JP5143403B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、画素の開口率を十分に高く維持したまま、副画素間でのクロストークの発生を抑えることのできる液晶表示装置、を提供することにある。
《第1実施形態》
図1は本発明の第1実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図2はその液晶表示装置に含まれる2つの副画素を示す模式図である。
図1に示したように、本発明の第1実施形態による液晶表示装置は、液晶表示パネルアセンブリ300、及び、これに連結されたゲート駆動部400とデータ駆動部500、データ駆動部500に連結された階調電圧生成部800、及び、それらを制御する信号制御部600を有する。
信号線は、ゲート信号(走査信号とも言う)を伝達する複数のゲート線(図示せず)と、データ電圧を伝達する複数のデータ線(図示せず)とを有する。ゲート線はほぼ行方向に延びて互いにほとんど平行であり、データ線はほぼ列方向に延びて互いにほとんど平行である。
信号制御部600は外部のグラフィックコントローラ(図示せず)から入力映像信号R、G、B、及び、その表示を制御する入力制御信号を受信する。入力映像信号R、G、Bは各画素PXの輝度情報を含む。ここで、画素PXの輝度は、決められた個数(例えば、1024=210、256=28、または64=26)の階調のいずれかで示されている。入力制御信号の例としては、垂直同期信号Vsync、水平同期信号Hsync、メインクロックMCLK、データイネーブル信号DEなどがある。
図3は本発明の第1実施形態による液晶表示パネルアセンブリに含まれる1つの画素の等価回路図である。図3を参照すると、第1実施形態による液晶表示パネルアセンブリでは、画素PXが、ゲート線GL、一対のデータ線DLa、DLb、及び維持電極線SLに連結されている。画素PXは一対の副画素PXa、PXbを有する。各副画素PXa/PXbは、ゲート線GLとデータ線DLa/DLbとに連結されているスイッチング素子Qa/Qb、これに連結された液晶キャパシタClca/Clcb、及び、スイッチング素子Qa/Qbと維持電極線SLとに連結されているストレージキャパシタCsta/Cstbを有する。各スイッチング素子Qa/Qbは下部表示パネル100に備えられている薄膜トランジスタであり、その制御端子はゲート線GLに連結され、その入力端子はデータ線DLa/DLbに連結され、その出力端子は液晶キャパシタClca/ClcbとストレージキャパシタCsta/Cstbとに連結されている。液晶キャパシタClca/Clcbの補助的な役割を果たすストレージキャパシタCsta/Cstbは、下部表示パネル100に備えられた維持電極線SLと画素電極PEとが絶縁体を間に置いて重なっている部分から構成されている。維持電極線SLに対しては共通電圧Vcomなどの決められた電圧が印加される。尚、ストレージキャパシタCsta、Cstbは、副画素電極PEa、PEbが絶縁体を媒介としてゲート線と重なっている部分から構成されていてもよい。液晶キャパシタClca、Clcbなどについては前述の説明を援用する。
透明なガラスまたはプラスチックなどで作られた絶縁基板110の上に複数のゲート導電体が形成されている。各ゲート導電体は、ゲート線121、及び第1維持電極線131aと第2維持電極線131bとの対を有する。ゲート線121は主に行方向に延び、ゲート信号を伝達する。ゲート線121は、列方向に突出した第1ゲート電極124aと第2ゲート電極124bとの対、及び、他の層またはゲート駆動部400とに接続されている広い端部129aを有する。尚、ゲート駆動部400が基板110の上に集積化されている場合、ゲート線121がゲート駆動部400と直結していても良い。維持電極線131a、131bは主に行方向に延び、共通電圧Vcomなどの所定の電圧の印加を受ける。第1維持電極線131aと第2維持電極線131bとの各対は列方向で各ゲート線121を間に置いている。各維持電極線131a、131bは、列方向に拡張された第1維持電極137aと第2維持電極137bとの対を複数有する。尚、維持電極137a、137bをはじめ、維持電極線131の模様及び配置は多様に変更することができる。
第1データ線171aと第2データ線171bとは主に列方向に延びてゲート線121及び維持電極線131a、131bと交差し、データ電圧を伝達する。各データ線171a、171bは各画素の中間で一度屈曲している。各データ線171a/171bは、ゲート電極124a/124bに向かって延びているソース電極173a/173bと、他の層またはデータ駆動部500とに接続されている面積の広い端部179a/179bを有する。尚、データ駆動部500が基板110の上に集積化されている場合、データ線171a、171bがデータ駆動部500と直結していても良い。
画素電極191は上部表示パネル200に形成され、基本色(例えば赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三原色)のうちの1つを示す色フィルターCFと対向している。各画素電極191は第1副画素電極191aと第2副画素電極191bとの対に分離されている。各第2副画素電極191a、191bは、図7Aに示した平行四辺形状の電極片196と、図7Bに示した平行四辺形状の電極片197とを、少なくとも1つずつ有する。
透明なガラスまたはプラスチックなどで作られた絶縁基板210の上に遮光部材220が形成されている。遮光部材220は、副画素電極191a、191bの屈曲辺に対向する屈曲部と、薄膜トランジスタに対向する四角形部分とを有し、それらで、副画素電極191a、191bに対向する開口領域を囲んでいる。それにより、遮光部材220は副画素電極191a、191bの間からの光漏れを防止する。
絶縁基板210及び遮光部材220の上には、複数の色フィルター230が形成されている。色フィルター230は遮光部材230で囲まれた開口領域内のほとんどを覆っている。色フィルター230が画素電極191の各列に沿って長く延びていても良い。各色フィルター230の色は、三原色(赤色、緑色、及び青色)などの基本色の1つである。
色フィルター230及び遮光部材220の上にはオーバーコート膜250が形成されている。オーバーコート膜250は(有機)絶縁物で作ることができ、色フィルター230の露出を防止し、かつその表面を平坦化させる。尚、オーバーコート膜250は省略されてもよい。
オーバーコート膜250の上には共通電極270が形成されている。共通電極270はITO、IZOなどの透明な導電体などで作られている。共通電極270にはさらに、複数の切開部(図示せず)が形成されていてもよい。
液晶表示装置は、偏光子12、22、位相遅延膜(図示せず)、表示パネル100、200、及び液晶層3に光を供給する照明部(図示せず)を有しても良い。
図3に示した等価回路で表される画素は図11のような構造に具体化されても良い。図11は本発明の第2実施形態による液晶表示パネルアセンブリを示す平面図である。第2実施形態による液晶表示パネルアセンブリの積層構造は、図4〜図6に示した第1実施形態による液晶表示パネルアセンブリの積層構造とほぼ同様である。図11では、図4〜図6に示されている構成要素と同様な構成要素に対し、図4〜図6に示されている符号と同じ符号を付す。さらに、それら同様な構成要素については前述の説明を援用する。
尚、図4〜図6に示した液晶表示パネルアセンブリの特徴の多くが、図11に示した液晶表示パネルアセンブリにも適用できる。
図3に示した等価回路で表される画素は図12のような構造に具体化されても良い。図12は本発明の第3実施形態による液晶表示パネルアセンブリを示す平面図である。第3実施形態による液晶表示パネルアセンブリの積層構造は、図4〜図6に示した第1実施形態による液晶表示パネルアセンブリの積層構造とほぼ同様である。図12では、図4〜図6に示されている構成要素と同様な構成要素に対し、図4〜図6に示されている符号と同じ符号を付す。さらに、それら同様な構成要素については前述の説明を援用する。
尚、図4〜図6に示した液晶表示パネルアセンブリの特徴の多くが、図12に示した液晶表示パネルアセンブリにも適用できる。
図3に示した等価回路で表される画素は図13及び図14のような構造に具体化されても良い。図13は本発明の第4実施形態による液晶表示パネルアセンブリを示す平面図であり、図14は図13に示されている折線XIV−XIVに沿って切断した断面の展開図である。第4実施形態による液晶表示パネルアセンブリの積層構造は、図4〜図6に示した第1実施形態による液晶表示パネルアセンブリの積層構造とほぼ同様である。図13、図14では、図4〜図6に示されている構成要素と同様な構成要素に対し、図4〜図6に示されている符号と同じ符号を付す。さらに、それら同様な構成要素については前述の説明を援用する。
また、第4実施形態による液晶表示パネルアセンブリのように、半導体154a、154bがデータ線171a、171bに沿って延びて線状半導体151を構成していても良い。その場合、さらに、抵抗性接触部材163a、165bがデータ線171a、171bに沿って延びて線状抵抗性接触部材161を構成していても良い。
図4〜図6に示した液晶表示パネルアセンブリの特徴の多くが、図13及び図14に示した液晶表示パネルアセンブリにも適用できる。
図3に示した等価回路で表される画素は図15のような構造に具体化されても良い。図15は本発明の第5実施形態による液晶表示パネルアセンブリを示す平面図である。第5実施形態による液晶表示パネルアセンブリの積層構造は、図4〜図6に示した第1実施形態による液晶表示パネルアセンブリの積層構造とほぼ同様である。図15では、図4〜図6に示されている構成要素と同様な構成要素に対し、図4〜図6に示されている符号と同じ符号を付す。さらに、それら同様な構成要素については前述の説明を援用する。
次に、図16〜図20、及び図1、図2を参照しながら、本発明の実施形態による液晶表示パネルアセンブリの他の構造について詳細に説明する。
図16は本発明の第6実施形態による液晶表示パネルアセンブリに含まれる1つの画素の等価回路図である。図16を参照すると、第6実施形態による液晶表示パネルアセンブリでは、画素PXが、一対のゲート線GLa、GLb、データ線DL、及び維持電極線SLに連結されている。画素PXは一対の副画素PXa、PXbを有する。各副画素PXa/PXbは、ゲート線GLa/GLbとデータ線DLとに連結されているスイッチング素子Qa/Qb、これに連結された液晶キャパシタClca/Clcb、及び、スイッチング素子Qa/Qbと維持電極線SLとに連結されているストレージキャパシタCsta/Cstbを有する。各スイッチング素子Qa/Qbは下部表示パネル100に備えられている薄膜トランジスタであり、その制御端子はゲート線GLa/GLbに連結され、その入力端子はデータ線DLに連結され、その出力端子は液晶キャパシタClca/ClcbとストレージキャパシタCsta/Cstbとに連結されている。
尚、図4〜図6に示した液晶表示パネルアセンブリの特徴の多くが、図17に示した液晶表示パネルアセンブリにも適用できる。
図16に示した等価回路で表される画素は図17のような構造の他に、図18〜図20のような構造に具体化されても良い。図18〜図20は本発明の第7実施形態による液晶表示パネルアセンブリを示す平面図である。第7実施形態による液晶表示パネルアセンブリの積層構造は、図4〜図6に示した第1実施形態による液晶表示パネルアセンブリの積層構造とほぼ同様である。図18〜図20では、図4〜図6に示されている構成要素と同様な構成要素に対し、図4〜図6に示されている符号と同じ符号を付す。さらに、それら同様な構成要素については前述の説明を援用する。
図20に示した液晶表示パネルアセンブリは図18の液晶表示パネルアセンブリと同様に、データ線171mが各画素で2回折れ曲がっている。一方、画素電極191の形態が図12の画素電極191の形態と同様に長方形である。
尚、図4〜図6に示した液晶表示パネルアセンブリの多くの特徴が図18〜図20に示した液晶表示パネルアセンブリにも適用できる。
次に、図21及び図22を参照しながら、本発明の他の実施形態による液晶表示装置について説明する。図21は本発明の第8実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図22は本発明の第8実施形態による液晶表示パネルアセンブリに含まれる1つの画素の等価回路図である。
図21を参照すると、本発明の第8実施形態による液晶表示装置は、液晶表示パネルアセンブリ300、それに連結されたゲート駆動部400とデータ駆動部500と維持電極駆動部700、データ駆動部500に連結された階調電圧生成部800、及び、それらを制御する信号制御部600を有する。
信号線は、ゲート信号を伝達するゲート線G1−Gn、データ電圧を伝達するデータ線D1−Dm、及び維持電極信号を伝達する第1維持電極線と第2維持電極線との対、を複数ずつ有する。ゲート線G1−Gnはほぼ行方向に延びて互いにほとんど平行である。データ線D1−Dmはほぼ列方向に延びて互いにほとんど平行である。維持電極線はほぼ行方向に延びて互いにほとんど平行である。
信号制御部600は外部のグラフィックコントローラ(図示せず)から入力映像信号R、G、B、及び、その表示を制御する入力制御信号を受信する。入力制御信号には好ましくは、垂直同期信号Vsync、水平同期信号Hsync、メインクロックMCLK、データイネーブル信号DEが含まれている。信号制御部600は、入力映像信号R、G、Bと入力制御信号とに基づき、入力映像信号R、G、Bを液晶表示パネルアセンブリ300の動作条件に合わせて適切に処理し、かつ、ゲート制御信号CONT1、データ制御信号CONT2、及び維持電極制御信号CONT3などを生成する。信号制御部600はその後、ゲート制御信号CONT1をゲート駆動部400に出力し、データ制御信号CONT2と処理された映像信号DATとをデータ駆動部500に出力し、維持電極制御信号CONT3を維持電極駆動部700に出力する。実施形態1でのものと同様に、ゲート制御信号CONT1は、走査開始信号、クロック信号、及び出力イネーブル信号を有し、データ制御信号CONT2は、水平同期開始信号、ロード信号、データクロック信号、及び反転信号を有する。
図22に示されている等価回路で表される画素は図24〜図27に示されているように具体化されても良い。図24、図25、及び図27は本発明の第9実施形態による液晶表示パネルアセンブリの平面図であり、図26は図25に示されている折線XXVI−XXVIに沿って切断した断面の展開図である。第9実施形態による液晶表示パネルアセンブリの積層構造は、図4〜図6に示した第1実施形態による液晶表示パネルアセンブリの積層構造とほぼ同様である。図24〜図27では、図4〜図6に示されている構成要素と同様な構成要素に対し、図4〜図6に示されている符号と同じ符号を付す。さらに、それら同様な構成要素については前述の説明を援用する。
図4〜図6に示した液晶表示パネルアセンブリの特徴の多くが、図24〜図27に示した液晶表示パネルアセンブリにも適用できる。
11、21 配向膜
91、92、93 画素電極の切開部
81、81a、81b、82、82a、82b 接触補助部材
110、210 基板
121、121a、121b、129a、129b ゲート線
124、124a、124b ゲート電極
131、131a、131b 維持電極線
137、137a、137b 維持電極
140 ゲート絶縁膜
154、154a、154b 半導体
161、163a、165a、163b、165b 抵抗性接触部材
171、171a、171b、179、179a、179b データ線
173、173a、173b ソース電極
175、175a、175b、177、177a、177b ドレイン電極
180 保護膜
181、181a、181b、182、182a、182b、185、185a、185b 接触孔
191、191a、191b 画素電極
220 遮光部材
230 色フィルター
250 オーバーコート膜
270 共通電極
300 液晶表示パネルアセンブリ
400 ゲート駆動部
500 データ駆動部
600 信号制御部
700 維持電極駆動部
800 階調電圧生成部
Claims (33)
- 基板、
前記基板の上に形成され、各々が第1副画素電極と第2副画素電極とを含む、複数の画素電極、
前記基板の上に形成され、各々が前記第1副画素電極とは重ならず、前記第2副画素電極と重なっている、複数の第1データ線、
を有し、
前記第1データ線が、前記第1副画素電極に隣接する第1部分、及び前記第2副画素電極に隣接する第2部分、を含み、
前記第1部分と前記第2部分とでは前記第1データ線の長手方向に対して垂直な方向での位置が異なる液晶表示装置。 - 前記第1データ線の第2部分が更に、前記第2副画素電極と重なっている第3部分、及び前記第2副画素電極とは重なっていない第4部分を含む、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第1データ線の第3部分と第4部分とでは前記第1データ線の長手方向に対して垂直な方向での位置が異なる、請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記第1データ線が前記第1副画素電極に連結されている、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第1データ線と前記画素電極との間に形成されている有機膜、を更に有する、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第1データ線に隣接する第2データ線を更に有する、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第2データ線が前記画素電極とは重なっていない、請求項6に記載の液晶表示装置。
- 前記第2データ線が、前記第1副画素電極に隣接する第1部分、及び前記第2副画素電極に隣接する第2部分、を含む、請求項6に記載の液晶表示装置。
- 前記第2データ線の第2部分が前記第2副画素電極と重なっている、請求項8に記載の液晶表示装置。
- 前記第2データ線が前記画素電極から分離されている、請求項6ないし9のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記第2データ線が前記画素電極に連結されている、請求項6ないし9のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記第2データ線と前記画素電極との間に形成されている有機膜、を更に有する、請求項6に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素電極及び前記第2副画素電極の各々が、縦辺と斜辺とを含む平行四辺形状の電極片、を少なくとも2つずつ有する、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素電極及び前記第2副画素電極の各々において、前記平行四辺形状の電極片の縦辺が互いに接している、請求項13に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素電極及び前記第2副画素電極の各々において、前記平行四辺形状の電極片の斜辺が互いに直角に交わっている、請求項14に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素電極及び前記第2副画素電極の各々に形成されている傾斜方向決定部材、を更に有する、請求項13乃至15のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
- 前記傾斜方向決定部材が、前記平行四辺形状の電極片の斜辺に対して実質的に平行な斜線部を含む切開部、を複数有する、請求項16に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素電極及び前記第2副画素電極の各々が、前記第1データ線に対して実質的に平行な第1辺と第2辺、及び、前記第1辺と前記第2辺との各々と直角に交わっている第3辺と第4辺、を有する、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素電極の高さが前記第2副画素電極の高さと異なる、請求項13または18に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素電極と前記第2副画素電極とが前記第1データ線の長手方向で隣接している、請求項13または18に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素電極の縦中心線と前記第2副画素電極の縦中心線とが同一の直線上に配置されている、請求項20に記載の液晶表示装置。
- 同じ映像情報に基づいて印加されるデータ電圧によって得られる電圧が前記第1副画素電極と前記第2副画素電極とでは異なる、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素電極の面積が前記第2副画素電極の面積より小さく、同じ映像情報に基づいて印加されるデータ電圧によって得られる電圧が前記第1副画素電極では前記第2副画素電極より高い、請求項22に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素電極と前記第2副画素電極との各々に対し、同じ映像情報に基づいて異なるデータ電圧を印加する、請求項22に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素電極と前記第2副画素電極との両方に連結されている薄膜トランジスタ、及び、前記薄膜トランジスタに連結されているゲート線、を更に有する、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記ゲート線に対して平行に延びている第1維持電極線及び第2維持電極線、を更に有する、請求項25に記載の液晶表示装置。
- 前記薄膜トランジスタが、前記第1維持電極線に重なっている第1ドレイン電極、及び、前記第2維持電極線に重なっている第2ドレイン電極、を有する、請求項26に記載の液晶表示装置。
- 前記第1副画素電極に連結されている第1薄膜トランジスタ、
前記第2副画素電極に連結されている第2薄膜トランジスタ、
前記第1薄膜トランジスタに連結されている第1ゲート線、及び、
前記第2薄膜トランジスタに連結されている第2ゲート線、
を更に有する、請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記第1薄膜トランジスタは、前記第1ゲート線からのゲート信号によって導通し、それにより前記第1データ線から前記第1副画素電極にデータ電圧を伝達し、
前記第2薄膜トランジスタは、前記第2ゲート線からの信号によって導通し、それにより前記第1データ線から前記第2副画素電極にデータ電圧を伝達する、
請求項28に記載の液晶表示装置。 - 前記第1副画素電極と前記第1データ線とに連結されている第1薄膜トランジスタ、
前記第2副画素電極に連結されている第2薄膜トランジスタ、
前記第2薄膜トランジスタに連結されている第2データ線、及び、
前記第1薄膜トランジスタと前記第2薄膜トランジスタとに連結され、前記第1データ線と前記第2データ線との各々と交差するゲート線、
を更に有する、請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記第1薄膜トランジスタは、前記ゲート線からのゲート信号によって導通し、それにより前記第1データ線から前記第1副画素電極にデータ電圧を伝達し、
前記第2薄膜トランジスタは、前記ゲート線からのゲート信号によって導通し、それにより前記第2データ線から前記第2副画素電極にデータ電圧を伝達する、
請求項30に記載の液晶表示装置。 - 前記ゲート線に対して平行に延びている第1維持電極線及び第2維持電極線、を更に有する、請求項30に記載の液晶表示装置。
- 前記第1薄膜トランジスタが、前記第1維持電極線に重なっている第1ドレイン電極を有し、
前記第2薄膜トランジスタが、前記第2維持電極線に重なっている第2ドレイン電極を有する、
請求項32に記載の液晶表示装置。
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