JP3858932B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
本発明は、スイッチング素子に薄膜トランジスタなどを用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置及び液晶装置の駆動方法に関する。 The present invention relates to an active matrix liquid crystal device using a thin film transistor or the like as a switching element and a driving method of the liquid crystal device.
従来、液晶の電気光学特性を利用して視覚情報を表示する液晶表示装置は、コンピュータ画像の出力装置や、携帯型テレビ、ビデオプロジェクタ、ビデオカメラのビューファインダなど多岐に渡って使用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, liquid crystal display devices that display visual information using the electro-optical characteristics of liquid crystals have been used in a wide variety of applications such as computer image output devices, portable televisions, video projectors, and video camera viewfinders.
これら液晶表示装置のうち、薄膜トランジスタをアクティブ素子として用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置の回路構成は、図1にブロック図で示すように、ソース線駆動回路201およびゲート線駆動回路202と、少なくとも画素マトリクス203とが同一の透明絶縁基板204の上に形成されてなる。
そのうち、画素マトリクス203は、ソース線駆動回路201に接続された複数のソース線X1,X2,X3・・・と、ゲート線駆動回路202に接続された複数のゲート線Y1,Y2,Y3・・・と、これらのゲート線およびソース線の各交点に形成された複数の画素P11,P12・・・とを有し、各画素P11,P12・・・には薄膜トランジスタ205および液晶セル206を有する。
Among these liquid crystal display devices, the circuit configuration of an active matrix type liquid crystal display device using thin film transistors as active elements includes a source
Among them, the pixel matrix 203 includes a plurality of source lines X 1 , X 2 , X 3 ... Connected to the source
以上の構成を有する液晶表示装置の等価回路構成について、図2を用いて説明する。図2はアクティブマトリクス型の液晶表示装置の等価回路構成を説明する図である。等価回路は大きく分けて、ソース線駆動回路301およびゲート線駆動回路302と、画素マトリクス303とからなる。前記ソース線駆動回路301は、ラッチ信号を時系列的に送出するためのX側シフトレジスタ304と、その前記ラッチ信号を増幅、整波するためのバッファ305と、ビデオ信号線306に印加されたビデオ信号を、前記バッファ305から送出されるラッチ信号に応じてソース線308,308’にサンプル、ホールドするためのアナログスイッチ307,307’と、から構成される。ここで、前記X側シフトレジスタ304は、クロックCLXで規定されるクロックドインバータ331と、クロックCLX*で規定されるクロックドインバータ332と、インバータ333とからなる基本セル334を単位に構成される。
An equivalent circuit configuration of the liquid crystal display device having the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an equivalent circuit configuration of an active matrix liquid crystal display device. The equivalent circuit is roughly divided into a source
一方、前記ゲート線駆動回路302は、ラッチ信号を時系列的に送出するためのY側シフトレジスタ309と、その前記ラッチ信号を増幅、整波し、ゲート線311,311’に送出するためのバッファ310と、から構成される。ここで、前記Y側シフトレジスタ309は、クロックCLYで規定されるクロックドインバータ335と、クロックCLY*で規定されるクロックドインバータ336と、インバータ337と、NORゲート338からなる基本セル339を単位に構成される。
On the other hand, the gate
また、前記画素マトリクス303は、前記ソース線308,308’・・・およびゲート線311,311’・・・に接続された薄膜トランジスタ312,312’・・・と液晶セル313,313’・・・とから構成される。
The
次に、図2に等価回路図で示した液晶表示装置の駆動方法の一例について、図2と図3を用いて説明する。図3に、図2の点P1,P2,Q1,Q2,R1,R2,V1での電圧を時系列で示す。CLXはX側シフトレジスタのクロックを表しており、CLX*とは逆位相の関係になっている。同様に、CLYはY側シフトレジスタのクロックを表しており、CLY*とは逆位相の関係になっている。ここでは、CLX*とCLY*については図示しない。 Next, an example of a method for driving the liquid crystal display device shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows the voltages at points P 1 , P 2 , Q 1 , Q 2 , R 1 , R 2 , and V 1 in FIG. 2 in time series. CLX represents the clock of the X-side shift register, and has a phase relationship opposite to that of CLX *. Similarly, CLY represents the clock of the Y-side shift register, and has a reverse phase relationship with CLY *. Here, CLX * and CLY * are not shown.
駆動方法を順に説明すると、まず、前記Y側シフトレジスタ309が前記クロックCLY,CLY*のタイミングに応じて、前記クロックCLY,CLY*の周期の1/2の幅のパルスを前記バッファ310に出力する。そのパルスを前記バッファ310が増幅、整波して、前記ゲート線311(P1)にゲート選択パルス401を出力する。この前記ゲート選択パルス401が選択レベルである間、ゲート線311に接続した複数の前記薄膜トランジスタ312,312’は導通状態になり、このゲート線311に接続した複数の薄膜トランジスタ312,312’に接続したソース線303,303’と、液晶セル313,313’とが電気的に接続する。このとき、前記X側シフトレジスタ304が前記クロックCLX,CLX*のタイミングに応じて、前記クロックの周期と同じ幅のパルスを前記バッファ305に出力する。そのパルスを増幅、整波してアナログスイッチ307(Q1)にサンプル・ホールド信号403を出力し、前記アナログスイッチ307はそのパルスに応じて前記ビデオ信号線306(V1)のビデオ信号405を前記ソース線308(R1)にサンプル・ホールドする。このとき、先に述べたように前記ゲート線311に接続した複数の前記薄膜トランジスタ312は導通状態にあるため、前記ソース線308にホールドした信号は前記液晶セル313に書き込まれる。同様に、アナログスイッチ307’はソース線308’に前記ビデオ信号405をサンプル・ホールドする。これによって、前記液晶セル313’には前記ソース線308’にサンプル・ホールドした信号が書き込まれる。これを前記ソース線駆動回路301の側で繰り返すことにより、前記ゲート線311に接続した複数の画素の液晶セルへ、前記ビデオ信号405を書き込むことができる。
The driving method will be described in order. First, the Y-side shift register 309 outputs a pulse having a width of ½ of the cycle of the clocks CLY and CLY * to the
次に、前記ゲート選択パルス401が非選択レベルになった後、前記ゲート線駆動回路302からゲート選択パルス402が出力される。この前記ゲート選択パルス402が選択レベルである間に、前述したのと同様に前記ソース線駆動回路301を駆動すると、前記ゲート線311’に接続した複数の画素の液晶セルに前記ビデオ信号405を書き込むことができる。
Next, after the
以上の操作を繰り返すことによって、各画素の液晶セル単位でビデオ信号を書き込むことが可能になり、液晶セルに書き込まれた信号に応じて各々の液晶セルの偏光状態を変えることで、画像を得ることができる。 By repeating the above operations, it becomes possible to write a video signal in units of liquid crystal cells of each pixel, and an image is obtained by changing the polarization state of each liquid crystal cell according to the signal written to the liquid crystal cell. be able to.
上記のアクティブマトリクス方式の液晶表示装置において、ゲート線の遅延が比較的大きいときには、表示画面にフリッカが発生することが知られている。これは、液晶に印加される電圧の平均値が0でない液晶セルがあるために、液晶セルの透過率の差となって視認される現象である。このフリッカは表示品位を落とすだけでなく、液晶の焼き付きにも深い関係を持っている。一般的に液晶は交流で駆動する必要がある。その交流波形の平均値が0にならない場合には、即ち液晶に直流が印加されているということであり、液晶の焼き付きを発生させる原因になる。つまり、表示画面にフリッカが発生しているということは、液晶の焼き付きが生じ易くなっているということである。 In the above active matrix liquid crystal display device, it is known that flicker occurs on the display screen when the delay of the gate line is relatively large. This is a phenomenon that is visually recognized as a difference in transmittance of the liquid crystal cell because there is a liquid crystal cell in which the average value of the voltage applied to the liquid crystal is not zero. This flicker not only degrades the display quality, but also has a deep relationship with liquid crystal burn-in. In general, liquid crystals need to be driven with alternating current. When the average value of the AC waveform does not become zero, that is, a direct current is applied to the liquid crystal, which causes liquid crystal burn-in. That is, the occurrence of flicker on the display screen means that liquid crystal burn-in easily occurs.
では、なぜ液晶に印加される電圧の平均値が0にならない液晶セルが生ずるのかについて、図4および図5を用いて以下に説明する。ここでは、画素トランジスタ501,501’にN型の薄膜トランジスタを用いた場合について説明する。また、説明の簡略化のために、ソース線506,506’を接地し、かつ、画素の液晶セルには電圧が印加されていない場合、つまり点C1と点C2が接地レベルと等電位である場合を想定する。
The reason why a liquid crystal cell in which the average value of the voltage applied to the liquid crystal does not become zero will be described below with reference to FIGS. Here, a case where N-type thin film transistors are used for the
まず、ゲート選択パルスの選択期間の終了時に液晶の印加電圧が低下する現象、いわゆる突き抜け電圧について説明する。この突き抜け電圧とは、あるゲート線503に印加されるゲート選択パルス502が、画素トランジスタ501,501’を導通状態にする電圧レベルから、絶縁状態にする電圧レベルに変化する瞬間に、前記ゲート線503と液晶セル504,504’との結合容量505,505’によって、前記画素電極に書き込まれた電荷が逃げ、そのため液晶に印加した電圧が低下する、その電圧のことである。ここで、前記結合容量505,505’は、主に、前記画素トランジスタ501,501’のゲート電極と前記液晶セル504,504’の画素電極に接続したドレイン電極との間の容量成分Cgdと、前記液晶セル504,504’の画素電極と前記ゲート線503との平行容量成分Cgd’とからなる。このうち、容量成分Cgdは前記ゲート電極と前記ドレイン電極との間に印加される電圧Vgdによって変化し、図4の場合には、前記ゲート電極と前記ドレイン電極との間に印加される電圧Vgdが上がるに従って、前記容量成分Cgdは増加する。
First, a phenomenon in which the voltage applied to the liquid crystal decreases at the end of the selection period of the gate selection pulse, so-called punch-through voltage, will be described. This punch-through voltage means that at the moment when a gate selection pulse 502 applied to a
このとき理想的に遅延の無いゲート選択パルスが画素トランジスタに入力されたとすると、突き抜け電圧△Vは数式1で示すことができる。
At this time, if a gate selection pulse without an ideal delay is input to the pixel transistor, the punch-through voltage ΔV can be expressed by
ここで、Callは前記画素電極に電気的に接続した全ての容量成分を表す。また、この遅延の無い理想的な状態での液晶の印加電圧の過渡応答を図5を用いて説明する。図5は縦軸に電圧を、横軸に時間をとっている。前数式1での理想的に遅延の無いゲート選択パルス611が入力されたときには、液晶の印加電圧は曲線621で表される過渡応答を示す。このときの突き抜け電圧が△Vである。
Here, C all represents all capacitance components electrically connected to the pixel electrode. The transient response of the applied voltage of the liquid crystal in an ideal state without delay will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time. When the gate selection pulse 611 having ideal delay according to
しかしながら実際には、ゲート線の抵抗とゲート線に係る容量によってゲート選択パルスに遅延が生じ、その遅延したゲート選択パルスに応じて、数式1のVgdとCgdとが時系列的に変化するため、ゲート選択パルスの遅延の程度によって突き抜け電圧の量が変わることになる。以下に、遅延の程度によって突き抜け電圧△Vに差が生じる過程について具体的に説明する。まず、前記ゲート線503に前記ゲート選択パルス502を入力すると、前記ゲート線503の抵抗と、前記ゲート線503に寄生する容量とで等価的に表した第1の低域通過フィルタ508を通って、前記画素トランジスタ501(点G1)に、第1の遅延パルス510が入力される。このとき、点G1と点C2の間の結合容量505と、画素トランジスタのソース−ドレイン間の抵抗とによって高域通過フィルタが形成されている。この前記高域通過フィルタは、前記結合容量505と画素トランジスタの抵抗とがゲート選択パルスの波形に伴って時系列的に変化するため、必然的にその遮断周波数は時系列的に変化する。このとき、前記第1の遅延パルスにおいては、第1の低域通過フィルタ508を通過することにより、理想的なゲート選択パルスには存在した高周波成分が遮断されている。この結果、点C1での突き抜け電圧△V1は上述した遅延の無いゲート選択パルスでの突き抜け電圧△Vよりも少なくなる。図5を用いてこのときの過渡応答の様子を模式的に説明する。曲線612は点G1に入力される第1の遅延パルスを表し、曲線622は点C1での電圧の過渡応答、即ち、液晶に印加される電圧を表している。
However, in practice, the gate selection pulse is delayed due to the resistance of the gate line and the capacitance associated with the gate line, and V gd and C gd in Equation 1 change in time series according to the delayed gate selection pulse. Therefore, the amount of punch-through voltage varies depending on the degree of delay of the gate selection pulse. Hereinafter, a process in which a difference occurs in the penetration voltage ΔV depending on the degree of delay will be described in detail. First, when the gate selection pulse 502 is input to the
同様に、前記画素トランジスタ501’のゲート電極(点G2)には、前記第1の低域通過フィルタ508と第2の低域通過フィルタ509を通って、第2の遅延パルス511が入力される。このとき前記第2の遅延パルス511においては、前記第1の遅延パルス510にさえ存在した高周波成分も前記第2の低域通過フィルタ509の通過によって遮断されており、このため突き抜け電圧△V2は、△V1に比べてもなお小さくなる。図5を用いてこのときの過渡応答の様子を同様に模式的に説明する。曲線613は点G2に入力される第2の遅延パルスを表し、曲線623は点C2での電圧の過渡応答、つまり液晶に印加される電圧を表している。
Similarly, a second delay pulse 511 is input to the gate electrode (point G 2 ) of the
この結果、ある1つのゲート線に接続された複数の画素において突き抜け電圧が不均一となり、液晶に印加される電圧の平均値が一定でなくなる。このため液晶に印加される電圧の平均値を全て0にすることが不可能となり、印加電圧の平均値が0でない画素がフリッカとして視認されるようになる。実際には、液晶印加電圧の平均値が液晶セルの透過率の差として視認できない程度に小さければ、フリッカとしては視認されないことが分かっている。 As a result, the penetration voltage is non-uniform in a plurality of pixels connected to a certain gate line, and the average value of the voltage applied to the liquid crystal is not constant. For this reason, it becomes impossible to make all the average values of the voltages applied to the liquid crystal zero, and pixels where the average value of the applied voltages is not zero are visually recognized as flicker. Actually, it is known that flicker is not visually recognized if the average value of the liquid crystal applied voltage is so small that it cannot be visually recognized as a difference in transmittance of the liquid crystal cell.
そこで、フリッカを視認させないためには、ゲート線の遅延を少なくする、即ち、ゲート線に寄生する低域通過フィルタの通過域を高周波側にシフトさせ、前記低域通過フィルタを通過する高周波成分を増やして突き抜け電圧の差を小さくすることが必要である。この方法として、ゲート線の抵抗を下げる方法と、ゲート線に寄生する容量を少なくする方法とが容易に考えられる。前者の方法では、工程的にゲート線の材料を低抵抗のもの、例えば金属薄膜などに変える方法があるが、工程的に複雑化することが多いため現実的に適応できないものも多い。後者の方法は、ゲート線上の絶縁膜の厚さを増す、ゲート線上の絶縁膜を比誘電率の低いものに変える、レイアウトを変えてゲート線に寄生する容量を小さくするなどが考えられるが、現実的には液晶表示装置の精細度の上昇に伴ってゲート線の寄生容量は増加する傾向にあり、精細度を保ったままゲート線の寄生容量を小さくすることは極めて困難である。よって、これらのゲート線の遅延を少なくする方法は、明らかに効果はあるが実現が容易でないと言える。 Therefore, in order not to make flicker visible, the delay of the gate line is reduced, that is, the pass band of the low pass filter parasitic to the gate line is shifted to the high frequency side, and the high frequency component passing through the low pass filter is reduced. It is necessary to increase and reduce the difference in punch-through voltage. As this method, a method of reducing the resistance of the gate line and a method of reducing the parasitic capacitance in the gate line can be easily considered. In the former method, there is a method of changing the material of the gate line to a low resistance material such as a metal thin film in a process, but there are many methods that cannot be practically applied because the process is often complicated. The latter method can increase the thickness of the insulating film on the gate line, change the insulating film on the gate line to one with a low relative dielectric constant, change the layout to reduce the parasitic capacitance on the gate line, etc. Actually, the parasitic capacitance of the gate line tends to increase as the definition of the liquid crystal display device increases, and it is extremely difficult to reduce the parasitic capacitance of the gate line while maintaining the definition. Therefore, it can be said that the method of reducing the delay of these gate lines is clearly effective but not easy to realize.
それ以外にも、フリッカを視認させないために、前記突き抜け電圧の絶対値を下げることで相対的な前記突き抜け電圧の差を小さくする方法が考えられる。具体的には、各画素のゲート電極と画素電極に接続されたドレイン電極との間に寄生する容量成分を小さくするか、またはゲート線を選択状態から非選択状態にさせるときにゲート線駆動回路自体の電源電圧を下げることによって、ゲート線に印加される電圧波形の波高を低くする方法などが考えられる。前者の方法は、一般的に前記容量成分が画素の高精細化に伴って極度に増加する傾向にあることなどから考えて、設計上の工夫だけで解決できるものではない。これに対し後者の方法は確実に前記突き抜け電圧の差を少なくすることはできるが、ゲート線駆動回路の電源に寄生する全ての容量に対して充放電を繰り返すために消費電流がその分大きくなるという欠点を有している。 In addition, in order not to make flicker visible, a method of reducing the relative difference of the punch-through voltage by reducing the absolute value of the punch-through voltage can be considered. Specifically, the gate line driving circuit is used to reduce the parasitic capacitance component between the gate electrode of each pixel and the drain electrode connected to the pixel electrode, or to change the gate line from a selected state to a non-selected state. A method of reducing the wave height of the voltage waveform applied to the gate line by reducing the power supply voltage of the device itself can be considered. The former method cannot be solved only by design contrivance in view of the fact that the capacitive component generally tends to increase extremely as the pixel becomes higher in definition. On the other hand, the latter method can surely reduce the difference in the penetration voltage, but the current consumption increases correspondingly because charging and discharging are repeated for all the capacitances parasitic on the power supply of the gate line driving circuit. Has the disadvantages.
そこで本発明では上記の課題を設計および駆動方法により解決し、フリッカのない液晶表示装置を得る方法について説明する。 Therefore, in the present invention, a method for solving the above-described problems by a design and driving method and obtaining a liquid crystal display device without flicker will be described.
本発明の液晶装置は、複数のゲート線と、複数のソース線と、前記各ゲート線と前記各ソース線との交差に対応して形成された複数の画素と、前記各ゲート線を選択状態にする選択信号、もしくは、前記各ゲート線を非選択状態にする非選択信号を供給するゲート線駆動回路とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、前記ゲート線駆動回路は、前記選択信号もしくは前記非選択信号を生成するシフトレジスタと、前記シフトレジスタと前記各ゲート線との間に設けられたトランジスタと、を備え、前記トランジスタは、抵抗変調信号が該トランジスタのゲート電極に入力されることにより、前記各ゲート線を選択状態から非選択状態にする際の前記シフトレジスタと前記各ゲート線との間の抵抗値を、前記各ゲート線を選択した状態における抵抗値よりも高くなるように制御されることを特徴とする。 In the liquid crystal device of the present invention, a plurality of gate lines, a plurality of source lines, a plurality of pixels formed corresponding to intersections of the gate lines and the source lines, and the gate lines are selected. Or a gate line driving circuit for supplying a non-selection signal for deselecting each of the gate lines, wherein the gate line driving circuit includes the selection circuit. A shift register for generating a signal or the non-selection signal, and a transistor provided between the shift register and each of the gate lines. The transistor has a resistance modulation signal input to a gate electrode of the transistor. As a result, the resistance value between the shift register and each gate line when the gate line is changed from the selected state to the non-selected state is selected. Characterized in that it is controlled to be higher than the resistance value in the state.
本発明の液晶装置は、上記の液晶装置であって、前記ゲート線駆動回路は、前記選択信号もしくは前記非選択信号を生成するシフトレジスタを備えており、前記高域成分減少手段は、前記シフトレジスタと前記各ゲート線との間に設けられた低域通過フィルタであることを特徴とする。 The liquid crystal device of the present invention is the above-described liquid crystal device, wherein the gate line driving circuit includes a shift register that generates the selection signal or the non-selection signal, and the high-frequency component reduction unit includes the shift It is a low-pass filter provided between a register and each gate line.
本発明の液晶装置は、上記の液晶装置であって、前記ゲート線駆動回路は、前記選択信号もしくは前記非選択信号を生成するシフトレジスタを備えており、前記高域成分減少手段は、前記シフトレジスタと前記各ゲート線との間に設けられ、前記各ゲート線を選択状態から非選択状態にする際に抵抗変調信号によりその抵抗値が制御される抵抗変調回路であることを特徴とする。 The liquid crystal device of the present invention is the above-described liquid crystal device, wherein the gate line driving circuit includes a shift register that generates the selection signal or the non-selection signal, and the high-frequency component reduction unit includes the shift It is a resistance modulation circuit provided between a register and each gate line, the resistance value of which is controlled by a resistance modulation signal when each gate line is changed from a selected state to a non-selected state.
本発明の液晶装置は、上記の液晶装置であって、前記抵抗変調回路は、前記シフトレジスタと前記各ゲート線との間に設けられたトランジスタであり、前記抵抗変調信号が該トランジスタのゲート電極に入力されていることを特徴とする。 The liquid crystal device according to the present invention is the above-described liquid crystal device, wherein the resistance modulation circuit is a transistor provided between the shift register and each gate line, and the resistance modulation signal is a gate electrode of the transistor. It is characterized by being input to.
本発明の液晶装置は、上記の液晶装置であって、前記高域成分減少手段は、前記各ゲート線を選択状態から非選択状態にする際に、前記各ゲート線を、前記各ゲート線を選択状態にする選択電位より低く、かつ、前記各ゲート線を非選択状態にする非選択電位より高い電位にする電位印加手段であることを特徴とする。 The liquid crystal device according to the present invention is the above-described liquid crystal device, wherein the high-frequency component reducing unit changes the gate line to the gate line when the gate line is changed from the selected state to the non-selected state. It is a potential applying means for making the potential lower than the selected potential for making the selected state and higher than the unselected potential for making each of the gate lines unselected.
本発明の液晶装置は、上記の液晶装置であって、前記ゲート線駆動回路は、前記選択信号もしくは前記非選択信号を生成するシフトレジスタと、前記シフトレジスタの出力を遅延する遅延手段と、前記シフトレジスタの出力と、前記遅延手段の出力と、前記シフトレジスタの次段の出力とが入力される論理演算回路と、前記各ゲート線を選択状態にする選択電位を印加された第1の電源線と、前記各ゲート線を非選択状態にする非選択電位を印加された第2の電源線と、前記各ゲート線を選択状態にする選択電位より低く、かつ、前記各ゲート線を非選択状態にする非選択電位より高い電位を印加された第3の電源線と、前記論理演算回路の出力により制御され、前記第1の電源線、前記第2の電源線、前記第3の電源線のいずれかを排他的に選択する電源スイッチと、を有することを特徴とする。 The liquid crystal device of the present invention is the above-described liquid crystal device, wherein the gate line driving circuit includes a shift register that generates the selection signal or the non-selection signal, a delay unit that delays an output of the shift register, A logic operation circuit to which an output of the shift register, an output of the delay means, and an output of the next stage of the shift register are input, and a first power supply to which a selection potential for setting each gate line to a selected state is applied A line, a second power supply line to which a non-selection potential that makes each gate line non-selection is applied, and a selection potential that makes each gate line select state and is non-selection A third power supply line to which a potential higher than a non-selection potential to be set is applied, and an output of the logic operation circuit, the first power supply line, the second power supply line, and the third power supply line One of the exclusive And having a power switch for selecting the.
本発明の液晶装置は、上記の液晶装置であって、前記ゲート線駆動回路は、前記選択信号もしくは前記非選択信号を生成するシフトレジスタと、前記シフトレジスタの出力を遅延する遅延手段と、前記シフトレジスタの出力と、前記遅延手段の出力が入力されるEXOR回路と、該EXOR回路の出力と、次段におけるEXOR回路の出力が入力されるNAND回路と、前記各ゲート線を選択状態にする選択電位より低く、かつ、前記各ゲート線を非選択状態にする非選択電位より高い電位を印加された電源線と、前記NAND回路の出力により制御され、前記電源線と前記遅延回路の出力のいずれかを前記各ゲート線に接続する回路と、を備えることを特徴とする。 The liquid crystal device of the present invention is the above-described liquid crystal device, wherein the gate line driving circuit includes a shift register that generates the selection signal or the non-selection signal, a delay unit that delays an output of the shift register, The output of the shift register, the EXOR circuit to which the output of the delay means is input, the output of the EXOR circuit, the NAND circuit to which the output of the EXOR circuit in the next stage is input, and the gate lines are selected. A power line applied with a potential lower than a selected potential and higher than a non-selected potential that makes each gate line in a non-selected state, and controlled by the output of the NAND circuit, and the output of the power line and the delay circuit A circuit for connecting one of the gate lines to each of the gate lines.
本発明の液晶装置の駆動方法は、複数のゲート線と複数のソース線、および前記各ゲート線と前記各ソース線との交差に対応して形成された複数の画素と、前記各ゲート線を選択状態にする選択信号、もしくは、前記各ゲート線を非選択状態にする非選択信号を供給するゲート線駆動回路とを有するアクティブマトリクス型の液晶装置の駆動方法であって、前記各ゲート線を選択状態から非選択状態にする際に、前記ゲート線の電位変化を緩やかにすることを特徴とする。 The liquid crystal device driving method of the present invention includes a plurality of gate lines and a plurality of source lines, a plurality of pixels formed corresponding to intersections of the gate lines and the source lines, and the gate lines. A driving method of an active matrix type liquid crystal device having a selection signal for selecting a state or a gate line driving circuit for supplying a non-selection signal for deselecting each of the gate lines. When changing from the selected state to the non-selected state, the potential change of the gate line is moderated.
本発明の液晶装置の駆動方法は、複数のゲート線と複数のソース線、および前記各ゲート線と前記各ソース線との交差に対応して形成された複数の画素と、前記各ゲート線を選択状態にする選択信号、もしくは、前記各ゲート線を非選択状態にする非選択信号を供給するゲート線駆動回路とを有するアクティブマトリクス型の液晶装置の駆動方法であって、前記各ゲート線を選択状態から非選択状態にする際に、前記各ゲート線を選択状態にする選択電位より低く、かつ、前記各ゲート線を非選択状態にする非選択電位より高い電位に前記各ゲート線をした後に前記非選択状態とすることを特徴とする。 The liquid crystal device driving method of the present invention includes a plurality of gate lines and a plurality of source lines, a plurality of pixels formed corresponding to intersections of the gate lines and the source lines, and the gate lines. A driving method of an active matrix type liquid crystal device having a selection signal for selecting a state or a gate line driving circuit for supplying a non-selection signal for deselecting each of the gate lines. When switching from the selected state to the non-selected state, each gate line is set to a potential lower than the selected potential for setting each gate line to the selected state and higher than the non-selected potential for setting each gate line to the non-selected state. The non-selected state is set later.
本発明の液晶装置は、複数のゲート線およびソース線を有するアクティブマトリクス型の液晶装置であって、ゲート線を駆動するインバータが、前記ゲート線を選択状態とするときの前記インバータの第1の電圧源と前記ゲート線との間に流れる電流に対して、前記ゲート線を非選択状態とするときの前記インバータの第2の電圧源と前記ゲート線との間に流れる電流を少なくするように、構成されることを特徴とする。上記の液晶装置において、前記インバータを第1の低域通過フィルタとして等価的に表わした時の遮断周波数fL1と、前記ゲート線駆動回路から最も近い画素と最も遠い画素との間のゲート線に分布定数状に存在する寄生容量および寄生抵抗を第2の低域通過フィルタとして等価的に表わした時の遮断周波数fL2と、前記画素を第1の高域通過フィルタとして等価的に表わした時の遮断周波数fHと、の間にfH<fL2<fL1なる関係が成り立たないようにすることが好ましい。上記の液晶装置において、前記インバータを第1の低域通過フィルタとして等価的に表わした時の遮断周波数fL1と、前記ゲート線駆動回路から最も近い画素と最も遠い画素との間のゲート線に分布定数状に存在する寄生容量および寄生抵抗を第2の低域通過フィルタとして等価的に表わした時の遮断周波数fL2と、前記画素を第1の高域通過フィルタとして等価的に表わした時の遮断周波数fHと、の間にfH<fL1<fL2なる関係、またはfH<fL1、かつfL1とfL2とが略同一となる関係が成り立つようにするようにしても良い。上記の液晶装置において、前記ゲート線を非選択状態にするときの第2の電圧源との間の抵抗をRとし、前記インバータに寄生する全容量をCとするとき、この抵抗Rを、R<1/(2π×C×fL2)なる関係が成り立たないようにするようにすることが好ましい。上記の液晶装置において、前記ゲート線を非選択状態にするときの第2の電圧源との間の抵抗をRとし、前記インバータに寄生する全容量をCとするとき、この抵抗Rを、R>1/(2π×C×fL2)なる関係、またはRと1/(2π×C×fL2)とが略同一となる関係が成り立つようにしても良い。上記の液晶装置において、前記インバータとして相補型インバータを用い、画素のスイッチング素子としてN型トランジスタを用いる場合には、前記相補型インバータを構成するP型トランジスタの線形領域でのオン電流に対してN型トランジスタの線形領域でのオン電流を小さくするように設計し、画素のスイッチング素子としてP型トランジスタを用いる場合には、前記相補型インバータを構成するN型トランジスタの線形領域でのオン電流に対してP型トランジスタの線形領域でのオン電流を小さくするよう、前記相補型インバータを設計することが好ましい。 The liquid crystal device according to the present invention is an active matrix type liquid crystal device having a plurality of gate lines and source lines, and the inverter that drives the gate lines selects the first of the inverters when the gate lines are selected. A current flowing between the second voltage source of the inverter and the gate line when the gate line is set to a non-selected state is reduced with respect to a current flowing between the voltage source and the gate line. Is constructed. In the above liquid crystal device, the cut-off frequency f L1 when the inverter is equivalently expressed as a first low-pass filter, and the gate line between the pixel closest to the gate line driving circuit and the pixel farthest from the gate line driving circuit. The cutoff frequency f L2 when the parasitic capacitance and parasitic resistance existing in a distributed constant form are equivalently expressed as the second low-pass filter, and the pixel is equivalently expressed as the first high-pass filter It is preferable that the relationship of f H <f L2 <f L1 does not hold between the cutoff frequency f H of the two. In the above liquid crystal device, the cut-off frequency f L1 when the inverter is equivalently expressed as a first low-pass filter, and the gate line between the pixel closest to the gate line driving circuit and the pixel farthest from the gate line driving circuit. The cutoff frequency f L2 when the parasitic capacitance and parasitic resistance existing in a distributed constant form are equivalently expressed as the second low-pass filter, and the pixel is equivalently expressed as the first high-pass filter The relationship of f H <f L1 <f L2 , or the relationship of f H <f L1 and f L1 and f L2 being substantially the same may be established between the cutoff frequency f H of good. In the above liquid crystal device, when the resistance between the second voltage source when the gate line is brought into a non-selected state is R and the total capacitance parasitic to the inverter is C, the resistance R is expressed as R It is preferable that the relationship <1 / (2π × C × f L2 ) does not hold. In the above liquid crystal device, when the resistance between the second voltage source when the gate line is brought into a non-selected state is R and the total capacitance parasitic to the inverter is C, the resistance R is expressed as R A relationship of> 1 / (2π × C × f L2 ) or a relationship in which R and 1 / (2π × C × f L2 ) are substantially the same may be established. In the above liquid crystal device, when a complementary inverter is used as the inverter and an N-type transistor is used as a switching element of the pixel, N is applied to the ON current in the linear region of the P-type transistor constituting the complementary inverter. In the case where a P-type transistor is used as a switching element of a pixel, the ON-current in the linear region of the N-type transistor constituting the complementary inverter is reduced. The complementary inverter is preferably designed so as to reduce the on-current in the linear region of the P-type transistor.
また、本発明の液晶装置は、複数のゲート線およびソース線を有するアクティブマトリクス型の液晶装置であって、ゲート線駆動回路と前記ゲート線駆動回路に最も近い画素との間に第1の低域通過フィルタを設けることを特徴とする。上記の液晶装置において、前記第1の低域通過フィルタの遮断周波数fL3と、前記ゲート線駆動回路のゲート線を駆動するインバータを第2の低域通過フィルタとして等価的に表わした時の遮断周波数fL1と、前記ゲート線駆動回路に最も近い画素と最も遠い画素との間のゲート線に分布定数状に存在する寄生容量および寄生抵抗を第3の低域通過フィルタとして等価的に表わした時の遮断周波数fL2と、前記画素を第2の高域通過フィルタとして等価的に表わした時の遮断周波数fHと、の間にfL1>fL3またはfL1とfL3とが略同一、かつfL2>fL3またはfL2とfL3とが略同一、かつfL1>fL2の関係が成り立つようにすることが好ましい。上記の液晶装置において、前記第1の低域通過フィルタの遮断周波数fL3と、前記ゲート線駆動回路のゲート線を駆動するインバータを第2の低域通過フィルタとして等価的に表わした時の遮断周波数fL1と、前記ゲート線駆動回路に最も近い画素と最も遠い画素との間のゲート線に分布定数状に存在する寄生容量および寄生抵抗とを第3の低域通過フィルタとして等価的に表わした時の遮断周波数fL2と、前記画素を第2の高域通過フィルタとして等価的に表わした時の遮断周波数fHと、の間にfH<fL3<fL2<fL1なる関係が成り立つようにすることが好ましい。上記の液晶装置において、前記第1の低域通過フィルタが、容量と抵抗とから構成されるようにしても良い。上記の液晶装置において、前記第1の低域通過フィルタが、常に導通状態にあるトランジスタと、前記トランジスタを導通状態に保持し続ける電源線とにより構成されるようにしても良い。上記の液晶装置において、画素のスイッチング素子としてN型トランジスタを用いる場合には、前記常に導通状態にあるトランジスタとしてP型トランジスタを用いることが好ましい。上記の液晶装置において、画素のスイッチング素子としてP型トランジスタを用いる場合には、前記常に導通状態にあるトランジスタとしてN型トランジスタを用いることが好ましい。上記の液晶装置において、前記第1の低域通過フィルタがアクティブフィルタにより構成されるようにしても良い。 The liquid crystal device of the present invention is an active matrix type liquid crystal device having a plurality of gate lines and source lines, and includes a first low line between a gate line driving circuit and a pixel closest to the gate line driving circuit. A band-pass filter is provided. In the above liquid crystal device, the cutoff frequency f L3 of the first low-pass filter and the cutoff when the inverter that drives the gate line of the gate line driving circuit is equivalently expressed as a second low-pass filter. Parasitic capacitance and parasitic resistance existing in a distributed constant form on the gate line between the frequency f L1 and the pixel nearest to the gate line driving circuit and the farthest pixel are equivalently expressed as a third low-pass filter. F L1 > f L3 or f L1 and f L3 are substantially the same between the cut-off frequency f L2 at the time and the cut-off frequency f H when the pixel is equivalently represented as the second high-pass filter. In addition, it is preferable that f L2 > f L3 or f L2 and f L3 are substantially the same and the relationship f L1 > f L2 is established. In the above liquid crystal device, the cutoff frequency f L3 of the first low-pass filter and the cutoff when the inverter that drives the gate line of the gate line driving circuit is equivalently expressed as a second low-pass filter. The frequency f L1 and the parasitic capacitance and parasitic resistance existing in a distributed constant form on the gate line between the pixel closest to the gate line driving circuit and the pixel farthest from the gate line driving circuit are equivalently expressed as a third low-pass filter. Between the cut-off frequency f L2 and the cut-off frequency f H when the pixel is equivalently expressed as a second high-pass filter, there is a relationship of f H <f L3 <f L2 <f L1. It is preferable to make it hold. In the above liquid crystal device, the first low-pass filter may be composed of a capacitor and a resistor. In the above liquid crystal device, the first low-pass filter may be configured by a transistor that is always in a conductive state and a power supply line that keeps the transistor in a conductive state. In the above liquid crystal device, when an N-type transistor is used as a switching element of a pixel, it is preferable to use a P-type transistor as the transistor that is always in a conductive state. In the above liquid crystal device, when a P-type transistor is used as a switching element of a pixel, it is preferable to use an N-type transistor as the transistor that is always in a conductive state. In the above liquid crystal device, the first low-pass filter may be constituted by an active filter.
また、ゲート線駆動回路と前記ゲート線駆動回路に最も近い画素との間に抵抗変調回路を設け、さらに前記抵抗変調素子の抵抗を制御する抵抗変調信号を送出する配線を設けることにより本課題を解決する。さらに、前記抵抗変調回路にトランジスタを用い、前記トランジスタのゲート電極が前記配線に接続されており、その前記配線に流れる前記抵抗変調信号が前記トランジスタの閾電圧を越えて前記トランジスタを導通状態にする2状態以上の電圧状態を振動していることにより更なる効果が得られる。さらに、前記抵抗変調信号において、ゲート線を選択状態から非選択状態に推移させる際、前記2状態以上の電圧状態のうち最も高い電圧状態から最も低い電圧状態へ電圧状態を階段状に変化させることにより更なる効果が得られる。より具体的には、ゲート線駆動回路のシフトレジスタの出力と、前記シフトレジスタの出力を一定時間遅延させる遅延回路の出力と、必要ならば次段のシフトレジスタの出力とを、各ゲート段毎に設けた論理演算回路に入力した後、前記論理演算回路の演算結果に基づいて3つの異なる電圧状態を排他的に選択し、最終的に前記ゲート線に選択された前記電圧状態の電圧を印加することを特徴とする。さらに、3つの異なる前記電圧状態が、シフトレジスタ、論理演算回路、遅延回路などの駆動に用いられる正電源および負電源により印加される第1、第2の電圧状態と、前記正電源の電圧より低く前記負電源の電圧より高い第3の電圧状態との3状態であることにより更なる効果が得られる。これらにおいては、前記遅延回路の入出力端子をEXORゲートの入力に接続し、前記EXORゲートの出力端子と次ゲート段のEXORゲートの出力とをNANDゲートの入力端子に接続し、前記NANDゲートの出力端子を前記遅延回路の出力端子とゲート線との間の導通状態を制御するN型トランジスタのゲート電極と、前記第3の電圧状態の電源線と前記ゲート電極との間の導通状態を制御するP型トランジスタのゲート電極と、に接続することにより更なる効果が得られる。 Further, this problem can be solved by providing a resistance modulation circuit between the gate line driving circuit and the pixel closest to the gate line driving circuit, and further providing a wiring for transmitting a resistance modulation signal for controlling the resistance of the resistance modulation element. Resolve. Further, a transistor is used for the resistance modulation circuit, and the gate electrode of the transistor is connected to the wiring, and the resistance modulation signal flowing through the wiring exceeds the threshold voltage of the transistor to make the transistor conductive. Further effects can be obtained by oscillating two or more voltage states. Further, in the resistance modulation signal, when the gate line is changed from the selected state to the non-selected state, the voltage state is changed stepwise from the highest voltage state to the lowest voltage state among the two or more voltage states. Further effects can be obtained. More specifically, the output of the shift register of the gate line driving circuit, the output of the delay circuit that delays the output of the shift register for a predetermined time, and the output of the next-stage shift register, if necessary, for each gate stage. After the input to the logic operation circuit provided in the circuit, three different voltage states are exclusively selected based on the operation result of the logic operation circuit, and finally the voltage of the selected voltage state is applied to the gate line. It is characterized by doing. Further, the three different voltage states are based on the first and second voltage states applied by a positive power source and a negative power source used for driving a shift register, a logic operation circuit, a delay circuit, and the like, and the voltage of the positive power source. A further effect can be obtained by the three states of the third voltage state which is lower and higher than the voltage of the negative power source. In these, the input / output terminal of the delay circuit is connected to the input of the EXOR gate, the output terminal of the EXOR gate and the output of the EXOR gate of the next gate stage are connected to the input terminal of the NAND gate, The output terminal controls the conduction state between the gate electrode of the N-type transistor for controlling the conduction state between the output terminal of the delay circuit and the gate line, and the power supply line in the third voltage state and the gate electrode. Further effects can be obtained by connecting to the gate electrode of the P-type transistor.
さらに、前記遅延回路の遅延時間を制御する信号を前記ゲート線駆動回路で内部発生させる、または、前記遅延回路の遅延時間を制御する信号を前記ゲート線駆動回路の外部で発生させ、前記遅延回路に接続する信号配線を設け、前記信号配線を通じて前記遅延回路の遅延期間を制御することにより新たな効果が得られる。 Further, a signal for controlling the delay time of the delay circuit is internally generated in the gate line driving circuit, or a signal for controlling the delay time of the delay circuit is generated outside the gate line driving circuit, and the delay circuit A new effect can be obtained by providing a signal wiring connected to and controlling the delay period of the delay circuit through the signal wiring.
上記手段を講じたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置においては、画素の突き抜け電圧を画面内で一定に保つことができるため、液晶に印加される電圧が一定となり、面内での輝度の場所依存のない均一な画面を得ることができる。また、表示画面のフリッカ、焼き付きをなくした非常に高品位の画像を得ることができる。このことにより、フリッカに係わる表示不良品を確実になくすことができるため、液晶表示装置の歩留まりを実質的に向上させることができ、製造コストの低減が可能になる。また、液晶セルに印加される直流成分を設計上の対策から最小限にできるため、液晶の焼き付きを最小限にすることが可能になり、時系列変化が少なく信頼性の高い液晶表示装置を提供することができる。 In an active matrix liquid crystal display device that employs the above means, the pixel penetration voltage can be kept constant in the screen, so that the voltage applied to the liquid crystal is constant, and the in-plane brightness depends on the location. No uniform screen can be obtained. In addition, it is possible to obtain a very high-quality image that eliminates flicker and burn-in on the display screen. As a result, defective display products related to flicker can be surely eliminated, so that the yield of the liquid crystal display device can be substantially improved and the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the direct current component applied to the liquid crystal cell can be minimized from design measures, liquid crystal burn-in can be minimized, and a highly reliable liquid crystal display device with little time series change is provided. can do.
次に、本発明の実施形態について以下に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described below.
本発明を実施したアクティブマトリクス方式の液晶表示装置においては、回路構成は従来例で示したものと変わらないため、図1、図2および図3を用いて説明する。 In the active matrix type liquid crystal display device embodying the present invention, the circuit configuration is the same as that shown in the conventional example, and therefore will be described with reference to FIGS.
図1はその回路構成を説明する図である。本発明のアクティブマトリクス方式の液晶表示装置は、ソース線駆動回路201およびゲート線駆動回路202と、少なくとも画素マトリクス203が同一の透明絶縁基板204の上に形成されてなる。そのうち、画素マトリクス203は、ソース線駆動回路201に接続された複数のソース線X1,X2,X3・・・と、ゲート線駆動回路202に接続された複数のゲート線Y1,Y2,Y3・・・と、これらのゲート線およびソース線の各交点に形成された複数の画素P11,P12・・・とを有し、各画素P11,P12・・・には薄膜トランジスタ205および液晶セル206を有する。
FIG. 1 is a diagram for explaining the circuit configuration. In the active matrix liquid crystal display device of the present invention, the source
以上の回路構成を有する液晶表示装置の等価回路について、図2を用いて説明する。図2はアクティブマトリクス型の液晶表示装置の等価回路を説明する図である。等価回路は大きく分けて、ソース線駆動回路301およびゲート線駆動回路302と、画素マトリクス303とからなる。前記ソース線駆動回路301は、ラッチ信号を時系列的に送出するためのX側シフトレジスタ304と、その前記ラッチ信号を増幅、整波するためのバッファ305と、ビデオ信号線306のビデオ信号を前記バッファ305から送出されるラッチ信号に応じてソース線308,308’にサンプル、ホールドするアナログスイッチ307,307’とで構成される。ここで、前記X側シフトレジスタ304は、クロックCLXで規定されるクロックドインバータ331と、クロックCLX*で規定されるクロックドインバータ332と、インバータ333とからなる基本セル334を単位に構成される。
An equivalent circuit of the liquid crystal display device having the above circuit configuration will be described with reference to FIG. FIG. 2 illustrates an equivalent circuit of an active matrix liquid crystal display device. The equivalent circuit is roughly divided into a source
一方、前記ゲート線駆動回路302は、ラッチ信号を時系列的に送出するためのY側シフトレジスタ309と、その前記ラッチ信号を増幅、整波し、ゲート線311,311’に送出するためのバッファ310とから構成される。ここで、前記Y側シフトレジスタ309は、クロックCLYで規定されるクロックドインバータ335と、クロックCLY*で規定されるクロックドインバータ336と、インバータ337と、NORゲート338からなる基本セル339を単位に構成される。
On the other hand, the gate
また、前記画素マトリクス303は、前記ソース線308,308’およびゲート線311,311’に接続された薄膜トランジスタ312,312’と液晶セル313,313’とから構成される。
The
次に、図2に等価回路図で示した液晶表示装置の駆動方法の一例について、図2と図3を用いて説明する。図3に、図2の点P1,P2,Q1,Q2,R1,R2,V1での電圧を時系列で示す。CLXはX側シフトレジスタのクロックを表しており、CLX*とは逆位相の関係になっている。同様に、CLYはY側シフトレジスタのクロックを表しており、CLY*とは逆位相の関係になっている。ここでは、CLX*とCLY*については図示しない。 Next, an example of a method for driving the liquid crystal display device shown in the equivalent circuit diagram of FIG. 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows the voltages at points P 1 , P 2 , Q 1 , Q 2 , R 1 , R 2 , and V 1 in FIG. 2 in time series. CLX represents the clock of the X-side shift register, and has a phase relationship opposite to that of CLX *. Similarly, CLY represents the clock of the Y-side shift register, and has a reverse phase relationship with CLY *. Here, CLX * and CLY * are not shown.
駆動方法を順に説明すると、まず、前記Y側シフトレジスタ309が前記クロックCLY,CLY*のタイミングに応じて、前記クロックCLY,CLY*の周期の1/2の幅のパルスを前記バッファ310に出力する。そのパルスを前記バッファ310が増幅、整波して、前記ゲート線311(P1)にゲート選択パルス401を出力する。この前記ゲート選択パルス401が選択レベルである間、ゲート線311に接続した複数の前記薄膜トランジスタ312,312’は導通状態になり、このゲート線311に接続した複数の薄膜トランジスタ312,312’に接続したソース線303と液晶セル313、ゲート線303’と液晶セル313’とが電気的に接続する。このとき、前記X側シフトレジスタ304が前記クロックCLX,CLX*のタイミングに応じて、前記クロックの周期と同じ幅のパルスを前記バッファ305に出力する。そのパルスを増幅、整波してアナログスイッチ307(Q1)にサンプル・ホールド信号403を出力し、前記アナログスイッチ307はそのパルスに応じて前記ビデオ信号線306(V1)のビデオ信号405を前記ソース線308(R1)にサンプル・ホールドする。このとき、先に述べたように前記ゲート線311に接続した複数の前記薄膜トランジスタ312は導通状態にあるため、前記ソース線308にホールドした信号は前記液晶セル313に書き込まれる。同様に、アナログスイッチ307’はソース線308’に前記ビデオ信号405をサンプル・ホールドする。これによって、前記液晶セル313’には前記ソース線308’にサンプル・ホールドした信号が書き込まれる。これを前記ソース線駆動回路301の側で繰り返すことにより、前記ゲート線311に接続した複数の画素の液晶セルへ、前記ビデオ信号405を書き込むことができる。
The driving method will be described in order. First, the Y-side shift register 309 outputs a pulse having a width of ½ of the cycle of the clocks CLY and CLY * to the
次に、前記ゲート選択パルス401が非選択レベルになった後、前記ゲート線駆動回路302からゲート選択パルス402が出力される。この前記ゲート選択パルス402が選択レベルである間に、前述したのと同様に前記ソース線駆動回路301を駆動すると、前記ゲート線311’に接続した複数の画素の液晶セルに前記ビデオ信号405を書き込むことができる。
Next, after the
以上の操作を繰り返すことによって、各画素の液晶セル単位でビデオ信号を書き込むことが可能になり、液晶セルに書き込まれた信号に応じて各々の液晶セルの偏光状態を変えることで画像を得ることができる。 By repeating the above operations, it becomes possible to write a video signal in units of liquid crystal cells of each pixel, and an image can be obtained by changing the polarization state of each liquid crystal cell according to the signal written to the liquid crystal cell. Can do.
以上の構成を持ったアクティブマトリクス方式の液晶表示装置において、表示画面にフリッカが生じる原因が、面内で突き抜け電圧を一定にすることができないためであることは前に述べた。フリッカが視認される液晶表示装置では、ゲート線駆動回路に最も近い画素の液晶セルでは前記突き抜け電圧が最も大きく、前記ゲート線駆動回路に最も遠い画素の液晶セルでは前記突き抜け電圧が最も小さくなっている。この前記突き抜け電圧の差が、液晶セルの透過率の差として認識できる程度に大きいときにフリッカとして視認されるのであれば、この前記突き抜け電圧の差をフリッカが視認できない程度にまで小さくすれば良いことになる。つまり、前記突き抜け電圧の少ない画素で前記突き抜け電圧を増やすことにより、または、前記突き抜け電圧の多い画素で前記突き抜け電圧を減らすことにより、突き抜け電圧を一定にすることが可能になる。 As described above, in the active matrix liquid crystal display device having the above-described configuration, the cause of flickering on the display screen is that the punch-through voltage cannot be made constant in the plane. In a liquid crystal display device in which flicker is visually recognized, the penetration voltage is the highest in the liquid crystal cell of the pixel closest to the gate line driving circuit, and the penetration voltage is the lowest in the liquid crystal cell of the pixel farthest from the gate line driving circuit. Yes. If the difference in the penetration voltage is recognized as flicker when it is large enough to be recognized as a difference in transmittance of the liquid crystal cell, the difference in the penetration voltage may be reduced to such an extent that the flicker cannot be visually recognized. It will be. That is, it is possible to make the punch-through voltage constant by increasing the punch-through voltage in a pixel with a low punch-through voltage, or by reducing the punch-out voltage in a pixel with a high punch-through voltage.
本実施例1では、ゲート線を選択状態から非選択状態に移行する際に、ゲート線駆動回路のゲート線を直接駆動するインバータの抵抗を制限することにより、フリッカのない液晶表示装置を得る方法について説明する。 In the first embodiment, a method of obtaining a flicker-free liquid crystal display device by limiting the resistance of an inverter that directly drives the gate line of the gate line driving circuit when the gate line is shifted from the selected state to the non-selected state. Will be described.
図6は、本実施例1を用いた液晶表示装置のゲート線駆動回路と画素マトリクスとを、ある一本のゲート線について抜き出した等価回路図である。 FIG. 6 is an equivalent circuit diagram in which the gate line driving circuit and the pixel matrix of the liquid crystal display device using the first embodiment are extracted for a single gate line.
ここでゲート線駆動回路の動作を、特にゲート線を直接駆動するインバータの動作に着目して説明する。ここでは、このゲート線704が現在非選択状態にあり選択状態に移行する直前であるとする。まず、ゲート線駆動回路701のシフトレジスタ部より出力されたラッチ信号702により、インバータ703はゲート線704を選択状態とする信号を出力する。以下、選択状態とは、ゲート線704に接続された薄膜トランジスタ706、706’を導通状態にする電圧にゲート線704が印加された状態のことをいう。このとき、インバータ703のP型薄膜トランジスタの抵抗をRP、N型薄膜トランジスタの抵抗をRNとするとRN>>RPの関係が成り立ち、インバータ703には電源配線Vddから前記P型薄膜トランジスタを介してゲート線704に電荷を充電する電流IPが流れる。次に、ラッチ信号702によりインバータ703はゲート線を非選択状態とする信号を出力する。以下、非選択状態とは、ゲート線704に接続された薄膜トランジスタ706、706’を不通状態にする電圧にゲート線704が印加された状態のことをいう。このとき、インバータ703の薄膜トランジスタの抵抗にはRP>>RNの関係が成り立ち、インバータ703には前記N型薄膜トランジスタを介して接地配線GNDにゲート線704に蓄えられた電荷を放出する電流INが流れる。こうして非選択状態になったゲート線704は、ゲート線駆動回路701のシフトレジスタ部より出力されるラッチ信号702を受けて再び選択状態になるまで非選択状態を保持する。
Here, the operation of the gate line driving circuit will be described by focusing on the operation of the inverter that directly drives the gate line. Here, it is assumed that the
本実施例1では、以上の動作をするゲート線駆動回路において、非選択状態でのN型薄膜トランジスタの抵抗RNを以下に述べる条件に制限することにより、前に説明した突き抜け電圧を各画素で一定にすることができる。 In the first embodiment, the gate line driving circuit for the above operation, by limiting the resistance R N of the N-type thin film transistor in a non-selected state in conditions described below, a penetration voltage previously described by each pixel Can be constant.
まず、ゲート線駆動回路701に最も近い第1の画素705と最も遠い第2の画素705’があるとき、第1の画素705と第2の画素705’の間に分布定数型に存在するゲート線704の抵抗とゲート線704に寄生する容量は、等価的に遮断周波数fL2の低域通過フィルタ707として表されるものとする。また、非選択状態でのインバータ703には、インバータ703に寄生する容量CINVとN型薄膜トランジスタの抵抗RNとは、等価的に遮断周波数fL1の低域通過フィルタとして表されるものとする。さらに第1の画素705は、薄膜トランジスタ706の抵抗と薄膜トランジスタ706の画素電極に接続したドレイン電極とゲート電極との間の容量とから構成される遮断周波数fHの高域通過フィルタ148として等価的に表すことができ、同様に第2の画素705’も遮断周波数fHの高域通過フィルタ148’として等価的に表すことができるものとする。
First, when there is a
これらの各フィルタを用いて図6の等価回路図をさらに単純化してみると、図7に示す等価回路図に置き換える事ことができる。図7では、遮断周波数fL1の低域通過フィルタ801はインバータ703を等価的に表し、遮断周波数fHの高域通過フィルタ803は第1の画素705を等価的に表し、同様に遮断周波数fHの高域通過フィルタ804は第2の画素705’を等価的に表している。また、遮断周波数fL2の低域通過フィルタ802は、前述した第1の画素705と第2の画素705’との間の分布定数型の低域通過フィルタ707である。これらの各フィルタで表した回路に入力されるインバータ703の出力信号は、信号源804として表している。
If the equivalent circuit diagram of FIG. 6 is further simplified using these filters, the equivalent circuit diagram shown in FIG. 7 can be substituted. In FIG. 7, a low-pass filter 801 having a cutoff frequency f L1 represents the
本実施例1では、この等価回路においてfL1>fHかつfL2>fHという関係が成り立っているとき、低域通過フィルタ801の遮断周波数fL1と低域通過フィルタ802の遮断周波数fL2との間にfL1≒fL2なる関係が成り立つように、またはfL1<fL2の関係が成り立つように、または少なくともfL1>>fL2とならないようにインバータ703の低域通過フィルタ801を設計する。
In the first embodiment, when the relationship of f L1> f H and f L2> f H is made up in this equivalent circuit, the cutoff frequency f L2 of the cut-off frequency f L1 of the low-pass filter 801 low-pass filter 802 the f L1 ≒ f L2 becomes so relationship is established or f L1 <way relationship f L2 is established, or at least f L1 >> low pass filter 801 of the
以下、図8を用いてfL1≒fL2>fHとする意味について説明する。図8(a)は従来のfL1>fL2>fHという関係が成り立つときの前記各フィルタの周波数特性を表し、図8(b)は本実施例1のfL1≒fL2>fHという関係が成り立つときの各フィルタの周波数特性を表す。また、図8(c)は従来のfL1>fL2>fHという関係が成り立つときの図7の点P31、P32での周波数特性を表し、図8(d)は本実施例1のfL1≒fL2>fHという関係が成り立つときの図7の点P31、P32での周波数特性を表す。これら図8(a)〜(d)では縦軸に増幅率をdB値でとり、横軸に周波数をとっている。さらに、図8(e)は従来のfL1>fL2>fHという関係が成り立つときの図7の点P31、P32での電圧波形と突き抜け電圧△V1、△V2を表し、図8(f)は本実施例1のfL1≒fL2>fHという関係が成り立つときの図7の点P31、P32での電圧波形と突き抜け電圧△V1’、△V2’を表す。これら図8(e)、(f)では縦軸に電圧を、横軸に時間をとっている。図8(a)に示すように前記各フィルタの間に従来のfL1>fL2>fHという関係が成り立つとき、前記低域通過フィルタ801と高域通過フィルタ803とを通過した点P31と、前記低域通過フィルタ801と前記低域通過フィルタ802と高域通過フィルタ803’とを通過した点P32での周波数特性を比較すると、図8(c)に示すようにP31での通過周波数帯域に比べてP32の通過周波数帯域が狭くなり、そのため図8(e)に示すようにP31での突き抜け電圧△V1はP32での突き抜け電圧△V2より大きくなる。この△V1と△V2の差が画素部の液晶の透過率の差として視認される程度であるとき、液晶表示装置の画面にフリッカが視認される。これに対して、図8(b)に示すように前記各フィルタの間にfL1≒fL2>fHという関係が成り立つときには、P21とP22での周波数特性を比較すると図8(d)に示すように図8(c)に比べ通過周波数帯域の差は少なくなる方向に進み、そのため図8(f)に示すように突き抜け電圧△V1’と△V2’の差は少なくなる。この△V1’と△V2’の差が画素部の液晶の透過率の差として視認できない程度であるとき、液晶表示装置の画面にフリッカは視認されない。 Hereinafter, the meaning of f L1 ≈f L2 > f H will be described with reference to FIG. FIG. 8A shows the frequency characteristics of the filters when the conventional relationship of f L1 > f L2 > f H is established, and FIG. 8B shows f L1 ≈f L2 > f H of the first embodiment. Represents the frequency characteristics of each filter when the above relationship holds. FIG. 8C shows frequency characteristics at points P 31 and P 32 in FIG. 7 when the conventional relationship of f L1 > f L2 > f H is established, and FIG. 8D shows the first embodiment. 7 represents frequency characteristics at points P 31 and P 32 in FIG. 7 when the relationship of f L1 ≈f L2 > f H is established. In FIGS. 8A to 8D, the vertical axis represents the amplification factor as a dB value, and the horizontal axis represents the frequency. Further, FIG. 8E shows voltage waveforms and punch-through voltages ΔV 1 and ΔV 2 at points P 31 and P 32 in FIG. 7 when the conventional relationship of f L1 > f L2 > f H is established. FIG. 8F shows voltage waveforms at the points P 31 and P 32 in FIG. 7 and punch-through voltages ΔV 1 ′ and ΔV 2 ′ when the relationship of f L1 ≈f L2 > f H in the first embodiment is satisfied. Represents. 8 (e) and 8 (f), the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time. As shown in FIG. 8A, when the conventional relationship of f L1 > f L2 > f H is established between the filters, the point P 31 that has passed through the low-pass filter 801 and the high-pass filter 803. If, when comparing the frequency characteristics in the low-pass filter 801 and the low-pass filter 802 and the high-pass filter 803 'and P 32 that has passed through, at P 31, as shown in FIG. 8 (c) The pass frequency band of P 32 becomes narrower than the pass frequency band, so that the punch-through voltage ΔV 1 at P 31 is larger than the punch-through voltage ΔV 2 at P 32 as shown in FIG. When the difference between ΔV 1 and ΔV 2 is visually recognized as a difference in liquid crystal transmittance of the pixel portion, flicker is visually recognized on the screen of the liquid crystal display device. On the other hand, when the relationship of f L1 ≈f L2 > f H is established between the filters as shown in FIG. 8B, the frequency characteristics at P 21 and P 22 are compared with each other in FIG. As shown in FIG. 8C, the difference between the pass frequency bands is smaller than that in FIG. 8C. Therefore, as shown in FIG. 8F, the difference between the penetration voltages ΔV 1 ′ and ΔV 2 ′ is reduced. . When the difference between ΔV 1 ′ and ΔV 2 ′ is such that it cannot be visually recognized as a difference in liquid crystal transmittance of the pixel portion, flicker is not visually recognized on the screen of the liquid crystal display device.
さらにfL1<fL2なる関係が成り立つときには、低域通過フィルタ802に信号が入力される前に低域通過フィルタ801により遮断周波数fL1以上の周波数成分は遮断されるため、低域通過フィルタfL2は高域遮断フィルタとしてはほとんど機能しない。このため必然的にP31、P32における突き抜け電圧はほとんど等しくなり、フリッカのない液晶表示装置を実現できる。 Furthermore, when the relationship f L1 <f L2 holds, the low-pass filter 801 blocks the frequency component higher than the cutoff frequency f L1 before the signal is input to the low-pass filter 802, so the low-pass filter f L2 hardly functions as a high-frequency cutoff filter. Therefore, the penetration voltages at P 31 and P 32 are inevitably almost equal, and a liquid crystal display device without flicker can be realized.
以上、前記低域通過フィルタ801および802においてfL1≒fL2またはfL1<fL2なる関係が成り立つときにフリッカのない液晶表示装置を実現できることについて述べたが、少なくともfL1>>fL2の関係が成り立たないように前記低域通過フィルタ801を構成するインバータ703を設計するならばフリッカレベルそのものを下げることができるために表示検査時の歩留まりを実質的に向上させることができる。
As described above, it has been described that the low-pass filters 801 and 802 can realize a liquid crystal display device without flicker when a relationship of f L1 ≈f L2 or f L1 <f L2 is established. At least f L1 >> f L2 If the
さてここで、前記低域通過フィルタ801が非選択状態での前記インバータ703のN型薄膜トランジスタの抵抗RNとインバータに寄生する容量CINVとで構成されることは前に述べた。設計においては、この前記インバータ703を等価的に表す低域通過フィルタ801の遮断周波数fL1が1/(2π×RN×CINV)と等しいと考えて差し支えない。これらから、ゲート線駆動回路に最も近い画素と、ゲート線駆動回路から最も離れた画素との間のゲート線に形成される分布定数型の低域通過フィルタ802の遮断周波数fL2と、RN、Cinvとの間にRN≒1/(2π×Cinv×fL2)なる関係が成り立つよう、またはRN>1/(2π×Cinv×fL2)なる関係が成り立つようにRNを設計することにより、フリッカのない液晶表示装置を実現することができる。または、少なくともRN<<1/(2π×Cinv×fL2)の関係を成立させないようRNを設計することにより、低フリッカレベルの液晶表示装置を実現することができる。ここでつけ加えておくが、前記抵抗RNは無限大の値で良いはずはなく、前記遮断周波数fL1の逆数、即ち周波数fL1での1周期(2π×RN×CINV)が、ある一つのゲート線に接続された画素群を選択状態に保持するために与えられた期間よりも充分短いことが必要である。
As described above, the low-pass filter 801 is composed of the resistor R N of the N-type thin film transistor of the
以上のように、設計上からフリッカのない液晶表示装置を実現するためには非選択状態でのインバータ703のN型薄膜トランジスタの抵抗RNを増加させることが必要になる。これに対して、選択状態でのP型薄膜トランジスタの抵抗RPはゲート線を非選択状態から選択状態にするときの遅れ具合を左右するため、可能な限り低いほうが良いことは明白である。このことから、より具体的には、ゲート線駆動回路のゲート線を直接駆動するインバータのN型薄膜トランジスタとP型薄膜トランジスタとの設計サイズを故意にアンバランスにする必要がある。通常、相補型トランジスタを用いたインバータを設計する場合には、N型トランジスタの線形領域での抵抗値とP型トランジスタの線形領域での抵抗値とを同じくするように製造プロセスや設計サイズを最適化する。そうすることにより、トランジスタの性能を最大限に利用することができる。これに対して本実施例1では、ゲート線駆動回路のゲート線を直接駆動するインバータのみにおいて、N型薄膜トランジスタの線形領域での抵抗RNがP型薄膜トランジスタの線形領域での抵抗RPに対して大きくなるように設計する。具体的には、前記インバータのN型薄膜トランジスタのチャネル長を長くする、チャネル幅を短くするなど、非常に簡単な設計変更のみでフリッカのない液晶表示装置を実現できる。
As described above, in order to realize a liquid crystal display device free from flicker from the design it is necessary to increase the resistance R N of the N-type thin film transistor of the
以上、この本実施例1ではゲート線駆動回路のゲート線を直接駆動するインバータに相補型トランジスタを用いたものについて述べたが、プッシュプル型のインバータ等を用いたゲート線駆動回路にも同様に適用できる。また、本実施例1では駆動回路素子および画素のスイッチング素子に薄膜トランジスタを用いたものについて述べたが、これは同様の動作を行うものであれば、例えばMOS型電界効果トランジスタ、SOI型電界効果トランジスタ等を用いたものでも構わない。 As described above, in the first embodiment, the inverter using the complementary transistor as the inverter for directly driving the gate line of the gate line driving circuit has been described. However, the same applies to the gate line driving circuit using a push-pull type inverter or the like. Applicable. In the first embodiment, a thin film transistor is used as the drive circuit element and the switching element of the pixel. For example, a MOS field effect transistor and an SOI field effect transistor can be used as long as they perform the same operation. Etc. may be used.
本実施例2では、ゲート線駆動回路と画素との間に低域通過フィルタを設けることによってフリッカのない液晶表示装置を実現する方法について述べる。
In
図9は、本実施例2を用いた液晶表示装置のゲート線駆動回路と画素マトリクスとを、ある一本のゲート線について抜き出した等価回路図である。ここでは、ゲート線駆動回路121のゲート線を直接駆動するインバータ122と、ゲート線駆動回路121に最も近い第1の画素124との間に、遮断周波数fL3の低域通過フィルタ123を設ける。このとき、ゲート線駆動回路121に最も近い第1の画素124と、ゲート線駆動回路121から最も遠い第2の画素124’との間には、遮断周波数fL2の分布定数型の低域通過フィルタとして等価的に表すことのできる、ゲート線125の抵抗とゲート線125に寄生する容量が分布定数的に存在する。
FIG. 9 is an equivalent circuit diagram in which the gate line driving circuit and the pixel matrix of the liquid crystal display device according to the second embodiment are extracted with respect to a certain gate line. Here, a low-pass filter 123 having a cutoff frequency f L3 is provided between the inverter 122 that directly drives the gate line of the gate line driving circuit 121 and the
このような図9に示す構成を有する液晶表示装置を、前述の実施例1での場合と同様に上記の各フィルタを用いて単純化すると、図10に示す等価回路図に置き換えることができる。ここでは、前記インバータ122を、前記インバータを構成するN型薄膜トランジスタの非選択状態での抵抗RNと、前記インバータに寄生する容量CINVとから構成される遮断周波数fL1の低域通過フィルタ141として置き換え、また、前記第1の画素および第2の画素をそれぞれ、遮断周波数fHの高域通過フィルタ144および144’として置き換えた。 When the liquid crystal display device having the configuration shown in FIG. 9 is simplified using the above-described filters in the same manner as in the first embodiment, the equivalent circuit diagram shown in FIG. 10 can be substituted. Here, the inverter 122, a resistor R N in a non-selected state of the N-type thin film transistors forming the inverter, the low-pass filter 141 of the capacitor C cutoff composed of a INV frequency f L1 parasitic on the inverter Also, the first pixel and the second pixel were replaced as high-pass filters 144 and 144 ′ having a cutoff frequency f H , respectively.
このとき、低域通過フィルタ141と低域通過フィルタ142とをまとめて合成フィルタ143として等価的に表すと、これは前述の実施例1で説明に用いた図7と等しくなる。このことから、ゲート線駆動回路のゲート線を直接駆動するインバータの設計を従来と何等変えることなく、前記ゲート線駆動回路と前記第1の画素との間に低域通過フィルタ142を設けることにより、前述した実施例1と同等の効果を得ることができると言える。
At this time, if the low-pass filter 141 and the low-pass filter 142 are collectively expressed as a
以下、さらに詳しく本実施例2を説明する。本実施例2では、この低域通過フィルタ142の遮断周波数fL3の範囲を以下の通りに規定する。まず、非選択状態でのインバータ122に等価的に構成される低域通過フィルタ141の遮断周波数fL1と、本実施例2で新たに設ける低域通過フィルタ142の遮断周波数fL3との間にはfL1>fL3なる関係が、または少なくともfL1≒fL3なる関係が成り立っており、この2つの低域通過フィルタ141、142を等価的に表す合成フィルタ143の遮断周波数が遮断周波数fL3に大きく依存していることが必要である。これは、本実施例2で新たに設ける低域通過フィルタ142の遮断周波数fL3を任意に設計することにより、ゲート線に最も近い画素に出力信号146が入力されるまでに前記信号の通過帯域を制御する必要があるためである。また、複数の画素間にまたがってゲート線に寄生して等価的に構成される分布定数型の低域通過フィルタ145の遮断周波数fL2と、本実施例2で新たに設ける低域通過フィルタ142の遮断周波数fL3との間にはfL2>fL3なる関係が、または少なくともfL2≒fL3なる関係が成り立つことが必要である。この関係は前に述べた実施例1と同様に説明できる。
Hereinafter, the second embodiment will be described in more detail. In the second embodiment, the range of the cutoff frequency f L3 of the low-pass filter 142 is defined as follows. First, between the cutoff frequency f L1 of the low-pass filter 141 configured equivalently to the inverter 122 in the non-selected state and the cutoff frequency f L3 of the low-pass filter 142 newly provided in the second embodiment. Has a relationship of f L1 > f L3 or at least a relationship of f L1 ≈f L3, and the cutoff frequency of the
つまり、分布定数型の低域通過フィルタ145によって遮断される周波数成分を極力少なくするために、その分布定数型の低域通過フィルタ145に前記信号を出力する前に、つまりゲート線駆動回路に最も近い画素に前記信号を出力する前に、分布定数型の低域通過フィルタの遮断周波数fL2よりも低い周波数成分を遮断する必要があるということである。
That is, in order to minimize the frequency component cut off by the distributed constant type low-
さてここで、従来のフリッカのある液晶表示装置、つまり、突き抜け電圧の差のある液晶表示装置においては、ゲート線駆動回路のゲート線を直接駆動するインバータに等価的に構成される低域通過フィルタの遮断周波数に対して、複数の画素間にまたがってゲート線に寄生して等価的に構成される分布定数型の低域通過フィルタの遮断周波数の方が低いために、ゲート線駆動回路より遠い画素ほど突き抜け電圧の絶対値は小さくなり、結果としてその突き抜け電圧の差がフリッカとして視認される、ということは前に述べた。これを本実施例2に適用すると、インバータ122に等価的に構成される低域通過フィルタ141の遮断周波数fL1と、複数の画素間にまたがってゲート線に寄生して等価的に構成される分布定数型の低域通過フィルタ145の遮断周波数fL2の間にはfL1>fL2なる関係が成り立っていることになる。さらに、そもそもこの突き抜け電圧が生じる液晶表示装置においては、各画素を等価的に表す高域通過フィルタの遮断周波数が、ゲート線に寄生する各低域通過フィルタの遮断周波数よりも低いこと、または少なくとも各低域通過フィルタの遮断周波数に近いことが必要である。
Now, in a conventional liquid crystal display device with flicker, that is, a liquid crystal display device with a difference in punch-through voltage, a low-pass filter that is equivalent to an inverter that directly drives the gate line of the gate line driving circuit. The cutoff frequency of the distributed constant type low-pass filter that is equivalently formed by parasitically forming a gate line across a plurality of pixels is lower than the cutoff frequency of the gate line driving circuit. As described above, the absolute value of the punch-through voltage becomes smaller as the pixel becomes smaller, and as a result, the difference in the punch-through voltage is visually recognized as flicker. When this is applied to the second embodiment, the cutoff frequency f L1 of the low-pass filter 141 configured equivalently to the inverter 122 and the gate line extending between the plurality of pixels are equivalently configured. A relationship of f L1 > f L2 is established between the cutoff frequencies f L2 of the distributed constant type low-
以上の条件をまとめると、フリッカのない液晶表示装置を得るためには、前記の各フィルタの遮断周波数の間にfL1>fL2>fL3>fHなる関係が成り立つよう本実施例2で新たに設ける低域通過フィルタ142の遮断周波数fL3を設計するのが理想的であるが、少なくとも上記の複数の条件を全て満たすことが可能であるなら、液晶表示装置のフリッカレベルを確実に下げることができるためフリッカに関わる表示不良品の発生を少なくすることができる。 To summarize the above conditions, in order to obtain a flicker-free liquid crystal display device, in the second embodiment, a relationship of f L1 > f L2 > f L3 > f H is established between the cutoff frequencies of the filters. Although it is ideal to design the cutoff frequency f L3 of the low-pass filter 142 newly provided, if it is possible to satisfy at least all of the plurality of conditions, the flicker level of the liquid crystal display device can be surely lowered. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of display defects related to flicker.
では具体的にこの低域通過フィルタをどのように構成するのかについて、以下に図11を用いて説明する。図11は、本実施例2を用いた液晶表示装置をいずれもある1つのゲート線について模式的に抜き出して示したものである。 Now, how this low-pass filter is specifically configured will be described below with reference to FIG. FIG. 11 schematically shows a liquid crystal display device using the second embodiment with respect to one gate line.
まず図11(a)は、ゲート線駆動回路161と画素群167との間に、抵抗と容量とから構成される低域通過フィルタ164を設けたものである。この場合、前記抵抗と前記容量を設計することで低域通過フィルタ164の遮断周波数を決定することができる。なおここでは、低域通過フィルタ164が分布定数型で構成されているが、集中定数型の低域通過フィルタでも構わない。
First, in FIG. 11A, a low-pass filter 164 including a resistor and a capacitor is provided between the gate line driving circuit 161 and the
次に図(b)は、ゲート線駆動回路162と画素群168との間に、ゲート電極が接地電位に電圧が印加されたP型薄膜トランジスタを用いた低域通過フィルタ165を設けたものである。等価的にみると、この低域通過フィルタ165が前記P型薄膜トランジスタの抵抗と前記P型薄膜トランジスタの寄生容量とから構成されることが分かる。この場合、前記P型薄膜トランジスタのチャネル幅、チャネル長、ゲート酸化膜厚などを変更する方法や、前記P型薄膜トランジスタを複数個並列接続するなどの方法より、前記抵抗と前記寄生容量とを任意に設計することが可能になり、ひいては低域通過フィルタ165の遮断周波数を決定することができる。ここではP型薄膜トランジスタを用いたものを示したが、これはN型薄膜トランジスタ等の同様の機能を実現できるトランジスタやダイオ−ドなどでも構わないし、さらに伝送ゲートなどのようにトランジスタなどを複数個組み合わせたものでも構わない。しかし、画素群のスイッチング素子にN型のトランジスタを用いた場合においてはP型のトランジスタを、画素群のスイッチング素子にP型のトランジスタを用いた場合においてはN型のトランジスタを前記低域通過フィルタとして用いることによってより効果が得られることを以下に説明する。ここでは図11(b)のように前記低域通過フィルタとしてP型のトランジスタを用いた場合を想定して説明する。前記P型薄膜トランジスタは、そのゲート電極が接地電位に電圧印加されているので常に導通状態にある。しかし同じ導通状態にあるとはいえ、ドレイン電極とソース電極の間の抵抗はそれを通過する信号の電圧によって変化し、前記信号の電圧が接地電位に近づくほど前記ドレイン電極と前記ソース電極の間の抵抗は増えることになる。つまり、非選択状態での前記P型薄膜トランジスタの抵抗は、選択状態での前記P型薄膜トランジスタの抵抗よりも高くなるわけで、そのため、非選択状態から選択状態へ移行する際の信号の遅延を、選択状態から非選択状態に移行する際の遅延よりも少なくすることができる。これにより、ゲート線の選択を開始する際におけるゲート線選択信号の遅延時間を増加させることなく、ゲート線の選択期間終了時における突き抜け電圧の差を少なくし、フリッカのない液晶表示装置を得ることができる。このことは、前記画素群にP型のトランジスタを用い、前記低域通過フィルタとしてN型のトランジスタを用いる場合においても同様のことが言える。 Next, FIG. 2B shows a low-pass filter 165 using a P-type thin film transistor in which a voltage is applied to the ground potential of the gate electrode between the gate line driving circuit 162 and the pixel group 168. . Equivalently, it can be seen that the low-pass filter 165 is composed of the resistance of the P-type thin film transistor and the parasitic capacitance of the P-type thin film transistor. In this case, the resistance and the parasitic capacitance are arbitrarily set by a method of changing the channel width, channel length, gate oxide film thickness, etc. of the P-type thin film transistor, or a method of connecting a plurality of P-type thin film transistors in parallel. It becomes possible to design, and thus the cutoff frequency of the low-pass filter 165 can be determined. Here, a P-type thin film transistor is used, but this may be a transistor or a diode capable of realizing the same function as an N-type thin film transistor, and a plurality of transistors such as a transmission gate are combined. It does n’t matter. However, when an N-type transistor is used as the switching element of the pixel group, a P-type transistor is used. When a P-type transistor is used as the switching element of the pixel group, an N-type transistor is used as the low-pass filter. It will be described below that the effect can be obtained more by using the above. Here, description will be made assuming that a P-type transistor is used as the low-pass filter as shown in FIG. The P-type thin film transistor is always in a conductive state because its gate electrode is applied with a voltage to the ground potential. However, even though they are in the same conduction state, the resistance between the drain electrode and the source electrode varies depending on the voltage of the signal passing therethrough, and the closer the voltage of the signal approaches the ground potential, the more the resistance between the drain electrode and the source electrode becomes. The resistance will increase. That is, the resistance of the P-type thin film transistor in the non-selected state is higher than the resistance of the P-type thin film transistor in the selected state, so that the signal delay when shifting from the non-selected state to the selected state is The delay in shifting from the selected state to the non-selected state can be reduced. Thereby, without increasing the delay time of the gate line selection signal when starting the selection of the gate line, the difference in the penetration voltage at the end of the selection period of the gate line is reduced, and a liquid crystal display device without flicker is obtained. Can do. The same applies to the case where a P-type transistor is used for the pixel group and an N-type transistor is used as the low-pass filter.
さて、次に図11(c)はゲート線駆動回路163と画素群169との間に、オペアンプと抵抗、容量とからなる低域通過フィルタ166を設けたものである。この場合、主に前記抵抗と前記容量とを設計することによって前記低域通過フィルタ166の遮断周波数を決定できる。また、前記オペアンプ自体の入出力インピーダンス、周波数特性などの諸特性を設計する方法でも前記低域通過フィルタ166遮断周波数を決定することができる。ここでは、オペアンプを用いたアクティブフィルタを例として示したが、同様の機能を有する回路であればオペアンプである必要はない。 In FIG. 11C, a low-pass filter 166 including an operational amplifier, a resistor, and a capacitor is provided between the gate line driving circuit 163 and the pixel group 169. In this case, the cutoff frequency of the low-pass filter 166 can be determined mainly by designing the resistance and the capacitance. In addition, the cutoff frequency of the low-pass filter 166 can be determined by designing various characteristics such as input / output impedance and frequency characteristics of the operational amplifier itself. Here, an active filter using an operational amplifier is shown as an example, but an operational amplifier is not necessary if the circuit has a similar function.
本実施例3では、ゲート線駆動回路と画素群との間に抵抗変調回路を設けることによりフリッカのない液晶表示装置を得る方法とその駆動方法について述べる。図12は本実施例3の一例を示す図で、ゲート線183に沿った等価回路として液晶表示装置を置き換えたものである。本実施例3では、ゲート線駆動回路181と画素群184との間にN型薄膜トランジスタからなる抵抗変調回路185を設けている。この抵抗変調回路185は、電圧源186から出力される抵抗変調信号によりその抵抗値を制御されており、この図では前記N型薄膜トランジスタのゲート電極に前記抵抗変調信号を入力することでその抵抗を変調している。
In the third embodiment, a method of obtaining a liquid crystal display device free from flicker by providing a resistance modulation circuit between a gate line driving circuit and a pixel group and a driving method thereof will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the third embodiment, in which a liquid crystal display device is replaced as an equivalent circuit along the gate line 183. In the third embodiment, a
次に図12の液晶表示装置の駆動方法について図13のタイムチャートと対応させながら説明する。図12の各点P31、P32、P33、P34における電圧波形を表したのが図13である。ここで、点P31に現れる信号はゲート線駆動回路181内のゲート線を直接駆動する最終インバータを駆動するラッチ信号であり、点P32に現れる信号は前記最終インバータからの出力信号である。また、点P33に現れる信号は抵抗変調回路185を制御する前記抵抗変調信号であり、これは抵抗変調回路185に用いられているN型薄膜トランジスタの閾電圧よりも高い2つの電圧状態の間を推移している。さらに、最終的に画素群のゲート電極に印加される電圧を表すのが、点P34に現れる信号である。まず、画素群への書き込みを開始するために、ゲート線183に接続された画素群のスイッチング素子に用いられている薄膜トランジスタを導通状態にする電圧レベルの信号を、ゲート線駆動回路181から出力する。このとき点P31の電圧が接地電位にまで下がるのとほぼ同時に点P32の電圧は電源電圧にまで上がり、前記画素群を導通状態にすべくゲート線183(P34)を充電していく。この時点では、点P33に現れる抵抗変調信号が前記2つの電圧状態のうち電圧の低い方の電圧状態をとっているために、抵抗変調回路185は比較的抵抗の高い導通状態になっており、最終的に画素群のゲート電極に印加される電圧(P34)は遅延を伴っている。その後、信号線187に映像信号が入力されるまで、つまり映像信号入力期間226が始まるまでに、前記抵抗変調信号(P33)を前記2つの電圧状態のうち電圧の高い方の電圧状態をとるようにすることで抵抗変調回路185のN型薄膜トランジスタの抵抗を充分小さくし、ゲート線への印加電圧を電源電圧にまで飽和させ、画素群のスイッチング素子に用いられている薄膜トランジスタを完全な導通状態にする。さて次に、映像信号入力期間226において信号線187から入力される前記映像信号を各画素の液晶セルに書き込んだ後、再び前記抵抗変調信号(P33)を前記2つの電圧状態のうち電圧の低い方の電圧状態にして選択期間226が終了するのを待つ。そして選択期間226を終了すると同時に、ゲート線駆動回路181は、ゲート線183に接続された画素群184のスイッチング素子に用いられている薄膜トランジスタを絶縁状態にする電圧レベルの信号(P32)を出力する。しかし、このとき抵抗変調素子186は比較的抵抗の高い導通状態となっているため、ここで信号に遅延が生じ、最終的にゲート線に印加される電圧(P34)は緩やかに下がる。これを周波数的に見ると、突き抜け電圧の原因となる高周波成分を遮断することになり、これに加えて前述の実施例1、実施例2と同様の条件を本実施例の抵抗変調回路に適用することにより、フリッカのない液晶表示装置を得ることができる。
Next, a driving method of the liquid crystal display device of FIG. 12 will be described in correspondence with the time chart of FIG. FIG. 13 shows voltage waveforms at the points P 31 , P 32 , P 33 and P 34 in FIG. Here, the signal appearing at the point P 31 is a latch signal for driving the final inverter that directly drives the gate line in the gate line driving circuit 181, and the signal appearing at the point P 32 is an output signal from the final inverter. The signal appearing at the point P 33 is the resistance modulation signal for controlling the
以上の実施例3の液晶表示装置においては、ゲート線の選択終了時にだけゲート線駆動回路の電源電圧を低くする従来の方法を用いたときの前記ゲート線駆動回路の電源に寄生する全容量を充放電するのに要する消費電流に比べ、ゲート線数と同数の薄膜トランジスタだけを充放電すれば良いので遥かに少ない消費電流で同等の効果が得られる。 In the liquid crystal display device of the third embodiment described above, the total capacitance parasitic on the power supply of the gate line driving circuit when the conventional method of lowering the power supply voltage of the gate line driving circuit is used only at the end of selection of the gate line. Compared with the current consumption required for charging / discharging, it is sufficient to charge / discharge only the same number of thin film transistors as the number of gate lines, so that the same effect can be obtained with much less current consumption.
実施例4では、ゲート線駆動回路のシフトレジスタの出力と、前記シフトレジスタの出力を一定時間遅延させる遅延回路の出力と、必要ならば次段のシフトレジスタの出力とを、各段毎に設けた論理演算回路に入力した後、前記論理演算回路がゲート線に3状態の電圧を排他的に印加することによって、フリッカのない液晶表示装置を実現する方法について詳しく説明する。 In the fourth embodiment, the output of the shift register of the gate line driving circuit, the output of the delay circuit that delays the output of the shift register for a certain time, and the output of the shift register of the next stage if necessary are provided for each stage. A method for realizing a flicker-free liquid crystal display device by applying the three-state voltage exclusively to the gate line after the input to the logical operation circuit will be described in detail.
図14は本実施例4を包括的に説明するブロック図である。この図は、大きく分けてゲート線駆動回路241と画素群248と3つの電源線249、250、251とからなる。ゲート線駆動回路241は、シフトレジスタ242と遅延回路243と論理演算回路244と3つの電源線を排他的に選択する電源スイッチ245、246、247とからなる。このとき、電源線249は正電源252により画素群を導通状態にする電圧Vddに印加されており、電源線250は負電源253により画素群を絶縁状態にする電圧Vssに印加されており、さらに電源線251はVddより低くVssよりも高い電圧Vrrの電圧源254によりVrrに印加されている。また、電源スイッチ245は電源線249とゲート線との間の導通状態を制御するよう設け、電源スイッチ246は電源線250と前記ゲート線との間の導通状態を制御するように設け、さらに電源スイッチ247は電源線251と前記ゲート線との間の導通状態を制御するよう設ける。
FIG. 14 is a block diagram for comprehensively explaining the fourth embodiment. This figure is roughly divided into a gate line driving circuit 241, a pixel group 248, and three
以下に、前記ゲート線駆動回路の動作の順を追って、このブロック図の流れを示す。まず、従来と同じくシフトレジスタ242からはゲート線を選択する選択信号が出力されたとする。このとき、論理演算回路244には前記選択信号と、遅延回路243を通して一定時間の遅延を生じた選択信号と、シフトレジスタ242の次段の出力とが入力される。このとき、まだ次段のゲート線は選択されていないので、シフトレジスタ242の次段の出力は非選択状態になっている。この状態において論理演算回路244は電源線249に接続されたスイッチ245だけを導通状態にする。こうして前記ゲート線は電圧Vddに印加され、前記ゲート線に接続された画素群は導通状態となる。この状態のまま画素群に接続された信号線に映像信号を送出することにより、前記ゲート線に接続された画素群の液晶セルに信号を書き込むことができる。次に画素への書き込みが終了した後、シフトレジスタ242から前記ゲート線を非選択状態にする非選択信号が出力される。このとき、論理演算回路244には前記非選択信号と、遅延回路243を通して一定時間の遅延を生じた選択信号と、シフトレジスタ242の次段の出力とが入力される。このときシフトレジスタ242の次段の出力には、次段のゲート線を選択状態にする選択信号が出力されている。この状態をさらに詳細に分けて考えると、最初に、遅延回路243にシフトレジスタ242からの非選択信号が入力されてはいるものの出力が遅延しているため、遅延回路243の出力は選択状態のままになっている状態になることが分かる。以下この状態になっている期間を、待ち期間と言うことにする。このとき、論理演算回路244には、シフトレジスタからは前記ゲート線を非選択状態にする非選択信号と、前記次段のゲート線を選択状態にする選択信号と、待ち期間中の遅延回路243からはまだ選択状態にある選択信号が入力されている。そして論理演算の結果、論理演算回路244は電源スイッチ247だけを導通状態にし、前記待ち期間の間前記ゲート線を電圧Vrrに印加し続ける。次にこの待ち期間を過ぎて遅延回路243の出力も非選択状態になると、論理演算回路244は電源スイッチ246だけを導通状態にし、前記ゲート線を電圧Vssに印加し続ける。以上を各ゲート線毎に繰り返すことにより、全てのゲート線を選択することができる。
The flow of this block diagram is shown below in order of the operation of the gate line driving circuit. First, it is assumed that a selection signal for selecting a gate line is output from the shift register 242 as in the conventional case. At this time, the
さて、ここで前記ゲート線に印加された電圧の時系列変化について整理してみよう。まず、前記ゲート線が選択状態にされ電圧Vddに印加される。次に、選択期間が終わると同時に前記待ち期間となって電圧Vrrに印加される。最後に待ち期間が終わると同時に前記ゲート線は非選択状態にされ電圧Vssに印加される。
こうしてみると、従来の駆動方法と違うのは選択期間が終了したときに即座に電圧Vssになるのではなく、電圧Vddより低く電圧Vssより高い電圧Vrrに一度落ちついた後でVssとなる、という点である。こうした駆動を行うことによってゲート線を選択状態から非選択状態にする際にゲート線駆動回路から前記ゲート線に印加される立ち下がり信号を緩やかにすることができる。前述の実施例と同様に信号の周波数成分に着目して言えば、立ち下がり信号の高域成分を減少させることになり、前述した突き抜け電圧の絶対値を減少させることができることになる。つまり、液晶表示装置のフリッカをなくすことができるということである。
Now, let us organize the time series change of the voltage applied to the gate line. First, the gate line is selected and applied to the voltage Vdd . Next, simultaneously with the end of the selection period, the waiting period is applied to the voltage Vrr . Finally, simultaneously with the end of the waiting period, the gate line is deselected and applied to the voltage V ss .
In this way, the difference from the conventional driving method is that the voltage V ss is not immediately generated when the selection period is completed, but the voltage V rr is lower than the voltage V dd and higher than the voltage V ss once. ss . By performing such driving, the falling signal applied to the gate line from the gate line driving circuit when the gate line is changed from the selected state to the non-selected state can be moderated. If attention is paid to the frequency component of the signal as in the above-described embodiment, the high-frequency component of the falling signal is reduced, and the absolute value of the above-described punch-through voltage can be reduced. That is, the flicker of the liquid crystal display device can be eliminated.
この実施例4を実現する液晶表示装置とその動作について、以下に具体的に説明する。図15は、本実施例4の一例を示した等価回路図である。ゲート線駆動回路261は、シフトレジスタ268と、遅延回路263と、2入力EXORゲート264と、2入力NANDゲート265と、N型薄膜トランジスタ266と、P型薄膜トランジスタ267と、電源線269とから構成される。まず、遅延回路263をシフトレジスタ268の信号出力端子に接続し、この遅延回路263の入力端子と出力端子とをEXORゲート264の2つの入力端子にそれぞれ接続する。また一方で、遅延回路263の出力端子は、ゲート線270との間にN型薄膜トランジスタ266を介することで導通状態を制御すべく、N型薄膜トランジスタの片方のドレイン電極と接続される。また、EXORゲート264の出力端子と、次段のEXORゲート264’の出力端子とをNANDゲート265の2つの入力端子にそれぞれ接続する。さらに、このNANDゲート265の出力端子を先ほどのN型薄膜トランジスタ266のゲート電極と接続し、NANDゲート265の出力によってゲート線270と遅延回路263との間の導通状態を制御する。また、このNANDゲート265の出力端子は、電源線269とゲート線270との間の導通状態を制御するように設けたP型薄膜トランジスタ267のゲート電極とも接続されている。これをゲート線駆動回路の各段について繰り返すと図15のゲート線駆動回路261を得る。
A liquid crystal display device that realizes the fourth embodiment and its operation will be specifically described below. FIG. 15 is an equivalent circuit diagram illustrating an example of the fourth embodiment. The gate line driving circuit 261 includes a
では次に図15と、図16に示すタイムチャートと併せ用いて、このゲート線駆動回路の動作について簡単に説明する。図15の黒丸で示す点P41〜P48での電圧の時系列変化を示したのが図16のタイムチャートである。ここでは、P41、P42での電圧波形から分かるようにシフトレジスタが各段に出力する選択信号は各段毎に時系列的に分離されているものとする。 Next, the operation of this gate line driving circuit will be briefly described with reference to FIG. 15 and the time chart shown in FIG. The time chart of FIG. 16 shows time-series changes in voltage at points P 41 to P 48 indicated by black circles in FIG. Here, as can be seen from the voltage waveforms at P 41 and P 42 , it is assumed that the selection signal output to each stage by the shift register is separated in time series for each stage.
順を追って説明すると、まず初期状態においてはシフトレジスタ268からの出力はローレベルであり、遅延回路263の前後(P41、P43)で等電位を保っているのでEXORゲート264からの出力(P45)もローレベルとなっている。同様に、次段のEXORゲート264’からの出力(P46)もローレベルとなっている。このため、この2つのEXORゲートからの出力を入力するNANDゲート265の出力はハイレベルとなっており、P型薄膜トランジスタ267を絶縁状態にし、N型薄膜トランジスタ266を導通状態にして、遅延回路263からのローレベルの出力(P43)をゲート線270(P48)に印加していることになる。
To explain step by step, in the initial state, the output from the
この均衡を破って、シフトレジスタ268から選択パルスが点P41に出力されたとしよう。まず、遅延回路263の入力端子(P41)はハイレベルになるが、遅延回路に263による信号の遅延のため、その出力端子(P43)はまだローレベルのままである。よって、その遅延回路263の入出力信号を入力信号とするEXORゲート264はハイレベルの信号(P45)を出力する。このとき、次段のEXORゲートはその2つの入力端子に何ら変化がないのでローレベルの信号(P46)を出力し続けている。それ故、その2つのEXORゲートの出力信号を入力信号とするNANDゲート265はハイレベルの信号を出力し続けており、N型薄膜トランジスタ266を導通状態にし続け、遅延回路263からの出力(P43)をゲート線(P48)に通し続ける。この後、遅延回路263の遅延時間によって決定される待ち期間が終了した後も、遅延回路263の入出力端子の電位が等電位となりEXORゲートの出力(P45)が再びローレベルの信号を出力するのを除けば、遅延回路263からの出力信号(P43)をゲート線270に印加し続けることに何ら変わりはなく、ゲート線270はハイレベルの電圧に印加され、画素群262のうち、それに接続された画素群を導通状態にする。
Assume that this selection is broken and a selection pulse is output from the
この後、前記画素群に映像信号の書き込みを行った後、シフトレジスタ268からゲート線271の選択期間を終了するローレベルの信号(P41)が出力される。このとき同時に、シフトレジスタ268の次段の出力(P42)は次段のゲート線を選択するためハイレベルとなる。この瞬間、遅延回路263の待ち期間に入るため、EXORゲート264と次段のEXORゲート264’は両方ともハイレベルを出力する(P45、P46)。これを受けて、入力信号が両方ともハイレベルとなったNANDゲート265はローレベルの信号を出力(P47)し、いままでゲート線270と遅延回路263との間を導通状態に保っていたN型薄膜トランジスタ266を絶縁状態にする。さらにそれとは逆に、いままで絶縁状態であったP型薄膜トランジスタ267を導通状態にし、遅延回路263の待ち期間の間、電源線269に印加された電位をゲート線270に印加することになる(P48)。この待ち期間が終了して遅延回路263の入出力信号が等電位になるのとほぼ同時に、前記2つのEXORゲート264、264’の出力(P45、P46)は再び両方ともローレベルとなり、それらを入力信号とするNANDゲート265の出力(P47)は再びハイレベルに戻る。ということは、これは再び初期状態に戻ったのと同じことで、ゲート線270には遅延回路263からのローレベルの信号が印加されることになる。即ち、遅延回路263の待ち期間の終了と同時に再び初期状態に戻ることになる。一方、次段のゲート線はというと、遅延回路の待ち期間の終了と同時にハイレベルの信号が印加されており、ゲート線の選択が繰り返されていることがわかる。これをさらにゲート線駆動回路の前段で繰り返すことによって、本実施例4のゲート線駆動回路を動作させることができる。
Thereafter, after a video signal is written to the pixel group, a low level signal (P 41 ) for ending the selection period of the gate line 271 is output from the
さてここで、図15の等価回路図と図14のブロック図との対応関係について考えてみよう。図14のブロック図には3本の電源線252、253、254があるが、図15の等価回路図には1本の電源線269しか見あたらないことにまず気が付くであろう。ここではまず電源線251が電源線269に相当していることは明白だが他の2本の電源線はなくなったわけではない。図15では省略したシフトレジスタ268やNANDゲート、EXORゲート等々を駆動する正負2つの電圧源が存在していることは、先ほどから述べているハイレベル、ローレベルに相当する電圧の存在からおのずと明かであろう。つまり、前記ハイレベルに相当する電圧を出力する正の電圧源と電源線が、図14でいう電圧源252と電源線249であり、これに対して前記ローレベルに相当するの電圧を出力する負の電圧源が、図14でいう電圧源253と電源線250に対応しているのである。
Now consider the correspondence between the equivalent circuit diagram of FIG. 15 and the block diagram of FIG. Although there are three power lines 252, 253, 254 in the block diagram of FIG. 14, it will first be noticed that only one power line 269 is found in the equivalent circuit diagram of FIG. Here, it is obvious that the
以上、実施例4では、ゲート線駆動回路241の内部に本実施例4の回路が組み込まれているものとしたが、同様の構成を有する回路であれば例えば画素群243の直前などに設けても構わない。また、遅延回路についてだが、例えばインバータを複数段接続して入力と出力に遅延を生じさせるような遅延回路でも構わないし、容量に蓄えられた電荷の放出時間を利用するような遅延回路など、一定の遅延時間を確保できるものであるならばどのような遅延回路でも構わない。さらには、新たに外部から遅延回路にその遅延時間を制御する信号を送出する配線を設けても構わない。
As described above, in the fourth embodiment, the circuit of the fourth embodiment is incorporated in the gate line driving circuit 241. However, if the circuit has the same configuration, it is provided, for example, immediately before the
201 ・・・ ソース線駆動回路
202 ・・・ ゲート線駆動回路
203 ・・・ 画素マトリクス
204 ・・・ 透明な絶縁基板
205 ・・・ 薄膜トランジスタ
206 ・・・ 液晶セル
X1,X2,X3 ・・・ ソース線
Y1,Y2,Y3 ・・・ ゲート線
301 ・・・ ソース線駆動回路
302 ・・・ ゲート線駆動回路
303 ・・・ 画素マトリクス
304 ・・・ X側シフトレジスタ
305 ・・・ X側バッファ
306 ・・・ ビデオ信号線
307,307’ ・・・ アナログスイッチ
308,308’ ・・・ ソース線
309 ・・・ Y側シフトレジスタ
310 ・・・ Y側バッファ
311,311’ ・・・ ゲート線
312,312’ ・・・ 薄膜トランジスタ
313,313’ ・・・ 液晶セル
331 ・・・ クロックCLXで規定されるクロックドインバータ
332 ・・・ クロックCLX*で規定されるクロックドインバータ
333 ・・・ インバータ
334 ・・・ X側シフトレジスタの基本セル
335 ・・・ クロックCLYで規定されるクロックドインバータ
336 ・・・ クロックCLY*で規定されるクロックドインバータ
337 ・・・ インバータ
338 ・・・ NOR論理ゲート
339 ・・・ Y側シフトレジスタの基本セル
341 ・・・ X側シフトレジスタのスタートパルス入力端子
342 ・・・ Y側シフトレジスタのスタートパルス入力端子
344 ・・・ ビデオ信号入力端子
CLX,CLX* ・・・ クロックCLXおよびクロックCLX*
CLY,CLY* ・・・ クロックCLYおよびクロックCLY*
P1,P2 ・・・ 図2の等価回路の点P1および点P2 Q1,Q2 ・・・ 図2の等価回路の点Q1および点Q2 R1,R2 ・・・ 図2の等価回路の点R
1および点R2 V1 ・・・ 図2の等価回路の点V1
P1,P2 ・・・ 図2の等価回路の点P1および点P2 Q1,Q2 ・・・ 図2の等価回路の点Q1および点Q2 R1,R2 ・・・ 図2の等価回路の点R 401 ・・・ 図2の点P1での電圧波形
402 ・・・ 図2の点P2での電圧波形
403 ・・・ 図2の点Q1での電圧波形
404 ・・・ 図2の点Q2での電圧波形
405 ・・・ 図2の点V1での電圧波形
406 ・・・ 図2の点R1での電圧波形
407 ・・・ 図2の点R2での電圧波形
408 ・・・ ビデオ中心
411 ・・・ 図2のクロックCLYの電圧波形
412 ・・・ 図2のクロックCLXの電圧波形
501,501’ ・・・ 画素トランジスタ
502 ・・・ ゲート選択パルス
503 ・・・ ゲート線
504,504’ ・・・ 液晶セル
505,505’ ・・・ ゲート線503と液晶セル504,504’との間の結合容量
508 ・・・ 第1の低域通過フィルタ
509 ・・・ 第2の低域通過フィルタ
510 ・・・ 第1の遅延パルス
511 ・・・ 第2の遅延パルス
C1,C2,G1,G2 ・・・ 図4の等価回路図の点C1,C2,G1,G2 601 ・・・ 時間軸
602 ・・・ ゲート選択パルスの電圧
603 ・・・ 液晶印加電圧
611 ・・・ 理想的に遅延のないゲート選択パルス
612 ・・・ 図4の点G1におけるゲート選択パルス
613 ・・・ 図4の点G2におけるゲート選択パルス
621 ・・・ 理想的に遅延のないゲート選択パルスが入力されたときの液晶印加電圧の波形
622 ・・・ 図4の点C1における液晶印加電圧波形
623 ・・・ 図4の点C2における液晶印加電圧波形
701 ・・・ ゲート線駆動回路
702 ・・・ ゲート線駆動回路701の最終インバータ703を駆動するラッチ信号
703 ・・・ ゲート線駆動回路701のゲート線704を直接駆動する最終インバータ
704 ・・・ ゲート線
705 ・・・ ゲート線駆動回路701に最も近い画素
705’ ・・・ ゲート線駆動回路701から最も遠い画素
706,706’ ・・・ 画素トランジスタ
707 ・・・ 画素705と画素705’の間のゲート線に分布定数状に寄生する容量と抵抗
Vdd ・・・ 正電源電圧
RN,RP ・・・ 最終インバータ703を構成するN型,P型薄膜トランジスタの抵抗
IP,IN ・・・ 最終インバータ703を構成するN型,P型薄膜トランジスタに流れる電流
GND ・・・ 接地電源
801,802 ・・・ 低域通過フィルタ
803,803’ ・・・ 高域通過フィルタ
804 ・・・ ゲート線駆動回路の最終インバータの出力信号
901 ・・・ 周波数軸
902 ・・・ 各周波数フィルタのゲインを表す軸
903 ・・・ 点P1,点P2での信号のゲインを表す軸 904 ・・・ 時間軸
905 ・・・ 点P1,点P2での電圧波形
906 ・・・ 図7の低域通過フィルタ801の周波数特性
907 ・・・ 図7の低域通過フィルタ802の周波数特性
908 ・・・ 図7の高域通過フィルタ803,803’の周波数特性
909 ・・・ 点P1での周波数特性
910 ・・・ 点P2での周波数特性
911 ・・・ 点P1での電圧波形
912 ・・・ 点P2での電圧波形
121 ・・・ ゲート線駆動回路
122 ・・・ ゲート線駆動回路122内のゲート線125を直接駆動する最終インバータ
123 ・・・ 新たに設ける低域通過フィルタ
124,124’ ・・・ 第1の画素,第2の画素
125 ・・・ ゲート線
141,142 ・・・ 低域通過フィルタ
143 ・・・ 低域通過フィルタ141と低域通過フィルタ142とを合成し表した合成フィルタ
144,144’ ・・・ 高域通過フィルタ
145 ・・・ 低域通過フィルタ
146 ・・・ 最終インバータの出力信号
161,162,163 ・・・ ゲート線駆動回路
164 ・・・ 容量と抵抗とから構成される低域通過フィルタ
165 ・・・ P型薄膜トランジスタから構成される低域通過フィルタ
166 ・・・ オペアンプと容量、抵抗とから構成される低域通過フィルタ 167,168,169 ・・・ 画素マトリクス
181 ・・・ ゲート線駆動回路
182 ・・・ 最終インバータの出力信号
183 ・・・ ゲート線
184 ・・・ 画素マトリクス
185 ・・・ N型薄膜トランジスタを用いた抵抗変調回路
186 ・・・ 抵抗変調信号源
187 ・・・ 信号線
P31,P32,P33,P34 ・・・ 点P31,P32,P33,P34 221 ・・・ 図12の点P31での電圧波形
222 ・・・ 図12の点P32での電圧波形
223 ・・・ 図12の点P33での電圧波形
224 ・・・ 図12の点P34での電圧波形
225 ・・・ ゲート線選択期間
226 ・・・ 映像信号入力期間
241 ・・・ ゲート線駆動回路
242 ・・・ シフトレジスタ
243 ・・・ 遅延回路
244 ・・・ 論理演算回路
245 ・・・ 電源線249とゲート線との間の導通状態を制御するスイッチ
246 ・・・ 電源線250とゲート線との間の導通状態を制御するスイッチ
247 ・・・ 電源線251とゲート線との間の導通状態を制御するスイッチ
248 ・・・ 画素マトリクス
249 ・・・ 電圧Vddの電源線
250 ・・・ 電圧Vssの電源線
251 ・・・ 電圧Vrrの電源線
252 ・・・ 電圧Vddの電圧源
253 ・・・ 電圧Vssの電圧源
254 ・・・ 電圧Vrrの電圧源
261 ・・・ ゲート線駆動回路
262 ・・・ 画素マトリクス
263 ・・・ 遅延回路
264,264’ ・・・ EXORゲート
265 ・・・ NANDゲート
266 ・・・ N型薄膜トランジスタ
267 ・・・ P型薄膜トランジスタ
268 ・・・ シフトレジスタ
269 ・・・ 電源線
270 ・・・ ゲート線
P41,P42,P43,P44,P45,P46,P47,P48 ・・・ 等価回路の各点、点P41,点P42,点P43,点P44,点P45,点P46,点P47,点P48 281 ・・・ 図15の点P41での電圧波形
282 ・・・ 図15の点P42での電圧波形
283 ・・・ 図15の点P43での電圧波形
284 ・・・ 図15の点P44での電圧波形
285 ・・・ 図15の点P45での電圧波形
286 ・・・ 図15の点P46での電圧波形
287 ・・・ 図15の点P47での電圧波形
201 ... Source line drive circuit 202 ... Gate line drive circuit 203 ... Pixel matrix 204 ... Transparent insulating substrate 205 ...
CLY, CLY * ... Clock CLY and Clock CLY *
P 1, P 2 ... view P 1 and point P 2 Q 1 point 2 of the equivalent circuit, Q 2 points of an equivalent circuit of ... Figure 2 Q 1 and the point Q 2 R 1, R 2 ... Point R of the equivalent circuit of FIG.
1 and point R 2 V 1 ... Point V 1 in the equivalent circuit of FIG.
P 1, P 2 ... view P 1 and point P 2 Q 1 point 2 of the equivalent circuit, Q 2 points of an equivalent circuit of ... Figure 2 Q 1 and the point Q 2 R 1, R 2 ... 2 is a voltage waveform at a point P1 in FIG. 2 402 is a voltage waveform at a point P2 in FIG. 2 403 is a voltage waveform at a point Q1 in FIG. Voltage waveform at point Q2 in FIG. 2 405 ... Voltage waveform at point V1 in FIG. 2 406 ... Voltage waveform at point R1 in FIG. 2 407 ... Voltage waveform at point R2 in FIG.・ ・ ・
Claims (1)
複数のソース線と、
前記各ゲート線と前記各ソース線との交差に対応して形成された複数の画素と、
前記各ゲート線を選択状態にする選択信号、もしくは、前記各ゲート線を非選択状態にする非選択信号を供給するゲート線駆動回路とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、
前記ゲート線駆動回路は、
前記選択信号もしくは前記非選択信号を生成するシフトレジスタと、
前記シフトレジスタと前記各ゲート線との間に設けられたトランジスタと、を備え、
前記トランジスタは、抵抗変調信号が該トランジスタのゲート電極に入力されることにより、前記各ゲート線を選択状態から非選択状態にする際の前記シフトレジスタと前記各ゲート線との間の抵抗値を、前記各ゲート線を選択した状態における抵抗値よりも高くなるように制御されることを特徴とする液晶表示装置。 Multiple gate lines,
Multiple source lines,
A plurality of pixels formed corresponding to the intersections of the gate lines and the source lines;
An active matrix liquid crystal display device having a selection signal for selecting each gate line or a non-selection signal for supplying a non-selection signal for deselecting each gate line;
The gate line driving circuit includes:
A shift register for generating the selection signal or the non-selection signal;
A transistor provided between the shift register and each gate line,
The transistor has a resistance value between the shift register and each gate line when the gate line is changed from a selected state to a non-selected state by inputting a resistance modulation signal to the gate electrode of the transistor. The liquid crystal display device is controlled so as to be higher than a resistance value in a state where each of the gate lines is selected.
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