JP2007164196A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1及び第2副画素各々からなる複数の画素を有する液晶表示板組立体と、第1ビット数を有する第1予備信号を前記第1ビット数より少ない第2ビット数の第1出力画像信号に変換し、前記第1ビット数を有する第2予備信号を前記第1ビット数より少ない前記第2ビット数の第2出力画像信号に変換する画像信号変換部と、前記第1及び第2出力画像信号に相当するデータ電圧を前記画素に各々印加するデータ駆動部とを有する。
【選択図】 図8
Description
液晶表示装置はまた、各画素電極に接続されるスイッチング素子及びスイッチング素子を制御して、画素電極に電圧を印加するためのゲート線とデータ線など複数の信号線を有する。
一般に信号制御部に入力される画像信号のビット数とデータ駆動部で処理できるビット数が同一であるのが理想的であるが、液晶表示装置の製造原価を下げるために処理能力の低いデータ駆動部を利用することもできる。例えば、信号制御部に印加される画像信号が10ビットである場合、10ビットの画像信号を処理するデータ駆動部は非常に高価であるため、10ビットより低い処理能力、例えば、8ビットの画像信号を処理するデータ駆動部を利用すると製品の単価が低くなる。
前記第1出力画像信号は前記第1予備信号に第1補正変数を足した値であり、前記第2出力画像信号は前記第2予備信号に第2補正変数を足した値であることが好ましい。
前記画像信号変換部は、前記第1及び第2予備信号を各々記憶する第1及び第2ルックアップテーブルと、前記第1及び第2補正変数を各々記憶する第3及び第4ルックアップテーブルとを有することが好ましい。
前記画像信号変換部は、各々第1及び第2出力画像信号を記憶する第1及び第2ルックアップテーブルを有することが好ましい。
前記第1副画素に印加されるデータ電圧と前記第2副画素に印加されるデータ電圧は互いに異なることが好ましい。
前記第1副画素の面積と前記第2副画素の面積は互いに異なることが好ましい。
前記第1副画素の面積は前記第2副画素の面積より小さく、前記第1副画素に印加されるデータ電圧は前記第2副画素に印加されるデータ電圧より高いことが好ましい。
前記第1副画素の面積と前記第2副画素の面積比は1:1.8〜1:2であることが好ましい。
前記第1副画素と前記第2副画素は1つの画像情報から得られた互いに異なるデータ電圧の印加を受けることが好ましい。
前記第1副画素は第1副画素電極を含み、前記第2副画素は第2副画素電極を含み、前記第1副画素電極と接続される第1薄膜トランジスタと、前記第2副画素電極と接続される第2薄膜トランジスタと、前記第1薄膜トランジスタに接続される第1信号線と、前記第2薄膜トランジスタに接続される第2信号線と、前記第1及び第2薄膜トランジスタと接続され、前記第1及び第2信号線と交差する第3信号線をさらに有することが好ましい。
前記第1及び第2薄膜トランジスタは各々前記第1及び第2信号線からの信号によって導通して、前記第3信号線からの信号を伝達することが好ましい。
前記第1及び第2薄膜トランジスタは各々前記第3信号線からの信号によって導通して、前記第1及び前記第2信号線からの信号を伝達することが好ましい。
図面において多様な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似する部分については同一図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとする時、これは他の部分の“直上”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の“直上”にあるとする時には、中間に他の部分がないことを意味する。
図1は本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図2は本発明の一実施形態による液晶表示装置の1つの画素に対する等価回路図である。
液晶表示板組立体300は等価回路で見る時、複数の信号線(G1−Gn、D1−Dm)と、これに接続され、ほぼ行列形態に配列される複数の画素PXを有する。反面、図2に示す構造で見る時、液晶表示板組立体300は互いに対向する下部及び上部表示板100、200と、その間に介在する液晶層3を有する。
各画素PXは一対の副画素を有し、各副画素は液晶キャパシタClca、Clcbを有する。2つの副画素のうちの少なくとも1つは、ゲート線、データ線及び液晶キャパシタClca、Clcbと接続されるスイッチング素子(図示せず)を有する。
ゲート駆動部400は、液晶表示板組立体300のゲート線G1−Gnと接続されて、ゲートオン電圧Vonとゲートオフ電圧Voffの組み合わせからなるゲート信号をゲート線G1−Gnに印加する。
信号制御部600は画像信号変換部610を有し、ゲート駆動部400及びデータ駆動部500などを制御する。画像信号変換部610は一定のビット数を有する画像信号を他のビット数の画像信号に変換させる。
図3は本発明の一実施形態による液晶表示板組立体の1つの画素に対する等価回路図である。
各画素PXは一対の副画素PXa、PXbを有し、各副画素PXa、PXbは各々当該ゲート線GLa、GLb及びデータ線DLに接続されるスイッチング素子Qa、Qbと、これに接続される液晶キャパシタClca、Clcb、そしてスイッチング素子Qa、Qb及び維持電極線SLに接続されるストレージキャパシタCsta、Cstbを有する。
液晶キャパシタClca、Clcbの補助的な役割を果たすストレージキャパシタCsta、Cstbは、下部表示板100に備えられる維持電極線SLと画素電極PEが絶縁体を介在して重なって形成され、維持電極線SLには共通電圧Vcomなどの決められた電圧が印加される。しかし、ストレージキャパシタCsta、Cstbは副画素電極PEa、PEbが絶縁体を媒介として直上の前段ゲート線と重なって成ることもできる。
液晶キャパシタClca、Clcbなどについては上述したので、詳細な説明は省略する。
図4は本発明の一実施形態による液晶表示板組立体の配置図であり、図5及び図6は各々図4に示した液晶表示板組立体をV−V線及びVI−VI線に沿って切断した断面図である。
透明なガラスまたはプラスチックなどで作られた絶縁基板110上に複数対の第1及び第2ゲート線121a、121bと複数の維持電極線131を有する複数のゲート導電体が形成される。
第1及び第2ゲート線121a、121bはゲート信号を伝達し、主に横方向に伸びて、各々上側及び下側に位置する。
維持電極線131は共通電圧Vcomなど、所定の電圧の印加を受け、主に横方向に伸びている。各維持電極線131は第1ゲート線121aと第2ゲート線121bとの間に位置する。各維持電極線131は上下に延長され、再び拡張された維持電極137を有する。しかし、維持電極137をはじめとする維持電極線131の模様及び配置は多様な形態に変更することができる。
ゲート導電体(121a、121b、131)上には窒化シリコン(SiNx)または酸化シリコン(SiOx)などで作られたゲート絶縁膜140が形成される。
各々の第1島型半導体154a上には一対の島状オーミックコンタクト部材163a、165aが形成され、各々の第2島型半導体154b上にも一対の島状オーミックコンタクト部材(図示せず)が形成される。島状オーミックコンタクト部材163a、165aはリンなどのn型不純物が高濃度でドーピングされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質やシリサイドによって形成されることができる。
第1及び第2島型半導体154a、154bと島状オーミックコンタクト部材163a、165aの側面もまた、絶縁基板110面に対して傾いて、傾斜角は30゜〜80゜程度である。
データ線171はデータ信号を伝達して、主に縦方向に伸びて第1及び第2ゲート線121a、121b及び維持電極線131と交差する。各データ線171は第1及び第2ゲート電極124a、124bに向かって各々伸びて複数対の第1及び第2ソース電極173a、173bと他の層またはデータ駆動部500との接続のために面積が広い端部179を有する。データ駆動部500が絶縁基板110上に集積されている場合、データ線171が伸びてこれと直接接続されてもよい。
データ導電体(171、175a、175b)もまた、その側面が絶縁基板110面に対して30゜〜80゜程度の傾斜角で傾いくことが好ましい。
保護膜180上には複数の画素電極191及び複数の接触補助部材81、82が形成される。これらはITOまたはIZOなどの透明な導電物質やアルミニウム、銀、クロムまたはその合金などの反射性金属からなることができる。
第1副画素電極191aはデータ線171とほぼ平行な縦辺及びゲート線(121a、121b)と斜角をなす一対の屈曲辺を有してほぼV字型である。一対の屈曲辺はゲート線(121a、121b)と鋭角をなして接する凹んだ左側辺と、横辺と鈍角をなして接する膨らんだ右側辺を有する。第1副画素電極191aの屈曲辺はゲート線(121a、121b)に対して約45゜の角度をなす。一対の屈曲辺の角部は面取られる。第1副画素電極191aは画素電極191の中央部を横切って二等分する維持電極線131を軸としてほぼ対称をなす。
したがって、第2副画素電極191bの下半部は画素電極第1上部及び第2下部切開部91b、92bによって3つの領域に分割され、上半部もまた画素電極第1上部及び第2上部切開部91a、92aによって3つの領域に分割される。この時、領域の数または切開部の数は画素電極191の大きさ、画素電極191の横辺と縦辺の長さ比、液晶層3の種類や特性などの設計要素に応じて変わり得る。
接触補助部材81、82は各々接触孔181a、181b、182を通じてゲート線(121a、121b)の端部(129a、129b)及びデータ線171の端部179と接続される。接触補助部材81、82はゲート線(121a、121b)及びデータ線171の端部(129a、129b)、179と外部装置との接着性を補完し、これらを保護する。
透明なガラスまたはプラスチックなどで作られた絶縁基板210上に遮光部材220が形成される。遮光部材220は画素電極191の屈曲辺に対応する屈曲部(図示せず)と薄膜トランジスタに対応する四角形部分(図示せず)を有することができ、画素電極191の間の光漏れを防止して画素電極191と対向する開口領域を定義する。
色フィルタ230及び遮光部材220上には蓋膜250が形成される。蓋膜250は有機絶縁物で作られてもよく、色フィルタ230が露出することを防止して平坦面を提供する。蓋膜250は省略してもよい。
共通電極切開部(71、72a、72b、73a、73b)の集合は1つの画素電極191と対向し、共通電極第1切開部71、共通電極第1上部切開部72a、共通電極第1下部切開部72b、共通電極第2上部切開部73a及び共通電極第2下部切開部73bを有する。共通電極切開部(71〜73b)の各々は画素電極191の画素電極切開部(91a〜92b)の間、または画素電極191の画素電極第1上部、下部切開部(91a、91b)と第1及び第2副画素電極191a、191bの境界部の間に配置される。また、各共通電極切開部(71〜73b)は画素電極191の画素電極切開部(91a〜92b)とほぼ平行に伸びた少なくとも1つの斜線部を有し、各斜線部にはへこんだ少なくとも1つの切欠(notch)がある。共通電極切開部(71〜73b)は維持電極線131を軸としてほぼ対称をなす。
表示板(100、200)の内側には配向膜11、21が形成され、これらは垂直配向膜であってもよい。
表示板(100、200)の外側には偏光子12、22が備えられるが、2つの偏光子の偏光軸は直交し、副画素電極191a、191bの斜辺とほぼ45゜の角度をなすのが好ましい。反射型液晶表示装置の場合には、2つの偏光子のうちの1つを省略してもよい。
液晶層3は負の誘電率異方性を有し、液晶層3の液晶分子は電場のない状態で、その長軸が2つの表示板の表面に対して垂直をなすように配向される。
共通電極切開部(71〜73b)は突起(図示せず)や陥没部(図示せず)に代替することができる。突起は有機物または無機物で作られてもよく、電場生成電極(191、270)の上または下に配置されてもよい。
信号制御部600は外部のグラフィック制御機(図示せず)から入力画像信号R、G、B及び、その表示を制御する入力制御信号を受信する。入力画像信号R、G、Bは各画素PXの輝度情報を有し、輝度は決められた数、例えば、1024(=210)、256(=28)または64(=26)個の階調を有する。入力制御信号の例としては、垂直同期信号Vsyncと水平同期信号Hsync、メインクロックMCLK、データイネーブル信号DEなどがある。
このような画像信号変換部610の信号変換については後述にて詳細に説明する。
データ制御信号CONT2は1つの束の画素PXに対する画像データの伝送開始を知らせる水平同期開始信号STHと、液晶表示板組立体300にデータ信号Vdを印加することを命令するロード信号LOAD及びデータクロック信号HCLKを有する。データ制御信号CONT2はまた、共通電圧Vcomに対するデータ信号Vdの電圧極性(以下、“共通電圧に対するデータ信号の電圧極性”略して“データ信号の極性”という)を反転させる反転信号RVSをさらに有することができる。
ゲート駆動部400は信号制御部600からのゲート制御信号CONT1によってゲートオン電圧Vonをゲート線(121a(GLa)、121b(GLb))に印加し、このゲート線(121a(GLa)、121b(GLb))に接続されたスイッチング素子(Qa、Qb)を導通させる。その結果、データ線171に印加されたデータ信号Vdが導通したスイッチング素子(Qa、Qb)を通じて当該副画素(PXa、PXb)に印加される(図3参照)。
副画素電極(191a、191b)は共通電極切開部(71〜73b)、画素電極切開部(91a〜92b)によって複数の副領域に分けられ、各副領域は共通電極切開部(71〜73b)、画素電極切開部(91a〜92b)の屈曲部及び副画素電極(191a、191b)の屈曲辺によって定義される2つの主辺を有する。各副領域上の液晶分子はほぼ主辺に対して垂直方向に傾くので、傾く方向を整理するとほぼ4つの方向である。このように液晶分子が傾く方向を多様にすると、液晶表示装置の基準視野角が大きくなる。
1つのフレームが終わると、次のフレームが始まり、各画素PXに印加されるデータ信号の極性が直前フレームにおける極性と反対になるようにデータ駆動部500に印加される反転信号RVSの状態が制御される(“フレーム反転”)。この時、1つのフレーム内でも反転信号RVSの特性によって1つのデータ線を通じて流れるデータ信号の極性が変ることができ(例えば、行反転、点反転)、1つの束の画素に印加されるデータ信号の極性も互いに異なることができる(例えば、列反転、点反転)。
まず、図7及び図8を参照して、本発明の画像信号変換方法について概略的に説明する。
図7は液晶表示装置の第1、第2副画素の階調に対する輝度を表すグラフであり、図8は本発明の一実施形態による液晶表示装置の画像信号変換を表すグラフである。
図9(a)及び(b)は本発明の一実施形態による液晶表示装置の画像信号変換部の多様な例を示すブロック図であり、図10は本発明の一実施形態による液晶表示装置の画像信号変換で使用される補正変数を記憶するルックアップテーブルの一例を示す表である。
図10を参照すると、2つのビット数の場合による第1及び第2補正変数(A Gamma、B Gamma)がルックアップテーブルで示されている。信号制御部600に10ビット数を有する任意の階調の入力画像信号R、G、Bが入力されると、入力画像信号R、G、Bを2ビット数小さい8ビット数の階調で表現する。その後、下位2つのビットを除いた残りビットに図10のルックアップテーブルによる第1及び第2補正変数を各々加える。
一方、図10のルックアップテーブルはこれに限られるわけではなく、第1及び第2副画素電極191a、191bの面積と1階調当り面積変化を考慮して多様な他の例を採択することもできる。
また、いままで10ビット数の入力画像信号を8ビットの出力画像信号に変換することを説明したが、これに限定されず、他の多様なビット数の信号を多様なビット数の信号に変換することもできる。
図11は本発明の他の実施形態による液晶表示板組立体の1つの画素に対する等価回路図である。
各画素PXは一対の副画素PXa、PXbを有し、各副画素PXa、PXbは各々当該ゲート線GL及びデータ線DLa、DLbに接続されるスイッチング素子Qa、Qbと、これに接続される液晶キャパシタClca、Clcb、そしてスイッチング素子Qa、Qb及び維持電極線SLに接続されるストレージキャパシタCsta、Cstbを有する。
各スイッチング素子Qa、Qbは下部表示板100に備えられる薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、その制御端子はゲート線GLと接続され、入力端子はデータ線DLa、DLbと接続され、出力端子は液晶キャパシタClca、Clcb及びストレージキャパシタCsta、Cstbと接続される。
本発明によれば、表示装置の駆動部を交代せず、表現可能な色相の個数を増加させて表示装置の色再現性を向上することができる。
11、21 配向膜
81、81a、81b、82 接触補助部材
110、210 絶縁基板
121a、121b (第1及び第2)ゲート線
124a、124b (第1及び第2)ゲート電極
131 維持電極線
137 維持電極
140 ゲート絶縁膜
154a、154b (第1及び第2島型)半導体
163a、165a 島状オーミックコンタクト部材
171 データ線
173a、173b (第1及び第2)ソース電極
175a、175b (第1及び第2)ドレイン電極
180 保護膜
181a、181b、182、185a、185b 接触孔
191 画素電極
191a、191b (第1及び第2)副画素電極
220 遮光部材
230 色フィルタ
250 蓋膜
270 共通電極
300 液晶表示板組立体
400 ゲート駆動部
500 データ駆動部
600 信号制御部
610、610A、610B 画像信号変換部
611a、611b、614a、614b、615a、615b ルックアップテーブル
612a、612b 加算器
800 階調電圧生成部
Claims (13)
- 第1及び第2副画素各々からなる複数の画素を有する液晶表示板組立体と、
第1ビット数を有する第1予備信号を前記第1ビット数より少ない第2ビット数の第1出力画像信号に変換し、前記第1ビット数を有する第2予備信号を前記第1ビット数より少ない前記第2ビット数の第2出力画像信号に変換する画像信号変換部と、
前記第1及び第2出力画像信号に相当するデータ電圧を前記画素に各々印加するデータ駆動部とを有することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記第1出力画像信号は前記第1副画素に印加されるデータ電圧に相応し、前記第2出力画像信号は前記第2副画素に印加されるデータ電圧に相応することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第1出力画像信号は前記第1予備信号に第1補正変数を足した値であり、前記第2出力画像信号は前記第2予備信号に第2補正変数を足した値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。
- 前記画像信号変換部は、前記第1及び第2予備信号を各々記憶する第1及び第2ルックアップテーブルと、前記第1及び第2補正変数を各々記憶する第3及び第4ルックアップテーブルとを有することを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
- 前記画像信号変換部は、第1及び第2出力画像信号を各々記憶する第1及び第2ルックアップテーブルを有することを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素に印加されるデータ電圧と前記第2副画素に印加されるデータ電圧は互いに異なることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素の面積と前記第2副画素の面積は互いに異なることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素の面積は前記第2副画素の面積より小さく、前記第1副画素に印加されるデータ電圧は前記第2副画素に印加されるデータ電圧より高いことを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素の面積と前記第2副画素の面積比は1:1.8〜1:2であることを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素と前記第2副画素は1つの画像情報から得られた互いに異なるデータ電圧の印加を受けることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素は第1副画素電極を含み、前記第2副画素は第2副画素電極を含み、
前記第1副画素電極と接続される第1薄膜トランジスタと、
前記第2副画素電極と接続される第2薄膜トランジスタと、
前記第1薄膜トランジスタに接続される第1信号線と、
前記第2薄膜トランジスタに接続される第2信号線と、
前記第1及び第2薄膜トランジスタと接続され、前記第1及び第2信号線と交差する第3信号線とをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記第1及び第2薄膜トランジスタは、各々前記第1及び第2信号線からの信号によって導通して前記第3信号線からの信号を伝達することを特徴とする請求項11に記載の液晶表示装置。
- 前記第1及び第2薄膜トランジスタは、各々前記第3信号線からの信号によって導通して前記第1及び前記第2信号線からの信号を伝達することを特徴とする請求項11に記載の液晶表示装置。
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