JP5061403B2 - マトリクス型表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、マトリクス型表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、マトリクス型液晶表示装置としては、n条の走査電極とこれらに交叉して位置するm条の信号電極を有する単純マトリクス型液晶パネルを備え、この液晶パネルを各走査電極及び各信号電極を介してマトリクス駆動するようにしたものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記マトリクス型液晶表示装置においては、その駆動装置が走査電極即ち走査線を飛び越しながら走査するようにしたものがある。
【0004】
このように、走査線を飛び越しながら走査する場合、飛び越し本数をpとすると、隣接する両走査線を選択するタイミングが、一フレーム期間中で全走査電極を走査する期間Tvを(p+1)で割った値だけずれることになる。
【0005】
従って、(p+1)本の走査線を纏めて見ると、走査の周波数は、見かけ上、(p+1)倍となり、ちらつき(フリッカ)を見えにくくすることができる。
【0006】
しかし、走査線(p+1)本という単位が眼で十分に見える大きさであるときに、走査の周波数が低いと、水平方向の縞が上方向又は下方向に移動して見えるラインスクロール現象が発生するという不具合を招く。
【0007】
そこで、本発明は、このようなことに対処するため、行電極の走査タイミングがずれている領域をできるだけ小さくするように表示パネルの構成に工夫を凝らし、ラインスクロール現象を見えなくするようにしたマトリクス型表示装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決にあたり、請求項1に記載の発明によれば、マトリクス型表示パネルは、電気光学部材(10c)、n条の互いに並行な行電極(Y1乃至Yn)及びこれら行電極に交差するm条の互いに並行な列電極(X1乃至Xm)によりn×m個の画素(Gm,n)を形成してなる。
【0009】
そして、n条の行電極は、それぞれ、共通配線部と、この共通配線部に接続されてm条の列電極の各々に対応する複数の電極部を備える。
【0010】
また、n条の行電極のうち両隣接行電極毎に、一方の走行電極の各電極部のうち奇数番目の各列電極に対応する電極部と他方の行電極の各電極部のうち偶数番目の各列電極に対応する電極部とは、一表示ラインに沿う各画素を交互に構成する。
【0011】
これにより、n条の行電極を1本飛び越しで走査するとき各両隣接行電極に書き込み電圧を印加するタイミングである走査タイミングの間隔が行電極毎に一表示ライン上の各画素を構成する場合に比べて、走査タイミングの周期を短くできる表示パネルの提供が可能となる。例えば、後述する実施形態では、各画素Gi,j、Gi+1,jは1本飛び越し走査のもとに走査されるため、画素Gi+1,jの走査タイミング及び輝度波形は、画素Gi,jの走査タイミングの走査タイミング及び輝度波形に対し半周期だけずれる(図18参照)ので、見た目の走査タイミングの周期を短くすることができる。その結果、行電極を1本飛び越しで走査したときに生ずるちらつき、ひいてはラインスクロール現象の視認を防止できる表示パネルの提供が可能となる。
【0013】
また、請求項1に記載の発明によれば、n条の行電極が、それぞれ、互いに並行な両行電極部(16A、16B)から構成されており、当該両行電極部が、それぞれ、共通配線部(16d)と、この共通配線部に接続されてm条の列電極の各々に対応する複数の電極部(16e、16f)を有している。
【0014】
また、隣接する両行電極毎に、一方の行電極を構成する両行電極部の各両電極部のうち奇数番目の各列電極に対応する両電極部(奇数番目の両電極部という)と他方の行電極を構成する両行電極部の各両電極部のうち偶数番目の各列電極に対応する両電極部(偶数番目の両電極部という)とは、一表示ラインに沿う各画素を交互に構成する。
【0015】
これにより、正極性の部分と負極性の部分が1画素内にあるので、両極性に対する特性が同じでない場合でもちらつきを生じることなく、また、例えば、R、G、Bの各カラーフィルタ層をそれぞれ独立の一単位としての1画素に対応させるように構成すれば、R、G、Bの各カラーフィルタ層をまとめて一単位として一信号電極に対応させて単一の画素を構成するようにした場合に比べて、平均の画素の単位を小さくできるような表示パネルの提供が可能となる。
【0016】
また、隣接する両行電極毎に、奇数番目の両電極部は他方の行電極を構成する両行電極部に向けてそれぞれ突出され、偶数番目の両電極部は一方の行電極を構成する両行電極部に向けてそれぞれ突出されて、一表示ラインに沿う各画素を構成するようにしてもよい。
【0025】
また、請求項1に記載の発明によれば、表示パネル(10)と、この表示パネルのn条の行電極を飛び越し行電極本数1本ずつ飛び越しながら走査しつつ、当該各行電極を構成する両行電極部の各々に、行電極上の画素に画像データを書き込む逆極性の書き込み電圧、行電極上の画素の状態を保持する保持電圧及び画像データを消去する消去電圧を順次走査電圧として印加するように、各行電極を構成する両行電極部を駆動制御する行電極駆動制御手段(60、70、40)と、この行電極駆動制御手段による走査と同期して、m条の列電極に対し画像データを信号電圧として印加するように当該m条の列電極を駆動制御する列電極駆動制御手段(50、20、30、40)とを備え、行電極駆動制御手段及び列電極駆動制御手段による両制御駆動に応じてn×m個の画素によりマトリクス表示する。
【0026】
このように、上記した表示パネルを用いることで、当該表示パネルで得られる上記作用効果のもと、ラインスクロール現象の視認を確実に防止できる。
【0043】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1乃至図19は、本発明に係るマトリクス型液晶表示装置の一実施形態を示している。
【0044】
図1は当該液晶表示装置の全体回路構成を示している。この液晶表示装置は単純マトリクス型液晶表示装置であって、当該液晶表示装置は液晶パネル10を備えている。この液晶パネル10は、図2にて示すごとく、両電極基板10a、10bの間に反強誘電性液晶10cを封入するとともに、両電極基板10a、10bの各外表面に各偏光板10d、10eを貼り付けて構成されている。
【0045】
電極基板10aは、透明なガラス基板11を有しており、このガラス基板11の内表面には、m条のカラーフィルタ12、m条の透明導電膜13及び配向膜14が順次形成されている。一方、電極基板10bは、透明なガラス基板15を有しており、このガラス基板15の内表面には、n条の透明導電膜16及び配向膜17が順次形成されている。なお、各カラーフィルタ12は、それぞれ、赤色、緑色及び青色のカラーフィルタ層(以下、各カラーフィルタ層R、G、Bという)により構成されている(図3参照)。
【0046】
但し、m条の透明導電膜13が、図1にて示すm条の信号電極Xmに相当し、一方、n条の透明導電膜16が、図1にて示すn条の走査電極Ynに相当する。本第1実施形態では、m条の信号電極X1乃至X1280及びn条の走査電極Y1乃至Y1025の各々が、各カラーフィルタ層R、G、Bに対応する3本の透明導電膜13により構成されている。以下、走査電極は行電極ともいう。また、信号電極は列電極ともいう。
【0047】
ここで、n条の走査電極Ynであるn条の透明導電膜16の各々の構成について図3を参照して説明する。なお、各透明導電膜16は共に同一の構成を有するので、走査電極Y1である透明導電膜16を例にとりその構成につき説明する。
【0048】
透明導電膜16は、図3にて示すごとく、帯状共通膜部16aと、この共通膜部16aから交互に突出形成した各矩形状導電膜部16b、16cとにより構成されている。各導電膜部16bは、共通膜部16aから図3にて図示下方へ突出形成され、一方、各導電膜部16cは、共通膜部16aから図3にて図示上方へ突出形成されている。また、各両導電膜部16b、16cは、互いに隣接し合う各3本の透明導電膜13(各信号電極)に対応して位置している。
【0049】
次に、走査電極Y1である透明導電膜16と走査電極Y2である透明導電膜16との間の関係につき説明すると、走査電極Y1である透明導電膜16の各両隣接導電膜部16bの間には、走査電極Y2である透明導電膜16の各導電膜部16cがそれぞれ位置している。また、このような関係は、走査電極Y2である透明導電膜16と走査電極Y3である透明導電膜16との間、一般的には、図3にて図示上側の走査電極とその直下の走査電極との間において、同様に成立する。
【0050】
これにより、互いに隣接し合う両透明導電膜16のうち、図3にて図示上側に位置する透明導電膜16の各導電膜部16b及び当該透明導電膜16の図3に図示直下に位置する透明導電膜16の各導電膜部16cが、当該両隣接透明導電膜16の各共通膜部16aの間にてこれらに並行に列状に配列され、液晶パネル10の水平方向表示ラインSを構成する。この水平方向表示ラインSについて例示すれば、S=1が両走査電極Y1、Y2の各共通膜部16aの間にてこれらに並行に位置し、S=2が両走査電極Y2、Y3の各共通膜部16aの間にてこれらに並行に位置する。
【0051】
また、m条の信号電極Xm(それぞれ3本の透明導電膜13からなる)及びn条の走査電極Ynは、反強誘電性液晶10cと共に、図3にて例示するようなm×n個の画素G1,1、G1,2、…、Gm,nを形成するように、互いに交差して配置されている。なお、以下、必要に応じて、Gm,nをG(m、n)で表すことがある。
【0052】
ここで、例えば、画素G1,1には、走査電極Y1の図3にて図示左端の導電膜部16bが対応し、画素G1,2には、走査電極Y2の図3にて図示左端の導電膜部16cが対応する。
【0053】
なお、両偏光板10d、10eは、その各光軸をクロスニコルの位置に設定するように、貼り付けられている。これにより、反強誘電性液晶10cは、閾値電圧以下の反強誘電状態にて消光し、閾値電圧以上の電圧印加により電圧に応じた明るさとなる。電圧VE(図17参照)を基準として正の電圧を印加した透光状態を正の強誘電状態また、負の電圧を印加した透光状態を負の強誘電状態とする。両電極基板10a、10bの間隔は、図示しない多数のスペーサにより、例えば、2μmに均一に維持されている。
【0054】
また、反強誘電性液晶10cとしては、例えば、特開平5−119746号公報に記載されているような4−(1−トリフルオロメチルヘプトキシカルボニルフェニル)−4′−オクチルオキシカルボニルフェニル−4−カルボキシレートといったものを採用する。なお、この種の反強誘電性液晶としては、これらの反強誘電性液晶を複数混合した混合液晶、或いは少なくとも1種の反強誘電性液晶を含む混合液晶を採用してもよい。
【0055】
また、液晶表示装置は、コントロール回路40を備えており、このコントロール回路40は、外部回路から同期信号(垂直同期信号VSYC及び水平同期信号HSYC)を受けて、DP信号、SIO1信号、SIO2信号、SCC信号、SCK信号、EN信号、AD3信号、ACK信号、CL1信号、CL2信号、CL3信号、CL4信号、WEN信号、REN信号、AD1信号及びAD2信号を出力する。
【0056】
なお、DP信号、SIO1信号、SIO2信号、SCC信号及びACK信号は、走査電極駆動回路60に出力され、また、CL1信号及びSCK信号は信号電極駆動回路50に出力される。CL2信号、CL3信号、WEN信号、REN信号、AD1信号及びAD2信号はフレームメモリ回路20に出力される。DP信号、CL4信号、AD3信号及びEN信号は映像データ変換回路30に出力される。
【0057】
ここで、SIO1及びSIO2信号は、走査電極Y1乃至Ynの状態を規定する信号である。本第1実施形態では、SIO1信号及びSIO2信号が、L、Lのとき、H(ハイレベル)、H、Hのとき、L(ローレベル)のとき、及びL、Hのとき、消去期間、選択期間、保持期間及び消去パルス印加期間の各状態にそれぞれ対応する。
【0058】
電源回路70は、7種類の電圧VWP、VRP、VHP、VE、VHN、VRN、VWN(図1参照)を出力する。
【0059】
外部より入力される映像データ信号R0 (赤の映像データを表す)、映像データ信号G0 (緑の映像データを表す)及び映像データ信号B0 (青の映像データを表す)は、フレームメモリ回路20へ一旦格納される。なお、映像データ信号R0 、映像データ信号G0 及び映像データ信号B0 をまとめて映像データ信号R0 G0 B0 という。
【0060】
フレームメモリ回路20は、図4に示すごとく、R0 用、G0 用及びB0 用の3つのフレームメモリ21、22及び23で構成されている。しかして、フレームメモリ回路20は、外部より入力される映像データ信号R0 、映像データ信号G0 及び映像データ信号B0 を垂直同期信号VSYC及び水平同期信号HSYCに同期して、各フレームメモリ21、22及び23にそれぞれ格納する(図5参照)。
【0061】
具体的には、コントロール回路40からの書き込み信号WENがハイレベル(H)のとき、各フレームメモリ21、22、23は、各映像データ信号R0 、映像データ信号G0 及び映像データ信号B0 を受けて、コントロール回路40からのクロック信号CL2に同期してコントロール回路40からのアドレス信号AD1により指定される領域に映像データR0 、映像データG0 及び映像データB0 をそれぞれ1画面分(図5では、K画面目分)記憶する。
【0062】
本第1実施形態における液晶パネル10の構造の場合、各フレームメモリ21乃至23には、水平方向表示ライン(以下、走査線ともいう)の数よりも2本分多い1026ライン分の記憶が必要である。これに伴い、アドレス信号AD1により、図10においてH=0乃至H=1025の各行には常に&H00(16進数)のデータが格納され、H=1乃至H=1024の各行には映像データDi,j が図10にて示すごとく格納されるようになっている。なお、H=0及びH=1025の各行では、格納データDi,j はすべて零である。
【0063】
ここで、映像データ信号R0 G0 B0 と各データDi,j との関係をフレームメモリへの書き込みタイミングを考慮して説明する。
【0064】
図5は映像データ信号をフレームメモリへ書き込むタイミングチャートであり、K画面目を例にとったものである。K画面目のデータは、垂直同期信号VSYCの立ち上がりから始まり、当該垂直同期信号VSYCが立ち上がるまで続く。映像データ信号R0 、映像データ信号G0 或いは映像データ信号B0 は、画素G(1、1)のデータを先頭として、各画素G(2、1)、G(3、1)、・・・、G(1280、1)、G(1、2)、G(2、2)、G(3、2)、・・・、G(1、3)、G(2、3)、・・・、G(1279、1023)、G(1280、1023)、G(1、1024)、G(2、1024)、G(3、1024)、・・・、G(1279、1024)、G(1280、1024)のデータの順にデータD1,1 、・・・、データD1280,1024 としてフレームメモリ21、22或いは23に送られてくる。
【0065】
送られてきたデータD1,1 、・・・、データD1280,1024 は、アドレス信号AD1に指定された領域にクロック信号CL2に同期して順次フレームメモリ21、22或いは23に記憶される。
【0066】
このようにしてフレームメモリ21、22或いは23に転送されたデータのうち、アドレス信号AD2により指定されたアドレスに格納されているデータは、図7にて示すように、REN信号がハイレベルのとき、クロック信号CL3に同期してフレームメモリ21、22或いは23から読み出される。
【0067】
このようにして読み出されたデータは、図8にて示すように、映像データ補正回路30の各R1 用、G1 用、B1用のラインメモリ31a、32a、33aのアドレス信号AD3で指定されるアドレスにクロック信号CL4に同期して書き込まれる。このとき、EN信号はローレベルになっている。EN信号がローレベルの期間とREN信号がハイレベルの期間は同期している。従って、各フレームメモリ21、22、23の所定のアドレスからデータが読み出されると同時に各ラインメモリ31a、32a、33aの所定のアドレスにデータが書き込まれることになる。
【0068】
本第1実施形態においては、走査線である走査電極は、上述したように、1画素(導電膜部16a及び16bの一方とこれに対応する3本の透明導電膜13及び3本のカラーフィルタ層R、G、Bとに対応する)毎に、図3に示すごとく、上下に導電膜部16a、16bを突出させている。
【0069】
このため、映像データ信号R0 G0 B0 の各映像データは、j番目(jは1乃至1024の自然数)の走査線が選択されたとき表示される必要がある。具体的には、例えば、水平方向(j番目の走査線につながっている方向)の1画素目ではデータD1,j 、2画素目ではデータD2,j+1 、3画素目ではデータD3,j 、4画素目ではデータD4,j+1 というように、交互にj番目とj+1番目の水平ライン上の映像データを表示する必要がある。
【0070】
これに対応するために、フレームメモリ回路20から各データD1,1 、D2,0 、D3,1 、D4,0 、・・・、D1279,1、D1280,0を読み出して、映像データ変換回路30の各ラインメモリ31a乃至32cのアドレス1乃至1280に書き込む。
【0071】
ここで、各フレームメモリ21乃至23、各ラインメモリ31a乃至32cへ書き込まれたデータをマップで表すと、それぞれ、図10及び図11のようになる。なお、図10において、H=0及びH=1025の各行では、V=1乃至V=1280に亘り、各データDは16進数表示にて零をとる。また、H=1乃至H=1024の範囲では、各行において、各データDはそれぞれの映像データを16進数表示にて表す。
【0072】
次に、EN信号がハイレベルの期間に各ラインメモリ31a乃至32cのアドレス1乃至1280に格納されているデータはクロック信号CL4に同期して順次各ラインメモリ31a乃至31cから読み出されていく。なお、EN信号がハイレベルの期間はSCK信号がローレベルにある期間と同じである。また、本実施形態では、1パルスのSCC信号が印加される毎に2パルスのSCK信号が印加される。
【0073】
各ラインメモリ31a、32a、33aから読み出されたデータは、各D−A変換器31b、32b、33b(図6参照)により所定の振幅を持つアナログ信号(図1にて符号R2、G2、B2参照)に変換される。なお、本実施形態では、図9に示すように、各D−A変換器31b、32b、33bの出力アナログ信号のレベルは、当該各D−A変換器31b、32b、33bの入力データであるデジタルデータに対し直線的に変化する。
【0074】
続いて、各D−A変換器31b、32b、33bの出力アナログ信号は、各アナログスイッチ31c、32c、33cを通して信号電極駆動回路50に出力される。ここで、各アナログスイッチ31c、32c、33cは、DP信号がローレベルのときは、各出力アナログ信号をそのまま信号電極駆動回路50に出力し、また、DP信号がハイレベルのときは各出力アナログ信号を反転して信号電極駆動回路50に出力する。
【0075】
信号電極回路50は、図12にて示すごとく、シフトレジスタ50aと、2段のサンプルホールド回路51、52からなるサンプルホールド回路50bとにより構成されている。
【0076】
映像データ変換回路30でレベル変換された各アナログ信号(映像データ信号R2 G2 B2 に対応する)は、クロック信号CL1に同期してSCK信号がローレベルのときに初段のサンプルホールド回路51の各サンプルホールド部SH11R、SH11G、SH11B、SH12R、・・・、SH1mB(m=1280)によりラッチされ1行分の信号としてホールドされる。このようにして初段のサンプルホールド回路51にホールドされた信号は、SCK信号の立ち上がりに同期して次段のサンプルホールド回路52の各サンプルホールド部SH21R、SH21G、SH21B、SH22R、・・・、SH2mB(m=1280)にラッチされ、各信号電極Xmに映像データ信号として出力される。そして、信号電極駆動回路50は、上記動作を繰り返すことで、図13に示すような駆動波形を発生する。このことは、信号電極駆動回路50がSCK信号に同期して映像データ信号R0 G0 B0 に対応するRGBのデータ信号を出力することを意味する。
【0077】
走査電極駆動回路60は、コントロール回路40からのDP信号、SIO1信号、SIO2信号、SCC信号及びACK信号に基づき、電源回路70からの7種類の電圧を選択して、消去、選択、保持、消去パルス印加の各状態に対応した各電圧を、走査電極Ynに、1走査電極の飛び越しをしながら順次印加するとともに、これら走査電極Ynを交流駆動するため選択期間毎に電圧極性を正又は負に切り換える。
【0078】
ここで、走査電極駆動回路60の動作を、図17を参照しつつ、走査電極Y1を例にとり説明する。
【0079】
消去期間には、電圧VEが走査電極に印加されてこの走査電極Y1上の全画素表示を消去する。選択期間は、2つの期間に分かれており、正の選択期間においては、その第1期間には負の選択電圧VWNが走査電極Y1に印加され、その第2期間には正の選択電圧VWPが当該走査電極Y1に印加される。この場合、上記印加電圧と各信号電極に印加される映像データに対応した電圧波形との組み合わせにより、走査電極Y1上の画素に表示が書き込まれる。
【0080】
正の保持期間には、電圧VHPが走査電極Y1に印加されて表示内容を保持する。正の保持期間終了後、負の消去パルスが走査電極Y1に印加される。負の消去パルス印加期間には電圧VRNが走査電極Y1に所定の期間印加される。
【0081】
消去期間を経て次の交流駆動を行うため、先の選択と逆極性の負の選択期間になり、走査電極Y1に対し、第1期間には正の選択電圧VWPが印加され、第2期間には負の選択電圧VWNが印加される。ここで、上記印加選択電圧と各信号電極に印加される映像データに対応した電圧波形との組み合わせにより、走査電極Y1上の画素に表示内容が書き込まれる。なお、負の保持期間には、電圧VHNが走査電極Y1に印加されて表示内容を保持する。この負の保持期間終了後、正の消去パルスが走査電極Y1に印加される。正の消去パルス印加期間には電圧VRPが走査電極Y1に所定の期間印加される。
【0082】
また、上述した飛び越し走査はつぎのようにして行う。即ち、走査電極Y1から走査電極Y1025にかけてこれら走査電極を1本づつ飛び越しながら走査する。走査する順番はY1、Y3、Y5、・・・、Y1023、Y1025、Y2、Y4、Y6、・・・、Y1022、Y1024の順に走査する。
【0083】
走査電極Y3以後に選択される走査電極には、選択期間分ずらした波形にて電圧が印加される。その際、表示のちらつきを防止するため、例えば、走査電極Y1が正、走査電極Y3が負、走査電極Y5が正、・・・、Y1023が負、Y1025が正、Y2が負、Y4が正、Y6が負、Y1022が負、Y1024が正、走査電極Y1が負、・・・というように、走査電極を1本飛び越す毎に電圧極性が反転するようになっている(図3参照)。
【0084】
ここで、走査電極駆動回路60の具体的回路構成につき、図14を参照して説明する。この走査電極駆動回路60は、1025個の2bitレジスタRY1,1 乃至RY1025,1と、1025個のデコーダ回路DY1乃至DY1025、1025個のレベルシフタSY1乃至SY1025、1025個のアナログスイッチ回路WY1乃至WY1025とを有し、コントロール回路40から5種類の信号を受けて上記動作をするように構成されている。
【0085】
2bitレジスタRY1,1 乃至RY1025,1は、SIO1及びSIO2信号を、ACK信号の立ち上がりに同期して順次取り込み、SCC信号の立ち上がりに同期して2bitデータ(bit1、bit2)をデコーダ回路DY1乃至DYnに出力する。
【0086】
ここで、2bitレジスタRY1,1 乃至RY1025,1の具体的構成につき2bitレジスタRY1,1 及びRY2,1 を例にとり、図15を参照して説明する。2bitレジスタRY1,1 は、1bitを構成する一対のD型フリップフロップFa、Fbと、他の1bitを構成する一対のD型フリップフロップFc、Fdとを備える。
【0087】
両フリップフロップFb、Fdは、ACK信号の立ち上がりに同期してSIO1及びSIO2信号を取り込み、各Q端子から両フリップフロップFa、Fcにそれぞれ出力する。両フリップフロップFa、Fcは、SCC信号の立ち上がりに同期して、両フリップフロップFb、Fdの各Q端子からの出力をそれぞれ取り込み、2bitデータ(bit1、bit2)としてデコーダ回路DY1に出力する。
【0088】
また、2bitレジスタRY2,1 は、2bitレジスタRY1,1 と同様に、各一対のD型フリップフロップFa、Fb及びFc、Fdを備える。この2bitレジスタRY2,1 では、両フリップフロップFb、Fdは、ACK信号の立ち上がりに同期して、SIO1及びSIO2信号に代わる2bitレジスタRY1,1 の両フリップフロップFb、Fdの各Q端子からの出力を取り込み、各Q端子から両フリップフロップFa、Fcにそれぞれ出力する。
【0089】
これら両フリップフロップFa、Fcは、SCC信号の立ち上がりに同期して両フリップフロップFb、Fdの各Q端子からの出力をそれぞれ取り込み、2bitデータ(bit1、bit2)としてデコーダ回路DY2に出力する。
【0090】
なお、残りの2bitレジスタRY3,1 乃至RY1025,1も2bitレジスタRY2,1 と同様の構成を有しており、これら2bitレジスタRY3,1 乃至RY1025,1は、それぞれ、2bitレジスタRY2,1 乃至RY1024,1と同様に作動して2bitデータをデコーダ回路DY3乃至DY1025に出力する。
【0091】
デコーダ回路DY1乃至DY1025は、2bitレジスタRY1,1 乃至RY1025,1からの2bitデータ及びコントロール回路40からの一方のDP信号により、アナログスイッチ回路WY1乃至WY1025の各アナログスイッチを切り換えるに要する7種類の信号を作成するようになっている。
【0092】
デコーダ回路DY1乃至DY1025は、共に、図16に示す回路構成を有している。そこで、デコーダ回路DY1を例にとり説明する。論理回路51は、図16にて示すように複数の論理ゲート素子により構成されており、この論理回路51は、2bitレジスタRY1,1 からの両データbit1、bit2をデコードして、切り換え信号としての役割を果たすDEE信号、DWW信号、DRR信号及びDHH信号に変換する。
【0093】
ここで、消去期間のとき(SIO1信号及びSIO2信号がL、Lのとき)、DEE信号のみがHとなり、選択期間のとき(SIO1信号及びSIO2信号がH、Lのとき)、DWW信号のみがHとなり、消去パルス印加期間のとき(SIO1信号及びSIO2信号がL、Hのとき)、DRR信号のみがHとなり、保持期間のとき(SIO1信号及びSIO2信号がH、Hのとき)、DHH信号のみがHとなる。
【0094】
論理回路52は、図16にて示すように複数の論理ゲート素子52a乃至52fにより構成されており、この論理回路52は、DWW信号がHのときリセットされ、DRR信号の立ち上がりに同期してORゲート52gの出力を反転させる。
【0095】
論理回路53は、図16にて示すように複数の論理ゲート素子53a乃至53dにより構成されており、この論理回路53は、論理回路51からのDWW信号及び一方のDP信号に基づき論理回路54を論理制御する。論理回路54は、DWW信号がHのとき一方のDP信号を論理回路53から受けてそのまま出力し、DWW信号がLのとき論理回路53からの一方のDP信号をラッチする。
【0096】
このようにして合成された7種類の制御信号のうち、DEE信号が、電源回路70の電圧VEの出力端子に接続されたアナログスイッチ(図14参照)をレベルシフタを通じて制御し、DWP信号が、電源回路70の電圧VWPの出力端子に接続されたアナログスイッチ(図14参照)をレベルシフタを通じて制御する。また、DWN信号が、電源回路70の電圧VWNの出力端子に接続されたアナログスイッチ(図14参照)をレベルシフタを通じて制御し、DRP信号が、電源回路70の電圧VRPの出力端子に接続されたアナログスイッチ(図14参照)をレベルシフタを通じて制御する。
【0097】
また、DRN信号が、電源回路70の電圧VRNの出力端子に接続されたアナログスイッチ(図14参照)をレベルシフタを通じて制御し、DHP信号が、電源回路70の電圧VHPの出力端子に接続されたアナログスイッチ(図14参照)をレベルシフタを通じて制御し、DHN信号が、電源回路70の電圧VHNの出力端子に接続されたアナログスイッチ(図14参照)をレベルシフタを通じて制御する。そして、各電圧がHのとき、対応するアナログスイッチがオンとなり、このアナログスイッチを通して電源回路70の電圧が出力される。
【0098】
上述した論理回路54は、両論理回路52、53の各出力の排他論理和をDPP信号として論理回路55に出力する。ここで、DWW信号がHの期間の間、論理回路52はリセットされてその出力がLとなり、論理回路53は論理回路52の出力をそのまま出力するため、DPP信号は一方のDP信号と一致し、電圧極性は一方のDP信号により制御される。DWW信号がLになると、論理回路53は、ラッチ機能を発揮するため、DPP信号は一方のDP信号とは無関係となる。論理回路52の論理出力は、DRR信号の立ち上がりに同期して反転するため、DPP信号はDRR信号の立ち上がりの度に論理が反転し、電圧極性は消去パルス印加期間時に反転する。
【0099】
論理回路55は、論理回路51からの各信号及び論理回路54からのDPP信号に基づき、電圧極性を切り換える。この場合、DWW信号がHのとき、DPP信号がHであればDWP信号がHとなり、DPP信号がLであればDWN信号がHとなる。DRR信号がHのとき、DPP信号がHならばDRP信号がHになり、DPP信号がLならばDRN信号がHになる。また、DHH信号がHのとき、DPP信号がHならばDHP信号がHになり、DPP信号がLならばDHN信号がHになる。
【0100】
従って、ACK信号、SCC信号、SIO1信号、SIO2信号、及び一方のDP信号に基づき、所定波形の電圧が走査電極Y1乃至Ynに出力される(図14及び図17参照)。
【0101】
本第1実施形態では、上述したように、1パルスのSCC信号に対して2パルスのACK信号が対応している(図17参照)ので、選択期間は、電圧が、SIO1信号、SIO2信号の両信号によって、走査電極を1本ずつ飛び越して順次走査電極に印加される。
【0102】
その結果、図17にて示すようなタイミングにて、走査電極駆動波形が各走査電極に印加される。図17では、S+は正の選択期間を示し、S−は負の選択期間を示す。R+は正の消去パルス印加期間を示し、R−は負の消去パルス印加期間を示す。H+は正の保持期間を示し、H−は負の保持期間を示す。RSは消去期間を示す。
【0103】
このように構成した本第1実施形態において、1画面表示周期が、30Hz(1画面表示期間33.333ms、1水平ライン走査時間1H=32.5μs)、走査電極の数1025本、信号電極の数1280本(透明導電膜13の数3840本に対応する)、走査デューティ1/N(N=1025)、消去パルス印加期間32.5μs(1H)、消去期間1951.2μs(60H)とした場合の液晶表示装置としての作動について説明する。
【0104】
従来の線順次駆動方法と画素構造では、図19にて画素の輝度変化と時間との関係により示すように、画素Gm,n=Gi,jと画素Gm,n=Gi+1,jの走査タイミング及び輝度変化波形は、駆動周波数30Hzのもと、同一である。
【0105】
従って、両画素Gi,jと画素Gi+1,jの平均の輝度変化と時間との関係では、当該平均の輝度変化は駆動周波数と同じ30Hzとなる。このため、各画素の輝度変化にしろ平均の輝度変化にしろ、各画素には、図19に示すような輝度の時間的変化により、駆動周波数である30Hzのちらつきが発生する。
【0106】
これに対し、本第1実施形態によれば、各画素Gi,j、Gi+1,jの走査タイミング及び輝度波形は、図18にて画素の輝度変化と時間との関係により示すようになる。
【0107】
ここで、本第1実施形態では、液晶パネル10の各走査電極は各信号電極及び各カラーフィルタ12との関係において上述のごとく構成されている(図3参照。しかも、各画素Gi,j、Gi+1,jは1本飛び越し走査のもとに走査される。このため、画素Gi+1,jの走査タイミング及び輝度波形は、画素Gi,jの走査タイミングの走査タイミング及び輝度波形に対し(1/60Hz)即ち半周期だけずれる。
【0108】
従って、両画素Gi,j、Gi+1,jの平均の輝度変化と時間との関係は、図18にて示すようになり、輝度の時間変化の周期は半分になる。このため、ちらつき周波数は駆動周波数の2倍の60Hzとなる。
【0109】
一般に、30Hzのちらつきは人間が見た場合非常に感度が高いため、表示の視認性を著しく低下させ、見る者に疲労感や不快感を与える。ちらつきは、周波数が高くなるにつれて人間が見た場合の感度が低下し、60Hzになると人間の目にはほとんど感じられない。
【0110】
しかし、従来の駆動方法と画素構造の組み合わせではちらつき周波数は、上述のごとく、駆動周波数と同じ30Hzなので、不快なちらつきが視認されてしまっていた。これに対し、本第1実施形態による駆動方法と画素構造(図3参照)の場合、ちらつき周波数は駆動周波数の2倍の60Hzとなるので人間には殆ど感じられない。その結果、ラインスクロール現象が見る人によって視認されることがない。
【0111】
また、本第1実施形態では隣接の2画素での平均となるので、表示面にかなり近づいても平均の輝度効果がある。このため、ラインスクロール現象の視認がより一層防止され得る。さらに、平均の輝度変化において、輝度の落ち込みが図19にて示すものに比べて半分になるので、ちらつきが一層防止される。
【0112】
また、本第1実施形態では、上述したような各カラーフィルタ層R、G、Bをまとめた単位(即ちカラーフィルタ12毎)のもとに、隣接画素の走査順をずらせているので、動画像を表示したときも色ずれを生じることが無い。
【0113】
図20乃至図22は、上記第1実施形態の変形例を示している。この変形例においては、他の走査電極駆動回路60が、上記第1実施形態にて述べた走査電極駆動回路60に加え、図20にて示すごとく、液晶パネル10に接続されている。また、当該他の走査電極駆動回路60にも、電源回路70の出力及びコントロール回路40から上記第1実施形態にて述べた走査電極駆動回路60への出力が入力される。
【0114】
また、本変形例での液晶パネル10においては、上記第1実施形態にて述べた複数の透明導電膜13の各々が、上記第1実施形態にて述べた信号電極Xmに代わる信号電極X3mとして用いられる。これに伴い、各カラーフィルタ層R、G、Bが、上記第1実施形態にて述べたように画素毎に1単位としてまとめて用いられるのではなく、信号電極X3mの各々に対応するように、別々に用いられる(図21参照)。
【0115】
また、本変形例での液晶パネル10においては、各一対の走査電極Yn−1、Yn−2が、上記第1実施形態にて述べた各走査電極Ynに代えて採用されている。
【0116】
ここで、各走査電極Yn−1と、各走査電極Yn−2とは、互いに逆の極性となっている。また、各走査電極Yn−1は、図1にて図示右側の走査電極駆動回路60に接続され、一方、各走査電極Yn−2は、図20にて図示左側の走査電極駆動回路60に接続されている。
【0117】
また、一対の走査電極Y1−1、Y1−2を例にとりその構造について説明すると、走査電極Y1−1は、透明導電膜16Aにより構成されており、この透明導電膜16Aは、図21にて示すごとく、共通膜部16dから両矩形状導電膜部16e、16fを交互に突出形成して構成されており、各導電膜部16eは、共通膜部16dから図21にて図示上方へ突出形成され、一方、各導電膜部16fは、共通膜部16dから図21にて図示下方へ突出形成されている。なお、共通膜部16dは画面の大きさにより低抵抗の材料を使うこともある。図21中、二点鎖線で囲んだ領域が各水平方向表示ラインを形成する。
【0118】
一方、走査電極Y1−2は、透明導電膜16Bにより構成されており、この透明導電膜16Bは、図21にて示すごとく、透明導電膜16Aと同様に構成されている。
【0119】
また、透明導電膜16Aの各導電膜部16eは、透明導電膜16Bの対応の各導電膜部16eと共に、図21にて第1行目の水平方向表示ライン上の図示上下の位置にて、各信号電極X1、X3、X5、・・・、X3×1280−1にそれぞれ対応して位置する。
【0120】
また、透明導電膜16Aの各導電膜部16fは、透明導電膜16Bの対応の各導電膜部16fと共に、図21にて第2行目の水平方向表示ライン上の図示上下の位置において、各信号電極X2、X4、X6、・・・、X3×1280−2、X3×1280にそれぞれ対応して位置する。残りの各対の走査電極Y2−1、Y2−2、・・・・、Yn−1、Yn−2も、一対の走査電極Y1−1、Y1−2と実質的に同様に構成されている。
【0121】
ちなみに、一方極性の走査電極Y1−1の駆動波形及び信号電極の駆動波形は、図22(a)にて示す波形となる。また、他方極性の走査電極Y1−2の駆動波形及び信号電極の駆動波形は、図22(b)にて示す波形となる。その他の構成は上記第1実施形態と同様である。
【0122】
このように構成した本変形例においては、上述のごとく、上記第1実施形態のように各カラーフィルタ層R、G、Bをまとめて一単位としての1画素に対応させるのではなく、各カラーフィルタ層R、G、Bが、それぞれ、独立の一単位としての1画素に対応させるようにしてある。このため、平均の画素の単位が上記第1実施形態よりも小さくなる。従って、表示画像として動画特性を重視しない場合にちらつきを防止する効果が高くなる(図22(c)参照)。その結果、ラインスクロール現象を見えなくする効果が高くなる。
【0123】
また、モノクロ表示の場合も画素を単位とするほうが効果が高い。また、図21では1画素を2つの領域に分けて互いに逆の極性で両走査電極駆動回路60により駆動している。このため、反強誘電性液晶10cの正と負の特性の違いや正の透光状態と負の透光状態を斜めから見たときに生じる分光透過率の違いに起因するちらつきをも防いでおり、水平方向の2画素での平均効果と組み合わさり、ちらつきを抑える効果は著しく高い。その他の作用効果は上記第1実施形態と同様である。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を図23乃至図35に基づき説明する。この第2実施形態では、コントロール回路40A及び走査電極駆動回路60Aが、上記第1実施形態にて述べたコントロール回路40及び走査電極駆動回路60に代えて、図23にて示すごとく、採用されている。
【0124】
コントロール回路40Aは、上記コントロール回路40の各出力信号のうちSI01信号及びSI02信号に代えて、SI01a信号及びSI02a信号(図27及び図29参照)を出力し、かつ、当該コントロール回路40の各出力信号に加え、DR信号をも出力するようになっている。
【0125】
即ち、コントロール回路40Aは、外部回路から垂直同期信号VSYC及び水平同期信号HSYCを受け、DP信号、DR信号、SIO1a信号、SIO2a信号、SCC信号、ACK信号、CL1信号、CL2信号、CL3信号、CL4信号、WEN信号、REN信号、AD1信号、及びAD2信号を出力する。
【0126】
なお、DP信号、DR信号、SIO1a信号、SIO2a信号、SCC信号及びACK信号は、走査電極駆動回路60Aに出力され、また、CL1信号及びSCC信号は信号電極駆動回路50に出力される。CL2信号、CL3信号、WEN信号、REN信号及びAD1信号はフレームメモリ回路20に出力される。DP信号、CL4信号及びAD3信号は映像データ変換回路30に出力される。
【0127】
ここで、本第2実施形態のSIO1a信号及びSIO2a信号は、図29にて示すごとく、上記第1実施形態にて述べたSIO1及びSIO2信号とはパルス波形が異なるものの、これらSIO1信号及びSIO2信号と同様に、走査電極Ynの状態を規定する役割を果たす。
【0128】
また、本第2実施形態では、SIO1a信号及びSIO2a信号がL、Lのとき、H、Lのとき、H、Hのとき、及びL、Hのとき、消去期間、選択期間、保持期間及び回復期間(リフレッシュ期間)の各状態にそれぞれ対応する。
【0129】
走査電極駆動回路60Aは、コントロール回路40AからのDP信号、DR信号、SIO1a信号、SIO2a信号、ACK信号及びSCC信号に基づき、上記第1実施形態にて述べた電源回路70からの7種類の電圧VWP、VRP、VHP、VE、VHN、VRN、VWN(図23参照)を選択して、消去、選択、保持、回復(リフレッシュ)の各状態に対応した各電圧を走査電極Ynに2本づつ飛び越しながら印加するとともに、これら走査電極Ynを交流駆動するため選択期間の度毎に電圧極性を正又は負に切り換える(図29参照)。
【0130】
ここで、このような走査電極駆動回路60Aの動作を図29に基づき走査電極Y1を例にとり説明する。選択期間は、三つの期間に分かれており、正の選択期間においては、走査電極に対し、第1期間には電圧VEが印加され、第2期間には電圧VHPが印加され、第3期間には電圧VWPが印加される。この電圧VWPと信号電極に印加される画像データに対応した電圧波形との組み合わせにより、走査電極Y1上の画素に表示が書き込まれる。正の保持期間には、電圧VHPが走査電極に印加されて表示内容を保持する。
【0131】
回復期間は二つの期間に分かれている。負の回復期間においては、走査電極に対し、第1期間に電圧VRNが印加される。この期間は、信号電極駆動回路50が後述のごとく電圧VGを出力する期間と一致しており、表示内容を保持したまま電圧極性を反転させる。第2期間には、電圧VHNが走査電極に印加される(図29の走査電極Y1上の符号R−参照)。次の負の保持期間には、電圧VHNが走査電極に印加されて表示内容を保持する。続いて、正の回復期間及び正の保持期間となる。
【0132】
正の回復期間においては、走査電極に対し、第1期間に電圧VRPが印加される。この期間は、信号電極駆動回路50が後述のごとく電圧VGを出力する期間と一致しており、表示内容を保持したまま電圧極性を反転させる。第2期間には、電圧VHPが走査電極に印加される。次の正の保持期間には、電圧VHPが走査電極に印加されて表示内容を保持する。
【0133】
負の消去期間では、第1期間に電圧VWNが走査電極に印加された後電圧VEが走査電極に印加されてこの走査電極上の全画素表示を消去する。消去期間を経て次の交流駆動を行うため、先の選択と逆極性の負の選択期間になり、走査電極に対し、第1期間には電圧VEが印加され、第2期間には電圧VHNが印加され、続いて、第3期間には負の選択電圧VWNが印加される。ここで、上記電圧と信号電極に印加される画像データに対応した電圧波形との組み合わせにより画素に表示内容が書き込まれる。負の保持期間には、電圧VHNが走査電極に印加されて表示内容を保持する。
【0134】
続いて、正の回復期間、正の保持期間、負の回復期間及び負の保持期間となり以後同様に繰り返される。最後の保持期間の後に正の消去期間となる。正の消去期間では、第1期間に電圧VWPが走査電極に印加された後電圧VEが走査電極に印加されてこの走査電極上の全画素表示を消去する。
【0135】
また、本第2実施形態では、走査電極Y1から走査電極Y1025にかけてこれら走査電極を飛び越し数2にて飛び越しながら走査する。このため、図30に示すごとく、走査電極Y1、Y4、Y7、・・・のように2本づつ飛び越しながら選択期間分ずらした波形にて電圧が印加される。画面の最下部まで走査した後、Y2、Y5、Y8、・・・のように2本づつ飛び越しながら選択期間分ずらした波形にて電圧が印加される。
【0136】
同様に、液晶パネル10の最下部まで走査した後、Y3、Y6、Y9、・・・のように2本ずつ飛び越しながら選択期間分ずらした波形にて電圧が印加され、1画面の走査が終わる。その後、極性を反転して同様に飛び越しながら画面の走査をする。また、上記走査にあたっては、表示のちらつきを防止するため、例えば、走査電極Y1が正、走査電極Y2が負、走査電極Y3が正、・・・というように、走査電極毎に電圧極性が反転するようになっている。
【0137】
ここで、走査電極駆動回路60Aの具体的回路構成につき、図27を参照して説明する。この走査電極駆動回路60Aは、上記第1実施形態にて述べた走査電極駆動回路60において、1025個の2bitレジスタRY1,1 乃至RY1025,1にSI01信号及びSI02信号に代えてSI01a信号及びSI02a信号を入力し、上記第1実施形態にて述べたn個のデコーダ回路DY1乃至DY1025に代わる1025個のデコーダ回路DY1a乃至DY1025a(図28参照)にさらにDR信号を入力するようにした構成となっている。
【0138】
2bitレジスタRY11乃至RY1025,1は、SIO1a及びSIO2a信号を、ACK信号の立ち上がりに同期して順次取り込み、SCC信号の立ち上がりに同期して2bitデータ(bit1、bit2)をデコーダ回路DY1乃至DY1025に出力する。
【0139】
デコーダ回路DY1乃至DY1025は、2bitレジスタRY1乃至RY1025からの2bitデータ及びコントロール回路40Aからの一方のDP信号及びDR信号により、アナログスイッチ回路WY1乃至WY1025の各アナログスイッチを切り換えるに要する7種類の信号を作成するようになっている。
【0140】
デコーダ回路DY1a乃至DY1025aは、上記第1実施形態にて述べたデコーダ回路DY1乃至DY1025において、両論理回路51、56の間に論理回路55を接続した構成となっている。
【0141】
そこで、本第2実施形態におけるデコーダ回路DY1aを例にとり説明する。論理回路51は、上記第1実施形態にて述べたと実質的に同様である。ここで、消去期間のとき(SIO1a信号及びSIO2a信号がL、Lのとき)、DDE信号のみがHとなり、選択期間のとき(SIO1a信号及びSIO2a信号がH、Lのとき)、DDW信号のみがHとなり、回復期間のとき(SIO1a信号及びSIO2a信号がL、Hのとき)、DDR信号のみがHとなり、保持期間のとき(SIO1a信号及びSIO2a信号がH、Hのとき)、DDH信号のみがHとなる。
【0142】
論理回路55は、DR信号に基づき論理回路51からSIO1a信号及びSIO2a信号との関連で生ずる各切り換え信号を制御して、DEE信号、DWW信号、DRR信号及びDHH信号を出力する。
【0143】
なお、確認のため、各信号のレベルの関係を述べると、DDE信号がHのときにはDEE信号のみがHとなる。DDW信号がHのときには、DR信号がHの期間の間DEE信号のみがHとなり、DR信号がLの期間の間DWW信号のみがHとなる。DDR信号がHのとき、DR信号がHの期間の間DRR信号のみHとなり、DR信号がLの期間の間DHH信号のみHとなる。DDH信号がHのときDHH信号のみHとなる。
【0144】
各論理回路52、54の作動は、上記第1実施形態と同様である。論理回路56は、論理回路55からの各信号及び論理回路54からのDPP信号に基づき、電圧極性を切り換える。この場合、DWW信号がHのとき、DPP信号がHであればDWP信号がHとなり、DPP信号がLであればDWN信号がHとなる。DRR信号がHのとき、DPP信号がHならばDRP信号がHになり、DPP信号がLならばDRN信号がHになる。また、DHH信号がHのとき、DPP信号がHならばDHP信号がHになり、DPP信号がLならばDHN信号がHになる。
【0145】
従って、図29にて示すように、ACK信号、SCC信号、SIO1a信号、SIO2a信号、一方のDP信号及びDR信号に基づき、所定波形の電圧が走査電極Y1乃至Ynに出力される。
【0146】
本第2実施形態では、1パルスのSCC信号に対して3パルスのACK信号(図29参照)が対応するので、選択期間は、SIO1a信号、SIO2a信号の両信号によって、走査電極を2本ずつ飛び越して順次走査電極に印加される。
【0147】
その結果、図30にて示すようなタイミングにて、走査電極駆動波形が各走査電極に印加される。図30では、S+は正の選択期間を示し、S−は負の選択期間を示す。R+は正の回復期間を示し、R−は負の回復期間を示す。H+は正の保持期間を示し、H−は負の保持期間を示す。RS+は正の消去期間を示し、RS−は負の消去期間を示す。
【0148】
上記第1実施形態にて述べた信号電極駆動回路50は、上述のごとく、上記第1実施形態にて述べたコントロール回路40に代えて、コントロール回路40Aからの出力に基づき駆動制御される。
【0149】
ここで、上記第1実施形態では、1水平ライン選択時間(1表示ライン選択期間)に2個の振幅が同じで極性が異なるパルスを信号電極に印加していたが、本第2実施形態では、1水平ライン選択時間に3個パルスを信号電極に印加する。3つのパルスのうち第1パルスの期間で電圧VGが信号電極に印加され、第2第3パルスの期間では映像データに応じて振幅が同じで極性が異なるパルスが信号電極に印加される。
【0150】
この場合、コントロール回路40Aからアドレス信号AD2信号が上記第1実施形態とは異なり、図25に示すようになる。即ち、第1パルスは常に各データD0,0 、D1,0 、D2,0 、・・・、D1279、0 、D1280,0が16進数にて出力される。第2、第3パルスの各期間には、それぞれ該当する画素の映像データが出力される。
【0151】
また、本第2実施形態での液晶パネル10においては、各走査電極Y1、・・・・、Y1025が、図24にて示すような構成となっている。
【0152】
ここで、走査電極Y1を例にとりその構造について説明すると、走査電極Y1は、透明導電膜16Cにより構成されており、この透明導電膜16Cは、図24にて示すごとく、共通膜部16gから各矩形状導電膜部16h、16i、16jを交互に突出形成して構成されている。
【0153】
各導電膜部16hは、共通膜部16gから図24にて図示上方へ突出形成され、各導電膜部16iは、共通膜部16dから図示上下両側へ突出形成され、また、各導電膜部16jは、共通膜部16gから図示下方へ突出形成されている。
【0154】
また、導電膜部16hは、第1行目の水平方向表示ライン上にて図24にて図示左端の信号電極X1に対応して位置し、かつ画素G11に対応する。導電膜部16iは、第2行目の水平方向表示ライン上にて信号電極X2に対応して位置し、かつ、画素G22に対応して位置する。また、導電膜部16jは、第3行目の水平方向表示ライン上にて信号電極X3に対応して位置し、かつ画素G33に対応して位置する。
【0155】
また、各両導電膜部16h、16iは、各導電膜部16jを基準にジグザグ状に位置する。このことは、走査電極X1に基づき、斜めに位置する3つの画素がジグザグに配列した構造になっていることを意味する。
【0156】
このような画素構成と走査ラインを2ライン飛び越しながら走査するため、フレームメモリ回路20からは図25、図26に示すように、各データD1,0 、D2,0 、D3,1 、D4,0 、D5,0 、D6,0 、D7,1 、D8,0 、・・・、D1279,0、D1280,1、D1,1 、D2,3 、D3,4 、D4,3 、D5,2 、D6,3 、D7,4 、D8,3 、・・・、D1279,3、D1280,4、D1,5 、D2,6 、D3,7 、D4,6 、D5,5 、D6,6 、D7,7 、D8,6 、・・・D1279,6、D1280,7、・・・、D1,1024、D2,1025、D3,1025、D4,1025、D5,1024、D6,1025、D7,1025、D8j1025、・・・D1279,1025 、D1280,1025 の順で読み出される。その後、このように読み出された各データは、上記第1実施形態にて述べたと同様にD−A変換器31b、32b、33bにて所定の振幅を持つアナログ信号に変換される。
【0157】
続いて、これらアナログ信号は、上記第1実施形態にて述べたと同様に各アナログスイッチ31c、32c、33cを通り信号電極駆動回路50に出力される。その他の構成は上記第1実施形態と同様である。
【0158】
このように構成した本第2実施形態において、1画面表示周期が、上記第1実施形態とは異なり、20Hz(1画面表示期間50ms)、走査電極の数1024本、信号電極の数3840本、走査デューティ1/N(N=512)、リセット期間R(R=12)とした場合における液晶表示装置としての作動について説明する。
【0159】
画素に印加される駆動電圧は、図29にて示すように、選択期間(正フィールドに対してはS+、負フィールドに対してはS−にて示す)、回復期間(R+又はR−にて示す)保持期間(H+又はH−にて示す)、消去期間(正フィールドに対してはRS+、負フィールドに対してはRS−にて示す)の電圧で構成される。ここで、回復期間と保持期間は30Hz以上の周期で極性を反転させている。また、極性が反転する度に輝度を回復させるための電圧VRP又はVRNが印加されている。
【0160】
正フィールドの場合、選択期間では、パルス幅t1(t1=32.6μs)の電圧VEに続いて、パルス幅t2(t2=32.6μs)の電圧VHPが印加され、さらに、パルス幅t2の電圧VWPが印加される。
【0161】
これに続く保持期間では、電圧VHPの保持電圧が印加され、選択期間の先頭から99H(本第2実施形態では9.7ms)後に電圧VRNにてパルス幅t1のリフレッシュパルス電圧が印加され、電圧VHNにてパルス幅2t2の電圧が印加され、電圧VHNの保持電圧がリフレッシュパルス電圧の先頭から数えて99H(9.7ms)後まで印加される。なお、本第2実施形態において、1Hは、ハイレベル又はローレベルにおける1走査電極の走査時間をいい、9.7ms/99に等しい。
【0162】
次に、電圧VRPでパルス幅t1のリフレッシュパルス電圧が印加され、電圧VHPでパルス幅2t2の電圧が印加され、続いて電圧VHPの保持電圧がリフレッシュパルス電圧の先頭から数えて99H(9.7ms)後まで印加される。以後、第P保持期間(P=5)まで、9.8ms毎にリフレッシュパルス電圧と保持電圧が極性反転しながら選択期間の先頭から数えて(N−R)×(t1+2t2)時間印加される。さらに、電圧VWNでパルス幅t1のパルスが印加された後、{R×(t1+2t2)−t1}の間、電圧VEが消去期間の電圧として印加される。
【0163】
正フィールドに続く負フィールドも同様に、選択期間、回復期間、保持期間、消去期間で構成されており極性が正フィールドと全く逆となっている。
【0164】
信号電極に印加される信号電圧の映像波形は、走査電圧の波形の選択期間が3パルスの電圧で構成されているのに合わせて、パルス幅t1、t2、t2の3パルス電圧で構成されている。3パルス構成にするために信号電極駆動回路は図33に示すように上記第1実施形態とは異なるSCK信号を用いた。フレームメモリ回路20からの読み出しタイミングを図33に、映像データ変換回路30の各ラインメモリへの書き込み、これら各ラインメモリからの読み出しタイミングを図34に示す。本第2実施形態では、1パルスのSCC信号が印加される毎に3パルスのSCK信号が印加される。なお、信号電極駆動回路50の動作は上記第1実施形態実施例1と同様で、図35に示すように、クロック信号CL1に同期して各ラインメモリからデータを読み出してホールドし、SCK信号の立ち上がりに同期して信号電極へ出力する。
【0165】
しかして、第1フィールドにて明を表示する場合、パルス幅t1の電圧VGに続いてパルス幅t2の電圧VSが印加され、さらに、パルス幅t2の電圧−VSが印加される。第1フィールドにて暗を表示する場合、パルス幅t1の電圧VGに続いて、パルス幅t2の電圧−VSが印加され、さらに、パルス幅t2の電圧VSが印加される。
【0166】
第2フィールドにて明を表示する場合、パルス幅t1の電圧VGに続いて、パルス幅t2の電圧−VSが印加され、さらに、パルス幅t2の電圧VSが印加される。第2フィールドにて暗を表示する場合、パルス幅t1の電圧VGに続いて、パルス幅t2のパルス電圧VSが印加され、さらに、パルス幅t2の電圧−VSが印加される。以上の映像波形は、走査波形の選択期間との組み合わせで画素の表示状態を決定する。
【0167】
中間調を表示する場合は、−VSからVSの間の電圧、及び第1 パルスである電圧VGを組み合わせて映像電極に印加する。走査電圧の波形の回復期間におけるリフレッシュパルス電圧は、信号電圧が電圧VGである期間と同期してそれぞれ印加される。
【0168】
以上のような構成とすることにより、明を表示する信号電圧の映像波形、暗を表示する信号電圧の映像波形のどちらの映像波形と組み合わさっても、画素には常に電圧VRP又はVRNでパルス幅t1の電圧が印加される。
【0169】
従って、リフレッシュされる画素では、その画素の映像電極上の他の画素の表示状態を決定する映像波形の影響を受けることなく、極性が逆で明るさが同じ表示状態とすることが可能となる。この場合、電圧VGに限ることなく、信号電圧をその変化の基準レベルに相当する電圧にて上記複数条の信号電極に印加するようにして実施しても、実質的に同様の作用効果を達成できる。
【0170】
なお、駆動電圧は、視認角度特性を改善するために隣り合う走査電極又は複数の走査電極毎に互いに極性が反転する構成としている。
【0171】
上記説明における駆動波形では、消去期間を12H(1.2ms)設けている。
【0172】
一般に、消去期間では、白から黒或いは中間調から黒へ明るさが変化する。この明るさの変化は、1フィールドの平均的な明るさに対して2%程度であるので、飛び越し走査をしない線順次走査ではちらつき(20Hz成分)として視認される。
【0173】
これに対して、本第2実施形態では、図24に示す様な画素構成と走査電極を2本づつ飛び越しながら走査することによって消去に伴い明るさが変化する周波数を60Hzまで高周波数化することで、ちらつきを実質視認不能としている。
【0174】
即ち、図32(a)に示すように、従来の線順次走査では平均的な明るさの変化はフレーム周波数と同じ20Hzである。従って、ちらつきを感じ易い周波数となっている。このため、ちらつきとして視認される。
【0175】
一方、本第2実施形態にて示す飛び越し走査では、飛び越し数2の場合、図32(b)にて示すように、水平方向の画素3個単位で平均される。このため、平均的な明るさの変化はフレーム周波数の3倍の60Hzとなる。この場合、平均する画素の単位が小さいため目視では十分な平均化効果が得られる。60Hzのちらつきに対する人間の視覚の感度は低いのでちらつきは視認されない。その結果、ラインスクロール現象が視認されることがない。
【0176】
また、本第2実施形態では、上述のごとく、保持期間中に極性を高周波数で切り換えているので、正の強誘電状態と負の強誘電状態を斜め方向から見たときの分光透過率の差に起因するちらつきも抑えられている。
【0177】
以上のようにして、本第2実施形態によれば、表示のちらつき、ひいてはラインスクロール現象を視認させることなく、所望の映像を良好に表示することができる。なお、液晶表示装置の温度が40℃の場合、40以上の高コントラスト表示が得られている。
【0178】
また、本第2実施形態の駆動波形の場合には、水平方向3画素で平均するため飛び越し数2本としたが、フレーム周波数が更に低い場合は水平方向に平均する画素あるいは画素の数を増やし、飛び越し数を2本より増やすことによりちらつきを抑えることができる。なお、フレーム周波数や回復期間の回数が異なる場合は、最適な飛び越し数を決めればちらつきを効果的に防止することができる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を図36乃至図45に基づき説明する。この第3実施形態は、液晶パネル10の反強誘電性液晶の正と負の特性の違いや正の透光状態と負の透光状態を斜めから見たときに生じる分光透過率の違いに起因するちらつき、ひいてはこれに起因するラインスクロール現象の視認を防ぐことを目的としている。この目的を達するため、本第3実施形態は、以下に述べるように、図37に示す画素構成、走査順および極性順を実現できるように構成してある。
【0179】
本第3実施形態では、コントロール回路40Bが、上記第1実施形態にて述べたコントロール回路40に代えて、図36にて示すごとく、採用されている。
【0180】
コントロール回路40Bは、上記コントロール回路40の各出力信号のうちSI01信号及びSI02信号に代えて、SI01b信号及びSI02b信号(図43参照)を出力するようになっている。
【0181】
即ち、コントロール回路40Bは、外部回路から垂直同期信号VSYC及び水平同期信号HSYCを受け、両DP信号、SIO1b信号、SIO2b信号、SCC信号、SCK信号、ACK信号、CL1信号、CL2信号、CL3信号、CL4信号、WEN信号、REN信号、AD1信号、及びAD2信号を出力する。
【0182】
なお、両DP信号の一方、DR信号、SIO1b信号、SIO2b信号、SCC信号及びACK信号は、走査電極駆動回路60Bに出力され、また、CL1信号及びSCC信号は信号電極駆動回路50に出力される。CL2信号、CL3信号、WEN信号、REN信号及びAD1信号はフレームメモリ回路20に出力される。他方のDP信号、CL4信号及びAD3信号は映像データ変換回路30に出力される。
【0183】
ここで、本第3実施形態のSIO1b信号及びSIO2b信号は、図43にて示すごとく、上記第1実施形態にて述べたSIO1信号及びSIO2信号とはパルス波形が異なるものの、これらSIO1信号及びSIO2信号と同様に、走査電極Y1乃至Ynの状態を規定する役割を果たす。なお、SIO1b信号及びSIO2b信号は、その各レベル(L又はH)に応じて、図43にて示すごとく、消去期間、選択期間、保持期間及び消去パルス印加期間の各状態に対応する。
【0184】
本第3実施形態では、走査電極駆動回路60は、上記第1実施形態にて述べた走査電極駆動回路60と同様の動作を行うもので、この走査電極駆動回路60は、コントロール回路40Bからの一方のDP信号、DR信号、ACK信号、SCC信号、並びにSIO1a信号及びSIO2a信号に代わるSIO1b信号及びSIO2b信号に基づき、上記第1実施形態にて述べた電源回路70からの7種類の電圧VWP、VRP、VHP、VE、VHN、VRN、VWN(図23参照)を選択して、消去、選択、保持、消去パルス印加の各状態に対応した各電圧を走査電極Y1乃至Ynに線順次走査方式により順次印加するとともに、これら走査電極Y1乃至Ynを交流駆動するため選択期間の度毎に電圧極性を正又は負に切り換える(図37及び図43参照)。
【0185】
本第3実施形態では、液晶パネル10の信号電極に印加される信号電圧の映像波形は、走査電圧の波形の選択期間が2パルスの電圧で構成されているのに合わせて、2パルスの電圧で構成されている。これに伴い、図37で示す画素構成(図3の画素構成と同じ)、走査順および極性順に対応して、上記第1実施形態にて述べたフレームメモリ回路20からのデータの読み出しを図38に示すタイミングとし、映像データ変換回路30の各ラインメモリへの書き込み、当該各ラインメモリからの読み出しを図39に示すタイミングとした。
【0186】
本第3実施形態では、上記第1実施形態と同様に、1パルスのSCC信号に対し2パルスのSCK信号が対応する。このため、信号電極駆動回路50の動作は上記第1実施形態と同様で、図42に示すように、クロック信号CL1に同期して映像データ変換回路30の各ラインメモリからデータを読み出してホールドし、SCK信号の立ち上がりに同期して信号電極へ出力する。
【0187】
また、走査電圧は、図37で示す走査順および極性順に対応して、図43に示すようなタイミングで各走査電極へ印加される。すなわち、選択期間が1水平ライン選択時間だけずれながら各走査電極へ印加される。なお、走査電極を選択する毎に極性を反転している。その他の構成は上記第1実施形態と同様である。
【0188】
このように構成した本第3実施形態において、1画面表示周期が、60Hz(1画面表示期間16.666ms、1水平ライン走査時間 1H=16.26μs)、走査電極の数1025本、信号電極の数1280本、走査デューティ1/N(N=1025)、消去パルス印加期間16.26μs(1H)、消去期間975.6μs(60H)とした場合の液晶表示装置としての作動について説明する。
【0189】
従来の線順次駆動方法と画素構造では、図45にて示すように、画素の輝度変化と時間との関係によれば、画素Gi,j及び画素Gi+1,jの走査タイミングにおける輝度波形の極性は同じである。従って、これら両画素の平均の輝度の変化と時間との関係(図45参照)によれば、駆動周波数60Hzの半分である30Hzのちらつきと駆動周波数である60Hzのちらつきとが発生する。このため、上記第1実施形態でも述べたように、駆動周波数60Hzの半分である30Hzのちらつきについては人間の目には感じやすく、不快感や疲労感を与える。
【0190】
これに対し、本第3実施形態によれば、各画素Gi,j、Gi+1,jの走査タイミング及び輝度波形は、図44にて画素の輝度変化と時間との関係により示すようになる。従って、各画素Gi,j、Gi+1,jには、駆動周波数60Hzの半分である30Hzのちらつきと駆動周波数である60Hzのちらつきとが発生する。
【0191】
ここで、駆動周波数60Hzの半分である30Hzのちらつきは、反強誘電性液晶の正と負の特性の違いや正の透光状態と負の透光状態とを斜めから見たときに生ずる分光透過率の違いに起因するちらつきである。
【0192】
然るに、図44にて示す画素の輝度変化と時間との関係によれば、画素Gi,j及び画素Gi+1,jの走査タイミングにおける輝度波形の極性は相互に逆極性である。従って、両画素の平均の輝度の変化と時間との関係は図44に示すようになり、輝度の時間変化の周期は駆動周波数と同じになる。これにより、ちらつき周波数は駆動周波数の60Hzのみとなる。このため、反強誘電性液晶の極性反転に起因するちらつき、ひいてはこれに起因するラインスクロール現象は人間には殆ど感じられないので、不快感や疲労感を与えることが無い。
【0193】
また、本第3実施形態では、画素を分割することなく極性を代えて駆動するようになっているから、画素を分割して極性を変えて駆動する場合のように、走査電極駆動回路や信号電極駆動回路の増加や、画素の分割に伴い必要とされる電極間の間隔の起因した液晶パネルとしての開口率の低下を招くことなく、上記ちらつきを防ぐ効果を得ることができる。
(第4実施形態)
図46乃至図53は、本発明に係る液晶表示装置の第4実施形態を示している。図46は当該液晶表示装置の全体回路構成を示しており、この液晶表示装置は、上記第1実施形態とは異なりアクティブマトリクス型液晶表示装置として採用されている。
【0194】
本第4実施形態における液晶表示装置は、上記第1実施形態にて述べた液晶表示装置において、液晶パネル10、コントロール回路40、走査電極駆動回路60に代えて、液晶パネル10A、コントロール回路40C及びゲート電極駆動回路60Bを採用した構成となっている。なお、ゲート電極駆動回路60Bが走査電極駆動回路60に対応し行電極駆動回路60Bともいう。また、上記第1実施形態にて述べた電源回路70は本実施形態では廃止されている。
【0195】
液晶パネル10Aは、図47にて示すごとく、上記第1実施形態にて述べた液晶パネル10(図2参照)において、両電極基板10a、10bに代えて、両電極基板10f、10gを採用した構成となっている。
【0196】
電極基板10fは、上記電極基板10bにおいて、m条の透明導電膜13に代えて、一枚の共通導電膜13a及び絶縁膜14aをm条のカラーフィルタ12と配向膜14との間に設けた構成となっている。なお、共通導電膜13aの電位は基準電圧VEである。ここで、絶縁膜14aは共通導電膜13aと配向膜14との間に介装されている。また、カラーフィルタ12は、着色層12aと遮光層12bとを交互に配列して構成されている。なお、着色層12aは上記第1実施形態にて述べたカラーフィルタ層R(以下、カラーフィルタ層12a(R)ともいう)、カラーフィルタ層G(以下、カラーフィルタ層12a(G)ともいう)、カラーフィルタ層B(以下、カラーフィルタ層12a(B)ともいう)のいずれかに該当する。
【0197】
一方、電極基板10gは、上記第1実施形態にて述べた電極基板10bにおいて、n条の透明導電膜16に代えて、絶縁膜15a、複数の画素電極18、複数の薄膜トランジスタ19(以下、TFT19という)及び絶縁膜17aを、ガラス基板15と配向膜17との間に設けた構成となっている。
【0198】
絶縁膜17aはゲート絶縁膜(以下、ゲート絶縁膜17aともいう)としてガラス基板15の内表面に沿い形成されている。複数の画素電極18は、図48にて示すようなマトリクス状の配列にて、ゲート絶縁膜17aの内表面に設けられており、これら各画素電極18はカラーフィルタ層12a(R)、12a(G)或いは12a(B)に対応するように位置している(図47参照)。
【0199】
複数のTFT19は、図48にて示すようなマトリクス状の配列にて、絶縁膜17aとガラス基板15との間に設けられており、これら各TFT19は、その配設位置に対するゲート絶縁膜15aの各対応部分と共に薄膜トランジスタ構造をそれぞれ構成する。TFT19は、図47にて示すごとく、ゲート電極19a、ドレイン電極19b、ソース電極19c及びアモルファスシリコン膜19dを備えている。
【0200】
また、電極基板10gは、図48にて示すごとく、n状の走査側配線y1、・・・、y1025と、m条の信号側配線X1、・・・、X3840を備えており、各配線y1乃至y1025は、各配線X1乃至X3840に対し直交するように配列されている。本第4実施形態では、各配線y1乃至y1025は、これら各配線に接続した各TFT19(後述する)及びこれら各TFT19に接続した各画素電極18(後述する)と共に、上記第1実施形態にて述べた各走査電極Y1乃至Y1025に対応する。
【0201】
従って、本第4実施形態では、例えば、配線y1、この配線に接続した各TFT19及びこれら各TFT19に接続した各画素電極18を走査電極Y1(行電極Y1或いはゲートラインY1ともいう)ともいう。このことは、残りの配線y2乃至y1025についても同様である。また、各配線X1乃至X3840は、上記第1実施形態にて述べた各信号電極X1乃至X3840(以下、列電極X1乃至X3840或いはソースラインX1、・・・、X3840ともいう)に対応する。
【0202】
但し、カラーフィルタ12では上記第1実施形態とは異なり一条ずつのカラーフィルタ層が両隣接配線Xi−1とXiとの間に位置している。従って、各配線y1乃至y1025と各配線X1乃至X3840とにより形成される3840×1025個の画素Gm,nが各画素電極18により構成される(図48、図49参照)。
【0203】
また、マトリクス状に配列したTFT19の各々が対応の各画素電極18を駆動するように当該対応の各画素電極18と共に対応の各画素Gm,nの領域にて対応の各配線y1乃至y1025、各配線X1乃至X3840に接続されている。
【0204】
例えば、画素G1,1に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y1に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X1に接続され、そのソース電極19cにて、画素G1,1に対応する画素電極18に接続されている。画素G2,1に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y1に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X2に接続され、そのソース電極19cにて、画素G2,1に対応する画素電極18に接続されている。また、画素G3,1に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y1に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X2に接続され、そのソース電極19cにて、画素G3,1に対応する画素電極18に接続されている。
【0205】
画素G4,1に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y2に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X4に接続され、そのソース電極19cにて、画素G4,1に対応する画素電極18に接続されている。画素G5,1に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y2に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X5に接続され、そのソース電極19cにて、画素G5,1に対応する画素電極18に接続されている。また、画素G6,1に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y2に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X6に接続され、そのソース電極19cにて、画素G6,1に対応する画素電極18に接続されている。以下、同様の交互の接続が3画素毎になされている。
【0206】
画素G1,2に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y2に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X1に接続され、そのソース電極19cにて、画素G1,2に対応する画素電極18に接続されている。画素G2,2に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y2に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X2に接続され、そのソース電極19cにて、画素G2,2に対応する画素電極18に接続されている。また、画素G3,2に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y2に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X3に接続され、そのソース電極19cにて、画素G3,2に対応する画素電極18に接続されている。
【0207】
画素G4,2に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y3に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X4に接続され、そのソース電極19cにて、画素G4,2に対応する画素電極18に接続されている。画素G5,2に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y3に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X5に接続され、そのソース電極19cにて、画素G5,1に対応する画素電極18に接続されている。また、画素G6,2に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y3に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X6に接続され、そのソース電極19cにて、画素G6,2に対応する画素電極18に接続されている。以下、同様の交互の接続が3画素毎になされている。
【0208】
画素G1,3に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y3に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X1に接続され、そのソース電極19cにて、画素G1,3に対応する画素電極18に接続されている。画素G2,3に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y3に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X2に接続され、そのソース電極19cにて、画素G2,3に対応する画素電極18に接続されている。また、画素G3,3に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y3に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X3に接続され、そのソース電極19cにて、画素G3,3に対応する画素電極18に接続されている。
【0209】
画素G4,3に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y4に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X4に接続され、そのソース電極19cにて、画素G4,3に対応する画素電極18に接続されている。画素G5,3に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y4に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X5に接続され、そのソース電極19cにて、画素G5,3に対応する画素電極18に接続されている。また、画素G6,3に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y4に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X6に接続され、そのソース電極19cにて、画素G6,3に対応する画素電極18に接続されている。以下、同様の交互の接続が3画素毎になされている。
【0210】
以上のような構成にて、ゲート電極駆動回路60Bにより各走査電極は1ライン飛び越しながら走査される。ゲート電極駆動回路60Bは、図50にて示すような回路構成となっている。
【0211】
このゲート電極駆動回路60Bは、図50にて示すごとく、1025個のD型フリップフロップF1乃至F1025からなるシフトレジスタにより構成されており、これら各D型フリップフロップF1乃至F1025はそれぞれ各走査側配線y1乃至y1025に対応する。
【0212】
ここで、1025条の走査側配線を1本ずつ飛び越して走査するように、D型フリップフロップF1は、そのQ出力端子にて、配線y1及びD型フリップフロップF3のD入力端子に接続されている。D型フリップフロップF3は、そのQ出力端子にて、配線y3及びD型フリップフロップF5のD入力端子に接続されている。以下、同様にして、奇数番目の走査側配線は、それぞれ、対応のD型フリップフロップのQ出力端子及び一つおいたD型フリップフロップFのD入力端子に接続されている。そして、D型フリップフロップF1025は、そのQ出力端子にて、配線y1025及びD型フリップフロップF2のD入力端子に接続されている。
【0213】
また、D型フリップフロップF2は、そのQ出力端子にて、配線y2及びD型フリップフロップF4のD入力端子に接続されている。D型フリップフロップF4は、そのQ出力端子にて、配線y4及びD型フリップフロップF6のD入力端子に接続されている。以下、同様にして、偶数番目の走査側配線は、それぞれ、対応のD型フリップフロップのQ出力端子及び一つおいたD型フリップフロップFのD入力端子に接続されている。
【0214】
このような構成とすることで、ゲート電極駆動回路60Bは、コントロール回路40CからのSI01信号及びSCC信号(図51参照)に基づき走査電極Y1乃至Y1025を1本おきに飛び越しながら走査する。
【0215】
コントロール回路40Cは、上記第1実施形態にて述べたコントロール回路40において、このコントロール回路40が走査電極駆動回路60に出力する信号については、SI02信号及びACK信号を廃止し、SCC信号及びSI01信号をゲート電極駆動回路60Bに出力するようにした構成となっている。
【0216】
信号電極駆動回路50は、列電極駆動回路50ともいい、図52にて示すように、1ライン選択時間の前半に画素データに対応した電圧を出力し、1ライン選択時間の後半には基準レベル(0V)の電圧を出力する。上記基準レベルは、上記第1実施形態にて述べたフレームメモリ回路20のフレームメモリのアドレス(0,0)に格納されたデータD0,0に対応する。その他の構成は上記第1実施形態と同様である。
【0217】
図53は、以上のような構成のもとで、液晶パネル10Aの画素G2m−1,2n−1及び画素G2m,2n−1に印加される駆動波形と反強誘電性液晶10cの光学的応答波形を示すタイミングチャートである。このタイミングチャートは、画素G2m−1,2n−1及び画素G2m,2n−1のみ白表示で、残りの画素は黒表示である場合を示すものである。ゲートラインY2n−1の電圧はハイレベルになる時点を基準にてt1時間の間ハイレベルの期間を維持し、その後ローレベルになる。当該電圧のハイレベルの期間と同期してソースラインX2m−1が白電圧(Vw)になる。なお、上記t1時間は1水平ライン(1ゲートライン)の選択期間の半分である。また、表示を消去するため、1フレームの終わりからt2時間の時点で再びゲートラインY2n−1の電圧はt1時間ハイレベルとなりその後ローレベルとなる。
【0218】
本第4実施形態では、t2時間は1水平ラインの選択時間の99×t1に設定されている。上記t1時間のハイレベルの期間に同期してソースラインX2m−1が黒電圧(0V)になる。なお、1フレームの期間はt1×2050である。
また、駆動周波数は30Hzに設定されているからt1=16.3μsである。
【0219】
ゲートラインY2nの電圧は、ゲートラインY2n−1の電圧がハイレベルになった時点を基準にしてt1×1025時間後からt1時間の間ハイレベルの期間を維持し、その後ローレベルとなる。このt1時間のハイレベルの期間と同期してソースラインX2mが白電圧(Vw)になる。ゲートラインY2nと同様に、1フレームの終わりからt2時間の時点でゲートラインY2n−1の電圧は再びt1時間の間ハイレベルになりその後ローレベルになる。このt1時間のハイレベルの期間と同期してソースラインX2mが黒電圧(0V)になる。
【0220】
以上のような動作により、画素には、図53(e)、(f)に示すような電圧が印加され、輝度は図53(g)、(h)にて示すように変化する。輝度の変化は半周期だけずれている。従って、上記第1実施形態と同様に平均のちらつき周波数を60Hzとすることができる。従って、従来は、ちらつき防止のために駆動周波数を60Hzに設定しTFT19のゲート電極のオン時間が8.15μsであったが、ちらつきを生ずることなく30Hzで駆動できるため、TFT19のゲート電極のオン時間を2倍の16.3μsに広げることができ、その結果、画素への充電可能電荷量も約2倍にすることを可能としつつ、上記第1実施形態と実質的に同様にラインスクロール現象を視認不能とし得る。
【0221】
図54及び図55は上記第4実施形態の変形例を示している。この変形例においては、上記第4実施形態にて述べた液晶パネル10Aにおいて、各ソースラインを2分割した構成を採用している。これに伴い、例えば、上記第4実施形態にて述べたソースラインXmは両ソースラインXm−1、Xm−2として構成される。このため、上記第4実施形態にて述べた画素Gm,nは両画素Gm−1,n、Gm−2,nとして構成され、画素Gm,nに対応するTFT19及び画素電極18は、それぞれ、両TFT19−1、19−2及び両画素電極18−1、18−2として構成される。また、液晶パネル10Aにおいて、上記各着色層12aは、各画素Gm−1,n及びGm−2,nにそれぞれ対応するように2分割されている。
【0222】
また、例えば、画素G1−1,1に対応するTFT19−1は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y1に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X1−1に接続され、そのソース電極19cにて、画素G1−1,1に対応する画素電極18−1に接続されている。画素G1−2,1に対応するTFT19−2は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y1に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X1−2に接続され、そのソース電極19cにて、画素G1−2,1に対応する画素電極18−2に接続されている。
【0223】
画素G2−1,1に対応するTFT19−1は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y2に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X2−1に接続され、そのソース電極19cにて、画素G2−1,1に対応する画素電極18−2に接続されている。画素G2−2,1に対応するTFT19−2は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y2に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X2−2に接続され、そのソース電極19cにて、画素G2−2,1に対応する画素電極18−2に接続されている。以下、同様にして2画素毎に交互に接続されている。
【0224】
画素G1−1,2に対応するTFT19−1は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y2に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X1−1に接続され、そのソース電極19cにて、画素G1−1,2に対応する画素電極18−1に接続されている。画素G1−2,2に対応するTFT19−2は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y2に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X1−2に接続され、そのソース電極19cにて、画素G1−2,2に対応する画素電極18−2に接続されている。
【0225】
画素G2−1,2に対応するTFT19−1は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y3に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X2−1に接続され、そのソース電極19cにて、画素G2−1,2に対応する画素電極18−1に接続されている。画素G2−2,2に対応するTFT19−2は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y3に接続され、そのドレイン電極19bにて、信号側配線X2−2に接続され、そのソース電極19cにて、画素G2−2,2に対応する画素電極18−2に接続されている。以下、同様にして2画素毎に交互に接続されている。その他の配線も上述と同様である。
【0226】
このような構成のもと、ソースラインでは、両画素Gm−1,n及びGm−2,nはその各々の極性を反転させて駆動される。また、上述のように、水平方向(ゲートライン方向)の画素は両画素Gm−1,n及びGm−2,nの単位で、奇数のゲートラインと偶数のゲートラインに交互に接続されている。このため、反強誘電性液晶10cの応答特性に正と負で差があっても、その差が両画素Gm−1,n及びGm−2,nで相殺されるので、ちらつきがさらに少なくなり、上記第4実施形態にて述べた作用効果をより一層向上できる。なお、本変形例において、両ソースラインXi−1、Xi−2に印加される各電圧の極性は図55にて示すように反転したものとなっている。
(第5実施形態)
本発明に係る液晶表示装置の第5実施形態を図56乃至図61に基づいて説明する。この第5実施形態では、上記第4実施形態にて述べた液晶パネル10Aにおいて、1025条のゲートラインy1乃至y1025の構成が図56にて示すごとくジグザグ状となるように変更されている。
【0227】
これに伴い、上記第4実施形態とは異なり、例えば、画素G1,1に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y3に接続され、画素G2,1に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y2に接続されている。また、画素G3,1に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y1に接続され、画素G4,1に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y2に接続され、 画素G5,1に対応するTFT19は、そのゲート電極19aにて、走査側配線y3に接続されている。残りの画素に対応するTFT19のゲート電極も同様に変更接続されている。なお、本第5実施形態では、走査側配線はy1026までで上記第4実施形態よりも1本増大している。
【0228】
また、上記液晶パネル10Aの変更にあわせて、本第5実施形態では、図57にて示すゲート電極駆動回路60Cが、上記第4実施形態にて述べたゲート電極駆動回路60Bに代えて採用されている。このゲート駆動回路60Cは、1026個のD型フリップフロップf1乃至f1026からなるシフトレジスタにより構成されており、これら各D型フリップフロップf1乃至f1026はそれぞれ各走査側配線y1乃至y1026に対応する。
【0229】
ここで、1026条の走査側配線を2本ずつ飛び越して走査するように、D型フリップフロップf1はそのQ出力端子にて配線y1及びD型フリップフロップf4のD入力端子に接続されている。D型フリップフロップf2はそのQ出力端子にて配線y2及びD型フリップフロップf5のD入力端子に接続されている。以下、同様にして、残りのD型フリップフロップはそのQ出力端子にて対応の走査側配線及び二つおきのD型フリップフロップのD入力端子に接続されている。但し、D型フリップフロップf1024はそのQ出力端子にて配線y1024及びD型フリップフロップf2のD入力端子に接続されている。また、D型フリップフロップf1025はそのQ出力端子にて配線y1025及びD型フリップフロップf3のD入力端子に接続されており、D型フリップフロップf1026はそのQ出力端子にて配線y1026に接続されている。なお、SI01信号はD型フリップフロップf1のD入力端子に入力され、SCC信号は各D型フリップフロップのCK端子に入力される。
【0230】
このような構成とすることで、ゲート電極駆動回路60Cは、コントロール回路40CからのSI01信号及びSCC信号に基づき、図58にて示すタイミングチャートに従い走査側配線y1乃至y1026を2本おきに飛び越しながら走査する。ソースラインXiには、信号電極駆動回路50により、例えば、図59にて示すような電圧が印加される。
【0231】
図60及び図61は、以上のような構成のもとで、液晶パネル10AのゲートラインYn−2、Yn−1、Yn及びソースラインX3m−2、X3m−1、X3mに印加される電圧、画素G3m−2,n、G3m−1,n、G3m,nに印加される電圧並びにこれら画素G3m−2,n、G3m−1,n、G3m,nの輝度変化を示す。駆動周波数を20Hzに設定しても、水平方向(ゲートライン方向)における3つの画素の輝度変化を平均すると、平均輝度の周波数は60Hzを維持できるので、ちらつきを防止してラインスクロールを見えなくしつつTFT19のゲートオン時間、即ち充電時間を従来の約3倍(24.4μs)にすることができる。
【0232】
なお、本発明の実施にあたり、液晶パネル10、10Aに用いる液晶としては、反強誘電性液晶に限ることはなく、強誘電性液晶等のスメクチック液晶や他の液晶であってもよい。
【0233】
また、本発明の実施にあたり、液晶表示装置に限ることなく、ELパネルを用いた単純マトリクス型或いはアクティブマトリクス型表示装置等の各種のマトリックス型表示装置に本発明を適用しても、上記各実施形態と同様の作用効果を達成できる。
【0234】
また、本発明の実施にあたっては、上記各実施形態に限ることなく、保持期間のリフレッシュパルス電圧の回数に合わせて、複数条の走査電極のうちの一走査電極に対応した保持期間における保持電圧の極性が、上記一走査電極に隣り合う走査電極に対応した保持期間における保持電圧の極性とは、上記選択期間の繰り返し周期の半分以上にて異なるようにして実施するようにしてもよい。
【0235】
これにより、保持電圧の極性切り換え周期を、フィールド反転方式に比べて見かけ上速くすることができ、その結果、上記各実施形態にて述べた水平方向の複数絵素での平均効果とリフレッシュパルス電圧の印加による作用効果を確保しつつ、保持電圧の極性切り換え周期に起因する表示のちらつきを防止できる。
【0236】
また、本発明の実施にあたり、上記実施の形態のハードロジック構成は、マイクロコンピュータのフローチャートにより実現するようにしてもよい。
【0237】
また、本発明の実施にあたり、上記各実施形態において、電源回路70の電圧VE及び電源回路40の電圧VGは、零レベルである必要はなく、また、両電圧VE、VGは、互いに独立し異なっていてもよい。これによっても、上記各実施形態にて述べたと同様の作用効果を達成できる。
【0238】
また、本発明の実施にあたり、上記各実施形態では、回復期間にリフレッシュパルス電圧とともに保持電圧を極性反転させているが、液晶材料の種類或いは温度によっては、保持電圧の極性反転の際に映像データの影響しないように、例えば、回復期間と同期する他の選択される画素の映像データが重なって表示される現象が発生しないように、極性反転時には映像データに依存しない電圧を印加すれば、リフレッシュパルス電圧の印加を廃止して保持電圧の極性を反転させるだけでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示すブロック図である。
【図2】図1の液晶パネルの断面図である。
【図3】図1の液晶パネルの走査電極と信号電極との配置を走査順との関係で示す模式的平面図である。
【図4】図1のフレームメモリ回路の詳細ブロック図である。
【図5】(a)、(b)は映像データ信号R0 G0 B0 を図1のフレームメモリ回路へ書き込むタイミングを示すタイミングチャートである。
【図6】図1の映像データ変換回路の詳細ブロック図である。
【図7】(a)、(b)、(c)は、図1のフレームメモリ回路からデータを読み出すタイミングを示すタイミングチャートである。
【図8】(a)、(b)、(c)は、図1の映像データ変換回路の各ラインメモリへデータを書き込み或いは読み出すタイミングを示すタイミングチャートである。
【図9】図6のD−A変換器の入出力特性を示すグラフである。
【図10】図1のフレームメモリ回路への書き込みデータを表す図表である。
【図11】図1の映像データ変換回路の各ラインメモリへの書き込みデータを表す図表である。
【図12】図1の信号電極駆動回路の詳細回路図である。
【図13】図1の信号電極駆動回路の駆動波形を示すタイミングチャートである。
【図14】図1の走査電極駆動回路の詳細回路図である。
【図15】図14の各2bitレジスタの詳細ブロック図である。
【図16】図14の各デコーダの詳細回路図である。
【図17】図14の走査電極駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図18】図3の両隣接画素の各輝度の変化及び当該両隣接画素の平均の輝度変化を時間との関係でそれぞれ示すタイミングチャートである。
【図19】従来の液晶パネルの両隣接画素の各輝度の変化及び当該両隣接画素の平均の輝度変化を時間との関係でそれぞれ示すタイミングチャートである。
【図20】上記第1実施形態の変形例を示すブロック図である。
【図21】図20の液晶パネルにおける走査電極と信号電極との配置を走査順及び極性順との関係で示す模式的平面図である。
【図22】(a)は、図21の液晶パネル構成における正側走査電圧波形及び信号電圧波形を示すタイミングチャートであり、(b)は、当該液晶パネル構成における負側走査電圧波形及び信号電圧波形を示すタイミングチャートであり、(c)は、当該液晶パネル構成における画素の輝度の変化を時間との関係で示すタイミングチャートである。
【図23】本発明の第2実施形態を示すブロック図である。
【図24】図23の液晶パネルの走査電極と信号電極との配置を走査順及び極性順との関係で示す模式的平面図である。
【図25】図23のフレームメモリ回路への書き込みデータを表す図表である。
【図26】図23の映像データ変換回路の各ラインメモリへの書き込みデータを表す図表である。
【図27】図23の走査電極駆動回路の詳細回路図である。
【図28】図27の各デコーダの詳細回路図である。
【図29】図27の走査電極駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図30】上記第2実施形態において走査電極を飛び越し数2で飛び越しながら走査する状態を説明するためのタイミングチャートである。
【図31】図27の走査電極駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図32】(a)は従来の画素構造、この画素構造での線順次走査における光学応答波形での画素の輝度と時間との関係、及び当該輝度の平均光学応答波形における時間との関係を示す図であり、(b)は、上記第2実施形態における飛び越し走査での光学応答波形での画素の輝度と時間との関係、及び当該輝度の平均光学応答波形における時間との関係を示す図である。
【図33】(a)、(b)、(c)は、図23のフレームメモリ回路からデータを読み出すタイミングを示すタイミングチャートである。
【図34】(a)、(b)、(c)は、図23の映像データ変換回路の各ラインメモリへデータを書き込み或いは読み出すタイミングを示すタイミングチャートである。
【図35】図23の信号電極駆動回路の駆動波形を示すタイミングチャートである。
【図36】本発明の第3実施形態を示すブロック図である。
【図37】図36の液晶パネルの走査電極と信号電極との配置を走査順及び極性順との関係で示す模式的平面図である。
【図38】図36のフレームメモリ回路への書き込みデータを表す図表である。
【図39】図36の映像データ変換回路の各ラインメモリへの書き込みデータを表す図表である。
【図40】(a)、(b)、(c)は、図36のフレームメモリ回路からデータを読み出すタイミングを示すタイミングチャートである。
【図41】(a)、(b)、(c)は、図36の映像データ変換回路の各ラインメモリへデータを書き込み或いは読み出すタイミングを示すタイミングチャートである。
【図42】図36の信号電極駆動回路の駆動波形を示すタイミングチャートである。
【図43】図36の走査電極駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図44】図37の両隣接画素の各輝度の変化及び当該両隣接画素の平均の輝度変化を時間との関係でそれぞれ示すタイミングチャートである。
【図45】従来の液晶パネルの両隣接画素の各輝度の変化及び当該両隣接画素の平均の輝度変化を時間との関係でそれぞれ示すタイミングチャートである。
【図46】本発明の第4実施形態を示すブロック図である。
【図47】図46の液晶パネルの断面図である。
【図48】図46の液晶パネルのゲートラインとソースラインとの配置を示す模式的平面図である。
【図49】図48の液晶パネルのゲートラインとソースラインとの配置を示す部分的拡大平面図である。
【図50】図46のゲート電極駆動回路の詳細回路図である。
【図51】上記第4実施形態におけるゲートラインへの印加電圧の波形及びSCC信号の波形を示すタイミングチャートである。
【図52】上記第4実施形態におけるソースラインXiへの印加電圧、SCK信号、RGBデータ、CL1信号、DP信号をゲートラインとの関係で示すタイミングチャートである。
【図53】(a)、(b)は上記第4実施形態におけるゲートラインへの印加電圧を示すタイミングチャートであり、(c)、(d)はソースラインへの印加電圧を示すタイミングチャートであり、(e)、(f)は画素への印加電圧を示すタイミングチャートであり、(g)、(h)は画素の輝度変化を示すタイミングチャートである。
【図54】上記第4実施形態の変形例を示す液晶パネルのゲートラインとソースラインとの配置を示す模式的平面図である。
【図55】当該変形例におけるソースラインの駆動波形を示すタイミングチャートである。
【図56】本発明の第5実施形態における液晶パネルのゲートラインとソースラインとの配置を示す模式的平面図である。
【図57】上記第5実施形態におけるゲート電極駆動回路の詳細回路図である。
【図58】ゲートラインへの印加電圧、SI01信号及びSCC信号の波形を示すタイミングチャートである。
【図59】上記第5実施形態における信号電極駆動回路の駆動波形を示すタイミングチャートである。
【図60】(a)乃至(c)は上記第5実施形態におけるゲートラインへの印加電圧を示すタイミングチャートであり、(d)乃至(f)はソースラインへの印加電圧を示すタイミングチャートである。
【図61】(a)乃至(c)は上記第5実施形態における画素への印加電圧を示すタイミングチャートであり、(d)乃至(f)は当該画素の輝度変化を示すソタイミングチャートである。
【符号の説明】
Gn,m…画素、X1乃至X1280、X1乃至X3×1280、X1−1乃至X1280−1、X1−2乃至X1025−2…信号電極、
Y1乃至Y1025…走査電極、y1乃至y1025…走査側配線、
10、10A…液晶パネル、10c…反強誘電性液晶、
13、16、16A、16B、16C…透明導電膜、
16a、16d…共通膜部、16b、16c、16e、16f…導電膜部、18…画素電極、
19…TFT、20…フレームメモリ回路、30…映像データ変換回路、
40、40A、40B、40C…コントロール回路、50…信号電極駆動回路、
60、60A、60B…走査電極駆動回路、70…電源回路。
Claims (1)
- 表示パネル(10)と、行電極駆動制御手段(60、70、40)と、列電極駆動制御手段(50、20、30、40)とを備えてなるマトリクス型表示装置であって、
前記表示パネルは、電気光学部材(10c)、n条の互いに並行な行電極(Y1乃至Yn)及びこれら行電極に交差するm条の互いに並行な列電極(X1乃至Xm)によりn×m個の画素(Gm,n)を形成してなるものであり、
前記n条の行電極は、それぞれ、互いに並行な両行電極部(16A、16B)から構成されており、
当該両行電極部は、それぞれ、共通配線部(16d)と、この共通配線部に接続されて前記m条の列電極の各々に対応する複数の電極部(16e、16f)を有しており、
前記n条の行電極のうち隣接する両行電極毎に、一方の行電極を構成する両行電極部の各両電極部のうち奇数番目の各列電極に対応する両電極部(奇数番目の両電極部という)は他方の行電極を構成する両行電極部に向けてそれぞれ突出され、他方の行電極を構成する両行電極部の各両電極部のうち偶数番目の各列電極に対応する両電極部(偶数番目の両電極部という)は一方の行電極を構成する両行電極部に向けてそれぞれ突出されて、前記奇数番目の両電極部と前記偶数番目の両電極部とは、一表示ラインに沿う各画素を交互に構成しており、
前記行電極駆動制御手段は、前記表示パネルのn条の行電極を飛び越し行電極本数1本ずつ飛び越しながら走査しつつ、当該各行電極を構成する両行電極部の各々に、行電極上の画素に画像データを書き込む逆極性の書き込み電圧、前記行電極上の画素の状態を保持する保持電圧及び前記画像データを消去する消去電圧を順次走査電圧として印加するように、前記各行電極を構成する両行電極部を駆動制御するものであり、
前記列電極駆動制御手段は、前記行電極駆動制御手段による走査と同期して、前記m条の列電極に対し前記画像データを信号電圧として印加するように当該m条の列電極を駆動制御するものであり、
前記行電極駆動制御手段及び列電極駆動制御手段による両制御駆動に応じて前記n×m個の画素によりマトリクス表示するようにしたことを特徴とするマトリクス型表示装置。
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