JP2013003223A - Liquid crystal display device and method for driving same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液晶表示装置及びその駆動方法に係り、特に反射型液晶プロジェクタ装置等に用いる液晶表示装置及びその駆動方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device and a driving method thereof, and more particularly, to a liquid crystal display device used in a reflective liquid crystal projector device and the like and a driving method thereof.
近年、プロジェクタ装置やプロジェクションテレビには画像を投影するための中心部品としてLCOS(Liquid Crystal on Silicon)型液晶表示装置が多く用いられている。このLCOS等の液晶表示装置の表示方式には、従来CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の半導体素子へアナログ映像信号を入力し、その信号を画素毎の液晶表示素子の画素電極にそのまま保持して、液晶の配向を変える方式や、デジタル信号によりパルス幅変調(PWM;Pulse Width Modulation)した映像信号を液晶表示素子の画素電極に印加して液晶の配向を時間的に切り替えて駆動する方式などがある。これらの方式の多くは3枚の液晶パネルが必要となり色分離光学系と色合成光学系が必要であることなどから小型、軽量化の妨げとなっていた。そこで、従来は単板で液晶表示装置を実現するために、ある信号を表示しながら別の信号の書き込みを行いそれを全画面同時に切り替えることが可能な液晶表示装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, a liquid crystal on silicon (LCOS) type liquid crystal display device is often used as a central part for projecting an image in a projector device or a projection television. In the display method of the liquid crystal display device such as LCOS, an analog video signal is conventionally input to a semiconductor element such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), and the signal is held as it is on the pixel electrode of the liquid crystal display element for each pixel. A method of changing the orientation of the liquid crystal, a method of applying a video signal that has been subjected to pulse width modulation (PWM) by a digital signal to the pixel electrode of the liquid crystal display element, and driving by switching the orientation of the liquid crystal over time. is there. Many of these systems require three liquid crystal panels, and a color separation optical system and a color synthesis optical system are necessary. Therefore, conventionally, in order to realize a liquid crystal display device with a single plate, a liquid crystal display device that can write another signal while displaying one signal and switch it all over the screen has been proposed (for example, Patent Document 1).
図6は、特許文献1記載の従来の液晶表示装置の一例の全体構成図、図7は、図6の液晶表示装置の画素の一例の回路図を示す。アクティブマトリックス方式の液晶パネルと基本的な構成は変わらない。図6において、液晶表示装置20は、垂直シフトレジスタ21、水平シフトレジスタ22、マトリクス状に複数の画素が配列された画素部23、及びビデオスイッチh1〜hjを有している。
6 is an overall configuration diagram of an example of a conventional liquid crystal display device described in
垂直シフトレジスタ21は、k個の出力端子が横方向のk本の行選択線G1〜Gkに1対1に対応して別々に接続され、行走査線G1〜Gkに1水平走査期間周期で上から下方向に順次に行選択信号を供給する。水平シフトレジスタ22は、水平シフトクロックに同期してj個の各出力端子からスイッチング信号をビデオスイッチh1〜hjの各ゲートに順番に供給する。ビデオスイッチh1〜hjは、スイッチング用電界効果トランジスタからなり、そのドレインは横方向の信号線vidに共通に接続され、そのソースは縦方向のj本の列信号線D1〜Djに1対1に対応して別々に接続されている。画素部23は、列信号線D1〜Djと行走査線G1〜Gkとの交差部にそれぞれ配置された全部でj×k個の画素24からなり、画素24は全体としてマトリクス状に配置されている。
In the
画素24は、図7に示すように、転送用トランジスタTr1、画素選択用トランジスタTr2、転送容量Ct、画素容量Cp、液晶表示素子LCとから構成されている。液晶表示素子LCは、離間対向して配置された画素電極PEと共通電極CEとの間の空間に液晶層LCMが封入された公知の構造である。各画素24は、1個の転送用トランジスタTr1と1個の転送容量Ctを直列に加えた構成となっている。転送用トランジスタTr1のソースと画素選択用トランジスタTr2のドレインとの接続点に転送容量Ctの一端が接続され、画素選択用トランジスタTr2のソースに画素容量Cpの一端と画素電極PEとが接続されている。また、転送用トランジスタTr1のゲートは行走査線G1〜Gkのうち、その画素に対応する1本の行走査線Gに接続されている。一方、画素選択用トランジスタTr2のゲートは、全画素共通に配線triに接続されている。
As shown in FIG. 7, the
次に、この従来の液晶表示装置20の動作について説明する。
Next, the operation of the conventional liquid
まず、垂直シフトレジスタ21が行走査線G1のみへ行走査信号を出力し、これにより行走査線G1に接続された第1行(第1ライン)のj個の画素24が同時にオンとなる。その状態で水平シフトレジスタ22が動作し、1水平走査期間内で順次に水平シフトレジスタ22の各出力端子から出力されるスイッチング信号により、ビデオスイッチh1,h2,h3,・・・,hjが順番にオンされて行き、それに合わせて信号線vidから供給される画像データの各画素データ(信号電圧)がオンとされたビデオスイッチによりサンプリングされて各列信号線D1,D2,D3,・・・,Djに順番に書き込まれていく。このとき、行走査線G1に接続された第1行(第1ライン)のj個の画素24内の図7に示した転送用トランジスタTr1がオンとなっているので、上記の第1ラインの各画素24は、列信号線D1,D2,D3,・・・,Djを介して供給される1ライン目の各画素データを転送容量Ctに書き込む。
First, the vertical shift register 21 outputs a row scanning signal only to the row scanning line G1, and thereby the
次に、垂直シフトレジスタ21から行走査線G2のみへ行走査信号を出力し、これにより行走査線G2に接続された第2行(第2ライン)のj個の画素24が同時にオンとなる。その状態で水平シフトレジスタ22が動作し、上記の1ラインの動作時と同様に、行走査線G2に接続された第2行(第2ライン)のj個の画素24内の図7に示した転送用トランジスタTr1がオンとなっているので、上記の第2ラインの各画素24は、列信号線D1,D2,D3,・・・,Djを介して供給される2ライン目の各画素データを転送容量Ctに書き込んでいく。以下上記と同様の動作を第k行(第kライン)の各画素24まで繰り返す。
Next, a row scanning signal is output from the
このようにして、画素部23内の全ての画素24内の転送容量Ctに画素データが書き込まれると、垂直シフトレジスタ21から全ての行走査線G1〜Gkへの行走査信号の出力を停止し、かつ、水平シフトレジスタ22からh1〜hjへの全てのスイッチング信号の出力を停止した状態で信号線triの信号をハイレベルとする。これにより、各画素24内の画素選択用トランジスタTr2がオンとなり、転送容量Ctから画素容量Cpへ電荷転送が行われる。画素容量Cpに転送されて保持された電荷は、同じ画素内の対応する画素電極PEに印加され、共通電極CEに印加される共通電極電圧Vcomとの差電位に応じた画素データが液晶表示素子LCで表示される。信号線triの信号は画素部23の全ての画素24内の画素選択用トランジスタTr2をオンとするので、全画面同時に画素データが書き換えられることとなる。
In this way, when the pixel data is written to the transfer capacitors Ct in all the
この液晶表示装置20は、ある画像信号を表示しながら別の画像信号の書き込みを行い、それを全画面同時に切り替えることができる。従って、面順次の動作が可能となり、赤(R)、緑(G)、青(B)の各原色信号を1枚の液晶表示装置で表示する単板化が実現できる。小型化、軽量化、コスト削減、の他に調整の簡略化なども同時に実現可能となる。
The liquid
しかしながら、上記の従来の液晶表示装置20では、転送残りによる残像等が問題となる。液晶表示装置20では、転送容量Ctから画素容量Cpへの保持電圧の転送は転送容量Ctと画素容量Cpの容量比によって行われる。画素容量Cpに対して転送容量Ctが充分大きければ問題ない。しかし、転送容量Ctと画素容量Cpの容量比が10:1程度だとすると、転送容量Ctからの転送は完全に行われず、それ以前の画素電圧の影響を受けてしまう、所謂転送残りが発生する。従って、従来の液晶表示装置20では、転送残りによる残像やRGB面順次の場合は混色などが発生してしまう。
However, in the conventional liquid
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、残像(混色)現象を解消することで表示品質を向上でき、また動画表示の品質を改善可能な液晶表示装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a liquid crystal display device capable of improving display quality by eliminating the afterimage (color mixing) phenomenon and improving the quality of moving image display, and a driving method thereof. Objective.
上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、複数の列信号線と複数の行走査線とが交差する複数の交差部のそれぞれに、画素が配列された画素部と、複数の列信号線にそれぞれ対応して設けられた複数のビデオスイッチと、複数の行走査線を1水平走査期間単位で1本ずつ順次に選択する行選択信号を出力する垂直方向駆動手段と、複数のビデオスイッチを1水平走査期間内で順次にオンに制御する水平方向駆動手段と、画素部内の複数の画素のすべてに共通に接続されたリセット電圧設定用配線、リセット電圧制御用配線及び画素選択信号用配線と、を備え、画素部内の複数の画素のそれぞれは、
画素電極と共通電極との間に液晶層が封入された構造の液晶表示素子と、画素電極に一端が接続された配線容量と、画素データを保持する転送容量と、複数の列信号線のうち対応する列信号線に接続されると共に、複数のビデオスイッチのうち対応するビデオスイッチに接続されており、垂直方向駆動手段から出力される行選択信号によりオンに制御される期間内に、水平方向駆動手段から出力される信号によりオンとされた対応するビデオスイッチ及び列信号線を通して供給される画素データを転送容量にサンプリング保持させる転送用トランジスタと、画素部内の全ての画素内の転送容量に全画面の画素データが保持された直後に、リセット電圧制御用配線を介して印加されるリセット電圧によりオンとされ、リセット電圧設定用配線を介して供給される所定電圧を配線容量に供給して保持させると共に画素電極に印加するリセット用トランジスタと、所定電圧が配線容量に保持された期間後で、リセット用トランジスタがオフとされ、かつ、次の画面の画素データが複数の列信号線に供給される前の時間内に、画素選択信号用配線を介して供給される画素選択信号によりオンとされて画素部内の全ての画素内の転送容量に保持されていた全画面の画素データを配線容量に一括転送して保持させると共に画素電極に印加する画素選択用トランジスタと、を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to the present invention includes a pixel unit in which pixels are arranged at each of a plurality of intersections where a plurality of column signal lines and a plurality of row scanning lines intersect, A plurality of video switches provided respectively corresponding to the column signal lines; a vertical driving means for outputting a row selection signal for sequentially selecting a plurality of row scanning lines one by one in units of one horizontal scanning period; Horizontal driving means for sequentially turning on the video switch within one horizontal scanning period, reset voltage setting wiring, reset voltage control wiring, and pixel selection signal commonly connected to all of the plurality of pixels in the pixel portion Wiring for each of the plurality of pixels in the pixel portion,
A liquid crystal display element having a structure in which a liquid crystal layer is sealed between a pixel electrode and a common electrode, a wiring capacitor having one end connected to the pixel electrode, a transfer capacitor for holding pixel data, and a plurality of column signal lines Connected to the corresponding column signal line and connected to the corresponding video switch among the plurality of video switches, and in the horizontal direction within a period controlled by the row selection signal output from the vertical driving means The corresponding video switch turned on by the signal output from the driving means and the transfer transistor for sampling and holding the pixel data supplied through the column signal line in the transfer capacitor, and the transfer capacitor in all the pixels in the pixel portion Immediately after the pixel data of the screen is held, it is turned on by the reset voltage applied via the reset voltage control wiring, and the reset voltage setting wiring is A reset transistor that supplies and holds the predetermined voltage supplied to the wiring capacitor and is applied to the pixel electrode, and after the period during which the predetermined voltage is held in the wiring capacitor, the reset transistor is turned off, and In the time before the pixel data of the next screen is supplied to the plurality of column signal lines, it is turned on by the pixel selection signal supplied via the pixel selection signal wiring and transferred within all the pixels in the pixel portion. It has a pixel selection transistor that collectively transfers and holds pixel data of the entire screen held in the capacitor to the wiring capacitor and applies it to the pixel electrode.
また、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、複数のビデオスイッチに供給される画素データは、最小階調値の時に最小レベルで階調値が大になるほどレベルが大となり、最大階調値の時に最大レベルとなる正極性画素データと、最小階調値の時に最大レベルで階調値が大になるほどレベルが小となり、最大階調値の時に最小レベルとなる負極性画素データとが、1フレーム(又はフィールド)毎に交互に供給され、共通電極に印加される共通電極電圧は、正極性画素データと負極性画素データとが同じ階調値のとき同じ値の駆動電圧が液晶層に印加されるように、1フレーム(又はフィールド)毎にハイレベル又はローレベルに切り替えられ、所定電圧は、複数のビデオスイッチに正極性画素データが印加される期間は液晶表示素子の最小階調表示時の正極性画素データの電圧であり、複数のビデオスイッチに負極性画素データが印加される期間は液晶表示素子の最小階調表示時の負極性画素データの電圧であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the liquid crystal display device of the present invention, the pixel data supplied to the plurality of video switches has a higher level as the gradation value becomes larger at the minimum level at the minimum gradation value. The positive polarity pixel data that has the maximum level at the maximum gradation value, and the negative polarity that has the minimum level at the maximum gradation value, the level decreases as the gradation value increases at the maximum level at the minimum gradation value. Pixel data is alternately supplied for each frame (or field), and the common electrode voltage applied to the common electrode is driven at the same value when the positive pixel data and the negative pixel data have the same gradation value. The voltage is switched to a high level or a low level every frame (or field) so that a voltage is applied to the liquid crystal layer, and the predetermined voltage is a liquid crystal during a period in which positive pixel data is applied to a plurality of video switches. This is the voltage of the positive polarity pixel data at the time of the minimum gradation display of the display element, and the period of the negative polarity pixel data applied to the plurality of video switches is the voltage of the negative polarity pixel data at the time of minimum gradation display of the liquid crystal display element It is characterized by being.
また、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、画素部により表示される画面の明るさが所定の閾値より明るいか否かを複数のビデオスイッチに供給される画素データに基づいて検出する明るさ検出手段を更に有し、明るさ検出手段により画面の明るさが所定の閾値より明るいと検出されたときに、所定電圧を、複数のビデオスイッチに正極性画素データが印加される期間は液晶表示素子の中間階調表示時の正極性画素データの電圧とし、複数のビデオスイッチに負極性画素データが印加される期間は液晶表示素子の中間階調表示時の負極性画素データの電圧とすることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the liquid crystal display device of the present invention determines whether the brightness of the screen displayed by the pixel unit is brighter than a predetermined threshold based on the pixel data supplied to the plurality of video switches. Brightness detection means for detecting the image, and when the brightness detection means detects that the screen brightness is brighter than a predetermined threshold value, the positive pixel data is applied to a plurality of video switches with a predetermined voltage. The period of the positive polarity pixel data at the time of intermediate gradation display of the liquid crystal display element is used, and the negative polarity pixel data of the liquid crystal display element at the time of intermediate gradation display is the period during which the negative polarity pixel data is applied to the plurality of video switches. It is characterized by the above-mentioned voltage.
また、上記の目的を達成するため、本発明の液晶表示方法は、複数の列信号線と複数の行走査線とが交差する複数の交差部のそれぞれに、画素が配列された画素部と、複数の列信号線にそれぞれ対応して設けられた複数のビデオスイッチと、複数の行走査線を1水平走査期間単位で1本ずつ順次に選択する行選択信号を出力する垂直方向駆動手段と、複数のビデオスイッチを1水平走査期間内で順次にオンに制御する水平方向駆動手段と、画素部内の複数の画素のすべてに共通に接続されたリセット電圧設定用配線、リセット電圧制御用配線及び画素選択信号用配線と、を備え、画素部内の複数の画素のそれぞれは、
画素電極と共通電極との間に液晶層が封入された構造の液晶表示素子と、画素電極に一端が接続された配線容量と、画素データを保持する転送容量と、複数の列信号線のうち対応する列信号線に接続されると共に、複数のビデオスイッチのうち対応するビデオスイッチに接続されており、対応するビデオスイッチ及び列信号線を通して供給される画素データを転送容量にサンプリング保持させる転送用トランジスタと、所定電圧を配線容量に供給して保持させると共に画素電極に印加するリセット用トランジスタと、転送容量に保持されている画素データを配線容量に転送して保持させると共に画素電極に印加する画素選択用トランジスタとを有する液晶表示装置に対して、
垂直方向駆動手段から出力される行選択信号により転送用トランジスタをオンに制御する期間内に、水平方向駆動手段から出力される信号によりオンとされた対応するビデオスイッチ及び列信号線を通して供給される画素データを転送容量にサンプリング保持させるデータ保持ステップと、画素部内の全ての画素内の転送容量に、データ保持ステップにより全画面の画素データを保持した直後に、リセット電圧制御用配線を介してリセット電圧を画素部内の全ての画素内のリセット用トランジスタに印加してオンとし、オンとしたリセット用トランジスタを通してリセット電圧設定用配線からの所定電圧を配線容量に供給して保持させると共に画素電極に印加するリセットステップと、リセットステップにより所定電圧が配線容量に保持された期間後で、リセット用トランジスタをオフとし、かつ、次の画面の画素データが複数の列信号線に供給される前の時間内に、画素選択信号用配線を介して画素選択用トランジスタに画素選択信号を供給して画素選択用トランジスタをオンとし、画素部内の全ての画素内の転送容量に保持されていた全画面の画素データを配線容量に一括転送して保持させると共に画素電極に印加する転送ステップとを含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the liquid crystal display method of the present invention includes a pixel portion in which pixels are arranged at each of a plurality of intersections where a plurality of column signal lines and a plurality of row scanning lines intersect; A plurality of video switches provided respectively corresponding to a plurality of column signal lines; and a vertical driving means for outputting a row selection signal for sequentially selecting a plurality of row scanning lines one by one in units of one horizontal scanning period; Horizontal driving means for sequentially turning on a plurality of video switches within one horizontal scanning period, reset voltage setting wiring, reset voltage control wiring, and pixels commonly connected to all of the plurality of pixels in the pixel portion A selection signal wiring, and each of the plurality of pixels in the pixel portion includes:
A liquid crystal display element having a structure in which a liquid crystal layer is sealed between a pixel electrode and a common electrode, a wiring capacitor having one end connected to the pixel electrode, a transfer capacitor for holding pixel data, and a plurality of column signal lines Connected to the corresponding column signal line and connected to the corresponding video switch among the plurality of video switches, and for transferring the pixel data supplied through the corresponding video switch and the column signal line to the transfer capacitor by sampling. A transistor, a reset transistor that supplies and holds a predetermined voltage to the wiring capacitor and applies it to the pixel electrode, and a pixel that transfers and holds the pixel data held in the transfer capacitor to the wiring capacitor and applies it to the pixel electrode For a liquid crystal display device having a selection transistor,
The signal is supplied through the corresponding video switch and column signal line which are turned on by the signal output from the horizontal driving means within the period in which the transfer transistor is controlled to be turned on by the row selection signal output from the vertical driving means. A data holding step for sampling and holding the pixel data in the transfer capacity, and a transfer capacity in all pixels in the pixel unit are reset via the reset voltage control wiring immediately after holding the pixel data of the entire screen by the data holding step. A voltage is applied to the reset transistors in all the pixels in the pixel portion to turn them on, and the predetermined voltage from the reset voltage setting wiring is supplied to the wiring capacitance through the reset transistors that are turned on and is applied to the pixel electrodes. And a predetermined voltage is held in the wiring capacitance by the reset step. After the period, the reset transistor is turned off and the pixel selection transistor is selected via the pixel selection signal wiring within the time before the pixel data of the next screen is supplied to the plurality of column signal lines. A signal is supplied to turn on the pixel selection transistor, and the pixel data of the entire screen held in the transfer capacitor in all the pixels in the pixel portion is transferred to the wiring capacitor and held, and applied to the pixel electrode. And a step.
本発明によれば、残像(混色)現象を解消することで表示品質を向上でき、また動画表示の品質を改善することができる。 According to the present invention, the display quality can be improved by eliminating the afterimage (color mixing) phenomenon, and the quality of the moving image display can be improved.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明になる液晶表示装置の一実施の形態の全体の構成図、図2は本発明になる液晶表示装置の一画素の一実施の形態の回路図を示す。図1、図2中、図6、図7と同一構成部分には同一符号を付してある。本実施の形態の液晶表示装置はアクティブマトリックス方式の液晶パネルと基本的な構成は変わらない。図1において、本実施の形態の液晶表示装置10は、垂直シフトレジスタ11、水平シフトレジスタ12、マトリクス状に複数の画素が配列された画素部13、及びビデオスイッチh1〜hjを有している。垂直シフトレジスタ11は本発明の垂直方向駆動手段を構成し、水平シフトレジスタ12は本発明の水平方向駆動手段を構成する。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of a pixel of the liquid crystal display device according to the present invention. In FIG. 1 and FIG. 2, the same components as those in FIG. 6 and FIG. The basic structure of the liquid crystal display device of this embodiment is the same as that of an active matrix liquid crystal panel. In FIG. 1, a liquid crystal display device 10 according to the present embodiment includes a vertical shift register 11, a
垂直シフトレジスタ11は、k個の出力端子が横方向のk本の行選択線G1〜Gkに1対1に対応して別々に接続され、行走査線G1〜Gkに1水平走査期間周期で上から下方向に順次に行選択信号を供給する。水平シフトレジスタ12は、水平シフトクロックに同期してj個の各出力端子からスイッチング信号をビデオスイッチh1〜hjの各ゲートに順番に供給する。ビデオスイッチh1〜hjは、スイッチング用電界効果トランジスタからなり、そのドレインは横方向の信号線vidに共通に接続され、そのソースは縦方向のj本の列信号線D1〜Djに1対1に対応して別々に接続されている。
In the vertical shift register 11, k output terminals are separately connected to the k row selection lines G1 to Gk in the horizontal direction in a one-to-one correspondence, and are connected to the row scanning lines G1 to Gk in one horizontal scanning period cycle. Row selection signals are supplied sequentially from top to bottom. The
画素部13は、j本の列信号線D1〜Djとk本の行選択線G1〜Gkとの各交差部に配置されることで、マトリクス状に配置された全部でj×k個の画素14から構成されている。画素部13内の全ての画素14には、3本の配線tri、rsv、rstがそれぞれ共通に接続されている。
The pixel unit 13 is arranged at each intersection of the j column signal lines D1 to Dj and the k row selection lines G1 to Gk, so that a total of j × k pixels arranged in a matrix form. 14. Three wirings tri, rsv, and rst are commonly connected to all the
各画素14は、図2の回路図に示すように、転送用トランジスタTr1、画素選択用トランジスタTr2、転送容量Ct、画素容量Cp、液晶表示素子LCからなる従来の画素24の構成に、リセット用トランジスタTr3が追加された構成である。転送用トランジスタTr1は、ゲートが行走査線G1〜Gkのうち、その画素に対応する1本の行走査線Gに接続され、ドレインが列信号線D1〜Djのうち、その画素に対応する1本の列信号線Dに接続され、ソースが転送容量Ctの一端に接続された、NチャネルMOS型電界効果トランジスタ(以下、NMOSトランジスタという)である。画素選択用トランジスタTr2は、ゲートが画素選択信号用配線triに接続され、ドレインが転送容量Ctの一端に接続され、ソースが画素容量Cpの一端と液晶表示素子LCの画素電極PEとの接続点に接続された、NMOSトランジスタである。
As shown in the circuit diagram of FIG. 2, each
更に、リセット用トランジスタTr3は、ゲートがリセット電圧制御用配線rstに接続され、ドレインがリセット電圧設定用配線rsvに接続され、ソースが画素容量Cpの一端と液晶表示素子LCの画素電極PEとの接続点に接続された、NMOSトランジスタである。液晶表示素子LCは、離間対向して配置された画素電極PEと共通電極CEとの間の空間に液晶層LCMが封入された公知の構造である。この液晶表示素子LCの液晶層LCMに長い時間一定電圧を印加すると、液晶の焼き付き発生などの不具合が生じる。そこで、本実施の形態では後述するように、共通電極CEには例えばフレーム周期で交互にハイレベルとローレベルに反転する対称方形波の共通電極電圧Vcomを印加すると共に、画素電極PEには共通電極電圧Vcomのフレーム周期の反転に同期して、共通電極電圧Vcomの中心電位に対してフレーム周期で正極性と負極性に交互に反転する画素データを印加することで液晶表示素子LCを交流駆動する。 Further, the reset transistor Tr3 has a gate connected to the reset voltage control wiring rst, a drain connected to the reset voltage setting wiring rsv, and a source connected to one end of the pixel capacitor Cp and the pixel electrode PE of the liquid crystal display element LC. An NMOS transistor connected to the connection point. The liquid crystal display element LC has a known structure in which a liquid crystal layer LCM is sealed in a space between a pixel electrode PE and a common electrode CE that are arranged to face each other. When a constant voltage is applied to the liquid crystal layer LCM of the liquid crystal display element LC for a long time, problems such as liquid crystal burn-in occur. Therefore, as will be described later in this embodiment, for example, a common electrode voltage Vcom having a symmetrical square wave that is alternately inverted between a high level and a low level in a frame period is applied to the common electrode CE, and the pixel electrode PE is common. In synchronization with the inversion of the frame period of the electrode voltage Vcom, the liquid crystal display element LC is AC driven by applying pixel data that is alternately inverted between positive and negative in the frame period to the central potential of the common electrode voltage Vcom. To do.
上記の正極性の画素データは、例えば図5にIで示すように、最小値のときに最小階調値である黒を示し、最大値のときに最大階調値である白を示し、レベル(データ値)が大きくなるほど階調値が大きくなる特性のデータである。一方、上記の負極性の画素データは上記の正極性の画素データの値を反転したデータであり、例えば図5にIIで示すように、最小値のときに最大階調値である白を示し、最大値のときに最小階調値である黒を示し、レベル(データ値)が大きくなるほど階調値が小さくなるデータである。 For example, as shown by I in FIG. 5, the positive polarity pixel data indicates black that is the minimum gradation value at the minimum value, white that is the maximum gradation value at the maximum value, and level This is data having a characteristic that the gradation value increases as (data value) increases. On the other hand, the negative pixel data is data obtained by inverting the value of the positive pixel data. For example, as indicated by II in FIG. 5, white is the maximum gradation value at the minimum value. The maximum value is black, which is the minimum gradation value, and the gradation value decreases as the level (data value) increases.
画素電極PEに正極性の画素データに応じた電圧が印加されるフレーム期間では、共通電極CEにはローレベルの共通電極電圧Vcom+が印加され、画素電極PEに負極性の画素データに応じた電圧が印加されるフレーム期間では、共通電極CEにはハイレベルの共通電極電圧Vcom-が印加される。液晶表示素子LCは液晶層LCMに印加される電圧である画素電極PEの印加電圧と共通電極電圧Vcomとの差電圧の絶対値に応じた階調表示を行う。 In a frame period in which a voltage corresponding to positive pixel data is applied to the pixel electrode PE, a low level common electrode voltage Vcom + is applied to the common electrode CE, and a voltage corresponding to negative pixel data is applied to the pixel electrode PE. In the frame period in which is applied, a high level common electrode voltage Vcom− is applied to the common electrode CE. The liquid crystal display element LC performs gradation display according to the absolute value of the difference voltage between the applied voltage of the pixel electrode PE, which is a voltage applied to the liquid crystal layer LCM, and the common electrode voltage Vcom.
液晶層LCMに印加される電圧は或る1フレーム期間では正極性の画素データに対応した電圧(例えば図5のla)とローレベルの共通電極電圧Vcom+との第1の差電圧(la−Vcom+)であり、次の1フレーム期間では負極性の画素データに対応した電圧(例えば図5のlb)とハイレベルの共通電極電圧Vcom-との第2の差電圧(Vcom-−lb)である。従って、液晶層LCMにかかる電圧の印加方向は各フレームで交互に異なるが、同じ階調の画素データ印加時は、図5に示すように、第1の差電圧の絶対値A(=|la−Vcom+|)と第2の差電圧の絶対値B(=|lb−Vcom|)とは同じ値となるため、正極性の画素データ印加時と負極性の画素データ印加時とで同じ階調表示ができる。 The voltage applied to the liquid crystal layer LCM is a first difference voltage (la−Vcom +) between a voltage corresponding to positive pixel data (for example, la) in FIG. 5 and a low-level common electrode voltage Vcom + in a certain frame period. In the next one frame period, the second differential voltage (Vcom--lb) between the voltage corresponding to the negative pixel data (for example, lb in FIG. 5) and the high-level common electrode voltage Vcom-. . Therefore, although the application direction of the voltage applied to the liquid crystal layer LCM is alternately different in each frame, when pixel data of the same gradation is applied, as shown in FIG. 5, the absolute value A (= | la −Vcom + |) and the absolute value B (= | lb−Vcom |) of the second differential voltage have the same value, so that the same gradation is applied when positive pixel data is applied and when negative pixel data is applied. Can be displayed.
次に、本実施の形態の液晶表示装置10の動作について、図3のタイミングチャートを併せ参照して説明する。 Next, the operation of the liquid crystal display device 10 of the present embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG.
奇数番目のフレームであるOddフレームにおいて、図3(A)に示すように第1行の行走査線G1に垂直シフトレジスタ11からハイレベルの行選択信号が時刻t1〜t2の期間供給される。これにより、行走査線G1に接続された第1ラインのj個の画素14内の転送用トランジスタTr1がオンとされる。この状態で、水平シフトレジスタ12が動作し、1水平走査期間内で順次に水平シフトレジスタ12の各出力端子から出力されるスイッチング信号により、ビデオスイッチh1,h2,h3,・・・,hjが順番にオンされて行き、それに合わせて信号線vidからシリアルに供給される第1ラインの画像データの各画素データ(信号電圧)が、オンとされたビデオスイッチによりサンプリングされて各列信号線D1,D2,D3,・・・,Djに順番に書き込まれていく。このとき、各列信号線D1,D2,D3,・・・,Djに接続された第1ラインのj個の画素14内の転送用トランジスタTr1がオンであるため、上記の画素データは転送用トランジスタTr1を通して転送容量Ctに書き込まれていく。
In the odd frame, which is an odd frame, as shown in FIG. 3A, a high-level row selection signal is supplied from the vertical shift register 11 to the row scanning line G1 of the first row for a period of time t1 to t2. As a result, the transfer transistor Tr1 in the
なお、信号線vidに供給される画素データは、ここでは一例として図3(C)に示すように階調値が1ライン期間で単調増加する画素データであり、またOddフレームでは正極性の画素データであるものとする。 Note that the pixel data supplied to the signal line vid is pixel data in which the gradation value monotonously increases in one line period as shown in FIG. 3C as an example, and is a positive pixel in the Odd frame. It is assumed to be data.
同様に、図3(B)に示すように第x行の行走査線Gxに垂直シフトレジスタ11からハイレベルの行選択信号が時刻t3〜t4の期間供給されるときは、図3(C)に示す信号線vidからシリアルに供給される第xラインの画像データの各画素データ(信号電圧)が、オンとされたビデオスイッチh1〜hjによりサンプリングされて各列信号線D1,D2,D3,・・・,Djに接続された第xラインのj個の画素14内のオンとされた転送用トランジスタTr1を通して転送容量Ctに書き込まれていく。以下、同様にして、最後の第k行の行走査線Gkに接続された第kラインのj個の画素14内のオンとされた転送用トランジスタTr1を通して、転送容量Ctに第kラインの画像データの各画素データ(信号電圧)が時刻t5で書き込み終わる。すなわち、時刻t5で画素部13内の全ての画素14の転送容量CtにOddフレームの画素データ(信号電圧)が書き込まれた状態となり、また、垂直シフトレジスタ11及び水平シフトレジスタ12が全てオフ状態となる。
Similarly, as shown in FIG. 3B, when a high-level row selection signal is supplied from the vertical shift register 11 to the x-th row scanning line Gx during the period from time t3 to t4, FIG. The pixel data (signal voltage) of the image data of the x-th line supplied serially from the signal line vid shown in FIG. 6 is sampled by the video switches h1 to hj that are turned on, and the column signal lines D1, D2, D3, ...,..., Are written into the transfer capacitor Ct through the turned-on transfer transistor Tr1 in the
この状態で、時刻t5の直後の短時間、図3(D)に示すようにリセット電圧制御用配線rstにハイレベルの制御電圧が印加されるため、画素部13内の全ての画素14のリセット用トランジスタTr3がオンとされる。このとき図3(F)に示すようにリセット電圧設定用配線rsvに供給されている電圧bllが、オンとされたトランジスタTr3のドレイン・ソースを通して画素容量Cpに書き込まれると同時に画素電極PEに印加される。
In this state, since a high level control voltage is applied to the reset voltage control wiring rst as shown in FIG. 3D for a short time immediately after time t5, all the
ここで、上記の電圧bllは図5に示すように、正極性の画素データの最小階調値である黒の信号電圧(これを、以下、ロー側の黒信号電圧という)に等しい。一方、時刻t5で図3(G)に示すように共通電極電圧Vcomはローレベル(図5のVcom+に相当)に切り替えられる。従って、時刻t5以降、全ての画素14内の液晶層LCMに|bll−Vcom+|で表わされる絶対値の駆動電圧が印加されることにより、全画面で黒が表示される。
Here, as shown in FIG. 5, the voltage bll is equal to the black signal voltage (hereinafter referred to as the low-side black signal voltage) which is the minimum gradation value of the positive pixel data. On the other hand, the common electrode voltage Vcom is switched to a low level (corresponding to Vcom + in FIG. 5) as shown in FIG. Therefore, after time t5, black is displayed on the entire screen by applying a driving voltage having an absolute value represented by | bll-Vcom + | to the liquid crystal layers LCM in all the
この状態で時間をおいた後、次のEvenフレームの画素書き込みの開始時刻t7の直前の時刻t6から短時間、図3(E)に示すように画素選択信号用配線triにハイレベルの画素選択信号が供給される。これにより、画素部13の全ての画素14内の画素選択用トランジスタTr2が同時にオンとされ、時刻t1〜t5までの期間内で全ての画素14内の転送容量Ctに書き込まれたOddフレームの信号電圧(正極性画素データ)が、オンとされた画素選択用トランジスタTr2のドレイン・ソースを通して対応する画素容量Cpにそれぞれ同時に転送されて(すなわち、一括転送されて)保持される。これにより、時刻t6以降は画素部13の全ての画素14内の液晶表示素子LCの各画素電極PEには画素容量Cpに保持されているOddフレームの信号電圧(正極性画素データ)がそれぞれ印加されると同時に、共通電極CEに図3(G)に示すようにローレベルの共通電極電圧Vcom(Vcom+)が共通に印加されるため、各画素14毎のOddフレームの信号電圧による表示が開始される。
After a period of time in this state, high-level pixel selection is performed on the pixel selection signal line tri as shown in FIG. 3E for a short time from time t6 immediately before the pixel writing start time t7 of the next Even frame. A signal is supplied. Thereby, the pixel selection transistors Tr2 in all the
続いて、時刻t7から偶数番目のフレームであるEvenフレームの画素の書き込みが行われる。Oddフレームの画素書き込み時と同様に、図3(A)に示すように第1行の行走査線G1に垂直シフトレジスタ11からハイレベルの行選択信号が時刻t7〜t8の期間供給される。これにより、行走査線G1に接続された第1ラインのj個の画素14内の転送用トランジスタTr1がオンとされる。この状態で、水平シフトレジスタ12が動作し、1水平走査期間内で順次に水平シフトレジスタ12の各出力端子から出力されるスイッチング信号により、ビデオスイッチh1,h2,h3,・・・,hjが順番にオンされて行き、それに合わせて信号線vidからシリアルに供給される第1ラインのEvenフレームの画像データの各画素データ(信号電圧)が、オンとされたビデオスイッチによりサンプリングされて各列信号線D1,D2,D3,・・・,Djに順番に書き込まれ、更に第1ラインのj個の画素14内の転送用トランジスタTr1を通して転送容量Ctに上書きされていく。
Subsequently, even-numbered pixels of even frames are written from time t7. As in the case of pixel writing in the odd frame, as shown in FIG. 3A, a high-level row selection signal is supplied from the vertical shift register 11 to the row scanning line G1 of the first row for a period of time t7 to t8. As a result, the transfer transistor Tr1 in the
なお、時刻t7〜t13の期間、信号線vidに供給される画素データは、ここでは一例として図3(C)に示すように階調値が1ライン期間で単調増加する(信号レベルは単調減少する)負極性画素データであるものとする。 Note that the pixel data supplied to the signal line vid during the period from time t7 to time t13 monotonically increases in one line period as shown in FIG. 3C as an example (the signal level monotonously decreases). It is assumed that the pixel data is negative polarity.
同様に、図3(B)に示すように第x行の行走査線Gxに垂直シフトレジスタ11からハイレベルの行選択信号が時刻t9〜t10の期間供給されるときは、図3(C)に示す信号線vidからシリアルに供給される第xラインの画像データの各画素データ(信号電圧)が、オンとされたビデオスイッチh1〜hjによりサンプリングされて各列信号線D1,D2,D3,・・・,Djに接続された第xラインのj個の画素14内のオンとされた転送用トランジスタTr1を通して転送容量Ctに書き込まれていく。以下、同様にして、最後の第k行の行走査線Gkに接続された第kラインのj個の画素14内のオンとされた転送用トランジスタTr1を通して、転送容量Ctに第kラインの画像データの各画素データ(信号電圧)が時刻t11で書き込み終わる。すなわち、時刻t11で画素部13内の全ての画素14の転送容量CtにEvenフレームの画素データ(信号電圧)が書き込まれた状態となり、また、垂直シフトレジスタ11及び水平シフトレジスタ12が全てオフ状態となる。
Similarly, when a high-level row selection signal is supplied from the vertical shift register 11 to the x-th row scanning line Gx during the period from time t9 to t10 as shown in FIG. 3B, FIG. The pixel data (signal voltage) of the image data of the x-th line supplied serially from the signal line vid shown in FIG. 6 is sampled by the video switches h1 to hj that are turned on, and the column signal lines D1, D2, D3, ...,..., Are written into the transfer capacitor Ct through the turned-on transfer transistor Tr1 in the
この状態で、時刻t11の直後の短時間、図3(D)に示すようにリセット電圧制御用配線rstにハイレベルの制御電圧が印加されるため、画素部13内の全ての画素14のリセット用トランジスタTr3がオンとされる。このとき図3(F)に示すようにリセット電圧設定用配線rsvに供給されている電圧blhが、オンとされたトランジスタTr3のドレイン・ソースを通して画素容量Cpに書き込まれると同時に画素電極PEに印加される。
In this state, since a high-level control voltage is applied to the reset voltage control wiring rst as shown in FIG. 3D for a short time immediately after time t11, all the
ここで、上記の電圧blhは図5に示すように、負極性の画素データの最小階調値である黒の信号電圧(これを、以下、ハイ側の黒信号電圧という)に等しい。一方、時刻t11で図3(G)に示すように共通電極電圧Vcomはハイレベル(図5のVcom-に相当)に切り替えられる。従って、時刻t11以降、全ての画素14内の液晶層LCMに|blh−Vcom-|で表わされる絶対値の駆動電圧が印加されることにより、全画面で黒が表示される。
Here, as shown in FIG. 5, the voltage blh is equal to a black signal voltage (hereinafter referred to as a high-side black signal voltage) which is the minimum gradation value of the negative pixel data. On the other hand, at time t11, as shown in FIG. 3G, the common electrode voltage Vcom is switched to a high level (corresponding to Vcom− in FIG. 5). Therefore, after time t11, black is displayed on the entire screen by applying the absolute value of the drive voltage represented by | blh−Vcom− | to the liquid crystal layers LCM in all the
この状態で時間をおいた後、次のEvenフレームの画素書き込みの開始時刻t13の直前の時刻t12から短時間、図3(E)に示すように画素選択信号用配線triにハイレベルの画素選択信号が供給される。これにより、画素部13の全ての画素14内の画素選択用トランジスタTr2が同時にオンとされ、時刻t7〜t11までの期間内で全ての画素14内の転送容量Ctに書き込まれたEvenフレームの信号電圧(負極性画素データ)が、オンとされた画素選択用トランジスタTr2のドレイン・ソースを通して対応する画素容量Cpにそれぞれ同時に転送されて保持される。これにより、時刻t12以降は画素部13の全ての画素14内の液晶表示素子LCの各画素電極PEには画素容量Cpに保持されているEvenフレームの信号電圧(負極性画素データ)がそれぞれ印加されると同時に、共通電極CEに図3(G)に示すようにハイレベルの共通電極電圧Vcom(Vcom-)が共通に印加されるため、各画素14毎のEvenフレームの信号電圧による表示が開始される。
After a period of time in this state, high-level pixel selection is performed on the pixel selection signal line tri as shown in FIG. 3E for a short time from time t12 immediately before pixel writing start time t13 of the next Even frame. A signal is supplied. As a result, the pixel selection transistors Tr2 in all the
このように、本実施の形態の液晶表示装置10によれば、画素容量Cpに対して予め設定した所定電圧を書き込んでからOddフレーム又はEvenフレームの信号電圧の書き込みを開始するようにしたため、直前のフレームの信号電圧の画素容量Cpに対する影響を無くすことができ、その結果、残像(混色)現象を改善でき、表示品質を向上することができる。 As described above, according to the liquid crystal display device 10 of the present embodiment, the writing of the signal voltage of the odd frame or the even frame is started after the predetermined voltage is written in advance to the pixel capacitor Cp. The influence of the signal voltage of the frame on the pixel capacitance Cp can be eliminated. As a result, the afterimage (color mixture) phenomenon can be improved and the display quality can be improved.
また、上記の予め設定した所定電圧として、本実施の形態ではロー側黒信号電圧bll及びハイ側黒信号電圧blhとしたため、リセット用トランジスタTr3をオンにして画素容量Cpに黒信号電圧を書き込んだ時刻t5(t11)から画素選択用トランジスタTr2をオンにして画素容量Cpに信号電圧を転送開始する時刻t6(t12)までの時間を黒挿入とすることができる。黒挿入を行うことで動画特性の改善が可能となる。 Further, in the present embodiment, the low-side black signal voltage bll and the high-side black signal voltage blh are set as the above-described predetermined voltage, so that the reset transistor Tr3 is turned on and the black signal voltage is written into the pixel capacitor Cp. The time from time t5 (t11) to time t6 (t12) when the pixel selection transistor Tr2 is turned on and signal voltage transfer to the pixel capacitor Cp is started can be black insertion. The video characteristics can be improved by inserting black.
次に、本発明の液晶表示装置の他の実施の形態について説明する。この実施の形態は、構成は図1及び図2と同様であるが、リセット電圧設定用配線rsvに供給される電圧が上記の実施の形態と異なる。図4は、本発明の液晶表示装置の他の実施の形態の動作説明用タイミングチャートを示す。同図中、図3と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。 Next, another embodiment of the liquid crystal display device of the present invention will be described. The configuration of this embodiment is the same as that of FIGS. 1 and 2, but the voltage supplied to the reset voltage setting wiring rsv is different from the above embodiment. FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of another embodiment of the liquid crystal display device of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG.
この実施の形態の液晶表示装置では、図4に示す時刻t21で画素部13内の全ての画素14の転送容量CtにOddフレームの画素データ(信号電圧)が書き込まれた状態となり、また、垂直シフトレジスタ11及び水平シフトレジスタ12が全てオフ状態となってから、時刻t21の直後の短時間、図4(D)に示すようにリセット電圧制御用配線rstにハイレベルの制御電圧を印加して、画素部13内の全ての画素14のリセット用トランジスタTr3をオンとする。このとき図4(F)に示すようにリセット電圧設定用配線rsvに供給されているグレー電圧grlが、オンとされたトランジスタTr3のドレイン・ソースを通して画素容量Cpに書き込まれると同時に画素電極PEに印加される。
In the liquid crystal display device of this embodiment, at the time t21 shown in FIG. 4, the pixel data (signal voltage) of the odd frame is written in the transfer capacitors Ct of all the
ここで、上記の電圧grlは図5に示すように、正極性の画素データの中間階調値であるグレーの信号電圧(これを、以下、ロー側のグレー信号電圧という)に等しい。一方、時刻t21で図4(G)に示すように共通電極電圧Vcomはローレベル(図5のVcom+に相当)に切り替えられる。従って、時刻t21以降、全ての画素14内の液晶層LCMに|grl−Vcom+|で表わされる絶対値の駆動電圧が印加されることにより、全画面でグレーが表示される。
Here, as shown in FIG. 5, the voltage grl is equal to a gray signal voltage (hereinafter referred to as a low-side gray signal voltage), which is an intermediate gradation value of positive pixel data. On the other hand, at time t21, as shown in FIG. 4G, the common electrode voltage Vcom is switched to a low level (corresponding to Vcom + in FIG. 5). Therefore, after time t21, gray is displayed on the entire screen by applying the absolute driving voltage represented by | grl−Vcom + | to the liquid crystal layers LCM in all the
また、図4に示す時刻t23で画素部13内の全ての画素14の転送容量CtにEvenフレームの画素データ(信号電圧)が書き込まれた状態となり、また、垂直シフトレジスタ11及び水平シフトレジスタ12が全てオフ状態となってから、時刻t23の直後の短時間、図4(D)に示すようにリセット電圧制御用配線rstにハイレベルの制御電圧を印加して、画素部13内の全ての画素14のリセット用トランジスタTr3をオンとする。このとき図4(F)に示すようにリセット電圧設定用配線rsvに供給されているグレー電圧grhが、オンとされたトランジスタTr3のドレイン・ソースを通して画素容量Cpに書き込まれると同時に画素電極PEに印加される。
Also, at time t23 shown in FIG. 4, even-frame pixel data (signal voltage) is written in the transfer capacitors Ct of all the
ここで、上記の電圧grhは図5に示すように、負極性の画素データの中間階調値であるグレーの信号電圧(これを、以下、ハイ側のグレー信号電圧という)に等しい。一方、時刻t23で図4(G)に示すように共通電極電圧Vcomはハイレベル(図5のVcom-に相当)に切り替えられる。従って、時刻t23以降、全ての画素14内の液晶層LCMに|grh−Vcom+|で表わされる絶対値の駆動電圧が印加されることにより、全画面でグレーが表示される。
Here, as shown in FIG. 5, the voltage grh is equal to a gray signal voltage (hereinafter referred to as a high-side gray signal voltage) which is an intermediate gradation value of negative pixel data. On the other hand, at time t23, as shown in FIG. 4G, the common electrode voltage Vcom is switched to a high level (corresponding to Vcom− in FIG. 5). Therefore, after time t23, the absolute value of the drive voltage represented by | grh−Vcom + | is applied to the liquid crystal layers LCM in all the
このように、本実施の形態では、リセット用トランジスタTr3をオンにして画素容量Cpにグレー信号電圧grl(grh)を書き込んだ時刻t21(t23)から画素選択用トランジスタTr2をオンにして画素容量Cpに信号電圧を転送開始する時刻t22(t24)までの時間をグレー挿入とすることができる。本実施の形態では、前記の実施の形態の黒表示期間の代わりにグレー表示を行うため、黒表示よりも明るいグレー表示により画面の明るさを改善することができる。本実施の形態によれば、動画特性の改善効果を確保しつつ、画面全体を明るくすることができる。 Thus, in this embodiment, the pixel transistor Cp is turned on by turning on the pixel selection transistor Tr2 from time t21 (t23) when the reset transistor Tr3 is turned on and the gray signal voltage grl (grh) is written to the pixel capacitor Cp. The time up to the time t22 (t24) when the signal voltage starts to be transferred can be gray inserted. In this embodiment, since gray display is performed instead of the black display period of the above-described embodiment, the brightness of the screen can be improved by gray display brighter than black display. According to the present embodiment, it is possible to brighten the entire screen while ensuring the improvement effect of the moving image characteristics.
本実施の形態の液晶表示装置は、画面全体が明るい場合に有効である。すなわち、本実施形態の液晶表示装置は、画素部13により表示される画面の明るさが所定の閾値より明るいか否かを複数のビデオスイッチh1〜hjに供給される画素データに基づいて検出する明るさ検出手段を更に有している。この明るさ検出手段としては、例えば、信号線vidに供給されるそのフレームの信号電圧を積分して得た積分値を、同様にして得た他のフレームの信号電圧の積分値と比較するなどの方法がある。 The liquid crystal display device of this embodiment is effective when the entire screen is bright. That is, the liquid crystal display device according to the present embodiment detects whether the brightness of the screen displayed by the pixel unit 13 is brighter than a predetermined threshold based on the pixel data supplied to the plurality of video switches h1 to hj. Brightness detecting means is further provided. As this brightness detection means, for example, an integrated value obtained by integrating the signal voltage of the frame supplied to the signal line vid is compared with an integrated value of the signal voltage of another frame obtained in the same manner. There is a way.
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば共通電極電圧Vcomは1フィールド毎に切り替えるようにしてもよいし、1垂直走査期間毎に切り替えるようにしてもよい。また、画素14の回路構成は図2の構成に限定されるものではなく、トランジスタTr1〜Tr3はPチャネルMOS型電界効果トランジスタでもよい(ただし、GND配線をVDD配線とし、配線rst、tri、rsvの論理レベルを図3、図4のそれと逆にする必要がある)。更に、三原色信号を面順次で表示する場合は、1フレーム内に3度上記の実施の形態と同様の動作を行えばよく、この場合は単板カラーの液晶表示装置を構成できる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the common electrode voltage Vcom may be switched for each field or may be switched for each vertical scanning period. The circuit configuration of the
10 液晶表示装置
11 垂直シフトレジスタ
12 水平シフトレジスタ
13 画素部
14 画素
G1〜Gk、G 行走査線
D1〜Dj、D 列信号線
vid 画素データ用信号線
tri 画素選択信号用配線
rsv リセット電圧設定用配線
rst リセット電圧制御用配線
h1〜hj ビデオスイッチ
Tr1 転送用トランジスタ
Tr2 画素選択用トランジスタ
Tr3 リセット用トランジスタ
Ct 転送容量
Cp 画素容量
LC 液晶表示素子
PE 画素電極
CE 共通電極
LCM 液晶層
Vcom 共通電極電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal display device 11
vid Pixel data signal line
tri Pixel selection signal wiring
rsv Reset voltage setting wiring
rst Reset voltage control wiring
h1 to hj Video switch Tr1 Transfer transistor Tr2 Pixel selection transistor Tr3 Reset transistor Ct Transfer capacitance Cp Pixel capacitance LC Liquid crystal display element PE Pixel electrode CE Common electrode LCM Liquid crystal layer Vcom Common electrode voltage
Claims (4)
前記複数の列信号線にそれぞれ対応して設けられた複数のビデオスイッチと、
前記複数の行走査線を1水平走査期間単位で1本ずつ順次に選択する行選択信号を出力する垂直方向駆動手段と、
前記複数のビデオスイッチを1水平走査期間内で順次にオンに制御する水平方向駆動手段と、
前記画素部内の複数の前記画素のすべてに共通に接続されたリセット電圧設定用配線、リセット電圧制御用配線及び画素選択信号用配線と、
を備え、前記画素部内の複数の前記画素のそれぞれは、
画素電極と共通電極との間に液晶層が封入された構造の液晶表示素子と、
前記画素電極に一端が接続された配線容量と、
画素データを保持する転送容量と、
前記複数の列信号線のうち対応する列信号線に接続されると共に、前記複数のビデオスイッチのうち対応するビデオスイッチに接続されており、前記垂直方向駆動手段から出力される前記行選択信号によりオンに制御される期間内に、前記水平方向駆動手段から出力される信号によりオンとされた前記対応するビデオスイッチ及び前記列信号線を通して供給される画素データを前記転送容量にサンプリング保持させる転送用トランジスタと、
前記画素部内の全ての前記画素内の前記転送容量に全画面の画素データが保持された直後に、前記リセット電圧制御用配線を介して印加されるリセット電圧によりオンとされ、前記リセット電圧設定用配線を介して供給される所定電圧を前記配線容量に供給して保持させると共に前記画素電極に印加するリセット用トランジスタと、
前記所定電圧が前記配線容量に保持された期間後で、前記リセット用トランジスタがオフとされ、かつ、次の画面の画素データが前記複数の列信号線に供給される前の時間内に、前記画素選択信号用配線を介して供給される画素選択信号によりオンとされて前記画素部内の全ての前記画素内の前記転送容量に保持されていた前記全画面の画素データを前記配線容量に一括転送して保持させると共に前記画素電極に印加する画素選択用トランジスタと、
を有することを特徴とする液晶表示装置。 A pixel portion in which pixels are arranged in each of a plurality of intersections where a plurality of column signal lines and a plurality of row scanning lines intersect;
A plurality of video switches provided respectively corresponding to the plurality of column signal lines;
Vertical direction drive means for outputting a row selection signal for sequentially selecting the plurality of row scanning lines one by one in units of one horizontal scanning period;
Horizontal driving means for sequentially turning on the plurality of video switches within one horizontal scanning period;
A reset voltage setting wiring, a reset voltage control wiring, and a pixel selection signal wiring commonly connected to all of the plurality of pixels in the pixel portion;
Each of the plurality of pixels in the pixel unit includes:
A liquid crystal display element having a structure in which a liquid crystal layer is sealed between a pixel electrode and a common electrode;
A wiring capacitor having one end connected to the pixel electrode;
A transfer capacity for holding pixel data;
Connected to a corresponding column signal line among the plurality of column signal lines, and connected to a corresponding video switch among the plurality of video switches, according to the row selection signal output from the vertical direction driving means. For transfer that causes the transfer capacitor to sample and hold the corresponding video switch that is turned on by the signal output from the horizontal driving means and the column signal line within the period controlled to be turned on. A transistor,
Immediately after the pixel data of the entire screen is held in the transfer capacitors in all the pixels in the pixel unit, the pixel is turned on by the reset voltage applied through the reset voltage control wiring, and the reset voltage setting A reset transistor for supplying a predetermined voltage supplied via the wiring to the wiring capacitance and holding the same, and applying it to the pixel electrode;
After a period during which the predetermined voltage is held in the wiring capacitance, the reset transistor is turned off, and the pixel data of the next screen is supplied to the plurality of column signal lines within the time period. Turned on by a pixel selection signal supplied via a pixel selection signal wiring, and collectively transfers the pixel data of the entire screen held in the transfer capacitors in all the pixels in the pixel unit to the wiring capacitors A pixel selecting transistor that is held and applied to the pixel electrode;
A liquid crystal display device comprising:
前記共通電極に印加される共通電極電圧は、前記正極性画素データと前記負極性画素データとが同じ階調値のとき同じ値の駆動電圧が前記液晶層に印加されるように、前記1フレーム(又はフィールド)毎にハイレベル又はローレベルに切り替えられ、
前記所定電圧は、前記複数のビデオスイッチに前記正極性画素データが印加される期間は前記液晶表示素子の最小階調表示時の前記正極性画素データの電圧であり、前記複数のビデオスイッチに前記負極性画素データが印加される期間は前記液晶表示素子の最小階調表示時の前記負極性画素データの電圧であることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 The pixel data supplied to the plurality of video switches is positive pixel data that has a maximum level when the gradation value is large at a minimum level at the minimum gradation value and a maximum level at the maximum gradation value. When the minimum gradation value is reached, the gradation level becomes larger as the gradation value becomes larger, and the level becomes smaller. When the maximum gradation value is reached, the negative polarity pixel data that becomes the minimum level is alternately supplied every frame (or field). And
The common electrode voltage applied to the common electrode is the one frame so that when the positive pixel data and the negative pixel data have the same gradation value, the same driving voltage is applied to the liquid crystal layer. Each (or field) can be switched to high or low level,
The predetermined voltage is a voltage of the positive pixel data at the time of minimum gradation display of the liquid crystal display element during a period in which the positive pixel data is applied to the plurality of video switches. 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a period during which the negative pixel data is applied is a voltage of the negative pixel data at the time of minimum gradation display of the liquid crystal display element.
前記明るさ検出手段により前記画面の明るさが前記所定の閾値より明るいと検出されたときに、前記所定電圧を、前記複数のビデオスイッチに前記正極性画素データが印加される期間は前記液晶表示素子の中間階調表示時の前記正極性画素データの電圧とし、前記複数のビデオスイッチに前記負極性画素データが印加される期間は前記液晶表示素子の中間階調表示時の前記負極性画素データの電圧とすることを特徴とする請求項2記載の液晶表示装置。 Brightness detection means for detecting whether the brightness of the screen displayed by the pixel unit is brighter than a predetermined threshold based on the pixel data supplied to the video switches;
When the brightness detection means detects that the screen brightness is brighter than the predetermined threshold, the liquid crystal display displays the predetermined voltage and the positive pixel data is applied to the plurality of video switches. The voltage of the positive polarity pixel data at the time of halftone display of the element is used, and the negative polarity pixel data at the time of halftone display of the liquid crystal display element is applied during the period when the negative polarity pixel data is applied to the plurality of video switches. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein
前記複数の列信号線にそれぞれ対応して設けられた複数のビデオスイッチと、
前記複数の行走査線を1水平走査期間単位で1本ずつ順次に選択する行選択信号を出力する垂直方向駆動手段と、
前記複数のビデオスイッチを1水平走査期間内で順次にオンに制御する水平方向駆動手段と、
前記画素部内の複数の前記画素のすべてに共通に接続されたリセット電圧設定用配線、リセット電圧制御用配線及び画素選択信号用配線と、
を備え、前記画素部内の複数の前記画素のそれぞれは、
画素電極と共通電極との間に液晶層が封入された構造の液晶表示素子と、
前記画素電極に一端が接続された配線容量と、
画素データを保持する転送容量と、
前記複数の列信号線のうち対応する列信号線に接続されると共に、前記複数のビデオスイッチのうち対応するビデオスイッチに接続されており、前記対応するビデオスイッチ及び前記列信号線を通して供給される画素データを前記転送容量にサンプリング保持させる転送用トランジスタと、
所定電圧を前記配線容量に供給して保持させると共に前記画素電極に印加するリセット用トランジスタと、
前記転送容量に保持されている前記画素データを前記配線容量に転送して保持させると共に前記画素電極に印加する画素選択用トランジスタとを有する液晶表示装置に対して、
前記垂直方向駆動手段から出力される前記行選択信号により前記転送用トランジスタをオンに制御する期間内に、前記水平方向駆動手段から出力される信号によりオンとされた前記対応するビデオスイッチ及び前記列信号線を通して供給される画素データを前記転送容量にサンプリング保持させるデータ保持ステップと、
前記画素部内の全ての前記画素内の前記転送容量に、前記データ保持ステップにより全画面の画素データを保持した直後に、前記リセット電圧制御用配線を介してリセット電圧を前記画素部内の全ての前記画素内の前記リセット用トランジスタに印加してオンとし、オンとした前記リセット用トランジスタを通して前記リセット電圧設定用配線からの前記所定電圧を前記配線容量に供給して保持させると共に前記画素電極に印加するリセットステップと、
前記リセットステップにより前記所定電圧が前記配線容量に保持された期間後で、前記リセット用トランジスタをオフとし、かつ、次の画面の画素データが前記複数の列信号線に供給される前の時間内に、前記画素選択信号用配線を介して前記画素選択用トランジスタに画素選択信号を供給して前記画素選択用トランジスタをオンとし、前記画素部内の全ての前記画素内の前記転送容量に保持されていた前記全画面の画素データを前記配線容量に一括転送して保持させると共に前記画素電極に印加する転送ステップと
を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。 A pixel portion in which pixels are arranged in each of a plurality of intersections where a plurality of column signal lines and a plurality of row scanning lines intersect;
A plurality of video switches provided respectively corresponding to the plurality of column signal lines;
Vertical direction drive means for outputting a row selection signal for sequentially selecting the plurality of row scanning lines one by one in units of one horizontal scanning period;
Horizontal driving means for sequentially turning on the plurality of video switches within one horizontal scanning period;
A reset voltage setting wiring, a reset voltage control wiring, and a pixel selection signal wiring commonly connected to all of the plurality of pixels in the pixel portion;
Each of the plurality of pixels in the pixel unit includes:
A liquid crystal display element having a structure in which a liquid crystal layer is sealed between a pixel electrode and a common electrode;
A wiring capacitor having one end connected to the pixel electrode;
A transfer capacity for holding pixel data;
The plurality of column signal lines are connected to a corresponding column signal line, and are connected to a corresponding video switch among the plurality of video switches, and are supplied through the corresponding video switch and the column signal line. A transfer transistor for sampling and holding pixel data in the transfer capacitor;
A reset transistor for supplying and holding a predetermined voltage to the wiring capacitor and applying it to the pixel electrode;
For a liquid crystal display device having a pixel selection transistor that transfers and holds the pixel data held in the transfer capacitor to the wiring capacitor and applies it to the pixel electrode.
The corresponding video switch and the column that are turned on by the signal output from the horizontal driving means within a period in which the transfer transistor is controlled to be turned on by the row selection signal output from the vertical driving means. A data holding step for sampling and holding the pixel data supplied through the signal line in the transfer capacitor;
Immediately after holding the pixel data of the entire screen in the transfer capacity in all the pixels in the pixel unit by the data holding step, the reset voltage is applied to all the pixels in the pixel unit via the reset voltage control wiring. Applying to the reset transistor in the pixel to turn it on, supplying the predetermined voltage from the reset voltage setting wiring to the wiring capacitor through the reset transistor that has been turned on, and applying it to the pixel electrode A reset step,
After a period in which the predetermined voltage is held in the wiring capacitance by the reset step, the reset transistor is turned off, and before the pixel data of the next screen is supplied to the plurality of column signal lines In addition, a pixel selection signal is supplied to the pixel selection transistor via the pixel selection signal wiring to turn on the pixel selection transistor, and is held in the transfer capacitors in all the pixels in the pixel portion. And a transfer step of transferring and holding the pixel data of the entire screen to the wiring capacitor and applying the data to the pixel electrode.
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