JP5667359B2 - Pixel circuit, pixel circuit driving method, driving circuit, and electro-optical device - Google Patents
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Description
本発明は、画素回路の駆動方法に関する。具体的には、超低消費電力のアクティブマトリクス型電気光学装置の駆動方法に関する。 The present invention relates to a method for driving a pixel circuit. Specifically, the present invention relates to a driving method of an active matrix electro-optical device with ultra-low power consumption.
超低消費電力の電気光学装置(例えばLCDなど)を実現する技術として、各画素にSRAM(Static Random Access Memory)ベースのメモリ回路を内蔵したMIP(Memory In Pixel)技術が知られている。しかし、従来のSRAMベースのMIPでは、画素に少なくとも6素子以上のトランジスタが必要となり、例えばスマートフォン等で求められる表示画像の更なる高精細化要求に対応することが出来ない。また、CMOS構成ではプロセスマスク枚数削減も困難であり、低コスト要求に応えることも難しい。 As a technology for realizing an ultra-low power consumption electro-optical device (such as an LCD), a MIP (Memory In Pixel) technology in which an SRAM (Static Random Access Memory) -based memory circuit is built in each pixel is known. However, the conventional SRAM-based MIP requires at least six transistors in a pixel, and cannot meet the demand for higher definition of a display image required for a smartphone or the like. In addition, it is difficult to reduce the number of process masks in a CMOS configuration, and it is difficult to meet low cost requirements.
そのような中で特表2006−523323号公報には、画素内部トランジスタ3個という簡便な画素回路構成で超低消費電力アクティブマトリクスアレイ装置を実現可能であるとする発明が開示されている。 In such a situation, Japanese Patent Publication No. 2006-523323 discloses an invention capable of realizing an ultra-low power consumption active matrix array device with a simple pixel circuit configuration of three pixel internal transistors.
しかし、特許文献1(特表2006−523323号公報)に記載された先行技術のACタイミングでは正常に動作させることが出来ず、発明の実施は困難である。また、オフ画素に対するリフレッシュ動作が行われないためにオフ画素に書き込まれた画像データを保持し続けることが出来ない。さらに、LCDのように極性反転駆動を行う場合、電気光学素子への印加電圧の正極方向への反転(以下、正極性リフレッシュと称する)、印加電圧の負極方向への反転(以下、負極性リフレッシュと称する)毎に各制御信号のアクティブタイミングが異なっている。そのため、周辺回路、特に走査線駆動回路の構成が複雑となり、走査線駆動回路を制御するための制御回路の回路規模も増大することから、小型化が難しくなるとともに無駄な電力が消費されてしまう。また、正極性リフレッシュから負極性リフレッシュの期間と、負極性リフレッシュから正極性リフレッシュの期間、すなわち電気光学素子の端子間電圧が正極性である期間と、負極性である期間が異なるため、長期的には液晶層への直流電圧が印加されることとなり液晶寿命に悪影響を与えることになる。さらに、前記先行技術においては、電気光学素子の一端をコモン電極に接続し、保持容量の一端を固定電圧としていることから、液晶層への直流印加が発生し、液晶寿命に悪影響を及ぼすことになる。 However, the prior art AC timing described in Patent Document 1 (Japanese Patent Publication No. 2006-523323) cannot be operated normally, and the implementation of the invention is difficult. Further, since the refresh operation for the off pixel is not performed, the image data written in the off pixel cannot be kept. Further, when polarity inversion driving is performed as in an LCD, the applied voltage to the electro-optic element is inverted in the positive direction (hereinafter referred to as positive refresh), and the applied voltage is inverted in the negative direction (hereinafter referred to as negative refresh). The active timing of each control signal is different every time. This complicates the configuration of peripheral circuits, particularly the scanning line driving circuit, and increases the circuit scale of the control circuit for controlling the scanning line driving circuit, which makes it difficult to reduce the size and consumes unnecessary power. . In addition, since the period from the positive refresh to the negative refresh and the period from the negative refresh to the positive refresh, that is, the period in which the voltage between the terminals of the electro-optic element is positive and the period in which the negative polarity is negative are different, Since a DC voltage is applied to the liquid crystal layer, the life of the liquid crystal is adversely affected. Further, in the prior art, one end of the electro-optic element is connected to the common electrode and one end of the storage capacitor is set to a fixed voltage, so that direct current is applied to the liquid crystal layer, which adversely affects the life of the liquid crystal. Become.
本発明は、これらの問題点を鑑みてなされたものである。 The present invention has been made in view of these problems.
本発明では、ACタイミングを改善することにより、周辺回路の簡素化を図るとともに、低消費電力制御をすることにより、無駄な消費電力を削減する。さらに、各制御信号に必要な電圧レベルを削減することで、周辺回路のさらなる簡略化を実現し、さらなる低消費電力化を図る。そして、電気光学素子への直流印加がより少なく電気光学素子の長寿命化が実現できる駆動方法を提供し、もって超低消費電力の電気光学装置を実現することを目的とする。 In the present invention, the AC timing is improved to simplify the peripheral circuit, and low power consumption control is performed to reduce wasteful power consumption. Further, by reducing the voltage level required for each control signal, the peripheral circuit can be further simplified, and the power consumption can be further reduced. It is another object of the present invention to provide a driving method capable of realizing a long life of the electro-optic element with less direct current applied to the electro-optic element, and thereby realizing an ultra-low power consumption electro-optic device.
本発明における複数の制御信号により制御される画素回路は、一端が対向電極に接続された電気光学素子と、前記電気光学素子に保持された電圧レベルをサンプリングするために第1制御信号線上のサンプリング制御信号により制御される第1スイッチ素子と、第2制御信号線上の画像データリフレッシュ制御信号により制御される第2スイッチ素子と、画像データを取り込むために第3制御信号線上の画像データ取り込み制御信号により制御される第3スイッチ素子と、前記サンプリング制御信号によりサンプリングされる電圧レベルを保持する第1容量素子と、を具備し、前記第2スイッチ素子は、前記第3スイッチ素子を介して取り込まれた画像データの電気光学素子への書き込みを制御し、前記第2制御信号線上の画像データリフレッシュ制御信号は、該画像データリフレッシュ制御信号がアクティブになる前に、所定の電圧レベルでプリセットされることを特徴とする。 The pixel circuit controlled by a plurality of control signals according to the present invention includes an electro-optical element having one end connected to the counter electrode and a sampling on the first control signal line for sampling the voltage level held in the electro-optical element. A first switch element controlled by a control signal, a second switch element controlled by an image data refresh control signal on the second control signal line, and an image data capturing control signal on the third control signal line for capturing image data And a first capacitance element that holds a voltage level sampled by the sampling control signal, and the second switch element is taken in via the third switch element. Image data reflection on the second control signal line by controlling writing of the image data to the electro-optic element. Gerhard control signal, prior to said image data refresh control signal is activated, characterized in that it is preset at a predetermined voltage level.
本発明における複数の制御信号により制御される画素回路の駆動方法は、前記画素回路内の電気光学素子に画像データを書き込む第1の駆動ステップと、前記書き込まれた画像データをリフレッシュする第2の駆動ステップと、を具備し、前記第2の駆動ステップは、サンプリング制御信号により制御される第1スイッチ素子を介して、前記画素回路内に保持された画像データに対応する電圧レベルをサンプリングするステップと、前記サンプリングされた画像データに対応する電圧レベルと画像データリフレッシュ制御信号の電圧レベルとにより制御される第2スイッチ素子を介して供給される電圧を前記電気光学素子に印加することにより、画素回路内に保持された画像データのリフレッシュを行なうステップと、を具備し、前記画像データリフレッシュ制御信号は、該画像データリフレッシュ制御信号がアクティブになる前に、所定の電圧レベルでプリセットされることを特徴とする。 The pixel circuit driving method controlled by a plurality of control signals according to the present invention includes a first driving step of writing image data to an electro-optical element in the pixel circuit, and a second driving method of refreshing the written image data. A step of sampling a voltage level corresponding to image data held in the pixel circuit via a first switch element controlled by a sampling control signal. And applying a voltage supplied via the second switch element controlled by the voltage level corresponding to the sampled image data and the voltage level of the image data refresh control signal to the electro-optic element, Refreshing the image data held in the circuit, the image data Data refresh control signal, prior to said image data refresh control signal is activated, characterized in that it is preset at a predetermined voltage level.
本発明における複数の制御信号により制御される画素回路の駆動回路は、前記画素回路内の電気光学素子に画像データを書き込む第1の駆動手段と、前記書き込まれた画像データをリフレッシュする第2の駆動手段と、を具備し、前記第2の駆動手段は、サンプリング制御信号により制御される第1スイッチ素子を介して、前記画素回路内に保持された画像データに対応する電圧レベルをサンプリングする手段と、前記サンプリングされた画像データに対応する電圧レベルと画像データリフレッシュ制御信号の電圧レベルとにより制御される第2スイッチ素子を介して供給される電圧を前記電気光学素子に印加することにより、画素回路内に保持された画像データのリフレッシュを行なう手段と、を具備し、前記画像データリフレッシュ制御信号は、該画像データリフレッシュ制御信号がアクティブになる前に、所定の電圧レベルでプリセットされることを特徴とする。 The driving circuit of the pixel circuit controlled by a plurality of control signals in the present invention includes a first driving unit that writes image data to an electro-optic element in the pixel circuit, and a second that refreshes the written image data Driving means, and the second driving means samples the voltage level corresponding to the image data held in the pixel circuit via the first switch element controlled by a sampling control signal. And applying a voltage supplied via the second switch element controlled by the voltage level corresponding to the sampled image data and the voltage level of the image data refresh control signal to the electro-optic element, Means for refreshing image data held in the circuit, and the image data refresh control Items, before the image data refresh control signal is activated, characterized in that it is preset at a predetermined voltage level.
本発明における電気光学装置は、前記画素回路がマトリクス状に配置されたアクティブマトリクスアレイ回路と、前記画素回路を駆動する前記画素回路の駆動回路と、を具備することを特徴とする。 The electro-optical device according to the present invention includes an active matrix array circuit in which the pixel circuits are arranged in a matrix, and a drive circuit for the pixel circuits that drives the pixel circuits.
本発明では、画像データリフレッシュ制御信号を、該画像データリフレッシュ制御信号がアクティブになる前に、所定の電圧レベルでプリセットすることにより、各制御信号に必要な電圧レベルを削減する効果を奏する。 In the present invention, the image data refresh control signal is preset at a predetermined voltage level before the image data refresh control signal becomes active, so that the voltage level required for each control signal is reduced.
また、前記プリセットにより、スイッチ素子の特性および電気光学素子の特性に応じた制御をすることが可能となる効果を奏する。 In addition, the preset provides an effect of enabling control according to the characteristics of the switch element and the characteristics of the electro-optic element.
さらに低消費電力期間においては、通常表示期間である通常駆動期間中に各電気光学素子に書き込まれた画像データの保持が、制御信号のアクティブ回数が通常表示時より少ない定期的なリフレッシュ動作により可能となることから、大幅に消費電力を削減できるという効果を奏する。 Furthermore, during the low power consumption period, image data written to each electro-optic element during the normal drive period, which is the normal display period, can be retained by periodic refresh operations in which the number of active control signals is less than during normal display. As a result, the power consumption can be greatly reduced.
また、通常表示では常に周辺回路を動作し続けなければならないが、本発明の低消費電力期間においては、前記書き込まれた画像データを定期的にリフレッシュする期間のみ駆動させればよいため、それ以外の期間においては周辺回路の動作を停止することが可能となる。これにより、周辺回路の消費電流も静止電流レベルとなるため、さらに大幅な消費電力削減が可能となるという効果を奏する。 In normal display, the peripheral circuit must always be operated. However, in the low power consumption period of the present invention, the written image data only needs to be driven for a period of regular refreshing. During this period, the operation of the peripheral circuit can be stopped. As a result, the consumption current of the peripheral circuit is also at the quiescent current level, and thus there is an effect that the power consumption can be further greatly reduced.
そして、前記画素回路がマトリクス状に配置されたアクティブマトリクスアレイ回路では、低消費電力駆動期間において、それぞれの画素回路のデータ線へ入力されるデータ信号を、全画素において共通信号とできる。この点においても消費電力削減が可能となるという効果を奏する。 In the active matrix array circuit in which the pixel circuits are arranged in a matrix, the data signal input to the data line of each pixel circuit can be a common signal in all the pixels in the low power consumption driving period. Also in this respect, there is an effect that power consumption can be reduced.
(1)第1実施形態
図1は、本願発明の第1実施形態による画素回路を用いたアクティブマトリクス型電気光学装置のブロック図を示している。
(1) First Embodiment FIG. 1 is a block diagram of an active matrix electro-optical device using a pixel circuit according to a first embodiment of the present invention.
前記アクティブマトリクス型電気光学装置は、画素回路がアレイ状に配置されているアクティブマトリクスアレイ回路100と、走査線駆動回路101と、データ線駆動回路102と、駆動電圧生成回路103と、画像処理回路104と、制御回路105と、を具備する。
The active matrix electro-optical device includes an active
前記制御回路105は、前記走査線駆動回路101と、前記データ線駆動回路102と、前記駆動電圧生成回路103と、前記画像処理回路104と、を制御することで、前記アクティブマトリクスアレイ回路100を駆動する。
The
前記駆動電圧生成回路103は、前記画素回路を制御する制御信号の電圧レベルV1,V3,V4,V5を生成し、前記走査線駆動回路101に供給する。また、データ信号の高電圧レベルVDHおよび低電圧レベルVDLを生成し、前記データ線駆動回路102に供給する。さらに対向電極電圧信号VCOMを生成し、図示しない対向電極および前記アクティブマトリクスアレイ回路100に供給するとともにその電圧レベルを制御する。
The drive
前記画像処理回路104は、前記電気光学装置の外部から入力される画像データDINを処理し、前記電気光学装置に適した画像データDOUTを生成するとともに前記データ線駆動回路102に供給する。
The
前記走査線駆動回路101は、前記駆動電圧生成回路103において生成された複数の電圧レベルを有する電圧が入力されるとともに前記制御回路105により制御され前記アクティブマトリクスアレイ回路100を駆動する制御信号を生成する。
The scanning
前記データ線駆動回路102は、前記画像処理回路104により処理された画像データが入力されるとともに前記制御回路105により制御される。
The data
ここで、前記アクティブマトリクス型電気光学装置における1画素は、RGBのサブ画素からなり、それぞれのサブ画素は同一の前記画素回路を備えている。 Here, one pixel in the active matrix electro-optical device includes RGB sub-pixels, and each sub-pixel includes the same pixel circuit.
図2は、本発明の第1実施形態による前記アクティブマトリクスアレイ回路100の1サブ画素である画素回路の構成図を示している。
FIG. 2 shows a configuration diagram of a pixel circuit which is one sub-pixel of the active
図2において、回路201は前記アクティブマトリクスアレイ回路100の奇数行における画素回路の1つであり、回路202は偶数行における画素回路の1つである。本実施形態においてそれぞれの画素回路は同一であってよい。
In FIG. 2, a
前記画素回路201,202は、スイッチ素子SW1,SW2,SW3と、静電容量がCSMPであるサンプリングキャパシタC2と、静電容量がCSTである保持キャパシタC1と、静電容量CLCを備えた電気光学素子LCと、を具備する。前記電気光学素子LCと保持キャパシタC1とは、並列に接続されており、一端には、前記スイッチ素子SW3、SW2を介してデータ信号DATAが供給され、前記保持キャパシタC1の他端には、共通信号供給線から対向電極電圧信号VCOMが供給され、前記電気光学素子LCの他端には、対向電極から対向電極電圧信号VCOMが供給される。図2における実施形態では、前記スイッチ素子SW1,SW2,SW3は、n型チャネルトランジスタで構成されているが、これに限定されるものではなく他のスイッチ素子で構成してもよい。例えば、p型チャネルトランジスタで構成する場合には、入力信号の極性等を見直すことにより適用可能である。また、前記電気光学素子LCは液晶として構成されているが、これに限定されるものではなく有機ELなどであってもよい。
The
なお、特許文献1(特表2006−523323号公報)に記載の先行技術においては、電気光学素子と保持キャパシタである第1容量性サブ素子とは、一端は本発明と同様に共通に接続され、該一端にデータ信号が供給され、電気光学素子の他端は、対向電極(コモン電極)に接続されている。しかし、第1容量性サブ素子の他端は、本発明とは異なり、例えば次列のアドレス指定導体に接続されることが述べられている。 In the prior art described in Patent Document 1 (Japanese Patent Publication No. 2006-523323), one end of the electro-optic element and the first capacitive sub-element which is a holding capacitor are connected in common as in the present invention. A data signal is supplied to one end, and the other end of the electro-optic element is connected to a counter electrode (common electrode). However, it is stated that the other end of the first capacitive sub-element is connected to an addressing conductor in the next column, for example, unlike the present invention.
前記画素回路201,202には、データ信号DATAと、電気光学素子LCの対向電極電圧信号VCOMと、データ信号DATAの前記画素回路内への供給を制御する画像データ取り込み制御信号G1、G2と、ノードN1の電圧レベルに対応する電圧レベルをサンプリングキャパシタC2にサンプリングするタイミングを制御するサンプリング制御信号ENA1、ENA2と、前記画素回路201,202内の電気光学素子LCおよび保持キャパシタC1をリフレッシュするタイミングを制御する画像データリフレッシュ制御信号SET1、SET2と、が入力され、前記画素回路201,202を制御する。ここで、各制御信号の符号最後の1,2は奇数行に対する制御信号(1)か、偶数行に対する制御信号(2)か、を示している。
The
詳細な制御、動作は、後述するが、前記スイッチ素子SW1は、サンプリング制御信号ENAにより制御され、ノードN1の電圧レベルに対応する電圧レベルをサンプリングキャパシタC2にサンプリングする。前記スイッチ素子SW2は、前記画像データリフレッシュ制御信号SETと前記サンプリングキャパシタC2の電圧レベルにより制御される。前記スイッチ素子SW3は、画像データ取り込み制御信号Gにより制御され、データ信号DATAを前記画素回路201,202内に供給する。
Although detailed control and operation will be described later, the switch element SW 1 is controlled by a sampling control signal ENA and samples a voltage level corresponding to the voltage level of the node N 1 in the sampling capacitor C 2 . The switching element SW 2 is controlled by the image data refresh control signal SET and the sampling capacitor C 2 of the voltage level. The switch element SW 3 is controlled by an image data capturing control signal G and supplies a data signal DATA into the
なお、サンプリングキャパシタC2の静電容量CSMPは、保持キャパシタC1の静電容量CSTと電気光学素子LCの静電容量CLCの合計の容量に対して、1/10以下にすることが望ましい。これは、サンプリング時に保持キャパシタC1と電気光学素子LCの静電容量CLCとに保持された電荷の変動が表示に影響を与えないようにするためには、可能な限り小さい容量であることが望ましいが、一方でスイッチ素子を駆動するための十分な電圧レベルを確保するためには一定以上の容量が必要となるからである。 Incidentally, the capacitance C SMP of the sampling capacitor C 2 is the total capacitance of the capacitance C LC of the capacitance C ST and the electro-optical element LC retention capacitor C 1, to 1/10 or less Is desirable. That this is because the variations in the charge held in the capacitance C LC of the holding capacitor C 1 and the electro-optical element LC at the time of sampling so as not to affect the display is a small volume as possible However, on the other hand, a certain capacity or more is required to secure a sufficient voltage level for driving the switch element.
次に、本発明の第1実施形態による前記画素回路の制御動作原理を、図2、図3を参照しながら説明する。前記画素回路201,202は同一回路であるので、ここでは、奇数行における1サブ画素の画素回路201における動作を基に説明する。
Next, a control operation principle of the pixel circuit according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Since the
図3の(a)から(c)は、前記画素回路の制御動作原理を示すものである。ただし、図3はあくまでも原理的なものであり、実際の制御については図5以降のACタイミングにおいてさらに詳しく説明する。 FIGS. 3A to 3C show the control operation principle of the pixel circuit. However, FIG. 3 is only a principle, and the actual control will be described in more detail in the AC timings after FIG.
図3の(a)に示されている通常表示においては、画像データ取り込み制御信号であるG1信号および画像データ書き換え制御信号(リフレッシュ動作中は画像データリフレッシュ制御信号)であるSET1信号をアクティブにすることにより、スイッチ素子SW3、SW2をオンにする。したがって、スイッチ素子SW3,SW2を介して、データ信号DATAの電圧レベルを保持キャパシタC1と電気光学素子LCへ印加することが可能となる。前記保持キャパシタC1と電気光学素子LCの静電容量CLCが前記データ信号レベルに対応する電圧レベルまでチャージされた後、画像データ取り込み制御信号G1および画像データ書き換え制御信号SET1をインアクティブにして、スイッチ素子SW3、SW2をオフにする。なお、スイッチ素子SW2を確実に制御するために、画像データ取り込み制御信号G1および画像データ書き換え制御信号SET1をアクティブにする前に、予めサンプリング制御信号ENA1をアクティブにしておくことが望ましい。 In the normal display shown in FIG. 3A, the G 1 signal that is an image data capture control signal and the SET 1 signal that is an image data rewrite control signal (image data refresh control signal during the refresh operation) are activated. As a result, the switch elements SW 3 and SW 2 are turned on. Therefore, the voltage level of the data signal DATA can be applied to the holding capacitor C 1 and the electro-optical element LC via the switch elements SW 3 and SW 2 . After the electrostatic capacitance C LC of the holding capacitor C 1 and the electro-optical element LC is charged to a voltage level corresponding to the data signal level, image data capture control signals G 1 and the image data rewrite control signal SET 1 inactive Then, the switch elements SW 3 and SW 2 are turned off. In order to reliably control the switching element SW 2, before the image data capture control signals G 1 and the image data rewrite control signal SET 1 active, it is desirable to a sampling control signal ENA 1 active advance .
通常表示が終了後、図3の(b)に示されているサンプリング動作を行なう。前記サンプリング動作では、サンプリング制御信号ENA1をアクティブにすることによりスイッチ素子SW1をオンにする。これにより、保持キャパシタC1および電気光学素子LCの静電容量CLCに保持しているデータに対応する電圧レベルが、サンプリングキャパシタC2にサンプリングされる。サンプリング後、サンプリング制御信号ENA1をインアクティブにすることで、スイッチ素子SW1をオフにする。 After the normal display is completed, the sampling operation shown in FIG. In the sampling operation, the switching element SW 1 is turned on by activating the sampling control signal ENA 1 . Accordingly, the voltage level corresponding to the data held in the capacitance C LC of the holding capacitor C 1 and the electro-optical element LC is sampled in the sampling capacitor C 2. After sampling, the switching element SW 1 is turned off by making the sampling control signal ENA 1 inactive.
前記サンプリング動作の後、図3の(c)に示されているリフレッシュ動作を行なう。リフレッシュ動作では、画像データリフレッシュ制御信号SET1を所定のアクティブレベルにし、その電圧レベルとサンプリングキャパシタC2に保持された電圧レベルとに基づき、スイッチ素子SW2のオン/オフ制御を行なう。スイッチ素子SW2のオン/オフ状態に応じて、データ信号DATAの電圧レベルを保持キャパシタC1と電気光学素子LCへ印加する。 After the sampling operation, the refresh operation shown in FIG. 3C is performed. In the refresh operation, the image data refresh control signal SET 1 is set to a predetermined active level, and on / off control of the switch element SW 2 is performed based on the voltage level and the voltage level held in the sampling capacitor C 2 . Depending on the on / off state switching element SW 2, applies the voltage level of the data signal DATA to the holding capacitor C 1 and the electro-optical element LC.
そして、前記サンプリング動作とリフレッシュ動作を定期的に適宜繰り返す期間(以下、低消費電力期間と称する)においては、各画素の自己保存データに基づいた画像データのリフレッシュが行われるため、全画素同時のリフレッシュが可能である。このため、サンプリング動作とリフレッシュ動作以外の前記低消費電力期間においては、周辺回路動作を停止することができ、かつデータ書き換えに伴うDATA線の充放電電流も生じないため、消費電力が削減可能となる。 In the period in which the sampling operation and the refresh operation are periodically repeated as appropriate (hereinafter referred to as a low power consumption period), image data is refreshed based on the self-storing data of each pixel. Refresh is possible. Therefore, in the low power consumption period other than the sampling operation and the refresh operation, the peripheral circuit operation can be stopped and the charging / discharging current of the DATA line accompanying the data rewriting does not occur, so that the power consumption can be reduced. Become.
以上の動作原理に基づき、特許文献1(特表2006−523323号公報)の先行技術における回路および各種制御信号による制御を検討すると、後述する(5)、(6)式を満たさないため、オフ画素のリフレッシュ動作中に、本来オフとならなければならないスイッチ素子SW2がオフとならない場合が生じ、その結果、オフ画素がリフレッシュ動作後にオン画素となってしまう誤動作が生じる可能性があることが判明した(図4)。 Based on the above operation principle, when the control by the circuit and various control signals in the prior art of Patent Document 1 (Japanese Patent Publication No. 2006-523323) is examined, the following equations (5) and (6) are not satisfied. during the refresh operation of the pixel, it is the switch element SW 2 that must not originally off and cause when not turned off, as a result, there is a possibility that the malfunction oFF pixels becomes an oN pixel after the refresh operation occurs It became clear (FIG. 4).
また、前記特許文献1においては、保持キャパシタである第1容量性サブ素子の一端が各走査線上で共通化または隣接する走査線に接続されている。しかし、そのような構成では、電気光学素子のコモン電極に供給されるVCOM電圧と前記第1容量性サブ素子の前記一端から供給される信号電圧との差分電圧と、前記第1容量性サブ素子の静電容量と電気光学素子である第2容量性サブ素子の静電容量との容量比に応じて生じる電圧とが、電気光学素子の両端電圧に直流電圧として重畳されてしまい、電気光学素子の表示に不具合を生じることになる。さらに、特に電気光学素子が液晶である場合には、直流電圧の重畳が、液晶寿命に悪影響を及ぼすことは言うまでもない。
In
そこで本発明の実施形態においては、前記画素回路201の制御信号の1つである画像データリフレッシュ制御信号SET1に、該制御信号のアクティブ前に所定の電圧をプリセットすることで、オフ画素における誤動作を回避するとともに制御に必要な電圧レベル数を削減する。
Therefore, in the embodiment of the present invention, the image data refresh control signal SET 1 which is one of the control signals of the
また、保持キャパシタC1の一端を全画素で共通化して対向電極電圧信号VCOMを供給することにより、電気光学素子LCの一端に供給される対向電極電圧信号VCOMとの差分電圧と、前記保持キャパシタC1の静電容量と電気光学素子LCの静電容量との容量比に応じて生じる電圧とを解消する。これにより、電気光学素子の端子間電圧VLCに不要な直流電圧が重畳されることはなくなり、フリッカを防止することができ、さらに、電気光学素子の長寿命化が実現できる。 Further, by supplying a common electrode voltage signal V COM one end of the holding capacitor C 1 and shared by all pixels, and the differential voltage between the counter electrode voltage signal V COM to be supplied to one end of the electro-optical element LC, said to eliminate the voltage generated in accordance with the capacitance ratio of the capacitance of the capacitance electro-optical element LC retention capacitor C 1. As a result, unnecessary DC voltage is not superimposed on the inter-terminal voltage V LC of the electro-optical element, flicker can be prevented, and the life of the electro-optical element can be extended.
以下に、本発明の第1実施形態による第1ACタイミングについて、図2、図5を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the first AC timing according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図5は、図2に示されている本発明の一実施形態による画素回路201,202を制御する制御信号の第1ACタイミングチャートを示している。本発明の第1実施形態における動作に必要な制御信号のタイミングおよび必要な電圧を明確にするために、この図5を参照して以下に詳述する。
FIG. 5 shows a first AC timing chart of control signals for controlling the
ここで、図5では、結果としてライン反転駆動となるように、制御信号ENA1、G1,SET1による奇数行毎の駆動と、制御信号ENA2、G2,SET2による偶数行毎の駆動とに、グループに分けて駆動を行う例を示している。フレーム反転駆動を行う場合には、図5に示す奇数行への制御信号を偶数行にも入力することにより実現できることは言うまでもない。 Here, in FIG. 5, driving for each odd row by the control signals ENA 1 , G 1 , SET 1 and driving for each even row by the control signals ENA 2 , G 2 , SET 2 so as to result in line inversion driving. In the example of driving, driving is performed in groups. Needless to say, the frame inversion driving can be realized by inputting the control signal to the odd rows shown in FIG.
今、スイッチ素子SW1,SW2,SW3は、それぞれスレッショルド電圧Vthが1[V]であるトランジスタであると仮定する。そして、電気光学素子LCにオン電圧が4[V]の垂直配向液晶を用い、対向電極電圧信号VCOMおよびデータ信号DATAの高電圧レベルVDHおよび低電圧レベルVDLをそれぞれVDH=4[V]、VDL=0[V]と仮定する。さらに各制御信号が取り得る電圧レベルは、V1=12[V]、V3=4[V]、V4=0[V]、V5=−4[V]に設定されるが、これらの電圧設定に限定されるものではない。 Now, it is assumed that the switch elements SW 1 , SW 2 , SW 3 are transistors whose threshold voltage V th is 1 [V]. Then, a vertical alignment liquid crystal with an on-voltage of 4 [V] is used for the electro-optical element LC, and the high voltage level V DH and the low voltage level V DL of the counter electrode voltage signal V COM and the data signal DATA are set to V DH = 4 [ V], V DL = 0 [V]. Furthermore, the voltage levels that each control signal can take are set to V 1 = 12 [V], V 3 = 4 [V], V 4 = 0 [V], V 5 = -4 [V]. It is not limited to the voltage setting.
例えば、電圧レベルV5はデータ信号DATAの低電圧レベルVDL(=0[V])−対向電極電圧信号VCOMの振幅電圧(=4[V])+スレッショルド電圧Vth(=1[V])以下となればよく、V1はデータ信号DATAの高電圧レベルVDH(=4[V])+対向電極電圧信号VCOMの振幅電圧(=4[V])+スレッショルド電圧Vth(=1[V])以上となればよい。 For example, the voltage level V 5 is the low voltage level V DL (= 0 [V]) of the data signal DATA−the amplitude voltage (= 4 [V]) of the counter electrode voltage signal V COM + the threshold voltage V th (= 1 [V ], And V 1 is the high voltage level V DH (= 4 [V]) of the data signal DATA + the amplitude voltage (= 4 [V]) of the counter electrode voltage signal V COM + the threshold voltage V th ( = 1 [V]) or more.
さらに、トランジスタのスレッショルド電圧Vthに応じて、データ信号DATAの電圧レベルVDL,VDHをオフセットさせ、それに応じて電圧レベルV1,V3,V4,V5の設定を適宜変更してもよい。また、トランジスタSW3やトランジスタSW2がオフする際のキックバック電圧等により、液晶層に直流電圧が重畳されると、フリッカ等が生じることがある。この場合には、対向電極電圧信号VCOMおよびデータ信号DATAの電圧レベルを各々独立に制御してオフセット電圧を加えてもよい。 Further, the voltage levels V DL , V DH of the data signal DATA are offset according to the threshold voltage V th of the transistor, and the settings of the voltage levels V 1 , V 3 , V 4 , V 5 are appropriately changed accordingly. Also good. Further, the kickback voltage and the like when the transistor SW 3 and transistor SW 2 is turned off, a DC voltage to the liquid crystal layer is superposed, it may flicker occurs. In this case, the offset voltage may be applied by independently controlling the voltage levels of the common electrode voltage signal VCOM and the data signal DATA.
なお、図5に示す電圧レベルV2は、上記の各電圧レベルVDH,VDL,V1,V3,V4,V5の電圧設定に応じて必然的に定まるものであり、この場合V2=8[V]となる。 The voltage level V 2 shown in FIG. 5 is determined necessarily according to the respective voltage level V DH of, V DL, V 1, V 3, V 4, V 5 of the voltage setting, in this case V 2 = 8 [V].
図2に示す本発明の一実施形態である画素回路201を制御するための各制御信号の設定に必要な条件を以下に列挙する。図5に示す第1ACタイミングは、この設定条件に基づいて、各制御信号のタイミングおよび電圧を設定したものである。
Conditions necessary for setting each control signal for controlling the
・VCOM信号(対向電極電圧信号)
サンプリング&リフレッシュ期間中、対向電極電圧信号VCOMは、Lレベルの期間とHレベルの期間を有すること。
・ V COM signal (counter electrode voltage signal)
During the sampling and refresh period, the common electrode voltage signal VCOM has an L level period and an H level period.
・DATA信号(データ信号)
(a)サンプリング&リフレッシュ期間中、データ信号DATAは、対向電極電圧信号VCOMがLレベルの期間に少なくとも1回HレベルからLレベルへ遷移すること。
(b)サンプリング&リフレッシュ期間中、データ信号DATAは、対向電極電圧信号VCOMがHレベルの期間に少なくとも1回HレベルからLレベルへ遷移すること。
・ DATA signal (data signal)
(A) During the sampling and refresh period, the data signal DATA is changed from the H level to the L level at least once during the period when the common electrode voltage signal VCOM is at the L level.
(B) During the sampling and refresh period, the data signal DATA is changed from the H level to the L level at least once during the period when the common electrode voltage signal VCOM is at the H level.
・ENA信号(サンプリング制御信号)
(a)サンプリング制御信号ENAは、画像データ取り込み制御信号Gがアクティブ前、かつ、対向電極電圧信号VCOMがHレベルの期間中にアクティブとなることが望ましい。対向電極電圧信号VCOMがLレベルの期間では、ノードN1での電圧レベルと、制御信号のインアクティブ電圧レベルが同レベルの場合があり、このときにサンプリング制御信号ENAをアクティブにすると、サンプリング容量C2に電荷をチャージできなくなる場合が生じるためである。
(b)サンプリング制御信号ENAのアクティブ電圧は、電圧V1とすることが望ましい。これは、ノードN1の電圧レベルが最大で、データ信号DATAの高電圧レベルVDH(=4[V])+対向電極電圧信号VCOMの振幅電圧(=4[V])の電圧レベルV2(=8[V])となるため、アクティブ電圧としてはそれよりもスレッショルド電圧Vth分以上高い電圧レベルが必要だからである。またアクティブ電圧を他の制御信号と一律で電圧V1とすることにより、周辺回路を簡素化することが可能となるためである。
(c)サンプリング制御信号ENAのインアクティブ電圧は、電圧V5とすることが望ましい。これは、他の制御信号のインアクティブ電圧と同一にすることにより、周辺回路を簡素化することが可能となるためである。
・ ENA signal (sampling control signal)
(A) The sampling control signal ENA is preferably active before the image data capturing control signal G is active and during the period when the counter electrode voltage signal VCOM is at the H level. The counter electrode voltage signal V COM period of L level, the voltage level at node N 1, the inactive voltage level of the control signal may the same level, when to activate the sampling control signal ENA at this time, the sampling This is because not be able to charge the capacitor C 2 caused.
(B) active voltage of the sampling control signal ENA is, it is desirable that the voltage V 1. This is because the voltage level of the node N 1 is the maximum, the voltage level V of the high voltage level V DH (= 4 [V]) of the data signal DATA + the amplitude voltage (= 4 [V]) of the counter electrode voltage signal V COM. 2 (= 8 [V]), the voltage level higher than the threshold voltage Vth is required as the active voltage. This is also because the peripheral circuit can be simplified by setting the active voltage to the voltage V 1 uniformly with other control signals.
(C) inactive voltage of the sampling control signal ENA is, it is desirable that the voltage V 5. This is because the peripheral circuit can be simplified by making it the same as the inactive voltage of other control signals.
・G信号(画像データ取り込み制御信号)
(a)サンプリング&リフレッシュ期間中、画像データ取り込み制御信号Gは、データ信号DATAのHレベル、Lレベル両方を包含する期間でアクティブとなること。
(b)正極性リフレッシュ期間では、データ信号DATAの極性と対向電極電圧信号VCOMの極性が逆極性である期間においてアクティブとなり、データ信号DATAの極性と対向電極電圧信号VCOMの極性が同極性である期間においてインアクティブとなること(図5におけるリフレッシュ期間RP1,RP2)。
(c)負極性リフレッシュ期間では、データ信号DATAの極性と対向電極電圧信号VCOMの極性が同極性である期間においてアクティブとなり、データ信号DATAの極性と対向電極電圧信号VCOMの極性が逆極性である期間においてインアクティブとなること(図5におけるリフレッシュ期間RN1,RN2)。
(d)画像データ取り込み制御信号Gのアクティブ電圧は、電圧V1とすることが望ましい。これは、サンプリング制御信号ENAのアクティブ電圧と同一とすることにより、周辺回路の簡素化が可能となるためである。
(e)画像データ取り込み制御信号Gのインアクティブ電圧は、電圧V5とすることが望ましい。これは、他の制御信号のインアクティブ電圧と同一にすることで周辺回路を簡素化することが可能となるためである。
・ G signal (image data capture control signal)
(A) During the sampling and refresh period, the image data capture control signal G is active during a period including both the H level and L level of the data signal DATA.
(B) In the positive refresh period becomes active in the period polarity and the polarity of the common electrode voltage signal V COM of the data signal DATA is reversed polarity, the polarity and the counter electrode voltage signal V COM polarity same polarity of the data signal DATA Inactive during a certain period (refresh periods R P1 , R P2 in FIG. 5).
(C) In the negative refresh period becomes active in the period polarity and the polarity of the common electrode voltage signal V COM of the data signal DATA is the same polarity, the polarity and the counter electrode voltage signal V COM polarity opposite the polarity of the data signal DATA Inactive during a certain period (refresh periods RN1 , RN2 in FIG. 5).
(D) active voltage of the image data capture control signals G, it is desirable that the voltage V 1. This is because the peripheral circuit can be simplified by making it the same as the active voltage of the sampling control signal ENA.
(E) inactive voltage of the image data capture control signals G, it is desirable that the voltage V 5. This is because the peripheral circuit can be simplified by making it the same as the inactive voltage of other control signals.
・SET信号(画像データ書き換え制御信号/画像データリフレッシュ制御信号)
(a)サンプリング&リフレッシュ期間中、画像データリフレッシュ制御信号SETは、データ信号DATAがHレベルであり、かつ画像データ取り込み制御信号Gがアクティブの期間において、アクティブとなること。
・ SET signal (image data rewrite control signal / image data refresh control signal)
(A) During the sampling and refresh period, the image data refresh control signal SET becomes active while the data signal DATA is at the H level and the image data capture control signal G is active.
(b)画像データリフレッシュ制御信号SETは、リフレッシュ期間前に、該制御信号のインアクティブ電圧とサンプリング期間におけるノードN1の電圧の中間レベルにプリセットすることが望ましい。 (B) image data refresh control signal SET, before the refresh period, it is desirable to preset to an intermediate level of the voltage of the node N 1 in the inactive voltage and the sampling period of the control signal.
より詳しくは、正極性リフレッシュ期間前にオンの画像データを保持している場合(ノードN1の電圧がVN1=0[V])、プリセット電圧VPSTは、該制御信号の立ち下がり時にスイッチ素子SW2をオフさせるために、
VPST>−(Vth+VDL)+VN1+V5 ・・・・(1)
となり、正極性リフレッシュ期間前にオフの画像データを保持している場合(ノードN1の電圧がVN1=4[V])、プリセット電圧VPSTは、該制御信号の立ち下がり時にスイッチ素子SW2をオンさせるために、
VPST≦−(Vth+VDL)+VN1+V5 ・・・・(2)
となる。よって、(1)、(2)式と上述の電圧設定条件より、正極性リフレッシュ期間におけるVPSTの設定可能な電圧範囲は、
−1[V]≧VPST>−5[V] ・・・・(3)
となる。図5のサンプリング期間Samp1,Samp3では、(3)式の電圧範囲に基づいて、プリセット電圧VPSTを適宜設定すればよいが、電圧V5=−4[V]に設定することが、より望ましい。これは、他の制御信号の電圧レベルと同一にすることで周辺回路を簡素化することが可能となるためである。
More specifically, when the on-image data is held before the positive polarity refresh period (the voltage of the node N 1 is V N1 = 0 [V]), the preset voltage V PST is switched when the control signal falls. to turn off the element SW 2,
V PST > − (V th + V DL ) + V N1 + V 5 (1)
When the off-image data is held before the positive refresh period (the voltage of the node N 1 is V N1 = 4 [V]), the preset voltage V PST is the switch element SW at the falling edge of the control signal. To turn on 2 ,
V PST ≦ − (V th + V DL ) + V N1 + V 5 (2)
It becomes. Therefore, from the expressions (1) and (2) and the voltage setting condition described above, the voltage range in which V PST can be set in the positive refresh period is
−1 [V] ≧ V PST > −5 [V] (3)
It becomes. In the sampling periods Samp 1 and Samp 3 in FIG. 5, the preset voltage V PST may be set as appropriate based on the voltage range of the equation (3), but setting the voltage V 5 = −4 [V] More desirable. This is because the peripheral circuit can be simplified by making it the same as the voltage level of other control signals.
一方、負極性リフレッシュ期間前にオンの画像データを保持している場合(ノードN1の電圧がVN1=8[V])、プリセット電圧VPSTは、該制御信号の立ち下がり時にスイッチ素子SW2をオンさせるために、
VPST≦−(Vth+VDL)+VN1+V5 ・・・・(4)
となり、負極性リフレッシュ期間前にオフの画像データを保持している場合(ノードN1の電圧がVN1=4[V])、プリセット電圧VPSTは、該制御信号の立ち下がり時にスイッチ素子SW2をオフさせるために、
VPST>−(Vth+VDL)+VN1+V5 ・・・・(5)
となる。よって、(4)、(5)式と上述の電圧設定条件より、負極性リフレッシュ期間におけるVPSTの設定可能な電圧範囲は、
3[V]≧VPST>−1[V] ・・・・(6)
となる。図5のサンプリング期間Samp2,Samp4では、(6)式の設定可能な電圧範囲に基づいて、プリセット電圧VPSTを適宜設定すればよいが、電圧V4=0[V]に設定することが、より望ましい。これは、他の制御信号の電圧レベルと同一にすることで周辺回路を簡素化することが可能となるためである。
On the other hand, when the on-image data is held before the negative polarity refresh period (the voltage of the node N 1 is V N1 = 8 [V]), the preset voltage V PST is the switch element SW when the control signal falls. To turn on 2 ,
V PST ≦ − (V th + V DL ) + V N1 + V 5 (4)
When the off-image data is held before the negative polarity refresh period (the voltage at the node N 1 is V N1 = 4 [V]), the preset voltage V PST is the switching element SW at the falling edge of the control signal. To turn off 2 ,
V PST > − (V th + V DL ) + V N1 + V 5 (5)
It becomes. Therefore, from the equations (4) and (5) and the voltage setting condition described above, the voltage range in which V PST can be set in the negative refresh period is
3 [V] ≧ V PST > −1 [V] (6)
It becomes. In the sampling periods Samp 2 and Samp 4 in FIG. 5, the preset voltage V PST may be appropriately set based on the settable voltage range of the equation (6), but the voltage V 4 = 0 [V] is set. Is more desirable. This is because the peripheral circuit can be simplified by making it the same as the voltage level of other control signals.
このプリセット動作を行わない場合には、負極性リフレッシュ時における画像データリフレッシュ制御信号SETのアクティブ後のインアクティブ電圧を電圧V5より低い電圧レベルに下げる必要が生じる。しかし、予め上述の条件に基づいてプリセットすることにより、画像データリフレッシュ制御信号SETのインアクティブ電圧は電圧V5に統一され、制御信号の電圧レベル数を削減することが可能になるとともに周辺回路を簡素化できる。 If this preset does not operate, the need to reduce the inactive voltage after the active image data refresh control signal SET at a negative refresh voltage level lower than the voltage V 5 is produced. However, advance by preset on the basis of the above conditions, the inactive voltage of the image data refresh control signal SET is unified to the voltage V 5, the peripheral circuit together becomes possible to reduce the number of voltage level of the control signal It can be simplified.
(c)画像データリフレッシュ制御信号SETのアクティブ電圧VSETは、該制御信号の立ち上がり時にスイッチ素子SW2をオンさせるために、
VSET≧Vth+VDH−VN1+VPST ・・・・(7)
となる。
Active voltage V SET of (c) image data refresh control signal SET is to turn on the switching element SW 2 at the rising edge of the control signal,
V SET ≧ V th + V DH −V N1 + V PST (7)
It becomes.
正極性リフレッシュ期間前にオンの画像データを保持している場合(ノードN1の電圧がVN1=0[V])、上述のとおりプリセット電圧VPSTを電圧V5=−4[V]に設定すれば、
VSET≧1[V] ・・・・(8)
となり、正極性リフレッシュ期間前にオフの画像データを保持している場合(ノードN1の電圧がVN1=4[V])、上述のとおりプリセット電圧VPSTを電圧V5=−4[V]に設定すれば、
VSET≧−3[V] ・・・・(9)
となる。よって、(8)、(9)式より、画像データリフレッシュ制御信号SETのアクティブ電圧VSETは、
VSET≧1[V] ・・・・(10)
となる。図5の正極性リフレッシュ期間RP1,RP2では、(10)式の設定可能な電圧範囲に基づいて、画像データリフレッシュ制御信号SETのアクティブ電圧VSETを適宜設定すればよいが、電圧V3=4[V]に設定することが、より望ましい。これは、該制御信号のアクティブ電圧レベルを同一にすることで周辺回路を簡素化することが可能となるためである。
When ON image data is held before the positive refresh period (the voltage at the node N 1 is V N1 = 0 [V]), the preset voltage V PST is set to the voltage V 5 = −4 [V] as described above. If set,
V SET ≧ 1 [V] (8)
When the off-image data is held before the positive refresh period (the voltage at the node N 1 is V N1 = 4 [V]), the preset voltage V PST is set to the voltage V 5 = −4 [V as described above. ]
V SET ≧ −3 [V] (9)
It becomes. Therefore, from the equations (8) and (9), the active voltage V SET of the image data refresh control signal SET is
V SET ≧ 1 [V] (10)
It becomes. In the positive refresh periods R P1 and R P2 in FIG. 5, the active voltage V SET of the image data refresh control signal SET may be set as appropriate based on the settable voltage range of the equation (10), but the voltage V 3 = 4 [V] is more desirable. This is because the peripheral circuit can be simplified by making the active voltage level of the control signal the same.
一方、負極性リフレッシュ期間前にオンの画像データを保持している場合(ノードN1の電圧がVN1=8[V])、上述のとおりプリセット電圧VPSTを電圧V4=0[V]に設定すれば、
VSET≧−3[V] ・・・・(11)
となり、負極性リフレッシュ期間前にオフの画像データを保持している場合(ノードN1の電圧がVN1=4[V])、上述のとおりプリセット電圧VPSTを電圧V4=0[V]に設定すれば、
VSET≧1[V] ・・・・(12)
となる。よって、(11)、(12)式より、画像データリフレッシュ制御信号SETのアクティブ電圧VSETは、
VSET≧1[V] ・・・・(13)
となる。図5の負極性リフレッシュ期間RN1,RN2では、(13)式の設定可能な電圧範囲に基づいて、画像データリフレッシュ制御信号SETのアクティブ電圧VSETを適宜設定すればよいが、電圧V3=4[V]に設定することが、より望ましい。これは、該制御信号のアクティブ電圧レベルを同一にすることで周辺回路を簡素化することが可能となるためである。
On the other hand, when ON image data is held before the negative polarity refresh period (the voltage of the node N 1 is V N1 = 8 [V]), the preset voltage V PST is set to the voltage V 4 = 0 [V] as described above. If set to
V SET ≧ −3 [V] (11)
When the off-image data is held before the negative polarity refresh period (the voltage at the node N 1 is V N1 = 4 [V]), the preset voltage V PST is set to the voltage V 4 = 0 [V] as described above. If set to
V SET ≧ 1 [V] (12)
It becomes. Therefore, from the expressions (11) and (12), the active voltage V SET of the image data refresh control signal SET is
V SET ≧ 1 [V] (13)
It becomes. In the negative polarity refresh periods R N1 and R N2 in FIG. 5, the active voltage V SET of the image data refresh control signal SET may be appropriately set based on the settable voltage range of the equation (13), but the voltage V 3 = 4 [V] is more desirable. This is because the peripheral circuit can be simplified by making the active voltage level of the control signal the same.
(d)画像データリフレッシュ制御信号SETのインアクティブ電圧は、電圧V5とすることが望ましい。これは、他の制御信号のインアクティブ電圧と同一にすることで周辺回路を簡素化することが可能となるためである。 (D) an inactive voltage of the image data refresh control signal SET, it is desirable that the voltage V 5. This is because the peripheral circuit can be simplified by making it the same as the inactive voltage of other control signals.
以上を基に、図2、図5を参照しながら、各制御信号のタイミングおよび電圧レベルについて説明する。 Based on the above, the timing and voltage level of each control signal will be described with reference to FIGS.
まず通常表示期間NDでは、通常のライン反転駆動による動画階調表示または静止画低消費電力表示のデータ書き込みが行われる。ここで、制御信号であるENA信号、G信号、SET信号のアクティブ電圧は、サンプリング期間およびリフレッシュ期間における制御信号のアクティブ電圧V1であり、同様にインアクティブ電圧もサンプリング期間およびリフレッシュ期間における制御信号のインアクティブ電圧V5とする。はじめにENA信号をアクティブにすることでスイッチ素子SW1をオンにし、ノードN1とノードN2の電圧レベルを等しくする。その後G信号とSET信号を同時にアクティブにすることで、スイッチ素子SW3とSW2をオンにする。このような電圧設定および制御タイミングにより、前記データ書き込み前におけるノードN1、ノードN2の保持電圧に係わらず、所望の電圧をスイッチ素子SW3、SW2を介して保持キャパシタC1と電気光学素子LCの静電容量CLCに保持させることができる。 First, in the normal display period ND, data writing of moving image gradation display or still image low power consumption display by normal line inversion driving is performed. Here, ENA signal is a control signal, G signal, active voltage of the SET signal is active the voltage V 1 of the control signal in the sampling period and the refresh period, similarly inactive voltage control signal in the sampling period and the refresh period the inactive voltage V 5. Introduction to turn on the switching element SW 1 of the ENA signal by activating the, to equalize the voltage level of node N 1 and the node N 2. Thereafter By active at the same time the G signal and the SET signal to turn on the switching element SW 3 and SW 2. With such a voltage setting and control timing, a desired voltage is applied to the holding capacitor C 1 and the electro-optic via the switch elements SW 3 and SW 2 regardless of the holding voltages of the nodes N 1 and N 2 before the data writing. it can be held in the capacitance C LC of the element LC.
なお、制御信号であるENA信号、G信号、SET信号の電圧レベルについてはアクティブ電圧を電圧V1、インアクティブ電圧を電圧V5としたが、これに限られるものではない。しかし、電圧V1、V5を用いることにより周辺回路の簡素化が図れるという点において優位である。 As for the voltage levels of the ENA signal, the G signal, and the SET signal, which are control signals, the active voltage is the voltage V 1 and the inactive voltage is the voltage V 5 , but the present invention is not limited to this. However, it is advantageous in that the peripheral circuits can be simplified by using the voltages V 1 and V 5 .
前記通常表示期間NDによるデータの書き込み後、サンプリング動作および正極性/負極性リフレッシュ動作が行なわれる。そして、正極性/負極性リフレッシュ動作においては、画像データリフレッシュ制御信号SET1,SET2のアクティブ電圧は、電圧V3とする。 After the data is written in the normal display period ND, a sampling operation and a positive / negative refresh operation are performed. In the positive / negative refresh operation, the active voltage of the image data refresh control signals SET 1 and SET 2 is set to the voltage V 3 .
まず、サンプリング期間Samp1では、対向電極電圧信号VCOMがHレベル(電圧VDH)の期間において、サンプリング制御信号ENA1をアクティブにし、スイッチ素子SW1をオンにする。これにより、ノードN1の電圧(オン画素の場合は電圧V4、オフ画素の場合には電圧V3)が、サンプリングキャパシタC2にサンプリングされる。サンプリングキャパシタC2に、ノードN1の電圧に対応する電荷がチャージされた後、サンプリング制御信号ENA1はインアクティブとなり、スイッチ素子SW1はオフとなる。 First, in the sampling period Samp 1 , the sampling control signal ENA 1 is activated and the switch element SW 1 is turned on while the common electrode voltage signal V COM is at the H level (voltage V DH ). Thus, (in the case of on-pixel voltage V 4, the voltage V 3 in the case of off-pixels) of the voltage node N 1 is sampled in the sampling capacitor C 2. The sampling capacitor C 2, after the electric charge corresponding to the voltage of the node N 1 is charged, the sampling control signal ENA 1 becomes inactive, the switch element SW 1 is turned off.
その後、正極性リフレッシュ動作または負極性リフレッシュ動作を行なうリフレッシュ期間に入る。図5では、サンプリング期間Samp1の次には、奇数行において正極性リフレッシュ動作を行なうリフレッシュ期間RP1が示されている。 Thereafter, a refresh period in which a positive refresh operation or a negative refresh operation is performed is entered. In FIG. 5, the sampling period Samp 1 is followed by a refresh period R P1 in which a positive refresh operation is performed in an odd row.
正極性リフレッシュ期間RP1では、対向電極電圧信号VCOMがLレベル(電圧VDL)かつデータ信号DATAがHレベル(電圧VDH)からLレベル(電圧VDL)に遷移する期間において、画像データ取り込み制御信号G1をアクティブにし、スイッチ素子SW3をオンにする。これにより、ノードN3には、スイッチ素子SW3を介してデータ信号DATAが到達する。 In the positive refresh period RP1 , in the period in which the common electrode voltage signal V COM is at the L level (voltage V DL ) and the data signal DATA is changed from the H level (voltage V DH ) to the L level (voltage V DL ), the image data a capture control signal G 1 to activate, turn on the switch element SW 3. As a result, the data signal DATA reaches the node N 3 via the switch element SW 3 .
そして、データ信号DATAがHレベルの期間において、画像データリフレッシュ制御信号SET1を該制御信号のインアクティブ電圧である電圧V5から該制御信号のアクティブ電圧である電圧V3にすることで、ノードN2の電圧を画像データリフレッシュ制御信号SET1の電圧変動(=8[V])+サンプリングキャパシタC2の充電電圧だけ変化させる。 Then, during the period in which the data signal DATA is at the H level, the image data refresh control signal SET 1 is changed from the voltage V 5 that is the inactive voltage of the control signal to the voltage V 3 that is the active voltage of the control signal. The voltage of N 2 is changed by the voltage fluctuation (= 8 [V]) of the image data refresh control signal SET 1 + the charging voltage of the sampling capacitor C 2 .
このとき、オン画素であれば、ノードN2の電圧は電圧V2となる。これは、ノードN3における電圧、すなわち、スイッチ素子SW3を通過してきたデータ信号DATAの電圧VDH(=電圧V3)よりも十分に高い電圧である。したがって、スイッチ素子SW2がオンとなる。これにより、データ信号DATAの電圧VDH(=電圧V3)が、スイッチ素子SW3、SW2を介して保持キャパシタC1と電気光学素子LCの静電容量CLCに印加される。 At this time, if the pixel is an ON pixel, the voltage at the node N 2 is the voltage V 2 . This is a voltage sufficiently higher than the voltage at the node N 3 , that is, the voltage V DH (= voltage V 3 ) of the data signal DATA that has passed through the switch element SW 3 . Thus, the switch element SW 2 is turned on. Accordingly, the voltage V DH (= voltage V 3 ) of the data signal DATA is applied to the holding capacitor C 1 and the electrostatic capacitance C LC of the electro-optic element LC via the switch elements SW 3 and SW 2 .
オフ画素の場合には、ノードN2の電圧は電圧V1となる。これは、ノードN3における電圧、すなわち、スイッチ素子SW3を通過してきたデータ信号DATAの電圧VDH(=電圧V3)よりも十分に高い電圧である。したがって、スイッチ素子SW2がオンとなる。これにより、データ信号DATAの電圧VDH(=電圧V3)が、スイッチ素子SW3、SW2を介して保持キャパシタC1と電気光学素子LCの静電容量CLCに印加される。 Off in the case of the pixel, the voltage of the node N 2 becomes the voltage V 1. This is a voltage sufficiently higher than the voltage at the node N 3 , that is, the voltage V DH (= voltage V 3 ) of the data signal DATA that has passed through the switch element SW 3 . Thus, the switch element SW 2 is turned on. Accordingly, the voltage V DH (= voltage V 3 ) of the data signal DATA is applied to the holding capacitor C 1 and the electrostatic capacitance C LC of the electro-optic element LC via the switch elements SW 3 and SW 2 .
その後、データ信号DATAがLレベルの期間において、画像データリフレッシュ制御信号SET1を該制御信号のアクティブ電圧である電圧V3からインアクティブ電圧である電圧V5にすることで、ノードN2の電圧を、画像データリフレッシュ制御信号SET1の電圧変動(=-8[V])+サンプリングキャパシタC2の充電電圧だけ変化させる。 Thereafter, in a period in which the data signal DATA is at the L level, the voltage of the node N 2 is changed by changing the image data refresh control signal SET 1 from the voltage V 3 that is the active voltage of the control signal to the voltage V 5 that is the inactive voltage. Is changed by the voltage fluctuation of the image data refresh control signal SET 1 (= −8 [V]) + the charging voltage of the sampling capacitor C 2 .
このとき、オン画素であれば、ノードN2の電圧は電圧V4となる。これは、ノードN3における電圧、すなわち、スイッチ素子SW3を通過してきたデータ信号DATAの電圧VDL(=電圧V4)と同電圧である。したがって、スイッチ素子SW2がオフとなり、ノードN1がデータ信号DATAと切断されるため、保持キャパシタC1と電気光学素子LCの静電容量CLCにより、ノードN1の電圧は、保持された電圧である電圧V3に維持される。 At this time, if the ON pixel, the voltage of the node N 2 becomes the voltage V 4. This is the same voltage as the voltage at the node N 3 , that is, the voltage V DL (= voltage V 4 ) of the data signal DATA that has passed through the switch element SW 3 . Accordingly, the switch element SW 2 is turned off, because the node N 1 is disconnected with the data signal DATA, the capacitance C LC of the holding capacitor C 1 and the electro-optical element LC, the voltage at the node N 1, which is held is maintained at a voltage V 3 is the voltage.
ここで、電気光学素子LCの端子間電圧VLCは、ノードN1の電圧−対向電極電圧信号VCOMの電圧である。対向電極電圧信号VCOMはLレベルの区間であるため、電気光学素子LCの端子間電圧VLCは、ノードN1の電圧である電圧V3(4[V])−対向電極電圧信号VCOMの電圧VDL(0[V])、すなわち+4[V]となり、オン画素の正極性リフレッシュ動作が終了する。 Here, the inter-terminal voltage V LC of the electro-optic element LC is the voltage of the node N 1 -the voltage of the counter electrode voltage signal V COM . Since the common electrode voltage signal V COM is an L level section, the inter-terminal voltage V LC of the electro-optic element LC is the voltage V 3 (4 [V]) that is the voltage of the node N 1 −the common electrode voltage signal V COM. Voltage V DL (0 [V]), that is, +4 [V], and the positive-polarity refresh operation of the on-pixel ends.
オフ画素の場合には、ノードN2の電圧は電圧V3となり、ノードN3における電圧、すなわち、スイッチ素子SW3を通過してきたデータ信号DATAの電圧VDL(=電圧V4)よりも十分に高い電圧である。したがって、スイッチ素子SW2がオンとなる。これにより、データ信号DATAの電圧VDL(=電圧V4)が、スイッチ素子SW3、SW2を介して保持キャパシタC1と電気光学素子LCの静電容量CLCに印加される。その後、画像データ取り込み制御信号G1がインアクティブとなり、スイッチ素子SW3をオフにする。これにより、ノードN1がデータ信号DATAと切断されるため、保持キャパシタC1と電気光学素子LCの静電容量CLCにより、ノードN1の電圧は、保持した電圧V4に維持される。 In the case of an off pixel, the voltage at the node N 2 becomes the voltage V 3 , which is sufficiently higher than the voltage at the node N 3 , that is, the voltage V DL (= voltage V 4 ) of the data signal DATA that has passed through the switch element SW 3. High voltage. Thus, the switch element SW 2 is turned on. Accordingly, the voltage V DL (= voltage V 4 ) of the data signal DATA is applied to the holding capacitor C 1 and the electrostatic capacitance C LC of the electro-optic element LC via the switch elements SW 3 and SW 2 . Thereafter, the image data capture control signal G 1 is becomes inactive, switching off of the switching element SW 3. As a result, the node N 1 is disconnected from the data signal DATA, so that the voltage at the node N 1 is maintained at the held voltage V 4 by the holding capacitor C 1 and the electrostatic capacitance C LC of the electro-optic element LC.
ここで、対向電極電圧信号VCOMはLレベルの区間であるため、電気光学素子LCの端子間電圧VLCは、ノードN1の電圧である電圧V4(0[V])−対向電極電圧信号VCOMの電圧VDL(0[V])、すなわち0[V]となり、オフ画素の正極性リフレッシュ動作が終了する。 Here, since the common electrode voltage signal V COM is an L level section, the inter-terminal voltage V LC of the electro-optical element LC is the voltage V 4 (0 [V]) − the common electrode voltage which is the voltage of the node N 1. The voltage V DL (0 [V]) of the signal V COM becomes 0 [V], that is, the off-pixel positive polarity refresh operation ends.
次に、偶数行の負極性リフレッシュ動作のためのサンプリングを行うサンプリング期間Samp2となる。 Next, the sampling period Samp 2 in which sampling for the negative polarity refresh operation of the even-numbered row is performed.
サンプリング期間Samp2では、対向電極電圧信号VCOMがHレベル(電圧VDH)の期間において、画像データリフレッシュ制御信号SET2を電圧V4にプリセットするとともに、サンプリング制御信号ENA2をアクティブにし、スイッチ素子SW1をオンにする。これにより、ノードN1の電圧(オン画素の場合は電圧V2、オフ画素の場合には電圧V3)が、サンプリングキャパシタC2にサンプリングされる。サンプリングキャパシタC2に、ノードN1の電圧に対応する電荷がチャージされた後、サンプリング制御信号ENA2はインアクティブとなり、スイッチ素子SW1はオフとなる。 In the sampling period Samp 2 , the image data refresh control signal SET 2 is preset to the voltage V 4 and the sampling control signal ENA 2 is made active while the counter electrode voltage signal V COM is at the H level (voltage V DH ). to turn on the element SW 1. As a result, the voltage of the node N 1 (the voltage V 2 in the case of the on pixel and the voltage V 3 in the case of the off pixel) is sampled by the sampling capacitor C 2 . The sampling capacitor C 2, after the electric charge corresponding to the voltage of the node N 1 is charged, the sampling control signal ENA 2 becomes inactive, the switch element SW 1 is turned off.
サンプリング期間Samp2の終了後、偶数行において負極性リフレッシュ動作をおこなう負極性リフレッシュ期間RN2に入る。 After the end of the sampling period Samp 2, into the negative refresh period R N2 performing negative refresh operation in the even rows.
負極性リフレッシュ期間RN2では、対向電極電圧信号VCOMがHレベル(電圧VDH)かつデータ信号DATAがHレベル(電圧VDH)からLレベル(電圧VDL)に遷移する期間において、画像データ取り込み制御信号G2をアクティブにし、スイッチ素子SW3をオンにする。これにより、ノードN3には、スイッチ素子SW3を介してデータ信号DATAが到達する。 In the negative refresh period RN2 , the image data is output in a period in which the common electrode voltage signal VCOM is at the H level (voltage VDH ) and the data signal DATA is changed from the H level (voltage VDH ) to the L level (voltage VDL ). a capture control signal G 2 to activate, turn on the switch element SW 3. As a result, the data signal DATA reaches the node N 3 via the switch element SW 3 .
そして、データ信号DATAがHレベルの期間において、画像データリフレッシュ制御信号SET2を該制御信号のプリセット電圧である電圧V4から該制御信号のアクティブ電圧である電圧V3にすることで、ノードN2の電圧を画像データリフレッシュ制御信号SET2の電圧変動(=4[V])+サンプリングキャパシタC2の充電電圧だけ変化させる。 Then, during the period when the data signal DATA is at the H level, the image data refresh control signal SET 2 is changed from the voltage V 4 that is the preset voltage of the control signal to the voltage V 3 that is the active voltage of the control signal, thereby the second voltage the voltage variation of the image data refresh control signal SET 2 (= 4 [V] ) + is changed by the charge voltage of the sampling capacitor C 2.
このとき、オフ画素であれば、ノードN2の電圧は電圧V2となる。これは、ノードN3における電圧、すなわち、スイッチ素子SW3を通過してきたデータ信号DATAの電圧VDH(=電圧V3)よりも十分に高い電圧である。したがって、スイッチ素子SW2がオンとなる。これにより、データ信号DATAの電圧VDH(=電圧V3)が、スイッチ素子SW3、SW2を介して保持キャパシタC1と電気光学素子LCの静電容量CLCに印加される。 At this time, if the pixel is an off pixel, the voltage of the node N 2 becomes the voltage V 2 . This is a voltage sufficiently higher than the voltage at the node N 3 , that is, the voltage V DH (= voltage V 3 ) of the data signal DATA that has passed through the switch element SW 3 . Thus, the switch element SW 2 is turned on. Accordingly, the voltage V DH (= voltage V 3 ) of the data signal DATA is applied to the holding capacitor C 1 and the electrostatic capacitance C LC of the electro-optic element LC via the switch elements SW 3 and SW 2 .
オン画素の場合には、ノードN2の電圧は電圧V1となる。これは、ノードN3における電圧、すなわち、スイッチ素子SW3を通過してきたデータ信号DATAの電圧VDH(=電圧V3)よりも十分に高い電圧である。したがって、スイッチ素子SW2がオンとなる。これにより、データ信号DATAの電圧VDH(=電圧V3)が、スイッチ素子SW3、SW2を介して保持キャパシタC1と電気光学素子LCの静電容量CLCに印加される。 On the case of the pixel, the voltage of the node N 2 becomes the voltage V 1. This is a voltage sufficiently higher than the voltage at the node N 3 , that is, the voltage V DH (= voltage V 3 ) of the data signal DATA that has passed through the switch element SW 3 . Thus, the switch element SW 2 is turned on. Accordingly, the voltage V DH (= voltage V 3 ) of the data signal DATA is applied to the holding capacitor C 1 and the electrostatic capacitance C LC of the electro-optic element LC via the switch elements SW 3 and SW 2 .
その後、データ信号DATAがLレベルの期間において、画像データリフレッシュ制御信号SET2を該制御信号のアクティブ電圧である電圧V3からインアクティブ電圧である電圧V5にすることで、ノードN2の電圧を、画像データリフレッシュ制御信号SET2の電圧変動(=-8[V])+サンプリングキャパシタC2の充電電圧だけ変化させる。 Thereafter, during the period when the data signal DATA is at the L level, the voltage of the node N 2 is changed by changing the image data refresh control signal SET 2 from the voltage V 3 that is the active voltage of the control signal to the voltage V 5 that is the inactive voltage. Is changed by the voltage fluctuation (= −8 [V]) of the image data refresh control signal SET 2 + the charging voltage of the sampling capacitor C 2 .
このとき、オフ画素であれば、ノードN2の電圧は電圧V4となる。これは、ノードN3における電圧、すなわち、スイッチ素子SW3を通過してきたデータ信号DATAの電圧VDL(=電圧V4)と同電圧である。したがって、スイッチ素子SW2がオフとなり、ノードN1がデータ信号DATAと切断されるため、保持キャパシタC1と電気光学素子LCの静電容量CLCにより、ノードN1の電圧は、保持された電圧である電圧V3に維持される。 At this time, if the off-pixel, the voltage of the node N 2 becomes the voltage V 4. This is the same voltage as the voltage at the node N 3 , that is, the voltage V DL (= voltage V 4 ) of the data signal DATA that has passed through the switch element SW 3 . Accordingly, the switch element SW 2 is turned off, because the node N 1 is disconnected with the data signal DATA, the capacitance C LC of the holding capacitor C 1 and the electro-optical element LC, the voltage at the node N 1, which is held is maintained at a voltage V 3 is the voltage.
ここで、対向電極電圧信号VCOMはHレベルの区間であるため、電気光学素子LCの端子間電圧VLCは、ノードN1の電圧である電圧V3(4[V])−対向電極電圧信号VCOMの電圧VDH(4[V])、すなわち0[V]となり、オフ画素の負極性リフレッシュ動作が終了する。 Here, since the common electrode voltage signal V COM is an H level section, the inter-terminal voltage V LC of the electro-optic element LC is the voltage V 3 (4 [V]) − the common electrode voltage, which is the voltage of the node N 1. The voltage V DH (4 [V]) of the signal V COM becomes 0 [V], and the negative refresh operation of the off pixel is finished.
オン画素の場合には、ノードN2の電圧は電圧V3となり、ノードN3における電圧、すなわち、スイッチ素子SW3を通過してきたデータ信号DATAの電圧VDL(=電圧V4)よりも十分に高い電圧である。したがって、スイッチ素子SW2がオンとなる。これにより、データ信号DATAの電圧VDL(=電圧V4)が、スイッチ素子SW3、SW2を介して保持キャパシタC1と電気光学素子LCの静電容量CLCに印加される。その後、画像データ取り込み制御信号G2がインアクティブとなり、スイッチ素子SW3をオフにする。これにより、ノードN1がデータ信号DATAと切断されるため、保持キャパシタC1と電気光学素子LCの静電容量CLCにより、ノードN1の電圧は、保持した電圧V4に維持される。 In the case of an on-pixel, the voltage at the node N 2 becomes the voltage V 3 , which is sufficiently higher than the voltage at the node N 3 , that is, the voltage V DL (= voltage V 4 ) of the data signal DATA that has passed through the switch element SW 3. High voltage. Thus, the switch element SW 2 is turned on. Accordingly, the voltage V DL (= voltage V 4 ) of the data signal DATA is applied to the holding capacitor C 1 and the electrostatic capacitance C LC of the electro-optic element LC via the switch elements SW 3 and SW 2 . Thereafter, the image data capture control signals G 2 becomes inactive, switching off of the switching element SW 3. As a result, the node N 1 is disconnected from the data signal DATA, so that the voltage at the node N 1 is maintained at the held voltage V 4 by the holding capacitor C 1 and the electrostatic capacitance C LC of the electro-optic element LC.
ここで、対向電極電圧信号VCOMはHレベルの区間であるため、電気光学素子LCの端子間電圧VLCは、ノードN1の電圧である電圧V4(0[V])−対向電極電圧信号VCOMの電圧VDH(4[V])、すなわち−4[V]となり、オン画素の負極性リフレッシュ動作が終了する。 Here, since the common electrode voltage signal V COM is an H level section, the inter-terminal voltage V LC of the electro-optic element LC is the voltage V 4 (0 [V]) − the common electrode voltage, which is the voltage of the node N 1. The voltage V DH (4 [V]) of the signal V COM becomes -4 [V], and the negative-polarity refresh operation of the on-pixel ends.
正極性/負極性リフレッシュ動作終了後から、次のサンプリング動作、リフレッシュ動作までの一定期間は、周辺駆動回路を停止させる。 The peripheral drive circuit is stopped for a certain period from the end of the positive / negative refresh operation to the next sampling operation and refresh operation.
その後、偶数行のサンプリング期間Samp3、偶数行の正極性リフレッシュ期間RP2、奇数行のサンプリング期間Samp4、奇数行の負極性リフレッシュ期間RN1において、それぞれ上述と同様の制御をする。そして、以降は、同様の制御を繰り返すことになる。 Thereafter, the same control as described above is performed in the even-row sampling period Samp 3 , the even-row positive polarity refresh period R P2 , the odd-row sampling period Samp 4 , and the odd-row negative polarity refresh period RN 1 . Thereafter, the same control is repeated.
なお、負極性リフレッシュ動作において、画像データリフレッシュ制御信号SETのプリセットは、サンプリング制御信号ENAのアクティブと同時としたが、これに限定されるものではない。正極性リフレッシュ動作終了後から、次の負極性リフレッシュ動作における画像データリフレッシュ制御信号SETがアクティブになる前までの期間であって、かつサンプリング制御信号ENAがインアクティブである期間ならば、適宜プリセット可能である。しかし、画像データリフレッシュ制御信号SETのプリセットは、サンプリング制御信号ENAに同期させる方が周辺回路の簡素化の観点から望ましい。 In the negative polarity refresh operation, the presetting of the image data refresh control signal SET is performed simultaneously with the activation of the sampling control signal ENA, but is not limited to this. The period can be preset as long as it is a period from the end of the positive refresh operation to the time when the image data refresh control signal SET in the next negative refresh operation becomes active and the sampling control signal ENA is inactive. It is. However, the presetting of the image data refresh control signal SET is preferably synchronized with the sampling control signal ENA from the viewpoint of simplification of the peripheral circuit.
以上説明した各制御信号のタイミング設定および電圧設定によれば、オン画素だけでなく、オフ画素へもオフ電圧を書き込み、それを維持する制御が行なわれる。これにより、特許文献1で懸念されるオフ画素電圧が不定になる問題点が解消できる。
According to the timing setting and voltage setting of each control signal described above, control is performed to write and maintain the off voltage not only to the on pixel but also to the off pixel. Thereby, the problem that the off-pixel voltage concerned in
また、奇数行が、あるリフレッシュ期間において正極性リフレッシュを行った場合には、偶数行は負極性リフレッシュを行い、次のリフレッシュ期間では奇数行が負極性リフレッシュを行い、偶数行が正極性リフレッシュを行うことにより、液晶印加電圧波形の交流化およびライン反転駆動が実現されている。 In addition, when an odd-numbered row performs a positive refresh in a certain refresh period, an even-numbered row performs a negative-polarity refresh, and in the next refresh period, an odd-numbered row performs a negative-polarity refresh and an even-numbered row performs a positive-polarity refresh. By doing so, AC conversion of the liquid crystal applied voltage waveform and line inversion driving are realized.
上記の制御信号による駆動方法によれば、定期的なリフレッシュ動作を行うことにより通常表示期間NDに各画素に書き込まれたデータを保持することが可能となるため、消費電力を削減することができる。例えばVGA(640×480)の電気光学装置をライン反転駆動する場合を考える。ここで、消費電力Pは一般にP=CFV2で表せる。通常表示においては、各走査線に接続された各画素へのデータ書き込みのためにデータ線に入力されるデータ信号は、1フレームの間に240回振幅する。一方、本発明の駆動方法では、1フレーム(=奇数行/偶数行のサンプリングおよびリフレッシュ動作から次のサンプリングおよびリフレッシュ動作までの間)に入力されるデータ信号の振幅は2回のみとなる。したがって、本発明においては周波数Fが、通常表示よりも1/120となるため、他のC、Vを同じとすれば消費電力Pも1/120となり、大幅に消費電力を削減できる。 According to the driving method based on the control signal, it is possible to hold data written in each pixel in the normal display period ND by performing a regular refresh operation, so that power consumption can be reduced. . For example, consider a case where a VGA (640 × 480) electro-optical device is driven by line inversion. Here, the power consumption P can be generally expressed as P = CFV 2 . In normal display, a data signal input to the data line for writing data to each pixel connected to each scanning line is amplified 240 times during one frame. On the other hand, in the driving method of the present invention, the amplitude of the data signal input in one frame (= from the odd-numbered / even-numbered sampling and refresh operations to the next sampling and refresh operations) is only twice. Therefore, in the present invention, the frequency F is 1/120 that of the normal display. Therefore, if other C and V are the same, the power consumption P is 1/120, and the power consumption can be greatly reduced.
さらに、通常表示では周辺回路を常に動作させておかなければならないが、本発明では、サンプリング動作、リフレッシュ動作の期間のみ駆動させればよく、それ以外の期間においては周辺回路の動作を停止させることが出来る。このため、周辺回路の消費電流も静止電流レベルとなるため、同様に大幅な消費電力削減ができる。 Furthermore, in normal display, the peripheral circuit must always be operated. However, in the present invention, it is only necessary to drive the period of the sampling operation and the refresh operation, and the operation of the peripheral circuit is stopped in other periods. I can do it. For this reason, since the current consumption of the peripheral circuit is also at the quiescent current level, the power consumption can be significantly reduced as well.
また、各データ線へ入力されるデータ信号も、サンプリング動作、リフレッシュ動作においてはアクティブマトリクスアレイ回路上の全画素において共通信号でよく、この点においても消費電力が削減可能となる。 Further, the data signal input to each data line may be a common signal in all pixels on the active matrix array circuit in the sampling operation and the refresh operation, and power consumption can be reduced also in this respect.
(2)第2実施形態
第2実施形態において回路構成は第1実施形態と同一であるので説明を省略する。
図6は、本発明の第2実施形態による制御信号の第2ACタイミングチャートを示している。
(2) Second Embodiment Since the circuit configuration in the second embodiment is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted.
FIG. 6 shows a second AC timing chart of control signals according to the second embodiment of the present invention.
図5の第1ACタイミングでは、正極性リフレッシュのための制御信号ENA,G,SETがアクティブとなってから、次の負極性リフレッシュのための制御信号ENA,G,SETがアクティブとなるまでのそれぞれの間隔と、負極性リフレッシュのための制御信号ENA,G,SETがアクティブとなってから、次の正極性リフレッシュのための制御信号ENA,G,SETがアクティブとなるまでのそれぞれの間隔が異なっている。 At the first AC timing in FIG. 5, the control signals ENA, G, and SET for positive polarity refresh become active and the control signals ENA, G, and SET for the next negative polarity refresh become active. And the interval from when the control signal ENA, G, SET for the negative polarity refresh becomes active until the control signal ENA, G, SET for the next positive polarity refresh becomes different. ing.
そのため、電気光学素子の端子間電圧が正極性である区間P1、P2と、負極性である区間N1,N2の間隔が異なってしまう。したがって、この間隔の差が長期的には電気光学素子への直流印加となり、液晶寿命に影響する。またこのようなタイミングの制御信号で制御するには、走査線駆動回路の構成が複雑となってしまうため好ましくない。 Therefore, the intervals between the sections P1 and P2 where the inter-terminal voltage of the electro-optical element is positive and the sections N1 and N2 where the negative voltage is negative are different. Therefore, this difference in distance becomes a direct current application to the electro-optic element in the long term, which affects the life of the liquid crystal. In addition, control with such a timing control signal is not preferable because the configuration of the scanning line driving circuit becomes complicated.
そこで、図6に示す第2ACタイミングでは対向電極電圧信号VCOM、データ信号DATAの極性反転タイミングを調整することにより、サンプリング制御信号ENA、画像データ取り込み制御信号G、画像データリフレッシュ制御信号SETのアクティブタイミングの間隔を一定に保つようにした。 Therefore, at the second AC timing shown in FIG. 6, by adjusting the polarity inversion timing of the common electrode voltage signal V COM and the data signal DATA, the sampling control signal ENA, the image data capture control signal G, and the image data refresh control signal SET are activated. The timing interval was kept constant.
これにより、第1ACタイミングでのアクティブタイミングの間隔のズレに伴い生じていた液晶印加電圧への直流印加を防止でき、液晶の寿命をさらに延ばす効果がある。また、走査線駆動回路の構成を簡便化することも可能となる。 As a result, it is possible to prevent the application of direct current to the liquid crystal applied voltage that has occurred due to the shift in the interval of the active timing at the first AC timing, and there is an effect of further extending the life of the liquid crystal. In addition, the configuration of the scanning line driving circuit can be simplified.
具体的な動作は、第1実施形態で説明したものと同様であるため、ここでは、説明は省く。 Since the specific operation is the same as that described in the first embodiment, the description is omitted here.
(3)第3実施形態
第3実施形態において回路構成は第1実施形態と同一であるので説明を省略する。
図7は、本発明の第3実施形態による制御信号の第3ACタイミングチャートを示している。
(3) Third Embodiment Since the circuit configuration in the third embodiment is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted.
FIG. 7 shows a third AC timing chart of control signals according to the third embodiment of the present invention.
図7の第3ACタイミングではさらに、サンプリング制御信号ENAのアクティブ時間を画像データ取り込み制御信号Gのアクティブ時間と同一になるよう、対向電極電圧信号VCOM、データ信号DATAの極性反転タイミングを調整した。このようにすることにより、走査線駆動回路の構成をさらに簡便化することが可能となり、不要な部品を削減できる。これにより従来よりもさらに消費電力を抑えることができるとともに、製造コストの削減にもつながる。 Further, at the third AC timing in FIG. 7, the polarity inversion timing of the counter electrode voltage signal V COM and the data signal DATA is adjusted so that the active time of the sampling control signal ENA is the same as the active time of the image data capture control signal G. By doing so, the configuration of the scanning line driving circuit can be further simplified, and unnecessary parts can be reduced. As a result, the power consumption can be further reduced than before, and the manufacturing cost can be reduced.
また、図6の第2ACタイミングにおける制御と同様に、図5の第1ACタイミングでのアクティブタイミングの間隔のズレに伴い生じていた液晶印加電圧への直流印加を防止でき、液晶の寿命をさらに延ばす効果もある。 Similarly to the control at the second AC timing in FIG. 6, it is possible to prevent the direct current application to the liquid crystal applied voltage caused by the deviation of the interval of the active timing at the first AC timing in FIG. There is also an effect.
なお、本発明の電気光学装置を携帯電話といった携帯機器に用いた場合、待ち受け画面表示や時計表示など頻繁な画面書き換えを必要としない表示を行う際に、消費電力を大幅に削減することが可能となる。 When the electro-optical device of the present invention is used in a portable device such as a mobile phone, power consumption can be greatly reduced when performing a display that does not require frequent screen rewriting such as a standby screen display or a clock display. It becomes.
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明の権利範囲はこれらの実施形態に限られるものではない。当業者にとり、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変形および改良が可能であり、これらもまた本発明の権利範囲に属することは当然である。 The embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the drawings. However, the scope of the present invention is not limited to these embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that many modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention, which are also within the scope of the invention.
100 アクティブマトリクスアレイ回路
101 走査線駆動回路
102 データ線駆動回路
103 駆動電圧生成回路
104 画像処理回路
105 制御回路
201,202 画素回路
VCOM 対向電極電圧信号
DATA データ信号
ENA サンプリング制御信号
G 画像データ取り込み制御信号
SET 画像データ書き換え制御信号/画像データリフレッシュ制御信号
SW1、SW2,SW3 スイッチ素子
C1 保持キャパシタ
C2 サンプリングキャパシタ
LC 電気光学素子
CSMP サンプリングキャパシタの静電容量
CST 保持キャパシタの静電容量
CLC 電気光学素子の静電容量
VLC 電気光学素子の端子間電圧
DESCRIPTION OF
Claims (18)
一端が対向電極に接続され、前記対向電極にはLレベルの電圧とHレベルの電圧とに変化する電圧信号が供給される電気光学素子と、
前記電気光学素子に保持された電圧レベルをサンプリングするために第1制御信号線上のサンプリング制御信号により制御される第1スイッチ素子と、
第2制御信号線上の画像データリフレッシュ制御信号により制御される第2スイッチ素子と、
画像データを取り込むために第3制御信号線上の画像データ取り込み制御信号により制御される第3スイッチ素子と、
前記サンプリング制御信号によりサンプリングされる電圧レベルを保持する第1容量素子と、
を具備し、
前記第2スイッチ素子は、前記第3スイッチ素子を介して取り込まれた画像データの電気光学素子への書き込みを制御し、
前記第2制御信号線上の画像データリフレッシュ制御信号は、前記対向電極にHレベルの電圧の電圧信号が供給されている間において該画像データリフレッシュ制御信号がインアクティブからアクティブになる前に、前記インアクティブのときの該画像データリフレッシュ制御信号の電圧と前記電気光学素子に保持された電圧レベルがサンプリングされたときの電圧との中間レベルにプリセットされることを特徴とする画素回路。 In a pixel circuit controlled by a plurality of control signals,
One end is connected to a counter electrode, and the counter electrode is supplied with a voltage signal that changes between an L level voltage and an H level voltage;
A first switch element controlled by a sampling control signal on a first control signal line to sample a voltage level held in the electro-optic element;
A second switch element controlled by an image data refresh control signal on the second control signal line;
A third switch element controlled by an image data capture control signal on the third control signal line to capture image data;
A first capacitive element that holds a voltage level sampled by the sampling control signal;
Comprising
The second switch element controls writing of the image data captured via the third switch element to the electro-optic element;
The image data refresh control signal on the second control signal line is generated before the image data refresh control signal is changed from inactive to active while the voltage signal of the H level voltage is supplied to the counter electrode. A pixel circuit, wherein the pixel circuit is preset to an intermediate level between a voltage of the image data refresh control signal when active and a voltage level held in the electro-optical element when the voltage is sampled.
前記駆動方法は、
前記画素回路内の、一端が対向電極に接続され、前記対向電極にはLレベルの電圧とHレベルの電圧とに変化する電圧信号が供給される電気光学素子に画像データを書き込む第1の駆動ステップと、
前記書き込まれた画像データをリフレッシュする第2の駆動ステップと、
を具備し、
前記第2の駆動ステップは、
サンプリング制御信号により制御される第1スイッチ素子を介して、前記画素回路内に保持された画像データに対応する電圧レベルをサンプリングするステップと、
前記サンプリングされた画像データに対応する電圧レベルと画像データリフレッシュ制御信号の電圧レベルとにより制御される第2スイッチ素子を介して供給される電圧を前記電気光学素子に印加することにより、画素回路内に保持された画像データのリフレッシュを行なうステップと、
を具備し、
前記画像データリフレッシュ制御信号は、前記対向電極にHレベルの電圧の電圧信号が供給されている間において該画像データリフレッシュ制御信号がインアクティブからアクティブになる前に、前記インアクティブのときの該画像データリフレッシュ制御信号の電圧と前記電気光学素子に保持された電圧レベルがサンプリングされたときの電圧との中間レベルにプリセットされることを特徴とする画素回路の駆動方法。 In a driving method of a pixel circuit controlled by a plurality of control signals,
The driving method is:
A first drive for writing image data to an electro-optical element in which one end of the pixel circuit is connected to a counter electrode, and a voltage signal changing between an L level voltage and an H level voltage is supplied to the counter electrode. Steps,
A second driving step for refreshing the written image data;
Comprising
The second driving step includes:
Sampling a voltage level corresponding to image data held in the pixel circuit via a first switch element controlled by a sampling control signal;
By applying a voltage supplied via a second switch element controlled by a voltage level corresponding to the sampled image data and a voltage level of the image data refresh control signal to the electro-optic element, Refreshing the image data held in the
Comprising
The image data refresh control signal is generated when the image data refresh control signal is inactive before the image data refresh control signal changes from inactive to active while a voltage signal having an H level voltage is supplied to the counter electrode. A pixel circuit driving method, wherein a preset level is set to an intermediate level between a voltage of a data refresh control signal and a voltage level held in the electro-optical element when the voltage is sampled.
前記プリセットされる中間レベルは、前記第1のリフレッシュ動作と前記第2のリフレッシュ動作とで異なる電圧レベルであることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の画素回路の駆動方法。 The step of refreshing the image data has two operations, a first refresh operation and a second refresh operation,
Intermediate level that is the preset driving method of the pixel circuit according to claim 4 or claim 5, characterized in that said first voltage level different in refresh operation and the second refresh operation.
前記駆動回路は、
前記画素回路内の、一端が対向電極に接続され、前記対向電極にはLレベルの電圧とHレベルの電圧とに変化する電圧信号が供給される電気光学素子に画像データを書き込む第
1の駆動手段と、
前記書き込まれた画像データをリフレッシュする第2の駆動手段と、
を具備し、
前記第2の駆動手段は、
サンプリング制御信号により制御される第1スイッチ素子を介して、前記画素回路内に保持された画像データに対応する電圧レベルをサンプリングする手段と、
前記サンプリングされた画像データに対応する電圧レベルと画像データリフレッシュ制御信号の電圧レベルとにより制御される第2スイッチ素子を介して供給される電圧を前記電気光学素子に印加することにより、画素回路内に保持された画像データのリフレッシュを行なう手段と、
を具備し、
前記画像データリフレッシュ制御信号は、前記対向電極にHレベルの電圧の電圧信号が供給されている間において該画像データリフレッシュ制御信号がインアクティブからアクティブになる前に、前記インアクティブのときの該画像データリフレッシュ制御信号の電圧と前記電気光学素子に保持された電圧レベルがサンプリングされたときの電圧との中間レベルにプリセットされることを特徴とする画素回路の駆動回路。 In a driving circuit of a pixel circuit controlled by a plurality of control signals,
The drive circuit is
A first drive for writing image data to an electro-optical element in which one end of the pixel circuit is connected to a counter electrode, and a voltage signal changing between an L level voltage and an H level voltage is supplied to the counter electrode. Means,
Second driving means for refreshing the written image data;
Comprising
The second driving means includes
Means for sampling a voltage level corresponding to image data held in the pixel circuit via a first switch element controlled by a sampling control signal;
By applying a voltage supplied via a second switch element controlled by a voltage level corresponding to the sampled image data and a voltage level of the image data refresh control signal to the electro-optic element, Means for refreshing the image data held in
Comprising
The image data refresh control signal is generated when the image data refresh control signal is inactive before the image data refresh control signal changes from inactive to active while a voltage signal having an H level voltage is supplied to the counter electrode. A driving circuit for a pixel circuit, wherein the driving circuit is preset to an intermediate level between a voltage of a data refresh control signal and a voltage level held in the electro-optical element when the voltage is sampled.
前記画素回路を駆動する請求項12に記載の画素回路の駆動回路と、
を具備することを特徴とする電気光学装置。 An active matrix array circuit in which the pixel circuits according to claim 1 are arranged in a matrix,
The pixel circuit driving circuit according to claim 12, wherein the pixel circuit is driven.
An electro-optical device comprising:
あることを特徴とする請求項3に記載の画素回路の駆動方法。The pixel circuit driving method according to claim 3, wherein the pixel circuit is driven.
前記プリセットされる中間レベルは、前記第1のリフレッシュ動作と前記第2のリフレッシュ動作とで異なる電圧レベルであることを特徴とする請求項3または15に記載の画素回路の駆動方法。16. The pixel circuit driving method according to claim 3, wherein the preset intermediate level is a voltage level different between the first refresh operation and the second refresh operation.
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