JP2005321510A - 表示装置及びその駆動制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ドライバのチップサイズを縮小し、消費電力を低減させるとともに、実装面積の縮小及び製品コストを低減させることができる表示装置を提供するとともに、該表示装置の良好な駆動制御方法を提供する。
【解決手段】 液晶表示パネル110Aには、各走査ラインSLに接続され、放電制御信号Odd、Evenに基づいてオン/オフ動作する放電スイッチ125が設けられ、ゲートドライバ120Aには、複数の走査ラインSLを一組として、当該各組に対応して各1個のシフトブロックSB及びレベルシフトブロックLSを備えたシフトレジスタ121及びレベルシフタ122と、該シフト信号及び分配制御信号Odd又はEvenに基づいて、各行の走査ラインSLに走査信号G1、G2、G3、G4、・・・を印加する分配回路123及びプリチャージスイッチ124と、が設けられている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、表示装置及びその駆動制御方法に関し、特に、アクティブマトリクス型の駆動方式に対応した表示部を備えた表示装置及びその駆動制御方法に関する。
近年、普及が著しいデジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像機器や、携帯電話や携帯情報端末(PDA)等の携帯機器において、画像や文字情報等を表示するための表示装置(ディスプレイ)として、また、コンピュータ等の情報端末やテレビジョン等の映像機器のモニタやディスプレイとしても、薄型軽量で、低消費電力化が可能であり、表示画質にも優れた液晶表示装置(Liquid Crystal Display;LCD)が多用されている。
以下、従来技術における液晶表示装置について、簡単に説明する。
図4は、従来技術における薄膜トランジスタ(TFT)型の表示画素を備えた液晶表示装置の概略構成を示すブロック図であり、図5は、従来技術における液晶表示パネル及びゲートドライバの要部構成を示す概略図である。
図4、図5に示すように、従来技術における液晶表示装置100Pは、概略、表示画素Pxが、2次元配列された液晶表示パネル(表示部)110Pと、該液晶表示パネル110Pの各行の表示画素Px群を順次走査して選択状態に設定するゲートドライバ(走査駆動手段)120Pと、選択状態に設定された行の表示画素Px群に、映像信号に基づく表示信号電圧を一括して出力するソースドライバ(信号駆動手段)130Pと、ゲートドライバ120P及びソースドライバ130Pにおける動作タイミングを制御するための制御信号(水平制御信号、垂直制御信号等)を生成、出力するLCDコントローラ150Pと、映像信号から各種タイミング信号(水平同期信号、垂直同期信号、コンポジット同期信号等)を抽出してLCDコントローラ150Pに出力するとともに、輝度信号からなる表示データを生成してソースドライバ130Pに出力する表示信号生成回路160Pと、LCDコントローラ150Pにより生成される極性反転信号FRPに基づいて、液晶表示パネル110Pの各表示画素Pxに共通に設けられた共通電極(対向電極)に対して、所定の電圧極性を有するコモン信号電圧Vcomを印加するコモン信号駆動アンプ(駆動アンプ)170Pと、を備えた構成を有している。
ここで、液晶表示パネル110Pは、具体的には、対向する透明基板間に、例えば、図5に示すように、行列方向に互いに直交するように配設された複数の走査ラインSL及び複数のデータラインDLと、該走査ラインSL及びデータラインDLの各交点近傍に配置された複数の表示画素(液晶表示画素)Pxと、を備えて構成されている。
また、各表示画素Pxは、画素電極とデータラインDL間にソース−ドレイン(電流路)が接続され、走査ラインSLにゲート(制御端子)が接続された薄膜トランジスタからなる画素トランジスタTFTと、画素電極に対向し、全表示画素Pxに共通に設けられた共通電極と上記画素電極との間に充填、保持された液晶分子からなる画素容量(液晶容量)Clcと、画素容量Clcに並列に構成され、該画素容量Clcに印加された信号電圧を保持するための補助容量(蓄積容量)Csと、を備えた構成を有している。
なお、液晶表示パネル110Pに配設された走査ラインSL及びデータラインDLは、各々、接続端子TMg、TMsを介して、液晶表示パネル110Pとは別個に設けられ、ドライバチップの形態を有するゲートドライバ120P及びソースドライバ130Pに接続されるように構成されている。また、補助容量Csの他端側の電極(補助電極)は、所定の電圧Vcs(例えば、コモン信号電圧Vcom)が印加されるように構成されている。
また、ゲートドライバ120Pは、具体的には、図5に示すように、LCDコントローラ150Pから垂直制御信号として供給されるゲートスタート信号GSRT及びゲートクロック信号GPCKに基づいて、所定のタイミングでシフト信号を順次出力するシフトレジスタ121Pと、該シフトレジスタ121Pから出力されるシフト信号を一方の入力とし、LCDコントローラ150Pから垂直制御信号として供給される出力イネーブル信号(又は、ゲートリセット信号)OEを他方の入力とする2入力論理積演算回路(以下、「AND回路」と略記する)122Pと、該AND回路122Pからの出力信号を所定の信号レベルに設定(昇圧)するレベルシフタ123P及び出力バッファ124Pと、を備えた構成を有している。
ここで、レベルシフタ123P及び出力バッファ124Pは、主に、シフトレジスタ121Pを低電圧で駆動させて、走査ラインSL(表示画素Px)に印加する走査信号の信号レベルに応じて、シフトレジスタ121Pからのシフト出力の信号レベルを高電圧化するためのものであり、ゲートドライバ120Pの出力段に適宜設けられる。
このような構成を有する液晶表示装置100Pにおいて、表示信号生成回路160Pから供給される、液晶表示パネル110Pの1行分の表示画素に対応した表示データが、LCDコントローラ150Pから供給される水平制御信号に基づいて、ソースドライバ130Pにより順次取り込み保持される。
一方、LCDコントローラ150Pから供給される垂直制御信号に基づいて、ゲートドライバ120Pにより液晶表示パネル110Pに配設された各走査ラインSLに走査信号G1、G2、G3、・・・が順次印加され、各行の表示画素Px群の画素トランジスタTFTがオン動作して、表示信号電圧を取り込み可能な選択状態に設定される。そして、この各行の表示画素Px群の選択タイミングに同期して、ソースドライバ130Pにより、上記取り込み保持した表示データに基づく表示信号電圧を、各データラインDLを介して各表示画素Pxに一斉に供給する。
これにより、選択状態に設定された各表示画素Pxの画素トランジスタTFTを介して、画素容量Clcに充填された液晶分子が、該表示信号電圧に応じて配向状態を変化させて所定の階調表示動作が行われるとともに、該画素容量Clcに並列に接続された補助容量Csに、該画素容量Clcに印加された電圧が充電される(表示データの書き込みが行われる)。このような一連の動作を、1画面分の各行に対して繰り返し実行することにより、映像信号に基づく所望の画像情報が液晶表示パネル110Pに表示される。
なお、上述したような液晶表示装置の表示パネルやゲートドライバの構成については、例えば、特許文献1等に記載されている。
特開2001−27893号公報 (第2頁〜第3頁、図25、図30)
しかしながら、上述したような液晶表示装置においては、以下に示すような問題を有していた。
すなわち、図4、図5に示したような液晶表示装置100Pにおいては、例えば、ゲートドライバ120Pとして、液晶表示パネル110Pに配設された各行の走査ラインSL(又は、接続端子TMg)ごとに、シフトレジスタを構成する各シフトブロックSB、レベルシフタ123Pを構成する各レベルシフトブロックLS、出力バッファ124Pを構成するバッファブロックBF等が設けられているため、表示画質の向上のために液晶表示パネル110Pを高精細化した場合、走査ラインSL数の増加に比例して、上記各ブロックの数も増加して、ゲートドライバ120Pの回路規模が増大して、チップサイズが大型化するという問題を有していた。
そのため、液晶表示パネルの周辺回路として配置されるゲートドライバの実装面積の増大や、表示装置及びゲートドライバの製品コストの上昇、回路規模の増大に伴うゲートドライバにおける消費電力の増加を招くという問題を有していた。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、ドライバのチップサイズを縮小し、消費電力を低減させるとともに、実装面積の縮小及び製品コストを低減させることができる表示装置を提供するとともに、該表示装置の良好な駆動制御方法を提供することを目的とする。
請求項1記載の発明は、少なくとも、行方向に配設された複数の走査ライン、及び、列方向に配設された複数の信号ラインの各交点近傍に表示画素が2次元配列された表示部と、前記複数の走査ラインに接続され、前記各走査ラインの前記表示画素を順次選択状態に設定する走査信号を印加する走査駆動手段と、前記信号ラインに接続され、選択状態に設定された前記表示画素に対して、表示データに応じた表示信号電圧を印加する信号駆動手段と、を備えた表示装置において、前記表示部は、前記複数の走査ラインのうちの一部の、隣接する複数の前記走査ラインを一組とする複数の走査ライン群を有し、前記走査駆動手段は、少なくとも、前記各走査ライン群に対応するシフト信号を順次出力するシフトレジスタと、前記シフトレジスタより供給される前記シフト信号、及び、対応する前記走査ライン群における前記複数の走査ラインの各々の選択タイミングに基づいて、前記各走査ラインに対応する前記走査信号を順次生成する走査信号生成手段と、を具備すること特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の表示装置において、前記シフトレジスタは、前記複数の走査ライン群の各々に対応し、前記シフト信号を出力する複数のシフトブロックを有することを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1記載の表示装置において、前記走査駆動手段は、前記走査信号生成手段に供給する前記シフト信号の信号レベルを、所定の信号レベルに変換する複数のレベルシフトブロックを有する、レベルシフト手段を備えることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1記載の表示装置において、前記走査信号生成手段は、前記各走査ライン群に対応する複数の走査信号生成ブロックを有し、前記各走査信号生成ブロックは、前記シフト信号が入力されるとともに、対応する前記走査ライン群の前記複数の走査ラインの各々の選択タイミングに応じた複数のタイミング信号を一組とする第1のタイミング信号群が入力され、該第1のタイミング信号群のうちの一のタイミング信号に基づいて、前記シフト信号を前記各走査ラインに対応して順次分配する信号分配手段と、該信号分配手段により分配されるシフト信号に基づいて、前記走査信号として所定の第1の電源電圧を前記各走査ラインに順次印加する複数の第1のスイッチ手段と、を具備することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項4記載の表示装置において、前記表示装置は、前記各走査ラインの非選択タイミングに基づいて、所定の第2の電源電圧を前記各走査ラインに順次印加するリセット手段を具備することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項5記載の表示装置において、前記リセット手段は、前記表示部と同一の基板上に一体的に形成されていることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項5又は6記載の表示装置において、前記リセット手段は、前記各走査ライン群における前記各走査ラインの非選択タイミングに応じた複数のタイミング信号を一組とする第2のタイミング信号群が入力され、前記第2のタイミング信号群のうちの一のタイミング信号に基づいて、前記第2の電源電圧を前記各走査ラインに順次印加する複数の第2のスイッチ手段を具備することを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項4乃至7のいずれかに記載の表示装置において、前記第1のタイミング信号群は、各々、選択的に第1の信号レベルに設定される、前記走査ライン群における前記走査ラインの数に応じた複数のタイミング信号からなり、前記第2のタイミング信号群は、各々、選択的に第2の信号レベルに設定される、前記走査ライン群における前記走査ラインの数に応じた複数のタイミング信号からなり、前記第1のタイミング信号群を構成する前記各タイミング信号と、前記第2のタイミング信号群を構成する前記各タイミング信号は、相互に信号レベルが反転関係にあることを特徴とする。
請求項9記載の発明は、請求項7記載の表示装置において、前記第2のスイッチ手段は、nチャネル型のアモルファスシリコン半導体層を用いた電界効果型トランジスタにより構成されることを特徴とする。
請求項10記載の発明は、請求項1乃至9のいずれかに記載の表示装置において、前記走査駆動手段は、前記表示部の前記基板上に、前記表示画素と一体的に形成されていることを特徴とする。
請求項11記載の発明は、少なくとも、行方向に配設された複数の走査ライン、及び、列方向に配設された複数の信号ラインの各交点近傍に表示画素が2次元配列された表示部を備え、前記走査ラインの各々に、走査信号を順次印加して前記各行の前記表示画素を選択状態に設定した状態で、表示データに応じた表示信号電圧を印加することにより、所望の画像情報を表示する表示装置の駆動制御方法において、前記表示部に配設された、前記複数の走査ラインのうちの一部の、隣接する複数の前記走査ラインを一組とする複数の走査ライン群を有し、少なくとも、前記各走査ライン群に対応するシフト信号を順次出力する動作と、前記シフト信号の出力期間中に、該シフト信号、及び、対応する前記走査ライン群における前記複数の走査ラインの各々の選択タイミングに基づいて、前記各走査ラインに対応する前記走査信号を順次生成して、前記各走査ラインに印加する動作と、を含むことを特徴とする。
請求項12記載の発明は、請求項11記載の表示装置の駆動制御方法において、前記走査信号を順次生成して印加する動作は、前記各走査ライン群に対応する複数の走査信号生成ブロックの各々に前記シフト信号を順次入力する動作と、前記各走査信号生成ブロックに、対応する前記走査ライン群の前記複数の走査ラインの各々の選択タイミングに応じた複数のタイミング信号を一組とする第1のタイミング信号群を入力し、該第1のタイミング信号群のうちの一のタイミング信号に基づいて、前記シフト信号を前記各走査ラインに対応して順次分配する動作と、前記分配されるシフト信号に基づいて、前記走査信号として所定の第1の電源電圧を前記各走査ラインに順次印加する動作と、を含むことを特徴とする。
請求項13記載の発明は、請求項12記載の表示装置の駆動制御方法において、前記表示装置の駆動制御方法は、更に、前記各走査ラインへの前記走査信号の印加後に、所定の第2の電源電圧を前記各走査ラインに印加するリセット動作を含むことを特徴とする。
請求項14記載の発明は、請求項13記載の表示装置の駆動制御方法において、前記リセット動作は、前記各走査ライン群における前記各走査ラインの非選択タイミングに応じた複数のタイミング信号を一組とする第2のタイミング信号群を入力する動作と、前記第2のタイミング信号群のうちの一のタイミング信号に基づいて、前記第2の電源電圧を前記各走査ラインに順次印加する動作と、を含むことを特徴とする。
請求項15記載の発明は、請求項12乃至14のいずれかに記載の表示装置の駆動制御方法において、前記第1のタイミング信号群は、各々、選択的に第1の信号レベルに設定される、前記走査ライン群における前記走査ラインの数に応じた複数のタイミング信号からなり、前記第2のタイミング信号群は、各々、選択的に第2の信号レベルに設定される、前記走査ライン群における前記走査ラインの数に応じた複数のタイミング信号からなり、前記第1のタイミング信号群を構成する前記各タイミング信号と、前記第2のタイミング信号群を構成する前記各タイミング信号は、相互に信号レベルが反転関係にあることを特徴とする。
本発明に係る表示装置及びその駆動制御方法は、基板上に、行列方向に各々配設された複数の走査ライン及び複数の信号ラインの各交点近傍に表示画素が2次元配列されて形成された表示部を備えた表示装置において、表示部に配設された複数の走査ラインのうちの一部の、隣接する複数の走査ラインを一組とする複数の走査ライン群を有し、走査駆動手段は、少なくとも、上記各走査ライン群に対応するシフトブロックを有して、該各走査ライン群に対応するシフト信号を順次出力するシフトレジスタと、該シフト信号を、対応する走査ライン群の各走査ラインの選択タイミングに基づいて各走査ラインに分配することにより走査信号を順次生成する走査信号生成手段と、を備えた構成を有している。また、走査駆動手段は、更に、走査信号生成手段に供給するシフト信号の信号レベルを所定の信号レベルに変換する複数のレベルシフトブロックを有する、レベルシフト手段を備えるものであってもよい。
ここで、上記走査信号生成手段は、各走査ライン群に対応する複数の走査信号生成ブロックを有し、各走査信号生成ブロックは、対応する走査ライン群における各走査ラインの選択タイミングに応じた複数のタイミング信号を一組とする第1のタイミング信号群が入力され、該第1のタイミング信号群のうちの一のタイミング信号に基づいて、シフト信号を各走査ラインに対応して順次分配する信号分配手段と、該信号分配手段により分配されるシフト信号に基づいてオン動作し、走査信号として所定の第1の電源電圧を各走査ラインに順次印加する複数のプリチャージスイッチ(第1のスイッチ手段)と、を備えた構成を有しているものであってもよい。
また、本発明に係る表示装置は、各走査ライン群における各走査ラインの非選択タイミングに応じた複数のタイミング信号を一組とする第2のタイミング信号群が入力され、第2のタイミング信号群のうちの一のタイミング信号に基づいて、第2の電源電圧を各走査ラインに順次印加して、各走査ラインに保持された信号レベルをリセットする複数の放電スイッチ(第2のスイッチ手段)を備えるリセット手段を有しているものであってもよい。
これによれば、各走査ライン群に対応したシフトブロックから出力されるシフト信号が、信号分配手段により、走査ライン群における各走査ラインの選択タイミングに応じた第1のタイミング信号群に基づいて分配されて、走査ライン群の各走査ラインに走査信号として順次印加されるので、表示パネルの高精細化に伴って走査ライン数が増加した場合であっても、走査ライン群に属する走査ラインの数(k)に応じて、表示パネルに配設される全走査ライン数の1/k個のシフトブロックを有するシフトレジスタを用いて、全走査ラインに所定のタイミングで走査信号を印加することができる。
したがって、走査ラインごとにシフトブロックを設けた従来のゲートドライバに比較して、シフトブロックの数を1/kに削減することができるので、ゲートドライバを構成するドライバチップのチップサイズを縮小して、表示装置における実装面積を削減することができる。また、シフトレジスタにおけるシフト信号の出力動作の周期を従来の1/kに低減することができるので、シフトレジスタに供給するクロック信号の周波数を通常の1/kに低減して、消費電力を削減することができる。
また、本発明に係る表示装置においては、上記リセット手段を構成する放電スイッチ(第2のスイッチ手段)を、nチャネル型のアモルファスシリコン半導体層を用いた電界効果型トランジスタを適用して、表示部の基板上に一体的に形成することができ、この場合、表示画素を構成する画素トランジスタTFTとともに、液晶表示パネルを構成する透明な絶縁性基板(例えば、ガラス基板)上に、同一の製造プロセスを用いて形成することができるので、すでに技術的に確立されたアモルファスシリコン製造プロセスを適用して、本発明に係る表示パネルを安価に製造することができるとともに、安定した動作特性を実現することができる。
以下、本発明に係る表示装置及びその駆動制御方法について、実施の形態を示して詳しく説明する。
図1は、本発明に係る表示装置の要部構成の一例を示す概略図である。ここで、上述した従来技術と同等の構成については、同等又は同一の符号を付して、図4を適宜参照しながら説明する。
本発明に係る表示装置は、図1に示すように、上述した従来技術に示した構成(図4参照)と同様に、概略、表示画素Pxが2次元配列された液晶表示パネル(表示部)110Aと、その周辺領域に、液晶表示パネル110Aに配設された走査ラインSL(SL1、SL2、SL3、・・・)及びデータライン(信号ライン)DLに各々接続されたゲートドライバ(走査駆動手段)120A及びソースドライバ(信号駆動手段)と、該ゲートドライバ120A及びソースドライバに垂直制御信号及び水平制御信号を供給するLCDコントローラと、映像信号から抽出した表示データをソースドライバに、また、タイミング信号をLCDコントローラに各々供給する表示信号生成回路と、液晶表示パネル110Aの共通電極(対向電極)にコモン信号電圧を印加するコモン信号駆動アンプと、を備えた構成を有している。なお、液晶表示パネル110A及びゲートドライバ120A以外の構成は、上述した従来技術(図4)と同等であるので、具体的な説明及び図示を省略する。
本実施形態に係る液晶表示パネル110Aは、図1に示すように、図示しない基板上に、上述した従来技術と同等の表示画素Px及び走査ラインSL、データラインDLが配列形成され表示領域APを備えるとともに、表示領域APの周辺領域(液晶表示パネル110の基板の外縁領域)に、各走査ラインSLに接続された放電スイッチ(リセット手段、第2のスイッチ手段)125と、該放電スイッチ125をオン/オフ動作する放電制御信号(第2のタイミング信号群)Odd(後述する分配制御信号Oddの反転信号;図中符号参照)、Even(後述する分配制御信号Evenの反転信号;図中符号参照)が伝送される一組の制御ラインLod、Levと、が表示画素Px及び走査ラインSL、データラインDLと一体的に形成された構成を有している。なお、図1において、Cplは、各走査ラインSLに寄生する配線容量である。また、表示画素Pxは、従来技術と同等の構成を有しているので、その説明を省略する。
放電スイッチ125は、例えば、nチャネル型のアモルファスシリコン半導体層を用いた電界効果型トランジスタ(FET)により構成され、該電界効果型トランジスタの電流路の一端側(ソース端子)が各走査ラインSLに接続され、他端側(ドレイン端子)が所定の低電源電圧(第2の電源電圧)Vglに接続され、制御端子(ゲート端子)が一組の制御ラインLod、Levのうちのいずれか一方に接続されている。一組の制御ラインLod、Levは、具体的には、奇数行目(1、3、5、・・・)の走査ラインSL1、SL3、・・・に接続された放電スイッチ125の制御端子には、制御ラインLodが接続されて放電制御信号Oddが供給され、偶数行目(2、4、6、・・・)の走査ラインSL2、SL4、・・・に接続された放電スイッチ125の制御端子には、制御ラインLevが接続されて放電制御信号Evenが供給される。ここで、詳しくは後述するが、放電制御信号Odd、Evenは、例えば、図示を省略したLCDコントローラから垂直制御信号として供給され、各走査ラインSLが非選択状態となるタイミングに応じて、何れか一方が選択的にローレベル(第2の信号レベル)に設定される信号である。
このような構成を有する液晶表示パネル110Aにおいては、放電制御信号Odd、Evenに基づいて、奇数行目又は偶数行目の走査ラインSLに接続された放電スイッチ125が、各走査ラインSLが非選択状態となるタイミングで選択的にオン動作することにより、各走査ラインSLの配線容量Cplに蓄積された電荷が、所定の低電源電圧Vglに放電されて、各走査ラインSLの信号レベルがローレベル(Vgl)になり、各表示画素Pxの画素トランジスタTFTがオフ動作して、非選択状態に設定される。
次に、本実施形態に係るゲートドライバ120Aは、図1に示すように、ゲートスタート信号GSRT及びゲートクロック信号GPCKに基づいて、所定のタイミングでシフト信号SFT1、SFT2、・・・を順次出力するシフトレジスタ121と、該シフトレジスタ121から出力されるシフト信号を所定の信号レベルに設定(昇圧)するレベルシフタ122と、該レベルシフタ122から出力されるシフト信号、及び、LCDコントローラから垂直制御信号として供給される分配制御信号Odd又はEven(第1のタイミング信号群)に基づいて、各行の走査ラインSLに印加する走査信号G1、G2、G3、G4、・・・を生成するための走査信号生成手段126と、が設けられた構成を有している。
ここで、液晶表示パネル110Aは、行方向に配設された複数の走査ラインのうちの一部の、隣り合う複数の走査ラインSLを一組(本実施形態においては、奇数行目及び偶数行目の各1本からなる2本の走査ラインSLを一組とする)とする複数の走査ライン群を有し、シフトレジスタ121、レベルシフタ122及び走査信号生成手段126は、各々、各走査ライン群に対応して、各1個のシフトブロックSB、レベルシフトブロックLS及び走査信号生成ブロックDBを備えた構成を有している。
すなわち、液晶表示パネル110Aにおける走査ライン群の数と同じ数のシフトブロックSB、レベルシフトブロックLS及び走査信号生成ブロックDBを備えている。換言すると、シフトレジスタ121、レベルシフタ122及び走査信号生成ブロックDBには、各々、液晶表示パネル110Aに配設された走査ラインSLの数nを、各走査ライン群に属する走査ラインSLの数k(kは、2以上の整数)で除算した数のシフトブロックSB、レベルシフトブロックLS及び走査信号生成ブロックDBが設けられている。
シフトレジスタ121は、従来技術と同様に、LCDコントローラから垂直制御信号として供給されるゲートスタート信号GSRT及びゲートクロック信号GPCKに基づいて、シフト信号SFT1、SFT2、・・・を順次次段のシフトブロックSBに転送するとともに、レベルシフタ122の各レベルシフトブロックLSに順次出力する。また、レベルシフタ122は、レベルシフトブロックLSにおいて、各シフト信号SFT1、SFT2、・・・を所定の信号レベルに昇圧し、シフトレジスタ121を低電圧で駆動させるとともに、後段の分配回路123に入力するシフト信号の信号レベルを適宜設定する。
また、各走査信号生成ブロックDBは、レベルシフタ122から出力されるシフト信号SFT1、SFT2、・・・を、分配制御信号Odd又はEven(第1のタイミング信号群)に基づいて、各走査ライン群に属する各走査ラインSLに対応して順次分配し、プリチャージ制御信号として出力する分配回路(信号分配手段)123と、該分配回路123からのプリチャージ制御信号に基づいてオン/オフ動作し、各走査ラインSLに接続されるプリチャージスイッチ(第1のスイッチ手段)124と、が設けられた構成を有している。
ここで、分配回路123は、例えば、レベルシフタ122(レベルシフトブロックLS)から出力されるシフト信号を一方の入力とし、分配制御信号Odd又はEven(第1のタイミング信号群)の何れか一方を他方の入力とする2入力型の否定論理積演算回路(論理演算手段;以下、「NAND回路」と略記する)であって、各走査ライン群における各走査ラインSLに対応して1個の分配回路(NAND回路)123を備えた構成を有している。ここで、分配制御信号Odd、Evenは、奇数行目の走査ラインSLに対応して設けられた分配回路123に対しては、分配制御信号Oddが入力され、偶数行目の走査ラインSLに対応して設けられた分配回路123に対しては、分配制御信号Evenが入力される。ここで、分配制御信号Odd、Evenは、各走査ラインSLが選択状態となるタイミングに応じて、何れか一方が選択的にハイレベル(第1の信号レベル)に設定される信号である。
プリチャージスイッチ124は、例えば、pチャネル型の電界効果型トランジスタ(FET)により構成され、該電界効果型トランジスタの電流路の一端側(ソース端子)が所定の高電源電圧(第1の電源電圧)Vghに接続され、他端側(ドレイン端子)が接続端子TMgを介して、各走査ラインSLに接続され、制御端子(ゲート端子)が上記分配回路123の出力端に接続され、シフト信号と分配制御信号Odd又はEvenに基づくプリチャージ制御信号が印加される。
このような構成を有するゲートドライバ120Aにおいては、シフトレジスタ121からレベルシフタ122を介してハイレベルのシフト信号が順次出力されるとともに、LCDパネルコントローラからハイレベルの分配制御信号Oddが供給されると、各走査ライン群における奇数行目の走査ラインSL1、SL3、・・・に対応して設けられた分配回路(NAND回路)123により、ローレベルのプリチャージ制御信号がプリチャージスイッチ124に供給されて、該プリチャージスイッチ124がオン動作し、接続端子TMgを介して当該走査ラインSLにハイレベル(Vgh)の走査信号G1、G3、・・・が順次印加され、当該奇数行目の表示画素Pxが順次選択状態に設定される。
また、シフトレジスタ121からレベルシフタ122を介してハイレベルのシフト信号が順次出力されるとともに、ハイレベルの分配制御信号Evenが供給されると、各走査ライン群における偶数行目の走査ラインSL2、SL4、・・・に対応して設けられたプリチャージスイッチ124に、分配回路(NAND)123からローレベルのプリチャージ制御信号が供給されて、当該偶数行目の走査ラインSL2、SL4、・・・にハイレベル(Vgh)の走査信号G2、G4、・・・が順次印加され、表示画素Pxが順次選択状態に設定される。
次いで、上述した回路構成を有する液晶表示パネル及びゲートドライバ備えた表示装置における表示制御動作(駆動制御方法)について、図面を参照して説明する。
図2は、本実施形態に係る表示装置における表示制御動作の一例を示すタイミングチャートである。なお、ここでは、説明を簡明にするために、上述した表示装置(図1)に示したように、走査ライン群が奇数行及び偶数行の各1行の2行からなる走査ラインを一組としてなる場合の表示制御動作について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、走査ライン群が3行以上の走査ラインを一組とする場合であっても同様の手法を良好に適用することができることは言うまでもない。
本実施形態に係る表示装置の表示制御動作においては、上述したシフトレジスタ121における一つのシフトブロックSB(シフトレジスタ121)、及び、レベルシフタ122における一つのレベルシフトブロックLS(レベルシフタ122)に対応する、一つの走査ライン群に属する走査ラインSLの数をk(図1に示した表示装置ではk=2)とした場合、図示を省略したLCDコントローラから垂直制御信号としてゲートドライバ120のシフトレジスタ121に供給されるゲートクロック信号GPCKは各走査ライン群に対応して供給され、その周期は、図2に示すように、各行の表示画素Pxを順次選択状態に設定して、表示データに応じた表示信号電圧を印加する場合の周期(1水平走査期間:1H)のk倍の時間(2H)に設定されている。すなわち、シフトレジスタ121は、従来の構成を有するシフトレジスタに対して、1/k倍の周波数で動作する。
このようなシフトレジスタ121において、LCDコントローラからゲートスタート信号GSRTが供給されると、上記ゲートクロック信号GPCKに基づくタイミングで、初段のシフトブロックSBからシフト信号SFT1が次段のシフトブロックSBに転送されるとともに、レベルシフタ122に設けられたレベルシフトブロックLSに出力され、所定の信号レベルに昇圧された後、第1の走査ライン群に属する各走査ライン(ここでは、1行目及び2行目の走査ラインSL1、SL2)SLに対応して設けられた走査信号生成ブロックDBにおける各分配回路(NAND)123の一方の入力端に入力される。
次いで、分配制御信号Oddがハイレベルに設定されると、1行目の走査ラインSL1に対応して設けられた分配回路123からはローレベルのプリチャージ制御信号が出力されて、プリチャージスイッチ124がオン動作し、高電源電圧Vghに基づくハイレベルの走査信号G1が走査ラインSL1に印加されて、当該行の表示画素Px群が選択状態に設定される。
このとき、液晶表示パネル110Aの外縁領域に設けられ、走査ラインSL1に接続された放電スイッチ125には、LCDパネルコントローラからローレベルの放電制御信号Oddが供給されることによりオフ動作して、上記ゲートドライバ120により印加された走査信号G1の信号レベルが当該行の走査ラインSL1に形成された配線容量(寄生容量)Cplに蓄積される。
一方、2行目の走査ラインSL2に対応して設けられた分配回路123には、ローレベルの分配制御信号Evenが入力されて、ハイレベルのプリチャージ制御信号が出力されることにより、プリチャージスイッチ124はオフ動作して、当該行の表示画素Px群は非選択状態に設定される。
このとき、走査ラインSL2に接続された放電スイッチ125には、LCDパネルコントローラからハイレベルの放電制御信号Evenが供給されることによりオン動作して、当該行の走査ラインの配線容量Cplに蓄積されていた電荷が放電されて、走査ラインSL2の信号レベルが低電源電圧Vglに基づくローレベルに設定される。
そして、図示を省略したソースドライバから1行目の表示データに応じた表示信号電圧を各データラインDLに印加することにより、上記選択状態に設定されている1行目の表示画素Px群に各表示信号電圧が取り込まれ、液晶分子の配向状態が制御されるとともに、当該表示信号電圧に基づく電荷が補助容量Csに蓄積される(表示データが各表示画素Pxに書き込まれる)。
以上の1行目の表示画素Px群への表示信号電圧の書き込み動作は、シフトレジスタ121からハイレベルのシフト信号SFT1が出力される2水平走査期間(2H)の期間のうち、前半の1水平走査期間(1H)で実行される。
次いで、上記シフト信号SFT1が出力される2水平走査期間のうち、後半の1水平走査期間で2行目の表示画素群への表示信号電圧の書き込み動作が実行される。
すなわち、分配制御信号Oddがローレベルに設定された後、分配制御信号Evenがハイレベルになると、2行目の走査ラインSL2に対応して設けられた分配回路123からはローレベルのプリチャージ制御信号が出力されて、プリチャージスイッチ124がオン動作し、上述した1行目の走査ラインSL1と同様に、高電源電圧Vghに基づくハイレベルの走査信号G2が走査ラインSL2に印加されて、当該行の表示画素Px群が選択状態に設定される。
このとき、走査ラインSL2に接続された放電スイッチ125には、ローレベルの放電制御信号Evenが供給されることによりオフ動作して、上記走査信号G2の信号レベルが当該行の走査ラインSL2に形成された配線容量Cplに蓄積される。
一方、上述した1行目の走査ラインSL1においては、分配回路123からハイレベルのプリチャージ制御信号が出力されることにより、プリチャージスイッチ124はオフ動作し、また、このとき、ハイレベルの放電制御信号Oddが供給されることにより、走査ラインSL1に接続された放電スイッチ125はオン動作して、当該行の走査ラインSL1の配線容量Cplに蓄積されていた電荷が放電されて、走査ラインSLの信号レベルがローレベル(Vgl)に設定される。
そして、ソースドライバから2行目の表示データに応じた表示信号電圧を各データラインに印加することにより、2行目の表示画素Px群に各表示信号電圧が書き込まれる。
以下、このような表示データの書き込み動作を各走査ライン群の各走査ラインに対して順次実行することにより、液晶表示パネル110Aの1画面分の表示データが各表示画素Pxに順次書き込まれて、所望の画像情報が表示される。
なお、上記一連の表示制御動作においては、分配制御信号Odd、Even及び放電制御信号Odd、Evenを、1水平走査期間ごとに反転させることにより、選択動作期間以外(すなわち、非選択動作期間)では、放電制御信号Oddがハイレベル(分配制御信号Oddがローレベル)に設定されるタイミングで、奇数行の走査ラインSLに接続された放電スイッチ125がオン動作して、走査信号のローレベル(Vgl)が確定され、放電制御信号Evenがハイレベル(分配制御信号Evenがローレベル)に設定されるタイミングで、偶数行の走査ラインSLに接続された放電スイッチ125がオン動作して、走査信号のローレベル(Vgl)が確定される。
このように、本実施形態に係る表示装置においては、隣接する複数(k)の走査ラインを一組とした複数の走査ライン群を備え、各走査ライン群ごとに一組のシフトブロック(シフトレジスタ)、レベルシフトブロック(レベルシフタ)及び走査信号生成ブロックを備えた構成を有し、各組ごとに1水平走査期間のk倍の期間、出力されるシフト信号を、分配制御信号により1水平走査期間ごとに、各走査ラインに対応して順次分配するように構成されているので、液晶表示パネルの高精細化に伴って走査ライン数が増加した場合であっても、液晶表示パネルに配設される全走査ライン数nを、各走査ライン群に属する走査ライン数kで除算したn/k組のシフトブロック、レベルシフトブロック及び走査信号生成ブロックのみで、全走査ラインに所定のタイミングで走査信号を印加することができる。
したがって、従来(周知)のゲートドライバに比較して、シフトブロック及びレベルシフトブロックの数を1/kに削減することができるため、ゲートドライバを構成するドライバチップのチップサイズ(長さ方向又は幅方向)を縮小して、表示装置における実装面積を削減することができる。また、ゲートドライバに供給するクロック信号(ゲートクロック信号)の周波数を通常の1/kに低減することができるため、消費電力を低減することができる。
また、液晶表示パネルを構成する透明な絶縁性基板(例えば、ガラス基板)上に、表示画素を構成する画素トランジスタTFTとともに、放電スイッチを構成するnチャネル型の電界効果型トランジスタを、例えば、アモルファスシリコンを適用して同一の製造プロセスで形成することができるので、すでに技術的に確立されたアモルファスシリコン製造プロセスを適用して、安価に表示パネルを製造することができるとともに、動作特性の安定した表示パネルを実現することができる。
次に、本発明に係る表示装置の他の例について説明する。
図3は、本発明に係る表示装置の要部構成の他の例を示す概略図である。ここで、上述した実施形態と同等の構成については、同等又は同一の符号を付して、その説明を簡略化又は省略する。
上述した実施形態においては、シフトレジスタ121、レベルシフタ122及び走査信号生成手段126(分配回路123及びプリチャージスイッチ124)を、ドライバチップの形態を有するゲートドライバ120A内に形成し、放電スイッチ125を液晶表示パネル110A上に、表示画素Pxとともに一体的に形成した構成を示したが、本実施形態においては、図3に示すように、シフトレジスタ121、レベルシフタ122、走査信号生成手段126及び放電スイッチ125を、ゲートドライバ120B内に形成し、接続端子TMgを介して、液晶表示パネル110Bに配設された各走査ラインSLに接続する構成を有している。
これによれば、液晶表示パネルとして、表示画素が2次元配列された既存の液晶表示パネルを適用し、接続端子を介して、本実施形態に係るゲートドライバを接続する構成を適用することができるので、液晶表示パネルの設計変更や製造プロセスの変更を生じることなく、安価に本発明に係る表示装置を実現することができる。
なお、上述した各実施形態においては、ゲートドライバはドライバチップの形態を有し、接続端子を介して液晶表示パネルに接続されるものとしたが、これに限るものではなく、ゲートドライバが液晶表示パネルの基板上に、例えば、アモルファスシリコントランジスタやポリシリコントランジスタにより、表示画素と一体的に形成されるものであってもよい。
また、上述した各実施形態においては、各走査ライン群が奇数行目及び偶数行目の各1本からなる2本(k=2)の走査ラインを一組としてなる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各走査ライン群に属する走査ライン数を3本以上(k≧3)とするものであってもよい。この場合、液晶表示パネルを構成する全走査ライン数をnとすると、シフトレジスタを構成するシフトブロック、及び、レベルシフタを構成するレベルシフトブロックの数は、各々、n/kとなり、走査信号生成手段を構成する走査信号生成ブロックにおける分配回路は、シフトレジスタからレベルシフタを介して出力されるシフト信号をk本の走査ラインに順次分配する構成となる。また、分配制御信号は、選択的にハイレベル(放電制御信号の場合は、その反転レベル)になるk個の制御信号に設定される。
本発明に係る表示装置の要部構成の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る表示装置における表示制御動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明に係る表示装置の要部構成の他の例を示す概略図である。 従来技術における薄膜トランジスタ(TFT)型の表示画素を備えた液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。 従来技術における液晶表示パネル及びゲートドライバの要部構成を示す概略図である。
符号の説明
110A、110B 液晶表示パネル
120A、120B ゲートドライバ
121 シフトレジスタ
122 レベルシフタ
123 分配回路
124 プリチャージスイッチ
125 放電スイッチ
Px 表示画素
SL 走査ライン
DL データライン

Claims (15)

  1. 基板上に、少なくとも、行方向に配設された複数の走査ライン、及び、列方向に配設された複数の信号ラインの各交点近傍に表示画素が2次元配列されて形成された表示部と、前記複数の走査ラインに接続され、前記各走査ラインの前記表示画素を順次選択状態に設定する走査信号を印加する走査駆動手段と、前記信号ラインに接続され、選択状態に設定された前記表示画素に対して、表示データに応じた表示信号電圧を印加する信号駆動手段と、を備えた表示装置において、
    前記表示部は、前記複数の走査ラインのうちの一部の、隣接する複数の前記走査ラインを一組とする複数の走査ライン群を有し、
    前記走査駆動手段は、少なくとも、
    前記各走査ライン群に対応するシフト信号を順次出力するシフトレジスタと、
    前記シフトレジスタより供給される前記シフト信号、及び、対応する前記走査ライン群における前記複数の走査ラインの各々の選択タイミングに基づいて、前記各走査ラインに対応する前記走査信号を順次生成する走査信号生成手段と、
    を具備すること特徴とする表示装置。
  2. 前記シフトレジスタは、前記複数の走査ライン群の各々に対応し、前記シフト信号を出力する複数のシフトブロックを有することを特徴とする請求項1記載の表示装置。
  3. 前記走査駆動手段は、前記走査信号生成手段に供給する前記シフト信号の信号レベルを、所定の信号レベルに変換する複数のレベルシフトブロックを有する、レベルシフト手段を備えることを特徴とする請求項1記載の表示装置。
  4. 前記走査信号生成手段は、前記各走査ライン群に対応する複数の走査信号生成ブロックを有し、
    前記各走査信号生成ブロックは、
    前記シフト信号が入力されるとともに、対応する前記走査ライン群の前記複数の走査ラインの各々の選択タイミングに応じた複数のタイミング信号を一組とする第1のタイミング信号群が入力され、該第1のタイミング信号群のうちの一のタイミング信号に基づいて、前記シフト信号を前記各走査ラインに対応して順次分配する信号分配手段と、
    前記信号分配手段により分配されるシフト信号に基づいて、前記走査信号として所定の第1の電源電圧を前記各走査ラインに順次印加する複数の第1のスイッチ手段と、
    を具備することを特徴とする請求項1記載の表示装置。
  5. 前記表示装置は、前記各走査ラインの非選択タイミングに基づいて、所定の第2の電源電圧を前記各走査ラインに順次印加するリセット手段を具備することを特徴とする請求項4記載の表示装置。
  6. 前記リセット手段は、前記表示部の前記基板上に、前記表示画素と一体的に形成されていることを特徴とする請求項5記載の表示装置。
  7. 前記リセット手段は、前記各走査ライン群における前記各走査ラインの非選択タイミングに応じた複数のタイミング信号を一組とする第2のタイミング信号群が入力され、前記第2のタイミング信号群のうちの一のタイミング信号に基づいて、前記第2の電源電圧を前記各走査ラインに順次印加する複数の第2のスイッチ手段を具備することを特徴とする請求項5又は6記載の表示装置。
  8. 前記第1のタイミング信号群は、各々、選択的に第1の信号レベルに設定される、前記走査ライン群における前記走査ラインの数に応じた複数のタイミング信号からなり、
    前記第2のタイミング信号群は、各々、選択的に第2の信号レベルに設定される、前記走査ライン群における前記走査ラインの数に応じた複数のタイミング信号からなり、
    前記第1のタイミング信号群を構成する前記各タイミング信号と、前記第2のタイミング信号群を構成する前記各タイミング信号は、相互に信号レベルが反転関係にあることを特徴とする請求項4乃至7のいずれかに記載の表示装置。
  9. 前記第2のスイッチ手段は、nチャネル型のアモルファスシリコン半導体層を用いた電界効果型トランジスタにより構成されることを特徴とする請求項7記載の表示装置。
  10. 前記走査駆動手段は、前記表示部の前記基板上に、前記表示画素と一体的に形成されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の表示装置。
  11. 少なくとも、行方向に配設された複数の走査ライン、及び、列方向に配設された複数の信号ラインの各交点近傍に表示画素が2次元配列された表示部を備え、前記走査ラインの各々に、走査信号を順次印加して前記各行の前記表示画素を選択状態に設定した状態で、表示データに応じた表示信号電圧を印加することにより、所望の画像情報を表示する表示装置の駆動制御方法において、
    前記表示部に配設された、前記複数の走査ラインのうちの一部の、隣接する複数の前記走査ラインを一組とする複数の走査ライン群を有し、
    少なくとも、
    前記各走査ライン群に対応するシフト信号を順次出力する動作と、
    前記シフト信号の出力期間中に、該シフト信号、及び、対応する前記走査ライン群における前記複数の走査ラインの各々の選択タイミングに基づいて、前記各走査ラインに対応する前記走査信号を順次生成して、前記各走査ラインに印加する動作と、
    を含むことを特徴とする表示装置の駆動制御方法。
  12. 前記走査信号を順次生成して印加する動作は、
    前記各走査ライン群に対応する複数の走査信号生成ブロックの各々に前記シフト信号を順次入力する動作と、
    前記各走査信号生成ブロックに、対応する前記走査ライン群の前記複数の走査ラインの各々の選択タイミングに応じた複数のタイミング信号を一組とする第1のタイミング信号群を入力し、該第1のタイミング信号群のうちの一のタイミング信号に基づいて、前記シフト信号を前記各走査ラインに対応して順次分配する動作と、
    前記分配されるシフト信号に基づいて、前記走査信号として所定の第1の電源電圧を前記各走査ラインに順次印加する動作と、
    を含むことを特徴とする請求項11記載の表示装置の駆動制御方法。
  13. 前記表示装置の駆動制御方法は、更に、前記各走査ラインへの前記走査信号の印加後に、所定の第2の電源電圧を前記各走査ラインに印加するリセット動作を含むことを特徴とする請求項12記載の表示装置の駆動制御方法。
  14. 前記リセット動作は、前記各走査ライン群における前記各走査ラインの非選択タイミングに応じた複数のタイミング信号を一組とする第2のタイミング信号群を入力する動作と、
    前記第2のタイミング信号群のうちの一のタイミング信号に基づいて、前記第2の電源電圧を前記各走査ラインに順次印加する動作と、
    を含むことを特徴とする請求項13記載の表示装置の駆動制御方法。
  15. 前記第1のタイミング信号群は、各々、選択的に第1の信号レベルに設定される、前記走査ライン群における前記走査ラインの数に応じた複数のタイミング信号からなり、
    前記第2のタイミング信号群は、各々、選択的に第2の信号レベルに設定される、前記走査ライン群における前記走査ラインの数に応じた複数のタイミング信号からなり、
    前記第1のタイミング信号群を構成する前記各タイミング信号と、前記第2のタイミング信号群を構成する前記各タイミング信号は、相互に信号レベルが反転関係にあることを特徴とする請求項12乃至14のいずれかに記載の表示装置の駆動制御方法。
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