WO2012132630A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2012132630A1
WO2012132630A1 PCT/JP2012/054029 JP2012054029W WO2012132630A1 WO 2012132630 A1 WO2012132630 A1 WO 2012132630A1 JP 2012054029 W JP2012054029 W JP 2012054029W WO 2012132630 A1 WO2012132630 A1 WO 2012132630A1
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voltage
liquid crystal
pixel
control
control line
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PCT/JP2012/054029
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Inventor
山内 祥光
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • GPHYSICS
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    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/13624Active matrix addressed cells having more than one switching element per pixel
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    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/02Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0252Improving the response speed

Definitions

  • the present invention relates to an active matrix type liquid crystal display device, and more particularly to a low-frequency driving technique of a pixel circuit constituting each pixel.
  • FIG. 20 shows an equivalent circuit of each pixel constituting a pixel array of a general active matrix type liquid crystal display device.
  • FIG. 21 shows a circuit arrangement example of an active matrix liquid crystal display device with m ⁇ n pixels.
  • a switching element made of a thin film transistor (TFT) is provided at each intersection of m source lines (data signal lines) and n scanning lines (scanning signal lines).
  • the liquid crystal element LC and the auxiliary capacitance element Cs are connected in parallel via the TFT.
  • the liquid crystal element LC has a laminated structure in which a liquid crystal layer is provided between a pixel electrode and a counter electrode (common electrode).
  • each pixel simply displays a TFT and a pixel electrode (black rectangular portion).
  • the auxiliary capacitance element Cs has one end connected to the pixel electrode and the other end connected to the capacitance line LCs, and stabilizes the voltage of the pixel data held in the pixel electrode.
  • the auxiliary capacitance element Cs has the capacitance of the liquid crystal element LC varying between black display and white display due to the TFT leakage current and the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules, and the parasitic capacitance between the pixel electrode and the peripheral wiring. This has the effect of suppressing the fluctuation of the voltage of the pixel data held in the pixel electrode due to the voltage fluctuation or the like generated through the pixel electrode.
  • the TFT connected to one scanning line becomes conductive, and the voltage of pixel data supplied to each source line is written to the corresponding pixel electrode in units of scanning lines.
  • “Frame inversion driving” in which the liquid crystal applied voltage in one frame is written with the same polarity and the voltage polarity of the liquid crystal applied voltage is inverted for each frame.
  • “Horizontal line inversion drive” in which the voltage polarity of the applied voltage is inverted for each scanning line, and the voltage polarity of the liquid crystal applied voltage is inverted for each frame, and the voltage polarity of the liquid crystal applied voltage in one frame is inverted for each source line
  • “Vertical line inversion driving” in which the voltage polarity of the liquid crystal applied voltage is inverted for each frame, and the voltage polarity of the liquid crystal applied voltage in one frame is inverted for each pixel (that is, for each scanning line and each source line)
  • “dot inversion driving” in which the voltage polarity of the liquid crystal applied voltage is inverted for each frame.
  • the power consumption for driving the liquid crystal display device is almost governed by the power consumption for driving the source line by the source driver, and can be generally expressed by the following relational expression (1).
  • P power consumption
  • f is a refresh rate (the number of refresh operations for one frame per unit time)
  • C is a load capacity driven by the source driver
  • V is a drive voltage of the source driver
  • n is a scanning line.
  • Number and m indicate the number of source lines, respectively.
  • the refresh operation is to eliminate the fluctuation caused in the voltage (absolute value) corresponding to the pixel data applied to the liquid crystal element LC by rewriting the pixel data, and to return to the original voltage state corresponding to the pixel data. It is an operation to return.
  • the refresh rate is lowered.
  • one vertical period is divided into a scanning period and a rest period, and the scanning period is set to a time equivalent to a normal 60 Hz, thereby reducing power consumption by low-frequency intermittent driving.
  • the refresh rate is lowered, the pixel voltage held in the pixel electrode varies due to the leakage current of the TFT.
  • the switch element of the pixel shown in FIG. 20 is configured by a series circuit of two TFTs (transistors T1 and T2), and an intermediate node N2 is provided with a unity gain buffer amplifier 50. It is used to drive to the same potential as the pixel electrode N1 so that no voltage is applied between the source and drain of the TFT (T2) arranged on the pixel electrode side, thereby greatly reducing the leakage current of the TFT.
  • T1 and T2 the switch element of the pixel shown in FIG. 20
  • T1 and T2 the switch element of the pixel shown in FIG. 20
  • an intermediate node N2 is provided with a unity gain buffer amplifier 50. It is used to drive to the same potential as the pixel electrode N1 so that no voltage is applied between the source and drain of the TFT (T2) arranged on the pixel electrode side, thereby greatly reducing the leakage current of the TFT.
  • T2 and 23 The problem that the display quality deteriorates is suppressed (see FIGS. 22 and 23).
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of full-color display with low power consumption and high display quality for moving images and still images.
  • a unit liquid crystal display element having a liquid crystal layer sandwiched between a pixel electrode and a counter electrode, a first switch element, a second switch element, a third switch element, and a capacitor element having one end connected to the pixel electrode
  • a liquid crystal display device including a pixel array in which a plurality of pixel circuits are arranged in a row direction and a column direction,
  • Each of the first to third switch elements includes a thin film transistor element, and includes a first terminal, a second terminal, and a control terminal for controlling conduction / non-conduction between the first and second terminals.
  • the second terminal of the first switch element, the first terminal of the second switch element, and the first terminal of the third switch element are connected to each other to provide an intermediate node.
  • the second terminal of the second switch element is connected to the pixel electrode, and a predetermined counter voltage is applied to the counter electrode.
  • the first terminal of the element is connected in common with any one of a plurality of data signal lines extending in the column direction.
  • the control terminal of the second switch element is connected in common to any one of a plurality of scanning signal lines extending in the row direction, and the second terminal of the third switch element is extended to the plurality of second lines.
  • the control terminal of the third switch element is connected in common to any one of the plurality of second control lines extending in the row direction, and is connected to one of the control lines.
  • the other end is connected to a third control line, and the first control line and the third control line are provided as the same signal line or individual signal lines, A predetermined scanning voltage is applied to the scanning signal line so that each of the first and second terminals of the first and second switch elements is in a non-conductive state, and the second control line is connected to the third switch element.
  • liquid crystal application is performed by subtracting the counter voltage from the pixel voltage.
  • a data holding voltage corresponding to the polarity of the voltage is supplied from the first control line to the intermediate node via the third switch element in a conductive state.
  • the data holding voltage is an intermediate voltage between a maximum value and a minimum value of a voltage range in which the transmittance of the unit liquid crystal display element changes when the liquid crystal applied voltage changes with the same polarity according to the polarity of the liquid crystal applied voltage.
  • the present invention provides a liquid crystal display device having a first characteristic that is set as a voltage obtained by adding the counter voltage.
  • the liquid crystal display device of the first feature is The other end of the capacitive element is connected in common with any one of the plurality of third control lines extending in the row direction, A control circuit for controlling voltage application to the data signal line, the scanning signal line, and the first to third control lines;
  • the control circuit includes: As a first operation, a first scanning voltage is applied to each of the scanning signal lines connected to the selected pixel circuit to bring the first and second terminals of the first and second switch elements into a conductive state, and the plurality A source voltage corresponding to pixel data written to the pixel circuit corresponding to each of the data signal lines is applied, and the first and second terminals of the third switch element are connected to the second control line connected to the selected pixel circuit.
  • a second gate voltage for connecting the first and second terminals of the third switch element to the second control line connected to the selected pixel circuit is applied to the second control line.
  • the first control voltage is set as the data holding voltage according to the polarity of the liquid crystal applied voltage after the fourth operation, and the third switch is connected to the intermediate node after the third to fifth operations are completed.
  • a second feature is that the first control voltage is applied via an element.
  • the first control line and the third control line are provided as the same signal line, and the second boost voltage and the first control voltage are the same voltage, It is preferable that the third operation and the fourth operation are simultaneously performed as the same operation after the second operation.
  • the liquid crystal display device of the second feature is In a second write operation for each of the pixel circuits arranged in the selected row that starts after a predetermined data holding period has elapsed after the first write operation, the control circuit includes: As a sixth operation, the first scanning voltage is applied to the scanning signal line connected to the selected pixel circuit, and the source voltage corresponding to the pixel data written to the pixel circuit corresponding to each of the plurality of data signal lines is set.
  • the second gate voltage is applied to the second control line connected to the selected pixel circuit
  • the second control voltage is set as the data holding voltage according to the polarity of the liquid crystal applied voltage after the ninth operation
  • the third switch is connected to the intermediate node after the eighth to tenth operations are finished.
  • a third feature is that the second control voltage is applied via an element.
  • the first control line and the third control line are provided as the same signal line, and the fourth boost voltage and the second control voltage are the same voltage, It is preferable that the eighth operation and the ninth operation are simultaneously performed as the same operation after the seventh operation.
  • the third boost voltage and the second boost voltage are the same voltage
  • the fourth boost voltage and the first boost voltage are the same voltage
  • the liquid crystal display device having the third feature, in the second writing operation to each of the two sets of the selected pixel circuits including the pixel circuits selected by two in each column, At least the sixth operation, the seventh operation, and the ninth operation are sequentially performed on the selected pixel circuit, and at least the sixth operation and the seventh operation are performed on the second set of the selected pixel circuits. It is also preferable that after the ninth operation is sequentially performed, the tenth operation is simultaneously performed on the first group and the second group of the selected pixel circuits.
  • the liquid crystal display device having the second or third feature may be configured such that the first write operation is performed for each of the two sets of the selected pixel circuits including the pixel circuits selected by two in each column. At least the first operation, the second operation, and the fourth operation are sequentially performed on the set of the selection pixel circuits, and at least the first operation and the first operation are performed on the second set of the selection pixel circuits. Preferably, after the second operation and the fourth operation are sequentially performed, the fifth operation is simultaneously performed on the first group and the second group of the selected pixel circuits.
  • the liquid crystal display device of the first feature is A control circuit for controlling voltage application to the data signal line, the scanning signal line, and the first to third control lines;
  • the first control line and the third control line are provided as individual signal lines,
  • the control circuit comprises: As a first operation, a first scanning voltage is applied to each of the scanning signal lines connected to the selected pixel circuit to bring the first and second terminals of the first and second switch elements into a conductive state, and the plurality A source voltage corresponding to pixel data written to the pixel circuit corresponding to each of the data signal lines is applied, and the first and second terminals of the third switch element are connected to the second control line connected to the selected pixel circuit.
  • a first gate voltage between the selected control circuit and the third control line connected to the selected pixel circuit As a second operation after the first operation, a second scan is performed in which the first and second terminals of the first and second switch elements are in a non-conductive state on the scanning signal line connected to the selected pixel circuit. Applying voltage, As a third operation after the first operation, a predetermined first control voltage is applied to the first control line connected to the selected pixel circuit, At the same time as the second operation, or as a fourth operation after that, a second gate voltage for bringing the first and second terminals of the third switch element into a conductive state is applied to the second control line connected to the selected pixel circuit. Applied, The first control voltage is set as the data holding voltage according to the polarity of the liquid crystal applied voltage after the first operation; A fourth feature is that, after the third and fourth operations, the first control voltage is applied to the intermediate node via the third switch element.
  • the liquid crystal display device of the fourth feature is In a second write operation for each of the pixel circuits arranged in the selected row that starts after a predetermined data holding period has elapsed after the first write operation, the control circuit includes: As a fifth operation, the first scanning voltage is applied to the scanning signal line connected to the selected pixel circuit, and a source voltage corresponding to the pixel data written to the pixel circuit corresponding to each of the plurality of data signal lines is set.
  • a fifth feature is that the second control voltage is applied through the second control voltage.
  • the liquid crystal display device of the fifth feature in the second writing operation to each of the two sets of the selected pixel circuits including the pixel circuits selected by two for each column, The fifth operation and the sixth operation are sequentially performed on the selected pixel circuit, and the fifth operation and the sixth operation are sequentially performed on the second set of the selected pixel circuits.
  • the seventh operation is simultaneously executed for one set and the second set of the selected pixel circuits, and the eighth operation is simultaneously executed for the first set and the second set of the selected pixel circuits. Is also preferable.
  • the liquid crystal display device of the fourth or fifth feature may be configured such that the first write operation is performed on each of the two sets of the selected pixel circuits including the pixel circuits selected by two in each column.
  • the first operation and the second operation are sequentially performed on the set of the selection pixel circuits, and the first operation and the second operation are sequentially performed on the second set of the selection pixel circuits.
  • the third operation is simultaneously performed for the first and second sets of the selected pixel circuits
  • the fourth operation is simultaneously performed for the first and second sets of the selected pixel circuits. It is also preferred that
  • the capacitor element is configured as a part of the unit liquid crystal display element, and the third control line is connected to the counter electrode. good.
  • one set of the selection pixel circuits is arranged in the same row, or the odd-numbered columns of the one set of selection pixel circuits are arranged in the row. It is preferable that the pixel circuits are arranged in one odd-numbered or even-numbered same row, and the pixel circuits in each even-numbered column are arranged in the other odd-numbered or even-numbered same row.
  • the second control line is shared between two pixel circuits adjacent in the column direction.
  • the first switch element and the second switch element are each configured to include a thin film transistor element having the same conductivity type
  • the first switch element and the third switch element are each configured to include a thin film transistor element having a different conductivity type.
  • the scanning signal line and the second control line are provided as the same signal line
  • the first scanning voltage and the first gate voltage are the same voltage
  • the second scanning voltage and the second gate voltage are preferably the same voltage.
  • the liquid crystal display device having the above characteristics, in the data holding period from the writing operation to one pixel circuit to the next writing operation to the same pixel circuit, the voltage value of the pixel voltage held in the pixel electrode of the pixel circuit, and Regardless of the voltage value and polarity of the voltage applied to the data signal line connected to the pixel circuit during the data holding period, a data holding voltage (corresponding to the polarity of the liquid crystal applied voltage is applied to the intermediate node of the pixel circuit.
  • the first control voltage or the second control voltage is stably applied.
  • a pixel held in the pixel electrode is between the first and second terminals (between the source and drain of the thin film transistor element) of the second switch element provided between the pixel electrode and the intermediate node.
  • a difference voltage between the voltage and the data holding voltage applied to the intermediate node is applied.
  • the data holding voltage is set as a pixel voltage when the liquid crystal applied voltage changes with the same polarity and becomes an intermediate voltage between the maximum value and the minimum value of the voltage range in which the transmittance of the unit liquid crystal display element changes. Yes. That is, the pixel voltage in the halftone voltage region where the liquid crystal transmittance in the relationship between the liquid crystal applied voltage and the liquid crystal transmittance is most susceptible to the liquid crystal applied voltage is the data holding voltage.
  • the data holding voltage is the data holding voltage.
  • the minimum value and the maximum value of the range in which the transmittance of the unit liquid crystal display element changes significantly are 2V and 4V, respectively.
  • the absolute value of the liquid crystal applied voltage varies in the range of 0V to 5V according to the pixel data, the intermediate voltage is set to 3V (voltage value in the halftone voltage region), and the counter voltage is fixed to 2.5V.
  • the pixel voltage is written in the range of 2.5V to 7.5V by the polarity inversion drive (liquid crystal applied voltage is a positive voltage), and is written in the range of ⁇ 2.5V to 2.5V (liquid crystal The applied voltage is negative).
  • the data holding voltage is set to 5.5V or -0.5V depending on the polarity of the liquid crystal applied voltage. Therefore, when the pixel voltage at which the absolute value of the liquid crystal applied voltage is 3V is held in the pixel electrode, the voltage applied between the first and second terminals of the second switch element becomes 0V, and the second switch element Does not generate a leakage current when the thin film transistor element is non-conductive, and the pixel voltage does not fluctuate due to the leakage current.
  • the absolute value of the liquid crystal applied voltage changes from 3 V in accordance with the pixel data written to the pixel circuit.
  • the variation in the pixel voltage affects the transmittance of the unit liquid crystal display element. Since the value is in the range of 2V to 4V, the voltage (absolute value) applied between the first and second terminals of the second switch element in that case is 1V at the maximum.
  • the source voltage applied to the data signal line by the pixel data writing operation to another pixel circuit in the same column within one vertical period Therefore, the voltage of the intermediate node fluctuates depending on the leakage current when the first switch element is non-conductive. Further, the voltage fluctuation of the intermediate node becomes larger as the data holding period becomes longer.
  • the source voltage varies in the range of ⁇ 2.5 V to 7.5 V, and for one pixel circuit, the pixel voltage during the data holding period is 6.5 V (the liquid crystal applied voltage is 4 V), and the source voltage is In the case of ⁇ 2.5V, the voltage at the intermediate node changes from 6.5V immediately after writing to ⁇ 2.5V due to the leakage current when the second switch element is non-conductive. If the data retention period is prolonged, there is a possibility that the voltage will eventually change to around -2.5V. If it does so, the voltage (absolute value) applied between the 1st and 2nd terminals of a 2nd switch element may reach 9V.
  • the voltage (absolute value) applied between the first and second terminals of the second switch element can be reduced to 1 V or less, so that the second Leakage current when the switch element is non-conductive can be greatly suppressed, and variation in liquid crystal transmittance due to variation in pixel voltage can be suppressed.
  • the liquid crystal display device having the above characteristics, fluctuations in the pixel voltage can be effectively suppressed in the pixel voltage region having a large influence on the transmittance of the unit liquid crystal display element, and the entire pixel is covered in full color display.
  • the retention characteristics of pixel data are improved, and the display quality is greatly improved.
  • the application of the data holding voltage to the intermediate node is performed via the first control line extending in the same direction (row direction) as the scanning signal line.
  • a data holding voltage can be applied. That is, for example, even in the case of performing polarity inversion driving that inverts the polarity of the liquid crystal applied voltage for each row in the same frame, the variation in the pixel voltage can be suppressed. In other words, by performing polarity inversion driving with a long repetition cycle (low frequency), power consumption can be reduced while suppressing fluctuations in pixel voltage.
  • the applied voltage of the third control line is changed between the first and second boost voltages, and the pixel is connected via the capacitive element.
  • the voltage amplitude of the source voltage in one vertical period can be halved by using the voltage change of the pixel voltage.
  • the liquid crystal display device having the second or third feature can cope with three types of polarity inversion operations of frame inversion driving, horizontal line inversion driving, and dot inversion driving.
  • frame inversion driving and horizontal line inversion driving are possible, and pixel circuits in each odd-numbered column of one set of selected pixel circuits are arranged in one odd-numbered or even-numbered same row.
  • pixel circuits in the even-numbered columns are arranged in the same row on the other odd-numbered or even-numbered side, frame inversion driving and dot inversion driving are possible.
  • the liquid crystal display device of the fourth or fifth feature can also cope with three types of polarity inversion operations of frame inversion driving, horizontal line inversion driving, and dot inversion driving.
  • the second or third feature can be used. Unlike the liquid crystal display device of FIG. 5, since there is no operation of changing the voltage applied to the third control line between the first and second boost voltages to change the pixel voltage through the capacitive element, horizontal line inversion driving or dot inversion is not performed. In the case of driving, since the voltage amplitude of the source voltage in one vertical period is larger than that of the liquid crystal display device having the second or third characteristics, it can be said that the configuration is suitable for frame inversion driving.
  • the liquid crystal display device having the above characteristics has the above effect with a simple circuit configuration in which only two thin film transistors are added to the conventional pixel circuit using one thin film transistor. No need to add a complicated circuit such as a buffer amplifier for reducing the bias voltage as disclosed in (1) and (3), and the aperture ratio of each pixel is not greatly sacrificed.
  • a liquid crystal display device capable of full color display can be provided.
  • FIG. 3 is a timing chart schematically showing an example of a voltage application waveform during horizontal line inversion driving for the pixel array shown in FIG. Characteristic diagram showing an example of the relationship between the liquid crystal applied voltage Vlc and the liquid crystal transmittance T in the liquid crystal display element FIG.
  • FIG. 3 is a timing chart schematically showing another example of a voltage application waveform during horizontal line inversion driving for the pixel array shown in FIG.
  • FIG. 3 is a timing chart schematically showing an example of a voltage application waveform during frame inversion driving for the pixel array shown in FIG. 1 is an equivalent circuit diagram schematically showing a second configuration example of a pixel array used in the display device shown in FIG. 1 is an equivalent circuit diagram schematically showing another example (fifth embodiment) of a pixel circuit used in the display device shown in FIG.
  • FIG. 12 is a timing chart schematically showing an example of a voltage application waveform at the time of horizontal line inversion driving for the pixel array of the pixel circuit shown in FIG.
  • FIG. 14 is a timing chart schematically showing an example of a voltage application waveform during horizontal line inversion driving for the pixel array of the pixel circuit shown in FIG.
  • the equivalent circuit schematic which shows the other structural example (8th Embodiment) of the pixel array used with the display apparatus shown in FIG. FIG.
  • FIG. 17 is a timing chart schematically showing an example of a voltage application waveform during frame inversion driving for the pixel array shown in FIG.
  • Equivalent circuit diagram of a pixel in a general active matrix liquid crystal display device Block diagram showing an example of circuit arrangement of an active matrix liquid crystal display device with m ⁇ n pixels
  • the display device 1 includes an active matrix liquid crystal panel 2, a display control circuit 3, a source driver 4, a gate driver 5, and a common driver 6.
  • the power supply circuit and the liquid crystal panel 2 are transmissive (a type in which the pixel electrode is composed of a transmissive electrode), or a dual type (the pixel electrode is a transmissive electrode region and a reflective electrode) In the case of a type having a region) and a transflective type (a type in which one pixel electrode has both functions of a transmissive electrode and a reflective electrode), a backlight device is provided.
  • the liquid crystal panel 2 includes a pixel array in which a plurality of pixel circuits 7 are arranged in a matrix in the row direction and the column direction, a plurality of gate lines GL (corresponding to scanning signal lines) extending in the row direction, and a column direction. And a plurality of source lines SL (corresponding to data signal lines), a plurality of first control lines BL extending in the row direction, and a plurality of second control lines CL extending in the row direction.
  • each pixel circuit 7 includes a unit liquid crystal display element 12 having a liquid crystal layer sandwiched between a pixel electrode 10 and a counter electrode 11, and a first transistor (a first switching element). 13), a second transistor (corresponding to the second switching element) 14, a third transistor (corresponding to the third switching element) 15, and a capacitive element 16.
  • the first to third transistors are each composed of an n-channel TFT (thin film transistor element).
  • the gate (control terminal) of the first transistor 13 is connected to the gate line GL
  • the drain (first terminal) is connected to the source line SL
  • the source (second terminal) is connected to the intermediate node 17, and the gate (control) of the second transistor 14 is controlled.
  • Terminal is connected to the gate line GL, the drain (first terminal) is connected to the intermediate node 17, the source (second terminal) is connected to the pixel electrode 10, and the gate (control terminal) of the third transistor 15 is connected to the second control line CL.
  • the drain (first terminal) is connected to the intermediate node 17 and the source (second terminal) is connected to the first control line BL.
  • One end of the capacitive element 16 is connected to the pixel electrode 10 and the other end is connected to the first control line BL.
  • both the pixel electrode 10 and the counter electrode 11 are formed of a light transmissive transparent conductive material such as ITO, and the pixel electrode 10, the first to third transistors 13 to 15, the capacitive element 16,
  • the gate line GL, the source line GL, the first control line BL, and the second control line CL are formed on one first transparent insulating substrate 20 of two transparent insulating substrates made of glass, plastic, or the like that sandwich the liquid crystal layer.
  • the counter electrode 11 is formed on the entire surface of the other second transparent insulating substrate 21 on the liquid crystal layer side.
  • a color filter is provided on the liquid crystal layer side of the second transparent insulating substrate 21, and a retardation plate, a polarizing plate, an antireflection film, and the like are provided outside the second transparent insulating substrate 21.
  • horizontal line inversion driving is realized using a pixel array configuration (first pixel array configuration) schematically shown in the equivalent circuit diagram of FIG.
  • frame inversion driving can be realized using the same first pixel array configuration.
  • the gate of the third transistor 15 and the other end of the capacitive element 16 are connected to the first control line BLi of the i-th row, and the gate of the third transistor 15 is connected to the second control line CLi of the i-th row, respectively.
  • the first transistor of each pixel circuit 7 arranged in the j-th column (j 1 to m)
  • the drain of the register 13 is connected to a source line SLj the j-th column (see FIG. 2).
  • the gate lines GLi, the first control lines BLi, and the second control lines CLi in each row are schematically displayed as one thick solid line, and the circuit display inside the pixel circuit 7 is omitted. Yes.
  • FIG. 4 shows an example of IV characteristics between the drain current (Ids) and the gate voltage (Vgs) of the polycrystalline silicon TFT. This characteristic is common to the characteristic disclosed in FIG. 6 of Patent Document 2 and FIG. 4 of Patent Document 3.
  • FIG. 4 shows an example of IV characteristics between the drain current (Ids) and the gate voltage (Vgs) of the polycrystalline silicon TFT. This characteristic is common to the characteristic disclosed in FIG. 6 of Patent Document 2 and FIG. 4 of Patent Document 3.
  • FIG. 5 shows an example of IV characteristics between the drain current (Ids) and the gate voltage (Vgs) of the amorphous silicon TFT. Also in the characteristics illustrated in FIG. 5, when the negative bias (absolute value) of the gate voltage is larger than
  • the characteristics shown in FIGS. 4 and 5 are examples, and the electrical characteristics of the first to third transistors 13 to 15 used in this embodiment are limited to the characteristics shown in FIGS. is not.
  • the display control circuit 3 is a circuit that controls a writing operation and a holding operation which will be described later.
  • the write operation is an operation in which the process of writing the pixel data for one frame to each corresponding pixel circuit 7 in the pixel array is repeated every vertical period.
  • One vertical period is composed of the same number of horizontal periods as the number n of rows of the pixel array.
  • one horizontal period includes a write period in which a write operation is performed and a hold period in which a hold operation after the write operation is performed.
  • one horizontal period is a holding period. That is, in this embodiment, intermittent driving is performed in units of one horizontal period.
  • the sum of the holding period in one horizontal period at the time of selection and the holding period in all the horizontal periods at the time of non-selection is the data holding period in the row.
  • the “pixel data” written to each pixel circuit 7 is gradation data for each color in the case of color display using the three primary colors (R, G, B).
  • the gradation data and luminance data of the other colors are also included in the pixel data.
  • the display control circuit 3 receives timing control information Dt corresponding to the attribute of the image displayed on the pixel array from an external signal source, and determines the lengths of the writing period and the holding period within one horizontal period.
  • image attributes include drawing speed requirements for still images, moving images drawn at a normal refresh rate (60 Hz), moving images that can be drawn at a speed lower than 60 Hz, moving images that need to be drawn at a speed higher than 60 Hz, and the like. included.
  • the refresh rate drawing speed
  • the length of the writing period does not exceed the length of one horizontal period determined by the reciprocal of the value obtained by multiplying the received refresh rate and the number of rows of the pixel array.
  • the length obtained by subtracting the length of the writing period from the length of one horizontal period is the length of the holding period.
  • the refresh rate is lower than the normal refresh rate (60 Hz)
  • the length of the writing period is set to the length of one horizontal period at the normal refresh rate (60 Hz), and a holding period is provided in the selected row to refresh.
  • the rate is equal to or higher than the normal refresh rate (60 Hz)
  • the length of the writing period is the same as one horizontal period determined by the refresh rate, and the holding period in the selected row is not provided.
  • the length of the writing period is less than the minimum value of the length of the writing period determined by the drain current characteristics when the first and second transistors 13 and 14 of the pixel circuit 7 are turned on and the parasitic capacitance of the pixel electrode 10. Is the minimum value.
  • an image attribute code indicating an image attribute is received as the timing control information Dt
  • each length of one vertical period and writing period set in advance according to the received image attribute code You may read out from a predetermined table and use it.
  • the display control circuit 3 receives the data signal Dv representing the image to be displayed and the timing signal Ct from the external signal source, and receives the signals Dv and Ct. Based on this, the digital image signal DA and the data side timing control signal Stc given to the source driver 4, the scanning side timing control signal Gtc given to the gate driver 5, and the common driver 6 are given as signals for displaying an image on the pixel array. A counter voltage control signal Sec is generated.
  • the display control circuit 3 is preferably partly or wholly formed in the source driver 4 or the gate driver 5.
  • the source driver 4 is a circuit that applies a source signal having a predetermined timing and a predetermined voltage value to each source line SL during the above-described operation for each horizontal period under the control of the display control circuit 3.
  • the source driver 4 is based on the digital image signal DA and the data side timing control signal Stc, and the pixel voltage corresponding to the voltage level of the counter voltage Vcom corresponding to the pixel value for one display line represented by the digital signal DA.
  • a source voltage Vsc obtained by subtracting a voltage change ⁇ Vp of the pixel voltage Vp due to a voltage transition of a boost signal Bt described later from Vp is generated as source signals Sc1, Sc2,..., Scm every horizontal period.
  • the pixel voltage Vp is a voltage corresponding to pixel data, and is a multi-gradation analog voltage (a plurality of voltage values discrete from each other).
  • the gate driver 5 applies a first gate signal having a predetermined timing and a predetermined voltage amplitude to each gate line GL at the time of each operation in each horizontal period under the control of the display control circuit 6.
  • This circuit applies a boost signal having a predetermined timing and a predetermined voltage amplitude to the control line BL, and applies a second gate signal having a predetermined timing and a predetermined voltage amplitude to each second control line CL.
  • the gate driver 5 may be formed on the first transparent insulating substrate 20 similarly to the pixel array.
  • the gate driver 5 sequentially writes pixel data corresponding to the source signals Sc1, Sc2,..., Scm to each pixel circuit 7 in the selected row based on the scanning side timing control signal Gtc during a part of the writing period.
  • the gate lines GL1, GL2,..., GLn (in the case of the first pixel array configuration) are sequentially selected one by one for each horizontal period, and the first scanning voltage Vgp is applied to the gate line GL in the selected row.
  • the first and second transistors 13 and 14 of the pixel circuits 7 in each row are sequentially turned on for a certain period.
  • the second scanning voltage Vgn is applied to the gate lines GL of all the non-selected rows through one horizontal period, thereby bringing the pixel circuits 7 of the non-selected rows into a non-conductive state.
  • the gate driver 5 sequentially selects the second control lines CL1, CL2,..., CLn (in the case of the first pixel array configuration) one by one for each horizontal period in a part of the writing period,
  • the first gate voltage Vcn is applied to the first control line CL of the selected row to turn off the third transistor 15 of the pixel circuit 7 of each row for a certain period.
  • the second gate voltage Vcp is applied to the first control lines CL of all the non-selected rows through one horizontal period, and the third transistors 15 of the pixel circuits 7 of the non-selected rows are turned on.
  • the gate driver 5 sequentially selects one for each horizontal period with respect to the first control lines BL1, BL2,..., BLn (in the case of the first pixel array configuration), and selects the selected first control.
  • a boost signal Bt that causes a voltage transition only once in the positive direction or the negative direction is applied to the line BL within the writing period. In each row, the voltage transition direction (polarity) of the boost signal Bt alternates every vertical period.
  • the source driver 4 and the gate driver 5 function as a control circuit that controls voltage application to the source line SL, the gate line GL, the first control line BL, and the second control line CL. Details of voltage application control for the source line SL, the gate line GL, the first control line BL, and the second control line CL will be described later.
  • the common driver 6 applies the counter voltage Vcom to the counter electrode 11 through the counter electrode wiring CML under the control of the display control circuit 6.
  • the counter voltage Vcom is maintained at a constant voltage through writing and holding operations over a plurality of frames.
  • the voltage polarity of the liquid crystal applied voltage Vlc is controlled by changing the voltage transition of the boost signal Bt applied to the first control line BL of each row, as will be described later. Use it.
  • two gate lines GL1, GL2, three source lines SL1, SL2, SL3, two first control lines BL1, BL2, and two second control lines CL1, CL2 are applied, respectively.
  • Voltage, pixel voltage Vpij of each pixel electrode 10 of the pixel circuit 7 connected to any one of the two gate lines GL1, GL2 and any one of the three source lines SL1, SL2, SL3 and the intermediate node 17 The voltage waveform of the voltage Vmij (i is 1 or 2 with a row number and j is 1, 2 or 3 with a column number).
  • the voltage waveforms of the two gate lines GLi and the voltage waveform of the second control line CLi are shown in an overlapping manner, and the first line is distinguished by displaying it as a solid line and the second line as a broken line.
  • the voltage waveform of Vm1j and the voltage waveform of the three intermediate node voltages Vm2j in the second row are shown superimposed, and the first column is indicated by a solid line, the second column is indicated by a broken line, and the third column is indicated by a one-dot chain line.
  • the counter voltage Vcom is fixed to 2V
  • the first gate signal Gsi applied to the gate line GL (i 1, 2)
  • the liquid crystal applied voltage Vlc and the liquid crystal transmittance T in the unit liquid crystal display element 12 have the relationship shown in the characteristic diagram of FIG.
  • FIG. 6 two consecutive vertical periods Tv1 and Tv2 are shown.
  • the first two horizontal periods Th1 and Th2 are representatively shown, and two vertical periods Tv1 and Tv2 are shown as representatives.
  • the writing operation and the holding operation in two horizontal periods Th1 and Th2 of the two vertical periods Tv1 and Tv2, for a total of four horizontal periods, will be described for each horizontal period.
  • Transistor 15 is turned off. As a result, electrical conduction between the intermediate node 17 of the pixel circuit 7 in each column and the first control line BL1 in the first row is interrupted. Note that it is sufficient that the voltage application control for the second control line CL1 is performed between timing t0 and timing t1 described later. Further, the signal voltage of the boost signal Bt1 applied to the first control line BL1 at the timing t0 is maintained at the voltage value applied until before the timing t0. In the example shown in FIG. 6, the first boost voltage Vb1 (-1V) is continuously applied.
  • the signal voltage of the first gate signal Gs1 applied to the gate line GL1 is changed to the first scanning voltage Vgp (10V), and the first and first pixel circuits 7 of the first row in each column are changed. 2
  • the transistors 13 and 14 are turned on.
  • the pixel electrodes 10 of the pixel circuits 7 in each column are electrically connected to the intermediate node 17 and the source line SLj, respectively, and the source voltage Vscj applied to each source line SLj at the timing t0 corresponds to each pixel.
  • the pixel voltage Vp1j is written to the pixel electrode 10 of the circuit 7 and becomes the source voltage Vsj.
  • timings t0 and t1 may be the same, or the timing t0 may be slightly behind the timing t1.
  • the first and second transistors 13 and 14 and the third transistor 15 can be prevented from being turned on at the same time in consideration of the transition time of each signal and the response speed of each transistor.
  • each operation from timing t0 to t1 is referred to as a first operation for convenience.
  • the signal voltage of the first gate signal Gs1 applied to the gate line GL1 is changed from the first scanning voltage Vgp (10V) to the second scanning voltage Vgn ( ⁇ 10V) to turn off the first and second transistors 13 and 14 of the pixel circuit 7 in each column of the first row.
  • the pixel electrode 10, the intermediate node 17, and the source line SLj of the pixel circuit 7 in each column are electrically nonconductive.
  • the non-conduction state is maintained until the timing t11 of the horizontal period Th1 of the same first row in the next vertical period Tv2.
  • the operation at the timing t2 is referred to as a second operation for convenience.
  • the signal voltage of the boost signal Bt1 applied to the first control line BL1 is transitioned from the first boost voltage Vb1 ( ⁇ 1V) to the second boost voltage Vb2 (5V).
  • the second boost voltage Vb2 (5 V) is applied from the first control line BL1 to the source (second terminal) of the third transistor 15 (referred to as a third operation for convenience), and the second
  • the voltage change of 6 V in the positive direction on the other end side of the capacitive element 16 was multiplied by a predetermined voltage dividing ratio R on one end side (pixel electrode 10 side) of the capacitive element 16.
  • the partial pressure ratio R is set to 0.5. Therefore, the pixel voltage Vp1j after the voltage transition of the boost signal Bt1 is given by the following formula 2.
  • the signal voltage of the second gate signal Cs1 applied to the second control line CL1 is changed from the first gate voltage Vcn ( ⁇ 10 V) to the second gate voltage Vcp (10 V), and the first row.
  • the third transistor 15 of the pixel circuit 7 in each column is made conductive.
  • the second boost voltage Vb2 (5V) applied to the source (second terminal) of the third transistor 15 in the third operation is supplied to the intermediate node 17 via the third transistor 15 in the conductive state as the data holding voltage. Applied (referred to as a fifth operation for convenience).
  • the application state of the second boost voltage Vb2 (5V) from the first control line BL1 to the intermediate node 17 via the third transistor 15 after the timing t4 is the horizontal period of the same first row in the next vertical period Tv2.
  • the period up to the timing t10 of Th1 (this period becomes the data holding period for each pixel circuit 7 in the first row) is stably maintained.
  • the absolute value of the bias voltage is suppressed to 2 V or less regardless of the pixel data value written in each column.
  • the fluctuation of the pixel voltage Vp caused by the leakage current between the source and the drain of the second transistor 14, that is, the fluctuation of the transmittance of the unit liquid crystal display element is effectively suppressed.
  • the applied voltage Vlc (absolute value) of the liquid crystal is a voltage value in the range of 1V to 5V, but the voltage range (2V to 4V, particularly 3V) where the influence of the voltage fluctuation on the liquid crystal transmittance is large.
  • the bias voltage between the source and the drain of the second transistor 14 is further suppressed and the voltage is lowered, so that the fluctuation of the liquid crystal transmittance is further effectively suppressed.
  • the operation for suppressing the voltage fluctuation of the pixel voltage Vp during the data holding period is the holding operation.
  • the voltage application control for the second control line CL2 is performed between the timing t5 and a timing t6 described later.
  • the signal voltage of the boost signal Bt2 applied to the first control line BL2 is maintained at the voltage value applied until before the timing t5.
  • the first boost voltage Vb1 (5 V) is continuously applied.
  • the voltage value of the first boost voltage Vb1 and the voltage value of the second boost voltage Vb2 are interchanged.
  • the boost signal Bt1 (odd row) and the boost signal Bt2 (even row) have the same voltage amplitude (maximum value and minimum value) but the phase is inverted (voltage The timing of transition is the same, and the direction of voltage transition is reversed.
  • the signal voltage of the first gate signal Gs2 applied to the gate line GL2 is changed to the first scanning voltage Vgp (10 V), and the first and first pixel circuits 7 in the second row in each column are changed. 2
  • the transistors 13 and 14 are turned on.
  • the pixel electrodes 10 of the pixel circuits 7 in each column are electrically connected to the intermediate node 17 and the source line SLj, respectively, and the source voltage Vscj applied to each source line SLj at the timing t5 corresponds to each pixel.
  • the pixel voltage Vp2j is written to the pixel electrode 10 of the circuit 7 and becomes the source voltage Vsj.
  • timings t5 and t6 may be the same, or the timing t5 may be slightly delayed from the timing t6. In short, it is sufficient that the first and second transistors 13 and 14 and the third transistor 15 can be prevented from being turned on at the same time in consideration of the transition time of each signal and the response speed of each transistor.
  • each operation from timing t5 to t6 is referred to as a first operation for convenience.
  • the signal voltage of the first gate signal Gs2 applied to the gate line GL2 is changed from the first scanning voltage Vgp (10V) to the second scanning voltage Vgn ( ⁇ 10V) to turn off the first and second transistors 13 and 14 of the pixel circuit 7 in each column of the second row.
  • the pixel electrode 10, the intermediate node 17, and the source line SLj of the pixel circuit 7 in each column are electrically nonconductive.
  • the non-conduction state is maintained until the timing t16 of the horizontal period Th2 of the same second row in the next vertical period Tv2.
  • the operation at the timing t7 is referred to as a second operation for convenience.
  • the signal voltage of the boost signal Bt2 applied to the first control line BL2 is transitioned from the first boost voltage Vb1 (5V) to the second boost voltage Vb2 ( ⁇ 1V).
  • the second boost voltage Vb2 ( ⁇ 1V) is applied from the first control line BL2 to the source (second terminal) of the third transistor 15 (for convenience, as in the first row, Second, in the pixel circuit 7 of each column, a voltage change of 6V in the negative direction on the other end side of the capacitive element 16 is caused on the one end side (pixel electrode 10 side) of the capacitive element 16.
  • Vcom 2V
  • the liquid crystal application voltage Vlc has the same absolute value as the first row, but the polarity is inverted. That is, in each column, it can be seen that the same pixel data as in the first row was written in the second row by horizontal line inversion driving.
  • the signal voltage of the second gate signal Cs2 applied to the second control line CL2 is changed from the first gate voltage Vcn ( ⁇ 10 V) to the second gate voltage Vcp (10 V), and the second row.
  • the third transistor 15 of the pixel circuit 7 in each column is made conductive.
  • the second boost voltage Vb2 ( ⁇ 1V) applied to the source (second terminal) of the third transistor 15 in the third operation is used as the data holding voltage via the third transistor 15 in the conductive state, and the intermediate node 17 (For convenience, it is referred to as a fifth operation as in the first row).
  • the application state of the second boost voltage Vb2 ( ⁇ 1V) from the first control line BL2 to the intermediate node 17 via the third transistor 15 after the timing t9 is the same as that of the second row in the next vertical period Tv2.
  • the period up to the timing t15 of the period Th2 (the period becomes a data holding period for each pixel circuit 7 in the second row) is stably maintained.
  • the absolute value of the bias voltage is suppressed to 2 V or less regardless of the pixel data value written in each column. For this reason, the fluctuation of the pixel voltage Vp caused by the leakage current between the source and the drain of the second transistor 14, that is, the fluctuation of the transmittance of the unit liquid crystal display element is effectively suppressed.
  • the applied voltage Vlc (absolute value) of the liquid crystal is a voltage value in the range of 1V to 5V, but the voltage range (2V to 4V, particularly 3V) where the influence of the voltage fluctuation on the liquid crystal transmittance is large.
  • the bias voltage between the source and the drain of the second transistor 14 is further suppressed and the voltage is lowered, so that the fluctuation of the liquid crystal transmittance is further effectively suppressed.
  • the operation for suppressing the voltage fluctuation of the pixel voltage Vp during the data holding period is the holding operation.
  • the first to fifth operations on the first row are applied to the even-numbered rows for the odd-numbered rows.
  • the first to fifth operations in the second row are sequentially repeated to complete the vertical period Tv1.
  • the signal voltage of the second gate signal Cs1 applied to the second control line CL1 is changed from the second gate voltage Vcp (10V) to the first gate voltage Vcn ( ⁇ 10V), so that the first row
  • the third transistor 15 of the pixel circuit 7 in each column is turned off.
  • electrical conduction between the intermediate node 17 of the pixel circuit 7 in each column and the first control line BL1 in the first row is interrupted.
  • the voltage application control for the second control line CL1 is performed between the timing t10 and a timing t11 described later.
  • the signal voltage of the boost signal Bt1 applied to the first control line BL1 at the timing t10 is maintained at the second boost voltage Vb2 (5 V) applied at the timing t3 of the horizontal period Th1 of the vertical period Tv1.
  • the signal voltage of the first gate signal Gs1 applied to the gate line GL1 is changed to the first scanning voltage Vgp (10V), and the first and first pixel circuits 7 of the first row in each column are changed. 2
  • the transistors 13 and 14 are turned on.
  • the pixel electrodes 10 of the pixel circuits 7 in each column are electrically connected to the intermediate node 17 and the source line SLj, respectively, and the source voltage Vscj applied to each source line SLj at the timing t10 corresponds to each pixel.
  • the pixel voltage Vp1j is written to the pixel electrode 10 of the circuit 7 and becomes the source voltage Vsj.
  • timings t10 and t11 may be the same, or the timing t10 may be slightly behind the timing t11. In short, it is sufficient that the first and second transistors 13 and 14 and the third transistor 15 can be prevented from being turned on at the same time in consideration of the transition time of each signal and the response speed of each transistor.
  • each operation from timing t10 to t11 is referred to as a sixth operation for convenience.
  • the signal voltage of the first gate signal Gs1 applied to the gate line GL1 is changed from the first scanning voltage Vgp (10V) to the second scanning voltage Vgn ( ⁇ 10V) to turn off the first and second transistors 13 and 14 of the pixel circuit 7 in each column of the first row.
  • the pixel electrode 10, the intermediate node 17, and the source line SLj of the pixel circuit 7 in each column are electrically nonconductive.
  • the operation at the timing t12 is referred to as a seventh operation for convenience.
  • the signal voltage of the boost signal Bt1 applied to the first control line BL1 is changed from the second boost voltage Vb2 (5V) to the first boost voltage Vb1 ( ⁇ 1V).
  • the first boost voltage Vb1 ( ⁇ 1V) is applied from the first control line BL1 to the source (second terminal) of the third transistor 15 (referred to as an eighth operation for convenience)
  • Vcom 2V
  • the liquid crystal applied voltage Vlc has the same absolute value, only having the polarity reversed from the immediately preceding vertical period Tv1. That is, in each column, it can be seen that the same pixel data as before one vertical period was written in the same first row by polarity inversion driving for each frame.
  • the signal voltage of the second gate signal Cs1 applied to the second control line CL1 is changed from the first gate voltage Vcn ( ⁇ 10 V) to the second gate voltage Vcp (10 V), and the first row.
  • the third transistor 15 of the pixel circuit 7 in each column is made conductive.
  • the first boost voltage Vb1 ( ⁇ 1V) applied to the source (second terminal) of the third transistor 15 in the eighth operation is the intermediate node 17 via the third transistor 15 in the conductive state as the data holding voltage. (Referred to as a ninth operation for convenience).
  • the application state of the first boost voltage Vb1 ( ⁇ 1V) from the first control line BL1 to the intermediate node 17 via the third transistor 15 after the timing t14 is the same as the first row in the next vertical period (not shown).
  • the period (data holding period) up to the same timing (not shown) as the timing t0 of the horizontal period Th1 of the eye is stably maintained.
  • the absolute value of the bias voltage is suppressed to 2 V or less, and the voltage range (2 V to 4 V, particularly around 3 V, in which the influence of the voltage fluctuation on the liquid crystal transmittance is large. ), The bias voltage between the source and the drain of the second transistor 14 is further suppressed and the voltage is lowered, so that the fluctuation of the liquid crystal transmittance is effectively suppressed.
  • the signal voltage of the second gate signal Cs2 applied to the second control line CL2 is changed from the second gate voltage Vcp (10V) to the first gate voltage Vcn ( ⁇ 10V), so that the second row
  • Vcp 10V
  • Vcn 10V
  • the signal voltage of the boost signal Bt2 applied to the first control line BL2 at the timing t15 is maintained at the second boost voltage Vb2 ( ⁇ 1V) applied at the timing t8 of the horizontal period Th2 of the vertical period Tv1. . Also in the vertical period Tv2, the voltage value of the first boost voltage Vb1 and the voltage value of the second boost voltage Vb2 are switched in the first row and the second row (that is, the odd row and the even row).
  • the boost signal Bt1 (odd row) and the boost signal Bt2 (even row) have the same voltage amplitude (maximum value and minimum value) but the phase is inverted (voltage The timing of transition is the same, and the direction of voltage transition is reversed.
  • the signal voltage of the first gate signal Gs ⁇ b> 2 applied to the gate line GL ⁇ b> 2 is changed to the first scanning voltage Vgp (10 V), so 2
  • the transistors 13 and 14 are turned on.
  • the pixel electrodes 10 of the pixel circuits 7 in each column are electrically connected to the intermediate node 17 and the source line SLj, respectively, and the source voltage Vscj applied to each source line SLj at the timing t15 corresponds to the corresponding pixel.
  • the pixel voltage Vp2j is written to the pixel electrode 10 of the circuit 7 and becomes the source voltage Vsj.
  • timings t15 and t16 may be the same, or the timing t15 may be slightly delayed from the timing t16. In short, it is sufficient that the first and second transistors 13 and 14 and the third transistor 15 can be prevented from being turned on at the same time in consideration of the transition time of each signal and the response speed of each transistor.
  • each operation from timing t15 to t16 is referred to as a sixth operation for convenience.
  • the signal voltage of the first gate signal Gs2 applied to the gate line GL2 is changed from the first scanning voltage Vgp (10V) to the second scanning voltage Vgn ( ⁇ 10V) to turn off the first and second transistors 13 and 14 of the pixel circuit 7 in each column of the second row.
  • the pixel electrode 10, the intermediate node 17, and the source line SLj of the pixel circuit 7 in each column are electrically nonconductive.
  • the non-conduction state is maintained until the same timing (not shown) as the timing t6 of the horizontal period Th2 of the same second row in the next vertical period (not shown).
  • the operation at the timing t17 is referred to as a seventh operation for convenience.
  • the signal voltage of the boost signal Bt2 applied to the first control line BL2 is transitioned from the second boost voltage Vb2 ( ⁇ 1V) to the first boost voltage Vb1 (5V).
  • the first boost voltage Vb1 (5V) is applied from the first control line BL2 to the source (second terminal) of the third transistor 15 (for convenience, the eighth boost is the same as in the first row.
  • a voltage change of 6 V in the negative direction on the other end side of the capacitive element 16 is distributed on one end side (pixel electrode 10 side) of the capacitive element 16.
  • the signal voltage of the second gate signal Cs2 applied to the second control line CL2 is changed from the first gate voltage Vcn ( ⁇ 10 V) to the second gate voltage Vcp (10 V), and the second row.
  • the third transistor 15 of the pixel circuit 7 in each column is made conductive.
  • the first boost voltage Vb1 (5V) applied to the source (second terminal) of the third transistor 15 in the third operation is supplied to the intermediate node 17 via the third transistor 15 in the conductive state as the data holding voltage.
  • Applied for convenience referred to as the tenth operation as in the first row).
  • the application state of the first boost voltage Vb1 (5 V) from the first control line BL2 to the intermediate node 17 via the third transistor 15 after the timing t19 is the same second row in the next vertical period (not shown).
  • the absolute value of the bias voltage is suppressed to 2 V or less, and the voltage range (2 V to 4 V, particularly around 3 V, in which the influence of the voltage fluctuation on the liquid crystal transmittance is large. ), The bias voltage between the source and the drain of the second transistor 14 is further suppressed and the voltage is lowered, so that the fluctuation of the liquid crystal transmittance is effectively suppressed.
  • the sixth to tenth operations in the first row are performed for the even-numbered rows.
  • the sixth to tenth operations in the second row are sequentially repeated, and the vertical period Tv2 ends.
  • the operations in the vertical periods Tv1 and Tv2 described above are sequentially repeated.
  • the value of the source voltage Vsj applied to each source line SLj in the first operation and the sixth operation may be changed according to the value of the image data to be written.
  • a voltage change ⁇ Vp obtained by multiplying the voltage change from the first boost voltage Vb1 ( ⁇ 1V) to the second boost voltage Vb2 (5V) by the voltage dividing ratio R is added to the pixel voltage Vp1j.
  • the voltage Vp1j is adjusted to a desired voltage value according to the pixel data. Therefore, in order to simultaneously perform the third operation and the fourth operation by voltage application control to the same first control line BL, the voltage amplitude of the boost signal Bt is obtained by dividing the voltage change ⁇ Vp to which the pixel voltage Vp1j should be applied by the voltage dividing ratio R.
  • the data holding voltage is the median value (3V) of the voltage range (2V to 4V) in which the liquid crystal applied voltage Vlc (absolute value) is greatly affected by the voltage fluctuation on the liquid crystal transmittance, or It is set to be in the vicinity (near 3V).
  • the voltage amplitude of the boost signal Bt suitable for both the third operation and the fourth operation may not be set by the amplitude of the liquid crystal applied voltage Vlc (absolute value), the median value, and the voltage dividing ratio R.
  • the maximum value and the minimum value (second boost voltage Vb2 and first boost voltage Vb1) of the voltage amplitude of the boost signal Bt described above need to be the data holding voltages in the fifth operation in the horizontal period Th1 and the horizontal period Th2, respectively.
  • This restriction is due to the fact that the voltage transition of the boost signal Bt is performed between the second boost voltage Vb2 and the first boost voltage Vb1 regardless of the direction of the voltage transition. Therefore, in the second embodiment, in order to eliminate the restriction, two combinations of the voltage transition start voltage and end voltage are used depending on the voltage transition direction of the boost signal Bt. This increases the degree of design freedom.
  • two gate lines GL1, GL2, three source lines SL1, SL2, SL3, two first control lines BL1, BL2, and two second control lines CL1, CL2 are applied, respectively.
  • Voltage, pixel voltage Vpij of each pixel electrode 10 of the pixel circuit 7 connected to any one of the two gate lines GL1, GL2 and any one of the three source lines SL1, SL2, SL3 and the intermediate node 17 The voltage waveform of the voltage Vmij (i is 1 or 2 with a row number and j is 1, 2 or 3 with a column number).
  • the voltage amplitude and voltage value of the boost signal Bti are different from those in the first embodiment.
  • the voltage amplitude of the boost signal Bti is “ ⁇ 1V to 5V” and 6V.
  • the pixel voltage Vpij of each pixel electrode 10 is also the first. It differs from the case of one embodiment.
  • the other operations related to the voltage transitions of the source signal Scj, the first gate signal Gsi, and the second gate signal Csi are the same as those in the first embodiment, and thus redundant description is omitted.
  • the first to fourth boost voltages are set to 1V, 5V, 3V, and ⁇ 1V for the first control line BL1, respectively, and the first to fourth boost voltages are set for the first control line BL2. Let them be 3V, -1V, 1V, and 5V, respectively.
  • the second boost voltage Vb2 (5 V) is applied from the first control line BL1 to the source (second terminal) of the third transistor 15 (third operation), and secondly,
  • the application state of the second boost voltage Vb2 (5V) from the first control line BL1 to the intermediate node 17 via the third transistor 15 after the timing t4 is the horizontal period of the same first row in the next vertical period Tv2.
  • the period up to the timing t10 of Th1 (this period becomes the data holding period for each pixel circuit 7 in the first row) is stably maintained.
  • the absolute value of the bias voltage is suppressed to 3 V or less regardless of the pixel data value written in each column.
  • the fluctuation of the pixel voltage Vp caused by the leakage current between the source and the drain of the second transistor 14, that is, the fluctuation of the transmittance of the unit liquid crystal display element is effectively suppressed.
  • the liquid crystal applied voltage Vlc absolute value
  • the influence of the voltage fluctuation on the liquid crystal transmittance is affected.
  • the bias voltage between the source and drain of the second transistor 14 is further suppressed and the voltage is lowered, so that the fluctuation of the liquid crystal transmittance is further effectively suppressed.
  • the operation for suppressing the voltage fluctuation of the pixel voltage Vp during the data holding period is the holding operation.
  • the signal voltage of the boost signal Bt2 applied to the first control line BL2 is changed from the first boost voltage Vb1 (3V) to the second boost voltage Vb2 ( ⁇ 1V).
  • the liquid crystal applied voltage Vlc has the same absolute value as that of the first row, but the polarity is inverted. That is, in each column, it can be seen that the same pixel data as in the first row was written in the second row by horizontal line inversion driving.
  • the application state of the second boost voltage Vb2 ( ⁇ 1V) from the first control line BL2 to the intermediate node 17 via the third transistor 15 after the timing t9 is the same as that of the second row in the next vertical period Tv2.
  • the period up to the timing t15 of the period Th2 (the period becomes a data holding period for each pixel circuit 7 in the second row) is stably maintained.
  • the absolute value of the bias voltage is suppressed to 3 V or less regardless of the pixel data value written in each column. For this reason, the fluctuation of the pixel voltage Vp caused by the leakage current between the source and the drain of the second transistor 14, that is, the fluctuation of the transmittance of the unit liquid crystal display element is effectively suppressed.
  • the liquid crystal applied voltage Vlc absolute value
  • the liquid crystal applied voltage Vlc is a voltage value in the range of 0V to 4V, but the voltage range (2V to 4V, particularly 3V), which is greatly affected by voltage fluctuations on the liquid crystal transmittance.
  • the bias voltage between the source and the drain of the second transistor 14 is further suppressed and the voltage is lowered, so that the fluctuation of the liquid crystal transmittance is further effectively suppressed.
  • the operation for suppressing the voltage fluctuation of the pixel voltage Vp during the data holding period is the holding operation.
  • the signal voltage of the boost signal Bt1 applied to the first control line BL1 is changed from the third boost voltage Vb3 (3V) to the fourth boost voltage Vb4 ( ⁇ 1V).
  • Vcom 2V
  • the liquid crystal applied voltage Vlc has the same absolute value, only having the polarity reversed from the immediately preceding vertical period Tv1. That is, in each column, it can be seen that the same pixel data as before one vertical period was written in the same first row by polarity inversion driving for each frame.
  • the application state of the fourth boost voltage Vb4 ( ⁇ 1V) from the first control line BL1 to the intermediate node 17 via the third transistor 15 after the timing t14 is the same as the first row in the next vertical period (not shown).
  • the period (data holding period) up to the same timing (not shown) as the timing t0 of the horizontal period Th1 of the eye is stably maintained.
  • the absolute value of the bias voltage is suppressed to 3 V or less, and the voltage range (2 V to 4 V, particularly around 3 V, in which the influence of the voltage fluctuation on the liquid crystal transmittance is large. ), The bias voltage between the source and the drain of the second transistor 14 is further suppressed and the voltage is lowered, so that the fluctuation of the liquid crystal transmittance is effectively suppressed.
  • the signal voltage of the boost signal Bt2 applied to the first control line BL2 is changed from the third boost voltage Vb3 (1V) to the fourth boost voltage Vb4 (5V).
  • the fourth boost voltage Vb4 (5 V) is applied from the first control line BL2 to the source (second terminal) of the third transistor 15 (eighth operation), and secondly,
  • the liquid crystal applied voltage Vlc has the same absolute value, only having the polarity reversed from the immediately preceding vertical period Tv1. That is, in each column, it can be seen that the same pixel data as before one vertical period was written in the same first row by polarity inversion driving for each frame.
  • the application state of the fourth boost voltage Vb4 (5 V) from the first control line BL2 to the intermediate node 17 via the third transistor 15 after the timing t19 is the same first row in the next vertical period (not shown).
  • the period (data holding period) up to the same timing (not shown) as the timing t0 of the horizontal period Th1 is stably maintained.
  • the absolute value of the bias voltage is suppressed to 3 V or less, and the voltage range (2 V to 4 V, particularly around 3 V, in which the influence of the voltage fluctuation on the liquid crystal transmittance is large. ), The bias voltage between the source and the drain of the second transistor 14 is further suppressed and the voltage is lowered, so that the fluctuation of the liquid crystal transmittance is effectively suppressed.
  • the second boost voltage Vb2 and the fourth boost voltage Vb4 applied to the node can be set independently of each other, the voltage change range of the liquid crystal application voltage Vlc can be freely adjusted.
  • the polarity of the finally applied liquid crystal applied voltage Vlc is alternately inverted in units of rows in the odd row write operation and the even row write operation within one vertical period.
  • the direction of the voltage change of the boost signal Bt in the odd and even rows is alternately reversed.
  • the polarity of the liquid crystal application voltage Vlc is unified to be positive or negative with respect to the writing operation of all the rows.
  • the direction of voltage change of Bt is changed in the positive direction (or negative direction) in the fourth operation, and is changed in the negative direction (or positive direction) in the ninth operation.
  • two gate lines GL1, GL2, three source lines SL1, SL2, SL3, two first control lines BL1, BL2, and two second control lines CL1, CL2 are applied, respectively.
  • Voltage, pixel voltage Vpij of each pixel electrode 10 of the pixel circuit 7 connected to any one of the two gate lines GL1, GL2 and any one of the three source lines SL1, SL2, SL3 and the intermediate node 17 The voltage waveform of the voltage Vmij (i is 1 or 2 with a row number and j is 1, 2 or 3 with a column number).
  • the counter voltage Vcom, and the voltage amplitudes of the source signal Scj, the boost signal Bti, the first gate signal Gsi, and the second gate signal Csi are the same as those in the first embodiment shown in FIG. Although some voltage waveforms are displayed in an overlapping manner, they are the same as in FIG.
  • the first to tenth operations in the vertical period Tv1 / horizontal period Th1 and the vertical period Tv2 / horizontal period Th1 are the same as those in the first embodiment.
  • the first to fifth operations at the timings t5 to t9 in the vertical period Tv1 / horizontal period Th2 in the third embodiment are the first operations at the timings t0 to t4 in the vertical period Tv1 / horizontal period Th1 in the first embodiment. To the fifth operation (the row number is changed to the second row).
  • the sixth to tenth operations at the timings t15 to t19 of the vertical period Tv2 / horizontal period Th2 in the third embodiment are the same as the sixth operations at the timings t10 to t14 of the vertical period Tv2 / horizontal period Th1 in the first embodiment.
  • To the tenth operation (the row number is changed to the second row). Therefore, a detailed description of the first to tenth operations in each horizontal period is omitted.
  • a voltage change is applied to the pixel voltage Vpij through the capacitive element 16 using the voltage transition of the boost signal Bti on the first control line BLi in the fourth or ninth operation, and the pixel electrode 10 should be finally held. Since the pixel voltage Vpij is adjusted, the voltage amplitude of the source voltage Vscj written to the pixel electrode 10 in the first or sixth operation is suppressed to the same level as in the frame inversion drive, even in the horizontal line inversion drive. It can be seen that low power consumption is achieved. However, when FIG. 6 and FIG.
  • the source voltage Vscj is used in the horizontal line inversion driving of the first embodiment.
  • the source voltage Vscj does not change significantly.
  • the horizontal line inversion driving is realized by using the first pixel array configuration shown in FIG. 3, but the fourth embodiment is a pixel array schematically shown in the equivalent circuit diagram of FIG.
  • the dot inversion drive is realized by further extending the horizontal line inversion drive.
  • the number of gate lines (GL1, GL2,... GLn + 1), which is one more than the number n of rows of the pixel array, and the first control lines (BL1, BL2,. , BLn + 1), the second control line (CL1, CL2,..., CLn + 1) and the same number of source lines (SL1, SL2,..., SLm) as the column number m of the pixel array.
  • the gate of the third transistor 15 is connected to the second control line CLi + 1 in the (i + 1) th row, respectively, to BLi + 1 (see FIG. 2).
  • FIG. 10 is a diagram assuming a case where the number of rows n and the number of columns m are even. Further, in FIG. 10, similarly to FIG. 3, the gate lines GLi, the first control lines BLi, and the second control lines CLi of each row are schematically displayed as a single thick solid line, and the inside of the pixel circuit 7 is displayed. The circuit display is omitted.
  • the pixel circuit 7 arranged in the odd-numbered column of the first row and the pixel circuit 7 arranged in the even-numbered column of the last row (n-th row) are connected to the gate line GL1 in the first row and the (n + 1) -th row.
  • GLn + 1 first control lines BL1, BLn + 1, and second control lines CL1, GLn + 1 are selected at the same time.
  • the first and (n + 1) th gate lines GL1, GLn + 1, the first control lines BL1, BLn + 1, and the second control lines CL1, GLn + 1 are regarded as the same row (first row) and are driven simultaneously.
  • a write operation shifted by one horizontal period is performed between pixel circuits adjacent in the row direction.
  • dot inversion driving is performed. Realized.
  • the polarity inversion operation for each frame for one pixel circuit 7 is realized in the same manner as in the first embodiment.
  • the first and (n + 1) th gate lines GL1, GLn + 1, the first control lines BL1, BLn + 1, and the second control lines CL1, GLn + 1 are set to the same row (first row). Since it is exactly the same when driving at the same time, overlapping explanations are omitted.
  • the first to third transistors of each pixel circuit 7 are each composed of an n-channel TFT, and the first and second transistors
  • the conduction / non-conduction of the transistors 13 and 14 and the conduction / non-conduction of the third transistor 15 are basically the reverse of the case where one is conductive and the other is non-conductive, except when both are non-conductive at the same time.
  • the gate line GL connected to the gates (control terminals) of the first and second transistors 13 and 14 and the gate (control terminal) of the third transistor 15 are provided separately from the second control line CL. It was done.
  • the conductivity type of the first and second transistors 13 and 14 and the conductivity type of the third transistor 15 are reversed. Specifically, by configuring the third transistor 15 with a p-channel TFT, the gate line GL and the second control line CL of each row are combined into one, and the gate (control of the third transistor 15 is controlled). By connecting the terminal) to the gate line GL, the above-described reversed relationship between conduction / non-conduction is maintained.
  • the first and second transistors 13 and 14 are composed of p-channel TFTs, so that the gate lines GL and the second control lines CL in each row are combined into one, and the first and second transistors.
  • the gates (control terminals) 13 and 14 By connecting the gates (control terminals) 13 and 14 to the second control line CL, the above-mentioned relationship of conduction / non-conduction is reversed.
  • the third transistor 15 when the third transistor 15 is composed of a p-channel TFT, the first operation applied to the second control lines CL1 and CL2 in the first operation and the sixth operation described in the first embodiment.
  • the gate voltage Vcn ( ⁇ 10 V) is replaced with the first scanning voltage Vgp (10 V) applied to the gate lines GL1 and GL2, and in the fifth operation and the tenth operation described in the first embodiment.
  • the second gate voltage Vcp (10 V) applied to the second control lines CL1 and CL2 is replaced with the second scanning voltage Vgn ( ⁇ 10 V) applied to the gate lines GL1 and GL2.
  • the control line CL becomes unnecessary.
  • the pixel circuit 7 shown in FIG. 11 and the pixel circuit 7 shown in FIG. 2 are functionally the same. . Therefore, the voltage application control for the gate lines GL1, GL2, the source lines SL1, SL2, SL3 and the first control lines BL1, BL2 illustrated in FIG. 6 can be applied as it is in the fifth embodiment. However, the conduction operation of the first and second transistors 13 and 14 and the non-conduction operation of the third transistor 15, and the non-conduction operation of the first and second transistors 13 and 14 and the conduction operation of the third transistor 15 occur simultaneously.
  • this is equivalent to the second operation and the fifth operation being executed at the same timing, and the seventh operation and the tenth operation being executed at the same timing. That is, in the first to fourth embodiments, it means that the fifth operation and the tenth operation may be advanced to the same timing as the second operation and the seventh operation, respectively.
  • the writing period in the selected row is terminated by the third and fourth operations, or the eighth and ninth operations, and the third transistor 15 in which the data holding voltage is in a conductive state by these operations. Is applied to the intermediate node 17 to start the data holding period.
  • the voltage application control for the gate lines GL1, GL2, the source lines SL1, SL2, SL3, and the first control lines BL1, BL2 in the fifth embodiment is the same as that in the first to fourth embodiments. To do.
  • horizontal line inversion driving and frame inversion driving using the first pixel array configuration shown in FIG. 3, and the second pixel array shown in FIG. Any dot inversion drive using the configuration is possible.
  • the gate driver 5 does not need a circuit for driving the second control line CL.
  • a voltage change ⁇ Vp obtained by multiplying the voltage change from the first boost voltage Vb1 ( ⁇ 1V) to the second boost voltage Vb2 (5V) by the voltage dividing ratio R is added to the pixel voltage Vp1j.
  • the voltage Vp1j is adjusted to a desired voltage value according to the pixel data. Therefore, in order to simultaneously perform the third operation and the fourth operation by voltage application control to the same first control line BL, the voltage amplitude of the boost signal Bt is obtained by dividing the voltage change ⁇ Vp to which the pixel voltage Vp1j should be applied by the voltage dividing ratio R.
  • the data holding voltage is the median value (3V) of the voltage range (2V to 4V) in which the liquid crystal applied voltage Vlc (absolute value) is greatly affected by the voltage fluctuation on the liquid crystal transmittance, or It is set to be in the vicinity (near 3V).
  • the voltage amplitude of the boost signal Bt suitable for both the third operation and the fourth operation may not be set by the amplitude of the liquid crystal applied voltage Vlc (absolute value), the median value, and the voltage dividing ratio R.
  • the first control line BL is divided into the first control line BL and the third control line DL, and the source of the third transistor 15 (second Terminal) is connected to the first control line BL, the other end of the capacitive element 16 is connected to the third control line DL, and the third operation and the fourth operation are separated into independent operations.
  • Appropriate boost signals Bt and Bu can be set individually. Therefore, in the first to fourth embodiments, the third operation and the fourth operation are performed at the same timing. However, the third operation is performed after the first operation and simultaneously with or before the second operation. Is also possible.
  • the third operation can be delayed after the fifth operation, a voltage other than the data holding voltage is applied to the intermediate node 17 until the third operation is completed. Therefore, the third operation is the fifth operation at the latest. It is preferable to end immediately after the end. Note that the relationship between the third operation and the fifth operation also applies to the eighth operation and the tenth operation.
  • the gate driver 5 requires a circuit for individually driving the first control line BL and the third control line DL.
  • the conductivity type of the first and second transistors 13 and 14 and the conductivity type of the third transistor 15 are reversed, and the gate line GL of each row and the first transistor It is also possible to combine the two control lines CL into one.
  • the amplitude of the liquid crystal applied voltage Vlc (absolute value) is fixed at 0 V to 5 V
  • the median value of the liquid crystal applied voltage Vlc voltage range, which is greatly affected by the voltage fluctuation on the liquid crystal transmittance is 3 V
  • the counter voltage Vcom is fixed at 2.5 V
  • a pixel circuit 7 connected to any one of the voltages applied to the third control lines DL1 and DL2 and one of the two gate lines GL1 and GL2 and one of the three source lines SL1, SL2 and SL3
  • the voltage waveforms of the pixel voltage Vpij of each pixel electrode 10 and the voltage Vmij of the intermediate node 17 (where i is a row number 1 or 2, and j is a column number 1, 2 or 3) are shown.
  • a part of the voltage waveform is displayed in an overlapping manner.
  • the voltage waveforms of the first control line BL1 and the third control line DL1 in the first row and the voltage waveforms of the first control line BL2 and the third control line DL2 in the second row are displayed in an overlapping manner.
  • the voltage waveforms of the first control lines BL1 and BL2 are indicated by solid lines, and the voltage waveforms of the third control lines DL1 and DL2 are indicated by broken lines.
  • the rest of the procedure is the same as in FIG. 6, and a duplicate description is omitted. In the case illustrated in FIG.
  • the voltage amplitude of the boost signal Bti applied to the first signal line BL is ⁇ 0.5V to 5.5V
  • the voltage amplitude of the boost signal Bu applied to the third signal line DLi is 0V.
  • Each of them is set to ⁇ 5V, and the voltage amplitude of each is different.
  • the specific voltage application control is the same as that illustrated in FIG. 6 and the basic operation is the same except that a third control line DLj is added and the voltage amplitudes of some signals and voltages are different. I will omit the explanation.
  • the pixel voltage Vpij to be finally held in the pixel electrode 10 is directly applied as the source voltage Vscj, so that the other end of the capacitive element 16 is applied to the third control line DL.
  • the boost signal for driving is not required.
  • a predetermined fixed voltage for example, the same voltage as the counter voltage Vcom
  • the third control line DL is necessarily provided for each row.
  • the stretching direction is not limited to the row direction.
  • FIG. 15 a circuit configuration in which the capacitor element 16 is not provided in the pixel circuit 7 and the third control line DL is not provided is also possible.
  • the pixel circuit 7 shown in FIG. 15 includes the case where the capacitive element 16 is configured as a part of the unit liquid crystal display element 12 and the third control line DL is shared with the counter electrode wiring CML in the pixel circuit 7 shown in FIG. Is equivalent.
  • FIG. 16 shows that the amplitude of the liquid crystal applied voltage Vlc (absolute value) is 0 V to 5 V, the median value of the liquid crystal applied voltage Vlc voltage range having a large influence of the voltage fluctuation on the liquid crystal transmittance is 3 V, the counter voltage Vcom, and the two third voltages.
  • the voltage waveforms of the pixel voltage Vpij of each pixel electrode 10 of the circuit 7 and the voltage Vmij of the intermediate node 17 are shown. Although some voltage waveforms are displayed in an overlapping manner, they are the same as in FIG.
  • the specific voltage application control is the same as that illustrated in FIG. 13, the fourth and ninth operations associated with the voltage change of the third control line DLi are deleted, and the voltage amplitude of the source signal Scj is ⁇ 2.5V.
  • the basic operation is the same except that the pixel voltage Vpij and the voltage change of the voltage Vmij of the intermediate node 17 are different from each other in that the voltage is expanded to ⁇ 7.5V.
  • the data holding voltage is applied to the intermediate node 17 by the third and fifth operations in the vertical period Tv1 and the eighth and tenth operations in the vertical period Tv2 as in the first to sixth embodiments. Therefore, regardless of the pixel data value written in each column, the absolute value of the bias voltage is suppressed to 2 V or less, and furthermore, the voltage range (2 V to 4 V, particularly 3 V, where the influence of voltage fluctuation on the liquid crystal transmittance is large. In the vicinity), the bias voltage between the source and the drain of the second transistor 14 is further suppressed to lower the voltage, so that the fluctuation of the liquid crystal transmittance is effectively suppressed.
  • the first to fifth operations or the sixth to tenth operations are performed using signals having the same timing and the same voltage amplitude and polarity. Is running. Therefore, in the eighth embodiment, in two consecutive horizontal periods (for example, the horizontal period Th1 and the horizontal period Th2) in the same vertical period, the first to fourth operations out of the two first to fifth operations are performed. Are separately executed in each horizontal period, and then, in the subsequent horizontal period, the fifth operation is performed simultaneously for two horizontal periods for two adjacent rows. The same applies to the sixth to tenth operations.
  • the second control line CL can be shared between two rows adjacent in the column direction, and can be combined into one for every two rows, and the number of each control line can be halved.
  • FIG. 18 shows two gate lines GL1, GL2, three source lines SL1, SL2, SL3, and two first control lines when horizontal line inversion driving is assumed as another embodiment of the first embodiment.
  • the voltage waveforms of the pixel voltage Vpij of each pixel electrode 10 of the pixel circuit 7 and the voltage Vmij of the intermediate node 17 (i is 1 or 2 with a row number and j is 1, 2 or 3 with a column number) are shown.
  • Vmij of the intermediate node 17 i is 1 or 2 with a row number and j is 1, 2 or 3 with a column number
  • the timing t0 of the vertical period Tv1 / horizontal period Th1 described in the first embodiment T1 at the timing t2 of the vertical period Tv1 / horizontal period Th1, and the second operation at the timing t2 of the vertical period Tv1 / horizontal period Th1 described in the first embodiment is the vertical period Tv1 / horizontal period Th1.
  • the third and fourth operations at the timing t3 in the vertical period Tv1 / horizontal period Th1 described in the first embodiment are performed.
  • the first operation (the row number is changed to the second row) is the second operation at the timing t2 of the vertical period Tv1 / horizontal period Th1 described in the first embodiment at the timing t7 of the vertical period Tv1 / horizontal period Th2.
  • the timings t10 and t11 of the vertical period Tv2 / horizontal period Th1 described in the first embodiment are used.
  • the sixth operation is at the timing t12 of the vertical period Tv2 / horizontal period Th1
  • the seventh operation at the timing t12 of the vertical period Tv2 / horizontal period Th1 described in the first embodiment is the timing of the vertical period Tv2 / horizontal period Th1.
  • the eighth and ninth operations at the timing t13 in the vertical period Tv2 / horizontal period Th1 described in the first embodiment are performed.
  • the sixth operation (the row number is changed to the second row) is the seventh operation at the timing t12 of the vertical period Tv2 / horizontal period Th1 described in the first embodiment at the timing t17 of the vertical period Tv2 / horizontal period Th2.
  • the eighth embodiment can be applied to a case where horizontal line inversion driving is assumed as another embodiment of the second embodiment, and further, a case where frame inversion driving is assumed as another embodiment of the third embodiment. It is also applicable to.
  • the eighth embodiment is also applicable to the case where the first control line BL is divided into the first control line BL and the third control line DL as shown in the sixth and seventh embodiments.
  • the third operation and the eighth operation with respect to each pixel circuit 7 in the first row relating to the divided first control line BL are the vertical period Tv1 / the timing t3 of the horizontal period Th1, and the vertical period Tv2 / horizontal. It is not executed at the timing t13 of the period Th1, but for each pixel circuit 7 in the first and second rows at the timing t8 of the vertical period Tv1 / horizontal period Th2 and the timing t18 of the vertical period Tv2 / horizontal period Th2. These may be executed simultaneously.
  • the divided third control lines BL1 and BL2 can be shared between the pixel circuits 7 in the first and second rows. It is possible to combine them into one third control line BL1.
  • one vertical period is composed of the same number of horizontal periods as the number of rows n of the pixel array.
  • one vertical period Tv is divided into the scanning period T1.
  • the non-scanning period T2 may be divided, and the scanning period T1 may be configured with the same number of horizontal periods Th as the number of rows n of the pixel array.
  • the writing operation of the corresponding selected row may be performed in each scanning period T1, and the holding period may be set for all the rows in the non-scanning period T2.
  • intermittent driving in units of one vertical period is replaced with or added to intermittent driving in units of one horizontal period.
  • the operation in each horizontal period Th in the scanning period T1 is the same as that in each embodiment.
  • the data holding voltage applied to the intermediate node of the pixel circuit 7 in each row in each horizontal period is set in two ways according to the polarity of the liquid crystal application voltage Vlc to be written, and two kinds of data
  • the absolute value of the difference voltage between the holding voltage and the counter voltage Vcom was constant at 3V.
  • the difference voltage (absolute value) is a median value (intermediate voltage between the maximum value and the minimum value of the voltage range (absolute value) in which the liquid crystal transmittance changes when the liquid crystal applied voltage Vlc (absolute value) changes (the above implementation). In the form, it was set to 3V).
  • the difference voltage (absolute value) may be a value different from each other in each horizontal period.
  • the difference voltage is a value close to the median value
  • the difference voltage (absolute value) is not exactly aligned with the median value. Similar effects can be achieved.
  • the difference voltage (absolute value) does not need to be set to the same voltage even between two consecutive vertical periods. For example, if it is a value close to the median value, it is not accurately aligned with the median value. May be.
  • the data holding voltage in the vertical period Tv1 / horizontal period Th1 and the vertical period Tv2 / horizontal period Th2 shown in FIG. 6 is 5.2V, and the vertical period Tv1 / horizontal period Th2 and the vertical period Tv2 / horizontal period Th1 is held.
  • the difference voltage absolute value
  • the difference voltage is 3.2 V in the vertical period Tv1 / horizontal period Th1 and the vertical period Tv2 / horizontal period Th2, and is vertical to the vertical period Tv1 / horizontal period Th2.
  • the voltage is 2.8V, and each has a value close to 3V. Therefore, for example, in the first embodiment, when the voltage division ratio R is slightly lower than 0.5, the voltage amplitude of the boost signal Bt is increased from 6V and adjusted so that the absolute value of the voltage change ⁇ Vp becomes 3V. Is possible.
  • the first to third transistors 13 to 15 in the pixel circuit 7 are composed of n-channel TFTs. It is also possible to configure with TFTs.
  • the pixel circuit 7 is operated in the same manner as in each of the above-described embodiments by measures such as reversing the positive / negative of the voltage value applied to the gate shown as the operating condition described above. It is possible to obtain the same effect.
  • liquid crystal display device 2 liquid crystal panel 3: display control circuit 4: source driver 5: gate driver 6: common driver 7: pixel circuit 10: pixel electrode 11: counter electrode 12: unit liquid crystal display element 13: first transistor 14 : Second transistor 15: third transistor 16: capacitive element 17: intermediate node 20: first transparent insulating substrate 21: second transparent insulating substrate BL (BL1, BL2,..., BLn + 1): first control line CML: opposite Electrode wiring CL (CL1, CL2,..., CLn + 1): second control line Ct: timing signal DA: digital image signal DL (DL1, DL2,..., DLn): third control line Dt: timing control information Dv: Data signal GL (GL1, GL2,..., GLn + 1): gate line Gtc: scanning side tie Control signal Sec: Counter voltage control signal SL (SL1, SL2,..., SLm): Source line Stc: Data side timing control signal t0 to t19: Timing point T1: Scan period T2: Non-scan period Th

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Abstract

動画及び静止画に対し低消費電力且つ高表示品位でフルカラー表示可能な液晶表示装置を提供する。画素回路(7)が、画素電極(10)と対向電極(11)の間に液晶層を備えた単位液晶表示素子(12)、第1乃至第3トランジスタ(13~15)を備えてなり、第1トランジスタ(13)のソースと第2トランジスタ(14)のドレインと第3トランジスタ(15)のドレインが中間ノード(17)に、第3トランジスタ(15)のゲートが第2制御線(CL)に、第3トランジスタ(15)のソースが第1制御線(BL)に接続して、ソース線(SL)から第1及び第2トランジスタ(13,14)を介して画素電極(10)に電圧を印加後、第1及び第2トランジスタ(13,14)を非導通、第3トランジスタ(15)を導通にし、第1制御線(BL)から第3トランジスタ(15)を介して中間ノード(17)に、液晶透過率が変化する液晶印加電圧範囲の最大値と最小値の間の中間電圧に対向電圧を加えたデータ保持電圧を保持することを特徴とする液晶表示装置。

Description

液晶表示装置
 本発明は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に関し、特に各画素を構成する画素回路の低周波駆動技術に関する。
 図20に、一般的なアクティブマトリクス型の液晶表示装置の画素アレイを構成する各画素の等価回路を示す。また、図21に、m×n画素のアクティブマトリクス型の液晶表示装置の回路配置例を示す。図21に示すように、m本のソース線(データ信号線)とn本の走査線(走査信号線)の各交点に薄膜トランジスタ(TFT)からなるスイッチ素子を設け、図20に示すように、TFTを介して液晶素子LCと補助容量素子Csが並列に接続されている。液晶素子LCは画素電極と対向電極(共通電極)の間に液晶層を設けた積層構造で構成されている。尚、図21では、各画素は、簡略的にTFTと画素電極(黒色の矩形部分)だけを表示している。補助容量素子Csは一端が画素電極に、他端が容量線LCsに接続し、画素電極に保持する画素データの電圧を安定化する。補助容量素子Csは、TFTのリーク電流、液晶分子の有する誘電率異方性により黒表示と白表示で液晶素子LCの電気容量が変動すること、及び、画素電極と周辺配線間の寄生容量を介して生じる電圧変動等に起因して、画素電極に保持する画素データの電圧が変動するのを抑制する効果がある。走査線の電圧を順次制御することで、1本の走査線に接続するTFTが導通状態となり、走査線単位で各ソース線に供給される画素データの電圧が対応する画素電極に書き込まれる。
 フルカラー表示による通常表示では、表示内容が静止画の場合でも、1フレーム毎に、同じ画素に同じ表示内容を、液晶素子LCに印加される液晶印加電圧の電圧極性を都度反転させ繰り返し書き込むことで、画素電極に保持する画素データの電圧が更新され、画素データの電圧変動が最小限に抑制され、フリッカの視認性が低減され、高品質な静止画の表示が担保される。以下、液晶素子LCに印加される液晶印加電圧の電圧極性を都度反転させて書き込む動作を「極性反転駆動」と称す。尚、極性反転駆動には4つのタイプがあり、1フレーム内の液晶印加電圧を同極性で書き込み、当該液晶印加電圧の電圧極性をフレーム毎に反転させる「フレーム反転駆動」、1フレーム内の液晶印加電圧の電圧極性を走査線毎に反転させ、当該液晶印加電圧の電圧極性をフレーム毎に反転させる「水平ライン反転駆動」、1フレーム内の液晶印加電圧の電圧極性をソース線毎に反転させ、当該液晶印加電圧の電圧極性をフレーム毎に反転させる「垂直ライン反転駆動」、1フレーム内の液晶印加電圧の電圧極性を画素毎(つまり、走査線毎及びソース線毎)に反転させ、当該液晶印加電圧の電圧極性をフレーム毎に反転させる「ドット反転駆動」がある。
 液晶表示装置を駆動するための消費電力は、ソースドライバによるソース線駆動のための消費電力にほぼ支配され、概ね、以下の数1に示す関係式によって表わすことができる。数1において、Pは消費電力,fはリフレッシュレート(単位時間当たりの1フレーム分のリフレッシュ動作回数)、Cはソースドライバによって駆動される負荷容量,Vはソースドライバの駆動電圧,nは走査線数,mはソース線数を夫々示す。尚、リフレッシュ動作とは、液晶素子LCに印加されている画素データに応じた電圧(絶対値)に生じた変動を、画素データの再書き込みによって解消し、画素データに応じた本来の電圧状態に復帰させる動作である。
 [数1]
 P∝f・C・V・n・m
 ところで、静止画を常時表示する場合、或いは、動きの遅い動画を表示する場合には、必ずしも通常表示と同じリフレッシュレート(通常は60Hz)で画素データ更新する必要はなく、液晶表示装置の消費電力を更に低減するために、リフレッシュレートを下げることが行われている。例えば、下記特許文献1に開示されているように、1垂直期間を走査期間と休止期間に分割し、走査期間を通常の60Hz相当の時間に設定することで、低周波間欠駆動による低消費電力化を図っている。しかし、リフレッシュレートを下げると、TFTのリーク電流により、画素電極に保持されている画素電圧が変動する。また、各フレーム期間における平均電位も低下するので、このため、当該電圧変動が、各画素の表示輝度(液晶の透過率)の変動となり、極性反転時にフリッカとして観測されるようになる。また、十分なコントラストを得られない等の表示品位の低下を招く虞もある。
 ここで、リフレッシュレートの低下により表示品位が低下する問題を解決する方法として、例えば、下記特許文献2及び3に記載の構成が開示されている。特許文献2及び3に開示されている構成では、図20に示す画素のスイッチ素子を2つのTFT(トランジスタT1、T2)の直列回路で構成し、その中間ノードN2をユニティーゲインのバッファアンプ50を用いて画素電極N1と同電位となるように駆動し、画素電極側に配置されたTFT(T2)のソース・ドレイン間に電圧が印加されないようにすることで、当該TFTのリーク電流を大幅に抑制して、上記表示品位が低下する問題の解決を図っている(図22及び図23参照)。
 これは、TFTのリーク電流が、ソース・ドレイン間のバイアス電圧の増加に伴って大幅に増加することを考慮した解決方法である。図22及び図23に示すように、特許文献2及び3に記載の構成では、ソース線SLと接続するTFT(T1)では、ソース・ドレイン間のバイアス電圧が大きくなり、当該TFTのリーク電流が増加する可能性があるが、そのリーク電流はバッファアンプ50によって補償されるため、画素電極N1が保持する画素電圧には影響を及ぼさない。斯かるバッファアンプ50を設けた構成により、リフレッシュレートの低下により表示品位が低下する問題が解決されるとともに、リフレッシュレートの低下による低消費電力化が図れる。また、特許文献2及び3に記載の構成では、画素電極が保持する画素電圧として2以上の異なる電圧状態に対応可能であり、多階調の常時表示が、高表示品位且つ低消費電力で実現できる。
特開2001-312253号公報 特開平5-142573号公報 特開平10-62817号公報
 通信インフラの進化に伴うデジタルコンテンツ(広告、ニュース、電子書籍等)の普及により、携帯電話、携帯型インターネット端末(MID:Mobile Internet Device)等の携帯情報端末での当該デジタルコンテンツの画像表示において、静止画、描画速度の異なる動画等の多様な画像に対して、低消費電力でフルカラー表示可能な透過型液晶表示装置が要求されている。しかし、特許文献2及び3に開示されているような画素単位でバッファアンプを設けた構成やSRAM等のメモリ回路を設けた構成の場合、当該回路を構成する素子数や信号線の増加に伴い開口率が低下するため、フルカラー表示が困難となっている。一方、低消費電力化のためには、特許文献1に開示されているような低周波間欠駆動が有効であるが、上述のように、TFTのリーク電流による画素電圧の変動が、極性反転時にフリッカとして視認されるという問題がある。
 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、動画及び静止画に対し低消費電力且つ高表示品位でフルカラー表示可能な液晶表示装置を提供する点にある。
 上記目的を達成するため、本発明は、
 画素電極と対向電極の間に液晶層を挟持してなる単位液晶表示素子、第1スイッチ素子、第2スイッチ素子、第3スイッチ素子、及び、一端が前記画素電極と接続する容量素子を備えてなる画素回路を、行方向及び列方向に夫々複数配置してなる画素アレイを備えてなる液晶表示装置であって、
 前記第1乃至第3スイッチ素子の夫々は、薄膜トランジスタ素子を備えて構成され、且つ、第1端子、第2端子、及び、前記第1及び第2端子間の導通非導通を制御する制御端子を備え、前記画素回路の夫々において、前記第1スイッチ素子の前記第2端子と前記第2スイッチ素子の前記第1端子と前記第3スイッチ素子の前記第1端子が相互に接続して中間ノードを形成し、前記第2スイッチ素子の前記第2端子が前記画素電極と接続し、前記対向電極に所定の対向電圧が印加され、同一列に配置された前記画素回路の夫々において、前記第1スイッチ素子の前記第1端子が、列方向に延伸する複数のデータ信号線の何れか一本と共通に接続し、同一行に配置された少なくとも一部の前記画素回路の夫々において、前記第1スイッチ素子と前記第2スイッチ素子の前記制御端子が行方向に延伸する複数の走査信号線の何れか一本と共通に接続し、前記第3スイッチ素子の前記第2端子が行方向に延伸する複数の第1制御線の何れか一本と共通に接続し、前記第3スイッチ素子の前記制御端子が行方向に延伸する複数の第2制御線の何れか一本と共通に接続し、前記容量素子の他端が第3制御線に接続し、前記第1制御線と前記第3制御線が、同一の信号線または個別の信号線として設けられ、
 前記走査信号線に、前記第1及び第2スイッチ素子の各第1及び第2端子間を夫々非導通状態とする所定の走査電圧が印加され、前記第2制御線に前記第3スイッチ素子の第1及び第2端子間を導通状態とする所定のゲート電圧が印加され、前記画素電極に任意の画素電圧を保持している前記画素回路において、前記画素電圧から前記対向電圧を差し引いた液晶印加電圧の極性に応じたデータ保持電圧が、導通状態の前記第3スイッチ素子を介して、前記第1制御線から前記中間ノードに供給され、
 前記データ保持電圧が、前記液晶印加電圧の極性別に、前記液晶印加電圧が同一極性で変化した場合に前記単位液晶表示素子の透過率が変化する電圧範囲の最大値と最小値の間の中間電圧に、前記対向電圧を加えた電圧として設定されることを第1の特徴とする液晶表示装置を提供する。
 更に、上記第1の特徴の液晶表示装置は、
 前記容量素子の他端が行方向に延伸する複数の前記第3制御線の何れか一本と共通に接続し、
 前記データ信号線、前記走査信号線、及び、前記第1乃至第3制御線に対する電圧印加を制御する制御回路を備え、
 各列1つずつ選択された前記画素回路からなる1組の選択画素回路の夫々に対する第1の書き込み動作時において、前記制御回路が、
 第1動作として、前記選択画素回路と接続する前記走査信号線に前記第1及び第2スイッチ素子の各第1及び第2端子間を夫々導通状態とする第1走査電圧を印加し、前記複数のデータ信号線の夫々に対応する前記画素回路に書き込む画素データに応じたソース電圧を印加し、前記選択画素回路と接続する前記第2制御線に前記第3スイッチ素子の第1及び第2端子間を非導通状態とする第1ゲート電圧を印加し、前記選択画素回路と接続する前記第3制御線に所定の第1ブースト電圧を印加し、前記対向電極に所定の対向電圧を印加し、
 前記第1動作後の第2動作として、前記選択画素回路と接続する前記走査信号線に前記第1及び第2スイッチ素子の各第1及び第2端子間を夫々非導通状態とする第2走査電圧を印加し、
 前記第1動作後の第3動作として、前記選択画素回路と接続する前記第1制御線に所定の第1制御電圧を印加し、
 前記第2動作後の第4動作として、前記選択画素回路と接続する前記第3制御線の印加電圧を前記第1ブースト電圧から所定の第2ブースト電圧に遷移させ、前記容量素子を介して前記画素電極の画素電圧に電圧変化を与え、
 前記第2動作と同時またはその後の第5動作として、前記選択画素回路と接続する前記第2制御線に前記第3スイッチ素子の第1及び第2端子間を導通状態とする第2ゲート電圧を印加し、
 前記第1制御電圧が、前記第4動作後における前記液晶印加電圧の極性に応じた前記データ保持電圧として設定され、前記第3乃至第5動作の終了後において、前記中間ノードに前記第3スイッチ素子を介して、前記第1制御電圧が印加されることを第2の特徴とする。
 更に、上記第2の特徴の液晶表示装置は、前記第1制御線と前記第3制御線が同一の信号線として設けられ、前記第2ブースト電圧と前記第1制御電圧が同電圧であり、前記第2動作後に前記第3動作と前記第4動作が同一動作として同時に実行されることが好ましい。
 更に、上記第2の特徴の液晶表示装置は、
 前記第1の書き込み動作後から所定のデータ保持期間経過後に開始する前記選択行に配置された前記画素回路の夫々に対する第2の書き込み動作時において、前記制御回路が、
 第6動作として、前記選択画素回路と接続する前記走査信号線に前記第1走査電圧を印加し、前記複数のデータ信号線の夫々に対応する前記画素回路に書き込む画素データに応じたソース電圧を印加し、前記選択画素回路と接続する前記第2制御線に前記第1ゲート電圧を印加し、前記選択画素回路と接続する前記第3制御線に第3ブースト電圧を印加し、
 前記第6動作後の第7動作として、前記選択画素回路と接続する前記走査信号線に前記第2走査電圧を印加し、
 前記第6動作後の第8動作として、前記選択画素回路と接続する前記第1制御線に所定の第2制御電圧を印加し、
 前記第7動作後の第9動作として、前記選択画素回路と接続する前記第3制御線の印加電圧を前記第3ブースト電圧から第4ブースト電圧に遷移させ、前記容量素子を介して前記画素電極の画素電圧に電圧変化を与え、
 前記第7動作と同時またはその後の第10動作として、前記選択画素回路と接続する前記第2制御線に前記第2ゲート電圧を印加し、
 前記第2制御電圧が、前記第9動作後における前記液晶印加電圧の極性に応じた前記データ保持電圧として設定され、前記第8乃至第10動作の終了後において、前記中間ノードに前記第3スイッチ素子を介して、前記第2制御電圧が印加されることを第3の特徴とする。
 更に、上記第3の特徴の液晶表示装置は、前記第1制御線と前記第3制御線が同一の信号線として設けられ、前記第4ブースト電圧と前記第2制御電圧が同電圧であり、前記第7動作後に前記第8動作と前記第9動作が同一動作として同時に実行されることが好ましい。
 更に、上記第3の特徴の液晶表示装置は、前記第3ブースト電圧と前記第2ブースト電圧が同電圧であり、前記第4ブースト電圧と前記第1ブースト電圧が同電圧であることが好ましい。
 更に、上記第3の特徴の液晶表示装置は、各列2つずつ選択された前記画素回路からなる2組の前記選択画素回路の夫々に対する前記第2の書き込み動作時において、第1組の前記選択画素回路に対して、少なくとも前記第6動作と前記第7動作と前記第9動作が順次実行され、第2組の前記選択画素回路に対して、少なくとも前記第6動作と前記第7動作と前記第9動作が順次実行された後、第1組及び第2組の前記選択画素回路に対して、前記第10動作が同時に実行されることも好ましい。
 更に、上記第2または第3の特徴の液晶表示装置は、各列2つずつ選択された前記画素回路からなる2組の前記選択画素回路の夫々に対する前記第1の書き込み動作時において、第1組の前記選択画素回路に対して、少なくとも前記第1動作と前記第2動作と前記第4動作が順次実行され、第2組の前記選択画素回路に対して、少なくとも前記第1動作と前記第2動作と前記第4動作が順次実行された後、第1組及び第2組の前記選択画素回路に対して、前記第5動作が同時に実行されることが好ましい。
 更に、上記第1の特徴の液晶表示装置は、
 前記データ信号線、前記走査信号線、及び、前記第1乃至第3制御線に対する電圧印加を制御する制御回路を備え、
 前記第1制御線と前記第3制御線が個別の信号線として設けられ、
 各列1つずつ選択された前記画素回路からなる1組の選択画素回路の夫々に対する第1の書き込み動作時において、
 前記制御回路が、
 第1動作として、前記選択画素回路と接続する前記走査信号線に前記第1及び第2スイッチ素子の各第1及び第2端子間を夫々導通状態とする第1走査電圧を印加し、前記複数のデータ信号線の夫々に対応する前記画素回路に書き込む画素データに応じたソース電圧を印加し、前記選択画素回路と接続する前記第2制御線に前記第3スイッチ素子の第1及び第2端子間を非導通状態とする第1ゲート電圧を印加し、前記選択画素回路と接続する前記第3制御線に所定の固定電圧を印加し、
 前記第1動作後の第2動作として、前記選択画素回路と接続する前記走査信号線に前記第1及び第2スイッチ素子の各第1及び第2端子間を夫々非導通状態とする第2走査電圧を印加し、
 前記第1動作後の第3動作として、前記選択画素回路と接続する前記第1制御線に所定の第1制御電圧を印加し、
 前記第2動作と同時またはその後の第4動作として、前記選択画素回路と接続する前記第2制御線に前記第3スイッチ素子の第1及び第2端子間を導通状態とする第2ゲート電圧を印加し、
 前記第1制御電圧が、前記第1動作後における前記液晶印加電圧の極性に応じた前記データ保持電圧として設定され、
 前記第3及び第4動作後において、前記中間ノードに前記第3スイッチ素子を介して、前記第1制御電圧が印加されることを第4の特徴とする。
 更に、上記第4の特徴の液晶表示装置は、
 前記第1の書き込み動作後から所定のデータ保持期間経過後に開始する前記選択行に配置された前記画素回路の夫々に対する第2の書き込み動作時において、前記制御回路が、
 第5動作として、前記選択画素回路と接続する前記走査信号線に前記第1走査電圧を印加し、前記複数のデータ信号線の夫々に対応する前記画素回路に書き込む画素データに応じたソース電圧を印加し、前記選択画素回路と接続する前記第2制御線に前記第1ゲート電圧を印加し、前記選択画素回路と接続する前記第3制御線に所定の固定電圧を印加し、
 前記第5動作後の第6動作として、前記選択画素回路と接続する前記走査信号線に前記第2走査電圧を印加し、
 前記第5動作後、前記第6動作と同時またはその前または後の第7動作として、前記選択画素回路と接続する前記第1制御線に前記第2制御電圧を印加し、
 前記第6動作と同時またはその後の第8動作として、前記選択画素回路と接続する前記第2制御線に前記第2ゲート電圧を印加し、
 前記第2制御電圧が、前記第5動作後における前記液晶印加電圧の極性に応じた前記データ保持電圧として設定され、前記第7及び第8動作後において、前記中間ノードに前記第3スイッチ素子を介して、前記第2制御電圧が印加されることを第5の特徴とする。
 更に、上記第5の特徴の液晶表示装置は、各列2つずつ選択された前記画素回路からなる2組の前記選択画素回路の夫々に対する前記第2の書き込み動作時において、第1組の前記選択画素回路に対して、前記第5動作と前記第6動作が順次実行され、第2組の前記選択画素回路に対して、前記第5動作と前記第6動作が順次実行された後に、第1組及び第2組の前記選択画素回路に対して、前記第7動作が同時に実行され、第1組及び第2組の前記選択画素回路に対して、前記第8動作が同時に実行されることも好ましい。
 更に、上記第4または第5の特徴の液晶表示装置は、各列2つずつ選択された前記画素回路からなる2組の前記選択画素回路の夫々に対する前記第1の書き込み動作時において、第1組の前記選択画素回路に対して、前記第1動作と前記第2動作が順次実行され、第2組の前記選択画素回路に対して、前記第1動作と前記第2動作が順次実行された後に、第1組及び第2組の前記選択画素回路に対して、前記第3動作が同時に実行され、第1組及び第2組の前記選択画素回路に対して、前記第4動作が同時に実行されることも好ましい。
 更に、上記第4または第5の特徴の液晶表示装置は、前記容量素子が、前記単位液晶表示素子の一部として構成され、前記第3制御線が前記対向電極と接続する構成であっても良い。
 更に、上記第2乃至第5の特徴の液晶表示装置は、1組の前記選択画素回路が同一行に配置されていること、或いは、1組の前記選択画素回路の奇数番目の各列の前記画素回路が奇数または偶数番目の一方の同一行に、偶数番目の各列の前記画素回路が奇数または偶数番目の他方の同一行に配置されていることが好ましい。
 更に、上記何れかの特徴の液晶表示装置は、前記第2制御線が、列方向に隣接する2つの前記画素回路間で共用されることも好ましい。
 更に、前記第1スイッチ素子と第2スイッチ素子は、夫々同じ導電型の薄膜トランジスタ素子を備えて構成され、前記第1スイッチ素子と第3スイッチ素子は、夫々互いに異なる導電型の薄膜トランジスタ素子を備えて構成され、各行において、前記走査信号線と前記第2制御線が同一の信号線として設けられ、前記第1走査電圧と第1ゲート電圧が同電圧で、前記第2走査電圧と第2ゲート電圧が同電圧であることも好ましい。
 上記特徴の液晶表示装置によれば、一の画素回路に対する書き込み動作から同じ画素回路に対する次の書き込み動作までのデータ保持期間において、当該画素回路の画素電極に保持される画素電圧の電圧値、及び、データ保持期間中に当該画素回路と接続するデータ信号線に印加される電圧の電圧値及び極性に関係なく、当該画素回路の中間ノードには、液晶印加電圧の極性に応じたデータ保持電圧(第1制御電圧または第2制御電圧)が安定的に印加される。つまり、当該データ保持期間中、画素電極と中間ノード間に設けられた第2スイッチ素子の第1及び第2端子間(薄膜トランジスタ素子のソース・ドレイン間)には、画素電極に保持されている画素電圧と中間ノードに印加されているデータ保持電圧の差電圧が印加される。
 上記データ保持電圧は、液晶印加電圧が同一極性で変化した場合に単位液晶表示素子の透過率が変化する電圧範囲の最大値と最小値の間の中間電圧となる場合の画素電圧として設定されている。つまり、液晶印加電圧と液晶透過率間の関係における液晶透過率が液晶印加電圧の影響を最も受け易い中間調電圧領域の画素電圧がデータ保持電圧となっている。以下、具体例により説明する。
 例えば、図7の液晶透過率Tと液晶印加電圧Vlc間の関係(特性図)に例示するように単位液晶表示素子の透過率が顕著に変化する範囲の最小値と最大値を夫々2Vと4Vとし、液晶印加電圧の絶対値が画素データに応じて0V~5Vの範囲で変化し、上記中間電圧を3V(中間調電圧領域の電圧値)に設定し、対向電圧を2.5Vに固定した場合、画素電圧は、極性反転駆動により、2.5V~7.5Vの範囲で書き込まれる場合(液晶印加電圧が正電圧)と、-2.5V~2.5Vの範囲で書き込まれる場合(液晶印加電圧が負電圧)が生じる。この場合、データ保持電圧は、液晶印加電圧の極性に応じて、5.5Vまたは-0.5Vに設定される。従って、画素電極に液晶印加電圧の絶対値が3Vとなる画素電圧が保持される場合には、第2スイッチ素子の第1及び第2端子間に印加される電圧が0Vとなり、第2スイッチ素子には薄膜トランジスタ素子の非導通時のリーク電流が発生せず、当該リーク電流に起因する画素電圧の変動は起こらない。画素回路に書き込まれる画素データに応じて液晶印加電圧の絶対値が3Vから変化することになるが、画素電圧の変動によって単位液晶表示素子の透過率に影響を及ぼすのは、液晶印加電圧の絶対値が2V~4Vの範囲内であるので、その場合の第2スイッチ素子の第1及び第2端子間に印加される電圧(絶対値)は最大でも1Vである。
 これに対して、データ保持期間中に中間ノードにデータ保持電圧を印加しない場合、1垂直期間内の同一列の他の画素回路に対する画素データの書き込み動作によって、データ信号線に印加されるソース電圧の電圧値が書き込む画素データに応じて変化するため、中間ノードの電圧が、第1スイッチ素子の非導通時のリーク電流によって変動する。また、当該中間ノードの電圧変動はデータ保持期間が長期化することで更に大きくなる。
 例えば、ソース電圧が-2.5V~7.5Vの範囲で変化し、一の画素回路に対して、データ保持期間中の画素電圧が6.5V(液晶印加電圧が4V)で、ソース電圧が-2.5Vの場合には、第2スイッチ素子の非導通時のリーク電流により中間ノードの電圧が書き込み直後の6.5Vから-2.5Vに向かって変化する。データ保持期間が長期化すると最終的に-2.5V付近まで変化する可能性がある。そうとすると、第2スイッチ素子の第1及び第2端子間に印加される電圧(絶対値)は9Vにも及ぶ可能性がある。従って、データ保持期間中に中間ノードにデータ保持電圧を印加することで、第2スイッチ素子の第1及び第2端子間に印加される電圧(絶対値)を1V以下に低減できることによって、第2スイッチ素子の非導通時のリーク電流を大幅に抑制でき、画素電圧の変動による液晶透過率の変動が抑制できる。
 以上を纏めれば、上記特徴の液晶表示装置によれば、単位液晶表示素子の透過率に対する影響の大きい画素電圧領域において、画素電圧の変動を効果的に抑制でき、フルカラー表示において画素全体に亘る画素データの保持特性が向上し、表示品位が大幅に改善される。
 また、上記特徴の液晶表示装置では、中間ノードへのデータ保持電圧の印加は、走査信号線と同方向(行方向)に延伸する第1制御線を介して行われるので、行単位で独立してデータ保持電圧の印加が可能である。つまり、例えば、同一フレーム内において、1行毎に液晶印加電圧の極性を反転させる極性反転駆動を行う場合においても、上記画素電圧の変動の抑制が可能となる。換言すれば、繰り返し周期の長い(低周波の)極性反転駆動を行うことで、画素電圧の変動を抑制しつつ低消費電力化が図れることになる。
 更に、上記第2または第3の特徴の液晶表示装置では、第4動作または第9動作において、第3制御線の印加電圧を第1及び第2ブースト電圧間で遷移させ容量素子を介して画素電圧に電圧変化を与えるため、第1動作または第6動作において、ソース電圧の電圧値を画素電極で保持すべき画素電圧とする必要がなく、対向電圧を固定電圧とした場合の行毎または画素毎の極性反転動作(水平ライン反転駆動またはドット反転駆動)において、当該画素電圧の電圧変化を利用することで1垂直期間内のソース電圧の電圧振幅を半減させることができ、数1を用いて説明したように、低消費電力化が可能となり、更に低周波駆動と兼用することで、表示品位を維持しつつ大幅な低消費電力化が可能となる。
 尚、上記第2または第3の特徴の液晶表示装置は、フレーム反転駆動、水平ライン反転駆動、及び、ドット反転駆動の3種類の極性反転動作に対応可能であり、1組の選択画素回路が同一行に配置されている場合には、フレーム反転駆動と水平ライン反転駆動が可能であり、1組の選択画素回路の奇数番目の各列の画素回路が奇数または偶数番目の一方の同一行に、偶数番目の各列の画素回路が奇数または偶数番目の他方の同一行に配置されている場合には、フレーム反転駆動とドット反転駆動が可能である。
 上記第4または第5の特徴の液晶表示装置も、フレーム反転駆動、水平ライン反転駆動、及び、ドット反転駆動の3種類の極性反転動作に対応可能であるが、上記第2または第3の特徴の液晶表示装置と異なり、第3制御線の印加電圧を第1及び第2ブースト電圧間で遷移させ容量素子を介して画素電圧に電圧変化を与える動作がないため、水平ライン反転駆動またはドット反転駆動に対応する場合には、1垂直期間内のソース電圧の電圧振幅が、上記第2または第3の特徴の液晶表示装置より大きくなるため、フレーム反転駆動に適した構成と言える。
 また、上記特徴の液晶表示装置は、1つの薄膜トランジスタを使用する従来の画素回路に対して、薄膜トランジスタを2つ追加するだけの簡単な回路構成で、上述の効果を奏するため、例えば、特許文献2及び3に開示されたようなバイアス電圧を低減するためのバッファアンプ等の複雑な回路を追加する必要がなく、各画素の開口率を大きく犠牲にせず、静止画及び動作に対して低消費電力でフルカラー表示可能な液晶表示装置を提供できる。
本発明の一実施形態における液晶表示装置の概略構成の一例を示すブロック図 図1に示す表示装置で使用する画素回路の一例を模式的に示す等価回路図 図1に示す表示装置で使用する画素アレイの第1の構成例を模式的に示す等価回路図 多結晶シリコンTFTのドレイン電流対ゲート電圧の関係を示す特性図 アモルファスシリコンTFTのドレイン電流対ゲート電圧の関係を示す特性図 図3に示す画素アレイに対する水平ライン反転駆動時の電圧印加波形の一例を模式的に示すタイミング図 液晶表示素子における液晶印加電圧Vlcと液晶透過率Tの関係の一例を示す特性図 図3に示す画素アレイに対する水平ライン反転駆動時の電圧印加波形の他の一例を模式的に示すタイミング図 図3に示す画素アレイに対するフレーム反転駆動時の電圧印加波形の一例を模式的に示すタイミング図 図1に示す表示装置で使用する画素アレイの第2の構成例を模式的に示す等価回路図 図1に示す表示装置で使用する画素回路の他の一例(第5実施形態)を模式的に示す等価回路図 図1に示す表示装置で使用する画素回路の他の一例(第6実施形態)を模式的に示す等価回路図 図12に示す画素回路の画素アレイに対する水平ライン反転駆動時の電圧印加波形の一例を模式的に示すタイミング図 図1に示す表示装置で使用する画素回路の他の一例(第7実施形態)を模式的に示す等価回路図 図1に示す表示装置で使用する画素回路の他の一例(第7実施形態)を模式的に示す等価回路図 図14に示す画素回路の画素アレイに対する水平ライン反転駆動時の電圧印加波形の一例を模式的に示すタイミング図 図1に示す表示装置で使用する画素アレイの他の構成例(第8実施形態)を模式的に示す等価回路図 図17に示す画素アレイに対するフレーム反転駆動時の電圧印加波形の一例を模式的に示すタイミング図 1垂直期間Tvを走査期間T1と非走査期間T2に分割した間欠駆動時の電圧印加波形の一例を模式的に示すタイミング図 一般的なアクティブマトリクス型の液晶表示装置の画素の等価回路図 m×n画素のアクティブマトリクス型の液晶表示装置の回路配置例を示すブロック図 ユニティーゲインのバッファアンプを備えた従来の画素の一例を示す等価回路図 ユニティーゲインのバッファアンプを備えた従来の画素の他の一例を示す等価回路図
 以下、本発明による液晶表示装置の実施形態につき、図面を参照して説明する。
 〈第1実施形態〉
 先ず、本実施形態の液晶表示装置(以下、単に表示装置と称す)のシステム構成について説明する。図1に示すように、表示装置1は、アクティブマトリクス型の液晶パネル2、表示制御回路3、ソースドライバ4、ゲートドライバ5、及び、コモンドライバ6を備える。尚、表示装置1は、図示しないが、上記以外に、電源回路や、液晶パネル2が透過型(画素電極が透過電極で構成されるタイプ)、両用型(画素電極が透過電極領域と反射電極領域を備えるタイプ)、半透過型(1つの画素電極が透過電極と反射電極の両機能を有するタイプ)の場合には、バックライト装置を備える。
 液晶パネル2は、画素回路7を行方向及び列方向に夫々複数、マトリクス状に配置してなる画素アレイと、行方向に延伸する複数のゲート線GL(走査信号線に相当)と、列方向に延伸する複数のソース線SL(データ信号線に相当)と、行方向に延伸する複数の第1制御線BLと、行方向に延伸する複数の第2制御線CLを備えて構成される。
 各画素回路7は、図2の等価回路図に示すように、画素電極10と対向電極11の間に液晶層を挟持してなる単位液晶表示素子12と、第1トランジスタ(第1スイッチング素子に相当)13、第2トランジスタ(第2スイッチング素子に相当)14、第3トランジスタ(第3スイッチング素子に相当)15、及び、容量素子16を備えて構成される。第1乃至第3トランジスタは、夫々、nチャンネル型のTFT(薄膜トランジスタ素子)で構成される。第1トランジスタ13のゲート(制御端子)がゲート線GLに、ドレイン(第1端子)がソース線SLに、ソース(第2端子)が中間ノード17に接続し、第2トランジスタ14のゲート(制御端子)がゲート線GLに、ドレイン(第1端子)が中間ノード17に、ソース(第2端子)が画素電極10に接続し、第3トランジスタ15のゲート(制御端子)が第2制御線CLに、ドレイン(第1端子)が中間ノード17に、ソース(第2端子)が第1制御線BLに接続している。また、容量素子16の一端が画素電極10に、他端が第1制御線BLに接続している。
 透過型の液晶パネル2では、画素電極10と対向電極11は何れもITO等の光透過性の透明導電材料で形成され、画素電極10、第1乃至第3トランジスタ13~15、容量素子16、ゲート線GL、ソース線GL、第1制御線BL、第2制御線CLは、液晶層を挟持する2枚のガラスやプラスチック等からなる透明絶縁基板の一方の第1透明絶縁基板20上に形成され、対向電極11は、他方の第2透明絶縁基板21の液晶層側に全面に形成される。上記以外に、第2透明絶縁基板21の液晶層側にカラーフィルタが、第2透明絶縁基板21の外側に位相差板、偏光板、反射防止膜等が設けられている。
 本実施形態では、図3の等価回路図に模式的に示す画素アレイ構成(第1の画素アレイ構成)を使用して、水平ライン反転駆動を実現する。尚、別実施形態として、同じ第1の画素アレイ構成を使用して、フレーム反転駆動を実現することも可能である。
 図3に示すように、第1の画素アレイ構成では、画素アレイの行数nと同じ本数のゲート線(GL1,GL2,……,GLn)と、画素アレイの列数mと同じ本数のソース線(SL1,SL2,……,SLm)と、画素アレイの行数nと同じ本数の第1制御線(BL1,BL2,……,BLn)と、画素アレイの行数nと同じ本数の第2制御線(CL1,CL2,……,CLn)を備え、i行目(i=1~n)に配置される各画素回路7の第1及び第2トランジスタ13,14のゲートがi行目のゲート線GLiに、第3トランジスタ15のソースと容量素子16の他端がi行目の第1制御線BLiに、第3トランジスタ15のゲートがi行目の第2制御線CLiに夫々接続し、j列目(j=1~m)に配置される各画素回路7の第1トランジスタ13のドレインがj列目のソース線SLjに接続している(図2参照)。i、jは夫々自然数であり、m、nは夫々2以上の自然数である。尚、図3では、各行のゲート線GLiと第1制御線BLiと第2制御線CLiを1本の太い実線に纏めて模式的に表示し、画素回路7の内部の回路表示は省略している。
 本実施形態では、第1乃至第3トランジスタ13~15として、nチャンネル型の多結晶シリコンTFTまたはアモルファスシリコンTFTの使用を想定しており、これらのTFTは、図4及び図5に例示するように、オフ時(特に負ゲートバイアス時)のソース・ドレイン間のリーク電流が、ソース・ドレイン間のバイアス電圧Vdsに依存して変化するリーク電流特性を有する。図4に、多結晶シリコンTFTのドレイン電流(Ids)とゲート電圧(Vgs)間のIV特性の一例を示す。当該特性は、特許文献2の図6と特許文献3の図4に開示されている特性と共通している。図5に、アモルファスシリコンTFTのドレイン電流(Ids)とゲート電圧(Vgs)間のIV特性の一例を示す。図5に例示する特性においても、ゲート電圧の負バイアス(絶対値)が|-5V|より大きくなるとソース・ドレイン間のリーク電流が大きくなる傾向があり、ソース・ドレイン間のバイアスVdsが大きい程、リーク電流が大きくなる。尚、図4及び図5に示す特性は、一例であり、本実施形態で使用する第1乃至第3トランジスタ13~15の電気的特性が、図4及び図5に示す特性に限定されるものではない。
 表示制御回路3は、後述する書き込み動作及び保持動作を制御する回路である。書き込み動作は、1フレーム分の画素データを画素アレイ内の対応する各画素回路7に書き込む処理を、1垂直期間毎に繰り返す動作である。1垂直期間は、画素アレイの行数nと同数の水平期間で構成される。本実施形態では、書き込み動作の対象となる選択行に対して、1水平期間が書き込み動作を行なう書き込み期間と、書き込み動作後の保持動作を行なう保持期間で構成され、書き込み動作の対象でない非選択行に対しては、1水平期間は全て保持期間となる。つまり、本実施形態では、1水平期間単位での間欠駆動が実施される。任意の1行において、選択時の1水平期間内の保持期間と非選択時の全ての水平期間内の保持期間を合計した期間が当該行におけるデータ保持期間となる。尚、各画素回路7に書き込む「画素データ」は、3原色(R,G,B)によるカラー表示の場合、各色の階調データとなる。尚、3原色に加えて他の色(例えば黄色)や白黒の輝度データを含めてカラー表示する場合は、当該他の色の階調データや輝度データも画素データに含まれる。
 表示制御回路3は、画素アレイに表示される画像の属性に応じたタイミング制御情報Dtを外部の信号源から受け取り、1水平期間内における書き込み期間と保持期間の夫々の長さを決定する。ここで、画像の属性とは、静止画、通常のリフレッシュレート(60Hz)で描画する動画、60Hzより遅い低速で描画可能な動画、60Hzより高速での描画が必要な動画等の描画速度要件が含まれる。一実施例において、例えば、タイミング制御情報Dtとして、画素アレイに表示される画像のリフレッシュレート(描画速度)を受信する場合に、受信したリフレッシュレートの範囲に応じて、予め設定したルールに基づいて書き込み期間の長さを決定する。書き込み期間の長さは、受信したリフレッシュレートと画素アレイの行数を乗じた値の逆数で定まる1水平期間の長さを超えることはない。書き込み期間が1水平期間より短い場合に、1水平期間の長さから書き込み期間の長さを差し引いた分が保持期間の長さとなる。例えば、リフレッシュレートが通常のリフレッシュレート(60Hz)より低速の場合は、書き込み期間の長さを通常のリフレッシュレート(60Hz)時の1水平期間の長さとして、選択行において保持期間を設け、リフレッシュレートが通常のリフレッシュレート(60Hz)以上の場合は、書き込み期間の長さを当該リフレッシュレートで定まる1水平期間と同じとして、選択行における保持期間を設けない構成とする。但し、書き込み期間の長さが、画素回路7の第1及び第2トランジスタ13,14のオン時のドレイン電流特性と画素電極10の寄生容量で定まる書き込み期間の長さの最小値を下回る場合には、当該最小値とする。更に、他の実施例において、タイミング制御情報Dtとして、画像の属性を示す画像属性コードを受信する場合に、受信した画像属性コードに応じて予め設定された、1垂直期間及び書き込み期間の各長さを所定のテーブルから読み出して使用しても良い。
 画素アレイの選択行の各画素回路7に対する書き込み及び保持動作時には、表示制御回路3は、外部の信号源から表示すべき画像を表すデータ信号Dvとタイミング信号Ctを受け取り、当該信号Dv,Ctに基づき、画像を画素アレイに表示させるための信号として、ソースドライバ4に与えるディジタル画像信号DA及びデータ側タイミング制御信号Stcと、ゲートドライバ5に与える走査側タイミング制御信号Gtcと、コモンドライバ6に与える対向電圧制御信号Secを、夫々生成する。尚、表示制御回路3は、その一部または全部の回路が、ソースドライバ4またはゲートドライバ5内に形成されるのも好ましい。
 ソースドライバ4は、表示制御回路3からの制御により、1水平期間毎の上記各動作時に、各ソース線SLに、所定のタイミング及び所定の電圧値のソース信号を印加する回路である。ソースドライバ4は、書き込み動作時には、ディジタル画像信号DA及びデータ側タイミング制御信号Stcに基づき、ディジタル信号DAの表わす1表示ライン分の画素値に相当する、対向電圧Vcomの電圧レベルに適合した画素電圧Vpから後述するブースト信号Btの電圧遷移による画素電圧Vpの電圧変化ΔVp分を差し引いたソース電圧Vscをソース信号Sc1,Sc2,……,Scmとして1水平期間毎に生成する。1水平期間を行数回(n回)繰り返すと1垂直期間となる。当該画素電圧Vpは、画素データに対応する電圧で、多階調のアナログ電圧(相互に離散した複数の電圧値)である。そして、これらのソース信号Scj(j=1~m)を、夫々対応するソース線SLjに印加する。
 ゲートドライバ5は、表示制御回路6からの制御により、1水平期間毎の上記各動作時に、各ゲート線GLに、所定のタイミング及び所定の電圧振幅の第1ゲート信号を印加し、各第1制御線BLに、所定のタイミング及び所定の電圧振幅のブースト信号を印加し、各第2制御線CLに、所定のタイミング及び所定の電圧振幅の第2ゲート信号を印加する回路である。尚、ゲートドライバ5は、画素アレイと同様に、上記第1透明絶縁基板20上に形成されても構わない。
 ゲートドライバ5は、書き込み期間の一部期間において、走査側タイミング制御信号Gtcに基づき、選択行の各画素回路7に、ソース信号Sc1,Sc2,……,Scmに対応する画素データを順次書き込むために、ゲート線GL1,GL2,……,GLn(第1の画素アレイ構成の場合)を1水平期間毎に順次1本ずつ選択し、選択行のゲート線GLに第1走査電圧Vgpを印加して各行の画素回路7の第1及び第2トランジスタ13,14を順次一定期間導通状態とする。また、全ての非選択行のゲート線GLには、1水平期間を通して第2走査電圧Vgnを印加して各非選択行の画素回路7を非導通状態とする。
 更に、ゲートドライバ5は、書き込み期間の一部期間において、第2制御線CL1,CL2,……,CLn(第1の画素アレイ構成の場合)を1水平期間毎に順次1本ずつ選択し、選択行の第1制御線CLに第1ゲート電圧Vcnを印加して各行の画素回路7の第3トランジスタ15を一定期間非導通状態にする。また、全ての非選択行の第1制御線CLには、1水平期間を通して第2ゲート電圧Vcpを印加して各非選択行の画素回路7の第3トランジスタ15を導通状態にする。
 更に、ゲートドライバ5は、第1制御線BL1,BL2,……,BLn(第1の画素アレイ構成の場合)に対して1水平期間毎に順次1本ずつ選択し、選択された第1制御線BLに対して書き込み期間内において正方向または負方向に1回だけ電圧遷移するブースト信号Btを印加する。尚、各行において、ブースト信号Btの電圧遷移の方向(極性)は1垂直期間毎に交替する。
 ソースドライバ4とゲートドライバ5は、ソース線SL、ゲート線GL、第1制御線BL、及び、第2制御線CLに対する電圧印加を制御する制御回路として機能する。ソース線SL、ゲート線GL、第1制御線BL、及び、第2制御線CLに対する電圧印加制御の詳細については後述する。
 コモンドライバ6は、表示制御回路6からの制御により、対向電極11に対して対向電極配線CMLを介して対向電圧Vcomを印加する。本実施形態では、対向電圧Vcomは、複数フレームに亘る書き込み及び保持動作を通して一定電圧に維持される。画素回路単位での1フレーム毎の極性反転駆動は、後述する書き込み動作後の画素電極10に保持される画素電圧Vpと対向電圧Vcomの差電圧で示される液晶印加電圧Vlc(=Vp-Vcom)の電圧極性を1垂直期間毎に反転させることで実行される。本実施形態では、対向電圧Vcomが一定電圧に維持されるため、液晶印加電圧Vlcの電圧極性の制御は、後述するように、各行の第1制御線BLに印加するブースト信号Btの電圧遷移を利用して行う。
 以下、本実施形態における書き込み動作と保持動作の詳細について説明する。尚、以下の説明では、図3に示す第1の画素アレイ構成の画素アレイを使用した水平ライン反転駆動を想定する。
 図6に、2本のゲート線GL1,GL2、3本のソース線SL1,SL2,SL3、2本の第1制御線BL1,BL2、2本の第2制御線CL1,CL2に夫々印加される電圧、2本のゲート線GL1,GL2の何れか1本と3本のソース線SL1,SL2,SL3の何れか1本と接続する画素回路7の各画素電極10の画素電圧Vpijと中間ノード17の電圧Vmij(iは行番号で1または2、jは列番号で1,2または3)の電圧波形を示す。但し、2本のゲート線GLiの電圧波形、第2制御線CLiの電圧波形は、夫々重ねて図示し、第1行目を実線、第2行目を破線で表示して区別する。また、3本のソース線SLjの電圧波形、第1行目の3つの画素電圧Vp1jの電圧波形、第2行目の3つの画素電圧Vp2jの電圧波形、第1行目の3つの中間ノード電圧Vm1jの電圧波形、第2行目の3つの中間ノード電圧Vm2jの電圧波形は、夫々重ねて図示し、第1列目を実線、第2列目を破線、第3列目を一点鎖線で表示して区別する。図6に示す実施例では、対向電圧Vcomは2Vに固定され、ソース線SLj(j=1,2,3)に印加されるソース信号Scjの電圧振幅は0V~4V、第1制御線BLi(i=1,2)に印加されるブースト信号Btiの電圧振幅は-1V~5V、ゲート線GL(i=1,2)に印加される第1ゲート信号Gsi、及び、第2制御線BLi(i=1,2)に印加される第2ゲート信号Csiの電圧振幅は夫々-10V~10Vに設定する。また、単位液晶表示素子12における液晶印加電圧Vlcと液晶透過率Tは、図7の特性図に示す関係にある場合を想定する。
 図6では、連続する2つの垂直期間Tv1とTv2が示され、各垂直期間内において、先頭の2つの水平期間Th1とTh2が代表して示されており、更に、2つの垂直期間Tv1とTv2を通して、第1列目(j=1)の各行(i=1,2)には、絶対値が5Vの液晶印加電圧Vlcが書き込まれ、第2列目(j=2)の各行(i=1,2)には、絶対値が3Vの液晶印加電圧Vlcが書き込まれ、第3列目(j=3)の各行(i=1,2)には、絶対値が1Vの液晶印加電圧Vlcが書き込まれる場合が、一例として示されている。以下、2つの垂直期間Tv1とTv2の2つの水平期間Th1とTh2、合計4回の水平期間における書き込み動作と保持動作について、夫々の水平期間別に説明する。
 1)垂直期間Tv1/水平期間Th1
 当該水平期間では、第1行目(i=1)の各列(j=1,2,3)の画素回路7に対して書き込み動作が行われる。先ず、タイミングt0で、各ソース線SLjに書き込むべき液晶印加電圧Vlcに対応したソース電圧Vscjのソース信号Scjを印加する。ここで、Vsc1=4V、Vsc2=2V、Vsc1=0Vである。また、タイミングt0で、第2制御線CL1に印加する第2ゲート信号Cs1の信号電圧を第1ゲート電圧Vcn(-10V)に遷移させて第1行目の各列の画素回路7の第3トランジスタ15を非導通状態にする。この結果、各列の画素回路7の中間ノード17と第1行目の第1制御線BL1間の電気的導通は遮断される。尚、当該第2制御線CL1に対する電圧印加制御は、タイミングt0から後述するタイミングt1までの間に行えば十分である。また、タイミングt0で、第1制御線BL1に印加されているブースト信号Bt1の信号電圧は、タイミングt0前まで印加されている電圧値に維持され、図6に示す例では、第1ブースト電圧Vb1(-1V)が継続的に印加されている。
 次に、タイミングt1で、ゲート線GL1に印加する第1ゲート信号Gs1の信号電圧を第1走査電圧Vgp(10V)に遷移させて第1行目の各列の画素回路7の第1及び第2トランジスタ13,14を導通状態にする。この結果、各列の画素回路7の画素電極10は、中間ノード17及びソース線SLjと夫々電気的に導通状態となり、タイミングt0で各ソース線SLjに印加されたソース電圧Vscjが夫々対応する画素回路7の画素電極10に書き込まれ、画素電圧Vp1jはソース電圧Vscjとなる。尚、タイミングt0とt1は同時であっても良く、タイミングt0が僅かにタイミングt1より遅れても良い。要するに、第1及び第2トランジスタ13,14と第3トランジスタ15が、各信号の遷移時間及び各トランジスタの応答速度を考慮して、同時に導通状態となるのを回避できれば良い。以降、タイミングt0からt1までの各動作を便宜的に第1動作と呼ぶ。
 次に、タイミングt2で、画素電圧Vp1jがソース電圧Vscjとなった後、ゲート線GL1に印加する第1ゲート信号Gs1の信号電圧を第1走査電圧Vgp(10V)から第2走査電圧Vgn(-10V)に遷移させて第1行目の各列の画素回路7の第1及び第2トランジスタ13,14を非導通状態にする。この結果、各列の画素回路7の画素電極10、中間ノード17及びソース線SLjの相互間は夫々電気的に非導通状態となる。また、当該非導通状態は、次の垂直期間Tv2の同じ第1行目の水平期間Th1のタイミングt11まで維持される。以降、タイミングt2での動作を便宜的に第2動作と呼ぶ。
 次に、タイミングt3で、第1制御線BL1に印加されているブースト信号Bt1の信号電圧を第1ブースト電圧Vb1(-1V)から第2ブースト電圧Vb2(5V)に遷移させる。この結果、第1に、第3トランジスタ15のソース(第2端子)には第1制御線BL1から第2ブースト電圧Vb2(5V)が印加され(便宜的に第3動作と称す)、第2に、各列の画素回路7において、容量素子16の他端側での正方向への6Vの電圧変化が、容量素子16の一端側(画素電極10側)において所定の分圧比R倍された電圧変化(ΔVp=R×6V)となって画素電圧Vp1jに付加される(便宜的に第4動作と称す)。分圧比Rは、容量素子16の電気容量をC16、画素電極10に寄生するC16を含む総電気容量をC10とした場合、R=C16/C10で与えられる。本実施形態では、分圧比Rを0.5に設定する。よって、ブースト信号Bt1の電圧遷移後の画素電圧Vp1jは、以下の数2で与えられる。
 [数2]
 Vp1j=Vscj+ΔVp=Vscj+3V
 以上の結果、各列の画素電圧Vp1j(j=1,2,3)は、Vp11=7V、Vp12=5V、Vp13=3Vとなる。また、Vcom=2Vであるので、液晶印加電圧Vlcは、第1列目(j=1)で5V、第2列目(j=2)で3V、第3列目(j=3)で1Vとなる。
 次に、タイミングt4で、第2制御線CL1に印加する第2ゲート信号Cs1の信号電圧を第1ゲート電圧Vcn(-10V)から第2ゲート電圧Vcp(10V)に遷移させて第1行目の各列の画素回路7の第3トランジスタ15を導通状態にする。この結果、上記第3動作で第3トランジスタ15のソース(第2端子)に印加された第2ブースト電圧Vb2(5V)がデータ保持電圧として導通状態の第3トランジスタ15を介して中間ノード17に印加される(便宜的に第5動作と称す)。
 タイミングt4後の第1制御線BL1から第3トランジスタ15を介した当該中間ノード17への第2ブースト電圧Vb2(5V)の印加状態は、次の垂直期間Tv2の同じ第1行目の水平期間Th1のタイミングt10までの期間(当該期間が、第1行目の各画素回路7に対するデータ保持期間となる)安定的に維持される。この結果、画素電極10と中間ノード17間に介装されている第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧は、第1列目(j=1)で2V、第2列目(j=2)で0V、第3列目(j=3)で-2Vとなる。従って、各列に書き込まれた画素データ値に関係なく、当該バイアス電圧の絶対値は2V以下に抑制される。このため、第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のリーク電流に起因する画素電圧Vpの変動、つまり、単位液晶表示素子の透過率の変動が効果的に抑制される。更に、図6に示す例では、液晶印加電圧Vlc(絶対値)は1V~5Vの範囲内の電圧値となるが、液晶透過率に対する電圧変動の影響の大きい電圧範囲(2V~4V、特に3V近傍)において、第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧が更に抑制され低電圧化されるため、更に液晶透過率の変動がより効果的に抑制されることになる。当該データ保持期間中における画素電圧Vpの電圧変動を抑制する動作が保持動作となる。
 2)垂直期間Tv1/水平期間Th2
 当該水平期間では、第2行目(i=2)の各列(j=1,2,3)の画素回路7に対して書き込み動作が行われる。先ず、タイミングt5で、各ソース線SLjに書き込むべき液晶印加電圧Vlcに対応したソース電圧Vscjのソース信号Scjを印加する。ここで、Vsc1=0V、Vsc2=2V、Vsc1=4Vである。また、タイミングt5で、第2制御線CL2に印加する第2ゲート信号Cs2の信号電圧を第1ゲート電圧Vcn(-10V)に遷移させて第2行目の各列の画素回路7の第3トランジスタ15を非導通状態にする。この結果、各列の画素回路7の中間ノード17と第2行目の第1制御線BL2間の電気的導通は遮断される。尚、当該第2制御線CL2に対する電圧印加制御は、タイミングt5から後述するタイミングt6までの間に行えば十分である。また、タイミングt5で、第1制御線BL2に印加されているブースト信号Bt2の信号電圧は、タイミングt5前まで印加されている電圧値に維持され、図6に示す例では、第1ブースト電圧Vb1(5V)が継続的に印加されている。第1行目と第2行目(つまり、奇数行と偶数行)では、第1ブースト電圧Vb1の電圧値と第2ブースト電圧Vb2の電圧値が入れ替わっている。つまり、本実施形態では、水平ライン反転駆動を行うため、ブースト信号Bt1(奇数行)とブースト信号Bt2(偶数行)は、電圧振幅(最大値と最小値)は同じでも、位相が反転(電圧遷移のタイミングは同じで、電圧遷移の方向が逆転)している。
 次に、タイミングt6で、ゲート線GL2に印加する第1ゲート信号Gs2の信号電圧を第1走査電圧Vgp(10V)に遷移させて第2行目の各列の画素回路7の第1及び第2トランジスタ13,14を導通状態にする。この結果、各列の画素回路7の画素電極10は、中間ノード17及びソース線SLjと夫々電気的に導通状態となり、タイミングt5で各ソース線SLjに印加されたソース電圧Vscjが夫々対応する画素回路7の画素電極10に書き込まれ、画素電圧Vp2jはソース電圧Vscjとなる。尚、タイミングt5とt6は同時であっても良く、タイミングt5が僅かにタイミングt6より遅れても良い。要するに、第1及び第2トランジスタ13,14と第3トランジスタ15が、各信号の遷移時間及び各トランジスタの応答速度を考慮して、同時に導通状態となるのを回避できれば良い。以降、第1行目と同様に、タイミングt5からt6までの各動作を便宜的に第1動作と呼ぶ。
 次に、タイミングt7で、画素電圧Vp2jがソース電圧Vscjとなった後、ゲート線GL2に印加する第1ゲート信号Gs2の信号電圧を第1走査電圧Vgp(10V)から第2走査電圧Vgn(-10V)に遷移させて第2行目の各列の画素回路7の第1及び第2トランジスタ13,14を非導通状態にする。この結果、各列の画素回路7の画素電極10、中間ノード17及びソース線SLjの相互間は夫々電気的に非導通状態となる。また、当該非導通状態は、次の垂直期間Tv2の同じ第2行目の水平期間Th2のタイミングt16まで維持される。以降、第1行目と同様に、タイミングt7での動作を便宜的に第2動作と呼ぶ。
 次に、タイミングt8で、第1制御線BL2に印加されているブースト信号Bt2の信号電圧を第1ブースト電圧Vb1(5V)から第2ブースト電圧Vb2(-1V)に遷移させる。この結果、第1に、第3トランジスタ15のソース(第2端子)には第1制御線BL2から第2ブースト電圧Vb2(-1V)が印加され(便宜的に第1行目と同様に第3動作と称す)、第2に、各列の画素回路7において、容量素子16の他端側での負方向への6Vの電圧変化が、容量素子16の一端側(画素電極10側)において分圧比R倍された電圧変化(ΔVp=-R×6V)となって画素電圧Vp2jに付加される(便宜的に第1行目と同様に第4動作と称す)。分圧比Rは、上述の通り、R=C16/C10で与えられ、本実施形態では、0.5に設定する。よって、ブースト信号Bt2の電圧遷移後の画素電圧Vp2jは、以下の数3で与えられる。
 [数3]
 Vp2j=Vscj+ΔVp=Vscj-3V
 以上の結果、各列の画素電圧Vp2j(j=1,2,3)は、Vp21=-3V、Vp22=-1V、Vp23=1Vとなる。また、Vcom=2Vであるので、液晶印加電圧Vlcは、第1列目(j=1)で-5V、第2列目(j=2)で-3V、第3列目(j=3)で-1Vとなる。液晶印加電圧Vlcは、1行目と極性が反転しているだけで、絶対値は同じである。つまり、各列において、第1行目と同じ画素データが水平ライン反転駆動によって第2行目に書き込まれたことが分かる。
 次に、タイミングt9で、第2制御線CL2に印加する第2ゲート信号Cs2の信号電圧を第1ゲート電圧Vcn(-10V)から第2ゲート電圧Vcp(10V)に遷移させて第2行目の各列の画素回路7の第3トランジスタ15を導通状態にする。この結果、上記第3動作で第3トランジスタ15のソース(第2端子)に印加された第2ブースト電圧Vb2(-1V)がデータ保持電圧として導通状態の第3トランジスタ15を介して中間ノード17に印加される(便宜的に第1行目と同様に第5動作と称す)。
 タイミングt9後の第1制御線BL2から第3トランジスタ15を介した当該中間ノード17への第2ブースト電圧Vb2(-1V)の印加状態は、次の垂直期間Tv2の同じ第2行目の水平期間Th2のタイミングt15までの期間(当該期間が、第2行目の各画素回路7に対するデータ保持期間となる)安定的に維持される。この結果、画素電極10と中間ノード17間に介装されている第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧は、第1列目(j=1)で-2V、第2列目(j=2)で0V、第3列目(j=3)で2Vとなる。従って、第1行目と同様、各列に書き込まれた画素データ値に関係なく、当該バイアス電圧の絶対値は2V以下に抑制される。このため、第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のリーク電流に起因する画素電圧Vpの変動、つまり、単位液晶表示素子の透過率の変動が効果的に抑制される。更に、図6に示す例では、液晶印加電圧Vlc(絶対値)は1V~5Vの範囲内の電圧値となるが、液晶透過率に対する電圧変動の影響の大きい電圧範囲(2V~4V、特に3V近傍)において、第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧が更に抑制され低電圧化されるため、更に液晶透過率の変動がより効果的に抑制されることになる。当該データ保持期間中における画素電圧Vpの電圧変動を抑制する動作が保持動作となる。
 以降、第3行目から第n行目までの各水平期間の書き込み動作及び保持動作については、奇数行に対しては、第1行目の上記第1乃至第5動作を、偶数行に対しては、第2行目の上記第1乃至第5動作を、順次繰り返し、垂直期間Tv1が終了する。
 3)垂直期間Tv2/水平期間Th1
 当該水平期間では、第1行目(i=1)の各列(j=1,2,3)の画素回路7に対して書き込み動作が行われる。先ず、タイミングt10で、各ソース線SLjに書き込むべき液晶印加電圧Vlcに対応したソース電圧Vscjのソース信号Scjを印加する。ここで、Vsc1=0V、Vsc2=2V、Vsc1=4Vである。また、タイミングt10で、第2制御線CL1に印加する第2ゲート信号Cs1の信号電圧を第2ゲート電圧Vcp(10V)から第1ゲート電圧Vcn(-10V)に遷移させて第1行目の各列の画素回路7の第3トランジスタ15を非導通状態にする。この結果、各列の画素回路7の中間ノード17と第1行目の第1制御線BL1間の電気的導通は遮断される。尚、当該第2制御線CL1に対する電圧印加制御は、タイミングt10から後述するタイミングt11までの間に行えば十分である。また、タイミングt10で第1制御線BL1に印加されているブースト信号Bt1の信号電圧は、垂直期間Tv1の水平期間Th1のタイミングt3で印加された第2ブースト電圧Vb2(5V)に維持される。
 次に、タイミングt11で、ゲート線GL1に印加する第1ゲート信号Gs1の信号電圧を第1走査電圧Vgp(10V)に遷移させて第1行目の各列の画素回路7の第1及び第2トランジスタ13,14を導通状態にする。この結果、各列の画素回路7の画素電極10は、中間ノード17及びソース線SLjと夫々電気的に導通状態となり、タイミングt10で各ソース線SLjに印加されたソース電圧Vscjが夫々対応する画素回路7の画素電極10に書き込まれ、画素電圧Vp1jはソース電圧Vscjとなる。尚、タイミングt10とt11は同時であっても良く、タイミングt10が僅かにタイミングt11より遅れても良い。要するに、第1及び第2トランジスタ13,14と第3トランジスタ15が、各信号の遷移時間及び各トランジスタの応答速度を考慮して、同時に導通状態となるのを回避できれば良い。以降、タイミングt10からt11までの各動作を便宜的に第6動作と呼ぶ。
 次に、タイミングt12で、画素電圧Vp1jがソース電圧Vscjとなった後、ゲート線GL1に印加する第1ゲート信号Gs1の信号電圧を第1走査電圧Vgp(10V)から第2走査電圧Vgn(-10V)に遷移させて第1行目の各列の画素回路7の第1及び第2トランジスタ13,14を非導通状態にする。この結果、各列の画素回路7の画素電極10、中間ノード17及びソース線SLjの相互間は夫々電気的に非導通状態となる。以降、タイミングt12での動作を便宜的に第7動作と呼ぶ。
 次に、タイミングt13で、第1制御線BL1に印加されているブースト信号Bt1の信号電圧を第2ブースト電圧Vb2(5V)から第1ブースト電圧Vb1(-1V)に遷移させる。この結果、第1に、第3トランジスタ15のソース(第2端子)には第1制御線BL1から第1ブースト電圧Vb1(-1V)が印加され(便宜的に第8動作と称す)、第2に、各列の画素回路7において、容量素子16の他端側での負方向への6Vの電圧変化が、容量素子16の一端側(画素電極10側)において分圧比R倍された電圧変化(ΔVp=-R×6V)となって画素電圧Vp1jに付加される(便宜的に第9動作と称す)。分圧比Rは、上述の通り、R=C16/C10で与えられ、本実施形態では、0.5に設定する。よって、ブースト信号Bt1の電圧遷移後の画素電圧Vp1jは、以下の数4で与えられる。
 [数4]
 Vp1j=Vscj+ΔVp=Vscj-3V
 以上の結果、各列の画素電圧Vp1j(j=1,2,3)は、Vp11=-3V、Vp12=-1V、Vp13=1Vとなる。また、Vcom=2Vであるので、液晶印加電圧Vlcは、第1列目(j=1)で-5V、第2列目(j=2)で-3V、第3列目(j=3)で-1Vとなる。液晶印加電圧Vlcは、直前の垂直期間Tv1から極性が反転しているだけで、絶対値は同じである。つまり、各列において、1垂直期間前と同じ画素データが1フレーム毎の極性反転駆動によって同じ第1行目に書き込まれたことが分かる。
 次に、タイミングt14で、第2制御線CL1に印加する第2ゲート信号Cs1の信号電圧を第1ゲート電圧Vcn(-10V)から第2ゲート電圧Vcp(10V)に遷移させて第1行目の各列の画素回路7の第3トランジスタ15を導通状態にする。この結果、上記第8動作で第3トランジスタ15のソース(第2端子)に印加された第1ブースト電圧Vb1(-1V)がデータ保持電圧として導通状態の第3トランジスタ15を介して中間ノード17に印加される(便宜的に第9動作と称す)。
 タイミングt14後の第1制御線BL1から第3トランジスタ15を介した当該中間ノード17への第1ブースト電圧Vb1(-1V)の印加状態は、次の垂直期間(不図示)の同じ第1行目の水平期間Th1のタイミングt0と同じタイミング(不図示)までの期間(データ保持期間)安定的に維持される。この結果、画素電極10と中間ノード17間に介装されている第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧は、第1列目(j=1)で-2V、第2列目(j=2)で0V、第3列目(j=3)で2Vとなる。従って、各列に書き込まれた画素データ値に関係なく、当該バイアス電圧の絶対値は2V以下に抑制され、更に、液晶透過率に対する電圧変動の影響の大きい電圧範囲(2V~4V、特に3V近傍)において、第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧が更に抑制され低電圧化されるため、液晶透過率の変動が効果的に抑制されることになる。
 4)垂直期間Tv2/水平期間Th2
 当該水平期間では、第2行目(i=2)の各列(j=1,2,3)の画素回路7に対して書き込み動作が行われる。先ず、タイミングt15で、各ソース線SLjに書き込むべき液晶印加電圧Vlcに対応したソース電圧Vscjのソース信号Scjを印加する。ここで、Vsc1=4V、Vsc2=2V、Vsc1=0Vである。また、タイミングt15で、第2制御線CL2に印加する第2ゲート信号Cs2の信号電圧を第2ゲート電圧Vcp(10V)から第1ゲート電圧Vcn(-10V)に遷移させて第2行目の各列の画素回路7の第3トランジスタ15を非導通状態にする。この結果、各列の画素回路7の中間ノード17と第2行目の第1制御線BL2間の電気的導通は遮断される。尚、当該第2制御線CL2に対する電圧印加制御は、タイミングt15から後述するタイミングt16までの間に行えば十分である。また、タイミングt15で第1制御線BL2に印加されているブースト信号Bt2の信号電圧は、垂直期間Tv1の水平期間Th2のタイミングt8で印加された第2ブースト電圧Vb2(-1V)に維持される。垂直期間Tv2においても、第1行目と第2行目(つまり、奇数行と偶数行)では、第1ブースト電圧Vb1の電圧値と第2ブースト電圧Vb2の電圧値が入れ替わっている。つまり、本実施形態では、水平ライン反転駆動を行うため、ブースト信号Bt1(奇数行)とブースト信号Bt2(偶数行)は、電圧振幅(最大値と最小値)は同じでも、位相が反転(電圧遷移のタイミングは同じで、電圧遷移の方向が逆転)している。
 次に、タイミングt16で、ゲート線GL2に印加する第1ゲート信号Gs2の信号電圧を第1走査電圧Vgp(10V)に遷移させて第2行目の各列の画素回路7の第1及び第2トランジスタ13,14を導通状態にする。この結果、各列の画素回路7の画素電極10は、中間ノード17及びソース線SLjと夫々電気的に導通状態となり、タイミングt15で各ソース線SLjに印加されたソース電圧Vscjが夫々対応する画素回路7の画素電極10に書き込まれ、画素電圧Vp2jはソース電圧Vscjとなる。尚、タイミングt15とt16は同時であっても良く、タイミングt15が僅かにタイミングt16より遅れても良い。要するに、第1及び第2トランジスタ13,14と第3トランジスタ15が、各信号の遷移時間及び各トランジスタの応答速度を考慮して、同時に導通状態となるのを回避できれば良い。以降、第1行目と同様に、タイミングt15からt16までの各動作を便宜的に第6動作と呼ぶ。
 次に、タイミングt17で、画素電圧Vp2jがソース電圧Vscjとなった後、ゲート線GL2に印加する第1ゲート信号Gs2の信号電圧を第1走査電圧Vgp(10V)から第2走査電圧Vgn(-10V)に遷移させて第2行目の各列の画素回路7の第1及び第2トランジスタ13,14を非導通状態にする。この結果、各列の画素回路7の画素電極10、中間ノード17及びソース線SLjの相互間は夫々電気的に非導通状態となる。また、当該非導通状態は、次の垂直期間(不図示)の同じ第2行目の水平期間Th2のタイミングt6と同じタイミング(不図示)まで維持される。以降、第1行目と同様に、タイミングt17での動作を便宜的に第7動作と呼ぶ。
 次に、タイミングt18で、第1制御線BL2に印加されているブースト信号Bt2の信号電圧を第2ブースト電圧Vb2(-1V)から第1ブースト電圧Vb1(5V)に遷移させる。この結果、第1に、第3トランジスタ15のソース(第2端子)には第1制御線BL2から第1ブースト電圧Vb1(5V)が印加され(便宜的に第1行目と同様に第8動作と称す)、第2に、各列の画素回路7において、容量素子16の他端側での負方向への6Vの電圧変化が、容量素子16の一端側(画素電極10側)において分圧比R倍された電圧変化(ΔVp=R×6V)となって画素電圧Vp2jに付加される(便宜的に第1行目と同様に第9動作と称す)。分圧比Rは、上述の通り、R=C16/C10で与えられ、本実施形態では、0.5に設定する。よって、ブースト信号Bt2の電圧遷移後の画素電圧Vp2jは、以下の数5で与えられる。
 [数5]
 Vp2j=Vscj+ΔVp=Vscj+3V
 以上の結果、各列の画素電圧Vp2j(j=1,2,3)は、Vp21=7V、Vp22=5V、Vp23=3Vとなる。また、Vcom=2Vであるので、液晶印加電圧Vlcは、第1列目(j=1)で5V、第2列目(j=2)で3V、第3列目(j=3)で1Vとなる。垂直期間Tv2においても、液晶印加電圧Vlcは、1行目と極性が反転しているだけで、絶対値は同じである。つまり、各列において、第1行目と同じ画素データが水平ライン反転駆動によって第2行目に書き込まれたことが分かる。
 次に、タイミングt19で、第2制御線CL2に印加する第2ゲート信号Cs2の信号電圧を第1ゲート電圧Vcn(-10V)から第2ゲート電圧Vcp(10V)に遷移させて第2行目の各列の画素回路7の第3トランジスタ15を導通状態にする。この結果、上記第3動作で第3トランジスタ15のソース(第2端子)に印加された第1ブースト電圧Vb1(5V)がデータ保持電圧として導通状態の第3トランジスタ15を介して中間ノード17に印加される(便宜的に第1行目と同様に第10動作と称す)。
 タイミングt19後の第1制御線BL2から第3トランジスタ15を介した当該中間ノード17への第1ブースト電圧Vb1(5V)の印加状態は、次の垂直期間(不図示)の同じ第2行目の水平期間Th2のタイミングt5と同じタイミング(不図示)までの期間(データ保持期間)安定的に維持される。この結果、画素電極10と中間ノード17間に介装されている第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧は、第1列目(j=1)で2V、第2列目(j=2)で0V、第3列目(j=3)で-2Vとなる。従って、各列に書き込まれた画素データ値に関係なく、当該バイアス電圧の絶対値は2V以下に抑制され、更に、液晶透過率に対する電圧変動の影響の大きい電圧範囲(2V~4V、特に3V近傍)において、第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧が更に抑制され低電圧化されるため、液晶透過率の変動が効果的に抑制されることになる。
 以降、第3行目から第n行目までの各水平期間の書き込み動作及び保持動作については、奇数行に対しては、第1行目の上記第6乃至第10動作を、偶数行に対しては、第2行目の上記第6乃至第10動作を、順次繰り返し、垂直期間Tv2が終了する。以降の連続する垂直期間については、上述の垂直期間Tv1及びTv2の各動作を順次繰り返し実行する。但し、第1動作及び第6動作で各ソース線SLjに印加するソース電圧Vscjの値は、書き込むべき画像データの値に応じて変化させれば良い。
 〈第2実施形態〉
 次に、上記第1実施形態の表示装置の別実施形態(第2実施形態)について説明する。上記第1実施形態では、図2の等価回路図に示すように、各画素回路7において、第3トランジスタ15のソース(第2端子)と容量素子16の他端が同じ第1制御線BLに接続している。この場合、第1制御線BLに対する電圧印加制御では、例えば、図6に示す垂直期間Tv1/水平期間Th1の動作では、第3動作で第3トランジスタ15のソース(第2端子)に印加される第2ブースト電圧Vb2(5V)は、第5動作において、データ保持電圧として中間ノード17に印加される。一方、第4動作では、第1ブースト電圧Vb1(-1V)から第2ブースト電圧Vb2(5V)への電圧変化に分圧比Rを乗じた電圧変化ΔVpを、画素電圧Vp1jに加えることで、画素電圧Vp1jを画素データに応じた所望の電圧値となるように調整する。従って、第3動作と第4動作を同時に同じ第1制御線BLに対する電圧印加制御で行うには、ブースト信号Btの電圧振幅が、画素電圧Vp1jを加えるべき電圧変化ΔVpを分圧比Rで除した電圧であり、且つ、当該電圧振幅の最大値及び最小値(第2ブースト電圧Vb2、第1ブースト電圧Vb1)が夫々、水平期間Th1、水平期間Th2の第5動作におけるデータ保持電圧である必要がある。データ保持電圧は、画素電圧Vpが当該電圧の場合に、液晶印加電圧Vlc(絶対値)が、液晶透過率に対する電圧変動の影響の大きい電圧範囲(2V~4V)の中央値(3V)またはその近傍(3V近傍)であるように設定される。しかし、液晶印加電圧Vlc(絶対値)の振幅と、上記中央値、分圧比Rによって、第3動作と第4動作の両方に適したブースト信号Btの電圧振幅を設定できない可能性がある。
 上述のブースト信号Btの電圧振幅の最大値及び最小値(第2ブースト電圧Vb2、第1ブースト電圧Vb1)が夫々、水平期間Th1、水平期間Th2の第5動作におけるデータ保持電圧である必要があるという制約は、ブースト信号Btの電圧遷移が、電圧遷移の方向に関係なく、第2ブースト電圧Vb2と第1ブースト電圧Vb1の間で行われていることに起因する。そこで、第2実施形態では、上記制約を解消するために、ブースト信号Btの電圧遷移の方向に応じて、電圧遷移の開始電圧と終止電圧の組み合わせを2通りにして使い分ける。これにより設計の自由度が増す。
 以下、第2実施形態における書き込み動作と保持動作の詳細について説明する。尚、以下の説明では、図3に示す第1の画素アレイ構成の画素アレイを使用した水平ライン反転駆動を想定する。
 図8に、2本のゲート線GL1,GL2、3本のソース線SL1,SL2,SL3、2本の第1制御線BL1,BL2、2本の第2制御線CL1,CL2に夫々印加される電圧、2本のゲート線GL1,GL2の何れか1本と3本のソース線SL1,SL2,SL3の何れか1本と接続する画素回路7の各画素電極10の画素電圧Vpijと中間ノード17の電圧Vmij(iは行番号で1または2、jは列番号で1,2または3)の電圧波形を示す。対向電圧Vcom(=2V)、分圧比R(=0.5)、及び、ソース信号Scj、第1ゲート信号Gsi、第2ゲート信号Csiの各電圧振幅は、図6に示す第1実施形態の場合と同じである。また、一部の電圧波形を重ねて表示しているが、図6と同様の要領であるので、重複する説明は割愛する。
 第2実施形態では、ブースト信号Btiの電圧振幅及び電圧値が第1実施形態の場合と異なる。第1制御線BLi(i=1,2)に印加されるブースト信号Btiの電圧振幅は“1V~5V”と“-1V~3V”の2種類を使用する。第1実施形態では、ブースト信号Btiの電圧振幅は“-1V~5V”と6Vであったが、第2実施形態では、4Vに低下しているため、各画素電極10の画素電圧Vpijも第1実施形態の場合と異なる。それ以外の、ソース信号Scj、第1ゲート信号Gsi、第2ゲート信号Csiの電圧遷移に関わる動作は、第1実施形態と同じであるので、重複する説明は割愛する。
 以下、図8を参照して、第2実施形態に特有の動作につき、具体的に説明する。第2実施形態では、第1制御線BLi(i=1,2)に印加されるブースト信号Btiの電圧振幅は、電圧遷移が正方向の場合(垂直期間Tv1/水平期間Th1と垂直期間Tv2/水平期間Th2)は“1V~5V”、電圧遷移が負方向の場合(垂直期間Tv1/水平期間Th2と垂直期間Tv2/水平期間Th1)は“-1V~3V”となっている。以下、便宜的に、第1制御線BL1については、第1乃至第4ブースト電圧を夫々、1V,5V,3V,-1Vとし、第1制御線BL2については、第1乃至第4ブースト電圧を夫々、3V,-1V,1V,5Vとする。
 1)垂直期間Tv1/水平期間Th1
 タイミングt0で、第1制御線BL1に印加されるブースト信号Bt1の信号電圧を、第1ブースト電圧Vb1(1V)とする。タイミングt3で、第1制御線BL1に印加されているブースト信号Bt1の信号電圧を第1ブースト電圧Vb1(1V)から第2ブースト電圧Vb2(5V)に遷移させる。この結果、第1に、第3トランジスタ15のソース(第2端子)には第1制御線BL1から第2ブースト電圧Vb2(5V)が印加され(第3動作)、第2に、各列の画素回路7において、容量素子16の他端側での正方向への4Vの電圧変化が、容量素子16の一端側(画素電極10側)において所定の分圧比R倍された電圧変化(ΔVp=R×4V)となって画素電圧Vp1jに付加される(第4動作)。この結果、各列の画素電圧Vp1j(j=1,2,3)は、Vp11=6V、Vp12=4V、Vp13=2Vとなる。また、Vcom=2Vであるので、液晶印加電圧Vlcは、第1列目(j=1)で4V、第2列目(j=2)で2V、第3列目(j=3)で0Vとなる。
 タイミングt4後の第1制御線BL1から第3トランジスタ15を介した当該中間ノード17への第2ブースト電圧Vb2(5V)の印加状態は、次の垂直期間Tv2の同じ第1行目の水平期間Th1のタイミングt10までの期間(当該期間が、第1行目の各画素回路7に対するデータ保持期間となる)安定的に維持される。この結果、画素電極10と中間ノード17間に介装されている第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧は、第1列目(j=1)で1V、第2列目(j=2)で-1V、第3列目(j=3)で-3Vとなる。従って、各列に書き込まれた画素データ値に関係なく、当該バイアス電圧の絶対値は3V以下に抑制される。このため、第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のリーク電流に起因する画素電圧Vpの変動、つまり、単位液晶表示素子の透過率の変動が効果的に抑制される。更に、図8に示す例では、液晶印加電圧Vlc(絶対値)は0V~4Vの範囲内の電圧値となるが、第1実施形態の場合と同様に、液晶透過率に対する電圧変動の影響の大きい電圧範囲(2V~4V、特に3V近傍)において、第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧が更に抑制され低電圧化されるため、更に液晶透過率の変動がより効果的に抑制されることになる。当該データ保持期間中における画素電圧Vpの電圧変動を抑制する動作が保持動作となる。
 2)垂直期間Tv1/水平期間Th2
 タイミングt5で、第2制御線CL2に印加する第2ゲート信号Cs2の信号電圧を第1ゲート電圧Vcn(-10V)に遷移させて第2行目の各列の画素回路7の第3トランジスタ15を非導通状態にし、第1制御線BL2に印加されているブースト信号Bt2の信号電圧を、タイミングt5前まで印加されている第4ブースト電圧Vb4(5V)から第1ブースト電圧Vb1(3V)に遷移させる。これにより、容量素子16を介して画素電圧Vp2j(j=1,2,3)に-1Vの電圧変化が生じるが、タイミングt6で、ソース電圧Vscjが書き込まれるので問題ない。尚、ブースト信号Bt2の信号電圧の遷移は、タイミングt6で行っても良い。
 タイミングt8で、第1制御線BL2に印加されているブースト信号Bt2の信号電圧を第1ブースト電圧Vb1(3V)から第2ブースト電圧Vb2(-1V)に遷移させる。この結果、第1に、第3トランジスタ15のソース(第2端子)には第1制御線BL2から第2ブースト電圧Vb2(-1V)が印加され(第3動作)、第2に、各列の画素回路7において、容量素子16の他端側での負方向への4Vの電圧変化が、容量素子16の一端側(画素電極10側)において分圧比R倍された電圧変化(ΔVp=-R×4V)となって画素電圧Vp2jに付加される(第4動作)。この結果、各列の画素電圧Vp2j(j=1,2,3)は、Vp21=-2V、Vp22=0V、Vp23=2Vとなる。また、Vcom=2Vであるので、液晶印加電圧Vlcは、第1列目(j=1)で-4V、第2列目(j=2)で-2V、第3列目(j=3)で0Vとなる。液晶印加電圧Vlcは、第1行目と極性が反転しているだけで、絶対値は同じである。つまり、各列において、第1行目と同じ画素データが水平ライン反転駆動によって第2行目に書き込まれたことが分かる。
 タイミングt9後の第1制御線BL2から第3トランジスタ15を介した当該中間ノード17への第2ブースト電圧Vb2(-1V)の印加状態は、次の垂直期間Tv2の同じ第2行目の水平期間Th2のタイミングt15までの期間(当該期間が、第2行目の各画素回路7に対するデータ保持期間となる)安定的に維持される。この結果、画素電極10と中間ノード17間に介装されている第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧は、第1列目(j=1)で-1V、第2列目(j=2)で1V、第3列目(j=3)で3Vとなる。従って、第1行目と同様、各列に書き込まれた画素データ値に関係なく、当該バイアス電圧の絶対値は3V以下に抑制される。このため、第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のリーク電流に起因する画素電圧Vpの変動、つまり、単位液晶表示素子の透過率の変動が効果的に抑制される。更に、図8に示す例では、液晶印加電圧Vlc(絶対値)は0V~4Vの範囲内の電圧値となるが、液晶透過率に対する電圧変動の影響の大きい電圧範囲(2V~4V、特に3V近傍)において、第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧が更に抑制され低電圧化されるため、更に液晶透過率の変動がより効果的に抑制されることになる。当該データ保持期間中における画素電圧Vpの電圧変動を抑制する動作が保持動作となる。
 3)垂直期間Tv2/水平期間Th1
 タイミングt10で、第2制御線CL1に印加する第2ゲート信号Cs1の信号電圧を第2ゲート電圧Vcp(10V)から第1ゲート電圧Vcn(-10V)に遷移させて第1行目の各列の画素回路7の第3トランジスタ15を非導通状態にし、第1制御線BL1に印加されているブースト信号Bt1の信号電圧を、タイミングt10前まで印加されている第2ブースト電圧Vb4(5V)から第3ブースト電圧Vb3(3V)に遷移させる。これにより、容量素子16を介して画素電圧Vp1j(j=1,2,3)に-1Vの電圧変化が生じるが、タイミングt11で、ソース電圧Vscjが書き込まれるので問題ない。尚、ブースト信号Bt1の信号電圧の遷移は、タイミングt11で行っても良い。
 タイミングt13で、第1制御線BL1に印加されているブースト信号Bt1の信号電圧を第3ブースト電圧Vb3(3V)から第4ブースト電圧Vb4(-1V)に遷移させる。この結果、第1に、第3トランジスタ15のソース(第2端子)には第1制御線BL1から第4ブースト電圧Vb4(-1V)が印加され(第8動作)、第2に、各列の画素回路7において、容量素子16の他端側での負方向への4Vの電圧変化が、容量素子16の一端側(画素電極10側)において分圧比R倍された電圧変化(ΔVp=-R×4V)となって画素電圧Vp1jに付加される(第9動作)。この結果、各列の画素電圧Vp1j(j=1,2,3)は、Vp11=-2V、Vp12=0V、Vp13=2Vとなる。また、Vcom=2Vであるので、液晶印加電圧Vlcは、第1列目(j=1)で-4V、第2列目(j=2)で-2V、第3列目(j=3)で0Vとなる。液晶印加電圧Vlcは、直前の垂直期間Tv1から極性が反転しているだけで、絶対値は同じである。つまり、各列において、1垂直期間前と同じ画素データが1フレーム毎の極性反転駆動によって同じ第1行目に書き込まれたことが分かる。
 タイミングt14後の第1制御線BL1から第3トランジスタ15を介した当該中間ノード17への第4ブースト電圧Vb4(-1V)の印加状態は、次の垂直期間(不図示)の同じ第1行目の水平期間Th1のタイミングt0と同じタイミング(不図示)までの期間(データ保持期間)安定的に維持される。この結果、画素電極10と中間ノード17間に介装されている第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧は、第1列目(j=1)で-1V、第2列目(j=2)で1V、第3列目(j=3)で3Vとなる。従って、各列に書き込まれた画素データ値に関係なく、当該バイアス電圧の絶対値は3V以下に抑制され、更に、液晶透過率に対する電圧変動の影響の大きい電圧範囲(2V~4V、特に3V近傍)において、第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧が更に抑制され低電圧化されるため、液晶透過率の変動が効果的に抑制されることになる。
 4)垂直期間Tv2/水平期間Th2
 タイミングt15で、第2制御線CL2に印加する第2ゲート信号Cs2の信号電圧を第1ゲート電圧Vcn(-10V)に遷移させて第2行目の各列の画素回路7の第3トランジスタ15を非導通状態にし、第1制御線BL2に印加されているブースト信号Bt2の信号電圧を、タイミングt15前まで印加されている第2ブースト電圧Vb2(-1V)から第3ブースト電圧Vb3(1V)に遷移させる。これにより、容量素子16を介して画素電圧Vp2j(j=1,2,3)に+1Vの電圧変化が生じるが、タイミングt16で、ソース電圧Vscjが書き込まれるので問題ない。尚、ブースト信号Bt2の信号電圧の遷移は、タイミングt16で行っても良い。
 タイミングt18で、第1制御線BL2に印加されているブースト信号Bt2の信号電圧を第3ブースト電圧Vb3(1V)から第4ブースト電圧Vb4(5V)に遷移させる。この結果、第1に、第3トランジスタ15のソース(第2端子)には第1制御線BL2から第4ブースト電圧Vb4(5V)が印加され(第8動作)、第2に、各列の画素回路7において、容量素子16の他端側での正方向への4Vの電圧変化が、容量素子16の一端側(画素電極10側)において分圧比R倍された電圧変化(ΔVp=R×4V)となって画素電圧Vp2jに付加される(第9動作)。この結果、各列の画素電圧Vp2j(j=1,2,3)は、Vp21=6V、Vp22=4V、Vp23=2Vとなる。また、Vcom=2Vであるので、液晶印加電圧Vlcは、第1列目(j=1)で4V、第2列目(j=2)で2V、第3列目(j=3)で0Vとなる。液晶印加電圧Vlcは、直前の垂直期間Tv1から極性が反転しているだけで、絶対値は同じである。つまり、各列において、1垂直期間前と同じ画素データが1フレーム毎の極性反転駆動によって同じ第1行目に書き込まれたことが分かる。
 タイミングt19後の第1制御線BL2から第3トランジスタ15を介した当該中間ノード17への第4ブースト電圧Vb4(5V)の印加状態は、次の垂直期間(不図示)の同じ第1行目の水平期間Th1のタイミングt0と同じタイミング(不図示)までの期間(データ保持期間)安定的に維持される。この結果、画素電極10と中間ノード17間に介装されている第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧は、第1列目(j=1)で1V、第2列目(j=2)で-1V、第3列目(j=3)で-3Vとなる。従って、各列に書き込まれた画素データ値に関係なく、当該バイアス電圧の絶対値は3V以下に抑制され、更に、液晶透過率に対する電圧変動の影響の大きい電圧範囲(2V~4V、特に3V近傍)において、第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧が更に抑制され低電圧化されるため、液晶透過率の変動が効果的に抑制されることになる。
 以上、図8を参照して説明したように、第2実施形態では、ブースト信号Btの電圧振幅を、電圧遷移の方向に応じて2種類用意して、その電圧振幅と、データ保持期間に中間ノードに印加される第2ブースト電圧Vb2と第4ブースト電圧Vb4とを夫々相互に独立して設定できるため、液晶印加電圧Vlcの電圧変化の範囲を自在に調整できる。
 〈第3実施形態〉
 次に、上記第1実施形態の表示装置の別実施形態(第3実施形態)について説明する。上記第1実施形態では、図3に示す第1の画素アレイ構成を使用して、水平ライン反転駆動を実現したが、第3実施形態は、同じく図3に示す第1の画素アレイ構成を使用して、フレーム反転駆動を実現する。
 第1実施形態の水平ライン反転駆動では、1つの垂直期間内において、奇数行の書き込み動作と偶数行の書き込み動作では、最終的に書き込まれる液晶印加電圧Vlcの極性が行単位で交互に反転するように、上記第4動作または第9動作における、奇数行と偶数行のブースト信号Btの電圧変化の方向を交互に逆転させていた。第3実施形態では、1つの垂直期間内においては、全ての行の書き込み動作に対して液晶印加電圧Vlcの極性を正または負に統一するため、選択行の偶奇に関係なく、例えば、ブースト信号Btの電圧変化の方向を第4動作で正方向(または負方向)に変化させ、第9動作で負方向(または正方向)に変化させる。
 図9に、2本のゲート線GL1,GL2、3本のソース線SL1,SL2,SL3、2本の第1制御線BL1,BL2、2本の第2制御線CL1,CL2に夫々印加される電圧、2本のゲート線GL1,GL2の何れか1本と3本のソース線SL1,SL2,SL3の何れか1本と接続する画素回路7の各画素電極10の画素電圧Vpijと中間ノード17の電圧Vmij(iは行番号で1または2、jは列番号で1,2または3)の電圧波形を示す。対向電圧Vcom、及び、ソース信号Scj、ブースト信号Bti、第1ゲート信号Gsi、第2ゲート信号Csiの各電圧振幅は、図6に示す第1実施形態の場合と同じである。また、一部の電圧波形を重ねて表示しているが、図6と同様の要領であるので、重複する説明は割愛する。
 第3実施形態では、垂直期間Tv1/水平期間Th1と垂直期間Tv2/水平期間Th1の第1乃至第10動作が第1実施形態と同じである。また、第3実施形態における垂直期間Tv1/水平期間Th2のタイミングt5~t9での第1乃至第5動作は、第1実施形態における垂直期間Tv1/水平期間Th1のタイミングt0~t4での第1乃至第5動作(行番号は第2行目に変更)と同じである。また、第3実施形態における垂直期間Tv2/水平期間Th2のタイミングt15~t19での第6乃至第10動作は、第1実施形態における垂直期間Tv2/水平期間Th1のタイミングt10~t14での第6乃至第10動作(行番号は第2行目に変更)と同じである。従って、各水平期間での第1乃至第10動作の詳細な説明は割愛する。
 第1実施形態の水平ライン反転駆動と第3実施形態のフレーム反転駆動では、何れも、
第4または第9動作における第1制御線BLiでのブースト信号Btiの電圧遷移を利用して容量素子16を介して画素電圧Vpijに電圧変化を加えて、最終的に画素電極10で保持すべき画素電圧Vpijを調整しているため、第1または第6動作において画素電極10に書き込むソース電圧Vscjの電圧振幅は、水平ライン反転駆動の場合でも、フレーム反転駆動の場合と同程度に抑制され、低消費電力化が図られていることが分かる。しかし、図6と図9を詳細に比較すると、隣接する行間で中間階調でない同じまたは近似する画素データを連続して書き込む場合には、第1実施形態の水平ライン反転駆動では、ソース電圧Vscjが大きく変化するのに対して、第3実施形態のフレーム反転駆動では、ソース電圧Vscjが大きく変化しないことが分かる。
 〈第4実施形態〉
 次に、上記第1実施形態の表示装置の別実施形態(第4実施形態)について説明する。上記第1実施形態では、図3に示す第1の画素アレイ構成を使用して、水平ライン反転駆動を実現したが、第4実施形態は、図10の等価回路図に模式的に示す画素アレイ構成(第1の画素アレイ構成)を使用して、水平ライン反転駆動を更に拡張したドット反転駆動を実現する。
 図10に示すように、第2の画素アレイ構成では、画素アレイの行数nより1多い本数のゲート線(GL1,GL2,……,GLn+1)、第1制御線(BL1,BL2,……,BLn+1)、第2制御線(CL1,CL2,……,CLn+1)と、画素アレイの列数mと同じ本数のソース線(SL1,SL2,……,SLm)を備え、j列目(j=1~m)に配置される各画素回路7の第1トランジスタ13のドレインがj列目のソース線SLjに接続し、i行目(i=1~n)の奇数列目(2k-1:k=1~(m+1)/2)に配置される各画素回路7の第1及び第2トランジスタ13,14のゲートがi行目のゲート線GLiに、第3トランジスタ15のソースと容量素子16の他端がi行目の第1制御線BLiに、第3トランジスタ15のゲートがi行目の第2制御線CLiに夫々接続し、i行目(i=1~n)の偶数列目(2k:k=1~m/2)に配置される各画素回路7の第1及び第2トランジスタ13,14のゲートが(i+1)行目のゲート線GLi+1に、第3トランジスタ15のソースと容量素子16の他端が(i+1)行目の第1制御線BLi+1に、第3トランジスタ15のゲートが(i+1)行目の第2制御線CLi+1に夫々接続している(図2参照)。i、j、kは夫々自然数であり、m、nは夫々2以上の自然数であり、(m+1)/2、及びm/2は小数点以下を切り捨てて計算される。尚、図10は、行数n及び列数mが偶数の場合を想定した図となっている。また、図10では、図3と同様に、各行のゲート線GLiと第1制御線BLiと第2制御線CLiを1本の太い実線に纏めて模式的に表示し、画素回路7の内部の回路表示は省略している。
 第1実施形態の水平ライン反転駆動では、1つの水平期間内では、同じ行の全ての画素回路7が書き込み対象として選択される構成であったが、第4実施形態では、ドット反転駆動を実現するため、図10に示す第2の画素アレイ構成を使用することにより、例えば、i行目のゲート線GLi、第1制御線BLi、第2制御線CLiを選択することで、i行目の奇数列目に配置された画素回路7と(i-1)行目の偶数列目に配置された画素回路7が書き込み対象として選択される。但し、1行目の奇数列目に配置された画素回路7と最終行(n行目)の偶数列目に配置された画素回路7は、1行目と(n+1)行目のゲート線GL1,GLn+1、第1制御線BL1,BLn+1、第2制御線CL1,GLn+1を同時に選択することで選択される。
 従って、1行目と(n+1)行目のゲート線GL1,GLn+1、第1制御線BL1,BLn+1、第2制御線CL1,GLn+1を同一行(1行目)と見做して同時に駆動し、図6に示した第1実施形態の各信号線に対する電圧印加制御を行なうことで、行方向に隣接する画素回路間では、1水平期間ずれた書き込み動作が行われるため、結果としてドット反転駆動が実現される。1つの画素回路7に対するフレーム毎の極性反転動作は、第1実施形態と同様に実現される。図6に示した電圧印加制御は、1行目と(n+1)行目のゲート線GL1,GLn+1、第1制御線BL1,BLn+1、第2制御線CL1,GLn+1を同一行(1行目)と見做して同時に駆動することで、全く同様となるので、重複する説明は割愛する。
 〈第5実施形態〉
 次に、上記第1乃至第4実施形態の表示装置の別実施形態(第5実施形態)について説明する。上記第1乃至第4実施形態では、図2の等価回路図に示すように、各画素回路7の第1乃至第3トランジスタは、夫々、nチャンネル型のTFTで構成され、第1及び第2トランジスタ13,14の導通/非導通と第3トランジスタ15の導通/非導通は、両者が同時に非導通となる場合を除き、基本的には、一方が導通の場合、他方が非導通となる逆の関係にあるため、第1及び第2トランジスタ13,14のゲート(制御端子)に接続するゲート線GLと、第3トランジスタ15のゲート(制御端子)が第2制御線CLとは個別に設けられていた。これに対して、第5実施形態では、図11の等価回路図に示すように、各画素回路7において、第1及び第2トランジスタ13,14の導電型と第3トランジスタ15の導電型を逆転させることで、具体的には、第3トランジスタ15をpチャンネル型のTFTで構成することで、各行のゲート線GLと第2制御線CLを1本に纏め、第3トランジスタ15のゲート(制御端子)をゲート線GLに接続することで、上記導通/非導通の逆転した関係が維持される。上記とは逆に、第1及び第2トランジスタ13,14をpチャンネル型のTFTで構成することで、各行のゲート線GLと第2制御線CLを1本に纏め、第1及び第2トランジスタ13,14のゲート(制御端子)を第2制御線CLに接続することでも、上記導通/非導通の逆転した関係が維持される。
 図11に示すように第3トランジスタ15をpチャンネル型のTFTで構成した場合は、第1実施形態で説明した第1動作、第6動作において、第2制御線CL1,CL2に印加する第1ゲート電圧Vcn(-10V)は、第5実施形態では、ゲート線GL1,GL2に印加する第1走査電圧Vgp(10V)に置換され、第1実施形態で説明した第5動作、第10動作において、第2制御線CL1,CL2に印加する第2ゲート電圧Vcp(10V)は、第5実施形態では、ゲート線GL1,GL2に印加する第2走査電圧Vgn(-10V)に置換され、第2制御線CLが不要となる。第3トランジスタ15の導電型が反転しただけで、第3トランジスタ15の動作及び機能が同じであるため、図11に示す画素回路7と図2に示す画素回路7は機能的には同じである。従って、図6に例示するゲート線GL1,GL2、ソース線SL1,SL2,SL3、第1制御線BL1,BL2に対する電圧印加制御は、第5実施形態においても、そのまま適用することができる。但し、第1及び第2トランジスタ13,14の導通動作と第3トランジスタ15の非導通動作、第1及び第2トランジスタ13,14の非導通動作と第3トランジスタ15の導通動作は、夫々同時に生じるため、第1乃至第4実施形態において、第2動作と第5動作が同じタイミング、第7動作と第10動作が同じタイミングで実行されることと等価になる。つまり、第1乃至第4実施形態においては、第5動作、第10動作を夫々第2動作、第7動作と同じタイミングまで早めても良いことを意味している。第5実施形態では、選択行における書き込み期間は、第3及び第4動作、または、第8及び第9動作によって終了によって終了し、それらの動作によって、データ保持電圧が導通状態の第3トランジスタ15を介して中間ノード17に印加され、データ保持期間が開始する。
 第5実施形態におけるゲート線GL1,GL2、ソース線SL1,SL2,SL3、第1制御線BL1,BL2に対する電圧印加制御は、第1乃至第4実施形態と同じであるため、重複する説明は割愛する。また、第5実施形態では、第1乃至第4実施形態と同様に、図3に示す第1の画素アレイ構成を使用した水平ライン反転駆動及びフレーム反転駆動、図10に示す第2の画素アレイ構成を使用したドット反転駆動の何れも可能である。但し、図3及び図10に示す各画素アレイ構成において、ゲートドライバ5は、第2制御線CLを駆動するための回路は不要となる。
 〈第6実施形態〉
 次に、上記第1乃至第4実施形態の表示装置の別実施形態(第6実施形態)について説明する。上記第1乃至第4実施形態では、図2の等価回路図に示すように、各画素回路7において、第3トランジスタ15のソース(第2端子)と容量素子16の他端が同じ第1制御線BLに接続している。この場合、第1制御線BLに対する電圧印加制御では、例えば、図6に示す垂直期間Tv1/水平期間Th1の動作では、第3動作で第3トランジスタ15のソース(第2端子)に印加される第2ブースト電圧Vb2(5V)は、第5動作において、データ保持電圧として中間ノード17に印加される。一方、第4動作では、第1ブースト電圧Vb1(-1V)から第2ブースト電圧Vb2(5V)への電圧変化に分圧比Rを乗じた電圧変化ΔVpを、画素電圧Vp1jに加えることで、画素電圧Vp1jを画素データに応じた所望の電圧値となるように調整する。従って、第3動作と第4動作を同時に同じ第1制御線BLに対する電圧印加制御で行うには、ブースト信号Btの電圧振幅が、画素電圧Vp1jを加えるべき電圧変化ΔVpを分圧比Rで除した電圧であり、且つ、当該電圧振幅の最大値及び最小値(第2ブースト電圧Vb2、第1ブースト電圧Vb1)が夫々、水平期間Th1、水平期間Th2の第5動作におけるデータ保持電圧である必要がある。データ保持電圧は、画素電圧Vpが当該電圧の場合に、液晶印加電圧Vlc(絶対値)が、液晶透過率に対する電圧変動の影響の大きい電圧範囲(2V~4V)の中央値(3V)またはその近傍(3V近傍)であるように設定される。しかし、液晶印加電圧Vlc(絶対値)の振幅と、上記中央値、分圧比Rによって、第3動作と第4動作の両方に適したブースト信号Btの電圧振幅を設定できない可能性がある。
 そこで、第6実施形態では、図12の等価回路図に示すように、第1制御線BLを、第1制御線BLと第3制御線DLに分割し、第3トランジスタ15のソース(第2端子)を第1制御線BLに接続し、容量素子16の他端を第3制御線DLに接続し、第3動作と第4動作を夫々独立した動作に分解することで、夫々の動作に適したブースト信号Bt,Buを個別に設定可能にしている。従って、上記第1乃至第4実施形態では、第3動作と第4動作は同じタイミングで行っていたが、第3動作は、第1動作後、第2動作と同時またはその前に実行することも可能となる。第3動作は、第5動作後に遅らせることも可能であるが、第3動作が終了するまで、中間ノード17に、データ保持電圧以外の電圧が印加されるため、第3動作は遅くとも第5動作終了直後には終了させるのが好ましい。尚、第3動作と第5動作の関係は、第8動作と第10動作にも当てはまる。
 また、第6実施形態では、第1乃至第4実施形態と同様に、図3に示す第1の画素アレイ構成を使用した水平ライン反転駆動及びフレーム反転駆動、図10に示す第2の画素アレイ構成を使用したドット反転駆動の何れも可能である。但し、図3及び図10に示す各画素アレイ構成において、ゲートドライバ5は、第1制御線BLと第3制御線DLを個別に駆動するための回路が必要となる。また、第6実施形態に対して、第5実施形態に示すように、第1及び第2トランジスタ13,14の導電型と第3トランジスタ15の導電型を逆転させ、各行のゲート線GLと第2制御線CLを1本に纏めることも可能である。
 図13に、液晶印加電圧Vlc(絶対値)の振幅が0V~5V、液晶透過率に対する電圧変動の影響の大きい液晶印加電圧Vlc電圧範囲の中央値が3V、対向電圧Vcomが2.5Vに固定された場合の、2本のゲート線GL1,GL2、3本のソース線SL1,SL2,SL3、2本の第1制御線BL1,BL2、2本の第2制御線CL1,CL2、2本の第3制御線DL1,DL2、に夫々印加される電圧、2本のゲート線GL1,GL2の何れか1本と3本のソース線SL1,SL2,SL3の何れか1本と接続する画素回路7の各画素電極10の画素電圧Vpijと中間ノード17の電圧Vmij(iは行番号で1または2、jは列番号で1,2または3)の電圧波形を示す。尚、一部の電圧波形を重ねて表示している。第1行目の第1制御線BL1と第3制御線DL1の電圧波形、第2行目の第1制御線BL2と第3制御線DL2の電圧波形を、夫々重ねて表示している。第1制御線BL1,BL2の電圧波形を夫々実線で、第3制御線DL1,DL2の電圧波形を夫々破線で表示している。その他は図6と同様の要領であるので、重複する説明は割愛する。図13に例示するケースでは、第1信号線BLに印加されるブースト信号Btiの電圧振幅は-0.5V~5.5V、第3信号線DLiに印加されるブースト信号Buの電圧振幅は0V~5Vに夫々設定されており、夫々の電圧振幅は異なっている。具体的な電圧印加制御は、図6に例示したものと、第3制御線DLjが追加され、一部の信号や電圧の電圧振幅が異なる点以外は基本的な動作が同じであるため、詳細な説明は割愛する。
 〈第7実施形態〉
 次に、上記第6実施形態の表示装置の別実施形態(第7実施形態)について説明する。上記第6実施形態では、図12の等価回路図に示すように、第3トランジスタ15のソース(第2端子)と容量素子16の他端を分離して、夫々別々の信号線である第1制御線BLと第3制御線DLに接続した。第3制御線DLの目的は、第1または第6動作後の画素電圧Vpij(=Vscj)に対して、数2~数5に示すような電圧変化を加えて、最終的に画素電極10に保持すべき画素電圧Vpijに調整することである。これに対し、第1または第6動作において、ソース電圧Vscjとして、最終的に画素電極10に保持すべき画素電圧Vpijを直接印加することで、第3制御線DLには容量素子16の他端を駆動するブースト信号は不要となる。この場合、図14に示すように、第3制御線DLには、所定の固定電圧(例えば、対向電圧Vcomと同電圧)を印加すれば良く、第3制御線DLは必ずしも行毎に設ける必要もなく、また、延伸方向も行方向に限定されない。更に、図15に示すように、画素回路7に容量素子16を設けず、第3制御線DLを設けない回路構成も可能である。図15に示す画素回路7は、図14に示す画素回路7において、容量素子16を単位液晶表示素子12の一部として構成し、第3制御線DLを対向電極配線CMLと共通化した場合と等価である。
 図16に、液晶印加電圧Vlc(絶対値)の振幅が0V~5V、液晶透過率に対する電圧変動の影響の大きい液晶印加電圧Vlc電圧範囲の中央値が3V、対向電圧Vcom及び2本の第3制御線DL1,DL2の電圧値が2.5Vに固定された場合の、2本のゲート線GL1,GL2、3本のソース線SL1,SL2,SL3、2本の第1制御線BL1,BL2、2本の第2制御線CL1,CL2に夫々印加される電圧、2本のゲート線GL1,GL2の何れか1本と3本のソース線SL1,SL2,SL3の何れか1本と接続する画素回路7の各画素電極10の画素電圧Vpijと中間ノード17の電圧Vmij(iは行番号で1または2、jは列番号で1,2または3)の電圧波形を示す。尚、一部の電圧波形を重ねて表示しているが、図6と同様の要領であるので、重複する説明は割愛する。具体的な電圧印加制御は、図13に例示したものと、第3制御線DLiの電圧変化に伴う第4及び第9動作が削除されている点、ソース信号Scjの電圧振幅が-2.5V~7.5Vに拡大している点、及び、これらの結果として画素電圧Vpijと中間ノード17の電圧Vmijの電圧変化が異なっている以外は、基本的な動作が同じである。第7実施形態においても、垂直期間Tv1の第3及び第5動作、垂直期間Tv2の第8及び第10動作によって、第1乃至第6実施形態と同様に、中間ノード17にデータ保持電圧印加されるため、各列に書き込まれた画素データ値に関係なく、当該バイアス電圧の絶対値は2V以下に抑制され、更に、液晶透過率に対する電圧変動の影響の大きい電圧範囲(2V~4V、特に3V近傍)において、第2トランジスタ14のソース・ドレイン間のバイアス電圧が更に抑制され低電圧化されるため、液晶透過率の変動が効果的に抑制されることになる。
 〈第8実施形態〉
 次に、上記第1乃至第3実施形態の表示装置の別実施形態(第8実施形態)について説明する。上記第1乃至第3実施形態では、同じ垂直期間内では、各水平期間の選択行において、同じタイミング及び同じ電圧振幅及び極性の信号を用いて第1乃至第5動作或いは第6乃至第10動作を実行している。従って、第8実施形態では、同じ垂直期間内における連続する2つの水平期間(例えば、水平期間Th1と水平期間Th2)において、2回の第1乃至第5動作の内、第1乃至第4動作を各水平期間において個別に実行した後、後の水平期間において、第5動作を2つの隣接する行に対して2つの水平期間分を纏めて同時に実行する。第6乃至第10動作についても同様とする。この場合、図17に示すように、第2制御線CLは、列方向に隣接する2つの行間で共用可能となり、2行毎に夫々1本に纏めることができ、各本数を半減できる。
 図18に、第1実施形態の別実施形態として水平ライン反転駆動を想定した場合における、2本のゲート線GL1,GL2、3本のソース線SL1,SL2,SL3、2本の第1制御線BL1,BL2、1本の第2制御線CL1に夫々印加される電圧、2本のゲート線GL1,GL2の何れか1本と3本のソース線SL1,SL2,SL3の何れか1本と接続する画素回路7の各画素電極10の画素電圧Vpijと中間ノード17の電圧Vmij(iは行番号で1または2、jは列番号で1,2または3)の電圧波形を示す。尚、一部の電圧波形を重ねて表示しているが、第2制御線CL1以外は、図6と同様の要領であるので、重複する説明は割愛する。対向電圧Vcom、及び、ソース信号Scj、ブースト信号Bti、第1ゲート信号Gsi、第2ゲート信号Csiの各電圧振幅は、図6に示す第1実施形態の場合と同じである。
 第8実施形態では、第1行目の各画素回路7に対して、垂直期間Tv1/水平期間Th1のタイミングt0,t1において、第1実施形態で説明した垂直期間Tv1/水平期間Th1のタイミングt0,t1での第1動作が、垂直期間Tv1/水平期間Th1のタイミングt2において、第1実施形態で説明した垂直期間Tv1/水平期間Th1のタイミングt2での第2動作が、垂直期間Tv1/水平期間Th1のタイミングt3において、第1実施形態で説明した垂直期間Tv1/水平期間Th1のタイミングt3での第3及び第4動作が、夫々実行される。引き続き、第2行目の各画素回路7に対して、垂直期間Tv1/水平期間Th2のタイミングt5,t6において、第1実施形態で説明した垂直期間Tv1/水平期間Th1のタイミングt0,t1での第1動作(行番号は第2行目に変更)が、垂直期間Tv1/水平期間Th2のタイミングt7において、第1実施形態で説明した垂直期間Tv1/水平期間Th1のタイミングt2での第2動作(行番号は第2行目に変更)が、垂直期間Tv1/水平期間Th2のタイミングt8において、第1実施形態で説明した垂直期間Tv1/水平期間Th1のタイミングt3での第3及び第4動作(行番号は第2行目に変更)が夫々実行される。引き続き、第1及び第2行目の各画素回路7に対して、垂直期間Tv1/水平期間Th2のタイミングt9において、第1実施形態で説明した垂直期間Tv1/水平期間Th1のタイミングt4での第5動作(行番号は第2行目を追加)が夫々実行される。
 更に、第1行目の各画素回路7に対して、垂直期間Tv2/水平期間Th1のタイミングt10,t11において、第1実施形態で説明した垂直期間Tv2/水平期間Th1のタイミングt10,t11での第6動作が、垂直期間Tv2/水平期間Th1のタイミングt12において、第1実施形態で説明した垂直期間Tv2/水平期間Th1のタイミングt12での第7動作が、垂直期間Tv2/水平期間Th1のタイミングt13において、第1実施形態で説明した垂直期間Tv2/水平期間Th1のタイミングt13での第8及び第9動作が夫々実行される。引き続き、第2行目の各画素回路7に対して、垂直期間Tv2/水平期間Th2のタイミングt15,t16において、第1実施形態で説明した垂直期間Tv2/水平期間Th1のタイミングt10,t11での第6動作(行番号は第2行目に変更)が、垂直期間Tv2/水平期間Th2のタイミングt17において、第1実施形態で説明した垂直期間Tv2/水平期間Th1のタイミングt12での第7動作(行番号は第2行目に変更)が、垂直期間Tv2/水平期間Th2のタイミングt18において、第1実施形態で説明した垂直期間Tv2/水平期間Th1のタイミングt13での第8及び第9動作(行番号は第2行目に変更)が夫々実行される。引き続き、第1及び第2行目の各画素回路7に対して、垂直期間Tv2/水平期間Th2のタイミングt19において、第1実施形態で説明した垂直期間Tv2/水平期間Th1のタイミングt14での第10動作(行番号は第2行目を追加)が夫々実行される。
 また、第8実施形態は、第2実施形態の別実施形態として水平ライン反転駆動を想定した場合にも適用可能であり、更に、第3実施形態の別実施形態としてフレーム反転駆動を想定した場合にも適用可能である。
 また、第8実施形態は、第6及び第7実施形態に示すように、第1制御線BLを、第1制御線BLと第3制御線DLに分割する場合にも適用可能である。この場合、分割後の第1制御線BLに係る第1行目の各画素回路7に対する第3動作と第8動作を、垂直期間Tv1/水平期間Th1のタイミングt3、及び、垂直期間Tv2/水平期間Th1のタイミングt13において実行せず、垂直期間Tv1/水平期間Th2のタイミングt8、及び、垂直期間Tv2/水平期間Th2のタイミングt18において、第1及び第2行目の各画素回路7に対して、同時に実行するようにしても良い。ここで、第3実施形態の別実施形態としてフレーム反転駆動を想定した場合では、分割後の第3制御線BL1,BL2を、第1及び第2行目の各画素回路7間で共用できるため、1本の第3制御線BL1に纏めることが可能となる。
 [別実施形態]
 以下に、その他の別実施形態につき説明する。
〈1〉 上記各実施形態では、1垂直期間は、画素アレイの行数nと同数の水平期間で構成される場合を想定したが、図19に示すように、1垂直期間Tvを走査期間T1と非走査期間T2に分割した上で、当該走査期間T1を、画素アレイの行数nと同数の水平期間Thで構成するようにしても良い。各走査期間T1において対応する選択行の書き込み動作を行い、非走査期間T2については、全ての行に対して保持期間とするようにしても良い。この場合、1垂直期間単位での間欠駆動が、1水平期間単位での間欠駆動に置き換えて、或いは、追加して実施される。走査期間T1内の各水平期間Thの動作は、上記各実施形態と同じである。
〈2〉 上記各実施形態では、各水平期間において各行の画素回路7の中間ノードに印加されるデータ保持電圧は、書き込まれる液晶印加電圧Vlcの極性に応じて2通り設定され、2通りのデータ保持電圧と対向電圧Vcomとの差電圧の絶対値は3Vと一定であった。当該差電圧(絶対値)は、液晶印加電圧Vlc(絶対値)が変化した場合に液晶透過率が変化する電圧範囲(絶対値)の最大値と最小値の中間電圧である中央値(上記実施形態では、3V)に設定されていた。しかし、当該差電圧(絶対値)は、各水平期間で相互に異なった値でも良く、例えば、上記中央値の近傍値であれば、正確に中央値に揃えていなくても、上記実施形態と同様の効果は奏し得る。更に、連続する2つの垂直期間の間でも、当該差電圧(絶対値)は、同電圧に設定する必要はなく、例えば、上記中央値の近傍値であれば、正確に中央値に揃えていなくても良い。
 一例として、図6に示す垂直期間Tv1/水平期間Th1と垂直期間Tv2/水平期間Th2におけるデータ保持電圧が5.2Vで、垂直期間Tv1/水平期間Th2と垂直期間Tv2/水平期間Th1におけるデータ保持電圧が-0.8Vである場合、上記差電圧(絶対値)は、垂直期間Tv1/水平期間Th1と垂直期間Tv2/水平期間Th2では、3.2Vとなり、垂直期間Tv1/水平期間Th2と垂直期間Tv2/水平期間Th1では、2.8Vとなり、何れも3Vの近傍値となる。従って、例えば、第1実施形態において、分圧比Rが0.5を僅かに下回る場合、ブースト信号Btの電圧振幅を6Vより増加させ、電圧変化ΔVpの絶対値が3Vになるように調整することが可能となる。
〈3〉 上記各実施形態(第5実施形態を除く)では、画素回路7内の第1乃至第3トランジスタ13~15を、nチャンネル型のTFTで構成する場合を想定したが、pチャンネル型のTFTで構成することも可能である。pチャンネル型のTFTで構成する場合、既述の動作条件として示されたゲートに印加される電圧値の正負を反転させる等の処置により、上記各実施形態と同様に画素回路7を動作させることが可能であり、同様の効果が得られる。
〈4〉 上記各実施形態では、ゲート線GL、ソース線SL、第1制御線BL、第2制御線CL、対向電極11等に印加する電圧、及び、分圧比Rとして具体的な数値を明示して説明したが、これらの電圧値や分圧比は、使用する単位液晶表示素子12、第1乃至第3トランジスタ13~15、容量素子16の特性(透過率特性、電気容量、閾値電圧、等)に応じて、適宜変更可能である。
 1:  液晶表示装置
 2:  液晶パネル
 3:  表示制御回路
 4:  ソースドライバ
 5:  ゲートドライバ
 6:  コモンドライバ
 7:  画素回路
 10: 画素電極
 11: 対向電極
 12: 単位液晶表示素子
 13: 第1トランジスタ
 14: 第2トランジスタ
 15: 第3トランジスタ
 16: 容量素子
 17: 中間ノード
 20: 第1透明絶縁基板
 21: 第2透明絶縁基板
 BL(BL1,BL2,……,BLn+1): 第1制御線
 CML: 対向電極配線
 CL(CL1,CL2,……,CLn+1): 第2制御線
 Ct: タイミング信号
 DA: ディジタル画像信号
 DL(DL1,DL2,……,DLn): 第3制御線
 Dt: タイミング制御情報
 Dv: データ信号
 GL(GL1,GL2,……,GLn+1): ゲート線
 Gtc: 走査側タイミング制御信号
 Sec: 対向電圧制御信号
 SL(SL1,SL2,……,SLm): ソース線
 Stc: データ側タイミング制御信号
 t0~t19: タイミングポイント
 T1: 走査期間
 T2: 非走査期間
 Th1,Th2: 水平期間
 Tv1,Tv2: 垂直期間
 Vb1: 第1ブースト電圧
 Vb2: 第2ブースト電圧
 Vcom: 対向電圧
 Vcn: 第1ゲート電圧
 Vcp: 第2ゲート電圧
 Vgn: 第2走査電圧
 Vgp: 第1走査電圧
 Vlc: 液晶印加電圧
 Vm: 中間ノード電圧
 Vp: 画素電圧

Claims (17)

  1.  画素電極と対向電極の間に液晶層を挟持してなる単位液晶表示素子、第1スイッチ素子、第2スイッチ素子、第3スイッチ素子、及び、一端が前記画素電極と接続する容量素子を備えてなる画素回路を、行方向及び列方向に夫々複数配置してなる画素アレイを備えてなる液晶表示装置であって、
     前記第1乃至第3スイッチ素子の夫々は、薄膜トランジスタ素子を備えて構成され、且つ、第1端子、第2端子、及び、前記第1及び第2端子間の導通非導通を制御する制御端子を備え、
     前記画素回路の夫々において、前記第1スイッチ素子の前記第2端子と前記第2スイッチ素子の前記第1端子と前記第3スイッチ素子の前記第1端子が相互に接続して中間ノードを形成し、前記第2スイッチ素子の前記第2端子が前記画素電極と接続し、前記対向電極に所定の対向電圧が印加され、
     同一列に配置された前記画素回路の夫々において、前記第1スイッチ素子の前記第1端子が、列方向に延伸する複数のデータ信号線の何れか一本と共通に接続し、
     同一行に配置された少なくとも一部の前記画素回路の夫々において、前記第1スイッチ素子と前記第2スイッチ素子の前記制御端子が行方向に延伸する複数の走査信号線の何れか一本と共通に接続し、前記第3スイッチ素子の前記第2端子が行方向に延伸する複数の第1制御線の何れか一本と共通に接続し、前記第3スイッチ素子の前記制御端子が行方向に延伸する複数の第2制御線の何れか一本と共通に接続し、前記容量素子の他端が第3制御線に接続し、
     前記第1制御線と前記第3制御線が、同一の信号線または個別の信号線として設けられ、
     前記走査信号線に、前記第1及び第2スイッチ素子の各第1及び第2端子間を夫々非導通状態とする所定の走査電圧が印加され、前記第2制御線に前記第3スイッチ素子の第1及び第2端子間を導通状態とする所定のゲート電圧が印加され、前記画素電極に任意の画素電圧を保持している前記画素回路において、
     前記画素電圧から前記対向電圧を差し引いた液晶印加電圧の極性に応じたデータ保持電圧が、導通状態の前記第3スイッチ素子を介して、前記第1制御線から前記中間ノードに供給され、
     前記データ保持電圧が、前記液晶印加電圧の極性別に、前記液晶印加電圧が同一極性で変化した場合に前記単位液晶表示素子の透過率が変化する電圧範囲の最大値と最小値の間の中間電圧に、前記対向電圧を加えた電圧として設定されることを特徴とする液晶表示装置。
  2.  前記容量素子の他端が行方向に延伸する複数の前記第3制御線の何れか一本と共通に接続し、
     前記データ信号線、前記走査信号線、及び、前記第1乃至第3制御線に対する電圧印加を制御する制御回路を備え、
     各列1つずつ選択された前記画素回路からなる1組の選択画素回路の夫々に対する第1の書き込み動作時において、
     前記制御回路が、
     第1動作として、前記選択画素回路と接続する前記走査信号線に前記第1及び第2スイッチ素子の各第1及び第2端子間を夫々導通状態とする第1走査電圧を印加し、前記複数のデータ信号線の夫々に対応する前記画素回路に書き込む画素データに応じたソース電圧を印加し、前記選択画素回路と接続する前記第2制御線に前記第3スイッチ素子の第1及び第2端子間を非導通状態とする第1ゲート電圧を印加し、前記選択画素回路と接続する前記第3制御線に所定の第1ブースト電圧を印加し、前記対向電極に所定の対向電圧を印加し、
     前記第1動作後の第2動作として、前記選択画素回路と接続する前記走査信号線に前記第1及び第2スイッチ素子の各第1及び第2端子間を夫々非導通状態とする第2走査電圧を印加し、
     前記第1動作後の第3動作として、前記選択画素回路と接続する前記第1制御線に所定の第1制御電圧を印加し、
     前記第2動作後の第4動作として、前記選択画素回路と接続する前記第3制御線の印加電圧を前記第1ブースト電圧から所定の第2ブースト電圧に遷移させ、前記容量素子を介して前記画素電極の画素電圧に電圧変化を与え、
     前記第2動作と同時またはその後の第5動作として、前記選択画素回路と接続する前記第2制御線に前記第3スイッチ素子の第1及び第2端子間を導通状態とする第2ゲート電圧を印加し、
     前記第1制御電圧が、前記第4動作後における前記液晶印加電圧の極性に応じた前記データ保持電圧として設定され、
     前記第3乃至第5動作の終了後において、前記中間ノードに前記第3スイッチ素子を介して、前記第1制御電圧が印加されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  3.  前記第1制御線と前記第3制御線が同一の信号線として設けられ、
     前記第2ブースト電圧と前記第1制御電圧が同電圧であり、前記第2動作後に前記第3動作と前記第4動作が同一動作として同時に実行されることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
  4.  前記第1の書き込み動作後から所定のデータ保持期間経過後に開始する前記選択行に配置された前記画素回路の夫々に対する第2の書き込み動作時において、
     前記制御回路が、
     第6動作として、前記選択画素回路と接続する前記走査信号線に前記第1走査電圧を印加し、前記複数のデータ信号線の夫々に対応する前記画素回路に書き込む画素データに応じたソース電圧を印加し、前記選択画素回路と接続する前記第2制御線に前記第1ゲート電圧を印加し、前記選択画素回路と接続する前記第3制御線に第3ブースト電圧を印加し、
     前記第6動作後の第7動作として、前記選択画素回路と接続する前記走査信号線に前記第2走査電圧を印加し、
     前記第6動作後の第8動作として、前記選択画素回路と接続する前記第1制御線に所定の第2制御電圧を印加し、
     前記第7動作後の第9動作として、前記選択画素回路と接続する前記第3制御線の印加電圧を前記第3ブースト電圧から第4ブースト電圧に遷移させ、前記容量素子を介して前記画素電極の画素電圧に電圧変化を与え、
     前記第7動作と同時またはその後の第10動作として、前記選択画素回路と接続する前記第2制御線に前記第2ゲート電圧を印加し、
     前記第2制御電圧が、前記第9動作後における前記液晶印加電圧の極性に応じた前記データ保持電圧として設定され、
     前記第8乃至第10動作の終了後において、前記中間ノードに前記第3スイッチ素子を介して、前記第2制御電圧が印加されることを特徴とする請求項2または3に記載の液晶表示装置。
  5.  前記第1制御線と前記第3制御線が同一の信号線として設けられ、
     前記第4ブースト電圧と前記第2制御電圧が同電圧であり、前記第7動作後に前記第8動作と前記第9動作が同一動作として同時に実行されることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
  6.  前記第3ブースト電圧と前記第2ブースト電圧が同電圧であり、前記第4ブースト電圧と前記第1ブースト電圧が同電圧であることを特徴とする請求項4または5に記載の液晶表示装置。
  7.  各列2つずつ選択された前記画素回路からなる2組の前記選択画素回路の夫々に対する前記第2の書き込み動作時において、
     第1組の前記選択画素回路に対して、少なくとも前記第6動作と前記第7動作と前記第9動作が順次実行され、
     第2組の前記選択画素回路に対して、少なくとも前記第6動作と前記第7動作と前記第9動作が順次実行された後、
     第1組及び第2組の前記選択画素回路に対して、前記第10動作が同時に実行されることを特徴とする請求項4~6の何れか1項に記載の液晶表示装置。
  8.  各列2つずつ選択された前記画素回路からなる2組の前記選択画素回路の夫々に対する前記第1の書き込み動作時において、
     第1組の前記選択画素回路に対して、少なくとも前記第1動作と前記第2動作と前記第4動作が順次実行され、
     第2組の前記選択画素回路に対して、少なくとも前記第1動作と前記第2動作と前記第4動作が順次実行された後、
     第1組及び第2組の前記選択画素回路に対して、前記第5動作が同時に実行されることを特徴とする請求項2~7の何れか1項に記載の液晶表示装置。
  9.  前記データ信号線、前記走査信号線、及び、前記第1乃至第3制御線に対する電圧印加を制御する制御回路を備え、
     前記第1制御線と前記第3制御線が個別の信号線として設けられ、
     各列1つずつ選択された前記画素回路からなる1組の選択画素回路の夫々に対する第1の書き込み動作時において、
     前記制御回路が、
     第1動作として、前記選択画素回路と接続する前記走査信号線に前記第1及び第2スイッチ素子の各第1及び第2端子間を夫々導通状態とする第1走査電圧を印加し、前記複数のデータ信号線の夫々に対応する前記画素回路に書き込む画素データに応じたソース電圧を印加し、前記選択画素回路と接続する前記第2制御線に前記第3スイッチ素子の第1及び第2端子間を非導通状態とする第1ゲート電圧を印加し、前記選択画素回路と接続する前記第3制御線に所定の固定電圧を印加し、
     前記第1動作後の第2動作として、前記選択画素回路と接続する前記走査信号線に前記第1及び第2スイッチ素子の各第1及び第2端子間を夫々非導通状態とする第2走査電圧を印加し、
     前記第1動作後の第3動作として、前記選択画素回路と接続する前記第1制御線に所定の第1制御電圧を印加し、
     前記第2動作と同時またはその後の第4動作として、前記選択画素回路と接続する前記第2制御線に前記第3スイッチ素子の第1及び第2端子間を導通状態とする第2ゲート電圧を印加し、
     前記第1制御電圧が、前記第1動作後における前記液晶印加電圧の極性に応じた前記データ保持電圧として設定され、
     前記第3及び第4動作後において、前記中間ノードに前記第3スイッチ素子を介して、前記第1制御電圧が印加されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  10.  前記第1の書き込み動作後から所定のデータ保持期間経過後に開始する前記選択行に配置された前記画素回路の夫々に対する第2の書き込み動作時において、
     前記制御回路が、
     第5動作として、前記選択画素回路と接続する前記走査信号線に前記第1走査電圧を印加し、前記複数のデータ信号線の夫々に対応する前記画素回路に書き込む画素データに応じたソース電圧を印加し、前記選択画素回路と接続する前記第2制御線に前記第1ゲート電圧を印加し、前記選択画素回路と接続する前記第3制御線に所定の固定電圧を印加し、
     前記第5動作後の第6動作として、前記選択画素回路と接続する前記走査信号線に前記第2走査電圧を印加し、
     前記第5動作後、前記第6動作と同時またはその前または後の第7動作として、前記選択画素回路と接続する前記第1制御線に所定の第2制御電圧を印加し、
     前記第6動作と同時またはその後の第8動作として、前記選択画素回路と接続する前記第2制御線に前記第2ゲート電圧を印加し、
     前記第2制御電圧が、前記第5動作後における前記液晶印加電圧の極性に応じた前記データ保持電圧として設定され、
     前記第7及び第8動作後において、前記中間ノードに前記第3スイッチ素子を介して、前記第2制御電圧が印加されることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置。
  11.  各列2つずつ選択された前記画素回路からなる2組の前記選択画素回路の夫々に対する前記第2の書き込み動作時において、
     第1組の前記選択画素回路に対して、前記第5動作と前記第6動作が順次実行され、
     第2組の前記選択画素回路に対して、前記第5動作と前記第6動作が順次実行された後に、
     第1組及び第2組の前記選択画素回路に対して、前記第7動作が同時に実行され、
     第1組及び第2組の前記選択画素回路に対して、前記第8動作が同時に実行されることを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。
  12.  各列2つずつ選択された前記画素回路からなる2組の前記選択画素回路の夫々に対する前記第1の書き込み動作時において、
     第1組の前記選択画素回路に対して、前記第1動作と前記第2動作が順次実行され、
     第2組の前記選択画素回路に対して、前記第1動作と前記第2動作が順次実行された後に、
     第1組及び第2組の前記選択画素回路に対して、前記第3動作が同時に実行され、
     第1組及び第2組の前記選択画素回路に対して、前記第4動作が同時に実行されることを特徴とする請求項9~11の何れか1項に記載の液晶表示装置。
  13.  前記容量素子が、前記単位液晶表示素子の一部として構成され、前記第3制御線が前記対向電極と接続することを特徴とする請求項9~12の何れか1項に記載の液晶表示装置。
  14.  1組の前記選択画素回路が同一行に配置されていることを特徴とする請求項2~13の何れか1項に記載の液晶表示装置。
  15.  1組の前記選択画素回路の奇数番目の各列の前記画素回路が奇数または偶数番目の一方の同一行に、偶数番目の各列の前記画素回路が奇数または偶数番目の他方の同一行に配置されていることを特徴とする請求項2~13の何れか1項に記載の液晶表示装置。
  16.  前記第2制御線が、列方向に隣接する2つの前記画素回路間で共用されることを特徴とする請求項1~15の何れか1項に記載の液晶表示装置。
  17.  前記第1スイッチ素子と第2スイッチ素子は、夫々同じ導電型の薄膜トランジスタ素子を備えて構成され、
     前記第1スイッチ素子と第3スイッチ素子は、夫々互いに異なる導電型の薄膜トランジスタ素子を備えて構成され、
     各行において、前記走査信号線と前記第2制御線が同一の信号線として設けられ、
     前記第1走査電圧と第1ゲート電圧が同電圧で、前記第2走査電圧と第2ゲート電圧が同電圧であることを特徴とする請求項1~16の何れか1項に記載の液晶表示装置。
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