JP3624588B2 - アクティブマトリクス表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアクティブマトリクス表示装置に関し、特に点順序駆動されるアクティブマトリクス表示装置のユニフォミティの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５にそって従来のアクティブマトリクス表示装置の構成を簡潔に説明する。図示するように、アクティブマトリクス表示装置は行状のゲート線Ｘと列状の信号線Ｙとを備え、両者の交差部には行列状の画素が配置されている。個々の画素は、例えば液晶セルＬＣとこれを駆動する薄膜トランジスタＴｒと信号電荷を保持するコンデンサＣからなる。
ゲート線ＸはＶスキャナ（垂直走査回路）１１によって駆動され、Ｖスキャナ１１は各ゲート線Ｘを順次走査して、一水平期間毎に一行分の液晶画素を選択する。
信号線Ｙは水平走査回路によって駆動され、水平走査回路は各信号線Ｙに対して順次ビデオライン１３から映像信号ＶＳＩＧ をサンプリングして、一水平期間内に選択された一行分の画素に対してそれぞれ映像信号ＶＳＩＧ を書き込む。
【０００３】
水平走査回路はこの信号線Ｙの端部に設けられた水平スイッチＨＳＷと、これらを順次開閉制御するＨスキャナ１２からなっている。各信号線Ｙはこの水平スイッチＨＳＷによってビデオライン１３に接続され、このビデオライン１３にはシグナルドライバから映像信号ＶＳＩＧ が供給される。Ｈスキャナ２は各水平スイッチＨＳＷを順次開閉制御するためのサンプリングパルス信号φＨ１、φＨ２、φＨ３……を出力している。
【０００４】
ところで、アクティブマトリクス表示装置の微細化が進み、画素数が顕著に増大すると、これに応じて映像信号のサンプリングレートが高速化されることになる。このアクティブマトリクス表示装置の微細化、サンプリングレートの高速化が相俟ってサンプリングパルス信号の幅にばらつきが発生するようになる。
【０００５】
サンプリングパルス信号が対応する水平スイッチＨＳＷに印加されると、ビデオラインから供給される映像信号ＶＳＩＧ が導通した水平スイッチＨＳＷを介して各信号線Ｙにサンプリングされる。ところで、個々の信号線Ｙには所定の容量成分があるため、サンプリングパルス信号に応じて信号線Ｙの充放電が発生し、これによってビデオライン１３の電位に揺らぎが発生する。この揺らぎは先に述べたサンプリングパルス信号の幅のばらつきのため充放電量が一定しないことによっても一層大きくなり、いわゆるユニフォミティーが悪くなって表示された画像に縦縞が発生するなど画像品位を損なうなどの問題があった。
【０００６】
通常のＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）規格に従った映像信号の場合には、サンプリングレートが比較的低く、ビデオラインの電位の揺らぎが治まってから次のサンプリングパルス信号が立ちさがるタイミングとなるために、電位の揺らぎによる影響は比較的少ない。しかし、ＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ＴＶ）駆動や倍速ＮＴＳＣ駆動となるとサンプリングレートが極端に上昇し、ビデオラインの電位の揺らぎを有効に抑圧するのは困難である。
【０００７】
水平スイッチＨＳＷに供給されるサンプリングパルス信号は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）で構成されるシフトレジスタからなるＨスキャナ１２で作成される。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は単結晶シリコンで作成した通常のトランジスタに比べてモビリティが低く、また、各物理定数のばらつきも大きいため、この回路で作成されるサンプリングパルス信号の幅を精密に制御することは困難である。さらに、サンプリングパルス信号の幅のばらつきに加えて、水平スイッチＨＳＷのオン抵抗にもある程度のばらつきがあるため、信号の充放電特性が変動する原因が一層大きくなる。
【０００８】
このような問題を解決するため、発明者らは各信号線Ｙに対する映像信号の順次サンプリングに先行して所定のプリチャージ信号を各信号線Ｙに順次供給するプリチャージ手段（点順次プリチャージ手段）を備えたアクティブマトリクス表示装置（特開平７−２９５５２０）および一行分の画素に対して映像信号を書き込む直前に各信号線Ｙに一斉に所定のプリチャージ信号を供給するプリチャージ手段（一括プリチャージ手段）を備えたアクティブマトリクス表示装置（特開平７−２９５５２１）を提唱している。
【０００９】
プリチャージ手段が供給するプリチャージ信号は白レベルと黒レベルとの間でレベルが変化する映像信号に対して、白レベルと黒レベルとの中間の灰色レベルを有する。このように表示動作に影響を与えないタイミングで信号線Ｙを映像信号に近い電位にまで予めプリチャージしておくと、実映像信号が各信号線Ｙにサンプリングされた時の充放電量を、映像信号レベルとプリチャージの差に止めて少なくすることができるので、ビデオライン１３の電位揺れを抑制することができ、縦筋の固定パターンを除去でき画質が改善される。
【００１０】
ところで、特開平７−２９５５２０の点順次プリチャージの方法はゲート線や電源ラインの電位揺れを少なくでき動作マージンが広がり、プリチャージ手段の駆動能力も小さなもので良く消費電力が節約できるメリットがあり、特開平７−２９５５２１の一括プリチャージの方法は比較的簡単な回路構成で短時間にプリチャージを行うことができるというメリットがある。
【００１１】
しかし、プリチャージは水平ブランキング期間内に終了しなくてはならないが、信号線Ｙの分布容量があるために水平ブランキング期間に十分速く立ち上がるとは限らない。殊に高解像度のグラフィックス表示規格であるＸＧＡ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ａｒｒａｙ ）、Ｓ−ＸＧＡ（Ｓｕｐｅｒ Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ａｒｒａｙ ）あるいはＨＤＴＶなどでは、
１）垂直画素の数が増えるので、配線のクロス容量が増える。
２）水平ブランキング期間が３〜４μｓｅｃ程度と非常に短い。
ので、従来の方法でこれに対応することには困難があり、プリチャージレベルが本来書き込みたいレベルにまで達しないままプリチャージを終了しなくてはならないようなことがあった。
【００１２】
これに対応する一つの方法として、図５に示したアクティブマトリクス表示装置では分割プリチャージを行っている。
この方法は、画素トランジスタのゲート線Ｘ、ＣＳライン等の行状のラインをマトリックスの中央付近で切り離し、またＶスキャナ１１の入力クロックを左Ｖスキャナ分（ＶＣＫＬ ）と右Ｖスキャナ分（ＶＣＫＲ ）とでそれぞれ別に設け、またプリチャージ信号（ＰＳＩＧＬ、ＰＳＩＧＲ）、プリチャージパルス（ＰＣＧＬ 、ＰＣＧＲ ）も左右別々にし、その上、ＶＣＫＬ とＶＣＫＲ 、ＰＳＩＧＬとＰＳＩＧＲ、ＰＣＧＬ とＰＣＧＲ を１水平期間の約半分ほど位相をずらすようにした。
【００１３】
このようにすると、プリチャージ信号から見た信号線Ｙの分布容量が半分になり、アクティブマトリクス表示装置の画面左半分が映像信号を書き込んでいるときには画面右半分がプリチャージ信号（ＰＳＩＧＲ）を書き込み、画面右半分が映像信号を書き込んでいるときには画面左半分がプリチャージ信号（ＰＳＩＧＬ）を書き込むので、１水平期間の半分近くの時間をプリチャージ信号の書き込みに当てることができ、プリチャージレベルを十分本来書き込みたいレベルにまで引き上げることができる。
【００１４】
ところで、このようにアクティブマトリクス表示装置の画素トランジスタのゲート線Ｘ、ＣＳラインのほか、画素間の遮光膜として用いているＴｉ等からなる行状の配線も分割しなければ、浮遊容量とこの遮光膜を介して一方側のプリチャージ信号の書き込みによる影響が他方側の映像書き込み時に伝搬されて揺らぎの原因になるおそれがあるので、遮光膜も中央部で分割されなければならない。しかし分割部分の遮光の問題があるため、従来は遮光の機能を有しているＡｌの信号線Ｙと重複している部分でしか分割することができなかった。
【００１５】
図３に従来の遮光膜１の分割部分と信号線２の構成を模式的に示した。
ところで、このような分割方法では、一方側のプリチャージ信号の書き込みの際に一方側に当たる遮光膜配線の電位も揺れ、この揺れが分割部に当たっている信号線２の電位の揺れとなって表れ、分割部の信号線２の電位の揺れが他の信号線２の電位の揺れよりも大きくなって、ユニフォミティーが悪くなり表示される画像の品質が低下するという問題があった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごとく、高解像度で水平ブランキング期間が短い表示方式に対して、分割してプリチャージを行う分割プリチャージ法を用いたアクティブマトリクス表示装置において、一方側のプリチャージ信号の書き込みの影響で他方側の信号線の電位が揺らぎ、分割部分で各画素子相互間で輝度に差が見られる問題があった。
【００１７】
本発明はこの点を解決して、電位の揺らぎを均一にして分割部分での輝度差を解消し、表示のユニフォミティに優れたアクティブマトリクス表示装置を簡単な方法で実現することを課題とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、行状の複数のゲート線と、列状の複数の信号線と、前記ゲート線と前記信号線との各交差部に配置された行列状の複数の画素子と、前記画素子相互間に列状に設けられ前記画素子間の光の漏れを遮る導電性の遮光膜と、前記各ゲート線を順次走査し一水平期間毎に一行分の前記画素子を選択する垂直走査回路と、一水平期間内に前記各信号線を順次サンプリングして前記垂直走査回路で選択された一行分の画素子に点順次で映像信号の書き込みを行う水平走査回路と、前記各信号線に対する映像信号の順次サンプリングに先行して所定のプリチャージ信号を前記各信号線に供給するプリチャージ手段とを具備し、前記各ゲート線を中央部で左右に分割すると共に、前記垂直走査回路を左右の分割されたゲート線に対してそれぞれに設け、前記各信号線をゲート線の分割部で左右の群に分割し、前記プリチャージ手段は所定のプリチャージ信号を前記分割された信号線の左右の群のそれぞれに対しては異なったタイミングで群内の各信号線に対しては一斉に供給するアクティブマトリクス表示装置において、前記遮光膜を前記信号線上以外の前記ゲート線の分割部付近で左右に分割すると共に、該遮光膜の分割部に、分割された前記左右の遮光膜に跨がって前記遮光膜の分割部を覆い、かつ前記左右の遮光膜に近接して接しないように設けられた島状の導電遮光板を具備することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるアクティブマトリクス表示装置を添付図面を参照にして詳細に説明する。
図１は、本発明のアクティブマトリクス表示装置の一実施の形態での遮光膜の分割部分を模式的に示した図である。
図１で１は遮光膜、２は信号線Ｙの布線、３は遮光用の島部分、４は画素子部分を示す。
【００２０】
本発明と図３に示した従来の場合との違いを図２及び図４の等価回路を用いて説明する。
図２及び図４において、Ｃ１は信号線Ｙと遮光膜間の分布容量、Ｃ２は繋ぎ部分の相互間の分布容量、Ｃ３は信号線Ｙが電源、接地間に有している分布容量である。
【００２１】
まず、図４の等価回路に沿って、従来の場合の各信号線の電位の変化を計算する。前提として、Ｃ１＞Ｃ２＞Ｃ３として話を進める。
図４の等価回路では、分割部分の左側では信号線Ｙの全部にプリチャージ信号が印加され、このプリチャージ信号の影響が信号線Ｙと遮光膜間の分布容量Ｃ１によって遮光膜１に伝達されて、分割部分から左側の遮光膜上にΔＶ１なる電位変化をもたらしている。
【００２２】
図４で点ｂよりも右に位置する部分の全容量Ｃｂ は、点ｂよりも右側のブランチ（信号線Ｙ）の数をＮとすると、
Ｃｂ ＝Ｃ１・Ｃ３／（Ｃ１＋Ｃ３）・Ｎ
であり、
また、点ａよりも右に位置する部分の全容量Ｃａ は、
Ｃａ ＝Ｃ２・Ｃｂ ／（Ｃ２＋Ｃｂ ）＋Ｃ３
ここで、Ｃｂ ＞＞Ｃ２、Ｃ２＞Ｃ３を考慮すると
Ｃａ ＝Ｃ２・Ｃｂ ／Ｃｂ ＝Ｃ２
になる。
したがって、分割部分の左側の遮光膜上にΔＶ１なる電位変化があると、これが２つのＣ２で分割され、繋ぎ部分の点ａでの電位変化ΔＶａ は、
ΔＶａ ＝ΔＶ１／２
となる。
【００２３】
一方、分割部分から右側の遮光膜上の電位変化ΔＶ２は、点ｃから右の全容量がＣ２／２になることから
ΔＶ２＝Ｃ２／（Ｃ２＋２Ｃb ）・ΔＶ１
＝Ｃ２／２Ｃb ・ΔＶ１となる。したがって繋ぎ部分以外の信号線の電位変化ΔＶY は
ΔＶY ＝Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ３）・ΔＶ２
＝Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ３）・Ｃ２／２Ｃb ・ΔＶ１である。ΔＶa とΔＶY を比較すると明らかに
ΔＶa ＞ΔＶY で、繋ぎ部分の信号線の電位変化量が他の部分の信号線の電位変化量よりも大きい。
【００２４】
これに対して本発明に該当する図２の等価回路においては、信号線はすべて点ｂの右側に収まっている。したがってすべての信号線の電位変化ΔＶＹ は

となり、すべて等しくなる。
したがって、一方側のプリチャージ信号の書き込みによる電位のゆれは、他方側の信号線に一様に乗ってくるため、ユニフォミティの問題が解消できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１の発明は、行状の複数のゲート線と、列状の複数の信号線と、ゲート線と信号線との各交差部に配置された行列状の複数の画素子と、画素子相互間に列状に設けられ画素子間の光の漏れを遮る導電性の遮光膜と、各ゲート線を順次走査し一水平期間毎に一行分の画素子を選択する垂直走査回路と、一水平期間内に各信号線を順次サンプリングして垂直走査回路で選択された一行分の画素子に点順次で映像信号の書き込みを行う水平走査回路と、各信号線に対する映像信号の順次サンプリングに先行して所定のプリチャージ信号を各信号線に供給するプリチャージ手段とを具備し、各ゲート線を中央部で左右に分割すると共に、垂直走査回路を左右の分割されたゲート線に対してそれぞれに設け、各信号線をゲート線の分割部で左右の群に分割し、プリチャージ手段は所定のプリチャージ信号を分割された信号線の左右の群のそれぞれに対しては異なったタイミングで群内の各信号線に対しては一斉に供給するアクティブマトリクス表示装置において、遮光膜を信号線上以外のゲート線の分割部付近で左右に分割すると共に、遮光膜の分割部に島状の導電遮光板を具備することを特徴とする。
これにより、一方側のプリチャージに応じて他方側の信号線に発生する電位の揺れを全信号線に対してすべて同じにすることができ、簡単な方法で分割部分での輝度の差を解消することができ、表示のユニフォミティに優れたアクティブマトリクス表示装置を実現することができる。
【００２６】
本発明の請求項２の発明は、請求項１で述べた島状の導電遮光板は、分割された左右の遮光膜に跨がって遮光膜の分割部を覆い、かつ左右の遮光膜に近接して接しないように設けられることを特徴とする。
これにより、これにより遮光の機能を維持できると共に、一方側のプリチャージに応じて他方側の信号線に発生する電位の揺れを全信号線に対してすべて同じにすることができ、簡単な方法で分割部分での輝度の差を解消して、表示のユニフォミティに優れたアクティブマトリクス表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分割プリチャージ型アクティブマトリクス表示装置の一実施の形態での分割部を示す構成図。
【図２】図１に示した実施の形態の等価回路。
【図３】従来の分割プリチャージ型のアクティブマトリクス表示装置の分割部を示す構成図。
【図４】図３の従来例のの等価回路。
【図５】従来のアクティブマトリクス表示装置を示す回路図。
【符号の説明】
１……遮光膜、２……信号線、３……島部分、４……画素子部分、１１−１……左Ｖスキャナ、１１−２……右Ｖスキャナ、１２……水平走査回路、１３……ビデオライン、１４……分割プリチャージ手段、Ｃ……コンデンサ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３……分布容量、ＣＳ１……左ＣＳライン、ＣＳ２……右ＣＳライン、ＨＳＷ１ 〜ＨＳＷ１４……水平スイッチ、ＬＣ……液晶画素子、ＰＳＷ１ 〜ＰＳＷ１４……プリチャージスイッチ、Ｔｒ……トランジスタ、Ｖｃｏｍ ……ＣＳラインの印加電圧、Ｘ……ゲート線、Ｙ……信号線。

Claims (2)

1. 行状の複数のゲート線と、列状の複数の信号線と、前記ゲート線と前記信号線との各交差部に配置された行列状の複数の画素子と、前記画素子相互間に列状に設けられ前記画素子間の光の漏れを遮る導電性の遮光膜と、前記各ゲート線を順次走査し一水平期間毎に一行分の前記画素子を選択する垂直走査回路と、一水平期間内に前記各信号線を順次サンプリングして前記垂直走査回路で選択された一行分の画素子に点順次で映像信号の書き込みを行う水平走査回路と、前記各信号線に対する映像信号の順次サンプリングに先行して所定のプリチャージ信号を前記各信号線に供給するプリチャージ手段とを具備し、前記各ゲート線を中央部で左右に分割すると共に、前記垂直走査回路を左右の分割されたゲート線に対してそれぞれに設け、前記各信号線をゲート線の分割部で左右の群に分割し、前記プリチャージ手段は所定のプリチャージ信号を前記分割された信号線の左右の群のそれぞれに対しては異なったタイミングで群内の各信号線に対しては一斉に供給するアクティブマトリクス表示装置において、
   前記遮光膜を前記信号線上以外の前記ゲート線の分割部付近で左右に分割すると共に、該遮光膜の分割部に島状の導電遮光板を具備することを特徴とするアクティブマトリクス表示装置。
2. 前記島状の導電遮光板は、分割された前記左右の遮光膜に跨がって前記遮光膜の分割部を覆い、かつ前記左右の遮光膜に近接して接しないように設けられること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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