(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素データが供給される複数のソース線と、走査信号が供給される複数のゲート線の交点に対応して、マトリクス状に形成された薄膜トランジスタおよび前記薄膜トランジスタに接続する画素電極が形成された第一の基板と、前記第一の基板に対向する対向電極が形成された第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板との間に位置し、ベンド配向を有する液晶層と、前記ソース線を駆動するソースドライバと、前記ゲート線を駆動するゲートドライバを具備する液晶表示装置において、前記液晶層をベンド配向させるために、前記画素電極と前記対向電極間に第一の電位差を与える第一の期間と、前記画素電極と前記対向電極間の電位差を前記第一の電位差よりも小さい第二の電位差にする第二の期間を1回以上、交互に繰り返す駆動方法であって、前記第二の期間の全期間とそれに隣接する前記第一の期間の一部を含んで、前記第二の期間よりも長く、かつ前記第二の期間と前記第一の期間を合わせた期間よりも短い期間、前記ゲートドライバから前記ゲート線に前記薄膜トランジスタをオンさせる電圧を印加し、前記第二の期間の前記対向電極の電位を前記ソース線の電位とほぼ等しい電位にし、前記第一の期間の前記対向電極の電位を前記第二の期間の前記対向電極の電位よりも高い電位にすることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２】
画素データが供給される複数のソース線と、走査信号が供給される複数のゲート線の交点に対応して、マトリクス状に形成された薄膜トランジスタおよび前記薄膜トランジスタに接続する画素電極が形成された第一の基板と、前記第一の基板に対向する対向電極が形成された第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板との間に位置し、ベンド配向を有する液晶層と、前記ソース線を駆動するソースドライバと、前記ゲート線を駆動するゲートドライバを具備する液晶表示装置において、前記液晶層をベンド配向させるために、前記画素電極と前記対向電極間に第一の電位差を与える第一の期間と、前記画素電極と前記対向電極間の電位差を前記第一の電位差よりも小さい第二の電位差にする第二の期間を1回以上、交互に繰り返す駆動方法であって、前記第二の期間の全期間とそれに隣接する前記第一の期間の一部を含んで、前記第二の期間よりも長く、かつ前記第二の期間と前記第一の期間を合わせた期間よりも短い期間、前記ゲートドライバから前記ゲート線に前記薄膜トランジスタをオンさせる電圧を印加し、前記第二の期間の前記ソース線の電位を前記対向電極の電位とほぼ等しい電位にし、前記第一の期間の前記ソース線の電位を前記第二の期間の前記ソース線の電位よりも小さい電位にすることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項３】
画素データが供給される複数のソース線と、走査信号が供給される複数のゲート線の交点に対応して、マトリクス状に形成された薄膜トランジスタおよび前記薄膜トランジスタに接続する画素電極が形成された第一の基板と、前記第一の基板に対向する対向電極が形成された第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板との間に位置し、ベンド配向を有する液晶層と、前記ソース線を駆動するソースドライバと、前記ゲート線を駆動するゲートドライバを具備する液晶表示装置において、前記液晶層をベンド配向させるために、前記画素電極と前記対向電極間に第一の電位差を与える第一の期間と、前記画素電極と前記対向電極間の電位差を前記第一の電位差よりも小さい第二の電位差にする第二の期間を1回以上、交互に繰り返す駆動方法であって、前記第二の期間の全期間とそれに隣接する前記第一の期間の一部を含んで、前記第二の期間よりも長く、かつ前記第二の期間と前記第一の期間を合わせた期間よりも短い期間、前記ゲートドライバから前記ゲート線に前記薄膜トランジスタをオンさせる電圧を印加し、前記薄膜トランジスタがオン時には、前記画素電極と接続する蓄積容量のもう一方に接続する共通電極の電位を第二の電位にし、前記薄膜トランジスタがオフ時には、前記共通電極の電位を前記第二の電位より小さい第一の電位にすることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項４】
前記薄膜トランジスタのオン期間およびそれと隣接するオフ期間の１部には、前記共通電極の電位を第二の電位にし、それ以外の期間には前記共通電極の第二の電位より小さい第一の電位にすることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項５】
前記薄膜トランジスタがオフ期間になる直前のオン期間の１部には、前記共通電極の電位を第二の電位にし、それ以外の期間には前記共通電極の第二の電位より小さい第一の電位にすることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項６】
前記第二の期間の前記ソース線の電位を前記対向電極の電位とほぼ等しい電位にし、前記第一の期間の前記ソース線の電位を前記第二の期間の前記ソース線の電位よりも小さい電位にすることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項７】
前記第二の期間の前記対向電極の電位を前記ソース線の電位とほぼ等しい電位にし、前記第一の期間の前記対向電極の電位を前記第二の期間の前記対向電極の電位よりも高い電位にすることを特徴とする請求項２または３いずれか記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項８】
前記薄膜トランジスタがオン期間には、前記ソースドライバから前記画素電極に一定の直流電圧を印加することを特徴とする請求項１から３いずれか記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項９】
前記第二の期間での前記第二の電位差を±１Ｖ以内にすることを特徴とする請求項１から３いずれか記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１０】
前記ゲートドライバから前記複数のゲート線に前記薄膜トランジスタをオンまたはオフさせる電圧を各ライン毎にタイミングを変えて印加することを特徴とする請求項１から３いずれか記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１１】
前記ゲートドライバから前記複数のゲート線に前記薄膜トランジスタをオンまたはオフさせる電圧を複数ライン同時に印加することを特徴とする請求項１から３いずれか記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１２】
前記ゲートドライバから前記複数のゲート線に前記薄膜トランジスタをオンまたはオフさせる電圧を全ライン同時に印加することを特徴とする請求項１１記載の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、ベンド配向を有する液晶層によって構成された液晶表示装置において、液晶層を初期のホモジニアス状態からベンド配向に高速に転移させる駆動方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は薄型、軽量であり、従来のブラウン管に代替するものとして、近年一層用途が拡大されてきた。しかし、現在広く使用されているＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）配向液晶パネルは視野角が狭く、また応答速度が遅いために動画表示時には尾を引くように見える等、ブラウン管より画質が劣る。
【０００３】
特開昭６１−１１６３２９号公報にあるようなベンド配向を有する液晶を用いれば、高速応答かつ広視野角で動画表示や大画面化に十分対応でき、ブラウン管よりも薄型で低消費電力の大画面ディスプレイを提供することができる。しかし、ベンド配向に転移するために液晶層に高い電位差を一定時間以上付与する必要があり、汎用的に実現する手段が具体化されていないために、現在のところ実用化されるには至っていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ベンド配向を有する液晶を用いた液晶表示装置において、短時間でベンド配向に転移する駆動方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために第１の発明は、画素データが供給される複数のソース線と、走査信号が供給される複数のゲート線の交点に対応して、マトリクス状に形成された薄膜トランジスタおよび薄膜トランジスタに接続する画素電極が形成された第一の基板と、第一の基板に対向する対向電極が形成された第二の基板と、第一の基板と第二の基板との間に位置し、ベンド配向を有する液晶層と、ソース線を駆動するソースドライバと、ゲート線を駆動するゲートドライバを具備する液晶表示装置において、液晶層をベンド配向させるために、画素電極と対向電極間に第一の電位差を与える第一の期間と、画素電極と対向電極間の電位差を第一の電位差よりも小さい第二の電位差にする第二の期間を1回以上、交互に繰り返す駆動方法であって、第二の期間の全期間とそれに隣接する第一の期間の一部を含んで、第二の期間よりも長く、かつ第二の期間と第一の期間を合わせた期間よりも短い期間、ゲートドライバからゲート線に薄膜トランジスタをオンさせる電圧を印加し、第二の期間の対向電極の電位をソース線の電位とほぼ等しい電位にし、第一の期間の対向電極の電位を第二の期間の対向電極の電位よりも高い電位にすることを特徴とするものである。
【０００６】
これのようにベンド配向の核の発生とベンド領域の拡大を行うのに十分大きい第一の電位差である第一の期間と、ベンド配向の核が発生しなかったりベンド領域の拡大が行われなかった部分の液晶層の再整列を行うのに十分小さい第二の電位差である第二の期間を交互に繰り返すことによって、パネル全体を完全に短時間でベンド配向にすることが可能になる。
【０００７】
第２の発明は、画素データが供給される複数のソース線と、走査信号が供給される複数のゲート線の交点に対応して、マトリクス状に形成された薄膜トランジスタおよび薄膜トランジスタに接続する画素電極が形成された第一の基板と、第一の基板に対向する対向電極が形成された第二の基板と、第一の基板と第二の基板との間に位置し、ベンド配向を有する液晶層と、ソース線を駆動するソースドライバと、ゲート線を駆動するゲートドライバを具備する液晶表示装置において、液晶層をベンド配向させるために、画素電極と対向電極間に第一の電位差を与える第一の期間と、画素電極と対向電極間の電位差を第一の電位差よりも小さい第二の電位差にする第二の期間を1回以上、交互に繰り返す駆動方法であって、第二の期間の全期間とそれに隣接する第一の期間の一部を含んで、第二の期間よりも長く、かつ第二の期間と第一の期間を合わせた期間よりも短い期間、ゲートドライバからゲート線に薄膜トランジスタをオンさせる電圧を印加し、第二の期間のソース線の電位を対向電極の電位とほぼ等しい電位にし、第一の期間のソース線の電位を第二の期間のソース線の電位よりも小さい電位にすることを特徴とするものである。
【０００８】
これにより、さらに短時間でパネル全体を完全にベンド配向にすることが可能になる。
【０００９】
第３の発明は、画素データが供給される複数のソース線と、走査信号が供給される複数のゲート線の交点に対応して、マトリクス状に形成された薄膜トランジスタおよび薄膜トランジスタに接続する画素電極が形成された第一の基板と、第一の基板に対向する対向電極が形成された第二の基板と、第一の基板と第二の基板との間に位置し、ベンド配向を有する液晶層と、ソース線を駆動するソースドライバと、ゲート線を駆動するゲートドライバを具備する液晶表示装置において、液晶層をベンド配向させるために、画素電極と対向電極間に第一の電位差を与える第一の期間と、画素電極と対向電極間の電位差を第一の電位差よりも小さい第二の電位差にする第二の期間を1回以上、交互に繰り返す駆動方法であって、第二の期間の全期間とそれに隣接する第一の期間の一部を含んで、第二の期間よりも長く、かつ第二の期間と第一の期間を合わせた期間よりも短い期間、ゲートドライバからゲート線に薄膜トランジスタをオンさせる電圧を印加し、薄膜トランジスタがオン時には、画素電極と接続する蓄積容量のもう一方に接続する共通電極の電位を第二の電位にし、薄膜トランジスタがオフ時には、共通電極の電位を第二の電位より小さい第一の電位にすることを特徴とするものである。
【００１０】
これにより、ソース線電位を変化させなくても、十分大きい第一の電位差を得ることができるので、ソースドライバの耐圧に作用されずに、より短時間でパネル全体を完全にベンド配向にすることが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態については図１から図４を用いて説明する。
【００１２】
図４は本発明の実施形態で用いた液晶パネルの１画素分の構成図を示す。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１に係る転移動作中のタイムチャートである。以下、図１についてその実際の動作を説明する。
【００１４】
液晶層をベンド配向にするための転移動作期間１１１において、対向電極電位１０２は１回目の第二の期間１０６と２回目の第二の期間１０８に通常映像表示期間１１０とは異なる第二の直流電位にし、１回目の第一の期間１０７と２回目の第一の期間１０９には第二の直流電位より十分に高い第一の直流電位にする。
【００１５】
ソース線電位１０３には第二の期間における対向電極電位１０２と等しい直流電位を与え、共通電極電位には直流電位を与えている。
【００１６】
ゲート線電位１０１には第二の期間の全期間とそれに隣接する第一の期間の一部を含んだ期間で第二の期間よりも長くかつ第二の期間と第一の期間を合わせた期間よりも短い期間、画素トランジスタ４０１をオンさせる電位を与える。その他の期間には画素トランジスタ４０１をオフさせる電位を与えている。
【００１７】
ここで各ゲート線に与える画素トランジスタをオンさせる電位は、各ゲート線毎あるいは複数のゲート線毎にそのタイミングを異ならせてもよいし、さらには全てのゲート線に同一タイミングでオン電位を与えてもよい。ゲート線毎に、あるいは複数のゲート線毎にオンさせる電位を与えるタイミングを異ならせると、ゲートドライバの電流集中を低減でき、電源回路の構成を簡素化できるので、低電力化が可能となる。また全てのゲート線に同一タイミングでオン電位を与えるようにすると液晶層をベンド配向にするための転移動作期間の詳細設定の自由度が高まるのでより確実なベンド配向を得やすい。
【００１８】
画素電極電位１０４はゲート線電位１０１が画素トランジスタ４０１をオンにしている期間ではソース線電位１０３を充電しているので、この電位と同じ電位になり、またゲート線電位１０１が画素トランジスタ４０１をオフにしている期間では、画素トランジスタ４０１をオンからオフにしたときにゲート線電位１０１の変動ΔＶｇの影響で画素電極電位１０４がΔＶｐ分低下するので、ソース線電位１０３からこのΔＶｐ分を差し引いた電位になっている。
【００１９】
ΔＶｐ＝ΔＶｇ＊Ｃｇｄ／（Ｃｓｔ＋Ｃｌｃ＋Ｃｇｄ）
ここで、Ｃｓｔは蓄積容量４０４、Ｃｌｃは液晶層の容量４０５、Ｃｇｄはゲート・ドレイン間容量４０３であり、いずれも図４の等価回路に示す１画素当たりの値である。
【００２０】
したがって、第二の期間における画素電極電位１０４と対向電極電位１０２との電位差(液晶層に印加される電圧であり、以下、Ｖｐｃ電位差と呼ぶ)は、ゼロである第二の電位差にすることができる。なお、第二の期間におけるＶｐｃ電位差は液晶層の再整列を確実に行うために±１Ｖ以下であることが望ましい。また第一の期間におけるＶｐｃ電位差は画素トランジスタ４０１がオン時では、対向電極電位１０２の第二の直流電位と第一の直流電位との電位差ΔＶｃと等しくなり、画素トランジスタ４０１がオフ時では、ゲート線電位１０１の変動の影響でソース線電位１０３から低下した電位と対向電極電位１０２との電位差ΔＶｃ+ΔＶｐになり、画素トランジスタ４０１がオン時よりも大きい電位差を得ることができる。この第一の期間のＶｐｃ電位差を第一の電位差とする。
【００２１】
本実施の形態における駆動方式を用いて、Ｖｐｃ電位差がベンド配向の核の発生とベンド領域の拡大を行うのに十分大きい第一の電位差である第一の期間と、Ｖｐｃ電位差がベンド配向の核が発生しなかったりベンド領域の拡大が行われなかった部分の液晶層の再整列を行うのに十分小さい第二の電位差である第二の期間を交互に繰り返すことによって、パネル全体を完全に短時間でベンド配向にすることが可能である。
【００２２】
（実施の形態２）
図２は実施の形態２に係る転移動作中のタイムチャートである。以下、図２についてその実際の動作を説明する。
【００２３】
液晶層をベンド配向にするための転移動作期間２１０において、ゲート線電位２０１および対向電極電位２０２および共通電極電位２０５の電位およびタイミング等は（実施の形態１）と同様である。
【００２４】
第二の期間におけるソース線電位２０３には第二の期間における対向電極電位２０２と等しい電位である第二の直流電位を与え、第一の期間におけるソース線電位２０３には第二の直流電位よりΔＶｓ分低い第一の直流電位を与える。
【００２５】
画素電極電位２０４も（実施の形態１）と同様、ゲート線電位２０１が画素トランジスタ４０１をオンにしている期間ではソース線電位２０３を充電しているので、この電位と同じ電位になり、またゲート線電位２０１が画素トランジスタ４０１をオフにしている期間では、画素トランジスタ４０１をオンからオフにしたときにゲート線電位２０１の変動の影響で画素電極電位２０４がＶｐ分低下するので、ソース線電位２０３からこのΔＶｐ分を差し引いた電位になっている。
【００２６】
したがって、第二の期間におけるＶｐｃ電位差は、ゼロである第二の電位差にすることができる。また第一の期間におけるＶｐｃ電位差は画素トランジスタ４０１がオン時では、対向電極電位２０２の第一の直流電位とソース線電位２０３の第一の直流電位との電位差ΔＶｃ+ΔＶｓに、画素トランジスタ４０１がオフ時では、ゲート線電位２０１の変動の影響でソース線電位２０３から低下した電位と対向電極電位３０２との電位差ΔＶｃ+ΔＶｓ+ΔＶｐになり、（実施の形態１）の駆動方式に比べ、ΔＶｓ分大きい電位差にすることができる。この第一の期間のＶｐｃ電位差を第一の電位差とする。
【００２７】
本実施の形態における駆動方式を用いて、Ｖｐｃ電位差がベンド配向の核の発生とベンド領域の拡大を行うために十分大きい第一の電位差である第一の期間と、Ｖｐｃ電位差がベンド配向の核が発生しなかったりベンド領域の拡大が行われなかった部分の液晶層の再整列を行うために十分小さい第二の電位差である第二の期間を交互に繰り返すことによって、（実施の形態１）の駆動方式よりも短時間でパネル全体を完全にベンド配向にすることが可能である。またベンド配向にするのが困難である低温においても（実施の形態１）の駆動方式に比べ、有効である。
【００２８】
（実施の形態３）
図３は実施の形態３に係る転移動作中のタイムチャートである。以下、図３についてその実際の動作を説明する。
【００２９】
液晶層をベンド配向にするための転移動作期間３１０において、ゲート線電位３０１および対向電極電位３０２およびソース線電位３０３の電位およびタイミング等は（実施の形態１）と同様である。
【００３０】
共通電極電位３０５にはゲート線電位３０１が画素トランジスタ４０１をオンにしている期間とそれがオフした直後の１部に第二の直流電位を与え、それ以外の期間には第二の直流電位よりΔＶｃｃ分低い第一の直流電位を与える。
【００３１】
画素電極電位３０４も（実施の形態１）と同様、ゲート線電位３０１が画素トランジスタ４０１をオンにしている期間ではソース線電位３０３を充電しているので、この電位と同じ電位になり、またゲート線電位３０１が画素トランジスタ４０１をオフにしている期間でかつ共通電極電位３０５が第二の直流電位になっている期間では、画素トランジスタ４０１をオンからオフにしたときにゲート線電位３０１の変動の影響で画素電極電位３０４がΔＶｐ分低下するので、ソース線電位３０３からこのΔＶｐ分を差し引いた電位になっている。しかし、画素トランジスタ４０１がオフでかつ共通電極電位３０５が第二の直流電位から第一の直流電位に変化すると、画素電極電位３０４はさらにΔＶｋ分低下する。
【００３２】
ΔＶｋ＝ΔＶｃｃ＊Ｃｓｔ／（Ｃｓｔ＋Ｃｌｃ＋Ｃｇｄ）
ここで、Ｃｓｔは蓄積容量４０４、Ｃｌｃは液晶層の容量４０５、Ｃｇｄはゲート・ドレイン間容量４０３であり、いずれも図４の等価回路に示す１画素当たりの値である。
【００３３】
したがって、第二の期間におけるＶｐｃ電位差は、ゼロである第二の電位差にすることができる。また第一の期間におけるＶｐｃ電位差は画素トランジスタ４０１がオン時では、対向電極電位３０２の第二の直流電位と第一の直流電位との電位差ΔＶｃと等しくなり、画素トランジスタ４０１がオフ時でかつ共通電極電位３０５が第二の直流電位になっている期間では、ゲート線電位３０１の変動の影響でソース線電位３０３から低下した電位と対向電極電位３０２との電位差ΔＶｃ+ΔＶｐに、そして画素トランジスタ４０１がオフ時でかつ共通電極電位３０５が第一の直流電位になっている期間では、ΔＶｃ+ΔＶｐ＋ΔＶｋになり、（実施の形態１）の駆動方式に比べ、ΔＶｋ分大きい電位差にすることができる。この第一の期間のＶｐｃ電位差を第一の電位差とする。
【００３４】
本実施の形態における駆動方式を用いて、Ｖｐｃ電位差がベンド配向の核の発生とベンド領域の拡大を行うために十分大きい第一の電位差である第一の期間と、Ｖｐｃ電位差がベンド配向の核が発生しなかったりベンド領域の拡大が行われなかった部分の液晶層の再整列を行うために十分小さい第二の電位差である第二の期間を交互に繰り返すことによって、（実施の形態１）の駆動方式よりも短時間でパネル全体を完全にベンド配向にすることが可能である。また（実施の形態２）の駆動方式ではソース線電位を変化させて、Ｖｐｃ電位差を大きくしていたが、耐圧が小さいソースドライバを使用している場合、ソース線電位を大きく変化させることができないので、本実施の形態における駆動方式のほうが有効である。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明の第１の実施形態によれば、ゲート線電位の変動の影響で画素電極電位が低下することを利用して、画素電極と対向電極の間に短時間で液晶層をベンド配向にするのに大きい電位差を付与することが可能になった。また本発明の第２の実施形態によれば、ソース線電位を第二の期間と第一の期間の境目で大きく変化させることによって、画素電極と対向電極の間に十分に大きい電位差を付与でき、より短時間で液晶をベンド配向にすることが可能になった。また本発明の第３の実施形態によれば、画素トランジスタがオフになった後に共通電極電位を変化させることによって、ソースドライバの耐圧に作用されずに画素電極と対向電極の間に十分に大きい電位差を付与でき、より短時間で液晶をベンド配向にすることが可能になった。
【００３６】
なお、本発明を用いれば、高速応答かつ広視野角で動画表示や大画面化に十分対応できる液晶ディスプレイを提供することができ、またブラウン管に比べ低電力であるため、地球環境、宇宙環境に優しいことになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るタイムチャート
【図２】本発明の第２の実施形態に係るタイムチャート
【図３】本発明の第３の実施形態に係るタイムチャート
【図４】本発明の実施形態で用いた液晶パネルの１画素分の構成図
【符号の説明】
１０１，２０１，３０１  ゲート線電位
１０２，２０２，３０２  対向電極電位
１０３，２０３，３０３  ソース線電位
１０４，２０４，３０４  画素電極電位
１０５，２０５，３０５  共通電極電位
１０６，２０６，３０６  １回目の第二の期間
１０７，２０７，３０７  １回目の第一の期間
１０８，２０８，３０８  ２回目の第二の期間
１０９，２０９，３０９  ２回目の第一の期間
１１０，２１０，３１０  通常映像表示期間
１１１，２１１，３１１  転移動作期間
４０１  画素トランジスタ
４０２  画素電極
４０３  Ｃｇｄ（ゲート・ドレイン間容量）
４０４  Ｃｓｔ（蓄積容量）
４０５  Ｃｌｃ（液晶層の容量）
４０６  ソース線
４０７  ゲート線
４０８  対向電極
４０９  共通電極
【図１】
0004157284.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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