JP5238826B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、複数の画素がマトリックス状に配置された表示部を備えた液晶表示装置に関する。なお、本願は、2009年1月27日に出願された日本国特許出願2009−015865号を基礎として、パリ条約又は移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。当該基礎出願の内容は、本願中に参照として組み込まれている。
かかる液晶表示装置としては、例えば、日本国特許出願公開2001−147420号公報に開示されている。同公報には、いわゆるアクティブマトリックス型の液晶表示装置が開示されている。かかる液晶表示装置は、複数の走査信号線と、走査信号線に互いに交差した複数のデータ信号線とを備えている。そして、対応する走査信号線に導通を指示する走査信号がスイッチング素子に供給された場合に、当該スイッチング素子によって、対応するデータ信号線と画素電極とが接続される。そして、データ信号線と画素電極とが接続されるタイミングにて、データ信号線に供給されるデータ信号が、画素電極に書き込まれる。また、この液晶表示装置は、各画素に共通電極信号が印加される共通電極を有している。
かかる液晶表示装置では、いわゆる「横シャドー」と呼ばれる問題が生じうる。同公報では、かかる液晶表示装置について、データ信号線への出力に基づいて、当該出力の総和に応じたカップリング信号を生成する。そして、共通電極信号の基準となる駆動信号と、カップリング信号とに基づき、駆動信号のみから生成した共通電極信号と比較して、データ信号線への出力に起因する電位変動を抑える共通電極信号を生成している。これにより、低消費電力でいわゆる横シャドーを防止できる。
日本国特許出願公開2001−147420号公報
近年、TV用のディスプレイなどの用途において、液晶表示装置は大画面化が進んでいる。また、動きの激しいスポーツなど、表示に遅れが生じないように動画を表示するため、1秒間に120枚の画像を切り替える倍速駆動をさせる場合がある。このようなパネルでは、横シャドーが生じ易い。本発明は、かかる横シャドーの問題について全く新しい解決手段を提案する。
本発明に係る液晶表示装置は、複数の画素が配置された表示部を備えている。この液晶表示装置は、表示部の各画素に補助容量が設けられている。そして、補助容量は補助容量配線に接続されており、当該液晶表示装置は、かかる補助容量配線を複数備えている。補助容量配線は幹配線に接続されている。幹配線は、補助容量配線を介して補助容量に駆動信号を伝送する。また、この液晶表示装置は、かかる幹配線とは別に、複数の補助容量配線を接続するブリッジ配線を備えている。この液晶表示装置によれば、補助容量配線の抵抗が低下し、補助容量配線に生じるリップルを低減できる。これにより横シャドーを抑制できる。
この場合、液晶表示装置は、幹配線を複数有していてもよい。この場合、各幹配線には、それぞれ複数の補助容量配線が接続されているとよい。そして、ブリッジ配線には、同じ幹配線に接続された補助容量配線が接続されているとよい。
また、液晶表示装置の表示部は複数の画素がマトリックス状に配置されていてもよい。この場合、幹配線は表示部の縦方向に沿って複数本配設されているとよい。また、補助容量配線は、表示部の方向に沿って複数本配設されており、それぞれ複数の幹配線のうち一の幹配線に接続されているとよい。この場合、同じ幹配線に接続された補助容量配線が、ブリッジ配線によって接続されているとよい。これにより、各補助容量配線への駆動信号の伝送を阻害せず、各補助容量配線に生じるリップルを低減できる。これにより横シャドーを抑制できる。
また、表示部の複数の画素は複数のサブ画素を備えている場合、ブリッジ配線は複数のサブ画素のうち、何れかのサブ画素を通るように配設されていてもよい。例えば、表示部の複数の画素がRGBのサブ画素を備えている場合がある。この場合、ブリッジ配線は、RGBのサブ画素のうち、Rのサブ画素を通るように配線されていてもよいし、Gのサブ画素を通るように配線されていてもよいし、Bのサブ画素を通るように配線されていてもよい。
図1は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。 図2は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の液晶パネルを示す断面図である。 図3は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のアレイ基板の画素領域部分を示す平面図である。 図4は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のカラーフィルタ基板の画素領域部分を示す平面図である。 図5は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のサブ画素の構成を示す平面図である。 図6は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のサブ画素に構成される回路図である。 図7は補助容量配線と幹配線の配線構造を示す図である。 図8は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の駆動構造を示すブロック図である。 図9は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置に生じる横シャドーを例示した図である。 図10は走査信号SとCsバスラインに生じる電圧Vcとの関係を示す図である。 図11は走査信号SとCsバスラインに生じる電圧Vcとの関係を示す図である。 図12は補助容量配線と幹配線とブリッジ配線との配線構造を示す図である。 図13は液晶表示装置の画素に構成される回路図である。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、実質的に同じ作用を奏する部材又は部位には適宜に同じ符号を付している。
図13は、液晶表示装置の各画素Aの回路構成の一例を示している。図13中、符号47は薄膜トランジスタ(TFT:thin film transistor)を示している。また、符号Clcは画素電極42と対向電極55で構成され、液晶層13を操作するコンデンサを示している。また、符号Ccsは補助容量Csを構成するコンデンサを示している。また、符号71はソースドライバを、符号72はゲートドライバを、符号43aはソースバスラインを、符号43bはゲートバスラインを、符号43cは補助容量配線としてのCsバスラインを、それぞれ示している。
ソースバスライン43aは、薄膜トランジスタ47のソース電極121に接続されている。ゲートバスライン43bは、薄膜トランジスタ47のゲート電極122に接続されている。また、液晶層13を操作するコンデンサClcと、補助容量Csとは、図13に示されているように、薄膜トランジスタ47(TFT:thin film transistor)のドレイン電極123側に接続されている。そして、補助容量CsはCsバスライン43cに接続されている。かかるCsバスライン43cは、それぞれ液晶パネル10の各画素Aに設けられた補助容量Csが接続されている。
液晶表示装置の各画素Aは、ゲートドライバ72から送られる走査信号に伴って薄膜トランジスタ47がONになったタイミングで、ソースドライバ71からソースバスライン43aを通じて当該画素Aの画素電極42に所要の電圧が印加される。そして、補助容量Csの作用によって画素電極42に印加された電圧は、薄膜トランジスタ47がOFFになった後も維持される。これにより各画素Aは液晶層13が操作されて所望の表示が行われる。
図10は、ゲートバスライン43bに入力される走査信号Sと、Csバスライン43cに生じる電圧Vcとの関係を示している。図13及び図10に示すように、ゲートドライバ72から送られる走査信号S(パルス信号)に伴って薄膜トランジスタ47がONになるタイミングΔTで、ソースドライバ71からソースバスライン43aに当該画素Aの画素電極42に所要の電圧が印加される。このとき、補助容量Csを介して画素電極42に接続されたCsバスライン43cにリップルVcs1が生じることがある。
また、かかるリップルVcs1は、薄膜トランジスタ47がOFFになった後も減衰せずに、Csバスライン43cに残る場合がある。リップルVcs1が減衰せずにCsバスライン43cに残った場合、当該Csバスライン43cに接続された複数の画素Aにおいて、液晶層13を操作するコンデンサClcに印加された電圧が当該リップルVcs1の影響を受ける。このようにCsバスライン43cに生じたリップルVcs1によって、液晶層13を操作するコンデンサClcに印加された電圧が影響を受けることがある。
本発明者は、「かかるCsバスライン43cに生じる電圧変動(リップルVcs1)が「横シャドー」の原因の一つである」と考えて本発明を想起した。図12は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置100について、Csバスライン43c(1)〜(8)の配線構造を示している。すなわち、この液晶表示装置100では、図12に示すように、液晶パネル10内においてCsバスライン43c(1)〜(8)(補助容量配線)を接続するブリッジ配線210(1)〜(8)を備えている。この液晶表示装置100によれば、かかるブリッジ配線210(1)〜(8)によって、Csバスライン43c(1)〜(8)に生じるリップルVcs1(図10参照)を小さくすることができるとともに、「横シャドー」の発生を抑制できる。なお、Csバスライン43c、ブリッジ配線210に付した括弧内の数字は、複数のCsバスライン43c、複数のブリッジ配線210をそれぞれ区別するために付している。かかるCsバスライン43c、ブリッジ配線210は、以下の説明において、適宜括弧内の数字を付して説明する。
以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置100を説明する。ここでは、先ず、かかる液晶表示装置100の構造を概略的に説明する。そして、液晶表示装置100においてブリッジ配線210が設けられていない場合に「横シャドー」が生じる現象を説明する。その後、液晶表示装置100においてブリッジ配線210を設けた場合に、どのように「横シャドー」を抑制できるかを説明する。なお、以下に説明する実施形態は、液晶表示装置の構成についての一例を示すに過ぎない。液晶表示装置の具体的構成は以下の実施形態に限定されない。
図1は、かかる液晶表示装置100の断面構成を模式的に示している。液晶表示装置100は、図1に示すように、液晶表示部としての液晶パネル10と、バックライト20とを備えている。この液晶表示装置100の液晶パネル10は、概して、全体として矩形の形状を有しており、一対の透光性基板11及び12(ガラス基板)で構成されている。この実施形態では、両基板11及び12のうち、表側はカラーフィルタ基板11(CF基板)であり、裏側がアレイ基板12(TFT基板)である。
この実施形態では、図1に示すように、カラーフィルタ基板11とアレイ基板12は、それぞれ画素領域10a(画素が形成されている領域)を有している。カラーフィルタ基板11及びアレイ基板12は、互いに対向して配置されている。カラーフィルタ基板11とアレイ基板12の間には、画素領域10aの周囲(外周縁部)を周方向に囲むように、シール材15が設けられている。
かかるカラーフィルタ基板11とアレイ基板12の間で、シール材15で囲まれた領域には液晶層13が設けられている。液晶層13には液晶分子を含む液晶材料が含まれている。カラーフィルタ基板11とアレイ基板12との間に電圧が印加されることによって、液晶層13中の液晶分子の配向方向が操作され、液晶層13の光学特性が変化する。
以下、アレイ基板12とカラーフィルタ基板11を順に説明する。図2から図4は液晶パネル10の画素領域10aを拡大した図である。このうち図2はカラーフィルタ基板11とアレイ基板12を貼り合せた状態の断面図を示している。また、図3はアレイ基板12の画素領域部分の平面図を示し、図4はカラーフィルタ基板11の画素領域部分の平面図を示している。図3及び図4中の破線Aで囲まれた領域は、この液晶表示装置100の一画素を構成する領域を示している。この液晶パネル10には、図3及び図4に示す画素Aが行列(マトリックス)状に配列されている。また、図5は、画素Aに構成される1つのサブ画素Aを拡大した平面図である。また、図6は、画素Aに構成されるサブ画素A、A、Aに構成される回路図である。
この実施形態では、アレイ基板12は、図2、図3及び図5に示すように、ガラス基板41の表側(液晶層13側)に、画素電極42a、42b、バスライン43a〜43c(bus line)、平坦化層44及び配向膜46(水平配向膜)、薄膜トランジスタ47a、47b(TFT:thin film transistor)が形成されている。画素電極42a、42bは透明導電材料であるITO(indium tin oxide:酸化インジウムスズ)からなり、これらの画素電極42a、42bには画像に応じた電圧がバスライン43a〜43c及び薄膜トランジスタ47a、47b(図3参照)を介して所定のタイミングで供給される。平坦化層44は絶縁材料によって形成されており、画素電極42a、42b及びバスライン43a〜43c(図3参照)を覆っている。平坦化層44の上にはポリイミド等からなる配向膜46が形成されている。この配向膜46の表面には、電圧を印加していないときの液晶分子の配向方向を決定するために、配向処理が施されている。また、この実施形態では、アレイ基板12は、補助容量Csを備えている。かかる補助容量Csの構造は後で詳述する。
また、カラーフィルタ基板11は、図2及び図4に示すように、ガラス基板51の裏側(液晶層13側)にブラックマトリックス52、カラーフィルタ53、平坦化層54、対向電極55及び配向膜56(水平配向膜)が形成されている。ブラックマトリックス52は画素間の領域を光が透過しないようにするため、Cr(クロム)等の金属により形成されている。カラーフィルタ53には赤(R)、緑(G)、青(B)の3色があり、図2から図4に示すように、アレイ基板12の1つの画素電極42a、42bにR・G・Bの何れか1つのカラーフィルタ53が対向している。平坦化層54は、図2に示すように、ブラックマトリックス52及びカラーフィルタ53を覆うように形成されており、この平坦化層54の下側にはITO(indium tin oxide)からなる対向電極55が形成されている。また、対向電極55の下側には配向膜56が形成されている。この配向膜56の表面にも配向処理が施されている。なお、アレイ基板12の配向膜46の配向方向と、カラーフィルタ基板11の配向膜56の配向方向とは90°異なっている。
ガラス基板41,51は、図2に示すように、球形又は円柱形のスペーサ59(図示例では、球形)を挟んで配置されている。スペーサ59は、例えば、プラスチックやガラスなどにより形成されている。ガラス基板41,51のギャップは、上述したシール材15(図1参照)及びスペーサ59によって保持され、液晶層13が一定に維持されている。
さらに、図1及び図2に示すように、カラーフィルタ基板11(ガラス基板51)の表面側及びアレイ基板12(ガラス基板41)の裏面側にはそれぞれ偏光板17、18が貼り付けられている。いわゆるノーマリホワイト型の液晶表示装置では2枚の偏光板17、18の偏光軸は互いに直交するように配置される。また、いわゆるノーマリブラック型の液晶表示装置では2枚の偏光板17、18の偏光軸は並行に配置される。この実施形態では、図1に示すように、液晶パネル10の表側は、ベゼル30が装着されている。液晶パネル10の裏側には、フレーム32が装着されている。そして、ベゼル30とフレーム32は、液晶パネル10を支持する。さらに、フレーム32は、液晶パネル10の画素領域10aに相当する部分が開口している。かかる液晶パネル10の裏側には、バックライトシャーシ24に支持されたバックライト20が装着されている。
バックライト20は、図1に示すように、液晶パネル10の裏側(図1中の右側)に配置された外部光源である。この実施形態では、バックライト20は、複数の光源22(例えば、冷陰極管や発光ダイオード(LED)など)と、バックライトシャーシ24とを備えている。バックライトシャーシ24は、表側(液晶パネル10側)に向けて開口した箱形形状を有しており、バックライトシャーシ24内には、複数の光源22が配置されている。バックライトシャーシ24の開口には、複数枚の光学シート26が積層されて配置されている。
光学シート26は、例えば、裏側から順に、拡散板、拡散シート、レンズシート、及び輝度上昇シートを有している。バックライトシャーシ24は、上述した液晶パネル10に光源22を向けた状態で、フレーム32の裏側に装着されている。この際、光学シート26は、液晶パネル10のフレーム32の裏面とバックライトシャーシ24の表面とに挟まれる。また、液晶表示装置100は、図1に示すように、制御部200を備えている。制御部200は、表示する画像や映像に応じて、バックライト20の輝度(明るさ)を調整する回路(例えば、冷陰極管インバータ回路などの調光回路)を備えている。かかる制御部200は、例えば、光源22に投入する電力を調整して、バックライト20の明るさを調整する。
この液晶表示装置100は、液晶パネル10に、カラーフィルタ基板11とアレイ基板12に制御された電圧を印加して液晶層13中の液晶分子を操作する。かかる液晶パネル10では、液晶層13中の液晶分子は、画素A(より詳しくは、RGBで規定されるサブ画素A、A、A)毎に操作される。これによって、各画素Aは、バックライト20の光を遮断したり、通過する光の透過率を変えたりすることができる。さらに、液晶表示装置100は、バックライト20の輝度等も制御しつつ所望の画像を表示させる。なお、この実施形態では、図3に示すように、RGBで規定されるサブ画素A、A、Aは、それぞれさらに2つの副画素Pa、Pbに分割されている。
以下に、液晶パネル10の駆動構造をさらに説明する。
図3に示すアレイ基板12において、バスライン43aは、薄膜トランジスタ47a、47bのソースに信号(データ信号)を送るソースバスライン(データ信号線)である。また、バスライン43bは、薄膜トランジスタ47a、47bのゲートに信号(走査信号)を送るゲートバスライン(走査信号線)である。また、バスライン43cは、補助容量Csのバスライン(Csバスライン、補助容量配線)である。この実施形態では、ソースバスライン43aは、RGBで規定される各サブ画素A、A、Aの間を縦断するように配置されている。また、ゲートバスライン43bは、各サブ画素A、A、Aの中央部分を横断するように配置されている。Csバスライン43cは、各サブ画素A、A、Aの縦方向の間隙を横断するように配置されている。ソースバスライン43aは、ソースドライバ71に接続されている。また、ゲートバスライン43bは、ゲートドライバ72に接続されている。また、Csバスライン43cは幹配線180(図6、図7参照)に接続されている。
この実施形態では、各サブ画素AR、AG、ABは、図5及び図6に示すように、ソースバスライン43aとゲートバスライン43bの交差部分に、薄膜トランジスタ47a、47b(TFT)が配設されている。薄膜トランジスタ47a、47bは、ソース電極121と、ゲート電極122と、ドレイン電極123a、123bとを備えている。この実施形態では、ソース電極121は、ソースバスライン43aから薄膜トランジスタ47a、47bの配設位置に延びている。このソース電極121は、上下の薄膜トランジスタ4
7a、47bで共通している。ゲート電極122は、ゲートバスライン43bに設けられている。ドレイン電極123a、123bは、それぞれ上下の副画素a、bの領域に配設されている。ソース電極121と、ゲート電極122と、ドレイン電極123a、123bとの間には、半導体(図示省略)が介在している。また、ドレイン電極123a、123bは、図示は省略するが層間絶縁膜を貫通するコンタクトホールを通じて画素電極42a、42bに接続されている。
また、各副画素Pa、Pbは、補助容量Csを備えている。補助容量Csは、Csバスライン43cと、Csバスライン43cに対向する補助容量電極142a、142bとで構成されている。補助容量電極142a、142bは、それぞれ引出配線144a、144bによって、薄膜トランジスタ47a、47bのドレイン電極123a、123bに接続されている。Csバスライン43cと補助容量電極142a、142bとの間には、絶縁膜が介在しており、補助容量Csとしてのコンデンサ(Ccs)が構成されている。
Csバスライン43cは幹配線180に接続されている。幹配線180は、液晶パネル10の周辺部(この実施形態では、液晶パネル10の両側部)に配設されている。図7は、Csバスライン43cと、幹配線180との接続構造を示す図である。
この実施形態では、幹配線180は、図7に示すように、複数の幹配線181〜184を備えている。Csバスライン43cは液晶パネル10の方向に沿って複数本配設されており、それぞれ液晶パネル10に横方向に一連に配設された各副画素Pa、Pbの補助容量Csが接続されている。かかるCsバスライン43cは、液晶パネル10の縦方向において数本置きに同じ幹配線181〜184に接続されている。
図7に示す例では、8本のCsバスライン43c(1)〜(8)が、液晶パネル10の方向に順に配設されている。この場合、Csバスライン43cは、液晶パネル10の縦方向において4本おきに同じ幹配線181〜184に接続されている。すなわち、Csバスライン43c(1)、43c(5)は、幹配線181に接続されている。Csバスライン43c(2)、43c(6)は、幹配線182に接続されている。Csバスライン43c(3)、43c(7)は、幹配線183に接続されている。Csバスライン43c(4)、43c(8)は、幹配線184に接続されている。なお、図示は省略するが、かかる液晶パネル10の副画素Pa、Pbに設けられた補助容量Csに接続されたCsバスライン43cは、それぞれ異なる幹配線に接続されているとよい。
なお、図7に示す例では、Csバスライン43cは、液晶パネル10の縦方向において4本置きに同じ幹配線181〜184に接続されているが、実際には、液晶パネル10には、さらに多くの幹配線(例えば、12本の幹配線)が設けられている場合がある。例えば、図示は省略するが、12本の幹配線が設けられている場合、Csバスライン43cは、液晶パネル10の縦方向において12本おきに同じ幹配線に接続されているとよい。また、図7では、説明の便宜上、ブリッジ配線210(1)〜(8)(図12参照)が設けられていない形態を示している。
図5及び図6に示されるように、この液晶表示装置100では、ソースバスライン43aと、ゲートバスライン43bと、Csバスライン43cと、薄膜トランジスタ47a、47bによって画素電極42a、42bが充電される。また、画素電極42a、42bは、図2及び図5に示すように、液晶層13を間に挟んで対向するカラーフィルタ基板11側の対向電極55との間に、電荷を保持するコンデンサ(Clc)を形成する。液晶表示装置100の各画素Pa、Pbは、上記2つのコンデンサ(Ccs、Clc)で充電された電荷を保持することで正常に駆動する。図8は、液晶パネル10の駆動構造を示すブロック図である。
液晶表示装置100は、図8に示すように、制御部200を備えている。制御部200は、IC、LSI、CPU、不揮発性メモリーなどを組み合わせて構成されている。制御部200は、予め設定されたプログラムに沿って種々の電子的な処理を行い、所要の機能を奏する。液晶パネル10の駆動は、制御部200によって制御される。この制御部200は、信号入力部201と、タイミング制御部202と、電源203とを備えている。
信号入力部201は、外部システム(図示せず)から複数の制御信号が入力される。外部システムから入力される制御信号には、液晶パネル10に表示させる映像に関する信号が含まれる。この実施形態では、信号入力部201に入力された制御信号を基に、タイミング制御部202を通じてソースドライバ71、ゲートドライバ72に制御信号が送られる。タイミング制御部202は、外部システム(図示せず)から入力された複数の制御信号に基づいて、ゲートドライバ72とソースドライバ71を駆動させるための制御信号を生成する。電源203は、液晶表示装置100の各構成部に動作電源を供給するとともに液晶パネル10の共通電極電圧(Vcom)を生成して対向電極55に供給する。
この実施形態では、ソースドライバ71は、図8に示すように、液晶パネル10の画素A(正確には、画素Aを構成するRGBのサブ画素A、A、A)のマトリックスの各行に配線されたソースバスライン43a(1)〜ソースバスライン43a(m)が接続されている。ソースドライバ71は、タイミング制御部202から入力される制御信号に応答して、各画素Aに入力されるべき基準電圧を選択し、選択した基準電圧を画素Aに供給する。
ゲートドライバ72は、タイミング制御部202から入力される制御信号に応答して液晶パネル10上に配列された薄膜トランジスタ47a、47bのON/OFF制御を行う。液晶パネル10上のゲートバスライン43b(1)〜(n)に信号を送る。一のゲートバスライン43bに薄膜トランジスタ47a、47bをONにする制御信号を送ると、かかる信号によって、ゲートバスライン43bに接続された各画素の薄膜トランジスタ47a、47bがONになる。ゲートドライバ72は、ゲートバスライン43b(1)〜(n)に順に薄膜トランジスタ47a、47bをONにする制御信号(走査信号)を送る。
ソースドライバ71とゲートドライバ72に送られる制御信号(データ信号、走査信号)はそれぞれタイミングが調整されている。すなわち、ゲートドライバ72は、液晶パネル10上の複数のゲートバスライン43b(1)〜(n)のうち、一のゲートバスライン43bに薄膜トランジスタ47a、47bをONにする制御信号(走査信号)を送る。このタイミングにおいて、当該ゲートバスライン43bに接続された複数の画素を制御する制御信号(データ信号)が各ソースドライバ71から送られる。ゲートドライバ72が一つのゲートバスライン43bに接続された画素を全てONにする時間は、1水平同期時間と称される。ゲートドライバ72が一つのゲートバスライン43bに接続された画素をONにすると、当該画素は、当該1水平同期時間において、薄膜トランジスタ47a、47bがONになる。また、次の1水平同期時間では、当該ゲートバスライン43bに接続された画素の薄膜トランジスタ47a、47bはOFFに制御される。
ソースドライバ71は、1水平同期時間毎に、各ソースバスライン43a(1)〜(m)に制御信号(データ信号)を送る。これにより、一つのゲートバスライン43bに接続された画素の薄膜トランジスタ47a、47bがONになったタイミングで、当該画素Aに制御信号(データ信号)が送られる。このように液晶パネル10は一行ずつ順に画素電極42a、42bに情報が書き込まれる。そして、液晶パネル10の全ての行において、画素電極42a、42bに情報が書き込まれることによって、液晶パネル10で表示される一画像が形成されている。映像を表示する場合には、時系列に並べられた複数の静止画像に映像を分ける。時系列に並べられた複数の静止画像を順に表示させることによって、液晶パネル10に動画を表示させている。なお、液晶パネル10に一画像が形成される時間は、フレーム時間と称される。
この実施形態では、図3及び図5に示すように、1画素Aは、RGBで規定されるサブ画素A、A、Aで構成されている。さらに、各サブ画素A、A、Aはそれぞれ2つの副画素Pa、Pbに分けられている。このような、いわゆるマルチ絵素構造では、例えば2つの副画素Pa、Pbのうち何れか一方に画素欠陥が発生したときでも、他方の副画素が機能していれば画素欠陥の影響が低減される。このため正常画素の割合の低下が抑えられる有利な形態である。また、この実施形態では、副画素Pa、Pbは明るさが異なり、一方(例えば、上側の副画素Pa)は明るい画素を形成し、他方(例えば、下側の副画素Pb)は暗い画素を形成している。この場合、RGBの各サブ画素A、A、Aの輝度調整がより微細に行え、中間調の色彩などの表現も豊かになる。
以下、かかる液晶表示装置100において「横シャドー」が生じる現象を説明する。
かかる液晶パネル10がノーマリブラック方式である場合には、典型的には、図9に示すように、グレー表示の中央部分に白を表示させる領域162を形成する場合に、いわゆる「横シャドー」が見られる。この場合、白を表示させる領域162の両サイドのグレー表示領域164、165が、他のグレー表示領域166、167よりも白っぽくなる事象が「横シャドー」である。同様に、液晶パネル10がノーマリホワイト方式である場合には、典型的には、液晶パネル10において、白表示の中央部分にグレー(黒)を表示させる領域162(図9参照)を形成する場合に「横シャドー」が見られる。この場合、グレー(黒)を表示させる領域162の両サイドの白表示領域164、165が、他の白表示領域166、167よりも黒っぽくなる事象が「横シャドー」である。
例えばノーマリブラック方式では、グレー表示領域164〜167は、画素Aに印加する印加電圧を所定よりも低くし、液晶の向きを制御して液晶層によって光を遮ることで表示される。これに対して、白を表示させる領域162は、画素Aに所要の電圧を印加して、液晶層によって光を透過させることによって表示される。「横シャドー」は、グレー表示領域164〜167のうち、白を表示させる領域162の両サイドのグレー表示領域164、165が、他のグレー表示領域166、167よりも白っぽくなる事象である。この場合、白っぽくなるグレー表示領域164、165の画素電極42a、42bに作用する印加電圧が、何らかの要因によって高くなっていると考えられる。
本発明者は、かかる「横シャドー」の原因の一つがCsバスライン43cに生じる電圧変動(リップル)であると考えている。そこで、本発明者は、図10及び図11に示すように、ゲートバスライン43bに入力される走査信号(ここでは、パルス信号)と、Csバスライン43cに生じる電圧との関係を調べた。図10は、ゲートバスライン43bに白を表示させる領域162がないグレー表示領域166、167での、ゲートバスライン43bに入力されるパルス信号と、Csバスライン43cに生じる電圧との関係を示している。これに対し、図11は、ゲートバスライン43bに白を表示させる領域162を有するグレー表示領域164、165におけるゲートバスライン43bに入力されるパルス信号と、Csバスライン43cに生じる電圧との関係を示している。
この場合、図10及び図11に示すように、グレー表示領域164〜167では、何れも薄膜トランジスタ47a、47bがONになるタイミングΔTにおいて、Csバスライン43cに電圧変動Vcs1、Vcs2(リップル)が生じる。これは、薄膜トランジスタ47a、47bがONになるタイミングΔTにおいて、ソースバスライン43aから画素電極42a、42bに所要の電圧が印加されるためである。すなわち、画素電極42a、42bは、補助容量Csを介してCsバスライン43cに接続されている。このため、当該タイミングΔTにおいて、ソースバスライン43aから画素電極42a、42bに所要の電圧が印加されると、Csバスライン43cに電圧変動Vcs1、Vcs2(リップル)が生じる。かかる電圧変動Vcs1、Vcs2は時間の経過とともに減衰する。しかしながら、当該タイミングΔT後にCsバスライン43cに電圧変動ΔVcs1、ΔVcs2が残る場合がある。
図9に示すように、グレー表示領域166、167では、ゲートバスライン43bに白を表示させる領域162がない。これに対して、グレー表示領域164、165は、ゲートバスライン43b(図示省略)に白を表示させる領域162がある。ノーマリブラック方式では、白を表示させる領域162では、グレー表示領域164〜167に比べて、ソースバスライン43aから画素電極42a、42bに印加される電圧が大きい。ゲートバスライン43bに白を表示させる領域162があるグレー表示領域164、165の画素電極42a、42bは、図3及び図5に示すように、TFTのドレイン電極123a、123b、補助容量Cs及びCsバスライン43cを介して電気的に影響を及ぼしあう。このため、図10及び図11に示すように、グレー表示領域166、167(図9参照)に比べて、グレー表示領域164、165の方が、Csバスライン43cに生じる電圧変動Vcs1、Vcs2が大きくなる。そして、当該グレー表示領域164、165では、グレー表示領域166、167に比べて、薄膜トランジスタ47a、47bがONになるタイミングΔT後において、Csバスライン43cに残る電圧変動ΔVcsが大きくなる。
Csバスライン43cに生じる電圧変動ΔVcsは、図6に示すように、それぞれ補助容量Cs(Ccs)を介して、画素電極42a、42bに影響を及ぼす。このとき、図10及び図11に示すように、グレー表示領域164、165では、他のグレー表示領域166、167に比べて、薄膜トランジスタ47a、47bがONになるタイミングΔT後にCsバスライン43cに残る電圧変動ΔVcsが大きい。画素電極42a、42bに印加された電圧は、かかる電圧変動ΔVcsによって高くなる場合がある。このため、ノーマリブラック方式においては、図9に示すように、本来、グレー表示を表示すべき領域164、165が白っぽく表示される場合がある。
本発明者は、かかる事象を改善するため、種々の研究を行い、図12に示すように、複数のCsバスライン43cをブリッジ配線210(1)〜(8)で接続することを考えた。図12は、図示の便宜上、液晶パネル10の周辺部に4本の幹配線181〜184が配設された形態を例示している。Csバスライン43c(1)〜(8)は、それぞれ複数の幹配線181〜184のうち一の幹配線に接続されている。また、各幹配線181〜184にはそれぞれ複数のCsバスライン43cが接続されている。そして、ブリッジ配線210(1)〜(8)は、液晶パネル10内において同じ幹配線181〜184に接続されたCsバスライン43c(1)〜(8)を接続している。
以下、液晶表示装置100においてブリッジ配線210を設けた場合に、どのように「横シャドー」が抑制されるかを説明する。
すなわち、図12に示す例では、ブリッジ配線210(1)は、幹配線181に接続されたCsバスライン43c(1)、43c(5)に接続されている。ブリッジ配線210(2)は、他の幹配線182に接続されたCsバスライン43c(2)、43c(6)に接続されている。ブリッジ配線210(3)は、他の幹配線183に接続されたCsバスライン43c(3)、43c(7)に接続されている。ブリッジ配線210(4)は、他の幹配線184に接続されたCsバスライン43c(4)、43c(8)に接続されている。
この場合、複数のCsバスライン43cがブリッジ配線210(1)〜(8)によって接続されているので、Csバスライン43cの抵抗が低下する。また、ブリッジ配線210(1)〜(8)は、複数のCsバスライン43cを並列的に接続されているので、Csバスライン43cに生じる電圧変動Vcs1、Vcs2(図10、11参照)は小さく抑えられる。そして、かかる電圧変動Vcs1、Vcs2が小さくなるので、薄膜トランジスタ47a、47bがONになるタイミングΔT後に、Csバスライン43cに残る電圧変動ΔVcs1、ΔVcs2も小さく抑えることができる。このため「横シャドー」の発生を小さくできる。
また、この実施形態では、各幹配線181〜184にはそれぞれ複数のCsバスライン43cが接続されている。そして、ブリッジ配線210(1)〜(8)は、それぞれ一つの幹配線181〜184に接続されたCsバスライン43c(1)〜(8)を接続している。このため、異なる幹配線181〜184によって接続されたCsバスライン43c(1)〜(8)には、電圧変動Vcs1の影響は及ばない。
また、この実施形態では、液晶パネル10は、複数の画素Aがマトリックス状に配置されている。Csバスライン43cは、液晶パネル10の方向に沿って複数本配設されている。また、Csバスライン43cは、縦方向に数本置きに同じ幹配線181〜184に接続されている。この実施形態では、例えば、図3に示すように、同一の画素A内でも、各副画素Pa、Pbにおいて、Csバスライン43cは異なる幹配線181〜184に接続されている。このため、同一の画素A内でも各副画素Pa、Pbを通るCsバスライン43cは、異なるブリッジ配線210(1)〜(8)に接続されている。
例えば、この実施形態では、図6及び図12に示すように、同一画素A内の副画素Pa、Pbは、同じゲートバスライン43bによって制御される。このとき、副画素Pa、Pbは、薄膜トランジスタ47a、47bがONになるタイミングは同じである。このため、Csバスライン43c(1)、43c(2)は、同じタイミングで電圧変動Vcs1が生じる。
この実施形態では、一つの画素Aに形成された各副画素Pa、Pbの補助容量Csは、異なるCsバスライン43c(1)、43c(2)に接続されている。そして、かかるCsバスライン43c(1)、43c(2)は、異なるブリッジ配線210(1)、210(2)によって、異なるCsバスライン43c(5)、43c(6)(図12参照)に接続されている。また、ブリッジ配線210(1)によって接続されたCsバスライン43c(1)とCsバスライン43c(5)とは、異なるゲートバスライン43bに接続された画素の補助容量Csに接続されている。同様に、ブリッジ配線210(2)によって接続されたCsバスライン43c(2)とCsバスライン43c(6)とは、異なるゲートバスライン43bに接続された画素の補助容量Csに接続されている。このように、一つの画素Aに形成された各副画素Pa、Pbの補助容量Csに接続されたCsバスライン43c(1)、43c(2)は、それぞれブリッジ配線210によって、異なるゲートバスライン43bに接続された画素の補助容量CsのCsバスライン43cに接続されている。
一つの画素Aに形成された各副画素Pa、Pbの補助容量Csに接続されたCsバスライン43c(1)、43c(2)は、同じタイミングで電圧変動Vcs1が生じる。しかしながら、一つの画素Aに形成された各副画素Pa、Pbの補助容量Csに接続されたCsバスライン43c(1)、43c(2)は、それぞれブリッジ配線210によって、異なるゲートバスライン43bに接続された画素の補助容量CsのCsバスライン43cに接続されている。このため、同じタイミングで生じた電圧変動Vcs1(図10参照)が一のCsバスライン43cにおいて重合されることがない。このため、各Csバスライン43cに生じた電圧変動Vcs1が重合して、大きな電圧変動Vcs1を生じさせることがない。
このように、液晶表示装置100の液晶パネル10(表示部)は複数の画素Aがマトリックス状に配置されていてもよい。この場合、例えば、上述した実施形態のように、Csバスライン43c(補助容量配線)は、液晶パネル10の方向に沿って複数本配設されているとよい。また、幹配線181〜184は、液晶パネル10の方向に数本置きに配設されたCsバスライン43c(補助容量配線)が接続されているとよい。そして、同一の幹配線181〜184によって接続された複数のCsバスライン43cがブリッジ配線210によって接続されているとよい。この場合、ブリッジ配線210は、同一の幹配線180によって接続された複数のCsバスライン43cを接続している。このため、幹配線181〜184から各Csバスライン43cへの駆動信号の伝送は適切に行える。また、かかるブリッジ配線210によって、同一の幹配線181〜184によって接続された複数のCsバスライン43cが電気的に接続されている。これにより、各Csバスライン43cに生じる電圧変動(リップル)の影響が相互に緩和される。

またこの実施形態では、液晶パネル10の各画素AはRGBのサブ画素A、A、Aを備えている。ブリッジ配線210は、図3及び図5に示すように、Bのサブ画素Aを通るように配線されている。各サブ画素A、A、Aの間にはソースバスライン43aが配設されている。このように、各サブ画素A、A、Aの間などに、ブリッジ配線210を配設するスペースを確保できない場合には、ブリッジ配線210は複数のサブ画素A、A、Aのうち、何れかのサブ画素A、A、Aを通るように配設することができる。
このとき、何れのサブ画素A、A、Aにブリッジ配線210を配設するかは、液晶パネル10について、各画素Aの性質等を考慮して適切なサブ画素を選択するとよい。例えば、画素全体の透過率が低下するのを防止するため、画素全体の透過率に対する影響の小さいサブ画素を選択してもよい。また、例えば、画素全体で表示される色の色味への影響を考慮して、ブリッジ配線210を通すサブ画素を選択するとよい。例えば、サブ画素A、A、AのうちBのサブ画素Aが画素A全体への光の透過率への影響が小さい場合には、当該Bのサブ画素Aにブリッジ配線210を通して、画素A全体への光の透過率への影響を小さく抑えてもよい。また、サブ画素A、A、AのうちRのサブ画素Aが画素A全体への色味への影響が小さい場合には、当該Rのサブ画素Aにブリッジ配線210を通して、画素A全体への色味への影響を小さく抑えてもよい。同様に、サブ画素A、A、AのうちGのサブ画素Aにブリッジ配線210を通すことが適切である場合には、当該サブ画素Aにブリッジ配線210を通すとよい。
このように、上述した実施形態では、RGBのサブ画素A、A、Aのうち、Bのサブ画素Aにブリッジ配線210を通しているが、ブリッジ配線210を通す位置は、かかる実施形態に限定されない。RGBのサブ画素A、A、Aのうち、他のサブ画素にブリッジ配線210を通してもよい。また、液晶パネル10の構成によっては、RGBのサブ画素A、A、Aのサブ画素構成でない場合もある。その場合、ブリッジ配線は複数のサブ画素のうち、適切な何れかのサブ画素を通るように配設されているとよい。例えば、あるブリッジ配線210は、サブ画素A、A、Aのうち一つのサブ画素(例えば、A)を通り、他のブリッジ配線210は他のサブ画素(例えば、A)を通るように設定してもよい。
以上の通り、この液晶表示装置100では、図6及び図12に示すように、液晶パネル10(表示部)内に、複数のCsバスライン43cを接続するブリッジ配線210を設けた。このため、Csバスライン43cに生じる電圧変動(リップル)を小さく抑えることができる。これにより、かかる電圧変動(リップル)に起因する「横シャドー」の発生を抑制することができる。ここでは、電圧変動(リップル)に起因する「横シャドー」の発生を抑制することを主たる目的としているが、本発明は、Csバスライン43cに生じる電圧変動(リップル)を小さく抑えることができ、電圧変動(リップル)に起因する種々の不具合を抑制できる。
以上、本発明の一実施形態として、液晶表示装置100を例に、本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態には限定されず、種々の変更が可能である。
例えば、液晶表示装置の具体的構成は、上述した実施形態に限定されない。特に、各画素の構造、例えば、液晶の種類、液晶の配向構造、液晶の駆動方式、薄膜トランジスタの配置や構造、補助容量の配置や構造、Csバスライン43c(補助容量配線)、幹配線180、ブリッジ配線210の配線の仕方、接続の仕方などにおいて、種々の変更ができる。また、上述した実施形態では、1つの画素Aは、RGBのサブ画素A、A、Aを有し、各サブ画素A、A、Aは、さらに上下の副画素Pa、Pbを備えている。そして、上下の副画素Pa、Pbは、個別に駆動する。このように、上述した実施形態では、マルチ駆動タイプの液晶パネルを例示している。液晶パネルの構造は、特に、マルチ駆動タイプの液晶パネルに限定されない。また、画素はマトリックス状に配置されているが、画素の配置についても、マトリックス状に特に限定されない。すなわち、各画素は補助容量が設けられているとよく、かかる補助容量が接続される補助容量配線を複数備えているとよい。そして、かかる補助容量配線に駆動信号を送る幹配線とは別に、表示部内において複数の補助容量配線を接続するブリッジ配線を備えているとよい。
また、上述した実施形態では、幹配線を複数有し、各幹配線はそれぞれ複数の補助容量配線が接続されている形態を例示した。この場合、ブリッジ配線は、同じ幹配線に接続された補助容量配線を接続している。なお、液晶パネルの構成によっては、幹配線が一つであり、全ての補助容量配線が同じ幹配線に接続され、同じ駆動信号が伝送される場合もある。このような場合には、ブリッジ配線は、同じ駆動信号が伝送される補助容量配線を接続しているとよい。例えば、全ての補助容量配線がブリッジ配線で接続されていてもよい。
10 液晶パネル(表示部)
10a 画素領域
11 カラーフィルタ基板
12 アレイ基板
13 液晶層
15 シール材
17、18 偏光板
20 バックライト
22 光源
24 バックライトシャーシ
26 光学シート
30 ベゼル
32 フレーム
41 ガラス基板(アレイ基板のガラス基板)
42、42a、42b 画素電極
43a ソースバスライン
43b ゲートバスライン
43c Csバスライン(補助容量配線)
44 平坦化層
46 配向膜
47、47a、47b 薄膜トランジスタ
51 ガラス基板(カラーフィルタ基板のガラス基板)
52 ブラックマトリックス
53 カラーフィルタ
54 平坦化層
55 対向電極
56 配向膜
59 スペーサ
71 ソースドライバ
72 ゲートドライバ
100 液晶表示装置(表示装置)
121 ソース電極
122 ゲート電極
123、123a、123b ドレイン電極
142a、142b 補助容量電極
144a、144b 引出配線
180、181〜184 幹配線
200 制御部
201 信号入力部
202 タイミング制御部
203 電源
210 ブリッジ配線
A 画素
R、G、 サブ画素
Cs(Ccs) 補助容量
Clc 液晶層を操作するコンデンサ
Pa、Pb 副画素
Vcs1、Vcs2 電圧変動(リップル)

Claims (5)

  1. 複数の画素が配置された表示部を備えた液晶表示装置であって、
    前記表示部の各画素に設けられた補助容量と、
    前記補助容量が接続された複数の補助容量配線と、
    前記補助容量配線に接続され、補助容量配線を介して補助容量に駆動信号を伝送する幹配線と、
    前記幹配線とは別に、複数の補助容量配線を接続するブリッジ配線と、
    を備え
    前記幹配線を複数有し、各幹配線にはそれぞれ複数の補助容量配線が接続されており、
    前記ブリッジ配線は、同じ幹配線に接続された補助容量配線を接続しており、
    前記表示部は前記複数の画素がマトリックス状に配置されており、
    前記幹配線は前記表示部の縦方向に沿って複数本配設されており、
    前記補助容量配線は前記表示部の横方向に沿って複数本配設されており、それぞれ複数の幹配線のうち一の幹配線に接続されており、同じ幹配線に接続された補助容量配線が、前記ブリッジ配線によって接続されている、液晶表示装置。
  2. 前記表示部の複数の画素は複数のサブ画素を備え、前記ブリッジ配線は前記複数のサブ画素のうち、何れかのサブ画素を通るように配設されている、請求項に記載の液晶表示装置。
  3. 前記表示部の複数の画素はRGBのサブ画素を備え、前記ブリッジ配線は前記RGBのサブ画素のうち、Rのサブ画素を通るように配線されている、請求項に記載の液晶表示装置。
  4. 前記表示部の複数の画素はRGBのサブ画素を備え、前記ブリッジ配線は前記RGBのサブ画素のうち、Gのサブ画素を通るように配線されている、請求項に記載の液晶表示装置。
  5. 前記表示部の複数の画素はRGBのサブ画素を備え、前記ブリッジ配線は前記RGBのサブ画素のうち、Bのサブ画素を通るように配線されている、請求項に記載の液晶表示装置。
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