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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は表示装置に関し、特に水平駆動回路にいわゆるクロックドライブ方式を採用した点順次駆動方式のアクティブマトリクス型表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
表示装置、例えば液晶セルを画素の表示エレメント(電気光学素子)に用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置において、点順次駆動方式の水平駆動回路として、例えばクロックドライブ方式を採用した構成のものが知られている。このクロックドライブ方式の水平駆動回路の従来例を図13に示す。図13において、水平駆動回路100は、シフトレジスタ101、クロック抜き取りスイッチ群102およびサンプリングスイッチ群103を有する構成となっている。
【0003】
シフトレジスタ101は、n段のシフト段(転送段)からなり、水平スタートパルスHSTが与えられると、互いに逆相の水平クロックHCK,HCKXに同期してシフト動作を行う。これにより、シフトレジスタ101の各シフト段からは、図14のタイミングチャートに示すように、水平クロックHCK,HCKXの周期と同じパルス幅を持つシフトパルスVs1〜Vsnが順次出力される。これらシフトパルスVs1〜Vsnは、クロック抜き取りスイッチ群102の各スイッチ102−1〜102−nに与えられる。
【0004】
クロック抜き取りスイッチ群102のスイッチ102−1〜102−nは、各一端が水平クロックHCKX,HCKを入力するクロックライン104−1,104−2に交互に接続されており、シフトレジスタ101の各シフト段からシフトパルスVs1〜Vsnが与えられることにより、順次オン状態となって水平クロックHCKX,HCKを順に抜き取る。これら抜き取られた各パルスは、サンプリングパルスVh1〜Vhnとしてサンプリングスイッチ群103の各スイッチ103−1〜103−nに与えられる。
【0005】
サンプリングスイッチ群103のスイッチ103−1〜103−nは、映像信号videoを伝送するビデオライン105に各一端が接続されており、クロック抜き取りスイッチ群102のスイッチ102−1〜102−nで抜き取られて順次与えられるサンプリングパルスVh1〜Vhnに応答して順にオン状態になることによって映像信号videoをサンプリングし、画素アレイ部(図示せず)の信号ライン106−1〜106−nに供給する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来例に係るクロックドライブ方式の水平駆動回路100では、水平クロックHCKX,HCKがクロック抜き取りスイッチ群102の各スイッチ102−1〜102−nで抜き取られ、サンプリングスイッチ群103の各スイッチ103−1〜103−nに対してサンプリングパルスVh1〜Vhnとして与えられるまでの伝送過程において、配線抵抗や寄生容量などに起因してパルスに遅延が生じる。
【0007】
すると、この伝送過程でのパルスの遅延によって、サンプリングパルスVh1〜Vhnの波形になまりが生じる。その結果、例えば2段目のサンプリングパルスVh2に着目すると、特に図15のタイミングチャートから明らかなように、2段目のサンプリングパルスVh2とその前後の1段目,3段目のサンプリングパルスVh1,Vh3との間に波形のオーバーラップが生じる。
【0008】
ところで、一般的に、サンプリングスイッチ群103の各スイッチ103−1〜103−nがオンする瞬間に、ビデオライン105には信号ライン103−1〜103−nとの電位の関係から、図15に示すように充放電ノイズが乗ってしまう。
【0009】
このような状況下において、上述したように、サンプリングパルスVh2が前後の段間でオーバーラップしていると、サンプリングパルスVh2に基づく2段目のサンプリングタイミングでは、3段目のサンプリングスイッチ103−3がオンすることによって生じる充放電ノイズをサンプリングしてしまう。なお、サンプリングスイッチ103−1〜103−nは、サンプリングパルスVh1〜Vhnが”L”レベルになるタイミングでビデオライン105の電位をサンプルホールドすることになる。
【0010】
このとき、ビデオライン105に乗る充放電ノイズにばらつきが生じ、またサンプリングパルスVh1〜Vhnの各々が”L”レベルになるタイミングにもばらつきが生じるため、サンプリングスイッチ103−1〜103−nによるサンプリング電位にもばらつきが生じる。その結果、このサンプリング電位のばらつきが表示画面上に縦スジとなって現れ、画品位を損なうことになる。
【0011】
一方、点順次駆動方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置では、高精細化に伴って特に水平方向の画素数が増えると、1系統で入力される映像信号videoを、限られた水平有効期間内で全画素について順番にサンプリングするためのサンプリング時間を十分に確保するのが難しくなる。そこで、サンプリング時間を十分に確保するため、図16に示すように、映像信号をm系統(mは2以上の整数)で並行して入力する一方、水平方向のm個の画素を単位としてm個のサンプリングスイッチを設け、1つのサンプリングパルスでm個のサンプリングスイッチを同時に駆動することによってm画素単位で順次書き込みを行う方式が採られることになる。
【0012】
ここで、単位画素数m以下の幅を持つ細い黒線を表示する場合を考える。このような黒線表示を行う場合に、映像信号videoは、図17(A)に示すように、黒レベルの部分がパルス状になり、またそのパルス幅がサンプリングパルス(B)のパルス幅と等しい波形として入力される。このパルス状の映像信号videoは矩形波が理想的であるが、映像信号videoを伝送するビデオラインの配線抵抗や寄生容量などに起因して、図17(C)に示すように、パルス波形の立ち上がりや立ち下がりがなまってしまう(映像信号video′)。
【0013】
このように、立ち上がりや立ち下がりがなまったパルス状の映像信号video′をサンプリングパルスVh1〜Vhnでサンプルホールドを行うと、本来k段目のサンプリングパルスVhkでパルス状の映像信号video′をサンプルホールドする筈が、前段のサンプリングパルスVhk−1で映像信号videoの立ち上がり部分をサンプルホールドしたり、あるいは次段のサンプリングパルスVhk+1で映像信号video′の立ち下がり部分をサンプルホールドすることになる。その結果、ゴーストが発生する。ここで、ゴーストとは、正規の画像からずれて重複して生じる望ましくない妨害像を言う。
【0014】
サンプリングパルスVhkに対する映像信号video′(以下、単に映像信号videoと記す)の位相関係は、映像信号videoを処理する回路において、映像信号videoの時間軸上の位置、即ちサンプルホールドポジションを調整することにより、図18に示すように、例えばS/H=0〜5の6段階に変更することができる。
【0015】
ここで、サンプルホールドによるゴースト発生依存について述べる。先ず、S/H=1のときについて考える。S/H=1のときの映像信号videoとサンプリングパルスVhk−1,Vhk,Vhk+1との位相関係および信号ラインの電位変化を図19に示す。S/H=1では、サンプリングパルスVhkによってパルス状の映像信号videoがサンプルホールドされることにより、k段目の信号ラインに黒信号が書き込まれ、黒線が表示される。
【0016】
しかし同時に、映像信号videoの黒信号部(パルス部)がk−1段目のサンプリングパルスVhk−1とオーバーラップしているため、k−1段目の信号ラインにも黒信号が書き込まれる。これにより、図20に示すように、k−1段目の位置、即ち水平スキャン手前方向にゴーストが発生してしまう。同様に、S/H=0でも、k−1段目のサンプリングパルスVhk−1と映像信号videoの黒信号部とがオーバーラップしており、水平スキャン手前方向にゴーストが発生してしまう。
【0017】
次に、S/H=5のときについて考える。S/H=5のときの映像信号videoとサンプリングパルスVhk−1,Vhk,Vhk+1との位相関係および信号ラインの電位変化を図21に示す。S/H=5では、映像黒信号はk+1段目のサンプリングパルスVhk+1とオーバーラップしてしまう。k+1段目の信号ラインには、サンプリングスイッチがオンしたときに黒信号が書き込まれ、その後はグレーレベルまで戻ろうとする。しかし、オーバーラップ量が大きいため、信号ラインの電位はグレーレベルまでは戻りきらない。そのため、図22に示すように、k+1段目の位置、即ち水平スキャン後ろ方向にゴーストが発生してしまう。
【0018】
S/H=1〜4でもS/H=5のときと同様に、k+1段目のサンプリングパルスVhk+1と映像黒信号部とはオーバーラップしており、サンプリングスイッチがオンしたときに信号ラインに黒信号が書き込まれる。しかし、S/H=5のときに比べてオーバーラップ量が小さく、書き込まれる黒レベルが低いため、信号ラインの電位はグレーレベルまで戻りきることができる。したがって、ゴーストは発生しない。
【0019】
上述したようなプロセスにて、映像信号videoとサンプリングパルスとのオーバーラップに起因してゴーストが発生する。ここで、S/H=2,3,4のように前後どちらにもゴーストが発生しないサンプルホールドポジションの数をゴーストに対するマージン(以下、ゴーストマージンと称す)とする。
【0020】
このように、ビデオラインの配線抵抗や寄生容量などに起因して、パルス状の映像信号videoの立ち上がりや立ち下がりに生じる波形のなまりの問題は避けられなくても、映像信号videoを処理する回路部分において、最適なサンプルホールドポジションを設定することにより、ゴーストの発生を回避することができる。
【0021】
しかしながら、ビデオラインの配線抵抗や寄生容量などに起因して、パルス状の映像信号videoの立ち上がりや立ち下がりに波形のなまりが生じることにより、当該映像信号videoのパルス波形部分が前段あるいは次段のサンプリングパルスとオーバーラップしてしまうため、その分だけゴーストマージンを大きくとれないことになる。上記の例では、ゴーストマージンがS/H=2,3,4の3つとなる。
【0022】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、クロックドライブ方式にて水平駆動を行う際に完全ノンオーバーラップサンプリングを実現することで、オーバーラップサンプリングに起因する縦スジの発生を抑えるとともに、ゴーストマージンを大きく設定できるようにした表示装置を提供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】
上述した本発明の目的を達成する為に以下の手段を講じた。即ち、本発明に係る表示装置は、行状のゲートライン、列状の信号ライン及び両者が交差する部分に行列状に配された画素を有するパネルと、該ゲートラインに接続し順次画素の行を選択する垂直駆動回路と、該信号ラインに接続するとともに所定の周期のクロック信号に基づいて動作し、選択された行の画素に順次映像信号を書き込む水平駆動回路と、該水平駆動回路の動作基準となる第1のクロック信号を生成するとともに、この第1のクロック信号に対して周期が同じでかつデューティ比が小さく第1のクロック信号に含まれるパスルより幅の狭いパルスを含む第2のクロック信号を生成するクロック生成手段とからなる。前記水平駆動回路は、該クロック生成手段から該第1のクロック信号とスタートパルスを受け入れ該第1のクロック信号に同期して該スタートパルスのシフト動作を行い各シフト段からシフトパルスを順次出力するシフトレジスタと、前記シフトレジスタから順次出力される前記シフトパルスに応答して前記第2のクロック信号に含まれるパルスを抜き取ってサンプリングパルスにする第1のスイッチ群と、入力される映像信号を前記第1のスイッチ群の各スイッチによって抜き取られた前記第2のクロック信号のパルスからなる該サンプリングパルスに応答して順次サンプリングし各信号ラインに供給する第2のスイッチ群とを有する。前記クロック生成手段は、パネルの外部に配され該第1のクロック信号を外部的に該水平駆動回路に供給する外部クロック生成回路と、パネルの内部に形成され該第2のクロック信号を内部的に該水平駆動回路に供給する内部クロック生成回路とに分かれている。
【0024】
好ましくは、前記内部クロック生成回路は、該外部クロック生成回路から供給された第1のクロック信号を処理して該第2のクロック信号を生成する。この場合、前記内部クロック生成回路は、第1のクロック信号を遅延処理する遅延回路を含んでおり、遅延処理が施される前の第1のクロック信号と遅延処理された後の第1のクロック信号とにより該第2のクロック信号を生成する。例えば、前記遅延回路は、直列接続された偶数個のインバータからなる。又、前記内部クロック生成回路は、遅延処理を施される前の第1のクロック信号と遅延処理された後の第1のクロック信号とを互いにNAND合成して該第2のクロック信号を生成するNAND回路を有する。
【0025】
上記の構成において、第1のスイッチ群の各スイッチは、シフトレジスタから第1のクロック信号に同期して順次出力されるシフトパルスに応答して第2のクロック信号を順に抜き取る。これにより、第2のスイッチ群には、第1のクロック信号よりもデューティ比が小さい第2のクロック信号がサンプリング信号として与えられる。そして、第2のスイッチ群の各スイッチは、これらサンプリング信号に応答して入力映像信号を順次サンプルホールドし、画素部の信号ラインに供給する。このとき、サンプリング信号のデューティ比が第1のクロック信号に比べて小さいことで、完全ノンオーバーラップサンプリングを実現できる。
【0026】
特に本発明では、クロック生成手段を外部クロック生成回路と内部クロック生成回路とに分けている。外部クロック生成回路は第1のクロック信号を供給する一方、内部クロック生成回路は第2のクロック信号を生成する。これにより、外部からパネルに入力するクロック信号の数を減らすことができる。その分、パネルに形成する外部接続用の端子や配線を簡略化することが可能である。又、外部クロック生成回路は、水平駆動回路の動作基準となる第1のクロック信号のみを供給すればよい為、従来から使われている汎用のシステムボードをそのままパネルに接続すればよい。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明に係る表示装置の基本的な構成を示す模式的なブロック図である。図示する様に、本表示装置は画素アレイ部15、垂直駆動回路16及び水平駆動回路17などを集積的に形成したパネル33で構成されている。画素アレイ部15は、行状のゲートライン13、列状の信号ライン12及び両者が交差する部分に行列状に配された画素11とで構成されている。垂直駆動回路16は左右に分かれて配されており、ゲートライン13の両端に接続して、順次画素11の行を選択する。水平駆動回路17は信号ライン12に接続するとともに所定の周期のクロック信号に基づいて動作し、選択された行の画素11に順次映像信号を書き込む。更に本表示装置はクロック生成手段を備えており、水平駆動回路17の動作基準となる第1のクロック信号HCK,HCKXを生成するとともに、この第1のクロック信号HCK,HCKXに対して周期が同じで且つデューティ比が小さい第2のクロック信号DCK1,DCK1X,DCK2,DCK2Xを生成する。尚、HCKXはHCKの反転信号である。同様に、DCK1XはDCK1の反転信号であり、DCK2XはDCK2の反転信号である。
【0028】
本発明の特徴事項として、水平駆動回路17はシフトレジスタと第1のスイッチ群と第2のスイッチ群とを有する。シフトレジスタは第1のクロック信号HCK,HCKXに同期してシフト動作を行い、各シフト段からシフトパルスを順次出力する。第1のスイッチ群は、シフトレジスタから順次出力されたシフトパルスに応じて第2のクロック信号DCK1,DCK1X,DCK2,DCK2Xを抜き取る。第2のスイッチ群は、外部から入力される映像信号を第2のクロック信号DCK1,DCK1X,DCK2,DCK2Xに応答して順次サンプリングし、各信号ライン12に供給する。係る構成により、完全ノンオーバーラップサンプリングを実現できる。
【0029】
本発明の更なる特徴事項として、前記クロック生成手段は外部クロック生成回路18と内部クロック生成回路19とに分かれている。外部クロック生成回路18はパネル33の外部にある駆動用のシステムボードに配されており、第1のクロック信号HCK,HCKXを外部から内部の水平駆動回路17に供給する。一方、内部クロック生成回路19はパネル33の内部に垂直駆動回路16や水平駆動回路17とともに形成されており、第2のクロック信号DCK1,DCK1X,DCK2,DCK2Xを内部で生成し水平駆動回路17に供給している。本実施形態では、内部クロック生成回路19は、外部クロック生成回路18から供給された第1のクロック信号HCK,HCKXを処理して、第2のクロック信号DCK1,DCK1X,DCK2,DCK2Xを生成している。
【0030】
図2は、表示装置の参考例を示す模式的なブロック図である。本発明に係る表示装置と対比する為に、図1と対応する部分には対応する参照番号を付してある。図1に示した本発明の表示装置と異なる点は、第1のクロック信号HCK,HCKXと第2のクロック信号DCK1,DCK1X,DCK2,DCK2Xが全て外部クロック生成回路18から供給されていることであり、パネル33には何ら内部クロック生成回路は内蔵されていない。図2に示した参考例の場合、外部クロック生成回路18とパネル33を接続する為に、最低6個の端子及びこれに関連した配線が必要である。これに対し、図1に示した本発明の表示装置では、外部接続用の端子は2個で済む。
【0031】
ところで、パネル33を駆動する為に通常外部のシステムボードが使われており、パネル33に必要な様々なクロック信号や映像信号を供給している。従来から使われている汎用のシステムボードはクロック信号HCK,HCKXをパネルに供給する機能を備えている。通常、水平駆動回路はHCK,HCKXで駆動可能である為、システムボードは従来からHCK,HCKXを供給する様に設計されている。これに対し、本発明ではHCK,HCKXとは異なるパルス幅を有するDCK1,DCK1X,DCK2,DCK2Xを追加して、水平駆動回路17を駆動する様にしている。その場合、図2に示した構成では第1及び第2のクロック信号を全てシステムボードから供給しなければならず、本発明に係るパネルに合わせてシステムボードを作り直す必要があり、表示装置全体のコストを上げてしまう。これに対し、図1に示した本発明の構成では、第1のクロック信号HCK,HCKXを発生する外部クロック生成回路18をシステムボードに残す一方、第2のクロック信号を生成する内部クロック生成回路19をパネル33に取り込んでいる。この結果、図1に示した本発明の表示装置を駆動する為、従来の汎用型システムボードをそのまま使うことが可能となる。当然、パネル33とシステムボードとを接続する端子数や配線数はそのままである。
【0032】
図3は、図1に示した内部クロック生成回路19の具体的な構成例を示すブロック図である。図示の内部クロック生成回路は系統(1)と系統(2)に分かれている。2つの系統は基本的に同一の構成となっており、第1系統(1)は第1のクロック信号HCKに基づいて第2のクロック信号DCK1,DCK1Xを生成している。第2系統(2)は、同じく第1のクロック信号HCKXを処理して、第2のクロック信号DCK2,DCK2Xを生成している。第1系統(1)は、直列接続された4個のインバータ51〜54と、1個のNAND回路55と、出力インバータ56と、2個のバッファ57,58を備えている。同様に第2の系統(2)も、4個のインバータ61〜64と、1個のNAND回路65と、出力インバータ66と、一対の出力バッファ67,68を備えている。
【0033】
第1の系統(1)に着目すると、外部クロック生成回路から供給された第1のクロック信号HCKは2つに分けられる。一方はそのままNAND回路55の一方の入力端子に供給される。他方は、直列接続された4個のインバータ51〜54からなる遅延回路に供給される。この遅延回路の出力がNAND回路55の他方の入力端子に供給される。この様にして遅延処理を施されていないHCKと遅延処理を施されたHCK’が、NAND回路55でNAND合成される。NAND回路55から出力された信号はインバータ56によって反転された後バッファ57を介して、クロック信号DCK1として出力される。又、NAND回路55の出力端子から出力された信号は分岐してバッファ58を介し、DCK1Xとして出力され、水平駆動回路側に送られる。一般的に、パルス信号はインバータを通過する毎に遅延することが知られている。その為、本例では複数のインバータを通過したクロック信号HCK’はインバータを通過しないクロック信号HCKに比べ、数十nsec遅延する。これら2つのクロック信号HCK,HCK’をNAND合成することで、目的のクロック信号DCK1,DCK1Xを作成することができる。DCK2,DCK2Xも同様にして、系統(2)で生成される。
【0034】
図4は、図3に示した内部クロック生成回路の動作説明に供する波形図である。(1)は、図3に示した第1系統(1)の動作を表わしており、(2)は同じく図3に示した第2系統(2)の動作を表わしている。(1)に着目すると、HCK’はHCKに比べ所定時間だけ遅延している。この遅延量は、直列接続されたインバータの段数によって最適に設定可能である。遅延処理によって互いに位相がずれたHCK,HCK’をNAND処理することによりDCK1Xが得られる。このDCK1Xを出力インバータで反転処理するとDCK1が得られる。同様に(2)に示す様に、遅延処理を施されていないHCKXと遅延処理を施されたHCKX’を互いに論理処理することで、DCK2が得られる。このDCK2を反転処理するとDCK2Xが得られる。
【0035】
図23は、図1に示した内部クロック生成回路19の他の構成例を示すブロック図である。理解を容易にする為、図3に示した先の構成例と対応する部分には対応する参照番号を付してある。異なる点は、内部クロック生成回路の系統(1)において、NAND回路55の代わりにAND回路55aを用い、出力インバータ56をバッファ58側に接続している事である。本例は、NAND合成に代えてAND合成を用いており、AND回路55aの出力をDCK1とし、AND回路55aの出力をインバータ56で反転したものをDCK1Xとしている。同様に、内部クロック生成回路の系統(2)においても、NAND回路65の代わりにAND回路65aを用い、出力インバータ66をバッファ68側に接続している。
【0036】
図24は、図1に示した内部クロック生成回路19の別の構成例を示すブロック図である。理解を容易にする為、図3に示した先の構成例と対応する部分には対応する参照番号を付してある。異なる点は、内部クロック生成回路の系統(1)において、HCKと、HCKXを遅延処理したHCKX’とを、互いにNAND処理してDCK1およびDCK1Xを得ている事である。又、遅延用インバータ51ないし5n(nは偶数)を多数接続して、HCKに対するHCKX’の遅延量を適切に設定することができる。同様に、内部クロック生成回路の系統(2)において、HCKXとHCKを遅延処理したHCK’とを互いにNAND処理してDCK2およびDCK2Xを得ている。尚、図24に示した内部クロック生成回路の動作を図25の波形図に示しておく。
【0037】
図26は、図1に示した内部クロック生成回路19の別の構成例を示すブロック図である。理解を容易にする為、図3に示した先の構成例と対応する部分には対応する参照番号を付してある。異なる点は、内部クロック生成回路の系統(1)において、HCKとHCKXを遅延処理したHCK’とを互いにNAND処理してDCK1およびDCK1Xを得ている事である。又、遅延用インバータ51ないし5n(nは奇数)を直列接続して、HCKに対するHCK’の遅延量を適切に設定する。同様に、内部クロック生成回路の系統(2)において、HCKXとHCKを遅延処理したHCKX’とをNAND処理してDCK2およびDCK2Xを得ている。その動作波形図は図4と同様である。
【0038】
図5は、例えば液晶セルを画素の表示エレメント(電気光学素子)として用いた本発明の一実施形態に係る点順次駆動方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成例を示す回路図である。ここでは、図面の簡略化のために、4行4列の画素配列の場合を例に採って示している。なお、アクティブマトリクス型液晶表示装置では、通常、各画素のスイッチング素子として薄膜トランジスタ(TFT;thin film transistor)が用いられている。
【0039】
図5において、行列状に配置された4行4列分の画素11の各々は、画素トランジスタである薄膜トランジスタTFTと、この薄膜トランジスタTFTのドレイン電極に画素電極が接続された液晶セルLCと、薄膜トランジスタTFTのドレイン電極に一方の電極が接続された保持容量Csとから構成されている。これら画素11の各々に対して、信号ライン12−1〜12−4が各列ごとにその画素配列方向に沿って配線され、ゲートライン13−1〜13−4が各行ごとにその画素配列方向に沿って配線されている。
【0040】
画素11の各々において、薄膜トランジスタTFTのソース電極(または、ドレイン電極)は、対応する信号ライン12−1〜12−4に各々接続されている。薄膜トランジスタTFTのゲート電極は、ゲートライン13−1〜13−4に各々接続されている。液晶セルLCの対向電極および保持容量Csの他方の電極は、各画素間で共通にCsライン14に接続されている。このCsライン14には、所定の直流電圧がコモン電圧Vcomとして与えられる。
【0041】
以上により、画素11が行列状に配置され、これら画素11に対して信号ライン12−1〜12−4が各列ごとに配線されかつゲートライン13−1〜13−4が各行ごとに配線されてなる画素アレイ部15が構成されている。この画素アレイ部15において、ゲートライン13−1〜13−4の各一端は、画素アレイ部15の例えば左側に配置された垂直駆動回路16の各行の出力端に接続されている。
【0042】
垂直駆動回路16は、1フィールド期間ごとに垂直方向(行方向)に走査してゲートライン13−1〜13−4に接続された各画素11を行単位で順次選択する処理を行う。すなわち、垂直駆動回路16からゲートライン13−1に対して走査パルスVg1が与えられたときには1行目の各列の画素が選択され、ゲートライン13−2に対して走査パルスVg2が与えられたときには2行目の各列の画素が選択される。以下同様にして、ゲートライン13−3,13−4に対して走査パルスVg3,Vg4が順に与えられる。
【0043】
画素アレイ部15の例えば上側には、水平駆動回路17が配置されている。また、垂直駆動回路16や水平駆動回路17に対して各種のクロック信号を与える外部クロック生成回路(タイミングジェネレータ)18が設けられている。この外部クロック生成回路18では、垂直走査の開始を指令する垂直スタートパルスVST、垂直走査の基準となる互いに逆相の垂直クロックVCK,VCKX、水平走査の開始を指令する水平スタートパルスHST、水平走査の基準となる互いに逆相の水平クロックHCK,HCKXが生成される
【0044】
外部クロック生成回路18とは別に、内部クロック生成回路19が設けられている。この内部クロック生成回路19では、図6のタイミングチャートに示す様に、水平クロックHCK,HCKXに対して周期が同じ(T1=T2)で且つデューティ比が小さい一対のクロックDCK1,DCK2が生成される。ここで、デューティ比とは、パルス波形においてパルス幅tとパルス繰返し周期Tとの比である。
【0045】
本例の場合は、水平クロックHCK,HCKXのデューティ比(t1/T1)が50%であり、これよりもクロックDCK1,DCK2のデューティ比(t2/T2)が小さく、即ちクロックDCK1,DCK2のパルス幅t2が水平クロックHCK,HCKXのパルス幅t1よりも狭く設定されている。
【0046】
水平駆動回路17は、入力される映像信号videoを1H(Hは水平走査期間)ごとに順次サンプリングし、垂直駆動回路16によって行単位で選択される各画素11に対して書き込む処理を行うためのものであり、本例ではクロックドライブ方式を採用し、シフトレジスタ21、クロック抜き取りスイッチ群22およびサンプリングスイッチ群23を有する構成となっている。
【0047】
シフトレジスタ21は、画素アレイ部15の画素列(本例では、4列)に対応した4段のシフト段(S/R段)21−1〜21−4からなり、水平スタートパルスHSTが与えられると、互いに逆相の水平クロックHCK,HCKXに同期してシフト動作を行う。これにより、シフトレジスタ21の各シフト段21−1〜21−4からは、図7のタイミングチャートに示すように、水平クロックHCK,HCKXの周期と同じパルス幅を持つシフトパルスVs1〜Vs4が順次出力される。
【0048】
クロック抜き取りスイッチ群22は、画素アレイ部15の画素列に対応した4個のスイッチ22−1〜22−4からなり、これらスイッチ22−1〜22−4の各一端が、内部クロック生成回路19からクロックDCK2,DCK1を伝送するクロックライン24−1,24−2に交互に接続されている。すなわち、スイッチ22−1,22−3の各一端がクロックライン24−1に、スイッチ22−2,22−4の各一端がクロックライン24−2にそれぞれ接続されている。
【0049】
クロック抜き取りスイッチ群22の各スイッチ22−1〜22−4には、シフトレジスタ21の各シフト段21−1〜21−4から順次出力されるシフトパルスVs1〜Vs4が与えられる。クロック抜き取りスイッチ群22の各スイッチ22−1〜22−4は、シフトレジスタ21の各シフト段21−1〜21−4からシフトパルスVs1〜Vs4が与えられると、これらシフトパルスVs1〜Vs4に応答して順にオン状態となることにより、互いに逆相のクロックDCK2,DCK1を交互に抜き取る。
【0050】
サンプリングスイッチ群23は、画素アレイ部15の画素列に対応した4個のスイッチ23−1〜23−4からなり、これらのスイッチ23−1〜23−4の各一端が映像信号videoを入力するビデオライン25に接続されている。このサンプリングスイッチ群23の各スイッチ23−1〜23−4には、クロック抜き取りスイッチ群22の各スイッチ22−1〜22−4によって抜き取られたクロックDCK2,DCK1がサンプリングパルスVh1〜Vh4として与えられる。
【0051】
サンプリングスイッチ群23の各スイッチ23−1〜23−4は、クロック抜き取りスイッチ群22の各スイッチ22−1〜22−4からサンプリングパルスVh1〜Vh4が与えられると、これらサンプリングパルスVh1〜Vh4に応答して順にオン状態となることにより、ビデオライン25を通して入力される映像信号videoを順次サンプリングし、画素アレイ部15の信号ライン12−1〜12−4に供給する。
【0052】
上記構成の本実施形態に係る水平駆動回路17では、シフトレジスタ21から順次出力されるシフトパルスVs1〜Vs4をサンプリングパルスVh1〜Vh4として用いるのではなく、サンプリングパルスVh1〜Vh4に同期して、一対のクロックDCK2,DCK1を交互に抜き取り、これらクロックDCK2,DCK1を直接サンプリングパルスVh1〜Vh4として用いるようにしている。これにより、サンプリングパルスVh1〜Vh4のばらつきを抑えることができる。その結果、サンプリングパルスVh1〜Vh4のばらつきに起因するゴーストを除去できることになる。
【0053】
しかも、本実施形態に係る水平駆動回路17においては、従来技術の場合のように、シフトレジスタ21のシフト動作の基準となる水平クロックHCKX,HCKを抜き取ってサンプリングパルスVh1〜Vh4として用いるのではなく、水平クロックHCKX,HCKに対して同じ周期でかつデューティ比の小さいクロックDCK2,DCK1を別途生成し、これらクロックDCK2,DCK1を抜き取ってサンプリングパルスVh1〜Vh4として用いるようにしているので、次のような作用効果が得られる。
【0054】
すなわち、クロックDCK2,DCK1がクロック抜き取りスイッチ群22の各スイッチ22−1〜22−4で抜き取られ、サンプリングスイッチ群23の各スイッチ23−1〜23−4に与えられるまでの伝送過程において、配線抵抗や寄生容量などに起因してパルスに遅延が生じ、抜き取られたクロックDCK2,DCK1の波形になまりが生じたとしても、特に図8のタイミングチャートから明らかなように、抜き取られたクロックDCK2,DCK1の各々が前後のパルスとの間で完全ノンオーバーラップの波形となる。
【0055】
そして、この完全ノンオーバーラップ波形のクロックDCK2,DCK1をサンプリングパルスVh1〜Vh4として用いることにより、サンプリングスイッチ群23において、あるk段目に着目したとき、k+1段目のサンプリングスイッチがオンする前に必ずk段目のサンプリングスイッチによる映像信号videoのサンプリングを完了することができる。
【0056】
これにより、サンプリングスイッチ群23の各スイッチ23−1〜23−4がオンする瞬間に、たとえビデオライン25に充放電ノイズが乗るとしても、図8に示すように、次の段のスイッチングによって充放電ノイズが発生する以前に必ず自段のサンプリングが行われるため、充放電ノイズをサンプリングするのを防ぐことができる。その結果、水平駆動の際に、サンプリングパルス相互間での完全ノンオーバーラップサンプリングを実現できるため、オーバーラップサンプリングに起因する縦スジの発生を抑えることができる。
【0057】
また、完全ノンオーバーラップサンプリングを実現できることで、ゴーストが発生しないゴーストマージンを従来よりも大きくとることもできる。以下に、この点について詳述する。図9に、例えばS/H=0〜5のサンプルホールドポジションをとる映像信号videoと完全ノンオーバーラップのサンプリングパルスVhk−1,Vhk,Vhk+1との位相関係を示す。
【0058】
先ず、S/H=1のときについて考える。S/H=1のときの映像信号videoとサンプリングパルスVhk−1,Vhk,Vhk+1との位相関係および信号ラインの電位変化を図10に示す。S/H=1では、k−1段目のサンプリングパルスVhk−1と映像信号videoの黒信号部(パルス部)とオーバーラップしない。したがって、サンプリングパルスVhkによってパルス状の映像信号videoをサンプリングした際に、k段目の信号ラインにのみ黒信号が書き込まれるため、水平スキャン手前方向にゴーストは発生しない。
【0059】
次に、S/H=5のときについて考える。S/H=5のときの映像信号videoとサンプリングパルスVhk−1,Vhk,Vhk+1との位相関係および信号ラインの電位変化を図11に示す。S/H=5では、映像黒信号はk+1段目のサンプリングパルスVhk+1とオーバーラップしてしまう。k+1段目の信号ラインには、サンプリングスイッチがオンしたときに黒信号が書き込まれ、その後はグレーレベルまで戻ろうとする。しかし、オーバーラップ量が大きいために、信号ラインの電位はグレーレベルまでは戻りきらない。したがって、水平スキャン後ろ方向にゴーストが発生する。
【0060】
S/H=1〜4でもS/H=5のときと同様に、k+1段目のサンプリングパルスVhk+1と映像黒信号部とはオーバーラップしており、サンプリングスイッチがオンしたときに信号ラインに黒信号が書き込まれる。しかし、S/H=5のときに比べてオーバーラップ量が小さく、書き込まれる黒レベルが低いため、信号ラインの電位はグレーレベルまで戻りきることができる。したがって、水平スキャン後ろ方向にゴーストは発生しない。
【0061】
ここで、サンプリングパルスVhk−1,Vhk,Vhk+1が相互にオーバーラップすることで、オーバーラップサンプリングとなる従来技術の場合と対比とすると、従来技術ではゴーストマージンがS/H=2,3,4の3つであるのに対して、完全ノンオーバーラップサンプリングの本方式ではS/H=2,3,4にS/H=0,1の2つが加わって計5つがゴーストマージンとなり、ゴーストマージンを上げることができる。
【0062】
なお、上記実施形態では、アナログ映像信号を入力とし、これをサンプリングして点順次にて各画素を駆動するアナログインターフェース駆動回路を搭載した液晶表示装置に適用した場合について説明したが、ディジタル映像信号を入力とし、これをラッチした後アナログ映像信号に変換し、このアナログ映像信号をサンプリングして点順次にて各画素を駆動するディジタルインターフェース駆動回路を搭載した液晶表示装置にも、同様に適用可能である。
【0063】
また、上記実施形態においては、各画素の表示エレメント(電気光学素子)として液晶セルを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用した場合を例に採って説明したが、液晶表示装置への適用に限られるものではなく、各画素の表示エレメントとしてエレクトロルミネッセンス(EL:electroluminescence)素子を用いたアクティブマトリクス型EL表示装置など、水平駆動回路にクロックドライブ方式を採用した点順次駆動方式のアクティブマトリクス型表示装置全般に適用可能である。
【0064】
点順次駆動方式としては、周知の1H反転駆動方式やドット反転駆動方式の外に、映像信号を書き込んだ後の画素配列において、画素の極性が隣り合う左右の画素で同極性となり、かつ上下の画素で逆極性となるように、隣り合う画素列間で奇数行離れた2行、例えば上下の2行の画素に互いに逆極性の映像信号を同時に書き込むいわゆるドットライン反転駆動方式などがある。
【0065】
図12は、本発明に係る表示装置の全体構成を示す模式的なブロック図である。図示する様に、本表示装置は、映像信号源31、システムボード32及びLCDパネル33とで構成されている。このシステム構成において、システムボード32では、映像信号源31から出力される映像信号に対して先述したサンプルホールドポジションの調整などの信号処理が行われる。システムボード32には、図1及び図5に示した外部クロック生成回路18も搭載されている。そして、LCDパネル33として、図1及び図5に示した実施形態に係る点順次駆動方式のアクティブマトリクス型液晶パネルが用いられる。前述した様に、このLCDパネル33には、内部クロック生成回路19が内蔵されている。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、点順次駆動方式のアクティブマトリクス型表示装置において、クロックドライブ方式にて水平駆動を行う際に、水平走査の基準となる第1のクロック信号に対して周期が同じでかつデューティ比が小さい第2のクロック信号を生成し、この第2のクロック信号を抜き取ってサンプリングパルスとして映像信号のサンプリングを行うようにしたことにより、完全ノンオーバーラップサンプリングを実現できるため、オーバーラップサンプリングに起因する縦スジの発生を抑えることができるとともに、ゴーストマージンを上げることができる。特に、本発明によれば、外部から供給される第1のクロック信号を処理して第2のクロック信号を内部的に作成している。これにより、パネルに形成すべき端子の数及び配線の本数の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る表示装置の基本的な構成を示すブロック図である。
【図2】表示装置の参考例を示す模式的なブロック図である。
【図3】図1に示した表示装置に組み込まれる内部クロック生成回路の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図4】図3に示した内部クロック生成回路の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図5】本発明の一実施形態に係る点順次駆動方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成例を示す回路図である。
【図6】水平クロックHCK,HCKXとクロックDCK1,DCK2とのタイミング関係を示すタイミングチャートである。
【図7】本実施形態に係るクロックドライブ方式水平駆動回路の動作説明のためのタイミングチャートである。
【図8】本実施形態に係るクロックドライブ方式水平駆動回路における映像信号のサンプリング動作時のタイミングチャートである。
【図9】S/H=0〜5のサンプルホールドポジションをとる映像信号videoと完全ノンオーバーラップのサンプリングパルスVhk−1,Vhk,Vhk+1との位相関係を示すタイミングチャートである。
【図10】S/H=1のときの映像信号videoと完全ノンオーバーラップのサンプリングパルスVhk−1,Vhk,Vhk+1との位相関係および信号ラインの電位変化を示すタイミングチャートである。
【図11】S/H=5のときの映像信号videoと完全ノンオーバーラップのサンプリングパルスVhk−1,Vhk,Vhk+1との位相関係および信号ラインの電位変化を示すタイミングチャートである。
【図12】本発明に係る表示装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図13】従来例に係るクロックドライブ方式水平駆動回路の構成の一例を示すブロック図図である。
【図14】従来例に係るクロックドライブ方式水平駆動回路の動作説明のためのタイミングチャートである。
【図15】従来例に係るクロックドライブ方式水平駆動回路における映像信号のサンプリング動作時のタイミングチャートである。
【図16】映像信号をm系統で並行して入力する場合のサンプリングスイッチ群の構成を示す図である。
【図17】パルス状の映像信号になまりが生じた状態を示す波形図である。
【図18】S/H=0〜5のサンプルホールドポジションをとる映像信号videoとオーバーラップしたサンプリングパルスVhk−1,Vhk,Vhk+1との位相関係を示すタイミングチャートである。
【図19】S/H=1のときの映像信号videoとオーバーラップしたサンプリングパルスVhk−1,Vhk,Vhk+1との位相関係および信号ラインの電位変化を示すタイミングチャートである。
【図20】水平スキャン手前方向にゴーストが生じた状態を示す図である。
【図21】S/H=5のときの映像信号videoとオーバーラップしたサンプリングパルスVhk−1,Vhk,Vhk+1との位相関係および信号ラインの電位変化を示すタイミングチャートである。
【図22】水平スキャン後ろ方向にゴーストが生じた状態を示す図である。
【図23】図1に示した表示装置に組み込まれる内部クロック生成回路の他の構成例を示すブロック図である。
【図24】図1に示した表示装置に組み込まれる内部クロック生成回路の別の構成例を示すブロック図である。
【図25】図24に示した内部クロック生成回路の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図26】図1に示した表示装置に組み込まれる内部クロック生成回路の更に別の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
11…画素、12−1〜12−4…信号ライン、13−1〜13−4…ゲートライン、15…画素部、16…垂直駆動回路、17…水平駆動回路、18…外部クロック生成回路、19…内部クロック生成回路、21…シフトレジスタ、22…クロック抜き取りスイッチ群、23…サンプリングスイッチ群
Claims (5)
- 行状のゲートライン、列状の信号ライン及び両者が交差する部分に行列状に配された画素を有するパネルと、
該ゲートラインに接続し順次画素の行を選択する垂直駆動回路と、
該信号ラインに接続するとともに所定の周期のクロック信号に基づいて動作し、選択された行の画素に順次映像信号を書き込む水平駆動回路と、
該水平駆動回路の動作基準となる第1のクロック信号を生成するとともに、この第1のクロック信号に対して周期が同じでかつデューティ比が小さく第1のクロック信号に含まれるパスルより幅の狭いパルスを含む第2のクロック信号を生成するクロック生成手段とからなり、
前記水平駆動回路は、該クロック生成手段から該第1のクロック信号とスタートパルスを受け入れ該第1のクロック信号に同期して該スタートパルスのシフト動作を行い各シフト段からシフトパルスを順次出力するシフトレジスタと、前記シフトレジスタから順次出力される前記シフトパルスに応答して前記第2のクロック信号に含まれるパルスを抜き取ってサンプリングパルスにする第1のスイッチ群と、入力される映像信号を前記第1のスイッチ群の各スイッチによって抜き取られた前記第2のクロック信号のパルスからなる該サンプリングパルスに応答して順次サンプリングし各信号ラインに供給する第2のスイッチ群とを有し、
前記クロック生成手段は、パネルの外部に配され該第1のクロック信号を外部的に該水平駆動回路に供給する外部クロック生成回路と、パネルの内部に形成され該第2のクロック信号を内部的に該水平駆動回路に供給する内部クロック生成回路とに分かれていることを特徴とする表示装置。 - 前記内部クロック生成回路は、該外部クロック生成回路から供給された第1のクロック信号を処理して該第2のクロック信号を生成することを特徴とする請求項1記載の表示装置。
- 前記内部クロック生成回路は、第1のクロック信号を遅延処理する遅延回路を含んでおり、遅延処理が施される前の第1のクロック信号と遅延処理された後の第1のクロック信号とにより該第2のクロック信号を生成することを特徴とする請求項2記載の表示装置。
- 前記遅延回路は、直列接続された偶数個のインバータからなることを特徴とする請求項3記載の表示装置。
- 前記内部クロック生成回路は、遅延処理を施される前の第1のクロック信号と遅延処理された後の第1のクロック信号とを互いにNAND合成して該第2のクロック信号を生成するNAND回路を有することを特徴とする請求項3記載の表示装置。
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