JP2007086683A - Liquid crystal display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently impress overdrive pulses. <P>SOLUTION: Each pixel has a holding capacity 114 to which a video voltage taken in from a data line DL is written and a liquid crystal element 112 to which the voltage held by the holding capacity 114 is applied. Then, immediately after the end start of video voltage write to the holding capacity 114, capacity lines SC-A and SC-B are shifted by the overdrive pulses and the voltage applied to a liquid crystal is made larger than the voltage desired to be actually applied to the liquid crystal. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置、特に液晶への印加電圧をオーバードライブするものに関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a device that overdrives a voltage applied to liquid crystal.

従来より、フラットパネルディスプレイの代表的なものとして液晶表示装置(LCD)が広く普及している。この液晶表示装置には、パッシブ型と、アクティブマトリクス型があるが、画素毎に個別の画素電極を有し、この画素電極への電圧供給を個別の画素回路によって制御するアクティブマトリクス型が主流になっている。   Conventionally, a liquid crystal display (LCD) has been widely used as a typical flat panel display. This liquid crystal display device includes a passive type and an active matrix type, and an active matrix type in which each pixel has an individual pixel electrode and voltage supply to the pixel electrode is controlled by an individual pixel circuit is mainly used. It has become.

アクティブマトリクス型の液晶表示装置では、マトリクス状に配置された各画素にデータラインからのビデオ電圧(ビデオ信号)の取り入れを制御するスイッチトランジスタが設けられる。そして、このスイッチトランジスタにより、取り入れたビデオ電圧が保持容量に書き込まれ画素電極に印加される。このような画素回路および各画素電極は画素基板上に設けられる。画素基板に対向して全画素共通の対向電極を備えた対向基板が配置され、これら画素基板と対向基板間に液晶が封入される。従って、各画素電極にビデオ電圧を印加することで、ビデオ電圧に応じた表示が行われる。   In an active matrix liquid crystal display device, each pixel arranged in a matrix is provided with a switch transistor for controlling the video voltage (video signal) taken from the data line. Then, by this switch transistor, the taken video voltage is written into the storage capacitor and applied to the pixel electrode. Such a pixel circuit and each pixel electrode are provided on a pixel substrate. A counter substrate provided with a counter electrode common to all the pixels is disposed facing the pixel substrate, and liquid crystal is sealed between the pixel substrate and the counter substrate. Therefore, display according to the video voltage is performed by applying a video voltage to each pixel electrode.

また、液晶に対する電圧印加が常に一方向であると、焼き付きが発生する。このため、液晶に対する電圧を定期的に反転する交流駆動が採用される。この交流駆動は、液晶に印加される電圧が定期的に反転すればよく、例えば1フレームごとに対向電極の電圧に対するビデオ電圧の極性(対向電極に対する+−の方向)を反転することによって行われる。   Further, if the voltage application to the liquid crystal is always in one direction, image sticking occurs. For this reason, AC driving that periodically reverses the voltage to the liquid crystal is employed. This AC drive may be performed by periodically inverting the voltage applied to the liquid crystal, for example, by inverting the polarity of the video voltage with respect to the voltage of the counter electrode (the + -direction with respect to the counter electrode) for each frame. .

また、液晶全体に対する電圧印加方向が定期的に反転すると、表示に悪影響が出やすい。そこで、交流駆動による電圧印加方向をドット毎に反対方向に設定するドット反転方式も知られている。   Also, if the direction of voltage application to the entire liquid crystal is periodically reversed, the display tends to be adversely affected. Therefore, a dot inversion method is also known in which the voltage application direction by AC driving is set in the opposite direction for each dot.

一方、液晶表示装置は、表示における応答速度がCRT(陰極線管)などに比べて、遅いという課題がある。そこで、階調変化時において、映像データを補正して変化を実際より大きくして応答を改善するオーバードライブ駆動方式が提案されている(特許文献1)。   On the other hand, the liquid crystal display device has a problem that the response speed in display is slower than that of a CRT (cathode ray tube) or the like. Therefore, an overdrive driving method has been proposed in which video data is corrected and the change is made larger than actual when the gradation changes, thereby improving the response (Patent Document 1).

特開昭64−10299号公報JP-A 64-10299

ここで、オーバードライブ処理を行うためには、液晶パネルに供給されるビデオ信号を全体としてシフトする必要がある。従って、ビデオ信号の出力における電源の能力を大きくしなければならず、また消費電力が大きくなるという問題がある。また、ドット反転において、オーバードライブ方式を採用するとそのための回路が複雑になるという問題もある。   Here, in order to perform the overdrive process, it is necessary to shift the video signal supplied to the liquid crystal panel as a whole. Therefore, there is a problem that the power supply capability for outputting the video signal has to be increased and the power consumption is increased. In addition, in the dot inversion, if the overdrive method is adopted, there is a problem that a circuit for that is complicated.

本発明は、第1基板および第2基板の間に液晶を封入し、マトリクス状に配置した画素毎に液晶する電圧を制御して表示を行う液晶表示装置であって、各画素は、データラインから取り入れたビデオ電圧が書き込まれる保持容量と、この保持容量に接続され、保持容量に保持された電圧が印加され、液晶に電圧を印加するための画素電極と、を有し、前記保持容量の画素電極に接続される側と反対側には、容量ラインが接続され、この容量ラインには、ビデオ電圧書き込みの終了直後において、液晶に印加する電圧が実際に液晶に印加したい電圧より大きくなるように保持容量の電圧をシフトするオーバードライブパルスが印加されることを特徴とする。   The present invention relates to a liquid crystal display device in which liquid crystal is sealed between a first substrate and a second substrate, and display is performed by controlling a voltage of liquid crystal for each pixel arranged in a matrix. Each pixel has a data line A storage capacitor to which the video voltage taken in is written, a pixel electrode connected to the storage capacitor, to which a voltage held in the storage capacitor is applied, and for applying a voltage to the liquid crystal, A capacitor line is connected to the side opposite to the side connected to the pixel electrode, and the voltage applied to the liquid crystal is higher than the voltage that is actually desired to be applied to the liquid crystal immediately after the video voltage writing is completed. An overdrive pulse for shifting the voltage of the storage capacitor is applied to the capacitor.

また、前記オーバードライブパルスの高さは、ビデオ電圧に応じて決定されることが好適である。   The height of the overdrive pulse is preferably determined according to the video voltage.

また、前記画素の各行に対し容量ラインを2本設け、この2つの容量ラインに行方向の各画素の容量を交互に接続し、各列のデータラインには液晶に対する印加電圧の極性が反転するビデオ電圧を交互に供給し、2本の容量ラインに供給する電圧を対応する液晶に印加される電圧が行方向の各画素で反対の極性になるように設定し、かつ各容量ラインに供給されるオーバードライブパルスの極性もその容量ラインに供給される電圧に対応して極性が設定されていることが好適である。   Further, two capacitor lines are provided for each row of the pixels, and the capacitors of the pixels in the row direction are alternately connected to the two capacitor lines, and the polarity of the voltage applied to the liquid crystal is inverted in the data line of each column. The video voltage is alternately supplied, the voltage supplied to the two capacitor lines is set so that the voltage applied to the corresponding liquid crystal has the opposite polarity in each pixel in the row direction, and is supplied to each capacitor line The polarity of the overdrive pulse is preferably set in accordance with the voltage supplied to the capacitor line.

このように、本発明によれば、容量ラインにオーバードライブパルスを印加する。従って、ビデオ電圧自体を全体としてシフトする必要がなくなる。従って、ビデオ電圧をシフトさせるのに比べ、構成が簡単でまた省電力化を図ることができる。   Thus, according to the present invention, an overdrive pulse is applied to the capacitor line. Therefore, it is not necessary to shift the video voltage itself as a whole. Therefore, compared to shifting the video voltage, the configuration is simple and power saving can be achieved.

図1には、マイコンからのビデオ信号や同期信号に基づき、液晶パネルに供給する各種信号を作成する信号処理回路の構成が示してある。この信号処理回路は、通常液晶パネルと別体のIC(半導体集積回路)で構成される。   FIG. 1 shows a configuration of a signal processing circuit that creates various signals to be supplied to a liquid crystal panel based on a video signal and a synchronization signal from a microcomputer. This signal processing circuit is usually composed of an IC (semiconductor integrated circuit) separate from the liquid crystal panel.

RGBのデジタルビデオ信号がマイコンから供給される。この例では、RGBの各信号について6ビット[5:0]で64階調のデジタルビデオ信号であり、これがビデオ信号処理回路10に入力される。このビデオ信号処理回路10は、γ補正などの信号処理を行い、処理後の信号をD/A(デジタルアナログ)変換回路12に供給する。D/A変換回路12は、RGBの各信号を対応するアナログ信号に変換する。このようにして得られたアナログ信号がアンプ14を介し液晶パネルに供給される。   RGB digital video signals are supplied from the microcomputer. In this example, each RGB signal is a 6-bit [5: 0] 64-gradation digital video signal, which is input to the video signal processing circuit 10. The video signal processing circuit 10 performs signal processing such as γ correction, and supplies the processed signal to a D / A (digital / analog) conversion circuit 12. The D / A conversion circuit 12 converts each RGB signal into a corresponding analog signal. The analog signal thus obtained is supplied to the liquid crystal panel via the amplifier 14.

また、マイコンから供給されるビデオ信号の表示ドット毎のタイミングを示すドットクロックDotclk、水平同期信号Hsync、垂直同期信号Vsyncは、タイミングコントローラ(T/C)16に供給される。これら信号に基づいて、ビデオ信号処理回路10やD/A変換回路12における処理のタイミングを制御する。また、液晶パネルに必要なコントロールパルスをレベルシフタ18により昇圧してから、液晶に供給する。   Further, the dot clock Dotclk, the horizontal synchronization signal Hsync, and the vertical synchronization signal Vsync indicating the timing for each display dot of the video signal supplied from the microcomputer are supplied to the timing controller (T / C) 16. Based on these signals, the processing timing in the video signal processing circuit 10 and the D / A conversion circuit 12 is controlled. Further, the control pulse necessary for the liquid crystal panel is boosted by the level shifter 18 and then supplied to the liquid crystal.

さらに、デジタルビデオ信号は、SCライン用のD/A変換回路20にも供給される。このD/A変換回路20は、液晶パネルにおける容量ラインの2種類の電圧信号VSCH、VSCLを発生し、これをアンプ22において増幅して出力する。VSCH、VSCLは、極性が反対で、所定の極性変換タイミング毎にHレベル(対向電極電圧VCOMより高い電圧)、Lレベル(対向電極電圧VCOMより低い電圧)が交互に切り替えられる信号である。これは、後述するように本実施形態では、画素の1行に対し2本の容量ラインSC−A、SC−Bを用意し、ここに電圧VSCH、VSCLのそれぞれを1フレームごとに順次切り替えて供給するからである。そして、1行の各画素の容量を2本の容量ラインSC−A、SC−Bに交互に接続することでドット反転を可能としている。   Further, the digital video signal is also supplied to the D / A conversion circuit 20 for the SC line. The D / A conversion circuit 20 generates two types of voltage signals VSCH and VSCL for the capacitance line in the liquid crystal panel, and amplifies them in the amplifier 22 and outputs them. VSCH and VSCL are signals having opposite polarities and are alternately switched between H level (voltage higher than the common electrode voltage VCOM) and L level (voltage lower than the common electrode voltage VCOM) at every predetermined polarity conversion timing. As will be described later, in this embodiment, two capacitor lines SC-A and SC-B are prepared for one row of pixels, and the voltages VSCH and VSCL are sequentially switched for each frame. It is because it supplies. Then, dot inversion is enabled by alternately connecting the capacitance of each pixel in one row to two capacitance lines SC-A and SC-B.

そして、このD/A変換回路20には、デジタルビデオ信号も供給されており、このデジタルビデオ信号をD/A変換することで、電圧信号VSCH、VSCLにオーバードライブパルスを付加する。なお、D/A変換回路20における信号切り替えタイミングはタイミングコントローラ16からの信号によって制御される。   The D / A conversion circuit 20 is also supplied with a digital video signal, and an overdrive pulse is added to the voltage signals VSCH and VSCL by D / A converting the digital video signal. The signal switching timing in the D / A conversion circuit 20 is controlled by a signal from the timing controller 16.

すなわち、図2に示すように、液晶パネルの1つの画素に供給されるビデオ信号の極性は所定フレーム毎(例えば、数フレームから数10フレーム)に反転される。また、その画素の容量が接続される容量ラインには、極性が+の時(画素電極にVCOMより高い電圧を印加するとき)に+の電圧VSCH(VCOMより高い電圧)が供給され、極性が−の時の−の極性の電圧VSCLが供給されている。   That is, as shown in FIG. 2, the polarity of the video signal supplied to one pixel of the liquid crystal panel is inverted every predetermined frame (for example, several frames to several tens frames). In addition, when the polarity is + (when a voltage higher than VCOM is applied to the pixel electrode), a positive voltage VSCH (a voltage higher than VCOM) is supplied to the capacitor line to which the capacitor of the pixel is connected. A voltage VSCL having a polarity of-at the time of-is supplied.

なお、この図2においては、省略しているが、ビデオ信号を保持容量に書き込む際には、容量ラインはほぼVCOMと同一の電圧としておき、その後VCOMに対し高い電圧あるいは低い電圧にシフトされる。   Although not shown in FIG. 2, when a video signal is written to the storage capacitor, the capacitor line is set to substantially the same voltage as VCOM, and then shifted to a voltage higher or lower than VCOM. .

そして、電圧信号VSCH、VSCLは、ビデオ信号の極性切り替えのタイミングで、例えば1フレーム期間のオーバードライブパルスが付加される。このオーバードライブパルスの方向は、電圧信号VSCHについては+方向、VSCLについては−方向である。これによって、その画素の液晶については最初の1フレームの期間は実際にビデオ電圧に比較して大きな電圧が印加されることになる。   The voltage signals VSCH and VSCL are added with an overdrive pulse of one frame period, for example, at the timing of switching the polarity of the video signal. The direction of this overdrive pulse is the + direction for the voltage signal VSCH and the-direction for the VSCL. As a result, a voltage larger than the video voltage is actually applied to the liquid crystal of the pixel during the first one frame period.

なお、アンプ22から出力される電圧信号VSCH、VSCLは、ビデオ信号の極性反転のタイミングでオーバードライブパルスが設けられている。すなわち、各画素に供給されるビデオ信号は所定フレーム毎に反転される。そこで、その反転のタイミングに合わせて電圧信号VSCH、VSCLの両方にオーバードライブパルスが付加される。   The voltage signals VSCH and VSCL output from the amplifier 22 are provided with overdrive pulses at the timing of polarity inversion of the video signal. That is, the video signal supplied to each pixel is inverted every predetermined frame. Therefore, an overdrive pulse is added to both voltage signals VSCH and VSCL in accordance with the inversion timing.

また、本実施形態において、オーバードライブパルスの電圧値は、デジタルビデオ信号をD/A変換することによって得ることができる。例えば、黒レベルが1.0V、白レベルが3.5V程度であった場合に、オーバードライブパルスの電圧としては0.2〜0.8V程度が好適である。そして、その時のビデオ信号の値(輝度値)に応じて輝度が高い場合にオーバードライブパルスの電圧値が大きく、輝度が低い場合にオーバードライブパルスの電圧値が小さくなる。一般的に、オーバードライブパルスは、その時の輝度に対し数10パーセントに設定することが望ましいと考えられ、ビデオ信号を利用することで、好適なオーバードライブパルスの電圧設定が行える。また、ビデオ信号を利用することで、特別な電圧信号発生用のデータが不要となる。なお、オーバードライブパルスの電圧値は、D/A変換以外でも得ることができる。   In this embodiment, the voltage value of the overdrive pulse can be obtained by D / A converting the digital video signal. For example, when the black level is about 1.0V and the white level is about 3.5V, the overdrive pulse voltage is preferably about 0.2 to 0.8V. The voltage value of the overdrive pulse is large when the luminance is high according to the value (luminance value) of the video signal at that time, and the voltage value of the overdrive pulse is small when the luminance is low. Generally, it is considered that the overdrive pulse is preferably set to several tens of percent with respect to the luminance at that time, and a suitable overdrive pulse voltage can be set by using a video signal. In addition, the use of the video signal eliminates the need for special voltage signal generation data. The voltage value of the overdrive pulse can be obtained by other than D / A conversion.

図3、4には、オーバードライブパルスの印加による応答速度の変化についての実験例のグラフが示されている。液晶への印加電圧と表示の関係ついては、1.0V:黒、2.5V:中間調1,3.0V:中間調2,3.5V:白である。三角(a)は印加電圧を1.0V→3.5V、四角(b)は印加電圧を1.0V→3.0V、丸(c)は印加電圧を1.0V→2.5Vに変化させて場合の応答速度を示している。なお、応答時間はそれぞれに測定点毎に書いた値であり、3つの特性はわかりやすいように離して書いてある。横線の間隔が20ms(ミリ秒)である。   FIGS. 3 and 4 show graphs of experimental examples regarding changes in response speed due to application of overdrive pulses. The relationship between the voltage applied to the liquid crystal and the display is 1.0 V: black, 2.5 V: halftone 1, 3.0 V: halftone 2, 3.5 V: white. The triangle (a) changes the applied voltage from 1.0 V to 3.5 V, the square (b) changes the applied voltage from 1.0 V to 3.0 V, and the circle (c) changes the applied voltage from 1.0 V to 2.5 V. Shows the response speed. The response time is a value written for each measurement point, and the three characteristics are written apart for easy understanding. The interval between the horizontal lines is 20 ms (milliseconds).

図より明らかなように、オーバードライブパルスを用いることで、応答速度が大きく改善されることがわかる。   As can be seen from the figure, the response speed is greatly improved by using the overdrive pulse.

また、図より、オーバードライブ電圧を大きくすることで、応答速度が早くなることが理解される。特に、黒から白方向への応答速度の改善は顕著である。従って、ビデオ信号の大きさに応じてオーバードライブパルスの電圧値を決定する本実施形態により適切な応答速度の改善を図ることができる。なお、1.0V:白、2.5V:中間調1、3.0V:中間調2、3.5V:黒であってもよく、また、これらの数値は一例である。   Further, it can be understood from the figure that the response speed is increased by increasing the overdrive voltage. In particular, the improvement in response speed from black to white is significant. Therefore, an appropriate response speed can be improved by the present embodiment in which the voltage value of the overdrive pulse is determined according to the magnitude of the video signal. In addition, 1.0V: white, 2.5V: halftone 1, 3.0V: halftone 2, 3.5V: black may be sufficient, and these numerical values are examples.

図5には、オーバードライブパルスを用いない場合におけるビデオ電圧が変化した場合における輝度を示してある。一方、図6には、本実施形態におけるオーバードライブパルスを用いる場合(VSCHにオーバードライブパルスを付加)における輝度を示してある。このように、オーバードライブパルスを利用することで、輝度の応答性を改善できる。   FIG. 5 shows the luminance when the video voltage changes when the overdrive pulse is not used. On the other hand, FIG. 6 shows the luminance when using the overdrive pulse in this embodiment (adding the overdrive pulse to VSCH). In this way, the luminance response can be improved by using the overdrive pulse.

「画素回路およびドット反転」
ここで、本実施形態は、1行に対し容量ライン2本設け、この2本の容量ラインの電圧を反対の極性で1フレームごとに反転する形式であり、以下にこの構成について説明する。
"Pixel circuit and dot inversion"
Here, in the present embodiment, two capacitor lines are provided for one row, and the voltages of the two capacitor lines are inverted for each frame with opposite polarities. This configuration will be described below.

図7に、この容量ラインを2本設ける画素回路の構成の概略構成を示す。画素回路1は表示領域全体にマトリクス配置されている。マトリクス配置は、完全な格子状ではなく、ジグザグ状でもよい。また、表示は、モノクロでもフルカラーでもよく、フルカラーの場合通常画素はRGBの3色であるが、必要に応じて白を含む特定の色の画素を追加することも好適である。   FIG. 7 shows a schematic configuration of a pixel circuit provided with two capacitor lines. The pixel circuit 1 is arranged in a matrix over the entire display area. The matrix arrangement may be a zigzag shape instead of a perfect lattice shape. The display may be monochrome or full color, and in the case of full color, the normal pixels are three colors of RGB, but it is also preferable to add pixels of a specific color including white as necessary.

1つの画素回路1は、図に示すように、データラインDLにソースが接続されたnチャネルの画素TFT110と、この画素TFT110のドレインに接続された液晶素子112および保持容量114を有している。画素TFT110のゲートには、各水平走査ライン毎に配置されるゲートラインGLが接続されている。   As shown in the drawing, one pixel circuit 1 has an n-channel pixel TFT 110 whose source is connected to the data line DL, a liquid crystal element 112 and a storage capacitor 114 connected to the drain of the pixel TFT 110. . A gate line GL arranged for each horizontal scanning line is connected to the gate of the pixel TFT 110.

液晶素子112は、画素TFT110のドレインにその画素毎に個別に設けられる画素電極が接続され、この画素電極に対し、液晶を挟んで全画素共通の共通電極が対向配置されて構成されている。なお、共通電極は、共通電極電源VCOMに接続されている。   The liquid crystal element 112 is configured such that a pixel electrode individually provided for each pixel is connected to the drain of the pixel TFT 110, and a common electrode common to all the pixels is disposed opposite to the pixel electrode with the liquid crystal interposed therebetween. The common electrode is connected to the common electrode power source VCOM.

また、保持容量114は、画素TFT110のドレインを構成する半導体層を延長した部分がそのまま一方の電極となり、酸化膜を介して対向形成された容量ラインSCの一部が対向電極になっている。なお、保持容量114の電極になる部分を画素TFT110の部分と切り離して別の半導体層として、両者をメタル配線で接続してもよい。   In the storage capacitor 114, the extended portion of the semiconductor layer constituting the drain of the pixel TFT 110 is directly used as one electrode, and a part of the capacitor line SC formed so as to face the oxide film is a counter electrode. Note that the portion that becomes the electrode of the storage capacitor 114 may be separated from the portion of the pixel TFT 110 as another semiconductor layer, and both may be connected by metal wiring.

ここで、容量ラインSCは、1行(水平走査ライン)に対し、SC−A、SC−Bの2本があり、水平走査方向において、各画素回路の保持容量がSC−A、SC−Bに交互に接続されている。この図に示した画素回路では、保持容量114は、容量ラインSC−Aに接続されており、隣の画素の保持容量114が容量ラインSC−Bに接続されている。   Here, there are two capacitance lines SC, SC-A and SC-B, for one row (horizontal scanning line), and the storage capacitance of each pixel circuit is SC-A and SC-B in the horizontal scanning direction. Are connected alternately. In the pixel circuit shown in this figure, the storage capacitor 114 is connected to the capacitor line SC-A, and the storage capacitor 114 of the adjacent pixel is connected to the capacitor line SC-B.

ゲートラインGLには、垂直ドライバ120が接続されており、この垂直ドライバ120が、ゲートラインGLを1水平期間毎に順次1本ずつ選択してHレベルにする。垂直ドライバ120は、シフトレジスタを有しており、1垂直走査期間の開始を示す信号STVを受け、シフトレジスタの1段目をHレベルとし、その後例えばクロック信号によってHレベルを1つずつシフトすることで、各水平走査ラインのゲートラインGLを順次1本ずつ選択してHレベルにする。ここで、例えばゲートラインGLのHレベルはVDD電位であり、LレベルはVSS電位であり、これら電源電圧VDD、VSSが垂直ドライバ120に供給され、これによって垂直ドライバの出力であるゲートラインGLのHレベル、Lレベルが設定される。   A vertical driver 120 is connected to the gate line GL, and the vertical driver 120 sequentially selects the gate lines GL one by one for each horizontal period and sets them to the H level. The vertical driver 120 has a shift register, receives a signal STV indicating the start of one vertical scanning period, sets the first stage of the shift register to the H level, and then shifts the H level one by one by a clock signal, for example. Thus, the gate lines GL of each horizontal scanning line are sequentially selected one by one and set to the H level. Here, for example, the H level of the gate line GL is the VDD potential, the L level is the VSS potential, and these power supply voltages VDD and VSS are supplied to the vertical driver 120, thereby the gate line GL as the output of the vertical driver. H level and L level are set.

SCドライバ122は、2つの電圧レベルを2つの保持容量ラインSC−A、SC−Bに出力する。   The SC driver 122 outputs two voltage levels to the two storage capacitor lines SC-A and SC-B.

なお、図示は省略してあるが、表示装置には、例えば水平ドライバも設けられており、入力されてくるビデオ信号のデータラインDLへの線順次の供給を制御する。すなわち、この例では、画素毎のビデオ信号のクロックに応じ、画素毎のサンプリングクロックを水平ドライバが出力し、このサンプリングクロックによって、スイッチをオンオフして1水平走査ライン分のビデオ信号(データ信号)をラッチする。そして、ラッチした1水平走査ラインの各画素についてのデータ信号を1水平走査期間にわたって、データラインDLに出力する。   Although not shown, the display device is also provided with, for example, a horizontal driver, and controls line-sequential supply of the input video signal to the data line DL. That is, in this example, the horizontal driver outputs a sampling clock for each pixel in accordance with the clock of the video signal for each pixel, and the video signal (data signal) for one horizontal scanning line is turned on / off by this sampling clock. Latch. Then, a data signal for each pixel of one latched horizontal scanning line is output to the data line DL over one horizontal scanning period.

なお、実際にはビデオ信号は、RGBの3種類あり、垂直方向の各画素は、R、G、Bのいずれか1つの同一色の画素になっている。そこで、データラインDLには、RGBのいずれか1色のデータ信号が設定される。   Actually, there are three types of video signals, RGB, and each pixel in the vertical direction is one of the same color pixels of R, G, and B. Therefore, a data signal of any one of RGB is set in the data line DL.

そして、本実施形態の装置では、ドット反転方式のAC印加方式を採用している。すなわち、水平走査方向の各画素(ドット)では、液晶素子112の画素電極に印加する電圧が、共通電極の電圧VCOMに対し極性が反対のデータ信号として印加される。   In the apparatus of this embodiment, a dot inversion AC application method is employed. That is, in each pixel (dot) in the horizontal scanning direction, a voltage applied to the pixel electrode of the liquid crystal element 112 is applied as a data signal having a polarity opposite to the voltage VCOM of the common electrode.

図8の左側に示したのは、第1の極性によるデータ信号であり、Vvideoと書いた三角形の斜辺が、輝度に応じたデータ信号(書き込み電圧)を示している。データ信号は、黒レベルから白レベルまでがVbの電位差(ダイナミックレンジ)であり、電圧シフト後に画素電極に印加される電圧は、VCOMを中心として電圧が離れた方が白、近い方が黒になっている。従って、この例では、黒レベルがVCOM−Vb/2、白レベルがVCOM+Vb/2となっている。また、隣接画素では、図12の右側に示したように、第1の極性とは反対の第2の極性になっており、黒レベルがVCOM+Vb/2、白レベルがVCOM−Vb/2となっている。   The left side of FIG. 8 shows a data signal having the first polarity, and the hypotenuse of the triangle written as Vvideo indicates a data signal (write voltage) corresponding to the luminance. The data signal has a potential difference (dynamic range) of Vb from the black level to the white level, and the voltage applied to the pixel electrode after the voltage shift is white when the voltage is separated from VCOM, and is black when the voltage is close. It has become. Therefore, in this example, the black level is VCOM−Vb / 2 and the white level is VCOM + Vb / 2. In the adjacent pixels, as shown on the right side of FIG. 12, the second polarity is opposite to the first polarity, the black level is VCOM + Vb / 2, and the white level is VCOM−Vb / 2. ing.

そして、画素TFT110へのオン期間が終了しデータの書き込みが終了した後、容量ラインSC−A、SC−Bが所定電圧ΔVscだけシフトする。この例では、液晶としてノーマリブラックの垂直配向(VA)タイプのものが使用されている。図8の左側の画素については、容量ラインSC−Aが接続されており、VscはΔVscだけ電圧を高い方向にシフトされる。また、図8の右側の画素については、容量ラインSC−Bが接続されており、VscはΔVscだけ電圧を低い方向にシフトされる。   Then, after the ON period to the pixel TFT 110 ends and data writing ends, the capacitance lines SC-A and SC-B shift by the predetermined voltage ΔVsc. In this example, a normally black vertical alignment (VA) type liquid crystal is used as the liquid crystal. For the pixel on the left side of FIG. 8, the capacitor line SC-A is connected, and Vsc is shifted in the higher voltage direction by ΔVsc. Further, for the pixel on the right side of FIG. 8, the capacitor line SC-B is connected, and Vsc is shifted in the lower direction by ΔVsc.

これによって、画素電極に印加されたデータ信号は、ΔVscに応じた電圧だけシフトされ、これがVCOMとの間に印加されることになる。ここで、ΔVscは、液晶の印加電圧に応じた透過率の変化が開始されるしきい値電圧Vathに対応した電圧に設定されており、シフト後の電圧によって、液晶素子112による表示が可能となる。また、データ信号のダイナミックレンジは、シフト後のダイナミックレンジが表示における黒レベルから白レベルの電位差となるように設定される。   As a result, the data signal applied to the pixel electrode is shifted by a voltage corresponding to ΔVsc, and this is applied to VCOM. Here, ΔVsc is set to a voltage corresponding to the threshold voltage Vath at which the change in transmittance according to the applied voltage of the liquid crystal starts, and display by the liquid crystal element 112 is possible by the voltage after the shift. Become. The dynamic range of the data signal is set so that the shifted dynamic range is a potential difference from the black level to the white level in the display.

なお、図8において、Va(W)は、白レベルのデータ信号のシフト量、Va(B)は黒レベルのデータ信号のシフト量であり、これらシフト量はΔVscによって決定される。また、Vbはデータ信号の黒レベルと白レベルの電位差(ダイナミックレンジ)、Vb’はシフト後のダイナミックレンジである。   In FIG. 8, Va (W) is the shift amount of the white level data signal, Va (B) is the shift amount of the black level data signal, and these shift amounts are determined by ΔVsc. Vb is the potential difference (dynamic range) between the black level and the white level of the data signal, and Vb 'is the dynamic range after the shift.

また、本実施形態においては、上述したように、容量ラインSC−A、SC−Bに供給される電圧信号VSCH、VSCLについて、オーバードライブパルスが付加されている。従って、このオーバードライブパルスの期間において、電圧シフト量ΔVSCがオーバーヘッドパルスの電圧分だけ大きくなり、液晶により大きな電圧が印加される。   In the present embodiment, as described above, overdrive pulses are added to the voltage signals VSCH and VSCL supplied to the capacitance lines SC-A and SC-B. Accordingly, during this overdrive pulse period, the voltage shift amount ΔVSC is increased by the overhead pulse voltage, and a large voltage is applied to the liquid crystal.

液晶パネルへ供給する信号を生成する信号処理回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing circuit which produces | generates the signal supplied to a liquid crystal panel. 画素に供給される各種信号の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the various signals supplied to a pixel. オーバードライブパルスと応答速度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an overdrive pulse and a response speed. オーバードライブパルスと応答速度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an overdrive pulse and a response speed. ビデオ電圧と輝度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a video voltage and a brightness | luminance. ビデオ電圧と輝度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a video voltage and a brightness | luminance. 容量ラインを2本設ける画素回路の構成の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a structure of the pixel circuit which provides two capacity | capacitance lines. 液晶に対する電圧印加状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the voltage application state with respect to a liquid crystal.

符号の説明Explanation of symbols

10 ビデオ信号処理回路、12,20 D/A変換回路、14,22 アンプ、18 レベルシフタ。   10 Video signal processing circuit, 12, 20 D / A conversion circuit, 14, 22 amplifier, 18 level shifter.

Claims (3)

第1基板および第2基板の間に液晶を封入し、マトリクス状に配置した画素毎に液晶する電圧を制御して表示を行う液晶表示装置であって、
各画素は、
データラインから取り入れたビデオ電圧が書き込まれる保持容量と、
この保持容量に接続され、保持容量に保持された電圧が印加され、液晶に電圧を印加するための画素電極と、
を有し、
前記保持容量の画素電極に接続される側と反対側には、容量ラインが接続され、この容量ラインには、ビデオ電圧書き込みの終了直後において、液晶に印加する電圧が実際に液晶に印加したい電圧より大きくなるように保持容量の電圧をシフトするオーバードライブパルスが印加されることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device that performs display by enclosing liquid crystal between a first substrate and a second substrate and controlling a voltage of liquid crystal for each pixel arranged in a matrix,
Each pixel is
A storage capacitor to which the video voltage taken from the data line is written;
A pixel electrode connected to the holding capacitor, applied with a voltage held in the holding capacitor, and applying a voltage to the liquid crystal;
Have
A capacitor line is connected to the side opposite to the side connected to the pixel electrode of the storage capacitor, and the voltage applied to the liquid crystal is applied to the capacitor line immediately after the video voltage writing is finished. An overdrive pulse for shifting the voltage of the storage capacitor so as to be larger is applied.
請求項1に記載の液晶表示装置において、
前記オーバードライブパルスの高さは、ビデオ電圧に応じて決定されることを特徴とする液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to claim 1.
The liquid crystal display device, wherein the height of the overdrive pulse is determined according to a video voltage.
請求項1または2に記載の液晶表示装置において、
前記画素の各行に対し容量ラインを2本設け、この2つの容量ラインに行方向の各画素の容量を交互に接続し、
各列のデータラインには液晶に対する印加電圧の極性が反転するビデオ電圧を交互に供給し、
2本の容量ラインに供給する電圧を対応する液晶に印加される電圧が行方向の各画素で反対の極性になるように設定し、
かつ各容量ラインに供給されるオーバードライブパルスの極性もその容量ラインに供給される電圧に対応して極性が設定されていることを特徴とする液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to claim 1 or 2,
Two capacitance lines are provided for each row of pixels, and the capacitance of each pixel in the row direction is alternately connected to the two capacitance lines,
The video voltage that reverses the polarity of the applied voltage to the liquid crystal is alternately supplied to the data line of each column,
The voltage supplied to the two capacitor lines is set so that the voltage applied to the corresponding liquid crystal has the opposite polarity in each pixel in the row direction,
The polarity of the overdrive pulse supplied to each capacitor line is set in accordance with the voltage supplied to the capacitor line.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113205782A (en) * 2020-01-31 2021-08-03 夏普株式会社 Liquid crystal display device and driving method thereof

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