JPH11327518A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH11327518A
JPH11327518A JP10241393A JP24139398A JPH11327518A JP H11327518 A JPH11327518 A JP H11327518A JP 10241393 A JP10241393 A JP 10241393A JP 24139398 A JP24139398 A JP 24139398A JP H11327518 A JPH11327518 A JP H11327518A
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JP
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liquid crystal
crystal display
signal
display device
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English (en)
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Masumitsu Ino
益充 猪野
Toshiichi Maekawa
敏一 前川
Yoshiharu Nakajima
義晴 仲島
Hiroaki Ichikawa
弘明 市川
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Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドット反転駆動用の汎用ドライバＩＣへの時
分割駆動の適用を考えた場合に、ドット反転駆動用ドラ
イバＩＣの出力信号の極性が奇数、偶数ごとに逆極性で
あることから、時分割駆動を行うとドット反転駆動がで
きない状態が発生する場合がある。 【解決手段】 ドット反転駆動を用いた液晶表示装置に
おいて、ドライバＩＣ１４の出力ピン数の削減が可能な
時分割駆動を適用する場合に、時分割数を奇数、好まし
くは３のｎ乗（ｎは自然数）に設定し、ドライバＩＣ１
４から出力される時系列の信号（ドット反転信号）を時
分割スイッチ１６によって時分割して信号ライン１２-
1，１２-2，１２-3，……に供給することによって完全
なドット反転駆動を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置（Ｌ
ＣＤ；Liquid Crystal Display）に関し、特に時分割駆
動を用いるアクティブマトリクス型液晶表示装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】パーソナルコンピュータやワードプロセ
ッサなどに用いられている液晶表示装置は、アクティブ
マトリクス型が主力となっている。このアクティブマト
リクス型液晶表示装置は、応答速度や画像品質の面で優
れており、近年のカラー化に最適な表示装置となってき
ている。この種の表示装置において、液晶表示パネルの
各画素には、トランジスタあるいはダイオードなどの非
線形な素子が用いられている。具体的には、ガラス基板
等の透明絶縁基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；thin
film transistor）を形成した構造となっている。
【０００３】また、アクティブマトリクス型液晶表示装
置では、その駆動方法として、隣接するドット（画素）
に印加する電圧の極性を反転させるいわゆるドット反転
駆動法が画質向上に良好とされている。その理由は次の
通りである。すなわち、隣接のドットに印加する電圧を
逆極性にすることにより、信号ラインとゲートラインの
クロス容量に起因する信号ラインからの飛び込み電位が
キャンセルされることになる。これにより、画素電位が
安定して入力されるようになり、液晶表示時のフリッカ
ーが軽減される。
【０００４】一方、ドット反転駆動を行わない場合に
は、ゲートラインの接地レベルが変動してしまう状態で
は、薄膜トランジスタのゲートスイッチがオフ状態を確
定できなくなるために、保持された画素電位が放電され
てしまう。そのため、画素の透過率が低下し、画素のコ
ントラストがとれなくなる。また、信号ラインからの飛
び込み電位が同じ極性となることから、１ラインごとの
画素のコントラストが目立つことになり、同じ階調の表
示を行ったとしても、ラインごとに違った表示が行われ
るようになる。
【０００５】これらの不具合を解消できることから、ド
ット反転駆動法は、画質向上を図る上で、液晶表示装置
に有効な駆動法である。
【０００６】ところで、液晶表示パネルを駆動する外部
のドライバＩＣの出力と液晶表示パネルの信号ラインと
は、通常、１対１の対応関係にある。すなわち、ドライ
バＩＣの各出力はそのまま対応する信号ラインに与えら
れる。これに対して、ドライバＩＣの小型化を図るため
に、ドライバＩＣの出力ピン（出力端子）の数の削減を
可能とする液晶表示パネルの駆動方法として、いわゆる
時分割駆動法が知られている。
【０００７】この時分割駆動法は、複数本の信号ライン
を１単位（ブロック）とし、この１分割ブロック内の複
数本の信号ラインに与える信号を時系列でドライバＩＣ
から出力する一方、液晶表示パネルには複数本の信号ラ
インを１単位として時分割スイッチを設け、これら時分
割スイッチにてドライバＩＣから出力される時系列の信
号を時分割して複数本の信号ラインに順次与える駆動方
法である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ドット
反転駆動用の汎用ドライバＩＣへの時分割駆動の適用を
考えた場合に、ドット反転駆動用ドライバＩＣの出力信
号の極性が奇数、偶数ごとに逆極性であることから、時
分割駆動を行うとドット反転駆動ができない状態が発生
する場合がある。このことについて、例えば２時分割駆
動の場合を例に採って以下に説明する。
【０００９】２時分割駆動の一例としては、図１７に示
すように、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色に関係な
く、順に隣り合う２本の信号ライン７１-1と７１-2，７
１-3と７１-4，……を１単位（ブロック）とし、これら
信号ラインの各々に接続された時分割スイッチ７２-1と
７２-2，７２-3と７２-4，……にて、図示せぬドライバ
ＩＣから出力ライン７３-1，７３-2，……を介して供給
される時系列の信号を時分割して各信号ライン７１-1と
７１-2，７１-3と７１-4，……に順次与える構成が考え
られる。
【００１０】かかる構成の２時分割駆動の場合には、ド
ライバＩＣの出力端子の奇数、偶数で極性の反転した信
号電圧が、実際の画素の奇数配列と偶数配列に分配さ
れ、かつ各ラインごとにその極性が反転することから、
信号電圧の書き込み状態を示す図１８から明らかなよう
に、１ラインの隣接画素での印加電圧の極性の反転、即
ちドット反転が全画素エリアに亘って達成できないこと
になる。
【００１１】なお、図１８において、横方向は走査順、
縦方向は時分割スイッチの動作順をそれぞれ示し、また
Ｈは高電圧、Ｌは低電圧の書き込み状態をそれぞれ示し
ている。
【００１２】また、２時分割駆動の他の例としては、図
１９に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色ごとに隣り合う２
本の信号ライン８１-1と８１-4，８１-2と８１-5，８１
-3と８１-6，……を１単位（ブロック）とし、これら信
号ラインの各々に接続された時分割スイッチ８２-1と８
２-4，８２-2と８２-5，８２-3と８２-6，……にて、図
示せぬドライバＩＣから出力ライン８３-1，８３-2，…
…を介して供給される時系列の信号を時分割して各信号
ライン８１-1と８１-4，８１-2と８１-5，８１-3と８１
-6，……に順次与える構成が考えられる。
【００１３】かかる構成の２時分割駆動の場合には、ド
ライバＩＣの出力端子の奇数、偶数で極性の反転した信
号電圧が、実際の画素の奇数配列と偶数配列に分配さ
れ、かつ各ラインごとにその極性が反転することから、
信号電圧の書き込み状態を示す図２０から明らかなよう
に、１ラインの各分割ブロックの境界部分でドット反転
が達成できないことになる。そして、その分割ブロック
の境界部分ではドット反転の定義から外れることから、
画素電位のゆれが発生して縦線として表示されてしまう
ことになる。
【００１４】なお、図２０において、横方向は走査順、
縦方向は時分割スイッチの動作順をそれぞれ示し、また
Ｈは高電圧、Ｌは低電圧の書き込み状態をそれぞれ示し
ている。
【００１５】つまり、分割数が偶数の状態では、図１８
および図２０において、分割ブロック内で最初に書き込
む信号電圧Ａの極性は、最後に書き込む信号電圧Ｂの極
性と反対の極性となる。そして、ドライバＩＣから供給
される信号電圧が奇数ドットと偶数ドットで逆の極性と
なっていることから、前の分割ブロックの最後に書き込
む信号電圧Ｂ１，Ｂ２，……と、次の分割ブロックの最
初に書き込む信号電圧Ａ２，Ａ３，……とは同じ極性と
なってしまう。
【００１６】したがって、２時分割駆動の前者の例の場
合には、全画素エリアに亘ってドット反転駆動が行え
ず、また後者の例の場合には、分割ブロックの境界部分
でドット反転駆動が行えないという状態が発生し、画質
の低下を招くことになる。ただし、色信号のローテーシ
ョンを行えば極性を反転することは可能であるが、後で
も述べるように、データの並び替えのための処理が複雑
となり、処理回路の増大を招くことになる。
【００１７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、画質の低下を招くこ
となく時分割駆動の実現を可能とした液晶表示装置を提
供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明による液晶表示装
置は、マトリクス状に配線された複数行分のゲートライ
ンと複数列分の信号ラインとの交差点に複数個の画素が
２次元配置されてなる表示部と、所定の時分割数に対応
した時系列の信号を出力するドライバ回路と、このドラ
イバ回路から出力される時系列の信号を時分割して複数
列分の信号ラインのうちの対応する信号ラインに供給す
る時分割スイッチとを備え、この時分割スイッチによる
時分割の数を奇数に設定した構成となっている。
【００１９】上記構成の液晶表示装置において、ドライ
バ回路からは、時分割駆動を実現するために、時分割数
に対応した時系列の信号が出力される。また、この時系
列の信号は、例えばドット反転駆動の場合には、交互に
極性が異なる信号（ドット反転信号）となっている。そ
して、この時系列の信号を時分割スイッチにおいて、奇
数の時分割数で時分割して対応する信号ラインに供給す
ることで、１ラインの隣接画素に対する印加電圧が同極
性となることはなく、全画素エリアに亘ってドット反転
駆動が行われる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第
１実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置
における液晶表示部の配線図である。
【００２１】この第１実施形態に係るアクティブマトリ
クス型液晶表示装置は、複数行分のゲートライン１１-
1，１１-2，１１-3，……と複数列分の信号ライン１２-
1，１２-2，１２-3，……とが、液晶の表面にマトリク
ス状に配線され、その液晶の裏面側にバックライトが配
置された構造となっている。そして、ゲートライン１１
-1，１１-2，１１-3，……と信号ライン１２-1，１２-
2，１２-3，……の交差点が画素となり、液晶表示パネ
ル（表示部）１０を形成している。この画素の構成につ
いては後述する。
【００２２】複数行分のゲートライン１１-1，１１-2，
１１-3，……の各一端は、垂直駆動回路１３の対応する
行の各出力端にそれぞれ接続されている。垂直駆動回路
１３は、上記液晶表示パネルと同一の基板（ガラス基板
等の透明絶縁基板）上に配されており、ゲートライン１
１-1，１１-2，１１-3，……に順に選択パルスを与えて
各画素を行単位で選択することによって垂直走査を行
う。
【００２３】また、信号ライン１２-1，１２-2，１２-
3，……に、画像データに応じた信号電位を与えるドラ
イバＩＣ１４が、上記液晶表示パネル１０の外部回路と
して設けられている。このドライバＩＣ１４には、例え
ば８階調以上で５１２色以上の表示を可能にするデジタ
ル画像データが入力される。そして、ドライバＩＣ１４
としては、ドット反転駆動用の汎用のＩＣが用いられ
る。このドライバＩＣ１４は、ドット反転駆動を実現す
るために、奇数ドット、偶数ドットごとに電位が反転す
る信号電圧を出力する。
【００２４】ドライバＩＣ１４はさらに、時分割駆動を
実現するために、複数の信号ラインを１単位とし、これ
ら複数の信号ラインに与える信号を時系列で出力する構
成となっている。これに対応して、ドライバＩＣ１４の
出力ライン１５-1，１５-2，１５-3と信号ライン１２-
1，１２-2，１２-3，……の間には、時分割スイッチ１
６が設けられている。ドライバＩＣ１４および時分割ス
イッチ１６の各構成については後述する。
【００２５】図２は、画素の回路構成図である。同図か
ら明らかなように、各画素２０は、薄膜トランジスタ２
１、付加容量２２および液晶容量２３から構成されてい
る。薄膜トランジスタ２１は、そのゲート電極がゲート
ライン……，１１ｍ−１，１１ｍ，１１ｍ＋１，……に
接続され、そのソース電極が信号ライン（ソースライ
ン）……，１２ｎ−１，１２ｎ，１２ｎ＋１，……に接
続されている。
【００２６】この画素構造において、液晶容量２３は、
薄膜トランジスタ２１で形成される画素電極と、これに
対応して形成される対向電極との間で発生する容量を意
味する。そして、この画素電極に保持される電位は、
“Ｈ”もしくは“Ｌ”の電位で書き込まれる。ここで、
“Ｈ”は高電圧書き込み状態を示し、“Ｌ”は低電圧書
き込み状態を示す。
【００２７】液晶の駆動に際しては、対向電極の電位
（コモン電位ＶＣＯＭ）を例えば６ＶのＤＣ電位に設定
し、これに対して信号電圧を高電圧Ｈ、低電圧Ｌで１フ
ィールド周期にて周期的に変動させることにより、交流
駆動が実現できる。この交流駆動は、液晶分子の分極作
用を減少することができ、液晶分子の帯電もしくは電極
表面に存在する絶縁膜の帯電を防ぐことが可能となる。
【００２８】一方、画素２０では、薄膜トランジスタ２
１がオン状態となると、液晶での光の透過率が変化する
とともに、付加容量２２が充電される。この充電によ
り、薄膜トランジスタ２１がオフ状態となっても、付加
容量２２の充電電圧による液晶での光透過率状態が、次
に薄膜トランジスタ２１がオン状態となるまでの間保持
される。このような方式により、液晶表示パネル１０の
画像における画質向上が図られている。
【００２９】図３は、ドライバＩＣ１４の内部構成の一
例を示すブロック図である。図３から明らかなように、
ドライバＩＣ１４は、水平シフトレジスタ回路３１、サ
ンプリングスイッチ群３２、レベルシフタ３３、データ
ラッチ回路３４およびデジタルアナログ変換回路３５を
有し、本例では、例えば５ビットのデジタル画像データ
ｄａｔａ１〜ｄａｔａ５や電源電圧Ｖｄｄ，Ｖｓｓを水
平シフトレジスタ回路３１のシフト方向における両側か
ら取り込む構成となっている。
【００３０】上記構成のドライバＩＣ１４において、水
平シフトレジスタ回路３１は、水平走査パルスを順次出
力することによって水平走査（列走査）を行う。サンプ
リングスイッチ群３２におけるサンプリングスイッチの
各々は、水平シフトレジスタ回路３１からの水平走査パ
ルスに応答して、入力されるデジタル画像データｄａｔ
ａ１〜ｄａｔａ５を順次サンプリングする。
【００３１】レベルシフタ３３は、サンプリングスイッ
チ群３２でサンプリングされた例えば５Ｖのデジタルデ
ータを液晶駆動電圧のデジタルデータに昇圧する。デー
タラッチ回路３４は、レベルシフタ３３で昇圧されたデ
ジタルデータを１水平走査期間分蓄積するメモリであ
る。デジタルアナログ変換回路３５は、データラッチ回
路３４から出力される１水平走査期間分のデジタルデー
タをアナログ信号に変換して出力する。
【００３２】ここで、このドライバＩＣ１４からは、先
述したドット反転駆動を実現するために、出力端子の奇
数（ｏｄｄ）と偶数（ｅｖｅｎ）で極性が反転し、さら
に１Ｈ（Ｈは水平走査期間）ごとに極性が反転するドッ
ト反転信号が出力される。また、時分割駆動を実現する
ために、液晶表示パネル１０の複数本の信号ラインを１
単位（ブロック）とし、これらの信号ラインに与える信
号を時系列で各出力端子から出力する。
【００３３】以下に、ドット反転駆動に適用される本発
明の第１実施形態の具体例について説明する。
【００３４】図４は、時分割スイッチ１６の接続構成の
第１例を示す構成図であり、例えばＲ，Ｇ，Ｂに対応し
た３時分割駆動への適用例（その１）を示している。こ
の適用例（その１）に係る３時分割駆動の場合には、ド
ライバＩＣ１４の各出力端子からは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色
ごとに隣り合う、即ち２画素おきの３画素分の信号が時
系列で出力ライン１５-1，１５-2，１５-3，……を介し
て出力される。
【００３５】具体的には、図６のタイミングチャートに
示すように、ドライバＩＣ１４の信号出力として、ｏｄ
ｄ出力端子から出力ライン１５-1にはＲ１，Ｒ２，Ｒ３
の各画素の信号が、ｅｖｅｎ出力端子から出力ライン１
５-2にはＧ１，Ｇ２，Ｇ３の各画素の信号が、ｏｄｄ出
力端子から出力ライン１５-3にはＢ１，Ｂ２，Ｂ３の各
画素の信号が、……という具合に出力される。
【００３６】これに対して、出力ライン１５-1と３本の
信号ライン１２-1，１２-4，１２-7の間に時分割スイッ
チ１６-1，１６-4，１６-7が、出力ライン１５-2と３本
の信号ライン１２-2，１２-5，１２-8の間に時分割スイ
ッチ１６-2，１６-5，１６-8が、出力ライン１５-3と３
本の信号ライン１２-3，１２-6，１２-9の間に時分割ス
イッチ１６-3，１６-6，１６-9が、……という具合に設
けられている。
【００３７】これらの時分割スイッチ１６-1，１６-4，
１６-7、１６-2，１６-5，１６-8、１６-3，１６-6，１
６-9、……は、画素スイッチ（トランジスタ）や垂直駆
動回路１３を構成するトランジスタなどと共に、例えば
図７（ａ）に示すボトムゲート構造あるいは同図（ｂ）
に示すトップゲート構造の多結晶ＴＦＴ（薄膜トランジ
スタ）によって液晶表示パネル１０内に形成される。
【００３８】図７（ａ）に示すボトムゲート構造の薄膜
トランジスタでは、ガラス基板４１の上にゲート電極４
２が形成され、その上にゲート絶縁膜４３を介してポリ
シリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）層４４が形成され、さらに
その上に層間絶縁膜４５が形成されている。また、ゲー
ト電極４２の側方のゲート絶縁膜４３上には、Ｎ+ 拡散
層からなるソース領域４６およびドレイン領域４７が形
成され、これらの領域４６，４７にはソース電極４８お
よびドレイン電極４９がそれぞれ接続されている。
【００３９】図７（ｂ）に示すトップゲート構造の薄膜
トランジスタでは、ガラス基板５１の上にポリシリコン
層５２が形成され、その上にゲート絶縁膜５３を介して
ゲート電極５４が形成され、さらにその上に層間絶縁膜
５５が形成されている。また、ポリシリコン層５２の側
方のガラス基板５１上には、Ｎ+ 拡散層からなるソース
領域５６およびドレイン領域５７が形成され、これらの
領域５６，５７にはソース電極５８およびドレイン電極
５９がそれぞれ接続されている。
【００４０】これらの時分割スイッチ１６-1，１６-4，
１６-7、１６-2，１６-5，１６-8、１６-3，１６-6，１
６-9、……は、外部から与えられるゲート選択信号ｓ
１，ｓ２，ｓ３（図６のタイミングチャートを参照）に
応答して順次オン状態となることにより、ドライバＩＣ
１４から出力ライン１５-1，１５-2，１５-3，……に出
力される時系列の信号を、１水平走査期間に３時分割し
て対応する信号ラインに供給する。
【００４１】このようにして、例えば８階調以上でかつ
５１２色以上の表示を可能にする信号電位が、ドライバ
ＩＣ１４から出力ライン１５-1，１５-2，１５-3，……
および時分割スイッチ１６-1，１６-2，１６-3，……を
介して信号ライン１２-1，１２-2，１２-3，……に入力
される。この場合、外部のドライバＩＣ１４から出力さ
れる時系列の信号は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各々、この順番で時分
割スイッチ１６-1，１６-2，１６-3，……に供給され
る。
【００４２】このとき、時分割数は奇数、特に３のｎ乗
（ｎは自然数）、即ち３の倍数が好ましい。その理由
は、１画素がＲ，Ｇ，Ｂ３ドットで構成されていること
から、外部のドライバＩＣ１４からの奇数、偶数の反転
出力において、画素のＲ１，Ｒ２，Ｒ３出力が奇数出力
と偶数出力に対応することができるためである。当然の
ことながら、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３とＢ１，Ｂ２，Ｂ３もこ
れに準ずる。
【００４３】また、上述したことから明かなように、ド
ライバＩＣ１４の各出力端子から各出力ライン１５-1，
１５-2，１５-3，……へは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号が同期
した形で出力されることになる。したがって、外部のド
ライバＩＣ１４より出力される信号電位に関しては、信
号のローテーションする必要がなく、また複雑なデータ
の並び替えを検討することなく、連続的にデータの並び
替えを行うことができるため、データの並び替えのため
のメモリ制御を簡便にすることができる。
【００４４】ここに、信号のローテーションとは、Ｒ，
Ｇ，Ｂの各信号が同期した形で出力されるのではなく、
ある出力端子はＲから始まり、Ｇ，Ｂの順番となり、他
の出力端子はＧから始まり、Ｂ，Ｒの順番となり、さら
に他の出力端子はＢから始まり、Ｒ，Ｇの順番となるこ
とを言う。これを可能にするためには、事前に色信号デ
ータをドライバＩＣ１４に取り込む前にデータの並び替
えを行い、バッファメモリに蓄積させる処理が必要とな
る。
【００４５】上述したように、ドライバＩＣ１４の出力
端子の奇数、偶数で極性の反転した信号電圧が、実際の
画素の奇数配列と偶数配列に分配され、かつ各ラインご
とにその極性が反転することになるが、３時分割駆動の
場合には、時分割数が奇数であることから、図５から明
らかなように、前の分割ブロックの最後に書き込む信号
電圧Ｂ１，Ｂ２，……と、次の分割ブロックの最初に書
き込む信号電圧Ａ２，Ａ３，……とは異なる極性とな
る。すなわち、全画素エリアに亘ってドット反転駆動が
行われる。
【００４６】なお、図５は、図４に示す３時分割駆動の
場合の信号電圧の各画素への書き込み状態を示してい
る。同図において、横方向は走査順、縦方向は時分割ス
イッチの動作順をそれぞれ示し、またＨは高電圧、Ｌは
低電圧の書き込み状態をそれぞれ示している。
【００４７】図８は、時分割スイッチ１６の接続構成の
第２例を示す構成図であり、例えばＲ，Ｇ，Ｂに対応し
た３時分割駆動への適用例（その２）を示している。こ
の適用例（その２）に係る３時分割駆動の場合には、ド
ライバＩＣ１４の各出力端子からは、Ｒ，Ｇ，Ｂの３画
素分の信号電位が順に時系列で出力ライン１５-1，１５
-2，１５-3，……を介して出力される。
【００４８】具体的には、図１０のタイミングチャート
に示すように、ドライバＩＣ１４の信号出力として、ｏ
ｄｄ端子から出力ライン１５-1にはＲ１，Ｇ１，Ｂ１の
各画素の信号が、ｅｖｅｎ端子から出力ライン１５-2に
はＲ２，Ｇ２，Ｂ２の各画素の信号が、ｏｄｄ端子から
出力ライン１５-3にはＲ３，Ｇ３，Ｂ３の各画素の信号
が、……という具合に出力される。
【００４９】これに対して、出力ライン１５-1と３本の
信号ライン１２-1，１２-2，１２-3の間に時分割スイッ
チ１６-1，１６-2，１６-3が、出力ライン１５-2と３本
の信号ライン１２-4，１２-5，１２-6の間に時分割スイ
ッチ１６-4，１６-5，１６-6が、出力ライン１５-3と３
本の信号ライン１２-7，１２-8，１２-9の間に時分割ス
イッチ１６-7，１６-8，１６-9が、……という具合に設
けられている。
【００５０】これらの時分割スイッチ１６-1，１６-2，
１６-3、１６-4，１６-5，１６-6、１６-7，１６-8，１
６-9、……も、先の適用例の場合と同様に、図７（ａ）
又は（ｂ）に示すゲート構造の多結晶ＴＦＴによって液
晶表示パネル１０内に形成され、外部から与えられるゲ
ート選択信号ｓ１，ｓ２，ｓ３（図１０のタイミングチ
ャートを参照）に応答して順次オン状態となることによ
り、ドライバＩＣ１４から出力ライン１５-1，１５-2，
１５-3，……に出力される時系列の信号を、１水平走査
期間に３時分割して対応する信号ラインに供給する。
【００５１】上述した３時分割駆動の場合にも、時分割
数が奇数であることから、図９から明らかなように、前
の分割ブロックの最後に書き込む信号電圧Ｂ１，Ｂ２，
……と、次の分割ブロックの最初に書き込む信号電圧Ａ
２，Ａ３，……とは異なる極性となる。すなわち、全画
素エリアに亘ってドット反転駆動が行われる。また、図
１０から明かなように、Ｒの出力が終了後、Ｇの出力が
発生し、さらにＢの出力が発生するため、先の適用例の
場合と同様に、外部のドライバＩＣ１４より出力される
信号電位に関しては、信号のローテーションする必要が
なく、また複雑なデータの並び替えも不必要となる。
【００５２】なお、図９は、図８に示す３時分割駆動の
場合の信号電圧の各画素への書き込み状態を示してい
る。同図において、横方向は走査順、縦方向は時分割ス
イッチの動作順をそれぞれ示し、またＨは高電圧、Ｌは
低電圧の書き込み状態をそれぞれ示している。
【００５３】以上のように、ドット反転駆動を用いたア
クティブマトリクス型液晶表示装置において、時分割駆
動を適用した場合であっても完全なドット反転駆動を行
えるようにしたことにより、今後、ＳＸＧＡ（super Ｘ
ＧＡ）やＵＸＧＡ（ultra ＸＧＡ）の如く表示画素が増
加する傾向にある表示方式に対して、液晶表示装置の水
平駆動回路とその出力ＩＣの数を増加させることなく、
反対に数を減少させることができる。そして、ドット反
転の表示を可能にした状態で、良質な画質を安定して供
給しつつ、液晶表示モジュールとしてコンパクト化が図
れるとともに、安価な液晶表示パネルでカラー表示の多
色化を実現することが可能となる。
【００５４】以上説明した各適用例では、時分割数を３
に設定した場合を例に採って説明したが、３時分割に限
られるものではなく、９時分割、２７時分割のように、
３のｎ乗（ｎは自然数）に設定することで、ドライバＩ
Ｃ１４の奇数端子、偶数端子から出力される反転信号
が、各々の時分割時に画素配列に対応した反転信号に同
期できる。
【００５５】図１１に９時分割駆動に適用した場合の構
成を、図１２に９時分割駆動の場合の信号電圧の各画素
への書き込み状態をそれぞれ示す。この９時分割駆動の
場合にも、時分割数が奇数であることから、図１２から
明かなように、前の分割ブロックの最後に書き込む信号
電圧Ｂ１，Ｂ２，……と、次の分割ブロックの最初に書
き込む信号電圧Ａ２，Ａ３，……とは異なる極性とな
り、全画素エリアに亘ってドット反転駆動が行われるこ
とがわかる。
【００５６】また、時分割数を３のｎ乗に設定すること
で、Ｒ，Ｇ，Ｂを単位として各画素の信号を扱うことが
できることから、信号処理が簡単となるため、信号処理
系におけるメモリのデータ量を少なくできるという利点
もある。ただし、本発明は、３のｎ乗の時分割数に限定
されるものではなく、時分割数を奇数に設定することに
より、ドット反転を全画素エリアに亘って実現できる。
【００５７】図１３に例えば５時分割駆動に適用した場
合の構成を、図１４に５時分割駆動の場合の信号電圧の
各画素への書き込み状態をそれぞれ示す。この５時分割
駆動の場合にも、時分割数が奇数であることから、図１
４から明かなように、前の分割ブロックの最後に書き込
む信号電圧Ｂ１，Ｂ２，……と、次の分割ブロックの最
初に書き込む信号電圧Ａ２，Ａ３，……とは異なる極性
となり、全画素エリアに亘ってドット反転駆動が行われ
ることがわかる。
【００５８】なお、上述した第１実施形態においては、
ドット反転駆動を前提とし、完全なドット反転駆動を実
現するために、時分割数を奇数、特に３のｎ乗に設定す
るとしたが、ドット反転駆動に限らず、コモン（ＶＣＯ
Ｍ）反転駆動又は１Ｈ反転駆動においても、Ｒ，Ｇ，Ｂ
に対応した３時分割駆動とすることにより、画質の低下
を招くことなく時分割駆動を実現できるという利点があ
る。
【００５９】ここで、コモン（ＶＣＯＭ）反転駆動と
は、各画素の対向電極に共通に印加するコモン電圧ＶＣ
ＯＭを１Ｈごとに交流反転させる駆動法である。また、
１Ｈ反転駆動とは、各画素に与える画像データの極性を
コモン電圧ＶＣＯＭに対して１Ｈごとに反転させる駆動
法である。
【００６０】以下に、コモン（ＶＣＯＭ）反転駆動に適
用される本発明の第２実施形態について説明する。
【００６１】図１５は、本発明の第２実施形態に係るア
クティブマトリクス型カラー液晶表示装置を示す概略構
成図である。この第２実施形態に係るアクティブマトリ
クス型液晶表示装置の構成は、基本的には、第１実施形
態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成と
同じである。
【００６２】カラー液晶表示パネル６０の有効画面領域
において、ゲートライン……，６１ｍ，……とＲ，Ｇ，
Ｂの信号ライン……，６２Ｒｎ，６２Ｇｎ，６２Ｂｎ，
……との交差点に配されたＲ，Ｇ，Ｂの３ドットから１
つの画素が構成されている。これら画素の対向電極に
は、Ｃｓライン……，６３ｍ，……を介してコモン電圧
発生回路６４から、例えば１Ｈごとに交流反転するコモ
ン電圧ＶＣＯＭが印加される。これにより、コモン（Ｖ
ＣＯＭ）反転駆動が実現される。
【００６３】ゲートライン……，６１ｍ，……の各一端
は、垂直駆動回路６５の対応する行の各出力端に接続さ
れている。垂直駆動回路６５は、カラー液晶表示パネル
６０と同一の基板（ガラス基板等の透明絶縁基板）上に
配されており、ゲートライン……，６１ｍ，……に順に
選択パルスを与えて各画素を行単位で選択することによ
って垂直走査を行う。
【００６４】カラー液晶表示パネル６０と同一の基板上
にはさらに、信号ライン……，６２Ｒｎ，６２Ｇｎ，６
２Ｂｎ，……の各々に対応してアナログスイッチ……，
６６Ｒｎ，６６Ｇｎ，６６Ｂｎ，……が形成されてい
る。これらアナログスイッチ……，６６Ｒｎ，６６Ｇ
ｎ，６６Ｂｎ，……も、第１実施形態の場合と同様に、
図７（ａ）又は（ｂ）に示すゲート構造の多結晶ＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）によって形成される。
【００６５】そして、アナログスイッチ……，６６Ｒ
ｎ，６６Ｇｎ，６６Ｂｎ，……の各一端は信号ライン…
…，６２Ｒｎ，６２Ｇｎ，６２Ｂｎ，……の各々に接続
され、各他端はＲ，Ｇ，Ｂを一組とし、各組ごとに共通
に接続されている。すなわち、アナログスイッチ６６Ｒ
ｎ，６６Ｇｎ，６６Ｂｎが組をなして各他端が共通に接
続され、アナログスイッチ６６Ｒｎ＋１，６６Ｇｎ＋
１，６６Ｂｎ＋１が組をなして各他端が共通に接続さ
れ、……という具合に各他端が各組ごとに共通に接続さ
れている。
【００６６】これらアナログスイッチ……，６６Ｒｎ，
６６Ｇｎ，６６Ｂｎ，……は、各組ごとの共通接続点が
ドライバＩＣ６７の各対応する出力端に接続され、スイ
ッチ制御回路６８から出力されるスイッチ制御パルスＳ
Ｌ１，ＳＬ２，ＳＬ３によってＲ，Ｇ，Ｂの順に順次オ
ン（閉）／オフ（開）制御されることにより、ドライバ
ＩＣ６７の各出力をＲ，Ｇ，Ｂ３本の信号ライン……，
６２Ｒｎ，６２Ｇｎ，６２Ｂｎ，……に振り分ける。す
なわち、アナログスイッチ６６Ｒ，６６Ｇ，６６Ｂは、
時分割スイッチとして機能する。
【００６７】スイッチ制御回路６８については、ドライ
バＩＣ６７と共に、カラー液晶表示パネル６０の基板と
は別体の外部基板上に、単結晶シリコンチップで作成す
るようにしても良く、またカラー液晶表示パネル６０と
同一基板上に多結晶ＴＦＴで作成するようにしても良
い。
【００６８】ドライバＩＣ６７は、カラー液晶表示パネ
ル６０の各垂直画素列の３本の信号ライン６２Ｒ，６２
Ｇ，６２Ｂに対応して一組ずつ設けられた回路構成とな
っている。すなわち、例えばｎ列目の回路構成について
見ると、入力される画像データをサンプリングするサン
プリング回路６７１ｎ、このサンプリング回路６７１ｎ
でサンプリングされた画像データを保持するメモリ６７
２ｎ、このメモリ６７２ｎに保持されたデータをデジタ
ル化するＤＡコンバータ６７３ｎおよび出力回路６７４
ｎから構成されている。
【００６９】このドライバＩＣ６７において、サンプリ
ング回路６７１ｎは図３の水平シフトレジスタ回路３
１、サンプリングスイッチ群３２およびレベルシフタ３
３に相当し、メモリ６７２ｎはデータラッチ回路３４に
相当し、ＤＡコンバータ６７３ｎはデジタルアナログ変
換回路３５に相当する。なお、出力回路６７４ｎに相当
する回路部分については、図３では省略されている。
【００７０】このように、アナログスイッチ……，６２
Ｒｎ，６２Ｇｎ，６２Ｂｎ，……による３時分割駆動を
用いることにより、ドライバＩＣ６７としては、３本の
信号ライン６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂに対して一組のサン
プリング回路６７１、メモリ６７２、ＤＡコンバータ６
７３および出力回路６７４が必要なだけなので、ドライ
バＩＣ６７の小面積化、低コスト化および低消費電力化
が可能になる。
【００７１】そして、このドライバＩＣ６７は、入力さ
れる画像データを１Ｈ（１水平走査期間）ごとに順次サ
ンプリングし、垂直駆動回路６５によって垂直選択され
た行の画素に対して画像データを書き込む。なお、ドラ
イバＩＣ６７に入力される画像データは、コモン電圧Ｖ
ＣＯＭに対して１Ｈごとに極性が反転している。これに
より、１Ｈ反転駆動が実現される。
【００７２】この１Ｈ反転駆動に加え、先述したよう
に、コモン電圧発生回路６４からは１Ｈごとに交流反転
するコモン電圧ＶＣＯＭが発生されることで、コモン反
転駆動が実現される。このように、１Ｈ反転駆動に対
し、コモン反転駆動を併用することにより、コモン電圧
ＶＣＯＭも１Ｈごとに極性が反転し、交流反転駆動とな
ることから、ドライバＩＣ６７の電源電圧を下げること
ができるため、低消費電力化および低コスト化が可能と
なる。
【００７３】次に、第２実施形態に係るアクティブマト
リクス型カラー液晶表示装置の動作について、図１６の
タイミングチャートを用いて説明する。
【００７４】ドライバＩＣ６７に入力される画像データ
としては、１Ｈの間にＲ，Ｇ，Ｂの各データをシリアル
に並べられたものである。この画像データは、サンプリ
ング回路６７１で１Ｈの間に３回、Ｒ，Ｇ，Ｂの３デー
タに対してサンプリングされ（Ｏ(n））、かつメモリ６
７２に保持され（Ｐ(n））、ＤＡコンバータ６７３およ
び出力回路６７４を経由して出力されることになる（Ｑ
(n））。これらの信号は、１Ｈ期間内ではコモン電圧Ｖ
ＣＯＭに対して同じ極性のものである。
【００７５】ドライバＩＣ６７の出力（Ｑ(n））は、１
Ｈごとに極性が反転するデータであり、スイッチ制御回
路６８からのスイッチ制御パルスＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ
３によるアナログスイッチ（時分割スイッチ）６６Ｒ，
６６Ｇ，６６Ｂのオン（閉）／オフ（開）制御によっ
て、３本の信号ライン６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂに振り分
けられる（３時分割）。
【００７６】その結果、例えばｎ列目を例に採ると、
Ｒ，Ｇ，Ｂの信号ライン６２Ｒｎ，６２Ｇｎ，６２Ｂｎ
の各電位ＣＲｎ，ＣＧｎ，ＣＢｎは、図１６に示すよう
に変化し、信号ライン６２Ｒｎ，６２Ｇｎ，６２Ｂｎへ
の表示データの書き込みが行われる。信号ライン６２Ｒ
ｎ，６２Ｇｎ，６２Ｂｎに書き込まれた表示データは、
垂直駆動回路６５によって垂直走査され、選択パルスＶ
ｇによって垂直選択された行の画素に書き込まれる。
【００７７】なお、本例では、コモン電圧ＶＣＯＭの極
性が１Ｈごとに反転するコモン（ＶＣＯＭ）反転駆動に
適用した場合について説明したが、コモン電圧ＶＣＯＭ
をあるＤＣ電圧に固定することで１Ｈ反転駆動となり、
この１Ｈ反転駆動にも同様に適用可能である。
【００７８】上述したように、コモン（ＶＣＯＭ）反転
駆動又は１Ｈ反転駆動において、時分割数をＲ，Ｇ，Ｂ
に対応した３時分割としたことにより、次のような作用
効果が得られる。
【００７９】すなわち、スイッチ制御回路６８によるス
イッチ制御パルスＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３で信号ライン
６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂに書き込まれた電位は、アナロ
グスイッチ６６Ｒ，６６Ｇ，６６Ｂが開いた後のハイイ
ンピーダンス期間に、液晶表示パネル６０内のさまざま
な容量結合の影響を受けてシフトする。そして、最終的
に画素に書き込まれる電位は、垂直駆動回路６５からの
選択パルスＶｇが立ち下がる瞬間に決定されることにな
る。
【００８０】したがって、結果として、水平走査期間の
最初に書かれた信号ラインに対応する画素の電位と最後
に書かれた信号ラインに対応する画素の電位が異なって
しまう。このため、先述した２時分割駆動などの場合
は、１つの画素がＲ，Ｇ，Ｂ一組ではないので、各色ご
との信号ラインの電位変動が一定せず、縦方向の色むら
（縦すじ）などの視覚的な問題の発生原因となる。
【００８１】これに対して、本実施形態のように、時分
割数をＲ，Ｇ，Ｂに対応した３時分割とし、時間的に異
なるタイミングで信号ラインに書き込むデータをＲ，
Ｇ，Ｂの３本にしておくことにより、各色ごとの信号ラ
インの電位変動がほぼ均一、即ちＲならばＲ、Ｇならば
Ｇ、ＢならばＢで変動し、この電位差は輝度差として現
れないため、視覚上、微妙な色あいの変化としてのみ現
れることになり、実用上の視覚的な問題は発生しなくな
る。
【００８２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アクティブマトリクス型液晶表示装置において、ドライ
バＩＣの出力ピン数の削減が可能な時分割駆動を適用す
る場合に、時分割数を奇数に設定することにより、１ラ
インの隣接ドット（画素）に極性の異なる電圧を交互に
印加することができることから、時分割駆動を適用する
場合であっても、完全なドット反転駆動を行うことがで
きるため、フリッカを低減できるとともに、各ラインご
との液晶のコントラスト差をなくすことが可能となり、
よって画質の低下を招くことなく時分割駆動を実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示
装置における液晶表示部の配線図である。
【図２】画素の回路構成図である。
【図３】ドライバＩＣの内部構成の一例を示すブロック
図である。
【図４】第１実施形態での３時分割駆動（その１）の場
合における時分割スイッチの接続構成を示す構成図であ
る。
【図５】３時分割駆動（その１）の場合の信号電圧の各
画素への書き込み状態を示す図である。
【図６】３時分割駆動（その１）の場合の各信号のタイ
ミングチャートである。
【図７】薄膜トランジスタの一例を示す断面構造図であ
り、（ａ）はボトムゲート構造の場合を、（ｂ）はトッ
プゲート構造の場合をそれぞれ示している。
【図８】第１実施形態での３時分割駆動（その２）の場
合における時分割スイッチの接続構成を示す構成図であ
る。
【図９】３時分割駆動（その２）の場合の信号電圧の各
画素への書き込み状態を示す図である。
【図１０】３時分割駆動（その２）の場合の各信号のタ
イミングチャートである。
【図１１】第１実施形態での９時分割駆動の場合におけ
る時分割スイッチの接続構成を示す構成図である。
【図１２】９時分割駆動の場合の信号電圧の各画素への
書き込み状態を示す図である。
【図１３】第１実施形態での５時分割駆動の場合におけ
る時分割スイッチの接続構成を示す構成図である。
【図１４】５時分割駆動の場合の信号電圧の各画素への
書き込み状態を示す図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係るアクティブマト
リクス型液晶表示装置を示す概略構成図である。
【図１６】第２実施形態に係るアクティブマトリクス型
液晶表示装置の動作説明のためのタイミングチャートで
ある。
【図１７】２時分割駆動（その１）の場合における時分
割スイッチの接続構成を示す構成図である。
【図１８】２時分割駆動（その１）の場合の信号電圧の
各画素への書き込み状態を示す図である。
【図１９】２時分割駆動（その２）の場合における時分
割スイッチの接続構成を示す構成図である。
【図２０】２時分割駆動（その２）の場合の信号電圧の
各画素への書き込み状態を示す図である。
【符号の説明】
１０，６０…液晶表示パネル、１１-1〜１１-3，６１ｍ
…ゲートライン、１２-1〜１２-9，５１-1〜５１-4，６
１-1〜６１-6，６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂ…信号ライン、
１３，６５…垂直駆動回路、１４，６７…ドライバＩ
Ｃ、１５-1〜１５-6，５３-1，５３-2，６３-1〜６３-3
…出力ライン、１６，１６-1〜１６-9…時分割スイッ
チ、２０…画素、２１…薄膜トランジスタ、２２…付加
容量、２３…液晶容量、６４…コモン電圧発生回路、６
６Ｒ，６６Ｇ，６６Ｂ…アナログスイッチ、６８…スイ
ッチ制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市川 弘明 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マトリクス状に配線された複数行分のゲ
    ートラインと複数列分の信号ラインとの交差点に複数個
    の画素が２次元配置されてなる表示部と、 所定の時分割数に対応した時系列の信号を出力するドラ
    イバ回路と、 前記ドライバ回路から出力される時系列の信号を時分割
    して前記複数列分の信号ラインのうちの対応する信号ラ
    インに供給する時分割スイッチとを備え、 前記時分割スイッチによる時分割の数を奇数に設定した
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 前記時分割スイッチによる時分割の数
    は、３のｎ乗（ｎは自然数）であることを特徴とする請
    求項１記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３ドッ
    トで１画素を構成する場合において、 前記時分割スイッチによる時分割の数は、Ｒ，Ｇ，Ｂに
    対応した３であることを特徴とする請求項２記載の液晶
    表示装置。
  4. 【請求項４】 前記ドライバ回路は、前記表示部が形成
    される透明絶縁基板の外部に配されたドライバＩＣであ
    ることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項５】 前記ドライバ回路は、出力端子のうち奇
    数番目と偶数番目で逆極性の信号を出力することを特徴
    とする請求項１記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 前記ドライバ回路は、１水平走査期間ご
    と逆極性の信号を出力することを特徴とする請求項１記
    載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 画素の対向電極に印加されるコモン電圧
    の極性が１水平走査期間ごとに反転することを特徴とす
    る請求項６記載の液晶表示装置。
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