JP2007047275A - 液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】初期転移時における配線負荷を小さくすること。
【解決手段】本発明の液晶表示装置は、画素電極ＰＥと転移用電極ＴＥ１とをそれぞれが含んだ複数の画素回路を備えたアレイ基板と、前記複数の画素回路と向き合った対向電極を備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在した液晶層とを具備したことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶表示装置及びその駆動方法に係り、特には、液晶材料をベンド配向させる液晶表示装置及びその駆動方法に関する。

ＯＣＢ（optically compensated birefringence）モードの液晶表示装置では、液晶材料にベンド配向を形成させ、各配向膜近傍で液晶分子のチルト角を変化させることにより液晶層のリタデーションを変化させる。ＯＣＢモードは、優れた応答速度及び視野角特性を実現し得る表示モードの１つであり、近年、注目を集めている。

ＯＣＢモードの液晶表示装置では、通常、電源投入前の初期状態において、液晶材料はスプレイ配向を形成している。そのため、表示装置を起動する際、例えば、隣り合う画素電極間に電圧を印加して横電界を生成し、スプレイ配向からツイスト配向への転移を生じさせる。そして、このツイスト配向を形成している部分を転移核として、液晶層の全体をスプレイ配向からベンド配向へと転移させる。

この初期転移を生じさせるには、隣り合う画素電極間に大きな電圧を印加しなければならない。しかも、ＯＣＢモードの液晶表示装置では、ＴＮ（twisted nematic）モードの液晶表示装置と比較して、液晶層の誘電率が大きい。さらに、ＯＣＢモードの液晶表示装置には、初期転移を一定の時間内で完了することが要求される。

そのため、ＯＣＢモードの液晶表示装置には、画素回路内のスイッチとして例えばチャネル幅の大きな薄膜トランジスタを使用しなければならず、信号線及び走査線の配線負荷が大きいなどの問題がある。この問題は、液晶表示装置が大画面且つ高精細である場合に特に顕著である。

本発明の目的は、初期転移時における配線負荷を小さくすることにある。

本発明の第１側面によると、画素電極と第１転移用電極とをそれぞれが含んだ複数の画素回路を備えたアレイ基板と、前記複数の画素回路と向き合った対向電極を備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在した液晶層とを具備したことを特徴とする液晶表示装置が提供される。

本発明の第２側面によると、画素電極と転移用電極とをそれぞれが含んだ複数の画素回路を備えたアレイ基板と、前記複数の画素回路と向き合った対向電極を備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在した液晶層とを具備した液晶表示装置の駆動方法であって、前記液晶表示装置の起動時に、前記転移用電極に転移信号を書き込むことにより、前記液晶層が含む液晶材料のスプレイ配向からベンド配向への転移を誘起することを特徴とする駆動方法が提供される。

本発明によると、初期転移時における配線負荷を小さくすることが可能となる。

以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の第１態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示す液晶表示装置の一部を拡大して示す平面図である。図３は、図２に示す液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、図１に示す液晶表示装置の等価回路図である。

図１乃至図４に示す液晶表示装置は、ＯＣＢモードのアクティブマトリクス型液晶表示装置である。この液晶表示装置は、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルＤＰと、プリント回路基板（図示せず）と、それらを電気的に接続したテープキャリアパッケージ（図示せず）とを含んでいる。また、この液晶表示装置は、液晶表示パネルＤＰと向き合うように配置されたバックライトユニット（図示せず）をさらに含んでいる。ここでは、一例として、液晶表示パネルＤＰは、表示領域の対角寸法が２３インチであるとする。

液晶表示パネルＤＰは、図３に示すように、アレイ基板ＡＳと、これと向き合った対向基板ＣＳとを含んでいる。アレイ基板ＡＳと対向基板ＣＳとの間には、枠状の接着剤層（図示せず）が介在している。アレイ基板ＡＳと対向基板ＣＳとの間であって、接着剤層が形成する枠の外側には、アレイ基板ＡＳと対向基板ＣＳとを電気的に接続する複数のトランスファ電極（図示せず）が配置されている。アレイ基板ＡＳと対向基板ＣＳと接着剤層とに囲まれた空間は液晶材料で満たされており、この液晶材料は液晶層ＬＣを形成している。アレイ基板ＡＳ及び対向基板ＣＳの各外面上には、光学補償フィルム（二軸性フィルム）ＯＣ及び偏光板ＰＬＺが順次配置されている。

アレイ基板ＡＳは、例えばガラス基板などの透明基板ＳＵＢ１を含んでいる。
基板ＳＵＢ１上では、図１、図２及び図４に示すように、各々がＸ方向に延びた第１走査線ＳＬ１と第２走査線ＳＬ２とが、Ｙ方向に交互に配列している。Ｘ方向及びＹ方向は、それぞれ基板ＳＵＢ１の主面に平行であって、互いに交差している。ここでは、一例として、Ｘ方向とＹ方向とは互いに直交していることとする。なお、図３に示すＺ方向は、Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向である。走査線ＳＬ１及びＳＬ２は、例えば、金属又は合金からなる。

基板ＳＵＢ１並びに走査線ＳＬ１及びＳＬ２は、ゲート絶縁膜（図示せず）で被覆されている。ゲート絶縁膜は、例えば、シリコン酸化物などの光透過性の絶縁体からなる。

ゲート絶縁膜の走査線ＳＬ１及びＳＬ２を被覆している部分の上には、パターニングされた半導体層ＳＣが配置されている。これら半導体層ＳＣは、例えば、チャネル及びソース・ドレインが形成されたアモルファスシリコン層である。走査線ＳＬ１及びＳＬ２並びにゲート絶縁膜の半導体層ＳＣと向き合った部分と半導体層ＳＣとは、スイッチＳＷ１及びＳＷ２である薄膜トランジスタを構成している。なお、ここでは、一例として、スイッチＳＷ１及びＳＷ２はｎチャネル薄膜トランジスタであることとする。

ゲート絶縁膜及び半導体層ＳＣは、絶縁膜Ｉ１で被覆されている。絶縁膜Ｉ１は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの光透過性の絶縁体からなる。絶縁膜Ｉ１には、半導体層ＳＣのソース・ドレインに対応した位置に貫通孔が設けられている。

絶縁膜Ｉ１上には、信号線ＶＬとドレイン電極ＤＥとが配置されている。信号線ＶＬは、各々がＹ方向に延びており、半導体層ＳＣが形成する列に対応してＸ方向に配列している。信号線ＶＬ及びドレイン電極ＤＥは、絶縁膜Ｉ１に設けた貫通孔を埋め込んでおり、半導体層ＳＣのソース・ドレインにそれぞれ接続されている。信号線ＶＬ及びドレイン電極ＤＥは、例えば、金属又は合金からなる。

絶縁膜Ｉ１、信号線ＶＬ及びドレイン電極ＤＥは、絶縁膜Ｉ２で被覆されている。絶縁膜Ｉ２は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの光透過性の絶縁体からなる。絶縁膜Ｉ２には、ドレイン電極ＤＥに対応した位置に貫通孔が設けられている。

絶縁膜Ｉ２上には、画素電極ＰＥ及び第１転移用電極ＴＥ１が配置されている。画素電極ＰＥは、絶縁膜Ｉ２に設けた貫通孔を埋め込んでおり、ドレイン電極ＤＥを介してスイッチＳＷ１のドレインに接続されている。第１転移用電極ＴＥ１は、絶縁膜Ｉ２に設けた貫通孔を埋め込んでおり、ドレイン電極ＤＥを介してスイッチＳＷ２のドレインに接続されている。画素電極ＰＥは、例えば、ＩＴＯ（indium tin oxide）などの透明導電体からなる。第１転移用電極ＴＥ１の材料としては、金属又は合金を使用することができるが、典型的には、画素電極ＰＥと同一の材料を使用する。

第１転移用電極ＴＥ１は、典型的には、画素電極ＰＥと比較して面積がより小さい。ここでは、一例として、画素ＰＸのＸ方向のピッチは１３０．５μｍであり、Ｙ方向のピッチは３９１．５μｍであるとする。また、画素ＰＸと第１転移用電極ＴＥ１とはＸ方向の寸法が等しく、第１転移用電極ＴＥ１のＹ方向の寸法は２０μｍであるとする。

図１及び図２に示すように、画素電極ＰＥの第１転移用電極ＴＥ１と向き合った２辺のうちの一方は、例えば、矩形波などの波形状を有している。また、この波形状を有している辺と向き合った第１転移用電極ＴＥ１の辺は、例えば、矩形波などの波形状を有している。この液晶表示装置の起動時には、画素電極ＰＥと第１転移用電極ＴＥ１との間に電圧を印加して先の波形状を有している辺の近傍に横電界を生成し、スプレイ配向からツイスト配向への転移を生じさせる。そして、このツイスト配向を形成している部分を転移核として、液晶層の全体をスプレイ配向からベンド配向へと転移させる。

また、この液晶表示装置では、図１及び図２に示すように、画素電極ＰＥと走査線ＳＬ２とは、ゲート絶縁膜並びに絶縁層Ｉ１及びＩ２からなる誘電体層を介して向き合っており、図４に示すキャパシタＣを構成している。すなわち、この液晶表示装置では、走査線ＳＬ２は、ゲート線としての役割に加え、補助容量線としての役割を果たす。

絶縁膜Ｉ２、画素電極ＰＥ及び第１転移用電極ＴＥ１は、配向膜ＡＬ１で被覆されている。配向膜ＡＬ１の材料には、例えば、ポリイミドなどの樹脂を使用することができる。この配向膜ＡＬ１には、例えば、Ｙ方向にラビングなどの配向処理が施されている。

対向基板ＣＳは、図３に示すように、例えばガラス基板などの透明基板ＳＵＢ２を含んでいる。基板ＳＵＢ２は、配向膜ＡＬ１と向き合うように配置されている。

基板ＳＵＢ２のアレイ基板ＡＳとの対向面には、カラーフィルタ（図示せず）及びブラックマトリクスＢＭが配置されている。カラーフィルタの着色層は、例えばストライプ状に配列している。この液晶表示装置では、ブラックマトリクスＢＭは、格子形状を有している。

カラーフィルタ及びブラックマトリクスＢＭ上には、対向電極ＣＥが配置されている。対向電極ＣＥは、例えば、ＩＴＯなどの透明導電体からなる。対向電極ＣＥは、典型的には共通電極である。

対向電極ＣＥは、配向膜ＡＬ２で被覆されている。配向膜ＡＬ２は、図示しないスペーサによって、配向膜ＡＬ１のうち画素電極ＰＥ及び第１転移用電極ＴＥ１上に位置した部分から離間している。配向膜ＡＬ２の材料には、例えば、ポリイミドなどの樹脂を使用することができる。この配向膜ＡＬ２には、例えば、ラビングなどの配向処理が配向膜ＡＬ１と同じ向きに施されている。

アレイ基板ＡＳと対向基板ＣＳとの間には、枠状の接着剤層（図示せず）が介在している。また、アレイ基板ＡＳと対向基板ＣＳとの間であって、接着剤層が形成している枠の内側には、図示しない粒状スペーサが介在している。或いは、アレイ基板ＡＳ及び対向基板ＣＳの少なくとも一方の対向面には、柱状スペーサが形成されている。これらスペーサは、アレイ基板ＡＳと対向基板ＣＳと接着剤層とで囲まれた空間の厚さを一定に保つ役割を果たしている。

液晶層ＬＣは、誘電率異方性及び屈折率異方性が正の液晶材料を含んでいる。この液晶材料は、画像を表示している間、ベンド配向を形成する。明表示と暗表示との切り替えは、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に印加する電圧の絶対値を、典型的にはゼロよりも大きな第１値と、第１値よりも大きな第２値との間で切り替えることにより行う。以下、印加電圧の絶対値を第１値としている状態をＯＦＦ状態と呼び、印加電圧の絶対値を第２値としている状態をＯＮ状態と呼ぶ。

対向電極ＣＥの画素電極ＰＥと向き合った部分と、画素電極ＰＥと、それらの間に介在した液晶層ＬＣ並びに配向膜ＡＬ１及びＡＬ２とは、図４に示す第１液晶素子ＬＣＥ１を構成している。また、対向電極ＣＥの第１転移用電極ＴＥ１と向き合った部分と、第１転移用電極ＴＥ１と、それらの間に介在した液晶層ＬＣ並びに配向膜ＡＬ１及びＡＬ２とは、図４に示す第２液晶素子ＬＣＥ２を構成している。

スイッチＳＷ１と液晶素子ＬＣＥ１とは、信号線ＶＬとノードＮＤとの間で、この順に直列に接続されている。スイッチＳＷ２と液晶素子ＬＣＥ２とは、信号線ＶＬとノードＮＤとの間で、この順に直列に接続されている。なお、ノードＮＤは、対向電極ＣＥに接続された電源端子又は接地端子である。

光学補償フィルムＯＣは、例えば、二軸性フィルムである。光学補償フィルムＯＣは、例えば、屈折率異方性が負の一軸性化合物，例えばディスコティック液晶化合物，をハイブリッド配向させた光学異方性層を含んでいる。

基板ＳＵＢ１上の光学補償フィルムＯＣが含む一軸性化合物の光学軸は、例えば、基板ＳＵＢ１側では、アレイ基板ＡＳの近傍に位置した液晶分子のＯＮ状態における光学軸と略平行であり、その反対側では、アレイ基板ＡＳと対向基板ＣＳとの中間に位置した液晶分子のＯＮ状態における光学軸と略平行である。また、基板ＳＵＢ２上の光学補償フィルムＯＣが含む一軸性化合物の光学軸は、例えば、基板ＳＵＢ２側では、対向基板ＣＳの近傍に位置した液晶分子のＯＮ状態における光学軸と略平行であり、その反対側では、アレイ基板ＡＳと対向基板ＣＳとの中間に位置した液晶分子のＯＮ状態における光学軸と略平行である。これら光学補償フィルムＯＣのリタデーションの和は、例えば、液晶層ＬＣのＯＮ状態におけるリタデーションとほぼ等しくする。

偏光板ＰＬＺは、例えば、それらの透過軸が互いに略直交するように配置する。また、各偏光板ＰＬＺは、例えば、その透過軸がＸ方向及びＹ方向に対して約４５°の角度を為すように配置する。

図示しないバックライトは、液晶表示パネルＤＰのアレイ基板ＡＳを照明するように配置されている。

なお、ここでは、液晶表示パネルＤＰでノーマリホワイト駆動を行う場合の構造を説明しているが、この液晶表示パネルＤＰはノーマリブラック駆動を行うように設計してもよい。また、ここでは、ＯＮ状態を補償する構成を採用したが、ＯＦＦ状態を補償する構成を採用してもよい。

この液晶表示装置は、例えば、以下の方法で駆動することができる。
図５は、図１乃至図４に示す液晶表示装置の駆動方法の一例を概略的に示すタイミングチャートである。

図５には、液晶表示装置の起動時において配線等に印加する電圧の波形を描いている。図中、横軸は時間を示し、参照符号Ｖ_SL1及びＶ_SL2は、それぞれ、走査線ＳＬ１及びＳＬ２に印加する電圧の波形を示している。参照符号Ｖ_VLは、信号線ＶＬに印加する電圧の波形，すなわちＸドライバが信号線ＶＬに出力する転移信号の波形，を示している。参照符号Ｖ_CEは、対向電極ＣＥに印加する電圧の波形を示している。

この液晶表示装置では、通常、電源投入前の初期状態において、液晶材料はスプレイ配向を形成している。したがって、表示装置を起動する際、スプレイ配向からベンド配向への転移を生じさせるべく、以下の起動処理を実行する。

起動処理を実行している起動期間（この例では、後述する転移信号書込期間と等しい）では、図５に示すように、全てのスイッチＳＷ１は開いたままとしておく。また、この起動期間において、対向電極ＣＥの電位は一定に保つ。さらに、起動期間では、Ｘドライバから全ての信号線ＶＬに、転移信号として、大きさが互いに等しい定電圧を出力する。そして、第１転移用電極ＴＥ１への転移信号の書き込みを、画素ＰＸの行毎に順次行う。

ここでは、一例として、スイッチＳＷ１を開く場合にはＹドライバから走査線ＳＬ１に−６Ｖの走査信号を出力し、スイッチＳＷ１を閉じる場合にはＹドライバから走査線ＳＬ１に＋２４Ｖの走査信号を出力することとする。また、起動期間における対向電極ＣＥの電圧は−２０Ｖに設定することとする。さらに、Ｘドライバが信号線ＶＬに出力する転移信号は、１２．５Ｖに設定することとする。

第１転移用電極ＴＥ１に転移信号を書き込むと、Ｙ方向に隣り合う第１転移用電極ＴＥ１と画素電極ＰＥとの間に電位差が生じる。その結果、スプレイ配向からツイスト配向への転移を誘起する横電界が生成する。

この起動処理に引き続き、画像表示処理を実行する。画像の表示は、全てのスイッチＳＷ２を開き、一般的な液晶表示装置と同様の方法により行う。

さて、図１乃至図４の液晶表示装置では、例えば図５の方法で駆動した場合、初期転移時における配線負荷が小さい。これについて、図１乃至図５と図６乃至図８とを対比しながら説明する。

図６は、比較例に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図である。図７は、図６に示す液晶表示装置の等価回路図である。なお、図６には、比較例に係る液晶表示装置の一部を拡大して描いている。

図６及び図７の液晶表示装置は、以下の点を除き、図１乃至図４の液晶表示装置と同様の構造を有している。すなわち、図６及び図７の液晶表示装置では、スイッチＳＷ２及び転移用電極ＴＥ１を省略すると共に、走査線ＳＬ２の代わりに補助容量線ＣＳＬを配置している。さらに、この液晶表示装置において、各画素電極ＰＥの形状は、図２の画素電極ＰＥと転移用電極ＴＥ１とを繋げた形状とほぼ等しい。

図８は、図６及び図７に示す液晶表示装置の駆動方法の一例を概略的に示すタイミングチャートである。

図８には、液晶表示装置の起動時において配線等に印加する電圧の波形を描いている。図中、横軸は時間を示し、参照符号Ｖ_SL1は走査線ＳＬ１に印加する電圧の波形を示している。参照符号Ｖ_VLは、信号線ＶＬに印加する電圧の波形，すなわちＸドライバが信号線ＶＬに出力する転移信号の波形，を示している。参照符号Ｖ_CEは、対向電極ＣＥに印加する電圧の波形を示している。参照符号Ｖ_CSLは、補助容量線ＣＳＬに印加する電圧の波形を示している。

図８の駆動方法では、起動期間において、対向電極ＣＥ及び補助容量線ＣＳＬの電位はそれぞれ一定に保つ。また、起動期間では、１水平周期毎に、Ｘドライバから各信号線ＶＬに出力する転移信号を、第１転移信号と第２転移信号との間で切り替える。そして、画素電極ＰＥへの転移信号の書き込みを、画素ＰＸの行毎に順次行う。

ここでは、一例として、スイッチＳＷ１を開く場合にはＹドライバから走査線ＳＬ１に−６Ｖの走査信号を出力し、スイッチＳＷ１を閉じる場合にはＹドライバから走査線ＳＬ１に＋２４Ｖの走査信号を出力することとする。また、起動期間における対向電極ＣＥの電圧は＋６．５Ｖに設定し、補助容量線ＣＳＬの電圧は０Ｖに設定することとする。さらに、Ｘドライバが信号線ＶＬに出力する第１及び第２転移信号は、それぞれ、０Ｖ及び＋１２．５Ｖに設定することとする。

例えば、奇数行目の画素電極ＰＥに第１転移信号を書き込み、偶数行目の画素電極ＰＥに第２転移信号を書き込むと、Ｙ方向に隣り合う画素電極ＰＥ間に電位差が生じる。その結果、スプレイ配向からツイスト配向への転移を誘起する横電界が生成する。

この起動処理に引き続き、画像表示処理を実行する。画像の表示は、一般的な液晶表示装置と同様の方法により行う。

このように、図６及び図７の液晶表示装置を図８の方法で駆動する場合、Ｙ方向に隣り合う画素電極ＰＥ間に電位差を生じさせて、スプレイ配向からツイスト配向への転移を誘起する横電界を生成する。すなわち、図６及び図７の液晶表示装置では、或る強さの横電界を生成するために、面積が大きな画素電極ＰＥへの充電が必要である。

したがって、図６及び図７の液晶表示装置では、各行の選択期間が比較的短い場合、信号線ＶＬ及びスイッチＳＷ１に大きな電流を流さなければならない。そのため、この液晶表示装置では、チャネル幅の大きなスイッチＳＷ１を使用しなければならず、信号線ＶＬ及び走査線ＳＬ１の配線負荷が大きい。

これに対し、図１乃至図４の液晶表示装置を図５の方法で駆動する場合、Ｙ方向に隣り合う画素電極ＰＥと第１転移用電極ＴＥ１との間に電位差を生じさせて、スプレイ配向からツイスト配向への転移を誘起する横電界を生成する。すなわち、この液晶表示装置では、面積が比較的小さな転移用電極ＴＥ１への充電を行うことで、同じ強さの横電界を生成することができる。

したがって、図１乃至図４の液晶表示装置では、各行の選択期間が比較的短い場合であっても、信号線ＶＬ及びスイッチＳＷ２に大きな電流を流す必要がない。そのため、この液晶表示装置では、スイッチＳＷ１のチャネル幅を小さくすることができ、信号線ＶＬ及び走査線ＳＬ２の配線負荷を小さくすることができる。

以上、図１乃至図４の液晶表示装置を図５の方法で駆動する例を説明したが、この液晶表示装置は、他の方法で駆動することも可能である。
図９は、図１乃至図４に示す液晶表示装置の駆動方法の他の例を概略的に示すタイミングチャートである。

図９には、液晶表示装置の起動時において配線等に印加する電圧の波形を描いている。図中、横軸は時間を示し、参照符号Ｖ_SL1及びＶ_SL2は、それぞれ、走査線ＳＬ１及びＳＬ２に印加する電圧の波形を示している。参照符号Ｖ_VLは、信号線ＶＬに印加する電圧の波形，すなわちＸドライバが信号線ＶＬに出力する転移信号の波形，を示している。参照符号Ｖ_CEは、対向電極ＣＥに印加する電圧の波形を示している。

この駆動方法では、起動期間を、リセット信号書込期間と転移信号書込期間とに分割する。

リセット信号書込期間では、全ての信号線ＶＬの電圧をリセット電圧に設定する。例えば、全ての信号線ＶＬの電圧を対向電極ＣＥの電圧と等しくする。また、リセット信号書込期間では、全てのスイッチＳＷ２は、開いたままにしておく。そして、全ての画素ＰＸの画素電極ＰＥにリセット信号を書き込む。このリセット処理により、全ての画素電極ＰＥの電位を互いに等しくする。

リセット信号書込期間に続く転移信号書込期間では、例えば、図５を参照しながら説明した方法により、第１転移用電極ＴＥ１への転移信号の書き込みを行う。これにより、スプレイ配向からツイスト配向への転移を誘起する横電界を生成する。

以上の起動処理を終了した後、これに引き続き、画像表示処理を実行する。画像の表示は、全てのスイッチＳＷ２を開き、一般的な液晶表示装置と同様の方法により行う。

図９の駆動方法では、第１転移用電極ＴＥ１への転移信号の書き込みに先立ち、リセット処理によって全ての画素電極ＰＥの電位を等しくする。それゆえ、画素電極ＰＥの電位のばらつきに起因して横電界の強さがばらつくのを防止することができる。したがって、図９の駆動方法を採用すると、図５の駆動方法を採用した場合と比較して、転移の面内均一性が向上する。

図１乃至図４の液晶表示装置は、さらに他の方法で駆動することも可能である。
図１０は、図１乃至図４に示す液晶表示装置の駆動方法のさらに他の例を概略的に示すタイミングチャートである。

図１０には、液晶表示装置の起動時において配線等に印加する電圧の波形を描いている。図中、横軸は時間を示し、参照符号Ｖ_SL1及びＶ_SL2は、それぞれ、走査線ＳＬ１及びＳＬ２に印加する電圧の波形を示している。参照符号Ｖ_VLは、信号線ＶＬに印加する電圧の波形，すなわちＸドライバが信号線ＶＬに出力する転移信号の波形，を示している。参照符号Ｖ_CEは、対向電極ＣＥに印加する電圧の波形を示している。

この駆動方法では、起動期間を、第１転移信号書込期間と第２転移信号書込期間とに分割する。

第１転移信号書込期間では、対向電極ＣＥに印加する電圧を、例えば、画素電極ＰＥの電圧及び転移信号よりも低い定電圧に設定する。ここでは、一例として、第１転移信号書込期間において対向電極ＣＥに印加する電圧を−２０Ｖに設定する。第１転移信号書込期間では、これ以外は、図５を参照しながら説明したのと同様の方法により、第１転移用電極ＴＥ１への転移信号の書き込みを行う。

第２転移信号書込期間では、対向電極ＣＥに印加する電圧を、例えば、画素電極ＰＥの電圧及び転移信号よりも高い定電圧に設定する。ここでは、一例として、第２転移信号書込期間において対向電極ＣＥに印加する電圧を＋３０Ｖに設定する。第２転移信号書込期間では、これ以外は、図５を参照しながら説明したのと同様の方法により、第１転移用電極ＴＥ１への転移信号の書き込みを行う。

以上の起動処理を終了した後、これに引き続き、画像表示処理を実行する。画像の表示は、全てのスイッチＳＷ２を開くと共に対向電極ＣＥに印加する電圧を例えば６．５Ｖに設定して、一般的な液晶表示装置と同様の方法により行う。

図１０の駆動方法では、各々の第１転移用電極ＴＥ１に対し、第１転移信号書込期間及び第２転移信号書込期間のそれぞれで転移信号の書き込みを行う。加えて、図１０の方法では、画素電極ＰＥ及び第１転移用電極ＴＥ１と対向電極ＣＥとの間に加わる電圧の極性を、第１転移信号書込期間と第２転移信号書込期間とで逆にする。こうすると、図５の駆動方法を採用した場合と比較して、より短い時間でスプレイ配向からベンド配向への転移を生じさせることができる。

上述した駆動方法には、様々な変形が可能である。例えば、図９の駆動方法と図１０の駆動方法とを組み合わせてもよい。すなわち、起動期間をリセット信号書込期間と第１転移信号書込期間と第２転移信号書込期間とに分割し、図９を参照して説明したリセット信号の書き込みと、図１０を参照して説明した転移信号の書き込みとを順次実施してもよい。この場合、図９及び図１０を参照して説明した効果が得られる。

次に、本発明の第２態様について説明する。
図１１は、本発明の第２態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図である。図１２は、図１１に示す液晶表示装置の等価回路図である。なお、図１１には、第２態様に係る液晶表示装置の一部を拡大して描いている。

図１１及び図１２の液晶表示装置は、以下の点を除き、図１乃至図４の液晶表示装置と同様の構造を有している。すなわち、図１１及び図１２の液晶表示装置では、スイッチＳＷ２を省略すると共に、走査線ＳＬ２の代わりに補助容量線ＣＳＬを配置している。さらに、この液晶表示装置では、第１転移用電極ＴＥ１を補助容量線ＣＳＬに直接接続している。

この液晶表示装置は、例えば、以下の方法により駆動する。
起動期間では、信号線ＶＬの電圧は一定値，例えば０Ｖ，に維持する。ここでは、一例として、対向電極ＣＥの電圧も一定値に維持することとする。また、この期間では、走査線ＳＬ１の電圧を例えば−６Ｖに設定することにより、全てのスイッチＳＷ１を開いたままにしておく。そして、例えばＹドライバから、補助容量線ＣＳＬに、図５を参照しながら説明した転移信号を出力する。

これにより、Ｙ方向に隣り合う第１転移用電極ＴＥ１と画素電極ＰＥとの間に電位差を生じさせる。すなわち、スプレイ配向からツイスト配向への転移を誘起する横電界を生成する。

この起動処理に引き続き、画像表示処理を実行する。画像の表示は、一般的な液晶表示装置と同様の方法により行う。但し、全ての補助容量線ＣＳＬの電圧は互いに等しくする。例えば、補助容量線ＣＳＬの電圧は、対向電極ＣＥの電圧と等しくする。

この駆動方法では、起動期間において、画素ＰＸ内のスイッチに電流を流さない。また、この液晶表示装置は、図１乃至図４の液晶表示装置と同様、第１転移用電極ＴＥ１を利用してスプレイ配向からベンド配向への転移を誘起する。したがって、本態様でも、第１態様と同様、スイッチＳＷ１のチャネル幅を小さくすることができ、信号線ＶＬ及び走査線ＳＬ２の配線負荷を小さくすることができる。

また、この液晶表示装置では、図１乃至図４の液晶表示装置とは異なり、画素ＰＸにスイッチＳＷ２を配置していない。すなわち、本態様によると、第１態様と比較して、液晶表示装置の構造を簡略化することができる。

次に、本発明の第３態様について説明する。
図１３は、本発明の第３態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図である。図１４は、図１３に示す液晶表示装置の等価回路図である。なお、図１３には、第３態様に係る液晶表示装置の一部を拡大して描いている。

図１３及び図１４の液晶表示装置は、以下の点を除き、図１乃至図４の液晶表示装置と同様の構造を有している。

すなわち、この液晶表示装置では、画素電極ＰＥのＹ方向の寸法を図１乃至図４の液晶表示装置と比較してより小さくし、画素電極ＰＥの第１転移用電極ＴＥ１側の辺を直線状にしている。また、この液晶表示装置では、画素電極ＰＥと第１転移用電極ＴＥ１との間に、第１転移用電極ＴＥ１とほぼ等しい形状の第２転移用電極ＴＥ２を、それらの波形状の辺同士が向き合うように配置している。対向電極ＣＥの第２転移用電極ＴＥ２と向き合った部分と、第２転移用電極ＴＥ２と、それらの間に介在した液晶層ＬＣ並びに配向膜ＡＬ１及びＡＬ２とは、図１４に示す第３液晶素子ＬＣＥ３を構成している。

図１３及び図１４の液晶表示装置では、さらに、各画素ＰＸ毎にスイッチＳＷ３を配置している。ここでは、一例として、スイッチＳＷ３にｎチャネル薄膜トランジスタを使用している。各画素ＰＸにおいて、スイッチＳＷ３は、その画素ＰＸが含む第２転移用電極ＴＥ２と、その画素ＰＸとＸ方向に隣り合う画素ＰＸが含むスイッチＳＷ２が接続された信号線ＶＬとの間に接続されている。また、各画素ＰＸにおいて、スイッチＳＷ２のゲートとスイッチＳＷ３のゲートとは、同一の走査線ＳＬ２に接続されている。

この液晶表示装置は、例えば、以下の方法により駆動する。
起動期間では、Ｘドライバから、奇数列目の信号線ＶＬに、第１転移信号として第１電圧を出力する。また、駆動期間では、Ｘドライバから、偶数列目の信号線ＶＬに、第２転移信号として、第１電圧とは異なる第２電圧を出力する。さらに、この期間では、全てのスイッチＳＷ１を開いたままにしておく。ここでは、一例として、Ｘドライバは、奇数列目の信号線ＶＬに０Ｖの第１転移信号を出力し、偶数列目の信号線ＶＬに＋１２．５Ｖの第２転移信号を出力することとする。

そして、画素ＰＸの行毎に、第１転移用電極ＴＥ１及び第２転移用電極ＴＥ２に第１及び第２転移信号をそれぞれ書き込む。これにより、Ｙ方向に隣り合う第１転移用電極ＴＥ１と第２転移用電極ＴＥ２との間に電位差を生じさせる。すなわち、スプレイ配向からツイスト配向への転移を誘起する横電界を生成する。

この起動処理に引き続き、画像表示処理を実行する。画像の表示は、全てのスイッチＳＷ２及びＳＷ３を開き、一般的な液晶表示装置と同様の方法により行う。

この駆動方法では、画素電極ＰＥと比較して面積がより小さな転移用電極ＴＥ１及びＴＥ２を利用してスプレイ配向からベンド配向への転移を誘起する。したがって、本態様では、スイッチＳＷ２及びＳＷ３のチャネル幅を小さくすることができ、信号線ＶＬ及び走査線ＳＬ２の配線負荷を小さくすることができる。

また、第１態様では、第１転移用電極ＴＥ１にのみ転移信号を供給して第１転移用電極ＴＥ１と画素電極ＰＥとの間に電位差を生じさせ、これにより生じる横電界を利用してスプレイ配向からツイスト配向への転移を誘起した。これに対し、本態様では、上記の通り、第１転移用電極ＴＥ１と第２転移用電極ＴＥ２との双方に転移信号を供給してそれら転移用電極ＴＥ１及びＴＥ２間に電位差を生じさせ、これにより生じる横電界を利用してスプレイ配向からツイスト配向への転移を誘起する。したがって、本態様によると、第１態様と比較して、より強い横電界を発生させることができ、スプレイ配向からツイスト配向への転移に要する時間を短縮することができる。

次に、本発明の第４態様について説明する。
図１５は、本発明の第４態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図である。図１６は、図１５に示す液晶表示装置の等価回路図である。なお、図１５には、第４態様に係る液晶表示装置の一部を拡大して描いている。

図１５及び図１６の液晶表示装置は、以下の点を除き、図１乃至図４の液晶表示装置と同様の構造を有している。

すなわち、この液晶表示装置では、画素電極ＰＥのＹ方向の寸法を図１乃至図４の液晶表示装置と比較してより小さくし、画素電極ＰＥの第１転移用電極ＴＥ１側の辺を直線状にしている。また、この液晶表示装置では、画素電極ＰＥと第１転移用電極ＴＥ１との間に、第１転移用電極ＴＥ１とほぼ等しい形状の第２転移用電極ＴＥ２を、それらの波形状の辺同士が向き合うように配置している。この第２転移用電極ＴＥ２は、走査線ＳＬ２に接続している。対向電極ＣＥの第２転移用電極ＴＥ２と向き合った部分と、第２転移用電極ＴＥ２と、それらの間に介在した液晶層ＬＣ並びに配向膜ＡＬ１及びＡＬ２とは、図１６に示す第３液晶素子ＬＣＥ３を構成している。

この液晶表示装置は、例えば、以下の方法により駆動する。
起動期間では、Ｘドライバから、各信号線ＶＬに、第１転移信号として第１電圧を出力する。第１電圧は、スイッチＳＷ２を閉じる走査信号とは異なる電圧であり、ここでは、一例として、０Ｖに設定する。また、この期間では、全てのスイッチＳＷ１を開いたままにしておく。そして、第１転移用電極ＴＥ１への第１転移信号の書き込みを、画素ＰＸの行毎に順次行う。

上記の通り、第２転移用電極ＴＥ２は、走査線ＳＬ２に接続されている。したがって、或る画素ＰＸが含む第１転移用電極ＴＥ１に第１転移信号を書き込む際、その画素ＰＸが含む第２転移用電極ＴＥ２には、スイッチＳＷ２を閉じる走査信号，例えば＋２４Ｖの第２電圧，が第２転移信号として書き込まれる。その結果、Ｙ方向に隣り合う第１転移用電極ＴＥ１と第２転移用電極ＴＥ２との間に電位差が生じ、スプレイ配向からツイスト配向への転移を誘起する横電界が生成する。

この起動処理に引き続き、画像表示処理を実行する。画像の表示は、全てのスイッチＳＷ２を開き、一般的な液晶表示装置と同様の方法により行う。

本態様では、画素電極ＰＥと比較して面積がより小さな転移用電極ＴＥ１及びＴＥ２を利用してスプレイ配向からベンド配向への転移を誘起する。また、本態様では、上記の通り、第１転移用電極ＴＥ１と第２転移用電極ＴＥ２との双方に転移信号を供給してそれら転移用電極ＴＥ１及びＴＥ２間に電位差を生じさせ、これにより生じる横電界を利用してスプレイ配向からツイスト配向への転移を誘起する。したがって、本態様によると、第３態様で説明したのと同様の効果を得ることができる。

また、本態様では、第３態様とは異なり、画素ＰＸにスイッチＳＷ３を配置していない。すなわち、本態様によると、第３態様と比較して、液晶表示装置の構造を簡略化することができる。

第１及び第２態様では、第１転移用電極ＴＥ１の一辺と画素電極ＰＥの一辺とを波形としたが、それらの一方のみを波形としてもよい。同様に、第３及び第４態様では、第１転移用電極ＴＥ１の一辺と第２転移用電極ＴＥ２の一辺とを波形としたが、それらの一方のみを波形としてもよい。

第１乃至第４態様では、信号線ＶＬ、走査線ＳＬ２又は補助容量線ＣＳＬを、画素ＰＸへの転移信号の供給に利用したが、これら配線とは別に、画素ＰＸへ転移信号を供給するための配線を設けてもよい。例えば、第１態様では、画素電極ＰＥへ映像信号を供給するための信号線ＶＬとは別に、第１転移用電極ＴＥ１へ転移信号を供給するための信号線を設けてもよい。また、第２態様では、補助容量線ＣＳＬとは別に、第１転移用電極ＴＥ１へ転移信号を供給するための配線を設けてもよい。第３態様では、信号線ＶＬとは別に、転移用電極ＴＥ１及びＴＥ２へ第１及び第２転移信号をそれぞれ供給するための配線を設けてもよい。第４態様では、信号線ＶＬ及び走査線ＳＬ２とは別に、転移用電極ＴＥ１及びＴＥ２へ第１及び第２転移信号をそれぞれ供給するための配線を設けてもよい。

第１乃至第４態様では、転移信号書込期間においてスイッチＳＷ１を開いたままとしたが、適宜設計すれば、スイッチＳＷ１は転移信号書込期間において閉じてもよい。例えば、第１態様では、画素ＰＸへ転移信号を供給するための配線を信号線ＶＬから独立して設けた場合、転移信号書込期間において、先の配線に転移信号とは異なる信号を出力すれば、スイッチＳＷ１は閉じてもよい。また、第２態様では、転移信号書込期間において、信号線ＶＬに転移信号とは異なる信号を出力すれば、スイッチＳＷ１は閉じてもよい。第３及び第４態様では、画素ＰＸへ第１及び第２転移信号を供給するための配線を信号線ＶＬから独立して設けた場合、転移信号書込期間において、信号線ＶＬに第１及び／又は第２転移信号とは異なる信号を出力すれば、スイッチＳＷ１は閉じてもよい。

本発明の第１態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図。 図１に示す液晶表示装置の一部を拡大して示す平面図。 図２に示す液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。 図１に示す液晶表示装置の等価回路図。 図１乃至図４に示す液晶表示装置の駆動方法の一例を概略的に示すタイミングチャート。 比較例に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図。 図６に示す液晶表示装置の等価回路図。 図６及び図７に示す液晶表示装置の駆動方法の一例を概略的に示すタイミングチャート。 図１乃至図４に示す液晶表示装置の駆動方法の他の例を概略的に示すタイミングチャート。 図１乃至図４に示す液晶表示装置の駆動方法のさらに他の例を概略的に示すタイミングチャート。 本発明の第２態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図。 図１１に示す液晶表示装置の等価回路図。 本発明の第３態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図。 図１３に示す液晶表示装置の等価回路図。 本発明の第４態様に係る液晶表示装置を概略的に示す平面図。 図１５に示す液晶表示装置の等価回路図。

符号の説明

ＡＬ１…配向膜、ＡＬ２…配向膜、ＡＳ…アレイ基板、ＢＭ…ブラックマトリクス、Ｃ…キャパシタ、ＣＥ…対向電極、ＣＳ…対向基板、ＣＳＬ…補助容量線、ＤＥ…ドレイン電極、ＤＰ…液晶表示パネル、Ｉ１…絶縁膜、Ｉ２…絶縁膜、ＬＣ…液晶層、ＬＣＥ１…液晶素子、ＬＣＥ２…液晶素子、ＬＣＥ３…液晶素子、ＮＤ…ノード、ＯＣ…光学補償フィルム、ＰＥ…画素電極、ＰＬＺ…偏光板、ＳＣ…半導体層、ＳＬ１…走査線、ＳＬ２…走査線、ＳＵＢ１…透明基板、ＳＵＢ２…透明基板、ＳＷ１…スイッチ、ＳＷ２…スイッチ、ＳＷ３…スイッチ、ＴＥ１…転移用電極、ＴＥ２…転移用電極、ＶＬ…信号線。

Claims (12)

1. 画素電極と第１転移用電極とをそれぞれが含んだ複数の画素回路を備えたアレイ基板と、
   前記複数の画素回路と向き合った対向電極を備えた対向基板と、
   前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在した液晶層とを具備したことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記複数の画素回路のそれぞれは、前記画素電極への映像信号の供給状態を切り替える第１スイッチと、前記第１転移用電極への転移信号の供給状態を切り替える第２スイッチとをさらに含んだことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記アレイ基板は、交互に配列した複数の第１及び第２走査線と、これらと交差した複数の信号線とをさらに備え、
   前記複数の画素回路のそれぞれにおいて、前記第１スイッチは前記信号線と前記画素電極との間に接続され、前記第２スイッチは前記第１スイッチが接続されたのと同一の前記信号線と前記第１転移用電極との間に接続され、前記第１及び第２スイッチのスイッチング動作は前記第１及び第２走査線からそれぞれ供給される走査信号によって制御されることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第２走査線は誘電体層を挟んで前記画素電極と向き合った補助容量線であることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記アレイ基板は、前記複数の画素回路のうち行方向及び／又は列方向に隣り合うものが含む前記第１転移用電極同士を接続するバス配線をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記バス配線は誘電体層を挟んで前記画素電極と向き合った補助容量線であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記複数の画素回路のそれぞれは、前記第１転移用電極と隣り合った第２転移用電極をさらに含んだことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 前記複数の画素回路のそれぞれは、前記画素電極への映像信号の供給状態を切り替える第１スイッチと、前記第１転移用電極への第１転移信号の供給状態を切り替える第２スイッチと、前記第２転移用電極への第２転移信号の供給状態を切り替える第３スイッチとをさらに含んだことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記アレイ基板は、交互に配列した複数の第１及び第２走査線と、これらと交差した複数の信号線とをさらに備え、
   前記複数の画素回路のそれぞれにおいて、前記第１スイッチは前記信号線と前記画素電極との間に接続され、前記第２スイッチは前記第１スイッチが接続されたのと同一の前記信号線と前記第１転移用電極との間に接続され、前記第３スイッチは前記第１スイッチが接続されたのとは異なる前記信号線と前記第２転移用電極との間に接続され、前記第１スイッチのスイッチング動作は前記第１走査線から供給される走査信号によって制御され、前記第２及び第３スイッチのスイッチング動作は同一の前記第２走査線から供給される走査信号によって制御されることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記複数の画素回路のそれぞれは、前記画素電極への映像信号の供給状態を切り替える第１スイッチと、前記第１転移用電極への転移信号の供給状態を切り替える第２スイッチとをさらに含み、
    前記アレイ基板は、交互に配列した複数の第１及び第２走査線と、これらと交差した複数の信号線とをさらに備え、
    前記複数の画素回路のそれぞれにおいて、前記第１スイッチは前記信号線と前記画素電極との間に接続され、前記第２スイッチは前記第１スイッチが接続されたのと同一の前記信号線と前記第１転移用電極との間に接続され、前記第１及び第２スイッチのスイッチング動作は前記第１及び第２走査線からそれぞれ供給される走査信号によって制御され、前記第２転移用電極は第２スイッチのスイッチング動作を制御する前記第２走査線に接続されたことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 前記液晶表示装置の起動時に、前記転移用電極に転移信号を書き込むことにより、前記液晶層が含む液晶材料のスプレイ配向からベンド配向への転移を誘起することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
12. 画素電極と転移用電極とをそれぞれが含んだ複数の画素回路を備えたアレイ基板と、前記複数の画素回路と向き合った対向電極を備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在した液晶層とを具備した液晶表示装置の駆動方法であって、
    前記液晶表示装置の起動時に、前記転移用電極に転移信号を書き込むことにより、前記液晶層が含む液晶材料のスプレイ配向からベンド配向への転移を誘起することを特徴とする駆動方法。

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