表示パネルおよび表示装置

【課題】電圧無印加時に光学的等方性を示し、電圧印加によって光学的異方性が発現する媒質を用いた表示装置において、応答速度を向上させるとともに、動画ボケを抑制した表示品位の高い画像を表示する。
【解決手段】１フレーム期間Ｔｆ中に、画像表示期間Ｔｗと黒表示期間（リセット期間）Ｔｒとを設ける。画像表示期間Ｔｗには、画像表示用の電圧を印加する。また、黒表示期間Ｔｒには黒表示用（リセット用）の電圧を印加する。

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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明な一対の基板と、上記両基板間に挟持された物質層と、上記物質層に電界を印加するための画素電極および対向電極とを備え、上記物質層に電界を印加することで表示を行う表示パネルであって、
上記物質層は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界印加によって分子の配向方向が変化して光学的異方性の程度が変化する媒質からなり、
上記画素電極と対向電極との間に画像表示用の電圧を印加した後、当該画素電極と対向電極との間に次の画像表示用の電圧を印加する前に、上記画素電極の電位と上記対向電極の電位とを略同等にすることを特徴とする表示パネル。
【請求項２】
上記画素電極に接続される第１のスイッチング素子と、
上記第１のスイッチング素子に接続され、当該第１のスイッチング素子を駆動制御するための走査信号を供給する走査信号線と、
上記第１のスイッチング素子に接続され、当該第１のスイッチング素子がオンのときに、当該第１のスイッチング素子を介して上記画素電極に第１のデータ信号を供給する第１のデータ信号線と、
上記走査信号線に供給する走査信号および上記第１のデータ信号線に供給する第１のデータ信号を制御する駆動制御手段とを備え、
上記駆動制御手段は、
１フレーム期間中に、上記画素電極と対向電極との間に画像表示用の電圧を印加する画像表示期間と、上記画素電極の電位と上記対向電極の電位とを略同等にするリセット期間とを設けることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
【請求項３】
上記駆動制御手段は、
上記画像表示期間において、
上記走査信号線に接続された第１のスイッチング素子をオンさせ、その状態で上記第１のデータ信号線から上記画素電極に画像表示用の第１のデータ信号を供給することで、上記画素電極と上記対向電極との間に画像表示用の電圧を印加する選択期間と、
上記走査信号線に接続された第１のスイッチング素子をオフさせ、上記画素電極と上記対向電極との間の電圧を、上記選択期間に印加した電圧に保持する非選択期間とを設け、
上記リセット期間では、上記走査信号線に接続された第１のスイッチング素子をオンさせ、その状態で上記第１のデータ信号線から上記画素電極に上記対向電極と略同電位の第１のデータ信号を供給することを特徴とする請求項２に記載の表示パネル。
【請求項４】
複数の上記走査信号線および複数の上記第１のデータ信号線と、上記走査信号線と上記第１のデータ信号線との組み合わせ毎に設けられた、上記画素電極と上記対向電極と上記第１のスイッチング素子とを備えてなる画素とを有しており、
上記駆動制御手段は、上記各走査信号線について、
上記選択期間には、当該走査信号線に接続された各画素の第１のスイッチング素子をオンさせ、その状態で上記第１のデータ信号線から上記各画素の画素電極に当該各画素に表示する画像に応じた第１のデータ信号を供給し、
上記非選択期間には、当該走査信号線に接続された各画素の第１のスイッチング素子をオフさせ、
上記リセット期間には、当該走査信号線に接続された各画素の第１のスイッチング素子をオンさせ、その状態で上記第１のデータ信号線から上記各画素の画素電極に上記対向電極と略同電位の第１のデータ信号を供給することを特徴とする請求項３に記載の表示パネル。
【請求項５】
上記画素電極と対向電極とを接続するように設けられ、上記第１のスイッチング素子とは異なる信号によって駆動制御される第３のスイッチング素子を備え、
上記駆動制御手段は、
上記画像表示期間において、
上記走査信号線に接続された第１のスイッチング素子をオンさせ、その状態で上記第１のデータ信号線から上記画素電極に画像表示用の第１のデータ信号を供給することで、上記画素電極と上記対向電極との間に画像表示用の電圧を印加する選択期間と、
上記走査信号線に接続された第１のスイッチング素子をオフさせ、上記画素電極と上記対向電極との間の電圧を、上記選択期間に印加した電圧に保持する非選択期間とを設け、
上記リセット期間では、上記第３のスイッチング素子をオンさせ、上記画素電極と対向電極とを導通させることで、上記画素電極の電位と上記対向電極の電位とを略同等にすることを特徴とする請求項２に記載の表示パネル。
【請求項６】
上記駆動制御手段は、
上記選択期間に、上記対向電極の電位を基準として反転する矩形波を上記第１のデータ信号として上記画素電極に供給することを特徴とする請求項５に記載の表示パネル。
【請求項７】
複数の上記走査信号線および複数の上記第１のデータ信号線と、上記走査信号線と上記第１のデータ信号線との組み合わせ毎に設けられた、上記画素電極と上記対向電極と上記第１のスイッチング素子と第３のスイッチング素子とを備えてなる画素とを有しており、
上記駆動制御回路は、
上記各画素における上記第３のスイッチング素子を、当該各画素に隣接する画素における第１のスイッチング素子を駆動制御するための走査信号によって駆動制御することを特徴とする請求項５または６に記載の表示パネル。
【請求項８】
上記駆動制御手段は、
奇数行の走査信号線へのアクティブ信号の供給と、偶数行の走査信号線へのアクティブ信号の走査とを、フレーム毎に交互に繰り返すことを特徴とする請求項７に記載の表示パネル。
【請求項９】
上記第１のデータ信号線と略平行かつ交互に設けられた、上記対向電極に第２のデータ信号を供給するための第２のデータ信号線と、
上記対向電極と上記第２のデータ信号線とを接続する、上記第１のスイッチング素子と共通の走査信号によって駆動制御される第２のスイッチング素子とを備え、
上記駆動制御手段は、
上記画像表示期間において、
上記走査信号線に接続された各画素の第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子をオンさせ、その状態で上記第１のデータ信号線および第２のデータ信号線から上記各画素の画素電極および対向電極に、当該各画素に表示する画像に応じた第１のデータ信号および第２のデータ信号をそれぞれ供給することで、上記各画素における画素電極と対向電極との間に画像表示用の電圧を印加する選択期間と、
上記走査信号線に接続された各画素の第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子をオフさせることで、上記選択期間に上記各画素における画素電極と対向電極との間に印加された電圧を保持させる非選択期間とを設けることを特徴とする請求項７または８に記載の表示パネル。
【請求項１０】
上記駆動制御手段は、
上記選択期間における第１のデータ信号および第２のデータ信号の電位を、上記リセット期間において上記画素電極と対向電極との電位差が略同等になるときの当該両電極の電位を基準として、逆電位に設定することを特徴とする請求項９に記載の表示パネル。
【請求項１１】
補助容量線と、
上記画素電極と上記補助容量線との間に形成される第１の補助容量と、
上記対向電極と上記補助容量線との間に形成される第２の補助容量とを備えていることを特徴とする請求項１０に記載の表示パネル。
【請求項１２】
上記画素電極と対向電極とは、同一の基板上に設けられており、
上記補助容量線は、上記画素電極と対向電極とが設けられた基板上に、上記画素電極および対向電極に対して、間に絶縁層を介して形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の表示パネル。
【請求項１３】
上記第１の補助容量の容量値と、上記第２の補助容量の容量値とが、略等しいことを特徴とする請求項１１または１２に記載の表示パネル。
【請求項１４】
上記画素電極と上記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子に接続される走査信号線との間に形成される寄生容量の容量値と、
上記対向電極と上記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子に接続される走査信号線との間に形成される寄生容量の容量値とが、略等しいことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の表示パネル。
【請求項１５】
上記画素電極と上記第１のデータ信号線との間に形成される第１の寄生容量の容量値と、
上記対向電極と上記第１のデータ信号線との間に形成される第２の寄生容量の容量値と、
上記第画素電極と上記第２のデータ信号線との間に形成される第３の寄生容量の容量値と、
上記第対向電極と上記第２のデータ信号線との間で形成される第４の寄生容量の容量値とが、略等しいことを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の表示パネル。
【請求項１６】
上記第１〜第４の寄生容量の各容量値が、
上記画素電極と上記走査信号線との間に形成される第５の寄生容量の容量値、および、上記対向電極と上記走査信号線との間に形成される第６の寄生容量の容量値よりも大きいことを特徴とする請求項１５に記載の表示パネル。
【請求項１７】
上記画像表示用の電圧によって上画素電極と対向電極との間に蓄積された電荷を、放電させる放電手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル。
【請求項１８】
上記放電手段は、上記画素電極と上記走査信号線とを接続するように設けられた抵抗素子であることを特徴とする請求項１７に記載の表示パネル。
【請求項１９】
複数の上記走査信号線および複数の上記第１のデータ信号線と、上記走査信号線と上記第１のデータ信号線との組み合わせ毎に設けられた、上記画素電極と上記対向電極と上記第１のスイッチング素子とを備えてなる画素とが、上記対向する基板の一方の基板に備えられており、
上記放電手段は、上記各画素の画素電極と、当該各画素の第１のスイッチング素子を制御する走査信号線に隣接して配置された他の走査信号線とを接続するように上記一方の基板に設けられた抵抗素子であることを特徴とする請求項１７に記載の表示パネル。
【請求項２０】
上記画素電極との間に容量素子を介して接続される容量信号線を備えており、
上記放電手段は、上記画素電極と上記容量信号線とを接続するように設けられた抵抗素子であることを特徴とする請求項１７に記載の表示パネル。
【請求項２１】
上記抵抗素子の抵抗値は、上記画素電極と対向電極との間に蓄積された電荷を、上記画素電極に第１のデータ信号が供給された後、次の第１のデータ信号が供給されるまでの期間に放電させる値に設定されていることを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の表示パネル。
【請求項２２】
上記画素電極と上記第１のスイッチング素子と上記放電手段とが、上記対向する一対の基板の一方に備えられていることを特徴とする請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の表示パネル。
【請求項２３】
上記物質層中に、電界印加時における光学的異方性の程度の変化を促進させる配向補助材が備えられていることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の表示パネル。
【請求項２４】
上記物質層中に重合性化合物を含むことを特徴とする請求項２３に記載の表示パネル。
【請求項２５】
上記画素電極および対向電極は、上記一対の基板の少なくとも一方に、基板面平行方向の電界を発生するように配設されていることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載の表示パネル。
【請求項２６】
上記画素電極および対向電極が透明であることを特徴とする請求項２５に記載の表示パネル。
【請求項２７】
上記画素電極および対向電極は、上記一対の基板の一方に備えられており、
当該画素電極および対向電極が形成された基板には、カラーフィルターが形成されていることを特徴とする請求項２５または２６に記載の表示パネル。
【請求項２８】
上記画素電極および対向電極は、上記一対の基板の一方に備えられており、
当該画素電極および対向電極が形成された基板の他方の基板が透明であることを特徴とする請求項２５〜２６のいずれか１項に記載の表示パネル。
【請求項２９】
上記画素電極および対向電極は、上記対向する一対の基板の基板面法線方向に電界を発生するように配設されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の表示パネル。
【請求項３０】
複数の上記走査信号線および複数の上記第１のデータ信号線と、上記走査信号線と上記第１のデータ信号線との組み合わせ毎に設けられた、上記画素電極と当該画素電極に接続され、上記走査信号線に供給される走査信号によって駆動制御される第１のスイッチング素子とを備えてなる画素とが、上記一対の基板の一方の基板であるアクティブマトリクス基板に形成されており、
上記対向電極が、上記一対の基板の他方の基板である対向基板に、上記各画素電極と対向するように形成されていることを特徴とする請求項２９に記載の表示パネル。
【請求項３１】
上記アクティブマトリクス基板に、カラーフィルターが形成されていることを特徴とする請求項３０に記載の表示パネル。
【請求項３２】
上記対向基板および対向電極が、透明であることを特徴とする請求項３０またま３１に記載の表示パネル。
【請求項３３】
上記画素電極と対向電極と上記物質層とによって形成される表示部容量と並列に、補助容量が接続されていることを特徴とする請求項１〜３２のいずれか１項に記載の表示パネル。
【請求項３４】
上記媒質は、コレステリックブルー相を示すことを特徴とする請求項１〜３３のいずれか１項に記載の表示パネル。
【請求項３５】
上記媒質に、カイラル剤が添加されていることを特徴とする請求項１〜３４のいずれか１項に記載の表示パネル。
【請求項３６】
請求項１〜３５のいずれかに記載の表示パネルを備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項３７】
少なくとも一方が透明な一対の基板と、上記両基板間に挟持された物質層と、上記物質層に電界を印加するための画素電極および対向電極とを備え、上記物質層に電界を印加することで表示を行う表示装置であって、
上記物質層は、電界無印加時に光学的等方性を示し、電界印加によって分子の配向方向が変化して光学的異方性の程度が変化する媒質からなり、
上記画素電極と対向電極との間に画像表示用の電圧を印加した後、当該画素電極と対向電極との間に次の画像表示用の電圧を印加する前に、上記画素電極の電位と上記対向電極の電位とを略同等にするように、上記画素電極および／または対向電極の電位を制御する駆動制御手段を備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項３８】
上記画素電極に接続される第１のスイッチング素子と、
上記第１のスイッチング素子に接続され、当該第１のスイッチング素子を駆動制御するための走査信号を供給する走査信号線と、
上記第１のスイッチング素子に接続され、当該第１のスイッチング素子がオンのときに、当該第１のスイッチング素子を介して上記画素電極に第１のデータ信号を供給する第１のデータ信号線とを備え、
上記駆動制御手段は、
１フレーム期間中に、上記画素電極と対向電極との間に画像表示用の電圧を印加する画像表示期間と、上記画素電極の電位と上記対向電極の電位とを略同等にするリセット期間とを設けることを特徴とする請求項３７に記載の表示装置。
【請求項３９】
上記駆動制御手段は、
上記画像表示期間において、
上記走査信号線に接続された第１のスイッチング素子をオンさせ、その状態で上記第１のデータ信号線から上記画素電極に画像表示用の第１のデータ信号を供給することで、上記画素電極と上記対向電極との間に画像表示用の電圧を印加する選択期間と、
上記走査信号線に接続された第１のスイッチング素子をオフさせ、上記画素電極と上記対向電極との間の電圧を、上記選択期間に印加した電圧に保持する非選択期間とを設け、
上記リセット期間では、上記走査信号線に接続された第１のスイッチング素子をオンさせ、その状態で上記第１のデータ信号線から上記画素電極に上記対向電極と略同電位の第１のデータ信号を供給することを特徴とする請求項３８に記載の表示装置。
【請求項４０】
複数の上記走査信号線および複数の上記第１のデータ信号線と、上記走査信号線と上記第１のデータ信号線との組み合わせ毎に設けられた、上記画素電極と上記対向電極と上記第１のスイッチング素子とを備えてなる画素とを有しており、
上記駆動制御手段は、上記各走査信号線について、
上記選択期間には、当該走査信号線に接続された各画素の第１のスイッチング素子をオンさせ、その状態で上記第１のデータ信号線から上記各画素の画素電極に当該各画素に表示する画像に応じた第１のデータ信号を供給し、
上記非選択期間には、当該走査信号線に接続された各画素の第１のスイッチング素子をオフさせ、
上記リセット期間には、当該走査信号線に接続された各画素の第１のスイッチング素子をオンさせ、その状態で上記第１のデータ信号線から上記各画素の画素電極に上記対向電極と略同電位の第１のデータ信号を供給することを特徴とする請求項３９に記載の表示装置。
【請求項４１】
上記画素電極と対向電極とを接続するように設けられ、上記第１のスイッチング素子とは異なる信号によって駆動制御される第３のスイッチング素子を備え、
上記駆動制御手段は、
上記画像表示期間において、
上記走査信号線に接続された第１のスイッチング素子をオンさせ、その状態で上記第１のデータ信号線から上記画素電極に画像表示用の第１のデータ信号を供給することで、上記画素電極と上記対向電極との間に画像表示用の電圧を印加する選択期間と、
上記走査信号線に接続された第１のスイッチング素子をオフさせ、上記画素電極と上記対向電極との間の電圧を、上記選択期間に印加した電圧に保持する非選択期間とを設け、
上記リセット期間では、上記第３のスイッチング素子をオンさせ、上記画素電極と対向電極とを導通させることで、上記画素電極の電位と上記対向電極の電位とを略同等にすることを特徴とする請求項３８に記載の表示装置。
【請求項４２】
上記駆動制御手段は、
上記選択期間に、上記対向電極の電位を基準として反転する矩形波を上記第１のデータ信号として上記画素電極に供給することを特徴とする請求項４１に記載の表示装置。
【請求項４３】
複数の上記走査信号線および複数の上記第１のデータ信号線と、上記走査信号線と上記第１のデータ信号線との組み合わせ毎に設けられた、上記画素電極と上記対向電極と上記第１のスイッチング素子と第３のスイッチング素子とを備えてなる画素とを有しており、
上記駆動制御回路は、
上記各画素における上記第３のスイッチング素子を、当該各画素に隣接する画素における第１のスイッチング素子を駆動制御するための走査信号によって駆動制御することを特徴とする請求項３９または４２に記載の表示装置。
【請求項４４】
上記駆動制御手段は、
奇数行の走査信号線へのアクティブ信号の供給と、偶数行の走査信号線へのアクティブ信号の走査とを、フレーム毎に交互に繰り返すことを特徴とする請求項４３に記載の表示装置。
【請求項４５】
上記第１のデータ信号線と略平行かつ交互に設けられた、上記対向電極に第２のデータ信号を供給するための第２のデータ信号線と、
上記対向電極と上記第２のデータ信号線とを接続する、上記第１のスイッチング素子と共通の走査信号によって駆動制御される第２のスイッチング素子とを備え、
上記駆動制御手段は、
上記画像表示期間において、
上記走査信号線に接続された各画素の第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子をオンさせ、その状態で上記第１のデータ信号線および第２のデータ信号線から上記各画素の画素電極および対向電極に、当該各画素に表示する画像に応じた第１のデータ信号および第２のデータ信号をそれぞれ供給することで、上記各画素における画素電極と対向電極との間に画像表示用の電圧を印加する選択期間と、
上記走査信号線に接続された各画素の第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子をオフさせることで、上記選択期間に上記各画素における画素電極と対向電極との間に印加された電圧を保持させる非選択期間とを設けることを特徴とする請求項４１または４２に記載の表示装置。
【請求項４６】
上記駆動制御手段は、
上記選択期間における第１のデータ信号および第２のデータ信号の電位を、上記リセット期間において上記画素電極と対向電極との電位差が略同等になるときの当該両電極の電位を基準として、逆電位に設定することを特徴とする請求項４３に記載の表示装置。

【図１】