KR100462956B1

KR100462956B1 - 액정 표시 장치 및 그 구동 방법, 화상 신호 보정 회로 및 화상 신호 보정 방법, 및 전자 기기

Info

Publication number: KR100462956B1
Application number: KR10-2001-0060906A
Authority: KR
Inventors: 아오키도루
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2000-10-04
Filing date: 2001-09-29
Publication date: 2004-12-23
Also published as: JP3685029B2; US20020044123A1; TW564385B; KR20020027201A; JP2002116735A; US6930662B2; CN1347073A; CN1191564C

Abstract

수평 주사 및 수직 주사에 따라 공급되고, 또한 화소의 농도에 따른 정보를 갖는 화상 신호 VID와, 일정한 농도를 나타내는 기준 신호 Ref의 차를 감산기(304)로 구하고, 이것을 수평 주사마다 적분기(308)로 적분하여, 적절한 계수를 승산하고, 대향 전극이나 용량선 등의 전위 변동을 모의(模擬)한 보정 신호 Igr로서, 본래의 화상 신호 VID에 가산하여, 보정 화상 신호 VID'로서 액정 패널에 공급한다. 이에 따라, 화소 전극에는 대향 전극의 전위 변동을 상승시킨 전압이 인가되므로, 대향 전극의 전위 변동이 제거되어 횡 누화(crosstalk)로 인한 표시 품질의 저하가 방지된다.

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 방법, 화상 신호 보정 회로 및 화상 신호 보정 방법, 및 전자 기기{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS AND METHOD THEREOF, IMAGE SIGNAL CORRECTION CIRCUIT AND IMAGE SIGNAL CORRECTION METHOD, AND ELECTRONIC APPARATUS}

본 발명은 소위 횡 누화(crosstalk)로 인한 표시 품질의 저하를 방지한 액정 표시 장치, 및 그 화상 신호 보정 회로, 이 액정 표시 장치를 표시부에 적용한 전자 기기에 관한 것이다.

일반적으로, 액정을 이용하여 소정의 표시를 행하는 액정 패널은 한 쌍의 기판 사이에 액정이 유지되어 있는 구성으로 되어 있다. 이와 같은 액정 패널은 구동 방식에 따라 몇 가지로 분류할 수 있지만, 예컨대, 화소 전극을 3단자형 스위칭 소자로 구동하는 액티브 매트릭스형에서는 다음과 같이 구성되어 있다. 즉, 이 종류의 액정 패널을 구성하는 한 쌍의 기판 중, 한 쪽 기판에는 복수의 주사선과 복수의 데이터선이 서로 교차되도록 마련되고, 또한 이들 교차 부분 각각에 대응하여 박막 트랜지스터와 같은 3단자형 스위칭 소자 및 화소 전극 쌍이 마련되고, 또한, 이들 화소 전극이 마련되는 영역(표시 영역)의 주변에는 주사선 및 데이터선 각각을 구동하기 위한 주변 회로가 마련되어 있다. 또한, 다른 쪽의 기판에는 화소 전극에 대향하는 투명한 대향 전극(공통 전극)이 마련되고, 일정한 전위로 유지되어 있다. 또한, 양 기판의 각 대향면에는 액정 분자의 장축 방향이 양 기판 사이에서, 예컨대, 약 90도로 연속적으로 뒤틀리도록 러빙 처리된 배향막이 각각 마련되는 한편, 양 기판의 각 배면 측에는 배향 방향에 따른 편광자가 각각 마련된다.

여기에서, 주사선과 데이터선의 교차 부분에 마련된 스위칭 소자는 대응하는 주사선에 인가되는 주사 신호가 액티브 레벨로 되면 온 상태로 되어, 대응하는 데이터선에 샘플링된 화상 신호를 화소 전극에 공급하는 것이다. 이 때문에, 화소 전극과 대향 전극과 양 전극 사이에 유지된 액정으로 이루어진 액정 용량에는 대향 전극 전위와 화상 신호 전위의 전위차가 인가되게 된다. 이 후, 스위칭 소자가 오프 상태로 되어도 액정 용량에는 그 자신이나 축적 용량의 용량성에 따라 이전에 인가된 전위차가 유지되게 된다.

이때, 화소 전극과 대향 전극 사이를 통과하는 광은 양 전극 사이에 인가된 전위차가 0이면 액정 분자의 뒤틀림에 따라 약 90도로 선광(旋光)하는 한편, 전위차가 커짐에 따라 액정 분자가 전계 방향으로 기울어져 결과적으로 그 선광성이 소실된다. 이 때문에, 예컨대 투과형에서, 입사 측과 배면 측으로 배향 방향이 맞게 편광축이 서로 직교하는 편광자를 각각 배치한 경우(노멀 화이트 모드(normally white mode)인 경우), 양 전극에 인가되는 전위차가 0이면 광이 투과되므로 백색(투과율이 커짐) 표시로 되는 한편, 양 전극에 인가되는 전위차가 커짐에 따라 광이 차단되어,　결국에는　흑색(투과율이 작아짐) 표시로 된다. 따라서, 화소 전극에 인가되는 전압을 화소마다 제어함으로써 소정의 표시를 할 수 있게 된다.

그러나, 이러한 액정 패널에서는 소위 횡 누화로 인해 표시 품질이 저하된다는 문제가 있었다. 여기에서, 횡 누화에는 몇 종류가 있지만 본 명세서에서 말하는 횡 누화는 노멀 화이트 모드이면, 예컨대, 도 11에 도시된 바와 같이, 일정 농도의 회색을 배경으로 해서 직사각형 형상의 흑색 표시를 행하는 경우, 그 흑색 영역의 우측(수평 주사선 방향 측)에서의 회색 영역이 원래의 회색보다도 밝아진 후(경우에 따라서는 어두워진 후), 원래의 회색으로 서서히 돌아가는 것을 말한다. 또, 도 11에서는 농도를 사선의 선밀도로 나타내고 있다.

본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적으로 하는 바는, 소위 횡 누화의 발생을 억제하여 고품질로 표시할 수 있는 액정 표시 장치, 및 그 화상 신호 보정 회로, 이 액정 표시 장치를 표시부에 적용한 전자 기기를 제공하는 것이다.

우선, 횡 누화의 원인에 대해 검토한다. 상술한 바와 같이, 액정 용량은 화소 전극과 대향 전극 사이에 액정을 유지하여 이루어지지만, 대향 전극은 ITO(Indium Tin Oxide : 인듐 주석 산화물) 등의 투명 박막 금속으로 이루어지므로 적지 않은 저항을 갖는다. 이 때문에, 화소 전극으로부터 대향 전극에 이르는 경로는 용량분 및 배선 저항으로 이루어지는 일종의 미분 회로가 된다.

한편, 액정 용량의 유지 특성을 개선하기 위해, 액정 용량과 병렬로 축적 용량이 마련되는 구성이 일반적이다. 상세하게는, 이 축적 용량은 일단(一端)이 화소 전극에 접속되는 한편, 타단(他端)이 용량선에 공통 접속된 구성으로 되어있다. 여기서, 용량선은 주사선과 같은 폴리실리콘으로 이루어지므로, 저항분을 갖는 결과, 대향 전극과 마찬가지로, 화소 전극으로부터 용량선에 이르는 경로는 용량분 및 배선 저항으로 이루어지는 일종의 미분 회로가 된다.

이 때문에, 주사선과 데이터선의 교차 부분에 마련된 스위칭 소자가 온 상태로 되어 대응하는 화소 전극에 임의의 농도에 대응하는 화상 신호가 인가되었을 때, 용량선의 전위는 화소 전극의 전위 변화 방향으로, 또한, 그 변화량에 따라 변화된 후, 그 시정수에 따라 서서히 원래의 전위로 회복되게 된다. 대향 전극의 전위도 마찬가지이다.

다음에, 설명의 편의상, 액정 용량에 인가되는 전압 실효값이 0인 경우에 백색 표시를 행하는 노멀 화이트 모드를 상정(想定)하면, 화소 전극에서의 전위 변화량은 화소의 농도가 흑색에 가까워질수록 커진다. 이 때문에, 가장 전위 변화량이 커지는 흑색 화소를 연속적으로 기입하면, 임의의 흑색 화소의 기입에 의해 변동된 대향 전극이나 용량선의 전위가 본래의 전위로 회복되기 전에, 다음의 흑색 화소가 기입되는 사태가 일어날 수 있다. 이 사태가 발생하면, 대향 전극이나 용량선의 전위는 본래의 전위로 회복되기 전에 변동되기 때문에, 본래의 전위로부터 점차 멀어지게 된다. 한편, 대향 전극이나 용량선의 전위는 본래의 전위로부터 변동되어도, 화소 전극의 전위 변화량이 적어지면, 본래의 전위로 서서히 되돌아갈 것이다.

여기서, 대향 전극이나 용량선의 전위가 본래의 전위로부터 변동되고 있는 상태에서 화소 전극에 접속된 스위칭 소자가 오프 상태로 되면, 그 액정 용량에 인가되는 전압 실효값은 대향 전극이나 축적 용량의 전위가 변동되고 있는 만큼 작아지므로, 화소는 본래의 농도보다도 밝게(희게) 된다. 한편, 대향 전극이나 용량선의 전위가 본래의 전위인 상태에서 스위칭 소자가 오프 상태로 되면 그 액정 용량에 인가되는 전압 실효값은 본래 있던 멱(power)값으로 된다.

이 때문에, 도 11에서의 현상, 상세하게는, 흑색 영역의 우측에서의 회색 영역이 본래의 회색보다도 밝아진 후에 본래의 회색으로 서서히 되돌아가는 현상은 다음과 같은 이유로 인해 발생된다고 생각된다. 즉, 이 현상은 화소 전극에서의 전위 변화량이 최대인 흑색 화소를 연속적으로 기입하는 것에 따라 대향 전극이나 용량선의 전위가 본래의 전위로부터 분리된 상태에서 회색 화소를 기입하였지만, 화소 전극에서의 전위 변화량이 비교적 작은 회색 화소를 연속적으로 기입하는 동안에, 대향 전극이나 용량선의 전위가 본래의 전위로 서서히 되돌아가기 때문에 발생된다고 여겨진다.

이러한 생각은, 본 발명의 발명자가 횡 누화로 인한 표시 품질의 저하 정도와 흑색 영역의 형상의 인과 관계를 조사함으로써 밝혀진, 다음과 같은 경향과 일치한다. 상세하게는, 표시 품질의 저하는 흑색 영역의 위치나 흑색 영역에서의 상하 방향(수직 주사 방향)의 거리 h와는 상관성이 없지만, 흑색 영역의 우측에서의 회색 부분은 흑색 영역에서의 수평 방향의 거리 w가 넓어짐에 따라 밝아지고, 또한 배경의 회색과 흑색의 농도 차이가 커짐에 따라 현저하게 나타난다. 즉, 거리 w가 넓다는 것은 흑색 화소를 연속적으로 기입하는 횟수가 많다는 것이므로 대향 전극이나 용량선의 전위의 변동량을 커지게 하는 방향으로 작용하고, 또한, 배경의 회색과 흑색의 농도차가 커지는 것은 마찬가지로 대향 전극이나 용량선의 전위 변동량을 커지게 하는 방향으로 작용한다고 생각되기 때문이다.

또, 이러한 생각에 따르면, 대향 전극이나 용량선의 전위는 흑색 화소를 연속적으로 기입함으로써 본래의 전위로부터 점차 멀어지므로, 흑색 영역에서는 우측에 위치하는 화소만큼 액정 용량에 인가되는 전압 실효값이 본래의 값보다도 작아지게 될 것이다. 그러나, 흑색 화소에서 전압 실효값의 차이가 있음에도 불구하고, 이것이 표시 품질의 저하로서 시인(視認)되지 않는 것은 화소를 흑색(백색)으로 하는 경우에는, 액정 용량의 전압 실효값이 다소 변동되어도 농도(투과율)는 거의 변화되지 않기 때문이다.

바꾸어 말하면, 횡 누화에서의 표시 품질 저하는 액정 용량에 인가되는 전압 실효값의 변화에 대하여 농도 변화율이 큰 회색 표시 영역에서 시인되기 쉬운 것으로, 흑색(백색) 표시 영역에 한해서 말하면, 표시 품질의 저하는 거의 문제가 되지 않는다.

또한, 액정 용량과 축적 용량을 비교한 경우, 용량적으로는 축적 용량쪽이 크기 때문에 횡 누화의 원인은 용량선의 전위 변동에 의한 영향이 대향 전극의 전위 변동에 의한 영향보다도 크다고 생각된다. 또한, 이들 용량 이외에도 화소 전극과 데이터선의 기생 용량 등, 각종 용량에 의한 영향도 받고 있다고도 생각된다.

그런데, 횡 누화가 대향 전극이나 용량선 등의 전위 변동으로 인하여 발생하면 대향 전극이나 용량선의 배선 저항을 작게 억제하면 좋겠지만, 액정 패널의 크기나 처리 등의 제약 때문에 배선 저항을 작게 하는 데에도 한계가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도,

도 2(a)는 동 액정 표시 장치에 있어서의 액정 패널의 외관 구성을 나타내는 사시도이며, 도 2(b)는 그 A-A'선 단면도,

도 3은 동 액정 패널에 있어서의 소자 기판의 전기적 구성을 나타내는 블록도,

도 4는 동 액정 표시 장치에 있어서의 화상 신호 보정 회로의 구성을 나타내는 블록도,

도 5는 동 액정 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트,

도 6은 동 액정 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍 차트,

도 7은 동 액정 표시 장치에 의한 표시 품질의 저하 방지를 설명하기 위한 전압 파형도,

도 8은 실시예에 따른 액정 표시 장치를 적용한 전자 기기의 일례인 프로젝터의 구성을 나타내는 단면도,

도 9는 실시예에 따른 액정 표시 장치를 적용한 전자 기기의 일례인 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도,

도 10은 실시예에 따른 액정 표시 장치를 적용한 전자 기기의 일례인 휴대 전화의 구성을 나타내는 사시도,

도 11은 횡 누화(crosstalk)로 인한 표시 품질의 저하를 나타내는 평면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 액정 패널 112 : 주사선

114 : 데이터선 116 : TFT

118 : 화소 전극 130 : 주사선 구동 회로

140 : 데이터선 구동 회로 150 : 샘플링 회로

160 : 프리차지 회로 300 : 화상 신호 보정 회로

302 : 감산기 308 : 적분기

304, 310, 312 : 승산기 314 : 가산기

316 : 지연기 400 : 처리 회로

2100 : 프로젝터 2200 : 퍼스널 컴퓨터

2300 : 휴대 전화

그래서, 본 발명에서는 대향 전극이나 용량선과 같이, 화소 전극을 일단으로 하는 용량의 타단에서 본래의 전위로부터 변동되는 분량을 보정 신호로서 미리 화상 신호에 추가함으로써, 본래의 농도에 대응하는 전압 실효값이 액정 용량에 인가되도록 구성한 것이다.

구체적으로는, 본건의 제 1 발명에서는 수평 주사 및 수직 주사에 따라 공급되고, 또한 화소의 농도에 따른 정보를 갖는 화상 신호와, 소정의 농도에 따른 정보를 갖는 기준 신호의 차이를 구하는 감산기와, 상기 감산기에 의한 감산 출력을 수평 주사마다 적분하는 적분기와, 상기 적분기에 의한 적분 출력과 이것에 대응하는 화상 신호를 가산하는 가산기와, 상기 가산기에 의한 가산 출력에 근거하는 신호가 상기 수평 주사 및 수직 주사에 따라 인가되는 화소 전극과, 상기 화소 전극과는 액정을 거쳐서 대향하는 대향 전극을 구비하는 구성을 특징으로 하고 있다.

이 구성에 따르면, 화상 신호와 기준 신호의 차이, 즉, 화상 신호로 나타내어지는 농도와 기준 신호로 나타내어지는 농도의 농도차가 구해져, 이 농도차가 수평 주사의 개시로부터 순서대로 적분된다. 이 때문에, 적분 결과는 수평 주사의 개시로부터, 화상 신호로 나타내어지는 농도와 기준 신호로 나타내어지는 농도의 농도차와 당해 농도차가 발생하는 기간에 따른 값으로 되므로, 전위 변동에 의한 영향을 모의한 신호가 된다. 그리고, 이 신호가 본래의 화상 신호에 타이밍을 맞춰 가산되어 화소 전극에 인가된다. 이 때문에, 화소 전극에는 대향 전극이나 용량선 등의 전위 변동에 의한 영향을 제거하는 전압이 가산된다. 따라서, 대향 전극이나 용량선 등이 전위 변동하여도 본래의 농도에 대응하는 전압 실효값이 화소 전극 및 대향 전극 사이에 인가되므로 표시 품질의 저하가 방지되게 된다.

또한, 본 발명의 제 2 발명에서는 화상 신호를 액정 패널에 공급할 때에 보정을 행하는 보정 회로의 개념을 갖는 것으로, 구체적으로는, 수평 주사 및 수직 주사에 따라 공급되고, 또한 화소의 농도에 따른 정보를 갖는 화상 신호에 따라 표시하는 액정 패널의 전단에 마련되는 화상 신호 보정 회로로서, 상기 화상 신호와 소정의 농도에 따른 정보를 갖는 기준 신호의 차이를 구하는 감산기와, 상기 감산기에 의한 감산 출력을 수평 주사마다 적분하는 적분기와, 상기 적분기에 의한 적분 출력과, 이것에 대응하는 화상 신호를 가산하고, 이 가산 결과에 근거하는 신호를 화상 신호로서 상기 액정 패널에 공급하는 구성을 특징으로 하고 있다. 이 구성에서도 화소 전극에는 대향 전극이나 용량선 등의 전위 변동에 의한 영향을 제거하는 전압이 가산되어 인가되므로, 마찬가지로, 표시 품질의 저하가 방지되게 된다.

여기서, 제 1 또는 제 2 발명에 있어서, 기준 신호는 화소의 농도를 회색으로 하는 전압을 갖는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 표시 품질의 저하는 전압 실효값에 대하여 농도 변화율이 큰 회색 표시 영역에서 발생하므로 화소의 농도를 회색으로 하는 전압과 비교하는 것이 효과적이기 때문이다.

또한, 대향 전극이나 용량선 등은 전위가 변동하여도 그들의 시정수에 따라 정상 상태로 되돌아가므로, 보정 신호로서는 시간이 경과함에 따라 감쇠시키는 구성이 바람직하다. 이 때문에, 제 1 또는 제 2 발명에 있어서, 상기 적분기에 의한 적분 출력을 서서히 감쇠시키는 감쇠 수단을 더 구비하는 구성이 양호하다. 이 구성에 의해, 화상 신호에 대한 지나친 보정이 방지되게 된다. 또, 이와 같이 적분 결과를 서서히 감쇠시키는 감쇠 수단으로는 적분 결과를 일정한 비율로 감쇠하여 적분기의 입력으로 피드백하는 구성이나, 시간 경과에 따라 0에 근접하는 계수를 적분 결과에 승산하는 구성 등이 고려된다.

또한, 본 발명에 따른 전자 기기는 상기 액정 표시 장치를 표시부에 구비하므로 횡 누화를 억제한 고품질의 표시가 가능하게 된다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 실시예에 따른 액정 표시 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치는 액정 패널(100)과 제어 회로(200)와, 화상 신호 보정 회로(300)와 처리 회로(400)로 구성된다. 이 중, 제어 회로(200)는 상위 장치로부터 공급되는 수직 주사 신호 Vs, 수평 주사 신호 Hs 및 도트 클럭 신호 DCLK에 따라, 각 부분을 제어하기 위한 타이밍 신호나 클럭 신호 등을 생성하는 것이다.

이어서, 화상 신호 보정 회로(300)는 수직 주사 신호 Vs, 수평 주사 신호 Hs 및 도트 클럭 신호 DCLK에 동기하여(즉, 수직 주사 및 수평 주사에 따라) 공급되는 디지털 화상 신호 VID로부터 대향 전극의 전위 변동을 모의한 보정 신호를 생성하고, 화상 신호 VID에 가산하여 보정 화상 신호 VID'로서 출력하는 것이다. 또, 이 화상 신호 보정 회로(300)의 상세에 대해서는 후술한다.

다음에, 처리 회로(400)는 D/A 변환기(402), S/P 변환 회로(404) 및 증폭· 반전 회로(406)로 이루어지고, 화상 신호 보정 회로(300)에 의해 보정된 화상 신호 VID'를 액정 패널(100)로 공급하기에 적합한 신호로 처리하는 것이다.

이 중, D/A 변환기(402)는 보정된 디지털 화상 신호 VID'를 아날로그 화상 신호로 변환하는 것이다. 또한, S/P 변환 회로(404)는 아날로그 화상 신호를 입력하면, 이것을 N(도면에서는 N=6) 계통으로 분배하고, 또한 시간축으로 N배 신장(직렬-병렬 변환)하여 출력하는 것이다. 또, 화상 신호를 직렬-병렬 변환하는 이유는 후술하는 샘플링 스위치(151)(도 3참조)에서 화상 신호가 인가되는 시간을 길게하여, 샘플링과 홀딩 시간 및 충방전 시간을 충분히 확보하기 위함이다.

한편, 증폭· 반전 회로(406)는 직렬-병렬 변환된 화상 신호 중, 극성 반전이 필요한 것을 반전시킨 후, 적절히, 증폭하여 화상 신호 VID1∼VID6로서 액정 패널(100)에 공급하는 것이다. 또, 반전시킬지의 여부에 대해서는 데이터 신호의 인가 방식이 ① 주사선 단위의 극성 반전인지, ② 데이터 신호선 단위의 극성 반전인지, ③ 화소 단위의 극성 반전인지에 따라 정해지고, 그 반전 주기는 1 수평 주사 기간 또는 도트 클럭 주기로 설정된다. 단, 본 실시예에서는 설명의 편의상, ① 주사선 단위의 극성 반전인 경우를 예로써 설명하지만, 본 발명을 이것에 한정되는 것은 아니다.

또한, 변환된 화상 신호 VID1∼VID6의 액정 패널(100)로의 공급 타이밍은, 본 실시예에서는 동시로 하지만, 도트 클럭에 동기하여 순차적으로 시프트해도 무방하며, 이 경우에는 후술하는 샘플링 회로에서 N 계통의 화상 신호를 순차적으로 샘플링하도록 구성된다. 여기서, 본 실시예에서의 극성 반전이란 소정의 일정 전위 Vc(화상 신호의 진폭 중심 전위이며, 대향 전극이 인가되는 전압 LCcom과 거의 같음)를 기준으로 해서 정극성과 부극성으로 전압 레벨을 교대로 반전시키는 것을 말한다.

또, 여기서는, 처리 회로(400)의 입력단에서 아날로그 변환했지만 직렬-병렬변환한 후나 증폭·반전 후에 아날로그 변환해도 된다.

(액정 패널의 구조)

다음에, 액정 패널(100)의 구조에 대하여 설명한다. 도 2(a)는 이 액정 패널(100)의 구성을 나타내는 사시도이며, 도 2(b)는 도 2(a)에서의 A-A'선 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 액정 패널(100)은 각종 소자나 화소 전극(118) 등이 형성된 소자 기판(101)과 대향 전극(108) 등이 마련된 대향 기판(102)이 스페이서(도시 생략)를 포함하는 밀봉재(104)에 의해 일정한 간격을 유지하고, 서로 전극 형성면이 대향하도록 접합되고, 또한 이 간극에, 예컨대, TN(Twisted Nematic)형의 액정(105)이 봉입된 구성으로 되어있다.

또, 소자 기판(101)에는 본 실시예에서는 유리나, 반도체, 석영 등이 이용되지만, 불투명한 기판을 이용하여도 관계없다. 단, 소자 기판(101)에 불투명한 기판을 이용하는 경우에는 투과형이 아니라 반사형으로서 이용해야 한다. 또한, 밀봉재(104)는 대향 기판(102)의 주변을 따라 형성되지만, 액정(105)을 밀봉하기 위해서 일부가 개구되어 있다. 이 때문에, 액정(105)의 밀봉 후에 그 개구 부분이 봉지재(106)에 의해 봉지되어 있다.

다음에, 소자 기판(101)의 대향면으로서 밀봉재(104)의 외측 한 변의 영역(140a)에는 데이터선 구동 회로(140)가 형성되고, 또한, 이 내측의 영역(150a)에는 샘플링 회로(150)가 형성되어 있다. 한편, 이 한 변의 외주 부분에는 복수의실장 단자(107)가 형성되어 제어 회로(200)나 처리 회로(400) 등으로부터 각종 신호를 입력하는 구성으로 되어 있다.

또한, 이 한 변에 인접하는 두 변의 영역(130a)에는 각각 주사선 구동 회로(130)가 형성되어 주사선을 양측에서 구동하는 구성으로 되어 있다. 또, 주사선에 공급되는 주사 신호의 지연이 문제가 되지 않으면 주사선 구동 회로(130)를 한 쪽에 한 개만 형성하는 구성이어도 좋다. 또한, 나머지 한 변의 영역(160a)에는 두 개의 주사선 구동 회로(130)에서 공용되는 배선(도시 생략)이나, 후술하는 프리차지 회로(160) 등이 형성된다.

한편, 대향 기판(102)에 마련되는 대향 전극(108)은 소자 기판(101)과의 접합 부분에서의 네 모서리 중, 적어도 한 곳에 마련된 은(銀) 페이스트 등의 도통재에 의해, 소자 기판(101)에 형성된 실장 단자(107)와 전기적으로 접속되어, 일정한 전압 LCcom이 인가되는 구성으로 되어 있다.

단, 대향 전극(108)은, 통상 대향 기판(102)에서 패터닝되지 않고, 일면에 걸쳐 소위 전면 도포 상태로 형성되어 있으므로, 소자 기판(101)에 대해서는 화소 전극(118) 이외의 각 부분에도 대향하게 된다. 또한, 대향 전극(108)은, 전술한 바와 같이, ITO 등의 투명 박막 금속으로 이루어지므로, 그 배선 저항은 비교적 크다. 이 때문에, 대향 전극(108)은 실제로는 소자 기판(101)에서의 각 부분, 특히, 화상 신호선이나 데이터선 등의 영향을 받아 전위가 변동되게 된다.

또, 그 밖에 대향 기판(102)에는, 특별히 도시하지는 않지만, 화소 전극(118)과 대향하는 영역에 필요에 따라 착색층(컬러 필터)이 마련된다. 단, 후술하는 프로젝터와 같이 색광 변조의 용도에 적용하는 경우, 대향 기판(102)에 착색층을 형성할 필요는 없다. 또한, 착색층을 마련할지의 여부에 관계없이, 광의 누설로 인한 계조비의 저하를 방지하기 위해서 화소 전극(118)과 대향하는 영역 이외의 부분에는 차광막이 마련되어 있다(도시 생략).

또한, 소자 기판(101) 및 대향 기판(102)의 대향면에는 액정(105)에서의 분자의 장축 방향이 양 기판 사이에서 대략 90도 연속적으로 비틀어지도록 러빙 처리된 배향막이 마련되는 한편, 그 각 배면측에는 배향 방향에 따른 편광자가 각각 마련되지만, 본 발명과는 직접적인 관계가 없으므로 그 도시에 대해서는 생략하기로 한다. 또, 도 1(b)에서는 대향 전극(108)이나 화소 전극(118) 실장 단자(107) 등에는 두께를 갖게 하고 있지만, 이것은 위치 관계를 나타내기 위한 편의상의 조치이며, 실제로는 기판의 두께에 대해서 충분히 무시할 수 있을 정도로 얇다.

(소자 기판)

다음에, 액정 패널(100)에서의 소자 기판(101)의 전기적인 구성에 대하여 설명한다. 도 3은 소자 기판(101)의 구성을 나타내는 블록도이다.

이 도면에 도시하는 바와 같이, 소자 기판(101)의 표시 영역에서는 복수개의 주사선(112)이 행(X) 방향을 따라 평행하게 형성되고, 또한, 복수 개의 데이터선(114)이 열(Y) 방향을 따라 평행하게 형성되어 있다. 그리고, 이들 주사선(112)과 데이터선(114)이 교차하는 부분에서는 화소를 제어하기 위한 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하 "TFT"라고 칭함)(116)의 게이트가 주사선(112)에 접속되는 한편, TFT(116)의 소스가 데이터선(114)에 접속되고, 또한, TFT(116)의 드레인이 직사각형 형상의 투명한 화소 전극(118)에 접속되어 있다.

상술한 바와 같이, 액정 패널(100)에서는 소자 기판(101)과 대향 기판(102)의 전극 형성면 사이에서 액정(105)이 유지되어 있으므로, 각 화소에서의 액정 용량은 화소 전극(118)과 대향 전극(108)과 이들 양 전극 사이에 유지된 액정(105)에 의해 구성되게 된다. 여기서, 설명의 편의상, 주사선(112)의 총 개수를 "m"으로 하고, 데이터선(114)의 총 개수를 "6n"으로 하면(m, n은 각각 정수로 함), 화소는 주사선(112)과 데이터선(114)의 각 교차 부분에 대응하여, m행×6n열의 매트릭스 형상으로 배열하게 된다.

또한, 매트릭스 형상의 화소로 이루어지는 표시 영역에는 그 외에 액정 용량의 누설을 방지하기 위한 축적 용량(119)이 화소마다 형성되어 있다. 이 축적 용량(119)의 일단은 화소 전극(118)(TFT(116)의 드레인)에 접속되는 한편, 그 타단은 용량선(175)에 의해 공통 접속되어 있다. 또, 이 용량선(175)에는 본 실시예에서는 접속 단자(107)를 거쳐서 일정한 전위(예컨대, 전압 LCcom이나 구동 회로의 고전위 측 전원 전압, 저전위 측 전원 전압 등)에 접지되어 있다.

한편, 소자 기판(101)의 비표시 영역에는 주변 회로(120)가 형성되어 있다. 이 주변 회로(120)는 주사선 구동 회로(130)나 데이터선 구동 회로(140), 샘플링 회로(150), 프리차지 회로(160) 외에 제조 후에 결함의 유무를 판별하기 위한 검사 회로를 포함한 회로로서의 개념을 갖지만, 검사 회로에 대해서는 본 발명과는 직접적인 관계가 없으므로 그 설명은 생략하기로 한다.

여기서, 주변 회로(120)의 구성 소자는 화소를 구동하는 TFT(116)와 공통된 제조 프로세스로 형성된다. 이와 같이 주변 회로(120)를 소자 기판(101)에 내장시키고, 또한, 그 구성 소자를 공통된 프로세스로 형성하면, 주변 회로(120)를 별도의 기판 상에 형성하여 외부에 부착하는 형태와 비교하여 장치 전체의 소형화나 저비용화를 도모하는 데에 유리해진다.

그런데, 주변 회로(120) 중 주사선 구동 회로(130)는 1수평 주사 기간 1H 마다 순차적으로 액티브 레벨이 되는 주사 신호 G1, G2, …, Gm을 1수직 유효 표시 기간 내에 출력하는 것이다. 상세에 대해서는 본 발명과 직접적인 관련이 없으므로 도시를 생략하지만, 시프트 레지스터와 복수의 논리곱 회로로 구성된다. 이 중 시프트 레지스터는, 도 5에 도시된 바와 같이, 수직 주사의 최초에 공급되는 전송 개시 펄스 DY를 클럭 신호 CLY의 레벨이 천이할 때마다(상승 및 하강의 양쪽에서) 순차적으로 시프트하여, 신호 G1', G2', G3', …, Gm'로서 출력하고, 각 논리곱 회로는 신호 G1', G2', G3', …, Gm' 중, 서로 인접하는 신호끼리의 논리곱 신호를 구하여, 주사 신호 G1, G2, G3, …, Gm으로서 출력하는 것이다.

또한, 데이터선 구동 회로(140)는 순차적으로 액티브 레벨이 되는 샘플링 신호 S1, S2, …, Sn을 수평 유효 표시 기간 내에 출력하는 것이다. 이것의 상세에 대해서도 본 발명과 직접적인 관련이 없으므로 도시를 생략하지만 시프트 레지스터와 복수의 논리곱 회로로 구성되어 있다. 이 중 시프트 레지스터는, 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이, 수평 유효 표시 기간의 최초에 공급되는 전송 개시 펄스 DX를 클럭 신호 CLX의 레벨이 천이될 때마다 순차적으로 시프트하여 신호 S1', S2', S3', …, Sn'로서 출력하고, 각 논리곱 회로는 신호 S1', S2', S3', …, Sn'의 펄스 폭을, 서로 인접하는 것끼리 중복되지 않도록 기간 SMPa로 좁혀 샘플링 신호 S1, S2, S3, …, Sn으로서 출력하는 것이다.

다음에, 샘플링 회로(150)는 6개의 화상 신호선(171)을 거쳐 공급되는 화상 신호 VID1∼VID6를 샘플링 신호 S1, S2, S3, …, Sn에 따라 각 데이터선(114)에 샘플링하는 것으로, 데이터선(114)마다 마련되는 샘플링 스위치(151)로 구성되어 있다.

여기서, 데이터선(114)은 6개마다 블록화 되어 있고, 도 3에서 왼쪽부터 계수하여 i(i는, 1, 2, …, n)번째의 블록에 속하는 데이터선(114) 6개 중, 가장 왼쪽에 위치하는 데이터선(114)의 일단에 접속되는 샘플링 스위치(151)는 화상 신호선(171)을 거쳐서 공급된 화상 신호 VID1를 샘플링 신호 Si가 활성화되는 기간에 샘플링하여, 당해 데이터선(114)에 공급하는 구성으로 되어 있다. 또한, 마찬가지로 i번째의 블록에 속하는 데이터선(114) 6개 중, 두 번째에 위치하는 데이터선(114)의 일단에 접속되는 샘플링 스위치(151)는 화상 신호 VID2를 샘플링 신호 Si가 활성화되는 기간에 샘플링하여, 당해 데이터선(114)에 공급하는 구성으로 되어 있다. 이하, 마찬가지로, i번째의 블록에 속하는 데이터선(114) 6개 중, 3, 4, 5, 6번째에 위치하는 데이터선(114)의 일단에 접속되는 샘플링 스위치(151) 각각은 화상 신호 VID3, VID4, VID5, VID6 각각을 샘플링 신호 Si가 액티브 레벨로 되는 기간에서 샘플링하여, 대응하는 데이터선(114)에 공급하는 구성으로 되어 있다.

또, 샘플링 스위치(151)를 구성하는 TFT에 대해서는, 본 실시예에서는, N 채널형으로 하므로, 샘플링 신호 S1, S2, …, Sn이 H 레벨이 되면 대응하는 샘플링 스위치(151)가 온 상태로 된다. 또, 샘플링 스위치(151)를 구성하는 TFT에 대해서는 P 채널형이어도 되고, 양 채널을 조합시킨 상보형이어도 무방하다.

한편, 표시 영역에 대해 데이터선 구동 회로(140)와 반대 측의 영역에는 프리차지 회로(160)가 구비된다. 이 프리차지 회로(160)는 데이터선(114)마다 마련된 프리차징 스위치(161)로 이루어지고, 각 프리차징 스위치(161)는 프리차지 제어선(177)을 거쳐 공급되는 프리차지 제어 신호 PG가 액티브 레벨이 된 경우에, 프리차지 신호선(179)을 거쳐 공급되는 프리차지 전압 신호 PS를 데이터선(114)에 프리차징하는 구성으로 되어 있다.

그런데, 프리차지 제어 신호 PG는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 수평 유효 기간을 제외한 귀선 기간 중, 그 시간적인 전후단으로부터 격절(隔絶)된 기간에서 액티브 레벨이 되는 신호이다. 또한, 프리차지 전압 신호 PS는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 예컨대, 클럭 신호 CLY의 반주기(1 수평 주사 기간)마다 전압 Vc를 기준으로 하여 전압 Vg+, Vg-로 레벨 반전하는 신호이다.

여기서, 전압 Vc는, 상술한 바와 같이, 화상 신호 VID1∼VID6의 진폭 중심 전위이며 대향 전극(108)에 인가되는 전압 LCcom과 거의 같은 전위이다. 또한, 전압 Vg+, Vg-는 각각 전압 Vc보다도 고전위 측, 저전위 측에 있고, 모두 회색에 상당하는 전압이다. 또, 프리차지 전압 신호 PS에 대해서는 회색에 상당하는 전압으로 한정되지 않는다. 또한, 전압 Vb+, Vb-는 본 실시예가 전압 무인가 상태에서 백색 표시를 행하는 노멀 화이트 모드라고 한 경우에, 정극측, 부극측에서 흑색을 표시하는 경우의 전압이다.

이러한 구성에 따른 프리차지 회로(160)에 의하면, 샘플링 신호 S1, S2, S3, …, Sn이 공급되는 수평 유효 표시 기간 직전인 귀선 기간에서 각 데이터선(114)이 전압 Vg+ 또는 Vg-로 미리 프리차징되므로, 그 직후의 수평 유효 표시 기간에서 화상 신호 VID1∼VID6가 데이터선(114)에 샘플링될 때의 부하가 저감되게 된다.

또, 주사선 구동 회로(130)는 도 3에서는 주사선(112)의 일단 측에만 한 개 배치하고 있지만 이것은 전기적인 구성을 설명하기 위한 편의상의 조치이며, 실제로는, 도 2에 도시된 바와 같이, 주사선(112)의 양단에 두 개 배치하고 있다.

(화상 신호 보정 회로의 상세)

다음에, 화상 신호 보정 회로(300)의 상세에 대하여 설명한다. 도 4는 이 화상 신호 보정 회로(300)의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 도면에서 화상 신호 VID는, 전술한 바와 같이, 상위 장치로부터의 수직 주사 및 수평 주사에 동기해서 공급되어 화소의 농도에 대응하는 정보를 갖는 디지털 신호이다.

이어서, 감산기(302)는 화상 신호 VID에서 기준 신호 Ref를 감산하는 것이다. 여기서, 기준 신호 Ref로서는 일정한 농도의 정보를 가지면 좋지만, 본 실시예에서는 표시 품질의 저하로서 시인되기 쉬운 회색에 상당하는 정보를 갖는 것으로 하고 있다. 다음에, 승산기(304)는 감산기(302)에 의한 감산 결과에 대하여 조정용 계수 k1을 승산하는 것이며, 또한, 감산기(306)는 승산기(304)의 승산 결과로부터 승산기(310)의 승산 결과를 감산하는 것이다.

계속해서, 적분기(308)는 감산기(306)에 의한 감산 결과를 전송 개시 펄스 DX의 공급에 의해 리셋한 후에 적분하는 것이다. 또한, 승산기(310)는 적분기(308)에 의한 적분 결과에 "0" 이상 "1" 이하인 계수 k2를 승산하는 것인 한편, 승산기(312)는 적분기(308)에 의한 적분 결과에 대하여 조정용 계수 k3을 승산하여 보정 신호 Igr로서 출력하는 것이다.

한편, 지연기(316)는 감산기(302)로부터 승산기(312)까지의 연산에 필요한 기간만큼 화상 신호 VID를 지연시키는 것이다. 또, 이 지연 시간은 본 실시예에서는 설명의 편의상 도트 클럭 DCLK의 1 주기분으로 한다. 그리고, 가산기(314)는 보정 신호 Igr과, 이 보정 신호 Igr에 타이밍을 맞춰 지연된 화상 신호 VID를 가산하여 보정 화상 신호 VID'로서 출력하는 것이다.

이러한 구성에서 승산기(310)가 없다고 가정한 경우, 보정 신호 Igr은 수평 유효 표시 기간의 개시로부터 화상 신호 VID와 기준 신호 Ref의 차이를 누산한 값에 따른 것으로 된다. 예컨대, 노멀 화이트 모드에서 정극성 기입을 행하는 경우, 화상 신호 VID에서 나타내는 화소의 농도가, 예컨대, 흑색이면 화상 신호 VID로부터 기준 신호 Ref를 뺀 차이는 정(正)으로 되므로, 보정 신호 Igr은 그 흑색과 기준 신호로 나타내는 회색의 농도차가 커짐에 따라, 또한 그 흑색의 화소가 수평 주사되는 기간이 길어짐에 따라 정(正) 측으로 큰 정보를 갖게 된다.

단, 실제로는 적분기(308)에 의한 적분 결과는 승산기(310) 및 감산기(306)를 경유하여 피드백되기 때문에, 화상 신호 VID가 기준 신호 Ref와의 농도 차이를 일정하게 추이(推移)하면, 적분기(308)에 의한 적분 결과의 변화율은 서서히 작아지고, 이것에 따라 보정 신호 Igr도 변화율이 서서히 작아져 증감하게 된다.

(액정 표시 장치의 동작)

다음에, 상술한 구성에 따른 액정 표시 장치의 동작에 대하여 설명한다. 우선, 주사선 구동 회로(130)에는 수직 유효 표시 기간의 최초에 전송 개시 펄스 DY가 공급된다. 이 전송 개시 펄스 DY는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 클럭 신호 CLY의 레벨이 천이할 때마다 순차적으로 시프트되어, 신호 G1', G2', G3', …, Gm'으로서 출력된다. 그리고, 이들의 신호 G1', G2', G3', …, Gm' 중, 서로 인접하는 신호끼리의 논리곱 신호가 구해져, 1수평 주사 기간 1H 마다 액티브 레벨이 되는 주사 신호 G1, G2, G3,…, Gm으로서, 대응하는 주사선(112)에 출력된다.

여기서 우선, 주사 신호 G1이 액티브 레벨이 되는 1수평 주사 기간 1H에 대하여 살펴본다. 또, 이 1수평 주사 기간 1H에서는 설명의 편의상 정극 측의 기입을 실행하는 것으로 하면, S/P 변환 회로(404)(도 1참조)로부터 출력되는 화상 신호 VID1∼VID6는 대향 전극(108)에 인가되는 전압 LCcom(엄밀히 말하면, 전압 Vc)에 대하여 고전위 측 전압이 된다.

또한, 이에 앞서 프리차지 제어 신호 PG가, 도 6에 도시하는 바와 같이, 그 귀선 기간의 전후단에서 격절된 기간에서 액티브 레벨이 된다. 이 때, 프리차지 전압 신호 PS는 정극측의 기입에 대응하여 전압 Vg+가 된다. 이 때문에, 해당 기간에서 모든 데이터선(114)이 전압 Vg+로 프리차징되게 된다.

다음에, 귀선 기간이 종료되어 수평 유효 표시 기간이 되면, 그 최초에 전송 개시 펄스 DX가, 도 5 또는 도 6에 도시하는 바와 같이, 데이터선 구동 회로(140)에 공급된다. 이 전송 개시 펄스 DX는 클럭 신호 CLX의 레벨이 천이할 때마다 순차적으로 시프트된 신호 S1', S2', S3', …, Sn' 로서 출력된다. 그리고, 이 신호 S1', S2', S3', …, Sn'의 각 펄스폭이 서로 인접하는 것끼리 중복되지 않도록 기간 SMPa로 좁혀져, 샘플링 신호 S1, S2, S3,…, Sn으로서 출력된다.

한편, 화상 신호 보정 회로(300)에 입력된 화상 신호 VID는 지연기(316)에 의해 1 도트 클럭 DCLK만큼 지연되고, 또한, 대향 전극(108)의 전위 변동을 모의한 보정 신호 Igr이 가산되어 보정 화상 신호 VID'로서 출력된다.

또한, 보정 화상 신호 VID'는 먼저 D/A 변환 회로(402)에 의해 아날로그 신호로 변환되고, 다음에 S/P 변환 회로(402)에 의해 화상 신호 VID1∼VID6으로 분배되고, 또한 시간 축에 대하여 6배로 신장되며, 마지막으로, 증폭·반전 회로(406)에 의해 적절히 증폭·반전되어 액정 패널(100)에 공급된다.

여기서, 주사 신호 G1이 액티브 레벨로 되는 기간에서 샘플링 신호 S1이 액티브 레벨이 되면, 왼쪽으로부터 첫번째 블록에 속하는 6개의 데이터선(114)에 각각 화상 신호 VID1∼VID6가 샘플링된다. 그리고, 샘플링된 화상 신호 VID1∼VID6은, 도 3에서, 위로부터 계수하여 첫번째의 주사선(112)과 해당 6개의 데이터선(114)이 교차하는 화소의 TFT(116)에 의해 각각 대응하는 화소 전극(118)에 인가되게 된다.

이 다음, 샘플링 신호 S2가 액티브 레벨이 되면, 이번에는 두번째 블록에 속하는 6개의 데이터선(114)에 각각 화상 신호 VID1∼VID6가 샘플링되어, 이들 화상 신호 VID1∼VID6이 첫번째의 주사선(112)과 해당 6개의 데이터선(114)이 교차하는 화소의 TFT(116)에 의해 각각 대응하는 화소 전극(118)에 인가되게 된다.

이하 마찬가지로 해서, 샘플링 신호 S3, S4, …, Sn이 순차적으로 액티브 레벨이 되면, 세번째, 네번째, …, n번째의 블록에 속하는 6개의 데이터선(114)에 각각 화상 신호 VID1∼VID6이 샘플링되어, 이들 화상 신호 VID1∼VID6가 첫번째의 주사선(112)과 해당 6개의 데이터선(114)이 교차하는 화소의 TFT(116)에 의해, 각각 대응하는 화소 전극(118)에 인가되게 된다. 이에 따라, 제 1 행째의 화소 전부에 대한 기입이 완료된다.

계속해서, 주사 신호 G2가 액티브로 되는 기간에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, 상술한 바와 같이, 주사선 단위의 극성 반전이 행해지기 때문에 이 1수평 주사 기간에는 부극 측의 기입이 행해지게 된다. 이 때문에, S/P 변환 회로(402)로부터 출력되는 화상 신호 VID1∼VID6은 대향 전극(108)에 인가되는 전압 LCcom(엄밀히 말하면, 전압 Vc)에 대하여 저위 측 전압이 된다. 이에 앞서, 귀선 기간에서의 프리차지 전압 신호 VS의 전압은 Vg-가 되기 때문에, 프리차지 제어 신호 PG가 액티브 레벨이 된 경우에 모든 데이터선(114)은 전압 Vg-로 프리차징되게 된다.

다른 동작에 대해서는 마찬가지이며, 샘플링 신호 S1, S2, S3, …, Sn이 순차적으로 액티브 레벨로 되어, 제 2 행째의 화소 전부에 대한 기입이 완료되게 된다.

이하 마찬가지로 해서, 주사 신호 G3, G4, …, Gm이 활성화되어, 제 3 행째, 제 4 행째, …, 제 m 행째의 화소에 대하여 기입이 행해지게 된다. 이에 따라, 기수행째의 화소에 관해서는 정극측의 기입이 행해지는 한편, 우수행째의 화소에 관해서는 부극측의 기입이 행하여져, 이 1수직 주사 기간에는 제 1 행 내지 제 m 행째의 화소 전부에 걸친 기입이 완료되게 된다.

그리고, 다음 1 수직 주사 기간에서도 마찬가지의 기입이 행해지지만, 이 때, 각 행의 화소에 대한 기입 극성이 바뀐다. 즉, 다음 1 수직 주사 기간에서 기수행째의 화소에 대해서는 부극 측의 화소에 대하여 기입이 행하여지는 한편, 우수행째의 화소에 관해서는 정극 측의 기입이 행해지게 된다. 이와 같이, 1 수직 주사 기간마다 화소에 대한 기입 극성이 바뀌기 때문에 액정(105)에 직류 성분이 인가되지 않아 그 열화가 방지되고 있다.

또한, 이러한 구동에서는 데이터선(114)을 1개마다 구동하는 방식과 비교하면, 각 샘플링 스위치(151)에 의해 화상 신호를 샘플링하는 시간이 6배가 되기 때문에 각 화소에서의 충방전 시간이 충분히 확보된다. 이 때문에, 고계조화를 도모할 수 있게 된다. 또한, 데이터선 구동 회로(140)에서의 시프트 레지스터의 단수 및 클럭 신호 CLX의 주파수가 각각 1/6로 감소되기 때문에 단수의 저감화와 더불어 저소비 전력화도 도모할 수 있게 된다.

또한, 샘플링 신호 S1, S2, …, Sn의 액티브 기간은 클럭 신호 CLX의 반주기보다도 좁혀지고 기간 SMPa로 제한되어 있기 때문에 인접하는 샘플링 신호끼리의 중첩이 사전에 방지된다. 이 때문에, 소정 블록에 속하는 6개의 데이터선(114)에 샘플링될 화상 신호 VID1∼VID6가 이것에 인접하는 블록에 속하는 6개의 데이터선(114)에도 동시에 샘플링되는 사태가 방지되어 고품질의 표시가 가능해지고 있다.

그런데, 도 11에 나타내는 바와 같이, 회색을 배경으로 하여 직사각형 형상의 흑색을 표시하는 경우에 해당 흑색 영역을 수평 주사할 때 화상 신호 VID는, 도 7(a)에 도시하는 바와 같이, 수평 유효 표시 기간의 개시부터 회색을 유지하여 타이밍 t1에서 흑색으로 되고, 타이밍 t2에서 다시 회색에 되돌아가게 된다. 한편, 화상 신호 VID가 타이밍 t2에서 회색으로 되돌아갈 때에, 대향 전극(108)(용량선(175)에 대해서도)의 전위가 흑색 측의 전압으로 할당되어 있기 때문에 흑색 영역의 우측 부분이 본래의 회색보다도 밝아지고, 이로 인해, 도 11에 도시된 바와 같은 표시 품질의 저하가 발생한다고 여겨진다.

본 실시예에 있어서, 도 7(a)에 도시된 화상 신호 VID를 화상 신호 보정 회로(300)에 입력한 경우, 타이밍 t1까지는 기준 신호 Ref와의 농도 차이가 0이므로 보정 신호 Igr은 0을 유지한다. 다음에, 보정 신호 Igr은 화상 신호 VID가 흑색으로 천이하는 타이밍 t1에서 증가되기 시작하지만, 상술한 바와 같이, 적분기(308)에 의한 적분 결과가 승산기(310) 및 감산기(306)를 경유하여 피드백되기 때문에, 서서히 변화율이 둔화된다. 그리고, 화상 신호 VID가 회색으로 천이하는 타이밍 t2 이후에는 기준 신호 Ref와의 농도차가 다시 0으로 되고, 또한, 이전에 적분된결과도 피드백에 의해 감소되기 때문에, 보정 신호 Igr은 수렴하는 형태로 서서히 0으로 되돌아가게 된다.

그리고, 화상 신호 VID와 보정 신호 Igr을 가산한 보정 화상 신호 VID'는, 도 7(b)에 도시하는 바와 같이, 대향 전극(108)(용량선(175))의 전위 변동 분량이 가산되어 처리 회로(400)를 거쳐 액정 패널(100)에 공급되게 된다.

이 때문에, 본 실시예에서는 도 11에 도시된 흑색 부분을 수평 주사할 때에, 타이밍 t2에서 대향 전극(108)(용량선(175))이 전위 변동되어 있다해도 그 전위 변동 분량이 화상 신호 VID에 가산되어 화소 전극(118)에 인가되기 때문에, 흑색 표시 영역의 우측에 위치하는 화소의 액정 용량에는 본래의 회색에 상당하는 전위차 Vg가 인가된다. 따라서, 본 실시예에 따르면 도 11에 도시된 바와 같은 표시 품질의 저하를 방지할 수 있게 된다.

또한, 보정 신호 Igr는 소정 타이밍에서 소정 값을 갖고 있어도, 화상 신호 VID와 기준 신호 Ref의 농도 차이가 없어지면, 시간 경과와 함께 서서히 0으로 수렴하기 때문에, 대향 전극(108)이나 용량선(175)에서의 전위 변동이 적절히 모의되고, 또한, 지나친 보정이 억제되게 된다.

(기타)

또, 상술한 실시예에 있어서는, 6개의 데이터선(114)이 1블록으로 정리되고 1블록에 속하는 6개의 데이터선(114)에 대하여 6계통으로 변환된 화상 신호 VID1∼VID6를 샘플링하는 구성으로 했지만, 변환 개수 및 동시에 인가하는 데이터선의 수(즉, 1블록을 구성하는 데이터선의 수)는 "6"으로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 샘플링 회로(150)에서의 샘플링 스위치(151)의 응답 속도가 충분히 높은 것이면, 보정 화상 신호를 병렬로 변환하지 않고 한 개의 화상 신호선에 직렬로 전송하여, 데이터선(114)마다 순차적으로 샘플링하도록 구성해도 좋다. 또한, 변환 개수 및 동시에 인가하는 데이터선의 수를 "3"이나 "12", "24" 등으로 해서, 3개나, 12개, 24개 등의 데이터 선에 대하여 3계통 변환이나 12계통 변환, 24계통 변환 등으로 한 보정 화상 신호를 동시에 공급하는 구성으로 해도 관계없다. 또, 변환 개수로서는 컬러의 화상 신호가 3개의 원색에 따른 신호로 이루어지는 것과의 관계로 인해, 3의 배수인 것이 제어나 회로 등을 간단하게 하는데 있어서 바람직하다. 단, 후술하는 프로젝터와 같이 단순한 광변조의 용도인 경우에는 3의 배수일 필요는 없다.

한편, 상술한 실시예에 있어서, 화상 신호 보정 회로(300)는 디지털 화상 신호 VID를 처리하는 것으로 했지만, 아날로그 화상 신호를 처리하는 구성으로 해도 관계없다. 이 구성에서는 화상 신호의 전압이 화소의 농도를 나타내게 된다. 또한, 실시예에 있어서, 화상 신호 보정 회로(300)는 화상 신호의 직렬-병렬 변환에 앞서 보정하는 구성으로 되어 있었지만, 직렬-병렬 변환 후에 보정하는 구성으로 해도 되고, 상술한 바와 같이, 애당초 직렬-병렬 변환을 하지 않는 구성이라도 무방하다.

또한, 상술한 실시예에 있어서는, 대향 전극(108)과 화소 전극(118)의 전위차가 0인 경우에 백색 표시를 행하는 노멀 화이트 모드로 하여 설명했지만, 흑색 표시를 행하는 노멀 블랙 모드(normally black mode)로 해도 괜찮다. 또한, 프리차지 전압 PS로서 회색에 상당하는 전압 Vg+, Vg-를 선택하고, 기입 극성에 따라 1수평 주사 기간마다 레벨을 반전하는 구성으로 했지만, 도 6에서 파선으로 도시된 바와 같이, 백색에 상당하는 전압 Vw를 선택하여 시간적으로 일정하게 해도 관계없고, 흑색에 상당하는 전압 Vb+, Vb-를 선택하여 1수평 주사 기간마다 레벨을 반전하는 구성으로 해도 무방하며, 기입 극성에 따라 다른 농도에 상당하는 전압으로 해도 된다.

덧붙여, 실시예에 있어서는, 소자 기판(101)으로는 유리 기판을 이용했지만, SOI(Silicon On Insulator) 기술을 적용하여 사파이어나 석영, 유리 등의 절연성 기판에 실리콘 단결정막을 형성하고 여기에 각종 소자를 만들어 넣어도 무방하다. 또한, 소자 기판(101)으로서 실리콘 기판 등을 이용하고, 또한, 여기에 각종 소자를 형성해도 관계없다. 이러한 경우에는, 각종 스위치로서 전계 효과형 트랜지스터를 이용할 수 있기 때문에 고속 동작이 용이해진다. 단, 소자 기판(101)이 투명성을 갖지 않는 경우, 화소 전극(118)을 알루미늄으로 형성하거나 별도 반사층을 형성하거나 하여 반사형으로서 이용할 필요가 있다.

또한, 상술한 실시예에서는 액정으로서 TN 형을 이용했지만, BTN(Bi-stable Twisted Nematic)형·강유전형 등의 메모리 특성을 갖는 쌍안정형이나 고분자 분산형, 또한, 분자의 장축(長軸) 방향과 단축(短軸) 방향에서 가시광의 흡수에 이방성을 갖는 염료(guest)를 일정한 분자 배열의 액정(호스트)에 용해하여, 염료 분자를 액정 분자와 평행하게 배열시킨 GH(게스트 호스트)형 등의 액정을 이용하여도 좋다.

또한, 전압이 인가되지 않을 때에는 액정 분자가 양 기판에 대하여 수직 방향으로 배열되는 한편, 전압이 인가될 때에는 액정 분자가 양 기판에 대하여 수평 방향으로 배열되는 수직 배향(호모트로픽(homotrophic) 배향)의 구성으로 해도 괜찮고, 전압이 인가되지 않을 때에는 액정 분자가 양 기판에 대하여 수평 방향으로 배열되는 한편, 전압이 인가될 때에는 액정 분자가 양 기판에 대하여 수직 방향으로 배열되는 평행(수평) 배향(호모지니어스(homogeneous) 배향)의 구성으로 해도 관계없다. 이와 같이, 본 발명에서는 액정이나 배향 방식으로서 다양하게 적용할 수 있다.

(전자 기기)

다음에, 상술한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 이용한 몇 가지 전자 기기에 대하여 설명한다.

(1. 프로젝터)

우선, 상술한 액정 표시 장치를 광 밸브로서 이용한 프로젝터에 대하여 설명한다. 도 8은 이 프로젝터의 구성을 나타내는 평면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 프로젝터(2100) 내부에는 할로겐 램프 등의 백색 광원으로 이루어지는 램프 유닛(2102)이 마련되어 있다. 이 램프 유닛(2102)으로부터 투사된 투사광은 내부에 배치된 3장의 미러(2106) 및 2장의 다이크로익 미러(dichroic mirror)(2108)에 의해서 R(빨강), G(초록), B(파랑)의 3원색으로 분리되어 각 원색에 대응하는 광 밸브(100R, 100G, 100B)로 각각 유도된다. 또, B색의 광은 다른 R색이나 G색과 비교하면 광로가 길기 때문에, 그 손실을 막기 위해 입사 렌즈(2122), 릴레이 렌즈(relay lens)(2123) 및 출사(出謝) 렌즈(2124)로 이루어지는 릴레이 렌즈계(2121)를 거쳐 인도된다.

여기서, 광 밸브(100R, 100G, 100B)의 구성은 상술한 실시예에 있어서의 액정 패널(100)과 마찬가지이고, 처리 회로(도 8에서는 생략)로부터 공급되는 R, G, B의 각 색에 대응하는 화상 신호로 각각 구동되는 것이다. 즉, 이 프로젝터(2100)에서는 도 1에 도시된 액정 표시 장치가 R, G, B의 각 색에 대응하여 3조(組)가 마련된 구성으로 되어 있다.

그런데, 광 밸브(100R, 100G, 100B)에 의해 각각 변조된 광은 다이크로익 미러(2112)에 3 방향으로부터 입사된다. 그리고, 이 다이크로익 프리즘(2112)에서 R색 및 B색의 광은 90도로 굴절하는 한편, G색의 광은 직진한다. 따라서, 각 색의 화상이 합성된 후, 스크린(2120)에는 투사 렌즈(2114)에 의해 컬러 화상이 투사되게 된다.

또, 광 밸브(100R, 100G, 100B)에는 다이크로익 미러(2108)에 의해 R, G, B의 각 원색에 대응하는 광이 입사되기 때문에, 상술한 바와 같이, 컬러 필터를 마련할 필요는 없다. 또한, 광 밸브(100R, 100B)의 투과 형상은 다이크로익 미러(2112)에 의해 반사된 후에 투사되는데 반해, 광 밸브(100G)의 투과 형상은 그대로 투사되기 때문에, 광 밸브(100R, 100B)에 의한 수평 주사 방향은 광 밸브(100G)에 의한 수평 주사 방향과 반대 방향으로 해서 좌우를 반전시킨 형상을 표시하는 구성으로 되어 있다.

(2. 휴대형 컴퓨터)

다음에, 상술한 액정 표시 장치를 휴대형 퍼스널 컴퓨터에 적용한 예에 대하여 설명한다. 도 9는 이 퍼스널 컴퓨터의 구성을 나타내는 사시도이다. 도면에서 컴퓨터(2200)는 키보드(2202)를 구비한 본체부(2204)와 표시부로 이용되는 액정 패널(100)을 구비하고 있다. 또, 이 배면에는 시인성을 높이기 위한 백라이트 유닛(도시 생략)이 마련된다.

(3. 휴대 전화)

또한, 상술한 액정 표시 장치를 휴대 전화의 표시부에 적용한 예에 대하여 설명한다. 도 10은 이 휴대 전화의 구성을 나타내는 사시도이다. 도면에서 휴대 전화(2300)는 복수의 조작 버튼(2302) 외에 수화기(2304), 송화기(2306)와 동시에, 표시부로서 이용되는 액정 패널(100)을 구비한 것이다. 또, 이 액정 패널(100)의 배면에도 시인성을 높이기 위한 백라이트 유닛(도시 생략)이 마련된다.

(전자기기의 정리)

또, 전자 기기로서는 도 8, 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한 것 외에도, 텔레비전이나 뷰파인더형·모니터 직시형의 비디오 테이프 레코더, 차량 항법 장치, 호출기, 전자 수첩, 전자 계산기, 워드 프로세서, 워크스테이션, 화상 전화, POS 단말, 디지털 스틸 카메라, 터치 패널을 구비한 기기 등을 들 수 있다. 그리고, 이들 각종의 전자 기기에 대하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 대향 전극이나 용량선의 전위 변동을 모의한 보정 신호가 본래의 화상 신호에 가산되어 화소 전극에 인가되기 때문에, 이들이 전위가 변동되어도 본래의 농도에 대응하는 전압 실효값이 화소 전극 및 대향 전극 사이에 인가됨으로써 표시 품질의 저하를 방지할 수 있게 된다.

Claims

수평 주사 및 수직 주사에 따라 공급되고, 또한 화소의 투과율에 따른 정보를 갖는 화상 신호와 소정의 투과율에 따른 정보를 갖는 기준 신호의 차를 구하는 감산기와,

상기 감산기에 의한 감산 출력을 수평 주사마다 적분하는 적분기와,

상기 적분기에 의한 적분 출력과 이것에 대응하는 화상 신호를 가산하는 가산기와,

상기 가산기에 의한 가산 출력에 근거하는 신호가 상기 수평 주사 및 수직 주사에 따라 인가되는 화소 전극과,

상기 화소 전극과는 액정을 개재시켜 대향하는 대향 전극을

구비하는 특징을 갖는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기준 신호는 백색과 흑색의 중간의 투과율에 대응하는 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 적분기에 의한 적분 출력을 서서히 감쇠시키는 감쇠 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 액정 표시 장치는 노멀 화이트 모드(normally white mode)인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
수평 주사 및 수직 주사에 따라 공급되고, 또한 화소의 투과율에 따른 정보를 갖는 화상 신호에 따라 표시를 행하는 액정 패널의 전단(前段)에 마련되는 화상 신호 보정 회로로서,

상기 화상 신호와 소정의 투과율에 따른 정보를 갖는 기준 신호의 차를 구하는 감산기와,

상기 감산기에 의한 감산 출력을 수평 주사마다 적분하는 적분기와,

상기 적분기에 의한 적분 출력과 이것에 대응하는 화상 신호를 가산하여 이 가산 결과에 근거하는 신호를 화상 신호로써 상기 액정 패널에 공급하는 가산기를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 신호 보정 회로.
제 5 항에 있어서,

상기 기준 신호는 백색과 흑색의 중간의 투과율에 대응하는 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 신호 보정 회로.
제 5 항에 있어서,

상기 적분기에 의한 적분 출력을 서서히 감쇠시키는 감쇠 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 신호 보정 회로.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치를 표시부에 이용한 것을 특징으로 하는 전자기기.
청구항 5 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 화상 신호 보정 회로가 전단에 마련된 상기 액정 패널을 표시부에 이용한 것을 특징으로 하는 전자기기.
화소 전극과, 상기 화소 전극과 액정을 개재시켜 대향하는 대향 전극을 구비하는 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서,

수평 주사 및 수직 주사에 따라 공급되고, 또한 화소의 투과율에 따른 정보를 갖는 화상 신호와, 소정의 투과율에 따른 정보를 갖는 기준 신호의 차를 구하고,

상기 화상 신호와 상기 기준 신호의 상기 차를 수평 주사마다 적분하고,

상기 적분된 값과, 이것에 대응하는 화상 신호를 가산하고,

상기 가산된 값에 근거하는 신호가 상기 수평 주사 및 수직 주사에 따라 화소 전극에 인가되는 것을 특징으로 하는

액정 표시 장치의 구동 방법.
수평 주사 및 수직 주사에 따라 공급되고, 또한 화소의 투과율에 따른 정보를 갖는 화상 신호에 따라 액정 패널에 표시를 행하는 화상 신호 보정 방법으로서,

상기 화상 신호와, 소정의 투과율에 따른 정보를 갖는 기준 신호의 차를 구하고,

상기 화상 신호와 상기 기준 신호의 상기 차를 수평 주사마다 적분하고,

상기 적분된 값과, 이것에 대응하는 화상 신호를 가산하여, 이 가산 결과에 근거하는 신호를 화상 신호로서 상기 액정 패널에 공급하는

것을 특징으로 하는 화상 신호 보정 방법.