JPH0713528A - Lcdディスプレイおよびそのデータ駆動線数低減方法 - Google Patents
Lcdディスプレイおよびそのデータ駆動線数低減方法Info
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- JPH0713528A JPH0713528A JP5181833A JP18183393A JPH0713528A JP H0713528 A JPH0713528 A JP H0713528A JP 5181833 A JP5181833 A JP 5181833A JP 18183393 A JP18183393 A JP 18183393A JP H0713528 A JPH0713528 A JP H0713528A
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Abstract
走査型アクティブマトリックス液晶ディスプレイをアレ
イに接続するのに必要な周辺集積回路およびハイブリッ
ドアセンブリのコストを削除することができるデータド
ライバ回路およびシステム駆動方式を提供する。 【構成】 デマルチプレクサ回路102がディスプレイ
14上に堆積されて1群のYコラムの多重化ビデオデー
タ入力信号が同じく基板上にZローとして堆積されるX
群のY個のピクセルキャパシタへデマルチプレクスされ
る。さらに、プリチャージ回路116が基板上に堆積さ
れてピクセルキャパシタを第1の電圧レベルへプリチャ
ージしそこへデマルチプレクス接続されたビデオデータ
入力信号によりピクセルは第2の所定電圧レベルへ放電
してピクセルローが逐次走査される時にビデオディスプ
レイが得られる。
Description
レイおよび関連するドライブ回路に関し、特に多重化構
成を使用して入力ビデオデータ線数を低減しかつビデオ
データ信号が加わる前にプリチャージされるデータ線お
よびピクセルキャパシタを使用してセレクトされたもの
が到来するビデオデータ信号により適切なレベルへディ
スチャージされディスプレイ動作が強化されるLCDビ
デオディスプレイコラムドライブ回路に関する。
的に行列マトリクス構成とされ電気光学材薄層の両側に
支持された複数個のディスプレイエレメントを利用して
いる。スイッチングデバイスがディスプレイエレメント
に付随していてデータ信号の印加を制御する。このディ
スプレイエレメントはスイッチングデバイスとしてのト
ランジスタにより駆動されるピクセルキャパシタを含ん
でいる。ピクセル電極の一つがマトリクスディスプレイ
の一方側にあり各ピクセルに対する共通電極がマトリク
スディスプレイの反対側に形成されている。トランジス
タは通常ガラス等の透明基板上に堆積される薄膜トラン
ジスタ(TFT)である。スイッチング素子トランジス
タのソース電極はディスプレイマトリクスのスイッチン
グトランジスタと同じ側でガラス上に堆積されたピクセ
ル電極に接続されている。所与のコラム内の全スイッチ
ングトランジスタのドレーン電極がデータ信号が印加さ
れる同じコラム導体に接続されている。所与のロー内の
全スイッチングトランジスタのゲート電極が共通ロー導
体に接続されており、それにはロー選定信号が加えられ
てセレクトされたロー内の全トランジスタがON状態に
切り替えられる。ロー選定信号によりロー導体を走査す
ることにより、所与のロー内の全スイッチングトランジ
スタがONとされて全ローが逐次セレクトされる。同時
に、各ローの選定に同期してコラム導体にビデオデータ
信号が加えられる。ローセレクト信号により所与のロー
内のスイッチングトランジスタがセレクトされると、ス
イッチングトランジスタに送られるビデオデータ信号に
よりピクセルキャパシタはコラム導体上のデータ信号に
対応する値にチャージされる。ディスプレイの両側に電
極を有する各ピクセルはキャパシタとして作用する。セ
レクトされたローに対する信号が除去されると、ピクセ
ルキャパシタ内の電荷は次の繰返しまで蓄積されそこで
そのローがローセレクト信号により再びセレクトされて
新しい電圧が蓄積される。このようにして、ピクセルキ
ャパシタに蓄積された電荷によりマトリクスディスプレ
イ上にピクチュアが形成される。
ョン信号に対して使用されているが、ここではTVピク
チュアやディスプレイ以外のディスプレイをカバーする
ものとする。このようなディスプレイは移動フィギュア
LCDディスプレイを有するハンドヘルドゲーム等とす
ることができる。
クセル数に依存する。市販の白黒アクティブマトリクス
液晶ディスプレイでは非走査で1024コラム768ロ
ーのディスプレイが普通である。このようなディスプレ
イは1792本のローおよびコラムドライバリードを必
要とする。
いほど多くの所要コラムおよびロードライブ線をディス
プレイに接続することが困難になる。したがって、マト
リクス外部回路とマトリクス自体上に堆積された回路間
に必要な接続数を低減するための多くのデバイスが開発
されている。米国特許第4,922,240号にはLC
D素子のピクセルドライバの製造に使用するのと同じ技
術を使用してディスプレイ基板上にスキャナ電子装置を
集積することが提案されている。さらに、個別ピクセル
をセレクトするためにアクティブディスプレイで使用さ
れるのと同じマトリクス構成に基いたコミュテータもし
くはスイッチ構成を使用してマトリクスとの接続数を低
減することも提案されている。TVディスプレイとして
使用する操作については記載されていない。
くとも2個のディスプレイ素子を各ロー内の信号線に接
続するスイッチング構成を使用して各ローを逐次走査し
ディスプレイ信号が同じ信号線を介してその信号線に接
続された少くとも2個のディスプレイ素子の各々にタイ
ムシリアルに加えられるようにするコラム信号線数が低
減されたディスプレイデバイスが開示されている。した
がって、信号線の総数をロー方向のディスプレイ素子数
以下に低減することができる。
クチュア素子を少くとも2個のピクチュア素子の群構成
とし各群のピクチュア素子を同じスイッチング信号およ
びデータ導体によりアドレスすることによりアドレス導
体数を低減することが提案されている。各群のピクセル
素子に関連するスイッチングトランジスタはスイッチン
グ信号のそれぞれ異なる電圧レベルで作動することがで
きる。したがって、選定振幅範囲にわたり所定の方法で
電圧レベルが変化するドライブ手段から得られるスイッ
チング信号を使用することにより、各群のピクチュア素
子に関連するスイッチングトランジスタを選択的にコン
トロールすることができる。このようにして、1本の導
体にいくつかの異なる電圧を印加して同数のピクセルを
作動させることができる。
ィブマトリクス液晶ディスプレイのほとんど全てが非走
査型である。このような非走査型ディスプレイは各コラ
ムおよびロー線ごとに1本の外部リードを必要とする。
前記したように、黒白768×1024コンピュータデ
ィスプレイ用ダイレクトラインインターフェイスドライ
バは1792本のリードを必要とする。前記したよう
に、ディスプレイドライバ内でこれだけ多くのリードを
処理することは大変な問題である。これはディスプレイ
の分解能および複雑度が増すほど悪化していく問題であ
る。問題を解決するための2つの主目標は所要入力リー
ド数を低減しシフトレジスタ、ラツチおよびドライバか
らなるドライバ回路をディスプレイ基板上に集積するこ
とである。個々の基板上へ集積回路を実装する必要がな
くなるため、これによりコストが低減され信頼度が向上
する。
することができる新しいデータドライバ回路および新し
いドライブ方式に関するものである。これにより、非走
査型アクティブマトリクス液晶ディスプレイをアレイに
接続するのに必要な周辺集積回路およびハイブリッドア
センブリのコストが不要となる。したがって本発明で
は、384×240ピクセルカラーハンドヘルドTVを
例として使用して、ディスプレイ自体の上にデマルチプ
レクサおよびプリチャージ回路を薄膜トランジスタ(T
FT)により製作しビデオデータを転送してディスプレ
イをビデオソースに直接インターフェイスする。ディス
プレイ上にないビデオ源からのビデオ信号は指示された
ライン時間間隔の1/6を使用して入力データリードを
介してディスプレイへ行くような多重化構成とされてい
る。前記したように、これは単なる例であり、入力リー
ド数の異なる他のディスプレイに対しては異なる比率を
使用することができる。コントロール信号により第1ブ
ロックのデマルチプレクス回路は第1群のディスプレイ
内部データ線にビデオ信号を転送することができる。第
1群の垂直列すなわちコラムへの最初のデータ転送完了
後、指示ライン時間間隔の第2の1/6期間中に第2群
の内部データ線へ第2群のビデオ信号を転送することが
できる。これは第2のデマルチプレクス回路のコントロ
ール信号をイネーブルすることにより行われる。使用例
におけるデマルチプレクス回路1〜6もしくはコラム数
の異なる他のディスプレイの1−Nに対してこの操作が
逐次継続される。
間t中にセレクトされたZロー内のX群Y個のスイッチ
ング素子へのビデオ信号をデマルチプレクスすることに
よりビデオ情報の全ローが内部データ線へ転送される。
この新しいデマルチプレクスドライブ方式の利点は外部
リード接続数が例における384から64本の入力デー
タ線と必要なコントロールおよびクロック信号を含む7
9まで低減され、コネクタピッチの小さいTFT LC
Dアセンブリと実装上の問題点が著しく解決されること
である。その結果、製造コストが低減される。
ジ回路が各データ線に使用される。これらの回路は関連
するピクセルキャパシタをハイもしくはローの予選定電
圧レベルへ同時にプリチャージして割り付けられたデー
タ信号入力時間間隔t中にデータ線とピクセルキャパシ
タを所要レベルへディスチャージするだけでよいように
するのに使用される。各データ線には2個のトランジス
タしか使用されず、入力信号デマルチプレクス用と内部
データ線のプリチャージ用である。したがって、高い収
率でマトリックスを製造するのが容易になる。
ディスプレイ自体上に堆積されたデマルチプレクサ回路
およびプリチャージ回路を有するLCDを製造すること
が本発明の主な特徴となる。
ピクセルキャパシタを所定の電圧レベルへプリチャージ
してデータ信号入力時間間隔中にデータ線およびピクセ
ルキャパシタを所要レベルへディスチャージする必要が
生じてピクセルキャパシタおよびデータ線をチャージン
グするよりも少い時間で済むようにするプリチャージト
ランジスタを各データ線に対して有する自己走査TFT
LCDデバイス用の新しいデータドライバ回路を提供す
ることが本発明のもう一つの特徴である。各データ線に
対して1個のデマルチプレクストランジスタと1個のプ
リチャージトランジスタだけを使用して製造中の収率を
高めることも本発明の特徴である。
してディスプレイ14に接続されてその上の素子を駆動
する“オフグラス(off−glass)”コントロー
ル回路12を含む新しいディスプレイシステム10の基
本ブロック図である。図1に示すアクティブマトリクス
液晶ディスプレイ(AMLCD)は代表的に200,0
00個以上のディスプレイ素子により構成される。明ら
かに、テレビジョンピクチュアのディスプレイに関して
は、ディスプレイ素子数が多いほどピクチュアの分解能
が高くなる。例えば、ハンドヘルドTVについては、ア
レイは384コラムおよび240ローを含むことができ
る。このような場合、92,000個を越えるディスプ
レイ素子やピクセルが必要とされる。もちろん、大型セ
ットについてはこの数は増大する。ピクセルの駆動に使
用されるトランジスタは通常ガラス等の基板上に堆積さ
れる薄膜トランジスタ(TFT)である。ディスプレイ
素子はガラス上に堆積された電極および対向基板上の共
通素子を含み、対向する基板は電気光学材により分離さ
れている。ガラスとすることができる基板14上で、コ
ラムデータドライバ回路16はビデオデータ信号により
コラム線24を駆動する。ローセレクトドライバ25は
公知の任意タイプのものとすることができ、セレクトさ
れた各ロー内のピクセルが逐次活性化されてロー1〜2
40が逐次駆動される。
ロール回路12において、サンプルキャパシタ50はシ
フトレジスタ49を介して入力回路64からデータを受
信する。シフトレジスタ49内のデータと調和して赤、
緑および青ビデオ信号が回路58からサンプルキャパシ
タ50へ接続される。クロック信号および水平垂直同期
化信号がコントロール論理60から供給される。高電圧
発生器62が必要な高電圧電力を供給する。サンプルキ
ャパシタ50の出力は64の出力アンプ52に接続され
ている。したがって、1ローのピクセルに384のディ
スプレイ素子が含まれる場合、64本のデータ入力線1
3が、一時に64ビットづつ、基板14上の384個の
ディスプレイ素子に多重接続される。後記するように、
64のビデオ出力は線13によりコラムデータドライバ
16を介してコラム導体24に接続される。線18によ
り、コントロール回路12から6対のビデオセレクト信
号線がガラス14上のコラムデータドライバ16に加え
られ64の出力信号がデマルチプレクスされてガラス1
4上のZ(240)ローの中のセレクトされたロー内の
異なるX(6)群のY(64)コラム24へ逐次接続さ
れる。後記するように、ローセレクトドライバ信号、ク
ロックおよびパワー線がコントロール回路12から線1
2を介してローセレクトドライバ回路25に接続され
る。ローセレクトドライバ回路25は公知の任意の回路
とすることができる。プリチャージ信号は線48を介し
て基板14に接続される。
トされると、図1のロー1のディスプレイ素子19,3
6,42が活性化される。次に、順次、コラムデータド
ライバ回路16内のプリチャージ回路により第1群内の
各データ線および各ピクセルキャパシタ22を所定電圧
へチャージする信号が与えられる。次に、コラム線24
にデータ信号が加えられると、コラム線24に加わるデ
ータ信号のレベルに依存する量だけキャパシタが放電さ
れる。プリチャージ回路を使用してデータ信号によりキ
ャパシタ22を放電できるようにする理由は図4に示す
場合よりも遥かに早く放電するためである。図4に示す
ように、キャパシタが0から番号23で示す値まで充電
するのに要する時間量はXである。しかしながら、キャ
パシタが最大値から同じレベルへ放電するのに要する時
間量はXよりも遥かに小さいYである。さらに、全量充
電するのに時間tを要し完全放電するのに要する時間Z
は短い。放電時間は充電時間よりも遥かに迅速であるた
めデータ信号入力時間間隔中にデータ線キャパシタは適
切な電圧レベルへ放電することができる。これにより、
データ入力時間間隔に要する時間を短縮できる。
セレクトされたロー内の全群の全ピクセルキャパシタが
同時に全値へ充電されX群内で逐次放電される。このよ
うにして、ZローのX群のY個のスイッチングトランジ
スタ19,36,42が基板14上に堆積される。ディ
スプレイが例えば384×240ピクセルディスプレイ
である場合には、24ローの64個のスイッチング素子
の6群が基板上に堆積される。このような例についてこ
こで検討を行う。
も、基板外部のコラムコントロール回路12により線1
3を介して基板14へビデオ信号が与えられる。また、
図1の線21を介したコントロール回路12からのコン
トロール信号により作動するTFTトランジスタを含む
公知のロードライバ回路25により公知のように逐次ロ
ーがセレクトされる。ローは図2に1〜Zローとして示
され、最初と最後のローだけを示す。残りのローは同じ
である。また、図2にはX群のY個のスイッチング素子
もある。スイッチング素子はトランジスタおよび関連す
るピクセルキャパシタにより構成される。番号72で示
す第1群には、簡単にするために4個のスイッチング素
子86,88,90,92しか示されていない。実際に
はX群が6群であって使用するコラム数が384コラム
であれば、このようなスイッチング素子は64個とな
る。ガラス基板14上に堆積された薄膜トランジスタと
することができるトランジスタ78,80,82,84
のゲートはロー導体1を介してロードライバ回路25に
接続されている。ピクセルキャパシタすなわちディスプ
レイ素子94,96,98,100はトランジスタ7
8,80,82,84の各ソース電極に接続される。電
極28はピクセルキャパシタの第2プレートでありディ
スプレイ14の対向基板上に配置された共通電極セグメ
ントである。
リチャージトランジスタに接続された線118を介して
出力信号を発生し、各プリチャージトランジスタが基板
14上の384本の各コラム線に接続されている。プリ
チャージトランジスタのサンプルを番号66で示すグル
ープ1内に示す。プリチャージトランジスタ120のド
レーンは電圧源V+に接続され、ソース電極は内部デー
タ線コラムD1に接続されている。奇数番コラム線の全
てにこのようなトランジスタが接続されている。例えば
図2において、トランジスタ120および124のドレ
ーン電極はV+電圧源128に接続されている。偶数番
コラム線のトランジスタ122および126のドレーン
電極はV−電圧源127に接続されている。番号13で
示すコラムドライバ回路12からの64本の出力線D
1−64はX群の各々に並列接続されたビデオ信号を含
んでいる。コラム数が384とされる本例では、入力線
13から多重化ビデオ入力信号を受信する64コラム
(Y=64)の6群(X=6)がある。デマルチプレク
サ回路102はブロック1のグループ1内のデマルチプ
レクストランジスタ108,110……112,114
のゲートに接続されるフェーズ1およびフェーズ2パル
スを発生する。デマルチプレクサ102からの線対13
0および132上の同様な信号により番号68および7
0で示すグループ5および6(X−1およびX)が駆動
される。このようにして、デマルチプレクサ駆動回路1
02により最初に64本のビデオデータ入力線13がス
イッチング素子86,88……90,92の第1群72
内の64コラムに接続され、次に64線が連続するグル
ープ2〜Xの各々に逐次接続される。したがって、64
本のデータ入力線13は図示するグループ74,76を
含む次の5群のスイッチング素子に逐次接続される。各
ロー1〜Zも逐次セレクトされ、本例ではZは240ロ
ーに等しい。64本の入力データ線が6群1〜Xの全て
と逐次接続されるたびに1ローがセレクトされる。
たデータドライバ回路のブロック図を示している。それ
は、単なる例として、384×240ピクセルカラーハ
ンドヘルドTVを提供するディスプレイを有している。
水平ピクセルカウントは384である。マルチプレクサ
およびプリチャージ回路66〜130および132、6
群、はディスプレイ自体上の薄膜トランジスタにより製
作されて入力線13からインターフェイスへビデオデー
タを転送しディスプレイは線13を介したビデオ源から
のビデオ信号と直接インターフェイスされる。図2に示
すように、ビデオ源(オフグラス集積回路)からのビデ
オ信号は指示されたライン時間間隔を使用して入力デー
タリード13(D1−64)を介して一時にディスプレ
イ14の64本のデータ線へ到来するようにされてい
る。線104,106上等のデマルチプレクサ回路10
2からの2つのコントロール信号によりブロック66内
の第1ブロックのデマルチプレクストランジスタ10
8,110……112、114がイネーブルされてディ
スプレイの第1の64本の内部データ線D1〜D64に
接続されたスイッチング素子へ線13を介してビデオ信
号が転送される。第1の64個のコラムスイッチング素
子へのデータ転送完了後、指示されたライン時間間隔の
次の1/6期間中に内部データ線D65〜D128へ次
の64のビデオ信号が転送される。これは第2のデマル
チプレクス回路(図示せず)の第2対のコントロール信
号をイネーブルして行われる。グループ3〜6内のデマ
ルチプレクス回路に対して同じ操作が逐次継続される。
このようにして、42μSの割付けられたデータ入力時
間内にビデオ情報の1ロー線全部が内部データ線へ転送
される。ピクセルを安定化させるための7μSが付加さ
れる。したがって、総データ入力時間は49μSとな
る。
点は外部接続数が384から79へ低減されコネクタピ
ッチの小さいTFTLCDアセンブリおよび実装問題が
著しく解決されることである。その結果、製造コストが
低減される。108,110……112,114等のト
ランジスタを使用するデマルチプレクス方式に加えて、
トランジスタ120,122……124,126等のプ
リチャージトランジスタを使用して関連するデータ線お
よびスイッチング素子を所定の電圧レベルV+もしくは
V−へ同時にプリチャージして、データ信号、入力時間
間隔中のみデータ線を所定のビデオ信号レベルへ放電す
ればよいようにされる。このような1個のプリチャージ
トランジスタには各コラム線が付随している。本発明で
は、各データ線に2個のトランジスタしか使用せず、そ
れはデマルチプレクストランジスタおよびプリチャージ
トランジスタである。したがって、高い収率で回路を製
造することができる。
照すれば、図3の(a)線からNTSC TVシステム
とインターフェイスする384×240ピクセルディス
プレイの走査線時間間隔はおよそ63μSとなることが
判る。予定ラインタイムは前のラインディセレクション
に対しては8μS、走査データ線プリチャージに対して
は6μS、外部ビデオ源からディスプレイのX群のデー
タ線へのビデオデータの多重転送に対しては42μSで
あり、ピクセルの安定化に対しては7μSである。これ
を(c)線に示す。このようにして、図3の(d)線を
見れば、最初の8μSのディセレクト時間中に、前に走
査された線1n−1は図3の(e)線に示すように20
V等のセレクトレベルから−5Vのディセレクトレベル
へ放電される。これによりn−1線内の全ピクセルキャ
パシタが分離されてそのビデオデータ電荷を保持するよ
うにされる。8μSのディセレクト時間に続いて、
(f)線に示すローnのプリチャージ信号が6μSだけ
25V等の所定電圧へ上昇する。トランジスタ120,
122……124,126がオンとされ6μS内に奇数
番内部データ線D1,D3……D383がV+レベルへ
プリチャージされ偶数番内部データ線D2,D4……D
384がV−レベルへプリチャージされる。例えば、V
+電圧レベルはおよそ5VでありV−電圧レベルはおよ
そ0Vである。しかしながら、V+レベルは5Vよりも
幾分低くしてデバイスの動作速度を高めるのが有利であ
る。図5に示すように、6μSのプリチャージ期間中
に、内部データ線およびピクセルキャパシタを5Vの最
大電圧よりも低いV+値に充電することができる。次
に、データ線によりピクセルキャパシタがデータ入力電
圧レベルへ充電される7μS期間中に、ΔV2がV+か
ら最大データ電圧となりかつΔV1が最小データ電圧へ
放電されるのに同じ時間を要する。いずれの場合にも、
ΔV2の充電時間およびΔV1の放電時間を短縮すなわ
ち最適化することができる。データ線およびピクセルキ
ャパシタ充電時間はΔV2を得るのに要する時間量へ短
縮されており、所要のデータ線所定電圧が5Vよりも低
ければ、所要レベルまでの放電時間はΔV2の放電に等
しい時間量だけ短縮される。このようにして、V+電圧
レベルを最適化して内部データ線と関連するピクセルキ
ャパシタを例えば5Vの最大入力ビデオデータ信号レベ
ルへ充電する時と内部データ線と関連するピクセルキャ
パシタを例えば0Vの最小入力ビデオデータ信号レベル
へ放電する時の時間差が最小となるようにすることがで
きる。このようにして、プリチャージ期間中にピクセル
キャパシタは5Vの全値へ充電されないため所要プリチ
ャージ時間は短くなる。同じ分析は偶数番プリチャージ
トランジスタ122……126のV−電圧レベル127
にも適用される。94,96……98,100等のセレ
クトされたロー内の全内部データ線およびピクセルキャ
パシタがV+もしくはV−レベルへプリチャージされた
後で、到来するビデオデータ信号(赤、緑、青)および
その相補信号がデータ入力線D1〜D64へ送られる。
この場合、D1,D3……D63は正極性ビデオ信号で
ありD2,D4……D64はその相補極性ビデオ信号で
ある。これらのビデオ信号電圧を図3の(j)および
(k)線に示す。線104および106を介したデマル
チプレクサドライバ回路102からのコントロール信号
は、図3の(g)線に示すように、それぞれ7μSだけ
25Vおよび30Vへ引き上げられる。この場合X=6
である他のX群の各入力線は図3の(g)、(h)、
(i)線に示すように7μSだけ線13を介してビデオ
データが接続される。データ線を奇偶の2群へ分割する
のは本システムにおいてデータ電圧極性反転方式が使用
されるためである。データ電圧極性はTVフレームのス
フィールド間で変えられる。63μS時間間隔の最終7
μSは最終グループ、グループX、内のピクセルを安定
化するのに使用される。
10……112,114は本例において7μSである割
付けられた時間間隔内に内部データ線D1〜D64が到
来するビデオデータカラー信号の15mV以内に放電で
きるようなサイズとされる。66〜68および70の各
デマルチプレクサ回路、あるいは6群全部に対して連続
動作が繰り返される。
クセルスイッチングトランジスタは既に完全にONとさ
れている。したがって、走査されたローn−1がディセ
レクトされた後で、次にローnのピクセルがプリチャー
ジされる。残りの49μSデータ入力転送時間が各8μ
Sの本質的に等しい時間に割付けられる場合には、ロー
nのD1〜D64コラムの第1ブロックのピクセルトラ
ンジスタがピクセル放電時間のための全49μSを有
し、D65〜D128コラムに接続されたローnの第2
ブロックのピクセルトランジスタがおよそ41μSの放
電時間を有している。第3ブロックはおよそ33μSと
なり、以下同様である。ローnの最終ブロックピクセル
トランジスタには実質的に僅か9μSのピクセル放電時
間しか残されていない。図3(d)に示すように6群の
ピクセルトランジスタの各々へ7μSの時間を割り付け
最終7μSをピクセル安定化用とすると、全ピクセルト
ランジスタに充分な放電時間が与えられる。放電時間が
短いとピクセルの第6ブロックに対するエラー電圧ΔV
を発生することができる。ΔVを低減して256グレイ
レベルの分解能とするために、さらに7μSをピクセル
安定化時間に割付けることが望ましい。この場合、第6
群のピクセルキャパシタがそのビデオ信号レベルへ安定
化するための14μSを利用できる。(e)線に示すよ
うにn−1線がディセレクトされていると、n線がセレ
クトされておりその線に印加される電圧は(e)に示す
ように20Vの最大値である。
び信号入力リード数に影響を及ぼす。それは製品の応用
に応じて最適化もしくは妥協することができる。例え
ば、高分解能および/もしくは高ピクチュア品質に対し
ては、小さいデマルチプレクス比を使用して64ではな
くグループ当りよく多くのビデオ信号リードを基板14
へ接続することができる。また、要求グレードの低いも
しくは低速ビデオ製品に対しては入力リード数を大幅に
低減することができる。
トランジスタが使用されまた正確な信号電圧を得るため
に放電するよりも充電する方が遥かに容易かつ迅速に行
われるためのビデオ信号の入力中にデータ線やピクセル
が放電されるという事実により、データ線およびピクセ
ルは必要最高電圧レベルプリチャージされる。
4および106)を結合してグループ1内の多重化トラ
ンジスタ108,110……112,114の全ゲート
に供給する一つのコントロール線信号とすることができ
る。信号Φ1,eおよびΦ1,oの結合はゲート電圧ス
トレスが問題ではなくデマルチプレクストランジスタ1
08,110……112,114のデバイス特性が内部
データ線およびピクセルキャパシタを均一に放電させる
のに充分なほど良好である場合に行うことができる。同
様に、図2の68および70を含む、他の5群への13
0および132等の他のデマルチプレクス線対を結合し
て各対に対する1本のコントロール線とすることができ
る。このような場合には、マルチプレクサゲートコント
ロール線数を半減することができる。
減されコラムおよびロードライバ回路がディスプレイ基
板上に直接集積されるアクティブマトリックス液晶ディ
スプレイが開示される。独立基板上に集積回路を実装す
る必要性が無くなるため、これによりコストが低減され
信頼度が向上する。
ラーハンドヘルドTVが使用される。水平ピクセル数は
384である。デマルチプレクサおよびプリチャージ回
路をディスプレイ自体の上に薄膜トランジスタにより製
作してビデオデータを転送しディスプレイがビデオ源に
直接インターフェイスされる。ディスプレイ外部のビデ
オ源からのビデオ信号は指示されたライン時間間隔の1
/6を使用してディスプレイ64のデータ線へ一時に到
来するようにされる。6群の各々に2個ずつの12個の
コントロール信号により、異なる6ブロック内のデマル
チプレクストランジスタは到来するビデオ信号をディス
プレイの6群の64本内部データ線へ逐次転送すること
ができる。第1の64本内部データ線へのビデオデータ
転送完了後に、次の64個のビデオ信号が内部データ線
D65〜D128へ転送される。これはデマルチプレク
ス回路の第2セットのコントロール信号をイネーブルし
て行われる。各ビデオデータ信号の転送は指示されたラ
イン時間間隔の1/6期間中に行われる。この操作は6
つのデマルチプレクス回路全部について逐次継続され
る。42μSの割付けられたデータ入力時間内に1ロー
のビデオ情報全体が内部データ線へ転送される。
発明の範囲を開示した特定形式に限定するものではな
く、特許請求の範囲に明記された発明の精神および範囲
に入る変更、修正、等価発明は全て本発明に含まれるも
のとする。
新システムおよびデータドライバ回路の基本ブロック
図。
路の詳細図。
示すキャパシタ充電波形図。
もしくはV−よりも低い電圧を印加して時間を節減する
ことを示す波形図。
も一方がガラスである、第1および第2の対向基板を有
するディスプレイを駆動するデータ線およびピクセルプ
リチャージ回路において、該回路は、第1の基板上に行
列堆積され各々がピクセルキャパシタおよびディスプレ
イ素子を形成するスイッチングトランジスタを含むY個
のスイッチング素子と、第2の基板上のピクセルキャパ
シタ用共通電極と、各々が入力ビデオデータ電圧レベル
を有するY本のビデオデータ入力線と、ロースイッチン
グ素子に接続され所与ローを逐次セレクトして逐次セレ
クトされた各ロー内のスイッチング素子を活性化するロ
ードライブ回路と、第1の基板上に堆積されY個の各ス
イッチングエレメントの対応するエレメントに接続され
てセレクトされたロー内の各データ線およびピクセルキ
ャバシタをプリチャージし各ローがセレクトされる時に
Y本の入力ビデオデータ線上のビデオデータによりセレ
クトされたピクセルキャパシタが入力ビデオデータ電圧
レベルへチャージ及びディスチャージされてビデオディ
スプレイピクチュアを形成するY個のプリチャージ素
子、を具備する回路。 ─────────────────────────────────────────────────────
Claims (25)
- 【請求項1】 少くとも第1の基板がガラスである、電
気光学材層により分離された対向する第1および第2の
基板を有するLCDディスプレイにおいて、該ディスプ
レイは、第1の基板上に堆積されたY本のビデオデータ
入力線と、第1の基板上に堆積されたZ行のY個のスイ
ッチング素子のX群と、第2の基板上の全スイッチング
素子用の共通電極と、第1の基板上に堆積されZ行のス
イッチング素子に接続されて各ローのスイッチング素子
を活性化させるロードライブ線と、第1の基板上に堆積
されX群のY個のスイッチング素子およびY本のビデオ
データ入力線に接続されて逐次連続的にY本の入力線上
のビデオデータをX群のY個のスイッチング素子の各々
に接続してビデオピクチュアを形成するX群のY個のデ
マルチプレクシング素子、を具備するLCDディスプレ
イ。 - 【請求項2】 請求項1記載のディスプレイにおいて、
さらに、スイッチングトランジスタおよびY個の各スイ
ッチング素子を形成する各容量ピクセル素子を具備し、
各容量ピクセル素子は第1の基板上に堆積された第1の
電極および第2の基板上の共通電極を有し、各第1の電
極はX群のY個の各スイッチング素子内のY個のトラン
ジスタの中の対応する1個に接続されており、さらに、
第1の基板上に堆積されたY個のプリチャージ素子を具
備し、その各々がデマルチプレクシング素子と対応する
スイッチングトランジスタ間のY本のビデオデータ入力
線の各々に接続されていてビデオ入力線にビデオデータ
信号が加えられる前にデータ線およびピクセル素子をプ
リチャージする、ディスプレイ。 - 【請求項3】 請求項2記載のディスプレイにおいて、
さらに、各デマルチプレクシング素子を形成する薄膜ト
ランジスタと、第1の基板上に堆積され偶数番の各デマ
ルチプレクシング素子にそれぞれ接続されて各ローが逐
次活性化される時に偶数番のビデオ入力線をX群のスイ
ッチング素子の各々のZ行の中の選定行内の偶数番のス
イッチングトランジスタに接続するX群のデマルチプレ
クサの各々に対する第1のコントロール線と、第1の基
板上に堆積され奇数番の各デマルチプレクシング素子に
接続されて各ローが逐次活性化される時に奇数番のビデ
オ入力線をX群のスイッチング素子の各々のZ行の中の
選定行内の奇数番のスイッチングトランジスタに接続し
てビデオディスプレイ画を生成するX群のデマルチプレ
クサの各々に対する第2のコントロール線、を具備する
ディスプレイ。 - 【請求項4】 請求項3記載のディスプレイにおいて、
さらに、Y個の各プリチャージ素子を形成する薄膜トラ
ンジスタと、X群の各スイッチング素子のY個の各スイ
ッチングトランジスタを形成する薄膜トランジスタ、を
具備するディスプレイ。 - 【請求項5】 請求項4記載のディスプレイにおいて、
X=6群、Y=64、Z=240であるディスプレイ。 - 【請求項6】 請求項1記載のディスプレイにおいて、
ビデオピクチュアはテレビジョンピクチュアであるディ
スプレイ。 - 【請求項7】 電気光学材料の薄層で分離され、少くと
も一方がガラスである、第1および第2の対向基板を有
するLCDディスプレイを駆動するデータ線およびピク
セルプリチャージ回路において、該回路は、第1の基板
上に行列堆積され各々がピクセルキャパシタおよびディ
スプレイ素子を形成するスイッチングトランジスタを含
む複数個のスイッチング素子と、第2の基板上のピクセ
ルキャパシタ用共通電極と、各々が入力ビデオデータ電
圧レベルを有するY本のビデオデータ入力線と、ロース
イッチング素子に接続され所与ローを逐次セレクトして
逐次セレクトされた各ローを1〜Z内のスイッチング素
子を活性化するロードライブ回路と、第1の基板上に堆
積されY本のビデオデータ入力線を各ロー1〜Z内のセ
レクトされたX群のY個のスイッチング素子に逐次接続
するX群のデマルチプレクシング回路と、第1の基板上
に堆積されセレクトされたX群内のY個の各スイッチン
グエレメントの対応するエレメントに接続されてセレク
トされたロー1〜Z内の各データ線およびピクセルキャ
パシタをプリチャージし各ローがセレクトされる時にY
本の入力ビデオデータ線上のビデオデータによりデータ
線およびセレクトされたピクセルキャパシタが入力ビデ
オデータ電圧レベルへディスチャージされてビデオディ
スプレイピクチュアを形成するY個のプリチャージ素
子、を具備する回路。 - 【請求項8】 請求項7記載のピクセルプリチャージ回
路において、さらに、各プリチャージ素子を形成するソ
ース、ドレーンおよびゲート電極を有しソース電極はそ
の関連するY本の入力データ線の中の1本に接続されて
いる薄膜トランジスタと、各プリチャージトランジスタ
のドレーン電極に接続されている電圧源と、各プリチャ
ージ薄膜トランジスタのゲート電極に接続されY本のビ
デオ入力データ線上のデータがスイッチング素子に接続
される前に全データ線およびセレクトされたX群のスイ
ッチング素子内のセレクトされたローの関連するピクセ
ルキャパシタを導通かつプリチャージしてデータ線によ
り各ピクセルキャパシタがディスプレイピクチュアを形
成する入力ビデオデータ電圧レベルへディスチャージで
きるようにするプリチャージ信号線、を具備するピクセ
ルプリチャージ回路。 - 【請求項9】 請求項8記載のピクセルプリチャージ回
路において、さらに、奇数番入力データ線D1,D3・
・Dn−1に接続されたプリチャージトランジスタのド
レーン電極に接続された第1の所定電圧と、偶数番の入
力データ線D2,D4・・Dnに接続されたプリチャー
ジトランジスタのドレーン電極に接続された第2の異な
る所定電圧、を有するピクセルプリチャージ回路。 - 【請求項10】 電気光学材の膜により分離され、少く
とも一方がガラスである、第1および第2の基板が対向
するLCDディスプレイの入力線を低減するシステムに
おいて、該システムは、第1の基板上にZ行に堆積され
所定の電圧レベル(V+もしくはV−)と入力ビデオデ
ータ電圧レベルとの間で充放電を行ってLCDディスプ
レイ像を生成するX群のY列のスイッチング素子と、第
1の基板上に堆積されたY列のビデオデータ入力線と、
第1の基板上に堆積されY列のビデオデータ入力線をX
群の各々のY列のスイッチング素子の中の対応する素子
に逐次接続するデマルチプレクシング回路と、デマルチ
プレクシング回路がY列のビデオデータ入力線を固定時
間tにわたってX群のスイッチング素子に逐次接続でき
るようにし、ビデオデータ線は第1の時間だけX群の各
々に逐次接されて、最終群Xのスイッチング素子が入力
ビデオデータ電圧レベルに安定化するための第2の固定
時間がさらに得られるようにするコントロール手段、を
具備するシステム。 - 【請求項11】 請求項10記載のシステムにおいて、
さらに、X群のスイッチング素子のZ行に接続されZ行
のスイッチング素子の各々を逐次セレクトする信号を発
生するロードライブ手段と、Y列のZ行に接続されX群
のスイッチング素子のビデオデータ入力線をデマルチプ
レクスする前にセレクトされた各ローの各スイッチング
素子を第3の時間だけプリチャージするプリチャージ回
路、を含むシステム。 - 【請求項12】 請求項11記載のシステムにおいて、
さらに、ローセレクト信号を除去してスイッチング素子
がそのビデオデータ電荷を保持するように絶縁すること
によりローn−1内のスイッチング素子をディセレクト
する第3のプリチャージ期間に先行する第4の時間を含
む、システム。 - 【請求項13】 請求項12記載のシステムにおいて、
t=42μS、X=6、Y=64である、システム。 - 【請求項14】 LCDディスプレイシステムへのデー
タドライブ線数を低減するシステムにおいて、ディスプ
レイは電気光学材層により分離された対向する第1およ
び第2の基板を有し、少くとも第1の基板はガラスであ
り、複数本の内部データ線がX群Y列Z行内の第1の基
板上に堆積された同様に複数個のピクセルキャパシタに
接続されていてチャージされるとピクチュアを表示する
ようにされており、該システムは、X群Y列の内部デー
タ線およびピクセルキャパシタの全てに対するY本のビ
デオデータ入力信号線を第1の固定時間t内に逐次デマ
ルチプレクスし、X群Y列の各々に対しては第2の固定
時間だけ逐次デマルチプレクスして全内部データ線およ
びセレクトされたピクセルを入力ビデオデータ電圧レベ
ルへディスチャージさせX群の最後のセレクトされたピ
クセルキャパシタが入力ビデオデータ電圧レベルへ安定
化するのに充分な時間を持つことができるようにする第
3の固定時間が得られるようにする第1の回路と、第4
の固定時間中にローn−1内の全ピクセルキャパシタを
絶縁する第2の回路と、第5の固定時間中ににローn内
の全内部データ線およびピクセルキャパシタを第1の電
圧レベルへプリチャージする第3の回路であって、ピク
セルの連続する各ローは第1の電圧レベルへ逐次チャー
ジされ次に表示された時間だけデマルチプレクスされた
データ信号により入力ビデオデータ電圧レベルへ変えら
れかつ各連続ローn−1内のピクセルが絶縁されてディ
スプレイピクチュアを形成する前記第3の回路、を具備
するシステム。 - 【請求項15】 逐次走査されるZ行内のX群のY列線
内の複数個のピクセルキャパシタに多重化ビデオデータ
信号が接続されている入力ビデオデータ線を有するLC
Dディスプレイの動作改善回路において、該回路は、ロ
ーn内の全データ線およびピクセルキャパシタを第1の
固定時間だけ第1の所定電圧レベルへプリチャージする
第1の回路手段と、走査されたローn内のX群のピクセ
ルキャパシタへのビデオデータ入力信号を後続する第2
の固定時間内にデマルチプレクスして走査されたロー内
のX群の各々のピクセルキャパシタの第1の所定電圧レ
ベルが入力ビデオデータ電圧レベルへ変えられてZロー
の逐次走査時にビデオディスプレイが形成される第2の
回路手段、を具備する回路。 - 【請求項16】 請求項15記載の回路において、さら
に第3の固定時間中にZローを逐次走査してローn−1
内の全ピクセルキャパシタを絶縁しその後第1の固定時
間中にローn内の全ピクセルキャパシタをプリチャージ
する第3の回路手段を含む回路。 - 【請求項17】 請求項16記載の回路において、第2
の回路手段は所与ローn内のX群のピクセルキャパシタ
の全てに対するビデオ入力信号を第2の時間t内にデマ
ルチプレクスして各ピクセルキャパシタの電圧を第2の
入力ビデオデータ電圧レベルに変え、第1の回路手段は
全データ線およびセレクトされたローn内の各ピクセル
キャパシタを第1の固定時間内にプリチャージして各ピ
クセルキャパシタを第1の所定電圧レベルへプリチャー
ジし、第3の回路手段はローn−1内の全ピクセルキャ
パシタを第3の固定時間内に分離することによりローn
−1をディセレクトする回路。 - 【請求項18】 請求項17記載の回路において、第2
の回路手段はX群の各ピクセルキャパシタへのビデオデ
ータ入力信号をt/X時間内にデマルチプレクスしその
後付加時間を得てローnがローn−1としてディセレク
トされる前にX群内の各ピクセルキャパシタがその入力
ビデオデータ電圧レベルへ安定化するのに充分な時間を
持つようにする回路。 - 【請求項19】 電気光学材層により分離され少くとも
第1の基板がガラスである対向する第1および第2の基
板を有しかつXローYコラムのX群の第1の基板上に堆
積されてチャージされた時にピクチュアを発生する複数
個のピクセルキャパシタを有するLCDディスプレイの
データドライブ線数低減方法において、該方法は次のス
テップ、すなわち、(a)X群Yコラムの全ピクセルキ
ャパシタに対するY本のビデオデータ入力線を固定時間
t内に逐次マルチプレクスし、X群Yコラムの各々に対
しては第1の固定時間だけ逐次マルチプレクスして各デ
ータ線および関連するセレクトされたピクセルが予め選
定された電圧レベルを受信してX群の最後のセレクトさ
れたピクセルキャパシタが所定電圧レベルに安定化する
ための充分な時間を持つことができるようにするさらに
第2の固定時間が得られるようにし、(b)第1の固定
時間よりも大きい第3の固定時間中にローn−1内の全
ピクセルキャパシタを分離し、(c)第1の固定時間よ
りも小さい第4の固定時間中にローn内の全ピクセルキ
ャパシタを所定の第1電圧レベルにプリチャージし、
(d)Zローの各々についてステップ(a)〜(c)を
逐次繰り返してディスプレイピクチュアを形成する、こ
とからなる方法。 - 【請求項20】 電気光学材により分離され少くとも第
1の基板がガラスである対向する第1および第2の基板
を有するLCDディスプレイの形成方法において、該方
法は次のステップ、すなわち、第1の基板上にY本のビ
デオデータ入力線を堆積し、第1の基板上にZローのY
個のスイッチングエレメントのX群を堆積し、全スイッ
チングエレメントに対する共通電極を第2の基板上に形
成し、第1の基板上にロードライブ線を堆積してロード
ライブ線を逐次Zローのスイッチングエレメントのセレ
クトされたエレメントに接続して各ローのスイッチング
エレメントを活性化させ、第1の基板上にX群Y個のデ
マルチプレクシングエレメントを堆積し、X群Y個のデ
マルチプレクシング素子をX群Y個のスイッチング素子
およびY本のビデオデータ入力線に接続してY本のビデ
オデータ入力線が逐次連続的にX群Y個のスイッチング
素子の各々に接続されて入力線上のビデオデータにより
ビデオピクチュアを形成する、ことからなる方法。 - 【請求項21】 電気光学材料層により分離され少くと
も一方がガラスである対向する第1および第2の基板を
有するLCDディスプレイを駆動するピクセルプリチャ
ージ回路の形成方法において、該方法は次のステップ、
すなわち、各々がディスプレイエレメントを形成するス
イッチングトランジスタおよびピクセルキャパシタを含
む複数個のスイッチング素子を第1の基板上にZローY
コラムのX群として堆積し、ピクセルキャパシタ用共通
電極を第2の基板上に形成し、第1の基板上にY本のビ
デオデータ入力線を形成し、スイッチング素子に接続さ
れて所与のローを逐次セレクトし逐次セレクトされる各
ロー1〜Z内のスイッチング素子を活性化させるロード
ライブ回路を第1の基板上に堆積し、Y本のビデオデー
タ入力線を各ロー1〜Z内のX群Yコラムのスイッチン
グ素子に逐次接続するX群のデマルチプレクシング回路
を第1の基板上に堆積し、セレクトされたX群内のY個
のスイッチング素子の中の対応する素子に接続されるY
個のプリチャージ素子を第1の基板上に堆積してセレク
トされたロー1〜Z内の各ピクセルキャパシタを第1の
所定電圧へプリチャージしてY本の入力ビデオデータ線
上のビデオデータ電圧レベルによりセレクトされた各ピ
クセルキャパシタの電圧が入力ビデオデータ電圧レベル
に変化して各ローのセレクト時にビデオディスプレイピ
クチュアが形成される、ことからなる方法。 - 【請求項22】 電気光学材膜により分離され少くとも
一方がガラスである対向する第1および第2の基板から
なるLCDディスプレイへの入力線低減方法において、
該方法は次のステップ、すなわち、X群Yコラムのスイ
ッチング素子を第1の基板上にZローに堆積して所定の
電圧レベル(V+)および入力ビデオデータ電圧レベル
間で充放電を行いLCDディスプレイ像を生成し、Yコ
ラムのビデオデータ入力線を第1の基板上に堆積し、 デマルチプレクシング回路を第1の基板上に堆積してY
コラムのビデオデータ入力線をX群の各々のYコラムス
イッチング素子の中の対応する素子に逐次接続し、コン
トロール手段をデマルチプレクシング回路に接続してY
コラムのビデオデータ入力線を固定時間tにわたってX
群のスイッチング素子に逐次接続できるようにし、ビデ
オデータ線は第1の時間t/XだけX群の各々に逐次接
続されて最終群Xのスイッチング素子が所定の電圧レベ
ル(V+)から入力ビデオデータ電圧レベルへ安定化す
るための付加時間が得られる、ことからなる方法。 - 【請求項23】 少くとも第1の基板がガラスであり電
気光学材層で分離された第1および第2の対向基板を有
し、かつ複数個のピクセルキャパシタが第1の基板上に
X群のYコラムZローとして堆積されていてYデータ入
力線上で多重化されたデータ信号によりチャージされる
とディスプレイピクチュアを発生するLCDディスプレ
イのデータドライブ線数低減方法において、該方法は次
のステップ、すなわち、第1の時間中第1の回路により
ローn−1内の全キャパシタを分離し、第2の時間中に
第2の回路によりローn内の全ピクセルキャパシタを所
定電圧へプリチャージし、X群Yコラムの全ピクセルキ
ャパシタに対するY個のビデオデータ入力信号を第3の
固定時間t内に、またX群Yコラムの個々のピクセルキ
ャパシタに対しては第4の固定時間t/Xだけ第3の回
路により逐次デマルチプレクスしてセレクトされたピク
セルキャパシタの所定のプリチャージ電圧を所定のビデ
オデータ信号電圧レベルに変えさらにX群の最後のセレ
クトされたピクセルキャパシタがビデオデータ電圧レベ
ルへ安定化するのに充分な時間を持つことができるよう
にするためにさらに第5の時間を与え、ピクセルの各連
続ローnは逐次繰返しチャージされ、その所定のプリチ
ャージ電圧はデマルチプレクスされたビデオデータ信号
によりビデオデータ電圧へ変化され各連続ローn−1内
で分離されてディスプレイピクチュアが形成される、こ
とからなる方法。 - 【請求項24】 逐次走査されるZローのX群Yコラム
線内の複数個のピクセルキャパシタへデマルチプレクス
された線上に多重化入力ビデオデータを有するLCDデ
ィスプレイの動作改良方法において、該方法は次のステ
ップ、すなわち、ローn内の全コラム線およびピクセル
キャパシタを第1の回路手段によりある時間所定のプリ
チャージ電圧レベルへプリチャージした後で入力信号を
X群へデマルチプレクスし、第2の回路手段により入力
ビデオデータ信号を走査されるロー内のX群のピクセル
キャパシタへデマルチプレクスしてZローが逐次走査さ
れる時にセレクトされたロー内のX群の各々の各ピクセ
ルキャパシタのプリチャージ電圧レベルが入力ビデオデ
ータ電圧レベルへ変化してビデオディスプレイが形成さ
れる、ことからなる方法。 - 【請求項25】 請求項24記載の方法において、さら
に第3の回路手段によりZローを逐次走査してローn−
1内の全ピクセルキャパシタを分離しその後でローn内
の全ピクセルキャパシタをプリチャージするステップを
含む方法。
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