JPH0933890A

JPH0933890A - 液晶表示装置の駆動方法

Info

Publication number: JPH0933890A
Application number: JP18020495A
Authority: JP
Inventors: Tokuo Koma; 徳夫小間
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-07-17
Filing date: 1995-07-17
Publication date: 1997-02-07
Anticipated expiration: 2015-07-17
Also published as: JP3281763B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電界を変形させることで液晶の配向を制御し
た液晶表示装置の駆動方法において、配向の制御作用を
無効にすることなく、良好な表示を行う。【構成】液晶駆動用の画素電極の周辺に配向制御電
極、対向電極中に配向制御窓を設け、液晶中の電界を変
形して配向を制御する液晶表示装置駆動方法において、
電源ＯＮ後の第１期間（Ａ）液晶への印加電圧Ｖlcを閾
値Ｖth以下にし、続く第２期間（Ｂ）において電圧Ｖlc
を緩やかに上昇させて、定常駆動電圧域にまで上げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に関し、特
に、電源ＯＮ直後の表示の乱れを防止した液晶表示装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は小型、薄型、低消費電力
などの利点があり、ＯＡ機器、ＡＶ機器などの分野で実
用化が進んでいる。特に、液晶駆動用の透明電極を交差
配置して表示点をマトリクス的に選択しながら電圧を印
加するマトリクス型、更には、液晶駆動用の画素電極を
複数、共通電極に対向配置させ、各画素電極にスイッチ
素子を接続することにより、線順次に書き換え画素を選
択しながら、信号電圧を保持させていくアクティブマト
リクス型は、高精細、高コントラスト比の動画表示が可
能となり、パーソナルコンピュータのディスプレイ、テ
レヴィジョンなどに実用化されている。

【０００３】図３及び図４に、スイッチング素子として
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：thinfilm transistor）を
用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置の単位画素
構造を示す。図３は平面図、図４はそのＡ−Ａ線に沿っ
た断面図である。基板（１０）上に、ゲートライン（１
１）、これと一体のゲート電極（１２）及び補助容量電
極（１３）が形成され、これを覆う全面には、ゲート絶
縁層（１４）が形成されている。ゲート絶縁層（１４）
上、前記ゲート電極（１２）に対応する領域上には、Ｔ
ＦＴの動作層であるアモルファスシリコン層（１５）、
エッチングストッパー（１６）、及び、ＴＦＴのオーミ
ックコンタクト層であるドープドアモルファスシリコン
層（１７）が形成されている。ゲート絶縁層（１４）上
の他の領域には、液晶駆動用の画素電極（１８）が形成
されている。アモルファスシリコン層（１５）の両端に
は、それぞれドープドアモルファスシリコン層（１７）
を介在して、ソース電極（１９）とドレイン電極（２
０）が形成され、ＴＦＴを構成している。ソース電極
（１９）は画素電極（１８）に接続され、ドレイン電極
（２０）はドレインライン（２１）に接続されている。
補助容量電極（１３）は、画素電極（１８）に重畳して
電荷保持容量を形成している。これら、ＴＦＴおよび画
素電極（１８）を覆う全面には、層間絶縁層（２２）が
形成され、層間絶縁層（２２）上には、前記画素電極
（１８）を取り囲むようにして、配向制御電極（２３）
が形成されている。これらを覆う全面にはポリイミドな
どの有機高分子膜よりなる配向膜（２４）が形成されて
いる。

【０００４】一方、液晶（４０）を挟んで対向配置され
た別の基板（３０）上には、対向電極（３１）が形成さ
れ、前記画素電極（１８）に共通に対向されて液晶駆動
用容量を形成している。対向電極（３１）中の液晶駆動
用容量を形成する領域には、電極膜の不在により形成さ
れた配向制御窓（３２）が設けられている。これらを覆
う全面にはポリイミドの配向膜（３３）が形成され、基
板（１０）側の配向膜（２４）間で液晶の界面配向状態
を制御している。

【０００５】ゲートライン（１１）は順に走査され、選
択中に高電圧が印加され、同一行の全てのＴＦＴをＯＮ
とし、この間に、ドレインライン（２１）より画素電極
（１８）にデータ信号電圧が印加される。一方、対向電
極（３１）は、ゲートライン（１１）の走査に同期した
交流信号電圧が印加され、画素電極（１８）との間で電
圧が保持される。この保持電圧は、次のフレームで書き
換えられるまでＴＦＴのＯＦＦ抵抗により維持される。

【０００６】図３及び図４に挙げた構造は、本出願人が
特願平６−９２２８３で既に出願済みの構造であり、配
向制御電極（２３）及び配向制御窓（３２）を設けたこ
とに特徴がある。即ち、配向制御電極（２３）には、画
素電極（１８）とは異なる電圧が印加され、画素電極
（１８）との電圧差により、液晶（４０）層中に斜め方
向の電界（４１）を生じさせ、この近傍において、液晶
ディレクター（４２）が電界（４１）との電界効果相互
作用から生じる自由エネルギーが極小となる配向状態に
指定される。このような配向制御は画素電極（１８）の
４辺について行われ、各辺において指定された配向状態
は、それらの境界が画素領域内部に設けられた配向制御
窓（３２）により形成された無電界、あるいは、液晶の
閾値以下である弱電界領域にて固定され、全体的に安定
する。即ち、配向制御窓（３２）において、液晶ディレ
クター（４２）は初期状態に固定されており、画素電極
（１８）の周縁から配向制御電極（２３）により指定さ
れてきた配向は、配向制御窓（３２）を境にして、対称
な配向ベクトルを有するように全体が安定する。これに
より、一画素について配向による画素分割がなされ、視
野角及び表示品位を向上するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしこのような液晶
表示装置は、電界に所定の変形を加え、これによる電界
との相互作用を利用することで配向を制御する構成であ
るため、他の原因により電界が乱れると、良好な画素分
割や高表示品位が得られないといった問題がある。特
に、装置の電源をＯＮした直後は、装置に帯電された電
荷により静電気が発生しやすく、これの影響のため、ゲ
ート信号、ドレイン信号、あるいは、対極信号のいずれ
も乱れやすくなっている。このため、電源ＯＮ直後に液
晶容量への印加電圧が、液晶の閾値を大きく越えた場
合、配向制御電極（２３）や配向制御窓（３２）の電界
による制御が効かなくなり、配向の乱れが数秒間続いた
り、あるいは、画像によっては、電界制御によっても配
向乱れが直らず、恒久的に残ってしまい、表示品位の低
下となっていた。

【０００８】また、定常動作期間中においても、特に印
加電圧最小から最大印加電圧へ、例えばノーマリ・ホワ
イト・モードにおいては表示が白から黒へと移行する際
にも、配向制御電極（２３）や配向制御窓（３２）によ
る電界制御が無効となり、配向の乱れが生じ、残像など
の原因になっていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明はこの課題を解決
するために成されたもので、第１に、一対の支持基板上
に形成された電極が液晶を挟んで対向されてなり、前記
電極間に電圧を印加することにより液晶の光学的状態を
変化して表示を行う液晶表示装置の駆動方法であって、
前記電極間の電圧を、電源をＯＮ後の第１期間、前記液
晶の閾値以下とした構成である。

【００１０】第２に、第１の構成において特に、前記第
１期間に続く第２期間で、前記電極間の電圧が１Ｖ／ｍ
ｓｅｃ以下の割合で液晶の閾値以上に上昇する構成であ
る。第３に、第２の構成において特に、前記第２期間以
降、前記電極間の電圧は液晶の閾値以上に維持される構
成である。第４に、第１から第３の構成において特に、
前記一対の電極の一方には、電極膜の不在により形成さ
れた配向制御窓が設けられている構成である。

【００１１】第５に、第１から第４の構成において特
に、前記一対の電極の他方の周辺には、該電極と異なる
電圧の配向制御電極が電気的に絶縁されて設けられてい
る構成である。

【００１２】

【作用】本発明の構成で、電源ＯＮ後の所定期間、液晶
容量への印加電圧を液晶の閾値以下に抑えることによ
り、電源ＯＮ直後に生じる大電圧液晶に印加されて液晶
の配向が乱れていても、配向を元に戻すことができる。
また本発明の構成で、電源ＯＮ後、所定の期間の経過
後、液晶容量への印加電圧を、緩やかに閾値以上へと上
昇させることにより、配向制御電極や配向制御窓による
電界効果が有効に作用し、配向による画素分割、広視野
角化、表示品位の向上がなされる。

【００１３】更に本発明の構成で、電源ＯＮ後、装置の
定常駆動期間中には、液晶容量への印加電圧を閾値以上
に保つことにより、液晶容量の完全な電圧無印加状態が
避けられ、これにより、電圧無印加状態から電圧印加状
態への急激な変化による液晶の配向乱れが防がれ、広視
野角、高表示品位が保たれる。

【００１４】

【実施例】続いて、本発明の実施例を詳細に説明する。
図３及び図４に単位画素構造を示すような液晶表示装置
に印加される信号波形を図１及び図２に示す。図１は、
ドレインライン（２１）に印加されるデータ信号電圧
（Ｖd）の波形と対向電極（３１）に印加される対極信
号電圧（Ｖcom）の波形である。また図２には、図１の
駆動方法が目的とした液晶容量への印加電圧（Ｖlc）の
波形を示している。電源ＯＮ直後には、不安定な大電圧
が印加されており、これが液晶の配向を乱す原因になっ
ている。データ信号電圧（Ｖd）と対極信号電圧（Ｖco
m）は、カウンターによりドレイン側のドライバー、ま
たは、ゲート側のドライバーのクロック信号を計数し
て、初めの数フィールド期間分、例えば２フィールド期
間以上、好ましくは２フレーム期間、ドライバーへのス
タートパルスの搬送を遅らせる、あるいは、高抵抗回路
を設けて、この期間中、映像信号を高抵抗回路を介して
ドレインドライバー、及び対向電極へ入力させるなどの
方法で、電源ＯＮ後の第１期間（Ａ）中、液晶容量への
印加電圧（Ｖa）が少なくとも閾値以下になるように抑
えられている。

【００１５】その後、第２期間（Ｂ）に入ると、液晶容
量への印加電圧（Ｖlc）は緩やかに所定の液晶駆動電圧
域へと上昇している。上昇率は、実験的に１Ｖ／ｍｓｅ
ｃ以下、即ち、少なくとも２フィールド期間、好ましく
は２フレーム期間かかって電圧無印加から電圧印加状態
へと変化する。あるいは、この勾配に対応する階段状の
矩形波形を示しながら、所定の液晶駆動電圧域へと上昇
させる。

【００１６】本実施例では、第１期間（Ａ）終了直後の
１フレーム期間（Ｂ１）、映像信号を中抵抗回路を介し
てドレインドライバー及び対向電極へ入力するなどの方
法により、液晶容量への印加電圧（Ｖlc）が閾値Ｖthを
やや越えるＶbとなるようにしている。続く、１フレー
ム期間（Ｂ２）は、映像信号を低抵抗回路を介してドレ
インドライバー及び対向電極へ入力するなどの方法によ
り、液晶容量への印加電圧（Ｖlc）が駆動電圧域の中心
レベルＶlcとなるようにしている。

【００１７】これにより、まず第１期間（Ａ）において
は液晶は閾値を越えた印加電圧の電界効果作用を受ける
ことが無くなる。このため、電源ＯＮ直後に静電気など
により高電界が印加されて配向制御電極（２３）及び配
向制御窓（３２）の所定の電界変形による配向制御作用
効果が無効とされて配向が乱れるといった問題が防がれ
る。この第１期間（Ａ）は、必ずしも電源ＯＮ直後に設
ける必要は無いが、電源ＯＮ直後に大電圧が発生した場
合、配向が大きく乱れた状態を初期状態に戻すために、
実験的には１〜２フレーム期間以上、インタレース駆動
においては好ましくは２フレーム期間即ち１／１５秒を
要する。

【００１８】また、第１期間（Ａ）に連続する第２期間
（Ｂ）では、第１期間（Ａ）で一端閾値以下の電圧印加
状態にされた液晶容量への印加電圧（Ｖlc）が、閾値以
下の電圧から閾値を越えた駆動電圧域へと緩やかに、あ
るいは、数段階に分けて上昇するため、第２期間（Ｂ）
終了後は、配向乱れの全く残らない良好な表示画像が得
られる。この２フレーム期間中、インタレース駆動にお
いては１／１５秒を要するが、視認性の妨げは殆ど無
い。

【００１９】このように、第１及び第２期間（Ａ，Ｂ）
経過までに要する時間は、０コンマ数秒、少なくとも１
秒以下であり、視認性の妨害は殆ど無い。これに対し
て、このような期間（Ａ，Ｂ）を設けず、例えば液晶容
量への印加電圧（Ｖlc）が閾値以下から一気に最大印加
状態へと移る際には、液晶の配向乱れが生じやすく、そ
の後、配向制御電極（２３）及び配向制御窓（３２）の
作用が効き始めて良好な配向に安定するようになるまで
には数秒間を要するため、表示品位の低下は免れない。
即ち、第１期間（Ａ）及び第２期間（Ｂ）を設けたこと
で、液晶は常に、配向制御電極（２３）及び配向制御窓
（３２）の作用を十分に受けながら定常な動作期間へ入
ることができる。

【００２０】更に、本発明では、第２期間（Ｂ）終了
後、定常動作期間中において、液晶容量への印加電圧
（Ｖlc）を閾値以下に下げないことで、電圧無印加状態
から最大印加状態へと急激に上昇することによる配向の
乱れが再び生じるのを防いでいる。

【００２１】

【発明の効果】本発明で、配向制御電極及び配向制御間
窓の電界変形作用により配向の制御を行った液晶表示装
置の駆動において、電源ＯＮ後の所定期間、液晶への印
加電圧を閾値以下に抑えることで、電源ＯＮ直後の大電
圧により強電界が発生して、液晶の乱れが生じ、その
後、数秒から恒久的に配向の乱れが直らずに視認性を妨
げるといった問題が防がれる。

【００２２】また、液晶への印加電圧が閾値以下から駆
動電圧域に上昇する際に、上昇率を低く抑えることで、
配向制御電極や配向制御窓の作用効果を無効にすること
なく、良好な配向を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる液晶表示装置の駆動方
法を示す波形図である。

【図２】本発明の実施例にかかる液晶表示装置の駆動方
法を示す波形図である。

【図３】液晶表示装置の単位画素構造を示す平面図であ
る。

【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１０，３０基板１２ゲート電極１３補助容量電極１４ゲート絶縁層１５アモルファスシリコン１７ドープッドアモルファスシリコン１８画素電極１９ソース電極２０ドレイン電極２２層間絶縁層２３配向制御電極２４，３３配向膜３１対向電極３２配向制御窓４０液晶４１電界４２液晶ディレクター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の支持基板上に形成された電極が液
晶を挟んで対向されてなり、前記電極間に電圧を印加す
ることにより液晶の光学的状態を変化して表示を行う液
晶表示装置の駆動方法であって、前記電極間の電圧を、電源をＯＮ後の第１期間、前記液
晶の閾値以下にすることを特徴とする液晶表示装置の駆
動方法。
【請求項２】前記第１期間に続く第２期間で、前記電
極間の電圧が１Ｖ／ｍｓｅｃ以下の割合で液晶の閾値以
上に上昇することを特徴とする請求項１記載の液晶表示
装置の駆動方法。
【請求項３】前記第２期間以降、前記電極間の電圧は
液晶の閾値以上に維持されることを特徴とする請求項２
記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項４】前記一対の電極の一方には、電極膜の不
在により形成された配向制御窓が設けられていることを
特徴とする請求項１から請求項３記載の液晶表示装置の
駆動方法。
【請求項５】前記一対の電極の他方の周辺には、該電
極と異なる電圧の配向制御電極が電気的に絶縁して設け
られていることを特徴とする請求項１から請求項４記載
の液晶表示装置の駆動方法。