JP5719215B2 - 液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
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パルス信号(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パルス信号(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パルス信号(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(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(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向上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で、開口率を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を低減す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(異なる走査線駆動回路用スタート信号を複数のシフトレジスタに供給する必要がない)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。
実施の形態1に示した液晶表示装置においては、各画素に複数のトランジスタが設けられる。そして、該複数のトランジスタを順次用いて、当該画素に対する画像信号の入力を制御する。これにより、複数の行に配設された画素に対する画像信号の供給を同時に行うことを可能にしている。ただし、これに付随して、当該液晶表示装置においては、画素に保持される画像信号のリークが当該画素に設けられるトランジスタの個数に応じて増加する。そのため、当該液晶表示装置においては、各画素に設けられるトランジスタとして、オフ特性に優れる(オフ電流が少ない)トランジスタが好ましい。以下では、当該トランジスタとして好ましいトランジスタの一例について図9を参照して説明する。具体的には、チャネル形成領域が酸化物半導体によって構成されるトランジスタについて説明する。当該トランジスタは、当該酸化物半導体を高純度化することで、オフ電流を極めて少なくすることが可能である(以下に詳述する)。また、当該トランジスタを用いて、走査線駆動回路を構成することもできる。その場合、製造プロセス数の低減によるコストの低減及び歩留まりの向上が図れる。
次いで、高純度化された酸化物半導体層を具備するトランジスタのオフ電流を求めた結果について説明する。
また、上述した説明においては、画素に設けられるトランジスタとして、チャネルエッチ型と呼ばれるボトムゲート構造のトランジスタ211を適用する構成(図9参照)について示したが、トランジスタは当該構成に限定されない。例えば、図16(A)〜(C)に示すトランジスタを適用することが可能である。
本発明の一態様に係る液晶表示装置は、画素部にオフ電流が低く、なおかつ信頼性の高いトランジスタを用いているので、高い視認性、高い信頼性を得ることができる。
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の実装方法について説明する。本発明の一態様に係る液晶表示装置は、酸化物半導体によってチャネル形成領域が構成されるトランジスタを用いているため、画素部と共に駆動回路の一部を、一の基板に作り込むことができる。
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20を用いて説明する。図20(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20(B)は、図20(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22(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。
次いで、トランジスタの作製方法の一例について説明する。
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25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
211 トランジスタ
220 基板
221 ゲート層
222 ゲート絶縁層
223 酸化物半導体層
224a ソース層
224b ドレイン層
225 絶縁層
226 保護絶縁層
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
510 トランジスタ
511 絶縁層
520 トランジスタ
530 トランジスタ
531 絶縁層
532a 配線層
532b 配線層
800 基板
801 ゲート層
802 電極層
803 ゲート絶縁層
804 酸化物半導体層
805 ソース層
806 ドレイン層
807 電極層
808 絶縁層
809 トランジスタ
810 容量素子
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 酸化物半導体層
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
1800 測定系
1802 容量素子
1804 トランジスタ
1805 トランジスタ
1806 トランジスタ
1808 トランジスタ
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 走査線駆動回路
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
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
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、を有する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、
前記期間において、第1行目の画素乃至第k行目の画素に対応する光源が呈する光の色と、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が呈する光の色と、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が呈する光の色とが異なることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
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