(57)【要約】【課題】高画質化を図ることができる液晶パネル及びその液晶パネルを備えた電子機器を提供する。【解決手段】画素トランジスタ１１のドレインは画像信号線ＳＬｎに接続され、画素トランジスタ１１のゲートはゲート線ＧＬｍに接続されている。また、画素トランジスタ１１のソースには、画素電極１３と第１のキャパシタ１６とが並列に接続されている。また、第２のキャパシタ１８が、補助トランジスタ１７を介して第１のキャパシタ１６と並列して設けられ、補助トランジスタ１７のドレイン及びゲートが、画素トランジスタ１１のソースに接続されている。さらに、補助トランジスタ１７のソースが第２のキャパシタ１８の一端に接続されている。また、第２のキャパシタ１８の他端の電位は、コモン電位以上としているので、正極性の電圧が画素トランジスタ１１に印加された場合のみ、第２のキャパシタ１８に電荷が蓄積される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の画素部を備え、
前記各画素部は、
正極性の電圧及び負極性の電圧の画像信号が供給される画素トランジスタと、
前記画素トランジスタに接続される第１のキャパシタと、
前記第１のキャパシタと並列に接続される液晶セルと、
前記正極性及び負極性のうち一方の極性の電圧の画像信号が供給されたときのみにオン状態となるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子を介して前記第１のキャパシタと並列に接続される第２のキャパシタとを備える液晶パネル。 
【請求項２】
前記スイッチング素子は、トランジスタであり、
当該トランジスタのゲート及びドレインは、前記第１のキャパシタに接続し、
当該トランジスタのソースは、前記第２のキャパシタに接続する請求項１の液晶パネル。 
【請求項３】
前記スイッチング素子がオン状態となる駆動電圧は、前記液晶セルの極性の基準となるコモン電圧以上である請求項１または２の液晶パネル。 
【請求項４】
マトリクス状に配置された複数の画素部を備える液晶パネルと、前記液晶パネルに映像を供給する映像信号供給回路を備え、
前記各画素部は、
正極性の電圧及び負極性の電圧の画像信号が供給される画素トランジスタと、
前記画素トランジスタに接続される第１のキャパシタと、
前記第１のキャパシタと並列に接続される液晶セルと、
前記正極性及び負極性のうち一方の極性の電圧の画像信号が供給されたときのみにオン状態となるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子を介して前記第１のキャパシタと並列に接続される第２のキャパシタとを備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル及びその液晶パネルを備えた電子機器に関し、特に、高画質化を図る液晶パネル及びその液晶パネルを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビ等の液晶パネルで用いられる液晶表示方式として、応答速度や画質品質等で優れているアクティブマトリクス方式が主流となっている（例えば、特許文献１参照）。アクティブマトリクス方式では、各画素の液晶セルに画素トランジスタをスイッチング素子として接続し、当該スイッチング素子を駆動することにより各画素の表示制御を行う。この表示方式ではクロストークの問題がなく、またＬＳＩ技術の発達により高精細の液晶テレビ等を容易に実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１８６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記アクティブマトリクス方式の液晶パネルでは、各画素の階調値は、当該画素の液晶セルに印加される電圧によって決定されるため、スイッチング素子を介して液晶セルに印加された電圧を保持する必要がある。そのため、液晶セルにキャパシタを並列に設け、次の電圧が印加されるまでの期間、先に印加された電圧を保持している。
【０００５】
ところが、キャパシタやトランジスタのリークにより、先に印加された電圧をキャパシタで完全には保持することができず、以下のように印加電圧の極性反転を行ったときに画質が低下してしまう恐れがある。
【０００６】
すなわち、液晶パネルでは、同極性の直流電圧が印加され続けると「焼き付き」と呼ばれる残像現象を引き起こすため、所定のタイミングごとに液晶セルに印加する電圧の極性を反転させている。このとき、正極性の印加電圧におけるリーク量は負極性の印加電圧におけるリーク量よりも大きい場合がある。そのため、正極性と負極性とで保持される電圧が異なってしまい（図８参照）、液晶パネルのちらつきやざらつきによる画質低下の恐れがあった。
【０００７】
本発明は、高画質の液晶パネル及びその液晶パネルを備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、マトリクス状に配置された複数の画素部を備え、前記各画素部は、正極性の電圧及び負極性の電圧の画像信号が供給される画素トランジスタと、前記画素トランジスタに接続される第１のキャパシタと、前記第１のキャパシタと並列に接続される液晶セルと、前記正極性及び負極性のうち一方の極性の電圧の画像信号が供給されたときのみにオン状態となるスイッチング素子と、前記スイッチング素子を介して前記第１のキャパシタと並列に接続される第２のキャパシタとを備える液晶パネルとした。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１の液晶パネルにおいて、前記スイッチング素子は、トランジスタであり、当該トランジスタのゲート及びドレインは、前記第１のキャパシタに接続し、当該トランジスタのソースは、前記第２のキャパシタに接続した。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、請求項１または２の液晶パネルにおいて、前記スイッチング素子がオン状態となる駆動電圧は、前記液晶セルの極性の基準となるコモン電圧以上とした。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、マトリクス状に配置された複数の画素部を備える液晶パネルと、前記液晶パネルに映像を供給する映像信号供給回路を備え、前記各画素部は、正極性の電圧及び負極性の電圧の画像信号が供給される画素トランジスタと、前記画素トランジスタに接続される第１のキャパシタと、前記第１のキャパシタと並列に接続される液晶セルと、前記正極性及び負極性のうち一方の極性の電圧の画像信号が供給されたときのみにオン状態となるスイッチング素子と、前記スイッチング素子を介して前記第１のキャパシタと並列に接続される第２のキャパシタとを備える電子機器とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、液晶パネル及びその液晶パネルを備えた電子機器において高画質化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。
【図２】図１の液晶パネルを構成する画素部の回路図である。
【図３】従来構成における画素部の回路図である。
【図４】図１の画素部の動作例である。
【図５】従来構成における蓄積電荷量を示した表である。
【図６】本実施形態における蓄積電荷量を示した表である。
【図７】その他の実施形態の画素部の回路図である。
【図８】従来構成における電流リーク量を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１実施形態
２．その他の実施形態
３．電子機器への適用
【００１５】
［１．第１実施形態］
以下、第１実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して具体的に説明する。
【００１６】
［１−１．液晶表示装置１の構成］
図１に示されるように、第１実施形態に係る液晶表示装置１は、液晶パネル２と表示コントローラ３とソースドライバ４とゲートドライバ５とから構成されている。
表示コントローラ３は、不図示の映像信号供給回路からの映像信号に基いて液晶パネル２を表示制御するために、ソースドライバ４及びゲートドライバ５に制御信号を出力する。
【００１７】
ソースドライバ４は、表示コントローラ３から供給される制御信号に基いて、各液晶セルに印加する電圧に対応する画像信号を画像信号線ＳＬ１〜ＳＬＮに供給する。
ゲートドライバ５は、表示コントローラ３から供給される制御信号に基いて、パルス状の走査信号をゲート線ＧＬ１〜ＧＬＭに供給する。
【００１８】
液晶パネル２は、画像信号線ＳＬ１〜ＳＬＮとゲート線ＧＬ１〜ＧＬＭとの各交差部に配置された複数の画素部１０（図２参照）から構成されている。すなわち、液晶パネル２は、マトリクス状に配置された画素部１０から構成されている。また、図２では、画像信号線ＳＬｎとゲート線ＧＬｍの交差部に配置された画素部１０のみを示しているが、他の交差部における画素部も同じ構成である。
【００１９】
画素部１０は、図２に示すように、画素トランジスタ１１と液晶セル１２と第１のキャパシタ１６と補助トランジスタ１７と第２のキャパシタ１８とから構成されている。
液晶セル１２は、画素電極１３と液晶１４と対向電極１５を有している。そして、画素電極１３と対向電極１５の電位差により液晶１４の配向状態が変化することで光の透過率が変化し、その結果、各画素部１０の階調値が制御される。
【００２０】
画素電極１３と対向電極１５との間に格納されている液晶１４は、同極性の直流電圧が印加され続けると「焼き付き」と呼ばれる残像現象を引き起こし寿命が短くなる。そのため、所定のタイミングごとに（例えば、フレーム周期で）、液晶１４に印加される電圧の極性を反転させている。
【００２１】
また、各画素部１０の階調値は、液晶１４に印加される電圧によって決定されるため、各画素部１０の階調値を維持するためには、液晶１４に印加する電圧を一定に保つ必要がある。そのため、次の電圧が液晶１４に印加されるまでの期間、液晶１４に並列に設けられた第１のキャパシタ１６が、液晶１４に電圧を印加している。これにより、液晶１４には、安定して電圧が印加されることになる。しかしながら、リーク電流により第１のキャパシタ１６は、印加された電圧を完全には保持することができない。また、正極性の印加電圧におけるリーク量は負極性の印加電圧におけるリーク量よりも大きいことがある。そして、このリーク量の差は、液晶表示装置のちらつきやざらつきによる画質の低下を引き起こしてしまう。本実施形態の液晶表示装置１は、画素部１０を以下のように構成することでこの問題を解決している。
【００２２】
［１−２．画素部１０の構成］  
図２に示すように、画素部１０は、画素トランジスタ１１と、画素電極１３と液晶１４と対向電極１５から構成される液晶セル１２と、第１のキャパシタ１６と、補助トランジスタ１７と、第２のキャパシタ１８とから構成されている。
【００２３】
画素トランジスタ１１のドレインは画像信号線ＳＬｎに接続され、画素トランジスタ１１のゲートはゲート線ＧＬｍに接続されている。また、画素トランジスタ１１のソースには、画素電極１３と第１のキャパシタ１６とが並列に接続されている。また、対向電極１５は、極性の基準となる電圧としている（以下、極性の基準となる電圧を「コモン電圧」という。）。また、画素トランジスタ１１は、ゲート線ＧＬｍが走査されているときにオン状態となるスイッチング素子として機能する。なお、以下においては、コモン電圧を超える電圧を正極性の電圧とし、コモン電圧未満の電圧を負極性の電圧としている。
【００２４】
これにより、ゲート線ＧＬｍに走査パルスが印加されているときに（すなわち、画素トランジスタ１１がオン状態となっているときに）、画像信号線ＳＬｎに印加された電圧が、画像信号として画素電極１３及び第１のキャパシタ１６に供給される。そして、画素電極１３と対向電極１５の電位差に応じて、画素部１０の画素の階調値が決定される。
また、ゲート線ＧＬｍに走査パルスが印加されていない期間は、第１のキャパシタ１６が、画素電極１３に電圧を印加する。これにより、画素電極１３には、走査パルスの印加に関係なく継続して電圧が印加される。
【００２５】
また、第２のキャパシタ１８が、補助トランジスタ１７を介して第１のキャパシタ１６と並列して設けられている。より具体的には、補助トランジスタ１７のドレイン及びゲートが、画素トランジスタ１１のソースに接続されている。さらに、補助トランジスタ１７のソースが第２のキャパシタ１８の一端に接続されている。また、第２のキャパシタ１８の他端は、コモン電圧としている。
【００２６】
これにより、補助トランジスタ１７は、ゲート線ＧＬｍに走査パルスが印加され、かつ画像信号線ＳＬｎに正極性の電圧が印加された場合に駆動する（オン状態となる）。すなわち、補助トランジスタ１７に正極性の電圧が印加された場合に、第２のキャパシタ１８に電荷が蓄えられることになる。また、補助トランジスタ１７は画素トランジスタ１１に接続されているため、補助トランジスタ１７を制御するための制御線を別途設ける必要がなく、回路を簡略化することができる。
【００２７】
［１−３．正極性の電圧が印加されている場合における画素部１０の動作］
次に、正極性の電圧が印加されている場合における画素部１０の動作について具体的に説明する。
【００２８】
ゲート線ＧＬｍに走査パルスが印加され、かつ画像信号線ＳＬｎに正極性の電圧が印加される場合、画素トランジスタ１１がオン状態となって、画素トランジスタ１１を介して第１のキャパシタ１６に電荷が蓄積される。このとき、補助トランジスタ１７のゲートにも正極性の電圧が印加されることにより駆動されるので、第２のキャパシタ１８にも電荷が蓄積される。また、第１のキャパシタ１６と第２のキャパシタ１８とが並列に設けられているので、正極性の電圧が印加されている場合における画素部１０の静電容量は、第１のキャパシタ１６の静電容量と第２のキャパシタ１８の静電容量の総和となる。すなわち、第１のキャパシタ１６のみを設ける場合に比べて静電容量が増加する。
【００２９】
また、ゲート線ＧＬｍに走査パルスが印加されていない場合、第１のキャパシタ１６が、画素電極１３に電圧を印加する。この電圧は正極性の電圧なので、補助トランジスタ１７はオン状態となり、補助トランジスタ１７も、画素電極１３に電圧を印加する。これにより、正極性側のリーク量の一部をカバーすることができる。
【００３０】
［１−４．負極性の電圧が印加されている場合における画素部１０の動作］
次に、負極性の電圧が印加されている場合における画素部１０の動作について具体的に説明する。
【００３１】
負極性の電圧を印加する場合、画素トランジスタ１１を介して第１のキャパシタ１６に電荷が蓄積される。また、負極性の電圧が印加される場合、その電圧は補助トランジスタ１７の駆動電圧よりも低いので、補助トランジスタ１７は駆動しない。よって、第２のキャパシタ１８には電荷は蓄積されない。これにより、負極性の電圧を印加する場合における画素部１０の静電容量は、補助トランジスタ１７及び第２のキャパシタ１８を備えていない従来の構成（図３参照）と同じである。すなわち、負極性の電圧を印加する場合、画素部１０の静電容量は、補助トランジスタ１７及び第２のキャパシタ１８の影響を受けない。
【００３２】
また、ゲート線ＧＬｍに走査パルスが印加されていない場合、第１のキャパシタ１６が、画素電極１３に電圧を印加する。この電圧は負極性の電圧なので、補助トランジスタ１７はオン状態とならず、第２のキャパシタ１８の影響を受けない。
【００３３】
［１−５．画素部１０の動作のまとめ］
上記［１−３］及び［１−４］で述べたとおり、補助トランジスタ１７は、正極性の電圧が印加されている場合にのみオン状態となり第２のキャパシタ１８に電荷が蓄積される。これにより、画素部１０の静電容量は、負極性の電圧が印加される場合は第１のキャパシタ１６の静電容量となり、正極性の電圧が印加される場合は第１のキャパシタ１６と第２のキャパシタ１８の静電容量の総和となる。この結果、正極性側のリーク量の一部をカバーすることができ、液晶パネル２のちらつきやざらつきを防ぐことができ、液晶パネル２の高画質化を図ることができる。
【００３４】
［１−６．画素部１０の動作例］
次に、画素部１０の動作について図４を用いて説明する。図４は、画像信号線ＳＬｎに供給される画像信号、ゲート線ＧＬｍに印加される走査パルス、画素トランジスタ１１（Ｔｒ１）のゲート電圧、補助トランジスタ１７（Ｔｒ２）のゲート電圧、画素電極１３の印加電圧Ｖｒの関係を示している。なお、ＳＬｎについては、ＳＬｎに供給される画像信号（供給される電圧）のうち、画素部１０の動作に関係のあるものについて示している。
【００３５】
図４に示すように、画像信号線ＳＬｎに正極性の電圧が印加されている状態において、ゲート線ＧＬｍに走査パルスが印加されると、画素トランジスタ１１がオン状態となり、そのときにＳＬｎに印加されている電圧が第１のキャパシタ１６に印加される。また、補助トランジスタ１７もオン状態となり、そのときにＳＬｎに印加される電圧が第２のキャパシタ１８に印加される。その後、ＧＬｍに走査パルスが走査されなくなると、画素トランジスタ１１はオフ状態となり、第１のキャパシタ１６が、画素電極１３に電圧を印加する。また、この電圧は正極性の電圧なので、補助トランジスタ１７はオン状態のままであり、正極性側では第２のキャパシタ１８が作用するため、従来構成に比べてＶｒの減少量が少なくなる。
【００３６】
一方、画像信号線ＳＬｎに負極性の電圧が印加されている状態において、ゲート線ＧＬｍに走査パルスが印加されると、画素トランジスタ１１がオン状態となり、そのときにＳＬｎに印加されている電圧が第１のキャパシタ１６に印加される。なお、補助トランジスタ１７はオン状態とはならず、第２のキャパシタ１８に電荷は蓄積されない。その後、ＧＬｍに走査パルスが走査されなくなると、画素トランジスタ１１はオフ状態となり、第１のキャパシタ１６が、画素電極１３に電圧を印加する。なお、補助トランジスタ１７はオフ状態のままである。
【００３７】
これにより、両極性における画素電極１３の印加電圧の差が小さくなるので、液晶パネル２のちらつきやざらつきを防ぐことができ、液晶パネル２の高画質化を図ることができる。
【００３８】
［１−７．具体的な数値例］
次に、本実施形態の効果について具体的な数値例に用いて説明する。
図５は、従来構成における蓄積電荷量を示した表であり、図６は、本実施形態における蓄積電荷量を示した表である。
以下の説明では、一例として、正極性側のリーク量を電圧印加時の１５％とし、負極性側のリーク量を電圧印加時の１０％とする。また、第１のキャパシタ１６の蓄積電荷量を「１００」とし、第２のキャパシタ１８の蓄積電荷量を「５」とする。また、コモン電圧を７．０Ｖとし、このコモン電圧を基準として、正極性の電圧を１２．０Ｖ、負極性の電圧を２．０Ｖとする。また、補助トランジスタ１７の駆動電圧をコモン電圧（７．０Ｖ）以上の電圧とする。
【００３９】
従来構成では、図５に示すように、電圧印加時における正極性側と負極性側の画素部１０の蓄積電荷量は同じである。しかしながら、両極性のリーク量が異なるので、次の電圧が印加されるまでの期間（電圧保持時）においては、正極性側の蓄積電荷量（保持電圧）は負極性側の蓄積電荷量（保持電圧）よりも小さい。そのため、液晶パネルの画質は、ちらつきやざらつきによって低下してしまう。
【００４０】
一方、本実施形態では、図６に示すように、正極性の電圧印加時において、蓄積電荷量を従来構成よりも５％高くしている（「１００」→「１０５」）。これにより、電圧保持時の蓄積電荷量は約９０（１０５×８５％＝８９．２５）となる。その結果、電圧保持時における正極性側の蓄積電荷量（保持電圧）を、負極性側の蓄積電荷量（保持電圧、「９０」）とほぼ等しくすることができるので、ちらつきやざらつきによる液晶パネル２の画質の低下を防ぐことができる。なお、第２のキャパシタ１８の静電容量は、正極性側と負極性側のリーク量の差に応じて適宜設定することができる。
【００４１】
以上のように画素部１０を構成することにより、電圧保持時において、正極性側と負極性側の印加電圧の差を少なくすることにより、両極性における印加電圧のバランスを取ることができる。その結果、液晶パネル２のちらつきやざらつきによる画質の低下を防止することができる。
【００４２】
また、ノーマリーブラックの液晶を液晶１４に用いる場合、白色を表現するためには、コモン電圧との差が大きい電圧を液晶１４に印加する必要がある。白色のちらつきやざらつきは画質の低下に大きな影響を及ぼすが、本実施形態によれば、液晶パネル２のちらつきやざらつきによる画質の低下を防止することができる。
【００４３】
［２．その他の実施形態］
上述の第１実施形態では、第２のキャパシタ１８に電荷を蓄積するためのスイッチング素子として補助トランジスタ１７を用いたが、その他のスイッチング素子によって第２のキャパシタ１８を制御してもよい。また、補助トランジスタ１７を図４と同じように制御するために、別途の制御線ＣＬを設けるように構成してもよい（図７参照）。
【００４４】
さらに、上述した第１実施形態では、液晶パネルを構成する全ての画素部を、補助トランジスタ１７及び第２のキャパシタ１８を有する画素部１０として構成したが、ちらつきやざらつきが顕著に目立つ位置の画素部についてのみ画素部１０として構成してもよい。
【００４５】
また、液晶１４に印加する電圧の極性を反転させるタイミングはどのようなものでもよく、例えば、複数フレーム周期で反転させるように構成してもよい。
また、負極性側のリーク量が正極性側のリーク量よりも大きい液晶セルを用いる場合には、負極性側の静電容量を大きくするように、第２のキャパシタ１８のキャパシタに電荷を蓄えるように構成することができる。
【００４６】
［３．電子機器への適用］
上述の液晶パネル２は、液晶テレビのほか、液晶パネル２に映像信号を供給する映像信号供給回路を備える液晶プロジェクタ、パーソナルコンピュータなどの電子機器に適用することができる。
【００４７】
本発明に係る実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  液晶表示装置
２  液晶パネル
３  表示コントローラ
４  ソースドライバ
５  ゲートドライバ
１１  画素トランジスタ
１２  液晶セル
１３  画素電極
１４  液晶
１５  対向電極
１６  第１のキャパシタ
１７  補助トランジスタ
１８  第２のキャパシタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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