JP2009042378A - 液晶表示装置 - Google Patents

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英幸 高橋
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克彦 稲田
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Abstract

【課題】4色以上であっても横クロストークと横すじの発生を防止できる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】同一の列内において、正負極性を2走査線ごとに反転させ、列内での画素電極と右隣の画素電極との間の正負極性が異なるか同じかが1走査線ごとになっている列つまりR、G、Bの列と、列内での画素電極と右隣の画素電極との間で正負極性が異なる列つまりWの列とを構成する。
【選択図】図5

Description

本発明は、4色以上であっても横クロストークと横すじの発生を防止できる液晶表示装置に関する。
従来の液晶表示装置の中には、いわゆる2H2V反転駆動を行うものがある。この液晶表示装置では、同一の信号線の電位が設定される各画素電極を備えてなる同一の列内において、対向電極の電位に対する画素電極の電位の正負極性を、2走査線ごとに反転させ、全ての列において、列内での画素電極と該画素電極に対し隣の列の信号線を挟んで隣り合う画素電極との間の正負極性が異なるか同じかを1走査線ごとにすることで、クロストークとフリッカを防止することができる(図15および特許文献1参照)。
特開2003−215540号公報
このような2H2V反転駆動を、図16に示すような、赤(R)の列、緑(G)の列、青(B)の列、白(W)の列で構成される4色の液晶表示装置で行うと、図17に示すように、同一行内の同一色の画素群内で画素電極の正負極性同士が等しくなる。
そのため、単色表示すると、行への書き込み当初、その行の補助容量線の電位が大きく変動する。そして、電位が戻る前に書き込みが終わるので、戻ったときには、今度は画素電極の電位が変動してしまう。
単色の背景に中間色の図柄を描いた場合、図柄に交差する行と交差しない行とでは、補助容量線の電位変動量が異なるため、画素の電位変動量が異なり、これにより、横クロストークが発生する。
また、従来の液晶表示装置では、2H2V反転駆動を行うと、図18に示すような市松状の画素の明暗が現れる。4色の液晶表示装置で2H2V反転駆動を行うと、図19に示すような市松状の画素の明暗が現れる。そのため、4色の液晶表示装置において2H2V反転駆動で単色表示を行うと、図20に示すような横すじが現れてしまう。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、4色以上であっても横クロストークと横すじの発生を防止できる液晶表示装置を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、対向電極の電位に対する画素電極の電位の正負極性を2走査線ごとに反転させ、列内での画素電極と該画素電極に対し隣の列の信号線を挟んで隣り合う画素電極との間の正負極性が異なるか同じかが1走査線ごとになっている列と、列内での画素電極と該画素電極に対し隣の列の信号線を挟んで隣り合う画素電極との間で正負極性が異なる列とを構成する。
本発明の液晶表示装置によれば、仮に前者の列だけを構成した場合、4色の液晶表示装置などでは、同一行内の同一色の画素群内で画素電極の正負極性同士が等しくなり、横クロストークが発生してしまうところを、後者の列を構成したことで、4色の液晶表示装置などで、同一行内の同一色の画素群内で画素電極の正負極性同士が等しくならず、単色表示の際の横クロストークの発生を防止することができる。
また、本発明の液晶表示装置では、同一列内で正負極性が同一かつ互いに隣接する画素電極をもつ2画素が明暗に分かれるが、4色の液晶表示装置などでは、同一行内の同一色の画素群内には明暗両方の画素が存在するので、単色表示の際の横すじの発生を防止することができる。
また、本発明の液晶表示装置において、明暗に分かれる2画素では、同一列内で隣接する画素電極間のカップリング容量Cpvによる電位変動量に差分が生じ、後者の列では、列内の画素電極と該画素電極に対し隣の列の信号線を挟んで隣り合う画素電極との間のカップリング容量Cpnによる差分が生じないので、カップリング容量Cpvを小さくして明暗を低減できる。
しかし、前者の列では、カップリング容量Cpnによる電位変動量に差分が生じ、その差分は、カップリング容量Cpvによる差分よりも大きくかつ正負が逆であるので、前者の列と後者の列とでカップリング容量Cpvを等しくすると、逆に前者の列での明暗が顕著になる。
そこで、前者の列では、カップリング容量Cpvを後者の列のカップリング容量Cpvよりも大きくする。これにより、カップリング容量Cpvによる差分が大きくなり、カップリング容量Cpnによる差分を相殺するように作用する。その結果、前者の列のおいて明暗に分かれる2画素では電位変動量のトータルでの差分が小さくなり明暗が低減する。
よって、前者の列内でのカップリング容量Cpvを、後者の列内でのカップリング容量Cpvよりも大きくすることで、両方の列において明暗を低減することができる。
本発明の液晶表示装置によれば、列内での画素電極と該画素電極に対し隣の列の信号線を挟んで隣り合う画素電極との間で正負極性が異なる列を構成したことで、4色の液晶表示装置などで、同一行内の同一色の画素群内で画素電極の正負極性同士が等しくならず、単色表示の際の横クロストークの発生を防止することができる。
また、4色の液晶表示装置などでは、同一行内の同一色の画素群内には明暗両方の画素が存在するので、単色表示の際の横すじの発生を防止することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態に係る液晶表示装置1の概略的な構成図である。液晶表示装置1は、ここでは、多結晶シリコン薄膜トランジスタを画素トランジスタとして用いるアクティブマトリクス型液晶表示装置であることとする。以下、薄膜トランジスタをTFTという。
液晶表示装置1は、アレイ基板100と、このアレイ基板100の上面に所定の間隔をおいて対向配置された対向基板200と、これらアレイ基板100と対向基板200との間に挟持され配向膜を介して配置された液晶層(図示せず)とを備えている。アレイ基板100と対向基板200は、シール材400によって周囲が張り合わされている。
アレイ基板100は、行方向(水平走査方向)に沿って並列に延出された複数のゲート線(走査線)Yと、列方向(垂直走査方向)に沿って並列に延出された複数の信号線Xと、各ゲート線Yと各信号線Xとのそれぞれの交差部に設けられたスイッチング素子としての画素薄膜トランジスタすなわち画素TFT110と、各画素TFT110に対応して設けられた複数の画素電極120と、を備えている。
画素TFT110は、多結晶シリコン膜を半導体層とする多結晶シリコンTFTである。画素TFT110のゲート電極はゲート線Yに接続され、ソース電極は信号線Xに接続される。画素TFT110のドレイン電極は、信号線Xの層と同一の層に形成された電極160を介して画素電極120に接続されている。電極160は、ゲート線Yの層と同一の層に形成された補助容量線140との間に補助容量素子130aを形成している。画素電極120は、対向基板200上に形成された対向電極210との間に液晶容量素子130bを形成している。
ゲート線Yに駆動信号を供給するゲート線駆動回路150は、画素TFT110と同一の製造プロセスによってアレイ基板100上に一体的に形成されている。
本発明の画素電極極性制御手段は、フレキシブル配線基板上に信号線駆動用IC511等が実装され、アレイ基板100の外部接続端子に電気的に接続される同一構成のTCP500−1、500−2…、500−4(以下、各TCP500のいずれかを示す場合には「TCP500−N」という)と、アレイ基板100上に画素TFT110と同一の製造プロセスで形成された信号線切替回路170とによって構成される。TCP500−Nは、その一方の側辺がアレイ基板100の一辺に電気的に接続して列設され、反対側の側辺が外部回路基板としてのPCB基板600に接続される。
図2は、各信号線および画素電極の配置と信号線切替回路170の回路を示す図である。図2に示すように、符号X1、X2、…を付与された各信号線は、その信号線の電位が設定される画素電極の左に形成されている。
例えば、信号線X1、X2、X3、X4は同一の信号線群を構成する。つまり、全ての信号線Xは、信号線Xを4備えた信号線群を複数構成している。図2では、信号線群が左右に並んでいる。
また、図2においてR、G、Bで示す、その列の画素は、信号線Xと走査線Yからなる配線層と画素電極120との間にそれぞれ赤、緑、青の着色層を備える。一方、Wで示す、その列の画素は、配線層と画素電極120との間に透明層を備える。
また、信号線切替回路170には、信号線駆動用IC511からTFT制御線TFTCON1、TFTCON2、TFTCON3、TFTCON4が配線されている。
信号線切替回路170は、信号線駆動用IC511がデジタル信号から変換したアナログ映像信号つまり信号線X1、X2、X3、X4用の映像信号IN1につき、TFT171、172、173、174を備える。
TFT171のソース電極には、映像信号IN1が供給され、ドレイン電極は信号線X1に接続され、ゲート電極はTFT制御線TFTCON1に接続されている。
TFT172のソース電極には、映像信号IN1が供給され、ドレイン電極は信号線X2に接続され、ゲート電極はTFT制御線TFTCON4に接続されている。
TFT173のソース電極には、映像信号IN1が供給され、ドレイン電極は信号線X3に接続され、ゲート電極はTFT制御線TFTCON2に接続されている。
TFT174のソース電極には、映像信号IN1が供給され、ドレイン電極は信号線X4に接続され、ゲート電極はTFT制御線TFTCON3に接続されている。
また、信号線切替回路170は、信号線駆動用IC511がデジタル信号から変換したアナログ映像信号つまり信号線X5、X6、X7、X8用の映像信号IN2につき、TFT175、176、177、178を備える。
TFT175のソース電極には、映像信号IN2が供給され、ドレイン電極は信号線X5に接続され、ゲート電極はTFT制御線TFTCON3に接続されている。
TFT176のソース電極には、映像信号IN2が供給され、ドレイン電極は信号線X6に接続され、ゲート電極はTFT制御線TFTCON1に接続されている。
TFT177のソース電極には、映像信号IN2が供給され、ドレイン電極は信号線X7に接続され、ゲート電極はTFT制御線TFTCON4に接続されている。
TFT178のソース電極には、映像信号IN2が供給され、ドレイン電極は信号線X8に接続され、ゲート電極はTFT制御線TFTCON2に接続されている。
また、信号線切替回路170は、信号線駆動用IC911がデジタル信号から変換したアナログ映像信号つまり信号線X9、X10、X11、X12用の映像信号IN3につき、TFT179、1710、1711、1712を備える。
TFT179のソース電極には、映像信号IN3が供給され、ドレイン電極は信号線X9に接続され、ゲート電極はTFT制御線TFTCON2に接続されている。
TFT1710のソース電極には、映像信号IN3が供給され、ドレイン電極は信号線X10に接続され、ゲート電極はTFT制御線TFTCON3に接続されている。
TFT1711のソース電極には、映像信号IN3が供給され、ドレイン電極は信号線X11に接続され、ゲート電極はTFT制御線TFTCON1に接続されている。
TFT1712のソース電極には、映像信号IN3が供給され、ドレイン電極は信号線X12に接続され、ゲート電極はTFT制御線TFTCON4に接続されている。
また、信号線切替回路170は、信号線駆動用IC911がデジタル信号から変換したアナログ映像信号つまり信号線X13、X14、X15、X16用の映像信号IN4につき、TFT1713、1714、1715、1716を備える。
TFT1713のソース電極には、映像信号IN4が供給され、ドレイン電極は信号線X13に接続され、ゲート電極はTFT制御線TFTCON4に接続されている。
TFT1714のソース電極には、映像信号IN4が供給され、ドレイン電極は信号線X14に接続され、ゲート電極はTFT制御線TFTCON2に接続されている。
TFT1715のソース電極には、映像信号IN4が供給され、ドレイン電極は信号線X15に接続され、ゲート電極はTFT制御線TFTCON3に接続されている。
TFT1716のソース電極には、映像信号IN4が供給され、ドレイン電極は信号線X16に接続され、ゲート電極はTFT制御線TFTCON1に接続されている。
また、信号線切替回路170は、同様にして、他の信号線用の映像信号について、他のTFTを備える。
図2では、画素電極120の右横に符号を付し、例えば、符号101を付した画素電極120を画素電極101のように呼称する。
また、図2においては、あるフレーム(nフレーム)において、正の電位に設定される画素電極に+記号を付け、負の電位に設定される画素電極に−記号を付け、水平走査期間の前半に電位が設定される画素電極に○記号を付けている。
(第1の実施の形態の動作)
次に、第1の実施の形態に係る液晶表示装置1の動作を説明する。
図3は、TFT制御線TFTCON1、TFTCON2、TFTCON3、TFTCON4に接続されたTFTがオンになるタイミングとオフになるタイミングを示す図である。ここでは、オンを○、オフを×で示す。
図4は、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4の、対向電極に対する極性が正になるタイミングと負になるタイミングを示す図である。ここでは、正を+、負を−で示す。
図5は、対向電極の電位に対する画素電極の電位の正負極性と電位の設定順序についての分布図である。符号、数字はそれぞれ、正負極性、設定順序を示している。
図5に示すように、第1の実施の形態では、(A)同一の信号線の電位が設定される各画素電極を備えてなる同一の列内において、正負極性を2走査線ごとに反転させる。
これは、例えば、図5(a)の画素電極101、201、301…を備える列の符号を見れば明らかである。
また、(B)列内での画素電極と右隣の画素電極(つまり列内での画素電極に対し隣の列の信号線を挟んで隣り合う画素電極。以下同じ)との間の正負極性が異なるか同じかが1走査線ごとになっている列つまりR、G、Bの列と、列内での画素電極と右隣の画素電極との間で正負極性が異なる列つまりWの列とを構成する。
図5では、例えば、画素電極101〜画素電極401を含む列がRの列であり、その右がGの列であり、その右がBの列であり、その右がWの列である。
前記(B)は、例えば、図5(a)の画素電極101からその4つ右隣の画素電極まで、画素電極201からその4つ右隣の画素電極まで、画素電極301からその4つ右隣の画素電極まで、画素電極401からその4つ右隣の画素電極までで構成される領域の符号を見れば明らかである。
また、(C)同一の走査線により電位が設定される各画素電極を備えてなる同一の行内の同一の信号線群に対応する4画素電極に対して、当該信号線群への映像信号が当該信号線群の信号線に順次に供給されるように当該4画素電極に応じた設定順序で電位を設定する。
前記(C)は、例えば、図5(a)の画素電極101から画素電極104までの領域の数字を見れば明らかである。
また、(D)同一の行での設定順序の繰り返し単位を16画素電極とする。
図5では、例えば、画素電極101から画素電極116までが1つの繰り返し単位であり、図示省略しているが、その右には、同様の繰り返し単位が複数形成される。
また、(E)同一の列での設定順序の繰り返し単位を4画素電極とする。
図5では、例えば、画素電極101から画素電極401までが1つの繰り返し単位であり、図示省略しているが、その下には、同様の繰り返し単位が複数形成される。
また、前記(A)ないし(E)を同一フレームで行い、前記(C)の4画素電極への電位の設定順序を直前フレームでの当該4画素電極への電位の設定順序に対して異ならせる。
図5(a)は、あるフレーム(nフレーム)での設定順序を、図5(b)は、続くフレーム(n+1フレーム)での設定順序を示しており、設定順序を直前フレームでの設定順序に対して異ならせることは、例えば、図5(a)の画素電極101から画素電極104までの領域の数字と、図5(b)の同領域の数字をみれば明らかである。
(水平走査期間H1の第1四半期間T1)
まず、あるフレーム(nフレーム)において、図3(a)に示すように、図2の画素電極101、102、…の電位を設定する水平走査期間H1の第1四半期間T1では、TFT制御線TFTCON2に接続されたTFTがオンにされ、その他のTFT制御線に接続されたTFTはオフにされる。
これにより、図2のTFT173、178、179、1714、…がオンし、それ以外のTFTはオフする。
これにより、これらのオンしたTFTに接続された各信号線X3、X8、X9、X14…ならびに、これらの信号線に接続され且つこの水平走査期間H1にゲート線が駆動された画素TFTを介して、これらの画素TFTに接続された画素電極103、108、109、114…に対し、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4、…が書き込まれる。
図4(a)に示すように、このときの映像信号IN1、IN3、…は、対向電極に対する極性が負の映像信号であり、映像信号IN2、IN4、…は、対向電極に対する極性が正の映像信号である。
これにより、図5(a)に示すように、画素電極103、109、…は、負の電位に設定され、画素電極108、114、…は、正の電位に設定され、続くフレーム(n+1フレーム)での書き込みタイミングまで電位が保持されることとなる。
(水平走査期間H1の第2四半期間T2)
続いて、図3(a)に示すように、この水平走査期間H1の第2四半期間T2では、TFT制御線TFTCON1に接続されたTFTがオンにされ、その他のTFT制御線に接続されたTFTはオフにされる。
これにより、図2のTFT171、176、1711、1716、…がオンし、それ以外のTFTはオフする。
これにより、これらのオンしたTFTに接続された各信号線X1、X6、X11、X16…ならびに、これらの信号線に接続され且つこの水平走査期間H1にゲート線が駆動された画素TFTを介して、これらの画素TFTに接続された画素電極101、106、111、116…に対し、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4、…が書き込まれる。
図4(a)に示すように、このときの映像信号IN1、IN3、…は、対向電極に対する極性が正の映像信号であり、映像信号IN2、IN4、…は、対向電極に対する極性が負の映像信号である。
これにより、図5(a)に示すように、画素電極106、116、…は、負の電位に設定され、画素電極101、111、…は、正の電位に設定され、続くフレーム(n+1フレーム)での書き込みタイミングまで電位が保持されることとなる。
(水平走査期間H1の第3四半期間T3)
続いて、図3(a)に示すように、この水平走査期間H1の第3四半期間T3では、TFT制御線TFTCON4に接続されたTFTがオンにされ、その他のTFT制御線に接続されたTFTはオフにされる。
これにより、図2のTFT172、177、1712、1713、…がオンし、それ以外のTFTはオフする。
これにより、これらのオンしたTFTに接続された各信号線X2、X7、X12、X13…ならびに、これらの信号線に接続され且つこの水平走査期間H1にゲート線が駆動された画素TFTを介して、これらの画素TFTに接続された画素電極102、107、112、113…に対し、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4、…が書き込まれる。
図4(a)に示すように、このときの映像信号IN1、IN3、…は、対向電極に対する極性が正の映像信号であり、映像信号IN2、IN4、…は、対向電極に対する極性が負の映像信号である。
これにより、図5(a)に示すように、画素電極107、113、…は、負の電位に設定され、画素電極102、112、…は、正の電位に設定され、続くフレーム(n+1フレーム)での書き込みタイミングまで電位が保持されることとなる。
(水平走査期間H1の第4四半期間T4)
続いて、図3(a)に示すように、この水平走査期間H1の第4四半期間T4では、TFT制御線TFTCON3に接続されたTFTがオンにされ、その他のTFT制御線に接続されたTFTはオフにされる。
これにより、図2のTFT174、175、1710、1715、…がオンし、それ以外のTFTはオフする。
これにより、これらのオンしたTFTに接続された各信号線X4、X5、X10、X15…ならびに、これらの信号線に接続され且つこの水平走査期間H1にゲート線が駆動された画素TFTを介して、これらの画素TFTに接続された画素電極104、105、110、115…に対し、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4、…が書き込まれる。 図4(a)に示すように、このときの映像信号IN1、IN3、…は、対向電極に対する極性が負の映像信号であり、映像信号IN2、IN4、…は、対向電極に対する極性が正の映像信号である。
これにより、図5(a)に示すように、画素電極104、110、…は、負の電位に設定され、画素電極105、115、…は、正の電位に設定され、続くフレーム(n+1フレーム)での書き込みタイミングまで電位が保持されることとなる。
(水平走査期間H2の第1四半期間T1)
次に、nフレームにおいて、図3(a)に示すように、図2の画素電極201、202、…の電位を設定する水平走査期間H2の第1四半期間T1では、TFT制御線TFTCON4に接続されたTFTがオンにされ、その他のTFT制御線に接続されたTFTはオフにされる。
これにより、図2のTFT172、177、1712、1713、…がオンし、それ以外のTFTはオフする。
これにより、これらのオンしたTFTに接続された各信号線X2、X7、X12、X13…ならびに、これらの信号線に接続され且つこの水平走査期間H2にゲート線が駆動された画素TFTを介して、これらの画素TFTに接続された画素電極202、207、212、213…に対し、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4、…が書き込まれる。
図4(a)に示すように、このときの映像信号IN1、IN3、…は、対向電極に対する極性が負の映像信号であり、映像信号IN2、IN4、…は、対向電極に対する極性が正の映像信号である。
これにより、図5(a)に示すように、画素電極202、212、…は、負の電位に設定され、画素電極207、213、…は、正の電位に設定され、続くフレーム(n+1フレーム)での書き込みタイミングまで電位が保持されることとなる。
(水平走査期間H2の第2四半期間T2)
続いて、図3(a)に示すように、この水平走査期間H2の第2四半期間T2では、TFT制御線TFTCON3に接続されたTFTがオンにされ、その他のTFT制御線に接続されたTFTはオフにされる。
これにより、図2のTFT174、175、1710、1715、…がオンし、それ以外のTFTはオフする。
これにより、これらのオンしたTFTに接続された各信号線X4、X5、X10、X15…ならびに、これらの信号線に接続され且つこの水平走査期間H2にゲート線が駆動された画素TFTを介して、これらの画素TFTに接続された画素電極204、205、210、215…に対し、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4、…が書き込まれる。
図4(a)に示すように、このときの映像信号IN1、IN3、…は、対向電極に対する極性が正の映像信号であり、映像信号IN2、IN4、…は、対向電極に対する極性が負の映像信号である。
これにより、図5(a)に示すように、画素電極205、215、…は、負の電位に設定され、画素電極204、210、…は、正の電位に設定され、続くフレーム(n+1フレーム)での書き込みタイミングまで電位が保持されることとなる。
(水平走査期間H2の第3四半期間T3)
続いて、図3(a)に示すように、この水平走査期間H2の第3四半期間T3では、TFT制御線TFTCON1に接続されたTFTがオンにされ、その他のTFT制御線に接続されたTFTはオフにされる。
これにより、図2のTFT171、176、1711、1716、…がオンし、それ以外のTFTはオフする。
これにより、これらのオンしたTFTに接続された各信号線X1、X6、X11、X16…ならびに、これらの信号線に接続され且つこの水平走査期間H2にゲート線が駆動された画素TFTを介して、これらの画素TFTに接続された画素電極201、206、211、216…に対し、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4、…が書き込まれる。
図4(a)に示すように、このときの映像信号IN1、IN3、…は、対向電極に対する極性が正の映像信号であり、映像信号IN2、IN4、…は、対向電極に対する極性が負の映像信号である。
これにより、図5(a)に示すように、画素電極206、216、…は、負の電位に設定され、画素電極201、211、…は、正の電位に設定され、続くフレーム(n+1フレーム)での書き込みタイミングまで電位が保持されることとなる。
(水平走査期間H2の第4四半期間T4)
続いて、図3(a)に示すように、この水平走査期間H2の第4四半期間T4では、TFT制御線TFTCON2に接続されたTFTがオンにされ、その他のTFT制御線に接続されたTFTはオフにされる。
これにより、図2のTFT173、178、179、1714、…がオンし、それ以外のTFTはオフする。
これにより、これらのオンしたTFTに接続された各信号線X3、X8、X9、X14…ならびに、これらの信号線に接続され且つこの水平走査期間H2にゲート線が駆動された画素TFTを介して、これらの画素TFTに接続された画素電極203、208、209、214…に対し、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4、…が書き込まれる。
図4(a)に示すように、このときの映像信号IN1、IN3、…は、対向電極に対する極性が負の映像信号であり、映像信号IN2、IN4、…は、対向電極に対する極性が正の映像信号である。
これにより、図5(a)に示すように、画素電極203、209、…は、負の電位に設定され、画素電極208、214、…は、正の電位に設定され、続くフレーム(n+1フレーム)での書き込みタイミングまで電位が保持されることとなる。
(水平走査期間H3の第1四半期間T1)
次に、nフレームにおいて、図3(a)に示すように、図2の画素電極301、302、…の電位を設定する水平走査期間H3の第1四半期間T1では、TFT制御線TFTCON1に接続されたTFTがオンにされ、その他のTFT制御線に接続されたTFTはオフにされる。
これにより、図2のTFT171、176、1711、1716、…がオンし、それ以外のTFTはオフする。
これにより、これらのオンしたTFTに接続された各信号線X1、X6、X11、X16…ならびに、これらの信号線に接続され且つこの水平走査期間H3にゲート線が駆動された画素TFTを介して、これらの画素TFTに接続された画素電極301、306、311、316…に対し、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4、…が書き込まれる。
図4(a)に示すように、このときの映像信号IN1、IN3、…は、対向電極に対する極性が負の映像信号であり、映像信号IN2、IN4、…は、対向電極に対する極性が正の映像信号である。
これにより、図5(a)に示すように、画素電極301、311、…は、負の電位に設定され、画素電極306、316…は、正の電位に設定され、続くフレーム(n+1フレーム)での書き込みタイミングまで電位が保持されることとなる。
(水平走査期間H3の第2四半期間T2)
続いて、図3(a)に示すように、この水平走査期間H3の第2四半期間T2では、TFT制御線TFTCON2に接続されたTFTがオンにされ、その他のTFT制御線に接続されたTFTはオフにされる。
これにより、図2のTFT173、178、179、1714、…がオンし、それ以外のTFTはオフする。
これにより、これらのオンしたTFTに接続された各信号線X3、X8、X9、X14…ならびに、これらの信号線に接続され且つこの水平走査期間H3にゲート線が駆動された画素TFTを介して、これらの画素TFTに接続された画素電極303、308、309、314…に対し、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4、…が書き込まれる。
図4(a)に示すように、このときの映像信号IN1、IN3、…は、対向電極に対する極性が正の映像信号であり、映像信号IN2、IN4、…は、対向電極に対する極性が負の映像信号である。
これにより、図5(a)に示すように、画素電極308、314、…は、負の電位に設定され、画素電極303、309、…は、正の電位に設定され、続くフレーム(n+1フレーム)での書き込みタイミングまで電位が保持されることとなる。
(水平走査期間H3の第3四半期間T3)
続いて、図3(a)に示すように、この水平走査期間H3の第3四半期間T3では、TFT制御線TFTCON3に接続されたTFTがオンにされ、その他のTFT制御線に接続されたTFTはオフにされる。
これにより、図2のTFT174、175、1710、1715、…がオンし、それ以外のTFTはオフする。
これにより、これらのオンしたTFTに接続された各信号線X4、X5、X10、X15…ならびに、これらの信号線に接続され且つこの水平走査期間H3にゲート線が駆動された画素TFTを介して、これらの画素TFTに接続された画素電極304、305、310、315…に対し、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4、…が書き込まれる。
図4(a)に示すように、このときの映像信号IN1、IN3、…は、対向電極に対する極性が正の映像信号であり、映像信号IN2、IN4、…は、対向電極に対する極性が負の映像信号である。
これにより、図5(a)に示すように、画素電極305、315、…は、負の電位に設定され、画素電極304、310、…は、正の電位に設定され、続くフレーム(n+1フレーム)での書き込みタイミングまで電位が保持されることとなる。
(水平走査期間H3の第4四半期間T4)
続いて、図3(a)に示すように、この水平走査期間H3の第4四半期間T4では、TFT制御線TFTCON4に接続されたTFTがオンにされ、その他のTFT制御線に接続されたTFTはオフにされる。
これにより、図2のTFT172、177、1712、1713、…がオンし、それ以外のTFTはオフする。
これにより、これらのオンしたTFTに接続された各信号線X2、X7、X12、X13…ならびに、これらの信号線に接続され且つこの水平走査期間H3にゲート線が駆動された画素TFTを介して、これらの画素TFTに接続された画素電極302、307、312、313…に対し、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4、…が書き込まれる。
図4(a)に示すように、このときの映像信号IN1、IN3、…は、対向電極に対する極性が負の映像信号であり、映像信号IN2、IN4、…は、対向電極に対する極性が正の映像信号である。
これにより、図5(a)に示すように、画素電極302、312、…は、負の電位に設定され、画素電極307、313…は、正の電位に設定され、続くフレーム(n+1フレーム)での書き込みタイミングまで電位が保持されることとなる。
(水平走査期間H4の第1四半期間T1)
次に、nフレームにおいて、図3(a)に示すように、図2の画素電極401、402、…の電位を設定する水平走査期間H4の第1四半期間T1では、TFT制御線TFTCON3に接続されたTFTがオンにされ、その他のTFT制御線に接続されたTFTはオフにされる。
これにより、図2のTFT174、175、1710、1715、…がオンし、それ以外のTFTはオフする。
これにより、これらのオンしたTFTに接続された各信号線X4、X5、X10、X15…ならびに、これらの信号線に接続され且つこの水平走査期間H4にゲート線が駆動された画素TFTを介して、これらの画素TFTに接続された画素電極404、405、410、415…に対し、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4、…が書き込まれる。
図4(a)に示すように、このときの映像信号IN1、IN3、…は、対向電極に対する極性が負の映像信号であり、映像信号IN2、IN4、…は、対向電極に対する極性が正の映像信号である。
これにより、図5(a)に示すように、画素電極404、410、…は、負の電位に設定され、画素電極405、415…は、正の電位に設定され、続くフレーム(n+1フレーム)での書き込みタイミングまで電位が保持されることとなる。
(水平走査期間H4の第2四半期間T2)
続いて、図3(a)に示すように、この水平走査期間H4の第2四半期間T2では、TFT制御線TFTCON4に接続されたTFTがオンにされ、その他のTFT制御線に接続されたTFTはオフにされる。
これにより、図2のTFT172、177、1712、1713、…がオンし、それ以外のTFTはオフする。
これにより、これらのオンしたTFTに接続された各信号線X2、X7、X12、X13…ならびに、これらの信号線に接続され且つこの水平走査期間H4にゲート線が駆動された画素TFTを介して、これらの画素TFTに接続された画素電極402、407、412、413…に対し、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4、…が書き込まれる。
図4(a)に示すように、このときの映像信号IN1、IN3、…は、対向電極に対する極性が正の映像信号であり、映像信号IN2、IN4、…は、対向電極に対する極性が負の映像信号である。
これにより、図5(a)に示すように、画素電極407、413、…は、負の電位に設定され、画素電極402、412、…は、正の電位に設定され、続くフレーム(n+1フレーム)での書き込みタイミングまで電位が保持されることとなる。
(水平走査期間H4の第3四半期間T3)
続いて、図3(a)に示すように、この水平走査期間H4の第3四半期間T3では、TFT制御線TFTCON2に接続されたTFTがオンにされ、その他のTFT制御線に接続されたTFTはオフにされる。
これにより、図2のTFT173、178、179、1714、…がオンし、それ以外のTFTはオフする。
これにより、これらのオンしたTFTに接続された各信号線X3、X8、X9、X14…ならびに、これらの信号線に接続され且つこの水平走査期間H4にゲート線が駆動された画素TFTを介して、これらの画素TFTに接続された画素電極403、408、409、414…に対し、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4、…が書き込まれる。
図4(a)に示すように、このときの映像信号IN1、IN3、…は、対向電極に対する極性が正の映像信号であり、映像信号IN2、IN4、…は、対向電極に対する極性が負の映像信号である。
これにより、図5(a)に示すように、画素電極408、414、…は、負の電位に設定され、画素電極403、409、…は、正の電位に設定され、続くフレーム(n+1フレーム)での書き込みタイミングまで電位が保持されることとなる。
(水平走査期間H4の第4四半期間T4)
続いて、図3(a)に示すように、この水平走査期間H4の第4四半期間T4では、TFT制御線TFTCON1に接続されたTFTがオンにされ、その他のTFT制御線に接続されたTFTはオフにされる。
これにより、図2のTFT171、176、1711、1716、…がオンし、それ以外のTFTはオフする。
これにより、これらのオンしたTFTに接続された各信号線X1、X6、X11、X16…ならびに、これらの信号線に接続され且つこの水平走査期間H4にゲート線が駆動された画素TFTを介して、これらの画素TFTに接続された画素電極401、406、411、416…に対し、映像信号IN1、IN2、IN3、IN4、…が書き込まれる。
図4(a)に示すように、このときの映像信号IN1、IN3、…は、対向電極に対する極性が負の映像信号であり、映像信号IN2、IN4、…は、対向電極に対する極性が正の映像信号である。
これにより、図5(a)に示すように、画素電極401、411、…は、負の電位に設定され、画素電極406、416…は、正の電位に設定され、続くフレーム(n+1フレーム)での書き込みタイミングまで電位が保持されることとなる。
以降の水平走査期間H5、…においても同様に処理することによって、nフレームでは、図5(a)に示すような極性分布の繰り返しが得られる。
以降の各フレームでは、図5(b)に示すように、全ての画素電極の正負極性を直前のフレームのものと反転させるようにする。
第1の実施の形態では、図5に示す極性分布を得ることで、図6に示すように単色表示しても、同一行内のその色の画素群内で画素電極の正負極性同士が等しくならない。よって、横クロストークの発生を防止することができる。
次に、Wの同一列内で正負極性が同一かつ互いに隣接する画素電極の電位変動について画素電極108と画素電極208を例にして説明する。
画素電極108の電位は、画素電極208の電位設定時、両画素電極間のカップリング容量(以下、同様なものをカップリング容量Cpvという)により、正方向の電位変動+dVvを受ける。一方、画素電極208の電位は、画素電極308の電位設定時、カップリング容量Cpvにより、負方向の電位変動−dVvを受ける。よって、カップリング容量Cpvによる画素電極208の電位変動量から、カップリング容量Cpvによる画素電極108の電位変動量を差し引いた差分は、−2dVvとなる。
また、画素電極108の電位は、画素電極309などの電位設定時、画素電極108と信号線X9との間のカップリング容量(以下、同様なものをカップリング容量Cpnという)により、正方向の電位変動+dVnを受ける。一方、画素電極208の電位も、画素電極309などの電位設定時、カップリング容量Cpnにより、正方向の電位変動+dVnを受ける。よって、カップリング容量Cpnによる画素電極208の電位変動量から、カップリング容量Cpnによる画素電極108の電位変動量を差し引いた差分は、0(ゼロ)となる。
また、画素電極108の電位は、画素電極308などの電位設定時、画素電極108と信号線X8との間のカップリング容量(以下、同様なものをカップリング容量Cpsという)により、負方向の電位変動−dVsを受ける。一方、画素電極208の電位も、画素電極308などの電位設定時、カップリング容量Cpsにより、負方向の電位変動−dVsを受ける。よって、カップリング容量Cpsによる画素電極208の電位変動量から、カップリング容量Cpsによる画素電極108の電位変動量を差し引いた差分は0(ゼロ)となる。
よって、トータルでは、画素電極208の電位変動量から画素電極108の電位変動量を差し引いた差分(以下、同様なものを差分dVwという)は、−2dVvとなり、この差分により、画素電極108をもつ画素と画素電極208をもつ画素が明暗に分かれる。
このようにして、Wの同一列内で正負極性が同一かつ互いに隣接する画素電極をもつ2画素が明暗に分かれる。
次に、RGBいずれかの同一列内で正負極性が同一かつ互いに隣接する画素電極の電位変動について画素電極101と画素電極201を例にして説明する。
画素電極101の電位は、画素電極201の電位設定時、カップリング容量Cpvにより、正方向の電位変動+dVvを受ける。一方、画素電極201の電位は、画素電極301の電位設定時、カップリング容量Cpvにより、負方向の電位変動−dVvを受ける。よって、カップリング容量Cpvによる画素電極201の電位変動量から、カップリング容量Cpvによる画素電極101の電位変動量を差し引いた差分は、−2dVvとなる。
また、画素電極101の電位は、画素電極202などの電位設定時、カップリング容量Cpnにより、負方向の電位変動−dVnを受ける。一方、画素電極201の電位は、画素電極402などの電位設定時、カップリング容量Cpnにより、正方向の電位変動+dVnを受ける。よって、カップリング容量Cpnによる画素電極201の電位変動量から、カップリング容量Cpnによる画素電極101の電位変動量を差し引いた差分は、+2dVnとなる。
また、画素電極101の電位は、画素電極301などの電位設定時、カップリング容量Cpsにより、負方向の電位変動−dVsを受ける。一方、画素電極201の電位も、画素電極301などの電位設定時、カップリング容量Cpsにより、負方向の電位変動−dVsを受ける。よって、カップリング容量Cpsによる画素電極201の電位変動量から、カップリング容量Cpsによる画素電極101の電位変動量を差し引いた差分は0(ゼロ)となる。
よって、トータルでは、画素電極201の電位変動量から画素電極101の電位変動量を差し引いた差分(以下、同様なものを差分dVrgbという)は、+2dVn−2dVvとなる。そして、この差分により、画素電極101をもつ画素と画素電極201をもつ画素が明暗に分かれる。
このようにして、RGBいずれかの同一列内で正負極性が同一かつ互いに隣接する画素電極をもつ2画素が明暗に分かれる。
つまり、同一列内で正負極性が同一かつ互いに隣接する画素電極をもつ2画素が明暗に分かれることで、図7に示すような画素の明暗が現れる。
しかしながら、第1の実施の形態では、図8に示すように単色表示しても、同一行内のその色の画素群内には明暗両方の画素が存在するので、横すじの発生を防止することができる。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態に係る液晶表示装置を説明する。第2の実施の形態の液晶表示装置は、第1の実施の形態の液晶表示装置に対し、図7に示した明暗を低減するための構成を有し、その他については、第1の実施の形態と同様なので、ここでは、当該構成とその作用効果を説明することとする。
なお、第1の実施の形態では、前述した差分dVrgb>0である。つまり、カップリング容量Cpnによる差分は、カップリング容量Cpvによる差分よりも大きくかつ正負が逆であるので、以下、これを前提とする。
図9は、第2の実施の形態におけるWの列の画素電極とその周辺の平面図である。図10は、図9のA−B−C線断面図である。
図9、10に示すように、ゲート線Yに並列に補助容量線140,140’が配置される。画素電極120は、平行な2本の信号線X,X’と、これに直交する2本の補助容量線140,140’とで囲まれるように配置される。画素電極120は、隣接する2本の信号線のうちの一方の信号線Xと、画素TFT110を介して接続される。
画素電極120に接続された電極160は、画素電極120の上に位置する画素電極120’と重ならないように配置されている。
これにより、カップリング容量Cpvが小さくなるので、dVvが小さくなり、差分dVw=−2dVvを小さくできる。その結果、明暗を低減することができる。
図11は、第2の実施の形態におけるRGBそれぞれの列の画素電極とその周辺の平面図である。図12は、図11のA−B−C線断面図である。図13は、図11のD−E線断面図である。
図11、12に示すように、ゲート線Yに並列に補助容量線140,140’が配置される。画素電極120は、平行な2本の信号線X,X’と、これに直交する2本の補助容量線140,140’とで囲まれるように配置される。画素電極120は、隣接する2本の信号線のうちの一方の信号線Xと、画素TFT110を介して接続される。
前述したように、RGBそれぞれの列では、カップリング容量Cpnによる電位変動量の差分が生じ、その差分は、カップリング容量Cpvによる差分よりも大きくかつ正負が逆であるので、RGBそれぞれの列とWの列とでカップリング容量Cpvを等しくすると、逆にRGBそれぞれの列での明暗が顕著になる。
そこで、RGBそれぞれの列では、カップリング容量Cpvが、Wの列のカップリング容量Cpvよりも大きくなっている。
例えば、図11、13に示すように、画素電極120に接続された電極160は、画素電極120の上に位置する画素電極120’の方へ延出され、その一部が画素電極120’と重なっている。
これにより、カップリング容量Cpvが大きくなるので、dVvが大きくなり、差分dVrgbを小さくできる。その結果、明暗を低減することができる。
また、図10、12に示すように、画素電極120と各信号線X,X’とのそれぞれの間に、静電遮蔽性を有するシールド電極180が配置されている。このシールド電極180は、補助容量線140の一部を信号線X,X’に沿って延出して形成される。補助容量線140’についても同様にシールド電極180’が形成される。
これにより、カップリング容量Cpnが小さくなるので、dVnが小さくなり、差分dVrgbを小さくできる。その結果、明暗を低減することができる。
したがって、RGBそれぞれの列内でのカップリング容量Cpvを、Wの列内でのカップリング容量Cpvよりも大きくすることで、両方の列において明暗を低減することができる。
[第3の実施の形態]
第1、2の実施の形態では、各信号線は、その信号線の電位が設定される画素電極の左に形成されているので、図6に示すような極性分布としたが、第3の実施の形態では、各信号線は、その信号線の電位が設定される画素電極の右に形成されている。そのため、図14な極性分布とすることで、同様の作用により、横クロストークの発生を防止することができる。
また、第3の実施の形態でも、RGBそれぞれの列内でのカップリング容量Cpvを、Wの列内でのカップリング容量Cpvよりも大きくすることで、両方の列において明暗を低減することができる。
なお、これまでは、4色の液晶表示装置を説明したが、5色以上の液晶表示装置であっても、RGBの列に相当する列とWの列に相当する列とを設けることで、同様の作用効果が得られる。
第1の実施の形態に係る液晶表示装置1の概略的な構成図である。 各信号線および画素電極の配置と信号線切替回路170の回路を示す図である。 第1の実施の形態のTFTのオンオフのタイミングを示す図である。 第1の実施の形態の映像信号の極性切り替わりのタイミングを示す図である。 画素電極の正負極性および電位の設定順序についての分布図である。 単色表示の際の正負極性の分布図である。 第1の実施の形態での画素の明暗を示す図である。 単色表示したときの画素の明暗を示す図である。 第2の実施の形態におけるWの列の画素電極とその周辺の平面図である。 図9のA−B−C線断面図である。 第2の実施の形態におけるRGBそれぞれの列の画素電極とその周辺の平面図である。 図11のA−B−C線断面図である。 図11のD−E線断面図である。 第3の実施の形態における正負極性の分布図である。 2H2V反転駆動を行ったときの正負極性の分布図である。 4色の液晶表示装置で2H2V反転駆動を行ったときの正負極性の分布図である。 4色の液晶表示装置で2H2V反転駆動を行って単色表示した際の正負極性の分布図である。 2H2V反転駆動を行ったときの画素の明暗を示す図である。 4色の液晶表示装置で2H2V反転駆動を行ったときの画素の明暗を示す図である。 4色の液晶表示装置で2H2V反転駆動を行って単色表示した際の画素の明暗を示す図である。
符号の説明
1…液晶表示装置
100…アレイ基板
110…画素TFT
120…画素電極
130a…補助容量素子
130b…液晶容量素子
140…補助容量線
150…ゲート線駆動回路
160…電極
170…信号線切替回路
180…シールド電極
200…対向基板
210…対向電極
Cpn、Cps、Cpv…カップリング容量
X…信号線
Y…ゲート線(走査線)

Claims (1)

  1. 信号線を4備えた信号線群を複数構成する複数の信号線と複数の走査線とが交差し、各交差部に当該交差部の走査線の駆動により導通する画素トランジスタと、当該導通した画素トランジスタにより当該交差部の信号線の電位が設定される画素電極とを備えたアレイ基板と、
    各画素電極に液晶層を介して対向する対向電極を備えた対向基板と、
    同一の信号線の電位が設定される各画素電極を備えてなる同一の列内において、前記対向電極の電位に対する画素電極の電位の正負極性を2走査線ごとに反転させ、
    列内での画素電極と該画素電極に対し隣の列の信号線を挟んで隣り合う画素電極との間の正負極性が異なるか同じかが1走査線ごとになっている列と、列内での画素電極と該画素電極に対し隣の列の信号線を挟んで隣り合う画素電極との間で正負極性が異なる列とを構成し、
    同一の走査線により電位が設定される各画素電極を備えてなる同一の行内の同一の信号線群に対応する4画素電極に対して、当該信号線群への映像信号が当該信号線群の信号線に順次に供給されるように当該4画素電極に応じた設定順序で電位を設定し、
    同一の行での設定順序の繰り返し単位を16画素電極とし、
    同一の列での設定順序の繰り返し単位を4画素電極とすることを同一フレームで行い、前記同一の行内の同一の信号線群に対応する4画素電極への電位の設定順序を直前フレームでの当該4画素電極への電位の設定順序に対して異ならせる画素電極極性制御手段と、
    を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
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