JP5386441B2 - 液晶表示装置、液晶表示装置の駆動方法、及び、電子機器 - Google Patents

液晶表示装置、液晶表示装置の駆動方法、及び、電子機器 Download PDF

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Description

本発明は、液晶表示装置、液晶表示装置の駆動方法、及び、電子機器に関し、特に、所謂画素内セレクタ駆動方式を採る液晶表示装置、当該液晶表示装置の駆動方法、及び、当該液晶表示装置を有する電子機器に関する。
液晶表示装置の中には、複数の副画素からなる画素(主画素)単位で信号線を配線し、当該信号線を通して与えられる、階調を反映した信号電位を、複数の副画素に対して画素内のセレクタ部によって順番に書き込む、所謂画素内セレクタ駆動方式を採る構成のものがある。以下、画素内に設けられるセレクタ部を「画素内セレクタ部」と記述する場合もある。
画素内セレクタ駆動方式を採る液晶表示装置は、複数の副画素に対して共通に設けられた第1のスイッチ素子と、複数の副画素毎に設けられた複数の第2のスイッチ素子とが画素単位で配設された構成となっている(例えば、特許文献1参照)。第1のスイッチ素子は、その一端が信号線に接続されて設けられる。また、複数の第2のスイッチ素子は、複数の副画素(具体的には、液晶容量)の画素電極と第1のスイッチ素子の他端との間に接続されて設けられる。
そして、画素内セレクタ部は、第1のスイッチ素子及び複数の第2のスイッチ素子によって構成される。この画素内セレクタ部において、第1のスイッチ素子のオン期間において、複数の第2のスイッチ素子を順番にオン/オフ駆動することにより、信号線を通して与えられる、階調を反映した信号電位が、複数の副画素に対して順番に書き込まれることになる。
ここで、画素内セレクタ部において、複数の副画素に対する信号電位の書き込みをより確実に行うには、複数の副画素の各々に対する信号電位の書き込み期間をできるだけ長く確保(設定)するのがよい。書き込み期間をできるだけ長く確保するには、必然的に、第1のスイッチ素子のオン期間を最大限に活用することになる。
そして、第1のスイッチ素子のオン期間を最大限に活用する場合には、順番にオン/オフ駆動される複数の第2のスイッチ素子のうち、最後にオン/オフ駆動される第2のスイッチ素子がオフするタイミングが、第1のスイッチ素子がオフするタイミングと同じになる。何故なら、第1のスイッチ素子のオン期間を、複数の第2のスイッチ素子のオン期間として均等割りすることになるからである。
特開2009−98234号公報
ところで、スイッチ素子の制御電極と配線との間には、通常、寄生容量が存在する。そして、複数の第2のスイッチ素子が容量素子に信号電位を書き込んだ後オフするタイミングでは、寄生容量によるカップリング(容量カップリング)によって容量素子の信号電位が若干変動する。
このとき、上述したように、最終の第2のスイッチ素子と第1のスイッチ素子とが同じタイミングでオン状態からオフ状態に遷移すると、最終書き込みが行われる副画素では、2つのスイッチ素子の寄生容量によってカップリング量が2倍程度になる。すなわち、最終書き込みが行われる副画素のカップリング量が、それ以前に書き込みが行われる副画素のカップリング量と異なる、換言すれば、寄生容量によるカップリングによって副画素に及ぶ条件が複数の副画素間で異なる。
ここで、複数の副画素を、例えば、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の副画素の場合を考える。この場合、スイッチ素子の寄生容量によるカップリングの条件(カップリング量)が複数の副画素間で異なると、最終書き込みが行われる色の副画素では、他の色の副画素に比べて、本来書き込まれるべき信号電位からの変動量が大きくなるため、色バランスが崩れることになる。
そこで、本発明は、画素内セレクタ駆動方式を採るに当たって、スイッチ素子の制御電極に付く寄生容量によるカップリングによって副画素に及ぶ条件が複数の副画素で同じになるようにした液晶表示装置、液晶表示装置の駆動方法、及び、電子機器を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は、1つの画素を構成する複数の副画素に対して共通に設けられ、一端が信号線に接続された第1のスイッチ素子と、前記複数の副画素毎に設けられ、各副画素の画素電極と前記第1のスイッチ素子の他端との間に接続された複数の第2のスイッチ素子とが画素単位で配設されてなる液晶表示装置において、前記第1のスイッチ素子のオン期間において前記複数の第2のスイッチ素子を順番にオン/オフ駆動するとともに、当該順番の最後にオン状態になる第2のスイッチ素子をオフ状態にした後、前記複数の第2のスイッチ素子の制御電極に付く寄生容量によるカップリングの条件が前記複数の副画素間で同じになるように、一定期間が経過してから前記第1のスイッチ素子をオフ状態にする駆動を行う駆動部を備え、前記複数の副画素は各々、前記第1のスイッチ素子及び前記複数の第2のスイッチ素子の各々を通して前記信号線から与えられる、階調を反映した信号電位を保持する容量素子を有する構成を採っている。
上記構成の液晶表示装置において、第1のスイッチ素子のオン期間に複数の第2のスイッチ素子を順番にオン/オフ駆動する際に、最後にオン状態になる最終の第2のスイッチ素子をオフ状態にした後に第1のスイッチ素子をオフ状態にする。ここで、「最終の第2のスイッチ素子をオフ状態にした後に第1のスイッチ素子をオフ状態にする」ということは、第1のスイッチ素子がオフするタイミングが最終の第2のスイッチ素子がオフするタイミングと同じタイミングでないということである。従って、最終の第2のスイッチ素子をオフ状態にした後、一定期間が経過してから第1のスイッチ素子をオフ状態にする場合も含む。
このように、最終の第2のスイッチ素子をオフ状態にした後に第1のスイッチ素子をオフ状態にすることで、最終の第2のスイッチ素子がオフするタイミングと第1のスイッチ素子がオフするタイミングとが異なる。すなわち、第1のスイッチ素子のオン期間内において、複数の第2のスイッチ素子が順番にオン/オフ動作を行う。これにより、複数の第2のスイッチ素子のいずれのスイッチ素子のオフ時においても、スイッチ素子の制御電極に付く寄生容量によるカップリングの条件が複数の副画素間で同じなる。
本発明によれば、画素内セレクタ駆動方式を採るに当たって、スイッチ素子の制御電極に付く寄生容量によるカップリングによって副画素に及ぶ条件を複数の副画素間で同じにすることができる。
本発明が適用されるアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成の概略を示すシステム構成図である。 液晶表示パネル(液晶表示装置)の断面構造の一例を示す断面図である。 画素内セレクタ駆動方式を採用する画素回路の基本的な構成例を示す回路図である。 第1のスイッチ素子のオン期間を最大限に活用する場合のタイミング関係を示すタイミング波形図である。 本発明の一実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置の画素の構成例を示す回路図である。 本実施形態に係る液晶表示装置における画素回路の動作の説明に供するタイミング波形図である。 実施例1に係る画素回路を示す回路図である。 実施例1に係る画素回路のアナログ表示モードの動作説明に供するタイミング波形図である。 実施例1に係る画素回路のメモリ表示モードにおけるリフレッシュ動作の動作説明に供するタイミング波形図である。 実施例1に係る画素回路におけるある走査線についてのメモリ表示モードにおける動作の説明に供するタイミング波形図である。 実施例2に係る画素回路を示す回路図である。 実施例2に係る画素回路のアナログ表示モードの動作説明に供するタイミング波形図である。 実施例2に係る画素回路のメモリ表示モードにおけるリフレッシュ動作の動作説明に供するタイミング波形図である。 実施例2に係る画素回路におけるある走査線についてのメモリ表示モードにおける動作の説明に供するタイミング波形図である。 本発明が適用されるテレビジョンセットの外観を示す斜視図である。 本発明が適用されるデジタルカメラの外観を示す斜視図であり、(A)は表側から見た斜視図、(B)は裏側から見た斜視図である。 本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を示す斜視図である。 本発明が適用されるビデオカメラの外観を示す斜視図である。 本発明が適用される携帯電話機を示す外観図であり、(A)は開いた状態での正面図、(B)はその側面図、(C)は閉じた状態での正面図、(D)は左側面図、(E)は右側面図、(F)は上面図、(G)は下面図である。
以下、発明を実施するための形態(以下、「実施形態」と記述する)について図面を用いて詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.本発明が適用される液晶表示装置
1−1.システム構成
1−2.パネル断面構造
1−3.画素内セレクタ駆動方式
2.実施形態に係る液晶表示装置の説明
2−1.実施例1(インバータ回路を用いる例)
2−2.実施例2(ラッチ回路を用いる例)
3.変形例
4.適用例(電子機器)
<1.本発明が適用される液晶表示装置>
[1−1.システム構成]
図1は、本発明が適用されるアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成の概略を示すシステム構成図である。液晶表示装置は、少なくとも一方が透明な2枚の基板(図示せず)が所定の間隔をもって対向して配置され、これら2枚の基板間に液晶が封入されたパネル構造となっている。
本適用例に係る液晶表示装置10は、液晶容量を含む複数の画素20と、当該画素20が行列状に2次元配列されてなる画素アレイ部30と、当該画素アレイ部30の周辺に配置された駆動部とを有する構成となっている。当該駆動部は、信号線駆動部40、制御線駆動部50及び駆動タイミング発生部60などからなり、例えば、画素アレイ部30と同じ基板(液晶表示パネル11A)上に集積され、画素アレイ部30の各画素20を駆動する。
ここで、液晶表示装置10がカラー表示対応の場合は、1つの画素は複数の副画素(サブピクセル)から構成され、この副画素の各々が画素20に相当することになる。より具体的には、カラー表示用の液晶表示装置では、1つの画素は、赤色(R)光の副画素、緑色(G)光の副画素、青色(B)光の副画素の3つの副画素から構成される。
但し、1つの画素としては、R,G,Bの3原色の副画素の組み合わせに限られるものではなく、3原色の副画素に更に1色あるいは複数色の副画素を加えて1つの画素を構成することも可能である。より具体的には、例えば、輝度向上のために白色光の副画素を加えて1つの画素を構成したり、色再現範囲を拡大するために補色光の少なくとも1つの副画素を加えて1つの画素を構成したりすることも可能である。
図1において、画素アレイ部30のm行n列の画素配列に対して、列方向に沿って信号線311〜31n(以下、単に「信号線31」と記述する場合もある)が画素列毎に配線されている。また、行方向に沿って制御線321〜32m(以下、単に「制御線32」と記述する場合もある)が画素行毎に配線されている。ここで、列方向とは画素列の画素の配列方向(即ち、垂直方向)を言い、行方向とは画素行の画素の配列方向(即ち、水平方向)を言う。
信号線311〜31nの各一端は、信号線駆動部40の列に対応した各出力端に接続されている。信号線駆動部40は、任意の階調を反映した信号電位Vsigを、対応する信号線31に対して出力するように動作する。
図1では、制御線321〜32mについて、1本の配線として示しているが、1本に限られるものではない。実際には、制御線321〜32mは複数本の配線からなる。この制御線321〜32mの各一端は、制御線駆動部50の行に対応した各出力端に接続されている。制御線駆動部50は、信号線駆動部40から信号線311〜31nに出力された、階調を反映した信号電位Vsigの画素20に対する書き込み動作の制御を行う。
駆動タイミング発生部(TG;タイミングジェネレータ)60は、信号線駆動部40及び制御線駆動部50に対して、これら駆動部40,50を駆動するための各種の駆動パルス(タイミング信号)を供給する。
[1−2.パネル断面構造]
図2は、液晶表示パネル(液晶表示装置)の断面構造の一例を示す断面図である。図2に示すように、液晶表示パネル10Aは、所定の間隔をもって対向して設けられた2枚のガラス基板11,12と、これらガラス基板11,12間に封入された液晶層13とを有する構成となっている。
一方のガラス基板11の外側表面には偏光板14が設けられ、内側表面には配向膜15が設けられている。他方のガラス基板12についても同様に、外側表面には偏光板16が設けられ、内側表面には配向膜17が設けられている。配向膜15,17は、液晶層13の液晶分子群を一定方向に配列させるための膜である。この配向膜15,17としは、一般的に、ポリイミド膜が使用される。
また、他方のガラス基板12には、画素電極18及び対向電極19が透明導電膜によって形成されている。本構造例の場合、画素電極18は、櫛歯状に加工された例えば5本の電極枝18Aを有し、これら電極枝18Aの両端を連結部(図示せず)で連結した構造となっている。一方、対向電極19は、電極枝18Aよりも下側(ガラス基板12側)に画素アレイ部30の領域の全体を覆うように形成されている。
この櫛歯状の画素電極18及び対向電極19による電極構造により、電極枝18Aと対向電極19との間には、図2に破線で示すように、放射線状の電界が発生する。これにより、画素電極18の上面側の領域に対しても、電界の影響を与えることができる。このため、画素アレイ部30の領域全体に亘って、液晶層13の液晶分子群を所望の配向方向に向けることができる。
[1−3.画素内セレクタ駆動方式]
上記構成の本適用例に係る液晶表示装置10は、画素内セレクタ駆動方式を採用している。この画素内セレクタ駆動方式は、前にも述べたように、1つの画素(主画素)が複数の副画素からなるとき、主画素の単位で信号線を配線し、当該信号線を通して与えられる、階調を反映した信号電位を、複数の副画素に対して画素内セレクタ部によって順番に書き込む駆動方式である。
図1では、画素20を副画素としたとき、副画素の単位で信号線31が配線される基本的なシステム構成を示している。これに対して、画素内セレクタ駆動方式を採用する場合は、1つの画素(主画素)が例えば赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3原色の副画素20R,20G,20Bによって構成されるとき、主画素の単位で信号線31が配線されることになる。
図3は、画素内セレクタ駆動方式を採用する画素回路の基本的な構成例を示す回路図であり、図中、図1と同等部位には同一符号を付して示している。図3において、1つの画素(画素回路)20は、例えば、R,G,Bの副画素20R,20G,20Bによって構成されている。
赤色に対応する副画素20Rは、液晶容量21R及び容量素子22Rを有する。液晶容量21Rは、画素電極(図2の画素電極18に相当)と当該画素電極に対向して形成される対向電極(図2の対向電極19に相当)との間で画素(副画素)単位で発生する容量を意味する。液晶容量21Rの対向電極には、コモン電位VCOMが全画素共通に与えられる。液晶容量21Rの画素電極は、容量素子22Rの一方の電極と電気的に共通に接続されている。
容量素子22Rは、信号線31から後述する書き込み動作によって書き込まれる、階調を反映した信号電位Vsigを保持する。以降、容量素子22Rを保持容量22Rと記述することとする。保持容量22Rの他方の電極には、当該保持容量22Rが保持する信号電位Vsigの基準となる電位(以下、「CS電位」と記述する)VCSが与えられる。このCS電位VCSは、コモン電位VCOMとほぼ同電位に設定される。
同様に、緑色に対応する副画素20Gは、液晶容量21G及び保持容量22Gを有し、青色に対応する副画素20Bは、液晶容量21B及び保持容量22Bを有する。液晶容量21G及び保持容量22G、並びに、液晶容量21B及び保持容量22Bの接続関係は、基本的に、副画素20Rの場合と同じである。
副画素20R,20G,20Bからなる画素20内には、信号線31を通して与えられる、階調を反映した信号電位Vsigを、副画素20R,20G,20Bに対して順番に書き込むためのセレクタ部(画素内セレクタ部)23が設けられている。
セレクタ部23は、副画素20R,20G,20Bに対して共通に設けられた第1のスイッチ素子231、及び、副画素20R,20G,20B毎に設けられた3つの第2のスイッチ素子232R,232G,232Bを有する構成となっている。
第1のスイッチ素子231は、一端が信号線31に接続され、当該信号線31を介して与えられる、階調を反映した信号電位Vsigを保持容量22R/22G/22Bに書き込む動作の際にオン(閉)状態となる。すなわち、第1のスイッチ素子231は、オン状態になることによって信号電位Vsigを画素20内に書き込む(取り込む)。第1のスイッチ素子231のオン/オフ制御は、制御信号GATE1によって行われる。
第2のスイッチ素子232R,232G,232Bは、第1のスイッチ素子231の他端と副画素20R,20G,20B(具体的には、液晶容量21R,21G,21B)の画素電極との間に接続されている。すなわち、第2のスイッチ素子232R,232G,232Bは、各一端が第1のスイッチ素子231の他端に共通に接続され、各他端が副画素20R,20G,20Bの各画素電極にそれぞれ接続されている。
第2のスイッチ素子232R,232G,232Bは、階調を反映した信号電位Vsigを保持容量22R/22G/22Bに書き込む動作の際にオン状態となる。すなわち、第2のスイッチ素子232R,232G,232Bは、オン状態になることにより、第1のスイッチ素子231によって取り込まれた信号電位Vsigを保持容量22R,22G,22Bに書き込む。第2のスイッチ素子232R,232G,232Bのオン/オフ制御は、制御信号GATE2R,GATE2G,GATE2Bによって行われる。
このように、画素20内にセレクタ部23を設けた画素内セレクタ駆動方式によれば、信号線31を画素20毎に1本、即ち、副画素20R,20G,20Bに対して共通に1本配線すればよいため、副画素毎に1本ずつ配線する場合に比べて配線構造の簡略化を図ることができる。
ここで、セレクタ部23において、副画素20R,20G,20Bに対する信号電位Vsigの書き込みをより確実に行うには、前にも述べたように、副画素20R,20G,20Bの各々に対する信号電位Vsigの書き込み期間をできるだけ長く確保(設定)するのがよい。書き込み期間をできるだけ長く確保するには、必然的に、第1のスイッチ素子231のオン期間を最大限に活用することになる。
そして、第1のスイッチ素子231のオン期間を最大限に活用する場合には、最後にオン/オフ駆動される第2のスイッチ素子232R/232G/232Bのオフタイミングが、第1のスイッチ素子231のオフタイミングと同じタイミングになる。例えば、第2のスイッチ素子232R,232G,232Bがその順番にオン/オフ駆動されるものとすると、最終のスイッチ素子232Bがオフするタイミングが、第1のスイッチ素子231がオフするタイミングと同じになる。
図4は、第1のスイッチ素子231のオン期間を最大限に活用する場合のタイミング関係を示すタイミング波形図である。
図4には、(A)信号線31の電位Vsig、(B)制御信号GATE1、(C)制御信号GATE2R、(D)制御信号GATE2G、及び、(E)制御信号GATE2Bをそれぞれ示している。図4には更に、(F)保持容量22Rの保持電位PIXR、(G)保持容量22Gの保持電位PIXG、及び、(G)保持容量22Bの保持電位PIXBの波形をそれぞれ示している。
図4に示すように、第1のスイッチ素子231のオン期間を最大限に活用するには、第1のスイッチ素子231をオン/オフ制御する制御信号GATE1のアクティブ期間(本例では、High期間)を、副画素20R,20G,20B間で均等割り、即ち、3等分すればよい。そして、制御信号GATE1のアクティブ期間を3等分することで、最終のスイッチ素子232Bをオン/オフ制御する制御信号GATE2Bの非アクティブ状態への遷移タイミングが、制御信号GATE1の非アクティブ状態への遷移タイミングと同じタイミングになる。
ところで、通常、スイッチ素子の制御電極と配線との間には寄生容量が存在する。スイッチ素子としては、一般的に、MOSトランジスタ等の電子スイッチが用いられる。第1のスイッチ素子231及び第2のスイッチ素子232R,232G,232Bとして例えばMOSトランジスタを用いる場合、MOSトランジスタのゲート電極がスイッチ素子の制御電極となる。そして、MOSトランジスタのゲート電極と、ソース領域/ドレイン領域に電気的に繋がる配線との間に寄生容量が存在することになる。
このように、第2のスイッチ素子232R,232G,232Bの制御電極に寄生容量が付くと、保持容量22R,22G,22Bに信号電位Vsigを書き込んだ後、第2のスイッチ素子232R,232G,232Bがオフするタイミングで容量カップリングが生ずる。そして、この寄生容量によるカップリングにより、保持容量22R,22G,22Bに電位が飛び込むために、保持容量22R,22G,22Bの各保持電位PIXR,PIXG,PIXBが変動する。
具体的には、図4から明らかなように、先にオン/オフ動作を行う第2のスイッチ素子232R,232Gについては、第1のスイッチ素子231とオフタイミングが異なるために、保持容量22R,22Gの各保持電位PIXR,PIXGが電位ΔV1だけ若干低下する。このときの電位ΔV1は、第2のスイッチ素子232R,232Gの各制御電極に付く寄生容量によって決まる。
一方、最後にオン/オフ動作を行う第2のスイッチ素子232Bについては、第1のスイッチ素子231とオフタイミングが同じために、保持容量22Bの保持電位PIXBが電位ΔV1よりも大きい電位ΔV2だけ大きく低下する。このときの電位ΔV2は、第1のスイッチ素子231の制御電極に付く寄生容量と、第2のスイッチ素子232Bの制御電極に付く寄生容量とによって決まる。
すなわち、最終の第2のスイッチ素子232Bと第1のスイッチ素子231とが同じタイミングでオン状態からオフ状態に遷移すると、最終書き込みが行われる副画素20Bでは、2つのスイッチ素子231,232Bの寄生容量によってカップリング量が2倍程度になる。従って、最終書き込みが行われる副画素20Bのカップリング量、即ち、保持容量22Bの保持電位PIXBの変動量ΔV2が、それ以前に書き込みが行われる副画素20R,20Gのカップリング量、即ち、保持容量22R,22Gの各保持電位PIXR,PIXGの変動量ΔV1と異なる。
このように、保持電位PIXR,PIXG,PIXBの変動量が複数の副画素20R,20G,20B間で異なると、最終書き込みが行われる色の副画素20Bでは、他の色の副画素20R,20Gに比べて、本来書き込まれるべき信号電位からの変動量が大きくなる。
周知の通り、液晶表示装置では、スイッチ素子(一般的に、信号電位Vsigを書き込む書込みトランジスタ)の制御電極に付く寄生容量によるカップリングに起因する保持電位PIXの変動量を、コモン電位VCOMを調整することによって補償するようにしている。具体的には、保持電位PIXの変動量に対応するオフセットをコモン電位VCOMに与えることによって当該変動量を補償するようにしている。
ここで、コモン電位VCOMは、前にも述べたように、液晶容量21R,21G,21Bの対向電極に対して全画素共通に与えられる電位である。従って、コモン電位VCOMを調整することにより、保持容量22R,22Gの保持電位PIXR,PIXGの変動量ΔV1については補償できるとしても、保持容量22Bの保持電位PIXBの変動量ΔV2については補償できないことになる。
これにより、先に信号電位Vsigの書き込み動作が行われる副画素20R,20Gについては所望の信号電位Vsigを書き込むことができるが、最後に信号電位Vsigの書き込み動作が行われる副画素20Gについては所望の信号電位Vsigを書き込むことができない。その結果、赤色、緑色、青色の色バランスが崩れることになる。
<2.実施形態に係る液晶表示装置の説明>
画素内セレクタ駆動方式を採るに当たって、スイッチ素子の制御電極に付く寄生容量によるカップリングによって副画素に及ぶ条件が複数の副画素で同じになるようにするために為されたのが、以下に説明する、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置である。
本実施形態の場合にも、一例として、1つの画素20がR,G,Bの副画素20R,20G,20Bによって構成されるものとして説明するが、R,G,Bの3原色の副画素の組み合わせに限られるものではない。すなわち、前にも述べたように、3原色の副画素に更に1色あるいは複数色の副画素を加えて1つの画素を構成することも可能である。より具体的には、例えば、輝度向上のために白色光の副画素を加えて1つの画素を構成したり、色再現範囲を拡大するために補色光の少なくとも1つの副画素を加えて1つの画素を構成したりすることも可能である。
図5は、本発明の一実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置の画素の構成例を示す回路図であり、図中、図3と同等部位には同一符号を付して示している。
本実施形態に係る画素20も、画素内セレクタ駆動方式を採用している。すなわち、副画素20R,20G,20Bからなる画素20内には、信号線31を通して与えられる、階調を反映した信号電位Vsigを、副画素20R,20G,20Bに対して順番に書き込むためのセレクタ部23が設けられている。
セレクタ部23は、副画素20R,20G,20Bに対して共通に設けられた第1のスイッチ素子231、及び、副画素20R,20G,20B毎に設けられた3つの第2のスイッチ素子232R,232G,232Bを有する構成となっている。
第1のスイッチ素子231は、一端が信号線31に接続され、当該信号線31を介して与えられる、階調を反映した信号電位Vsigを保持容量22R/22G/22Bに書き込む動作の際にオン(閉)状態となる。すなわち、第1のスイッチ素子231は、オン状態となることによって信号電位Vsigを画素20内に書き込む(取り込む)。第1のスイッチ素子231のオン/オフ制御は、制御信号GATE1によって行われる。
第2のスイッチ素子232R,232G,232Bは、第1のスイッチ素子231の他端と副画素20R,20G,20B(具体的には、液晶容量21R,21G,21B)の画素電極との間に接続されている。すなわち、第2のスイッチ素子232R,232G,232Bは、各一端が第1のスイッチ素子231の他端に共通に接続され、各他端が副画素20R,20G,20Bの各画素電極にそれぞれ接続されている。
第2のスイッチ素子232R,232G,232Bは、階調を反映した信号電位Vsigを保持容量22R/22G/22Bに書き込む動作の際にオン状態となる。すなわち、第2のスイッチ素子232R,232G,232Bは、オン状態になることにより、第1のスイッチ素子231によって取り込まれた信号電位Vsigを保持容量22R,22G,22Bに書き込む。第2のスイッチ素子232R,232G,232Bのオン/オフ制御は、制御信号GATE2R,GATE2G,GATE2Bによって行われる。
本実施形態に係る画素20は、画素内セレクタ駆動方式を採用することに加えて、画像データを記憶するメモリを内蔵する構成を採っている。メモリを画素20に内蔵することで、アナログ表示モードによる表示と、メモリ表示モードによる表示とを実現できる。ここで、アナログ表示モードとは、画素20の階調をアナログ的に表示するモードである。また、メモリ表示モードとは、メモリに記憶されている2値情報(論理“1”/“0”)に基づいて、画素20の階調をデジタル的に表示するモードである。
メモリ表示モードの場合、メモリに保持されている情報を用いるため、階調を反映した信号電位の書き込み動作をフレーム周期で実行する必要がない。そのため、メモリ表示モードの場合は、階調を反映した信号電位の書き込み動作をフレーム周期で実行する必要があるアナログ表示モードの場合に比べて消費電力が少なくて済む。
画素20に内蔵するメモリとしては、SRAM(Static Random Access Memory)や、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の記憶素子を用いることができる。一般的に、SRAMに比べて、DRAMの方が、構造が簡単であることが知られている。但し、DRAMは、データ保持のためにメモリをリフレッシュするリフレッシュ動作を行う必要がある。
本実施形態では、画素20に内蔵するメモリとして、SRAMに比べて構造が簡単なDRAMを用いる場合を例に挙げて説明するものとする。具体的には、本実施形態に係る画素20は、副画素20R,20G,20Bの各保持容量22R,22G,22BをDRAMとして利用する構成を採っている。画素20に内蔵するメモリとして、DRAMを用いることにより、画素構造の簡略化を図ることができるため、画素20の微細化を図る上でSRAMを用いる場合よりも有利となる。
本実施形態に係る画素20は、画素内セレクタ駆動方式を実現するためのセレクタ部23に加え、副画素20R,20G,20Bの各保持容量22R,22G,22BをDRAMとして利用するための極性反転部24を有する構成となっている。極性反転部24は、副画素20R,20G,20Bに対して共通に設けられ、副画素20R,20G,20Bの各保持容量22R,22G,22Bに保持された信号電位の極性を反転して保持容量22R,22G,22Bに再度書き込むことによってリフレッシュ動作を行う。
アナログ表示モードによる表示と、メモリ表示モードによる表示とを実現するに当たって、図1に示す信号線駆動部40は、任意の階調を反映した信号電位として、アナログ表示モードではアナログ電位Vsig、メモリ表示モードでは2値電位VXCSを、対応する信号線31に対して出力するように動作する。また、信号線駆動部40は、例えばメモリ表示モードの場合でも、画素20内に保持する信号電位の論理レベルを入れ替える場合、必要な階調を反映した信号電位を対応する信号線31に対して出力するように動作する。
このように、保持容量22R,22G,22Bの保持電位の極性反転(論理反転)動作及びリフレッシュ動作を行うための極性反転部24を備える画素回路にあっては、副画素20R,20G,20Bに対して第1のスイッチ素子231を共通に設ける必要がある。何故なら、保持容量22R,22G,22Bに信号電位を保持した状態において、保持容量22R,22G,22Bに対して順番に極性反転動作及びリフレッシュ動作を行う必要があるからである。
セレクタ部23において、第1のスイッチ素子231は、階調を反映した信号電位(Vsig/VXCS)を保持容量22R,22G,22Bに書き込む第1の動作モードでオン状態となる。すなわち、第1のスイッチ素子231は、第1の動作モードでオン状態になることによって信号電位(Vsig/VXCS)を画素20内に書き込む(取り込む)。
第1のスイッチ素子231は、保持容量22R,22G,22Bの保持電位を読み出した後、当該保持電位の極性を極性反転部24で反転し、その反転電位を保持容量22R,22G,22Bに再度書き込む第2の動作モードではオフ状態になる。第1のスイッチ素子231のオン/オフ制御は、制御信号GATE1によって行われる。
第2のスイッチ素子232R,232G,232Bは、第1の動作モード、第2の動作モードにおける保持容量22R,22G,22Bからの保持電位の読み出し期間、及び、保持容量22R,22G,22Bへの反転電位の再書き込み期間にオン状態となる。それ以外の期間では、第2のスイッチ素子232R,232G,232Bはオフ状態になる。第2のスイッチ素子232R,232G,232Bのオン/オフ制御は、制御信号GATE2R,GATE2G,GATE2Bによって行われる。
上述したように、画素内セレクタ駆動方式を採用する液晶表示装置において、本実施形態では、セレクタ駆動の際に最後にオン状態になる第2のスイッチ素子をオフ状態にした後に第1のスイッチ素子をオフ状態にする駆動を行う。より具体的には、R→G→Bの順番で第2のスイッチ素子232R,232G,232Bをオン/オフ駆動する場合には、最終の第2のスイッチ素子232Bをオフ状態にした後に第1のスイッチ素子231をオフ状態にする駆動を行う。この駆動は、駆動部である図1の制御線駆動部50による駆動の下に実行される。
ここで、「最終の第2のスイッチ素子232Bをオフ状態にした後に第1のスイッチ素子231をオフ状態にする」ということは、第1のスイッチ素子231がオフするタイミングが最終の第2のスイッチ素子232Bがオフするタイミングと同じでないということである。従って、最終の第2のスイッチ素子232Bをオフ状態にした後、一定期間が経過してから第1のスイッチ素子231をオフ状態にする場合も含む。
このように、最終の第2のスイッチ素子232Bをオフ状態にした後に第1のスイッチ素子231をオフ状態にすることで、最終の第2のスイッチ素子232Bがオフするタイミングと第1のスイッチ素子231がオフするタイミングとが異なる。すなわち、第1のスイッチ素子231のオン期間内において、第2のスイッチ素子232R,232G,232Bが順番にオン/オフ動作を行う。
これにより、第2のスイッチ素子232R,232G,232Bのいずれのスイッチ素子のオフ時においても、スイッチ素子の制御電極に付く寄生容量によるカップリングによって複数の副画素20R,20G,20Bに及ぶ条件がこれら副画素20R,20G,20B間で同じなる。このことについて、図6のタイミング波形図を用いてより詳細に説明する。
図6は、本実施形態に係る液晶表示装置における画素回路の動作の説明に供するタイミング波形図である。
図6には、(A)信号線31の電位Vsig、(B)制御信号GATE1、(C)制御信号GATE2R、(D)制御信号GATE2G、及び、(E)制御信号GATE2Bをそれぞれ示している。図6には更に、(F)保持容量22Rの保持電位PIXR、(G)保持容量22Gの保持電位PIXG、及び、(G)保持容量22Bの保持電位PIXBの波形をそれぞれ示している。
図6に示すように、R→G→Bの順番で第2のスイッチ素子232R,232G,232Bをオン/オフ駆動する場合において、最終の第2のスイッチ素子232Bをオフ状態にした後に第1のスイッチ素子231をオフ状態にするタイミング関係にある。具体的には、第2のスイッチ素子232B用の制御信号GATE2BがHighレベルからLowレベルに遷移した後に、第1のスイッチ素子231用の制御信号GATE1がHighレベルからLowレベルに遷移するタイミング関係にある。
このようなタイミング関係にすることにより、制御信号GATE2R,GATE2G,GATE2Bはいずれも、制御信号GATE1のアクティブ期間(High期間)内において順番にHighレベルからLowレベルに遷移することになる。すなわち、第2のスイッチ素子232B用の制御信号GATE2Bも、制御信号GATE2R,GATE2Gと同様に、制御信号GATE1よりも先にHighレベルからLowレベルに遷移する。
このように、制御信号GATE2Bが制御信号GATE1よりも先にHighレベルからLowレベルに遷移するタイミング関係に設定することにより、寄生容量によるカップリングによって副画素20R,20G,20Bに及ぶ条件がこれら副画素間で同じなる。すなわち、副画素20R,20G,20Bのいずれにおいても、寄生容量によるカップリングに起因する、保持容量22R,22G,22Bの各保持電位PIXR,PIXG,PIXBの変動量が同じΔV1となる。
この副画素20R,20G,20B間で同じ変動量ΔV1については、先述したコモン電位VCOMの調整技術により、変動量ΔV1に対応するオフセットをコモン電位VCOMに与えることによって変動量ΔV1を副画素20R,20G,20B共通に補償することができる。これにより、副画素20R,20G,20Bの各保持容量22R,22G,22Bに所望の信号電位を保持できるため、寄生容量によるカップリングに起因して色バランスが崩れる、という問題を回避できる。
上記のタイミング関係に設定するには、制御信号GATE1のアクティブ期間(High期間)の長さが決められているものとすると、制御信号GATE2R,GATE2G,GATE2Bの各アクティブ期間の長さが、図4の場合に比較して短くならざるを得ない。これは、第2のスイッチ素子232R,232G,232Bによる副画素20R,20G,20Bに対する信号電位Vsigの書き込み期間の長さが、図4の場合に比較して若干短くなることを意味する。
但し、副画素20R,20G,20Bに対する信号電位Vsigの書き込み期間の長さが若干短くなるデメリットに比較して、寄生容量によるカップリングの条件を副画素20R,20G,20B間で同じにすることによって色バランスを確保できる効果の方が大きいと言える。
なお、本実施例では、メモリを内蔵する画素20に適用した場合を例に挙げて説明したが、メモリを内蔵する画素20への適用に限られるものではなく、本発明は、画素内セレクタ駆動方式を採用する画素20全般に対して適用可能である。
本実施形態に係る液晶表示装置において、極性反転部24としては、例えば、インバータ回路やラッチ回路を用いることができる。以下に、極性反転部24についての具体的な実施例について説明する。
[2−1.実施例1]
図7は、実施例1に係る画素回路を示す回路図であり、図中、図5と同等部位には同一符号を付して示している。
実施例1に係る画素回路において、極性反転部24Aは、インバータ回路241、第3のスイッチ素子242、及び、第4のスイッチ素子243を有する構成となっている。本実施例1では、第1のスイッチ素子231、第2のスイッチ素子232R,232G,232B、第3のスイッチ素子242、及び、第4のスイッチ素子243として、例えば薄膜トランジスタを用いている。
以下、これらのスイッチ素子231,232R,232G,232B,242,243を、スイッチングトランジスタ231,232R,232G,232B,242,243と記述することとする。ここでは、スイッチングトランジスタ231,232R,232G,232B,242,243としてNchMOSトランジスタを用いているが、PchMOSトランジスタを用いることも可能である。
(回路構成)
図7において、セレクタ部23の回路構成については、第1のスイッチ素子231及び第2のスイッチ素子232R,232G,232BがMOSトランジスタに置き換わっているだけであり、基本的な構成は、図5の場合と同じである。
すなわち、第1のスイッチングトランジスタ231は、一方の主電極(ドレイン電極/ソース電極)が信号線31に接続されている。そして、第1のスイッチングトランジスタ231は、制御信号GATE1による制御の下に、階調を反映した信号電位(Vsig/VXCS)を信号線31から画素20内に書き込む(取り込む)ときに導通状態となる。
第2のスイッチングトランジスタ232Rは、一方の主電極が液晶容量21Rの画素電極及び保持容量22Rの一方の電極に共通に接続され、他方の主電極が第1のスイッチングトランジスタ231の他方の主電極に接続されている。そして、第2のスイッチングトランジスタ232Rは、赤色に対応する制御信号GATE2Rによる制御の下に、階調を反映した信号電位(Vsig/VXCS)を保持容量22Rに書き込むときに導通状態となる。
第2のスイッチングトランジスタ232Gは、一方の主電極が液晶容量21Gの画素電極及び保持容量22Gの一方の電極に共通に接続され、他方の主電極が第1のスイッチングトランジスタ231の他方の主電極に接続されている。そして、第2のスイッチングトランジスタ232Gは、緑色に対応する制御信号GATE2Gによる制御の下に、階調を反映した信号電位(Vsig/VXCS)を保持容量22Gに書き込むときに導通状態となる。
第2のスイッチングトランジスタ232Bは、一方の主電極が液晶容量21Bの画素電極及び保持容量22Bの一方の電極に共通に接続され、他方の主電極が第1のスイッチングトランジスタ231の他方の主電極に接続されている。そして、第2のスイッチングトランジスタ232Bは、青色に対応する制御信号GATE2Bによる制御の下に、階調を反映した信号電位(Vsig/VXCS)を保持容量22Bに書き込むときに導通状態となる。
極性反転部24Aにおいて、インバータ回路241は、例えば、CMOSインバータによって構成されている。具体的には、インバータ回路241は、電源電位VDDの電源ラインと電源電位VSSの電源ラインとの間に直列に接続されたPchMOSトランジスタQp1及びNchMOSトランジスタQn1によって構成されている。
PchMOSトランジスタQp1及びNchMOSトランジスタQn1の各ゲート電極は共通に接続されてインバータ回路241の入力端となっている。この入力端は、第3のスイッチングトランジスタ242の他方の主電極に接続されている。また、PchMOSトランジスタQp1及びNchMOSトランジスタQn1の各ドレイン電極は共通に接続されてインバータ回路241の出力端となっている。この出力端は、第4のスイッチングトランジスタ243の他方の主電極に接続されている。
上記構成のインバータ回路241は、後述するメモリ表示モードにおけるリフレッシュ動作の実行の際に、保持容量22R,22G,22Bの各保持電位の極性を反転する、即ち、論理を反転する動作を行う。
第3のスイッチングトランジスタ242は、一方の主電極が第1のスイッチングトランジスタ231の他方の主電極に接続され、他方の主電極がインバータ回路241の入力端(即ち、MOSトランジスタQp1,Qn1の各ゲート電極)に接続されている。そして、第3のスイッチングトランジスタ242は、制御信号SR1による制御の下に、信号線31から階調を反映した信号電位(Vsig/VXCS)を画素20内に書き込むときに非導通状態となる。
第3のスイッチングトランジスタ242は更に、制御信号SR1による制御の下に、メモリ表示モードにおけるリフレッシュ動作の実行時に、各フレームの終了直前の一定期間において導通状態となる。因みに、第3のスイッチングトランジスタ242が導通状態にあるときに、DRAMとして機能する保持容量22R,22G,22Bの各保持電位が、第2のスイッチングトランジスタ232R,232G,232B及び第3のスイッチングトランジスタ242通してインバータ回路241の入力端に読み出される。
第4のスイッチングトランジスタ243は、一方の主電極が第1のスイッチングトランジスタ231の他方の主電極に接続され、他方の主電極がインバータ回路241の出力端(即ち、MOSトランジスタQp1,Qn1の各ドレイン電極)に接続されている。そして、第4のスイッチングトランジスタ243は、制御信号SR2による制御の下に、信号線31から階調を反映した信号電位(Vsig/VXCS)を画素20内に書き込むときに非導通状態となる。
第4のスイッチングトランジスタ243は更に、制御信号SR2による制御の下に、メモリ表示モードにおけるリフレッシュ動作の実行時に、各フレームの開始直後の一定期間において導通状態となる。因みに、第4のスイッチングトランジスタ243が導通状態にあるときに、インバータ回路241で極性が反転(論理が反転)された信号電位が、第4のスイッチングトランジスタ243及び第2のスイッチングトランジスタ232R,232G,232Bを通して保持容量22R,22G,22Bに書き込まれる。
(回路動作)
次に、上記構成の実施例1に係る画素回路、即ち、副画素20R,20G,20Bの回路動作について、表示モード別に説明する。
(1)アナログ表示モード
図8は、実施例1に係る画素回路のアナログ表示モードの動作説明に供するタイミング波形図である。図8には、(A)信号線31の電位、(B)制御信号GATE1、(C)赤色に対応した制御信号GATE2R、(D)緑色に対応した制御信号GATE2G、(E)青色に対応した制御信号GATE2B、及び、(F)制御信号SR1/SR2の各波形を示している。
本例の場合、液晶容量21R,21G,21Bの画素電極と対向電極との間に印加される電圧の極性が1水平期間(1H/1ライン)の周期で反転駆動される、即ち、ライン反転駆動される。周知の通り、液晶表示装置では、液晶に同極性の直流電圧が印加され続けることによって液晶の比抵抗(物質固有の抵抗値)等が劣化するのを防ぐために、コモン電位VCOMを中心にある周期にて液晶に対する印加電圧の極性を反転する交流駆動が行われる。
この交流駆動として、本例ではライン反転駆動が行われる。このライン反転駆動を実現するために、信号線31の電位である、階調を反映した信号電位の極性は、図8(A)に示すように、1H周期で反転する。図8(A)の波形において、High側電位はVDD1であり、Low側電位はVSS1である。また、図8(A)には、最大振幅VDD1−VSS1の場合の例を示している。実際には、信号線31の電位は、階調に応じてVDD1−VSS1の範囲内のいずれかの電位レベルをとる。
制御信号GATE1の波形を示す図8(B)において、High側電位はVDD2であり、Low側電位はVSS2である。制御信号GATE1は、信号線31から保持容量22R,22G,22Bに対して、階調を反映した信号電位を書き込む書き込み期間においてHigh側電位VDD2になる。
制御信号GATE2R,GATE2G,GATE2Bの各波形を示す図8(C),(D),(E)においても、High側電位はVDD2であり、Low側電位はVSS2である。制御信号GATE2R,GATE2G,GATE2Bは、信号線31から保持容量22R,22G,22Bに対して、階調を反映した信号電位を書き込む書き込み期間、即ち、制御信号GATE1がHigh側電位VDD2になる期間において、例えばR→G→Bの順番でHigh側電位VDD2になる。
尚、制御信号GATE2R,GATE2G,GATE2BがHigh側電位VDD2になる期間は互いに重複しないように設定されている。また、制御信号GATE2R,GATE2G,GATE2BがHigh側電位VDD2になる各期間には、各色に対応する、階調を反映した信号電位Vsigが、図1の信号線駆動部40から信号線31に対して出力されることになる。
制御信号SR1/SR2の波形を示す図8(F)においても、High側電位はVDD2であり、Low側電位はVSS2である。制御信号SR1/SR2は、アナログ表示モードでは常にLow側電位はVSS2の状態にある。
(2)メモリ表示モード
メモリ表示モードでは、信号線31から階調を反映した信号電位を保持容量22R,22G,22Bに書き込む書き込み動作と、保持容量22R,22G,22Bの保持電位をリフレッシュするリフレッシュ動作とが行われる。このうち、書き込み動作は、表示内容を変更する場合等に実行される動作である。なお、信号線31から階調を反映した信号電位を保持容量22R,22G,22Bに書き込む動作については、アナログ表示モードの場合と同じであるので、ここではその説明を省略する。
図9は、実施例1に係る画素回路のメモリ表示モードにおけるリフレッシュ動作の動作説明に供するタイミング波形図であり、1フレーム(1F)単位での駆動動作の関係を示している。
図9には、(A)制御信号GATE2R、(B)制御信号GATE2G、(C)制御信号GATE2B、(D)制御信号SR1/SR2、及び、(E)CS電位VCSの各波形を示している。図9には更に、(F)保持容量22Rに書き込む信号電位PIXR、(G)保持容量22Gに書き込む信号電位PIXG、及び、(H)保持容量22Bに書き込む信号電位PIXBの各波形を示している。
図9のタイミング波形図から明らかなように、制御信号GATE2R,GATE2G,GATE2Bは、3フレーム周期でHigh側電位がパルス状に発生する。制御信号SR1/SR2は、1フレーム周期でHigh側電位がパルス状に発生する。CS電位VCSは、1フレーム周期で交互にHigh側電位とLow側電位になる。
また、図9(F),(G),(H)において、点線で示す波形がCS電位VCSの波形であり、実線で示す波形が階調を反映した信号電位PIXR,PIXG,PIXBの波形である。CS電位VCSの1フレーム周期での変化に伴って、階調を反映した信号電位PIXR,PIXG,PIXBも1フレーム周期で変化するが、CS電位VCSと信号電位PIXR,PIXG,PIXBとの電位関係は、3フレーム周期で変化する。
すなわち、各色の保持容量22R,22G,22Bの保持電位PIXR,PIXG,PIXBに対する、極性反転動作及びリフレッシュ動作は3フレーム周期で実行される。勿論、前回の極性反転動作及びリフレッシュ動作から今回の極性反転動作及びリフレッシュ動作までは、副画素20R,20G,20Bにおける電位関係が維持される。従って、本例の場合、保持容量22R,22G,22Bには、リフレッシュレートが3フレーム周期になっても、階調を反映した信号電位PIXR,PIXG,PIXBを保持できるだけの容量が求められる。
尚、メモリ表示モードでは、制御信号GATE1は常にLow側電位の状態にある。これにより、第1のスイッチングトランジスタ231は非導通状態(スイッチ開状態)となって副画素20R,20G,20Bの各々を信号線31から電気的に切り離す。
次に、1フレーム内での動作の詳細について説明する。図10は、ある走査線についてのメモリ表示モードにおける動作の説明に供するタイミング波形図である。ここでは、緑色(G)の副画素20Gの動作を例に挙げて説明するが、他の色の副画素20R,20Bについても同様の動作が行われる。
図10には、図9のフレームの境界部分における、(A)信号線31の電位、(B)制御信号GATE1、(C)制御信号GATE2G、(D)制御信号SR1、及び、(E)制御信号SR2の各波形を拡大した状態で表している。尚、図10では、現フレームをフレームNで表し、次フレームをフレームN+1で表している。
第2のスイッチングトランジスタ232Gの導通/非導通の制御を行う制御信号GATE2Gは、現フレームNの終了直前から次フレームN+1の開始直後までの一定期間High側電位VDD2となる。第3のスイッチングトランジスタ242の導通/非導通の制御を行う制御信号SR1は、各フレームの終了直前に一定期間だけHigh側電位VDD2となる。第4のスイッチングトランジスタ243の導通/非導通の制御を行う制御信号SR2は、各フレームの開始直後に一定期間だけHigh側電位VDD2となる。
制御信号GATE2GがHigh側電位VDD2となることによって第2のスイッチングトランジスタ232Gが導通状態になるフレームの境界部分において、先ず、制御信号SR1がHigh側電位VDD2となることによって第3のスイッチングトランジスタ26が導通状態になる。これにより、保持容量22Gの保持電位PIXGが第2,第3のスイッチングトランジスタ232G,242を通して読み出され、インバータ回路241の入力端に与えられる。
インバータ回路241は、保持容量22Gから読み出された保持電位PIXGの極性(論理)を反転する。このインバータ回路241の作用により、High側電位VDD1の入力電位が、Low側電位VSS1の出力電位に極性反転される。
次フレームN+1に入り、制御信号SR2がHigh側電位VDD2となることによって第4のスイッチングトランジスタ243が導通状態になる。これにより、インバータ回路241で極性反転(論理反転)された信号電位、即ち、インバータ回路241の出力電位が、第4,第2のスイッチングトランジスタ243,232Gを通して保持容量22Gに書き込まれる。その結果、保持容量22Gの保持電位PIXGの極性が反転する。この一連の動作により、保持容量22Gの保持電位PIXGの極性反転動作及びリフレッシュ動作が実行される。
そして、リフレッシュ動作では、大きな負荷容量を有する信号線31の充放電は行われない。換言すれば、インバータ回路241及び各スイッチングトランジスタ231,232G,242,243の作用により、大きな負荷容量を有する信号線31に対する充放電を行わずに、保持容量22Gの保持電位PIXGの極性反転動作及びリフレッシュ動作を行うことができる。
上述した保持容量22Gの保持電位PIXGの極性反転動作及びリフレッシュ動作が、メモリ表示モードの間、3フレーム周期で繰り返して実行される。ここでは、副画素20Gの場合を例に挙げて説明したが、以上の動作が、フレーム毎に、赤色表示に対応する副画素20R、緑色表示に対応する副画素20G、青色表示に対応する副画素20Bについて順番に実行される。但し、その順番は任意である。
以上説明した、実施例1に係る画素回路によれば、アナログ表示モードにもメモリ表示モードにも対応可能な液晶表示装置を実現できる。しかも、メモリ表示モードにおいて、保持容量22R,22G,22BをDRAMとして利用しているために、メモリとしてSRAMを用いる場合に比べて画素構造の簡略化を図ることができる。従って、メモリとしてSRAMを用いる場合に比べて画素20の微細化を図る上で有利となる。
また、メモリ表示モードにおいては、画素20と信号線31とを基本的に電気的に接続する必要がない。すなわち、大きな負荷容量を有する信号線31を充放電しなくても、DRAMとして動作させる保持容量22R,22G,22Bの各保持電位PIXR,PIXG,PIXBをリフレッシュできる。従って、メモリ表示モードにおける消費電力を更に少なく抑えることができる。
更に、実施例1に係る画素回路にあっても、最終の第2のスイッチングトランジスタ232Bをオフ状態にした後に第1のスイッチングトランジスタ231をオフ状態にすることで、次のような作用、効果を得ることができる。
すなわち、第2のスイッチングトランジスタ232R,232G,232Bのいずれのオフ時においても、ゲート電極に付く寄生容量によるカップリングによって複数の副画素20R,20G,20Bに及ぶ条件がこれら副画素間で同じなる。これにより、副画素20R,20G,20Bの各保持容量22R,22G,22Bに所望の信号電位を保持できるため、寄生容量によるカップリングに起因して色バランスが崩れる、という問題を回避できる。
極性反転部24Aとしてインバータ回路241を用いる実施例1に係る画素回路の場合には、インバータ回路241が例えば2つのMOSトランジスタQp1,Qn1からなる極めて簡単な回路構成であり、画素構造の簡略化を図ることができる。従って、実施例1に係る画素回路は、メモリとしてSRAMを用いる場合に比べて画素20の微細化を図る上で有利となる。
[2−2.実施例2]
図11は、実施例2に係る画素回路を示す回路図であり、図中、図7と同等部位には同一符号を付して示している。
実施例2に係る画素回路において、極性反転部24Bは、ラッチ回路244、第3のスイッチ素子242、及び、第4のスイッチ素子243を有する構成となっている。本実施例2でも、スイッチ素子であるスイッチングトランジスタ231,232R,232G,232B,242,243として、例えば薄膜トランジスタを用いている。また、スイッチングトランジスタ231,232R,232G,232B,242,243としてNchMOSトランジスタを用いているが、PchMOSトランジスタを用いることも可能である。
(回路構成)
図11において、セレクタ部23の回路構成については、実施例1の場合と全く同じである。すなわち、第1のスイッチングトランジスタ231は、一方の主電極(ドレイン電極/ソース電極)が信号線31に接続されている。そして、第1のスイッチングトランジスタ231は、制御信号GATE1による制御の下に、階調を反映した信号電位(Vsig/VXCS)を信号線31から画素20内に書き込む(取り込む)ときに導通状態となる。
第2のスイッチングトランジスタ232Rは、一方の主電極が液晶容量21Rの画素電極及び保持容量22Rの一方の電極に共通に接続され、他方の主電極が第1のスイッチングトランジスタ231の他方の主電極に接続されている。そして、第2のスイッチングトランジスタ232Rは、赤色に対応する制御信号GATE2Rによる制御の下に、階調を反映した信号電位(Vsig/VXCS)を保持容量22Rに書き込むときに導通状態となる。
第2のスイッチングトランジスタ232Gは、一方の主電極が液晶容量21Gの画素電極及び保持容量22Gの一方の電極に共通に接続され、他方の主電極が第1のスイッチングトランジスタ231の他方の主電極に接続されている。そして、第2のスイッチングトランジスタ232Gは、緑色に対応する制御信号GATE2Gによる制御の下に、階調を反映した信号電位(Vsig/VXCS)を保持容量22Gに書き込むときに導通状態となる。
第2のスイッチングトランジスタ232Bは、一方の主電極が液晶容量21Bの画素電極及び保持容量22Bの一方の電極に共通に接続され、他方の主電極が第1のスイッチングトランジスタ231の他方の主電極に接続されている。そして、第2のスイッチングトランジスタ232Bは、青色に対応する制御信号GATE2Bによる制御の下に、階調を反映した信号電位(Vsig/VXCS)を保持容量22Bに書き込むときに導通状態となる。
極性反転部24Bにおいて、ラッチ回路244は、2つのCMOSインバータによって構成されている。具体的には、一方のCMOSインバータは、電源電位VDDの電源ラインと電源電位VSSの電源ラインとの間に直列に接続されたPchMOSトランジスタQp11及びNchMOSトランジスタQn11によって構成されている。他方のCMOSインバータも同様に、電源電位VDDの電源ラインと電源電位VSSの電源ラインとの間に直列に接続されたPchMOSトランジスタQp12及びNchMOSトランジスタQn12によって構成されている。
PchMOSトランジスタQp11及びNchMOSトランジスタQn11の各ゲート電極は共通に接続されてラッチ回路244の入力端となっている。この入力端は、第3のスイッチングトランジスタ242の他方の主電極に接続されている。PchMOSトランジスタQp12及びNchMOSトランジスタQn12の各ゲート電極は共通に接続されてラッチ回路244の出力端となっている。この出力端は、第4のスイッチングトランジスタ243の他方の主電極に接続されている。
また、PchMOSトランジスタQp11及びNchMOSトランジスタQn11の各ゲート電極は、制御トランジスタQn13を介して、PchMOSトランジスタQp12及びNchMOSトランジスタQn12の各ドレイン電極に接続されている。PchMOSトランジスタQp12及びNchMOSトランジスタQn12の各ゲート電極は直接、PchMOSトランジスタQp11及びNchMOSトランジスタQn11の各ドレイン電極に接続されている。
制御トランジスタQn13は、制御信号SR3による制御の下に、メモリ表示モードにおけるリフレッシュ動作の実行の際に、ラッチ回路244を選択的に活性化状態にする。具体的には、制御トランジスタQn13が導通状態のときに、2つのCMOSインバータからなるラッチ回路244が活性化状態となる。ラッチ回路244は活性化状態になることで、保持容量22R,22G,22Bの保持電位についての極性反転動作及びリフレッシュ動作を行う。また、制御トランジスタQn13が非導通状態のときは、2つのCMOSインバータはそれぞれ独立した増幅回路として動作する。
第3のスイッチングトランジスタ242は、一方の主電極が第1のスイッチングトランジスタ231の他方の主電極に接続され、他方の主電極がラッチ回路244の入力端(即ち、MOSトランジスタQp11,Qn11の各ゲート電極)に接続されている。そして、第3のスイッチングトランジスタ242は、制御信号SR1による制御の下に、信号線31から信号電位(Vsig/VXCS)を画素20内に書き込むときに非導通状態となる。
第3のスイッチングトランジスタ242は更に、制御信号SR1による制御の下に、メモリ表示モードにおけるリフレッシュ動作の実行時に、各フレームの終了直前の一定期間において導通状態となる。因みに、第3のスイッチングトランジスタ242が導通状態にあるときに、DRAMとして機能する保持容量22R,22G,22Bの各保持電位が、第2のスイッチングトランジスタ232R,232G,232B及び第3のスイッチングトランジスタ242通してラッチ回路244の入力端に読み出される。
第4のスイッチングトランジスタ243は、一方の主電極が第1のスイッチングトランジスタ231の他方の主電極に接続され、他方の主電極がラッチ回路244の出力端(即ち、MOSトランジスタQp12,Qn12の各ゲート電極)に接続されている。そして、第4のスイッチングトランジスタ243は、制御信号SR2による制御の下に、信号線31から信号電位(Vsig/VXCS)を画素20内に書き込むときに非導通状態となる。
第4のスイッチングトランジスタ243は更に、制御信号SR2による制御の下に、メモリ表示モードにおけるリフレッシュ動作の実行時に、各フレームの開始直後の一定期間において導通状態となる。因みに、第4のスイッチングトランジスタ243が導通状態にあるときに、ラッチ回路244で極性が反転された信号電位が、第4のスイッチングトランジスタ243及び第2のスイッチングトランジスタ232R,232G,232Bを通して保持容量22R,22G,22Bに書き込まれる。
(回路動作)
次に、上記構成の実施例2に係る画素回路、即ち、副画素20R,20G,20Bの回路動作について、表示モード別に説明する。
(1)アナログ表示モード
図12は、実施例2に係る画素回路のアナログ表示モードの動作説明に供するタイミング波形図である。図12には、(A)信号線31の電位、(B)制御信号GATE1、(C)赤色に対応した制御信号GATE2R、(D)緑色に対応した制御信号GATE2G、(E)青色に対応した制御信号GATE2B、(F)制御信号SR1/SR2、及び、(G)制御信号SR3の各波形を示している。
本例の場合、液晶容量21R,21G,21Bの画素電極と対向電極との間に印加される電圧の極性が1水平期間(1H/1ライン)の周期で反転駆動される、即ち、ライン反転駆動される(交流駆動)。このライン反転駆動を実現するために、信号線31の電位である、階調を反映した信号電位の極性は、図12(A)に示すように、1Hの周期で反転する。
図12(A)に示す、階調を反映した信号電位の波形において、High側電位はVDD1であり、Low側電位はVSS1である。また、図12(A)には、最大振幅VDD1−VSS1の場合の例を示している。実際には、信号線31の電位は、階調に応じてVDD1−VSS1の範囲内のいずれかの電位レベルをとる。
制御信号GATE1の波形を示す図12(B)において、High側電位はVDD2であり、Low側電位はVSS2である。制御信号GATE1は、信号線31から保持容量22R,22G,22Bに対して、階調を反映した信号電位を書き込む書き込み期間においてHigh側電位VDD2になる。
制御信号GATE2R,GATE2G,GATE2Bの各波形を示す図12(C),(D),(E)においても、High側電位はVDD2であり、Low側電位はVSS2である。制御信号GATE2R,GATE2G,GATE2Bは、信号線31から保持容量22R,22G,22Bに対して、階調を反映した信号電位を書き込む書き込み期間、即ち、制御信号GATE1がHigh側電位VDD2になる期間において、例えばR→G→Bの順番でHigh側電位VDD2になる。
尚、制御信号GATE2R,GATE2G,GATE2BがHigh側電位VDD2になる期間は互いに重複しないように設定されている。また、制御信号GATE2R,GATE2G,GATE2BがHigh側電位VDD2になる各期間には、各色に対応する、階調を反映した信号電位Vsigが、図1の信号線駆動部40から信号線31に対して出力されることになる。
制御信号SR1/SR2、制御信号SR3の波形を示す図12(F),(G)においても、High側電位はVDD2であり、Low側電位はVSS2である。アナログ表示モードにおいては、制御信号SR1/SR2は常にLow側電位VSS2の状態にあり、制御信号SR3は常にHigh側電位VDD2の状態にある。
(2)メモリ表示モード
メモリ表示モードでは、信号線31から階調を反映した信号電位を保持容量22R,22G,22Bに書き込む書き込み動作と、保持容量22R,22G,22Bの保持電位をリフレッシュするリフレッシュ動作とが行われる。このうち、書き込み動作は、表示内容を変更する場合等に実行される動作である。なお、信号線31から階調を反映した信号電位を保持容量22R,22G,22Bに書き込む動作については、アナログ表示モードの場合と同じであるので、ここではその説明を省略する。
図13は、実施例2に係る画素回路のメモリ表示モードにおけるリフレッシュ動作の動作説明に供するタイミング波形図であり、1フレーム(1F)単位での駆動動作の関係を示している。
図13には、(A)制御信号GATE2R、(B)制御信号GATE2G、(C)制御信号GATE2B、(D)制御信号SR1/SR2、(E)制御信号SR3及び、(D)CS電位VCSの各波形を示している。図13には更に、(G)保持容量22Rに書き込む信号電位PIXR、(H)保持容量22Gに書き込む信号電位PIXG、及び、(I)保持容量22Bに書き込む信号電位PIXBの各波形を示している。
図13のタイミング波形図から明らかなように、制御信号GATE2R,GATE2G,GATE2Bは、3フレーム周期でHigh側電位がパルス状に発生する。制御信号SR1/SR2は、1フレーム周期でHigh側電位がパルス状に発生する。制御信号SR3は、1フレーム周期でLow側電位がパルス状に発生する。CS電位VCSは、1フレーム周期で交互にHigh側電位とLow側電位になる。
また、図13(F),(G),(H)において、点線で示す波形がCS電位VCSの波形であり、実線で示す波形が階調を反映した信号電位PIXR,PIXG,PIXBの波形である。CS電位VCSの1フレーム周期での変化に伴って、階調を反映した信号電位PIXR,PIXG,PIXBも1フレーム周期で変化するが、CS電位VCSと信号電位PIXR,PIXG,PIXBとの電位関係は、3フレーム周期で変化する。
すなわち、各色の保持容量22R,22G,22Bの保持電位PIXR,PIXG,PIXBに対する、極性反転動作及びリフレッシュ動作は3フレーム周期で実行される。勿論、前回の極性反転動作及びリフレッシュ動作から今回の極性反転動作及びリフレッシュ動作までは、副画素20R,20G,20Bにおける電位関係が維持される。従って、本例の場合、保持容量22R,22G,22Bには、リフレッシュレートが3フレーム周期になっても、階調を反映した信号電位PIXR,PIXG,PIXBを保持できるだけの容量が求められる。
尚、メモリ表示モードでは、制御信号GATE1は常にLow側電位の状態にある。これにより、第1のスイッチングトランジスタ231は非導通状態(スイッチ開状態)となって副画素20R,20G,20Bの各々を信号線31から電気的に切り離す。
次に、1フレーム内での動作の詳細について説明する。図14は、ある走査線についてのメモリ表示モードにおける動作の説明に供するタイミング波形図である。ここでは、緑色(G)の副画素20Gの動作を例に挙げて説明するが、他の色の副画素20R,20Bについても同様の動作が行われる。
図14には、図13のフレームの境界部分における、(A)信号線31の電位、(B)制御信号GATE1、(C)制御信号GATE2G、(D)制御信号SR1、及び、(E)制御信号SR2の各波形を拡大した状態で表している。尚、図14では、現フレームをフレームNで表し、次フレームをフレームN+1で表している。
第2のスイッチングトランジスタ232Gの導通/非導通の制御を行う制御信号GATE2Gは、現フレームNの終了直前から次フレームN+1の開始直後までの一定期間High側電位VDD2となる。第3のスイッチングトランジスタ242の導通/非導通の制御を行う制御信号SR1は、各フレームの終了直前に一定期間だけHigh側電位VDD2となる。第4のスイッチングトランジスタ243の導通/非導通の制御を行う制御信号SR2は、各フレームの開始直後に一定期間だけHigh側電位VDD2となる。
ラッチ回路244の制御トランジスタQn13の導通/非導通の制御を行う制御信号SR3は、基本的にHigh側電位VDD2をとるが、保持容量22Gから階調を反映した信号電位PIXGの読み出しを開始する直前にLow側電位VSS2となる。そして、一定時間が経過すると、制御信号SR3は再びHigh側電位VDD2をとる。この制御信号SR3のHigh側電位VDD2の期間は、現フレームNにおいて、制御信号SR1がHigh側電位VDD2となる期間内となる。
制御信号GATE2GがHigh側電位VDD2となることによって第2のスイッチングトランジスタ232Gが導通状態になるフレームの境界部分において、先ず、制御信号SR1がHigh側電位VDD2となることによって第3のスイッチングトランジスタ26が導通状態になる。これにより、保持容量22Gの保持電位PIXGが第2,第3のスイッチングトランジスタ232G,242を通して読み出され、ラッチ回路244の入力端に与えられる。
制御信号SR1がHigh側電位VDD2となる期間、即ち、読出し期間において、制御信号SR3がHigh側電位VDD2となり、制御トランジスタQn13が導通状態になることで、ラッチ回路244が活性化状態になる、即ち、ラッチ回路244のラッチ機能が有効化される。これにより、保持容量22Gの保持電位PIXGが本来の信号電位に戻される、即ち、保持電位PIXGの論理振幅が回復される。この保持電位PIXGを論理振幅を回復する動作がリフレッシュ動作である。
このリフレッシュ動作が終了すると、制御信号SR1が再びLow側電位VSS2となることで、制御トランジスタQn13が非導通状態になる。このとき、MOSトランジスタQp12,Qn12からなるCMOSインバータの入力側には、現フレームNの期間に保持容量22Gから読み出され、ラッチ回路244で論理振幅が回復され、かつ、論理反転(極性反転)された、階調を反映した信号電位PIXGが現れる。
次フレームN+1に入り、制御信号SR2がHigh側電位VDD2となることで、第4のスイッチングトランジスタ243が導通状態になる。これにより、ラッチ回路244で論理振幅が回復され、かつ、論理反転された信号電位、即ち、ラッチ回路244の出力電位が、第4,第2のスイッチングトランジスタ243,232Gを通して保持容量22Gに書き込まれる。その結果、保持容量22Gの保持電位PIXGの極性が反転する。この一連の動作により、保持容量22Gの保持電位PIXGの極性反転動作及びリフレッシュ動作が実行される。
そして、リフレッシュ動作では、大きな負荷容量を有する信号線31の充放電は行われない。換言すれば、インバータ回路241及び各スイッチングトランジスタ231,232G,242,243の作用により、大きな負荷容量を有する信号線31に対する充放電を行わずに、保持容量22Gの保持電位PIXGの極性反転動作及びリフレッシュ動作を行うことができる。
上述した保持容量22Gの保持電位PIXGの極性反転動作及びリフレッシュ動作が、メモリ表示モードの間、3フレーム周期で繰り返して実行される。ここでは、副画素20Gの場合を例に挙げて説明したが、以上の動作が、フレーム毎に、赤色表示に対応する副画素20R、緑色表示に対応する副画素20G、青色表示に対応する副画素20Bについて順番に実行される。但し、その順番は任意である。
以上説明した、実施例2に係る画素回路の場合にも、実施例1に係る画素回路の場合と同様の作用、効果を得ることができる。すなわち、メモリ表示モードにおいて、保持容量22R,22G,22BをDRAMとして利用しているために、メモリとしてSRAMを用いる場合に比べて画素構造の簡略化を図ることができる。従って、メモリとしてSRAMを用いる場合に比べて画素20の微細化を図る上で有利となる。
また、メモリ表示モードにおいては、画素20と信号線31とを基本的に電気的に接続する必要がない。すなわち、大きな負荷容量を有する信号線31を充放電しなくても、DRAMとして動作させる保持容量22R,22G,22Bの各保持電位PIXR,PIXG,PIXBをリフレッシュできる。従って、メモリ表示モードにおける消費電力を更に少なく抑えることができる。
更に、実施例2に係る画素回路にあっても、最終の第2のスイッチングトランジスタ232Bをオフ状態にした後に第1のスイッチングトランジスタ231をオフ状態にすることで、次のような作用、効果を得ることができる。
すなわち、第2のスイッチングトランジスタ232R,232G,232Bのいずれのオフ時においても、ゲート電極に付く寄生容量によるカップリングによって複数の副画素20R,20G,20Bに及ぶ条件がこれら副画素間で同じなる。これにより、副画素20R,20G,20Bの各保持容量22R,22G,22Bに所望の信号電位を保持できるため、寄生容量によるカップリングに起因して色バランスが崩れる、という問題を回避できる。
また、極性反転部24Aとしてラッチ回路244を用いる実施例2に係る画素回路の場合には、インバータ回路241を用いる実施例1に係る画素回路の場合に比べて、回路構成が若干複雑になるものの、極性反転した信号電位を保持できる利点がある。
<3.変形例>
上記実施形態では、3つの副画素20R,20G,20Bに対して1つの極性反転部24(24A,24B)を共通に設ける例について説明したが、これらは一例に過ぎず、画素内セレクタ方式を採る表示装置全般に適用可能である。従って、実施例で述べたような極性反転部については本発明においては必須ではないし、あるいは又、1つの極性反転部24を4つ以上の画素(副画素)間で共有する構成を採ること等も可能である。
具体的には、カラー表示対応の液晶表示装置において、R,G,Bの副画素からなる単位画素について、例えば2つの単位画素間、即ち、6つの副画素間で1つの極性反転部24を共有する構成等を採ることも可能である。1つの極性反転部24を共有する画素(副画素)の数が多くなればなるほど、液晶表示パネル10Aを構成する回路素子数を削減でき、その分だけ液晶表示パネル10Aの歩留りを向上できる。
<4.適用例>
以上説明した本発明による液晶表示装置は、電子機器に入力された映像信号、または、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。一例として、図15〜図19に示す様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなどの表示装置に適用することが可能である。
このように、あらゆる分野の電子機器の表示装置として本発明による液晶表示装置を用いることにより、各種の電子機器における表示装置の高精細化及び電子機器の消費電力の低減に寄与できる。すなわち、先述した実施形態の説明から明らかなように、本発明による液晶表示装置は、画素内の保持容量をDRAMに利用することで、SRAMを用いる場合に比べて画素構造を簡略化できるため、画素の微細化を図ることができる。しかも、画素内セレクタ駆動方式を採るに当たり、寄生カップリングによって副画素に及ぶ条件を複数の副画素間で同じにすることによって色バランスを保つことができる。このような理由から、各種の電子機器における表示装置の高精細化に寄与できるとともに、電子機器における表示装置の色再現性の向上を図ることができる。
本発明による液晶表示装置は、封止された構成のモジュール形状のものをも含む。例えば、画素アレイ部を囲むようにシーリング部(図示せず)が設けられ、このシーリング部を接着剤として透明なガラス等の対向部が貼り付けられて形成された表示モジュールが該当する。この透明な対向部には、カラーフィルタ、保護膜等、更には、上記した遮光膜が設けられてもよい。尚、表示モジュールには、外部から画素アレイ部への信号等を入出力するための回路部やFPC(フレキシブルプリントサーキット)等が設けられていてもよい。
以下に、本発明が適用される電子機器の具体例について説明する。
図15は、本発明が適用されるテレビジョンセットの外観を示す斜視図である。本適用例に係るテレビジョンセットは、フロントパネル102やフィルターガラス103等から構成される映像表示画面部101を含み、その映像表示画面部101として本発明による表示装置を用いることにより作製される。
図16は、本発明が適用されるデジタルカメラの外観を示す斜視図であり、(A)は表側から見た斜視図、(B)は裏側から見た斜視図である。本適用例に係るデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部111、表示部112、メニュースイッチ113、シャッターボタン114等を含み、その表示部112として本発明による表示装置を用いることにより作製される。
図17は、本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を示す斜視図である。本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータは、本体121に、文字等を入力するとき操作されるキーボード122、画像を表示する表示部123等を含み、その表示部123として本発明による表示装置を用いることにより作製される。
図18は、本発明が適用されるビデオカメラの外観を示す斜視図である。本適用例に係るビデオカメラは、本体部131、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ132、撮影時のスタート/ストップスイッチ133、表示部134等を含み、その表示部134として本発明による表示装置を用いることにより作製される。
図19は、本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す外観図であり、(A)は開いた状態での正面図、(B)はその側面図、(C)は閉じた状態での正面図、(D)は左側面図、(E)は右側面図、(F)は上面図、(G)は下面図である。本適用例に係る携帯電話機は、上側筐体141、下側筐体142、連結部(ここではヒンジ部)143、ディスプレイ144、サブディスプレイ145、ピクチャーライト146、カメラ147等を含んでいる。そして、ディスプレイ144やサブディスプレイ145として本発明による表示装置を用いることにより本適用例に係る携帯電話機が作製される。
10…液晶表示装置、10A…液晶表示パネル、20…画素、20R,20G,20B…副画素、21,21R,21G,21B…液晶容量、22,22R,22G,22B…容量素子(保持容量)、23…セレクタ部、24,24A,24B…極性反転部、30…画素アレイ部、31(311〜31n)…信号線、32(321〜32m)…制御線、40…信号線駆動部、50…制御線駆動部、60…駆動タイミング発生部、231…第1のスイッチ素子(スイッチングトランジスタ)、232R,232G,232B…第2のスイッチ素子(スイッチングトランジスタ)、241…インバータ回路、242…第3のスイッチ素子(スイッチングトランジスタ)、243…第4のスイッチ素子(スイッチングトランジスタ)、244…ラッチ回路

Claims (8)

  1. 1つの画素を構成する複数の副画素に対して共通に設けられ、一端が信号線に接続された第1のスイッチ素子と、
    前記複数の副画素毎に設けられ、各副画素の画素電極と前記第1のスイッチ素子の他端との間に接続された複数の第2のスイッチ素子と
    が画素単位で配設されてなり、
    前記第1のスイッチ素子のオン期間において前記複数の第2のスイッチ素子を順番にオン/オフ駆動するとともに、当該順番の最後にオン状態になる第2のスイッチ素子をオフ状態にした後、前記複数の第2のスイッチ素子の制御電極に付く寄生容量によるカップリングの条件が前記複数の副画素間で同じになるように、一定期間が経過してから前記第1のスイッチ素子をオフ状態にする駆動を行う駆動部を備え
    前記複数の副画素は、各々、前記第1のスイッチ素子及び前記複数の第2のスイッチ素子の各々を通して前記信号線から与えられる、階調を反映した信号電位を保持する容量素子を有する
    液晶表示装置。
  2. 記1つの画素は、前記複数の副画素に対して共通に設けられ、前記複数の副画素の各容量素子に保持された信号電位の極性を反転して前記容量素子に再度書き込む極性反転部を有する
    請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記第1のスイッチ素子は、階調を反映した信号電位を前記容量素子に書き込む第1の動作モードではオン状態となり、前記容量素子から保持電位を読み出した後前記極性反転部で当該保持電位の極性を反転して前記容量素子に再度書き込む第2の動作モードではオフ状態となり、
    前記複数の第2のスイッチ素子は、前記第1の動作モード、前記第2の動作モードにおける前記容量素子からの保持電位の読み出し期間、及び、前記極性反転部による反転電位の前記容量素子への再書き込み期間にオン状態となる
    請求項2に記載の液晶表示装置。
  4. 前記極性反転部は、前記複数の副画素の各容量素子に保持された信号電位の極性を反転するインバータ回路を有する
    請求項3に記載の液晶表示装置。
  5. 前記極性反転部は、前記複数の副画素の各容量素子に保持された信号電位の極性を反転し、当該反転電位を保持するラッチ回路を有する
    請求項3に記載の液晶表示装置。
  6. 前記極性反転部は、
    前記第1のスイッチ素子の他端と当該極性反転部の入力端との間に接続され、前記第1の動作モードではオフ状態となり、前記第2の動作モードにおける前記読み出し期間にオン状態となって前記容量素子から保持電位を前記複数の第2のスイッチ素子の各々を通じて読み出し、当該極性反転部の入力端に与える第3のスイッチ素子と、
    前記第1のスイッチ素子の他端と当該極性反転部の出力端との間に接続され、前記第1の動作モードではオフ状態となり、前記第2の動作モードにおける前記再書き込み期間にオン状態となって当該極性反転部で極性反転された反転電位を前記複数の第2のスイッチ素子の各々を通じて前記容量素子に書き込む第4のスイッチ素子とを有する
    請求項4または請求項5に記載の液晶表示装置。
  7. 1つの画素を構成する複数の副画素に対して共通に設けられ、一端が信号線に接続された第1のスイッチ素子と、
    前記複数の副画素毎に設けられ、各副画素の画素電極と前記第1のスイッチ素子の他端との間に接続された複数の第2のスイッチ素子と
    が画素単位で配線され
    前記複数の副画素は、各々、前記第1のスイッチ素子及び前記複数の第2のスイッチ素子の各々を通して前記信号線から与えられる、階調を反映した信号電位を保持する容量素子を有する液晶表示装置の駆動に当たって、
    前記第1のスイッチ素子のオン期間において前記複数の第2のスイッチ素子を順番にオン/オフ駆動するとともに、当該順番の最後にオン状態になる第2のスイッチ素子をオフ状態にした後、前記複数の第2のスイッチ素子の制御電極に付く寄生容量によるカップリングの条件が前記複数の副画素間で同じになるように、一定期間が経過してから前記第1のスイッチ素子をオフ状態にする
    液晶表示装置の駆動方法。
  8. 1つの画素を構成する複数の副画素に対して共通に設けられ、一端が信号線に接続された第1のスイッチ素子と、
    前記複数の副画素毎に設けられ、各副画素の画素電極と前記第1のスイッチ素子の他端との間に接続された複数の第2のスイッチ素子と
    が画素単位で配線されてなり、
    前記第1のスイッチ素子のオン期間において前記複数の第2のスイッチ素子を順番にオン/オフ駆動するとともに、当該順番の最後にオン状態になる第2のスイッチ素子をオフ状態にした後、前記複数の第2のスイッチ素子の制御電極に付く寄生容量によるカップリングの条件が前記複数の副画素間で同じなるように、一定期間が経過してから前記第1のスイッチ素子をオフ状態にする駆動を行う駆動部を備え
    前記複数の副画素は、各々、前記第1のスイッチ素子及び前記複数の第2のスイッチ素子の各々を通して前記信号線から与えられる、階調を反映した信号電位を保持する容量素子を有する
    液晶表示装置を有する電子機器。
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