JP2009223289A - 液晶表示装置、液晶表示装置の駆動回路及び液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画素選択トランジスタQ1及びQ2は交互にオンとされる。画素トランジスタQ1はオン時にデータ線6−1aからの正側の映像信号を保持容量C1に保持させる。画素トランジスタQ2はオン時にデータ線6−1bからの負側の映像信号を保持容量C2に保持させる。1フレームに1度、正側と負側の映像信号が保持容量C1、C2に書き込まれ、次のフレームの映像信号が書き込まれるまでの1フレーム期間、何回でも切り替えスイッチS1及びS2を交互に切り替えて液晶を交流駆動できる。また、極性反転に合わせて、液晶の対向電極の電圧を振ることが可能になり、信号電圧は従来の半分以下で済む。
【選択図】図1
Description
複数の画素のそれぞれは、
対向する画素駆動電極と共通電極との間に液晶層が挟持された液晶素子と、正極性映像信号をサンプリングして一定期間保持する第1のサンプリング及び保持手段と、負極性映像信号をサンプリングして一定期間保持する第2のサンプリング及び保持手段と、第1のサンプリング及び保持手段により保持された正極性映像信号電圧と、第2のサンプリング及び保持手段により保持された負極性映像信号電圧とを、垂直走査期間より短い所定の周期で切り替えて画素駆動電極に交互に印加するスイッチング手段とを備えることを特徴とする。
4、PE 反射電極(画素駆動電極)
5a.5b 水平信号線
6−1a,6−1b,6−2a,6−2b、D1(+)〜Dm(+)、D1(-)〜Dm(-)、Di+、Di- データ線
7 共通電極線
8−1,8−2、Gj、G1〜Gn ゲート線
10 水平方向駆動回路
20 垂直方向駆動回路
30 画素部
41、42、51、52 画素
60 コントローラ回路
71a 正側の映像信号(正極性映像信号)
71b 負側の映像信号(負極性映像信号)
81、206 画素回路
90−1〜90−h 分割画素部
91a、91b、91c シフトレジスタ
100 タイミング発生回路
101〜105、133 D型フリップフロップ(D−FF)
106、107、137 インバータ
108、109 AND回路
110 排他的論理和回路
120、130 タイミング制御回路
121、131 2n分周回路
132 極性制御回路
134〜136 セレクタ回路
200 液晶表示装置
201a、201b シフトレジスタ回路
202 1ラインラッチ回路
203 コンパレータ
204 階調カウンタ
205 アナログスイッチ
207 タイミング発生器
208 極性切り替え制御回路
209 垂直シフトレジスタ/レベルシフタ
221 入力端子部
S1,S2 切り替えスイッチ
C1,C2,C3,Cs1,Cs2 信号保持容量
A1,A2 バッファアンプ
Q1,Q2 画素選択トランジスタ
Q3,Q4 バッファアンプ用トランジスタ
Q5,Q6 スイッチング用トランジスタ
Q7,Q8 定電流源負荷用トランジスタ
Q9 定電流源トランジスタ
Q10 検査用スイッチングトランジスタ
CE 共通電極(対向電極)
LCM 液晶表示体(液晶層)
Claims (19)
- 2本のデータ線を一組とする複数組のデータ線と複数本のゲート線とがそれぞれ交差する交差部に設けられた複数の画素と、
前記複数組のデータ線に対してそれぞれ設けられており、一組の前記2本のデータ線の一方に正極性映像信号を供給し、かつ、他方のデータ線に負極性映像信号を供給することを、前記複数組のデータ線に対して組単位で順次行う複数のスイッチと、
前記複数のスイッチを水平走査期間内で前記組単位で駆動する水平方向駆動と、複数本の前記ゲート線を水平走査期間毎に選択する垂直方向駆動とを行う水平方向及び垂直方向駆動手段と、
を有し、前記複数の画素のそれぞれは、
対向する画素駆動電極と共通電極との間に液晶層が挟持された液晶素子と、
前記正極性映像信号をサンプリングして一定期間保持する第1のサンプリング及び保持手段と、
前記負極性映像信号をサンプリングして前記一定期間保持する第2のサンプリング及び保持手段と、
前記第1のサンプリング及び保持手段により保持された正極性映像信号電圧と、前記第2のサンプリング及び保持手段により保持された負極性映像信号電圧とを、前記垂直走査期間より短い所定の周期で切り替えて前記画素駆動電極に交互に印加するスイッチング手段と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記第1のサンプリング及び保持手段により保持された前記正極性映像信号電圧をインピーダンス変換する第1のバッファアンプと、
前記第2のサンプリング及び保持手段により保持された前記負極性映像信号電圧をインピーダンス変換する第2のバッファアンプと、
を更に有し、前記スイッチング手段は、前記第1及び第2のバッファアンプから出力される前記正極性映像信号電圧及び前記負極性映像信号電圧を前記所定の周期で交互に切り替えることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 - 前記スイッチング手段の出力端子と接地電位間に前記第1及び第2のバッファアンプの共通の負荷素子を接続したことを特徴とする請求項2記載の液晶表示装置。
- 前記第1及び第2のバッファアンプは、それぞれインピーダンス変換用トランジスタと、ゲートに印加されるバイアス電圧によりチャンネル電流特性を制御可能な定電流負荷トランジスタとを有し、
前記スイッチング手段の前記所定の周期の切り替えタイミングに同期して、前記バイアス電圧を制御して前記定電流負荷トランジスタを間欠的にアクティブに制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項2又は3記載の液晶表示装置。 - 表示画面を構成する前記複数の画素からなる画素部全体を、連続する複数行の各画素を1グループとする複数のグループに分割したとき、複数の前記分割グループ内の複数の前記定電流負荷トランジスタを、各分割グループ単位で時分割的にアクティブに制御する時分割制御手段を備えたことを特徴とする請求項4記載の液晶表示装置。
- 前記画素駆動電極に印加される前記正極性映像信号電圧と前記負極性映像信号電圧との切り替え周期に同期して、前記液晶層にかかる電位差の絶対値が常に略同一となるよう前記共通電極に印加する共通電極電圧を2つの異なるレベル間で変化させる共通電極電圧制御手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一項記載の液晶表示装置。
- 前記共通電極電圧制御手段は、前記画素駆動電極に印加される前記正極性映像信号電圧と前記負極性映像信号電圧との切り替えタイミングに先行して、前記共通電極に印加する共通電極電圧を2つの異なるレベル間で変化させることを特徴とする請求項6記載の液晶表示装置。
- 前記画素駆動電極と同じ組の前記2本のデータ線のうちの一方のデータ線との間に接続された画素検査用スイッチング手段と、
前記画素駆動電極に前記正極性映像信号電圧と前記負極性映像信号電圧とを交互に切り替えて供給する画像表示時は前記検査用スイッチング手段をオフし、前記画素の検査時は前記検査用スイッチング手段をオンとして前記画素駆動電極から画素駆動電極電圧を前記検査用スイッチング手段を介して前記一方のデータ線に読み出す画素検査制御手段と
を有することを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか一項記載の液晶表示装置。 - 前記画素検査制御手段は、前記画像表示時は表示画面を構成する前記複数の画素内の前記検査用スイッチング手段をすべてオフに制御し、前記画素の検査時は前記複数の画素のうち同じ画素行にある各画素内の前記検査用スイッチング手段をオンとするように、画素行単位で制御することを特徴とする請求項8記載の液晶表示装置。
- 前記スイッチング手段による前記画素駆動電極に印加される前記正極性映像信号電圧と前記負極性映像信号電圧との切り替え周期と、前記共通電極電圧制御手段による前記共通電極電圧のレベル変化周期とが、複数本の前記ゲート線の選択周期である水平走査周期のN倍(Nは任意の自然数)で、かつ、垂直走査開始基準タイミングに対して各フレームで一定の位相関係で動作するように制御するタイミング制御手段を備えたことを特徴とする請求項6又は7記載の液晶表示装置。
- 前記タイミング制御手段は、極性反転制御の同一極性期間に連続して複数行の各画素に前記映像信号の書き込みを行っている期間において、前記共通電極電圧のレベル変化周期の極性と、前記画素駆動電極電圧の切り替え周期の極性とが、走査フレーム毎に逆転するように前記スイッチング手段と前記共通電極電圧制御手段による切り替えの相互タイミングを制御することを特徴とする請求項10記載の液晶表示装置。
- 複数ビットの画素データが時系列的に合成されたデジタル映像信号を1ライン分ずつ順次格納するシフトレジスタ回路と、
前記シフトレジスタ回路に順次格納される1ライン分のデジタル映像信号を1水平走査期間保持するラッチ回路と、
複数の階調値が水平走査期間内で順次に変化する基準階調データを出力する階調カウンタと、
前記ラッチ回路より出力される1ライン分の前記画素データの値と前記階調カウンタより出力される前記基準階調データの階調値とを比較し、両者が一致した時点で一致パルスを発生するコンパレータと、
水平走査期間周期で映像の黒レベルから白レベルまでレベルが上昇する方向、あるいは白レベルから黒レベルまでレベルが下降する方向に変化する周期的な掃引信号である第1の基準電圧と、前記第1の基準電圧に対して所定の電位について反転関係にある周期的な掃引信号である第2の基準電圧とを発生する基準電圧発生回路と、
複数の画素が、複数本のゲート線とそれぞれ交差する交差部に接続された2本のデータ線を一組とする複数組のデータ線のうち、同じ列方向に配置された前記画素の一組のデータ線毎に対応して設けられ、前記一致パルスにより前記第1及び第2の基準電圧をそれぞれサンプリングして、前記一致パルスの発生タイミングに対応したレベルの駆動信号を発生して出力する複数のアナログスイッチと、
を備え、
前記複数のアナログスイッチは、それぞれの第1の入力端子に前記第1の基準電圧が共通に入力され、かつ、第2の入力端子に前記第2の基準電圧が共通に入力され、それぞれ対応して設けられた前記各組2本のデータ線のうち、一方のデータ線に対して前記第1の基準電圧を前記一致パルスによりサンプリングして得た第1の駆動信号を出力し、これと同時に他方のデータ線に対して前記第2の基準電圧を前記一致パルスによりサンプリングして得た第2の駆動信号を出力することを特徴とする液晶表示装置のデータ線駆動回路。 - 前記基準電圧発生回路は、前記第1の基準電圧を伝送する第1の配線と前記第2の基準電圧を伝送する第2の配線とを一組とする複数組の配線グループに、前記第1及び第2の基準電圧を分割して出力し、
前記複数の画素は複数のグループの画素列に分割され、各グループの画素列の前記アナログスイッチの前記第1及び第2の入力端子は、前記複数組の配線グループのうち、それぞれ対応して割り当てた各組の配線グループの第1及び第2の配線に接続されていることを特徴とする請求項12記載の液晶表示装置のデータ線駆動回路。 - 前記基準電圧発生回路から前記複数のアナログスイッチの前記第1及び第2の入力端子に前記第1及び第2の基準電圧をそれぞれ伝送する第1及び第2の配線に、それらの配線の長手方向について位置の異なる複数の給電点を設けたことを特徴とする請求項12又は13記載の液晶表示装置のデータ線駆動回路。
- 2本のデータ線を一組とする複数組のデータ線と複数本のゲート線とがそれぞれ交差する交差部に設けられた複数の画素のそれぞれにおいて各組2本のデータ線の一方で伝送される正極性映像信号に対応した駆動電圧を画素駆動電極に垂直走査期間より短い所定周期でサンプリングして第1の一定期間保持する第1のサンプリングステップと、
前記第1のステップによるサンプリング時点より前記所定周期の半分の周期の時間差のタイミングで、各組2本の前記データ線の他方で伝送される負極性映像信号に対応した駆動電圧を画素駆動電極に前記所定周期でサンプリングして前記第1の一定期間保持する第2のサンプリングステップと、
前記第1のサンプリングステップによるサンプリングに同期して、前記保持された正極性映像信号電圧をインピーダンス変換する第1のバッファアンプを第2の一定期間アクティブとする第1のインピーダンス変換ステップと、
前記第2のサンプリングステップによるサンプリングに同期して、前記保持された負極性映像信号電圧をインピーダンス変換する第2のバッファアンプを前記第2の一定期間アクティブとする第2のインピーダンス変換ステップと、
前記第1及び第2のインピーダンス変換ステップによりインピーダンス変換された前記第正極性映像信号電圧と前記負極性映像信号電圧とを、前記複数の画素のそれぞれに設けられた、液晶素子の画素駆動電極に交互に印加する画素駆動電極電圧印加ステップと
を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 - 表示画面を構成する前記複数の画素からなる画素部全体を、連続する複数行の各画素を1グループとする複数のグループに分割したとき、複数の前記分割グループ内の前記第1及び第2のバッファアンプの負荷素子を、各分割グループ単位で時分割的にアクティブに制御する時分割制御ステップを含むことを特徴とする請求項15記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 前記画素駆動電極に印加される前記正極性映像信号電圧と前記負極性映像信号電圧との切り替え周期に同期して、前記液晶素子の液晶層にかかる電位差の絶対値が常に略同一となるよう前記液晶素子の前記画素駆動電極に対向する共通電極に印加する共通電極電圧を2つの異なるレベル間で変化させる共通電極電圧制御ステップを更に含み、
前記共通電極電圧制御ステップにより前記共通電極電圧のレベルを変化させた後に、前記第1のサンプリングステップによるサンプリングと前記第2のサンプリングステップによるサンプリングとを順次に行うことを特徴とする請求項15又は16記載の液晶表示装置の駆動方法。 - 前記画素駆動電極電圧印加ステップによる前記正極性映像信号電圧と前記負極性映像信号電圧との切り替え周期と、前記共通電極電圧制御ステップによる前記共通電極電圧のレベル変化周期とが、複数本の前記ゲート線の選択周期である水平走査周期のN倍(Nは任意の自然数)で、かつ、垂直走査開始基準タイミングに対して各フレームで一定の位相関係で動作するように制御するタイミング制御ステップを更に含むことを特徴とする請求項17記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 前記タイミング制御ステップは、極性反転制御の同一極性期間に連続して複数行の各画素に前記映像信号の書き込みを行っている期間において、前記共通電極電圧のレベル変化周期の極性と、前記画素駆動電極電圧の切り替え周期の極性とが、走査フレーム毎に逆転するように前記画素駆動電極電圧印加ステップと前記共通電極電圧制御ステップによる切り替えの相互タイミングを制御することを特徴とする請求項18記載の液晶表示装置の駆動方法。
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