JP5549602B2 - Liquid crystal display device and driving method thereof - Google Patents

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本発明は液晶表示装置及びその駆動方法に係り、特にデジタル映像信号をランプ信号などを使ってデジタル−アナログ変換(以下、DA変換)して得たアナログ電圧で液晶表示素子を駆動する反射型液晶プロジェクタ装置等に用いる液晶表示装置及びその駆動方法に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device and a driving method thereof, and more particularly, a reflective liquid crystal that drives a liquid crystal display element with an analog voltage obtained by digital-analog conversion (hereinafter referred to as DA conversion) of a digital video signal using a ramp signal. The present invention relates to a liquid crystal display device used for a projector apparatus and the like and a driving method thereof.

近年、プロジェクタ装置やプロジェクションテレビには画像を投影するための中心部品としてLCOS(Liquid Crystal on Silicon)型液晶表示装置が多く用いられている。このLCOS等の液晶表示装置の表示方式には、従来CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の半導体素子へアナログ映像信号を入力し、その信号を画素毎の液晶表示素子の画素電極にそのまま保持して、液晶の配向を変える方式や、デジタル信号によりパルス幅変調(PWM;Pulse Width Modulation)した映像信号を液晶表示素子の画素電極に印加して液晶の配向を時間的に切り替えて駆動する方式などがあった。その中でアナログ信号を画素電極へ直接印加する方式は液晶の焼き付き等を起こし易いという問題がある。   In recent years, a liquid crystal on silicon (LCOS) type liquid crystal display device is often used as a central part for projecting an image in a projector device or a projection television. In the display method of the liquid crystal display device such as LCOS, an analog video signal is conventionally input to a semiconductor element such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), and the signal is held as it is on the pixel electrode of the liquid crystal display element for each pixel. A method of changing the orientation of the liquid crystal, a method of applying a video signal that has been subjected to pulse width modulation (PWM) by a digital signal to the pixel electrode of the liquid crystal display element, and driving by switching the orientation of the liquid crystal over time. there were. Among them, the method of directly applying an analog signal to the pixel electrode has a problem that liquid crystal burn-in easily occurs.

その問題を解決するため、本出願人は先に、2本のデータ線(列信号線)を一組とする複数組のデータ線と、複数本のゲート線(行走査線)との各交差部にそれぞれ画素を配置し、それらの各画素において正極性映像信号と負極性映像信号とを2つの保持容量に別々にサンプリング保持した後、それらの保持電圧を交互に画素電極に印加して液晶表示素子を交流駆動する液晶表示装置を提案した(例えば、特許文献1参照)。   In order to solve the problem, the present applicant firstly intersects each of a plurality of data lines each including two data lines (column signal lines) and a plurality of gate lines (row scanning lines). Each pixel is disposed in a portion, and in each of the pixels, a positive video signal and a negative video signal are separately sampled and held in two holding capacitors, and then the holding voltage is alternately applied to the pixel electrode to liquid crystal A liquid crystal display device in which the display element is AC driven has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

この液晶表示装置では、図7に示すように、デジタルデータ値“00”(黒レベル)からデジタルデータ値“FF”(白レベル)まで1水平走査期間(1H)周期で単調的に増加する正極性ランプ信号RAMP1+と、デジタルデータ値“00”(黒レベル)からデジタルデータ値“FF”(白レベル)まで1水平走査期間(1H)周期で単調的に減少する負極性ランプ信号RAMP1-とを1ラインの画素数に対応した組数の各ビデオスイッチに共通に同時に供給する。ここで、各組のビデオスイッチは、正極性ランプ信号RAMP1+が供給される正極性用ビデオスイッチと、負極性ランプ信号RAMP1-が供給される負極性用ビデオスイッチとからなる。   In this liquid crystal display device, as shown in FIG. 7, the positive electrode monotonously increases in a period of one horizontal scanning period (1H) from the digital data value “00” (black level) to the digital data value “FF” (white level). And a negative ramp signal RAMP1- that monotonously decreases in one horizontal scanning period (1H) from the digital data value “00” (black level) to the digital data value “FF” (white level). A common number of video switches are simultaneously supplied to a number of video switches corresponding to the number of pixels in one line. Here, each set of video switches includes a positive video switch supplied with a positive ramp signal RAMP1 + and a negative video switch supplied with a negative ramp signal RAMP1-.

そして、すべてのビデオスイッチを水平走査期間開始毎に一斉にオンにした後、ランプ信号RAMP1+及びRAMP1-に同期したクロックをカウンタによりカウントして得た階調を示すカウンタ値とデジタル映像信号の画素値とを1ラインの画素単位で比較するコンパレータから、両者が一致した時に一致パルスを出力して、その画素に対応して設けられた一組のビデオスイッチを同時にオフとし、このときのランプ信号RAMP1+、RAMP1-の各電圧をサンプリングし、オフとされた一組のビデオスイッチに一組のデータ線を介して接続された画素内の正極性用保持容量と負極性用保持容量とに供給し、デジタル映像信号をアナログ映像信号へ変換した信号電圧のサンプリング保持が行われる。   Then, after all the video switches are turned on all at the start of the horizontal scanning period, the counter value indicating the gradation obtained by counting the clocks synchronized with the ramp signals RAMP1 + and RAMP1- by the counter and the pixels of the digital video signal A comparator that compares the values in units of pixels of one line outputs a coincidence pulse when they coincide with each other, and simultaneously turns off a set of video switches provided corresponding to the pixels. The RAMP1 + and RAMP1- voltages are sampled and supplied to a positive holding capacitor and a negative holding capacitor in a pixel connected to a set of video switches that are turned off via a set of data lines. Then, sampling and holding of the signal voltage obtained by converting the digital video signal into the analog video signal is performed.

そして、正極性用保持容量にサンプリング保持された正極性映像信号の画素値に対応したランプ信号RAMP1+の電圧と、負極性用保持容量にサンプリング保持された負極性映像信号の画素値に対応したランプ信号RAMP1-の電圧とは、垂直走査周波数よりも短い所定の周期で交互に切り替えられて液晶表示素子の画素電極に印加される。液晶表示素子は、互いに対向して設けられた画素電極と共通電極との間に液晶層が挟持された構造である。ここで、正極性用保持容量にサンプリング保持されたランプ信号RAMP1+の電圧が画素電極に印加されるときには、共通電極には図7にVcom1+で示すレベルの共通電極電圧が印加され、負極性用保持容量にサンプリング保持されたランプ信号RAMP1-の電圧が画素電極に印加されるときには、共通電極には図7にVcom1-で示すレベルの共通電極電圧が印加される。   The voltage of the ramp signal RAMP1 + corresponding to the pixel value of the positive video signal sampled and held in the positive holding capacitor and the ramp corresponding to the pixel value of the negative video signal sampled and held in the negative holding capacitor The voltage of the signal RAMP1- is alternately switched at a predetermined cycle shorter than the vertical scanning frequency and applied to the pixel electrode of the liquid crystal display element. The liquid crystal display element has a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pixel electrode and a common electrode provided to face each other. Here, when the voltage of the ramp signal RAMP1 + sampled and held in the positive holding capacitor is applied to the pixel electrode, the common electrode voltage at the level indicated by Vcom1 + in FIG. When the voltage of the ramp signal RAMP1- sampled and held in the capacitor is applied to the pixel electrode, the common electrode voltage at the level indicated by Vcom1- in FIG. 7 is applied to the common electrode.

従って、液晶層に印加される電圧は、画素電極の印加電圧と共通電極の印加電圧との差電圧となるから、正極性用保持容量にサンプリング保持されたランプ信号RAMP1+の電圧が画素電極に印加されるときには、図7にVp1で示す電圧となり、負極性用保持容量にサンプリング保持されたランプ信号RAMP1-の電圧が画素電極に印加されるときには、図7にVm1で示す電圧となり、電圧の印加方向は逆になるが、同じ印加電圧が同じデータで液晶層に印加されることとなり、これを高速に切り替えることで、同じデータの場合表示される明るさは変わらないが、画素電極及び共通電極に印加される電圧が逆極性になるため、焼き付きを発生させにくい状態にできる。   Accordingly, the voltage applied to the liquid crystal layer is the difference voltage between the applied voltage of the pixel electrode and the applied voltage of the common electrode, and therefore the voltage of the ramp signal RAMP1 + sampled and held in the positive holding capacitor is applied to the pixel electrode. When the voltage of the ramp signal RAMP1- sampled and held in the negative holding capacitor is applied to the pixel electrode, the voltage is indicated by Vm1 in FIG. Although the direction is reversed, the same applied voltage is applied to the liquid crystal layer with the same data. By switching this at high speed, the brightness displayed in the case of the same data does not change, but the pixel electrode and the common electrode Since the voltage applied to is opposite in polarity, it is possible to make it difficult for image sticking to occur.

この液晶表示装置は、画素電極に印加する電圧を正極性用保持容量と負極性用保持容量とに1フレーム期間それぞれ保持しておくことができるので、液晶表示素子の交流駆動周波数は、垂直走査周波数によらず、画素回路での反転制御周期で自由に設定することができる。これにより、この液晶表示装置によれば、交流駆動周波数を垂直走査周波数よりも極めて高く設定でき、それにより従来に比べて焼き付きを防止でき、信頼性や安定性、シミなどの表示品位低下を防止でき、更にデジタルのPWM方式より階調を正しく表現できるなどの特長が得られる。   In this liquid crystal display device, the voltage applied to the pixel electrode can be held in the holding capacitor for positive polarity and the holding capacitor for negative polarity for one frame period, respectively. Regardless of the frequency, it can be set freely in the inversion control cycle in the pixel circuit. As a result, according to this liquid crystal display device, the AC drive frequency can be set to be extremely higher than the vertical scanning frequency, thereby preventing burn-in and preventing deterioration in display quality such as reliability, stability, and spots. In addition, it is possible to obtain features such as that the gradation can be correctly expressed by the digital PWM method.

特開2009−223289号公報JP 2009-223289 A

しかしながら、上記の液晶表示装置では、各画素が、2つの保持容量に保持された2つのランプ信号電圧を2つのソースフォロワ回路を通して出力し、それをスイッチングトランジスタにより交互に選択して画素電極に印加する回路構成であるため、各画素毎にソースフォロワ回路のトランジスタの閾値電圧Vthのばらつきが発生し、それが問題となる。   However, in the above-described liquid crystal display device, each pixel outputs two ramp signal voltages held in two holding capacitors through two source follower circuits, which are alternately selected by switching transistors and applied to the pixel electrodes. Therefore, a variation in the threshold voltage Vth of the transistor of the source follower circuit occurs for each pixel, which becomes a problem.

すなわち、正極性用保持容量にサンプリング保持されたランプ信号RAMP1+の電圧が図7にVp1で示す電圧であるが、正極性側のソースフォロワ回路内のトランジスタのVthが平均値より高い場合、図7に示すようにその誤差分のVlv1だけ高い電圧となって画素電極に印加されることとなる。この場合は、正しい明るさよりも明るい画素状態となる。   That is, the voltage of the ramp signal RAMP1 + sampled and held in the positive holding capacitor is the voltage indicated by Vp1 in FIG. 7, but when the Vth of the transistor in the positive source follower circuit is higher than the average value, FIG. As shown in FIG. 5, the voltage is increased by Vlv1 corresponding to the error and applied to the pixel electrode. In this case, the pixel state is brighter than the correct brightness.

一方、負極性用保持容量にサンプリング保持されたランプ信号RAMP1-の電圧が図7にVm1で示す電圧であるが、負極性側のソースフォロワ回路内のトランジスタのVthが平均値より高い場合、図7に示すようにその誤差分のVlv2だけ高い電圧となって画素電極に印加されることとなる。この場合は、正しい明るさよりも暗い画素状態となる。このように、各画素内の正極性側のソースフォロワ回路のトランジスタのVthと、負極性側のソースフォロワ回路のトランジスタのVthとが正規の値よりもずれた誤差があると、正しい明るさからずれた状態を表示することになる。   On the other hand, the voltage of the ramp signal RAMP1- sampled and held in the negative holding capacitor is the voltage indicated by Vm1 in FIG. 7, but when the Vth of the transistor in the source follower circuit on the negative polarity side is higher than the average value, FIG. As shown in FIG. 7, the voltage is increased by Vlv2 corresponding to the error and applied to the pixel electrode. In this case, the pixel state is darker than the correct brightness. As described above, if there is an error in which the Vth of the transistor of the source follower circuit on the positive polarity side in each pixel and the Vth of the transistor of the source follower circuit on the negative polarity side deviate from the normal values, the correct brightness is obtained. The shifted state is displayed.

この正極性画素電極電圧と負極性画素電極電圧とを、例えば2kHz周期で切り替えると、それらの画素電極印加時の液晶表示素子の明るさを平均することになり、上記のVthばらつきにより、正極性画素電極電圧と負極性画素電極電圧との平均との差によって、明るい固定パターンノイズ(FPN)や暗いFPNが発生する。   When the positive pixel electrode voltage and the negative pixel electrode voltage are switched, for example, at a cycle of 2 kHz, the brightness of the liquid crystal display element when these pixel electrodes are applied is averaged. Bright fixed pattern noise (FPN) or dark FPN occurs due to the difference between the average of the pixel electrode voltage and the negative pixel electrode voltage.

ここで、図7に示した正極性画素電極電圧印加時の液晶表示素子の明るさXpは次式で表わされる。   Here, the brightness Xp of the liquid crystal display element when the positive pixel electrode voltage shown in FIG. 7 is applied is expressed by the following equation.

Xp=fp×(Vp1+Vlv1) (1)
ただし、(1)式中、fpは電圧印加時の表示明るさを計算する関数、Vp1は画素内の正極性側保持容量の入力電圧、Vlv1は画素の正極性側ソースフォロワ回路のばらつき電圧である。また、図7に示した負極性画素電極電圧印加時の液晶表示素子の明るさXmは次式で表わされる。
Xp = fp × (Vp1 + Vlv1) (1)
In the equation (1), fp is a function for calculating the display brightness when voltage is applied, Vp1 is an input voltage of the positive side holding capacitor in the pixel, and Vlv1 is a variation voltage of the positive side source follower circuit of the pixel. is there. Further, the brightness Xm of the liquid crystal display element when the negative pixel electrode voltage shown in FIG. 7 is applied is expressed by the following equation.

Xm=fm×(Vm1−Vlv2) (2)
ただし、(2)式中、fmは電圧印加時の表示明るさを計算する関数、Vm1は画素内の負極性側保持容量の入力電圧、Vlv2は画素の負極性側ソースフォロワ回路のばらつき電圧である。観察者が見る明るさは、上記の明るさXpとXmとの平均となり、ざらつき感を与えてしまう。
Xm = fm × (Vm1−Vlv2) (2)
In the equation (2), fm is a function for calculating display brightness when voltage is applied, Vm1 is an input voltage of the negative side holding capacitor in the pixel, and Vlv2 is a variation voltage of the negative side source follower circuit of the pixel. is there. The brightness seen by the observer is the average of the above brightness Xp and Xm, giving a feeling of roughness.

また、上記の液晶表示装置は、画素回路の使用デバイス数が多いので、輝点、黒点などの不良画素が発生し易いという問題もある。   In addition, the liquid crystal display device has a problem in that defective pixels such as bright spots and black spots are likely to occur because the number of devices used in the pixel circuit is large.

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、画素のばらつきを抑圧することで、表示画像中のFPNを低減し、表示品質を向上でき、また輝点、黒点などもある程度抑圧できる液晶表示装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and by suppressing variations in pixels, a liquid crystal display device that can reduce FPN in a display image, improve display quality, and suppress luminescent spots, black spots, etc. to some extent. And it aims at providing the driving method.

上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、2本のデータ線を一組とする複数組のデータ線と複数本の行走査線とがそれぞれ交差する交差部に設けられた複数の画素のそれぞれが、
対向する画素電極と共通電極との間に液晶層が挟持された表示素子と、入力デジタルデータの画素値と単調的に水平走査周期でレベル変化する基準階調データとが一致した時に、一組の2本のデータ線のうち一方のデータ線を介して供給される基準階調データと同期して単調的にレベル増加する正極性ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第1の保持容量に保持する第1のサンプリング及び保持手段と、入力デジタルデータの画素値と基準階調データとが一致した時に、一組の2本のデータ線のうち他方のデータ線を介して供給される基準階調データと同期して単調的にレベル減少する、正極性ランプ信号とは逆極性の負極性ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第2の保持容量に保持する第2のサンプリング及び保持手段と、第1の保持容量及び第2の保持容量の各保持電圧を、垂直走査周期よりも短い所定の周期で交互に読み出し、第1の保持容量から読み出した電圧は第1のソースフォロワ回路を通して、第2の保持容量から読み出した電圧は第2のソースフォロワ回路を通して、画素電極に印加する保持電圧読み出し手段と、表示すべきデジタルデータと同一のデータ値の正常状態のデータと、表示すべきデジタルデータのデータ値を反転させた反転状態のデータとを1フレーム単位で交互に切り替えて入力デジタルデータとして入力するデータ入力手段と、保持電圧読み出し手段による、正常状態のデータの画素値に対応した正極性ランプ信号及び負極性ランプ信号が第1及び第2の保持容量に保持された画素の読み出し時には、第1の保持容量から読み出した正極性ランプ信号の第1の保持電圧の画素電極への印加時に第1の電位の第1の共通電極電圧を共通電極に印加し、かつ、第2の保持容量から読み出した負極性ランプ信号の第2の保持電圧の画素電極への印加時に第1の電位よりも高電位の第2の電位の第2の共通電極電圧を共通電極に印加し、反転状態のデータの画素値に対応した正極性ランプ信号及び負極性ランプ信号が第1及び第2の保持容量に保持された画素の読み出し時には、第1の保持容量から読み出した正極性ランプ信号の第3の保持電圧の画素電極への印加時に第の電位の第3の共通電極電圧を共通電極に印加し、かつ、第2の保持容量から読み出した負極性ランプ信号の第4の保持電圧の画素電極への印加時に第の電位の第4の共通電極電圧を共通電極に印加する共通電極電圧入力手段と、正常状態のデータの画素値に対応した正極性ランプ信号が保持された第1の保持容量と、正常状態のデータの画素値に対応した負極性ランプ信号が保持された第2の保持容量との読み出し順序を、正常状態のデータの入力期間単位で交互に切り替え、反転状態のデータの画素値に対応した正極性ランプ信号が保持された第1の保持容量と、反転状態のデータの画素値に対応した負極性ランプ信号が保持された第2の保持容量との読み出し順序を、反転状態のデータの入力期間単位で交互に切り替える読み出し順序切り替え手段とを備え、複数の画素による表示画面の明るさを、第1又は第2のソースフォロワ回路を通して画素電極に印加される第1乃至第4の保持電圧に応じた明るさの平均とすることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the liquid crystal display device of the present invention has a plurality of data lines provided at intersections where a plurality of sets of data lines and a plurality of row scanning lines intersect each other. Each of the pixels
When the display element in which the liquid crystal layer is sandwiched between the opposing pixel electrode and the common electrode, and the pixel value of the input digital data coincide with the reference gradation data whose level changes monotonically in the horizontal scanning cycle, a set The voltage of the positive ramp signal that monotonously increases in level in synchronization with the reference grayscale data supplied through one of the two data lines is sampled to the first holding capacitor for a certain period. The first sampling and holding means to be held, and the reference floor supplied via the other data line of the set of two data lines when the pixel value of the input digital data matches the reference gradation data Second sampling and holding means for sampling the voltage of the negative polarity ramp signal having a polarity opposite to that of the positive polarity ramp signal and monotonously decreasing in synchronization with the tone data and holding the voltage in the second holding capacitor for a certain period of time , The first storage capacitor and the holding voltage of the second storage capacitor, read alternately in a short predetermined period than the vertical scanning period, the voltage read from the first storage capacitor through the first source follower circuit, voltage read from the second storage capacitor through the second source follower circuit, and holding the voltage reading means applied to the pixel electrode, and the normal state of the same data value and the display should do digital data data, a digital to be displayed a data input means for the input of the inverting an inverted state of the data value of the data and data as input digital data by switching alternately frame by frame, by holding the voltage reading means, corresponding to the pixel values of the data in a normal state positive during sexual ramp signal and negative ramp signal reading of the pixel held in the first and second storage capacitors, read from the first storage capacitor Out and the first common electrode voltage of the first potential is applied to the common electrode during the application of the first hold voltage of the pixel electrode of positive polarity ramp signal, and negative lamp read from the second storage capacitor When a second holding voltage of a signal is applied to the pixel electrode, a second common electrode voltage having a second potential higher than the first potential is applied to the common electrode, and corresponds to the pixel value of the inverted data. When reading out a pixel in which the positive and negative ramp signals are held in the first and second holding capacitors, the pixel electrode of the third holding voltage of the positive ramp signal read out from the first holding capacitor is read. common electrode voltage is applied to the common electrode, and, first upon application to the pixel electrode of the fourth holding voltage of the negative polarity ramp signal read from the second storage capacitor third of a second potential upon application of Apply the fourth common electrode voltage of the potential to the common electrode Common electrode voltage input means, a first holding capacitor holding a positive ramp signal corresponding to the pixel value of normal data, and a negative ramp signal corresponding to the pixel value of normal data. The first storage capacitor in which the positive-polarity ramp signal corresponding to the pixel value of the inverted data is held alternately by switching the readout order with the second storage capacitor in units of normal data input periods; A plurality of readout order switching means for alternately switching the readout order with respect to the second storage capacitor in which the negative ramp signal corresponding to the pixel value of the inverted data is held, in units of the inverted data input period ; the brightness of the display screen by the pixels, and characterized in that the average of the first to brightness corresponding to the fourth holding voltage applied to the pixel electrode and through the first or the second source follower circuit That.

また、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、2本のデータ線を一組とする複数組のデータ線と複数本の行走査線とがそれぞれ交差する交差部に設けられた複数の画素のそれぞれが、
対向する画素電極と共通電極との間に液晶層が挟持された表示素子と、入力デジタルデータの画素値と単調的に水平走査周期でレベル変化する基準階調データとが一致した時に、一組の前記2本のデータ線のうち一方のデータ線を介して供給される前記基準階調データと同期して単調的にレベル増加する正極性ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第1の保持容量に保持する第1のサンプリング及び保持手段と、入力デジタルデータの画素値と基準階調データとが一致した時に、一組の2本のデータ線のうち他方のデータ線を介して供給される基準階調データと同期して単調的にレベル減少する、正極性ランプ信号とは逆極性の負極性ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第2の保持容量に保持する第2のサンプリング及び保持手段と、第1の保持容量及び第2の保持容量の各保持電圧を、垂直走査周期よりも短い所定の周期で交互に読み出し、第1の保持容量から読み出した電圧は第1のソースフォロワ回路を通して、第2の保持容量から読み出した電圧は第2のソースフォロワ回路を通して、画素電極に印加する保持電圧読み出し手段と、を備える液晶表示装置に対して、
表示すべきデジタルデータと同一のデータ値の正常状態のデータと、表示すべきデジタルデータのデータ値を反転させた反転状態のデータとを1フレーム単位で交互に切り替えて入力デジタルデータとして画素に供給するデータ入力ステップと、保持電圧読み出し手段による、正常状態のデータの画素値に対応した正極性ランプ信号及び負極性ランプ信号が第1及び第2の保持容量に保持された画素の読み出し時には、第1の保持容量の正極性ランプ信号の第1の保持電圧の画素電極への印加時に第1の電位の第1の共通電極電圧を共通電極に印加し、かつ、第2の保持容量の負極性ランプ信号の第2の保持電圧の画素電極への印加時に第1の電位よりも高電位の第2の電位の第2の共通電極電圧を共通電極に印加する第1及び第2の共通電極電圧入力ステップと、反転状態のデータの画素値に対応した正極性ランプ信号及び負極性ランプ信号が第1及び第2の保持容量に保持された画素の読み出し時には、第1の保持容量の正極性ランプ信号の第3の保持電圧の画素電極への印加時に第の電位の第3の共通電極電圧を共通電極に印加し、かつ、第2の保持容量の負極性ランプ信号の第4の保持電圧の画素電極への印加時に第の電位の第4の共通電極電圧を共通電極に印加する第3及び第4の共通電極電圧入力ステップと、正常状態のデータの画素値に対応した正極性ランプ信号が保持された第1の保持容量と、正常状態のデータの画素値に対応した負極性ランプ信号が保持された第2の保持容量との読み出し順序を、正常状態のデータの入力期間単位で交互に切り替える第1の読み出し順序切り替えステップと、反転状態のデータの画素値に対応した正極性ランプ信号が保持された第1の保持容量と、反転状態のデータの画素値に対応した負極性ランプ信号が保持された第2の保持容量との読み出し順序を、反転状態のデータの入力期間単位で交互に切り替える第2の読み出し順序切り替えステップとを含み、複数の画素による表示画面の明るさを、第1又は第2のソースフォロワ回路を通して画素電極に印加される第1乃至第4の保持電圧に応じた明るさの平均とすることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a driving method of a liquid crystal display device according to the present invention includes an intersection where a plurality of sets of data lines and a plurality of row scanning lines intersect each other. Each of the plurality of pixels provided in the
When the display element in which the liquid crystal layer is sandwiched between the opposing pixel electrode and the common electrode, and the pixel value of the input digital data coincide with the reference gradation data whose level changes monotonically in the horizontal scanning cycle, a set The voltage of the positive ramp signal that monotonically increases in synchronization with the reference grayscale data supplied via one of the two data lines is sampled for a first period of time. When the pixel value of the input digital data and the reference gradation data match with the first sampling and holding means held in the capacitor, the first sampling and holding means is supplied via the other data line of the set of two data lines. A second sampling in which the voltage of a negative ramp signal having a polarity that is monotonously decreased in synchronization with the reference gradation data and having a polarity opposite to that of the positive ramp signal is sampled and held in the second storage capacitor for a certain period; And lifting means, the first storage capacitor and the holding voltage of the second storage capacitor, read alternately in a short predetermined period than the vertical scanning period, the voltage read from the first storage capacitor first source follower A voltage read from the second storage capacitor through the circuit is supplied to the pixel electrode through the second source follower circuit .
Normal data having the same data value as the digital data to be displayed and inverted data obtained by inverting the data value of the digital data to be displayed are alternately switched in units of one frame and supplied to the pixel as input digital data. a data input step of, by the holding voltage reading means, at the time of reading the pixel to which a positive polarity ramp signal and negative ramp signal corresponding to the pixel value of data held in the first and second storage capacitors in a normal state, the The first common electrode voltage of the first potential is applied to the common electrode when the positive holding ramp signal of one holding capacitor is applied to the pixel electrode, and the negative polarity of the second holding capacitor first and second common conductive applying a second common electrode voltage of the second potential of higher than the first potential when applied to the pixel electrode of the second holding voltage of the ramp signal to the common electrode A voltage input step, at the time of reading the pixel to which a positive polarity ramp signal corresponding to the pixel values of the data of the inverted state and the negative polarity ramp signal is held by the first and second storage capacitors, a positive polarity of the first storage capacitor Applying the third common electrode voltage of the second potential to the common electrode when the third holding voltage of the ramp signal is applied to the pixel electrode, and the fourth holding of the negative polarity ramp signal of the second holding capacitor A third common electrode voltage input step for applying a fourth common electrode voltage of a first potential to the common electrode when a voltage is applied to the pixel electrode, and a positive polarity corresponding to the pixel value of the data in the normal state The reading order of the first holding capacitor in which the ramp signal is held and the second holding capacitor in which the negative polarity ramp signal corresponding to the pixel value of the data in the normal state is set as the unit of the input period of the data in the normal state First to switch alternately A reading order switching step, a first holding capacitor holding a positive ramp signal corresponding to a pixel value of inverted data, and a first holding capacitor holding a negative ramp signal corresponding to a pixel value of inverted data. And a second reading order switching step of alternately switching the reading order with respect to the storage capacitor in units of the input period of the inverted data, and the brightness of the display screen by the plurality of pixels is set to the first or second The brightness is averaged according to the first to fourth holding voltages applied to the pixel electrode through the source follower circuit .

本発明によれば、基本的な画素の回路を変更することなく、画素のばらつきを抑圧することで、表示画像中のFPNを低減し、表示品質を向上でき、また輝点、黒点などもある程度抑圧できる。   According to the present invention, it is possible to reduce the FPN in the display image and improve the display quality by suppressing the pixel variation without changing the basic pixel circuit, and to some extent bright spots, black spots, etc. Can be suppressed.

本発明の液晶表示装置の一実施の形態のシステム構成図である。1 is a system configuration diagram of an embodiment of a liquid crystal display device of the present invention. 図1中の液晶パネル駆動素子の一実施の形態の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of one Embodiment of the liquid crystal panel drive element in FIG. 図1中の画素部を構成する一画素の一例の等価回路図である。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of an example of one pixel constituting the pixel unit in FIG. 1. 図1の実施の形態におけるフレーム単位の入力データと共通電極電圧との組み合わせを示す図である。It is a figure which shows the combination of the input data of a frame unit and common electrode voltage in embodiment of FIG. 図1中の液晶パネル駆動素子に入力される反転状態のデータとランプ信号と共通電極電圧との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship among inverted data, a ramp signal, and a common electrode voltage input to the liquid crystal panel driving element in FIG. 1. 図1の実施の形態におけるフレーム単位の入力データと共通電極電圧と関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the input data of a frame unit in Embodiment of FIG. 1, and a common electrode voltage. 液晶パネル駆動素子に入力される正常状態のデータとランプ信号と共通電極電圧との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the data of a normal state input into a liquid crystal panel drive element, a ramp signal, and a common electrode voltage.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

従来の液晶表示装置の課題は、基本的には画素毎のソースフォロワ回路のトランジスタのVthバラツキ等が主原因であるため、画素毎に補正を行うことが考えられるが、以下のような課題があって実現が難しい。   Problems with conventional liquid crystal display devices are mainly caused by Vth variation of the transistors of the source follower circuit for each pixel, so it is conceivable to perform correction for each pixel. It is difficult to realize.

第1の課題は、液晶パネル駆動素子の画素内で補正回路を構成する場合は素子の増加が必須であり画素ピッチが狭い場合は実現が難しい、ということである。第2の課題は、液晶パネル駆動素子の外部に補正メモリを持つ場合は、フレーム分のメモリが必要となりシステムが大きくなってしまう。また補正データの取り込みをカメラなどを用いて精度良く行う事は難しい、ということである。第3の課題は、1画素内に正極性信号電圧用と負極性信号電圧用にそれぞれ保持容量を持つ液晶表示装置では、データ量が多くなり、精度良く補正するためには2種類のデータを入力する必要があり、高速なデータ入力が必要となってしまう、ということである。   The first problem is that when the correction circuit is configured in the pixel of the liquid crystal panel driving element, it is necessary to increase the number of elements, and when the pixel pitch is narrow, it is difficult to realize the correction circuit. A second problem is that when a correction memory is provided outside the liquid crystal panel driving element, a memory for a frame is required and the system becomes large. In addition, it is difficult to accurately import correction data using a camera or the like. The third problem is that in a liquid crystal display device having a storage capacitor for each of a positive signal voltage and a negative signal voltage in one pixel, the amount of data increases, and two types of data are required for accurate correction. This means that it is necessary to input data and high-speed data input is required.

しかし、画素の正極性側のソースフォロワ回路のトランジスタと負極性側のソースフォロワ回路のトランジスタのVthのばらつきは、それぞれ各画素の平均的なソースフォロワ回路のトランジスタのVthとの差を考えた場合、基板効果の影響はあるが、正しい信号レベルに対して、どのような入力電圧に対しても同じ方向にずれており、その状態は殆ど変わらない。   However, the variation in Vth of the transistor of the source follower circuit on the positive polarity side of the pixel and that of the transistor of the source follower circuit on the negative polarity side are considered when the difference from the Vth of the transistor of the average source follower circuit of each pixel is considered. Although there is an influence of the substrate effect, it is shifted in the same direction for any input voltage with respect to a correct signal level, and its state is hardly changed.

そこで、以下説明する本実施の形態の液晶表示装置では、この点に着目し、上記の補正方法を用いずにザラツキ感を改善する。   Therefore, in the liquid crystal display device of the present embodiment described below, paying attention to this point, the feeling of roughness is improved without using the above correction method.

図1は、本発明になる液晶表示装置の一実施の形態のシステム構成図を示す。本実施の形態の液晶表示装置10は、図1に示すように、パネル駆動用外部駆動回路11と、液晶パネル駆動素子12とから構成される。パネル駆動用外部駆動回路11は、nビットのデジタルデータ(デジタル映像信号)と、Vシフト用クロックと、画素選択信号と、液晶表示素子の共通電極電圧とを生成して液晶パネル駆動素子12に供給する。   FIG. 1 shows a system configuration diagram of an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 10 according to the present embodiment includes a panel drive external drive circuit 11 and a liquid crystal panel drive element 12. The panel driving external drive circuit 11 generates n-bit digital data (digital video signal), a V shift clock, a pixel selection signal, and a common electrode voltage of the liquid crystal display element, and supplies it to the liquid crystal panel drive element 12. Supply.

nビットデジタルデータは、nビットが8ビットの場合、“00”から“FF”までを使用し、“00”の場合最も暗く、“FF”の場合最も明るいデータ(以下、このデータを「正常状態のデータ」というものとする)と、“00”の場合最も明るく、“FF”の場合最も暗いデータ(以下、このデータを「反転状態のデータ」というものとする)とがある。パネル駆動用外部駆動回路11は、この正常状態のデータと反転状態のデータとを1フレーム単位で交互に液晶パネル駆動素子12に供給する。なお、反転状態のデータは、正常状態のデータを反転しているため、反転状態のデータの“00”は正常状態のデータの値では“FF”であり、また反転状態のデータの“FF”は正常状態のデータの値では“00”である。   When n bits are 8 bits, n bit digital data uses “00” to “FF”, “00” is the darkest data and “FF” is the brightest data (hereinafter, this data is referred to as “normal”. State data) and “00” is the brightest data and “FF” is the darkest data (hereinafter, this data is referred to as “inverted data”). The panel drive external drive circuit 11 supplies the normal state data and the inverted state data alternately to the liquid crystal panel drive element 12 in units of one frame. Since the inverted data is inverted from the normal data, the inverted data “00” is “FF” in the normal data value and the inverted data “FF”. Is “00” in the data value of the normal state.

また、Vシフト用クロックは、nビットデジタルデータを液晶パネル駆動素子12内の画素部の1水平ライン毎に書き込むための水平ラインを選択するためのクロックである。また、画素選択信号は、正極性側保持容量に保持された信号電圧を画素電極に読み出すか、負極性側保持容量に保持された信号電圧を画素電極に読み出すかを選択するための信号である。更に、共通電極電圧は、液晶表示素子の共通電極に印加される電圧で、画素選択信号に同期して2つの電圧値のどちらか一方に変化する。   The V shift clock is a clock for selecting a horizontal line for writing n-bit digital data for each horizontal line of the pixel portion in the liquid crystal panel driving element 12. The pixel selection signal is a signal for selecting whether to read the signal voltage held in the positive-side storage capacitor to the pixel electrode or to read the signal voltage held in the negative-side storage capacitor to the pixel electrode. . Further, the common electrode voltage is a voltage applied to the common electrode of the liquid crystal display element, and changes to one of two voltage values in synchronization with the pixel selection signal.

図2は、液晶パネル駆動素子12の一実施の形態の概略ブロック図を示す。同図に示すように、液晶パネル駆動素子12は、水平シフトレジスタ及びコンパレータ121と、水平駆動回路(ビデオスイッチ等)122と、複数の画素が2次元マトリクス状に配置された画素部123と、垂直シフトレジスタ124と、画素選択回路125とを含む構成である。   FIG. 2 shows a schematic block diagram of an embodiment of the liquid crystal panel driving element 12. As shown in the figure, the liquid crystal panel driving element 12 includes a horizontal shift register and comparator 121, a horizontal driving circuit (such as a video switch) 122, a pixel portion 123 in which a plurality of pixels are arranged in a two-dimensional matrix, The configuration includes a vertical shift register 124 and a pixel selection circuit 125.

画素部123を構成する複数の画素の各々は特許文献1に記載の画素と同じ、図3に示す等価回路で表わされる構成であってよい。図3において、ソースフォロワ用PチャンネルMOS型トランジスタ(以下、PMOSトランジスタという)Tr3、Tr4は、ゲートが保持容量C1、C2と画素選択用NチャンネルMOS型トランジスタ(以下、NMOSトランジスタという)Tr1、Tr2のドレインとの接続点に接続され、ソースがスイッチング用PMOSトランジスタTr5、Tr6のドレイン・ソースを通して定電流用PMOSトランジスタTr7のドレインに接続されている。トランジスタTr5、Tr6及びTr7の各接続点は画素電極PEに接続されている。液晶表示素子LCは、対向して配置された画素電極PEと共通電極CEとの間に液晶層LCMが挟持された構造であり、共通電極CEには共通電極電圧Vcomが印加される。   Each of the plurality of pixels constituting the pixel portion 123 may be the same as the pixel described in Patent Document 1 and may be configured by the equivalent circuit shown in FIG. In FIG. 3, source follower P-channel MOS transistors (hereinafter referred to as PMOS transistors) Tr3 and Tr4 have gates of holding capacitors C1 and C2 and pixel selection N-channel MOS transistors (hereinafter referred to as NMOS transistors) Tr1 and Tr2. The source of the switching PMOS transistors Tr5 and Tr6 is connected to the drain of the constant current PMOS transistor Tr7 through the drain and source of the switching PMOS transistors Tr5 and Tr6. Each connection point of the transistors Tr5, Tr6, and Tr7 is connected to the pixel electrode PE. The liquid crystal display element LC has a structure in which a liquid crystal layer LCM is sandwiched between a pixel electrode PE and a common electrode CE that are arranged to face each other, and a common electrode voltage Vcom is applied to the common electrode CE.

i列目の正極性用データ線Di+はNMOSトランジスタTr1のドレインに接続され、i列目の負極性用データ線Di-はNMOSトランジスタTr2のドレインに接続されている。NMOSトランジスタTr1及びTr2の各ゲートは、j行目の行走査線(ゲート線)Gjに共通に接続されている。なお、同じi列目の各画素のNMOSトランジスタTr1、Tr2のドレインもデータ線Di+、Di-に接続されている。また、同じj行目の各画素のNMOSトランジスタTr1及びTr2の各ゲートも行走査線Gjに接続されている。   The i-th column positive data line Di + is connected to the drain of the NMOS transistor Tr1, and the i-th column negative data line Di- is connected to the drain of the NMOS transistor Tr2. The gates of the NMOS transistors Tr1 and Tr2 are commonly connected to a j-th row scanning line (gate line) Gj. Note that the drains of the NMOS transistors Tr1 and Tr2 of each pixel in the same i-th column are also connected to the data lines Di + and Di-. The gates of the NMOS transistors Tr1 and Tr2 of each pixel in the same j-th row are also connected to the row scanning line Gj.

この画素では、データ線Di+、Di-を介して入力される正極性と負極性の各アナログ信号(前記ランプ信号)がNMOSトランジスタTr1、Tr2によりサンプリングされて、保持容量C1、C2に保持される。その後の読み出し時には、PMOSトランジスタTr5、Tr6がスイッチング信号2k、2kbにより垂直走査周期よりも短い所定周期で交互にオンとされ、保持容量C1、C2に保持されている正極性保持電圧と負極性保持電圧とをソースフォロワ用PMOSトランジスタTr3、Tr4を通して交互に画素電極PEに印加する。また、液晶表示素子LCの共通電極CEには、図1のパネル駆動用外部駆動回路11から液晶共通電極電圧Vcomが印加される。なお、本実施の形態では、後述するように液晶共通電極電圧Vcomは、Vcom1+、Vcom1-、Vcom2+、Vcom2-の4種類ある。   In this pixel, the positive and negative analog signals (the ramp signal) input via the data lines Di + and Di− are sampled by the NMOS transistors Tr1 and Tr2 and held in the holding capacitors C1 and C2. . At the time of subsequent reading, the PMOS transistors Tr5 and Tr6 are alternately turned on at a predetermined cycle shorter than the vertical scanning cycle by the switching signals 2k and 2kb, and hold the positive polarity holding voltage and the negative polarity holding held in the holding capacitors C1 and C2. The voltage is alternately applied to the pixel electrode PE through the source follower PMOS transistors Tr3 and Tr4. Further, the liquid crystal common electrode voltage Vcom is applied to the common electrode CE of the liquid crystal display element LC from the panel drive external drive circuit 11 of FIG. In the present embodiment, as will be described later, there are four types of liquid crystal common electrode voltages Vcom: Vcom1 +, Vcom1-, Vcom2 +, and Vcom2-.

図2に戻って説明する。垂直シフトレジスタ124は、パネル駆動用外部駆動回路11からVシフト用クロックが入力され、1垂直走査期間内で画素部123の各画素を第1水平ラインから最終水平ラインまで1水平走査期間(1H)毎に各水平ラインの画素を上から下方向に順番に選択する行選択信号を行走査線に出力する。   Returning to FIG. The vertical shift register 124 receives the V-shift clock from the panel drive external drive circuit 11, and within one vertical scanning period, each pixel of the pixel unit 123 is moved from the first horizontal line to the final horizontal line for one horizontal scanning period (1H ), A row selection signal for sequentially selecting the pixels of each horizontal line from the top to the bottom is output to the row scanning line.

画素選択回路125は、パネル駆動用外部駆動回路11から画素選択信号が入力され、画素部123の読み出し時に各画素の図3に示したスイッチング用PMOSトランジスタTr5及びTr6を1垂直走査周期よりも短い周期(例えば、2kHzの周期)で交互にオン、オフに制御するスイッチング信号(図3の2k、2kb)を画素部123に出力する。   The pixel selection circuit 125 receives a pixel selection signal from the panel drive external drive circuit 11 and sets the switching PMOS transistors Tr5 and Tr6 shown in FIG. 3 of each pixel to be shorter than one vertical scanning cycle when reading out the pixel unit 123. Switching signals (2k and 2 kb in FIG. 3) that are alternately turned on and off at a cycle (for example, a cycle of 2 kHz) are output to the pixel unit 123.

次に、図2の液晶パネル駆動素子12の動作について説明する。   Next, the operation of the liquid crystal panel driving element 12 in FIG. 2 will be described.

画素書き込み時には、図2の水平シフトレジスタ及びコンパレータ121内の水平シフトレジスタに、図1のパネル駆動用外部駆動回路11からnビットデジタルデータが入力される。このnビットデジタルデータは、前述したように正常状態のデータ及び反転状態のデータとが1フレーム毎に交互に切り替えられて時系列的に合成されたデータである。図4(A)は、水平シフトレジスタに入力されるnビットデジタルデータを模式的に示す。   During pixel writing, n-bit digital data is input from the panel drive external drive circuit 11 of FIG. 1 to the horizontal shift register of FIG. As described above, the n-bit digital data is data synthesized in time series by switching the normal state data and the inverted state data alternately every frame. FIG. 4A schematically shows n-bit digital data input to the horizontal shift register.

上記の水平シフトレジスタは、入力される正常状態のデータ又は反転状態のデータの1ライン分を展開し、かつ、一時保持して水平シフトレジスタ及びコンパレータ121内のコンパレータに供給する。このコンパレータは、n組のデータ線(列信号線)に対応して各列毎にn個設けられている。n個のコンパレータは、複数の階調値が例えば最小値から最大値まで水平走査期間内で一定期間毎に段階的に変化するカウンタ(図示せず)からの基準階調データが共通に供給される一方、上記のシフトレジスタにより保持された画像データが1ラインのn画素の各画素単位で供給されて両者を比較し、両者が一致したとき一致パルスを水平駆動回路122に供給する。   The horizontal shift register develops one line of input normal state data or inverted state data, temporarily holds it, and supplies it to the horizontal shift register and the comparator in the comparator 121. N comparators are provided for each column corresponding to n sets of data lines (column signal lines). The n comparators are commonly supplied with reference gradation data from a counter (not shown) in which a plurality of gradation values change stepwise at regular intervals within a horizontal scanning period from, for example, a minimum value to a maximum value. On the other hand, the image data held by the shift register is supplied in units of n pixels of one line, compared with each other, and when the two match, a matching pulse is supplied to the horizontal drive circuit 122.

水平駆動回路122は、2本一組のデータ線(列信号線)Di+、Di-の一方のデータ線Di+に接続された正極性用ビデオスイッチと、他方のデータ線Di-に接続された負極性用ビデオスイッチとが各組のデータ線(列信号線)単位で全部でn組設けられると共に、前述したシフトレジスタ及びコンパレータ121内のn個のコンパレータのうち対応して設けられたコンパレータから一致パルスが供給される構成である。   The horizontal drive circuit 122 includes a video switch for positive polarity connected to one data line Di + of a set of two data lines (column signal lines) Di + and Di−, and a negative electrode connected to the other data line Di−. N video switches for each data line (column signal line) unit are provided in total, and are matched with the corresponding comparators among the n comparators in the shift register and comparator 121 described above. In this configuration, pulses are supplied.

そして、すべてのビデオスイッチは水平走査期間開始毎に一斉にオンにされた後、ランプ信号に同期したクロックを階調カウンタによりカウントして得た階調を示すカウンタ値と入力デジタルデータ(正常状態のデータ又は反転状態のデータ)の画素値とを1ラインの画素単位で比較するコンパレータから両者が一致した時に一致パルスが出力されるときにのみ、その一致パルスを出力するコンパレータに対応して設けられた画素の一組のビデオスイッチを一致パルス入力により同時にオフとし、このときの正極性ランプ信号と負極性ランプ信号の各電圧を、オフとされた一組のビデオスイッチに一組のデータ線を介して接続された画素内の正極性用保持容量C1と負極性用保持容量C2とに供給してサンプリング保持が行われる。   All the video switches are turned on all at the same time at the start of the horizontal scanning period, and then the counter value indicating the gradation obtained by counting the clock synchronized with the ramp signal by the gradation counter and the input digital data (normal state) Provided in correspondence with the comparator that outputs the coincidence pulse only when the coincidence pulse is output from the comparator that compares the pixel value of the pixel data of the data or the inversion state) in pixel units of one line. A set of video switches are simultaneously turned off by the coincidence pulse input, and the voltages of the positive polarity ramp signal and the negative polarity ramp signal at this time are supplied to the set of video switches that are turned off as a set of data lines. Is supplied to the positive holding capacitor C1 and the negative holding capacitor C2 in the pixels connected via the vias, and sampling holding is performed.

ここで、正常状態のデータの画素への書き込み時には、上記の正極性ランプ信号RAMP+は図7に示したRAMP1+であり、上記の負極性ランプ信号RAMP-は図7に示したRAMP1-である。従って、正常状態のデータの画素への書き込みは、従来の液晶表示装置の画素書き込みと同様に行われる。   Here, at the time of writing data in the normal state to the pixel, the positive polarity ramp signal RAMP + is RAMP1 + shown in FIG. 7, and the negative polarity ramp signal RAMP− is RAMP1− shown in FIG. . Accordingly, the writing of data in the normal state to the pixels is performed in the same manner as the pixel writing of the conventional liquid crystal display device.

1フレーム分の正常状態のデータの画素への書き込みが行われると、画素に書き込まれている正常状態のデータの読み出しが1垂直走査周期より短い周期(例えば、2kHzの周期)で行われる。本実施の形態では、この正常状態のデータの読み出し方法には、画素電極PEに印加される電圧と共通電極CEに印加される共通電極電圧Vcomとの関係で2種類の組み合わせがある。第1の種類の組み合わせは、図4(A)、(B)に「組み合わせ1」として示すもので、画素電極PEに印加される奇数番目の電圧は正極性用保持容量C1に保持された正極性の正常状態のデータ(具体的にはサンプリングされた正極性ランプ信号RAMP1+)であり、かつ、その時の共通電極電圧Vcomは図4(B)にローレベルで示すように、図7にVcom1+で示す低レベル側の共通電極電圧であり、画素電極PEに印加される偶数番目の電圧は負極性用保持容量C2に保持された負極性の正常状態のデータ(具体的にはサンプリングされた負極性ランプ信号RAMP1-)であり、かつ、その時の共通電極電圧Vcomは図4(B)にハイレベルで示すように、図7にVcom1-で示す高レベル側の共通電極電圧である。   When the normal state data for one frame is written to the pixel, the normal state data written to the pixel is read in a cycle shorter than one vertical scanning cycle (for example, a cycle of 2 kHz). In the present embodiment, there are two kinds of combinations of the data reading method in the normal state in relation to the voltage applied to the pixel electrode PE and the common electrode voltage Vcom applied to the common electrode CE. The first type of combination is shown as “combination 1” in FIGS. 4A and 4B, and the odd-numbered voltage applied to the pixel electrode PE is the positive electrode held in the positive-polarity holding capacitor C1. Normal state data (specifically, sampled positive polarity ramp signal RAMP1 +), and the common electrode voltage Vcom at that time is Vcom1 + in FIG. 7 as shown at a low level in FIG. The even-numbered voltage applied to the pixel electrode PE is the negative polarity normal state data held in the negative polarity holding capacitor C2 (specifically, the sampled negative polarity). The common electrode voltage Vcom at this time is a high-level common electrode voltage indicated by Vcom1- in FIG. 7, as shown at a high level in FIG. 4B.

第2の種類の組み合わせは、図4(A)、(B)に「組み合わせ3」として示すもので、組み合わせ1と逆順としたものであり、画素電極PEに印加する電圧を奇数番目は負極性の正常状態のデータ(具体的にはサンプリングされた負極性ランプ信号RAMP1-)とし、偶数番目は正極性の正常状態のデータ(具体的にはサンプリングされた正極性ランプ信号RAMP1+)としたものであり、また、画素電極PEへの印加電圧に対応して共通電極電圧もVcom1-、Vcom1+の順番としたものである。ここでは、組み合わせ1の例による読み出しが行われるものとする。   The second type of combination is shown as “combination 3” in FIGS. 4A and 4B and is in the reverse order of combination 1, and the odd-numbered voltage is applied to the pixel electrode PE. Normal state data (specifically, sampled negative polarity ramp signal RAMP1-), and even numbers are positive polarity normal state data (specifically, sampled positive polarity ramp signal RAMP1 +). In addition, the common electrode voltage is also in the order of Vcom1- and Vcom1 + corresponding to the voltage applied to the pixel electrode PE. Here, it is assumed that reading by the example of combination 1 is performed.

続いて次の1フレーム分の反転状態のデータの画素への書き込みが開始される。この反転状態のデータの画素への書き込みは、図5に示すように、反転状態のデータの値“00”(白レベル)から値“FF”(黒レベル)まで1H周期で単調的に増加する正極性ランプ信号RAMP2+と、反転状態のデータの値“00”(白レベル)から値“FF”(黒レベル)まで1H周期で単調的に減少する負極性ランプ信号RAMP2-とを、図2の水平駆動回路122内の1ラインの画素数に対応した組数の各ビデオスイッチに共通に同時に供給する。ここで、各組のビデオスイッチは、正極性ランプ信号RAMP2+が供給される正極性用ビデオスイッチと、負極性ランプ信号RAMP2-が供給される負極性用ビデオスイッチとからなる。   Subsequently, writing of inverted data for the next one frame to the pixel is started. As shown in FIG. 5, the writing of the data in the inverted state monotonically increases in a cycle of 1H from the value “00” (white level) to the value “FF” (black level) of the data in the inverted state. The positive polarity ramp signal RAMP2 + and the negative polarity ramp signal RAMP2- that monotonously decreases in a 1H cycle from the value "00" (white level) to the value "FF" (black level) in the inverted state are shown in FIG. The signals are supplied simultaneously to a number of sets of video switches corresponding to the number of pixels in one line in the horizontal drive circuit 122. Here, each set of video switches includes a positive video switch to which a positive ramp signal RAMP2 + is supplied and a negative video switch to which a negative ramp signal RAMP2- is supplied.

そして、すべてのビデオスイッチを水平走査期間開始毎に一斉にオンにした後、ランプ信号RAMP2+及びRAMP2-に同期したクロックをカウンタによりカウントして得た階調を示すカウンタ値とデジタル映像信号の画素値とを1ラインの画素単位で比較するコンパレータから、両者が一致した時に一致パルスを出力して、その画素に対応して設けられた一組のビデオスイッチを同時にオフとし、このときのランプ信号RAMP2+、RAMP2-の各電圧をサンプリングし、オフとされた一組のビデオスイッチに一組のデータ線(図3のDi+、Di-)を介して接続された画素内の正極性用保持容量(図3のC1)と負極性用保持容量(図3のC2)とに供給し保持させる。   Then, after all the video switches are turned on all at the start of the horizontal scanning period, the counter value indicating the gradation obtained by counting the clocks synchronized with the ramp signals RAMP2 + and RAMP2- by the counter and the pixels of the digital video signal A comparator that compares the values in units of pixels of one line outputs a coincidence pulse when they coincide with each other, and simultaneously turns off a set of video switches provided corresponding to the pixels. Each of the voltages of RAMP2 + and RAMP2- is sampled, and a positive-capacitance holding capacitor (in a pixel connected to a pair of video switches turned off via a pair of data lines (Di +, Di- in FIG. 3)) It is supplied to and held in C1) of FIG. 3 and a holding capacitor for negative polarity (C2 of FIG. 3).

1フレーム分の反転状態のデータの画素への書き込みが行われると、画素に書き込まれている反転状態のデータの読み出しが例えば、2kHzの周期で行われる。本実施の形態では、この反転状態のデータの読み出し方法も正常状態のデータの読み出し方法と同様に、画素電極PEに印加される電圧と共通電極CEに印加される共通電極電圧Vcomとの関係で2種類の組み合わせがある。第1の種類の組み合わせは、図4(A)、(B)に「組み合わせ2」として示すもので、画素電極PEに印加される奇数番目の電圧は正極性用保持容量C1に保持された正極性の反転状態のデータ(具体的にはサンプリングされた正極性ランプ信号RAMP2+)であり、かつ、その時の共通電極電圧Vcomは図4(B)にハイレベルで示すように、図5にVcom2+で示す高レベル側の共通電極電圧であり、画素電極PEに印加される偶数番目の電圧は負極性用保持容量C2に保持された負極性の反転状態のデータ(具体的にはサンプリングされた負極性ランプ信号RAMP2-)であり、かつ、その時の共通電極電圧Vcomは図4(B)にローレベルで示すように、図5にVcom2-で示す低レベル側の共通電極電圧である。   When the inverted data for one frame is written to the pixel, the inverted data written to the pixel is read at a cycle of 2 kHz, for example. In the present embodiment, the data reading method in the inverted state is also related to the voltage applied to the pixel electrode PE and the common electrode voltage Vcom applied to the common electrode CE, similarly to the data reading method in the normal state. There are two types of combinations. The first type of combination is shown as “Combination 2” in FIGS. 4A and 4B, and the odd-numbered voltage applied to the pixel electrode PE is the positive electrode held in the positive-polarity holding capacitor C1. , And the common electrode voltage Vcom at that time is Vcom2 + in FIG. 5 as shown at a high level in FIG. 4B. The even-numbered voltage applied to the pixel electrode PE is the negative polarity inversion state data held in the negative polarity holding capacitor C2 (specifically, the sampled negative polarity). The common electrode voltage Vcom at this time is the low-level common electrode voltage indicated by Vcom2- in FIG. 5, as indicated by the low level in FIG. 4B.

第2の種類の組み合わせは、図4(A)、(B)に「組み合わせ4」として示すもので、組み合わせ2と逆順としたものであり、画素電極PEに印加する電圧を奇数番目は負極性の反転状態のデータ(具体的にはサンプリングされた負極性ランプ信号RAMP2-)とし、偶数番目は正極性の反転状態のデータ(具体的にはサンプリングされた負極性ランプ信号RAMP2+)としたものであり、また、画素電極PEへの印加電圧に対応して共通電極電圧もVcom2-、Vcom2+の順番としたものである。ここでは、組み合わせ2の例による読み出しが行われるものとする。   The second type of combination is shown as “combination 4” in FIGS. 4A and 4B, and is in the reverse order to combination 2. The odd-numbered voltage applied to the pixel electrode PE is negative. Inverted state data (specifically, sampled negative polarity ramp signal RAMP2−), and even numbers are positive polarity inversion state data (specifically, sampled negative polarity ramp signal RAMP2 +). In addition, the common electrode voltage is also in the order of Vcom2- and Vcom2 + corresponding to the voltage applied to the pixel electrode PE. Here, it is assumed that reading by the example of the combination 2 is performed.

この反転状態のデータの読み出しについて更に詳細に説明する。   The reading of the inverted data will be described in more detail.

正極性用保持容量C1にサンプリング保持されたランプ信号RAMP2+の電圧が画素電極PEに印加されるときには、共通電極CEには図5にVcom2+で示すレベルの共通電極電圧が印加され、負極性用保持容量C2にサンプリング保持されたランプ信号RAMP2-の電圧が画素電極PEに印加されるときには、共通電極CEには図5にVcom2-で示すレベルの共通電極電圧が印加される。   When the voltage of the ramp signal RAMP2 + sampled and held in the positive holding capacitor C1 is applied to the pixel electrode PE, the common electrode voltage at the level indicated by Vcom2 + in FIG. When the voltage of the ramp signal RAMP2- sampled and held in the capacitor C2 is applied to the pixel electrode PE, the common electrode voltage at a level indicated by Vcom2- in FIG. 5 is applied to the common electrode CE.

従って、液晶表示素子LCの液晶層LCMに印加される電圧は、画素電極PEの印加電圧と共通電極CEの印加電圧との差電圧となるから、正極性用保持容量C1にサンプリング保持されたランプ信号RAMP2+の電圧が画素電極に印加されるときには、図5にVp2で示す電圧となり、負極性用保持容量C2にサンプリング保持されたランプ信号RAMP2-の電圧が画素電極PEに印加されるときには、図5にVm2で示す電圧となり、電圧の印加方向は逆になるが、同じ印加電圧が同じデータで液晶層LCMに印加されることとなり、これを高速に切り替えることで、前述した正常状態のデータの読み出し時と同様に、同じデータの場合表示される明るさは変わらないが、画素電極PE及び共通電極CEに印加される電圧が逆極性になるため、焼き付きを発生させにくい状態にできる。   Accordingly, the voltage applied to the liquid crystal layer LCM of the liquid crystal display element LC is a difference voltage between the applied voltage of the pixel electrode PE and the applied voltage of the common electrode CE, and therefore the lamp sampled and held in the positive holding capacitor C1. When the voltage of the signal RAMP2 + is applied to the pixel electrode, the voltage is indicated by Vp2 in FIG. 5, and when the voltage of the ramp signal RAMP2- sampled and held in the negative holding capacitor C2 is applied to the pixel electrode PE, FIG. 5, the voltage application direction is reversed, but the same applied voltage is applied to the liquid crystal layer LCM with the same data. By switching this at a high speed, the data in the normal state described above can be obtained. As with reading, the brightness displayed for the same data does not change, but the voltages applied to the pixel electrode PE and the common electrode CE have opposite polarities. It can be to difficult to state which is generated with trees.

ここで、正極性用保持容量にサンプリング保持されたランプ信号RAMP2+の電圧が図5にVp2で示す電圧であるが、正極性側のソースフォロワ回路内のトランジスタ(図3のPMOSトランジスタTr3)のVthが平均値より高い場合、図5に示すようにその誤差分のVlv1だけ高い電圧となって画素電極PEに印加されることとなる。この場合は、正しい明るさよりも暗い画素状態となる。   Here, the voltage of the ramp signal RAMP2 + sampled and held in the holding capacitor for positive polarity is the voltage indicated by Vp2 in FIG. 5, but Vth of the transistor in the source follower circuit on the positive polarity side (PMOS transistor Tr3 in FIG. 3). Is higher than the average value, as shown in FIG. 5, the voltage is increased by Vlv1 corresponding to the error and applied to the pixel electrode PE. In this case, the pixel state is darker than the correct brightness.

一方、負極性用保持容量にサンプリング保持されたランプ信号RAMP2-の電圧が図5にVm2で示す電圧であるが、負極性側のソースフォロワ回路内のトランジスタ(図3のPMOSトランジスタTr4)のVthが平均値より高い場合、図5に示すようにその誤差分のVlv2だけ高い電圧となって画素電極PEに印加されることとなる。この場合は、正しい明るさよりも明るい画素状態となる。このように、各画素内の正極性側のソースフォロワ回路のトランジスタのVthと、負極性側のソースフォロワ回路のトランジスタのVthとが正規の値よりもずれた誤差があると、正しい明るさからずれた状態を表示することになることは、図7と共に説明した正常状態のデータ読み出し時と同様である。   On the other hand, the voltage of the ramp signal RAMP2- sampled and held in the negative holding capacitor is the voltage indicated by Vm2 in FIG. 5, but the Vth of the transistor (PMOS transistor Tr4 in FIG. 3) in the source follower circuit on the negative polarity side. Is higher than the average value, as shown in FIG. 5, the voltage is increased by Vlv2 corresponding to the error and applied to the pixel electrode PE. In this case, the pixel state is brighter than the correct brightness. As described above, if there is an error in which the Vth of the transistor of the source follower circuit on the positive polarity side in each pixel and the Vth of the transistor of the source follower circuit on the negative polarity side deviate from the normal values, the correct brightness is obtained. The display of the shifted state is the same as in the normal state data reading described with reference to FIG.

ここで、図5に示した正極性画素電極電圧印加時の液晶表示素子の明るさXp2は次式で表わされる。   Here, the brightness Xp2 of the liquid crystal display element when the positive pixel electrode voltage shown in FIG. 5 is applied is expressed by the following equation.

Xp2=fp×(Vp2−Vlv1) (3)
ただし、(3)式中、fpは電圧印加時の表示明るさを計算する関数、Vp2は画素内の正極性側保持容量の反転状態のデータの入力電圧、Vlv1は画素の正極性側ソースフォロワ回路のばらつき電圧である。また、図5に示した負極性画素電極電圧印加時の液晶表示素子の明るさXm2は次式で表わされる。
Xp2 = fp × (Vp2−Vlv1) (3)
In the equation (3), fp is a function for calculating display brightness when voltage is applied, Vp2 is an input voltage of data in the inverted state of the positive side holding capacitor in the pixel, and Vlv1 is a positive side source follower of the pixel. It is the variation voltage of the circuit. Further, the brightness Xm2 of the liquid crystal display element when the negative polarity pixel electrode voltage shown in FIG. 5 is applied is expressed by the following equation.

Xm2=fm×(Vm2+Vlv2) (4)
ただし、(4)式中、fmは電圧印加時の表示明るさを計算する関数、Vm2は画素内の負極性側保持容量の反転状態のデータの入力電圧、Vlv2は画素の負極性側ソースフォロワ回路のばらつき電圧である。
Xm2 = fm × (Vm2 + Vlv2) (4)
In the equation (4), fm is a function for calculating display brightness when voltage is applied, Vm2 is an input voltage of data in the inverted state of the negative side holding capacitor in the pixel, and Vlv2 is a negative side source follower of the pixel. It is the variation voltage of the circuit.

次に、図2に戻って説明する。図2の液晶パネル駆動素子12は、パネル駆動用外部駆動回路11から正常状態のデータと反転状態のデータとが1フレーム単位で交互に供給され、この入力データを前述したように正極性ランプ信号と負極性ランプ信号とを用いてアナログ信号電圧に変換して各画素内の正極性用保持容量と負極性用保持容量とに書き込む。図2において、画素部123には既に書き込まれた反転状態のデータ書き込み部分に、次のフレームの正常状態のデータが画素部123の上から下方向の各ラインに順番に書き込まれている途中の状態を示している。図2において、126Aは書き込み途中の正常状態のデータの書き込み部分を示し、126Bは既に画素部123に書き込まれている、まだ上書きされていない反転状態のデータ書き込み部分を示す。   Next, referring back to FIG. In the liquid crystal panel drive element 12 of FIG. 2, normal state data and inverted state data are alternately supplied in units of one frame from the panel drive external drive circuit 11, and the positive ramp signal is supplied as described above. And the negative polarity ramp signal are converted into an analog signal voltage and written in the positive polarity holding capacitor and the negative polarity holding capacitor in each pixel. In FIG. 2, the normal state data of the next frame is being sequentially written from the top of the pixel portion 123 to each line in the downward direction in the inverted data writing portion already written in the pixel portion 123. Indicates the state. In FIG. 2, 126A represents a normal data writing portion in the middle of writing, and 126B represents an inverted data writing portion that has already been written to the pixel portion 123 and has not yet been overwritten.

すなわち、正常状態のデータと反転状態のデータとは1フレーム毎に交互に切り替え入力されるのであるが、1フレーム分のデータの全画素への書き込みが終了した後で次の1フレーム分のデータを書き込むのではなく、画面の途中まで書き込みが終了した書き込み部分のデータを読み出しつつ、ラインの各画素に次のフレームのデータが書き込まれることになる。   That is, the normal state data and the inverted state data are alternately switched and input every frame, but after the writing of the data for one frame to all the pixels is completed, the data for the next frame is completed. The data of the next frame is written to each pixel of the line while reading the data of the writing portion where writing has been completed halfway through the screen.

正常状態のデータ又は反転状態のデータが書き込まれた後、その書き込みデータは所定の周期(例えば2kHzの周期)で高速に読み出される。この読み出しは、本実施の形態では、図4(A)、(B)に示すように、書き込まれたフレーム単位のデータと共通電極電圧との組み合わせが前述したように組み合わせ1〜組み合わせ4の4種類ある。本実施の形態では、読み出しが組み合わせ1→組み合わせ2→組み合わせ3→組み合わせ4→組み合わせ1→・・・の順番で巡回的に1フレーム単位で切り替わるようにしている。   After normal data or inverted data is written, the written data is read at high speed in a predetermined cycle (for example, a 2 kHz cycle). In this embodiment, as shown in FIGS. 4A and 4B, this reading is performed by combining the combination of the written data in units of frames and the common electrode voltage, as described above. There are types. In the present embodiment, reading is cyclically switched in units of one frame in the order of combination 1 → combination 2 → combination 3 → combination 4 → combination 1 →.

また、共通電極電圧は上記の4種類の組み合わせのいずれにおいても、読み出し時に2kHzの周期で正極性共通電極電圧(Vcom1+又はVcom2+)と、負極性側共通電極電圧(Vcom1-又はVcom2-)とに交互に切り替わるが、保持容量から読み出されるのが正常状態のデータか反転状態のデータであるか、また、正極性側保持容量から読み出すのか負極性側保持容量から読み出すのかに応じて、すなわち上記の4種類の組み合わせに応じて正極性共通電極電圧及び負極性共通電極電圧のどちらから読み出すのかを選択する必要がある。   In any of the above four types of combinations, the common electrode voltage is a positive common electrode voltage (Vcom1 + or Vcom2 +) and a negative common electrode voltage (Vcom1- or Vcom2-) with a period of 2 kHz during reading. It is switched alternately, but depending on whether it is normal state data or inverted state data to be read from the holding capacitor, and whether to read from the positive holding capacitor or the negative holding capacitor, that is, the above-mentioned It is necessary to select whether to read from the positive common electrode voltage or the negative common electrode voltage according to the four types of combinations.

そこで、本実施の形態では、図2では図示を省略したが、垂直シフトレジスタ124のシフト状態に応じてフラグを生成し、正極性及び負極性の共通電極電圧の選択を変更する回路が用いられる。図6は、入力データと共通電極電圧との関係を示す。図6(A)において、「+側」は正常状態のデータ又は反転状態のデータが正極性側保持容量から読み出される場合、「−側」は負極性保持容量から読み出される場合を示す。また、図6(B)において、「Low」とは共通電極電圧が低レベル側電圧であるVcom1+又はVcom2-を示し、「High」とは共通電極電圧が高レベル側電圧であるVcom1-又はVcom2+を示す。   Therefore, in this embodiment, although not shown in FIG. 2, a circuit is used that generates a flag according to the shift state of the vertical shift register 124 and changes the selection of the positive and negative common electrode voltages. . FIG. 6 shows the relationship between the input data and the common electrode voltage. In FIG. 6A, “+ side” indicates a case where normal state data or inverted state data is read from the positive polarity holding capacitor, and “− side” indicates a case where the negative polarity holding capacitor is read. In FIG. 6B, “Low” indicates Vcom1 + or Vcom2− where the common electrode voltage is a low level side voltage, and “High” indicates Vcom1− or Vcom2 + where the common electrode voltage is a high level side voltage. Indicates.

このようにして、本実施の形態によれば、4種類の組み合わせをすべて時系列的に表示するため、その表示画面の明るさXは4種類の組み合わせの平均となり、(1)式〜(4)式から次式で表わされるものとなる。   In this way, according to the present embodiment, since all four types of combinations are displayed in time series, the brightness X of the display screen is the average of the four types of combinations, and the expressions (1) to (4) ) Is expressed by the following equation.

X=(Xm+Xm2+Xp+Xp2)/4
=(fm×(Vm1+Vlv2+Vm2−Vlv2)
+fp×(Vp1+Vlv1+Vp2−Vlv1))/4
=(fm×(Vm1+Vm2)+fp×(Vp1+Vp2)/4 (5)
ここで、同一画素の場合
fm=fp=f、Vm1=Vm2=Vp1=Vp2=V
であるので、(5)式は次式で表わされる。

X = (Xm + Xm2 + Xp + Xp2) / 4
= (Fm × (Vm1 + Vlv2 + Vm2−Vlv2)
+ Fp × (Vp1 + Vlv1 + Vp2−Vlv1) ) / 4
= (Fm × (Vm1 + Vm2) + fp × (Vp1 + Vp2) ) / 4 (5)
Here, in the case of the same pixel, fm = fp = f, Vm1 = Vm2 = Vp1 = Vp2 = V
Therefore, the equation (5) is expressed by the following equation.

X=f×V (6)
従って、本実施の形態によれば、(6)式から分かるように、明るさXは各画素毎のソースフォロワ回路のトランジスタのVthのばらつきを抑圧した明るさとすることができる。ただし、画素のばらつきは信号電圧によって若干異なるため、完全に打ち消すことはできないが、抑圧することは可能である。
X = f × V (6)
Therefore, according to the present embodiment, as can be seen from the equation (6), the brightness X can be set to a brightness in which variation in Vth of the transistors of the source follower circuit for each pixel is suppressed. However, since the pixel variation slightly differs depending on the signal voltage, it cannot be completely canceled out, but can be suppressed.

これにより、本実施の形態によれば、各画素毎のソースフォロワ回路のトランジスタのVthのばらつきに起因するFPNを低減し、表示品質を向上できる。また、本実施の形態によれば、輝点、黒点など、画素のばらつきと同様に正しくない電圧が画素電極に印加される場合も、ある程度の抑圧が期待できる。   As a result, according to the present embodiment, FPN caused by variations in Vth of transistors of the source follower circuit for each pixel can be reduced, and display quality can be improved. Further, according to the present embodiment, a certain degree of suppression can be expected even when an incorrect voltage such as a bright spot or a black spot is applied to the pixel electrode in the same manner as pixel variations.

10 液晶表示装置
11 パネル駆動用外部駆動回路
12 液晶パネル駆動素子
121 水平シフトレジスタ及びコンパレータ
122 水平駆動回路(ビデオスイッチ等)
123 画素部
124 垂直シフトレジスタ
125 画素選択回路
126A 正常状態のデータ書き込み部分
126B 反転状態のデータ書き込み部分
Tr1、Tr2 画素選択用NMOSトランジスタ
Tr3、Tr4 ソースフォロワ用PMOSトランジスタ
Tr5、Tr6 スイッチング用PMOSトランジスタ
Tr7 定電流負荷用PMOSトランジスタ
LC 液晶表示素子
PE 画素電極
CE 共通電極
LCM 液晶層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal display device 11 Panel drive external drive circuit 12 Liquid crystal panel drive element 121 Horizontal shift register and comparator 122 Horizontal drive circuit (video switch etc.)
123 Pixel portion 124 Vertical shift register 125 Pixel selection circuit 126A Normal data writing portion 126B Inverted data writing portion Tr1, Tr2 Pixel selection NMOS transistor Tr3, Tr4 Source follower PMOS transistor Tr5, Tr6 Switching PMOS transistor Tr7 constant PMOS transistor for current load LC Liquid crystal display element PE Pixel electrode CE Common electrode LCM Liquid crystal layer

Claims (2)

2本のデータ線を一組とする複数組のデータ線と複数本の行走査線とがそれぞれ交差する交差部に設けられた複数の画素のそれぞれが、
対向する画素電極と共通電極との間に液晶層が挟持された表示素子と、
入力デジタルデータの画素値と単調的に水平走査周期でレベル変化する基準階調データとが一致した時に、一組の前記2本のデータ線のうち一方のデータ線を介して供給される前記基準階調データと同期して単調的にレベル増加する正極性ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第1の保持容量に保持する第1のサンプリング及び保持手段と、
前記入力デジタルデータの画素値と前記基準階調データとが一致した時に、一組の前記2本のデータ線のうち他方のデータ線を介して供給される前記基準階調データと同期して単調的にレベル減少する、前記正極性ランプ信号とは逆極性の負極性ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第2の保持容量に保持する第2のサンプリング及び保持手段と、
前記第1の保持容量及び前記第2の保持容量の各保持電圧を、垂直走査周期よりも短い所定の周期で交互に読み出し、前記第1の保持容量から読み出した電圧は第1のソースフォロワ回路を通して、前記第2の保持容量から読み出した電圧は第2のソースフォロワ回路を通して、前記画素電極に印加する保持電圧読み出し手段と、
表示すべきデジタルデータと同一のデータ値の正常状態のデータと、前記表示すべきデジタルデータのデータ値を反転させた反転状態のデータとを1フレーム単位で交互に切り替えて前記入力デジタルデータとして入力するデータ入力手段と、
前記保持電圧読み出し手段による、前記正常状態のデータの画素値に対応した前記正極性ランプ信号及び前記負極性ランプ信号が前記第1及び第2の保持容量に保持された画素の読み出し時には、前記第1の保持容量から読み出した前記正極性ランプ信号の第1の保持電圧の前記画素電極への印加時に第1の電位の第1の共通電極電圧を前記共通電極に印加し、かつ、前記第2の保持容量から読み出した前記負極性ランプ信号の第2の保持電圧の前記画素電極への印加時に前記第1の電位よりも高電位の第2の電位の第2の共通電極電圧を前記共通電極に印加し、前記反転状態のデータの画素値に対応した前記正極性ランプ信号及び前記負極性ランプ信号が前記第1及び第2の保持容量に保持された画素の読み出し時には、前記第1の保持容量から読み出した前記正極性ランプ信号の第3の保持電圧の前記画素電極への印加時に第の電位の第3の共通電極電圧を前記共通電極に印加し、かつ、前記第2の保持容量から読み出した前記負極性ランプ信号の第4の保持電圧の前記画素電極への印加時に前記第の電位の第4の共通電極電圧を前記共通電極に印加する共通電極電圧入力手段と、
前記正常状態のデータの画素値に対応した前記正極性ランプ信号が保持された前記第1の保持容量と、前記正常状態のデータの画素値に対応した前記負極性ランプ信号が保持された前記第2の保持容量との読み出し順序を、前記正常状態のデータの入力期間単位で交互に切り替え、前記反転状態のデータの画素値に対応した前記正極性ランプ信号が保持された前記第1の保持容量と、前記反転状態のデータの画素値に対応した前記負極性ランプ信号が保持された前記第2の保持容量との読み出し順序を、前記反転状態のデータの入力期間単位で交互に切り替える読み出し順序切り替え手段と
を備え、前記複数の画素による表示画面の明るさを、前記第1又は第2のソースフォロワ回路を通して前記画素電極に印加される前記第1乃至第4の保持電圧に応じた明るさの平均とすることを特徴とする液晶表示装置。
Each of a plurality of pixels provided at intersections where a plurality of sets of data lines and a plurality of row scanning lines intersect each other with two data lines as one set,
A display element in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pixel electrode and a common electrode facing each other;
The reference supplied via one data line of the two data lines when a pixel value of input digital data coincides with reference gradation data whose level changes monotonically in a horizontal scanning cycle. First sampling and holding means for sampling the voltage of the positive polarity ramp signal that monotonously increases in level in synchronization with the gradation data and holding it in the first holding capacitor for a certain period;
When the pixel value of the input digital data coincides with the reference gradation data, the monotone is synchronized with the reference gradation data supplied through the other data line of the set of two data lines. Sampling and holding means for sampling the voltage of the negative polarity ramp signal having a polarity opposite to that of the positive polarity ramp signal and holding the same in the second holding capacity for a certain period;
The holding voltages of the first holding capacitor and the second holding capacitor are alternately read at a predetermined cycle shorter than the vertical scanning cycle, and the voltage read from the first holding capacitor is a first source follower circuit. A voltage read from the second storage capacitor is applied to the pixel electrode through a second source follower circuit ;
And data of the normal state of the same data value and the display should do digital data, and the data of the inverted an inverted state of the data values of the digital data to be the display as said input digital data by switching alternately frame by frame Data input means,
At the time of reading out the pixels in which the positive ramp signal and the negative ramp signal corresponding to the pixel value of the data in the normal state are read by the holding voltage reading means, the first and second holding capacitors are read . A first common electrode voltage of a first potential is applied to the common electrode when a first holding voltage of the positive-polarity ramp signal read from one holding capacitor is applied to the pixel electrode, and the second When the second holding voltage of the negative ramp signal read from the holding capacitor is applied to the pixel electrode, a second common electrode voltage having a second potential higher than the first potential is applied to the common electrode. When the pixel having the positive ramp signal and the negative ramp signal corresponding to the pixel value of the data in the inverted state held in the first and second holding capacitors is read, the first holding is performed. Yong A third common electrode voltage of the second potential is applied to the common electrode to the time of application to the pixel electrode of the third holding voltage of the positive polarity ramp signal read from, and, from the second storage capacitor Common electrode voltage input means for applying a fourth common electrode voltage of the first potential to the common electrode when a fourth holding voltage of the read negative ramp signal is applied to the pixel electrode;
The first holding capacitor in which the positive polarity ramp signal corresponding to the pixel value of the normal state data is held, and the first holding capacitor in which the negative polarity ramp signal corresponding to the pixel value of the normal state data is held. The first holding capacitor in which the positive polarity ramp signal corresponding to the pixel value of the data in the inverted state is held alternately by switching the reading order with the two holding capacitors in units of the normal state data input period. And a reading order switching for alternately switching the reading order of the second holding capacitor in which the negative ramp signal corresponding to the pixel value of the inverted data is held in units of the input period of the inverted data Means and
And the brightness of the display screen by the plurality of pixels is averaged according to the first to fourth holding voltages applied to the pixel electrodes through the first or second source follower circuit. A liquid crystal display device.
2本のデータ線を一組とする複数組のデータ線と複数本の行走査線とがそれぞれ交差する交差部に設けられた複数の画素のそれぞれが、
対向する画素電極と共通電極との間に液晶層が挟持された表示素子と、
入力デジタルデータの画素値と単調的に水平走査周期でレベル変化する基準階調データとが一致した時に、一組の前記2本のデータ線のうち一方のデータ線を介して供給される前記基準階調データと同期して単調的にレベル増加する正極性ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第1の保持容量に保持する第1のサンプリング及び保持手段と、
前記入力デジタルデータの画素値と前記基準階調データとが一致した時に、一組の前記2本のデータ線のうち他方のデータ線を介して供給される前記基準階調データと同期して単調的にレベル減少する、前記正極性ランプ信号とは逆極性の負極性ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第2の保持容量に保持する第2のサンプリング及び保持手段と、
前記第1の保持容量及び前記第2の保持容量の各保持電圧を、垂直走査周期よりも短い所定の周期で交互に読み出し、前記第1の保持容量から読み出した電圧は第1のソースフォロワ回路を通して、前記第2の保持容量から読み出した電圧は第2のソースフォロワ回路を通して、前記画素電極に印加する保持電圧読み出し手段と、
を備える液晶表示装置に対して、
表示すべきデジタルデータと同一のデータ値の正常状態のデータと、前記表示すべきデジタルデータのデータ値を反転させた反転状態のデータとを1フレーム単位で交互に切り替えて前記入力デジタルデータとして前記画素に供給するデータ入力ステップと、
前記保持電圧読み出し手段による、前記正常状態のデータの画素値に対応した前記正極性ランプ信号及び前記負極性ランプ信号が前記第1及び第2の保持容量に保持された画素の読み出し時には、前記第1の保持容量から読み出した前記正極性ランプ信号の第1の保持電圧の前記画素電極への印加時に第1の電位の第1の共通電極電圧を前記共通電極に印加し、かつ、前記第2の保持容量から読み出した前記負極性ランプ信号の第2の保持電圧の前記画素電極への印加時に前記第1の電位よりも高電位の第2の電位の第2の共通電極電圧を前記共通電極に印加する第1及び第2の共通電極電圧入力ステップと、
前記反転状態のデータの画素値に対応した前記正極性ランプ信号及び前記負極性ランプ信号が前記第1及び第2の保持容量に保持された画素の読み出し時には、前記第1の保持容量から読み出した前記正極性ランプ信号の第3の保持電圧の前記画素電極への印加時に第の電位の第3の共通電極電圧を前記共通電極に印加し、かつ、前記第2の保持容量から読み出した前記負極性ランプ信号の第4の保持電圧の前記画素電極への印加時に前記第の電位の第4の共通電極電圧を前記共通電極に印加する第3及び第4の共通電極電圧入力ステップと、
前記正常状態のデータの画素値に対応した前記正極性ランプ信号が保持された前記第1の保持容量と、前記正常状態のデータの画素値に対応した前記負極性ランプ信号が保持された前記第2の保持容量との読み出し順序を、前記正常状態のデータの入力期間単位で交互に切り替える第1の読み出し順序切り替えステップと、
前記反転状態のデータの画素値に対応した前記正極性ランプ信号が保持された前記第1の保持容量と、前記反転状態のデータの画素値に対応した前記負極性ランプ信号が保持された前記第2の保持容量との読み出し順序を、前記反転状態のデータの入力期間単位で交互に切り替える第2の読み出し順序切り替えステップと
を含み、前記複数の画素による表示画面の明るさを、前記第1又は第2のソースフォロワ回路を通して前記画素電極に印加される前記第1乃至第4の保持電圧に応じた明るさの平均とすることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
Each of a plurality of pixels provided at intersections where a plurality of sets of data lines and a plurality of row scanning lines intersect each other with two data lines as one set,
A display element in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pixel electrode and a common electrode facing each other;
The reference supplied via one data line of the two data lines when a pixel value of input digital data coincides with reference gradation data whose level changes monotonically in a horizontal scanning cycle. First sampling and holding means for sampling the voltage of the positive polarity ramp signal that monotonously increases in level in synchronization with the gradation data and holding it in the first holding capacitor for a certain period;
When the pixel value of the input digital data coincides with the reference gradation data, the monotone is synchronized with the reference gradation data supplied through the other data line of the set of two data lines. Sampling and holding means for sampling the voltage of the negative polarity ramp signal having a polarity opposite to that of the positive polarity ramp signal and holding the same in the second holding capacity for a certain period;
The holding voltages of the first holding capacitor and the second holding capacitor are alternately read at a predetermined cycle shorter than the vertical scanning cycle, and the voltage read from the first holding capacitor is a first source follower circuit. A voltage read from the second storage capacitor is applied to the pixel electrode through a second source follower circuit ;
For a liquid crystal display device comprising
The normal data having the same data value as the digital data to be displayed and the inverted data obtained by inverting the data value of the digital data to be displayed are alternately switched in units of one frame as the input digital data. A data input step for supplying the pixel;
At the time of reading out the pixels in which the positive ramp signal and the negative ramp signal corresponding to the pixel value of the data in the normal state are read by the holding voltage reading means, the first and second holding capacitors are read . A first common electrode voltage of a first potential is applied to the common electrode when a first holding voltage of the positive-polarity ramp signal read from one holding capacitor is applied to the pixel electrode, and the second When the second holding voltage of the negative ramp signal read from the holding capacitor is applied to the pixel electrode, a second common electrode voltage having a second potential higher than the first potential is applied to the common electrode. First and second common electrode voltage input steps to be applied to
When reading out the pixels in which the positive ramp signal and the negative ramp signal corresponding to the pixel value of the data in the inverted state are held in the first and second holding capacitors, they are read from the first holding capacitor. The third common electrode voltage having a second potential is applied to the common electrode when the third holding voltage of the positive-polarity ramp signal is applied to the pixel electrode, and is read from the second holding capacitor. Third and fourth common electrode voltage input steps for applying a fourth common electrode voltage of the first potential to the common electrode when a fourth holding voltage of a negative ramp signal is applied to the pixel electrode;
The first holding capacitor in which the positive polarity ramp signal corresponding to the pixel value of the normal state data is held, and the first holding capacitor in which the negative polarity ramp signal corresponding to the pixel value of the normal state data is held. A first reading order switching step of alternately switching the reading order with respect to the holding capacity of 2 in units of the input period of the data in the normal state;
The first holding capacitor in which the positive ramp signal corresponding to the pixel value of the inverted data is held, and the first holding capacitor in which the negative ramp signal corresponding to the pixel value of the inverted data is held. A second reading order switching step of alternately switching the reading order with respect to the holding capacity of 2 in units of the input period of the inverted data;
And the brightness of the display screen by the plurality of pixels is determined by averaging the brightness according to the first to fourth holding voltages applied to the pixel electrode through the first or second source follower circuit. A method for driving a liquid crystal display device.
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