JP5359121B2

JP5359121B2 - 表示駆動装置及び表示装置

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Publication number: JP5359121B2
Application number: JP2008217970A
Authority: JP
Inventors: 聡柏原
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2008-08-27
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2028-08-27
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Description

本発明は、所定のフレーム毎に共通電極の電圧レベルを変化させる表示駆動装置及び表示装置に関する。

液晶表示装置に用いられるドットマトリクス方式の表示パネルとして、単純マトリクス方式の表示パネルとアクティブマトリクス方式の表示パネルとが知られている。このうち、アクティブマトリクス方式の表示パネルにおいては、表示パネル上に複数の走査ラインと複数の信号ラインとをそれぞれ直交するように配置し、これら走査ラインと信号ラインとの交点近傍に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、ＴＦＴと記す）を介して画素電極と、さらに画素電極に対向するように共通電極と、を配し、画素電極と共通電極との間に液晶を充填することで表示画素を構成している。そして、走査ラインを介して入力された走査信号によって選択状態とされた表示画素に信号ラインから表示信号を印加する。また、共通電極にはコモン信号を印加する。このとき、表示画素を構成する液晶には表示信号とコモン信号との差に相当する電圧が印加され、これによって、液晶の配向状態を変化させて表示を行うようにしている。

ここで、長寿命化等の理由で、液晶の駆動には交流駆動が必須である。この交流駆動の手法として、例えば液晶に印加される電圧の極性をフレーム毎に反転させるフレーム反転駆動が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図１１、図１２（ａ）、図１２（ｂ）は、フレーム反転駆動時における印加電圧波形を示している。また、図１３は、フレーム反転駆動時のモデル図を示している。

ＴＦＴに走査信号が印加されることにより、選択状態となった表示画素の画素電極に表示信号Ｖｓが印加される。このとき、液晶には画素電極に印加された表示信号としての画素電極電位Ｖｓ’と共通電極に印加されているコモン信号Ｖｃｏｍとの差の電圧ＶＬＣＤが印加されて表示が行われる。フレーム反転駆動においては、図１１に示すように、共通電極に印加するコモン信号Ｖｃｏｍと表示信号Ｖｓとの両方或いは一方の電圧レベルを、ある所定の中心電圧を中心としてフレーム毎に反転させるようにしている。

フレーム反転駆動の場合、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、次のフレーム期間に移行してコモン信号Ｖｃｏｍの極性が反転する際に、容量カップリング効果により画素電極電位Ｖｓ’がΔＶ２だけ変化する。このときの変化量ΔＶ２は、画素電極と共通電極との間に充填される液晶の等価容量をＣＬｃｄ、液晶に印加される電圧を次のフレームまで保持しておくための補助容量の容量をＣｃｓ、ＴＦＴのゲート−ソース間に発生する寄生容量をＣｇｓ、コモン信号の電圧レベルの変化量、即ちコモン信号の振幅中心電圧に対して正極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＨと負極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＬとの差をＶｃｏｍｐｐとすると、下記式で表わされる。下記式で示すように、ΔＶ２は、ＴＦＴの寄生容量Ｃｇｓの影響によりＶｃｏｍｐｐよりも小さくなり、結果としてコモン信号Ｖｃｏｍの極性反転後の液晶に印加される電圧は極性反転前の液晶に印加される電圧ＶＬＣＤよりもＶｃｏｍｐｐ−ΔＶ２だけ小さくなる。
ΔＶ２＝（ＣＬｃｄ＋Ｃｃｓ）×Ｖｃｏｍｐｐ/（Ｃｇｓ＋ＣＬｃｄ＋Ｃｃｓ）
ここで、液晶に印加される電圧がＶｃｏｍｐｐ−ΔＶ２だけ小さくなる期間Ｔ１は、コモン信号Ｖｃｏｍの電圧極性が反転されてから、次のフレームにおいてＴＦＴがオン状態となり、画素電極に表示信号Ｖｓが再び書き込まれ画素電極電位Ｖｓ’が更新されるまでの間続く。このため、例えば、画面上部から画面下部に向けて走査を行うような液晶表示装置の場合、画面上部の表示画素になるほど１フレーム期間内で先にＴＦＴがオン状態となるため液晶に印加される電圧が本来印加されるべき電圧ＶＬＣＤよりもＶｃｏｍｐｐ−ΔＶ２だけ小さくなる期間Ｔ１が短くなる。その一方で画面下部の表示画素になるほど液晶に印加される電圧が本来印加されるべき電圧ＶＬＣＤよりもＶｃｏｍｐｐ−ΔＶ２だけ小さくなる期間Ｔ１が長くなる。従って、画面上部の表示画素から順に画面下部の表示画素に向かって液晶に印加される実効電圧が小さくなり、各表示画素にたとえ同一の表示データに対応した表示信号を書き込んだ場合であっても、画面上部から画面下部にかけた輝度傾斜が発生してしまう。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、フレーム反転駆動において、コモン信号の極性反転に伴って発生する画面内での輝度傾斜を抑制した表示を行うことができる表示駆動装置及び表示装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の表示駆動装置の一態様は、走査ラインと信号ラインとの交点にそれぞれが対応するように配置され表示データに基づく表示信号が印加される画素電極と、前記画素電極のそれぞれに対して対向するように配置され垂直同期信号に基づくタイミングで所定の中心電圧に対して極性が反転されるコモン信号が印加される共通電極と、を有する表示パネルを駆動する表示駆動装置において、前記走査ラインに走査信号を出力する走査手段と、前記コモン信号の電圧極性が反転される毎に、前記走査信号のオフ電圧レベルを、第１の電圧レベルＶＧＬ１と、前記第１の電圧レベルＶＧＬ１とは異なる第２の電圧レベルＶＧＬ２と、の間で切り替える切り替え手段と、を有する走査側駆動手段を具備し、前記コモン信号の前記所定の中心電圧に対して正極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＨと負極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＬとの差をＶｃｏｍｐｐとすると、前記切り替え手段は、前記コモン信号が前記所定の中心電圧に対して前記負極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＬとなった場合に前記オフ電圧レベルを前記第１の電圧レベルＶＧＬ１に切り替え、前記コモン信号が前記所定の中心電圧に対して前記正極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＨとなった場合に前記オフ電圧レベルを前記第１の電圧レベルＶＧＬ１よりも前記走査信号電圧のオンレベル側になる前記第２の電圧レベルＶＧＬ２に切り替え、前記第１の電圧レベルＶＧＬ１と前記第２の電圧レベルＶＧＬ２との関係は、ＶＧＬ２＝ＶＧＬ１＋Ｖｃｏｍｐｐであり、且つ、ＶｃｏｍＨ＞０＞ＶｃｏｍＬ＞ＶＧＬ２＞ＶＧＬ１である、ことを特徴とする。

前記課題を解決するため、本発明の表示装置の一態様は、走査ラインと信号ラインとの交点にそれぞれが対応するように配置され表示データに基づく表示信号が印加される画素電極と、前記画素電極のそれぞれに対して対向するように配置され垂直同期信号に基づくタイミングで所定の中心電圧に対して極性が反転されるコモン信号が印加される共通電極と、を有する表示装置において、前記走査ラインに走査信号を出力する走査側駆動手段を具備し、前記走査側駆動手段は、前記コモン信号の電圧極性が反転される毎に、前記走査信号のオフ電圧レベルを、第１の電圧レベルＶＧＬ１と、前記第１の電圧レベルＶＧＬ１とは異なる第２の電圧レベルＶＧＬ２と、の間で切り替える切り替え手段を有し、前記コモン信号の前記所定の中心電圧に対して正極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＨと負極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＬとの差をＶｃｏｍｐｐとすると、前記切り替え手段は、前記コモン信号が前記所定の中心電圧に対して前記負極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＬとなった場合に前記オフ電圧レベルを前記第１の電圧レベルＶＧＬ１に切り替え、前記コモン信号が前記所定の中心電圧に対して前記正極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＨとなった場合に前記オフ電圧レベルを前記第１の電圧レベルＶＧＬ１よりも前記走査信号電圧のオンレベル側になる前記第２の電圧レベルＶＧＬ２に切り替え、前記第１の電圧レベルＶＧＬ１と前記第２の電圧レベルＶＧＬ２との関係は、ＶＧＬ２＝ＶＧＬ１＋Ｖｃｏｍｐｐであり、且つ、ＶｃｏｍＨ＞０＞ＶｃｏｍＬ＞ＶＧＬ２＞ＶＧＬ１である、ことを特徴とする。

前記課題を解決するため、本発明の表示装置の一態様は、画素トランジスタを介して表示信号が印加される画素電極と各表示画素間で共通のコモン信号が印加される共通電極との間に液晶が挟持された表示パネルを有し、１画面分の表示データに対応した表示信号を前記表示パネルに供給する毎に、所定の中心電圧に対して正極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＨと負極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＬとの間で前記コモン信号の電圧レベルが切り替わる表示装置において、前記コモン信号における電圧レベルの切り替わりに同期させて、前記画素トランジスタのオフ電圧レベルを、第１の電圧レベルＶＧＬ１と前記第１の電圧レベルＶＧＬ１とは異なる第２の電圧レベルＶＧＬ２との間で切り替える切り替え手段を有し、前記コモン信号の前記所定の中心電圧に対して前記正極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＨと前記負極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＬとの差をＶｃｏｍｐｐとすると、前記切り替え手段は、前記コモン信号が前記所定の中心電圧に対して前記負極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＬとなった場合に前記オフ電圧レベルを前記第１の電圧レベルＶＧＬ１に切り替え、前記コモン信号が前記所定の中心電圧に対して前記正極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＨとなった場合に前記オフ電圧レベルを前記第１の電圧レベルＶＧＬ１よりも前記走査信号電圧のオンレベル側になる前記第２の電圧レベルＶＧＬ２に切り替え、前記第１の電圧レベルＶＧＬ１と前記第２の電圧レベルＶＧＬ２との関係は、ＶＧＬ２＝ＶＧＬ１＋Ｖｃｏｍｐｐであり、且つ、ＶｃｏｍＨ＞０＞ＶｃｏｍＬ＞ＶＧＬ２＞ＶＧＬ１である、ことを特徴とする。

本発明によれば、フレーム反転駆動において、コモン信号の極性反転に伴って発生する画面内での輝度傾斜を抑制した表示を行うことができる表示駆動装置及び表示装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る表示駆動装置を備える表示装置の一例としての液晶表示装置の構成を示す図である。図１に示す液晶表示装置は、表示パネル１０と、走査ドライバ２０と、信号ドライバ３０と、コモン信号生成回路４０と、タイミングジェネレータ５０と、電源回路６０と、入力部７０と、を有している。

表示パネル１０は、行方向に配設された複数の走査ラインと、列方向に配設された複数の信号ラインと、を備え、走査ラインと信号ラインとの各交点近傍には図２に示す表示画素が設けられて構成されている。

図２は、表示パネル１０に設けられる１つの表示画素の等価回路を示す図である。図２に示す走査ラインＧには薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１１のゲート電極が接続され、信号ラインＳにはＴＦＴ１１のドレイン電極が接続されている。更に、ＴＦＴ１１のソース電極には画素電極が接続されている。そして、画素電極と対向するように共通電極が配され、画素電極と共通電極との間に液晶が充填（挟持）されている。さらに、このようにして構成される液晶容量ＣＬｃｄには蓄積容量Ｃｃｓが並列接続されている。このような構成において、画素電極と共通電極との間に電圧が印加されると、この電圧に応じて画素電極と共通電極との間に充填された液晶の配向状態が変化して液晶層中における光の透過率が変化する。これにより、図２に示す表示画素の背面に配置された図示しない光源からの光の透過状態が変化して画像表示が行われる。なお、図２にはＴＦＴ１１のゲート電極−ソース電極間及び走査ライン−画素電極間に発生する寄生容量Ｃｇｓも示している。

走査ドライバ２０には、図２の走査ラインＧが接続されている。例えば走査ドライバ２０は、図３に示すように、タイミングジェネレータ５０から出力される垂直制御信号Ｖｓｉｇや、水平制御信号Ｈｓｉｇとしての第１ゲートクロック信号Ｈｓｉｇ１及び第２ゲートクロック信号Ｈｓｉｇ２に基づいて、各走査ラインに走査信号を出力する。なお、第１ゲートクロック信号Ｈｓｉｇ１と第２ゲートクロック信号Ｈｓｉｇ２とは互いに逆位相の矩形信号である。

走査ドライバ２０の主要部における概略構成は、図４に示すように、例えば走査ライン数分（ｎ段）の保持回路１０１、１０２、１０３、１０４、・・・が直列に配置されて構成される。そして、それぞれの保持回路は、入力端子ＩＮと、出力端子ＯＵＴと、リセット端子ＲＳＴと、クロック信号入力端子ＣＫと、高電位電源入力端子Ｔｈと、低電位電源入力端子Ｔｌとを有している。そして、１段目の保持回路１０１の入力端子ＩＮには１段目の入力信号として垂直制御信号Ｖｓｉｇが供給される。また、２段目以後の保持回路の入力端子ＩＮには前段の保持回路の出力信号が供給される。また、各保持回路のリセット端子ＲＳＴには次段の保持回路の出力信号が供給される。なお、最終段（例えばｎ段目）の保持回路（図示せず）のリセット端子ＲＳＴには、別途リセット信号ＥＮＤが供給される構成としてもよいし、１段目の保持回路１０１の出力信号が供給される構成としてもよい。

さらに、奇数段目の保持回路のクロック信号入力端子ＣＫには、第１ゲートクロック信号Ｈｓｉｇ１が供給され、偶数段目の保持回路のクロック信号入力端子ＣＫには、第１ゲートクロック信号Ｈｓｉｇ１に対して逆位相となっている第２ゲートクロック信号Ｈｓｉｇ２が供給される。また、各保持回路の高電位電源入力端子Ｔｈには所定の高電圧ＶＧＨとしてゲートオン電圧ＶＧＨが供給され、各保持回路の低電位電源入力端子Ｔｌには所定の低電圧ＶＧＬとしてゲートオフ電圧ＶＧＬが供給される。

各保持回路１０１、１０２、１０３、１０４、・・・は、図５に示すように、それぞれ、６個のＭＯＳ型電界効果トランジスタ（以下、ＭＯＳトランジスタと記す）Ｔ１１〜Ｔ１６と、コンデンサＣとを有している。

このような走査ドライバ２０は、図３に示すように、垂直制御信号Ｖｓｉｇに応じて当該フレームでの走査を開始するとともに、第１ゲートクロック信号Ｈｓｉｇ１及び第２ゲートクロック信号Ｈｓｉｇ２に応じて、所定の期間だけゲートオフ電圧ＶＧＬからゲートオン電圧ＶＧＨに切り替えるといった電圧出力を、最前段の走査ラインＧ（１）から順に最後段の走査ラインＧ（ｎ）まで、走査ライン毎に行う。

つまり、走査ドライバ２０は、走査ライン毎に、当該走査ラインに対応するＴＦＴを順次オン状態にし、このときに信号ラインに出力されている表示信号を対応する画素電極に書き込む。

ここで、本実施形態における走査ドライバ２０では、走査信号のゲートオフ電圧ＶＧＬとして、２種類のオフ電圧レベルＶＧＬ＿１、ＶＧＬ＿２をコモン信号Ｖｃｏｍの極性反転のタイミングに合わせて交互に供給可能なように構成されている。ここで、ＶＧＬ＿１とＶＧＬ＿２の関係は、
ＶＧＬ＿２＝ＶＧＬ＿１＋Ｖｃｏｍｐｐ
である。

また、走査信号の２種類のオフ電圧レベルは、詳細は後述するが、例えば電源回路６０が生成し走査ドライバ２０へ供給される電圧がコモン信号Ｖｃｏｍの極性反転のタイミングに合わせてＶＧＬ＿１とＶＧＬ＿２との間で振幅して出力されるように電源回路６０を制御することで得ることができる。即ち、電源回路６０がゲートオフ電圧としてＶＧＬ＿１とＶＧＬ＿２とを時分割で走査ドライバ２０へ供給し、走査ドライバ２０が当該供給されてきたゲートオフ電圧を各走査ラインへ出力するようにする。

信号ドライバ３０には、図２の信号ラインＳが接続され、タイミングジェネレータ５０からの水平同期信号に同期して出力される水平制御信号Ｈｓｉｇに基づいて、入力部７０から入力されるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の表示データを１行単位で取り込み、この取り込んだ表示データに対応する表示信号Ｖｓを生成して信号ラインＳに供給する。また、フレームの開始とともにタイミングジェネレータ５０から入力される極性反転制御信号Ｐｏｌに応じて表示信号Ｖｓの電圧レベルをある中心電圧を中心として反転させる。即ち、信号ドライバ３０は、１画面分の表示データに対応した表示信号を表示パネル１０に供給する毎に表示信号Ｖｓの電圧レベルが液晶に印加される電圧の極性を反転させる電圧レベルとなるようにある中心電圧を中心として反転させる。

コモン信号生成回路４０は、フレームの開始とともにタイミングジェネレータ５０から入力される極性反転制御信号Ｐｏｌに対応させて、電源回路６０によって供給される２種類の共通電圧ＶｃｏｍＨ、ＶｃｏｍＬの一方を交互に選択することでコモン信号Ｖｃｏｍを生成して共通電極に供給する。

タイミングジェネレータ５０は、入力部７０から入力される垂直同期信号に基づいて上述したような垂直制御信号Ｖｓｉｇや、極性反転制御信号Ｐｏｌを生成するとともに、入力部７０から入力される水平同期信号に基づいて水平制御信号Ｈｓｉｇを生成し、生成した各制御信号をそれぞれ供給する。

電源回路６０は、走査ドライバ２０、信号ドライバ３０、コモン信号生成回路４０における各種駆動電圧を生成して供給するもので、詳細は後述するが電源電圧Ｖｃｃを昇圧する昇圧回路等を備えて構成されている。

次に、図１のような構成を有する表示装置の動作について説明する。
入力部７０を介して垂直同期信号が供給されるとタイミングジェネレータ５０において極性反転制御信号Ｐｏｌ及び垂直制御信号Ｖｓｉｇが生成される。そして、垂直制御信号Ｖｓｉｇは走査ドライバ２０及び信号ドライバ３０に、極性反転制御信号Ｐｏｌは信号ドライバ３０、コモン信号生成回路４０、及び電源回路６０に出力される。また、入力部７０を介して水平同期信号が供給されるとタイミングジェネレータ５０において水平制御信号Ｈｓｉｇが生成されて走査ドライバ２０及び信号ドライバ３０に出力される。

垂直制御信号Ｖｓｉｇが入力されると、走査ドライバ２０は当該フレームにおける走査ラインの走査を開始するとともに、信号ドライバ３０は、当該フレームにおける表示データに対応した表示信号の信号ラインへの供給を開始する。

そして、走査ドライバ２０は、水平制御信号Ｈｓｉｇに同期させて、１行分のＴＦＴ１１をオン状態とするための走査信号としてゲートオン電圧ＶＧＨを各走査ラインＧに順次走査ライン毎に印加する。このとき、オフ状態とすべきＴＦＴ１１に対応する走査ラインには走査信号としてゲートオフ電圧ＶＧＬを印加する。そして、ゲートオフ電圧ＶＧＬのオフ電圧レベルは、電源回路６０から時分割的に供給されてくるＶＧＬ＿１及びＶＧＬ＿２の何れか一方の値がそのタイミングによって自動的に適用される。また、信号ドライバ３０は、走査ドライバ２０が走査信号によってＴＦＴ１１をオン状態にする表示画素に対応した走査信号を供給する。

一方、コモン信号生成回路４０は、互いに異なる電圧レベルの共通電圧ＶｃｏｍＬとＶｃｏｍＨとを、極性反転制御信号Ｐｏｌを受ける毎に交互に共通電極に印加する。ここで、コモン信号生成回路４０は、正極期間（Ｖｓ＞Ｖｃｏｍとする期間）ではＶｃｏｍＬを供給し、負極期間（Ｖｓ＜Ｖｃｏｍとする期間）ではＶｃｏｍＨを供給する。即ち、コモン信号生成回路４０は、コモン信号Ｖｃｏｍの振幅中心電圧に対して正極側の電圧レベルであるＶｃｏｍＨを、液晶に印加される電圧が負極性になる表示信号を信号ドライバ３０が信号ラインに供給する期間である負極期間に出力する。また、負極側の電圧レベルであるＶｃｏｍＬを、液晶に印加される電圧が正極性になる表示信号を信号ドライバ３０が信号ラインに供給する期間である正極期間に出力する。

そして表示パネル１０において、走査信号におけるゲートオン電圧が供給されてオン状態となっているＴＦＴ１１に表示信号Ｖｓが印加されると、表示画素ではＴＦＴ１１を介して画素電極に表示信号Ｖｓが画素電極電位Ｖｓ’として保持される。これにより、画素電極電位Ｖｓ’とコモン信号Ｖｃｏｍ（ＶｃｏｍＬ又はＶｃｏｍＨ）との差に応じた電圧が液晶に印加される。これによって液晶の配向状態が変化して液晶層中における光の透過率が変化して表示が行われる。

上述したように走査ドライバ２０は、表示画素への表示信号Ｖｓの書き込みが終了するタイミングで１行分のＴＦＴ１１をオフ状態とするための走査信号としてオフ電圧ＶＧＬ＿１又はＶＧＬ＿２を走査ラインＧに印加する。ここで、本実施形態では、コモン信号の電圧レベルがＶｃｏｍＨからＶｃｏｍＬに切り替わるタイミングで走査信号におけるゲートオフ電圧の電圧レベルをＶＧＬ＿２からＶＧＬ＿１に切り替え、コモン信号の電圧レベルがＶｃｏｍＬからＶｃｏｍＨに切り替わるタイミングでオフ電圧レベルをＶＧＬ＿１からＶＧＬ＿２に切り替えるようにしている。

なお、走査ラインを介してＴＦＴ１１のゲート電極に印加されるゲートオフ電圧の電圧レベルがＶＧＬ＿１とＶＧＬ＿２との間で切り替わってもＴＦＴ１１はオフ状態を維持することが可能な値であり、液晶に印加された電圧は次の表示信号Ｖｓの印加時（即ち、次のフレームにおいてＴＦＴ１１が再びオン状態となるまで）補助容量Ｃｃｓによって保持される。

図６は、本実施形態におけるフレーム反転駆動時における画素電極電位Ｖｓ’の時系列変化を示している。また、図７は、本実施形態におけるフレーム反転駆動時のモデル図を示している。図６に示すように、本実施形態においては、コモン信号Ｖｃｏｍが電圧レベルＶｃｏｍＨからＶｃｏｍＬに切り替わるのに応じて走査信号のオフ電圧レベルをＶＧＬ＿２からＶＧＬ＿１に切り替え、コモン信号Ｖｃｏｍの電圧レベルがＶｃｏｍＬからＶｃｏｍＨに切り替わるのに応じて走査信号のオフ電圧レベルをＶＧＬ＿１からＶＧＬ＿２に切り替えている。これにより、極性反転時の画素電位ＶＬＣＤの変化量ΔＶ２を、
ΔＶ２＝Ｖｃｏｍｐｐ
とすることができる。

即ち、本実施形態では、コモン信号Ｖｃｏｍにおける電圧レベルの変化量と同じ電圧レベル変化を、走査信号のゲートオフ電圧ＶＧＬにも与えるようにしている。これにより、極性反転時の画素電極電位Ｖｓ’の変化量ΔＶ２をコモン信号Ｖｃｏｍにおける電圧レベルの変化量Ｖｃｏｍｐｐと同じくすることができる。したがって、画素電極電位Ｖｓ’とコモン信号Ｖｃｏｍとの差である液晶への印加電圧ＶＬＣＤ（液晶への印加電圧）が極性反転前後で変化することがない。これにより、１画面で同一輝度の表示を行ったような場合でも、画面上部から画面下部にかけての輝度傾斜を発生させることがない。

以下、図８、図９、図１０（ａ）、及び図１０（ｂ）に基づいて、電源回路６０におけるコモン信号の電圧レベルＶｃｏｍＬ、ＶｃｏｍＨ及び走査信号のオフ電圧レベルＶＧＬ＿１、ＶＧＬ＿２の生成について詳述する。

電源回路６０は、電源電圧Ｖｃｃに基づいて、コモン信号に適用される負極側の電圧レベルＶｃｏｍＬを生成する第１電圧変換部６０Ａと、コモン信号に適用される正極側の電圧レベルＶｃｏｍＨ及び走査信号に適用されるオフ電圧レベルＶＧＬ＿１、ＶＧＬ＿２を生成する第２電圧変換部６０Ｂ等を備えている。

第１電圧変換部６０Ａは、例えば電源電圧Ｖｃｃを大凡−１倍に昇圧するチャージポンプ方式の昇圧回路６１（以下、便宜上、第１反転回路６１と記す）からなり、この第１反転回路６１は例えば４つのスイッチＳａ１、Ｓａ２、Ｓａ３、Ｓａ４と、昇圧用コンデンサＣａ１と、平滑コンデンサＣａ２とから構成されている。この第１反転回路６１は、スイッチＳａ１、Ｓａ３がオン（ショート）であるとともにスイッチＳａ２、Ｓａ４がオフ（オープン）である第１接続状態と、スイッチＳａ１、Ｓａ３がオフであるとともにスイッチＳａ２、Ｓａ４がオンである第２接続状態とを有している。これら第１接続状態と第２接続状態とを所定の周期で切り替えることにより、ＶｃｏｍＬ用出力端子Ｔａでの電圧が目的の電圧レベルＶｃｏｍＬで維持されるように制御がなされる。なお、第１反転回路６１は、ＶｃｏｍＬ用出力端子Ｔａに出力される電圧をＤＣ調整するレギュレータをさらに備え、当該レギュレータによりＤＣ調整された電圧が負極側の電圧レベルＶｃｏｍＬとなるようにさらに制御して出力する構成としてもよい。

また、第２電圧変換部６０Ｂは、それぞれが所定の電圧を昇圧または極性反転して出力する４つのチャージポンプ方式の昇圧回路、即ち第１昇圧回路６２、第２昇圧回路６３、第３昇圧回路６４、第２反転回路６５を備え、これらは直列接続されている。さらに、第２電圧変換部６０Ｂは、所定の昇圧回路を所定のタイミングでバイパスさせるバイパス回路６６を備えている。

第１昇圧回路６２は、例えば電源電圧Ｖｃｃを大凡２倍に昇圧して電圧レベルＶｃｏｍＨを生成するもので、オフ電圧レベルＶＧＬ＿１、ＶＧＬ＿２の生成過程の一過程として電圧レベルＶｃｏｍＨを生成する。そして、第１昇圧回路６２は、４つのスイッチＳｂ１、Ｓｂ２、Ｓｂ３、Ｓｂ４と、昇圧用コンデンサＣｂ１と、平滑コンデンサＣｂ２と、から構成されている。この第１昇圧回路６２は、スイッチＳｂ１、Ｓｂ３がオンであるとともにスイッチＳｂ２、Ｓｂ４がオフである第３接続状態と、スイッチＳａ１、Ｓａ３がオフであるとともにスイッチＳａ２、Ｓａ４がオンである第４接続状態と、を有している。これら第３接続状態と第４接続状態とを所定の周期で切り替えることにより、ＶｃｏｍＨ用出力端子Ｔｂでの電圧が予め設定されている電圧レベルＶｃｏｍＨで維持されるように制御がなされる。なお、第１昇圧回路６２は、ＶｃｏｍＨ用出力端子Ｔｂに出力される電圧をＤＣ調整するレギュレータをさらに備え、当該レギュレータによりＤＣ調整された電圧が負極側の電圧レベルＶｃｏｍＨとなるようにさらに制御して出力する構成としてもよい。

第２昇圧回路６３は、第１昇圧回路６２が昇圧して出力する電圧レベルＶｃｏｍＨとしての第１昇圧電圧２Ｖｃｃを更に大凡２倍に昇圧し、これを第２昇圧電圧として出力するもので、４つのスイッチＳｃ１、Ｓｃ２、Ｓｃ３、Ｓｃ４と、昇圧用コンデンサＣｃ１と、平滑コンデンサＣｃ２と、から構成されている。この第２昇圧回路６３は、スイッチＳｃ１、Ｓｃ３がオンであるとともにスイッチＳｃ２、Ｓｃ４がオフである第５接続状態と、スイッチＳｃ１、Ｓｃ３がオフであるとともにスイッチＳｃ２、Ｓｃ４がオンである第６接続状態と、を有している。これら第５接続状態と第６接続状態とを所定の周期で切り替えることにより、出力電圧が予め設定されている電圧レベル、例えば４Ｖｃｃで維持されるように制御がなされる。

第３昇圧回路６４は、第２昇圧回路６３が昇圧して出力する第２昇圧電圧４Ｖｃｃを更に大凡２倍に昇圧し、これを第３昇圧電圧として出力するもので、４つのスイッチＳｄ１、Ｓｄ２、Ｓｄ３、Ｓｄ４と、昇圧用コンデンサＣｄ１と、平滑コンデンサＣｄ２と、から構成されている。この第３昇圧回路６４は、スイッチＳｄ１、Ｓｄ３がオンであるとともにスイッチＳｄ２、Ｓｄ４がオフである第７接続状態と、スイッチＳｄ１、Ｓｄ３がオフであるとともにスイッチＳｄ２、Ｓｄ４がオンである第８接続状態と、を有している。これら第７接続状態と第８接続状態とを所定の周期で切り替えることにより、出力電圧が予め設定されている電圧レベル、例えば８Ｖｃｃで維持されるように制御がなされる。

ここで、第２電圧変換部６０Ｂでは、第３昇圧回路６４に対してバイパス回路６６が並列接続され、このバイパス回路６６によって、第２昇圧回路６３からの第２昇圧電圧４Ｖｃｃと第３昇圧回路６４からの第３昇圧電圧８Ｖｃｃとの何れか一方が、後段の第２反転回路６５に出力されるように構成されている。即ち、バイパス回路６６は、第２昇圧回路６４からの第２昇圧電圧４Ｖｃｃと第３昇圧回路６４からの第３昇圧電圧８Ｖｃｃの何れか一方を極性反転信号Ｐｏｌに基づいて第２反転回路６５へ送出する選択スイッチＳｗ１を備えている。そして、この選択スイッチＳｗ１の極性反転信号Ｐｏｌに基づく動作により、コモン信号Ｖｃｏｍとして電圧レベルＶｃｏｍＬが共通電極に印加されるタイミングのときに、図８や図１０（ａ）に示すように、第３昇圧回路６４からの第３昇圧電圧８Ｖｃｃが第２反転回路６５に入力される。また、コモン信号Ｖｃｏｍとして電圧レベルＶｃｏｍＨが共通電極に印加されるタイミングのときに、図９や図１０（ｂ）に示すように、第２昇圧回路６３からの第２昇圧電圧４Ｖｃｃが第２反転回路６５に入力される。

つまり、第２電圧変換部６０Ｂは、共通電極に印加されるコモン信号Ｖｃｏｍにおける電圧レベルの変化に同期して電源電圧Ｖｃｃの昇圧比を可変にできるように構成されている。

第２反転回路６５は、第３昇圧回路６４が昇圧して出力する第２昇圧電圧４Ｖｃｃまたは第３昇圧電圧８Ｖｃｃを大凡−１倍に昇圧する昇圧回路であり、４つのスイッチＳｅ１、Ｓｅ２、Ｓｅ３、Ｓｅ４と、反転用コンデンサＣｅ１と、平滑コンデンサＣｅ２と、から構成されている。この第２反転回路６５は、スイッチＳｅ１、Ｓｅ３がオンであるとともにスイッチＳｅ２、Ｓｅ４がオフである第９接続状態と、スイッチＳｅ１、Ｓｅ３がオフであるとともにスイッチＳｅ２、Ｓｅ４がオンである第１０接続状態と、を有している。これら第９接続状態と第１０接続状態とを所定の周期で切り替えることにより、バイパス回路６６から第３昇圧電圧８Ｖｃｃが入力されてくるときにはオフ電圧レベルＶＧＬ＿１として−８Ｖｃｃが出力され、バイパス回路６６から第２昇圧電圧４Ｖｃｃが入力されてくるときにはオフ電圧レベルＶＧＬ＿２として−４Ｖｃｃが出力される。なお、第９接続状態と第１０接続状態との切り替え周期は、コモン信号Ｖｃｏｍにおける電圧レベルの切り替わり周期よりも十分に短いことが好ましい。

このように、本実施の形態の電源回路６０では、比較的昇圧比が大きいものの互いの電圧差が比較的小さく且つ互いに異なるタイミングで必要とされる（時分割的に必要とされる）複数の昇圧電圧を生成する際に、昇圧比が比較的小さい昇圧回路を複数備え、必要となるタイミングのときに必要な昇圧回路を直列に接続するように構成している。換言すると、比較的昇圧比が大きいものの互いの電圧差が比較的小さい昇圧電圧を複数生成する際に、互いに共通の昇圧回路を用いて生成可能なように構成するとともに、複数の昇圧電圧が時分割的に生成されるように構成している。従って、本実施の形態の電源回路６０では、回路規模を比較的小さくすることが可能になるとともに消費電力を抑制することが可能になる。例えば、電圧変換部をそれぞれの昇圧電圧に対応させて個別に且つ常時出力可能に構成することもできるが、このような場合には、それぞれに対応した個別の電圧変換部を必要とし回路規模が比較的大きくなり、また、消費電力も増大するという問題が発生するが、本実施の形態では、上述の構成とすることにより、回路規模を比較的小さくすることを、また、消費電力を抑制することを可能にしている。

なお、上述した第２電圧変換部６０Ｂでは、第３昇圧回路６４に対してバイパス回路６６を並列接続し、バイパス回路６６が第２昇圧回路６３からの出力と第３昇圧回路６４からの出力とを選択して後段の第２反転回路６５に選択した出力電圧を入力させる場合について説明したが、第２昇圧回路６３に対してバイパス回路を並列接続し、バイパス回路が第１昇圧回路６２からの出力と第２昇圧回路６３からの出力とを選択して、この場合に後段の昇圧回路となる第３昇圧回路６４に選択した出力電圧を入力させる構成としてもよい。また、各昇圧回路の昇圧倍率は２倍に限定するものでなく、出力電圧が目的の電圧となるように適宜各昇圧回路の昇圧倍率を設定すればよい。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。例えば、図６に示す例では、走査信号のゲートオフ電圧ＶＧＬの電圧レベルの切り替えタイミングとコモン信号Ｖｃｏｍの極性反転タイミングとを一致させている。しかし、フレームの切れ目に設けられる垂直帰線期間内に、走査信号のゲートオフ電圧ＶＧＬの電圧レベルの切り替えとコモン信号Ｖｃｏｍの極性反転とを行うのであれば、走査信号におけるゲートオフ電圧ＶＧＬのオフ電圧レベルの切り替えタイミングとコモン信号Ｖｃｏｍの極性反転タイミングとがたとえずれたとしても、表示状態に影響を与えることなく画面内における輝度傾斜の発生を防止することができる。換言すると、フレームの切れ目に設けられる垂直帰線期間内に、走査信号におけるゲートオフ電圧のオフ電圧レベルの切り替えとコモン信号Ｖｃｏｍの極性反転とを行えば、必要以上に、オフ電圧レベルの切り替えタイミングと極性反転タイミングとを一致させなくても、表示状態に不都合を生じさせることがなく好ましい。

さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の一実施形態に係る表示駆動装置を備える表示装置の一例としての液晶表示装置の構成を示す図である。表示画素の等価回路を示す図である。走査信号とコモン信号とにおける電圧レベルの切り替えタイミングの関係を説明するためのタイミングチャートである。走査ドライバの主要部における概略構成を示す図である。保持回路の構成を示す図である。本発明の一実施形態におけるフレーム反転駆動時における印加電圧波形を示す図である。本発明の一実施形態におけるフレーム反転駆動時のモデル図である。電源電圧の昇圧比を大きくする場合の電源回路の説明図である。電源電圧の昇圧比を小さくする場合の電源回路の説明図である。電源回路での昇圧フローの説明図であり、（ａ）は電源電圧の昇圧比を大きくする場合を示す図であり、（ｂ）は電源電圧の昇圧比を小さくする場合を示す図である。コモン信号の説明図である。従来のフレーム反転駆動時における印加電圧波形を示す図であり、（ａ）は各フレームで比較的先の方に書き込みが行なわれる表示画素の印加電圧波形を示す図であり、（ｂ）は各フレームで比較的後の方に書き込みが行なわれる表示画素の印加電圧波形を示す図である。従来のフレーム反転駆動時のモデル図である。

符号の説明

１０…表示パネル、２０…走査ドライバ、３０…信号ドライバ、４０…共通電圧発生回路、５０…タイミングジェネレータ、６０…電源回路、７０…入力部

Claims

走査ラインと信号ラインとの交点にそれぞれが対応するように配置され表示データに基づく表示信号が印加される画素電極と、前記画素電極のそれぞれに対して対向するように配置され垂直同期信号に基づくタイミングで所定の中心電圧に対して極性が反転されるコモン信号が印加される共通電極と、を有する表示パネルを駆動する表示駆動装置において、
前記走査ラインに走査信号を出力する走査手段と、
前記コモン信号の電圧極性が反転される毎に、前記走査信号のオフ電圧レベルを、第１の電圧レベルＶＧＬ１と、前記第１の電圧レベルＶＧＬ１とは異なる第２の電圧レベルＶＧＬ２と、の間で切り替える切り替え手段と、
を有する走査側駆動手段を具備し、
前記コモン信号の前記所定の中心電圧に対して正極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＨと負極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＬとの差をＶｃｏｍｐｐとすると、
前記切り替え手段は、前記コモン信号が前記所定の中心電圧に対して前記負極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＬとなった場合に前記オフ電圧レベルを前記第１の電圧レベルＶＧＬ１に切り替え、前記コモン信号が前記所定の中心電圧に対して前記正極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＨとなった場合に前記オフ電圧レベルを前記第１の電圧レベルＶＧＬ１よりも前記走査信号電圧のオンレベル側になる前記第２の電圧レベルＶＧＬ２に切り替え、
前記第１の電圧レベルＶＧＬ１と前記第２の電圧レベルＶＧＬ２との関係は、
ＶＧＬ２＝ＶＧＬ１＋Ｖｃｏｍｐｐ
であり、且つ、
ＶｃｏｍＨ＞０＞ＶｃｏｍＬ＞ＶＧＬ２＞ＶＧＬ１
である、
ことを特徴とする表示駆動装置。
前記切り替え手段は、前記第１の電圧レベルＶＧＬ１に対応させて所定の電源電圧を複数の昇圧回路で順に昇圧する第１の接続状態と、前記第２の電圧レベルＶＧＬ２に対応させて前記複数の昇圧回路の何れかをバイパスさせて前記所定の電源電圧を昇圧する第２の接続状態と、を切り替えることにより、前記オフ電圧レベルを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の表示駆動装置。
前記切り替え手段は、前記第１の電圧レベルＶＧＬ１に対応させて前記コモン信号の正極電圧を複数の昇圧回路で順に昇圧する第１の接続状態と、前記第２の電圧レベルＶＧＬ２に対応させて前記複数の昇圧回路の何れかをバイパスさせて前記コモン信号の正極電圧を昇圧する第２の接続状態と、を切り替えることにより、前記オフ電圧レベルを切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示駆動装置。
前記切り替え手段は、前記切り替えを垂直帰線期間内に行うことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の表示駆動装置。
前記切り替え手段は、前記第１の電圧レベルＶＧＬ１と前記第２の電圧レベルＶＧＬ２とを、互いに共通の電源電圧を昇圧してそれぞれ生成することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の表示駆動装置。
走査ラインと信号ラインとの交点にそれぞれが対応するように配置され表示データに基づく表示信号が印加される画素電極と、前記画素電極のそれぞれに対して対向するように配置され垂直同期信号に基づくタイミングで所定の中心電圧に対して極性が反転されるコモン信号が印加される共通電極と、を有する表示装置において、
前記走査ラインに走査信号を出力する走査側駆動手段を具備し、
前記走査側駆動手段は、前記コモン信号の電圧極性が反転される毎に、前記走査信号のオフ電圧レベルを、第１の電圧レベルＶＧＬ１と、前記第１の電圧レベルＶＧＬ１とは異なる第２の電圧レベルＶＧＬ２と、の間で切り替える切り替え手段を有し、
前記コモン信号の前記所定の中心電圧に対して正極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＨと負極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＬとの差をＶｃｏｍｐｐとすると、
前記切り替え手段は、前記コモン信号が前記所定の中心電圧に対して前記負極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＬとなった場合に前記オフ電圧レベルを前記第１の電圧レベルＶＧＬ１に切り替え、前記コモン信号が前記所定の中心電圧に対して前記正極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＨとなった場合に前記オフ電圧レベルを前記第１の電圧レベルＶＧＬ１よりも前記走査信号電圧のオンレベル側になる前記第２の電圧レベルＶＧＬ２に切り替え、
前記第１の電圧レベルＶＧＬ１と前記第２の電圧レベルＶＧＬ２との関係は、
ＶＧＬ２＝ＶＧＬ１＋Ｖｃｏｍｐｐ
であり、且つ、
ＶｃｏｍＨ＞０＞ＶｃｏｍＬ＞ＶＧＬ２＞ＶＧＬ１
である、
ことを特徴とする表示装置。
前記切り替え手段は、前記第１の電圧レベルＶＧＬ１に対応させて所定の電源電圧を複数の昇圧回路で順に昇圧する第１の接続状態と、前記第２の電圧レベルＶＧＬ２に対応させて前記複数の昇圧回路の何れかをバイパスさせて前記所定の電源電圧を昇圧する第２の接続状態と、を切り替えることにより、前記オフ電圧レベルを切り替えることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
画素トランジスタを介して表示信号が印加される画素電極と各表示画素間で共通のコモン信号が印加される共通電極との間に液晶が挟持された表示パネルを有し、
１画面分の表示データに対応した表示信号を前記表示パネルに供給する毎に、所定の中心電圧に対して正極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＨと負極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＬとの間で前記コモン信号の電圧レベルが切り替わる表示装置において、
前記コモン信号における電圧レベルの切り替わりに同期させて、前記画素トランジスタのオフ電圧レベルを、第１の電圧レベルＶＧＬ１と前記第１の電圧レベルＶＧＬ１とは異なる第２の電圧レベルＶＧＬ２との間で切り替える切り替え手段を有し、
前記コモン信号の前記所定の中心電圧に対して前記正極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＨと前記負極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＬとの差をＶｃｏｍｐｐとすると、
前記切り替え手段は、前記コモン信号が前記所定の中心電圧に対して前記負極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＬとなった場合に前記オフ電圧レベルを前記第１の電圧レベルＶＧＬ１に切り替え、前記コモン信号が前記所定の中心電圧に対して前記正極側のコモン電圧レベルＶｃｏｍＨとなった場合に前記オフ電圧レベルを前記第１の電圧レベルＶＧＬ１よりも前記走査信号電圧のオンレベル側になる前記第２の電圧レベルＶＧＬ２に切り替え、
前記第１の電圧レベルＶＧＬ１と前記第２の電圧レベルＶＧＬ２との関係は、
ＶＧＬ２＝ＶＧＬ１＋Ｖｃｏｍｐｐ
であり、且つ、
ＶｃｏｍＨ＞０＞ＶｃｏｍＬ＞ＶＧＬ２＞ＶＧＬ１
である、
ことを特徴とする表示装置。
前記切り替え手段は、前記第１の電圧レベルＶＧＬ１に対応させて所定の電源電圧を複数の昇圧回路で順に昇圧する第１の接続状態と、前記第２の電圧レベルＶＧＬ２に対応させて前記複数の昇圧回路の何れかをバイパスさせて前記所定の電源電圧を昇圧する第２の接続状態と、を切り替えることにより、前記オフ電圧レベルを切り替えることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。