JP3329009B2 - アクティブマトリクス表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス表示装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアクティブマトリクス表
示装置に関する。詳しくは、１６：９のアスペクト表示
と４：３のアスペクト表示を切り換え可能なアクティブ
マトリクス表示装置の駆動方式に関する。さらに詳しく
は、線順次水平駆動を司る水平シフトレジスタの構成に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年ハイビジョン規格に従ったアクティ
ブマトリクス表示装置の開発が行なわれている。図５に
示す様に、ハイビジョン規格に従ったアクティブマトリ
クス表示装置は横長画面を有しており、１６：９のアス
ペクト表示（以下、ワイド表示という）が可能である。
１６：９のアスペクト比を満たす様に、無数の画素ＰＸ
Ｌが行列配置されている。一方、通常の画面サイズを有
するアクティブマトリクス表示装置は４：３のアスペク
ト表示（以下、ノーマル表示という）を行なう。ところ
で、ハイビジョン規格のアクティブマトリクス表示装置
にはワイド表示とノーマル表示を切り換え可能とする構
造が知られている。図示する様に、ワイド表示の場合に
は全画素列を使って所望の表示を行なう。一方、ノーマ
ル表示の場合には４：３のアスペクト比に変換する為、
全画素列のうち例えば中央領域Ｂのみを使用して画面を
構成する。この時、両端の領域Ａ，Ｃはサイドブラック
等のマスク表示状態にする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ワイド表示とノーマル
表示の切り換え方式として種々の手段が提案されてお
り、例えば図６に示す様にビデオ信号を圧縮処理する方
式がある。（１）に示す様にノーマル表示用のビデオ信
号が入力された時は、先ずこれをＡ／Ｄ変換しデジタル
データとする。このデジタルデータを中央の領域Ｂ（図
５）のみに分配する為、（２）に示す様に所望の比率で
１水平区間（１Ｈ）毎の圧縮処理を行なう。圧縮処理さ
れたデジタルデータを領域Ｂに分配するとともに、両端
の領域Ａ，Ｃ（図５）にマスク表示の為の一定データを
供給する。しかしながら、この圧縮処理方式は、外部付
加するデジタル処理回路が大規模なものになる為コスト
アップの要因になるという課題がある。なお、電気的な
処理によるマスク表示に代えて、機械的なシャッタを両
端の領域Ａ，Ｃに配置する構造も提案されている。しか
しながら、これはメカニカルな機構を必要とする為構造
が複雑になり故障の原因にもなるという課題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本発明は簡便な構造でワイド表示とノーマル
表示の切り換えが可能なアクティブマトリクス表示装置
を提供する事を目的とする。かかる目的を達成する為に
以下の手段を講じた。即ち、本発明にかかるアクティブ
マトリクス表示装置は、基本的な構成要素として横長画
面に行列配置された画素群と、各画素行に接続されたゲ
ート線群と、該ゲート線群に接続された垂直駆動回路
と、各画素列に接続されたデータ線群と、画像信号を供
給する信号線と、該信号線と各データ線を接続するサン
プリングスイッチ群と、該サンプリングスイッチ群の順
次開閉動作を制御する水平シフトレジスタとを含んでい
る。かかる構成において、前記横長画面の画素列はノー
マル表示に割り当てられる所定領域と、ワイド表示に含
まれる拡張領域に区分されている。前記水平シフトレジ
スタは、該所定領域の画素列に対応する所定段部及び該
拡張領域の画素列に対応する拡張段部に分割されてい
る。該所定領域及び該拡張領域に属するデータ線の各々
に接続した複数のゲート素子を介して一定レベルの信号
を供給するマスク手段を含んでおり、ワイド表示時に
は、該水平シフトレジスタの所定段部及び拡張段部をシ
リアルに連結して一体化し、サンプリングスイッチ群の
全体を順次開閉動作させる。一方、ノーマル表示時に
は、該水平シフトレジスタの拡張段部を所定段部から切
り離しサンプリングスイッチ群のうち該所定領域に属す
る部分のみを順次開閉動作させるとともに、該マスク手
段により該複数のゲート素子を開閉制御して該拡張領域
をマスク表示する。好ましくは、前記水平シフトレジス
タは拡張前段部と、所定中段部と、拡張後段部とに三分
割されている。かかる構成において、拡張前段部の入力
端子に接続された第１ゲート回路と、拡張前段部と所定
中段部の出入力端子間に介在する第２ゲート回路と、所
定中段部と拡張後段部の出入力端子間に介在する第３ゲ
ート回路とが設けられている。これらのゲート回路を切
り換え制御して前記水平シフトレジスタの連結一体化及
び切り離しを選択的に行なう。
【０００５】
【作用】本発明によれば、フリップフロップの多段接続
からなる水平シフトレジスタを、所定段部と拡張段部に
分割する。所定段部はノーマル表示に対応しており、拡
張段部はワイド表示を行なう際の拡張領域に対応してい
る。所定段部及び拡張段部はゲート回路により接続され
ている。ワイド表示ではゲート回路を介して所定段部及
び拡張段部をシリアルに連結して一体化する一方、ノー
マル表示では拡張段部を所定段部から切り離す。この様
に、分割された水平シフトレジスタにゲート回路を付加
するという簡略的な構成により、ワイド表示とノーマル
表示の切り換えが実現できる。
【０００６】
【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図１は本発明にかかるアクティブマト
リクス表示装置の基本的な構成を示す回路図である。図
示する様に、アクティブマトリクス表示装置は横長画面
に行列配置された画素（ＰＸＬ）群を含んでいる。画素
群の各行にはゲート線１が接続している。これらゲート
線群には垂直ドライバ（垂直駆動回路）２が接続されて
いる。一方画素群の各列にはデータ線３が接続されてい
る。又、画素群にビデオ信号（画像信号）Ｖｓｉｇを供
給する信号線４が配設されている。信号線４と各データ
線３はサンプリングスイッチＳＷによって接続されてい
る。これらサンプリングスイッチ群は水平ドライバ５を
介して水平シフトレジスタ（ＳＲ）の制御により順次開
閉動作する。
【０００７】横長画面の画素列はノーマル表示に割り当
てられる所定領域とワイド表示に含まれる拡張領域に区
分されている。本例では該所定領域はＬ＋１番目の画素
列からＭ番目の画素列までを含んでいる。一方拡張領域
は１番目からＬ番目の画素列とＭ＋１番目からＮ番目の
画素列を含んでいる。又、水平シフトレジスタ（ＳＲ）
は、該所定領域の画素列に対応する所定段部（ＳＲＢ）
及び該拡張領域の画素列に対応する拡張段部（ＳＲＡ，
ＳＲＣ）に分割されている。ワイド表示時、該水平シフ
トレジスタの所定段部（ＳＲＢ）及び拡張段部（ＳＲ
Ａ，ＳＲＣ）はシリアルに連結して一体化し、サンプリ
ングスイッチ群の全体を順次開閉動作させる。ノーマル
表示時、該水平シフトレジスタの拡張段部（ＳＲＡ，Ｓ
ＲＣ）は所定段部（ＳＲＢ）から切り離され、サンプリ
ングスイッチ群のうち該所定領域に属する部分のみを順
次開閉動作させる。
【０００８】本実施例では、水平シフトレジスタは拡張
前段部ＳＲＡと、所定中段部ＳＲＢと、拡張後段部ＳＲ
Ｃとに三分割されている。拡張前段部ＳＲＡの入力端子
には第１ゲート回路Ｇ０が接続されている。拡張前段部
ＳＲＡと所定中段部ＳＲＢの出入力端子間には第２ゲー
ト回路Ｇ１が介在している。さらに、所定中段部ＳＲＢ
と拡張後段部ＳＲＣの出入力端子間には第３ゲート回路
Ｇ２が介在している。これらのゲート回路Ｇ０，Ｇ１，
Ｇ２を制御信号ＣＴＬ０，ＣＴＬ１，ＣＴＬ２により切
り換え制御して水平シフトレジスタの連結一体化及び切
り離しを選択的に行なう。なお、先頭の第１ゲート回路
Ｇ０にはシフトレジスタに対するスタート信号ＳＴが供
給される。
【０００９】本アクティブマトリクス表示装置はさらに
マスク手段を含んでおり、ノーマル表示時拡張領域に属
するデータ線３に一定レベルの信号（マスク信号）を供
給し、拡張領域を選択的にマスク表示（サイドブラック
表示）する。本例では、マスク手段は一方の拡張領域に
属するゲート素子ＧＡと、中央の所定領域に属するゲー
ト素子ＧＢと他方の拡張領域に属するゲート素子ＧＣと
から構成されている。ゲート素子ＧＡは１番目ないしＬ
番目の画素列のデータ線３に夫々接続されている。ゲー
ト素子ＧＢはＬ＋１番目ないしＭ番目の画素列に対応す
るデータ線３に夫々接続されている。ゲート素子ＧＣは
Ｍ＋１番目ないしＮ番目の画素列に対応するデータ線３
に接続されている。各ゲート素子ＧＡ，ＧＣはマスク信
号ＭＳＫＡの供給を受け、各ゲート素子ＧＢはマスク信
号ＭＳＫＢの供給を受ける。ゲート素子ＧＡ，ＧＣはコ
ントロール信号ＣＴＬＡにより開閉制御され、ゲート素
子ＧＢはコントロール信号ＣＴＬＢにより開閉制御され
る。
【００１０】次に、図２ないし図４を参照して、図１に
示したアクティブマトリクス表示装置の動作を詳細に説
明する。図２はゲート回路Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２の具体的な
回路構成を示している。第１ゲート回路Ｇ０は一対のア
ンド素子ＡＮＤ１，ＡＮＤ２から構成されている。第２
ゲート回路は一対のアンド素子ＡＮＤ３，ＡＮＤ４と１
個のオア回路ＯＲ１から構成されている。第３ゲート回
路Ｇ２は１個のアンド素子ＡＮＤ５から構成されてい
る。かかる構成において、ワイド表示時には全ての制御
信号ＣＴＬ０，ＣＴＬ１，ＣＴＬ２は外部制御回路によ
りローレベルにセットされる。なお、場合によってはＣ
ＴＬ０，ＣＴＬ１，ＣＴＬ２を共通の制御ラインから供
給しても良い。ワイド表示時、ＣＴＬ０がローレベルに
セットされるとＡＮＤ１が閉じＡＮＤ２が開く。この結
果、第１ゲート回路Ｇ０に入力されたスタート信号ＳＴ
はＡＮＤ２を介して水平シフトレジスタの拡張前段部Ｓ
ＲＡに供給される。ＳＲＡは所定のクロック信号に同期
してスタート信号ＳＴを順次転送し、水平ドライバ５
（図１）を介して１列目ないしＬ列目に対応するサンプ
リングスイッチＳＷを順次開く。この結果、信号線４か
ら供給されたビデオ信号Ｖｓｉｇは１列目ないしＬ列目
の画素列に対応するデータ線３にサンプリングされる。
次に、第２ゲート回路Ｇ１ではＡＮＤ３が閉じＡＮＤ４
が開いた状態にある。従って、拡張前段部ＳＲＡからの
出力信号はＡＮＤ４及びＯＲ１を介して所定中段部ＳＲ
Ｂの入力端子に供給される。ＳＲＢも同様に信号転送を
順次行ない、対応するＬ＋１番目ないしＭ番目の画素列
を駆動制御する。最後にＣＴＬ２がローレベルにあるの
で第３ゲート回路Ｇ２のＡＮＤ５は開いた状態にある。
従って、ＳＲＢからの出力信号はＡＮＤ５を通過し拡張
後段部ＳＲＣに入力される。ＳＲＣは同様に信号転送を
行ない対応するＭ＋１番目ないしＮ番目の画素列を順次
駆動制御する。以上の動作により、１番目ないしＮ番目
の全ての画素列が順次駆動され、ワイド表示が行なわれ
る。
【００１１】一方、ノーマル表示時、コントロール信号
ＣＴＬ０，ＣＴＬ１，ＣＴＬ２はハイレベルにセットさ
れる。この時、第１ゲート回路Ｇ０のＡＮＤ１が開き、
ＡＮＤ２が閉じる。従って、第１ゲート回路Ｇ０に入力
されたスタート信号ＳＴはＡＮＤ１を通って第２ゲート
回路Ｇ１に入力される。この為、水平シフトレジスタの
拡張前段部ＳＲＡは切り離された状態となる。ＣＴＬ１
がハイレベルにある時、第２ゲート回路Ｇ１のＡＮＤ３
が開きＡＮＤ４が閉じる。従って、スタート信号ＳＴは
ＡＮＤ３及びＯＲ１を通過して所定中段部ＳＲＢの入力
端子に供給される。ＳＲＢはスタート信号ＳＴを順次転
送し、水平ドライバ５及びスイッチング素子ＳＷを介し
て、対応する第Ｌ＋１番目ないしＭ番目の画素列を駆動
する。最後に、ＣＴＬ２がハイレベルにある時第３ゲー
ト回路Ｇ２のＡＮＤ５は閉じた状態にある。従って、Ｓ
ＲＢからの出力信号は第３ゲート回路Ｇ２を通過できな
い。この為、拡張後段部ＳＲＣは切り離された状態とな
る。以上の動作により、ノーマル表示時ＳＲＢのみが信
号転送動作を行なう事になる。
【００１２】図３は、前述したマスク手段の具体的な構
成例を示す回路図である。図示する様に、横長画面を構
成する画素アレイ１０はノーマル表示に割り当てられる
所定領域１１Ｂと、ワイド表示に含まれる拡張領域１２
Ａ，１２Ｃに区分されている。一方の拡張領域１２Ａに
は１番目ないしＬ番目の画素列が属する。中央の所定領
域１１ＢにはＬ＋１番ないしＭ番目の画素列が属する。
他方の拡張領域１２ＣにはＭ＋１ないしＮ番目の画素列
が含まれる。拡張領域１２Ａに配置されたゲート素子Ｇ
Ａは夫々トランスミッションゲートからなり対応するデ
ータ線３に接続されている。同様に所定領域１１Ｂに配
置されたゲート素子ＧＢもトランスミッションゲートか
らなり夫々ゲート線３に接続されている。又拡張領域１
２Ｃに配置されたゲート素子ＧＣもトランスミッション
ゲートからなり夫々データ線３に接続されている。拡張
領域に属するゲート素子ＧＡ，ＧＣには所定のマスク信
号ＭＳＫＡが供給される一方、所定領域１１Ｂに属する
ゲート素子ＧＢには他のマスク信号ＭＳＫＢが供給され
る。さらに、トランスミッションゲート素子ＧＡ，ＧＣ
の各制御端子にはコントロール信号ＣＴＬＡとその反転
信号（図では反転信号を示す為ＣＴＬＡに横棒を付して
ある）が印加される。トランスミッションゲート素子Ｇ
Ｂの制御端子には、一対のコントロール信号ＣＴＬＢ
Ｌ，ＣＴＬＢＨが供給される。
【００１３】かかる構成において、ノーマル表示の場
合、ＣＴＬＡはハイレベルにセットされ、ゲート素子Ｇ
Ａ，ＧＣは開いた状態になる。従って、所定のレベルを
有するマスク信号ＭＳＫＡはゲート素子ＧＡ，ＧＣを介
して拡張領域１２Ａ，１２Ｃに分配され、所望のマスク
表示が行なわれる。一方、ワイド表示の場合はＣＴＬＡ
がローレベルに切り換わりゲート素子ＧＡ及びＧＣは閉
じた状態になる。従って、マスク信号ＭＳＫＡは拡張領
域１２Ａ，１２Ｃに供給されない。一方、前述した様に
サンプリングスイッチＳＷ（図１）を介して画素アレイ
１０の全体にビデオ信号が供給されるので所望のワイド
表示が行なわれる。
【００１４】一方、コントロール信号ＣＴＬＢＬは常に
ローレベルにセットされており、ＣＴＬＢＨは常にハイ
レベルにセットされている。従って、ワイド表示及びノ
ーマル表示の何れの場合であっても、所定領域１１Ｂに
属するゲート素子ＧＢは遮断状態にある。従って、マス
ク信号ＭＳＫＢは所定領域１１Ｂに供給される事はな
い。この様に、ゲート素子ＧＢはノーマリオフである為
必ずしも回路に組み込む必要はない。しかしながら、実
際には全てのデータ線３の負荷を揃える為、ダミーとし
てゲート素子ＧＡ，ＧＣと同等のサイズを有するゲート
素子ＧＢを付け加える事が好ましい。ゲート素子ＧＢは
ノーマリオフである為、マスク信号ＭＳＫＢは原理的に
はどのレベルに設定しても差し支えない。実際には、ゲ
ート素子ＧＢのリーク電流を最小限にするレベルに設定
する事が安全である。
【００１５】本発明にかかるアクティブマトリクス表示
装置は様々なディスプレイを包含しており、例えば液晶
ディスプレイ、プラズマディスプレイ、プラズマアドレ
ス液晶ディスプレイ等が含まれる。液晶ディスプレイの
場合には、各画素は画素電極と薄膜トランジスタ等から
構成されている。薄膜トランジスタのゲート電極は対応
するゲート線に接続され、ソース電極は対応するデータ
線に接続され、ドレイン電極は対応する画素電極に接続
される。この様な画素アレイが形成された一方の基板に
対して所定の間隙を介し対向電極の形成された対向基板
を接合し、該間隙内に液晶を封入充填してアクティブマ
トリクス液晶表示装置が得られる。液晶表示装置の場合
には通常交流反転駆動が行なわれる。交流反転駆動は水
平同期信号に応じた１Ｈ反転と、垂直同期信号に応じた
１Ｆ反転がある。図４の例では、ビデオ信号Ｖｓｉｇは
１Ｈ反転され、水平期間毎に所定の基準電位Ｖｒｅｆを
中心として極性反転される。この時マスク信号ＭＳＫＡ
も水平期間毎に極性反転した矩形波となる。この為、液
晶ディスプレイがノーマリホワイトモードの場合には、
拡張領域は黒色表示となり所謂サイドブラック処理を行
なう事が可能である。但し、本発明はノーマル表示の場
合の拡張領域を黒色表示に限るものではなく、白色表示
あるいは所望の中間色表示としても良い。なお、他のマ
スク信号ＭＳＫＢについては前述した様にノーマリオフ
のゲート素子ＧＢのリーク電流を抑制する為、例えばＶ
ｒｅｆと同レベルの一定信号を供給する様にすれば良
い。
【００１６】なお、上述した実施例ではＳＲＡとＧＡ、
ＳＲＢとＧＢ、ＳＲＣとＧＣの段数及び位置関係を１：
１としているが、本発明はこれに限られるものではな
い。又、サンプリングスイッチＳＷを介して各画素列に
画像信号を書き込んだ後でも、ゲート素子ＧＡ，ＧＣを
介して、サイドマスク信号を書き込む事により、拡張領
域を所望のマスク表示にする事も可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、ノ
ーマル表示に割り当てられる所定領域とワイド表示に含
まれる拡張領域に対応して、水平シフトレジスタを分割
している。又、各分割段をゲート回路により接続してい
る。ワイド表示時水平シフトレジスタをシリアルに連結
して一体化するとともに、ノーマル表示時水平シフトレ
ジスタの一部を部分的に切り離す。この様に、水平シフ
トレジスタを分割し且つゲート回路で接続するという簡
略的な回路構成でワイド表示とノーマル表示の切り換え
を実現できる。従って、本発明によれば特に複雑な画像
信号のデジタル処理を要しないので、コスト的に有利に
なるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるアクティブマトリクス表示装置
の実施例を示す回路図である。
【図２】図１に示した実施例に含まれるゲート回路を示
すブロック図である。
【図３】図１に示した実施例に含まれるマスク手段の具
体例を示す回路図である。
【図４】マスク信号の波形例を示す波形図である。
【図５】ワイド表示用アクティブマトリクス表示装置の
画面構成を示す模式図である。
【図６】従来のワイド表示／ノーマル表示切り換え方式
を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ゲート線 ２ 垂直ドライバ ３ データ線 ４ 信号線 ５ 水平ドライバ １０ 画素アレイ １１Ｂ 所定領域 １２Ａ 拡張領域 １２Ｃ 拡張領域 ＰＸＬ 画素 ＳＷ サンプリングスイッチ ＳＲＡ シフトレジスタの拡張前段部 ＳＲＢ シフトレジスタの所定中段部 ＳＲＣ シフトレジスタの拡張後段部 Ｇ０ 第１ゲート回路 Ｇ１ 第２ゲート回路 Ｇ２ 第３ゲート回路 ＧＡ マスク用ゲート素子 ＧＢ マスク用ゲート素子 ＧＣ マスク用ゲート素子

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 横長画面に行列配置された画素群と、各
    画素行に接続されたゲート線群と、該ゲート線群に接続
    された垂直駆動回路と、各画素列に接続されたデータ線
    群と、画像信号を供給する信号線と、該信号線と各デー
    タ線を接続するサンプリングスイッチ群と、該サンプリ
    ングスイッチ群の順次開閉動作を制御する水平シフトレ
    ジスタとを含むアクティブマトリクス表示装置におい
    て、 前記横長画面の画素列は、ノーマル表示に割り当てられ
    る所定領域とワイド表示に含まれる拡張領域に区分され
    ており、 前記水平シフトレジスタは、該所定領域の画素列に対応
    する所定段部及び該拡張領域の画素列に対応する拡張段
    部に分割されており、該所定領域及び該拡張領域に属するデータ線の各々に接
    続した複数のゲート素子を介して一定レベルの信号を供
    給するマスク手段を含んでおり、 ワイド表示時該水平シフトレジスタの所定段部及び拡張
    段部をシリアルに連結して一体化しサンプリングスイッ
    チ群の全体を順次開閉動作させる一方、ノーマル表示時
    該水平シフトレジスタの拡張段部を所定段部から切り離
    しサンプリングスイッチ群のうち該所定領域に属する部
    分のみを順次開閉動作させるとともに、該マスク手段に
    より該複数のゲート素子を開閉制御して該拡張領域をマ
    スク表示する事を特徴とするアクティブマトリクス表示
    装置。
  2. 【請求項２】 前記水平シフトレジスタは拡張前段部
    と、所定中段部と、拡張後段部とに三分割されており、 拡張前段部の入力端子に接続された第１ゲート回路と、
    拡張前段部と所定中段部の出入力端子間に介在する第２
    ゲート回路と、所定中段部と拡張後段部の出入力端子間
    に介在する第３ゲート回路とが設けられており、 これらのゲート回路を切り換え制御して前記水平シフト
    レジスタの連結一体化及び切り離しを選択的に行なう事
    を特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス表示
    装置。
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