(57)【要約】【課題】ランプ信号を歪ませてしまうことで生じるいわゆる「黒浮き」の画像ノイズを低減し、高品位な画像表示を可能とする。【解決手段】正極性用データ線Ｄi+には図示しない正極性用ビデオスイッチからの正極性用ランプ信号ＲＡＭＰ+が供給され、負極性用データ線Ｄi-には図示しない負極性用ビデオスイッチからの負極性用ランプ信号ＲＡＭＰ-が供給される。スイッチＳＷiは、正極性用データ線Ｄi+と負極性用データ線Ｄi-との間に設けられ、ｉ列目の２つのビデオスイッチが同時にオンになる直前のタイミングで一度だけオンとなり、これにより正極性用データ線Ｄi+及び負極性用データ線Ｄi-に充電された電圧を正負で中和する機能を持つ。ランプ信号期間の終了後から、次の水平走査期間の開始時刻までの間の僅かの期間内で、スイッチＳＷiがオンとされ、正極性用データ線Ｄi+と負極性用データ線Ｄi-とを短絡する。【選択図】図２
2012177822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本のデータ線を一組とする複数組のデータ線と複数本のゲート線とがそれぞれ交差する交差部に設けられた複数の画素のそれぞれが、
対向する画素電極と共通電極との間に液晶層が挟持された表示素子と、
入力画像データの画素値と単調的に水平走査周期で値が変化する基準階調データが示す階調値とが一致した時に、一組の前記２本のデータ線のうち一方のデータ線を介して供給される前記基準階調データと同期して水平走査周期内で最小階調値を示す電圧から最大階調値を示す電圧まで単調的にレベル増加する正極性用ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第１の保持容量に保持する第１のサンプリング及び保持手段と、
前記入力画像データの画素値と前記基準階調データが示す階調値とが一致した時に、一組の前記２本のデータ線のうち他方のデータ線を介して供給される前記基準階調データと同期して水平走査周期内で最小階調値を示す電圧から最大階調値を示す電圧まで単調的にレベル減少する、前記正極性用ランプ信号とは逆極性の負極性用ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第２の保持容量に保持する第２のサンプリング及び保持手段と、
前記第１の保持容量の第１の保持電圧と前記第２の保持容量の第２の保持電圧とを、垂直走査周期よりも短い所定の周期で交互に前記画素電極に印加する保持電圧読み出し手段と
を備え、
前記正極性用ランプ信号及び前記負極性用ランプ信号が、水平走査期間内で前記最大階調値を示す電圧に達してから最小階調値を示す電圧に戻るランプ信号期間の終了時点から次の水平走査期間の開始時点までの期間内で、一組の前記２本のデータ線の間を短絡するスイッチ手段を、前記２本のデータ線の組単位で有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
２本のデータ線を一組とする複数組のデータ線と複数本のゲート線とがそれぞれ交差する交差部に設けられた複数の画素のそれぞれが、
対向する画素電極と共通電極との間に液晶層が挟持された表示素子と、
入力画像データの画素値と単調的に水平走査周期で値が変化する基準階調データが示す階調値とが一致した時に、一組の前記２本のデータ線のうち一方のデータ線を介して供給される前記基準階調データと同期して水平走査周期内で最小階調値を示す電圧から最大階調値を示す電圧まで単調的にレベル増加する正極性用ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第１の保持容量に保持する第１のサンプリング及び保持手段と、
前記入力画像データの画素値と前記基準階調データが示す階調値とが一致した時に、一組の前記２本のデータ線のうち他方のデータ線を介して供給される前記基準階調データと同期して水平走査周期内で最小階調値を示す電圧から最大階調値を示す電圧まで単調的にレベル減少する、前記正極性用ランプ信号とは逆極性の負極性用ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第２の保持容量に保持する第２のサンプリング及び保持手段と、
前記第１の保持容量の第１の保持電圧と前記第２の保持容量の第２の保持電圧とを、垂直走査周期よりも短い所定の周期で交互に前記画素電極に印加する保持電圧読み出し手段と
を備え、
前記正極性用ランプ信号及び前記負極性用ランプ信号が、水平走査期間内で前記最大階調値を示す電圧に達してから最小階調値を示す電圧に戻るランプ信号期間の終了時点から次の水平走査期間の開始時点までの期間内で、一組の前記２本のデータ線のうち前記一方のデータ線の電位を前記正極性用ランプ信号の最小階調値を示す電圧の第１の電圧源に接続する第１のスイッチ手段と、前記他方のデータ線の電位を前記負極性用ランプ信号の最小階調値を示す電圧の第２の電圧源に接続する第２のスイッチ手段とを、前記２本のデータ線の組単位で有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項３】
２本のデータ線を一組とする複数組のデータ線と複数本のゲート線とがそれぞれ交差する交差部に設けられた複数の画素のそれぞれが、
対向する画素電極と共通電極との間に液晶層が挟持された表示素子と、
入力画像データの画素値と単調的に水平走査周期で値が変化する基準階調データが示す階調値とが一致した時に、一組の前記２本のデータ線のうち一方のデータ線を介して供給される前記基準階調データと同期して水平走査周期内で最小階調値を示す電圧から最大階調値を示す電圧まで単調的にレベル増加する正極性用ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第１の保持容量に保持する第１のサンプリング及び保持手段と、
前記入力画像データの画素値と前記基準階調データが示す階調値とが一致した時に、一組の前記２本のデータ線のうち他方のデータ線を介して供給される前記基準階調データと同期して水平走査周期内で最小階調値を示す電圧から最大階調値を示す電圧まで単調的にレベル減少する、前記正極性用ランプ信号とは逆極性の負極性用ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第２の保持容量に保持する第２のサンプリング及び保持手段と、
前記第１の保持容量の第１の保持電圧と前記第２の保持容量の第２の保持電圧とを、垂直走査周期よりも短い所定の周期で交互に前記画素電極に印加する保持電圧読み出し手段と
を備える液晶表示素子に対して、
前記正極性用ランプ信号及び前記負極性用ランプ信号が、水平走査期間内で前記最大階調値を示す電圧に達してから最小階調値を示す電圧に戻るランプ信号期間の終了時点から次の水平走査期間の開始時点までの期間内で、各組の前記２本のデータ線の間を組毎に短絡する短絡ステップを含むことを特徴とする液晶表示素子の駆動方法。
【請求項４】
２本のデータ線を一組とする複数組のデータ線と複数本のゲート線とがそれぞれ交差する交差部に設けられた複数の画素のそれぞれが、
対向する画素電極と共通電極との間に液晶層が挟持された表示素子と、
入力画像データの画素値と単調的に水平走査周期で値が変化する基準階調データが示す階調値とが一致した時に、一組の前記２本のデータ線のうち一方のデータ線を介して供給される前記基準階調データと同期して水平走査周期内で最小階調値を示す電圧から最大階調値を示す電圧まで単調的にレベル増加する正極性用ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第１の保持容量に保持する第１のサンプリング及び保持手段と、
前記入力画像データの画素値と前記基準階調データが示す階調値とが一致した時に、一組の前記２本のデータ線のうち他方のデータ線を介して供給される前記基準階調データと同期して水平走査周期内で最小階調値を示す電圧から最大階調値を示す電圧まで単調的にレベル減少する、前記正極性用ランプ信号とは逆極性の負極性用ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第２の保持容量に保持する第２のサンプリング及び保持手段と、
前記第１の保持容量の第１の保持電圧と前記第２の保持容量の第２の保持電圧とを、垂直走査周期よりも短い所定の周期で交互に前記画素電極に印加する保持電圧読み出し手段と
を備える液晶表示素子に対して、
前記正極性用ランプ信号及び前記負極性用ランプ信号が、水平走査期間内で前記最大階調値を示す電圧に達してから最小階調値を示す電圧に戻るランプ信号期間の終了時点から次の水平走査期間の開始時点までの期間内で、各組の前記２本のデータ線のうち前記一方のデータ線の電位を前記正極性用ランプ信号の最小階調値を示す電圧の第１の電圧源に接続する第１の接続ステップと、
前記第１の接続ステップと同時に、各組の前記２本のデータ線のうち前記他方のデータ線の電位を前記負極性用ランプ信号の最小階調値を示す電圧の第２の電圧源に接続する第２の接続ステップとを
含むことを特徴とする液晶表示素子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示素子及びその駆動方法に係り、特に各画素においてＤＡ変換して得られた正極性映像信号と負極性映像信号とを２つの保持容量に別々にサンプリング保持した後、それらの保持電圧を交互に画素電極に印加して交流駆動する液晶表示素子及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタ装置やプロジェクションテレビには、画像を投影するための中心部品としてＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon)型の液晶表示素子が多く用いられている。このＬＣＯＳ型の液晶表示素子は、透明電極、液晶層、マトリクス状に配置された反射電極、およびシリコン基板上に液晶駆動回路が形成された液晶表示素子などが重なった構造を有している。この液晶表示素子では、デジタル信号処理技術の進展とともに液晶駆動回路の外部回路のデジタル化が進んでいる。それに伴い、映像信号としてデジタル信号を液晶駆動回路に入力する方がシステム全体としては好都合になってきている。
【０００３】
そこで、本出願人は、先に２本のデータ線（列信号線）を一組とする複数組のデータ線と、複数本のゲート線（行走査線）との各交差部にそれぞれ画素を配置し、それらの各画素においてデジタル映像信号からＤＡ変換して得た正極性映像信号と負極性映像信号とを２つの保持容量に別々にサンプリング保持した後、それらの保持電圧を交互に垂直走査周波数よりも高い所定の周波数で交互に画素電極に印加して液晶表示素子を交流駆動する液晶表示装置を提案した（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１記載の液晶表示装置では、各組の２本のデータ線の一方に接続された正極性用ビデオスイッチと他方に接続された負極性用ビデオスイッチとを備えると共に、各組の正極性用ビデオスイッチと負極性用ビデオスイッチとを、水平走査期間の開始毎に同時にオンとし、デジタル映像信号からＤＡ変換して得られた正極性用映像信号及び負極性用映像信号の画素値に応じたタイミングでその画素に対応して設けられた組の正極性用ビデオスイッチと負極性用ビデオスイッチとを同時にオフとする。従って、各組の正極性用ビデオスイッチと負極性用ビデオスイッチのオフのタイミングは、映像信号の絵柄によって各組単位で異なり、同じ場合もある。
【０００５】
ここで、上記のＤＡ変換は以下のようにして行われる。それぞれ逆極性で、かつ、最大階調（白レベル）及び最小階調（黒レベル）の一方のレベルから他方のレベルまで単調的にレベル変化する１水平走査期間（１Ｈ）周期の正極性用ランプ信号と負極性用ランプ信号を正極性用ビデオスイッチと負極性用ビデオスイッチに別々に供給する。一方、正極性用ランプ信号と負極性用ランプ信号にそれぞれ同期するクロック信号をカウントするカウンタからの１Ｈ周期の階調カウント値と、デジタル映像信号の画素値とを１ラインの各画素単位でコンパレータにより比較し、両者の値が一致した時に、そのコンパレータから一致パルスを出力してその画素に対応した組の正極性用ビデオスイッチと負極性用ビデオスイッチをオフとし、そのオフ時点直前の正極性用ランプ信号と負極性用ランプ信号とを正極性用ビデオスイッチと負極性用ビデオスイッチに別々に接続された２本のデータ線を介して、対応する画素の２つの保持容量に別々にサンプリング保持させる。ここで、ビデオスイッチのオフ時点直前の正極性用ランプ信号と負極性用ランプ信号とが、ＤＡ変換された前記正極性映像信号及び負極性映像信号に相当する。
【０００６】
特許文献１記載の液晶表示装置では、２つの保持容量に同時並列的に正極性映像信号及び負極性映像信号をサンプリング保持し、その保持容量に保持された正極性と負極性の電圧を次のフレームの映像信号が書き込まれるまでに１垂直走査周波数より高い周波数で画素電極に交互に印加するスイッチング動作を行うことにより、液晶表示素子の交流駆動周波数を、垂直走査周波数によらず、正負極性の駆動電圧の切り替え周期で自由に設定することができ、従来の液晶表示素子と比較して液晶駆動周波数を飛躍的に高め、それにより信頼性や安定性、シミなどの表示品位低下を防止できるなどの特長が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２２３２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の従来の液晶表示装置では、前述したように、各水平走査期間の開始毎に全ての組の正極性用ビデオスイッチと負極性用ビデオスイッチをオンとして、各組の正極性用ビデオスイッチに接続された第１のゲート線と負極性用ビデオスイッチに接続された第２のゲート線の寄生容量などを徐々に充放電していき、コンパレータで画素単位に階調カウント値とデジタル映像信号の画素値とを比較し、両者が一致したタイミングでビデオスイッチをオフにすることで、正極性と負極性のランプ信号電圧を画素内の保持容量に書き込んでいる。
【０００９】
このため、デジタル映像信号が高階調の場合、すなわち階調カウント値の大きいときには、前ラインで書き込まれた電圧がデータ線に残存しており、次にビデオスイッチがオンになった瞬間にデータ線からビデオスイッチを通してランプ信号入力側に逆流してしまい、元のランプ信号が歪んでしまう。
【００１０】
この様子を図５を用いて説明する。図５（Ａ）はある一つのビデオスイッチが、水平走査期間の開始時刻ｔ１でオンとなり、前記一致パルスが時刻ｔ２で入力された時にそのビデオスイッチがオフになり、次の水平走査期間の開始時刻ｔ３で再びオンとなることを示している。これにより、図５（Ａ）にオン／オフタイミングを示すビデオスイッチと、このビデオスイッチと同期してオン／オフを行う同じ組のもう一つのビデオスイッチを通して、図５（Ｂ）に示す正極性用ランプ信号と同図（Ｃ）に示す負極性用ランプとは同じ組の２本のデータ線上で時刻ｔ２の時点の電圧を点線で示すように保持することになる。
【００１１】
続いて、次のラインの動作に入り同じデータ線に接続されたビデオスイッチが次の水平走査期間の開始時刻ｔ３でオンになると、図５（Ｂ）、（Ｃ）に点線で示すように保持されていたデータ線の電圧が、ビデオスイッチを通してランプ信号入力側に逆流し、時刻ｔ３では一時的に正極性用ランプ信号は電圧が持ち上がり、負極性用ランプ信号では電圧が持ち下がることとなる。このように、ビデオスイッチのオン直後のランプ信号が歪んでしまうと、ビデオスイッチのオフ時点の本来のランプ信号電圧値をデータ線に供給できなくなる時間ができてしまい（図５中のＸ期間）、ランプ信号電圧が示す階調がデジタル映像信号の画素値と異なる現象が発生する。この現象は特にあるラインの各画素が高階調で、次のラインの各画素が低階調であるときに顕著となり、低階調のラインが少し明るく浮いたようないわゆる「黒浮き」と呼ばれる画像ノイズを発生させる。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、ランプ信号を歪ませてしまうことで生じるいわゆる「黒浮き」の画像ノイズを低減し、高品位な画像表示が可能な液晶表示素子及びその駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するため、第１の発明の液晶表示素子は、２本のデータ線を一組とする複数組のデータ線と複数本のゲート線とがそれぞれ交差する交差部に設けられた複数の画素のそれぞれが、
対向する画素電極と共通電極との間に液晶層が挟持された表示素子と、入力画像データの画素値と単調的に水平走査周期で値が変化する基準階調データが示す階調値とが一致した時に、一組の２本のデータ線のうち一方のデータ線を介して供給される基準階調データと同期して水平走査周期内で最小階調値を示す電圧から最大階調値を示す電圧まで単調的にレベル増加する正極性用ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第１の保持容量に保持する第１のサンプリング及び保持手段と、入力画像データの画素値と基準階調データが示す階調値とが一致した時に、一組の２本のデータ線のうち他方のデータ線を介して供給される基準階調データと同期して水平走査周期内で最小階調値を示す電圧から最大階調値を示す電圧まで単調的にレベル減少する、正極性用ランプ信号とは逆極性の負極性用ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第２の保持容量に保持する第２のサンプリング及び保持手段と、第１の保持容量の第１の保持電圧と第２の保持容量の第２の保持電圧とを、垂直走査周期よりも短い所定の周期で交互に画素電極に印加する保持電圧読み出し手段とを備え、
正極性用ランプ信号及び負極性用ランプ信号が、水平走査期間内で最大階調値を示す電圧に達してから最小階調値を示す電圧に戻るランプ信号期間の終了時点から次の水平走査期間の開始時点までの期間内で、一組の２本のデータ線の間を短絡するスイッチ手段を、２本のデータ線の組単位で有することを特徴とする。
【００１４】
また、上記の目的を達成するため、第２の発明の液晶表示素子は、対向する画素電極と共通電極との間に液晶層が挟持された表示素子と、入力画像データの画素値と単調的に水平走査周期で値が変化する基準階調データが示す階調値とが一致した時に、一組の２本のデータ線のうち一方のデータ線を介して供給される基準階調データと同期して水平走査周期内で最小階調値を示す電圧から最大階調値を示す電圧まで単調的にレベル増加する正極性用ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第１の保持容量に保持する第１のサンプリング及び保持手段と、入力画像データの画素値と基準階調データが示す階調値とが一致した時に、一組の２本のデータ線のうち他方のデータ線を介して供給される基準階調データと同期して水平走査周期内で最小階調値を示す電圧から最大階調値を示す電圧まで単調的にレベル減少する、正極性用ランプ信号とは逆極性の負極性用ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第２の保持容量に保持する第２のサンプリング及び保持手段と、第１の保持容量の第１の保持電圧と第２の保持容量の第２の保持電圧とを、垂直走査周期よりも短い所定の周期で交互に画素電極に印加する保持電圧読み出し手段とを備え、
正極性用ランプ信号及び負極性用ランプ信号が、水平走査期間内で最大階調値を示す電圧に達してから最小階調値を示す電圧に戻るランプ信号期間の終了時点から次の水平走査期間の開始時点までの期間内で、一組の２本のデータ線のうち一方のデータ線の電位を正極性用ランプ信号の最小階調値を示す電圧の第１の電圧源に接続する第１のスイッチ手段と、他方のデータ線の電位を負極性用ランプ信号の最小階調値を示す電圧の第２の電圧源に接続する第２のスイッチ手段とを、２本のデータ線の組単位で有することを特徴とする。
【００１５】
また、上記の目的を達成するため、第３の発明の液晶表示素子の駆動方法は、対向する画素電極と共通電極との間に液晶層が挟持された表示素子と、入力画像データの画素値と単調的に水平走査周期で値が変化する基準階調データが示す階調値とが一致した時に、一組の２本のデータ線のうち一方のデータ線を介して供給される基準階調データと同期して水平走査周期内で最小階調値を示す電圧から最大階調値を示す電圧まで単調的にレベル増加する正極性用ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第１の保持容量に保持する第１のサンプリング及び保持手段と、入力画像データの画素値と基準階調データが示す階調値とが一致した時に、一組の２本のデータ線のうち他方のデータ線を介して供給される基準階調データと同期して水平走査周期内で最小階調値を示す電圧から最大階調値を示す電圧まで単調的にレベル減少する、正極性用ランプ信号とは逆極性の負極性用ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第２の保持容量に保持する第２のサンプリング及び保持手段と、第１の保持容量の第１の保持電圧と第２の保持容量の第２の保持電圧とを、垂直走査周期よりも短い所定の周期で交互に画素電極に印加する保持電圧読み出し手段とを備える液晶表示素子に対して、
正極性用ランプ信号及び負極性用ランプ信号が、水平走査期間内で最大階調値を示す電圧に達してから最小階調値を示す電圧に戻るランプ信号期間の終了時点から次の水平走査期間の開始時点までの期間内で、各組の２本のデータ線の間を組毎に短絡する短絡ステップを含むことを特徴とする。
【００１６】
更に、上記の目的を達成するため、第４の発明の液晶表示素子の駆動方法は、対向する画素電極と共通電極との間に液晶層が挟持された表示素子と、入力画像データの画素値と単調的に水平走査周期で値が変化する基準階調データが示す階調値とが一致した時に、一組の２本のデータ線のうち一方のデータ線を介して供給される基準階調データと同期して水平走査周期内で最小階調値を示す電圧から最大階調値を示す電圧まで単調的にレベル増加する正極性用ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第１の保持容量に保持する第１のサンプリング及び保持手段と、入力画像データの画素値と基準階調データが示す階調値とが一致した時に、一組の２本のデータ線のうち他方のデータ線を介して供給される基準階調データと同期して水平走査周期内で最小階調値を示す電圧から最大階調値を示す電圧まで単調的にレベル減少する、正極性用ランプ信号とは逆極性の負極性用ランプ信号の電圧をサンプリングして一定期間第２の保持容量に保持する第２のサンプリング及び保持手段と、第１の保持容量の第１の保持電圧と第２の保持容量の第２の保持電圧とを、垂直走査周期よりも短い所定の周期で交互に画素電極に印加する保持電圧読み出し手段とを備える液晶表示素子に対して、
正極性用ランプ信号及び負極性用ランプ信号が、水平走査期間内で最大階調値を示す電圧に達してから最小階調値を示す電圧に戻るランプ信号期間の終了時点から次の水平走査期間の開始時点までの期間内で、各組の２本のデータ線のうち一方のデータ線の電位を正極性用ランプ信号の最小階調値を示す電圧の第１の電圧源に接続する第１の接続ステップと、第１の接続ステップと同時に、各組の２本のデータ線のうち他方のデータ線の電位を負極性用ランプ信号の最小階調値を示す電圧の第２の電圧源に接続する第２の接続ステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、前ラインでデータ線に書き込まれたランプ信号の階調電圧が次ラインの水平走査期間の開始時にランプ信号入力側に逆流し、ランプ信号を歪ませてしまうことで生じるいわゆる「黒浮き」の画像ノイズを低減し、高品位な画像表示ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の液晶表示素子の第１の実施の形態を有する液晶表示装置のブロック図である。
【図２】本発明の液晶表示素子の第１の実施の形態の要部の回路図である。
【図３】図１及び図２の動作説明用タイミングチャートである。
【図４】本発明の液晶表示素子の第２の実施の形態の要部の回路図である。
【図５】従来の液晶表示素子における黒浮きノイズの発生を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明になる液晶表示素子の第１の実施の形態を有する液晶表示装置のブロック図を示す。液晶表示装置１００は、デジタル映像信号である画像データが供給されるシフトレジスタ及びコンパレータ１０１と、ビデオスイッチ等からなる水平駆動回路１０２と、２本一組で全部でｎ組（ｎは２以上の自然数）のデータ線（列信号線）Ｄi+、Ｄi-（ｉ＝1,2,3,・・・,n)と、全部でｍ本（ｍは２以上の自然数）のゲート線（行走査線）Ｇ1〜Ｇmとの各交差部にマトリクス状に配置された全部でｍ×ｎ個の画素１０３11〜１０３mnと、垂直駆動回路１４と、ｎ個のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎとから構成される。本実施の形態は、ｎ個のノイズ低減用のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎを設けた点に特徴がある。
【００２１】
シフトレジスタ及びコンパレータ１０１は、入力される画像データをシフトレジスタにより１ライン分保持した後コンパレータに供給する。シフトレジスタ及びコンパレータ１０１内のコンパレータは、ｎ組のデータ線に対応して各列毎にｎ個設けられている。このｎ個のコンパレータは、カウンタから例えば最小階調値から最大階調値まで水平走査期間内で一定期間毎に段階的に変化する基準階調データ（階調カウント値）が共通に供給される一方、上記のシフトレジスタにより保持された画像データが１ラインのｎ画素の各画素単位で供給されて両者を比較し、両者が一致した時一致パルスを水平駆動回路１０２内の対応して設けられたビデオスイッチに供給する。
【００２２】
水平駆動回路１０２は、２本一組のデータ線（列信号線）Ｄi+、Ｄi-のうち、正極性用データ線Ｄi+に接続された正極性用ビデオスイッチと、負極性用データ線Ｄ-に接続された負極性用ビデオスイッチとが、各組のデータ線単位で全部でｎ組設けられると共に、前述したシフトレジスタ及びコンパレータ１０１内のｎ個のコンパレータのうち対応して設けられたコンパレータから一致パルスが供給される構成である。
【００２３】
また、水平駆動回路１０２内の各組の正極性用ビデオスイッチ及び負極性用ビデオスイッチのうち、正極性用ビデオスイッチには、１Ｈ内で映像の最小階調値（黒レベル）から最大階調値（白レベル）までレベルが単調的に増加する周期的な掃引信号である正極性用ランプ信号ＲＡＭＰ+が供給される。一方、負極性用ビデオスイッチには、正極性用ランプ信号ＲＡＭＰ+と所定の電位について反転関係にあり、１Ｈ内で最小階調値（黒レベル）から最大階調値（白レベル）までレベルが単調的に減少する周期的な掃引信号である負極性用ランプ信号ＲＡＭＰ-が供給される。正極性用ランプ信号ＲＡＭＰ+と負極性用ランプ信号ＲＡＭＰ-とは、入力画像データの水平走査期間及び階調カウント値生成用のカウンタに供給されるクロックと互いに同期している。
【００２４】
垂直駆動回路１０４は、画素１０３11〜１０３mnからなる画素部のうち、各行（ライン）のｎ個の画素に接続されたゲート線Ｇ1〜Ｇmに対して１水平走査期間（１Ｈ）毎に行選択信号を供給して、各ラインの画素を上から下方向に順番に選択する。
【００２５】
また、スイッチＳＷ1〜ＳＷnは、ｎ組のデータ線に対応して各組単位で、画素１０３11〜１０３mnからなる画素部と水平駆動回路１０２との間に、各組の２本の正極性用データ線及び負極性用データ線を短絡又は開放するように設けられている。すなわち、スイッチＳＷ1〜ＳＷnは、画素部の各列のｍ個の画素毎に共通に設けられている。
【００２６】
図２は、本発明になる液晶表示素子の第１の実施の形態の要部の回路図を示す。図２は、画素部のｊ行ｉ列目の一つの画素１０３jiと、ｉ組目の２本のデータ線Ｄi+及びＤi-の間に設けられた一つのスイッチＳＷｉとからなる本実施の形態の液晶表示素子の要部を示す。
【００２７】
画素１０３jiは、ゲート線Ｇjにゲートが接続された画素選択トランジスタＱ１及びＱ２と、画素選択トランジスタＱ１、Ｑ２の各ソースに一端がそれぞれ接続され、他端が共通電極線７に共通に接続された保持容量（キャパシタ）Ｃ１及びＣ２と、画素選択トランジスタＱ１と保持容量Ｃ１との接続点、及び画素選択トランジスタＱ２と保持容量Ｃ２との接続点に入力端がそれぞれ接続されたバッファアンプＡ１及びＡ２と、バッファアンプＡ１及びＡ２の各出力端に一端が接続された切り替えスイッチＳ１及びＳ２と、切り替えスイッチＳ１及びＳ２の各他端の共通接続点と共通電極線７との間に接続された液晶駆動用の保持容量Ｃ３と、光反射性及び導電性を有する画素電極４とを含む構成とされている。画素電極４は図示しない光透過性及び導電性を有する共通電極と離間対向配置され、それらの間に液晶層が挟持されて公知の構成の表示素子を構成している。なお、保持容量Ｃ３は省略することも可能である。
【００２８】
画素選択トランジスタＱ１及びＱ２の各ドレインは、正極性用データ線Ｄi+、負極性用データ線Ｄi-に別々に接続されている。正極性用データ線Ｄi+、負極性用データ線Ｄi-にそれぞれ正極性電圧と負極性電圧を保持し、次のフレームの映像信号が書き込まれるまでの１フレーム期間の途中の任意の周期で切り替えスイッチＳ１及びＳ２により正負極性の駆動電圧を切り替えることにより、液晶の交流駆動を高速に行うことが可能になる。正極性用データ線Ｄi+には水平駆動回路１０２内の図示しない正極性用ビデオスイッチからの正極性用ランプ信号ＲＡＭＰ+が供給され、負極性用データ線Ｄi-には水平駆動回路１０２内の図示しない負極性用ビデオスイッチからの負極性用ランプ信号ＲＡＭＰ-が供給される。
【００２９】
スイッチＳＷiは、正極性用データ線Ｄi+と負極性用データ線Ｄi-との間に設けられ、ｉ列目の２つのビデオスイッチが同時にオンになる直前のタイミングで一度だけオンとなり、これにより正極性用データ線Ｄi+及び負極性用データ線Ｄi-に充電された電圧を正負で中和する機能を持つ。
【００３０】
次に、図１の液晶表示装置、及び図２の本実施の形態の液晶表示素子の回路の動作について図３のタイミングチャートを併せ参照して説明する。
【００３１】
まず、水平走査期間の開始時刻ｔ１１で水平駆動回路１０２内のｎ組あるビデオスイッチのすべてが同時にオンとされる。図５（Ａ）はｎ組あるビデオスイッチのうちｉ列目の正極性ビデオスイッチ又は負極性用ビデオスイッチのオン／オフタイミングを示し、時刻ｔ１１ではハイレベルで模式的に示すようにオンとされる。なお、同じ組の正極性ビデオスイッチ及び負極性用ビデオスイッチのオン／オフタイミングは同一である。
【００３２】
ｉ列目のビデオスイッチのオンにより、正極性用データ線Ｄi+には図３（Ｃ）に示す１Ｈ内で映像の最小階調値（黒レベル）から最大階調値（白レベル）までレベルが単調的に増加する正極性用ランプ信号ＲＡＭＰ+が供給され、負極性用データ線Ｄi-には図３（Ｄ）に示す１Ｈ内で映像の最小階調値（黒レベル）から最大階調値（白レベル）までレベルが単調的に減少する負極性用ランプ信号ＲＡＭＰ-が供給される。なお、図３（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、正極性用ランプ信号ＲＡＭＰ+と負極性用ランプ信号ＲＡＭＰ-とは、１Ｈ以内の所定期間経過後に時刻ｔ１１の元のレベルに戻る１Ｈ周期波形である。
【００３３】
一方、前述したように、シフトレジスタ１０１内のコンパレータは、画像データと階調カウント値とを比較しており、画像データ中のｊ行目の１ラインのｉ番目の画素値が階調カウンタ値と時刻ｔ１２で一致したとすると、その時刻ｔ１２でコンパレータから出力される一致パルスによりｉ列目の画素に対応して設けられたｉ列目のビデオスイッチが図３（Ａ）にローレベルで模式的に示すように時刻ｔ１２でオフとされる。これにより、正極性用データ線Ｄi+に供給されている図３（Ｃ）に示す正極性用ランプ信号ＲＡＭＰ+の時刻ｔ１２における電圧Ｖ１が画素選択トランジスタＱ１によりサンプリングされて保持容量Ｃ１に保持される。また、これと同時に、負極性用データ線Ｄi-に供給されている図３（Ｄ）に示す負極性用ランプ信号ＲＡＭＰ-の時刻ｔ１２における電圧Ｖ２が画素選択トランジスタＱ２によりサンプリングされて保持容量Ｃ２に保持される。上記の電圧Ｖ１、Ｖ２は画像データをＤＡ変換したアナログ電圧である。なお、正極性用データ線Ｄi+の寄生容量にも電圧Ｖ１が保持され、負極性用データ線Ｄi-の寄生容量にも電圧Ｖ２が保持される（トランジスタＱ１、Ｑ２の閾値電圧は説明の便宜上無視する）。
【００３４】
スイッチＳ１及びＳ２は垂直走査周波数よりも高い周波数で交互にオン／オフに制御されるため、保持容量Ｃ１に保持された電圧Ｖ１はスイッチＳ１のオン期間、画素電極４に印加され、保持容量Ｃ２に保持された電圧Ｖ２はスイッチＳ２のオン期間、画素電極４に印加されることで液晶表示素子は高い周波数で交流駆動される。なお、図２では図示を省略したが、画素電極４に対向して配置された共通電極（透明電極）には共通電極電圧が印加される。この共通電極電圧は、画素電極に保持容量Ｃ１に保持された電圧が印加される期間はローレベルで、画素電極に保持容量Ｃ２に保持された電圧が印加される期間はハイレベルになるように保持電圧の切り替えに同期して切り替えられている。これにより、液晶層への電圧の印加方向は逆になるが、同じ階調の電圧Ｖ１、Ｖ２が印加されるときには液晶層への電圧は同じ値となり、同じ明るさになるようにされている。
【００３５】
続いて、正極性用ランプ信号ＲＡＭＰ+と負極性用ランプ信号ＲＡＭＰ-とがそれぞれ最大階調値を示すレベルに達してから元の最小階調値を示すレベルに戻った（すなわち、ランプ信号期間の終了）後から、次の水平走査期間の開始時刻ｔ１５までの間の僅かの期間内の時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの期間、図示しないコントローラから供給されるスイッチング制御信号により図１のスイッチＳＷ1〜ＳＷnが同時にオンとされる。従って、スイッチＳＷiも上記の時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の間の期間、図５（Ｂ）にハイレベルで模式的に示すようにオンに制御される。
【００３６】
スイッチＳＷiがオンになると、正極性用データ線Ｄi+と負極性用データ線Ｄi-とが短絡されるため、図５（Ｃ）、（Ｄ）に点線で示すように正極性用データ線Ｄi+に保持されている電圧Ｖ１と負極性用データ線Ｄi-に保持されている電圧Ｖ２の中間の電圧（Ｖ１＋Ｖ２）／２にほぼ等しい電圧に中和されて正極性用データ線Ｄi+と負極性用データ線Ｄi-に保持される。
【００３７】
正極性用データ線Ｄi+と負極性用データ線Ｄi-の各電位は、スイッチＳＷiが時刻ｔ１４でオフになっても上記の中間電圧に保持されており、次の水平走査期間の開始時刻ｔ１５で全てのビデオスイッチが同時にオンになった時に、正極性用ランプ信号ＲＡＭＰ+、負極性用ランプ信号ＲＡＭＰ-の電位に戻る。
【００３８】
このとき、図５（Ｃ）、（Ｄ）に点線で示すように正極性用データ線Ｄi+と負極性用データ線Ｄi-に保持されていた前記中間電圧がオンとされたビデオスイッチを通してランプ信号入力側に逆流し、従来と同様に一時的に正極性用ランプ信号ＲＡＭＰ+の電圧が持ち上がり、負極性用ランプ信号ＲＡＭＰ-の電圧が持ち下がることとなる。
【００３９】
しかしながら、本実施の形態では、次の水平走査期間が開始される時刻ｔ１５では、スイッチＳＷiのオンにより図５（Ｃ）、（Ｄ）に点線で示すように正極性用データ線Ｄi+と負極性用データ線Ｄi-に保持されている電圧が前記中間電圧に戻っているため、正極性用ランプ信号ＲＡＭＰ+の持ち上がる電圧レベルと、負極性用ランプ信号ＲＡＭＰ-の持ち下がる電圧レベルとが従来のほぼ半分である。
【００４０】
従って、ランプ信号に歪が生じるために入力画像データに対し所望の階調からのずれが生じる、いわゆる黒浮きの画像ノイズとなってしまう期間を、本実施の形態では図３にＹで示すように、従来の期間Ｘに比べて短かくでき、ランプ信号ＲＡＭＰ+及びＲＡＭＰ-の波形歪みを少なく抑制することができるため、本実施の形態によれば、黒浮きの画像ノイズを低減することができる。
【００４１】
また、前ラインで書き込んだ階調が明るいほど、すなわち、正極性用ランプ信号ＲＡＭＰ+ではサンプリングされた電圧が高いほど、負極性用ランプ信号ＲＡＭＰ-ではサンプリングされた電圧が低いほど黒浮きノイズは大きくなってしまう。逆に、前ラインで書き込んだ階調が暗い時は黒浮きノイズは少なくなる。このように前ラインで書き込んだ階調により次ラインの黒浮き度合いが変化してしまうことも画像ノイズ発生の原因となってしまう。しかし、本実施の形態ではスイッチＳＷi〜ＳＷnにて各組の２本のデータ線Ｄi+とＤi-との間の電位を中和するようにしているため、前ラインの階調に依存せずスイッチＳＷi〜ＳＷnをオンにした後の各組の２本のデータ線Ｄi+とＤi-の電位は共に常に同じ値になるため、安定した高品質の画像を得ることができるという効果も得られる。
【００４２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明になる液晶表示素子の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態の液晶表示素子を備える液晶表示装置の基本的な構成は図１と同様である。本実施の形態の液晶表示素子は、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎの代わりに、各組の正極性用データ線Ｄi+に対して第１のスイッチを設けると共に、負極性用データ線Ｄi-に対して第２のスイッチを設ける構成としたものである。すなわち、本実施の形態では、各組の２本のデータ線に対してそれぞれ別々に２つのスイッチを設けたものである。従って、本実施形態は、第１の実施の形態に比べてスイッチ数が多くなるが、所期の効果は得られる。
【００４３】
図４は、本発明になる液晶表示素子の第２の実施の形態の要部の回路図を示す。同図中、図２と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図４において、第１のスイッチＳＷＡは正極性用データ線Ｄi+とＧＮＤ電位の電圧源との間に接続され、第２のスイッチＳＷＢは負極性用データ線Ｄi-と電位ＶＤＤの電圧源との間に接続されている。スイッチＳＷＡとＳＷＢとは画素部の各列のｍ個の画素毎に共通に設けられている。
【００４４】
上記のスイッチＳＷＡとＳＷＢとは連動して動作し、ｉ列目の２つのビデオスイッチが同時にオンになる直前の、ランプ信号期間の終了後の期間内で一度だけオンとなる。すなわち、各水平走査期間内のランプ信号期間の終了時刻から次に水平走査期間が始まる時刻までの僅かの期間内においてのみ、スイッチＳＷＡとＳＷＢとが同時にオンとされる。
【００４５】
例えば、図３に示した時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの期間内で、スイッチＳＷＡがオンとされると正極性用データ線Ｄi+の電位はビデオスイッチオン時の本来の正極性用ランプ信号ＲＡＭＰ+の最小階調値を示すＧＮＤ電位の電圧源に接続され、スイッチＳＷＢがオンとされると負極性用データ線Ｄi-の電位はビデオスイッチオン時の本来の負極性用ランプ信号ＲＡＭＰ-の最小階調値を示すＶＤＤ電位の電圧源に接続される。
【００４６】
ただし、本実施の形態では、実際には時刻ｔ１３でスイッチＳＷＡ、ＳＷＢをそれぞれオンにしても、正極性用データ線Ｄi+の電位は直ちにＧＮＤ電位になるのではなく、ある時定数に従って漸次ＧＮＤ電位に向かって降下していき、時刻ｔ１５直後にＧＮＤ電位になる。同様に、負極性用データ線Ｄi-の電位は直ちにＶＤＤになるのではなく、ある時定数に従って漸次ＶＤＤ電位に向かって上昇していき、時刻ｔ１５直後にＶＤＤ電位になる。従って、本実施の形態でも、前ラインの階調に対する依存性は若干残るが、第１の実施の形態と同様にいわゆる黒浮きの画像ノイズとなってしまう期間を従来より短くすることができ、その結果、黒浮きの画像ノイズを低減することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１００  液晶表示装置
１０１  レジスタ及びコンパレータ
１０２  水平駆動回路（ビデオスイッチ等）
１０３11〜１０３mn  画素
１０４  垂直駆動回路
ＳＷ1〜ＳＷn、ＳＷＡ、ＳＷＢ  ノイズ低減用スイッチ
Ｄi+  正極性用データ線（列信号線）
Ｄi-  負極性用データ線（列信号線）
Ｇ１〜Ｇm  ゲート線（行走査線）
Ｑ１、Ｑ２  画素選択トランジスタ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３  保持容量（キャパシタ）
Ａ１、Ａ２  バッファアンプ
Ｓ１、Ｓ２  切り替えスイッチ
【図１】
2012177822.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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