JP2010197417A - ディスプレイ装置及びこれを備える電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】開口率を確保しながら漏れ電流を補償可能なアクティブマトリクス型ディスプレイ装置等を提供する。
【解決手段】本発明の一実施例に従うアクティブマトリクス型ディスプレイ装置（１０）は、マトリクス状に配置された複数の画素（３０）を有する。夫々の画素（３０）は、液晶表示素子と、液晶表示素子の駆動を制御する駆動制御スイッチと、駆動制御スイッチを介して液晶表示素子へ供給された画像データを記憶する記憶用コンデンサとを有する。ディスプレイ装置（１０）は、更に、記憶用コンデンサが画像データを保持する保持期間の間、駆動制御スイッチを介するソースライン（１２）への漏れ電流を補償するよう、記憶用コンデンサの液晶表示素子に接続される端子とは逆の端子に所定の電圧を印加する電圧補償手段（２６）を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、マトリクス状に配置された複数の画素を有するアクティブマトリクス型ディスプレイ装置及びこれを備える電子機器に関する。

一般に、液晶表示素子を用いるアクティブマトリクス型ディスプレイ装置では、画素ごとに、液晶表示素子への画像データの書込を制御するスイッチと、画像データ書換の１周期の間そのデータを記憶しておくための記憶用コンデンサとが配置されている。しかし、コンデンサに電荷として保持された画像データは、漏れ電流により時間の経過とともに失われる。このような漏れ電流は画素電圧を低下させ、フリッカの原因となりうる。

例えば、特表２００４−５１８９９３号公報（特許文献１）には、記憶用コンデンサからの漏れ電流を少なくする技術が開示されている。

特表２００４−５１８９９３号公報

しかし、従来技術では、記憶用コンデンサの容量を大きくするか、又は記憶用コンデンサと液晶表示素子との間に増幅回路を挿入することで漏れ電流を補償するため、画素の開口率が小さくなるという問題があった。画素の開口率が小さくなると、例えば、バックライト光源による背面からの照射を必要とする透過型液晶ディスプレイ装置では、バックライト光源の輝度を上げる必要があるため、消費電力が大きくなる。

本発明は、従来技術の問題を鑑み、開口率を確保しながら漏れ電流を補償可能なアクティブマトリクス型ディスプレイ装置及びこれを備える電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、マトリクス状に配置された複数の画素を有し、夫々の画素が、液晶表示素子と、前記液晶表示素子の駆動を制御する駆動制御スイッチと、前記駆動制御スイッチを介して前記液晶表示素子へ供給された画像データを記憶する記憶用コンデンサとを有するアクティブマトリクス型ディスプレイ装置であって、前記記憶用コンデンサが前記画像データを保持する保持期間の間、該記憶用コンデンサの前記液晶表示素子に接続される端子とは逆の端子に所定の電圧を印加する電圧補償手段を有するアクティブマトリクス型ディスプレイ装置が提供される。

これにより、保持期間の間に生ずる画素の漏れ電流が補償され、フリッカの問題が改善され得る。他方で、画素の構造は変更されないので、開口率は従来のまま維持され得る。

本発明の一実施例によれば、前記電圧補償手段は、前記保持期間の間、予めプログラムされた電圧ステップに従って前記所定の電圧を多段階で変化させることができる。更に、望ましくは、前記電圧補償手段は、前記保持期間の間、前記所定の電圧を線形に変化させることができる。

これにより、ディスプレイ装置が用いられる用途及び環境、駆動制御スイッチとして用いられるスイッチング素子の仕様、及び／又はコントローラの性能等に応じて、漏れ電流補償を最適化することができる。

本発明の一実施例によれば、前記電圧補償手段は、ＣＳラインを介して前記記憶用コンデンサへ前記所定の電圧を印加することができる。

このように既存のＣＳラインを用いることで、構造を簡単にすることができる。ただし、本実施例では、ＣＳラインは、少なくとも行毎に独立している必要がある。

本発明の一実施例によれば、望ましくは、前記電圧補償手段は、前記所定の電圧を供給する電圧供給源と、予めプログラムされた電圧ステップを記憶する電圧ステップ記憶部と、前記電圧ステップ記憶部に記憶されている前記電圧ステップに従って、前記保持期間の間前記所定の電圧を多段階で変化させるよう前記電圧供給源を制御する電源制御部とを有する。

本発明の一実施例に従うアクティブマトリクス型ディスプレイ装置は、例えば、ラップトップ型パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯電話、ポータブルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、カーナビゲーション装置又はポータブルゲーム機のような、ユーザへの画像提示のためにディスプレイ装置を備える電子機器で用いられ得る。

本発明により、開口率を確保しながら漏れ電流を補償可能なアクティブマトリクス型ディスプレイ装置及びこれを備える電子機器を提供することが可能となる。

本発明の一実施例に従うディスプレイ装置を備えた電子機器の例である。 本発明の一実施例に従うアクティブマトリクス型ディスプレイ装置の構成を表す。 本発明の一実施例に従う画素の構造を表す。 本発明の一実施例に従う電圧補償部の構成を表す。 本発明の一実施例に従う電圧補償部による漏れ電流補償動作の第１の例を表すタイミングチャートである。 本発明の一実施例に従う電圧補償部による漏れ電流補償動作の第２の例を表すタイミングチャートである。

本発明を実施するための最良の形態を、以下、添付の図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施例に従うディスプレイ装置を備えた電子機器の例である。図１の電子機器１００は、ラップトップ型ＰＣとして表されているが、例えば、携帯電話、ポータブルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、カーナビゲーション装置又はポータブルゲーム機のような他の電子機器であっても良い。電子機器１００は、画像等を表示可能なディスプレイモジュールを備えたディスプレイ装置１０を有する。

図２は、本発明の一実施例に従うアクティブマトリクス型ディスプレイ装置の構成を表す。図２のディスプレイ装置１０は、ディスプレイモジュール２０と、ソースドライバ２２と、ゲートドライバ２４と、電圧補償部２６と、コントローラ２８とを有する。

ディスプレイモジュール２６は、行及び列のマトリクス状に配置された複数の画素３０を有する。各画素３０は、ディスプレイモジュール２０においてソースライン１２及びゲートライン１４の交差領域に位置し、少なくとも１つの液晶表示素子を有する。ソースドライバ２２は、ソースライン１２を介して各画素へ接続され、各画素へ画像データを供給する。ゲートドライバ２４は、ゲートライン１４を介して各画素のオン／オフを制御する。電圧補償部２６は、電圧補償ライン１６を介して各画素へ接続され、各画素へ漏れ電流補償電圧を供給する。コントローラ２８は、ソースドライバ２２、ゲートドライバ２４及び電圧補償部２６を同期させ、それらの動作を制御する。

図３は、本発明の一実施例に従う画素の構造を表す。図３の画素３０は、液晶表示素子３２と、液晶表示素子３２の駆動を制御する駆動制御スイッチ３４と、駆動制御スイッチ３４を介して液晶表示素子３２へ供給された画像データを記憶する記憶用コンデンサ３６とを有する。

液晶表示素子３２は、一方の端子をコモン電極ＣＥに接続され、他方の端子を駆動制御スイッチ３４を介してソースライン１２に接続されている。駆動制御スイッチ３４は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であって、その制御端子をゲートライン１４に接続されている。駆動制御スイッチ３４は、ゲートライン１４がハイ（Ｈｉｇｈ）になることでオンし、ソースライン１２にある電圧を液晶表示素子３２に印加することができる。

記憶用コンデンサ３６は、一方の端子を液晶表示素子３２と駆動制御スイッチ３４との間の接続点に接続され、他方の端子を電圧補償ライン１６に接続されている。本実施例では、電圧補償ライン１６として、一般的な画素構造において記憶用コンデンサ３６に接続されるＣＳラインが用いられ得る。ただし、本実施例では、ＣＳラインは、少なくとも行毎に独立している必要がある。ゲートライン１４がロー（Ｌｏｗ）になることで駆動制御スイッチ３４がオフしている間、記憶用コンデンサ３６は、電荷の形で駆動制御スイッチ３４を介して液晶表示素子に印加された電圧を保持する。しかし、実際には、記憶用コンデンサ３６に蓄えられた電荷は、時間の経過ととともに、駆動制御スイッチ３４によるソースライン１２への漏れ電流として失われる。この漏れ電流を補償するために、電圧保持期間の間、記憶用コンデンサ３６は、電圧補償部２６によって電圧補償ライン１６を介して所定の電圧を印加される。具体的に、記憶用コンデンサ３６による容量結合を利用して、液晶表示素子３２と駆動制御スイッチ３４との間の接続点、正確には、液晶表示素子３２のコモン電極に接続される端子とは逆の端子の電位をシフトさせることで、漏れ電流を補償することができる。

図４は、本発明の一実施例に従う電圧補償部の構成を表す。図４の電圧補償部２６は、電圧補償ライン１６を介して各画素へ所定の電圧を供給する電圧供給源４０と、コントローラ２８からの制御信号に従って電圧供給源４０を制御する電源制御部４２と、予めプログラムされた電圧ステップを記憶する電圧ステップ記憶部４４とを有する。

電圧供給源４０は、多段階で又は線形に電圧を変化させることが可能な可変電圧源である。電源制御部４２は、コントローラ２８から、画素へ電圧保持期間の間補償電圧を供給するよう指示する制御信号を受け取り、電圧ステップ記憶部４４に記憶されている予めプログラムされた電圧ステップに従って、電圧供給源４０から供給される電圧を変化させる。

電圧ステップは、ディスプレイ装置１０の製造時に、ディスプレイ装置１０が用いられる用途及び環境、駆動制御スイッチ３４として用いられるスイッチング素子の仕様、及び／又は電源制御部４２の性能等によって決定される。以下、様々な電圧ステップに従う電圧補償部２６の漏れ電流補償動作について説明する。

図５Ａは、本発明の一実施例に従う電圧補償部による漏れ電流補償動作の第１の例を表すタイミングチャートである。図５Ａにおいて、上からゲート信号（ａ）、ＣＳ電圧（ｂ）、画素電圧（ｃ）の経時変化を表す。

ゲート信号は、ゲートドライバ２４からゲートライン１４を介して画素３０の駆動制御スイッチ３４の制御端子へ供給される信号であって、本実施例では、ハイになることで駆動制御スイッチ３４をオンすることができる。駆動制御スイッチ３４がオンすると、液晶表示素子３２は、ソースドライバ２２からソースライン１２を介して供給される画像データを表す電圧を印加される。

ＣＳ電圧は、電圧補償部２６から電圧補償ライン１６（すなわち、本実施例では、ＣＳライン。）を介して画素３０の記憶用コンデンサへ供給される電圧である。従来技術によれば、ゲート信号がローであって、駆動制御スイッチ３４がオフしている間（すなわち、電圧保持期間。）、ＣＳ電圧は、図中に点線で表されるように一定である。しかし、本例によれば、ＣＳ電圧は、図中に実線で表されるように、電圧保持期間の間、所定の傾きを有して線形に増大又は減少する。

画素電圧は、液晶表示素子３２と駆動制御スイッチ３４との間の接続点、正確には、液晶表示素子３２のコモン電極に接続される端子とは逆の端子にある電圧である。この電圧は、電圧保持期間の間、記憶用コンデンサ３６によって電荷の形で保持される。従来技術によれば、記憶用コンデンサ３６に蓄えられた電荷が、時間の経過ととともに、駆動制御スイッチ３４によるソースライン１２への漏れ電流として失われることで、画素電圧は、図中に点線で表されるように減衰する。しかし、本例によれば、画素電圧は、図中に実線で表されるように、電圧保持期間の間、減衰することなく一定である。これは、電圧保持期間の間、記憶用コンデンサ３６の液晶表示素子３２に接続される端子とは逆の端子に所定の傾きを有して線形に増大又は減少する所定の電圧ΔＶ_ｃｏｍが印加されることによる。

図５Ｂは、本発明の一実施例に従う電圧補償部による漏れ電流補償動作の第２の例を表すタイミングチャートである。図５Ｂにおいて、上からゲート信号（ａ）、ＣＳ電圧（ｂ）、画素電圧（ｃ）の経時変化を表す。

本例によれば、ＣＳ電圧は、図中に実線で表されるように、電圧保持期間内の所定の時点（Ｔ１及びＴ２）で他の一定値へと変化する。これにより、画素電圧は、図中に実線で表されるように、電圧保持期間内の所定の時点（Ｔ１及びＴ２）までは従来技術の場合と同じように漏れ電流により減衰するが、所定の時点に達すると減衰を補償するようＣＳ電圧の変化分ΔＶ_ｃｏｍだけ増大又は減少する。

このように、本発明の一実施例に従う電圧補償部２６は、電圧保持期間の間、記憶用コンデンサ３６の液晶表示素子３２に接続される端子とは逆の端子に所定の電圧を印加することで、漏れ電流による画素電圧の低下を補償することができる。よって、画素電圧の低下によって生ずるフリッカの問題が回避され得る。他方で、本実施例によれば、画素の構造は変更されないので、画素の開口率は従来のまま維持され得る。

以上、発明を実施するための最良の形態について説明を行ったが、本発明は、この最良の形態で述べた実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を損なわない範囲で変更することが可能である。

例えば、上述した実施例では、電圧補償部２６は、コントローラ２８から制御信号を受け取って、各画素へ予めプログラムされた電圧ステップに従って補償電圧を供給したが、代替的に、ゲートドライバ２４から直接にゲート信号のハイ／ローを表す信号を受け取るよう構成されても良い。

また、上述した実施例では、電圧補償ライン１６は画素マトリクスの行毎に設けられたが、ドット反転駆動、水平若しくは垂直ライン反転駆動又はフレーム反転駆動等のディスプレイ装置の駆動方式に従って、行毎に限らず列毎又は画素毎に設けられても良い。

１０ ディスプレイ装置
１００ 電子機器
１２ ソースライン
１４ ゲートライン
１６ 電圧補償ライン
２０ ディスプレイモジュール
２２ ソースドライバ
２４ ゲートドライバ
２６ 電圧補償部
２８ コントローラ
３０ 画素
３２ 液晶表示素子
３４ 駆動制御スイッチ
３６ 記憶用コンデンサ

Claims (6)

1. マトリクス状に配置された複数の画素を有するアクティブマトリクス型ディスプレイ装置であって、
   夫々の画素は、
   液晶表示素子と、
   前記液晶表示素子の駆動を制御する駆動制御スイッチと、
   前記駆動制御スイッチを介して前記液晶表示素子へ供給された画像データを記憶する記憶用コンデンサとを有し、
   当該ディスプレイ装置は、
   前記記憶用コンデンサが前記画像データを保持する保持期間の間、該記憶用コンデンサの前記液晶表示素子に接続される端子とは逆の端子に所定の電圧を印加する電圧補償手段を有する、アクティブマトリクス型ディスプレイ装置。
2. 前記電圧補償手段は、前記保持期間の間、予めプログラムされた電圧ステップに従って前記所定の電圧を多段階で変化させる、請求項１記載のアクティブマトリクス型ディスプレイ装置。
3. 前記電圧補償手段は、前記保持期間の間、前記所定の電圧を線形に変化させる、請求項２記載のアクティブマトリクス型ディスプレイ装置。
4. 前記電圧補償手段は、ＣＳラインを介して前記記憶用コンデンサへ前記所定の電圧を印加する、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のアクティブマトリクス型ディスプレイ装置。
5. 前記電圧補償手段は、
   前記所定の電圧を供給する電圧供給源と、
   予めプログラムされた電圧ステップを記憶する電圧ステップ記憶部と、
   前記電圧ステップ記憶部に記憶されている前記電圧ステップに従って、前記保持期間の間前記所定の電圧を多段階で変化させるよう前記電圧供給源を制御する電源制御部と
   を有する、請求項１記載のアクティブマトリクス型ディスプレイ装置。
6. 請求項１乃至５のうちいずれか一項記載のアクティブマトリクス型ディスプレイ装置ディスプレイ装置を備える電子機器。

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