JP2001134245A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
するとともに、縦クロストークの発生の低減を可能にし
た液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 基板上に複数行のゲート線と複数列の信
号線12-1,12-2,…とをマトリックス状に配線し、
これらの各交点に画素を配置してなる表示領域と、隣合
う信号線12-1,12-2,…に逆極性の画素信号を各出
力端子15-1,15-2,…から出力すると共に、各信号
線12-1,12-2,…に出力する画素信号の極性を1水
平走査期間毎に反転させる水平駆動回路とを備えた液晶
表示装置において、逆極性の画素信号が印加された信号
線12-1,12-2,…を1水平走査期間のブランキング
期間中にショートさせるためのリセットスイッチ31-
1,31-2,…として、多結晶シリコンを用いた薄膜ト
ランジスタからなるCMOS構成のスイッチを基板上に
設けた。
Description
し、特に画素の駆動法としてドット反転駆動法を採るア
クティブマトリックス型の液晶表示装置に関する。
表示装置の一例を示す構成図である。この表示装置の表
示領域は、ここでの図示は省略した透明基板上に複数行
分のゲート線11-1,11-2, …と複数列分の信号線1
2-1,12-2,…とが配線され、これらの各交差部に画
素20が配置され、この透明基板の裏面側にバックライ
トが配置された構造になっている。各画素20は薄膜ト
ランジスタ(thin filmtransistor、以下TFTと記
す)21、ホールドコンデンサ22及び液晶セル23を
備え、各TFT21のゲート電極がゲート線11-1,1
1-2, …に接続され、ソース電極が信号線12-1,12
-2,…に接続されている。また、TFT21のドレイン
電極に、ホールドコンデンサ22及び液晶セル23が並
列に接続され、TFT21がONすると、液晶セル23
における光の透過率が変化すると共にホールドコンデン
サ22が充電され、TFT21がOFFしてもホールド
コンデンサ22への充電電圧によって液晶セル23にお
ける光の透過率が維持されるように構成されている。ま
た、これらのホールドコンデンサ22及び液晶セル23
は共通のCsライン24を介してコモン電極25に接続
されており、コモン電極25には、所定の直流電圧がコ
モン電圧Vcomとして与えられるようになっている。
垂直駆動回路26の各行の出力端に接続されている。こ
の垂直駆動回路26は、各画素20を行単位で選択する
ことによって垂直走査を行なうためのものである。
は、ここでは図示を省略した水平駆動回路の各列の出力
端15-1,15-2…(ここでは出力端15-1のみを図
示)に接続されている。この水平駆動回路は、各画素2
0に対して階調に応じた画素信号を順次供給するための
ものである。
の信号線12-1,12-2,12-3を1ブロックとし、こ
の1ブロック内の各信号線12-1,12-2,12-3に時
系列で信号を与える、いわゆる時分割駆動を行なう表示
装置の場合には、水平駆動回路の各出力端15-1,15
-2…と各信号線12-1,12-2…との間に、各信号線1
2-1,12-2…に与える信号電圧を時分割でサンプリン
グするセレクタスイッチ16を設けている。また、各セ
レクタスイッチ16-1,16-2…につき、2本の選択信
号線(17-1,17-2),(17-3,17-4)…が、ゲ
ート線11-1,11-2, …と平行に配線されており、こ
れらの選択信号線17-1,17-2…には、各ブロックの
3個のセレクタスイッチ16-1,16-2,16-3を順次
ONさせるための選択信号S1〜S3及び選択信号XS
1〜XS3が外部回路(図示省略)から与えられる。た
だし、選択信号S1〜S3及び選択信号XS1〜XS3
は、反転信号であることとする。
クス型の液晶表示装置では、上述したような時分割駆動
を行いなおかつ、隣接する画素20にコモン電位Vco
mを中心とした逆極性(+,−)の画素信号を印加する
と共に、1水平走査期間(1H)毎にこれを反転させ
る、いわゆるドット反転駆動が行われる。このようなド
ット反転駆動を行なうことによって、例えば、ゲート線
11-1,11-2, …と信号線12-1,12-2,…とのク
ロス容量からの飛び込み電圧がキャンセルされ、各画素
に画素信号が安定して入力されるようになり、液晶表示
時のフリッカが軽減される等、画質の向上を図ることが
できる。また、各液晶セル23において液晶分子の分極
による配向の劣化を防止することができる。
ドット反転駆動を行なう液晶表示装置では、コモン電位
Vcomに対して最大±Vmaxの電位の画素信号を各
画素に対して印加する場合、反転駆動を行なう毎に最大
で2×Vmaxの電位をある時間内に各信号線において
遷移させる必要がある。これは、液晶表示装置(特には
水平駆動回路)の消費電力を増大させる原因になってい
る。
号線電位(各信号線の電位)が反転するため、信号線か
らの画素電極の飛び込み電位によって画素電位が変動す
る。この際、縦方向の画素電位が変動するため、縦クロ
ストークが発生する。画素電位の変動ΔVは、図10に
示すように、信号線12-1,12-2,…と画素20と間
の寄生容量27と信号電荷(ここでは2×Vmax)の
大きさに比例し、ΔV=(2×Vmax)×(信号線と
画素との間の寄生容量27)/(ホールドコンデンサ2
2の容量+液晶セル23の容量)で表され、これが1ク
ロストークとして見えることになる。
に成されたものであり、信号線の反転駆動に起因する消
費電力を低減するとともに、縦クロストークの発生の低
減を可能にした液晶表示装置を提供することを目的とす
る。
るための本発明は、基板上に複数行のゲート線と複数列
の信号線とをマトリックス状に配線し、これらの各交点
に画素を配置してなる表示領域と、これらの信号線のう
ち隣合う信号線に逆極性の画素信号を出力すると共に、
各信号線に出力する画素信号の極性を1水平走査期間毎
に反転させる水平駆動回路とを備えた液晶表示装置にお
いて、逆極性の画素信号が印加された信号線を1水平走
査期間のブランキング期間中にショートさせるためのリ
セットスイッチを基板上に設けた構成となっている。こ
のリセットスイッチは、多結晶シリコンを用いた薄膜ト
ランジスタで構成されたCMOS構成のスイッチである
こととする。
性の画素信号が印加された信号線を1水平走査期間のブ
ランキング期間中にショートさせるスイッチを設けたこ
とから、このブランキング期間中には、各信号線の電位
が中間電位付近にまで回復する。このため、次の1水平
走査期間では、中間電位付近にまで回復した信号線に対
して、逆極性の画素信号を印加すれば良いことになり、
信号線の電位を逆極性にするための画素信号の電位が約
半減されることになる。ここで特に、信号線をショート
させるためのリセットスイッチを、電流駆動能力が高い
多結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタからなるCM
OS構成にしたことによって、ブランキング期間中に逆
極性の画素信号が印加された信号線を十分にショートさ
せることが可能になる。
に基づいて詳細に説明する。尚、従来の技術において図
8を用いて説明したと同様の構成要素には同一の符号を
付し、重複する説明は省略する。
施形態に係るアクティブマトリックス型の液晶表示装置
の要部配線図の一例であり、図2はこの液晶表示装置の
レイアウト図の一例である。これらの図に示す液晶表示
装置は、従来の技術で説明した液晶表示装置と同様に構
成された表示領域10、垂直駆動回路26、水平駆動回
路29(以上図2のみに図示)及びセレクタスイッチ1
6-1,16-2…(図1のみに図示)を備えている。
及びセレクタスイッチ16-1,16-2…は、同一の基板
(石英基板のような透明基板)1上に設けられ、このう
ちセレクタスイッチ16-1,16-2…は、表示領域10
と水平駆動回路29との間の回路領域30に配置されて
いる。一方、水平駆動回路29は、基板1の周囲に外部
回路(例えばTABドライバIC)として設けられてい
る。
ト線(図示省略)と複数列の信号線12-1, 12-2,…
とがマトリックス状に配線され、これらの各交点に画素
(図示省略)が配置されている。この表示領域10は、
例えばSXGA表示規格であり、赤(R)、緑(G)、
青(B)の各色毎に、1280本の信号線12-1,12
-2…と1024本のゲート線とを備えている。また、こ
こでの図示は省略したが、各画素20は、ゲート電極が
ゲート線に接続されソース電極が信号線12-1,12-
2,…に接続されたTFT、このTFTのドレイン電極
に並列に接続されたホールドコンデンサ及び液晶セルを
備えている。ホールドコンデンサ及び液晶セルはコモン
電極に接続されており、所定の直流電圧がコモン電圧V
comとして与えられるのである。
は、互いに隣会う複数本(例えば3本)の信号線(12
-1,12-2,12-3),(12-4,12-5,12-6)…
を1ブロックとし、この1ブロック内の各信号線(12
-1,12-2,12-3),(12-4,12-5,12-6)…
に時系列で信号を与える、いわゆる時分割駆動を行なう
ために設けられている。ただし、各ブロック内の3本の
信号線(12-1,12-2,12-3),(12-4,12-
5,12-6),…は、それぞれ赤R1 ,R2 ,…、緑G1
,G2 ,…、青B1 ,B2 ,…に対応する信号線であ
ることとする。
-1,12-2,12-3),(12-4,12-5,12-6),
…に接続された各セレクタスイッチ16-1,16-2…
は、1H期間内において順次ONし、各ブロックの各信
号線12-1,12-2…に対して、1H期間内において順
次信号電荷を印加する。
平駆動回路29としては、いわゆるドット反転駆動方式
用の水平駆動回路が用いられる。ここで、ドット反転駆
動方式とは、表示領域10において隣接する画素(図示
省略)にコモン電位Vcomに対して逆極性(+,−)
の画素信号を印加すると共に、1水平走査期間(1H期
間)毎にこれを反転させる駆動方式である。この水平駆
動回路29は、ドット反転駆動を実現するために、各出
力端15-1,15-2…の奇数、偶数毎に電位が反転する
画素信号を1H期間内に3回出力し、かつ画素信号の極
性を出力毎に反転させる。
装置においては、その駆動方式としてドット反転駆動方
式を採用しており、さらに時分割駆動法を併用してい
る。
置に特徴的な構成としては、このような構成の液晶表示
装置において、逆極性の画素信号が印加される信号線1
2-1,12-2…を1H期間内のブランキング期間中にシ
ョートさせるためのリセットスイッチ31-1,31-2…
を設けたところにある。
は、PチャンネルMOSトランジスタ(以下、P−MO
Sと記す)及びNチャンネルMOSトランジスタ(以
下、N−MOSと記す)が互いに並列に接続されてなる
C−MOS構成のトランスミッションスイッチからな
り、表示領域10と水平駆動回路29との間の回路領域
30、すなわち水平駆動回路29の出力端子15-1,1
5-2側に配置されている。
力端と出力端は、逆極性の画素信号が印加される各信号
線12-1,12-3,…と各信号線12-2,12-4,…の
うち、隣接して配置された2本の信号線(12-1,12
-2),(12-3,12-4),…に接続されている。ま
た、2本の制御線32-1,32-2が信号線12-1,12
-2…と交差する方向に沿って配線され、これらの制御線
32-1,32-2に、各リセットスイッチ31-1,31-2
…2つの制御入力端(すなわちN−MOS及びP−MO
Sのゲート)が接続されている。
H期間のブランキング期間中に、外部の制御回路(図示
省略)からリセット信号C1,CX1が与えられ、これ
によってこれらの各リセットスイッチ31-1,31-2…
に接続された、各信号線(12-1,12-2),(12-
3,12-4),…間がショートするように構成されてい
る。
-2…を構成するP−MOS及びN−MOSは、図3に示
すようなボトムゲート型のTFT(薄膜トランジスタ)
40や、図4に示すようなトップゲート型のTFT4
0’からなり、その半導体層に多結晶シリコンを用いて
いる。
は、基板1上のゲート電極41を覆う状態で、ゲート絶
縁膜42を介して多結晶シリコン層43が形成され、こ
の多結晶シリコン層43にソース/ドレイン拡散層43
aが形成された構成になっている。また、図4に示した
トップゲート型のTFT40’は、基板1上の多結晶シ
リコン層43にソース/ドレイン拡散層43aが形成さ
れ、この多結晶シリコン層43上にゲート絶縁膜42を
介してゲート電極41が形成された構成になっている。
を説明する。図5は、1ブロック分のセレクタスイッチ
16-1,16-2,16-3、リセットスイッチ31-1,3
1-2及び信号線12-1,12-2,12-3の電位を示す1
H期間分のチャート図である。これらの図に示すよう
に、1H期間内において選択されたゲート線にゲート電
位が印加されている間に、同一の出力端子15-1に接続
されたセレクタスイッチ16-1,16-2,16-3が順次
ONとなり、各セレクタスイッチ16-1,16-2,16
-3に接続された信号線12-1,12-2,12-3には、順
次逆極性の画素信号Vsigが印加される。そして、1
H期間内におけるブランキング期間において、リセット
スイッチ31-1(31-2)がONとなり、隣接して配置
された信号線12-1,12-2(12-3,12-4)がショ
ートする。この際、隣接して配置された信号線12-1,
12-2(12-3,12-4)には、逆極性の画素信号Vs
igが印加されているため、これによって各信号線12
-1,12-2,12-3の電位は、隣接して配置された信号
線12-1,12-2(12-3,12-4)の電位差の中間付
近の電位、すなわちコモン電位Vcom付近にまで回復
する。
ブランキング期間中に、各信号線12-1,12-2,…の
電位がコモン電位Vcom付近にまで回復するため、次
の1H期間では、コモン電位Vcomにまで回復した信
号線に対して、逆極性の画素信号を印加すれば良いこと
になる。したがって、信号線の電位を逆極性にするため
の画素信号Vsigの電位が約半減されることになる。
この結果、水平駆動回路の消費電力を大幅に削減するこ
とが可能になる。
チの駆動と信号線の電位及び画素電位を示す1フィール
ド期間分のタイミングチャート図を示した。この図に示
すように、1フィールド期間の間に、各信号線12-1,
12-2,…には、セレクタスイッチ16-1,16-2,…
の作動によって、逆極性の画素信号が順次印加される。
ところが、信号線12-1,12-2,…に印加される画像
信号の極性が変わる際(つまり1H期間のブランキング
期間)には、リセットスイッチ31-1,31-2, …の作
動によって上述のように信号線12-1,12-2,…の電
位(信号線電位)が中間電位(Vcom)付近にまで回
復するため、信号線12-1,12-2,…における電位の
遷移が2段階になり、1度に遷移する電位幅が半減する
ことになる。このため、信号電荷の大きさに比例する飛
び込み電位が半減し、この飛び込み電位による画素電位
の変動ΔVを小さく抑えることができる。この結果、縦
クロストークの発生を低減することが可能になる。
素信号が印加される信号線12-1,12-2…のうち、隣
接して配置された信号線(12-1,12-2),(12-
3,12-4),…をショートさせるようにリセットスイ
ッチ31-1,31-2,31-3を設けたことから、リセッ
トスイッチ31-1,31-2,31-3を信号線に接続させ
るための配線の引き回しによる信号線の容量増加を防ぐ
ことができる。このことからも、液晶表示装置の消費電
力の削減が図られる。
スイッチ16-1,16-2,16-3と同様に、リセットス
イッチ31-1,31-2…も表示領域10と水平駆動回路
29との間の回路領域30に配置したことで、これらの
スイッチを水平駆動回路29の出力端子15の近傍にコ
ンパクトに纏めて配置することができ、またこれらのス
イッチを接続するための配線の引回しを小さくできるこ
とから、液晶表示装置の額縁aを小さくすることができ
る。
スイッチ31-1,31-2…を、電流駆動能力の高い多結
晶シリコンを用いたTFT40,40’からなるCMO
S構成にしたことで、ブランキング期間中に逆極性の信
号線を十分にショートさせることができる。
性の信号線を十分にショートさせることが可能なTFT
のチャネル幅とチャネル長を示した。この表に示すよう
に、非晶質シリコンを用いたTFTでは、そのチャネル
幅が4000μm必要となり、このTFTからなるリセ
ットスイッチ31-1,31-2…を設けるための回路領域
30を大きくとる必要が出てくる。これに対して、多結
晶シリコンを用いたTFTでは、そのチャネル幅が40
0μm程度で良いことから、液晶表示装置の額縁aを必
要以上に大きくすることなく、現実的な大きさの範囲に
抑えるとができる。
施形態に係るアクティブマトリックス型の液晶表示装置
の要部配線図の一例である。この図に示す液晶表示装置
と、第1実施形態に係る液晶表示装置との異なるところ
は、リセットスイッチ31-1,31-2…の接続状態にあ
り、その他の構成は同様であることとする。
おいては、リセットスイッチ31-1,31-2…の入力端
と出力端が、逆極性の画素信号が印加される信号線(1
2-1,12-3,…),(12-2,12-4,…)のうち、
同色の画素信号が印加される最も近い2本の信号線(1
2-1,12-4),(12-2,12-5),…に接続されて
いることを特徴としている。
施形態の液晶表示装置と同様に駆動させる。
素信号が印加される信号線(12-1,12-3,…),
(12-2,12-4,…)のうち、同色の画素信号が印加
される2本の信号線(12-1,12-4),(12-2,1
2-5),…が1H期間のブランキング期間中にショート
する。このため、同色の信号線(12-1,12-4,
…),(12-2,12-5,…),(12-3,12-6,
…)には、コモン電位に対して同程度の電位が印加され
る。このため、これらの信号線(12-1,12-4),
(12-2,12-5),…をショートさせた場合に、各信
号線12-1,12-2,…の電位がコモン電位にかなり近
い電位にまで回復するため、次の水平期間で逆極性の画
素信号が印加された場合の、色ムラの発生を防止するこ
とができる。
の中でも、最も近い2本の信号線をショートさせること
で、配線の引回しによる信号線の容量増加を防ぐことが
できるため、消費電力の削減を図ることが可能になる。
液晶表示装置を例示して本発明の実施形態とした。しか
し、本発明は、ドット反転方式の液晶表示装置であれ
ば、時分割方式に限定されることはなく適用可能であ
り、同様の効果を得ることができる。
装置によれば、逆極性の画素信号が印加された信号線を
1H期間のブランキング期間中にショートさせるリセッ
トスイッチを、多結晶シリコンを用いた薄膜トランジス
タからなるCMOS構成にして基板上に設けたことで、
1H期間のブランキング期間中に、信号線の電位を中間
電位付近にまで回復させ、次の1H期間で信号線に印加
する画素信号の電位を半減させることが可能になる。こ
の結果、液晶表示装置(特には水平駆動回路)の消費電
力を削減することが可能になる。しかも、信号線の電位
の遷移幅を半減させて飛び込み電位による画素電位の変
動を小さく抑えるとができるため、縦クロストークの発
生を低減することが可能になる。
である。
図である。
ムゲート型のTFTの断面図である。
プゲート型のTFTの断面図である。
するタイミングチャート図である。
するタイミングチャート図である。
である。
グチャート図である。
る。
線、15-1,15-2,…出力端子、29…水平駆動回
路、31-1,31-2,…リセットスイッチ
Claims (5)
- 【請求項1】 基板上に複数行のゲート線と複数列の信
号線とをマトリックス状に配線し、これらの各交点に画
素を配置してなる表示領域と、 前記信号線のうち隣り合う信号線に逆極性の画素信号を
出力すると共に、これらの信号線に出力する画素信号の
極性を1水平走査期間毎に反転させる水平駆動回路とを
備えた液晶表示装置において、 前記信号線のうち逆極性の画素信号が印加された信号線
を1水平走査期間のブランキング期間中にショートさせ
るためのリセットスイッチとして、多結晶シリコンを用
いた薄膜トランジスタからなるCMOS構成のスイッチ
を前記基板上に設けたことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 前記信号線のうちの複数本を1ブロック
とし、前記水平駆動回路から1水平走査期間に出力され
る時系列の画素信号を当該1ブロック内の各信号線に順
次供給するセレクタスイッチを備えたことを特徴とする
請求項1記載の液晶表示装置。 - 【請求項3】 前記リセットスイッチは、前記水平駆動
回路の出力端子側に設けたことを特徴とする請求項1記
載の液晶表示装置。 - 【請求項4】 前記リセットスイッチは、前記信号線の
うちの隣合う信号線をショートさせることを特徴とする
請求項1記載の液晶表示装置。 - 【請求項5】 前記リセットスイッチは、前記信号線の
うちの同色の画素信号が印加される信号線をショートさ
せることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
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