JP4176291B2 - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置およびその駆動方法に関し、特にデータ信号線駆動回路から順次走査されるデータ信号線の状態を安定させ、映像信号の書き込み性能を向上させる予備充電に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像表示装置の一例として、アクティブマトリクス型液晶表示装置について説明する。この画像表示装置は図９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と予備充電回路ＰＣからなっている。
【０００３】
画素アレイＡＲＹは、互いに交差する複数の走査信号線ＧＬとデータ信号線ＳＬとを備えており、隣接する２本の走査信号線ＧＬと隣接するデータ信号線ＳＬとで囲まれた部分に画素ＰＩＸがマトリクス状に設けられている。表示部は、各走査信号線ＧＬから供給される走査信号に同期して、各データ信号線ＳＬから各画素ＰＩＸに映像信号ＤＡＴを書き込み、画像を表示させる部分である。
【０００４】
画素ＰＩＸは図１０に示すように、スイッチ素子ＳＷ、液晶容量ＣＬ、補助容量Ｃｓからなっている。画素容量Ｃｐは、液晶容量ＣＬと補助容量Ｃｓの和である。データ信号線駆動回路ＳＤはクロック信号ＣＫＳ、データスタート信号ＳＰＳ等のタイミング信号に同期して、アナログスイッチで入力された映像信号ＤＡＴをサンプリングし、必要に応じて各データ信号線ＳＬに書き込む働きをする。
【０００５】
走査信号線駆動回路ＧＤは、クロック信号ＣＫＧ、走査スタート信号ＳＰＧ、パルス幅制御信号ＰＷＣ等のタイミング信号に同期して、走査信号線ＧＬを順次選択し、画素ＰＩＸ内にあるスイッチ素子ＳＷの開閉を行うことによって、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に書き込み、各画素ＰＩＸ内の容量に書き込まれた映像信号ＤＡＴを保持する。
【０００６】
予備充電回路ＰＣは、予備充電制御信号ＰＣＣのタイミングに同期して入力された予備充電電位ＰＣＶをサンプリングして、各データ信号線ＳＬに映像信号ＤＡＴが書き込まれる前に、予備充電電位ＰＣＶを書き込む働きをする。
【０００７】
以上の働きを繰り返し行うことによって、画素アレイＡＲＹに画像を表示することができる。
【０００８】
これらのタイミングチャートを図１１に示す。図１１において、データ信号線駆動回路ＳＤのクロック信号ＣＫＳおよびデータスタート信号ＳＰＳに同期して、映像信号ＤＡＴが入力される。この例では水平ライン反転方式の駆動方法を採用しており、走査信号線ＧＬｊ（ｊ≧１）に対応するラインには正極性の映像信号が、走査信号ＧＬｊ＋１に対応するラインには負極性の映像信号が書き込まれる。また、水平帰線期間において、予備充電制御信号ＰＣＣによって、データ信号線ＳＬに予備充電電位ＰＣＶが充電される。ここで、予備充電電位ＰＣＶの極性は、次に書き込まれる映像信号がＤＡＴと同極性である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
近年では画像表示装置が高精細化されるにつれ、データ信号線駆動回路ＳＤにおけるサンプリングレートの高速化がなされている。しかし、それに伴いデータ信号線ＳＬへの映像信号ＤＡＴの書き込みが不充分になり、画質が著しく低下してしまうという問題が発生している。そこで、予備充電回路ＰＣを用いて、データ信号線ＳＬに映像信号ＤＡＴが書き込まれる前に、予備充電として予備充電電位ＰＣＶを充電し、画質の低下を抑える手法が用いられてきた。
【００１０】
従来例を示す図９を用いて動作について説明する。各データ信号線ＳＬに対して、この予備充電回路ＰＣは予備充電制御信号ＰＣＣのタイミングによって、予備充電電位ＰＣＶをデータ信号線ＳＬに充電する。
【００１１】
しかし、図１１のタイミングチャートに示すように、わずかな時間で予備充電電位ＰＣＶを全データ信号線ＳＬに供給するためには、予備充電回路ＰＣを構成するスイッチ素子群は、大きな素子を用いらなければならない。さらにスイッチ素子群を一括して制御するので、一度に大量の電荷が各データ信号線ＳＬに移動するため、予備充電電位ＰＣＶが変動してしまう。
【００１２】
予備充電電位ＰＣＶのサンプリングが終了するまでに、変動した予備充電電位ＰＣＶが元に戻らない場合、データ信号線ＳＬへ予備充電電位ＰＣＶのレベルが不足することとなる。その結果、データ信号線ＳＬにデータ信号線駆動回路ＳＤから書き込まれる映像信号ＤＡＴの電位に悪影響を及ぼし、表示の劣化を引き起こしてしまうことが懸念される。さらには、予備充電電位ＰＣＶを供給している制御信号発生回路ＣＴＬに対しても、予備充電電位ＰＣＶの急激な変化に応じて、電源変動を引き起こし全制御信号が不安定になり表示不良を起こす可能性がある。
【００１３】
上記のように、予備充電電位ＰＣＶの変動を抑制するために、図９に示すように制御信号発生回路ＣＴＬの次段に電流増幅部を設けることが試みられている。
【００１４】
しかしながら、このように電流増幅部を設けることにより、消費電力が増加してしまうという新たな問題が生じている。
【００１５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、消費電力の増加を抑え、特にデータ信号線への映像信号の書き込み性能を向上させる予備充電を有する画像表示装置およびその駆動方法を提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素と、前記画素の各列に配置された複数のデータ信号線および前記画素の各行に対応して配置された走査信号線を有し、各走査信号線から供給される走査信号に同期して各データ信号線から各画素に映像信号を書き込み、画像を表示させる表示部と、前記複数のデータ信号線に映像信号を出力するデータ信号線駆動回路と、前記複数の走査信号線に走査信号を出力する走査信号線駆動回路と、所定の期間内に前記複数のデータ信号線に予備充電制御信号により予備充電電位を充電するための予備充電回路とを備えた画像表示装置において、前記予備充電回路の前段に、抵抗で構成されている電流制御手段と、容量で構成されている電荷保持手段とで構成されている予備充電電位安定部が設けられており、当該予備充電電位安定部は、前記予備充電制御信号が作用している間は電荷保持手段に保持されている電荷を前記予備充電回路へ供給し、前記予備充電制御信号の非作用時に電流制御手段を用いて電荷保持手段に予備充電電位を供給するものであることにより、上記の目的が達成できる。
【００２０】
また、前記電荷保持手段の容量は、少なくとも前記複数のデータ信号線の総容量よりも大きければよい。
【００２１】
また、前記予備充電電位が交流電位の場合、前記予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の時定数は、前記予備充電電位の極性が切り換わってから、前記予備充電制御信号が次にアクティブになる時間よりも短ければよい。
【００２２】
また、前記予備充電電位が交流電位の場合、前記予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の時定数は、前記予備充電制御信号のアクティブから次のアクティブになる時間よりも短ければよい。
【００２３】
また、前記予備充電電位が交流電位の場合、前記予備充電電位安定部を構成する電流制御手段の抵抗値と電荷保持手段の容量値は、前記予備充電制御信号の周期内に、十分な電位に安定させる程度の最適値であればよい。
【００２４】
また、前記予備充電電位が直流電位の場合、前記予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の抵抗値と電荷保持手段の容量値は、電源投入から表示が開始されるまでの間に、前記予備充電電位を安定させるのに十分な値であればよい。
【００２５】
また、前記予備充電電位が直流電位の場合、前記予備充電電位安定部を構成する電流制御手段の抵抗値と電荷保持手段の容量値は、前記予備充電制御信号の周期内に、前記予備充電電位が、前記予備充電回路によって、前記データ信号線へ供給した電荷量以上の電荷を供給することがきる最適値を持っていればよい。
【００２６】
本発明の画像表示装置の駆動方法は、マトリクス状に配置された複数の画素と、前記画素の各列に配置された複数のデータ信号線および前記画素の各行に対応して配置された走査信号線を有し、各走査信号線から供給される走査信号に同期して各データ信号線から各画素に映像信号を書き込み、画像を表示させる表示部と、前記複数のデータ信号線に映像信号を出力するデータ信号線駆動回路と、前記複数の走査信号線に走査信号を出力する走査信号線駆動回路と、所定の期間内に前記複数のデータ信号線に予備充電制御信号により予備充電電位を充電するための予備充電回路とを備えた画像表示装置の駆動方法において、 前記予備充電回路の前段に設けられ、抵抗で構成されている電流制御手段と容量で構成されている電荷保持手段とで構成される前記予備充電電位安定部に入力される前記予備充電電位は、前記予備充電制御信号の非作用時に電流制御手段を用いて電荷保持手段に供給されたものであって、前記映像信号の１水平期間に同期して、交流電位を持つことにより、上記目的が達成できる。
【００２７】
また、前記予備充電電位は、前記映像信号と逆極性の電位を持っていればよい。
【００２８】
また、前記予備充電電位は、前記映像信号の正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値から等電位の交流電位を持っていればよい。
【００２９】
本発明の画像表示装置の駆動方法は、マトリクス状に配置された複数の画素と、前記画素の各列に配置された複数のデータ信号線および前記画素の各行に対応して配置された走査信号線を有し、各走査信号線から供給される走査信号に同期して各データ信号線から各画素に映像信号を書き込み、画像を表示させる表示部と、前記複数のデータ信号線に映像信号を出力するデータ信号線駆動回路と、前記複数の走査信号線に走査信号を出力する走査信号線駆動回路と、所定の期間内に前記複数のデータ信号線に予備充電制御信号により予備充電電位を充電するための予備充電回路とを備えた画像表示装置の駆動方法において、前記予備充電回路の前段に設けられ、抵抗で構成されている電流制御手段と容量で構成されている電荷保持手段とで構成される前記予備充電電位安定部に入力される前記予備充電電位は、前記予備充電制御信号の非作用時に電流制御手段を用いて電荷保持手段に供給されたものであって、直流電位を持つことにより、上記目的が達成できる。
【００３０】
また、前記予備充電電位は、前記映像信号の正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値から等電位の直流電位を持っていればよい。
【００３１】
上記構成および駆動方法による作用を説明する。
【００３２】
本発明の画像表示装置によれば、予備充電電位安定部を有することにより、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。また、電流増幅回路を必要としないため、消費電力の増加を抑制することが可能となる。
【００３３】
また、予備充電電位安定部は、電流制御手段と、電荷保持手段とで構成されているため、データ信号線へ供給する電位（電荷）を電荷保持手段に保持することにより、予備充電制御信号が作用している間は、この電荷保持手段から電荷を供給すればよい。また、制御信号発生回路から供給される予備充電電位は予備充電制御信号が非作用時に電荷保持手段に供給すればよく、電流制御手段を用いることにより、必要以上に電流を流すことなく電荷保持手段に供給できるので、消費電力を低下することが可能となる。
【００３４】
また、電荷保持手段は、容量（コンデンサ）で構成されることにより、最適な電荷保持量を選択できる。
【００３５】
また、電流制御手段は抵抗で構成されることにより、消費電流増大の抑制を図ることができる。
【００３６】
また、電荷保持手段における容量は少なくとも、複数のデータ信号線の総容量よりも大きくすることによって、予備充電制御信号が作用している間、電荷保持手段に蓄えられた電荷を供給するだけでよく、制御信号発生回路から新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることができる。
【００３７】
また、予備充電電位が交流電位の場合、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の時定数は、予備充電電位の極性が切り換わってから、予備充電制御信号が次にアクティブになる時間よりも短いことによって、例えば、１水平期間（１Ｈ）はＮＴＳＣ信号の場合、約６３μｓｅｃであり、その時間内に十分に電位を保持することが可能となる。つまり、予備充電制御信号が作用するまでに、電荷保持手段に十分に電荷を蓄えることが可能となり、制御信号発生回路から新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることが可能となる。
【００３８】
また、予備充電電位が交流電位の場合、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の時定数は、予備充電制御信号のアクティブから次のアクティブになる時間よりも短いことにより、予備充電制御信号が作用するまでに、電荷保持手段に十分に電荷を蓄えることが可能となり、制御信号発生回路から新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることが可能となる。
【００３９】
また、予備充電電位が交流電位の場合、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段は、予備充電制御信号の周期内に、十分な電位に安定させる程度の最適値をとることにより、予備充電制御信号が作用するまでに、電荷保持手段に十分に電荷を蓄えることが可能となり、制御信号発生回路から新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることが可能となる。
【００４０】
また、予備充電電位が直流電位の場合、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の値は、電源投入から表示が開始されるまでの間に、予備充電電位を安定させるのに十分な値であることにより、予備充電制御信号が作用するまでに、電荷保持手段に十分に電荷を蓄えることが可能となり、制御信号発生回路から新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることが可能となる。
【００４１】
また、予備充電電位が直流電位の場合、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の値は、予備充電制御信号の周期内に、予備充電電位が、予備充電回路によってデータ信号線へ供給した電荷量以上の電荷を供給することができる最適値を持つことにより、例えば、予備充電制御信号の立ち上がり時（アクティブ時）、つまりデータ信号線へ電荷を供給している間、予備充電電位が下がっても、その後予備充電制御信号の周期内で予備充電電位が最適値までもどっていれば良く、予備充電電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００４２】
本発明の画像表示装置の駆動方法によれば、映像信号が正極性、負極性の状態を持っている場合、その極性変化に同期して、予備充電電位が交流電位を持つことにより、最適な予備充電電位をデータ信号線に充電でき、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００４３】
また、予備充電電位は、映像信号と逆極性の電位を持つことにより、例えば、負極性の映像信号をデータ信号線駆動回路からデータ信号線に書き込んでいる間に、予備充電電位は映像信号の逆極性の正極性になっており、予備充電電位安定部の電荷保持手段には正極性の電位を保持する電荷が蓄積されている。十分に電荷保持手段に電荷が蓄えられる一方、データ信号線駆動回路、および走査信号線駆動回路により、画素には負極性の映像信号が書き込まれ、画素のスイッチ素子によって画素容量とデータ信号線が切り離されたあと、予備充電回路からデータ信号線に次の１水平期間にサンプリングする正極性の映像信号と同極性の既に予備充電電位安定部の電荷保持手段に蓄えられている予備充電を書き込むことが可能となる。このような駆動方法により、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００４４】
また、予備充電電位は、映像信号の正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値から等電位の交流電位を持つことにより、任意に予備充電電位の最適値を選択することが可能となり、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００４５】
本発明の画像表示装置の駆動方法によれば、予備充電電位が直流電位を持つことにより、最適な予備充電電位をデータ信号線に充電でき、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００４６】
また、予備充電電位は映像信号の正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値からそれぞれ等電位の直流電位を持つことにより、最適な予備充電電位をデータ信号線に充電でき、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は画像表示装置の構成例を示すブロック図である。
【００４８】
本ブロック図は、データ信号線駆動回路ＳＤ、走査信号線駆動回路ＧＤ、データ信号線ＳＬｉ（ｉ≧１）、走査信号線ＧＬｊ（ｊ≧１）、画素ＰＩＸ、制御信号発生回路ＣＴＬ、予備充電回路ＰＣ、予備充電電位安定部ＳＴで構成されている。制御信号発生回路ＣＴＬは各制御信号を図２のタイミングチャートに示すように出力する。
【００４９】
また、データ信号線駆動回路ＳＤ、走査信号線駆動回路ＧＤ、予備充電回路ＰＣ、各画素ＰＩＸを構成する各スイッチ素子は同一基板ＳＵＢ上に、６００℃以下のプロセス温度の多結晶シリコン薄膜トランジスタで形成されている。
【００５０】
また、上記予備充電電位安定部ＳＴは、図３に示すように、電荷保持手段と電流制御手段とで構成されている。ここでは、電荷保持手段はコンデンサＣで構成され、電流制御手段は消費電力を抑える目的のため、抵抗Ｒで構成されている。
【００５１】
電荷保持手段のコンデンサＣ（容量）の容量は少なくとも、複数のデータ信号線ＳＬの総容量よりも大きければ良い。つまり、予備充電制御信号ＰＣＣが作用している間、電荷保持手段に蓄えられた電荷を供給するだけでよく、制御信号発生回路ＣＴＬから新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることが可能となる。
【００５２】
電流制御手段である抵抗Ｒによって、制御信号発生回路ＣＴＬからの電流の流入を抑え、制御信号発生回路ＣＴＬでの電源変動を抑えることが可能となる。
【００５３】
予備充電電位ＰＣＶが交流電位の場合、予備充電電位安定部ＳＴを構成する電流制御手段と電荷保持手段の時定数は、予備充電電位ＰＣＶの極性が切り換わってから、予備充電制御信号ＰＣＣが次にアクティブになる時間（図４の間隔ＴＡ）よりも短ければ良い。あるいは、予備充電電位安定部ＳＴを構成する電流制御手段と電荷保持手段の時定数は、予備充電制御信号ＰＣＣのアクティブから次のアクティブになる時間（図５の間隔ＴＢ）よりも短ければ良い。また、予備充電電位ＰＣＶが交流電位の場合、予備充電電位安定部ＳＴを構成する電流制御手段と電荷保持手段は、予備充電制御信号ＰＣＣの周期内に、十分な電位に安定させる程度の最適値をとれば良い。例えば、１水平期間（１Ｈ）はＮＴＳＣ信号の場合、約６３μｓｅｃであり、その時間内に十分に電位を保持することが可能となる。つまり、予備充電制御信号ＰＣＣが作用するまでに、電荷保持手段に十分に電荷を蓄えることが可能となり、制御信号発生回路ＣＴＬから新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることが可能となる。
【００５４】
上記の関係から、コンデンサＣおよび抵抗Ｒの値が決定される。ここでは予備充電電位安定部ＳＴにコンデンサＣとして１０ｎＦ、抵抗Ｒとして２２０Ωを用いたが、上記の関係を満たすのであれば、その他の電子素子を用いても構わない。
【００５５】
実施形態１では、画素ＰＩＸに書き込む映像信号ＤＡＴが１水平期間ごとに極性が正負に切り替わる１Ｈ反転駆動という駆動方法を用いている。
【００５６】
次に、上記各構成部の働きについて説明する。データ信号線駆動回路ＳＤは、図２に示したデータスタート信号ＳＰＳとクロック信号ＣＫＳによって、まずは正極性の映像信号ＤＡＴを各データ信号線ＳＬｉにサンプリングしていく。一方、走査信号駆動回路ＧＤは、走査スタート信号ＳＰＧとクロック信号ＣＫＧによって、走査信号線ＧＬｊを順次選択し、走査信号線ＧＬｊに接続された画素ＰＩＸのスイッチ素子ＳＷの開閉を行うことによって、データ信号線ＧＬｊにサンプリングされた映像信号ＤＡＴが画素ＰＩＸに転送される。このとき、画素ＰＩＸには正極性の映像信号ＤＡＴが保持されている。
【００５７】
ところで、従来例でも説明したが、液晶表示装置の場合、画素ＰＩＸはスイッチ素子ＳＷと液晶容量ＣＬと補助容量Ｃｓからなっている。これら容量の一端はスイッチ素子ＳＷを介してデータ信号線ＳＬに接続されており、他端には対向電位と呼ばれる電位が印加されている。つまり、画素ＰＩＸに書き込まれた映像信号ＤＡＴは、その映像信号ＤＡＴと対向電位Ｖｃｏｍとの電位差によって、液晶に印加され、液晶を通過する光を変調することにより様々な表示状態を実現している。
【００５８】
実施形態１では、対向電位Ｖｃｏｍ（図２上に点線で示している）は直流電位で与えられており、映像信号ＤＡＴの正極性、負極性とは、この対向電位Ｖｃｏｍを基準として表している。
【００５９】
次に、走査信号線駆動回路ＧＤにより、走査信号線ＧＬｊの選択が終了すると、画素ＰＩＸはスイッチ素子ＳＷによりデータ信号線ＳＬと切り離される。このとき、データ信号線ＳＬはデータ信号線駆動回路ＳＤによって、正極性の映像信号ＤＡＴが書き込まれたままになっている。そこで、予備充電回路ＰＣによって、次にデータ信号線駆動回路ＳＤによって書き込まれる負極性の映像信号ＤＡＴと同じ負極性の任意レベルの予備充電電位ＰＣＶをデータ信号線ＳＬに書き込む。
【００６０】
実施形態１では、予備充電回路ＰＣには、予備充電制御信号ＰＣＣと、映像信号ＤＡＴとは常に逆極性の関係になるような予備充電電位ＰＣＶを入力している。また、予備充電電位ＰＣＶの大きさを映像信号ＤＡＴの最大値と同じ大きさに設定している。あるいは、予備充電電位ＰＣＶは、映像信号ＤＡＴの正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値から等電位の交流電位を持っていても良い。そのことにより、任意に予備充電電位ＰＣＶの最適値を選択することが可能となり、所望の電位をデータ信号線ＳＬに充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００６１】
次に、予備充電回路ＰＣに予備充電制御信号ＰＣＣと予備充電電位ＰＣＶが入力されると、予備充電制御信号ＰＣＣに応じて、各データ信号線ＳＬに予備充電電位ＰＣＶが供給される。このとき、予備充電電位ＰＣＶは、予備充電電位安定部ＳＴ内のコンデンサＣに１水平期間内で十分に充電されており、予備充電制御信号ＰＣＣに応じて、全データ信号線ＳＬに電荷の移動が開始されても、電荷保持手段の上記のコンデンサＣに蓄えられた電荷が移動をはじめるため、予備充電電位ＰＣＶの変動を最低限に抑えることが可能となる。また、電流制御手段である抵抗Ｒによって、制御信号発生回路ＣＴＬからの電流の流入を抑え、制御信号発生回路ＣＴＬでの電源変動を抑えることが可能となる。
【００６２】
データ信号線ＳＬへの予備充電電位ＰＣＶの充電を終えると、データ信号線駆動回路ＳＤによって、負極性の映像信号ＤＡＴがデータ信号線ＳＬにサンプリングされる。このとき、各データ信号線ＳＬには、負極性の電位が既に保持されているため、容易に所望の映像信号ＤＡＴをデータ信号線ＳＬに書き込むことが可能となる。
【００６３】
（実施形態２）
実施形態２は、実施形態１と同様の構成において、予備充電電位ＰＣＶが直流電位を持つ場合について説明する。
【００６４】
予備充電電位安定部ＳＴを構成する電流制御手段と電荷保持手段の値は、電源投入から表示が開始されるまでの間に、十分に予備充電電位ＰＣＶを安定させるのに十分な値であれば良い。これにより、容量をデータ信号線の総容量よりも十分に大きくすることで、予備充電電位ＰＣＶをより安定化させることができる。
【００６５】
あるいは、予備充電電位安定部ＳＴを構成する電流制御手段と電荷保持手段の値は、予備充電制御信号ＰＣＣの周期内に、予備充電電位ＰＣＶが、予備充電回路ＰＣによってデータ信号線ＳＬへ供給した電荷量以上の電荷を供給することがきる最適値を持っていれば良い。これにより、予備充電制御信号ＰＣＣの立ち上がり時（アクティブ時）、つまりデータ信号線ＳＬへ電荷を供給している間、予備充電電位ＰＣＶが下がっても、その後予備充電制御信号ＰＣＣの周期内で予備充電電位ＰＣＶが最適値までもどっていれば良く、予備充電電位ＰＣＶをデータ信号線ＳＬに充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００６６】
図６に、実施形態２での各信号のタイミングチャートを示す。本タイミングチャートには、実施形態１と同様の働きのデータスタート信号ＳＰＳとクロック信号ＣＫＳと、走査スタート信号ＳＰＧとクロック信号ＣＫＧが示されている。また、映像信号ＤＡＴ、対向電位Ｖｃｏｍ（図６上で点線で示している）の電位の関係についても、実施形態１と同様であるが、実施形態２では、対向電位Ｖｃｏｍは１水平期間（１Ｈ）ごとに交流電位が与えられている。
【００６７】
このとき、予備充電電位ＰＣＶは、直流電位が与えられ、実施形態２では映像信号ＤＡＴの正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値からそれぞれ等電位になるように設定されている。
【００６８】
また、実施形態２でも画素ＰＩＸに書き込む映像信号ＤＡＴが１水平期間ごとに極性が正負に切り替わる１Ｈ反転駆動という駆動方法を用いている。
【００６９】
次に、上記各構成部の働きについて説明する。データ信号線駆動回路ＳＤは、図６に示したデータスタート信号ＳＰＳとクロック信号ＣＫＳによって、まずは正極性の映像信号ＤＡＴを各データ信号線ＳＬにサンプリングしていく。一方、走査信号駆動回路ＧＤは、走査スタート信号ＳＰＧとクロック信号ＣＫＧによって、走査信号線ＧＬｊを順次選択し、走査信号線ＧＬｊに接続された画素ＰＩＸのスイッチ素子ＳＷの開閉を行うことによって、データ信号線ＳＬにサンプリングされた映像信号ＤＡＴが画素ＰＩＸに転送される。このとき、画素ＰＩＸには正極性の映像信号ＤＡＴが保持されている。
【００７０】
次に、走査信号線駆動回路ＧＤにより、走査信号線ＧＬｊの選択が終了すると、画素ＰＩＸはスイッチ素子ＳＷによりデータ信号線ＳＬと切り離される。このとき、データ信号線ＳＬはデータ信号線駆動回路ＳＤによって、正極性の映像信号ＤＡＴが書き込まれたままになっている。そこで、予備充電回路ＰＣによって、映像信号ＤＡＴの正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値からそれぞれ等電位にある予備充電電位ＰＣＶをデータ信号線ＳＬに書き込む。
【００７１】
次に、予備充電回路ＰＣに予備充電制御信号ＰＣＣと予備充電電位ＰＣＶが入力されると、予備充電制御信号ＰＣＣに応じて、各データ信号線ＳＬに予備充電電位ＰＣＶが供給される。このとき、予備充電電位ＰＣＶは、予備充電電位安定部ＳＴ内のコンデンサＣに１水平期間内で十分に充電されており、予備充電制御信号ＰＣＣに応じて、全データ信号線ＳＬに電荷の移動が開始されても、電荷保持手段の上記のコンデンサＣに蓄えられた電荷が移動をはじめるため、予備充電電位ＰＣＶの変動を最低限に抑えることが可能となる。また、電流制御手段である抵抗Ｒによって、制御信号発生回路ＣＴＬからの電流の流入を抑え、制御信号発生回路ＣＴＬでの電源変動を抑えることが可能となる。
【００７２】
データ信号線ＳＬへの予備充電電位ＰＣＶの充電を終えると、データ信号線駆動回路ＳＤによって、負極性の映像信号ＤＡＴがデータ信号線ＳＬにサンプリングされる。このとき、各データ信号線ＳＬには、負極性の電位が既に保持されているため、容易に所望の映像信号ＤＡＴをデータ信号線ＳＬに書き込むことが可能となる。このように、実施形態２においても、実施形態１と同様の効果が得られる。
【００７３】
今までは、画素ＰＩＸに書き込む映像信号ＤＡＴが１水平期間ごとに極性が正負に切り替わる１Ｈ反転駆動という駆動方法について説明したが、データ信号線ＳＬの状態を次のデータ信号線駆動回路ＳＤのサンプリングを補う目的であれば、何れの方法であれ本発明を適用することができる。
【００７４】
また、予備充電回路ＰＣと予備充電電位安定部ＳＴの構成は、その予備充電回路ＰＣと予備充電電位安定部ＳＴが一体でも良く、分離されていても良い。さらに、予備充電回路ＰＣと予備充電電位安定部ＳＴの構成は、データ信号線駆動回路ＳＤや予備充電回路ＰＣと同様に、同一基板上に形成されていても良い。つまり、予備充電電位ＰＣＶは、予備充電電位安定部ＳＴを介して、予備充電回路ＰＣに入力される構成であれば良い。
【００７５】
（画像表示装置の構成）
実施形態１、２で説明した画像表示装置の構成を、図面を用いて説明する。図１は、本発明の画像表示装置の構成を示した図である。図１に示すように、画像表示装置は、画素ＰＩＸ、データ信号線駆動回路ＳＤ、走査信号線駆動回路ＧＤ、予備充電回路ＰＣとが、同一基板ＳＵＢ上に構成されており（ドライバモノリシック構造）、外部にある制御信号発生回路ＣＴＬおよび予備充電電位安定部ＳＴからの信号によって駆動している。
【００７６】
予備充電回路ＰＣ、データ信号線駆動回路ＳＤ、走査信号線駆動回路ＧＤは画面（表示領域）とほぼ同じ長さの領域に広く分散して配置されている。
【００７７】
また、予備充電回路ＰＣ、データ信号線駆動回路ＳＤ、走査信号線駆動回路ＧＤを画素ＰＩＸと同一基板ＳＵＢ上に形成することにより、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、信頼性の向上に関しても効果がある。
【００７８】
図７に、本発明の画像表示装置を構成する多結晶シリコン薄膜トランジスタの構造例を示す。図７に示すように、多結晶シリコン薄膜トランジスタは、絶縁性基板上の多結晶シリコン薄膜を活性層とする順スタガー（トップゲート）構造のものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、逆スタガー構造等の他の構造のものであってよい。
【００７９】
上記の多結晶シリコン薄膜トランジスタを用いることによって、実用的な駆動能力を有する予備充電回路ＰＣ、走査信号線駆動回路ＧＤ、データ信号線駆動回路ＳＤを、画素アレイＡＲＹと同一基板ＳＵＢ上にほぼ同一の製造工程で構成することができる。
【００８０】
図８に、本発明の画像表示装置を構成する多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造工程を示す。下記に、製造工程中の最高温度が概ね６００℃以下で、多結晶シリコン薄膜トランジスタを形成するときの製造プロセスについて、簡単に説明する。図８（ａ）〜（ｋ）は、各工程での断面図である。
【００８１】
図８（ａ）に示すように、先ずガラス等からなる絶縁性基板を用意する。次に、（ｂ）に示すように、基板上に非晶質シリコン薄膜（ａ−Ｓｉ）等を堆積する。次に、（ｃ）に示すように、基板上に堆積された膜にエキシマレーザを照射して、多結晶シリコン薄膜（ｐｏｌｙ―Ｓｉ）を形成する。次に、（ｄ）に示すように、この多結晶シリコン薄膜を所望の形状にパターニングする。次に、（ｅ）に示すように、二酸化シリコンからなるゲート絶縁膜を形成する。さらに、（ｆ）に示すように、薄膜トランジスタのゲート電極をアルミニウム等で形成する。その後、（ｇ、ｈ）に示すように、薄膜トランジスタのソース・ドレイン領域に不純物（ｎ型領域には燐イオンＰ+、ｐ型領域にはホウ素イオンＢ+）を注入する。不純物を注入しない部分には、レジストを設ける。ソース・ドレイン領域は、それぞれソース電極、ドレイン電極となる。その後、（ｉ）に示すように、二酸化シリコンまたは窒化シリコン等からなる層間絶縁膜を堆積する。次に、（ｊ）に示すように、層間絶縁膜およびゲート絶縁膜にコンタクトホールを開口する。最後に、（ｋ）に示すように、アルミニウム等の金属配線を形成する。この工程において、プロセスの最高温度はゲート絶縁膜形成時の６００℃であるので、米国コーニング社の１７３７ガラス等の高耐熱性ガラスが使用できる。
【００８２】
なお、液晶表示装置では、さらに別の層間絶縁膜を介して、透過型液晶表示装置の場合は透明電極、反射型液晶表示装置の場合は反射電極を形成することになる。
【００８３】
図８に示すような製造工程で多結晶シリコン薄膜トランジスタを、概ね６００℃以下で形成できるので、通常のガラス基板（歪み点が６００℃以下のガラス基板）を使用しても、歪み点以上のプロセスに起因する反りやたわみが発生しない。従って、実装が容易で、安価で大面積のガラス基板を用いることができるようになるので、画像表示装置の低価格化と大面積化が実現される。
【００８４】
上記構成では、上記データ信号線駆動回路ＳＤ、走査信号線駆動回路ＧＤ、各画素ＰＩＸは、いずれも多結晶シリコン薄膜トランジスタからなるスイッチング素子を含んでいるため、素子を小型化できるので、表示面積を容易に拡大できる。さらに、データ信号線駆動回路ＳＤ、走査信号線駆動回路ＧＤ、各画素ＰＩＸは同一基板ＳＵＢ上に容易に形成できるので、製造時の手間や各信号線の容量を削減できる。加えて、予備充電回路ＰＣ、走査信号線駆動回路ＧＤ、データ信号線駆動回路ＳＤは、いずれも多結晶シリコン薄膜トランジスタからなるスイッチング素子を含んでいるため、素子を小型化できるので、回路規模が縮小でき、狭額縁化が図れ、さらに、素子の特性により、消費電力の低減も実現できる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明の画像表示装置によれば、予備充電電位安定部を有することにより、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。また、電流増幅回路を必要としないため、消費電力の増加を抑制することができる。
【００８６】
また、予備充電電位安定部は、電流制御手段と、電荷保持手段とで構成されているため、データ信号線へ供給する電位（電荷）を電荷保持手段に保持することにより、予備充電制御信号が作用している間は、この電荷保持手段から電荷を供給すればよい。また、制御信号発生回路から供給される予備充電電位は予備充電制御信号が非作用時に電荷保持手段に供給すればよく、電流制御手段を用いることにより、必要以上に電流を流すことなく電荷保持手段に供給できるので、消費電力を低下することが可能となる。
【００８７】
また、電荷保持手段は容量（コンデンサ）で構成され、電流制御手段は抵抗で構成されることにより、安価で簡単な構成にすることができる。
【００８８】
また、電荷保持手段における容量は少なくとも、複数のデータ信号線の総容量よりも大きくすることによって、予備充電制御信号が作用している間、電荷保持手段に蓄えられた電荷を供給するだけでよく、制御信号発生回路から新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることができる。
【００８９】
また、予備充電電位が交流電位の場合、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の時定数は、予備充電電位の極性が切り換わってから、予備充電制御信号が次にアクティブになる時間よりも短い。あるいは、その時定数は、予備充電制御信号のアクティブから次のアクティブになる時間よりも短い。さらに、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段は、予備充電制御信号の周期内に、十分な電位に安定させる程度の最適値である。このようなことにより、予備充電制御信号が作用するまでに、電荷保持手段に十分に電荷を蓄えることが可能となり、制御信号発生回路から新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることが可能となる。
【００９０】
また、予備充電電位が直流電位の場合、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の値は、電源投入から表示が開始されるまでの間に、予備充電電位を安定させるのに十分な値であることにより、予備充電制御信号が作用するまでに、電荷保持手段に十分に電荷を蓄えることが可能となり、制御信号発生回路から新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることが可能となる。
【００９１】
また、予備充電電位が直流電位の場合、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の値は、予備充電制御信号の周期内に、予備充電電位が、予備充電回路によってデータ信号線へ供給した電荷量以上の電荷を供給することができる最適値を持つことにより、例えば、予備充電制御信号の立ち上がり時（アクティブ時）、つまりデータ信号線へ電荷を供給している間、予備充電電位が下がっても、その後予備充電制御信号の周期内で予備充電電位が最適値までもどっていれば良く、予備充電電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００９２】
本発明の画像表示装置の駆動方法によれば、映像信号が正極性、負極性の状態を持っている場合、その極性変化に同期して、予備充電電位が交流電位を持つことにより、最適な予備充電電位をデータ信号線に充電でき、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００９３】
また、予備充電電位は、映像信号と逆極性の電位を持つことにより、例えば、負極性の映像信号をデータ信号線駆動回路からデータ信号線に書き込んでいる間に、予備充電電位は映像信号の逆極性の正極性になっており、予備充電電位安定部の電荷保持手段には正極性の電位を保持する電荷が蓄積されている。十分に電荷保持手段に電荷が蓄えられる一方、データ信号線駆動回路、および走査信号線駆動回路により、画素には負極性の映像信号が書き込まれ、画素のスイッチ素子によって画素容量とデータ信号線が切り離されたあと、予備充電回路からデータ信号線に次の１水平期間にサンプリングする正極性の映像信号と同極性の既に予備充電電位安定部の電荷保持手段に蓄えられている予備充電を書き込むことが可能となる。このような駆動方法により、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００９４】
また、予備充電電位は、映像信号の正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値から等電位の交流電位を持つことにより、任意に予備充電電位の最適値を選択することが可能となり、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００９５】
本発明の画像表示装置の駆動方法によれば、予備充電電位が直流電位を持つことにより、最適な予備充電電位をデータ信号線に充電でき、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００９６】
また、予備充電電位は映像信号の正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値からそれぞれ等電位の直流電位を持つことにより、対向電位が交流電位を持つような駆動方法の際にも、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態１の画像表示装置におけるタイミングチャートを示す図である。
【図３】本発明の予備充電電位安定部ＳＴの構成を示す回路図である。
【図４】予備充電電位ＰＣＶと予備充電制御信号ＰＣＣとの関係を示すタイミングチャートである。
【図５】予備充電電位ＰＣＶと予備充電制御信号ＰＣＣとの関係を示すタイミングチャートである。
【図６】実施形態２の画像表示装置におけるタイミングチャートを示す図である。
【図７】本発明の画像表示装置を構成する多結晶シリコン薄膜トランジスタの構成を示す図である。
【図８】多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造工程を示す図である。
【図９】従来例の画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】画素ＰＩＸの構成を示す図である。
【図１１】従来例の画像表示装置における駆動波形を示す図である。
【符号の説明】
ＡＲＹ 画素アレイ
Ｃ コンデンサ
ＣＫＧ ＣＫＳ クロック信号
ＣＬ 液晶容量
Ｃｓ 補助容量
ＣＴＬ 制御信号発生回路
ＤＡＴ 映像信号
ＧＤ 走査信号線駆動回路
ＧＬ 走査信号線
ＰＣ 予備充電回路
ＰＣＣ 予備充電制御信号
ＰＣＶ 予備充電電位
ＰＩＸ 画素
Ｒ 抵抗
ＳＤ データ信号線駆動回路
ＳＬ データ信号線
ＳＰＧ 走査スタート信号
ＳＰＳ データスタート信号
ＳＴ 予備充電電位安定部
ＳＵＢ 同一基板
ＳＷ スイッチ素子
ＴＡ ＴＢ 間隔
Ｖｃｏｍ 対向電位
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置およびその駆動方法に関し、特にデータ信号線駆動回路から順次走査されるデータ信号線の状態を安定させ、映像信号の書き込み性能を向上させる予備充電に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像表示装置の一例として、アクティブマトリクス型液晶表示装置について説明する。この画像表示装置は図９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と予備充電回路ＰＣからなっている。
【０００３】
画素アレイＡＲＹは、互いに交差する複数の走査信号線ＧＬとデータ信号線ＳＬとを備えており、隣接する２本の走査信号線ＧＬと隣接するデータ信号線ＳＬとで囲まれた部分に画素ＰＩＸがマトリクス状に設けられている。表示部は、各走査信号線ＧＬから供給される走査信号に同期して、各データ信号線ＳＬから各画素ＰＩＸに映像信号ＤＡＴを書き込み、画像を表示させる部分である。
【０００４】
画素ＰＩＸは図１０に示すように、スイッチ素子ＳＷ、液晶容量ＣＬ、補助容量Ｃｓからなっている。画素容量Ｃｐは、液晶容量ＣＬと補助容量Ｃｓの和である。データ信号線駆動回路ＳＤはクロック信号ＣＫＳ、データスタート信号ＳＰＳ等のタイミング信号に同期して、アナログスイッチで入力された映像信号ＤＡＴをサンプリングし、必要に応じて各データ信号線ＳＬに書き込む働きをする。
【０００５】
走査信号線駆動回路ＧＤは、クロック信号ＣＫＧ、走査スタート信号ＳＰＧ、パルス幅制御信号ＰＷＣ等のタイミング信号に同期して、走査信号線ＧＬを順次選択し、画素ＰＩＸ内にあるスイッチ素子ＳＷの開閉を行うことによって、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に書き込み、各画素ＰＩＸ内の容量に書き込まれた映像信号ＤＡＴを保持する。
【０００６】
予備充電回路ＰＣは、予備充電制御信号ＰＣＣのタイミングに同期して入力された予備充電電位ＰＣＶをサンプリングして、各データ信号線ＳＬに映像信号ＤＡＴが書き込まれる前に、予備充電電位ＰＣＶを書き込む働きをする。
【０００７】
以上の働きを繰り返し行うことによって、画素アレイＡＲＹに画像を表示することができる。
【０００８】
これらのタイミングチャートを図１１に示す。図１１において、データ信号線駆動回路ＳＤのクロック信号ＣＫＳおよびデータスタート信号ＳＰＳに同期して、映像信号ＤＡＴが入力される。この例では水平ライン反転方式の駆動方法を採用しており、走査信号線ＧＬｊ（ｊ≧１）に対応するラインには正極性の映像信号が、走査信号ＧＬｊ＋１に対応するラインには負極性の映像信号が書き込まれる。また、水平帰線期間において、予備充電制御信号ＰＣＣによって、データ信号線ＳＬに予備充電電位ＰＣＶが充電される。ここで、予備充電電位ＰＣＶの極性は、次に書き込まれる映像信号がＤＡＴと同極性である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
近年では画像表示装置が高精細化されるにつれ、データ信号線駆動回路ＳＤにおけるサンプリングレートの高速化がなされている。しかし、それに伴いデータ信号線ＳＬへの映像信号ＤＡＴの書き込みが不充分になり、画質が著しく低下してしまうという問題が発生している。そこで、予備充電回路ＰＣを用いて、データ信号線ＳＬに映像信号ＤＡＴが書き込まれる前に、予備充電として予備充電電位ＰＣＶを充電し、画質の低下を抑える手法が用いられてきた。
【００１０】
従来例を示す図９を用いて動作について説明する。各データ信号線ＳＬに対して、この予備充電回路ＰＣは予備充電制御信号ＰＣＣのタイミングによって、予備充電電位ＰＣＶをデータ信号線ＳＬに充電する。
【００１１】
しかし、図１１のタイミングチャートに示すように、わずかな時間で予備充電電位ＰＣＶを全データ信号線ＳＬに供給するためには、予備充電回路ＰＣを構成するスイッチ素子群は、大きな素子を用いらなければならない。さらにスイッチ素子群を一括して制御するので、一度に大量の電荷が各データ信号線ＳＬに移動するため、予備充電電位ＰＣＶが変動してしまう。
【００１２】
予備充電電位ＰＣＶのサンプリングが終了するまでに、変動した予備充電電位ＰＣＶが元に戻らない場合、データ信号線ＳＬへ予備充電電位ＰＣＶのレベルが不足することとなる。その結果、データ信号線ＳＬにデータ信号線駆動回路ＳＤから書き込まれる映像信号ＤＡＴの電位に悪影響を及ぼし、表示の劣化を引き起こしてしまうことが懸念される。さらには、予備充電電位ＰＣＶを供給している制御信号発生回路ＣＴＬに対しても、予備充電電位ＰＣＶの急激な変化に応じて、電源変動を引き起こし全制御信号が不安定になり表示不良を起こす可能性がある。
【００１３】
上記のように、予備充電電位ＰＣＶの変動を抑制するために、図９に示すように制御信号発生回路ＣＴＬの次段に電流増幅部を設けることが試みられている。
【００１４】
しかしながら、このように電流増幅部を設けることにより、消費電力が増加してしまうという新たな問題が生じている。
【００１５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、消費電力の増加を抑え、特にデータ信号線への映像信号の書き込み性能を向上させる予備充電を有する画像表示装置およびその駆動方法を提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素と、前記画素の各列に配置された複数のデータ信号線および前記画素の各行に対応して配置された走査信号線を有し、各走査信号線から供給される走査信号に同期して各データ信号線から各画素に映像信号を書き込み、画像を表示させる表示部と、前記複数のデータ信号線に映像信号を出力するデータ信号線駆動回路と、前記複数の走査信号線に走査信号を出力する走査信号線駆動回路と、所定の期間内に前記複数のデータ信号線に予備充電制御信号により予備充電電位を充電するための予備充電回路とを備えた画像表示装置において、前記予備充電回路の前段に、抵抗で構成されている電流制御手段と、容量で構成されている電荷保持手段とで構成されている予備充電電位安定部が設けられており、当該予備充電電位安定部は、前記予備充電制御信号が作用している間は電荷保持手段に保持されている電荷を前記予備充電回路へ供給し、前記予備充電制御信号の非作用時に電流制御手段を用いて電荷保持手段に予備充電電位を供給するものであることにより、上記の目的が達成できる。
【００２０】
また、前記電荷保持手段の容量は、少なくとも前記複数のデータ信号線の総容量よりも大きければよい。
【００２１】
また、前記予備充電電位が交流電位の場合、前記予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の時定数は、前記予備充電電位の極性が切り換わってから、前記予備充電制御信号が次にアクティブになる時間よりも短ければよい。
【００２２】
また、前記予備充電電位が交流電位の場合、前記予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の時定数は、前記予備充電制御信号のアクティブから次のアクティブになる時間よりも短ければよい。
【００２３】
また、前記予備充電電位が交流電位の場合、前記予備充電電位安定部を構成する電流制御手段の抵抗値と電荷保持手段の容量値は、前記予備充電制御信号の周期内に、十分な電位に安定させる程度の最適値であればよい。
【００２４】
また、前記予備充電電位が直流電位の場合、前記予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の抵抗値と電荷保持手段の容量値は、電源投入から表示が開始されるまでの間に、前記予備充電電位を安定させるのに十分な値であればよい。
【００２５】
また、前記予備充電電位が直流電位の場合、前記予備充電電位安定部を構成する電流制御手段の抵抗値と電荷保持手段の容量値は、前記予備充電制御信号の周期内に、前記予備充電電位が、前記予備充電回路によって、前記データ信号線へ供給した電荷量以上の電荷を供給することがきる最適値を持っていればよい。
【００２６】
本発明の画像表示装置の駆動方法は、マトリクス状に配置された複数の画素と、前記画素の各列に配置された複数のデータ信号線および前記画素の各行に対応して配置された走査信号線を有し、各走査信号線から供給される走査信号に同期して各データ信号線から各画素に映像信号を書き込み、画像を表示させる表示部と、前記複数のデータ信号線に映像信号を出力するデータ信号線駆動回路と、前記複数の走査信号線に走査信号を出力する走査信号線駆動回路と、所定の期間内に前記複数のデータ信号線に予備充電制御信号により予備充電電位を充電するための予備充電回路とを備えた画像表示装置の駆動方法において、 前記予備充電回路の前段に設けられ、抵抗で構成されている電流制御手段と容量で構成されている電荷保持手段とで構成される前記予備充電電位安定部に入力される前記予備充電電位は、前記予備充電制御信号の非作用時に電流制御手段を用いて電荷保持手段に供給されたものであって、前記映像信号の１水平期間に同期して、交流電位を持つことにより、上記目的が達成できる。
【００２７】
また、前記予備充電電位は、前記映像信号と逆極性の電位を持っていればよい。
【００２８】
また、前記予備充電電位は、前記映像信号の正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値から等電位の交流電位を持っていればよい。
【００２９】
本発明の画像表示装置の駆動方法は、マトリクス状に配置された複数の画素と、前記画素の各列に配置された複数のデータ信号線および前記画素の各行に対応して配置された走査信号線を有し、各走査信号線から供給される走査信号に同期して各データ信号線から各画素に映像信号を書き込み、画像を表示させる表示部と、前記複数のデータ信号線に映像信号を出力するデータ信号線駆動回路と、前記複数の走査信号線に走査信号を出力する走査信号線駆動回路と、所定の期間内に前記複数のデータ信号線に予備充電制御信号により予備充電電位を充電するための予備充電回路とを備えた画像表示装置の駆動方法において、前記予備充電回路の前段に設けられ、抵抗で構成されている電流制御手段と容量で構成されている電荷保持手段とで構成される前記予備充電電位安定部に入力される前記予備充電電位は、前記予備充電制御信号の非作用時に電流制御手段を用いて電荷保持手段に供給されたものであって、直流電位を持つことにより、上記目的が達成できる。
【００３０】
また、前記予備充電電位は、前記映像信号の正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値から等電位の直流電位を持っていればよい。
【００３１】
上記構成および駆動方法による作用を説明する。
【００３２】
本発明の画像表示装置によれば、予備充電電位安定部を有することにより、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。また、電流増幅回路を必要としないため、消費電力の増加を抑制することが可能となる。
【００３３】
また、予備充電電位安定部は、電流制御手段と、電荷保持手段とで構成されているため、データ信号線へ供給する電位（電荷）を電荷保持手段に保持することにより、予備充電制御信号が作用している間は、この電荷保持手段から電荷を供給すればよい。また、制御信号発生回路から供給される予備充電電位は予備充電制御信号が非作用時に電荷保持手段に供給すればよく、電流制御手段を用いることにより、必要以上に電流を流すことなく電荷保持手段に供給できるので、消費電力を低下することが可能となる。
【００３４】
また、電荷保持手段は、容量（コンデンサ）で構成されることにより、最適な電荷保持量を選択できる。
【００３５】
また、電流制御手段は抵抗で構成されることにより、消費電流増大の抑制を図ることができる。
【００３６】
また、電荷保持手段における容量は少なくとも、複数のデータ信号線の総容量よりも大きくすることによって、予備充電制御信号が作用している間、電荷保持手段に蓄えられた電荷を供給するだけでよく、制御信号発生回路から新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることができる。
【００３７】
また、予備充電電位が交流電位の場合、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の時定数は、予備充電電位の極性が切り換わってから、予備充電制御信号が次にアクティブになる時間よりも短いことによって、例えば、１水平期間（１Ｈ）はＮＴＳＣ信号の場合、約６３μｓｅｃであり、その時間内に十分に電位を保持することが可能となる。つまり、予備充電制御信号が作用するまでに、電荷保持手段に十分に電荷を蓄えることが可能となり、制御信号発生回路から新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることが可能となる。
【００３８】
また、予備充電電位が交流電位の場合、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の時定数は、予備充電制御信号のアクティブから次のアクティブになる時間よりも短いことにより、予備充電制御信号が作用するまでに、電荷保持手段に十分に電荷を蓄えることが可能となり、制御信号発生回路から新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることが可能となる。
【００３９】
また、予備充電電位が交流電位の場合、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段は、予備充電制御信号の周期内に、十分な電位に安定させる程度の最適値をとることにより、予備充電制御信号が作用するまでに、電荷保持手段に十分に電荷を蓄えることが可能となり、制御信号発生回路から新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることが可能となる。
【００４０】
また、予備充電電位が直流電位の場合、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の値は、電源投入から表示が開始されるまでの間に、予備充電電位を安定させるのに十分な値であることにより、予備充電制御信号が作用するまでに、電荷保持手段に十分に電荷を蓄えることが可能となり、制御信号発生回路から新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることが可能となる。
【００４１】
また、予備充電電位が直流電位の場合、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の値は、予備充電制御信号の周期内に、予備充電電位が、予備充電回路によってデータ信号線へ供給した電荷量以上の電荷を供給することができる最適値を持つことにより、例えば、予備充電制御信号の立ち上がり時（アクティブ時）、つまりデータ信号線へ電荷を供給している間、予備充電電位が下がっても、その後予備充電制御信号の周期内で予備充電電位が最適値までもどっていれば良く、予備充電電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００４２】
本発明の画像表示装置の駆動方法によれば、映像信号が正極性、負極性の状態を持っている場合、その極性変化に同期して、予備充電電位が交流電位を持つことにより、最適な予備充電電位をデータ信号線に充電でき、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００４３】
また、予備充電電位は、映像信号と逆極性の電位を持つことにより、例えば、負極性の映像信号をデータ信号線駆動回路からデータ信号線に書き込んでいる間に、予備充電電位は映像信号の逆極性の正極性になっており、予備充電電位安定部の電荷保持手段には正極性の電位を保持する電荷が蓄積されている。十分に電荷保持手段に電荷が蓄えられる一方、データ信号線駆動回路、および走査信号線駆動回路により、画素には負極性の映像信号が書き込まれ、画素のスイッチ素子によって画素容量とデータ信号線が切り離されたあと、予備充電回路からデータ信号線に次の１水平期間にサンプリングする正極性の映像信号と同極性の既に予備充電電位安定部の電荷保持手段に蓄えられている予備充電を書き込むことが可能となる。このような駆動方法により、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００４４】
また、予備充電電位は、映像信号の正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値から等電位の交流電位を持つことにより、任意に予備充電電位の最適値を選択することが可能となり、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００４５】
本発明の画像表示装置の駆動方法によれば、予備充電電位が直流電位を持つことにより、最適な予備充電電位をデータ信号線に充電でき、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００４６】
また、予備充電電位は映像信号の正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値からそれぞれ等電位の直流電位を持つことにより、最適な予備充電電位をデータ信号線に充電でき、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は画像表示装置の構成例を示すブロック図である。
【００４８】
本ブロック図は、データ信号線駆動回路ＳＤ、走査信号線駆動回路ＧＤ、データ信号線ＳＬｉ（ｉ≧１）、走査信号線ＧＬｊ（ｊ≧１）、画素ＰＩＸ、制御信号発生回路ＣＴＬ、予備充電回路ＰＣ、予備充電電位安定部ＳＴで構成されている。制御信号発生回路ＣＴＬは各制御信号を図２のタイミングチャートに示すように出力する。
【００４９】
また、データ信号線駆動回路ＳＤ、走査信号線駆動回路ＧＤ、予備充電回路ＰＣ、各画素ＰＩＸを構成する各スイッチ素子は同一基板ＳＵＢ上に、６００℃以下のプロセス温度の多結晶シリコン薄膜トランジスタで形成されている。
【００５０】
また、上記予備充電電位安定部ＳＴは、図３に示すように、電荷保持手段と電流制御手段とで構成されている。ここでは、電荷保持手段はコンデンサＣで構成され、電流制御手段は消費電力を抑える目的のため、抵抗Ｒで構成されている。
【００５１】
電荷保持手段のコンデンサＣ（容量）の容量は少なくとも、複数のデータ信号線ＳＬの総容量よりも大きければ良い。つまり、予備充電制御信号ＰＣＣが作用している間、電荷保持手段に蓄えられた電荷を供給するだけでよく、制御信号発生回路ＣＴＬから新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることが可能となる。
【００５２】
電流制御手段である抵抗Ｒによって、制御信号発生回路ＣＴＬからの電流の流入を抑え、制御信号発生回路ＣＴＬでの電源変動を抑えることが可能となる。
【００５３】
予備充電電位ＰＣＶが交流電位の場合、予備充電電位安定部ＳＴを構成する電流制御手段と電荷保持手段の時定数は、予備充電電位ＰＣＶの極性が切り換わってから、予備充電制御信号ＰＣＣが次にアクティブになる時間（図４の間隔ＴＡ）よりも短ければ良い。あるいは、予備充電電位安定部ＳＴを構成する電流制御手段と電荷保持手段の時定数は、予備充電制御信号ＰＣＣのアクティブから次のアクティブになる時間（図５の間隔ＴＢ）よりも短ければ良い。また、予備充電電位ＰＣＶが交流電位の場合、予備充電電位安定部ＳＴを構成する電流制御手段と電荷保持手段は、予備充電制御信号ＰＣＣの周期内に、十分な電位に安定させる程度の最適値をとれば良い。例えば、１水平期間（１Ｈ）はＮＴＳＣ信号の場合、約６３μｓｅｃであり、その時間内に十分に電位を保持することが可能となる。つまり、予備充電制御信号ＰＣＣが作用するまでに、電荷保持手段に十分に電荷を蓄えることが可能となり、制御信号発生回路ＣＴＬから新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることが可能となる。
【００５４】
上記の関係から、コンデンサＣおよび抵抗Ｒの値が決定される。ここでは予備充電電位安定部ＳＴにコンデンサＣとして１０ｎＦ、抵抗Ｒとして２２０Ωを用いたが、上記の関係を満たすのであれば、その他の電子素子を用いても構わない。
【００５５】
実施形態１では、画素ＰＩＸに書き込む映像信号ＤＡＴが１水平期間ごとに極性が正負に切り替わる１Ｈ反転駆動という駆動方法を用いている。
【００５６】
次に、上記各構成部の働きについて説明する。データ信号線駆動回路ＳＤは、図２に示したデータスタート信号ＳＰＳとクロック信号ＣＫＳによって、まずは正極性の映像信号ＤＡＴを各データ信号線ＳＬｉにサンプリングしていく。一方、走査信号駆動回路ＧＤは、走査スタート信号ＳＰＧとクロック信号ＣＫＧによって、走査信号線ＧＬｊを順次選択し、走査信号線ＧＬｊに接続された画素ＰＩＸのスイッチ素子ＳＷの開閉を行うことによって、データ信号線ＧＬｊにサンプリングされた映像信号ＤＡＴが画素ＰＩＸに転送される。このとき、画素ＰＩＸには正極性の映像信号ＤＡＴが保持されている。
【００５７】
ところで、従来例でも説明したが、液晶表示装置の場合、画素ＰＩＸはスイッチ素子ＳＷと液晶容量ＣＬと補助容量Ｃｓからなっている。これら容量の一端はスイッチ素子ＳＷを介してデータ信号線ＳＬに接続されており、他端には対向電位と呼ばれる電位が印加されている。つまり、画素ＰＩＸに書き込まれた映像信号ＤＡＴは、その映像信号ＤＡＴと対向電位Ｖｃｏｍとの電位差によって、液晶に印加され、液晶を通過する光を変調することにより様々な表示状態を実現している。
【００５８】
実施形態１では、対向電位Ｖｃｏｍ（図２上に点線で示している）は直流電位で与えられており、映像信号ＤＡＴの正極性、負極性とは、この対向電位Ｖｃｏｍを基準として表している。
【００５９】
次に、走査信号線駆動回路ＧＤにより、走査信号線ＧＬｊの選択が終了すると、画素ＰＩＸはスイッチ素子ＳＷによりデータ信号線ＳＬと切り離される。このとき、データ信号線ＳＬはデータ信号線駆動回路ＳＤによって、正極性の映像信号ＤＡＴが書き込まれたままになっている。そこで、予備充電回路ＰＣによって、次にデータ信号線駆動回路ＳＤによって書き込まれる負極性の映像信号ＤＡＴと同じ負極性の任意レベルの予備充電電位ＰＣＶをデータ信号線ＳＬに書き込む。
【００６０】
実施形態１では、予備充電回路ＰＣには、予備充電制御信号ＰＣＣと、映像信号ＤＡＴとは常に逆極性の関係になるような予備充電電位ＰＣＶを入力している。また、予備充電電位ＰＣＶの大きさを映像信号ＤＡＴの最大値と同じ大きさに設定している。あるいは、予備充電電位ＰＣＶは、映像信号ＤＡＴの正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値から等電位の交流電位を持っていても良い。そのことにより、任意に予備充電電位ＰＣＶの最適値を選択することが可能となり、所望の電位をデータ信号線ＳＬに充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００６１】
次に、予備充電回路ＰＣに予備充電制御信号ＰＣＣと予備充電電位ＰＣＶが入力されると、予備充電制御信号ＰＣＣに応じて、各データ信号線ＳＬに予備充電電位ＰＣＶが供給される。このとき、予備充電電位ＰＣＶは、予備充電電位安定部ＳＴ内のコンデンサＣに１水平期間内で十分に充電されており、予備充電制御信号ＰＣＣに応じて、全データ信号線ＳＬに電荷の移動が開始されても、電荷保持手段の上記のコンデンサＣに蓄えられた電荷が移動をはじめるため、予備充電電位ＰＣＶの変動を最低限に抑えることが可能となる。また、電流制御手段である抵抗Ｒによって、制御信号発生回路ＣＴＬからの電流の流入を抑え、制御信号発生回路ＣＴＬでの電源変動を抑えることが可能となる。
【００６２】
データ信号線ＳＬへの予備充電電位ＰＣＶの充電を終えると、データ信号線駆動回路ＳＤによって、負極性の映像信号ＤＡＴがデータ信号線ＳＬにサンプリングされる。このとき、各データ信号線ＳＬには、負極性の電位が既に保持されているため、容易に所望の映像信号ＤＡＴをデータ信号線ＳＬに書き込むことが可能となる。
【００６３】
（実施形態２）
実施形態２は、実施形態１と同様の構成において、予備充電電位ＰＣＶが直流電位を持つ場合について説明する。
【００６４】
予備充電電位安定部ＳＴを構成する電流制御手段と電荷保持手段の値は、電源投入から表示が開始されるまでの間に、十分に予備充電電位ＰＣＶを安定させるのに十分な値であれば良い。これにより、容量をデータ信号線の総容量よりも十分に大きくすることで、予備充電電位ＰＣＶをより安定化させることができる。
【００６５】
あるいは、予備充電電位安定部ＳＴを構成する電流制御手段と電荷保持手段の値は、予備充電制御信号ＰＣＣの周期内に、予備充電電位ＰＣＶが、予備充電回路ＰＣによってデータ信号線ＳＬへ供給した電荷量以上の電荷を供給することがきる最適値を持っていれば良い。これにより、予備充電制御信号ＰＣＣの立ち上がり時（アクティブ時）、つまりデータ信号線ＳＬへ電荷を供給している間、予備充電電位ＰＣＶが下がっても、その後予備充電制御信号ＰＣＣの周期内で予備充電電位ＰＣＶが最適値までもどっていれば良く、予備充電電位ＰＣＶをデータ信号線ＳＬに充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００６６】
図６に、実施形態２での各信号のタイミングチャートを示す。本タイミングチャートには、実施形態１と同様の働きのデータスタート信号ＳＰＳとクロック信号ＣＫＳと、走査スタート信号ＳＰＧとクロック信号ＣＫＧが示されている。また、映像信号ＤＡＴ、対向電位Ｖｃｏｍ（図６上で点線で示している）の電位の関係についても、実施形態１と同様であるが、実施形態２では、対向電位Ｖｃｏｍは１水平期間（１Ｈ）ごとに交流電位が与えられている。
【００６７】
このとき、予備充電電位ＰＣＶは、直流電位が与えられ、実施形態２では映像信号ＤＡＴの正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値からそれぞれ等電位になるように設定されている。
【００６８】
また、実施形態２でも画素ＰＩＸに書き込む映像信号ＤＡＴが１水平期間ごとに極性が正負に切り替わる１Ｈ反転駆動という駆動方法を用いている。
【００６９】
次に、上記各構成部の働きについて説明する。データ信号線駆動回路ＳＤは、図６に示したデータスタート信号ＳＰＳとクロック信号ＣＫＳによって、まずは正極性の映像信号ＤＡＴを各データ信号線ＳＬにサンプリングしていく。一方、走査信号駆動回路ＧＤは、走査スタート信号ＳＰＧとクロック信号ＣＫＧによって、走査信号線ＧＬｊを順次選択し、走査信号線ＧＬｊに接続された画素ＰＩＸのスイッチ素子ＳＷの開閉を行うことによって、データ信号線ＳＬにサンプリングされた映像信号ＤＡＴが画素ＰＩＸに転送される。このとき、画素ＰＩＸには正極性の映像信号ＤＡＴが保持されている。
【００７０】
次に、走査信号線駆動回路ＧＤにより、走査信号線ＧＬｊの選択が終了すると、画素ＰＩＸはスイッチ素子ＳＷによりデータ信号線ＳＬと切り離される。このとき、データ信号線ＳＬはデータ信号線駆動回路ＳＤによって、正極性の映像信号ＤＡＴが書き込まれたままになっている。そこで、予備充電回路ＰＣによって、映像信号ＤＡＴの正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値からそれぞれ等電位にある予備充電電位ＰＣＶをデータ信号線ＳＬに書き込む。
【００７１】
次に、予備充電回路ＰＣに予備充電制御信号ＰＣＣと予備充電電位ＰＣＶが入力されると、予備充電制御信号ＰＣＣに応じて、各データ信号線ＳＬに予備充電電位ＰＣＶが供給される。このとき、予備充電電位ＰＣＶは、予備充電電位安定部ＳＴ内のコンデンサＣに１水平期間内で十分に充電されており、予備充電制御信号ＰＣＣに応じて、全データ信号線ＳＬに電荷の移動が開始されても、電荷保持手段の上記のコンデンサＣに蓄えられた電荷が移動をはじめるため、予備充電電位ＰＣＶの変動を最低限に抑えることが可能となる。また、電流制御手段である抵抗Ｒによって、制御信号発生回路ＣＴＬからの電流の流入を抑え、制御信号発生回路ＣＴＬでの電源変動を抑えることが可能となる。
【００７２】
データ信号線ＳＬへの予備充電電位ＰＣＶの充電を終えると、データ信号線駆動回路ＳＤによって、負極性の映像信号ＤＡＴがデータ信号線ＳＬにサンプリングされる。このとき、各データ信号線ＳＬには、負極性の電位が既に保持されているため、容易に所望の映像信号ＤＡＴをデータ信号線ＳＬに書き込むことが可能となる。このように、実施形態２においても、実施形態１と同様の効果が得られる。
【００７３】
今までは、画素ＰＩＸに書き込む映像信号ＤＡＴが１水平期間ごとに極性が正負に切り替わる１Ｈ反転駆動という駆動方法について説明したが、データ信号線ＳＬの状態を次のデータ信号線駆動回路ＳＤのサンプリングを補う目的であれば、何れの方法であれ本発明を適用することができる。
【００７４】
また、予備充電回路ＰＣと予備充電電位安定部ＳＴの構成は、その予備充電回路ＰＣと予備充電電位安定部ＳＴが一体でも良く、分離されていても良い。さらに、予備充電回路ＰＣと予備充電電位安定部ＳＴの構成は、データ信号線駆動回路ＳＤや予備充電回路ＰＣと同様に、同一基板上に形成されていても良い。つまり、予備充電電位ＰＣＶは、予備充電電位安定部ＳＴを介して、予備充電回路ＰＣに入力される構成であれば良い。
【００７５】
（画像表示装置の構成）
実施形態１、２で説明した画像表示装置の構成を、図面を用いて説明する。図１は、本発明の画像表示装置の構成を示した図である。図１に示すように、画像表示装置は、画素ＰＩＸ、データ信号線駆動回路ＳＤ、走査信号線駆動回路ＧＤ、予備充電回路ＰＣとが、同一基板ＳＵＢ上に構成されており（ドライバモノリシック構造）、外部にある制御信号発生回路ＣＴＬおよび予備充電電位安定部ＳＴからの信号によって駆動している。
【００７６】
予備充電回路ＰＣ、データ信号線駆動回路ＳＤ、走査信号線駆動回路ＧＤは画面（表示領域）とほぼ同じ長さの領域に広く分散して配置されている。
【００７７】
また、予備充電回路ＰＣ、データ信号線駆動回路ＳＤ、走査信号線駆動回路ＧＤを画素ＰＩＸと同一基板ＳＵＢ上に形成することにより、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、信頼性の向上に関しても効果がある。
【００７８】
図７に、本発明の画像表示装置を構成する多結晶シリコン薄膜トランジスタの構造例を示す。図７に示すように、多結晶シリコン薄膜トランジスタは、絶縁性基板上の多結晶シリコン薄膜を活性層とする順スタガー（トップゲート）構造のものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、逆スタガー構造等の他の構造のものであってよい。
【００７９】
上記の多結晶シリコン薄膜トランジスタを用いることによって、実用的な駆動能力を有する予備充電回路ＰＣ、走査信号線駆動回路ＧＤ、データ信号線駆動回路ＳＤを、画素アレイＡＲＹと同一基板ＳＵＢ上にほぼ同一の製造工程で構成することができる。
【００８０】
図８に、本発明の画像表示装置を構成する多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造工程を示す。下記に、製造工程中の最高温度が概ね６００℃以下で、多結晶シリコン薄膜トランジスタを形成するときの製造プロセスについて、簡単に説明する。図８（ａ）〜（ｋ）は、各工程での断面図である。
【００８１】
図８（ａ）に示すように、先ずガラス等からなる絶縁性基板を用意する。次に、（ｂ）に示すように、基板上に非晶質シリコン薄膜（ａ−Ｓｉ）等を堆積する。次に、（ｃ）に示すように、基板上に堆積された膜にエキシマレーザを照射して、多結晶シリコン薄膜（ｐｏｌｙ―Ｓｉ）を形成する。次に、（ｄ）に示すように、この多結晶シリコン薄膜を所望の形状にパターニングする。次に、（ｅ）に示すように、二酸化シリコンからなるゲート絶縁膜を形成する。さらに、（ｆ）に示すように、薄膜トランジスタのゲート電極をアルミニウム等で形成する。その後、（ｇ、ｈ）に示すように、薄膜トランジスタのソース・ドレイン領域に不純物（ｎ型領域には燐イオンＰ+、ｐ型領域にはホウ素イオンＢ+）を注入する。不純物を注入しない部分には、レジストを設ける。ソース・ドレイン領域は、それぞれソース電極、ドレイン電極となる。その後、（ｉ）に示すように、二酸化シリコンまたは窒化シリコン等からなる層間絶縁膜を堆積する。次に、（ｊ）に示すように、層間絶縁膜およびゲート絶縁膜にコンタクトホールを開口する。最後に、（ｋ）に示すように、アルミニウム等の金属配線を形成する。この工程において、プロセスの最高温度はゲート絶縁膜形成時の６００℃であるので、米国コーニング社の１７３７ガラス等の高耐熱性ガラスが使用できる。
【００８２】
なお、液晶表示装置では、さらに別の層間絶縁膜を介して、透過型液晶表示装置の場合は透明電極、反射型液晶表示装置の場合は反射電極を形成することになる。
【００８３】
図８に示すような製造工程で多結晶シリコン薄膜トランジスタを、概ね６００℃以下で形成できるので、通常のガラス基板（歪み点が６００℃以下のガラス基板）を使用しても、歪み点以上のプロセスに起因する反りやたわみが発生しない。従って、実装が容易で、安価で大面積のガラス基板を用いることができるようになるので、画像表示装置の低価格化と大面積化が実現される。
【００８４】
上記構成では、上記データ信号線駆動回路ＳＤ、走査信号線駆動回路ＧＤ、各画素ＰＩＸは、いずれも多結晶シリコン薄膜トランジスタからなるスイッチング素子を含んでいるため、素子を小型化できるので、表示面積を容易に拡大できる。さらに、データ信号線駆動回路ＳＤ、走査信号線駆動回路ＧＤ、各画素ＰＩＸは同一基板ＳＵＢ上に容易に形成できるので、製造時の手間や各信号線の容量を削減できる。加えて、予備充電回路ＰＣ、走査信号線駆動回路ＧＤ、データ信号線駆動回路ＳＤは、いずれも多結晶シリコン薄膜トランジスタからなるスイッチング素子を含んでいるため、素子を小型化できるので、回路規模が縮小でき、狭額縁化が図れ、さらに、素子の特性により、消費電力の低減も実現できる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明の画像表示装置によれば、予備充電電位安定部を有することにより、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。また、電流増幅回路を必要としないため、消費電力の増加を抑制することができる。
【００８６】
また、予備充電電位安定部は、電流制御手段と、電荷保持手段とで構成されているため、データ信号線へ供給する電位（電荷）を電荷保持手段に保持することにより、予備充電制御信号が作用している間は、この電荷保持手段から電荷を供給すればよい。また、制御信号発生回路から供給される予備充電電位は予備充電制御信号が非作用時に電荷保持手段に供給すればよく、電流制御手段を用いることにより、必要以上に電流を流すことなく電荷保持手段に供給できるので、消費電力を低下することが可能となる。
【００８７】
また、電荷保持手段は容量（コンデンサ）で構成され、電流制御手段は抵抗で構成されることにより、安価で簡単な構成にすることができる。
【００８８】
また、電荷保持手段における容量は少なくとも、複数のデータ信号線の総容量よりも大きくすることによって、予備充電制御信号が作用している間、電荷保持手段に蓄えられた電荷を供給するだけでよく、制御信号発生回路から新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることができる。
【００８９】
また、予備充電電位が交流電位の場合、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の時定数は、予備充電電位の極性が切り換わってから、予備充電制御信号が次にアクティブになる時間よりも短い。あるいは、その時定数は、予備充電制御信号のアクティブから次のアクティブになる時間よりも短い。さらに、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段は、予備充電制御信号の周期内に、十分な電位に安定させる程度の最適値である。このようなことにより、予備充電制御信号が作用するまでに、電荷保持手段に十分に電荷を蓄えることが可能となり、制御信号発生回路から新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることが可能となる。
【００９０】
また、予備充電電位が直流電位の場合、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の値は、電源投入から表示が開始されるまでの間に、予備充電電位を安定させるのに十分な値であることにより、予備充電制御信号が作用するまでに、電荷保持手段に十分に電荷を蓄えることが可能となり、制御信号発生回路から新たに電荷を供給することが必要なくなるので、電流量を抑制でき消費電力を抑えることが可能となる。
【００９１】
また、予備充電電位が直流電位の場合、予備充電電位安定部を構成する電流制御手段と電荷保持手段の値は、予備充電制御信号の周期内に、予備充電電位が、予備充電回路によってデータ信号線へ供給した電荷量以上の電荷を供給することができる最適値を持つことにより、例えば、予備充電制御信号の立ち上がり時（アクティブ時）、つまりデータ信号線へ電荷を供給している間、予備充電電位が下がっても、その後予備充電制御信号の周期内で予備充電電位が最適値までもどっていれば良く、予備充電電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００９２】
本発明の画像表示装置の駆動方法によれば、映像信号が正極性、負極性の状態を持っている場合、その極性変化に同期して、予備充電電位が交流電位を持つことにより、最適な予備充電電位をデータ信号線に充電でき、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００９３】
また、予備充電電位は、映像信号と逆極性の電位を持つことにより、例えば、負極性の映像信号をデータ信号線駆動回路からデータ信号線に書き込んでいる間に、予備充電電位は映像信号の逆極性の正極性になっており、予備充電電位安定部の電荷保持手段には正極性の電位を保持する電荷が蓄積されている。十分に電荷保持手段に電荷が蓄えられる一方、データ信号線駆動回路、および走査信号線駆動回路により、画素には負極性の映像信号が書き込まれ、画素のスイッチ素子によって画素容量とデータ信号線が切り離されたあと、予備充電回路からデータ信号線に次の１水平期間にサンプリングする正極性の映像信号と同極性の既に予備充電電位安定部の電荷保持手段に蓄えられている予備充電を書き込むことが可能となる。このような駆動方法により、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００９４】
また、予備充電電位は、映像信号の正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値から等電位の交流電位を持つことにより、任意に予備充電電位の最適値を選択することが可能となり、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００９５】
本発明の画像表示装置の駆動方法によれば、予備充電電位が直流電位を持つことにより、最適な予備充電電位をデータ信号線に充電でき、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【００９６】
また、予備充電電位は映像信号の正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値からそれぞれ等電位の直流電位を持つことにより、対向電位が交流電位を持つような駆動方法の際にも、予備充電電位の変動を抑制し、所望の電位をデータ信号線に充電できるようになり、画像表示装置の画質劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態１の画像表示装置におけるタイミングチャートを示す図である。
【図３】本発明の予備充電電位安定部ＳＴの構成を示す回路図である。
【図４】予備充電電位ＰＣＶと予備充電制御信号ＰＣＣとの関係を示すタイミングチャートである。
【図５】予備充電電位ＰＣＶと予備充電制御信号ＰＣＣとの関係を示すタイミングチャートである。
【図６】実施形態２の画像表示装置におけるタイミングチャートを示す図である。
【図７】本発明の画像表示装置を構成する多結晶シリコン薄膜トランジスタの構成を示す図である。
【図８】多結晶シリコン薄膜トランジスタの製造工程を示す図である。
【図９】従来例の画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】画素ＰＩＸの構成を示す図である。
【図１１】従来例の画像表示装置における駆動波形を示す図である。
【符号の説明】
ＡＲＹ 画素アレイ
Ｃ コンデンサ
ＣＫＧ ＣＫＳ クロック信号
ＣＬ 液晶容量
Ｃｓ 補助容量
ＣＴＬ 制御信号発生回路
ＤＡＴ 映像信号
ＧＤ 走査信号線駆動回路
ＧＬ 走査信号線
ＰＣ 予備充電回路
ＰＣＣ 予備充電制御信号
ＰＣＶ 予備充電電位
ＰＩＸ 画素
Ｒ 抵抗
ＳＤ データ信号線駆動回路
ＳＬ データ信号線
ＳＰＧ 走査スタート信号
ＳＰＳ データスタート信号
ＳＴ 予備充電電位安定部
ＳＵＢ 同一基板
ＳＷ スイッチ素子
ＴＡ ＴＢ 間隔
Ｖｃｏｍ 対向電位
Claims (12)
- マトリクス状に配置された複数の画素と、前記画素の各列に配置された複数のデータ信号線および前記画素の各行に対応して配置された走査信号線を有し、各走査信号線から供給される走査信号に同期して各データ信号線から各画素に映像信号を書き込み、画像を表示させる表示部と、前記複数のデータ信号線に前記映像信号を出力するデータ信号線駆動回路と、前記複数の走査信号線に前記走査信号を出力する走査信号線駆動回路と、所定の期間内に前記複数のデータ信号線に予備充電制御信号により予備充電電位を充電するための予備充電回路とを備え、各画素を構成する液晶容量の一端に１水平期間毎に極性が正負に切り替わる前記映像信号を与え、他端に対向電位として直流電位を与え、前記映像信号と前記対向電位との電位差によって各画素を通過する光を変調させて表示を行う液晶表示装置において、
前記予備充電回路の前段に、抵抗で構成されている電流制御手段と、容量で構成されている電荷保持手段とで構成されている予備充電電位安定部が設けられており、
前記予備充電回路は、前記予備充電制御信号が作用している間は前記電荷保持手段に保持さている電荷を前記データ信号線へ供給し、
前記予備充電電位安定部は、前記電流制御手段を用いて前記電荷保持手段に前記予備充電電位を供給するものであり、
前記電荷保持手段に供給される前記予備充電電位、および前記電荷保持手段から前記データ信号線へ供給される前記予備充電電位は交流電位であって、前記予備充電電位安定部を構成する前記電流制御手段の抵抗値と前記電荷保持手段の容量値は、前記予備充電制御信号の周期内に、十分な電位に安定させる程度の最適値をとることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記電荷保持手段の容量は、少なくとも前記複数のデータ信号線の総容量よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
- 前記予備充電電位安定部を構成する前記電流制御手段と前記電荷保持手段の時定数は、前記予備充電電位の極性が切り換わってから、前記予備充電制御信号が次にアクティブになる時間よりも短いことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
- 前記予備充電電位安定部を構成する前記電流制御手段と前記電荷保持手段の時定数は、前記予備充電制御信号のアクティブから次のアクティブになる時間よりも短いことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
- マトリクス状に配置された複数の画素と、前記画素の各列に配置された複数のデータ信号線および前記画素の各行に対応して配置された走査信号線を有し、各走査信号線から供給される走査信号に同期して各データ信号線から各画素に映像信号を書き込み、画像を表示させる表示部と、前記複数のデータ信号線に前記映像信号を出力するデータ信号線駆動回路と、前記複数の走査信号線に前記走査信号を出力する走査信号線駆動回路と、所定の期間内に前記複数のデータ信号線に予備充電制御信号により予備充電電位を充電するための予備充電回路とを備え、各画素を構成する液晶容量の一端に１水平期間毎に極性が正負に切り替わる前記映像信号を与え、他端に対向電位として交流電位を与え、前記映像信号と前記対向電位との電位差によって各画素を通過する光を変調させて表示を行う液晶表示装置において、
前記予備充電回路の前段に、抵抗で構成されている電流制御手段と、容量で構成されている電荷保持手段とで構成されている予備充電電位安定部が設けられており、
前記予備充電回路は、前記予備充電制御信号が作用している間は前記電荷保持手段に保持されている電荷を前記データ信号線へ供給し、
前記予備充電電位安定部は、前記電流制御手段を用いて前記電荷保持手段に前記予備充電電位を供給するものであり、
前記電荷保持手段に供給される前記予備充電電位、および前記電荷保持手段から前記データ信号線へ供給される前記予備充電電位は直流電位であって、前記予備充電電位安定部を構成する前記電流制御手段の抵抗値と前記電荷保持手段の容量値は、前記予備充電制御信号の周期内に、前記予備充電電位が、前記予備充電回路によって、前記データ信号線へ供給した電荷量以上の電荷を供給することがきる最適値を持つことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記電荷保持手段の容量は、少なくとも前記複数のデータ信号線の総容量よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
- 前記予備充電電位安定部を構成する前記電流制御手段の抵抗値と前記電荷保持手段の容量値は、電源投入から表示が開始されるまでの間に、前記予備充電電位を安定させるのに十分な値であることを特徴とする請求項５又は６に記載の液晶表示装置。
- マトリクス状に配置された複数の画素と、前記画素の各列に配置された複数のデータ信号線および前記画素の各行に対応して配置された走査信号線を有し、各走査信号線から供給される走査信号に同期して各データ信号線から各画素に映像信号を書き込み、画像を表示させる表示部と、前記複数のデータ信号線に前記映像信号を出力するデータ信号線駆動回路と、前記複数の走査信号線に前記走査信号を出力する走査信号線駆動回路と、所定の期間内に前記複数のデータ信号線に予備充電制御信号により予備充電電位を充電するための予備充電回路とを備え、各画素を構成する液晶容量の一端に１水平期間毎に極性が正負に切り替わる前記映像信号を与え、他端に対向電位として直流電位を与え、前記映像信号と前記対向電位との電位差によって各画素を通過する光を変調させて表示を行う液晶表示装置の駆動方法において、
前記予備充電回路の前段に設けられ、抵抗で構成されている電流制御手段と容量で構成されている電荷保持手段とで構成される予備充電電位安定部に入力される前記予備充電電位は、前記電流制御手段を用いて前記電荷保持手段に供給されたものであって、前記映像信号の１水平期間に同期して、交流電位を持ち、前記予備充電制御信号が作用している間に前記電荷保持手段から前記データ信号線へ交流電位の前記予備充電電位を供給し、前記予備充電電位安定部を構成する前記電流制御手段の抵抗値と前記電荷保持手段の容量値は、前記予備充電制御信号の周期内に、十分な電位に安定させる程度の最適値をとることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 - 前記予備充電電位は、前記映像信号と逆極性の電位を持つことを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置の駆動方法。
- 前記予備充電電位は、前記映像信号の正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値から等電位の交流電位を持つことを特徴とする請求項８又は９に記載の液晶表示装置の駆動方法。
- マトリクス状に配置された複数の画素と、前記画素の各列に配置された複数のデータ信号線および前記画素の各行に対応して配置された走査信号線を有し、各走査信号線から供給される走査信号に同期して各データ信号線から各画素に映像信号を書き込み、画像を表示させる表示部と、前記複数のデータ信号線に前記映像信号を出力するデータ信号線駆動回路と、前記複数の走査信号線に前記走査信号を出力する走査信号線駆動回路と、所定の期間内に前記複数のデータ信号線に予備充電制御信号により予備充電電位を充電するための予備充電回路とを備え、各画素を構成する液晶容量の一端に１水平期間毎に極性が正負に切り替わる前記映像信号を与え、他端に対向電位として交流電位を与え、前記映像信号と前記対向電位との電位差によって各画素を通過する光を変調させて表示を行う液晶表示 装置の駆動方法において、
前記予備充電回路の前段に設けられ、抵抗で構成されている電流制御手段と容量で構成されている電荷保持手段とで構成される予備充電電位安定部に入力される前記予備充電電位は、前記電流制御手段を用いて前記電荷保持手段に供給されたものであって、直流電位を持ち、前記予備充電制御信号が作用している間に前記電荷保持手段から前記データ信号線へ直流電位の前記予備充電電位を供給し、前記予備充電電位安定部を構成する前記電流制御手段の抵抗値と前記電荷保持手段の容量値は、前記予備充電制御信号の周期内に、前記予備充電電位が、前記予備充電回路によって、前記データ信号線へ供給した電荷量以上の電荷を供給する最適値を持つことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 - 前記予備充電電位は、前記映像信号の正極性の最大振幅値と負極性の最大振幅値から等電位の直流電位を持つことを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置の駆動方法。
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