JP3779279B2 - Image display device - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マトリクス状に配列された画素の全体又は一部を用いて複数の画像フォーマットに対応する画像を表示する機能を有する画像表示装置に備えられる走査信号線駆動回路、及び画像表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から用いられている画像表示装置としては様々なタイプのものが有るが、ここではアクティブマトリクス型液晶表示装置を例に挙げて説明する。
【0003】
一般に液晶表示装置は、画素や信号線等が多数形成されたアクティブ基板と、表示領域全面に透明電極やカラーフィルタ等が形成された対向基板とが所定の間隙を保って貼り合わされ、該間隙に液晶が注入された液晶セルに所望の信号を書き込んで表示を行うものである。
【0004】
図11は、従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成の一例を示すものである。この液晶表示装置は、図11に示すように、画素アレイARYと、走査信号線駆動回路GDと、データ信号線駆動回路SDとを有している。前記画素アレイARY内には、前記走査信号線駆動回路GDに接続された複数の走査信号線GLと、前記データ信号線駆動回路SDに接続された複数のデータ信号線SLとで囲まれた部分に、画素PIXがマトリクス状に配置されている。
【0005】
前記各画素PIXは、図12に示すように、電界効果トランジスタなどからなるスイッチング素子SWと、画素容量(液晶容量CLと、必要によって付加される補助容量CSとから成る)とによって構成される。図12において、スイッチング素子SWのドレイン及びソースを介してデータ信号線SLと画素容量の一方の電極とが接続され、スイッチング素子SWのゲートは走査信号線GLに接続され、画素容量の他方の電極は全画素に共通な共通電極線に接続されている。
【0006】
前記データ信号線駆動回路SDは、クロック信号CKS等のタイミング信号に同期して、図示しない外部回路より入力された映像信号DATをサンプリングし、必要に応じて増幅して各データ信号線SLに書き込む。一方、前記走査信号線駆動回路GDは、クロック信号CKG等のクロック信号に同期して走査信号線GLを順次選択し、画素PIX内に設けられたスイッチング素子SWの開閉を制御する。これにより、各データ信号線SLに書き込まれた映像信号DATを各画素PIXに書き込むと共に、各画素PIXに書き込まれたデータを保持する。これにより、各液晶容量CLに印加される電圧に応じて液晶の透過率又は反射率が変調され、表示を行っている。
【0007】
従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、それぞれ1つの画像フォーマットに対応するものが主であった。すなわち、例えばVGA仕様の液晶表示装置における画素数は640×480個であり、XGA仕様の液晶表示装置における画素数は1024×768個である。なお、カラー表示の場合は、この画素数はそれぞれ3倍になる。そして、表示は画素アレイARYを全て用いて行っていた。
【0008】
ところで、近年1つの画像表示装置で複数の画像フォーマットに対応する画像表示装置の開発が行われている。つまり、1つの画像表示装置で、XGA仕様とVGA仕様の両画像を切り替えて表示する場合や、ハイビジョン仕様とNTSC仕様の両画像を切り替えて表示する場合等である。
【0009】
例えば、画像表示装置がXGA仕様の画像フォーマットに対応している場合、その画素数は1024×768個であるが、この画像表示装置を用いて、縦横比16:9のテレビ画像(画素数は1024×480個)や、SVGA仕様の画像フォーマット(画素数は800×600個)を表示しようとする場合、▲1▼外部で補間信号を生成し、補間走査を行うことにより画面全体で表示を行う方法と、▲2▼図13の(a)又は(b)に示すように、画面の一部を用いて本来の画素数で表示を行う方法とがある。なお、図13の(a)は画像表示領域の上下に非表示領域を設けた場合であり、(b)は画像表示領域の上下及び左右に非表示領域を設けた場合である。
【0010】
前者▲1▼の場合、補間走査を行うことにより、画面内の位置によって微妙に表示パターンが変わり、特に文字表示において字体が崩れるなどの不具合が生ずる可能性がある。一方、後者▲2▼の場合、補間走査を行わないので文字表示における字体崩れなどは生じない。したがって、手法としては後者▲2▼を用いるほうが好ましい。
【0011】
ところで、前記▲2▼の手法を用いた場合には、画面内で表示に寄与しない領域(以下、非表示領域という)が生じてしまうが、該領域には一般的に適当なパターンや黒色を表示させている。例えば、特開平6−189231号公報では、表示に寄与しない領域に木目調等の所定のパターンを有する映像を表示させる技術が開示されている。
【0012】
【特許文献1】
特開平6−189231号公報(公開日平成06年07月08日)
【0013】
【特許文献2】
特開平9−212139号公報(公開日平成09年08月15日)
【0014】
【特許文献3】
特開平8−043852号公報(公開日平成08年02月16日)
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平6−189231号公報のように、非表示領域に映像を表示させる場合には、この表示のための新たなクロック信号と映像信号とを必要とするため、外部回路の構成が複雑になってしまうという問題点があった。
【0016】
また、前記非表示領域が、表示を行っている領域の上下に存在した場合、本来の画像フォーマットの表示に必要な走査信号線よりも多くの走査信号線を所定の期間内に走査させることが必要となるため、走査信号線駆動回路のクロック信号CKGの周波数を高める、あるいは新たなクロック信号を生成する必要があり、そのために外部回路が更に複雑になってしまうという問題点があった。
【0017】
そこで、特開平9−212139号公報には、非表示領域を黒表示とし、更にこの非表示領域が、表示領域の上下に存在した場合、前記非表示領域の走査信号線を垂直帰線期間中に一斉に動作させて前記非表示領域の画素に黒表示に対応するデータ信号を書き込む技術が開示されている。これにより、走査信号線駆動回路のクロック信号CKGの周波数を高める必要がなくなる。
【0018】
しかしながら、特開平9−212139号公報の技術によれば、非表示領域に対応する複数の走査信号線に接続された複数のスイッチング素子SWの開閉が同時に制御されるので、前記スイッチング素子SWが開状態(OPEN)から閉状態(CLOSE)、あるいは閉状態から開状態に変化する時、つまり、非表示領域に対応する複数の走査信号線の電位レベルが切り替わる時に、走査信号線駆動回路に大きな電流が流れてしまい、その影響で表示領域に対応する走査信号線の電位レベルが変動する可能性があるという新たな問題点があった。特に、前記スイッチング素子SWを開状態とする電位のレベル(スイッチング素子SWがn−chの場合、低電位電源のレベル)が変動すると、画素スイッチの保持特性が損なわれる場合があり、表示品位を著しく低下させてしまう。
【0019】
なお、スイッチング素子SWを閉状態にするとはスイッチング素子SWをONにすることを意味し、開状態にするとはスイッチング素子SWをOFFにすることを意味している。
【0020】
本発明は上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、比較的単純な構成により複数の画像フォーマットに対応可能であり、かつ表示品位の良好な画像表示を可能とする走査信号線駆動回路及び画像表示装置を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明の走査信号線駆動回路は、マトリクス状に配列された複数のスイッチング素子の開閉を制御する走査信号線を駆動する走査信号線駆動回路において、走査信号線が設けられた領域のうち、複数の走査信号線を順次に駆動する領域と複数の走査信号線を同時に駆動する領域に対応して分割されるとともに、外部回路と接続される電源線が、前記複数の走査信号線を順次に駆動する領域と前記複数の走査信号線を同時に駆動する領域に対応して分割されていることを特徴としている。
【0022】
上記の走査信号線駆動回路は、前記外部回路と接続される電源線のうち、前記走査信号線に接続されたスイッチング素子を開状態にさせる信号を供給するための電源線のみが、前記複数の走査信号線を順次に駆動する領域と前記複数の走査信号線を同時に駆動する領域に対応して分離されている構成としてもよい。
【0023】
また、本発明の画像表示装置は、マトリクス状に配列された複数の画素及びスイッチング素子と、前記スイッチング素子の開閉を制御する走査信号線と、前記各画素に前記スイッチング素子を介して選択的にデータ信号を供給するためのデータ信号線と、前記走査信号線及びデータ信号線を駆動する走査信号線駆動回路及びデータ信号線駆動回路と、前記各駆動回路に所望の信号を供給するための外部回路とを含んで構成され、前記画素の全体または一部を用いて複数の画像フォーマットに対応する画像を表示し、画素の一部を用いる画像フォーマットの場合に、前記走査信号線駆動回路が画像を表示しない非表示領域に対応する走査信号線を複数同時に走査する画像表示装置において、前記走査信号線駆動回路は、前記複数の画像フォーマットに対応して分割され、前記外部回路と前記走査信号線駆動回路とを接続する電源線は、各画像フォーマットに対応して分離されていることを特徴としている。
【0024】
上記の画像表示装置は、前記外部回路と前記走査信号線駆動回路とを接続する電源線のうち、前記走査信号線に接続されたスイッチング素子を開状態にさせる信号を供給するための電源線のみが、各画像フォーマットに対応して分離されている構成としてもよい。
【0025】
上記の画像表示装置は、前記外部回路と前記走査信号線駆動回路とを接続する前記分離された電源線は、それぞれ別個の端子を有している構成としてもよい。
【0026】
上記の画像表示装置は、前記外部回路と前記走査信号線駆動回路とを接続する前記分離された電源線は、それぞれ共通の端子を有して構成としてもよい。
【0027】
上記の画像表示装置は、前記複数の画素、スイッチング素子、走査信号線駆動回路及びデータ信号線駆動回路が、同一基板上に形成されている構成としてもよい。
【0028】
上記の画像表示装置は、少なくとも前記走査信号線駆動回路及びデータ信号線駆動回路を構成するトランジスタは、600℃以下のプロセスで形成された多結晶シリコン薄膜トランジスタである構成としてもよい。
【0029】
以下、上記構成による作用について説明する。本発明の画像表示装置においては、外部回路と走査信号線駆動回路とを接続する電源線を、各画像フォーマットに対応して分離させることによって、画素の一部を用いて表示を行う場合に、非表示領域に対応する複数の走査信号線に接続されたスイッチング素子の開閉が同時に制御されるため、前記スイッチング素子SWが開状態から閉状態、あるいは閉状態から開状態に変化する時、つまり、非表示領域に対応する走査信号線の電位レベルが切り替わる時に、走査信号線駆動回路に大きな電流が流れた場合であっても、その影響で表示領域に対応する走査信号線の電位レベルが変動することがなくなり、表示不良の発生を抑えることが可能となる。
【0030】
また、前記外部回路と前記走査信号線駆動回路とを接続する電源線のうち、前記走査信号線に接続されたスイッチング素子を開状態にさせる信号を供給するための電源線のみを、各画像フォーマットに対応して分離させるようにしても良い。これは、表示領域に対応する走査信号線に入力される電位レベルのうち、前記走査信号線に接続されたスイッチング素子を開状態にさせる信号の電位レベルが変動した場合、該スイッチング素子の保持特性が損なわれてしまうので、表示に与える影響が非常に大きいためである。また、これにより電源線の増加を極力抑えることが可能となる。
【0031】
前記外部回路と前記走査信号線駆動回路とを接続する前記分離された電源線は、それぞれ別個の端子を有していても良い。この場合、各電源線に生ずる電位の変動の影響を更に低減させることが可能となる。
【0032】
また、前記外部回路と前記走査信号線駆動回路とを接続する前記分離された電源線は、それぞれ共通の端子を有していても良い。この場合、前記外部回路と前記走査信号線駆動回路との接続端子数の増加を回避することができるので、回路規模や実装コストの増加を抑えることが可能となる。
【0033】
また、前記複数の画素、スイッチング素子、走査信号線駆動回路、及びデータ信号線駆動回路を同一基板上に形成することによって、各駆動回路の部品コストと実装コストの削減や、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【0034】
また、少なくとも前記走査信号線駆動回路及びデータ信号線駆動回路を構成するトランジスタを、600℃以下のプロセスで形成された多結晶シリコン薄膜トランジスタとすることによって、ガラス等の低コスト基板上に大面積の画像表示装置を形成することが可能となる。また、充分な駆動能力を有する走査信号線駆動回路及びデータ信号線駆動回路を構成することができるので、外部回路の回路規模を抑えることが可能となる。
【0035】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態1〕
本発明の第1の実施形態について、図1乃至図10を用いて説明する。本実施形態では、図1に示すように、画素アレイARYと、走査信号線駆動回路GDと、データ信号線駆動回路SDとが同一のガラス基板SUB上に形成された、いわゆるドライバモノリシック構造を有するアクティブ基板と、対向電極やカラーフィルタなどが形成された対向基板(図示せず)とが所定の間隙を保って貼り合わされ、この間隙に液晶材料(図示せず)が注入され、さらに背面に照明装置(図示せず)を備えた直視型の液晶表示装置について説明する。
【0036】
この液晶表示装置におけるアクティブ基板は、画素アレイARY内に、走査信号線駆動回路GDに接続されて行方向に配置された複数の走査信号線GLと、データ信号線SDに接続されて列方向に配置された複数のデータ信号線SLと、走査信号線GLとデータ信号線SLとに囲まれた領域にマトリクス状に配置された複数の画素PIXとが形成されている。また、走査信号線駆動回路GD及びデータ信号線駆動回路SDは、外部コントロール回路CTLからの信号と、外部電源回路VGENからの電源電位とによって駆動される。
【0037】
前記各画素PIXは、図12に示したように、電界効果トランジスタなどからなるスイッチング素子SWと、画素容量(液晶容量CLと、必要によって付加される補助容量CSとから成る)とによって構成される。
【0038】
このように、走査信号線駆動回路GDとデータ信号線駆動回路SDとを、画素アレイARYと同一基板上に、つまりモノリシックに形成することにより、これらを別々に構成して実装するよりも、駆動回路の製造コストや実装コストの低減を図ることができると共に、信頼性の向上を図ることもできる。
【0039】
ドライバモノリシック構造を達成させるためには、前記走査信号線駆動回路GDとデータ信号線駆動回路SDとを、電子移動度の大きな多結晶シリコン薄膜トランジスタを用いて構成することが望ましい。この多結晶シリコン薄膜トランジスタの構造の一例を図2に示す。
【0040】
図2において、1は絶縁基板、2はベースコート層、3はソース領域、4はチャネル領域、5はドレイン領域、6はゲート絶縁膜、7はゲート電極、8は層間絶縁膜、9、10は金属配線である。前記ソース領域3、チャネル領域4、ドレイン領域5は多結晶シリコン薄膜からなっており、特にソース領域3、ドレイン領域5には不純物イオンが注入されている。
【0041】
以下に、この多結晶薄膜トランジスタをガラス基板上に形成するときの製造プロセスを、図3を用いて簡単に説明する。なお、図3はn型トランジスタとp型トランジスタとを組み合わせて構成されるCMOS−TFTについて説明したものである。
【0042】
まず、図3(a)に示すようにガラス基板11上に非晶質シリコン薄膜12を堆積させ、続いて図3(b)に示すように非晶質シリコン薄膜12にエキシマレーザを照射する。このとき、前記非晶質シリコン12は結晶化されて多結晶シリコン13になる。なお、図3では省略しているが、前記ガラス基板1上にはガラス中のイオンの拡散を防止するためにSiO2などからなるオーバーコート層を形成しておく。
【0043】
次に、図3(c)乃至(e)に示すように、前記多結晶シリコン13を所望の形状にパターニングし、SiO2などからなるゲート絶縁膜14を形成し、更にトランジスタのゲート電極15をアルミニウムなどで形成する。その後、図3(f)に示すように、p型トランジスタの形成領域をレジスト16で覆った状態でn型トランジスタのソース及びドレイン領域に不純物としてP(リン)を添加し、続いて図3(g)に示すように、n型トランジスタの形成領域をレジスト17で覆った状態でp型トランジスタのソース及びドレイン領域に不純物としてB(ボロン)を添加する。
【0044】
その後、図3(h)乃至(j)に示すように、SiO2またはSiNXなどからなる層間絶縁膜18を堆積してコンタクトホール19を開口させた後、アルミニウムなどの金属配線20を形成することにより、CMOS−TFTが完成する。
【0045】
上述した製造方法によれば、プロセスの最高温度はゲート絶縁膜14の形成時の600℃程度であるので、例えば米国コーニング社製の1737ガラスなどの高耐熱性ガラスを用いることができ、安価に大面積化を実現することができる。
【0046】
なお、画素アレイARY内の各画素PIXに設けられる電界効果型スイッチング素子SWとして、図2に示したような多結晶シリコン薄膜トランジスタを用いれば、前記走査信号線駆動回路GD及びデータ信号線駆動回路SD内のトランジスタと各画素PIXに設けられるトランジスタとをほぼ同一の工程で作製することが可能となる。
【0047】
続いて、本実施形態の画像表示装置を用いて表示を行う場合について、以下に説明する。ここでは、画素アレイARY全てを用いて表示する画像フォーマット(以下、第1の画像フォーマットという)と、図13の(a)、(b)に示したような、少なくとも画素アレイARYの上下に黒表示が行われる非表示領域を設けて、この非表示領域を除く画素アレイARYを用いて表示する画像フォーマット(以下、第2の画像フォーマットという)とを表示することができる液晶表示装置を例に挙げて、前記第2の画像フォーマットを表示させる場合について説明する。
【0048】
表示領域の左右に黒表示領域(非表示領域)が存在する場合、この黒表示領域に関しては、例えば黒表示データを書き込むための専用の回路を用いることにより、本来の画像データの書き込みと同時に黒表示データをデータ信号線SLに書き込むことが可能である。そして、走査信号線GLをアクティブにすることにより、データ信号線SLに書き込まれた黒表示データと画像データとを、それぞれ対応する画素に書き込むことができる。なお、黒表示データを書き込むための専用の回路は、一定レベルの電位を供給するだけの回路で良いため単純な構成で形成することができ、回路構成の複雑化を招くことはない。
【0049】
一方、表示領域の上下の黒表示領域(非表示領域)に関しては、全てのデータ信号線SLに黒表示データを書き込む必要があり、本来の画像データと同時に書き込むことができないので、垂直帰線期間を用いて黒表示データを書き込む。また、表示領域の上下の黒表示領域(非表示領域)に対応する走査信号線GLの数が多い場合は、垂直帰線期間中にこれら全てを順次走査することが不可能である。例えば、第1の画像フォーマットがXGAフォーマット(画素数1024×768)であり、第2の画像フォーマットがワイドテレビ画像(画素数1024×480)である場合、前記非表示領域に対応する走査信号線GLの数は288本であり、これら全てを垂直帰線期間中に順次走査することは不可能である。したがって、前記垂直帰線期間中に前記非表示領域に対応する走査信号線GLを複数同時に走査して黒表示データを書き込む。
【0050】
このときの走査信号線GLの信号波形を図4及び図5に示す。ここでは例として、走査信号線GLが全部でk本であり、i行目〜j−1行目の走査信号線GLi〜GLj−1が第2の画像フォーマットの表示領域に対応する場合を示している。
【0051】
図4においては、画像表示期間(映像信号DATが出力されている期間)中には走査信号線GLi〜GLj−1が順次走査されており、垂直帰線期間中には非表示領域に対応する走査信号線GL1〜GLi−1及びGLj〜GLkが同時に閉状態となっている。また、図5においては、垂直帰線期間を2つの期間に分割しており、垂直帰線期間の前半で画像表示領域の上側の非表示領域に対応する走査信号線GL1〜GLi−1を同時に閉状態とし、垂直帰線期間の後半で画像表示領域の下側の非表示領域に対応する走査信号線GLj〜GLkを同時に閉状態としている。
【0052】
そして、前記垂直帰線期間中に映像信号DATを黒表示データとすることにより、表示領域の上下の非表示領域に黒表示データを書き込むことが可能となる。
【0053】
図4のように動作させた場合、非表示領域の全領域を一種類のタイミング信号で制御することができ、回路構成を簡単にすることができる。また、図5にように動作させた場合、非表示領域を2分割してタイミングをずらしているため、非表示領域に対応する走査信号線の電位レベルを切り替える時に生ずる電位変動のピークを抑えることができ、電源を供給する外部電源回路VGENの供給能力を小さくして回路規模の縮小や消費電力の低減を図ることができる。
【0054】
次に、走査信号線駆動回路GDの構成について、以下に詳細に説明する。本実施形態の液晶表示装置に用いられる走査信号線駆動回路GDは、上述したような表示を可能とするため、図6の(a)、(b)に示されるように3つの走査信号線駆動回路GD1、GD2、GD3に分けられている。そして、第1の画像フォーマットは全ての走査信号線駆動回路GD1、GD2、GD3に対応する領域を用いて表示され、第2の画像フォーマットは中央の走査信号線駆動回路GD2のみに対応する領域を用いて表示される。
【0055】
図6の(a)は、外部電源回路VGENと各走査信号線駆動回路GD1、GD2、GD3とを接続する電源線のうち、走査信号線駆動回路GD1及びGD3を駆動させる電源電位VGL1、VGH1を入力するための電源線と、走査信号線駆動回路GD2を駆動させる電源電位VGL2、VGH2を入力するための電源線とを別々に設けたものである。また、図6の(b)は、各走査信号線駆動回路GD1、GD2、GD3を駆動させる各電源電位VGL1、VGL2、VGL3、VGH1、VGH2、VGH3を入力するための電源線を別々に設けたものである。
【0056】
このような構成とすることにより、ある走査信号線駆動回路に大きな電流が流れた場合であっても、それが他の走査信号線駆動回路の電位に影響を与えないので表示不良の発生を抑えることができる。つまり、第2の画像フォーマットを表示させる場合、垂直帰線期間中に非表示領域に対応する複数の走査信号線GLの電位レベルが同時に切り替わる時に、走査信号線駆動回路GD1、GD3に大きな電流が流れ、該駆動回路内に電位変動が生じたとしても、上述したように電源線を分離することにより、この電位変動が表示領域に対応する走査信号線駆動回路GD2の電位に影響を与えることがない。したがって、表示領域に対応する走査信号線駆動回路GD2に接続された走査信号線の電位が乱されることがなくなり、良好な画像表示を得ることが可能となる。
【0057】
なお、上述した電位変動の影響を抑える効果をより小さくするためには、図7に示すように、前記分離された電源線がそれぞれ別個の端子を持つように形成すれば良い。
【0058】
一方、端子数の増加やそれに伴う実装コストの増加、あるいは回路規模の増加を防ぐためには、図8に示すように、前記分離された電源線がそれぞれ共通の端子を持つように形成すれば良い。
【0059】
〔実施の形態2〕
以下、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態における走査信号線駆動回路GDの構成を図9に示す。
【0060】
図9に示されるように、本実施形態における走査信号線駆動回路GDは、3つの走査信号線駆動回路GD1、GD2、GD3に分けられている点は実施形態1と同じであるが、各画素PIX内に設けられているスイッチング素子SWを開状態にさせる電源電位VGLを入力するための電源線のみが別々に設けられており、前記スイッチング素子SWを閉状態にさせる電源電位VGHを入力するための電源線は共通となっている点が実施形態1と異なっている。
【0061】
このような構成において、第2の画像フォーマットを表示する場合には、実施形態1で示したように、図4又は図5に示す駆動波形に基づいて各走査信号線駆動回路GD1、GD2、GD3を動作させる。
【0062】
この場合、垂直帰線期間中に非表示領域に対応する複数の走査信号線GLが同時に閉状態から開状態に変化する時、走査信号線駆動回路GD1、GD3に大きな電流が流れて、スイッチング素子SWを開状態とする電源線に電位変動が生ずる。また、非表示領域に対応する複数の走査信号線GLが同時に開状態から閉状態に変化する時は、スイッチング素子SWを閉状態とする電源線電位変動が生ずる。
【0063】
垂直帰線期間中に表示領域に対応する走査信号線駆動回路GD2に接続される走査信号線にはスイッチング素子SWを開状態とする電位(スイッチング素子SWとして用いる画素トランジスタがn−chの場合は低電位)が印加されているので、スイッチング素子SWを開状態とする電源線に電位変動が生じた場合に、このスイッチング素子SWにリーク電流が生じてしまい、該スイッチング素子SWの保持特性が損なわれて表示品位を大きく低下させることになる。
【0064】
したがって、外部電源回路VGENと各走査信号線駆動回路GD1、GD2、GD3とを接続する電源線のうち、各画素PIX内に設けられているスイッチング素子SWを開状態にさせる電源電位VGLを入力するための電源線のみを別々に設けておけば良い。このような構成とすることにより、電源線の増加が抑えられるので回路規模の増加を抑えることができる。
【0065】
なお、本実施形態においても、上述した実施形態1と同様に、スイッチング素子SWを開状態にするための電源電位VGLを入力するための電源線を、走査信号線駆動回路GD1とGD3とでさらに分離しても良い。また、これらの分離された電源線の端子は、実施形態1と同様に共通にして設けても分離して設けても良い。
【0066】
なお、上述した実施形態1及び実施形態2で説明した画像表示装置は、透過型に限らず反射型として用いることも可能である。さらに、直視型に限らず投射型として用いることも可能である。に、本発明の画像表示装置を投射型に適用した場合の光学系を含めたシステム構成を示す。図10において、21は光源、22は特定の波長の光を反射し、その他の光を透過させるダイクロイックミラー、23は反射ミラー、24R、24G、24Bはそれぞれ赤色、緑色、青色の表示に対応した3枚の液晶表示パネル、25は投射レンズ、26はスクリーンである。
【0067】
このような投射型の画像表示装置においては、複数の画像フォーマットを切り替えて表示させる場合に、非表示領域を黒表示として投射倍率を適宜変化させることによって、非表示領域を画面内からなくすことができ、違和感の無い表示を得ることができる。なお、投射型としては、フロント投射型、リア投射型のどちらにも適用することができる。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像表示装置においては、外部回路と走査信号線駆動回路とを接続する電源線を、各画像フォーマットに対応して分離させることによって、画素の一部を用いて表示を行う場合に、非表示領域に対応する複数の走査信号線に接続されたスイッチング素子の開閉が同時に制御されるため、前記スイッチング素子SWが開状態から閉状態、あるいは閉状態から開状態に変化する時、つまり、非表示領域に対応する走査信号線の電位レベルが切り替わる時に、走査信号線駆動回路に大きな電流が流れた場合であっても、その影響で表示領域に対応する走査信号線の電位レベルが変動することがなくなり、表示不良の発生を抑えることができるという効果を奏する。
【0069】
また、前記外部回路と前記走査信号線駆動回路とを接続する電源線のうち、前記走査信号線に接続されたスイッチング素子を開状態にさせる信号を供給するための電源線のみを、各画像フォーマットに対応して分離させることにより、電源線の増加を極力抑えることができ、回路規模の増加を抑えることができるという効果を奏する。
【0070】
また、前記外部回路と前記走査信号線駆動回路とを接続する前記分離された電源線は、それぞれ別個の端子を有していることにより、各電源線に生ずる電位の変動の影響を最小限に低減させることができるという効果を奏する。
【0071】
また、前記外部回路と前記走査信号線駆動回路とを接続する前記分離された電源線は、それぞれ共通の端子を有していることにより、前記外部回路と前記走査信号線駆動回路との接続端子数の増加を回避することができるので、回路規模や実装コストの増加を抑えることができるという効果を奏する。
【0072】
また、前記複数の画素、スイッチング素子、走査信号線駆動回路、及びデータ信号線駆動回路を同一基板上に形成することによって、各駆動回路の部品コストと実装コストの削減や、信頼性の向上を図ることができるという効果を奏する。
【0073】
また、少なくとも前記走査信号線駆動回路及びデータ信号線駆動回路を構成するトランジスタを、600℃以下のプロセスで形成された多結晶シリコン薄膜トランジスタとすることによって、ガラス等の低コスト基板上に大面積の画像表示装置を形成することができるという効果を奏する。また、充分な駆動能力を有する走査信号線駆動回路及びデータ信号線駆動回路を構成することができるので、外部回路の回路規模を抑えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像表示装置の構成図である。
【図2】本発明の画像表示装置に用いられる多結晶シリコン薄膜トランジスタの断面構成図である。
【図3】図2に示す多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造工程を示す断面フロー図である。
【図4】本発明の画像表示装置を駆動させるときの駆動波形の一例を示す図である。
【図5】本発明の画像表示装置を駆動させるときの駆動波形の他の例を示す図である。
【図6】本発明の実施形態1における走査信号線駆動回路の構成及びこれらに接続される電源線の構成を示す図であって、図6(a)は、外部電源回路VGENと各走査信号線駆動回路GD1、GD2、GD3とを接続する電源線のうち、走査信号線駆動回路GD1及びGD3を駆動させる電源電位VGL1、VGH1を入力するための電源線と、走査信号線駆動回路GD2を駆動させる電源電位VGL2、VGH2を入力するための電源線とを別々に設けた場合を示すもの、図6(b)は、各走査信号線駆動回路GD1、GD2、GD3を駆動させる各電源電位VGL1、VGL2、VGL3、VGH1、VGH2、VGH3を入力するための電源線を別々に設けた場合を示すものである。
【図7】図6の(a)に示した電源線の端子構造を示す図である。
【図8】図6の(a)に示した電源線の他の端子構造を示す図である。
【図9】本発明の実施形態2における走査信号線駆動回路の構成及びこれらに接続される電源線の構成を示す図である。
【図10】本発明の画像表示装置を投射型表示装置に適用させたときの構成図である。
【図11】従来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図である。
【図12】図11における画素PIXの詳細図である。
【図13】一部の画素を用いて表示を行う場合の表示例を示した図であって、図13(a)は画像表示領域の上下に非表示領域を設けた場合であり、図13(b)は画像表示領域の上下及び左右に非表示領域を設けた場合である。
【符号の説明】
1 絶縁基板
2 ベースコート層
3 ソース領域
4 チャネル領域
5 ドレイン領域
6 ゲート絶縁膜
7 ゲート電極
8 層間絶縁層
9 金属配線
10 金属配線
ARY 画素アレイ
GD 走査信号線駆動回路
GL 走査信号線
SD データ信号線駆動回路
SL データ信号線
PIX 画素
CTL 外部コントロール回路
VGEN 外部電源回路
SW スイッチング素子
CL 液晶容量
CS 補助容量
VGL 走査信号線駆動回路を駆動させるための電源電位
VGH 走査信号線駆動回路を駆動させるための電源電位
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scanning signal line driving circuit provided in an image display device having a function of displaying an image corresponding to a plurality of image formats using all or a part of pixels arranged in a matrix, and an image display device. Is.
[0002]
[Prior art]
There are various types of image display devices that have been used conventionally. Here, an active matrix type liquid crystal display device will be described as an example.
[0003]
In general, in a liquid crystal display device, an active substrate in which a large number of pixels, signal lines, and the like are formed and an opposite substrate in which a transparent electrode, a color filter, and the like are formed on the entire display area are bonded to each other with a predetermined gap therebetween. A desired signal is written in a liquid crystal cell into which liquid crystal has been injected for display.
[0004]
FIG. 11 shows an example of the configuration of a conventional active matrix liquid crystal display device. As shown in FIG. 11, the liquid crystal display device includes a pixel array ARY, a scanning signal line driving circuit GD, and a data signal line driving circuit SD. In the pixel array ARY, a portion surrounded by a plurality of scanning signal lines GL connected to the scanning signal line driving circuit GD and a plurality of data signal lines SL connected to the data signal line driving circuit SD In addition, the pixels PIX are arranged in a matrix.
[0005]
As shown in FIG. 12, each of the pixels PIX includes a switching element SW made up of a field effect transistor and the like, and a pixel capacitor (made up of a liquid crystal capacitor CL and an auxiliary capacitor CS added if necessary). In FIG. 12, the data signal line SL and one electrode of the pixel capacitor are connected via the drain and source of the switching element SW, the gate of the switching element SW is connected to the scanning signal line GL, and the other electrode of the pixel capacitor is connected. Are connected to a common electrode line common to all pixels.
[0006]
The data signal line driving circuit SD samples the video signal DAT input from an external circuit (not shown) in synchronization with a timing signal such as the clock signal CKS, amplifies it as necessary, and writes it to each data signal line SL. . On the other hand, the scanning signal line driving circuit GD sequentially selects the scanning signal lines GL in synchronization with a clock signal such as the clock signal CKG, and controls opening and closing of the switching element SW provided in the pixel PIX. As a result, the video signal DAT written to each data signal line SL is written to each pixel PIX, and the data written to each pixel PIX is held. Thereby, the transmittance or reflectance of the liquid crystal is modulated in accordance with the voltage applied to each liquid crystal capacitor CL, and display is performed.
[0007]
Conventional active matrix type liquid crystal display devices mainly correspond to one image format. That is, for example, the number of pixels in a liquid crystal display device with VGA specifications is 640 × 480, and the number of pixels in a liquid crystal display device with XGA specifications is 1024 × 768. In the case of color display, the number of pixels is tripled. The display is performed using the entire pixel array ARY.
[0008]
By the way, in recent years, an image display apparatus corresponding to a plurality of image formats has been developed in one image display apparatus. That is, there are a case where a single image display device switches between XGA specification and VGA specification images, a case where both high-vision specification and NTSC specification images are switched, and the like.
[0009]
For example, when the image display device supports an XGA specification image format, the number of pixels is 1024 × 768, and this image display device is used to create a television image with a 16: 9 aspect ratio (the number of pixels is 1024 x 480) or SVGA specification image format (number of pixels is 800 x 600). (1) Generate an interpolation signal externally and perform interpolation scanning to display the entire screen. (2) There are a method of performing display with the original number of pixels using a part of the screen as shown in (a) or (b) of FIG. 13A shows a case where non-display areas are provided above and below the image display area, and FIG. 13B shows a case where non-display areas are provided above and below the image display area.
[0010]
In the case of the former {circle around (1)}, by performing interpolation scanning, there is a possibility that the display pattern slightly changes depending on the position in the screen. On the other hand, in the latter case (2), since interpolation scanning is not performed, there is no character collapse in the character display. Therefore, it is preferable to use the latter method (2) as a method.
[0011]
By the way, when the method (2) is used, an area that does not contribute to display (hereinafter referred to as a non-display area) is generated on the screen. Generally, an appropriate pattern or black color is applied to the area. It is displayed. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-189231 discloses a technique for displaying an image having a predetermined pattern such as a wood grain in an area that does not contribute to display.
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-189231 (publication date: July 08, 2006)
[0013]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-212139 (publication date: August 15, 2009)
[0014]
[Patent Document 3]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 8-043852 (Publication Date Feb. 16, 2008)
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 6-189231, when a video is displayed in a non-display area, a new clock signal and video signal for this display are required, and the configuration of the external circuit is complicated. There was a problem of becoming.
[0016]
In addition, when the non-display areas exist above and below the display area, more scanning signal lines than the scanning signal lines necessary for displaying the original image format can be scanned within a predetermined period. Therefore, it is necessary to increase the frequency of the clock signal CKG of the scanning signal line driving circuit or to generate a new clock signal, which causes a problem that the external circuit becomes more complicated.
[0017]
In view of this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-212139 discloses that when a non-display area is displayed in black and the non-display areas exist above and below the display area, the scanning signal lines of the non-display area are displayed during a vertical blanking period. A technique is disclosed in which data signals corresponding to black display are written to the pixels in the non-display area by operating all at once. This eliminates the need to increase the frequency of the clock signal CKG of the scanning signal line driving circuit.
[0018]
However, according to the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-212139, the switching elements SW connected to the plurality of scanning signal lines corresponding to the non-display area are simultaneously controlled, so that the switching elements SW are opened. When the state (OPEN) changes to the closed state (CLOSE) or changes from the closed state to the open state, that is, when the potential levels of the plurality of scanning signal lines corresponding to the non-display area are switched, a large current flows in the scanning signal line driver circuit. As a result, there is a possibility that the potential level of the scanning signal line corresponding to the display region may fluctuate due to the influence. In particular, if the level of the potential for opening the switching element SW (if the switching element SW is n-ch, the level of the low-potential power supply) varies, the holding characteristics of the pixel switch may be impaired, and the display quality is reduced. It will be significantly reduced.
[0019]
Note that when the switching element SW is in the closed state, it means that the switching element SW is turned on, and when it is in the open state, it means that the switching element SW is turned off.
[0020]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and is capable of supporting a plurality of image formats with a relatively simple configuration and capable of displaying an image with good display quality. An object is to provide a circuit and an image display device.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
The scanning signal line driving circuit of the present invention is a scanning signal line driving circuit that drives scanning signal lines that control opening and closing of a plurality of switching elements arranged in a matrix. The scanning signal lines are divided in accordance with a region for sequentially driving the scanning signal lines and a region for simultaneously driving the plurality of scanning signal lines, and a power line connected to an external circuit sequentially drives the plurality of scanning signal lines. It is characterized in that it is divided corresponding to a region to be driven and a region to drive the plurality of scanning signal lines simultaneously.
[0022]
In the scanning signal line driving circuit, among the power supply lines connected to the external circuit, only a power supply line for supplying a signal for opening a switching element connected to the scanning signal line is the plurality of the plurality of power supply lines. A configuration may be adopted in which the scanning signal lines are sequentially separated from the region where the scanning signal lines are sequentially driven and the region where the plurality of scanning signal lines are simultaneously driven.
[0023]
Further, the image display device of the present invention is configured such that a plurality of pixels and switching elements arranged in a matrix, a scanning signal line for controlling opening and closing of the switching elements, and selectively passing through the switching elements to each pixel. Data signal lines for supplying data signals, scanning signal line driving circuits and data signal line driving circuits for driving the scanning signal lines and data signal lines, and externals for supplying desired signals to the driving circuits The scanning signal line driving circuit is configured to display an image corresponding to a plurality of image formats using all or a part of the pixel and using a part of the pixel. In the image display device that simultaneously scans a plurality of scanning signal lines corresponding to a non-display area where no image is displayed, the scanning signal line drive circuit includes the plurality of image formats. Is divided correspond to and, the power supply line connecting the said external circuit and the scanning signal line driving circuit is characterized in that it is separated in correspondence with the image format.
[0024]
The above image display device includes only a power supply line for supplying a signal for opening a switching element connected to the scanning signal line among power supply lines connecting the external circuit and the scanning signal line driving circuit. However, it may be configured to be separated corresponding to each image format.
[0025]
The image display device may have a configuration in which each of the separated power supply lines connecting the external circuit and the scanning signal line driving circuit has a separate terminal.
[0026]
The image display device may be configured such that the separated power lines connecting the external circuit and the scanning signal line driving circuit each have a common terminal.
[0027]
The image display device may have a configuration in which the plurality of pixels, switching elements, scanning signal line driving circuits, and data signal line driving circuits are formed on the same substrate.
[0028]
In the above image display device, at least the transistors constituting the scanning signal line driving circuit and the data signal line driving circuit may be a polycrystalline silicon thin film transistor formed by a process of 600 ° C. or lower.
[0029]
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described. In the image display device of the present invention, when the display is performed using a part of the pixels by separating the power supply line connecting the external circuit and the scanning signal line driving circuit corresponding to each image format, Since the opening and closing of the switching elements connected to the plurality of scanning signal lines corresponding to the non-display area are simultaneously controlled, when the switching element SW changes from the open state to the closed state, or from the closed state to the open state, that is, Even when a large current flows through the scanning signal line driver circuit when the potential level of the scanning signal line corresponding to the non-display area is switched, the potential level of the scanning signal line corresponding to the display area varies due to the influence. Therefore, the occurrence of display defects can be suppressed.
[0030]
In addition, among the power supply lines connecting the external circuit and the scanning signal line driving circuit, only the power supply line for supplying a signal for opening the switching element connected to the scanning signal line is provided for each image format. You may make it isolate | separate corresponding to. This is because, when the potential level of a signal that opens the switching element connected to the scanning signal line among the potential levels input to the scanning signal line corresponding to the display region changes, the holding characteristics of the switching element This is because the influence on the display is very large. This also makes it possible to suppress the increase in power supply lines as much as possible.
[0031]
The separated power lines connecting the external circuit and the scanning signal line driving circuit may have separate terminals. In this case, it is possible to further reduce the influence of potential fluctuations occurring in each power supply line.
[0032]
The separated power lines connecting the external circuit and the scanning signal line driver circuit may have a common terminal. In this case, an increase in the number of connection terminals between the external circuit and the scanning signal line driving circuit can be avoided, so that an increase in circuit scale and mounting cost can be suppressed.
[0033]
In addition, by forming the plurality of pixels, switching elements, scanning signal line drive circuits, and data signal line drive circuits on the same substrate, it is possible to reduce the component cost and mounting cost of each drive circuit and improve the reliability. It becomes possible to plan.
[0034]
Further, by forming at least the transistors constituting the scanning signal line driving circuit and the data signal line driving circuit as a polycrystalline silicon thin film transistor formed by a process of 600 ° C. or lower, a large area can be formed on a low cost substrate such as glass. An image display device can be formed. In addition, since the scanning signal line driving circuit and the data signal line driving circuit having sufficient driving capability can be configured, the circuit scale of the external circuit can be suppressed.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiment 1]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the pixel array ARY, the scanning signal line drive circuit GD, and the data signal line drive circuit SD have a so-called driver monolithic structure in which they are formed on the same glass substrate SUB. An active substrate and a counter substrate (not shown) on which a counter electrode, a color filter, etc. are formed are bonded together with a predetermined gap, a liquid crystal material (not shown) is injected into this gap, and the back surface is illuminated. A direct view type liquid crystal display device provided with a device (not shown) will be described.
[0036]
The active substrate in this liquid crystal display device is connected to the scanning signal line driving circuit GD in the pixel array ARY and connected to the scanning signal line GL in the row direction, and to the data signal line SD in the column direction. A plurality of arranged data signal lines SL and a plurality of pixels PIX arranged in a matrix form in a region surrounded by the scanning signal lines GL and the data signal lines SL are formed. Further, the scanning signal line drive circuit GD and the data signal line drive circuit SD are driven by a signal from the external control circuit CTL and a power supply potential from the external power supply circuit VGEN.
[0037]
As shown in FIG. 12, each of the pixels PIX includes a switching element SW made up of a field effect transistor and the like, and a pixel capacitor (made up of a liquid crystal capacitor CL and an auxiliary capacitor CS added if necessary). .
[0038]
As described above, the scanning signal line driving circuit GD and the data signal line driving circuit SD are formed on the same substrate as the pixel array ARY, that is, monolithically, so that they are driven rather than separately configured and mounted. Circuit manufacturing costs and mounting costs can be reduced, and reliability can be improved.
[0039]
In order to achieve a driver monolithic structure, it is desirable that the scanning signal line driving circuit GD and the data signal line driving circuit SD are formed using polycrystalline silicon thin film transistors having a high electron mobility. An example of the structure of this polycrystalline silicon thin film transistor is shown in FIG.
[0040]
In FIG. 2, 1 is an insulating substrate, 2 is a base coat layer, 3 is a source region, 4 is a channel region, 5 is a drain region, 6 is a gate insulating film, 7 is a gate electrode, 8 is an interlayer insulating film, 9 and 10 are Metal wiring. The source region 3, the channel region 4 and the drain region 5 are made of a polycrystalline silicon thin film. In particular, impurity ions are implanted into the source region 3 and the drain region 5.
[0041]
A manufacturing process for forming this polycrystalline thin film transistor on a glass substrate will be briefly described below with reference to FIG. FIG. 3 illustrates a CMOS-TFT configured by combining an n-type transistor and a p-type transistor.
[0042]
First, an amorphous silicon thin film 12 is deposited on the glass substrate 11 as shown in FIG. 3A, and then the amorphous silicon thin film 12 is irradiated with an excimer laser as shown in FIG. 3B. At this time, the amorphous silicon 12 is crystallized to become polycrystalline silicon 13. Although omitted in FIG. 3, SiO 2 is formed on the glass substrate 1 in order to prevent diffusion of ions in the glass. 2 An overcoat layer made of or the like is formed.
[0043]
Next, as shown in FIGS. 3C to 3E, the polycrystalline silicon 13 is patterned into a desired shape, and SiO 2 is patterned. 2 A gate insulating film 14 made of, for example, is formed, and a gate electrode 15 of the transistor is formed of aluminum or the like. Thereafter, as shown in FIG. 3F, P (phosphorus) is added as an impurity to the source and drain regions of the n-type transistor in a state where the formation region of the p-type transistor is covered with a resist 16, and subsequently FIG. As shown in g), B (boron) is added as an impurity to the source and drain regions of the p-type transistor with the n-type transistor formation region covered with a resist 17.
[0044]
Then, as shown in FIGS. 3 (h) to (j), SiO 2 Or SiN X After the interlayer insulating film 18 made of, for example, is deposited and the contact hole 19 is opened, the metal wiring 20 such as aluminum is formed to complete the CMOS-TFT.
[0045]
According to the manufacturing method described above, the maximum temperature of the process is about 600 ° C. when the gate insulating film 14 is formed. Therefore, for example, a high heat-resistant glass such as 1737 glass manufactured by Corning, USA can be used at low cost. A large area can be realized.
[0046]
If the polycrystalline silicon thin film transistor as shown in FIG. 2 is used as the field effect switching element SW provided in each pixel PIX in the pixel array ARY, the scanning signal line driving circuit GD and the data signal line driving circuit SD are used. It is possible to manufacture the transistor inside and the transistor provided in each pixel PIX through substantially the same process.
[0047]
Next, a case where display is performed using the image display apparatus of the present embodiment will be described below. Here, an image format (hereinafter, referred to as a first image format) that is displayed using the entire pixel array ARY, and black at least above and below the pixel array ARY as shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b). An example is a liquid crystal display device which can provide a non-display area where display is performed and can display an image format (hereinafter referred to as a second image format) displayed using a pixel array ARY excluding the non-display area. The case where the second image format is displayed will be described.
[0048]
When black display areas (non-display areas) exist on the left and right sides of the display area, the black display area is blackened simultaneously with the original image data writing by using a dedicated circuit for writing black display data, for example. Display data can be written to the data signal line SL. Then, by activating the scanning signal line GL, the black display data and the image data written to the data signal line SL can be written to the corresponding pixels. Note that the dedicated circuit for writing the black display data can be formed with a simple structure because it may be a circuit that only supplies a certain level of potential, and the circuit structure is not complicated.
[0049]
On the other hand, with respect to the black display areas (non-display areas) above and below the display area, it is necessary to write black display data to all the data signal lines SL and cannot write simultaneously with the original image data. Write black display data using. Further, when the number of scanning signal lines GL corresponding to the black display areas (non-display areas) above and below the display area is large, it is impossible to sequentially scan all of them during the vertical blanking period. For example, when the first image format is the XGA format (pixel number 1024 × 768) and the second image format is a wide television image (pixel number 1024 × 480), the scanning signal line corresponding to the non-display area The number of GLs is 288, and it is impossible to sequentially scan all of them during the vertical blanking period. Therefore, during the vertical blanking period, a plurality of scanning signal lines GL corresponding to the non-display area are simultaneously scanned to write black display data.
[0050]
Signal waveforms of the scanning signal line GL at this time are shown in FIGS. Here, as an example, there is shown a case where there are k scanning signal lines GL in total, and the scanning signal lines GLi to GLj−1 of the i-th to j−1th rows correspond to the display area of the second image format. ing.
[0051]
In FIG. 4, the scanning signal lines GLi to GLj−1 are sequentially scanned during the image display period (period in which the video signal DAT is output), and correspond to the non-display area during the vertical blanking period. The scanning signal lines GL1 to GLi-1 and GLj to GLk are simultaneously closed. In FIG. 5, the vertical blanking period is divided into two periods, and the scanning signal lines GL1 to GLi-1 corresponding to the non-display area on the upper side of the image display area are simultaneously provided in the first half of the vertical blanking period. In the second half of the vertical blanking period, the scanning signal lines GLj to GLk corresponding to the non-display area below the image display area are simultaneously closed.
[0052]
Then, by using the video signal DAT as black display data during the vertical blanking period, black display data can be written in the non-display areas above and below the display area.
[0053]
When operated as shown in FIG. 4, the entire non-display area can be controlled by one kind of timing signal, and the circuit configuration can be simplified. Further, when the operation is performed as shown in FIG. 5, the timing is shifted by dividing the non-display area into two parts, so that the peak of potential fluctuation that occurs when the potential level of the scanning signal line corresponding to the non-display area is switched is suppressed. Therefore, it is possible to reduce the supply capacity of the external power supply circuit VGEN that supplies power, thereby reducing the circuit scale and power consumption.
[0054]
Next, the configuration of the scanning signal line drive circuit GD will be described in detail below. The scanning signal line drive circuit GD used in the liquid crystal display device of the present embodiment enables three scanning signal line drives as shown in FIGS. 6A and 6B in order to enable display as described above. The circuits are divided into circuits GD1, GD2, and GD3. The first image format is displayed using areas corresponding to all the scanning signal line driving circuits GD1, GD2, and GD3, and the second image format includes an area corresponding only to the central scanning signal line driving circuit GD2. Displayed.
[0055]
6A shows power supply potentials VGL1 and VGH1 for driving the scanning signal line drive circuits GD1 and GD3 among the power supply lines connecting the external power supply circuit VGEN and the scanning signal line drive circuits GD1, GD2, and GD3. A power supply line for inputting and a power supply line for inputting power supply potentials VGL2 and VGH2 for driving the scanning signal line drive circuit GD2 are separately provided. In FIG. 6B, power supply lines for inputting the power supply potentials VGL1, VGL2, VGL3, VGH1, VGH2, and VGH3 for driving the scanning signal line drive circuits GD1, GD2, and GD3 are separately provided. Is.
[0056]
By adopting such a configuration, even when a large current flows in a certain scanning signal line driving circuit, it does not affect the potential of other scanning signal line driving circuits, so that the occurrence of display defects is suppressed. be able to. That is, when the second image format is displayed, when the potential levels of the plurality of scanning signal lines GL corresponding to the non-display area are simultaneously switched during the vertical blanking period, a large current is supplied to the scanning signal line driving circuits GD1 and GD3. Even if a potential fluctuation occurs in the driving circuit, the potential fluctuation may affect the potential of the scanning signal line driving circuit GD2 corresponding to the display area by separating the power supply lines as described above. Absent. Therefore, the potential of the scanning signal line connected to the scanning signal line drive circuit GD2 corresponding to the display area is not disturbed, and a good image display can be obtained.
[0057]
In order to further reduce the effect of suppressing the influence of the above-described potential fluctuation, as shown in FIG. 7, the separated power lines may be formed to have separate terminals.
[0058]
On the other hand, in order to prevent an increase in the number of terminals, a corresponding increase in mounting cost, or an increase in circuit scale, the separated power lines may be formed so as to have common terminals as shown in FIG. .
[0059]
[Embodiment 2]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the scanning signal line drive circuit GD in this embodiment is shown in FIG.
[0060]
As shown in FIG. 9, the scanning signal line driving circuit GD in the present embodiment is the same as that in the first embodiment in that it is divided into three scanning signal line driving circuits GD1, GD2, and GD3. Only a power supply line for inputting the power supply potential VGL for opening the switching element SW provided in the PIX is provided separately, and for inputting the power supply potential VGH for closing the switching element SW. This embodiment is different from the first embodiment in that the power supply line is common.
[0061]
In such a configuration, when the second image format is displayed, as shown in the first embodiment, each of the scanning signal line drive circuits GD1, GD2, GD3 is based on the drive waveform shown in FIG. 4 or FIG. To work.
[0062]
In this case, when the plurality of scanning signal lines GL corresponding to the non-display area simultaneously change from the closed state to the open state during the vertical blanking period, a large current flows through the scanning signal line drive circuits GD1 and GD3, and the switching element Potential fluctuation occurs in the power supply line that opens the SW. Further, when the plurality of scanning signal lines GL corresponding to the non-display area are simultaneously changed from the open state to the closed state, the power supply line potential fluctuation that causes the switching element SW to be closed occurs.
[0063]
In the scanning signal line connected to the scanning signal line driver circuit GD2 corresponding to the display area during the vertical blanking period, the potential for opening the switching element SW (when the pixel transistor used as the switching element SW is n-ch) Since a low potential is applied to the power supply line that opens the switching element SW, a leakage current is generated in the switching element SW, and the holding characteristics of the switching element SW are impaired. As a result, the display quality is greatly reduced.
[0064]
Accordingly, the power supply potential VGL that opens the switching element SW provided in each pixel PIX among the power supply lines connecting the external power supply circuit VGEN and the scanning signal line drive circuits GD1, GD2, and GD3 is input. For this purpose, it is sufficient to provide only a separate power line for the purpose. With such a configuration, an increase in power supply lines can be suppressed, so that an increase in circuit scale can be suppressed.
[0065]
In the present embodiment, similarly to the first embodiment described above, the power supply lines for inputting the power supply potential VGL for opening the switching element SW are further provided by the scanning signal line drive circuits GD1 and GD3. May be separated. Further, the terminals of the separated power supply lines may be provided in common or separated as in the first embodiment.
[0066]
Note that the image display devices described in Embodiments 1 and 2 described above can be used not only as a transmission type but also as a reflection type. Furthermore, it is possible to use not only the direct view type but also a projection type. 1 shows a system configuration including an optical system when the image display apparatus of the present invention is applied to a projection type. In FIG. 10, 21 is a light source, 22 is a dichroic mirror that reflects light of a specific wavelength and transmits other light, 23 is a reflection mirror, and 24R, 24G, and 24B correspond to red, green, and blue displays, respectively. Three liquid crystal display panels, 25 is a projection lens, and 26 is a screen.
[0067]
In such a projection-type image display device, when a plurality of image formats are switched and displayed, the non-display area can be eliminated from the screen by appropriately changing the projection magnification by setting the non-display area as black display. Display without any discomfort. In addition, as a projection type, it can apply to both a front projection type and a rear projection type.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, in the image display device of the present invention, the power supply line connecting the external circuit and the scanning signal line driving circuit is separated corresponding to each image format, so that a part of the pixel is used. When performing display, the switching elements SW connected to the plurality of scanning signal lines corresponding to the non-display area are simultaneously controlled, so that the switching element SW is changed from the open state to the closed state, or from the closed state to the open state. Even when a large current flows through the scanning signal line driver circuit when the potential level of the scanning signal line corresponding to the non-display area is switched, the scanning signal line corresponding to the display area is affected by the influence. The potential level is not changed, and the occurrence of display defects can be suppressed.
[0069]
In addition, among the power supply lines connecting the external circuit and the scanning signal line driving circuit, only the power supply line for supplying a signal for opening the switching element connected to the scanning signal line is provided for each image format. By separating them according to the above, it is possible to suppress an increase in power supply lines as much as possible and to suppress an increase in circuit scale.
[0070]
The separated power lines connecting the external circuit and the scanning signal line driving circuit have separate terminals, thereby minimizing the influence of potential fluctuations occurring in the power lines. There is an effect that it can be reduced.
[0071]
Further, the separated power lines connecting the external circuit and the scanning signal line driving circuit have a common terminal, thereby connecting the external circuit and the scanning signal line driving circuit. Since an increase in the number can be avoided, an increase in circuit scale and mounting cost can be suppressed.
[0072]
In addition, by forming the plurality of pixels, switching elements, scanning signal line drive circuits, and data signal line drive circuits on the same substrate, it is possible to reduce the component cost and mounting cost of each drive circuit and improve the reliability. There is an effect that it can be achieved.
[0073]
Further, by forming at least the transistors constituting the scanning signal line driving circuit and the data signal line driving circuit as a polycrystalline silicon thin film transistor formed by a process of 600 ° C. or lower, a large area can be formed on a low cost substrate such as glass. There is an effect that an image display device can be formed. In addition, since the scanning signal line driving circuit and the data signal line driving circuit having sufficient driving capability can be configured, the circuit scale of the external circuit can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an image display device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram of a polycrystalline silicon thin film transistor used in the image display device of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional flow diagram showing a manufacturing process of the polycrystalline silicon thin film transistor shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing an example of a drive waveform when driving the image display apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing another example of drive waveforms when driving the image display device of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a scanning signal line drive circuit and a configuration of a power supply line connected thereto in Embodiment 1 of the present invention. FIG. 6A shows an external power supply circuit VGEN and each scanning signal. Of the power supply lines connecting the line drive circuits GD1, GD2, and GD3, the power supply lines for inputting the power supply potentials VGL1 and VGH1 for driving the scan signal line drive circuits GD1 and GD3 and the scan signal line drive circuit GD2 are driven. FIG. 6B shows a case where power supply lines for inputting power supply potentials VGL2 and VGH2 to be input are separately provided. FIG. 6B shows power supply potentials VGL1 for driving the scanning signal line drive circuits GD1, GD2, and GD3. This shows a case where power supply lines for inputting VGL2, VGL3, VGH1, VGH2, and VGH3 are separately provided.
7 is a diagram showing a terminal structure of the power supply line shown in FIG.
8 is a diagram showing another terminal structure of the power supply line shown in FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a scanning signal line drive circuit and a configuration of a power supply line connected thereto in Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram when the image display device of the present invention is applied to a projection display device.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional active matrix liquid crystal display device.
12 is a detailed diagram of a pixel PIX in FIG.
13 is a diagram showing a display example in the case where display is performed using a part of pixels, and FIG. 13A shows a case where non-display areas are provided above and below the image display area. (B) is a case where non-display areas are provided above and below and to the left and right of the image display area.
[Explanation of symbols]
1 Insulating substrate
2 Base coat layer
3 Source area
4 channel region
5 Drain region
6 Gate insulation film
7 Gate electrode
8 Interlayer insulation layer
9 Metal wiring
10 Metal wiring
ARY pixel array
GD scanning signal line drive circuit
GL scanning signal line
SD data signal line drive circuit
SL data signal line
PIX pixel
CTL external control circuit
VGEN External power supply circuit
SW switching element
CL LCD capacity
CS auxiliary capacity
VGL Power supply potential for driving the scanning signal line drive circuit
VGH Power supply potential for driving the scanning signal line driving circuit

Claims (6)

マトリクス状に配列された複数の画素及びスイッチング素子と、前記スイッチング素子の開閉を制御する走査信号線と、前記各画素に前記スイッチング素子を介して選択的にデータ信号を供給するためのデータ信号線と、前記走査信号線及びデータ信号線を駆動する走査信号線駆動回路及びデータ信号線駆動回路と、前記各駆動回路に所望の信号を供給するための外部回路とを含んで構成され、前記画素の全体または一部を用いて複数の画像フォーマットに対応する画像を表示し、画素の一部を用いる画像フォーマットの場合に、前記走査信号線駆動回路が画像を表示しない非表示領域に対応する走査信号線を複数同時に走査するとともに、データ信号線を介して前記非表示領域に黒表示データ以外の非表示とするデータが書き込まれる画像表示装置において、
前記走査信号線駆動回路は、前記複数の画像フォーマットに対応して分割され、前記外部回路と前記走査信号線駆動回路とを接続する電源線は、各画像フォーマットに対応して分離されていることを特徴とする画像表示装置。
A plurality of pixels and switching elements arranged in a matrix, scanning signal lines for controlling opening and closing of the switching elements, and data signal lines for selectively supplying data signals to the pixels via the switching elements A scanning signal line driving circuit and a data signal line driving circuit for driving the scanning signal line and the data signal line, and an external circuit for supplying a desired signal to each of the driving circuits. The image corresponding to a plurality of image formats is displayed using all or a part of the image, and in the case of the image format using a part of the pixels, the scanning signal line driving circuit scans corresponding to a non-display area where no image is displayed with scanning signal lines plurality simultaneously, image data to be hidden except black display data in the non-display region through a data signal line is written In the shown apparatus,
The scanning signal line driving circuit is divided corresponding to the plurality of image formats, and a power line connecting the external circuit and the scanning signal line driving circuit is separated corresponding to each image format. An image display device characterized by the above.
前記外部回路と前記走査信号線駆動回路とを接続する電源線のうち、前記走査信号線に接続されたスイッチング素子を開状態にさせる信号を供給するための電源線のみが、各画像フォーマットに対応して分離されていることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。Of the power lines connecting the external circuit and the scanning signal line driving circuit, only the power lines for supplying a signal for opening the switching element connected to the scanning signal line correspond to each image format. The image display device according to claim 1 , wherein the image display device is separated. 前記外部回路と前記走査信号線駆動回路とを接続する前記分離された電源線は、それぞれ別個の端子を有していることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。The image display apparatus according to claim 1 , wherein the separated power supply lines connecting the external circuit and the scanning signal line driving circuit have separate terminals. 前記外部回路と前記走査信号線駆動回路とを接続する前記分離された電源線は、それぞれ共通の端子を有していることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。The image display apparatus according to claim 1 , wherein the separated power supply lines connecting the external circuit and the scanning signal line driving circuit each have a common terminal. 前記複数の画素、スイッチング素子、走査信号線駆動回路及びデータ信号線駆動回路が、同一基板上に形成されていることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の画像表示装置。5. The image display device according to claim 1 , wherein the plurality of pixels, the switching element, the scanning signal line driving circuit, and the data signal line driving circuit are formed on the same substrate. 6. . 少なくとも前記走査信号線駆動回路及びデータ信号線駆動回路を構成するトランジスタは、600℃以下のプロセスで形成された多結晶シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の画像表示装置。The transistors constituting at least the scanning signal line driving circuit and the data signal line drive circuit, to any one of claims 1 to 5, characterized in that a polycrystalline silicon thin film transistor formed at 600 ° C. the following process The image display device described.
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