JP2001265286A - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display deviceInfo
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- JP2001265286A JP2001265286A JP2000072382A JP2000072382A JP2001265286A JP 2001265286 A JP2001265286 A JP 2001265286A JP 2000072382 A JP2000072382 A JP 2000072382A JP 2000072382 A JP2000072382 A JP 2000072382A JP 2001265286 A JP2001265286 A JP 2001265286A
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- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、高精細なディス
プレイ画面を備えた液晶表示装置に関し、詳しくは低精
細、高階調信号を高精細、低階調信号に変換する機能を
備えた液晶表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device having a high definition display screen, and more particularly to a liquid crystal display device having a function of converting a low definition, high gradation signal into a high definition, low gradation signal. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、液晶表示装置は軽量、薄型、低消
費電力の特性を活かし、OA機器のディスプレイなどを
中心に各種分野に普及しつつある。とくに各画素毎にス
イッチ素子を設けたアクティブマトリクス型液晶表示装
置は、隣接する画素間でのクロストークを最小限に抑え
ることができるため、パーソナルコンピュータのディス
プレイや大型カラー液晶パネルのように高精細な表示画
像が要求される分野で多く使用されている。2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices have become widespread in various fields mainly for displays of office automation equipment, taking advantage of the characteristics of light weight, thinness, and low power consumption. In particular, an active matrix type liquid crystal display device that has a switch element for each pixel can minimize crosstalk between adjacent pixels, so high-definition displays such as personal computer displays and large color liquid crystal panels It is often used in fields that require a stable display image.
【0003】現在、液晶表示装置の解像度は、大型パネ
ルで主流となっているもののうち最も高精細の12.1
インチXGA規格(画素数1024×768)のパネル
でも106dpi(dot per inch)程度で
ある。これに対して、印刷物は300〜400dpiが
一般的であり、液晶表示装置を印刷物の代わりに使うに
は高精細パネルでも解像度が不足しているといえる。近
年では、低温p−si(ポリシリコン)技術により、ア
ナログサンプルホールド方式の駆動回路をガラス基板上
に一体で形成することで、〜200ppi(pixel
per inch)のパネルが実現できるようになっ
ている。At present, the resolution of a liquid crystal display device is 12.1 which is the highest definition among the mainstream large-sized panels.
Even a panel conforming to the inch XGA standard (1024 × 768 pixels) is about 106 dpi (dot per inch). On the other hand, printed matter generally has a resolution of 300 to 400 dpi, and it can be said that the resolution is insufficient even with a high-definition panel in order to use the liquid crystal display device instead of the printed matter. In recent years, by using a low-temperature p-si (polysilicon) technology, an analog sample-and-hold type driving circuit is integrally formed on a glass substrate, thereby achieving up to 200 ppi (pixel).
per inch) panel can be realized.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記駆動回
路でサンプリングされたデジタルのビデオ信号(階調信
号)をアナログのビデオ信号に変換するD/Aコンバー
タについてはガラス基板外のプリント配線基板上に別途
形成されており、実装スペースの拡大、コスト増の要因
となっていた。この問題は、D/Aコンバータを駆動回
路と同じくガラス基板上で一体に形成することで解決す
ることができる。しかし、256階調程度の多階調のD
/Aコンバータは回路の占有面積が大きいため、高精細
パネルを構成するガラス基板上に一体に形成するには、
広い額縁部が必要となり、コンパクトな液晶表示装置を
実現することが難しいという問題点があった。A D / A converter for converting a digital video signal (gradation signal) sampled by the driving circuit into an analog video signal is provided on a printed wiring board outside a glass substrate. Since they are separately formed, they increase the mounting space and increase the cost. This problem can be solved by integrally forming the D / A converter on the glass substrate like the drive circuit. However, a multi-level D of about 256 levels
Since the A / A converter occupies a large area of the circuit, it is necessary to integrally form the A / A converter on a glass substrate constituting a high-definition panel.
A wide frame is required, and it is difficult to realize a compact liquid crystal display device.
【0005】この発明は、D/Aコンバータによる回路
の占有面積を少なくすることにより、高精細でコンパク
トな液晶表示装置を提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide a high-definition and compact liquid crystal display device by reducing the area occupied by a circuit by a D / A converter.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明は、互いに交差する複数の走査線及
び複数の信号線、これら走査線及び信号線の各交差部に
配置された複数のスイッチ素子、前記スイッチ素子を介
して前記信号線に接続された複数の画素電極、及び外部
から入力された階調信号を前記画素電極に書き込む駆動
回路が一体に形成された第1の電極基板と、前記画素電
極と相対する対向電極が形成された第2の電極基板と、
これら基板間に介在された液晶層とを備えた液晶表示装
置において、外部から入力された低精細、高階調信号を
高精細、低階調信号に変換して前記駆動回路に供給する
信号処理回路を設けたことを特徴とする。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of scanning lines and a plurality of signal lines intersecting with each other are arranged at each intersection of these scanning lines and signal lines. A first electrode integrally formed with a plurality of switch elements, a plurality of pixel electrodes connected to the signal line via the switch elements, and a drive circuit for writing a gradation signal input from the outside to the pixel electrodes; A substrate, a second electrode substrate on which a counter electrode facing the pixel electrode is formed,
In a liquid crystal display device having a liquid crystal layer interposed between these substrates, a signal processing circuit for converting a low-definition, high-gradation signal input from the outside into a high-definition, low-gradation signal and supplying the same to the driving circuit Is provided.
【0007】請求項2の発明は、請求項1において、前
記信号処理回路を、前記第1の電極基板上に前記駆動回
路とともに一体で形成したことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the signal processing circuit is formed integrally with the drive circuit on the first electrode substrate.
【0008】請求項3の発明は、請求項1において、前
記信号処理回路で階調信号を変換することにより、高階
調信号がiビット信号で、低階調信号がjビット信号の
ときに、jビットの階調画素でiビット階調の表示を行
うことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, when the high-level signal is an i-bit signal and the low-level signal is a j-bit signal, the signal processing circuit converts the gray-scale signal. It is characterized in that display of i-bit gradation is performed by j-bit gradation pixels.
【0009】また請求項4の発明は、請求項1及び2に
おいて、前記信号処理回路は、低精細の一画素に対応す
る高階調信号の階調レベルを、前記低精細の一画素に相
当する高精細の低階調画素数で除算し、その商を前記高
階調信号を低階調画素に分散するための近似値として算
出する手段と、前記除算により余が生じたときは、この
余を1又は複数の低階調画素に対し面積階調のアルゴリ
ズムに従って配置する手段とにより構成されることを特
徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the first and second aspects, the signal processing circuit corresponds to a gray level of a high gray scale signal corresponding to one pixel of low definition to the one pixel of low definition. Means for dividing by the number of high-definition low-tone pixels, and calculating the quotient as an approximate value for dispersing the high-tone signal to low-tone pixels; Means for arranging one or a plurality of low gradation pixels in accordance with an area gradation algorithm.
【0010】請求項4の発明における好ましい態様とし
て、前記信号処理回路を構成する各手段を、例えば除算
回路、エンコーダ回路、加算回路などで構成される組み
合わせ回路で実現する。あるいは、CPUなどの演算処
理回路と上記各手段の処理手順を記述したプログラムを
用い、このプログラムに従ってCPUを制御することに
より、上記各演算処理を実行するように構成する。According to a preferred aspect of the present invention, each means constituting the signal processing circuit is realized by a combination circuit including, for example, a division circuit, an encoder circuit, and an addition circuit. Alternatively, the arithmetic processing circuit such as a CPU and a program describing the processing procedure of each unit described above are used, and the CPU is controlled according to the program to execute the arithmetic processing.
【0011】さらに請求項5の発明は、請求項4におい
て、前記面積階調のアルゴリズムは、Bayer形のデ
ィザマトリクスであることを特徴とする。Further, the invention of claim 5 is characterized in that, in claim 4, the area gradation algorithm is a Bayer type dither matrix.
【0012】請求項5の発明における好ましい態様とし
て、前記面積階調のアルゴリズムを誤差分散形のディザ
マトリクスとする。In a preferred embodiment of the present invention, the area gradation algorithm is an error dispersion type dither matrix.
【0013】上記構成による液晶表示装置によれば、前
記信号処理回路で変換された高精細、低階調信号により
表示を行うようにしたため、通常よりも階調数の少ない
D/Aコンバータを使うことが可能となり、基板上にお
けるD/Aコンバータの占有面積を少なくすることがで
きる。この場合、画面上での階調情報は少なくなるが、
人間の目は高精細ディスプレイのように細かなピッチで
変化するパターンに対してはコントラストに対する感度
が落ちるため、階調情報が少なくなっても視者に認識さ
れにくく、このため通常の階調数をもつD/Aコンバー
タを使用した場合と遜色のない画質を得ることができ
る。According to the liquid crystal display device having the above-described structure, the display is performed by the high-definition and low-gradation signals converted by the signal processing circuit, so that a D / A converter having a smaller number of gradations than usual is used. This makes it possible to reduce the area occupied by the D / A converter on the substrate. In this case, although the gradation information on the screen is reduced,
The human eye is less sensitive to contrast for patterns that change at a fine pitch, such as a high-definition display. Image quality comparable to the case of using a D / A converter having.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる液晶表示
装置の実施形態を添付の図面を参照しながら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
【0015】図1は、この実施形態に係わる駆動回路一
体型の液晶表示装置の回路構成図である。また図2は、
図1に示す表示画素部110の部分断面図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a liquid crystal display device integrated with a driving circuit according to this embodiment. Also, FIG.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a display pixel unit 110 shown in FIG.
【0016】この液晶表示装置100は、複数の表示画
素10が形成された表示画素部110、走査線ドライバ
120、信号線ドライバ130、及び信号処理回路14
0とから構成されている。The liquid crystal display device 100 includes a display pixel section 110 in which a plurality of display pixels 10 are formed, a scanning line driver 120, a signal line driver 130, and a signal processing circuit 14.
0.
【0017】このうち、走査線ドライバ120、信号線
ドライバ130及び信号処理回路140は、アレイ基板
101上において、後述する信号線11、走査線12及
び画素電極14などと一体に形成されている。Among them, the scanning line driver 120, the signal line driver 130, and the signal processing circuit 140 are formed integrally with the signal lines 11, the scanning lines 12, the pixel electrodes 14, and the like, which will be described later, on the array substrate 101.
【0018】表示画素部110は、アレイ基板101上
に複数本の信号線11及びこれと交差する複数本の走査
線12がマトリクス状に配置されており、両線の各交差
部にはスイッチ素子としてのTFT13が配設されてい
る。信号線11と走査線12とは、図示しない絶縁膜に
より電気的に絶縁されている。In the display pixel section 110, a plurality of signal lines 11 and a plurality of scanning lines 12 intersecting the signal lines 11 are arranged in a matrix on an array substrate 101, and a switching element is provided at each intersection of both lines. TFT 13 is provided. The signal lines 11 and the scanning lines 12 are electrically insulated by an insulating film (not shown).
【0019】TFT13のソース電極は信号線11に接
続され、ドレイン電極は画素電極14に接続されてい
る。この画素電極14と相対して配置された対向電極1
5は、図2に示すように対向基板102上に形成されて
いる。画素電極14と対向電極15の間には液晶層16
が狭持され、液晶容量(Clc)を形成している。ま
た、画素電極14には対向電極15との電位関係を保持
するために、並列に補助容量17が接続されている。こ
の補助容量17は画素電極14と図示しない補助容量配
線との間に容量(Cs)を形成している。The TFT 13 has a source electrode connected to the signal line 11 and a drain electrode connected to the pixel electrode 14. Counter electrode 1 arranged opposite to this pixel electrode 14
5 is formed on the counter substrate 102 as shown in FIG. A liquid crystal layer 16 is provided between the pixel electrode 14 and the counter electrode 15.
Are sandwiched to form a liquid crystal capacitance (Clc). Further, an auxiliary capacitor 17 is connected to the pixel electrode 14 in parallel to maintain a potential relationship with the counter electrode 15. The auxiliary capacitance 17 forms a capacitance (Cs) between the pixel electrode 14 and an auxiliary capacitance line (not shown).
【0020】対向電極15には、外部駆動回路150か
ら一定のコモン電圧が与えられている。後述する信号線
ドライバ130から信号線11を通じて書き込まれたビ
デオ信号(階調信号)は、液晶容量Clcと容量Csに
より1フレーム走査期間保持される。The common electrode 15 is supplied with a constant common voltage from the external drive circuit 150. A video signal (gradation signal) written from a signal line driver 130 to be described later through the signal line 11 is held for one frame scanning period by the liquid crystal capacitance Clc and the capacitance Cs.
【0021】走査線ドライバ120は、シフトレジスタ
121及びバッファ回路122などで構成されており、
外部駆動回路150から供給される垂直のクロック/ス
タート信号に基づいて、各走査線12に順次走査信号を
出力する。The scanning line driver 120 includes a shift register 121 and a buffer circuit 122.
A scanning signal is sequentially output to each scanning line 12 based on a vertical clock / start signal supplied from the external driving circuit 150.
【0022】信号線ドライバ130は、シフトレジスタ
131、D/Aコンバータ132及び図示しないビデオ
バス配線などで構成されている。シフトレジスタ131
は、外部駆動回路150からビデオ信号とともに供給さ
れる水平のクロック/スタート信号に基づいて、ビデオ
信号を所定のタイミングで信号線11にサンプリングす
る。The signal line driver 130 includes a shift register 131, a D / A converter 132, and a video bus wiring (not shown). Shift register 131
Samples the video signal on the signal line 11 at a predetermined timing based on a horizontal clock / start signal supplied together with the video signal from the external drive circuit 150.
【0023】信号処理回路140は、外部駆動回路15
0から入力される低精細、高階調信号を、高精細、低階
調信号に変換して信号線ドライバ130に供給する。The signal processing circuit 140 includes the external drive circuit 15
The low-definition, high-gradation signal input from 0 is converted into a high-definition, low-gradation signal and supplied to the signal line driver 130.
【0024】このような階調信号の変換を実現するた
め、信号処理回路140は、外部駆動回路150から入
力される低精細の一画素に対応する高階調信号の階調レ
ベル(以下、階調情報)を、前記低精細の一画素に相当
する高精細の低階調画素数で除算し、その商を前記高階
調信号を低階調画素に分散するための近似値として算出
する近似値算出回路141と、前記除算により余りが生
じたときは、この余りを1又は複数の低階調画素に対し
面積階調のアルゴリズムに従って配置する余配置回路1
42とから構成されている。これらの回路141、14
2は、例えば除算回路、エンコーダ回路、加算回路など
で構成される組み合わせ回路で実現することができる。In order to realize such conversion of the gradation signal, the signal processing circuit 140 is provided with a gradation level (hereinafter referred to as gradation) of a high gradation signal corresponding to one pixel of low definition input from the external driving circuit 150. Information) is divided by the number of high-definition low-gradation pixels corresponding to one low-definition pixel, and the quotient is calculated as an approximation for dispersing the high-gradation signal to the low-gradation pixels. A circuit 141 and, when a remainder is generated by the division, a remainder arrangement circuit 1 for arranging the remainder in one or a plurality of low gradation pixels according to an area gradation algorithm.
42. These circuits 141 and 14
2 can be realized by a combination circuit including, for example, a division circuit, an encoder circuit, and an addition circuit.
【0025】外部駆動回路150は、図示しないコント
ロールICなどで構成され、外部機器から供給される基
準クロック信号やデジタルのビデオ信号などを適宜に変
換及び加工して、走査線ドライバ120や信号処理回路
140などに出力する。この外部駆動回路150と液晶
表示装置100との間は、図示しないFPC(フレキシ
ブル配線基板)により電気的に接続されている。The external drive circuit 150 is composed of a control IC (not shown) or the like, and converts and processes a reference clock signal, a digital video signal, and the like supplied from an external device as appropriate, and scans the scanning line driver 120 and a signal processing circuit. 140 and the like. The external drive circuit 150 and the liquid crystal display device 100 are electrically connected by an unillustrated FPC (flexible wiring board).
【0026】次に、信号処理回路140における階調信
号の変換処理について説明する。Next, the conversion processing of the gradation signal in the signal processing circuit 140 will be described.
【0027】ここでは、低精細、高階調信号を高精細、
低階調信号に変換する例として、図3に示すような0か
ら255階調の高階調信号(以下、8ビット階調信号)
を、0から15階調の低階調信号(以下、4ビット階調
信号)に変換する場合を例として説明する。なお、8ビ
ット階調信号の一画素は、4ビット階調信号の16画素
(4×4のマトリクス配列)に対応するものとする。Here, low-definition, high-gradation signals are converted to high-definition,
As an example of conversion into a low gray scale signal, a high gray scale signal of 0 to 255 gray scales as shown in FIG.
Is converted into a low gradation signal of 0 to 15 gradations (hereinafter, a 4-bit gradation signal). Note that one pixel of the 8-bit gray scale signal corresponds to 16 pixels of the 4-bit gray scale signal (4 × 4 matrix arrangement).
【0028】まず、外部駆動回路150から信号処理回
路140に入力された8ビット階調信号の階調情報は、
近似値算出回路141で除算される。ここでは、8ビッ
ト階調信号を16個の4ビット階調信号にするために、
階調情報は16で除算される。この除算の結果、商及び
(又は)余りが出力される。ここで得られた商は、8ビ
ット階調信号を16個の画素に分散するための近似値と
なる。したがって、商は16個の画素に分散される。例
えば図3の階調情報16について見てみると、16/1
6=1(商)となるため、16個の画素に1が分散され
る。また余りが出た場合には、余配置回路142におい
て、1又は複数の画素に対し面積階調のアルゴリズムで
あるBayer形のディザマトリクスに従って配置され
る。First, the gradation information of the 8-bit gradation signal input from the external drive circuit 150 to the signal processing circuit 140 is as follows:
The division is performed by the approximate value calculation circuit 141. Here, in order to convert the 8-bit gradation signal into 16 4-bit gradation signals,
The gradation information is divided by 16. As a result of this division, a quotient and / or remainder is output. The quotient obtained here is an approximate value for dispersing the 8-bit grayscale signal to 16 pixels. Therefore, the quotient is spread over 16 pixels. For example, looking at the gradation information 16 in FIG.
Since 6 = 1 (quotient), 1 is distributed to 16 pixels. If there is a remainder, the extra arrangement circuit 142 arranges one or a plurality of pixels in accordance with a Bayer-type dither matrix which is an area gradation algorithm.
【0029】図4は4×4のBayer形ディザマトリ
クスの説明図である。このディザマトリクスは、余りと
して出力された階調情報を16個の画素上にランダムに
配置するための順序を示すテーブルであり、0から15
までの番号が所定の規則に従って配置されている。FIG. 4 is an explanatory diagram of a 4 × 4 Bayer type dither matrix. This dither matrix is a table indicating the order for randomly arranging the output gradation information on 16 pixels.
Are arranged according to a predetermined rule.
【0030】面積階調のアルゴリズムとしては、このB
ayer形のディザマトリクスのほかに、誤差分散形の
ディザマトリクスなどがある。As an algorithm for area gradation, this B
In addition to the aerer type dither matrix, there is an error dispersion type dither matrix.
【0031】近似値算出回路141による除算で出力さ
れた余りは、図4に示すマトリクスに従って配置され
る。例えば図3の階調情報17について見てみると、余
り1は図4の「0」に対応する位置に配置され、その画
素のみ階調情報は2となる。また階調情報19について
見てみると、余り3は、図4の「0」、「1」、「2」
に対応する位置に配置され、その3つの画素の階調情報
はそれぞれ2となる。The remainder output by the division by the approximate value calculation circuit 141 is arranged according to the matrix shown in FIG. For example, looking at the gradation information 17 in FIG. 3, the remainder 1 is arranged at a position corresponding to “0” in FIG. Looking at the gradation information 19, the remainder 3 is “0”, “1”, “2” in FIG.
, And the gradation information of the three pixels is 2.
【0032】図3に示すように、8ビット階調信号を4
ビット階調信号に変換した場合は、階調情報が少なくな
るため、画像品位の低下が懸念される。しかし、200
ppi程度以上の高精細ディスプレイでは、視者が通常
の視距離から見た場合、その画素ピッチは眼の解像度限
界(視角約1分、45cmの距離から画素ピッチ:12
7μm(200ppi)のディスプレイを見る場合に相
当)に近づくが、人間の目は、このような細かなピッチ
で変化するパターンに対してはコントラストに対する感
度が落ちることが明らかとなっている(河原・大頭:応
用物理、p128〜p138(1977)など)。すな
わち、高精細ディスプレイにおいては、必ずしも高階調
信号は必要ではなく、画像品位の劣化が認識されない範
囲で階調数を落とすことができることになる。As shown in FIG. 3, the 8-bit gray scale signal is
When converted to a bit gradation signal, there is a concern that image quality may be degraded because gradation information is reduced. However, 200
In a high-definition display of about ppi or more, when a viewer sees from a normal viewing distance, the pixel pitch is limited to the resolution of the eye (viewing angle: about 1 minute, pixel pitch: 12 from 45 cm distance).
However, it is clear that the human eye is less sensitive to contrast for a pattern that changes at such a fine pitch (corresponding to viewing a display of 7 μm (200 ppi)). Big head: Applied physics, p128-p138 (1977) etc.). That is, in a high-definition display, a high-gradation signal is not necessarily required, and the number of gradations can be reduced within a range where deterioration of image quality is not recognized.
【0033】この実施形態においては、印刷物並みの解
像度を実現するために、画素ピッチを200ppiとし
た。また、カラー表示を行うために3色ストライプ配
列、すなわちR,G,Bの順に信号線毎に別々の色のス
トライプ形状のカラーフィルタを用い、3信号線ピッチ
で1画素を構成するようにしているため、信号線間隔は
42μmと狭くなっている。このため、一般的な液晶表
示装置で使われる6〜8ビット階調のD/Aコンバータ
を5mm程度の額縁幅に収めることは困難であり、広い
額縁幅が必要となる。一方、この実施形態の場合には、
4ビット階調のD/Aコンバータ(132)を使うこと
ができるため、5mm程度の狭い額縁幅に収めることが
可能となり、コンパクトな液晶表示装置を実現すること
ができる。しかも、200ppiの高精細ディスプレイ
で表示した場合でも、全信号線に8ビット階調のD/A
コンバータを接続した場合と遜色ない画質を得ることが
できる。In this embodiment, the pixel pitch is set to 200 ppi in order to realize a resolution comparable to a printed matter. In order to perform color display, a three-color stripe array, that is, a color filter having a stripe shape of a different color for each signal line in the order of R, G, and B is used, and one pixel is formed at three signal line pitches. Therefore, the signal line interval is as narrow as 42 μm. For this reason, it is difficult to fit a 6 to 8 bit gray scale D / A converter used in a general liquid crystal display device in a frame width of about 5 mm, and a wide frame width is required. On the other hand, in the case of this embodiment,
Since a D / A converter (132) having a 4-bit gradation can be used, the frame width can be reduced to a narrow frame width of about 5 mm, and a compact liquid crystal display device can be realized. In addition, even when the image is displayed on a 200 ppi high-definition display, D / A of 8 bit gradation is applied to all signal lines.
Image quality comparable to that obtained when a converter is connected can be obtained.
【0034】このように、除算により得られた商を16
個の画素に分散することにより、画面上の高精細部にお
いて必要な階調(この例では4ビット階調)を確保する
ことができるだけでなく、除算による余りはディザマト
リクスに従って配置されるため、空間周波数の低い部分
においても高階調表示を行うことができる。As described above, the quotient obtained by the division is 16
By dispersing the pixels, it is possible not only to secure a necessary gradation (a 4-bit gradation in this example) in high-definition details on the screen, but also to arrange the remainder of the division according to the dither matrix. High gradation display can be performed even in a portion having a low spatial frequency.
【0035】次に、信号処理回路140による階調信号
の変換処理をCPUなどの演算処理回路とプログラムを
用いて実現した場合の実施形態について説明する。Next, an embodiment will be described in which the conversion processing of the gradation signal by the signal processing circuit 140 is realized using an arithmetic processing circuit such as a CPU and a program.
【0036】図5は、信号処理回路140による階調信
号の変換処理の手順を示すフローチャートである。信号
処理回路140においては、このフローチャートを記述
したプログラムに従ってCPUが制御される。FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the gradation signal conversion processing by the signal processing circuit 140. In the signal processing circuit 140, the CPU is controlled according to a program describing this flowchart.
【0037】まず、外部駆動回路150から入力された
8ビット階調信号の階調情報Xを16で除算する(ステ
ップ101)。ここで、商:A、余り:Bを出力する。
続いて、前記商Aを16個の画素に分散し(ステップ1
02)、余りBが少なくとも1以上かどうかを判定する
(ステップ103)。Yesであれば、余りBをBay
er形のディザマトリクスに従って配置し(ステップ1
04)、4×4のマトリクス配列の4ビットデータをシ
フトレジスタ131に出力する(ステップ105)。ま
たステップ103でNoあれば、ステップ105へ進
み、ステップ102で得られた4×4のマトリクス配列
の4ビットデータをシフトレジスタ131に出力する。
このような階調信号の変換処理は入力された階調信号に
ついて逐次に実行される。First, the gradation information X of the 8-bit gradation signal input from the external drive circuit 150 is divided by 16 (step 101). Here, the quotient: A and the remainder: B are output.
Subsequently, the quotient A is divided into 16 pixels (step 1).
02), it is determined whether the remainder B is at least 1 or more (step 103). If yes, the remaining B is Bay
(Step 1)
04) 4-bit data of a 4 × 4 matrix arrangement is output to the shift register 131 (step 105). If No in step 103, the process proceeds to step 105, and outputs the 4-bit data of the 4 × 4 matrix array obtained in step 102 to the shift register 131.
Such a gradation signal conversion process is sequentially performed on the inputted gradation signal.
【0038】次に、この実施形態による液晶表示装置1
00の製造方法を図6を用いて説明する。図6は液晶表
示装置の製造プロセスを示す概略断面図であり、破線の
右側の領域は画素部(表示画素部110)、左側の領域
が駆動回路部(走査線ドライバ120など)を示してい
る。以下、図6の(a)〜(f)の順に説明する。Next, the liquid crystal display device 1 according to this embodiment will be described.
00 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the liquid crystal display device. The area on the right side of the broken line shows the pixel portion (display pixel section 110), and the area on the left side shows the drive circuit section (scanning line driver 120 and the like). . Hereinafter, description will be made in the order of (a) to (f) of FIG.
【0039】(a)ガラスなどの透明絶縁基板50上
に、プラズマCVD法により厚さ50nmのアモルファ
スシリコン(a−Si)薄膜51を堆積し、このアモル
ファスシリコン薄膜51をXeClエキシマレーザ装置
でアニールすることで多結晶化する。ここで、前記Xe
Clエキシマレーザ装置からのレーザ光52は、図中A
の方向に走査され、このレーザ光52が照射された領域
は結晶化され多結晶シリコン膜53となる。その際、レ
ーザ照射エネルギーを段階的に上げて複数回照射を行う
ことにより、アモルファスシリコン膜中の水素を効果的
に抜くことができ、結晶化時のアブレーションを防ぐこ
とができる。なお、照射エネルギーは200〜500m
J/cm2 とする。(A) An amorphous silicon (a-Si) thin film 51 having a thickness of 50 nm is deposited on a transparent insulating substrate 50 such as glass by a plasma CVD method, and the amorphous silicon thin film 51 is annealed by a XeCl excimer laser device. This causes polycrystallization. Here, the Xe
The laser light 52 from the Cl excimer laser device
And the region irradiated with the laser light 52 is crystallized to form a polycrystalline silicon film 53. At this time, by performing laser irradiation more than once while increasing the laser irradiation energy stepwise, hydrogen in the amorphous silicon film can be effectively removed, and ablation during crystallization can be prevented. The irradiation energy is 200 to 500 m
J / cm 2 .
【0040】(b)多結晶シリコン膜53をフォトリソ
グラフィ法を用いてパターニングし、薄膜トランジスタ
の活性層54を形成する。(B) The polycrystalline silicon film 53 is patterned by photolithography to form an active layer 54 of the thin film transistor.
【0041】(c)シリコン酸化膜によるゲート絶縁膜
55をプラズマCVD法で形成した後、モリブデン−タ
ングステン合金膜をスパッタ法で成膜、パターニングす
ることでゲート電極56を形成する。また、前記パター
ニング時に走査線も同時に形成する。ゲート絶縁膜55
としては、このほかに窒化シリコン膜や常圧CVD法に
よるシリコン酸化膜を使うことができる。(C) After a gate insulating film 55 of a silicon oxide film is formed by a plasma CVD method, a molybdenum-tungsten alloy film is formed by a sputtering method and patterned to form a gate electrode 56. Scanning lines are also formed at the same time as the patterning. Gate insulating film 55
Alternatively, a silicon nitride film or a silicon oxide film formed by a normal pressure CVD method can be used.
【0042】ゲート電極56を形成後に、ゲート電極5
6をマスクとしてイオンドーピング法で不純物を打ち込
み、薄膜トランジスタのソース/ドレイン領域54aを
形成する。不純物としては、N−chトランジスタにつ
いてはリンを、P−chトランジスタについてはボロン
を用いることができる。画素部のトランジスタについて
はオフ時のリーク電流を抑えるためにLDD(Ligh
tly DopedDrain)構造を用いるのが効果
的である。この場合、ソース/ドレイン電極54aへの
不純物注入後にゲート電極56を再パターニングし、一
定量だけ細かくした後、再度低濃度の不純物打ち込みを
行う。After forming the gate electrode 56, the gate electrode 5
Impurities are implanted by ion doping using the mask 6 as a mask to form source / drain regions 54a of the thin film transistor. As impurities, phosphorus can be used for an N-ch transistor and boron can be used for a P-ch transistor. For the transistor in the pixel portion, LDD (Light
It is effective to use a (Tly DopedDrain) structure. In this case, after the impurity is implanted into the source / drain electrodes 54a, the gate electrode 56 is re-patterned to make it smaller by a certain amount, and then the low concentration impurity is implanted again.
【0043】(d)ゲート電極56上にプラズマCVD
法又は常圧CVD法でシリコン酸化膜による第1の層間
絶縁膜57を形成する。(D) Plasma CVD on the gate electrode 56
A first interlayer insulating film 57 of a silicon oxide film is formed by a CVD method or a normal pressure CVD method.
【0044】(e)第1の層間絶縁膜57及びゲート絶
縁膜55にコンタクトホールを形成後、スパッタ法でA
l膜を形成、パターニングすることでソース/ドレイン
電極59、60を形成する。このとき、信号線も同時に
形成する。(E) After forming contact holes in the first interlayer insulating film 57 and the gate insulating film 55, the contact holes are formed by sputtering.
Source / drain electrodes 59 and 60 are formed by forming and patterning an l film. At this time, signal lines are formed at the same time.
【0045】(f)前記Al膜上に低誘電率絶縁膜(第
2の層間絶縁膜)61を形成する。低誘電率絶縁膜61
としてはプラズマCVD法で作成した窒化シリコン膜で
もよいし、窒化シリコン膜と酸化シリコン膜等の低誘電
率絶縁膜の多層膜でもよい。そして、低誘電率絶縁膜6
1にコンタクトホールを形成し、ITO(Indium
Tin Oxide)膜62を形成、パターニングす
ることで画素電極を形成する。(F) A low dielectric constant insulating film (second interlayer insulating film) 61 is formed on the Al film. Low dielectric constant insulating film 61
May be a silicon nitride film formed by a plasma CVD method, or a multilayer film of a low dielectric constant insulating film such as a silicon nitride film and a silicon oxide film. Then, the low dielectric constant insulating film 6
1 is formed with a contact hole, and ITO (Indium) is formed.
A pixel electrode is formed by forming and patterning a (Tin Oxide) film 62.
【0046】以上のプロセスにより、透明絶縁基板50
上に画素部と駆動回路部とを一体で形成することができ
る。この後、透明絶縁基板50と、図示しない対向電極
が形成された対向基板とを対向し、周囲をエポキシ樹脂
からなるシール材で密閉し、内部に液晶組成物を注入、
封止することで液晶表示装置を完成することができる
(図2参照)。By the above process, the transparent insulating substrate 50
A pixel portion and a driver circuit portion can be formed over the same. Thereafter, the transparent insulating substrate 50 and the opposing substrate on which the opposing electrode (not shown) is formed are opposed to each other, the periphery thereof is sealed with a sealing material made of epoxy resin, and a liquid crystal composition is injected therein.
The liquid crystal display device can be completed by sealing (see FIG. 2).
【0047】なお、p−Si(ポリシリコン)TFT
は、a−SiTFTに比べて電子の移動度が二桁程度高
いため、TFTサイズを小さくすることが可能であり、
周辺駆動回路をも同時に基板上に一体に形成することが
できる。この周辺回路としては、高速化、低消費電力化
を図るためにCMOS構造とすることが望ましい。その
ため、前記不純物ドーピング工程は、レジストマスクを
用いてP型及びN型不純物ドーピング工程の2回に分け
て行っている。Note that a p-Si (polysilicon) TFT
Since the mobility of electrons is about two orders of magnitude higher than that of an a-Si TFT, the TFT size can be reduced,
The peripheral driving circuit can also be integrally formed on the substrate at the same time. It is desirable that the peripheral circuit has a CMOS structure in order to achieve high speed and low power consumption. For this reason, the impurity doping step is performed in two steps of P-type and N-type impurity doping steps using a resist mask.
【0048】[0048]
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
液晶表示装置においては、外部から入力された低精細、
高階調信号を高精細、低階調信号に変換して表示するよ
うにしたため、通常よりも階調数の少ないD/Aコンバ
ータを使うことが可能となり、基板上におけるD/Aコ
ンバータの占有面積を少なくすることができる。しか
も、高精細ディスプレイにおいても、通常の階調数をも
つD/Aコンバータを使用した場合と遜色のない画質を
得ることができるため、高精細でかつコンパクトな液晶
表示装置を提供することができる。As described above, in the liquid crystal display device according to the present invention, low-definition signals input from the outside can be used.
Since the high gradation signal is converted into a high definition and low gradation signal for display, it is possible to use a D / A converter having a smaller number of gradations than usual, and the area occupied by the D / A converter on the substrate Can be reduced. In addition, even in a high-definition display, an image quality comparable to that obtained by using a D / A converter having a normal number of gradations can be obtained, so that a high-definition and compact liquid crystal display device can be provided. .
【図1】実施形態に係わる駆動回路一体型の液晶表示装
置の回路構成図。FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a drive circuit integrated type liquid crystal display device according to an embodiment.
【図2】図1に示す表示画素部の部分断面図。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the display pixel portion shown in FIG.
【図3】8ビット階調信号を4ビット階調信号に変換処
理したときの説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram when an 8-bit gradation signal is converted into a 4-bit gradation signal.
【図4】4×4のBayer形ディザマトリクスの説明
図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a 4 × 4 Bayer-type dither matrix.
【図5】信号処理回路による階調信号の変換処理の手順
を示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart illustrating a procedure of a gradation signal conversion process performed by the signal processing circuit.
【図6】液晶表示装置の製造プロセスを示す概略断面
図。FIG. 6 is a schematic sectional view showing a manufacturing process of the liquid crystal display device.
100…液晶表示装置,101…アレイ基板,102…
対向基板 110…表示画素部,120…走査線ドライバ,130
…信号線ドライバ 132…D/Aコンバータ,140…信号処理回路, 141…近似値算出回路,142…余配置回路,150
…外部駆動回路100: liquid crystal display device, 101: array substrate, 102:
Counter substrate 110: display pixel portion, 120: scanning line driver, 130
... Signal line driver 132 ... D / A converter, 140 ... Signal processing circuit, 141 ... Approximation value calculation circuit, 142 ... Remaining circuit, 150
... External drive circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 3/20 641 G09G 3/20 641P 641H 650 650C H04N 5/66 102 H04N 5/66 102B Fターム(参考) 2H093 NA54 NC24 ND06 ND17 ND43 5C006 AA13 AC21 AF47 AF82 BB16 BC16 BF03 FA43 5C058 AA06 BA08 BA25 BB05 5C080 AA10 BB05 DD22 EE29 FF11 GG09 GG12 JJ01 JJ02 JJ06 JJ07 5G435 AA18 BB12 CC09 EE30 EE34──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) G09G 3/20 641 G09G 3/20 641P 641H 650 650C H04N 5/66 102 H04N 5/66 102B F term (reference) 2H093 NA54 NC24 ND06 ND17 ND43 5C006 AA13 AC21 AF47 AF82 BB16 BC16 BF03 FA43 5C058 AA06 BA08 BA25 BB05 5C080 AA10 BB05 DD22 EE29 FF11 GG09 GG12 JJ01 JJ02 JJ06 JJ07 EE30 BB30 AA18
Claims (5)
信号線、これら走査線及び信号線の各交差部に配置され
た複数のスイッチ素子、前記スイッチ素子を介して前記
信号線に接続された複数の画素電極、及び外部から入力
された階調信号を前記画素電極に書き込む駆動回路が一
体に形成された第1の電極基板と、前記画素電極と相対
する対向電極が形成された第2の電極基板と、これら基
板間に介在された液晶層とを備えた液晶表示装置におい
て、 外部から入力された低精細、高階調信号を高精細、低階
調信号に変換して前記駆動回路に供給する信号処理回路
を設けたことを特徴とする液晶表示装置。A plurality of scanning lines and a plurality of signal lines intersecting with each other, a plurality of switching elements disposed at each intersection of the scanning lines and the signal lines, and a plurality of switching elements connected to the signal lines via the switching elements. A first electrode substrate integrally formed with a plurality of pixel electrodes and a driving circuit for writing a grayscale signal input from the outside to the pixel electrodes; and a second electrode formed with a counter electrode facing the pixel electrodes. In a liquid crystal display device including an electrode substrate and a liquid crystal layer interposed between these substrates, a low definition, high gradation signal input from the outside is converted into a high definition, low gradation signal and supplied to the drive circuit. A liquid crystal display device provided with a signal processing circuit that performs the following.
板上に前記駆動回路とともに一体で形成したことを特徴
とする請求項1に記載の液晶表示装置。2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the signal processing circuit is formed integrally with the drive circuit on the first electrode substrate.
調信号がjビット信号のときに、jビットの階調画素で
iビット階調の表示を行うことを特徴とする請求項1に
記載の液晶表示装置。3. The display according to claim 1, wherein when the high gradation signal is an i-bit signal and the low gradation signal is a j-bit signal, an i-bit gradation is displayed by a j-bit gradation pixel. 3. The liquid crystal display device according to 1.
対応する高階調信号の階調レベルを、前記低精細の一画
素に相当する高精細の低階調画素数で除算し、その商を
前記高階調信号を低階調画素に分散するための近似値と
して算出する手段と、前記除算により余が生じたとき
は、この余を1又は複数の低階調画素に対し面積階調の
アルゴリズムに従って配置する手段とから構成されるこ
とを特徴とする請求項1及び2に記載の液晶表示装置。4. The signal processing circuit divides a gradation level of a high gradation signal corresponding to one pixel of low definition by the number of high definition low gradation pixels corresponding to the one pixel of low definition. Means for calculating the quotient as an approximation for dispersing the high gradation signal to the low gradation pixels, and, when there is a remainder due to the division, dividing the remainder with respect to one or more low gradation pixels by area gradation 3. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising means for arranging according to the following algorithm.
er形のディザマトリクスであることを特徴とする請求
項4に記載の液晶表示装置。5. The area gray scale algorithm is Bay
The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the liquid crystal display device is an er type dither matrix.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000072382A JP2001265286A (en) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100512512B1 (en) * | 2001-11-14 | 2005-09-07 | 산요덴키가부시키가이샤 | Semiconductor device |
WO2009122863A1 (en) * | 2008-04-03 | 2009-10-08 | コニカミノルタエムジー株式会社 | Image display system and image display program |
-
2000
- 2000-03-15 JP JP2000072382A patent/JP2001265286A/en active Pending
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