JP2004333879A

JP2004333879A - 半透過型ｌｃｄの単一画素の駆動回路

Info

Publication number: JP2004333879A
Application number: JP2003129788A
Authority: JP
Inventors: Rin Shao-Ii; リンシャオ−イー; Wen Hii-Jan; ウェンヒー−ジャン
Original assignee: Toppoly Optoelectronics Corp
Current assignee: TPO Displays Corp
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2004-11-25
Also published as: US7088326B2; US20040212575A1

Abstract

【課題】半透過型ＬＣＤの駆動方法を提供し、それにより半透過型ＬＣＤの画質を改善する。
【解決手段】異なるアナログ・デジタル信号変換器によって透過型液晶容量と反射型液晶容量のガンマ調整信号を別々に制御することで半透過型ＬＣＤの画質を改善し、ゲート端がともにスキャンラインに結合する第一トランジスタと第二トランジスタ、第一データラインを通じて前記第一トランジスタのソース端と結合する第一信号変換器、および第二データラインを通じて前記第二トランジスタのソース端と結合する第二信号変換器を含み、前記第一トランジスタのドレーン端が前記透過型液晶容量に結合し、前記第二トランジスタのドレーン端が前記反射型液晶容量に結合することを特徴とする、半透過型ＬＣＤの単一画素の駆動回路。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＬＣＤの駆動回路、特に半透過型ＬＣＤの駆動回路に関するものである。
【０００２】
【発明の概要】
本発明の主な目的は、半透過型ＬＣＤの駆動方法を提供し、それによって半透過型ＬＣＤの画質を改善することにある。
【０００３】
したがって、上記目的を果たすため、本発明で公表する半透過型ＬＣＤは、ゲート端がともにスキャンラインに結合する第一トランジスタと第二トランジスタ、第一データラインを通じて前記第一トランジスタのソース端と結合する第一信号変換器、および第二データラインを通じて前記第二トランジスタのソース端と結合する第二信号変換器からなる。
【０００４】
このうち、前記第一トランジスタのドレーン端は、透過型液晶容量に結合し、前記第二トランジスタのドレーン端は反射式液晶容量に結合する。
【０００５】
【従来の技術】
軽量で薄く、コンパクトであることが、平面ディスプレイの技術において再優先で考慮されることとなり、現在、液晶パネルがディスプレイの主流となっている。ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）パネルは、アクティブ型とパッシブ型に分けられ、アクティブ・マトリックス型ＬＣＤの反応速度、解析度、画質および動態画像は、パッシブ型よりも優れている。ユーザの画質に対する要求の高まりを受けてディスプレイはすでに早くよりモノクロからフルカラーへと変わっている。ＬＣＤの電力消費、カラー数、解析度への関心が日増しに高まっていることから、反応が速く、動態画像への応用に適合するアクティブ・マトリックス型ＬＣＤを採用せざるをえず、したがってアクティブ・マトリックス型ＬＣＤの採用が現在の技術トレンドとなっている。
【０００６】
現在、注目されているディスプレイ技術は、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＬＴＰＳＴＦＴ−ＬＣＤ）である。これは、高輝度、低電力、超高解析度、高画質、高速反応などの長所を有し、ＴＦＴ−ＬＣＤ産業において、最も進んだ、最も競争力のある技術となっている。
【０００７】
ディスプレイの電力消費を抑えるため、現在の技術トレンドは、かなりの割合で反射型または半透過型ＬＣＤの開発に向かっている。現在、半透過型ＬＣＤの透過モードおよび反射モードは、ともに同様のガンマ曲線によりそれぞれの画素の輝度を調整している。しかし、透過型液晶と反射型液晶はそれぞれ異なる特性を持っているため、調整するガンマ曲線も異なり、同様のガンマ曲線を用いるとその画質に影響する。したがって、半透過型ＬＣＤの画質を改善することのできる駆動回路が必要になる。
【０００８】
【特許文献１】
米国特許第６，２１５，４５９号明細書
【特許文献２】
米国特許第６，１４０，９８３号明細書
【特許文献３】
米国特許第６，１２２，２１６号明細書
【特許文献４】
米国特許第６，１１８，４１３号明細書
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
半透過型ＬＣＤパネルの技術は、周囲の環境光源を十分に利用したもので、バックライトの使用を減らすことができ、画素上に利用することで１つの微小傾斜を作って反射板とし、画像と表面反射の雑光を分離し、それによって光源を集中させ、光の分布を一定の視角内にコントロールし、観察者の方向に反射させる。これにより、光の利用率が効率的に高まるだけでなく、パネルの輝度とコントラストも高まる。したがって、反射系統の光の利用率をいかにして高めるかという技術的課題の解決が急がれる。
【００１０】
ＬＣＤでは、それぞれの画素がＸ、Ｙ軸の交叉方式により駆動している。現在公表されている技術では、アクティブ・マトリックス方式によって高データ密度の表示効果を実現しており、表示効果と解析度が比較的優れている。また、ここで採用する方式は、薄膜技術により作ったトランジスタを使い、スキャニング法によって任意のピクセルの開閉を選択するというものである。ガラス上に網上の小さな導電路を形成して伝送ラインとする。電極は、薄膜トランジスタの配列によるマトリックス・スイッチであり、各ラインが交叉する部分には１つの制御スイッチがある。駆動信号は各ピクセルを高速スキャンして通過するが、電極上のトランジスタ・マトリックスにおいて選択されたピクセルのみが液晶分子を駆動するのに十分な電圧を得て、液晶分子の軸のターニングによって「明または暗」のコントラストを形成し、選択されないピクセルは「暗または明」のコントラストとなる。
【００１１】
半透過型ＬＣＤパネルが提供する主な目的は、液晶パネルの電力消費を減らすこと、つまり外部の光線の反射を利用してバックライトの使用を減らして電力消費を減らすことにある。したがって、各画素には透過エリアと反射エリアがあり、画素における画像信号はデータラインで制御される。
【００１２】
周知の技術で示される半透過型ＬＣＤは、液晶の特性により反射エリアと透過エリアに分けられ、反射エリアの表示は反射型液晶が提供し、透過エリアの表示は透過型液晶が提供する。ユーザが目にする画質は、ガンマ曲線によって調整された後の結果であり、反射エリアと透過エリアの輝度の調整については、同一のガンマ調整曲線を用いてこれを調整するものである。
【００１３】
いわゆるガンマ曲線とは、インプット値とアウトプット値の間の対応関数曲線を指す。ガンマ値が１のとき、曲線は４５度の直線となり、インプットとアウトプットの濃度が等しいことが示される。ガンマ値が１未満のときは明のアウトプットとなり、１より大きいときは暗のアウトプットとなる。また、ガンマ値と１との差が大きくなればなるほど、曲線の曲率が大きくなる。しかし、ガンマ曲線の特性により、ガンマ調整は、画像の濃度域には影響せず、濃度の分布に影響するだけである。即ち、ユーザの視覚が受ける明化（ガンマ値が１未満のとき）画像もしくは暗化（ガンマ値が１より大きいとき）画像において、ガンマは主に中間調部分に作用する。使用したガンマ値が１より大きいとき、明部が圧縮され、暗部が拡大される。また、使用したガンマ値が１未満のとき、明部が拡大され、暗部が圧縮される。
【００１４】
図１のように、広く知られたＬＣＤ単一画像の駆動回路では、スキャンシフトレジスタ１０によってスキャンライン１１を制御し、マトリックスのどの画素信号を発光させるか決定し、データシフトレジスタ２０によって信号変換器２１を制御し、データライン２２によってトランジスタ２４のＯＮ／ＯＦＦを制御し、かつトランジスタ２４によって透過型液晶容量２８と反射型液晶容量２７を駆動し、液晶が光線の通過を制御するようにする。透過型液晶容量２８と反射型液晶容量２７のガンマ曲線調整信号は、信号変換器２１より提供される。
【００１５】
スキャンライン１１がスキャンによってある画素の発光を選定するとき、調整信号は、信号変換器２１によってアナログ信号からデジタル信号に変換され、データライン２２からトランジスタ２４を介して透過エリア電極および反射エリア電極に送り込まれ、輝度が調整される。即ち、同一画素における透過型液晶容量２８と反射型液晶容量２７は、同じガンマ調整曲線によって調整するが、透過型液晶容量、反射型液晶容量自身の特性から、同じガンマ曲線を使って調整する場合の結果はそれほど理想的ではなくなる。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明は、上記課題に対して一つのソリューションを提供するものであり、図２のように、透過型液晶容量と反射型液晶容量の画質を高めるため、トランジスタのＯＮ／ＯＦＦを制御するデータラインが異なる信号変換器によりこれを制御するようにした。図２に示すように、単一画素の駆動回路は、第一信号変換器３１、第二信号変換器３２、第一トランジスタ５１、第二トランジスタ５２を含み、画素は、透過型液晶容量２５と反射型液晶容量２６から構成される。
【００１７】
第一トランジスタ５１と第二トランジスタ５２のゲートは、ともにスキャンライン１１に結合し、第一トランジスタ５１のソースは第一データライン４１に結合し、ドレーンは透過型液晶容量２５に結合し、第二トランジスタ５２のソースは第二データライン４２に結合し、ドレーンは反射型液晶容量２６に結合する。
【００１８】
第一信号変換器３１は、第一データライン４１を経由して第一トランジスタ５１のＯＮ／ＯＦＦを制御し、第二信号変換器３２は、第二データライン４２を経由して第二トランジスタ５２のＯＮ／ＯＦＦを制御する。データライン１１が当該画素を選定するとき、第一データライン４１と第二データライン４２の制御に合わせ、第一トランジスタ５１と第二トランジスタ５２がＯＮになるようにする。また、透過型液晶容量２５の調整信号については、第一信号変換器３１により、第一トランジスタ５１を経由して輝度を調整する。同様に、反射型液晶容量２６の調整信号については、第二信号変換器３２により、第二トランジスタ５２を経由して輝度を調整する。
【００１９】
この中で、第一信号変換器３１と第二信号変換器３２は、アナログ・デジタル信号変換器である。第一トランジスタ５１と第二トランジスタ５２は薄膜トランジスタＴＦＴであり、透過型液晶容量２５は記憶容量６１を並列配置しており、液晶容量２５の電圧を維持するために用いられる。反射型液晶２６も同様に記憶容量６２を並列配置しており、液晶容量２６の電圧を維持するために用いられる。
【００２０】
【発明の効果】
反射部分および透過部分のガンマ調整曲線について、それぞれ異なる信号変換器を使って処理するため、比較的良好な影響・品質が得られる。また、リフレッシュ率を高めるために充電時間を犠牲にする必要もない。
【００２１】
本発明について、上記に比較的良好な実施例を示したが、本発明はこれらに限定されるものではない。画像技術に習熟した者であれば、本発明の精神と範囲を逸脱しない状況下で、多少変更や手を加えることができる。したがって、本発明の特許保護範囲については、当明細書における特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】周知の透過型・反射型ＬＣＤ単一画素の駆動回路である。
【図２】本発明の透過型・反射型ＬＣＤ単一画素の駆動回路である。
【符号の説明】
１０………スキャンシフトレジスタ
１１………スキャンライン
２０………データシフトレジスタ
２１………信号変換器
２２………データライン
２４………トランジスタ
２５………透過型液晶容量
２６………反射型液晶容量
２７………反射型液晶容量
２８………透過型液晶容量
３１………第一信号変換器
３２………第二信号変換器
４１………第一データライン
４２………第二データライン
５１………第一トランジスタ
５２………第二トランジスタ
６１………記憶容量
６２………記憶容量

Claims

１つのゲート端、１つのソース端、および１つのドレーン端を有する第一トランジスタ、
１つのゲート端、１つのソース端、および１つのドレーン端を有する第二トランジスタ、
第一データラインを介して前記第一トランジスタのソース端と結合する第一信号変換器、および
第二データラインを介して前記第二トランジスタのソース端と結合する第二信号変換器を含み、
前記第一トランジスタの前記ドレーン端が前記透過型液晶容量に結合し、前記第二トランジスタの前記ドレーン端が前記反射型液晶容量に結合することを特徴とする、半透過型ＬＣＤの透過型液晶容量と反射型液晶容量を含む単一画素の駆動回路。
前記第一データラインによって第一トランジスタのＯＮ／ＯＦＦを制御し、かつ前記透過型液晶容量を駆動し、前記第二データラインによって前記第二トランジスタのＯＮ／ＯＦＦを制御し、かつ前記反射型液晶容量を駆動することを特徴とする、請求項１に記載される半透過型ＬＣＤの単一画素の駆動回路。
前記第一トランジスタと前記第二トランジスタが薄膜トランジスタであることを特徴とする、請求項１に記載される半透過型ＬＣＤの単一画素の駆動回路。
前記第一信号変換器と前記第二信号変換器がともにアナログ・デジタル信号変換器であることを特徴とする、請求項１に記載される半透過型ＬＣＤの単一画素の駆動回路。
前記透過型液晶容量が１つの記憶容量を並列配置し、かつ前記反射型液晶容量もまた１つの記憶容量を並列配置することを特徴とする、請求項１に記載される半透過型ＬＣＤの単一画素の駆動回路。