JP2005025214A - Active matrix liquid crystal display device and its driving method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はアクティブマトリクス型液晶表示装置及びそのの駆動方法に関する。より詳しくは、個々の液晶画素に接続された画素トランジスタのゲートパルス印加方法に関する。 The present invention relates to an active matrix liquid crystal display device and a driving method thereof. More specifically, the present invention relates to a method for applying a gate pulse to a pixel transistor connected to each liquid crystal pixel.
図5を参照して従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の一般的な構成を簡潔に説明する。図5は一画素部分の模式的な等価回路図である。個々の画素はゲートラインXと信号ラインYの交点に設けられている。液晶画素は等価的に液晶容量CLCで表わされている。通常液晶容量CLCには補助容量CS が並列に接続されている。液晶容量CLCの一端は駆動トランジスタTrに接続されているとともに、他端は対向電極に接続されており所定の基準電圧Vcomが印加されている。画素トランジスタTrは絶縁ゲート電界効果型の薄膜トランジスタからなる。画素トランジスタTrのドレイン電極Dは信号ラインYに接続されており画像信号Vsigの供給を受ける。又、ソース電極Sは液晶容量CLCの一端即ち画素電極に接続されている。さらに、ゲート電極GはゲートラインXに接続されており所定のゲート電圧Vgateを有するゲートパルスが印加される。液晶容量CLCとゲート電極Gとの間には結合容量CGSが形成される。この結合容量CGSは画素電極とゲートラインXとの間の浮遊容量成分及び画素トランジスタTr内部のソース領域とゲート領域との間の寄生容量成分が合わさったものである。後者の寄生容量成分が支配的であるとともにその値は個々の画素トランジスタTrによってばらつきが認められる。この背景技術に関して、以下の特許文献1及び2が挙げられる。
次に図6を参照して本発明が解決しようとする課題を簡潔に説明する。選択期間中電圧Vgateのゲートパルスがゲート電極Gに印加されると、画素トランジスタTrはオン状態になる。この時、信号ラインYから供給された画像信号VsigがトランジスタTrを介して液晶画素に書き込まれ所謂サンプリングが行なわれる。次に非選択期間になるとゲートパルスの印加が停止され、書き込まれた画像信号は液晶容量CLCに保持される。選択期間から非選択期間に移行する時矩形波ゲートパルスはハイレベルからローレベルに急激に立ち下がる。この際、前述した結合容量CGSを介してカップリングにより液晶容量CLCに蓄えられた電荷が瞬間的に放電する。この為、液晶画素に書き込まれた画像信号Vsigに電圧シフトΔVが生じる。個々の画素によって結合容量CGSの値にばらつきがある為電圧シフトΔVにもばらつきが生じ表示画面上に所謂ざらつきが現われ表示品位が著しく劣化するという課題あるいは問題点がある。 Next, a problem to be solved by the present invention will be briefly described with reference to FIG. When the gate pulse of the voltage Vgate is applied to the gate electrode G during the selection period, the pixel transistor Tr is turned on. At this time, the image signal Vsig supplied from the signal line Y is written into the liquid crystal pixel through the transistor Tr, and so-called sampling is performed. Next, in the non-selection period, the application of the gate pulse is stopped, and the written image signal is held in the liquid crystal capacitor CLC . When shifting from the selection period to the non-selection period, the rectangular wave gate pulse falls rapidly from the high level to the low level. At this time, the electric charge stored in the liquid crystal capacitor CLC by the coupling through the coupling capacitor CGS described above is instantaneously discharged. For this reason, a voltage shift ΔV occurs in the image signal Vsig written in the liquid crystal pixel. Since the value of the coupling capacitance CGS varies among individual pixels, the voltage shift ΔV also varies, so-called roughness appears on the display screen, and there is a problem or problem that the display quality is significantly deteriorated.
液晶画素には選択期間中に画像信号を書き込み、続く非選択期間中書き込まれた画像信号を保持して一フィールドが構成される。一フィールドにおける液晶画素の透過率はその間に液晶に印加される実効電圧によって決定される。画素トランジスタTrの特性としては、選択期間内に書き込みを完了する為に必要なオン電流が確保できるものでなければならない。又、一フィールド期間中液晶画素を点灯する為に十分な実効電圧が得られる様にする為、非選択期間中あるいは保持期間中のリーク電流はできるだけ小さくする。実効電圧としては選択期間より遥かに長い非選択期間時の影響が大きい。この為、画素容量CLCを充電した後オフする時生じる前述した電圧シフトΔVは液晶に印加される実効電圧に大きく効いてくる為、表示品位が損なわれる。 An image signal is written into the liquid crystal pixel during the selection period, and one field is formed by holding the image signal written during the subsequent non-selection period. The transmittance of the liquid crystal pixel in one field is determined by the effective voltage applied to the liquid crystal during that time. As a characteristic of the pixel transistor Tr, it is necessary to ensure an on-current necessary for completing writing within a selection period. Further, in order to obtain a sufficient effective voltage for lighting the liquid crystal pixels during one field period, the leakage current during the non-selection period or the holding period is made as small as possible. As the effective voltage, the influence during the non-selection period which is much longer than the selection period is large. For this reason, the above-described voltage shift ΔV that occurs when the pixel capacitor CLC is turned off after being charged greatly affects the effective voltage applied to the liquid crystal, thereby degrading the display quality.
従来、電圧シフトΔVの絶対量及びばらつきを抑制する為、液晶容量CLCに並列接続されている補助容量CS を大きめに形成するという対策が講じられていた。即ち結合容量CGSを介して放電される電荷量を補うに足る電荷を予め補助容量CS に蓄えるものである。しかしながら、補助容量CS は液晶画素領域に形成されており、この寸法を大きく設定すると画素開口率が犠牲になり十分な表示コントラストを得る事ができないという課題あるいは問題点がある。 Conventionally, in order to suppress the absolute amount and variation of the voltage shift ΔV, a countermeasure has been taken in which the auxiliary capacitor C S connected in parallel to the liquid crystal capacitor C LC is formed larger. That is, a charge sufficient to supplement the amount of charge discharged through the coupling capacitor C GS is stored in the auxiliary capacitor C S in advance. However, the auxiliary capacitor C S is formed in the liquid crystal pixel region. If this dimension is set large, the pixel aperture ratio is sacrificed and there is a problem or problem that sufficient display contrast cannot be obtained.
上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明は画素開口率を犠牲にする事なくゲート/ソース間の結合容量に起因する画像信号の電圧シフトを抑制する事を目的とする。かかる目的を達成する為にゲートパルスの印加方法を改善するという手段を講じた。本発明の第一手段によれば、マトリクス状に配列された液晶画素と個々の液晶画素を駆動する為の画素トランジスタと補助容量とを備え、該液晶画素と該補助容量は該画素トランジスタに接続され、該画素トランジスタは、そのソース電極が液晶画素及び補助容量に接続され、ドレイン電極が信号ラインに接続され、ゲート電極がゲートラインに接続されており、さらに各画素トランジスタのゲート電極にゲートラインを介して順次ゲートパルスを印加し選択動作を行なう垂直走査回路と、信号ライン及び選択された画素トランジスタを介して画像信号を各液晶画素に書き込む水平駆動回路とを備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置に対して、選択期間中ゲートパルスを画素トランジスタのゲート電極に印加し画像信号を各液晶画素に書き込むとともに非選択期間中ゲートパルスの印加を停止して書き込まれた画像信号を保持する事により画像表示を行なう駆動方法において、前記垂直走査回路は、各ゲートラインに該ゲートパルスを出力するためNチャネル型トランジスタとPチャネル型トランジスタからなる出力インバータを有し、該出力インバータは非対称構造を有しており、該Nチャネル型トランジスタのチャネル幅とチャネル長の比はPチャネル型トランジスタに比べて小さく設定されており、該出力インバータの該非対称構造を用いて、非選択期間から選択期間に移行する際ゲートパルスを急峻に立ち上げ、且つ選択期間から非選択期間に移行する際ゲートパルスを滑らかに立ち下げる事により、書き込まれた画像信号の電圧シフトを抑制する事を特徴とする。
本発明の第二手段によれば、マトリクス状に配列された液晶画素と個々の液晶画素を駆動する為の画素トランジスタと補助容量とを備え、該液晶画素と該補助容量は該画素トランジスタに接続され、該画素トランジスタは、そのソース電極が該液晶画素及び補助容量に接続され、ドレイン電極が信号ラインに接続され、ゲート電極がゲートラインに接続されており、さらに各画素トランジスタのゲート電極にゲートラインを介して順次ゲートパルスを印加し選択動作を行なう垂直走査回路と、信号ライン及び選択された画素トランジスタを介して画像信号を各液晶画素に書き込む水平駆動回路とを備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置に対して、選択期間中ゲートパルスを画素トランジスタのゲート電極に印加し画像信号を各液晶画素に書き込むとともに非選択期間中ゲートパルスの印加を停止して書き込まれた画像信号を保持する事により画像表示を行なう駆動方法において、前記垂直走査回路は、電源電圧のレベルを切り換える為の分圧抵抗及びスイッチングトランジスタを備えており、非選択期間から選択期間に移行する際ゲートパルスを急峻に立ち上げ、該電源電圧のレベルを切り換える為の分圧抵抗及びスイッチングトランジスタを制御して、選択期間から非選択期間に移行する直前一旦ゲートパルスの電圧レベルを下げた後立ち下げる事により、書き込まれた画像信号の電圧シフトを抑制する事を特徴とする。
In view of the above-described problems of the conventional technology, an object of the present invention is to suppress a voltage shift of an image signal caused by a gate / source coupling capacitance without sacrificing a pixel aperture ratio. In order to achieve this object, measures were taken to improve the gate pulse application method. According to the first means of the present invention, a liquid crystal pixel arranged in a matrix, a pixel transistor for driving each liquid crystal pixel, and an auxiliary capacitor are provided, and the liquid crystal pixel and the auxiliary capacitor are connected to the pixel transistor. The pixel transistor has a source electrode connected to the liquid crystal pixel and the auxiliary capacitor, a drain electrode connected to the signal line, a gate electrode connected to the gate line, and a gate line connected to the gate electrode of each pixel transistor. Active-matrix liquid crystal display device comprising: a vertical scanning circuit that sequentially applies a gate pulse through a gate to perform a selection operation; and a horizontal drive circuit that writes an image signal to each liquid crystal pixel through a signal line and a selected pixel transistor In contrast, during the selection period, a gate pulse is applied to the gate electrode of the pixel transistor to send an image signal to each liquid crystal pixel. In the driving method for displaying an image by holding the image signal written by stopping the application of the gate pulse during the non-selection period, the vertical scanning circuit outputs the gate pulse to each gate line. It has an output inverter composed of an N-channel transistor and a P-channel transistor, the output inverter has an asymmetric structure, and the ratio of the channel width to the channel length of the N-channel transistor is higher than that of the P-channel transistor. Using the asymmetric structure of the output inverter, the gate pulse is sharply raised when shifting from the non-selection period to the selection period, and smoothed when shifting from the selection period to the non-selection period. It is characterized in that the voltage shift of the written image signal is suppressed by falling to.
According to the second means of the present invention, a liquid crystal pixel arranged in a matrix, a pixel transistor for driving each liquid crystal pixel, and an auxiliary capacitor are provided, and the liquid crystal pixel and the auxiliary capacitor are connected to the pixel transistor. The pixel transistor has a source electrode connected to the liquid crystal pixel and an auxiliary capacitor, a drain electrode connected to a signal line, a gate electrode connected to a gate line, and a gate electrode connected to the gate electrode of each pixel transistor. An active matrix type liquid crystal display comprising a vertical scanning circuit that sequentially applies a gate pulse through a line and performs a selection operation, and a horizontal drive circuit that writes an image signal to each liquid crystal pixel through a signal line and a selected pixel transistor For the device, a gate pulse is applied to the gate electrode of the pixel transistor during the selection period, and the image signal is sent to each liquid crystal pixel. In the driving method for performing image display by stopping application of a gate pulse during writing and holding a written image signal during a non-selection period, the vertical scanning circuit includes a voltage dividing resistor for switching a power supply voltage level, A switching transistor is provided, and when switching from the non-selection period to the selection period, the gate pulse is sharply raised, and the voltage dividing resistor and switching transistor for switching the power supply voltage level are controlled, so that the non-selection from the selection period It is characterized in that the voltage shift of the written image signal is suppressed by lowering the voltage level of the gate pulse once and then lowering it immediately before shifting to the period.
以下、図1を参照して当該手段を説明する。上述のように同一の目的を達成する為に二通りの手段を講じた。図1の(A)に示す第一の手段では、マトリクス状に配列された液晶画素と個々の液晶画素を駆動する為の画素トランジスタと補助容量とからなり、該液晶画素と該補助容量は該画素トランジスタに接続され、該画素トランジスタは、そのソース電極が該液晶画素及び補助容量に接続され、ドレイン電極が信号ラインに接続され、ゲート電極がゲートラインに接続されているアクティブマトリクス型液晶表示装置に対して、選択期間中ゲートパルスGPを画素トランジスタのゲート電極に印加し画像信号Vsigを各液晶画素に書き込むとともに非選択期間中ゲートパルスGPの印加を停止して書き込まれた画像信号Vsigを保持する事により画像表示を行なう駆動方法において、非選択期間から選択期間に移行する際ゲートパルスGPを急峻に立ち上げ、選択期間から非選択期間に移行する際ゲートパルスGPを滑らかに立ち下げる事により書き込まれた画像信号Vsigの電圧シフトΔVを抑制する様にした。
アクティブマトリクス型液晶表示装置においては液晶の長寿命化を図る為フィールド毎に画像信号Vsigの極性を反転する交流駆動が行なわれる。図示では第一フィールドにおいて対向電極に印加される所定の基準電圧Vcomに対して正極性の画像信号Vsigが画素に書き込まれ、第二フィールドでは負極性の画像信号Vsigが書き込まれる。あるゲートラインに着目すると、第一フィールドにおいて選択期間中所定のゲート電圧VgateのゲートパルスGPが画素トランジスタのゲート電極に印加される。このゲートパルスGPの立ち下がりは滑らかになっている。この為、従来の様に急峻に立ち下げる場合と比べると電圧シフトΔVが小さくなっており、非選択期間中所定のレベルを維持する事が可能になる。第二フィールドにおいても同様にゲートパルスGPの立ち下がりが滑らかになっており電圧シフトΔVが抑制される。なお、立ち下がりと異なりゲートパルスGPの立ち上がりが急峻であっても画像品位に影響を与える事はない。
The means will be described below with reference to FIG. As described above, two measures were taken to achieve the same purpose. 1A includes liquid crystal pixels arranged in a matrix, pixel transistors for driving the individual liquid crystal pixels, and auxiliary capacitors. The liquid crystal pixels and the auxiliary capacitors are An active matrix liquid crystal display device having a source electrode connected to the liquid crystal pixel and an auxiliary capacitor, a drain electrode connected to a signal line, and a gate electrode connected to a gate line. On the other hand, the gate pulse GP is applied to the gate electrode of the pixel transistor during the selection period, the image signal Vsig is written to each liquid crystal pixel, and the application of the gate pulse GP is stopped during the non-selection period to hold the written image signal Vsig. In the driving method for displaying an image by performing the above operation, the gate pulse GP is applied when shifting from the non-selection period to the selection period. Up to Shun, it was set to suppress the voltage shift ΔV of the image signals Vsig written by lowering smoothly up the gate pulse GP at the transition from the selection period to the non-selection period.
In the active matrix liquid crystal display device, AC driving is performed to invert the polarity of the image signal Vsig for each field in order to extend the life of the liquid crystal. In the figure, a positive image signal Vsig is written to the pixel with respect to a predetermined reference voltage Vcom applied to the counter electrode in the first field, and a negative image signal Vsig is written in the second field. Focusing on a certain gate line, a gate pulse GP of a predetermined gate voltage Vgate is applied to the gate electrode of the pixel transistor during the selection period in the first field. The falling edge of the gate pulse GP is smooth. For this reason, the voltage shift ΔV is smaller than in the conventional case where the voltage falls sharply, and it becomes possible to maintain a predetermined level during the non-selection period. Similarly in the second field, the fall of the gate pulse GP is smooth, and the voltage shift ΔV is suppressed. Unlike the falling edge, even if the rising edge of the gate pulse GP is steep, the image quality is not affected.
図1の(B)に示す第二の手段では、選択期間から非選択期間に移行する直前一旦ゲートパルスGPの電圧レベルVgate1をVgate2まで下げた後立ち下げる事により書き込まれた画像信号Vsigの電圧シフトΔVを抑制する様にしている。なお、ゲートパルスGPの電圧レベルを下げるタイミングは、選択期間中液晶画素への書き込み動作に影響を与えない様に設定されている。即ち、書き込みが完了した時点でゲート電圧Vgate1はVgate2まで下げられる。この第二の手段は特に負極性の画像信号を書き込み保持する際に効果的である。例えば、第二フィールドにおいてゲート電圧Vgate1と画像信号Vsigとの間には大きな電位差が生じる。このゲート電圧Vgate1を一旦Vgate2まで下げた後立ち下げる事により、選択期間から非選択期間への移行時点でゲートラインとソース電極との間の電位差は小さくなる。この為、電圧シフトΔVを効果的に抑制できる。 In the second means shown in FIG. 1B, immediately before the transition from the selection period to the non-selection period, the voltage level of the image signal Vsig written by once decreasing the voltage level Vgate1 of the gate pulse GP to Vgate2 and then decreasing it. The shift ΔV is suppressed. Note that the timing for lowering the voltage level of the gate pulse GP is set so as not to affect the writing operation to the liquid crystal pixels during the selection period. That is, when the writing is completed, the gate voltage Vgate1 is lowered to Vgate2. This second means is particularly effective when writing and holding negative image signals. For example, a large potential difference is generated between the gate voltage Vgate1 and the image signal Vsig in the second field. When the gate voltage Vgate1 is once lowered to Vgate2 and then lowered, the potential difference between the gate line and the source electrode becomes small at the transition from the selection period to the non-selection period. For this reason, the voltage shift ΔV can be effectively suppressed.
図5を参照して説明した様に、画像信号の電圧シフトΔVはゲートとソース間の結合容量CGSに比例して大きくなる。逆に、液晶容量CLC及び補助容量CS が大きい程小さくなる。さらに、ゲートとソース間の電位差VGSに比例して大きくなる。なお、このVGSは選択期間から非選択期間への移行時点におけるゲート電圧Vgateと書き込まれた画像信号Vsigとの電位差に対応している。以上に述べた関係を数式で表わすと、ΔV=CGS/(CLC+CGS+CS )×VGSの様になる。ところで、結合容量CGSのインピーダンスには周波数依存性があり高周波成分程通し易い。そこで、図1の(A)に示す第一手段では、ゲートパルスの立ち下がりを滑らかにする事により高周波成分を除去し、結合容量を介したカップリングによる電圧シフトを抑制する様にしている。 As described with reference to FIG. 5, the voltage shift ΔV of the image signal increases in proportion to the coupling capacitance C GS between the gate and the source. Conversely, the larger the liquid crystal capacitance C LC and the auxiliary capacitance C S, the smaller. Furthermore, it increases in proportion to the potential difference V GS between the gate and the source. This V GS corresponds to the potential difference between the gate voltage Vgate and the written image signal Vsig at the transition from the selection period to the non-selection period. When the relationship described above is expressed by a mathematical formula, ΔV = C GS / (C LC + C GS + C S ) × V GS is obtained. By the way, the impedance of the coupling capacitor C GS has frequency dependence and is easy to pass through as high frequency components. Therefore, in the first means shown in FIG. 1A, the high-frequency component is removed by smoothing the falling edge of the gate pulse, and the voltage shift due to the coupling through the coupling capacitance is suppressed.
上述した関係式から明らかな様にゲート/ソース間の電位差VGSを小さくする事により電圧シフトΔVを抑制できる。そこで、図1の(B)に示した第二手段では、ゲートパルスの立ち下がり直前にゲート電圧を一旦下げてVGSを小さくする事により、電圧シフトΔVを抑制する様にしている。
以上説明した様に、本発明によれは、ゲートパルスを波形整形する事により画像信号の電圧シフトを抑制でき表示画面のざらつきを低減して表示品位を向上する事ができるという効果がある。又、外部回路で波形整形を行なう場合には、アクティブマトリクス型液晶表示装置単体としてはざらつき不良の選別をする必要がなくなり製造歩留りを大幅に改善する事ができるという効果がある。さらに、波形整形の手法により電圧シフトを抑制できるので従来の様に補助容量を大きくする必要がなく画素開口率を犠牲にする事なく表示コントラストを改善できるという効果がある。
As apparent from the relational expression described above, the voltage shift ΔV can be suppressed by reducing the gate-source potential difference V GS . Therefore, in the second means shown in FIG. 1B, the voltage shift ΔV is suppressed by decreasing the V GS by once decreasing the gate voltage immediately before the gate pulse falls.
As described above, according to the present invention, the voltage shift of the image signal can be suppressed by shaping the waveform of the gate pulse, and the display quality can be improved by reducing the roughness of the display screen. Further, when the waveform shaping is performed by an external circuit, the active matrix type liquid crystal display device alone has the effect that it is not necessary to sort out the rough defects and the manufacturing yield can be greatly improved. Further, since the voltage shift can be suppressed by the waveform shaping method, there is an effect that the display contrast can be improved without sacrificing the pixel aperture ratio because it is not necessary to increase the auxiliary capacity as in the prior art.
以下図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明する。図2は本発明にかかる第一の駆動方法を実施する為の回路構成例を示す。アクティブマトリクス型液晶表示装置は、マトリクス状に配列された液晶画素LPと、個々の液晶画素LPを駆動する画素トランジスタTrとからなる表示部を有している。なお、図示では一列分の液晶画素のみを表わしている。各画素トランジスタTrのゲート電極GにはゲートラインX1,X2,X3,X4,…を介して垂直走査回路1が接続されており、線順次でゲートパルスGPを印加し画素トランジスタTrの選択動作を行なう。又、各画素トランジスタTrのドレイン電極には信号ラインYmを介して水平駆動回路2が接続されており、選択された画素トランジスタTrを介して画像信号Vsigを各液晶画素LPに書き込む。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 2 shows a circuit configuration example for carrying out the first driving method according to the present invention. The active matrix type liquid crystal display device includes a display unit including liquid crystal pixels LP arranged in a matrix and pixel transistors Tr that drive the individual liquid crystal pixels LP. In the figure, only one column of liquid crystal pixels is shown. A
垂直走査回路1はシフトレジスタ3から構成されている。このシフトレジスタ3はD型フリップフロップ4を多段接続した構造を有する。各D型フリップフロップ4は出力端子が共通結線された一対のインバータ5,6から構成されている。各インバータはPチャネル型の駆動トランジスタ7を介して電源VVDD側に接続されているとともに、Nチャネル型の駆動トランジスタ8を介してグランド側に接続されている。これら一対の駆動トランジスタ7,8はシフトクロックパルスVCK1,VCK2及びこれらの反転パルスに応答して導通しインバータを駆動する。この様に駆動されるインバータ5,6は所謂クロックトインバータと呼ばれている。一対のインバータ5,6の共通結線された出力端子には第三のインバータ9の入力端子が接続されている。第三のインバータ9の出力端子には各段のD型フリップフロップの出力パルスが現われる。この出力パルスは次段のD型フリップフロップの入力としても用いられる。第一段目のD型フリップフロップに対してスタート信号VSTを入力する事により、シフトレジスタ3は各段毎に順次半周期ずつ位相のずれた出力パルスを出力する。当該段の出力パルスと前段の出力パルスをナンドゲート素子10で論理処理した後インバータ11で反転する事によりゲートパルスGPが得られる。
The
本実施例では出力インバータ11は非対称構造を有している。即ち、Nチャネル型トランジスタ12のチャネル幅Wとチャネル長Lの比W/LはPチャネル型トランジスタ13に比べて小さく設定されている。換言すると、Nチャネル型トランジスタ12の電流容量はPチャネル型トランジスタ13の電流容量に比べて小さい。ゲートパルスGPがローレベルからハイレベルに立ち上がる場合にはPチャネル型トランジスタ13が導通するので急峻な立ち上がりとなる。一方、ゲートパルスGPが立ち下がる場合にはNチャネル型トランジスタ12が導通するが、その電流容量が小さい為滑らかな立ち下がりとなる。従って、垂直走査回路1はゲートパルスGPを滑らかに立ち下げる事により画素LPに書き込まれた画像信号Vsigの電圧シフトを抑制する手段を備えている。
In this embodiment, the
図3は本発明にかかる第二の駆動方法を実施する為の回路構成を示す。基本的には前述した図2に示す回路構成と類似しており、対応する部分には同一の参照番号及び参照符号を付して理解を容易にしている。異なる点は、各D型フリップフロップ4のPチャネル型駆動トランジスタ7が直接電源ラインVVDDに接続されておらず、直列接続された一対の分圧抵抗R1,R2の中点に接続されている事である。直列接続された分圧抵抗R1,R2の一端は電源ラインVVDDに接続されており、他端はスイッチングトランジスタ14を介してグランド側に接続されている。スイッチングトランジスタ14のゲート電極には制御電圧VCKXが周期的に印加される。スイッチングトランジスタ14がオフ状態にある時には電源電圧がそのままシフトレジスタ3に供給され、各ゲートパルスGPの電圧レベルは電源電圧と等しくなる。一方、スイッチングトランジスタ14がオン状態になると、R1とR2の比によって抵抗分割された電圧がシフトレジスタ3に供給され、ゲートパルスGPの電圧レベルもそれに従って低下する。
FIG. 3 shows a circuit configuration for carrying out the second driving method according to the present invention. Basically, it is similar to the circuit configuration shown in FIG. 2 described above, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals and reference numerals for easy understanding. The difference is that the P-
本実施例では垂直走査回路1の全体構成の内、シフトレジスタ3及びナンドゲート回路10やインバータ11からなるゲートドライバの部分は、アクティブマトリクス型液晶表示装置の基板内に形成されている。一方、シフトレジスタ3に電源電圧を供給する電源回路やクロックパルスVCK1,VCK2等を供給するクロックドライバはアクティブマトリクス型液晶表示装置の基板外に設けられている。加えて本実施例では電源電圧を切り換える為のスイッチングトランジスタ14や分圧抵抗R1,R2は基板内に形成されている。しかしながら本発明はかかる構造に限られるものではない。場合によっては、外部接続される電源回路の電源電圧を周期的に切り換える様にしても良い。
In this embodiment, the gate driver portion including the
最後に図4を参照して図3に示す回路の動作を詳細に説明する。スイッチングトランジスタ14のゲート電極に印加される制御電圧VCKXは水平同期信号に応じてパルス状にレベル変化する。本例では水平周期は63.5μsに設定されておりゲートライン1本当たりの選択期間に相当する。制御電圧VCKXは各水平周期の最終部分で6〜8μsの間ハイレベルに変化する。この時間は選択期間内における画像信号の書き込み動作に影響を与えない様に設定されている。即ち選択されたゲートライン上の画素に対して点順次で画像信号を書き込み終わった段階で制御電圧VCKXがハイレベルに切り換わる。制御電圧VCKXがハイレベルになるとスイッチングトランジスタ14がオン状態になるので、シフトレジスタ3に供給される電源電圧のレベルは、例えば13.5Vに設定されたVVDDから8.5V程度に低下する。この低下量は一対の分圧抵抗R1,R2の比を適宜決める事により設定される。
Finally, the operation of the circuit shown in FIG. 3 will be described in detail with reference to FIG. The control voltage VCKX applied to the gate electrode of the switching transistor 14 changes in level in a pulse shape according to the horizontal synchronization signal. In this example, the horizontal period is set to 63.5 μs, which corresponds to the selection period per gate line. The control voltage VCKX changes to a high level for 6 to 8 μs in the final part of each horizontal period. This time is set so as not to affect the image signal writing operation within the selection period. That is, the control voltage VCKX is switched to the high level when the image signal has been written to the pixels on the selected gate line in a dot sequential manner. Since the switching transistor 14 is turned on when the control voltage VCKX becomes a high level, the level of the power supply voltage supplied to the
この電源電圧の変動に応じて、例えばn番目のゲートパルスGP(n)は一水平周期内においてそのレベルが13.5Vから8.5Vに階段状に変化する。次の水平周期ではn+1番目のゲートラインに対応するゲートパルスGP(n+1)が発生し同じく階段状にそのレベルが変化する。この間、画像信号Vsigは水平周期毎に対向電極の電位Vcomに対して極性が交互に反転する。所謂1H反転駆動が行なわれる。この様な動作によれば、垂直走査回路は個々のゲートパルスGPの印加を停止する直前一旦ゲートパルスの電圧レベルを下げた後立ち下げる事により画素に書き込まれた画像信号Vsigの電圧シフトを抑制する事ができる。 In accordance with the fluctuation of the power supply voltage, for example, the level of the nth gate pulse GP (n) changes stepwise from 13.5V to 8.5V within one horizontal period. In the next horizontal period, a gate pulse GP (n + 1) corresponding to the (n + 1) th gate line is generated, and its level changes in a stepwise manner. During this time, the polarity of the image signal Vsig is alternately inverted with respect to the potential Vcom of the counter electrode every horizontal period. So-called 1H inversion driving is performed. According to such an operation, the vertical scanning circuit suppresses the voltage shift of the image signal Vsig written in the pixel by lowering the voltage level of the gate pulse and then lowering it immediately before stopping the application of the individual gate pulses GP. I can do it.
以上説明した様にゲートパルスの立ち下がりを滑らかにしたり階段状とする事により画像信号の電圧シフトを抑制できる。かかるゲートパルスの波形整形は垂直走査回路の構成を工夫する事により達成できる。この場合、アクティブマトリクス型液晶表示装置の基板内に形成される回路部分に変形を加えても良いし、外部回路の部分を調整しても良い。但し外部回路部分でゲートパルスの波形整形を行なう場合には立ち下がりを鈍らす方法よりも階段状に変化させる方法の方が回路的に簡便であり且つ制御性が良い。 As described above, the voltage shift of the image signal can be suppressed by smoothing the fall of the gate pulse or making it stepwise. Such waveform shaping of the gate pulse can be achieved by devising the configuration of the vertical scanning circuit. In this case, the circuit portion formed in the substrate of the active matrix liquid crystal display device may be modified, or the external circuit portion may be adjusted. However, when the waveform shaping of the gate pulse is performed in the external circuit portion, the method of changing in a staircase pattern is simpler in circuit and has better controllability than the method of dulling the fall.
1・・・垂直走査回路、2・・・水平走査回路、3・・・シフトレジスタ、4・・・D型フリップフロップ、11・・・インバータ、12・・・Nチャネル型トランジスタ、13・・・Pチャネル型トランジスタ、14・・・スイッチングトランジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該液晶画素と該補助容量は該画素トランジスタに接続され、
該画素トランジスタは、そのソース電極が液晶画素及び補助容量に接続され、ドレイン電極が信号ラインに接続され、ゲート電極がゲートラインに接続されており、
さらに各画素トランジスタのゲート電極にゲートラインを介して順次ゲートパルスを印加し選択動作を行なう垂直走査回路と、信号ライン及び選択された画素トランジスタを介して画像信号を各液晶画素に書き込む水平駆動回路とを備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置に対して、
選択期間中ゲートパルスを画素トランジスタのゲート電極に印加し画像信号を各液晶画素に書き込むとともに非選択期間中ゲートパルスの印加を停止して書き込まれた画像信号を保持する事により画像表示を行なう駆動方法において、
前記垂直走査回路は、各ゲートラインに該ゲートパルスを出力するためNチャネル型トランジスタとPチャネル型トランジスタからなる出力インバータを有し、
該出力インバータは非対称構造を有しており、該Nチャネル型トランジスタのチャネル幅とチャネル長の比はPチャネル型トランジスタに比べて小さく設定されており、
該出力インバータの該非対称構造を用いて、非選択期間から選択期間に移行する際ゲートパルスを急峻に立ち上げ、且つ選択期間から非選択期間に移行する際ゲートパルスを滑らかに立ち下げる事により、書き込まれた画像信号の電圧シフトを抑制する事を特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法。 A liquid crystal pixel arranged in a matrix, a pixel transistor for driving each liquid crystal pixel, and an auxiliary capacitor,
The liquid crystal pixel and the auxiliary capacitor are connected to the pixel transistor;
The pixel transistor has a source electrode connected to the liquid crystal pixel and the auxiliary capacitor, a drain electrode connected to the signal line, and a gate electrode connected to the gate line.
Further, a vertical scanning circuit that performs a selection operation by sequentially applying a gate pulse to the gate electrode of each pixel transistor via a gate line, and a horizontal drive circuit that writes an image signal to each liquid crystal pixel via the signal line and the selected pixel transistor For an active matrix liquid crystal display device with
Driving to display an image by applying a gate pulse to the gate electrode of the pixel transistor during the selection period and writing the image signal to each liquid crystal pixel and holding the written image signal by stopping the application of the gate pulse during the non-selection period In the method
The vertical scanning circuit has an output inverter composed of an N-channel transistor and a P-channel transistor for outputting the gate pulse to each gate line,
The output inverter has an asymmetric structure, and the ratio of the channel width to the channel length of the N-channel transistor is set smaller than that of the P-channel transistor,
By using the asymmetric structure of the output inverter, the gate pulse is sharply raised when transitioning from the non-selection period to the selection period, and the gate pulse is smoothly lowered when transitioning from the selection period to the non-selection period, A driving method of an active matrix type liquid crystal display device, characterized by suppressing a voltage shift of a written image signal.
該液晶画素と該補助容量は該画素トランジスタに接続され、
該画素トランジスタは、そのソース電極が該液晶画素及び補助容量に接続され、ドレイン電極が信号ラインに接続され、ゲート電極がゲートラインに接続されており、
さらに各画素トランジスタのゲート電極にゲートラインを介して順次ゲートパルスを印加し選択動作を行なう垂直走査回路と、信号ライン及び選択された画素トランジスタを介して画像信号を各液晶画素に書き込む水平駆動回路とを備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置に対して、
選択期間中ゲートパルスを画素トランジスタのゲート電極に印加し画像信号を各液晶画素に書き込むとともに非選択期間中ゲートパルスの印加を停止して書き込まれた画像信号を保持する事により画像表示を行なう駆動方法において、
前記垂直走査回路は、電源電圧のレベルを切り換える為の分圧抵抗及びスイッチングトランジスタを備えており、
非選択期間から選択期間に移行する際ゲートパルスを急峻に立ち上げ、
該電源電圧のレベルを切り換える為の分圧抵抗及びスイッチングトランジスタを制御して、選択期間から非選択期間に移行する直前一旦ゲートパルスの電圧レベルを下げた後立ち下げる事により、書き込まれた画像信号の電圧シフトを抑制する事を特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動方法。 A liquid crystal pixel arranged in a matrix, a pixel transistor for driving each liquid crystal pixel, and an auxiliary capacitor,
The liquid crystal pixel and the auxiliary capacitor are connected to the pixel transistor;
The pixel transistor has a source electrode connected to the liquid crystal pixel and an auxiliary capacitor, a drain electrode connected to a signal line, a gate electrode connected to a gate line,
Further, a vertical scanning circuit that performs a selection operation by sequentially applying a gate pulse to the gate electrode of each pixel transistor via a gate line, and a horizontal drive circuit that writes an image signal to each liquid crystal pixel via the signal line and the selected pixel transistor For an active matrix liquid crystal display device with
Driving to display an image by applying a gate pulse to the gate electrode of the pixel transistor during the selection period and writing the image signal to each liquid crystal pixel and holding the written image signal by stopping the application of the gate pulse during the non-selection period In the method
The vertical scanning circuit includes a voltage dividing resistor and a switching transistor for switching a power supply voltage level.
When transitioning from the non-selection period to the selection period, the gate pulse rises sharply,
The image signal written by controlling the voltage dividing resistor and switching transistor for switching the level of the power supply voltage, and immediately lowering the voltage level of the gate pulse immediately before shifting from the selection period to the non-selection period. A method of driving an active matrix liquid crystal display device, characterized in that the voltage shift of the active matrix liquid crystal display device is suppressed.
該液晶画素と該補助容量は該画素トランジスタに接続され、
該画素トランジスタは、そのソース電極が該液晶画素及び補助容量に接続され、ドレイン電極が信号ラインに接続され、ゲート電極がゲートラインに接続されており、
各画素トランジスタのゲート電極にゲートラインを介して順次ゲートパルスを印加し選択動作を行なう垂直走査回路と、信号ライン及び選択された画素トランジスタを介して画像信号を各液晶画素に書き込む水平駆動回路とを備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
上記垂直走査回路は、該ゲートパルスを印加する際ゲートパルスを急峻に立ち上げ、且つ該ゲートパルスの印加を停止する際ゲートパルスを滑らかに立ち下げる事により、書き込まれた画像信号の電圧シフトを抑制する手段を有しており、
該抑制する手段は、各ゲートラインに該ゲートパルスを出力するためNチャネル型トランジスタとPチャネル型トランジスタからなる出力インバータであり、該出力インバータは非対称構造を有しており、該Nチャネル型トランジスタのチャネル幅とチャネル長の比はPチャネル型トランジスタに比べて小さく設定されている事を特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。 Having liquid crystal pixels arranged in a matrix, pixel transistors for driving the individual liquid crystal pixels, and auxiliary capacitors;
The liquid crystal pixel and the auxiliary capacitor are connected to the pixel transistor;
The pixel transistor has a source electrode connected to the liquid crystal pixel and an auxiliary capacitor, a drain electrode connected to a signal line, a gate electrode connected to a gate line,
A vertical scanning circuit that sequentially applies a gate pulse to the gate electrode of each pixel transistor via a gate line and performs a selection operation; and a horizontal drive circuit that writes an image signal to each liquid crystal pixel via the signal line and the selected pixel transistor; In an active matrix liquid crystal display device comprising:
The vertical scanning circuit sharply raises the gate pulse when applying the gate pulse, and smoothly lowers the gate pulse when stopping the application of the gate pulse, thereby shifting the voltage shift of the written image signal. Has a means to suppress,
The suppression means is an output inverter composed of an N-channel transistor and a P-channel transistor for outputting the gate pulse to each gate line, and the output inverter has an asymmetric structure, and the N-channel transistor An active matrix liquid crystal display device characterized in that the ratio of the channel width to the channel length is set smaller than that of a P-channel transistor.
該液晶画素と該補助容量は該画素トランジスタに接続され、
該画素トランジスタは、そのソース電極が該液晶画素及び補助容量に接続され、ドレイン電極が信号ラインに接続され、ゲート電極がゲートラインに接続されており、
各画素トランジスタのゲート電極にゲートラインを介して順次ゲートパルスを印加し選択動作を行なう垂直走査回路と、信号ライン及び選択された画素トランジスタを介して画像信号を各液晶画素に書き込む水平駆動回路とを備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
上記垂直走査回路は該ゲートパルスを印加する際ゲートパルスを急峻に立ち上げるとともに、
該ゲートパルスの印加を停止する直前一旦ゲートパルスの電圧レベルを下げた後立ち下げる事により書き込まれた画像信号の電圧シフトを抑制する手段を有しており、
該抑制する手段は、該垂直走査回路に供給する電源電圧のレベルを切り換える為の分圧抵抗及びスイッチングトランジスタからなる事を特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。 Having liquid crystal pixels arranged in a matrix, pixel transistors for driving the individual liquid crystal pixels, and auxiliary capacitors;
The liquid crystal pixel and the auxiliary capacitor are connected to the pixel transistor;
The pixel transistor has a source electrode connected to the liquid crystal pixel and an auxiliary capacitor, a drain electrode connected to a signal line, a gate electrode connected to a gate line,
A vertical scanning circuit that sequentially applies a gate pulse to the gate electrode of each pixel transistor via a gate line and performs a selection operation; and a horizontal drive circuit that writes an image signal to each liquid crystal pixel via the signal line and the selected pixel transistor; In an active matrix liquid crystal display device comprising:
The vertical scanning circuit sharply raises the gate pulse when applying the gate pulse, and
Immediately before stopping the application of the gate pulse, it has means for suppressing the voltage shift of the written image signal by lowering the voltage level of the gate pulse and then lowering it.
The active matrix liquid crystal display device characterized in that the suppressing means comprises a voltage dividing resistor and a switching transistor for switching the level of a power supply voltage supplied to the vertical scanning circuit.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101157972B1 (en) | 2005-03-07 | 2012-06-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | Apparatus and method for driving liquid crystal display device |
KR101167663B1 (en) | 2005-10-18 | 2012-07-23 | 삼성전자주식회사 | Gate Pole Driving Circuit and Liquid Crystal Display Having the Same |
-
2004
- 2004-08-09 JP JP2004231768A patent/JP2005025214A/en not_active Abandoned
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KR101157972B1 (en) | 2005-03-07 | 2012-06-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | Apparatus and method for driving liquid crystal display device |
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