JPH1062748A - アクティブマトリクス型表示装置の調整方法 - Google Patents
アクティブマトリクス型表示装置の調整方法Info
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Abstract
よりフリッカの発生を十分抑えたアクティブマトリクス
型表示装置の画素電極および対向電極間に直流電圧が長
期間にわたって印加されることを軽減する調整を可能に
する。 【解決手段】一対の電極間に液晶層が保持されて成る表
示画素が配列された一水平画素ラインを複数本備えた表
示パネル100と、一水平画素ライン毎もしくは複数の
水平画素ライン毎に液晶層に印加される電位差の極性を
異ならしめる駆動回路部500, 600, 700とを備
えたアクティブマトリクス型液晶表示装置1において、
例えば一垂直走査期間において電位差の極性が等しい水
平画素ライン群に黒表示を行わせ、一垂直走査期間にお
いて電位差の極性が等しい他の水平画素ライン群に中間
調表示を行わせながら液晶層に印加される電位差を調整
する。
Description
行および列のマトリクス状に配列されたアクティブマト
リクス型表示装置の調整方法に関する。
クス型表示装置は、薄型、軽量、低消費電力の特徴を生
かして、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等
の表示装置として、TV表示装置として、更に投射型の
表示装置として各種分野で利用されている。
的に接続されたアクティブマトリックス型表示装置は、
隣接画素間でクロストークのない良好な表示画像を実現
できることから、盛んに研究開発が行われている。
置では、画素電極と対向電極との間に直流電圧が長時間
にわたり印加されると、液晶材料等の光変調層の劣化を
招き、その結果、表示画面の焼きつきやコントラスト比
の低下を招き、長期間にわたり良好な表示品位が得られ
なくなる。このため、一般に画素電極と対向電極との間
の電位差の極性を一垂直走査期間(F)毎に反転させて
駆動する、いわゆるフレーム反転駆動が知られている。
カと称する。)を防止するべく、画素電極と対向電極と
の間に印加される電位差の極性を一垂直走査期間(F)
毎に反転させると共に、各垂直走査期間(F)内で表示
画素単位あるいは行単位で電位差の極性を反転させる技
術が、例えば、特開昭61−275822号公報、特開
昭62−218943号公報等で知られている。
に示すように、画素電極と対向電極との間に印加される
電位差の極性を一垂直走査期間(F)毎に反転させるこ
とに加え、更に行毎、すなわち一あるいは複数の水平画
素ライン毎に画素電極と対向電極との間に印加される電
位差の極性を反転させる、いわゆる水平(H)ライン反
転駆動、また図16(a)および図6(b)に示すよう
に、画素電極と対向電極との間に印加される電位差の極
性を一垂直走査期間(F)毎に反転させることに加え、
更に列毎、すなわち一あるいは複数の垂直画素ライン毎
に画素電極と対向電極との間に印加される電圧差の極性
を反転させる、いわゆる垂直(V)ライン反転駆動、ま
た図17(a)および図17(b)に示すように、画素
電極と対向電極との間に印加される電圧差の極性を一垂
直走査期間(F)毎に反転させることに加え、更に一あ
るいは複数の表示画素毎に画素電極と対向電極との間に
印加される電圧差の極性を反転させる、いわゆるドット
(HV)反転駆動が知られている。
マトリクス型液晶表示装置の各表示画素は、例えば図1
8に示すように、信号線Xiと走査線Yjとの交差部近
傍に配置される薄膜トランジスタ(以下、TFTと略称
する。)と、この薄膜トランジスタに接続される画素電
極Eと、この画素電極Eに液晶層を介して対向して液晶
容量Clcを構成する対向電極Cと、画素電極電位Veの
変動を抑えるために液晶容量Clcと並列に設定される補
助容量Csとて構成される。
ト・ソース間および信号線Xiと画素電極Eとの間に存
在する寄生容量Cgsを排除できない。このため、n型の
TFTでは、液晶容量Clcに保持される電荷がTFTの
オフと同時に寄生容量Cgsに再配分され、この結果、画
素電極電位Veが負側にレベルシフトする。尚、p型の
TFTでは、これとは逆にレベルシフトする。ここで
は、画素電極電位Veが対向電極電位Vcよりも高電位
に設定される電位差方向を正極性とし、画素電極電位V
eが対向電極電位Vcよりも低電位に設定される電位差
方向を負極性とする。
印加が阻止され良好な表示画像を維持するには、このよ
うな寄生容量Cgsに起因する画素電極電位Veのレベル
シフト量を考慮して対向電極および信号線に印加される
電圧を決定することが必要となる。
シフト量は、製品毎にばらつきのある液晶容量Clc、補
助容量Csあるいは寄生容量Cgsに依存するため、これ
ら印加電圧を予め設計により厳密に決定することができ
ない。従って、通常、画面全体にわたって同輝度の画像
表示を成した状態で観察者により目視によってフリッカ
が低減されるよう画素電極と対向電極との間の電位差が
調整される。
ライン反転駆動あるいはHV反転駆動されるアクティブ
マトリクス型表示装置にあっては、画素電極と対向電極
との間の電位差の極性反転周期が通常のフレーム反転駆
動に比べて短く、このためフリッカが目立ちにくい駆動
であることから、目視によっても直流電圧の印加を阻止
する厳密な調整が難しい。このため、フリッカは抑えら
れるものの、電位差の調整が不十分であるために、直流
電圧が画素電極と対向電極との間に長期間にわたって印
加される結果となる。このため、良好な画像表示を維持
できない上、製品毎の寿命にばらつきが生じることもあ
る。
く成されたもので、フリッカの発生が十分に抑えられる
Vライン反転駆動、Hライン反転駆動あるいはHV反転
駆動のような駆動方式のアクティブマトリクス型表示装
置であっても、直流電圧が長期間にわたり印加されるこ
とを軽減し、長期間にわたり良好な表示画像を確保する
アクティブマトリクス型表示装置の調整方法を提供する
ことを目的とする。
くするアクティブマトリクス型表示装置の調整方法を提
供することを目的とする。
と対向電極との間の電位差に基づいて第1表示輝度から
この第1表示輝度よりも小さい第2表示輝度までの間の
表示輝度に制御される表示画素が行および列方向にマト
リクス状に配列されて成る表示パネルと、一垂直走査期
間内で前記画素電極と前記対向電極との間の電位差の極
性を一または複数の前記表示画素毎に異ならしめて画像
表示を成す駆動回路部とを備えたアクティブマトリクス
型表示装置の調整方法において、前記一垂直走査期間内
で前記画素電極と前記対向電極との間の電位差の極性が
互いに等しい第1の表示画素群の表示輝度を前記第1表
示輝度または前記第2表示輝度に設定する工程と、前記
一垂直走査期間内で前記画素電極と前記対向電極との間
の電位差の極性が互いに等しい前記第1の表示画素群と
異なる第2の表示画素群の表示輝度を前記第1表示輝度
と前記第2表示輝度との間の第3表示輝度に設定する工
程と、前記電位差を調整する工程とを備えたアクティブ
マトリクス型表示装置の調整方法が提供される。
整方法では、上述した一垂直走査期間(F)において、
第1または第2表示輝度が画素電極と対向電極との間に
印加される電位差の極性が等しい表示画素群に設定さ
れ、第1表示輝度と第2表示輝度との間の第3表示輝度
が他の表示画素群を設定される。
るいは最小表示輝度付近では、画素電極と対向電極との
間の電位差の絶対値の変動に対する輝度変化が小さく、
中間輝度(中間調)表示では電位差の絶対値の変動に対
する輝度変化が大きい。このため、上述の表示状態とす
ることで、中間調表示に対する画素電極と対向電極との
間の電位差の絶対値の変動を旨く抽出することができ
る。しかも、この中間調表示が成される表示画素群は、
画素電極と対向電極との間の電位差の極性が各垂直走査
期間(F)内でいずれも等しい。このため、観察者等に
とっては、一垂直走査期間(F)内で所定の表示画素群
毎に電位差の極性が異ならしめられて駆動されるにもか
かわらず、一垂直走査期間(F)内で各表示画素に印加
される電位差の極性が等しい駆動と実質的に同等の画像
周波数に低減された中間調表示として視認することがで
きる。すなわち、画像周波数が高い動作であるにもかか
わらず、その画像周波数が低減された如く中間調表示を
視認することができる。
られるVライン反転駆動、Hライン反転駆動あるいはH
V反転駆動のような駆動方式のアクティブマトリクス型
表示装置であっても、フリッカを抑えることで容易に画
素電極と対向電極との間の電位差の不均一性を調整する
ことができ、画素電極と対向電極との間に直流電圧が長
期間にわたり印加されることを防止して良好な表示特性
を維持できる。
は、最大表示輝度を100および最小表示輝度を0とし
て中間輝度が30から70の表示輝度を達成する状態、
更に好ましくは35から45の表示輝度を達成する状態
が望ましい。また、ここで最大あるいは最小表示輝度と
は、画素電極と対向電極との間の電位差の絶対値の変動
に対する輝度変化が小さい領域の輝度を示すものであ
る。また、最大あるいは最小表示輝度は、必ずしも白あ
るいは黒表状態を示すものではなく、緑や青等の表示状
態であっても構わない。
画素の表示輝度という本明細書の表現を光透過率として
読み替えても構わない。
アクティブマトリクス型液晶表示装置の調整方法につい
て図面を参照して詳細に説明する。
は、ノーマリーホワイト・モードの光透過型の液晶表示
装置であって、カラー表示が可能に構成された対角6イ
ンチの表示領域を備えている。
表示装置は、同一階調表示(ラスター表示)を成した場
合に、一垂直走査期間(F)毎に画素電極と対向電極と
の間の電位差の極性を反転させるフレーム反転駆動と共
に、一垂直走査期間(F)内で行毎、すなわち一水平画
素ライン毎に画素電極と対向電極との間の電位差の極性
を反転させる1Hライン反転駆動に、更に信号振幅が低
減されるよう対向電極電圧Vcom と映像信号電圧Vsig
とを一水平走査期間(H)毎に反転させるコモン反転駆
動方法が採用されるものである。
1 は、図1に示すように、液晶パネル100と、液晶
パネル100を駆動するXドライバ500、Yドライバ
600および対向電極駆動回路700とを含む。
すようにアレイ基板101と対向基板301とが、それ
ぞれ配向膜191, 391を介して、ツイスト・ネマチ
ック(TN)型の液晶層400を保持し、図示しないが
シール剤によって貼り合わされている。これら基板10
1, 301の外側表面は、偏光軸が互いに直交するよう
に配置された偏光板195, 395で覆われる。尚、液
晶層400として、透明樹脂と液晶材料との混合系を用
いた高分子分散型液晶を用いるのであれば、特に配向膜
や偏光板を設ける必要はない。
号線Xi(i=1,2,…,960)と240本の走査線Yj(j=
1,2,…,240)とが略直交するように配置されている。各
信号線Xiと各走査線Yjとの交点近傍には、逆スタガ
構造のTFT121が配置される。このTFT121は
走査線Yj自体で構成されるゲート電極と、この走査線
Yj上に形成される窒化シリコンのゲート絶縁膜111
と、ゲート絶縁膜111上に形成される非晶質シリコン
薄膜(a−Si:H)の活性層113、活性層113上
に形成されるチャネル保護膜115と、n+型非結晶シ
リコン薄膜(a−Si:H)の第1オーミックコンタク
ト層117を介して活性層113に接続され信号線Xi
から延在するドレイン電極118と、n+型非結晶シリ
コン薄膜(a−Si:H)の第2オーミックコンタクト
層117を介して活性層113に接続されさらにITO
(Indium Tin Oxide)の透明導電膜で構成される画素電
極151に接続されるソース電極119を備える。
13を用いた逆スタガ構造のTFT121が例示された
が、このTFT121はスタガ構造であっても良く、活
性層113は多結晶シリコン(p−Si)あるいは微結
晶シリコン(μC−Si)等で構成されても良い。
画素電極151と重複する領域を有して配置される補助
容量線Cjを備え、画素電極151と補助容量線Cjと
によって補助容量Csが形成されている。この補助容量
Csは、隣接する走査線Yjとの間で形成するものであ
っても構わない。
形成されたTFT121、信号線Xiと画素電極151
との間隙、および走査線Yjと画素電極151との間隙
に対向する格子状の遮光層311、カラー表示を実現す
るために遮光層311で囲まれた領域に配置された赤
(R),緑(G),青(B)という3原色のカラーフィ
ルタ層321、並びに画素電極151のアレイに対向し
て配置されるITOの対向電極331を備える。
直方向に配列される240本の水平画素ラインで構成さ
れる。各水平画素ラインは赤(R),緑(G),青
(B)の3原色に対応する3個一組でカラー表示を行う
[320×3]個の表示画素を有する。
素電極151と対向基板301上の対向電極331との
間に液晶層400を保持させる構成としたが、アレイ基
板101上に画素電極151と対向電極331を形成
し、これら電極151, 331間の横方向の電界を用い
る液晶パネル100を用いるものであっても構わない。
明する。Xドライバ500は、図1に示すように、水平
クロック信号HCKに基づいて水平スタート信号HSTを順
次転送し出力する960段のシフトレジスタSR1、シ
フトレジスタSR1の各段からの出力に基づいて、3本
のアナログ映像信号供給ラインLR,LG,LBからの
アナログ映像信号VR,VG,VBを順次サンプリング
するサンプリング回路SP、サンプリング回路SPから
の出力を制御信号LSに基づいて保持し出力するラッチ
回路LA、および各アナログ映像信号供給ラインLR,
LG,LBに水平同期信号Hsyncに基づいて一水平走査
期間(1H)毎にアナログ映像信号VR,VG,VBの
極性を反転させて対応するアナログ信号供給ラインL
R,LG,LBに出力する極性反転回路PRとを備えて
構成される。
CKに基づいて垂直スタート信号VSTを順次転送し出力す
る240段のシフトレジスタSR2を備えて構成され
る。
うに、水平同期信号Hsyncを反転出力する反転回路71
1、反転回路711の出力に基づいて5Vの第1電圧V
1と0Vの第2電圧V2とを一水平走査期間(IH)毎
に交互に選択する選択回路721、選択回路721から
の方形波電圧の振幅を抵抗分圧して決定する第1抵抗R
1および第2抵抗R2を含む分圧回路731、方形波電
圧の反転中心をバイアスして決定する7Vの第3電圧V
3とグランドとの間に介挿される第3抵抗R3、分圧回
路731の出力をゲート入力として7Vの第3電圧V3
と−5Vの第4電圧V4との間で方形波電圧の電位を決
定する出力電圧調整回路751とを含む。
クス型液晶表示装置1は次のように動作する。
場合における駆動波形である。ここで、図5(a)は第
1水平画素ラインL1の一表示画素について示し、図5
(b)は隣接する第2水平画素ラインL2の一表示画素
について示す。
ぞれ映像信号電圧Vsig と対向電極電圧Vcom が印加さ
れ、これらはそれぞれ一水平走査期間(H)毎に互いに
逆位相でそれぞれの基準電位Vsig-c ,Vcom-c に対し
て極性反転する。
は、第1垂直走査期間(1F)内で対応する走査線Y1
に走査パルスVgが印加され、TFT121がオン状態
の間、画素電極には対向電極電圧Vcom に対し、黒色表
示に対応した高電圧側の映像信号電圧Vsig がTFT1
21を介して印加される。そして、走査パルスVgが立
ち下がりTFT121がオフ状態となると、対向電極電
位Vcと画素電極電位Veとの間の正の電位差が、次の
垂直走査期間(F)である第2垂直走査期間(2F)内
で対応する走査線Y1に走査パルスVgが印加され、再
びTFT121がオン状態となるまでの間保持される。
この保持される電位差に対応した表示画像、つまり黒色
表示が成される。また、この表示画素は、第2垂直走査
期間(2F)内で対応する走査線Y1に走査パルスVg
が印加され、TFT121がオン状態の間、画素電極に
は対向電極電圧Vcom に対して低電圧側の映像信号電圧
Vsig が書き込まれる。そして、対向電極電位Vcと画
素電極電位Veとの間の負の電位差が、第3垂直走査期
間(3F)内で対応する走査線Y1に走査パルスVgが
印加され、再びTFT121がオン状態となるまでの間
保持される。この保持される電位差に対応した表示画
像、つまり黒色表示が成される。そして、この第1およ
び第2垂直走査期間を1サイクルとして順次繰り返され
る。
平画素ラインL2の一表示画素では、第1垂直走査期間
(1F)内で対応する走査線Y2に走査パルスVgが印
加され、TFT121がオン状態の間、画素電極には対
向電極電圧Vcom に対して低電圧側の映像信号電圧Vsi
g が書き込まれる。そして、走査パルスVgが立ち下が
りTFT121がオフ状態となると、対向電極電位Vc
と画素電極電位Veとの間の負の電位差が、次の垂直走
査期間(F)である第2垂直走査期間(2F)内で対応
する走査線Y2に走査パルスVgが印加され、再びTF
T121がオン状態となるまでの間保持される。この保
持される電位差に対応した表示画像、つまり黒色表示が
成される。また、第2水平画素ラインL2の同一の表示
画素では、第2垂直走査期間(2F)内で対応する走査
線Y2に走査パルスVgが印加され、TFT121がオ
ン状態の間、画素電極には対向電極電圧Vcom に対して
高電圧側の映像信号電圧Vsig が書き込まれる。そし
て、対向電極電位Vcと画素電極電位Veとの間の正の
電位差が、第3垂直走査期間(3F)内で対応する走査
線Y2に走査パルスVgが印加され、再びTFT121
がオン状態となるまでの間保持される。この保持される
電位差に対応した表示画像、つまり黒色表示が成され
る。そして、この第1および第2垂直走査期間を1サイ
クルとして順次繰り返される。
場合における駆動波形である。ここで、図6(a)は図
5同様に第1水平画素ラインL1の一表示画素について
示し、図6(b)は隣接する第2水平画素ラインL2の
一表示画素について示す。
電圧Vcom は、それぞれ一水平走査期間(H)毎に同位
相で基準電位Vsig-c ,Vcom-c に対して極性反転す
る。
は、第1垂直走査期間(1F)内で対応する走査線Y1
に走査パルスVgが印加され、TFT121がオン状態
の間、画素電極には対向電極電圧Vcom に対して高電圧
側の映像信号電圧Vsig が書き込まれる。そして、走査
パルスVgが立ち下がりTFT121がオフ状態となる
と、対向電極電位Vcと画素電極電位Veとの間の正の
電位差(実質的に零)が、次の垂直走査期間(F)であ
る第2垂直走査期間(2F)内で対応する走査線Y1に
走査パルスVgが印加され、再びTFT121がオン状
態となるまでの間保持される。この保持される電位差に
対応した表示画像、つまり白色表示が成される。また、
この表示画素では、第2垂直走査期間(2F)内で対応
する走査線Y1に走査パルスVgが印加され、TFT1
21がオン状態の間、画素電極には対向電極電圧Vcom
に対して低電圧側の映像信号電圧Vsig が書き込まれ
る。そして、対向電極電位Vcと画素電極電圧Veとの
間の負の電位差が、第3垂直走査期間(3F)内で対応
する走査線Y1に走査パルスVgが印加され、再びTF
T121がオン状態となるまでの間保持される。この保
持される電位差に対応した表示画像、つまり白色表示が
成される。やはりこの場合も、第1および第2垂直走査
期間を1サイクルとして順次繰り返される。
ここでは省略する。
ス型液晶表示装置1にあっては、上述したフレーム反転
駆動と共に1Hライン反転駆動が成されるため、フリッ
カを視認することが困難となり、このため通常の表示状
態で画素電極と対向電極との間の直流電圧の印加をフリ
ッカを抑えることで解消することが極めて困難である。
すように、奇数水平画素ライン群に最低表示輝度に対応
した黒色表示、偶数水平画素ラインには中間表示輝度に
対応した灰色表示を成す。
めの駆動波形である。ここで、図8(a)は第1水平画
素ラインL1の一表示画素について示し、図8(b)は
隣接する第2水平画素ラインL2の一表示画素について
示す。尚、本実施形態における中間表示輝度は、最低表
示輝度を0、最大表示輝度を100とした場合、40の
表示輝度である。
は、第1垂直走査期間(1F)内で対応する走査線Y1
に20Vの走査パルスVgが印加され、TFT121が
オン状態の間、画素電極には0Vの対向電極電圧Vcom
に対して高電圧側の6Vの映像信号電圧Vsig が書き込
まれる。画素電極電位VeはTFT121のオフと同時
に電荷が寄生容量Cgsに再配分されるため電位が略1V
低下し、これにより対向電極電位Vcと画素電極電位V
eとの間の5Vの正の電位差が、第1垂直走査期間(1
F)に連続する第2垂直走査期間(2F)内で対応する
走査線Y1に走査パルスVgが印加され、再びTFT1
21がオン状態となるまでの間保持される。この保持さ
れる電位差に対応した表示画像、つまり黒表示が成され
る。第2垂直走査期間(2F)においても、上述した動
作により、画素電極には5Vの対向電極電圧Vcom に対
して十分に低電圧側の1Vの映像信号電圧Vsig が書き
込まれ、やはりTFT121のオフと同時に寄生容量C
gsに電荷の再配分がなされ、画素電極電位Veは電位が
略1V低下する。このため、対向電極電位Vcと画素電
極電位Veとの間の5Vの負の電位差が保持され、これ
に基づいて黒表示が成される。そして、第1および第2
垂直走査期間を1サイクルとして順次繰り返される。
平画素ラインL2の一表示画素では、第1垂直走査期間
(1F)内で対応する走査線Y2に20Vの走査パルス
Vgが印加され、TFT121がオン状態の間、画素電
極には5Vの対向電極電圧Vcom に対して若干低電圧側
の4Vの映像信号電圧Vsig が書き込まれる。画素電極
電位Veは、TFT121のオフと同時に寄生容量Cgs
への電荷の再配分の影響を受けて電位が略1V低下する
ため、対向電極電位Vcと画素電極電位Veとの間の2
Vの負の電位差が、第1垂直走査期間(1F)に連続す
る第2垂直走査期間(2F)内で対応する走査線Y2に
走査パルスVgが印加され、再びTFT121がオン状
態となるまでの間保持される。この保持される電位差に
対応した表示画像、つまり灰色表示が成される。また、
第2垂直走査期間(2F)の走査パルスVgのオン期間
の間、画素電極には0Vの対向電極電圧Vcom に対して
若干高電圧側の3Vの映像信号電圧Vsig が書き込ま
れ、同様に画素電極電位VeはTFT121のオフと同
時に電位が略1V低下するため、対向電極電位Vcと画
素電極電位Veとの間の2Vの正の電位差が所定の期間
保持され、この電位差に対応した表示画像、やはり灰色
表示が成される。そして、第1および第2垂直走査期間
を1サイクルとして順次繰り返される。
平画素ラインは黒色表示(最低表示輝度)であるため、
画素電極と対向電極との間の電位差の絶対値の変動に対
する輝度変化が小さいのに対し、偶数水平画素ラインは
灰色表示(中間表示輝度)であるため、画素電極と対向
電極との間の電位差の絶対値の変動に対する輝度変化が
大きい。このため、観察者は、偶数水平画素ラインの輝
度変化を注意深く観察することができる。しかも、この
偶数水平画素ライン群は、画素電極と対向電極との間に
印加される電位差の極性が各垂直走査期間(F)におい
て等しい。このため、観察者にとっては一水平画素ライ
ン毎に画素電極と対向電極との間の電位差の極性が異な
らしめて駆動されるにもかかわらず、一垂直走査期間
(F)内で電位差の極性が等しい場合と実質的に同等に
画像周波数が低減された如く灰色表示(中間表示輝度)
の輝度変化、すなわちフリッカを視認することができ
る。
基準電位Vcom-c が理想値よりも低い設定であった場
合、画素電極と対向電極との間には正の電位差が継続的
に印加されることとなるが、本実施形態の手法によれば
観察者はフリッカを比較的容易に視認することができ
る。そこで、観察者は、フリッカが解消されるように対
向電極駆動回路700の可変抵抗R2を調整し、極性反
転の基準電位Vcom-c を高く設定することにより、画素
電極と対向電極との間に長期間にわたり直流電圧が印加
されることを解消することができる。
準電位が理想値よりも高い設定であった場合、やはり観
察者にとってフリッカが視認される。この場合も、同様
にして観察者は対向電極駆動回路700の可変抵抗R2
を調整し、極性反転の基準電位Vcom-c を低く設定する
ことにより、画素電極と対向電極との間に長期間にわた
り直流電圧が印加されることを解消することができる。
と共に、1Hライン反転駆動に、更にコモン反転駆動方
法が採用されたアクティブマトリクス型液晶表示装置を
例にとり調整方法を説明したが、隣接する2水平画素ラ
イン毎あるいは3水平画素ライン毎等の複数水平画素ラ
イン毎に画素電極と対向電極との間の電位差の極性が反
転するHライン反転駆動であっても、同様にして調整す
ることができる。
アクティブマトリクス型液晶表示装置であれば、図9に
示すように一垂直走査期間(F)において画素電極と対
向電極との間に印加される電位差の極性が等しい表示画
素群を最低表示輝度となし、一垂直走査期間において電
位差の極性が等しい他の表示画素群に中間表示輝度とな
すことによりフリッカの視認が容易となる。この場合、
対向電極電圧Vcom を直接調整してフリッカを解消する
ことにより、画素電極と対向電極との間に長期間にわた
り直流電圧が印加されることを防止できる。
m を調整する場合を説明したが、映像信号電圧Vsig の
極性反転の基準電位Vsig-c を調整しても構わない。す
なわち、この調整は、画素電極電位Veと対向電極電位
Vcとの電位差が調整されるものであれば良く、補助容
量線Cjに印加される電圧を制御して電位差を調整する
ものであっても構わない。しかしながら、対向電極電圧
Vcom の調整が表示画像に与える影響が少なく簡便であ
ることから望ましい。
ィブマトリクス型液晶表示装置の調整方法について図面
を参照して詳細に説明する。尚、上述した実施形態と同
一箇所には同一符号を付してある。
は、ノーマリーホワイト・モードの光透過型の液晶表示
装置であって、カラー表示が可能に構成された対角1
2. 1インチの表示領域を備えている。
表示装置は、同一画像表示を成した場合に、一垂直走査
期間(F)毎に画素電極と対向電極との間の電位差の極
性を反転させるフレーム反転駆動と共に、各垂直走査期
間(F)内で各表示画素毎に画素電極と対向電極との間
の電位差の極性を反転させるHV反転駆動方法が採用さ
れるものである。
晶表示装置1 は、図10に示すように、液晶パネル1
00と、液晶パネル100を駆動するXドライバ50
0、Yドライバ600および対向電極駆動回路700と
を含む。この液晶表示装置の表示領域は、垂直方向に配
列される768本の水平画素ラインで構成される。各水
平画素ラインは赤(R),緑(G),青(B)の3原色
に対応する3個一組でカラー表示を行う[1024×
3]個の表示画素で構成される。
なる他は上述した実施形態と同様の構成であるため説明
は省略する。
明する。Xドライバ500は、水平クロック信号HCKに
基づいて水平スタート信号HSTを順次転送し出力する1
024段のシフトレジスタSR1、シフトレジスタSR
1の各段からの出力に基づいて、シリアル入力される各
8ビットの赤(R),緑(G),青(B)のディジタル
映像データDR ,DG ,DB のそれぞれを各表示画素に
対応するディジタルデータに直並列変換し、ディジタル
データに対応する所望のアナログ電圧に変換するディジ
タル−アナログ変換するディジタル−アナログ変換回路
DAC、ディジタル−アナログ変換回路DACからの出
力を制御信号LSに基づいて保持し出力するラッチ回路
LAとを備えて構成される。尚、入力される各8ビット
の赤(R),緑(G),青(B)のディジタル映像デー
タDR ,DG ,DB は隣接する表示画素毎に極性が反転
されるよう予め処理されている。
CKに基づいて垂直スタート信号VSTを順次転送し出力す
る768段のシフトレジスタSR2を備えて構成され
る。
ように10Vの第1電圧V1に直列接続された第1抵抗
R1および第2抵抗R2を備え、これら抵抗により分圧
された5Vの直流電圧を対向電極電圧Vcom として出力
するように構成され、第2抵抗R2を調整することによ
り対向電極電圧Vcom が可変できるように構成されてい
る。
クス型液晶表示装置1は次のように動作する。
の場合における駆動波形である。ここで、図12(a)
は第1水平画素ラインL1の一表示画素について示し、
図12(b)は同一の信号線に接続された隣接する第2
水平画素ラインL2の一表示画素について示す。
像信号電圧Vsig は一水平走査期間(H)毎に基準電位
Vsig-c に対して極性反転する。
は、第1垂直走査期間(1F)内で対応する走査線Y1
に走査パルスVgが印加され、TFT121がオン状態
の間、画素電極には対向電極電圧Vcom に対して高電圧
側の11Vの映像信号電圧Vsig が書き込まれる。画素
電極電位Veは、走査パルスVgの立ち下がりによるT
FT121のオフと同時に寄生容量Cgsへの電荷の再配
分に伴い電位が略1V低下するため、対向電極電位Vco
m と画素電極電位Veとの間の正の5Vの電位差が、次
の垂直走査期間(F)である第2垂直走査期間(2F)
内で対応する走査線Y1に走査パルスVgが印加され、
再びTFT121がオン状態となるまでの間保持され
る。この保持される電位差に対応した表示画像、つまり
黒色表示が成される。また、この表示画素は、第2垂直
走査期間(2F)内で対応する走査線Y1に走査パルス
Vgが印加され、TFT121がオン状態の間、画素電
極には対向電極電圧Vcom に対して低電圧側の1Vの映
像信号電圧Vsig が書き込まれる。画素電極電位Veは
TFT121のオフと同時に、やはり電荷の寄生容量C
gsへの再配分に伴い電位が略1V低下し、対向電極電位
Vcと画素電極電位Veとの間の負の5Vの電位差が、
第3垂直走査期間(3F)内で対応する走査線Y1に走
査パルスVgが印加され、再びTFT121がオン状態
となるまでの間保持される。この保持される電位差に対
応した表示画像、つまり黒色表示が成される。そして、
この第1および第2垂直走査期間(F)を1サイクルと
して順次繰り返される。
平画素ラインL2の一表示画素では、第1垂直走査期間
(1F)内で対応する走査線Y2に走査パルスVgが印
加され、TFT121がオン状態の間、画素電極には5
Vの対向電極電圧Vcom に対して低電圧側の1Vの映像
信号電圧Vsig が書き込まれる。画素電極電圧VeはT
FT121のオフと同時に寄生容量Cgsへの電荷の再配
分に伴い電位が略1V低下し、対向電極電位Vcと画素
電極電位Veとの間の負の5Vの電位差が、次の垂直走
査期間(F)である第2垂直走査期間(2F)内で対応
する走査線Y2に走査パルスVgが印加され、再びTF
T121がオン状態となるまでの間保持される。この保
持される電位差に対応した表示画像、つまり黒色表示が
成される。また、第2水平画素ラインL2の同一の表示
画素では、第2垂直走査期間(2F)内で対応する走査
線Y2に走査パルスVgが印加され、TFT121がオ
ン状態の間、画素電極には対向電極電圧Vcom に対して
高電圧側の11Vの映像信号電圧Vsig が書き込まれ
る。そして、画素電極電位Veはやはり寄生容量Cgsへ
の電荷の再配分の影響を受けて電位が略1V低下し、対
向電極電位Vcと画素電極電位Veとの間の正の5Vの
電位差が、第3垂直走査期間(3F)内で対応する走査
線Y2に走査パルスVgが印加され、再びTFT121
がオン状態となるまでの間保持される。この保持される
電位差に対応した表示画像、つまり黒色表示が成され
る。そして、この第1および第2垂直走査期間(F)を
1サイクルとして順次繰り返される。
の場合における駆動波形については説明を省略するが、
このアクティブマトリクス型液晶表示装置1によれば隣
接する表示画素毎に画素電極と対向電極との間の電位差
の極性が反転されるため、フリッカが極めて視認されに
くい。
査期間(F)において画素電極と対向電極との間に印加
される電位差の極性が等しい表示画素群を最低表示輝度
とし、偶数水平画素ラインには中間表示輝度とする。
示画素毎に最高表示輝度と中間表示輝度とを交互に表示
させることにより調整を行う。
ための駆動波形である。ここで、図13(a)は第1水
平画素ラインL1の一表示画素について示し、図14
(b)は隣接する第2水平画素ラインL2の同一信号線
に接続される一表示画素について示す。
最低表示輝度を0、最大表示輝度を100とした場合、
40の表示輝度である。
は、第1垂直走査期間(1F)内で対応する走査線Y1
に20Vの走査パルスVgが印加され、TFT121が
オン状態の間、画素電極には5Vの対向電極電圧Vcom
に対して高電圧側の11Vの映像信号電圧Vsig が書き
込まれる。画素電極電圧VeはTFT121のオフと同
時に寄生容量Cgsへの電荷の再配分に伴い電位が略1V
低下するため、対向電極電位Vcと画素電極電位Veと
の間の5Vの正の電位差が、第1垂直走査期間(1F)
に連続する第2垂直走査期間(2F)内で対応する走査
線Y1に走査パルスVgが印加され、再びTFT121
がオン状態となるまでの間保持される。この保持される
電位差に対応した表示画像、つまり最低表示輝度での表
示が成される。第2垂直走査期間(2F)においても、
上述した動作により、画素電極には5Vの対向電極電圧
Vcom に対して十分に低電圧側の1Vの映像信号電圧V
sigが書き込まれ、画素電極電位VeはTFT121の
オフと同時に寄生容量Cgsへの電荷の再配分に伴い電位
が略1V低下するため、対向電極電位Vcom と画素電極
電位Veとの間の5Vの負の電位差に基づいて最低表示
輝度での表示が成され、この第1および第2垂直走査期
間を1サイクルとして順次繰り返される。
平画素ラインL2の隣接する一表示画素では、第1垂直
走査期間(1F)内で対応する走査線Y2に走査パルス
Vgが印加され、TFT121がオン状態の間、画素電
極には5Vの対向電極電圧Vcom に対して若干低電圧側
の4Vの映像信号電圧Vsig が書き込まれ、画素電極電
圧VeはTFT121のオフと同時に寄生容量Cgsへの
電荷の再配分に伴い電位が略1V低下するため、対向電
極電位Vcと画素電極電位Veとの間の2Vの負の電位
差が、第1垂直走査期間(F1)に連続する第2垂直走
査期間(2F)内で対応する走査線Y2に走査パルスV
gが印加され、再びTFT121がオン状態となるまで
の間保持される。この保持される電位差に対応した表示
画像、つまり中間表示輝度での表示が成される。また、
第2垂直走査期間(2F)の走査パルスVgのオン期間
の間、画素電極には5Vの対向電極電圧Vcom に対して
若干高電圧側の8Vの映像信号電圧Vsig が書き込ま
れ、画素電極電位VeはTFT121のオフと同時に寄
生容量Cgsへの電荷の再配分の影響を受けて電位が略1
V低下するため、対向電極電位Vcと画素電極電位Ve
との間の2Vの正の電位差が所定の期間保持され、この
電位差に対応した表示画像、やはり中間表示輝度での表
示が成され、この第1および第2垂直走査期間を1サイ
クルとして順次繰り返される。
表示画素群は最低表示輝度であるため、画素電極と対向
電極との間の電位差の絶対値の変動に対する輝度変化が
小さいのに対し、他の表示画素群は中間表示輝度である
ため、画素電極と対向電極との間の電位差の絶対値の変
動に対する輝度変化が大きい。このため、観察者は、中
間表示輝度を成すの表示画素群の輝度変化を注意深く観
察することができる。しかも、この表示画素群は、画素
電極と対向電極との間に印加される電位差の極性が各垂
直走査期間(F)において等しい。このため、観察者に
とっては一表示画素毎に画素電極と対向電極との間の電
位差の極性が異ならしめて駆動されるにもかかわらず、
一垂直走査期間(F)内で電位差の極性が等しい場合と
実質的に同等に画像周波数が低減された如く全体として
灰色表示を成す中間表示輝度の輝度変化、すなわちフリ
ッカを視認することができる。
も低い設定であった場合、液晶層には正の電位差が継続
的に印加されることとなるが、本実施形態の手法によれ
ば観察者はフリッカを比較的容易に視認することができ
る。そこで、対向電極駆動回路700の可変抵抗R2を
調整し、これによりフリッカの発生を抑え、また液晶層
への直流電圧の印加を解消して長寿命化が図れる。
高い設定であった場合、液晶層には正の電位差が継続的
に印加されることとなり、やはり観察者にとってフリッ
カが視認される。従って、対向電極駆動回路700の可
変抵抗R2を調整し、これによりフリッカの発生を抑
え、また液晶層への直流電圧の印加を解消して長寿命化
が図れる。
極と対向電極との間の電位差の極性が異ならしめられる
HV反転駆動方法のアクティブマトリクス型液晶表示装
置を例にとり、その調整方法について説明したが、例え
ば赤(R),緑(G),青(B)の3表示画素から成る
表示絵素毎に画素電極と対向電極との間の電位差の極性
が異ならしめられる場合であっても、一垂直走査期間
(F)において画素電極と対向電極との間に印加される
電位差の極性が等しい表示画素群に最大表示輝度あるい
は最小表示輝度をなし、一垂直走査期間において電位差
の極性が等しい他の表示画素群に中間表示輝度をなす表
示状態により、観察者は同様にしてフリッカ調整が可能
となり、これにより液晶層への直流電圧の印加を解消し
て長寿命化が図れる。
圧Vcom を調整する場合を説明したが、映像信号電圧V
sig の極性反転の基準電位Vsig-c を調整しても構わな
い。すなわち、この調整は、画素電極電位Veと対向電
極電位Vcとの電位差が調整されるものであれば良く、
補助容量線Cjに印加される電圧を制御して電位差を調
整するものであっても構わない。しかしながら、対向電
極電圧Vcom の調整が表示画像に与える影響が少なく簡
便であることから望ましい。
フリッカが低減されるよう電位差を調整するものとした
が、光学機器を用いてフリッカを検出し電位差を調整し
ても良いことは言うまでもない。
けに限定されず、例えば反射方式の液晶表示装置にも適
用できる。
置の調整方法によれば、容易に画素電極と対向電極との
間に直流電圧が長期間にわたり印加されることを防止で
き、これにより長期間にわたり良好な表示画像が確保で
きる。また、本発明によれば、製品毎に寿命のばらつき
を軽減することができる。
ス型液晶表示装置の構成を概略的に示す回路図である。
示す回路図である。
を部分的に示す平面図である。
成を示す断面図である。
形図である。
形図である。
る表示状態を示す図である。
形を示す波形図である。
示す図である。
リクス型液晶表示装置の構成を概略的に示す回路図であ
る。
的に示す回路図である。
す波形図である。
られる表示状態を示す図である。
形を示す波形図である。
駆動例を説明するための図である。
駆動例を説明するための図である。
駆動例を説明するための図である。
られる各画素の等価回路図である。
に対する相対表示輝度の依存性を示す図である。
Claims (16)
- 【請求項1】 画素電極と対向電極との間の電位差に基
づいて第1表示輝度からこの第1表示輝度よりも小さい
第2表示輝度までの間の表示輝度に制御される表示画素
が行および列方向にマトリクス状に配列されて成る表示
パネルと、一垂直走査期間内で前記画素電極と前記対向
電極との間の電位差の極性を一または複数の前記表示画
素毎に異ならしめて画像表示を成す駆動回路部とを備え
たアクティブマトリクス型表示装置の調整方法におい
て、 前記一垂直走査期間内で前記画素電極と前記対向電極と
の間の電位差の極性が互いに等しい第1の表示画素群の
表示輝度を実質的に前記第1表示輝度または前記第2表
示輝度に設定する工程と、 前記一垂直走査期間内で前記画素電極と前記対向電極と
の間の電位差の極性が互いに等しい前記第1の表示画素
群と異なる第2の表示画素群の表示輝度を前記第1表示
輝度と前記第2表示輝度との間の第3表示輝度に設定す
る工程と、前記電位差を調整する工程と、を備えたこと
を特徴とするアクティブマトリクス型表示装置の調整方
法。 - 【請求項2】 前記電位差を調整する工程は、フリッカ
が低減される電位差に設定することを特徴とする請求項
1に記載のアクティブマトリクス型表示装置の調整方
法。 - 【請求項3】 前記駆動回路部は、一または複数の垂直
走査期間毎にそれぞれの前記画素電極と前記対向電極と
の間の電位差の極性を異ならしめることを特徴とする請
求項1に記載のアクティブマトリクス型表示装置の調整
方法。 - 【請求項4】 前記表示パネルはスイッチ素子を介して
信号線および走査線に接続される画素電極がマトリクス
状に配列されるアレイ基板と、前記画素電極に対向する
対向電極を含む対向基板とを備えたことを特徴とする請
求項1に記載のアクティブマトリクス型表示装置の調整
方法。 - 【請求項5】 前記調整工程は、前記対向電極に印加さ
れる対向電極電位を調整することを特徴とする請求項4
に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置の調整方
法。 - 【請求項6】 前記第1の表示画素群と前記第2の表示
画素群とは、一または複数の行毎に順次配列されること
を特徴とする請求項1に記載のアクティブマトリクス型
表示装置。 - 【請求項7】 前記第1の表示画素群と前記第2の表示
画素群とは、一または複数の列毎に順次配列されること
を特徴とする請求項1に記載のアクティブマトリクス型
表示装置。 - 【請求項8】 前記第1の表示画素群と前記第2の表示
画素群とは、一または複数の表示画素毎に順次配列され
ることを特徴とする請求項1に記載のアクティブマトリ
クス型表示装置。 - 【請求項9】 前記第3表示輝度は、前記第1表示輝度
を100、前記第2表示輝度を0とした場合、30から
70の表示輝度を達成する状態であることを特徴とする
請求項1に記載のアクティブマトリクス型表示装置。 - 【請求項10】 前記第3表示輝度は、40から50の
表示輝度を達成する状態であることを特徴とする請求項
9に記載のアクティブマトリクス型表示装置。 - 【請求項11】 前記第1の表示画素群の表示輝度設定
工程が、前記第1表示輝度に設定することを特徴とする
請求項1に記載のアクティブマトリクス型表示装置。 - 【請求項12】 前記第1表示画素群が白表示を成すこ
とを特徴とする請求項11に記載のアクティブマトリク
ス型表示装置。 - 【請求項13】 前記第1の表示画素群の表示輝度設定
工程が、前記第2表示輝度に設定することを特徴とする
請求項1に記載のアクティブマトリクス型表示装置。 - 【請求項14】 前記第2表示画素群が黒表示を成すこ
とを特徴とする請求項13に記載のアクティブマトリク
ス型表示装置。 - 【請求項15】 画素電極と対向電極との間の電位差に
基づいて第1光透過率から第2光透過率の間に光透過率
が制御される表示画素が行および列方向にマトリクス状
に配列されて成る表示パネルと、一垂直走査期間内で前
記画素電極と前記対向電極との間の電位差の極性を一ま
たは複数の前記表示画素毎に異ならしめて画像表示を成
す駆動回路部とを備えたアクティブマトリクス型表示装
置の調整方法において、 前記一垂直走査期間内で前記画素電極と前記対向電極と
の間の電位差の極性が互いに等しい第1の表示画素群の
光透過率を前記第1光透過率または前記第2光透過率に
設定する工程と、前記一垂直走査期間内で前記画素電極
と前記対向電極との間の電位差の極性が互いに等しい前
記第1の表示画素群と異なる第2の表示画素群の光透過
率を前記第1光透過率と前記第2光透過率との間の第3
光透過率に設定する工程と、 前記電位差を調整する工程と、を備えたことを特徴とす
るアクティブマトリクス型表示装置の調整方法。 - 【請求項16】 前記画素電極と前記対向電極との間に
液晶層が保持されて成ることを特徴とする請求項15に
記載のアクティブマトリクス型表示装置の調整方法。
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