JP4704438B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、マトリクス型液晶表示装置等の表示装置および表示方法に係り、特に表示画素ごとにスイッチ素子として例えば薄膜トランジタが配設された液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置は、テレビやグラフィックディスプレイ等の表示素子として盛んに用いられている。その中でも、特に表示画素毎に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと称す）等のスイッチ素子が設けられた液晶表示装置は、表示画素数が増大しても隣接表示画素間でのクロストークのない優れた表示画像を得ることができるため、特に注目を集めている。

このような液晶表示装置は、図７に示す様に液晶表示パネル１００１及び駆動回路部とからその主要部が構成されており、液晶表示パネルは一対の電極基板間に液晶層が保持され、各電極基板の外表面にはそれぞれ偏光板が貼り付けられている。

一方の電極基板であるＴＦＴアレイ基板は、ガラスなどの透明な絶縁性基板１１００上に複数本の信号線Ｓ（１）、Ｓ（２）、…Ｓ（ｉ）、…Ｓ（Ｎ）、及び走査信号線Ｇ（１）、Ｇ（２）…Ｇ（ｊ）、…Ｇ（Ｍ）、がマトリクス状に形成されている。そして、これら信号線と走査信号線との交差部ごとに、画素電極１１０３に接続されたＴＦＴからなるスイッチ素子１１０２が形成されており、これらの上をほぼ全面にわたって覆うように配向膜が設置されて、ＴＦＴアレイ基板が形成されている。

一方、他の電極基板である対向基板は、ＴＦＴアレイ基板と同様にガラスなどの透明な絶縁性基板上に、全面にわたって対向電極１１０１、配向膜が順次積層されて成っている。そして、このようにして構成される液晶表示パネルの各走査信号線に接続される走査信号線駆動回路１３００、各信号線に接続される信号線駆動回路１２００、及び対向電極に接続される対向電極駆動回路ＣＯＭによって上記駆動回路部は構成されている。

走査信号線駆動回路（ゲートドライバ）１３００は、例えば、図８に示すように、カスケード接続されたＭ個のフリップフロップから成るシフトレジスタ１００３ａと、各フリップフロップからの出力に応じて切り替わる選択スイッチ１００３ｂとによって構成されている。

各選択スイッチ１００３ｂの一方の入力端子ＶＤ１には、ＴＦＴｌｌ０２（図７参照）をオン状態にするに十分なゲートオン電圧をソースーゲート間に発生させるための電位Ｖｇｈが入力され、他方の入力端子ＶＤ２には、スイッチ素子１１０２をオフ状態にするに十分なゲートオフ電圧をソースーゲート間に発生させるための電位Ｖｇｌが入力されている。従って、クロック信号（ＧＣＫ）によってデータ信号（ＧＳＰ）はフリップフロップを順次転送され、選択スイッチ１００３ｂへ順次出力される。これに応答して選択スイッチ１００３ｂはＴＦＴをオン状態にするＶｇｈの電位を一走査期間だけ選択して走査信号線１１０５に出力した後、走査信号線１１０５にはＴＦＴをオフ状態にする電位Ｖｇｌをそれぞれ出力する。この動作により、信号線駆動回路１２００から各々の信号線１１０４（図７参照）に出力された映像信号を、対応した各々の画素に書き込むことが可能となる。

図９は、画素容量Ｃ１ｃと補助容量Ｃｓとが対向電極駆動回路ＣＯＭの対向電位ＶＣＯＭに並列に接続されている構成の１表示画素Ｐ（ｉ，ｊ）の等価回路を示す。図中、ＣｇｄはＴＦＴのゲート−ドレイン間の寄生容量を示す。

図１０は、従来の液晶表示装置の駆動波形図を示している。図１０中、Ｖｇは１走査信号線の波形を示し、Ｖｓは１信号線の波形を示し、Ｖｄはドレイン波形を示す。

ここで、図７、図９、及び図１０を参照しながら、従来の駆動方法を説明する。なお、液晶は、焼き付け残像や、表示劣化を防ぐために交流駆動を必要とすることは広く知られており、以下に説明する従来駆動方法も上記交流駆動の１種であるフレーム反転駆動を用いて説明する。

図１０に示すように、第１フィールド（ＴＦ１）で１表示画素Ｐ（ｉ，ｊ）のＴＦＴのゲート電極ｇ（ｉ，ｊ）（図７参照）に走査信号線駆動回路１３００から図１０に示すように電位Ｖｇｈが印加されると、このＴＦＴはオン状態となり、信号線駆動回路１２００からの映像信号電圧ＶｓｐがＴＦＴのソース電極、及びドレイン電極を介して画素電極に書き込まれ、次フィールド（ＴＦ２）で電位Ｖｇｈが印加されるまで画素電極は図１０に示すように画素電位Ｖｄｐを保持する。そして、対向電極は対向電極駆動回路ＣＯＭによって所定の対向電位ＶＣＯＭに設定されているため、画素電極と対向電極とによって保持される液晶組成物は画素電位Ｖｄｐと対向電位ＶＣＯＭとの電位差に応じて応答し、画像表示が行われる。

同様に、第２フィールド（ＴＦ２）で１表示画素Ｐ（ｉ，ｊ）のＴＦＴのゲート電極ｇ（ｉ，ｊ）に走査信号線駆動回路１３００から図１０に示すように電位Ｖｇｈが印加されると、このＴＦＴはオン状態となり、信号線駆動回路１２００からの映像信号電圧Ｖｓｎが画素電極に書き込まれ、画素電位Ｖｄｎを保持し、液晶組成物は画素電位Ｖｄｎと対向電位ＶＣＯＭとの電位差に応じて応答し、画像表示が行われ、且つ、液晶交流駆動が実現される。

また、図９に示したように、ＴＦＴのゲート−ドレイン間には、構成上、寄生容量Ｃｇｄが必然的に形成されるため、図１０に示すように、電位Ｖｇｈの立ち下がり時に、画素電位Ｖｄには寄生容量Ｃｇｄに起因するレベルシフトΔＶｄが生じる。このようにＴＦＴに必然的に形成される寄生容量Ｃｇｄに起因して画素電位Ｖｄに生じるレベルシフトΔＶｄは、走査信号の非走査時電圧（ＴＦＴのオフ時電圧）をＶｇｌとすると、
ΔＶｄ＝Ｃｇｄ・（Ｖｇｈ−Ｖｇｌ）／（Ｃ１ｃ＋Ｃｓ＋Ｃｇｄ）
となり、表示画像にフリッカや表示劣化等を生じさせるといった問題を引き起こしてしまうため、一層の高精細、高品位を指向する液晶表示装置にとっては全く好ましくない。

そこで従来では、例えば対向電極に寄生容量Ｃｇｄに起因するレベルシフトΔＶｄを予め低減させるように対向電位ＶＣＯＭにバイアスすることなどが考えられている。

ところで、上記従来の技術では、図７に示すようにガラスなどの透明な絶縁性基板１００上に形成された走査信号線Ｇ（１）、Ｇ（２）、…Ｇ（ｊ）、…Ｇ（Ｍ）は、信号伝播遅延のない理想配線で形成することは難しく、ある程度信号伝播遅延が生じる信号遅延経路である。

図１１は、１本の走査信号線Ｇ（ｊ）の信号伝播遅延に着目した場合の伝播等価回路である。図１１中、ｒｇ１、ｒｇ２、ｒｇ３、…ｒｇＮは、主に、走査信号線を形成する配線材料の抵抗成分、及び配線幅、配線長による抵抗成分を示すものである。また、ｃｇ１、ｃｇ２、ｃｇ３、…ｃｇＮは、構成上、走査信号線と容量結合関係にある各種寄生容量を示すものであり、たとえば、信号線と交差することによって生じるクロス容量などで構成される。このように走査信号線は、分布定数型の信号伝播遅延経路になっている。

図１２は、走査信号線に上記走査信号線駆動回路１３００から入力された走査信号ＶＧ（ｊ）が走査信号線の上述した信号伝播遅延特性によりパネル内部でなまっていく様子を示したものである。図１２中、波形Ｖｇ（１，ｊ）は走査信号線駆動回路１３００の出力直後のｇ（１，ｊ）付近の波形であり、波形なまりは殆ど無い。これに対して、同図中、波形Ｖｇ（Ｎ，ｊ）は走査信号線終端部ｇ（Ｎ，ｊ）付近の波形で上記走査信号線の信号伝播遅延特性により波形がなまっている。波形なまりにより、単位時間当りの変化量ＳｙＮが発生している。

また、ＴＦＴは、完全なＯＮ／ＯＦＦスイッチではなく、図１３に示すようなＶ−Ｉ特性（ゲート電圧−ドレイン電流特性）をもっている。図１３中、横軸はＴＦＴのゲートに印加される電圧を示し、縦軸はドレイン電流を示す。通常、走査パルスは、ＴＦＴをオン状態にするのに十分な電位Ｖｇｈと、ＴＦＴをオフするのに十分な電位Ｖｇｌとの２電位とにより構成されているが、図示するようにＴＦＴのしきい値ＶＴからＶｇｈレベルまでに中間的なオン領域（リニア領域）が存在する。

したがって、図１２に示すように、走査信号線駆動回路１３００の出力直後のｇ（１，ｊ）に位置する画素では、走査信号のＶｇｈからＶｇｌへの立ち下がりが瞬時に立ち下がるので、上記ＴＦＴのリニア領域の特性が影響せず、上述の寄生容量Ｃｇｄに起因して、画素電位Ｖｄ（１，ｊ）に生じるレベルシフトΔＶｄ（１）は、ΔＶｄ（１）＝Ｃｇｄ・（Ｖｇｈ−Ｖｇｌ）／（Ｃ１ｃ＋Ｃｓ＋Ｃｇｄ）と近似できる。

ところが、走査信号線終端部ｇ（Ｎ，ｊ）付近に位置する画素では走査信号の立ち下がりがなまっているため、上記ＴＦＴのリニア領域の特性が影響し、走査信号がＶｇｈからＴＦＴのしきい値レベルＶＴ付近まで立ち下がる間はＴＦＴがリニア状態でオンのため寄生容量Ｃｇｄに起因する画素電位Ｖｄに生じるレベルシフトは発生せず、走査信号が更にしきい値レベルＶＴ付近からＶｇｌに変化する領域において、上述した寄生容量Ｃｇｄに起因して画素電位Ｖｄ（Ｎ，ｊ）に生じるレベルシフトΔＶｄ（Ｎ）が発生する。したがって、レベルシフトΔＶｄ（Ｎ）は、△Ｖｄ（Ｎ）＜Ｃｇｄ・（Ｖｇｈ−Ｖｇｌ）／（Ｃ１ｃ＋Ｃｓ＋Ｃｇｄ）となり、△Ｖｄ（１）＞△Ｖｄ（Ｎ）を満足する。

このように、このパネル内での寄生容量Ｃｇｄに起因して画素電位Ｖｄに生じるレベルシフトΔＶｄのズレは表示面内で均一でなく、画面の大型化、高精細化によって、無視できなくなる。したがって、従来方式の対向電圧のバイアス方法では表示面内のレベルシフトの不均一を吸収できず、各画素を最適交流駆動できないので、フリッカの発生や、ＤＣ成分印加による焼き付け残像などの不具合を招来することになる。

上記不具合を解消する発明としては、特許文献１に記載の表示装置が存在する。以下に、図面を参照しながら当該表示装置について説明する。図１４は、当該表示装置の走査信号線駆動回路２００１の構成を示したブロック図である。図１５（ａ）は、走査信号線駆動回路２００１で生成される信号の波形を示した図であり、図１５（ｂ）は、走査信号線駆動回路２００１から出力される走査信号の波形を示した図である。

図１４に示すように、上記走査信号線駆動回路２００１は、一つの表示装置に対して複数個設けられる。走査信号線駆動回路２００１は、内部モジュレーション部２００２および走査信号線駆動部２００３を含む。

内部モジュレーション部２００２には、電位Ｖｇｈが入力している。内部モジュレーション部２００２は、当該電位Ｖｇｈを変調して図１５（ａ）に示す鋸歯が上下反転した波形を持つ駆動信号ＶＭを生成する。走査信号線駆動部２００３は、上記駆動信号ＶＭから図１５（ｂ）に示す走査信号ＶＧを生成する。当該走査信号ＶＧは、電位Ｖｇｌから電位Ｖｇｈへと垂直に立ち上がり、電位Ｖｇｈを所定期間だけ維持した後、斜め方向に直線的に降下し、最後に略垂直に電位Ｖｇｌまで降下する波形を有する。このように、走査信号ＶＧの立下り部分が傾斜することにより、走査信号ＶＧの立下り部分の波形がなまりにくくなる。そのため、図１３に示すＴＦＴのリニア領域の特性の影響が、走査信号線駆動回路１３００の出力直後に配置されるＴＦＴと走査信号線の終端部に配置されるＴＦＴとで略等しくなる。その結果、パネル内での寄生容量Ｃｇｄに起因して画素電位Ｖｄに生じるレベルシフトΔＶｄを表示面内で均一に近づけることが可能となる。
特表平１０−５０４９１１号公報

しかしながら、上記表示装置では、生成される走査信号ＶＧの波形が均一にならないという問題が存在する。以下に、図面を参照しながら詳しく説明する。図１６は、上記従来の表示装置の走査信号線駆動回路２００１−１〜４で生成される駆動信号ＶＭ１〜４の波形を示した図である。

近年、表示装置の大型化及び高精細化が進んでいる。大型化された表示装置において、一つの走査信号線駆動回路により全ての走査信号線を駆動しようとすると、当該一つの走査信号線駆動回路に全ての各走査信号線が接続される。この場合、走査信号線駆動回路から近い位置に設けられた走査信号線と、走査信号線駆動回路から遠い位置に設けられた走査信号線との間には走査信号の遅延量に差が生じてしまう。このような遅延は、表示装置の表示品位に悪影響を及ぼす。

また、走査信号線駆動回路が駆動を受け持つことができる走査線の本数には限りがある。そのため、多数の走査線が存在する高精細化された表示装置では、一つの走査信号線駆動回路により全ての走査線の駆動を受け持つことができない。

そこで、図１４では、走査信号線駆動回路２００１を複数個設けている。これにより、表示装置の大型化及び高精細化に対応している。具体的には、複数の走査信号線駆動回路２００１を設けることにより、走査信号線駆動回路と各走査信号線との距離のばらつきを小さくすると共に、駆動可能な走査信号線の本数を多くしている。

ここで、駆動信号ＶＭは、各内部モジュレーション部２００２において生成されている。当該内部モジュレーション部２００２は、配線やトランジスタ等の電気回路により構成されている。電気回路には、製造ばらつきが存在する。そのため、各内部モジュレーション部２００２から出力される駆動信号ＶＭの波形は、図１６に示すように内部モジュレーション部２００２毎に異なる。そして、走査信号ＶＧの波形も、走査信号線駆動回路２００１毎に異なる。このように、走査信号線ＶＧが走査信号線駆動回路２００１毎に異なると、ＴＦＴの駆動条件が走査信号線駆動回路２００１毎に異なってしまう。その結果、液晶表示装置の表示品位の低下が発生してしまう。

そこで、本発明の目的は、複数の走査信号線駆動回路が設けられた表示装置において表示品位を向上させることにある。

第１の発明は、複数の走査信号線と、複数の映像信号線と、当該走査信号線を駆動するための走査信号を生成する複数の走査信号線駆動回路とを備える表示装置であって、各前記走査信号線駆動回路は、電位が高電位から、当該高電位と低電位との中間電位まで傾斜するように低下し、その後、当該中間電位から当該高電位まで上昇する電位変化を伴う波形の駆動信号を内部において生成しており、各前記走査信号線駆動回路同士を接続し、電位が前記駆動信号の電位となっている信号配線を更に備える表示装置である。

第２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、前記駆動信号が、電位が高電位から、当該高電位と低電位との中間電位まで傾斜するように低下し、その後、当該中間電位から当該高電位まで上昇する電位変化を伴う波形を一周期に一つずつ含む表示装置である。

第３の発明は、第２の発明に従属する発明であって、前記走査信号駆動回路には、前記一周期毎に１つのパルスが含まれる周期信号が入力している表示装置である。

第４の発明は、第３の発明に従属する発明であって、前記周期信号において一周期のうちのパルス以外の期間の長さと、前記駆動信号の前記高電位と前記低電位との前記中間電位まで傾斜するように低下する期間の長さとが、一致している表示装置である。

第５の発明は、第３の発明に従属する発明であって、前記周期信号は、前記駆動信号の当該高電位と低電位との中間電位まで傾斜するように低下する部分を生成するために、前記走査信号駆動回路に入力している表示装置である。

第６の発明は、第１の発明から第５の発明に従属する発明であって、前記高電位から前記中間電位まで傾斜するように低下する前記駆動信号の電位変化は、前記走査信号の高電位と低電位との間の変化の一部を傾斜させるための変化である表示装置である。

第７の発明は、第１の発明から第６の発明に従属する発明であって、前記信号配線の電位は、各前記走査信号線駆動回路で生成された駆動信号の電位が平均化された電位である表示装置である。

第８の発明は、第１の発明から第７の発明に従属する発明であって、各前記走査信号線駆動回路は、前記高電位の電位を有する信号に基づいて、前記駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、前記駆動信号生成回路が生成した前記駆動信号に基づいて、前記走査信号を生成する走査信号生成回路と、前記駆動信号を前記駆動信号生成回路から前記走査信号生成回路へと伝送する内部配線とを含み、各前記内部配線は、前記信号配線により互いに接続されている表示装置である。

各走査信号線駆動回路が信号配線により接続されることで、信号配線に印加される駆動信号の電位は、各走査信号線駆動回路で生成された駆動信号の電位が平均化されたものとなる。これにより、各走査信号線駆動回路で生成された駆動信号の電位のばらつきが抑制される。その結果、各走査信号線駆動回路は、駆動信号を用いて走査信号を生成した場合、走査信号線駆動回路間で波形のばらつきが少ない走査信号を生成することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置１の全体構成を示したブロック図である。 クロック信号ＧＣＫの波形、周期信号Ｓｔｃの波形、中間信号Ｖｃｔの波形、駆動信号ＶＭの波形および走査信号ＶＧの波形を示した波形図である。 走査線駆動回路３００−１〜３の構成を示したブロック図である。 内部モジュレーション部３１０−１の構成を示した回路図である。 走査信号線駆動部３１５−１の構成を示したブロック図である。 絶縁性基板１００に映像信号駆動回路２００および走査信号線駆動回路３００が実装された例を示した平面図である。 従来の液晶表示装置の全体構成を示したブロック図である。 従来の走査信号線駆動部１３１５の構成を示したブロック図である。 画素容量Ｃ１ｃと補助容量Ｃｓとが対向電極駆動回路ＣＯＭの対向電位ＶＣＯＭに並列に接続されている構成の１表示画素Ｐ（ｉ，ｊ）の等価回路を示す回路図である。 従来の液晶表示装置の駆動波形を示す波形図である。 １本の走査信号線Ｇ（ｊ）の信号伝播遅延に着目した場合の伝播等価回路図である。 走査信号線に上記走査信号線駆動部１３１５から入力された走査信号ＶＧ（ｊ）が走査信号線の上述した信号伝播遅延特性によりパネル内部でなまっていく様子を示した波形図である。 トランジスタの特性を示したグラフである。 従来の表示装置の走査信号線駆動回路２００１の構成を示したブロック図である。 走査信号線駆動回路２００１で生成される信号の波形を示した波形図である。 走査信号線駆動回路２００１から出力される走査信号の波形を示した波形図である。 従来の表示装置の走査信号線駆動回路２００１−１〜４で生成される駆動信号ＶＭ１〜４の波形を示した波形図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置
１００ 絶縁性基板
１０１ 対向電極
２００ 映像信号線駆動回路
３００ 走査信号線駆動回路
３０５ 信号配線
３１０ 内部モジュレーション部（変調部）
３１５ 走査信号線駆動部
６００ コントロール回路
７００ フレキシブルプリント基板
７５０ 硬質基板
８００ フレキシブルプリント基板
８５０ 硬質基板
ＣＯＭ 対向電極駆動回路

以下に、本発明の一実施形態に係る表示装置について説明する。本実施形態に係る表示装置は、行方向に伸びる複数の走査信号線と、列方向に伸びる複数の映像信号線と、走査信号線を駆動するための走査信号を生成する複数の走査信号線駆動回路とを備える液晶表示装置である。このような液晶表示装置において表示品位を向上させることを目的として、本実施形態に係る液晶表示装置では、電位が高電位から、当該高電位と低電位との中間電位まで傾斜するように低下し、その後、当該中間電位から当該高電位まで上昇する電位変化を伴う波形の駆動信号が各走査信号線駆動回路の内部において生成されると共に、各走査信号線駆動回路同士を接続し、電位が駆動信号の電位となっている信号配線が設けられている。

上述したように各走査信号線駆動回路が信号配線により接続されることで、信号配線に印加される駆動信号の電位は、各走査信号線駆動回路で生成された駆動信号の電位が平均化されたものとなる。これにより、各走査信号線駆動回路で生成された駆動信号の電位のばらつきが抑制される。その結果、各走査信号線駆動回路は、駆動信号を用いて走査信号を生成した場合、走査信号線駆動回路間で波形のばらつきが少ない走査信号を生成することが可能となる。

（液晶表示装置の全体構成）
以下に本実施形態に係る液晶表示装置の詳細について図面を参照しながら説明する。図１は、当該液晶表示装置１の全体構成を示した図である。当該液晶表示装置１は、絶縁性基板１００、対向電極１０１、映像信号線駆動回路２００−１および２、走査信号線駆動回路３００−１〜３、信号配線３０５、コントロール回路６００ならびに対向電極駆動回路ＣＯＭを備え、フレーム反転駆動を行う表示装置である。なお、当該液晶表示装置１は、フレーム反転駆動以外の反転駆動を行うものであってもよい。

絶縁性基板１００は、ガラス基板により形成されるアクティブマトリクス基板であって、その主面には、映像信号線Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）、走査信号線Ｇ（１）〜Ｇ（Ｍ）および表示画素Ｐ（ｉ，ｊ）（ｉは１〜Ｎの整数、ｊは１〜Ｍの整数）が形成される。映像信号線Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）は、列方向に伸びるように配置され、映像信号線駆動回路２００−１または２により、表示内容に応じた電位を有する映像信号が印加される。走査信号線Ｇ（１）〜Ｇ（Ｍ）は、行方向に伸びるように配置され、走査信号線駆動回路３００−１〜３により、走査信号が印加される。なお、ｉ列目の映像信号線を指す場合には、映像信号線ｓ（ｉ）（ｉは１〜Ｎの整数）とし、映像信号線全般を指す場合には、映像信号線ｓと記載する。同様に、ｊ行目の走査信号線を指す場合には、走査信号線Ｇ（ｊ）（ｊは１〜Ｍの整数）とし、走査信号線全般を指す場合には、走査信号線Ｇと記載する。同様に、ｉ列目ｊ行目の表示画素を指す場合には、表示画素Ｐ（ｉ，ｊ）（ｉは１〜Ｎの整数、ｊは１〜Ｍの整数）とし、表示画素を指す場合には、表示画素Ｐと記載する。

表示画素Ｐ（ｉ，ｊ）は、映像信号線Ｓ（ｉ）と走査信号線Ｇ（ｊ）との交点近傍に配置される。これにより、表示画素Ｐは、絶縁性基板１００の主面上にマトリクス状に配置される。各表示画素Ｐ（ｉ，ｊ）は、トランジスタ（ＴＦＴ）１０２および画素電極１０３を含む。以下、映像信号線Ｓ（ｉ）と走査信号線Ｇ（ｊ）との交点近傍に配置されるトランジスタ１０２をトランジスタＴ（ｉ，ｊ）と称す。当該トランジスタＴ（ｉ，ｊ）のソースは、対応する映像信号線Ｓ（ｉ）に接続され、当該トランジスタＴ（ｉ，ｊ）のゲートは、対応する走査信号線Ｇ（ｊ）に接続される。画素電極１０３は、トランジスタ１０２のドレインに接続される。

対向電極１０１は、図示しない対向基板の主面の略全面に亘って形成され、対向電極駆動回路ＣＯＭからの所定の電位を有する対向電圧の印加を受けている。対向電極１０１と画素電極１０３との間には、液晶層が設けられている。この液晶層は、対向電極１０１と画素電極１０３との電位差に応じて、その光の透過率が変化するものである。すなわち、表示画素Ｐを所望の透過率に設定したい場合には、当該透過率に応じた電位を持った映像信号が映像信号線Ｓに印加されると共に、トランジスタＴを導通させるための走査信号が走査信号線Ｇに印加される。これにより、トランジスタＴを介して画素電極１０３が所望の電位に充電され、表示画素Ｐにおける透過率が所望の透過率に制御される。

コントロール回路６００は、図２に示すような、映像信号線駆動回路２００−１および２ならびに走査信号線駆動回路３００−１〜３を動作させるためのクロック信号ＧＣＫおよび周期信号Ｓｔｃを生成する。ここで、図２は、クロック信号ＧＣＫの波形、周期信号Ｓｔｃの波形、中間信号Ｖｃｔの波形、駆動信号ＶＭの波形および走査信号ＶＧの波形を示した図である。なお、クロック信号ＧＣＫ、周期信号Ｓｔｃおよび走査信号ＶＧの波形の詳細については後述する。

映像信号線駆動回路２００−１および２は、クロック信号ＧＣＫを用いて、外部から入力してくる映像信号を映像信号線Ｓに対して印加する。走査信号線駆動回路３００−１〜３は、クロック信号ＧＣＫおよび周期信号Ｓｔｃを用いて、図２に示すような、走査信号ＶＧを生成し、走査信号線Ｇに印加する。以下に、当該走査信号線駆動回路３００−１〜３の詳細について図面を参照しながら説明する。

（走査信号線駆動回路の構成）
図３は、走査信号線駆動回路３００−１〜３の構成を示したブロック図である。以下、走査信号線駆動回路３００−１に注目して説明を行う。

走査信号線駆動回路３００−１は、内部モジュレーション部３１０−１および走査信号線駆動部３１５−１を含む。内部モジュレーション部３１０−１は、電位Ｖｇｌおよび周期信号Ｓｔｃに基づいて、図２に示す中間信号Ｖｃｔを生成した後、当該中間信号Ｖｃｔおよび高電位の電位Ｖｇｈに基づいて、図２に示す駆動信号ＶＭ１を生成する。なお、駆動信号ＶＭ１は、内部モジュレーション部３１０−１が生成した駆動信号ＶＭを指し、駆動信号ＶＭ２は、内部モジュレーション部３１０−２が生成した駆動信号ＶＭを指し、駆動信号ＶＭ３は、内部モジュレーション部３１０−３が生成した駆動信号ＶＭを指す。また、電位Ｖｇｌは、トランジスタ１０２のゲートに印加された場合に、当該トランジスタ１０２を非導通状態に制御できるゲートオフ電圧をソース−ゲート間に発生させるための電位であり、ここでは一例として接地電位としている。走査信号線駆動部３１５−１は、内部モジュレーション部３１０−１が生成した駆動信号ＶＭ１に基づいて、図２に示す走査信号ＶＧを生成する。

図４は、上記内部モジュレーション部３１０−１の構成を示した回路図である。当該内部モジュレーション部３１０−１は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲｃｔ、オペアンプＯＰ、コンデンサＣｃｔ、定電流源ＩｃｔおよびスイッチＳＷ３を含む。

周期信号Ｓｔｃは、図２に示す走査信号ＶＧの傾斜部分を生成するための傾斜期間制御信号（充電制御信号および放電制御信号）であり、コンデンサＣｃｔに並列に接続されたスイッチＳＷ３の開閉制御を行う。当該周期信号Ｓｔｃは、所定期間だけハイレベルになるパルスが一周期に１つ含まれる波形を有する。ハイレベルであるパルスの期間ではスイッチＳＷ３が導通状態に制御され、ローレベルであるパルス以外の期間ではスイッチＳＷ３が非導通状態に制御される。

定電流源Ｉｃｔは、抵抗Ｒｃｔを介してコンデンサＣｃｔの一端に接続されており、コンデンサＣｃｔの他端は接地されている。コンデンサＣｃｔの両端の電圧である中間信号Ｖｃｔは、抵抗Ｒ３を介してオペアンプＯＰの反転入力端子に接続されている。このオペアンプＯＰの反転入力端子と出力端子との間には抵抗Ｒ４が接続されている。

上記周期信号Ｓｔｃは、図２に示したように、クロック信号ＧＣＫと同期するように形成されればよく、例えば、モノマルチバイブレータ等（図示しない）を使用してコントロール回路６００において作成できる。なお、当該周期信号Ｓｔｃは、走査信号線駆動回路３００−１の内部にて生成されてもよい。上記スイッチＳＷ３は、上記周期信号Ｓｔｃがハイレベルの期間中に導通状態になる一方、ローレベルの期間中に非導通状態になる。

一方、オペアンプＯＰの非反転入力端子には抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ１の一端がそれぞれ接続されている。抵抗Ｒ２の他端は接地されており、抵抗Ｒ１の他端は電位Ｖｇｈが印加される。この信号電位Ｖｇｈは、上記ＴＦＴをオン状態にするのに十分なゲートオン電圧をドレインーソース間に発生させるための電位である。オペアンプＯＰの出力端子からは、駆動信号ＶＭが出力される。上述したように駆動信号ＶＭの傾斜部分および中間信号Ｖｃｔの傾斜部分は、周期信号Ｓｔｃの低い電位の部分に基づいて生成される。そのため、図２に示すように、駆動信号ＶＭの傾斜部分の長さおよび中間信号Ｖｃｔの傾斜部分の長さと、周期信号Ｓｔｃの電位の低い部分（パルス以外の期間の部分）の長さとは一致する。

なお、上記オペアンプＯＰ、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は減算部を構成するものである。この減算部では、次の減算処理が行われる。

ＶＭ＝Ｖｇｈ・（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））・（１＋（Ｒ４／Ｒ３））−（Ｒ４／Ｒ３）・Ｖｃｔ
ここで、Ｒ１＝Ｒ４、Ｒ２＝Ｒ３、及びＡ＝Ｒ４／Ｒ３とすると、
ＶＭ＝Ｖｇｈ−Ａ・Ｖｃｔ
となる。

図５は、走査信号線駆動部３１５−１の構成を示した図である。当該走査信号線駆動部３１５−１は、シフトレジスタ３ａ、選択スイッチ３ｂおよび端子Ｔ１〜Ｔ４を含む。

端子Ｔ１には、クロック信号ＧＣＫが印加される。端子Ｔ２には、データ信号ＧＳＰが印加される。端子Ｔ３には、トランジスタ１０２のゲートに印加された場合に、当該トランジスタ１０２を非導通状態に制御できるゲートオフ電圧をソース−ゲート間に発生させるための電位Ｖｇｌが印加される。端子Ｔ４には、駆動信号ＶＭ１が印加される。シフトレジスタ３ａは、走査信号線Ｇの本数に対応するｋ段のフリップフロップＦ１〜Ｆｋにより構成される。フリップフロップＦ１〜Ｆｋ−１は、クロック信号ＧＣＫに基づいて、次段のフリップフロップＦ２〜Ｆｋにデータ信号ＧＳＰを転送する。そして、各フリップフロップＦ１〜Ｆｋは、データ信号ＧＳＰを転送する際に、サンプリングパルスを選択スイッチ３ｂに出力する。すなわち、データ信号ＧＳＰの転送にしたがって、上流の選択スイッチ３ｂから下流の選択スイッチ３ｂへと順番にサンプリングパルスが出力される。なお、フリップフロップＦ１〜Ｆｋを総称する場合には、フリップフロップＦと記載する。

選択スイッチ３ｂは、走査信号線Ｇに１対１対応する数だけ設けられ、サンプリングパルスにしたがって２つの入力のうちのいずれか一方を選択して出力するスイッチである。当該選択スイッチ３ｂの２つの入力端子には、駆動信号ＶＭ１と電位Ｖｇｌとが印加されている。選択スイッチ３ｂの出力端子には、走査信号線Ｇが１本ずつ接続されている。選択スイッチ３ｂは、サンプリングパルスが出力されてきたときには駆動信号ＶＭ１を選択し、サンプリングパルスが出力されてきていないときには電位Ｖｇｌを選択する。これにより、図２に示すような駆動信号ＶＭ１の一周期分が切り取られた波形を有する走査信号ＶＧが生成される。具体的には、当該走査信号ＶＧは、電位Ｖｇｌから電位Ｖｇｈへと垂直に立ち上がり、電位Ｖｇｈを所定期間だけ維持した後、斜め方向に直線的に降下し、最後に略垂直に電位Ｖｇｌまで降下する波形を有する。なお、当該走査信号ＶＧの傾斜部分の終点の電位は、トランジスタ１０２を導通状態にするための閾値電圧を発生させるための電位ＶＴよりも高い電位であることが望ましい。

（信号配線の構成）
ここで、信号配線３０５について説明する。本実施形態に係る液晶表示装置１では、信号配線３０５は、図１に示すように各走査信号線駆動回路３００−１〜３のそれぞれを接続し、駆動信号ＶＭが印加される配線である。より具体的には、図３に示すように、内部モジュレーション部３１０−１と走査信号線駆動部３１５−１とを接続する内部配線と、内部モジュレーション部３１０−２と走査信号線駆動部３１５−２とを接続する内部配線と、内部モジュレーション部３１０−３と走査信号線駆動部３１５−３とを接続する内部配線とが信号配線３０５により接続される。これにより、各内部配線に印加される駆動信号ＶＭ１〜３の波形が平均化される。

（液晶表示装置の動作）
以上のように構成された本実施形態に係る液晶表示装置の動作について以下に図面を参照しながら説明する。なお、ここでは、走査信号線駆動回路３００−１〜３の動作に着目して説明を行う。

図２に示すように、周期信号Ｓｔｃがローレベルの期間中、図４に示すスイッチＳＷ３は非導通状態に制御され、抵抗Ｒｃｔを介して定電流源ＩｃｔからコンデンサＣｃｔへ電荷が充電される。これにより、中間信号Ｖｃｔの電位は、周期信号Ｓｔｃがローレベルの期間中、図２に示すように傾斜して上昇する。

このとき、減算部においては、中間信号Ｖｃｔの電位がＡ（＝Ｒ４／Ｒ３）倍されたものが電位Ｖｇｈから減算され、図２に示すように、電位が電位Ｖｇｈから、当該Ｖｇｈと接地電位Ｖｇｌとの中間電位まで傾斜するように低下する傾斜部分の波形が得られる。なお、Ａを変化させることによって、任意の傾きＶｓｌｏｐｅで駆動信号ＶＭを立ち下げることが可能となる。

これに対して、上記周期信号Ｓｔｃがハイレベルの期間中、上記スイッチＳＷ３は導通状態に制御される。そのため、コンデンサＣｃｔに充電された電荷は、スイッチＳＷ３を介して放電される。これにより、中間信号Ｖｃｔの電位は図２に示すように接地電位になる。このとき、減算部においては、電位Ｖｇｈから中間信号Ｖｃｔの電位をＡ（＝Ｒ４／Ｒ３）倍されたものが減算される。ただし、中間信号Ｖｃｔの電位が接地電位であるため、電位Ｖｇｈが、図２に示すように、駆動信号ＶＭとして出力される。

以上のように、中間信号Ｖｃｔは、周期信号Ｓｔｃの制御に伴って、最大振幅がＶｃｔｈの鋸歯状の波形となる。具体的には、中間信号Ｖｃｔは、周期信号Ｓｔｃにおいて一周期のうちのパルス以外の期間では電位が上昇し、パルスの期間では接地電位となる波形を有する。また、駆動信号ＶＭは、鋸歯状の波形を上下反転させた波形となる。具体的には、駆動信号ＶＭは、電位が高電位から、当該高電位と低電位との中間電位まで傾斜するように低下し、その後、当該中間電位から当該高電位まで上昇する電位変化を伴う波形を一周期に一つずつ含んでいる。駆動信号ＶＭの傾斜部分の始期と中間信号Ｖｃｔの傾斜部分の始期とは一致しており、駆動信号ＶＭの傾斜部分の終期と中間信号Ｖｃｔの傾斜部分の終期とは一致している。なお、当該駆動信号ＶＭは、傾斜期間Ｔｓｌｏｐｅ、傾斜量Ｖｓｌｏｐｅの波形となる。この傾斜量Ｖｓｌｏｐｅは、Ｖｓｌｏｐｅ＝Ｖｃｔｈ・（Ｒ４／Ｒ３）となり抵抗Ｒ４、Ｒ３の設定で容易に調整できる。しかも、出力信号ＶＤ１ｂはオペアンプＯＰの出力であるので、インピーダンスが低くなる（次段からオペアンプＯＰを見た場合のインピーダンスが小さくなる）。

各内部モジュレーション部（変調部）３１０−１〜３は、図３の内部配線を介して、生成した駆動信号ＶＭ１〜３を対応する走査信号線駆動部３１５−１〜３に出力する。ここで、各内部配線は信号配線３０５により接続されているので、各駆動信号ＶＭ１〜３の波形は平均化される。すなわち、各走査信号線駆動部３１５−１〜３には、波形が略等しい駆動信号ＶＭ１〜３が入力する。上記駆動信号ＶＭ１〜３が走査信号線駆動部３１５−１〜３に入力すると、走査信号線駆動部３１５−１〜３は、当該駆動信号ＶＭ１〜３に基づいて、走査信号Ｇを生成する。具体的には、図５に示すシフトレジスタ３ａでは、クロック信号ＧＣＫに基づいて、各フリップフロップＦが、次段のフリップフロップにデータ信号ＧＳＰを転送する動作が繰り返される。このデータ信号ＧＳＰの転送に応じて、サンプリングパルスが、フリップフロップＦから選択スイッチ３ｂに対して出力される。

ここで、サンプリングパルスが印加されていない選択スイッチ３ｂは、電位Ｖｇｌを選択し、当該電位Ｖｇｌを走査信号線Ｇに対して出力する。一方、サンプリングパルスが印加されている選択スイッチ３ｂは、駆動信号ＶＭを選択し、当該駆動信号ＶＭを走査信号線Ｇに対して出力する。これにより、図２に示すような走査信号ＶＧが走査信号線Ｇに対して印加されるようになる。

以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、走査信号ＶＧの立下り時に垂直ではなく傾斜するように立ち下がっているので、走査信号ＶＧの立下り部分の波形がなまりにくくなる。そのため、図１３に示すＴＦＴのリニア領域の特性の影響が、走査信号線駆動回路３００の出力直後に配置されるＴＦＴと走査信号線の終端部に配置されるＴＦＴとで略等しくなる。その結果、パネル内での寄生容量Ｃｇｄに起因して画素電位Ｖｄに生じるレベルシフトΔＶｄを表示面内で均一に近づけることが可能となる。これにより、液晶表示装置の表示領域の右側と左側との間において表示品位に差が出るという問題が解消される。

また、走査信号線駆動回路３００−１〜３の内部配線が信号配線３０５により接続されているので、当該内部配線に印加されている駆動信号ＶＭ１〜３のそれぞれの波形が平均化される。より具体的には、駆動信号ＶＭ１〜３のそれぞれの傾斜部分の傾きが略等しくなる。ここで、走査信号線駆動部３１５−１〜３は、当該駆動信号ＶＭ１〜３に基づいて走査信号ＶＧを生成している。そのため、駆動信号ＶＭ１〜３のそれぞれの傾斜部分の傾きが略等しいと、走査信号ＶＧの傾斜部分の傾きが略等しくなる。これにより、走査信号線駆動回路３００−１〜３のそれぞれに対応する表示エリア毎に表示品位が異なってしまうという問題が解消される。

なお、走査信号線駆動回路３００−１〜３のそれぞれに対応する表示エリア毎に表示品位が異なってしまうという問題は、走査信号線駆動回路３００−１〜３ごとに別々の内部モジュレーション部３１０−１〜３によって駆動信号ＶＭ１〜３を生成していることに起因しているのであることから、駆動信号ＶＭ１〜３の波形が本実施形態において説明した波形以外のものであっても同様の問題は発生し得る。このような問題は、走査信号線駆動回路３００−１〜３の内部配線が信号配線３０５により接続され、当該内部配線に印加されている駆動信号ＶＭ１〜３のそれぞれの波形が平均化されることによって同じく解消されることになる。

また、本実施形態に係る液晶表示装置では、シフトレジスタ３ａから出力されるサンプリングパルスを用いて駆動信号ＶＭの一周期分の波形を切り出して走査信号Ｇのパルス波形を生成しているが、当該駆動信号ＶＭの利用方法はこれに限らない。駆動信号ＶＭの傾斜部分が、走査信号Ｇの傾斜部分の生成に用いられてさえいればよい。

本実施形態に係る液晶表示装置では、駆動信号ＶＭおよび走査信号線ＶＧは、図２において直線的に傾斜しているが、駆動信号ＶＭおよび走査信号線ＶＧの傾斜部分は、直線に限らない。当該傾斜部分は、略直線形状を有していればよい。なお、この略の幅は、駆動信号ＶＭおよび走査信号線ＶＧの生成時に生じる遅延程度の幅である。

なお、本実施形態に係る液晶表示装置は、例えば、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistance)等の小型の液晶表示装置やパソコンのモニターやテレビ等の大型の液晶表示装置である。ただし、本実施形態に係る液晶表示装置は、パソコンのモニターやテレビ等の大型の液晶表示装置であることが望ましい。これは、大型の液晶表示装置の方が小型の液晶表示装置よりも走査信号線Ｇが長くなり、走査信号線Ｇの両端部間での走査信号ＶＧの波形のなまりが大きくなり、当該なまりを原因とするレベルシフトΔＶｄのばらつきの表示品位に対する影響が大きくなるからである。

（実装例）
最後に、本発明に係る液晶表示装置における映像信号線駆動回路２００および走査信号線駆動回路３００の実装例について図面を参照しながら説明する。図６は、絶縁性基板１００に映像信号線駆動回路２００および走査信号線駆動回路３００が実装された例を示した図である。図６には、絶縁性基板１００、映像信号線駆動回路２００−１〜２、走査信号線駆動回路３００−１〜３、フレキシブルプリント基板７００−１〜２および８００−１〜３ならびに硬質基板７５０および８５０が記載されている。

図６に示す実装例では、映像信号線駆動回路２００−１〜２および走査信号線駆動回路３００−１〜３は、それぞれ一つの半導体チップにより構成されている。硬質基板７５０は、例えば、樹脂により構成され、主面上に回路が形成された基板である。フレキシブルプリント基板７００−１〜２は、可撓性性材料により構成され、回路が形成された基板である。当該フレキシブルプリント基板７００−１の主面上には、映像信号線駆動回路２００−１が実装されている。また、当該フレキシブルプリント基板７００−１の一端は硬質基板に実装され、当該フレキシブルプリント基板７００−２の他端は絶縁性基板１００に実装される。これにより、硬質基板７５０に形成された回路と映像信号線駆動回路２００−１と絶縁性基板１００に形成された回路との間で信号のやり取りを行うことができるようになっている。なお、フレキシブルプリント基板７００−２については、フレキシブルプリント基板７００−１と同様であるので説明を省略する。

硬質基板８５０は、例えば、樹脂により構成され、主面上に回路が形成された基板である。フレキシブルプリント基板８００−１〜３は、可撓性材料により構成され、回路が形成された基板である。当該フレキシブルプリント基板８００−１の主面上には、走査信号線駆動回路３００−１が実装されている。また、当該フレキシブルプリント基板８００−１の一端は硬質基板に実装され、当該フレキシブルプリント基板８００−２の他端は絶縁性基板１００に実装される。これにより、硬質基板８５０に形成された回路と走査信号線駆動回路３００−１と絶縁性基板１００に形成された回路との間で信号のやり取りを行うことができるようになっている。なお、フレキシブルプリント基板８００−２および３については、フレキシブルプリント基板８００−１と同様であるので説明を省略する。

上記のように映像信号線駆動回路２００−１〜２および走査信号線駆動回路３００−１〜３が実装された液晶表示装置における信号配線３０５の構成について説明する。当該信号配線３０５は、各走査信号線駆動回路３００−１〜３を接続する配線である。そのため、信号配線３０５は、フレキシブルプリント基板８００−１〜３のそれぞれに形成され、硬質基板８５０の主面上において互いに接続されている。

なお、上記実装例では、映像信号線駆動回路２００−１〜２および走査信号線駆動回路３００−１〜３は、それぞれフレキシブルプリント基板７００−１〜２および８００−１〜３に実装されるものとしたが、映像信号線駆動回路２００−１〜２および走査信号線駆動回路３００−１〜３の実装方法はこれに限らない。例えば、映像信号線駆動回路２００−１〜２および走査信号線駆動回路３００−１〜３は、絶縁性基板１００にＣＯＧ（Chip On Glass）実装されてもよいし、絶縁性基板１００にモノリシックに形成されてもよい。走査信号線駆動回路３００−１〜３がＣＯＧ実装されたりモノリシックに形成されたりすると、絶縁性基板１００上において信号配線３０５を形成して各走査信号線駆動回路３００−１〜３を接続することが可能となる。この場合、当該信号配線３０５を、絶縁性基板１００の走査信号線Ｇや映像信号線Ｓと同じ工程により形成できるので、信号配線３０５を新たに形成するための工程などが不要になる。

産業上の利用の可能性

本発明は、複数の走査信号線駆動回路が設けられた表示装置において表示品位を向上させることを目的としており、表示画素ごとにスイッチ素子として例えば薄膜トランジタが配設された液晶表示装置として有用である。

Claims (9)

1. 複数の走査信号線と、複数の映像信号線と、当該走査信号線を駆動するための走査信号を生成する複数の走査信号線駆動回路とを備える表示装置であって、
   各前記走査信号線駆動回路は、電位が高電位から、当該高電位と低電位との中間電位まで傾斜するように低下し、その後、当該中間電位から当該高電位まで上昇する電位変化を伴う波形の駆動信号を内部において生成しており、
   電位が前記駆動信号の電位となっている信号配線を更に備え、
   各前記走査信号線駆動回路同士は、共通の前記信号配線にそれぞれ接続されていることを特徴とする、表示装置。
2. 前記駆動信号は、電位が高電位から、当該高電位と低電位との中間電位まで傾斜するように低下し、その後、当該中間電位から当該高電位まで上昇する電位変化を伴う波形を一周期に一つずつ含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記走査信号線駆動回路には、前記一周期毎に１つのパルスが含まれる周期信号が入力していることを特徴とする、請求項２に記載の表示装置。
4. 前記周期信号において一周期のうちのパルス以外の期間の長さと、前記駆動信号の前記高電位と前記低電位との前記中間電位まで傾斜するように低下する期間の長さとは、一致していることを特徴とする、請求項３に記載の表示装置。
5. 前記周期信号は、前記駆動信号の当該高電位と低電位との中間電位まで傾斜するように低下する部分を生成するために、前記走査信号線駆動回路に入力していることを特徴とする、請求項３に記載の表示装置。
6. 前記高電位から前記中間電位まで傾斜するように低下する前記駆動信号の電位変化は、前記走査信号の高電位と低電位との間の変化の一部を傾斜させるための変化であることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
7. 前記信号配線の電位は、各前記走査信号線駆動回路で生成された駆動信号の電位が平均化された電位であることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
8. 各前記走査信号線駆動回路は、前記高電位の電位を有する信号に基づいて、前記駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、前記駆動信号生成回路が生成した前記駆動信号に基づいて、前記走査信号を生成する走査信号生成回路と、前記駆動信号を前記駆動信号生成回路から前記走査信号生成回路へと伝送する内部配線とを含み、各前記内部配線は、前記信号配線により互いに接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
9. 入力されるゲートオン電圧及びゲートオフ電圧を用いて走査信号線に対して走査信号を出力して前記走査信号線を駆動する走査信号線駆動回路を複数備えた表示装置において、
   各前記走査信号線駆動回路は、前記ゲートオン電圧を変調して、前記ゲートオン電圧から、前記ゲートオン電圧と前記ゲートオフ電圧との中間電圧まで傾斜するように低下し、その後、当該中間電圧から前記ゲートオン電圧まで上昇する電圧変化を伴う波形の電圧を出力する変調部と、前記変調部の出力電圧と前記ゲートオフ電圧とを前記走査信号線に対して選択的に出力する走査信号線駆動部とを備え、
   各前記走査信号線駆動回路における変調部の出力は互いに接続されていることを特徴とする表示装置。

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