(57)【要約】【課題】表示むらや画質低下を招くことなく、画素容量への書き込みを高速化する。【解決手段】水平走査ドライバ２は、水平シフトレジスタ４により水平クロック信号ＨＣＫに同期させて水平スタート信号ＨＳＴを順次転送し、サンプリング信号Ｈ１〜ＨＮにより、各データ線ＬＨ１〜ＬＨＮに画素データ信号Ｖｓｉｇをサンプリングするのに先立ち、プリチャージタイミング信号ＰＣＨＧも水平シフトレジスタ４により水平クロック信号ＨＣＫに同期させて順次転送していき、プリチャージタイミング信号ＰＣＨＧ１〜ＰＣＨＧＮをプリチャージスイッチＰＳＷ１〜ＰＳＷＮのゲートに順次印加して導通させ、データ線ＬＨ１〜ＬＨＮに対して、プリチャージ電圧Ｖｐｒｅで順次プリチャージを行う。【選択図】　図３
2004101646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走査線と、該複数の走査線に直交し、画素データに対応する画素データ信号が供給される複数のデータ線と、前記複数の走査線と前記複数のデータ線とがマトリクス状に配置され、その各交点に配設された画素容量と、該画素容量へ画素データ信号を前記複数の走査線に印加される信号により導通および非導通させるためのスイッチング素子と、画素周辺に前記複数の走査線を駆動するための走査線駆動手段と、前記複数のデータ線に画素データ信号を供給するためのデータ駆動手段とを具備する液晶表示装置において、
前記データ駆動手段は、
水平クロック信号に同期させて、前記複数のデータ線の各々に対応させたプリチャージタイミング信号を順次出力するプリチャージタイミング信号出力手段と、
前記複数のデータ線の各々に対応して設けられ、前記スイッチング素子を介して前記複数のデータ線に画素データ信号を書き込む直前に、前記プリチャージタイミング信号出力手段から出力される、前記複数のデータ線の各々に対応するプリチャージタイミング信号に従って、プリチャージ電圧を前記複数のデータ線に順次供給するプリチャージスイッチング素子と
を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
さらに、前記プリチャージスイッチング素子とプリチャージ電源との間に配設され、前記プリチャージ電圧から生成した定電流により、前記プリチャージスイッチング素子を介して画素容量をプリチャージする定電流源を具備することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
複数の走査線と、該複数の走査線に直交し、画素データに対応する画素データ信号が供給される複数のデータ線とがマトリクス状に配置され、その各交点に配設された画素容量に画素データ信号を供給するのに先立って、前記画素容量をプリチャージする画素プリチャージ方法において、
水平クロック信号に同期させて、前記複数のデータ線の各々に対応させたプリチャージタイミング信号を順次生成し、前記複数のデータ線の各々に対応して設けられたプリチャージスイッチング素子により、前記画素容量に画素データ信号を書き込む直前に、前記複数のデータ線の各々に対応するプリチャージタイミング信号に従って、プリチャージ電圧を前記複数のデータ線の各々に順次供給することを特徴とする液晶画素プリチャージ方法。
【請求項４】
前記プリチャージスイッチング素子とプリチャージ電源との間に配設された定電流源により前記プリチャージ電圧から生成した定電流により、前記プリチャージスイッチング素子を介して画素容量をプリチャージすることを特徴とする請求項３記載の液晶画素プリチャージ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置および液晶画素プリチャージ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ますますアクティブマトリクス型表示装置に対する高詳細化および高リフレッシュレート化が求められている。これに伴い、各走査線に複数接続されたスイッチング素子を介して、画素容量へ画素データ信号を書き込むのに許容される時間は短くならざるを得ず、許容される時間内に所望される電位まで書き込みが間に合わないことによる、色むら、色再現性の低下等の問題が生じる。
【０００３】
従来のアクティブマトリクス型表示装置、例えば、アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、一般的な構成として、各走査線に複数接続されたスイッチング素子を介して、点順次駆動方式等を用いて、画素容量へ画像データ信号の書き込みを行っている。また、液晶に印加される直流電圧による液晶の劣化などを防ぐためにコモン電圧を中心に正極側と負極側とへ画素データ信号を反転させて駆動する極性反転駆動が行われている。極性反転駆動のタイミングとしては、フレーム反転法、ライン反転法、ドット反転法等がある。
【０００４】
従来より、画素容量へのデータ書き込みを高速化するために、データ線を介して画素容量へ画像データを書き込むのに先立って、データ線および画素容量へ予め所定の電圧をプリチャージするという技術が用いられている。これは、予めデータ線および画素容量に対してプリチャージを行うことにより、データを書き込む際、充放電がプリチャージで印加される電圧に対して、データの書き込み電圧との差分だけでよくなるので、プリチャージで印加する電圧を適切に設定することにより、画素容量へのデータ書き込みが高速化されることが見込まれるものである。
【０００５】
図９は、従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の一部構成を示す回路図である。また、図１０は、従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置では、水平走査ドライバ２０において、プリチャージタイミング信号ＰＣＨＧをプリチャージスイッチＰＳＷ１〜ＰＳＷＮのゲートに印加して導通させ、一斉に複数のデータ線ＬＨ１〜ＬＨＮに対して、プリチャージ電圧Ｖｐｒｅでプリチャージを行う。
【０００６】
その後、水平クロック信号ＨＣＫに同期させて水平スタート信号ＨＳＴを水平シフトレジスタ２１により順次転送し、サンプリング信号Ｈ１〜ＨＮを、対応する各ＹドライバＹＨ１〜ＹＨＮを介して、各サンプリングスイッチＳＳＷ１〜ＳＳＷＮのゲートに印加する。これにより、サンプリングスイッチＳＳＷ１〜ＳＳＷＮの開閉を制御し、各データ線ＬＨ１〜ＬＨＮと、アクティブとなった一本の走査線ＬＶに接続されている補助容量Ｃとに画素データ信号ＳＩＧをサンプリングする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、点順次駆動方式で書き込みを行う画素データ線ＬＨ１〜ＬＨＮに対して、一斉にプリチャージするため、プリチャージが行われてから画素データの書き込みが行われるまでの時間がそれぞれ異なり、画素容量からリークする電荷に差が生じ、画像の表示むらや画質低下の原因となるという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、表示むらや画質低下を招くことなく、画素容量への書き込みを高速化することができる液晶表示装置および液晶画素プリチャージ方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、請求項１記載の発明による液晶表示装置は、複数の走査線と、該複数の走査線に直交し、画素データに対応する画素データ信号が供給される複数のデータ線と、前記複数の走査線と前記複数のデータ線とがマトリクス状に配置され、その各交点に配設された画素容量と、該画素容量へ画素データ信号を前記複数の走査線に印加される信号により導通および非導通させるためのスイッチング素子と、画素周辺に前記複数の走査線を駆動するための走査線駆動手段と、前記複数のデータ線に画素データ信号を供給するためのデータ駆動手段とを具備する液晶表示装置において、前記データ駆動手段は、水平クロック信号に同期させて、前記複数のデータ線の各々に対応させたプリチャージタイミング信号を順次出力するプリチャージタイミング信号出力手段と、前記複数のデータ線の各々に対応して設けられ、前記スイッチング素子を介して前記複数のデータ線に画素データ信号を書き込む直前に、前記プリチャージタイミング信号出力手段から出力される、前記複数のデータ線の各々に対応するプリチャージタイミング信号に従って、プリチャージ電圧を前記複数のデータ線に順次供給するプリチャージスイッチング素子とを具備することを特徴とする。
【００１０】
また、好ましい態様として、例えば請求項２記載のように、請求項１記載の液晶表示装置において、さらに、前記プリチャージスイッチング素子とプリチャージ電源との間に配設され、前記プリチャージ電圧から生成した定電流により、前記プリチャージスイッチング素子を介して画素容量をプリチャージする定電流源を具備するようにしてもよい。
【００１１】
また、上記目的達成のため、請求項３記載の発明による液晶画素プリチャージ方法は、複数の走査線と、該複数の走査線に直交し、画素データに対応する画素データ信号が供給される複数のデータ線とがマトリクス状に配置され、その各交点に配設された画素容量に画素データ信号を供給するのに先立って、前記画素容量をプリチャージする画素プリチャージ方法において、水平クロック信号に同期させて、前記複数のデータ線の各々に対応させたプリチャージタイミング信号を順次生成し、前記複数のデータ線の各々に対応して設けられたプリチャージスイッチング素子により、前記画素容量に画素データ信号を書き込む直前に、前記複数のデータ線の各々に対応するプリチャージタイミング信号に従って、プリチャージ電圧を前記複数のデータ線の各々に順次供給することを特徴とする。
【００１２】
また、好ましい態様として、例えば請求項４記載のように、請求項３記載の液晶画素プリチャージ方法において、前記プリチャージスイッチング素子とプリチャージ電源との間に配設された定電流源により前記プリチャージ電圧から生成した定電流により、前記プリチャージスイッチング素子を介して画素容量をプリチャージするようにしてもよい。
【００１３】
この発明では、プリチャージタイミング信号出力手段により、水平クロック信号に同期させて、前記複数のデータ線の各々に対応させたプリチャージタイミング信号を順次出力し、前記複数のデータ線の各々に対応して設けられたプリチャージスイッチング素子により、前記スイッチング素子を介して前記複数のデータ線に画素データ信号を書き込む直前に、前記複数のデータ線の各々に対応するプリチャージタイミング信号に従って、プリチャージ電圧を前記複数のデータ線に順次供給することによりプリチャージする。したがって、始端のデータ線から終端のデータ線までのいずれのデータ線でも、プリチャージしてからデータ書き込みまでの時間に差がなくなり、表示むらや画質低下を招くことなく、画素容量への書き込みを高速化することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１５】
Ａ．実施形態の構成
図１は、本発明の実施形態による点順次プリチャージ方法が適用されたアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成を示す回路図である。図において、アクティブマトリクス型液晶表示装置には、複数の走査線ＬＶ１〜ＬＶＭと、その複数の走査線ＬＶ１〜ＬＶＭに直交し、画素データ信号ＳＩＧが印加される複数のデータ線ＬＨ１〜ＬＨＮ、複数の走査線ＬＶ１〜ＬＶＭと複数のデータ線ＬＨ１〜ＬＨＮとのＮ×Ｍ個の交点にマトリクス状に配置され、ゲート電極が走査線ＬＶ１〜ＬＶＭに接続され、ソース電極がデータ線ＬＨ１〜ＬＨＮに接続され、ドレイン電極が画素電極に接続されたＮチャネル型トランジスタ構成の画素スイッチと、補助容量Ｃとが設けられている。
【００１６】
また、液晶層ＬＣを狭持したコモン電圧Ｖｃｏｍに接続されたコモン電極および画素電極により画素容量が形成されている。また、マトリクス状に配置された画素の周辺部には、複数の走査線ＬＶ１〜ＬＶＭを駆動するための走査線駆動手段として垂直走査ドライバ１、複数のデータ線ＬＨ１〜ＬＨＮを駆動するためのデータ駆動手段として水平走査ドライバ２が設けられている。
【００１７】
図２は、図１に示す垂直走査ドライバ部１の詳細な構成を示す回路図である。垂直走査ドライバ１は、垂直クロック信号ＶＣＫに同期して垂直スタート信号ＶＳＴを垂直シフトレジスタ３により順次転送し、走査信号Ｖ１〜ＶＭを、対応する各ＹドライバＹＶ１〜ＹＶＭを介して、各走査線ＬＶ１〜ＬＶＭに印加する。これにより、各走査線ＬＶ１〜ＬＶＭに接続された複数の画素スイッチのゲートに走査信号Ｖ１〜ＶＭを印加し、画素スイッチの開閉を制御する。
【００１８】
また、図３は、図１に示す水平走査ドライバ２の詳細な構成を示す回路図である。水平走査ドライバ２は、データ線ＬＨ１〜ＬＨＮおよび画素容量へ画像データを書き込むのに先立ち、プリチャージタイミング信号ＰＣＨＧも水平シフトレジスタ４により水平クロック信号ＨＣＫに同期させて順次転送していき、プリチャージタイミング信号ＰＣＨＧ１〜ＰＣＨＧＮをプリチャージスイッチＰＳＷ１〜ＰＳＷＮのゲートに順次印加して導通させ、データ線ＬＨ１〜ＬＨＮに対して、プリチャージ電圧Ｖｐｒｅで順次プリチャージを行う。
【００１９】
また、水平走査ドライバ２は、常に、プリチャージタイミング信号ＰＣＨＧ１〜ＰＣＨＧＮによるプリチャージ期間の１−ＨＣＫ後となるように、水平クロック信号ＨＣＫに同期して水平スタート信号ＨＳＴを水平シフトレジスタ４により順次転送し、サンプリング信号Ｈ１〜ＨＮを、対応する各ＹドライバＹＨ１〜ＹＨＮを介して、各サンプリングスイッチＳＳＷ１〜ＳＳＷＮのゲートに印加する。これにより、サンプリングスイッチＳＳＷ１〜ＳＳＷＮの開閉を制御し、各データ線ＬＨ１〜ＬＨＮと、アクティブとなった一本の走査線ＬＶに接続されている補助容量Ｃとに画素データ信号ＳＩＧをサンプリングする。
【００２０】
Ｂ．実施形態の動作
次に、上述した実施形態の動作について説明する。ここで、図４は、本実施形態によるアクティブマトリクス型液晶表示装置のプリチャージ動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００２１】
図４において、水平走査ドライバ２では、水平シフトレジスタ４により水平クロック信号ＨＣＫに同期させて水平スタート信号ＨＳＴを順次転送し、サンプリング信号Ｈ１〜ＨＮを順次立ち上げ、対応するサンプリングスイッチＳＳＷ１〜ＳＳＷＮを導通させ、各データ線ＬＨ１〜ＬＨＮに画素データ信号Ｖｓｉｇをサンプリングするのに先立ち、プリチャージタイミング信号ＰＣＨＧも水平シフトレジスタ４により水平クロック信号ＨＣＫに同期させて順次転送していき、プリチャージタイミング信号ＰＣＨＧ１〜ＰＣＨＧＮをプリチャージスイッチＰＳＷ１〜ＰＳＷＮのゲートに順次印加して導通させ、データ線ＬＨ１〜ＬＨＮに対して、プリチャージ電圧Ｖｐｒｅで順次プリチャージを行う。すなわち、常に、プリチャージタイミング信号ＰＣＨＧ１〜ＰＣＨＧＮによるプリチャージ期間の１−ＨＣＫ後にサンプリングスイッチＳＳＷ１〜ＳＳＷＮを導通させていく。
【００２２】
これにより、画素データ線ＬＨ１〜ＬＨＮのプリチャージを、それぞれのデータが書き込まれる直前に行う点順次方式とすることで、始端のデータ線ＬＨ１から終端のデータ線ＬＨＮまでのどのデータ線においても、プリチャージしてからデータ書き込みまでの時間に差がなくなり、高品質な画質を実現することが可能となる。
【００２３】
Ｃ．変形例
次に、本発明の変形例について説明する。図５は、本発明の変形例による点順次プリチャージ方法が適用されたアクティブマトリクス型液晶表示装置の一部構成を示す回路図である。なお、図３に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。
【００２４】
上述した実施形態では、複数のデータ線ＬＨ１〜ＬＨＮに対して、プリチャージ電圧Ｖｐｒｅで行われていたプリチャージを点順次方式にすることで、プリチャージ時に流れる電流によるノイズの影響が懸念される。そこで、本変形例では、図５に示すように、プリチャージスイッチＰＳＷ１〜ＰＳＷＮとプリチャージ電源Ｖｐｒｅとの間に、定電流源または擬似的な定電流源Ｆｌ１〜ＦｌＮを追加することにより、電流起因のノイズを出しにくいプリチャージ回路を構成する。
【００２５】
図６は、定電流源Ｆｌ１〜ＦｌＮの一構成例を示す回路図である。定電流源Ｆｌ１〜ＦｌＮを構成するＰチャネル型トランジスタに、図７に示すようなＶｄｓ−Ｉｄｓ特性を有するトランジスタを用いている。Ｖｄｓ−Ｉｄｓ特性から分かるように、該Ｐチャネル型トランジスタは、電圧Ｖｄｓの変化に対して電流Ｉｄｓの変化が少なくなる飽和領域を持つ特性を有する。該トランジスタのゲートに、適切なゲート電圧Ｖｇを印加することにより、電流起因のノイズを出しにくいプリチャージ回路を構成することが可能となる。
【００２６】
図８（ａ）は、プリチャージ時のデータ線ＬＨ１，ＬＨ２，ＬＨ３，…がプリチャージされていく様子を示す概念図であり、同図（ｂ）は、それに対応するプリチャージ電源Ｖｐｒｅから流れる電流の変化を比較した概念図である。ここでは、定電流源Ｆｌ１〜ＦｌＮの挿入前に比べて、挿入後の波形は、約１／３程度の電流値となっている。したがって、電流起因のノイズの大きさも約１／３になる。
【００２７】
上述した実施形態では、画素データ線ＬＨ１〜ＬＨＮのプリチャージをそれぞれのデータが書き込まれる直前に行う点順次方式とすることで、始端のデータ線ＬＨ１から終端のデータ線ＬＨＮまでのいずれのデータ線でも、プリチャージしてからデータ書き込みまでの時間に差がなくなり、高品質な画質を実現することができる。さらに、上述した変形例では、プリチャージスイッチＰＳＷ１〜ＰＳＷＮに定電流源または擬似的な定電流源Ｆｌ１〜ＦｌＮを追加することで、プリチャージ電流の増減を抑えることが可能になり、低ノイズ型の点順次プリチャージ方式を実現することができる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、プリチャージタイミング信号出力手段により、水平クロック信号に同期させて、前記複数のデータ線の各々に対応させたプリチャージタイミング信号を順次出力し、前記複数のデータ線の各々に対応して設けられたプリチャージスイッチング素子により、前記スイッチング素子を介して前記複数のデータ線に画素データ信号を書き込む直前に、前記複数のデータ線の各々に対応するプリチャージタイミング信号に従って、プリチャージ電圧を前記複数のデータ線に順次供給することによりプリチャージするようにしたので、始端のデータ線から終端のデータ線までのいずれのデータ線でも、プリチャージしてからデータ書き込みまでの時間に差がなくなり、表示むらや画質低下を招くことなく、画素容量への書き込みを高速化することができるという利点が得られる。
【００２９】
また、請求項２記載の発明によれば、前記プリチャージスイッチング素子とプリチャージ電源との間に配設された定電流源により、前記プリチャージ電圧から定電流を生成し、前記プリチャージスイッチング素子を介して画素容量をプリチャージするようにしたので、始端のデータ線から終端のデータ線までのいずれのデータ線でも、プリチャージしてからデータ書き込みまでの時間に差がなくなり、表示むらや画質低下を招くことなく、画素容量への書き込みを高速化することができるとともに、プリチャージ電流の増減を抑えることが可能になり、ノイズによる影響を低減化することができる。
【００３０】
また、請求項３記載の発明によれば、水平クロック信号に同期させて、前記複数のデータ線の各々に対応させたプリチャージタイミング信号を順次生成し、前記複数のデータ線の各々に対応して設けられたプリチャージスイッチング素子により、前記画素容量に画素データ信号を書き込む直前に、前記複数のデータ線の各々に対応するプリチャージタイミング信号に従って、プリチャージ電圧を前記複数のデータ線の各々に順次供給するようにしたので、始端のデータ線から終端のデータ線までのいずれのデータ線でも、プリチャージしてからデータ書き込みまでの時間に差がなくなり、表示むらや画質低下を招くことなく、画素容量への書き込みを高速化することができるという利点が得られる。
【００３１】
また、請求項４記載の発明によれば、前記プリチャージスイッチング素子とプリチャージ電源との間に配設された定電流源により前記プリチャージ電圧から生成した定電流により、前記プリチャージスイッチング素子を介して画素容量をプリチャージするようにしたので、始端のデータ線から終端のデータ線までのいずれのデータ線でも、プリチャージしてからデータ書き込みまでの時間に差がなくなり、表示むらや画質低下を招くことなく、画素容量への書き込みを高速化することができるとともに、プリチャージ電流の増減を抑えることが可能になり、ノイズによる影響を低減化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による点順次プリチャージ方法が適用されたアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成を示す回路図である。
【図２】垂直走査ドライバ部１の詳細な構成を示す回路図である。
【図３】水平走査ドライバ２の詳細な構成を示す回路図である。
【図４】本実施形態において、本実施形態によるアクティブマトリクス型液晶表示装置のプリチャージ動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】本発明の変形例による点順次プリチャージ方法が適用されたアクティブマトリクス型液晶表示装置の一部構成を示す回路図である。
【図６】定電流源Ｆｌ１〜ＦｌＮの一構成例を示す回路図である。
【図７】定電流源に用いたトランジスタのＶｄｓ−Ｉｄｓ特性を示す概念図である。
【図８】プリチャージ時のデータがプリチャージされていく様子を示す概念図と、それに対応するプリチャージ電源から流れる電流の変化を比較した概念図である。
【図９】従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の一部構成を示す回路図である。
【図１０】従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１……垂直走査ドライバ（走査線駆動手段）、２……水平走査ドライバ（データ駆動手段）、３……垂直シフトレジスタ、４……水平シフトレジスタ（プリチャージタイミング信号出力手段）、ＬＨ１〜ＬＨＮ……データ線、ＬＶ１〜ＬＶＭ……走査線、ＳＳＷ１〜ＳＳＷＮ……サンプリングスイッチ（スイッチング素子）、ＰＳＷ１〜ＰＳＷＮ……プリチャージスイッチ（プリチャージスイッチング素子）、Ｖｐｒｅ……プリチャージ電圧、ＰＣＨＧ……プリチャージタイミング信号、Ｆｌ１〜ＦｌＮ……定電流源
【図１】
2004101646.tif 000003
【図２】
2004101646.tif 000004
【図３】
2004101646.tif 000005
【図４】
2004101646.tif 000006
【図５】
2004101646.tif 000007
【図６】
2004101646.tif 000008
【図７】
2004101646.tif 000009
【図８】
2004101646.tif 000010
【図９】
2004101646.tif 000011
【図１０】
2004101646.tif 000012