KR101384959B1 - 액정 장치, 액정 장치의 구동 방법, 및 전자기기 - Google Patents

액정 장치, 액정 장치의 구동 방법, 및 전자기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정을 협지하는 1쌍의 기판 중 한쪽의 기판에, 화소 용량을 구성하는 화소 전극 및 공통 전극을 구비하는 액정 장치에 있어서, 표시 품위의 저하를 억제할 수 있는 액정 장치, 액정 장치의 구동 회로, 액정 장치의 구동 방법, 및 액정 장치를 구비하는 전자기기를 제공하는 것이다. 액정 장치(1)는 전압 VCOML 및 전압 VCOMH를 교대로 공통 전극(56)에 공급하는 제어 회로(30)와, 주사선(Y)을 선택하는 선택 전압을 복수의 주사선(Y)에 순차적으로 공급하는 주사선 구동 회로(10)와, 주사선(Y)이 선택되었을 때에, 전압 VCOML보다 전위가 높은 정극성의 화상 신호와, 전압 VCOMH보다 전위가 낮은 부극성의 화상 신호를 교대로 복수의 데이터선(X)에 공급하는 데이터선 구동 회로(20)를 구비한다.

Description

액정 장치, 액정 장치의 구동 방법, 및 전자기기{LIQUID CRYSTAL APPARATUS, DRIVING METHOD OF LIQUID CRYSTAL APPARATUS, AND ELECTRONIC EQUIPMENT}
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 장치의 블록도,
도 2는 상기 액정 장치가 구비하는 화소의 확대 평면도,
도 3은 상기 액정 장치가 구비하는 화소의 단면도,
도 4는 상기 액정 장치가 구비하는 제어 회로의 블록도,
도 5는 상기 액정 장치가 구비하는 제어 회로의 타이밍 차트,
도 6은 상기 액정 장치의 정극성 기입시의 타이밍 차트,
도 7은 상기 액정 장치의 부극성 기입시의 타이밍 차트,
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 제어 회로의 블록도,
도 9는 상기 제어 회로의 타이밍 차트,
도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 화소의 확대 평면도,
도 11은 상술한 액정 장치를 적용한 휴대 전화기의 구성을 나타내는 사시도,
도 12는 종래예에 따른 액정 장치의 정극성 기입시의 타이밍 차트,
도 13은 종래예에 따른 액정 장치의 부극성 기입시의 타이밍 차트.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1, 1A : 액정 장치 10 : 주사선 구동 회로
20 : 데이터선 구동 회로 30, 30A : 제어 회로
55 : 화소 전극 56 : 공통 전극
60 : 소자 기판(제 1 기판) 70 : 대향 기판(제 2 기판)
3000 : 휴대 전화기(전자기기) P : 단위 제어 회로
Q : 래치 회로 R : 선택 회로
X : 데이터선 Y : 주사선
Z : 공통선 ZA : 보조 공통선
본 발명은 액정 장치, 액정 장치의 구동 회로, 액정 장치의 구동 방법, 및 전자기기에 관한 것이다.
종래부터, 표시 장치로서 액정 장치가 알려져 있다. 이 액정 장치는, 예컨대, 액정 패널과, 이 액정 패널에 광을 공급하는 백 라이트를 구비한다.
액정 패널은 소자 기판과, 이 소자 기판에 대향 배치된 대향 기판과, 소자 기판과 대향 기판 사이에 마련된 액정을 구비한다.
소자 기판은 소정 간격을 두고서 교대로 마련된 복수의 주사선 및 복수의 용 량선과, 이들 복수의 주사선 및 복수의 용량선에 교차하여 소정 간격을 두고서 마련된 복수의 데이터선과, 복수의 주사선에 접속된 주사선 구동 회로와, 복수의 데이터선에 접속된 데이터선 구동 회로와, 복수의 용량선에 접속된 용량선 구동 회로를 갖는다.
각 주사선과 각 데이터선의 교차 부분에는 화소가 마련되어 있다. 화소는 화소 전극 및 공통 전극으로 이루어지는 화소 용량과, 스위칭 소자로서의 박막 트랜지스터(이후, TFT(Thin Film Transistor)라고 부름)와, 한쪽 전극이 용량선에 접속되고 다른쪽 전극이 화소 전극에 접속된 축적 용량을 구비한다. 이 화소는 매트릭스 형상으로 복수 배열되어 표시 영역을 형성한다. TFT의 게이트에는 주사선이 접속되고, TFT의 소스에는 데이터선이 접속되고, TFT의 드레인에는 화소 전극 및 축적 용량의 다른쪽 전극이 접속되어 있다.
용량선 구동 회로는 소정의 전압을 각 용량선에 공급한다.
주사선 구동 회로는 주사선을 선택하는 선택 전압을 소정의 순서로 각 주사선에 공급한다. 주사선에 선택 전압이 공급되면, 이 주사선에 접속된 TFT가 모두 온 상태로 된다.
데이터선 구동 회로는 화상 신호를 각 데이터선에 공급하고, 온 상태의 TFT를 거쳐서 상기 화상 신호에 근거하는 화상 전압을 화소 전극에 기입한다. 여기서, 데이터선 구동 회로는 공통 전극의 전압보다 전위가 높은 전압(이후, 정극성이라고 부름)의 화상 신호를 데이터선에 공급하고, 이 정극성의 화상 신호에 근거하는 화상 전압을 화소 전극에 기입하는 정극성 기입과, 공통 전극의 전압보다 전위 가 낮은 전압(이후, 부극성이라고 부름)의 화상 신호를 데이터선에 공급하고, 이 부극성의 화상 신호에 근거하는 화상 전압을 화소 전극에 기입하는 부극성 기입을 교대로 실행한다.
대향 기판은 각 화소에 대응하여, R(빨강), G(초록), B(파랑)라고 하는 컬러 필터를 갖는다.
이상의 액정 장치는 이하와 같이 동작한다.
즉, 주사선에 선택 전압을 순차적으로 공급함으로써, 소정의 주사선에 접속된 TFT를 모두 온 상태로 하여, 이 주사선에 관한 화소를 모두 선택한다. 그리고, 이들 화소의 선택에 동기하여, 데이터선에 화상 신호를 공급한다. 그렇게 하면, 선택한 모든 화소에 온 상태의 TFT를 거쳐서 화상 신호가 공급되고, 이 화상 신호에 근거하는 화상 전압이 화소 전극에 기입된다.
화소 전극에 화상 전압이 기입되면, 화소 전극과 공통 전극과의 전위차에 의해 액정에 구동 전압이 인가된다. 액정에 구동 전압이 인가되면, 액정의 배향이나 질서가 변화되어, 액정을 투과하는 백 라이트로부터의 광이 변화된다. 이 변화된 광이 컬러 필터를 투과함으로써, 계조 표시가 행해진다. 또한, 액정에 인가되는 구동 전압은, 축적 용량에 의해, 화상 전압이 기입되는 기간보다 3자리수 긴 기간에 걸쳐서 유지된다.
그런데, 이상과 같은 액정 장치는 예를 들어 휴대기기에 이용되지만, 이 휴대기기에서는 최근 소비 전력의 저감이 요청되고 있다. 그래서, 화상 전압을 화소 전극에 기입한 후에, TFT를 오프 상태로 하고 또한 용량선의 전압을 변동시킴으로 써, 소비 전력을 저감할 수 있는 액정 장치가 제안되고 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1과 같은 용량선의 전압을 변동시키는 액정 장치의 동작에 대해서 도 12, 13을 이용하여 설명한다. 도 12는 종래예에 따른 액정 장치의 정극성 기입시의 타이밍 차트이다. 도 13은 종래예에 따른 액정 장치의 부극성 기입시의 타이밍 차트이다. 여기서, 예컨대, 종래예에 따른 액정 장치는 320행의 주사선 및 용량선과, 240열의 데이터선을 갖는 것으로 한다. 도 12, 13에서, GATE(m)는 320행의 주사선 중 m행째(m은 1≤m≤320을 만족하는 정수)의 주사선의 전압이고, VST(m)는 320행의 용량선 중 m행째의 용량선의 전압이다. 또한, SOURCE(n)은 240열의 데이터선 중 n열째(n은, 1≤n≤240을 만족하는 정수)의 데이터선의 전압이다. 또한, PIX(m, n)은 m행째의 주사선과, n열째의 데이터선의 교차에 대응하여 마련된 m행 n열째의 화소가 구비하는 화소 전극의 전압이고, VCOM(m)은 m행 n열째의 화소가 구비하는 공통 전극의 전압이다.
먼저, 종래예에 따른 액정 장치의 정극성 기입시에 대해서 도 12를 이용하여 설명한다. 시각 t51에 있어서, 주사선 구동 회로에 의해 m행째의 주사선에 선택 전압을 공급한다. 그렇게 하면, m행째의 주사선의 전압 GATE(m)은 상승하여, 시각 t52에서는 전압 VGH로 된다. 이에 따라, m행째의 주사선에 접속된 TFT가 모두 온 상태로 된다.
시각 t53에 있어서, 데이터선 구동 회로에 의해 n열째의 데이터선에 정극성의 화상 신호를 공급한다. 그렇게 하면, n열째의 데이터선의 전압 SOURCE(n)은 서 서히 상승하여, 시각 t54에서는 전압 VP8로 된다. n열째의 데이터선의 전압 SOURCE(n)은 정극성의 화상 신호에 근거하는 화상 전압으로서, m행째의 주사선에 접속된 온 상태의 TFT(51)를 거쳐서, m행 n열째의 화소가 구비하는 화소 전극에 기입된다. 이 때문에, m행 n열째의 화소가 구비하는 화소 전극의 전압 PIX(m, n)은 서서히 상승하여, 시각 t54에서는, n열째의 데이터선의 전압 SOURCE(n)과 동전위인 전압 VP8로 된다.
시각 t55에 있어서, 주사선 구동 회로에 의해 m행째의 주사선에 선택 전압을 공급하는 것을 정지한다. 그렇게 하면, m행째의 주사선의 전압 GATE(m)는 저하하여, 시각 t56에서는 전압 VGL로 된다. 이에 따라, m행째의 주사선에 접속된 TFT(51)가 모두 오프 상태로 된다. 동시에, 용량선 구동 회로에 의해, 용량선의 전압을 상승시키는 전압을 m행째의 용량선에 공급한다. 그렇게 하면, m행째의 용량선의 전압 VST(m)은 서서히 상승하여, 시각 t57에서는 전압 VSTH로 된다. m행째의 용량선의 전압 VST(m)이 상승하면, m행째의 용량선에 관한 모든 화소에서는, 상기 상승한 만큼에 상당하는 전하가 축적 용량과 화소 용량 사이에서 분배된다. 이 때문에, m행 n열째의 화소가 구비하는 화소 전극의 전압 PIX(m, n)은 서서히 상승하여, 시각 t57에서는 전압 VP9로 된다.
다음에, 종래예에 따른 액정 장치의 부극성 기입시에 대해서 도 13을 이용하여 설명한다. 시각 t61에 있어서, 주사선 구동 회로에 의해 m행째의 주사선에 선택 전압을 공급한다. 그렇게 하면, m행째의 주사선의 전압 GATE(m)은 상승하여, 시각 t62에서는 전압 VGH로 된다. 이에 따라, m행째의 주사선에 접속된 TFT가 모 두 온 상태로 된다.
시각 t63에 있어서, 데이터선 구동 회로에 의해 n열째의 데이터선에 부극성의 화상 신호를 공급한다. 그렇게 하면, n열째의 데이터선의 전압 SOURCE(n)은 서서히 저하하여, 시각 t64에서는 전압 VP11로 된다. n열째의 데이터선의 전압 SOURCE(n)은 부극성의 화상 신호에 근거하는 화상 전압으로서, m행째의 주사선에 접속된 온 상태의 TFT를 거쳐서, m행 n열째의 화소가 구비하는 화소 전극에 기입된다. 이 때문에, m행 n열째의 화소가 구비하는 화소 전극의 전압 PIX(m, n)은 서서히 저하하여, 시각 t64에서는, n열째의 데이터선의 전압 SOURCE(n)과 동전위인 전압 VP11로 된다.
시각 t65에 있어서, 주사선 구동 회로에 의해 m행째의 주사선에 선택 전압을 공급하는 것을 정지한다. 그렇게 하면, m행째의 주사선의 전압 GATE(m)은 저하하여, 시각 t66에서는 전압 VGL로 된다. 이에 따라, m행째의 주사선에 접속된 TFT가 모두 오프 상태로 된다. 동시에, 용량선 구동 회로에 의해, 용량선의 전압을 저하시키는 전압을 m행째의 용량선에 공급한다. 그렇게 하면, m행째의 용량선의 전압 VST(m)은 서서히 저하하여, 시각 t67에서는 전압 VSTL로 된다. m행째의 용량선의 전압 VST(m)이 저하하면, m행째의 용량선에 관한 모든 화소에서는, 상기 저하한 만큼에 상당하는 전하가 축적 용량과 화소 용량 사이에서 분배된다. 이 때문에, m행 n열째의 화소가 구비하는 화소 전극의 전압 PIX(m, n)은 서서히 저하하여, 시각 t67에서는 전압 VP10으로 된다.
이상과 같이, 종래예에 따른 액정 장치에서는, 정극성 기입시에 있어서, 정 극성의 화상 전압을 화소 전극에 기입한 후에, 용량선의 전압을 상승시킨다. 이 때문에, 화소 전극의 전압은 정극성의 화상 전압에 의해 상승한 전압과, 용량선의 전압을 상승시킨 만큼에 상당하는 전하에 의해 상승한 전압을 합친 만큼만 상승한다. 또한, 종래예에 따른 액정 장치에서는, 부극성 기입에 있어서, 부극성의 화상 전압을 화소 전극에 기입한 후에, 용량선의 전압을 저하시킨다. 이 때문에, 화소 전극의 전압은 부극성의 화상 전압에 의해 저하한 전압과, 용량선의 전압을 저하시킨 만큼에 상당하는 전하에 의해 저하한 전압을 합친 만큼만 저하한다.
따라서, 용량선의 전압을 변동시킴으로써, 공통 전극의 전압을 기준으로 하여 화소 전극의 전압을 변동시켜, 액정에 인가되는 구동 전압의 진폭을 크게 할 수 있다. 따라서, 화상 전압의 진폭을 작게 하더라도, 액정에 인가되는 구동 전압의 진폭을 확보할 수 있기 때문에, 화상 전압의 진폭을 작게 하여, 소비 전력을 저감할 수 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제 2002-196358호 공보
상술한 종래예에 따른 액정 장치에서는, 용량선의 전압을 변동시켜, 축적 용량과 화소 용량 사이에서 전하를 이동시킴으로써, 화소 전극의 전압을 변동시킨다. 이 때문에, 축적 용량에 특성 격차가 발생하면, 축적 용량과 화소 용량 사이에서 이동하는 전하에 영향을 미치기 때문에, 화소 전극에 동일한 화상 전압을 기입하더라도, 화소 전극의 전압에 격차가 발생하여, 표시 품위가 저하하는 경우가 있었다.
또한, 액정을 협지하는 1쌍의 기판 중 한쪽의 기판에, 화소 용량을 구성하는 화소 전극 및 공통 전극을 구비하는 IPS(In-Plane Switching)나 FFS(Fringe-Field Switching)라고 한 액정 장치에서는, 화소 용량과 축적 용량을 일체로 형성한다. 그런데, 상술한 종래예에 따른 액정 장치에서는, 용량선의 전압을 화소 전극이나 공통 전극과는 상이한 전압으로 변동시키기 때문에, 용량선에 접속된 축적 용량의 한쪽 전극을, 화소 전극이나 공통 전극과는 별개로 형성할 필요가 있다. 이 때문에, 화소 용량과 축적 용량을 별개로 형성할 필요가 있기 때문에, 화소 용량과 축적 용량을 일체로 형성하는 IPS나 FFS라고 한 액정 장치에서는, 상술한 종래예에 따른 액정 장치를 구성하는 것은 곤란하였다.
그래서, 본 발명은 상술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 축적 용량에 특성 격차가 발생하더라도, 표시 품위가 저하하지 않는 액정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 액정을 협지하는 1쌍의 기판 중 한쪽 기판에, 화소 용량을 구성하는 화소 전극 및 공통 전극을 구비하는 액정 장치에 있어서, 표시 품위의 저하를 억제할 수 있는 액정 장치, 액정 장치의 구동 회로, 액정 장치의 구동 방법, 및 액정 장치를 구비하는 전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 액정 장치는, 제 1 기판과, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 마련된 액정을 구비하는 액정 장치로서, 상기 제 1 기판에 마련된 복수의 주사선과, 상기 제 1 기판에 마련된 복수의 데이터선과, 상기 복수의 주사선 과 상기 복수의 데이터선의 교차에 대응하여 마련된 복수의 스위칭 소자와, 상기 복수의 스위칭 소자에 접속된 복수의 화소 전극과, 상기 화소 전극에 대응하여 공통 전극과, 제 1 전압과 이 제 1 전압보다 전위가 높은 제 2 전압을 교대로 상기 공통 전극에 공급하는 제어 회로와, 상기 제 1 전압보다 전위가 높은 정극성의 화상 신호와, 상기 제 2 전압보다 전위가 낮은 부극성의 화상 신호를 교대로 상기 복수의 데이터선에 공급하는 데이터선 구동 회로를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
구체적인 제어예로서는, 제어 회로에 의해 제 1 전압을 공통 전극에 공급한 후에, 선택 전압을 주사선에 공급하고, 데이터선 구동 회로에 의해 정극성의 화상 신호를 데이터선에 공급한다. 그리고, 제어 회로에 의해 제 2 전압을 상기 공통 전극에 공급한 후에, 선택 전압을 주사선에 공급하고, 또한, 데이터선 구동 회로에 의해 부극성의 화상 신호를 데이터선에 공급하면 된다.
본 발명에 의하면, 제 1 전압과 이 제 1 전압보다 전위가 높은 제 2 전압을 교대로 공통 전극에 공급하는 제어 회로를 구비하여 이루어지기 때문에, 제 1 전압을 공통 전극에 공급한 후에, 정극성의 화상 신호를 데이터선에 공급하고, 제 2 전압을 공통 전극에 공급한 후에, 부극성의 화상 신호를 데이터선에 공급할 수 있게 된다. 이 때문에, 상술한 종래예와 같이, 축적 용량과 화소 용량 사이에서 전하가 이동하지 않기 때문에, 축적 용량에 특성 격차가 발생하더라도, 화소 전극의 전압에 격차가 발생하지 않는다. 따라서, 표시 품위의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 공통 전극의 전압을 제 1 전압 또는 제 2 전압으로 변동시켰다. 이 때문에, 상술한 종래예와 같이, 축적 용량의 한쪽 전극에 접속된 용량선의 전압을, 화소 용량이 갖는 화소 전극이나 공통 전극과는 상이한 전압으로 변동시킬 필요가 없다. 따라서, 축적 용량의 한쪽 전극의 전압을, 공통 전극과 마찬가지로 변동시킬 수 있기 때문에, 축적 용량을 화소 용량과 일체로 형성할 수 있다. 따라서, 액정을 협지하는 1쌍의 기판으로서의 제 1 기판 및 제 2 기판 중 제 1 기판에, 화소 용량을 구성하는 화소 전극 및 공통 전극을 구비하는 액정 장치에 의해, 본 발명의 액정 장치를 구성할 수 있다.
본 발명의 액정 장치에서는, 상기 공통 전극은 복수로 분할되어 있어, 복수로 분할된 것 중 하나의 공통 전극에 제 1 전압 및 상기 제 2 전압 중 어느 한쪽의 전압이 공급되는 기간에, 다른 하나의 공통 전극에는 다른쪽 전압이 공급되도록 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 경우에 있어서, 공통 전극은 하나의 수평 라인마다 분할되어 이루어지면 바람직하다.
본 발명에 의하면, 공통 전극을 분할하였다. 이 때문에, 공통 전극마다, 제어 회로로부터 제 1 전압 또는 제 2 전압 중 어느 하나의 전압을 공급할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 제 1 전압과 제 2 전압을 하나의 수평 라인마다 교대로 공통 전극에 공급하고, 또한, 이들 공통 전극의 전압에 대응하여, 정극성의 화상 신호와, 부극성의 화상 신호를 하나의 수평 라인마다 교대로 각 데이터선에 공급할 수 있다. 이에 따라, 하나의 프레임 내에 정극성 기입을 한 화소와 부극성 기입을 한 화소를 혼재시켜, 이들 화소간에서 플리커(flicker)를 상쇄시킬 수 있기 때문에, 표시 품위의 저하를 더욱 억제할 수 있다. 물론, 공통 전극의 분할은 하나의 수평 라인마다 한정되지 않고, 복수 수평 라인마다 분할할 수도 있다．
또한, 본 발명의 액정 장치에 있어서는, 상기 제어 회로는, 상기 제 1 전압 또는 상기 제 2 전압 중 어느 하나를 선택하는 극성 신호가 공급되는 단위 제어 회로를 구비하여 이루어지고, 상기 단위 제어 회로는, 상기 극성 신호를 유지하는 래치 회로와, 상기 래치 회로에 의해 유지한 상기 극성 신호에 따라서, 상기 제 1 전압 또는 상기 제 2 전압 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 선택 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다. 공통 전극을 주사선에 대응하여 복수로 분할하는 경우에는, 단위 제어 회로는 주사선에 대응하여 복수 마련하면 바람직하다. 그렇게 하면, 주사선 구동 회로에 의해, 상기 단위 제어 회로에 대응하는 주사선에 인접한 주사선에 선택 전압이 공급되었을 때에, 래치 회로에 극성 신호를 유지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 제어 회로에 의해, 제 1 전압 또는 제 2 전압 중 어느 하나를 선택적으로 공통 전극에 공급할 수 있고, 특히, 공통 전극을 주사선에 대응하여 복수로 분할하는 경우에, 각 공통 전극에 제 1 전압 또는 제 2 전압 중 어느 하나를 선택적으로 공급할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 단위 제어 회로에 대응하는 주사선에 인접한 주사선에 선택 전압이 공급되면, 래치 회로에 의해 극성 신호를 유지하였다. 이 때문에, 복수의 단위 제어 회로에는, 주사선 구동 회로에 의해 복수의 주사선에 순차적으로 공급되는 선택 전압에 근거하여, 극성 신호가 순차적으로 유지된다. 이 때문에, 제어 회로는 복수의 단위 제어 회로에 순차적으로 극성 신호를 전송하기 위해서, 시프트 레지스터 회로라고 한 순차적으로 전송 회로를 필요로 하지 않기 때문 에, 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 장치의 구동 방법은, 복수의 주사선과, 복수의 데이터선과, 상기 복수의 주사선과 상기 복수의 데이터선의 교차에 대응하여 마련된 복수의 스위칭 소자와, 상기 복수의 스위칭 소자에 접속되는 복수의 화소 전극과, 상기 화소 전극에 대응하여 마련한 공통 전극을 구비하는 액정 장치를 구동하는 방법으로서, 제 1 전압과, 상기 제 1 전압보다도 전위가 높은 제 2 전압을 교대로 상기 공통 전극에 공급하는 단계와, 상기 복수의 주사선에 선택 전압을 순차적으로 공급하는 단계와, 상기 제 1 전압보다 전위가 높은 정극성의 화상 신호와, 상기 제 2 전압보다 전위가 낮은 부극성의 화상 신호를 교대로 상기 복수의 데이터선에 공급하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 전압을 상기 공통 전극에 공급한 후에, 상기 주사선 구동 회로에 의해 상기 선택 전압을 상기 주사선에 공급하고, 또한, 상기 정극성의 화상 신호를 상기 데이터선에 공급하는 정극성 기입 단계와, 상기 제 2 전압을 상기 공통 전극에 공급한 후에, 상기 선택 전압을 상기 주사선에 공급하고, 또한, 상기 부극성의 화상 신호를 상기 데이터선에 공급하는 부극성 기입 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 공통 전극이 복수로 분할되어 있고, 복수로 분할된 공통 전극 중 하나의 공통 전극에 상기 제 1 전압 및 상기 제 2 전압 중 한쪽의 전압이 공급되고 있는 동안, 다른 하나의 공통 전극에는 다른 전압이 공급되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 액정 장치는, 제 1 기판과, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 마련된 액정을 구비하는 액정 장치로서, 상기 제 1 기판 에 마련된 복수의 주사선과, 상기 제 1 기판에 마련된 복수의 데이터선과, 상기 복수의 주사선과 상기 복수의 데이터선의 교차에 대응하여 마련되는 복수의 스위칭 소자와, 상기 복수의 스위칭 소자에 접속된 복수의 화소 전극과, 상기 제 1 기판에 마련되고, 분할해서 형성된 복수의 공통 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다. 공통 전극은 적어도 하나의 수평 라인마다 분할되어 이루어지면 바람직하다. 또한, 복수로 분할된 것 중 하나의 공통 전극에 제 1 전압 및 상기 제 1 전압보다 전위가 높은 제 2 전압 중 어느 한쪽의 전압이 공급되는 기간에, 다른 하나의 상기 공통 전극에는 다른쪽의 전압이 공급되도록 구성되어서 이루어지면 바람직하다. 또는, 복수로 분할된 각 공통 전극에 제 1 전압 및 상기 제 1 전압 및 제 2 전압을 교대로 공급하면 바람직하다.
본 발명의 액정 장치에 의하면, 화소 전극이 형성된 제 1 기판에, 분할해서 형성된 복수의 공통 전극을 구비한다. 그 때문에, 분할해서 형성한 각 공통 전극마다 전압을 공급할 수 있게 된다. 따라서, 용량선의 전압을 변동시킬 필요가 없어져, 화소 용량과 축적 용량을 일체로 형성하는 IPS나 FFS라고 한 액정 장치에 있어서도, 액정에 인가되는 구동 전압의 진폭을 크게 할 수 있어, 화상 전압의 진폭을 작게 하더라도, 액정에 인가되는 구동 전압의 진폭을 확보할 수 있다.
또한, 상기 화소 전극과, 상기 공통 전극 사이에 절연막을 더 구비하고, 상기 화소 전극과, 상기 공통 전극 사이에 용량이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 기판과 상기 화소 전극, 또는 상기 공통 전극과의 사이에 제 2 절연막을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공통 전극에 전기적으로 접속되는 보조 공통선을 구비해서 이루어지는 것을 특징으로 한다.
보조 공통선은, 예컨대, 이웃하는 공통 전극 사이에 공통 전극을 따라서 마련하여, 공통 전극과 접속함으로써, 공통 전극의 시정수를 내릴 수 있다. 보조 공통선, 공통 전극보다 전기 저항이 낮은 재료에 의해 형성하면 바람직하다.
상술해 온 본 발명의 액정 장치는, 예를 들어 각종 전자기기의 표시부로서 적용할 수 있다. 특히, 전지로 구동하는 휴대용 전자기기, 예를 들면, 디지털 스틸 카메라, 휴대 전화 등에 적용하면 전지의 사용 시간을 연장시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 근거하여 설명한다. 또한, 이하의 실시예 및 변형예의 설명에 있어서 동일 구성 요건에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 그 설명을 생략 또는 간략화한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 장치(1)의 블록도이다.
액정 장치(1)는 액정 패널 AA와, 액정 패널 AA에 대향 배치되어 광을 출사하는 백 라이트(41)를 구비한다. 이 액정 장치(1)는 백 라이트(41)로부터의 광을 이용하여, 투과형의 표시를 한다.
액정 패널 AA는 복수의 화소(50)를 갖는 표시 영역 A와, 이 표시 영역 A의 주변에 마련되어 화소(50)를 구동하는 주사선 구동 회로(10), 데이터선 구동 회 로(20), 및 제어 회로(30)를 구비한다.
백 라이트(41)는 액정 패널 AA의 이면에 마련되어, 예컨대, 냉음극 형광관(CCFL)이나 LED(발광 다이오드), 또는 일렉트로 루미네선스(EL)로 구성되어, 액정 패널 AA의 화소(50)에 광을 공급한다.
이하, 액정 패널 AA의 구성에 대해서 상술한다.
액정 패널 AA는 소정 간격을 두고서 교대로 마련된 320행의 주사선(Y1~Y320) 및 320행의 공통선(Z1~Z320)과, 이들 주사선(Y1~Y320) 및 공통선(Z1~Z320)에 교차하도록 마련된 240열의 데이터선(X1~X240)을 구비한다. 각 주사선(Y) 및 각 데이터선(X)의 교차 부분에는 화소(50)가 마련되어 있다.
화소(50)는 TFT(51), 화소 전극(55), 이 화소 전극(55)에 대향하여 마련된 공통 전극(56), 및, 한쪽 전극이 공통선(Z)에 접속되고 다른쪽 전극이 화소 전극(55)에 접속된 축적 용량(53)으로 구성된다. 화소 전극(55) 및 공통 전극(56)은 화소 용량(54)을 구성한다.
공통 전극(56)은 주사선(Y)에 대응하고, 하나의 수평 라인마다 분할되어 있다. 하나의 수평 라인마다 분할된 복수의 공통 전극(56)은 각각 대응하는 공통선(Z)에 접속되어 있다.
TFT(51)의 게이트에는 주사선(Y)이 접속되고, TFT(51)의 소스에는 데이터선(X)이 접속되고, TFT(51)의 드레인에는 화소 전극(55) 및 축적 용량(53)의 다른쪽 전극이 접속되어 있다. 따라서, 이 TFT(51)는 주사선(Y)으로부터 선택 전압이 인가되면 온 상태로 되어, 데이터선(X)과 화소 전극(55) 및 축적 용량(53)의 다른 쪽 전극을 도통 상태로 한다.
도 2는 화소(50)의 확대 평면도이다. 도 3은 도 2에 나타내는 화소(50)의 A-A 단면도이다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 액정 패널 AA는 복수의 화소 전극(55)을 갖는 소자 기판(60)과, 이 소자 기판(60)에 대향 배치된 대향 기판(70)과, 소자 기판(60)과 대향 기판(70) 사이에 마련된 액정을 구비한다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 소자 기판(60)에 있어서, 각 화소(50)는 서로 이웃하는 2개의 도전 재료로 이루어지는 주사선(Y)과, 서로 이웃하는 2개의 도전 재료로 이루어지는 데이터선(X)으로 둘러싸인 영역으로 이루어져 있다. 즉, 각 화소(50)는 주사선(Y)과 데이터선(X)으로 구획되어 있다.
본 실시예에서는, TFT(51)는 역스태거형의 아몰퍼스 실리콘 TFT이고, 주사선(Y)과 데이터선(X)의 교차부 근방에는, 이 TFT(51)가 형성되는 영역(50C)(도 2 중 파선으로 둘러싸인 부분)이 마련되어 있다.
먼저, 소자 기판(60)에 대해서 설명한다.
소자 기판(60)은 유리 기판(68)을 갖고, 이 유리 기판(68) 위에는, 유리 기판(68)의 표면 거칠어짐이나 오염에 따른 TFT(51)의 특성의 변화를 방지하기 위해서, 소자 기판(60)의 전면에 걸쳐서 하지(下地) 절연막(도시 생략)이 형성되어 있다.
하지 절연막 위에는 도전 재료로 이루어지는 주사선(Y)이 형성되어 있다.
주사선(Y)은 인접하는 화소(50)의 경계를 따라 마련되고, 데이터선(X)의 교 차부 근방에 있어서 TFT(51)의 게이트 전극(511)을 구성한다.
주사선(Y), 게이트 전극(511), 및 하지 절연막 위에는, 소자 기판(60)의 전면에 걸쳐서 게이트 절연막(62)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(62) 위의 TFT(51)가 형성되는 영역(50C)에는, 게이트 전극(511)에 대향하여 아몰퍼스 실리콘으로 이루어지는 반도체층(도시 생략), N+ 아몰퍼스 실리콘으로 이루어지는 옴 콘택트층(도시 생략)이 적층되어 있다. 이 옴 콘택트층에는 소스 전극(512) 및 드레인 전극(513)이 적층되고, 이에 따라, 아몰퍼스 실리콘 TFT가 형성되어 있다.
소스 전극(512)은 데이터선(X)과 동일한 도전 재료로 형성되어 있다. 즉, 데이터선(X)으로부터 소스 전극(512)이 돌출하는 구성으로 되어 있다. 데이터선(X)은 주사선(Y) 및 공통선(Z)에 대하여 교차하도록 마련되어 있다.
상술한 바와 같이, 주사선(Y)의 위에는 게이트 절연막(62)이 형성되고, 이 게이트 절연막(62) 위에는 데이터선(X)이 형성되어 있다. 이 때문에, 데이터선(X)은 주사선(Y)과는 게이트 절연막(62)에 의해 절연되어 있다.
데이터선(X), 소스 전극(512), 드레인 전극(513), 및 게이트 절연막(62) 위에는, 소자 기판(60)의 전면에 걸쳐서 평탄화막으로서 절연막(63)이 형성되어 있다. 절연막(63)은 예를 들어 아크릴 수지 등으로 형성할 수 있다.
절연막(63) 위에는, ITO(Indium Tin Oxide)라고 한 투명 도전 재료로 이루어지는 공통선(Z)이 형성되어 있다. 공통선(Z)은 주사선(Y)을 따라서 마련되어 있으며, 이 공통선(Z)은 하나의 수평 라인마다 분할된 공통 전극(56)과 일체로 형성되 어 있다.
공통선(Z), 공통 전극(56), 및 절연막(63) 위에는, 소자 기판(60)의 전면에 걸쳐서 절연막(64)이 형성되어 있다. 절연막(63)으로서는, SiO2, SiNx 등 투명한 무기 절연막을 이용할 수 있고, 필요한 보조 용량에 따라 두께가 조정된다. 예를 들면, 세밀도 200ppi 이상에서는 50㎚~400㎚로, 그 미만의 세밀도에서는 200㎚~1000㎚로 형성한다.
절연막(64) 위에는, 공통 전극(56)에 대향하는 영역에 ITO(Indium Tin Oxide)라고 한 투명 도전 재료로 이루어지는 화소 전극(55)이 형성되어 있다. 화소 전극(55)은 상술한 절연막(63) 및 절연막(64), 및 공통 전극(56)에 형성된 콘택트 홀(도시 생략)을 거쳐서, 드레인 전극(513)에 접속되어 있다.
이 화소 전극(55)에는, 자신과 공통 전극(56) 사이에서 플린지 필드(전계 E)를 발생시키기 위한 복수의 슬릿(55A)이 소정 간격을 두고서 마련되어 있다. 즉, 액정 장치(1)의 액정은 FFS 모드로 동작한다.
화소 전극(55) 및 제 2 절연막(64) 위에는, 소자 기판(60)의 전면에 걸쳐서 폴리이미드막 등의 유기막으로 이루어지는 배향막(도시 생략)이 형성되어 있다.
다음에, 대향 기판(70)에 대해서 설명한다.
대향 기판(70)은 유리 기판(74)을 갖고, 이 유리 기판(74)의 위 중 주사선(Y)에 대향하는 위치에는, 블랙 매트릭스로서의 차광막(71)이 형성되어 있다. 또한, 유리 기판(74)의 위 중 차광막(71)이 형성되어 있는 영역을 제외한 영역에 는, 컬러 필터(72)가 형성되어 있다.
차광막(71) 및 컬러 필터(72) 위에는, 대향 기판(70)의 전면에 걸쳐서 배향막(도시 생략)이 형성되어 있다.
도 1로 되돌아가, 주사선 구동 회로(10)는 TFT(51)를 온 상태로 하는 선택 전압을 복수의 주사선(Y)에 순차적으로 공급한다. 예컨대, 소정의 주사선(Y)에 선택 전압을 공급하면, 이 주사선(Y)에 접속된 TFT(51)가 모두 온 상태로 되어, 이 주사선(Y)에 관한 화소(50)가 모두 선택된다.
데이터선 구동 회로(20)는 화상 신호를 데이터선(X)에 공급하고, 온 상태의 TFT(51)를 거쳐서, 이 화상 신호에 근거하는 화상 전압을 화소 전극(55)에 기입한다.
여기서, 데이터선 구동 회로(20)는 공통 전극(56)의 전압보다 전위가 높은 정극성의 화상 신호를 데이터선(X)에 공급하고, 이 정극성의 화상 신호에 근거하는 화상 전압을 화소 전극(55)에 기입하는 정극성 기입과, 공통 전극(56)의 전압보다 전위가 낮은 부극성의 화상 신호를 데이터선(X)에 공급하고, 이 부극성의 화상 신호에 근거하는 화상 전압을 화소 전극(55)에 기입하는 부극성 기입을 하나의 수평 라인마다 교대로 실행한다.
제어 회로(30)는 제 1 전압으로서의 전압 VCOML과, 이 전압 VCOML보다 전위가 높은 제 2 전압으로서의 전압 VCOMH를 교대로 공통선(Z)에 공급한다.
이상의 액정 장치(1)는 이하와 같이 동작한다.
즉, 먼저, 제어 회로(30)로부터 공통선(Z)에 전압 VCOML 또는 전압 VCOMH 중 어느 하나를 선택적으로 공급한다.
구체적으로는, 각 공통선(Z)에는 하나의 프레임 기간마다 전압 VCOML과 전압 VCOMH를 교대로 공급한다. 예를 들면, 어떤 하나의 프레임 기간에 있어서, p행째의 공통선(Zp)(p는, 1≤p≤320을 만족하는 정수)에 전압 VCOML을 공급한 경우, 다음 하나의 프레임 기간에서는, 공통선(Zp)에 전압 VCOMH를 공급한다. 한편, 어떤 하나의 프레임 기간에 있어서, 공통선(Zp)에 전압 VCOMH를 공급한 경우, 다음 하나의 프레임 기간에서는, 공통선(Zp)에 전압 VCOML을 공급한다.
또한, 인접한 공통선(Z)에는, 서로 상이한 전압을 공급한다. 예를 들면, 어떤 하나의 프레임 기간에 있어서, 공통선(Zp)에 전압 VCOML을 공급한 경우, 동일한 하나의 프레임 기간에 있어서, (p-1)행째의 공통선(Z(p-1))과, (p+1)행째의 공통선(Z(p+1))에 전압 VCOMH를 공급한다. 한편, 어떤 하나의 프레임 기간에 있어서, 공통선(Zp)에 전압 VCOMH를 공급한 경우, 동일한 하나의 프레임 기간에 있어서, 공통선(Z(p-1))과 공통선(Z(p+1))에 전압 VCOML을 공급한다.
다음에, 주사선 구동 회로(10)로부터 320행의 주사선(Y1~Y320)에 선택 전압을 순차적으로 공급함으로써, 각 주사선(Y)에 접속된 모든 TFT(51)를 순차적으로 온 상태로 하여, 각 주사선(Y)에 관한 모든 화소(50)를 순차적으로 선택한다.
다음에, 이들 화소(50)의 선택에 동기하여, 공통 전극(56)의 전압에 따라, 데이터선 구동 회로(20)로부터 데이터선(X)에 정극성의 화상 신호와, 부극성의 화상 신호와, 하나의 수평 라인마다 교대로 공급한다. 구체적으로는, 320행의 공통선(Z1~Z320) 중, 선택한 화소(50)에 관한 공통선(Zp)에 전압 VCOML을 공급한 경우 에는, 정극성의 화상 신호를 데이터선(X)에 공급한다. 한편, 320행의 공통선(Z1~Z320) 중, 선택한 화소(50)에 관한 공통선(Zp)에 전압 VCOMH를 공급한 경우에는, 부극성의 화상 신호를 데이터선(X)에 공급한다.
그렇게 하며, 주사선 구동 회로(10)에서 선택한 모든 화소(50)에, 데이터선 구동 회로(20)로부터 데이터선(X) 및 온 상태의 TFT(51)를 거쳐서 화상 신호가 공급되고, 이 화상 신호에 근거하는 화상 전압이 화소 전극(55)에 기입된다. 이에 따라, 화소 전극(55)과 공통 전극(56) 사이에 전위차가 발생하여, 구동 전압이 액정에 인가된다.
액정에 구동 전압이 인가되면, 액정의 배향이나 질서가 변화되어, 액정을 투과하는 백 라이트(41)로부터의 광이 변화된다. 이 변화된 광이 컬러 필터를 투과함으로써, 계조 표시가 행해진다. 또한, 액정에 인가되는 구동 전압은 축적 용량(53)에 의해, 화상 전압이 기입되는 기간보다 3자리수 긴 기간에 걸쳐서 유지된다.
도 4는 제어 회로(30)의 블록도이다.
제어 회로(30)는 320행의 주사선(Y1~Y320)에 대응하여, 320개의 단위 제어 회로(P1~P320)를 구비한다. 각 단위 제어 회로(P)에는, 전압 VCOML과, 전압 VCOMH와, 전압 VCOML 또는 전압 VCOMH 중 어느 하나를 선택하는 극성 신호 POL이 공급된다.
단위 제어 회로(P)는 극성 신호 POL을 유지하는 래치 회로(Q)와, 극성 신호에 따라 전압 VCOML 또는 전압 VCOMH 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 선택 회 로(R)를 구비한다.
래치 회로(Q)는 극성 신호 POL을 유지하는 방법으로부터, 2개로 대별할 수 있다. 하나는, 1행째의 주사선(Y1)에 대응하여 마련된 래치 회로(Q1)와, 320행째의 주사선(Y320)에 대응하여 마련된 래치 회로(Q320)이다. 다른 하나는, 상술한 래치 회로(Q1, Q320)를 제외한 래치 회로(Q2~Q319)이다.
먼저, 래치 회로(Q2~Q319)에 대해서 이하에 설명한다.
q행째(q는 2≤q≤319를 만족하는 정수)의 주사선(Yq)에 대응하여 마련된 래치 회로(Qq)는 부정 논리합 연산 회로(이후, NOR 회로라고 부름)(31)와, 제 1 인버터(32)와, 제 2 인버터(33)와, 제 1 클럭드 인버터(34)와, 제 2 클럭드 인버터(35)를 구비한다.
NOR 회로(31)의 2개의 입력 단자에는, 각각, (q-1)행째의 주사선(Y(q-1))과, (q+1)행째의 주사선(Y(q+1))이 접속되어 있다. NOR 회로(31)의 출력 단자에는, 제 1 인버터(32)의 입력 단자와, 제 1 클럭드 인버터(34)의 반전 입력 제어 단자와, 제 2 클럭드 인버터(35)의 비반전 입력 제어 단자가 접속되어 있다.
제 1 인버터(32)의 출력 단자에는, 제 1 클럭드 인버터(34)의 비반전 입력 제어 단자와, 제 2 클럭드 인버터(35)의 반전 입력 제어 단자가 접속되어 있다.
제 1 클럭드 인버터(34)의 입력 단자로부터는 극성 신호 POL이 입력된다. 제 1 클럭드 인버터(34)의 출력 단자에는 제 2 인버터(33)의 입력 단자가 접속되어 있다.
제 2 클럭드 인버터(35)의 입력 단자에는 제 2 인버터(33)의 출력 단자가 접 속되고, 제 2 클럭드 인버터(35)의 출력 단자에는 제 2 인버터(33)의 입력 단자가 접속되어 있다.
이상의 래치 회로(Qq)는 이하와 같이 동작한다.
즉, 주사선(Y(q-1))과 주사선(Y(p+1)) 중 적어도 어느 하나에 선택 전압이 공급되면, 래치 회로(Qq)가 구비하는 NOR 회로(31)는 L레벨의 신호를 출력한다. 이 L레벨의 신호는 제 1 클럭드 인버터(34)의 반전 입력 제어 단자에 입력되고, 또한, 제 1 인버터(32)에서 반전되어, H레벨의 신호로서 제 1 클럭드 인버터(34)의 비반전 입력 단자에 입력된다. 이 때문에, 제 1 클럭드 인버터(34)는 온 상태로 되어, 극성 신호 POL을 반전하여 출력한다. 이 제 1 클럭드 인버터(34)로부터 반전하여 출력된 극성 신호 POL은 제 2 인버터(33)에 의해 반전되어 출력된다.
이상과 같이, 주사선 구동 회로에 의해 주사선(Y(q-1))과 주사선(Y(q+1)) 중 적어도 어느 하나에 선택 전압이 공급되면, 래치 회로(Qp)는 극성 신호 POL을 취입한다.
한편, 주사선(Y(q-1))과 주사선(Y(p+1))의 양쪽에 선택 전압이 공급되지 않으면, 래치 회로(Qq)가 구비하는 NOR 회로(31)는 H레벨의 신호를 출력한다. 이 H레벨의 신호는 제 2 클럭드 인버터(35)의 비반전 입력 제어 단자에 입력되고, 또한, 제 1 인버터(32)에서 반전되어, L레벨의 신호로서 제 2 클럭드 인버터(35)의 반전 입력 단자에 입력된다. 이 때문에, 제 2 클럭드 인버터(35)는 온 상태로 되어, 제 2 인버터(33)로부터 출력된 극성 신호 POL을 반전하여 출력한다. 이 제 2 클럭드 인버터(35)로부터 반전하여 출력된 극성 신호 POL은 재차 제 2 인버터(33) 에 의해 입력된다.
이상과 같이, 주사선 구동 회로에 의해 주사선(Y(q-1))과 주사선(Y(p+1))의 양쪽에 선택 전압이 공급되지 않으면, 래치 회로(Qp)는 이미 취입하고 있는 극성 신호 POL을 제 2 인버터(33) 및 제 2 클럭드 인버터(351)에 의해 유지한다.
다음에, 래치 회로(Q1, Q320)에 대해서 이하에 설명한다.
래치 회로(Q1, Q320)는 상술한 래치 회로(Qq)와 비교하여, NOR 회로(31) 대신에 L레벨의 신호를 출력하는 저전위 전원 VLL을 구비한다. 그 밖의 구성은 상술한 래치 회로(Qq)와 마찬가지이다.
이들 래치 회로(Q1, Q320)는 이하와 같이 동작한다.
즉, 저전위 전원 VLL로부터는 항상 L레벨의 신호가 출력된다. 이 L레벨의 신호는 제 1 클럭드 인버터(34)의 반전 입력 제어 단자에 입력되고, 또한, 제 1 인버터(32)에서 반전되어, H레벨의 신호로서 제 1 클럭드 인버터(34)의 비반전 입력 제어 단자에 입력된다. 이 때문에, 제 1 클럭드 인버터(34)는 항상 온 상태로 되어, 항상 극성 신호 POL을 반전하여 출력한다. 이 제 1 클럭드 인버터(34)로부터 반전하여 출력된 극성 신호 POL은 제 2 인버터(33)에 의해 반전되어 출력된다. 이상과 같이, 래치 회로(Q1, Q320)는 항상 극성 신호 POL을 취입한다.
선택 회로(R)는 인버터(36)와, 제 1 트랜스퍼 게이트(37)와, 제 2 트랜스퍼 게이트(38)를 구비한다.
인버터(36)의 입력 단자에는 래치 회로(Q)가 구비하는 제 2 인버터(33)의 출력 단자가 접속되고, 인버터(36)의 출력 단자에는 제 1 트랜스퍼 게이트(37)의 비 반전 입력 제어 단자와, 제 2 트랜스퍼 게이트(38)의 반전 입력 제어 단자가 접속되어 있다.
제 1 트랜스퍼 게이트(37)의 반전 입력 제어 단자에는 래치 회로(Q)가 구비하는 제 2 인버터(33)의 출력 단자가 접속되고, 제 1 트랜스퍼 게이트(37)의 출력 단자에는 공통선(Z)이 접속되어 있다. 또한, 기수행째의 주사선(Y)에 대응하여 마련된 선택 회로(R)가 구비하는 제 1 트랜스퍼 게이트(37)의 입력 단자로부터는, 전압 VCOMH가 입력된다. 한편, 우수행째의 주사선(Y)에 대응하여 마련된 선택 회로(R)가 구비하는 제 1 트랜스퍼 게이트(37)의 입력 단자로부터는, 전압 VCOML이 입력된다.
제 2 트랜스퍼 게이트(38)의 비반전 입력 제어 단자에는 래치 회로(Q)가 구비하는 제 2 인버터(33)의 출력 단자가 접속되고, 제 2 트랜스퍼 게이트(38)의 출력 단자에는 공통선(Z)이 접속되어 있다. 또한, 기수행째의 주사선(Y)에 대응하여 마련된 선택 회로(R)가 구비하는 제 2 트랜스퍼 게이트(38)의 입력 단자로부터는, 전압 VCOML이 입력된다. 한편, 우수행째의 주사선(Y)에 대응하여 마련된 선택 회로(R)가 구비하는 제 2 트랜스퍼 게이트(38)의 입력 단자로부터는, 전압 VCOMH가 입력된다.
이상의 선택 회로(R)는 이하와 같이 동작한다.
즉, 래치 회로(Q)가 구비하는 제 2 인버터(33)로부터 L레벨의 극성 신호 POL이 출력되면, 이 L레벨의 극성 신호 POL은 제 1 트랜스퍼 게이트(37)의 반전 입력 제어 단자에 입력되고, 또한, 인버터(36)에서 반전되어, H레벨의 극성 신호 POL로 서 제 1 트랜스퍼 게이트(37)의 비반전 입력 제어 단자에 입력된다. 이 때문에, 제 1 트랜스퍼 게이트(37)는 온 상태로 된다.
온 상태로 된 제 1 트랜스퍼 게이트(37)가 기수행째의 주사선(Y)에 대응하여 마련된 선택 회로(R)가 구비하는 것이면, 전압 VCOMH를 공통선(Z)에 출력한다. 한편, 온 상태로 된 제 1 트랜스퍼 게이트(37)가 우수행째의 주사선(Y)에 대응하여 마련된 선택 회로(R)가 구비하는 것이면, 전압 VCOML을 공통선(Z)에 출력한다.
한편, 래치 회로(Q)가 구비하는 제 2 인버터(33)로부터 H레벨의 극성 신호 POL이 출력되면, 이 H레벨의 극성 신호 POL은 제 2 트랜스퍼 게이트(38)의 비반전 입력 제어 단자에 입력되고, 또한, 인버터(36)에서 반전되어, L레벨의 극성 신호 POL로서 제 2 트랜스퍼 게이트(38)의 반전 입력 제어 단자에 입력된다. 이 때문에, 제 2 트랜스퍼 게이트(38)는 온 상태로 된다.
온 상태로 된 제 2 트랜스퍼 게이트(38)가 기수행째의 주사선(Y)에 대응하여 마련된 선택 회로(R)가 구비하는 것이면, 전압 VCOML을 공통선(Z)에 출력한다. 한편, 온 상태로 된 제 2 트랜스퍼 게이트(38)가 우수행째의 주사선(Y)에 대응하여 마련된 선택 회로(R)가 구비하는 것이면, 전압 VCOMH를 공통선(Z)에 출력한다.
이상의 래치 회로(Q) 및 선택 회로(R)를 구비한 제어 회로(30)의 동작에 대해서 도 5를 이용하여 설명한다.
도 5는 제어 회로(30)의 타이밍 차트이다.
먼저, 시각 t1에 있어서, 극성 신호 POL을 전압 VLL로 하여, 극성 신호 POL을 L레벨로 한다. 그렇게 하면, 단위 제어 회로(P1, P320)는 항상 극성 신호 POL 을 취입하는 래치 회로(Q1, Q320)에 의해, L레벨의 극성 신호 POL을 취입하고, 선택 회로(R1, R320)에 의해, 전압 VCOMH 및 전압 VCOML을 각각 출력한다. 이 때문에, 단위 제어 회로(P1)에 접속된 공통선(Z1)은 전압 VCOMH로 되고, 단위 제어 회로(P320)에 접속된 공통선(Z320)은 전압 VCOML로 된다. 또한, 전압 VGH는 8V이고, 전압 VGL은 -1V이다.
다음에, 시각 t2에 있어서, 주사선 구동 회로(10)로부터 1행째의 주사선(Y1)에 선택 전압을 공급하여, 주사선(Y1)의 전압을 전압 VGH로 한다. 그렇게 하면, 주사선(Y1)에 인접한 주사선(Y2)에 대응하여 마련된 단위 제어 회로(P2)는 래치 회로(Q2)에 의해 L레벨의 극성 신호 POL을 취입하고, 선택 회로(R2)에 의해 전압 VCOML을 출력한다. 이 때문에, 단위 제어 회로(P2)에 접속된 공통선(Z2)은 전압 VCOML로 된다.
다음에, 시각 t3에 있어서, 주사선 구동 회로(10)로부터 주사선(Y1)에 선택 전압을 공급하는 것을 정지하고, 주사선(Y1)의 전압을 전압 VGL로 한다. 동시에, 주사선 구동 회로(10)로부터 2행째의 주사선(Y2)에 선택 전압을 공급하고, 주사선(Y2)의 전압을 전압 VGH로 한다. 그렇게 하면, 주사선(Y2)에 인접한 주사선(Y3)에 대응하여 마련된 단위 제어 회로(P3)는 래치 회로(Q3)에 의해 L레벨의 극성 신호 POL을 취입하고, 선택 회로(R3)에 의해 전압 VCOMH를 출력한다. 이 때문에, 단위 제어 회로(P3)에 접속된 공통선(Z3)은 전압 VCOMH로 된다.
다음에, 시각 t4에 있어서, 주사선 구동 회로(10)로부터 주사선(Y2)에 선택 전압을 공급하는 것을 정지하고, 주사선(Y2)의 전압을 전압 VGL로 한다. 동시에, 주사선 구동 회로(10)로부터 3행째의 주사선(Y3)에 선택 전압을 공급하고, 주사선(Y3)의 전압을 전압 VGH로 한다. 그렇게 하면, 주사선(Y3)에 인접한 주사선(Y4)에 대응하여 마련된 단위 제어 회로(P4)는 래치 회로(Q4)에 의해 L레벨의 극성 신호 POL을 취입하고, 선택 회로(R4)에 의해 전압 VCOML을 출력한다. 이 때문에, 단위 제어 회로(P4)에 접속된 공통선(Z4)은 전압 VCOML로 된다. 또한, 주사선(Y3)에 인접한 주사선(Y2)에 대응하여 마련된 단위 제어 회로(P2)는 래치 회로(Q2)에 의해 L레벨의 극성 신호 POL을 취입하고, 선택 회로(R2)에 의해 전압 VCOML을 출력한다. 이 때문에, 단위 제어 회로(P2)에 접속된 공통선(Z2)은 전압 VCOML로 된다.
다음에, 시각 t5에 있어서, 주사선 구동 회로(10)로부터 주사선(Y3)에 선택 전압을 공급하는 것을 정지하고, 주사선(Y3)의 전압을 전압 VGL로 한다. 동시에, 주사선 구동 회로(10)로부터 4행째의 주사선(Y4)에 선택 전압을 공급하고, 주사선(Y4)의 전압을 전압 VGH로 한다. 그렇게 하면, 주사선(Y4)에 인접한 주사선(Y5)에 대응하여 마련된 단위 제어 회로(P5)는 래치 회로(Q5)에 의해 L레벨의 극성 신호 POL을 취입하고, 선택 회로(R5)에 의해 전압 VCOMH를 출력한다. 이 때문에, 단위 제어 회로(P5)에 접속된 공통선(Z5)은 전압 VCOMH로 된다. 또한, 주사선(Y4)에 인접한 주사선(Y3)에 대응하여 마련된 단위 제어 회로(P3)는 래치 회로(Q3)에 의해 L레벨의 극성 신호 POL을 취입하고, 선택 회로(R3)에 의해 전압 VCOMH를 출력한다. 이 때문에, 단위 제어 회로(P3)에 접속된 공통선(Z3)은 전압 VCOMH로 된다.
이후, 주사선 구동 회로(10)로부터 기수행째의 주사선(Y)(단, 1행째의 주사선(Y1)을 제외함)에 선택 전압을 공급하면, 시각 t4와 같이 동작하고, 우수행째의 주사선(Y)(단, 320행째의 주사선(Y320)을 제외함)에 선택 전압을 공급하면, 시각 t5와 같이 동작한다.
다음에, 시각 t7에 있어서, 주사선 구동 회로(10)로부터 320행째의 주사선(Y320)에 선택 전압을 공급하는 것을 정지하고, 주사선(Y320)의 전압을 전압 VGL로 한다. 동시에, 극성 신호 POL을 전압 VHH로 하여, 극성 신호 POL을 H레벨로 한다. 그렇게 하면, 단위 제어 회로(P1, P320)는 항상 극성 신호 POL을 취입하는 래치 회로(Q1, Q320)에 의해, H레벨의 극성 신호 POL을 취입하고, 선택 회로(R1, R320)에 의해, 전압 VCOML 및 전압 VCOMH를 각각 출력한다. 이 때문에, 단위 제어 회로(P1)에 접속된 공통선(Z1)은 전압 VCOML로 되고, 단위 제어 회로(P320)에 접속된 공통선(Z320)은 전압 VCOMH로 된다.
다음에, 시각 t8에 있어서, 시각 t2와 마찬가지로, 주사선 구동 회로(1O)로부터 주사선(Y1)에 선택 전압을 공급하고, 주사선(Y1)의 전압을 전압 VGH로 한다. 그렇게 하면, 단위 제어 회로(P2)는 전압 VCOMH를 출력하기 때문에, 이 단위 제어 회로(P2)에 접속된 공통선(Z2)은 전압 VCOMH로 된다.
다음에, 시각 t9에 있어서, 시각 t3과 마찬가지로, 주사선 구동 회로(10)로부터 주사선(Y1)에 선택 전압을 공급하는 것을 정지하고, 주사선(Y1)의 전압을 전압 VGL로 한다. 동시에, 시각 t3과 마찬가지로, 주사선 구동 회로(10)로부터 주사선(Y2)에 선택 전압을 공급하고, 주사선(Y2)의 전압을 전압 VGH로 한다. 그렇게 하면, 단위 제어 회로(P3)는 전압 VCOML을 출력하기 때문에, 이 단위 제어 회로(P3)에 접속된 공통선(Z3)은 전압 VCOML로 된다.
다음에, 시각 t10에 있어서, 시각 t4와 마찬가지로, 주사선 구동 회로(10)로부터 주사선(Y2)에 선택 전압을 공급하는 것을 정지하고, 주사선(Y2)의 전압을 전압 VGL로 한다. 동시에, 시각 t4와 마찬가지로, 주사선 구동 회로(10)로부터 주사선(Y3)에 선택 전압을 공급하고, 주사선(Y3)의 전압을 전압 VGH로 한다. 그렇게 하면, 단위 제어 회로(P4)는 전압 VCOMH를 출력하기 때문에, 이 단위 제어 회로(P4)에 접속된 공통선(Z4)은 전압 VCOMH로 된다.
또한, 시각 t4와 마찬가지로, 단위 제어 회로(P2)는 전압 VCOMH를 출력하기 때문에, 이 단위 제어 회로(P2)에 접속된 공통선(Z2)은 전압 VCOMH로 된다.
다음에, 시각 t11에 있어서, 시각 t5와 마찬가지로, 주사선 구동 회로(10)로부터 주사선(Y3)에 선택 전압을 공급하는 것을 정지하고, 주사선(Y3)의 전압을 전압 VGL로 한다. 동시에, 시각 t5와 마찬가지로, 주사선 구동 회로(10)로부터 주사선(Y4)에 선택 전압을 공급하고, 주사선(Y4)의 전압을 전압 VGH로 한다. 그렇게 하면, 단위 제어 회로(P5)는 전압 VCOML을 출력하기 때문에, 이 단위 제어 회로(P5)에 접속된 공통선(Z5)은 전압 VCOML로 된다. 또한, 시각 t5와 마찬가지로, 단위 제어 회로(P3)는 전압 VCOML을 출력하기 때문에, 이 단위 제어 회로(P3)에 접속된 공통선(Z3)은 전압 VCOML로 된다.
이후, 주사선 구동 회로(10)로부터 기수행째의 주사선(Y)(단, 주사선(Y1)을 제외함)에 선택 전압을 공급하면, 시각 t10과 같이 동작하고, 우수행째의 주사선(Y)(단, 주사선(Y320)을 제외함)에 선택 전압을 공급하면, 시각 t11과 같이 동작한다.
이상의 제어 회로(30)를 구비한 액정 장치(1)의 동작에 대해서, 도 6, 7을 이용하여 설명한다.
도 6은 액정 장치(1)의 정극성 기입시의 타이밍 차트이다. 도 7은 액정 장치(1)의 부극성 기입시의 타이밍 차트이다. 도 6, 7에서, GATE(r)은 320행의 주사선(Y) 중 r행째(r은 1≤r≤320을 만족하는 정수)의 주사선(Yr)의 전압이고, SOURCE(s)는 240열의 데이터선(X) 중 s열째(s는 1≤s≤240을 만족하는 정수)의 데이터선(Xs)의 전압이다. 또한, PIX(r, s)는 r행째의 주사선(Yr)과, s열째의 데이터선(Xs)의 교차에 대응하여 마련된 r행 s열째의 화소(50)가 구비하는 화소 전극(55)의 전압이다. 또한, VCOM(r)은 r행째의 공통선(Zr)에 접속된 공통 전극(56)의 전압이다.
먼저, 액정 장치(1)의 정극성 기입시에 대해서 도 6을 이용하여 설명한다.
시각 t21에 있어서, 제어 회로(30)에 의해 공통선(Zr)에 전압 VCOML을 공급한다. 그렇게 하면, 공통선(Zr)에 접속된 공통 전극(56)의 전압 VCOM(r)은 서서히 저하하여, 시각 t22에서는 전압 VCOML로 된다.
공통선(Zr)에 접속된 공통 전극(56)의 전압 VCOM(r)이 저하하면, r행 s열째의 화소(50)가 구비하는 화소 전극(55)의 전압 PIX(r, s)는 전압 VCOM(r)과 전압 PIX(r, s)와의 전위차를 유지하도록 저하한다. 이 때문에, r행 s열째의 화소(50)가 구비하는 화소 전극(55)의 전압 PIX(r, s)는 서서히 저하하여, 시각 t22에서는 전압 VP1으로 된다.
시각 t23에 있어서, 주사선 구동 회로(10)에 의해 주사선(Yr)에 선택 전압을 공급한다. 그렇게 하면, 주사선(Yr)의 전압 GATE(r)은 상승하여, 시각 t24에서는 전압 VGH로 된다. 이에 따라, 주사선(Yr)에 접속된 TFT(51)가 모두 온 상태로 된다.
시각 t25에 있어서, 데이터선 구동 회로(20)에 의해 데이터선(Xs)에 정극성의 화상 신호를 공급한다. 그렇게 하면, 데이터선(Xs)의 전압 SOURCE(s)은 서서히 상승하여, 시각 t26에서는 전압 VP3로 된다.
데이터선(Xs)의 전압 SOURCE(s)는 정극성의 화상 신호에 근거하는 화상 전압으로서, 주사선(Yr)에 접속된 온 상태의 TFT(51)를 거쳐서, r행 s열째의 화소(50)가 구비하는 화소 전극(55)에 기입된다. 이 때문에, r행 s열째의 화소(50)가 구비하는 화소 전극(55)의 전압 PIX(r, s)는 서서히 상승하여, 시각 t26에서는, 데이터선(Xs)의 전압 SOURCE(s)과 동전위인 전압 VP3로 된다.
시각 t27에 있어서, 주사선 구동 회로(10)에 의해 주사선(Yr)에 선택 전압을 공급하는 것을 정지한다. 그렇게 하면, 주사선(Yr)의 전압 GATE(r)는 저하하여, 시각 t28에서는 전압 VGL로 된다. 이에 따라, 주사선(Yr)에 접속된 TFT(51)가 모두 오프 상태로 된다.
다음에, 액정 장치(1)의 부극성 기입시에 대해서 도 7을 이용하여 설명한다.
시각 t31에 있어서, 제어 회로(30)에 의해 공통선(Zr)에 전압 VCOMH를 공급한다. 그렇게 하면, 공통선(Zr)에 접속된 공통 전극(56)의 전압 VCOM(r)은 서서히 상승하여, 시각 t32에서는 전압 VCOMH로 된다. 공통선(Zr)에 접속된 공통 전극(56)의 전압 VCOM(r)이 상승하면, r행 s열째의 화소(50)가 구비하는 화소 전 극(55)의 전압 PIX(r, s)는 전압 VC0M(r)과 전압 PIX(r, s)와의 전위차를 유지하도록 상승한다. 이 때문에, r행 s열째의 화소(50)가 구비하는 화소 전극(55)의 전압 PIX(r, s)는 서서히 상승하여, 시각 t32에서는 전압 VP6로 된다.
시각 t33에 있어서, 주사선 구동 회로(10)에 의해 주사선(Yr)에 선택 전압을 공급한다. 그렇게 하면, 주사선(Yr)의 전압 GATE(r)은 상승하여, 시각 t34에서는 전압 VGH로 된다. 이에 따라, 주사선(Yr)에 접속된 TFT(51)가 모두 온 상태로 된다.
시각 t35에 있어서, 데이터선 구동 회로(20)에 의해 데이터선(Xs)에 부극성의 화상 신호를 공급한다. 그렇게 하면, 데이터선(Xs)의 전압 SOURCE(s)는 서서히 저하하여, 시각 t36에서는 전압 VP4로 된다.
데이터선(Xs)의 전압 SOURCE(s)는 부극성의 화상 신호에 근거하는 화상 전압으로서, 주사선(Yr)에 접속된 온 상태의 TFT(51)를 거쳐서, r행 s열째의 화소(50)가 구비하는 화소 전극(55)에 기입된다. 이 때문에, r행 s열째의 화소(50)가 구비하는 화소 전극(55)의 전압 PIX(r, s)는 서서히 저하하여, 시각 t36에서는, 데이터선(Xs)의 전압 SOURCE(s)과 동전위인 전압 VP4로 된다.
시각 t37에 있어서, 주사선 구동 회로(10)에 의해 주사선(Yr)에 선택 전압을 공급하는 것을 정지한다. 그렇게 하면, 주사선(Yr)의 전압 GATE(r)은 저하하여, 시각 t38에서는 전압 VGL로 된다. 이에 따라, 주사선(Yr)에 접속된 TFT(51)가 모두 오프 상태로 된다.
본 실시예에 의하면, 이하와 같은 효과가 있다.
(1) 전압 VCOML을 공통선(Z)에 공급하여, 공통 전극(56)의 전압을 전압 VCOML로 한 후에, 정극성의 화상 신호를 데이터선(X)에 공급하여, 정극성의 화상 전압을 화소 전극(55)에 기입하였다. 또한, 전압 VCOMH를 공통선(Z)에 공급하여, 공통 전극(56)의 전압을 전압 VCOMH로 한 후에, 부극성의 화상 신호를 데이터선(X)에 공급하여, 부극성의 화상 전압을 화소 전극(55)에 기입하였다. 이 때문에, 상술한 종래예와 같이, 축적 용량(53)과 화소 용량(54) 사이에서 전하가 이동하지 않기 때문에, 축적 용량(53)에 특성 격차가 발생하더라도, 화소 전극(55)의 전압에 격차가 발생하지 않는다. 따라서, 표시 품위의 저하를 억제할 수 있다.
(2) 공통 전극(56)의 전압 VCOM(r)을 전압 VCOML 또는 전압 VCOMH로 변동시켰다. 따라서, 축적 용량(53)의 한쪽 전극의 전압을, 공통 전극(56)과 마찬가지로 변동시킬 수 있기 때문에, 축적 용량(53)을 화소 용량(54)과 일체로 형성할 수 있다. 따라서, 액정을 협지하는 1쌍의 기판으로서의 소자 기판(60) 및 대향 기판(70) 중 소자 기판(60)에, 화소 용량(54)을 구성하는 화소 전극(55) 및 공통 전극(56)을 구비하는 액정 장치(1)에 의해 본 발명의 액정 장치를 구성할 수 있다.
(3) 하나의 수평 라인마다 공통 전극(56)을 분할하였다. 그리고, 전압 VCOML과 전압 VCOMH를 하나의 수평 라인마다 교대로 공통 전극(56)에 공급하고, 또한, 이들 공통 전극(56)의 전압에 대응하여, 정극성의 화상 신호와, 부극성의 화상 신호를 하나의 수평 라인마다 교대로 각 데이터선(X)에 공급하였다. 이 때문에, 하나의 프레임 내에 정극성 기입을 한 화소(50)와 부극성 기입을 한 화소(50)를 혼재시켜, 이들 화소(50) 사이에서 플리커를 상쇄시킬 수 있기 때문에, 표시 품위의 저하를 더욱 억제할 수 있다.
(4) 제어 회로(30)에, 320행의 주사선(Y1~Y320)에 대응하여 320개의 단위 제어 회로(P1~P320)를 마련하고, 각 단위 제어 회로(P)에 래치 회로(Q) 및 선택 회로(R)를 마련하였다. 따라서, 제어 회로(30)에 의해, 전압 VCOML 또는 전압 VCOMH 중 어느 하나를 선택적으로 공통 전극(56)에 공급할 수 있다.
(5) 단위 제어 회로(P)에 대응하는 주사선(Y)에 인접한 주사선(Y)에 선택 전압이 공급되면, 래치 회로(Q)에 의해 극성 신호를 유지하였다. 이 때문에, 복수의 단위 제어 회로(P)에는, 주사선 구동 회로(10)에 의해 복수의 주사선(Y)에 순차적으로 공급되는 선택 전압에 근거하여, 극성 신호가 순차적으로 유지된다. 이 때문에, 제어 회로(30)는 복수의 단위 제어 회로(P)에 순차적으로 극성 신호를 전송하기 위해서, 시프트 레지스터 회로라고 한 순차적으로 전송 회로를 필요로 하지 않기 때문에, 소비 전력을 저감할 수 있다.
(6) 래치 회로(Q1, Q320)에 의해, 항상 극성 신호 POL을 취입하고, 또한, 래치 회로(Q2~Q319)에 의해, 인접한 2개의 주사선(Y) 중 적어도 어느 하나에 선택 전압이 공급되면, 극성 신호를 취입하였다. 이 때문에, 주사선 구동 회로(10)에 의해 주사선(Y1)으로부터 주사선(Y320)의 순으로 선택되는 경우뿐만 아니라, 주사선 구동 회로(10)에 의해 주사선(Y320)으로부터 주사선(Y1)의 순으로 선택되는 경우에도, 제어 회로(30)는 복수의 단위 제어 회로(P)에 순차적으로 극성 신호를 전송할 수 있다.
(7) 상술한 종래예에서는, 용량선의 전압을 변동시킨 후에, 화소 전극에 기 입한 화상 전압이 오프 상태의 TFT로부터 누출되는 것을 방지하기 위해서, TFT를 오프 상태로 하는 전압을 예를 들어 -4V 정도로 설정한다. 이 때문에, TFT를 온 상태로 하는 전압이 예를 들어 8V이면, 주사선의 전압 진폭은 12V로 된다. 그래서, TFT(51)를 오프 상태로 하는 전압을 -1V로 설정하고, TFT(51)를 온 상태로 하는 전압을 8V로 설정하여, 주사선(Y)의 전압 진폭을 9V로 하였다. 이 때문에, 소비 전력을 저감할 수 있고, 또한, TFT(51)의 신뢰성을 향상할 수 있다.
(실시예 2)
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 제어 회로(30A)의 블록도이다.
본 실시예에서는, 1행째의 주사선(Y1)에 대응하여 마련된 래치 회로(Q1A)와, 320행째의 주사선(Y320)에 대응하여 마련된 래치 회로(Q320A)의 구성이, 실시예 1의 래치 회로(Q1, Q320)와는 상이하다. 그 밖의 구성에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
래치 회로(Q1A, Q320A)는 각각 제 1 인버터(32)와, 제 2 인버터(33)와, 제 1 클럭드 인버터(34)와, 제 2 클럭드 인버터(35)와, 제 3 인버터(39)를 구비한다.
래치 회로(Q1A)가 구비하는 제 3 인버터(39)의 입력 단자에는 주사선(Y1)이 접속되고, 래치 회로(Q320A)가 구비하는 제 3 인버터(39)의 입력 단자에는 주사선(Y320)이 접속되어 있다. 이들 제 3 인버터(39)의 출력 단자에는 제 1 인버터(32)의 입력 단자와, 제 1 클럭드 인버터(34)의 반전 입력 제어 단자와, 제 2 클럭드 인버터(35)의 비반전 입력 제어 단자가 접속되어 있다.
상기 래치 회로(Q1A)는 이하와 같이 동작한다.
즉, 주사선(Y1)에 선택 전압이 공급되면, 래치 회로(Q1A)가 구비하는 제 3 인버터(39)는 L레벨의 신호를 출력한다. 이 L레벨의 신호는 제 1 클럭드 인버터(34)의 반전 입력 제어 단자에 입력되고, 또한, 제 1 인버터(32)에서 반전되어, H레벨의 신호로서 제 1 클럭드 인버터(34)의 비반전 입력 단자에 입력된다. 이 때문에, 제 1 클럭드 인버터(34)는 온 상태로 되어, 극성 신호 POL을 반전하여 출력한다. 상기 제 1 클럭드 인버터(34)로부터 반전하여 출력된 극성 신호 POL은 제 2 인버터(33)에 의해 반전되어 출력된다.
또한, 래치 회로(Q320A)는 주사선(Y320)에 선택 전압이 공급되면, 상술한 래치 회로(Q1A)와 마찬가지로 동작한다.
이상과 같이, 주사선 구동 회로(10)에 의해 주사선(Y1)에 선택 전압이 공급되면, 래치 회로(Q1A)는 극성 신호 POL을 취입하고, 주사선 구동 회로(10)에 의해 주사선(Y320)에 선택 전압이 공급되면, 래치 회로(Q320A)는 극성 신호 POL을 취입한다.
도 9는 제어 회로(30A)의 타이밍 차트이다.
도 9에 나타내는 제어 회로(30A)의 타이밍 차트에서는, 도 5에 나타낸 실시예 1의 제어 회로(30)의 타이밍 차트와 비교해서, 공통선(Z1, Z320)의 전압이 변동하는 타이밍이 상이하다.
공통선(Z1)은 주사선 구동 회로(10)로부터 주사선(Y1)에 선택 전압을 공급하는 동시에 전압이 반전한다.
구체적으로는, 시각 t41에 있어서, 주사선 구동 회로(10)로부터 주사선(Y1)에 선택 전압이 공급되는 동시에, 단위 제어 회로(P1A)는 래치 회로(Q1A)에 의해 L레벨의 극성 신호 POL을 취입하고, 선택 회로(R1)에 의해 전압 VCOMH를 출력한다. 이 때문에, 단위 제어 회로(P1A)에 접속된 공통선(Z1)은 전압 VCOMH로 된다.
또한, 시각 t44에 있어서, 주사선 구동 회로(10)로부터 주사선(Y1)에 선택 전압이 공급되는 동시에, 단위 제어 회로(P1A)는 래치 회로(Q1A)에 의해 H레벨의 극성 신호 POL을 취입하고, 선택 회로(R1)에 의해 전압 VCOML을 출력한다. 이 때문에, 단위 제어 회로(P1A)에 접속된 공통선(Z1)은 전압 VCOML로 된다.
또한, 공통선(Z320)은 공통선(Z1)과 마찬가지로, 주사선 구동 회로(10)로부터 주사선(Y320)에 선택 전압이 공급되는 동시에, 전압의 극성이 반전한다.
구체적으로는, 시각 t43에 있어서, 주사선 구동 회로(10)로부터 주사선(Y320)에 선택 전압이 공급되는 동시에, 단위 제어 회로(P320A)는 래치 회로(Q320A)에 의해 L레벨의 극성 신호 POL을 취입하고, 선택 회로(R320)에 의해 전압 VCOML을 출력한다. 이 때문에, 단위 제어 회로(P320A)에 접속된 공통선(Z320)은 전압 VCOML로 된다.
또한, 시각 t44에 있어서, 주사선 구동 회로(10)로부터 주사선(Y320)에 선택 전압이 공급되는 동시에, 단위 제어 회로(P320A)는 래치 회로(Q320A)에 의해 H레벨의 극성 신호 POL을 취입하고, 선택 회로(R320)에 의해 전압 VCOMH를 출력한다. 이 때문에, 단위 제어 회로(P320A)에 접속된 공통선(Z320)은 전압 VCOMH로 된다.
본 실시예에 의하면, 이하와 같은 효과가 있다.
(8) 도 2에 나타낸 바와 같이, 공통 전극(56)은 하나의 수평 라인마다 분할되어 있다. 이 때문에, 공통 전극(56)의 전압이 인접한 하나의 수평 라인마다 상이하면, 이들 사이에서 전계가 발생하여, 액정의 배향이나 질서가 미묘하게 변화되는 경우가 있다. 특히, 실시예 1에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 시각 t6~t7의 기간에 있어서, 공통선(Z319)의 전압은 전압 VCOMH이고, 공통선(Z320)의 전압은 전압 VCOML이다. 여기서, 시각 t6~t7의 기간은 주사선 구동 회로(10)에 의해 주사선(Y)을 선택하는 기간의 3배의 기간에 상당한다. 이 때문에, 시각 t6~t7의 기간에 있어서, 공통선(Z319)에 접속된 공통 전극(56)과, 공통선(Z320)에 접속된 공통 전극(56)과의 사이에서 전계가 발생하여, 액정의 배향이나 질서가 크게 변화되는 경우가 있었다. 그래서, 주사선(Y320)에 선택 전압이 공급되는 동시에, 공통선(Z320)의 전압의 극성을 반전시키고, 공통선(Z319)의 전압과, 공통선(Z320)의 전압이 상이한 기간을 시각 t42~t43의 기간으로 하였다. 여기서, 시각 t42~t43의 기간은 주사선 구동 회로(10)에 의해 주사선(Y)을 선택하는 기간의 2배의 기간에 상당하기 때문에, 실시예 1과 비교해서, 공통선(Z319)의 전압과, 공통선(Z320)의 전압이 상이한 기간이 짧다. 이 때문에, 실시예 1과 비교해서, 공통선(Z319)에 접속된 공통 전극(56)과, 공통선(Z320)에 접속된 공통 전극(56) 사이에서 전계가 발생하여, 액정의 배향이나 질서가 변화되는 것을 억제할 수 있다.
(실시예 3)
도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 화소(50A)의 확대 평면도이다.
본 실시예에서는, 화소(50A)가 보조 공통선(ZA) 및 콘택트부(58)를 구비하는 점이 실시예 1의 화소(50)와는 상이하다. 그 밖의 구성에 대해서는 실시예 1과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
보조 공통선(ZA)은 도전성의 금속으로 이루어지고, 하나의 수평 라인마다 분할하여 마련된 공통 전극(56)에 대응하여 마련되어 있다. 이 보조 공통선(ZA)은 주사선(Y)을 따라서 형성되어 있다. 보조 공통선(ZA)으로서는, 공통 전극(56)보다 전기 저항이 작은 재료를 이용할 수 있다. 예를 들면, 공통 전극이 ITO 등의 투명 도전막인 경우에는, 알루미늄, 티탄, 또는 그것들의 적층 구조 등을 이용할 수 있다. 또한, 주사선(Y)과 동일한 층, 동일한 재료로 형성함으로써 제조 프로세스를 늘리지 않고, 보조 공통선을 마련할 수 있다. 보조 공통선(ZA)은 화소간의 표시에 관계없는 개소에 마련하기 때문에, 공통 전극(56)과 같이 투명할 필요는 없다.
콘택트부(58)는 도전성의 금속으로 이루어지고, 영역(581)에서 보조 공통선(ZA)과 접속되며, 영역(582)에서 절연막(63)에 마련한 콘택트 홀을 거쳐서 공통 전극(56) 및 공통선(Z)에 접속되어 있다.
본 실시예에 의하면, 이하와 같은 효과가 있다.
(9) 하나의 수평 라인마다 분할하여 마련된 공통 전극(56)에 대응하여 도전성의 금속으로 이루어지는 보조 공통선(ZA)을 마련하고, 도전성의 금속으로 이루어지는 콘택트부(58)를 거쳐서 공통 전극(56) 및 공통선(Z)과, 보조 공통선(ZA)을 접속하였다. 따라서, 공통 전극(56) 및 공통선(Z)의 시정수를 작게 할 수 있다.
(변형예)
또한, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다. 예컨대, 상술한 각 실시예에서는, 320행의 주사선(Y)과, 240열의 데이터선(X)을 구비하는 것으로 했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 480행의 주사선(Y)과, 640열의 데이터선(X)을 구비해도 좋다.
또한, 상술한 각 실시예에서는 투과형의 표시를 하는 것으로 했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 백 라이트(41)로부터의 광을 이용하는 투과형 표시와, 외광의 반사광을 이용하는 반사형 표시를 겸비한 반투과 반사형의 표시를 해도 좋다.
또한, 상술한 각 실시예에서는 TFT로서 아몰퍼스 실리콘으로 이루어지는 TFT(51)를 마련했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면 저온 폴리 실리콘으로 이루어지는 TFT를 마련해도 좋다.
또한, 상술한 각 실시예에서는, 공통 전극(56) 위에 절연막(64)을 형성하고, 이 절연막(64) 위에 화소 전극(55)을 형성했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 화소 전극(55) 위에 절연막(64)을 형성하고, 이 절연막(64) 위에 공통 전극(56)을 형성해도 좋다. 이 경우에 있어서는, 실시예 1에 있어서 화소 전극에 마련한 슬릿은 공통 전극에 마련하게 된다. 공통 전극에 슬릿을 마련하면, 슬릿에 의해 공통 전극의 면적이 작게 되어, 저항값이 올라 버리기 때문에, 실시예 3의 보조 공통선(ZA)을 마련하여, 공통 전극의 시정수를 내리면 좋다.
또한, 상술한 각 실시예에서는, 액정이 FFS 모드로 동작하는 것으로 했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면 IPS 모드로 동작하는 것이라도 무방하다.
또한, 상술한 각 실시예에서는, 공통 전극(56)을 하나의 수평 라인마다 분할하여 마련했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 2개의 수평 라인마다 또는 3개의 수평 라인마다 분할하여 마련해도 좋다.
여기서, 예를 들면, 공통 전극(56)을 2개의 수평 라인마다 분할하여 마련한 경우에는, 제어 회로(30)는 전압 VCOML과 전압 VCOMH를 각 공통 전극(56)에 접속된 2개의 공통 전극 Z마다 교대로 공급한다. 또한, 데이터선 구동 회로(20)는 정극성 기입과 부극성 기입을, 공통 전극(56)에 대응하는 2개의 수평 라인마다 교대로 실행한다.
(응용예)
다음에, 상술한 실시예 1에 따른 액정 장치(1)를 적용한 전자기기에 대해서 설명한다.
도 11은 액정 장치(1)를 적용한 휴대 전화기의 구성을 나타내는 사시도이다. 휴대 전화기(3000)는 복수의 조작 버튼(3001) 및 스크롤 버튼(3002), 및 액정 장치(1)를 구비한다. 스크롤 버튼(3002)을 조작함으로써, 액정 장치(1)에 표시되는 화면이 스크롤된다.
또한, 액정 장치(1)가 적용되는 전자기기로서는, 도 11에 나타내는 것 외에, 퍼스널 컴퓨터, 정보 휴대 단말, 디지털 스틸 카메라, 액정 텔레비전, 뷰파인더형, 모니터 직시형의 비디오 테이프 리코더, 카 네비게이션 장치, 페이저, 전자 수첩, 전자 계산기, 워드 프로세서, 워크스테이션, 텔레비전 전화, POS 단말, 터치 패널을 구비한 기기 등을 들 수 있다. 그리고, 이들 각종 전자기기의 표시부로서, 전술한 액정 장치가 적용 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 축적 용량과 화소 용량 사이에서 전하가 이동하지 않기 때문에, 축적 용량에 특성 격차가 발생하더라도, 화소 전극의 전압에 격차가 발생하지 않으므로, 표시 품위의 저하를 억제할 수 있다.

Claims (16)

  1. 제 1 기판과, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 마련된 액정을 구비하는 액정 장치로서,
    상기 제 1 기판에 마련된 복수의 주사선과,
    상기 제 1 기판에 마련된 복수의 데이터선과,
    상기 복수의 주사선과 상기 복수의 데이터선의 교차에 대응하여 마련된 복수의 스위칭 소자와,
    상기 복수의 스위칭 소자에 접속되는 복수의 화소 전극과,
    상기 화소 전극에 대응하여 마련된 공통 전극과,
    제 1 전압과, 상기 제 1 전압보다 전위가 높은 제 2 전압을 교대로 상기 공통 전극에 공급하는 제어 회로와,
    상기 제 1 전압보다 전위가 높은 정극성의 화상 신호와, 상기 제 2 전압보다 전위가 낮은 부극성의 화상 신호를 교대로 상기 복수의 데이터선에 공급하는 데이터선 구동 회로와,
    상기 제1 전압 또는 상기 제2 전압이 상기 공통 전극에 반영된 후에, 상기 정극성의 화상 신호 또는 상기 부극성의 화상 신호가 기입되는 상기 화소 전극에 대응하는 상기 스위칭 소자를 선택하는 선택 신호를 상기 주사선에 공급하는 주사 구동 회로
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 제 1 기판에 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하 는 액정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 복수로 분할되어 있으며, 복수로 분할된 것 중 하나의 상기 공통 전극에 상기 제 1 전압 및 상기 제 2 전압 중 어느 한쪽의 전압이 공급되는 기간에, 다른 하나의 상기 공통 전극에는 다른쪽의 전압이 공급되도록 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 하나의 수평 라인마다 분할되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 제 1 전압 또는 상기 제 2 전압 중 어느 하나를 선택하는 극성 신호가 공급되는 단위 제어 회로를 구비하여 이루어지고,
    상기 단위 제어 회로는,
    상기 극성 신호를 유지하는 래치 회로와,
    상기 래치 회로에 의해 유지한 상기 극성 신호에 따라서, 상기 제 1 전압 또는 상기 제 2 전압 중 어느 하나를 선택적으로 출력하는 선택 회로
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  6. 복수의 주사선과, 복수의 데이터선과, 상기 복수의 주사선과 상기 복수의 데이터선의 교차에 대응하여 마련된 복수의 스위칭 소자와, 상기 복수의 스위칭 소자에 접속되는 복수의 화소 전극과, 상기 화소 전극에 대응하여 마련한 공통 전극을 구비하는 액정 장치를 구동하는 방법으로서,
    제 1 전압과, 상기 제 1 전압보다 전위가 높은 제 2 전압을 교대로 상기 공통 전극에 공급하는 단계와,
    상기 제 1 전압보다 전위가 높은 정극성의 화상 신호와, 상기 제 2 전압보다 전위가 낮은 부극성의 화상 신호를 교대로 상기 복수의 데이터선에 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 전압을 상기 공통 전극에 공급한 후에, 상기 정극성의 화상 신호를 상기 데이터선에 공급하는 정극성 기입 단계와,
    상기 제 2 전압을 상기 공통 전극에 공급한 후에, 상기 부극성의 화상 신호를 상기 데이터선에 공급하는 부극성 기입 단계와,
    상기 제1 전압 또는 상기 제2 전압이 상기 공통 전극에 반영된 후에, 상기 정극성의 화상 신호 또는 상기 부극성의 화상 신호가 기입되는 상기 화소 전극에 대응하는 상기 스위칭 소자를 선택하는 선택 신호를 상기 주사선에 공급하는 주사 구동 단계
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 장치의 구동 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공통 전극이 복수로 분할되어 있고,
    복수로 분할된 공통 전극 중 하나의 공통 전극에 상기 제 1 전압 및 상기 제 2 전압 중 한쪽의 전압이 공급되고 있는 동안, 다른 하나의 공통 전극에는 다른 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 액정 장치의 구동 방법.
  8. 제 1 기판과, 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 마련된 액정을 구비하는 액정 장치로서,
    상기 제 1 기판에 마련된 복수의 주사선과,
    상기 제 1 기판에 마련된 복수의 데이터선과,
    상기 복수의 주사선과 상기 복수의 데이터선의 교차에 대응하여 마련되는 복수의 스위칭 소자와,
    상기 복수의 스위칭 소자에 접속된 복수의 화소 전극과,
    상기 제 1 기판에 마련되며, 분할하여 형성된 복수의 공통 전극
    을 구비하고,
    복수로 분할된 것 중 하나의 상기 공통 전극에 제 1 전압 및 상기 제 1 전압보다 전위가 높은 제 2 전압 중 어느 한쪽의 전압이 공급되는 기간에, 다른 하나의 상기 공통 전극에는 다른쪽의 전압이 공급되도록 구성되어 이루어지고,
    복수로 분할된 각 상기 공통 전극에 상기 제 1 전압 및 제 2 전압이 교대로 공급되도록 구성되어 이루어지고,
    상기 제 1 전압보다 전위가 높은 정극성의 화상 신호와, 상기 제 2 전압보다 전위가 낮은 부극성의 화상 신호가 교대로 상기 복수의 데이터선에 공급되고,
    상기 제1 전압 또는 상기 제2 전압이 상기 공통 전극에 반영된 후에, 상기 정극성의 화상 신호 또는 상기 부극성의 화상 신호가 기입되는 상기 화소 전극에 대응하는 상기 스위칭 소자를 선택하는 선택 신호를 상기 주사선에 공급하는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 적어도 하나의 수평 라인마다 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 화소 전극과, 상기 공통 전극 사이에 절연막을 더 구비하고, 또한, 용량이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 기판과 상기 화소 전극, 또는 상기 공통 전극과의 사이에 제 2 절연막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 공통 전극에 전기적으로 접속되는 보조 공통선을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  15. 청구항 1에 기재된 액정 장치를 구비하는 전자기기.
  16. 청구항 8에 기재된 액정 장치를 구비하는 전자기기.
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