(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交する複数の信号線と複数の走査線とのそれぞれの交差部に配置した複数の画素トランジスタと、各画素トランジスタに対応した複数の画素電極とを備え、且つ、所定数の前記信号線からなる複数の信号線群を形成したアレイ基板を有する液晶表示装置において、
各信号線に対応する映像信号を前記信号線群に分けてシリアル的に出力する信号線駆動用ＩＣと、
前記信号線群における信号線の数に応じて１水平走査期間を分割した走査期間内に、前記信号線駆動用ＩＣから出力された映像信号を前記各信号線群における１の信号線に切り替えて出力する信号線切替回路と、
任意の画素電極に隣接する左右の画素電極に印加される映像信号の正負極性を互いに異なるものとし、前記任意の画素電極に隣接する上下の画素電極に印加される映像信号の正負極性も互いに異なるように極性を制御する極性制御回路と、
上下の画素電極間に設けられた静電容量と、
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記信号線駆動用ＩＣは、フレキシブル配線基板上に実装され、このフレキシブル配線基板が前記アレイ基板の外部接続端子に電気的に接続されるものであって、
前記信号線切替手段は、前記画素トランジスタと同一の製造プロセスによって前記アレイ基板上に一体的に形成され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】
画素電極と信号線との間にシールド電極を有することを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記シールド電極は、走査線に並列に設けられた補助容量配線の一部を信号線に沿って延出したものであることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交する複数の信号線と複数の走査線のそれぞれの交差部に画素トランジスタを配置したマトリクス駆動方式のアクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクティブマトリクス型の液晶表示装置に用いられる信号線の駆動方式、すなわち各信号線から各画素への映像信号の書き込み方式としては、Ｖライン反転駆動方式とＨ／Ｖ反転駆動方式が一般的に知られている。
【０００３】
図１４は、Ｖライン反転駆動方式による任意の１垂直走査期間での画面内の正負極性分布を示す図である。同図において、＋は正極性画素、−は負極性画素をそれぞれ示す。Ｖライン反転駆動方式では、垂直走査方向に並列して延出された各信号線に対して、水平走査方向に隣接する信号線毎に極性の正負を反転させた映像信号を書き込ませるとともに、１垂直走査期間毎、すなわちｎフレームとｎ＋１フレームとで各信号線に書き込ませる映像信号の正負極性を反転させる。Ｖライン反転駆動の場合、一様画面を表示させる、例えば電圧を印加して黒ラスタ表示をする場合、コモン電位を５Ｖとすれば、正側は９Ｖ、負側は１Ｖの電圧を印加することとなる。
【０００４】
図１５は、Ｈ／Ｖ反転駆動方式による任意の１垂直走査期間での画面内の正負極性分布を示す図である。Ｈ／Ｖ反転駆動方式では、水平走査方向に隣接する信号線毎に正負極性を反転させ、かつ１水平走査期間毎にも正負極性を反転させた映像信号を書き込ませるとともに、１垂直走査期間毎に各信号線に書き込ませる映像信号の正負極性を反転させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｖライン反転駆動方式では、何らかの原因によって信号線が電位変動すると、信号線と画素電極間のカップリング容量に起因して画素電位の変動が起こる。Ｖライン反転駆動方式では、ある画素とその左右の画素との極性は１垂直走査期間に渡って互いに逆となっているため、背景色を中間調色として画面中央部に補色の長方形ウインドウパターンを表示すると、極性の偏りにより画素電位変動量が画面内の各画素で異なることとなる。この結果、ウインドウパターンの上下と左右で中間調色ラスタの階調が異なってしまい、いわゆる縦クロストークと呼ばれる表示ムラが生じる。
【０００６】
Ｈ／Ｖ反転駆動方式は、この対策として用いられるものであり、１水平走査期間毎に映像信号の正負極性を反転させるので、画素電位変動も１水平走査期間毎にキャンセルされ、縦クロストークを改善することができる。しかし、映像信号の正負極性を反転させる周期が短く、消費電力が増加するという問題がある。
【０００７】
また、多くのパーソナルコンピュータのＯＳに採用されているＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）の終了画面は、図１６に示すような黒表示画素群と中間調表示画素群を交互に表す市松パターンである。Ｈ／Ｖ反転駆動方式では、同図に示すように、例えばｎフレームでは全体として負極性の数の方が多いのに対してｎ＋１フレームでは正極性の数の方が多いというように、中間調表示画素の正負極性に偏りが生じ、正極性と負極性とで輝度に相違があることから、この偏りがフリッカ（ちらつき）として視認されやすくなる。また、上述したように信号線と画素電極間のカップリング容量に起因する縦クロストークは改善するが、市松表示パターンにおいて、ある１水平走査期間の一行における中間調表示画素の正極性と負極性の数が異なり極性に偏りがあるため、対向基板電極の電位変動などの影響による横クロストークが生じる場合がある。
【０００８】
ところで、アクティブマトリクス型の液晶表示装置には、画素薄膜トランジスタ（以下「画素ＴＦＴ（Thin Film Transistor）」という）が用いられており、アモルファスシリコンＴＦＴや多結晶シリコンＴＦＴ等を用いた液晶表示装置が知られている。
【０００９】
アモルファスシリコンＴＦＴを用いた液晶表示装置では、その駆動回路として、信号線駆動用ＩＣ及びゲート線駆動用ＩＣをフレキシブル配線基板上に実装して構成したテープ・キャリア・パッケージ（ＴＣＰ）が用いられている。このＴＣＰを、画素ＴＦＴがマトリクス状に配置されたアレイ基板の外部接続端子に電気的に接続することによって、信号線駆動用ＩＣ及びゲート線駆動用ＩＣがアレイ基板上の各画素ＴＦＴに対応して設けられた各画素電極にそれぞれ接続され、画素ＴＦＴを駆動するようになっている。
【００１０】
このアモルファスシリコンＴＦＴを用いた液晶表示装置では、アレイ基板上の信号線にそれぞれＴＣＰから映像信号を入力するための接続配線が必要であるが、画素の高精細化に伴って接続配線数が多くなるため、これらの接続配線間に十分なピッチを確保することが困難となる。
【００１１】
一方、多結晶シリコンＴＦＴを用いた液晶表示装置では、画素ＴＦＴとしての駆動能力が高いことから、信号線駆動用回路及びゲート線駆動用回路を画素ＴＦＴと同一の製造プロセスで製造して、信号線駆動用回路及びゲート線駆動用回路をアレイ基板上に一体的に形成することができる。この場合、アレイ基板の外部に、例えばディジタル・アナログ変換回路（ＤＡＣ）といった信号線駆動回路の一部がＴＣＰとして設けられる。
【００１２】
この多結晶シリコンＴＦＴを用いた液晶表示装置では、アレイ基板上にゲート線駆動用回路および信号線駆動用回路を一体的に形成することで、アモルファスシリコンＴＦＴを用いた液晶表示装置と比較して、ＴＣＰとアレイ基板との接続配線の数を大幅に減少でき、外部接続部品を減らして低コスト化が図ることができるが、基板の大型化に伴いアレイ基板上に引き回される配線が長くなるため、映像信号が劣化して表示不良を生じるおそれがある。
【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低消費電力でありながら縦クロストーク、横クロストーク、フリッカを発生させないようにした駆動方式を採用した液晶表示装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の別の目的は、画素を高精細化した場合でも接続配線間のピッチを十分確保でき、またアレイ基板上における配線の延長による表示不良を防止した液晶表示装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１の本発明に係る液晶表示装置は、直交する複数の信号線と複数の走査線とのそれぞれの交差部に配置した複数の画素トランジスタと、各画素トランジスタに対応した複数の画素電極とを備えたアレイ基板を有する液晶表示装置において、前記画素電極に対して前記信号線を介して映像信号を印加する信号線駆動手段と、任意の画素電極に隣接する左右の画素電極に印加される映像信号の正負極性を互いに異なるものとし、前記任意の画素電極に隣接する上下の画素電極に印加される映像信号の正負極性も互いに異なるように極性を制御する極性制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、任意の画素電極に隣接する左右（水平走査方向）の画素電極に印加される映像信号の正負極性を互いに異なるものにするとともに、その任意の画素電極に隣接する上下（垂直走査方向）の画素電極に印加される映像信号の正負極性も互いに異なるように制御するようにしたことで、垂直走査方向における画素の極性は、２水平走査期間毎に正負が反転するので、信号線と画素電極間のカップリング容量に起因する画素電位変動がキャンセルされて、縦クロストークの発生を防止することができる。
【００１７】
また、１水平走査期間の１行中においても正極性画素と負極性画素の数がほぼ均等となって偏りがないので、横クロストークの発生も防止することができる。
【００１８】
さらに、各フレームについて正極性画素と負極性画素の数がほぼ均等となって偏りがないので、フリッカが生じることがなく良好な表示品位を得ることができる。
【００１９】
また、垂直走査方向における映像信号の正負反転周期が２水平走査期間毎となるので、Ｈ／Ｖ反転駆動方式に比較して消費電力を抑えることができる。
【００２０】
第２の本発明に係る液晶表示装置は、上記液晶表示装置において、前記信号線駆動手段は、各信号線に対応する映像信号について、前記信号線を所定数の信号線からなる複数の信号線群に区分したときの各信号線群毎に分けてシリアル的に映像信号を出力する信号線駆動用ＩＣと、前記信号線駆動用ＩＣから各信号線群へ出力される映像信号を１水平走査期間内に各信号線群における全ての信号線に切り替えて出力する信号線切替手段と、を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明にあっては、各信号線に対応する映像信号を各信号線群毎にシリアル的に出力し、各信号線群へ出力される映像信号を１水平走査期間内に各信号線群における全ての信号線に切り替えて出力するようにしたことで、画素を高精細化してもアレイ基板上に形成される接続配線の数を信号線の本数よりも少なくすることができ、接続配線用のピッチを十分に確保することができる。
【００２２】
また、信号線駆動用ＩＣにおける映像信号の出力端子数を信号線の本数より少なくできることから、信号線駆動用ＩＣの個数を低減することが可能となり、コストを低減できるとともに、信号線駆動用ＩＣの個数を低減しても、クロストークやフリッカ等の発生の無い良好な表示品位を得ることができる。
【００２３】
第３の本発明に係る液晶表示装置は、上記各液晶表示装置において、前記信号線駆動用ＩＣは、フレキシブル配線基板上に実装され、このフレキシブル配線基板が前記アレイ基板の外部接続端子に電気的に接続されるものであって、前記信号線切替手段は、前記画素トランジスタと同一の製造プロセスによって前記アレイ基板上に一体的に形成されることを特徴とする。
【００２４】
本発明にあっては、信号線駆動用ＩＣをフレキシブル配線基板上に実装して、このフレキシブル配線基板をアレイ基板の外部接続端子に電気的に接続し、信号線切替手段を画素トランジスタと同一の製造プロセスによってアレイ基板上に一体的に形成するようにしたことで、信号線駆動手段の全ての構成要素をアレイ基板上に形成した場合と比較して、アレイ基板上における配線が長くなることを防止でき、映像信号の劣化による表示不良を防止することができる。
【００２５】
第４の本発明に係る液晶表示装置は、上記各液晶表示装置において、上下の画素電極間に静電容量を有することを特徴とする。
【００２６】
本発明にあっては、上下の画素電極間に静電容量を設けるようにしたことで、上下の画素電極の電位変動量の差が低減されるので、表示ムラの発生を防止することができる。
【００２７】
第５の本発明に係る液晶表示装置は、上記各液晶表示装置において、画素電極と信号線との間にシールド電極を有することを特徴とする。
【００２８】
本発明にあっては、画素電極と信号線との間にシールド電極を設けるようにしたことで、上下の画素電極の電位変動量の差が低減されるので、表示ムラの発生を防止することができる。
【００２９】
第６の本発明に係る液晶表示装置は、第５の液晶表示装置において、前記シールド電極は、走査線に並列に設けられた補助容量配線の一部を信号線に沿って延出したものであることを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本実施の形態について図面を用いて説明する。ここでは、一例として、多結晶シリコンＴＦＴを画素トランジスタとして用い、有効表示領域を対角１４インチサイズとするアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用するものとする。
【００３１】
図１は、一実施の形態における液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。同図の液晶表示装置１は、アレイ基板１００と、このアレイ基板１００の上面に所定の間隔をおいて対向配置された対向基板２００と、これらアレイ基板１００と対向基板２００との間に挟持され配向膜を介して配置された液晶層（図示せず）とを備えている。アレイ基板１００と対向基板２００は、シール材４００によって周囲が張り合わされている。
【００３２】
アレイ基板１００は、行方向（水平走査方向）に沿って並列に延出された複数のゲート線（走査線）Ｙと、列方向（垂直走査方向）に沿って並列に延出された複数の信号線Ｘと、各ゲート線Ｙと各信号線Ｘとのそれぞれの交差部に設けられたスイッチング素子としての画素薄膜トランジスタすなわち画素ＴＦＴ１１０と、各画素ＴＦＴ１１０に対応して設けられた複数の画素電極１２０と、を備えている。
【００３３】
画素ＴＦＴ１１０は、多結晶シリコン膜を半導体層とする多結晶シリコンＴＦＴである。画素ＴＦＴ１１０のゲート電極はゲート線Ｙに接続され、ソース電極は信号線Ｘに接続される。画素ＴＦＴ１１０のドレイン電極は、画素電極１２０に接続され、画素電極１２０は、補助容量素子１３０ａをアレイ基板１００上に形成し、また、対向基板２００との間に液晶容量素子１３０ｂを形成している。
【００３４】
ゲート線Ｙに駆動信号を供給するゲート線駆動回路１５０は、画素ＴＦＴ１１０と同一の製造プロセスによってアレイ基板１００上に一体的に形成されている。
【００３５】
信号線Ｘに正負の極性を定めて映像信号を出力する信号線駆動回路部は、フレキシブル配線基板上に信号線駆動用ＩＣ５１１等が実装され、アレイ基板１００の外部接続端子に電気的に接続される同一構成のＴＣＰ５００−１、５００−２…、５００−４（以下、各ＴＣＰ５００のいずれかを示す場合には「ＴＣＰ５００−Ｎ」という）と、アレイ基板１００上に画素ＴＦＴ１１０と同一の製造プロセスで形成された信号線切替回路１７０とによって構成される。ＴＣＰ５００−Ｎは、その一方の側辺がアレイ基板１００の一辺に電気的に接続して列設され、反対側の側辺が外部回路基板としてのＰＣＢ基板６００に接続される。
【００３６】
図２は、ＴＣＰ５００−Ｎの構成を概略的に示す図である。ＴＣＰ５００−Ｎは、信号線駆動用ＩＣ５１１の他、ＰＣＢ基板６００に形成された接続配線上の外部接続端子に接続されるＰＣＢ側パッド５１３と、アレイ基板１００に形成された接続配線上の外部接続端子に接続されるアレイ側パッド５１５と、これらのパッド間を接続する各種配線５３１，５３３，５３５，５３７を備えている。これらＰＣＢ側パッド５１３及びアレイ側パッド５１５は、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を介してそれぞれＰＣＢ基板６００及びアレイ基板１００に電気的に接続される。また、ＴＣＰ５００−Ｎの信号線駆動用ＩＣ５１１がアレイ基板１００に対して出力する映像信号は、アレイ基板１００上に形成された信号線切替回路１７０にそれぞれ入力される。なお、ＴＣＰ５００−Ｎのさらに詳細な説明については後述する。
【００３７】
ＰＣＢ基板６００には、外部から入力される基準クロック信号及びデジタル方式の映像信号に基づいて、各種制御信号及び制御信号に同期した映像信号を出力する制御ＩＣ６１０、電源回路などが実装されている。
【００３８】
図３は、信号線切替回路１７０の構成を概略的に示す図である。信号線切替回路１７０は、信号線駆動用ＩＣ５１１からの配線に接続されており、信号線駆動用ＩＣ５１１によりデジタル信号からアナログ信号に変換されたアナログ映像信号がシリアル的に出力されてくる出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２…と、信号線Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４…のそれぞれの一端に設けられた入力端子１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ…と、出力端子ＯＵＴ１に対して入力端子１Ａ又は１Ｂを切り替えて接続するスイッチＳＷ１、出力端子ＯＵＴ２に対して入力端子２Ａ又は２Ｂを切り替えて接続するＳＷ２…を備えている。なお、同図では、説明の便宜上、最上段のゲート線における画素ＴＦＴについて、画素１，画素２，画素３，画素４と符号を付し、２段目のゲート線における画素ＴＦＴについて画素５，画素６，画素７，画素８と符号を付してある。
【００３９】
次に、各信号線Ｘの駆動方式、すなわち各信号線から各画素へのアナログ映像信号の書き込み方式について説明する。図４は、各画素ＴＦＴに映像信号を書き込むとき処理の一例を示すタイミングチャートであり、図５は、本駆動方式による任意の１垂直走査期間での画面内の正負極性分布の一例を示す図である。
【００４０】
図５に示すように、本駆動方式では、信号線駆動用ＩＣ５１１により、任意の画素電極に隣接する左右（水平走査方向）の画素電極に印加される映像信号の正負極性を互いに異なるものとし、かつ、その任意の画素電極に隣接する上下（垂直走査方向）の画素電極に印加される映像信号の正負極性も互いに異なるように極性を制御する。
【００４１】
本駆動方式による各画素への映像信号の書き込みでは、まず、図４に示すように、ｎフレームにおいて、スイッチＳＷ１には、１水平走査期間の前半でＯＮとなり、後半でＯＦＦとなるスイッチ信号が信号線駆動用ＩＣ５１１から入力される。これにより、出力端子ＯＵＴ１は、１水平走査期間の前半に入力端子１Ａに接続され、後半に入力端子１Ｂに接続される。
【００４２】
また、スイッチＳＷ２には、スイッチＳＷ１と同一のタイミング、すなわち１水平走査期間の前半でＯＮとなり、後半でＯＦＦとなるスイッチ信号が入力される。これにより、出力端子ＯＵＴ２は、１水平走査期間の前半に入力端子２Ａに接続され、後半に入力端子２Ｂに接続される。
【００４３】
このとき、信号線駆動用ＩＣ５１１が出力端子ＯＵＴ１へ出力する映像信号は、１水平走査期間の前半は信号線Ｘ１に出力すべき映像信号、その後半には信号線Ｘ２に出力すべき映像信号であり、これらの映像信号をシリアル的に出力する。また、その映像信号の極性は、１水平走査期間の前半と後半とで反転し、前半には入力端子１Ａを介して信号線Ｘ１に正の映像信号を書き込み、後半には入力端子１Ｂを介して信号線Ｘ２に負の映像信号を書き込むようになっている。
【００４４】
信号線駆動用ＩＣ５１１が出力端子ＯＵＴ２へ出力する映像信号についても、信号線Ｘ３に出力すべき映像信号と信号線Ｘ４に出力すべき映像信号をシリアル的に出力する。また、その映像信号の極性についても、１水平走査期間の前半と後半で反転し、前半には入力端子２Ａを介して信号線Ｘ３に負の映像信号を書き込み、後半には接続された入力端子２Ｂを介して信号線Ｘ４に正の映像信号書き込む。
【００４５】
これにより、画素１には、１水平走査期間の前半に正の映像信号が書き込まれて保持され、画素２には、後半に負の映像信号が書き込まれて保持されることになる。また、画素３には、１水平走査期間の前半に負の映像信号が書き込まれて保持され、画素４には、後半に正の映像信号が書き込まれて保持されることになる。
【００４６】
続いて、次行の１水平走査期間においては、スイッチＳＷ１には、１水平走査期間の前半でＯＦＦとなり、後半でＯＮとなるスイッチ信号が入力される。これにより、出力端子ＯＵＴ１は、１水平走査期間の前半に入力端子１Ｂに接続された状態が維持され、後半に入力端子１Ａに接続される。また、スイッチＳＷ２にも、１水平走査期間の前半でＯＦＦとなり、後半でＯＮとなるスイッチ信号が入力される。これにより、出力端子ＯＵＴ２は、１水平走査期間の前半に入力端子２Ｂに接続された状態が維持され、後半に入力端子２Ａに接続される。
【００４７】
このとき、信号線駆動用ＩＣ５１１は、１水平走査期間の前半には入力端子１Ｂを介して信号線Ｘ２に正の映像信号を書き込み、後半には、入力端子１Ａを介して信号線Ｘ１に正の映像信号を書き込む。
【００４８】
また、信号線駆動用ＩＣ５１１は出力端子ＯＵＴ２へ１水平走査期間の前半には入力端子２Ｂを介して信号線Ｘ４に負の映像信号を書き込み、後半には入力端子２Ａを介して信号線Ｘ３に負の映像信号を書き込む。
【００４９】
これにより、画素５には、１水平走査期間の後半に正の映像信号が書き込まれて保持され、画素６には、前半に正の映像信号が書き込まれて保持されることになる。また、画素７には、１水平走査期間の後半に負の映像信号が書き込まれて保持され、画素８には、前半に負の映像信号が書き込まれて保持されることになる。以降、その他の行における画素についても同様に処理することによって、画素の極性分布を図５に示すような極性分布とする。
【００５０】
このように、前半の書き込み画素と後半の書き込み画素を市松状に画面内で分散することにより、電位変動の影響による表示変動を視認しづらくすることが可能となる。また、ｎフレームからｎ＋１フレームに移行するときには、全ての画素についての極性をｎフレームのものと反転させるようにする。
【００５１】
図６は、本駆動方式によりＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）の終了画面を表示させたときの市松パターンの正負極性分布を示す図である。各フレームについて中間調表示画素の正極性と負極性の数がほぼ均等となって偏りがないので、フリッカが生じることはない。さらに、１水平走査期間の１行中における中間調表示画素についても正極性と負極性の数が均等となって偏りがないため、横クロストークも発生せず、良好な表示品位を得ることができる。
【００５２】
したがって、本実施の形態によれば、任意の画素電極に隣接する左右の画素電極に印加される映像信号の正負極性を互いに異なるものにするとともに、その任意の画素電極に隣接する上下の画素電極に印加される映像信号の正負極性も互いに異なるように制御するようにしたことで、垂直走査方向における画素の極性は、２水平走査期間毎に正負が反転して、信号線と画素電極間のカップリング容量に起因する画素電位変動がキャンセルされるので、縦クロストークの発生を防止することができる。また、１水平走査期間の１行中においても正極性画素と負極性画素の数が均等となって偏りがないので、横クロストークの発生も防止することができる。さらに、各フレームについて正極性画素と負極性画素の数が均等となって偏りがないので、フリッカが生じることもなく、良好な表示品位を得ることができる。また、垂直走査方向における映像信号の正負反転周期が２水平走査期間毎となるので、Ｈ／Ｖ反転駆動方式に比較して消費電力を抑えることができる。
【００５３】
本実施の形態によれば、信号線駆動用ＩＣによって、各信号線に対応する映像信号について、信号線を２本線ずつに区分した信号線群毎にシリアル的に映像信号を出力し、信号線切替回路によって、この映像信号を１水平走査期間内に各信号線群における２本の信号線に切り替えて出力するようにしたことで、画素を高精細化してもアレイ基板上に形成される接続配線の数を信号線の本数よりも少なくすることができ、接続配線用のピッチを十分に確保することができる。また、映像信号極性の制御は、アレイ基板上に形成された信号線切替スイッチで行うようにしたことで、信号線駆動ＩＣに新たに制御機能を追加することなく、汎用のＩＣを用いることができる。また、信号線駆動用ＩＣにおける映像信号用の出力端子数が信号線の本数より少なくすることができるので、信号線駆動用ＩＣの個数を低減することが可能となり、コストを低減できるとともに、信号線駆動用ＩＣの個数を低減しても、クロストークやフリッカ等の発生の無い良好な表示品位を得ることができる。
【００５４】
本実施の形態によれば、信号線駆動用ＩＣをフレキシブル配線基板上に実装して、このフレキシブル配線基板をアレイ基板の外部接続端子に電気的に接続し、信号線切替回路を画素ＴＦＴと同一の製造プロセスによってアレイ基板上に一体的に形成するようにしたことで、信号線駆動回路部の全ての構成要素をアレイ基板上に形成した場合と比較して、配線が長くなることを防止でき、映像信号の劣化による表示不良を防止することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、信号線切替回路における出力端子ＯＵＴの数は、信号線Ｘの本数の半分であり、１つの出力端子について２本の信号線を切り替えて映像信号を出力することとしたが、これに限られるものではない。例えば、出力端子ＯＵＴの数を信号線Ｘの数の１／４等にすることもできる。この場合には、１つの出力端子について４本等の信号線を切り替えるようにする。
【００５６】
すなわち、各信号線に対応する映像信号について、信号線を所定数の信号線からなる複数の信号線群に区分したときの各信号線群毎に信号線駆動用ＩＣからシリアル的に映像信号を出力し、この映像信号を信号線切替回路によって１水平走査期間内に各信号線群における全ての信号線に切り替えて出力するようにする。
【００５７】
また、画面内の極性分布として、図５に示したものに代えて、例えば図７に示すような極性分布とする駆動方式を用いるようにしてもよい。この場合にも同様にクロストークやフリッカの発生を防ぐことができる。また、信号線駆動用ＩＣをアレイ基板上にＡＣＦ等を介してフェースダウン・ボンディング等により実装する、例えばＣＯＧ実装を行うようにしても構わない。
【００５８】
最後に、図２に示したＴＣＰ５００−Ｎの構成について詳細に説明する。ＴＣＰ５００−Ｎは、信号線駆動用ＩＣ５１１にＰＣＢ基板６００からの入力信号の本数に対応して設けられた入力信号用配線群５３１、信号線駆動用ＩＣ５１１からの出力信号の本数に対応して設けられた出力信号用配線群５３３、液晶表示装置用の電源配線、信号線切替回路１７０のスイッチＳＷ用の電源配線及びスイッチ信号用の配線などの各種配線群５３５および５３７を備えている。
【００５９】
このＴＣＰ５００−ＮのＰＣＢ側パッド５１３に対応したＰＣＢ基板６００上の接続配線数及び接続配線間のピッチは、アレイ側パッド５１５に対応したアレイ基板１００上の接続配線数及び接続配線間のピッチとそれぞれ同一である。
【００６０】
図２に示すように、信号線駆動用ＩＣ５１１への入力信号用配線群５３１及び出力信号用配線群５３３は、略等しい本数に分配された各種配線群５３５と５３７との間に配置される。この各種配線群５３５及び５３７は、アレイ基板１００の側辺両端の外部接続端子に接続されたＴＣＰ５００−１、５００−４、およびアレイ基板１００上の両端部に設けられたゲート線駆動回路１５０に用いるための電源配線や制御信号用配線を形成する。もちろん、ゲート線駆動回路１５０がアレイ基板の一端のみに設けられた場合には、これに対応して一方のＴＣＰ５００−１又は５００−４のみに、ゲート線駆動回路１５０用の電源配線や制御信号用配線を備えればよい。
【００６１】
このように、ＴＣＰ５００−Ｎ上にゲート線駆動回路１５０用の電源配線及び制御信号用の配線や、信号線切替回路１７０におけるスイッチＳＷ用の電源配線及びスイッチ信号用の配線、液晶表示装置用の電源配線などを、信号線駆動用ＩＣの入出力信号用配線とともに形成することにより、別途の配線部材を用意する必要がなく、コストを低減することが可能となる。
【００６２】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、各画素の電位変動に起因する表示ムラを防止するようにした液晶表示装置について説明する。なお、本実施の形態における液晶表示装置の基本的な構成および駆動方式は、第１の実施の形態と同様であるので、ここでは重複した説明は省略する。また、第１の実施の形態で説明した駆動方式、すなわち、任意の画素電極に隣接する左右の画素電極に印加される映像信号の正負極性を互いに異なるものにするとともに、その任意の画素電極に隣接する上下の画素電極に印加される映像信号の正負極性も互いに異なるように制御する駆動方式のことを、ここでは２Ｈ２Ｖ反転駆動方式と呼ぶ。
【００６３】
まず、画素の電位変動について説明する。図８は、一画素の等価回路を示す図であり、図９は、２Ｈ２Ｖ反転駆動方式による画素動作を示すタイミングチャートである。図８中の記号は、それぞれ
Cp1：画素―自画素信号線間のカップリング容量
Cp2：画素―隣画素信号線間のカップリング容量
Cp3：上下画素間のカップリング容量
Clc：液晶容量
Cs：補助容量
Csig：信号線の全容量
Vcom：対抗電極の電位
Vcs：補助容量配線の電位
である。画素の電位は、自画素信号線の電位変動dVsig.s、隣画素信号線の電位変動dVsig.n、下画素の電位変動dVpixにより、それぞれVs、Vn、Vvの変動を受ける。これらの変動は、
Vs＝Cp1/Cload×dVsig.s
Vn＝Cp2/Cload×dVsig.n
Vv＝Cp3/Cload×dVpix
と表すことができる。ただし、Cload＝Cp1＋Cp2＋2Cp3＋Clc＋Csである。
【００６４】
ここで、図３において上下にならぶ画素１、画素５について、信号線と画素電極間のカップリング容量に起因するそれぞれの電位変動量dVp1、dVp5は、図９から、
dVp1＝−1/2Vn−1/2Vs＋Vv
dVp5＝  1/2Vn−1/2Vs−Vv
のようになる。画素１と画素５の電位変動量の差dVpは、
dVp＝dVp5−dVp1＝Vn−2Vv=Cp2/Cload×dVsig.n−2×Cp3/Cload×dVpix
で表される。このdVpの値が大きいと、上下画素間の電位の差が大きくなり、表示ムラの原因となる。このため、dVp=0であることが望ましい。dVpを0に近づけるために、ここではカップリング容量Cp3を実質的に大きくすることに着目する。すなわち、上下の画素電極間に静電容量を設けることによって、カップリング容量Cp3を大きくするとともに、dVpが0となるように静電容量の値を調整するようにする。
【００６５】
したがって、本実施の形態によれば、上下の画素電極間に静電容量を設けるようにしたことで、カップリング容量Cp3を増加させることができ、これによって、信号線と画素電極との間のカップリング容量に起因する画素電位変動について上下の画素間でアンバランスが生じた場合でも、上下の画素の電位変動量の差dVpを低減でき、表示ムラの発生を防止することができる。
【００６６】
また、本実施の形態によれば、dVpが0となるように静電容量の値を調整するようにしたことで、dVpをキャンセルすることができ、表示ムラの発生を防止することができる。
【００６７】
［第３の実施の形態］
第２の実施の形態では、上下画素間の電位変動量の差
dVp＝Cp2/Cload×dVsig.n−2×Cp3/Cload×dVpix
の値を0に近づけるために、カップリング容量Cp3を増加させる手法について説明したが、第３の実施の形態では、カップリング容量Cp2を減少させる手法について説明する。なお、本実施の形態における液晶表示装置の基本的な構成および駆動方式は、第１の実施の形態と同様であるので、ここでは重複した説明は省略する。
【００６８】
図１０は、画素電極１２０とその周辺部材の位置関係を示す平面図である。図１１は、図１０にＡ−Ｂ−Ｃで示す位置の断面図であり、図１２は、図１０にＤ−Ｅで示す位置の断面図である。
【００６９】
図１０，１１に示すように、ゲート線Ｙに並列に補助容量配線１４０，１４０’が配置される。画素電極１２０は、平行な２本の信号線Ｘ，Ｘ’と、これに直交する２本の補助容量配線１４０，１４０’とで囲まれるように配置される。画素電極１２０は、隣接する２本の信号線のうちの一方の信号線Ｘと、画素ＴＦＴ１１０を介して接続される。
【００７０】
本実施の形態では、図１０，１２に示すように、画素電極１２０と各信号線Ｘ，Ｘ’とのそれぞれの間に、静電遮蔽性を有するシールド電極１８０を設置する。このシールド電極１８０は、補助容量配線１４０の一部を信号線Ｘ，Ｘ’に沿って延出して形成される。補助容量配線１４０’についても同様にシールド電極１８０’が形成される。
【００７１】
シールド電極１８０は、同図に示すように、画素電極１２０が画素ＴＦＴ１１０を介して接続された方の信号線Ｘと画素電極１２０との間、もう一方の信号線Ｘ’と画素電極１２０との間の双方について形成することとしてもよいし、いずれか一方についてだけ形成するようにしてもよい。
【００７２】
このような構成において、シールド電極１８０に固定電位を与えることにより、いわゆるシールド効果を発生させ、カップリング容量Cp2を減少させる。また、dVpが0となるように固定電位を調整する。
【００７３】
したがって、本実施の形態によれば、画素電極１２０と信号線Ｘとの間にシールド電極１８０を設けるようにしたことで、カップリング容量Cp2を減少させることができ、これによって、上下にならぶ画素間の電位変動量の差dVpを低減でき、良好な表示品質を得ることができる。
【００７４】
また、本実施の形態によれば、dVpが0となるように、シールド電極１８０に与える固定電位を調整するようにしたことで、dVpをキャンセルすることができ、表示ムラの発生を防止することができる。
【００７５】
なお、本実施の形態においても、第２の実施の形態で説明したように、カップリング容量Cp3を増加させるようにしてもよい。図１３は、このときの画素電極１２０とその周辺部材の位置関係を示す平面図である。なお、図１１と同一物には同一の符号を付してある。図１３では、画素電極１２０に電荷を供給するソース電極配線１６０を、画素電極１２０の上に位置する画素電極１２０’の下端まで延出することにより、上下の画素電極間に静電容量を形成するようにしている。
【００７６】
【発明の効果】
以上、説明したように、第１の本発明に係る液晶表示装置によれば、垂直走査方向における画素の極性は、２水平走査期間毎に正負が反転するので、画素電位変動がキャンセルされて縦クロストークの発生を防止することができる。また、１水平走査期間の１行中において正極性と負極性の数がほぼ均等となって偏りがないので、横クロストークの発生を防止することができる。さらに、各フレームについて正極性画素と負極性画素の数がほぼ均等となって偏りがないので、フリッカが生じることもなく、良好な表示品位を得ることができる。また、垂直走査方向における映像信号の正負反転周期は２水平走査期間毎となるので、Ｈ／Ｖ反転駆動方式に比較して消費電力を抑えることができる。
【００７７】
第２の本発明に係る液晶表示装置によれば、画素を高精細化してもアレイ基板上に形成される接続配線の数を信号線の本数よりも少なくすることができるので、接続配線用のピッチを十分に確保することができる。
【００７８】
第３の本発明に係る液晶表示装置によれば、アレイ基板上における配線が長くなることを防止できるので、映像信号の劣化による表示不良を防止することができる。
【００７９】
第４の本発明に係る液晶表示装置によれば、上下の画素電極間に静電容量を設けるようにしたことで、上下の画素電極の電位変動量の差が低減されるので、表示ムラの発生を防止することができる。
【００８０】
第５の本発明に係る液晶表示装置によれば、画素電極と信号線との間にシールド電極を設けるようにしたことで、上下の画素電極の電位変動量の差が低減されるので、表示ムラの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における液晶表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】上記液晶表示装置の信号線駆動回路部に用いられるＴＣＰ５００−Ｎの構成を概略的に示す図である。
【図３】上記液晶表示装置に用いられる信号線切替回路の構成を概略的に示す図である。
【図４】各画素ＴＦＴに映像信号を書き込むとき処理の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】上記実施の形態における信号線の駆動方式による任意の１垂直走査期間での画面内の正負極性分布の一例を示す図である。
【図６】上記実施の形態における信号線の駆動方式による任意の１垂直走査期間での画面内の正負極性分布の別の例を示す図である。
【図７】上記実施の形態における信号線の駆動方式により終了画面を表示させたときの市松パターンの正負極性分布を示す図である。
【図８】第２の実施の形態における一画素の等価回路を示す図である。
【図９】画素動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図１０】第３の実施の形態における画素電極とその周辺部材の位置関係の一例を示す平面図である。
【図１１】図１０の平面図にＡ−Ｂ−Ｃで示す位置の断面図である。
【図１２】図１０の平面図にＤ−Ｅで示す位置の断面図である。
【図１３】静電容量を設けたときの画素電極とその周辺部材の位置関係を示す平面図である。
【図１４】従来のＶライン反転駆動方式による任意の１垂直走査期間での画面内の正負極性分布を示す図である。
【図１５】従来のＨ／Ｖ反転駆動方式による任意の１垂直走査期間での画面内の正負極性分布を示す図である。
【図１６】従来のＨ／Ｖ反転駆動方式により終了画面を表示させたときの市松パターンの正負極性分布を示す図である。
【符号の説明】
１  液晶表示装置
１００  アレイ基板
１１０  画素ＴＦＴ
１２０  画素電極
１３０ａ  補助容量素子（Ｃs）
１３０ｂ  補助容量素子（Ｃlc）
１４０  補助容量配線
１５０  ゲート線駆動回路
１６０  ソース電極配線
１７０  信号線切替回路
１８０  シールド電極
１９０  配向膜
２００  対向基板
２１０  対向電極
２２０  ガラス基板
２３０  配向膜
４００  シール材
５００−Ｎ  ＴＣＰ
５１１  信号線駆動用ＩＣ
６００  ＰＣＢ基板
６１０  制御ＩＣ
【図１】
0004031291.tif 000002
【図２】
0004031291.tif 000003
【図３】
0004031291.tif 000004
【図４】
0004031291.tif 000005
【図５】
0004031291.tif 000006
【図６】
0004031291.tif 000007
【図７】
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【図８】
0004031291.tif 000009
【図９】
0004031291.tif 000010
【図１０】
0004031291.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0004031291.tif 000016
【図１６】
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