(57)【要約】表示装置は、１垂直走査周期内において、信号線（４２-１乃至４２-ｎ）の各々に信号電圧を印加し、走査線（４１-１乃至４１-ｍ）の各々に走査電圧を印加する期間を変化させるための制御回路（５０）を有する。制御回路（５０）は、水平走査期間（ｔ１乃至ｔｍ）の各々を、垂直駆動回路（３０）の近傍に位置する走査線（４１-ｍ）から垂直駆動回路（３０）の最も遠くに位置する走査線（４１−１）に向かって漸次的に増加するように制御する。このようにして、信号線を介して画素に信号電圧を書き込むとき、各画素において信号電圧を印加する期間内に目標電位に到達する。
2005505007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素の行及び画素の列のマトリクス、
前記画素の行のうちの対応する画素の行に結合された第１の配線のグループ、
前記画素の列のうちの対応する画素の列に結合された第２の配線のグループ、
前記第１の配線の各々に走査電圧を順次印加するための第１の電圧印加手段、及び
前記第１の配線に順次印加される前記走査電圧に同期して、前記第２の配線の各々に信号電圧を印加するための第２の電圧印加手段、
を備えた表示装置であって、
画素の行と前記第２の電圧印加手段との間の距離に依存して前記信号電圧を印加する期間を変化させるための期間変化手段を更に有する表示装置。
【請求項２】
前記期間変化手段は、前記第２の配線の各々に前記信号電圧を印加する期間に同期して、前記第１の配線の各々に前記走査電圧を印加する期間を変化させる請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記期間変化手段が、画素の行と前記第２の電圧印加手段との間の信号距離が増加するとき、前記信号電圧を印加する期間をより長く選択する請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１の配線全てへの走査電圧の印加が、所定の期間内で完了する請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
画素の行及び画素の列のマトリクス、前記画素の行のうちの対応する画素の行に結合された配線のグループ、前記画素の列のうちの対応する画素の列に結合された第２の配線のグループ、及び前記第２の配線のグループを駆動するための駆動段を有する表示装置を駆動する方法であって、
前記方法が
前記第１の配線の各々に走査電圧を順次に印加するステップ、及び
前記第１の配線印加される走査電圧に同期して、前記第２の配線の各々に信号電圧を印加するステップ、を有し、
前記走査信号を印加する期間が、前記走査信号が印加される画素の行と前記駆動段との間の距離に依存して変化する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
−  画素の行及び画素の列のマトリクス、
−  前記画素の行のうちの対応する画素の行に結合された第１の配線のグループ、
−  前記画素の列のうちの対応する画素の列に結合された第２の配線のグループ、
−  前記第１の配線の各々に走査電圧を順次印加するための第１の電圧印加手段、及び
−  前記第１の配線に順次印加される前記走査電圧に同期して、前記第２の配線の各々に信号電圧を印加するための第２の電圧印加手段、
を有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置として液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」という。），プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ；plasma display panel），電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ；field emission display）及び有機ＥＬ（electroluminescence）ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイを備えた電子機器が急速に普及している。中でも、ＬＣＤを備えた電子機器の普及は著しく、その用途は多岐にわたっている。
【０００３】
ＬＣＤには、例えば、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ（thin film transistor）という。）を用いた所謂アクティブマトリクス型のＬＣＤがある。ＴＦＴにより、（例えば、大画面の又は高精細に要求されるような）多数本の走査線を有し、コントラストやオン・オフのレスポンスなどの表示性能に優れたＬＣＤが実現可能となっている。このようなアクティブマトリクス型のＬＣＤは、一般に、水平線及び垂直線にマトリクス状に配置された画素アレイを有する。水平線は走査線又は行とも呼ばれ、垂直線は信号線又は列とも呼ばれる。水平線と垂直線との両方について駆動回路が備えられ、各画素に、スイッチング素子としてのＴＦＴが設けられている。このＬＣＤでは、各行のＴＦＴを駆動する走査線に、垂直駆動回路から順次走査電圧が循環的に供給される一方、信号線には、上記水平駆動回路とタイミングを合わせて動作する垂直駆動回路から画像信号に応じて信号電圧が選択的に供給される。これによって、走査線により画素が１行ずつ上から下へ順に選択される。選択された走査線上の画素の各電極に、対応する信号線を通じて信号電圧が順に印加される。信号電圧が画素の各電極に書き込まれ、表示パネルに画像が表示される。すなわち、１本の走査線が選択されている期間（以下、水平走査期間という。）中に、当該走査線に対応する画素に信号電圧が供給される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、信号線は、通常、導電性材料により構成されているため、上記の従来のＬＣＤでは、信号線の時定数がＬＣＤの表示性能に影響を及ぼすという問題があった。これは、特に、大型ディスプレイの場合やディスプレイが高精細の場合などにおいて問題となることが多い。
【０００５】
図４は従来のＬＣＤの各画素に電圧を印加する際のタイミングチャートである。図４Ａ〜４Ｅは第１行〜第３行Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３、第Ｍ−１行ＲＭ−１及び第Ｍ行ＲＭの走査線上の信号を示しており、図４Ｆは水平駆動回路に近い任意の信号線の信号（ＮＥＳで示される）を示しており、図４Ｇは水平駆動回路から遠い信号線の信号（ＦＥＳで示される）を示している。図４Ａ〜４Ｅに示したように、各走査線の水平走査期間ｔは、各走査線を走査するために割り当てられる期間である。垂直走査周期Ｔの間に、全ての走査線の選択が一回終了する。そのため、時定数が大きくなると、図４Ｆに示したように、垂直駆動回路から近い近端側ＮＥＳの画素に書き込んでいる間に、信号電圧は水平走査期間ｔ中に目標電位ＴＰに到達するが、垂直駆動回路から遠い遠端側ＦＥＳの画素においては、信号線に印加される信号電圧の波形が鈍ってしまい、信号電圧は水平走査期間ｔ内に目標電位ＴＰに到達せず、画素への適正な信号電圧の書き込みが困難となる。これは、輝度傾斜など装置の表示性能の低下を招くことになる。
【０００６】
この問題を解決するために、各水平周期ｔを長くすることが考えられる。ところが、単純に各水平走査周期ｔを長くした場合、１垂直周期Ｔを長くすることになるので、やはりフリッカによる表示品質の低下をまねくだろう。
【０００７】
本発明の目的は、従来と比較して、垂直走査周期を変化させることなく全ての画素の信号電圧が所望の電位に到達できるように、信号電圧を書き込むことが可能な表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、独立項によって規定される。従属項は有利な実施例を規定する。
【０００９】
本発明による表示装置は、画素の行と第２の電圧印加手段との間の距離に依存して信号電圧を印加する期間を変化させる期間変化手段を更に備えたことを特徴としている。なお、本発明における「画素」とは、その画素に関連する構成要素も含むことに注意されたい。「画素の行」及び「画素の列」という用語は、一般的には互いに実質的に垂直な２つの画素の集合を識別するために用いられ、「行」及び「列」は交換可能である。本発明による表示装置では、第２の配線の各々を介して各画素に信号電圧を印加する期間を任意の値とすることができる。よって、各画素に電圧を印加する期間が、目標電位に到達することが困難である第２の配線に結合される画素に対して延長されるように、電圧印加期間を制御することができる。
【００１０】
上記期間変化手段は、具体的には、画素の行と第２の電圧供給手段との間の信号距離が増加するとき信号電圧を印加する期間をより長くするように選択する。また、上記期間変化手段は、第２の配線の各々を介して対応する画素に電圧を印加する期間を、第２の配線の各々の遠端側から近端側に漸次的に長くするように制御することが効果的である。
【００１１】
この期間変化手段は、第２の配線の各々を介して画素に電圧を印加する期間に同期して、第１の配線の各々に走査電圧を印加する期間をも変化させることが好ましい。これにより、第１及び第２の配線のグループの両方の電圧印加のタイミングを容易に制御可能となるからである。
【００１２】
本発明による他の表示装置は、第１の配線全てへの電圧の印加が終了する一定周期内に、第１の配線の各々に電圧を印加する各期間を変化させる期間変化手段を更に備えたことを特徴としている。本発明による他の表示装置においても、上記期間変化手段により、第１の配線の各々に電圧を印加する各期間をそれぞれ任意の値とすることが可能である。よって、第２の配線のグループのうち、第２の電圧印加手段からの電圧が供給されにくく、目標電位に到達しにくい領域において、第１の配線に電圧を印加する期間を長くするように、電圧印加時間を制御することが可能である。
【００１３】
本発明の装置のこれら及び他の態様は、図面を基準にして更に説明され記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係るＬＣＤを模式的に表すものである。このＬＣＤは、画素が例えばＭ行Ｎ列のマトリクス状に配置された画素アレイを有する液晶パネル１０と、この液晶パネル１０の周囲に配設された第１及び第２の電圧印加手段としての水平駆動回路２０及び垂直駆動回路３０とを備えている。
【００１５】
図２は、液晶パネル１０の断面構造の一例を表すものである。この液晶パネル１０は、例えば、絶縁層１２を介して複数の画素電極１３が形成された駆動基板１１と、この駆動基板１１に対して所定の間隔をもって対向配置されると共に、駆動基板側に共通電極１５及び図示しないカラーフィルタが形成された対向基板１６とを備えている。これら駆動基板１１と対向基板１６との間には液晶層１４が保持されている。画素電極１３は、画素毎に例えばＭ行Ｎ列のマトリクス状に配置され、各画素電極１３に対応して絶縁層１２の内部に形成されたスイッチング素子としてのＴＦＴ１７の例えばドレイン電極に電気的に接続されている。なお、ＴＦＴ１７としては、所謂トップゲート型及びボトムゲート型のいずれを用いることも可能である。
【００１６】
ＴＦＴ１７のゲート電極は、画素マトリクスに対応してマトリックス状に配されている。画素電極１３は、各行毎に、第１の配線を構成する走査線に電気的に接続されている。Ｍ本の走査線４１−１〜４１−ｍ（図１）が第１の配線のグループを構成している。また、ＴＦＴ１７のソース電極は、各列毎に第２の配線を構成する信号線に電気的に接続されており、Ｎ本の信号線４２−１〜４２−ｎが第２の配線のグループを構成している。
【００１７】
水平駆動回路２０は、ここでは、第１列Ｃ１の信号線４２−１の側に設けられている。この水平駆動回路２０は、駆動すべき行を選択する機能を有しており、走査線のグループの各走査線４１−１〜４１−ｍに走査電圧（ゲート電圧）を順次に印加する。より具体的には、水平駆動回路２０は、その１周期毎に１つの走査パルスを走査電圧として対応する行のＴＦＴ１７のゲート電極に順次に供給する。
【００１８】
垂直駆動回路３０は、ここでは、パネルの第Ｍ行の走査線４１−ｍの側に設けられている。この垂直駆動回路３０は、駆動すべき列を選択する機能を有しており、図示しない電圧回路から画像信号Ｓｄａｔａを受け取り、受け取った画像信号Ｓｄａｔａを信号電圧に変換して、各信号線４２−１〜４２−ｎに印加する。
【００１９】
このＬＣＤは、更に、全ての走査線への信号電圧の印加が終了する１垂直走査周期内において、信号線に信号電圧を印加する期間及び走査線にゲート電圧を印加する期間を変化させるための制御回路５０を備えている。本実施の形態では、制御回路５０は、垂直駆動回路３０の最も近くに位置する走査線（第Ｍ行の走査線４１−ｍ）から垂直駆動回路３０の最も遠くに位置する走査線（第１行の走査線４１−１）に向かって、水平走査期間が漸次的に長くなるように各水平走査期間を制御する。制御回路５０は、信号線の近端側から遠端側に向かって、信号線を介して画素の行に電圧を印加する期間が漸次的に長くなるように電圧印加期間を制御する。なお、制御回路５０が、本発明における「期間変化手段」の一具体例に対応している。
【００２０】
図３を参照してこのＬＣＤの動作について説明する。垂直走査周期はＴで示されている。図３は、本実施の形態に係るＬＣＤにおいて、画素に電圧を印加する際のタイミングチャートである。
【００２１】
本実施の形態に係るＬＣＤでは、図３Ａに示したように、水平駆動回路２０を介して第１行の走査線４１−１に例えば水平走査期間ｔ１だけ順次走査電圧が印加され、この順次走査電圧は第１行の画素に設けられているＴＦＴ１７のゲート電極に供給される。このとき、該第１行のＴＦＴ１７はオン状態となり、ＴＦＴのソース電極とドレイン電極との間が導通状態となる。既に述べたように、１垂直走査周期Ｔ内において第１行の走査線４１−１の選択期間（電圧印加期間）はＭ本の走査線中最も長くなっているので、上記水平走査期間ｔ１は、少なくともＴ／Ｍよりも大きくなっている。
【００２２】
次いで、水平走査期間ｔ１が終了すると、図３Ｂに示したように、第２行の走査線４１−２に上記ｔ１よりも短い水平走査期間ｔ２だけ順次走査電圧が印加される。これにより、第１行の走査線４１−１の場合と同様に、該電圧は第２行の画素に設けられているＴＦＴ１７のゲート電極に供給され、第２行のＴＦＴ１７はオン状態となる。
【００２３】
そののち、同様にして、第３行以後の走査線４１−３〜４１−ｍに、ｔ２>ｔ３…>ｔｍかつｔ１＋ｔ２＋…＋ｔｍ−１＋ｔｍ＝Ｔを満たす各水平走査期間だけ順次走査電圧が順に印加される（図３Ｃ〜３Ｅ参照）。
【００２４】
一方、各信号線４２−１〜４２−ｎには、１垂直走査周期Ｔ中、垂直駆動回路３０を介して画像信号に応じた信号電圧が供給される。ＴＦＴ１７がオン状態になると、そのときの信号電圧が当該ＴＦＴ１７を経て対応する画素電極１３に供給される。その結果、共通電極１５と信号電圧が供給される画素電極１３との間に存在する液晶層１４の部分に信号電圧が印加され、液晶層１４が駆動し、画像が液晶パネルに表示される。
【００２５】
図３Ｆ及び図３Ｇは、１列目の信号線４２−１の上記近端側ＮＥＳ及び遠端側ＦＥＳにおける信号電圧波形の一例をそれぞれ示したものである。ここでは、制御回路５０により、一定の垂直走査期間Ｔ中、垂直駆動回路３０と最も距離を隔てて位置する第１行の走査線４１−１から第Ｍ行の走査線４１−ｍに向かって、水平走査期間が漸次的に短くなるように各水平走査期間が制御される。制御回路５０により、信号線４２−１〜４２−ｎの上記近端側ＮＥＳから遠端側ＦＥＳに向かって、信号電圧を印加する期間が長くなるように信号電圧印加期間が制御されている。従って、第１行Ｒ１や第２行Ｒ２等の画素においても、信号線の時定数の影響を受けることない。すなわち、垂直駆動回路３０から遠い走査線が選択されている際には、垂直駆動回路３０から信号線の当該画素の領域に供給される信号電圧が目標値に達するまで相対的に長時間を要する。しかし、このような走査線の水平走査期間は長く設定されるので、目標電圧に到達することができ、補正された目標電圧で画素電極１３に信号電圧が書き込まれる。よって、輝度ずれ、色むら、フリッカ又は他のアーチファクトのない優れた品質の画像が得られる。また、信号線４２−１〜４２−ｎの遠端側の画素では近端側ＮＥＳの画素よりもＴＦＴ１７がオン状態とされている期間が長いので、信号線の遠端側ＦＥＳの画素の画素電極１３は、駆動回路の出力電流能力が低く且つ信号線の遠端側ＦＥＳへの充電が長い時間を要する場合であっても、目標電圧に到達する。従って、この実施例では、垂直駆動回路３０は大きな駆動能力を必要とされない。その結果、垂直駆動回路３０は低い消費電力で駆動される。
【００２６】
本実施の形態に係るＬＣＤによれば、一定の垂直走査周期内において各走査線へのゲート電圧を印加する期間を変化させると共に、近端側と遠端側との間で画素に電圧を印加する期間を変化させる制御回路５０を備えるようにしたので、信号線の、供給される信号電圧が目標値に達するまで相対的に長時間を要する領域に対応する走査線に電圧を印加する期間を長くすることができる。よって、目標電位に到達した状態において画素電極１３に信号電圧を書き込むことができ、装置の表示性能を向上させることができる。
【００２７】
また、信号線の上記遠端側よりも近端側において画素に信号電圧を印加する期間を長くすることにより、垂直駆動回路３０の駆動能力を低くしても画素電極１３に供給される電圧が目標値に到達する。これによって、消費電力が削減された装置が実現される。
【００２８】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、垂直駆動回路３０を液晶パネルの第Ｍ行の走査線４１−ｍの側に設けるようにしたが、垂直駆動回路３０はパネルの第１行の走査線４１−１の側に設けられてもよい。また、垂直駆動回路３０を液晶パネル１０の水平駆動回路２０と同じ側に設けて、所謂狭額縁の表示装置としてもよい。
【００２９】
更に、上記実施の形態では、所謂垂直無効期間が存在しない場合について説明したが、垂直無効期間が存在する場合にも本発明の効果が得られることは言うまでもない。
【００３０】
また、上記実施の形態では、制御回路５０が、上記各水平走査期間及び信号電圧印加期間が漸次的に変化するように各水平走査期間を制御する場合について説明したが、これらは必ずしも漸次的に長くなる必要はなく、制御回路５０は、垂直駆動回路３０から遠くに位置する遠端側の信号電圧印加期間が近端側の信号電圧印加期間よりも長くなるように制御してもよい。また、制御回路５０は、垂直駆動回路３０から遠くに位置する走査線の水平走査期間が、垂直駆動回路３０の近くに位置する走査線の水平走査期間よりも長くなるように制御してもよい。
【００３１】
また、上記実施の形態では、制御回路５０が、水平走査期間及び信号電圧印加期間の両方を制御する場合について説明したが、制御回路が水平走査期間又は信号電圧印加期間のいずれか一方のみを制御する場合においても本発明の効果は得られる。
【００３２】
更に、上記実施の形態では、走査線を線順次走査する場合について説明したが、本発明は、点順次走査する場合においても適用することができる。
【００３３】
更に、上記実施の形態では、スイッチング素子としてＴＦＴ１７を用いるようにしたが、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor-field effect transistor）などの他のスイッチング素子を用いるようにしてもよい。また、上記実施の形態では、スイッチング素子を利用した所謂アクティブ・マトリクス駆動方式の装置について説明したが、スイッチング素子を利用しない所謂パッシブ・マトリクス駆動方式の装置についても適用することができる。
【００３４】
更に、上記実施の形態では、対向基板１６に図示しないカラーフィルタが形成された場合について説明したが、カラーフィルタは必ずしも形成されている必要はない。
【００３５】
加えて、上記実施の形態では、表示装置の一例としてＬＣＤを挙げて説明したが、本発明は、画素がマトリクス状に配置された画素アレイを有する他の表示装置に広く適用することができる。このような表示装置としては、例えば、プラズマディスプレイ，電界放出型ディスプレイ及び有機ＥＬディスプレイが挙げられる。
【００３６】
上記の実施例は本発明を限定するものではなく、しかも当業者は添付された請求項の範囲を逸脱すること無く多くの代替実施例を設計できることに注意されたい。請求項において、「有する」という言葉は、請求項に列挙された以外の構成要素又はステップの存在を排除するものではない。構成要素が単数であることは、斯かる構成要素の複数の存在を排除するものではない。本発明は、幾つかの別個の素子を有するハードウェアによって、及び適切にプログラムされたコンピュータによって実現することができる。幾つかの手段が列挙されている装置の請求項では、これらの手段の幾つかは同じハードウェアによって実現することができる。ある一定の対策が相互に異なる従属項で引用されているという単なる事実は、これらの対策の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＬＣＤの概略構成を表す模式図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に対応する断面図である。
【図３】図１に示したＬＣＤの動作を説明するためのタイミング図である。
【図４】従来のＬＣＤの動作を説明するためのタイミング図である。
【国際公開パンフレット】
2005505007.tif 000003
2005505007.tif 000004
2005505007.tif 000005
2005505007.tif 000006
2005505007.tif 000007
2005505007.tif 000008
2005505007.tif 000009
2005505007.tif 000010
2005505007.tif 000011
2005505007.tif 000012
2005505007.tif 000013
2005505007.tif 000014
2005505007.tif 000015
2005505007.tif 000016
2005505007.tif 000017
2005505007.tif 000018
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005505007.tif 000019
【国際調査報告】
2005505007.tif 000020
2005505007.tif 000021