以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
[第1の実施形態]
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る表示装置の一例としての液晶表示装置の全体構成を示す図である。図1に示す液晶表示装置は、表示部10と、ソースドライバ(信号側駆動回路)20と、ゲートドライバ(走査側駆動回路)30と、RGB発生回路40と、共通電圧発生回路50と、タイミング制御回路60と、電源発生回路70とを有している。
表示部10は、複数行の走査線と、複数列の信号線と、走査線と信号線とにそれぞれ接続された複数の表示画素とを有して構成されている。
図2は、本実施形態における表示画素の接続構造を示す図である。ここで、図2は、表示部10内の9画素のみの接続構造を示しているが、その他の表示画素も図2に示すものと同様の接続構造をしている。さらに、図2は、表示部10がカラー表示可能な例を示している。したがって、各表示画素の前面には赤(Red)、緑(Green)、青(blue)の何れかの色のカラーフィルタが配置されている。図2においては、緑表示に係る表示画素をGreenN(N=1、2、3)、赤表示に係る表示画素をRedN(N=1、2、3)、青表示に係る表示画素をBlueN(N=1、2、3)として示している。
本実施形態においては、図2に示すように、走査線Gate1、Gate2、Gate3と、信号線SG1、SR1、SG2とが互いに交差するように、より具体的には直交するように配設されている。
さらに、走査線Gate1、Gate2、Gate3と信号線SG1との交点近傍に、表示画素Green1、Green2、Green3が配置されている。
表示画素(第3の表示画素)Green1、Green2、Green3は、薄膜トランジスタ(TFT)(第3のスイッチング素子)11a、11b、11cを介して走査線Gate1、Gate2、Gate3と信号線SG1とに接続されている。より詳しくは、表示画素Green1、Green2、Green3はそれぞれTFT11a、11b、11cのドレイン(或いはソース)に接続されている。また、TFT11a、11b、11cのソース(或いはドレイン)はそれぞれ信号線SG1に接続されている。さらに、TFT11a、11b、11cのゲートはそれぞれ走査線Gate1、Gate2、Gate3に接続されている。
また、走査線Gate1、Gate2、Gate3と信号線SR1との交点近傍には、表示画素Red1、Red2、Red3が配置されている。表示画素(第1の表示画素)Red1、Red2、Red3は、TFT(第1のスイッチング素子)12a、12b、12cを介して走査線Gate2、Gate3と信号線SR1とに接続されている。より詳しくは、表示画素Red1、Red2、Red3はそれぞれTFT12a、12b、12cのドレイン(或いはソース)に接続されている。また、TFT12a、12b、12cのソース(或いはドレイン)はそれぞれ信号線SR1に接続されている。さらに、TFT12a、12b、12cのゲートは表示画素を挟んで配設される2つの走査線のうちの後段側に配置された走査線(第2の走査線)に接続されている。
さらに、表示画素Red1、Red2、Red3には、TFT(第2のスイッチング素子)13a、13b、13cを介して表示画素(第2の表示画素)Blue1、Blue2、Blue3が接続されている。より詳しくは、表示画素Blue1、Blue2、Blue3はTFT13a、13b、13cのドレイン(或いはソース)に接続されている。また、TFT13a、13b、13cのソース(或いはドレイン)は表示画素Red1、Red2、Red3を介してTFT12a、12b、12cのドレイン(或いはソース)に接続されている。また、TFT13a、13b、13cのゲートは表示画素を挟んで配設される2つの走査線のうちの前段側に配置された走査線(第1の走査線)に接続されている。
このような構成に対し、走査線Gate1、Gate2、Gate3にはゲートドライバ30から走査信号が印加される。また、信号線SG1にはソースドライバ20から緑色表示に係る階調信号が印加される。さらに、信号線SR1にはソースドライバ20から青色表示に係る階調信号と赤色表示に係る階調信号とが時分割で印加される。
即ち、表示部10は、列方向(信号線の延伸方向)の各表示画素が同一の色成分になるように、かつ、行方向(走査線の延伸方向)の各表示画素が例えば赤(Red)、緑(Green)、青(blue)の順で繰り返すようにカラーフィルタがストライプ配置され、赤(Red)に対応する表示画素に青(blue)に対応する表示画素が接続されている。そして、赤(Red)に対応する表示画素が接続される信号線とは異なる信号線に、緑(Green)に対応する表示画素が接続されている。
図2のような本実施形態の構成では、表示画素の各列に信号線を割り当てる場合と比較して、信号線の本数を2/3とすることが可能である。換言すると、1行分の表示画素数に対して信号線の本数を2/3とすることが可能である。またこのとき、走査線の本数は増加させることなく、1列分の表示画素数と等しくすることができる。
図3は、表示部10に設けられる各表示画素のうちの1つ分の表示画素の等価回路を示す図である。図3に示すように、各表示画素は画素容量Clcと補償容量Csとを有している。画素容量Clcは、TFT(TFT11、12、14)に接続され、平行に配置された電極中に液晶が充填されて構成されている。また、画素容量Clcと補償容量Csとは共通の信号線に接続され、共通信号VCOMが印加されている。このような構成の表示画素において、画素容量Clcに接続されたTFTがオン状態となると、階調信号VsigがTFTを介して画素容量Clcに印加される。画素容量Clcに階調信号Vsigが印加されると、この階調信号Vsigと共通信号VCOMとの差の電圧(画素電圧)Vlcdに応じて液晶の配向状態が変化して液晶中の光の透過率が変化する。これにより、図3に示す表示画素の背面等に配置された図示しない光源からの光の透過状態が変化して画像表示が行われる。
ソースドライバ20は、図2の信号線が接続され、タイミング制御回路60から出力される水平制御信号(クロック信号、スタート信号、ラッチ動作制御信号等)に基づいて、RGB発生回路40から供給されるR、G、Bの各色の表示データを所定の単位で取り込み、この取り込んだ表示データに対応する階調信号を信号線に印加する。
ゲートドライバ30は、図2の走査線が接続され、タイミング制御回路60からの垂直制御信号を受け、走査線に接続されたTFTをオン又はオフするための走査信号を走査線に印加する。
RGB発生回路40は、例えば液晶表示装置の外部から供給される映像信号(アナログ又はデジタル)からR、G、Bの各色の表示データを生成してソースドライバ20に出力する。ここで、RGB発生回路40には、所定期間(例えば、1フレームや1フィールド、1ライン)毎にタイミング制御回路60から反転信号(FRP)が入力される。RGB発生回路40は、反転信号が入力される毎にソースドライバ20に出力する表示データのビット値を反転する。このようにして所定期間毎に表示データのビット値を反転させることにより、表示画素に印加される階調信号の極性を所定期間毎に反転させる。これにより、表示画素を交流駆動することが可能である。
共通電圧発生回路50は、タイミング制御回路60から出力される反転信号に基づいて、所定期間毎に極性が反転する共通信号VCOMを生成して表示画素に印加する。
タイミング制御回路60は、垂直制御信号、水平制御信号、反転信号等の各種の制御信号を生成し、反転信号をRGB発生回路40及び共通電圧発生回路50に、垂直制御信号をゲートドライバ30に、水平制御信号をソースドライバ20に出力する。
電源発生回路70は、走査信号を生成するために必要な電源電圧VGH、VGLを生成してゲートドライバ30に供給するとともに、階調信号を生成するために必要な電源電圧VSHを生成してソースドライバ20に供給する。また、電源発生回路70は、ロジック電源VCCを生成してソースドライバ20及びゲートドライバ30に供給する。
次に、本実施形態に係る液晶表示装置の動作について説明する。図4は、本実施形態における液晶表示装置の表示動作について示すタイミングチャートである。図4においては、上から、信号線SG1に印加される階調信号、信号線SR1に印加される階調信号、走査線Gate1に印加される走査信号、走査線Gate2に印加される走査信号、走査線Gate3に印加される走査信号、表示画素Red1の表示状態、表示画素Green1の表示状態、表示画素Blue1の表示状態、表示画素Red2の表示状態、表示画素Green2の表示状態、表示画素Blue2の表示状態、共通信号VCOMを示している。
本実施形態においては、赤及び青表示に係る表示データ(例えば信号線SR1に係る表示データ)を青、赤の順で1/2水平期間(H)毎に交互にソースドライバ20に入力する。ただし、赤表示に係る表示データについては青表示に係るデータに比べて相対的に1水平期間だけ遅らせてソースドライバ20に入力する。また、緑表示に係る表示データ(例えば信号線SG1に係る表示データ)については、赤及び青表示に係る表示データに同期して1水平期間ずつソースドライバ20に入力する。即ち、緑表示に係る表示データが入力される1水平期間の前半に、当該1水平期間に対応した青表示に係る表示データを入力し、緑表示に係る表示データが入力される1水平期間の後半には、次の1水平期間に対応した赤表示に係る表示データを入力する。さらに換言すると、当該行の緑に対応する表示画素の表示データが例えば信号線SG1に対応するように入力される1水平期間の前半に、当該行の青に対応する表示画素の表示データを例えば信号線SR1に対応するように入力し、当該行の緑に対応する表示画素の表示データが例えば信号線SG1に対応するように入力される1水平期間の後半には、次行の赤に対応する表示画素の表示データを例えば信号線SR1に対応するように入力する。
なお、赤、青、緑表示に係る各表示データについては1水平期間毎に表示データのビット値(即ち階調信号の極性)を反転させるように反転信号を制御する。ここで、図4においては、表示データのビット反転が行っていない場合の階調信号に「+」の符号を付し、表示データのビット反転が行った場合の階調信号に「−」の符号を付している。なお、階調信号の極性の反転に伴って、図4に示すように、反転共通信号VCOMの極性も1水平期間毎に反転することになる。
以上により、図4に示すように、当該フレームでの緑表示に係る階調信号G0−、G1+、G2−、…が信号線SG1に印加されるのに同期して、当該フレームでの青又は赤表示に係る階調信号B0−、Dum、B1+、R0+、B2−、R1−、…が信号線SR1に印加されることになる。そして、このような階調信号の信号線への印加が各フレームで繰り返し実行される。なお、Dumはダミーの階調信号であることを示している。これは赤表示に係る階調信号を青表示に係る階調信号に比べて1/2水平期間遅らせるための信号である。このダミー部分については例えば最終行に対応する赤表示に係る前フレームでの階調信号を適用することができるがこれに限定するものでもない。
以下の説明においては、走査線Gate1に接続された表示画素Green1、Blue1、Red1及び走査線Gate2に接続された表示画素Green2、Blue2、Red2の表示に関して説明する。その他の行の表示画素についても以下に説明する制御と同様の制御がなされるものである。なお、図4に示すoldは前フレームでの当該表示画素での表示データに基づく値を示し、R0、G0、B0は走査線Gate1の前段の走査線に対応した表示画素での表示データに基づく値を示している。
本実施形態においては、各走査線に入力する走査信号を各フレームで2回ずつHighとする。まず、各フレームの所定の水平期間では、表示画素Green1、Blue1の表示のための階調信号G1+、B1+の書き込みを行う。当該水平期間では、当該水平期間の開始タイミングT1aに同期させて、走査線Gate1の走査信号と走査線Gate2の走査信号とをそれぞれHighにする。ここで、当該水平期間において、走査線Gate1の走査信号をHighとする期間は、例えば信号線SG1に階調信号G1+の印加が開始されてから当該階調信号G1+の印加が終了する直前までの期間とする。換言すると、例えば信号線SR1に階調信号B1+の印加が開始されてから階調信号B1+の次に印加されることとなる階調信号R0+の印加が終了する直前までの期間とする。また、当該水平期間において、走査線Gate2の走査信号をHighとする期間は、例えば信号線SR1に階調信号B1+の印加が開始されてから階調信号B1+の印加が終了する直前までの期間とする。なお、走査線Gate2の走査信号をHighとするタイミングは当該水平期間の開始タイミングT1aに対して1/2水平期間前までのタイミングとしても良い。図4ではこの期間をD_Cとして示している。
タイミングT1aで走査線Gate1の走査信号をHighとすることにより、TFT11aとTFT13aとがともにオン状態となる。また、走査線Gate2の走査信号をHighとすることにより、TFT11b、TFT12a、TFT13bがオン状態となる。これにより、信号線SG1に印加されている階調信号G1+が表示画素Green1、Green2に書き込まれ、表示画素Green1、Green2において階調信号G1+に対応した表示が行われる。また、信号線SR1に印加されている階調信号B1+が表示画素Red1と表示画素Blue1に書き込まれ、表示画素Red1と表示画素Blue1において階調信号B1+に対応した表示が行われる。このとき、TFT13bがオン状態であっても、TFT12bはオフ状態であるため、表示画素Red2と表示画素Blue2はこれらの間で導通状態になり電荷の移動が発生するものの信号線SR1との間では非導通状態のままである。このため、表示画素Red2と表示画素Blue2とは、前のフレームに印加されたそれぞれの画素電圧Vlcdの平均値をそれぞれの表示画素が有する補償容量Csにおいて保持する状態になるが、この状態は後述するように、大凡1水平期間から2水平期間のうちに解消され表示上の問題は生じない。また、表示画素Green2には、表示画素Green1に対応した階調信号G1+が書き込まれることとなるが、この状態も後述するように大凡1水平期間のうちに解消され表示上の問題は生じない。
次に、タイミングT1bにおいて、走査線Gate1の走査信号をHighとしたままで走査線Gate2の走査信号をHighからLowにする。このタイミングT1bにおいては、TFT13aがオン状態のままTFT12aがオフ状態となる。このため、表示画素Red1と表示画素Blue1とは、互いに導通状態のまま信号線SR1とは非導通状態になる。このとき、表示画素Red1に発生している画素電圧Vlcdは、表示画素Blue1に対応した階調信号B1+に基づく値であるが、この状態は後述するように、大凡1水平期間から2水平期間のうちに解消され表示上の問題は生じない。なお、表示画素Green1は、TFT11aを介して引き続き階調信号G1+となっている信号線SG1との導通が維持される。
次にタイミングT1cにおいて、走査線Gate1の走査信号をHighからLowにする。このタイミングT1cにおいては、TFT11aとTFT13aとがオフ状態にされる。これにより、表示画素Green1及び表示画素Blue1では、次フレームに走査線Gate1の走査信号が再びHighにされるまで、当該表示画素にそれぞれ発生した画素電圧Vlcdを、それぞれの表示画素が有する補償容量Csによって保持することになる。
このようにして、当該水平期間において、表示画素Green1、Blue1の表示のための階調信号G1+、B1+の書き込みが行われる。
また、次の水平期間では、表示画素Red1、Green2、Blue2の表示を行うための階調信号R1−、G2−、B2−の書き込みが行われる。当該水平期間では、当該水平期間の開始タイミングT2aに同期させて、走査線Gate2の走査信号と走査線Gate3の走査信号とをそれぞれHighにする。ここで、走査線Gate2の走査信号をHighとする期間は、例えば信号線SG1に階調信号G2−の印加が開始されてから当該階調信号G2−の印加が終了する直前までの期間とする。換言すると、例えば信号線SR1に階調信号B2−の印加が開始されてから階調信号B2−の次に印加されることとなる階調信号R1−の印加が終了する直前までの期間とする。また、走査線Gate3の走査信号をHighとする期間は、例えば信号線SR1に階調信号B2−の印加が開始されてから階調信号B2−の印加が終了する直前までの期間とする。この場合においても、走査線Gate3の走査信号をHighとする期間をさらに1/2水平期間前までのタイミングからとしても良い。図4ではこの期間においてもD_Cとして示している。
タイミングT2aで走査線Gate2の走査信号をHighとすることにより、上述したように、TFT11b、TFT12a、及びTFT13bがオン状態となる。また、走査線Gate3の走査信号をHighとすることにより、TFT11c、TFT12b、TFT13cがオン状態となる。これにより、信号線SG1に印加されている階調信号G2−が表示画素Green2、Green3に書き込まれ、表示画素Green2、Green3において階調信号G2−に対応した表示が行われる。即ち、表示画素Green2においては、表示画素Green1に対応した階調信号G1+の書き込み状態が解消される。
また、信号線SR1に印加されている階調信号B2−は、表示画素Red1と表示画素Red2と表示画素Blue2に書き込まれ、表示画素Red1と表示画素Red2と表示画素Blue2において階調信号B2−に対応した表示が行われる。そして、表示画素Blue2においても、このタイミングで、前述したような目的とは異なる画素電圧Vlcdの印加状態を解消する。ここで、TFT13cがオン状態であっても、TFT12cはオフ状態であるため、表示画素Red3と表示画素Blue3はこれらの間で導通状態になり電荷の移動が発生するものの信号線SR1との間では非導通状態のままである。このため、表示画素Red3と表示画素Blue3とは、前のフレームにおけるそれぞれの画素電圧Vlcdの平均値をそれぞれの表示画素が有する補償容量Csにおいて保持したままの状態となるが、この状態も大凡1水平期間から2水平期間のうちに解消され表示上の問題は生じない。また、表示画素Green3には、表示画素Green2に対応した階調信号G2−が書き込まれることとなるが、この状態も大凡1水平期間のうちに解消され表示上の問題は生じない。
次に、タイミングT2bにおいて、走査線Gate2の走査信号をHighとしたままで走査線Gate3の走査信号をHighからLowにする。このタイミングT2bにおいては、TFT13bがオン状態のままTFT12bがオフ状態となる。このため、表示画素Red2と表示画素Blue2とは、互いに導通状態のまま信号線SR1とは非導通状態になる。このとき、表示画素Red2に発生している画素電圧Vlcdは、表示画素Blue2に対応した階調信号B2−に基づく値であるが、この状態も、大凡1水平期間のうちに解消され表示上の問題は生じない。なお、表示画素Green2は、TFT11bを介して引き続き階調信号G2−となっている信号線SG1との導通が維持される。
また、タイミングT2bでは、その直後に信号線SR1に印加される階調信号が、表示画素Blue2に対応する階調信号B2−から表示画素Red1に対応する階調信号R1−に切り換えられる。そして、走査線Gate3の走査信号がLowであっても走査線Gate2の走査信号はHighである。このため、信号線SR1に新たに印加される階調信号R1−が表示画素Red1に書き込まれ、表示画素Red1において階調信号R1−に対応した表示が行われる。そして、表示画素Red1においては、このタイミングで、前述したような目的とは異なる画素電圧Vlcdの印加状態を、一旦、表示画素Blue2に対応する階調信号B2−が印加された状態を経て解消する。なおこのとき、表示画素Red1に階調信号R1−を書き込むためにTFT12aがオン状態にされていても、TFT13aはオフ状態を維持しているため、階調信号R1−が表示画素Blue1に再び書き込まれることはない。
次にタイミングT2cにおいて、走査線Gate2の走査信号をHighからLowにする。このタイミングT2cにおいては、TFT11bとTFT13bとがオフ状態にされる。これにより、表示画素Green2及び表示画素Blue2では、次フレームに走査線Gate2の走査信号が再びHighにされるまで、当該表示画素にそれぞれ発生した画素電圧Vlcdを、それぞれの表示画素が有する補償容量Csによって保持することになる。
このようにして、当該水平期間において、表示画素Red1、Green2、Blue2の表示を行うための階調信号R1−、G2−、B2−の書き込みが行われる。
そして、以後の水平期間についても各表示画素に対して順に上述したような階調信号の書き込みを行うことにより、当該表示装置において映像信号に基づいた表示すべき適正な映像表示がなされることになる。
即ち、本実施形態においては、例えば表示画素Red1は表示画素Green1や表示画素Blue1に対して大凡1水平期間から2水平期間だけ遅れて目的の階調信号が書き込まれるものの映像信号に基づいた所望の表示がなされることになる。
以上説明したように、第1の実施形態においては、ある信号線に接続された表示画素に、TFTを介してさらに別の表示画素を接続することにより、走査線の本数を増大させることなく、信号線の本数及びソースドライバ20の出力数を削減することが可能である。これにより、ソースドライバ20を構成するLSIの接合ピッチ幅を大きくすることも可能になり、表示部10上にソースドライバ20を構成するLSIを接合する場合に、その接合を容易に行うことが可能である。また、ソースドライバ20の出力数を削減できるのでソースドライバ20を構成するLSIの小型化も実現できる。
ここで、図2の表示画素の接続構造において表示画素BlueNとRedNについては入れ替えることが可能である。ただし、この場合にはソースドライバ20に入力する赤と青の表示データの順番も入れ替える必要がある。
また、図4の例では、表示画素に印加される電圧Vlcdの極性(階調信号と共通信号の大小関係)が1表示画素毎に反転するドット反転駆動によって表示画素を駆動している。これに対し、表示データのビット値と共通信号VCOMの極性を1フレーム毎に反転させるようにすれば、表示画素をフレーム反転駆動で表示することも可能である。
さらに、本実施形態においては、緑(Green)に対応する表示画素GreenNについては、信号線を他の色成分に対応する表示画素と兼用しないようにしている。このため、表示画素GreenNについては階調電圧の書き込み時間を1水平期間(1H)とすることが可能で、他の色成分に対応する表示画素に比べてより適切な階調表示を行うことが可能である。表示画素GreenNのみこのような構成としているのは、人間の視感度が、緑色の感度が最も高いため、たとえ赤色成分や青色成分の階調表示が比較的劣っていたとしても、緑色成分の階調表示が適切であれば、表示品位を比較的高く維持することができるためである。
なお、色を考慮しないのであれば、図5に示すようにして全ての信号線に対して、走査線延伸方向に沿うように隣接した2個の表示画素を2つのTFTを介して共通の信号線に接続することも可能である。この場合には、信号線の本数を1行分の表示画素数の1/2にまで削減することが可能であり、上述の実施形態よりもさらに信号線の本数を削減することができる。なお、図5の表示画素の配置を有する液晶表示装置の表示動作について示すタイミングチャートは図6に示すものとなる。図6は、図4においてBlue1、Blue2、Blue3をPixel2、Pixel4、Pixel6に置き換え、Red1、Red2、Red3をPixel1、Pixel3、Pixel5に置き換えたものである。Gate1、Gate2、Gate3の制御等の基本的な考え方については図6と図4とで変わらない。
[第2の実施形態]
次に本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、表示画素の接続構造及び表示装置の動作が第1の実施形態と異なる。表示装置の基本的な構成は図1で示したものと同様であるので説明を省略する。
図7は、本実施形態における表示画素の接続構造を示す図である。ここで、図7においても図2と同様に、表示部10内の9画素のみの接続構造を示している。
本実施形態においては、図7に示すように、走査線Gate1、Gate2、Gate3と信号線SG1、SR1、SG2とが互いに交差するように、より具体的には直交するように配設されている。
さらに、走査線Gate1、Gate2、Gate3と信号線SG1との交点近傍に、表示画素Green1、Green2、Green3が配置されている。
表示画素(第3の表示画素)Green1、Green2、Green3は、薄膜トランジスタ(TFT)(第3のスイッチング素子)11a、11b、11cを介して走査線Gate1、Gate2、Gate3と信号線SG1とに接続されている。より詳しくは、表示画素Green1、Green2、Green3はそれぞれTFT11a、11b、11cのドレイン(或いはソース)に接続されている。また、TFT11a、11b、11cのソース(或いはドレイン)はそれぞれ信号線SG1に接続されている。さらに、TFT11a、11b、11cのゲートはそれぞれ走査線Gate1、Gate2、Gate3に接続されている。
また、走査線Gate1、Gate2、Gate3と信号線SR1との交点近傍には、表示画素Red1、Red2、Red3が配置されている。表示画素(第1の表示画素)Red1、Red2、Red3は、TFT(第1のスイッチング素子)12a、12b、12cを介して走査線Gate2、Gate3と信号線SR1とに接続されている。より詳しくは、表示画素Red1、Red2、Red3はそれぞれTFT12a、12b、12cのドレイン(或いはソース)に接続されている。また、TFT12a、12b、12cのソース(或いはドレイン)はそれぞれ信号線SR1に接続されている。
さらに、表示画素Red2、Red3には、TFT(第2のスイッチング素子)14a、14b、14cを介して各表示画素の斜め隣に配置された表示画素(第2の表示画素)Blue1、Blue2が接続されている。より詳しくは、表示画素Blue1、Blue2はTFT14a、14b、14cのドレイン(或いはソース)に接続されている。また、TFT14a、14b、14cのソース(或いはドレイン)は表示画素Red2、Red3を介してTFT12a、12b、12cのドレイン(或いはソース)に接続されている。
さらに、また、TFT13a、13b、13cのゲートは表示画素を挟んで配設される2つの走査線のうちの後段側に配置された走査線(第2の走査線)に接続されている。また、TFT14a、14b、14cのゲートは表示画素を挟んで配設される2つの走査線のうちの前段側に配置された走査線(第1の走査線)に接続されている。
このような構成に対し、走査線Gate1、Gate2、Gate3にはゲートドライバ30から走査信号が印加される。また、信号線SG1にはソースドライバ20から緑色表示に係る階調信号が印加される。さらに、信号線SR1にはソースドライバ20から青色表示に係る階調信号と赤色表示に係る階調信号とが時分割で印加される。
即ち、表示部10は、列方向(信号線の延伸方向)の各表示画素が同一の色成分になるように、かつ、行方向(走査線の延伸方向)の各表示画素が例えば赤(Red)、緑(Green)、青(blue)の順で繰り返すようにカラーフィルタがストライプ配置され、赤(Red)に対応する表示画素に青(blue)に対応する表示画素が接続されている。そして、この互いに接続された隣接する赤、青の2つの表示画素は互いに異なる走査線に接続されている。また、赤(Red)に対応する表示画素が接続される信号線とは異なる信号線に、緑(Green)に対応する表示画素が接続されている。
図7のような本実施形態の構成としても、表示画素の各列に信号線を割り当てる場合と比較して、信号線の本数を2/3とすることが可能である。換言すると、1行分の表示画素数に対して信号線の本数を2/3とすることが可能である。またこのとき、走査線の本数は増加させることなく、1列分の表示画素数と等しくすることができる。
次に、本実施形態に係る液晶表示装置の動作について説明する。図8は、本実施形態における液晶表示装置の動作について示すタイミングチャートである。図8においては、上から、信号線SG1に印加される階調信号、信号線SR1に印加される階調信号、走査線Gate1に印加される走査信号、走査線Gate2に印加される走査信号、走査線Gate3に印加される走査信号、表示画素Red1の表示状態、表示画素Green1の表示状態、表示画素Blue1の表示状態、表示画素Red2の表示状態、表示画素Green2の表示状態、表示画素Blue2の表示状態を示している。
本実施形態においては、緑表示に係る表示データと赤又は青表示に係る表示データとを同じタイミングでソースドライバ20に入力する。さらに、赤及び青表示に係る表示データは1/2水平期間毎に交互にソースドライバ20に入力する。即ち、緑表示に係る表示データが入力される1水平期間の前半に、当該1水平期間に対応した青表示に係る表示データを入力し、緑表示に係る表示データが入力される1水平期間の後半には、当該1水平期間に対応した赤表示に係る表示データを入力する。なお、赤、青、緑表示に係る各表示データについては1水平期間毎に表示データのビット値(即ち階調信号の極性)を反転させるように反転信号を制御する。なお、階調信号の極性の反転に伴って、図8に示すように、反転共通信号VCOMの極性も1水平期間毎に反転することになる。
以上により、図8に示すように、当該フレームでの緑表示に係る階調信号G0−、G1+、G2−、…が信号線SG1に印加されるのに同期して、当該フレームでの青又は赤表示に係る階調信号B0−、R0−、B1+、R1+、B2−、R2−、…が信号線SR1に印加されることになる。そして、このような階調信号の信号線への印加が各フレームで繰り返し実行される。なお、図8に示すように、第2の実施形態においてはダミーの階調信号Dumは必要ない。
以下の説明においても、走査線Gate1に接続された表示画素Green1、Blue1、Red1及び走査線Gate2に接続された表示画素Green2、Blue2、Red2の表示に関して説明する。その他の行の表示画素についても以下に説明する制御と同様の制御がなされるものである。
本実施形態においては、各走査線に入力する走査信号を各フレームで2回ずつHighとする。まず、各フレームの所定の水平期間では、表示画素Green1、Red1、Blue1の表示のための階調信号の書き込みを行う。当該水平期間では、当該水平期間の開始タイミングT3aに同期させて、走査線Gate1の走査信号と走査線Gate2の走査信号とをそれぞれHighにする。ここで、当該水平期間において、走査線Gate1の走査信号をHighとする期間は、例えば信号線SG1に階調信号G1+の印加が開始されてから当該階調信号G1+の印加が終了する直前までの期間とする。換言すると、例えば信号線SR1に階調信号B1+の印加が開始されてから階調信号B1+の次に印加されることとなる階調信号R1+の印加が終了する直前までの期間とする。また、当該水平期間において、走査線Gate2の走査信号をHighとする期間は、例えば信号線SR1に階調信号B1+の印加が開始されてから階調信号B1+の印加が終了する直前までの期間とする。なお、走査線Gate2の走査信号をHighとするタイミングは当該水平期間の開始タイミングT3aに対して1/2水平期間前までのタイミングからとしても良い。図8ではこの期間をD_Cとして示している。
タイミングT3aで走査線Gate1の走査信号をHighとすることにより、TFT11a、TFT12a、14aがオン状態となる。また、走査線Gate2の走査信号をHighとすることにより、TFT11b、TFT12b、TFT14bがオン状態となる。これにより、信号線SG1に印加されている階調信号G1+が表示画素Green1、Green2に書き込まれ、表示画素Green1、Green2において階調信号G1+に対応した表示が行われる。また、信号線SR1に印加されている階調信号B1+が、表示画素Red1と表示画素Red2と表示画素Blue1に書き込まれ、表示画素Red1と表示画素Red2と表示画素Blue1において階調信号B1+に対応した表示が行われる。ここで、TFT14bがオン状態であっても、TFT12cはオフ状態であるため、表示画素Blue2は前のフレームにおける画素電圧Vlcdを補償容量Csにおいて保持したままの状態となる。
次にタイミングT3bにおいて、走査線Gate1の走査信号をHighとしたままで走査線Gate2の走査信号をHighからLowにする。このタイミングT3bにおいては、TFT14aがオン状態のままTFT12bがオフ状態となる。このため、表示画素Red2と表示画素Blue1とは、互いに導通状態のまま信号線SR1とは非導通状態になる。つまり、表示画素Blue1は階調信号B1+に基づいた画素電圧Vlcdを保持し続ける。また、表示画素Red2に発生している画素電圧Vlcdは、表示画素Blue1に対応した階調信号B1+に基づく値であるが、この状態は後述するように、大凡1水平期間から2水平期間のうちに解消され表示上の問題は生じない。なお、表示画素Green1は、TFT11aを介して引き続き階調信号G1+となっている信号線SG1との導通が維持される。
また、タイミングT3bでは、その直後に信号線SR1に印加される階調信号が、表示画素Blue2に対応する階調信号B1+から表示画素Red1に対応する階調信号R1+に切り換えられる。このため、表示画素Red1には、引き続きオン状態になっているTFT12aを介して階調信号R1+が書き込まれる。
次にタイミングT3cにおいて、走査線Gate1の走査信号をHighからLowにする。これにより、表示画素Green1及び表示画素Blue1では、次フレームに、対応するTFTがオン状態にされるまで、当該表示画素にそれぞれ発生した画素電圧Vlcdを、それぞれの表示画素が有する補償容量Csによって保持することになる。
このようにして、当該水平期間において、表示画素Red1、Green1、Blue1の表示を行うための階調信号R1+、G1+、B1+の書き込みが行われる。
また、次の水平期間では、表示画素Green2、Red2、Blue2の表示を行うための階調信号の書き込みが行われる。当該水平期間では、当該水平期間の開始タイミングT4aに同期させて、走査線Gate2の走査信号と走査線Gate3の走査信号とをそれぞれHighにする。ここで、走査線Gate2の走査信号をHighとする期間は、例えば信号線SG1に階調信号G2−の印加が開始されてから当該階調信号G2−の印加が終了する直前までの期間とする。換言すると、例えば信号線SR1に階調信号B2−の印加が開始されてから当該階調信号B2−の次に印加されることとなる階調信号R2−の印加が終了する直前までの期間とする。また、走査線Gate3の走査信号をHighとする期間は、例えば信号線SR1に階調信号B2−の印加が開始されてから階調信号B2−の印加が終了する直前までの期間とする。この場合においても、走査線Gate3の走査信号をHighとする期間をさらに1/2水平期間前までのタイミングからとしても良い。図8ではこの期間においてもD_Cとして示している。
タイミングT4aで走査線Gate2の走査信号をHighとすることにより、上述したように、TFT11b、TFT12b、及びTFT14bがオン状態となる。また、走査線Gate3の走査信号がHighとなることにより、TFT11c、TFT12b、TFT14cがオン状態となる。これにより、信号線SG1に印加されている階調信号G2−が表示画素Green2、Green3に書き込まれ、表示画素Green2、Green3において階調信号G2−に対応した表示が行われる。また、信号線SR1に印加されている階調信号B2−は、表示画素Red2と表示画素Red3と表示画素Blue2に書き込まれ、表示画素Red2と表示画素Red3と表示画素Blue2において階調信号B2−に対応した表示が行われる。ここで、表示画素Blue3は前のフレームにおける画素電圧Vlcdをそれぞれの表示画素が有する補償容量Csにおいて保持したままの状態となる。
次にタイミングT4bにおいて、走査線Gate2の走査信号をHighとしたままで走査線Gate3の走査信号をLowにする。このタイミングT4bにおいては、TFT14bがオン状態のままTFT12cがオフ状態となる。このため、表示画素Red3と表示画素Blue2とは、互いに導通状態のまま信号線SR1とは非導通状態になる。つまり、表示画素Blue2は階調信号B2−に基づいた画素電圧Vlcdを保持し続ける。また、表示画素Red3に発生している画素電圧Vlcdは、表示画素Blue2に対応した階調信号B2−に基づく値であるが、この状態も、大凡1水平期間から2水平期間のうちに解消され表示上の問題は生じない。なお、表示画素Green2は、TFT11bを介して引き続き階調信号G2−となっている信号線SG1との導通が維持される。
また、タイミングT4bでは、その直後に信号線SR1に印加される階調信号が、表示画素Blue2に対応する階調信号B2−から表示画素Red2に対応する階調信号R2−に切り換えられる。このため、表示画素Red2には、引き続きオン状態になっているTFT12bを介して階調信号R2−が書き込まれる。このとき、走査線Gate1はLowであることからTFT14aはオフ状態である。したがって、表示画素Red2と表示画素Blue1とは非導通状態であり、互いの表示画素は、それぞれに対応した階調信号に基づいた画素電圧Vlcdを保持することができる。
次にタイミングT4cにおいて、走査線Gate2の走査信号をHighからLowにする。これにより、表示画素Green2及び表示画素Blue2では、次フレームに、対応するTFTがオン状態にされるまで、当該表示画素にそれぞれ発生した画素電圧Vlcdを、それぞれの表示画素が有する補償容量Csによって保持することになる。
このようにして、当該水平期間において、表示画素Red2、Green2、Blue2の表示を行うための階調信号R2−、G2−、B2−の書き込みが行われる。
そして、以後の水平期間についても各表示画素に対して順に上述したような階調信号の書き込みを行うことにより、当該表示装置において映像信号に基づいた表示すべき適正な映像表示がなされることになる。
以上説明したような第2の実施形態においても第1の実施形態と同様の効果が得られる。
ここで、図7の表示画素の接続構造において表示画素BlueNとRedNについては入れ替えることが可能である。ただし、この場合もソースドライバ20に入力する赤と青の表示データの順番を入れ替える必要がある。
また、図8の例では、表示画素に印加される電圧Vlcdの極性(階調信号と共通信号の大小関係)が1水平期間毎に反転するライン反転駆動によって表示画素を駆動している。これに対し、表示データのビット値と共通信号VCOMの極性を1フレーム毎に反転させるようにすれば、表示画素をフレーム反転駆動で表示することも可能である。
さらに、本実施形態においては、表示画素GreenNについては、信号線を他の表示画素と兼用しないようにしている。これも第1の実施形態と同様の理由によるものである。したがって、色を考慮しないのであれば、図9に示すようにして全ての信号線に2個ずつ表示画素を接続することも可能である。この場合には、信号線の本数を1行分の表示画素数の1/2本まで削減することが可能である。なお、図9の表示画素の配置を有する液晶表示装置の表示動作について示すタイミングチャートは図10に示すものとなる。図10は、図8においてBlue1、Blue2、Blue3をPixel2、Pixel4、Pixel6に置き換え、Red1、Red2、Red3をPixel1、Pixel3、Pixel5に置き換えたものである。Gate1、Gate2、Gate3の制御等の基本的な考え方については図10と図8とで変わらない。
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。