JP5090620B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置について図1乃至図17を用いて説明する。まず、本実施の形態による液晶表示装置の概略の構成について図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態による液晶表示装置の概略構成を示している。図1に示すように、液晶表示装置は、絶縁膜を介して互いに交差して形成されたゲートバスライン及びドレインバスラインと、画素毎に形成されたTFTとを備えたTFT基板2を有している。当該画素は互いに分割された第1及び第2の副画素を有している。このため、液晶表示装置は、後程説明する容量結合によるハーフトーン・グレースケール法(容量結合HT法)を用いて駆動できるようになっている。また、液晶表示装置は、CFや共通電極が形成された対向基板4と、両基板2、4間に封止された例えば負の誘電率異方性を有する液晶層6(図1では図示せず)とを備えている。
Vpx2=(Cc/(Clc2+Cc))×Vpx1・・・(1)
となる。実際の電圧比(Vpx2/Vpx1(=Cc/(Clc2+Cc)))は液晶表示装置の表示特性に基づく設計事項であるが、およそ0.6〜0.8とするのが理想的である。
γ={log(Ta)−log(Tb)}/{log(a)−log(b)} ・・・(2)
以下、実施例を用いて具体的に説明する。
本実施例による液晶表示装置は、駆動HT法の駆動条件には駆動HT最適条件が適用される。図14は、高輝度フレームでの明輝度を得るための高輝度側階調値と、低輝度フレームでの暗輝度を得るための低輝度側階調値とを備えた階調変換テーブルを示している。横軸は入力階調を表している。左側の縦軸は出力階調(変換後の階調)を表し、右側の縦軸は最大輝度で規格化された輝度を表わしている。図中◆印を結ぶ曲線Aは、低輝度側階調を示し、■印を結ぶ曲線Bは、高輝度側階調値を示している。図中×印を結ぶ曲線Cは、通常輝度(所定輝度)を示し、図中○印を結ぶ曲線Dは、駆動HT法による画像処理後の輝度(HT処理後輝度)を示している。
本実施例による液晶表示装置の構成は、副画素A及び副画素Bの面積比A:Bが4:6である点を除いては、上記実施例1による液晶表示装置と同様である。
本発明の第2の実施の形態による液晶表示装置について図18及び図19を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装置は、画素電極(第1の画素電極)16と画素電極(第2の画素電極)17との面積比が異なる複数の画素からなる画素群PGinを備えた点に特徴を有している。図18は、本実施の形態による液晶表示装置のマトリクス状に配置された複数の画素のうちの27個の画素を示している。図18に示すように、図中左右方向に延びる複数のゲートバスラインGmが互いに並列してガラス基板10上に形成されている。ゲートバスラインGmに絶縁膜(不図示)を介して交差して、図中上下方向に延びる複数のドレインバスラインDrn、Dgn、Dbnが互いに並列して形成されている。
本発明の第3の実施の形態による液晶表示装置について図20及び図21を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装置は、制御容量(所定の電気容量)の容量値が異なる、複数の画素からなる画素群を備えた点に特徴を有している。図20は、本実施の形態による液晶表示装置のマトリクス状に配置された複数の画素のうちの4個の画素の等価回路を示している。図20に示すように、図中左右方向に延びる複数のゲートバスライン12が互いに並列してガラス基板上に形成されている。ゲートバスライン12に絶縁膜30を介して交差して、図中上下方向に延びる複数のドレインバスライン14が互いに並列して形成されている。
Vpx21=(Cc1/(Clc2+Cc1))×Vpx1・・・(3)
Vpx22=(Cc2/(Clc2+Cc2))×Vpx1・・・(4)
上記第2の実施の形態による液晶表示装置は、各画素に形成された制御容量Ccの容量値は全て同一であるが、本発明はこれに限られない。例えば、画素群PGinのいずれかの画素Prmn、Pgmn、Pbmnの制御容量Ccの容量値は、残余の画素Prmn、Pgmn、Pbmnの当該容量値と異なっていてもよい。あるいは、画素Prmn、Pgmn、Pbmnに形成された制御容量Ccの容量値は、それぞれ異なっていてもよい。この場合も、上記第2及び第3の実施の形態と同様の効果が得られる。
(付記1)
対向配置された一対の基板間に封止された液晶と、
前記一対の基板の一方にマトリクス状に配置された複数の画素と、
前記画素毎に形成された薄膜トランジスタと、
入力画像データの階調値に対応した所定輝度より高輝度で前記画素を駆動する高輝度フレームと、前記所定輝度より低輝度で前記画素を駆動する低輝度フレームとを組み合わせ、前記所定輝度にほぼ等しい輝度が得られるように、前記高輝度フレームでの前記画素の輝度(明輝度)及び前記低輝度フレームでの前記画素の輝度(暗輝度)と、前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの存在割合とを決定する画像処理部と、
前記画素内に形成された、第1の副画素と、
前記第1の副画素と分割されて前記画素内に形成された、前記第1の副画素より単位面積あたり低輝度の輝度が得られる第2の副画素と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
(付記2)
付記1記載の液晶表示装置において、
前記画素は、制御電極を介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続されて前記第1の副画素に形成された第1の画素電極と、前記制御電極との間に絶縁膜を挟んで所定の電気容量を形成し、前記第1の画素電極と分離されて前記第2の副画素に形成された第2の画素電極とを有することを特徴とする液晶表示装置。
(付記3)
付記1又は2に記載の液晶表示装置において、
表示画面の法線方向に対して所定の角度から測定した光学特性における最大輝度をTとし、前記所定の角度と同方向からの、階調値aに基づく輝度をta、階調値b(aとbとは異なる値)に基づく輝度をtbとし、前記最大輝度Tに対する前記輝度ta及び前記輝度tbのそれぞれの輝度比をTa及びTbとし、γ={log(Ta)−log(Tb)}/{log(a)−log(b)}とすると、
前記画像処理部で前記入力画像データを処理せずに前記画素を駆動した際に、前記γ値が最大となる階調値αと、前記画像処理部で前記画像データを処理して前記第1の副画素のみからなる画素を駆動した際に、前記γ値が最大となる階調値βとが、前記階調値の所定範囲内において、一致していないことを特徴とする液晶表示装置。
(付記4)
付記3記載の液晶表示装置において、
前記階調値βは、前記階調値αより大きい値であることを特徴とする液晶表示装置。
(付記5)
付記2乃至4のいずれか1項に記載の液晶表示装置において、
前記第2の画素電極は、前記画素の総面積の50%以上の面積を占めるように形成されており、前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの前記存在割合は、n:1(n≧1)となるように駆動されていることを特徴とする液晶表示装置。
(付記6)
付記2乃至4のいずれか1項に記載の液晶表示装置において、
前記第2の画素電極は、前記画素の総面積の50%以下の面積を占めるように形成されており、前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの前記存在割合は、1:n(n≧1)となるように駆動されていることを特徴とする液晶表示装置。
(付記7)
付記1乃至6のいずれか1項に記載の液晶表示装置において、
前記画像処理部は、前記薄膜トランジスタのゲート電極と電気的に接続されたゲートバスラインを駆動する駆動回路と、前記薄膜トランジスタのドレイン電極と電気的に接続されたドレインバスラインを駆動する駆動回路とを制御する制御回路に内蔵されていることを特徴とする液晶表示装置。
(付記8)
付記1乃至7のいずれか1項に記載の液晶表示装置において、
前記高輝度フレームでの前記明輝度を得るための高輝度側階調値と、前記低輝度フレームでの前記暗輝度を得るための低輝度側階調値とを備えた階調変換テーブルを有することを特徴とする液晶表示装置。
(付記9)
付記8記載の液晶表示装置において、
前記階調変換テーブルは、記憶回路に記憶されていることを特徴とする液晶表示装置。
(付記10)
付記9記載の液晶表示装置において、
前記記憶回路は、前記制御回路に内蔵されていることを特徴とする液晶表示装置。
(付記11)
対向配置された一対の基板間に封止された液晶と、
前記一対の基板の一方に、互いに並列して形成された複数のゲートバスラインと、
前記複数のゲートバスラインに絶縁膜を介して交差して形成された複数のドレインバスラインと、
前記両バスラインの交差部毎に設けられ、前記ゲートバスラインに電気的に接続されたゲート電極と、前記ドレインバスラインに電気的に接続されたドレイン電極と、前記ゲート電極上で前記ドレイン電極と所定の間隙を設けて対向配置されたソース電極とを備えた薄膜トランジスタと、
制御電極を介して前記ソース電極に電気的に接続された第1の画素電極と、前記第1の画素電極と分離されて前記制御電極との間に絶縁膜を挟んで所定の電気容量を形成する第2の画素電極との面積比が異なる複数の画素を備えた画素群と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
(付記12)
付記11記載の液晶表示装置において、
前記画素群は、前記第1の画素電極と前記第2の画素電極との前記面積比が1:9に形成された第1の画素と、前記面積比が2:8に形成された第2の画素と、前記面積比が4:6に形成された第3の画素とを有することを特徴とする液晶表示装置。
(付記13)
付記11又は12に記載の液晶表示装置において、
前記画素群のいずれかの前記画素は、前記所定の電気容量の容量値が残余の前記画素と異なっていることを特徴とする液晶表示装置。
(付記14)
対向配置された一対の基板間に封止された液晶と、
前記一対の基板の一方に、互いに並列して形成された複数のゲートバスラインと、
前記複数のゲートバスラインに絶縁膜を介して交差して形成された複数のドレインバスラインと、
前記両バスラインの交差部毎に設けられ、前記ゲートバスラインに電気的に接続されたゲート電極と、前記ドレインバスラインに電気的に接続されたドレイン電極と、前記ゲート電極上で前記ドレイン電極と所定の間隙を設けて対向配置されたソース電極とを備えた薄膜トランジスタと、
制御電極を介して前記ソース電極に電気的に接続された第1の画素電極と分離された第2の画素電極と、前記制御電極との間に挟まれた絶縁膜により形成された所定の電気容量の容量値が異なる複数の画素を備えた画素群と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
(付記15)
付記14記載の液晶表示装置において、
前記画素群のいずれかの前記画素は、前記第1及び第2の画素電極の面積比が残余の前記画素と異なっていることを特徴とする液晶表示装置。
(付記16)
付記11乃至15のいずれか1項に記載の液晶表示装置において、
前記第1及び第2の画素電極の面積比又は前記所定の電気容量の容量値が異なる前記画素毎に、入力画像データの階調値と前記画素に印加される電圧との関係が異なっていることを特徴とする液晶表示装置。
(付記17)
付記2乃至16のいずれか1項に記載の液晶表示装置において、
前記一対の基板の他方は共通電極を有し、
前記第2の画素電極と前記共通電極との間に形成される液晶容量に印加される電圧は、前記液晶容量と前記所定の電気容量との容量比に基づいて生成されていることを特徴とする液晶表示装置。
(付記18)
付記1乃至17のいずれか1項に記載の液晶表示装置において、
前記液晶は負の誘電率異方性を有し、電圧無印加時に基板面にほぼ垂直に配向していることを特徴とする液晶表示装置。
4、103 対向基板
6、104 液晶層
10、11 ガラス基板
12、112 ゲートバスライン
14、111 ドレインバスライン
16、17、109 画素電極
18、117 蓄積容量バスライン
19、116 蓄積容量電極(中間電極)
20、110 TFT
24 コンタクトホール
25 制御電極
30 絶縁膜
32 保護膜
36、37 配向膜
39 画素群
40 CF樹脂層
42、118 共通電極
44a、44b、44c、115 線状突起
46、114 スリット
80 ゲートバスライン駆動回路
81 画像処理部
82 ドレインバスライン駆動回路
83 記憶回路
84 制御回路
86、87、107 偏光板
88 バックライトユニット
101 液晶表示パネル
105 周辺シール材
106 スペーサ
108 実装用端子
119 垂直配向膜
120 液晶分子
Claims (6)
- 対向配置された一対の基板間に封止された液晶と、
前記一対の基板の一方にマトリクス状に配置された複数の画素と、
前記画素毎に形成された薄膜トランジスタと、
入力画像データの階調値に対応した所定輝度より高輝度で前記画素を駆動する高輝度フレームと、前記所定輝度より低輝度で前記画素を駆動する低輝度フレームとを組み合わせ、前記所定輝度にほぼ等しい輝度が得られるように、前記高輝度フレームでの前記画素の輝度(明輝度)及び前記低輝度フレームでの前記画素の輝度(暗輝度)と、前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの存在割合とを決定する画像処理部と、
前記画素内に形成されて第1の画素電極を備えた第1の副画素と、
前記第1の副画素と分割されて前記画素内に形成され、第2の画素電極を備え、前記第1の副画素より単位面積あたり低輝度の輝度が得られる第2の副画素とを有し、
表示画面の法線方向に対して所定の角度から測定した光学特性における最大輝度をTとし、前記所定の角度と同方向からの、階調値aに基づく輝度をta、階調値b(aとbとは異なる値)に基づく輝度をtbとし、前記最大輝度Tに対する前記輝度ta及び前記輝度tbのそれぞれの輝度比をTa及びTbとし、γ={log(Ta)−log(Tb)}/{log(a)−log(b)}とすると、
前記画像処理部で前記入力画像データを処理せずに前記画素を駆動した際に、前記γ値が最大となる階調値αと、前記画像処理部で前記画像データを処理して前記第1の副画素のみからなる画素を駆動した際に、前記γ値が最大となる階調値βとが、前記階調値の所定範囲内において、一致していないこと
を特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1記載の液晶表示装置において、
前記画素は、前記第1及び第2の画素電極を有し、
前記第1の画素電極は、制御電極を介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続されており、前記第2の画素電極は、前記制御電極との間に絶縁膜を挟んで所定の電気容量を形成し、前記第1の画素電極と分離されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1記載の液晶表示装置において、
前記階調値βは、前記階調値αより大きい値であることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項2又は3に記載の液晶表示装置において、
前記第2の画素電極は、前記画素の総面積の50%以上の面積を占めるように形成されており、前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの前記存在割合は、n:1(n≧1)となるように駆動されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項2又は3に記載の液晶表示装置において、
前記第2の画素電極は、前記画素の総面積の50%以下の面積を占めるように形成されており、前記高輝度フレームと前記低輝度フレームとの前記存在割合は、1:n(n≧1)となるように駆動されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の液晶表示装置において、
前記液晶は負の誘電率異方性を有し、電圧無印加時に基板面にほぼ垂直に配向していることを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (7)
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---|---|---|---|
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