JP4241850B2 - 液晶装置、液晶装置の駆動方法、および電子機器 - Google Patents
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Description
すなわち、走査線に選択電圧を順次供給することで、ある走査線に接続されたTFTを全てオン状態にして、この走査線に係る画素を全て選択する。そして、これら画素の選択に同期して、データ線に画像信号を供給する。すると、選択した全ての画素に、オン状態のTFTを介して画像信号が供給され、この画像信号に基づく画像電圧が画素電極に書き込まれる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る液晶装置1のブロック図である。
液晶装置1は、液晶パネルAAと、液晶パネルAAに対向配置されて光を出射するバックライト41と、を備える。この液晶装置1は、バックライト41からの光を利用して、透過型の表示を行う。
液晶パネルAAは、所定間隔おきに交互に設けられた320行の走査線Y1〜Y320および320行の共通線Z1〜Z320と、これら走査線Y1〜Y320および共通線Z1〜Z320に交差するように設けられた240列のデータ線X1〜X240と、を備える。各走査線Yおよび各データ線Xの交差部分には、画素50が設けられている。
本実施形態では、TFT51は、逆スタガ型のアモルファスシリコンTFTであり、走査線Yとデータ線Xとの交差部の近傍には、このTFT51が形成される領域50C(図2中破線で囲まれた部分)が設けられている。
素子基板60は、ガラス基板68を有し、このガラス基板68の上には、ガラス基板68の表面荒れや汚れによるTFT51の特性の変化を防止するために、素子基板60の全面に亘って下地絶縁膜(図示省略)が形成されている。
走査線Yは、隣接する画素50の境界に沿って設けられ、データ線Xとの交差部の近傍において、TFT51のゲート電極511を構成する。
上述のように、走査線Yの上には、ゲート絶縁膜62が形成され、このゲート絶縁膜62の上には、データ線Xが形成されている。このため、データ線Xは、走査線Yとはゲート絶縁膜62により絶縁されている。
この画素電極55には、自身と共通電極56との間で、フリンジフィールド(電界E)を発生させるための複数のスリット55Aが所定間隔おきに設けられている。すなわち、液晶装置1の液晶は、FFSモードで動作する。
対向基板70は、ガラス基板74を有し、このガラス基板74の上のうち走査線Yに対向する位置には、ブラックマトリクスとしての遮光膜71が形成されている。また、ガラス基板74の上のうち遮光膜71が形成されている領域を除く領域には、カラーフィルタ72が形成されている。
ここで、データ線駆動回路20は、共通電極56の電圧よりも電位の高い正極性の画像信号をデータ線Xに供給して、この正極性の画像信号に基づく画像電圧を画素電極55に書き込む正極性書込と、共通電極56の電圧よりも電位の低い負極性の画像信号をデータ線Xに供給して、この負極性の画像信号に基づく画像電圧を画素電極55に書き込む負極性書込と、を1水平ラインごとに交互に行う。
すなわち、まず、制御回路30から共通線Zに電圧VCOMLまたは電圧VCOMHのいずれかを選択的に供給する。
具体的には、各共通線Zには、1フレーム期間ごとに、電圧VCOMLと電圧VCOMHとを交互に供給する。例えば、ある1フレーム期間において、p行目の共通線Zp(pは、1≦p≦320を満たす整数)に電圧VCOMLを供給した場合、次の1フレーム期間では、共通線Zpに電圧VCOMHを供給する。一方、ある1フレーム期間において、共通線Zpに電圧VCOMHを供給した場合、次の1フレーム期間では、共通線Zpに電圧VCOMLを供給する。
また、隣接する共通線Zには、互いに異なる電圧を供給する。例えば、ある1フレーム期間において、共通線Zpに電圧VCOMLを供給した場合、同一の1フレーム期間において、(p−1)行目の共通線Z(p−1)と、(p+1)行目の共通線Z(p+1)と、に電圧VCOMHを供給する。一方、ある1フレーム期間において、共通線Zpに電圧
VCOMHを供給した場合、同一の1フレーム期間において、共通線Z(p−1)と共通線Z(p+1)とに電圧VCOMLを供給する。
制御回路30は、320行の走査線Y1〜Y320に対応して、320個の単位制御回路P1〜P320を備える。各単位制御回路Pには、電圧VCOMLと、電圧VCOMHと、電圧VCOMLまたは電圧VCOMHのいずれかを選択する極性信号POLと、が供給される。
q行目(qは、2≦q≦319を満たす整数)の走査線Yqに対応して設けられたラッチ回路Qqは、否定論理和演算回路(以降、NOR回路と呼ぶ)31と、第1のインバータ32と、第2のインバータ33と、第1のクロックドインバータ34と、第2のクロックドインバータ35と、を備える。
すなわち、走査線Y(q−1)と走査線Y(p+1)とのうち少なくともいずれかに選択電圧が供給されると、ラッチ回路Qqが備えるNOR回路31は、Lレベルの信号を出力する。このLレベルの信号は、第1のクロックドインバータ34の反転入力制御端子に入力されるとともに、第1のインバータ32で反転され、Hレベルの信号として第1のクロックドインバータ34の非反転入力端子に入力される。このため、第1のクロックドインバータ34は、オン状態となり、極性信号POLを反転して出力する。この第1のクロクドインバータ34から反転して出力された極性信号POLは、第2のインバータ33により反転されて出力される。
ラッチ回路Q1、Q320は、上述のラッチ回路Qqと比べて、NOR回路31の代わりに、Lレベルの信号を出力する低電位電源VLLを備える。その他の構成は、上述のラッチ回路Qqと同様である。
すなわち、低電位電源VLLからは、常にLレベルの信号が出力される。このLレベルの信号は、第1のクロックドインバータ34の反転入力制御端子に入力されるとともに、第1のインバータ32で反転され、Hレベルの信号として第1のクロックドインバータ34の非反転入力制御端子に入力される。このため、第1のクロックドインバータ34は、常にオン状態となり、常に極性信号POLを反転して出力する。この第1のクロックドインバータ34から反転して出力された極性信号POLは、第2のインバータ33により反転されて出力される。以上のように、ラッチ回路Q1、Q320は、常に極性信号POLを取り込む。
すなわち、ラッチ回路Qが備える第2のインバータ33からLレベルの極性信号POLが出力されると、このLレベルの極性信号POLは、第1のトランスファゲート37の反転入力制御端子に入力されるとともに、インバータ36で反転され、Hレベルの極性信号POLとして第1のトランスファゲート37の非反転入力制御端子に入力される。このため、第1のトランスファゲート37は、オン状態となる。
図5は、制御回路30のタイミングチャートである。
また、時刻t4と同様に、単位制御回路P2は、電圧VCOMHを出力するので、この単位制御回路P2に接続された共通線Z2は、電圧VCOMHとなる。
図6は、液晶装置1の正極性書込時のタイミングチャートである。図7は、液晶装置1の負極性書込時のタイミングチャートである。図6、7において、GATE(r)は、320行の走査線Yのうちr行目(rは、1≦r≦320を満たす整数)の走査線Yrの電圧であり、SOURCE(s)は、240列のデータ線Xのうちs列目(sは、1≦s≦240を満たす整数)のデータ線Xsの電圧である。また、PIX(r、s)は、r行目の走査線Yrと、s列目のデータ線Xsと、の交差に対応して設けられたr行s列目の画素50が備える画素電極55の電圧である。また、VCOM(r)は、r行目の共通線Zrに接続された共通電極56の電圧である。
時刻t21において、制御回路30により、共通線Zrに電圧VCOMLを供給する。すると、共通線Zrに接続された共通電極56の電圧VCOM(r)は、徐々に低下して、時刻t22では、電圧VCOMLとなる。
共通線Zrに接続された共通電極56の電圧VCOM(r)が低下すると、r行s列目の画素50が備える画素電極55の電圧PIX(r、s)は、電圧VCOM(r)と電圧PIX(r、s)との電位差を保つように低下する。このため、r行s列目の画素50が備える画素電極55の電圧PIX(r、s)は、徐々に低下して、時刻t22では、電圧VP1となる。
データ線Xsの電圧SOURCE(s)は、正極性の画像信号に基づく画像電圧として、走査線Yrに接続されたオン状態のTFT51を介して、r行s列目の画素50が備える画素電極55に書き込まれる。このため、r行s列目の画素50が備える画素電極55の電圧PIX(r、s)は、徐々に上昇して、時刻t26では、データ線Xsの電圧SOURCE(s)と同電位である電圧VP3となる。
時刻t31において、制御回路30により、共通線Zrに電圧VCOMHを供給する。すると、共通線Zrに接続された共通電極56の電圧VCOM(r)は、徐々に上昇して、時刻t32では、電圧VCOMHとなる。共通線Zrに接続された共通電極56の電圧VCOM(r)が上昇すると、r行s列目の画素50が備える画素電極55の電圧PIX(r、s)は、電圧VCOM(r)と電圧PIX(r、s)との電位差を保つように上昇する。このため、r行s列目の画素50が備える画素電極55の電圧PIX(r、s)は、徐々に上昇して、時刻t32では、電圧VP6となる。
データ線Xsの電圧SOURCE(s)は、負極性の画像信号に基づく画像電圧として、走査線Yrに接続されたオン状態のTFT51を介して、r行s列目の画素50が備える画素電極55に書き込まれる。このため、r行s列目の画素50が備える画素電極55の電圧PIX(r、s)は、徐々に低下して、時刻t36では、データ線Xsの電圧SOURCE(s)と同電位である電圧VP4となる。
(1)電圧VCOMLを共通線Zに供給して、共通電極56の電圧を電圧VCOMLとした後に、正極性の画像信号をデータ線Xに供給して、正極性の画像電圧を画素電極55に書き込んだ。また、電圧VCOMHを共通線Zに供給して、共通電極56の電圧を電圧VCOMHとした後に、負極性の画像信号をデータ線Xに供給して、負極性の画像電圧を画素電極55に書き込んだ。このため、上述した従来例のように、蓄積容量53と画素容量54との間で電荷が移動しないので、蓄積容量53に特性ばらつきが発生しても、画素電極55の電圧にばらつきが生じない。よって、表示品位の低下を抑制できる。
図8は、本発明の第2実施形態に係る制御回路30Aのブロック図である。
本実施形態では、1行目の走査線Y1に対応して設けられたラッチ回路Q1Aと、320行目の走査線Y320に対応して設けられたラッチ回路Q320Aと、の構成が、第1実施形態のラッチ回路Q1、Q320とは異なる。その他の構成については、第1実施形態と同様であり、説明を省略する。
すなわち、走査線Y1に選択電圧が供給されると、ラッチ回路Q1Aが備える第3のインバータ39は、Lレベルの信号を出力する。このLレベルの信号は、第1のクロックドインバータ34の反転入力制御端子に入力されるとともに、第1のインバータ32で反転され、Hレベルの信号として第1のクロックドインバータ34の非反転入力端子に入力される。このため、第1のクロックドインバータ34は、オン状態となり、極性信号POLを反転して出力する。この第1のクロックドインバータ34から反転して出力された極性信号POLは、第2のインバータ33により反転されて出力される。
図9に示す制御回路30Aのタイミングチャートでは、図5に示した第1実施形態の制御回路30のタイミングチャートと比べて、共通線Z1、Z320の電圧が変動するタイミングが異なる。
(8)図2に示したように、共通電極56は、1水平ラインごとに分割されている。このため、共通電極56の電圧が隣接する1水平ラインごとに異なると、これらの間で電界が発生して、液晶の配向や秩序が微妙に変化する場合がある。特に、第1実施形態では、図5で示したように、時刻t6〜t7の期間において、共通線Z319の電圧は、電圧VCOMHであり、共通線Z320の電圧は、電圧VCOMLである。ここで、時刻t6〜t7の期間は、走査線駆動回路10により走査線Yを選択する期間の3倍の期間に相当する。このため、時刻t6〜t7の期間において、共通線Z319に接続された共通電極56と、共通線Z320に接続された共通電極56と、の間で電界が発生して、液晶の配向や秩序が大きく変化する場合があった。そこで、走査線Y320に選択電圧が供給されると同時に、共通線Z320の電圧の極性を反転させ、共通線Z319の電圧と、共通線Z320の電圧と、が異なる期間を時刻t42〜t43の期間とした。ここで、時刻t42〜t43の期間は、走査線駆動回路10により走査線Yを選択する期間の2倍の期間に相当するので、第1実施形態と比べて、共通線Z319の電圧と、共通線Z320の電圧と、が異なる期間が短い。このため、第1実施形態と比べて、共通線Z319に接続された共通電極56と、共通線Z320に接続された共通電極56と、の間で電界が発生して、液晶の配向や秩序が変化するのを抑制できる。
図10は、本発明の第3実施形態に係る画素50Aの拡大平面図である。
本実施形態では、画素50Aが補助共通線ZAおよびコンタクト部58を備える点が、第1実施形態の画素50とは異なる。その他の構成については、第1実施形態と同様であり、説明を省略する。
(9)1水平ラインごとに分割して設けられた共通電極56に対応して導電性の金属からなる補助共通線ZAを設け、導電性の金属からなるコンタクト部58を介して、共通電極56および共通線Zと、補助共通線ZAと、を接続した。よって、共通電極56および共通線Zの時定数を小さくできる。
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、上述の各実施形態では、320行の走査線Yと、240列のデータ線Xと、を備えるものとしたが、これに限らず、例えば、480行の走査線Yと、640列のデータ線Xと、を備えてもよい。
ここで、例えば、共通電極56を2水平ラインごとに分割して設けた場合には、制御回路30は、電圧VCOMLと電圧VCOMHとを、各共通電極56に接続された2つの共通線Zごとに、交互に供給する。また、データ線駆動回路20は、正極性書込と負極性書込とを、共通電極56に対応する2水平ラインごとに交互に行う。
次に、上述した第1実施形態に係る液晶装置1を適用した電子機器について説明する。
図11は、液晶装置1を適用した携帯電話機の構成を示す斜視図である。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001およびスクロールボタン3002、ならびに液晶装置1を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、液晶装置1に表示される画面がスクロールされる。
Claims (9)
- 第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と第2の基板との間に設けられた液晶と、を備える液晶装置であって、
前記第1の基板に設けられた複数の走査線と、
前記第1の基板に設けられた複数のデータ線と、
前記複数の走査線と前記複数のデータ線との交差に対応して設けられた複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子に接続される複数の画素電極と、
前記画素電極に対応して設けられた共通電極と、
第1電圧と、当該第1電圧よりも電位の高い第2電圧と、を交互に前記共通電極に供給する制御回路と、
前記第1電圧よりも電位の高い正極性の画像信号と、前記第2電圧よりも電位の低い負極性の画像信号と、を交互に前記複数のデータ線に供給するデータ線駆動回路と、を備えて、
前記第1電圧を前記共通電極に供給した後に、選択信号を前記走査線に供給し、前記正極性の画像信号を前記データ線に供給し、
前記第2電圧を前記共通電極に供給した後に、選択信号を前記走査線に供給し、前記負極性の画像信号を前記データ線に供給することを特徴とする液晶装置。 - 請求項1に記載の液晶装置において、
前記共通電極が前記第1の基板に形成されてなることを特徴とする液晶装置。 - 請求項2に記載の液晶装置において、
前記共通電極は複数に分割されており、複数に分割されたうちの一の前記共通電極に前記第1の電圧及び前記第2電圧のいずれか一方の電圧が供給される期間に、他の一の前記共通電極には他方の電圧が供給されるよう構成されてなることを特徴とする液晶装置。 - 請求項3に記載の液晶装置において、
前記共通電極は、一水平ライン毎に分割されてなることを特徴とする液晶装置。 - 請求項1に記載の液晶装置において、
前記制御回路は、前記第1電圧または前記第2電圧のいずれかを選択する極性信号が供給される単位制御回路を備えてなり、
前記単位制御回路は、
前記極性信号を保持するラッチ回路と、
前記ラッチ回路により保持した前記極性信号に応じて、前記第1電圧または前記第2電圧のいずれかを選択的に出力する選択回路と、を備えることを特徴とする液晶装置。 - 請求項5に記載の液晶装置において、
前記制御回路は、前段の前記走査線に供給された前記選択信号に応じて、前記極性信号を出力することを特徴とする液晶装置。 - 複数の走査線と、複数のデータ線と、前記複数の走査線と前記複数のデータ線との交差に対応して設けられた複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子に接続される複数の画素電極と、前記画素電極に対応して設けた共通電極と、を備える液晶装置を駆動する方法であって、
第1電圧と、当該第1電圧よりも電位の高い第2電圧と、を交互に前記共通電極に供給する手順と、
前記第1電圧よりも電位の高い正極性の画像信号と、前記第2電圧よりも電位の低い負極性の画像信号と、を交互に前記複数のデータ線に供給する手順と、を含み、
前記第1電圧を前記共通電極に供給した後に、前記正極性の画像信号を前記データ線に供給する正極性書込手順と、
前記第2電圧を前記共通電極に供給した後に、前記負極性の画像信号を前記データ線に供給する負極性書込手順と、を備えることを特徴とする液晶装置の駆動方法。 - 請求項7に記載の液晶装置を駆動する方法であって、
前記共通電極が複数に分割されており、
複数に分割された共通電極のうち一の共通電極に前記第1電圧及び前記第2電圧のうちの一方の電圧が供給されている間、他の一の共通電極には他の電圧が供給されることを特徴とする液晶装置の駆動方法。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載の液晶装置を備える電子機器。
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