JP2006010897A - Display apparatus and driving method for the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display apparatus and a driving method for the same capable of increasing image quality and long term reliability of an electrooptical element by incorporating a function which reduces influence of switching noise of a switching element into a pixel. <P>SOLUTION: In an active matrix type display apparatus in which pixels 20 including a liquid crystal cell 22 are arranged in a matrix form, a write-in voltage compensation transistor 24 is connected and provided between a holding capacitance 23 and a fixed potential Vk. After writing of input data Vdata on the pixels is started by turning on a data write-in transistor 21 during an ON state of the write-in voltage compensation transistor 24 , the write-in voltage compensation transistor 24 is turned off and subsequently, the data write-in transistor 21 is turned off and thereafter, the write-in voltage compensation transistor 24 is turned on. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、表示装置および表示装置の駆動方法に関し、電気光学素子に加えてスイッチング素子および容量素子を有する画素が行列状に2次元配置されてなる表示装置および表示装置の駆動方法に関する。   The present invention relates to a display device and a driving method of the display device, and more particularly to a display device in which pixels having switching elements and capacitive elements in addition to electro-optical elements are two-dimensionally arranged in a matrix and a driving method of the display device.

並列に配線されたデータ線群と、これらデータ線群と電気的に絶縁され、かつ当該データ線群に直交して並列に配線されたゲート線群との各交点に、電気光学素子を含む画素がマトリクス状に配置されて構成される表示装置、例えば電気光学素子として液晶セルを用いてなる液晶表示装置において、画素の各々はデータ書込みのためのスイッチング素子と容量素子から構成される。   A pixel including an electro-optic element at each intersection between a data line group wired in parallel and a gate line group electrically insulated from the data line group and wired in parallel perpendicular to the data line group Are arranged in a matrix, for example, a liquid crystal display device using a liquid crystal cell as an electro-optical element, each pixel is composed of a switching element and a capacitor element for writing data.

スイッチング素子にMOSトランジスタを用いた場合の一般的な画素の回路構成を図5に示す。この画素100では、データ書込みトランジスタQ101のオン/オフに伴って当該トランジスタ101の各寄生容量Ca,Cbを介して混入するスイッチングノイズ、あるいはデータ書込みトランジスタ101のオン/オフに伴うチャネルとゲート間容量Ccへの電荷の充放電の影響によって発生するスイッチングノイズの影響を受けて、保持容量103に蓄積された電荷による電位Vwriteが、入力された書込み電圧(または、期待される書込み電圧)Vdataとは異なってしまう。また、駆動回路から各画素100までの距離によって、ゲート線104の負荷容量に差が生じるため、データ書込みトランジスタ101のゲート電圧の傾きが異なってしまう。   FIG. 5 shows a circuit configuration of a general pixel when a MOS transistor is used as a switching element. In this pixel 100, switching noise mixed through the parasitic capacitances Ca and Cb of the transistor 101 when the data write transistor Q 101 is turned on / off, or a channel-gate capacitance due to the data write transistor 101 being turned on / off. Under the influence of switching noise generated by the effect of charge / discharge of charge on Cc, the potential Vwrite due to the charge accumulated in the storage capacitor 103 is the input write voltage (or expected write voltage) Vdata. It will be different. In addition, since the load capacitance of the gate line 104 varies depending on the distance from the driving circuit to each pixel 100, the slope of the gate voltage of the data write transistor 101 varies.

これらの影響により、実際に表示させたい画像(または、映像)と、実際に出力される画像(または、映像)との間に差が生じ、表示品質が劣化してしまうという問題がある。また、液晶セル102の対向電極電位(対向基板電位)Vcomを固定電位とした場合、のスイッチングノイズの影響による電圧差は対向電極電位Vcomに対して非対称となるため、液晶のやきつき等の原因となり、表示品質が劣化する。このため、従来は、対向電極電位(固定電位)Vcomを調整するなどの対策を施すことにより、データ書込みトランジスタQ101のスイッチングノイズの影響を低減するようにしている(例えば、特許文献1参照)。   Due to these effects, there is a problem that a difference occurs between an image (or video) that is actually displayed and an image (or video) that is actually output, and display quality deteriorates. Further, when the counter electrode potential (counter substrate potential) Vcom of the liquid crystal cell 102 is set to a fixed potential, the voltage difference due to the effect of switching noise becomes asymmetric with respect to the counter electrode potential Vcom. As a result, the display quality deteriorates. For this reason, conventionally, measures such as adjusting the counter electrode potential (fixed potential) Vcom are taken to reduce the influence of switching noise of the data write transistor Q101 (see, for example, Patent Document 1).

特開平5−204337号公報JP-A-5-204337

しかしながら、対向電極電位Vcomを調整する従来技術では、その調整を人手によって行わなければならないため、データ書込みトランジスタQ101のスイッチングノイズの影響を確実に低減するのは難しいという課題がある。   However, in the conventional technique for adjusting the counter electrode potential Vcom, since the adjustment must be performed manually, there is a problem that it is difficult to reliably reduce the influence of the switching noise of the data write transistor Q101.

そこで、本発明は、スイッチング素子のスイッチングノイズの影響を低減する機能を画素内に持たせることで、画質向上と電気光学素子の長期信頼性の向上を可能とした表示装置および表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a display device and a display device driving method capable of improving image quality and improving long-term reliability of an electro-optic element by providing a pixel with a function of reducing the influence of switching noise of the switching element. The purpose is to provide.

上記の目的を達成するために、本発明では、電気光学素子と、一方の主電極がデータ線に、他方の主電極が前記電気光学素子の一端にそれぞれ接続された第1のスイッチング素子と、一端が第1のスイッチング素子と前記電気光学素子との接続ノードに接続された容量素子と、一方の主電極が前記容量素子の他端に、他方の主電極が固定電位にそれぞれ接続された第2のスイッチング素子とを含む画素がマトリクス状に配置されてなる表示装置において、前記第2のスイッチング素子のオン状態で前記第1のスイッチング素子をオンさせて入力データの前記画素への書込みを開始した後前記第2のスイッチング素子をオフさせ、次いで前記第1のスイッチング素子をオフさせた後に前記第2のスイッチング素子をオン状態にする構成を採っている。   In order to achieve the above object, in the present invention, an electro-optical element, a first switching element in which one main electrode is connected to a data line and the other main electrode is connected to one end of the electro-optical element, A capacitive element having one end connected to a connection node between the first switching element and the electro-optic element, one main electrode connected to the other end of the capacitive element, and the other main electrode connected to a fixed potential. In a display device in which pixels including two switching elements are arranged in a matrix, the first switching element is turned on while the second switching element is on, and writing of input data to the pixel is started. Then, the second switching element is turned off, and then the first switching element is turned off, and then the second switching element is turned on. That.

上記の構成において、第1のスイッチング素子をオンさせて入力データの画素への書込みを開始する。このとき、第2のスイッチング素子はオフ状態にある。入力データの書込みを終えた後に、第2のスイッチング素子をオフ状態にする。これにより、容量素子の他端と第2のスイッチング素子の一方の主電極との接続ノードBがフローティング状態となる。しかる後、第1のスイッチング素子をオフさせる。このとき、第1のスイッチング素子のスイッチングノイズの影響により、容量素子への書込み電圧が入力電位よりもΔVだけ減少するものと仮定すると、上記接続ノードBがフローティング状態にあるため、電荷保存の法則より、当該接続ノードBの電位も書込み電圧に追随してΔVだけ減少する。その後、第2のスイッチング素子がオンし、第1のスイッチング素子と電気光学素子との接続ノードAの書込み電位は、ΔVだけ引き上げられて入力電位となる。   In the above configuration, the first switching element is turned on to start writing input data to the pixel. At this time, the second switching element is in an OFF state. After the input data is written, the second switching element is turned off. As a result, the connection node B between the other end of the capacitive element and one main electrode of the second switching element is in a floating state. Thereafter, the first switching element is turned off. At this time, if it is assumed that the write voltage to the capacitor element is reduced by ΔV from the input potential due to the influence of the switching noise of the first switching element, the connection node B is in a floating state, and thus the law of charge conservation. Accordingly, the potential of the connection node B also decreases by ΔV following the write voltage. Thereafter, the second switching element is turned on, and the writing potential at the connection node A between the first switching element and the electro-optic element is raised by ΔV to become the input potential.

これにより、第1のスイッチング素子のスイッチングノイズの影響による接続ノードAの電位変化が、第2のスイッチング素子のオン→オフ→オンの動作によってキャンセルされるため、容量素子へのデータ書込み時に発生する第1のスイッチング素子のスイッチングノイズの影響を低減できるとともに、駆動手段と画素との距離によって生じるゲート線に印加される電圧の傾きが異なることによるスイッチングノイズの影響の差も同様にして低減できる。その結果、実際の容量素子への書込み電圧を、入力される電位、または期待される電位にさらに近づけることができるため、同一表示領域における書込み電圧の平均値と対向電極電位との差の絶対値と、同一表示領域における書込み電圧の相対差とを低減することができる。   As a result, the potential change of the connection node A due to the influence of the switching noise of the first switching element is canceled by the on-off-on-on operation of the second switching element, and thus occurs when data is written to the capacitor element. The influence of the switching noise of the first switching element can be reduced, and the difference in the influence of the switching noise due to the difference in the slope of the voltage applied to the gate line caused by the distance between the driving means and the pixel can be reduced in the same manner. As a result, the write voltage to the actual capacitive element can be made closer to the input potential or the expected potential, so the absolute value of the difference between the average value of the write voltage and the counter electrode potential in the same display area And the relative difference in write voltage in the same display area can be reduced.

本発明によれば、同一表示領域における書込み電圧の平均値と対向電極電位との差の絶対値と、同一表示領域における書込み電圧の相対差とを低減することができるため、画質向上と電気光学素子の長期信頼性の向上が可能になる。   According to the present invention, it is possible to reduce the absolute value of the difference between the average value of the writing voltage in the same display area and the counter electrode potential and the relative difference of the writing voltage in the same display area. The long-term reliability of the element can be improved.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明が適用される表示装置の構成例を示すブロック図である。ここでは、画素の電気光学素子として液晶セルを用いた点順次駆動方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置を例に挙げて説明するものとする。ただし、画像データを画素単位で書き込む点順次駆動方式への適用に限られるものではなく、画像データを行単位で書き込む線順次駆動方式にも適用可能である。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a display device to which the present invention is applied. Here, a dot sequential drive type active matrix liquid crystal display device using a liquid crystal cell as an electro-optical element of a pixel will be described as an example. However, the present invention is not limited to application to a dot sequential driving method in which image data is written in units of pixels, but can also be applied to a line sequential driving method in which image data is written in units of rows.

図1から明らかなように、本適用例に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置は、画素アレイ部11、垂直駆動回路12および水平駆動回路13を有する構成となっている。画素アレイ部11は、電気光学素子である液晶セルを含む画素20が、第1の半導体基板あるいは絶縁基板(図示せず)上に行列状に2次元配置され、この画素20のm行n列の配列に対して行ごとにゲート線群14−1〜14−mが配線され、列ごとにデータ線群15−1〜15−nが配線された構成となっている。換言すれば、データ線群15−1〜15−nが並列に配線されるとともに、これらデータ線群15−1〜15−nに対してゲート線群14−1〜14−mが電気的に絶縁され、かつ直交して並列に配線され、ゲート線群14−1〜14−mとデータ線群15−1〜15−nの各交点に画素20がマトリクス状に配置された構成となっている。   As is clear from FIG. 1, the active matrix liquid crystal display device according to this application example has a pixel array unit 11, a vertical drive circuit 12, and a horizontal drive circuit 13. In the pixel array unit 11, pixels 20 including liquid crystal cells that are electro-optical elements are two-dimensionally arranged in a matrix on a first semiconductor substrate or an insulating substrate (not shown). In this arrangement, gate line groups 14-1 to 14-m are wired for each row, and data line groups 15-1 to 15-n are wired for each column. In other words, the data line groups 15-1 to 15-n are wired in parallel, and the gate line groups 14-1 to 14-m are electrically connected to the data line groups 15-1 to 15-n. Insulated and orthogonally wired in parallel, the pixels 20 are arranged in a matrix at each intersection of the gate line groups 14-1 to 14-m and the data line groups 15-1 to 15-n. Yes.

第1の半導体基板あるいは絶縁基板上には、画素アレイ部11と共に、当該画素アレイ部11の周囲に、ゲート線群14−1〜14−mを駆動する垂直駆動回路(ゲート線駆動回路)12と、データ線群15−1〜15−nを駆動する水平駆動回路(データ線駆動回路)13とが配置される。第1の半導体基板あるいは絶縁基板に対して第2の半導体基板あるいは絶縁基板(対向基板)が所定の間隙を持って対向配置され、これら2枚の基板間に液晶材料(液晶層)が封入されることによって液晶パネルが形成される。   A vertical drive circuit (gate line drive circuit) 12 for driving the gate line groups 14-1 to 14-m around the pixel array unit 11 together with the pixel array unit 11 on the first semiconductor substrate or the insulating substrate. And a horizontal drive circuit (data line drive circuit) 13 for driving the data line groups 15-1 to 15-n are arranged. A second semiconductor substrate or insulating substrate (opposite substrate) is disposed opposite to the first semiconductor substrate or insulating substrate with a predetermined gap, and a liquid crystal material (liquid crystal layer) is sealed between the two substrates. Thus, a liquid crystal panel is formed.

垂直駆動回路12は、画素アレイ部11の例えば左側に配置されている。なお、ここでは、画素アレイ部11の左側に垂直駆動回路12を配置する構成を例に挙げて示したが、画素アレイ部11の右側に、あるいは画素アレイ部11の左右両側に垂直駆動回路12を配置する構成を採ることも可能である。垂直駆動回路12は、シフトレジスタやバッファ回路等によって構成され、垂直スタートパルスVSTが与えられることにより、垂直クロックパルスVCK(一般的には、互いに逆相の垂直クロックパルスVCK,VCKX)に同期して垂直走査パルスφV1〜φVmを順に出力し、画素アレイ部11のゲート線群14−1〜14−mに与えることによって画素20を行単位で順次選択する。   The vertical drive circuit 12 is disposed, for example, on the left side of the pixel array unit 11. Here, the configuration in which the vertical drive circuit 12 is disposed on the left side of the pixel array unit 11 is described as an example, but the vertical drive circuit 12 is disposed on the right side of the pixel array unit 11 or on both the left and right sides of the pixel array unit 11. It is also possible to adopt a configuration in which The vertical drive circuit 12 includes a shift register, a buffer circuit, and the like, and is synchronized with a vertical clock pulse VCK (generally, vertical clock pulses VCK and VCKX having phases opposite to each other) when a vertical start pulse VST is given. Thus, the vertical scanning pulses φV1 to φVm are sequentially output and given to the gate line groups 14-1 to 14-m of the pixel array unit 11, so that the pixels 20 are sequentially selected in units of rows.

水平駆動回路13は、例えば、水平走査回路131および水平サンプリングスイッチ132−1〜132−nを有する構成となっている。水平走査回路131は、シフトレジスタによって構成され、水平スタートパルスHSTに応答してシフト動作を開始し、当該水平スタートパルスHSTを水平クロックパルスHCK(一般的には、互いに逆相の水平クロックパルスHCK,HCKX)に同期して順次シフトすることにより、各転送段の転送パルスを水平サンプリングパルスφH1〜φHnとして順に出力する。   The horizontal drive circuit 13 is configured to include, for example, a horizontal scanning circuit 131 and horizontal sampling switches 132-1 to 132-n. The horizontal scanning circuit 131 includes a shift register and starts a shift operation in response to a horizontal start pulse HST. The horizontal start pulse HST is converted into a horizontal clock pulse HCK (generally, horizontal clock pulses HCK having opposite phases to each other). , HCKX) and sequentially shifting the transfer pulses of each transfer stage as horizontal sampling pulses φH1 to φHn.

水平サンプリングスイッチ132−1〜132−nは、各一端が信号入力線16に共通に接続され、各他端が画素アレイ部11のデータ線群15−1〜15−nの各一端にそれぞれ接続されている。これら水平サンプリングスイッチ132−1〜132−nは、水平走査回路131から順に出力される水平サンプリングパルスφH1〜φHnに応答してオン状態になることにより、信号入力線16を介して入力されるアナログ映像信号Vsigを順次サンプリングしてデータ線群15−1〜15−nの各々に供給する。   One end of each of the horizontal sampling switches 132-1 to 132-n is commonly connected to the signal input line 16, and each other end is connected to each one end of the data line group 15-1 to 15-n of the pixel array unit 11. Has been. These horizontal sampling switches 132-1 to 132-n are turned on in response to horizontal sampling pulses φH1 to φHn sequentially output from the horizontal scanning circuit 131, whereby analog signals input via the signal input line 16 are input. The video signal Vsig is sequentially sampled and supplied to each of the data line groups 15-1 to 15-n.

信号入力線16を通して入力されるアナログ映像信号Vsigは、対向電極電位Vcomを基準に例えば1H(Hは水平走査期間)ごとに極性が反転する信号である。このように、アナログ映像信号Vsigの極性を1Hごとに反転させる駆動法は、1H反転(ライン反転)駆動法と呼ばれている。1H反転駆動法以外に、アナログ映像信号Vsigの極性を1画面(フィールド/フレーム)ごとに反転させる駆動法等を採ることもある。   The analog video signal Vsig input through the signal input line 16 is a signal whose polarity is inverted, for example, every 1H (H is a horizontal scanning period) with reference to the counter electrode potential Vcom. As described above, the driving method for inverting the polarity of the analog video signal Vsig every 1H is called a 1H inversion (line inversion) driving method. In addition to the 1H inversion driving method, a driving method for inverting the polarity of the analog video signal Vsig for each screen (field / frame) may be employed.

上記構成のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、本発明では、液晶セルを含む画素(画素回路)20の回路構成を特徴としている。以下に、画素20の具体的な回路構成および回路動作について説明する。   In the active matrix liquid crystal display device having the above configuration, the present invention is characterized by the circuit configuration of a pixel (pixel circuit) 20 including a liquid crystal cell. Hereinafter, a specific circuit configuration and circuit operation of the pixel 20 will be described.

図2は、画素(画素回路)20の回路構成の一例を示す回路図である。ここでは、スイッチング素子としてMOSトランジスタを使用した場合を例に挙げて示している。図2において、画素20は、第1のスイッチング素子であるデータ書込みトランジスタ21、液晶セル22および保持容量23に加えて、第2のスイッチング素子である書込み電圧補償トランジスタ24を有する構成となっている。   FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of a circuit configuration of the pixel (pixel circuit) 20. Here, a case where a MOS transistor is used as the switching element is shown as an example. In FIG. 2, the pixel 20 has a configuration including a write voltage compensation transistor 24, which is a second switching element, in addition to a data write transistor 21, a liquid crystal cell 22, and a storage capacitor 23, which are first switching elements. .

データ書込みトランジスタ21は、ゲート電極がゲート線14(14−1〜14−m)に接続され、一方の主電極がデータ線15(15−1〜15−n)に接続されている。データ書込みトランジスタ21のゲート電極には、ゲート線14を介してゲート電圧Vg1(図1の垂直走査パルスφV1〜φVmに相当)が行単位で与えられる。   The data write transistor 21 has a gate electrode connected to the gate line 14 (14-1 to 14-m) and one main electrode connected to the data line 15 (15-1 to 15-n). A gate voltage Vg1 (corresponding to the vertical scanning pulses φV1 to φVm in FIG. 1) is applied to the gate electrode of the data write transistor 21 through the gate line 14 in units of rows.

データ書込みトランジスタ21の他方の主電極には、液晶セル22の画素電極と保持容量23の一端がそれぞれ接続されている。以下、この接続ノードをノードAと呼ぶこととする。液晶セル22の対向電極には、固定電位(以下、「対向電極電位」と記す)Vcomが与えられる。保持容量23の他端には、書込み電圧補償トランジスタ24の一方の主電極が接続されている。以下、この接続ノードをノードBと呼ぶこととする。   The other main electrode of the data writing transistor 21 is connected to the pixel electrode of the liquid crystal cell 22 and one end of the storage capacitor 23. Hereinafter, this connection node is referred to as a node A. A fixed potential (hereinafter referred to as “counter electrode potential”) Vcom is applied to the counter electrode of the liquid crystal cell 22. One main electrode of the write voltage compensation transistor 24 is connected to the other end of the storage capacitor 23. Hereinafter, this connection node is referred to as a node B.

書込み電圧補償トランジスタ24のゲート電極にはゲート電圧Vg2が行単位で与えられ、他方の主電極には固定電位Vk、例えばグランド電位(0[V])が各画素共通に与えられる。データ書込みトランジスタ21のゲート電極に与えられるゲート電圧Vg1および書込み電圧補償トランジスタ24のゲート電極に与えられるゲート電圧Vg2のタイミング関係を図3に示す。   A gate voltage Vg2 is applied to the gate electrode of the write voltage compensation transistor 24 in units of rows, and a fixed potential Vk, for example, a ground potential (0 [V]) is applied to the other main electrode in common to each pixel. A timing relationship between the gate voltage Vg1 applied to the gate electrode of the data write transistor 21 and the gate voltage Vg2 applied to the gate electrode of the write voltage compensation transistor 24 is shown in FIG.

次に、上記構成の画素20の回路動作について説明する。   Next, the circuit operation of the pixel 20 having the above configuration will be described.

データ書込みトランジスタ21がゲート電圧Vg1に応答してオン状態になることで、データVdataに応じた電荷を保持容量23に蓄積させる。しかし、このデータ書込みトランジスタ21がオフする際に、先述したように、データ書込みトランジスタ21の各寄生容量、または当該トランジスタ21のオン/オフに伴うチャネルとゲート間容量への電荷の充放電の影響によってスイッチングノイズが発生し、データ書込みトランジスタ21に印加されている電位Vdataと、実際に保持容量23に書き込まれる電位Vwriteとの間に差が生じる。このスイッチングノイズの影響を低減するのが、書込み電圧補償トランジスタ24の作用である。   The data write transistor 21 is turned on in response to the gate voltage Vg 1, whereby charges corresponding to the data Vdata are accumulated in the storage capacitor 23. However, when the data write transistor 21 is turned off, as described above, the influence of the charge / discharge of charges on each parasitic capacitance of the data write transistor 21 or the channel-gate capacitance associated with the on / off of the transistor 21. As a result, switching noise is generated, and a difference occurs between the potential Vdata applied to the data write transistor 21 and the potential Vwrite actually written to the storage capacitor 23. The effect of the write voltage compensation transistor 24 is to reduce the influence of the switching noise.

この書込み電圧補償トランジスタ24の作用について、データ書込みトランジスタ21のゲート電圧Vg1と書込み電圧補償トランジスタ24のゲート電圧Vg2のタイミング関係を示す図3を用いて説明する。   The operation of the write voltage compensation transistor 24 will be described with reference to FIG. 3 showing the timing relationship between the gate voltage Vg1 of the data write transistor 21 and the gate voltage Vg2 of the write voltage compensation transistor 24.

先ず、時刻t1でゲート電圧Vg1がLレベル(低レベル)からHレベル(高レベル)に遷移すると、これに応答してデータ書込みトランジスタ21がオン状態になって、データVdataの書込みを開始する。このとき、書込み電圧補償トランジスタ24はオン状態にある。データVdataの書込みを終えると、時刻t2でゲート電圧Vg2がHレベルからLレベルに遷移し、これに応答して書込み電圧補償トランジスタ24がオフ状態となる。これにより、保持容量23の他端と書込み電圧補償トランジスタ24の一方の主電極との接続ノード、即ちノードBがフローティング状態(ハイインピーダンス状態)となる。   First, when the gate voltage Vg1 transits from L level (low level) to H level (high level) at time t1, the data write transistor 21 is turned on in response to this, and writing of data Vdata is started. At this time, the write voltage compensation transistor 24 is in an on state. When the writing of the data Vdata is finished, the gate voltage Vg2 changes from the H level to the L level at time t2, and in response to this, the write voltage compensation transistor 24 is turned off. As a result, a connection node between the other end of the storage capacitor 23 and one main electrode of the write voltage compensation transistor 24, that is, the node B is in a floating state (high impedance state).

次に、時刻t3でゲート電圧Vg1がHレベルからLレベルに遷移すると、これに応答してデータ書込みトランジスタ21がオフする。このとき、データ書込みトランジスタ21のスイッチングノイズの影響により、保持容量23への書込み電圧Vwriteが入力電位VdataよりもΔVだけ減少するものと仮定する。すると、ノードBがフローティング状態にあることから、電荷保存の法則より、当該ノードBの電位も書込み電圧Vwriteに追随してΔVだけ減少する。   Next, when the gate voltage Vg1 transitions from the H level to the L level at time t3, the data write transistor 21 is turned off in response thereto. At this time, it is assumed that the write voltage Vwrite to the storage capacitor 23 decreases by ΔV from the input potential Vdata due to the influence of switching noise of the data write transistor 21. Then, since the node B is in a floating state, the potential of the node B also decreases by ΔV following the write voltage Vwrite according to the law of charge conservation.

その後、時刻t4でゲート電圧Vg2がLレベルからHレベルに遷移すると、これに応答して書込み電圧補償トランジスタ24がオンし、ノードAの書込み電位は、ΔVだけ引き上げられて電位Vdataとなる。その結果、データ書込みトランジスタ21のスイッチングノイズの影響によるノードAの電位変化は、書込み電圧補償トランジスタ24オン→オフ→オンの動作によってキャンセルされる。   Thereafter, when the gate voltage Vg2 transitions from the L level to the H level at time t4, the write voltage compensation transistor 24 is turned on in response to this, and the write potential of the node A is raised by ΔV to become the potential Vdata. As a result, the potential change of the node A due to the influence of the switching noise of the data write transistor 21 is canceled by the operation of the write voltage compensation transistor 24 from on to off to on.

しかし、実際には、データ書込みトランジスタ21および書込み電圧補償トランジスタ24の全寄生容量、配線容量、液晶を挟んだ対向電極との容量、即ち液晶セル22の容量CL、または各負荷抵抗や書込み電圧補償トランジスタ24のスイッチングノイズの影響などを考慮しなくてはならない。   However, in actuality, the total parasitic capacitance of the data write transistor 21 and the write voltage compensation transistor 24, the wiring capacitance, the capacitance with the counter electrode across the liquid crystal, that is, the capacitance CL of the liquid crystal cell 22, or each load resistance and write voltage compensation The influence of the switching noise of the transistor 24 must be taken into consideration.

そこで、これら全てを計算すると複雑になるため、書込み電圧補償トランジスタ24のスイッチングノイズの影響はオフ動作とオン動作によりキャンセルされるものとする。また、電荷の移動に注目し、保持容量23の容量をC0、データ書込みトランジスタ21のゲート電極とノードAとの間の寄生容量をC1、書込み電圧補償トランジスタ24のゲート電極とノードBとの間の寄生容量をC2としたときの等価回路を図4に示す。   Therefore, since it is complicated to calculate all of these, the influence of the switching noise of the write voltage compensation transistor 24 is canceled by the off operation and the on operation. Further, paying attention to the movement of charge, the capacitance of the storage capacitor 23 is C0, the parasitic capacitance between the gate electrode of the data write transistor 21 and the node A is C1, and the gate electrode of the write voltage compensation transistor 24 is between the node B and the node B. FIG. 4 shows an equivalent circuit when the parasitic capacitance of C2 is C2.

そして、固定電位Vkの電位を0Vとし、各トランジスタ21,24の寄生容量C1,C2による電位変化を計算する(その他の寄生容量や寄生抵抗等は無視する)。以下の計算では、データ書込みトランジスタ21および書込み電圧補償トランジスタ24がオンまたはオフしてから十分に時間が経過したものと仮定する。   Then, the potential of the fixed potential Vk is set to 0 V, and the potential change due to the parasitic capacitances C1 and C2 of the transistors 21 and 24 is calculated (other parasitic capacitances and parasitic resistances are ignored). In the following calculation, it is assumed that a sufficient time has elapsed since the data write transistor 21 and the write voltage compensation transistor 24 are turned on or off.

先ず、データ書込みトランジスタ21および書込み電圧補償トランジスタ24が共にオンのとき(時刻t1〜t2の期間)、ノードBを基準に書き込まれた総電荷量Call を

Figure 2006010897
とする。 First, when both the data write transistor 21 and the write voltage compensation transistor 24 are on (period t1 to t2), the total charge amount Call written with reference to the node B is calculated.
Figure 2006010897
And

次に、両トランジスタ21,22がオフし(時刻t3〜t4の期間)、データ書込みトランジスタ21のスイッチングノイズの影響により、ノードAの電位がΔVだけ減少したとすると、ノードBの電位Vbを基準に総電荷量Call を求めると、

Figure 2006010897
が成り立つ。 Next, when both the transistors 21 and 22 are turned off (period t3 to t4) and the potential of the node A is decreased by ΔV due to the influence of switching noise of the data write transistor 21, the potential Vb of the node B is set as a reference. When the total charge amount Call is obtained,
Figure 2006010897
Holds.

(1)式=(2)式より、ノードAの電位がΔVだけ減少したとすると、

Figure 2006010897
となる。さらに、書込み電圧補償トランジスタ24がオンすると、ノードAの電位VaはノードAを基準に解くと、 From the equation (1) = (2), if the potential of the node A is decreased by ΔV,
Figure 2006010897
It becomes. Further, when the write voltage compensation transistor 24 is turned on, the potential Va of the node A is solved based on the node A.

Figure 2006010897
となり、(4)式より、
Figure 2006010897
From equation (4),

Figure 2006010897
で表せる。
Figure 2006010897
It can be expressed as

通常、C1とC2はトランジスタの寄生容量であるから、保持容量23の容量C0に対して十分に小さな値である。よって、C1/(C0+C1)≒0、C2/(C0+C2)≒0、C0/(C0+C1)≒1となり、(5)式はVa≒Vdataとなる。つまり、期待される書込み電圧Vdataと、実際に書き込まれる電圧Vaとがほぼ等しくなる。よって、寄生容量C1,C2が保持容量23の容量C0に対して無視できるほど小さな値であれば、データ書込みトランジスタ21のスイッチングノイズの影響はほぼ無くなり、それ以外の場合においても、本実施形態に係る画素20を用いれば、スイッチングノイズの影響を低減できる。   Usually, C1 and C2 are parasitic capacitances of the transistors, and are sufficiently small values with respect to the capacitance C0 of the storage capacitor 23. Therefore, C1 / (C0 + C1) ≈0, C2 / (C0 + C2) ≈0, C0 / (C0 + C1) ≈1, and Equation (5) becomes Va≈Vdata. That is, the expected write voltage Vdata and the actually written voltage Va are substantially equal. Therefore, if the parasitic capacitances C1 and C2 are so small as to be negligible with respect to the capacitance C0 of the storage capacitor 23, the influence of the switching noise of the data write transistor 21 is almost eliminated. If such a pixel 20 is used, the influence of switching noise can be reduced.

また、垂直駆動回路12と画素20との距離によって生じるゲート線14(14−1〜14−m)の寄生容量や寄生抵抗の差によって各画素20のデータ書込みトランジスタ21のゲート電極に印加される電圧の傾きが異なったとしても、この傾きの違いによるスイッチングノイズの影響の差も(5)式から同様に低減できることがわかる。   Further, it is applied to the gate electrode of the data write transistor 21 of each pixel 20 due to the difference in parasitic capacitance and parasitic resistance of the gate line 14 (14-1 to 14-m) generated by the distance between the vertical drive circuit 12 and the pixel 20. It can be seen that even if the slope of the voltage is different, the difference in the influence of the switching noise due to the difference in the slope can be reduced in the same manner.

上述したように、電気光学素子(本実施形態では、液晶セル22)を含む画素20がマトリクス状に配置されてなるアクティブマトリクス型表示装置において、保持容量23と固定電位Vkとの間に書込み電圧補償トランジスタ24を接続して設け、当該書込み電圧補償トランジスタ24のオン状態でデータ書込みトランジスタ21をオンさせて入力データVdataの画素20への書込みを開始した後書込み電圧補償トランジスタ24をオフさせ、次いでデータ書込みトランジスタ21をオフさせた後に書込み電圧補償トランジスタ24をオン状態にする構成を採ることで、次のような作用効果を得ることができる。   As described above, in the active matrix display device in which the pixels 20 including the electro-optic element (in this embodiment, the liquid crystal cell 22) are arranged in a matrix, the write voltage is applied between the storage capacitor 23 and the fixed potential Vk. The compensation transistor 24 is connected, and the data write transistor 21 is turned on in the ON state of the write voltage compensation transistor 24 to start writing the input data Vdata to the pixel 20, and then the write voltage compensation transistor 24 is turned off. By adopting a configuration in which the write voltage compensation transistor 24 is turned on after the data write transistor 21 is turned off, the following effects can be obtained.

すなわち、書込み電圧補償トランジスタ24のオン状態でデータ書込みトランジスタ21をオンさせて入力データVdataの画素20への書込みを開始し、入力データVdataの書込みを終えた後に、書込み電圧補償トランジスタ24をオフ状態にすることで、ノードBがフローティング状態となる。その後、データ書込みトランジスタ21をオフさせるとき、当該データ書込みトランジスタ21のスイッチングノイズの影響により、保持容量23への書込み電圧Vwriteが入力電位VdataよりもΔVだけ減少するものの、ノードBがフローティング状態にあり、当該ノードBの電位も書込み電圧Vwriteに追随してΔVだけ減少するため、その後、書込み電圧補償トランジスタ24をオンすることで、ノードAの書込み電位VwriteがΔVだけ引き上げられて入力電位Vdataとなる。   That is, the write voltage compensation transistor 24 is turned on to turn on the data write transistor 21 to start writing the input data Vdata to the pixel 20, and after the write of the input data Vdata is finished, the write voltage compensation transistor 24 is turned off. By doing so, the node B enters a floating state. Thereafter, when the data write transistor 21 is turned off, the write voltage Vwrite to the storage capacitor 23 decreases by ΔV from the input potential Vdata due to the influence of switching noise of the data write transistor 21, but the node B is in a floating state. Since the potential at the node B also decreases by ΔV following the write voltage Vwrite, the write voltage Vwrite at the node A is raised by ΔV by turning on the write voltage compensation transistor 24 to become the input potential Vdata. .

これにより、データ書込みトランジスタ21のスイッチングノイズの影響によるノードAの電位変化が、書込み電圧補償トランジスタ24のオン→オフ→オンの動作によってキャンセルされるため、保持容量23へのデータ書込み時に発生するデータ書込みトランジスタ21のスイッチングノイズの影響を低減できるとともに、垂直駆動回路12と画素20との距離によって生じるゲート線14−1〜14−mに印加される電圧の傾きが異なることによるスイッチングノイズの影響の差も同様にして低減できる。   As a result, the potential change at the node A due to the influence of the switching noise of the data write transistor 21 is canceled by the operation of the write voltage compensation transistor 24 from ON → OFF → ON, so that the data generated at the time of writing data to the storage capacitor 23 The influence of the switching noise of the write transistor 21 can be reduced, and the influence of the switching noise caused by the difference in the slope of the voltage applied to the gate lines 14-1 to 14-m caused by the distance between the vertical drive circuit 12 and the pixel 20 can be reduced. The difference can be reduced in the same way.

その結果、実際の保持容量23への書込み電圧Vwriteを、入力される電位Vdata(または、期待される電位)にさらに近づけることができるため、同一表示領域における書込み電圧の平均値と対向電極電位Vcomとの差の絶対値と、同一表示領域における書込み電圧の相対差とを低減することができ、よって画質向上と電気光学素子(液晶セル22)の長期信頼性の向上が可能になる。また、第2のスイッチング素子(本例では、書込み電圧補償トランジスタ24)として、サイズの小さい低耐圧のトランジスタ等を用いれば、レイアウト面積を考慮した実用性の高い回路構成を実現することができる。   As a result, the write voltage Vwrite to the actual storage capacitor 23 can be made closer to the input potential Vdata (or the expected potential), so that the average value of the write voltage and the counter electrode potential Vcom in the same display region. The absolute value of the difference between the two and the relative difference between the write voltages in the same display area can be reduced, and therefore the image quality and the long-term reliability of the electro-optic element (liquid crystal cell 22) can be improved. Further, if a small-sized low breakdown voltage transistor or the like is used as the second switching element (in this example, the write voltage compensation transistor 24), a highly practical circuit configuration in consideration of the layout area can be realized.

なお、上記実施形態では、画素の電気光学素子として液晶セルを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの適用例に限られるものではなく、電気光学素子に加えて、スイッチング素子によって書き込まれた電位を保持する容量素子を含む画素がマトリクス状に配置されてなるアクティブマトリクス型表示装置全般に適用可能である。   In the above embodiment, the case where the present invention is applied to an active matrix liquid crystal display device using a liquid crystal cell as an electro-optical element of a pixel has been described as an example, but the present invention is not limited to this application example. In addition to the electro-optic element, the present invention can be applied to all active matrix display devices in which pixels including a capacitor element that holds a potential written by a switching element are arranged in a matrix.

本発明が適用されるアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration example of an active matrix liquid crystal display device to which the present invention is applied. 画素(画素回路)の回路構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of a circuit structure of a pixel (pixel circuit). データ書込みトランジスタのゲート電圧Vg1と書込み電圧補償トランジスタのゲート電圧Vg2のタイミング関係を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing a timing relationship between a gate voltage Vg1 of a data write transistor and a gate voltage Vg2 of a write voltage compensation transistor. 画素回路の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of a pixel circuit. 従来技術の課題の説明に供する図である。It is a figure where it uses for description of the subject of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

11…画素アレイ部、12…垂直駆動回路、13…水平駆動回路、14−1〜14−m…ゲート線群、5−1〜15−n…データ線群、20…画素(画素回路)、21…データ書込みトランジスタ(第1のスイッチング素子)、22…液晶セル、23…容量素子、24…書込み電圧補償トランジスタ(第2のスイッチング素子)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Pixel array part, 12 ... Vertical drive circuit, 13 ... Horizontal drive circuit, 14-1 to 14-m ... Gate line group, 5-1 to 15-n ... Data line group, 20 ... Pixel (pixel circuit), 21: Data writing transistor (first switching element), 22: Liquid crystal cell, 23 ... Capacitor element, 24 ... Writing voltage compensation transistor (second switching element)

Claims (2)

電気光学素子と、
一方の主電極がデータ線に、他方の主電極が前記電気光学素子の一端にそれぞれ接続された第1のスイッチング素子と、
一端が第1のスイッチング素子と前記電気光学素子との接続ノードに接続された容量素子と、
一方の主電極が前記容量素子の他端に、他方の主電極が固定電位にそれぞれ接続された第2のスイッチング素子とを含む画素がマトリクス状に配置されてなる画素アレイ部と、
前記第2のスイッチング素子のオン状態で前記第1のスイッチング素子をオンさせて入力データの前記画素への書込みを開始した後前記第2のスイッチング素子をオフさせ、次いで前記第1のスイッチング素子をオフさせた後に前記第2のスイッチング素子をオン状態にする駆動手段と
を備えたことを特徴とする表示装置。
An electro-optic element;
A first switching element having one main electrode connected to the data line and the other main electrode connected to one end of the electro-optic element;
A capacitive element having one end connected to a connection node between the first switching element and the electro-optic element;
A pixel array unit in which pixels including a second switching element in which one main electrode is connected to the other end of the capacitive element and the other main electrode is connected to a fixed potential;
The first switching element is turned on while the second switching element is turned on to start writing the input data to the pixel, and then the second switching element is turned off, and then the first switching element is turned on. And a driving means for turning on the second switching element after being turned off.
電気光学素子と、
一方の主電極がデータ線に、他方の主電極が前記電気光学素子の一端にそれぞれ接続された第1のスイッチング素子と、
一端が第1のスイッチング素子と前記電気光学素子との接続ノードに接続された容量素子と、
一方の主電極が前記容量素子の他端に、他方の主電極が固定電位にそれぞれ接続された第2のスイッチング素子と
を含む画素がマトリクス状に配置されてなる表示装置の駆動方法であって、
前記第2のスイッチング素子のオン状態で前記第1のスイッチング素子をオンさせて入力データの前記画素への書込みを開始した後前記第2のスイッチング素子をオフさせ、
次いで前記第1のスイッチング素子をオフさせた後に前記第2のスイッチング素子をオン状態にする
ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
An electro-optic element;
A first switching element having one main electrode connected to the data line and the other main electrode connected to one end of the electro-optic element;
A capacitive element having one end connected to a connection node between the first switching element and the electro-optic element;
A display device driving method in which pixels including one main electrode on the other end of the capacitive element and a second switching element on the other main electrode connected to a fixed potential are arranged in a matrix. ,
Turning on the first switching element in the on state of the second switching element to start writing input data to the pixel, and then turning off the second switching element;
Next, after the first switching element is turned off, the second switching element is turned on. The method for driving a display device,
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