施例2によるアクティブマトリッ
クス型液晶表示装置におけるパッシベーション膜構造に
よる内部残留電圧の飽和値Vsat のDC電圧Vdc依存性
の違いを調べた評価結果例を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of an evaluation result obtained by examining the difference in the DC voltage V dc dependency of the saturation value V sat of the internal residual voltage due to the passivation film structure in the active matrix type liquid crystal display device according to Example 2 of the present invention. is there.

【図8】同上実施例2におけるパッシベーション膜構造
を説明するためのTFTの断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a TFT for explaining the passivation film structure in Example 2 of the above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 液晶表示装置 12 制御回路 13 コモン信号発生回路 14 光電子倍増管 15 FFTアナライザ 16 信号発生器 101 画素電極 102 ゲート電極 103 ソース電極 104 ゲート配線 105 ソース配線 106 ドレイン電極 111 ゲート絶縁膜 112 アモルファスSi膜 113 絶縁膜 114 パッシベーション膜 11 liquid crystal display device 12 control circuit 13 common signal generation circuit 14 photomultiplier tube 15 FFT analyzer 16 signal generator 101 pixel electrode 102 gate electrode 103 source electrode 104 gate wiring 105 source wiring 106 drain electrode 111 gate insulating film 112 amorphous Si film 113 Insulating film 114 Passivation film

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アクティブマトリックス型液晶表示装置
のコモン電圧が定常状態において輝度の1/2fF成分
(fFはフレーム周波数)が最小になる最適コモン電圧V
comoおよびDC電圧が加わるVcomo+Vdc(Vdcは、D
C印加電圧)の2レベルをとるようにし、コモン電圧の
変化に同期して光学特性の周波数解析を行うことによっ
て上記DC電圧によって誘起される輝度の1/2fFHz成
分の時間変化を評価し、上記コモン電圧を上記最適コモ
ン電圧VcomoからVcom =Vcomo+Vddに変化させた直
後の輝度の1/2fF成分M(1/2fF)と上記コモン電
圧Vcom の関係を求め、この求めた結果と上記評価の結
果を比較することによって内部残留電圧の定量評価を行
うことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示
装置の内部残留電圧の定量評価方法。
1. An optimum common voltage V at which a 1/2 fF component of luminance (fF is a frame frequency) is minimized when the common voltage of an active matrix type liquid crystal display device is in a steady state.
V como + V dc (V dc to como and DC voltages are applied, D
C applied voltage), the frequency change of the optical characteristics is performed in synchronization with the change of the common voltage, and the time change of the 1/2 fFHz component of the luminance induced by the DC voltage is evaluated. The relationship between the 1/2 fF component M (1/2 fF) of the luminance immediately after the common voltage is changed from the optimum common voltage V como to V com = V como + V dd and the common voltage V com , and the obtained result And a quantitative evaluation method of the internal residual voltage of the active matrix type liquid crystal display device, characterized by performing a quantitative evaluation of the internal residual voltage by comparing the above evaluation results.
【請求項2】 請求項1に記載の内部残留電圧の定量評
価方法を用いて内部残留電圧の発生を抑制できる液晶と
配向膜材料の選定および構造設計の最適化を行うことを
特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
2. An active method characterized by using the method for quantitatively evaluating an internal residual voltage according to claim 1, selecting a liquid crystal and an alignment film material capable of suppressing generation of an internal residual voltage, and optimizing a structural design. Matrix type liquid crystal display device.
【請求項3】 上記構造設計において、薄膜トランジス
タアレイ上のパッシベーション膜が画素電極上のみにお
いて除去され、薄膜トランジスタ,ゲートおよびソース
配線等のその他の上部では上記パッシベーション膜が残
されていることを特徴とする請求項2に記載のアクティ
ブマトリックス型液晶表示装置。
3. In the above structural design, the passivation film on the thin film transistor array is removed only on the pixel electrode, and the passivation film is left on other parts such as the thin film transistor, gate and source wirings. The active matrix liquid crystal display device according to claim 2.
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