JP2005156633A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 音鳴りを解消しつつ、かつ、低消費電力化を達成する液晶表示装置を実現する。
【解決手段】 データ信号線駆動回路3は、一水平走査期間を2分割して、一水平走査期間の1/2期間では、1/2の本数の前記データ信号線に対して映像データを正極性として出力し、残りの1/2期間では、残りの略1/2の本数の前記データ信号線に対して映像データを負極性として出力する。また、データ信号線駆動回路3は、出力極性の切り替えに対応した周期で、対向電極電位の極性も切り替える。これにより、対向電極は、2倍の反転周期となり、音鳴りを回避できる。また、対向電極が交流駆動されるため、データ信号線駆動回路3に必要な電源電圧を低減することができ、低消費電力化が実現できる。
【選択図】 図1
【解決手段】 データ信号線駆動回路3は、一水平走査期間を2分割して、一水平走査期間の1/2期間では、1/2の本数の前記データ信号線に対して映像データを正極性として出力し、残りの1/2期間では、残りの略1/2の本数の前記データ信号線に対して映像データを負極性として出力する。また、データ信号線駆動回路3は、出力極性の切り替えに対応した周期で、対向電極電位の極性も切り替える。これにより、対向電極は、2倍の反転周期となり、音鳴りを回避できる。また、対向電極が交流駆動されるため、データ信号線駆動回路3に必要な電源電圧を低減することができ、低消費電力化が実現できる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、データ信号線駆動回路や走査信号線駆動回路等の駆動回路を備えた液晶表示装置に関するものである。
従来、中小型の液晶表示装置にはライン反転駆動が使われていたが、最近携帯電話用で主流の240ドット×320ドットクラスの液晶表示装置では、液晶表示装置から振動に伴う音鳴りが発生して問題になっていた。
音鳴りは対向電極電位の反転周波数が人間の可聴周波数帯域にある時に発生し、特に数百Hz〜15kHzの時に顕著となる。
音鳴りの回避策としては、以下のようなものがある。
(1)フレーム反転駆動方式のように、対向電極電位の反転周期をフレームごとに下げる。これにより、反転周波数が30Hz程度となり、音鳴りを回避できる。
(2)対向電極電位を反転駆動させずに一定駆動として、データ信号線ごとに印加電圧を正極性・負極性と変えて印加する。対向電極電位が一定であるため、振動が生じない。
(3)制振材を貼付する。
(1)フレーム反転駆動方式のように、対向電極電位の反転周期をフレームごとに下げる。これにより、反転周波数が30Hz程度となり、音鳴りを回避できる。
(2)対向電極電位を反転駆動させずに一定駆動として、データ信号線ごとに印加電圧を正極性・負極性と変えて印加する。対向電極電位が一定であるため、振動が生じない。
(3)制振材を貼付する。
上記(2)の駆動原理を基にした技術が、特許文献1に開示されている。特許文献1では、正極性に限定した出力バッファと負極性に限定した出力バッファを交互に配置して、その出力をスイッチングさせることで低消費電力化を図る方法が開示されている。
上記(3)の回避策については、特許文献2に開示されている。
特開平9−26765号公報(公開日1997年1月28日)
特開平8−179285号公報(公開日1996年7月12日)
しかしながら、上記(1)の回避策では、音鳴りを解消することができるが、液晶印加電圧の正極性・負極性の差によるフリッカーが目立つという問題が生じる。
また、特許文献1に開示されているような技術を用いて、上記(2)の回避策を行った場合、音鳴りの解消およびフリッカーの低減が可能であるが、対向電極電位を一定に保ちながら、液晶分子に対して正極性と負極性との電圧を印加する必要があるため、出力電圧範囲の広いソースドライバが必要となる。
必要となるソースドライバ電源は、例えば、あるパネルサイズの場合、正極性出力用電源電圧12V、正極性側黒電圧10V、正極性側白電圧7V、負極性側出力用電源電圧6V、負極性側白電圧5V、負極性側黒電圧2V、ロジック電源電圧3.3Vである。このように、対向電極電位が一定駆動という前提があるため、ソースドライバ全体としては必要電源電圧が広いことには変わりがなく、外部で用意する必要のある電源電圧が複数種類となる。これにより、消費電力増大が問題となっていた。
また、上記(3)の回避策では、音鳴りの低減効果が小さいという問題がある。また、制振材の材料費・加工費によりコストアップとなり、表示装置の厚みが増してしまう。さらに、表示パネルのサイズ毎に、制振材の組み込み調整が必要となるという問題もあった。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、音鳴りを解消しつつ、かつ、低消費電力化を達成する液晶表示装置を提供することにある。
本発明に係る液晶表示装置は、上記課題を解決するために、画像を表示する複数の画素と、該画素を駆動するための複数のデータ信号線および複数の走査信号線と、前記データ信号線を介して前記画素に映像データを供給するデータ信号線駆動回路と、前記走査信号線を介して、前記映像データの上記画素への書き込みを制御する走査信号線駆動回路とを備える液晶表示装置において、前記データ信号線駆動回路は、一水平走査期間を偶数の分割数に分割して、一水平走査期間の1/2期間では、略1/2の本数の前記データ信号線に対して映像データを正極性として出力し、残りの1/2期間では、残りの略1/2の本数の前記データ信号線に対して映像データを負極性として出力し、前記データ信号線駆動回路の出力極性の切り替えに対応した周期で、対向電極電位の極性を切り替える対向電極極性切替手段を備えることを特徴としている。
さらに、本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、前記データ信号線駆動回路の出力を、前記分割数分のデータ信号線に対して、一水平走査期間の1/分割数の期間ごとに振り分けるデータ信号線切替手段を備えることを特徴としている。
さらに、本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、前記データ信号線切替手段は、任意のフレーム数ごとに、前記データ信号線駆動回路の出力を、前記分割数分のデータ信号線に振り分ける順番を逆にすることを特徴としている。
さらに、本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、前記データ信号線駆動回路は、任意のフレーム数ごとに、各データ信号線に出力する映像データの極性を切り替えることを特徴としている。
さらに、本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、前記データ信号線駆動回路は、所定数のフレームごとに、各データ信号線に出力する映像データの極性を切り替え、前記データ信号線切替手段は、前記所定数の倍のフレーム数ごとに、前記データ信号線駆動回路の出力を、前記分割数分のデータ信号線に振り分ける順番を逆にすることを特徴としている。
さらに、本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、前記データ信号線駆動回路は、2以上の水平走査期間ごとに、データ信号線に出力する映像データの極性を反転させることを特徴としている。
さらに、本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、前記データ信号線駆動回路は、前記分割数を2とし、一水平走査期間の前半の1/2の期間では、奇数番目または偶数番目の前記データ信号線に対して、映像データを正極性または負極性として出力し、一水平走査期間の後半の1/2の期間では、前半とは異なる前記データ信号線に対して、映像データを前半とは異なる極性として出力することを特徴としている。
さらに、本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、前記データ信号線の本数が4の倍数であり、前記データ信号線駆動回路は、前記分割数を4とし、一水平走査期間の最初の1/4の期間では、1+4k(k=0,1,…,M/4−1:Mはデータ信号線の本数)番目の前記データ信号線に対して、映像データを正極性または負極性として出力し、次の1/4の期間では、3+4k(k=0,1,…,M/4−1)番目の前記データ信号線に対して、映像データを最初の1/4の期間と同じ極性で出力し、次の1/4の期間では、2+4k(k=0,1,…,M/4−1)番目の前記データ信号線に対して、映像データを最初の1/4の期間と異なる極性で出力し、次の1/4の期間では、4+4k(k=0,1,…,M/4−1)番目の前記データ信号線に対して、映像データを最初の1/4の期間と異なる極性で出力することを特徴としている。
本発明に係る液晶表示装置は、以上のように、データ信号線駆動回路は、一水平走査期間を偶数の分割数に分割して、一水平走査期間の1/2期間では、略1/2の本数の前記データ信号線に対して映像データを正極性として出力し、残りの1/2期間では、残りの略1/2の本数の前記データ信号線に対して映像データを負極性として出力し、前記データ信号線駆動回路の出力極性の切り替えに対応した周期で、対向電極電位の極性を切り替える対向電極極性切替手段を備える構成である。
それゆえ、対向電極は、従来のライン反転駆動に比べて倍速で交流駆動され、2倍の反転周期となる。そのため、例えば、携帯電話等で主流の240ドット×320ドットクラスの表示装置に上記構成を適用した場合、対向電極の反転周期は、約20kHzとなり、たとえ、振動を発生しても、人間の可聴周波数以上の音になるため、通話の妨げとなる音鳴りを回避できる。
また、対向電極が交流駆動されるため、一定駆動方式の場合に比べて、データ信号線駆動回路に必要な電源電圧を低減することができ、低消費電力化が実現できる。
さらに、上記特許文献2のように制振材を設ける必要がないため、制振材に要する部品コストを削減でき、液晶表示装置の厚みが大きくなることはない。また、上記構成は、表示パネルの大きさに依存することがないため、制振材を設ける技術に比べて、適用範囲が広くなるという効果を奏する。
さらに、本発明に係る液晶表示装置は、上記の構成に加えて、データ信号線駆動回路の出力を、前記分割数分のデータ信号線に対して、一水平走査期間の1/分割数の期間ごとに振り分けるデータ信号線切替手段を備える構成である。
それゆえ、データ信号線切替手段をデータ信号線駆動回路とデータ信号線との間に設けたことで、データ信号線がデータ信号線駆動回路の出力から切り離される。これにより、データ信号線駆動回路の負荷が軽くなり、高速の切り替えが可能となる。
また、上記データ信号切替手段を設けることで、データ信号線駆動回路は、データ信号線の数の1/分割数分だけの映像データを同時に出力すればよい。したがって、出力する映像データの処理(例えば、D/A変換処理)に要する消費電力を低減することができるという効果を奏する。
さらに、本発明に係る液晶表示装置は、上記の構成に加えて、前記データ信号線切替手段は、任意のフレーム数ごとに、前記データ信号線駆動回路の出力を、前記分割数分のデータ信号線に振り分ける順番を逆にする構成である。
データ信号線が画素に映像データを供給する時間は、データ信号線切替手段がデータ信号線駆動回路の出力を振り分けた時間によって異なる。そのため、画素の特性バラツキが大きい場合、書き込み時間が不十分となる画素が発生することがある。このとき、振り分ける順番が常に同じであると、明暗が発生し、表示ムラが生じる。
しかしながら、上記構成によれば、任意のフレーム数ごとに振り分ける順番が逆になるため、明暗が均一化され、上記表示ムラの発生を回避することができるという効果を奏する。
さらに、本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、前記データ信号線駆動回路は、任意のフレーム数ごとに、各データ信号線に出力する映像データの極性を切り替える構成である。
それゆえ、表示性能が全フレーム間で均一化され、表示品位が向上するという効果を奏する。
さらに、本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、前記データ信号線駆動回路は、所定数のフレームごとに、各データ信号線に出力する映像データの極性を切り替え、前記データ信号線切替手段は、前記所定数の倍のフレーム数ごとに、前記データ信号線駆動回路の出力を、前記分割数分のデータ信号線に振り分ける順番を逆にする構成である。
それゆえ、所定数のフレームごとに映像データの極性を切り替えため、所定数の倍のフレーム間で、極性より生じる表示性能を均一化でき、表示品位が向上する。さらに、所定数の倍のフレーム数ごとに振り分ける順番を逆にするため、所定数の4倍のフレーム間で、明暗の発生による表示ムラを回避でき、より一層表示品位が向上するという効果を奏する。
さらに、本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、前記データ信号線駆動回路は、2以上の水平走査期間ごとに、データ信号線に出力する映像データの極性を反転させる構成である。
それゆえ、表示性能がフレーム内においても均一化され、表示品位がより一層向上する。また、2以上の水平走査期間においては、各データ信号線に充電される電圧の極性が同じであるため、前の水平走査期間に充電された電荷を、次の水平走査期間の書き込み時に再利用することができ、低消費電力化が図れるという効果を奏する。
さらに、本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、前記データ信号線駆動回路が、前記分割数を2とし、一水平走査期間の前半の1/2の期間では、奇数番目または偶数番目の前記データ信号線に対して、映像データを正極性または負極性として出力し、一水平走査期間の後半の1/2の期間では、前半とは異なる前記データ信号線に対して、映像データを前半とは異なる極性として出力する構成である。
上記構成によれば、分割数が2であるので、データ信号線駆動回路が映像データを出力するデータ信号線を選択する回数が少なくなり、構成が比較的簡易となる。
また、奇数番目と偶数番目とでデータ信号線に出力される映像データの極性が反転するため、隣接するデータ信号線は、必ず異なる極性となる。これにより、表示パネル内において、表示画像がより一層均一化され、表示品位が向上するという効果を奏する。
さらに、本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、前記データ信号線の本数が4の倍数であり、前記データ信号線駆動回路は、前記分割数を4とし、一水平走査期間の最初の1/4の期間では、1+4k(k=0,1,…,M/4−1:Mはデータ信号線の本数)番目の前記データ信号線に対して、映像データを正極性または負極性として出力し、次の1/4の期間では、3+4k(k=0,1,…,M/4−1)番目の前記データ信号線に対して、映像データを最初の1/4の期間と同じ極性で出力し、次の1/4の期間では、2+4k(k=0,1,…,M/4−1)番目の前記データ信号線に対して、映像データを最初の1/4の期間と異なる極性で出力し、次の1/4の期間では、4+4k(k=0,1,…,M/4−1)番目の前記データ信号線に対して、映像データを最初の1/4の期間と異なる極性で出力する構成である。
上記構成によれば、分割数が4であるので、データ信号線駆動回路は、一水平走査期間の1/4ごとに、データ信号線の本数の1/4分の映像データを出力すればよい。そのため、映像データの処理に要する部材(例えば、DA変換回路)点数を、分割数が2のときに比べて、さらに減らすことができる。
また、隣接するデータ信号線は、必ず異なる極性となるので、表示パネル内において、表示画像がより一層均一化され、表示品位が向上するという効果を奏する。
〔実施形態1〕
本発明の一実施形態について図1ないし図6に基づいて説明すると以下の通りである。
本発明の一実施形態について図1ないし図6に基づいて説明すると以下の通りである。
図1は、本実施形態の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図1に示されるように、液晶表示装置は、液晶パネル1と、走査信号線駆動回路2と、データ信号線駆動回路3と、データ信号線を切り替えるための複数のアナログスイッチ(データ信号線切替手段)4(4−1,4−2,…4−M/2)とを備えている。
液晶パネル1は、特に図示していないが、所定の間隔を隔てて平行に対向配列されたマトリクス基板と対向基板との2枚の透明基板からなり、これら両基板間に液晶が充填されている。
このうち、マトリクス基板には、複数(本実施形態では、M本)の互いに並行なデータ信号線SLi(i=1〜M)と、該データ信号線SLiに交差する複数(本実施形態では、N本)の互いに並行な走査信号線GLj(j=1〜N)とが設けられている。隣接する2本の走査信号線GLjおよびGL(j+1)と隣接する2本のデータ信号線SLiおよびSL(i+1)とで囲まれた各部分に、画素PIXijが設けられている。
また、もう一枚の透明基板である対向基板側には、すべての画素PIXに対して、共通の対向電極COMが設けられている。該対向電極COMには、対向電極電位VCOMが与えられている。なお、本実施形態では、対向電極電位VCOMは、データ信号線駆動回路3より与えられている。
上記画素電極の電位と対向電極電位VCOMとの差分の電圧が各画素に印加され、上記2枚の基板間に挟まれた液晶が光学的シャッターとして働く。これにより、所望の輝度表示が可能となる。
図2は、上記画素PIXijの平面図を示している。画素PIXijには、画素電極(図示しない)と、データ信号線SLiに画素電極を電気的に接続/非接続を切り替えるためのスイッチング素子であるTFT(薄膜トランジスタ)素子6とが配設されている。TFT素子6のゲート電極は、その近傍を通る走査信号線GLjに接続されている。また、TFT素子6のソース電極は、データ信号線SLiに接続されているとともに、そのドレイン電極は、画素電極に接続されている。
また、TFT素子6がオフになっても、液晶に所望の電圧を印加し続けられるように、TFT素子6のドレイン電極には補助容量CSが接続されている。該補助容量CSのベース電位VCSは、データ信号線駆動回路3からの出力により、対向電極電位VCOM+一定値が供給されている。
走査信号線駆動回路2は、液晶パネル1の設けられた複数の走査信号線GLj(j=1〜N)に対して、選択した走査信号線GLjに対してhighレベルの電圧を、それ以外の走査信号線GLjに対してlowレベルの電圧を出力するためのものである。
図1に示されるように、走査信号線駆動回路2には、データ信号線駆動回路3からゲートクロック信号GCKおよびゲートスタートパルス信号GSPが出力される。走査信号線駆動回路2は、ゲートクロック信号GCKの周期に合わせたゲートスタートパルス信号GSPを合図に、走査信号線GL1から順にハイレベルの電圧を出力する。すなわち、GLjに対する出力電圧をGDOUTjとすると、走査信号線駆動回路2は、ゲートスタートパルス信号GSPを合図に、GDOUT1をlowからhighレベルとする。次に、ゲートクロック信号GCKの周期に従って、走査信号線駆動回路2は、GDOUT1をlowレベルに戻し、GDOUT2をlowからhighレベルとする。以降、同様に、GDOUTjを次々にlow、high、lowレベルに順に変更させていく。
データ信号線駆動回路3は、各データ信号線SLi(i=1〜M)に対して、各データ信号線SLiに対応する映像信号(以下表示データとよぶ)を、後述するタイミングで出力するものである。表示データを出力するための出力信号線S(S1〜SM/2)の数は、データ信号線SLの数(M)の1/2である。
また、データ信号線駆動回路3は、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを供給するとともに、ゲートスタートパルス信号GSP、ゲートクロック信号GCK、アナログスイッチ4−1〜4−M/2の切り替えを制御するアナログスイッチ切替信号である信号ODD−SWおよびEVEN−SWを出力する。
また、データ信号線駆動回路3には、水平同期信号HS、垂直同期信号VS、表示データDATA、クロック信号CLKが入力される。データ信号線駆動回路3の詳細な構成および機能については、後に詳説する。
アナログスイッチ4(4−1〜4−M/2)は、データ信号線駆動回路3の出力線Sと、データ信号線SLとの接続/非接続を切り替えるためのものである。奇数列目のデータ信号線と偶数列目のデータ信号線との隣接する2本のデータ信号線SLiが一組に束ねられ、2本一組のデータ信号線SLiが、アナログスイッチ4を介して、データ信号線駆動回路3の出力信号線Sの1本に接続されるようになっている。
具体的には、図1で示されるように、アナログスイッチ4−1〜4−M/2は、それぞれ2本一組(奇数列目と偶数列目との1本づつの組)のデータ信号線SLiと、出力信号線S1〜SM/2とに接続されている。例えば、アナログスイッチ4−1は、出力信号線S1と、データ信号線SL1およびSL2とに接続されている。
アナログスイッチ4には、データ信号線駆動回路3から、信号ODD−SWおよび信号EVEN−SWが入力される。highレベルの信号ODD−SWが入力されると、アナログスイッチ4は、出力信号線Sと、奇数列目のデータ信号線SLとを接続する。highレベルの信号EVEN−SWが入力されると、アナログスイッチ4は、出力信号線Sと、偶数列目のデータ信号線SLとを接続する。また、信号がlowレベルになると、アナログスイッチ4は、出力信号線Sとデータ信号線SLとを非接続とする(切り離す)。
このように、データ信号線SLとデータ信号線駆動回路3との間にアナログスイッチ4を設けたことで、データ信号線SLがデータ信号線駆動回路3の出力より切り離せるため、データ信号線駆動回路3の負荷が軽くなり、高速切り替えが可能となる。
なお、アナログスイッチ4のようなドライバから送出される出力信号を時分割で複数の信号線に切り替えて出力する技術については、例えば、日本国公開特許公報「特開平6−138851号公報(公開日1994年5月20日)」に開示されている。
次に、データ信号線駆動回路3の詳細な構成について説明する。図3は、データ信号線駆動回路3の構成を示すブロック図である。
図3で示されるように、データ信号線駆動回路3は、制御部31、出力バッファ(対向電極極性切替手段)32、サンプリングメモリ33、ホールドメモリ34、スイッチ(SW)回路35、レベルシフタ36、DA変換回路(DAC)37、および出力回路38からなる。
制御部31は、走査信号線駆動用信号発生部311、アナログスイッチ切替信号発生部312、共通電極駆動部(対向電極極性切替手段)313、極性信号発生部314、およびSW切替信号発生部315を備えている。制御部31には、水平同期信号HS、垂直同期信号VS、クロック信号CLKが入力される。
走査信号線駆動用信号発生部311は、ゲートスタートパルス信号GSPおよびゲートクロック信号GCKを生成し、走査信号線駆動回路2に出力するためのものである。走査信号線駆動用信号発生部311は、水平同期信号HS、垂直同期信号VS、およびクロック信号CLKを基にして、後述する周期・位相で、上記信号を出力する。
アナログスイッチ切替信号発生部312は、アナログスイッチ4の接続/非接続を切り替えるための信号を発生するためのものである。出力する信号には、奇数列目のデータ信号線SLとデータ信号線駆動回路3の出力線Sとの接続・非接続を切り替える信号ODD−SWと、偶数列目のデータ信号線SLとデータ信号線駆動回路3との接続・非接続を切り替える信号EVEN−SWとがある。データ信号線SLと出力線Sとは、上記信号(ODD−SWまたはEVEN−SW)がhighレベルのときに接続され、lowレベルのときに切り離される。アナログスイッチ切替信号発生部312は、水平同期信号HS、垂直同期信号VS、およびクロック信号CLKを基にして、後述する周期・位相で、上記信号を出力する。
共通電極駆動部313は、出力バッファ32を駆動して、対向電極電位VCOMおよび補助容量のベース電位VCSを供給するためのものである。共通電極駆動部313は、水平同期信号HS、垂直同期信号VS、およびクロック信号CLKを基にして、後述する周期・位相で、対向電極電位VCOMおよび補助容量のベース電位VCSの極性を切り替える。
極性信号発生部314は、DA変換回路37がD/A変換を行うときに、正極性とするか、負極性とするかを表す信号REVを発生するためのものである。極性信号発生部314は、水平同期信号HS、垂直同期信号VH、クロック信号CLKを基にして、後述するタイミングで信号REVを生成し、生成した信号REVをDA変換回路37へ出力する。
SW切替信号発生部315は、スイッチ回路35が、レベルシフタ36を奇数列目の表示データを固定するホールドメモリ34または偶数列目の表示データを固定するホールドメモリ34のどちらに接続するかを決める信号D−SWを生成し、スイッチ回路35に対して出力するためのものである。SW切替信号発生部315が信号D−SWを出力するタイミングについては、後述する。
サンプリングメモリ33は、クロック信号CLKに同期して、一水平走査期間分の表示データを取り込むためのものである。サンプリングメモリ33は、上述のデータ信号線SLと同数(つまり、M個)のデータ格納領域を有しており、各データ信号線SLに対応する表示データを対応するデータ格納領域に取り込む。
サンプリングメモリ33が取り込んだ一水平走査期間分の表示データは、後段のホールドメモリ34に水平同期信号HSのタイミングで転送される。ホールドメモリ34に表示データが転送されると、サンプリングメモリ33は、次の一水平期間分のデジタル表示データ(つまり、次の行のデータ)の取り込み状態に移る。
ホールドメモリ34に入力された表示データは、水平同期信号HSによりラッチがかけられる。そして、次の水平同期信号HSが入力されるまでホールドメモリ34から出力される表示データは固定される。ホールドメモリ34から出力される表示データは、スイッチ回路35を介して、レベルシフタ36に送られる。なお、ホールドメモリ34は、サンプリングメモリ33と同数(つまり、M個)のデータ格納領域を有しており、各データ信号線SLに対応する表示データを対応するデータ格納領域に格納する。
スイッチ回路35は、制御部31から出力されるスイッチ切替信号D-SWに従って、ホールドメモリ34からレベルシフタ36に送られるデータを、奇数列目のデータとするか、偶数列目のデータとするか切り替えるためのものである。すなわち、信号D-SWがhigh状態であるとき、スイッチ回路35は、ホールドメモリ34からレベルシフタ36に奇数列目のデータが転送されるようにする。信号D−SWがlow状態であるとき、スイッチ回路35は、ホールドメモリ34からレベルシフタ36に偶数列目のデータが転送されるようにする。
レベルシフタ36は、液晶パネル1への印加電圧レベルを処理する次段のDA変換回路37に適合させるため、入力信号のレベルを昇圧等により変換して出力する回路である。上記スイッチ回路35が備えられているため、レベルシフタ36は、データ信号線SLの数の1/2であるM/2個だけ設ければよい。
DA変換回路37は、レベルシフタ36にてレベル変換された表示データ、および、制御部31から出力される極性信号REVに応じて、アナログ電圧を出力する。極性信号REVがhigh状態であるとき、DA変換回路37は、レベルシフタ36から出力された表示データを正極性としてD/A変換を行う。極性信号REVがlow状態であるとき、DA変換回路37は、レベルシフタ36から出力された表示データを負極性としてD/A変換を行う。
DA変換回路37は、レベルシフタ36と同様に、上記スイッチ回路35が備えられているため、データ信号線SLの数の1/2であるM/2個だけ設ければよい。よって、DA変換回路37全体に要する電力を低減できる。具体的には、本実施形態と同速のDA変換回路をデータ信号線SLの数だけ設けた場合、DA変換回路全体に要する電力は6mWであるが、本実施形態のようにデータ信号線SLの数の1/2だけDA変換回路37を設けると、DA変換回路37全体に要する電力は4mWで済む。
DA変換回路37から出力されるアナログ電圧は、出力回路38を介して、各液晶駆動電圧出力用の上記出力線S(S1〜SM/2)から液晶パネル1の各データ信号線SLへ出力される。
出力回路38は、バッファ回路として機能し、例えば差動増幅回路を用いたボルテージフォロア回路で構成されるものである。
次に、表示データに対応する電圧を画素PIXに印加するタイミングについて、図4を参照しながら説明する。図4は、1フレーム目および2フレーム目のタイミングチャートを示している。
図4において、上から順に、水平同期信号HS、サンプリングメモリ33が取り込んだ表示データDATA、SW切替信号D−SW、極性信号REV、対向電極電位VCOM(図中実線で示される)および出力回路38における出力電位VOUT(図中破線で示される)、信号ODD−SW、信号EVEN−SW、走査信号線GL1,GL2,…の電位GDOUT1,GDOUT2,…を示している。なお、補助容量CSのベース電位VCSは、対向電極電位VCOM+一定値であり、VCOMと相似波形であるため、図示を省略している。
まず、1フレーム目について説明する。図4に示されるように、水平同期信号HSの立ち上がりタイミングの時刻T1(1)よりも前に、サンプリングメモリ33は、一行目の表示データを取り込んでいる。そして、水平同期信号HSのタイミング時刻T1(1)に合わせて、サンプリングメモリ33は、1行目の表示データをホールドメモリ34に転送する。
また、共通電極駆動部313および出力バッファ32は、時刻T1(1)において対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSが負側となるように、極性を切り替える。
さらに、時刻T1(1)において、SW切替信号発生部315は、スイッチ回路35に対して、highレベルの信号D−SWを出力する。同時に、極性信号発生部314は、DA変換回路37に対して、highレベルの信号REVを出力する。highレベルの信号D−SWおよび信号REVを出力する期間は、一水平走査期間の1/2の前半期間である。
以上により、時刻T1(1)において、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、奇数列目に当たる表示データのみが、DA変換回路37に送られる。そして、DA変換回路37は、送られてきた表示データを正極性として変換し、出力回路38を介して出力線Sに出力する。
そして、時刻T1(1)から一水平走査期間の1/2の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部312は、highレベルの信号ODD−SWをアナログスイッチ4−1〜4−M/2に出力する。
また、走査信号線駆動回路2が走査信号線GL1,GL2,…に対して水平走査期間ごとに順にhighレベルの電位を出力できるように、走査信号線駆動用信号発生部311は、ゲートスタートパルス信号GSPおよびゲートクロック信号GCKを走査信号線駆動回路2に出力する。すなわち、時刻T1(1)からの一水平走査期間中においては、1行目の走査信号線GL1の電位GDOUT1がhighレベルとなっている。
これにより、奇数列目のデータ信号線SLiに正極性の電圧が印加され、これらのデータ信号線SLiと1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIXi1が正極性に充電される。
そして、充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、信号ODD−SWをlowレベルに切り替える。これにより、液晶パネル1内のアナログスイッチ4がOFFとなり、データ信号線駆動回路3と奇数列目のデータ信号線SLとが切り離される。
なお、データ信号線駆動回路3と奇数列目のデータ信号線SLとが切り離された後でも、奇数列目のデータ信号線SLには所望の電圧が保持されており、かつ、走査信号線G1にはhighレベルの電圧GDOUT1が印加され、TFT素子6がON状態の期間であるので、奇数列目のデータ信号線SLiは、画素PIXi1に対して、充電し続けることができる。
次に、時刻T1(1)から一水平走査期間の1/2経過後、共通電極駆動部313および出力バッファ32は、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側に切り替える。
また、SW切替信号発生部315は、スイッチ回路35に対してlowレベルの信号D−SWを、極性信号発生部314は、DA変換回路37に対してlowレベルの信号REVを出力する。
これにより、一水平走査期間の後半の1/2の期間では、偶数列目の表示データが、負極性としてD/A変換され、出力回路38に出力される。
その後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、highレベルの信号EVEN−SWをアナログスイッチ4に出力する。なお、このとき、走査信号線GL1の電位GDOUT1は、一水平走査期間内であるので、前半期間に引き続き、highレベルの電圧となっている。
以上により、偶数列目のデータ信号線SLiに負極性の電圧が印加され、偶数列目のデータ信号線SLiと1行目の走査信号線GL1との交差部にある画素PIXi1が負極性に充電される。
そして、充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、信号EVEN−SWをlowレベルに切り替える。これにより、液晶パネル1内のアナログスイッチ4がOFFとなり、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
その後、走査信号線駆動回路2は、1行目の走査信号線GL1の電圧GDOUT1をlowレベルに下げ、TFT素子6をOFFとする。
以上のように、アナログスイッチ4は、アナログスイッチ切替信号発生部312の信号を基に、データ信号線駆動回路3の出力を、奇数列目と偶数列目との2本のデータ信号線SLに対して、一水平走査期間の1/2の期間ごとに振り分ける。このようにして、1行目の表示データの画素PIXi1への書き込みが終了する。なお、この期間において、2行目の表示データがサンプリングメモリ33に取り込まれている。
2行目の書き込みについても、1行目と同様に、一水平走査期間を1/2の期間に分割する。そして、前半の1/2の水平走査期間では、奇数列目のデータを正極性としてD/A変換し、奇数列目のデータ信号線SLに印加する。このとき、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側にする。これにより、奇数列目のデータ信号線SLiと走査信号線GL2とが交差する画素PIXi2は、正極性の電位で充電される。
後半の1/2の水平走査期間では、偶数列目のデータを負極性としてD/A変換し、偶数列目のデータ信号線SLに印加する。同時に、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側にする。これにより、偶数列目のデータ信号線SLiと走査信号線GL2との交差する画素PIXi2は、負極性の電位で充電される。
1フレーム目の残りの行についても、1,2行目と同様に書き込みを続ける。
次に、2フレーム目の書き込みについて説明する。2フレーム目では、液晶を交流駆動させるように、1フレーム目と逆極性を印加するようにする。
すなわち、図4で示されるように、水平同期信号HSのタイミングである時刻T1(2),T2(2),…から一水平走査期間の1/2の前半期間では、SW切替信号発生部315は、highレベルの信号D-SWを、極性信号発生部314は、lowレベルの信号REVを出力する。これにより、奇数列目の表示データは、負極性としてD/A変換され、出力回路38を介して出力線S1〜SM/2に出力される。また、同時に、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側にする。
次に、アナログスイッチ切替信号発生部312は、highレベルの信号ODD−SWを出力する。また、走査信号線駆動回路2が水平同期信号HSのタイミングに合わせて走査信号線GL1,2,…の電位GDOUT1,2,…を順にhighレベルとするように、走査信号線駆動用信号発生部311は、ゲートクロック信号GCKおよびゲートスタートパルス信号GSPを出力する。
以上により、奇数列目のデータ信号線SLiと走査信号線GLjとが交差する画素PIXijは、負極性の電位で充電される。充電に要する時間が経過後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、信号ODD−SWをlowレベルとする。これにより、アナログスイッチ4−1〜4−M/2は、出力線S1〜SM/2と、奇数列目のデータ信号線SLiとを切り離す。
次に一水平走査期間の後半の1/2の期間の開始時点において、SW切替信号発生部315は、lowレベルの信号D-SWを、極性信号発生部314は、highレベルの信号REVを出力する。これにより、偶数列目の表示データは、正極性としてD/A変換され、出力回路38を介して出力線S1〜SM/2に出力される。また、このとき、共通電極駆動部313および出力バッファ32は、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側にする。
次に、アナログスイッチ切替信号発生部312は、highレベルの信号EVEN−SWを出力する。
以上により、偶数列目のデータ信号線SLiと走査信号線GLjとが交差する画素PIXijは、正極性の電位で充電される。充電に要する時間が経過後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、信号EVEN−SWをlowレベルとする。これにより、アナログスイッチ4−1〜4−M/2は出力線S1〜SM/2と、偶数列目のデータ信号線SLiとを切り離す。
続いて、次行の書き込み動作に移り、最後の行まで書き込む。また、3フレーム以降については、上記1,2フレームの書き込み方法を繰り返す。
以上のように、本実施形態において、データ信号線駆動回路3は、1/2水平走査期間ごとに、出力する表示データの極性を反転させるとともに、対向電極電位の極性も反転させる。
この反転方式を携帯電話等で主流の240ドット×320ドットクラスの小型ディスプレイに適用させると、対向電極が従来のライン反転駆動に比べて、倍速交流駆動されるため、反転周期も2倍の20kHz程度となる。これにより、たとえディスプレイが振動しても、人間の可聴周波数以上の音になるため、通話の妨げとなる音鳴りが回避できる。
本実施形態のように、対向電極電位を倍速交流駆動する方法としては、すべての書き込み動作を倍速にする方法が考えられる。しかしながら、単に書き込み動作を倍速にするだけで、従来のようにライン反転駆動するでは、低消費電力化が不可能である。
本実施形態では、上記のように、各フレームにおいて、各列のデータ信号線SLiに充電される極性は全ての行で同一である。そのため、前の行の書き込み時にデータ信号線SLiに充電された電荷を、次の行の書き込み時に再利用することができる。これにより、低消費電力が可能となる。
具体的には、液晶パネル1中のデータ信号線SLの充電に要する電力は、従来のように一ライン(すなわち、一水平走査期間)ごとに極性を反転させる場合が10mWに対し、本実施形態のように、全ラインで同一の極性の場合が1mWとなる。
また、本実施形態では、スイッチ回路35を備えることで、DA変換回路37の数をデータ信号線SLの数の1/2とする構成としている。DA変換回路37は、一水平走査期間の1/2の期間でDA変換を行うため高速処理が必要である。単に書き込み動作を倍速にした場合も、同様の高速処理を行うDA変換回路が必要である。しかしながら、上記のように、本実施形態では、DA変換回路37の数を1/2にできるので、DA変換回路37全体に要する消費電力を4mWとすることができる。一方、データ信号線SLと同数のDA変換回路を設ける場合、DA変換回路全体に要する消費電力は6mWである。
このように、単に書き込み動作を倍速とした構成では、消費電力の合計が約32mWであるのに対し、本実施形態の構成では、消費電力の合計が約21mWとなり、低消費電力化が可能となる。これにより、携帯電話等の小型モバイルへの適用が可能となる。
また、上記のように、本実施形態では、対向電極電位を反転駆動させる。発明が解決しようとする課題の欄で上述した対向電極電位を一定駆動の場合のパネルサイズと同じサイズの場合、データ信号線駆動回路に必要となる電源は、具体的には、液晶印加電圧用電源電圧5V、正極性側黒電圧4.5V、正極性側白電圧1.5V、負極性側黒電圧1.5V、負極性側白電圧4.5V、ロジック電源電圧3.3Vとなる。よって、上記した対向電極電位を一定駆動とする場合に比べて、データ信号線駆動回路に必要となる外部電源を、60%以下とすることができ、一層の低消費電力化が可能となる。
また、特許文献2のように、制振材を設ける必要がないため、制振材に要するコストアップはなくなり、液晶表示装置の厚みが増すことがない。また、本実施形態は、液晶パネルサイズに依存しないため、適用範囲が広くなる。
また、本実施形態では、フレームごとに各データ信号線SLの極性が反転する構成であるため、表示性能がフレーム間で均一化され、表示品位が向上する。ただし、表示品位をそれほど必要としない場合には、2以上のフレームごとに各データ信号線SLの極性を反転させてもよい。このとき、2以上のフレームにおいて、各データ信号線SLの極性が同じであるため、データ信号線に充電された電荷を異なるフレーム間でも再利用することができ、より一層消費電力を低減できる。
〔実施形態2〕
上記実施形態では、常に、奇数列目のデータ信号線SL、偶数列目のデータ信号線SLの順序で充電される構成とした。すなわち、水平走査期間の前半で奇数列目のデータ信号線SLが充電され、水平走査期間の後半で偶数列目のデータ信号線SLが充電される。
上記実施形態では、常に、奇数列目のデータ信号線SL、偶数列目のデータ信号線SLの順序で充電される構成とした。すなわち、水平走査期間の前半で奇数列目のデータ信号線SLが充電され、水平走査期間の後半で偶数列目のデータ信号線SLが充電される。
一方、走査信号線GLjには、一水平走査期間中highレベルの電位が供給され、TFT素子6はON状態を維持している。
そのため、正しい電位がデータ信号線SLから画素PIXに書き込まれる時間は、奇数列目tに対して、偶数列目t/2となる。よって、TFT素子6の特性バラツキが大きい場合、t/2時間以内で充電が不十分である画素が生じることがある。このとき、奇数列目と偶数列目とで明暗が発生し、表示ムラが生じる。
本実施形態は、上記表示ムラの発生を抑制する機能を備えた構成としている。
本実施形態の液晶表示装置の構成は、図1〜3を参照して説明した上記実施形態の構成と同様であるので、説明を省略する。また、1フレーム目、2フレーム目の書き込み方法は、上記実施形態と同じであるため、該書き込みについても説明を省略し、上記実施形態と異なる3フレーム目、4フレーム目の書き込み方法について説明する。
3フレーム目では、先に偶数列目のデータ信号線SLに書き込みを行い、後に奇数列目のデータ信号線SLに書き込みを行うようにする。
すなわち、図5で示されるように、一水平走査期間の前半の1/2の期間では、SW切替信号発生部315は、lowレベルの信号D-SWを、極性信号発生部314は、lowレベルの信号REVを出力する。これにより、偶数列目の表示データが、負極性としてD/A変換され、出力回路38を介して出力線S1〜SM/2に出力される。また、同時に、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側にする。
次に、アナログスイッチ切替信号発生部312は、highレベルの信号EVEN−SWを出力する。また、走査信号線駆動回路2が1行目の走査信号線GL1にhighレベルの電位GDOUT1を出力するように、走査信号線駆動用信号発生部311は、ゲートクロック信号GCKおよびゲートスタートパルス信号GSPを出力する。
以上により、偶数列目のデータ信号線SLiと走査信号線GL1とが交差する画素PIXi1は、負極性の電位で充電される。充電に要する時間が経過後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、信号EVEN−SWをlowレベルとする。これにより、アナログスイッチ4−1〜4−M/2は、出力線S1〜SM/2と、偶数列目のデータ信号線SLiとを切り離す。なお、このとき、走査信号線駆動回路2は、1行目の走査信号線GL1にhighレベルの電圧GDOUT1を出力している状態のままである。
次に一水平走査期間の後半の1/2の期間の開始時点において、SW切替信号発生部315は、highレベルの信号D-SWを、極性信号発生部314は、highレベルの信号REVを出力する。これにより、奇数列目の表示データが、正極性としてD/A変換され、出力回路38を介して出力線S1〜SM/2に出力される。また、同時に、共通電極駆動部313および出力バッファ32は、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側にする。
次に、アナログスイッチ切替信号発生部312は、highレベルの信号ODD−SWを出力する。また、このとき、1行目の走査信号線GL1には、highレベルの電圧GDOUT1が出力されたままである。
以上により、奇数列目のデータ信号線SLiと走査信号線GL1とが交差する画素PIXi1は、正極性の電位で充電される。充電に要する時間が経過後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、信号ODD−SWをlowレベルとする。これにより、アナログスイッチ4−1〜4−M/2は出力線S1〜SM/2と、奇数列目のデータ信号線SLiとを切り離す。続いて、走査信号線駆動回路2は、電圧GDOUT1のレベルをhighからlowとする。
以下、2行目以降については、上記1行目の書き込み方法を繰り返す。
次に、4フレーム目の書き込みについて説明する。4フレーム目では、液晶を交流駆動させるように、3フレーム目と逆極性を印加するようにする。
すなわち、図5で示されるように、一水平走査期間の前半の1/2の期間では、SW切替信号発生部315は、lowレベルの信号D-SWを、極性信号発生部314は、highレベルの信号REVを出力する。これにより、偶数列目の表示データが、正極性としてD/A変換され、出力回路38を介して出力線S1〜SM/2に出力される。また、このとき、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側にする。
次に、アナログスイッチ切替信号発生部312は、highレベルの信号EVEN−SWを出力する。また、走査信号線駆動回路2が1行目の走査信号線GL1にhighレベルの電圧GDOUT1を出力するように、走査信号線駆動用信号発生部311は、ゲートクロック信号GCKおよびゲートスタートパルス信号GSPを出力する。
以上により、偶数列目のデータ信号線SLiと走査信号線GL1とが交差する画素PIXi1は、正極性の電位で充電される。充電に要する時間が経過後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、信号EVEN−SWをlowレベルとする。これにより、アナログスイッチ4−1〜4−M/2は、出力線S1〜SM/2と、偶数列目のデータ信号線SLiとを切り離す。なお、このとき、走査信号線駆動回路2は、1行目の走査信号線GL1にhighレベルの電圧GDOUT1を出力している状態である。
次に一水平走査期間の後半の1/2の期間の開始時点において、SW切替信号発生部315は、highレベルの信号D-SWを、極性信号発生部314は、lowレベルの信号REVを出力する。これにより、偶数列目の表示データは、負極性としてD/A変換され、出力回路38を介して出力線S1〜SM/2に出力される。また、同時に、共通電極駆動部313および出力バッファ32は、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側にする。
次に、アナログスイッチ切替信号発生部312は、highレベルの信号ODD−SWを出力する。また、このとき、1行目の走査信号線GL1には、highレベルの電圧GDOUT1が出力されたままである。
以上により、奇数列目のデータ信号線SLiと走査信号線GL1とが交差する画素PIXi1は、負極性の電位で充電される。充電に要する時間が経過後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、信号ODD−SWをlowレベルとする。これにより、アナログスイッチ4−1〜4−M/2は出力線S1〜SM/2と、奇数列目のデータ信号線SLiとを切り離す。続いて、走査信号線駆動回路2は、電圧GDOUT1のレベルをhighからlowとする。
以下、2行目以降については、上記1行目の書き込み方法を繰り返す。
また、5フレーム以降については、1〜4フレームの書き込み方法を繰り返す。
1〜4フレームにおいて各画素に書き込まれた表示データの極性を図6に示す。図6において、丸付き数字1は、一水平走査期間の前半の期間を表しており、丸付き数字2は、一水平走査期間の後半の期間を表している。また、+は正極性(対向電極電位が負側であり、画素電極が正極性に充電される)を、−は負極性(対向電極電位が正側であり、画素電極が負極性に充電される)を示している。
図6に示されるように、1フレーム目では、一水平走査期間の前半で、奇数列目のデータ信号線SLiに正極性の電圧が書き込まれ、後半で、偶数列目のデータ信号線SLiに負極性の電圧が書き込まれる。2フレーム目では、一水平走査期間の前半で、奇数列目のデータ信号線SLiに負極性の電圧が書き込まれ、後半で、偶数列目のデータ信号線SLiに正極性の電圧が書き込まれる。3フレーム目では、一水平走査期間の前半で、偶数列目のデータ信号線SLiに負極性の電圧が書き込まれ、後半で、奇数列目のデータ信号線SLiに正極性の電圧が書き込まれる。4フレーム目では、一水平走査期間の前半で、偶数列目のデータ信号線SLiに正極性の電圧が書き込まれ、後半で、奇数列目のデータ信号線SLiに負極性の電圧が書き込まれる。
以上のように、本実施形態では、2フレームごとに、書き込み順序を、奇数列目のデータ信号線、偶数列目のデータ信号線の順と、偶数列目のデータ信号線、奇数列目のデータ信号線の順とに交互に切り替えられる。
そのため、TFT素子6の特性バラツキが大きい場合に発生する奇数列目と偶数列目とで明暗は、平均化される。これにより、該明暗により表示ムラを回避することができ、表示品位が向上する。
なお、本実施形態では、2フレームごとに、書き込み順序を逆にする構成とした。これは、各データ信号線SLの極性が1フレームごとに反転され、2フレーム間で各データ信号線SLの表示性能が均一化される。そして、2フレームごとに、書き込み順序を逆にして、4フレーム間で、さらに明暗による表示ムラを回避し、表示品位をより向上させることに適した構成である。しかしながら、書き込み順序を逆にする単位フレーム数は、これに限られず、任意に設定可能である。
〔実施形態3〕
上記実施形態1,2の液晶表示装置では、各フレームにおいて、各列のデータ信号線SLの極性がすべての走査信号線GLで同一になるような構成とした。本実施形態では、さらに、表示品位の均一化を向上させるため、2水平走査期間ごとに、データ信号線の極性を反転させる書き込み方法を用いる。
上記実施形態1,2の液晶表示装置では、各フレームにおいて、各列のデータ信号線SLの極性がすべての走査信号線GLで同一になるような構成とした。本実施形態では、さらに、表示品位の均一化を向上させるため、2水平走査期間ごとに、データ信号線の極性を反転させる書き込み方法を用いる。
本実施形態の液晶表示装置の構成は、図1〜3を参照して説明した上記実施形態の構成と同様であるので、説明を省略する。
まず、1フレーム目の書き込みについて、図7を参照しながら説明する。図7に示されるように、1フレーム目の1行目および2行目の書き込み方法は、上記実施形態1における1フレーム目の1行目の書き込み方法と同じであるため、該書き込みについては説明を省略する。ここでは、上記実施形態1,2と異なる3行目以降の書き込みについて説明する。
3行目の表示データの書き込みは、図7で示されるように、1,2行目の極性と反転させるようにしている。
具体的には、時刻T3(1)において、共通電極駆動部313および出力バッファ32は、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側に切り替える。
また、時刻T3(1)において、SW切替信号発生部315は、スイッチ回路35に対して、highレベルの信号D−SWを出力し、極性信号発生部314は、DA変換回路37に対して、lowレベルの信号REVを出力する。
これにより、時刻T3(1)からホールドメモリ34に転送された表示データのうち、奇数列目に当たる表示データが負極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T3(1)から一水平走査期間の前半の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部312は、highレベルの信号ODD-SWをアナログスイッチ4−1〜4−M/2に出力する。
また、時刻T3(1)からの一水平走査期間では、走査信号線駆動回路2は、ゲートクロック信号GCKおよびゲートスタートパルスGSPに従って、3行目の走査信号線GL3にhighレベルの電位GDOUT3を出力している。
以上により、奇数列目のデータ信号線SLiに負極性の電圧が印加され、これらのデータ信号線SLと3行目の走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIXi3が負極性に充電される。
そして、一水平走査期間の前半の期間で充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、信号ODD-SWをlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
次に、一水平走査期間の後半の期間では、信号D−SWをlowレベル、信号REVをhighレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSが負側に切り替えられる。
これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、偶数列目に当たる表示データが、正極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T3(1)から一水平走査期間の後半の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部312は、highレベルの信号EVEN−SWを、液晶パネル1内のアナログスイッチ4−1〜4−M/2に出力する。
以上により、偶数列目のデータ信号線SLiと3行目の走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIXi3が正極性に充電される。
そして、充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、信号EVEN−SWをlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
4行目の書き込みも、上記3行目の書き込み方法を繰り返す。また、5行目以降については、1〜4行目の書き込みを繰り返す。
このように、1フレーム目において、2水平走査期間ごとに極性を反転させる。
次に、2〜4フレーム目の書き込みについて、図8〜10を参照しながら説明する。2〜4フレーム目についても、1行目および2行目の書き込み方法は、上記実施形態2における2〜4フレーム目の1行目の書き込み方法と同じであり、該書き込みについては説明を省略する。ここでは、上記実施形態2と異なる3行目以降の書き込みについて説明する。
2フレーム目の3行目の書き込みは、図8に示されるように、時刻T3(2)において、信号D−SWをhighレベル、信号REVをhighレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側に切り替える。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、奇数列目に当たる表示データが正極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T3(2)から一水平走査期間の前半の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部312は、highレベルの信号ODD-SWを出力する。
以上により、奇数列目のデータ信号線SLiに正極性の電圧が印加され、これらのデータ信号線SLと3行目の走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIXi3が正極性に充電される。
そして、一水平走査期間の前半の期間で充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、信号ODD-SWをlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
次に、一水平走査期間の後半の期間では、信号D−SWをlowレベル、信号REVをlowレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側に切り替える。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、偶数列目に当たる表示データが、負極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T3(2)から一水平走査期間の後半の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部312は、highレベルの信号EVEN−SWを出力する。
以上により、偶数列目のデータ信号線SLiと3行目の走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIXi3が負極性に充電される。
そして、充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、信号EVEN−SWをlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
4行目の書き込みも、上記3行目の書き込み方法を繰り返す。また、5行目以降については、1〜4行目の書き込みを繰り返す。
3フレーム目の3行目の書き込みは、図9に示されるように、時刻T3(3)において、信号D−SWをlowレベル、信号REVをhighレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側に切り替える。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、偶数列目に当たる表示データが正極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T3(3)から一水平走査期間の前半の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部312は、highレベルの信号EVEN-SWを出力する。
以上により、偶数列目のデータ信号線SLiと3行目の走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIXi3が正極性に充電される。
そして、一水平走査期間の前半の期間で充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、信号EVEN-SWをlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
次に、一水平走査期間の後半の期間では、信号D−SWをhighレベル、信号REVをlowレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側に切り替える。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、奇数列目に当たる表示データが、負極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T3(3)から一水平走査期間の後半の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部312は、highレベルの信号ODD−SWを出力する。
以上により、奇数列目のデータ信号線SLiと3行目の走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIXi3が負極性に充電される。
そして、充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、信号ODD−SWをlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
4行目の書き込みも、上記3行目の書き込み方法を繰り返す。また、5行目以降については、1〜4行目の書き込みを繰り返す。
4フレーム目の3行目の書き込みは、図10に示されるように、時刻T3(4)において、信号D−SWをlowレベル、信号REVをlowレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側に切り替える。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、偶数列目に当たる表示データが負極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T3(4)から一水平走査期間の前半の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部312は、highレベルの信号EVEN-SWを出力する。
以上により、偶数列目のデータ信号線SLiと3行目の走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIXi3が負極性に充電される。
そして、一水平走査期間の前半の期間で充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、信号EVEN-SWをlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
次に、一水平走査期間の後半の期間では、信号D−SWをhighレベル、信号REVをhighレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側に切り替える。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、奇数列目に当たる表示データが、正極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T3(4)から一水平走査期間の後半の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部312は、highレベルの信号ODD−SWを出力する。
以上により、奇数列目のデータ信号線SLiと3行目の走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIXi3が正極性に充電される。
そして、充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部312は、信号ODD−SWをlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
4行目の書き込みも、上記3行目の書き込み方法を繰り返す。また、5行目以降については、1〜4行目の書き込みを繰り返す。
5フレーム目以降については、1〜4フレーム目を繰り返す。
1〜4フレームにおいて各画素に書き込まれた表示データの極性を図11に示す。なお、図11中の記号は、図6において用いた記号と同一である。
図11に示されるように、各フレームにおいて、2水平走査期間ごとに、各列の極性が交互に切り替えられている。これにより、表示性能が4水平走査期間で均一化され、表示品位が向上する。
また、2水平走査期間で極性を変更しないときには、前の水平走査期間においてデータ信号線SLに充電された電荷を次の水平走査期間で再利用が可能であるため、低消費電力化が図れる。
本実施形態では、2水平走査期間ごとに極性を切り替える構成としたが、これに限られない。3以上の水平走査期間ごとに極性を切り替えてもよい。L水平走査期間ごとに極性を切り替える場合、Lが大きいほど、低消費電力化が可能となり、Lが小さいほど、表示品位が向上する。必要とする消費電力および表示品位に応じて、Lの値を適宜設定してやればよい。
〔実施形態4〕
本発明の液晶表示装置に関する他の実施形態について、図12〜図14に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上記実施の形態1〜3にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明の液晶表示装置に関する他の実施形態について、図12〜図14に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上記実施の形態1〜3にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
上記実施形態1〜3では、一水平走査期間を2分割して画素PIXに表示データを書き込む構成について説明した。しかしながら、本発明の液晶表示装置は、2分割に限られず、偶数分割であればよい。そこで、本実施形態では、一水平走査期間を4分割して書き込む構成について説明する。
図12は、本実施形態の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図12に示されるように、本実施形態の液晶表示装置は、液晶パネル1と、走査信号線駆動回路2と、データ信号線駆動回路13と、アナログスイッチ14(14−1〜14−M/4)とを備えている。
データ信号線駆動回路13は、各データ信号線SLi(i=1〜M)に対して、各データ信号線SLiに対応する映像信号(デジタル表示データ)を、後述するタイミングで出力するものである。デジタル表示データを出力するための出力信号線S(S1〜SM/4)の数は、データ信号線SLの数の1/4である。
また、データ信号線駆動回路13は、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを供給するとともに、ゲートスタートパルス信号GSP、ゲートクロック信号GCK、アナログスイッチ14−1〜14−M/4の切り替えを制御するアナログスイッチ切替信号である信号ASW1〜ASW4を出力する。
また、データ信号線駆動回路13には、水平同期信号HS、垂直同期信号VS、デジタル表示データDATA、クロック信号CLKが入力される。データ信号線駆動回路13の詳細な構成および機能については、後に詳説する。
アナログスイッチ14(14−1〜14−M/4)は、データ信号線駆動回路13の出力線Sと、データ信号線SLとの接続/非接続を切り替えるためのものである。言い換えると、アナログスイッチ14は、データ信号線駆動回路13の出力を4本のデータ信号線SLで時分割的に共用したり、データ信号線駆動回路13の出力をデータ信号線SLと切り離すためのものである。
連続する4本のデータ信号線SLiが一組に束ねられ、4本一組のデータ信号線SLiが、アナログスイッチ14を介して、データ信号線駆動回路13の出力信号線Sの1本に接続されるようになっている。すなわち、図12で示されるように、アナログスイッチ14−1〜14−M/4は、それぞれ4本一組のデータ信号線SLiと、出力信号線S1〜SM/4とに接続されている。例えば、アナログスイッチ14−1は、出力信号線S1と、データ信号線SL1〜SL4とに接続されている。なお、本実施形態において、データ信号線SLの本数Mは4の倍数である。
ここで、データ信号線SLiを、SL(1+4k),SL(2+4k),SL(3+4k),SL(4+4k):(k=0,1,…,(M/4)−1)で表すと、アナログスイッチ14−kは、出力線Skと、4本のデータ信号線SL(1+4k),SL(2+4k),SL(3+4k),SL(4+4k)との間にあり、出力線Skと4本のデータ信号線との接続/非接続とを切り替える。
アナログスイッチ14には、データ信号線駆動回路13から、信号ASW1〜ASW4が入力される。highレベルの信号ASW1が入力されると、アナログスイッチ14−kは、出力信号線Skと、データ信号線SL(1+4k)とを接続する。同様に、highレベルの信号ASW2が入力されると、出力信号線Skとデータ信号線SL(2+4k)とが、highレベルの信号ASW3が入力されると、出力信号線SkとSL(3+4k)とが、highレベルの信号ASW4が入力されると、出力信号線SkとSL(4+4k)とが接続される。また、信号がlowレベルになると、アナログスイッチ4は、出力信号線Sとデータ信号線SLとを非接続とする(切り離す)。
次に、データ信号線駆動回路13の詳細な構成について説明する。図13は、データ信号線駆動回路13の構成を示すブロック図である。
図13に示されるように、データ信号線駆動回路13は、制御部131、出力バッファ32、サンプリングメモリ33、ホールドメモリ34、スイッチ(SW)回路135、レベルシフタ36、DA変換回路(DAC)37、および出力回路38からなる。
スイッチ回路135は、制御部131から出力されるスイッチ切替信号D-SW1およびD-SW2に従って、ホールドメモリ34からレベルシフタ36に送られるデータを、1+4k列目、2+4k列目、3+4k列目、4+4k列目(k=0,1,…,M/4−1)のどの列のデータとするかを切り替えるためのものである。
すなわち、信号D-SW1およびD−SW2がともにlow状態であるとき、スイッチ回路135は、ホールドメモリ34からレベルシフタ36に1+4k列目のデータが転送されるようにする。また、信号D−SW1がhigh状態、信号D−SW2がlow状態であるとき、2+4k列目のデータが転送され、信号D−SW1がlow状態、信号D−SW2がhigh状態であるとき、3+4k列目のデータが転送され、信号D−SW1およびD−SW2がともにhigh状態であるとき、4+4k列目のデータが転送される。
このように、スイッチ回路135は、ホールドメモリ34のデータ格納領域に格納された表示データのうち、1+4k列目、2+4k列目、3+4k列目、4+4k列目(k=0,1,…,M/4−1)の何れかを後段に出力するようにする。すなわち、スイッチ回路135は、ホールドメモリ34に格納された表示データを4分割して、1/4の表示データを後段に出力する。
そのため、スイッチ回路135の後段のレベルシフタ36、DA変換回路37、出力回路38は、それぞれデータ信号線SLの数(M)の1/4だけ設けられていればよい。これにより、DA変換回路37全体に要する消費電力を低減することができる。
図13に示されるように、制御部131は、走査信号線駆動用信号発生部311、アナログスイッチ切替信号発生部1312、共通電極駆動部313、極性信号発生部314、およびSW切替信号発生部1315を備えている。
アナログスイッチ切替信号発生部1312は、アナログスイッチ14の接続/非接続を切り替えるための信号ASW1〜ASW4を発生するためのものである。アナログスイッチ切替信号発生部1312は、水平同期信号HS、垂直同期信号VS、およびクロック信号CLKを基にして、後述する周期・位相で、信号ASW1〜ASW4を出力する。
SW切替信号発生部1315は、スイッチ回路135が、レベルシフタ36を1+4k列目、2+4k列目、3+4k列目、あるいは4+4k列目(k=0,1,…,M/4−1)のデータを固定するホールドメモリ34のいずれに接続するかを決める信号D−SW1およびD−SW2を生成し、スイッチ回路135に対して出力するためのものである。SW切替信号発生部1315が信号D−SW1およびD−SW2を出力するタイミングについては、後述する。
次に、表示データに対応する電圧を画素PIXに印加するタイミングについて、図14を参照しながら説明する。図14は、1フレーム目および2フレーム目のタイミングチャートを示している。
図において、上から順に、水平同期信号HS、サンプリングメモリ33が取り込んだ表示データDATA、SW切替信号D−SW1,2、極性信号REV、対向電極電位VCOM(図中実線で示される)および出力回路38における出力電位VOUT(図中破線で示される)、信号ASW1〜ASW4、走査信号線GL1,GL2,…の出力電圧GDOUT1,GDOUT2,…を示している。なお、補助容量CSのベース電位VCSは、対向電極電位VCOM+一定値であり、VCOMと相似波形であるため、図示を省略している。
まず、1フレーム目について説明する。上記実施形態と同様に、水平同期信号HSのタイミング時刻T1(1)よりも前に、サンプリングメモリ33は、一行目の表示データを取り込んでおり、時間T1(1)において、サンプリングメモリ33は、1行目の表示データをホールドメモリ34に転送する。
そして、時刻T1(1)において、SW切替信号発生部1315は、スイッチ回路135に対して、lowレベルの信号D−SW1,2を出力する。また、極性信号発生部314は、DA変換回路37に対して、highレベルの信号REVを出力する。
また、このとき、共通電極駆動部313および出力バッファ32は、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側に切り替える。
これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、1+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データのみが、DA変換回路37に送られる。そして、DA変換回路37は、送られてきた表示データを正極性として変換し、出力回路38を介して出力線Sに出力する。
そして、時刻T1(1)から一水平走査期間の1/4の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW1を、液晶パネル1内のアナログスイッチ14−1〜14−M/4に出力する。
また、走査信号線駆動回路2が走査信号線GL1,GL2,…に対して水平走査期間ごとに順にhighレベルの電位を出力できるように、走査信号線駆動用信号発生部311は、ゲートスタートパルス信号GSPおよびゲートクロック信号GCKを走査信号線駆動回路2に出力する。すなわち、時刻T1(1)からの一水平走査期間では、1行目の走査信号線GL1の電位GDOUT1がhighレベルとなっている。
これにより、1+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(1+4k)に正極性の電圧が印加され、これらのデータ信号線SL(1+4k)と1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIX(1+4k)1が正極性に充電される。
そして、一水平走査期間の1/4以内の期間で充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、信号ASW1をlowレベルに切り替える。これにより、液晶パネル1内のアナログスイッチ14がOFFとなり、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SL(1+4k)とが切り離される。
次の一水平走査期間の2/4番目では、SW切替信号発生部1315は、lowレベルの信号D−SW1およびhighレベルの信号D−SW2を出力する。極性信号発生部314は、一水平走査期間の1/4番目の期間と同様に、highレベルの信号REVを出力する。共通電極駆動部313および出力バッファ32も、一水平走査期間の1/4番目の期間と同様に、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側のままとする。
これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、3+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データのみが、DA変換回路37に送られ、DA変換回路37は、送られてきた表示データを正極性として変換し、出力回路38を介して出力線S(3+4k)に出力する。
そして、時刻T1(1)から一水平走査期間の2/4番目の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW3をアナログスイッチ14に出力する。
以上により、3+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(3+4k)に正極性の電圧が印加され、これらのデータ信号線SL(3+4k)と1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIX(3+4k)1が正極性に充電される。
そして、充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、信号ASW3をlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
次の一水平走査期間の3/4番目では、SW切替信号発生部1315は、highレベルの信号D−SW1およびlowレベルの信号D−SW2を出力する。極性信号発生部314は、lowレベルの信号REVを出力する。また、共通電極駆動部313および出力バッファ32は、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側に切り替える。
これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、2+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データが負極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T1(1)から一水平走査期間の3/4番目の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW2をアナログスイッチ14に出力する。
以上により、2+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(2+4k)に負極性の電圧が印加され、これらのデータ信号線SL(2+4k)と1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIX(2+4k)1が負極性に充電される。
そして、充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、信号ASW2をlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
一水平走査期間の4/4番目では、SW切替信号発生部1315は、highレベルの信号D−SW1,2を出力する。極性信号発生部314は、一水平走査期間の3/4番目の期間と同様に、lowレベルの信号REVを出力する。また、共通電極駆動部313および出力バッファ32も、一水平走査期間の3/4番目の期間と同様に、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側にままとする。
これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、4+4k列目(k=0〜M/4−1)にあたる表示データが負極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T1(1)から一水平走査期間の4/4番目の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW4をアナログスイッチ14に出力する。
以上により、4+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(4+4k)に負極性の電圧が印加され、これらのデータ信号線SL(4+4k)と1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIX(4+4k)1が負極性に充電される。
そして、充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、信号ASW4をlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
その後、走査信号線駆動回路2は、1行目の走査信号線GL1の電位GDOUT1をlowレベルとにして、画素PIXi1への書き込みを終了する。
2行目以降の書き込みも、1行目と同様に、水平走査期間を4つの期間に分ける。そして、最初の1/4の水平走査期間では、1+4k(k=0〜M/4−1)列目の表示データを正極性の電位で充電し、次の一水平走査期間の2/4番目の期間では、3+4k(k=0〜M/4−1)列目の表示データを正極性の電位で充電し、次の一水平走査期間の3/4番目の期間では、2+4k(k=0〜M/4−1)列目の表示データを負極性の電位で充電し、最後の一水平走査期間の4/4番目の期間では、4+4k(k=0〜M/4−1)列目の表示データを負極性の電位で充電する。
このように、データ信号線駆動回路13の出力電位極性は水平走査期間の1/2期間ごとに正負に切り替わるが、各列のデータ信号線はいずれの行においても極性は変わらない。そのため、データ信号線SLに充電された電荷を再利用して画素PIXへの電荷書き込むので消費電力を低減できる。
次に、2フレーム目の書き込みについて説明する。2フレーム目では、液晶を交流駆動させるように、1フレーム目と逆極性を印加するようにする。
まず、時刻T1(2)において、共通電極駆動部313および出力バッファ32は、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側に切り替える。
また、時刻T1(2)において、SW切替信号発生部1315は、スイッチ回路135に対して、lowレベルの信号D−SW1,2を出力し、極性信号発生部314は、DA変換回路37に対して、lowレベルの信号REVを出力する。
これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、1+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データのみが、DA変換回路37に送られる。そして、DA変換回路37は、送られてきた表示データを負極性として変換し、出力回路38を介して出力線Sに出力する。
そして、時刻T1(2)から一水平走査期間の1/4番目の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW1をアナログスイッチ14に出力する。
また、1フレーム目と同様に、走査信号線駆動回路2が走査信号線GL1,GL2,…に対して水平走査期間ごとに順にhighレベルの電位を出力し、時刻T1(2)からの一水平走査期間では、1行目の走査信号線GL1の電位GDOUT1がhighレベルとなっている。
以上により、1+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(1+4k)に負極性の電圧が印加され、これらのデータ信号線SL(1+4k)と1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIX(1+4k)1が負極性に充電される。
そして、一水平走査期間の1/4以内の期間で充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、信号ASW1をlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
次の一水平走査期間の2/4番目では、信号D−SW1をlowレベル、信号D−SW2をhighレベル、信号REVをhighレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側のままとする。
これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、3+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データが、負極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T1(2)から一水平走査期間の2/4番目の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW3をアナログスイッチに出力する。
以上により、3+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(3+4k)と1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIX(3+4k)1が負極性に充電される。
そして、充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、信号ASW3をlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
次の一水平走査期間の3/4番目では、信号D−SW1をhighレベル、信号D−SW2をlowレベル、信号REVをhighレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側に切り替える。
これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、2+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データが、正極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T1(2)から一水平走査期間の3/4番目の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW2をアナログスイッチ14に出力する。
以上により、2+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(2+4k)と1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIX(2+4k)1が正極性に充電される。
そして、充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、信号ASW2をlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
最後の一水平走査期間の4/4番目では、信号D−SW1をhighレベル、信号D−SW2をhighレベル、信号REVをhighレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側のままとする
これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、4+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データが、正極性として変換され、出力線Sに出力される。
これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、4+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データが、正極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T1(2)から一水平走査期間の4/4番目の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW4をアナログスイッチ14に出力する。
以上により、4+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(4+4k)と1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIX(4+4k)1が正極性に充電される。
そして、充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、信号ASW4をlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
その後、走査信号線駆動回路2は、1行目の走査信号線GL1の電位GDOUT1をlowレベルとにして、画素PIXi1への書き込みを終了する。
2行目以降の書き込みも、1行目の書き込み方法を繰り返す。また、3フレーム以降については、上記1,2フレーム目の書き込み方法を繰り返す。
以上のように、本実施形態において、データ信号線駆動回路13は、水平走査期間を4分割して、そのうちの1/2水平走査期間には正極性の電圧をデータ信号線SLに出力し、残りの1/2水平走査期間には負極性の電圧をデータ信号線SLに出力する。また、データ信号線SLへの出力電圧の極性切り替えに対応した周期で、対向電極電位の極性が反転される。
この反転方式を携帯電話等で主流の240ドット×320ドットクラスの小型ディスプレイに適用させると、対向電極が従来のライン反転駆動に比べて、倍速交流駆動されるため、反転周期も2倍の20kHz程度となる。これにより、たとえディスプレイが振動しても、人間の可聴周波数以上の音になるため、通話の妨げとなる音鳴りが回避できる。
また、本実施形態では、上記のように、各フレームにおいて、各列のデータ信号線SLiに充電される極性は全ての行で同一である。そのため、前の行の書き込み時にデータ信号線SLiに充電された電荷を、次の行の書き込み時に再利用することができる。これにより、低消費電力が可能となる。
さらに、本実施形態では、スイッチ回路35を備えることで、DA変換回路37の数をデータ信号線SLの数の1/4とする構成としている。DA変換回路37は、一水平走査期間の1/4の期間でDA変換を行うため高速処理が必要であるが、その数がデータ信号線SLの1/4と少ないため、DA変換回路37全体に要する消費電力を低減できる。
また、上記のように、本実施形態では、対向電極電位を反転駆動させるため、上記した対向電極電位を一定駆動とする場合に比べて、データ信号線駆動回路に必要となる外部電源を、60%以下とすることができ、一層の低消費電力化が可能となる。
また、フレームごとに各データ信号線SLの極性が反転するため、表示性能がフレーム間で均一化され、表示品位が向上する。
〔実施形態5〕
上記実施形態4では、常に、1+4k列目、3+4k列目、2+4k列目、4+4k列目の順序で画素PIXが充電される。そのため、上記実施形態2において説明したように、正しい電位がデータ信号線SLから画素PIXに書き込まれる時間が、1+4k列目、3+4k列目、2+4k列目、4+4k列目によって異なる。このとき、TFT素子6の特性バラツキが大きい場合、1+4k列目、3+4k列目、2+4k列目、4+4k列目で明暗が発生し、表示ムラが生じる。
上記実施形態4では、常に、1+4k列目、3+4k列目、2+4k列目、4+4k列目の順序で画素PIXが充電される。そのため、上記実施形態2において説明したように、正しい電位がデータ信号線SLから画素PIXに書き込まれる時間が、1+4k列目、3+4k列目、2+4k列目、4+4k列目によって異なる。このとき、TFT素子6の特性バラツキが大きい場合、1+4k列目、3+4k列目、2+4k列目、4+4k列目で明暗が発生し、表示ムラが生じる。
本実施形態は、上記表示ムラの発生を抑制する機能を備えた構成としている。
本実施形態の液晶表示装置の構成は、図12,13を参照して説明した上記実施形態の構成と同様であるので、説明を省略する。また、1フレーム目、2フレーム目の書き込み方法は、上記実施形態と同じであるため、該書き込みについても説明を省略し、上記実施形態と異なる3フレーム目、4フレーム目の書き込み方法について説明する。
3フレーム目では、図15で示されるように、時刻T1(3)において、共通電極駆動部313および出力バッファ32は、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側に切り替える。
また、時刻T1(3)において、SW切替信号発生部1315は、スイッチ回路135に対して、highレベルの信号D−SW1,2を出力し、極性信号発生部314は、DA変換回路37に対して、lowレベルの信号REVを出力する。
これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、4+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データのみが、DA変換回路37に送られる。そして、DA変換回路37は、送られてきた表示データを負極性として変換し、出力回路38を介して出力線Sに出力する。
そして、時刻T1(3)から一水平走査期間の1/4番目の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW4をアナログスイッチ14に出力する。
また、1,2フレーム目と同様に、走査信号線駆動回路2が走査信号線GL1,GL2,…に対して水平走査期間ごとに順にhighレベルの電位を出力し、時刻T1(3)からの一水平走査期間では、1行目の走査信号線GL1の電位GDOUT1がhighレベルとなっている。
以上により、4+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(4+4k)に負極性の電圧が印加され、これらのデータ信号線SL(4+4k)と1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIX(4+4k)1が負極性に充電される。
そして、一水平走査期間の1/4以内の期間で充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、信号ASW4をlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
次の一水平走査期間の2/4番目では、信号D−SW1をhighレベル、信号D−SW2をlowレベル、信号REVをlowレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側のままとする。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、2+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データが、負極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T1(3)から一水平走査期間の2/4番目の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW2をアナログスイッチ14−1〜14−M/4に出力する。
以上により、2+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(2+4k)と1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIX(2+4k)1が負極性に充電される。
そして、充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、信号ASW2をlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
次の一水平走査期間の3/4番目では、信号D−SW1をlowレベル、信号D−SW2をhighレベル、信号REVをhighレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側に切り替える。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、3+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データが、正極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T1(3)から一水平走査期間の3/4番目の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW3を、液晶パネル1内のアナログスイッチ14−1〜14−M/4に出力する。
以上により、3+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(3+4k)と1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIX(3+4k)1が正極性に充電される。
そして、充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、信号ASW3をlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
最後の一水平走査期間の4/4番目では、信号D−SW1をlowレベル、信号D−SW2をlowレベル、信号REVをhighレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側にままとする。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、1+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データが、正極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T1(3)から一水平走査期間の4/4番目の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW1を、液晶パネル1内のアナログスイッチ14−1〜14−M/4に出力する。
以上により、1+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(1+4k)と1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIX(1+4k)1が正極性に充電される。
そして、充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、信号ASW1をlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
その後、走査信号線駆動回路2は、1行目の走査信号線GL1の電位GDOUT1をlowレベルとにして、画素PIXi1への書き込みを終了する。
2行目以降の書き込みも、1行目の書き込み方法を繰り返す。
次に、4フレーム目の書き込みについて説明する。4フレーム目では、液晶を交流駆動させるように、3フレーム目と逆極性を印加するようにする。
まず、時刻T1(4)において、共通電極駆動部313および出力バッファ32は、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側に切り替える。
また、時刻T1(4)において、信号D−SW1、信号D−SW2、および信号REVをhighレベルとする。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、4+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データが正極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、時刻T1(4)から一水平走査期間の1/4番目の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW4を出力する。
また、3フレーム目と同様に、走査信号線駆動回路2が走査信号線GL1,GL2,…に対して水平走査期間ごとに順にhighレベルの電位を出力し、時刻T1(4)からの一水平走査期間では、1行目の走査信号線GL1の電位GDOUT1がhighレベルとなっている。
以上により、4+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(4+4k)と1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIX(4+4k)1が正極性に充電される。
そして、一水平走査期間の1/4以内の期間で充電完了後、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、信号ASW4をlowレベルに切り替え、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
次の一水平走査期間の2/4番目では、信号D−SW1をhighレベル、信号D−SW2をlowレベル、信号REVをhighレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側のままとする。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、2+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データが、正極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、highレベルの信号ASW2を出力され、2+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(2+4k)と1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIX(2+4k)1が正極性に充電される。
そして、充電完了後、信号ASW2がlowレベルに切り替えられ、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
次の一水平走査期間の3/4番目では、信号D−SW1をlowレベル、信号D−SW2をhighレベル、信号REVをlowレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側に切り替える。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、3+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データが、負極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、highレベルの信号ASW3が出力され、3+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(3+4k)と1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIX(3+4k)1が負極性に充電される。
そして、充電完了後、信号ASW3がlowレベルに切り替えられ、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
最後の一水平走査期間の4/4番目では、信号D−SW1、信号D−SW2、および信号REVをlowレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側にままとする。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、1+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データが、負極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、highレベルの信号ASW1が出力され、1+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(1+4k)と1行目の走査信号線GL1との交差部に接続された画素PIX(1+4k)1が負極性に充電される。
そして、充電完了後、信号ASW1がlowレベルに切り替えられ、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
その後、走査信号線駆動回路2は、1行目の走査信号線GL1の電位GDOUT1をlowレベルとにして、画素PIXi1への書き込みを終了する。
2行目以降の書き込みも、1行目の書き込み方法を繰り返す。
また、5フレーム以降については、1〜4フレーム目の書き込み方法を繰り返せばよい。
また、5フレーム以降については、1〜4フレーム目の書き込み方法を繰り返せばよい。
1〜4フレームにおいて各画素に書き込まれた表示データの極性を図16に示す。図16における記号は、図6の記号と同一である。
図16に示されるように、1,2フレーム目では、1+4k,3+4k,2+4k,4+4k列目の順に書き込まれるが、3,4フレーム目では、これとは逆に、4+4k,2+4k,3+4k,1+4k列目の順に書き込まれる。このように、本実施形態では、2フレームごとに、書き込み順序が切り替えられる。
そのため、TFT素子6の特性バラツキが大きい場合に発生する1+4k,3+4k,2+4k,4+4k列目の明暗の差は、平均化される。これにより、該明暗により表示ムラを回避することができ、表示品位が向上する。
〔実施形態6〕
上記実施形態4,5の液晶表示装置では、各フレームにおいて、各列のデータ信号線SLの極性がすべての行で同一になるような構成とした。本実施形態では、さらに、表示品位を向上させるため、2水平走査期間ごとに、データ信号線の極性を反転させる書き込み方法を用いる。
上記実施形態4,5の液晶表示装置では、各フレームにおいて、各列のデータ信号線SLの極性がすべての行で同一になるような構成とした。本実施形態では、さらに、表示品位を向上させるため、2水平走査期間ごとに、データ信号線の極性を反転させる書き込み方法を用いる。
本実施形態の液晶表示装置の構成は、図12,13を参照して説明した上記実施形態の構成と同様であるので、説明を省略する。
まず、1フレーム目の書き込みについて、図17を参照しながら説明する。図17に示されるように、1フレーム目の1行目および2行目の書き込み方法は、上記実施形態4,5における1フレーム目の1行目の書き込み方法と同じであるため、該書き込みについては説明を省略する。ここでは、上記実施形態4,5と異なる3行目以降の書き込みについて説明する。
3行目の表示データの書き込みは、図17で示されるように、1,2行目の極性と反転させるようにしている。
具体的には、時刻T3(1)において、共通電極駆動部313および出力バッファ32は、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側に切り替える。また、SW切替信号発生部1315は、lowレベルの信号D−SW1,2を出力し、極性信号発生部信号314は、lowレベルの信号REVを出力する。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、1+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データが負極性として変換され、出力線Sに出力する。
そして、時刻T3(1)から一水平走査期間の1/4番目の期間中に、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW1を出力する。
以上により、1+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(1+4k)と3行目の走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIX(1+4k)3が負極性に充電される。
そして、一水平走査期間の1/4以内の期間で充電完了後、信号ASW1がlowレベルに切り替えられ、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
次の一水平走査期間の2/4番目では、信号D−SW1をlowレベル、信号D−SW2をhighレベル、信号REVをlowレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側のままとする。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、3+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データが、負極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、highレベルの信号ASW3が出力され、3+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(3+4k)と3行目の走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIX(3+4k)3が負極性に充電される。
そして、充電完了後、信号ASW3がlowレベルに切り替えられ、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
次の一水平走査期間の3/4番目では、信号D−SW1をhighレベル、信号D−SW2をlowレベル、信号REVをhighレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側に切り替える。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、2+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データが、正極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、highレベルの信号ASW2が出力され、2+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(2+4k)と走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIX(2+4k)3が正極性に充電される。
そして、充電完了後、信号ASW2がlowレベルに切り替えられ、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
最後の一水平走査期間の4/4番目では、信号D−SW1,2、および信号REVをhighレベルとする。また、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側にままとする。これにより、ホールドメモリ34に転送された表示データのうち、4+4k列目(k=0〜M/4−1)に当たる表示データが、正極性として変換され、出力線Sに出力される。
そして、highレベルの信号ASW4が出力され、4+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(4+4k)と走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIX(4+4k)3が正極性に充電される。
そして、充電完了後、信号ASW4がlowレベルに切り替えられ、データ信号線駆動回路3とデータ信号線SLとが切り離される。
その後、走査信号線駆動回路2は、3行目の走査信号線GL3の電位GDOUT3をlowレベルとにして、画素PIXi3への書き込みを終了する。
4行目の書き込みも、3行目の書き込み方法を繰り返す。5行目以降については、1〜4行目の書き込みを繰り返せばよい。
次に、2〜4フレーム目の書き込みについて、図18〜20を参照しながら説明する。図18〜20に示されるように、2〜4フレーム目の1行目および2行目の書き込み方法は、上記実施形態5における2〜4フレーム目の1行目の書き込み方法と同じであり、該書き込みについては説明を省略する。ここでは、上記実施形態5と異なる3行目以降の書き込みについて説明する。
2フレーム目の3行目の書き込みは、図18に示されるように、時刻T3(2)から一水平走査期間の1/4番目の期間において、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側に切り替え、信号D−SW1をlowレベル,信号D−SW2をlowレベル、および信号REVをhighレベルとする。また、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW1を出力する。これにより、一水平走査期間の1/4番目の期間中に、1+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(1+4k)と3行目の走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIX(1+4k)3が正極性に充電される。
次に、時刻T3(2)から一水平走査期間の2/4番目の期間において、信号D−SW1をlowレベル,信号D−SW2をhighレベル、および信号REVをhighレベルとする。また、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW3を出力する。これにより、この期間中に、3+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(3+4k)と走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIX(3+4k)3が正極性に充電される。
次に、時刻T3(2)から一水平走査期間の3/4番目の期間において、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側に切り替え、信号D−SW1をhighレベル,信号D−SW2をlowレベル、および信号REVをlowレベルとする。また、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW2を出力する。これにより、この期間中に、2+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(2+4k)と走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIX(2+4k)3が負極性に充電される。
最後に、時刻T3(2)から一水平走査期間の4/4番目の期間において、信号D−SW1,2をhighレベル,信号REVをlowレベルとする。また、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW4を出力する。これにより、この期間中に、4+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(4+4k)と走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIX(4+4k)3が負極性に充電される。
3フレーム目の3行目の書き込みは、図19に示されるように、時刻T3(3)から一水平走査期間の1/4番目の期間において、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側に切り替え、信号D−SW1,2、および信号REVをhighレベルとする。また、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW4を出力する。これにより、この期間中に、4+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(4+4k)と3行目の走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIX(4+4k)3が正極性に充電される。
次に、時刻T3(3)から一水平走査期間の2/4番目の期間において、信号D−SW1をhighレベル,信号D−SW2をlowレベル、および信号REVをhighレベルとする。また、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW2を出力する。これにより、この期間中に、2+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(2+4k)と走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIX(2+4k)3が正極性に充電される。
次に、時刻T3(3)から一水平走査期間の3/4番目の期間において、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側に切り替え、信号D−SW1をlowレベル,信号D−SW2をhighレベル、および信号REVをlowレベルとする。また、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW3を出力する。これにより、この期間中に、3+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(3+4k)と走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIX(3+4k)3が負極性に充電される。
最後に、時刻T3(3)から一水平走査期間の4/4番目の期間において、信号D−SW1,2、および信号REVをlowレベルとする。また、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW1を出力する。これにより、この期間中に、1+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(1+4k)と走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIX(1+4k)3が負極性に充電される。
4フレーム目の3行目の書き込みは、図20に示されるように、時刻T3(4)から一水平走査期間の1/4番目の期間において、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを正側に切り替え、信号D−SW1,2をhighレベル、信号REVをlowレベルとする。また、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW4を出力する。これにより、この期間中に、4+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(4+4k)と3行目の走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIX(4+4k)3が負極性に充電される。
次に、時刻T3(4)から一水平走査期間の2/4番目の期間において、信号D−SW1をhighレベル,信号D−SW2および信号REVをlowレベルとする。また、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW2を出力する。これにより、この期間中に、2+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(2+4k)と走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIX(2+4k)3が負極性に充電される。
次に、時刻T3(4)から一水平走査期間の3/4番目の期間において、対向電極電位VCOMおよび補助容量CSのベース電位VCSを負側に切り替え、信号D−SW1をlowレベル,信号D−SW2をhighレベル、および信号REVをhighレベルとする。また、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW3を出力する。これにより、この期間中に、3+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(3+4k)と走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIX(3+4k)3が正極性に充電される。
最後に、時刻T3(4)から一水平走査期間の4/4番目の期間において、信号D−SW1,2をlowレベル、信号REVをhighレベルとする。また、アナログスイッチ切替信号発生部1312は、highレベルの信号ASW1を出力する。これにより、この期間中に、1+4k列目(k=0〜M/4−1)のデータ信号線SL(1+4k)と走査信号線GL3との交差部に接続された画素PIX(1+4k)3が正極性に充電される。
2〜4フレーム目においても、1フレーム目と同様に、4行目の書き込みは、3行目の書き込み方法を繰り返す。5行目以降については、1〜4行目の書き込みを繰り返せばよい。また、5フレーム以降については、1〜4フレームを繰り返す。
1〜4フレームにおいて各画素に書き込まれた表示データの極性を図21に示す。なお、図21中の記号は、図6において用いた記号と同一である。
図21に示されるように、各フレームにおいて、2水平走査期間ごとに、各列の極性が交互に切り替えられている。これにより、各列の表示性能がさらに均一化され、表示品位が向上する。
また、2水平走査期間で極性を変更しないときには、前の水平走査期間においてデータ信号線SLに充電された電荷を次の水平走査期間で再利用が可能であるため、低消費電力化が図れる。
本実施形態では、2水平走査期間ごとに極性を切り替える構成としたが、これに限られない。3以上の水平走査期間ごとに極性を切り替えてもよい。
なお、上記実施形態では、共通電極駆動部313および出力バッファ32、アナログスイッチ切替信号発生部312・1312、および走査信号線駆動用信号発生部311は、データ信号線駆動回路3または13に組み込まれている構成としたが、これに限られない。これらは、データ信号線駆動回路3または13の外部に構成されていてもよい。
なお、上記実施形態では、アナログスイッチ4または14を、データ信号線駆動回路3または13の外部にあるものとして構成したが、これに限られない。アナログスイッチ4または14が、データ信号線駆動回路3または13の内部に組み込まれていてもよい。この構成によっても、本発明の駆動方式を実現できる。
また、偶数期間に分割した一水平走査期間において、D/A変換するデータの順序とそれに対応したアナログスイッチ4または14の開閉順序は、上記実施形態に述べた方法に限定されるわけではない。よりランダムで、その結果、表示品位が均一になるさまざまな順序がありうるが、これらの順序はすべて、本発明の構成により、自由に選択することができることは明らかである。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明の液晶表示装置では、音鳴りを防止でき、かつ、消費電力を低減することができる。そのため、液晶テレビ等の表示装置に適用ができる。また、低消費電力化の要望の強い携帯電話等のモバイル機器にも適用できる。
1 液晶パネル
2 走査信号線駆動回路
3 データ信号線駆動回路
31 制御部
311 走査信号線駆動用信号発生部
312 アナログスイッチ切替信号発生部
313 共通電極駆動部(対向電極極性切替手段)
314 極性信号発生部
315 SW切替信号発生部
32 出力バッファ(対向電極極性切替手段)
33 サンプリングメモリ
34 ホールドメモリ
35 スイッチ回路
36 レベルシフタ
37 DA変換回路(DAC)
38 出力回路
4(4−1〜4−M/2) アナログスイッチ(データ信号線切替手段)
13 データ信号線駆動回路
131 制御部
1312 アナログスイッチ切替信号発生部
1315 SW切替信号発生部
135 スイッチ回路
14(14−1〜14−M/4) アナログスイッチ(データ信号線切替手段)
GL 走査信号線
SL データ信号線
PIX 画素
2 走査信号線駆動回路
3 データ信号線駆動回路
31 制御部
311 走査信号線駆動用信号発生部
312 アナログスイッチ切替信号発生部
313 共通電極駆動部(対向電極極性切替手段)
314 極性信号発生部
315 SW切替信号発生部
32 出力バッファ(対向電極極性切替手段)
33 サンプリングメモリ
34 ホールドメモリ
35 スイッチ回路
36 レベルシフタ
37 DA変換回路(DAC)
38 出力回路
4(4−1〜4−M/2) アナログスイッチ(データ信号線切替手段)
13 データ信号線駆動回路
131 制御部
1312 アナログスイッチ切替信号発生部
1315 SW切替信号発生部
135 スイッチ回路
14(14−1〜14−M/4) アナログスイッチ(データ信号線切替手段)
GL 走査信号線
SL データ信号線
PIX 画素
Claims (8)
- 画像を表示する複数の画素と、該画素に接続された複数のデータ信号線および複数の走査信号線と、前記データ信号線を介して前記画素に映像データを書き込むデータ信号線駆動回路と、前記走査信号線を介して映像データの前記画素への書き込みを制御する走査信号線駆動回路とを備える液晶表示装置において、
前記データ信号線駆動回路は、一水平走査期間を偶数の分割数に分割して、一水平走査期間の1/2期間では、略1/2の本数の前記データ信号線に対して映像データを正極性として出力し、残りの1/2期間では、残りの略1/2の本数の前記データ信号線に対して映像データを負極性として出力し、
前記データ信号線駆動回路の出力極性の切り替えに対応した周期で、対向電極電位の極性を切り替える対向電極極性切替手段を備えることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記データ信号線駆動回路の出力を、前記分割数分のデータ信号線に対して、一水平走査期間の1/分割数の期間ごとに振り分けるデータ信号線切替手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記データ信号線切替手段は、任意のフレーム数ごとに、前記データ信号線駆動回路の出力を、前記分割数分のデータ信号線に振り分ける順番を逆にすることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記データ信号線駆動回路は、任意のフレーム数ごとに、各データ信号線に出力する映像データの極性を切り替えることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記データ信号線駆動回路は、所定数のフレームごとに、各データ信号線に出力する映像データの極性を切り替え、
前記データ信号線切替手段は、前記所定数の倍のフレーム数ごとに、前記データ信号線駆動回路の出力を、前記分割数分のデータ信号線に振り分ける順番を逆にすることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。 - 前記データ信号線駆動回路は、2以上の水平走査期間ごとに、データ信号線に出力する映像データの極性を反転させることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記データ信号線駆動回路は、前記分割数を2とし、一水平走査期間の前半の1/2の期間では、奇数番目または偶数番目の前記データ信号線に対して、映像データを正極性または負極性として出力し、一水平走査期間の後半の1/2の期間では、前半とは異なる前記データ信号線に対して、映像データを前半とは異なる極性として出力することを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記データ信号線の本数が4の倍数であり、
前記データ信号線駆動回路は、前記分割数を4とし、一水平走査期間の最初の1/4の期間では、1+4k(k=0,1,…,M/4−1:Mはデータ信号線の本数)番目の前記データ信号線に対して、映像データを正極性または負極性として出力し、次の1/4の期間では、3+4k(k=0,1,…,M/4−1)番目の前記データ信号線に対して、映像データを最初の1/4の期間と同じ極性で出力し、次の1/4の期間では、2+4k(k=0,1,…,M/4−1)番目の前記データ信号線に対して、映像データを最初の1/4の期間と異なる極性で出力し、次の1/4の期間では、4+4k(k=0,1,…,M/4−1)番目の前記データ信号線に対して、映像データを最初の1/4の期間と異なる極性で出力することを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の液晶表示装置。
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