JP2005274990A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示パネルのビデオ配線と信号配線との間に生じる寄生容量を削減する。
【解決手段】映像信号サンプリング用のスイッチ素子TGは、横方向の幅寸法が各画素の横方向の幅寸法に対応した信号配線Yの間隔に比べて大きい。幅寸法の広いスイッチ素子TGを間隔の狭い信号配線Yに対応させるため、スイッチ素子TGは縦方向に複数段重ねて配されている。各スイッチ素子Yは、横方向に配されたビデオ配線100から縦方向に分岐した分岐配線Sに接続する入力端子と、対応する縦方向の信号配線Yに接続する出力端子とを有する。スイッチ素子TG4の入力端子に接続する分岐配線S4と、これに隣接し且つ他のスイッチ素子TG3の出力端子に接続する信号配線Y3との間に生じる寄生容量を削減するため、互いに隣接する分岐配線S4と信号配線Y3との間に所定の電位Vcomに保持されたシールド配線12を介在させる。
【選択図】図6

Description

本発明はアクティブマトリクス型の表示装置に関する。より詳しくは、外部から映像信号を取り入れるビデオ配線と、各画素に映像信号を分配する信号配線との間に生じる寄生容量を抑制する技術に関する。
フラット型の表示装置(以下表示パネル)は、画面を構成する画素アレイ部とその周辺に配された垂直走査回路及び水平走査回路とで構成されているのが一般的である。画素アレイ部は、横方向に配されたゲート配線、縦方向に配された信号配線、及び各ゲート配線と各信号配線が交差する部分に配された各画素からなる。垂直走査回路は各ゲート配線に接続し、垂直走査期間で各画素を線順次選択する。
表示パネルは横方向に配されたビデオ配線を備えており、外部から供給された映像信号を取り入れる。このビデオ配線と各信号配線との間には複数のスイッチ素子が接続されている。ここで水平走査回路は、水平走査期間で各スイッチ素子を順次オンしてビデオ配線から映像信号を各信号配線に順次サンプリングし、以って選択された行の画素に映像信号を書き込む。
特開2002−49052号公報
表示パネルの小型化及び高精細化に伴い、画素ピッチの縮小化が進んでいる。この為周辺回路も狭ピッチ化が進み、映像信号サンプリング用のスイッチ素子は、画素と1:1でレイアウトすることが厳しくなっている。そこで、小型で高精細な表示パネルではスイッチ素子を複数段積みすることによってレイアウトを行なっている。すなわち、小型高精細の表示パネルでは、スイッチ素子の横方向の幅寸法が、各画素の横方向の幅寸法に対応した信号配線の間隔に比べて相対的に大きい。幅寸法の広いスイッチ素子を間隔の狭い信号配線に対応させる為、スイッチ素子は縦方向に複数段重ねて配する。
各スイッチ素子は例えばトランスミッションゲート素子からなり、入力端子と出力端子と制御用のゲート端子とを備えている。入力端子は、横方向に配されたビデオ配線から縦方向に分岐した分岐配線に接続している。出力端子は対応する縦方向の信号配線と接続している。ゲート端子は水平走査回路に接続している。ここでスイッチ素子を複数段縦に重ねて配列した構成では、あるスイッチ素子の入力端子に接続する分岐配線と、これに隣接し且つ他のスイッチ素子の出力端子に接続する信号配線との間に寄生容量が生じる。この寄生容量を通じて、分岐配線に生じる映像信号の電位変動がこれに隣接する信号配線にノイズとして飛び込み、その電位の変動をもたらす。これにより、画素アレイ部に表示される画像に縦スジなどの表示欠陥が現われ、これが解決すべき課題となっている。
上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明は表示パネルのビデオ配線と信号配線との間に生じる寄生容量を削減することを目的とする。係る目的を達成する為に以下の手段を講じた。即ち、横方向に配されたゲート配線、縦方向に配された信号配線及び各ゲート配線と各信号配線が交差する部分に配された各画素からなる画素アレイ部と、各ゲート配線に接続し垂直走査期間で各画素を線順次選択する垂直走査回路と、外部から供給された映像信号を取り入れる横方向に配されたビデオ配線と、該ビデオ配線と各信号配線との間に接続された複数のスイッチ素子と、水平走査期間で各スイッチ素子を順次オンして該ビデオ配線から映像信号を各信号配線に順次サンプリングし、以って選択された行の画素に映像信号を書き込む水平走査回路とを備えた表示装置において、前記スイッチ素子は、横方向の幅寸法が各画素の横方向の幅寸法に対応した信号配線の間隔に比べて大きく、幅寸法の広いスイッチ素子を間隔の狭い信号配線に対応させるため、前記スイッチ素子は縦方向に複数段重ねて配されており、各スイッチ素子は、横方向に配されたビデオ配線から縦方向に分岐した分岐配線に接続する入力端子と、対応する縦方向の信号配線に接続する出力端子とを有し、あるスイッチ素子の入力端子に接続する分岐配線と、これに隣接し且つ他のスイッチ素子の出力端子に接続する信号配線との間に生じる寄生容量を削減するため、互いに隣接する該分岐配線と該信号配線との間に所定の電位に保持されたシールド配線を介在させることを特徴とする。
具体的には、互いに隣接する分岐配線と信号配線との間に生じる寄生容量は、対応するスイッチ素子の位置に応じて大小の差があり、前記シールド配線は、寄生容量の大きな分岐配線と信号配線との間に選択的に配されており、以って各分岐配線と信号配線との間に生じる寄生容量の差を低減化する。又、前記水平走査回路は、複数段に重ねられたスイッチ素子の組を同時にオンして該ビデオ配線から映像信号を対応する信号配線にサンプリングする
映像信号サンプリング用のスイッチ素子を複数段積みにすると、ビデオ配線を各スイッチ素子に導く分岐配線とこれに隣接する信号配線との間の寄生容量が、各段で異なる様になる。寄生容量が他の段に比べて大きい部分では、ビデオ配線上の映像信号の電位変動が大きな寄生容量を介して隣接する信号配線に飛び込みその顕著な電位変動をもたらす。電位変動が他の信号配線に比べて大きいとその部分が縦スジ状の画像欠陥となって現われる。そこで本発明では、ビデオ配線から分岐した分岐配線とこれに隣接する信号配線との間に固定電位に接続されたシールド配線を挿入することで、両者を電気的に分離し、信号配線電位の変動を抑えている。これにより、従来問題となっていた縦スジ欠陥を顕著に抑制することができた。
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。まず本発明の背景を明らかにする為、図1を参照して表示装置の一般的な構成を簡潔に説明する。図示する様に、この表示装置はデコーダ/ドライバ201と、アクティブマトリクス型の表示パネル202と、タイミングジェネレータ203とで構成されている。デコーダ/ドライバ201はビデオ信号VIDEOをデコード処理し6系統の映像信号SIG1〜SIG6を作成するとともに、同期信号SYNCを分離する。更にデコーダ/ドライバ201は1水平期間(1H)で映像信号SIGの極性反転処理を行ない、交流化映像信号を出力する。表示パネル202は横方向に伸びた行状のゲート線、縦方向に伸びた列状の信号配線、及び両者の交差部に設けた画素を備えている。又垂直走査回路及び水平走査回路を内蔵している。垂直走査回路はゲート配線を順次走査して画素を選択する。水平走査回路は1H毎に交流化映像信号を信号配線に順次サンプリングし、選択された画素に交流化映像信号を書き込む。タイミングジェネレータ203は同期信号SYNCに応じて動作し、デコーダ/ドライバ201に対し交流化信号FRPを供給して極性反転処理のタイミング制御を行なう。又、デコーダ/ドライバ201に対しサンプルホールド信号SHPを供給し、映像信号の遅延処理を制御している。すなわち、デコーダ/ドライバ201は画素の配列ピッチに応じ6系統の映像信号SIG1〜SIG6を相対的に遅延処理して液晶表示パネル202に供給している。タイミングジェネレータ203は更に、HST,HCK,VST,VCKなどのタイミング信号を表示パネル202に供給し、垂直走査回路及び水平走査回路の動作制御を行なう。
図2は、図1に示した表示パネルの構成例を示す模式図である。図示する様に、表示パネルは横方向に配されたゲート配線X1,X2,X3,X4,・・・と、縦方向に配された信号配線Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,・・・とを備えており、両者の交差部に画素1,2,3,4,・・・が設けられている。各画素は対応する薄膜トランジスタによりスイッチング駆動される。薄膜トランジスタのゲート電極は対応するゲート配線Xに接続され、ソース電極は対応する信号配線Yに接続され、ドレイン電極は対応する画素に接続されている。この表示パネルは6本のビデオ配線100を備えており、外部のデコーダ/ドライバから供給される合計6個の映像信号SIG1,SIG2,・・・,SIG6をそれぞれ受け入れる。個々の信号配線Yは6本を1単位(例えばY1〜Y6)として水平スイッチ素子HSWを介して所定のビデオライン100に接続されている。
以上の構成に加え、表示パネルは垂直走査回路101と水平走査回路102を内蔵している。垂直走査回路101は外部のタイミングジェネレータから供給される垂直クロック信号VCKに応答して動作し、同じくタイミングジェネレータから供給される垂直スタートパルスVSTを順次転送することでゲートパルスV1,V2,V3,V4・・・を生成しゲート配線Xを1本ずつ走査して画素を行毎に選択する。一方、水平走査回路102は同じくタイミングジェネレータから供給される水平クロック信号HCKに応答して動作し、タイミングジェネレータから入力される水平スタートパルスHSTを転送することで順次駆動パルスDP0,DP1,DP2,DP3,・・・を出力し対応する水平スイッチ素子HSW0,HSW1,HSW2,HSW3,・・・を開閉制御して、6本の信号配線Yを1単位としてまとめ駆動する。すなわち、6系統の映像信号SIG1,・・・,SIG6をそれぞれ対応する信号配線Y(例えばY1〜Y6)に一斉サンプリングする。
係る複数画素同時サンプリング駆動を行なう際、6系統の映像信号SIG1〜SIG6にあらかじめ画素ピッチに対応する遅延量を相対的に与える為、サンプルホールド回路がデコーダ/ドライバに設けられている。6系統の映像信号を逐次サンプルホールドして画素ピッチに対応する遅延量を相対的に与えるとともに、水平スイッチ素子HSWを6本の信号配線の組を単位として同時に開閉制御することにより、この水平スイッチ素子を駆動する水平走査回路に含まれるシフトレジスタの段数を削減して構成を簡単にするとともに消費電力も削減して、良好な画像表示が得られる様にしている。各水平スイッチHSWはシフトレジスタから出力される駆動パルスDPで開閉制御される構成になっているので、水平走査回路102のシフトレジスタの段数は1/6になる。又、タイミングジェネレータから供給される水平クロック信号HCKの周波数も1/6になる。
6画素同時サンプリング駆動を行なった場合のサンプルホールドタイミングを図3に示す。6系統の映像信号に画素の配列ピッチに応じた相対的な遅延量を付与する為、デコーダ/ドライバ内でサンプルホールド処理が行なわれる。これに用いるサンプルホールドパルスSHPは、水平方向の解像度を確保する為、6画素同時サンプリングの場合、水平クロック信号HCKの半周期内に6個のパルスが必要である。尚最後の6発目のパルスの立ち下がりで6系統の映像信号の一括サンプリングが行なわれ、表示パネルに供給される。前述した様に、表示パネルは駆動パルスDP1,DP2,・・・に応じて6系統の映像信号を一括して6本の信号配線に分配する。尚、同時サンプリング駆動を行なう画素数は6に限られるものではなく、適宜設定可能である。
図4は、図2に示した表示パネルの画素アレイ部の具体的な構成例を示す模式図である。図示する様に、本画素アレイ部は、横方向に配されたゲート配線X1,X2,X3,X4、縦方向に配された信号配線Y1,Y2,Y3,Y4及び各ゲート配線Xと各信号配線Yが交差する部分に配された画素11から構成されている。各画素11は液晶素子LCとこれを駆動する薄膜トランジスタTFTとで構成されている。又液晶素子LCと平行に信号保持用の補助容量Csも接続されている。薄膜トランジスタTFTのゲート電極は対応するゲート配線Xに接続され、ソース電極は対応する信号配線Yに接続され、ドレイン電極は対応する液晶素子LCの一方の電極(画素電極)に接続されている。液晶素子LCの他方の電極(対向電極)は所定の対向電位Vcomに接続されている。係る構成を有する画素アレイ部は対向電位Vcomに接続されたシールド配線12で囲まれている。
本実施形態では、水平スイッチ素子としてCMOSトランジスタで構成されたトランスミッションゲート素子TGを用いている。1番目の信号配線Y1は1番目のトランスミッションゲート素子TG1を介して映像信号SIG1が割り当てられたビデオ配線に接続されている。同様にして、信号配線Y2はトランスミッションゲート素子TG2を介して映像信号SIG2が割り当てられたビデオ配線に接続している。信号配線Y3はTG3を介して映像信号SIG3が割り当てられたビデオ配線に接続している。更に信号配線Y4はTG4を介して映像信号SIG4が割り当てられたビデオ配線に接続している。
図4に示した画素アレイ構成では、画素11の配列ピッチと水平スイッチ素子TGの配列ピッチが1:1で対応している。現在表示パネルの小型化及び高精細化に伴い、画素ピッチの縮小化が進んでいる。この為、周辺回路も狭ピッチ化が進み、スイッチ素子TGについても画素11と1:1でレイアウトすることが厳しくなっている。そこで、小型で高精細な表示パネルでは、図5に示す様に水平スイッチ素子を複数段積みすることによってレイアウトを行なっている。図5に示す様に、スイッチ素子TGは横方向の幅寸法が各画素の横方向の幅寸法に対応した信号配線Yの間隔に比べて大きく、幅寸法の広いスイッチ素子TGを間隔の狭い信号配線Yに対応させる為、スイッチ素子TGは縦方向に複数段重ねて配されている。図5の例は、スイッチ素子TGを3段重ねしている。すなわちTG1,TG2,TG3を一組として縦方向に3段重ねしている。同様にTG4,TG5及びTG6を縦方向に3段重ねしている。6個のスイッチ素子TG1〜TG6は水平走査回路(図示せず)から供給される選択パルスDP1によって一斉に開閉駆動され、6本のビデオ配線100から供給される6個の映像信号SIG1〜SIG6をそれぞれ対応する6本の信号配線Y1〜Y6にサンプリングしている。
スイッチ素子TGは選択パルスDPの印加されるゲート端子に加え、入力端子と出力端子を備えている。スイッチ素子TGの入力端子は、横方向に配されたビデオ配線100から縦方向に分岐した分岐配線Sに接続している。又出力端子は対応する縦方向の信号配線Yに接続している。例えばスイッチ素子TG1は入力端子側が分岐配線S1に接続され出力端子側が対応する信号配線Y1に接続されている。これによりスイッチ素子TG1は選択パルスDP1に応答してオンした時、ビデオ配線100及び分岐配線S1を介して映像信号SIG1を取り込み、入力配線Y1側にサンプリングする。同様にスイッチ素子TG2は入力端子側が分岐配線S2に接続され出力端子側が信号配線Y2に接続している。これにより、スイッチ素子TG2は映像信号SIG2をサンプリングして対応する信号配線Y2に書き込む。同様にTG3は分岐配線S3を介して映像信号SIG3を取り入れ、対応する信号配線Y3にサンプリングする。以下同様にTG4はS4とY4の間に接続され、TG5はS5とY5の間に接続され、TG6はS6とY6の間に接続されている。
図5の複数段積み構成では、あるスイッチ素子TGの入力端子に接続する分岐配線Sと、これに隣接し且つ他のスイッチ素子の出力端子に接続する信号配線Yとの間に寄生容量が生じる。例えばTG1の入力端子に接続する分岐配線S1とこれに隣接し且つTG2の出力端子に接続する信号配線Y2との間に寄生容量Cp2が生じている。すなわちTG2及びTG1を縦方向に段積みする為、分岐配線S1と信号配線Y2が一部縦方向に平行する部位が生じ、これが寄生容量Cp2となっている。又、TG2の入力端子に接続する分岐配線S2とTG3の出力端子に接続する信号配線Y3も一部互いに平行する部分があり、寄生容量Cp1を構成している。更に、TG3の出力端子に接続する信号配線Y3とTG4の入力端子に接続する分岐配線S4も一部が互いに平行しており、寄生容量Cp3を構成している。Cp1及びCp2に比べCp3は互いに平行する分岐配線S4と信号配線Y3の距離が長く、その分Cp3はCp1及びCp2よりも大きい。Cp1及びCp2はほぼ同程度である。この様な寄生容量Cpが介在すると、分岐配線S上の映像信号SIGの電位変動がノイズとなって隣接する信号配線Yに飛び込み、信号配線電位の変動をもたらす。特に寄生容量の大きい信号配線Y3の電位変動は顕著となり、画素アレイ上で縦スジ状の表示欠陥となって現われる。スイッチ素子を複数段積みした場合、下段のTGに比べ上段のTGに接続された信号配線ほど大きな寄生容量が生じる。図5の例では、下段のTG1に接続した信号配線Y1はその周辺に他の分岐配線が存在しないので、寄生容量はほぼ0である。中段のTG2に接続した信号配線Y2はその寄生容量がCp2である。上段のTG3に接続した信号配線Y3にはCp1とCp3の和が寄生容量として介在する。
図6は本発明に係る表示パネルの実施形態を示す模式図である。理解を容易にする為、図5に示した参考例と対応する部分には対応する参照番号を付してある。図示する様に本実施形態では、スイッチ素子TG4の入力端子に接続する分岐配線S4と、これに隣接し且つ他のスイッチ素子TG3の出力端子に接続する信号配線Y3との間に生じる寄生容量(Cp3)を削減する為、互いに隣接する分岐配線S4と信号配線Y3との間に所定の電位Vcomに保持されたシールド配線12を介在させている。これにより、信号配線Y3と分岐配線S4との間に存在していた大きな寄生容量Cp3を実質上0とすることができる。このシールド配線12は、例えば図4に示した画素アレイ部を囲むシールド配線12から一部分岐した部分を用いることができる。
図7は、各信号配線の寄生容量をまとめた表図であり、シールド無し(図5)とシールド有り(図6)とで比較したものである。信号配線Y1,Y4についてはシールド無し及びシールド有りの何れも、最下段のスイッチ素子の出力端子に接続されている為、寄生容量は実質上0である。中段のTGに接続した信号配線Y2は隣接する分岐配線S1との間で寄生容量Cp2を持つ。同様にY5は隣接する分岐配線S4との間で寄生容量Cp2を持つ。これらの信号配線Y2,Y5と分岐配線S1,S4との間にはシールド配線が介在していない為、図5及び図6の例何れも寄生容量の値はCp2となっている。上段のスイッチ素子の出力端子に接続した信号配線Y3は、シールド無しの場合隣接する分岐配線S2との間で寄生容量Cp1を構成し、更に反対側で隣接する分岐配線S4との間で寄生容量Cp3を構成する。従って信号配線Y3の合計寄生容量はCp1+Cp3である。信号配線Y6についてもS5との間でCp1を構成しS1との間でCp3を構成するので、合計の寄生容量はCp1+Cp3となっている。一方シールド有りの場合、シールド配線の効果でCp1+Cp3のうちCp3がほぼ実質的に0となる。従って、シールド有りでは信号配線Y3,Y6の寄生容量はCp1に低減されている。以上の結果、シールド無しでは各信号配線における寄生容量の最大差はCp1+Cp3となるのに対し、シールド有りでは寄生容量の最大差はCp1あるいはCp2である。このCp1とCp2はほぼ等しい。この様に、シールドを設けることで寄生容量の最大差を大幅に縮減可能であり、この結果画素アレイ部に表示される画像の均一性が著しく改善できる。
表示装置の全体構成を示すブロック図である。 図1に示した表示装置に含まれる表示パネルの構成を示す回路図である。 図1に示した表示装置の動作説明に供するタイミングチャートである。 図2に示した表示パネルに含まれる画素アレイ部の具体的な構成を示す模式図である。 スイッチ素子を複数段積みした参考例を示す回路図である。 本発明に係る表示装置の実施形態を示す回路図である。 シールド無しとシールド有りで寄生容量を比較した表図である。
符号の説明
11・・・画素、12・・・シールド配線、100・・・ビデオ配線、TG・・・スイッチ素子、Y・・・信号配線、S・・・分岐配線、Cp・・・寄生容量

Claims (3)

  1. 横方向に配されたゲート配線、縦方向に配された信号配線及び各ゲート配線と各信号配線が交差する部分に配された各画素からなる画素アレイ部と、
    各ゲート配線に接続し垂直走査期間で各画素を線順次選択する垂直走査回路と、
    外部から供給された映像信号を取り入れる横方向に配されたビデオ配線と、
    該ビデオ配線と各信号配線との間に接続された複数のスイッチ素子と、
    水平走査期間で各スイッチ素子を順次オンして該ビデオ配線から映像信号を各信号配線に順次サンプリングし、以って選択された行の画素に映像信号を書き込む水平走査回路とを備えた表示装置において、
    前記スイッチ素子は、横方向の幅寸法が各画素の横方向の幅寸法に対応した信号配線の間隔に比べて大きく、
    幅寸法の広いスイッチ素子を間隔の狭い信号配線に対応させるため、前記スイッチ素子は縦方向に複数段重ねて配されており、
    各スイッチ素子は、横方向に配されたビデオ配線から縦方向に分岐した分岐配線に接続する入力端子と、対応する縦方向の信号配線に接続する出力端子とを有し、
    あるスイッチ素子の入力端子に接続する分岐配線と、これに隣接し且つ他のスイッチ素子の出力端子に接続する信号配線との間に生じる寄生容量を削減するため、
    互いに隣接する該分岐配線と該信号配線との間に所定の電位に保持されたシールド配線を介在させることを特徴とする表示装置。
  2. 互いに隣接する分岐配線と信号配線との間に生じる寄生容量は、対応するスイッチ素子の位置に応じて大小の差があり、
    前記シールド配線は、寄生容量の大きな分岐配線と信号配線との間に選択的に配されており、以って各分岐配線と信号配線との間に生じる寄生容量の差を低減化することを特徴とする請求項1記載の表示装置。
  3. 前記水平走査回路は、複数段に重ねられたスイッチ素子の組を同時にオンして該ビデオ配線から映像信号を対応する信号配線にサンプリングすることを特徴とする請求項1記載の表示装置。
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