JP2008197420A - Liquid crystal display device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、同一基板上に形成される画素電極と共通電極との間の電圧に応じて液晶の配
向状態を変化させて画像表示を行うようにした液晶表示装置及びこれを用いた電子機器に
関する。
The present invention relates to a liquid crystal display device configured to display an image by changing an alignment state of liquid crystal according to a voltage between a pixel electrode and a common electrode formed on the same substrate, and an electronic apparatus using the same. .
従来、コンピュータや携帯電話等のディスプレイには、液晶表示装置が用いられている
。この液晶表示装置は、マトリクス状に配置された画素電極を順次選択駆動することで表
示が行われる。すなわち、選択された画素電極と、これに対向する対向電極との間に電圧
を印加することで、両者の間に介在する液晶を変移させ、透過特性を変化させることで表
示パターンを形成している。
Conventionally, a liquid crystal display device is used for a display of a computer, a cellular phone, or the like. In this liquid crystal display device, display is performed by sequentially selecting and driving pixel electrodes arranged in a matrix. That is, by applying a voltage between the selected pixel electrode and the counter electrode opposite to the selected pixel electrode, the liquid crystal intervening between them is changed, and the display pattern is formed by changing the transmission characteristics. Yes.
これら画素電極を駆動する方法として、スイッチ素子で印加電圧を制御するアクティブ
マトリクス方式が知られており、その中でも、薄膜トランジスタでスイッチ素子を形成し
たものを、TFTと呼んでいる。
一般に、液晶は交流化させる必要があるため、共通電極の極性を1ライン周期で反転さ
せることで、1ライン周期で反転する液晶の交流化を実現している。
しかしながら、このように、1ライン周期で共通電極の極性反転を行う方法にあっては
、極性反転を行う毎に、共通電極が形成された基板内の寄生容量に電荷の充放電を繰り返
すため、消費電流が大きいという問題がある。
As a method for driving these pixel electrodes, an active matrix system in which an applied voltage is controlled by a switch element is known. Among them, a TFT in which a switch element is formed is called a TFT.
In general, since it is necessary to make the liquid crystal AC, the polarity of the common electrode is inverted in one line cycle, thereby realizing AC alternating in the liquid crystal that is inverted in one line cycle.
However, in this way, in the method of reversing the polarity of the common electrode in one line cycle, each time the polarity is reversed, the charge and discharge of charges are repeated on the parasitic capacitance in the substrate on which the common electrode is formed. There is a problem that current consumption is large.
これに対し、画素電極と共通電極とを同一の基板上に形成し、画素電極と共通電極との
間に略水平方向の電界を発生させることで液晶の配向状態を変化させるようにした、いわ
ゆる横電界方式の液晶表示装置において、走査線毎にこれに沿って共通電極を配設し、且
つ偶数ラインと奇数ラインとで共通電極を分け、偶数ラインと奇数ラインとで極性が逆と
なるように共通電極の極性を1フレーム毎に反転させることで、1ライン周期での液晶の
極性反転を実現する駆動方式も提案されている(例えば、特許文献1参照)。この駆動方
式の場合、共通電極の極性を1フレーム毎に反転させればよく、寄生容量への電荷の充放
電回数が削減されるため、消費電流の削減を図ることができる。
しかしながら、上述のように、偶数ラインと奇数ラインとで共通電極を分け、その極性
を1フレーム毎に反転するようにした場合、共通電極の極性が反転した時点から走査線に
走査信号が供給されるまでの所要時間が、表示ライン毎に異なるため、共通電極が形成さ
れる基板内のリーク電流等により共通電極の電圧が変化し、実効値が変化するため、画素
電極及び共通電極間の電圧が変化し、画素電極に同一の電圧を印加した場合であっても表
示ライン間で輝度差が発生する可能性がある。
このため、共通電極を1ライン毎に分割しその極性を1ライン毎に変化させ、共通電極
の極性が変化してからこの共通電極に対応する走査線が駆動されるまでの所要時間を、走
査線間で同等とすることで、表示ライン間での輝度差の発生を防止する方法も提案されて
いる。
However, as described above, when the common electrode is divided into even-numbered lines and odd-numbered lines and the polarity is inverted every frame, the scanning signal is supplied to the scanning line from the time when the polarity of the common electrode is inverted. Since the time required for each of the display lines differs depending on the display line, the voltage of the common electrode changes due to leakage current in the substrate on which the common electrode is formed, and the effective value changes. Even when the same voltage is applied to the pixel electrode, there is a possibility that a luminance difference occurs between the display lines.
Therefore, the common electrode is divided for each line and the polarity is changed for each line, and the time required from when the polarity of the common electrode changes until the scanning line corresponding to the common electrode is driven is scanned. There has also been proposed a method for preventing the occurrence of a luminance difference between display lines by making them equal between lines.
しかしながら、上述のように、ライン毎に個別に共通電極の極性を反転する制御を、ア
モルファスTFTを用いた液晶表示装置において実現する場合、ライン毎に設けられる共
通電極のそれぞれを制御するための信号線が必要となる。つまり、例えば320ライン表
示の液晶パネルの場合、これを駆動するためのドライバICは、この共通電極を制御する
ための制御出力に相当する320本分多くの制御出力を必要とすることになり、その結果
、チップサイズの増加及びコストアップにつながるという問題がある。
そこで、この発明は、上記従来の未解決の課題に着目してなされたものであり、チップ
サイズの小型化及びコストアップの低減を図ることの可能な液晶表示装置及び電子機器を
提供することを目的としている。
However, as described above, when the control for inverting the polarity of the common electrode individually for each line is realized in the liquid crystal display device using the amorphous TFT, the signal for controlling each of the common electrodes provided for each line. A line is required. That is, for example, in the case of a 320-line display liquid crystal panel, a driver IC for driving the liquid crystal panel requires 320 control outputs corresponding to the control output for controlling the common electrode. As a result, there is a problem that the chip size increases and the cost increases.
Accordingly, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned conventional unsolved problems, and provides a liquid crystal display device and an electronic apparatus capable of reducing the chip size and reducing the cost. It is aimed.
上記した課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、複数の走査線と複数のデー
タ線とのそれぞれの交差に対応して設けられた画素電極と、当該画素電極と同一の基板上
に形成され且つ前記走査線毎に沿って配置される共通電極と、を有し、前記画素電極及び
前記共通電極間の電圧に応じて画像を表示する液晶表示装置において、前記共通電極に対
して、2値の所定電圧を周期的に切り替えて印加する共通電極駆動回路を備え、前記複数
の共通電極は、印加される電圧が同じものを組とし、当該組に属する複数の共通電極の一
端どうしが共通の共通電極本線に接続され、当該共通電極本線の他端が前記共通電極駆動
回路の出力端に接続されることを特徴としている。
In order to solve the above-described problems, a liquid crystal display device according to the present invention includes a pixel electrode provided corresponding to each intersection of a plurality of scanning lines and a plurality of data lines, and the same substrate as the pixel electrode. A liquid crystal display device that displays an image in accordance with a voltage between the pixel electrode and the common electrode. A common electrode drive circuit for periodically switching and applying a binary predetermined voltage, wherein the plurality of common electrodes is a set of the same applied voltages, and one end of the plurality of common electrodes belonging to the set Are connected to a common common electrode main line, and the other end of the common electrode main line is connected to the output terminal of the common electrode driving circuit.
これにより、複数の共通電極の一端を1本の共通電極本線にまとめた分、共通電極を制
御するための信号線数が少なくなり、その分、これら信号線用の配線が少なくなることか
ら、これら信号を供給するための制御出力端子の数を削減することができる。よって、共
通電極を制御する共通電極駆動回路が内蔵されるICの小型化を図ることができると共に
、引き回す配線数を削減することができるから、その分配線の占有面積を縮小することが
でき、液晶表示装置の小型化を図ることができる。
As a result, the number of signal lines for controlling the common electrode is reduced as much as one end of the plurality of common electrodes is combined into one common electrode main line, and accordingly, the wiring for these signal lines is reduced. The number of control output terminals for supplying these signals can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the size of the IC in which the common electrode driving circuit for controlling the common electrode is built in and to reduce the number of wirings to be routed. The liquid crystal display device can be downsized.
また、上記した液晶表示装置において、同電圧が印加される前記共通電極のうち、隣り
合う複数の共通電極が前記共通電極本線に接続されることを特徴としている。
ここで、比較的離れた共通電極どうしをまとめて複数制御すると、これら共通電極に対
応する走査線を駆動するタイミング間隔が長いときほど、リーク電流等の影響を受け、共
通電極の実効値の変動量が大きくなる可能性がある。しかしながら、比較的近傍の複数の
共通電極をまとめて制御しているため、複数の共通電極をまとめて制御することに起因す
る表示画像への影響を低減することができる。
In the liquid crystal display device described above, among the common electrodes to which the same voltage is applied, a plurality of adjacent common electrodes are connected to the common electrode main line.
Here, if a plurality of relatively distant common electrodes are collectively controlled, the longer the timing interval for driving the scanning lines corresponding to these common electrodes, the more affected by the leakage current and the like, the fluctuation of the effective value of the common electrode The amount can be large. However, since the plurality of relatively common electrodes are controlled together, the influence on the display image due to the control of the plurality of common electrodes can be reduced.
また、上記した液晶表示装置において、前記複数の走査線に対して選択的に駆動する走
査信号を印加する走査線駆動回路と、前記走査信号に応じた順で前記データ線にデータ信
号を供給するデータ線駆動回路と、を備え、前記走査線駆動回路は、前記組に属する前記
共通電極に対応する複数の走査線に対し、フレーム毎に異なる順番で前記走査信号を供給
し、前記共通電極駆動回路は、前記組に対応する複数の走査線のうち最初に駆動される走
査線への走査信号について、非選択状態から選択状態に切り替えられるより前に、前記共
通電極に印加する電圧を切り替えることを特徴としている。
In the above liquid crystal display device, a scanning line driving circuit for applying a scanning signal for selectively driving the plurality of scanning lines, and a data signal are supplied to the data lines in the order corresponding to the scanning signal. A data line driving circuit, wherein the scanning line driving circuit supplies the scanning signals in a different order for each frame to a plurality of scanning lines corresponding to the common electrode belonging to the set, and drives the common electrode The circuit switches a voltage to be applied to the common electrode before switching from a non-selected state to a selected state for a scanning signal to a scanning line driven first among a plurality of scanning lines corresponding to the set. It is characterized by.
ここで、複数の共通電極をまとめて制御した場合、共通電極の電圧が切り替えられた時
点から、これら共通電極に対応する走査線が駆動されるまでの所要時間が、走査線毎に異
なり、画素電荷量が異なるため、例えば明るさ等といった画素の表示状況に差が生じる可
能性がある。しかしながら、一の組に対応する複数の走査線に対して走査信号を供給する
順番を、フレーム毎に異なる順番とし、且つ、前記一の組に対応する複数の走査線のうち
最初に駆動される走査線への走査信号が非選択状態から選択状態に切り換わるよりも前に
、前記一の組に対応する共通電極の電圧を切り替えるようにしたから、複数の共通電極を
同時に制御することに起因する、明るさ等といった画素の表示状況の差を、視覚的に平均
化することができる。
Here, when a plurality of common electrodes are controlled together, the time required from the time when the voltage of the common electrode is switched to the time when the scanning lines corresponding to these common electrodes are driven differs for each scanning line. Since the charge amount is different, there is a possibility that a difference occurs in the display state of the pixel such as brightness. However, the order in which the scanning signals are supplied to the plurality of scanning lines corresponding to one set is different for each frame, and is driven first among the plurality of scanning lines corresponding to the one set. Since the voltage of the common electrode corresponding to the one set is switched before the scanning signal to the scanning line is switched from the non-selected state to the selected state, the plurality of common electrodes are controlled simultaneously. It is possible to visually average differences in pixel display status such as brightness.
また、上記した液晶表示装置において、前記共通電極に印加される電圧は、1フレーム
毎に切り替えられ、前記走査線駆動回路は、前記1フレーム期間において、前記組に対応
する複数の走査線の駆動順を異ならせることを特徴としている。
これによって、平均化を図るフレーム間で、共通電極の電圧が異なることに起因して画
素の表示状況に差が生じることを回避し、より的確に表示状況の平均化を行うことができ
る。
また、上記した液晶表示装置において、前記画素電極は、対応する前記データ線にスイ
ッチ素子を介して接続され、前記走査信号により前記スイッチ素子が導通状態となったと
き、前記データ線に供給されるデータ信号が前記画素電極に印加され、前記スイッチ素子
は、アモルファスシリコンで構成されることを特徴としている。
In the liquid crystal display device described above, the voltage applied to the common electrode is switched for each frame, and the scanning line driving circuit drives a plurality of scanning lines corresponding to the set in the one frame period. It is characterized by having a different order.
Thereby, it is possible to avoid the difference in the display state of the pixels due to the difference in the voltage of the common electrode between the frames to be averaged, and the display state can be averaged more accurately.
In the liquid crystal display device described above, the pixel electrode is connected to the corresponding data line via a switch element, and is supplied to the data line when the switch element is turned on by the scanning signal. A data signal is applied to the pixel electrode, and the switch element is made of amorphous silicon.
ここで、アモルファスシリコンで構成されるスイッチ素子の場合、このスイッチ素子と
共にこれを駆動する駆動回路を同一の基板上に形成することは困難であるため共通電極を
引き回す必要があるが、複数の共通電極をまとめて1本の共通電極本線に接続することで
、基板上で共通電極が占める割合を低減することができる。よってその分、液晶表示装置
の小型化を図ることができると共に、共通電極に電圧を供給するための信号数を削減する
ことができるから、共通電極を制御する駆動回路が内蔵されたドライバICの出力端子数
を削減することができ、すなわちドライバICの小型化を図ることができる。
また、本発明に係る電子機器は、上記した液晶表示装置を備えることを特徴としている
。
これによって、液晶表示装置を備えた電子機器において、チップサイズの小型化及びコ
ストアップの低減を図ることの可能な電子機器を実現することができる。
Here, in the case of a switch element made of amorphous silicon, it is difficult to form a drive circuit for driving the switch element together with the switch element on the same substrate, so it is necessary to route a common electrode. By connecting the electrodes together to one common electrode main line, the ratio of the common electrodes on the substrate can be reduced. Accordingly, the size of the liquid crystal display device can be reduced accordingly, and the number of signals for supplying voltage to the common electrode can be reduced. Therefore, the driver IC having a built-in drive circuit for controlling the common electrode can be used. The number of output terminals can be reduced, that is, the driver IC can be miniaturized.
An electronic apparatus according to the present invention includes the above-described liquid crystal display device.
As a result, in an electronic apparatus provided with a liquid crystal display device, an electronic apparatus capable of reducing the chip size and reducing the cost can be realized.
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本実施の形態における液晶表示装置は、液晶に対して基板面方向の電界(横電界)を作
用させ、配向を制御することにより画像表示を行う横電界方式のうち、IPS(In-Plane
Switching)方式と呼ばれる方式を採用した液晶表示装置である。
なお、本実施形態で参照する図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度
の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示している。
Embodiments of the present invention will be described below.
The liquid crystal display device according to the present embodiment is an IPS (In-Plane) among the horizontal electric field methods in which an electric field (lateral electric field) in the substrate surface direction is applied to liquid crystal to perform image display by controlling orientation.
This is a liquid crystal display device adopting a method called a switching method.
In the drawings referred to in the present embodiment, each layer and each member are displayed with different scales so that each layer and each member have a size that can be recognized on the drawing.
本実施形態の液晶表示装置は、基板上にカラーフィルタを具備したカラー液晶装置であ
り、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色光を出力する3個のドットで1個の画素を構成
するものとなっている。したがって表示を構成する最小単位となる表示領域を「ドット領
域」と称する。また、一組(R,G,B)のドットから構成される表示領域を「画素領域
」と称する。
The liquid crystal display device of the present embodiment is a color liquid crystal device having a color filter on a substrate, one for three dots that output light of each color of R (red), G (green), and B (blue). This constitutes the pixel. Therefore, the display area which is the minimum unit constituting the display is referred to as “dot area”. A display area composed of a set of (R, G, B) dots is referred to as a “pixel area”.
図1は、本実施形態の液晶表示装置を構成するマトリクス状に形成された複数のドット
領域の回路構成図である。図2は液晶表示装置100の任意の1ドット領域の等価回路、
図3(a)は液晶表示装置100の任意の1ドット領域における平面構成図であり、図3
(b)は、液晶表示装置100を構成する各光学素子の光学軸の配置関係を示す説明図で
ある。図4は図3(a)のA−A'線に沿う部分断面構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a plurality of dot regions formed in a matrix that constitutes the liquid crystal display device of the present embodiment. FIG. 2 shows an equivalent circuit of an arbitrary one-dot region of the liquid
FIG. 3A is a plan configuration diagram in an arbitrary one-dot region of the liquid
FIG. 6B is an explanatory diagram showing an arrangement relationship of optical axes of optical elements that constitute the liquid
図1に示すように、液晶表示装置100の画像表示部100aを構成するマトリクス状
に形成された複数のドット領域には、それぞれ画素電極9と画素電極9をスイッチング制
御するためのTFT30とが形成されており、データ線駆動回路101から延びるデータ
線6aがTFT30のソースに電気的に接続されている。データ線駆動回路101は、画
像信号S1、S2、…、Snを、データ線6aを介して各画素に供給する。
As shown in FIG. 1, a
また、TFT30のゲートには、走査線駆動回路102から延びる走査線3aが電気的
に接続されており、走査線駆動回路102から所定のタイミングで走査線3aにパルス的
に供給される走査信号G1、G2、…、Gmが、所定の順でTFT30のゲートに印加さ
れるようになっている。画素電極9は、TFT30のドレインに電気的に接続されている
。スイッチング素子であるTFT30が走査信号G1、G2、…、Gmの入力により一定
期間だけオン状態とされることで、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、…
、Snが所定のタイミングで画素電極9に書き込まれるようになっている。
Further, the
, Sn are written to the
画素電極9を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは
、図2に示すように、画素電極9と液晶を介して対向する共通電極19との間で一定期間
保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極9と共
通電極19との間に形成される液晶容量CLCと並列に蓄積容量70が付与されている。蓄
積容量70はTFT30のドレインと、共通電極19の電位に設定される容量線3bとの
間に設けられている。
Image signals S1, S2,..., Sn written to the liquid crystal via the
次に、図3及び図4を参照して液晶表示装置100の詳細な構成について説明する。
まず、液晶表示装置100は、図4に示すようにTFTアレイ基板10と対向基板20
との間に液晶層50を挟持した構成を備えており、液晶層50は、TFTアレイ基板10
と対向基板20とが対向する領域の縁端に沿って設けられた図示略のシール材によって基
板10,20間に封止されている。対向基板20の背面側(図示下面側)には、導光板9
1と反射板92とを具備したバックライト(照明装置)90が設けられている。
Next, a detailed configuration of the liquid
First, the liquid
The
And the
1 and a reflector (illuminating device) 90 including a reflector 92 is provided.
図3に示すように、液晶表示装置100のドット領域には、Y軸方向に延びるデータ線
6aと、X軸方向に延びる走査線3a及び容量線3bとが平面視略格子状に配線されてお
り、これらデータ線6a、走査線3a、及び容量線3bに囲まれる平面視略矩形状の領域
に、平面視略櫛歯状を成してY軸方向に延びる画素電極9と、この画素電極9と噛み合う
平面視略櫛歯状を成してY軸方向に延びる共通電極19とが形成されている。ドット領域
の図示左上の角部には、TFTアレイ基板10と対向基板20とを所定間隔で離間させて
液晶層厚(セルギャップ)を一定に保持するための柱状スペーサ40が立設されている。
As shown in FIG. 3, in the dot region of the liquid
ドット領域には、当該ドット領域とほぼ同一の平面形状を有するカラーフィルタ22が
設けられている。また、画素電極9及び共通電極19の延在領域の概略下半分の平面領域
(Y軸方向に二分した領域のうち“−Y”側の領域)を占める反射層29が設けられてい
る。反射層29は、アルミニウムや銀などの光反射性の金属膜をパターン形成したもので
ある。図3に示すように、画素電極9及び共通電極19に囲まれた平面領域のうち、反射
層29と平面的に重なる平面領域が当該ドット領域の反射表示領域Rであり、残る領域が
透過表示領域Tである。反射層29としては、その表面に凹凸を形成して光散乱性を付与
したものを用いることが好ましく、かかる構成とすることで反射表示における視認性を向
上させることができる。
In the dot area, a
画素電極9は、データ線6a及び容量線3bに沿って延びる概略L形の基端部9aと、
この基端部9aから分岐されて“−X”方向に延びる複数本(図示では3本)の帯状電極
9cと、斜め方向(“−X”/“+Y”方向)に延びる複数本の帯状電極9dと、容量線
3b近傍の基端部9aから“−Y”側に延出されたコンタクト部9bとを備えて構成され
ている。画素電極9は、ITO(インジウム錫酸化物)等の透明導電材料をパターン形成
してなる電極部材である。
The
A plurality (three in the figure) of
共通電極19は、走査線3aと平面的に重なる位置に形成されてX軸方向に延在する本
線部19aと、本線部19aから延出されてドット領域の辺端部に沿うY軸方向に延在す
る基端部19bと、基端部19bから“+X”側に延出された2本の帯状電極19c及び
3本の帯状電極19dとを備えて構成されている。2本の帯状電極19cは、前記画素電
極9の帯状電極9cと交互に配置され、これらの帯状電極9cと平行に延びている。一方
、3本の帯状電極19dは、図示斜め方向に延びる前記帯状電極9dと交互に配置され、
これらの帯状電極9dと平行に延びている。共通電極19も、ITO等の透明導電材料を
用いて形成されている。
なお、画素電極9及び共通電極19は、上記透明導電材料のほか、クロム等の金属材料
を用いて形成することもできる。
The
These
The
図3に示すように、本実施形態の液晶表示装置100のドット領域では、画素電極9及
び共通電極19を構成する帯状電極9c、9d、19c、19dの延在方向が、反射表示
領域Rと透過表示領域Tとで異なる方向となっている。すなわち、透過表示領域Tに配置
された帯状電極9c、19cが、X軸方向に平行に延びて形成される一方、反射表示領域
Rに配置された帯状電極9d、19dは、帯状電極9c、19cと交差する方向(斜め方
向)に延びて形成されている。
As shown in FIG. 3, in the dot region of the liquid
図3に示すドット領域では、X軸方向に延びる5本の帯状電極9c、9dと、これらの
帯状電極9c、9dの間に配置された5本の帯状電極19c、19dとの間に電圧を印加
し、それにより生じるXY面方向(基板平面方向)の電界(横電界)により液晶を駆動す
るようになっている。さらに、画素電極9及び共通電極19が上述した構成とされている
ので、電圧印加時には透過表示領域Tと反射表示領域Rのそれぞれに異なる方向の横電界
が形成されるようになっている。
In the dot region shown in FIG. 3, a voltage is applied between the five
TFT30は、X軸方向に延びるデータ線6aと、Y軸方向に延びる走査線3aとの交
差部近傍に設けられており、走査線3aの平面領域内に部分的に形成された島状のアモル
ファスシリコン膜からなる半導体層35と、半導体層35と一部平面的に重なって形成さ
れたソース電極6bと、ドレイン電極32とを備えている。走査線3aは半導体層35と
平面的に重なる位置でTFT30のゲート電極として機能する。
The
TFT30のソース電極6bは、データ線6aから分岐されて半導体層35に延びる平
面視略逆L形の配線である。ドレイン電極32は、その“−Y”側の端部においてドット
領域辺端に沿って延びる接続配線31aと電気的に接続されており、当該接続配線31a
を介して、ドット領域の反対側の端縁部に形成された容量電極31と電気的に接続されて
いる。容量電極31は、容量線3bと平面的に重なって形成された平面視略矩形状の導電
部材であり、容量電極31上に画素電極9のコンタクト部9bが平面的に重なって配置さ
れ、同位置に設けられた画素コンタクトホール45を介して容量電極31と画素電極9と
が電気的に接続されている。また、容量電極31と容量線3bとが平面的に重なる領域に
、これら容量電極31及び容量線3bを電極とする蓄積容量70が形成されている。
The
And is electrically connected to the
次に、図4に示す断面構造をみると、互いに対向して配置されたTFTアレイ基板10
と対向基板20との間に液晶層50が挟持されている。TFTアレイ基板10の外面側(
液晶層50と反対側)には、位相差板16と偏光板14とが順に積層されており、対向基
板20の外面側には、偏光板24が配設されている。位相差板16は、透過光に対して略
1/2波長の位相差を付与するλ/2位相差板である。位相差板16を設けることで、反
射表示及び透過表示の表示特性を例えばノーマリブラックに揃えることができるので、デ
バイス構造や信号処理構成に特別な構成を採用することなく広視野角特性を得ることがで
きる。
Next, looking at the cross-sectional structure shown in FIG. 4, the
And the
On the side opposite to the
TFTアレイ基板10は、ガラスや石英、プラスチック等の透光性の基板本体10Aを
基体としてなり、基板本体10Aの内面側(液晶層50側)には、アルミニウムや銀等の
金属膜からなる反射層29がドット領域内で部分的に形成されている。反射層29を覆っ
て、酸化シリコン等の透明絶縁材料からなる第1層間絶縁膜12が形成されている。第1
層間絶縁膜12上に、走査線3a及び容量線3bが形成されており、走査線3a及び容量
線3bを覆って、酸化シリコン等の透明絶縁材料からなるゲート絶縁膜11が形成されて
いる。
The
A
ゲート絶縁膜11上に、アモルファスシリコンの半導体層35が形成されており、半導
体層35に一部乗り上げるようにしてソース電極6bと、ドレイン電極32とが設けられ
ており、これらソース電極6b及びドレイン電極32と同層の容量線3bと対向する位置
に容量電極31が形成されている。ドレイン電極32は、図3に示したように、接続配線
31a及び容量電極31と一体に形成されている。半導体層35は、ゲート絶縁膜11を
介して走査線3aと対向しており、当該対向領域で走査線3aがTFT30のゲート電極
を構成している。容量電極31はこれに対向する容量線3bとともに、ゲート絶縁膜11
をその誘電体膜とする蓄積容量70を形成している。
A
Is formed as a dielectric film.
半導体層35、ソース電極6b、ドレイン電極32、及び容量電極31を覆って、酸化
シリコン等からなる第2層間絶縁膜13が形成されており、第2層間絶縁膜13上に、I
TO等の透明導電材料からなる画素電極9及び共通電極19が形成されている。第2層間
絶縁膜13を貫通して容量電極31に達する画素コンタクトホール45が形成されており
、この画素コンタクトホール45内に画素電極9のコンタクト部9bが一部埋設されるこ
とで、画素電極9と容量電極31とが電気的に接続されている。透過表示領域T及び反射
表示領域Rには、帯状電極9c、9dと、帯状電極19c、19dとが交互に配置されて
おり、共通電極19の本線部19aは、半導体層35、ソース電極6b、及びドレイン電
極32と第2層間絶縁膜13を介して対向する位置に形成されている。画素電極9及び共
通電極19を覆ってポリイミド等の配向膜18が形成されている。
A second
A
一方、対向基板20の内面側(液晶層50側)には、カラーフィルタ22が設けられて
おり、カラーフィルタ22上にポリイミド等の配向膜28が積層されている。カラーフィ
ルタ22は、ドット領域内で色度の異なる2種類の領域に区画されている構成とすること
が好ましい。具体例を挙げると、透過表示領域Tの平面領域に対応して第1の色材領域が
設けられ、反射表示領域Rの平面領域に対応して第2の色材領域が設けられており、第1
の色材領域の色度が、第2の色材領域の色度より大きいものとされている構成を採用でき
る。このような構成とすることで、カラーフィルタ22を表示光が1回のみ透過する透過
表示領域Tと、2回透過する反射表示領域Rとの間で表示光の色度が異なるのを防止でき
、反射表示と透過表示の見映えを揃えて表示品質を向上させることができる。
また、カラーフィルタ22上には、さらに透明樹脂材料等からなる平坦化膜を積層する
ことが好ましい。これにより対向基板20表面を平坦化して液晶層50の厚さを均一化す
ることができ、ドット領域内で駆動電圧が不均一になりコントラストが低下するのを防止
することができる。
On the other hand, a
It is possible to adopt a configuration in which the chromaticity of the color material region is larger than the chromaticity of the second color material region. By adopting such a configuration, it is possible to prevent the chromaticity of the display light from being different between the transmissive display region T where the display light is transmitted only once through the
Further, it is preferable that a planarizing film made of a transparent resin material or the like is further laminated on the
本実施形態の液晶装置における各光学軸の配置は、図3(b)に示すようなものとなっ
ており、TFTアレイ基板10側の偏光板14の透過軸153がX軸方向に平行に配置さ
れ、対向基板20側の偏光板24の透過軸155は、偏光板14の透過軸153と直交す
る方向(Y軸方向)に配置されている。また、配向膜18,28は平面視で同一方向にラ
ビング処理されており、その方向は、図3(b)に示すラビング方向151であり、本実
施形態の場合、ラビング方向151はX軸方向に対して約20°の角度を成している。ラ
ビング方向151としては任意の方向を選択することができるが、画素電極9と共通電極
19との間に形成される横電界の主方向と交差する方向(一致しない方向)とする。本実
施形態では、透過表示領域Tにおける横電界の方向158は、Y軸方向に平行であり、反
射表示領域Rにおける横電界の方向157は、透過表示領域の横電界方向158とラビン
グ方向151との中間に位置している。
The arrangement of each optical axis in the liquid crystal device of this embodiment is as shown in FIG. 3B, and the transmission axis 153 of the
なお、上記ラビング方向151と横電界方向157,158との関係は、液晶層50の
リタデーションや偏光板14,24の光学軸配置に応じて適宜変更することができ、図3
(b)に示すものには限定されない。本実施形態において、反射表示領域Rにおける横電
界方向157とラビング方向151との成す角度が20°〜60°の範囲であれば、透過
表示領域Tにおける横電界方向158とラビング方向151との成す角度は60°〜85
°の範囲に設定される。
The relationship between the rubbing
It is not limited to what is shown in (b). In this embodiment, if the angle between the horizontal electric field direction 157 and the rubbing
Set in the range of °.
上記構成を具備した液晶表示装置100は、IPS方式の液晶装置であり、TFT30
を介して画素電極9に画像信号(電圧)を印加することで、画素電極9と共通電極19と
の間に基板面方向(平面視では図3Y軸方向)の電界を生じさせ、かかる電界によって液
晶を駆動し、ドットごとの透過率/反射率を変化させて画像表示を行うものとなっている
。
The liquid
By applying an image signal (voltage) to the
ここで図5及び図6は、本実施形態の液晶表示装置100の動作説明図である。図5(
a)は、画素電極9に電圧を印加しない状態(非選択状態)における液晶分子51の配向
状態を示すドット領域の概略平面図であり、図5(b)は、画素電極9に電圧を印加した
状態(選択状態)における液晶分子51の配向状態を示すドット領域の概略平面図である
。また図6(a)、図6(b)は、それぞれ透過表示領域T及び反射表示領域Rにおける
液晶分子51の動作説明図である。
Here, FIG. 5 and FIG. 6 are operation explanatory views of the liquid
FIG. 5A is a schematic plan view of a dot region showing the alignment state of the
図5(a)に示すように、画素電極9に電圧を印加しない状態では、液晶層50を構成
する液晶分子51は、基板10,20間でラビング方向151に沿ってほぼ水平に配向し
た状態となっている。先に記載のように液晶層50を挟持して対向する配向膜18,28
は平面視で同一方向にラビング処理されているので、液晶分子51は基板間で一方向に水
平配向している。そして、かかる配向状態の液晶層50に対して画素電極9及び共通電極
19を介して電界を作用させると、図5(b)に示すように、透過表示領域Tでは帯状電
極9c、19cの幅方向(Y軸方向)に沿う電界EFtが作用し、Y軸方向に沿って液晶
分子51が配向する。一方、反射表示領域Rでは、帯状電極9d、19dの延在方向が透
過表示領域Tの帯状電極9c、19cとは異なる方向であるため、透過表示領域Tとは異
なる方向の電界EFrが形成され、液晶分子51はその方向に沿って配向する。つまり、
透過表示領域Tでは、電界EFtの方向とラビング方向151とが比較的大きな角度を成
しているため、図6(a)に示すように、電圧印加時に液晶分子51が大きく回転する。
これに対して、反射表示領域Rでは、電界EFrの方向とラビング方向151とが透過表
示領域Tに比して小さくなっているため、図6(b)に示すように、電圧印加時の液晶分
子51の回転角も小さくなる。
As shown in FIG. 5A, in a state where no voltage is applied to the
Are rubbed in the same direction in plan view, the
In the transmissive display region T, since the direction of the electric field EFt and the rubbing
On the other hand, in the reflective display region R, the direction of the electric field EFr and the rubbing
液晶表示装置100は、このような液晶分子51の配向状態の差異に基づく複屈折性を
利用して明暗表示を行うようになっており、さらに透過表示領域Tと反射表示領域Rとで
電圧印加時の液晶分子51の動作を異ならせることで、それぞれの領域で適切な透過率/
反射率を得られるようにしている。
The liquid
The reflectance is obtained.
次に、上記構成を具備した液晶表示装置100の表示動作について図7を参照して具体
的に説明する。図7は、液晶表示装置100の動作説明図である。同図には、反射表示に
おける動作説明図(図示左側)と、透過表示における動作説明図(図示右側)とが示され
ている。図7に示す矢印は、液晶表示装置100に入射する光、及び液晶表示装置100
中を進行する光の偏光状態を平面的に示したものである。なお、当該矢印の図示について
、図7左右方向が図3のX軸方向に対応し、上下方向が図3のY軸方向に対応する。
Next, the display operation of the liquid
It shows the polarization state of light traveling in the plane. Regarding the illustration of the arrow, the horizontal direction in FIG. 7 corresponds to the X-axis direction in FIG. 3, and the vertical direction corresponds to the Y-axis direction in FIG.
まず、図7右側の透過表示(透過モード)について説明する。
液晶表示装置100において、バックライト90から射出された光は、偏光板14を透
過することで偏光板14の透過軸153に平行な直線偏光に変換されて位相差板16に入
射する。位相差板16は、自身を透過する光に1/2波長の位相差を付与する、いわゆる
λ/2位相差板であるから、偏光板14を透過した前記直線偏光は、それと直交する直線
偏光に変換されて位相差板16から射出されて液晶層50に入射する。
First, the transmissive display (transmission mode) on the right side of FIG. 7 will be described.
In the liquid
そして、液晶層50がオフ状態(非選択状態)であれば、上記直線偏光は、入射時と同
一の偏光状態で液晶層50から射出される。この直線偏光が、平行な透過軸155を有す
る偏光板24を透過して表示光として視認され、当該ドットが明表示となる。
一方、液晶層50がオン状態(選択状態)であれば、入射光は液晶層50により所定の
位相差(λ/2)を付与され、入射時の偏光方向から90°回転した直線偏光に変換され
て液晶層50から射出される。そして、この直線偏光と直交する透過軸155を有する偏
光板24に吸収され、当該ドットは暗表示となる。
If the
On the other hand, if the
次に、図7左側の反射表示について説明する。
反射表示において、偏光板24の上方(外側)から入射した光は、偏光板24を透過す
ることで偏光板14の透過軸155に平行な直線偏光に変換されて液晶層50に入射する
。このとき液晶層50がオフ状態であれば、前記直線偏光は、同一の偏光状態で液晶層5
0から射出されて反射層29に達する。そして、反射層29で反射された光は、再び液晶
層50を透過して偏光板24に戻る。この直線偏光は、偏光板24の透過軸155と平行
な直線偏光であるから、偏光板24を透過して視認され、当該ドットは明表示となる。
Next, the reflective display on the left side of FIG. 7 will be described.
In the reflective display, light incident from above (outside) the
It is emitted from 0 and reaches the
一方、液晶層50がオン状態であれば、液晶層50に入射した直線偏光は、液晶層50
により所定の位相差(λ/4)を付与されて右回りの円偏光に変換されて反射層29に到
達する。この右回りの円偏光が反射層29で反射されると、偏光板24側から見た回転方
向が反転するので、反射層29から液晶層50に入射する光は左回りの円偏光となってい
る。その後、前記左回りの円偏光は、液晶層50の作用により入射時の偏光方向と直交す
る偏光方向の直線偏光に変換されて偏光板24に到達する。そして、偏光板24に到達し
た直線偏光は、その偏光方向と直交する透過軸155を有する偏光板24により吸収され
、当該ドットは暗表示となる。
On the other hand, if the
Is given a predetermined phase difference (λ / 4), converted into clockwise circularly polarized light, and reaches the
このように本実施形態の液晶表示装置100では、先に記載の画素電極9及び共通電極
19を具備したことで、画素電極9に電圧を印加した状態(選択状態)において液晶層5
0を透過する光に付与される位相差を、透過表示領域Tと反射表示領域Rとで異ならせる
ことができるようになっている。これにより、透過表示領域Tと反射表示領域Rとの光路
差に起因する透過表示と反射表示との表示品質の差異を無くすことができ、透過表示と反
射表示の双方で高画質の表示を得られるようになっている。
As described above, the liquid
The phase difference imparted to the light passing through 0 can be made different between the transmissive display area T and the reflective display area R. Thereby, the difference in display quality between the transmissive display and the reflective display due to the optical path difference between the transmissive display area T and the reflective display area R can be eliminated, and a high-quality display can be obtained in both the transmissive display and the reflective display. It is supposed to be.
次に、上記構成を具備した液晶表示装置100の、共通電極19の配置状況を、図1及
び図8を参照して説明する。
共通電極19は、図1に示すように、走査線3aとほぼ並行に延在して、走査線3aの
それぞれに対応して配置されている。そして、走査線3a毎に設けられた共通電極19S
(1)〜19S(m)は、一つおきに隣接する2本の共通電極19Sどうしが、1本の共
通電極本線19Mに接続されている。つまり、図1の場合、共通電極19S(1)と19
S(3)とが、1本の共通電極本線19M(1)に接続され、同様に、共通電極19S(
2)と19S(4)とが、1本の共通電極本線19M(2)に接続されている。
Next, the arrangement state of the
As shown in FIG. 1, the
In (1) to 19S (m), every two adjacent
S (3) is connected to one common electrode
2) and 19S (4) are connected to one common electrode
これら共通電極19S(1)〜19S(m)は、走査線3a(1)〜3a(m)毎に、
これら走査線に沿ってほぼ平行に配置され、例えば図8に示すように、一方の端部位置(
図8では右端)で、一つおきに隣接する2本の共通電極19Sどうしが、1本の共通電極
本線19Mに接続されている。そして、これら共通電極本線19Mが後述のドライバIC
に接続されている。一方、走査線3aのそれぞれはそのままドライバICに接続される。
These
These are arranged substantially in parallel along the scanning lines, for example, as shown in FIG.
At the right end in FIG. 8, every two adjacent
It is connected to the. On the other hand, each of the
つまり、共通電極19Sは走査線毎に設けられているが、共通電極本線19Mを介して
ドライバICに接続されている。このため、走査線毎に設けられている共通電極19S(
1)〜19S(m)を制御するために必要なドライバICの出力端子は、走査線を駆動す
るために必要な出力端子数の半分でよいことになる。つまり、例えば、320ライン表示
の液晶表示装置の場合は、本来320個必要なところ、その半分の160個ですむことに
なる。
That is, the
The output terminals of the driver IC necessary for controlling 1) to 19S (m) may be half of the number of output terminals necessary for driving the scanning lines. That is, for example, in the case of a 320-line display liquid crystal display device, originally 320 pieces are necessary, but half of that is 160 pieces.
これら共通電極本線19Mは、共通電極駆動回路103によって駆動される。この共通
電極駆動回路103は、実際には、走査線3aを駆動する走査線駆動回路102と共に、
1つのドライバICチップに内蔵されて、TFTアレイ基板10の画像表示部100aの
周辺部に実装されている。また、画像表示部100aの周辺部には、データ線6aを駆動
するデータ線駆動回路101がドライバICチップに内蔵されてTFTアレイ基板10上
に実装されている。これらデータ線駆動回路101、走査線駆動回路102、共通電極駆
動回路103は、表示制御回路104によって制御される。
The common electrode
It is built in one driver IC chip and mounted on the periphery of the
前記共通電極駆動回路103は、表示制御回路104からの制御信号にしたがって、共
通電極本線19Mに対し、図9中、L1に示すように、所定電位の2値の振幅レベルを有
しフレーム毎に高電位と低電位とで極性が切り替わる共通電極制御信号を供給する。この
とき、奇数ラインの共通電極19S(1)、19S(3)、19S(5)、…に対応する
共通電極本線19M(1)、19M(3)、…と、偶数ラインの共通電極19S(2)、
19S(4)、19S(6)、…に対応する共通電極本線19M(2)、19M(4)、
…とで、逆極性となる共通電極制御信号を供給する。
According to the control signal from the
Common electrode
... and a common electrode control signal having a reverse polarity is supplied.
また、共通電極駆動回路103の極性の切り替えは、後述の走査信号出力回路102a
から出力される、各走査線をその並び順に駆動するための走査信号の出力タイミングに同
期して行う。
上述のように、対をなす共通電極19S(1)及び19S(3)は、1本の共通電極本
線19M(1)に接続され、対をなす共通電極19S(1)及び19S(3)に対して同
一の共通電極制御信号が供給されることから、共通電極19S(1)及び19S(3)の
電位が同一のタイミングで変化することになる。
The polarity of the common
Is output in synchronization with the output timing of the scanning signal for driving the scanning lines in the order of arrangement.
As described above, the paired
したがって、対をなす共通電極19Sに対応する走査線3aのうち、先に駆動される走
査線3aが駆動されるタイミングに同期して、これよりも所定時間だけ前のタイミングで
、共通電極19Sの極性を反転させる共通電極制御信号を出力する。図1の場合には、共
通電極19S(1)及び19S(3)、19S(2)及び19S(4)、19S(5)及
び19S(7)、19S(6)及び19S(8)、…が対をなしていることから、前記走
査信号出力回路102aから共通電極19S(1)及び19S(3)に対応する走査線3
a(1)に対する走査信号が出力されるタイミング、共通電極19S(2)及び19S(
4)に対応する走査線3a(2)に対する走査信号が出力されるタイミング、共通電極1
9S(5)及び19S(7)に対応する走査線3a(5)に対する走査信号が出力される
タイミング、共通電極19S(6)及び19S(8)に対応する走査線3a(6)に対す
る走査信号が出力されるタイミング、…のそれぞれで極性を反転させる共通電極制御信号
を、対応する共通電極本線19Mに出力する。
Therefore, among the
The timing at which the scanning signal for a (1) is output,
4) the timing at which the scanning signal for the
Timing at which the scanning signal for the
これによって、共通電極本線19Mの極性が反転した時点から、これに対応する走査線
3aの何れかが駆動されるまでの所要時間が、共通電極本線19M間で同一となる。
走査線駆動回路102は、表示制御回路104からの制御信号にしたがって、走査線3
aを選択するための所定電圧の走査信号Gを、出力先の走査線3aを切り替えて所定のタ
イミングで出力する。また、選択対象の走査線3aに対応する共通電極19Sの極性が反
転した後のタイミングで、走査信号Gを出力する。また、このとき、図9のL2に示すよ
うに、選択対象の走査線3aに対応する共通電極19Sの極性に応じて、走査信号Gの低
電位側の電圧レベルを変化させ、液晶印加電圧が一定となるようにする。つまり、共通電
極19Sへの共通電極制御信号の極性の反転に同期して低電位側の電圧レベルを変化させ
ると共に、所定のタイミングでパルス的に高電位となる走査信号を出力する。また、表示
制御回路104からの切替信号にしたがって、フレーム毎に、走査信号Gの出力先を切り
替え走査線3aの駆動順を入れ替える。
As a result, the time required from when the polarity of the common electrode
The scanning
A scanning signal G having a predetermined voltage for selecting a is output at a predetermined timing by switching the
図10は、走査線駆動回路102の構成を示すブロック図である。
走査線駆動回路102は、表示制御回路104からのタイミング信号等の制御信号に基
づいて、走査線3aをその並び順に順次選択するための走査信号を出力する、シフトレジ
スタ等で構成される走査信号出力回路102aと、表示制御回路104からの切替信号に
基づいて走査信号出力回路102aからの走査信号の出力先を切り替えて、対応する走査
線3aに供給する切替回路102bとを備えている。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of the scanning
The scanning
ここで、上述のように本願では、1つおきに隣接する2つの共通電極19Sが、1本の
共通電極本線19Mに接続され、1つの共通電極制御信号で2つの共通電極19Sの電位
が制御される。つまり、共通電極19S(1)と共通電極19S(3)、共通電極19S
(2)と共通電極19S(4)、…がそれぞれ対をなし、共通電極19Sには、奇数ライ
ンと偶数ラインとで逆極性となる電圧が印加されることから、印加電圧が同極性となる共
通電極19Sどうしが対をなすことになり、これらに同一の共通電極制御信号が供給され
、同一の電圧が印加されることになる。
Here, as described above, in the present application, every two adjacent
(2) and the
切替回路102bでは、表示制御回路104からの切替信号に基づき走査信号Gの出力
先を切り替え、切替信号により通常接続が指示されているときには、走査信号出力回路1
02aからの走査信号をそのまま対応する走査線3aに出力する。一方、切替信号で接続
先の切り替えが指示されているときには、走査信号の出力先を、対をなす共通電極19S
のうち他方に対応する走査線3aに出力する。すなわち、図1において、1番目の走査線
3a(1)に対応する共通電極19S(1)は、共通電極19S(3)と対をなしている
ことから、1番目の走査線3a(1)に対する走査信号は、共通電極19S(3)に対応
する走査線3a(3)に出力する。同様に、走査線3a(2)に対応する共通電極19S
(2)は共通電極19S(4)と対をなしていることから、走査線3a(2)に対する走
査信号は、共通電極19S(4)に対応する走査線3a(4)に出力する。同様に、走査
線3a(3)に対する走査信号は走査線3a(1)に出力し、走査線3a(4)に対する
走査信号は走査線3a(2)に出力する。つまり、通常は、走査線3aを、3a(1)、
3a(2)、3a(3)、3a(4)、…の順に選択するが、切替指示が行われたときに
は、3a(3)、3a(4)、3a(1)、3a(2)、…の順に選択する。
The
The scanning signal from 02a is output to the
Are output to the
Since (2) is paired with the
3a (2), 3a (3), 3a (4),... Are selected in this order, but when a switching instruction is given, 3a (3), 3a (4), 3a (1), 3a (2), Select in order.
データ線駆動回路103は、表示制御回路104からの制御信号及び画像データに基づ
いて、データ線6aに対し、制御信号で指定されるタイミングでデータ線6aを順次切り
替えて画像データに応じた電圧信号からなる画像信号Sを供給する。また、画像信号Sの
極性を、データ線6a毎に反転させ、且つフレーム毎に極性を反転させて供給する。
これによって、図9に示すように、走査線3bに所定電圧の走査信号Gが供給され(L
2)TFT30がオン状態となると、データ線6aから供給される画像信号Sが画素電極
9に書き込まれて画素電極電位が変化し(L3)、この画像信号Sに応じた画素電極電位
と共通電極19Sの電位との差電圧が液晶層50に印加される。なお、図9において、L
3は液晶層50の配向状態が光透過状態となる液晶ON時の画素電極電位、L4は液晶層
の配向状態が光遮断状態となる液晶OFF時の画素電極電位である。
Based on the control signal and image data from the
As a result, as shown in FIG. 9, a scanning signal G having a predetermined voltage is supplied to the
2) When the
3 is a pixel electrode potential when the liquid crystal is ON when the alignment state of the
前記表示制御装置100は、走査線駆動回路102に対し切替信号を出力する。この切
替信号は、2フレーム毎に、通常指示と接続先を切り替える切替指示とを交互に出力する
。また、切替指示を出力したときにはこのフレームに対応する、データ線駆動回路101
に供給すべき画像データの並び順を変えて出力する。つまり、上述のように、切替指示が
行われたときには、走査線を、3a(3)、3a(4)、3a(1)、3a(2)、…の
順に駆動することから、この順に合わせて、各画素に対応する画像データの並び順を変更
して出力する。すなわち、通常は、走査線3a(1)、3a(2)、3a(3)、3a(
4)、…の順にこれに接続された画素に対応する画像データの並び順で画像データをデー
タ線駆動回路101に出力し、切替指示を行うときには、走査線3a(3)、3a(4)
、3a(1)、3a(2)、…の順にこれに接続された画素に対応する画像データの並び
順で画像データをデータ線駆動回路101に出力する。
The
The order of image data to be supplied to is changed and output. That is, as described above, when a switching instruction is given, the scanning lines are driven in the order of 3a (3), 3a (4), 3a (1), 3a (2),. Thus, the arrangement order of the image data corresponding to each pixel is changed and output. That is, normally, the
4), when outputting image data to the data line driving
Image data is output to the data
次に、本実施の形態の動作を図11のタイミングチャートを用いて説明する。なお、こ
の図11では、同極性での書き込みが行われる1ライン目及び3ライン目の走査線に接続
される画素について説明する。
走査線駆動回路102では、走査線3aを順次選択するための走査信号Gを出力すると
共に、表示制御回路104からの切替信号に基づいて走査信号の出力先を切り替える。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG. Note that in FIG. 11, pixels connected to the first and third scanning lines where writing with the same polarity is performed will be described.
The scanning
今、1フレーム目の画像表示を行うものとすると、表示制御回路104は、通常接続を
指示する切替信号を出力する。
このため、走査線駆動回路102では、各走査線3aをその並び順に順次選択するため
の走査信号Gを、走査線3aに順次出力する。これによって、走査線3a(1)、走査線
3a(2)、走査線3a(3)、走査線3a(4)、…、の順に、走査信号Gが出力され
る。
Assuming that the first frame image display is performed, the
For this reason, the scanning
データ線駆動回路101ではデータ線6aを順次切り替え、表示制御回路104から入
力される画像データに応じた画像信号を所定のタイミングでデータ線6aに出力する。
ここで、走査線3a(1)と1番目のデータ線6aとの交差位置に対応するドット領域
と、走査線3a(3)と1番目のデータ線6aとの交差位置に対応するドット領域とに着
目する。
なお、図11において、細実線は走査線3a(1)への走査信号、太実線は走査線3a
(3)への走査信号、細破線は走査線3a(1)に対応するドット領域の画素電極電位、
太破線は走査線3a(3)に対応するドット領域の画素電極電位を表す。
The data line driving
Here, a dot area corresponding to the intersection position of the
In FIG. 11, the thin solid line indicates the scanning signal to the
The scanning signal to (3), the thin broken line is the pixel electrode potential of the dot area corresponding to the
The thick broken line represents the pixel electrode potential of the dot region corresponding to the
1フレーム目の書き込みで、図11(a)に示すように、まず、走査線3a(1)へ走
査信号が供給される前に、共通電極本線19M(1)への共通電極制御信号によって共通
電極19S(1)及び共通電極19S(3)(VCOM)の極性が反転され、その後、走
査線3a(1)に走査信号が供給され、走査線3a(1)が選択されると、この走査線3
a(1)に接続されたTFT30がオン状態となる。これによって、データ線6aから画
像信号として正電位が画素電極9に与えられ、走査線3a(1)に接続されたTFT30
が遮断状態となるまでの期間に、画素電極9に接続される画素容量としての液晶容量CLC
及び蓄電容量70が充電され、それによって画素電極9が、画像信号に相当する正電位に
保持される。この間、共通電極19S(1)は、所定の低電位となっている。これによっ
て、画素電極9と低電位の共通電極19S(1)との間の電圧差が液晶層50に作用し、
これに応じて液晶の配向状態が変化し、画像信号相当の画像表示が行われることになる。
In the writing of the first frame, as shown in FIG. 11A, first, before the scanning signal is supplied to the
The
Liquid crystal capacitance C LC as a pixel capacitance connected to the
Then, the
In response to this, the alignment state of the liquid crystal changes, and an image display corresponding to the image signal is performed.
続いて、2ライン目の走査線3a(2)が選択されるが(図示せず)、この走査線3a
(2)が選択される前に、この走査線3a(2)に対応する共通電極本線19M(2)へ
の共通電極制御信号によって共通電極19S(2)と共に共通電極19S(4)の極性が
切り替えられ、走査線3a(2)が選択された後、上記と同様の動作が行われ、画素電極
9に対しデータ線駆動回路101により負極性での書き込みが行われる。
Subsequently, the
Before (2) is selected, the polarity of the
続いて、3ライン目の走査線3a(3)が選択されると、その液晶容量CLC及び蓄電容
量70が同様に充電されて、その画素電極9は、太破線で示すように、画像信号相当の正
電位に保持される。この走査線3a(3)に対応する共通電極19S(3)は、共通電極
19S(1)の極性が変化したタイミングで低電位に保持されていることから、この画素
電極9と共通電極19S(3)との電圧差が液晶層50に作用することになる。
Subsequently, when the
その後、4ライン目の走査線3a(4)が選択されて同様に動作し、5ライン目の走査
線3a(5)が選択されるときには、この5ライン目の走査線3a(5)が選択される所
定時間前の時点で、この走査線3a(5)に対応する共通電極19S(5)が接続された
共通電極本線19M(3)への駆動信号が低電位に変化し、その後、走査線3a(5)が
選択されて、上記と同様の動作で書き込みが行われ、以後、同様の手順で全ての走査線3
aが駆動されこれに対応する画素電極9への書き込みが行われる。
Thereafter, the
a is driven, and writing to the
次に、2フレーム目の書き込みを行う場合には、図11(b)に示すように、表示制御
回路104は、引き続き通常接続を指示する切替信号を出力する。そして、1番目の走査
線3a(1)が選択される前のタイミングで、走査線3a(1)に対応する共通電極19
S(1)及びこれと共に走査線3a(3)の極性が高電位に切り替わり、走査線駆動回路
102から、各走査線3aを順次選択するための走査信号が、走査線3aの並び順に、順
に出力される。
Next, when writing the second frame, as shown in FIG. 11B, the
S (1) and the polarity of the
そして、走査線3a(1)が選択されると、選択された走査線3a(1)に接続された
TFT30が導通状態となり、データ線6aから画像信号として今度は負電位が画素電極
9に与えられ、走査線3a(1)に接続されたTFT30が遮断状態となるまでの期間に
、画素電極9に接続される液晶容量CLC及び蓄電容量70が充電され、それによって画素
電極9が、画像信号に相当する負電位に保持される。そして、この画素電極9と共通電極
19S(1)との間の電圧差が液晶層50に作用する。
When the
続いて、2ライン目の走査線3a(2)が選択される前に、共通電極19S(2)及び
共通電極19S(4)の極性が低電位に切り替えられた後、走査線3a(2)が選択され
、以後同様に動作し、この場合正極性での書き込みが行われる。続いて、3ライン目の走
査線3a(3)が選択されるとその液晶容量CLC及び蓄電容量70が同様に充電されて、
その画素電極9は画像信号相当の負電位に保持される。そして、画素電極9と共通電極1
9S(3)との間の電圧差が液晶層50に作用する。
続いて、3フレーム目の書き込みを行う場合には、表示制御回路104は、接続先の切
替を指示する切替信号を出力する。
Subsequently, before the
The
A voltage difference from 9S (3) acts on the
Subsequently, when writing the third frame, the
このため、走査線駆動回路102では、各走査線3aを順次選択するための走査信号の
出力先を変更して出力する。この場合、共通電極19S(1)と19S(3)、共通電極
19S(2)と19S(4)とが対をなしていることから、走査線3a(1)への走査信
号は走査線3a(3)へ、走査線3a(2)への走査信号は走査線3a(4)へ、走査線
3a(3)への走査信号は走査線3a(1)へ、走査線3a(4)への走査信号は走査線
3a(2)へ出力する。以後、走査線3a(5)、3a(6)、3a(7)、3a(8)
…、への走査信号を、走査線3a(7)、3a(8)、3a(5)、3a(6)、…の順
に出力する。
また表示制御回路104は、データ線駆動回路101へ供給する画像データの並び順を
、走査線3a(3)に接続された画素への画素データ、走査線3a(4)に接続された画
素への画素データ、走査線3a(1)に接続された画素への画素データ、走査線3a(2
)に接続された画素への画素データ、…の順に、並び替えて出力する。
For this reason, the scanning
Are output in the order of the
In addition, the
) Are rearranged in the order of pixel data to the pixels connected to.
このため、3フレーム目では、図11(c)に示すように、まず、走査信号出力回路1
02aから走査線3a(1)への走査信号が出力される前の時点で、共通電極19S(1
)及び共通電極19S(3)の極性が低電位に切り替えられる。そして、走査線駆動回路
102では、走査信号出力回路102aで出力された走査線3a(1)への走査信号が、
切り替え回路102bでその出力先が切り替えられて走査線3a(3)に供給され、この
走査線3a(3)に対応する画素電極9への書き込みが行われて、画素電極9が画像信号
に相当する正電位に維持される。そして、この画素電極9の画像信号相当の正電位と共通
電極19S(1)の低電位との間の電位差が液晶層50に作用する。
Therefore, in the third frame, as shown in FIG. 11C, first, the scanning
At a point before the scanning signal is output from 02a to the
) And the
The output destination is switched by the switching
続いて、走査線3a(2)に対応する共通電極19S(2)の極性が高電位に切り替え
られた後、走査線3a(2)への走査信号がその出力先が切り替えられて走査線Vg(4
)に供給されて同様に動作し、この場合負極性での書き込みが行われる。続いて、走査線
3a(3)への走査信号がその出力先が切り替えられて走査線3a(1)に供給されると
、走査線3a(1)に対応する画素電極9への書き込みが行われ、画素電極9は、画像信
号相当の正電位に保持される。
Subsequently, after the polarity of the
) And operates in the same manner. In this case, writing with negative polarity is performed. Subsequently, when the output destination of the scanning signal to the
続いて、4フレーム目の画像表示を行う場合には、表示制御回路104は、接続先の切
替を指示する切替信号を出力する。
走査線3a(1)に対応する共通電極19S(1)及びこれと共に共通電極19S(3
)の極性が高電位に切り替えられた後、走査信号出力回路102aから、走査線3a(1
)への走査信号から順に出力されるが、これが切り替え回路102bによって、その出力
先が切り替えられ、走査線3a(3)、走査線3a(4)、走査線3a(1)、走査線3
a(2)、走査線3a(7)、走査線3a(8)、走査線3a(5)、走査線3a(6)
、…の順に出力される。また、表示制御回路104は、データ線駆動回路101へ供給す
る画像データの並び順を、走査線3a(3)に接続された画素への画素データ、走査線3
a(4)に接続された画素への画素データ、走査線3a(1)に接続された画素への画素
データ、走査線3a(2)に接続された画素への画素データ、…の順に、並び替えて出力
する。
Subsequently, when displaying an image of the fourth frame, the
The
) Is switched to a high potential, and then the scanning
) Are sequentially output from the scanning signal to the
a (2),
, ... are output in this order. In addition, the
Pixel data to the pixel connected to a (4), pixel data to the pixel connected to scanning
このため、4フレーム目では、図11(d)に示すように、共通電極19S(1)及び
共通電極19S(3)の極性が高電位に切り替わった後、まず、走査線3a(1)への走
査信号が走査線3a(3)に供給され、この走査線3a(3)に対応する画素電極9への
書き込みが行われ、画素電極9が、画像信号に相当する負電位に保持される。
続いて、共通電極19S(2)及び共通電極19S(4)の極性が低電位に切り替わっ
た後、走査線3a(2)への走査信号が走査線3a(4)に供給され、同様に動作し、こ
の場合正極性での書き込みが行われ、続いて、走査線3a(3)への走査信号が走査線3
a(1)に供給されると、走査線3a(1)に接続された画素電極9への書き込みが行わ
れ、画像信号相当の負電位に保持される。
そして、以後、同様に処理が行われる。
Therefore, in the fourth frame, as shown in FIG. 11D, after the polarities of the
Subsequently, after the polarities of the
When supplied to a (1), writing to the
Thereafter, the same processing is performed.
ここで、共通電極19S(1)及び19S(3)を、1本の共通電極本線19M(1)
により制御し、同一のタイミングでその電位を高電位及び低電位間で切り替えた場合、共
通電極19S(1)及び19S(3)の電位が切り替わった時点から、走査線3a(1)
が駆動されるまでの所要時間と、走査線3a(3)が駆動されるまでの所要時間とに差(
図11のΔT)が生じる。
このため、共通電極19が形成される基板内のリーク電流等により共通電極19の電位
が変化し実効値が変化し画素電荷量に差が生じるため、画素電極及び共通電極間の電位が
変化することになって、画素電極9に同一の電位を印加した場合であっても表示ライン間
で輝度差が発生する可能性がある。
Here, the
When the potential is switched between a high potential and a low potential at the same timing, the
Difference between the time required to drive the
ΔT in FIG. 11 occurs.
For this reason, the potential of the
しかしながら、上述のように、走査線3a(1)と、走査線3a(3)とでは、1フレ
ーム目及び2フレーム目と、3フレーム目及び4フレーム目とで、これら走査線3aを駆
動する順番を入れ替えている。よって、1フレーム目で、後に駆動される走査線3a(3
)に対応するドット領域の明るさが多少不足する場合であっても、3フレーム目ではこの
走査線3a(3)は先に駆動され、逆に、走査線Vg(1)は後に駆動されることから、
1フレーム目と3フレーム目とで、走査線3a(1)に接続されたドット領域と、走査線
3a(3)に接続されたドット領域との間での見た目の明るさが平均化されることになっ
て、共通電極19Sの実効値の変化に起因してフレーム間で、表示ライン間に輝度差が生
じることを回避することができる。
However, as described above, the
), The
The apparent brightness between the dot area connected to the
したがって、複数の共通電極19Sを同時に駆動する場合であっても、表示ライン間で
明るさに差が生じることなく実現することができ、ドライバICチップの小型化を図りつ
つ、的確に画像表示を行うことができる。
特に、アモルファスTFTを用いた場合には、ドライバ回路をガラス基板に一体に形成
することが困難であるため、図12に示すように、走査線3aに沿って共通電極19をパ
ネル配線により配設し、この共通電極19の電位を制御するための制御信号を出力するた
めの出力端子をドライバICに設ける必要がある。つまり共通電極19Sの数が多いほど
出力端子数も増加するためドライバICのサイズ増加につながる。しかしながら上述のよ
うに、共通電極19Sの数に対し出力端子数を半分に削減することができるから、チップ
サイズの縮小化を図ることができる。
Therefore, even when a plurality of
In particular, when an amorphous TFT is used, it is difficult to form a driver circuit integrally with a glass substrate. Therefore, as shown in FIG. 12, the
なお、上記実施の形態においては、2本の共通電極19Sを一つにまとめて制御する場
合について説明したが、これに限るものではない。例えば、3本の共通電極19Sを一つ
にまとめて制御することも可能である。この場合には、図13に示すように、同極性の書
き込みが行われる、1ライン目、3ライン目、5ライン目に相当する共通電極19Sを一
つにまとめ、同様に、2ライン目、4ライン目、6ライン目に相当する共通電極19Sを
一つにまとめ、1ライン目の走査線に対する走査信号が出力される前、2ライン目の走査
線に対する走査信号が出力される前、7ライン目の走査線に対する走査信号が出力される
前、…のタイミングで、それぞれに対応する共通電極の極性を切り替え、さらに、1フレ
ーム目、2フレーム目は、通常の順番で走査線3aを駆動し、3フレーム目及び4フレー
ム目は、1ライン目及び5ライン目を入れ替えて駆動すればよい。これによって、共通電
極19Sの実効値の変動が小さい1ライン目と、実効値の変動が大きい5ライン目とで見
た目の明るさが平均化されることになって、実効値の変動に起因して表示画像に与える影
響を回避することができる。
In the embodiment described above, the case where the two
また、同様の手順で4本以上の共通電極19Sを一つにまとめることも可能であって、
この場合には、一つにまとめた共通電極19Sに対応する画素の明るさが平均化されるよ
うに走査線3aの駆動順番を替えればよい。
また、必ずしも隣接する共通電極19Sどうしを一つにまとめる必要はなく、同極性の
書き込みが行われる共通電極19Sであれば、どの共通電極19Sを組み合わせてもよい
。
It is also possible to combine four or more
In this case, the driving order of the
Further, it is not always necessary to combine adjacent
また、上記実施の形態においては、同一の共通電極19Sに対して同極性の書き込みが
行われるフレーム間、つまり、1フレーム目と3フレーム目、2フレーム目と4フレーム
目の間で、走査線3aの駆動順を切り替えて明るさの平均化を図るようにした場合につい
て説明したが、必ずしもこれに限るものではなく、同一の共通電極19Sに対して同極性
の書き込みが行われるフレーム間であれば、いずれのフレームどうしの間で平均化を図っ
てもよく、例えば、1フレーム目と5フレーム目との間で平均化を図ってもよい。
In the above embodiment, scanning lines are written between frames in which writing of the same polarity is performed on the same
また、画素データの書き込み極性を1ライン毎に反転させる場合について説明したが、
これに限るものではなく、複数ライン毎に書き込み極性を反転する方式等であってもよく
、要は、2値の値をとる共通電極19Sを個別に制御するようにした方式であれば適用す
ることができる。
また、IPS方式を採用した液晶表示装置100について説明したが、FFS(Frnge
Field Switching)方式を採用した液晶表示装置であっても適用することができ、また、
透過表示領域Tのみを有する場合であっても適用することができる。
Moreover, although the case where the writing polarity of pixel data is reversed for each line has been described,
However, the present invention is not limited to this, and a method of inverting the write polarity for each of a plurality of lines may be used. In short, any method can be applied as long as the
In addition, the liquid
It can be applied even to a liquid crystal display device adopting Field Switching)
The present invention can be applied even when only the transmissive display region T is provided.
次に、上述した液晶表示装置100を適用した電子機器について説明する。
図14は、液晶表示装置100を適用した携帯電話120の構成を示す斜視図である。
この図14に示すように、携帯電話120は、複数の操作ボタン121のほか、受話口
122、送話口123と共に、上述した表示部100aを備えるものである。なお、液晶
表示装置100のうち、表示部100a以外の構成要素については電話機に内蔵されるの
で、外観としては現れない。
Next, an electronic apparatus to which the above-described liquid
FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of a
As shown in FIG. 14, the
また、液晶表示装置100が適用される電子機器としては、図14に示される携帯電話
の他にも、デジタルスチルカメラや、ノートパソコン、液晶テレビ、ビューファインダ型
(またはモニタ直視型)のビデオレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手
帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパ
ネルを備えた機器等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示装置として、上
述した液晶表示装置100が適用可能であることはいうまでもない。
Further, as an electronic device to which the liquid
3a 走査線、6a データ線、9 画素電極、19S 共通電極、19M 共通電極
本線、100 液晶表示装置、101 データ線駆動回路、102 走査線駆動回路、1
03 共通電極駆動回路、104 表示制御回路
3a scanning line, 6a data line, 9 pixel electrode, 19S common electrode, 19M common electrode main line, 100 liquid crystal display device, 101 data line driving circuit, 102 scanning line driving circuit, 1
03 common electrode drive circuit, 104 display control circuit
Claims (6)
当該画素電極と同一の基板上に形成され且つ前記走査線毎に沿って配置される共通電極と
、を有し、前記画素電極及び前記共通電極間の電圧に応じて画像を表示する液晶表示装置
において、
前記共通電極に対して、2値の所定電圧を周期的に切り替えて印加する共通電極駆動回
路を備え、
前記複数の共通電極は、印加される電圧が同じものを組とし、当該組に属する複数の共
通電極の一端どうしが共通の共通電極本線に接続され、当該共通電極本線の他端が前記共
通電極駆動回路の出力端に接続されることを特徴とする液晶表示装置。 A pixel electrode provided corresponding to each intersection of the plurality of scanning lines and the plurality of data lines;
A liquid crystal display device having a common electrode formed on the same substrate as the pixel electrode and disposed along each scanning line, and displaying an image according to a voltage between the pixel electrode and the common electrode In
A common electrode driving circuit for periodically switching and applying a binary predetermined voltage to the common electrode;
The plurality of common electrodes is a set having the same applied voltage, one end of the plurality of common electrodes belonging to the set is connected to a common common electrode main line, and the other end of the common electrode main line is the common electrode A liquid crystal display device connected to an output terminal of a drive circuit.
に接続されることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein among the common electrodes to which the same voltage is applied, a plurality of adjacent common electrodes are connected to the common electrode main line.
前記走査信号に応じた順で前記データ線にデータ信号を供給するデータ線駆動回路と、
を備え、
前記走査線駆動回路は、前記組に属する前記共通電極に対応する複数の走査線に対し、
フレーム毎に異なる順番で前記走査信号を供給し、
前記共通電極駆動回路は、前記組に対応する複数の走査線のうち最初に駆動される走査
線への走査信号について、非選択状態から選択状態に切り替えられるより前に、前記共通
電極に印加する電圧を切り替えることを特徴とする請求項1又は2記載の液晶表示装置。 A scanning line driving circuit for applying a scanning signal for selectively driving the plurality of scanning lines;
A data line driving circuit for supplying a data signal to the data line in the order according to the scanning signal;
With
The scanning line driving circuit, for a plurality of scanning lines corresponding to the common electrode belonging to the set,
Supplying the scanning signals in a different order for each frame;
The common electrode drive circuit applies a scan signal to a scan line to be driven first among a plurality of scan lines corresponding to the set to the common electrode before switching from the non-selected state to the selected state. 3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the voltage is switched.
前記走査線駆動回路は、前記1フレーム期間において、前記組に対応する複数の走査線
の駆動順を異ならせることを特徴とする請求項3記載の液晶表示装置。 The voltage applied to the common electrode is switched every frame,
4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the scanning line driving circuit varies the driving order of the plurality of scanning lines corresponding to the set in the one frame period.
号により前記スイッチ素子が導通状態となったとき、前記データ線に供給されるデータ信
号が前記画素電極に印加され、前記スイッチ素子は、アモルファスシリコンで構成される
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の液晶表示装置。 The pixel electrode is connected to the corresponding data line via a switch element, and when the switch element is turned on by the scanning signal, a data signal supplied to the data line is applied to the pixel electrode. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the switch element is made of amorphous silicon.
機器。 An electronic apparatus comprising the liquid crystal display device according to claim 1.
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---|---|---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102480602A (en) * | 2010-11-22 | 2012-05-30 | 株式会社东芝 | Solid-state imaging device |
WO2013035676A1 (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-14 | シャープ株式会社 | Liquid crystal display device, and drive method for liquid crystal panel |
-
2007
- 2007-02-14 JP JP2007033084A patent/JP2008197420A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090810 |
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Effective date: 20100721 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |