(57)【要約】【課題】応答速度を向上させる液晶表示装置を得る。【解決手段】各画素に映像信号が供給される画素電極と前記映像信号に対して基準となる対向信号が供給される対向電極を備えたものであって、前記対向電極に印加される基準信号に対して、前記映像信号の信号振幅が、その最小近傍にて、増加するにともない正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値が増加するようにし、前記映像信号の信号振幅が、さらに増加するにともない前記平均値が減少するようにし、前記映像信号の振幅が、その最大近傍にて、増加するにともない前記平均値が増加するように、前記各階調電圧を形成して前記画素を駆動する手段を備える。【選択図】        図１
2004279535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素に映像信号が供給される画素電極と前記映像信号に対して基準となる対向信号が供給される対向電極を備えたものであって、
前記対向電極に印加される基準信号に対して、
前記映像信号の信号振幅が、その最小近傍にて、増加するにともない正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値が増加するようにし、
前記映像信号の信号振幅が、さらに増加するにともない前記平均値が減少するようにし、
前記映像信号の信号振幅が、その最大近傍にて、増加するにともない前記平均値が増加するように、
前記各階調電圧を形成して前記画素を駆動する手段を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値が、
該映像信号の信号振幅の最小から最大にかけて、増加から減少に変化する点が極大点で、減少から増大に変化する点が極小点であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記極大点から極小点に至る映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値は単調に変化していることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記映像信号の信号振幅の最小から極大点にかけて、および極小点から最大にかけて、該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値は単調に変化していることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記映像信号の信号振幅の最小における該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値は、前記極小点における該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値より小さいことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記映像信号の信号振幅の最大における該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値は、前記極大点における該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値より大きいことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
各画素に映像信号が供給される画素電極と前記映像信号に対して基準となる対向信号が供給される対向電極を備えたものであって、
前記対向電極に印加される基準信号に対して、
前記映像信号の表示階調が、その最小近傍にて、増加するにともない正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値が増加するようにし、
前記映像信号の表示階調が、さらに増加するにともない前記平均値が減少するようにし、
前記映像信号の表示階調が、その最大近傍にて、増加するにともない前記平均値が増加するように、
前記各階調電圧を形成して前記画素を駆動する手段を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
前記映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値が、該映像信号の表示階調の最小から最大にかけて、増加から減少に変化する点が極大点で、減少から増大に変化する点が極小点であることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記極大点から極小点に至る映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値は単調に変化していることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記映像信号の表示階調の最小における該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値は、前記極小点における該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値より小さいことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記映像信号の表示階調の最大における該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値は、前記極大点における該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値より大きいことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
表示階調の最小を白表示、最大を黒表示とするノーマリホワイトモードで駆動されることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
表示階調の最小を黒表示、最大を白表示とするノーマリブラックモードで駆動されることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
各画素に映像信号が供給される画素電極と前記映像信号に対して基準となる対向信号が供給される対向電極を備えたものであって、
前記対向電極に印加される基準信号に対して、
前記映像信号電圧の振幅の増加とともに、該映像信号の正極電圧は、急激に増加し、緩やかに増加し、再び急激に増加するように少なくとも２つの変局点を有し、該映像信号の負極電圧は、緩やかに減少し、急激に減少し、再び緩やかに減少するように少なくとも２つの変局点を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１５】
各画素に映像信号が供給される画素電極と前記映像信号に対して基準となる対向信号が供給される対向電極を備えたものであって、
表示する階調の増大とともに、該映像信号の正極電圧は、急激に増加し、緩やかに増加し、再び急激に増加するように少なくとも２つの変局点を有し、該映像信号の負極電圧は、緩やかに減少し、急激に減少し、再び緩やかに減少するように少なくとも２つの変局点を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１６】
各階調電圧を形成する回路に階調分割抵抗を備えるとともに、これら抵抗は７つ以上の抵抗で構成されていることを特徴とする請求項１、７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
正極用の電圧出力の間にある階調用抵抗の合成抵抗は、負極用の電圧出力の間にある階調用抵抗の合成抵抗より大きいことを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
各画素に映像信号が供給される画素電極と前記映像信号に対して基準となる対向信号が供給される対向電極を備えたものであって、
前記対向電極に印加される基準信号に対して、
前記映像信号の信号振幅が、その最小近傍にて、増加するにともない正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値が増加するようにし、
前記映像信号の信号振幅が、さらに増加するにともない前記平均値が減少するようにし、
前記映像信号の振幅が、その最大近傍にて、増加するにともない前記平均値が増加するように、
前記各階調電圧を形成して前記画素を駆動することを特徴とする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に係り、たとえばアクティブ・マトリクス型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクティブ・マトリクス型の液晶表示装置は、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方の基板の液晶側の面にたとえばｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線とｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線とが形成され、これら各信号線に囲まれた領域を画素領域として構成し、これらマトリクス状に配置された各画素領域の集合体を液晶表示部としている。
【０００３】
そして、各画素領域には、一方のゲート信号線からの走査信号によって駆動されるスイッチング素子と、このスイッチング素子を介して一方のドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電極を備えている。
【０００４】
この画素電極は、前記一方の基板あるいは他方の基板側に設けた対向電極との間に電界を生じせしめ、この電界によって当該画素領域の液晶の光透過率を制御するようにしている。
【０００５】
液晶の光透過率は、対向電極に印加される基準信号（電圧）に対して画素電極に印加される映像信号（電圧）がどれだけの電圧差（階調）を有しているかで決まるが、たとえば液晶の分極を防止するため、前記映像信号において正側の階調電圧と負側の階調電圧を生成し、これらをたとえば交互に印加する方式のものが知られている。
【０００６】
そして、このような画素駆動において、図１２（ａ）に示すように、前記映像信号の中心電圧をその信号振幅に限らず常に一定にするものが知られている一方において、図１２（ｂ）に示すように、該映像信号の中心電圧をその信号振幅が大きくなるに従い小さくするようにする方式のものも知られている。
【０００７】
すなわち、映像信号の信号振幅が小さくなるにしたがって正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値が対向電極に印加される基準信号に対して増大するように前記各階調電圧を形成して画素を駆動するようになっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】
特開平７−９２９３７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように構成された液晶表示装置は、映像信号の信号振幅を最大と最小の間で切り替えた場合に、具体的には黒→白、あるいは白→黒に表示を切り替えた場合に、図から明らかなように、切り替え前の中心電圧と切り替え後の中心電圧に大きな差が生じてしまうことになる。
【０００９】
このことは、切り替え後の状態から見た場合、切り替え直前まで画素の画素電極と対向電極の間に直流電圧が加わっているのと等価になることを意味する。
【００１０】
切り替え後にはスイッチング素子によって切り替え後に適した中心電圧が加わるため、画素の画素電極と対向電極の間に直流電圧は無くなるが、液晶分子の電圧変化に対する応答は、数十ｍｓの時間を要するため、応答が完了するまでの間、光学的には前記直流電圧の影響が残存することになる。
【００１１】
このため、この直流電圧の影響により見かけの応答速度が遅くなる現象が生じることになる。
【００１２】
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、応答速度を向上させることのできる液晶表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００１４】
手段１．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、各画素に映像信号が供給される画素電極と前記映像信号に対して基準となる対向信号が供給される対向電極を備えたものであって、
前記対向電極に印加される基準信号に対して、
前記映像信号の信号振幅が、その最小近傍にて、増加するにともない正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値が増加するようにし、
前記映像信号の信号振幅が、さらに増加するにともない前記平均値が減少するようにし、
前記映像信号の信号振幅が、その最大近傍にて、増加するにともない前記平均値が増加するように、
前記各階調電圧を形成して前記画素を駆動する手段を備えることを特徴とするものである。
【００１５】
手段２．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１の構成を前提とし、映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値が、
該映像信号の信号振幅の最小から最大にかけて、増加から減少に変化する点が極大点で、減少から増大に変化する点が極小点であることを特徴とするものである。
【００１６】
手段３．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段２の構成を前提とし、前記極大点から極小点に至る映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値は単調に変化していることを特徴とするものである。
【００１７】
手段４．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段２の構成を前提とし、前記映像信号の信号振幅の最小から極大点にかけて、および極小点から最大にかけて、該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値は単調に変化していることを特徴とするものである。
【００１８】
手段５．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段４の構成を前提とし、前記映像信号の信号振幅の最小における該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値は、前記極小点における該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値より小さいことを特徴とするものである。
【００１９】
手段６．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段４の構成を前提とし、前記映像信号の信号振幅の最大における該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値は、前記極大点における該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値より大きいことを特徴とするものである。
【００２０】
手段７．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、各画素に映像信号が供給される画素電極と前記映像信号に対して基準となる対向信号が供給される対向電極を備えたものであって、
前記対向電極に印加される基準信号に対して、
前記映像信号の表示階調が、その最小近傍にて、増加するにともない正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値が増加するようにし、
前記映像信号の表示階調が、さらに増加するにともない前記平均値が減少するようにし、
前記映像信号の表示階調が、その最大近傍にて、増加するにともない前記平均値が増加するように、
前記各階調電圧を形成して前記画素を駆動する手段を備えることを特徴とするものである。
【００２１】
手段８．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段７の構成を前提とし、前記映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値が、該映像信号の表示階調の最小から最大にかけて、増加から減少に変化する点が極大点で、減少から増大に変化する点が極小点であることを特徴とするものである。
【００２２】
手段９．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段８の構成を前提とし、前記極大点から極小点に至る映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値は単調に変化していることを特徴とするものである。
【００２３】
手段１０．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段９の構成を前提とし、前記映像信号の表示階調の最小における該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値は、前記極小点における該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値より小さいことを特徴とするものである。
【００２４】
手段１１．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段９の構成を前提とし、前記映像信号の表示階調の最大における該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値は、前記極大点における該映像信号の信号振幅の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値より大きいことを特徴とするものである。
【００２５】
手段１２．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１１の構成を前提とし、表示階調の最小を白表示、最大を黒表示とするノーマリホワイトモードで駆動されることを特徴とするものである。
【００２６】
手段１３．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１１の構成を前提とし、表示階調の最小を黒表示、最大を白表示とするノーマリブラックモードで駆動されることを特徴とするものである。
【００２７】
手段１４．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、各画素に映像信号が供給される画素電極と前記映像信号に対して基準となる対向信号が供給される対向電極を備えたものであって、
前記対向電極に印加される基準信号に対して、
前記映像信号電圧の振幅の増加とともに、該映像信号の正極電圧は、急激に増加し、緩やかに増加し、再び急激に増加するように少なくとも２つの変局点を有し、該映像信号の負極電圧は、緩やかに減少し、急激に減少し、再び緩やかに減少するように少なくとも２つの変局点を有することを特徴とするものである。
【００２８】
手段１５．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、各画素に映像信号が供給される画素電極と前記映像信号に対して基準となる対向信号が供給される対向電極を備えたものであって、
表示する階調の増大とともに、該映像信号の正極電圧は、急激に増加し、緩やかに増加し、再び急激に増加するように少なくとも２つの変局点を有し、該映像信号の負極電圧は、緩やかに減少し、急激に減少し、再び緩やかに減少するように少なくとも２つの変局点を有することを特徴とするものである。
【００２９】
手段１６．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１、７のいずれかの構成を前提とし、各階調電圧を形成する回路に階調分割抵抗を備えるとともに、これら抵抗は７つ以上の抵抗で構成されていることを特徴とするものである。
【００３０】
手段１７．
本発明による液晶表示装置は、たとえば、手段１６の構成を前提とし、正極用の電圧出力の間にある階調用抵抗の合成抵抗は、負極用の電圧出力の間にある階調用抵抗の合成抵抗より大きいことを特徴とするものである。
【００３１】
手段１８．
本発明による液晶表示装置の駆動方法は、たとえば、各画素に映像信号が供給される画素電極と前記映像信号に対して基準となる対向信号が供給される対向電極を備えたものであって、
前記対向電極に印加される基準信号に対して、
前記映像信号の信号振幅が、その最小近傍にて、増加するにともない正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値が増加するようにし、
前記映像信号の信号振幅が、さらに増加するにともない前記平均値が減少するようにし、
前記映像信号の振幅が、その最大近傍にて、増加するにともない前記平均値が増加するように、
前記各階調電圧を形成して前記画素を駆動することを特徴とするものである。
【００３２】
なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液晶表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。
実施例１．
《全体の等価回路》
図８は、本発明による液晶表示装置の一実施例を示す等価回路図である。同図は等価回路図であるが実際の幾何学的配置に対応させて描いている。
【００３４】
液晶を介して互いに対向配置される一対の透明基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２があり、該液晶は一方の透明基板ＳＵＢ１に対する他方の透明基板ＳＵＢ２の固定を兼ねるシール材ＳＬによって封入されている。
【００３５】
シール材ＳＬによって囲まれた前記一方の透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面には、そのｘ方向に延在しｙ方向に並設されたゲート信号線ＧＬとｙ方向に延在しｘ方向に並設されたドレイン信号線ＤＬとが形成されている。
【００３６】
各ゲート信号線ＧＬと各ドレイン信号線ＤＬとで囲まれた領域は画素領域を構成するとともに、これら各画素領域のマトリクス状の集合体は液晶表示部ＡＲを構成するようになっている。
【００３７】
また、ｘ方向に並設される各画素領域のそれぞれにはそれら各画素領域内に走行された共通の対向電圧信号線ＣＬが形成されている。この対向電圧信号線ＣＬは各画素領域の後述する対向電極ＣＴに映像信号に対して基準となる電圧を供給するための信号線となるものである。
【００３８】
各画素領域には、その片側のゲート信号線ＧＬからの走査信号によって作動される薄膜トランジスタＴＦＴと、この薄膜トランジスタＴＦＴを介して片側のドレイン信号線ＤＬからの映像信号が供給される画素電極ＰＸが形成されている。
【００３９】
この画素電極ＰＸは、前記対向電圧信号線ＣＬと接続された対向電極ＣＴとの間に電界を発生させ、この電界によって液晶の光透過率を制御させるようになっている。
【００４０】
なお、前記画素電極ＰＸと対向電圧信号線ＣＬとの間には容量素子Ｃｓｔｇが形成され、この容量素子Ｃｓｔｇによって画素電極ＰＸに供給された映像信号は比較的長い時間保持されるようになっている。
【００４１】
前記ゲート信号線ＧＬのそれぞれの一端は前記シール材ＳＬを超えて延在され、その延在端は走査信号駆動回路Ｖの出力端子が接続される端子ＧＬＴを構成するようになっている。また、前記走査信号駆動回路Ｖの入力端子は液晶表示パネルの外部に配置されたプリント基板（図示せず）からの信号が入力されるようになっている。
【００４２】
走査信号駆動回路Ｖは複数個の半導体装置からなり、互いに隣接する複数のゲート信号線ＧＬどおしがグループ化され、これら各グループ毎に一個の半導体装置があてがわれるようになっている。
【００４３】
同様に、前記ドレイン信号線ＤＬのそれぞれの一端は前記シール材ＳＬを超えて延在され、その延在端は映像信号駆動回路Ｈｅの出力端子が接続される端子ＤＬＴを構成するようになっている。また、前記映像信号駆動回路Ｈｅの入力端子は液晶表示パネルの外部に配置されたプリント基板（図示せず）からの信号が入力されるようになっている。
【００４４】
この映像信号駆動回路Ｈｅも複数個の半導体装置からなり、互いに隣接する複数のドレイン信号線ＤＬどおしがグループ化され、これら各グループ毎に一個の半導体装置があてがわれるようになっている
また、前記対向電圧信号線ＣＬは図中右側の端部で共通に接続され、その接続線はシール材ＳＬを超えて延在され、その延在端において端子ＣＬＴを構成している。この端子ＣＬＴからは映像信号に対して基準となる電圧が供給されるようになっている。
【００４５】
前記各ゲート信号線ＧＬは、走査信号駆動回路Ｖからの走査信号によって、その一つが順次選択されるようになっている。
【００４６】
また、前記各ドレイン信号線ＤＬのそれぞれには、映像信号駆動回路Ｈｅによって、前記ゲート信号線ＧＬの選択のタイミングに合わせて映像信号が供給されるようになっている。
【００４７】
なお、上述した実施例では、走査信号駆動回路Ｖおよび映像信号駆動回路Ｈｅは透明基板ＳＵＢ１に搭載された半導体装置を示したものであるが、たとえば透明基板ＳＵＢ１とプリント基板との間を跨って接続されるいわゆるテープキャリア方式の半導体装置であってもよく、さらに、前記薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層が多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）から構成される場合、透明基板ＳＵＢ１面に前記多結晶シリコンからなる半導体素子を配線層とともに形成されたものであってもよい。
【００４８】
《画素の構成》
図９（ａ）は、上述した画素の具体的な構成の一実施例を示す平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のｂ−ｂ線における断面図を、図９（ｃ）は、図９（ａ）のｃ−ｃ線における断面図を示している。
【００４９】
まず、透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面にはたとえばポリシリコン層からなる半導体層ＬＴＰＳが形成されている。この半導体層ＬＴＰＳはたとえばプラズマＣＶＤ装置によって成膜したアモルファスＳｉ膜をエキシマレーザによって多結晶化したものである。
【００５０】
この半導体層ＬＴＰＳは薄膜トランジスタＴＦＴのそれで、後述するゲート信号線ＧＬをたとえば２回横切るように迂回して形成されたパターンをなしている。
【００５１】
そして、このように半導体層ＬＴＰＳが形成された透明基板ＳＵＢ１の表面には、該半導体層ＰＳをも覆ってたとえばＳｉＯ２あるいはＳｉＮからなる第１絶縁膜ＩＮＳが形成されている。この第１絶縁膜ＩＮＳは前記薄膜トランジスタＴＦＴのゲート絶縁膜として機能するようになっている。
【００５２】
そして、第１絶縁膜ＩＮＳの上面には、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線ＧＬが形成され、このゲート信号線ＧＬは後述するドレイン信号線ＤＬとともに矩形状の画素領域を画するようになっている。
【００５３】
該ゲート信号線ＧＬは前述した半導体層ＬＴＰＳを２回横切るようにして走行され、該半導体層ＬＴＰＳを横切る部分は薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極として機能するようになっている。
【００５４】
なお、このゲート信号線ＧＬの形成後は、第１絶縁膜ＩＮＳを介して不純物のイオン打ち込みをし、前記半導体層ＬＴＰＳにおいて前記ゲート信号線ＧＬの直下を除く領域を導電化させることによって、薄膜トランジスタＴＦＴのソース領域およびドレイン領域が形成されるようになっている。
【００５５】
また、第１絶縁膜ＩＮＳの上面には対向電極ＣＴが形成されている。この対向電極ＣＴは、図中ｙ方向に延在された帯状の電極が画素内にて後述するドレイン信号線ＤＬに隣接してたとえば２個配置されている。これら各対向電極ＣＴは画素のほぼ中央を図中ｘ方向に走行する対向電圧信号線ＣＬと一体となって形成され、この対向電圧信号線ＣＬを介して基準信号が供給されるようになっている。
【００５６】
さらに、前記ゲート信号線ＧＬおよび対向電極ＣＴ（対向電圧信号線ＣＬ）をも被って前記第１絶縁膜ＩＮＳの上面には第２絶縁膜ＧＩがたとえばＳｉＯ２あるいはＳｉＮによって形成されている。
【００５７】
この第２絶縁膜ＧＩの表面には、ｙ方向に延在しｘ方向に並設されるドレイン信号線ＤＬが形成されている。そして、このドレイン信号線ＤＬの一部にはその下の第２絶縁膜ＧＩおよび第１絶縁膜ＩＮＳを貫通するスルーホールＴＨ１を通して前記半導体層ＬＴＰＳに接続されている。該半導体層ＬＴＰＳのドレイン信号線ＤＬと接続された部分は薄膜トランジスタＴＦＴの一方の領域、たとえばドレイン領域となる部分である。
【００５８】
第２絶縁膜ＧＩの表面には該ドレイン信号線ＤＬをも被って第３絶縁膜ＰＡＳが形成され、この第３絶縁膜ＰＡＳの表面には、画素電極ＰＸが形成されている。この画素電極ＰＸは画素の中央にて図中ｙ方向に延在する帯状の電極からなり、これにより該画素電極ＰＸは前記各対向電極ＣＴの間に位置づけられるようになっている。そして、この画素電極ＰＸはその一部においてその下の第３絶縁膜ＰＡＳ、第２絶縁膜ＧＩ、および第１絶縁膜ＩＮＳに貫通して設けたスルーホールＴＨ２を通して薄膜トランジスタＴＦＴの他方の領域、たとえばソース領域に接続されている。
【００５９】
なお、画素電極ＰＸは、前記対向電圧信号線ＣＬと交差する部分において、その幅を太くするようにして形成され、この部分において該対向電圧信号線ＣＬとの間に容量素子Ｃｓｔｇを構成するようになっている。
【００６０】
画素電極ＰＸとその両脇にそれぞれ位置づけられる各対向電極との間には透明基板ＳＵＢ１に平行な成分を有する電界が発生するようになり、この電界によって液晶の光透過率を制御できるようになっている。
【００６１】
なお、画素電極ＰＸは、この１実施例では、開口率を向上させるためたとえばＩＴＯ  （Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ  （Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ２（酸化スズ）、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム）等のような透光性の導電層で形成されている。
【００６２】
なお、上述した実施例では、画素電極ＰＸを第３絶縁膜ＰＡＳの上面に形成したものである。しかし、図９（ｄ）に示すように、第３絶縁膜ＰＡＳの下層、すなわちドレイン信号線ＤＬと同層となるように形成してもよいことはいうまでもない。同様の効果を奏することができるからである。
【００６３】
《映像信号》
図１は、本発明の液晶表示装置の各ドレイン信号線ＤＬに供給される映像信号線のその振幅の大小に応じて変化する中心電圧を示した特性図で、図１２（ｂ）に対応した図となっている。
【００６４】
図１に示す特性図において、その横軸は映像信号の振幅を図中左側の最小から図中右側の最大に至るようにして示し、縦軸は該映像信号の中心電圧を示している。ここで、映像信号の中心電圧とは、該映像信号の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値をいう。
【００６５】
映像信号の中心電圧は、まず映像信号の振幅が最小の場合にある値ａをとり、該映像信号の振幅がある程度増加するにしたがい増大してある値ｂをとるようになる。そして、それ以降の振幅の増加にともなって減少し、振幅が最大の手前のある値ｃまできたら、前記ある値ａあるいはそれに近い値にまで至るように増加するようになっている。換言すれば、映像信号の振幅最小での中心電圧を振幅最大での適正な中心電圧に、振幅最大での中心電圧を振幅最小での適正な中心電圧に設定している。
【００６６】
基本的には、映像信号のその信号振幅の増大に応じてその中心電圧は減少するのは図１２（ａ）の場合と同様であるが、映像信号の信号振幅が最小の時点から増加していく一定の範囲Ａにおける時点まで、また、信号振幅が最大になる時点の手前から該最大になる時点にまで増加していく一定の範囲Ｂにおいて、映像信号の中心電圧を増加させるようにしていることにおいて、上記図１２（ａ）の場合と異なっている。
【００６７】
このようにしたのは、図１２（ａ）に示したように、映像信号の信号振幅が小さくなるにしたがって映像信号の中心電圧が対向電極に印加される基準信号に対してそのまま増大するようにした場合に、最小の振幅における映像信号の中心電圧と最大の振幅における映像信号の中心電圧との差が比較的大きくなってしまうことから、この差を小さくさせるためである。このため、液晶表示装置の応答時間にとって最も重要となる白→黒、および黒→白の切り替え時の応答速度を向上できることになる。
【００６８】
この場合、図１２（ａ）に示す特性に対する図１２（ｂ）に示す特性の効果である残像の低減は本実施例の場合にもそのまま保持されるようになる。図１２（ｂ）に示した映像信号の特性の場合であっても、中間調の色を除く白、黒の近傍では残像は見え難いという現象が生じるからである。
【００６９】
すなわち、使用される液晶のＢ（輝度）−Ｖ（電圧）曲線は図２に示すようになっており、映像信号の振幅の最小および最大の部分を除く他の部分においては電圧の変化に応じて輝度の変化は敏感になっているが、映像信号の振幅の最小および最大の部分の近傍においては電圧の変化に比較的鈍感になっている。
【００７０】
このことから、映像信号の振幅の最小および最大の部分の近傍において残像は認識され難くなる。
【００７１】
なお、図２は、その横軸に映像信号の振幅をとり、縦軸に輝度をとったグラフで、液晶はそれに電圧を印加させない状態で白表示がなされるいわゆるノーマリホワイトモードのものを対象としたものであるが、中間調の色を除く白、黒の近傍では残像は見え難いという現象にあってはノーマリブラックの場合でも事情は全く同じである。
【００７２】
図３は、本発明の液晶表示装置の各ドレイン信号線ＤＬに供給される映像信号線のその振幅の大小に応じて変化する中心電圧を示した他の実施例の特性図で、図１に対応する図となっている。
【００７３】
図１の場合と比較して異なる部分は、映像信号の信号振幅の最小における該映像信号の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値（ａ）が、該映像信号の信号振幅の最大付近における該映像信号の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値の増加の出発点（ｃ）よりも値が小さくなっていることにある。
【００７４】
また、映像信号の信号振幅の最大における該映像信号の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値（ｄ）が、該映像信号の信号振幅の最小付近における該映像信号の正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値の増加の到達点（ｂ）よりも値が小さくなっていることにある。
【００７５】
このようにした場合、図１に示した映像信号の特性と比較し、白、黒切り換え後の直流電圧の重畳をより低減でき、応答速度の向上を図れるという効果を奏する。
【００７６】
なお、上述した図１および図３に示すグラフにおいて、その横軸を映像信号の信号振幅としたものであるが、これを表示階調と置き換えても同様であることはいうまでもない。
【００７７】
《映像信号、基準信号、およびゲート信号との関係》
図４は、画素に供給される映像信号、基準信号、および走査信号を示したタイミングチャートである。
【００７８】
図４において、その横軸に時間をとり、縦軸には電位をとっている。まず、ゲート信号ＧＶがたとえば１ライン目のゲート信号線ＧＬに供給される。この場合、ゲート信号ＧＶはゲートＯＮ電圧ＧＶ（Ｈ）とゲートＯＦＦ電圧ＧＶ（Ｌ）とを有し、ゲートＯＮ電圧ＧＶ（Ｈ）のパルスによって該１ライン目のゲート信号線ＧＬが選択されるようになる。これにより該１ライン目のゲート信号線ＧＬをゲート電極とする薄膜トランジスタＴＦＴがオン状態となり、このオン状態となった薄膜トランジスタＴＦＴを備える画素、すなわち、前記所定のゲート信号線ＧＬに隣接し該所定のゲート信号線ＧＬの長手方向に沿って配列される１ライン目の画素列のそれぞれの画素が対応するドレイン信号線ＤＬを介して映像信号ＤＶを受け入れることができる状態となる。
【００７９】
前記画素列のそれぞれの画素への映像信号ＤＶの供給は前記所定のゲート信号線ＧＬの選択のタイミングに合わせて出力される。この場合の映像信号ＤＶはたとえば正側の階調電圧（正極電圧）ＤＶ（Ｕ）を有し、前記薄膜トランジスタＴＦＴを介して当該画素の画素電極ＰＸに供給されるようになる。ここで、正側の階調電圧（正極電圧）ＤＶ（Ｕ）は各画素の対向電極ＣＴに供給される基準信号Ｖｃｏｍに対して正極電圧となっていることを意味する。
【００８０】
そして、次の動作では、前記所定のゲート信号線ＧＬと異なる他の、たとえば該所定のゲート信号線ＧＬと隣接する２ライン目のゲート信号線ＧＬが選択され、この選択されたゲート信号線ＧＬに沿って配列される２ライン目の画素列の各画素に映像信号ＤＶが供給されるようになる。この映像信号ＤＶは負側の階調電圧（負極電圧）ＤＶ（Ｌ）を有する。この負側の階調電圧（負極電圧）ＤＶ（Ｌ）は各画素の対向電極ＣＴに供給される基準信号Ｖｃｏｍに対して負極電圧となっている。
【００８１】
すなわち、映像信号ＤＬは、順次選択されるゲート信号線ＧＬに走査信号ＧＶを供給するタイミングに合わせて順次映像信号ＤＶが供給されるが、その供給毎に極性が反転されるようになっている。
【００８２】
このようにして１フレームにおける各ゲート信号線ＧＬが全て選択された後において、次のフレームにおいて同様にゲート信号線ＧＬが順次選択されるようになる。
【００８３】
この場合、前記１ライン目のゲート信号線ＧＬが選択された際に、該ゲート信号線ＧＬに沿って配列された１ライン目の画素列の各画素に供給される映像信号ＤＶは負側の階調電圧（負極電圧）ＤＶ（Ｌ）を有する。
【００８４】
《階調電圧》
映像信号ＤＶは、たとえば走査信号の順次供給のタイミングに合わせて、正側の階調電圧（正極電圧）ＤＶ（Ｕ）と負側の階調電圧（負極電圧）ＤＶ（Ｌ）とが交互に繰り返されて出力するようになっているが、図４に示した映像信号ＤＶは正側の階調電圧（正極電圧）ＤＶ（Ｕ）の電圧値および負側の階調電圧（負極電圧）ＤＶ（Ｌ）の電圧値はそれぞれ説明の簡単化のため一定として示したものである。
【００８５】
しかし、それらが階調電圧である限り、画素の表示色に対応した電圧値を有して該画素の画素電極ＰＸに印加されるようになっている。
【００８６】
図５は、前記映像信号駆動回路Ｈｅに組み込まれる階調生成回路のうちその最終段に設けられる抵抗分圧回路を示している。
【００８７】
同図において、低電圧側基準電圧Ｖ０が供給される端子ＴＭ１と高電圧側基準電圧Ｖｍａｘが供給される端子ＴＭ２との間にたとえば７個の抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、……、Ｒ６、Ｒ７が前記端子ＴＭ１側から順次直列接続されている。
【００８８】
そして、前記各端子ＴＭ１、ＴＭ２をも含み、前記各抵抗の接続点からそれぞれ分圧された値の電圧が供給されるようになっている。すなわち、前記端子ＴＭ１からＶ１の電圧が、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続点からＶ２の電圧が、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の接続点からＶ３の電圧が、……、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７の接続点からＶ７の電圧が、端子ＴＭ２からＶ８の電圧が供給されるようになっている。
【００８９】
このうち、前記電圧Ｖ１からＶ４までは負側の階調電圧（負極電圧）ＤＶ（Ｌ）として、電圧Ｖ５からＶ８までは正側の階調電圧（正極電圧）ＤＶ（Ｕ）として取り出せるようになっている。
【００９０】
これらの各階調電圧は、液晶表示装置に入力される画像データから所定の画素に表示させようとする階調のデータに応じ、正側に反転させる場合は電圧Ｖ５からＶ８までのうちのいずれか一つを、負側に反転させる場合電圧Ｖ４からＶ１までのうちいずれか一つを選択して、ドレイン信号線ＤＬに供給されるようになる。
【００９１】
なお、図５に示した抵抗分圧回路はたとえば７つの抵抗を用いたものであるが、この数に限定されることはなく、さらに、夫々の出力をさらに抵抗で分圧させることで、より細かい階調に分割させることができることから、このように構成してもよいことはもちろんである。
【００９２】
《映像信号の中心電圧と表示階調との関係》
図６は、映像信号ＤＶの中心電圧ＣＶと該映像信号ＤＶの表示階調との関係を示したグラフである。
【００９３】
図６において、その横軸には映像信号ＤＶの表示階調を図中左側に最小とし図中右側を最大として示し、縦軸には映像信号の電圧を示している。
【００９４】
映像信号ＤＶの中心電圧は、その変化特性は上述した図１に示したようになっており、まず表示階調が最小の場合に値ＣＶ１をとり、該表示階調がある程度増加するにしたがい増大して値ＣＶ２をとるようになる。そして、それ以降の表示階調の増加にともなって減少し、該表示階調がその最大の手前のところまできたら値ＣＶ３をとり、該表示階調が最大になったら値ＣＶ４をとるようになっている。
【００９５】
この中心電圧に対して、正側の階調電圧（正極電圧）ＤＶ（Ｕ）は、表示階調の増加に伴って順次増加するように設定され、画素表示階調の最小から最大にかけて順次Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８の値をとるようになる。また、前記中心電圧に対して、負側の階調電圧（負極電圧）ＤＶ（Ｌ）も、表示階調の増加に伴って順次増加するように設定され、画素表示階調の最小から最大にかけて順次Ｖ４、Ｖ３、Ｖ２、Ｖ１の値をとるようになる。
【００９６】
このことから、図５に示した抵抗分圧回路の各抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、……、Ｒ６、Ｒ８をそれぞれある値に設定し、それから得られる各階調電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、……、Ｖ７、Ｖ８が図６に示した関係を有すれば、映像信号ＤＶの中心電圧の変化特性も図６に示したようになっていることが明確化する。
【００９７】
図７（ａ）は、図５に示した抵抗分圧回路の各抵抗において、Ｒ１＝１Ω、Ｒ２＝８Ω、Ｒ３＝２Ω、Ｒ４＝１Ω、Ｒ５＝１５Ω、Ｒ６＝１Ω、Ｒ７＝１５Ωと設定した場合を示している。図７（ｂ）は、図５に示した抵抗分圧回路の高電圧側基準電圧Ｖｍａｘを５．００Ｖ、低電圧側基準電圧Ｖ０を０．２０Ｖとした場合に、前記抵抗値による抵抗によって分圧される各電圧は、Ｖ８＝５．００Ｖ、Ｖ７＝３．３３Ｖ、Ｖ６＝３．２１Ｖ、Ｖ５＝１．５４Ｖ、Ｖ４＝１．４２Ｖ、Ｖ３＝１．２０Ｖ、Ｖ２＝０．３１Ｖ、Ｖ１＝０．２０Ｖとなる。
【００９８】
図７（ｃ）は、図７（ｂ）で得られる各電圧から中心電圧を算出したもので、そのＣＶ１＝１．４８Ｖ、ＣＶ２＝２．２１Ｖ、ＣＶ３＝１．８１Ｖ、ＣＶ４＝２．６０Ｖとなる。ここで、ＣＶ１は前記Ｖ５とＶ４の平均値、ＣＶ２は前記Ｖ６とＶ３の平均値、ＣＶ３は前記Ｖ７とＶ２の平均値、ＣＶ４は前記Ｖ８とＶ１の平均値である。
【００９９】
実施例２．
図１０は本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示す平面図で、図９（ａ）と対応した図となっている。
【０１００】
図９（ａ）の場合と比較して異なる構成は画素電極ＰＸにあり、この画素電極ＰＸは薄膜トランジスタＴＦＴと接続される側と反対側の端部において、
該薄膜トランジスタＴＦＴを駆動するゲート信号線ＧＬとで該画素電極ＰＸを間にして配置される他のゲート信号線ＧＬと重畳されるまで延在されて構成され、この重畳部に容量素子Ｃａｄｄを構成していることにある。
【０１０１】
これにより、この画素には容量素子Ｃｓｔｇと容量素子Ｃａｄｄとを有するようになるが、容量素子Ｃｓｔｇを形成することなく容量素子Ｃａｄｄのみを備える構成としてもよいことはいうまでもない。
【０１０２】
実施例３．
図１１は、本発明による液晶表示装置の画素の他の実施例を示す平面図である。上述した画素の実施例は、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとが透明基板ＳＵＢ１側に形成され、これら各電極との間に該透明基板ＳＵＢ１の表面とほぼ平行な成分を有する電界によって液晶の光透過率を制御させたものである。
【０１０３】
しかし、図１１に示す画素は、その対向電極ＣＴ（図示せず）が透明基板ＳＵＢ１と液晶を介して対向配置される透明基板ＳＵＢ２の液晶側の面に各画素に共通に形成され、画素電極ＰＸとの間に該透明基板ＳＵＢ１の表面と垂直な成分を有する電界によって液晶の光透過率を制御させる構成となっているものである。
【０１０４】
画素電極ＰＸは画素領域のほぼ全面に及んで形成され、この画素電極ＰＸと前記対向電極ＣＴとをいずれもＩＴＯ等の透明導電膜とすることにより、液晶の光透過率を目視することができる。
【０１０５】
なお、画素電極ＰＸはその周辺の一部が、該画素電極ＰＸと接続された薄膜トランジスタＴＦＴを駆動するゲート信号線ＧＬとで該画素電極ＰＸを間にして配置される他のゲート信号線ＧＬと重畳されて形成され、この重畳部において容量素子Ｃａｄｄを構成するようになっている。
【０１０６】
上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明による液晶表示装置によれば、応答速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の映像信号の信号振幅とその中心電圧（正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値）との関係の一実施例を示したグラフである。
【図２】本発明による液晶表示装置の映像信号の信号振幅と表示輝度との関係を示したグラフである。
【図３】本発明による液晶表示装置の映像信号の信号振幅とその中心電圧（正側の階調電圧と負側の階調電圧の平均値）との関係の他の実施例を示したグラフである。
【図４】本発明による液晶表示装置の画素に供給される映像信号（正側の階調電圧と負側の階調電圧を有す）、走査信号、基準信号を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明による液晶表示装置に具備される階調生成回路の後段に備えられる抵抗分圧回路の一実施例を示した回路図である。
【図６】本発明による液晶表示装置の画素に供給される映像信号（正側の階調電圧と負側の階調電圧を有す）の一実施例をその階調表示との関係で示したグラフである。
【図７】本発明による液晶表示装置に具備される階調生成回路の後段の抵抗分圧回路の各抵抗値、該抵抗分圧回路から得られる階調電圧、映像信号の中心電圧の一実施例を示した表である。
【図８】本発明による液晶表示装置の一実施例を示す等価回路図である。
【図９】本発明による液晶表示装置の画素の一実施例を示す構成図である。
【図１０】本発明による液晶表示装置の画素の一実施例を示す構成図である。
【図１１】本発明による液晶表示装置の画素の一実施例を示す構成図である。
【図１２】従来の液晶表示装置の映像信号の信号振幅とその中心電圧との関係の例を示したグラフである。
【符号の説明】
ＳＵＢ…透明基板、ＧＬ…ゲート信号線、ＤＬ…ドレイン信号線、ＣＬ…対向電圧信号線、ＴＦＴ…薄膜トランジスタ、ＰＸ…画素電極、ＣＴ…対向電極、Ｃｓｔｇ，Ｃａｄｄ…容量素子、ＧＶ（Ｈ）…ゲートＯＮ電圧、ＧＶ（Ｌ）…ゲートＯＦＦ電圧、ＤＶ…映像信号電圧、Ｖｃｏｍ…基準電圧。
【図１】
2004279535.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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