(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極が設けられた第１基板と、第１電極に対向する第２電極が設けられた第２基板と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加する電圧成分に基づいて表示状態が変化する表示媒体層とを備える表示装置の駆動方法において、
前記第１電極は画素電極であって、画素電極への表示電圧の供給および遮断は、薄膜トランジスタによって制御され、前記第２電極は対向電極であって、対向電極には共通電極が接続され、
前記共通電極の電位を、表示電圧の中間電位である基準電位から、前記薄膜トランジスタの寄生容量に起因する変動電圧によって発生する第１直流電圧成分ΔＶ１をシフトさせた対向電位に設定し、さらに対向電位から、前記各基板の特性の差に起因する第２直流電圧成分ΔＶ２をシフトさせた補正電位に予め設定し、前記第１直流電圧成分ΔＶ１は、計算によって予め算出された値であり、前記第２直流電圧成分ΔＶ２は、予め測定された値であることを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項２】
前記第１電極の仕事関数が、前記第２電極の仕事関数より小さいことを特徴とする請求項１記載の表示装置の駆動方法。
【請求項３】
第１電極が設けられた第１基板と、第１電極に対向する第２電極が設けられた第２基板と、第１基板および第２基板間に介在された液晶層とを備える液晶表示装置の駆動方法において、
前記第１電極は画素電極であって、画素電極への表示電圧の供給および遮断は、薄膜トランジスタによって制御され、前記第２電極は対向電極であって、対向電極には共通電極が接続され、
前記共通電極の電位を、表示電圧の中間電位である基準電位から、前記薄膜トランジスタの寄生容量に起因する変動電圧によって発生する第１直流電圧成分ΔＶ１をシフトさせた対向電位に設定し、さらに対向電位から、前記各基板の特性の差に起因する第２直流電圧成分ΔＶ２をシフトさせた補正電位に予め設定し、前記第１直流電圧成分ΔＶ１は、計算によって予め算出された値であり、前記第２直流電圧成分ΔＶ２は、予め測定された値であることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項４】
前記第１電極の仕事関数が、前記第２電極の仕事関数より小さいことを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項５】
前記画素電極が反射電極であり、前記対向電極が透明電極である場合には、前記共通電極の電位を、前記対向電位から正の電位方向に、前記第２直流電圧成分ΔＶ２をシフトさせた補正電位に予め設定することを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項６】
前記画素電極が透明電極であり、前記対向電極が反射電極である場合には、前記対向電位から負の電位方向に、前記第２直流電圧成分ΔＶ２をシフトさせた補正電位に予め設定することを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の表示品位の劣化を防止することができる表示装置の駆動方法および液晶表示装置の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は他の画像表示装置に比較して、低消費電力および携帯の利便性などの利点を有するため、その開発が盛んになっている。図１１は、先行技術のＴＦＴ型液晶表示装置の駆動方法を示す電圧波形のタイミングチャートである。ラインＬ１は、画素電極に印加される電圧の波形を示し、ラインＬ２はゲート電極に入力される走査電圧の波形を示し、ラインＬ３はソース電極に入力される表示電圧の波形を示し、ラインＬ４は表示電圧の中間電位である基準電位を示し、ラインＬ５は共通電極の対向電位を示す。
【０００３】
プラスのゲートオン電圧をゲート電極に印加すると、ＴＦＴがオンされ、ソース電極からドレイン電極を介して反射電極である画素電極に表示電圧が印加され、画素が点灯する。ＴＦＴが所定の期間オンされ、画素電極に表示電圧が印加された後、ゲート電極にゲートオフ電圧が印加され、画素電極への電力供給が終了する。すると、ＴＦＴに再びゲートオン電圧が印加されるまでのゲートオフ期間は、液晶の保持特性によって、画素電極は所望の電圧が印加された状態を保持する。ゲート電極にゲートオフ電圧を印加したとき、前述の寄生容量Ｃｇｄの影響によって、画素電極に保持される電圧が、以下の式１で算出される変動電圧値ΔＶ１を変動する。
ΔＶ１＝ΔＶｇ×｛Ｃｇｄ／（Ｃｇｄ＋Ｃｌｃ＋Ｃｃｓ）｝    …（１）
【０００４】
なお上記の式（１）で、ΔＶ１は寄生容量に起因する変動電圧値であり、ΔＶｇはゲート電圧の電位の変位量（ゲートオン電圧―ゲートオフ電圧）であり、Ｃｇｄは寄生容量の静電容量であり、Ｃｌｃは液晶容量の静電容量であり、Ｃｃｓは保持容量の静電容量である。
【０００５】
このような画素電極の変動電圧は、直流電圧成分に相当し、この直流電圧成分は液晶層に作用する。このように直流電圧成分が液晶層に作用すると、液晶の分極などによって液晶の信頼性が低下し、表示面に焼き付き残像が発生するといった問題があった。なお以下、この画素電極の変動電圧によって発生する直流電圧成分を、第１直流電圧成分ΔＶ１と称する。
【０００６】
したがって先行技術では、液晶表示装置の回路構成を、式（１）で算出した第１直流電圧成分ΔＶ１を、予め補正するような回路構成にすることによって、液晶層に第１直流電圧成分ΔＶ１が作用しないようにしていた。つまり、対向電極が接続される共通電極の電位を、ラインＬ４に示す表示電圧の中間電位である基準電位から上記第１直流電圧成分ΔＶ１を負の電位方向にシフトさせたラインＬ５に示す対向電位に、予め設定していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
寄生容量Ｃｇｄに起因して発生している電圧変動の影響を抑えるためには、図１２に示すような電源部の回路構成とすることが考えられる。制御信号Ｖｉｎから任意の周期でＨｉ電圧およびＬｏｗ電圧が出力される。Ｈｉ電圧が出力されると、スイッチＳがＯＮされ、電源Ｐ１の電圧がコンデンサＣに印加される。所定の時間経過後に制御信号ＶｉｎからＬｏｗ電圧が出力されると、ＧＮＤ（接地）電位がコンデンサＣに印加される。コンデンサＣに対して、電源電圧とＧＮＤ電圧とを所定の周期で印加することにより、コンデンサＣから共通電極側に対して交流電圧が出力される（出力信号Ｖｏｕｔ）。この交流電圧に対して、コンデンサＣの寄生容量Ｃｇｄに起因して発生している電圧変動を補正するような電圧を印加する。
【０００８】
電源Ｐ２から出力され、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２の抵抗分割によって、抵抗Ｒ３側に出力された電圧が印加電圧である。図１３に、出力信号Ｖｏｕｔの波形を示す。出力信号Ｖｏｕｔの波形は、コンデンサＣからの交流電圧波形と電源Ｐ２からの直流電圧波形との合成波形となる。このようにして、共通電極側に補正電圧を印加することで、寄生容量Ｃｇｄに起因して発生している電圧変動の影響を抑えることができる。
【０００９】
しかしながら、補正電圧を印加するためには図１２の電源Ｐ２のように余分な電源が必要となる。また、共通電極の交流電圧を補正するためのマイナス電源が必要となり、消費電力を増大させてしまうという問題がある。
【００１０】
また、液晶層に作用する直流電圧成分の発生源としては、上記寄生容量Ｃｇｄの他に、液晶層を挟むアクティブマトリクス基板と対向基板との特性の非対称性がある。このアクティブマトリクス基板と対向基板との非対称性に起因する直流電圧成分は、常に液晶層に作用する。なお以下、この相互に対向する各基板の特性の差によって発生する直流電圧成分を、第２直流電圧成分ΔＶ２と称する。
【００１１】
この各基板の特性の非対称性としては、アクティブマトリクス基板側の配向膜の膜厚と対向基板側の配向膜の膜厚とがそれぞれ異なること、ハイブリッド配向のようにアクティブマトリクス基板側と対向基板側とで配向膜の材料が異なること、さらに、反射型液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板側のＡｌの反射電極と対向基板側のＩＴＯの透明電極とのように、液晶層を挟んで対向する電極の材料が異なることなどが挙げられる。これらの要因の中でも、液晶層を挟んで対向する各電極の材料の差による非対称性が、最も大きい第２直流電圧成分ΔＶ２を発生させる。
【００１２】
また、電極材料が異なることに起因する第２直流電圧成分ΔＶ２は、計算によって算出できないため、共通電極の電位の調整に時間が掛かり、この間にも液晶層には第２直流電圧成分ΔＶ２が作用する。したがって、液晶表示装置の信頼性の低下および焼き付き残像などの不具合が生じるといった問題がある。
【００１３】
また、特開平２―６４５２５号公報には、アクティブマトリクス基板側の配向膜と、対向基板側の配向膜との材料および膜厚さを同一にすることによって、第２直流電圧成分ΔＶ２の発生を防止する技術が開示されている。しかしながら、この公報に開示される先行技術では、反射型の液晶表示装置のように、異なる材料の電極を使用する必要のある液晶表示装置における上記問題を解決することはできない。またこの公報には、アクティブマトリクス基板の特性と、対向基板の特性とが異なる状態で、上記問題を解決し表示品位を向上させる方法については、全く記載されていない。
【００１４】
したがって本発明の目的は、直流電圧成分の発生による表示品位の低下を防止することができる表示装置の駆動方法および液晶表示装置の駆動方法を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１電極が設けられた第１基板と、第１電極に対向する第２電極が設けられた第２基板と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加する電圧成分に基づいて表示状態が変化する表示媒体層とを備える表示装置の駆動方法において、
前記第１電極は画素電極であって、画素電極への表示電圧の供給および遮断は、薄膜トランジスタによって制御され、前記第２電極は対向電極であって、対向電極には共通電極が接続され、
前記共通電極の電位を、表示電圧の中間電位である基準電位から、前記薄膜トランジスタの寄生容量に起因する変動電圧によって発生する第１直流電圧成分ΔＶ１をシフトさせた対向電位に設定し、さらに対向電位から、前記各基板の特性の差に起因する第２直流電圧成分ΔＶ２をシフトさせた補正電位に予め設定し、前記第１直流電圧成分ΔＶ１は、計算によって予め算出された値であり、前記第２直流電圧成分ΔＶ２は、予め測定された値であることを特徴とする表示装置の駆動方法である。
【００２０】
本発明に従えば、共通電極の電位を、薄膜トランジスタの寄生容量に起因する第１直流電圧成分ΔＶ１をシフトさせた対向電位に設定し、さらにこの対向電位から、各基板の特性の差に起因する第２直流電圧成分ΔＶ２を、シフトさせた補正電位に、予め設定する。これによって、各電極材料および膜厚の差、ならびに各配向膜材料および膜厚の差などといった各基板の特性の差によって発生する第２直流電圧成分ΔＶ２と、寄生容量に起因する変動電圧によって発生する第１直流電圧成分ΔＶ１とを打ち消すことができる。したがって、液晶層に作用する直流電圧成分が可及的に小さくなり、焼き付き残像などの不具合がほとんど発生しなくなり表示品位が向上し、液晶表示装置の信頼性が向上する。また、余分な電源が不要となり消費電力を低減できる。
【００２１】
また本発明は、前記第１電極の仕事関数が、前記第２電極の仕事関数より小さいことを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、第１電極の仕事関数が第２電極の仕事関数より小さいので、電極材料の仕事関数に起因する直流電圧成分を小さくすることができる。
【００３３】
また本発明は、第１電極が設けられた第１基板と、第１電極に対向する第２電極が設けられた第２基板と、第１基板および第２基板間に介在された液晶層とを備える液晶表示装置の駆動方法において、
前記第１電極は画素電極であって、画素電極への表示電圧の供給および遮断は、薄膜トランジスタによって制御され、前記第２電極は対向電極であって、対向電極には共通電極が接続され、
前記共通電極の電位を、表示電圧の中間電位である基準電位から、前記薄膜トランジスタの寄生容量に起因する変動電圧によって発生する第１直流電圧成分ΔＶ１をシフトさせた対向電位に設定し、さらに対向電位から、前記各基板の特性の差に起因する第２直流電圧成分ΔＶ２をシフトさせた補正電位に予め設定し、前記第１直流電圧成分ΔＶ１は、計算によって予め算出された値であり、前記第２直流電圧成分ΔＶ２は、予め測定された値であることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法である。
【００３４】
本発明に従えば、共通電極の電位を、薄膜トランジスタの寄生容量に起因する第１直流電圧成分ΔＶ１をシフトさせた対向電位に設定し、さらにこの対向電位から、各基板の特性の差に起因する第２直流電圧成分ΔＶ２を、シフトさせた補正電位に、予め設定する。これによって、各電極材料および膜厚の差、ならびに各配向膜材料および膜厚の差などといった各基板の特性の差によって発生する第２直流電圧成分ΔＶ２と、寄生容量に起因する変動電圧によって発生する第１直流電圧成分ΔＶ１とを打ち消すことができる。したがって、液晶層に作用する直流電圧成分が可及的に小さくなり、焼き付き残像などの不具合がほとんど発生しなくなり表示品位が向上し、液晶表示装置の信頼性が向上する。
【００３５】
また本発明は、前記第１電極の仕事関数が、前記第２電極の仕事関数より小さいことを特徴とする。
【００３６】
本発明に従えば、第１電極の仕事関数が第２電極の仕事関数より小さいので、両電極の仕事関数に起因する直流電圧成分を小さくすることができる。
【００３７】
また本発明は、前記画素電極が反射電極であり、前記対向電極が透明電極である場合には、前記共通電極の電位を、前記対向電位から正の電位方向に、前記第２直流電圧成分ΔＶ２をシフトさせた補正電位に予め設定することを特徴とする。
【００３８】
本発明に従えば、画素電極として反射電極を使用し、対向電極として透明電極を使用した場合には、液晶層に正の第２直流電圧成分ΔＶ２が発生するので、これを打ち消すために、共通電極の電位を対向電位から正の電位方向にシフトさせた補正電位に設定しておく。これによって、液晶層に作用する直流電圧成分が可及的に小さくなり、表示品位が向上する。
【００３９】
また本発明は、前記画素電極が透明電極であり、前記対向電極が反射電極である場合には、前記対向電位から負の電位方向に、前記第２直流電圧成分ΔＶ２をシフトさせた補正電位に予め設定することを特徴とする。
【００４０】
本発明に従えば、画素電極として透明電極を使用し、対向電極として透明電極を使用した場合には、液晶層に負の第２直流電圧成分ΔＶ２が発生するので、これを打ち消すために、共通電極の電位を対向電位から負の電位方向にシフトさせた補正電位に設定しておく。これによって、液晶層に作用する直流電圧成分が可及的に小さくなり、表示品位が向上する。
【００４１】
【発明の実施の形態】
図１は、反射型ＴＦＴ液晶表示装置１の一画素部分を示す斜視図であり、図２は反射型ＴＦＴ液晶表示装置１の一画素部分の平面図であり、図３は反射型ＴＦＴ液晶表示装置１の回路図であり、図４は反射型ＴＦＴ液晶表示装置１の簡略図である。
【００４２】
反射型ＴＦＴ液晶表示装置１は、第１基板であるアクティブマトリクス基板２１と、このアクティブマトリクス基板２１に対向する第２基板である対向基板２２と、アクティブマトリクス基板２１および対向基板２２間に介在される液晶層２３とによって構成される。
【００４３】
アクティブマトリクス基板２１は、Ａｌから成る反射電極で、第１電極である画素電極３と、各画素を点灯または消灯させるために、各画素のスイッチング素子にゲート電圧を供給するゲートバスライン４と、各画素を点灯させるための表示電圧を供給するソースバスライン５と、選択した画素電極３のみに電力を供給するスイッチング素子である薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略記する）２とを含む。対向基板２２には画素電極３に対向し、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）から成る透明電極で、第２電極である対向電極１０が設けられる。対向電極１０には共通電極１１が接続される。また、ＴＦＴ液晶表示装置１は、一端がＴＦＴ２に接続され、他端が共通電極１１に接続される保持容量１３を含む。また、ＴＦＴ型液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板２１側の第１配向膜と、対向基板２２側の第２配向膜とを含む。なお、画素電極３と対向電極１０とによって、液晶容量１２が形成される。液晶層２３は、画素電極３と対向電極１０との間に印加する電圧成分に基づいて、表示媒体である液晶分子の配向が変化し、光の透過または遮蔽などの表示状態が変化する表示媒体層である。なお、表示媒体層は液晶層に限らず、表示媒体層を挟む電極間に電圧が印加されると層中の表示媒体に電気光学的な変化が生じることで画像の表示を可能とするものであればよい。
【００４４】
また図５に示すように、対向電極１０にＡｌから成る反射電極を使用し、これを共通電極１１に接続し、画素電極３にＩＴＯから成る透明電極を使用し、これをドレイン電極８に接続する構成であっても良い。
【００４５】
ＴＦＴ２は、ソースバスライン４に接続されるソース電極６と、画素電極３に接続されるドレイン電極８と、ゲートバスライン４に接続され、ソース電極６およびドレイン電極８とをスイッチングさせるための走査電圧が入力されるゲート電極７とによって構成され、ゲート電極７の一部とドレイン電極８の一部とが重なり合うことによって、寄生容量９が形成される。
【００４６】
図６は、本発明の実施の一形態の反射型ＴＦＴ液晶表示装置１の駆動方法を示す電圧波形のタイミングチャートである。ラインＫ１は、画素電極３に入力された電圧の波形を示し、ラインＫ２はゲート電極７に入力された走査電圧の波形を示し、ラインＫ３は、ソース電極６に入力される表示電圧の波形を示し、ラインＫ４は表示電圧の中心電位である基準電位を示し、ラインＫ５は寄生容量９に起因する変動電圧によって発生する直流電圧成分を補正したときの共通電極１１の対向電位を示し、ラインＫ６は対向電位から、各基板２１，２２の特性の差によって発生し、液晶層２３に作用する直流電圧成分を補正したときの共通電極１１の補正電位を示す。
【００４７】
なお以下、寄生容量９に起因する変動電圧によって発生する直流電圧成分を、第１直流電圧成分ΔＶ１と称し、各基板２１，２２の特性の差によって発生する直流電圧成分を、第２直流電圧成分ΔＶ２と称する。
【００４８】
プラスのゲートオン電圧をゲート７電極に印加すると、ＴＦＴ２がオンされ、ソース電極６からドレイン電極８を介して画素電極３に表示電圧が入力され、画素が点灯する。ＴＦＴ２が所定の期間オンされ、画素電極３に表示電圧を書き込んだ後、ゲート電極７にゲートオフ電圧が印加され、画素電極３への電力供給が終了する。すると、ＴＦＴ２に再びゲートオン電圧が印加されるまでのゲートオフ期間では、液晶の保持特性によって、画素電極３は所望の電圧が印加された状態を保持する。ゲート電極７にゲートオフ電圧を印加したとき、前述の寄生容量Ｃｇｄの影響によって、液晶容量１２に保持される保持電圧が、電圧降下し、液晶層２３には第１直流電圧成分ΔＶ１が作用する。
【００４９】
なお本明細書中において、正の電位方向とは、基準電位から電圧上昇する方向であると定義し、負の電位方向とは、基準電位から電圧降下する方向であると定義する。
【００５０】
なお、寄生容量９に起因する第１直流電圧成分ΔＶ１は、以下の式（１）に基づいて、計算によって予め算出することができる。
ΔＶ１＝ΔＶｇ×｛Ｃｇｄ／（Ｃｇｄ＋Ｃｌｃ＋Ｃｃｓ）｝    …（１）
【００５１】
なお上記の式１で、ΔＶ１は寄生容量９に起因する変動電圧によって発生する第１直流電圧成分であり、ΔＶｇは走査信号の電位の変位量（ゲートオン電圧―ゲートオフ電圧）であり、Ｃｇｄは寄生容量９の静電容量であり、Ｃｌｃは液晶容量１２の静電容量であり、Ｃｃｓは保持容量１３の静電容量である。
【００５２】
また、液晶層２３には、アクティブマトリクス基板２１の特性と対向基板２２の特性との差によって発生する第２直流電圧成分ΔＶ２が作用する。なお、上記各基板の特性の差とは、画素電極３の材料と対向電極１０の材料とが異なること、画素電極３の膜厚さと対向電極１０の膜厚さとが異なること、アクティブマトリクス基板側の第１配向膜の材料と対向基板側の第２配向膜の材料とが異なること、さらに上記第１配向膜の膜厚さと上記第２配向膜の膜厚さとが異なることなどが挙げられる。
【００５３】
なお図６に示すように、画素電極３として反射電極を使用し、これがＴＦＴ２のドレイン電極８に接続され、対向電極１０として透明電極を使用し、これが共通電極１１に接続される場合には、液晶層２３には、正電圧の第２直流電圧成分ΔＶ２が作用する。
【００５４】
また図７に示すように、対向電極１０として反射電極を使用し、これが共通電極１１に接続され、画素電極３として透明電極を使用し、これがＴＦＴ２のドレイン電極８に接続される場合には、液晶層２３には、負電圧の第２直流電圧成分ΔＶ２が作用する。
【００５５】
このように第１および第２直流電圧成分ΔＶ１，ΔＶ２が液晶層２３に作用すると、液晶の分極などによって液晶の信頼性が低下し、表示面に焼き付き残像が発生するといった問題がある。
【００５６】
したがって、本実施形態の液晶表示装置の駆動方法では、液晶表示装置１の回路構成を、対向電位から第２直流電圧成分ΔＶ２を予め補正するような回路構成にしておく。
【００５７】
さらに詳しく述べると、共通電極１１の電位を、表示信号の振幅の中間電位である基準電位から、寄生容量９に起因する第１直流電圧成分ΔＶ１を補正した対向電位にし、さらにこの対向電位から、上記第２直流電圧成分ΔＶ２をシフトさせた補正電位に設定する。
【００５８】
つまり図４に示すように、画素電極３として反射電極を使用し、これがドレイン電極８に接続され、対向電極１０として透明電極を使用している場合には、共通電極１１の電位を、ラインＫ４に示す基準電位から、負の電位方向（図６の下方）に第１直流電圧成分ΔＶ１をシフトさせてラインＫ５に示す対向電位に設定し、さらに、この対向電位から、正の電位方向（図６の上方）に第２直流電圧成分ΔＶ２をシフトさせて、ラインＫ６に示す補正電位に、予め設定しておく。
【００５９】
また、図５に示すように画素電極３として透明電極を使用し、これがドレイン電極８に接続され、対向電極１０として反射電極を使用している場合には、共通電極１１の電位を、ラインＫ４に示す基準電位から、負の電位方向（図７の下方）に第１直流電圧成分ΔＶ１シフトさせてラインＫ５に示す対向電位に設定し、さらに、この対向電位から、負の電位方向（図７の下方）に第２直流電圧成分ΔＶ２をシフトさせて、ラインＫ７に示す補正電位に、予め設定しておく。
【００６０】
したがって、本実施形態の液晶表示装置の駆動方法では、寄生容量９に起因する変動電圧によって発生する第１直流電圧成分ΔＶ１に加えて、各基板の特性の差によって発生する第２直流電圧成分ΔＶ２を予め補正しているので、液晶表示装置１の駆動時に、液晶層２３に作用する直流電圧成分を可及的に小さくすることができる。これによって、焼き付き残像などの不具合がほとんど発生しなくなり、表示品位が向上し、液晶表示装置１の信頼性が向上する。
【００６１】
次に共通電極１１の電位を、第１直流電圧成分ΔＶ１および第２直流電圧成分ΔＶ２を補正した補正電位に設定する方法について説明する。図８は、共通電極１１の電位を補正電位に設定する設定システムを示す図である。この設定システムは、輝度変化観測機１５と、輝度変化検出器１７とによって構成される。上記システムを使用して、液晶層２３に正極性の電圧を印加したときと負極性の電圧を印加したときとの実行値面積が、等しくなるように共通電極１１の電位を設定する。つまり、正極性の電圧を印加したときの実行値面積と、負極性の電圧を印加したときの実行値面積とが非対称であることによって発生する光学特性変化であるフリッカを検出し、このフリッカが最小となるように、共通電極１１の電位を設定する。
【００６２】
さらに詳しくは、液晶表示装置１のフリッカをフォトマルチメータなどの輝度変化検出器１７によって定量的に検出し、輝度電圧変換器で輝度を電圧に変化させ、輝度変化観察機１５を参照しながら、検出した電圧値の振れ幅が最小となるように調整して、補正電位に設定する。
【００６３】
また、反射型液晶表示装置に代表される電極材料が上下基板で異なるような表示装置において、電極に接続する電極材料によって、第２直流電圧成分ΔＶ２を補正することも可能である。画素電極の表示電圧を薄膜トランジスタで制御する場合、画素電極材料の仕事関数φ１を対向電極材料の仕事関数φ２より小さくする。これによって、電極材料の仕事関数の差に起因するΔＶ２によってΔＶ１を補正することができる。
【００６４】
この仕事関数の差は、同じ電極材料であっても電極表面に形成される配向膜の差によっても生じる。金属表面に配向膜のような双極子を有する原子が吸着することで、金属表面に電気二重層が形成され仕事関数が変化する。つまり、電極金属の表面に形成された配向膜によって固体金属のフェルミ準位にある１個の電子を表面外のごく近傍に取り出すために必要なエネルギーが変化する。例えば、同じ電極材料であっても、配向膜の膜厚および配向膜材料の違いによりこのエネルギーが変化し、配向膜を含めた電極材料全体としての仕事関数が変化するのである。なお、以上の特性は配向膜にかぎらず、電極金属の表面に双極子を有する原子が吸着するような膜および層が形成される場合にもあてはまる。
【００６５】
（実施例１）
本件発明者は、表１に示すような構成の透過型および反射型液晶表示装置をそれぞれ作成し、変動電圧の評価を行った。その結果について以下に説明する。上述のシステムを使用して、基準電位から寄生容量９に起因する第１直流電圧成分Δ１を補正した対向電位と、各基板の特性の差によって発生する第２直流電圧成分ΔＶ２をも補正した補正電位とのずれの度合いを測定した。
【００６６】
【表１】
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【００６７】
なお、表１に示す第２直流電圧成分ΔＶ２の具体的な数値は、いずれも、説明のために例示的に示す値である。つまり、上記各種条件の組合せに応じて、正電位または負電位の値を有し、また、この値の大きさも、それぞれ変化するものである。
【００６８】
なお、表１の透過型液晶表示装置では、画素電極３および対向電極１０としてＩＴＯを使用している。また表１の反射型液晶表示装置では、画素電極３として、反射電極であるＡｌ電極を使用し、対向する対向電極１０として透明電極であるＩＴＯを使用している。
【００６９】
表１に示すように、アクティブマトリクス基板２１側の第１配向膜の材料および膜厚と、対向基板２２側の第２配向膜の材料および膜厚が同一の透過型液晶表示装置の場合、つまり、保持電圧の変動電圧が、ＴＦＴ２の寄生容量９のみに起因する場合では、補正電位と対向電位とのずれ、すなわち第２直流電圧成分ΔＶ２は約２０ｍＶであった。これに対して、アクティブマトリクス基板２１側の第１配向膜の材料および膜厚と、対向基板２２側の第２配向膜の材料および膜厚が同一で、かつ画素電極３の材料と対向電極１０の材料とが異なる反射型液晶表示装置の場合では、補正電位と対向電位とのずれ、すなわち第２直流電圧成分ΔＶ２が約８００ｍＶもある。つまり第２電圧成分ΔＶ２は、画素電極３の材料と対向電極１０の材料の差に大きく起因することがわかる。
【００７０】
さらに詳しくは、表２に示すように、画素電極３としてＡｌ電極を使用し、これをドレイン電極８に接続し、対向電極１０としてＩＴＯ電極を使用し、これを共通電極１１に接続した場合では、共通電極１１の補正電位は、対向電位から正の電位方向に約８００ｍＶずれている。つまり、液晶層２３には第２電圧成分ΔＶ２＝８００ｍＶが作用する。
【００７１】
また、画素電極３としてＩＴＯ電極を使用し、これを共通電極１１に接続し、対向電極１０として反射電極を使用し、これをドレイン電極８に接続した場合では、共通電極１１の補正電位は、対向電位から負の電位方向に約８００ｍＶずれている。つまり、液晶層２３には第２電圧成分ΔＶ２＝―８００ｍＶが作用する。
【００７２】
【表２】
0003771157.tif 000003
【００７３】
したがって、本実施の形態の液晶表示装置の駆動方法で駆動する反射型液晶表示装置では、図６に示すように、画素電極３としてＡｌ電極を使用し、これをドレイン電極８に接続するときには、共通電極１１の電位を、対向電位Ｋ５から第２直流電圧成分ΔＶ２＝約８００ｍＶを、正の電位方向に予めシフトさせた補正対向電位Ｋ６に設定しておく。
【００７４】
また、図７に示すように画素電極３としてＩＴＯ電極を使用し、これをドレイン電極８に接続するときには、共通電極１１の電位を、対向電位から第２直流電圧成分ΔＶ２＝約８００ｍＶを、負の電位方向にシフトさせた補正電位Ｋ７に設定しておく。
【００７５】
このように、共通電極１１の電位を補正電位Ｋ６またはＫ７に予め設定しておくことによって、上述の設定システムを使用して、共通電極１１の電位を正確に調整する場合には、電位の微調整だけで済み、短時間で調整することができる。さらに、調整時に液晶層２３に第２直流電圧成分ΔＶ２が作用するような悪影響を及ぼすことがなくなり、良好な信頼性を得ることができる。
【００７６】
なお本実施の形態では、反射電極の材料にＡｌ（アルミニウム）を用いた場合について記載したが、反射電極が、たとえば銀、銅、ニッケル、クロム等の他の種類であっても、透明電極と異種の電極材料から形成されている場合には、上述のようにして、共通電極１１の電位を補正電位に予め設定しておくことことによって、良好な信頼性を得ることができる。
【００７７】
（実施例２）
上述の実施例１では、画素電極３と対向電極１０とを、異種材料を用いることによって発生する第２直流電圧成分ΔＶ２を補正した場合について説明した。しかしながら、共通電極１１の補正電位と対向電位とのずれ、すなわち第２直流電圧成分ΔＶ２は、電極材料が異なることのみによって発生するだけではない。表１に示す第２透過型液晶表示装置のように、画素電極３の材料と対向電極１０の材料とが同一の場合でも、アクティブマトリクス基板２１側の第１配向膜の材料と対向基板２２側の第２配向膜の材料とが異なる場合でも第２直流電圧成分ΔＶ２が発生し、これが液晶層２３に作用する。第２透過型液晶表示装置のように、第１配向膜に可溶性ポリイミドＡを用い、第２配向膜に可溶性ポリイミドＢを用いた場合では、対向電位よりも、補正電位は約５００ｍＶずれている。
【００７８】
また同一配向膜であっても、垂直配向膜に紫外線照射などを部分的に照射して、その部分の配向状態が平行配向になる配向膜を用いても同様のずれが発生する。これは垂直配向膜に紫外線を照射することで元の配向膜と違う配向膜の構成状態になるため、同様のずれが発生する。
【００７９】
したがって、本実施の形態の液晶表示装置の駆動方法で駆動する透過型の液晶表示装置では、共通電極１１の電位を、式（１）で算出した第１直流電圧成分ΔＶ１を補正した対向電位よりも、さらに第２直流電圧成分ΔＶ２を補正した補正電位に予め定しておく。つまり共通電極１１の電位を、対向電位Ｋ５から正の電位方向（図６の上方）にシフトさせた補正電位Ｋ６に予め設定しておく。これによって上述の設定システムを使用して、共通電極１１の電位を正確に調整する場合には、電位の微調整だけで済み、短時間で調整することができる。さらに、調整時に液晶層２３に第２直流電圧成分ΔＶ２が作用するような悪影響を及ぼすことがなくなり、良好な信頼性を得ることができる。
【００８０】
（実施例３）
上述の実施例２では、アクティブマトリクス基板２１側の第１配向膜と対向基板２２側の第２配向膜とが、異種の配向膜で形成されていることによって発生する変動電圧を補正する場合について説明した。
【００８１】
しかしながら、第１配向膜と第２配向膜とが同一材料の場合であっても、表１に示す第３透過型液晶表示装置のように、第１配向膜の膜厚と第２配向膜の膜厚とが異なることによっても、式（１）から算出される第１直流電圧成分ΔＶ１のみを補正した対向電位よりも、補正電位にはずれが発生する。
【００８２】
つまり表１に示すように、第１配向膜の膜厚さを約４００Åに形成し、第２配向膜の膜厚さを約８００Åに形成した第２透過型液晶表示装置の補正電位を測定すると、第１直流電圧成分ΔＶ１を補正した対向電位よりも、約１００ｍＶのずれが発生している。つまり、液晶層２３には第２直流電圧成分ΔＶ２が作用する。
【００８３】
したがって、本実施形態の液晶表示装置の駆動方法で駆動する透過型の液晶表示装置では、共通電極１１の電位を、式１で算出した第１直流電圧成分ΔＶ１を補正した対向電位Ｋ５よりも、さらに第２直流電圧成分ΔＶ２＝１００ｍＶを、正の電位方向にシフトさせた補正電位Ｋ６に予め設定しておく。共通電極１１の電位を補正電位に予め設定しておくことによって、上述の設定システムを使用して、共通電極１１の電位を正確に調整する場合には、電位の微調整だけで済み、短時間で調整することができる。さらに調整時に、液晶層２３に第２直流電圧成分ΔＶ２が作用するような悪影響を及ぼすことがなくなり、良好な信頼性を得ることができる。
【００８４】
（実施例４）
図９は、液晶表示装置の概略図および電圧波形を示す図である。図９（ａ）に示すようにＴＦＴが形成されたアクティブマトリクス基板２１と対向基板２２との間には、交流電源Ａによって電圧が印加される。アクティブマトリクス基板２１にＡｌからなる反射電極を形成し、対向基板２２にＩＴＯからなる透明電極を形成した場合、Ａｌ電極のほうがＩＴＯ電極に比べて電位が高くなる。その電位差を補正するために対向基板側で調整を行う。調整方法としては、オフセット調節器２４を用いて図９（ｂ）に示すように対向基板側の電圧をアクティブマトリックス基板側の電圧より正の電位方向にシフトさせる。また、アクティブマトリックス基板２１にＩＴＯ電極を形成し、対向基板２２にＡｌ電極を形成した場合は、図９（ｃ）に示すように対向基板側の電圧をアクティブマトリックス基板側の電圧より負の電位方向にシフトさせる。
【００８５】
上述のようにアクティブマトリックス基板２１にＡｌ電極、対向基板２２にＩＴＯ電極を用いることにより、寄生容量Ｃｄｇに起因する電圧変動を打ち消すことができる。これは、電極材料の仕事関数によるもので、アクティブマトリックス基板２１に形成する電極材料の仕事関数φ１を対向基板２２に形成する電極材料の仕事関数φ２より小さくすることで実現可能である。図１０は、電圧波形の変化を示す図である。従来では、図１０（ａ）が示すように補正電圧が大きかったために対向電極側の交流波形を発生させるにはマイナス電源が必要であったが、図１０（ｂ）に示すように仕事関数を考慮することで補正電圧を小さくすることができ、マイナス電源などの余分な電源を不要とすることができる。これによって、消費電力を低減することができる。
【００８６】
さらに詳細について説明する。実際に反射型ＴＦＴ液晶表示装置を作成して検討を行った。アクティブマトリックス基板の電極材料にはＡｌ、対向基板の電極材料にはＩＴＯを用いた。ゲートオン電圧を＋１５Ｖ、ゲートオフ電圧を−１０Ｖとした場合、寄生容量Ｃｇｄによる変動電圧は０．７Ｖであり、ＡｌとＩＴＯの仕事関数の差に基づく電圧は０．６Ｖであった。また、黒表示時の液晶印加電圧は４．５Ｖ、対向基板側の共通電極信号は０〜５Ｖの矩形波を与えた。
【００８７】
Ｃｇｄによる変動電圧と、ＡｌとＩＴＯの仕事関数に基づく電圧とから０．１Ｖの補正が必要である。このときソース信号のＨｉ側の電圧値は４．６Ｖとなり、５Ｖ電源を用いることで十分に駆動させることが可能であった。これによって、電源の数を削減し、消費電力を低減することができた。
【００８８】
逆に、アクティブマトリックス基板の電極材料にＩＴＯ、対向基板の電極材料にＡｌを用いた場合は１．３Ｖの補正が必要となり、このときのソース信号のＨｉ側の電圧値は、５．８Ｖとなる。これでは、５Ｖの電源だけでは駆動させることができなかった。また、補正電圧を限りなく小さくすることができるので、電源電圧を補正するための電源も不要となる。
【００８９】
なお、上記では表示装置として液晶表示装置について説明を行っているが、これに限らず、ＥＣＤ（Electro Chromic Display）、ＥＰＤ（Electro Phoretic Display）、トナーディスプレイなどであってもよい。
【００９０】
ＥＣＤは、２枚の対向した透明な（マイクロカラーフィルタを配置してもよい）ガラス基板上に少なくとも一方が透明な電極を形成し、基板間にたとえばＬｉＢＦ４をアセトニトリルに溶かした電解質溶剤を配置するとともに、一方の電極上にたとえばポリチオフェンなどの導電性高分子を配置した構成である。上記電極間に電圧を印加すると、導電性高分子であるポリチオフェンはドーピングに伴って絶縁体−金属転移を示し赤色から青色に変化する。上記反応は可逆反応であるので、脱ドーピングによって青色から赤色に変化する。表示色は、使用する導電性高分子材料に依存し、ポリピロールでは黄色−青色、ポリ（ｏ−トリメチルシリルフェニルアセチレン）では赤色−無色に変化する。したがって、ＥＣＤにおいては、表示媒体層には表示媒体として電解質溶剤と導電性高分子とを含み、表示状態は電極間の電圧成分に基づく導電性高分子の絶縁体−金属転移反応によって変化する。
【００９１】
ＥＰＤは、２枚の対向した透明な（マイクロカラーフィルタを配置してもよい）ガラス基板上に少なくとも一方が透明な電極を形成し、基板間に直径約５０μｍのマイクロカプセルを配置した構成である。マイクロカプセルには、分散液（黒色が望ましい）と酸化チタン粉末（白色）が充填されている。上記電極間に電圧を印加すると、マイクロカプセル中の酸化チタンが極性に応じて電極間を泳動する。酸化チタンが表示パネルの表面側に移動した場合は明状態となり、酸化チタンが裏面側に移動した場合は、暗状態となる。したがって、ＥＰＤにおいては、表示媒体層には表示媒体として分散液および酸化チタン粉末を充填したマイクロカプセルを含み、表示状態は電極間の電圧成分に基づく酸化チタン粉末を充填したマイクロカプセルの移動によって変化する。
【００９２】
トナーディスプレイは、２枚の対向した透明な（マイクロカラーフィルタを配置してもよい）ガラス基板上に少なくとも一方が透明な電極を形成し、基板間に黒色粒子（トナー）と白色粒子とを配置した構成である。上記電極間に電圧を印加すると、プラスに帯電したトナーが電極間を移動する。また、白色粒子をトナーとは逆電位に帯電させてもよい。トナーが表示パネルの表面側に移動した場合（白色粒子は裏面側に移動する）は暗状態となり、トナーが裏面側に移動した場合（白色粒子は表面側に移動する）は明状態となる。したがって、表示媒体層には表示媒体としてトナーと白色粒子とを含み、表示状態は電極間の電圧成分に基づくトナーの移動によって変化する。
【００９４】
【発明の効果】
本発明によれば、各基板の特性の差によって発生する第２直流電圧成分ΔＶ２と、寄生容量に起因する変動電圧によって発生する第１直流電圧成分ΔＶ１とを予め補正しているので、表示媒体層に作用する直流電圧成分を可及的に小さくすることができ、焼き付き残像などの不具合がほとんど発生しなくなり表示品位が向上し、表示装置の信頼性が向上する。
【００９５】
また本発明によれば、電極材料の仕事関数に起因する直流電圧成分を小さくすることができる。
【０１００】
また本発明によれば、画素電極として反射電極を使用した場合には、正電圧の第２直流電圧成分ΔＶ２が発生するので、共通電極の電位を対向電位から正の電位方向にシフトさせた補正電位に設定しておく。これによって、液晶層に作用する直流電圧成分が可及的に小さくなり、表示品位が向上する。
【０１０１】
また本発明によれば、画素電極として透明電極を使用した場合には、負電圧の第２直流電圧成分ΔＶ２が発生するので、共通電極の電位を対向電位から負の電位方向にシフトさせた補正電位に設定しておく。これによって、液晶層に作用する直流電圧成分が可及的に小さくなり、表示品位が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＴＦＴ液晶表示装置１の一画素部分を示す斜視図である。
【図２】ＴＦＴ液晶表示装置１の一画素部分の平面図である。
【図３】ＴＦＴ液晶表示装置１の回路図である。
【図４】画素電極３として反射電極を使用し、これをドレイン電極８に接続し、対向電極１０として透明電極を使用し、これを共通電極１１に接続した液晶表示装置１の簡略図である。
【図５】画素電極３として透明電極を使用し、これをドレイン電極８に接続し、対向電極１０として反射電極を使用し、これを共通電極１１に接続した液晶表示装置１の簡略図である。
【図６】画素電極３として反射電極を使用し、これをドレイン電極８に接続し、対向電極１０として透明電極を使用し、これを共通電極１１に接続したＴＦＴ液晶表示装置１の駆動方法を示す電圧波形のタイミングチャートである。
【図７】画素電極３として透明電極を使用し、これをドレイン電極８に接続し、対向電極１０として反射電極を使用し、これを共通電極１１に接続した液晶表示装置１の駆動方法を示す電圧波形のタイミングチャートである。
【図８】共通電極１１の電位を補正電位に設定する設定システムを示す図である。
【図９】液晶表示装置の概略図および電圧波形を示す図である。
【図１０】電圧波形の変化を示す図である。
【図１１】先行技術のＴＦＴ液晶表示装置の駆動方法を示す電圧波形のタイミングチャートである。
【図１２】電源部の回路構成を示す図である。
【図１３】出力信号Ｖｏｕｔの波形を示す図である。
【符号の説明】
１  ＴＦＴ液晶表示装置
２  ＴＦＴ
３  画素電極
４  ゲートバスライン
５  ソースバスライン
６  ソース電極
７  ゲート電極
８  ドレイン電極
９  寄生容量
１０  対向電極
１１  共通電極
１２  液晶容量
１３  保持容量
１５  輝度変化観察機
１６  電流電圧変換機
１７  輝度変化検出機
２１  アクティブマトリクス基板
２２  対向基板
２３  液晶層
２４  オフセット調節器
【図１】
0003771157.tif 000004
【図２】
0003771157.tif 000005
【図３】
0003771157.tif 000006
【図４】
0003771157.tif 000007
【図５】
0003771157.tif 000008
【図６】
0003771157.tif 000009
【図７】
0003771157.tif 000010
【図８】
0003771157.tif 000011
【図９】
0003771157.tif 000012
【図１０】
0003771157.tif 000013
【図１１】
0003771157.tif 000014
【図１２】
0003771157.tif 000015
【図１３】
0003771157.tif 000016