JP4990761B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、第1及び第2の電極に電圧が供給されることによってデータを表示する表示装置に関する。
従来より、上部電極と下部電極との間に電気光学媒体を介在させ、上部電極と下部電極との間に電圧を印加することによって画像を表示する表示装置が知られている。斯かる表示装置として、反転駆動方式が採用された表示装置が知られている。反転駆動方式には、例えば、(1)上部電極及び下部電極の両方の電極に、電圧レベルが変化する電圧を供給する方式、(2)上部電極及び下部電極のうちの一方の電極に一定電圧を供給し、他方の電極に電圧レベルが変化する電圧を供給する方式、がある。
また、近年、携帯電話等の表示装置の急速な普及に伴ない、表示装置の低消費電力化が要求されている。この目的のため、例えば、WO2004090854A1号は、画素の各々にリフレッシュ回路を備えた表示装置を開示している。
WO2004090854A1号に開示されたリフレッシュ回路は、方式(1)が採用された表示装置には適用できる。しかし、WO2004090854A1号に開示されたリフレッシュ回路は、方式(2)が採用された表示装置には、適用できない。方式(2)は方式(1)よりも表示品位の向上を図ることができる等の理由から、表示装置に方式(2)を採用するケースが多くなっており、そのため、方式(2)が採用された表示装置の低消費電力化も望まれている。
本発明は、上記の課題を解決する表示装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明の表示装置は、第1及び第2の電極に電圧が供給されることによって画像を表示する表示装置であって、上記表示装置が、第1及び第2のリフレッシュ電圧を受け取る電圧選択手段を有し、上記電圧選択手段が、上記第1の電極上の電圧が第1のデータ電圧のとき、第1の経路を通じて上記第1の電極に上記第1のリフレッシュ電圧を供給し、上記第1の電極上の電圧が第2のデータ電圧のとき、第2の経路を通じて上記第1の電極に上記第2のリフレッシュ電圧を供給する。
斯かる電圧選択手段を有することによって、第1及び第2のリフレッシュ電圧をそれぞれ第1及び第2の経路を通じて第1の電極に供給することができる。第1及び第2のリフレッシュ電圧を第1の電圧に供給することによって、表示装置を低消費電力で駆動することができる。
以下に、カラー表示装置を取り挙げて本発明を説明するが、本発明は、例えば、モノクロ表示装置にも適用できることに注意されたい。
図1は、本発明の一実施例による表示装置1の概略図である。
表示装置1は、マトリックス状に並んだRGBのサブ画素を有する。図1には、説明の便宜上、8個のサブ画素100のみが具体的に示されている。これらサブ画素100は、横方向に並ぶ3つのサブ画素によって、1つの画素10を構成する。各サブ画素100は2階調を表示することができる。従って、1つの画素10は8色を表示することができる。
また、表示装置1はゲートドライバ20及びソースドライバ30を有する。ゲートドライバ20は、リフレッシュラインLrfrsh、サンプルラインLsmpl、制御ラインLg2及びLg4、並びにゲートラインLgateを駆動し、ソースドライバ30はソースラインLsrcを駆動する。ゲートドライバ20及びソースドライバ30がこれらラインを駆動することによって、表示装置1が画像を表示する。
図2は、図1に示す1つのサブ画素100の拡大詳細図である。
サブ画素100は、液晶容量CLCと蓄積容量Csとからなるサブ画素容量Cpixelを有している。この液晶容量CLCはサブ画素電極Ep及びコモン電極Ecomにより構成され、蓄積容量Csは蓄積容量電極Es及びコモン電極省略することもできる。サブ画素電極Epは蓄積容量電極Esに接続されている。また、サブ画素100は、サブ画素スイッチSWpを有している。本実施例では、このサブ画素スイッチSWpはn型TFT(薄膜トランジスタ)により構成されているが、他のスイッチ素子を用いることもできる。サブ画素スイッチSWpのゲート端子Gpは、ゲートラインLgateに接続されている。また、サブ画素スイッチSWpの主導電経路Ppは、その一端がソースラインLsrcに接続され、他端がサブ画素電極Epに接続されている。表示装置1は、サブ画素容量Cpixelに印加される電圧の極性を反転する反転駆動方式が採用されている。本実施例では、コモン電極Ecomに一定電圧を供給し、且つサブ画素電極Ep(及び蓄積容量電極Es)に電圧レベルが変化する電圧を供給することによって、反転駆動方式を実現している。
更に、サブ画素100は、リフレッシュ回路101を有している。リフレッシュ回路101は、サブ画素電極Ep(ノードN1)に書き込まれた電圧を、一旦記憶しておくためのサンプルコンデンサCsmplを有している。更に、リフレッシュ回路101は、サブ画素電極Ep(ノードN1)に書き込まれた電圧をサンプルするためのサンプルスイッチSWsを有している。ここでは、サンプルスイッチSWsはn型TFTを用いて構成されているが、他のスイッチを使用することもできる。このサンプルスイッチSWsのゲート端子GsはサンプルラインLsmplに接続されている。また、サンプルスイッチSWsの主導電経路Psmplは、その一端がサブ画素電極Epに接続され他端がサンプルコンデンサCsmplに接続されている。更に、リフレッシュ回路101は電圧選択回路102を有している。この電圧選択回路102は、サブ画素電極Ep(ノードN1)に書き込まれた電圧の極性を反転させるために備えられている。電圧選択回路102は、4つのスイッチSW1、SW2、SW3、及びSW4を有している。ここでは、スイッチSW1はp型TFTであり、残りの3つのスイッチSW2、SW3、及びSW4は、n型TFTである。スイッチSW1はスイッチSW2に直列に接続されており、この直列接続されたスイッチSW1及びSW2が、1つの導電経路Paを形成する。また、スイッチSW3はスイッチSW4に直列に接続されており、この直列接続されたスイッチSW3及びSW4が、別の1つの導電経路Pbを形成する。直列接続されたスイッチSW1及びSW2と、直列接続されたスイッチSW3及びSW4は、互いに並列に接続されている。更に、スイッチSW1及びSW3のゲート端子G1及びG3は、サンプルコンデンサCsmplに接続されている。スイッチSW2及びSW4のゲート端子G2及びG4は、それぞれ制御ラインLg2及びLg4に接続されている。
また、リフレッシュ回路101は、リフレッシュスイッチSWrを有している。ここでは、リフレッシュスイッチSWrはn型TFTを用いて構成されているが、他のスイッチを使用することもできる。このリフレッシュスイッチSWrのゲート端子GrはリフレッシュラインLrfrshに接続されている。リフレッシュスイッチSWrの主導電経路Prは、その一端がソースラインLsrcに接続され、他端がサンプルコンデンサCsmplと電圧選択回路102とに接続されている。電圧選択回路102は、ソースラインLsrcからリフレッシュスイッチSWrを通じて複数のリフレッシュ電圧を受け取り、受け取った複数のリフレッシュ電圧の中から、サブ画素電極Epに書き込むべきリフレッシュ電圧を選択し、この選択したリフレッシュ電圧をサブ画素電極Epに出力する。これによって、電圧選択回路102は、サブ画素電極Ep(ノードN1)に書き込まれた電圧の極性を反転させることができる。電圧選択回路102がサブ画素電極Ep(ノードN1)に書き込まれた電圧の極性をどのようにして反転しているかについては、後に詳述する。
全てのサブ画素100は、上記の構成を有している。各サブ画素100が有する7つのスイッチSWp、SWs、SWr、SW1、SW2、SW3、及びSW4は、スイッチSW1のみがp型TFTであり、残りの6個のスイッチはn型TFTである。尚、これら7個のスイッチの各々をn型にするかp型にするかは、必要に応じて変更することもできる。
上記のように構成された表示装置1は、従来よりも低消費電力で反転駆動を行うことができる。この理由について、サブ画素100のリフレッシュ回路101の動作とともに以下に説明する。
図3は、表示装置1が行うリフレッシュ動作の内容を概略的に示す図である。
表示装置1は、リフレッシュ動作を行う前に、先ず、データ書込期間TD1の間に、全てのサブ画素100のサブ画素電極Epに、必要なデータ電圧を書き込む。全てのサブ画素100のサブ画素電極Epにデータ電圧を書き込むには、例えば、通常のライン走査法を用いることができる。表示装置1は、全てのサブ画素100のサブ画素電極Epにデータ電圧を書き込んだ後、リフレッシュ動作を行う。具体的には、表示装置1は、一定の周期Trepで繰り返されるリフレッシュ期間TR1、TR2、...TRnにリフレッシュ動作を行う。表示装置1は、データ書込期間TD1に全てのサブ画素100のサブ画素電極Epに書き込まれた電圧の極性を、最初のリフレッシュ期間TR1の間に、反転させる。但し、後述するように反転させる必要がない場合は、データ書込期間TD1に書き込まれた電圧をそのまま保持する。リフレッシュ期間TR1の終了後、ホールド期間TH1が始まる。
ホールド期間TH1では、リフレッシュ期間TR1の間に極性が反転した電圧が保持される。表示装置1は、ホールド期間TH1の間、極性が反転した電圧を保持するが、次のリフレッシュ期間TR2で電圧の極性を再度反転し、この再度極性の反転した電圧を、ホールド期間TH2の間保持する。以下、同様に、次のデータ書込期間TD2が来るまで、リフレッシュ期間及びホールド期間が交互に繰り返される。
次に、リフレッシュ期間とホールド期間で行われる具体的な動作について説明する。
図4は、表示装置1のタイミングチャートを示す。
図4には、データ書込期間TD1からホールド期間TH1までの電圧波形(A)乃至(I)が示されている。電圧波形(I)の下には、第1の導電経路PaのスイッチSW1及びSW2の状態図(J)(即ち、スイッチSW1及びSW2がオンであるかオフであるか)、第2の導電経路PbのスイッチSW3及びSW4の状態図(K)(即ち、スイッチSW3及びSW4がオンであるかオフであるか)も示されている。
本実施例では、コモン電極Ecomには0Vのコモン電位Vcomが供給されるが(波形(A)参照)、コモン電圧Vcomは0V以外の電圧でもよい。尚、本実施例では、コモン電極Ecomに供給される電位0Vを基準にして、各電極上の電位、各ライン上の電位、及び各ノード上の電位を規定している。従って、以下では、これら電位を、コモン電極Ecomに供給される電位0Vとの差により規定される電圧として表現することにする。
先ず、データ書込期間TD1の間に、ソースラインLsrcからサブ画素スイッチSWpを通じてサブ画素電極Epにデータ電圧が書き込まれる。各サブ画素100は2階調表示を行うものであるので、書き込まれるデータ電圧は、各サブ画素100が2階調のうちのどちらの階調を表示するかによって、異なる。ここでは、サブ画素容量CLCの両端に印加する電圧を5V及び0Vにすることによって2階調(第1及び第2の階調)の表示を行っているが、サブ画素容量CLCの両端に印加される電圧は、5V及び0V以外の電圧であってもよい。サブ画素容量CLCの両端に5Vの電圧が印加されると、サブ画素100は第1の階調を表示し、サブ画素容量CLCの両端に0Vの電圧が印加されると、サブ画素100は第2の階調を表示する。コモン電圧Vcomは0Vであるので、サブ画素容量CLCの両端に印加される電圧を0Vにするときには(即ち、サブ画素100に第2の階調を表示させるときには)、サブ画素電極Epに0Vの電圧が書き込まれる。また、サブ画素容量CLCの両端に印加される電圧を5Vにするときには(即ち、サブ画素100に第1の階調を表示させるときには)、サブ画素電極Epに5V又は−5Vの電圧を書き込めばよい。ここでは、表示装置1は反転駆動方式を採用しているので、サブ画素容量CLCの両端に5Vの電圧を印加するときには、サブ画素電極Epに5V及び−5Vのデータ電圧が交互に書き込まれる。従って、サブ画素電極Epには、0V、5V又は−5Vが書き込まれる場合があるが、図4においては、サブ画素電極Epに電圧5Vが書き込まれたとして説明を続ける。サブ画素電極Epに電圧5Vが書き込まれるとサブ画素100は第1の階調を表示し、このとき、ノードN1上の電圧Vn1は5Vとなる(波形(H)参照)。サブ画素電極Epに5Vの電圧が書き込まれた後、サブ画素スイッチSWpはオフになる。
また、データ書込期間TD1の間、サンプルスイッチSWsはオフに維持される。サンプルスイッチSWsをオフにするためには、ノードN1に対するサンプルスイッチSWsのゲート端子Gsの電圧Vgs-n1、及びノードN2に対するサンプルスイッチSWsのゲート端子Gsの電圧Vgs-n2が、サンプルスイッチSWsのしきい電圧Vthよりも十分に小さい必要がある。本実施例では、n型スイッチのしきい電圧Vthはおよそ1Vであり、p型スイッチのしきい電圧Vthはおよそ−1Vであると仮定する。サンプルスイッチSWsはn型スイッチであるので、しきい電圧Vthはおよそ1Vである。従って、電圧Vgs-n1及びVgs-n2は、しきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に小さい必要がある。これを実現するために、データ書込期間TD1の間に、サンプルラインLsmplに−10Vのサンプルライン電圧Vsmplを供給している(波形(D)参照)。これによって、電圧Vgs-n1は−15Vに保持されるので、しきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に小さくなる。一方、電圧Vgs-n2はノードN2上の電圧Vn2に依存するが、この電圧Vn2はデータ書込期間TD1において不定であるので、電圧Vgs-n2も不定である。しかしながら、本実施例における電圧Vn2のとり得る値を考慮すると(図4の波形(I)及び後述する図5及び図6の波形(I)参照)、サンプルライン電圧Vsmplが−10Vであれば、電圧Vgs-n2はデータ書込期間TD1においてしきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に小さい値になる。従って、サンプルライン電圧Vsmplを−10Vにすることによって(波形(D)参照)、電圧Vgs-n1及びVgs-n2の両方がしきい電圧Vth(≒1V)よりも十分小さくなるので、データ書込期間TD1の間、サンプルスイッチSWsはオフである。サンプルスイッチSWsがオンであるかオフであるかは、波形(D)の中にサンプルライン電圧Vsmplとともに示してある。
また、データ書込期間TD1の間、リフレッシュスイッチSWrもオフに維持される。リフレッシュスイッチSWrをオフにするためには、ノードN4に対するリフレッシュスイッチSWrのゲート端子Grの電圧Vgr-n4、及びノードN3に対するリフレッシュスイッチSWrのゲート端子Grの電圧Vgr-n3が、リフレッシュスイッチSWrのしきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に小さい必要がある。これを実現するために、データ書込期間TD1の間に、リフレッシュラインLrfrshに−5Vのリフレッシュライン電圧Vrfrshを供給している(波形(E)参照)。電圧Vgr-n3はノードN3上の電圧Vn3に依存するが、この電圧Vn3はデータ書込期間TD1において不定であるので、電圧Vgr-n3も不定である。しかしながら、本実施例における電圧Vn3のとり得る値を考慮すると(図4の波形(I)の一点鎖線及び後述する図5及び図6の波形(I)の一点鎖線を参照)、リフレッシュライン電圧Vrfrshが−5Vであれば、電圧Vgr-n3はしきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に小さい値になる。一方、電圧Vgr-n4はノードN4上の電圧Vn4に依存するが、この電圧Vn4もデータ書込期間TD1において不定であるので、電圧Vgr-n4も不定である。しかしながら、本実施例における電圧Vn4のとり得る値を考慮すると(図4の波形(B)及び後述する図5及び図6の波形(B)参照)、リフレッシュライン電圧Vrfrshが−5Vであれば、電圧Vgr-n3はしきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に小さい値になる。従って、リフレッシュライン電圧Vrfrshを−5Vにすることによって(波形(E)参照)、電圧Vgr-n3及びVgr-n4の両方がしきい電圧Vth(≒1V)よりも十分小さくなるので、データ書込期間TD1の間、リフレッシュスイッチSWrはオフである。リフレッシュスイッチSWsがオンであるかオフであるかは、波形(E)の中にリフレッシュライン電圧Vrfrshとともに示してある。
更に、データ書込期間TD1の間、電圧選択回路102のスイッチSW2及びSW4はオフに維持される。スイッチSW2をオフにするためには、ノードN1に対するスイッチSW2のゲート端子G2の電圧Vg2-n1、及び接続端S12に対するスイッチSW2のゲート端子G2の電圧Vg2-s12が、スイッチSW2のしきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に小さい必要がある。また、スイッチSW4をオフにするためには、ノードN1に対するスイッチSW4のゲート端子G4の電圧Vg4-n1、及び接続端S34に対するスイッチSW4のゲート端子G4の電圧Vg4-s34が、スイッチSW4のしきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に小さい必要がある。これを実現するために、データ書込期間TD1の間に、制御ラインLg2及びLg4に−5Vの制御ライン電圧Vg2及びVg4を供給している(波形(F)及び(G)参照)。ノードN1上の電圧Vn1は5Vであるので(波形(H)参照)、電圧Vg2-n1及びVg4-n1は−10Vに保持され、しきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に小さくなる。一方、電圧Vg2-s12及びVg4-s34はそれぞれ接続端S12及びS34上の電圧Vs12及びVs34に依存するが、この電圧Vs12及びVs34はデータ書込期間TD1において不定であるので、電圧Vg2-s12及びVg4-s34も不定である。しかしながら、本実施例における電圧Vs12及びVs34のとり得る値を考慮すると、制御ライン電圧Vg2及びVg4が−5Vであれば、電圧Vg2-s12及びVg4-s34はしきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に小さい値になる。
従って、スイッチSW2の電圧Vg2-n1及びVg2-s12はいずれもしきい電圧Vthよりも十分小さく、スイッチSW4の電圧Vg4-n1及びVg4-s34も、しきい電圧Vthより十分小さい。従って、データ期間TD1の間、スイッチSW2及びSW4はともにオフである(状態図(J)及び(K)参照)。
データ書込期間TD1の終了後、ブランク期間TB1が存在している。
ブランク期間TB1の間に、ソースラインLsrcに0Vのソースライン電圧Vsrcが供給される(波形(B)参照)。尚、ブランク期間TB1の間に、0Vのソースライン電圧Vsrcがサブ画素電極Epに書き込まれると、サブ画素電極Epに、データ書込期間TD1に書き込まれた電圧5Vとは異なる電圧が書き込まれてしまうことになるので、サブ画素100は正しい画像を表示しなくなる。これを防止するため、サブ画素スイッチSWpはブランク期間TB1の間オフになっている。サブ画素スイッチSWpをオフにするには、ノードN0に対するサブ画素スイッチSWpのゲート端子Gpの電圧Vgp-n0、及びノードN1に対するサブ画素スイッチSWpのゲート端子Gpの電圧Vgp-n1が、サブ画素スイッチSWpのしきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に小さい必要がある。これを実現するために、ブランク期間TB1の間、ゲートラインLgateに−5Vのゲートライン電圧Vgateが供給される(波形(C)参照)。これによって、電圧Vgp-n0は−5Vに保持され、電圧Vgp-n1は−10Vに保持される。従って、電圧Vgp-n0及びVgp-n1はしきい電圧Vth(≒1V)よりも十分小さく保持され、サブ画素スイッチSWpはオフに保持される。サブ画素スイッチSWpがオンであるかオフであるかは、波形(C)の中にゲートライン電圧Vgateとともに示してある。ブランク期間TB1の間、サブ画素スイッチSWpはオフであるので、ブランク期間TB1の間に、0Vのソースライン電圧Vsrc(波形(B)参照)がサブ画素電極Epに書き込まれることが防止される。
また、ブランク期間TB1の間、サンプルライン電圧Vsmplは−10Vのままであり、リフレッシュライン電圧Vrfrsh、制御ライン電圧Vg2及びVg4は、−5Vのままであるので、スイッチSWs、SWr、SW2及びSW4は、オフのままである。
ブランク期間TB1の終了後、リフレッシュ期間TR1が始まる。
リフレッシュ期間TR1が始まると、先ず、リフレッシュライン電圧Vrfrshが−5Vから10Vに変化する(波形(E)参照)。リフレッシュライン電圧Vrfrshは、リフレッシュ期間TR1の間、電圧10Vである。一方、ソースライン電圧Vsrcは、リフレッシュ期間TR1の間、電圧0V、5V、−5V、0Vの順に変化する(波形(B)参照)。従って、リフレッシュライン電圧Vrfrshが10Vであれば、リフレッシュスイッチSWrの電圧Vgr-n4はリフレッシュ期間TR1の間5V以上になるので、電圧Vgr-n4はしきい電圧Vth(≒1V)よりも十分大きい。つまり、リフレッシュ期間TR1の間、リフレッシュスイッチSWrはオンである(波形(E)参照)。従って、ノードN3上の電圧Vn3は、少なくともリフレッシュ期間TR1の間、ソースライン電圧Vsrcと同じである。ノードN3上の電圧Vn3の波形は、波形(I)の中に一点鎖線で示してある。リフレッシュ期間TR1の中のブランク期間TB2を参照すると、ソースライン電圧Vsrcは0Vであるので(波形(B)参照)、ノードN3上の電圧Vn3も0Vとなる(波形(I)参照)。リフレッシュ期間TR1はブランク期間TB2を有しており、ブランク期間TB2の後、サンプル期間Tsmplが始まる。
サンプル期間Tsmplが始まると、先ず、サンプルライン電圧Vsmplが−10Vから10Vに変化する(波形(D)参照)。サンプルライン電圧Vsmplは、サンプル期間Tsmplの間、電圧10Vである。また、サンプル期間Tsmplの間、ノードN1上の電圧Vn1は5Vである(波形(H)参照)。従って、サンプルスイッチSWsの電圧Vgs-n1は5Vとなる、つまり、しきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に大きくなるので、サンプルスイッチSWsはオンとなる(波形(D)参照)。サンプルスイッチSWsがオンであるので、ノードN1とN2とが電気的に接続される。ノードN1に接続されているサブ画素容量Cpixelは、ノードN2に接続されているサンプルコンデンサCsmplの容量よりも数百倍大きいものであり、このため、ノードN1とN2とが電気的に接続されると、ノードN2上の電圧Vn2がノードN1上の電圧Vn1に実質的に等しくなる。ノードN1上の電圧Vn1は5Vであるので、ノードN2上の電圧Vn2も5Vになる(波形(I)の実線を参照)。この様子を波形(H)と(I)との間に、矢印A1で模式的に示してある。このようにして、データ書込期間TD1にノードN1(サブ画素電極Ep)に書き込まれた電圧5Vが、サンプルコンデンサCsmplに記憶される。サンプルコンデンサCsmplがノードN2において電圧5Vを記憶したということは(波形(I)の実線を参照)、データ書込期間TD1にノードN1に書き込まれた電圧が5Vであることを意味する。
尚、サンプル期間Tsmplの間、ノードN2上の電圧Vn2は5Vであるので(波形(I)の実線を参照)、電圧選択回路102のスイッチSW1及びSW3のゲート端子G1及びG3上の電圧も、5Vである。また、サンプル期間Tsmplの間、ノードN3上の電圧Vn3は0Vである(波形(I)の一点鎖線を参照)。従って、ノードN3に対するスイッチSW3のゲート端子G3の電圧Vg3-n3は5Vになる。スイッチSW3のしきい電圧はおよそ1Vであるので、スイッチSW3はオンである(状態図(K)参照)。スイッチSW3がオンではあるが、スイッチSW2及びSW4はオフのままであるので(状態図(J)及び(K)参照)、ソースライン電圧Vsrcが電圧選択回路102を経由してノードN1に供給されることは無い。サンプル期間Tsmplが終了したら、ブランク期間TB3を経てリセット期間Tresetが始まる。
リセット期間Tresetでは、スイッチSW1とSW2との間の接続端S12に電圧0Vを書き込むとともに、スイッチSW3とSW4との間の接続端S34にも電圧0Vを書き込む動作が行われる。この目的のため、ゲートライン電圧Vgateは、リセット期間Tresetの開始時点(tre)において−5Vから10Vに変化し、リセット期間Tresetの間10Vに保持される(波形(C)参照)。リセット期間Tresetの間、ソースライン電圧Vsrcが0Vであるので(波形(B)参照)、サブ画素スイッチSWpの電圧Vgp-n0は10Vである。従って、サブ画素スイッチSWpはオンとなる(波形(C)参照)。サブ画素スイッチSWpがオンとなるので、ソースライン電圧Vsrc(0V)がノードN1に書き込まれ、ノードN1上の電圧Vn1は5Vから0Vに変化する(波形(H)参照)。この様子を波形(B)と(H)との間に、矢印A2で模式的に示してある。また、スイッチSW2及びSW4の制御ライン電圧Vg2及びVg4も、リセット期間Tresetの開始時点(tre)において−5Vから10Vに変化し、リセット期間Tresetの間、10Vを維持する(波形(F)及び(G)参照)。リセット期間Tresetに、ノードN1上の電圧Vn1は0Vになるので(波形(H)参照)、スイッチSW2及びSW4の電圧Vg2-n1及びVg4-n1は10Vとなる。従って、電圧Vg2-n1及びVg4-n1はしきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に大きくなり、スイッチSW2及びSW4はオンとなる(状態図(J)及び(K)参照)。結局、ソースライン電圧Vsrc(0V)は、ノードN1だけでなく、スイッチSW1とSW2との間の接続端S12に書き込まれるとともに、スイッチSW3とSW4との間の接続端S34にも書き込まれる。このように、リセット期間Tresetに接続端S12及びS34に電圧0Vを書き込む理由については後述する。また、リセット期間Tresetの間、ノードN3上の電圧Vn3も0Vである(波形(I)の一点鎖線参照)。従って、リセット期間Tresetの間、接続端S12及びS34並びにノードN3上の電圧はいずれも0Vである。これに対して、リセット期間Tresetの間、ノードN2上の電圧Vn2は5Vである(波形(I)の実線参照)。従って、スイッチSW1の電圧Vg1-s12及びVg1-n3はいずれも5Vとなるので、スイッチSW1はオフである(状態図(J)参照)。尚、スイッチSW3はオンのままである(状態図(K)参照)。
リセット期間Tresetが終了したら、ブランク期間を挟んで第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1及び第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2が順に始まる。ここで、ソースライン電圧Vsrcは異なる2つのリフレッシュ電圧を有することに注意されたい。具体的には、ソースライン電圧Vsrcは、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の間、第1のリフレッシュ電圧(5V)を有するが、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の間、第2のリフレッシュ電圧(−5V)を有する(波形(B)参照)。リフレッシュ期間TR1の間、リフレッシュスイッチSWrはオンであるので、電圧選択回路102は、ソースラインLsrcから、リフレッシュスイッチSWrを通じて、第1及び第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r1及びTsub-r2に、それぞれ第1及び第2のリフレッシュ電圧5V及び−5Vを受け取る。電圧選択回路102は、この受け取った第1及び第2のリフレッシュ電圧5V及び−5Vのうち、データ書込期間TD1にノードN1(サブ画素電極Ep)に書き込まれた電圧の極性を反転するために必要なリフレッシュ電圧を選択し、ノードN1に供給する。図4では、データ書込期間TD1にノードN1に電圧5Vが書き込まれているので(波形(H)参照)、極性を反転するには、電圧選択回路102は第2のリフレッシュ電圧(−5V)を選択し、ノードN1に供給する必要がある。斯かる電圧の選択を実現するために、リフレッシュ回路101は、リセット期間Tresetが終了した後、以下のように動作する。
リセット期間Tresetの終了後、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の開始前に、ブランク期間TB4が存在している。ブランク期間TB4の間、制御ライン電圧Vg2及びVg4は−5Vであるので(波形(F)及び(G)参照)、電圧選択回路102のスイッチSW2及びSW4はオフである(状態図(J)及び(K)参照)。また、ソースライン電圧Vsrcは、ブランク期間TB4の間に、0Vの電圧から第1のリフレッシュ電圧(5V)に変化する(波形(B)参照)。リフレッシュスイッチSWrはオンであるので(波形(E)参照)、この第1のリフレッシュ電圧(5V)は電圧選択回路102に供給される。また、ソースライン電圧Vsrcが5Vに変化すると、ノードN3上の電圧Vn3も0Vから5Vに変化する(波形(I)の一点鎖線を参照)。ノードN3はサンプルコンデンサCsmplを介してノードN2に容量結合されているので、ノードN3上の電圧Vn3が0Vから5Vに変化すると、ノードN2の電圧Vn2が5Vから10Vに変化する(波形(I)の実線を参照)。ブランク期間TB4の間にノードN3上の電圧Vn3は5Vになるが、それに応じてノードN2の電圧が10Vになるので、電圧選択回路102のスイッチSW1はオフのままであり(状態図(J)参照)、一方、スイッチSW3はオンのままである(状態図(K)参照)。
ブランク期間TB4が終了したら、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1が始まる。制御ライン電圧Vg2は−5Vから10Vに変化し、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の間、10Vを保つ(波形(F)参照)。従って、スイッチSW2はオンになる(状態図(J)参照)。スイッチSW2はオンになるが、スイッチSW1はオフのままであるので、電圧選択回路102が受け取った第1のリフレッシュ電圧(5V)は、第1の導電経路Paを経由してノードN1に出力されない。更に、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の間、制御ライン電圧Vg4は−5Vのままであるので(波形(G)参照)、スイッチSW4はオフのままである(状態図(K)参照)。従って、電圧選択回路102が受け取った第1のリフレッシュ電圧(5V)は、第2の導電経路Pbを経由してノードN1に出力されない。即ち、電圧選択回路102は、受け取った第1のリフレッシュ電圧(5V)をノードN1に出力しない。従って、ノードN1上の電圧Vn1は0Vのままである。
第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の終了後、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の開始前に、ブランク期間TB5が存在している。ブランク期間TB5の間に、制御ライン電圧Vg2は−5Vに戻る(波形(F)参照)。従って、電圧選択回路102のスイッチSW2はオフに戻る(状態図(J)参照)。また、ソースライン電圧Vsrcは、ブランク期間TB5の間に、第1のリフレッシュ電圧(5V)から第2のリフレッシュ電圧(−5V)に変化する。リフレッシュスイッチSWrはオンであるので(波形(E)参照)、この第2のリフレッシュ電圧(−5V)は電圧選択回路102に供給される。また、ソースライン電圧Vsrcが5Vから−5Vへ変化すると、ノードN3上の電圧Vn3も5Vから−5Vに変化する(波形(I)の一点鎖線を参照)。ノードN3はサンプルコンデンサCsmplを介してノードN2に容量結合されているので、ノードN3上の電圧Vn3が5Vから−5Vに変化すると、ノードN2の電圧Vn2が10Vから0Vに変化する(波形(I)の実線を参照)。ブランク期間TB5の間にノードN3上の電圧Vn3は−5Vになるが、それに応じてノードN2の電圧が0Vになるので、電圧選択回路102のスイッチSW1はオフのままであり(状態図(J)参照)、一方、スイッチSW3はオンのままである(状態図(K)参照)。
ブランク期間TB5が終了したら、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2が始まる。第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の間、制御ライン電圧Vg2は−5Vのままであるので(波形(F)参照)、スイッチSW2はオフのままである(状態図(J)参照)。従って、電圧選択回路102が受け取った第2のリフレッシュ電圧(−5V)は、第1の導電経路Paを経由してノードN1に出力されない。しかし、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の開始時点(tr2)において、制御ライン電圧Vg4が−5Vから10Vに変化することに注意されたい(波形(G)参照)。第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の開始時点(tr2)では、ノードN1上の電圧Vn1は0Vであるので(波形(H)参照)、制御ライン電圧Vg4が10Vになった瞬間、スイッチSW4の電圧Vg4-n1は10Vとなる。従って、電圧Vg4-n1はしきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に大きくなり、スイッチSW4はオンに変化する(状態図(K)参照)。スイッチSW3はオンのままであるので、スイッチSW4がオンに変化することによって、電圧選択回路102が受け取った第2のリフレッシュ電圧(−5V)は、第2の導電経路Pbを経由してノードN1に出力される。即ち、電圧選択回路102は、受け取った第2のリフレッシュ電圧(−5V)をノードN1に出力するので、ノードN1に電圧−5Vが書き込まれる。この様子を波形(B)と(H)との間に、矢印A3で模式的に示してある。
第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の終了後、ブランク期間TB6が存在している。ブランク期間TB6の間に、ソースライン電圧Vsrcは−5Vから0Vに変化し(波形(B)参照)、それに応じてノードN3上の電圧Vn3は−5Vから0Vに変化し(波形(I)の一点鎖線を参照)、更にノードN2上の電圧Vn2が0Vから5Vに変化する(波形(I)の実線を参照)。その後、リフレッシュラインLrfrsh上のリフレッシュライン電圧Vrfrshが10Vから−5Vに変化し、リフレッシュスイッチSWrがオフになる(波形(E)参照)。これによって、リフレッシュ期間TR1が終了する。
上記のように、図4において、データ書込期間TD1にノードN1に書き込まれた電圧Vn1(=5V)は、サンプル期間Tsmplの間にサンプルコンデンサCsmplに記憶される。そして、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1が開始する前に、第1の導電経路PaのスイッチSW1はオフになるが(状態図(J)参照)、第2の導電経路PbのスイッチSW3はオンになる(状態図(K)参照)。従って、スイッチSW4を第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1はオフにしておくことによってノードN1に第1のリフレッシュ電圧(5V)は書き込まれないが、スイッチSW4を第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2はオンにしておくことによって、ノードN1に第2のリフレッシュ電圧(−5V)が書き込まれる。このようにして、データ書込期間TD1にノードN1に書き込まれた電圧5Vを、電圧−5Vに反転させることができる。表示装置1が有する全サブ画素100のうち、データ書込期間TD1に正の極性の電圧5Vが書き込まれたサブ画素100は、全て、図4に示すタイミングチャートに従って、一斉に第2のリフレッシュ電圧(−5V)が書き込まれる。
次に、リセット期間Tresetに接続端S12及びS34に電圧0Vを書き込む理由について説明する。
上記のように、本実施例では、データ書込期間TD1に書き込まれた5Vの電圧を、−5Vの電圧に反転するために、スイッチSW1をオフにするとともにスイッチSW3をオンにしておく必要がある(状態図(J)及び(K)参照)。スイッチSW1のオン、オフは接続端S12の電圧に依存し、スイッチSW3のオン、オフは接続端S34の電圧に依存するので、接続端S12及びS34上の電圧が不定であるとすると、スイッチSW1及びSW3を図4に示すタイミングチャートに従ってオン又はオフにすることができないおそれがある。従って、本実施例では、リセット期間Tresetを設けて、接続端S12及びS34に0Vの電圧を書き込んでいる。これによって、接続端S12及びS34の電圧が確定するので、スイッチSW1及びSW3は図4に示すタイミングチャートに従って確実にオン又はオフに変化する。従って、第1及び第2のリフレッシュ電圧(5V及び−5V)のうち、必要なリフレッシュ電圧をノードN1に書き込むことができる。尚、電圧選択回路102が正しく動作するのであれば、別の方法で接続端S12及びS34上の電圧を電圧を確定してもよい。
リフレッシュ期間TR1が終了したら、ホールド期間TH1が始まる。
ホールド期間TH1の間は、ソースライン電圧Vsrcは0Vの一定電圧であり、ゲートライン電圧Vgate、リフレッシュライン電圧Vrfrsh、制御ライン電圧Vg2及びVg4は−5Vの一定電圧であり、サンプルライン電圧Vsmplは−10Vの一定電圧である。これによって、サブ画素100内のスイッチSWp、SWs、SWr、SW2、及びSW4はオフのままに保持される。従って、ノードN1上の電圧−5V(波形(H)参照)は、ホールド期間TH1の間保持される。ノードN1に電圧−5Vが保持されるということは、サブ画素100が第1の階調を表示していることを意味する。従って、サブ画素100は、データ書込期間TD1からホールド期間TH1を通じて、第1の階調を表示し続ける。尚、図4では、ノードVn1上の電圧Vn1が、リセット期間Tresetからブランク期間TB5まで、0Vになっている(波形(H)参照)。従って、サブ画素100は、リセット期間Tresetからブランク期間TB5までは、第1の階調ではなく、第2の階調を表示することになる。しかし、リセット期間Tresetからブランク期間TB5までの時間間隔は非常に短いので、表示装置1を見る観測者は、サブ画素100がリセット期間Tresetからブランク期間TB5の間に第2の階調を表示していることは認識できない。結局、観測者は、データ書込期間TD1からホールド期間TH1まで、サブ画素100が第1の階調を連続的に表示しているように認識する。従って、ノードN1上の電圧Vn1が、リセット期間Tresetからブランク期間TB5の間、0Vであることは、観測者が第1の階調を認識する上で影響を与えないことに注意されたい。尚、表示装置1が適正に画像を表示するのであればリセット期間Tresetを省略することも可能である。
図4では、サブ画素100に第1の階調を表示させるために、データ書込期間TD1にノードN1に電圧5Vが書き込まれている。しかし、サブ画素100に第1の階調を表示させるために、データ書込期間TD1にノードN1に電圧−5Vが書き込まれる場合もある。そこで、次に、データ書込期間TD1にノードN1に電圧−5Vが書き込まれた場合のリフレッシュ動作について説明する。
図5は、データ書込期間TD1に電圧−5Vが書き込まれたサブ画素100におけるタイミングチャートを示す。
図5には、図4と同様に、電圧波形(A)乃至(I)、第1の導電経路PaのスイッチSW1及びSW2の状態図(J)、並びに第2の導電経路PbのスイッチSW3及びSW4の状態図(K)が示されている。図5に示す波形(A)乃至(I)のうち、波形(A)乃至(G)は、図4と全く同じ波形である。
先ず、データ書込期間TD1の間に、ノードN1(サブ画素電極Ep)に電圧−5Vが書き込まれ(波形(H)参照)、ブランク期間TB1を介してリフレッシュ期間TR1が始まる。図5では、図4とは異なり、ノードN1に電圧−5Vが書き込まれているが、データ書込期間TD1及びブランク期間TB1の間におけるリフレッシュ回路101の動作は、図4と同じである。
リフレッシュ期間TR1の間、リフレッシュスイッチSWrはオンである(波形(E)参照)。従って、ノードN3上の電圧Vn3は、リフレッシュ期間TR1の間、ソースライン電圧Vsrcと同じである(波形(I)の一点鎖線を参照)。ブランク期間TB2の間、ソースライン電圧Vsrcは0Vであるので(波形(B)参照)、ノードN3上の電圧Vn3も0Vとなる(波形(I)参照)。リフレッシュ期間TR1はブランク期間TB2を有しており、ブランク期間TB2の後、サンプル期間Tsmplが始まる。
サンプル期間Tsmplの間、サンプルライン電圧Vsmplは10Vであり(波形(D)参照)、ノードN1上の電圧Vn1は−5vである(波形(H)参照)。従って、サンプルスイッチSWsの電圧Vgs-n1は15Vとなる、つまり、しきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に大きくなるので、サンプルスイッチSWsはオンとなる(波形(D)参照)。サンプルスイッチSWsがオンであるので、ノードN1とN2とが電気的に接続され、ノードN2上の電圧Vn2がノードN1上の電圧Vn1と同じ−5Vになる(波形(I)の実線参照)。この様子を波形(H)と(I)との間に、矢印A1で模式的に示してある。従って、サンプルコンデンサCsmplはノードN2において−5Vの電圧を記憶する。これは、データ書込期間TD1にノードN1に書き込まれた電圧が−5Vであることを意味する。
尚、サンプル期間Tsmplの間、ノードN2上の電圧Vn2は−5Vであるので(波形(I)の実線を参照)、電圧選択回路102のスイッチSW1及びSW3のゲート端子G1及びG3上の電圧も、−5Vである。また、サンプル期間Tsmplの間、ノードN3上の電圧Vn3は0Vである(波形(I)の一点鎖線を参照)。従って、スイッチSW1の電圧Vg1-n3は−5Vであり、スイッチSW1はオンになる(状態図(J)参照)。スイッチSW1がオンではあるが、スイッチSW2及びSW4はオフのままであるので(状態図(J)及び(K)参照)、ソースライン電圧Vsrcが電圧選択回路102を経由してノードN1に供給されることは無い。サンプル期間Tsmplが終了したら、ブランク期間TB3を経てリセット期間Tresetが始まる。
リセット期間Tresetでは、図4を参照しながら説明したように、サブ画素スイッチSWpがオンとなるので(波形(C)参照)、ソースライン電圧Vsrc(0V)がノードN1に書き込まれ、ノードN1上の電圧Vn1は−5Vから0Vに変化する。この様子を波形(B)と(H)との間に、矢印A2で模式的に示してある。また、リセット期間Tresetの間、制御ラインLg2及びLg4上の制御ライン電圧Vg2及びVg4は10Vである(波形(F)及び(G)参照)。従って、スイッチSW2及びSW4の電圧Vg2-n1及びVg4-n1は10Vとなるので、スイッチSW2及びSW4はオンとなる(状態図(J)及び(K)参照)。結局、図4の場合と同様に、0Vのソースライン電圧Vsrcが、スイッチSW1とSW2との間の接続端S12に書き込まれるとともに、スイッチSW3とSW4との間の接続端S34にも書き込まれる。また、リセット期間Tresetの間、ノードN3上の電圧Vn3も0Vである(波形(I)の一点鎖線参照)。従って、リセット期間Tresetの間、接続端S12及びS34並びにノードN3上の電圧はいずれも0Vである。これに対して、リセット期間Tresetの間、ノードN2上の電圧Vn2は−5Vである(波形(I)の実線参照)。従って、スイッチSW3の電圧Vg3-s34及びVg3-n3はいずれも−5Vとなるので、スイッチSW3はオフである(状態図(J)参照)。尚、スイッチSW1はオンのままである(状態図(K)参照)。
リセット期間Tresetが終了したら、ブランク期間を挟んで第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1及び第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2が順に始まる。図4を参照しながら説明したように、電圧選択回路102は、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1に第1のリフレッシュ電圧(5V)を受け取り、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2に第2のリフレッシュ電圧(−5V)を受け取る。電圧選択回路102は、この受け取った第1及び第2のリフレッシュ電圧5V及び−5Vのうち、データ書込期間TD1にノードN1(サブ画素電極Ep)に書き込まれた電圧の極性を反転するために必要なリフレッシュ電圧を選択し、ノードN1に供給する。図5では、データ書込期間TD1にノードN1に電圧−5Vが書き込まれているので(波形(H)参照)、極性を反転するには、電圧選択回路102は第1のリフレッシュ電圧(5V)を選択し、ノードN1に供給する必要がある。斯かる電圧の選択を実現するために、リフレッシュ回路101は、リセット期間Tresetが終了した後、以下のように動作する。
リセット期間Tresetの終了後、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の開始前に、ブランク期間TB4が存在している。ブランク期間TB4の間に、電圧選択回路102のスイッチSW2及びSW4はオフに戻る(状態図(J)及び(K)参照)。また、ソースライン電圧Vsrcが0Vから5Vへ変化するので(波形(B)参照)、ノードN3上の電圧Vn3も0Vから5Vに変化する(波形(I)の一点鎖線を参照)。ノードN3はサンプルコンデンサCsmplを介してノードN2に容量結合されているので、ノードN3上の電圧Vn3が0Vから5Vに変化すると、ノードN2の電圧Vn2が−5Vから0Vに変化する(波形(I)の実線を参照)。ブランク期間TB4の間にノードN3上の電圧Vn3は5Vになるが、それに応じてノードN2の電圧Vn2が0Vになるので、電圧選択回路102のスイッチSW1はオンのままであり(状態図(J)参照)、一方、スイッチSW3はオフのままである(状態図(K)参照)。
ブランク期間TB4が終了したら、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1が始まる。第2の導電経路PbのSW3及びSW4は両方ともオフであるので(状態図(K)参照)、電圧選択回路102が受け取った第1のリフレッシュ電圧(5V)は、第2の導電経路Pbを経由してノードN1に出力されない。しかし、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の間、スイッチSW2はオンとなるので(状態図(J)参照)、第1の導電経路PaのスイッチSW1及びSW2は両方ともオンである。従って、電圧選択回路102が受け取った第1のリフレッシュ電圧(5V)は、第1の導電経路Paを経由してノードN1に出力される。即ち、電圧選択回路102は、ソースラインLsrcから受け取った第1のリフレッシュ電圧(5V)をノードN1に出力するので、ノードN1に電圧5Vが書き込まれる(波形(H)参照)。この様子を波形(B)と(H)との間に、矢印A3で模式的に示してある。
第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の終了後、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の開始前に、ブランク期間TB5が存在している。ブランク期間TB5の間、電圧選択回路102のスイッチSW2及びSW4はオフである(状態図(J)及び(K)参照)。また、ブランク期間TB5の間に、ソースライン電圧Vsrc及びノードN3上の電圧Vn3が5Vから−5Vに変化する(波形(B)及び(I)参照)。ノードN3はサンプルコンデンサCsmplを介してノードN2に容量結合されているので、ノードN3上の電圧Vn3が5Vから−5Vに変化すると、それに応じて、ノードN2の電圧Vn2が0Vから−10Vに変化する(波形(I)の実線を参照)。ブランク期間TB5の間にノードN3上の電圧Vn3は−5Vになるが、それに応じてノードN2の電圧が−10Vになるので、電圧選択回路102のスイッチSW1はオンのままであり(状態図(J)参照)、一方、スイッチSW3はオフのままである(状態図(K)参照)。
ブランク期間TB5が終了したら、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2が始まる。第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の間、スイッチSW2はオフのままであるので(状態図(J)参照)、電圧選択回路102が受け取った第2のリフレッシュ電圧(−5V)は、第1の導電経路Paを経由してノードN1に出力されない。また、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の間、制御ライン電圧Vg4は10Vであり(波形(G)参照)、ノードN1上の電圧Vn1は5Vであるので(波形(H)参照)、スイッチSW4の電圧Vg4-n1は5Vである。従って、スイッチSW4はオンになる(状態図(K)参照)。しかし、スイッチSW3はオフのままであるので、電圧選択回路102が受け取った第2のリフレッシュ電圧(−5V)は、第2の導電経路Pbを経由してノードN1に出力されない。即ち、電圧選択回路102が受け取った第2のリフレッシュ電圧(−5V)は、第1及び第2の導電経路Pa及びPbを通過することはできず、ノードN1に出力されない。従って、ノードN1上の電圧Vn1は5Vのままである(波形(H)参照)。
第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の終了後、ブランク期間TB6が存在している。ブランク期間TB6の間に、ソースライン電圧Vsrcは−5Vから0Vに変化し(波形(B)参照)、それに応じてノードN3上の電圧Vn3は−5Vから0Vに変化し(波形(I)の一点鎖線を参照)、ノードN2上の電圧Vn2が−10Vから−5Vに変化する(波形(I)の実線を参照)。その後、リフレッシュラインLrfrsh上のリフレッシュライン電圧Vrfrshが10Vから−5Vに変化し、リフレッシュスイッチSWrがオフになる(波形(E)参照)。これによって、リフレッシュ期間TR1が終了する。
上記のように、図5において、データ書込期間TD1にノードN1に書き込まれた電圧Vn1(=−5V)は、サンプル期間Tsmplの間にサンプルコンデンサCsmplに記憶される。そして、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1が開始する前に、第2の導電経路PbのスイッチSW3はオフになるが(状態図(K)参照)、第1の導電経路PaのスイッチSW1はオンになる(状態図(J)参照)。従って、スイッチSW2を第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1はオンにしておくことによってノードN1に第1のリフレッシュ電圧(5V)が書き込まれるが、スイッチSW2を第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2はオフにしておくことによって、ノードN1に第2のリフレッシュ電圧(−5V)は書き込まれない。このようにして、データ書込期間TD1にノードN1に書き込まれた電圧−5Vを、電圧5Vに反転させることができる。表示装置1が有する全サブ画素100のうち、データ書込期間TD1に負の極性の電圧−5Vが書き込まれたサブ画素100は、全て、図5に示すタイミングチャートに従って、一斉に第1のリフレッシュ電圧(5V)が書き込まれる。
リフレッシュ期間TR1が終了したら、ホールド期間TH1が始まる。
ホールド期間TH1の間は、ソースライン電圧Vsrcは0Vの一定電圧であり、ゲートライン電圧Vgate、リフレッシュライン電圧Vrfrsh、制御ライン電圧Vg2及びVg4は−5Vの一定電圧であり、サンプルライン電圧Vsmplは−10Vの一定電圧である。これによって、サブ画素100内のスイッチSWp、SWs、SWr、SW2、及びSW4はオフのままに保持される。従って、ノードN1上の電圧5V(波形(H)参照)は、ホールド期間TH1の間保持される。ノードN1に電圧5Vが保持されるということは、サブ画素100が第1の階調を表示していることを意味する。従って、サブ画素100は、データ書込期間TD1からホールド期間TH1を通じて、第1の階調を表示し続ける。尚、図5では、ノードVn1上の電圧Vn1が、リセット期間Tresetからブランク期間TB4まで、0Vになっている。従って、サブ画素100は、リセット期間Tresetからブランク期間TB4までは、第1の階調ではなく、第2の階調を表示することになる。しかし、リセット期間Tresetからブランク期間TB4までの時間間隔は非常に短いので、表示装置1を見る観測者は、サブ画素100がリセット期間Tresetからブランク期間TB4の間に第2の階調を表示していることは認識できない。結局、観測者は、データ書込期間TD1からホールド期間TH1まで、サブ画素100が第1の階調を連続的に表示しているように認識する。従って、ノードN1上の電圧Vn1が、リセット期間Tresetからブランク期間TB4の間、0Vになることは、観測者が第1の階調を認識する上で影響を与えないことに注意されたい。
上記の例では、データ書込期間TD1に電圧5Vが書き込まれたときのリフレッシュ動作(図4参照)、及びデータ書込期間TD1に電圧−5Vが書き込まれたときのリフレッシュ動作(図5参照)、即ち、サブ画素100が、第1の階調を表示するときのリフレッシュ動作について説明した。次に、サブ画素100が、第2の階調を表示するときのリフレッシュ動作について説明する。
図6は、サブ画素100が、第2の階調を表示するときのリフレッシュ動作のタイミングチャートを示す。
図6には、図4及び図5と同様に、電圧波形(A)乃至(I)、第1の導電経路PaのスイッチSW1及びSW2の状態図(J)、並びに第2の導電経路PbのスイッチSW3及びSW4の状態図(K)が示されている。図6に示す波形(A)乃至(I)のうち、(A)乃至(G)は、図4及び図5と全く同じ波形である。
サブ画素100に第2の階調を表示させるには、ノードN1(サブ画素電極Ep)に電圧0Vを書き込む必要がある。そこで、データ書込期間TD1の間に、ノードN1(サブ画素電極Ep)に電圧0Vが書き込まれる(波形(H)参照)。データ書込期間TD1の終了後、ブランク期間TB1を介してリフレッシュ期間TR1が始まる。図6では、図4及び図5とは異なり、データ書込期間TD1にノードN1に電圧0Vが書き込まれているが(波形(H)参照)、データ書込期間TD1及びブランク期間TB1の間におけるリフレッシュ回路101の動作は、図4及び図5と同じである。
リフレッシュ期間TR1の間、リフレッシュスイッチSWrはオンである(波形(E)参照)。従って、ノードN3上の電圧Vn3は、少なくともリフレッシュ期間TR1の間、ソースライン電圧Vsrcと同じである(波形(I)の一点鎖線を参照)。
サンプル期間Tsmplの間、サンプルライン電圧Vsmplは10Vであり(波形(D)参照)、ノードN1上の電圧Vn1は0Vである(波形(H)参照)。従って、サンプルスイッチSWsの電圧Vgs-n1は10Vとなる、つまり、しきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に大きくなるので、サンプルスイッチSWsはオンとなる(波形(D)参照)。サンプルスイッチSWsがオンであるので、ノードN1とN2とが電気的に接続され、ノードN2上の電圧Vn2がノードN1上の電圧Vn1と同じ0Vになる(波形(I)の実線参照)。この様子を波形(H)と(I)との間に、矢印A1で模式的に示してある。尚、波形(I)には、2つの電圧Vn2(実線)及びVn3(一点鎖線)が示されている。これら電圧Vn2及びVn3は、基本的には同じ電圧レベルを有するのであるが、波形(I)が2つの電圧Vn2及びVn3を示していることを認識しやすいように、波形(I)においては、電圧Vn2及びVn3のレベルを僅かにずらして示してあることに注意されたい。このようにして、データ書込期間TD1にノードN1(サブ画素電極Ep)に書き込まれた電圧0Vが、サンプルコンデンサCsmplに記憶される。サンプルコンデンサCsmplがノードN2において電圧0Vを記憶したということは(波形(I)の実線を参照)、データ書込期間TD1にノードN1に書き込まれた電圧が0Vであることを意味する。
サンプル期間Tsmplが終了したら、ブランク期間TB3を経てリセット期間Tresetが始まる。
リセット期間Tresetでは、図4及び図5を参照しながら説明したように、スイッチSW1とSW2との間の接続端S12に電圧0Vを書き込むとともに、スイッチSW3とSW4との間の接続端S34にも電圧0Vを書き込む動作が行われる。リセット期間Tresetの間、サブ画素スイッチSWpはオンとなるので(波形(C)参照)、ソースライン電圧Vsrc(0V)がノードN1に書き込まれる。この様子を波形(B)と(H)との間に、矢印A2で模式的に示してある。リセット期間TresetにノードN1に電圧0Vを書き込むことによって、ノードN1上の電圧Vn1がリセット期間Tresetの開始前に0Vからずれていたとしても、ノードN1上の電圧Vn1を0Vに確実に戻すことができる。また、スイッチSW2及びSW4の制御ライン電圧Vg2及びVg4は、リセット期間Tresetの間、10Vであるので(波形(F)及び(G)参照)、スイッチSW2及びSW4の電圧Vg2-n1及びVg4-n1は10Vとなり、その結果、スイッチSW2及びSW4はオンとなる(状態図(J)及び(K)参照)。結局、0Vのソースライン電圧Vsrcは、スイッチSW1とSW2との間の接続端S12にも書き込まれるとともに、スイッチSW3とSW4との間の接続端S34にも書き込まれ、接続端S12及びS34上の電圧Vs12及びVs34は0Vになる。接続端S12及びS34上の電圧Vs12及びVs34は、波形(H)の中に、一点鎖線で示されている。また、リセット期間Tresetの間、ノードN3上の電圧Vn3も0Vである(波形(I)の一点鎖線参照)。従って、リセット期間Tresetの間、接続端S12及びS34上の電圧Vs12及びVs34並びにノードN3上の電圧Vn3はいずれも0Vである。更に、リセット期間Tresetの間、ノードN2上の電圧Vn2も0Vである(波形(I)の実線参照)。従って、スイッチSW1の電圧Vg1-s12及びVg1-n3は0Vとなり、スイッチSW3の電圧Vg3-s34及びVg3-n3も0Vとなるので、スイッチSW1及びSW3の両方がオフである(状態図(J)及び(K)参照)。
リセット期間Tresetが終了したら、ブランク期間を挟んで第1及び第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r1及びTsub-r2が順に始まる。図4及び図5を参照しながら説明したように、電圧選択回路102は、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1に第1のリフレッシュ電圧(5V)を受け取り、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2に第2のリフレッシュ電圧(−5V)を受け取る。ここで注意しなければならないことは、データ書込期間TD1にノードN1に書き込まれた電圧は0Vであることである。従って、もし、電圧選択回路102が、この受け取った第1又は第2のリフレッシュ電圧5V又は−5VをノードN1に供給してしまうと、ノードN1に5V又は−5Vの電圧が書き込まれてしまうので、サブ画素100は誤った階調を表示することになる。そこで、サブ画素100が正しい階調を表示し続けるようにするため、電圧選択回路102が受け取った第1及び第2のリフレッシュ電圧5V及び−5Vが、ノードN1に供給されないようにする必要がある。この目的のため、リフレッシュ回路101は以下のように動作する。
リセット期間Tresetの終了後、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の開始前に、ブランク期間TB4が存在している。ブランク期間TB4の間、電圧選択回路102のスイッチSW2及びSW4はオフに戻る(状態図(J)及び(K)参照)。また、ソースライン電圧Vsrcが0Vから5Vへ変化するので(波形(B)参照)、ノードN3上の電圧Vn3も0Vから5Vに変化する(波形(I)の一点鎖線を参照)。ノードN3はサンプルコンデンサCsmplを介してノードN2に容量結合されているので、ノードN3上の電圧Vn3が0Vから5Vに変化すると、ノードN2の電圧Vn2も0Vから5Vに変化する(波形(I)の実線を参照)。ブランク期間TB4の間にノードN3上の電圧Vn3は5Vになるが、それに応じてノードN2の電圧Vn2も5Vになるので、スイッチSW1及びSW3はオフのままである(状態図(J)及び(K)参照)。
ブランク期間TB4が終了したら、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1が始まる。第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の間、スイッチSW4はオフのままであるので(状態図(K)参照)、電圧選択回路102が受け取った第1のリフレッシュ電圧(5V)は、第2の導電経路Pbを経由してノードN1に出力されない。また、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の間、制御ライン電圧Vg2は10Vであり(波形(F)参照)、ノードN1上の電圧Vn1は0Vであるので(波形(H)参照)、スイッチSW2の電圧Vg2-n1は10Vである。従って、スイッチSW2はオンになる(状態図(J)参照)。しかし、スイッチSW1はオフのままであるので、電圧選択回路102が受け取った第1のリフレッシュ電圧(5V)は、第1の導電経路Paを経由してノードN1に出力されない。即ち、電圧選択回路102が受け取った第1のリフレッシュ電圧(5V)は、第1及び第2の導電経路Pa及びPbを通過することはできず、ノードN1に出力されない。従って、ノードN1上の電圧Vn1は0Vのままである(波形(H)参照)。
第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の終了後、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の開始前に、ブランク期間TB5が存在している。ブランク期間TB5の間、電圧選択回路102のスイッチSW2及びSW4はオフである(状態図(J)及び(K)参照)。また、ブランク期間TB5の間に、ソースライン電圧Vsrc及びノードN3上の電圧Vn3が5Vから−5Vに変化する(波形(B)及び(I)参照)。ノードN3はサンプルコンデンサCsmplを介してノードN2に容量結合されているので、ノードN3上の電圧Vn3が5Vから−5Vに変化すると、それに応じて、ノードN2の電圧Vn2も5Vから−5Vに変化する(波形(I)の実線を参照)。ブランク期間TB5の間にノードN3上の電圧Vn3は−5Vになるが、それに応じてノードN2の電圧も−5Vになるので、電圧選択回路102のスイッチSW1及びSW3はオフのままである(状態図(J)及び(K)参照)。
ブランク期間TB5が終了したら、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2が始まる。第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の間、スイッチSW2はオフのままであるので(状態図(J)参照)、電圧選択回路102が受け取った第2のリフレッシュ電圧(−5V)は、第1の導電経路Paを経由してノードN1に出力されない。また、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の間、制御ライン電圧Vg4は10Vであり(波形(G)参照)、ノードN1上の電圧Vn1は0Vであるので(波形(I)参照)、スイッチSW4の電圧Vg4-n1は10Vである。従って、スイッチSW4はオンになる(状態図(J)参照)。しかし、スイッチSW3はオフのままであるので、電圧選択回路102が受け取った第2のリフレッシュ電圧(−5V)は、第2の導電経路Pbを経由してノードN1に出力されない。即ち、電圧選択回路102が受け取った第2のリフレッシュ電圧(−5V)は、第1及び第2の導電経路Pa及びPbを通過することはできず、ノードN1に出力されない。従って、ノードN1上の電圧Vn1は0Vのままである(波形(H)参照)。
従って、電圧選択回路102が受け取った第1及び第2のリフレッシュ電圧(5V及び−5V)は、いずれもノードN1に供給されない。この結果、ノードN1上の電圧Vn1は、リフレッシュ期間TR1の間、0Vに保持される。
リフレッシュ期間TR1が終了したら、ホールド期間TH1が始まる。ホールド期間TH1の間は、ノードN1上の電圧Vn1が0Vに保持され続ける。表示装置1が有する全サブ画素100のうち、データ書込期間TD1に電圧0Vが書き込まれたサブ画素100は、全て、図6に示すタイミングチャートに従って、0Vの電圧がそのまま保持される。従って、リフレッシュ期間TR1からホールド期間TH1に渡って、第2の階調を表示し続ける。
尚、図6では、リセット期間Tresetにおいて接続端S12及びS34に0Vの電圧が書き込まれているので(矢印A2参照)、接続端S12及びS34上の電圧Vs12及びVs34は、リセット期間Tresetの間に、0Vに規定される。ここで、リセット期間Tresetにおいて接続端S12及びS34への電圧0Vの書込みが行われないと仮定してみる。この場合、接続端S12及びS34の電圧Vs12及びVs34が不定のままで(即ち、0Vであるかどうかわからないままで)、第1及び第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r1及びTsub-r2が順に始まる。第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の間スイッチSW2がオンであるので(状態図(J)参照)接続端S12がノードN1に電気的に接続され、一方、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の間スイッチSW4がオンであるので(状態図(K)参照)接続端S34がノードN1に電気的に接続される。従って、もし、接続端S12上の電圧Vs12又は接続端S34上の電圧Vs34が0Vからずれていると、ノードN1上の電圧Vn1が0Vからずれるおそれがある。例えば、ノードN1上の電圧Vn1が曲線Cvに従って変動し、最終的に0Vからvn1'にずれるおそれがある(波形(H)参照)。この電圧vn1'は、ホールド期間TH1の間保持されることになるので、電圧vn1'が無視できないくらいの値であれば、画質の劣化が生じる恐れがある。
しかしながら、本実施例では、リセット期間Tresetにおいて接続端S12及びS34に電圧0Vを書き込んでいる。従って、第1及び第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r1及びTsub-r2にノードN1が接続端S12及びS34に接続されたときにも、ノードN1上の電圧Vn1は確実に0Vに保持され、画質の劣化が防止される。尚、2つのスイッチSW1とSW2との間に形成される寄生容量C12、及び2つのスイッチSW3とSW4との間に形成される寄生容量C34は、サブ画素容量Cpixelと比較して、非常に小さいものである。例えば、寄生容量C12及びC34は、サブ画素容量Cpixelの数百分の1の大きさである。従って、寄生容量C12及びC34がサブ画素容量Cpixelに対して無視できるくらい小さい場合は、vn1'の値も無視できるので、画質の劣化は実質的に無視できる。この場合は、リセット期間Tresetに接続端S12及びS34に電圧0Vを書き込む動作を省略することも可能である。
本実施例では、データ書込期間TD1において、0V、5V、及び−5Vのうちのどの電圧がノードN1に書き込まれても、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1においてスイッチSW2はオン、スイッチSW4はオフであり、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2においてスイッチSW2はオフ、SW4がオンはである。しかし、データ書込期間TD1の間にノードN1に5Vが書き込まれた場合には(図4参照)、電圧選択回路102のスイッチSW3がオンとなり、データ書込期間TD1の間にノードN1に−5Vが書き込まれた場合には(図5参照)、電圧選択回路102のスイッチSW1がオンとなる。従って、データ書込期間TD1の間にノードN1に5Vが書き込まれた場合には(図4参照)、電圧選択回路102は第2の導電経路Pbを通じて第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2に第2のリフレッシュ電圧(−5V)をノードN1に供給することができる。また、データ書込期間TD1の間にノードN1に−5Vが書き込まれた場合には(図5参照)、電圧選択回路102は第1の導電経路Paを通じて第1のリフレッシュ電圧(5V)をノードN1に供給することができる。従って、データ書込期間TD1に、ノードN1に5V及び−5Vのどちらの電圧が書き込まれても、ノードN1に書き込まれた電圧の極性を反転させることができる。
一方、データ書込期間TD1の間にノードN1に0Vが書き込まれた場合には(図6参照)、電圧選択回路102のスイッチSW1及びSW3はともにオフとなるので、電圧選択回路102は第1及び第2のリフレッシュ電圧(5V及び−5V)をいずれも選択しない。従って、ノードN1上の電圧Vn1は0Vに保持される。
図4乃至図6では、リフレッシュ期間TR1及びホールド期間TH1における動作について説明したが、先に説明したように、表示装置1は、リフレッシュ動作を繰返し行う(図3参照)。次に、ホールド期間TH1の後の表示装置1の動作について説明する。
ホールド期間TH1が終了したら、リフレッシュ期間TR2(図3参照)が始まる。リフレッシュ期間TR2では、前のリフレッシュ期間TR1においてノードN1に電圧−5V又は5Vが書き込まれたときは、その電圧の極性を更に反転する動作を行う。例えば、前のリフレッシュ期間TR1においてノードN1に電圧−5Vが書き込まれたとき(図4参照)は、リフレッシュ期間TR2においてその電圧−5Vの極性を反転させて5Vの電圧を書き込む動作を行う。電圧−5Vを5Vに書き替えるには、図5に示すリフレッシュ期間TR1と同じ動作を繰り返せばよい。この動作によって、電圧−5Vが5Vに書き替えられる。また、前のリフレッシュ期間TR1においてノードN1に電圧5Vが書き込まれたとき(図5参照)は、リフレッシュ期間TR2においてその電圧5vの極性を反転させて−5Vの電圧を書き込む動作を行う。電圧5Vを−5Vに書き替えるには、図4に示すリフレッシュ期間TR1と同じ動作を繰り返せばよい。この動作によって、電圧5Vが−5Vに書き替えられる。尚、前のリフレッシュ期間TR1においてノードN1に電圧0Vが書き込まれたとき(図6参照)は、リフレッシュ期間TR2においてその電圧0Vをそのまま維持する動作を行う。電圧0Vを維持するには、図6に示すリフレッシュ期間TR1と同じ動作を繰り返せばよい。この動作によって、電圧0Vがそのまま0Vに維持される。リフレッシュ期間TR2が終了したら、ホールド期間TH2が始まる。
ホールド期間TH2では、リフレッシュ期間TR2の終了時点でのノードN1上の電圧が保持される。ホールド期間TH2が終了したら、リフレッシュ期間TR3(図3参照)が始まる。リフレッシュ期間TR3では、前のリフレッシュ期間TR2においてノードN1に電圧−5V又は5Vが書き込まれたときは、その電圧の極性を更に反転する動作を行う。例えば、前のリフレッシュ期間TR2においてノードN1に電圧5Vが書き込まれたときは、リフレッシュ期間TR3においてその電圧5Vの極性を反転させて−5Vの電圧を書き込む動作を行う。電圧5Vを−5Vに書き替えるには、図4に示すリフレッシュ期間TR1と同じ動作を繰り返せばよい。この動作によって、リフレッシュ期間TR3において電圧5Vが−5Vに書き替えられる。また、前のリフレッシュ期間TR2においてノードN1に電圧−5Vが書き込まれたときは、リフレッシュ期間TR3においてその電圧−5Vの極性を反転させて5Vの電圧を書き込む動作を行う。電圧−5Vを5Vに書き替えるには、図5に示すリフレッシュ期間TR1と同じ動作を繰り返せばよい。この動作によって、リフレッシュ期間TR3において電圧−5Vが5Vに書き替えられる。尚、前のリフレッシュ期間TR2においてノードN1に電圧0Vが書き込まれたときは、リフレッシュ期間TR3においてその電圧0Vをそのまま維持する動作を行う。電圧0Vを維持するには、図6に示すリフレッシュ期間TR1と同じ動作を繰り返せばよい。この動作によって、電圧0Vがそのまま0Vに維持される。リフレッシュ期間TR3が終了したら、ホールド期間TH3が始まる。
ホールド期間TH3では、リフレッシュ期間TR3の終了時点でのノードN1上の電圧が保持される。
以下同様にして、次のデータ書込期間TD2(図3参照)が開始するまで、電圧の極性を5Vから−5V若しくは−5Vから5Vへと反転する動作、又は電圧0Vを維持する動作を行い続ける。
表示装置1は、このような動作を行うことによって、画像を表示し続ける。
本実施例では、全てのソースラインLsrcは、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1において、第1のリフレッシュ電圧(5V)が一斉に供給され、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2において、第2のリフレッシュ電圧(−5V)が一斉に供給される(波形(B)参照)。このとき、全てのサブ画素100の電圧選択回路102は、サンプルコンデンサCsmplがノードN2に記憶した電圧に基づいて、第1又は第2のリフレッシュ電圧(5V又は−5V)をノードN1に供給するか、又は第1及び第2のリフレッシュ電圧のノードN1への供給を阻止する。これによって、全てのサブ画素100は同時にリフレッシュ動作を行う。即ち、表示装置1は、各リフレッシュ期間TR1、・・・、TRnにおいて、ソースドライバ30(図1参照)から各ソースラインLsrcに第1及び第2のリフレッシュ電圧(5V及び−5V)を一回供給することによって、全てのサブ画素100を同時にリフレッシュできる。従って、各ソースラインLsrcに、例えばN個のサブ画素100が接続されていても、各ソースラインLsrcにN個のデータ電圧を連続的に供給する必要はなく、第1及び第2のリフレッシュ電圧を1回供給すればよい。これによって、ソースラインLsrcにソースライン電圧Vsrcを供給するソースドライバ30を、より低消費電力で駆動することができる。
また、表示装置1は、各リフレッシュ期間TR1、・・・、TRnにおいて、サブ画素スイッチSWpをオンにしており(リセット期間Treset参照)、サブ画素スイッチSWpをオンにするために、各ゲートラインLgateには10Vのオン電圧(波形(C)参照)が1回だけ供給されている。従って、各ゲートラインLgateに、例えばM個のサブ画素100が接続されていても、各ゲートラインLgateにM個のオン電圧を連続的に供給する必要はない。これによって、ゲートラインLgateにゲートライン電圧Vgateを供給するゲートドライバ20を、より低消費電力で駆動することが可能となる。
更に、表示装置1は、各リフレッシュ期間TR1、・・・、TRnにおいて、全てのサブ画素100が同時にリフレッシュ動作を行うので、フリッカを低減することも可能となる。
次に、別の実施例について説明する。
図7は、別のリフレッシュ回路111を備えたサブ画素100を示す概略図である。
図7及び図2のリフレッシュ回路111及び101の相違点は、図7のリフレッシュ回路111において、電圧選択回路102のスイッチSW1及びSW3側がノードN1に接続され、スイッチSW2及びSW4側がノードN3に接続されている点のみである。
以下に、このリフレッシュ回路111の動作について説明する。
図8は、リフレッシュ回路111のタイミングチャートを示す。
図8には、図4と同様に、電圧波形(A)乃至(I)、第1の導電経路PaのスイッチSW1及びSW2の状態図(J)、並びに第2の導電経路PbのスイッチSW3及びSW4の状態図(K)が示されている。図5に示す波形(A)乃至(I)のうち、(A)乃至(G)は、図4と全く同じ波形である。
先ず、データ書込期間TD1の間に、ノードN1(サブ画素電極Ep)に電圧が書き込まれる(波形(H)参照)。ここでは、データ書込み期間TD1には、図4と同様に、5Vの電圧が書き込まれたとして説明を続ける。データ書込期間TD1及びブランク期間TB1の動作は、図4と同じであるので、説明を省略する。ブランク期間TB1の終了後、リフレッシュ期間TR1が始まる。
リフレッシュ期間TR1の間、リフレッシュスイッチSWrはオンである(波形(E)参照)。従って、ノードN3上の電圧Vn3は、リフレッシュ期間TR1の間、ソースライン電圧Vsrcと同じである(波形(I)の一点鎖線を参照)。リフレッシュ期間TR1はブランク期間TB2を有しており、このブランク期間TB2の後、サンプル期間Tsmplが始まる。
サンプル期間Tsmplの間、サンプルライン電圧Vsmplは10Vであり(波形(D)参照)、ノードN1上の電圧Vn1は5vである(波形(H)参照)。従って、サンプルスイッチSWsの電圧Vgs-n1は5Vとなる、つまり、しきい電圧Vth(≒1V)よりも十分に大きくなるので、サンプルスイッチSWsはオンとなる(波形(D)参照)。サンプルスイッチSWsがオンであるので、ノードN1とN2とが電気的に接続され、ノードN2上の電圧Vn2がノードN1上の電圧Vn1と同じ5Vになる(波形(I)の実線参照)。この様子を波形(H)と(I)との間に、矢印A1で模式的に示してある。このようにして、データ書込期間TD1にノードN1(サブ画素電極Ep)に書き込まれた電圧5Vが、サンプルコンデンサCsmplに記憶される。サンプルコンデンサCsmplがノードN2において電圧5Vを記憶したということは(波形(I)の実線を参照)、データ書込期間TD1にノードN1に書き込まれた電圧が5Vであることを意味する。
尚、サンプル期間Tsmplの間、スイッチSW2及びSW4はオフであるので(状態図(J)及び(K)参照)、ソースライン電圧Vsrcが電圧選択回路102を経由してノードN1に供給されることは無い。サンプル期間Tsmplが終了したら、ブランク期間TB2経てリセット期間Tresetが始まる。
リセット期間Tresetでは、サブ画素スイッチSWpがオンとなるので(波形(C)参照)、ソースライン電圧Vsrc(0V)がノードN1に書き込まれ、ノードN1上の電圧Vn1は5Vから0Vに変化する(波形(H)参照)。この様子を波形(B)と(H)との間に、矢印A2で模式的に示してある。また、リセット期間Tresetの間、スイッチSW2及びSW4の制御ライン電圧Vg2及びVg4は、10Vであり(波形(F)及び(G)参照)、ノードN3上の電圧Vn3は0Vである(波形(I)の一点鎖線を参照)。従って、スイッチSW2及びSW4の電圧Vg2-n3及びVg4-n3は10Vとなるので、スイッチSW2及びSW4はオンとなる(状態図(J)及び(K)参照)。結局、ソースライン電圧Vsrc(0V)が、リフレッシュスイッチSWrからスイッチSW2及びSW4を通じて、接続端S12及びS34にも書き込まれる。リセット期間Tresetの斯かる動作によって、接続端S12及びS34に0Vの電圧が書き込まれるので、接続端S12及びS34上の電圧が0Vに確定される。
尚、リセット期間Tresetの間、接続端S12上の電圧及びノードN1上の電圧Vn1は0V(波形(H)参照)であり、ノードN2の電圧Vn2は5V(波形(I)の実線を参照)であるので、スイッチSW1はオフになるが(状態図(J)参照)、スイッチSW3はオンになる(状態図(K)参照)。従って、第2の導電経路Pb全体がオンとなり、この結果、ノードN3がノードN1に接続される。結局、ノードN1は、ソースラインLsrcからサブ画素スイッチSWpを通じて0Vの電圧が書き込まれるとともに、ソースラインLsrcから、リフレッシュスイッチSWr及び第2の導電経路Pbを通じて0Vの電圧が書き込まれる。
リセット期間Tresetが終了したら、ブランク期間を挟んで第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1及び第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2が順に始まる。電圧選択回路102は、ソースラインLsrcから、リフレッシュスイッチSWrを通じて、第1及び第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r1及びTsub-r2に、それぞれ第1及び第2のリフレッシュ電圧5V及び−5Vを受け取る。電圧選択回路102は、この受け取った第1及び第2のリフレッシュ電圧5V及び−5Vのうち、データ書込期間TD1にノードN1(サブ画素電極Ep)に書き込まれた電圧の極性を反転するために必要なリフレッシュ電圧を選択し、ノードN1に供給する。図8では、データ書込期間TD1にノードN1に電圧5Vが書き込まれているので(波形(H)参照)ので、極性を反転するには、電圧選択回路102は第2のリフレッシュ電圧(−5V)を選択し、ノードN1に供給する必要がある。斯かる電圧の選択を実現するために、リフレッシュ回路111は、リセット期間Tresetが終了した後、以下のように動作する。
リセット期間Tresetの終了後、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の開始前に、ブランク期間TB4が存在している。ブランク期間TB4の間、電圧選択回路102のスイッチSW2及びSW4はオフである(状態図(J)及び(K)参照)。また、ソースライン電圧Vsrcが0Vから5Vへ変化するので、ノードN3上の電圧Vn3も0Vから5Vに変化する(波形(I)の一点鎖線を参照)。ノードN3はサンプルコンデンサCsmplを介してノードN2に容量結合されているので、ノードN3上の電圧Vn3が0Vから5Vに変化すると、ノードN2の電圧Vn2が5Vから10Vに変化する(波形(I)の実線を参照)。
ブランク期間TB4が終了したら、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1が始まる。制御ライン電圧Vg2は、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の間、10Vであるので(波形(F)参照)、スイッチSW2はオンになる(状態図(J)参照)。スイッチSW2はオンになるが、スイッチSW1はオフであるので、電圧選択回路102が受け取った第1のリフレッシュ電圧(5V)は、第1の導電経路Paを経由してノードN1に出力されない。更に、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の間、制御ライン電圧Vg4は−5Vのままであるので(波形(G)参照)、スイッチSW4はオフのままである(状態図(K)参照)。従って、電圧選択回路102が受け取った第1のリフレッシュ電圧(5V)は、第2の導電経路Pbを経由してノードN1に出力されない。即ち、電圧選択回路102は、受け取った第1のリフレッシュ電圧(5V)をノードN1に出力しない。従って、ノードN1上の電圧Vn1は0Vのままである。
第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の終了後、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の開始前に、ブランク期間TB5が存在している。ブランク期間TB5の間、電圧選択回路102のスイッチSW2及びSW4はオフである(状態図(J)及び(K)参照)。また、ブランク期間TB5の間に、ソースライン電圧Vsrcが5Vから−5Vに変化する(波形(B)参照)。ソースライン電圧Vsrcが5Vから−5Vに変化すると、それに応じて、ノードN2の電圧Vn2が10Vから0Vに変化する(波形(I)参照)。ブランク期間TB5の間、ノードN1上の電圧Vn1は0Vであり、ノードN2上の電圧Vn2は10Vから0Vに変化するので、スイッチSW1はオフのままであり(状態図(J)参照)、一方、スイッチSW3はオンからオフに変化する(状態図(K)参照)。
ブランク期間TB5が終了したら、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2が始まる。第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の間、スイッチSW2はオフのままであるので(状態図(J)参照)、電圧選択回路102が受け取った第2のリフレッシュ電圧(−5V)は、第2の導電経路Pbを経由してノードN1に出力されない。また、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の間、制御ライン電圧Vg4は10Vであり(波形(G)参照)、ノードN3上の電圧Vn3は−5Vであるので(波形(I)の一点鎖線を参照)、スイッチSW4の電圧Vg4-n3は15Vである。従って、スイッチSW4はオンになる(状態図(K)参照)。スイッチSW4がオンになると、接続端34の電圧がノードN3上の電圧Vn3と同じ−5Vとなるので、スイッチSW3の電圧Vg3-s34は5Vになる。従って、スイッチSW3もオンとなる。このようにして、スイッチSW3及びSW4がオンになるので、第2の導電経路Pbは全体がオンとなり、その結果、第2のリフレッシュ電圧(−5V)が第2の導電経路Pbを経由してノードN1に書き込まれる。この様子を波形(B)と(H)との間に、矢印A3で模式的に示してある。
第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2の終了後、リフレッシュスイッチSWrがオフになり、これによって、リフレッシュ期間TR1が終了する。
上記のように、図8において、表示装置1は、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1の間、スイッチ1及びSW4はオフであるので、電圧選択回路102は第1のリフレッシュ電圧(5V)をノードN1に出力しない。しかし、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2に第2の導電経路Pbの全体がオンになるので、第2のリフレッシュ電圧(−5V)が第2の導電経路Pbを経由してノードN1に書き込まれる。このようにして、データ書込期間TD1にノードN1に書き込まれた電圧5Vを、−5Vに反転させることができる。
リフレッシュ期間TR1が終了したら、ホールド期間TH1が始まり、ノードN1に書き込まれた電圧−5Vが保持される。ノードN1に電圧−5Vが保持されるということは、サブ画素100が第1の階調を表示していることを意味する。従って、サブ画素100は、データ書込期間TD1からホールド期間TH1を通じて、第1の階調を表示し続ける。尚、図8では、ノードVn1上の電圧Vn1が、リセット期間Tresetからブランク期間TB5まで0Vになっているが、リセット期間Tresetからブランク期間TB5までの時間間隔は非常に短いので、観測者は、データ書込期間TD1からホールド期間TH1まで、連続的に第1の階調を認識する。従って、ノードN1上の電圧Vn1が、リセット期間Tresetからブランク期間TB5の間、0Vになることは、観測者が第1の階調を認識する上で影響を与えないことに注意されたい。
図8は、サブ画素100に第1の階調を表示させるためにデータ書込期間TD1にノードN1に電圧5Vが書き込まれた場合のリフレッシュ動作を説明している。もし、データ書込期間TD1にノードN1に電圧−5Vが書き込まれた場合は、第1のサブリフレッシュ期間Tsub-r1にノードN1に第1のリフレッシュ電圧(5V)が書き込まれるとともに、第2のサブリフレッシュ期間Tsub-r2にノードN1に第2のリフレッシュ電圧(−5V)は書き込まれない。従って、データ書込期間TD1にノードN1に書き込まれた電圧−5Vを、電圧5Vに反転させることができる。
また、データ書込期間TD1にノードN1に電圧0Vが書き込まれた場合は、電圧選択回路102は第1及び第2のリフレッシュ電圧(5V及び−5V)をノードN1に供給しないので、ノードN1は電圧0Vを維持する。
リフレッシュ期間TR1が終了したら、ホールド期間TH1の間は、リフレッシュ期間TR1終了時点におけるノードN1上の電圧Vn1を保持し続け、以後、リフレッシュ動作とホールド動作を繰返し行う。
図7に示すリフレッシュ回路111を用いても、ソースドライバ30及びゲートドライバ20(図1参照)を、低消費電力で駆動することができる。
尚、上記の実施例では、サンプルラインLsmpl、制御ラインLg2及びLg4は、ゲートドライバ20から電圧が供給されているが、サンプルラインLsmpl、制御ラインLg2及びLg4の全部又は一部が、ソースドライバ30から電圧が供給されるようにすることもできる。
以下に、リフレッシュ回路の別の変形例について幾つか説明する。
図9は、図2に示すリフレッシュ回路101の変形例であるリフレッシュ回路121を有する画素100を示す概略図である。
図9と図2との相違点は、図2ではサンプルコンデンサCsmplの一端がリフレッシュスイッチSWrと電圧選択回路102との間のノードN3に接続されているが、図9ではサンプルコンデンサCsmplの一端がソースラインLsrcに直に接続されている点のみである。サンプルコンデンサCsmplの一端がソースラインLsrcに直に接続されてはいるが、リフレッシュ回路121のリフレッシュ期間及びホールド期間における動作は、図2に示すリフレッシュ回路101と基本的に同じである。従って、図9に示すリフレッシュ回路121を備えても、ゲートドライバ20及びソースドライバ30を低消費電力で駆動することができる。
図10は、図2に示すリフレッシュ回路101の変形例であるリフレッシュ回路131を有する画素100を示す概略図である。
図10と図2との相違点は、図10では補償ラインLcompが備えられている点と、図2ではサンプルコンデンサCsmplの一端がノードN3に接続されているが、図10ではサンプルコンデンサCsmplの一端が補償ラインLcompに接続されている点である。リフレッシュ回路131のリフレッシュ期間及びホールド期間における動作は、図2に示すリフレッシュ回路101と基本的に同じである。従って、図10に示すリフレッシュ回路131を備えても、ゲートドライバ20及びソースドライバ30を低消費電力で駆動することができる。
図9のリフレッシュ回路121では、ノードN2がサンプルコンデンサCsmplによってソースラインLsrcに容量結合されているので、ソースライン電圧Vsrcの変化に依存してノードN2上の電圧Vn2も変化する。従って、図9のリフレッシュ回路121では、ノードN2に接続されているスイッチSW1及びSW3は、ソースライン電圧Vsrcに依存してオン状態又はオフ状態になる。一方、図10のリフレッシュ回路131では、サンプルコンデンサCsmplがソースラインLsrcではなく補償ラインLcompに接続されているので、ノードN2上の電圧Vn2をソースライン電圧Vsrcとは別個独立に調節することが可能となる。従って、図10のリフレッシュ回路131では、補償ラインLcomp上の電圧を調節することによって、ノードN2に接続されているスイッチSW1及びSW3を、ソースライン電圧Vsrcとは別個独立にオン状態又はオフ状態に調節でき、電圧選択回路102の動作を、より好適なものにすることが可能となる。
尚、図7に示すリフレッシュ回路111も、図9及び図10に示すような変形をすることができる。
これまでの実施例では、リフレッシュ回路はリフレッシュスイッチSWrを有していたが、リフレッシュスイッチSWrを備えない構成も可能である。以下に、リフレッシュスイッチSWrを備えていないリフレッシュ回路の例について説明する。
図11及び図12は、リフレッシュスイッチSWrを備えていないリフレッシュ回路141及び151を備えたサブ画素100を示す概略ブロック図である。
図11のリフレッシュ回路141は、図9のリフレッシュ回路121からリフレッシュスイッチSWrを取り除き、ノードN3をノードN4に直に接続することによって構成される。図12のリフレッシュ回路151は、図10のリフレッシュ回路131からリフレッシュスイッチSWrを取り除き、ノードN3をノードN4に直に接続することによって構成される。図11及び図12に示すリフレッシュ回路141及び151のリフレッシュ期間及びホールド期間における動作は、図2に示すリフレッシュ回路101と基本的に同じである。従って、図11及び図12に示すリフレッシュ回路141及び151を備えても、ゲートドライバ20及びソースドライバ30を低消費電力で駆動することができる。
図11及び図12では、ソースラインLsrcが電圧選択回路102のスイッチSW1及びSW3に直に接続されている。従って、図11及び図12では、図9及び図10と比較して、ソースラインLsrcに接続される寄生容量が増えるが、リフレッシュスイッチSWr及びリフレッシュラインLrfrshが不要となるので、表示装置1の高精細化及び小型化には有利である。図7に示すリフレッシュ回路111も、図11及び図12に示すような変形をすることができる。
尚、上記の実施例では、本発明を、3つのサブ画素100の組合せにより1つの画素10が構成される表示装置1に適用した例について説明したが、本発明は、サブ画素100の各々が1つの画素を構成する表示装置(例えば、白黒表示をする装置)にも適用できる。
また、上記の実施例では、本発明を、3つのサブ画素100の組合せにより1つの画素10が構成される表示装置1に適用した例について説明したが、本発明は、2つ又は4つ以上のサブ画素100の組合せにより1つの画素10が構成される表示装置にも適用できる。
本発明の一実施例による表示装置1の概略図である。 図1に示す1つのサブ画素100の拡大詳細図である。 表示装置1が行うリフレッシュ動作の内容を概略的に示す図である。 表示装置1のタイミングチャートを示す。 データ書込期間TD1に電圧−5Vが書き込まれたサブ画素100におけるタイミングチャートを示す。 サブ画素100が、第2の階調を表示するときのリフレッシュ動作のタイミングチャートを示す。 別のリフレッシュ回路111を備えたサブ画素100を示す概略図である。 リフレッシュ回路111のタイミングチャートを示す。 図2に示すリフレッシュ回路101の変形例であるリフレッシュ回路121を有する画素100を示す概略図である。 図2に示すリフレッシュ回路101の変形例であるリフレッシュ回路131を有する画素100を示す概略図である。 リフレッシュスイッチSWrを備えていないリフレッシュ回路141を備えたサブ画素100を示す概略ブロック図である。 リフレッシュスイッチSWrを備えていないリフレッシュ回路151を備えたサブ画素100を示す概略ブロック図である。
符号の説明
1 表示装置
10 画素
20 ゲートドライバ
30 ソースドライバ
100 サブ画素
101、111、121、131、141、151 リフレッシュ回路
102 電圧選択回路

Claims (3)

  1. RGBの3つのサブ画素で一つの画素を構成するサブ画素を複数有し、それぞれサブ画素電極(N1)と共通電極(Ecom)を構成する第1及び第2の電極に電圧が供給されることによって画像を表示する表示装置であって、
    前記サブ画素は、ゲートがゲートラインに接続され、ソースラインとサブ画素電極間に接続されたサブ画素スイッチを構成するサブ画素トランジスタ(Pp)と、ゲートがリフレッシュライン(Lrfrsh)に接続され、前記ソースラインとサンプリングコンデンサ(Csmpl)の一端に接続されたリフレッシュスイッチを構成するリフレッシュトランジスタ(Pr)と、前記リフレッシュライン(Lrfrsh)から、前記リフレッシュトランジスタ(Pr)を介して、所定の第1のリフレッシュ電圧及びその反転電圧である第2のリフレッシュ電圧、もしくは他の電圧である第3のリフレッシュ電圧を受け取る電圧選択手段とを含むリフレッシュ回路を有し、
    前記電圧選択手段は、第1のスイッチ(Pa)を構成する直列接続された第1及び第2のトランジスタ(SW1、SW2)を有する第1の経路(Pa)と、第2のスイッチ(Pb)を構成する直列接続された第3及び第4のトランジスタ(SW3、SW4)を有する第2の経路(Pb)を有し、
    前記第1のスイッチと前記第2のスイッチは並列接続され、前記第1及び第3のトランジスタのゲート電極は前記サンプリングコンデンサ(Csmpl)の他端に接続され、前記第2及び第4のトランジスタのゲート電極は前記画素電極に接続され、
    前記ソースライン(Lsrc)から前記リフレッシュスイッチ(Pr)を介して前記第1の電極に第1のデータを書き込む期間、すなわち前記第1の電極上の電圧が第1のデータ電圧のとき、前記第1の経路を通じて前記第1の電極に前記第1のリフレッシュ電圧を供給し、前記第1の電極上の電圧が前記第1のデータ電圧の反転電圧である第2の電圧のとき、前記第2の経路を通じて前記第1の電極に前記第2のリフレッシュ電圧を供給し、データ書き込み期間の間に前記第1のトランジスタはオフとされ、前記第3のトランジスタはオンとされる、表示装置。
  2. 前記電圧選択手段が、
    前記ソースライン(Lsrc)から前記リフレッシュスイッチ(Pr)を介して前記第1の電極に第3のデータを書き込む期間、すなわち前記第1の電極上の電圧がコモン電圧である第3のデータ電圧のとき、前記第2の経路を通じて前記第1の電極に前記第3のリフレッシュ電圧を供給する、請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記サンプリングコンデンサは、前記第2の電極上の電圧に対する前記第1の電極上の電圧の絶対値と、前記第2の電極上の電圧に対する前記第1の電極上の電圧の極性とを記憶し、
    前記第1及び第3のトランジスタが、前記サンプリングコンデンサに記憶された前記第1のリフレッシュ電圧およびその反転電圧である前記第2のリフレッシュ電圧の絶対値及び極性により制御される、請求項1に記載の表示装置。
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