JP2007010871A - Display signal processing apparatus and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示信号を画素電圧に変換する表示信号処理装置およびこの表示信号処理装置を有する液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a display signal processing device that converts a display signal into a pixel voltage and a liquid crystal display device having the display signal processing device.
液晶表示装置に代表される平面表示装置は、パーソナルコンピュータ、情報携帯端末、テレビジョン受像機、あるいはカーナビゲーションシステム等の表示装置として広く利用されている。 A flat display device typified by a liquid crystal display device is widely used as a display device for a personal computer, an information portable terminal, a television receiver, a car navigation system, or the like.
液晶表示装置は、一般に複数の液晶画素のマトリクスアレイを含む表示パネルと、この表示パネルを駆動する駆動回路とを備える。典型的な表示パネルはアレイ基板および対向基板間に液晶層を挟持した構造を有する。アレイ基板はマトリクス状に配置される複数の画素電極を有し、対向基板はこれら画素電極に対向する共通電極を有する。画素電極および共通電極はこれら電極間に配置される液晶層の画素領域と共に液晶画素を構成し、画素領域内の液晶分子配列を画素電極および共通電極間の電界によって制御する。駆動回路では、例えば各行の画素に対するデジタル表示信号が複数の階調基準電圧を用いて画素電圧に変換され、表示パネルに出力される。画素電圧は共通電極の電位を基準として画素電極に印加される電圧であり、液晶分子の偏在化による表示パネルの劣化を避けるために例えば図5に示すように1水平走査期間(1H)毎に共通電極の電位に対して極性反転されてソースドライバから出力される。図5において、CKVは1垂直走査期間において1水平走査期間を周期として発生されるパルスである垂直クロック信号CKVを表し、STBは垂直クロック信号CKVに同期して水平走査期間(1H)毎に発生されるストローブ信号である。 A liquid crystal display device generally includes a display panel including a matrix array of a plurality of liquid crystal pixels, and a drive circuit that drives the display panel. A typical display panel has a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between an array substrate and a counter substrate. The array substrate has a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix, and the counter substrate has a common electrode facing the pixel electrodes. The pixel electrode and the common electrode constitute a liquid crystal pixel together with the pixel region of the liquid crystal layer disposed between these electrodes, and the liquid crystal molecular arrangement in the pixel region is controlled by an electric field between the pixel electrode and the common electrode. In the driving circuit, for example, digital display signals for pixels in each row are converted into pixel voltages using a plurality of gradation reference voltages, and are output to the display panel. The pixel voltage is a voltage applied to the pixel electrode with reference to the potential of the common electrode. In order to avoid deterioration of the display panel due to uneven distribution of liquid crystal molecules, for example, as shown in FIG. 5, every horizontal scanning period (1H). The polarity is inverted with respect to the potential of the common electrode and output from the source driver. In FIG. 5, CKV represents a vertical clock signal CKV that is a pulse generated in one vertical scanning period with one horizontal scanning period as a cycle, and STB is generated every horizontal scanning period (1H) in synchronization with the vertical clock signal CKV. Strobe signal.
従来の階調基準電圧発生回路は、例えば一対の電源端子間に複数の抵抗を直列に接続したラダー抵抗器からなり、電源端子間の電圧を分圧して複数の階調基準電圧を出力する(例えば、特許文献1を参照)。
近年では、液晶表示装置の高精細化が求められ、画素数が増大する傾向にある。駆動回路の駆動能力が一定であるとすれば、1垂直走査期間内において表示信号に対応して全ての画素を駆動するために各行の画素の駆動時間を短縮する必要がある。1行(ライン)分の画素の画素電圧はこの駆動時間内に遷移して、これら画素の階調を例えば白表示である最大値から黒表示である最小値まで、あるいは最小値から最大値まで変化させることが可能でなくてはならない。しかしながら、この駆動時間が駆動回路の駆動能力に対して短すぎると、この駆動時間内に画素電圧の遷移を完了させることが困難となる。 In recent years, high definition of liquid crystal display devices is required, and the number of pixels tends to increase. If the driving capability of the driving circuit is constant, it is necessary to shorten the driving time of the pixels in each row in order to drive all the pixels corresponding to the display signal within one vertical scanning period. The pixel voltage of the pixels for one line (line) changes within this drive time, and the gradation of these pixels is changed, for example, from the maximum value for white display to the minimum value for black display, or from the minimum value to the maximum value. It must be possible to change. However, if this drive time is too short for the drive capability of the drive circuit, it will be difficult to complete the transition of the pixel voltage within this drive time.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、駆動能力の増大を必要とせずに画素の駆動期間を短縮することが可能な表示信号処理装置および液晶表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and provides a display signal processing device and a liquid crystal display device capable of shortening the pixel driving period without requiring an increase in driving capability. is there.
本発明によれば、複数の階調基準電圧を複数の電圧出力端から発生する階調基準電圧発生回路と、複数の電圧出力端の端子間電圧を分圧するように直列に接続される抵抗群から得られる所定数の階調電圧を選択的に用いて表示信号を画素電圧に変換する信号変換回路とを備え、階調基準電圧発生回路は信号変換回路の変換動作毎に複数の階調基準電圧を表示信号の最大階調差に対応した画素電圧範囲において互いに同じであるプリチャージ用中間電圧値に一時的に設定し、続いて複数の階調基準電圧をこの画素電圧範囲において互いに異なる表示用電圧値に設定する出力制御部を含む表示信号処理装置が提供される。 According to the present invention, a gradation reference voltage generation circuit that generates a plurality of gradation reference voltages from a plurality of voltage output terminals, and a group of resistors connected in series so as to divide voltages between terminals of the plurality of voltage output terminals And a signal conversion circuit that selectively converts a display signal into a pixel voltage by selectively using a predetermined number of gradation voltages obtained from the gradation reference voltage generation circuit, wherein the gradation reference voltage generation circuit has a plurality of gradation references for each conversion operation of the signal conversion circuit. The voltage is temporarily set to a precharge intermediate voltage value that is the same in the pixel voltage range corresponding to the maximum gradation difference of the display signal, and then a plurality of gradation reference voltages are displayed differently in the pixel voltage range. A display signal processing device including an output control unit for setting a voltage value for operation is provided.
さらに本発明によれば、略マトリクス状に配置される複数の表示画素、複数の表示画素の行に沿って配置される複数のゲート線、複数の表示画素の列に沿って配置される複数のソース線、および複数のゲート線および複数のソース線の交差位置近傍に配置され各々対応ゲート線が駆動される間に対応表示画素を対応ソース線に電気的に接続する複数の画素スイッチング素子を含む液晶表示パネルと、複数のゲート線を順次駆動するゲートドライバ回路と、1行分の表示画素に対する表示信号に対応して複数のソース線を駆動するソースドライバ回路とを備え、ソースドライバ回路は複数の階調基準電圧を複数の電圧出力端から発生する階調基準電圧発生回路と、複数の電圧出力端の端子間電圧を分圧するように直列に接続される抵抗群から得られる所定数の階調電圧を選択的に用いて表示信号を画素電圧に変換する信号変換回路とを含み、階調基準電圧発生回路が信号変換回路の変換動作毎に複数の階調基準電圧を表示信号の最大階調差に対応した画素電圧範囲において互いに同じであるプリチャージ用中間電圧値に一時的に設定し、続いて複数の階調基準電圧を画素電圧範囲において互いに異なる表示用電圧値に設定する出力制御部を含む表示信号処理装置を有し、ソースドライバ回路は出力制御部が複数の階調基準電圧をプリチャージ用中間電圧値に設定するプリチャージ期間において2隣接ゲート線を一緒に駆動するように構成される液晶表示装置が提供される。 Further, according to the present invention, a plurality of display pixels arranged in a substantially matrix shape, a plurality of gate lines arranged along a row of the plurality of display pixels, and a plurality of rows arranged along a column of the plurality of display pixels. A source line, and a plurality of pixel switching elements disposed near the intersection of the plurality of gate lines and the plurality of source lines and electrically connecting the corresponding display pixel to the corresponding source line while each corresponding gate line is driven A liquid crystal display panel, a gate driver circuit that sequentially drives a plurality of gate lines, and a source driver circuit that drives a plurality of source lines in response to display signals for one row of display pixels. Obtained from a plurality of voltage output terminals and a resistor group connected in series so as to divide the voltage across the terminals of the plurality of voltage output terminals. And a signal conversion circuit that selectively uses a predetermined number of gradation voltages to convert a display signal into a pixel voltage, and the gradation reference voltage generation circuit generates a plurality of gradation reference voltages for each conversion operation of the signal conversion circuit. Temporarily set an intermediate voltage value for precharging that is the same in the pixel voltage range corresponding to the maximum gray level difference of the display signal, and then a plurality of gray scale reference voltages that are different from each other in the pixel voltage range A display signal processing device including an output control unit to set the two adjacent gate lines together in a precharge period in which the output control unit sets a plurality of gradation reference voltages to intermediate voltage values for precharging. A liquid crystal display device configured to be driven is provided.
これら表示信号処理装置および液晶表示装置では、出力制御部が信号変換回路の変換動作毎に複数の階調基準電圧を画素電圧範囲において互いに同じであるプリチャージ用中間電圧値に一時的に設定する。この状態では、階調基準電圧発生回路の電圧出力端子間に電圧差が生じないため、信号変換回路が抵抗群から得られる全階調電圧のどれを画素電圧として選択しても、上述したプリチャージ用中間電圧値の画素電圧が出力される。信号変換回路の画素電圧出力端の負荷容量がこの画素電圧によってプリチャージされていると、画素電圧が表示信号を反映した電圧値までより短い時間で遷移する。従って、駆動能力の増大を必要とせずに画素の駆動期間を短縮することが可能である。 In these display signal processing devices and liquid crystal display devices, the output control unit temporarily sets a plurality of gradation reference voltages to precharge intermediate voltage values that are the same in the pixel voltage range for each conversion operation of the signal conversion circuit. . In this state, no voltage difference is generated between the voltage output terminals of the gradation reference voltage generation circuit. Therefore, the signal conversion circuit can select any of the gradation voltages obtained from the resistor group as the pixel voltage. A pixel voltage having an intermediate charging voltage value is output. When the load capacitance at the pixel voltage output terminal of the signal conversion circuit is precharged by this pixel voltage, the pixel voltage transitions to a voltage value reflecting the display signal in a shorter time. Therefore, it is possible to shorten the pixel driving period without requiring an increase in driving capability.
以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置について添付図面を参照して説明する。図1はこの液晶表示装置1の回路構成を概略的に示す。液晶表示装置1は、複数の液晶画素PXを有する表示パネルDP、および表示パネルDPを制御する制御ユニットCNTを備える。表示パネルDPはアレイ基板2および対向基板3間に液晶層4を挟持した構造である。
Hereinafter, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 schematically shows a circuit configuration of the liquid
アレイ基板2は、例えばガラス等の透明絶縁基板上にマトリクス状に配置される複数の画素電極PE、複数の画素電極PEの行に沿って配置される複数のゲート線Y(Y1〜Ym)、複数の画素電極PEの列に沿って配置される複数のソース線X(X1〜Xn)、これらゲート線Yおよびソース線Xの交差位置近傍に配置される画素スイッチング素子W、および複数のゲート線Yを順次駆動するゲートドライバ10、および各ゲート線Yが駆動される間に複数のソース線Xを駆動するソースドライバ20を有する。各画素スイッチング素子Wは例えばポリシリコン薄膜トランジスタからなる。この場合、薄膜トランジスタのゲートが1本のゲート線Yに接続され、ソースおよびドレインパスが1本のソース線Xおよび1個の画素電極PE間にそれぞれ接続される。尚、ゲートドライバ10は画素スイッチング素子Wと同一工程で同時に形成されるポリシリコン薄膜トランジスタを用いて構成される。また、ソースドライバ20はCOG(Chip On Glass)技術によりアレイ基板2にマウントされた集積回路(IC)チップである。
The
対向基板3は例えばガラス等の透明絶縁基板上に配置されるカラーフィルタ(図示せず)、および複数の画素電極PEに対向してカラーフィルタ上に配置される共通電極CE等を含む。各画素電極PEおよび共通電極CEは例えばITO等の透明電極材料からなり、画素電極PEおよび共通電極CE間に配置されこれら電極PE,CEからの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層4の画素領域と共に液晶画素PXを構成する。また、全ての画素PXは補助容量Csを有する。これら補助容量Csはアレイ基板2側において複数行の画素電極PEにそれぞれ容量結合した複数の補助容量線を共通電極CEに電気的に接続することにより得られる。
The counter substrate 3 includes a color filter (not shown) disposed on a transparent insulating substrate such as glass, and a common electrode CE disposed on the color filter so as to face the plurality of pixel electrodes PE. Each pixel electrode PE and common electrode CE is made of a transparent electrode material such as ITO, for example, and is arranged between the pixel electrode PE and common electrode CE and is controlled by a liquid crystal molecular arrangement corresponding to the electric field from these electrodes PE and CE. The liquid crystal pixel PX is configured together with the four pixel regions. All the pixels PX have an auxiliary capacitor Cs. These auxiliary capacitances Cs are obtained by electrically connecting a plurality of auxiliary capacitance lines that are capacitively coupled to the plurality of rows of pixel electrodes PE on the
制御ユニットCNTはコントローラ5、コモン電圧発生回路6、階調基準電圧発生回路7を含む。コントローラ5は外部から供給されるデジタル映像信号VIDEOを画像として表示パネルDPに表示させるためにコモン電圧発生回路6、階調基準電圧発生回路7、ゲートドライバ10、ソースドライバ20を制御する。コモン電圧発生回路6は対向基板3上の共通電極CEに対してコモン電圧Vcomを発生する。階調基準電圧発生回路7は映像信号VIDEOから各画素PXに対して得られる例えば6ビットの表示信号DATAを画素電圧に変換するために用いられる複数の階調基準電圧VREFを発生する。画素電圧は共通電極CEの電位を基準として画素電極PEに印加される電圧である。
The control unit CNT includes a
コントローラ5は、1垂直走査期間毎に順次複数のゲート線Yを選択するための制御信号CTYおよび、1水平走査期間(1H)毎に映像信号VIDEOに含まれる1行(ライン)分の画素PXに対する表示信号DATAを複数のソース線Xにそれぞれ割り当てるための制御信号CTX等を発生する。制御信号CTYは1垂直走査期間(1V)毎に発生されるパルスである垂直スタート信号STV、および1垂直走査期間においてゲート線数分発生されるパルスである垂直クロック信号CKVを含む。ここで、制御信号CTXは1水平走査期間(1H)毎に発生されるパルスである水平スタート信号STH、各水平走査期間においてソース線数分発生されるパルスである水平クロック信号CKH、1ライン分の画素に対する表示信号DATAを並列的に画素電圧に変換してソース線X1〜Xnに出力するために1水平走査期間(1H)毎にスタート信号STHから所定時間遅れて発生されるパルスであるストローブ信号STB、および1水平走査期間毎および1垂直走査期間毎に画素電圧の極性を反転させるための極性信号POLを含む。制御信号CTYはコントローラ5からゲートドライバ10に供給され、制御信号CTXは表示信号DATAと共にコントローラ5からソースドライバ20に供給される。
The
ゲートドライバ10は制御信号CTYの制御により複数のゲート線Yを順次選択し、画素スイッチング素子Wを導通させる走査信号を選択ゲート線Yに供給する。但し、ゲートドライバ10は各水平走査期間の開始後において一時的に2本の隣接ゲート線Y1およびY2,Y2およびY3,Y3およびY4…を一緒に選択するように構成されている。
The
図2は図1に示すソースドライバ20の構成を概略的に示す。ソースドライバ20は、水平スタート信号STHを水平クロック信号CKHに同期してシフトし、デジタル映像信号VIDEOを順次直並列変換するタイミングを制御するシフトレジスタ21、シフトレジスタ21の制御により1ライン分の画素PXに対する表示信号DATAを順次ラッチし、並列的に出力するサンプリング&ロードラッチ22、これら表示信号DATAをアナログ形式の画素電圧に変換するデジタルアナログ(D/A)変換回路23、およびD/A変換回路23から得られるアナログ画素電圧をソース線X1〜Xnに出力する出力バッファ回路24を含む。D/A変換回路23は、階調基準電圧発生回路7から発生される複数の階調基準電圧VREFを参照するように構成される。
FIG. 2 schematically shows the configuration of the
階調基準電圧発生回路7は、図3に示すように例えば6個の電圧切換部VC1〜VC6と、これら電圧切換部VC1〜VC6によって制御される可変電圧発生部VG1〜VG6と、これら可変電圧発生部VG1〜VG6の出力端(出力チャネル)CH6〜CH1間電圧を分圧するように直列に接続される複数の抵抗R0〜R8とを有する。
As shown in FIG. 3, the gradation reference
電圧切換部VC1〜VC6は表示用数値データを格納するレジスタRG1、プリチャージ用数値データを格納するレジスタRG2、並びに可変電圧発生部VG1〜VG6を制御するために表示用数値データおよびプリチャージ用数値データの一方を選択的に出力する切換スイッチSを含む。表示用数値データおよびプリチャージ用数値データは電源投入時にコントローラ5から複数の電圧切換部33のレジスタRG1,RG2に供給される。電圧切換部VC1〜VC6の切換スイッチSは各水平走査期間においてストローブ信号STBに同期してプリチャージ用数値データを所定のプリチャージ期間出力し、このプリチャージ期間の経過後に表示用数値データを出力するようにコントローラ5により制御される。1水平走査期間が31.7μsである場合、プリチャージ期間は8μs程度である。表示用数値データおよびプリチャージ用数値データは8〜10ビット程度であり、6ビットの表示信号DATAに対して十分高い分解能を有する。
The voltage switching units VC1 to VC6 are a register RG1 for storing display numerical data, a register RG2 for storing precharge numerical data, and display numerical data and precharge numerical values for controlling the variable voltage generating units VG1 to VG6. A changeover switch S for selectively outputting one of the data is included. The display numerical data and the precharge numerical data are supplied from the
可変電圧発生部VG1〜VG6の各々は、D/A変換器30および出力バッファ31を含む。可変電圧発生部VG1〜VG6のD/A変換器30はそれぞれ電圧切換部VC1〜VC6から出力される数値データを出力電圧に変換し、出力バッファ31がこの出力電圧を出力端CH6〜CH1に出力する。
Each of variable voltage generators VG1 to VG6 includes a D /
複数の抵抗R0〜R8は可変電圧発生部VG1〜VG6の出力端CH6〜CH1間電圧を分圧して複数の階調基準電圧VREFを得ると共にこれら階調基準電圧VREFの電圧出力端の電気的な相互接続のために用いられる。この実施形態において、階調基準電圧VREFは例えば10個の電圧出力端から出力される階調基準電圧V0〜V9である。これら階調基準電圧V0〜V9は、階調基準電圧V0に向かって相対的に高いレベルになり、階調基準電圧V9側に向かって相対的に低いレベルになるように設定されている。 The plurality of resistors R0 to R8 divide the voltage between the output terminals CH6 to CH1 of the variable voltage generators VG1 to VG6 to obtain a plurality of gradation reference voltages VREF and to electrically connect the voltage output terminals of these gradation reference voltages VREF. Used for interconnection. In this embodiment, the gradation reference voltage VREF is, for example, gradation reference voltages V0 to V9 output from ten voltage output terminals. These gradation reference voltages V0 to V9 are set to be relatively high levels toward the gradation reference voltage V0 and relatively low levels toward the gradation reference voltage V9.
ソースドライバ20のD/A変換回路23は、例えば図2および図3に示すように複数のD/A変換部23’および階調基準電圧発生回路7の電圧出力端間に接続される入力抵抗群r0〜r8で構成される。入力抵抗群r0〜r8は複数のD/A変換部23’に対して共通に設けられ、これら電圧出力端間電圧を分圧して得られる所定数の階調電圧を複数のD/A変換部23’に出力する。
The D /
各D/A変換部23’はサンプリング&ロードラッチ22から出力されるデジタル表示信号DATAに対応して所定数の階調電圧の1つを選択して、これをアナログ画素電圧として出力バッファ回路24に出力する。出力バッファ回路24は複数のD/A変換部23’からのアナログ画素電圧をそれぞれソース線X1,X2,X3,…に出力する複数のバッファアンプ24’で構成される。
Each D / A converter 23 'selects one of a predetermined number of gradation voltages corresponding to the digital display signal DATA output from the sampling &
上述の出力切換部VC1〜VC6はD/A変換回路23の変換動作毎に階調基準電圧V0〜V9を表示信号の最大階調差に対応した画素電圧範囲において互いに同じであるプリチャージ用中間電圧値に一時的に設定し、続いて階調基準電圧V0〜V9をこの画素電圧範囲において互いに異なる表示用電圧値に設定する出力制御部を構成する。プリチャージ用中間電圧値は画素電圧範囲の略1/2であることが好ましい。また、D/A変換回路23および出力バッファ回路24は階調基準電圧発生回路7の電圧出力端間電圧を分圧するように直列に接続される入力抵抗群r0〜r8から得られる所定数の階調電圧を選択的に用いて1ライン分の表示信号DATAをそれぞれ画素電圧に変換し、これら画素電圧をソース線X1〜Xnに出力する信号変換回路を構成する。
The above-described output switching units VC1 to VC6 have the same gradation reference voltages V0 to V9 in the pixel voltage range corresponding to the maximum gradation difference of the display signal for each conversion operation of the D /
ソース線X1〜Xn上の画素電圧は走査信号によって駆動された1ライン分の画素スイッチング素子Wを介して対応する画素電極PEにそれぞれ供給される。コモン電圧Vcomは画素電圧の出力タイミングに同期してコモン電圧発生回路6から共通電極CEに出力される。このコモン電圧発生回路6はコントローラ5によって設定される8〜10ビット程度の数値データに対応した出力電圧を発生するD/A変換器等を用いて構成され、例えば0Vおよび5.8Vの電圧を1水平走査期間毎に交互に出力する。このため、ソースドライバ20側では、各D/A変換部23’がコモン電圧Vcomの中心レベルを基準にして画素電圧を極性反転させる。液晶印加電圧を最大にする場合、画素電圧は0Vのコモン電圧Vcomに対して5.8Vに設定され、5.8Vのコモン電圧Vcomに対して0Vに設定される。ちなみに、画素電圧がソースドライバ20から5.8Vで出力されても、画素スイッチング素子Wの寄生容量に起因するフィールドスルー電圧等により例えば4.8V程度に低下して画素電極PEに保持されることになる。このため、コモン電圧発生回路6から出力されるコモン電圧Vcomの振幅および中心レベルは実際に画素電極PEに保持される画素電圧に合わせて予め調整される。全画素PXの液晶印加電圧はさらに1フレーム(1垂直走査期間)毎に反転される。
The pixel voltages on the source lines X1 to Xn are respectively supplied to the corresponding pixel electrodes PE via the pixel switching elements W for one line driven by the scanning signal. The common voltage Vcom is output from the common
この液晶表示装置1では、ゲートドライバ10が1垂直走査期間においてゲート線Y1,Y2,Y3,…に1水平走査期間ずつ順次走査信号を出力する。また、走査信号は各水平走査期間の開始直後のプリチャージ期間だけゲート線Y1,Y2,Y3,…の次のゲート線Y2,Y3,Y4…にも出力される。すなわち、各水平走査期間の開始直後のプリチャージ期間では、2本のゲート線Y1およびY2,Y2およびY3,Y3およびY4…が一緒に駆動される。
In this liquid
例えばゲート線Y1およびY2がプリチャージ期間において一緒に駆動されると、2ライン分の画素スイッチング素子Wが同時に導通し、ソース線X1,X2,X3,…が対応画素スイッチング素子Wを介して第1ラインの対応画素電極PEおよび第2ラインの対応画素電極PEに電気的に接続される。階調基準電圧発生回路7では、電圧切換部VC1〜VC6の切換スイッチSがこのプリチャージ期間においてプリチャージ用数値データを可変電圧発生部VG1〜VG6に出力し、可変電圧発生部VG1〜VGがプリチャージ用数値データを出力電圧に変換する。この結果、複数の階調基準電圧V0〜V9は表示信号DATAの最大階調差に対応した画素電圧範囲において互いに同じであるプリチャージ用中間電圧値に一時的に設定される。すなわち、階調基準電圧発生回路7の電圧出力端子間に電圧差が生じない。このため、これら電圧出力端間に接続された入力抵抗群r0〜r8から得られる所定数の階調電圧が全てこの中間電圧値に設定され、複数のD/A変換部23’に出力される。各D/A変換部23’が表示信号DATAに対応してこれら階調電圧の1つを選択しこれを画素電圧として画素電圧出力端から出力すると、ソース線X1〜Xnが実質的に表示信号DATAを反映しない中間電圧値の画素電圧までプリチャージされる。
For example, when the gate lines Y1 and Y2 are driven together in the precharge period, the pixel switching elements W for two lines are simultaneously turned on, and the source lines X1, X2, X3,. The corresponding pixel electrode PE in one line and the corresponding pixel electrode PE in the second line are electrically connected. In the gradation reference
上述のプリチャージ期間が経過すると、走査信号は1本のゲート線Y1だけに継続的に出力され、次のゲート線Y2には出力されなくなる。これにより、ゲート線Y1が単独で駆動され、1ライン分の画素スイッチング素子Wだけ導通させると、ソース線X1,X2,X3,…が対応画素スイッチング素子Wを介して第1ラインの対応画素電極PEに電気的に接続される。階調基準電圧発生回路7では、電圧切換部VC1〜VC6の切換スイッチSがプリチャージ期間の経過後に表示用数値データを可変電圧発生部VG1〜VG6に出力し、可変電圧発生部VG1〜VGが表示用数値データを出力電圧に変換する。この結果、複数の階調基準電圧V0〜V9は表示信号DATAの最大階調差に対応した画素電圧範囲において互いに異なる表示用電圧値に設定される。これにより、階調基準電圧発生回路7の電圧出力端子間に電圧差が生じるため、これら電圧出力端間に接続された入力抵抗群r0〜r8から得られる所定数の階調電圧が互いに異なる表示用電圧値に設定され、複数のD/A変換部23’に出力される。各D/A変換部23’が表示信号DATAに対応してこれら階調電圧の1つ選択し、これを画素電圧として画素電圧出力端から出力すると、ソース線X1〜Xn上の画素電圧が表示信号DATAを反映した電圧値まで遷移する。
When the above-described precharge period elapses, the scanning signal is continuously output to only one gate line Y1, and is not output to the next gate line Y2. As a result, when the gate line Y1 is driven singly and only the pixel switching elements W for one line are made conductive, the source lines X1, X2, X3,. Electrically connected to PE. In the gradation reference
上述の実施形態では、階調電圧発生回路7およびソースドライバ20の組み合わせが書き込み能力に優れた表示信号処理装置を構成し、画素電圧の電圧値および時間を任意に制御してソース線Xおよび画素PXをプリチャージできる。具体的には、出力制御部(電圧切換部VC1〜VC6)が信号変換回路(D/A変換回路23および出力バッファ24)の変換動作毎に階調基準電圧V0〜V9を表示信号DATAの最大階調差に対応する画素電圧範囲において互いに同じであるプリチャージ用中間電圧値に一時的に設定する。この状態では、階調基準電圧V0〜V9の電圧出力端子間に電圧差が生じないため、信号変換回路が入力抵抗群r0〜r8から得られる全階調電圧のどれを画素電圧として選択しても、上述した中間電圧値の画素電圧が出力される。信号変換回路の画素電圧出力端の負荷容量(ソース線X1〜Xn)が中間電圧値の画素電圧によってプリチャージされていると、画素電圧が表示信号DATAを反映した電圧値までより短い時間で遷移する。従って、駆動能力の増大を必要とせずに画素の駆動期間を短縮することが可能である。
In the above-described embodiment, the combination of the gradation
特に上述のように全画素PXの液晶印加電圧の極性が1ライン毎および1フレーム毎に反転される駆動形式である場合には、ソースドライバ20のバッファ出力が各画素PXの画素電極PEに対して画素電圧を設定するために極めて大きく遷移しなくてはならない。例えば全体的に黒(または白)の画像が複数フレームにおいて連続的に表示される場合には、ソースドライバ20のバッファ出力はストローブ信号STBおよび垂直クロック信号CKVに対して図4に示すようなタイミングで遷移する。表示信号DATAに基づくD/A変換の開始タイミングをソース線Xを中間電圧値に設定した後にしてもよいが、上述のようにソースドライバ20のバッファ出力がフレームiおよび次のフレームi+1について逆極性になる場合には、表示信号DATAに基づくD/A変換の開始タイミングが既存のソースドライバICの仕様のためにソース線Xを中間電圧値に設定する前に制約されても、次の理由から表示信号DATAを反映した電圧値までの遷移時間を短縮することが可能である。ここで、例えばゲート線Yk−1,Ykおよびソース線X1に対応した一対の画素PXk−1,PXkに注目する。画素PXk−1,PXkはプリチャージ期間において導通する一対の画素スイッチング素子Wk−1,Wkをそれぞれ介して電気的にソース線X1接続され、画素PXk−1および画素PXk間で電荷を等しく配分させてこれら一対の画素PXk−1,PXkに同量の電荷を共有させる。ソース線X1がソースドライバ20のバッファ出力によって画素電圧範囲の略1/2である中間電圧値までプリチャージされる場合には、ソース線X1の電位遷移がこのプリチャージにおいて促進される。次に、ゲート線Yk,Yk+1およびソース線X1に対応した一対の画素PXk,PXk+1に注目すると、画素PXk−1,PXkは1水平走査期間(1H)後のプリチャージ期間において導通する一対の画素スイッチング素子Wk,Wk+1をそれぞれ介して電気的にソース線X1接続され、画素PXkおよび画素PXk+1間で電荷を等しく配分させてこれら一対の画素PXk−1,PXkに同量の電荷を共有させる。画素PXkについては、1水平走査期間(1H)前のプリチャージ期間においてソース線X1と共に中間電圧値に設定されている。これは、プリチャージ期間後においてソースドライバ20のバッファ出力によって行うソース線X1の電位遷移についても促進し、その結果として画素PXkの画素電圧を表示信号DATAを反映させた電圧値まで遷移させる時間を短縮する。
In particular, as described above, when the drive type is such that the polarities of the liquid crystal applied voltages of all the pixels PX are inverted for every line and every frame, the buffer output of the
1…液晶表示装置、2…アレイ基板、3…対向基板、4…液晶層、5…コントローラ、6…コモン電圧発生回路、7…階調基準電圧発生回路、10…ゲートドライバ、20…ソースドライバ、23…D/A変換回路、23’…D/A変換部、VC1〜VC6…電圧切換部VC1〜VC6、VG1〜VB6…可変電圧発生部、30…D/A変換器、31…出力バッファ、PE…画素電極、CE…共通電極、PX…液晶画素、DP…表示パネル、CNT…制御ユニット、X…ソース線、Y…ゲート線、W…画素スイッチング素子。
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