JP6201055B2 - 液晶表示装置及びその表示制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、表示技術に関し、特に、液晶表示装置及びその表示制御方法に関する。
液晶表示の市場は急速に成長し、応用分野も絶え間なく拡大している。特に、大型の液晶表示装置の応用では、より広い視野角範囲が求められる。しかし、広視野角の液晶表示装置は、表示の際に色ズレの問題を生じやすい。
色ズレの問題を解決するため、従来技術では主に、一つのサブ画素ユニットに複数個の表示エリアが設けられる。例えば、サブ画素ユニット100は、三つの表示エリア110・120・130からなる(図1参照)。更に図1を参照する。三つの表示エリア110・120・130と対応する三つのトランジスタ111・121・131は、互いに直列で同一のデータ線Dと接続されることにより、データ線Dが提供するデータ電圧を取得する。表示の際、予め各トランジスタにおけるチャネルの横縦比を所定の値に設定することで、各表示エリア毎に印加される電圧を制御し、これにより液晶分子の捩れ具合を制御して、光透過率を調整する。
図1の表示エリア110において分配される電圧が、データ線Dが提供するデータ電圧と近い場合には、予めトランジスタ111のチャネル幅を小さくしておく必要があるものの、TFT調製における制限のため幅を無限に小さくすることは出来ない。よって、トランジスタ121(或はトランジスタ131)のチャネル幅を大きくしておくことで、二者に分配される電圧の差を縮める必要がある。
また、表示エリア120・130に分配される電圧が等しい場合、トランジスタ111・121のインピーダンス作用のため、トランジスタ131の幅を小さくしておく必要がある。しかし、TFT調製における制限のため幅を無限に小さくすることは出来ず、予めトランジスタ121のチャネル幅を大きくしておく必要がある。
上述した二つの場合において、予めトランジスタのチャネル幅を大きくすることで、不透光のトランジスタの面積を増やして、画素の開口率を下げることが出来るものの、同時にエネルギー消費も増加してしまう。
よって、上記の問題を解決可能な、液晶表示装置及びその表示制御方法が求められる。
本発明は、広視野角を有する液晶表示装置の画素開口率を向上させるとともに、エネルギー消費を減らすことが可能な、液晶表示装置及びその表示制御方法を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、
本発明が提供する液晶表示装置は、
複数本の走査線と、複数本のデータ線と、複数個のサブ画素ユニットとからなる、液晶表示装置であって、
各前記サブ画素ユニットは、それぞれ複数個の表示エリアと、複数個の制御スイッチとからなり、
前記制御スイッチは、前記表示エリアが対応するデータ電圧を受取る際の制御のために用いられ、
複数個の前記制御スイッチは、第一制御スイッチ群と、第二制御スイッチ群とからなるとともに、
前記データ線を通して前記複数個の表示エリアに対応する前記データ電圧が印加されるように、前記第一制御スイッチ群と前記第二制御スイッチ群は、同一のデータ線と並列接続され
更に、前記複数個の表示エリアは、第一表示エリアと、第二表示エリアと、第三表示エリアとからなり、
前記第一制御スイッチ群は、第一トランジスタからなり、
前記第二制御スイッチ群は、第二トランジスタと、第三トランジスタとからなり、
前記第一トランジスタにおいて、ゲートは一本の走査線と接続され、ソースは前記データ線と接続され、ドレインは前記第一表示エリアと接続され、
前記第二トランジスタにおいて、ゲートは前記走査線と接続され、ソースは前記データ線と接続され、ドレインは前記第二表示エリアと接続され、
前記第三トランジスタにおいて、ゲートは前記走査線と接続され、ソースは前記第二トランジスタのドレインと接続され、ドレインは前記第三表示エリアと接続され
さらに、
前記第一表示エリア、前記第二表示エリアおよび第三表示エリアのうちで、前記第一表示エリアの表示面積が最大であって、かつ、
前記第三表示エリアの表示面積が前記第二表示エリアの表示面積よりも大きい
ことを特徴とする。
以上により、本発明は以下の有益な効果を備える。
本発明の液晶表示装置において、各サブ画素ユニットは複数個の表示エリアと複数個の制御スイッチとからなるとともに、複数個の制御スイッチは第一制御スイッチ群と第二制御スイッチ群とからなり、且つ第一制御スイッチ群及び第二制御スイッチ群は同一のデータ線と並列接続されることで、データ線を通して複数個の表示エリアに対応するデータ電圧が印加される時、第一制御スイッチ群と第二制御スイッチ群の電圧の和が等しくなる。
これにより、いずれか一つの制御スイッチ群は従来技術と比較して、チャネル幅が格段に小さくなるように予め設けられるとともに、総体的に複数個の制御スイッチが占める面積の和が減少する。
よって、広視野角を有する液晶表示装置の画素開口率を向上させるとともに、エネルギー消費を減らすことが可能となる。
従来技術の液晶表示装置におけるサブ画素ユニットの等価回路図である。 本発明の液晶表示装置の実施例における等価回路図である。 本発明の実施例1における一つのサブ画素ユニットの等価回路図である。 本発明の実施例2における一つのサブ画素ユニットの等価回路図である。 本発明の実施例3における一つのサブ画素ユニットの等価回路図である。 本発明の実施例4における一つのサブ画素ユニットの等価回路図である。 本発明の液晶表示装置の表示制御方法の実施例を示したフロー図である。
以下では、図2〜7と実施例を参照しつつ、本発明について詳しく説明する。
(実施例1)
図2を参照する。図は、本発明の液晶表示装置の実施例を示している。本実施例の液晶表示装置300は、複数本の走査線g1−gnと、複数本のデータ線d1−dnとからなるとともに、複数本の走査線g1−gnと複数本のデータ線d1−dnは、垂直に絶縁交差し、且つ液晶表示装置300のサブ画素ユニット310を囲むよう対応して周設される。
本発明において、更に各サブ画素ユニット310は、複数個の表示エリア及び対応する複数個の制御スイッチからなるとともに、制御スイッチは薄膜トランジスタ(Thin−film transistor、TFT)であることが望ましい。具体的には、図3に示したサブ画素ユニット310の等価回路図を参照する。本実施例のサブ画素ユニット310は、第一表示エリア311と、第二表示エリア312と、第三表示エリア313と、第一トランジスタ314と、第二トランジスタ315と、第三トランジスタ316とからなる。
このうち、第一トランジスタ314・第二トランジスタ315・第三トランジスタ316は、二つのスイッチ群に分割される。本実施例において、第一制御スイッチ群T1は第一トランジスタ314からなり、第二制御スイッチ群T2は第二トランジスタ315と第三トランジスタ316とからなる。当然ながら、本発明の第一制御スイッチ群T1は、一つの薄膜トランジスタからなる構造に限られない。その他の実施例において、第一制御スイッチ群T1は、複数個の薄膜トランジスタからなることも可能であり、第一制御スイッチ群T1と第二制御スイッチ群T2が同一のデータ線d1と並列接続されれば良い。また、本実施例における複数個の制御スイッチは、具体的には以下の通りである。
第一トランジスタ314において、ゲートG1は走査線g1と接続され、ソースS1はデータ線d1と接続され、ドレインD1は第一表示エリア311と接続される。
第二トランジスタ315において、ゲートG2は走査線g1と接続され、ソースS2はデータ線d1と接続され、ドレインD2は第二表示エリア312と接続される。
第三トランジスタ316において、ゲートG3は走査線g1と接続され、ソースS3は第二トランジスタ315のドレインD2と接続され、ドレインD3は第三表示エリア313と接続される。
図1に示した従来技術のサブ画素ユニット100と比較して、本実施例は、チャネル幅が最大であるために面積も最大であるトランジスタ121とトランジスタ111及びトランジスタ131が並列接続されると見なすことが出来る。即ち、本実施例の第一表示エリア311と第一トランジスタ314は、図1に示した表示エリア120とトランジスタ121に相当し、本実施例の第二表示エリア312と第二トランジスタ315は、図1に示した表示エリア110とトランジスタ111に相当し、本実施例の第三表示エリア313と第三トランジスタ316は、図1に示した表示エリア130とトランジスタ131に相当する。これにより本実施例は、第一トランジスタ314及び第一表示エリア311に対して単独で給電制御を行うことが出来る。
データ線d1が第一表示エリア311・第二表示エリア312・第三表示エリア313に対して、図1と同等のデータ電圧を印加した時、予め第二トランジスタ315のチャネル幅は図1に示したトランジスタ131の幅に比べて大きく設けられているものの、並列接続のため第一トランジスタ314に分配される電圧と第二トランジスタ315及び第三トランジスタ316に分配される電圧の和が等しくなり、これにより、第一トランジスタ314のチャネル幅は図1に示したトランジスタ121の幅よりも格段に小さくなるよう予め設けられる。以上を総じて言えば、第一トランジスタ314・第二トランジスタ315・第三トランジスタ316が占める面積は図1に示した三つのトランジスタ111・121・131が占める面積よりも大幅に小さくなる。これにより、各サブ画素ユニットの透光面積を増加させて、画素開口率を向上させ、且つエネルギー消費を下げることが出来る。加えて、本実施例において、第一表示エリア311の表示面積は、第二表示エリア312と第三表示エリア313の中のいずれか一つの表示面積よりも大きいことが望ましく、これにより更にエネルギー消費を下げることが出来る。
(実施例2)
図4を参照する。図4は、本発明の実施例2におけるサブ画素ユニットの等価回路図である。本実施例のサブ画素ユニット510には、更にコモン電極線c1が設けられるとともに、図3に示した実施例を基礎とした上で、更に第四トランジスタ517が設けられる。
このうち、第四トランジスタ517において、ソースS4は第三トランジスタ516(図3に示した第三トランジスタ316に相当)のドレインD3と接続され、ドレインD4はコモン電極線c1と接続され、ゲートG4は走査線g1と接続される。
第二表示エリア512と第三表示エリア513に分配して電圧が印加された時、第四トランジスタ517は主に分圧のために用いられるとともに、データ線d1が第二トランジスタ515と第三トランジスタ516に対する給電を停止した時にコモン電極線c1の電圧逆流を防止する。これにより、表示画面に明滅現象が生じることを防ぐ。
(実施例3)
また当然ながら、本発明の実施例3において、図3に示した実施例を基礎とした上で、第一トランジスタ614(図3に示した第一トランジスタ314に相当)には、第四トランジスタ617が直列接続されることも可能である(図5に示したサブ画素ユニット610を参照)。また、サブ画素ユニット610には、更にコモン電極線c1が設けられる。
このうち、第四トランジスタ617において、ソースS4は第一トランジスタ614のドレインD1と接続され、ドレインD4はコモン電極線c1と接続され、ゲートG4は走査線g1と接続される。本実施例において、第四トランジスタ617は主に、分圧と逆流防止のために用いられる。
(実施例4)
本発明の実施例4において、図3に示した実施例を基礎とした上で、第一トランジスタ714(図3に示した第一トランジスタ314に相当)には、第四トランジスタ717が直列接続されるとともに、第三トランジスタ716(図3に示した第三トランジスタ316に相当)には、第五トランジスタ718が直列接続されることも可能である(図6に示したサブ画素ユニット710を参照)。また、サブ画素ユニット710には、更にコモン電極線c1が設けられる。
このうち、第四トランジスタ717において、ソースS4は第一トランジスタ714のドレインD1と接続され、ドレインD4はコモン電極線c1と接続され、ゲートG4は走査線g1と接続される。また、第五トランジスタ718において、ソースS5は第三トランジスタ716のドレインD3と接続され、ドレインD5はコモン電極線c1と接続され、ゲートG5は走査線g1と接続される。本実施例において、第四トランジスタ717と第五トランジスタ718は主に、分圧と逆流防止のために用いられる。
(実施例5)
このほか、本発明が提供する液晶表示装置の表示制御方法について、図7を参照する。本実施例の表示制御方法は、主に以下の手順を含む。
手順S810:第一制御スイッチ群と第二制御スイッチ群とからなる複数個の制御スイッチを設けるとともに、第一制御スイッチ群及び第二制御スイッチ群を同一のデータ線と並列接続する。
手順S820:データ線を通して複数個の表示エリアに対応するデータ電圧を印加する。
本実施例の表示制御方法は、上述した実施例の液晶表示装置300に基づくとともに、上述した実施例のサブ画素ユニット510・610・710の中のいずれか一種を有し、且つ同等の有益な効果を備える。よって、具体的には上述を参照するものとし、ここで重複して述べることはしない。
上述を総じて言えば、本発明の液晶表示装置において、各サブ画素ユニットは複数個の表示エリアと複数個の制御スイッチとからなるとともに、複数個の制御スイッチは第一制御スイッチ群と第二制御スイッチ群とからなり、且つ第一制御スイッチ群及び第二制御スイッチ群は同一のデータ線と並列接続されることで、データ線を通して複数個の表示エリアに対応するデータ電圧が印加される時、第一制御スイッチ群と第二制御スイッチ群の電圧の和が等しくなる。これにより、いずれか一つの制御スイッチ群は従来技術と比較して、チャネル幅が格段に小さくなるように予め設けられるとともに、総体的に複数個の制御スイッチが占める面積の和が減少する。以上により、広視野角を有する液晶表示装置の画素開口率を向上させるとともに、エネルギー消費を減らすことが可能となる。
以上は、本発明の実施例について述べたに過ぎず、これにより本発明の請求範囲を限定するものではない。本発明の明細書及び図の内容を利用してなされた同等の効果を持つ構造やフローについての変更、或は、他の関連技術における直接的・間接的な運用は、いずれも本発明の特許保護の範囲内に含まれる。
(従來技術)
100 サブ画素ユニット
110 表示エリア
120 表示エリア
130 表示エリア
111 トランジスタ
121 トランジスタ
131 トランジスタ
D データ線

(本発明)
300 液晶表示装置
310 サブ画素ユニット
311 第一表示エリア
312 第二表示エリア
313 第三表示エリア
314 第一トランジスタ
315 第二トランジスタ
316 第三トランジスタ
510 サブ画素ユニット
512 第二表示エリア
513 第三表示エリア
515 第二トランジスタ
516 第三トランジスタ
517 第四トランジスタ
610 サブ画素ユニット
614 第一トランジスタ
617 第四トランジスタ
710 サブ画素ユニット
714 第一トランジスタ
716 第三トランジスタ
717 第四トランジスタ
718 第五トランジスタ
c1 コモン電極線
D1 ドレイン
D2 ドレイン
D3 ドレイン
D4 ドレイン
D5 ドレイン
d1 データ線
dn データ線
G1 ゲート
G2 ゲート
G3 ゲート
G4 ゲート
G5 ゲート
g1 走査線
gn 走査線
S1 ソース
S2 ソース
S3 ソース
S4 ソース
S5 ソース
S810 手順
S820 手順
T1 第一制御スイッチ郡
T2 第二制御スイッチ郡

Claims (4)

  1. 数本の走査線と、複数本のデータ線と、複数個のサブ画素ユニットとからなる、液晶表示装置であって、
    各前記サブ画素ユニットは、それぞれコモン電極線と、複数個の表示エリアと、複数個の制御スイッチとからなり、
    前記制御スイッチは、前記表示エリアが対応するデータ電圧を受取る際の制御のために用いられ、
    複数個の前記制御スイッチは、第一制御スイッチ群と、第二制御スイッチ群とからなるとともに、
    前記データ線を通して前記複数個の表示エリアに対応する前記データ電圧が印加されるように、前記第一制御スイッチ群と前記第二制御スイッチ群は、同一のデータ線と並列接続され、
    更に、前記複数個の表示エリアは、第一表示エリアと、第二表示エリアと、第三表示エリアとからなり、
    前記第一制御スイッチ群は、第一トランジスタからなり、
    前記第二制御スイッチ群は、第二トランジスタと、第三トランジスタとからなり、
    前記第一トランジスタにおいて、ゲートは一本の走査線と接続され、ソースは前記データ線と接続され、ドレインは前記第一表示エリアと接続され、
    前記第二トランジスタにおいて、ゲートは前記走査線と接続され、ソースは前記データ線と接続され、ドレインは前記第二表示エリアと接続され、
    前記第三トランジスタにおいて、ゲートは前記走査線と接続され、ソースは前記第二トランジスタのドレインと接続され、ドレインは前記第三表示エリアと接続され、
    前記第一トランジスタには、更に第四トランジスタが直列接続され、
    前記第三トランジスタには、更に第五トランジスタが直列接続され、
    前記第四トランジスタにおいて、ソースは前記第一トランジスタのドレインと接続され、ドレインは前記コモン電極線と接続され、ゲートは前記走査線と接続され、
    前記第五トランジスタにおいて、ソースは前記第三トランジスタのドレインと接続され、ドレインは前記コモン電極線と接続され、ゲートは前記走査線と接続され
    さらに、
    前記第一表示エリア、前記第二表示エリアおよび第三表示エリアのうちで、前記第一表示エリアの表示面積が最大であって、かつ、
    前記第三表示エリアの表示面積が前記第二表示エリアの表示面積よりも大きい
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 複数本の走査線と、複数本のデータ線と、複数個のサブ画素ユニットとからなる、液晶表示装置であって、
    各前記サブ画素ユニットは、それぞれ複数個の表示エリアと、複数個の制御スイッチとからなり、
    前記制御スイッチは、前記表示エリアが対応するデータ電圧を受取る際の制御のために用いられ、
    複数個の前記制御スイッチは、第一制御スイッチ群と、第二制御スイッチ群とからなるとともに、
    前記データ線を通して前記複数個の表示エリアに対応する前記データ電圧が印加されるように、前記第一制御スイッチ群と前記第二制御スイッチ群は、同一のデータ線と並列接続され
    更に、前記複数個の表示エリアは、第一表示エリアと、第二表示エリアと、第三表示エリアとからなり、
    前記第一制御スイッチ群は、第一トランジスタからなり、
    前記第二制御スイッチ群は、第二トランジスタと、第三トランジスタとからなり、
    前記第一トランジスタにおいて、ゲートは一本の走査線と接続され、ソースは前記データ線と接続され、ドレインは前記第一表示エリアと接続され、
    前記第二トランジスタにおいて、ゲートは前記走査線と接続され、ソースは前記データ線と接続され、ドレインは前記第二表示エリアと接続され、
    前記第三トランジスタにおいて、ゲートは前記走査線と接続され、ソースは前記第二トランジスタのドレインと接続され、ドレインは前記第三表示エリアと接続され
    さらに、
    前記第一表示エリア、前記第二表示エリアおよび第三表示エリアのうちで、前記第一表示エリアの表示面積が最大であって、かつ、
    前記第三表示エリアの表示面積が前記第二表示エリアの表示面積よりも大きい
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  3. 請求項2に記載の液晶表示装置において、
    更に、前記サブ画素ユニットには、コモン電極線が設けられ、
    前記第一トランジスタには、第四トランジスタが直列接続され、
    更にこのうち、前記第四トランジスタにおいて、ソースは前記第一トランジスタのドレインと接続され、ドレインは前記コモン電極線と接続され、ゲートは前記走査線と接続される
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  4. 請求項2に記載の液晶表示装置において、
    更に、前記サブ画素ユニットには、コモン電極線が設けられ、
    前記第三トランジスタには、第五トランジスタが直列接続され、
    更にこのうち、前記第五トランジスタにおいて、ソースは前記第三トランジスタのドレインと接続され、ドレインは前記コモン電極線と接続され、ゲートは前記走査線と接続される
    ことを特徴とする液晶表示装置
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