KR20140020191A - 액정 표시 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

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요시하루 히라카타
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Abstract

본 발명은 반전 구동에 따른 액정 표시 장치의 소비 전력을 삭감한다.
제어 회로는 2 프레임 기간 이상의 간격으로 전위 레벨이 전환되는 극성 제어 신호(POL)를 생성한다. 데이터선 구동 회로는 화상 신호(Video)를 처리하여 데이터 신호(Vdata)를 생성한다. 데이터 신호(Vdata)는 극성 제어 신호(POL)의 전위 레벨에 대응하는 극성을 갖는 신호다. 제어 회로는 화상 신호(Video)의 데이터에 움직임이 없는 것으로 판정하면 데이터선 구동 회로로의 화상 신호(Video)의 출력을 정지한다. 또한, 제어 회로는 주사선 구동 회로 및 데이터선 구동 회로를 제어하여 화상 신호의 출력을 정지하고 있는 기간 안에 극성 제어 신호의 전위 레벨의 변화에 따라 적어도 1 프레임 기간 표시부를 재기록한다.

Description

액정 표시 장치 및 그 구동 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.
화석 연료의 고갈, 환경 문제 등에 의하여 모든 전자 기기의 소비 전력의 삭감이 요구되고 있고 액정 표시 장치도 예외가 아니다. 예를 들어, 액정 표시 장치의 소비 전력을 삭감하기 위하여 화소의 재기록 횟수를 삭감하는 기술이 보고되고 있다(하기, 선행 기술 문헌 참조).
미국특허 제 7321353호 명세서 일본국특개 2011-145667호 공보
K.Tsuda등, IDW'02 Proc., p. 295-298
액정 표시 장치에는 높은 표시 품위가 요구되고 있고 고정세화, 고해상도를 위하여 화소수가 증가됨과 함께 구동 주파수도 증가(예를 들어, 60Hz의 정수배의 120Hz, 240Hz)되는 경향이 있다. 그러므로 구동 주파수의 증가로 인한 전력 소비를 억제할 기술이 요구되고 있다.
액정 표시 장치의 구동 방법으로서는 액정 소자의 열화에 따른 번인(burn-in)이 생기지 않도록 하기 위하여 1 프레임 기간마다 반전 구동시키는 것이 일반적이다. 반전 구동에는 예를 들어, 게이트 라인 반전 구동, 소스 라인 반전 구동, 프레임 반전 구동, 및 도트 반전 구동 등이 있다.
하지만 1 프레임 기간마다 상이한 극성을 갖는 데이터 신호를 화소에 기록하는 반전 구동을 수행하면 액정에 작용하는 전계의 강도가 같더라도 화소의 재기록에 따른 데이터 신호의 전압의 변화량이 커져 소비 전력의 증대에 이어진다. 이 문제는 구동 주파수가 높게 되거나 화면이 대형화될수록 현저하게 된다.
그래서 본 발명에서는 전력 소비를 삭감하기 위한 액정 표시 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 형태는 주사 신호가 입력되는 주사선과, 데이터 신호가 입력되는 데이터선과, 액정과 화소 전극과 공통 전극을 갖는 액정 소자와, 주사 신호에 따라 화소 전극과 데이터선의 전기적 도통을 제어하는 스위칭 소자를 갖는 복수의 화소와, 복수의 화소를 구비한 표시부와, 주사 신호를 주사선에 출력하는 주사선 구동 회로와, 데이터 신호를 데이터선에 출력하는 데이터선 구동 회로를 갖는 액정 표시 장치이고, 주사선 구동 회로 및 데이터선 구동 회로를 제어하는 제 1 제어 회로, 및 데이터선에 입력되는 데이터 신호의 극성을 제어하는 제 2 제어 회로를 갖고, 제 2 제어 회로는 데이터 신호의 극성을 2 프레임 기간 이상 같은 극성에 유지시키는 극성 제어 신호를 생성하고, 데이터선 구동 회로는 화상 신호를 처리하여 극성 제어 신호에 대응하는 극성을 갖는 데이터 신호를 생성하고, 제 1 제어 회로는 화상 신호에 따라 복수의 화소의 재기록을 실행 및 정지하는 액정 표시 장치다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치의 다른 일 형태는 주사선 구동 회로 및 데이터선 구동 회로를 제어하는 제 1 제어 회로, 및 데이터선에 입력되는 데이터 신호의 극성을 제어하는 제 2 제어 회로를 갖고, 제 2 제어 회로는 m 프레임 기간(m은 2 이상의 정수)마다 데이터 신호의 극성을 반전시키는 극성 제어 신호를 생성하고, 데이터선 구동 회로는 화상 신호를 처리하여 극성 제어 신호에 대응하는 극성을 갖는 데이터 신호를 생성하고, 제 1 제어 회로는 화상 신호에 따라 복수의 화소의 재기록을 실행 및 정지하고 또 복수의 화소의 재기록을 정지시키고 있는 기간 안에 상기 극성 제어 신호의 전위 레벨의 변화에 따라 복수의 화소의 재기록을 적어도 1 프레임 기간 실행시키는 액정 표시 장치다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법의 일 형태는 m 프레임 기간(m은 2 이상의 정수)마다 극성이 반전된 데이터 신호를 데이터선에 출력시키고, 표시부에 움직임이 없는 화상을 표시시키는 기간에는 m 프레임 기간마다 복수의 화소를 재기록시키는 구동 방법이다.
본 발명에 의하여 액정 표시 장치의 소비 전력을 저감시킬 수 있다.
도 1은 액정 표시 장치의 구성예를 도시한 블록도.
도 2는 화소의 구성예를 도시한 회로도.
도 3은 액정 표시 장치의 구동 방법의 일례를 나타낸 타이밍 차트.
도 4는 액정 표시 장치의 구동 방법의 일례를 나타낸 타이밍 차트.
도 5는 액정 표시 장치의 구동 방법의 일례를 나타낸 타이밍 차트.
도 6은 액정 표시 장치의 구동 회로의 구성예를 도시한 블록도.
도 7은 도 6에 도시된 구동 회로의 동작의 일례를 설명하기 위한 타이밍 차트.
도 8의 (A)는 도 7로부터 발췌된 데이터 신호의 파형도, 도 8의 (B)는 비교예의 데이터 신호의 파형도.
도 9의 (A) 및 (B)는 도 1에 도시된 액정 패널의 구성예를 도시한 평면도, 도 9의 (C)는 도 1에 도시된 액정 패널의 구성예를 도시한 단면도.
도 10의 (A)는 TN, VA모드의 액정 소자의 구성예를 도시한 단면도, 도 10의 (B)는 MVA모드의 액정 소자의 구성예를 도시한 단면도, 도 10의 (C)는 IPS모드의 액정 소자의 구성예를 도시한 단면도, 도 10의 (D)는 FFS모드의 액정 소자의 구성예를 도시한 단면도.
도 11의 (A)는 도 1에 도시된 액정 표시 장치를 표시부에 구비한 휴대 게임 기기의 외관도, 도 11의 (B)는 도 1에 도시된 액정 표시 장치를 표시부에 구비한 디지털 카메라의 외관도, 도 11의 (C)는 도 1에 도시된 액정 표시 장치를 표시부에 구비한 텔레비전 수상기의 외관도, 도 11의 (D)는 도 1에 도시된 액정 표시 장치를 표시부에 구비한 휴대 전화의 외관도, 도 11의 (E)는 도 1에 도시된 액정 표시 장치를 표시부에 구비한 전자 페이퍼의 외관도, 도 11의 (F)는 도 1에 도시된 액정 표시 장치를 표시부에 구비한 컴퓨터의 외관도.
이하에서 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 사용하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 자세한 사항을 다양하게 변경할 수 있는 것은 당업자라면 쉽게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하에 기재된 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것이 아니다.
또한, 본 발명의 실시형태의 설명에 사용되는 도면에서 동일한 부분, 또는 같은 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 반복 설명은 생략한다.
(실시형태 1)
도 1 내지 도 8을 사용하여 액정 표시 장치 및 그 구동 방법의 일례를 설명한다.
도 1은 본 실시형태에 따른 액정 표시 장치의 구성예를 도시한 블록도다. 도 1에 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치(100)는 액정 패널(101), 제어 회로(110), 및 카운터 회로(120)를 갖는다.
액정 표시 장치(100)에는 디지털 데이터인 화상 신호(Video), 및 액정 패널(101)의 화면의 재기록을 제어하기 위한 동기 신호(SYNC)가 입력된다. 동기 신호로서는 예를 들어, 수평 동기 신호(Hsync), 수직 동기 신호(Vsync), 및 기준 클록 신호(CLK) 등이 있다.
액정 패널(101)은 표시부(130), 주사선 구동 회로(140), 및 데이터선 구동 회로(150)를 갖는다. 표시부(130)는 복수의 화소(131)를 갖는다. 같은 행의 화소(131)는 공통의 주사선(141)에 의하여 주사선 구동 회로(140)에 접속되고, 같은 열의 화소(131)는 공통의 데이터선(151)에 의하여 데이터선 구동 회로(150)에 접속된다.
액정 패널(101)에는 공통 전압(Vcom)과, 전원 전압으로서 고전원 전압(VDD) 및 저전원 전압(VSS)이 공급된다. 공통 전압(이하, Vcom이라고 부름)은 표시부(130)의 각 화소(131)에 공급된다.
데이터선 구동 회로(150)는 입력된 화상 신호를 처리하여 데이터 신호를 생성하고 데이터선(151)에 데이터 신호를 출력한다. 주사선 구동 회로(140)는 데이터 신호가 기록되는 화소(131)를 선택하는 주사 신호를 주사선(141)에 출력한다.
화소(131)는 주사 신호에 의하여 데이터선(151)과의 전기적 접속이 제어되는 스위칭 소자를 갖는다. 스위칭 소자가 온이 되면 데이터선(151)으로부터 화소(131)에 데이터 신호가 기록된다.
도 2는 화소(131)의 구성예를 도시한 회로도다. 화소(131)는 트랜지스터(135), 액정 소자(136), 및 용량 소자(137)를 갖는다. 트랜지스터(135)는 액정 소자(136)와 데이터선(151)의 전기적 도통을 제어하는 스위칭 소자이고 그 게이트로부터 입력되는 주사 신호에 의하여 온/오프가 제어된다.
액정 소자(136)는 전하를 축적하는 콘덴서 구조를 갖고 2개의 전극과 액정을 갖는다. 액정은 이들 2개의 전극 사이의 전계가 작용함으로써 배향이 변화한다. 여기서는 액정 소자(136)의 2개의 전극 중 트랜지스터(135)를 통하여 데이터선(151)에 접속되는 전극을 화소 전극이라고 부르고 Vcom이 인가되는 전극을 공통 전극이라고 부르기로 한다.
용량 소자(137)는 액정 소자(136)와 병렬로 접속된다. 용량 소자(137)의 전극 중 한쪽은 공통 전극으로 구성된다.
카운터 회로(120)는 동기 신호의 하나인 수직 동기 신호(이하, Vsync라고 부름)의 주기를 카운트한다. 카운터 회로(120)는 카운트 값이 최종 값이 되면 그 카운트 값을 초기 값으로 리셋하고 다시 카운트를 초기 값으로부터 시작한다.
제어 회로(110)는 액정 표시 장치(100) 전체를 제어하는 회로이고 액정 표시 장치(100)를 구성하는 회로의 제어 신호를 생성하는 회로를 구비한다.
제어 회로(110)는 동기 신호(SYNC)로부터 주사선 구동 회로(140) 및 데이터선 구동 회로(150)의 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성 회로를 갖는다. 주사선 구동 회로(140)의 제어 신호로서 스타트 펄스(GSP), 클록 신호(GCLK) 등이 있고, 데이터선 구동 회로(150)의 제어 신호로서 스타트 펄스(SSP), 클록 신호(SCLK) 등이 있다. 예를 들어, 제어 회로(110)는 클록 신호(GCLK, SCLK)로서 주기가 같고 위상이 시프트된 복수의 클록 신호를 생성한다.
또한, 제어 회로(110)는 액정 표시 장치(100)의 외부로부터 입력되는 화상 신호(Video)의 데이터선 구동 회로(150)로의 출력을 제어한다.
또한, 제어 회로(110)는 극성 제어 신호(이하 POL라고 부름)를 생성하는 극성 제어 회로를 갖는다. 극성 제어 신호는 화소(131)(데이터선(151))에 기록되는 데이터 신호의 극성을 제어하는 신호이고, 그 전위 레벨은 HIGH 레벨(H 레벨) 또는 LOW 레벨(L 레벨)의 2개의 레벨로 이루어진다. 제어 회로(110)는 카운터 회로(120)로부터 출력된 카운트 값(CNT)이 리셋되면 극성 제어 신호(POL)의 전위 레벨을 HIGH로부터 LOW로, 또는 그 반대로 전환한다.
또한, 데이터선(151)에 입력되는 데이터 신호의 극성은 Vcom을 기준으로 결정된다. 그 극성은 데이터 신호의 전압이 Vcom보다 높은 경우에는 양의 극성이고 낮은 경우에는 음의 극성이다.
데이터선 구동 회로(150)는 디지털/아날로그 변환 회로(152)(이하, D-A 변환 회로(152)라고도 부름)를 갖는다. D-A 변환 회로(152)는 화상 신호를 아날로그 변환하여 데이터 신호를 생성한다. 그 때, D-A 변환 회로(152)는 데이터 신호의 극성이 POL의 전위 레벨에 대응하도록 화상 신호를 아날로그 신호로 변환한다.
또한, 액정 표시 장치(100)에 입력되는 화상 신호가 아날로그 신호인 경우에는 제어 회로(110)에서 디지털 신호로 변환하고 액정 패널(101)에 출력한다.
화상 신호는 각 프레임의 화상 데이터이다. 제어 회로(110)는 화상 신호를 화상 처리하고 그 처리로 얻어진 정보를 기초로 데이터선 구동 회로(150)로의 화상 신호의 출력을 제어하는 기능을 갖는다. 그러므로 제어 회로(110)는 화상 신호를 화상 처리하고 각 프레임의 화상 데이터로부터 움직임을 검출하는 움직임 검출부(111)를 구비한다. 움직임 검출부(111)에서 움직임이 없는 것으로 판정되면 제어 회로(110)는 데이터선 구동 회로(150)로의 화상 신호의 출력을 정지하고 또한 움직임이 있는 것으로 판정되면 화상 신호의 출력을 다시 시작한다.
움직임 검출부(111)에서 수행하는 움직임을 검출하기 위한 화상 처리에 특별히 제약은 없다. 예를 들어, 움직임을 검출하는 방법으로서는 연속된 2개의 프레임 사이의 화상 데이터로부터 차분(差分) 데이터를 얻는 방법이 있다. 얻어진 차분 데이터로부터 움직임이 있는지 없는지를 판단할 수 있다. 또한, 움직임 벡터를 검출하는 방법 등도 있다.
또한, 액정 표시 장치(100)에는 입력된 화상 신호를 보정하는 화상 신호 보정 회로를 제공할 수 있다. 예를 들어, 화상 신호의 계조에 대응하는 전압보다 높은 전압이 화소(131)에 기록되도록 화상 신호를 보정한다. 이와 같은 보정을 수행함으로써 액정 소자(136)의 응답 시간을 짧게 할 수 있다. 이외 같이 화상 신호를 보정 처리하여 제어 회로(110)를 구동시키는 방법은 오버 드라이브 구동이라고 불리고 있다. 또한, 화상 신호의 프레임 주파수의 정수배로 액정 표시 장치(100)를 구동시키는 배속(倍速) 구동을 수행하는 경우에는 제어 회로(110)에서 2개의 프레임 사이를 보간(補間)하는 화상 데이터를 작성하거나 또는 2개의 프레임 사이에서 검은 색 표시를 수행하기 위한 화상 데이터를 생성하면 좋다.
이하, 도 3 내지 도 5에 나타낸 플로 차트를 사용하여 액정 표시 장치(100)의 동작을 설명한다. 도 3 내지 도 5에는 수직 동기 신호(Vsync), 제어 회로(110)로부터 데이터선 구동 회로(150)에 출력되는 화상 신호(Video), 카운터 회로(120)로부터 제어 회로(110)에 출력되는 카운트 값(CNT), 제어 회로(110)로부터 데이터선 구동 회로(150)에 출력되는 극성 제어 신호(POL), 및 데이터선 구동 회로(150)로부터 데이터선(151)에 출력되는 데이터 신호(Vdata)의 신호 파형을 나타냈다.
먼저, 도 3을 사용하여 동영상과 같이 움직이는 화상을 표시시킬 때의 액정 패널(101)의 구동 방법을 설명한다.
제어 회로(110)는 수직 동기 신호(이하, Vsync라고 부르는 경우가 있음)가 H 레벨이 되는 것에 동기하여 화상 신호(Video)를 데이터선 구동 회로(150)에 출력한다. 카운터 회로(120)는 수직 동기 신호(Vsync)의 펄스 수를 초기 값으로부터 최종 값까지 다운 카운트한다. 여기서는 카운터 회로(120)를 다운 카운터 회로로 한다. 카운터 회로(120)에서는 초기 값(m-1)으로부터 H 레벨의 Vsync가 입력될 때마다 카운트 값(이하, CNT라고 부름)을 하나씩 감산하고 CNT가 제로가 되면 CNT를 초기 값으로 리셋한다.
제어 회로(110)의 극성 제어 회로에서는 CNT가 m-1이 되면 POL의 전위 레벨을 전환한다. 도 3에서는 최초의 m 프레임 기간에서는 POL은 H 레벨의 신호이므로 다음의 m 프레임 기간에서 POL은 L 레벨의 신호가 된다. 즉 제어 회로(110)에서는 POL의 전위 레벨을 m 프레임 기간마다 반전시킨다.
데이터선 구동 회로(150)는 화상 신호(Video)를 아날로그 신호로 변환하고 데이터 신호(Vdata)를 생성한다. 이 때, POL의 전위 레벨에 따라 데이터 신호(Vdata)의 극성을 결정한다. 도 3에서는 POL이 H 레벨이면 데이터 신호(Vdata)의 극성을 양으로 하고 L 레벨이면 음으로 한다. 즉 POL의 전위 레벨의 변화에 따라 m 프레임 기간마다 데이터 신호(Vdata)의 극성이 반전된다.
보통, 액정 표시 장치에서는 표시부의 번인을 방지하기 위하여 1 프레임 기간마다 액정 소자에 작용하는 전계의 방향을 반전시키는 반전 구동을 수행한다. 그러므로 데이터 신호의 전압의 절대값이 크면 클수록 2개의 프레임 기간에서의 데이터 신호의 전압의 변화량이 커지므로 소비 전력이 커진다. 이와 같은 소비 전력의 증대는 수직 동기 신호의 주파수가 높을수록 현저하다.
액정 표시 장치(100)에서는 2 프레임 기간 이상 연속하여 같은 극성의 데이터 신호(Vdata)를 화소(131)에 기록할 수 있다. 따라서 1 프레임 기간마다 반전 구동을 수행하는 경우보다 데이터 신호(Vdata)의 극성 반전 횟수가 적어지므로 연속된 2 프레임 사이의 데이터 신호(Vdata)의 전압 변화량이 작아져 소비 전력이 저감된다.
하지만 도 3에 나타낸 구동 방법에서는 POL의 전위 레벨이 전환되는 2개의 프레임 사이의 데이터 신호(Vdata)의 전압 변화량은 1 프레임 기간마다 반전 구동을 하는 경우와 같게 된다. m 프레임 기간마다 반전 구동시키는 경우, 제 m 프레임과 제 m+1 프레임 사이, 및 제 2m 프레임과 제 2m+1 프레임 사이의 데이터 신호(Vdata)의 전압 변화가 전압 변화량에 상당한다.
데이터 신호(Vdata)의 전압 변화량을 더 저감시키기 위한 구동 방법으로서는 극성을 반전시킨 데이터 신호(Vdata)를 데이터선(151)에 기록하기 전에 데이터 신호의 전압(Vdata)을 Vcom과 같게 하는 구동 방법이 바람직하다. 예를 들어, 도 4에 나타낸 바와 같이, POL의 전위 레벨이 전환되는 직전의 프레임 기간에서 데이터선(151)에 Vcom을 기록한다.
구체적으로는 CNT가 최종 값(제로)이 되면 제어 회로(110)는 데이터 신호(Vdata)의 전압이 Vcom과 같게 되는 화상 신호(Blank)를 데이터선 구동 회로(150)에 출력한다. 데이터선 구동 회로(150)에서는 화상 신호(Blank)를 아날로그 신호로 변환하여 데이터 신호(Vdata)로서 데이터선(151)에 Vcom을 출력한다. 결과적으로 제 m 프레임 및 제 2m 프레임 기간에서는 화소(131)에 Vcom이 기록된다.
또한, POL의 전위 레벨이 전환된 최초의 1 프레임 기간에, 데이터선(151)에 Vcom을 기록하여도 좋다. 또한, 데이터선(151)에 Vcom을 기록하는 기간을 2 프레임 기간 이상으로 하여도 좋다.
상술한 바와 같이, POL의 전위 레벨이 전환되는 것과 연동하여 데이터선(151)에 Vcom을 인가함으로써 POL의 전위 레벨이 전환되는 2개의 프레임 사이의 데이터 신호의 전압 변화량을 도 3에 나타낸 구동 방법보다 작게 할 수 있기 때문에 액정 표시 장치(100)의 소비 전력을 더욱 삭감할 수 있다.
다음에 도 5를 사용하여 동영상과 같이 움직이는 화상과 정지 화상과 같이 움직이지 않는 화상을 표시시키기 위한 액정 표시 장치(100)의 동작을 설명한다. 액정 표시 장치(100)는 동영상용 표시 모드와 정지 화상용 표시 모드를 전환시킬 수 있다.
도 5는 3m 프레임 기간의 액정 표시 장치(100)의 타이밍 차트다. 여기서는 최초의 k 프레임 기간의 화상 데이터 및 최후의 j 프레임 기간의 화상 데이터에는 움직임이 있고 이들 외의 프레임 기간의 화상 데이터에는 움직임이 없는 것으로 한다. 또한, k와 j는 각각 1 이상 m-2 이하의 정수다.
최초의 k 프레임 기간에는 움직임 검출부(111)에서 각 프레임의 화상 데이터에 움직임이 있는 것으로 판정된다. 제어 회로(110)에서는 움직임 검출부(111)의 판정 결과에 따라 도 3과 마찬가지로 데이터 신호(Vdata)를 데이터선(151)에 출력한다.
그리고 움직임 검출부(111)에서는 움직임을 검출하기 위한 화상 처리를 수행하고 제 k+1 프레임의 화상 데이터에 움직임이 없는 것으로 판정되면 제어 회로(110)에서는 움직임 검출부(111)의 판정 결과에 따라 제 k+1 프레임 기간에 데이터선 구동 회로(150)로의 화상 신호(Video)의 출력을 정지한다. 또한, 표시부(130)의 재기록을 정지하기 위하여 주사선 구동 회로(140) 및 데이터선 구동 회로(150)로의 제어 신호(스타트 펄스 신호, 클록 신호 등)의 출력을 정지한다. 그리고 제어 회로(110)에서는 움직임 검출부(111)에서 화상 데이터에 움직임이 있는 것으로 판정될 때까지 데이터선 구동 회로(150)로의 화상 신호(Video)의 출력, 주사선 구동 회로(140) 및 데이터선 구동 회로(150)로의 제어 신호의 출력을 정지하고 표시부(130)의 재기록을 정지한다.
또한, 본 명세서에서 "신호의 출력을 정지한다"란 상기 신호를 공급하는 배선에 회로를 동작시키기 위한 소정의 전압과는 상이한 전압을 인가하는 것, 또는 상기 배선을 전기적으로 부유 상태로 하는 것을 가리키는 것으로 한다.
표시부(130)의 재기록을 정지하면 액정 소자(136)에 같은 방향의 전계가 계속 인가되어 액정 소자(136)의 액정이 열화될 우려가 있다. 이와 같은 문제가 현재화(顯在化)하는 경우에는 움직임 검출부(111)의 판정 결과에 상관없이 소정의 타이밍으로 제어 회로(110)로부터 주사선 구동 회로(140) 및 데이터선 구동 회로(150)로 신호를 공급하고 극성을 반전시킨 데이터 신호(Vdata)를 데이터선(151)에 기록하여 액정 소자(136)에 인가되는 전계의 방향을 반전시키면 좋다.
이와 같은 구동 방법으로서 예를 들어, POL의 전위 레벨이 전환되는 것에 연동하여 제어 회로(110)가 화상 신호(Video)를 출력하고 주사선 구동 회로(140) 및 데이터선 구동 회로(150)의 제어 신호를 출력함으로써 표시부(130)를 1 프레임 기간 이상 재기록하는 구동 방법이 있다. 이하에서는, 도 5를 사용하여 이 구동 방법을 설명한다.
도 5에 나타낸 바와 같이 CNT가 초기 값(m-1)이 되면 제어 회로(110)는 주사선 구동 회로(140) 및 데이터선 구동 회로(150)로 제어 신호를 출력하고 데이터선 구동 회로(150)로 화상 신호(Video)를 출력한다. 데이터선 구동 회로(150)는 POL의 전위 레벨에 대응한 극성의 데이터 신호(Vdata)를 데이터선(151)에 출력한다. 따라서 화상 데이터에 움직임이 검출되지 않는 기간인 제 m+1 프레임 기간 및 제 2m+1 프레임 기간에 극성이 반전된 데이터 신호(Vdata)가 데이터선(151)에 기록된다. 화상 데이터에 변화가 없는 기간에는 표시부(130)의 재기록이 간헐(間歇)적으로 수행되므로 재기록에 따른 전력 소비를 삭감하면서 액정 소자(136)의 열화를 방지할 수 있다.
그리고 움직임 검출부(111)에서 제 2m+1 프레임 이후의 화상 데이터에 움직임이 있는 것으로 판정되면 제어 회로(110)는 도 3과 같이 주사선 구동 회로(140) 및 데이터선 구동 회로(150)를 제어하고 표시부(130)의 재기록을 수행한다.
상술한 바와 같이, 도 5에 나타낸 구동 방법에 따르면 화상 데이터에 움직임이 있는지 없는지에 상관없이 데이터 신호의 극성은 m 프레임 기간마다 반전된다. 한편, 표시부(130)의 재기록에 대해서는, 움직임을 포함하는 화상의 표시 기간에는 1 프레임마다 표시부(130)가 재기록되고 움직임이 없는 화상의 표시 기간에는 m 프레임마다 표시부(130)가 재기록된다. 이 결과 반전 구동 및 표시부의 재기록에 따른 전력 소비를 삭감할 수 있다. 따라서 구동 주파수 및 화소수의 증가로 인한 전력 소비의 증가를 억제할 수 있다.
상술한 바와 같이 동영상을 표시하는 모드와 정지 화상을 표시하는 모드에서 액정 표시 장치의 구동 방법을 상이하게 함으로써 액정의 열화를 억제하고 표시 품위를 유지하면서 소비 전력을 삭감한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 액정의 열화를 방지하기 위하여 데이터 신호의 극성 반전의 간격(여기서는 m 프레임 기간)은 2초 이하로 하고 바람직하게는 1초 이하로 하면 좋다.
또한, 도 5에 나타낸 구동 방법에서 도 4에 나타낸 구동 방법과 같이 극성이 반전된 데이터 신호를 데이터선(151)에 기록하기 전에 데이터선(151)에 Vcom을 기록할 수 있다. 이 경우, 움직임이 있는 화상 데이터를 표시하는 기간에만 도 4와 같이 데이터선(151)에 Vcom을 기록하여도 좋고 화상 데이터의 움직임이 있는지 없는지에 상관없이 POL의 전위 레벨이 전환되는 것과 연동하여 데이터선(151)에 Vcom을 기록하여도 좋다.
또한, 화상 데이터의 움직임 검출을 제어 회로(110)의 움직임 검출부(111)에서 수행하였지만 움직임 검출을 움직임 검출부(111)에서만 수행할 필요는 없다. 움직임이 있는지 없는지의 데이터를 액정 표시 장치(100)의 외부로부터 제어 회로(110)에 입력하여도 좋다.
또한, 화상 데이터에 움직임이 없다는 것으로 판정하는 조건은 연속되는 2개의 프레임 사이의 화상 데이터에 기초하는 것이 아니고 판정에 필요한 프레임 개수는 액정 표시 장치(100)의 사용 형태에 따라 적절히 결정할 수 있다. 예를 들어, 연속되는 m 프레임의 화상 데이터에 움직임이 없는 경우에 표시부(130)의 재기록을 정지시켜도 좋다.
다음에 도 6을 사용하여 주사선 구동 회로(140) 및 데이터선 구동 회로(150)의 구성예 및 동작 방법을 설명한다. 도 6은 액정 패널(101)의 블록도다. 또한, 설명의 편의상 도 6에는 표시부(130)가 3행 3열의 화소(131)로 구성되는 예를 도시하였다.
주사선 구동 회로(140)는 시프트 레지스터 회로(143)를 갖는다. 시프트 레지스터 회로(143)에는 제어 신호(스타트 펄스(GSP), 클록 신호(GCLK))가 입력된다. 시프트 레지스터 회로(143)는 제어 신호에 따라 제 1행 내지 제 3행의 주사선(141)에 주사 신호(Gout1~Gout3)를 출력한다.
데이터선 구동 회로(150)는 D-A 변환 회로(152), 시프트 레지스터 회로(153), 및 아날로그 스위치 회로(154)를 갖는다. D-A 변환 회로(152)는 입력되는 화상 신호(Video)를 아날로그 변환 처리하여 데이터 신호(Vdata)를 생성하고 아날로그 스위치 회로(154)에 출력한다.
시프트 레지스터 회로(153)에는 제어 신호(스타트 펄스(SSP), 클록 신호(SCLK))가 입력된다. 시프트 레지스터 회로(153)는 아날로그 스위치 회로(154)에 선택 신호(Sout 1~Sout 3)를 출력한다. 아날로그 스위치 회로(154)에는 데이터선(151)마다 D-A 변환 회로(152)와의 전기적 도통을 제어하는 스위칭 소자가 제공된다. 각 스위칭 소자는 시프트 레지스터 회로(153)로부터 출력되는 선택 신호(Sout 1~Sout 3)에 의하여 온/오프가 제어된다.
이하, 도 7을 사용하여 주사선 구동 회로(140) 및 데이터선 구동 회로(150)의 동작을 설명한다. 도 7은 도 6에 도시된 액정 패널(101)의 타이밍 차트이고 D-A 변환 회로(152)에 입력되는 극성 제어 신호(POL) 및 화상 신호(Video), 시프트 레지스터 회로(143)로부터 출력되는 주사 신호(Gout 1~Gout 3), 시프트 레지스터 회로(153)로부터 출력되는 선택 신호(Sout 1~Sout 3), 및 D-A 변환 회로(152)로부터 출력되는 데이터 신호(Vdata)의 신호 파형을 나타낸 것이다. 또한, 도 7에는 점순차 구동을 하기 위한 신호 파형을 나타내었다.
또한, 설명을 간략화하기 위하여 D-A 변환 회로(152)에서는 데이터 신호로서 3개의 계조에 대응하는 신호가 생성되는 것으로 한다. 각각 데이터 신호의 전압을, 양의 극성인 경우에는 VA, VB, 및 VC로 표기하고 음의 극성인 경우에는 -VA, -VB, 및 -VC로 표기하기로 한다. 전압의 크기는 |VC|<|VB|<|VA|로 한다.
주사 신호(Gout1~Gout3)가 H 레벨인 경우 각 화소(131)의 트랜지스터(135)가 온이 되고 선택 신호(Sout 1~Sout 3)가 H 레벨인 경우 아날로그 스위치 회로(154)의 각 스위칭 소자가 온이 되는 것으로 한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 주사 신호(Gout1~Gout3)의 입력에 의하여 1행씩 주사선(141)의 전위 레벨은 HIGH가 된다. 어느 행의 주사선(141)의 전위가 HIGH 레벨(H 레벨)인 기간에 선택 신호(Sout 1~Sout 3)가 순차적으로 H 레벨이 되고 그 행에 있는 화소(131)에 1열씩 데이터 신호가 기록된다.
도 3 등을 사용하여 설명한 바와 같이 화소(131)에 기록되는 데이터 신호를 m 프레임 기간마다 극성을 반전시켜 화소(131)에 기록하므로 반전 구동에 따른 전력 소비를 저감시킬 수 있다. 이하 도 8의 (A) 및 (B)를 사용하여 그 이유를 설명한다.
도 8의 (A)는 도 7에 나타낸 타이밍 차트를 발췌한 것이고 기간(T1) 및 기간(T2)의 데이터 신호의 파형도다. 도 8의 (B)는 비교예이고 1 프레임마다 데이터 신호의 극성 반전을 수행하는 경우의 데이터 신호의 파형도다. 기간(T1)은 제 1 프레임 기간에 대응하고 기간(T2)은 제 2 프레임 기간에 대응한다.
도 8의 (A) 및 (B)의 화살표는 같은 열의 데이터선(151)에 기록되는 데이터 신호의 전압의 변화를 가리킨다. 제 1 프레임 기간으로부터 제 2 프레임 기간의 데이터 신호의 전압 변화량은 도 8의 (A)에서는 제 1열은 |VA-VB|이고, 제 2열은 |VB-VC|이고, 제 3열은 |VC-VA|이다. 한편, 도 8의 (B)에서는 제 1열은 |VA+VB|이고, 제 2열은 |VB+VC|이고, 제 3열은 |VC+VA|이다.
도 8의 (B)의 1 프레임마다 데이터 신호의 극성을 반전시키는 반전 구동에서는 도 8의 (A)에 비하여 같은 열에서의 데이터 신호의 전압의 변화량이 크다. 도 8의 (A)와 같이 m 프레임 기간마다 데이터 신호의 극성을 반전시킴으로써 같은 열에서의 데이터 신호의 전압의 변화가 작게 된다. 따라서 데이터 신호의 극성 반전의 간격을 2 프레임 기간 이상으로 함으로써 화소를 재기록시킬 때의 액정 소자의 충방전에 따른 소비 전력을 억제할 수 있다.
또한, 정지 화상과 같이 움직이지 않는 화상을 표시시킬 때는 화소의 재기록을 일시적으로 휴지함으로써 소비 전력을 더욱 저감시킬 수 있다. 또한, 여기서는 점순차 구동을 예로 들어 설명하였지만 선순차 구동으로도 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 도 9의 (A) 내지 (C)를 사용하여 액정 패널(101)의 구조에 대하여 설명한다.
도 9의 (A) 및 (B)는 액정 패널(101)의 평면도이고, 도 9의 (C)는 도 9의 (A) 및 (B)에서의 M-N를 따라 자른 액정 패널(101)의 구성예를 도시한 단면도다.
액정 패널(101)은 기판(4001)과 기판(4006) 사이에 실재(4005)에 의하여 액정층(4008)이 밀봉되는 구조를 갖는다.
기판(4001), 기판(4006)으로서 투광성 기판을 사용할 수 있다. 예를 들어, 유리, 세라믹스, 플라스틱 등으로 이루어진 기판을 사용할 수 있다. 플라스틱 기판으로서는 FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics) 기판, PVF(폴리비닐플루오라이드) 필름, 폴리에스테르 필름, 또는 아크릴 수지 필름 등이 있다.
기판(4001) 위의 실재(4005)로 둘러싸인 영역에 복수의 화소를 갖는 표시부(4002) 및 주사선 구동 회로(4004)가 제공되어 있다. 기판(4001)의 실재(4005) 외측 영역에 단결정 반도체층 또는 다결정 반도체층으로 형성된 데이터선 구동 회로(4003)가 실장되어 있다. 데이터선 구동 회로(4003)를 실장하는 방식으로서는 예를 들어, COG 방식, 와이어 본딩(wire bonding) 방식, 및 TAB 방식 등이 있다. 데이터선 구동 회로(4003)는 도 9의 (A)에서는 COG 방식에 의하여 실장되고 도 9의 (B)에서는 TAB 방식에 의하여 실장되어 있다.
데이터선 구동 회로(4003)를 기판(4001) 위에 실장할 수도 있다. 또는 주사선 구동 회로(4004)를 표시부(4002)와 상이한 기판에 형성하고 기판(4001)에 실장하여도 좋다. 또한, 데이터선 구동 회로(4003)의 일부 또는 주사선 구동 회로(4004)의 일부를 표시부(4002)와 상이한 기판에 형성하고 기판(4001)에 실장하여도 좋다.
액정 소자(4013)를 구성하는 화소 전극(4030)은 트랜지스터(4010)에 접속된다. 액정 소자(4013)를 구성하는 공통 전극(4031)은 기판(4006) 위에 형성된다. 화소 전극(4030), 공통 전극(4031), 및 액정층(4008)이 중첩되는 부분이 액정 소자(4013)에 상당한다. 또한, 액정 소자(4013)의 구조는 액정 패널(101)의 표시 모드에 따라 적절히 변경된다. 도 9의 (C)에는 TN 모드의 예를 도시하였다.
화소 전극(4030), 공통 전극(4031)은, 산화 텅스텐을 포함하는 인듐 산화물, 산화 텅스텐을 포함하는 인듐 아연 산화물, 산화 티타늄을 포함하는 인듐 산화물, 산화 티타늄을 포함하는 인듐 주석 산화물, 산화 인듐 주석, 인듐 아연 산화물, 산화 실리콘을 첨가한 인듐 주석 산화물 등의 투광성을 갖는 도전성 재료로 이루어진 층으로 형성된다.
화소 전극(4030), 공통 전극(4031) 상에는 배향막으로서 기능하는 절연층(4032) 및 절연층(4033)이 각각 제공된다. 또한, 액정 패널(101)에는 편광판 및 블랙 매트릭스로서 기능하는 차광막 등이 적절히 제공된다.
절연물(4035)은 화소 전극(4030)과 공통 전극(4031) 사이의 거리(셀 갭)를 유지하기 위한 스페이서다. 절연물(4035)을 형성할 대신에 구(球) 형상 스페이서를 사용할 수도 있다.
표시부(4002) 및 주사선 구동 회로(4004)는 트랜지스터를 복수로 갖지만 도 9의 (C)에는 표시부(4002)의 화소의 트랜지스터(4010)와, 주사선 구동 회로(4004)의 트랜지스터(4011)가 대표적으로 기재되어 있다.
트랜지스터(4010) 및 트랜지스터(4011)는 반도체층에 더하여 게이트 절연층, 게이트 전극, 및 배선(소스 배선층이나 용량 배선층 등)으로 구성된다. 트랜지스터(4010) 및 트랜지스터(4011)상에는 절연층(4020)이 형성되어 있다. 절연층(4020)상에 절연층(4021)이 형성되고 절연층(4021)상에 화소 전극(4030)이 형성되어 있다.
절연층(4020)으로서는 예를 들어, RF 스퍼터링법에 의하여 질화 실리콘막을 형성한다. 절연층(4021)으로서는 폴리이미드, 아크릴, 벤조사이클로부텐계 수지, 폴리아미드, 에폭시 등의 내열성을 갖는 유기 재료를 사용할 수 있다. 또한 상기 유기 재료 외에, 저유전율 재료(low-k 재료), 실록산계 수지, PSG(phosphosilicate glass), 및 BPSG(borophosphosilicate glass) 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 재료로 형성되는 절연막을 복수로 적층시킴으로써, 절연층(4021)을 형성하여도 좋다.
기판(4001) 상의 실재(4005) 외측에 형성되는 전극(4015) 및 전극(4016)은 FPC(4018)와, 주사선 구동 회로(4004) 및 표시부(4002)의 접속용 단자다. 전극(4015)은 화소 전극(4030)과 같은 도전막으로 형성되고 전극(4016)은 트랜지스터(4010) 및 트랜지스터(4011)의 소스 전극층 및 드레인 전극층과 같은 도전막으로 형성된다. 전극(4015)은 FPC(4018)가 갖는 단자와 이방성 도전막(4019)을 통하여 전기적으로 접속된다.
FPC(4018)로부터 각종 제어 신호 및 전원 전압이 데이터선 구동 회로(4003), 주사선 구동 회로(4004), 및 표시부(4002)에 공급된다.
또한, 기판(4001)에는 공통 전극(4031)에 공통 전압을 공급하기 위한 배선 및 공통 접촉부가 형성된다. 공통 접촉부는 표시부(4002) 외측에 제공되고, 예를 들어, 실재(4005)와 중첩되는 영역에 제공된다. 공통 전극(4031)은 도전성 입자를 통하여 공통 접촉부에 접속된다.
트랜지스터(4010) 및 트랜지스터(4011)의 채널 형성 영역을 구성하는 반도체층은 비정질, 미결정, 다결정, 또는 단결정 반도체층으로부터 선택된다. 예를 들어, 실리콘 또는 게르마늄 등의 제 14족 원소로 이루어진 반도체층 또는 산화물 반도체층을 적용할 수 있다. 여기서는 트랜지스터(4010) 및 트랜지스터(4011)는 n채널형 트랜지스터다. 특히, 화소의 스위칭 소자가 되는 트랜지스터(4010)를 산화물 반도체층으로 제작하는 것이 바람직하다. 산화물 반도체층으로 트랜지스터를 제작함으로써 그 오프 전류를 매우 작게 할 수 있어 화소에 기록된 데이터 신호의 전압의 변동을 없앨 수 있기 때문에 액정 표시 장치의 표시 품위의 향상을 도모할 수 있다.
여기서 전자 공여체(도너)가 되는 수분 또는 수소 등의 불순물이 저감되고, 또 산소 결손이 저감된 산화물 반도체층은 i형(진성 반도체) 또는 i형에 매우 가깝다. 여기서는 이와 같은 산화물 반도체층을 고순도화 산화물 반도체층이라고 부르기로 한다. 고순도화 산화물 반도체층으로 제작된 트랜지스터는 오프 전류가 매우 작고 신뢰성이 높다.
채널 형성 영역을 고순도화 산화물 반도체층에 제공함으로써 트랜지스터의 오프 전류가 매우 작게 되는 것은 여러 가지 실험에 의하여 증명할 수 있다. 예를 들어, 채널 폭이 1×106μm이고 채널 길이가 10μm의 트랜지스터에서, 소스-드레인간의 전압(드레인 전압)이 1V 내지 10V의 범위에서의 오프 전류가 반도체 파라미터 애널라이저의 측정 한계 이하, 즉 1×10-13A 이하라는 측정 데이터를 얻을 수 있었다. 이 경우, 트랜지스터의 채널 폭으로 규격화된 오프 전류는 100zA/μm 이하가 된다.
다른 실험으로서는 용량 소자와 트랜지스터를 접속시켜, 용량 소자에 주입 또는 용량 소자로부터 방전하는 전하를 트랜지스터로 제어하는 회로를 사용하여, 오프 전류를 측정하는 방법이 있다. 이 경우, 용량 소자의 단위 시간당의 전하량의 추이로부터 트랜지스터의 오프 전류를 측정한다. 이 결과, 드레인 전압이 3V인 조건에서의 트랜지스터의 오프 전류가 수십yA/μm인 것이 확인되었다. 따라서 고순도화 산화물 반도체층으로 채널 형성 영역을 형성한 트랜지스터는 오프 전류가 결정성을 갖는 실리콘을 사용한 트랜지스터에 비하여 현저히 작게 된다.
산화물 반도체로서는 적어도 인듐(In) 또는 아연(Zn)을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 트랜지스터의 전기적 특성의 편차를 줄이기 위한 스테빌라이저로서 갈륨(Ga)을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 갈륨 외 스테빌라이저로서 기능하는 원소에는 주석(Sn), 하프늄(Hf), 알루미늄(Al), 지르코늄(Zr), 및 란타노이드(란타넘(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리늄(Gd), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 에르븀(Er), 툴륨(Tm), 이테르븀(Yb), 및 루테튬(Lu)) 등이 있다.
예를 들어, 산화물 반도체로서 산화 인듐, 산화 갈륨, 산화 주석, 산화 아연, In-Zn계 산화물, Sn-Zn계 산화물, Al-Zn계 산화물, Zn-Mg계 산화물, Sn-Mg계 산화물, In-Mg계 산화물, In-Ga계 산화물, In-Ga-Zn계 산화물(IGZO라고도 표기함), In-Al-Zn계 산화물, In-Sn-Zn계 산화물, Sn-Ga-Zn계 산화물, Al-Ga-Zn계 산화물, Sn-Al-Zn계 산화물, In-Hf-Zn계 산화물, In-La-Zn계 산화물, In-Pr-Zn계 산화물, In-Nd-Zn계 산화물, In-Sm-Zn계 산화물, In-Eu-Zn계 산화물, In-Gd-Zn계 산화물, In-Tb-Zn계 산화물, In-Dy-Zn계 산화물, In-Ho-Zn계 산화물, In-Er-Zn계 산화물, In-Tm-Zn계 산화물, In-Yb-Zn계 산화물, In-Lu-Zn계 산화물, In-Sn-Ga-Zn계 산화물, In-Hf-Ga-Zn계 산화물, In-Al-Ga-Zn계 산화물, In-Sn-Al-Zn계 산화물, In-Sn-Hf-Zn계 산화물, In-Hf-Al-Zn계 산화물을 사용할 수 있다.
여기서 In-Ga-Zn계 산화물이란 In, Ga, 및 Zn을 포함한 산화물을 가리키고 In, Ga, 및 Zn의 원자 비율은 불문한다. 또한, In, Ga, 및 Zn 외의 금속 원소를 포함하여도 좋다. 이것은 다른 산화물 반도체에 대해서도 마찬가지다.
산화물 반도체 중에서도 In-Ga-Zn계 산화물, In-Sn-Zn계 산화물 등은 탄소화 실리콘, 질화 갈륨, 및 산화 갈륨과 달리 스퍼터링법이나 습식법으로 형성한 막으로부터 전기적 특성이 뛰어난 트랜지스터를 제작할 수 있고, 양산에 적합한 산화물 반도체 재료다. 또한, In-Ga-Zn계 산화물은 유리 기판 위에 전기적 특성이 뛰어난 트랜지스터를 제작할 수 있기 때문에 기판의 대형화가 쉬워진다.
트랜지스터를 제작할 때에 사용되는 In-Ga-Zn계 산화물로서는 예를 들어, 원자 비율이 In:Ga:Zn=1:1:1(=1/3:1/3:1/3), 또는 In:Ga:Zn=2:2:1(=2/5:2/5:1/5)인 산화물, 및 원자 비율이 이들의 근방에 있는 산화물 등이 있다.
또한, In-Sn-Zn계 산화물로서는 예를 들어, 원자 비율이 In:Sn:Zn=1:1:1(=1/3:1/3:1/3), In:Sn:Zn=2:1:3(=1/3:1/6:1/2), 및 In:Sn:Zn=2:1:5(=1/4:1/8:5/8)인 산화물, 및 원자 비율이 이들의 근방에 있는 산화물 등이 있다.
트랜지스터에 사용되는 산화물 반도체층의 결정 구조는 단결정, 다결정(폴리 크리스탈이라고도 함), 또는 비정질이 대표적이다. 산화물 반도체층으로서는 CAAC-OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor)라고 불리는 특징적인 결정 구조를 갖는 산화물 반도체층이 특히 바람직하다. CAAC-OS층을 사용한 트랜지스터의 특징 중 하나로서 가시광이나 자외광의 조사에 의한 전기적 특성의 변동이 작은 것을 들 수 있다.
또한, 산화물 반도체층을 구성하는 막은 예를 들어, 비정질 산화물 반도체막, 미결정 산화물 반도체막, CAAC-OS막 중 2종류 이상을 갖는 적층막이라도 좋다.
CAAC-OS막은 복수의 결정부를 갖는 산화물 반도체막의 하나이며, 결정부의 대부분은 하나의 변이 100nm 미만인 입방체 내에 들어가는 사이즈다. 따라서, CAAC-OS막에 포함되는 결정부는 하나의 변이 10nm 미만, 5nm 미만, 또는 3nm 미만인 입방체 내에 들어가는 사이즈인 경우도 포함된다. CAAC-OS막은 미결정 산화물 반도체막보다 결함 준위 밀도가 낮다는 특징을 갖는다. 이하에서는 CAAC-OS막에 대하여 자세히 설명한다.
CAAC-OS막을 투과형 전자 현미경(TEM: Transmission Electron Microscope)으로 관찰한 경우 결정부들끼리의 명확한 경계, 즉 결정 입계(그레인 바운더리라고도 함)는 확인되지 않는다. 따라서, CAAC-OS막은 결정 입계에 기인하는 전자 이동도의 저하가 일어나기 어렵다고 할 수 있다.
CAAC-OS막을 시료면에 대략 평행한 방향으로부터 TEM에 의하여 관찰(단면 TEM 관찰)하면, 결정부에서 금속 원자가 층상으로 배열되어 있는 것을 확인할 수 있다. 금속 원자의 각 층은 CAAC-OS막이 형성되는 면(피형성면이라고도 함) 또는 CAAC-OS막의 상면의 요철을 반영한 형상이며, CAAC-OS막의 피형성면 또는 상면에 평행하게 배열된다.
한편, CAAC-OS막을 시료면에 대략 수직인 방향으로부터 TEM에 의하여 관찰(평면 TEM 관찰)하면, 결정부에서 금속 원자가 삼각형 또는 육각형으로 배열되어 있는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 상이한 결정부간에서 금속 원자의 배열에는 규칙성이 보이지 않는다.
또한, CAAC-OS막의 결정 구조를 기재할 때의 "수직"이란, 2개의 직선이 80° 이상 100° 이하의 각도로 배치된 상태를 말한다. 따라서, 85° 이상 95° 이하의 경우도 그 범주에 포함된다. 또한, "평행"이란, 2개의 직선이 -10° 이상 10° 이하의 각도로 배치된 상태를 말한다. 따라서, 평행이란 -5° 이상 5° 이하의 경우도 그 범주에 포함되는 것으로 한다.
단면 TEM 관찰 및 평면 TEM 관찰로부터, CAAC-OS막의 결정부는 배향성을 갖는 것을 알 수 있다.
CAAC-OS막에 대하여 X선 회절(XRD: X-Ray Diffraction) 장치를 사용하여 구조 해석을 수행하면, 예를 들어 InGaZnO4의 결정을 갖는 CAAC-OS막의 out-of-plane법에 의한 해석에서는, 회절각(2θ)이 31° 근방일 때 피크가 나타나는 경우가 있다. 이 피크는, InGaZnO4의 결정의 (009)면에 귀속되기 때문에, CAAC-OS막의 결정이 c축 배향성을 갖고, c축이 피형성면 또는 상면에 대략 수직인 방향으로 배향하는 것을 확인할 수 있다.
한편, CAAC-OS막에 대하여 c축에 대략 수직인 방향으로부터 X선을 입사시키는 in-plane법에 의한 해석에서는, 2θ가 56° 근방일 때 피크가 나타나는 경우가 있다. 이 피크는 InGaZnO4의 결정의 (110)면에 귀속된다. InGaZnO4의 단결정 산화물 반도체막의 경우에는, 2θ를 56° 근방에 고정하여, 시료면의 법선 벡터를 축(φ축)으로 하여 시료를 회전시키면서 분석(φ 스캔)을 수행하면, (110)면과 등가인 결정면에 귀속되는 6개의 피크가 관찰된다. 한편, CAAC-OS막의 경우에는, 2θ를 56° 근방에 고정하여 φ 스캔을 수행하여도 명료한 피크가 나타나지 않는다.
상술한 것으로부터, CAAC-OS막에서는, 상이한 결정부간에서 a축 및 b축의 배향이 불규칙하지만, c축 배향성을 갖고, 또 c축이 피형성면 또는 상면의 법선 벡터에 평행한 방향으로 배향하는 것을 알 수 있다. 따라서, 상술한 단면 TEM 관찰로 확인된 층상으로 배열된 금속 원자의 각층은, 결정의 ab면에 평행한 면이다.
또한, 결정부는 CAAC-OS막을 형성하였을 때 또는 가열 처리 등의 결정화 처리를 수행하였을 때에 형성된다. 상술한 바와 같이, 결정의 c축은 CAAC-OS막의 피형성면 또는 상면의 법선 벡터에 평행한 방향으로 배향한다. 따라서, 예를 들어 CAAC-OS막의 형상을 에칭 등에 의하여 변화시킨 경우, 결정의 c축이 CAAC-OS막의 피형성면 또는 상면의 법선 벡터에 평행하게 배향하지 않는 경우도 있다.
또한, CAAC-OS막 내의 결정화도가 균일하지 않아도 좋다. 예를 들어, CAAC-OS막의 결정부가 CAAC-OS막의 상면 근방으로부터의 결정 성장에 의하여 형성되는 경우에는, 상면 근방의 영역은 피형성면 근방의 영역보다 결정화도가 높게 되는 경우가 있다. 또한, CAAC-OS막에 불순물을 첨가하는 경우에는, 불순물이 첨가된 영역의 결정화도가 변화되어, 부분적으로 결정화도가 상이한 영역이 형성될 수도 있다.
또한, InGaZnO4의 결정을 갖는 CAAC-OS막의 out-of-plane법에 의한 해석에서는, 2θ가 31° 근방일 때 피크가 나타나는 피크에 더하여, 2θ가 36° 근방일 때에도 피크가 나타나는 경우가 있다. 2θ가 36° 근방일 때의 피크는 CAAC-OS막 중의 일부에 c축 배향성을 갖지 않는 결정이 포함되는 것을 뜻한다. CAAC-OS막은 2θ가 31° 근방일 때에 피크가 나타나고, 2θ가 36° 근방일 때에 피크가 나타나지 않는 것이 바람직하다.
규격화된 오프 전류가 100zA/μm 이하의 트랜지스터를 제작하기 위해서는 이하의 조건으로 CAAC-OS층을 형성하는 것이 바람직하다.
CAAC-OS층은 예를 들어, 다결정의 산화물 반도체로 이루어지는 타깃을 사용하여 스퍼터링법에 의하여 형성할 수 있다. 상기 타깃에 이온이 충돌되면, 타깃에 포함되는 결정 영역이 ab면으로부터 벽개(劈開)되어 ab면에 평행한 면을 갖는 평판 형상, 또는 펠릿(pellet) 형상의 입자가 분리될 수 있다. 상기 스퍼터링 입자를 결정 구조를 유지한 채 기판에 도달시킴으로써 CAAC-OS층을 형성할 수 있다.
스퍼터링용 타깃의 일례로서, 다결정 In-Ga-Zn계 산화물 타깃에 대하여 이하에서 설명한다.
InOX 분말, GaOY 분말, 및 ZnOZ 분말을 소정의 mol수비로 혼합하고, 가압 처리한 후, 1000℃ 이상 1500℃ 이하의 온도로 가열 처리함으로써 다결정인 In-Ga-Zn계 산화물 타깃으로 한다. 또한, X, Y, 및 Z는 임의의 정수다. 여기서, 소정의 mol수비는 예를 들어, InOx 분말, GaOY 분말, 및 ZnOZ 분말이 2:2:1, 8:4:3, 3:1:1, 1:1:1, 4:2:3, 또는 3:1:2이다. 또한, 분말의 종류, 및 그 혼합하는 mol수비는, 제작하는 스퍼터링용 타깃에 따라 적절히 변경하면 좋다.
성막할 때, 불순물 혼입을 저감시킴으로써, 불순물에 의하여 결정 상태가 무너지는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어, 성막실 내에 존재하는 불순물 농도(수소, 물, 이산화탄소 및 질소 등)를 저감시키면 좋다. 또한, 성막 가스 중의 불순물 농도를 저감시키면 좋다. 구체적으로는 이슬점이 -80℃ 이하, 바람직하게는 -100℃ 이하인 성막 가스를 사용하면 좋다. 또한, 성막 가스 중의 산소 비율을 높이고 전력을 최적화함으로써, 막을 형성할 때의 플라즈마 대미지를 경감시키는 것이 바람직하다. 성막 가스 중의 산소 비율은 구체적으로는 30체적％ 이상, 바람직하게는 100체적％로 한다.
또한, 성막할 때, 기판 가열 온도를 높임으로써, 피형성면에서 타깃으로부터 스퍼터링된 평판 형상의 입자의 마이그레이션이 일어나도록 하면 좋다. 피형성면에서 상기 스퍼터링 입자의 마이그레이션이 일어나게 하는 것은 스퍼터링 입자의 평평한 면을 피형성면에 부착시키기 위해서다. 기판 가열 온도는 구체적으로는 100℃ 이상 740℃ 이하로 하면 좋고, 바람직하게는 200℃ 이상 500℃ 이하로 한다.
본 실시형태는, 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 도 2에 도시된 액정 소자(136)의 구조에 대하여 설명한다. 실시형태 2에 기재된 바와 같이, 액정 소자의 구조는 액정 표시 장치의 표시 모드에 따라 상이하다.
도 10의 (A) 내지 (D)는 표시 모드별의 액정 소자의 구성예를 도시한 단면도다. 도 10의 (A)는 TN(Twisted Nematic)모드, VA(Vertical Alignment)모드이고, 도 10의 (B)는 MVA(Multi-domain Vertical Alignment)모드이고, 도 10의 (C)는 IPS(In-Plane-Switching)모드이고, 도 10의 (D)는 FFS(Fringe Field Switching)모드다.
도 10의 (A) 내지 (D)에 도시된 바와 같이, 액정 소자는 화소 전극(5001), 공통 전극(5002), 및 액정층(5003)을 갖는다. 액정층(5003)은 기판(5011)과 기판(5012)에 끼워져 있다.
도 10의 (A)에 도시된 바와 같이, TN모드, 및 VA모드의 액정 소자는 구조가 같다. VA모드의 액정 표시 장치에서는 무전계 상태로 액정층(5003) 중의 액정 분자가 기판(5011)과 기판(5012)에 수직으로 되도록 배향된다.
도 10의 (B)에 도시된 바와 같이, MVA모드의 액정 소자에는 시야각 의존성을 보상하기 위하여 화소 전극(5001) 및 공통 전극(5002) 위에 각각 돌기물(5020)이 제공된다. 돌기물(5020)을 제공함으로써 액정 분자의 배향을 상이하게 하고 한 화소에 액정 분자의 배향이 상이한 복수의 영역이 형성된다.
도 10의 (C)에 도시된 바와 같이, IPS모드의 액정 소자에서는 화소 전극(5001) 및 공통 전극(5002)이 기판(5011) 위에 형성되어 있다. IPS모드는 액정 분자를 기판(5011)에 평행하게 회전시키는 모드이고 화소 전극(5001) 및 공통 전극(5002) 사이에 기판(5011)에 평행한 전계를 형성하는 횡방향 전계모드다. IPS모드는 시야각 의존이 적은 모드로서 알려져 있다. 또한, IPS모드에서는 액정층(5003)에 블루상을 나타내는 액정을 사용하여도 좋다. 블루상의 액정은 배향막이 불필요하고 응답 속도가 빠르다.
FFS모드는 IPS모드와 같이, 횡방향 전계모드이고 시야각 의존성이 적은 모드다. 도 10의 (D)에 도시된 바와 같이, FFS모드의 액정 소자는 화소 전극(5001) 및 공통 전극(5002)이 기판(5011) 위에 형성된다. 화소 전극(5001)은 절연층(5030)을 개재(介在)하여 공통 전극(5002) 위에 형성된다.
(실시형태 4)
도 11의 (A) 내지 (F)를 사용하여 액정 표시 장치(100)를 표시부로서 구비한 전자 기기의 예에 대하여 설명한다. 도 11의 (A) 내지 (F)는 전자 기기의 외관도다.
도 11의 (A)는 휴대형 게임기의 외관도다. 휴대형 게임기는 하우징(9630), 표시부(9631), 스피커(9633), 조작 키(9635), 접속 단자(9636), 및 기록 매체 판독부(9672) 등을 갖는다. 도 11의 (A)에 도시된 휴대형 게임기는 기록 매체에 기록되어 있는 프로그램 또는 데이터를 판독하여 표시부(9631)에 표시시키는 기능, 및 무선 통신에 의하여 다른 휴대형 게임기와 데이터를 공유하는 기능 등을 갖는다.
도 11의 (B)는 디지털 카메라의 외관도다. 디지털 카메라는 하우징(9630), 표시부(9631), 스피커(9633), 조작 키(9635), 접속 단자(9636), 셔터 버튼(9676), 및 수상부(9677) 등을 갖는다. 디지털 카메라는 정지 화상을 촬영하는 기능, 동영상을 촬영하는 기능, 무선 통신 기능, 및 촬영한 화상을 보정하는 기능 등을 갖는다.
도 11의 (C)는 텔레비전 수상기의 외관도다. 텔레비전 수상기는 하우징(9630), 표시부(9631), 스피커(9633), 조작 키(9635), 및 접속 단자(9636) 등을 갖는다. 텔레비전 수상기는 텔레비전용 전파를 처리하여 화상 신호로 변환하는 기능, 화상 신호를 처리하여 표시에 적합한 신호로 변환하는 기능, 및 화상 신호의 프레임 주파수를 변환하는 기능 등을 갖는다.
도 11의 (D)는 휴대 전화의 외관도다. 휴대 전화는 하우징(9630), 표시부(9631), 스피커(9633), 조작 키(9635), 및 마이크로폰(9638) 등을 갖는다. 휴대 전화는 통화 가능 외에 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상 등)를 표시부(9631)에 표시하는 기능, 달력, 날짜 및 시각 등을 표시부(9631)에 표시시키는 기능, 표시부(9631)에 표시시킨 정보를 편집하는 기능, 및 소프트웨어(프로그램)를 실행하여 데이터를 처리하는 기능 등을 갖는다.
도 11의 (E)는 전자 페이퍼의 외관도다. 전자 페이퍼는 하우징(9630), 표시부(9631), 및 조작 키(9635) 등을 갖는다. 전자 페이퍼는 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상 등)를 표시부(9631)에 표시하는 기능, 달력, 날짜 및 시각 등을 표시부(9631)에 표시시키는 기능, 표시부(9631)에 표시시킨 정보를 편집하는 기능, 및 다양한 소프트웨어(프로그램)를 실행하여 데이터를 처리하는 기능 등을 갖는다.
도 11의 (F)는 컴퓨터의 외관도다. 컴퓨터는 하우징(9630), 표시부(9631), 스피커(9633), 조작 키(9635), 접속 단자(9636), 외부 접속 포트(9680), 및 포인팅 디바이스(9681) 등을 갖는다. 컴퓨터는 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상 등)를 표시부(9631)에 표시시키는 기능, 다양한 소프트웨어(프로그램)를 실행하여 데이터를 처리하는 기능, 무선 통신 또는 유선 통신 등의 통신 기능, 및 통신 기능을 사용하여 컴퓨터 네트워크에 접속하는 기능 등을 갖는다.
본 실시형태에 기재된 전자 기기는 실시형태 1 내지 실시형태 3에서 설명한 액정 표시 장치(100)를 구비함으로써 표시 동작에 의한 전력 소비를 억제할 수 있다.
또한, 도 11의 (A) 내지 (F)에 도시된 전자 기기는 본 실시형태에 기재된 기능에 한정되지 않고 다양한 기능을 갖게 할 수 있다. 또한, 본 실시형태는 다른 실시형태에 기재된 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
100: 액정 표시 장치
101: 액정 패널
110: 제어 회로
111: 움직임 검출부
120: 카운터 회로
130: 표시부
131: 화소
135: 트랜지스터
136: 액정 소자
137: 용량 소자
140: 주사선 구동 회로
141: 주사선
143: 시프트 레지스터 회로
150: 데이터선 구동 회로
151: 데이터선
152: 디지털/아날로그 변환 회로
153: 시프트 레지스터 회로
154: 아날로그 스위치 회로
4001: 기판
4002: 표시부
4003: 데이터선 구동 회로
4004: 주사선 구동 회로
4005: 실재
4006: 기판
4008: 액정층
4010: 트랜지스터
4011: 트랜지스터
4013: 액정 소자
4015: 전극
4016: 전극
4018: FPC
4019: 이방성 도전막
4020: 절연층
4021: 절연층
4030: 화소 전극
4031: 공통 전극
4032: 절연층
4033: 절연층
4035: 절연물
5001: 화소 전극
5002: 공통 전극
5003: 액정층
5011: 기판
5012: 기판
5020: 돌기물
5030: 절연층
9630: 하우징
9631: 표시부
9633: 스피커
9635: 조작 키
9636: 접속 단자
9638: 마이크로폰
9672: 기록 매체 판독부
9676: 셔터 버튼
9677: 수상부
9680: 외부 접속 포트
9681: 포인팅 디바이스

Claims (14)

  1. 액정 표시 장치에 있어서,
    주사 신호가 입력되는 주사선과;
    데이터 신호가 입력되는 데이터선과;
    액정과 화소 전극과 공통 전극을 포함하는 액정 소자와,
    상기 주사 신호에 따라 상기 화소 전극과 상기 데이터선의 전기적 도통을 제어하는 스위칭 소자를 포함하는,
    복수의 화소와;
    상기 복수의 화소를 포함하는 표시부와;
    상기 주사 신호를 상기 주사선에 출력하는 주사선 구동 회로와;
    상기 데이터 신호를 상기 데이터선에 출력하는 데이터선 구동 회로와;
    상기 주사선 구동 회로 및 상기 데이터선 구동 회로를 제어하는 제 1 제어 회로와;
    상기 데이터선에 입력되는 상기 데이터 신호의 극성을 제어하는 제 2 제어 회로를 포함하고,
    상기 제 2 제어 회로는, 상기 데이터 신호의 상기 극성을 2 프레임 기간 이상 유지하는 극성 제어 신호를 생성하고,
    상기 데이터선 구동 회로는, 화상 신호를 처리하여 상기 극성 제어 신호에 대응하는 상기 극성을 갖는 상기 데이터 신호를 생성하고,
    상기 제 1 제어 회로는, 상기 화상 신호에 따라 상기 복수의 화소의 재기록을 실행 및 정지하는, 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 극성 제어 신호의 전위 레벨의 변화에 따라, 적어도 1 프레임 기간 상기 데이터선 구동 회로는 상기 공통 전극의 전압과 같은 전압을 상기 데이터선에 인가하는, 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는, 채널 형성 영역이 형성된 산화물 반도체층을 포함하는 트랜지스터인, 액정 표시 장치.
  4. 전자 기기에 있어서,
    제 1 항에 따른 액정 표시 장치를 포함하는, 전자 기기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전자 기기는, 휴대형 게임기, 디지털 카메라, 텔레비전 수상기, 휴대 전화, 전자 페이퍼, 및 컴퓨터로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나인, 전자 기기.
  6. 액정 표시 장치에 있어서,
    주사 신호가 입력되는 주사선과;
    데이터 신호가 입력되는 데이터선과;
    액정과 화소 전극과 공통 전극을 포함하는 액정 소자와,
    상기 주사 신호에 따라 상기 화소 전극과 상기 데이터선의 전기적 도통을 제어하는 스위칭 소자를 포함하는,
    복수의 화소와;
    상기 복수의 화소를 포함하는 표시부와;
    상기 주사 신호를 상기 주사선에 출력하는 주사선 구동 회로와;
    상기 데이터 신호를 상기 데이터선에 출력하는 데이터선 구동 회로와;
    상기 주사선 구동 회로 및 상기 데이터선 구동 회로를 제어하는 제 1 제어 회로와;
    상기 데이터선에 입력되는 상기 데이터 신호의 극성을 제어하는 제 2 제어 회로를 포함하고,
    상기 제 2 제어 회로는, m 프레임 기간(m은 2 이상의 정수)마다 상기 데이터 신호의 상기 극성을 반전시키는 극성 제어 신호를 생성하고,
    상기 데이터선 구동 회로는, 화상 신호를 처리하여 상기 극성 제어 신호에 대응하는 상기 극성을 갖는 상기 데이터 신호를 생성하고,
    상기 제 1 제어 회로는, 상기 화상 신호에 따라 상기 복수의 화소의 재기록을 실행 및 정지하고 또 상기 복수의 화소의 재기록을 정지시키고 있는 기간 안에 상기 극성 제어 신호의 전위 레벨의 변화에 따라 상기 복수의 화소의 재기록을 적어도 1 프레임 기간 실행하는, 액정 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 회로는, 상기 화상 신호의 데이터에 변화가 없는 것으로 판정되면, 상기 복수의 화소의 재기록을 정지하는, 액정 표시 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 극성 제어 신호의 전위 레벨의 변화에 따라, 적어도 1 프레임 기간 상기 데이터선 구동 회로는 상기 공통 전극의 전압과 같은 전압을 상기 데이터선에 인가하는, 액정 표시 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는, 채널 형성 영역이 형성된 산화물 반도체층을 포함하는 트랜지스터인, 액정 표시 장치.
  10. 전자 기기에 있어서,
    제 6 항에 따른 액정 표시 장치를 포함하는, 전자 기기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 전자 기기는, 휴대형 게임기, 디지털 카메라, 텔레비전 수상기, 휴대 전화, 전자 페이퍼, 및 컴퓨터로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나인, 전자 기기.
  12. 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    상기 액정 표시 장치는:
    주사 신호가 입력되는 주사선과;
    데이터 신호가 입력되는 데이터선과;
    액정과 화소 전극과 공통 전극을 포함하는 액정 소자와,
    상기 주사 신호에 따라 상기 화소 전극과 상기 데이터선의 전기적 도통을 제어하는 스위칭 소자를 포함하는,
    복수의 화소와;
    상기 복수의 화소를 포함하는 표시부와;
    상기 주사 신호를 상기 주사선에 출력하는 주사선 구동 회로와;
    상기 데이터 신호를 상기 데이터선에 출력하는 데이터선 구동 회로를 포함하는, 상기 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    m 프레임 기간(m은 2 이상의 정수)마다, 극성이 반전된 상기 데이터 신호를 상기 데이터선에 출력하는 단계와,
    상기 표시부에 움직임이 없는 화상이 표시되는 기간 안에, m 프레임 기간마다 상기 복수의 화소를 재기록하는 단계를 포함하는, 액정 표시 장치의 구동 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 데이터 신호의 상기 극성 반전에 따라, 적어도 1 프레임 기간 상기 데이터선에 상기 공통 전극의 전압과 같은 전압을 인가하는 단계를 더 포함하는, 액정 표시 장치의 구동 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는, 채널 형성 영역이 형성된 산화물 반도체층을 포함하는 트랜지스터인, 액정 표시 장치의 구동 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160031374A (ko) * 2014-09-12 2016-03-22 삼성전자주식회사 SoC 장치, 디스플레이 드라이버 및 이들을 포함하는 SoC 시스템

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102164701B1 (ko) * 2014-07-04 2020-10-13 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 구동 방법
JP6581825B2 (ja) * 2014-07-18 2019-09-25 株式会社半導体エネルギー研究所 表示システム
JP6551724B2 (ja) * 2015-01-20 2019-07-31 Ｔｉａｎｍａ Ｊａｐａｎ株式会社 液晶表示用の極性反転制御装置、液晶表示装置、その駆動方法及び駆動プログラム
CN104599655B (zh) * 2015-02-05 2017-05-10 深圳市华星光电技术有限公司 非矩形显示器及其驱动方法
WO2016127332A1 (en) * 2015-02-11 2016-08-18 Shenzhen Yunyinggu Technology Co., Ltd. Method and apparatus for signal polarity control in display driving
KR102470656B1 (ko) * 2016-04-08 2022-11-25 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 구동 방법
JP2018013765A (ja) 2016-04-28 2018-01-25 株式会社半導体エネルギー研究所 電子デバイス
CN110402461B (zh) * 2017-04-06 2020-12-01 华为技术有限公司 显示屏控制方法及终端
JP6741046B2 (ja) * 2018-07-23 2020-08-19 セイコーエプソン株式会社 液晶装置および電子機器
JP7391773B2 (ja) * 2020-06-10 2023-12-05 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置及び表示システム

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3478717B2 (ja) 1997-10-27 2003-12-15 キヤノン株式会社 液晶表示装置の調整方法
JP3466951B2 (ja) * 1999-03-30 2003-11-17 株式会社東芝 液晶表示装置
EP1296174B1 (en) 2000-04-28 2016-03-09 Sharp Kabushiki Kaisha Display unit, drive method for display unit, electronic apparatus mounting display unit thereon
JP3730159B2 (ja) 2001-01-12 2005-12-21 シャープ株式会社 表示装置の駆動方法および表示装置
TWI293750B (en) 2003-10-02 2008-02-21 Sanyo Electric Co Method for driving a liquid crystal display device, a liquid crystal display device, and a driving device for such liquid crystal device
JP4599897B2 (ja) 2004-06-10 2010-12-15 ソニー株式会社 表示用光学デバイスの駆動装置及び方法
WO2010024049A1 (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 シャープ株式会社 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
JP5154651B2 (ja) * 2008-09-16 2013-02-27 シャープ株式会社 データ処理装置、液晶表示装置、テレビジョン受像機、およびデータ処理方法
WO2010106713A1 (ja) 2009-03-18 2010-09-23 シャープ株式会社 液晶表示装置およびその駆動方法
KR101717460B1 (ko) 2009-10-16 2017-03-17 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치를 포함한 전자 기기
KR101988819B1 (ko) 2009-10-16 2019-06-12 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액정 표시 장치 및 이를 구비한 전자 장치
KR102197397B1 (ko) 2009-12-18 2020-12-31 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액정 표시 장치 및 전자 기기
KR101900662B1 (ko) 2009-12-18 2018-11-08 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액정 표시 장치 및 그 구동 방법
CN102763156B (zh) * 2010-02-12 2015-11-25 株式会社半导体能源研究所 液晶显示装置和电子装置
JP2014032399A (ja) 2012-07-13 2014-02-20 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置
JP2014032396A (ja) 2012-07-13 2014-02-20 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置の駆動方法、及び表示装置
KR20140013931A (ko) 2012-07-26 2014-02-05 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액정 표시 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160031374A (ko) * 2014-09-12 2016-03-22 삼성전자주식회사 SoC 장치, 디스플레이 드라이버 및 이들을 포함하는 SoC 시스템

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Publication number Publication date
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