JP5442754B2 - アクティブマトリクス基板、液晶パネル、液晶表示装置、液晶表示ユニット、テレビジョン受像機 - Google Patents

アクティブマトリクス基板、液晶パネル、液晶表示装置、液晶表示ユニット、テレビジョン受像機 Download PDF

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Description

本発明は、画素分割方式のアクティブマトリクス基板や液晶パネルに関するものである。
液晶表示装置の視野角特性を高めるための技術として、1画素に2つの画素電極(明副画素に対応する明画素電極と暗副画素に対応する暗画素電極)を設ける画素分割方式が知られている。図36は画素分割方式の液晶パネルの一例である。この液晶パネルは、1画素に対応して2本のデータ信号線を備え、中間調表示時に明・暗画素電極それぞれに異なるデータ信号を書き込む個別書き込み型である。この個別書き込み型は、1つの画素に容量結合された2つの画素電極を設け、それらの一方のみにデータ信号を書き込む容量結合型と比較して、電気的にフローティングとなる画素電極がなく、信頼性が高い、また、明・暗副画素の輝度を正確に制御することができるといったメリットがある。
日本国公開特許公報「特開2006−209135号公報(公開日:2006年5月13日)」
しかしながら、図36の構成では、1画素行ずつ書き込みを行うため、例えば大型高精細の液晶表示装置や高速駆動(例えば、2倍速・3倍速駆動)の液晶表示装置に適用した場合に画素充電時間が足りず、表示品位が低下するという問題があった。
本発明では、個別書き込み型の液晶表示装置の画素充電時間を延ばすことを目的とする。
本アクティブマトリクス基板は、複数のデータ信号線と複数の走査信号線とを備え、各画素領域に複数の画素電極が設けられ、各データ信号線の延伸方向を列方向として、1つの画素領域列に対応して2本のデータ信号線が設けられ、上記画素領域列に含まれる画素領域の1つの画素電極が、走査信号線に接続されたトランジスタを介して上記2本のデータ信号線の一方に接続され、該画素領域の別の画素電極が、別の走査信号線に接続されたトランジスタを介して上記2本のデータ信号線の他方に接続され、上記画素領域列の隣接する2つの画素領域について、その一方に含まれる画素電極の1つと他方に含まれる画素電極の1つとが、それぞれトランジスタを介して同一の走査信号線に接続されていることを特徴とする。
本アクティブマトリクス基板を備えた液晶表示装置では、走査信号線を2本ずつ選択しながら、1画素領域に設けられた複数の画素電極に個別書き込みを行うことができ、個別書き込み型の液晶表示装置の画素充電時間を延ばすことができる。
本発明によれば、個別書き込み型の液晶表示装置の画素充電時間を延ばすことができる。
実施の形態1にかかる液晶パネルの構成を示す回路図である。 図1の液晶パネルの駆動方法を示すタイミングチャートである。 水平走査期間H1の状態を説明する模式図である。 水平走査期間H2の状態を説明する模式図である。 水平走査期間H3の状態を説明する模式図である。 図1の液晶パネルの具体的構成を示す平面図である。 図6の矢視断面図である。 図1に示す液晶パネルの他の駆動方法を示すタイミングチャートである。 図8のH1の状態を説明する模式図である。 図8のH2の状態を説明する模式図である。 図8のH3の状態を説明する模式図である。 図1に示す液晶パネルの他の具体的構成を示す平面図である。 図1に示す液晶パネルのさらに他の駆動方法を示すタイミングチャートである。 図13のh1の状態を説明する模式図である。 図13のh2の状態を説明する模式図である。 図13のh3の状態を説明する模式図である。 実施の形態2にかかる液晶パネルの構成を示す回路図である。 図17の液晶パネルの駆動方法を示すタイミングチャートである。 水平走査期間H1の状態を説明する模式図である。 水平走査期間H2の状態を説明する模式図である。 水平走査期間H3の状態を説明する模式図である。 図17の液晶パネルの具体的構成を示す平面図である。 実施の形態2にかかる液晶パネルの他の構成を示す回路図である。 図23に示す液晶パネルの駆動方法を示すタイミングチャートである。 水平走査期間H1の状態を説明する模式図である。 水平走査期間H2の状態を説明する模式図である。 水平走査期間H3の状態を説明する模式図である。 液晶表示装置のゲートドライバの構成例を示す模式図である。 (a)は本液晶表示ユニットの構成を示す模式図であり、(b)は本液晶表示装置の構成を示す模式図である。 本液晶表示装置の全体構成を説明するブロック図である。 本液晶表示装置の機能を説明するブロック図である。 本テレビジョン受像機の機能を説明するブロック図である。 本テレビジョン受像機の構成を示す分解斜視図である。 図6の変形例を示す平面図である。 本液晶表示装置のゲートドライバの構成を示す模式図である。 従来の液晶パネルの構成を示す模式図である。
本発明にかかる実施の形態の例を、図1〜35を用いて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜のため、以下ではデータ信号線の延伸方向を列方向、走査信号線の延伸方向を行方向とする。ただし、本液晶表示装置(あるいはこれに用いられる液晶パネルやアクティブマトリクス基板)の利用(視聴)状態において、その走査信号線が横方向に延伸していても縦方向に延伸していてもよいことはいうまでもない。また、アクティブマトリクス基板の1つの画素領域は、液晶パネルや液晶表示装置の1つの画素に対応している。
〔実施の形態1〕
図1は本液晶パネル5aの一部を示す等価回路図である。液晶パネル5aでは、各画素に複数の画素電極が設けられ、各データ信号線の延伸方向を列方向として、1つの画素列に対応して2本のデータ信号線が設けられ、上記画素列に含まれる画素の1つの画素電極が、走査信号線に接続されたトランジスタを介して上記2本のデータ信号線の一方に接続され、該画素の別の画素電極が、別の走査信号線に接続されたトランジスタを介して上記2本のデータ信号線の他方に接続され、上記画素列の隣接する2つの画素について、その一方に含まれる画素電極の1つと他方に含まれる画素電極の1つとが、それぞれトランジスタを介して同一の走査信号線に接続されている。また、各画素には、2つの画素電極が行方向に沿って並べられ、同一の画素列に属し、それぞれがトランジスタを介して同一の走査信号線に接続する2つの画素電極が、互いに斜め向かいに配されている。
例えば、列方向に並べられた画素101〜104を含む画素列に対応して2本のデータ信号線Sx・Syが設けられ、行方向に並べられた画素101・105を含む画素行とその走査方向上流側の画素行との間隙に対応して走査信号線G(n−1)が設けられ、行方向に並べられた画素102・106を含む画素行と画素101・105を含む画素行との間隙に対応して走査信号線Gnが設けられ、行方向に並べられた画素103・107を含む画素行と画素102・106を含む画素行との間隙に対応して走査信号線G(n+1)が設けられ、行方向に並べられた画素104・108を含む画素行と画素103・107を含む画素行との間隙に対応して走査信号線G(n+2)が設けられ、画素104・108を含む画素行とその走査方向下流側の画素行との間隙に対応して走査信号線G(n+3)が設けられ、列方向に並べられた画素105〜108を含む画素列に対応して2本のデータ信号線SX・SYが設けられている。また、画素101・105を含む画素行、画素102・106を含む画素行、画素103・107を含む画素行、画素104・108を含む画素行それぞれに対応して、保持容量配線Cs(n−1)、保持容量配線Csn、保持容量配線Cs(n+1)、保持容量配線Cs(n+2)が設けられている。
ここで、画素101には、2つの画素電極17a・17bが行方向に沿ってこの順に並べられ、走査信号線Gnに接続するトランジスタ12aのドレイン電極が画素電極17aに接続されるとともに、走査信号線G(n−1)に接続するトランジスタ12bのドレイン電極が画素電極17bに接続され、かつトランジスタ12aのソース電極がデータ信号線Sxに接続され、トランジスタ12bのソース電極がデータ信号線Syに接続されている。なお、画素電極17aと共通電極(対向電極)comとの間に液晶容量Claが形成されるとともに、画素電極17bと共通電極(対向電極)comとの間に液晶容量Clbが形成され、画素電極17aと保持容量配線Cs(n−1)との間に保持容量csaが形成されるとともに、画素電極17と保持容量配線Cs(n−1)との間に保持容量csbが形成される。
また、画素101と列方向に隣接する画素102には、2つの画素電極17c・17dが行方向に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n+1)に接続するトランジスタ12cのドレイン電極が画素電極17cに接続されるとともに、走査信号線Gnに接続するトランジスタ12dのドレイン電極が画素電極17dに接続され、かつトランジスタ12cのソース電極がデータ信号線Sxに接続され、トランジスタ12dのソース電極がデータ信号線Syに接続されている。なお、画素電極17cと共通電極(対向電極)comとの間に液晶容量Clcが形成されるとともに、画素電極17dと共通電極(対向電極)comとの間に液晶容量Cldが形成され、画素電極17cと保持容量配線Csnとの間に保持容量cscが形成されるとともに、画素電極17dと保持容量配線Csnとの間に保持容量csdが形成される。
また、画素102と列方向に隣接する画素103には、2つの画素電極17e・17fが行方向に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n+2)に接続するトランジスタ12eのドレイン電極が画素電極17eに接続されるとともに、走査信号線G(n+1)に接続するトランジスタ12fのドレイン電極が画素電極17fに接続され、かつトランジスタ12eのソース電極がデータ信号線Sxに接続され、トランジスタ12fのソース電極がデータ信号線Syに接続されている。なお、画素電極17eと共通電極(対向電極)comとの間に液晶容量Cleが形成されるとともに、画素電極17fと共通電極(対向電極)comとの間に液晶容量Clfが形成され、画素電極17eと保持容量配線Cs(n+1)との間に保持容量cseが形成されるとともに、画素電極17fと保持容量配線Cs(n+1)との間に保持容量csfが形成される。
また、画素103と列方向に隣接する画素104には、2つの画素電極17g・17hが行方向に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n+3)に接続するトランジスタ12gのドレイン電極が画素電極17gに接続されるとともに、走査信号線G(n+2)に接続するトランジスタ12hのドレイン電極が画素電極17hに接続され、かつトランジスタ12gのソース電極がデータ信号線Sxに接続され、トランジスタ12hのソース電極がデータ信号線Syに接続されている。なお、画素電極17gと共通電極(対向電極)comとの間に液晶容量Clgが形成されるとともに、画素電極17hと共通電極(対向電極)comとの間に液晶容量Clhが形成され、画素電極17gと保持容量配線Cs(n+2)との間に保持容量csgが形成されるとともに、画素電極17hと保持容量配線Cs(n+2)との間に保持容量cshが形成される。
また、画素101と行方向に隣接する画素105には、2つの画素電極17A・17Bが行方向に沿ってこの順に並べられ、走査信号線Gnに接続するトランジスタ12Aのドレイン電極が画素電極17Aに接続されるとともに、走査信号線G(n−1)に接続するトランジスタ12Bのドレイン電極が画素電極17Bに接続され、かつトランジスタ12Aのソース電極がデータ信号線SXに接続され、トランジスタ12Bのソース電極がデータ信号線SYに接続されている。なお、画素電極17Aと共通電極(対向電極)comとの間に液晶容量ClAが形成されるとともに、画素電極17Bと共通電極(対向電極)comとの間に液晶容量ClBが形成され、画素電極17Aと保持容量配線Cs(n−1)との間に保持容量CsAが形成されるとともに、画素電極17と保持容量配線Cs(n−1)との間に保持容量CsBが形成される。
また、画素102と行方向に隣接する画素106には、2つの画素電極17C・17Dが行方向に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n+1)に接続するトランジスタ12Cのドレイン電極が画素電極17Cに接続されるとともに、走査信号線Gnに接続するトランジスタ12Dのドレイン電極が画素電極17Dに接続され、かつトランジスタ12Cのソース電極がデータ信号線SXに接続され、トランジスタ12Dのソース電極がデータ信号線SYに接続されている。なお、画素電極17Cと共通電極(対向電極)comとの間に液晶容量ClCが形成されるとともに、画素電極17Dと共通電極(対向電極)Comとの間に液晶容量ClDが形成され、画素電極17Cと保持容量配線Csnとの間に保持容量csCが形成されるとともに、画素電極17Dと保持容量配線Csnとの間に保持容量csDが形成される。
また、画素103と行方向に隣接する画素107には、2つの画素電極17E・17Fが行方向に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n+2)に接続するトランジスタ12Eのドレイン電極が画素電極17Eに接続されるとともに、走査信号線G(n+1)に接続するトランジスタ12Fのドレイン電極が画素電極17Fに接続され、かつトランジスタ12Eのソース電極がデータ信号線SXに接続され、トランジスタ12Fのソース電極がデータ信号線SYに接続されている。なお、画素電極17Eと共通電極(対向電極)comとの間に液晶容量ClEが形成されるとともに、画素電極17Fと共通電極(対向電極)comとの間に液晶容量ClFが形成され、画素電極17Eと保持容量配線Cs(n+1)との間に保持容量csEが形成されるとともに、画素電極17Fと保持容量配線Cs(n+1)との間に保持容量csFが形成される。
また、画素104と行方向に隣接する画素108には、2つの画素電極17G・17Hが行方向に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n+3)に接続するトランジスタ12Gのドレイン電極が画素電極17Gに接続されるとともに、走査信号線G(n+2)に接続するトランジスタ12Hのドレイン電極が画素電極17Hに接続され、かつトランジスタ12Gのソース電極がデータ信号線SXに接続され、トランジスタ12Hのソース電極がデータ信号線SYに接続されている。なお、画素電極17Gと共通電極(対向電極)comとの間に液晶容量ClGが形成されるとともに、画素電極17Hと共通電極(対向電極)comとの間に液晶容量ClHが形成され、画素電極17Gと保持容量配線Cs(n+2)との間に保持容量csGが形成されるとともに、画素電極17Hと保持容量配線Cs(n+2)との間に保持容量csHが形成される。
図3図5は、液晶パネル5aの一部(図1の4画素行を含む7画素行)に中間調表示を行う場合の駆動方法を、1水平走査期間ごとに連続する3水平走査期間分(H1〜H3)示す模式図である。なお、図3はH1の2本選択期間および1本選択期間を示し、図4はH2の2本選択期間および1本選択期間を示し、図5はH3の2本選択期間および1本選択期間を示している。また、図2は液晶パネル5aの一部に中間調表示を行う場合の駆動方法を示すタイミングチャート(2フレーム分)であり、図2のSx・Sy・SX・SYは、図3〜5のデータ信号線Sx・Sy・SX・SYに供給されるデータ信号を示し、図2のGn〜G(n+5)は、図3〜5の走査信号線Gn〜G(n+5)に供給される走査信号(アクティブHigh)を示し、図2の17a〜17fは、図1の画素電極17a〜17fの電位を示している。
図2〜5に示す駆動方法では、走査信号線を2本ずつ順次選択していき、一水平走査期間には、2本の走査信号線が同時選択される2本選択期間と、該2本選択期間に続き、該2本の走査信号線の一方が非選択とされる1本選択期間とが含まれる。また、中間調表示時には、2本選択期間に低階調データ信号が各データ信号線に供給され、1本選択期間に高階調データ信号が各データ信号線に供給される。また、1つの画素列に対応する2本のデータ信号線に、逆極性のデータ信号が供給される。また、それぞれが異なる画素列に対応する、互いに隣り合う2本のデータ信号線(例えばSy・SX)には同極性のデータ信号を供給する。なお、各データ信号線に供給されるデータ信号の極性は一水平走査期間(1H)ごとに反転する。
例えば、連続する3つの水平走査期間H1〜H3において、H1の2本選択期間では、2本の走査信号線Gn・G(n+1)を選択する(アクティブとする)。これにより、図1・2・に示すように、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Sxに接続する画素電極17aにはプラスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Syに接続する画素電極17dにはマイナスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17cにはプラスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線Syに接続する画素電極17fにはマイナスの低階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SXに接続する画素電極17Aにはマイナスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SYに接続する画素電極17Dにはプラスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Cにはマイナスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線SYに接続する画素電極17Fにはプラスの低階調データ信号が書き込まれる。
次いで、H1の1本選択期間では、走査信号線G(n+1)を非選択とし、走査信号線Gnのみを選択するとする。これにより、図1・2・に示すように、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Sxに接続する画素電極17aにはプラスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Syに接続する画素電極17dにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SXに接続する画素電極17Aにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SYに接続する画素電極17Dにはプラスの高階調データ信号が書き込まれる。
以上から、画素電極17a・17c・17d・17f・17A・17C・17D・17Fそれぞれに対応する副画素は、明副画素(+)・暗副画素(+)・明副画素(−)・暗副画素(−)・明副画素(−)・暗副画素(−)・明副画素(+)・暗副画素(+)となる。
また、H2の2本選択期間では、2本の走査信号線G(n+2)・G(n+3)を選択する(アクティブとする)。これにより、図1・に示すように、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17eにはマイナスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Syに接続する画素電極17hにはプラスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17gにはマイナスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線Syに接続する画素電極にはプラスの低階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Eにはプラスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SYに接続する画素電極17Hにはマイナスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Gにはプラスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線SYに接続する画素電極にはマイナスの低階調データ信号が書き込まれる。
次いで、H2の1本選択期間では、走査信号線G(n+3)を非選択とし、走査信号線G(n+2)のみを選択するとする。これにより、図1・に示すように、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17eにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Syに接続する画素電極17hにはプラスの高階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Eにはプラスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SYに接続する画素電極17Hにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれる。
以上から、画素電極17e・17g・17h・17E・17G・17Hそれぞれに対応する副画素は、明副画素(−)・暗副画素(−)・明副画素(+)・明副画素(+)・暗副画素(+)・明副画素(−)となる。
また、H3の2本選択期間では、2本の走査信号線G(n+4)・G(n+5)を選択し、次いでH3の1本選択期間では、走査信号線G(n+5)を非選択とし、走査信号線G(n+4)のみを選択する。H3の状態については図5のとおりである。
液晶パネル5aを備えた液晶表示装置は、個別書き込み型の画素分割方式であるため、視野角特性が良好であるとともに、容量結合型と比較して、電気的にフローティングとなる画素電極がなく、信頼性が高い、また、明・暗副画素の輝度を正確に制御することができるといったメリットがある。
そして、走査信号線を2本ずつ選択していき、偶数番目の走査信号線(Gn・G(n+2)・・・)に接続する明副画素には2本選択期間でプリチャージした後に1本選択期間でデータ信号を書き込むことができるため、通常駆動であれば、明副画素の充電時間を実質的に2倍に延ばすことができる。また、奇数番目の走査信号線(G(n+1)・G(n+3)・・・)に接続する暗副画素にデータ信号を書き込む2本選択期間が、1本選択期間よりも長く設定されているため、通常駆動であれば、暗副画素の充電時間も延ばすことができる。これにより、大型高精細の液晶表示装置や高速駆動(60Hz以上の駆動)の液晶表示装置に好適となる。
さらに、中間調を表示する時には、行方向および列方向それぞれについて、明副画素と暗副画素とが交互に並び(明・暗副画素が市松配置され)、ライン状のムラが視認されにくくなるという効果もある。
加えて、画面に書き込まれたデータ信号の極性が、行方向および列方向それぞれについて2副画素単位で反転するため、画面のチラツキも抑制することができる。
図6は、図1に示す液晶パネル5aの一部の構成例を示す平面図である。図6に示すように、液晶パネル5aには、行方向に延伸する、走査信号線G(n−1)・走査信号線Gn・走査信号線G(n+1)が走査方向に沿ってこの順に配されるとともに、列方向に延伸するデータ信号線Sx・Sy・SX・SYがこの順に並べられ、平面的に視ると、走査信号線G(n−1)および走査信号線Gn並びにデータ信号線Sx・Syで画される領域に画素電極17a・17bが行方向に沿ってこの順に並べられるとともに、走査信号線G(n−1)および走査信号線Gn並びにデータ信号線SX・SYで画される領域に画素電極17A・17Bが行方向に沿ってこの順に並べられ、かつ走査信号線Gnおよび走査信号線G(n+1)並びにデータ信号線Sx・Syで画される領域に画素電極17c・17dが行方向に沿ってこの順に並べられるとともに、走査信号線Gnおよび走査信号線G(n+1)並びにデータ信号線SX・SYで画される領域に画素電極17C・17Dが行方向に沿ってこの順に並べられている。また、走査信号線G(n−1)および走査信号線Gn間に保持容量配線Cs(n−1)が配されるとともに、走査信号線Gnおよび走査信号線G(n+1)間に保持容量配線Csnが配されている。
なお、走査信号線G(n−1)はトランジスタ12b・12Bのゲート電極として、走査信号線Gnはトランジスタ12a・12Aのゲート電極として、走査信号線G(n+1)はトランジスタ12c・12Cのゲート電極として機能する。また、トランジスタ12a・12cのソース電極はデータ信号線Sxに接続されるとともに、トランジスタ12b・12dのソース電極はデータ信号線Syに接続され、トランジスタ12A・12Cのソース電極はデータ信号線SXに接続されるとともに、トランジスタ12B・12Dのソース電極はデータ信号線SYに接続されている。
また、トランジスタ12aのドレイン電極がコンタクトホール11aを介して画素電極17aに接続され、トランジスタ12bのドレイン電極がコンタクトホール11bを介して画素電極17bに接続され、保持容量配線Cs(n−1)に重なる容量電極67aと画素電極17aとがコンタクトホール91aを介して接続され、保持容量配線Cs(n−1)に重なる容量電極67bと画素電極17bとがコンタクトホール91bを介して接続されている。同様に、トランジスタ12Aのドレイン電極がコンタクトホール11Aを介して画素電極17Aに接続され、トランジスタ12Bのドレイン電極がコンタクトホール11Bを介して画素電極17Bに接続され、保持容量配線Cs(n−1)に重なる容量電極67Aと画素電極17Aとがコンタクトホール91Aを介して接続され、保持容量配線Cs(n−1)に重なる容量電極67Bと画素電極17Bとがコンタクトホール91Bを介して接続されている。
ここでは、保持容量配線Cs(n−1)および容量電極67aの重なり部分、保持容量配線Cs(n−1)および容量電極67bの重なり部分、保持容量配線Cs(n−1)および容量電極67Aの重なり部分、および保持容量配線Cs(n−1)および容量電極67Bの重なり部分にそれぞれ、保持容量csa・csb・csA・csB(図1参照)の大半が形成されている。
また、トランジスタ12cのドレイン電極がコンタクトホール11cを介して画素電極17cに接続され、トランジスタ12dのドレイン電極がコンタクトホール11dを介して画素電極17dに接続され、保持容量配線Csnに重なる容量電極67cと画素電極17cとがコンタクトホール91cを介して接続され、保持容量配線Csnに重なる容量電極67dと画素電極17dとがコンタクトホール91dを介して接続されている。同様に、トランジスタ12Cのドレイン電極がコンタクトホール11Cを介して画素電極17Cに接続され、トランジスタ12Dのドレイン電極がコンタクトホール11Dを介して画素電極17Dに接続され、保持容量配線Csnに重なる容量電極67Cと画素電極17Cとがコンタクトホール91Cを介して接続され、保持容量配線Csnに重なる容量電極67Dと画素電極17Dとがコンタクトホール91Dを介して接続されている。
ここでは、保持容量配線Csnおよび容量電極67の重なり部分、保持容量配線Csnおよび容量電極67の重なり部分、保持容量配線Csnおよび容量電極67Cの重なり部分、および保持容量配線Csnおよび容量電極67Dの重なり部分にそれぞれ、保持容量csc・csd・csC・csD(図1参照)の大半が形成されている。
なお、図6では、トランジスタ12a・12d・12A・12Dのチャネルサイズ(W/L)とトランジスタ12b・12c・12B・12Cのチャネルサイズ(W/L)とを等しくしているがこれに限定されない。充電時間を長くとれる明画素電極に接続するトランジスタ12a・12d・12A・12Dのチャネルサイズを、暗画素電極に接続するトランジスタ12b・12c・12B・12Cよりも小さくすることもできる。こうすれば、開口率を高めることができる。
図7は図6の矢視断面図である。同図に示すように、液晶パネル5aは、アクティブマトリクス基板3と、これに対向するカラーフィルタ基板30と、両基板(3・30)間に配される液晶層40とを備える。
アクティブマトリクス基板3では、ガラス基板31上に走査信号線Gnおよび保持容量配線Cs(n−1)が形成され、これらを覆うようにゲート絶縁膜22が形成されている。ゲート絶縁膜22上には、半導体層(i層およびn+層)、n+層に接するソース電極、およびドレイン電極(断面には含まれない)並びに容量電極67aが形成され、これらを覆うように無機層間絶縁膜25が形成されている。無機層間絶縁膜25上には、これよりも厚い有機層間絶縁膜26が形成され、有機層間絶縁膜26上に画素電極17aが形成される。なお、図示しないが、アクティブマトリクス基板3の表面を覆うように配向膜が形成されている。ここで、コンタクトホール91aでは、無機層間絶縁膜25および有機層間絶縁膜26が刳り貫かれ、これによって、画素電極17aと容量電極67aとが接続される。容量電極67aはゲート絶縁膜22を介して保持容量配線Cs(n−1)と重なっており、この重なり部分に保持容量csa(図1参照)の大半が形成される。
一方、カラーフィルタ基板30では、ガラス基板32上にブラックマトリクス13および着色層14が形成され、その上層に共通電極(com)28が形成され、さらにカラーフィルタ基板30の表面を覆うように配向膜が形成されている(図示せず)。
以下に、本液晶パネルの製造方法について説明する。液晶パネルの製造方法には、アクティブマトリクス基板製造工程と、カラーフィルタ基板製造工程と、両基板を貼り合わせて液晶を充填する組み立て工程とが含まれる。
まず、ガラス、プラスチックなどの基板上に、チタン、クロム、アルミニウム、モリブデン、タンタル、タングステン、銅などの金属膜、それらの合金膜、または、それらの積層膜(厚さ1000Å〜3000Å)をスパッタリング法により成膜し、その後、フォトリソグラフィー技術(Photo Engraving Process、以下、「PEP技術」と称し、これにはエッチング工程が含まれるものとする)によりパターニングを行い、フォトレジストを除去することにより、走査信号線(各トランジスタのゲート電極)および保持容量配線を形成する。
次いで、走査信号線が形成された基板全体に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により窒化シリコンや酸化シリコンなどの無機絶縁膜(厚さ3000Å〜5000Å程度)を成膜し、ゲート絶縁膜を形成する。
続いて、ゲート絶縁膜上(基板全体)に、CVD法により真性アモルファスシリコン膜(厚さ1000Å〜3000Å)と、リンがドープされたn+アモルファスシリコン膜(厚さ400Å〜700Å)とを連続して成膜し、その後、PEP技術によってパターニングを行い、フォトレジストを除去することにより、ゲート電極上に、真性アモルファスシリコン層とn+アモルファスシリコン層とからなるシリコン積層体を島状に形成する。
続いて、シリコン積層体が形成された基板全体に、チタン、クロム、アルミニウム、モリブデン、タンタル、タングステン、銅などの金属膜、それらの合金膜、または、それらの積層膜(厚さ1000Å〜3000Å)をスパッタリング法により成膜し、その後、PEP技術によりパターニングを行い、データ信号線、トランジスタのソース電極・ドレイン電極、および容量電極を形成する(メタル層の形成)。ここでは必要に応じてレジストを除去する。
さらに、上記メタル配線形成時のフォトレジスト、またはソース電極およびドレイン電極をマスクとして、シリコン積層体を構成するn+アモルファスシリコン層をエッチング除去し、フォトレジストを除去することにより、トランジスタのチャネルを形成する。ここで、半導体層は、上記のようにアモルファスシリコン膜により形成させてもよいが、ポリシリコン膜を成膜させてもよく、また、アモルファスシリコン膜およびポリシリコン膜にレーザアニール処理を行って結晶性を向上させてもよい。これにより、半導体層内の電子の移動速度が速くなり、トランジスタ(TFT)の特性を向上させることができる。
次いで、データ信号線などが形成された基板全体に層間絶縁膜を形成する。具体的には、SiHガスとNHガスとNガスとの混合ガスを用い、基板全面を覆うように、厚さ約3000ÅのSiNxからなる無機層間絶縁膜25(パッシベーション膜)をCVDにて形成する。その後、厚さ約3μmのポジ型感光性アクリル樹脂からなる有機層間絶縁膜26をスピンコートやダイコートにて形成する。
続いて、PEP技術により有機層間絶縁膜26にコンタクト用パターンを形成し、さらに、パターニングされた有機層間絶縁膜26をマスクとし、CFガスとOガスとの混合ガスを用いて、無機層間絶縁膜25をドライエッチングする。なお、有機層間絶縁膜26は、例えば、SOG(スピンオンガラス)材料からなる絶縁膜であってもよく、また、有機層間絶縁膜26に、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ノボラック樹脂、およびシロキサン樹脂の少なくとも1つが含まれていてもよい。
続いて、コンタクトホールが形成された層間絶縁膜上の基板全体に、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、酸化亜鉛、酸化スズなどからなる透明導電膜(厚さ1000Å〜2000Å)をスパッタリング法により成膜し、その後、PEP技術によりパターニングを行い、レジストを除去して各画素電極を形成する。
最後に、画素電極上の基板全体に、ポリイミド樹脂を厚さ500Å〜1000Åで印刷し、その後、焼成して、回転布にて一方向にラビング処理を行って、配向膜を形成する。以上のようにして、アクティブマトリクス基板製造される。
以下に、カラーフィルタ基板製造工程について説明する。
まず、ガラス、プラスチックなどの基板上(基板全体)に、クロム薄膜、または黒色顔料を含有する樹脂を成膜した後にPEP技術によってパターニングを行い、ブラックマトリクスを形成する。次いで、ブラックマトリクスの間隙に、顔料分散法などを用いて、赤、緑および青のカラーフィルタ層(厚さ2μm程度)をパターン形成する。
続いて、カラーフィルタ層上の基板全体に、ITO、IZO、酸化亜鉛、酸化スズなどからなる透明導電膜(厚さ1000Å程度)を成膜し、共通電極(com)を形成する。
最後に、共通電極上の基板全体に、ポリイミド樹脂を厚さ500Å〜1000Åで印刷し、その後、焼成して、回転布にて一方向にラビング処理を行って、配向膜を形成する。上記のようにして、カラーフィルタ基板を製造することができる。
以下に、組み立て工程について、説明する。
まず、アクティブマトリクス基板およびカラーフィルタ基板の一方に、スクリーン印刷により、熱硬化性エポキシ樹脂などからなるシール材料を液晶注入口の部分を欠いた枠状パターンに塗布し、他方の基板に液晶層の厚さに相当する直径を持ち、プラスチックまたはシリカからなる球状のスペーサーを散布する。なお、スペーサーを散布する代わりに、PEP技術によりCF基板のBM上あるいはアクティブマトリクス基板のメタル配線上にスペーサーを形成してもよい。
次いで、アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板とを貼り合わせ、シール材料を硬化させる。
最後に、アクティブマトリクス基板およびカラーフィルタ基板並びにシール材料で囲まれる空間に、減圧法により液晶材料を注入した後、液晶注入口にUV硬化樹脂を塗布し、UV照射によって液晶材料を封止することで液晶層を形成する。以上のようにして、液晶パネルが製造される。
なお、MVA(マルチドメインバーティカルアライメント)方式の液晶パネルでは、例えば、アクティブマトリクス基板の各画素電極に配向規制用のスリットが設けられるとともに、カラーフィルタ基板に配向規制用のリブ(線状突起)が設けられる。なお、リブの代わりに、カラーフィルタ基板の共通電極に配向規制用のスリットを設けることもできる。また、紫外線等の照射によって液晶の配向を決定する、光配向液晶を用いることもできる。この場合、リブやスリットの構造体を設けることなく高視野角化を実現でき、開口率を大幅に向上させることができる。
なお、図6・7の構成においては、互いに隣り合い、かつそれぞれが別々の画素列に対応して設けられた2本のデータ信号線の間隙(データ信号線と同層)あるいは間隙上(画素電極と同層)に、データ信号とは別の信号が供給される間在配線を設けてもよい。例えば、データ信号線Sy・SXの間隙に間在配線を設ける。こうすれば、例えば、データ信号線SXと画素電極17aのクロストーク、およびデータ信号線Syと画素電極17Aのクロストークを低減することができる。さらに、図6・7では各保持容量配線が走査信号線と同層に形成され、行方向に(図中横方向)延伸しているが、これに限定されない。各保持容量配線をデータ信号線と同層(メタル層)に形成し、列方向(図中縦方向)に延伸させてもよい。
例えば図34では、列方向に延伸する保持容量配線Cszが、画素電極17a・17bの間隙および画素電極17c・17dの間隙と重なるようにメタル層に設けられ、保持容量配線Cszと画素電極17a・17b・17c・17dそれぞれとの重なり部分に保持容量が形成され、また、列方向に延伸する保持容量配線CsZが、画素電極17A・17Bの間隙および画素電極17C・17Dの間隙と重なるようにメタル層に設けられ、保持容量配線CsZと画素電極17A・17B・17C・17Dそれぞれとの重なり部分に保持容量が形成されている。このような構成にすることで、画素電極間の液晶の配向乱れや光漏れを効率よく隠すことができる。そうすると、画素電極間に対応してカラーフィルタ基板側に設けられるブラックマトリクスを細くしたり、省いたりすることができるため、開口率を高めることができる。なお、図34のような構成では、保持容量を確保するために、チャネル保護膜(層間絶縁膜)を無機絶縁膜のみで形成することもできる。
図2に示す液晶パネル5aの駆動方法では2本選択期間に低階調データ信号が各データ信号線に供給され、1本選択期間に高階調データ信号が各データ信号線に供給されるが、これに限定されない。図8に示すように、2本選択期間に高階調データ信号を各データ信号線に供給し、1本選択期間に低階調データ信号を各データ信号線に供給してもよい。
この場合、図9に示すように、連続する3つの水平走査期間H1〜H3において、H1の2本選択期間では、2本の走査信号線Gn・G(n+1)を選択する(アクティブとする)。これにより、図1・8・9に示すように、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Sxに接続する画素電極17aにはプラスのプリチャージ信号(高階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Syに接続する画素電極17dにはマイナスのプリチャージ信号(高階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17cにはプラスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線Syに接続する画素電極17fにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SXに接続する画素電極17Aにはマイナスのプリチャージ信号(高階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SYに接続する画素電極17Dにはプラスのプリチャージ信号(高階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Cにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線SYに接続する画素電極17Fにはプラスの高階調データ信号が書き込まれる。
次いで、H1の1本選択期間では、走査信号線G(n+1)を非選択とし、走査信号線Gnのみを選択するとする。これにより、図1・8・9に示すように、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Sxに接続する画素電極17aにはプラスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Syに接続する画素電極17dにはマイナスの低階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SXに接続する画素電極17Aにはマイナスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SYに接続する画素電極17Dにはプラスの低階調データ信号が書き込まれる。
以上から、画素電極17a・17c・17d・17f・17A・17C・17D・17Fそれぞれに対応する副画素は、暗副画素(+)・明副画素(+)・暗副画素(−)・明副画素(−)・暗副画素(−)・明副画素(−)・暗副画素(+)・明副画素(+)となる。
また、H2の2本選択期間では、2本の走査信号線G(n+2)・G(n+3)を選択する(アクティブとする)。これにより、図1・8・10に示すように、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17eにはマイナスのプリチャージ信号(高階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Syに接続する画素電極17hにはプラスのプリチャージ信号(高階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17gにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線Syに接続する画素電極にはプラスの高階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Eにはプラスのプリチャージ信号(高階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SYに接続する画素電極17Hにはマイナスのプリチャージ信号(高階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Gにはプラスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線SYに接続する画素電極にはマイナスの高階調データ信号が書き込まれる。
次いで、H2の1本選択期間では、走査信号線G(n+3)を非選択とし、走査信号線G(n+2)のみを選択するとする。これにより、図1・8・10に示すように、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17eにはマイナスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Syに接続する画素電極17hにはプラスの低階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Eにはプラスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SYに接続する画素電極17Hにはマイナスの低階調データ信号が書き込まれる。
以上から、画素電極17e・17g・17h・17E・17G・17Hそれぞれに対応する副画素は、暗副画素(−)・明副画素(−)・暗副画素(+)・暗副画素(+)・明副画素(+)・暗副画素(−)となる。
また、H3の2本選択期間では、2本の走査信号線G(n+4)・G(n+5)を選択し、次いでH3の1本選択期間では、走査信号線G(n+5)を非選択とし、走査信号線G(n+4)のみを選択する。H3の状態については図11のとおりである。
図8の駆動方法では、走査信号線を2本ずつ選択していき、偶数番目の走査信号線(Gn・G(n+2)・・・)に接続する暗副画素には2本選択期間でプリチャージした後に1本選択期間でデータ信号を書き込むことができるため、通常駆動であれば、暗副画素の充電時間を実質的に2倍に延ばすことができる。また、奇数番目の走査信号線(G(n+1)・G(n+3)・・・)に接続する明副画素にデータ信号を書き込む2本選択期間が、1本選択期間よりも長く設定されているため、通常駆動であれば、明副画素の充電時間も延ばすことができる。これにより、大型高精細の液晶表示装置や高速駆動(60Hz以上の駆動)の液晶表示装置に好適となる。図8の駆動方法は、特に図12に示すような、偶数番目の走査信号線(Gn・G(n+2)・・・)に接続する画素電極17a・17d・17A・17D(暗画素電極)が、奇数番目の走査信号線(G(n+1)・G(n+3)・・・)に接続する画素電極17b・17c・17B・17C(明画素電極)よりも面積が大きい場合に好適である。これは、面積の大きな(充電し難い)暗画素電極の充電時間を2倍(通常駆動時)延ばせ、また、高階調データ信号でプリチャージした後に低階調データ信号を書き込むことによるオーバーシュート効果も期待できるからである。なお、暗画素電極の面積は、明画素電極の面積を1として、1〜4が好ましい。
図2に示す液晶パネル5aの駆動方法では、それぞれが異なる画素列に対応する、互いに隣り合う2本のデータ信号線(例えばSy・SX)に同極性のデータ信号が供給され、各データ信号線に供給されるデータ信号の極性が一水平走査期間(1H)ごとに反転するが、これに限定されない。図13に示すように、それぞれが異なる画素列に対応する、互いに隣り合う2本のデータ信号線(例えばSy・SX)に逆極性のデータ信号を供給し、各データ信号線に供給されるデータ信号の極性を一垂直走査期間(1フレーム期間)ごとに反転させてもよい。なお、1つの画素列に対応する2本のデータ信号線には逆極性のデータ信号を供給する。
例えば、連続する3つの水平走査期間h1〜h3において、h1の2本選択期間では、2本の走査信号線Gn・G(n+1)を選択する(図13・14参照)。これにより、図1・13・14に示すように、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Sxに接続する画素電極17aにはプラスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Syに接続する画素電極17dにはマイナスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17cにはプラスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線Syに接続する画素電極17fにはマイナスの低階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SXに接続する画素電極17Aにはマイナスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SYに接続する画素電極17Dにはプラスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Cにはマイナスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線SYに接続する画素電極17Fにはプラスの低階調データ信号が書き込まれる。
次いで、h1の1本選択期間では、走査信号線G(n+1)を非選択とし、走査信号線Gnのみを選択するとする。これにより、図1・13・14に示すように、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Sxに接続する画素電極17aにはプラスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Syに接続する画素電極17dにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SXに接続する画素電極17Aにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SYに接続する画素電極17Dにはプラスの高階調データ信号が書き込まれる。
以上から、画素電極17a・17c・17d・17f・17A・17C・17D・17Fそれぞれに対応する副画素は、明副画素(+)・暗副画素(+)・明副画素(−)・暗副画素(−)・明副画素(−)・暗副画素(−)・明副画素(+)・暗副画素(+)となる。
また、h2の2本選択期間では、2本の走査信号線G(n+2)・G(n+3)を選択する(図13・15参照)。これにより、図1・13・15に示すように、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17eにはプラスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Syに接続する画素電極17hにはマイナスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17gにはプラスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線Syに接続する画素電極にはマイナスの低階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Eにはプラスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SYに接続する画素電極17Hにはマイナスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Gにはプラスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線SYに接続する画素電極にはマイナスの低階調データ信号が書き込まれる。
次いで、h2の1本選択期間では、走査信号線G(n+3)を非選択とし、走査信号線G(n+2)のみを選択するとする。これにより、図1・13・15に示すように、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17eにはプラスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Syに接続する画素電極17hにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Eにはプラスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SYに接続する画素電極17Hにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれる。
以上から、画素電極17e・17g・17h・17E・17G・17Hそれぞれに対応する副画素は、明副画素(+)・暗副画素(+)・明副画素(−)・明副画素(+)・暗副画素(+)・明副画素(−)となる。
また、h3の2本選択期間では、2本の走査信号線G(n+4)・G(n+5)を選択し、次いでh3の1本選択期間では、走査信号線G(n+5)を非選択とし、走査信号線G(n+4)のみを選択する。h3の状態については図16のとおりである。
図13〜図16に示す駆動方法では、同一データ信号線に供給されるデータ信号の極性が1垂直走査期間中変わらないため、データ信号の極性が1水平走査期間で反転するような場合と比較してソースドライバの消費電力を抑えることができる。加えて、中間調を表示する時には、行方向および列方向それぞれについて、明副画素と暗副画素とが交互に並び(明・暗副画素が市松配置され)、ライン状のムラが視認されにくくなるという効果もある。
〔実施の形態2〕
図17は本液晶パネル5bの一部を示す等価回路図である。液晶パネル5bでは、各画素に、2つの画素電極が列方向に沿って並べられ、同一の画素列に属し、それぞれがトランジスタを介して同一の走査信号線に接続する2つの画素電極が隣接している。これ以外は図1と同様である。
例えば、画素101には、2つの画素電極17a・17bが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n−1)に接続するトランジスタ12aのドレイン電極が画素電極17aに接続されるとともに、走査信号線Gnに接続するトランジスタ12bのドレイン電極が画素電極17bに接続され、かつトランジスタ12aのソース電極がデータ信号線Syに接続され、トランジスタ12bのソース電極がデータ信号線Sxに接続されている。
また、画素101と列方向に隣接する画素102には、2つの画素電極17c・17dが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、走査信号線Gnに接続するトランジスタ12cのドレイン電極が画素電極17cに接続されるとともに、走査信号線G(n+1)に接続するトランジスタ12dのドレイン電極が画素電極17dに接続され、かつトランジスタ12cのソース電極がデータ信号線Syに接続され、トランジスタ12dのソース電極がデータ信号線Sxに接続されている。
また、画素102と列方向に隣接する画素103には、2つの画素電極17e・17fが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n+1)に接続するトランジスタ12eのドレイン電極が画素電極17eに接続されるとともに、走査信号線G(n+2)に接続するトランジスタ12fのドレイン電極が画素電極17fに接続され、かつトランジスタ12eのソース電極がデータ信号線Syに接続され、トランジスタ12fのソース電極がデータ信号線Sxに接続されている。
また、画素103と列方向に隣接する画素104には、2つの画素電極17g・17hが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n+2)に接続するトランジスタ12gのドレイン電極が画素電極17gに接続されるとともに、走査信号線G(n+3)に接続するトランジスタ12hのドレイン電極が画素電極17hに接続され、かつトランジスタ12gのソース電極がデータ信号線Syに接続され、トランジスタ12hのソース電極がデータ信号線Sxに接続されている。
また、画素101と行方向に隣接する画素105には、2つの画素電極17A・17Bが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n−1)に接続するトランジスタ12Aのドレイン電極が画素電極17Aに接続されるとともに、走査信号線Gnに接続するトランジスタ12Bのドレイン電極が画素電極17Bに接続され、かつトランジスタ12Aのソース電極がデータ信号線SYに接続され、トランジスタ12Bのソース電極がデータ信号線SXに接続されている。
また、画素102と行方向に隣接する画素106には、2つの画素電極17C・17Dが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、走査信号線Gnに接続するトランジスタ12Cのドレイン電極が画素電極17Cに接続されるとともに、走査信号線G(n+1)に接続するトランジスタ12Dのドレイン電極が画素電極17Dに接続され、かつトランジスタ12Cのソース電極がデータ信号線SYに接続され、トランジスタ12Dのソース電極がデータ信号線SXに接続されている。
また、画素103と行方向に隣接する画素107には、2つの画素電極17E・17Fが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n+1)に接続するトランジスタ12Eのドレイン電極が画素電極17Eに接続されるとともに、走査信号線G(n+2)に接続するトランジスタ12Fのドレイン電極が画素電極17Fに接続され、かつトランジスタ12Eのソース電極がデータ信号線SYに接続され、トランジスタ12Fのソース電極がデータ信号線SXに接続されている。
また、画素104と行方向に隣接する画素108には、2つの画素電極17G・17Hが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n+2)に接続するトランジスタ12Gのドレイン電極が画素電極17Gに接続されるとともに、走査信号線G(n+3)に接続するトランジスタ12Hのドレイン電極が画素電極17Hに接続され、かつトランジスタ12Gのソース電極がデータ信号線SYに接続され、トランジスタ12Hのソース電極がデータ信号線SXに接続されている。
図19図21は、液晶パネル5bの一部(図17の4画素行を含む7画素行)に中間調表示を行う場合の駆動方法を、1水平走査期間ごとに連続する3水平走査期間分(H1〜H3)示す模式図である。また、図18は液晶パネル5bの一部に中間調表示を行う場合の駆動方法を示すタイミングチャート(2フレーム分)である。
図18〜21に示す駆動方法では、走査信号線を2本ずつ順次選択していき、一水平走査期間には、2本の走査信号線が同時選択される2本選択期間と、該2本選択期間に続き、該2本の走査信号線の一方が非選択とされる1本選択期間とが含まれる。また、中間調表示時には、2本選択期間に低階調データ信号が各データ信号線に供給され、1本選択期間に高階調データ信号が各データ信号線に供給される。また、1つの画素列に対応する2本のデータ信号線に、逆極性のデータ信号が供給される。また、それぞれが異なる画素列に対応する、互いに隣り合う2本のデータ信号線(例えばSy・SX)には同極性のデータ信号を供給する。なお、各データ信号線に供給されるデータ信号の極性は一垂直走査期間(1フレーム)ごとに反転する。
例えば、連続する3つの水平走査期間H1〜H3において、H1の2本選択期間では、2本の走査信号線Gn・G(n+1)を選択する(図1819参照)。これにより、図17・18・19に示すように、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Sxに接続する画素電極17bにはプラスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Syに接続する画素電極17cにはマイナスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17dにはプラスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線Syに接続する画素電極17eにはマイナスの低階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SXに接続する画素電極17Bにはマイナスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SYに接続する画素電極17Cにはプラスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Dにはマイナスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線SYに接続する画素電極17Eにはプラスの低階調データ信号が書き込まれる。
次いで、H1の1本選択期間では、走査信号線G(n+1)を非選択とし、走査信号線Gnのみを選択するとする。これにより、図17・18・19に示すように、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Sxに接続する画素電極17bにはプラスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Syに接続する画素電極17cにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SXに接続する画素電極17Bにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SYに接続する画素電極17Cにはプラスの高階調データ信号が書き込まれる。
以上から、画素電極17b・17c・17d・17e・17B・17C・17D・17Eそれぞれに対応する副画素は、明副画素(+)・明副画素(−)・暗副画素(+)・暗副画素(−)・明副画素(−)・明副画素(+)・暗副画素(−)・暗副画素(+)となる。
また、H2の2本選択期間では、2本の走査信号線G(n+2)・G(n+3)を選択する(図1820参照)。これにより、図17・18・20に示すように、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17fにはプラスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Syに接続する画素電極17gにはマイナスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17hにはプラスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線Syに接続する画素電極にはマイナスの低階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Fにはマイナスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SYに接続する画素電極17Gにはプラスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Hにはマイナスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線SYに接続する画素電極にはプラスの低階調データ信号が書き込まれる。
次いで、H2の1本選択期間では、走査信号線G(n+3)を非選択とし、走査信号線G(n+2)のみを選択するとする。これにより、図17・1820に示すように、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17fにはプラスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Syに接続する画素電極17gにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Fにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SYに接続する画素電極17Gにはプラスの高階調データ信号が書き込まれる。
以上から、画素電極17f・17g・17h・17F・17G・17Hそれぞれに対応する副画素は、明副画素(+)・明副画素(−)・暗副画素(+)・明副画素(−)・明副画素(+)・暗副画素(−)となる。
また、H3の2本選択期間では、2本の走査信号線G(n+4)・G(n+5)を選択し、次いでH3の1本選択期間では、走査信号線G(n+5)を非選択とし、走査信号線G(n+4)のみを選択する。H3の状態については図21のとおりである。
液晶パネル5bを備えた液晶表示装置は、個別書き込み型の画素分割方式であるため、視野角特性が良好であるとともに、容量結合型と比較して、電気的にフローティングとなる画素電極がなく、信頼性が高い、また、明・暗副画素の輝度を正確に制御することができるといったメリットがある。
そして、走査信号線を2本ずつ選択していき、偶数番目の走査信号線(Gn・G(n+2)・・・)に接続する明副画素には2本選択期間でプリチャージした後に1本選択期間でデータ信号を書き込むことができるため、通常駆動であれば、明副画素の充電時間を実質的に2倍に延ばすことができる。また、奇数番目の走査信号線(G(n+1)・G(n+3)・・・)に接続する暗副画素にデータ信号を書き込む2本選択期間が、1本選択期間よりも長く設定されているため、通常駆動であれば、暗副画素の充電時間も延ばすことができる。これにより、大型高精細の液晶表示装置や高速駆動(60Hz以上の駆動)の液晶表示装置に好適となる。
加えて、画面に書き込まれたデータ信号の極性が、行方向および列方向それぞれについて1副画素単位で反転するため、画面のチラツキも抑制することができる。
図22は、図17に示す液晶パネル5bの一部の構成例を示す平面図である。図22に示すように、液晶パネル5bには、平面的に視て、走査信号線G(n−1)および走査信号線Gn並びにデータ信号線Sx・Syで画される領域に画素電極17a・17bが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられるとともに、走査信号線G(n−1)および走査信号線Gn並びにデータ信号線SX・SYで画される領域に画素電極17A・17Bが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、かつ走査信号線Gnおよび走査信号線G(n+1)並びにデータ信号線Sx・Syで画される領域に画素電極17c・17dが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられるとともに、走査信号線Gnおよび走査信号線G(n+1)並びにデータ信号線SX・SYで画される領域に画素電極17C・17Dが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられている。また、走査信号線G(n−1)および走査信号線Gn間に保持容量配線Cs(n−1)が配されるとともに、走査信号線Gnおよび走査信号線G(n+1)間に保持容量配線Csnが配されている。
なお、走査信号線G(n−1)はトランジスタ12b・12Bのゲート電極として、走査信号線Gnはトランジスタ12a・12Aのゲート電極として、走査信号線G(n+1)はトランジスタ12c・12Cのゲート電極として機能する。また、トランジスタ12a・12cのソース電極はデータ信号線Sxに接続されるとともに、トランジスタ12b・12dのソース電極はデータ信号線Syに接続され、トランジスタ12A・12Cのソース電極はデータ信号線SXに接続されるとともに、トランジスタ12B・12Dのソース電極はデータ信号線SYに接続されている。
また、トランジスタ12aのドレイン電極がコンタクトホール11aを介して画素電極17aに接続され、トランジスタ12bのドレイン電極がコンタクトホール11bを介して画素電極17bに接続され、保持容量配線Cs(n−1)に重なる容量電極67aと画素電極17aとがコンタクトホール91aを介して接続され、保持容量配線Cs(n−1)に重なる容量電極67bと画素電極17bとがコンタクトホール91bを介して接続されている。同様に、トランジスタ12Aのドレイン電極がコンタクトホール11Aを介して画素電極17Aに接続され、トランジスタ12Bのドレイン電極がコンタクトホール11Bを介して画素電極17Bに接続され、保持容量配線Cs(n−1)に重なる容量電極67Aと画素電極17Aとがコンタクトホール91Aを介して接続され、保持容量配線Cs(n−1)に重なる容量電極67Bと画素電極17Bとがコンタクトホール91Bを介して接続されている。
また、トランジスタ12cのドレイン電極がコンタクトホール11cを介して画素電極17cに接続され、トランジスタ12dのドレイン電極がコンタクトホール11dを介して画素電極17dに接続され、保持容量配線Csnに重なる容量電極67cと画素電極17cとがコンタクトホール91cを介して接続され、保持容量配線Csnに重なる容量電極67dと画素電極17dとがコンタクトホール91dを介して接続されている。同様に、トランジスタ12Cのドレイン電極がコンタクトホール11Cを介して画素電極17Cに接続され、トランジスタ12Dのドレイン電極がコンタクトホール11Dを介して画素電極17Dに接続され、保持容量配線Csnに重なる容量電極67Cと画素電極17Cとがコンタクトホール91Cを介して接続され、保持容量配線Csnに重なる容量電極67Dと画素電極17Dとがコンタクトホール91Dを介して接続されている。
図17の液晶パネル5bを図23のように変形することもできる。図23の液晶パネル5cでは、同一の画素領域列に属し、それぞれがトランジスタを介して同一の走査信号線に接続する2つの画素電極が、別の1つの画素電極を挟むように配されている。さらに、同一の画素領域行に属し、それぞれがトランジスタを介して同一の走査信号線に接続する2つの画素電極が、互いに斜め向かいに配されている。
例えば、画素101には、2つの画素電極17a・17bが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n−1)に接続するトランジスタ12aのドレイン電極が画素電極17aに接続されるとともに、走査信号線Gnに接続するトランジスタ12bのドレイン電極が画素電極17bに接続され、かつトランジスタ12aのソース電極がデータ信号線Syに接続され、トランジスタ12bのソース電極がデータ信号線Sxに接続されている。
また、画素101と列方向に隣接する画素102には、2つの画素電極17c・17dが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、走査信号線Gnに接続するトランジスタ12cのドレイン電極が画素電極17dに接続されるとともに、走査信号線G(n+1)に接続するトランジスタ12dのドレイン電極が画素電極17cに接続され、かつトランジスタ12cのソース電極がデータ信号線Syに接続され、トランジスタ12dのソース電極がデータ信号線Sxに接続されている。
また、画素102と列方向に隣接する画素103には、2つの画素電極17e・17fが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n+1)に接続するトランジスタ12eのドレイン電極が画素電極17eに接続されるとともに、走査信号線G(n+2)に接続するトランジスタ12fのドレイン電極が画素電極17fに接続され、かつトランジスタ12eのソース電極がデータ信号線Syに接続され、トランジスタ12fのソース電極がデータ信号線Sxに接続されている。
また、画素103と列方向に隣接する画素104には、2つの画素電極17g・17hが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n+2)に接続するトランジスタ12gのドレイン電極が画素電極17hに接続されるとともに、走査信号線G(n+3)に接続するトランジスタ12hのドレイン電極が画素電極17gに接続され、かつトランジスタ12gのソース電極がデータ信号線Syに接続され、トランジスタ12hのソース電極がデータ信号線Sxに接続されている。
また、画素101と行方向に隣接する画素105には、2つの画素電極17A・17Bが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n−1)に接続するトランジスタ12Aのドレイン電極が画素電極17Bに接続されるとともに、走査信号線Gnに接続するトランジスタ12Bのドレイン電極が画素電極17Aに接続され、かつトランジスタ12Aのソース電極がデータ信号線SYに接続され、トランジスタ12Bのソース電極がデータ信号線SXに接続されている。
また、画素102と行方向に隣接する画素106には、2つの画素電極17C・17Dが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、走査信号線Gnに接続するトランジスタ12Cのドレイン電極が画素電極17Cに接続されるとともに、走査信号線G(n+1)に接続するトランジスタ12Dのドレイン電極が画素電極17Dに接続され、かつトランジスタ12Cのソース電極がデータ信号線SYに接続され、トランジスタ12Dのソース電極がデータ信号線SXに接続されている。
また、画素103と行方向に隣接する画素107には、2つの画素電極17E・17Fが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n+1)に接続するトランジスタ12Eのドレイン電極が画素電極17Fに接続されるとともに、走査信号線G(n+2)に接続するトランジスタ12Fのドレイン電極が画素電極17Eに接続され、かつトランジスタ12Eのソース電極がデータ信号線SYに接続され、トランジスタ12Fのソース電極がデータ信号線SXに接続されている。
また、画素104と行方向に隣接する画素108には、2つの画素電極17G・17Hが列方向(走査方向)に沿ってこの順に並べられ、走査信号線G(n+2)に接続するトランジスタ12Gのドレイン電極が画素電極17Gに接続されるとともに、走査信号線G(n+3)に接続するトランジスタ12Hのドレイン電極が画素電極17Hに接続され、かつトランジスタ12Gのソース電極がデータ信号線SYに接続され、トランジスタ12Hのソース電極がデータ信号線SXに接続されている。
図25図27は、液晶パネル5cの一部(図23の4画素行を含む7画素行)に中間調表示を行う場合の駆動方法を、1水平走査期間ごとに連続する3水平走査期間分(H1〜H3)示す模式図である。また、図24は液晶パネル5cの一部に中間調表示を行う場合の駆動方法を示すタイミングチャート(2フレーム分)である。
図24〜27に示す駆動方法では、走査信号線を2本ずつ順次選択していき、一水平走査期間には、2本の走査信号線が同時選択される2本選択期間と、該2本選択期間に続き、該2本の走査信号線の一方が非選択とされる1本選択期間とが含まれる。また、中間調表示時には、2本選択期間に低階調データ信号が各データ信号線に供給され、1本選択期間に高階調データ信号が各データ信号線に供給される。また、1つの画素列に対応する2本のデータ信号線に、逆極性のデータ信号が供給される。また、それぞれが異なる画素列に対応する、互いに隣り合う2本のデータ信号線(例えばSy・SX)には逆極性のデータ信号を供給する。なお、各データ信号線に供給されるデータ信号の極性は一垂直走査期間(1フレーム)ごとに反転する。
例えば、連続する3つの水平走査期間H1〜H3において、H1の2本選択期間では、2本の走査信号線Gn・G(n+1)を選択する(図2425参照)。これにより、図23・24・25に示すように、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Sxに接続する画素電極17bにはプラスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Syに接続する画素電極17dにはマイナスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17cにはプラスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線Syに接続する画素電極17eにはマイナスの低階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SXに接続する画素電極17Aにはプラスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SYに接続する画素電極17Cにはマイナスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Dにはプラスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+1)およびデータ信号線SYに接続する画素電極17Fにはマイナスの低階調データ信号が書き込まれる。
次いで、H1の1本選択期間では、走査信号線G(n+1)を非選択とし、走査信号線Gnのみを選択するとする。これにより、図23・24・25に示すように、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Sxに接続する画素電極17bにはプラスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線Syに接続する画素電極17dにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SXに接続する画素電極17Aにはプラスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線Gnおよびデータ信号線SYに接続する画素電極17Cにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれる。
以上から、画素電極17b・17c・17d・17e・17A・17C・17D・17Fそれぞれに対応する副画素は、明副画素(+)・暗副画素(+)・明副画素(−)・暗副画素(−)・明副画素(+)・明副画素(−)・暗副画素(+)・暗副画素(−)となる。
また、H2の2本選択期間では、2本の走査信号線G(n+2)・G(n+3)を選択する(図2426参照)。これにより、図23・2426に示すように、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17fにはプラスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Syに接続する画素電極17hにはマイナスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17gにはプラスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線Syに接続する画素電極にはマイナスの低階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Eにはプラスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SYに接続する画素電極17Gにはマイナスのプリチャージ信号(低階調)が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Hにはプラスの低階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+3)およびデータ信号線SYに接続する画素電極にはプラスの低階調データ信号が書き込まれる。
次いで、H2の1本選択期間では、走査信号線G(n+3)を非選択とし、走査信号線G(n+2)のみを選択するとする。これにより、図23・2426に示すように、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Sxに接続する画素電極17fにはプラスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線Syに接続する画素電極17hにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれる。また、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SXに接続する画素電極17Eにはプラスの高階調データ信号が書き込まれ、トランジスタを介して走査信号線G(n+2)およびデータ信号線SYに接続する画素電極17Gにはマイナスの高階調データ信号が書き込まれる。
以上から、画素電極17f・17g・17h・17E・17G・17Hそれぞれに対応する副画素は、明副画素(+)・暗副画素(+)・明副画素(−)・明副画素(+)・明副画素(−)・暗副画素(+)となる。
また、H3の2本選択期間では、2本の走査信号線G(n+4)・G(n+5)を選択し、次いでH3の1本選択期間では、走査信号線G(n+5)を非選択とし、走査信号線G(n+4)のみを選択する。H3の状態については図27のとおりである。
液晶パネル5cでは、中間調を表示する時には、行方向および列方向それぞれについて、明副画素と暗副画素とが交互に並び(明・暗副画素が市松配置され)、ライン状のムラが視認されにくくなるという効果がある。
さらに、同一データ信号線に供給されるデータ信号の極性が1垂直走査期間中変わらないため、データ信号の極性が1水平走査期間で反転するような場合と比較してソースドライバの消費電力を抑えることができる。
加えて、画面に書き込まれたデータ信号の極性が、行方向および列方向それぞれについて2副画素単位で反転するため、画面のチラツキも抑制することができる。
図28は本液晶表示装置のゲートドライバの構成を示す回路図であり、図35は本ゲートドライバの駆動方法を示すタイミングチャートである。図28に示されるように、ゲートドライバGDはシフトレジスタ45、列方向に並ぶ複数のAND回路(66x〜66z)、および出力回路46を備える。シフトレジスタ45には、ゲートスターとパルス信号GSPとゲートクロック信号GCKとが入力される。各AND回路(66x〜66z)には、各水平走査期間の1本選択期間に「H」となるGOE信号(図35参照)の反転信号が入力される。そして、シフトレジスタ45の各段の出力は2系統に分かれ、その一方が出力回路46を経て走査信号となり、他方が1つのAND回路に入力され、このAND回路の出力が出力回路46を経て走査信号となる。
例えば、シフトレジスタ45のある段からの出力が2系統(Q0・Q1)に分かれており、Q0が出力回路46を経て走査信号線Gnに供給される走査信号となり、Q1がAND回路66xに入力され、AND回路66xの出力が出力回路46を経て走査信号線G(n+1)に供給される走査信号となる。また、シフトレジスタ45の他の段からの出力が2系統(Q2・Q3)に分かれており、Q2が出力回路46を経て走査信号線G(n+2)に供給される走査信号となり、Q3がAND回路66yに入力され、AND回路66yの出力が出力回路46を経て走査信号線G(n+3)に供給される走査信号となる。
図28・図35に示すように、本ゲートドライバでは、同時選択する2本の走査信号線それぞれに供給する走査信号を、1つのシフトレジスタの同一段からの出力を用いて生成することができ、ゲートドライバ構成を簡略化することができるというメリットがある。
本実施の形態では、以下のようにして、本液晶表示ユニットおよび液晶表示装置を構成する。すなわち、液晶パネル(5a〜5f)の両面に、2枚の偏光板A・Bを、偏光板Aの偏光軸と偏光板Bの偏光軸とが互いに直交するように貼り付ける。なお、偏光板には必要に応じて、光学補償シート等を積層してもよい。次に、図29(a)に示すように、ドライバ(ゲートドライバ202、ソースドライバ201)を接続する。ここでは、一例として、ドライバをTCP(TapeCareerPackage)方式による接続について説明する。まず、液晶パネルの端子部にACF(AnisotoropiConduktiveFilm)を仮圧着する。ついで、ドライバが乗せられたTCPをキャリアテープから打ち抜き、パネル端子電極に位置合わせし、加熱、本圧着を行う。その後、ドライバTCP同士を連結するための回路基板203(PWB:Printed wiring board)とTCPの入力端子とをACFで接続する。これにより、液晶表示ユニット200が完成する。その後、図29(b)に示すように、液晶表示ユニットの各ドライバ(201・202)に、回路基板203を介して表示制御回路209を接続し、照明装置(バックライトユニット)204と一体化することで、液晶表示装置210となる。
本願でいう「電位の極性」とは、基準となる電位以上(プラス)あるいは基準となる電位以下(マイナス)を意味する。ここで、基準となる電位は、共通電極(対向電極)の電位であるVcom(コモン電位)であってもその他任意の電位であってもよい。
図30は、本液晶表示装置の構成を示すブロック図である。同図に示されるように、本液晶表示装置は、表示部(液晶パネル)と、ソースドライバ(SD)と、ゲートドライバ(GD)と、表示制御回路とを備えている。ソースドライバはデータ信号線を駆動し、ゲートドライバは走査信号線を駆動し、表示制御回路は、ソースドライバおよびゲートドライバを制御する。
表示制御回路は、外部の信号源(例えばチューナー)から、表示すべき画像を表すデジタルビデオ信号Dvと、当該デジタルビデオ信号Dvに対応する水平同期信号HSYおよび垂直同期信号VSYと、表示動作を制御するための制御信号Dcとを受け取る。また、表示制御回路は、受け取ったこれらの信号Dv,HSY,VSY,Dcに基づき、そのデジタルビデオ信号Dvの表す画像を表示部に表示させるための信号として、データスタートパルス信号SSPと、データクロック信号SCKと、チャージシェア信号shと、表示すべき画像を表すデジタル画像信号DA(ビデオ信号Dvに対応する信号)と、ゲートスタートパルス信号GSPと、ゲートクロック信号GCKと、ゲートドライバ出力制御信号(走査信号出力制御信号)GOEとを生成し、これらを出力する。
より詳しくは、ビデオ信号Dvを内部メモリで必要に応じてタイミング調整等を行った後に、デジタル画像信号DAとして表示制御回路から出力し、そのデジタル画像信号DAの表す画像の各画素に対応するパルスからなる信号としてデータクロック信号SCKを生成し、水平同期信号HSYに基づき1水平走査期間毎に所定期間だけハイレベル(Hレベル)となる信号としてデータスタートパルス信号SSPを生成し、垂直同期信号VSYに基づき1フレーム期間(1垂直走査期間)毎に所定期間だけHレベルとなる信号としてゲートスタートパルス信号GSPを生成し、水平同期信号HSYに基づきゲートクロック信号GCKを生成し、水平同期信号HSYおよび制御信号Dcに基づきチャージシェア信号sh、ならびにゲートドライバ出力制御信号GOEを生成する。
上記のようにして表示制御回路において生成された信号のうち、デジタル画像信号DA、チャージシェア信号sh、信号電位(データ信号電位)の極性を制御する信号POL、データスタートパルス信号SSP、およびデータクロック信号SCKは、ソースドライバに入力され、ゲートスタートパルス信号GSPとゲートクロック信号GCKとゲートドライバ出力制御信号GOEとは、ゲートドライバに入力される。
ソースドライバは、デジタル画像信号DA、データクロック信号SCK、チャージシェア信号sh、データスタートパルス信号SSP、および極性反転信号POLに基づき、デジタル画像信号DAの表す画像の各走査信号線における画素値に相当するアナログ電位(信号電位)を1水平走査期間毎に順次生成し、これらのデータ信号をデータ信号線(例えば、Sx・Sy)に出力する。
ゲートドライバは、ゲートスタートパルス信号GSPおよびゲートクロック信号GCKと、ゲートドライバ出力制御信号GOEとに基づき、ゲートオンパルス信号を生成し、これらを走査信号線に出力し、これによって走査信号線を2本ずつ順次選択していく。
次に、本液晶表示装置をテレビジョン受信機に適用するときの一構成例について説明する。図31は、テレビジョン受信機用の液晶表示装置800の構成を示すブロック図である。液晶表示装置800は、液晶表示ユニット84と、Y/C分離回路80と、ビデオクロマ回路81と、A/Dコンバータ82と、液晶コントローラ83と、バックライト駆動回路85と、バックライト86と、マイコン(マイクロコンピュータ)87と、階調回路88とを備えている。なお、液晶表示ユニット84は、液晶パネルと、これを駆動するためのソースドライバおよびゲートドライバとで構成される。
上記構成の液晶表示装置800では、まず、テレビジョン信号としての複合カラー映像信号Scvが外部からY/C分離回路80に入力され、そこで輝度信号と色信号に分離される。これらの輝度信号と色信号は、ビデオクロマ回路81にて光の3原色に対応するアナログRGB信号に変換され、さらに、このアナログRGB信号はA/Dコンバータ82により、デジタルRGB信号に変換される。このデジタルRGB信号は液晶コントローラ83に入力される。また、Y/C分離回路80では、外部から入力された複合カラー映像信号Scvから水平および垂直同期信号も取り出され、これらの同期信号もマイコン87を介して液晶コントローラ83に入力される。
液晶表示ユニット84には、液晶コントローラ83からデジタルRGB信号が、上記同期信号に基づくタイミング信号と共に所定のタイミングで入力される。また、階調回路88では、カラー表示の3原色R,G,Bそれぞれの階調電位が生成され、それらの階調電位も液晶表示ユニット84に供給される。液晶表示ユニット84では、これらのRGB信号、タイミング信号および階調電位に基づき内部のソースドライバやゲートドライバ等により駆動用信号(データ信号=信号電位、走査信号等)が生成され、それらの駆動用信号に基づき、内部の液晶パネルにカラー画像が表示される。なお、この液晶表示ユニット84によって画像を表示するには、液晶表示ユニット内の液晶パネルの後方から光を照射する必要があり、この液晶表示装置800では、マイコン87の制御の下にバックライト駆動回路85がバックライト86を駆動することにより、液晶パネルの裏面に光が照射される。上記の処理を含め、システム全体の制御はマイコン87が行う。なお、外部から入力される映像信号(複合カラー映像信号)としては、テレビジョン放送に基づく映像信号のみならず、カメラにより撮像された映像信号や、インターネット回線を介して供給される映像信号なども使用可能であり、この液晶表示装置800では、様々な映像信号に基づいた画像表示が可能である。
液晶表示装置800でテレビジョン放送に基づく画像を表示する場合には、図32に示すように、液晶表示装置800にチューナー部90が接続され、これによって本テレビジョン受像機601が構成される。このチューナー部90は、アンテナ(不図示)で受信した受信波(高周波信号)の中から受信すべきチャンネルの信号を抜き出して中間周波信号に変換し、この中間周波数信号を検波することによってテレビジョン信号としての複合カラー映像信号Scvを取り出す。この複合カラー映像信号Scvは、既述のように液晶表示装置800に入力され、この複合カラー映像信号Scvに基づく画像が該液晶表示装置800によって表示される。
図33は、本テレビジョン受像機の一構成例を示す分解斜視図である。同図に示すように、本テレビジョン受像機601は、その構成要素として、液晶表示装置800の他に第1筐体801および第2筐体806を有しており、液晶表示装置800を第1筐体801と第2筐体806とで包み込むようにして挟持した構成となっている。第1筐体801には、液晶表示装置800で表示される画像を透過させる開口部801aが形成されている。また、第2筐体806は、液晶表示装置800の背面側を覆うものであり、当該表示装置800を操作するための操作用回路805が設けられると共に、下方に支持用部材808が取り付けられている。
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、上記実施の形態を技術常識に基づいて適宜変更したものやそれらを組み合わせて得られるものも本発明の実施の形態に含まれる。
以上のように、本アクティブマトリクス基板は、複数のデータ信号線と複数の走査信号線とを備え、各画素領域に複数の画素電極が設けられ、各データ信号線の延伸方向を列方向として、1つの画素領域列に対応して2本のデータ信号線が設けられ、上記画素領域列に含まれる画素領域の1つの画素電極が、走査信号線に接続されたトランジスタを介して上記2本のデータ信号線の一方に接続され、該画素領域の別の画素電極が、別の走査信号線に接続されたトランジスタを介して上記2本のデータ信号線の他方に接続され、上記画素領域列の隣接する2つの画素領域について、その一方に含まれる画素電極の1つと他方に含まれる画素電極の1つとが、それぞれトランジスタを介して同一の走査信号線に接続されていることを特徴とする。
本アクティブマトリクス基板を備えた液晶表示装置では、走査信号線を2本ずつ選択しながら、1画素領域に設けられた複数の画素電極に個別書き込みを行うことができ、個別書き込み型の液晶表示装置の画素充電時間を延ばすことができる。
本液晶表示装置では、各画素領域には、2つの画素電極が行方向に沿って並べられている構成とすることもできる。
本アクティブマトリクス基板では、同一の画素領域列に属し、それぞれがトランジスタを介して同一の走査信号線に接続する2つの画素電極が、互いに斜め向かいに配されている構成とすることもできる。
本アクティブマトリクス基板では、各画素領域には、2つの画素電極が列方向に沿って並べられている構成とすることもできる。
本アクティブマトリクス基板では、同一の画素領域列に属し、それぞれがトランジスタを介して同一の走査信号線に接続する2つの画素電極が、別の1つの画素電極を挟むように配されている構成とすることもできる。
本アクティブマトリクス基板では、同一の画素領域行に属し、それぞれがトランジスタを介して同一の走査信号線に接続する2つの画素電極が、互いに斜め向かいに配されている構成とすることもできる。
本液晶パネルは上記アクティブマトリクス基板を備えることを特徴とする。
本液晶表示装置は、上記アクティブマトリクス基板を備えることを特徴とする。
本液晶表示装置では、走査信号線を2本ずつ順次選択していく構成とすることができる。
本液晶表示装置では、一水平走査期間には、走査信号線が2本同時選択される2本選択期間と、該2本選択期間に続き、走査信号線が1本のみ選択される1本選択期間とが含まれる構成とすることもできる。
本液晶表示装置では、中間調表示時には、2本選択期間に相対的に低階調のデータ信号が各データ信号線に供給され、1本選択期間に相対的に高階調のデータ信号が各データ信号線に供給される構成とすることもできる。
本液晶表示装置では、中間調表示時には、2本選択期間に相対的に高階調のデータ信号が各データ信号線に供給され、1本選択期間に相対的に低階調のデータ信号が各データ信号線に供給される構成とすることもできる。
本液晶表示装置では、1本選択期間に選択される走査信号線にトランジスタを介して接続される画素電極は、1本選択期間に選択されない走査信号線にトランジスタを介して接続される画素電極よりも面積が大きい構成とすることもできる。
本液晶表示装置では、1つの画素領域列に対応する2本のデータ信号線に、逆極性のデータ信号が供給される構成とすることもできる。
本液晶表示装置では、各データ信号線には、一水平走査期間ごとに極性が反転するデータ信号が供給される構成とすることもできる。
本液晶表示装置では、各データ信号線には、一垂直走査期間ごとに極性が反転するデータ信号が供給される構成とすることもできる。
本液晶表示装置では、それぞれが異なる画素領域列に対応し、互いに隣り合うデータ信号線に、逆極性のデータ信号が供給される構成とすることもできる。
本液晶表示装置では、それぞれが異なる画素領域列に対応し、互いに隣り合うデータ信号線に、同極性のデータ信号が供給される構成とすることもできる。
本液晶表示装置では、シフトレジスタを含む走査信号線駆動回路を備え、同時選択される各走査信号線に供給される走査信号が、上記シフトレジスタの同一段の出力を用いて生成されている構成とすることもできる。
本液晶表示ユニットは、上記液晶パネルとドライバとを備えることを特徴とする。また、本テレビジョン受像機は、上記液晶表示装置と、テレビジョン放送を受信するチューナー部とを備えることを特徴とする。
本液晶パネルの駆動方法は、複数のデータ信号線と複数の走査信号線とを備え、各画素領域に複数の画素電極が設けられ、各データ信号線の延伸方向を列方向として、1つの画素領域列に対応して2本のデータ信号線が設けられ、上記画素領域列に含まれる画素領域の1つの画素電極が、走査信号線に接続されたトランジスタを介して上記2本のデータ信号線の一方に接続され、該画素領域の別の画素電極が、別の走査信号線に接続されたトランジスタを介して上記2本のデータ信号線の他方に接続され、上記画素領域列の隣接する2つの画素領域について、その一方に含まれる画素電極の1つと他方に含まれる画素電極の1つとが、それぞれトランジスタを介して同一の走査信号線に接続されている液晶パネルに対して、走査信号線を2本ずつ順次選択していくことを特徴とする。
本発明のアクティブマトリクス基板や液晶パネルは、例えば液晶テレビに好適である。
5a〜5c 液晶パネル
12a〜12h・12A〜12H トランジスタ
17a〜17h・17A〜17H 画素電極
Sx・Sy・SX・SY データ信号線
Gn〜G(n+6) 走査信号線
Csn〜Cs(n+2) 保持容量配線
22 ゲート絶縁膜
24 半導体層
25 無機層間絶縁膜
26 有機層間絶縁膜
84 液晶表示ユニット
101〜108 画素
601 テレビジョン受像機
800 液晶表示装置

Claims (20)

  1. 複数のデータ信号線と複数の走査信号線とを備え、
    各画素領域に複数の画素電極が設けられ、各データ信号線の延伸方向を列方向として、1つの画素領域列に対応して2本のデータ信号線が設けられ、
    上記画素領域列に含まれる画素領域の1つの画素電極が、走査信号線に接続されたトランジスタを介して上記2本のデータ信号線の一方に接続され、該画素領域の別の画素電極が、別の走査信号線に接続されたトランジスタを介して上記2本のデータ信号線の他方に接続され、
    上記画素領域列の隣接する2つの画素領域について、その一方に含まれる画素電極の1つと他方に含まれる画素電極の1つとが、それぞれトランジスタを介して同一の走査信号線に接続され、
    各画素領域には、2つの画素電極が行方向に沿って並べられ、
    同一の画素領域列に属し、それぞれがトランジスタを介して同一の走査信号線に接続する2つの画素電極が、互いに斜め向かいに配されていることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
  2. 複数のデータ信号線と複数の走査信号線とを備え、
    各画素領域に複数の画素電極が設けられ、各データ信号線の延伸方向を列方向として、1つの画素領域列に対応して2本のデータ信号線が設けられ、
    上記画素領域列に含まれる画素領域の1つの画素電極が、走査信号線に接続されたトランジスタを介して上記2本のデータ信号線の一方に接続され、該画素領域の別の画素電極が、別の走査信号線に接続されたトランジスタを介して上記2本のデータ信号線の他方に接続され、
    上記画素領域列の隣接する2つの画素領域について、その一方に含まれる画素電極の1つと他方に含まれる画素電極の1つとが、それぞれトランジスタを介して同一の走査信号線に接続され、
    各画素領域には、2つの画素電極が列方向に沿って並べられ、
    同一の画素領域列に属し、それぞれがトランジスタを介して同一の走査信号線に接続する2つの画素電極が、別の1つの画素電極を挟むように配されていることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
  3. 同一の画素領域行に属し、それぞれがトランジスタを介して同一の走査信号線に接続する2つの画素電極が、互いに斜め向かいに配されていることを特徴とする請求項2記載のアクティブマトリクス基板。
  4. 上記2つの画素電極の間隙と重なるように列方向に延伸する保持容量配線が、各データ信号線と同層に形成されていることを特徴とする請求項1記載のアクティブマトリクス基板。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のアクティブマトリクス基板を備えることを特徴とする液晶パネル。
  6. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のアクティブマトリクス基板を備えることを特徴とする液晶表示装置。
  7. 走査信号線を2本ずつ順次選択していくことを特徴とする請求項6記載の液晶表示装置。
  8. 一水平走査期間には、走査信号線が2本同時選択される2本選択期間と、該2本選択期間に続き、走査信号線が1本のみ選択される1本選択期間とが含まれることを特徴とする請求項7記載の液晶表示装置。
  9. 中間調表示時には、2本選択期間に相対的に低階調のデータ信号が各データ信号線に供給され、1本選択期間に相対的に高階調のデータ信号が各データ信号線に供給されることを特徴とする請求項8記載の液晶表示装置。
  10. 中間調表示時には、2本選択期間に相対的に高階調のデータ信号が各データ信号線に供給され、1本選択期間に相対的に低階調のデータ信号が各データ信号線に供給されることを特徴とする請求項8記載の液晶表示装置。
  11. 1本選択期間に選択される走査信号線にトランジスタを介して接続される画素電極は、1本選択期間に選択されない走査信号線にトランジスタを介して接続される画素電極よりも面積が大きいことを特徴とする請求項10記載の液晶表示装置。
  12. 1つの画素領域列に対応する2本のデータ信号線に、逆極性のデータ信号が供給されることを特徴とする請求項6記載の液晶表示装置。
  13. 各データ信号線には、一水平走査期間ごとに極性が反転するデータ信号が供給されることを特徴とする請求項6記載の液晶表示装置。
  14. 各データ信号線には、一垂直走査期間ごとに極性が反転するデータ信号が供給されることを特徴とする請求項6記載の液晶表示装置。
  15. それぞれが異なる画素領域列に対応し、互いに隣り合うデータ信号線に、逆極性のデータ信号が供給されることを特徴とする請求項6記載の液晶表示装置。
  16. それぞれが異なる画素領域列に対応し、互いに隣り合うデータ信号線に、同極性のデータ信号が供給されることを特徴とする請求項6記載の液晶表示装置。
  17. シフトレジスタを含む走査信号線駆動回路を備え、
    同時選択される各走査信号線に供給される走査信号が、上記シフトレジスタの同一段の出力を用いて生成されていることを特徴とする請求項8記載の液晶表示装置。
  18. 1本選択期間に選択される走査信号線に接続するトランジスタのチャネルサイズは、1本選択期間に選択されない走査信号線に接続するトランジスタのそれよりも小さいことを特徴とする請求項8記載の液晶表示装置。
  19. 請求項5記載の液晶パネルとドライバとを備えることを特徴とする液晶表示ユニット。
  20. 請求項6〜18のいずれか1項に記載の液晶表示装置と、テレビジョン放送を受信するチューナー部とを備えることを特徴とするテレビジョン受像機。
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