JP2007293369A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置(LCD;Liquid Crystal Display)に関し、特に液晶表示パネルの信号ラインへの信号電位の供給方式として時分割駆動法を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display (LCD), and more particularly to an active matrix liquid crystal display device using a time-division driving method as a method of supplying a signal potential to a signal line of a liquid crystal display panel.
パーソナルコンピュータやワードプロセッサなどに用いられている液晶表示装置は、アクティブマトリクス型が主力となっている。このアクティブマトリクス型液晶表示装置は、応答速度や画像品質の面で優れており、近年のカラー化に最適な液晶表示装置となってきている。この種の液晶表示装置において、液晶表示パネルの各画素には、トランジスタあるいはダイオードなどの非線形な素子が用いられている。具体的には、透明絶縁基板(例えば、ガラス基板)上に薄膜トランジスタ(TFT;thin film transistor)を形成した構造となっている。 A liquid crystal display device used for a personal computer, a word processor, or the like is mainly an active matrix type. This active matrix type liquid crystal display device is excellent in response speed and image quality, and has become an optimal liquid crystal display device for colorization in recent years. In this type of liquid crystal display device, a non-linear element such as a transistor or a diode is used for each pixel of the liquid crystal display panel. Specifically, a thin film transistor (TFT) is formed on a transparent insulating substrate (for example, a glass substrate).
ところで、特に大型の液晶表示装置においては、各画素に行単位で順に信号電位を与える水平駆動回路であるドライバICを、液晶表示パネルを構成する透明絶縁基板とは別体の外部回路基板上に設けた構成を採っている。そして、外部のドライバICの出力と液晶表示パネルの信号ラインとは、通常、1対1の対応関係にある。すなわち、ドライバICの各出力端子からの信号電位はそのまま対応する信号ラインに与えられるようになっている。 By the way, in a particularly large liquid crystal display device, a driver IC, which is a horizontal drive circuit that sequentially applies a signal potential to each pixel in a row unit, is placed on an external circuit substrate that is separate from the transparent insulating substrate that constitutes the liquid crystal display panel. The provided structure is adopted. The output of the external driver IC and the signal line of the liquid crystal display panel usually have a one-to-one correspondence. That is, the signal potential from each output terminal of the driver IC is directly applied to the corresponding signal line.
これに対して、ドライバICの小型化を図るために、ドライバICの出力ピン(出力端子)の数の削減を可能とする液晶表示パネルの駆動法として、いわゆる時分割駆動法が知られている。この時分割駆動法は、複数本の信号ラインを1単位(ブロック)とし、この1ブロック内の複数本の信号ラインに与える信号電位を時系列でドライバICから出力する一方、液晶表示パネルには複数本の信号ラインを1単位として時分割スイッチを設け、これら時分割スイッチにてドライバICから出力される時系列の信号電位を時分割して複数本の信号ラインに順次与える駆動方法である(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, in order to reduce the size of the driver IC, a so-called time-division driving method is known as a driving method of a liquid crystal display panel that can reduce the number of output pins (output terminals) of the driver IC. . In this time-division driving method, a plurality of signal lines are set as one unit (block), and signal potentials applied to the plurality of signal lines in the one block are output from the driver IC in time series, while the liquid crystal display panel has This is a driving method in which a time division switch is provided with a plurality of signal lines as a unit, and a time series signal potential output from the driver IC is time-divided by these time division switches and sequentially applied to the plurality of signal lines ( For example, see Patent Document 1).
この時分割駆動法を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置において、各画素に与える画像データの極性をコモン電圧VCOMに対して1H(Hは水平走査期間)ごとに反転させる1H反転駆動方式、又は1H反転駆動に加え、コモン電圧VCOMを1Hごとに交流反転させる1Hコモン(VCOM)反転駆動方式を採った場合には、選択の信号ラインから非選択の信号ラインへの信号電位の飛び込みによる書き込み電位の変動が無視できない。以下にその理由について、時分割スイッチの構成を示す図12を用いて説明する。 In an active matrix liquid crystal display device using this time-division driving method, a 1H inversion driving method in which the polarity of image data given to each pixel is inverted every 1H (H is a horizontal scanning period) with respect to a common voltage VCOM, or 1H In addition to the inversion drive, when the 1H common (VCOM) inversion drive method in which the common voltage VCOM is AC-inverted every 1H is adopted, the write potential of the signal potential jumps from the selected signal line to the non-selected signal line. Variation cannot be ignored. The reason will be described below with reference to FIG. 12 showing the configuration of the time division switch.
図12において、時分割スイッチ101は、NchMOSトランジスタおよびPchMOSトランジスタが並列に接続されてなるCMOSアナログスイッチからなり、図示せぬドライバICから出力される信号電圧を伝送する共通信号ライン102と液晶表示パネル上の信号ライン103との間に接続されている。そして、時分割スイッチ101は、Nch,PchMOSトランジスタの各ゲートにセレクトパルスSおよびその反転パルスXSが印加されることで、ドライバICからの信号電圧を信号ライン103に伝達する構成となっている。
In FIG. 12, a
ここで、選択信号ラインから非選択信号ラインへの信号電位の飛び込みによって書き込み電位が変動すると、非選択状態にある信号ラインの信号電位が、図13に示すように、接地電位(0V)に対して低くなる。すると、NchMOSトランジスタのゲート電位は、信号ラインの電位、即ちNchMOSトランジスタのソース電位に対して正の電位関係となる。この電位関係は、NchMOSトランジスタをオン(導通)させる条件を満たすことから、NchMOSトランジスタがオン状態となる。 Here, when the writing potential fluctuates due to the jump of the signal potential from the selection signal line to the non-selection signal line, the signal potential of the signal line in the non-selection state is set to the ground potential (0 V) as shown in FIG. Become lower. Then, the gate potential of the NchMOS transistor has a positive potential relationship with respect to the potential of the signal line, that is, the source potential of the NchMOS transistor. Since this potential relationship satisfies the condition for turning on (conducting) the Nch MOS transistor, the Nch MOS transistor is turned on.
すると、このオン状態にあるNchMOSトランジスタを通して非選択状態の信号ラインから信号電荷が流出する。これにより、非選択状態の信号ラインの信号電位が低下することになる。このように、選択信号ラインから非選択信号ラインへの信号電位の飛び込みにより、非選択状態の信号ラインの信号電位が低下すると、画像としては、コントラスト不足や横方向の輝度バラツキが発生し、画像品質を低下させる原因となる。 Then, the signal charge flows out from the non-selected signal line through the NchMOS transistor in the on state. As a result, the signal potential of the unselected signal line is lowered. As described above, when the signal potential of the non-selected signal line decreases due to the jump of the signal potential from the selection signal line to the non-selection signal line, the image has insufficient contrast and luminance variation in the horizontal direction. It causes the quality to deteriorate.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、選択信号ラインから非選択信号ラインへの信号電位の飛び込みに起因するコントラスト不足や横方向の輝度バラツキの発生をなくし、安定した画像品質を得ることが可能な液晶表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to generate insufficient contrast or lateral luminance variation due to jumping of a signal potential from a selected signal line to a non-selected signal line. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of obtaining a stable image quality.
上記目的を達成するために、本発明は、透明絶縁基板上にマトリクス状に配線された複数行分のゲートラインと複数列分の信号ラインとの交点に画素が形成されてなる表示部と、透明絶縁基板上に設けられて前記複数行分のゲートラインを駆動する垂直駆動回路と、
所定の時分割数に対応した時系列の信号電位を出力する水平駆動回路と、CMOSトランジスタからなり、水平駆動回路から出力される時系列の信号電位を時分割して複数列分の信号ラインのうちの対応する信号ラインに供給する時分割スイッチと、この時分割スイッチをオンさせるためのセレクトパルスを発生するセレクトパルス発生回路とを備え、セレクトパルスの低レベル側の電位を、水平駆動回路から出力される信号電位に対して、前記CMOSトランジスタのNchMOSトランジスタの閾値電圧よりも低く設定した構成となっている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a display unit in which pixels are formed at intersections of a plurality of rows of gate lines and a plurality of columns of signal lines wired in a matrix on a transparent insulating substrate, A vertical driving circuit that is provided on a transparent insulating substrate and drives the gate lines for the plurality of rows;
A horizontal drive circuit that outputs a time-series signal potential corresponding to a predetermined number of time divisions and a CMOS transistor, and a time-series signal potential output from the horizontal drive circuit is time-divided so as to A time-division switch to be supplied to a corresponding signal line, and a select pulse generation circuit for generating a select pulse for turning on the time-division switch. The output signal potential is set to be lower than the threshold voltage of the NchMOS transistor of the CMOS transistor.
上記構成の液晶表示装置において、選択信号ラインから非選択信号ラインへの信号電位の飛び込みがあった場合に、非選択状態の信号ラインの電位が低下する方向に変動する。これにより、時分割スイッチとしてCMOSトランジスタが用いられているとすると、NchMOSトランジスタのソース電位が低下することになる。ところが、NchMOSトランジスタのゲートに印加されるセレクトパルスの低レベル側の電位が、信号電位の低レベル側の電位に対してNchMOSトランジスタの閾値電圧よりも低いことから、NchMOSトランジスタのソース電位がそのゲート電位よりも低下することはなく、NchMOSトランジスタがオン状態とはならない。したがって、このNchMOSトランジスタを通して非選択状態の信号ラインの電荷が流出することはなく、非選択状態の信号ラインの電位が最初の信号電位に保持される。 In the liquid crystal display device having the above configuration, when the signal potential jumps from the selection signal line to the non-selection signal line, the potential of the signal line in the non-selection state changes in a decreasing direction. As a result, if a CMOS transistor is used as the time division switch, the source potential of the NchMOS transistor is lowered. However, since the potential on the low level side of the select pulse applied to the gate of the NchMOS transistor is lower than the threshold voltage of the NchMOS transistor with respect to the potential on the low level side of the signal potential, the source potential of the NchMOS transistor is at its gate. It does not drop below the potential, and the Nch MOS transistor is not turned on. Therefore, the charge of the non-selected signal line does not flow through the NchMOS transistor, and the potential of the non-selected signal line is held at the initial signal potential.
本発明によれば、液晶表示パネルの信号ラインへの信号電位の供給方式として時分割駆動法を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置において、時分割スイッチをオンさせるためのセレクトパルスの低レベル側の電位を、水平駆動回路から出力される信号電位に対して、NchMOSトランジスタの閾値電圧よりも低く設定したことにより、選択信号ラインから非選択信号ラインへの信号電位の飛び込みがあった場合であっても、非選択信号ラインの電荷が時分割スイッチを通して流出することはなく、非選択信号ラインの電位が最初の信号電位に保持されるため、選択信号ラインから非選択信号ラインへの信号電位の飛び込みに起因するコントラスト不足や横方向の輝度バラツキの発生はなく、安定した画像品質が得られることになる。 According to the present invention, in an active matrix liquid crystal display device using a time division driving method as a signal potential supply method to a signal line of a liquid crystal display panel, a low level side of a select pulse for turning on a time division switch is provided. The potential is set lower than the threshold voltage of the NchMOS transistor with respect to the signal potential output from the horizontal drive circuit, and thus the signal potential jumps from the selection signal line to the non-selection signal line. However, the charge of the non-selected signal line does not flow out through the time division switch, and the potential of the non-selected signal line is maintained at the initial signal potential, so that the signal potential jumps from the selected signal line to the non-selected signal line. There will be no contrast shortage and no horizontal brightness variation due to image quality, and stable image quality will be obtained.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1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を示す概略構成図である。図1において、透明絶縁基板、例えばガラス基板(図示せず)上にm行分のゲートライン11-1〜11-mおよびn列分の信号ライン12-1〜12-nがマトリクス状に配線され、その交点にはm行n列分の単位画素13が形成されて液晶表示パネル(表示部)14を構成している。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an active matrix liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, m rows of gate lines 11-1 to 11-m and n columns of signal lines 12-1 to 12-n are wired in a matrix on a transparent insulating substrate, for example, a glass substrate (not shown). Then,
単位画素13は、特に図2から明らかなように、薄膜トランジスタ(画素トランジスタ)15、付加容量16および液晶容量17から構成されている。薄膜トランジスタ15は、そのゲート電極がゲートライン11-1,11-2,11-3,……に、そのソース電極が信号ライン12-1,12-2,12-3,……にそれぞれ接続されている。
As is apparent from FIG. 2, the
この画素構造において、液晶容量17は、薄膜トランジスタ15で形成される画素電極と、これに対向して形成される対向電極との間で発生する容量を意味する。そして、この画素電極に保持される電位は、“H”レベルもしくは“L”レベルの電位で書き込まれる。なお、Csライン29-1,29-2,29-3,……を介して対向電極に共通に印加されるコモン電圧VCOMとして、ここでは、所定のDC電位が設定されるものとする。
In this pixel structure, the
また、単位画素13では、薄膜トランジスタ15がオン状態となると、液晶での光の透過率が変化するとともに付加容量16が充電される。この充電により、薄膜トランジスタ15がオフ状態となっても、付加容量16の充電電圧による液晶での光透過率状態が、次に薄膜トランジスタ15がオン状態となるまでの間保持される。このような方式により、液晶表示パネル14の表示画像における画質の向上が図られる。
In the
液晶表示パネル14と同一基板上には、薄膜トランジスタによって垂直駆動回路18が形成されている。この垂直駆動回路18は、その各行の出力端に各一端が接続されたゲートライン11-1〜11-mに対して順に走査パルスを与えて各画素13を行単位で選択することによって垂直走査を行う。この垂直駆動回路18は、例えば図3に示すように、シフトレジスタ19、レベルシフタ20およびバッファ21を有する構成となっている。
On the same substrate as the liquid crystal display panel 14, a
一方、信号ライン12-1〜12-nに画像データに応じた信号電位を与える水平駆動回路22が、後述するように、上記液晶表示パネル14の基板とは別体の回路基板上に形成されて外部回路として設けられる。この水平駆動回路22では、デジタル信号の入力を前提とした場合、液晶を駆動するためにはデジタル信号をアナログ信号に変換して出力する必要がある。
On the other hand, a
そのために、水平駆動回路22は、例えば図4に示すように、シフトレジスタ23、レベルシフタ24、データラッチ25、D/Aコンバータ26およびバッファ27を有する構成となっている。この水平駆動回路22には、例えば8階調以上で512色以上の表示を可能とするデジタル画像データが入力されることになる。
For this purpose, the
また、例えばR(赤),G(緑),B(青)に対応した3時分割駆動を実現するために、n列分の信号ライン12-1〜12-nを時分割数に対応した本数(本例では、3時分割に対応して3本)を1単位(ブロック)として分割した場合において、水平駆動回路22は、図1から明らかなように、その分割した数kに対応したk個のドライバIC、即ち実装方式として例えばTAB(Tape Automated Bonding)方式を用いたIC(以下、TABICと称す)(1) 28-1〜TABIC(k) 28-kによって構成されている。
For example, in order to realize 3-time division driving corresponding to R (red), G (green), and B (blue), the signal lines 12-1 to 12-n for n columns correspond to the number of time divisions. When the number (in this example, three corresponding to three time divisions) is divided as one unit (block), the
そして、これらTABIC(1) 28-1〜TABIC(k) 28-kは、液晶表示パネル14の基板とは別体の外部回路基板(図示せず)上に搭載され、1分割ブロック内の複数本の信号ラインに与える信号電位を時系列で、また先述した1H反転駆動を実現するために、コモン電圧VCOMに対して1Hごとに極性を反転させて出力するようになっている。これに対応して、k個の時分割スイッチ30-1〜30-kが、n列分の信号ライン12-1〜12-nの入力段に設けられている。 These TABIC (1) 28-1 to TABIC (k) 28-k are mounted on an external circuit substrate (not shown) separate from the substrate of the liquid crystal display panel 14 and are mounted in a plurality of blocks in one divided block. In order to realize the signal potential applied to the signal line in time series and the 1H inversion driving described above, the polarity is inverted with respect to the common voltage VCOM every 1H and output. Correspondingly, k time-division switches 30-1 to 30-k are provided at the input stage of the signal lines 12-1 to 12-n for n columns.
時分割スイッチ30-1は3時分割を実現するために、特に図2から明らかなように、PchMOSトランジスタおよびNchMOSトランジスタが並列に接続されてなる3個のCMOSアナログスイッチ(トランスミッションスイッチ)31,32,33からなり、液晶表示パネル14と同一基板上に薄膜トランジスタによって形成されている。他の時分割スイッチ30-2〜30-kについても、時分割スイッチ30-1と全く同じ構成となっている。 In order to realize the three time division, the time division switch 30-1 has three CMOS analog switches (transmission switches) 31, 32 in which PchMOS transistors and NchMOS transistors are connected in parallel, as is apparent from FIG. , 33 and formed on the same substrate as the liquid crystal display panel 14 by thin film transistors. The other time division switches 30-2 to 30-k have the same configuration as the time division switch 30-1.
そして、例えば時分割スイッチ30-1において、3個のアナログスイッチ31,32,33の各入力端は共通に接続され、その共通接続点は共通信号ライン34-1を介してTABIC28-1の出力端に接続されている。これにより、TABIC(1) 28-1から時系列で出力される例えば0〜5Vの振幅の信号電位が、共通信号ライン34-1を経由して3個のアナログスイッチ31,32,33の各入力端に与えられる。これらアナログスイッチ31,32,33の各出力端は、3本の信号ライン12-1,12-2,12-3の各一端に接続されている。
For example, in the time division switch 30-1, the input terminals of the three
時分割スイッチ30-2に対しては、共通信号ライン34-2を経由してTABIC(2) 28-2から時系列の信号電位が供給される。同様にして、時分割スイッチ30-kに対しては、共通信号ライン34-kを経由してTABIC(k) 28-kから時系列の信号電位が供給される。なお、本例では、簡単のため、1個のTABICにつき1本の共通信号ラインを配した構成を示したが、実際には、TABICの複数の出力ピンに対応して複数本の共通信号ラインが配されることになる。 A time-series signal potential is supplied from the TABIC (2) 28-2 to the time division switch 30-2 via the common signal line 34-2. Similarly, a time-series signal potential is supplied from the TABIC (k) 28-k to the time division switch 30-k via the common signal line 34-k. In this example, for the sake of simplicity, a configuration in which one common signal line is provided for each TABIC is shown. However, in practice, a plurality of common signal lines are associated with a plurality of output pins of the TABIC. Will be arranged.
また、液晶表示パネル14と同一基板上において、1個のアナログスイッチにつき2本、計6本の制御ライン35-1〜35-6が、ゲートライン11-1〜11-mの配線方向に沿って配線されている。そして、例えば時分割スイッチ30-1にあっては、アナログスイッチ31の2つの制御入力端(即ち、Nch,PchMOSトランジスタの各ゲート)が制御ライン35-1,35-2に、アナログスイッチ32の2つの制御入力端が制御ライン35-3,35-4に、アナログスイッチ33の2つの制御入力端が制御ライン35-5,35-6にそれぞれ接続されている。
On the same substrate as the liquid crystal display panel 14, two control lines 35-1 to 35-6, two for each analog switch, are provided along the wiring direction of the gate lines 11-1 to 11-m. Are wired. For example, in the time division switch 30-1, the two control input terminals (that is, the gates of the Nch and PchMOS transistors) of the
なお、ここでは、6本の制御ライン35-1〜35-6に対する時分割スイッチ30-1の3個のアナログスイッチ31〜33の接続関係について説明したが、他の時分割スイッチ30-2〜30-kについても全く同じ接続関係となっている。
Here, the connection relationship of the three
6本の制御ライン35-1〜35-6には、時分割スイッチ30-1〜30-kの各3個のアナログスイッチ31〜33を選択するためのセレクトパルスS1〜S3,XS1〜XS3が外部のセレクトパルス発生回路36から与えられる。ここで、セレクトパルスXS1〜XS3は、セレクトパルスS1〜S3の反転パルスである。このセレクトパルスS1〜S3,XS1〜XS3は、TABIC28-1〜28-kの各々から出力される時系列の信号電位に同期して、時分割スイッチ30-1〜30-kの各3個のアナログスイッチ31〜33を順次オンさせるための信号である。
The six control lines 35-1 to 35-6 have select pulses S1 to S3 and XS1 to XS3 for selecting the three
このセレクトパルスS1〜S3,XS1〜XS3の液晶表示パネル14への入力は、例えば、水平駆動回路22側から、即ち液晶表示パネル14の上方側から複数の個所にて行われる。具体的には、k個の時分割スイッチ30-1〜30-kごとに6本の制御ライン37-1〜37-kが、セレクトパルス発生回路36からTABIC28-1〜28-kを搭載した外部回路基板(図示せず)を通して、液晶表示パネル14上の6本の制御ライン35-1〜35-6まで配線される。
The selection pulses S1 to S3 and XS1 to XS3 are input to the liquid crystal display panel 14 at, for example, a plurality of locations from the
この制御ライン37-1〜37-kの配線は、例えばTABの低膨張のテープを用いて行われる。そして、6本の制御ライン37-1〜37-kのうち、制御ライン37-1はセレクトパルスS1を、制御ライン37-2はセレクトパルスXS1を、制御ライン37-3はセレクトパルスS2を、制御ライン37-4はセレクトパルスXS2を、制御ライン37-5はセレクトパルスS3を、制御ライン37-6はセレクトパルスXS3をそれぞれ伝送することになる。 The control lines 37-1 to 37-k are wired using, for example, TAB low expansion tape. Of the six control lines 37-1 to 37-k, the control line 37-1 has the select pulse S1, the control line 37-2 has the select pulse XS1, the control line 37-3 has the select pulse S2, The control line 37-4 transmits the select pulse XS2, the control line 37-5 transmits the select pulse S3, and the control line 37-6 transmits the select pulse XS3.
なお、セレクトパルスS1〜S3,XS1〜XS3を液晶表示パネル14へ入力する上記の構成は一例に過ぎず、これに限定されるものではない。 The above configuration for inputting the select pulses S1 to S3 and XS1 to XS3 to the liquid crystal display panel 14 is merely an example, and the present invention is not limited to this.
セレクトパルス発生回路36は、TABIC28-1〜28-kから出力される信号電位が、低レベル側の電位を0V(接地電位)としているのに対し、セレクトパルスS1〜S3,XS1〜XS3として、低レベル側の電位が接地電位よりも低く、かつ高レベル側の電位が信号電位の高レベル側の電位(本例では、5V)よりも高い、即ち例えば−2V〜9Vの振幅のパルスを発生するように構成されている。
The select
ここで、セレクトパルスS1〜S3,XS1〜XS3の低レベル側の電位を接地電位よりも低く設定する理由について、図5を用いて例えば時分割スイッチ30-1の動作を例に採って説明する。 Here, the reason why the low-level potentials of the select pulses S1 to S3 and XS1 to XS3 are set lower than the ground potential will be described with reference to FIG. 5 taking, for example, the operation of the time division switch 30-1. .
図5(A)に示すように、セレクトパルスS1が高レベル、セレクトパルスXS1が低レベルになり、アナログスイッチ31がオン(導通)状態となると、共通信号ライン34-1から供給される信号電位を、3時分割に対応した3本の信号ライン12-1,12-2,12-3のうちの左側の信号ライン12-1に書き込む。その後、同図(B)に示すように、セレクトパルスS2が高レベル、セレクトパルスXS2が低レベルになり、アナログスイッチ32がオンとなると、真ん中の信号ライン12-2に信号電位を書き込む。
As shown in FIG. 5A, when the select pulse S1 is at a high level, the select pulse XS1 is at a low level, and the
このとき、左側の信号ライン12-1は非選択となり、ほとんどフローティング状態となる。このとき、真ん中の信号ライン12-2の信号電位は、横方向に配線されているゲートライン11およびCsライン29に飛び込む。その後、ゲートライン11およびCsライン29に飛び込んだ電位は、このゲートライン11およびCsライン29を経由して、非選択状態の左側の信号ライン12-1に飛び込む。
At this time, the left signal line 12-1 is not selected and is almost in a floating state. At this time, the signal potential of the middle signal line 12-2 jumps into the
1H反転駆動の状態においては、この信号電位の飛び込みが、Csライン29や非選択状態の信号ライン12-1の振幅電位を増加させる方向に作用する。このときのCsライン29のゆれと、非選択状態の信号ライン12-1の電位を図6の波形図に示す。この波形図から明らかなように、Csライン29への飛び込み電位ΔVspike は、非選択状態の信号ライン12-1の電位を、接地電位(0V)よりも負側に1.78V程度変動させる。これは、シミュレーション結果に基づいている。
In the state of 1H inversion driving, the jump of the signal potential acts in the direction of increasing the amplitude potential of the
この状態では、アナログスイッチ31の信号ライン12-1側を負にすることになる。このとき、セレクトパルスS1の低レベル側の電位が接地電位であると、NchTFTのゲート‐ソース間電圧Vgsがその閾値電圧Vth以上となり、NchTFT側をオン動作させることになる。
In this state, the signal line 12-1 side of the
これにより、信号ライン12-1に保持されている信号電荷は、オン状態のNchTFTを通して共通信号ライン34-1側に流出することになる。その結果、信号ライン12-1の信号電位は、最初に書き込まれた信号電位よりも低下することになる。この減少した信号電位によって画素電位は低下し、TN(Twisted Nematic) 液晶においては、画質劣化の原因となる。 As a result, the signal charge held in the signal line 12-1 flows out to the common signal line 34-1 through the ON-state Nch TFT. As a result, the signal potential of the signal line 12-1 is lower than the signal potential written first. This reduced signal potential lowers the pixel potential, which causes image quality degradation in TN (Twisted Nematic) liquid crystal.
ところが、本実施形態においては、図7に示すように、セレクトパルスS1〜S3,XS1〜XS3の低レベル側の電位を例えば−2Vに設定した構成を採っていることにより、Csライン29への飛び込み電位ΔVspike によって非選択状態の信号ライン12-1の電位、即ちNchTETのソース電位が、図8に示すように、接地電位よりも負側に1.78V程度変動したとしても、NchTFTのゲート電位、即ち−2Vよりも下回ることはない。 However, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, by adopting a configuration in which the low-level potentials of the select pulses S1 to S3 and XS1 to XS3 are set to, for example, -2V, Even if the potential of the non-selected signal line 12-1, that is, the source potential of the NchTET fluctuates by about 1.78V from the ground potential as shown in FIG. 8, the gate potential of the NchTFT I.e., no lower than -2V.
したがって、NchTFTのゲート‐ソース間電圧Vgsが負状態を維持し、その閾値電圧Vthを越えることはないため、NchTFTをオン動作させることはない。NchTFTがオンしなければ、このNchTFTを通して信号ライン12-1に保持されている信号電荷が共通信号ライン34-1側に流出することもないため、非選択状態の信号ライン12-1の電位は、最初に書き込まれた信号電位に保持されることになる。 Therefore, since the gate-source voltage Vgs of the Nch TFT maintains a negative state and does not exceed the threshold voltage Vth, the Nch TFT is not turned on. If the Nch TFT is not turned on, the signal charge held in the signal line 12-1 through the Nch TFT does not flow out to the common signal line 34-1, so that the potential of the unselected signal line 12-1 is Thus, the signal potential written first is held.
このように、セレクトパルスS1〜S3,XS1〜XS3の低レベル側の電位を接地電位よりも低く設定することは、NchTFTの閾値電圧Vthに対してのリーク電圧(信号電位のリーク量)の関係を示す図9から明らかなように、接地電位に設定した場合のVthの稼働領域に比べて、Vthを高い領域で使用することと等価となり、NchTFTのVthがプロセスによってデプレッションに変動しても、十分にリーク電圧を抑え得ることがわかる。 As described above, setting the low-level potentials of the select pulses S1 to S3 and XS1 to XS3 lower than the ground potential is related to the leakage voltage (the leakage amount of the signal potential) with respect to the threshold voltage Vth of the Nch TFT. As shown in FIG. 9, it is equivalent to using Vth in a region that is higher than the operating region of Vth when set to the ground potential, and even if the Vth of the Nch TFT varies depending on the process, It can be seen that the leakage voltage can be sufficiently suppressed.
その結果、トランジスタの特性のバラツキに左右されることなく、安定した画像品質が得られることになる。上述したように、セレクトパルスS1〜S3,XS1〜XS3の低レベル側の電位を例えば−2Vに設定した場合には、図9から明らかなように、信号電位のリーク電位は50mVを切ることになり、ほとんど画像として判断されないレベルになる。 As a result, stable image quality can be obtained without being affected by variations in transistor characteristics. As described above, when the low-level potentials of the select pulses S1 to S3 and XS1 to XS3 are set to, for example, -2V, the leakage potential of the signal potential is less than 50 mV, as is apparent from FIG. Therefore, the level is hardly judged as an image.
なお、本例では、TABIC(1) 28-1〜TABIC(k) 28-kから供給される信号電位の低レベル側の電位が0V(接地電位)であることを前提とし、セレクトパルスS1〜S3,XS1〜XS3の低レベル側の電位を接地電位よりも低く設定するとしたが、信号電位の低レベル側の電位を正側に、例えば2Vに上げることができれば、セレクトパルスS1〜S3,XS1〜XS3の低レベル側の電位を接地電位に設定することも可能である。 In this example, it is assumed that the low-level potential of the signal potential supplied from TABIC (1) 28-1 to TABIC (k) 28-k is 0 V (ground potential). The potential on the low level side of S3, XS1 to XS3 is set lower than the ground potential. However, if the potential on the low level side of the signal potential can be raised to the positive side, for example, 2 V, select pulses S1 to S3, XS1 It is also possible to set the low-level potential of .about.XS3 to the ground potential.
また、セレクトパルスS1〜S3,XS1〜XS3の高レベル側の電位についても、信号電位の高レベル側の電位が5Vであることを前提として例えば9Vに設定しているが、要は、セレクトパルスS1〜S3,XS1〜XS3の高レベル側の電位を信号電位の高レベル側の電位よりも高く設定することで、アナログスイッチ31,32,33のPchTFTに関するリーク電位を抑えることができることになる。 Also, the high level side potentials of the select pulses S1 to S3, XS1 to XS3 are set to 9V, for example, on the assumption that the high level side potential of the signal potential is 5V. By setting the potential on the high level side of S1 to S3 and XS1 to XS3 higher than the potential on the high level side of the signal potential, the leakage potential related to the Pch TFT of the analog switches 31, 32, and 33 can be suppressed.
さらに、本例では、各画素に与える画像データの極性をコモン電圧VCOMに対して1Hごとに反転させる1H反転駆動方式に適用した場合について説明したが、1H反転駆動に加え、コモン電圧VCOMを1Hごとに交流反転させる1Hコモン(VCOM)反転駆動方式にも同様に適用可能である。1Hコモン反転駆動方式の場合には、図10に示すように、Csラインの電位(a)と非選択状態の信号ラインの信号電位(b)は、1Hごとに反転した波形となる。 Further, in this example, the case where the polarity of the image data given to each pixel is applied to the 1H inversion driving method in which the polarity of the image data is inverted every 1H with respect to the common voltage VCOM has been described, but in addition to the 1H inversion driving, the common voltage VCOM is set to 1H. The present invention can be similarly applied to a 1H common (VCOM) inversion driving method in which AC inversion is performed every time. In the case of the 1H common inversion driving method, as shown in FIG. 10, the potential (a) of the Cs line and the signal potential (b) of the unselected signal line have waveforms inverted every 1H.
次に、上記構成の本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置における時分割スイッチ30-1,30-2,30-3の動作について、図11のタイミングチャートを用いて説明する。なお、図1には、時分割スイッチ30-3およびこれに対応するTABIC(3) については省略されている。 Next, the operation of the time division switches 30-1, 30-2, 30-3 in the active matrix liquid crystal display device according to the present embodiment having the above-described configuration will be described with reference to the timing chart of FIG. In FIG. 1, the time division switch 30-3 and the corresponding TABIC (3) are omitted.
また、本例では、R,G,Bに対応した3時分割駆動への適用の場合を例に採っていることから、TABIC(1) 28-1,TABIC(2) 28-2,TABIC(3) 28-3からは、R,G,Bの3画素分の信号電位が順に時系列で出力され、共通信号ライン34-1,34-2,34-3によって時分割スイッチ30-1,30-2,30-3へ伝送される。 Also, in this example, the case of application to three time division driving corresponding to R, G, B is taken as an example, so TABIC (1) 28-1, TABIC (2) 28-2, TABIC ( 3) From 28-3, signal potentials for three pixels of R, G, and B are sequentially output in time series, and the time division switch 30-1, 30-2 and 30-3.
具体的には、図11のタイミングチャートに示すように、TABIC(1) 28-1から時分割スイッチ30-1にはR1,G1,B1の各画素の信号電位が、TABIC(2) 28-2から時分割スイッチ30-2にはR2,G2,B2の各画素の信号電位が、TABIC(3) 28-3から時分割スイッチ30-3にはR3,G3,B3の各画素の信号電位が、……という具合に伝送される。一方、時分割スイッチ30-1,30-2,30-3には、上記の時系列の信号に同期したセレクトパルスS1,XS1,S2,XS2,S3,XS3が与えられる。 Specifically, as shown in the timing chart of FIG. 11, the signal potentials of the pixels R1, G1, and B1 from the TABIC (1) 28-1 to the time division switch 30-1 are changed to TABIC (2) 28-. 2 to the time division switch 30-2, the signal potentials of the R2, G2, and B2 pixels, and the TABIC (3) 28-3 to the time division switch 30-3, the signal potentials of the R3, G3, and B3 pixels. But ... On the other hand, select pulses S1, XS1, S2, XS2, S3, and XS3 synchronized with the time-series signals are applied to the time division switches 30-1, 30-2, and 30-3.
これにより、セレクトパルスS1が高レベルのときは、アナログスイッチ31がオン状態となり、R1,R3の各画素の信号電位を信号ライン12-1〜12-nの対応する信号ラインにそれぞれ与える。セレクトパルスS2が高レベルのときは、アナログスイッチ32がオン状態となり、G2の画素の信号電位を信号ライン12-1〜12-nの対応する信号ラインに与える。セレクトパルスS3が高レベルのときは、アナログスイッチ33がオン状態となり、B1,B3の各画素の信号電位を信号ライン12-1〜12-nの対応する信号ラインにそれぞれ与える。
Thus, when the select pulse S1 is at a high level, the
なお、上記実施形態では、信号ライン12-1〜12-nを駆動する水平駆動回路22を、液晶表示パネル14の一方側(本例では、上方側)に配置した構成の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、水平駆動回路22を例えばコモン電圧VCOMを基準に2つに分割し、この2つの水平駆動回路を液晶表示パネル14の上下に配置した構成の液晶表示装置についても同様に適用することが可能である。
In the above embodiment, the
11-1〜11-m…ゲートライン、12-1〜12-n…信号ライン、13…単位画素、14…液晶表示パネル、15…薄膜トランジスタ、16…付加容量、17…液晶容量、18…垂直駆動回路、22…水平駆動回路、28-1〜28-k…TABIC(1) 〜TABIC(k) 、29-1〜29-m…Csライン、30-1〜30-k…時分割スイッチ、31〜33…アナログスイッチ、34-1〜34-k…共通信号ライン、35-1〜35-k,37-1〜37-k…制御ライン、36…セレクトパルス発生回路 11-1 to 11-m: gate lines, 12-1 to 12-n: signal lines, 13: unit pixels, 14: liquid crystal display panels, 15: thin film transistors, 16: additional capacitors, 17: liquid crystal capacitors, 18: vertical Drive circuit, 22 ... horizontal drive circuit, 28-1 to 28-k ... TABIC (1) to TABIC (k), 29-1 to 29-m ... Cs line, 30-1 to 30-k ... time division switch, 31-33 ... Analog switches, 34-1 to 34-k ... Common signal lines, 35-1 to 35-k, 37-1 to 37-k ... Control lines, 36 ... Select pulse generation circuit
Claims (7)
前記透明絶縁基板上に設けられて前記複数行分のゲートラインを駆動する垂直駆動回路と、
所定の時分割数に対応した時系列の信号電位を出力する水平駆動回路と、
CMOSトランジスタからなり、前記水平駆動回路から出力される時系列の信号電位を時分割して前記複数列分の信号ラインのうちの対応する信号ラインに供給する時分割スイッチと、
前記時分割スイッチをオンさせるためのセレクトパルスを発生するセレクトパルス発生回路とを備え、
前記セレクトパルスの低レベル側の電位を、前記水平駆動回路から出力される信号電位に対して、前記CMOSトランジスタのNchMOSトランジスタの閾値電圧よりも低く設定した
ことを特徴とする液晶表示装置。 A display unit in which pixels are formed at intersections of a plurality of rows of gate lines and a plurality of columns of signal lines wired in a matrix on a transparent insulating substrate;
A vertical driving circuit provided on the transparent insulating substrate and driving the gate lines for the plurality of rows;
A horizontal drive circuit that outputs a time-series signal potential corresponding to a predetermined number of time divisions;
A time-division switch comprising a CMOS transistor and supplying a time-series signal potential output from the horizontal drive circuit to a corresponding signal line among the signal lines corresponding to the plurality of columns;
A select pulse generating circuit for generating a select pulse for turning on the time division switch,
The liquid crystal display device, wherein the potential on the low level side of the select pulse is set lower than the threshold voltage of the NchMOS transistor of the CMOS transistor with respect to the signal potential output from the horizontal drive circuit.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the horizontal driving circuit outputs a signal potential whose polarity is inverted every horizontal scanning period with respect to a common voltage commonly applied to the counter electrode of the pixel.
ことを特徴とする請求項2記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the common voltage is AC inverted every horizontal scanning period.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a low-level potential of a signal potential output from the horizontal drive circuit is a ground potential.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a potential on a high level side of the select pulse is higher than a potential on a high level side of a signal potential output from the horizontal drive circuit.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the number of time divisions by the time division switch is three.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the time division switch includes three analog switches corresponding to the number of time divisions.
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