下面参照附图,对本发明的实施例进行描述。
(1:第1实施例)
首先,对本发明的第1实施例的液晶显示装置进行描述。图1为表示该液晶显示装置的外观结构的透视图,图2为沿图1中的A—A’线的剖视图。像这些图所示的那样,液晶显示装置100为下述的结构,其中,形成有各种元件、像素电极118等的元件基板101、形成有对向电极108等的对向基板102通过具有间隔件103的密封件104,保持一定的间隙,按照电极形成面相对的方式贴合,并且在该间隙中,密封有比如,TN(TwitedNematic,扭转)模式、垂直取向模式、横向电场模式等的液晶105。
另外,在本实施例时,元件基板101采用玻璃、半导体、石英等,但是也可采用不透明的基板。但是,在元件基板101采用非透明的基板时,必须用作不是透射型的反射型。另外,密封件104沿对向基板102的周边而形成,但是为了密封液晶105,一部分开口。由此,在液晶105的密封后,该开口部分通过密封件106而密封。
此外,在元件基板101的相对面上的,位于密封件104的外侧的一边的区域105a上,形成用于驱动数据线的电路(具体内容将在后面描述)。另外,形成下述的结构,其中,在其一边的外周部分,形成多个安装端子107,从外部电路,输入各种信号。另外,用于驱动数据线的电路不限于密封件104的外侧,也可设置于形成有密封件104的区域。
还有,形成下述的结构,在该结构中,在位于与该一条边相邻的二条边的区域103a上,形成用于分别驱动扫描线、电容线等的电路(具体内容将在后面进行描述),从行(X)方向的两侧,进行驱动。在剩余的一条边上,在形成于2个区域130a的电路中,设置共用的布线(图示省略)等。此外,还形成下述的结构,其中,如果沿行方向供给的信号延迟不造成问题,则输出这些信号的电路仅仅形成于一侧的1个区域130a。用于驱动扫描线、电容线等的电路也可设置于密封件104的外侧、形成有密封件104的区域。
另一方面,设置于对向基板102上的对向电极108为下述的结构,其中,其通过设置于与元件基板101的贴合部分的4个角部中的,至少1个部位的银膏等的导通件,与形成于元件基板101上的安装端子107导通,保持在作为像素电极118的对向电位的共用电位LCcom。此外,在对向基板102上,在特别是在图中未示出的,与像素电极118相对的区域,根据需要,设置着色层(滤色片)。但是,在像后述的投影机那样,用于色光调制的用途时,不必在对向基板102上,形成着色层。另外,为了无论是否设置着色层,均防止光的泄漏的对比度的降低,在与像素电极118相对的区域之外的部分,设置遮光膜(图示省略)。
再有,在像素基板101和对向基板102的各相对面,设置取向膜,该取向膜按照针对TN模式,液晶105的分子的长轴方向在两个基板之间,连续扭转约90度的方式进行研磨处理而形成,另一方面,在各背面侧,分别设置沿取向方向的方向设定吸收轴的偏振器。由此,形成下述的结构,其中,如果在液晶电容(在像素电极118和对向电极108之间,夹持液晶105而构成的电容)上所施加的电压实际有效值为零,则透射率最大,另一方面,伴随电压实际有效值的增加,透射率慢慢地减少,接着,透射率达到最小。即,在本实施例中,形成常白模式的结构。
另外,对于取向膜、偏振器等,由于其与本申请没有直接关系,故其图示省略。另外,在图2中,对向电极108、像素电极118、安装端子107等具有厚度,但是,其为用于表示位置关系的方便的措施,实际上,基板的厚度较薄而到达无法辨认的程度。
(1—1:电结构)
下面对本实施例的液晶显示装置100的电结构进行描述。图3为表示该电结构的方框图。像该图所示的那样,多条扫描线112和构成存储电容的另一方存储电容电极的电容线113分别按照沿X(行)方向延伸的方式形成,另一方面,数据线114按照沿Y(列)方向延伸的方式形成,与它们的交叉处相对应,形成像素120。在该扫描线112中,分别由相邻的2条扫描线112,构成扫描线组115a、115b、...(115)。扫描线组115a由第1行和第2行的2条扫描线112构成,扫描线组115b由第3行和第4行的2条扫描线112构成。在这里,如果为了便于说明,扫描线112(电容线113)的条数为“m”,数据线114的条数为“n”,则像素120按照m行n列的矩阵形状排列。另外,在本实施例中,在附图的记载方面,m、n为偶数,但不限于此。
在这里,如果着眼于1个像素120,则N沟道型的薄膜晶体管(ThinFilm Transistor:在下面称为“TFT”)116的栅极与扫描线112连接,其源极与数据线114连接,此外,其漏极与作为构成像素电极118和存储电容119的像素电位侧的一个电容电极连接。像上述那样,像素电极118与对向电极108相对,另外,在两个电极之间,夹持液晶105,构成液晶电容。即,液晶电容为一端为像素电极118,另一端为对向电极108,夹持液晶105的结构。在该结构中,如果供给扫描线112的扫描信号为作为导通电位的高电位,则TFT116导通,与数据线114的电位相对应的电荷存储于液晶电容和存储电容119中。另外,在本实施例时,构成存储电容119的另一电容电极在每行,与电容线113共同地连接。
另外,如果着眼于Y侧,则移位寄存器130(扫描线驱动电路)像图4所示的那样,在1个垂直扫描线期间(1F)的最初供给的转送开始脉冲DY按照时钟信号CLY的上升和下降的方式依次转换,将扫描信号Ys1、Ys2、Ys3、...、Ysm分别供给第1行、第2行、第3行、...、第m行的扫描线112。在这里,扫描线Ys1、Ys2、Ys3...、Ysm像图5所示的那样,按照相互不重复的方式,按每1个水平扫描期间(1H),变为有效电平(H电平,高电平)。像这样,移位寄存器130依次按照导通电位,驱动相应的扫描线112。
在液晶显示装置100中,还针对每行,设置电容线驱动电路171(存储电容驱动电路)。在这里,一般,向与第i(i为满足1≤i≤m的整数)行相对应的电容线驱动电路171,供给与第i行相对应的扫描信号Ysi,另外,还供给控制输出的定时的电容控制信号CSL、按每2个水平扫描期间(2H)供给逻辑电平的极性反转的极性控制信号POL(参照图5)。在这里,电容控制信号CSL按每2个水平扫描期间(2H),具有1个高电平。
电容线驱动电路171保持扫描信号Ysi的逻辑电平为高电平时的极性控制信号POL的逻辑电平,如果所保持的逻辑电平为高电平,则选择输入端A,反之,如果为低电平,则选择输入端B,形成电容摆动信号VMOSi,在电容控制信号CSL为高电平的定时,将该电容摆动信号VMOSi供向第i行的电容线113。
图4为表示电容线驱动电路171的电路结构的电路图。电容线驱动电路171包括闩锁器172,该闩锁器172保持扫描信号Ysi逻辑电平为高电平时的极性控制信号POL的逻辑电平;闩锁器173,该闩锁器173在电容控制信号CSL为高电平的定时,将通过闩锁器172保持的电平作为选择控制信号Cs而输出;选择器174,该选择器174对应于选择控制信号Cs的电平,对输入端A的电位,输入端B的电位中的任意者进行选择,将其作为电容摆动信号VMOS,供给电容线113;逻辑或非(NOR)门电路175,该电路175将电容控制信号CSL的反转信号和扫描信号Ysi的逻辑和的反转信号供给闩锁器173。形成下述的方案,其中,通过逻辑或非门电路175的输出信号,在扫描信号Ysi为高电平时,即使在电容控制信号CSL为高电平的情况下,闩锁器173仍不输出通过闩锁器172保持的电平。
在扫描信号Ysi非高电平时不供给电容控制信号CSL的高电平信号,也可不采用或非门电路175直接将电容控制信号CSL供给闩锁器173。经采用或非门电路175,可与扫描信号Ysi的电位无关地供给电容控制信号CSL。由此扫描信号Ysi为高电平仍可将电容控制信号CSL作为高电平供给。
在这里,返回到图3,第奇数行的电容线驱动电路171的输入端A的电位为高位侧的电容电位VMOSH,其输入端B的电位为低位侧的电容电位VMOSL。另一方面,第偶数行的容量线驱动电路171的输入端A的电位为低位侧的电容电位VMOSL,其输入端B的电位为高位侧的容量电位VMOSH。即,在奇数行的电容线驱动电路171、偶数行的电容线驱动电路171中,输入端A、B的电容电位处于每行互换的关系。在这里,对于选择输入端A或输入端B的电位的极性控制信号POL,按照每2个水平扫描期间(2H),逻辑电平反转(参照图5),在选择的与反转相对应的扫描线之间,交替相抵消,由此,从相应的电容线驱动电路171,电容电位对应于每个扫描线组115a、115b、...,进行交换而输出。
下面着眼于X侧,移位寄存器150像图6所示的那样,按照时钟信号CLS的上升和下降的方式依次对转送开始脉冲DX进行转换,按照相互排他的方式分别输出构成有效电平(高电平)的取样控制信号Xs1、Xs2、...、Xsn。在这里,取样控制信号Xs1、Xs2、...、Xsn按照相互不重复的方式,依次形成有效电平(高电平)。
另外,在移位寄存器150的输出侧,分别针对数据线114的每列,设置第1取样开关152、第1闩锁电路154、第2取样开关156、第2闩锁电路158和D/A转换器160。其中,一般,与第j(j为1≤j≤n的整数)列相对应的第1取样开关152在取样控制信号Xsj为有效电平时,实现导通,对灰度数据Data进行取样处理。
在这里,灰度数据Data为指示像素120的灰度(浓度)的4比特的数字数据。由此,在本实施例的液晶显示装置中,像素120按照4比特的灰度数据Data,进行16(=24)灰度的显示。另外,按照灰度数据Data通过安装端子107(参照图1),从图中未示出的外部电路,以规定的定时供给的方式构成。
接着,与第j列相对应的第1闩锁电路154对通过与该第j列相对应的第1取样开关152而进行取样处理的灰度数据Data进行闩锁处理。然后,与第j列相对应的第2取样开关156在闩锁脉冲LP为有效电平(高电平)时,对通过与第j列相对应的第1闩锁电路154进行闩锁处理的灰度数据Data进行取样处理。另外,与第j列相对应的第2闩锁电路158对通过与第j列相对应的第2取样开关156而取样的灰度数据Data进行闩锁处理。
然后,第j列的D/A转换器160将通过与第j列相对应的第2闩锁电路158闩锁处理的灰度数据Data转换为与极性写入指示信号PS的逻辑电平相对应的极性侧的模拟信号,作为数据信号Sj而输出,由此,使数据线114的电位为与灰度对应的电位差。在这里,在该逻辑电平为高电平时,极性写入指示信号PS为指示像素120的正极性写入的信号,另一方面,在该逻辑为低电平时,极性写入指示信号PS为指示像素120的负极性写入的信号。在本实施例时,极性写入指示信号PS为像图6所示的那样,通过极性控制信号POL,延迟1个水平期间,与扫描线组115a、115b、...相对应,按照每2个水平扫描期间(2H),逻辑电平反转(2H反转驱动)的信号。由此,数据线114的电位对于属于相应的扫描线组115a、115b、...的扫描线彼此间,与相同的写入极性相对应,对于相邻的扫描线组彼此间,与相反的写入极性相对应。另外,极性写入指示信号PS的逻辑电平在仅仅针对同一水平扫描期间时,还按照每1个垂直扫描期间,进行反转(参照图5中的括号)。
另外,移位寄存器150、取样开关152、156、闩锁电路154、158和D/A转换器160与本发明的数据线驱动电路相对应。此外,不但该数据线驱动电路,而且移位寄存器130及作为存储电容驱动电路的电容线驱动电路171与本发明的液晶显示装置的驱动电路相对应。
在本实施例中,按照转送开始脉冲DX、DY、时钟信号CLX、CLY、闩锁脉冲LP、极性写入指示信号PS、电容控制信号CSL、极性控制信号POL和电容电位VMOSH、VMOSL通过安装端子107(参照图1),从图中未示出的外部电路,按照规定的定时供给的方式构成,但是,也可按照在液晶显示装置中,设置输出这些信号的全部或一部分的信号发生电路的方式构成。
此外,在本实施例中,像素120或液晶电容的极性反转指以液晶电容的另一端的对向电极108的电位为基准,对该电压电平进行交流反转。另外,在图3中,移位寄存器130、电容线驱动电路171相对像素120的排列区域,分左右的两侧而排列,但是实际上,也可按照从左右的任何一侧,驱动扫描线和电容线的方式构成。
(1—2:Y侧的工作)
下面对上述方案的液晶显示装置的工作中的Y侧工作进行描述。在这里,图5为用于说明该液晶显示装置的Y侧的工作的时序图。
像该图所示的那样,在垂直扫描期间的最初供给的转送开始脉冲DY通过移位寄存器130(参照图3),伴随时钟信号CLY的上升和下降而转换,按每1个水平扫描期间1H,依次排他性地作为高电平的扫描信号Ys1、Ys2、Ys3...、Ysm而输出。
在这里,在最初的1个垂直扫描期间(1F),在扫描信号Ys1为高电平时,极性写入指示信号PS为高电平(相对位于第1行的扫描线112的像素120,指示正极性写入)。另外,极性控制信号POL为高电平,与第1行相对应的电容线驱动电路171的闩锁器172保持该逻辑电平。在扫描信号Ys1下降,位于第1行的像素120的TFT116截止后,如果电容控制信号CSL为高电平,则已保持的极性控制信号POL的电平作为信号Cs1,从闩锁器173输出,其结果是,由于电容线驱动电路171选择输入端A的电位VMOSH,故电容摆动信号VMOS1移位为高位侧的电容电位VMOSH。
接着,在扫描信号Ys2为高电平时,极性写入指示信号PS保持高电平(对位于第2行扫描线112的像素120,指示正极性写入)。此时,极性控制信号POL移位到低电平,与第2行相对应的电容线驱动电路171的闩锁器172保持该逻辑电平。在扫描信号Ys2下降,位于第2行的像素120的TFT116截止后,如果电容控制信号CSL为高电平,则已保持的极性控制信号POL的电平作为信号Cs2,从闩锁器173输出,其结果是,电容线驱动电路171选择输入端B的电位。在这里,由于VMOSH供给输入端B,故电容摆动信号VMOS2也与VMOS1相同,移位为高位侧的电容电位VMOSH。
在这里,电容控制信号CSL的高脉冲在2个水平扫描期间(2H)供给1次,该定时不在扫描信号Ys1的刚下降之后,而在扫描信号Ys2的刚下降之后,由此,第1行和第2行的电容线驱动电路171在电容控制信号CSL的高电平的定时,将电容摆动信号VMOS1和VMOS2移位到高位侧的电容电位VMOSH。
然后,在扫描信号Ys3为高电平时,极性写入指示信号PS移位到低电平(对位于第3行的扫描线112的像素120,指示负极性写入)。此时,极性控制信号POL保持低电平,与第3行相对应的电容线驱动电路171的闩锁器172保持该逻辑电平。在扫描信号Ys3下降,位于第3行的像素120的TFT116截止后,如果电容控制信号CSL为高电平,则已保持的极性控制信号POL的电平作为信号Cs3,从闩锁器173输出,其结果是,电容线驱动电路171选择输入端B的电位。在这里,由于VMOSL供给输入端B,故电容摆动信号VMOS3移位为低位侧的电容电位VMOSL。
接着,在扫描信号Ys4为高电平时,极性写入指示信号PS保持低电平(对位于第4行的扫描线12的像素120,指示负极性写入)。此时,极性控制信号POL移位到高电平,与第4行相对应的电容线驱动电路171的闩锁器172保持该逻辑电平。在扫描信号Ys4下降,位于第4行的像素120的TFT116截止后,如果电容控制信号CSL为高电平,则已保持的极性控制信号POL的电平作为信号Cs4,从闩锁器173输出,其结果是,电容线驱动电路171选择输入端A的电位。在这里,由于VMOSL供给输入端A,故电容摆动信号VMOS4移位为低位侧的电容电位VMOSL。
在这里,由于电容控制信号CSL的高电平脉冲的定时不在扫描信号Ys3的刚下降之后,而在扫描信号Ys4的刚下降之后,故第3行和第4行的电容线驱动电路171在电容控制信号CSL的高电平脉冲的定时,将电容摆动信号VMOS3和VMOS4移位到低位侧的电容电位VMOSL。像这样,电容线驱动电路171同时对属于扫描线组115a、115b、...的扫描线112彼此进行存储电容119的电位的移位。
在这里,在偶数行的电容线驱动电路171与奇数行的电容线驱动电路171之间,供给输入端A、B的电容电位相互交替(参照图3),用于选择输入端的信号POL按每2个水平扫描期间(2H)反转。比如,按照下述方式构成,即,供给与最初的扫描线组115a相对应的第1行和第2行的电容线113的电容摆动信号VMOS1、VMOS2均移位到高位侧的电容电位VMOSH,供给与下一扫描线组115b相对应的第3行和第4行的电容线113的电容摆动信号VMOS1、VMOS2均移位到低位侧的电容电位VMOSL。
下面的相同的工作在第5行、第6行、第7行、...、第m行的电容线驱动电路171中反复地进行。作为电容电位的移位的电位的移位同时针对属于1个扫描线组的扫描线彼此而进行。即,扫描线组由2条扫描线形成,但是,如果供给属于第奇数个的扫描线组115的第i行和第i+1行的扫描线112的扫描信号Ysi和Ysi+1分别为高电平,则对扫描线112,指示正极性写入,在该扫描线Ysi、Ysi+1下降到低电平后,如果电容控制信号CSL为高电平,则供给第i行的电容线113的电容摆动信号VMOSi、VMOSi+1从低位侧的电容电位VMOSL,移位到高位侧的电容电位VMOSH。另一方面,如果供给属于第奇数个扫描线组115的扫描线112的扫描信号Ysi、Ysi+1分别为高电平,则指示负极性写入,然后,在该扫描信号Ysi、Ysi+1下降到低电平后,如果电容控制信号CSL为高电平,则电容摆动信号VMOSi、VMOSi+1同时从高位侧的电容电位VMOSH,移位到低位侧的电容电位VMOSL。
另外,极性控制信号POL在下一垂直扫描期间(1F)为相对前一垂直扫描期间,电平反转的信号。由此,如果供给构成第奇数个扫描线组115的扫描线112的扫描信号Ysi、Ysi+1为高电平,则指示负极性写入,然后,在该扫描信号Ysi下降到低电平之后,如果电容控制信号CSL为高电平,则电容摆动信号VMOSi、VMOSi+1从高位侧的电容电位VMOSH,移位到低位侧的电容电位VMOSL。另一方面,如果供给构成第奇数个的扫描线组115的扫描线112的扫描信号Ysi、Ysi+1为高电平,则对扫描线112,指示正极性写入,然后,在该扫描信号Ysi下降到低电平后,如果电容控制信号CSL为高电平,则供给第i行的电容线113的电容摆动信号VMOSi、VMOSi+1从低电位侧的电容电位VMOSL,同时移位到高位侧的电容电位VMOSH。
(1—3:X侧的工作)
下面对液晶显示装置的工作中的,X侧工作描述。在这里,图6为用于说明该液晶显示装置的X侧的工作的时序图。
首先,在图6中,如果着眼于供给第1行的扫描线112的扫描信号Ys1为高电平的1个水平扫描期间(在图中,由(1)所示的期间),则在该期间之前,依次供给与1行1列、1行2列、...1行n列的像素相对应的灰度数据Data。其中,在供给与1行1列的像素相对应的灰度数据Data的定时,如果从移位寄存器150输出的取样控制信号Xs1为高电平,则通过与第1列相对应的第1取样开关152的截止,上述灰度数据由与该第1列相对应的第1闩锁电路154进行闩锁处理。
接着,在供给与1行2列的点相对应的灰度数据Data的定时,如果取样控制信号Xs2为高电平,则通过与第2列相对应的第1取样开关152的导通,该灰度数据分别由与第2列相对应的第1取样闩锁电路154进行闩锁处理,在下面以相同的方式,与1行n列的点相对应的灰度数据Data分别由与n列相对应的第1闩锁电路154进行闩锁处理。由此,与位于第1行的n个像素相对应的灰度数据Data分别由与第1列、第2列、...、第n列相对应的第1闩锁电路154进行闩锁处理。
然后,如果输出闩锁脉冲LP(如果其逻辑电平为高电平),则由分别与第1列、第2列、...、第n列相对应的第1闩锁电路154闩锁的灰度数据Data分别通过第2取样开关156的导通,一起由分别对应的列的第2闩锁电路158进行闩锁处理。
之后,分别由与第1列、第2列、...、第n列相对应的第2闩锁电路158闩锁处理的灰度数据Data通过分别对应的列的D/A转换器160,转换为与极性写入指示信号PS的逻辑电平相对应的极性侧的模拟信号,作为数据信号S1、S2、...、Sn的电位而输出。此时,如果极性写入指示信号PS为高电平,则数据信号S1、S2、...、Sn与正极性写入相对应,具体来说,在从与正极侧的白电平相对应的电位Vwt(+),到与正极侧的黑电平相对应的电位Vbk(+)的范围,与灰度数据Data相对应。
接着,如果着眼于供给第2行的扫描线112的扫描信号Ys2为高电平的1水平扫描期间(由图中的(2)表示的期间),则在该期间之前,进行和与2行1列、2行2列、...、2行n列的像素相对应的灰度数据Data依次供给,进行与扫描信号Ys1为高电平的期间相同的工作。其结果是,作为数据信号S1、S2、...、Sn,输出转换为与极性写入指示信号PS的逻辑电平相对应的极性侧的模拟信号的信号。
在这里,由于在由图中的(1)所示的期间和由(2)所示的期间,极性写入指示信号PS的逻辑电平保持相同的高电平,故数据信号S1、S2、...、Sn的输出极性均相同。
由于极性写入指示信号PS的逻辑电平按每2个水平扫描期间反转,故供给第3行的扫描线112的扫描信号Ys3在变为高电平的1个水平扫描期间(由图中的(3)表示的期间),移位到L电平。于是,如果着眼于由(3)所示的期间,则在该期间之前,进行与依次供给和2行1列、2行2列、...、2行n列的像素相对应的灰度数据Data,扫描信号Ys2为高电平的期间相同的工作,但是,极性写入指示信号PS的逻辑电平为低电平,其结果是,作为数据信号S2、...、Sn,输出转换为与扫描信号Ys1、Ys2为高电平的期间相反的极性的模拟信号的信号。
接着,每当扫描信号Ys4、Ys5、...Ysm为高电平时,反复进行相同的工作。即,在供给第i行的扫描线112的扫描信号Ysi为高电平的1个水平扫描期间之前,依次供给与i行1列、i行2列、...、i行n列的像素相对应的灰度数据Data,分别通过与第1列、第2列、第n列相对应的第1闩锁电路154进行闩锁处理,然后,通过闩锁脉冲LP的输出,一起通过相应的列的第2闩锁电路158进行闩锁处理,通过分别对应的列的D/A转换器160,转换为与极性写入指示信号PS的逻辑电平相对应的极性侧的模拟信号,作为数据信号S1、S2、...、Sn而输出。
此时,在与属于第奇数个扫描线组115的扫描线112相对应的期间,由于极性写入指示信号PS为高电平,故数据信号S1、S2、...、Sn的电位与正极性写入相对应,另一方面,在与属于第偶数个的扫描线组115的扫描线112相对应的期间,由于极性写入指示信号PS为低电平,故数据信号S1、S2、...、Sn的电位与负极性写入相对应。即,在属于相应的扫描线组115a、115b、...的扫描线112中,与同一写入极性相对应,不进行极性反转。
另外,在下一垂直扫描期间,进行相同的工作,但是由于在同一水平扫描期间时,极性写入指示信号PS按每1个垂直扫描期间反转,故在数据信号S1、S2、...、Sn的电位在与属于第奇数个的扫描线组115的扫描线112相对应的期间,与负极性写入相对应,另一方面,在与属于第偶数个扫描线组115的扫描线112相对应的期间,与正极性写入相对应。
作为上述工作的结果,在电容线驱动电路171中,如果扫描线112为高电平(TFT116的导通电位)时,数据线114的电位与正极性写入相对应,则在扫描线112移位到低电平(TFT116的截止电位)之后,将存储电容119的另一方存储电容电极的电位移位到高位侧,另一方面,如果数据线114的电位与负极性写入相对应,则扫描线112移位到低电平之后,将存储电容119的另一方存储电容电极的电位移位到低位侧。
(1—4:存储电容和液晶电容的工作)
下面对在进行上述那样的Y侧和X侧的工作时,存储电容和液晶电容的工作进行描述。图7(a)、图(7)(b)和图7(c)的相应图为用于对这些电容的电荷的存储工作进行说明的图。
在这里,为了便于说明,以进行正极写入时为实例而对位于i行j列的像素120进行简要的描述。低位侧的电容电位VMOSL、对向电极108的电位LCcom像后述那样,实际上是不同的,但是,在这里,为了简化说明,按照相互的电位相等的方式对待。
首先,如果扫描信号Ysi为高电平(导通电位),由于该像素的TFT116导通,像图7(a)所示的那样,故在该像素的存储电容Cstg和液晶电容CLC中,存储与数据线Sj的电位相对应的电荷。此时,将在存储电容Cstg和液晶电容CLC中充电的写入电压作为V0。
接着,如果在信号Vsi为低电平(截止电平)之后,电容控制信号CSL为高电平,则该像素的TFT116截止,并且在正极性写入中,供给第i行的电容线113的电容摆动信号VMOSi的电位像上述那样,从低位侧的电容电位VMOSL,移位到高位侧的电容电位VMOSH。由此,像图7(b)所示的那样,存储电容Cstg的充电电压按照作为移位量的电压V1而上升。在这里,V1=(VMOSH-VMOSL)。
其中,由于存储电容Cstg的一端与像素电极118连接,故像图7(c)所示的那样,将电荷从电压上升的存储电容Cstg,移位到液晶电容CLC中。另外,如果两个电容没有电位差,由于电荷的移位结束,故两个电容的充电电压最终为电压V2。该电压V2为在TFT116的截止时的几乎整个期间,连续地外加于液晶电容CLC上,故可视为实际上,从TFT116的导通时起,在液晶电容CLC上外加电压V2。
在这里,在采用存储电容Cstg和液晶电容CLC时,电压V2可像下述的公式(1)那样表示。
V2=V0+V1·Cstg/(Cstg+CLC) ......(1)
另外,如果存储电容Cstg充分地大于液晶电容CLC,则公式(1)近似为下述的公式(2)那样。
V2=V0+V1 ......(2)
即,将最终外加于液晶电容CLC上的电压V2简化为从初始写入电压V0开始,仅按照电容摆动信号VMOSi的上升量V1,移位到高位侧的电压。
此外,在这里,为了简化起见,分别对图7(b)和图7(c)的工作进行了描述,但是,实际上,两者的工作同时并行地进行。另外,在这里,对进行正极性写入时进行了描述,但是在负极性写入时,如果存储电容Cstg充分地大于液晶电容CLC,则最终外加于液晶电容CLC上的电压V2从初始写入电压V0,仅按照电容摆动信号VMOSi的移位量V1,移位到低位侧。
还有,在针对位于i行j列的像素120,实际上进行正极性写入时,像上述那样,在该像素的TFT116导通时,外加于第i行的电容线113上的电容摆动信号VMOSi的电位,即,该像素的存储电容Cstg(119)的另一方存储电容电极的电位为低位侧的电容电位VMOSL,另外,作为液晶电容CLC的另一端的对向电极108的电位为一定的LCcom(参照图8(a))。即,存储电容Cstg的充电电压的基准电位与液晶电容CLC的充电电压的基准电位不同。
但是,像图8(b)所示的那样,i行j列的像素120的像素电极118的电位Pix(i,j)在下述方面,与图7(a)、图7(b)和图7(c)的说明几乎没有变化,该下述方面指:第1,在TFT116导通时,一度形成供给第j列的数据线114的数据信号Sj的电位;第2,在TFT116的截止后,CSLi为高电平时,如果为正极性写入,则电容摆动信号VMOSi从低位侧的电容电位VMOSL,移位到高位侧的电容电位VMOSH,由此,移位到高位侧,另一方面,如果为负极性写入,则电容摆动信号VMOSi从高位侧的电容电位VMOSH,移位到低位侧的电容电位VMOSL,由此,移位到低位侧,并且该移位量与数据信号Sj的写入电位、存储电容Cstg和液晶电容CLC的比相对应。
另外,图8(b)表示了下述的4个方面,即,在i行j列的像素120的像素电极118的电位Pix(i,j)在TFT116导通时,为与正极性写入的白电平相对应的电位Vwt(+)时,在TFT116截止后,按照与该电位Vwt(+)、存储电容Cstg和液晶电容CLC的比相对应的分量ΔVwt,移位到高位侧;在像素电极118的电位Pix(i,j)在TFT116导通时,为与正极性写入的黑电平相对应的电位Vbk(+)时,在TFT116截止后,按照与电位Vbk(+)、存储电容Cstg和液晶电容CLC的比相对应的分量ΔVbk,移位到高位侧;在像素电极118的电位Pix(i,j)在TFT116导通时,为与负极性写入的白电平相对应的电位Vwt(-)时,在TFT116截止后,按照与电位Vwt(-)、存储电容Cstg和液晶电容CLC的比相对应的分量ΔVwt,移位到低位侧;在像素电极118的电位Pix(i,j)在TFT116导通时,为与负极性写入的黑电平相对应的电位Vbk(-)时,在TFT116截止后,按照与电位Vbk(-)、存储电容Cstg和液晶电容CLC的比相对应的分量ΔVbk,移位到低位侧。
按照本实施例,对应于电容摆动信号VMOS的移位量,使从数据线114,供给像素电极118的数据信号S1、S2、...、Sn的电位上升(或下降),以低电压,进行数据线114的驱动,此外,在将电位供给数据线114时,对于属于扫描线组115a、115b、...的相邻的多条扫描线,写入极性相同,没有变化。即,数据线114的写入极性与属于扫描线组115a、115b、...中的各扫描线组的相邻的扫描线112相对应,在2个水平扫描期间相同。于是,与按每1个水平扫描期间,进行反转驱动时相比较,可使反转驱动数据线的频率降低约一半,谋求功耗的进一步降低。
另外,就相邻的扫描线组115a、115b来说,数据线114的电位的写入极性彼此相反。于是,即使在通过液晶显示装置100的不均匀性,在像素电极的电位,在每条数据线产生的偏差的情况下,像素电极118的电位针对扫描线组115a、115b、...中的每个,为相反极性,由此,消除电位的偏差造成的显示的亮度的变化。其结果是,可对应于液晶显示装置100、数据线,减少显示条状的杂波(noise)的情况。
(2:第2实施例)
在上述第1实施例中,数据线114的写入极性对应于属于扫描线组115a、115b、...中的相应扫描线组的相邻扫描线112,在2个水平扫描期间相同。即,在第1行和第2行的电容线驱动电路171中,电容摆动信号VMOS1和VMOS2移位到相同电位侧。另外,按照同一定时,移位电容摆动信号VMOS1和VMOS2。对采用该方案,改善电路面积的第2实施例进行描述。
图9为表示本发明的第2实施例的液晶显示装置200的电路结构的方框图。
在第2实施例中,针对构成存储电容中的另一方存储电容电极的相应的扫描线组115a、115b、...,设置1个电容线驱动电路171。即,与第1实施例不同之处在于1个电容线驱动电路171驱动属于扫描线组115a的多条电容线113。由于对于第2实施例的液晶显示装置的其它结构与图1~图3所示的第1实施例相同,故省略对其的描述。
像该图所示的那样,在第2实施例中,属于扫描线组115a、115b、...的相邻的电容线113与属于扫描线组115a、115b、...中的相应扫描线组的相邻的扫描线112相对应。由于电容线驱动电路171在同一定时,转换电容摆动信号VMOS1和VMOS2,故每个电容线组115a、115b、...同时共用1个电容线驱动电路171,使电容线驱动电路171的数量减少一半。由此,可减小电容线驱动电路171的面积,可减少电路整体的面积和功耗。
(3:第3实施例)
在上述第1实施例中,在扫描线依次为导通电位的定时,数据线为与写入极性相对应的电位,另一方面,同时在属于1个扫描线组的扫描线彼此间,进行存储电容的另一端的电位的移位。由此,从数据线为规定的电位,到存储电容的另一方存储电容电极的电位的移位开始的时间对于属于1个扫描线组的扫描线,是相互不同的。下面对分别消除由于该时间的差,在每个扫描线中,电位的移位结果的电极电压不同的第3实施例进行描述。
图10为表示本发明第3实施例的液晶显示装置的电路结构的方框图。
像图10所示的那样,向针对每行而设置的电容线驱动电路171中的,与第奇数行相对应的电容线驱动电路171,供给电容控制信号CSLo,向与第偶数行相对应的电容线驱动电路171,供给电容控制信号CSL。在这里,像图11所示的那样,电容控制信号CSL为与第1实施例相同的内容的信号,电容控制信号CSLo为相对电容控制信号CSL,前行1个水平扫描期间的波形的信号。
另外,第3实施例的液晶显示装置的其它结构与图1~图3所示的第1实施例相同,故省略对其的描述。
图11为说明第3实施例的液晶显示装置的Y侧的工作用的时序图。
在这里,在最初的1个垂直扫描期间(1F),扫描信号Ys1为高电平时,极性控制信号POL为高电平,与第1行相对应的电容线驱动电路171的闩锁器172保持该逻辑电平。如果在扫描信号Ys1下降,位于第1行的像素120的TFT116截止后,电容控制信号CSLo为高电平,则已保持的极性控制信号POL的电平作为信号Cs1,从闩锁器173输出。
接着,在扫描信号Ys2为高电平时,极性写入指示信号PS保持高电平。此时,极性控制信号POL移位到低电平,与第2行相对应的电容线驱动电路171的闩锁器172保持逻辑电平。如果在扫描信号Ys2下降,位于第2行的像素120的TFT116截止后,电容控制信号CSL为高电平,则已保持的极性控制信号POL的电平作为信号Cs2,从闩锁器173而输出。
在这里,电容控制信号CSLo的高电平脉冲按每2个水平扫描期间(2H)供给1次,此定时在扫描Ys1的下降之后。另外,电容控制信号CSL的高电平脉冲也按每2个水平扫描期间(2H)供给1次,但是,此定时在扫描信号Ys2的下降之后。
(4:液晶显示装置的总结)
像这样,在本实施例中,在扫描线依次为导通电位的定时,数据线为与写入极性相对应的电位,存储电容的另一端的电位的移位分别在相应的扫描线为截止电位之后进行。由此,从数据线为规定的电位,到存储电容的另一方存储电容电极的电位的移位开始的时间在全部的扫描线中相等。由此,电位的移位结果的电压针对每根扫描线,是不同的,由此,可减小像素电极的电压的不均衡。
另外,对于扫描线112,针对相邻的2条扫描线112中的每根,构成扫描线组115(115a、115b)时进行了描述,但是,本发明并不限于此。扫描线组也可由比如,相邻的3根或多于3根的扫描线构成。
此外,本发明的驱动电路并不限于上述电路,可采用各种结构。比如,作为另一实施例的电容线驱动电路,像图12所示的那样,也可下述的结构,其包括闩锁器472,在扫描信号Ysi或电容控制信号CSL的逻辑电平为高电平时,该闩锁器472保持扫描信号Ysi的逻辑电平;闩锁器473,在扫描信号Ysi的逻辑电平为高电平时,保持极性控制信号POL的逻辑电平;反转电路474,该反转电路474对应于通过闩锁器473保持的电平,将通过闩锁器472保持的电平反转,作为选择控制信号Cs而输出;选择器475,该选择器475对应于选择控制信号Cs的电平,从输入端A的电位,输入端B的电位中的任意者,选择作为电容摆动信号VMOS而供给电容线113。
此外,在上述第1实施例中,对输入到电容线驱动电路171的输入端A、B中的电位在奇数行和偶数行,相互交替时进行了描述,但是,本发明并不限于此,比如,可按照2行的扫描线组的单位而进行交替。在此场合,不按每2个水平扫描期间,使极性控制信号POL反转,仅仅通过输入到输入端A、B中的电位的交替,可按每2个水平期间,使数据线反转。此外,输入到输入端A、B的电位在奇数行和偶数行中相互交替的方案中,对应于所显示的图像的精细度,容易保持按每1个水平扫描期间,进行数据线的反转的驱动电路的互换性。
即,如果采用输入到输入端A、B中的电位在奇数行和偶数行中相互交替的方案,电容控制信号CSL的高电平脉冲在每个水平扫描期间,供给1次,极性控制信号POL和极性写入指示信号PS为在每个垂直扫描期间反转的信号,由此,可在每个水平扫描期间,实现进行数据线的反转的驱动。由此,在由于液晶显示装置的制造的不均匀性等,像素电极的电位中产生的每条数据线的差异不能忽视时,可在相邻的1个扫描线,抵消而减少由差异产生的亮度变化,转换为每个水平扫描期间的反转驱动。
另外,在上述第1、第2和第3实施例中,采用4比特的灰度数据Data,进行16灰度显示,但是,本发明并不限于此。比如,还可增加比特数,形成更多的灰度,也可通过R(红)、G(绿)、B(蓝)的3个像素,构成1个点,由此,进行彩色显示。另外,在实施例中,对在液晶电容的电压非外加状态,为最大透射率的常白色模式进行了描述,但是也可为在相同状态,为最小透射率的常黑模式。
此外,在实施例中,元件基板101采用玻璃基板,但是,也可采用SOI(Silicon On Insulator)的技术,在蓝宝石、石英、玻璃等的绝缘性基板上形成硅单晶膜,在这里,也可制作各种元件,形成元件基板101。另外,也可这样形成,即,元件基板101采用硅基板等,并且在这里,形成各种元件。在这样时,由于开关元件可采用高速的场效应型晶体管,故容易实现其速度高于TFT的工作。但是,在元件基板101不具有透明性时,必须通过借助铝,形成像素电极118,另外形成反射层等的措施,用作反射型。另外,在实施例中,通过介于数据线114和像素电极118之间的开关元件采用TFT这样的三端子型元件,但是,也可采用TFD(Thin FilmDiode:薄膜二极管)这样的二端子型元件。
还有,在上述实施例中,液晶采用TN型,但是,也可采用BTN(Bi-stable Twisted Nematic)型·强介电型等的具有存储性的双稳定性、高分子分散型、在分子的长轴方向和短轴方向可见光的吸收具有各向异性的染料(客:guest)溶解于一定的分子排列的液晶(主:host)中,按照与液晶分子平行的方式排列染料分子的GH(guest host)型等的液晶。另外,也可为在不外加电压时,液晶分子相对两个基板,沿垂直的方向排列,另一方面,在外加电压时,液晶分子相对两个基板,沿水平方向排列的垂直取向的结构,还可为在电压非外加时,液晶分子相对两个基板,沿水平方向排列,另一方面,在电压外加时,液晶分子相对两个基板,沿垂直方向排列的平行的(水平)取向的结构。像这样,按照本发明,液晶、取向方式可采用各种。
(5.电子设备)
下面对采用上述的实施例的液晶显示装置100的电子设备进行描述。
图13表示采用液晶显示装置100的便携电话机的结构。该便携电话机3000包括多个操作按钮3001和滚动按钮3002、作为显示组件的液晶显示装置100。通过对该滚动按钮3002进行操作,滚动显示于液晶显示装置100中的画面。
另外,对于电子设备,除了参照图13而描述的以外,还列举包括投影机、个人计算机、液晶电视机、取景器型·监视器直视型的数字式记录器、车载导航装置、寻呼机、电子笔记本、电子计算器、字处理器、工作站、可视电话、POS终端、数字照相机、具备触摸式面板的设备等。另外,显然,这些中的各种电子设备可采用实施例、应用、变形实例的液晶显示装置。