JP3666148B2 - アクティブマトリクス表示装置およびその駆動方法 - 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およびその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アクティブマトリクス表示装置では、映像信号のサンプリング時におけるビデオ線の電位揺れを防止するために、映像信号をサンプリングする信号線にプリチャージ信号を供給して予め信号線を所定電圧に充放電していた。
このようにプリチャージ信号を信号線に供給するアクティブマトリクス表示装置として、例えば、水平ブランキング期間にプリチャージ信号を全ての信号線に一括で供給する一括プリチャージ方式のものが知られている（特開平７−２９５５２１号公報）。
【０００３】
このアクティブマトリクス表示装置は、映像信号が入力されるビデオ線と、行状のゲート線と、列状の信号線と、ゲート線および信号線の交差部にそれぞれゲートおよびソースが接続された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタのドレインに一方の端子が接続された画素と、画素の他方の端子が一行分共通に接続された対向電極線とからなるマトリクス回路を有し、個々の液晶画素は薄膜トランジスタにより駆動される。
【０００４】
マトリクス回路の左右には垂直走査回路（Ｖスキャナ）が設けられており、Ｖスキャナは各ゲート線を順次走査し、１水平期間（１Ｈ）毎に１行分の液晶画素を選択する。また、マトリクス回路の上部には水平走査回路（Ｈスキャナ）が設けられており、Ｈスキャナは１水平期間に亘って映像信号を各信号線に順次サンプリングし、Ｖスキャナによって選択された１行分の液晶画素に点順次で映像信号を書き込む。さらに、マトリクス回路の下部にはプリチャージ回路（Ｐスキャナ）が設けられており、映像信号のサンプリングに先行して灰レベルのプリチャージ信号をプリチャージスイッチング素子を介して各信号線に供給し、各信号線Ｙを灰レベルの一定電圧に充放電する。
【０００５】
また一方、いわゆるワイド画面（横縦比１６：９）に通常の画面（横縦比４：３）を映し出すためにその両側を黒く表示する画面アスペクト機能が一般的に知られているが、このような画面アスペクト機能などに対応するプリチャージ回路では、黒く表示された両側の境界部分の信号線と他の領域の信号線とでプリチャージ信号を別々にしておき、境界部分の信号線にはプリチャージ信号の供給あるいは停止を切り替えることができるようにされている。このため、プリチャージスイッチング素子を駆動するプリチャージパルスはプリチャージ回路から別々に出力されている（図１参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プリチャージパルスを別々に出力するアクティブマトリクス表示装置では、プリチャージ信号の位相がずれた場合、信号線に充放電される電圧が均一でなくなってしまう場合がある。図４は従来のアクティブマトリクス表示装置におけるプリチャージ信号、信号線の電圧波形を示すタイミングチャートである。
【０００７】
すなわち、プリチャージパルスＰＣＧ，ＰＣＧ’によりプリチャージスイッチング素子を開閉してプリチャージ信号Ｐｓｉｇを各信号線に供給する際、プリチャージスイッチング素子がオンになると信号線の電圧Ｖｓｉｇ，Ｖｓｉｇ’と同時に対向電極線の電圧Ｃｓ、ゲート線の電圧Ｇａｔｅは一旦上昇しその後徐々に減衰する。これは信号線および対向電極線間のクロス容量、信号線およびゲート線間のクロス容量によりプリチャージ信号Ｐｓｉｇの交流成分が対向電極線およびゲート線に供給されてしまうためである。
【０００８】
このように対向電極線、ゲート線の電圧が減衰している途中でプリチャージパルスＰＣＧ，ＰＣＧ’の位相のずれによりプリチャージスイッチング素子を閉じるタイミングがずれたとき、各信号線の電圧Ｖｓｉｇ，Ｖｓｉｇ’はそれぞれ異なる電圧（図中△Ｖ、△Ｖ’減じた電圧）に充放電されてしまう。
そこで、本発明はプリチャージ信号の位相がずれた場合でも各信号線に充放電されるプリチャージ信号の電圧を均一にすることができるアクティブマトリクス表示装置およびその駆動方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のアクティブマトリクス表示装置は、映像信号が入力されるビデオ線と、行状のゲート線と、列状の信号線と、該ゲート線および該信号線の交差部にそれぞれゲート電極およびソース電極が接続された画素トランジスタと、該画素トランジスタのドレイン電極に一方の端子が接続された画素と、該画素の他方の端子が一行分共通に接続された対向電極線と、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トランジスタを選択する垂直走査回路と、前記一水平期間内で前記信号線を順次選択し、該選択された信号線に前記映像信号を供給する水平走査回路とを備え、前記選択された画素トランジスタにより駆動された画素に前記信号線に供給された映像信号を書き込むアクティブマトリクス表示装置において、前記映像信号の供給に先行してプリチャージ信号を前記信号線間で別々に供給する際、該プリチャージ信号の供給時間を所定時間以上に設定するプリチャージ回路を備えており、前記所定時間は前記信号線に供給されたプリチャージ信号に起因する前記対向電極線または前記ゲート線の電圧変動が減衰して確実におさまるまでに要する時間であることを特徴とする。
【００１０】
また、前記プリチャージ回路は、一部の前記信号線に対して前記プリチャージ信号の供給あるいは停止を切り替える切替回路を備えることが好ましい。
また、前記プリチャージ回路は、前記各信号線の端部にスイッチング素子を設け、該スイッチング素子を開閉することにより前記信号線に前記プリチャージ信号を供給することが好ましい。
【００１１】
請求項４に記載のアクティブマトリクス表示装置の駆動方法は、映像信号が入力されるビデオ線と、行状のゲート線と、列状の信号線と、該ゲート線および該信号線の交差部にそれぞれゲート電極およびソース電極が接続された画素トランジスタと、該画素トランジスタのドレイン電極に一方の端子が接続された画素と、該画素の他方の端子が一行分共通に接続された対向電極線と、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トランジスタを選択する垂直走査回路と、前記一水平期間内で前記信号線を順次選択し、該選択された信号線に前記映像信号を供給する水平走査回路とを備え、前記選択された画素トランジスタにより駆動された画素に前記信号線に供給された映像信号を書き込むアクティブマトリクス表示装置の駆動方法において、前記映像信号の供給に先行してプリチャージ信号を前記信号線間で別々に供給する際、該プリチャージ信号の供給時間を所定時間以上に設定し、前記所定時間を前記信号線に供給されたプリチャージ信号に起因する前記対向電極線または前記ゲート線の電圧変動が減衰して確実におさまるまでに要する時間とすることを特徴とする。
【００１２】
本発明では、前記映像信号の供給に先行してプリチャージ信号を前記信号線間で別々に供給する際、該プリチャージ信号の供給時間を所定時間以上に設定する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のアクティブマトリクス表示装置およびその駆動方法の実施の形態について説明する。
図１は実施の形態におけるアクティブマトリクス表示装置の構成を示す回路図である。アクティブマトリクス表示装置１は、映像信号Ｖｉｄｅｏが入力されるビデオ線２３、行状のゲート線Ｘ、列状の信号線Ｙ、ゲート線Ｘおよび信号線Ｙの交差部に配された薄膜トランジスタＴｒ、行列状の液晶画素ＬＣからなるマトリクス回路５を有する。個々の液晶画素ＬＣは薄膜トランジスタＴｒにより駆動される。薄膜トランジスタＴｒのソース電極は対応する信号線Ｙに接続され、ゲート電極は対応する信号線Ｘに接続され、ドレイン電極は対応する液晶画素ＬＣの一方の端子に接続されている。液晶画素ＬＣの他方の端子は対向電極線２５に接続され、各対向電極線２５には一行分の液晶画素ＬＣが共通に接続されている。
【００１４】
マトリクス回路５の左右には垂直走査回路（Ｖスキャナ）１１、１２が設けられており、Ｖスキャナ１１、１２は各ゲート線Ｘを順次走査し、１水平（１Ｈ）期間毎に１行分の液晶画素ＬＣを選択する。垂直走査回路（Ｖスキャナ）１１、１２が左右に設けられたことにより、薄膜トランジスタＴｒのゲート線Ｘの端部は開放されず、そのインピーダンスを半分にすることができる。Ｖスキャナ１１、１２は垂直クロック信号ＶＣＫに同期した垂直スタート信号ＶＳＴにしたがって選択パルス¢V1，¢V2，¢V3，……，¢Vmを各ゲート線Ｘに出力する。これにより、対応するゲート線Ｘに接続された薄膜トランジスタＴｒが開閉される。
【００１５】
また、マトリクス回路５の上部には水平走査回路（Ｈスキャナ）１３が設けられている。各信号線Ｙの一端には水平スイッチング素子ＨＳＷ１，ＨＳＷ２，ＨＳＷ３，……，ＨＳＷｎが設けられており、各水平スイッチング素子ＨＳＷ１，ＨＳＷ２，ＨＳＷ３，……，ＨＳＷｎの一方の接点はビデオ線２３に接続され、映像信号Ｖｉｄｅｏの供給を受ける。また、Ｈスキャナ１３は所定の水平クロック信号ＨＣＫ１、ＨＣＫ２に同期した水平スタート信号ＨＳＴにしたがってサンプリングパルス¢H1，¢H2，¢H3，……，¢Hnを出力する。サンプリングパルス¢H1，¢H2，¢H3，……，¢Hnにより水平スイッチング素子は開閉され、それぞれの信号線Ｙに映像信号Ｖｉｄｅｏをサンプルホールドする。サンプルホールドされた映像信号ＶｉｄｅｏはＶスキャナ１１、１２により選択されたゲート線Ｘに対応する液晶画素ＬＣに書き込まれる。このように、Ｈスキャナ１３は１Ｈ期間内で映像信号Ｖｉｄｅｏを各信号線Ｙに順次サンプリングし、Ｖスキャナ１１、１２によって選択された１行分の液晶画素ＬＣに点順次で映像信号Ｖｉｄｅｏを書き込む。
【００１６】
さらに、マトリクス回路５の下部にはプリチャージ回路（Ｐスキャナ）１４が設けられている。Ｐスキャナ１４は、各信号線Ｙの端部に接続されたプリチャージスイッチング素子ＰＳＷ１，ＰＳＷ２，ＰＳＷ３，……，ＰＳＷｎを同時に開閉するプリチャージパルスＰＣＧ，ＰＣＧ’を出力し、ＨレベルのプリチャージパルスＰＣＧ，ＰＣＧ’が出力されている間、各信号線Ｙにプリチャージ信号Ｐｓｉｇを所定期間供給する。本実施形態では、プリチャージ信号Ｐｓｉｇは映像信号Ｖｉｄｅｏのセンタ電圧Ｖｓｉｇｃ±２〜３Ｖ、つまり灰レベルの一定電圧に設定されている。
【００１７】
図２はプリチャージ回路１４の構成を示す図である。プリチャージ回路１４は、３つのインバータおよび１つのＮＡＮＤ回路からなり、アスペクト切替信号Ａに応じて基本プリチャージパルスＰＣＧ．から２つのプリチャージパルスＰＣＧ、ＰＣＧ’を生成する。例えば、いわゆるワイド画面表示の場合にアスペクト切替信号ＡをＨレベルにすると、プリチャージパルスＰＣＧ、ＰＣＧ’が共にプリチャージ回路１４から出力され、全てのプリチャージスイッチング素子ＰＳＷがオンとなり信号線Ｙにプリチャージ信号Ｐｓｉｇを所定期間供給する。一方、ワイド画面に通常の画面を映し出す場合、アスペクト切替信号をＬレベルにすると、プリチャージパルスＰＣＧ’は生成されず、プリチャージパルスＰＣＧ’に対応する信号線Ｙにはプリチャージ信号Ｐｓｉｇが供給されない。
【００１８】
プリチャージパルスＰＣＧ、ＰＣＧ’が共に出力され、全てのプリチャージスイッチング素子ＰＳＷがオンとなり各信号線Ｙにプリチャージ信号Ｐｓｉｇの供給が開始されたとき、信号線Ｙおよびゲート線Ｘ間のクロス容量、あるいは信号線Ｙおよび対向電極線２５間のクロス容量によりゲート線Ｘあるいは対向電極線２５にもプリチャージ信号Ｐｓｉｇの交流成分が供給されてしまい、ゲート線Ｘの電圧Ｇａｔｅおよび対向電極線２５の電圧Ｃｓが一旦上昇しその後に徐々に減衰するいわゆる「ゆれ」現象が生ずる。この減衰時間は約２〜３μｓｅｃである。
【００１９】
図３はアクティブマトリクス表示装置におけるプリチャージ信号、信号線の電圧波形を示すタイミングチャートである。本実施の形態では、プリチャージパルスＰＣＧ，ＰＣＧ’のパルス幅は「ゆれ」現象の減衰時間より十分に長く設定されている。具体的には「ゆれ」の波形や画質を見てパルス幅が決定される。したがって、同図に示すようにプリチャージパルスＰＣＧ，ＰＣＧ’に位相のずれが生じた場合でも、プリチャージパルスＰＣＧ，ＰＣＧ’がＨレベルからＬレベルに下がるときにゲート線Ｘの電圧Ｇａｔｅおよび対向電極線２５の電圧Ｃｓは十分に減衰しているので、プリチャージされる信号線Ｙの電圧Ｖｓｉｇ，Ｖｓｉｇ’はプリチャージ信号Ｐｓｉｇの電圧と等しくなり、信号線Ｙ間のプリチャージ電圧を均一にすることができる。
このように各信号線Ｙを灰レベルの電圧にプリチャージしておくことにより、映像信号Ｖｉｄｅｏを信号線Ｙにサンプリングする時のビデオ線２３の電位揺れは低減される。
【００２０】
尚、上記実施の形態では、各プリチャージ信号の供給時間、つまりプリチャージパルスＰＣＧ，ＰＣＧ’のパルス幅を同一に揃えた場合を示したが、異なるパルス幅にしてもよい。
また、Ｐスキャナ１４をＨスキャナ１３と反対側の信号線Ｙ端部に設けた場合を示したが、Ｈスキャナ１３と同一側の信号線Ｙ端部に設けてもよい。
さらに、プリチャージパルスＰＣＧ、ＰＣＧ’が２つである場合を示したが、３つ以上であっても同様に適用でき、同一の効果を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載のアクティブマトリクス表示装置によれば、前記映像信号の供給に先行してプリチャージ信号を前記信号線間で別々に供給する際、プリチャージ回路により該プリチャージ信号の供給時間を所定時間以上に設定するので、プリチャージ信号の位相がずれた場合でも各信号線に充放電されるプリチャージ信号の電圧を均一にすることができる。これにより、画質を向上できる。前記所定時間は前記信号線に供給されたプリチャージ信号に起因する前記対向電極線または前記ゲート線の電圧変動が減衰するまでに要する時間であるので、対向電極線または前記ゲート線の電圧が減衰するまでのいわゆる「ゆれ」が確実におさまった状態でプリチャージ信号の供給を解放することができる。
【００２２】
請求項２に記載のアクティブマトリクス表示装置によれば、前記プリチャージ回路は、一部の前記信号線に対して前記プリチャージ信号の供給あるいは停止を切り替える切替回路を備えるので、ワイド画面に通常の画面を映し出す画面アスペクト機能などに適用できる。
【００２４】
請求項３に記載のアクティブマトリクス表示装置によれば、前記プリチャージ回路は、前記各信号線の端部にスイッチング素子を設け、該スイッチング素子を開閉することにより前記信号線に前記プリチャージ信号を供給するので、ＮＭＯＳ，ＰＭＯＳ，ＣＭＯＳによりスイッチング素子を容易に形成することができる。
【００２５】
請求項４に記載のアクティブマトリクス表示装置の駆動方法によれば、前記映像信号の供給に先行してプリチャージ信号を前記信号線間で別々に供給する際、該プリチャージ信号の供給時間を所定時間以上に設定するので、プリチャージ信号の位相がずれた場合でも各信号線に充放電されるプリチャージ信号の電圧を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態におけるアクティブマトリクス表示装置の構成を示す回路図である。
【図２】プリチャージ回路１４の構成を示す図である。
【図３】アクティブマトリクス表示装置におけるプリチャージ信号、信号線の電圧波形を示すタイミングチャートである。
【図４】従来のアクティブマトリクス表示装置におけるプリチャージ信号、信号線の電圧波形を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１……アクティブマトリクス表示装置、１４……プリチャージ回路、２５……対向電極線、Ｘ……ゲート線、Ｙ……信号線。

Claims (4)

1. 像信号が入力されるビデオ線と、行状のゲート線と、列状の信号線と、該ゲート線および該信号線の交差部にそれぞれゲート電極およびソース電極が接続された画素トランジスタと、該画素トランジスタのドレイン電極に一方の端子が接続された画素と、該画素の他方の端子が一行分共通に接続された対向電極線と、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トランジスタを選択する垂直走査回路と、前記一水平期間内で前記信号線を順次選択し、該選択された信号線に前記映像信号を供給する水平走査回路とを備え、
   前記選択された画素トランジスタにより駆動された画素に前記信号線に供給された映像信号を書き込むアクティブマトリクス表示装置において、
   前記映像信号の供給に先行してプリチャージ信号を前記信号線間で別々に供給する際、該プリチャージ信号の供給時間を所定時間以上に設定するプリチャージ回路を備えており、
   前記所定時間は前記信号線に供給されたプリチャージ信号に起因する前記対向電極線または前記ゲート線の電圧変動が減衰して確実におさまるまでに要する時間であることを特徴とするアクティブマトリクス表示装置。
2. 前記プリチャージ回路は、一部の前記信号線に対して前記プリチャージ信号の供給あるいは停止を切り替える切替回路を備えた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。
3. 前記プリチャージ回路は、前記各信号線の端部にスイッチング素子を設け、該スイッチング素子を開閉することにより前記信号線に前記プリチャージ信号を供給す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。
4. 映像信号が入力されるビデオ線と、行状のゲート線と、列状の信号線と、該ゲート線および該信号線の交差部にそれぞれゲート電極およびソース電極が接続された画素トランジスタと、該画素トランジスタのドレイン電極に一方の端子が接続された画素と、該画素の他方の端子が一行分共通に接続された対向電極線と、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トランジスタを選択する垂直走査回路と、前記一水平期間内で前記信号線を順次選択し、該選択された信号線に前記映像信号を供給する水平走査回路とを備え、
   前記選択された画素トランジスタにより駆動された画素に前記信号線に供給された映像信号を書き込むアクティブマトリクス表示装置の駆動方法において、
   前記映像信号の供給に先行してプリチャージ信号を前記信号線間で別々に供給する際、該プリチャージ信号の供給時間を所定時間以上に設定し、
   前記所定時間を前記信号線に供給されたプリチャージ信号に起因する前記対向電極線または前記ゲート線の電圧変動が減衰して確実におさまるまでに要する時間とすることを特徴とするアクティブマトリクス表示装置の駆動方法。

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