JP2008257117A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置において極性反転駆動に起因した横クロストーク等の表示不良を防止して画質を向上させることを課題とする。
【解決手段】
信号線Ｘの並び方向で隣り合う画素電極には異なる正負極性の映像信号を印加する一方で、信号線Ｘが６本の信号線毎に分類されたグループＧＰ１・・・の端部の信号線Ｘ６・・・に接続された画素電極と、その画素電極に隣接し且つ隣接するグループＧＰ２・・・に属する信号線Ｘ７・・・に接続された画素電極に同じ極性の映像信号を印加する。これにより、通常画面で使用される市松パターンなどを表示した場合に走査線毎の１水平走査期間では中間調を表示する画素の正極性と負極性の数を偏り無くほぼ均等にすることができるので、極性反転に起因した横クロストークの発生を防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、複数の走査線及び複数の信号線の各交差部において走査線と信号線に接続された画素トランジスタを備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。

液晶表示装置に代表される液晶表示装置は、その薄型、軽量、低消費電力の特徴を生かして各種分野で利用されるようになってきた。一般に液晶表示装置は、交差して配線された複数の信号線及び複数の走査線の各交差部に画素電極がマトリクス状に配置された表示領域を備えており、各画素電極に対応する液晶層に映像信号に相当する電圧を印加して、光透過率を制御することにより画像を表示している。しかし長時間直流電圧を印加すると、液晶層中の液晶分子が分極を起こし、抵抗率が減少するなどの特性劣化が生じる。このため、映像信号を出力する信号線駆動回路では、映像信号の極性を一定周期毎に反転し、交流駆動を行うことで分極を防止している。例えば、図１０に示すように信号線に対応した垂直ライン毎に画素電極に印加する映像信号の極性を反転させる方法（Ｖライン反転駆動）、更には、図１１に示すように隣接する画素電極毎に極性を反転させる方法（ＨＶ反転駆動）等が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２６４４７６号公報

しかしながら、従来の液晶表示装置において、図１２の概略図に示すように、黒表示画素と中間調表示画素とが交互に繰り返す市松パターンを表示した場合には、Ｖライン反転駆動とＨＶ反転駆動のいずれの駆動方式により表示した場合でも、１水平走査期間の一行における中間調表示画素の正極性と負極性の数が異なり極性に偏りが生じる。このため、対向基板電極の電位変動などの影響による横クロスロークが生じるという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、液晶表示装置において極性反転駆動に起因した横クロストーク等の表示不良を防止して画質を向上させることを課題とする。

本発明に係る液晶表示装置は、交差して配線された複数の走査線及び複数の信号線と、複数の走査線及び複数の信号線の各交差部において走査線と信号線に接続された画素トランジスタと、画素トランジスタに接続されマトリクス状に配置された画素電極と、複数の信号線が偶数本毎に分類されたグループとを備え、信号線の並び方向で隣り合う画素電極には異なる正負極性の映像信号が印加されると共に、上記グループの端の信号線に接続された画素電極は、そのグループの隣のグループに属し且つその画素電極に隣接する信号線に接続された画素電極と同じ極性の映像信号が印加されることを特徴とする。

本発明にあっては、信号線の並び方向で隣り合う画素電極には異なる正負極性の映像信号を印加する一方で、複数の信号線が偶数本毎に分類されたグループの端の信号線に接続された画素電極に、そのグループの隣のグループに属し且つその画素電極に隣接する信号線に接続された画素電極と同じ極性の映像信号を印加するようにしたことで、通常画面で使用される市松パターンなどを表示した場合に走査線毎の１水平走査期間では中間調を表示する画素の正極性と負極性の数を偏り無くほぼ均等にすることができるので、極性反転に起因した横クロストークの発生を防止することができる。

また、上記液晶表示装置において、上記グループに属する信号線は、赤色、緑色、青色それぞれの映像信号が出力される３本の信号線毎に分類されたサブグループを備え、上記グループの端の画素電極は、そのサブグループに属し且つ青色の映像信号が出力される信号線に接続されることを特徴とする。

本発明にあっては、上記グループの端の画素電極を、赤色、緑色、青色それぞれの映像信号が出力される３本の信号線毎に分類されたサブグループのうち人間の視認性が低い青色の映像信号が出力された信号線に接続することで、画素電極とそれに隣接した信号線との間に存在するカップリング容量に起因して画素電極の電位が変動した場合でも縦筋などの表示不良を視認されにくくすることができる。尚、上記グループは、複数の信号線が６ｎ本（ｎは１以上の整数）毎に分類されたものであることが望ましい。

また、上記液晶表示装置は、映像信号を出力する出力端子を有する信号線駆動用ＩＣを更に備え、信号線とその出力端子とが直接接続されたダイレクト接続と、隣接する信号線同士が交差してその出力端子に接続されたクロス接続とが上記グループ毎に交互に繰り返されることを特徴とする。

本発明にあっては、複数の信号線に映像信号を出力する信号線駆動用ＩＣを使用した場合には、信号線と出力端子とが直接接続されたダイレクト接続と、隣接する信号線同士が交差して出力端子に接続されたクロス接続とがグループ毎に交互に繰り返すようにすることで上記構成が実現できる。

尚、上記信号線駆動用ＩＣには、隣接する出力端子で正負極性が互いに異なる映像信号を出力するＶライン反転駆動用ＩＣ、若しくは隣接する出力端子で正負極性が互いに異なる映像信号を出力すると共に走査線毎に正負極性を反転させるＨＶ反転駆動用ＩＣを使用することが望ましい。

本発明の液晶表示装置によれば、極性反転駆動に起因した横クロストーク等の表示不良を防止して画質を向上させることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

［第１の実施の形態］
図１のブロック図は、第１の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を概略的に示している。液晶表示装置１は、アレイ基板１００と、アレイ基板１００に間隙をおいて対向配置された対向基板２００と、アレイ基板１００及び対向基板２００の間に配向膜を介して挟持された液晶層（図示せず）とを備えている。ここでアレイ基板１００及び対向基板２００は、シール材４００によって貼り合わされている。シール材４００で規定される領域内には表示領域３００が設けられている。

表示領域３００においては、複数の信号線Ｘ及び複数の走査線Ｙが交差して配線される。ここでは行方向（水平走査方向）に沿って複数の走査線Ｙが並列に延出され、列方向（垂直走査方向）に沿って複数の信号線Ｘが並列に延出される。ここでは例えば３６本の信号線Ｘ１〜Ｘ３６が配線されるものとする。更に、信号線Ｘ１〜Ｘ３６を偶数本毎に分類する。ここでは例えば信号線Ｘ１〜Ｘ３６を６本毎に６つのグループＧＰ１〜ＧＰ６に分類する。信号線Ｘ１〜Ｘ６は第１グループＧＰ１に属し、信号線Ｘ７〜Ｘ１２は第２グループＧＰ２に属し、信号線Ｘ１３〜Ｘ１８は第３グループＧＰ３に属し、信号線Ｘ１９〜Ｘ２４は第４グループＧＰ４に属し、信号線Ｘ２５〜Ｘ３０は第５グループＧＰ５に属し、信号線Ｘ３１〜Ｘ３６は第６グループＧＰ６に属する。

走査線Ｙ及び信号線Ｘの各交差部にはスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（以下、画素ＴＦＴと称する）１１０及び画素ＴＦＴ１１０に接続された画素電極１２０がマトリクス状に配置される。画素ＴＦＴ１１０には、多結晶シリコン膜を半導体層とした多結晶シリコンＴＦＴを使用する。画素ＴＦＴ１１０のゲート電極は走査線Ｙに接続され、ソース電極は信号線Ｘに接続され、ドレイン電極は画素電極１２０に接続される。画素電極１２０は、アレイ基板１００上に形成された補助容量素子１３０ａに接続されると共に、対向基板２００上に設けられた対向電極との間で液晶容量素子１３０ｂを形成している。走査線Ｙを順次駆動するための走査信号を出力する走査線駆動回路１５０は、画素ＴＦＴと同一の製造プロセスによって、アレイ基板１００上に一体的に形成される。

アレイ基板１００は、ＴＣＰ５００を介してＰＣＢ基板６００に接続されている。ＴＣＰ５００は、その一方の側辺がアレイ基板１００の一辺の外部接続端子に電気的に接続され、反対側の側辺が外部基板としてのＰＣＢ基板６００に接続される。ＴＣＰ５００のフレキシブル配線基板上には信号線駆動用ＩＣ５１１等の回路群が実装される。ＰＣＢ基板６００上に配置された図示しない制御回路からは信号線駆動用ＩＣ５１１に映像信号、同期信号等が供給されると共に走査線駆動回路１５０には走査信号の生成に必要なタイミング信号等が供給される。

信号線駆動用ＩＣ５１１は、表示領域３００内の信号線Ｘ１〜Ｘ３６に映像信号を出力する。ここでは３本毎に赤色、緑色、青色の３色の映像信号を出力する。また、第１グループＧＰ１に属する信号線Ｘ１〜Ｘ６、第３グループＧＰ３に属する信号線Ｘ１３〜Ｘ１８及び第５グループＧＰ５に属する信号線Ｘ２５〜Ｘ３０は、ＩＣ５１１の出力端子と直接電気的に接続される。第２グループＧＰ２に属する信号線Ｘ７〜Ｘ１２、第４グループＧＰ４に属する信号線Ｘ１９〜Ｘ２４及び第６グループＧＰ６に属する信号線Ｘ３１〜Ｘ３６は、隣接する信号線同士が交差してＩＣ５１１の出力端子に電気的に接続される。信号線とＩＣ５１１の出力端子は図１ではＴＣＰ５００上の図示しないバス配線により接続されている。このように信号線とＩＣ５１１の出力端子との接続は、ダイレクト接続とクロス接続がグループ毎に交互に繰り返される。

このような構成により、液晶表示装置１において、走査線駆動回路１５０からの走査信号により走査線Ｙを順次駆動して画素ＴＦＴ１１０をオンすると共に、信号線駆動用ＩＣ５１１により信号線Ｘを通じて、各画素ＴＦＴ１１０の画素電極１２０に映像信号を供給する。補助容量１３０ａ及び液晶容量１３０ｂでは映像信号に相当する電圧が保持される。このようにして各画素電極１２０に対応する液晶層に映像信号に相当する電圧が書き込まれ、光透過率を制御することにより画像が表示される。

図２の概略図は液晶表示装置の駆動方式を示している。同図のプラスマイナスは、それぞれの画素電極に書き込まれる映像信号の極性を示している。ここでは信号線駆動用ＩＣ５１１にはＨＶ反転駆動用ＩＣを使用する。ＨＶ反転駆動用ＩＣは、隣接する出力端子で正負極性が互いに異なる映像信号を出力し、走査線毎に正負極性が反転するように信号線を駆動する。一方で、第１グループＧＰ１に属する信号線Ｘ１〜Ｘ６及び第３グループＧＰ３に属する信号線Ｘ１３，Ｘ１４・・・は、信号線駆動用ＩＣ５１１の出力端子とダイレクト接続され、第２グループＧＰ２に属する信号線Ｘ７〜Ｘ１２は、隣接する信号線同士が交差して信号線駆動用ＩＣ５１１の出力端子とクロス接続される。

これにより、信号線の並び方向で隣り合う画素電極には異なる正負極性の映像信号が印加される。一方で、第１グループＧＰ１の端の信号線Ｘ６に接続された画素電極には、隣の第２グループＧＰ２に属し且つその画素電極に隣接する信号線Ｘ７に接続された画素電極と同じ負極性の映像信号が印加される。同様に、第２グループＧＰ２の端の信号線Ｘ１２に接続された画素電極には、その画素電極に隣接し且つ隣の第３グループＧＰ３に属する信号線Ｘ１３に接続された画素電極と同じ正極性の映像信号が印加される。その結果、１水平走査期間において正極性画素の数と負極性画素の数がほぼ均等となり偏りをなくすことができる。通常使用されるラスター画面を表示した場合には横クロストーク等の画質不良は生じない。

図３は、上記液晶表示装置において黒色と中間色の市松パターンを表示したときの画素電位の正負極性を概略的に示している。同図のマトリクスは信号線Ｘ１〜Ｘ１２と走査線Ｙ１〜Ｙ８に対応した画素を示している。黒色の画素は黒色表示画素、白色の画素は中間色表示画素を示し、プラスマイナスは画素電位の正負極性を示している。走査線毎の１水平走査期間では中間調を表示する画素の正極性と負極性の数を偏り無くほぼ均等になる。これにより、極性反転に起因した横クロストークの発生が抑制されるので画質を向上させることが可能となる。

一方、発明者は、上記液晶表示装置において変則的な市松パターンを表示した場合についても検証している。図４はその概略図を示したものであるが、この場合は中間調を表示する画素が正極性の画素のみとなるため偏りが生じ、横クロストークが発生してしまう。しかし、このような変則パターンは通常の画面表示において一般に使用されるものではないので、このことが本発明の産業上利用性を損なうものではない。

図５は画素に書き込まれる映像信号の極性と共に画素と信号線との間のカップリング容量を概略的に示している。Ｃｐ１は信号線と画素との間のカップリング容量を示し、Ｃｐ２は画素とそれに隣接する信号線との間のカップリング容量を示している。画素ａ及び画素ｂは正極性の映像信号が書き込まれている画素を示している。

一水平走査終了時においては、画素ａに隣接する画素ｃに書き込まれる映像信号の極性は負極性になる。これに対し、画素ｂに隣接する画素ｄに書き込まれる映像信号の極性は正極性になる。このように同じ正極性の映像信号が書き込まれた画素でも、隣接する画素に書き込まれる映像信号の極性が負極性の場合と正極性の場合とがある。

このため、次の一走査時において、映像信号を書き込むためにその画素に隣接した信号線の電位が変動し、カップリング容量Ｃｐ２に起因して画素ａ及び画素ｂの電位が変動した場合には、表示画面においてグループ毎に画素ｂに対応して縦筋が発生し表示不良となる場合がある。

これに対し、本実施の形態では、図５に示すように、第１グループＧＰ１に属する信号線Ｘ１〜Ｘ６が、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）それぞれの映像信号が出力される３本の信号線毎のサブグループＳＧＰに分類される。ここでは第１グループＧＰの端の画素電極（画素ｂ）が、サブグループＳＧＰの青色の映像信号が出力された信号線Ｘ６に接続される。このように画素ａ、画素ｂを、ＲＧＢの中で人間の視認性が低い青色画素に設定する。これにより、カップリング容量Ｃｐ２に起因して画素ａ及び画素ｂの電位が変動した場合でも画素ｂに対応した発生する縦筋を視認されにくくすることができる。

したがって、本実施の形態によれば、信号線Ｘの並び方向で隣り合う画素電極には異なる正負極性の映像信号を印加する一方で、信号線Ｘが偶数本毎に分類されたグループＧＰの端の信号線Ｘに接続された画素電極に、隣のグループＧＰに属し且つその画素電極に隣接する信号線Ｘに接続された画素電極と同じ極性の映像信号を印加する。これにより、通常画面で使用される市松パターンなどを表示した場合に走査線毎の１水平走査期間では中間調を表示する画素の正極性と負極性の数を偏り無くほぼ均等にすることができる。これにより、極性反転に起因した横クロストークの発生を防止して、画質を向上させることが可能となる。

更に、本実施の形態によれば、上記グループの端の画素電極を、赤色、緑色、青色それぞれの映像信号が出力される３本の信号線毎に分類されたサブグループのうち人間の視認性が低い青色の映像信号が出力された信号線に接続するようにすることで、画素電極と隣接信号線との間に存在するカップリング容量に起因して画素電極の電位が変動した場合でも縦筋などの表示不良を視認されにくくすることができる。

［比較例］
次に、本実施の形態の理解を容易にするために比較例の液晶表示装置について説明する。図６の概略図は、比較例としての液晶表示装置の駆動方式を示している。ここでは信号線Ｘ１〜Ｘ１２がＲＧＢに相当する３本毎の４つのグループＧＰ１〜ＧＰ４に分類される。ここでもグループの端では隣り合う画素極性が同極性となるように駆動する。例えば、グループＧＰ１の端の信号線Ｘ３に接続された画素電極は、隣のグループＧＰ２に属し且つその画素電極に隣接する信号線Ｘ４に接続された画素電極と同じ極性の映像信号を印加する。その結果、１水平走査期間の１行中において、正極性画素の数よりも負極性画素の数が多い場合と少ない場合とが混在する。このように１水平走査期間の１行中において、正極性画素と負極性画素の数に偏りが生じるため、ラスター画面などの通常使用される画面において、横クロストーク等の画質不良が生じる。このことからグループに属する信号線の数は奇数ではなく偶数が望ましく、かつＲＧＢの３つの映像信号に対応した３の倍数であることが必要となる。すなわち上記グループは、複数の信号線が６ｎ本（ｎは１以上の整数）毎に分類されたものであることが望ましい。

そこで、本実施の形態では、信号線Ｘを６本の信号線毎のグループに分類する。更に、グループＧＰの端の信号線Ｘに接続された画素電極に、隣のグループＧＰに属し且つその画素電極に隣接する信号線Ｘに接続された画素電極と同じ極性の映像信号を印加するような構成とする。これにより、通常画面で使用される市松パターンなどを表示した場合に走査線毎の１水平走査期間では正極性画素の数と負極性画素の数とを偏り無くほぼ均等にすることができるので、極性反転に起因した横クロストークの発生を防止することができる。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態に係る液晶表示装置について説明する。この液晶表示装置の基本的な構成は、第１の実施の形態で説明したものと同様である。以下では、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。

第１の実施の形態と異なる点は、図７に示すように、信号線駆動用ＩＣ５１１にはＶライン反転駆動用の信号線駆動用ＩＣを使用する点である。Ｖライン反転用の信号線駆動用ＩＣでは、隣接する出力端子で正負極性が互いに異なる映像信号を出力し、走査線毎で正負極性は反転しない。ここでもＩＣ５１１の出力端子と信号線との接続ではダイレクト接続とクロス接続がグループ毎に交互に繰り返される。

図８は、第１の実施の形態と同様に、黒色と中間色の市松パターンを表示させたときの画素電位の正負極性を概略的に示している。ここでも走査線毎の１水平走査期間では中間調を表示する画素の正極性と負極性の数を偏り無くほぼ均等になるので、極性反転に起因した横クロストークの発生が抑制されるので画質を向上させることが可能となる。よって、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様な効果を奏することができる。

尚、本実施の形態においては、信号線を６本の信号線毎のグループに分類する構成としたが、グループに属する信号線の数は６の倍数であればこれに限られるものではない。例えば変形例として、図９に示すように、１２本の信号線毎のグループに分類するような構成としても、本実施の形態と同様な効果を奏することができる。また、本実施の形態では、信号線の総数を３６本として説明したが、これに限られるものではない、高精細なＸＧＡ型の表示パネルを使用するような場合には信号線の総数は３０７２本（＝１０２４本×ＲＧＢ）と多くなる。このような場合にはグループ毎の信号線の数も例えば１８本や２４本に増加させてもよい。

第１の実施の形態に係る液晶表示装置の概略的な構成を示すブロック図である。 上記液晶表示装置の駆動方式を概略的に示した図である。 上記液晶表示装置において黒色と中間色の市松パターンを表示させたときの画素電位の正負極性を示す図である。 上記液晶表示装置において変則的な市松パターンを表示させた場合の画素電位の正負極性を示す図である。 上記液晶表示装置において画素に書き込まれる映像信号の極性と共に画素と信号線との間のカップリング容量を概略的に示した図である。 比較例としての液晶表示装置の駆動方式を概略的に示した図である。 第２の実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方式を概略的に示した図である。 上記液晶表示装置において黒色と中間色の市松パターンを表示させたときの画素電位の正負極性を示す図である。 本実施の形態の変形例としての液晶表示装置の駆動方式を概略的に示した図である。 従来の液晶表示装置におけるＶライン反転駆動方式を概略的に示した図である。 従来の液晶表示装置におけるＨＶ反転駆動方式を概略的に示した図である。 従来の上記反転駆動方式により黒色と中間色の市松パターンを表示させたときの画素電位の正負極性を示す図である。

符号の説明

１…液晶表示装置
１００…アレイ基板
１１０…画素ＴＦＴ
１２０…画素電極
１３０ａ…補助容量
１３０ｂ…液晶容量
１５０…走査線駆動回路
２００…対向基板
３００…表示領域
４００…シール材
５００…ＴＣＰ
５１１…信号線駆動用ＩＣ
６００…ＰＣＢ基板
Ｘ…信号線
Ｙ…走査線
ＧＰ…信号線のメイングループ
ＳＧＰ…信号線のサブグループ
Ｃｐ１…信号線と画素電極との間に存在するカップリング容量
Ｃｐ２…画素電極と隣接信号線との間に存在するカップリング容量

Claims (4)

1. 交差して配線された複数の走査線及び複数の信号線と、
   前記複数の走査線及び複数の信号線の各交差部において走査線と信号線に接続された画素トランジスタと、
   前記画素トランジスタに接続されマトリクス状に配置された画素電極と、
   前記複数の信号線が偶数本毎に分類されたグループとを備え、
   前記信号線の並び方向で隣り合う画素電極には異なる正負極性の映像信号が印加されると共に、前記グループの端の信号線に接続された画素電極は、当該グループの隣のグループに属し且つ当該画素電極に隣接する信号線に接続された画素電極と同じ極性の映像信号が印加されることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記グループに属する信号線は、赤色、緑色、青色それぞれの映像信号が出力される３本の信号線毎に分類されたサブグループを備え、
   前記グループの端の画素電極は、前記サブグループに属し且つ青色の映像信号が出力される信号線に接続されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記グループは、前記複数の信号線が６ｎ本（ｎは１以上の整数）毎に分類されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記映像信号を出力する出力端子を有する信号線駆動用ＩＣを更に備え、
   前記信号線と前記出力端子とが直接接続されたダイレクト接続と、隣接する信号線同士が交差して前記出力端子に接続されたクロス接続とが前記グループ毎に交互に繰り返されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置。

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