JP4062766B2

JP4062766B2 - 電子機器および表示装置

Info

Publication number: JP4062766B2
Application number: JP05315398A
Authority: JP
Inventors: 益充猪野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1998-03-05
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2018-03-05
Also published as: JPH11249629A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライバ回路から出力される信号を切り換えて画素に与える電子機器および表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）が形成された駆動側基板と、カラーフィルタや対向電極等が形成された対向側基板とを重ね合わせ、その間に液晶を封入することで構成されており、このＴＦＴによるスイッチングと画像信号に基づく電圧印加によって液晶の配向を制御し、光の透過率を変えることで画像の表示を行っている。
【０００３】
このような液晶表示装置においては、隣接する画素へ印加する電圧の極性（＋、−）を反転させることで画質を向上させることができる。すなわち、隣接する画素の印加電圧極性が反転することにより、ＴＦＴの信号ラインとゲートラインとのクロス容量からの飛び込み電圧がキャンセルされる。これにより、画素電位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ーが軽減される。
【０００４】
また、電圧の極性を反転させない場合、ゲートラインの接地レベルが変動してしまう状態では、ＴＦＴのゲートスイッチがＯＦＦ状態を確定できなくなり、保持された画素電位が放電されてしまう。このため画素の透過率が低下し、画素のコントラストがとれなくなってしまう。さらに、信号からの飛び込み電圧が同じ極性となることから、１ラインごとの画素のコントラストが目立つようになり、同じ階調の表示を行ってもラインごとに違った表示になってしまう。
【０００５】
このような観点から隣接する画素へ印加する電圧の極性を反転させる駆動は、液晶表示装置の画質向上に必要なものとなっている。なお、以下の説明では、この隣接する画素で印加する電圧の極性を反転させる駆動を「ドット反転駆動」と言う。
【０００６】
図１０は従来の液晶表示装置におけるドット反転駆動を説明する図である。この液晶表示装置は、画素へ信号を与えるドライバ回路（ＩＣ）から出力される信号線を各々２本の入力線に分岐して、スイッチＴＦＴで切り換える構成となっている。
【０００７】
この各入力線から送られる信号は、１ラインごと各画素へ与えられるようになっている。図に示す例では、１ラインに対応する画素がＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の順に対応している（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２、…）。
【０００８】
この液晶表示装置においてドット反転駆動を行う場合、ドライバ回路の出力線の奇数（ＯＤＤ）、偶数（ＥＶＥＮ）ごとに信号の極性を反転させ、スイッチＴＦＴを交互に切り換えるようにしている。
【０００９】
図１１はドット反転駆動による信号の状態を説明する図である。この図において横方向は１ラインに対応する画素を示し、縦方向はスイッチＴＦＴ１、２の動作順を示している。
【００１０】
すなわち、この液晶表示装置では、スイッチＴＦＴ１が閉状態、スイッチＴＦＴ２が開状態のとき、一つおきの画素でＨｉｇｈレベル（Ｈ）とＬｏｗレベル（Ｌ）の信号が交互に印加される。また、スイッチＴＦＴ２が閉状態、スイッチＴＦＴ１が開状態のとき、他の一つおきの画素でＬｏｗレベル（Ｌ）とＨｉｇｈレベル（Ｈ）の信号が交互に印加される。
【００１１】
また、次にスイッチＴＦＴ１が閉状態、スイッチＴＦＴ２が開状態のときは、一つおきの画素で先とは反対にＬｏｗレベル（Ｌ）とＨｉｇｈレベル（Ｈ）の信号が交互に印加され、次にスイッチＴＦＴ２が閉状態、スイッチＴＦＴ１が開状態のときは、他の一つおきの画素で先とは反対にＨｉｇｈレベル（Ｈ）とＬｏｗレベル（Ｌ）の信号が交互に印加される。
【００１２】
これを繰り返すことによって表示部全体におけるドット反転駆動を行っている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この液晶表示装置でドット反転駆動を行った場合、１ラインにおいて隣接する画素で印加される電圧の極性が反転する場合と同じになる場合とが発生してしまい、どこの隣接画素でも完全な極性反転を行うことができない。つまり、ある隣接画素ではドット反転駆動が行われるが、他の隣接画素ではドット反転駆動が行われていないという状態が発生してしまう。このため、コントラストの低下や画素電位の放電による画素の透過率の低下を招き、十分な画質向上を図ることができないという問題が生じている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような課題を解決するために成された液晶表示装置である。すなわち、本発明は、ドライバ回路の出力線から出力される信号を、画素の同じ行の並びに対応して設けられる複数の入力線のいずれかに切り替えるスイッチ回路を備えており、スイッチ回路での信号の切り替えにより、ドライバ回路の出力線に対応した複数の入力線の単位における隣接する単位で隣り合わせとなる２本の入力線に相異なる極性の信号が同じ開閉タイミングで与えられる電子機器である。
また、本発明は、複数の画素が配置される表示部と、ドライバ回路の出力線から出力される信号を、表示部の画素の同じ行の並びに対応して設けられる複数の入力線のいずれかに切り替えるスイッチ回路とを備えており、スイッチ回路での信号の切り替えにより、ドライバ回路の出力線に対応した複数の入力線の単位における隣接する単位で隣り合わせとなる２本の入力線に相異なる極性の信号が同じ開閉タイミングで与えられる表示装置である。
【００１５】
このような本発明では、ドライバ回路から出力される信号をスイッチ回路で切り替えるにあたり、ドライバ回路の出力線に対応した複数の入力線の単位における隣接する単位で隣り合わせとなる２本の入力線に相異なる極性の信号を同じ開閉タイミングで与えることから、最終的に１列の隣接画素で各々与えられる信号の極性を完全に反転させることができるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の液晶表示装置における実施の形態を図に基づいて説明する。図１は、本実施形態における液晶表示装置を説明する概略構成図である。すなわち、この液晶表示装置は、複数本のソースラインＳＬと複数本のゲートラインＧＬとが交差する位置に各画素を備えた表示部１０と、ソースラインＳＬに所定の画像信号を与えるドライバＩＣ２０と、ドライバＩＣ２０の各出力線から出力される信号を２本のソースラインＳＬに時分割で切り換えるため、スイッチ制御回路（例えば、図示しないタイミングジェネレータ）から送られる信号Ｓ１、Ｓ２によって切り換え動作を行うスイッチ回路３０と、複数本のゲートラインＧＬに順次信号を出力する垂直シフトレジスタ回路４０とを備えている。
【００１７】
表示部１０は、図２に示すようにソースラインＳＬとゲートラインＧＬとの交差位置に各々液晶ＬＣを駆動するためのＴＦＴと、信号保持用の容量Ｃが設けられている。このようなマトリクス状の画素を備えた表示部１０の裏面側にバックライトを配置し、ＴＦＴへ与える信号によって各液晶ＬＣの透過率を変えることでバックライトの光の強弱による画像を表示できるようになる。
【００１８】
また、ドライバＩＣ２０は、図３に示すように、水平シフトレジスタ回路２１、サンプリングスイッチ２２、レベルシフタ回路２３、メモリラッチ回路２４、デジタルアナログ変換回路２５から構成される。
【００１９】
水平シフトレジスタ回路２１は、サンプリングスイッチ２２を順次水平方向に走査する。レベルシフタ回路２３は、デジタル画像データ（例えば５Ｖ）を必要な液晶駆動電圧まで昇圧する回路である。メモリラッチ回路２４は、デジタル画像データを１水平期間蓄積するメモリである。また、デジタルアナログ変換回路２５は、メモリラッチ回路２４から出力されたデジタル画像データをアナログ信号に変換している。
【００２０】
このアナログ信号としては、ＯＤＤ側、ＥＶＥＮ側の各出力線で極性が反転したものとなる。このアナログ信号をスイッチ回路３０（図１参照）に入力し、２つの入力線に分岐して時分割で液晶駆動を行っている。
【００２１】
ドライバＩＣ２０には、例えば８階調以上でかつ５１２色以上の表示を可能にするデジタル画像データが入力され、スイッチ回路３０（図１参照）によって時分割に各画素へ与えられる。
【００２２】
また、ドライバＩＣ２０は、後述するドット反転駆動を実現するために出力する信号のローテーションを行っている。信号のローテーションとは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の信号が同期して出力されるのではなく、ある出力線はＲから始まってＧ、Ｂの信号を順に出力し、他の出力線はＧから始まってＢ、Ｒの信号を順に出力し、さらに他の出力線はＢから始まってＲ、Ｇの信号を順に出力することである。
【００２３】
これを行うため、色信号データをドライバＩＣ２０に送る前に信号の並べ換えを行うバッファメモリを設けておくようにする。
【００２４】
このドライバＩＣ２０の出力線からは、奇数（ＯＤＤ）、偶数（ＥＶＥＮ）ごとに信号の極性を反転させたアナログ信号が出力される。これによってドット反転駆動を行い、コントラストの向上等の画質向上を図るようにしている。
【００２５】
図４は本実施形態の液晶表示装置で適用されるＴＦＴの構造例を示す断面図で、（ａ）はボトムゲート型、（ｂ）はトップゲート型の例を示している。
【００２６】
すなわち、（ａ）にボトムゲート型では、ガラス等の基板１００の上にゲート電極１０１が形成され、その上にゲート絶縁膜１０２を介してポリシリコンＰ−Ｓｉが形成されている。なお、ポリシリコンＰ−Ｓｉの代わりにアモルファスシリコンを形成してもよい。
【００２７】
また、このポリシリコンＰ−Ｓｉのゲート電極１０１と対応する部分の両側にはＮ⁺領域から成るソース領域およびドレイン領域が形成されている。そのうちのソース領域にはソース電極ＳＤが接続され、ドレイン領域にはドレイン電極ＤＤが接続されている。
【００２８】
（ｂ）に示すトップゲート型では、ガラス等の基板１００の上にポリシリコンＰ−Ｓｉが形成され、その上にゲート絶縁膜１０２を介してゲート電極１０１が形成されている。また、このポリシリコンＰ−Ｓｉのゲート電極１０１と対応する部分の両側にＮ⁺領域から成るソース領域およびドレイン領域が形成され、そのうちいのソース領域にはソース電極ＳＤが接続され、ドレイン領域にはドレイン電極ＤＤが接続されている。
【００２９】
いずれのＴＦＴ構造であっても、各画素に設けられた駆動用ＴＦＴの場合は、そのゲート電極１０１が図１に示すゲートラインＧＬに接続され、このゲートラインＧＬに電圧が印加されることによってＴＦＴがＯＮ状態となる。また、ソース電極ＳＤは図１に示すソースラインＳＬに接続され、ドレイン電極ＤＤは対向電極電位に接続されている。
【００３０】
すなわち、ゲートラインＧＬに電圧が印加された状態でソースラインＳＬに信号が与えられると、ＴＦＴのソース電極ＳＤからドレイン電極ＤＤへ電流が流れ、画素の液晶の光の透過率を変えることができるようになる。
【００３１】
なお、スイッチ回路３０も図４に示すＴＦＴと同様な構成となっており、図１に示す信号Ｓ１、Ｓ２がゲート電極１０１に印加されることによって開閉動作が行われる。
【００３２】
図５は本実施形態における液晶表示装置のスイッチ回路の構成を説明する図である。スイッチ回路３０は、複数のスイッチＴＦＴ１、２によって構成されている。この例では、ドライバＩＣ２０の出力線１本を２本に分岐し、各々にスイッチＴＦＴ１、２を設けて画素への入力線としている。この入力線は１ラインに対応する画素のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の順に対応している（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２、…）。
【００３３】
ここで、同じ符号が付されたスイッチＴＦＴは同じタイミングで開閉動作が行われる。この例では、各スイッチＴＦＴ１と各スイッチＴＦＴ２とが順に開閉するようになっている。
【００３４】
特に、本実施形態の液晶表示装置では、ドライバＩＣ２０のＯＤＤ側出力線とＥＶＥＮ側出力線とで信号の極性が反転している場合、ドライバＩＣ２０の各出力線の分岐による２本の入力線ごとにスイッチＴＦＴ１、２の開閉順を反転させる点に特徴がある。
【００３５】
つまり、各スイッチＴＦＴ１と各スイッチＴＦＴ２とが各々同じタイミングで動作する場合（同じ符号のものは同じタイミングで動作する場合）、１ラインに対応した入力線の並び沿ってスイッチＴＦＴを１、２、２、１、…というように並び順の入れ換えを行う。
【００３６】
図６はこのようなスイッチＴＦＴの並びにおける信号の状態を説明する図である。この図において横方向は１ラインに対応する画素を示し、縦方向はスイッチＴＦＴ１、２の動作順を示している。また、Ｈは高電圧（Ｈｉｇｈレベル）での書き込み状態を示し、Ｌは低電圧（Ｌｏｗレベル）での書き込み状態を示している。
【００３７】
すなわち、ドライバＩＣ２０のＯＤＤ側がＨｉｇｈレベル（Ｈ）、ＥＶＥＮ側がＬｏｗレベル（Ｌ）であり、スイッチＴＦＴ１が閉状態、スイッチＴＦＴ２が開状態のとき、画素の並びにおいて１画素目にＨｉｇｈレベル（Ｈ）、２画素開けて４画素目にＬｏｗレベル（Ｌ）、５画素目にＨｉｇｈレベル（Ｈ）、また２画素開けて８画素目にＬｏｗレベル（Ｌ）、９画素目にＨｉｇｈレベル（Ｈ）という規則で信号が印加される。
【００３８】
また、スイッチＴＦＴ２が閉状態、スイッチＴＦＴ１が開状態のとき、２画素目にＬｏｗレベル（Ｌ）、３画素目にＨｉｇｈレベル（Ｈ）、２画素開けて６画素目にＬｏｗレベル（Ｌ）、７画素目にＨｉｇｈレベル（Ｈ）、また２画素開けて１０画素目にＬｏｗレベル（Ｌ）、１１画素目にＨｉｇｈレベル（Ｈ）という規則で信号が印加される。
【００３９】
また、次にスイッチＴＦＴ１が閉状態、スイッチＴＦＴ２が開状態のときは、ドライバＩＣ２０のＯＤＤ側がＬｏｗレベル（Ｌ）、ＥＶＥＮ側がＨｉｇｈレベル（Ｈ）となることから、先の同動作状態とは反対の極性の信号が同じ画素に印加される。同様に、次にスイッチＴＦＴ２が閉状態、スイッチＴＦＴ１が開状態のときは、先の同状態と反対の極性の信号が同じ画素に印加される。
【００４０】
これを繰り返すことによって、スイッチＴＦＴ１、２が各々閉状態となって１ラインの各画素に信号が印加されると、その１ラインのどの隣接画素においても各々の信号の極性を反転させることが可能となる。
【００４１】
例えば、対向電極の電位を６ＶのＤＣ電圧で設定し、これに対して信号電圧をＨｉｇｈレベル（Ｈ）、Ｌｏｗレベル（Ｌ）１フィールド周期で変化させることにより交流駆動（ドット反転駆動）を実現できる。この交流駆動は液晶分子の分極作用を減少することができ、液晶分子の帯電、電極表面に存在する絶縁膜の帯電を防止することが可能となる。
【００４２】
上記実施形態では、ドライバＩＣ２０の出力線１本を２本の入力線に分岐して２つのスイッチＴＦＴ１、２で切り換えを行う例を説明したが、本発明はドライバＩＣ２０の出力線１を偶数本の入力線に分岐して信号の切り換えを行うものであれば同様な考えで隣接画素の信号極性を反転させることができる。
【００４３】
図７はドライバＩＣ２０の出力線１本を４本の入力線に分岐してスイッチＴＦＴ１、２、３、４で信号切り換えを行う例を示す図である。この場合のスイッチ回路３０は、分岐した４本の入力線に各々設けられたスイッチＴＦＴ１、２、３、４を複数組備えた構成となっている。この入力線は１ラインに対応する画素のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の順に対応している（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２、…）。
【００４４】
この例においても、先と同様に、同じ符号が付されたスイッチＴＦＴは同じタイミングで開閉動作が行われる。すなわち、各スイッチＴＦＴ１、各スイッチＴＦＴ２、各スイッチＴＦＴ３、各スイッチＴＦＴ４が順に開閉するようになっている。
【００４５】
また、このようにドライバＩＣ２０の出力線１本を４本の入力線に分岐してスイッチＴＦＴ１、２、３、４を設けた構成において、１ラインの隣接画素における信号の極性を反転させるには、１ラインに対応した入力線の並びに沿ってスイッチＴＦＴを１、２、３、４、４、３、２、１、１、２、３、４、…というように並び順の入れ換えを行う。
【００４６】
図８はこのようなスイッチＴＦＴの並びにおける信号の状態を説明する図である。この図において横方向は１ラインに対応する画素を示し、縦方向はスイッチＴＦＴ１、２、３、４の動作順を示している。
【００４７】
すなわち、ドライバＩＣ２０のＯＤＤ側がＨｉｇｈレベル（Ｈ）、ＥＶＥＮ側がＬｏｗレベル（Ｌ）であり、スイッチＴＦＴ１が閉状態、スイッチＴＦＴ２、３、４が開状態のとき、画素の並びにおいて１画素目にＨｉｇｈレベル（Ｈ）、６画素開けて８画素目にＬｏｗレベル（Ｌ）、９画素目にＨｉｇｈレベル（Ｈ）、また６画素開けて１６画素目にＬｏｗレベル（Ｌ）という規則で信号が印加される。
【００４８】
また、スイッチＴＦＴ２が閉状態、スイッチＴＦＴ１、３、４が開状態のとき、２画素目にＬｏｗレベル（Ｌ）、４画素開けて７画素目にＨｉｇｈレベル（Ｈ）、２画素開けて１０画素目にＬｏｗレベル（Ｌ）、また４画素開けて１５画素目にＨｉｇｈレベル（Ｈ）という規則で信号が印加される。
【００４９】
また、スイッチＴＦＴ３が閉状態、スイッチＴＦＴ１、２、４が開状態のとき、３画素目にＨｉｇｈレベル（Ｈ）、２画素開けて６画素目にＬｏｗレベル（Ｌ）、４画素開けて１１画素目にＨｉｇｈレベル（Ｈ）、また２画素開けて１４画素目にＬｏｗレベル（Ｌ）という規則で信号が印加される。
【００５０】
また、スイッチＴＦＴ４が閉状態、スイッチＴＦＴ１、２、３が開状態のとき、４画素目にＬｏｗレベル（Ｌ）、５画素目にＨｉｇｈレベル（Ｈ）、６画素開けて１２画素目にＬｏｗレベル（Ｌ）、１３画素目にＨｉｇｈレベル（Ｈ）という規則で信号が印加される。
【００５１】
このように各スイッチＴＦＴ１、２、３、４が各々１回づつ閉状態となった後は、ドライバＩＣ２０のＯＤＤ側がＬｏｗレベル（Ｌ）、ＥＶＥＮ側がＨｉｇｈレベル（Ｈ）となって再度スイッチＴＦＴ１、２、３、４の順に１回づつ閉状態となる。
【００５２】
この周期では、各スイッチＴＦＴ１、２、３、４が先と同動作状態の場合と反対の極性の信号が対応する同じ画素に印加される。
【００５３】
図９はドライバＩＣの出力線１本を４本の入力線に分割する場合の各種信号のタイミングチャートである。すなわち、ドライバＩＣにおけるＯＤＤ、ＥＶＥＮは各々極性が異なるよう交互にＨｉｇｈレベル、Ｌｏｗレベルを出力する。
【００５４】
また、４つのスイッチＴＦＴの開閉を行う信号Ｓ１〜Ｓ４は、ドライバＩＣのＯＤＤ、ＥＶＥＮの信号に同期してＳ１〜Ｓ４まで順にＨｉｇｈレベルとなり、スイッチＴＦＴ１〜４を順に閉状態にする。
【００５５】
このスイッチＴＦＴ１〜４が順に閉状態となるのに同期して、入力線のＲ１がＨｉｇｈレベル、入力線Ｇ１がＬｏｗレベル、入力線Ｂ１がＨｉｇｈレベル、入力線Ｒ２がＬｏｗレベルとなる。同様に、スイッチＴＦＴ１〜４の閉状態に同期して、入力線Ｇ３がＬｏｗレベル、入力線Ｒ３がＨｉｇｈレベル、入力線Ｂ２がＬｏｗレベル、入力線Ｇ２がＨｉｇｈレベルとなる。
【００５６】
このような動作を繰り返すことで、スイッチＴＦＴ１、２、３、４が各々閉状態となって１ラインの各画素に信号が印加されると、その１ラインのどの隣接画素においても各々の信号の極性を反転させることが可能となる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液晶表示装置によれば次のような効果がある。すなわち、ドライバ回路からＨｉｇｈレベル、Ｌｏｗレベルの信号が交互に出力される場合において、１ラインの隣接画素に各々Ｈｉｇｈレベル、Ｌｏｗレベルの信号を交互に印加することができ、時分割で信号を切り換える場合であっても完全なドット反転駆動を行うことが可能となる。これによって、液晶表示装置のフリッカを低減でき、各ラインごとのコントラストの差をなくすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における液晶表示装置を説明する概略構成図である。
【図２】表示部を説明する概略構成図である。
【図３】ドライバＩＣを説明する概略構成図である。
【図４】ＴＦＴの構造例を説明する断面図である。
【図５】本実施形態の液晶表示装置のスイッチ回路の構成を説明する図である。
【図６】スイッチＴＦＴによる信号の状態を説明する図である。
【図７】４分岐によるスイッチ回路の構成を説明する図である。
【図８】４分岐のスイッチＴＦＴによる信号の状態を説明する図である。
【図９】４分岐の場合の各種信号のタイミングチャートである。
【図１０】従来の液晶表示装置におけるドット反転駆動を説明する図である。
【図１１】従来の液晶表示装置におけるドット反転駆動の信号の状態を説明する図である。
【符号の説明】
１０…表示部、２０…ドライバＩＣ、２１…水平シフトレジスタ回路、２２…サンプリングスイッチ、２３…レベルシフタ回路、２４…メモリラッチ回路、２５…デジタルアナログ変換回路、３０…スイッチ回路、４０…垂直シフトレジスタ回路

Claims

ドライバ回路の出力線から出力される信号を、画素の同じ行の並びに対応して設けられる複数の入力線のいずれかに切り替えるスイッチ回路を備えており、
前記スイッチ回路での信号の切り替えにより、前記ドライバ回路の出力線に対応した前記複数の入力線の単位における隣接する単位で隣り合わせとなる２本の入力線に相異なる極性の信号が同じ開閉タイミングで与えられる
ことを特徴とする電子機器。
複数の画素が配置される表示部と、
ドライバ回路の出力線から出力される信号を、前記表示部の画素の同じ行の並びに対応して設けられる複数の入力線のいずれかに切り替えるスイッチ回路とを備えており、
前記スイッチ回路での信号の切り替えにより、前記ドライバ回路の出力線に対応した前記複数の入力線の単位における隣接する単位で隣り合わせとなる２本の入力線に相異なる極性の信号が同じ開閉タイミングで与えられる
ことを特徴とする表示装置。