JP2003330432A - 事前充電ディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
する。 【解決手段】 一組の事前充電スイッチング・トランジ
スタ、事前充電制御トランジスタ、および事前充電制御
信号を追加することにより、そして事前充電スイッチン
グ・トランジスタの形態が事前充電制御信号によりON
に設定されている時、事前充電制御トランジスタはOF
Fであるので、本発明によるマトリックスパネルの共有
線(すなわちカラーフィルターパネルの反転電極)上の
共有コンデンサは、データ線を事前充電するために、そ
の蓄積電荷をデータ線に移送する。従って、本発明は画
素内部の充電状態を改善することができる。その上、共
有電圧の電圧極性の反転を助けるために、データ線に蓄
積されかつ共有コンデンサの電荷に対して反転している
電荷を使用することにより、本発明は、更に大幅にパネ
ルの消費電力を節約しかつ共有電圧の立上り時間遅延と
立下り時間遅延とを改善するように、データ線および共
有電圧の電極を充電するために必要な消費電力を節約で
きる。
Description
し、より詳細には事前充電ディスプレイ装置に関する。
期の動画である。その後陰極線管(CRT)の発明によ
って、そのCRTから商業用テレビジョンが成功裏に生
まれ、かつすべての家庭にとって不可欠な電子機器とな
った。これらの技術の発展に伴って、CRTの応用は更
にコンピュータ工業におけるデスクトップモニターに進
展し、その結果CRTは数十年に亘って普及を続けてい
る。しかしながらCRTによって作られる各タイプのデ
ィスプレイは、同一の放射問題に直面しており、内蔵電
子銃の構造的な制約によってディスプレイの大きさは極
めて大きく、それが大きな空間を取る原因となってい
る。従って、それを薄くかつ軽くすることは容易ではな
い。
スプレイ(LCD)、電界放射ディスプレイ(FE
D)、有機発光ダイオード(OLED)、およびプラズ
マディスプレイパネル(PDP)を含むいわゆるフラッ
トパネルディスプレイを開発してきた。ここで、LCD
がそれらの間で最も著名な技術であり、それはより薄く
かつより軽い小型サイズ、中型サイズおよび大型サイズ
の特徴を備え、それはまた現代および新時代の移動式自
動車用無線通信およびネットワークの技術に応じてい
る。
るために、AC駆動がLCDを駆動するために使用され
る。基礎的な駆動方法は、スタティック駆動方法とダイ
ナミック駆動方法である。スタティック駆動方法は、ゲ
ーム装置や玩具のような小規模固定グラフディスプレイ
の分野に適用される。ダイナミック駆動方法は、主に他
の分野に適用される。
を有し、一方は単純マトリックス駆動方法であり、他方
はアクティブマトリックス駆動方法である。単純マトリ
ックス駆動方法は、一般にねじれネマティック(TN)
LCDと超ねじれネマティック(STN)LCDに使用
される。アクティブマトリックス駆動方法は、一般に薄
膜トランジスタ(TFT)LCDに使用される。マトリ
ックス駆動方法は走査信号電極として行電極と列電極の
一方を使用し、他方をデータ信号電極として使用する。
マトリックス駆動方法は一般に時分割走査方法を使用
し、かつその特性は(n+m)(ここでnおよびmは正
整数)個の電極によって制御される(nxm)画素であ
る。
スLCDに提案されてきた。従来の駆動方法の一つは、
1995年ソニー株式会社によって提案されたデータ線
を事前充電する方法(米国特許No,00576420
7)である。この方法は先ずデータ線に事前充電操作を
実施し、次いで画素への充電速度を改善する。しかしな
がらこの方法は、事前充電信号と事前充電制御信号を加
えなければならず、それ故LCDパネルの消費電力は増
加する。
て発表された別の従来の駆動方法は、ダイナミックラン
ダムアクセスメモリー(DRAM)回路に使用される電
荷共用化理論を、LCD駆動回路の設計に適用する。こ
の方法において、ドット反転または行反転がLCDパネ
ルに採用される時、隣接データ線の信号極性は互いに反
転しているので、逆極性のデータを一フレーム時間の間
に同じ列に書き込むために、充電と放電操作がデータ線
に繰り返し加えられなければならない。従って、通常デ
ータ線に蓄えられる寄生容量の電力は浪費される。この
部分の電力を再利用するために、A.Erthart等
は逆極性を持つすべてのデータ線を一緒に結合し、また
はすべてのデータ線を外部コンデンサに接続し、その後
それに適用される電荷共用化理論によって、データ線は
予め逆極性電圧レベルの殆ど半分まで事前充電でき、そ
の結果、外部駆動回路はまだ充電されていない残りの半
分を充電するのみで良い。従って、データ線の極性が反
転した時、(バックライトパネルの消費電力を考慮しな
ければ)駆動回路の消費電力の殆ど半分は、節約するこ
とができる。
使用される駆動方法の一つはVcom揺動駆動方法と呼
ばれ、そこで外部電源から供給される共有電圧は、一定
値を持続するよりもむしろ或る振幅以内で揺動する。こ
の駆動方法は、データを書き込むためにフレーム反転ま
たは線反転(列反転としても知られる)の駆動方法を採
用する。一般的にいえば、画質を改善するために線反転
を採用することが好ましく、かつ低温ポリシリコン(L
TPS)パネルは主にこのタイプの駆動方法を採用す
る。そのことは、図1の従来のディスプレイ装置10の
見取図を参照して、よりよく理解される。ディスプレイ
装置10は、4本の走査線(SL1−SL4)102、
5本のデータ線(DL1−DL5)104、16個の画
素106、垂直駆動回路108、信号駆動回路110、
5個のスイッチ112、水平駆動回路114、共有コン
デンサCcom116、および共有抵抗Rcom118
を有する。図1に示されるように、データ線(DL1−
DL5)104は複数のデータ線寄生抵抗120と複数
のデータ線寄生コンデンサ122を有し、かつ各画素1
06はトランジスタ124と貯蔵コンデンサプラス液晶
コンデンサ126を有する。ディスプレイ装置10の各
部分の機能を、以下に詳細に説明する。
配列される。データ線(DL1−DL5)104は行に
配列され、走査線(SL1−SL4)102と交差す
る。各画素106は、各走査線102と各データ線10
4の交点に配列される。垂直駆動回路108は、各走査
線102に複数の連続列選択パルスを与えるために、走
査線(SL1−SL4)102に接続する。信号駆動回
路110は、ビデオ信号(Video)を発生する。ス
イッチ112は、信号駆動回路110とデータ線(DL
1−DL5)104に接続する。スイッチ112がON
の時、ビデオ信号(Video)はデータ線(DL1−
DL5)104に送信される。水平駆動回路114は、
スイッチ112のON/OFF状態を制御するように複
数の連続サンプリングパルスを発生するために、スイッ
チ112に接続する。共有コンデンサCcom116は
二個の電極を持ち、一方の電極は画素106に接続さ
れ、他方の電極は接地に接続される。共有抵抗Rcom
118は二個の電極を持ち、一方の電極は画素106と
共有コンデンサCcom116に接続され、他方の電極
は共有電圧Vcomに接続される。その上、共有電圧V
comには電源が与えられる。
デオ信号Video、データ線電圧DL、実共有電圧V
com、および共有電圧Vcomのタイミング図を示
す。図2は、ここで図1と共に説明される。マトリック
スパネルの共有線(すなわちカラーフィルターパネルの
反転電極)上の(共有抵抗Rcom118と共有コンデ
ンサCcom116より成る)抵抗コンデンサ負荷は、
共有電圧Vcomの入力端子から見る時非常に大きいの
で、共有電圧Vcomの電圧極性が反転する時、実共有
電圧Vcom上の立上り時間遅延または立下り時間遅延
がマトリックスパネルの共有線(すなわちカラーフィル
ターパネルの反転電極)上に起こる。その上、データ線
(DL1−DL5)104の充電特性が高解像度である
時、不十分な充電に関する幾つかの問題もある。
は事前充電ディスプレイ装置を提供する。一組の事前充
電スイッチング・トランジスタ、事前充電制御トランジ
スタ、および事前充電制御信号を追加することにより、
そして事前充電スイッチング・トランジスタの形態が事
前充電制御信号によりONに設定されている時は事前充
電制御トランジスタはOFFであるので、本発明の共有
コンデンサはデータ線を事前充電するためにその蓄積電
荷をデータ線へ移送することができる。従って、パネル
の消費電力は節約でき、画素内部の充電状態は改善でき
る。
的を達成するために、本発明は事前充電ディスプレイ装
置を提供する。ディスプレイ装置は、複数の走査線、複
数のデータ線、複数の画素、垂直駆動回路、信号駆動回
路、複数のスイッチ、水平駆動回路、共有コンデンサ、
共有抵抗、複数の事前充電スイッチング・トランジス
タ、および事前充電制御トランジスタを有する。複数の
走査線は、列に配列される。複数のデータ線は、走査線
と交差する行に配列される。各画素は、各走査線と各デ
ータ線の交点に配列される。垂直駆動回路は、各走査線
に複数の連続する列選択パルスを与えるように、走査線
に接続する。信号駆動回路は、ビデオ信号(Vide
o)を発生する。スイッチは、信号駆動回路とデータ線
に接続する。スイッチがONの時、ビデオ信号(Vid
eo)はデータ線へ送信される。水平駆動回路は、スイ
ッチのON/OFF状態を制御するように複数の連続サ
ンプリングパルスを発生するために、スイッチに接続す
る。共有コンデンサは第一電極と第二電極を有し、第一
電極は画素に接続され、かつ第二電極は接地に接続され
る。共有抵抗は第三電極と第四電極を有し、第三電極は
画素と共有コンデンサに接続される。複数の事前充電ス
イッチング・トランジスタは、データ線、共有抵抗、お
よび事前充電制御信号に接続する。事前充電スイッチン
グ・トランジスタのONまたはOFF状態は、事前充電
制御信号によって制御される。事前充電制御トランジス
タは、共有抵抗、事前充電スイッチング・トランジス
タ、事前充電制御信号、および共有電圧に接続する。事
前充電制御トランジスタのONまたはOFF状態は、事
前充電制御信号によって制御される。その上、事前充電
スイッチング・トランジスタのタイプ(nタイプかpタ
イプか)と事前充電制御トランジスタのタイプは、相違
していなければならない。
チング・トランジスタが事前充電制御信号によってON
に設定される時、事前充電制御トランジスタはOFFで
あり、その結果,共有コンデンサはその蓄積電荷をデー
タ線に移送できる。
スイッチング・トランジスタはnタイプ薄膜トランジス
タでもpタイプ薄膜トランジスタでも良い。
制御トランジスタはnタイプ薄膜トランジスタでもpタ
イプ薄膜トランジスタでも良い。
制御信号は制御装置によって発生される。
は電圧源によって発生される。
レイ装置は共有電圧揺動駆動回路を採用する。
レイ装置はアクティブマトリックス液晶ディスプレイで
ある。
トランジスタ、事前充電制御トランジスタ、および事前
充電制御信号を追加することにより、そして事前充電ス
イッチング・トランジスタの形態が事前充電制御信号に
よりONに設定されている時、事前充電制御トランジス
タはOFFであるので、本発明の共有コンデンサはデー
タ線を事前充電するためにその蓄積電荷をデータ線へ移
送することができる。従って、本発明は画素内部の充電
状態を改善することができる。その上、共有電圧の電圧
極性の反転を助けるために、データ線に蓄積されかつ共
有コンデンサの電荷に対して反転している電荷を使用す
ることにより、本発明は、更に大幅にパネルの消費電力
を節約しかつ共有電圧の立上り時間遅延と立下り時間遅
延とを改善するように、データ線および共有電圧の電極
を充電するために必要な消費電力を節約できる。
ように設計されたパネルにおいて、複数の共有電圧の極
性は常にデータ線電圧の極性に対して反転しているの
で、本発明はこの特性を十分に利用し、並びに、一組の
事前充電スイッチング・トランジスタ、事前充電制御ト
ランジスタ、および事前充電制御信号が、マトリックス
パネルの共有線(すなわちカラーフィルターパネルの反
転電極)に蓄えられた(寄生コンデンサとして知られ
る)共有コンデンサの電荷のために追加され、並びに、
電荷共用化理論の適用により、事前充電スイッチング・
トランジスタの形態が事前充電制御信号によってONに
設定される時、事前充電制御トランジスタはOFFであ
り、その結果共有コンデンサはデータ線を事前充電する
ために極性が反転されなければならない前に、蓄積した
電荷をデータ線に移送できる。
電ディスプレイ装置の見取図を略図式に示す。この好適
実施例では単純化のために、ディスプレイ装置30は4
本の走査線と5本のデータ線を有する。しかしながら当
該技術に習熟した人々には、ディスプレイ装置30はn
本の走査線(ここでnは正整数)とm本のデータ線(こ
こでmは正整数)を有することができる、ということは
自明である。ディスプレイ装置30は、4本の走査線
(SL1−SL4)302、5本のデータ線(DL1−
DL5)304、16個の画素306、垂直駆動回路3
08、信号駆動回路310、5個のスイッチ312、水
平駆動回路314、共有コンデンサCcom316、共
有抵抗Rcom318、5個の事前充電スイッチング・
トランジスタ320、および1個の事前充電制御トラン
ジスタ322を有する。図3に示されるように、データ
線(DL1−DL5)304は複数のデータ抵抗324
と複数のデータコンデンサ326を有する。各画素30
6は、トランジスタ328と貯蔵コンデンサ330を有
する。ここで、事前充電スイッチング・トランジスタ3
20はnタイプ薄膜トランジスタでもpタイプ薄膜トラ
ンジスタでも良い。事前充電制御トランジスタ322は
一個以上のトランジスタを有しても良く、かつそれはn
タイプ薄膜トランジスタでもpタイプ薄膜トランジスタ
でも良い。その上、事前充電スイッチング・トランジス
タ320のタイプ(nタイプかpタイプか)と事前充電
制御トランジスタ322のタイプは、相違していなけれ
ばならない。すなわちもし事前充電スイッチング・トラ
ンジスタ320がnタイプに属するならば、事前充電制
御トランジスタ322はpタイプに属さなければならな
い。ディスプレイ装置30の各部分の機能を以下に説明
する。
配列される。データ線(DL1−DL5)304は行に
配列され、走査線(SL1−SL4)302と交差す
る。各画素306は、各走査線302と各データ線30
4の交点に配列される。垂直駆動回路308は、各走査
線302に複数の連続列選択パルスを与えるために走査
線(SL1−SL4)302に接続する。信号駆動回路
310は、ビデオ信号(Video)を発生する。スイ
ッチ312は、信号駆動回路310とデータ線(DL1
−DL5)304に接続する。スイッチ312がONの
時、ビデオ信号(Video)はデータ線(DL1−D
L5)304に送信される。水平駆動回路314は、ス
イッチ312のON/OFF状態を制御するように複数
の連続サンプリングパルスを発生するために、スイッチ
312に接続する。共有コンデンサCcom316は二
個の電極を持ち、一方の電極は画素306に接続され、
他方の電極は接地に接続される。共有抵抗Rcom31
8は二個の電極を持ち、一方の電極は画素306と共有
コンデンサCcom316に接続され、他方の電極は共
有電圧Vcomに接続される。その上、共有電圧Vco
mには電源が与えられる。事前充電スイッチング・トラ
ンジスタ320は、データ線304、共有抵抗Rcom
318、事前充電制御トランジスタ322、および事前
充電制御信号PCGに接続する。事前充電スイッチング
・トランジスタ320のONまたはOFF状態は、事前
充電制御信号によって制御される。ここで、事前充電制
御信号PCGは制御装置によって発生される。事前充電
制御トランジスタ322は、共有抵抗Rcom318、
事前充電スイッチング・トランジスタ320、事前充電
制御信号PCG、および共有電圧Vcomに接続する。
事前充電制御トランジスタ322のONまたはOFF状
態は、事前充電制御信号によって制御される。本発明に
よる事前充電ディスプレイ装置30の動作理論は、次の
通りである。事前充電制御信号PCGが高電圧レベルに
ある時、事前充電スイッチング・トランジスタ320は
ONであり、かつ事前充電制御トランジスタ322はO
FFである。この時点において、マトリックスパネルの
共有線(すなわちカラーフィルターパネルの反転電極)
上の共有コンデンサCcom316は、データ線304
を事前充電するために、極性が反転される前に、その蓄
積電荷を共有抵抗Rcom318と事前充電スイッチン
グ・トランジスタ320を通してデータ線304に移送
する。従って本発明はパネルの消費電力を節約するのみ
でなく、データ線304の充電速度も増加する。
電ディスプレイ装置30のビデオ信号Videoのタイ
ミング図、データ線電圧DL、実共有電圧Vcom、共
有電圧Vcom、および事前充電制御信号PCGを略図
式に示す。図4は、図3と共に説明される。事前充電制
御信号PCGが高電圧レベルにある時、事前充電スイッ
チング・トランジスタ320はONであり、かつ事前充
電制御トランジスタ322はOFFである。この時点に
おいて、マトリックスパネルの共有線(すなわちカラー
フィルターパネルの反転電極)上の共有コンデンサCc
om316は、データ線304を事前充電するために、
極性が反転される前に、その蓄積電荷を共有抵抗Rco
m318と事前充電スイッチング・トランジスタ320
を通してデータ線304に移送する。従って本発明はパ
ネルの消費電力を節約するのみでなく、データ線304
の充電速度も増加する。
トランジスタ、事前充電制御トランジスタ、および事前
充電制御信号を追加することにより、そして事前充電ス
イッチング・トランジスタの形態が事前充電制御信号に
よりONに設定されている時、事前充電制御トランジス
タはOFFであるので、本発明の共有コンデンサはデー
タ線を事前充電するためにその蓄積電荷をデータ線へ移
送することができる。従って、本発明は画素内部の充電
状態を改善することができる。その上、データ線に蓄積
され、かつ共有電圧の電圧極性の反転を助けるために共
有コンデンサの電荷に反転している電荷を使用すること
により、本発明は、更に大幅にパネルの消費電力を節約
し、かつ共有電圧の立上り時間遅延と立下りとを改善す
るために、データ線および共有電圧の電極を充電するよ
うに、必要な消費電力を節約できる。
されてきたが、この技術分野において通常の技倆を有す
る者には、説明された実施例への変更は本発明の意図か
ら逸脱することなしに為され得る、ということは自明で
あろう。従って本発明の範囲は、上記の説明によるので
はなく、添付の特許請求の範囲によって定められる。
面が含まれ、本明細書に組込まれかつその一部を構成す
る。図面は本発明の実施例を図示し、かつ記載文と共に
本発明の原理を説明するのに役立つ。
eo、データ線電圧DL、実共有電圧Vcom、および
共有電圧Vcomの波形図。
レイ装置の概略回路図。
レイ装置のビデオ信号Videoのタイミング図、デー
タ線電圧DL、実共有電圧Vcom、共有電圧Vco
m、および事前充電制御信号PCGの波形図。
Claims (2)
- 【請求項1】 列に配列された複数の走査線、 複数の走査線と交差し、かつ、行に配列された複数のデ
ータ線、 複数の走査線の各々と、複数のデータ線の各々の交点に
配列された複数の画素、 複数の走査線に接続され、複数の走査線の各々に複数の
連続列選択パルスを与えるように使用される垂直駆動回
路、 ビデオ信号を発生するために使用される信号駆動回路、 信号駆動回路及び複数のデータ線に接続された複数のス
イッチであって、これらスイッチがONの時に画像信号
が複数のデータ線に送信される複数のスイッチ、 複数のスイッチに接続され、複数のスイッチのON/O
FF状態を制御するために複数の連続サンプリングパル
スを発生するように使用される水平駆動回路、 複数の画素に結合された第一電極と、接地された第二電
極とを有する共有コンデンサ、 複数の画素及び共有コンデンサに結合された第三電極
と、第四電極とを有する共有抵抗、 複数のデータ線、共有抵抗、および一組の事前充電制御
信号に接続される複数の事前充電スイッチング・トラン
ジスタであって、その複数の事前充電スイッチング・ト
ランジスタがON状態またはOFF状態のいずれである
かは事前充電制御信号によって制御される事前充電スイ
ッチング・トランジスタ、および共有抵抗、複数の事前
充電スイッチング・トランジスタ、事前充電制御信号、
および共有電圧に接続される一組の事前充電制御トラン
ジスタであって、その事前充電制御トランジスタがON
状態またはOFF状態のいずれであるかは事前充電制御
信号によって制御される事前充電制御トランジスタを有
し、複数の事前充電スイッチング・トランジスタのタイ
プ(nタイプかpタイプか)は、事前充電制御トランジ
スタのタイプとは相違していなければならないことを特
徴とする事前充電ディスプレイ装置。 - 【請求項2】 複数の事前充電スイッチング・トランジ
スタが事前充電制御信号によってONに設定される時、
事前充電制御トランジスタはOFFであり、その結果、
共有コンデンサは複数の蓄積電荷を複数のデータ線に移
送することを特徴とする請求項1に記載の事前充電ディ
スプレイ装置。
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