JP2015179138A - liquid crystal display device - Google Patents

liquid crystal display device Download PDF

Info

Publication number
JP2015179138A
JP2015179138A JP2014055708A JP2014055708A JP2015179138A JP 2015179138 A JP2015179138 A JP 2015179138A JP 2014055708 A JP2014055708 A JP 2014055708A JP 2014055708 A JP2014055708 A JP 2014055708A JP 2015179138 A JP2015179138 A JP 2015179138A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pixel
storage unit
stage storage
liquid crystal
pixels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014055708A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
清水 健
Takeshi Shimizu
健 清水
智文 井上
Tomofumi Inoue
智文 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JVCKenwood Corp
Original Assignee
JVCKenwood Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JVCKenwood Corp filed Critical JVCKenwood Corp
Priority to JP2014055708A priority Critical patent/JP2015179138A/en
Publication of JP2015179138A publication Critical patent/JP2015179138A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power consumption due to writing operation to an image display part formed of plural pixels, compared with that on a conventional device, without significantly changing a circuit structure.SOLUTION: Respective output terminals of first inverters inv1, inv1in an initial stage storage part are coupled to drains of second switching transistors nmos2, nmos2in a second stage storage part in a same pixel and coupled to sources of first switching transistors nmos1, nmos1in an initial stage storage part on pixels 12, 12on an upper line by one line (not shown). An initial stage storage part connection circuit in which the output terminals of first inverters on the respective initial stage storage part and the sources of the first switching transistors nmos in the initial stage storage part on the upper line by one line are coupled, in n pixels 12-12in same one row, forms a shift register VSR1 in a vertical direction. The shift register in the vertical direction shifts the pixel data from the pixel in the lowermost row to the pixel in the uppermost row in a column direction and holds the pixel data.

Description

本発明は液晶表示装置に係り、特にサブフレームデータに基づいて複数のサブフレームの組み合わせによって階調表示を行うデジタル駆動方式の液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a digital drive type liquid crystal display device that performs gradation display by combining a plurality of subframes based on subframe data.

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)型液晶表示装置が多く用いられている。このLCOS型液晶表示装置の表示方式として、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の半導体素子へ映像信号をパルス幅変調(PWM;Pulse Width Modulation)して得たデジタル映像データを液晶表示素子の画素電極に印加して液晶の配向を時間的に切り替えて駆動するデジタル駆動方式がある。デジタル駆動方式は、アナログ映像信号を液晶表示素子の画素電極に印加するアナログ駆動方式に比べて、階調表示で劣る面はあるが、焼き付きには強いというメリットがある。   In recent years, a liquid crystal on silicon (LCOS) type liquid crystal display device is often used as a central part for projecting an image in a projector device or a projection television. As a display method of this LCOS type liquid crystal display device, digital video data obtained by subjecting a video signal to pulse width modulation (PWM) to a semiconductor element such as a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) is used as a pixel electrode of the liquid crystal display element. There is a digital driving method in which the liquid crystal is driven by switching the alignment of the liquid crystal in time. The digital driving method has an advantage that it is strong against burn-in, although it is inferior in gradation display as compared with the analog driving method in which an analog video signal is applied to the pixel electrode of the liquid crystal display element.

また、デジタル駆動方式の液晶表示装置では、例えばサブフレームデータに基づいて複数のサブフレームの組み合わせによって階調表示を行う。このデジタル駆動方式では、表示する映像信号の1画像の表示単位である1フレームを、1フレーム期間より短時間である表示期間をもつ複数のサブフレームに分割し、それら複数のサブフレームを表示すべき階調に応じてデジタル信号である1ビットのサブフレームデータにより選択的にオン、オフにして1フレームの画像を表示すべき階調に応じたサブフレームの組み合わせで画素を駆動する。   Further, in a digital drive type liquid crystal display device, for example, gradation display is performed by combining a plurality of subframes based on subframe data. In this digital drive method, one frame, which is a display unit of one image of a video signal to be displayed, is divided into a plurality of subframes having a display period shorter than one frame period, and the plurality of subframes are displayed. A pixel is driven by a combination of subframes corresponding to the gradations to be displayed by selectively turning on and off with 1-bit subframe data which is a digital signal in accordance with the power gradations.

このようなデジタル駆動方式の液晶表示装置として、各画素が、列データ線を介して供給される1ビットのサブフレームデータを保持する第1シフトレジスタと、第1シフトレジスタに保持されたサブフレームデータを転送して液晶表示素子の画素電極に印加する第2シフトレジスタを備える構成の液晶表示装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   In such a digital drive type liquid crystal display device, each pixel has a first shift register that holds 1-bit subframe data supplied via a column data line, and a subframe that is held in the first shift register. There is known a liquid crystal display device including a second shift register that transfers data and applies it to pixel electrodes of a liquid crystal display element (see, for example, Patent Document 1).

上記第1シフトレジスタは、列データ線を介して供給される1ビットのサブフレームデータを行選択信号によりサンプリングする第1のスイッチングトランジスタと、第1のスイッチングトランジスタでサンプリングされたサブフレームデータを保持する第1のインバータとからなる。上記第2シフトレジスタは、共通信号線を介してトリガパルスが供給された時にオンとされて第1のインバータに保持されたサブフレームデータを転送する第2のスイッチングトランジスタと、第2のスイッチングトランジスタにより転送されたサブフレームデータを画素電極に印加する第2のインバータとからなる。   The first shift register holds a first switching transistor that samples 1-bit subframe data supplied via a column data line by a row selection signal, and subframe data sampled by the first switching transistor. And a first inverter. The second shift register is turned on when a trigger pulse is supplied via the common signal line, and the second switching transistor transfers the subframe data held in the first inverter, and the second switching transistor And a second inverter that applies the subframe data transferred to the pixel electrode.

特許文献1に記載の液晶表示装置によれば、第1のインバータのゲート部にダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)として保持されたサブフレームデータを、第2のスイッチングトランジスタを介して全画素同時に画素電極へ転送することが可能になる。このため、画素電極に印加されるサブフレームデータの電圧は、液晶表示素子の画素電極に対向する共通電極を駆動する共通電極電圧波形との間で全ての画素で同期をとることが可能となり、液晶に印加する電圧(画素電極電圧と共通電極電圧との電位差)の極性をサブフレーム毎に反転することができて、焼き付きなどの画質劣化を抑えることが可能となる。また、立体映像表示などのための左右で異なる映像信号に対しても、一瞬で切り替えることができて、明るさを減らす黒データ表示などが不要になるという効果が得られる。また、特許文献1に記載の液晶表示装置では、第1シフトレジスタ及び第2シフトレジスタが共にインバータからなるため、トランジスタ数を削減することができ、これにより画素の微細化も可能になるという効果もある。   According to the liquid crystal display device described in Patent Document 1, subframe data held as a dynamic random access memory (DRAM) in the gate portion of the first inverter is transferred to all pixels via the second switching transistor. At the same time, it can be transferred to the pixel electrode. For this reason, the voltage of the subframe data applied to the pixel electrode can be synchronized in all pixels with the common electrode voltage waveform that drives the common electrode facing the pixel electrode of the liquid crystal display element. The polarity of the voltage applied to the liquid crystal (the potential difference between the pixel electrode voltage and the common electrode voltage) can be reversed for each subframe, and image quality deterioration such as burn-in can be suppressed. In addition, it is possible to switch between video signals that are different on the left and right for stereoscopic video display and the like, and it is possible to obtain an effect that the black data display for reducing the brightness becomes unnecessary. Further, in the liquid crystal display device described in Patent Document 1, since both the first shift register and the second shift register are composed of inverters, the number of transistors can be reduced, and thereby the pixel can be miniaturized. There is also.

特開2013−101285号公報JP2013-101285A

しかしながら、特許文献1に記載の液晶表示装置では、消費電力が大きいという課題がある。デジタル駆動方式の液晶表示装置で電力を消費するのは主に外部からのデータ入力部と書き込み動作を行う画素部である。特に画素部における電源電圧は外部のデータ入力部より高い電圧が使用されるため、消費電力への影響が大きい。また、画素部は横方向の画素数4096、縦方向の画素数2400の液晶表示装置(以下、これを「4K2Kパネル」という)のように多画素になるほど画素数の増加と配線の長さが長くなることにより、配線の負荷容量値が増えるので、列データ線へ信号を出力するドライバの消費電力が大きくなる。   However, the liquid crystal display device described in Patent Document 1 has a problem of high power consumption. In the digital drive type liquid crystal display device, power is consumed mainly by an external data input unit and a pixel unit performing a writing operation. In particular, since the power supply voltage in the pixel portion is higher than that of the external data input portion, the power consumption is greatly affected. Further, the number of pixels and the length of wiring increase as the number of pixels increases in the pixel portion as in a liquid crystal display device having a horizontal pixel count of 4096 and a vertical pixel count of 2400 (hereinafter referred to as a “4K2K panel”). By increasing the length, the load capacitance value of the wiring increases, so that the power consumption of the driver that outputs a signal to the column data line increases.

しかも、4K2Kパネルのような多画素な構成ではデータ量が非常に多くなり、44ビット幅のサブフレームデータにより64サブフレームで1フレームの階調表示を行う場合、水平1ライン単位で4096画素に同時書き込みをしても、60Hzプログレッシブ表示では約10MHzに1回は書き込み動作を行う必要があり、高速動作が要求され、消費電力への影響度合いは非常に大きい。必要なデータレートは37.749Gbps(≒1/60/64/(4096×2400))であり、44チャンネルの小振幅差動信号方式(LVDS;Low Voltage Differential Signaling)で伝送する場合、1チャンネルあたりのデータレートは最低でも約857.9Mbpsは必要になる。実際には、LVDSでデータを送る以外の時間が必要なため、約1Gbps程度は必要になる。   In addition, in a multi-pixel configuration such as a 4K2K panel, the amount of data is very large, and when one frame of grayscale display is performed in 64 subframes using 44-bit width subframe data, 4096 pixels are obtained in units of horizontal lines. Even if simultaneous writing is performed, it is necessary to perform a writing operation once every 10 MHz in 60 Hz progressive display, which requires a high-speed operation and has a very large influence on power consumption. The required data rate is 37.749 Gbps (≈ 1/60/64 / (4096 × 2400)), and when transmitting with 44 channels of low amplitude differential signaling (LVDS), per channel The minimum data rate is about 857.9Mbps. Actually, it takes about 1 Gbps because it requires time other than sending data by LVDS.

ここで、特許文献1に記載の液晶表示装置の画素への信号書き込み時の消費電力PはCMOSのロジックであるので次式で表される。   Here, since the power consumption P at the time of signal writing to the pixel of the liquid crystal display device described in Patent Document 1 is CMOS logic, it is expressed by the following equation.

P=N×Fc×CL×Vdd2+N×Psc+N×Plk (1)
ただし、(1)式中、Nは列データ線の本数、Fcは駆動周波数、CLは列データ線の負荷容量、Vddは信号電圧、Pscは列データ線へサブフレームデータを出力するドライバと画素の第1のインバータの貫通電流による消費電力、Plkはドライバ等のリーク電流による消費電力である。消費電力Pscは負荷容量の消費電力より小さく、また、リーク電流による消費電力Plkはほぼ無視できるレベルである。よって、CLで発生する消費電力が、(N×Psc+N×Plk)より大きい場合、及び列データ線の本数Nが多い場合は、(1)式は次式で表される。
P = N × Fc × CL × Vdd 2 + N × Psc + N × Plk (1)
In equation (1), N is the number of column data lines, Fc is the drive frequency, CL is the load capacity of the column data lines, Vdd is the signal voltage, Psc is a driver and pixel that outputs subframe data to the column data lines The power consumption due to the through current of the first inverter, Plk is the power consumption due to the leakage current of the driver or the like. The power consumption Psc is smaller than the power consumption of the load capacity, and the power consumption Plk due to the leakage current is almost negligible. Therefore, when the power consumption generated in CL is larger than (N × Psc + N × Plk) and when the number N of column data lines is large, equation (1) is expressed by the following equation.

P≒N×Fc×CL×Vdd2 (2)
ここで、列データ線の負荷容量CLは数pFであり、例えばライン毎に0と1とが書き換わる場合、列データ線を駆動する充放電電流が一番多くなる。4K2Kパネルの場合、列データ線は4000本以上あることになるので、列データ線1本あたりの負荷容量を2pFとすると、全列データ線の負荷容量CLは8000pFを超える。
P ≒ N x Fc x CL x Vdd 2 (2)
Here, the load capacitance CL of the column data line is several pF. For example, when 0 and 1 are rewritten for each line, the charge / discharge current for driving the column data line is the largest. In the case of a 4K2K panel, since there are 4000 or more column data lines, assuming that the load capacity per column data line is 2 pF, the load capacity CL of all the column data lines exceeds 8000 pF.

また、行走査線を駆動する場合、1ラインの4000画素以上を同時に駆動することになるので、1ライン選択周期は100ns(≒1/60/64/2400)で高速ではないが、4000画素以上の各画素の第1のスイッチングトランジスタ(画素選択用トランジスタ)をドライブするため、負荷容量は数pFから10pF程度となる。よって、消費電力はフルハイビジョンの液晶表示装置よりも増加する。   In addition, when driving a row scanning line, 4000 pixels or more of one line are driven simultaneously, so one line selection cycle is 100 ns (≈ 1/60/64/2400), which is not fast, but 4000 pixels or more. In order to drive the first switching transistor (pixel selection transistor) of each pixel, the load capacitance is about several pF to 10 pF. Therefore, the power consumption increases as compared with a full high-definition liquid crystal display device.

更に、画素読み出し時には画素内の入力サブフレームデータの初段記憶部である第1のインバータから2段目記憶部の第2のインバータへのデータ転送が、全画素でほぼ同時に行われるため、寄生負荷容量への充放電及び第2のインバータへの書き込み電流が発生することになり、場合によって800万画素(=4096×2400)の第2のインバータで充放電が発生するため、消費電力が極めて大きくなる。   Furthermore, since the data transfer from the first inverter, which is the first stage storage unit of the input subframe data in the pixel, to the second inverter of the second stage storage unit is performed almost simultaneously in all pixels at the time of pixel readout, the parasitic load Charging / discharging to the capacity and writing current to the second inverter are generated, and in some cases, charging / discharging occurs in the second inverter having 8 million pixels (= 4096 × 2400), so the power consumption is extremely large. Become.

以上の理由から、(1)式中の消費電力Plkはほぼ無視できるレベルであるが、特許文献1記載の従来の液晶表示装置では、消費電力Pが非常に大きいという問題がある。大なる消費電流はチップ内の電源GND配線の寄生抵抗により電圧変動を発生させ、結果としてロジック部分の誤動作を生み易いという問題もある。   For the above reason, the power consumption Plk in the equation (1) is a level that can be almost ignored. However, the conventional liquid crystal display device described in Patent Document 1 has a problem that the power consumption P is very large. The large current consumption causes a voltage variation due to the parasitic resistance of the power supply GND wiring in the chip, and as a result, there is a problem that malfunction of the logic part is likely to occur.

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、回路構成を大幅に変更することなく、複数の画素からなる画像表示部への書き込み動作による消費電力を従来に比べて低減し得るデジタル駆動方式の液晶表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and is a digital drive system that can reduce power consumption due to a writing operation to an image display unit composed of a plurality of pixels as compared with the conventional one without significantly changing the circuit configuration. An object is to provide a liquid crystal display device.

本発明は上記の目的を達成するため、行方向及び列方向に2次元マトリクス状に配置されて画像表示部を構成する複数の画素のそれぞれが、
書き込み時に供給される画素データを第1のスイッチング素子によりサンプリングして第1のメモリに記憶する構成の初段記憶部と、読み出し時にオンに制御される第2のスイッチング素子を通して初段記憶部の第1のメモリから読み出した画素データを第2のメモリに一時記憶する構成の2段目記憶部と、対向配置された画素電極と共通電極との間に液晶が充填封入されており、2段目記憶部の第2のメモリに記憶された画素データが画素電極に印加されて画像表示を行う液晶表示素子とを備え、
同じ列に配置された複数の画素のうち隣接する2つの画素の一方の画素内の初段記憶部の出力端子を他方の画素内の初段記憶部の第1のスイッチング素子の入力端子に接続することを、最下行の各画素及び最上行の各画素の一方から他方まで一方向に繰り返して構成された列毎のシフトレジスタと、
列毎のシフトレジスタの初段を構成する最下行又は最上行の画素の初段記憶部に表示すべき画素データを供給して記憶させると共に、記憶させた画素データを列毎のシフトレジスタの最終段まで、シフトクロックに同期させてシフトさせるシフトレジスタ制御手段と
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a plurality of pixels that are arranged in a two-dimensional matrix in the row direction and the column direction to constitute the image display unit.
The first stage storage unit configured to sample the pixel data supplied at the time of writing by the first switching element and store it in the first memory, and the first stage storage unit through the second switching element that is controlled to be turned on at the time of reading. Liquid crystal is filled and sealed between the second-stage storage unit configured to temporarily store the pixel data read from the first memory in the second memory, and the pixel electrode and the common electrode that are arranged to face each other. A liquid crystal display element for displaying an image by applying the pixel data stored in the second memory of the unit to the pixel electrode,
Connecting the output terminal of the first stage storage unit in one of two adjacent pixels among the plurality of pixels arranged in the same column to the input terminal of the first switching element of the first stage storage unit in the other pixel A column-by-column shift register configured by repeating in one direction from one to the other of each pixel in the bottom row and each pixel in the top row,
The pixel data to be displayed is supplied and stored in the first row storage unit of the bottom row or the top row of pixels constituting the first row of the shift register for each column, and the stored pixel data is supplied to the last row of the shift register for each column. And shift register control means for shifting in synchronization with the shift clock.

本発明によれば、回路構成を大幅に変更することなく、画像表示部への書き込み動作による消費電力を従来に比べて低減することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the power consumption due to the writing operation to the image display unit as compared with the prior art without significantly changing the circuit configuration.

本発明の液晶表示装置の一実施の形態のブロック図である。It is a block diagram of one embodiment of a liquid crystal display device of the present invention. 本発明の液晶表示装置における、同じ画素列に配置されたn個の画素のうち隣接する2個の画素の第1の実施形態の要部の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a main part of the first embodiment of two adjacent pixels among n pixels arranged in the same pixel column in the liquid crystal display device of the present invention. 図2に示した画素の書き込み時の動作説明用タイミングチャートである。3 is a timing chart for explaining an operation at the time of writing in the pixel shown in FIG. 2. 本発明の液晶表示装置における、同じ画素列に配置されたn個の画素のうち隣接する2個の画素の第2の実施形態の要部の回路図である。It is a circuit diagram of the principal part of 2nd Embodiment of two adjacent pixels among the n pixels arrange | positioned in the same pixel row | line in the liquid crystal display device of this invention. 本発明の液晶表示装置における、同じ画素列に配置されたn個の画素のうち隣接する2個の画素の第3の実施形態の要部の回路図である。It is a circuit diagram of the principal part of 3rd Embodiment of two adjacent pixels among n pixels arrange | positioned at the same pixel row | line in the liquid crystal display device of this invention. 本発明の液晶表示装置における、同じ画素列に配置されたn個の画素のうち隣接する2個の画素の第4の実施形態の要部の回路図である。It is a circuit diagram of the principal part of 4th Embodiment of two adjacent pixels among the n pixels arrange | positioned in the same pixel row | line in the liquid crystal display device of this invention. 本発明の液晶表示装置における、同じ画素列に配置されたn個の画素のうち隣接する2個の画素の第5の実施形態の要部の回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram of a main part of a fifth embodiment of two adjacent pixels among n pixels arranged in the same pixel column in the liquid crystal display device of the present invention.

次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明になる液晶表示装置の一実施の形態のブロック図を示す。同図において、本実施形態の液晶表示装置10は、複数の画素12が2次元マトリクス状に配置された画像表示部11と、高速インタフェース(I/F)回路13と、データセレクタ(D/S)付並列D型フリップフロップ(DFF)14と、画素調整シフトレジスタ15と、水平方向信号ドライバ16と、制御回路17と、初段記憶部シフト用クロックドライバ・転送用インバータチェーン駆動回路18及び19とから構成された、デジタル駆動方式の液晶表示装置である。   FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention. In the figure, the liquid crystal display device 10 of the present embodiment includes an image display unit 11 in which a plurality of pixels 12 are arranged in a two-dimensional matrix, a high-speed interface (I / F) circuit 13, and a data selector (D / S). ) With parallel D-type flip-flop (DFF) 14, pixel adjustment shift register 15, horizontal signal driver 16, control circuit 17, first stage storage unit shift clock driver / transfer inverter chain drive circuits 18 and 19, This is a liquid crystal display device of a digital drive system composed of

画像表示部11は、行方向(水平方向)にm個(mは2以上の自然数)配置され、列方向(縦方向)にn個(nは2以上の自然数)配置された、全部でm×n個の画素12が2次元マトリクス状に配置された構成である。各画素12は図1ではそれぞれ一つの矩形で模式的に示してある。各画素12は、対向して設けられた画素電極(あるいは液晶駆動電極)と共通電極との間に液晶が充填封入された公知の構造の液晶表示素子(図示せず)を有する。周知のように画素電極は画素毎に別々に設けられ、共通電極は全画素に共通に設けられている。   The image display units 11 are arranged m (m is a natural number of 2 or more) in the row direction (horizontal direction) and n (n is a natural number of 2 or more) in the column direction (vertical direction). In this configuration, n pixels 12 are arranged in a two-dimensional matrix. Each pixel 12 is schematically shown as one rectangle in FIG. Each pixel 12 has a liquid crystal display element (not shown) having a known structure in which liquid crystal is filled and sealed between a common electrode and a pixel electrode (or a liquid crystal driving electrode) that are provided facing each other. As is well known, pixel electrodes are provided separately for each pixel, and a common electrode is provided in common for all pixels.

水平方向に配置されたm個の画素12は、初段記憶部シフト用クロックドライバ・転送用インバータチェーン駆動回路18及び19にそれぞれ両端が接続された水平方向に平行に、かつ、交互にn/2本ずつ配置された正転シフトクロック信号線と反転シフトクロック信号線に別々に接続されている。つまり、隣接する2ラインのm個の画素のうち一方のラインのm個の画素は正転シフトクロック信号線に接続され、もう一方のラインのm個の画素が反転シフトクロック信号線に接続されている。一方、縦方向に配置されたn個の画素12のうち、例えば画像表示部11において一番下の位置に配置された画素が、水平方向信号ドライバ16に一端が接続された縦方向に平行に配されたm本の列データ線に別々に接続されている。つまり、1本の列データ線は、対応して設けられた同じ列のn個の画素のうち最下行(nライン目)の画素12に接続されている。本実施形態の液晶表示装置10は、画素12が後述するように初段記憶部と2段目記憶部と画素電極とが直列接続された構成であり、そのうちの初段記憶部が縦方向にn段のシフトレジスタを構成している点に特徴がある。この初段記憶部が縦方向に接続されたn段のシフトレジスタは、本発明の列毎のシフトレジスタを構成している。   The m pixels 12 arranged in the horizontal direction are arranged in parallel to the horizontal direction in which both ends are connected to the first stage storage unit shift clock driver / transfer inverter chain drive circuits 18 and 19, respectively, and alternately n / 2. They are separately connected to the forward shift clock signal line and the inverted shift clock signal line arranged one by one. That is, of the adjacent two lines of m pixels, m pixels on one line are connected to the normal shift clock signal line, and m pixels on the other line are connected to the inverted shift clock signal line. ing. On the other hand, among the n pixels 12 arranged in the vertical direction, for example, the pixel arranged at the lowest position in the image display unit 11 is parallel to the vertical direction in which one end is connected to the horizontal signal driver 16. The m column data lines are connected separately. That is, one column data line is connected to the pixel 12 in the lowermost row (nth line) among n pixels in the same column provided correspondingly. The liquid crystal display device 10 of the present embodiment has a configuration in which a pixel 12 has a first-stage storage unit, a second-stage storage unit, and a pixel electrode connected in series as will be described later, and the first-stage storage unit includes n stages in the vertical direction. This is characterized in that the shift register is configured. The n-stage shift register in which the first-stage storage units are connected in the vertical direction constitutes a shift register for each column of the present invention.

高速I/F回路13は、外部から供給される画像の画素データ(ここではサブフレームデータ)を、LVDSなどを用いた高速I/Fで受けて、D/S付並列DFF14に供給する。D/S付並列DFF14は、高速I/F回路13から例えば64ビットのデジタル信号バスを介して供給される画素データを、データセレクタ(D/S)により64ビット単位で水平画素位置に正しく配置保持させて画素調整シフトレジスタ15へ出力する。画素調整シフトレジスタ15は、D/S付並列DFF14から供給される画素データをシフトして水平位置調整を行う。ここでは、例えば1ライン分の画素数mが「4096」の場合に、その両側に表示位置を調整するための調整画素が4個程度配置されるものとすると、画素調整シフトレジスタ15は、4100(=4096+4)段のシフトレジスタによりシフト動作を行う。これにより、結果的に表示しようとしている画素に画素データを書き込むことができる。   The high-speed I / F circuit 13 receives pixel data (here, subframe data) of an image supplied from the outside with a high-speed I / F using LVDS or the like, and supplies it to the parallel DFF 14 with D / S. The parallel DFF 14 with D / S correctly arranges pixel data supplied from the high-speed I / F circuit 13 through, for example, a 64-bit digital signal bus at a horizontal pixel position in units of 64 bits by a data selector (D / S). It is held and output to the pixel adjustment shift register 15. The pixel adjustment shift register 15 shifts the pixel data supplied from the D / S-attached parallel DFF 14 and adjusts the horizontal position. Here, for example, when the number m of pixels for one line is “4096”, assuming that about four adjustment pixels for adjusting the display position are arranged on both sides thereof, the pixel adjustment shift register 15 is 4100. A shift operation is performed by a shift register of (= 4096 + 4) stages. As a result, pixel data can be written to the pixel to be displayed as a result.

水平方向信号ドライバ16は、本発明の画素データ発生手段を構成しており、画素調整シフトレジスタ15から供給された1ラインの各サブフレームデータを対応する画素の列データ線へ出力する。制御回路17は、高速I/F回路13から供給される信号に基づいて、D/S付並列DFF14、画素調整シフトレジスタ15、及び水平方向信号ドライバ16の動作を制御する。   The horizontal signal driver 16 constitutes the pixel data generating means of the present invention, and outputs each subframe data of one line supplied from the pixel adjustment shift register 15 to the column data line of the corresponding pixel. The control circuit 17 controls the operations of the parallel DFF with D / S 14, the pixel adjustment shift register 15, and the horizontal direction signal driver 16 based on the signal supplied from the high-speed I / F circuit 13.

例えば、制御回路17は、D/S付並列DFF14にはD/Sで信号を選択するためのイネーブル信号やラッチするためのクロックを生成する。また、制御回路17は、画素調整シフトレジスタ15に対しては、シフトするためのクロックやパラレル入力するためのロード信号を生成する。垂直駆動回路にあたる初段記憶部シフト用クロックドライバ・転送用インバータチェーン駆動回路18および19に対しては、シフトクロックやタイミングを合わせるための制御信号を生成する。LVDSから入力されるコマンドビットがそれらのもととなる。   For example, the control circuit 17 generates an enable signal for selecting a signal by D / S and a clock for latching in the D / S-attached parallel DFF 14. Further, the control circuit 17 generates a shift clock and a load signal for parallel input to the pixel adjustment shift register 15. For the first stage storage unit shift clock driver and transfer inverter chain drive circuits 18 and 19 corresponding to the vertical drive circuit, a shift clock and a control signal for adjusting the timing are generated. Command bits input from the LVDS are the basis for them.

初段記憶部シフト用クロックドライバ・転送用インバータチェーン駆動回路18及び19内の転送用インバータチェーン駆動回路は、各画素12内の2段目記憶部に印加する転送パルスをインバータチェーン回路を通して、少しずつ遅延させ、同時に転送回路がオンしないようにばらけさせるためのものである。また、初段記憶部シフト用クロックドライバ・転送用インバータチェーン駆動回路が18及び19で示すように画像表示部11の左右に同じ構成のものが2つ設けられているのは、画像表示部11の画素数が多く、1つではドライブ能力が不足するという問題を考慮したものである。しかし、原理的には一つでよい。初段記憶部シフト用クロックドライバ・転送用インバータチェーン駆動回路18及び19の初段記憶部シフト用クロックドライバと制御回路17とは本発明におけるシフトレジスタ制御手段を構成している。   The first stage storage unit shift clock driver and the transfer inverter chain drive circuit in the transfer inverter chain drive circuits 18 and 19 transfer transfer pulses applied to the second stage storage unit in each pixel 12 little by little through the inverter chain circuit. This is to delay the transfer circuit so that the transfer circuit is not turned on at the same time. In addition, as shown in 18 and 19, two first-stage storage unit shift clock drivers and transfer inverter chain drive circuits having the same configuration are provided on the left and right sides of the image display unit 11. This is because of the problem that the number of pixels is large and one drive capacity is insufficient. However, in principle, one is sufficient. The first stage storage unit shift clock driver and transfer inverter chain drive circuits 18 and 19 and the first stage storage unit shift clock driver and the control circuit 17 constitute shift register control means in the present invention.

次に、本発明の液晶表示装置の要部である画素12の各実施の形態について詳細に説明する。   Next, each embodiment of the pixel 12 which is a main part of the liquid crystal display device of the present invention will be described in detail.

図2は、本発明になる液晶表示装置における、同じ画素列に配置されたn個の画素のうち隣接する2個の画素の第1の実施形態の要部の回路図を示す。本実施形態の液晶表示装置10では、画素書き込み時には隣接する2行の画素群単位で制御するので、図2にはその制御単位の2行の画素群のうち、同じ列の2個の画素のみを示している(ただし、画素内の液晶表示素子は画素電極のみ図示している)。   FIG. 2 is a circuit diagram of a main part of the first embodiment of two adjacent pixels among n pixels arranged in the same pixel column in the liquid crystal display device according to the present invention. In the liquid crystal display device 10 according to the present embodiment, when writing pixels, control is performed in units of two adjacent pixel groups. Therefore, in FIG. 2, only two pixels in the same column among the two pixel groups in the control unit are shown in FIG. (However, only the pixel electrode is shown in the liquid crystal display element in the pixel).

図2において、画素12nはnライン目の画素、画素12n-1は(n−1)ライン目の画素であり、それぞれ第1のスイッチング素子を構成するNチャネルMOS型電界効果トランジスタ(以下、NMOSトランジスタ)による第1のスイッチングトランジスタnmos1n、nmos1n-1と、第1のインバータinv1n、inv1n-1とからなる初段記憶部と、第2のスイッチング素子を構成するNMOSトランジスタによる第2のスイッチングトランジスタnmos2n、nmos2n-1と、第2のインバータinv2n、inv2n-1からなる2段目記憶部とからなる。初段記憶部はDRAMを構成している。第1のインバータinv1n、inv1n-1は第1のメモリを構成し、第2のインバータinv2n、inv2n-1は第2のメモリを構成している。 In FIG. 2, a pixel 12 n is a pixel on the n- th line, a pixel 12 n-1 is a pixel on the (n-1) -th line, and each of them is an N-channel MOS field effect transistor (hereinafter referred to as a first switching element). , NMOS transistors), first - stage storage units composed of first switching transistors nmos1 n , nmos1 n-1 and first inverters inv1 n , inv1 n-1, and NMOS transistors constituting the second switching element 2 switching transistors nmos2 n and nmos2 n−1 and a second-stage storage unit including second inverters inv2 n and inv2 n−1 . The first stage storage unit constitutes a DRAM. The first inverters inv1 n and inv1 n-1 constitute a first memory, and the second inverters inv2 n and inv2 n-1 constitute a second memory.

初段記憶部内の第1のインバータinv1n、inv1n-1の各出力端子は、同じ画素内の2段目記憶部内の第2のスイッチングトランジスタnmos2n、nmos2n-1のドレインに接続される一方、1ライン上の画素12n-1、12n-2(図示せず)の初段記憶部内の第1のスイッチングトランジスタnmos1n-1、nmos1n-2のソースに接続されている。なお、図2には示していない画素12n〜12n-1と同じ列の画素12n-2〜122においても初段記憶部内の第1のインバータの出力端子の出力端子が1ライン上の画素12n-3〜121(いずれも図示せず)の初段記憶部内の第1のスイッチングトランジスタのソースに接続されている。 The output terminals of the first inverters inv1 n and inv1 n-1 in the first-stage storage unit are connected to the drains of the second switching transistors nmos2 n and nmos2 n-1 in the second-stage storage unit in the same pixel. The pixels 12 n-1 and 12 n-2 (not shown) on one line are connected to the sources of the first switching transistors nmos1 n-1 and nmos1 n-2 in the first stage storage unit. Note that in the pixels 12 n-2 to 12 2 in the same column as the pixels 12 n to 12 n-1 not shown in FIG. 2, the output terminals of the output terminals of the first inverter in the first-stage storage unit are on one line. The pixels 12 n-3 to 12 1 (all not shown) are connected to the source of the first switching transistor in the first-stage storage unit.

これらの同じ1列のn個の画素12n〜121において、各初段記憶部の第1のインバータの出力端子と1ライン上の画素の初段記憶部内の第1のスイッチングトランジスタnmosのソースとが接続された初段記憶部接続回路は、本発明の列毎のシフトレジスタに相当する縦方向のシフトレジスタVSR1を構成している。また、第2のインバータinv2n及び2n-1の各出力端子は画素12n及び12n-1内の各液晶表示素子の画素電極に接続される。なお、初段記憶部を構成するDRAMは画素書き込み時に用いられ、2段目記憶部は画素読み出し時に用いられる。 In the n pixels 12 n to 12 1 in the same one column, the output terminal of the first inverter of each first-stage storage unit and the source of the first switching transistor nmos in the first-stage storage unit of the pixels on one line are The connected first stage storage unit connection circuit constitutes a vertical shift register VSR1 corresponding to the shift register for each column of the present invention. The output terminals of the second inverters inv2 n and 2 n-1 are connected to the pixel electrodes of the liquid crystal display elements in the pixels 12 n and 12 n-1 . Note that the DRAM constituting the first-stage storage unit is used when writing pixels, and the second-stage storage unit is used when reading pixels.

nmos1nのゲートは初段記憶部シフト用クロックドライバ・転送用インバータチェーン駆動回路18及び19に両端が接続された正転シフトクロック信号線gnに接続されている。また、nmos1n-1のゲートは初段記憶部シフト用クロックドライバ・転送用インバータチェーン駆動回路18及び19に両端が接続された反転シフトクロック信号線gn-1に接続されている。正転シフトクロック信号線が伝送する正転シフトクロックと反転シフトクロック信号線が伝送する反転シフトクロックとは、常に逆論理値の関係にある初段記憶部シフト用クロックである。従って、nmos1n及びnmos1n-1の一方がオンの時は他方がオフの関係にある。 The gate of nmos1 n is connected to a normal shift clock signal line gn having both ends connected to the first stage storage unit shift clock driver / transfer inverter chain drive circuits 18 and 19. The gate of nmos1 n-1 is connected to an inverted shift clock signal line gn-1 having both ends connected to the first stage storage unit shift clock driver / transfer inverter chain drive circuits 18 and 19. The normal shift clock transmitted by the normal shift clock signal line and the inverted shift clock transmitted by the inverted shift clock signal line are first-stage storage unit shift clocks that are always in an inverse logic value relationship. Therefore, when one of nmos1 n and nmos1 n-1 is on, the other is off.

一方、nmos2nのゲートは初段記憶部シフト用クロックドライバ・転送用インバータチェーン駆動回路18及び19に両端が接続された第1の転送信号線trgaに接続されている。また、nmos2n-1のゲートは初段記憶部シフト用クロックドライバ・転送用インバータチェーン駆動回路18及び19に両端が接続された第2の転送信号線trgbに接続されている。第1及び第2の転送信号線trga及びtrgbが伝送する第1及び第2の転送信号は、インバータチェーン駆動回路により若干の位相差がある転送クロックである。従って、nmos2n及び2n-1の一方がオンになると僅かな時間遅れて他方がオンとなる関係にある。 On the other hand, the gate of nmos2 n is connected to a first transfer signal line trga having both ends connected to the first stage storage unit shift clock driver / transfer inverter chain drive circuits 18 and 19. Further, the gate of nmos2 n-1 is connected to a second transfer signal line trgb whose both ends are connected to the first-stage storage unit shift clock driver / transfer inverter chain drive circuits 18 and 19. The first and second transfer signals transmitted by the first and second transfer signal lines trga and trgb are transfer clocks having a slight phase difference due to the inverter chain drive circuit. Therefore, when one of nmos2 n and 2 n-1 is turned on, the other is turned on with a slight time delay.

従来はサブフレーム期間の直前に列データ線に供給するサブフレームデータをドライバで書き込み、それを画素選択信号(行走査信号)により1行単位で選択した各画素の初段記憶部に書き込んでいた。これに対し、本実施形態の液晶表示装置10では、従来装置のような列データ線及びそのドライバを除き、各画素12の初段記憶部の第1のインバータの出力端子を1ライン上の画素の初段記憶部の第1のスイッチングトランジスタのソースに接続することで縦方向にシフトレジスタVSR1を構成して各画素12への書き込みを行う。この初段記憶部に書き込むサブフレームデータを水平ライン分シフト動作で動かすことにより、画素12への書き込みが行われることになる。   Conventionally, sub-frame data to be supplied to the column data line is written by a driver immediately before the sub-frame period, and is written in the first-stage storage unit of each pixel selected in units of one row by a pixel selection signal (row scanning signal). On the other hand, in the liquid crystal display device 10 of the present embodiment, the output terminal of the first inverter of the first stage storage unit of each pixel 12 is connected to the pixel on one line, except for the column data line and its driver as in the conventional device. By connecting to the source of the first switching transistor of the first-stage storage unit, the shift register VSR1 is configured in the vertical direction, and writing to each pixel 12 is performed. The sub-frame data to be written in the first-stage storage unit is moved by the horizontal line shift operation, whereby the writing to the pixel 12 is performed.

すなわち、各サブフレーム期間の直前に隣接する2行の各画素のうち一方の画素内の初段記憶部にサブフレームデータを書き込み、続いて隣接する2行の各画素のうち他方の画素内の初段記憶部に一方の画素内の初段記憶部に書き込まれたサブフレームデータを読み出して書き込むことを交互に繰り返すシフト動作を2行の画素単位で行うことで、全画素の初段記憶部にサブフレームデータを書き込む。   That is, the subframe data is written to the initial stage storage unit in one of the pixels in two adjacent rows immediately before each subframe period, and then the initial stage in the other pixel in the adjacent two rows of pixels. By performing a shift operation that alternately repeats reading and writing the subframe data written in the first-stage storage unit in one pixel in the storage unit in units of two rows, subframe data is stored in the first-stage storage unit of all pixels. Write.

書き込み終了後は、サブフレーム期間の最初に1回だけ、隣接する2行の各画素内の初段記憶部に記憶されたそれぞれのサブフレームデータを、前記第1及び第2の転送信号の制御に従って僅かな時間ずらして2段目記憶部に転送して画素電極に印加する。全画素の2段目記憶部は転送信号により1行単位で極めて僅かな時間ずつずらして順次に制御される。従って、全画素はサブフレーム期間の最初にほぼ同時に画素内の画素電極にサブフレームデータが印加されて、サブフレーム期間サブフレーム表示を行う。   After the end of writing, the subframe data stored in the first stage storage unit in each pixel of two adjacent rows is transferred only once at the beginning of the subframe period according to the control of the first and second transfer signals. The data is transferred to the second-stage storage unit with a slight shift and applied to the pixel electrode. The second-stage storage unit of all the pixels is sequentially controlled with a slight shift for each row by the transfer signal. Accordingly, sub-frame data is applied to the pixel electrodes in the pixels almost simultaneously at the beginning of the sub-frame period, and sub-frame display is performed for all the pixels.

次に、図2に示した画素の書き込み時の動作について、図3のタイミングチャートを併せ参照して更に詳細に説明する。図1の水平方向信号ドライバ16から並列に出力される各1ビットのサブフレームデータは、最初に第1ラインの画素12で表示されるべき画素データである。以下、第2ラインから第nラインまでライン順に各画素12で表示されるべきサブフレームデータが出力されて画像表示部11の第nラインの画素12nに入力される。ただし、隣接する2ラインの画素12のうち下側のラインの画素内の初段記憶部から1ライン上の画素内の初段記憶部に転送される際に、サブフレームデータは反転されて出力されるため、水平方向信号ドライバ16からは2値のサブフレームデータの本来の論理値を示す正転サブフレームデータと逆論理値を示す反転サブフレームデータとが、後述する縦方向の垂直レジスタへのシフトクロックの周期毎に交互に出力される。 Next, the writing operation of the pixel shown in FIG. 2 will be described in more detail with reference to the timing chart of FIG. Each 1-bit sub-frame data output in parallel from the horizontal direction signal driver 16 of FIG. 1 is pixel data to be first displayed on the pixels 12 of the first line. Hereinafter, subframe data to be displayed in each pixel 12 from the second line to the nth line is output and input to the nth pixel 12n of the image display unit 11. However, when data is transferred from the first-stage storage unit in the pixels on the lower line of the adjacent two lines of pixels 12 to the first-stage storage unit in the pixels on one line, the subframe data is inverted and output. Therefore, from the horizontal signal driver 16, the normal subframe data indicating the original logical value of the binary subframe data and the inverted subframe data indicating the reverse logical value are shifted to the vertical vertical register described later. It is output alternately every clock cycle.

すなわち、或る一列に配置されたn個の画素のうち図2に示した第nラインの画素12nの初段記憶部内のnmos1nのソースには図3(K)に示すように、第1ラインで表示される正転サブフレームデータd1、第2ラインで表示される反転サブフレームデータ/d2、第3ラインで表示される正転サブフレームデータd3、第4ラインで表示される反転サブフレームデータ/d4・・・の順で第nラインで表示される正転サブフレームデータdnまでが供給される。 That is, among the n pixels arranged in a certain column, the source of nmos1 n in the first-stage storage unit of the pixel 12 n of the n-th line shown in FIG. 2 is the first as shown in FIG. Normal subframe data d1 displayed on the line, inverted subframe data / d2 displayed on the second line, normal subframe data d3 displayed on the third line, inverted subframe displayed on the fourth line Up to normal subframe data dn displayed on the nth line in the order of data / d4...

一方、上記サブフレームデータの出力タイミングに同期して図3(A)に示す第2のシフトクロックが信号線gn-1に供給され、かつ、同図(B)に示す第1のシフトクロックが信号線gnに供給される。これら第1及び第2のシフトクロックは互いに逆論理値の関係にあり、かつ、サブフレームデータの出力期間と同一の周期を有している対称方形波である。また、サブフレームデータd1が縦方向のシフトレジスタの初段である画素12nの初段記憶部内のnmos1nのソースに供給される時刻t1からt3までの期間のうち前半の時刻t1からt2までの期間は図3(B)に示すように“H”レベルの第1のシフトクロックが信号線gnを介してnmos1nのゲートに印加され、同図(A)に示すように“L”レベルの第2のシフトクロックが信号線gn-1を介してnmos1n-1のゲートに印加されるため、nmos1nがオン、nmos1n-1がオフに制御される。このため、サブフレームデータd1が画素12nの初段記憶部内のnmos1nを介してインバータinv1nに印加され、そのゲートに保持される。 On the other hand, the second shift clock shown in FIG. 3A is supplied to the signal line gn -1 in synchronization with the output timing of the subframe data, and the first shift clock shown in FIG. There is supplied to the signal line g n. These first and second shift clocks are symmetrical square waves that have an inverse logic relationship with each other and have the same period as the subframe data output period. Also, the period from time t1 to t2 in the first half of the period from time t1 to t3 when subframe data d1 is supplied to the source of nmos1 n in the first stage storage unit of pixel 12 n that is the first stage of the vertical shift register. is applied to the gate of NMOS1 n via the first shift clock signal line g n of "H" level as shown in FIG. 3 (B), FIG. as shown in (a) "L" level Since the second shift clock is applied to the gate of nmos1 n-1 via the signal line gn -1 , nmos1 n is controlled to be on and nmos1 n-1 is controlled to be off. Therefore, the sub-frame data d1 is applied to the inverter inv1 n via NMOS1 n in the first stage the storage unit of the pixel 12 n, it is held in the gate.

続いて、サブフレームデータd1が画素12nの初段記憶部に供給される時刻t1からt3までの期間のうち後半の時刻t2からt3までの期間では、図3(B)に示すように“L”レベルの第1のシフトクロックが信号線gnを介してnmos1nのゲートに印加され、同図(A)に示すように“H”レベルの第2のシフトクロックが信号線gn-1を介してnmos1n-1のゲートに印加されるため、nmos1nがオフ、nmos1n-1がオンに制御される。このため、インバータinv1nのゲートに保持されていたサブフレームデータd1がインバータinv1nにより極性反転されて/d1として画素12n-1の初段記憶部内のnmos1n-1を介してインバータinv1n-1に転送され、そのゲートに保持される。 Next, in the period from the time t2 to t3 in the latter half of the period from the time t1 to t3 when the subframe data d1 is supplied to the first stage storage unit of the pixel 12 n , as shown in FIG. "first shift clock level via the signal line g n is applied to the gate of NMOS1 n, FIG as shown in (a)" second shift clock H "level signal line g n-1 Is applied to the gate of nmos1 n-1 , so that nmos1 n is turned off and nmos1 n-1 is turned on. Therefore, the inverter subframe data d1 that has been held in the gate of the inverter inv1 n via the NMOS1 n-1 in the first stage the storage unit of the pixels 12 n-1 as is the polarity reversal / d1 by the inverter inv1 n inv1 n- It is transferred to 1 and held at its gate.

続いて、サブフレームデータd2を極性反転した反転サブフレームデータ/d2が画素12nの初段記憶部に時刻t3からt5までの期間供給される。そのうち前半の時刻t3からt4までの期間では、図3(B)に示すようにH”レベルの第1のシフトクロックが信号線gnを介してnmos1nのゲートに印加され、同図(A)に示すように“L”レベルの第2のシフトクロックが信号線gn-1を介してnmos1n-1のゲートに印加されるため、nmos1nがオン、nmos1n-1がオフに制御される。このため、反転サブフレームデータ/d2が画素12nの初段記憶部内のnmos1nを介してインバータinv1nに印加され、そのゲートに保持される。 Subsequently, the inverted subframe data / d2 obtained by inverting the polarity of the subframe data d2 is supplied to the initial stage storage unit of the pixel 12 n for a period from time t3 to t5. During the period from the time t3 to the time t4 in the first half, as shown in FIG. 3B, the first shift clock of H ″ level is applied to the gate of nmos1 n via the signal line gn. As shown in FIG. 2, since the second shift clock of “L” level is applied to the gate of nmos1 n-1 via the signal line g n-1 , nmos1 n is turned on and nmos1 n-1 is turned off. Therefore, the inverted subframe data / d2 is applied to the inverter inv1 n via nmos1 n in the first-stage storage unit of the pixel 12 n and held at the gate thereof.

続いて、反転サブフレームデータ/d2が画素12nの初段記憶部に供給される時刻t3からt5までの期間のうち後半の時刻t4からt5までの期間では、図3(B)に示すように“L”レベルの第1のシフトクロックが信号線gnを介してnmos1nのゲートに印加され、同図(A)に示すように“H”レベルの第2のシフトクロックが信号線gn-1を介してnmos1n-1のゲートに印加されるため、nmos1nがオフ、nmos1n-1がオンに制御される。このため、インバータinv1nのゲートに保持されていたサブフレームデータ/d2がインバータinv1nにより極性反転されて本来の極性のサブフレームデータd2として画素12n-1の初段記憶部内のnmos1n-1を介してインバータinv1n-1に転送され、そのゲートに保持される。 Subsequently, in the period from time t4 to t5 in the latter half of the period from time t3 to t5 during which the inverted subframe data / d2 is supplied to the initial stage storage unit of the pixel 12 n , as shown in FIG. "L" first shift clock level via the signal line g n is applied to the gate of NMOS1 n, as shown in FIG. (a) "H" second shift clock signal line g n levels Since it is applied to the gate of nmos1 n-1 via -1 , nmos1 n is controlled to be off and nmos1 n-1 is controlled to be on. Therefore, the sub-frame data / d2 is NMOS1 n-1 of the polarity inversion has been pixel first-stage storage portion 12 n-1 as the original polarity of the sub-frame data d2 by the inverter inv1 n held in the gate of the inverter inv1 n Is transferred to the inverter inv1 n-1 through and held at its gate.

以下、同様に画素12n-1の上側の第n−2ラインから第1ラインまでの各画素の初段記憶部内の第1のスイッチングトランジスタであるnmosにもその下側の第n−1ラインから第2ラインまでの各画素の初段記憶部の第1のインバータに保持されたサブフレームデータが反転されて転送される動作が繰り返される。これにより、画素12nの初段記憶部内のインバータinv1nには図3(C)に模式的に示すサブフレームデータが記憶され、画素12n-1の初段記憶部内のインバータinv1n-1には図3(D)に模式的に示すサブフレームデータが記憶される。また、図3(E)、(F)、(G)、(H)、(I)、(J)は、画素12n-2、画素12n-3、画素124、画素123、画素122、画素121の初段記憶部に保持されたサブフレームデータを模式的に示す。 Hereinafter, similarly, the first switching transistor nmos in the first-stage storage unit of each pixel from the upper (n-2) th line to the first line of the pixel 12 n-1 is also connected to the lower n-1 line. The operation of inverting and transferring the subframe data held in the first inverter of the first stage storage unit of each pixel up to the second line is repeated. Thereby, the subframe data schematically shown in FIG. 3C is stored in the inverter inv1 n in the first stage storage unit of the pixel 12 n , and the inverter inv1 n-1 in the first stage storage unit of the pixel 12 n-1 is stored in the inverter inv1 n-1 in the first stage storage unit. The subframe data schematically shown in FIG. 3D is stored. 3 (E), (F), (G), (H), (I), and (J) are pixel 12 n-2 , pixel 12 n-3 , pixel 12 4 , pixel 12 3 , pixel 12 2 schematically shows subframe data held in the first-stage storage unit of the pixel 12 1 .

このようにして、信号線gnによりn個目のシフトクロックが伝送され、かつ、正転サブフレームデータdnが画素12nの初段記憶部に供給される時刻t6で、図3(C)に模式的に示すように第nラインの画素12nの初段記憶部にサブフレームデータdnが記憶保持されると同時に、この時刻t6で、図3(D)〜(J)に模式的に示すように、第n−1ラインから第1ラインまでの画素12n-2から画素121までのすべてで、それぞれ正転サブフレームデータdn-1からd1が記憶保持され、シフト動作による書き込み動作が完了する。他の列のそれぞれn個の画素12についても上記の書き込み動作と並行して、同様の書き込み動作が行われることは勿論である。 In this way, the n-th shift clock is transmitted through the signal line gn and the normal rotation subframe data dn is supplied to the first-stage storage unit of the pixel 12 n at time t6 as schematically shown in FIG. As shown schematically, the subframe data dn is stored and held in the first-stage storage unit of the pixel 12 n on the n-th line, and at the same time t6, as schematically shown in FIGS. , in all the pixels 12 n-2 from the (n-1) line to the first line to the pixel 12 1, d1 from the forward subframe data dn-1 respectively stored and held, the write operation by the shift operation is completed . Of course, the same write operation is performed in parallel with the above write operation for each of the n pixels 12 in the other columns.

なお、同じ1列のn個の画素12n〜121の各初段記憶部により構成される縦方向のシフトレジスタVSR1は、図3(A)、(B)に示したシフトクロックの1周期で2ライン分データをシフトするため、縦方向のシフトレジスタVSR1の初段の画素12nに供給されるシフトクロックの数が一番多くn個、一番最後の画素121に供給されるシフトクロックの数がn/2個になり、何段目の画素であるかによって本来のデータを記憶するまでのシフトクロックの数が異なる。よって、データ転送用のシフトクロックはライン毎に異なるようにドライバで構成する。具体的には、シフトクロックをカウントするカウンタとその出力をデコードする回路を用いて、ゲート回路でクロックをゲーティングすることで実現できる。 Note that the vertical shift register VSR1 configured by the first-stage storage units of the n pixels 12 n to 12 1 in the same column is in one cycle of the shift clock shown in FIGS. to shift the two lines data, number largest number n shift clock supplied to the first stage of the pixel 12 n in the vertical direction of the shift register VSR1, the shift clock supplied to the last pixel 12 1 The number is n / 2, and the number of shift clocks until the original data is stored differs depending on the number of pixels. Therefore, the shift clock for data transfer is configured by the driver so as to be different for each line. Specifically, it can be realized by gating a clock with a gate circuit using a counter for counting a shift clock and a circuit for decoding the output.

次に、本実施形態の効果である書き込み時の消費電力が従来の液晶表示装置の書き込み時の消費電力よりも低減することについて説明する。   Next, it will be described that the power consumption during writing, which is an effect of the present embodiment, is lower than the power consumption during writing of the conventional liquid crystal display device.

上記したように、本実施形態では、画素12へ書き込まれるサブフレームデータは、同じ1列のn個の画素12n〜121の各初段記憶部により構成される縦方向のシフトレジスタVSR1の初段の画素12nより1ライン毎の書き込み周期(例えば、10MHz)でシフト動作されていき、一番最後のn段目の画素121までシフト動作を行うことで全画素の初段記憶部への書き込み動作が終了する。この縦方向のシフトレジスタVSR1のシフト動作が全画素について同期して常に行われるため、本実施形態の書き込み時の消費電力P1は次式で表される。 As described above, in the present embodiment, the subframe data written to the pixel 12 is the first stage of the vertical shift register VSR1 configured by the first stage storage units of the n pixels 12 n to 12 1 in the same column. writing to the write period of 1 per line than the pixel 12 n (e.g., 10 MHz) will be shift operation, the first stage storage portion for all pixels by performing a shift operation to the pixel 12 1 of the last of the n-th stage The operation ends. Since the shift operation of the vertical shift register VSR1 is always performed synchronously for all pixels, the power consumption P1 at the time of writing in this embodiment is expressed by the following equation.

P1=L×N×Fc×CLm×Vdd2+N×Pscm+N×Plkm (3)
ただし、(3)式中、Lは縦方向ライン数(上記の例ではn)、Nは縦方向の信号線の本数(上記の例ではn)、Fcは駆動周波数、CLmは図2に示した一画素の初段記憶部の負荷容量(nmos1n-1の接合容量とライン間の信号配線に伴う寄生容量が主になる)、Vddはシフトする信号電圧である。また、Pscmは初段記憶部の貫通電流による消費電力で、小さな値であり、従来あった列データ線ドライバの貫通電流は無いので非常に小さな値である。また、Plkmは初段記憶部のリーク電流による消費電力で、ほぼ無視できるレベルであり、従来の列データ線ドライバのリーク電流分小さな値である。
P1 = L × N × Fc × CLm × Vdd 2 + N × Pscm + N × Plkm (3)
In equation (3), L is the number of vertical lines (n in the above example), N is the number of signal lines in the vertical direction (n in the above example), Fc is the drive frequency, and CLm is shown in FIG. Further, the load capacity of the first-stage storage unit of one pixel (mainly the junction capacity of nmos1 n-1 and the parasitic capacity accompanying the signal wiring between the lines), Vdd is a signal voltage to be shifted. Pscm is the power consumption due to the through current of the first-stage storage unit, and is a small value. Since there is no through current of the conventional column data line driver, it is a very small value. Plkm is the power consumption due to the leakage current of the first-stage storage unit, which is almost negligible, and is a value smaller by the leakage current of the conventional column data line driver.

ここで、本実施形態の書き込み時の消費電力P1と(2)式に示した従来の液晶表示装置の書き込み時の消費電力と比べると以下のような差がある。   Here, there is the following difference between the power consumption P1 at the time of writing of this embodiment and the power consumption at the time of writing of the conventional liquid crystal display device shown in the equation (2).

CL≠CLm×L (4)
N×Psc ≫ N×Pscm (5)
N×Plk ≫ N×Plkm (6)
ここで、Pscは従来の列データ線へサブフレームデータを出力するドライバの消費電力と画素の第1のインバータの貫通電流による消費電力との和からなるのに対し、本実施形態におけるPscmは画素の初段記憶部の貫通電流による消費電力のみである。よって、(5)式は次式に書き改めることができる。
CL ≠ CLm × L (4)
N x Psc >> N x Pscm (5)
N × Plk ≫ N × Plkm (6)
Here, Psc is the sum of the power consumption of the driver that outputs the subframe data to the conventional column data line and the power consumption due to the through current of the first inverter of the pixel, whereas Pscm in this embodiment is the pixel. This is only the power consumption due to the through current of the first stage storage section. Therefore, equation (5) can be rewritten as:

N×(Pscm+Pscd) ≫ N×Pscm (7)
ただし、(7)式中、Pscdは列データ線のドライバの貫通電流にまつわる消費電力である。また、(6)式も次式に書き改めることができる。
N x (Pscm + Pscd) >> N x Pscm (7)
In equation (7), Pscd is the power consumption related to the through current of the driver of the column data line. Also, equation (6) can be rewritten into the following equation.

N×(Plkm+Plkd)≫ N×Plkm (8)
ただし、(8)式中、Plkdは列データ線のドライバのリーク電流にまつわる消費電力である。
N × (Plkm + Plkd) >> N × Plkm (8)
However, in the equation (8), Plkd is the power consumption related to the leakage current of the column data line driver.

CLはCLmとほぼ同じ値となる可能性があるが、縦方向の信号線(列データ線)のドライバの接合容量分は小さい。よって、(4)式も次式に書き改めることができる。   Although CL may be almost the same value as CLm, the junction capacitance of the driver of the vertical signal line (column data line) is small. Therefore, equation (4) can also be rewritten as

CL > CLm×L (9)
よって、(7)式、(8)式で表される従来の液晶表示装置における列データ線のドライバによる消費電力分は本実施形態の液晶表示装置では確実に低減できることになる。
CL> CLm × L (9)
Therefore, the power consumption by the column data line driver in the conventional liquid crystal display device represented by the equations (7) and (8) can be reliably reduced in the liquid crystal display device of this embodiment.

このように、本実施形態の液晶表示装置10によれば、従来の液晶表示装置では列データ線を介して画素に書き込んでいた画素データ(具体的にはサブフレームデータ)を画素の初段記憶部(スイッチイングトランジスタnmos1n〜11とインバータinv1n〜11によるDRAM回路)を縦方向にシフトレジスタを構成できるように接続し、最終的に画素の2段目記憶部に入力する画素データを前段のラインに保持する構成とした。また、本実施の形態の液晶表示装置では、縦方向の列データ線を無くしたため、それをドライブするための大消費電力のドライバ回路を省略できて、なおかつ、大きな負荷容量を駆動する必要がなくなるため、縦方向のシフトレジスタの設計を最適化することで消費電力を低減できる。 As described above, according to the liquid crystal display device 10 of the present embodiment, the pixel data (specifically, subframe data) written in the pixel via the column data line in the conventional liquid crystal display device is stored in the initial stage storage unit of the pixel. (DRAM circuit composed of switching transistors nmos1 n to 1 1 and inverters inv1 n to 1 1 ) are connected so that a shift register can be configured in the vertical direction, and finally the pixel data to be input to the second-stage storage unit of the pixel It was set as the structure hold | maintained to the line of the front | former stage. Further, in the liquid crystal display device of this embodiment, since the column data lines in the vertical direction are eliminated, a driver circuit with high power consumption for driving them can be omitted, and it is not necessary to drive a large load capacity. Therefore, power consumption can be reduced by optimizing the design of the vertical shift register.

また、本実施形態の液晶表示装置によれば、全画素のそれぞれにおいて画素電極へ初段記憶部からほぼ同時に記憶画素データを印加することにより、信頼性向上、明るさ工場などの効果が得られる。   In addition, according to the liquid crystal display device of the present embodiment, the storage pixel data is applied to the pixel electrode of each of the pixels from the first-stage storage unit almost simultaneously, thereby improving the reliability and the brightness factor.

次に、本発明の液晶表示装置の要部である画素12の第2の実施の形態について詳細に説明する。図4は、本発明になる液晶表示装置における、同じ画素列に配置されたn個の画素のうち隣接する2個の画素の第2の実施形態の要部の回路図を示す。なお、画素内の液晶表示素子は画素電極のみ図示している。同図中、図2と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。   Next, a second embodiment of the pixel 12 that is a main part of the liquid crystal display device of the present invention will be described in detail. FIG. 4 is a circuit diagram of a main part of the second embodiment of two adjacent pixels among n pixels arranged in the same pixel column in the liquid crystal display device according to the present invention. Note that only the pixel electrode is shown in the liquid crystal display element in the pixel. In the figure, the same components as those in FIG.

図4において、画素12nはnライン目の画素、画素12n-1は(n−1)ライン目の画素であり、それぞれ初段記憶部と2段目記憶部と液晶表示素子の画素電極とが直列接続された構成である点は第1の実施形態の画素と同じであるが、初段記憶部の構成と縦方向のシフトレジスタの構成が第1の実施形態の画素と異なる。 In FIG. 4, a pixel 12 n is a pixel on the n- th line, a pixel 12 n-1 is a pixel on the (n-1) -th line, and the first-stage storage unit, the second-stage storage unit, and the pixel electrode of the liquid crystal display element, respectively. Is the same as the pixel of the first embodiment in that it is connected in series, but the configuration of the initial storage unit and the configuration of the vertical shift register are different from those of the pixel of the first embodiment.

すなわち、画素12nの初段記憶部は、NMOSトランジスタによる第1のスイッチングトランジスタnmos1nのソースに、第1のインバータinv3nの入力端子と第2のインバータinv4nの出力端子にそれぞれ接続された構成である。同様に、画素12n-1の初段記憶部は、NMOSトランジスタによる第1のスイッチングトランジスタnmos1n-1のソースに、第1のインバータinv3n-1の入力端子と第2のインバータinv4n-1の出力端子にそれぞれ接続された構成である。インバータinv3nとインバータinv4nとは互いの入力端子が一方の出力端子に接続された自己保持型メモリを構成しており、スイッチングトランジスタnmos1nと共にスタティック・ランダム・アクセス・メモリ(SRAM)を構成している。同様に、インバータinv3n-1とインバータinv4n-1とは互いの入力端子が一方の出力端子に接続された自己保持型のメモリを構成しており、スイッチングトランジスタnmos1n-1と共にSRAMを構成している。 That is, the first-stage storage portion of the pixel 12 n is the first source of the switching transistor NMOS1 n by NMOS transistors, respectively connected to the input terminal of the first inverter inv3 n and the output terminal of the second inverter inv4 n configuration It is. Similarly, the first - stage storage unit of the pixel 12 n-1 has an input terminal of the first inverter inv3 n-1 and a second inverter inv4 n-1 connected to the source of the first switching transistor nmos1 n-1 by the NMOS transistor. The output terminal is connected to each other. The inverter inv3 n and the inverter inv4 n constitute a self-holding memory in which each input terminal is connected to one output terminal, and constitutes a static random access memory (SRAM) together with the switching transistor nmos1 n. ing. Similarly, the inverter inv3 n-1 and the inverter inv4 n-1 constitute a self-holding memory in which each input terminal is connected to one output terminal, and the SRAM is configured with the switching transistor nmos1 n-1. doing.

また、初段記憶部を構成するSRAMの出力端子(インバータinv3n、inv3n-1の各出力端子及びインバータinv4n、inv4n-1の入力端子)は、同じ画素内の2段目記憶部内の第2のスイッチングトランジスタnmos2n、nmos2n-1のドレインに接続される一方、1ライン上の画素12n-1、12n-2(図示せず)の初段記憶部内のスイッチングトランジスタnmos1n-1、nmos1n-2のソースと自己保持型メモリの入力端子(インバータ3n、3n-1の入力端子とインバータ4n、4n-1の出力端子)との接続点に接続されている。なお、図2には示していない画素12n〜12n-1と同じ列の画素12n-2〜122においても初段記憶部のSRAMの出力端子が1ライン上の画素12n-3〜121(いずれも図示せず)の初段記憶部内の第1のスイッチングトランジスタのソースと自己保持型メモリの入力端子との共通接続点に接続されている。 Further, the output terminals of the SRAM constituting the first stage storage unit (the output terminals of the inverters inv3 n and inv3 n-1 and the input terminals of the inverters inv4 n and inv4 n-1 ) are included in the second stage storage unit in the same pixel. While connected to the drains of the second switching transistors nmos2 n and nmos2 n−1 , the switching transistors nmos1 n−1 in the first-stage storage section of the pixels 12 n−1 and 12 n-2 (not shown) on one line , Nmos1 n-2 and the input terminal of the self-holding memory (input terminals of inverters 3 n , 3 n-1 and output terminals of inverters 4 n , 4 n-1 ). Note that in the pixels 12 n-2 to 12 2 in the same column as the pixels 12 n to 12 n-1 not shown in FIG. 2, the SRAM output terminal of the first-stage storage unit has pixels 12 n-3 to 12 on one line. 12 1 (both not shown) are connected to a common connection point between the source of the first switching transistor and the input terminal of the self-holding memory in the first-stage storage unit.

これらの同じ1列のn個の画素12n〜121において、各初段記憶部のSRAMの出力端子と1ライン上の画素の初段記憶部内の第1のスイッチングトランジスタnmosのソースと自己保持型メモリの入力端子との接続点に接続された初段記憶部接続回路は、縦方向のシフトレジスタVSR2を構成している。また、第2のインバータinv2n及び2n-1の各出力端子は画素12n及び12n-1内の各液晶表示素子の画素電極に接続される。なお、初段記憶部は画素書き込み時に用いられ、2段目記憶部は画素読み出し時に用いられる。 In these same one column of n pixels 12 n to 12 1 , the output terminal of the SRAM of each first stage storage unit, the source of the first switching transistor nmos in the first stage storage unit of the pixel on one line, and the self-holding memory The first-stage storage unit connection circuit connected to the connection point with the input terminal of the first terminal constitutes a vertical shift register VSR2. The output terminals of the second inverters inv2 n and 2 n-1 are connected to the pixel electrodes of the liquid crystal display elements in the pixels 12 n and 12 n-1 . Note that the first-stage storage unit is used when writing pixels, and the second-stage storage unit is used when reading pixels.

本実施形態も第1の実施形態と同様に、画素12へ書き込まれるサブフレームデータは、同じ1列のn個の画素12n〜121の各初段記憶部により構成される縦方向のシフトレジスタVSR2の初段の画素12nより1ライン毎の書き込み周期(例えば、10MHz)でシフト動作されていき、一番最後のn段目の画素121までシフト動作を行うことで全画素の初段記憶部への書き込み動作が終了する。この縦方向のシフトレジスタVSR2はスタティック型のシフトレジスタであり、ダイナミック型のシフトレジスタより低い周波数まで動作する。本実施形態の書き込み時の消費電力P2は次式で表される。 Similarly to the first embodiment, the sub-frame data written to the pixels 12 in this embodiment is a vertical shift register configured by the first-stage storage units of n pixels 12 n to 12 1 in the same column. The first stage storage unit of all pixels is shifted by the write operation (for example, 10 MHz) for each line from the first stage pixel 12 n of the VSR 2 and is shifted to the last nth stage pixel 12 1. The write operation is completed. The vertical shift register VSR2 is a static shift register and operates up to a lower frequency than the dynamic shift register. The power consumption P2 at the time of writing in this embodiment is expressed by the following equation.

P2=L×N×Fc×CLm×Vdd2+N×Psrm+N×Plkm (10)
ただし、(10)式中、Lは縦方向ライン数(上記の例ではn)、Nは縦方向の信号線の本数(上記の例ではn)、Fcは駆動周波数、CLmは図4に示した一画素の初段記憶部の負荷容量(nmos1n-1の接合容量とライン間の信号配線に伴う寄生容量が主になる)、Vddはシフトする信号電圧である。また、Psrmは初段記憶部のSRAMを書き換える電力で、基本的にはSRAMを反転するための駆動電流に信号電圧Vddを乗算した値で表される。Plkmは初段記憶部のリーク電流による消費電力である。
P2 = L × N × Fc × CLm × Vdd 2 + N × Psrm + N × Plkm (10)
In Equation (10), L is the number of vertical lines (n in the above example), N is the number of signal lines in the vertical direction (n in the above example), Fc is the drive frequency, and CLm is shown in FIG. Further, the load capacity of the first-stage storage unit of one pixel (mainly the junction capacity of nmos1 n-1 and the parasitic capacity accompanying the signal wiring between the lines), Vdd is a signal voltage to be shifted. Psrm is power for rewriting the SRAM of the first storage unit, and is basically represented by a value obtained by multiplying the drive current for inverting the SRAM by the signal voltage Vdd. Plkm is the power consumption due to the leakage current of the first stage storage unit.

(10)式で表される本実施形態の書き込み時の消費電力P2も(3)式で表される第1の実施形態の書き込み時の消費電力P1と同様であり、下記のような(11)式と(8)式とから消費電力を小さくすることが可能であることが分かる。   The power consumption P2 at the time of writing in the present embodiment expressed by the equation (10) is the same as the power consumption P1 at the time of writing in the first embodiment expressed by the equation (3). ) And (8) show that it is possible to reduce the power consumption.

すなわち、(10)式中の(N×Psrm)は(5)式の(N×Pscm)と同じように考えられる。つまり、初段記憶部の貫通電流とSRAMの書き換え時の消費電力は従来の消費電力と本実施形態の消費電力との関係で同じようになる。つまり、(11)式のような関係となる。   That is, (N × Psrm) in equation (10) is considered the same as (N × Pscm) in equation (5). That is, the through current of the first-stage storage unit and the power consumption when rewriting the SRAM are the same due to the relationship between the conventional power consumption and the power consumption of the present embodiment. That is, the relationship is as shown in equation (11).

N×(Psrm+Pscd) ≫ N×Psrm (11)
ただし、(11)式中、Pscdは列データ線のドライバの貫通電流にまつわる消費電力である。
N x (Psrm + Pscd) >> N x Psrm (11)
In equation (11), Pscd is the power consumption related to the through current of the driver of the column data line.

また、本実施形態では、ドライバ回路を作る必要がないため、面積的に小さくすることが可能であり、コスト削減に寄与することができる。   Further, in this embodiment, since it is not necessary to make a driver circuit, the area can be reduced, which can contribute to cost reduction.

次に、本発明の液晶表示装置の要部である画素12の第3の実施の形態について詳細に説明する。図5は、本発明になる液晶表示装置における、同じ画素列に配置されたn個の画素のうち隣接する2個の画素の第3の実施形態の要部の回路図を示す。なお、画素内の液晶表示素子は画素電極のみ図示している。同図中、図4と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。   Next, a third embodiment of the pixel 12 which is a main part of the liquid crystal display device of the present invention will be described in detail. FIG. 5 shows a circuit diagram of a main part of the third embodiment of two adjacent pixels among n pixels arranged in the same pixel column in the liquid crystal display device according to the present invention. Note that only the pixel electrode is shown in the liquid crystal display element in the pixel. In the figure, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図5において、画素12nはnライン目の画素、画素12n-1は(n−1)ライン目の画素であり、それぞれ初段記憶部と2段目記憶部と液晶表示素子の画素電極とが直列接続された構成である点は第1及び第2の実施形態の画素と同じであり、また縦方向のシフトレジスタの構成も第2の実施の形態のVSR2と同一であるが、2段目記憶部の構成が第2の実施形態の画素と異なる。 In FIG. 5, a pixel 12 n is a pixel on the n- th line, a pixel 12 n-1 is a pixel on the (n-1) -th line, and each of the first-stage storage unit, the second-stage storage unit, and the pixel electrode of the liquid crystal display element Are the same as the pixels in the first and second embodiments, and the configuration of the vertical shift register is the same as that of the VSR 2 in the second embodiment. The configuration of the eye storage unit is different from the pixel of the second embodiment.

すなわち、画素12nの2段目記憶部は、互いのドレイン同士とソース同士とが接続されたNMOSトランジスタnmos3n及びPチャネルMOS型電界効果トランジスタ(以下、PMOSトランジスタ)pmos1nとからなるトランスミッションゲートと保持容量CLnとからなる。トランスミッションゲートは第2のスイッチング素子を構成している。同様に、画素12n-1の2段目記憶部は、互いのドレイン同士とソース同士とが接続されたNMOSトランジスタnmos3n-1及びPMOSトランジスタpmos1n-1とからなるトランスミッションゲートと保持容量CLn-1とからなる。画素12n、12n-1内の各2段目記憶部内のトランスミッションゲートの一方の端子は同じ画素の初段記憶部のSRAMの出力端子に接続され、他方の端子は同じ画素の保持容量CLn、CLn-1の非接地側端子と画素電極PEn、PEn-1との共通接続点に接続されている。 In other words, the second-stage memory portion of the pixel 12 n is a transmission gate composed of an NMOS transistor nmos3 n and a P-channel MOS field effect transistor (hereinafter referred to as PMOS transistor) pmos1 n whose drains and sources are connected to each other. comprising a storage capacitor CL n and. The transmission gate constitutes a second switching element. Similarly, the second-stage storage unit of the pixel 12 n-1 includes a transmission gate and a storage capacitor CL, each of which includes an NMOS transistor nmos3 n-1 and a PMOS transistor pmos1 n-1 whose drains and sources are connected to each other. n-1 . One terminal of the transmission gate in each second-stage storage unit in each of the pixels 12 n and 12 n-1 is connected to the SRAM output terminal of the first-stage storage unit of the same pixel, and the other terminal is the storage capacitor CL n of the same pixel. , CL n−1 and the pixel electrodes PE n , PE n-1 are connected to a common connection point.

また、nmos3nのゲートは初段記憶部シフト用クロックドライバ・転送用インバータチェーン駆動回路18及び19に両端が接続された第1の転送信号線trgaに接続され、pmos1nのゲートは初段記憶部シフト用クロックドライバ・転送用インバータチェーン駆動回路18及び19に両端が接続された第3の転送信号線/trgaに接続されている。また、nmos2n-1のゲートは初段記憶部シフト用クロックドライバ・転送用インバータチェーン駆動回路18及び19に両端が接続された第2の転送信号線trgbに接続され、pmos1n-1のゲートは初段記憶部シフト用クロックドライバ・転送用インバータチェーン駆動回路18及び19に両端が接続された第4の転送信号線/trgbに接続されている。第1及び第3の転送信号線trga及び/trgaが伝送する第1及び第3の転送信号は、常に逆論理値の関係にある。同様に、第2及び第4の転送信号線trgb及び/trgbが伝送する第2及び第4の転送信号は、常に逆論理値の関係にある。また、第1及び第2の転送信号は第1及び第2の実施形態と同様の位相関係にある。 The gate of nmos3 n is connected to the first transfer signal line trga having both ends connected to the first stage memory unit shift clock driver / transfer inverter chain drive circuits 18 and 19, and the gate of pmos1 n is shifted to the first stage memory unit. Are connected to a third transfer signal line / trga having both ends connected to the clock driver / transfer inverter chain drive circuits 18 and 19. The gate of nmos2 n-1 is connected to a second transfer signal line trgb having both ends connected to the first stage storage unit shift clock driver / transfer inverter chain drive circuits 18 and 19, and the gate of pmos1 n-1 is The first stage storage unit shift clock driver and transfer inverter chain drive circuits 18 and 19 are connected to a fourth transfer signal line / trgb having both ends connected. The first and third transfer signals transmitted by the first and third transfer signal lines trga and / trga are always in an inverse logic value relationship. Similarly, the second and fourth transfer signals transmitted by the second and fourth transfer signal lines trgb and / trgb are always in an inverse logic value relationship. Further, the first and second transfer signals have the same phase relationship as in the first and second embodiments.

これにより、画素読み出し時に、画素12nの2段目記憶部のトランスミッションゲートがオンになると同じ画素の初段記憶部のSRAMから出力されたサブフレームデータがトランスミッションゲートを通して保持容量CLnに供給されて保持されるとともに画素電極PEnに印加されて液晶表示素子にサブフレーム期間表示を行わせる。また、これより僅かな時間ずれたタイミングで、画素12n-1の2段目記憶部のトランスミッションゲートがオンになり、同じ画素の初段記憶部のSRAMから出力されたサブフレームデータがトランスミッションゲートを通して保持容量CLn-1に供給されて保持されるとともに画素電極PEn-1に印加されて液晶表示素子にサブフレーム期間表示を行わせる。本実施形態も第1の実施形態と同様の消費電力の低減効果が得られる。 As a result, when the transmission gate of the second-stage storage unit of the pixel 12 n is turned on during pixel readout, the subframe data output from the SRAM of the first-stage storage unit of the same pixel is supplied to the holding capacitor CL n through the transmission gate. It is held and applied to the pixel electrode PE n to cause the liquid crystal display element to perform subframe period display. At a timing slightly shifted from this, the transmission gate of the second-stage storage unit of the pixel 12 n-1 is turned on, and the subframe data output from the SRAM of the first-stage storage unit of the same pixel passes through the transmission gate. The liquid crystal display element is displayed in the subframe period by being supplied to and held in the holding capacitor CL n-1 and applied to the pixel electrode PE n-1 . In the present embodiment, the same power consumption reduction effect as in the first embodiment can be obtained.

次に、本発明の液晶表示装置の要部である画素12の第4の実施の形態について詳細に説明する。図6は、本発明になる液晶表示装置における、同じ画素列に配置されたn個の画素のうち隣接する2個の画素の第4の実施形態の要部の回路図を示す。なお、画素内の液晶表示素子は画素電極のみ図示している。同図中、図2及び図5と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。   Next, a fourth embodiment of the pixel 12 that is a main part of the liquid crystal display device of the present invention will be described in detail. FIG. 6 is a circuit diagram of a main part of the fourth embodiment of two adjacent pixels among n pixels arranged in the same pixel column in the liquid crystal display device according to the present invention. Note that only the pixel electrode is shown in the liquid crystal display element in the pixel. In the figure, the same components as those in FIGS. 2 and 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図6において、画素12nはnライン目の画素、画素12n-1は(n−1)ライン目の画素であり、それぞれ初段記憶部と2段目記憶部と液晶表示素子の画素電極とが直列接続された構成である点は第1〜第3の実施形態の画素と同じであり、また縦方向のシフトレジスタの構成も第1の実施の形態のVSR1と同一であるが、2段目記憶部の構成が第1及び第2の実施形態の画素と異なり、第3の実施の形態と同じ構成である。 In FIG. 6, a pixel 12 n is a pixel on the n- th line, a pixel 12 n-1 is a pixel on the (n-1) -th line, and the first-stage storage unit, the second-stage storage unit, and the pixel electrode of the liquid crystal display element, respectively. Are the same as the pixels of the first to third embodiments, and the configuration of the vertical shift register is the same as that of the VSR 1 of the first embodiment. Unlike the pixels of the first and second embodiments, the configuration of the eye storage unit is the same as that of the third embodiment.

図6に示す実施の形態では、画素12n、画素12n-1の読み出し時に、同じ画素の初段記憶部のDRAMから極性反転して出力されたサブフレームデータがトランスミッションゲートを介して保持容量CLn、CLn-1に保持されるとともに、画素電極PEn、PEn-1に印加されて液晶表示素子にサブフレーム期間表示を行わせる。本実施形態も第1〜第3実施形態と同様の消費電力低減効果が得られる。 In the embodiment shown in FIG. 6, when reading out the pixels 12 n and 12 n−1 , the subframe data output by inverting the polarity from the DRAM of the first stage storage unit of the same pixel is output via the transmission gate via the storage capacitor CL. n and CL n−1 and are applied to the pixel electrodes PE n and PE n−1 to cause the liquid crystal display element to display during the subframe period. In this embodiment, the same power consumption reduction effect as in the first to third embodiments can be obtained.

次に、本発明の液晶表示装置の要部である画素12の第5の実施の形態について詳細に説明する。図7は、本発明になる液晶表示装置における、同じ画素列に配置されたn個の画素のうち隣接する2個の画素の第5の実施形態の要部の回路図を示す。なお、画素内の液晶表示素子は画素電極のみ図示している。同図中、図4及び図6と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。   Next, a fifth embodiment of the pixel 12 that is a main part of the liquid crystal display device of the present invention will be described in detail. FIG. 7 is a circuit diagram of a main part of the fifth embodiment of two adjacent pixels among n pixels arranged in the same pixel column in the liquid crystal display device according to the present invention. Note that only the pixel electrode is shown in the liquid crystal display element in the pixel. In the figure, the same components as those in FIGS. 4 and 6 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図7において、画素12nはnライン目の画素、画素12n-1は(n−1)ライン目の画素であり、それぞれ初段記憶部と2段目記憶部と液晶表示素子の画素電極とが直列接続された構成である点は第1〜第4の実施形態の画素と同じであり、また縦方向のシフトレジスタの構成も第2及び第3の実施の形態のVSR2と同一であるが、本実施形態は2段目記憶部の構成が第1〜第4の実施形態の構成と異なる。 In FIG. 7, a pixel 12 n is a pixel on the n- th line, a pixel 12 n-1 is a pixel on the (n-1) -th line, and each of the first-stage storage unit, the second-stage storage unit, and the pixel electrode of the liquid crystal display element Are the same as the pixels of the first to fourth embodiments, and the configuration of the vertical shift register is the same as that of the VSR2 of the second and third embodiments. In this embodiment, the configuration of the second-stage storage unit is different from the configurations of the first to fourth embodiments.

すなわち、本実施の形態の画素12n及び画素12n-1の2段目記憶部は、図5及び図6に示した第3及び第4の実施の形態の画素の2段目記憶部と比較すると、保持容量CLn、CLn-1の代わりに第1及び第2の実施形態と同様のインバータ2n、2n-1を設けた点に特徴がある。 That is, the second-stage storage unit of the pixel 12 n and the pixel 12 n-1 of the present embodiment is the same as the second-stage storage unit of the pixel of the third and fourth embodiments shown in FIGS. The comparison is characterized in that inverters 2 n and 2 n-1 similar to those of the first and second embodiments are provided instead of the holding capacitors CL n and CL n-1 .

すなわち、本実施形態の画素12n及び画素12n-1は初段記憶部が図4に示した第2及び第3の実施の形態と同様にSRAMの構成とし、2段目記憶部は図5及び図6に示した第3及び第4の実施形態と同様に第2のスイッチング素子に相当するトランスミッションゲートと、第2のメモリに相当するインバータとからなる構成としたものである。本実施形態も第1〜第4の実施形態と同様の消費電力低減効果が得られる。 That is, in the pixel 12 n and the pixel 12 n-1 of this embodiment, the first - stage storage unit has the SRAM configuration as in the second and third embodiments shown in FIG. As in the third and fourth embodiments shown in FIG. 6, the transmission gate is equivalent to the second switching element, and the inverter is equivalent to the second memory. In the present embodiment, the same power consumption reduction effect as in the first to fourth embodiments can be obtained.

なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば本発明はサブフレームデータ以外の画素データに基づいて画像表示を行うデジタル駆動方式の液晶表示装置にも適用できる。また、表示する画素データは最下行の画素から最上行の画素の方向にシフトするように説明したが、逆方向にシフトするように構成してもよいことは勿論である。   Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the present invention can be applied to a digital drive type liquid crystal display device that displays an image based on pixel data other than subframe data. Further, the pixel data to be displayed has been described as shifting from the bottom row pixel to the top row pixel, but it is needless to say that the pixel data may be configured to shift in the reverse direction.

10 液晶表示装置
11 画像表示部
12、121〜12n 画素
13 高速インタフェース(I/F)回路
14 データセレクタ(D/S)付並列D型フリップフロップ(DFF)
15 画素調整シフトレジスタ
16 水平方向信号ドライバ
17 制御回路
18、19 初段記憶部シフト用クロックドライバ・転送用インバータチェーン駆動回路
nmos1n、nmos1n-1 初段記憶部内の第1のスイッチング用NMOSトランジスタ
nmos2n、nmos2n-1 2段目記憶部内の第2のスイッチング用NMOSトランジスタ
inv1n、inv1n-1 初段記憶部内の第1のインバータ
inv2n、inv2n-1 2段目記憶部内の第2のインバータ
nmos3n、nmos3n-1 2段目記憶部内の第3のスイッチング用NMOSトランジスタ
pmos1n、pmos1n-1 2段目記憶部内の第1のスイッチング用PMOSトランジスタ
CLn、CLn-1 2段目記憶部内の保持容量
PEn、PEn-1 画素電極
VSR1、VSR2 縦方向のシフトレジスタ
10 liquid crystal display device 11 an image display unit 12, 12 1 to 12 n pixel 13 high-speed interface (I / F) circuit 14 data selector (D / S) with a parallel D-type flip-flop (DFF)
15 Pixel Adjustment Shift Register 16 Horizontal Signal Driver 17 Control Circuits 18 and 19 Clock Driver for First Stage Storage Unit Shift / Inverter Chain Drive Circuit for Transfer
nmos1 n , nmos1 n-1 first switching NMOS transistor in the first stage memory section
nmos2 n , nmos2 n-1 Second switching NMOS transistor in the second stage memory section
inv1 n , inv1 n-1 first inverter in the first stage storage unit
inv2 n , inv2 n-1 second inverter in the second stage storage
nmos3 n , nmos3 n-1 Third switching NMOS transistor in the second stage memory section
pmos1 n , pmos1 n-1 first switching PMOS transistors CL n , CL n-1 in the second-stage storage unit holding capacitors PE n , PE n-1 pixel electrodes VSR1, VSR2 in the vertical direction Shift register

Claims (4)

行方向及び列方向に2次元マトリクス状に配置されて画像表示部を構成する複数の画素のそれぞれが、
書き込み時に供給される画素データを第1のスイッチング素子によりサンプリングして第1のメモリに記憶する構成の初段記憶部と、
読み出し時にオンに制御される第2のスイッチング素子を通して前記初段記憶部の前記第1のメモリから読み出した前記画素データを第2のメモリに一時記憶する構成の2段目記憶部と、
対向配置された画素電極と共通電極との間に液晶が充填封入されており、前記2段目記憶部の前記第2のメモリに記憶された前記画素データが前記画素電極に印加されて画像表示を行う液晶表示素子と
を備え、
同じ列に配置された複数の前記画素のうち隣接する2つの画素の一方の画素内の前記初段記憶部の出力端子を他方の画素内の前記初段記憶部の前記第1のスイッチング素子の入力端子に接続することを、最下行の各画素及び最上行の各画素の一方から他方まで一方向に繰り返して構成された列毎のシフトレジスタと、
前記列毎のシフトレジスタの初段を構成する前記最下行又は最上行の画素の前記初段記憶部に表示すべき画素データを供給して記憶させると共に、記憶させた前記画素データを前記列毎のシフトレジスタの最終段まで、シフトクロックに同期させてシフトさせるシフトレジスタ制御手段と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
Each of the plurality of pixels that are arranged in a two-dimensional matrix in the row direction and the column direction and constitute the image display unit,
A first-stage storage unit configured to sample pixel data supplied at the time of writing by the first switching element and store the sampled data in the first memory;
A second-stage storage unit configured to temporarily store, in a second memory, the pixel data read from the first memory of the first-stage storage unit through a second switching element that is controlled to be turned on at the time of reading;
A liquid crystal is filled and sealed between the pixel electrode and the common electrode arranged opposite to each other, and the pixel data stored in the second memory of the second-stage storage unit is applied to the pixel electrode to display an image. A liquid crystal display element for performing
The output terminal of the first stage storage unit in one of the two adjacent pixels among the plurality of pixels arranged in the same column is the input terminal of the first switching element of the first stage storage unit in the other pixel. A shift register for each column configured by repeating in one direction from one to the other of each pixel in the bottom row and each pixel in the top row, and
The pixel data to be displayed is supplied to and stored in the first-stage storage unit of the pixel in the lowermost row or the uppermost row constituting the first stage of the shift register for each column, and the stored pixel data is shifted for each column. And a shift register control means for shifting to the final stage of the register in synchronization with the shift clock.
前記初段記憶部は、前記第1のスイッチング素子がスイッチングトランジスタであり、前記第1のメモリが単一のインバータ又は互いの出力端子が互いの入力端子に接続された2つのインバータからなる自己保持型メモリであることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。   The first-stage storage unit is a self-holding type in which the first switching element is a switching transistor, and the first memory is a single inverter or two inverters whose output terminals are connected to each other's input terminals. 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is a memory. 前記2段目記憶部は、前記第2のスイッチング素子がスイッチングトランジスタ又はトランスミッションゲートであり、前記第2のメモリがインバータ又は容量であることを特徴とする請求項1又は2記載の液晶表示装置。   3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein in the second-stage storage unit, the second switching element is a switching transistor or a transmission gate, and the second memory is an inverter or a capacitor. 前記シフトクロックは互いに逆論理値の第1及び第2のシフトクロックからなり、
前記シフトレジスタ制御手段は、前記第1のシフトクロックにより前記列毎のシフトレジスタの初段への書き込みと奇数段の記憶画素データの隣接する偶数段へのシフトを行い、前記第2のシフトクロックにより前記列毎のシフトレジスタの偶数段の記憶画素データの隣接する奇数段へのシフトを行い、
2値の前記画素データの本来の論理値を示す正転画素データ及び逆論理値を示す反転画素データを前記第1のシフトクロックの周期毎に交互に前記表示すべき画素データとして出力する画素データ発生手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の液晶表示装置。
The shift clock includes first and second shift clocks having opposite logic values,
The shift register control means performs writing to the first stage of the shift register for each column and shifting of the odd-numbered storage pixel data to the adjacent even-numbered stage by the first shift clock, and by the second shift clock. Shifting the even-numbered storage pixel data of the even-numbered stages of the shift register for each column to adjacent odd-numbered stages,
Pixel data for outputting the normal pixel data indicating the original logical value of the binary pixel data and the inverted pixel data indicating the reverse logical value alternately as the pixel data to be displayed every cycle of the first shift clock 4. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising generating means.
JP2014055708A 2014-03-19 2014-03-19 liquid crystal display device Pending JP2015179138A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014055708A JP2015179138A (en) 2014-03-19 2014-03-19 liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014055708A JP2015179138A (en) 2014-03-19 2014-03-19 liquid crystal display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015179138A true JP2015179138A (en) 2015-10-08

Family

ID=54263241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014055708A Pending JP2015179138A (en) 2014-03-19 2014-03-19 liquid crystal display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015179138A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113178159A (en) * 2021-04-23 2021-07-27 京东方科技集团股份有限公司 Initial signal providing module, method and splicing display device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113178159A (en) * 2021-04-23 2021-07-27 京东方科技集团股份有限公司 Initial signal providing module, method and splicing display device
WO2022222444A1 (en) * 2021-04-23 2022-10-27 京东方科技集团股份有限公司 Start signal providing module and method, and tiled display apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101692656B1 (en) Gate driving circuit, display device and driving method
JP4912023B2 (en) Shift register circuit
JP5733154B2 (en) Liquid crystal display
US9437150B2 (en) Liquid crystal display (LCD) device
JP2007317288A (en) Shift register circuit and image display equipped therewith
KR102383363B1 (en) Gate driver and display device having the same
US20070002082A1 (en) Display device and driving method of display device
JP6255709B2 (en) Liquid crystal display
JP5496270B2 (en) Gate line drive circuit
US20170186363A1 (en) Gate driver and display device including the same
JP5765205B2 (en) Liquid crystal display device and pixel inspection method thereof
US11145267B2 (en) Liquid crystal display device and driving method therefor
WO2013042622A1 (en) Display device and drive method for same
JP5362830B2 (en) Display drive circuit, display device, and display drive method
JP3839460B2 (en) Hold-type display device and parts thereof
JP2013003223A (en) Liquid crystal display device and method for driving same
JP5397073B2 (en) Liquid crystal display
JP6256059B2 (en) Liquid crystal display
US9111499B2 (en) Liquid crystal display device
JP2015179138A (en) liquid crystal display device
JP2013101285A (en) Liquid crystal display device
JP2004109824A (en) Electro-optical device, driving method of the same and driving circuit of the same and electronic equipment
KR102480834B1 (en) Display Device Being Capable Of Driving In Low-Speed
JP5184673B2 (en) Shift register circuit
JP2014130219A (en) Liquid crystal display device