JP2004518998A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

画像の保持を招く、垂直配向ネマティックＬＣＤの複数のドメインの画素における液晶分子のねじれ動作の作用が、ＬＣＤの電圧を閾値以下に低減するリセットパルスを印加することにより低減される。複数のリセット方法（複数の対向電極、列ドライバからのリセット、直接的なブロックリセット、蓄積キャパシタ下院を介したリセット）が可能である。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの基板の間に負の誘電異方性を持つ液晶材料を有する液晶表示装置であり、基板の一方が、選択電極とデータ電極との交差領域に画素を伴う当該選択電極及びデータ電極のマトリクスを備え、画素が複数のドメイン及び少なくとも１つのスイッチング素子を有すると共に、当該液晶表示装置が選択電極及びデータ電極を駆動する駆動手段を更に有する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなアクティブマトリクス表示装置の例は、ラップトップコンピュータ及び電子手帳に用いられ、ホメオトロピック作用、例えば「垂直配向作用」に基づくＴＦＴ−ＬＣＤやＡＭ−ＬＣＤである。
【０００３】
画素は、種々の手法で、例えば、画素電極のギャップを用いて、又は局所的若しくは非局所的な凸部によりドメインに分割され得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような表示装置における問題は残像の発生である。他の画像により置き換えられる画像が、長い時間（時には数秒に至るまで）引き続き目に見えてしまい、これは非常にいらいらさせる作用である。
【０００５】
本発明の目的は、残像が発生しない又はほとんど発生しない、冒頭の段落において説明したタイプの表示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的のために、本発明による表示装置は、画素の両端にリセット電圧を印加する他の駆動手段を有している。
【０００７】
本発明は、ホメオトロピック状態（電圧０ボルト又は非常に低い電圧）からネマティック状態への画素のスイッチング中、２つのメカニズムがおそらく有効（ａｃｔｉｖｅ）であるという認識に基づいている。
【０００８】
駆動電圧のために、液晶分子は、上記電極を横切る、非常に速い傾斜の動きを実現する電界に曝される。また、ギャップ及び／又は凸部は基板とほぼ平行な面に電界成分（インプレーン・フィールド）を生成する。傾斜の速い変化の後、液晶分子は非常に遅いオーダーで（１秒以上）ねじられる。約１ミリ秒のオーダーで再ねじれも起こり、残像を引き起こす。
【０００９】
本発明によれば、種々の手法で実現され得るリセットパルスによりオリジナルのねじれが回避される。例えば、上記他の駆動手段は、画素の非選択中に全ての画素の両端にリセット電圧を印加する。
【００１０】
画素の選択中にデータ電極を介して画素の少なくとも一部の両端にリセット電圧を印加することが代替的に可能である。この場合、上記他の駆動手段は、１つ又はそれ以上の画素行の選択中にデータ電極を介して画素の少なくとも一部の両端にリセット電圧を印加し得るが、これは対向電極の部分を介しても行われ得る。
【００１１】
好ましい形態では、画素が蓄積キャパシタンスを備え、画素の選択の前に、上記他の駆動手段が蓄積キャパシタンスを介して画素の両端にリセット電圧を印加する。
【００１２】
この出願において、「蓄積キャパシタンスを備え」という文言は、例えば、ある行に関連する画素電極とその次の（又は前の）行に関連する行電極の一部との（部分的な）重なりにより、（補助）キャパシタを介して結合が存在することを意味すると理解されたい。
【００１３】
上記他の駆動手段は、蓄積キャパシタンスの接続電極又は蓄積キャパシタンスに接続された近傍の選択電極を介して画素の両端にリセット電圧を印加し得る。
【００１４】
本発明のこれらの観点及びその他の観点は、以下に説明する実施の形態から明らかであり、以下に説明する実施の形態を参照して理解されるであろう。
【００１５】
図面は模式的であり、正確な縮尺では描かれていない。対応する部分は、概して同一の参照符号により示されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が適用可能な表示装置１の一部の電気等価回路図である。この表示装置１は、行又は選択電極１７と列又はデータ電極６との交差領域の画素１８のマトリクスを有している。上記行電極は、行ドライバ１６により逐次選択され、上記列電極はデータレジスタ５を介してデータを供給される。この目的のため、必要に応じて、まず処理器１０において入力データが処理される。行ドライバ１６とデータレジスタ５との間の相互の同期は、駆動ライン７を介してとられる。
【００１７】
行ドライバ１６から入力される駆動信号は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１９によって画素電極を選択する。上記薄膜トランジスタ１９のゲート電極２０は行電極１７に電気的に接続されており、ソース電極２１は上記列電極に電気的に接続されている。列電極６に存在する信号は、ＴＦＴを介して、ドレイン電極２２に結合された画素１８の画素電極に伝送される。他の画素電極は、例えば１つ（又はそれ以上の）共通の対向電極に接続されている。
【００１８】
図１の表示装置は、また、各画素の場所に補助キャパシタ２３を有している。本実施の形態では、この補助キャパシタは、一端部であるソース電極２１とある画素行の画素との共通ポイントと、他端部である前の画素行の行電極との間に接続されている。代替として、例えば、上記共通ポイントと次の画素行との間、又は上記ポイントと固定（又は可変）電圧用の電極との間に補助キャパシタが接続される他の構成が可能である。
【００１９】
本実施の形態では、表示装置は、画素のずれ（ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）を防止するために追加の行電極１７′を有している。
【００２０】
図２は平面図であり、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図であり、例えばガラス又は（可撓性の）合成材料よりなり、（ＩＴＯ又は金属）画素電極３０、対向電極３１をそれぞれ備えた２つの基板３，４の間に存在する液晶材料２の一部を示している。この装置は、また、上記液晶材料を上記基板の内壁に配向させる配向層３２を有している。更に、この装置は偏光板（図示せず）及び（互いに垂直に交差する）検光子を有している。この例では、上記液晶材料は負の誘電異方性を持つ（ねじれ）ネマティック材料である。上記画素電極は狭い開口部２４を有している。この状態において光は交差している偏光板の間を透過しない（ノーマリブラック）。詳細は後述するように、上記開口部は「広視野角」効果を得るために役割を果たす。開口部２４に代えて凸部２５（図３Ｂ参照）を使用することにより同じ効果が得られる。
【００２１】
画素の両端がゼロ電圧であると、液晶分子（のダイレクタ２７）は上記基板と垂直に配向される（負の誘電異方性）。偏光板を透過する光は、液晶分子によって影響を及ぼされず、検光子を通過する。
【００２２】
ある閾値電圧以上では、液晶分子は傾斜し、更に電圧が上昇すると液晶分子（のダイレクタ２７）は基板に対して角度を呈する（図４）。この傾斜は、通常、急速に（約１０ミリ秒）生じる。屈折率の違い、従って入射光ビームの常成分及び異常成分の実効経路の長さの違いのために、光は検光子を通過する。上記開口部の領域における「フリンジングフィールド」のため、液晶分子は異なる方向に傾斜し、これは視野角を広くする（「広視野角」効果）。
【００２３】
暗状態にスイッチングする（又は２つの中間の状態の間においてスイッチングする）と、多くの場合には画像の保持が起こる（画像が目に見えるままである）。これは、おそらく電界（図４のフィールドライン２８）の影響を受けて液晶分子（のダイレクタ２７）の回転により引き起こされる。このねじれ又は回転の動きは、非常に大きな時定数を有する（履歴に依存し、約１秒）。
【００２４】
本発明によれば、上述したねじれ又は回転が、（例えば、短い持続時間でより低電圧の）リセットパルスにより完全に又は部分的に取り除かれる。これを実現する種々の可能性が存在する。
【００２５】
例えば、あるフレーム期間に画像が書き込まれた後、（列電極又はデータ電極における電圧により）次のフレーム期間に全画素の両端にリセット電圧が印加される。
【００２６】
画素の選択中に、画素の一部の両端にデータ電極を介してリセット電圧を印加することも可能である。この場合、表示装置は、例えば５つのセグメント１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ（図５）に分割される。このようなセグメントにおいて、リセット中に、例えばセグメント１２ａの全てのラインが選択され、リセット電圧が列電極に与えられる。ここでは、このようなセグメントが、１ライン期間でリセットされ、各セグメントに関してフレーム期間当たり一度行われる。
【００２７】
代替として、あるラインの書込みの前に、（短い）非選択期間のライン期間中に（列電極又はデータ電極における電圧により）ラインの画素の両端にリセット電圧が印加されてもよい。これは、画像の明るさの変化（アーチファクト）を招く可能性がある。図１の装置では、このようなリセットパルスは、選択期間が始まる前に、適切な電圧及び極性を有するリセットパルスを行電極１７に印加することにより、容量的に生成され得る。容量性のキックバック作用のために、このリセットパルスは低い振幅でゲート電極２０に伝送される。行電極１７の両端におけるオリジナルのリセットパルスの振幅を選択してこれを処理することにより、画素がリセットされる。１つの対向電極を介してリセット電圧を与える代わりに、代替的として、対向電極２１は、画素がリセットされるリセット中に問題にしている部分が上述したような電圧を得る状態で、セグメント１２に対応する部分に分割され得る。
【００２８】
図１の実施の形態では、補助キャパシタ２３が、一端部であるドレイン電極２２とある画素行の画素との共通ポイントと、他端部である前の画素行の行電極との間に接続されている。補助キャパシタは、全ての補助キャパシタに関して上記ポイントと共通電極との間に存在してもよい。その場合、画素の両端のリセット電圧は、上記共通電極を介して与えられるリセットパルスにより得られる。この場合も、分割して順次リセットすることが可能である。
【００２９】
本発明の保護範囲は、上記実施の形態に限定されるものではない。図２の山形状（ｃｈｅｖｒｏｎ）に代えて、凸部がＸ字形状、（組み合わせられた）Ｙ字形状又は他の通常の形状を有していてもよい。
【００３０】
本発明は、新しい固有の特徴のそれぞれ及び全て、並びに固有の特徴の任意の組み合わせに帰するものである。特許請求の範囲における参照記号は、特許請求の範囲の保護範囲を限定するものではない。動詞「有する」及びその活用形は、特許請求の範囲に述べられている構成要素以外の構成要素の存在を排除するものではない。構成要素の前に付された冠詞「ａ」又は「ａｎ」の使用は、複数のそのような構成要素を排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】表示装置の電気回路図である。
【図２】本発明に係る表示装置の画素電極の平面図である。
【図３Ａ】このような表示装置の応答に関する作用を示す図である。
【図３Ｂ】このような表示装置の応答に関する作用を示す他の図である。
【図４Ａ】このような表示装置の応答に関する作用を示す更に他の図である。
【図４Ｂ】このような表示装置の応答に関する作用を示す更に他の図である。
【図５】画素の一部を示す図である。

Claims (8)

1. ２つの基板の間に負の誘電異方性を持つ液晶材料を有する液晶表示装置であり、前記基板の一方が、選択電極とデータ電極との交差領域に画素を伴う当該選択電極及びデータ電極のマトリクスを備え、前記画素が複数のドメイン及び少なくとも１つのスイッチング素子を有すると共に、当該液晶表示装置が前記選択電極及びデータ電極を駆動する駆動手段を更に有する液晶表示装置であって、
   前記画素の両端にリセット電圧を印加する他の駆動手段を有する液晶表示装置。
2. 前記他の駆動手段が、２フレーム期間の間に全ての画素の両端にリセット電圧を印加する請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記他の駆動手段が、ライン選択期間又はライン選択期間の一部の間にデータ電極を介して前記画素の少なくとも一部の両端にリセット電圧を印加する請求項１記載の液晶表示装置。
4. 前記他の駆動手段が、データ電極を介して全ての画素の両端にリセット電圧を印加する請求項３記載の液晶表示装置。
5. 画素が蓄積キャパシタンスを備え、画素の選択の前に、前記他の駆動手段が前記蓄積キャパシタンスを介して前記画素の両端にリセット電圧を印加する請求項１記載の液晶表示装置。
6. 前記他の駆動手段が、画素の選択中に対向電極の部分を介して前記画素の一部の両端にリセット電圧を印加する請求項５記載の液晶表示装置。
7. 前記他の駆動手段が、前記蓄積キャパシタンスの接続電極を介して前記画素の両端にリセット電圧を印加する請求項６記載の液晶表示装置。
8. 前記他の駆動手段が、前記蓄積キャパシタンスに接続された近傍の選択電極を介して前記画素の両端にリセット電圧を印加する請求項６記載の液晶表示装置。