JP3726589B2 - 電気光学装置の駆動回路及び電気光学装置並びに電気光学装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶等の電気光学物質を有する電気光学装置の駆動回路及び駆動回路を備えた電気光学装置、並びに電気光学装置の駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のアクティブマトリクス型液晶表示体を用いた液晶表示装置は、図8に示すように、マトリクス状に配置された液晶画素LC(LC11〜LCmn)と、個々の液晶画素を駆動するための画素制御用薄膜トランジスタT(T11〜Tmn)と、行状のゲート線Y(Y1〜Ym)と、列状のソース線X(X1〜Xn)と、行制御回路1と、列制御回路2から構成されている。
【0003】
以下、図9を用いて具体的な動作を説明する。行制御回路1は、外部制御回路から供給されるスタート信号DXと、基準クロックCLYに基づいて各ゲート線Xを線順次走査し一水平期間(1H)毎に一行分の液晶画素LCを選択する。列制御回路2は、外部制御回路から供給されるスタート信号DXと、基準クロックCLXに基づいて、サンプリング用薄膜トランジスタTS(TS1〜TSn)にサンプリング信号S(S1〜Sn)を出力し、画像信号VSIGを各ソース線Xに順次サンプリングし、選択された一行分の液晶画素LCに点順次で画像信号VSIGの書き込みを行う。この際、ソース線X及び液晶画素LCへの画像信号VSIGの書き込みを補うため、1H期間の始めに画像信号の書き込みに先立って、予備書き込み用薄膜トランジスタTPによって、全ソース線X及び選択されている一行分の液晶画素LCに対して、予備書き込み制御信号PCの出力に応じて予備書き込み電圧VPを書き込む予備書き込み動作を行ってもよい。液晶画素LCに書き込まれた所定のレベルの画像信号は対向電極電位VCとの間で一定期間保持される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
サンプリング用薄膜トランジスタTSは、短時間で画像信号VSIGをソース線Xにサンプリングする必要があるため、トランジスタサイズを大きくしてオン抵抗を低く抑えている。そのため、トランジスタのゲート−ソース間容量、ゲート−ドレイン間容量が大きく、サンプリング用トランジスタTSがオフする際、サンプリング信号Sのレベル変化がゲート−ソース間容量、もしくはゲート−ドレイン間容量を通じてソース線Xの電位を低下させる、いわゆるプッシュダウンが顕著に起こる。
【0005】
プッシュダウン電圧は、液晶画素LCが対向電極電位VCに対して正極性に書き込まれる時も、負極性に書き込まれる時も、常に一方向のオフセット電圧として作用し、その程度も画像信号VSIGの電圧レベルやサンプリング信号Sの波形歪み等によっても変化するため、単に、対向電極電位VCを調整しても相殺することができない。
【0006】
これにより、液晶画素に書き込まれる電位に偏りが生じ、フリッカや焼付きといった画質課題を生じる。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気光学装置の駆動回路は、互いに交差する複数の行ライン及び複数の列ラインと、該行ラインと該列ラインに各々接続される複数の画素とを有し、該各画素は画素制御用スイッチング素子と電気光学物質とが電気的に直列接続されてなる電気光学装置の駆動回路において、前記行ラインを選択する行制御回路と、前記列ラインの各々に接続されたサンプリング用スイッチング素子と、前記サンプリング用スイッチング素子を多値電圧を用いて開閉制御すると共に、前記開閉制御のための制御電圧及び該制御電圧の印加タイミングが前記列ライン毎に独立に設定され、前記行ラインが選択される一水平走査期間毎に、前記サンプリング用スイッチング素子を介して画像信号を出力し、前記選択された行ラインに接続される前記画素に前記画像信号を供給する列制御回路とを備えたことを特徴とする。
【0012】
上記構成によれば、画像信号をソース線Xにサンプルする際、まずサンプリング用スイッチング素子を所定の順序で複数の制御電圧を印加して閉状態とすることで、サンプル開始時に急激に列ラインをチャージすることによるノイズの発生、基準電位の変動を抑制すると共に、サンプリングを終了する際には、各列ライン毎に設定した順序、及びタイミングでサンプリング用スイッチング素子を開状態とすることで、サンプリング用スイッチング素子の寄生容量に起因する列ラインの電位変動を制御し、画素制御用薄膜トランジスタの寄生容量に起因する行ライン切替時に生じる画素電位変動と相殺させ、ムラやフリッカを抑制するという効果を有する。
【0013】
本発明の電気光学装置の駆動方法は、互いに交差する複数の行ライン及び複数の列ラインと、該行ラインと該列ラインに各々接続される複数の画素とを有し、該各画素は画素制御用スイッチング素子と電気光学物質とが電気的に直列接続されてなる電気光学装置の駆動方法において、前記複数の行ラインを順次選択し、前記列ラインに接続したサンプリング用スイッチング素子を多値電圧を用いて開閉制御すると共に、前記開閉制御のための制御電圧及び該制御電圧の印加タイミングを前記列ライン毎に独立に設定し、前記行ラインが選択される一水平走査期間毎に、前記サンプリング用スイッチング素子を介して画像信号を出力して前記選択された行ラインに接続される前記画素に前記画像信号を供給することを特徴とする。
【0014】
上記構成によれば、画像信号をソース線Xにサンプルする際、まずサンプリング用スイッチング素子を所定の順序で複数の制御電圧を印加して閉状態とすることで、サンプル開始時に急激に列ラインをチャージすることによるノイズの発生、基準電位の変動を抑制すると共に、サンプルを終了する際には、各列ライン毎に設定した順序、及びタイミングでサンプリング用スイッチング素子を開状態とすることで、サンプリング用スイッチング素子の寄生容量に起因する列ラインの電位変動を制御し、画素制御用薄膜トランジスタの寄生容量に起因する行ライン切替時に生じる画素電位変動と相殺させ、ムラやフリッカを抑制するという効果を有する。
【0015】
本発明の電気光学装置の駆動回路は、互いに交差する複数の行ライン及び複数の列ラインと、該行ラインと該列ラインに各々接続される複数の画素とを有し、該各画素は画素制御用スイッチング素子と電気光学物質とが電気的に直列接続されてなる電気光学装置の駆動回路において、前記列ラインの各々に接続されたサンプリング用スイッチング素子と、前記サンプリング用スイッチング素子を多値電圧を用いて開閉制御すると共に、行制御回路に近い前記画素制御用スイッチング素子に接続される前記サンプリング用スイッチング素子のゲート電極に入力される制御信号の遷移のなまりよりも行制御回路から遠い前記画素制御用スイッチング素子に接続される前記サンプリング用スイッチング素子のゲート電極に入力される制御信号の遷移のなまりを小さくすることを特徴とする。
【0016】
一般に、行制御回路から遠ざかる画素制御用スイッチング素子ほど、行制御回路から供給される走査信号の波形がなまる。そのため、サンプリング用スイッチング素子におけるプッシュダウン電圧も行制御回路から遠ざかるほど減少する。そこで、例えば、行制御回路に近い画素制御用スイッチング素子に接続されるサンプリング用スイッチング素子のゲート電極に入力される制御信号の遷移のなまりを大きくし、行制御回路から遠い画素制御用スイッチング素子に接続されるサンプリング用スイッチング素子のゲート電極に入力される制御信号の遷移のなまりを小さくする、あるいはなまりをなくすことにより、プッシュダウン電圧を加算した値を行制御回路からの距離とは無関係に均一にすることができる。その結果、表示画像の輝度むらを軽減することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0018】
(実施例1)
図1は、発明にかかるアクティブマトリクス表示装置の第1の実施例のブロック図を示す。図1に示されるように、本アクティブマトリクス表示装置は行状のゲート線Y1、Y2、…、Ymと列状のソース線X1、X2、…、Xnと両者の各交差部に対応して配された行列状の液晶画素LC11、LC12、…、LCmnを備えている。本実施例では電気光学物質として液晶を利用した画素を備えているが、本発明はこれに限られるものではなく他の電気光学物質を用いても良い。個々の液晶画素LCに対応して画素制御用薄膜トランジスタT11、T12、…、Tmnが設けられている。画素制御用薄膜トランジスタTのゲート電極は対応するゲート線Yに接続され、ソース線は対応するソース線Xに接続され、ドレイン電極は対応する液晶画素LCに接続されている。
【0019】
行制御回路1が設けられており、各ゲート線Yを線順次走査し一水平期間毎に一行分の液晶画素LCを選択する。具体的には、行制御回路1は、シフトレジスタの機能を有し、行クロック信号CLYに同期して行スタート信号DYを順次転送し、選択パルスを各ゲート線Yに出力する。これにより、画素制御用薄膜トランジスタTが開閉制御される。
【0020】
また、列制御回路2を備えており、サンプリング用スイッチング素子として、サンプリング用薄膜トランジスタTSを開閉制御することで一水平期間内で画像信号VSIGを各ソース線Xに順次サンプリングし、選択された一行分の液晶画素LCに点順次で画像信号VSIGの書込みを行う。具体的にはソース線X1、X2、…、Xnの一端にはサンプリング用薄膜トランジスタがTS1、TS2、…、TSnが設けられており、画像信号VSIGの供給を受ける。 シフトレジスタ3は列クロック信号CLXに同期して列スタート信号DXを順次転送し、その出力を波形整形回路4に出力する。波形整形回路4は、シフトレジスタから受けた信号に従い、サンプリング信号S1、S2、…、Snを出力する。これらのサンプリング信号Sは対応するサンプリング用薄膜トランジスタTS1、TS2、…、TSnを多値電圧で開閉制御し、個々のソース線Xに画像信号VSIGをサンプリングする。
【0021】
更に、各ソース線Xに対する画像信号VSIGの順次サンプリングに先行して、予備書き込み電圧VPを各ソース線X及び選択された液晶画素LCに同時に供給する予備書き込み動作を行い、画像信号VSIGのサンプリング時に生じる各ソース線Xへの充放電電流を抑制する。具体的には、個々のソース線Xの端部に接続した予備書き込み用薄膜トランジスタTP1、TP2,…、TPnを予備書き込み制御信号PCによって開閉制御している。
【0022】
次に、図2、3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駆動方法を詳細に説明する。図2は、図1の構成のタイミングチャートであり、図3は薄膜トランジスタの動作を説明する図である。
【0023】
図2に示されるように、行制御回路1は、行スタート信号DYが入力されると、行クロック信号CLYに同期して、パルス幅が1Hの行選択信号を順次出力する。尚、図2では、任意の行であるYi-1、Yi 、Yi+1が順次出力された状態を示している。
【0024】
行選択信号が出力され、行方向の各画素制御用薄膜トランジスタTがオン状態になると、まず、予備書き込み制御信号PCが出力されて予備書き込み用薄膜トランジスタTP1、TP2、…、TPnがオンし、予備書き込み電圧VPが各ソース線Xおよび選択された液晶画素LCに書き込まれる。
【0025】
列制御回路2は、列スタート信号DXが入力されると、列クロック信号CLXに同期したサンプリング基準信号R1、R2、…,Rnを生成し、更にこれを基準にサンプリング信号S1、S2、…、Snを出力する。
【0026】
例えばサンプリング基準信号R1が出力された場合、サンプリング信号S1は図3に示すように出力され、サンプリング用薄膜トランジスタTS1がオフ状態からオン状態に移行する第1期間、オン状態の第2期間、 オン状態からオフ状態へ移行する第3期間を生成し、この間に画像信号VSIGをソース線X1へサンプルする。同期間が終了すると、ソース線X1はサンプルした電位をホールドし、一水平期間が終了するまでの残りの期間で選択されている液晶画素LCへホールドした電位を書き込む。
【0027】
第1期間では、サンプリング用薄膜トランジスタTS1が徐々にオン状態に移行するため、サンプリング開始時に急激にソース線Xをチャージすることがなく、ノイズの発生、基準電位の変動を抑制できる。また、第2期間では、所定のゲート電圧を印加したオン状態になるため、短時間でソースラインを画像信号VSIGの電位レベルまでチャージする事ができる。第3期間では、徐々にオフ状態としていくため、プッシュダウン電圧を抑制することが出来る。また、上述のようにサンプリング信号Sの立ち上がりと立ち下がりをなまらせる、つまり遷移をなまらせることにより、サンプリング信号Sの信号成分をノイズとして画像信号に書き込むことを防止できる。
【0028】
尚、サンプリング開始時のノイズ等が問題にならない場合は、図4に示すように第1期間を省略しても構わない。
【0029】
更に、サンプリング用薄膜トランジスタTSは、Nチャンネルタイプ、Pチャンネルタイプのどちらでも構わず、両者を組み合わせて使用しても構わない。
【0030】
(実施例2)
図5は、発明にかかるアクティブマトリクス表示装置の第2の実施例のブロック図を示す。尚、行制御回路1、行列状の液晶画素LC11、LC12、…、LCmn、画素制御用薄膜トランジスタT11、T12、…、Tm、及び予備書込み用薄膜トランジスタTP1、TP2,…、TPnの構成、動作は実施例1で説明した通りである。
【0031】
列制御回路2は、シフトレジスタ3、可変波形整形回路5から構成されている。
【0032】
シフトレジスタ3は、列スタート信号DXが入力されると、列クロック信号CLXに同期したサンプリング基準信号R1、R2、…,Rnを生成し、可変波形整形回路5に入力する。可変波形整形回路5では、波形補正信号WFCに従って各サンプリング信号Sのオンからオフへ移行する期間(第3期間)の波形を整形して出力し、対応するサンプリング用薄膜トランジスタTS1、TS2、…、TSnを多値レベルで開閉制御し、個々のソース線Xに画像信号VSIGをサンプリングする。
【0033】
次に、図6、7を参照して、具体的な動作を説明する。
【0034】
図6では、波形補正信号WFCが徐々に減少するように与えてあり、これに伴って第3期間は短くなり、プッシュダウン電圧の改善効果が減少する。
【0035】
一般に、ゲート線Yには抵抗成分、容量成分が配線全体にわたって分布しているため、行制御回路1から遠ざかるにつれてゲート波形がなまり、画素制御用薄膜トランジスタTにおけるプッシュダウン電圧が図7に示すように減少する。尚、図7では、ゲート線Y1に接続される画素制御用薄膜トランジスタT11、T12、…、T1nを例にした。従って、波形補正信号WFCを図6に示したように波形補正信号WFCを徐々に減少するように入力することで、サンプリング用薄膜トランジスタTS1、TS2、…TSnのうち行制御回路1から遠ざかる画素制御用スイッチング素子に接続されたサンプリング用薄膜トランジスタのゲート電極に入力される制御信号の波形のなまりは少なくなる。すなわち、行制御回路1に接続される画素制御用薄膜トランジスタのうち、行制御回路1に近い画素制御用薄膜トランジスタに接続されるサンプリング用薄膜トランジスタのゲート電極に入力される制御信号の遷移のなまりを大きくし、行制御回路1から遠い画素制御用薄膜トランジスタに接続されるサンプリング用薄膜トランジスタのゲート電極に入力される制御信号の遷移のなまりを小さくする、あるいはなまりがないようにする。そのため、サンプリング用薄膜トランジスタTSで生じるプッシュダウン電圧と、画素制御用薄膜トランジスタTで生じるプッシュダウン電圧を加算した値を行制御回路1からの距離とは無関係に均一にすることができ、表示画面内の輝度むらを軽減することができる。
【0036】
尚、本実施例では、波形補正信号WFCの電圧値の減少に伴い、第3期間が短くなるようにしてあるが、これとは逆に、波形補正信号WFCの電圧値が上昇すると第3期間が短くなるようにしても良い。また、波形補正信号WFCをアナログ値で示したが、デジタル値で入力するように可変波形整形回路5を構成してもよい。更に、可変波形整形回路5にメモリ機能を持たせ、波形補正信号WFCを用いて波形補正情報を格納してもよい。
【0037】
次に、波形整形回路4の具体的な構成について、いくつかの例を挙げる。
【0038】
[第1の構成例]
図15は波形整形回路の一構成例を示す図である。a1はコンデンサ、a2は抵抗である。CR積分回路a3はコンデンサa1と抵抗a2とで構成されている。図15に示されるように、サンプリング基準信号Ri(i=1、2、…n)のそれぞれに対して、CR積分回路a3が設けられ、サンプリング基準信号Riを入力とし、サンプリング信号Si(i=1、2、…n)が出力される。
【0039】
次に動作を説明する。ここで、便宜上サンプリング基準信号Riは、任意の基準電位と単位をとって、電圧0と電圧1からなるものとする。
【0040】
まず、サンプリング基準信号Riが電圧0から電圧1に瞬時に変化する場合を説明する。この場合、サンプリング信号Siも電圧0から電圧1に変化する。この時の電圧変化は瞬時には変化せず、電圧0から指数関数的に変化して最終的に電圧1になる。即ち、コンデンサa1の容量をc、抵抗a2の抵抗値をrとした時、時定数τ=crが定義され、電圧変化は次式で表される。
【0041】
1−Exp[−t/τ]
但しtは、サンプリング基準信号Riが電圧0から電圧1に瞬時に変化した時からの経過時間である。
【0042】
同様に、まず、サンプリング基準信号Riが電圧1から電圧0に瞬時に変化する場合は、サンプリング信号Siは、電圧1から指数関数的に変化して最終的に電圧0になる。この時の、電圧変化は次式で表される。
【0043】
Exp[−t/τ]
但し今度のtは、サンプリング基準信号Riが電圧1から電圧0に瞬時に変化した時からの経過時間である。
【0044】
以上のように、波形整形回路4は第1の構成例により容易に具現化できる。
【0045】
なお、本構成の場合にサンプリング信号Siの終わりと隣接するサンプリング信号Si+1の始まりで両方が電圧0でない状態、即ち重なりが生じるが、これが不都合な場合には、サンプリング基準信号Riの終わりを早めるように信号を加工してやればよい。
【0046】
[第2の構成例]
図16は他の波形整形回路4の一構成例を示す図である。図16の構成は、論理積回路を設ける点以外は図15で示した構成と同じで同一番号を付し説明を省略する。
【0047】
b1、b2…bnは論理積回路で、サンプリング基準信号Riの各々と第3の期間だけ非能動となる制御信号Sdisの論理積をとり、その出力をCR積分回路a3の入力とする。以上の構成となっているので、制御信号Sdisの非能動となる時間を適宜設定することによって、あるサンプリング信号Siが電圧0になった後に、次のサンプリング信号Si+1が電圧0から立ち上がるので、サンプリング信号の重なりが防げる。
【0048】
さらに、図15ないし図16の構成では抵抗Rを固定抵抗としてあるが、これを外部から供給する電圧や電流で抵抗値を変えることの出来る電子ボリウム(これは電界効果型トランジスタ等で構成することができる)で置き換えることができる。即ち、第1の期間と第3の期間で、例えば波形補正信号WFC等でこの電子ボリウムの抵抗値を変化させることによって、サンプリング信号Siの変化の仕方を変えることが出来る。
【0049】
[第3の構成例]
図17は更に他の波形整形回路4の一構成例を示す図である。
【0050】
c1は加算減算計数回路、c2はDAコンバータである。これらは各サンプリング基準信号Riに対応して設けられている。加算減算計数回路c1は、外部から入力信号として、クロック信号CK、第1期間を示す信号St1、第3期間を示す信号St3、そしてサンプリング基準信号Riが供給されている。そして、加算減算計数回路c1は、サンプリング基準信号Riが電圧1をとり、かつ、信号St1が能動の場合にクロック信号CKに同期して加算計数を行い、サンプリング基準信号Riが電圧1をとり、かつ、信号St3が能動の場合にクロック信号CKに同期して減算計数を行い、他の状態では変化しないように、構成されている。
【0051】
DAコンバータc2は計数回路c1の示す数値に応じた電圧を出力するが、出力範囲は電圧0から電圧1の間が出力され、このDAコンバータc2の出力が各サンプリング信号Siとなる。
【0052】
ここで動作を説明する。あるサンプリング基準信号Riが電圧1になる時、これに同期して、信号St1を能動にすることにより、クロック信号CKに同期して計数回路c1の示す数値が増加し、DAコンバータc2の出力電圧、即ち、サンプリング信号Siが電圧0であった状態から増加していく。そして電圧1まで達した時、言い換えれば第1期間の終わりになった時に、信号St1を非能動にする。すると、計数回路c1の計数動作が停止し、DAコンバータc2の出力電圧は電圧1のままになる。この状態を第2期間の終わりまで続ける。そして、第3期間の開始時に信号St3を能動にすることにより、クロック信号CKに同期して計数回路c1の示す数値が減少し、DAコンバータc2の出力電圧、即ち、サンプリング信号Siが電圧1であった状態から減少していき、電圧0まで達した時、言い換えれば第3期間の終わりになった時に、信号St3を非能動にする。この時同時にサンプリング基準信号Riが電圧0になって、当該サンプリング基準信号Riに関する動作が終了する。そして、次のサンプリング基準信号Ri+1に関して、同様の動作が開始し、これが繰り返される。
【0053】
ここで、クロック信号CKの周波数を高くすれば、サンプリング信号Siの電圧変化を速くすることが出来、低くすれば遅く出来る。
【0054】
よって例えば、入力電圧に応じて周波数を変化させることの出来る、所謂、電圧制御発振回路を用意し、この入力電圧として波形補正信号WFCを用いて、この発信回路の出力をクロック信号CKとすることによって、サンプリング信号Siの電圧変化の仕方を波形補正信号WFCで制御することが可能である。
【0055】
[第4の構成例]
図18は更に他の波形整形回路4の一構成例を示す図である。
【0056】
d1は極性反転回路、d2は選択回路、d3積分回路、d4は選択切り替え回路、d5は波高制限回路である。これらは、各サンプリング基準信号Riに対応して設けられている。
【0057】
極性反転回路d1は、サンプリング基準信号Riを反転する回路、即ちサンプリング基準信号Riが電圧1をとる時には電圧−1を出力し、電圧0をとる時には電圧0を出力する回路であり、例えば演算増幅器を用いれば容易に構成できる。図19は極性反転回路d1の具体的な一構成例を示す図である。図19で、e1は演算増幅器で、反転及び非反転入力と出力端子を持つ。e2とe3は抵抗である。そして、サンプリング基準信号Riと演算増幅器e1の反転入力を抵抗e2を介して接続し、演算増幅回路の反転入力と出力を同じ抵抗値を持つ抵抗e3を介して接続し、非反転入力を電圧0と接続した構成となっている。以上の構成において、サンプリング基準信号Riの極性を反転した電圧を出力する。この出力信号を反転基準信号RRiとする。
【0058】
図18の選択回路d2は、入力される切り替え信号selが能動の時にサンプリング基準信号Riを、非能動の時に反転基準信号RRiを選択して出力する回路である。
【0059】
積分回路d3は、選択回路d2が出力する電圧が電圧−1の時に増加、電圧1の時に減少、電圧0の時に無変化となる積分回路である。これも演算増幅器等で容易に具現化できる。図20は積分回路d3の具体的な一構成例を示す図である。f1は演算増幅器で、反転及び非反転入力と出力端子を持つ。f2は抵抗、f3はコンデンサである。
【0060】
選択回路d2の出力と演算増幅回路の反転入力を抵抗f2を介して接続し、演算増幅回路の反転入力と出力をコンデンサf3を介して接続し、非反転入力を電圧0と接続した構成になっている。このような構成となっているので、選択回路d2の出力電圧を抵抗f2の抵抗値で除した電流値でコンデンサf3を充電する時の電圧変化が演算増幅回路の出力として得られる。
【0061】
図21は図18の構成例における選択切り替え回路d4の具体的な一構成例を示す図である。図21でg1、g2はそれぞれ第1、2の比較回路、g3はSRラッチ回路である。
【0062】
第1の電圧比較回路g1は積分回路d3が出力する電圧がある基準電圧Vref以上になった時に、出力信号として信号setを能動とする。第2の電圧比較回路g2は積分回路d3が出力する電圧が電圧0以下になった時に、出力信号として信号resetを能動とする。そして、SRラッチ回路g3は出力信号として信号selを出力するが、入力される信号setが能動になると、信号selを能動とし、その後信号setが非能動となっても、信号resetが非能動である限り、信号selを能動のまま維持し、同様に入力される信号resetが能動になると、信号selを非能動とし、その後信号resetが非能動となっても、信号setが非能動である限り、信号selを非能動のまま維持するラッチ動作をする。
【0063】
以上の構成となっているので、積分回路d3が出力する電圧がある基準電圧Vref以上になった時に出力信号として信号selを能動とし、そしてその状態を積分回路d3が出力する電圧が電圧0になるまで維持し、次に電圧0になると信号selを非能動とし、そしてその状態を積分回路d3が出力する電圧が基準電圧Vrefになるまで維持する動作をする。
【0064】
波高制限回路d5は、積分回路d3の出力する電圧が電圧1を超える場合に、電圧1より高い電圧にならないように制限を加え、サンプリング信号Siとして出力する回路である。
【0065】
図22は、波高制限回路d5の具体的な一構成例を示す図である。h1は抵抗、h2は定電圧ダイオードである。積分回路d3の出力とサンプリング信号Siとの間に抵抗h1が挿入され、この抵抗h1のサンプリング信号Si側と電圧0との間に定電圧ダイオードh2を逆バイアス状態になるように接続されている。これにより、積分回路d3の出力が所定の電圧、例えば電圧1を超える電圧になると、定電圧ダイオードh2が導通し、抵抗h1で電圧降下が生じ出力電圧は電圧1に制限される。
【0066】
以上の構成により、積分回路d3が出力する電圧が基準電圧Vrefに達するまで、信号selは非能動となり、従って選択回路d2は反転基準信号RRiを積分回路d3に出力し、積分回路d3の出力は一定の割合で増加し続ける。そして、積分回路d3の出力電圧が基準電圧Vrefに達すると、第1の電圧比較回路d41は信号setを能動とする。即ち、SRラッチ回路d43は信号selを能動とする。よって、選択回路d2はサンプリング基準信号Riを積分回路d3に出力し、積分回路d3の出力は減少し始める。すると、積分回路d3の出力電圧がある基準電圧Vrefより低くなって、第1の電圧比較回路d41の信号setは非能動となるが、一度能動となった、SRラッチ回路d43の信号selは能動となったままである。従って、積分回路d3の出力は電圧0まで一定の割合で減少しつづける。そして、電圧0に達すると、第2の電圧比較回路d42は信号resetを能動とする。即ち、SRラッチ回路d43は信号selを非能動とする。よって、選択回路d2は反転基準信号RRiを積分回路d3に出力し、積分回路d3の出力は再び一定の割合で増加し始める。
【0067】
以上が繰り返されるので、積分回路d3の出力は電圧Vrefを上限、電圧0を下限とする三角波形となる。しかし、積分回路d3の出力は波高制限回路d5で、上限は電圧1に制限されてサンプリング信号Siとなる。即ち、サンプリング信号Siは、電圧0から電圧1まで一定の割合で増加し電圧1に達すると、即ち、第1期間が終わって第2期間が開始すると、その電圧が第2期間中維持される。その後、積分回路d3の出力が電圧1より小さくなると、即ち第3期間に入ると、電圧1から電圧0まで一定の割合で減少することになる。
【0068】
なお、積分回路d3が、図20で例示した構成になっている場合に抵抗f2を電子ボリウムで置き換え、波形補正信号WFCでこの電子ボリウムの抵抗値を変化させることにより、任意の電圧変化率を任意のタイミングで作ることが出来る
【0069】
[第5の構成例]
図15から図18では、各サンプリング基準信号に対応して、個々に波形整形を行った例を示したが、これによると各サンプリング基準信号の数だけ波形整形回路を具備しなくてはならず、装置が複雑化し、また波形整形回路間の特性にばらつきが生じやすくこれが元になった表示むらが発生する危険性も生じる。本構成例はこれを回避できる。
【0070】
図22は更に他の波形整形回路4の構成例である。
【0071】
i1は、参照波形整形回路であり、図15から図18等で示した個々の波形整形回路4と同等のものである。i2は薄膜トランジスタ等によるスイッチ素子で、各サンプリング基準信号Riに対応して設けられ、入力は参照波形整形回路i1の出力、出力は各サンプリング信号Siiとなり、各サンプリング基準信号Riが電圧1になった時のみに導通状態となる。
【0072】
以上のような構成となっているので、あるサンプリング信号Siとして所望する電圧波形を参照波形整形回路i1で出力し、当該サンプリング基準信号Riを電圧1とすることによって、図15から図18と同じ電圧波形を得ることが出来る。なお、サンプリング基準信号Ri及びサンプリング信号Siを複数のブロック毎に分け、これに対応するように複数の参照波形整形回路i1を用意しても良い。
【0073】
(アクティブマトリクス表示装置の全体構成)
以上のように構成されたアクティブマトリクス表示装置の各実施形態の全体構成を図10及び図11を参照して説明する。尚、図10は、TFTアレイ基板10をその上に形成された各構成要素と共に対向基板20の側から見た平面図であり、図11は、対向基板20を含めて示す図10のH−H’断面図である。
【0074】
図10において、TFTアレイ基板10の上には、シール材52がその縁に沿って設けられており、その内側に並行して、周辺見切りとしての遮光膜53が設けられている。シール材52の外側の領域には、列制御回路2及び実装端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられており、行制御回路1が、この一辺に隣接する2辺に沿って設けられている。ゲート線Yに供給される走査信号遅延が問題にならないのならば、行制御回路2は片側だけでも良いことは言うまでもない。また、列制御回路2を画像表示領域の辺に沿って両側に配列してもよい。例えば奇数列のソース線は画像表示領域の一方の辺に沿って配設された列制御回路から画像信号を供給し、偶数列のソース線は前記画像表示領域の反対側の辺に沿って配設された列制御回路から画像信号を供給するようにしてもよい。この様にソース線Xを櫛歯状に駆動するようにすれば、列制御回路2の占有面積を拡張することができるため、複雑な回路を構成することが可能となる。更にTFTアレイ基板10の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた行制御回路1間をつなぐための複数の配線105が設けられている。また、対向基板20のコーナー部の少なくとも1箇所においては、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的導通をとるための上下導通材106が設けられている。そして、図11に示すように、図10に示したシール材52とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板20が当該シール材52によりTFTアレイ基板10に固着されており、TFTアレイ基板10と対向基板20により電気光学物質層50が封入されたアクティブマトリクス表示装置が構成されている。また、対向基板20の電気光学物質層50に面する側には、各画素の開口領域を規定し、コントラスト比の向上や隣接画素間における混色の防止のための一般にブラックマスク又はブラックマトリクスと称される遮光膜22が設けられている。
【0075】
(電子機器)
次に、以上詳細に説明したアクティブマトリクス表示装置100を備えた電子機器の実施の形態について図12から図14を参照して説明する。
【0076】
先ず図12に、このようにアクティブマトリクス表示装置100を備えた電子機器の概略構成を示す。
【0077】
図12において、電子機器は、表示情報出力源1000、表示情報処理回路1002、駆動回路1004、アクティブマトリクス表示装置100、クロック発生回路1008並びに電源回路1010を備えて構成されている。表示情報出力源1000は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、光ディスク装置などのメモリ、画像信号を同調して出力する同調回路等を含み、クロック発生回路1008からのクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号などの表示情報を表示情報処理回路1002に出力する。表示情報処理回路1002は、増幅・極性反転回路、シリアル−パラレル変換回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種処理回路を含んで構成されており、クロック信号に基づいて入力された表示情報からデジタル信号を順次生成し、クロック信号CLKと共に駆動回路1004に出力する。駆動回路1004は、アクティブマトリクス表示装置100を駆動する。電源回路1010は、上述の各回路に所定電源を供給する。尚、アクティブマトリクス表示装置100を構成するTFTアレイ基板の上に、駆動回路1004を搭載してもよく、これに加えて表示情報処理回路1002を搭載してもよい。
【0078】
次に図13から図14に、このように構成された電子機器の具体例を各々示す。
【0079】
図13において、電子機器の一例たる液晶プロジェクタ1100は、上述した駆動回路1004がTFTアレイ基板上に搭載されたアクティブマトリクス表示装置100を含む液晶表示モジュールを3個用意し、各々RGB用のライトバルブ100R、100G及び100Bとして用いたプロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ1100では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット1102から投射光が発せられると、3枚のミラー1106及び2枚のダイクロイックミラー1108によって、RGBの3原色に対応する光成分R、G、Bに分けられ、各色に対応するライトバルブ100R、100G及び100Bに各々導かれる。この際特にB光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ1122、リレーレンズ1123及び出射レンズ1124からなるリレーレンズ系1121を介して導かれる。そして、ライトバルブ100R、100G及び100Bにより各々変調された3原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム1112により再度合成された後、投射レンズ1114を介してスクリーン1120にカラー画像として投射される。
【0080】
図14において、電子機器の他の例たるマルチメディア対応のラップトップ型のパーソナルコンピュータ(PC)1200は、上述したアクティブマトリクス表示装置100がトップカバーケース内に設けられており、更にCPU、メモリ、モデム等を収容すると共にキーボード1202が組み込まれた本体1204を備えている。
【0081】
以上図13から図14を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、エンジニアリング・ワークステーション(EWS)、携帯電話、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた装置等などが図12に示した電子機器の例として挙げられる。
【0082】
以上説明したように、本実施の形態によれば、製造効率が高く高品位の画像表示が可能なアクティブマトリクス表示装置を備えた各種の電子機器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1に示した本発明の構成ブロック図である。
【図2】 図1に示した構成の全体動作を説明するための各種信号のタイミングチャートである。
【図3】 図1に示した薄膜トランジスタTSの動作例を示す図である。
【図4】 図1に示した薄膜トランジスタTSの動作例を示す図である。
【図5】 実施例2に示した本発明の構成ブロック図である。
【図6】 図5に示した構成の全体動作を説明するための各種信号のタイミングチャートである。
【図7】 プッシュダウン電圧分布を示す図である。
【図8】 従来例の構成ブロック図である。
【図9】 従来例の全体動作を説明するための各種信号のタイミングチャートである。
【図10】 アクティブマトリクス表示装置の各実施形態におけるTFTアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図である。
【図11】 図11のH−H’断面図である。
【図12】 本発明による電子機器の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図13】 電子機器の一例として液晶プロジェクタを示す断面図である。
【図14】 電子機器の他の例としてのパーソナルコンピュータを示す正面図である。
【図15】 波形整形回路の第1構成例を示す図である。
【図16】 波形整形回路の第2構成例を示す図である。
【図17】 波形整形回路の第3構成例を示す図である。
【図18】 波形整形回路の第4構成例を示す図である。
【図19】 図18に示す第4構成例の極性反転回路の構成を示す図である。
【図20】 図18に示す第4構成例の積分回路の構成を示す図である。
【図21】 図18に示す第4構成例の選択切り替え回路の構成を示す図である。
【図22】 図18に示す第4構成例の波高制限回路の構成を示す図である。
【図23】 波形整形回路の第5構成例を示す図である。
【符号の説明】
1 行制御回路
2 列制御回路
3 シフトレジスタ
4 波形整形回路
5 可変波形整形回路
Claims (4)
- 互いに交差する複数の行ライン及び複数の列ラインと、該行ラインと該列ラインに各々接続される複数の画素とを有し、該各画素は画素制御用スイッチング素子と電気光学物質とが電気的に直列接続されてなる電気光学装置の駆動回路において、
前記行ラインを選択する行制御回路と、
前記列ラインの各々に接続されたサンプリング用スイッチング素子と、
前記サンプリング用スイッチング素子を多値電圧を用いて開閉制御すると共に、前記開閉制御のための制御電圧及び該制御電圧の印加タイミングが前記列ライン毎に独立に設定され、前記行ラインが選択される一水平走査期間毎に、前記サンプリング用スイッチング素子を介して画像信号を出力し、前記選択された行ラインに接続される前記画素に前記画像信号を供給する列制御回路とを備えたことを特徴とする電気光学装置の駆動回路。 - 互いに交差する複数の行ライン及び複数の列ラインと、該行ラインと該列ラインに各々接続される複数の画素とを有し、該各画素は画素制御用スイッチング素子と電気光学物質とが電気的に直列接続されてなる電気光学装置の駆動方法において、
前記複数の行ラインを順次選択し、
前記列ラインに接続したサンプリング用スイッチング素子を多値電圧を用いて開閉制御すると共に、前記開閉制御のための制御電圧及び該制御電圧の印加タイミングを前記列ライン毎に独立に設定し、
前記行ラインが選択される一水平走査期間毎に、前記サンプリング用スイッチング素子を介して画像信号を出力して前記選択された行ラインに接続される前記画素に前記画像信号を供給することを特徴とする電気光学装置の駆動方法。 - 互いに交差する複数の行ライン及び複数の列ラインと、該行ラインと該列ラインに各々接続される複数の画素とを有し、該各画素は画素制御用スイッチング素子と電気光学物質とが電気的に直列接続されてなる電気光学装置の駆動回路において、
前記列ラインの各々に接続されたサンプリング用スイッチング素子と、
前記サンプリング用スイッチング素子を多値電圧を用いて開閉制御すると共に、行制御回路に近い前記画素制御用スイッチング素子に接続される前記サンプリング用スイッチング素子のゲート電極に入力される制御信号の遷移のなまりよりも行制御回路から遠い前記画素制御用スイッチング素子に接続される前記サンプリング用スイッチング素子のゲート電極に入力される制御信号の遷移のなまりを小さくすることを特徴とする電気光学装置の駆動回路。 - 請求項1または請求項3に記載の電気光学装置の駆動回路を備えたことを特徴とする電気光学装置。
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