JP2012185412A - 液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数種類の映像信号を画素内に保持できるようにすることで、面順次動作を可能とする。
【解決手段】画素106は、奇数フィールド表示期間では、保持容量Cs1に保持されている奇数フィールドの映像信号のサンプリング電圧を正転・反転アンプ120により正転増幅した信号と反転増幅した信号とを垂直走査周期よりも短い所定の周期でトランジスタTr3、Tr6により交互に切り替えて画素電極PEに印加することで奇数フィールドの映像表示を行う。これと並行してデータ線Diを介して供給される偶数フィールドの映像信号をトランジスタTr4によりサンプリングして保持容量Cs2へ書き込む。偶数フィールド表示期間では奇数フィールド表示期間と逆に保持容量Cs2の読み出しと保持容量Cs1への書き込みとが同時に行われる。
【選択図】図2

Description

本発明は液晶表示装置に係り、特に画像データをランプ信号を用いてデジタル−アナログ変換(DA変換)して得られた信号電圧を保持容量にサンプリング保持し、その保持容量の保持電圧を画素電極に印加する構成の画素を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示素子に関する。
近年、プロジェクタ装置やプロジェクションテレビには画像を投影するための中心部品としてLCOS(Liquid Crystal on Silicon)型の液晶表示装置が多く用いられている。このLCOS型の液晶表示装置は、透明電極、液晶層、マトリクス状に配置された光反射性を有する画素電極、及びシリコン基板上に液晶駆動回路が形成された液晶駆動素子などが重なった構造を有している。
この液晶表示装置では、アナログ映像信号を入力して液晶表示素子を駆動するため、連続して光透過率を制御でき、良好な階調特性が得られる。一方、デジタル信号処理技術の進展と共に液晶駆動素子の外部回路のデジタル化が進んでいる。それに伴い、映像信号としてデジタル信号を液晶駆動回路に入力し、液晶駆動回路側でデジタル映像信号をDA変換してアナログ映像信号として液晶表示素子に供給するようにした方がシステム全体として好都合である。そこで、本出願人は先に、2本のデータ線(列信号線)を一組とする複数組のデータ線と、複数本のゲート線(行走査線)との各交差部にそれぞれ画素をマトリクス状に配置し、それらの各画素においてデジタル映像信号をランプ信号を用いてDA変換して得られる正極性映像信号と負極性映像信号とを2つの保持容量に別々にサンプリング保持した後、それらの保持電圧を交互に画素電極に印加して液晶表示素子を交流駆動する液晶表示装置を提案した(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1記載の液晶表示装置では、正極性用ビデオスイッチと負極性用ビデオスイッチとを一組とするビデオスイッチが、1ラインの複数の画素の各画素毎に組単位に設けられると共に、各組の正極性用ビデオスイッチが一組のデータ線の一方のデータ線を介して各画素に接続され、負極性用ビデオスイッチが他方のデータ線を介して各画素に接続されている。
また、1水平走査期間(1H)内で最小階調(黒レベル)から最大階調(白レベル)まで単調的にレベル増加する1H周期の正極性ランプ信号Ref_Ramp(+)と、上記正極性ランプ信号Ref_Ramp(+)に対し反転関係にあり、かつ、1H内で最小階調(黒レベル)から最大階調(白レベル)まで単調的にレベル減少する1H周期の負極性ランプ信号Ref_Ramp(-)とを、各組の上記正極性用ビデオスイッチと負極性用ビデオスイッチにそれぞれ共通に供給する。各組の上記正極性用ビデオスイッチと負極性用ビデオスイッチとは、各水平走査期間の開始毎に同時にオンとされる。
そして、正極性ランプ信号Ref_Ramp(+)及び負極性ランプ信号Ref_Ramp(-)に同期したクロックをカウントするカウンタから最小階調の階調値から最大階調の階調値まで1H周期で値が変化する基準階調データを出力させ、その基準階調データとラインバッファにラッチされているデジタル映像信号の1ラインの画素値とをコンパレータにおいて画素単位で比較し、基準階調データと画素値とが一致した時コンパレータから出力される一致パルスによりその画素に対応する同じ組の正極性用ビデオスイッチと負極性用ビデオスイッチとを同時にオフとし、このときの正極性ランプ信号Ref_Ramp(+)及び負極性ランプ信号Ref_Ramp(-)の電圧をオフとされた正極性用ビデオスイッチと負極性用ビデオスイッチにゲート線を介して接続された画素に保持することでアナログ映像信号への変換が行われる。
各画素内の正極性用保持容量と負極性用保持容量とは、上記のビデオスイッチのオフ時の正極性ランプ信号Ref_Ramp(+)及び負極性ランプ信号Ref_Ramp(-)の電圧をサンプリング保持し、それらの保持電圧を交互に液晶表示素子の画素電極に印加することで液晶表示素子を交流駆動する。
この液晶表示装置は、画素電極に印加する電圧を2つの保持容量に1フレーム期間それぞれ保持しておくことができるので、液晶表示素子の交流駆動周波数は、垂直走査周波数によらず、画素回路での反転制御周期で自由に設定することができる。これにより、この液晶表示装置によれば、交流駆動周波数を垂直走査周波数よりも極めて高く設定でき、それにより従来に比べて焼き付きの防止とばらつきの許容度を上げることで生産性の向上を図ると共に、信頼性や安定性、シミなどの表示品位低下を防止でき、更にデジタルのパルス幅変調(PWM)方式より階調を正しく表現できるなどの特長が得られる。
特開2009−223289号公報
しかしながら、上記の従来の液晶表示装置では、正極性と負極性のアナログ映像信号電圧(ランプ信号電圧)をサンプリングして2つの保持容量にそれぞれ保持しているが、それら2つの保持電圧は同じ画素の1種類の映像信号であり、1ライン単位で映像信号を書き込むため、面順次の動作ができず単板化することが不可能だった。
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、複数種類の映像信号を画素内に保持できるようにすることで、面順次動作が可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、2本のフィールド制御信号用配線を一組とする複数組のフィールド制御信号用配線、及び2本のゲート制御信号用配線を一組とする複数組のゲート制御信号用配線を少なくとも含む横信号線と、複数本のデータ線からなる縦信号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が、
対向する画素電極と共通電極との間に液晶層が挟持された表示素子と、データ線を介して供給される第1のフィールドの映像信号のデジタル-アナログ変換電圧をサンプリングして一定期間第1の保持容量に保持する第1のサンプリング及び保持手段と、データ線を介して供給される第2のフィールドの映像信号のデジタル-アナログ変換電圧をサンプリングして一定期間第2の保持容量に保持する第2のサンプリング及び保持手段と、第1の保持容量の第1の保持電圧又は第2の保持容量の第2の保持電圧が供給され、供給される第1又は第2の保持電圧の正転増幅信号と反転増幅信号とをそれぞれ出力する正転及び反転増幅手段と、第1のフィールドの映像信号表示期間は、第1の保持容量から読み出した第1の保持電圧を正転及び反転増幅手段に供給し、第2のフィールドの映像信号表示期間は、第2の保持容量から読み出した第2の保持電圧を正転及び反転増幅手段に供給する保持電圧読み出し手段と、正転及び反転増幅手段から出力される正転増幅された第1又は第2の保持電圧と、反転増幅された第1又は第2の保持電圧とを、2本のゲート制御信号用配線により交互に印加される第1及び第2のゲート制御信号に基づいて垂直走査周期より短い所定の周期で交互に切り替えて画素電極に印加するスイッチング手段とを備え、
複数の画素に対して、2本のフィールド制御信号用配線を介して供給される第1及び第2のフィールド制御信号に基づいて、保持電圧読み出し手段により第1の保持容量から第1の保持電圧を読み出させると同時に、第2のサンプリング及び保持手段により第2のフィールドの映像信号のデジタル-アナログ変換電圧のサンプリング及び第2の保持容量への保持を行わせる第1のフィールドの動作と、保持電圧読み出し手段により第2の保持容量から第2の保持電圧を読み出させると同時に、第1のサンプリング及び保持手段により第1のフィールドの映像信号のデジタル-アナログ変換電圧のサンプリング及び第1の保持容量への保持を行わせる第2のフィールドの動作とを、複数の垂直走査期間周期で行う書き込み及び読み出し制御手段を有することを特徴とする。
また、上記の目的を達成するため、本発明は、書き込み及び読出し制御手段は、第1のフィールドの映像信号として奇数フィールドの映像信号とし、第2のフィールドの映像信号として偶数フィールドの映像信号として第1のフィールドの動作と第2のフィールドの動作とを第1及び第2の垂直走査期間からなる2垂直走査期間を一周期として巡回的に行い、
第1の垂直走査期間の第1のフィールドの動作時は第1の保持容量から奇数フィールドの映像信号のデジタル-アナログ変換電圧である第1の保持電圧を読み出させると同時に、偶数フィールドの映像信号のデジタル-アナログ変換電圧をサンプリングして第2の保持容量に保持させ、第2の垂直走査期間の第2のフィールドの動作時は第2の保持容量から偶数フィールドの映像信号のデジタル-アナログ変換電圧である第2の保持電圧を読み出させると同時に、奇数フィールドの映像信号のデジタル-アナログ変換電圧をサンプリングして第1の保持容量に保持させることを特徴とする。
また、上記の目的を達成するため、本発明は、書き込み及び読出し制御手段は、第1乃至第3の原色信号からなる三原色信号のうちの第1の原色信号の読み出しと第2の原色信号の書き込みとを同時に行う第1のフィールドの動作と、第2の原色信号の読み出しと三原色信号のうちの第3の原色信号の書き込みとを同時に行う第2のフィールドの動作と、第3の原色信号の読み出しと第1の原色信号の書き込みとを同時に行う第1のフィールドの動作とを、第1乃至第3の垂直走査期間からなる3垂直走査期間を一周期として巡回的に行い、
第1の垂直走査期間の第1のフィールドの動作では、第3の垂直走査期間で第1の保持容量に保持された第1の原色信号のデジタル-アナログ変換電圧である第1の保持電圧を第1の保持容量から読み出させると同時に、第2の原色信号のデジタル-アナログ変換電圧をサンプリングして第2の保持容量に保持させ、第2の垂直走査期間の第2のフィールドの動作では、第1の垂直走査期間で第2の保持容量に保持された第2の原色信号のデジタル-アナログ変換電圧である第2の保持電圧を第2の保持容量から読み出させると同時に、第3の原色信号のデジタル-アナログ変換電圧をサンプリングして第1の保持容量に保持させ、第3の垂直走査期間の第1のフィールドの動作では、第2の垂直走査期間で第1の保持容量に保持された第3の原色信号のデジタル-アナログ変換電圧である第1の保持電圧を第1の保持容量から読み出させると同時に、第1の原色信号のデジタル-アナログ変換電圧をサンプリングして第2の保持容量に保持させることを特徴とする。
本発明によれば、複数種類の映像信号電圧を画素内に保持することができるため、複数種類のうちの一種類の映像信号の表示と、他の種類の映像信号の保持容量への書き込みとを同時並行的に行うことができ、その結果、フィールド単位で映像信号を表示する面順次動作が可能となり、一つの液晶パネルのみの単板化が可能となる。
本発明の液晶表示装置の一実施の形態の構成図である。 図1中の一画素の一実施の形態の等価回路系統図である。 図2中の正転・反転アンプの一例の回路図である。 図2の動作説明用タイミングチャートである。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明になる液晶表示装置の一実施の形態の構成図を示す。同図に示すように、本実施の形態の液晶表示装置100は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置で、シフトレジスタ回路101、1ラインラッチ回路102、コンパレータ103、階調カウンタ104、アナログスイッチであるビデオスイッチ105、全部でm×n個の画素106、タイミング発生器107、極性切り替え制御回路108、及び垂直シフトレジスタ109を含む構成とされている。
シフトレジスタ回路101、1ラインラッチ回路102、コンパレータ103、及び階調カウンタ104は、水平ドライバ回路を構成している。なお、コンパレータ103は、図1では図示の簡単のために一つのブロックで示しているが、実際には各画素列毎に設けられている。ビデオスイッチ105は、各画素列毎に設けられたm個のサンプリング用ビデオスイッチSW1〜SWmからなる。極性切り替え制御回路108は、タイミング発生器107からのタイミング信号に基づいて、配線S+に第1のゲート制御信号、配線S-に第2のゲート制御信号をそれぞれ出力する。また、極性切り替え制御回路108は、配線Cur_pに第1の制御信号、配線Cur_nに第2の制御信号をそれぞれ出力する。
垂直シフトレジスタ109は、n本の配線G1_odd〜Gn_oddに奇数フィールド(Oddフィールド)制御信号を、n本の配線G1_even〜Gn_evenに偶数フィールド(Evenフィールド)制御信号をそれぞれ出力すると共に、配線Oddに奇数フィールド表示信号を、配線Evenに偶数フィールド表示信号をそれぞれ出力する。奇数フィールド表示信号は画素106から現在読み出しているフィールドの映像信号が奇数フィールドの映像信号であることを示す信号であり、偶数フィールド表示信号は画素106から現在読み出しているフィールドの映像信号が偶数フィールドの映像信号であることを示す信号である。この垂直シフトレジスタ109は、フィールド制御信号を供給する配線G1_odd〜Gn_odd及び配線G1_even〜Gn_evenと、フィールド表示信号を供給する配線Odd及びEvenと共に、本発明の書き込み及び読み出し制御手段を構成している。
画素106は、2本のフィールド制御信号用配線Gi_odd,Gi_evenを一組とするn組(nは垂直方向の画素数)のフィールド制御信号用配線、及び2本のゲート制御信号用配線S+,S-を一組とするn組のゲート制御信号用配線、2本の制御信号用配線Cur_p及びCur_nを一組とするn組の制御信号用配線を含む横信号線と、m本(mは1ラインの画素数)のデータ線(列信号線)D1〜Dmからなる縦信号線とがそれぞれ交差する各交差部にそれぞれマトリクス状に配置されている。なお、フィールド表示信号を供給する配線Odd及びEvenは縦横関係なしの配線である。
全部でm×n個の画素106はそれぞれ同一構成で、例えば図2に示す回路構成とされている。図2は、図1中の一つの画素の一実施の形態の等価回路系統図を示す。
図2に示すように、j行目(j=1,2,・・・,n)、かつ、i列目(i=1,2,・・・,m)の一つの画素106は、データ線Diにドレインが接続された画素選択用トランジスタTr1及びTr4と、スイッチング用トランジスタTr2及びTr5と、トランジスタTr1のソースとトランジスタTr2のドレインとの間に一端が接続された第1の保持容量Cs1と、トランジスタTr4のソースとトランジスタTr5のドレインとの間に一端が接続された第2の保持容量Cs2と、正転・反転アンプ120と、正転・反転アンプ120の正転出力端子にドレインが接続されたスイッチング用トランジスタTr3と、正転・反転アンプ120の反転出力端子にドレインが接続されたスイッチング用トランジスタTr6と、トランジスタTr3及びTr6の各ソースに画素電極PEが接続された表示素子LCとを含む構成とされている。表示素子LCは、互いに離間対向して配置された画素電極PEと共通電極CEとの間に液晶層LCMが挟持された公知の構成である。なお、ここではトランジスタTr1〜Tr6はすべてNチャンネルMOS型電界効果トランジスタ(以下、NMOSトランジスタともいう)であるものとしているが、これに限定されるものではない。
配線Gj_oddはトランジスタTr1のゲートに接続され、配線OddはトランジスタTr2のゲートに接続されている。また、配線S+はトランジスタTr3のゲートに接続され、配線S-はトランジスタTr6のゲートに接続されている。また、配線Gj_evenはトランジスタTr4のゲートに接続され、配線EvenはトランジスタTr5のゲートに接続されている。正転・反転アンプ120は、トランジスタTr2及びTr5のソースから出力された信号を入力信号として受け、その入力信号を非反転増幅(すなわち正転増幅)した信号を正転出力端子を介してトランジスタTr3のドレインに印加すると共に、その入力信号を反転増幅した信号を反転出力端子を介してトランジスタTr6のドレインに印加する構成のアンプである。
図3は、図2中の正転・反転アンプ120の一例の回路図を示す。図3に示すように、正転・反転アンプ120は、PチャンネルMOS型電界効果トランジスタ(以下、PMOSトランジスタともいう)Q1及びPMOSトランジスタQ2からなる正転アンプと、PMOSトランジスタQ3及びNMOSトランジスタQ4と抵抗Rとからなる反転アンプとから構成される。
正転アンプは、ゲートに入力信号が供給されるPMOSトランジスタQ1のソースに、定電流負荷としてPMOSトランジスタQ2のドレインが接続された構成であり、PMOSトランジスタQ1のゲートに入力された信号をソースフォロワを構成するPMOSトランジスタのソースから正転増幅した信号を図2に示したスイッチング用NMOSトランジスタTr3のドレインに出力すると共に、PMOSトランジスタQ3のゲートに供給する。PMOSトランジスタQ2は、ゲートに配線Cur_pを介して第1の制御信号が印加される。
反転アンプは、ゲートに正転アンプから出力された信号が供給されるPMOSトランジスタQ3のドレインに、定電流負荷としてNMOSトランジスタQ4のドレインが接続された構成であり、PMOSトランジスタQ3のゲートに入力された信号をそのドレインから反転増幅した信号を図2に示したスイッチング用NMOSトランジスタTr6のドレインに出力する。NMOSトランジスタQ4は、ゲートに配線Cur_nを介して第2の制御信号が印加される。また、PMOSトランジスタQ3はソースが抵抗Rを介して電源Vddに接続されている。
次に、図1に示した本実施の形態の液晶表示装置100の動作について説明する。
水平同期信号に同期した、複数ビットの画素データ(DATA)が時系列的に合成されたデジタル映像信号は、図1に示した液晶表示装置100内のシフトレジスタ回路101で1ライン分のデータとして順次展開され、1ライン分の展開が終了した時点で、1ラインラッチ回路102でラッチされる。1ラインラッチ回路102は、シフトレジスタ回路101から出力される1ライン期間の画素データDATAを保持した後、各画素列のコンパレータ103の第1のデータ入力部に供給する。
階調カウンタ104は、水平同期信号に同期したクロックCount-CKをカウントして、階調値が1水平走査期間(1H)内で最小値から最大値まで一巡するカウント値(基準階調データ)C-outを水平走査期間毎に出力し、各画素列のコンパレータ103の第2のデータ入力部に供給する。コンパレータ103は、第1のデータ入力部の入力画素データDATAの値と第2のデータ入力部の入力基準階調データC-outの値(階調値)とを比較し、両者の値が一致したタイミングで一致パルスを生成して出力する。
ビデオスイッチ105を構成するサンプリング用ビデオスイッチSW1〜SWmは、入力側共通配線に図示しないランプ信号発生器から基準ランプ電圧Ref_Rampが印加される。この基準ランプ電圧Ref_Rampは、例えば1H内で映像の黒レベルから白レベルにレベルが単調的に増加する方向に変化する1H周期の正極性掃引信号である。ビデオスイッチSW1〜SWnは、SW-Start信号を受け、各水平走査期間の開始時点で同時にオンとなった後、対応する画素のコンパレータ103から一致パルスを受けた時点でオフに移行するように画素単位に開閉制御される。ビデオスイッチSW1〜SWnのうち上記一致パルスを受けてオフしたビデオスイッチのデータ線に、そのオフ時点の基準ランプ電圧Ref_Rampの対応レベルがサンプリングされて出力される。この時点の基準ランプ電圧レベルは、画素データDATAをデジタル−アナログ変換して得られたアナログ電圧である。
ビデオスイッチSW1〜SWnは、各水平走査期間の開始毎にすべてが同時にオンとされるが、オフになるタイミング、すなわち基準ランプ電圧をサンプル・ホールドするタイミングはそのときに表示しようとする絵柄によって対応して設けられた画素毎に異なり、すべて同時の時もあれば別々のときもある。オフになる順序も固定されているわけではなく、絵柄によってその都度オフの順番は異なる。このような液晶表示装置100では、ランプ信号を用いたDA変換方式の動作により直線性が良いなどの特長がある。
次に、図1の液晶表示装置100中の画素106の書き込み及び読出し動作について、図2、図3及び図4のタイミングチャートと共に詳細に説明する。
画素106の書き込み時には、奇数フィールドの映像信号書き込み時には、配線G1_odd〜Gn_oddのうち各1本の配線毎に例えば上から下の配線方向に1H周期で順番にハイレベルの奇数フィールド制御信号を印加することにより、1ラインの各画素単位でその画素内の画素選択用トランジスタTr1がオンとされ、奇数フィールドの映像信号の各画素値に対応したランプ信号電圧がサンプリングされて第1の保持容量Cs1に保持される。
同様に、偶数フィールドの映像信号書き込み時には、配線G1_even〜Gn_evenのうち各1本の配線毎に例えば上から下の配線方向に1H周期で順番にハイレベルの偶数フィールド制御信号を印加することにより、1ラインの各画素単位でその画素内の画素選択用トランジスタTr4がオンとされ、偶数フィールドの映像信号の各画素値に対応したランプ信号電圧がサンプリングされて第2の保持容量Cs2に保持される。
次に、時刻t1から時刻t2までの奇数フィールド表示期間での動作について説明する。この場合、配線Oddを介して時刻t1の直後から時刻t2の直前まで、図5(B)に示すように奇数フィールド表示信号がハイレベルとなる。一方、配線Evenを介して入力される偶数フィールド表示信号は上記の期間図5(A)に示すようにローレベルである。
これにより、図2に示したスイッチング用トランジスタTr2及びTr5のうち、トランジスタTr2のみがオンとされ、その結果、それ以前において保持容量Cs1に保持されていた奇数フィールドの映像信号の画素値が読み出されてトランジスタTr2のドレイン及びソースを通して正転・反転アンプ120に供給される。正転・反転アンプ120は、入力された奇数フィールドの映像信号の画素値をPMOSトランジスタQ1のソースから正転増幅してスイッチング用トランジスタTr3のドレインへ出力すると共に、PMOSトランジスタQ3のドレインから反転増幅してスイッチング用トランジスタTr6のドレインに印加する。
トランジスタTr3は配線S+を介して時刻t1以降供給される図4(C)に示す第1のゲート制御信号がハイレベルの時にオンとされ、そのオン期間は正転・反転アンプ120で正転増幅された奇数フィールドの映像信号の画素値を画素電極PEに印加する。また、トランジスタTr6は配線S-を介して時刻t1以降供給される図4(D)に示す第2のゲート制御信号がハイレベルの時にオンとされ、そのオン期間は正転・反転アンプ120で反転増幅された奇数フィールドの映像信号の画素値を画素電極PEに印加する。
ここで、上記の第1のゲート制御信号及び第2のゲート制御信号は一方がハイレベルの時は他方がローレベルであり、かつ、それぞれの周期は1垂直走査周期よりもかなり短い所定の周期である。これにより、保持容量Cs1の奇数フィールドの映像信号の保持電圧は、正転増幅された第1の保持電圧と反転増幅されて第1の保持電圧とは逆極性とされた第2の保持電圧とが、垂直走査周波数よりも極めて高い周波数で交互に表示素子LCの画素電極PEに印加されて表示素子LCを交流駆動する。従って、この時刻t1〜時刻t2の期間では保持容量Cs2に保持されている電圧は動作に関係なく、奇数フィールドの映像表示が行われる。
なお、表示素子LCの共通電極CEに印加される共通電極電圧Vcomは、画素電極電位の反転基準レベルとほぼ等しい基準レベルに対して、上記の第1の保持電圧と第2の保持電圧の切り替え(画素電極電圧極性切り替え)と同期して反転される。これにより、共通電極CEの印加電圧Vcomと画素電極PEの印加電圧との電位差の絶対値が常に同一となり、液晶層LCMには直流成分の無い交流電圧が印加される。
一方、この時刻t1〜時刻t2の期間では、配線G1_even〜Gn_evenに配線単位で1H周期で順番に図4(F)に示すようにハイレベルの偶数フィールド制御信号が供給される。これにより、各ラインの複数の画素内の画素選択用トランジスタTr4がライン単位で順次にオンとされ、偶数フィールドの映像信号の画素値と基準階調データとが一致した時点のデータ線Diを介して供給される図5(E)に示すようなランプ信号の電圧をサンプリングして保持容量Cs2に書き込んでいく。従って、時刻t1〜時刻t2の期間では、保持容量Cs1に保持されている奇数フィールドの映像信号の表示と、偶数フィールドの映像信号の保持容量Cs2への書き込みとが同時並行的に行われる。
次の時刻t2以降の偶数フィールド表示期間では、図4(A)に示すように配線Evenの偶数フィールド表示信号がハイレベルとなり、同図(B)に示すように配線Oddの奇数フィールド表示信号がローレベルとなるため、上記の奇数フィールド表示期間とは逆の動作が行われる。
すなわち、この期間では、スイッチング用トランジスタTr2及びTr5のうち、配線Evenのハイレベルの偶数フィールド表示信号によりトランジスタTr5のみがオンとされるため、保持容量Cs2に保持されていた偶数フィールドの映像信号の画素値に対応したランプ信号電圧のみが正転・反転アンプ120に供給される。そして、正転・反転アンプ120から出力された正転増幅された偶数フィールドの映像信号の第1の保持電圧と、反転増幅されて偶数フィールドの映像信号の第1の保持電圧とは逆極性とされた第2の保持電圧とが、トランジスタTr3及びTr6により1垂直走査周期よりもかなり短い所定の周期で交互に画素電極PEに印加されて表示素子LCを交流駆動し、偶数フィールドの映像信号を表示させる。また、表示素子LCの共通電極CEに印加される共通電極電圧Vcomは、画素電極電位の反転基準レベルとほぼ等しい基準レベルに対して、上記の第1の保持電圧と第2の保持電圧の切り替え(画素電極電圧極性切り替え)と同期して反転される。
一方、これとほぼ同時に、配線G1_odd〜Gn_oddに配線単位で1H周期で順番に図4(G)に示すようにハイレベルの奇数フィールド制御信号が供給される。これにより、各ラインの複数の画素内の画素選択用トランジスタTr1がライン単位で順次にオンとされ、奇数フィールドの映像信号の画素値と基準階調データとが一致した時点のデータ線Diを介して供給される図5(E)に示すようなランプ信号の電圧をサンプリングして保持容量Cs1に書き込んでいく。従って、時刻t2以降の偶数フィールド表示期間では、保持容量Cs2に保持されている偶数フィールドの映像信号の表示と、奇数フィールドの映像信号の保持容量Cs1への書き込みとが同時並行的に行われる。
このように、本実施の形態の液晶表示装置100では、奇数フィールドと偶数フィールドの2種類の映像信号電圧を画素106内に保持することができるため、奇数フィールド及び偶数フィールドのうちの一方のフィールドの映像信号の表示と、他方のフィールドの映像信号の保持容量Cs1又はCs2への書き込みとを同時並行的に行うことができ、その結果、フィールド単位で映像信号を表示する面順次動作が可能となり、一つの液晶パネルのみの単板化が可能となる。また、単板化により液晶表示装置の生産性向上とコストダウンも可能となる。
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば三原色信号の面順次動作も可能である。この場合は、上記の実施の形態における2フィールド周期の動作を3フィールド周期で行えばよく、例えばフィールド単位で(1)赤色信号の読み出し及び緑色信号の書き込み、(2)緑色信号の読み出し及び青色信号の書き込み、(3)青色信号の読み出し及び赤色信号の書き込みを順次巡回的に行えばよい。
100 液晶表示装置
101 シフトレジスタ回路
102 1ラインラッチ回路
103 コンパレータ
104 階調カウンタ
105、SW1〜SWm ビデオスイッチ
106 画素
108 極性切り替え制御回路
109 垂直シフトレジスタ
120 正転・反転アンプ
Tr1、Tr4 画素選択用トランジスタ
Tr2、Tr3、Tr5、Tr6 スイッチング用トランジスタ
Cs1、Cs2 保持容量
LC 表示素子
PE 画素電極
CE 共通電極
LCM 液晶層
Q1 ソースフォロワ用PMOSトランジスタ
Q2 定電流負荷用PMOSトランジスタ
Q3 反転増幅用PMOSトランジスタ
Q4 定電流負荷用NMOSトランジスタ
R 抵抗
Odd 奇数フィールド表示信号用配線
Even 偶数フィールド表示信号用配線
G1_odd〜Gn_odd 奇数フィールド制御信号用配線
G1_even〜Gn_even 偶数フィールド制御信号用配線
S+ 第1のゲート制御信号用配線
S- 第2のゲート制御信号用配線
D1〜Dm データ線(列信号線)
Cur_p、Cur_n 制御信号用配線

Claims (3)

  1. 2本のフィールド制御信号用配線を一組とする複数組のフィールド制御信号用配線、及び2本のゲート制御信号用配線を一組とする複数組のゲート制御信号用配線を少なくとも含む横信号線と、複数本のデータ線からなる縦信号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が、
    対向する画素電極と共通電極との間に液晶層が挟持された表示素子と、
    前記データ線を介して供給される第1のフィールドの映像信号のデジタル-アナログ変換電圧をサンプリングして一定期間第1の保持容量に保持する第1のサンプリング及び保持手段と、
    前記データ線を介して供給される第2のフィールドの映像信号のデジタル-アナログ変換電圧をサンプリングして前記一定期間第2の保持容量に保持する第2のサンプリング及び保持手段と、
    前記第1の保持容量の第1の保持電圧又は前記第2の保持容量の第2の保持電圧が供給され、供給される前記第1又は第2の保持電圧の正転増幅信号と反転増幅信号とをそれぞれ出力する正転及び反転増幅手段と、
    第1のフィールドの映像信号表示期間は、前記第1の保持容量から読み出した前記第1の保持電圧を前記正転及び反転増幅手段に供給し、第2のフィールドの映像信号表示期間は、前記第2の保持容量から読み出した前記第2の保持電圧を前記正転及び反転増幅手段に供給する保持電圧読み出し手段と、
    前記正転及び反転増幅手段から出力される正転増幅された前記第1又は第2の保持電圧と、反転増幅された前記第1又は第2の保持電圧とを、前記2本のゲート制御信号用配線により交互に印加される第1及び第2のゲート制御信号に基づいて垂直走査周期より短い所定の周期で交互に切り替えて前記画素電極に印加するスイッチング手段と
    を備え、
    前記複数の画素に対して、前記2本のフィールド制御信号用配線を介して供給される第1及び第2のフィールド制御信号に基づいて、前記保持電圧読み出し手段により前記第1の保持容量から前記第1の保持電圧を読み出させると同時に、前記第2のサンプリング及び保持手段により前記第2のフィールドの映像信号のデジタル-アナログ変換電圧のサンプリング及び前記第2の保持容量への保持を行わせる第1のフィールドの動作と、前記保持電圧読み出し手段により前記第2の保持容量から前記第2の保持電圧を読み出させると同時に、前記第1のサンプリング及び保持手段により前記第1のフィールドの映像信号のデジタル-アナログ変換電圧のサンプリング及び前記第1の保持容量への保持を行わせる第2のフィールドの動作とを、複数の垂直走査期間周期で行う書き込み及び読み出し制御手段を有することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記書き込み及び読出し制御手段は、前記第1のフィールドの映像信号として奇数フィールドの映像信号とし、前記第2のフィールドの映像信号として偶数フィールドの映像信号として前記第1のフィールドの動作と前記第2のフィールドの動作とを第1及び第2の垂直走査期間からなる2垂直走査期間を一周期として巡回的に行い、
    前記第1の垂直走査期間の前記第1のフィールドの動作時は前記第1の保持容量から前記奇数フィールドの映像信号のデジタル-アナログ変換電圧である前記第1の保持電圧を読み出させると同時に、前記偶数フィールドの映像信号のデジタル-アナログ変換電圧をサンプリングして前記第2の保持容量に保持させ、
    前記第2の垂直走査期間の前記第2のフィールドの動作時は前記第2の保持容量から前記偶数フィールドの映像信号のデジタル-アナログ変換電圧である前記第2の保持電圧を読み出させると同時に、前記奇数フィールドの映像信号のデジタル-アナログ変換電圧をサンプリングして前記第1の保持容量に保持させる
    ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
  3. 前記書き込み及び読出し制御手段は、第1乃至第3の原色信号からなる三原色信号のうちの第1の原色信号の読み出しと第2の原色信号の書き込みとを同時に行う前記第1のフィールドの動作と、前記第2の原色信号の読み出しと前記三原色信号のうちの第3の原色信号の書き込みとを同時に行う前記第2のフィールドの動作と、前記第3の原色信号の読み出しと前記第1の原色信号の書き込みとを同時に行う前記第1のフィールドの動作とを、第1乃至第3の垂直走査期間からなる3垂直走査期間を一周期として巡回的に行い、
    前記第1の垂直走査期間の前記第1のフィールドの動作では、前記第3の垂直走査期間で前記第1の保持容量に保持された前記第1の原色信号のデジタル-アナログ変換電圧である第1の保持電圧を前記第1の保持容量から読み出させると同時に、前記第2の原色信号のデジタル-アナログ変換電圧をサンプリングして前記第2の保持容量に保持させ、
    前記第2の垂直走査期間の前記第2のフィールドの動作では、前記第1の垂直走査期間で前記第2の保持容量に保持された前記第2の原色信号のデジタル-アナログ変換電圧である第2の保持電圧を前記第2の保持容量から読み出させると同時に、前記第3の原色信号のデジタル-アナログ変換電圧をサンプリングして前記第1の保持容量に保持させ、
    前記第3の垂直走査期間の前記第1のフィールドの動作では、前記第2の垂直走査期間で前記第1の保持容量に保持された前記第3の原色信号のデジタル-アナログ変換電圧である第1の保持電圧を前記第1の保持容量から読み出させると同時に、前記第1の原色信号のデジタル-アナログ変換電圧をサンプリングして前記第2の保持容量に保持させる
    ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
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