JP2012185412A

JP2012185412A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2012185412A
Application number: JP2011049787A
Authority: JP
Inventors: Jun Higuchi; 潤樋口
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2011-03-08
Filing date: 2011-03-08
Publication date: 2012-09-27
Anticipated expiration: 2031-03-08
Also published as: JP5633434B2

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
１０２１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

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。
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。
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。