JP4969043B2 - アクティブマトリクス型の表示装置およびその走査側駆動回路 - Google Patents
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表示すべき画像を表す複数のデータ信号を前記複数のデータ信号線にそれぞれ印加するデータ側駆動回路と、
前記複数の走査信号線を選択的に駆動するための複数の走査信号を前記複数の走査信号線にそれぞれ印加すると共に、前記複数の補助容量線を駆動するための複数の補助容量信号を前記複数の補助容量線にそれぞれ印加する走査側駆動回路とを備え、
各画素回路は、
対応する交差点を通過する走査信号線の前記走査側駆動回路による選択/非選択に応じて導通状態/遮断状態となるスイッチ素子と、
対応する交差点を通過するデータ信号線に前記スイッチ素子を介して接続された画素電極と、
前記複数の画素回路に共通的に設けられた共通電極と、
前記画素電極と前記共通電極とによって形成される画素容量と、
前記画素電極と前記対応する交差点を通過する走査信号線に沿って配置された補助容量線との間に形成される補助容量と、
前記画素容量に保持される電圧に応じて画素を表示する電気光学素子とを含み、
前記走査側駆動回路は、
前記走査信号線の数に対応する段数を有し所定の入力パルスを順次転送するシフトレジスタと、
前記シフトレジスタの各段の出力信号に基づき前記複数の走査信号を生成する走査信号生成回路と、
前記シフトレジスタの各段の出力信号に基づき前記複数の補助容量信号を生成する補助容量信号生成回路とを含み、
前記補助容量信号生成回路は、
前記走査側駆動回路によっていずれかの走査信号線が選択状態から非選択状態へと切り替えられた後に、当該走査信号線の非選択状態への切り替えに応じて遮断状態となったスイッチ素子に接続される画素電極の電位に所定のバイアスが加わるように、当該走査信号線に沿って配置された補助容量線の電位を変化させる信号を、当該補助容量線に印加すべき補助容量信号として生成し、
各補助容量線に印加される補助容量信号の電圧値を、当該補助容量線に沿って配置された走査信号線の垂直走査方向における後続の走査信号線の走査信号を生成するための前記シフトレジスタの出力信号に基づき、当該後続の走査信号線が選択されるタイミングで変化させ、
生成される前記複数の補助容量信号の電圧値のうちいずれか一つを、前記複数の走査信号線に印加される電圧値のいずれかと同じとすることを特徴とする。
前記シフトレジスタは、前記複数の走査信号線の選択順序が変更されるように前記入力パルスの転送方向を切り替えることができる双方向シフトレジスタであり、
前記補助容量信号生成回路は、前記複数の走査信号線の選択順序の変更による垂直走査方向の切り替えに応じて、各補助容量線に印加される補助容量信号の電圧値を、当該補助容量線に沿って配置された走査信号線の垂直走査方向における後続の走査信号線が選択されるタイミングで変化させることを特徴とする。
前記走査側駆動回路は、各画素回路における前記スイッチ素子の形成材料と同じ材料を用いて、前記複数の画素回路が形成されている基板と同じ基板上に一体的に形成されていることを特徴とする。
前記走査信号線の数に対応する段数を有し所定の入力パルスを順次転送するシフトレジスタと、
前記シフトレジスタの各段の出力信号に基づき、前記複数の走査信号線を選択的に駆動するために前記複数の走査信号線にそれぞれ印加すべき複数の走査信号を生成する走査信号生成回路と、
前記シフトレジスタの各段の出力信号に基づき、前記複数の補助容量線にそれぞれ印加すべき複数の補助容量信号を生成する補助容量信号生成回路とを備え、
各画素回路は、
対応する交差点を通過する走査信号線の前記走査側駆動回路による選択/非選択に応じて導通状態/遮断状態となるスイッチ素子と、
対応する交差点を通過するデータ信号線に前記スイッチ素子を介して接続された画素電極と、
前記複数の画素回路に共通的に設けられた共通電極と、
前記画素電極と前記共通電極とによって形成される画素容量と、
前記画素電極と前記対応する交差点を通過する走査信号線に沿って配置された補助容量線との間に形成される補助容量と、
前記画素容量に保持される電圧に応じて画素を表示する電気光学素子とを含み、
前記補助容量信号生成回路は、
前記走査側駆動回路によりいずれかの走査信号線が選択状態から非選択状態へと切り替えられた後に、当該走査信号線の非選択状態への切り替えに応じて遮断状態となったスイッチ素子に接続される画素電極の電位に所定のバイアスが加わるように、当該走査信号線に沿って配置された補助容量線の電位を変化させる信号を、当該補助容量線に印加すべき補助容量信号として生成し、
各補助容量線に印加される補助容量信号の電圧値を、当該補助容量線に沿って配置された走査信号線の垂直走査方向における後続の走査信号線の走査信号を生成するための前記シフトレジスタの出力信号に基づき、当該後続の走査信号線が選択されるタイミングで変化させ、
生成される前記複数の補助容量信号の電圧値のうちいずれか一つを、前記複数の走査信号線に印加される電圧値のいずれかと同じとすることを特徴とする。
前記シフトレジスタは、前記複数の走査信号線の選択順序が変更されるように前記入力パルスの転送方向を切り替えることができる双方向シフトレジスタであり、
前記補助容量信号生成回路は、前記複数の走査信号線の選択順序の変更による垂直走査方向の切り替えに応じて、各補助容量線に印加される補助容量信号の電圧値を、当該補助容量線に沿って配置された走査信号線の垂直走査方向における後続の走査信号線が選択されるタイミングで変化させることを特徴とする。
また、上記第1の発明によれば、補助容量信号生成回路は、各補助容量線に印加される補助容量信号の電圧値を、当該補助容量線に沿って配置された走査信号線の垂直走査方向における後続の走査信号線の走査信号を生成するためのシフトレジスタの出力信号に基づき、当該後続の走査信号線が選択されるタイミングで変化させるので、当該補助容量信号生成回路の構成を簡素化でき、それに応じて走査側駆動回路も簡素化できる。
また、上記第1の発明によれば、補助容量信号生成回路は、生成される補助容量信号の電圧値のうちいずれか一つを走査信号線に印加される電圧値のいずれかと同じとしているので、当該補助容量信号生成回路の構成を簡素化でき、それに応じて走査側駆動回路も簡素化できる。
<1.第1の実施形態>
<1.1 全体構成>
図1は本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を表示部の等価回路と共に示すブロック図である。この液晶表示装置は、マトリクス状に配置された多数の画素形成部としての画素回路からなる表示部100と、走査側の駆動回路としての走査信号線・補助容量線駆動回路(以下「走査側駆動回路」ともいう)200と、データ側の駆動回路としてのデータ信号線駆動回路300と、外部の信号源から与えられる画像信号および制御信号に基づき走査側駆動回路200およびデータ信号線駆動回路300を動作させるための制御信号および画像信号を生成する表示制御回路500とを備えている。
次に、本実施形態に係る液晶表示装置の動作について説明する。図3は本実施形態に係る液晶表示装置の各信号線及び画素電極電位の概要を示す信号波形図である。ここでは、各データ信号線SL(1)〜SL(M)に各ライン分のデータに相当する信号を順次印加して、画素マトリクスの各行を構成する各画素回路P(n,m)の画素容量Ccl(および補助容量Ccs)に画素データを書き込んでいく点順次駆動方式が採用され、かつ、データ信号線SL(1)〜SL(M)に印加すべきデータ信号の(対向電極電位Vcomを基準とする)極性を1水平走査期間毎に反転させて駆動する1H反転駆動方式が採用されている場合を例に挙げて説明する。
VpixA = VdA+{(Ccs/Cp)・(VH−VL)} …(1)
VdA :入力データ信号電位
Ccs :画素電極毎の補助容量値
Cp :画素電極毎の総容量値(画素総容量値)
VH :補助容量線における高電位
VL :補助容量線における低電位
VpixB = −VdB−{(Ccs/Cp)・(VH−VL)} …(2)
−VdB:入力データ信号電位
Ccs :画素電極毎の補助容量値
Cp :画素電極毎の総容量値(画素総容量値)
VH :補助容量線における高電位
VL :補助容量線における低電位
i)当該画素電極に与えられるデータ信号の電位Vdが正のとき
ΔVoft=(Ccs/Cp)・(VH−VL)
ii)当該画素電極に与えられるデータ信号の電位Vdが負のとき
ΔVoft=−(Ccs/Cp)・(VH−VL)
図4は、本実施形態における走査側駆動回路(走査信号線・補助容量線駆動回路)200の構成を表示部の構成と共に示す回路図であり、図5は、この走査側駆動回路200で使用されるT型フリップフロップ、第1タイプのセレクタ、第2タイプのセレクタ、およびバッファの構成を示す回路図である。以下、図4および図5を参照して、走査側駆動回路200の構成について説明する。
以上のように本実施形態によれば、対向AC駆動のための対向電極信号発生回路を必要とせず、入力データ信号振幅を小さくできるため、データ信号線SL(1)〜SL(M)の駆動のための消費電力を低減することができる。また、補助容量線CsL(1)〜CsL(N)はそれぞれ独立して異なるタイミングで電位が変化するため(図3(c)(d))、データ信号線電位が受ける影響はほとんど無い。よって、次の水平走査期間においてデータ信号線SL(1)〜SL(M)を駆動する際のデータ信号線SL(1)〜SL(M)への充電が容易になることから、データ信号線SL(1)〜SL(M)への予備充電を必要とせず、さらなる低消費電力化を図ることができる。また、従来例で挙げた対向AC駆動では、対向電極電位および補助容量線が1水平期間毎に極性が反転していたのに対し、本実施形態では、それぞれの補助容量線CsL(n)(n=1〜N)は独立して駆動され、1垂直期間毎(1フレーム期間毎)にだけ極性が反転する(図3(c)(d))。したがって本実施形態によれば、画素電極に付随する様々な寄生容量の悪影響を受けることがほとんどないことから、フリッカ等を発生させることなく高い表示品位を実現することができる。
上記実施形態では点順次駆動方式が採用されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、線順次駆動方式が採用された液晶表示装置に対しても本発明の適用が可能であり、同様の効果を得ることができる。また、上記実施形態では交流駆動の方式として1H反転駆動方式が採用されているが、2H反転駆動方式またはフレーム反転駆動方式が採用されている場合であっても本発明の適用が可能であり、同様の効果を得ることができる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。本実施形態に係る液晶表示装置の全体構成は、上記第1の実施形態における全体構成と基本的に同様であるので説明を省略し、以下では、走査側駆動回路200の構成および動作を中心に説明する。なお以下では、本実施形態に係る液晶表示装置のうち上記第1の実施形態に係る液晶表示装置と同一または対応する部分には同一の参照符号を付すものとする。
本実施形態に係る液晶表示装置では、表示部における走査信号線の選択される順序(ゲートオン電圧Vghが印加される順序)の切り替えが可能にすなわち垂直走査方向の切り替えが可能に構成されており、垂直走査方向を指定する制御信号(以下「走査方向制御信号」という)UDが表示制御回路500で生成され走査側駆動回路に与えられる。この走査方向制御信号UDは、走査線番号の昇順に走査が行われる場合、すなわち走査信号線がGL(1)→GL(2)→……→GL(N)という順に選択されるようにゲートオン電圧Vghが印加される場合にHレベルとなり、走査線番号の降順に走査が行われる場合、すなわち走査信号線がGL(N)→GL(N−1)→……→GL(1)という順に選択されるようにゲートオン電圧Vghが印加される場合にLレベルとなる。なお以下では、この走査方向制御信号UDを論理反転信号を記号“UDB”で示すものとする。
以上のように本実施形態によれば、上記構成の走査側駆動回路200(図6および図7)により、走査方向が切り替えられる場合であっても、同一の走査信号線にて導通/遮断が制御される画素スイッチ素子に接続される画素電極群毎に画素電極電位Vpixにバイアスが加えられ、これにより、対向AC駆動を行うことなく、従来よりも振幅の小さいデータ信号でデータ信号線SL(1)〜SL(M)を駆動することができる。したがって、走査方向の切り替え機能を有する液晶表示装置において上記第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。そして、そのような効果を奏するように補助容量線CsL(1)〜CsL(N)を駆動するための補助容量信号が、走査側駆動回路200において、走査信号を生成するための双方向シフトレジスタ204の各段の出力信号を用いて生成されるので、少ない消費電力により補助容量線CsL(1)〜CsL(N)を駆動することができ、また、比較的少量の回路を追加するのみで補助容量線CsL(1)〜CsL(N)を駆動するための機能を実現することができる。また、各補助容量線は、1フレーム期間(1垂直走査期間)に1回だけ電位を変化させればよいので、補助容量線の駆動電力の低減に加えて、種々の寄生容量に基づくフリッカの発生が抑制されて表示品位も向上する。
21,22 …バッファ
21b,22b …バッファ
24 …T型フリップフロップ
25 …セレクタ
26 …補助容量信号生成回路
100 …表示部
200 …データ信号線駆動回路(データ側駆動回路)
202 …シフトレジスタ(単方向シフトレジスタ)
204 …シフトレジスタ(双方向シフトレジスタ)
200 …走査信号線・補助容量線駆動回路(走査側駆動回路)
300 …データ信号線駆動回路(データ側駆動回路)
500 …表示制御回路
Ccl …液晶容量(画素容量)
Ccs …補助容量
Ecom …対向電極(共通電極)
Epix …画素電極
FF(i) …フリップフロップ(i=1〜N)
FFB(i) …フリップフロップ(i=1〜N)
FFD1,FFD2…フリップフロップ
CsL(n) …補助容量線(n=1〜N)
GL(n) …走査信号線(n=1〜N)
SL(m) …データ号線(m=1〜M)
P(n,m) …画素回路(n=1〜N、m=1〜M)
Claims (5)
- 複数のデータ信号線と、当該複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、当該複数のデータ信号線と当該複数の走査信号線との交差点にそれぞれ対応してマトリクス状に配置された複数の画素回路と、当該複数の走査信号線にそれぞれ沿って配置された複数の補助容量線とを有するアクティブマトリクス型の表示装置であって、
表示すべき画像を表す複数のデータ信号を前記複数のデータ信号線にそれぞれ印加するデータ側駆動回路と、
前記複数の走査信号線を選択的に駆動するための複数の走査信号を前記複数の走査信号線にそれぞれ印加すると共に、前記複数の補助容量線を駆動するための複数の補助容量信号を前記複数の補助容量線にそれぞれ印加する走査側駆動回路とを備え、
各画素回路は、
対応する交差点を通過する走査信号線の前記走査側駆動回路による選択/非選択に応じて導通状態/遮断状態となるスイッチ素子と、
対応する交差点を通過するデータ信号線に前記スイッチ素子を介して接続された画素電極と、
前記複数の画素回路に共通的に設けられた共通電極と、
前記画素電極と前記共通電極とによって形成される画素容量と、
前記画素電極と前記対応する交差点を通過する走査信号線に沿って配置された補助容量線との間に形成される補助容量と、
前記画素容量に保持される電圧に応じて画素を表示する電気光学素子とを含み、
前記走査側駆動回路は、
前記走査信号線の数に対応する段数を有し所定の入力パルスを順次転送するシフトレジスタと、
前記シフトレジスタの各段の出力信号に基づき前記複数の走査信号を生成する走査信号生成回路と、
前記シフトレジスタの各段の出力信号に基づき前記複数の補助容量信号を生成する補助容量信号生成回路とを含み、
前記補助容量信号生成回路は、
前記走査側駆動回路によっていずれかの走査信号線が選択状態から非選択状態へと切り替えられた後に、当該走査信号線の非選択状態への切り替えに応じて遮断状態となったスイッチ素子に接続される画素電極の電位に所定のバイアスが加わるように、当該走査信号線に沿って配置された補助容量線の電位を変化させる信号を、当該補助容量線に印加すべき補助容量信号として生成し、
各補助容量線に印加される補助容量信号の電圧値を、当該補助容量線に沿って配置された走査信号線の垂直走査方向における後続の走査信号線の走査信号を生成するための前記シフトレジスタの出力信号に基づき、当該後続の走査信号線が選択されるタイミングで変化させ、
生成される前記複数の補助容量信号の電圧値のうちいずれか一つを、前記複数の走査信号線に印加される電圧値のいずれかと同じとすることを特徴とする、表示装置。 - 前記シフトレジスタは、前記複数の走査信号線の選択順序が変更されるように前記入力パルスの転送方向を切り替えることができる双方向シフトレジスタであり、
前記補助容量信号生成回路は、前記複数の走査信号線の選択順序の変更による垂直走査方向の切り替えに応じて、各補助容量線に印加される補助容量信号の電圧値を、当該補助容量線に沿って配置された走査信号線の垂直走査方向における後続の走査信号線が選択されるタイミングで変化させることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。 - 前記走査側駆動回路は、各画素回路における前記スイッチ素子の形成材料と同じ材料を用いて、前記複数の画素回路が形成されている基板と同じ基板上に一体的に形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の表示装置。
- 複数のデータ信号線と、当該複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、当該複数のデータ信号線と当該複数の走査信号線との交差点にそれぞれ対応してマトリクス状に配置された複数の画素回路と、当該複数の走査信号線にそれぞれ沿って配置された複数の補助容量線とを有するアクティブマトリクス型の表示装置の走査側駆動回路であって、
前記走査信号線の数に対応する段数を有し所定の入力パルスを順次転送するシフトレジスタと、
前記シフトレジスタの各段の出力信号に基づき、前記複数の走査信号線を選択的に駆動するために前記複数の走査信号線にそれぞれ印加すべき複数の走査信号を生成する走査信号生成回路と、
前記シフトレジスタの各段の出力信号に基づき、前記複数の補助容量線にそれぞれ印加すべき複数の補助容量信号を生成する補助容量信号生成回路とを備え、
各画素回路は、
対応する交差点を通過する走査信号線の前記走査側駆動回路による選択/非選択に応じて導通状態/遮断状態となるスイッチ素子と、
対応する交差点を通過するデータ信号線に前記スイッチ素子を介して接続された画素電極と、
前記複数の画素回路に共通的に設けられた共通電極と、
前記画素電極と前記共通電極とによって形成される画素容量と、
前記画素電極と前記対応する交差点を通過する走査信号線に沿って配置された補助容量線との間に形成される補助容量と、
前記画素容量に保持される電圧に応じて画素を表示する電気光学素子とを含み、
前記補助容量信号生成回路は、
前記走査側駆動回路によりいずれかの走査信号線が選択状態から非選択状態へと切り替えられた後に、当該走査信号線の非選択状態への切り替えに応じて遮断状態となったスイッチ素子に接続される画素電極の電位に所定のバイアスが加わるように、当該走査信号線に沿って配置された補助容量線の電位を変化させる信号を、当該補助容量線に印加すべき補助容量信号として生成し、
各補助容量線に印加される補助容量信号の電圧値を、当該補助容量線に沿って配置された走査信号線の垂直走査方向における後続の走査信号線の走査信号を生成するための前記シフトレジスタの出力信号に基づき、当該後続の走査信号線が選択されるタイミングで変化させ、
生成される前記複数の補助容量信号の電圧値のうちいずれか一つを、前記複数の走査信号線に印加される電圧値のいずれかと同じとすることを特徴とする、走査側駆動回路。 - 前記シフトレジスタは、前記複数の走査信号線の選択順序が変更されるように前記入力パルスの転送方向を切り替えることができる双方向シフトレジスタであり、
前記補助容量信号生成回路は、前記複数の走査信号線の選択順序の変更による垂直走査方向の切り替えに応じて、各補助容量線に印加される補助容量信号の電圧値を、当該補助容量線に沿って配置された走査信号線の垂直走査方向における後続の走査信号線が選択されるタイミングで変化させることを特徴とする、請求項4に記載の走査側駆動回路。
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