JP5647931B2 - 液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents
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本実施の形態では、フィールドシーケンシャル方式によって表示を行う液晶表示装置の一例について図1〜図5を参照して説明する。
図1(A)は、液晶表示装置の構成例を示す図である。図1(A)に示す液晶表示装置は、画素部10と、走査線駆動回路11と、信号線駆動回路12と、各々が平行又は略平行に配設され、且つ走査線駆動回路11によって電位が制御される、3n本(nは、2以上の自然数)の走査線131、3n本の走査線132、及び3n本の走査線133と、各々が平行又は略平行に配設され、且つ信号線駆動回路12によって電位が制御される、m本(mは、2以上の自然数)の信号線141、m本の信号線142、及びm本の信号線143と、を有する。
図2は、図1(A)に示す液晶表示装置が有する走査線駆動回路11の構成例を示す図である。図2に示す走査線駆動回路11は、3n個の出力端子を有する3つのシフトレジスタ111〜113を有する。なお、シフトレジスタ111が有する出力端子のそれぞれは、画素部10に配設された3n本の走査線131のいずれかに電気的に接続され、シフトレジスタ112が有する出力端子のそれぞれは、画素部10に配設された3n本の走査線132のいずれかに電気的に接続され、シフトレジスタ113が有する出力端子のそれぞれは、画素部10に配設された3n本の走査線133のいずれかに電気的に接続される。すなわち、シフトレジスタ111は、走査線131を駆動するシフトレジスタであり、シフトレジスタ112は、走査線132を駆動するシフトレジスタであり、シフトレジスタ113は、走査線133を駆動するシフトレジスタである。具体的には、シフトレジスタ111は、外部から入力される第1の走査線駆動回路用スタート信号(GSP1)をきっかけとして、1行目に配設された走査線131を起点として順次選択信号をシフト(走査線131を走査線駆動回路用クロック信号(GCK)1/2周期毎に順次選択)する機能を有し、シフトレジスタ112は、外部から入力される第2の走査線駆動回路用スタート信号(GSP2)をきっかけとして、1行目に配設された走査線132を起点として順次選択信号をシフトする機能を有し、シフトレジスタ113は、外部から入力される第3の走査線駆動回路用スタート信号(GSP3)をきっかけとして、1行目に配設された走査線133を起点として順次選択信号をシフトする機能を有する。
上述した走査線駆動回路11の動作例について図3を参照して説明する。なお、図3には、走査線駆動回路用クロック信号(GCK)、シフトレジスタ111が有する3n個の出力端子から出力される信号(SR111out)、シフトレジスタ112が有する3n個の出力端子から出力される信号(SR112out)、及びシフトレジスタ113が有する3n個の出力端子から出力される信号(SR113out)を示している。ここで、サンプリング期間とは、全ての行(1行目乃至3n行目)に配設された全ての画素に対して何らかの画像信号が入力されるのに要する期間である。
図4(A)は、図1(A)に示す液晶表示装置が有する信号線駆動回路12の構成例を示す図である。図4(A)に示す信号線駆動回路12は、m個の出力端子を有するシフトレジスタ120と、m個のトランジスタ121と、m個のトランジスタ122と、m個のトランジスタ123と、を有する。なお、トランジスタ121のゲートは、シフトレジスタ120が有するj番目(jは、1以上m以下の自然数)の出力端子に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方が第1の画像信号(DATA1)を供給する配線に電気的に接続され、ソース及びドレインの他方が画素部10においてj列目に配設された信号線141に電気的に接続される。また、トランジスタ122のゲートは、シフトレジスタ120が有するj番目の出力端子に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方が第2の画像信号(DATA2)を供給する配線に電気的に接続され、ソース及びドレインの他方が画素部10においてj列目に配設された信号線142に電気的に接続される。また、トランジスタ123のゲートは、シフトレジスタ120が有するj番目の出力端子に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方が第3の画像信号(DATA3)を供給する配線に電気的に接続され、ソース及びドレインの他方が画素部10においてj列目に配設された信号線143に電気的に接続される。
図4(B)は、図1(A)に示す液晶表示装置の画素部10の後方に設けられるバックライトの構成例を示す図である。図4(B)に示すバックライトは、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色を呈する光源を備えたバックライトユニット16を複数有する。なお、複数のバックライトユニット16は、マトリクス状に配設されており、且つ特定の領域毎に点灯を制御することが可能である。ここでは、3n行m列に配設された複数の画素15に対するバックライトとして、少なくともk行m列毎(ここでは、kは、n/4とする)にバックライトユニット群が設けられ、それらのバックライトユニット群の点滅を独立に制御できることとする。すなわち、当該バックライトが、少なくとも1行目乃至k行目用バックライトユニット群〜(3n−k+1)行目乃至3n行目用バックライトユニット群を有し、それぞれのバックライトユニット群の点滅を独立に制御できることとする。
図5は、上述した液晶表示装置において、バックライトが有する1行目乃至k行目用バックライトユニット群〜(3n−k+1)行目乃至3n行目用バックライトユニット群において点灯される光のタイミング、及び画素部10において1行目に配設されたm個の画素乃至3n行目に配設されたm個の画素に対する画像信号の供給が行われるタイミングを示す図である。具体的には、図5において、1乃至3nは、行数を表し、実線は、該当する行において画像信号が入力されるタイミングを表している。当該液晶表示装置は、サンプリング期間(t1)において、1行目に配設されたm個の画素15からn行目に配設されたm個の画素15を順次選択し、且つ(n+1)行目に配設されたm個の画素15から2n行目に配設されたm個の画素15を順次選択し、且つ(2n+1)行目に配設されたm個の画素15から3n行目に配設されたm個の画素15を順次選択することで、各画素に画像信号を入力することが可能である。具体的に述べると、当該液晶表示装置は、サンプリング期間(t1)において、走査線131を介して1行目に配設されたm個の画素15が有するトランジスタ151からn行目に配設されたm個の画素15が有するトランジスタ151を順次オン状態とすることで、信号線141を介して赤(R)の画像信号を各画素に順次入力することが可能であり、走査線132を介して(n+1)行目に配設されたm個の画素15が有するトランジスタ152から2n行目に配設されたm個の画素15が有するトランジスタ152を順次オン状態とすることで、信号線142を介して青(B)の画像信号を各画素に順次入力することが可能であり、走査線133を介して(2n+1)行目に配設されたm個の画素15が有するトランジスタ153から3n行目に配設されたm個の画素15が有するトランジスタ153を順次オン状態とすることで、信号線143を介して緑(G)の画像信号を各画素に順次入力することが可能である。
本明細書で開示される液晶表示装置は、マトリクス状に配設された画素のうち、複数行に配設された画素に対して同時に画像信号を供給することが可能である。これにより、当該液晶表示装置が有するトランジスタなどの応答速度を変化させることなく、各画素に対する画像信号の入力頻度を増加させることが可能になる。具体的に述べると、上述した液晶表示装置では、走査線駆動回路のクロック周波数などを変化させることなく、各画素に対する画像信号の入力頻度を3倍にすることが可能である。すなわち、当該液晶表示装置は、フィールドシーケンシャル方式によって表示を行う液晶表示装置、又は倍速駆動を行う液晶表示装置として好適である。
上述した構成を有する液晶表示装置は、本発明の一態様であり、当該液晶表示装置と異なる点を有する液晶表示装置も本発明には含まれる。
本実施の形態では、実施の形態1とは異なる構成を有する、フィールドシーケンシャル方式によって表示を行う液晶表示装置の一例について図6〜図8を参照して説明する。
図6(A)は、液晶表示装置の構成例を示す図である。図6(A)に示す液晶表示装置は、画素部30と、走査線駆動回路31と、信号線駆動回路32と、各々が平行又は略平行に配設され、且つ走査線駆動回路31によって電位が制御される3n本(nは、2以上の自然数)の走査線33と、各々が平行又は略平行に配設され、且つ信号線駆動回路32によって電位が制御される、m本(mは、2以上の自然数)の信号線341、m本の信号線342、及びm本の信号線343と、を有する。
図7(A)は、図6(A)に示す液晶表示装置が有する走査線駆動回路31の構成例を示す図である。図7(A)に示す走査線駆動回路31は、n個の出力端子を有するシフトレジスタ311〜313を有する。なお、シフトレジスタ311が有する出力端子のそれぞれは、領域301に配設されたn本の走査線33のいずれかに電気的に接続され、シフトレジスタ312が有する出力端子のそれぞれは、領域302に配設されたn本の走査線33のいずれかに電気的に接続され、シフトレジスタ313が有する出力端子のそれぞれは、領域303に配設されたn本の走査線33のいずれかに電気的に接続される。すなわち、シフトレジスタ311は、領域301において選択信号を供給するシフトレジスタであり、シフトレジスタ312は、領域302において選択信号を供給するシフトレジスタであり、シフトレジスタ313は、領域303において選択信号を供給するシフトレジスタである。具体的には、シフトレジスタ311は、外部から入力される走査線駆動回路用スタート信号(GSP)をきっかけとして、1行目に配設された走査線33を起点として順次選択信号をシフト(走査線33を走査線駆動回路用クロック信号(GCK)1/2周期毎に順次選択)する機能を有し、シフトレジスタ312は、外部から入力される走査線駆動回路用スタート信号(GSP)をきっかけとして、(n+1)行目に配設された走査線33を起点として順次選択信号をシフトする機能を有し、シフトレジスタ313は、外部から入力される走査線駆動回路用スタート信号(GSP)をきっかけとして、(2n+1)行目に配設された走査線33を起点として順次選択信号をシフトする機能を有する。
上述した走査線駆動回路31の動作例について図7(B)を参照して説明する。なお、図7(B)には、走査線駆動回路用クロック信号(GCK)、シフトレジスタ311が有するn個の出力端子から出力される信号(SR311out)、シフトレジスタ312が有するn個の出力端子から出力される信号(SR312out)、及びシフトレジスタ313が有するn個の出力端子から出力される信号(SR313out)を示している。
図8は、図6(A)に示す液晶表示装置が有する信号線駆動回路32の構成例を示す図である。図8に示す信号線駆動回路32は、m個の出力端子を有するシフトレジスタ320と、m個のトランジスタ321と、m個のトランジスタ322と、m個のトランジスタ323と、を有する。なお、トランジスタ321のゲートは、シフトレジスタ320が有するj番目(jは、1以上m以下の自然数)の出力端子に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方が第1の画像信号(data1)を供給する配線に電気的に接続され、ソース及びドレインの他方が画素部30においてj列目に配設された信号線341に電気的に接続される。また、トランジスタ322のゲートは、シフトレジスタ320が有するj番目の出力端子に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方が第2の画像信号(data2)を供給する配線に電気的に接続され、ソース及びドレインの他方が画素部30においてj列目に配設された信号線342に電気的に接続される。また、トランジスタ323のゲートは、シフトレジスタ320が有するj番目の出力端子に電気的に接続され、ソース及びドレインの一方が第3の画像信号(data3)を供給する配線に電気的に接続され、ソース及びドレインの他方が画素部30においてj列目に配設された信号線343に電気的に接続される。
本実施の形態の液晶表示装置のバックライトとして、実施の形態1に示したバックライトを適用することが可能である。そのため、ここでは前述の説明を援用することとする。
本実施の形態の液晶表示装置は、実施の形態1に示した液晶表示装置と同様の動作(図5参照)を行うことが可能である。すなわち、本実施の形態の液晶表示装置は、サンプリング期間(T1)において、1行目に配設されたm個の画素351からn行目に配設されたm個の画素351を順次選択し、且つ(n+1)行目に配設されたm個の画素352から2n行目に配設されたm個の画素352を順次選択し、且つ(2n+1)行目に配設されたm個の画素353から3n行目に配設されたm個の画素353を順次選択することで、各画素に画像信号を入力することが可能である。
本実施の形態の液晶表示装置は、実施の形態1に示した液晶表示装置と同様の作用を有する液晶表示装置である。さらに、本実施の形態の液晶表示装置は、実施の形態1に示した液晶表示装置と比較して、画素部に配設される走査線の本数及び各画素に設けられるトランジスタの数を低減することができ、開口率をさらに向上させることが可能である。また、画素部に配設される走査線の本数が低減されることで信号線と走査線とが重畳することによって生じる寄生容量を低減することができるため、信号線を高速駆動することが可能である。また、走査線駆動回路の回路面積を縮小すること、及び走査線駆動回路の動作に必要とされる信号を低減すること(複数のシフトレジスタに別々の走査線駆動回路用スタート信号を入力する必要がない)が可能である。
本実施の形態の液晶表示装置は、本発明の一態様であり、当該液晶表示装置と異なる点を有する液晶表示装置も本発明には含まれる。例えば、本実施の形態の液晶表示装置の構成を、実施の形態1の変形例に示した構成に変更することが可能である。具体的には、本実施の形態の液晶表示装置が有するシフトレジスタを同等の機能を有する回路(デコーダなど)に置換することなどが可能である。
本実施の形態では、実施の形態1又は2に示した液晶表示装置の具体的な構成について、説明する。
図9に、本発明の一態様に係る液晶表示装置の、画素の断面図を一例として示す。ただし、図9では、微結晶半導体を用いたトランジスタを一例として挙げているが、非晶質半導体を用いたトランジスタであっても良い。
次いで、画素部の形成された基板に、駆動回路が形成された基板を直接実装する場合の、端子間の接続の仕方について説明する。
次いで、駆動回路を有する基板(ICチップともいう)の実装方法について説明する。
次いで、図11に示した駆動回路を有する基板の実装方法とは異なる駆動回路を有する基板の実装方法について図23を参照して説明する。具体的には、画素部と、走査線駆動回路、又は走査線駆動回路及び信号線駆動回路の一部とが形成される基板上に、信号線駆動回路又はその一部が形成された基板を実装する方法について図23を参照して説明する。端的に述べると、図23に示す構成は、画素部が形成されている基板上に、走査線駆動回路、又は走査線駆動回路及び信号線駆動回路の一部が形成されている点が図11に示す構成とは異なる。この場合、製造工程の観点から画素部に含まれるトランジスタと、走査線駆動回路、又は走査線駆動回路及び信号線駆動回路の一部に含まれるトランジスタとが同一構成を有するトランジスタであることが好ましい。また、走査線駆動回路、又は走査線駆動回路及び信号線駆動回路の一部に含まれるトランジスタとしては、高速応答性が要求される。したがって、図23に示す構成においては、画素部に含まれるトランジスタ及び走査線駆動回路、又は走査線駆動回路及び信号線駆動回路の一部に含まれるトランジスタとして、微結晶半導体を用いたトランジスタを適用することが好ましい。
次いで、本発明の一態様に係る液晶表示装置のパネルの外観について、図12を用いて説明する。図12(A)は、基板4001と対向基板4006とをシール材4005によって接着させたパネルの上面図であり、図12(B)は、図12(A)の破線A−A’における断面図に相当する。
本発明の一態様に係る液晶表示装置は、タッチパネルと呼ばれる位置入力装置を有していても良い。図14(A)に、タッチパネル1620と、パネル1621とを重ね合わせている様子を示す。
本発明の一態様に係る液晶表示装置は、フォトセンサを画素部に有していても良い。図16(A)に、フォトセンサを有する画素部の構造の一例を、模式的に示す。
次いで、トランジスタの構造について、図17を参照して説明する。ここでは、微結晶半導体と非晶質半導体を共に半導体層に含んでいるn型のトランジスタを例に挙げて、その構成について説明する。
次に、トランジスタの作製方法の一例について述べる。ここでは、図17に示すトランジスタを例に挙げて、その作製方法について、図20及び図21を用いて示す。ここでは、n型のトランジスタの作製方法について説明する。
以下では、本明細書で開示される液晶表示装置を搭載した電子機器の例について図22を参照して説明する。
11 走査線駆動回路
12 信号線駆動回路
15 画素
16 バックライトユニット
30 画素部
31 走査線駆動回路
32 信号線駆動回路
33 走査線
111 シフトレジスタ
112 シフトレジスタ
113 シフトレジスタ
120 シフトレジスタ
121 トランジスタ
122 トランジスタ
123 トランジスタ
131 走査線
132 走査線
133 走査線
141 信号線
142 信号線
143 信号線
151 トランジスタ
152 トランジスタ
153 トランジスタ
154 容量素子
155 液晶素子
301 領域
302 領域
303 領域
311 シフトレジスタ
312 シフトレジスタ
313 シフトレジスタ
320 シフトレジスタ
321 トランジスタ
322 トランジスタ
323 トランジスタ
341 信号線
342 信号線
343 信号線
351 画素
352 画素
353 画素
601 基板
603 ゲート層
605 ゲート絶縁層
607 微結晶半導体層
611 半導体層
611a 微結晶半導体領域
611b 非晶質半導体領域
613 不純物半導体層
615 レジストマスク
617 半導体層
617a 微結晶半導体領域
617b 非晶質半導体領域
621 不純物半導体層
627 導電層
629a 配線
629b 配線
631a 不純物半導体層
631b 不純物半導体層
633 半導体層
633a 微結晶半導体領域
633b 非晶質半導体領域
633c 半導体結晶粒
637 絶縁層
639 バックゲート層
643 半導体層
643a 微結晶半導体領域
643b 非晶質半導体領域
650 開口部
900 基板
901 基板
903 接着剤
904 端子
905 ワイヤ
906 トランジスタ
907 パッド
910 基板
911 基板
912 パッド
913 ソルダーボール
914 トランジスタ
916 端子
920 基板
921 基板
922 パッド
924 トランジスタ
926 端子
927 導電性樹脂
1401 トランジスタ
1402 ゲート層
1403 ゲート絶縁層
1404 半導体層
1405 導電膜
1406 導電膜
1407 絶縁層
1408 絶縁層
1410 画素電極
1411 配向膜
1413 対向電極
1414 配向膜
1415 液晶
1416 シール材
1417 スペーサ
1420 対向基板
1601 パネル
1602 拡散板
1603 プリズムシート
1604 拡散板
1605 導光板
1607 バックライトパネル
1608 回路基板
1609 COFテープ
1610 FPC
1611 基板
1612 バックライト
1620 タッチパネル
1621 パネル
1622 位置検出部
1623 画素部
1630 第1電極
1631 第2電極
1640 第1電極
1641 第2電極
1642 導電膜
1643 導電膜
1644 絶縁層
1650 画素部
1651 画素
1652 フォトセンサ
1653 フォトダイオード
1654 トランジスタ
1655 トランジスタ
1656 リセット信号線
1657 基準信号線
1658 ゲート信号線
1659 出力信号線
2201 本体
2202 筐体
2203 表示部
2204 キーボード
2211 本体
2212 スタイラス
2213 表示部
2214 操作ボタン
2215 外部インターフェイス
2220 電子書籍
2221 筐体
2223 筐体
2225 表示部
2227 表示部
2231 電源ボタン
2233 操作キー
2235 スピーカー
2237 軸部
2240 筐体
2241 筐体
2242 表示パネル
2243 スピーカー
2244 マイクロフォン
2245 操作キー
2246 ポインティングデバイス
2247 カメラ用レンズ
2248 外部接続端子
2249 太陽電池セル
2250 外部メモリスロット
2261 本体
2263 接眼部
2264 操作スイッチ
2265 表示部
2266 バッテリー
2267 表示部
2270 テレビジョン装置
2271 筐体
2273 表示部
2275 スタンド
2277 表示部
2279 操作キー
2280 リモコン操作機
3511 トランジスタ
3512 容量素子
3514 液晶素子
3521 トランジスタ
3531 トランジスタ
4001 基板
4002 画素部
4003 信号線駆動回路
4004 基板
4005 シール材
4006 対向基板
4007 液晶
4009 トランジスタ
4010 トランジスタ
4011 液晶素子
4014 引き回し配線
4015 引き回し配線
4016 接続端子
4018 FPC
4019 異方性導電膜
4021 基板
4022 トランジスタ
4030 画素電極
4031 対向電極
4035 スペーサ
5001 基板
5002 画素部
5003 信号線駆動回路
5004 走査線駆動回路
5005 シール材
5006 対向基板
5007 液晶
5009 トランジスタ
5010 トランジスタ
5011 液晶素子
5014 引き回し配線
5015 引き回し配線
5016 接続端子
5018 FPC
5019 異方性導電膜
5021 基板
5022 トランジスタ
5030 画素電極
5031 対向電極
5035 スペーサ
6001 基板
6002 画素部
6003 走査線駆動回路
6004 基板
6005 FPC
6006 対向基板
6101 基板
6102 画素部
6103 走査線駆動回路
6104 基板
6105 FPC
6106 対向基板
6201 基板
6202 画素部
6203 走査線駆動回路
6204 基板
6205 FPC
6206 対向基板
6207 信号線駆動回路の一部
6301 基板
6302 画素部
6303 基板
6304 基板
6305 FPC
6306 対向基板
6307 FPC
6401 基板
6402 画素部
6403 基板
6404 基板
6405 FPC
6406 対向基板
6407 FPC
Claims (1)
- 複数の画素を有し、
前記画素は、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタと、液晶素子と、を有し、
前記第1のトランジスタのチャネル形成領域は、非晶質半導体または微結晶半導体を含み、
前記第2のトランジスタのチャネル形成領域は、非晶質半導体または微結晶半導体を含み、
前記第3のトランジスタのチャネル形成領域は、非晶質半導体または微結晶半導体を含む液晶表示装置の駆動方法であって、
第1の走査線から第nの走査線(nは、3以上の自然数)に対して順次選択信号を入力することで、第1行目の画素乃至第n行目の画素に対応する前記第1のトランジスタをオン状態とし、前記第1のトランジスタを介して前記液晶素子に画像信号を入力し、
且つ、
第(n+1)の走査線から第2nの走査線に対して順次選択信号を入力することで、第(n+1)行目の画素乃至第2n行目の画素に対応する前記第2のトランジスタをオン状態とし、前記第2のトランジスタを介して前記液晶素子に画像信号を入力し、
且つ、
第(2n+1)の走査線から第3nの走査線に対して順次選択信号を入力することで、第(2n+1)行目の画素乃至第3n行目の画素に対応する前記第3のトランジスタをオン状態とし、前記第3のトランジスタを介して前記液晶素子に画像信号を入力する期間において、
第kの走査線(kは、2以上n未満の自然数)と、第(n+k)の走査線と、第(2n+k)の走査線に対する選択信号の入力が終了した後に、第1行目の画素乃至第k行目の画素に対応する光源と、第(n+1)行目の画素乃至第(n+k)行目の画素に対応する光源と、第(2n+1)行目の画素乃至第(2n+k)行目の画素に対応する光源とを発光させることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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