JP2001166331A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- G02F1/1393—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
Abstract
輝度を得ることができて、動画の表示性能が優れた液晶
表示装置を提供する。 【解決手段】 画素容量に付加する蓄積容量Cs0(=C
s +Csadd)を、走査期間の終了時の前記画素電極の電
圧V1 における透過率T1 と、保持期間終了時の前記画
素電極の電圧V2 における透過率T2 とが実質的に等し
くなるように設定する。例えば、ノーマリーブラック型
の液晶表示装置の場合、白データ電圧をVdW、白表示時
の液晶容量をClcW 、黒表示時の液晶容量をClcB とし
たときに、ΔVs =VdW・((ClcW −ClcB )/(C
lcW +Cs0))で表される画素電圧変動量ΔVs だけ変
化した画素電圧に対する透過率と、前記白データ電圧V
dWに対する透過率との差が、前記白データ電圧VdWに対
する透過率の13%より小さくなるように、前記蓄積容
量の容量値Cs0を設定する。
Description
クス型液晶表示装置に関し、特に動画の表示に好適な液
晶表示装置に関する。
は、非選択時にオフ状態となって信号を遮断するスイッ
チ素子を各画素に設けることによってクロストークを防
止するものであり、単純マトリクス方式の液晶表示装置
に比べて優れた表示特性を示す。特に、スイッチ素子と
してTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジス
タ)を使用した液晶表示装置は、TFTの駆動能力が高
いので、CRT(Cathode-Ray Tube)に匹敵するほど優
れた表示特性を示す。このため、近年、アクティブマト
リクス型液晶表示装置は、パーソナルコンピュータやそ
の他のOA(office automation )機器に広く使用され
るようになった。
ィアの普及により動画を表示することが多くなった。ま
た、液晶表示装置をテレビ受像機に使用する場合も、高
品位な動画表示性能が要求される。このため、液晶表示
装置には、応答速度のより一層の高速化が要求されてい
る。一般的に、液晶表示装置は2枚の透明基板の間に液
晶を封入した構造を有している。それらの透明基板の相
互に対向する2つの面(対向面)のうち、一方の面側に
は対向電極、カラーフィルタ及び配向膜等が形成され、
また他方の面側にはTFT、画素電極及び配向膜等が形
成されている。更に、各透明基板の対向面と反対側の面
には、それぞれ偏光板が貼り付けられている。これらの
2枚の偏光板は、例えば偏光板の偏光軸が互いに直交す
るように配置され、これによれば、電界をかけない状態
では光を透過し、電界を印加した状態では遮光するモー
ド、すなわちノーマリーホワイトモードとなる。また、
2枚の偏光板の偏光軸が平行な場合には、ノーマリーブ
ラックモードとなる。以下、TFT及び画素電極等が形
成された基板をTFT基板、対向電極及びカラーフィル
タ等が形成された基板を対向基板という。
tical Alignment )方式の液晶表示装置の一つの画素を
示すTFT基板の平面図である。なお、MVA方式の液
晶表示装置については、例えば本願出願人による特許第
2947350号公報に詳細に記載されている。液晶表
示装置の表示部には複数本のゲートバスライン611が
相互に平行に形成されている。また、液晶表示装置の表
示部には複数本のデータバスライン661が、ゲートバ
スライン611に直交するように形成されている。これ
らのゲートバスライン611及びデータバスライン66
1により区画された矩形の領域がそれぞれ画素領域とな
っている。更に、各ゲートバスライン611の間には、
ゲートバスライン611と平行に蓄積容量バスライン6
12が形成されている。
69が形成されている。画素電極68はITO(indium
-tin oxide:インジウム酸化スズ)等の透明導電体材料
により形成されており、この例では、画素電極68に、
斜め方向に配列した複数の溝68aが設けられている。
この溝68aと、対向基板側に設けられた突起とによ
り、いわゆる配向分割(マルチドメイン)が達成され
る。
69の活性層となるシリコン膜(図示せず)が選択的に
形成されており、ゲートバスライン611のうちシリコ
ン膜の下方の部分がTFT69のゲート電極となってい
る。また、シリコン膜の両端側には、ソース電極663
及びドレイン電極662がそれぞれ形成されている。ソ
ース電極663は画素電極68に電気的に接続し、ドレ
イン電極662はデータバスライン661に電気的に接
続している。
て、ゲートバスライン611に走査パルスを供給すると
TFT69がオンになり、データバスライン661に供
給された表示データ信号が画素電極68に書き込まれ
る。これにより、画素電極68と対向電極との間の液晶
分子の向きが電界の方向に応じた方向に変わり、光の透
過率が変化する。画素毎に光の透過率を制御することに
より、液晶表示装置に所望の画像を表示することができ
る。
画素電極68と、それらの間の絶縁膜とにより蓄積容量
が構成される。この蓄積容量は、画像の残存現象(いわ
ゆる焼き付き)を緩和するなどの目的で、液晶に加わる
直流電流を一定レベルよりも小さくするように設定され
る。具体的には、TFT69のゲート電極と画素電極6
8との間の寄生容量や、液晶の誘電率等の値からフィー
ドスルー電圧の大きさを求め、その値から焼き付きなど
の不具合が発生しないような大きさに設定される。
の設計基準について説明する。従来、蓄積容量の容量値
は、下記式(1)のΔVc の値が0.5V以下になるよ
うに設定している。 ΔVc =|ΔVsB−ΔVsW| …(1) 但し、ΔVsB及びΔVsWは、下記式(2)、(3)によ
り与えられる。
状態でのゲートバスラインと画素電極との間の容量、C
s は蓄積容量、ClcB は黒表示時の液晶容量、ClcW は
白表示時の液晶容量である。
ピクセル)の15型液晶表示装置の場合、ΔVc =0.
48Vとし、ΔVgは26.5V、Cgsは33fF、C
lcBは180fF、ClcW は270fFとして蓄積容量
Cs の容量値を決めると、約150fFとなる。なお、
上記式(2),(3)に示すΔVsB、ΔVsWは、それぞ
れ白表示、黒表示でのゲート波形立ち上がり時の画素電
圧変動量で、フィードスルー電圧と呼ばれている。ま
た、Cgsの値は電圧依存性を持つため、フィードスルー
電圧を正確に計算することは難しいが、Cgsの値はTF
Tが導通状態の値で近似している。従って、実際にフィ
ードスルー電圧を測定すると、計算値と異なる可能性が
ある。しかし、経験的に上記の式を満たすように蓄積容
量Cs の値を決めることにより、焼き付き等の不具合を
防止することができる。
量バスライン612と、画素電極68と、それらの間の
絶縁膜とにより構成されている場合について説明した
が、蓄積容量の構成は従来から種々提案されている。例
えば、特開平6−160896号公報には蓄積容量バス
ラインの上方に電極を形成したものが提案されており、
特開平7−230103号公報には蓄積容量電極を基板
に対し垂直に形成したものが提案されており、特開平9
−26564号公報にはカラーフィルタの色に応じて蓄
積容量を異なる値とすることが提案されている。
液晶表示装置では動画の表示性能が十分ではない。以下
に、その理由を説明する。一般的に、液晶を利用した表
示装置では、液晶の誘電率の電圧応答時間が画素の走査
期間よりも長いため、画素の充電又は放電が完了した後
に液晶の容量が変動する。これにより、画素電極電圧も
変動して、1回の走査では表示データ信号に応じた所定
の輝度を得ることができない。
信号に応じた所定の輝度を得ることができ、動画の表示
性能が優れた液晶表示装置を提供することである。
極により構成される画素容量と、該画素容量に付加され
る蓄積容量とを有する液晶表示装置において、走査期間
の終了時の前記画素電極の電圧V1 における透過率T1
と、保持期間終了時の前記画素電極の電圧V2における
透過率T2 とが実質的に等しくなるように、前記蓄積容
量の容量値を設定したことを特徴とする液晶表示装置に
より解決する。
装置の場合は、白データ電圧をVdW、白表示時の液晶容
量をClcW 、黒表示時の液晶容量をClcB としたとき
に、下記式(4)で表される画素電圧変動量ΔVs だけ
変化した画素電圧に対する透過率と、前記白データ電圧
VdWに対する透過率との差が、前記白データ電圧VdWに
対する透過率の13%より小さくなるように、前記蓄積
容量の容量値Cs0を設定する。
データ電圧VdWの絶対値の20%以下になるように、蓄
積容量の容量値Cs0を設定してもよい。ノーマリーホワ
イト型の液晶表示装置の場合は、下記式(5)で表され
る画素電圧変動量ΔVs だけ変化した画素電圧に対する
透過率と、前記黒データ電圧VdBに対する透過率との差
が、前記黒データ電圧VdBに対する透過率の13%より
小さくなるように、前記蓄積容量の容量値Cs0を設定す
る。
データ電圧VdBの絶対値の20%以下になるように、蓄
積容量の容量値Cs0を設定してもよい。
説明する。図2は、液晶表示装置の一つの画素の等価回
路を示す図である。液晶表示装置の画素は、画素容量C
lcと、TFT11と、蓄積容量Cs とにより表される。
画素容量Clcは、画素電極、対向電極及びそれらの間に
存在する液晶とにより構成される。TFT11のゲート
はゲートバスライン12に接続され、ドレインはデータ
バスライン13に接続され、ソースは画素容量Clc 及び
蓄積容量Cs に接続されている。ゲートバスライン12
には所定のタイミングで走査パルスが供給され、その走
査パルスによりTFT11はオンになって、データバス
ライン13から画素容量Clc及び蓄積容量Cs に表示デ
ータ電圧Vdが書き込まれる。
もいう)は、表示画面の解像度と画面書き換え周波数と
によって決まる。例えばXGA(1024×768ピク
セル)の液晶表示装置で画面書き換え周波数が60Hz
であるとすると、走査期間は20μsec 程度になる。T
FT11のサイズは画素容量Clc及び蓄積容量Cs を考
慮して十分大きく設定されているので、走査期間の終了
時には、画素電圧は表示データ電圧Vdと等しくなる。
msec のオーダーであり、走査期間に比べて十分に長い
ので、走査期間中の誘電率は一定の値、すなわち前回の
表示データの書込みによる画素電圧に対応した値となっ
ている。そして、表示データの書込みが完了した後、保
持期間(TFT11がオフの期間)の間に、液晶の誘電
率は書き換えられた画素電圧に応じた値に向って変動す
る。この液晶の誘電率の変動は、画素電圧の変動を引き
起こす。
(輝度測定器の出力)をとって、15型のMVA方式液
晶表示装置(XGA)の輝度変化を測定した結果を示す
図である。この図3に示すように、従来の液晶表示装置
では書き込み開始からの輝度の変化が鈍く、1回のデー
タ書込みでは保持期間(16.7msec )の間に所定の
輝度に到達していない。つまり、液晶表示装置の見かけ
の応答速度は、画面書き換え時間より長く、すなわち画
面書き換え周波数が60Hzの場合は20msec程度に
なっている。実際の液晶の光学的応答速度は、液晶の誘
電率の応答速度と同程度であるが、見かけの応答速度が
実際の液晶の輝度応答速度よりも長くなってしまう。
2の等価回路で表される画素において、黒表示から白表
示に切り替えた場合の正極走査時の電極電圧波形を示す
図である。ここでは、説明を簡単にするために、表示デ
ータ信号の中心電圧を0Vとし、TFT11のゲート電
極と画素電極との間の寄生容量による電圧変動、いわゆ
るフィードスルー電圧や、保持期間中のリーク電流によ
る画素電圧変動などは無視するものとする。また、白表
示データ信号の片振幅VdWは5.5V(データ電圧振幅
は11.0V)、黒表示データ信号の片振幅VdBは1.
8V(データ電圧振幅は3.6V)、コモン電圧は0V
とする。
レベルになると、TFT11は導通状態になる。そし
て、データバスライン13に供給された表示データ信号
が画素容量Clc及び蓄積容量Cs に供給され、画素容量
Clc及び蓄積容量Cs が充電される。これにより、画素
電極の電圧Vs は負極黒表示画素電圧−VdBから上昇
し、走査期間の間に白表示データ電圧+VdWに到達す
る。
(2V→5Vのとき)であるから、走査期間の20μse
c に比べて十分長く、走査期間の間の液晶誘電率は一定
であり、印加電圧VdBに対応した誘電率と考えてよい。
例えば、印加電圧1.8Vのときの比誘電率εBは4.
0である。走査期間にVdWの電圧が液晶に印加される
が、保持期間は液晶誘電率の応答時間よりも長いので、
保持期間の終了時には液晶の誘電率はVdWで決まる値ε
Wになる。
誘電率をとって、液晶の比誘電率の電圧依存性を示す図
である。この図5から、印加電圧が5.5Vのときの誘
電率εWは6.1である。この誘電率の変動による画素
電圧の変動量ΔVs は、下記式(6)で与えられる。 ΔVs =VdW・((ClcW −ClcB )/(ClcW +Cs )) …(6) ここで、ClcW は白表示電圧を印加したときの液晶容
量、ClcB は黒表示電圧を印加したときの液晶容量であ
る。また、Cs は蓄積容量である。
示装置(XGA)の場合、εW=6.1、εB=4.0
で、セル厚が4μmのとき、ClcW =270fF、Clc
B =180fF、Cs =150fFである。一般に、蓄
積容量Cs の容量値は、画像の残存現象(いわゆる焼き
付き)を緩和するなどの目的で液晶に加わる直流電流を
一定レベルより小さくするように設定されている。その
ような観点から見たときには、蓄積容量Cs の値は前述
の値(150fF)で十分である。以上のパラメータを
上記の式(6)に代入すると、画素電圧の変動量ΔVs
は1.18Vになる。
の透過率をとって、MVA方式の液晶表示装置(ノーマ
リーブラック)の透過率−電圧特性を示す図である。こ
の図6より、液晶に印加される電圧が5.5Vのときの
透過率は4.60%である。上述したように、保持期間
終了時には画素電位は4.32Vになっている。このと
きの透過率は、図6から3.87%であり、5.5V印
加時の透過率の84%である。逆にいえば、計算上の画
素電圧変動後の透過率と所定のデータ電圧での透過率と
の差が16%以上である場合には、実際のパネルで見か
けの応答速度の増加が起きるということができる。
表示装置の一つの画素の等価回路を示している。図7に
おいて、図2と同一物には同一符号を付している。図7
において、Csaddは蓄積容量Cs に対して並列に付加さ
れた容量(以下、付加容量という)である。また、蓄積
容量Cs は焼き付きを緩和するなどの目的で設定された
容量であり、その容量値は前述したように、TFTのゲ
ートと画素電極との間の寄生容量及び液晶の誘電率に応
じて決められる。この付加容量Csaddがある場合の液晶
誘電率変動に起因する画素電圧の変動量ΔVs ’は、下
記式(7)のようになる。
素電圧の変動量ΔVs’は小さくなることがわかる。図
8は、横軸に時間をとり、縦軸に輝度(輝度測定器の出
力)をとって、Csadd=Cs (=150fF)としたと
きの実際の15型のMVA方式液晶表示装置(XGA)
の輝度変化を測定した結果を示す図である。この場合、
書込み開始からの輝度の変化の傾きが図3の場合よりも
大きく、1回の走査で所定の輝度に達していることがわ
かる。輝度変化の傾きが大きいのは、画素電圧の変動量
ΔVs’が付加容量Csaddがない場合の変動量ΔVs よ
りも小さいことに対応している。
さにすると、ΔVs ’は約0.87Vになる。従って、
保持期間終了時における画素電圧は4.63Vとなり、
このときの透過率は、図6から4.15%であることが
わかる。これは、白表示データ電圧5.5Vを印加した
ときの透過率4.3%の90%に等しく、このことか
ら、少なくとも計算上の画素電圧変動後の透過率が所定
の表示データ電圧での透過率の90%であれば、実際の
パネルで見かけの応答速度の増加が起きないことがわか
る。
基準で設定した蓄積容量Cs に対して更に付加容量Csa
ddを並列に付け加えることで、表示データ書込み後の液
晶誘電率変動に起因する画素電圧変動による見かけの液
晶の光学的応答速度の増大を抑えることができる。これ
により、液晶表示装置の動画表示性能が向上する。ここ
では、付加容量Csaddが蓄積容量Cs と同じ大きさのと
きを例にとって説明したが、実際には画素電圧が少なく
ともΔVs ’だけ変動した後の透過率が、白データ電圧
VdWを印加したときの透過率の90%以上になっていれ
ばよい。また、前述したように、白データ電圧VdWを印
加したときの透過率の84%では応答速度が増加する。
応答速度の増加が起き始めるのはこれらのちょうど中間
の透過率のときであると考えられるので、本願発明では
白データ電圧VdWのときの透過率の87%以上となるよ
うに、蓄積容量Cs0(但し、Cs0=Cs +Csadd)の値
を決定するものとする。すなわち、画素電圧がΔVs ’
だけ変動したときの透過率と、変動前の透過率との差
が、変動前の透過率の13%よりも小さくなるように、
蓄積容量Cs0を設定する。
る液晶の透過率−電圧特性や、使用するデータ電圧によ
って変わってくるので、特定の値を示すことは難しい。
しかし、下記式(8)のようにして、一般的に表現する
ことができる。 Tr(VdW−ΔVs ’)≧Tr(VdW)・0.87 …(8) ここで、Tr(V)は印加電圧がVのときの液晶の透過
率を示す。使用する液晶の透過率−電圧特性さえわかっ
ていれば、式(7)と式(8)とによって必要な付加容
量Csaddの容量値を求めることが可能である。
る。図6に示した透過率−電圧特性は液晶毎に絶対値は
異なるが形状は相似であることが多い。そのような液晶
に対しては、最終的な透過率ではなくて画素電圧を用い
て表現することもできる。つまり、画素電極の変動量Δ
Vs ’と白データ電圧VdWとの比を使って、式(3)と
同じことを表現できる。
圧5.5Vのときの透過率の87%である4.0%にな
る電圧は4.4Vである。従って、ΔVs ’=1.1V
でVdWの20%であるから、下記式(9)で示すように
表現することができる。 ΔVs ’≦VdW・0.20 …(9) すなわち、画素電圧変動量ΔVs ’が、変動前の画素電
圧の20%以下となるように、蓄積容量Cs0を設定す
る。
積容量Cs と区別するために独立な容量として表現した
が、実際には蓄積容量を構成している蓄積容量電極を大
きくしたり、蓄積容量を構成している誘電体層の厚さを
薄くしたり、蓄積容量の構造を変えたりして、蓄積容量
Cs0の容量値をCs +Csaddとすることで実現してもよ
い。ここで、Cs は従来の設計基準による蓄積容量Cs
の設計値である。
素電極と蓄積容量バスラインとの間に挿入されている
が、画素電極と固定電位との間に挿入されていれば、同
様の作用をするので、例えば隣接する画素のゲートバス
ラインやデータバスラインと画素電極を空間的に重畳さ
せる等の方法によって付加させてもよい。以上の説明で
はMVA方式の液晶表示装置の測定結果を用いて説明し
たが、TN(Twisted Nematic )方式やIPS(In-Pla
ne Switching)方式の液晶表示装置においても、本発明
を適用することができる。更に、上記の説明ではノーマ
リーブラック型液晶表示装置について説明したが、本発
明はノーマリーホワイト型液晶表示装置に適用すること
もできる。但し、ノーマリーホワイト方式場合は、白表
示と黒表示との関係が逆になる。
の図面を参照して説明する。 (第1の実施の形態)図9は本発明の第1の実施の形態
の液晶表示装置のブロック図、図10は同じくその液晶
表示装置の液晶パネル内の一つの画素を示す平面図であ
る。なお、本実施の形態は、MVA方式の液晶表示装置
に本発明を適用した例である。
タイミング発生回路22により構成されている。データ
処理回路21は、パーソナルコンピュータ等から表示デ
ータRGBを入力し、所定のタイミングで表示データ信
号DATAを出力する。タイミング発生回路22は、水平同
期信号H-sync 及び垂直同期信号V-sync を入力し、1
垂直同期期間の始まりを示すゲートスタート信号GSI 、
水平同期信号H-syncに同期したゲートクロックGCLK、
1水平同期期間の始まりを示すデータスタート信号DSI
、表示データ信号DATAの転送タイミングを示すデータ
クロックDCLKなどの信号を生成して出力する。
ライバ32及びゲートドライバ33により構成されてい
る。この例では、表示部31に、水平方向に3072
(1024×3(RGB))個、垂直方向に768個の
画素が並んでいる。図7に示すように、各画素には、そ
れぞれTFT11と、蓄積容量Cs 及び付加容量Csadd
が設けられている。
072本のデータバスライン462と、水平方向に延び
る768本のゲートバスライン411が形成されてい
る。図10に示すように、TFT11のソース電極46
3は画素電極48に接続され、ドレイン電極462はデ
ータバスライン461に接続されている。また、ゲート
バスライン411のうち、ソース電極463とドレイン
電極462との間の部分がTFT11のゲート電極とな
っている。また、ゲートバスライン411と平行に蓄積
容量バスライン412が形成されており、その蓄積容量
バスライン412の上方には、各画素毎に蓄積容量電極
464が形成されている。なお、蓄積容量バスライン4
12は一定の電位に保持されるようになっている。
数の溝48aが設けられており、これらの溝48aと対
向基板側に設けられた突起(図示せず)とにより、配向
分割(マルチドメイン)が達成される。なお、配向分割
の詳細については、特許第2947350号公報に記載
されている。データドライバ32はデータバスライン4
61に所定のタイミングで表示データDATAを供給する。
また、ゲートドライバ33は1垂直同期期間の周期で各
ゲートバスライン411に順番に走査パルスを供給す
る。
面図、図11(b)は図10のB−B線による断面図で
ある。なお、この例では、MVA方式15型液晶表示装
置(XGA)の一例で、5枚マスク工程による逆スタガ
ー型TFTを有する液晶表示装置の例を示している。ガ
ラス基板40上には、第1配線層として、ゲートバスラ
イン411及び蓄積容量バスライン412が形成されて
いる。これらの第1配線層の上には、SiNからなる絶
縁膜(ゲート絶縁膜)42が形成されている。TFT形
成部(図11(a))では、絶縁膜42の上に、TFT
11の活性層となるシリコン膜(アモルファスシリコン
膜)43が形成されており、そのシリコン膜43の上
に、SiNからなるエッチングストッパ膜44、n型不
純物を高濃度に導入したシリコン(アモルファスシリコ
ン)膜45、金属膜からなるソース電極463及びドレ
イン電極462が形成されている。また、絶縁膜42の
上にはデータバスライン461も形成されており、デー
タバスライン461とドレイン電極462とは電気的に
接続されている。
積容量バスライン412の上方の絶縁膜42の上に金属
からなる蓄積容量電極464が形成されている。蓄積容
量電極464、ソース電極463、ドレイン電極462
及びドレインバスライン461はいずれも第2配線層に
属し、これらは同じ金属膜をエッチングすることにより
同時に形成される。第2配線層を覆うようにして、Si
Nからなる絶縁膜(最終保護膜)47が形成されてい
る。そして、この絶縁膜47の上には、ITOからなる
画素電極48が形成されている。画素電極48は、絶縁
膜47に設けられたコンタクト孔を介して蓄積容量電極
464に電気的に接続されている。
の上側には、ポリイミド等からなる配向膜(図示せず)
が形成されている。本実施の形態において、蓄積容量バ
スライン412の幅は約20μm、蓄積容量電極464
の幅は約24μm、絶縁膜42の厚さは約3500Å、
絶縁膜47の厚さは約3300Åである。蓄積容量Cs0
は、蓄積容量バスライン412と、画素電極48と、蓄
積容量電極464と、それらの間の絶縁膜47とにより
構成され、容量値は約300fFである。
蓄積容量Cs を、蓄積容量バスライン612と、画素電
極68と、それらの間の絶縁膜とにより構成していた。
蓄積容量バスライン612と画素電極68との間に2層
の絶縁膜(本実施の形態の絶縁膜42,47に対応す
る)があるとすると、蓄積容量を構成する電極間の絶縁
膜(誘電体膜)の厚さが約2倍であるので、蓄積容量C
s の容量値は約150fFとなる。すなわち、本実施の
形態では、従来の設計基準による設計される蓄積容量C
s に、蓄積容量Cs と同じ値の付加容量Csaddを付加し
たこととなる。
測定した結果を示す図、図13は本実施の形態の液晶表
示装置の応答時間を測定した結果を示す図である。図1
3に示すように、本実施の形態では1度の走査で白デー
タ電圧を印加したときの透過率とほぼ同じ値になって応
答が完了している。蓄積容量Cs が150fFの場合
(従来)は、図12に示すように、見かけ上の輝度応答
時間20msec であるのに対し、本実施の形態では、図
13に示すように、見かけの輝度応答時間が約12mse
c に短縮されている。
による画素電圧変動量ΔVs は、下記(10)式により
求めることができる。 ΔVs =VdW・((ClcW −ClcB )/(ClcW +Cs0)) …(10) ここで、VdW=5.5V、ClcW =270fF、ClcB
=180fF、Cs0=300fFであるから、ΔVs =
0.87Vである。従って、保持期間終了時の画素電圧
は4.63V、透過率は4.15%であり、白データ電
圧5.5Vを印加したときの透過率4.6%の90%に
等しい。
5.5Vの15.8%で20%より小さい。このよう
に、本実施の形態では1回の走査期間内に画素電圧を表
示データ信号に応じた所定の電圧にすることができる。
このため、液晶表示装置の動画の表示性能が向上し、マ
ルチメディア対応パーソナルコンピュータのディスプレ
イや、テレビ受像機に対応することができる。
2の実施の形態の液晶表示装置の一つの画素を示す図で
ある。なお、本実施の形態が第1の実施の形態と異なる
点は、蓄積容量の構造が異なることにあり、その他の構
成は基本的に第1の実施の形態と同じであるので、重複
する部分の説明は省略する。
イン412aの幅を以下のように決定する。従来の設計
基準による蓄積容量Cs が180fFであり、付加容量
Csaddとして30fFの容量を蓄積容量Cs に付加する
ものとする。この場合、式(6)にしたがって画素電圧
変動量ΔVs を求めると、ΔVs =1.1Vである。従
って、保持期間終了時の画素電圧は4.4Vであるの
で、図6より透過率は4.0%となることがわかる。こ
の値は、白データ電圧5.5Vを印加したときの透過率
4.6%の87%に等しい。また、電圧変動量ΔVs は
白データ電圧5.5Vの20%に相当する。Csaddは、
蓄積容量バスラインの幅を、従来の設計基準により決ま
る幅よりも約20%太くすることで実現する。すなわ
ち、本実施の形態では、蓄積容量バスライン412aの
幅を、従来の設計基準による蓄積容量バスラインの幅に
対し1.2倍に設定する。
積容量バスライン412aの幅を決めているので、1走
査期間内に画素に書き込まれる画素電圧が保持期間内に
変化する量が少ない。これにより、保持期間内での透過
率の変動が少なく、動画の表示品質が向上する。 (その他の実施の形態)図15〜図19は、本発明のそ
の他の実施の形態を示す図である。なお、これらの実施
の形態が第1の実施の形態と異なる点は蓄積容量の構成
が異なる点にあり、図15〜図19において、図10と
同一物には同一符号を付してその詳しい説明は省略す
る。
計基準により幅が設定された蓄積容量バスライン412
に接続して、付加容量電極51が形成されている。この
付加容量電極51と画素電極48とにより構成される付
加容量の容量値は、前述したように、画素電圧がΔVs
だけ変動したときの透過率と、変動前の透過率との差
が、変動前の透過率の13%よりも小さくなるように設
定されている。
16(a)のC−C線による断面図を示す液晶表示装置
では、蓄積容量バスライン412の上の絶縁膜47に凹
部47aが設けられている。これにより、蓄積容量を構
成する容量バスライン412と画素電極48との間の間
隔が小さくなり、従来に比べて蓄積容量が増加してい
る。絶縁膜47の凹部47aの深さは、画素電圧がΔV
s だけ変動したときの透過率と、変動前の透過率との差
が、変動前の透過率の13%よりも小さくなるように設
定されている。
17(a)のD−D線による断面図を示す液晶表示電極
では、蓄積容量バスライン412の上方に蓄積容量電極
52が形成されている。この蓄積容量電極52は、絶縁
膜47に形成されたコンタクト孔を介して画素電極48
に電気的に接続されている。この例においても蓄積容量
の容量値は、前述したように、画素電圧がΔVs だけ変
動したときの透過率と、変動前の透過率との差が、変動
前の透過率の13%よりも小さくなるように設定されて
いる。
48の下方に付加容量電極53が形成されており、この
付加容量電極53は垂直方向に隣接する画素のゲートバ
スライン411に接続されている。そして、付加容量電
極53と画素電極48とにより構成される付加容量の容
量値は、前述したように、画素電圧がΔVs だけ変動し
たときの透過率と、変動前の透過率との差が、変動前の
透過率の13%よりも小さくなるように設定されてい
る。
48の下方に付加容量電極54が形成されており、この
付加容量電極54は水平方向に隣接する画素のデータバ
スライン461に接続されている。そして、付加容量電
極54と画素電極48とにより構成される付加容量の容
量値は、前述したように、画素電圧がΔVs だけ変動し
たときの透過率と、変動前の透過率との差が、変動前の
透過率の13%よりも小さくなるように設定されてい
る。
第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
装置によれば、蓄積容量の容量値を画素電圧の変動量又
は透過率の変動量に応じて設定しているので、1回のデ
ータ書込み期間で表示データ信号に応じた所定の輝度を
得ることができる。これにより液晶表示装置の動画表示
性能が向上するという効果を奏する。
図である。
図である。
GA)の輝度変化を測定した結果を示す図である。
て、黒表示から白表示に切り替えた場合の正極走査時の
電極電圧波形を示す図である。
である。
ーブラック)の透過率−電圧特性を示す図である。
加した15型のMVA方式液晶表示装置の輝度変化を測
定した結果を示す図である。
置のブロック図である。
液晶パネル内の一つの画素を示す平面図である。
図、図11(b)は図10のB−B線による断面図であ
る。
定した結果を示す図である。
応答時間を測定した結果を示す図である。
示装置の一つの画素を示す図である。
装置(その1)の一つの画素を示す図である。
装置(その2)の一つの画素を示す図である。
装置(その3)の一つの画素を示す図である。
装置(その4)の一つの画素を示す図である。
装置(その5)の一つの画素を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 画素電極により構成される画素容量と、
該画素容量に付加される蓄積容量とを有する液晶表示装
置において、 走査期間の終了時の前記画素電極の電圧V1 における透
過率T1 と、保持期間終了時の前記画素電極の電圧V2
における透過率T2 とが実質的に等しくなるように、前
記蓄積容量の容量値を設定したことを特徴とする液晶表
示装置。 - 【請求項2】 画素電極により構成される画素容量と、
該画素容量に付加される蓄積容量とを有するノーマリー
ブラック型の液晶表示装置において、 白データ電圧をVdW、白表示時の液晶容量をClcW 、黒
表示時の液晶容量をClcB としたときに、下記式で表さ
れる画素電圧変動量ΔVs だけ変化した画素電圧に対す
る透過率と、前記白データ電圧VdWに対する透過率との
差が、前記白データ電圧VdWに対する透過率の13%よ
り小さくなるように、前記蓄積容量の容量値Cs0を設定
したことを特徴とする液晶表示装置。 ΔVs =VdW・((ClcW −ClcB )/(ClcW +Cs
0)) - 【請求項3】 画素電極により構成される画素容量と、
該画素容量に付加される蓄積容量とを有するノーマリー
ブラック型の液晶表示装置において、 白データ電圧をVdW、白表示時の液晶容量をClcW 、黒
表示時の液晶容量をClcB としたときに、下記式で表さ
れる画素電圧変動量ΔVs が、前記白データ電圧VdWの
絶対値の20%以下になるように、前記蓄積容量の容量
値Cs0を設定したことを特徴とする液晶表示装置。 ΔVs =VdW・((ClcW −ClcB )/(ClcW +Cs
0)) - 【請求項4】 画素電極により構成される画素容量と、
該画素容量に付加される蓄積容量とを有するノーマリー
ホワイト型の液晶表示装置において、 黒データ電圧をVdB、黒表示時の液晶容量をClcB 、白
表示時の液晶容量をClcW としたときに、下記式で表さ
れる画素電圧変動量ΔVs だけ変化した画素電圧に対す
る透過率と、前記黒データ電圧VdBに対する透過率との
差が、前記黒データ電圧VdBに対する透過率の13%よ
り小さくなるように、前記蓄積容量の容量値Cs0を設定
したことを特徴とする液晶表示装置。 ΔVs =VdB・((ClcB −ClcW )/(ClcB +Cs
0)) - 【請求項5】 画素電極により構成される画素容量と、
該画素容量に付加される蓄積容量とを有するノーマリー
ホワイト型の液晶表示装置において、 黒データ電圧をVdB、黒表示時の液晶容量をClcB 、白
表示時の液晶容量をClcW としたときに、下記式で表さ
れる画素電圧変動量ΔVs が、前記黒データ電圧VdBの
絶対値の20%以下になるように、前記蓄積容量の容量
値Cs0を設定したことを特徴とする液晶表示装置。 ΔVs =VdB・((ClcB −ClcW )/(ClcB +Cs
0))
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