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JP2012027169A - Liquid crystal display device and method of driving the same - Google Patents

Liquid crystal display device and method of driving the same Download PDF

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JP2012027169A
JP2012027169A JP2010164496A JP2010164496A JP2012027169A JP 2012027169 A JP2012027169 A JP 2012027169A JP 2010164496 A JP2010164496 A JP 2010164496A JP 2010164496 A JP2010164496 A JP 2010164496A JP 2012027169 A JP2012027169 A JP 2012027169A
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JP
Japan
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pixel
pixels
voltage
ramp signal
liquid crystal
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Pending
Application number
JP2010164496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirotomo Ito
博友 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JVCKenwood Corp
Original Assignee
JVCKenwood Corp
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Publication date
Application filed by JVCKenwood Corp filed Critical JVCKenwood Corp
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Abstract

【課題】画素内のソースフォロワトランジスタの閾値電圧のバラツキに起因する表示画像の均一性(ユニフォミティ)の悪化を最小限に抑制する。
【解決手段】補正階調算出部は、基準ランプ電圧の最大値をRmax、最小値をRmin、入力映像データをNビットとし、また、各画素毎に全画素の正極側電圧の平均値Vapに対する差分Xnと全画素の負極側電圧の平均値Vamに対する差分Ynの中間電位をVcorとすると、各画素の補正階調Dcorを次式で算出する(ただし、αは係数)。
Dcor=Vcor/{(Rmax−Rmin)/2N
−α×|{(Vap−Vam)/2}−Vcor|
これにより、画素B、C、Dの駆動電圧は、上式の右辺第二項で示された補正電圧である(b3+b4)分、(c3+c4)分、(d3+d4)分ずつ小さくされる。
【選択図】図12
Deterioration of display image uniformity (uniformity) due to variations in threshold voltages of source follower transistors in a pixel is suppressed to a minimum.
A correction gradation calculation unit sets a maximum value of a reference lamp voltage to Rmax, a minimum value to Rmin, input video data to N bits, and an average value Vap of positive-side voltages of all pixels for each pixel. If the intermediate potential of the difference Yn with respect to the difference Xn and the average value Vam of the negative side voltage of all the pixels is Vcor, the correction gradation Dcor of each pixel is calculated by the following equation (where α is a coefficient).
Dcor = Vcor / {(Rmax−Rmin) / 2 N }
−α × | {(Vap−Vam) / 2} −Vcor |
As a result, the drive voltages of the pixels B, C, and D are reduced by (b3 + b4), (c3 + c4), and (d3 + d4), which are the correction voltages indicated by the second term on the right side of the above equation.
[Selection] Figure 12

Description

本発明は液晶表示装置及びその駆動方法に係り、特にアナログ駆動方式とデジタル駆動方式の長所を併せ持つ駆動方式によるアクティブマトリクス型の液晶表示装置及びその駆動方法に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device and a driving method thereof, and more particularly to an active matrix type liquid crystal display device by a driving method having both advantages of an analog driving method and a digital driving method and a driving method thereof.

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)型の液晶表示装置が多く用いられている。このLCOS型の液晶表示装置は、透明電極、液晶層、マトリクス状に配置された反射電極、及びシリコン基板上に液晶駆動回路が形成された液晶駆動素子などが重なった構造を有しており、家庭用、事務用、及び産業用の情報表示端末における液晶プロジェクタやプロジェクションテレビなどに広く用いられている。   In recent years, a liquid crystal display device of LCOS (Liquid Crystal on Silicon) type is often used as a central part for projecting images in projector devices and projection televisions. This LCOS type liquid crystal display device has a structure in which a transparent electrode, a liquid crystal layer, a reflective electrode arranged in a matrix, a liquid crystal driving element in which a liquid crystal driving circuit is formed on a silicon substrate, and the like overlap. It is widely used for liquid crystal projectors and projection televisions in home, office, and industrial information display terminals.

従来の液晶表示装置は、複数本のデータ線(列信号線)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がマトリクス状に配置されている。各画素は、図13に示すように、画素選択トランジスタQ、信号保持容量Cs、及び液晶素子LCを備えている。画素選択トランジスタQは、ゲートがゲート線(行走査線)Gに接続され、ドレインがデータ線(列信号線)Dに接続されている。また、図13に示すように、液晶素子LCは、対向する反射電極(画素駆動電極)PEと対向電極(共通電極)CEとの間に液晶表示体(液晶層)LCMが挟持された構成とされている。   In a conventional liquid crystal display device, pixels are arranged in a matrix at each intersection of a plurality of data lines (column signal lines) and a plurality of gate lines (row scanning lines). As shown in FIG. 13, each pixel includes a pixel selection transistor Q, a signal holding capacitor Cs, and a liquid crystal element LC. The pixel selection transistor Q has a gate connected to a gate line (row scanning line) G and a drain connected to a data line (column signal line) D. Further, as shown in FIG. 13, the liquid crystal element LC has a configuration in which a liquid crystal display (liquid crystal layer) LCM is sandwiched between a reflective electrode (pixel drive electrode) PE and a counter electrode (common electrode) CE facing each other. Has been.

液晶素子LCは、共通電極CEに固定電圧Vcomが印加され、反射電極(画素駆動電極)PEに映像信号に応じた様々な電圧が供給されることで、液晶表示体LCMの光変調率を制御し、映像として表示する。普通、液晶素子LCは交流駆動した方が信頼性の長期安定化が図れることから、共通電極CEの固定電圧Vcomに対して、反射電極(画素駆動電極)PEには映像信号に応じて光の変調率が同じになるような正側と負側の電圧を交互に与えて交流駆動を行っている。   In the liquid crystal element LC, the fixed voltage Vcom is applied to the common electrode CE, and various voltages according to the video signal are supplied to the reflective electrode (pixel drive electrode) PE, thereby controlling the light modulation rate of the liquid crystal display LCM. Display as video. Normally, the liquid crystal element LC can be stabilized for a long time by AC driving, so that the reflection electrode (pixel driving electrode) PE receives light according to the video signal with respect to the fixed voltage Vcom of the common electrode CE. AC driving is performed by alternately applying positive and negative voltages that have the same modulation rate.

場合によっては、映像信号のダイナミックレンジ縮小などの目的で、正側と負側の電圧で駆動するタイミングに合わせて、共通電極のコモン電圧を切り替えたりする応用例もあるが、基本的な考え方は同じである。   In some cases, there is an application example where the common voltage of the common electrode is switched according to the timing of driving with the positive and negative voltages for the purpose of reducing the dynamic range of the video signal, but the basic idea is The same.

従来の液晶表示装置においては、通常、各画素への映像信号の書き込みは1フレームに1回行われ、1フレーム毎に交互に、共通電極CEに対して正側と負側の映像信号を信号保持容量Csに書き込んだ後、その保持電圧を反射電極(画素駆動電極)PEに印加して液晶素子LCを交流駆動することになる。なお、この場合の書き込み周波数の2倍の周波数で液晶を交流駆動する倍速駆動の例もあるが、周波数としては、60Hzが120Hzになる程度であり、いずれにしても高い周波数ではない。   In the conventional liquid crystal display device, the video signal is normally written to each pixel once per frame, and the video signal on the positive side and the negative side is signaled alternately with respect to the common electrode CE every frame. After writing into the storage capacitor Cs, the storage voltage is applied to the reflective electrode (pixel drive electrode) PE to drive the liquid crystal element LC with alternating current. In this case, there is an example of double speed driving in which the liquid crystal is AC driven at a frequency twice as high as the writing frequency, but the frequency is about 60 Hz to 120 Hz, and is not a high frequency in any case.

一方、液晶素子LCに対しては、より高い周波数で交流駆動することで、反射電極(画素駆動電極)PEと共通電極CEとの間の直流分をゼロにできれば、焼き付き防止など信頼性の向上につながり、画像の表示品質も高まる。   On the other hand, if the liquid crystal element LC is AC driven at a higher frequency so that the DC component between the reflective electrode (pixel driving electrode) PE and the common electrode CE can be reduced to zero, the reliability can be improved by preventing burn-in. And the display quality of the image is improved.

これまで、画素選択トランジスタの寄生容量に起因するフィードスルーへの対策(例えば、特許文献1参照)や保持容量のリーク対策(例えば、特許文献2参照)など、書き込まれた信号分の劣化を防止する方法が開示されている。しかしながら、液晶をより高い周波数で交流駆動する取り組みはあまり検討されてこなかったようである。   Until now, prevention of deterioration of written signals such as countermeasures against feedthrough caused by parasitic capacitance of the pixel selection transistor (for example, refer to Patent Document 1) and countermeasures for leakage of a storage capacitor (for example, refer to Patent Document 2). A method is disclosed. However, it seems that efforts to drive alternating current at higher frequencies have not been studied much.

なお、同一の走査線に接続された複数個の画素毎に、各画素の保持容量をその走査線に対応する保持容量線と隣接する走査線に対応する別の保持容量線とに交互に接続し、画素駆動電極と共通電極の間の直流分を補償するための補償電圧を、保持容量線毎に反転させて与えることにより、共通電極線や共通電極の電位変動等に起因する画質劣化の発生を防止するようにした液晶表示装置は従来知られている(例えば、特許文献3参照)。   For each of a plurality of pixels connected to the same scanning line, the storage capacitor of each pixel is alternately connected to the storage capacitor line corresponding to the scanning line and another storage capacitor line corresponding to the adjacent scanning line. The compensation voltage for compensating the direct current component between the pixel drive electrode and the common electrode is inverted for each storage capacitor line, so that the image quality degradation caused by the potential fluctuation of the common electrode line or the common electrode is reduced. A liquid crystal display device that prevents generation thereof has been conventionally known (see, for example, Patent Document 3).

特開2006−10897号公報JP 2006-10897 A 特開2002−250938号公報JP 2002-250938 A 特開2004−354742号公報JP 2004-354742 A

前述したように、液晶素子の焼き付き防止などの信頼性を高める手段として、高い周波数で液晶素子を交流駆動することが望ましいが、画素への書き込み時間などの制約から共通電極電圧に対して正側と負側の映像信号を交互に高速に書き込むことは難しく、従来は交流駆動の周波数はフレームレートあるいはその2倍ぐらいの周波数でしか行われていない。   As described above, it is desirable to drive the liquid crystal element with an alternating current at a high frequency as a means for improving reliability such as prevention of burn-in of the liquid crystal element. It is difficult to alternately write video signals on the negative side and the negative side at high speed, and conventionally, the frequency of AC drive is only performed at a frame rate or about twice that frequency.

また、特許文献3記載の液晶表示装置では、補償電圧はフレーム毎にしか極性反転ができず、また、画像信号電圧は共通電極の電圧Vcomに対して正側と負側の2種類の電圧が必要である。   Further, in the liquid crystal display device described in Patent Document 3, the polarity of the compensation voltage can be reversed only for each frame, and the image signal voltage has two types of voltages, positive and negative, with respect to the common electrode voltage Vcom. is necessary.

なお、液晶表示素子の駆動方法としては、主に振幅変調を用いたアナログ駆動方式及びパルス幅変調を用いたデジタル駆動方式の2つがある。アナログ駆動方式は連続した階調表現に優れている長所を持つが、高精度な電気的調整が必要な点や、液晶素子の高周波駆動が難しいために液晶素子の長期信頼性の点では課題を持つ。一方、デジタル駆動方式は、アナログ方式と比較して電気的な調整が簡単である、高周波駆動を行うために液晶素子の長期信頼性を向上させる事が可能、といった長所を持つが、連続した階調表現では劣る。   There are mainly two methods for driving the liquid crystal display element: an analog driving method using amplitude modulation and a digital driving method using pulse width modulation. The analog drive method has the advantage of being excellent in continuous tone expression, but there are problems in terms of long-term reliability of the liquid crystal element because high-precision electrical adjustment is necessary and high-frequency drive of the liquid crystal element is difficult. Have. On the other hand, the digital drive method has advantages such as easier electrical adjustment compared to the analog method and improved long-term reliability of the liquid crystal element for high-frequency drive, Inferior in key expression.

そこで、振幅変調による連続的な階調表現と液晶素子の高周波駆動による長期信頼性との両立を可能とする、上記のアナログ駆動方式とデジタル駆動方式の長所を併せ持つ第三の駆動方式が望まれている。また、この第三の駆動方式では、トランジスタの閾値電圧のバラツキに起因する表示画像の均一性(ユニフォミティ)の悪化を補正することが必要とされる。   Therefore, a third driving method that combines the advantages of the analog driving method and the digital driving method, which enables both continuous gradation expression by amplitude modulation and long-term reliability by high-frequency driving of liquid crystal elements, is desired. ing. In the third driving method, it is necessary to correct the deterioration of the uniformity (uniformity) of the display image due to the variation in the threshold voltage of the transistor.

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、画素内のソースフォロワトランジスタの閾値電圧のバラツキに起因する表示画像の均一性(ユニフォミティ)の悪化を最小限に抑制する液晶表示装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and a liquid crystal display device and a driving method thereof that minimize deterioration of display image uniformity (uniformity) due to variations in threshold voltages of source follower transistors in a pixel. The purpose is to provide.

上記の目的を達成するため、第1の発明の液晶表示装置は、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、それぞれ液晶素子を備える複数の画素と、複数組のデータ線に対してそれぞれ設けられており、各水平走査期間の始めにオンとされた後、オフに制御されるまで一組の2本のデータ線の一方に正極性映像信号を供給し、かつ、他方のデータ線に負極性映像信号を供給することを、複数組のデータ線に対して組単位で行う複数のアナログスイッチと、複数本のゲート線を水平走査期間毎に選択する垂直方向駆動を行う垂直方向駆動手段と、黒レベルから白レベルまで連続的に1水平走査期間で変化し、かつ、互いにレベル変化方向が逆に設定された正極性用ランプ信号と負極性用ランプ信号とを発生するランプ信号発生手段と、Nビット(Nは2以上の自然数)の映像データからなるデジタル映像信号を1ライン単位でラッチするラッチ手段と、ラッチ手段によりラッチされているデジタル映像信号の1ラインの各画素の値と、1水平走査期間内で一巡するカウンタ値とを画素単位で比較し、一致した時一致パルスを出力して、複数のアナログスイッチのうち対応して設けられたアナログスイッチをオフとし、そのオフとされたアナログスイッチに接続された一組のデータ線に、正極性用ランプ信号と負極性用ランプ信号のアナログスイッチのオフ直前の電位を出力し、そのデータ線に接続された画素の保持容量に電位をサンプリングして保持させる比較手段と、複数の画素のそれぞれについて、正極性用ランプ信号をサンプリング保持した後、第1のソースフォロワトランジスタを通して液晶素子の画素駆動電極に印加する駆動電圧の全画素の平均値Vapに対する差分をXn、負極性用ランプ信号をサンプリング保持した後、第2のソースフォロワトランジスタを通して液晶素子の画素駆動電極に印加する駆動電圧の全画素の平均値Vamに対する差分をYn、係数をα、正極性用ランプ信号及び負極性用ランプ信号の最大値をRmax、最小値をRminとしたとき、次式
Dcor={(Yn−Xn)/2}/{(Rmax−Rmin)/2N
−α×|{(Vap−Vam)/2}−{(Yn−Xn)/2}|
により画素単位で算出した補正階調Dcorのデータを、Nビットのデジタル映像信号に画素単位で加算してラッチ手段にラッチさせる補正階調加算手段とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the liquid crystal display device according to the first aspect of the present invention is provided at an intersection where a plurality of sets of data lines and a plurality of gate lines intersect each other. Are provided for each of a plurality of pixels each having a liquid crystal element and a plurality of sets of data lines, and after being turned on at the beginning of each horizontal scanning period, a set of two lines until it is turned off. A plurality of analog switches that supply a positive video signal to one of the data lines and a negative video signal to the other data line in units of a plurality of data lines and a plurality of data lines Vertical direction driving means for performing vertical direction driving for selecting each gate line for each horizontal scanning period, and continuously changing in one horizontal scanning period from the black level to the white level, and the level change directions are set opposite to each other. Positive polarity lamp signal and negative A ramp signal generating means for generating a sex ramp signal, a latch means for latching a digital video signal composed of video data of N bits (N is a natural number of 2 or more) in units of one line, and latched by the latch means. The value of each pixel of one line of the digital video signal and the counter value that makes a round within one horizontal scanning period are compared in units of pixels. The analog switch provided is turned off, and the potential of the positive polarity ramp signal and the polarity negative polarity ramp signal immediately before the analog switch is turned off is output to a set of data lines connected to the analog switch that is turned off. Comparing means for sampling and holding the potential in the holding capacitor of the pixel connected to the data line, and a positive polarity lamp for each of the plurality of pixels After sampling and holding the signal, the difference between the drive voltage applied to the pixel drive electrode of the liquid crystal element through the first source follower transistor with respect to the average value Vap of all the pixels is Xn, and the negative ramp signal is sampled and held. The difference between the drive voltage applied to the pixel drive electrode of the liquid crystal element through the source follower transistor and the average value Vam of all the pixels is Yn, the coefficient is α, the maximum value of the positive polarity ramp signal and the negative polarity ramp signal is Rmax, and the minimum When the value is Rmin, the following equation: Dcor = {(Yn−Xn) / 2} / {(Rmax−Rmin) / 2 N }
−α × | {(Vap−Vam) / 2} − {(Yn−Xn) / 2} |
Correction gradation addition means for adding correction gradation data Dcor calculated in pixel units to an N-bit digital video signal in pixel units and latching the data in a latch means.

また、上記の目的を達成するため、第2の発明の液晶表示装置は、第1の発明の複数の画素のそれぞれが、
対向する画素駆動電極と共通電極との間に液晶層が挟持された液晶素子と、一組の2本のデータ線のうち、正極性用ランプ信号が供給される一方のデータ線に保持されている電位が正極性映像信号として供給され、その正極性用ランプ信号をサンプリングして一定期間保持する第1のサンプリング及び保持手段と、一組の2本のデータ線のうち、負極性用ランプ信号が供給される他方のデータ線に保持されている電位が負極性映像信号として供給され、その負極性用ランプ信号をサンプリングして一定期間保持する第2のサンプリング及び保持手段と、第1のサンプリング及び保持手段と画素駆動電極との間に接続された第1のソースフォロワトランジスタと、第2のサンプリング及び保持手段と画素駆動電極との間に接続された第2のソースフォロワトランジスタと、同じ組の2本のデータ線のうちの一方のデータ線と画素駆動電極との間に接続され、画素書き込みモード時にはオフとされ、画素読み出しモード時にはオンとされる画素検査用スイッチング手段と、画素読み出しモード時には、第1のソースフォロワトランジスタを通して画素駆動電極に印加される第1のサンプリング及び保持手段に保持された正極性用ランプ信号の電圧、及び第2のソースフォロワトランジスタを通して画素駆動電極に印加される第2のサンプリング及び保持手段に保持された負極性用ランプ信号の電圧の一方を検査用スイッチング手段を介して一方のデータ線に読み出した後、他方のランプ信号の電圧を検査用スイッチング手段を介して一方のデータ線に読み出すスイッチング手段とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the liquid crystal display device of the second invention includes a plurality of pixels of the first invention,
A liquid crystal element in which a liquid crystal layer is sandwiched between an opposing pixel drive electrode and a common electrode, and one data line to which a positive polarity ramp signal is supplied out of a set of two data lines. Is supplied as a positive video signal, the first sampling and holding means for sampling and holding the positive ramp signal, and a negative ramp signal among a set of two data lines. A second sampling and holding means for supplying a potential held on the other data line to which the negative polarity is supplied as a negative video signal, sampling the negative ramp signal and holding the same for a certain period, and a first sampling And a first source follower transistor connected between the holding means and the pixel driving electrode, and a second source connected between the second sampling and holding means and the pixel driving electrode. The pixel inspection switching connected between the follower transistor and one of the two data lines of the same set and the pixel drive electrode, and is turned off in the pixel writing mode and turned on in the pixel reading mode. Means, and in the pixel readout mode, the voltage of the positive-polarity ramp signal held in the first sampling and holding means applied to the pixel driving electrode through the first source follower transistor, and the pixel through the second source follower transistor After reading one voltage of the negative ramp signal held in the second sampling and holding means applied to the drive electrode to one data line through the inspection switching means, the voltage of the other ramp signal is read Switching means for reading to one data line via the inspection switching means It is characterized in.

また、上記の目的を達成するため、第3の発明の液晶表示装置の駆動方法は、同一階調のNビット(Nは2以上の自然数)からなるデジタル映像信号を1ライン単位でラッチするラッチステップと、ラッチステップでラッチされているデジタル映像信号の1ラインの各画素の値と、1水平走査期間で一巡するカウンタ値とを画素単位で比較する比較ステップと、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、それぞれ液晶素子を備える複数の画素のうち、比較ステップで一致の比較結果が得られた画素に接続されている一組のデータ線の一方に、黒レベル及び白レベルの一方から他方まで連続的に1水平走査期間内で変化する正極性用ランプ信号の一致の比較結果出力直前の時点の電位を出力してその画素の保持容量にサンプリング保持させると共に、第2のステップで一致の比較結果が得られた画素に接続されている一組のデータ線の他方に、正極性用ランプ信号とはレベル変化方向が逆方向に設定されて連続的に1水平走査期間内でレベルが変化する負極性用ランプ信号の一致の比較結果出力直前の時点の電位を出力してその画素の保持容量にサンプリング保持させる保持ステップと、保持ステップにより各画素の保持容量に保持された正極性用ランプ信号及び負極性ランプ信号のうち、正極性用ランプ信号の保持電圧を画素内の第1のソースフォロワトランジスタを通して同じ画素内の液晶素子の画素駆動電極に印加したときの第1の駆動電圧と、負極性用ランプ信号の保持電圧を画素内の第2のソースフォロワトランジスタを通して同じ画素内の液晶素子の画素駆動電極に印加したときの第2の駆動電圧のそれぞれを全画素について測定する測定ステップと、測定ステップで測定された全画素の第1及び第2の駆動電圧に基づき、全画素の第1の駆動電圧の平均値Vapと全画素の第2の駆動電圧の平均値Vamとの中間電位{(Vap−Vam)/2}を算出する中間電位算出ステップと、複数の画素のそれぞれについて、第1の駆動電圧の平均値Vapに対する各画素の第1の駆動電圧の差分Xnと、第2の駆動電圧の平均値Vamに対する各画素の第2の駆動電圧の差分Ynとを算出する差分算出ステップと、中間電位算出ステップで算出された中間電位{(Vap−Vam)/2}と、差分算出ステップで算出された各画素毎の差分Xn及びYnとに基づいて、係数をα、正極性用ランプ信号及び負極性用ランプ信号の最大値をRmax、最小値をRminとしたとき、次式
Dcor={(Yn−Xn)/2}/{(Rmax−Rmin)/2N
−α×|{(Vap−Vam)/2}−{(Yn−Xn)/2}|
により画素単位で補正階調Dcorを算出する補正階調算出ステップ(S6,S7)と、
補正階調Dcorのデータを、Nビットのデジタル映像信号に画素単位で加算して表示されるべきデジタル映像信号として出力する加算出力ステップとを含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a driving method of a liquid crystal display device according to a third aspect of the present invention is a latch for latching a digital video signal composed of N bits (N is a natural number of 2 or more) of the same gradation in units of one line. A step of comparing each pixel value of one line of the digital video signal latched in the latch step with a counter value that makes a round in one horizontal scanning period, and two data lines Among a plurality of pixels each having a liquid crystal element provided at an intersection where a plurality of sets of data lines and a plurality of gate lines intersect with each other, pixels having a matching comparison result obtained in the comparison step When one of the pair of connected data lines is immediately before the comparison result of the coincidence of the positive polarity ramp signal that continuously changes from one of the black level and the white level to the other within one horizontal scanning period. Is output to the holding capacitor of the pixel, and the positive polarity ramp signal is connected to the other of the pair of data lines connected to the pixel for which the comparison result of matching is obtained in the second step. Is that the level change direction is set in the opposite direction and the potential at the time immediately before the comparison result of the comparison of the negative ramp signal whose level changes continuously within one horizontal scanning period is output, and the storage capacitor of the pixel A holding step for sampling and holding the positive voltage ramp signal held in the holding capacity of each pixel by the holding step, and the holding voltage of the positive polarity ramp signal among the positive polarity ramp signal and the first source follower in the pixel The first driving voltage when applied to the pixel driving electrode of the liquid crystal element in the same pixel through the transistor and the holding voltage of the negative ramp signal are used as the second source follower in the pixel. A measuring step of measuring each of the second driving voltages when applied to the pixel driving electrodes of the liquid crystal elements in the same pixel through the transistor for all pixels, and the first and second driving of all the pixels measured in the measuring step An intermediate potential calculating step of calculating an intermediate potential {(Vap−Vam) / 2} between the average value Vap of the first drive voltage of all the pixels and the average value Vam of the second drive voltage of all the pixels based on the voltage; For each of the plurality of pixels, the difference Xn of the first drive voltage of each pixel with respect to the average value Vap of the first drive voltage and the second drive voltage of each pixel with respect to the average value Vam of the second drive voltage Based on the difference calculating step for calculating the difference Yn, the intermediate potential {(Vap−Vam) / 2} calculated in the intermediate potential calculating step, and the differences Xn and Yn for each pixel calculated in the difference calculating step. The coefficient α When the maximum value of the positive polarity ramp signal and the negative-polarity ramp signal was Rmin Rmax, the minimum value, the following equation Dcor = {(Yn-Xn) / 2} / {(Rmax-Rmin) / 2 N}
−α × | {(Vap−Vam) / 2} − {(Yn−Xn) / 2} |
A correction gradation calculation step (S6, S7) for calculating the correction gradation Dcor in pixel units by
An addition output step of adding the data of the correction gradation Dcor to the N-bit digital video signal in units of pixels and outputting it as a digital video signal to be displayed.

本発明によれば、画素内のソースフォロワトランジスタの閾値電圧のバラツキに起因する表示画像の均一性(ユニフォミティ)の悪化を最小限に抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to minimize deterioration of display image uniformity (uniformity) due to variations in threshold voltages of source follower transistors in a pixel.

本発明の液晶表示装置の一実施の形態の構成図である。It is a block diagram of one embodiment of the liquid crystal display device of the present invention. 図1中の一画素の一例の等価回路図である。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of an example of one pixel in FIG. 1. 図2の動作説明用タイミングチャートである。3 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 2. 正極性映像信号と負極性映像信号の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of a positive video signal and a negative video signal. 図1の動作説明用タイミングチャートである。2 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 1. 図2の画素中のソースフォロワトランジスタの入出力特性の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of input / output characteristics of a source follower transistor in the pixel of FIG. 2. 本発明の液晶表示装置及びその駆動方法の一実施の形態の要部のフローチャートである。It is a flowchart of the principal part of one Embodiment of the liquid crystal display device of this invention, and its drive method. 図1中の補正電圧算出部に一時保持された、全ての画素のうちの任意の4つの画素A、B、C、Dの駆動電圧の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the drive voltage of arbitrary four pixels A, B, C, D among all the pixels temporarily hold | maintained at the correction voltage calculation part in FIG. 図8の画素A、B、C、Dを正極側駆動電圧と負極側駆動電圧との差電位が一定となるように制御するときの補正電圧を加減算する様子を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which correction voltages are added and subtracted when the pixels A, B, C, and D in FIG. 8 are controlled so that the difference potential between the positive drive voltage and the negative drive voltage is constant. 図8の画素A、B、C、Dを正極側駆動電圧と負極側駆動電圧との差電位が一定となるように制御したときの駆動電圧を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a drive voltage when the pixels A, B, C, and D of FIG. 8 are controlled so that the difference potential between the positive side drive voltage and the negative side drive voltage is constant. 図8の画素A、B、C、Dを正極側駆動電圧と負極側駆動電圧との差電位が一定となるように制御したときの各画素の駆動電圧の中間電位と全画素の平均中間電位との差を示す図である。When the pixels A, B, C, and D in FIG. 8 are controlled so that the difference potential between the positive drive voltage and the negative drive voltage is constant, the intermediate potential of the drive voltage of each pixel and the average intermediate potential of all the pixels FIG. 図8の画素A、B、C、Dに対して、本発明の一実施の形態により正極側駆動電圧と負極側駆動電圧とを制御したときの駆動電圧を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating drive voltages when the positive side drive voltage and the negative side drive voltage are controlled according to an embodiment of the present invention for the pixels A, B, C, and D in FIG. 8. 従来の液晶表示素子の一例の等価回路図である。It is an equivalent circuit schematic of an example of the conventional liquid crystal display element.

次に、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。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明になる液晶表示装置の一実施の形態の構成図を示す。同図に示すように、本実施の形態の液晶表示装置100は、シフトレジスタ回路101a及び101bと、1ラインラッチ回路102と、コンパレータ103と、階調カウンタ104と、アナログスイッチ105と、水平方向にm個、垂直方向にn個それぞれマトリクス状に配置された画素10611〜106nmと、タイミング発生器107と、極性切り替え制御回路108と、垂直シフトレジスタ及びレベルシフタ109と、インバータINVと、2個のAND回路AND−1及びAND−2を一組とするn組のAND回路とから構成される。更に、液晶表示装置100は、ランプ信号発生器110、補正電圧算出部111、補正階調算出部112及び補正階調加算部113を備えている。 FIG. 1 shows a configuration diagram of an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention. As shown in the figure, the liquid crystal display device 100 of the present embodiment includes shift register circuits 101a and 101b, a one-line latch circuit 102, a comparator 103, a gradation counter 104, an analog switch 105, and a horizontal direction. M, n pixels vertically arranged in a matrix, 106 11 to 106 nm , timing generator 107, polarity switching control circuit 108, vertical shift register and level shifter 109, inverter INV, 2 It consists of n sets of AND circuits, each of which includes AND circuits AND-1 and AND-2. Further, the liquid crystal display device 100 includes a ramp signal generator 110, a correction voltage calculation unit 111, a correction gradation calculation unit 112, and a correction gradation addition unit 113.

シフトレジスタ回路101a及び101b、1ラインラッチ回路102、コンパレータ103、及び階調カウンタ104からなる水平ドライバ回路は、アナログスイッチ105と共にデータ線駆動回路を構成している。なお、コンパレータ103は、図1では図示の簡単のために一つのブロックで示しているが、実際には各画素列毎に設けられている。   The horizontal driver circuit including the shift register circuits 101 a and 101 b, the one-line latch circuit 102, the comparator 103, and the gray scale counter 104 constitutes a data line driving circuit together with the analog switch 105. Note that the comparator 103 is shown as one block in FIG. 1 for simplicity of illustration, but is actually provided for each pixel column.

図1に示すアナログスイッチ105は、各画素列毎に正極性用及び負極性用の2つ1組のサンプリング用アナログスイッチが配置された構成である。図1に示す画素10611〜106nmは、2本を一組とするm組のデータ線(D1+とD1-、・・・、Dm+とDm-)と、n本のゲート線(G1、・・・、Gn)との交差部に配置されている。これらn・m個の10611〜106nm(以下、画素を総称するときは、106と記す)は、それぞれ例えば図2に示す構成とされている。 The analog switch 105 shown in FIG. 1 has a configuration in which a pair of sampling analog switches for positive polarity and negative polarity are arranged for each pixel column. The pixels 106 11 to 106 nm shown in FIG. 1 have m sets of data lines (D1 + and D1-,..., Dm + and Dm−) and n gate lines (G1,. .., arranged at the intersection with Gn). Each of these n · m 106 11 to 106 nm (hereinafter, collectively referred to as a pixel is referred to as 106) has a configuration shown in FIG. 2, for example.

図2は、本発明になる液晶表示装置における一画素の一例の等価回路図を示す。同図において、一つの画素106は、正極性、負極性の画素信号を書き込むための画素選択トランジスタQ1及びQ2と、各々の極性の画像信号電圧を並列的に保持する独立した2つの保持容量C1及びC2と、トランジスタQ3〜Q6、Q9及びQ10と、反射電極(以下、画素駆動電極という)PE等からなる図13に示した液晶素子と同じ構成の液晶素子LCとからなる。なお、トランジスタQ1〜Q6、Q9及びQ10は、Nチャンネル電界効果トランジスタ(FET)である。   FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram of an example of one pixel in the liquid crystal display device according to the present invention. In the figure, one pixel 106 includes pixel selection transistors Q1 and Q2 for writing positive and negative pixel signals, and two independent holding capacitors C1 that hold image signal voltages of respective polarities in parallel. And C2, transistors Q3 to Q6, Q9 and Q10, and a liquid crystal element LC having the same configuration as that of the liquid crystal element shown in FIG. 13, which includes a reflective electrode (hereinafter referred to as a pixel drive electrode) PE and the like. Transistors Q1-Q6, Q9, and Q10 are N-channel field effect transistors (FETs).

トランジスタQ1及び保持容量C1は後述する正極性ランプ信号をサンプリングして一定期間保持する第1のサンプリング及び保持手段を構成している。また、トランジスタQ2及び保持容量C2は後述する負極性ランプ信号をサンプリングして一定期間保持する第2のサンプリング及び保持手段を構成している。トランジスタQ3は第1のソースフォロワトランジスタであり、トランジスタQ4は第2のソースフォロワトランジスタであり、それぞれインピーダンス変換用ソースフォロワ回路を構成している。   The transistor Q1 and the holding capacitor C1 constitute a first sampling and holding means that samples a positive ramp signal described later and holds it for a certain period. The transistor Q2 and the holding capacitor C2 constitute second sampling and holding means for sampling a negative ramp signal, which will be described later, and holding it for a certain period. The transistor Q3 is a first source follower transistor, and the transistor Q4 is a second source follower transistor, each of which constitutes an impedance conversion source follower circuit.

また、トランジスタQ3のソースにドレインが接続されたトランジスタQ5と、トランジスタQ4のソースにドレインが接続されたトランジスタQ6とは、それぞれスイッチングトランジスタである。トランジスタQ5及びQ6の各ソースは液晶素子LCの画素駆動電極PEに接続されている。トランジスタQ9は、ソースフォロワ・バッファを形成する定電流負荷用トランジスタで、極性切り替えスイッチングトランジスタQ5、Q6の後段、すなわち画素駆動電極PEのノードに配置され、正極性・負極性のソースフォロワ回路双方の負荷として共通に機能する。   The transistor Q5 whose drain is connected to the source of the transistor Q3 and the transistor Q6 whose drain is connected to the source of the transistor Q4 are switching transistors. The sources of the transistors Q5 and Q6 are connected to the pixel drive electrode PE of the liquid crystal element LC. The transistor Q9 is a constant current load transistor that forms a source follower buffer. The transistor Q9 is arranged at the subsequent stage of the polarity switching switching transistors Q5 and Q6, that is, at the node of the pixel drive electrode PE, and has both positive and negative source follower circuits. Functions in common as a load.

画素部データ線は、各画素について正極性用データ線D+、負極性用データ線D-の2本一組で構成され、図示しないデータ線駆動回路でサンプリングされた互いに極性の異なる映像信号が供給される。画素選択トランジスタQ1、Q2の各ドレイン端子は各々正極性用データ線Di+(図1のD1+〜Dm+のいずれか1本)、負極性用データ線Di-(図1のD1-〜Dm-のいずれか1本)に接続され、各ゲート端子は同一行について行走査線Gj(図1のゲート線G1〜Gnのいずれか1本に相当)に接続されている。   The pixel portion data line is composed of a pair of positive data line D + and negative data line D- for each pixel, and video signals having different polarities sampled by a data line driving circuit (not shown) are provided. Supplied. The drain terminals of the pixel selection transistors Q1 and Q2 are respectively connected to the positive polarity data line Di + (any one of D1 + to Dm + in FIG. 1) and the negative polarity data line Di− (D1 to Dm− in FIG. 1). Any one) is connected, and each gate terminal is connected to the row scanning line Gj (corresponding to any one of the gate lines G1 to Gn in FIG. 1) for the same row.

更に、画素駆動電極PEと正極性の映像信号書き込み用データ線Di+の間に検査用スイッチング手段として、トランジスタQ10が設けられている。同じ行にある複数の画素内の各トランジスタQ10は、読み出し制御端子であるゲートが読み出し用スイッチの選択線RDに共通配線されている。この選択線RDを介してトランジスタQ10のゲートに印加される選択制御信号は、通常の画像表示モード(以下、画素書き込みモードともいう)時には全画素行のトランジスタQ10をオフ状態に制御し、画素検査モード(以下、画素読み出しモードともいう)時には検査対象の画素行のトランジスタQ10を画素の行単位で順次オンとする。ここで、画素検査モードは、複数の画素がマトリクス状に配置された画素部から1画素ずつ画素値をデータ線に読み出して、1画素ずつ欠陥の有無を検査するモードである。従って、画素検査モードでは、データ線には書き込み用映像信号は入力されず、画素部が読み出しモードとされる。   Further, a transistor Q10 is provided as a switching means for inspection between the pixel drive electrode PE and the positive video signal writing data line Di +. In each of the transistors Q10 in a plurality of pixels in the same row, a gate that is a read control terminal is commonly wired to a selection line RD of the read switch. The selection control signal applied to the gate of the transistor Q10 through the selection line RD controls the transistors Q10 in all the pixel rows to be in an off state in the normal image display mode (hereinafter also referred to as pixel writing mode). In the mode (hereinafter also referred to as pixel readout mode), the transistors Q10 in the pixel row to be inspected are sequentially turned on in units of pixel rows. Here, the pixel inspection mode is a mode in which pixel values are read out to the data line pixel by pixel from a pixel portion in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and the presence or absence of defects is inspected pixel by pixel. Accordingly, in the pixel inspection mode, the video signal for writing is not input to the data line, and the pixel portion is set to the reading mode.

このような画素検査モードでの行選択手段は、映像信号の書き込みと同様に、シフトレジスタで構成される垂直方向駆動回路と同様な構成で実現される。また、信号書き込み用の垂直方向駆動回路のシフトレジスタを上記画素検査モードの行選択手段と共用することも可能である。   The row selection means in such a pixel inspection mode is realized with the same configuration as that of the vertical driving circuit formed of a shift register, similarly to the writing of the video signal. It is also possible to share the shift register of the vertical driving circuit for signal writing with the row selection means in the pixel inspection mode.

図1に戻って説明する。画素106は、垂直方向にn行設けられ、水平方向にはm列設けられている。1行目のm個の画素10611〜1061mにはゲート線G1と、読み出し用スイッチの選択線RD1とが共通に接続されている。n行目のm個の画素106n1〜106nmにはゲート線Gnと、読み出し用スイッチの選択線RDnとが共通に接続されている。他の各行iのm個の画素106i1〜106imも同様に、各画素行毎に、ゲート線Giと読み出し用スイッチの選択線RDiとが共通に接続されている。 Returning to FIG. The pixels 106 are provided in n rows in the vertical direction and m columns in the horizontal direction. A gate line G1 and a read switch selection line RD1 are commonly connected to the m pixels 106 11 to 106 1m in the first row. A gate line Gn and a read switch selection line RDn are commonly connected to the m pixels 106 n1 to 106 nm in the n-th row. Similarly, in each of the m pixels 106 i1 to 106 im in each other row i, the gate line Gi and the read switch selection line RDi are commonly connected to each pixel row.

AND1-1は、制御端子WT/RDからの選択制御信号と、垂直シフトレジスタ及びレベルシフタ109の1行目の出力端子からの垂直方向駆動信号とを論理積演算してゲート線G1へ出力する。AND1-2は、制御端子WT/RDからの選択制御信号をインバータINVで論理反転した信号と、垂直シフトレジスタ及びレベルシフタ109の1行目の出力端子からの垂直方向駆動信号とを論理積演算して読み出し用スイッチの選択線RD1へ出力する。   The AND 1-1 performs a logical AND operation on the selection control signal from the control terminal WT / RD and the vertical driving signal from the output terminal of the first row of the vertical shift register and level shifter 109, and outputs the result to the gate line G1. AND1-2 performs an AND operation on the signal obtained by logically inverting the selection control signal from the control terminal WT / RD by the inverter INV and the vertical driving signal from the output terminal of the first row of the vertical shift register and level shifter 109. And output to the read switch selection line RD1.

ANDn-1は、制御端子WT/RDからの選択制御信号と、垂直シフトレジスタ及びレベルシフタ109のn行目の出力端子からの垂直方向駆動信号とを論理積演算してゲート線Gnへ出力する。ANDn-2は、制御端子WT/RDからの選択制御信号をインバータINVで論理反転した信号と、垂直シフトレジスタ及びレベルシフタ109のn行目の出力端子からの垂直方向駆動信号とを論理積演算して読み出し用スイッチの選択線RDnへ出力する。   ANDn-1 performs a logical AND operation on the selection control signal from the control terminal WT / RD and the vertical driving signal from the output terminal of the nth row of the vertical shift register and level shifter 109, and outputs the result to the gate line Gn. ANDn-2 performs a logical AND operation on the signal obtained by logically inverting the selection control signal from the control terminal WT / RD by the inverter INV and the vertical driving signal from the output terminal of the nth row of the vertical shift register and level shifter 109. And output to the selection line RDn of the read switch.

他の画素行iの各画素回路も同様に、上記選択制御信号と垂直シフトレジスタ及びレベルシフタ109のi行目の出力端子からの垂直方向駆動信号とを論理積演算してゲート線Giへ出力するAND回路ANDi-1と、上記選択制御信号をインバータINVで論理反転した信号と、垂直シフトレジスタ及びレベルシフタ109のi行目の出力端子からの垂直方向駆動信号とを論理積演算して読み出し用スイッチの選択線RDiへ出力するAND回路ANDi-2に接続されている。これらの選択線RD1〜RDnは、同じ画素行の画素106内の図2に示したトランジスタQ10のゲートに接続されている。   Similarly, each pixel circuit in the other pixel row i performs a logical product operation on the selection control signal and the vertical direction drive signal from the i-th row output terminal of the vertical shift register and level shifter 109 and outputs the result to the gate line Gi. An AND circuit ANDi-1, a signal obtained by logically inverting the selection control signal by the inverter INV, and a vertical direction drive signal from the output terminal of the i-th row of the vertical shift register and the level shifter 109 are subjected to a logical product operation and read switch Is connected to an AND circuit ANDi-2 that outputs to the selection line RDi. These selection lines RD1 to RDn are connected to the gate of the transistor Q10 shown in FIG. 2 in the pixels 106 in the same pixel row.

また、制御端子WT/RDは、通常の画像表示モード(画素書き込みモード)時にはハイレベルの選択制御信号が供給され、画素検査モード(画素読み出しモード)時には、ローレベルの選択制御信号が供給される。垂直シフトレジスタ及びレベルシフタ109の各出力段に構成したAND回路(AND1-1、AND1-2、・・・、ANDn-1、ANDn-2)のゲート機能により、通常の画像表示モード(画素書き込みモード)時にはゲート線G1、・・・、Gn等に順次選択パルスが出力される。   The control terminal WT / RD is supplied with a high-level selection control signal in the normal image display mode (pixel writing mode) and supplied with a low-level selection control signal in the pixel inspection mode (pixel readout mode). . A normal image display mode (pixel writing mode) is realized by a gate function of AND circuits (AND1-1, AND1-2,..., ANDn-1, ANDn-2) configured in each output stage of the vertical shift register and level shifter 109. ) Sometimes selection pulses are sequentially output to the gate lines G1,.

一方、画素検査モード(画素読み出しモード)時は、AND回路(AND1-1、AND1-2、・・・、ANDn-1、ANDn-2)のゲート機能により、読み出し用スイッチの選択線RD1、・・・、RDnに順次選択パルスが出力される。これにより、制御端子WT/RDを介して入力される選択制御信号によって、垂直シフトレジスタ及びレベルシフタ109を共用してモード切り替えを行うことができる。   On the other hand, in the pixel inspection mode (pixel readout mode), the gate switch function of the AND circuit (AND1-1, AND1-2,..., ANDn-1, ANDn-2) selects the read switch selection line RD1,. .., Selection pulses are sequentially output to RDn. Thus, the mode can be switched by sharing the vertical shift register and the level shifter 109 by the selection control signal input via the control terminal WT / RD.

上記の画素検査モードでは、選択された画素行における画素106内の図2に示したトランジスタQ10が、読み出し用スイッチの選択線RDを介してゲートに印加される選択パルスによりオンされる。これにより、画素駆動電極PEとデータ線間が導通状態となり、画素駆動電極電圧がデータ線に出力される。このとき、画素検査モードでの選択行の画素回路のバッファアンプ(の負荷素子)をアクティブとし、スイッチングトランジシスタQ5、Q6のどちらか一方をオンとすると、その期間画素駆動電極はバッファ出力で駆動された状態となり、画素駆動電極に印加されている画素駆動電極電圧を電圧出力としてデータ線側に読み出すことが可能である。   In the pixel inspection mode, the transistor Q10 shown in FIG. 2 in the pixel 106 in the selected pixel row is turned on by a selection pulse applied to the gate through the selection line RD of the readout switch. As a result, the pixel drive electrode PE and the data line become conductive, and the pixel drive electrode voltage is output to the data line. At this time, when the buffer amplifier (load element) of the pixel circuit in the selected row in the pixel inspection mode is activated and one of the switching transistors Q5 and Q6 is turned on, the pixel drive electrode is driven by the buffer output during that period. Thus, the pixel drive electrode voltage applied to the pixel drive electrode can be read out to the data line side as a voltage output.

データ線側に読み出された画素駆動電極電圧は、図1の水平ドライバ回路を駆動することによって、アナログスイッチ105を介して映像データ共通入力端子(図1の例ではRef_Ramp(+))に時系列信号として出力される。この時系列信号を検出することで画素回路の検査(画素欠陥の検出)を行うことができる。   The pixel drive electrode voltage read to the data line side is supplied to the video data common input terminal (Ref_Ramp (+) in the example of FIG. 1) via the analog switch 105 by driving the horizontal driver circuit of FIG. Output as a series signal. By detecting this time series signal, inspection of the pixel circuit (detection of pixel defects) can be performed.

従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置では保持容量に保持した電荷の形で保持した電圧で画素を駆動する方式であるため、画素読み出し検査は電荷移動時の微小な電流変化を検出する高精度な検出アンプなどが要求されるのに対し、本実施形態による画素回路とその検査・読み出し手段の組み合わせでは、画素駆動電極の電圧、すなわちバッファアンプ出力により低出力インピーダンスで駆動される画素駆動電極の電圧そのものを読み出せる構成であるため、画素の欠陥検出や画素特性の検出をより容易に行うことができる。   In the conventional active matrix liquid crystal display device, the pixel is driven by the voltage held in the form of the charge held in the holding capacitor, so the pixel readout inspection is a highly accurate detection that detects a minute current change during charge movement. Whereas an amplifier or the like is required, in the combination of the pixel circuit according to the present embodiment and its inspection / reading means, the voltage of the pixel drive electrode, that is, the voltage of the pixel drive electrode driven with a low output impedance by the buffer amplifier output itself Therefore, pixel defect detection and pixel characteristic detection can be performed more easily.

次に、この画素106の交流駆動制御の概要について図3のタイミングチャートと共に説明する。図3(A)は、垂直同期信号VDを示し、図3(B)は、図2の画素106におけるトランジスタQ9のゲートに印加される配線Bの負荷特性制御信号を示す。また、図3(C)は、上記画素106における正極性側駆動電圧を転送するスイッチングトランジスタQ5のゲートに印加される配線S+のゲート制御信号、同図(D)は、上記画素106における負極性側駆動電圧を転送するスイッチングトランジスタQ6のゲートに印加される配線S-のゲート制御信号の各信号波形を示す。   Next, an outline of the AC drive control of the pixel 106 will be described with reference to the timing chart of FIG. 3A shows the vertical synchronization signal VD, and FIG. 3B shows a load characteristic control signal of the wiring B applied to the gate of the transistor Q9 in the pixel 106 of FIG. 3C shows the gate control signal of the wiring S + applied to the gate of the switching transistor Q5 that transfers the positive drive voltage in the pixel 106, and FIG. 3D shows the negative electrode in the pixel 106. 4 shows each signal waveform of a gate control signal of the wiring S− applied to the gate of the switching transistor Q6 that transfers the active drive voltage.

なお、図4は、画素に書込まれる正極性映像信号Iと、負極性映像信号IIの黒レベルから白レベルまでの関係を示す。正極性映像信号Iは、レベルが最小のとき黒レベル、最大のとき白レベルであるのに対し、負極性映像信号IIは、レベルが最小のとき白レベル、最大のとき黒レベルである。正極性映像信号Iと負極性映像信号IIの反転中心は、IIIで示される。   FIG. 4 shows the relationship from the black level to the white level of the positive video signal I and the negative video signal II written to the pixel. The positive video signal I has a black level when the level is minimum and a white level when the level is maximum, whereas the negative video signal II has a white level when the level is minimum and a black level when the level is maximum. The inversion center of the positive video signal I and the negative video signal II is indicated by III.

図4では、正極性映像信号Iは、レベルが最小のとき最小階調の黒レベル、レベルが最大のとき最大階調の白レベルで、負極性映像信号IIは、レベルが最小のとき最大階調の白レベル、レベルが最大のとき最小階調の黒レベルの場合を示している。しかし、本発明の液晶表示装置の画素回路では、正極性映像信号Iは、レベルが最小のとき最大階調の白レベル、レベルが最大のとき最小階調の黒レベルで、負極性映像信号IIは、レベルが最小のとき最小階調の黒レベル、レベルが最大のとき最大階調の白レベルであってもよい。   In FIG. 4, the positive polarity video signal I is the black level of the minimum gradation when the level is minimum, the white level of the maximum gradation when the level is maximum, and the negative polarity video signal II is the maximum level when the level is minimum. In this example, the tone white level and the black level of the minimum gradation when the level is the maximum are shown. However, in the pixel circuit of the liquid crystal display device of the present invention, the positive polarity video signal I is the white level of the maximum gradation when the level is minimum, the black level of the minimum gradation when the level is maximum, and the negative polarity video signal II. May be the black level of the minimum gradation when the level is the minimum, and the white level of the maximum gradation when the level is the maximum.

図2において、図3(C)に示す配線S+のゲート制御信号がハイレベルの期間、正極性側スイッチングトランジスタQ5がオンとなり、この期間に配線Bに供給される負荷特性制御信号を図3(B)に示すようにハイレベルとすると、ソースフォロワ・バッファ回路がアクティブとなり、画素駆動電極PEノードが正極性の映像信号レベルに充電される。画素駆動電極PEの電位が完全に充電された状態となった時点で、配線Bの負荷特性制御信号をローレベルとし、かつ、そのとき配線S+のゲート制御信号もローレベルに切り替えると、画素駆動電極PEはフローティングとなり、液晶容量に正極性駆動電圧が保持される。   2, the positive polarity side switching transistor Q5 is turned on while the gate control signal of the wiring S + shown in FIG. 3C is at a high level, and the load characteristic control signal supplied to the wiring B during this period is shown in FIG. As shown in FIG. 5B, when the level is high, the source follower buffer circuit becomes active, and the pixel drive electrode PE node is charged to the positive video signal level. When the potential of the pixel drive electrode PE is fully charged, the load characteristic control signal of the wiring B is set to a low level, and at that time, the gate control signal of the wiring S + is also switched to a low level. The drive electrode PE is in a floating state, and a positive drive voltage is held in the liquid crystal capacitor.

一方、図3(D)に示す配線S-のゲート制御信号がハイレベルの期間、負極性側スイッチングトランジスタQ6がオンとなり、この期間に配線Bに供給される負荷特性制御信号を同図(B)に示すようにハイレベルとすると、ソースフォロワ・バッファ回路がアクティブとなり、画素駆動電極PEノードが負極性の映像信号レベルに充電される。画素駆動電極PEの電位が完全に充電された状態となった時点で、配線Bの負荷特性制御信号をローレベルとし、かつ、そのとき配線S-のゲート制御信号もローレベルに切り替えると、画素駆動電極PEはフローティングとなり、液晶容量に負極性駆動電圧が保持される。   On the other hand, when the gate control signal of the wiring S− shown in FIG. 3D is at a high level, the negative polarity side switching transistor Q6 is turned on, and the load characteristic control signal supplied to the wiring B during this period is shown in FIG. ), The source follower buffer circuit becomes active and the pixel drive electrode PE node is charged to the negative video signal level. When the potential of the pixel drive electrode PE is fully charged, the load characteristic control signal of the wiring B is set to the low level, and the gate control signal of the wiring S- is also switched to the low level at that time. The drive electrode PE is in a floating state, and the negative drive voltage is held in the liquid crystal capacitor.

以下、上記のスイッチングトランジスタQ5及びQ6を交互にオンとするスイッチングに同期して、配線Bの負荷特性制御信号によりトランジスタQ9を間欠的にアクティブとする動作を繰り返すことで、液晶素子LCの画素駆動電極PEには正極性と負極性の各映像信号で交流化された駆動電圧VPEが図3(E)に示すように印加される。   Thereafter, in synchronization with the switching in which the switching transistors Q5 and Q6 are alternately turned on, the operation of intermittently activating the transistor Q9 by the load characteristic control signal of the wiring B is repeated, thereby driving the pixel of the liquid crystal element LC. As shown in FIG. 3E, a drive voltage VPE converted into an alternating current with each of positive and negative video signals is applied to the electrode PE.

また、図3(F)に示すVcomは、液晶表示装置の対向基板に形成した共通電極CEに印加する電圧を表している。液晶表示体LCMの実質的な交流駆動電圧は、この共通電極CEの印加電圧Vcomと画素駆動電極PEの印加電圧との差電圧である。本実施の形態では、図3(F)に示すように、共通電極CEの印加電圧Vcomは、画素駆動電極電位の反転基準レベルVcとほぼ等しい基準レベルに対して、画素極性切り替えと同期して反転されている。これにより、共通電極CEの印加電圧Vcomと画素駆動電極PEの印加電圧との電位差の絶対値が常に同一となり、液晶表示体LCMには図3(G)に示すような直流成分のない交流電圧VLCが印加される。   Further, Vcom shown in FIG. 3F represents a voltage applied to the common electrode CE formed on the counter substrate of the liquid crystal display device. The substantial AC drive voltage of the liquid crystal display LCM is a difference voltage between the applied voltage Vcom of the common electrode CE and the applied voltage of the pixel drive electrode PE. In the present embodiment, as shown in FIG. 3F, the applied voltage Vcom of the common electrode CE is synchronized with pixel polarity switching with respect to a reference level substantially equal to the inversion reference level Vc of the pixel drive electrode potential. Inverted. As a result, the absolute value of the potential difference between the applied voltage Vcom of the common electrode CE and the applied voltage of the pixel drive electrode PE is always the same, and the liquid crystal display LCM has an AC voltage having no DC component as shown in FIG. VLC is applied.

また、配線S+、S-に交互に供給されるゲート制御信号は、スイッチングトランジスタQ5、Q6を交互にオン状態として画素駆動部に正極性、負極性に反転する液晶駆動信号を与えることができる。従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置では、垂直走査周期でしか極性反転を実現できなかったのに対し、本実施の形態では画素回路そのものに極性反転機能を備えており、これを高速で制御することにより、垂直走査周波数の制約のない、高い周波数での交流駆動が可能である。   Further, the gate control signal supplied alternately to the wirings S + and S- can give the liquid crystal drive signal that is inverted to the positive polarity and the negative polarity to the pixel drive unit by alternately turning on the switching transistors Q5 and Q6. . In the conventional active matrix liquid crystal display device, the polarity inversion can be realized only in the vertical scanning period, whereas in the present embodiment, the pixel circuit itself has a polarity inversion function, which can be controlled at high speed. Therefore, AC driving at a high frequency without restriction of the vertical scanning frequency is possible.

再び図1に戻って説明する。図1に示す極性切り替え制御回路108は、タイミング発生器107からのタイミング信号に基づいて、前述した配線S+に正極性用ゲート制御信号、配線S-に負極性用ゲート制御信号、配線Bに負荷特性制御信号をそれぞれ出力する。   Returning again to FIG. The polarity switching control circuit 108 shown in FIG. 1 is based on the timing signal from the timing generator 107, the positive polarity gate control signal for the wiring S +, the negative polarity gate control signal for the wiring S-, and the wiring B. Each of the load characteristic control signals is output.

次に、図1の通常の画像表示モード(画素書き込みモード)時の動作について、図5のタイミングチャートを併せ参照して説明する。図1において、図5(A)に示す水平同期信号HDに同期した、同図(B)に示すNビット(Nは2以上の自然数)の画素データ(DATA)が時系列的に合成されたデジタル映像信号は、後述する補正階調加算部113を通してシフトレジスタ回路101a、101bに入力されて1ライン分のデータとして順次展開され、1ライン分の展開が終了した時点で、1ラインラッチ回路102でラッチされる。   Next, the operation in the normal image display mode (pixel writing mode) of FIG. 1 will be described with reference to the timing chart of FIG. In FIG. 1, pixel data (DATA) of N bits (N is a natural number of 2 or more) shown in FIG. 5B, which is synchronized with the horizontal synchronizing signal HD shown in FIG. The digital video signal is input to the shift register circuits 101a and 101b through a correction gradation adding unit 113, which will be described later, and sequentially developed as data for one line. When the development for one line is completed, the one-line latch circuit 102 is obtained. Is latched on.

なお、図5(B)に示す画素データ(DATA)のうち、白地の一つ置きに示す水平方向の偶数列画素データDATA(even)がシフトレジスタ回路101aに供給され、斜線を付した残りの一つ置きに示す水平方向の奇数列画素データDATA(odd)がシフトレジスタ回路101bに供給される。これは、高解像度パネルでの高速動作への対応を容易とするためである。   Of the pixel data (DATA) shown in FIG. 5 (B), horizontal even-numbered column pixel data DATA (even) shown every other white background is supplied to the shift register circuit 101a, and the remaining hatched portions. Every other odd-numbered pixel data DATA (odd) in the horizontal direction is supplied to the shift register circuit 101b. This is because it is easy to cope with high-speed operation on a high-resolution panel.

1ラインラッチ回路102は、シフトレジスタ回路101aから出力される奇数列画素データDATA(odd)と、シフトレジスタ回路101bから出力される偶数列画素データDATA(even)とからなる同じラインの1ライン期間の画素データDATAを図5(D)に模式的に示すように保持した後、各画素列のコンパレータ103の第1のデータ入力部に供給する。   The one-line latch circuit 102 is a one-line period of the same line composed of odd-numbered column pixel data DATA (odd) output from the shift register circuit 101a and even-numbered column pixel data DATA (even) output from the shift register circuit 101b. After the pixel data DATA is held as schematically shown in FIG. 5D, it is supplied to the first data input section of the comparator 103 of each pixel column.

階調カウンタ104は、図5(E)に示すクロックCount-CKをカウントして、同図(F)に示すように複数の階調値が水平走査期間内で最小値から最大値まで一巡するカウント値(基準階調データ)C-outを水平走査期間毎に出力し、各画素列のコンパレータ103の第2のデータ入力部に供給する。コンパレータ103は、第1のデータ入力部の入力画素データDATAの値と第2のデータ入力部の入力基準階調データC-outの値(階調値)とを比較し、両者の値が一致したタイミングで一致パルスを生成して出力する。   The gradation counter 104 counts the clock Count-CK shown in FIG. 5E, and as shown in FIG. 5F, a plurality of gradation values make a round from the minimum value to the maximum value within the horizontal scanning period. A count value (reference gradation data) C-out is output for each horizontal scanning period and supplied to the second data input unit of the comparator 103 of each pixel column. The comparator 103 compares the value of the input pixel data DATA of the first data input unit with the value of the input reference gradation data C-out (gradation value) of the second data input unit, and the two values match. A coincidence pulse is generated and output at the same timing.

アナログスイッチ105を構成する正極性用及び負極性用の2つ1組のサンプリング用アナログスイッチSW+,SW-のうち、正極性用のサンプリング用アナログスイッチSW+は、入力側共通配線にランプ信号発生器110から正極性用ランプ信号である基準ランプ電圧Ref_Ramp(+)が印加される。一方、負極性用のサンプリング用アナログスイッチSW-は、入力側共通配線にランプ信号発生器110から負極性用ランプ信号である基準ランプ電圧Ref_Ramp(-)が印加される。   Of the pair of sampling analog switches SW + and SW− for positive polarity and negative polarity constituting the analog switch 105, the sampling analog switch SW + for positive polarity has a ramp signal connected to the input-side common wiring. A reference ramp voltage Ref_Ramp (+), which is a positive polarity ramp signal, is applied from the generator 110. On the other hand, the negative sampling analog switch SW− is applied with the reference ramp voltage Ref_Ramp (−), which is a negative ramp signal, from the ramp signal generator 110 to the input-side common wiring.

上記の基準ランプ電圧Ref_Ramp(+)及びRef_Ramp(-)のうち、Ref_Ramp(+)は、図5(I)に示すように水平走査期間周期で映像の黒レベルから白レベルにレベルが上昇する方向に変化する周期的な掃引信号である。一方、上記の基準ランプ電圧Ref_Ramp(-)は、図5(J)に示すように水平走査期間周期で映像の黒レベルから白レベルにレベルが減少する方向に変化する周期的な掃引信号である。従って、基準ランプ電圧Ref_Ramp(+)とRef_Ramp(‐)は、所定の基準電位について反転関係となっている。   Of the reference ramp voltages Ref_Ramp (+) and Ref_Ramp (−), Ref_Ramp (+) increases in the level from the black level to the white level in the horizontal scanning period as shown in FIG. It is a periodic sweep signal that changes to. On the other hand, the reference ramp voltage Ref_Ramp (−) is a periodic sweep signal that changes in a direction in which the level decreases from the black level of the video to the white level in the horizontal scanning period as shown in FIG. . Therefore, the reference lamp voltages Ref_Ramp (+) and Ref_Ramp (−) have an inversion relationship with respect to a predetermined reference potential.

アナログスイッチ105は、図5(G)に示すSW-Start信号を受け、各水平走査期間の開始時点で一斉にオンとなった後、対応する画素のコンパレータ103から一致パルスを受けた時点でオフに移行するように画素単位に開閉制御される。   The analog switch 105 receives the SW-Start signal shown in FIG. 5 (G), turns on at the same time at the start of each horizontal scanning period, and turns off when a matching pulse is received from the comparator 103 of the corresponding pixel. Open / close control is performed on a pixel-by-pixel basis so as to shift to

図5のタイミングチャートでは、一例として階調レベルkの画素データDATAに対応した画素列のアナログスイッチ105の開閉タイミングを、同図(H)に示す波形SPkとして図示している。その結果、上記画素列のアナログスイッチ105を構成する正極性用及び負極性用の2つ1組のサンプリング用アナログスイッチが、上記一致パルスを受けて同時にオフした時点の基準ランプ電圧Ref_Ramp(+)とRef_Ramp(‐)の対応レベル(図5(I)、(J)の点P、点Q)が、同時にサンプリングされて、その画素列の画素データ線D(+)、D(‐)に出力される。この図5(I)、(J)の点P、点Qの基準ランプ電圧レベルは、階調レベルkの画素データDATAをデジタル−アナログ変換して得られたアナログ電圧である。   In the timing chart of FIG. 5, as an example, the opening / closing timing of the analog switch 105 of the pixel column corresponding to the pixel data DATA of the gradation level k is illustrated as a waveform SPk shown in FIG. As a result, the reference ramp voltage Ref_Ramp (+) at the time when the pair of sampling analog switches for positive polarity and negative polarity constituting the analog switch 105 of the pixel column are simultaneously turned off in response to the coincidence pulse. And Ref_Ramp (−) corresponding levels (points P and Q in FIGS. 5I and 5J) are simultaneously sampled and output to the pixel data lines D (+) and D (−) of the pixel column. Is done. The reference ramp voltage levels at points P and Q in FIGS. 5I and 5J are analog voltages obtained by digital-analog conversion of the pixel data DATA at the gradation level k.

アナログスイッチ105は、各水平走査期間の初めにすべてが一斉にオンとされるが、オフになるタイミング、すなわち基準ランプ電圧をサンプル・ホールドするタイミングはそのときに表示しようとする絵柄によって対応して設けられた画素毎に異なり、すべて同時の時もあれば別々のときもある。オフになる順序も固定されているわけではなく、絵柄によってその都度オフの順番は異なる。このような本実施の形態の液晶表示装置100では、ランプ信号を用いたDA変換方式の動作により直線性が良いなどの特長がある。   The analog switches 105 are all turned on at the same time at the beginning of each horizontal scanning period. The timing at which they are turned off, that is, the timing at which the reference lamp voltage is sampled and held depends on the pattern to be displayed at that time. It differs for each provided pixel, and may be all simultaneous or separate. The turn-off order is not fixed, and the turn-off order varies depending on the pattern. The liquid crystal display device 100 according to the present embodiment has a feature that the linearity is good by the operation of the DA conversion method using the ramp signal.

ところで、図2の画素回路において、ソースフォロワトランジスタQ3及びQ4においては、おおよそ図6に示すように、ゲートへの入力電圧Vinが閾値電圧Vth以上で、入力電圧に応じてソースから電圧が出力され、所定値以上の入力電圧で出力電圧Voutが飽和する入出力特性を有する。しかし、製造プロセスばらつきにより、上記の入出力特性の閾値電圧Vthはトランジスタ毎にバラツキを持つ。そのため、同一階調のデータ(同一値の基準ランプ電圧)を画素に与えても、画素毎のソースフォロワトランジスタQ3及びQ4の入出力特性のバラツキにより、正極性基準ランプ電圧をサンプリングして得られた画素駆動電極電圧と負極性基準ランプ電圧をサンプリングして得られた画素駆動電極電圧とに差が生じ、その結果、表示輝度のバラツキが生じてしまい、表示ユニフォミティは低下してしまう。   In the pixel circuit of FIG. 2, in the source follower transistors Q3 and Q4, as shown in FIG. 6, the input voltage Vin to the gate is equal to or higher than the threshold voltage Vth, and a voltage is output from the source according to the input voltage. The output voltage Vout is saturated at an input voltage equal to or higher than a predetermined value. However, the threshold voltage Vth of the above input / output characteristics varies from transistor to transistor due to manufacturing process variations. Therefore, even if data of the same gradation (reference ramp voltage having the same value) is given to the pixel, the positive reference ramp voltage is obtained by sampling the input / output characteristics of the source follower transistors Q3 and Q4 for each pixel. The pixel drive electrode voltage is different from the pixel drive electrode voltage obtained by sampling the negative reference ramp voltage. As a result, the display luminance varies, and the display uniformity is lowered.

本実施の形態の液晶表示装置100は、この表示ユニフォミティの低下を最小限に抑制する構成に特徴があり、以下、この構成及び動作について詳細に説明する。   The liquid crystal display device 100 according to the present embodiment is characterized by a configuration that suppresses the decrease in display uniformity to a minimum, and this configuration and operation will be described in detail below.

図7は、本発明になる液晶表示装置及びその駆動方法の一実施の形態の要部の動作説明用フローチャートを示す。なお、図7のフローチャートの動作開始前に、予め液晶表示装置100は、前述した画素書き込みモード(画像表示モード)で駆動されて全画素106に同一電圧が書き込まれており、すべての画素106内の図2に示した保持容量C1とC2とに、同じ階調の正極性サンプリング電圧と負極性サンプリング電圧とが基準電圧として保持されているものとする。   FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the main part of an embodiment of the liquid crystal display device and the driving method thereof according to the present invention. Before the operation of the flowchart of FIG. 7 starts, the liquid crystal display device 100 is driven in advance in the pixel writing mode (image display mode) described above, and the same voltage is written in all the pixels 106. It is assumed that a positive sampling voltage and a negative sampling voltage of the same gradation are held as reference voltages in the holding capacitors C1 and C2 shown in FIG.

続いて、液晶表示装置100は、前述した画素読み出しモード(画像検査モード)で駆動されて選択された行の画素106の各保持容量C1とC2の保持電圧(基準電圧)が読み出し専用配線を経由して読み出されるものとする。すなわち、画素読み出しモードとすると、選択された画素行における画素106内の図2に示したトランジスタQ10が、読み出し用スイッチの選択線RDを介してゲートに印加される選択パルスによりオンされる。また、トランジスタQ5は、そのゲートに印加されるハイレベルの正極性ゲート制御信号によりオンされる。   Subsequently, the liquid crystal display device 100 is driven in the pixel reading mode (image inspection mode) described above, and the holding voltages (reference voltages) of the holding capacitors C1 and C2 of the pixels 106 in the selected row pass through the read-only wiring. To be read out. That is, in the pixel readout mode, the transistor Q10 shown in FIG. 2 in the pixel 106 in the selected pixel row is turned on by a selection pulse applied to the gate via the selection line RD of the readout switch. The transistor Q5 is turned on by a high level positive polarity gate control signal applied to its gate.

これにより、保持容量C1に保持されていた基準電圧は、トランジスタQ3のゲート及びソース、トランジスタQ5のドレイン及びソースを介して液晶素子LCの画素駆動電極PEに正極性側の画素電極駆動電圧(以下、単に駆動電圧ともいう)として印加されて液晶素子LCを駆動する。その時の画素駆動電極に印加されている正極性側の駆動電圧は、電圧出力としてトランジスタQ10を通してデータ線Di+からパネルの読み出し専用配線に読み出される。従って、この正極性側の駆動電圧は、トランジスタQ3の閾値電圧のバラツキを反映した電圧である。   As a result, the reference voltage held in the holding capacitor C1 is supplied to the pixel drive electrode PE on the positive polarity side (hereinafter referred to as the pixel drive voltage PE) of the liquid crystal element LC via the gate and source of the transistor Q3 and the drain and source of the transistor Q5. , Simply referred to as a drive voltage) to drive the liquid crystal element LC. The drive voltage on the positive polarity side applied to the pixel drive electrode at that time is read from the data line Di + to the read-only wiring of the panel through the transistor Q10 as a voltage output. Therefore, the drive voltage on the positive polarity side is a voltage reflecting variations in the threshold voltage of the transistor Q3.

図1の補正電圧算出部111は、図1の水平ドライバ回路を駆動することによって、アナログスイッチ105を介して映像データ共通入力端子(図1の例ではRef_Ramp(+))に時系列信号として出力される上記の各画素毎の正極性側の駆動電圧を一時保持する。   The correction voltage calculation unit 111 in FIG. 1 outputs a time series signal to the video data common input terminal (Ref_Ramp (+) in the example of FIG. 1) via the analog switch 105 by driving the horizontal driver circuit in FIG. The drive voltage on the positive polarity side for each pixel is temporarily held.

続いて、正極性ゲート制御信号がローレベルとなりトランジスタQ5がオフにされると共に、トランジスタQ6が、そのゲートに印加されるハイレベルの負極性ゲート制御信号によりオンされる。これにより、保持容量C2に保持されていた基準電圧は、トランジスタQ4のゲート及びソース、トランジスタQ6のドレイン及びソースを介して液晶素子LCの画素駆動電極PEに負極性側の駆動電圧として印加されて液晶素子LCを駆動する。その時の画素駆動電極に印加されている負極性側の駆動電圧は、電圧出力としてトランジスタQ10を通してデータ線Di+からパネルの読み出し専用配線に読み出される。従って、この負極性側の駆動電圧は、トランジスタQ4の閾値電圧のバラツキを反映した電圧である。   Subsequently, the positive polarity gate control signal becomes low level, the transistor Q5 is turned off, and the transistor Q6 is turned on by the high level negative polarity gate control signal applied to the gate thereof. As a result, the reference voltage held in the holding capacitor C2 is applied as a negative drive voltage to the pixel drive electrode PE of the liquid crystal element LC via the gate and source of the transistor Q4 and the drain and source of the transistor Q6. The liquid crystal element LC is driven. The drive voltage on the negative polarity side applied to the pixel drive electrode at that time is read from the data line Di + to the read-only wiring of the panel through the transistor Q10 as a voltage output. Therefore, this negative side drive voltage reflects the variation in the threshold voltage of the transistor Q4.

図1の補正電圧算出部111は、図1の水平ドライバ回路を駆動することによって、アナログスイッチ105を介して映像データ共通入力端子(図1の例ではRef_Ramp(+))に時系列信号として出力される各画素毎の負極性側の駆動電圧を一時保持する。   The correction voltage calculation unit 111 in FIG. 1 outputs a time series signal to the video data common input terminal (Ref_Ramp (+) in the example of FIG. 1) via the analog switch 105 by driving the horizontal driver circuit in FIG. The drive voltage on the negative polarity side for each pixel is temporarily held.

なお、液晶素子LCの共通電極電圧Vcomはバラツキがないものとしており、液晶駆動電圧は駆動電圧に対応しているので、駆動電圧を測定し、その測定結果に基づいて後述する補正電圧Vcorを算出するものとする。ただし、上記測定結果から既知の共通電極電圧Vcomを差し引いた液晶駆動電圧に基づいて、補正電圧Vcorを算出してもよいことは勿論である。   It is assumed that the common electrode voltage Vcom of the liquid crystal element LC does not vary, and the liquid crystal driving voltage corresponds to the driving voltage. Therefore, the driving voltage is measured, and a correction voltage Vcor described later is calculated based on the measurement result. It shall be. However, it goes without saying that the correction voltage Vcor may be calculated based on the liquid crystal drive voltage obtained by subtracting the known common electrode voltage Vcom from the measurement result.

図8は、以上の動作により補正電圧算出部111に一時保持された、全ての画素106のうちの任意の4つの画素A、B、C、Dの駆動電圧の一例を示す。図8(a)は画素Aの正極性側の駆動電圧VA1、負極性側の駆動電圧VA2を示す。同様に、図8(b)は画素Bの正極性側の駆動電圧VB1、負極性側の駆動電圧VB2を、図8(c)は画素Cの正極性側の駆動電圧VC1、負極性側の駆動電圧VC2を、図8(d)は画素Dの正極性側の駆動電圧VD1、負極性側の駆動電圧VD2をそれぞれ示す。 FIG. 8 shows an example of drive voltages of arbitrary four pixels A, B, C, and D among all the pixels 106 temporarily held in the correction voltage calculation unit 111 by the above operation. FIG. 8A shows the drive voltage V A1 on the positive polarity side and the drive voltage V A2 on the negative polarity side of the pixel A. Similarly, FIG. 8B shows the drive voltage V B1 on the positive polarity side of the pixel B and the drive voltage V B2 on the negative polarity side, and FIG. 8C shows the drive voltage V C1 on the positive polarity side of the pixel C. the driving voltage V C2 of sexual side, FIG. 8 (d) shows a driving voltage V D1 of the positive polarity side of the pixel D, the negative polarity side drive voltage V D2, respectively.

この状態において、補正電圧算出部111は、一時保持されていた全画素の正極性側の駆動電圧(以下、正極側電圧ともいう)の平均値Vapを算出する(図7のステップS1)。続いて、補正電圧算出部111は、一時保持されていた全画素の負極性側の駆動電圧(以下、負極側電圧ともいう)の平均値Vamを算出する(図7のステップS2)。図8の例では、画素Aの正極性側の駆動電圧VA1は全画素の正極側電圧の平均値(平均電位)Vapに一致している。また、画素Aの負極性側の駆動電圧VA2と画素Bの負極性側の駆動電圧VB2とは、全画素の負極側電圧の平均値(平均電位)Vamに一致している。しかし、それ以外の画素B、C、Dは、正極性側の駆動電圧は全画素の正極側電圧の平均値(平均電位)Vapに一致しておらず、また、画素C、Dの負極側の駆動電圧も全画素の負極側電圧の平均値(平均電位)Vamに一致していない。 In this state, the correction voltage calculation unit 111 calculates an average value Vap of the positive side drive voltages (hereinafter also referred to as positive side voltages) of all the pixels temporarily held (step S1 in FIG. 7). Subsequently, the correction voltage calculation unit 111 calculates the average value Vam of the negative polarity side drive voltages (hereinafter also referred to as negative side voltages) of all the pixels temporarily held (step S2 in FIG. 7). In the example of FIG. 8, the drive voltage V A1 on the positive polarity side of the pixel A coincides with the average value (average potential) Vap of the positive voltage on all the pixels. Further, the negative side drive voltage V A2 of the pixel A and the negative side drive voltage V B2 of the pixel B coincide with the average value (average potential) Vam of the negative side voltages of all the pixels. However, in the other pixels B, C, and D, the drive voltage on the positive polarity side does not match the average value (average potential) Vap of the positive voltage on all the pixels, and the negative side of the pixels C and D. Is not equal to the average value (average potential) Vam of the negative side voltages of all the pixels.

次に、補正電圧算出部111は、上記の全画素の正極側電圧の平均値Vapと全画素の負極側電圧の平均値Vamとの中間電位(=(Vap−Vam)/2)を算出する(図7のステップS3)。続いて、補正電圧算出部111は、各画素106毎に全画素の正極側電圧の平均値Vapに対する差分(=Xn)を求め(図7のステップS4)、各画素106毎に全画素の負極側電圧の平均値Vamに対する差分(=Yn)を求める(同、ステップS5)。   Next, the correction voltage calculation unit 111 calculates an intermediate potential (= (Vap−Vam) / 2) between the average value Vap of the positive side voltages of all the pixels and the average value Vam of the negative side voltages of all the pixels. (Step S3 in FIG. 7). Subsequently, the correction voltage calculation unit 111 obtains a difference (= Xn) with respect to the average value Vap of the positive side voltage of all the pixels for each pixel 106 (step S4 in FIG. 7), and the negative polarity of all the pixels for each pixel 106. A difference (= Yn) with respect to the average value Vam of the side voltage is obtained (step S5).

そして、補正電圧算出部111は、各画素106毎に上記の差分Xnと差分Ynの中間電位を補正電圧Vcorとして算出する(図7のステップS6)。この補正電圧Vcorは正極性側と負極性側とでは、同じ階調に対して駆動電圧の電位変化が逆方向になるため、次式により算出される。   Then, the correction voltage calculation unit 111 calculates the intermediate potential between the difference Xn and the difference Yn for each pixel 106 as the correction voltage Vcor (step S6 in FIG. 7). The correction voltage Vcor is calculated by the following equation because the change in potential of the drive voltage is in the opposite direction for the same gradation on the positive polarity side and the negative polarity side.

Vcor={Yn+(−Xn)}/2 (1)
ここで、上記の補正電圧Vcorに基づき、各画素の正極性側の駆動電圧と負極性側の駆動電圧とを補正すると、図9(b)〜(d)に示すように、駆動電圧が全画素の平均値Vap、Vamに一致していない画素B、C、Dについて、補正電位b1、b2、c1、c2、d1、d2の加算又は減算により、図10(b)〜(d)に示すように正極性側の駆動電圧と負極性側の駆動電圧との差電位が全画素の平均値Vap及びVamの差電位Vp(=Vt)に等しくなる。このとき、画素Bの正極性側の駆動電圧はVB3、負極性側の駆動電圧はVB4、画素Cの正極性側の駆動電圧はVC3、負極性側の駆動電圧はVC4、画素Dの正極性側の駆動電圧はVD3、負極性側の駆動電圧はVD4になる。なお、図10(a)に示すように、元々画素Aの正極性側の駆動電圧VA1は正極側電圧の平均値Vapに一致しており、負極性側の駆動電圧VA2は負極側電圧の平均値Vamに一致していたので、駆動電圧の変更はない。
Vcor = {Yn + (-Xn)} / 2 (1)
Here, when the drive voltage on the positive polarity side and the drive voltage on the negative polarity side of each pixel are corrected on the basis of the correction voltage Vcor, as shown in FIGS. For the pixels B, C, and D that do not match the average values Vap and Vam of the pixels, the correction potentials b1, b2, c1, c2, d1, and d2 are added or subtracted, as shown in FIGS. Thus, the difference potential between the drive voltage on the positive polarity side and the drive voltage on the negative polarity side becomes equal to the difference potential Vp (= Vt) between the average values Vap and Vam of all pixels. At this time, the drive voltage on the positive polarity side of the pixel B is V B3 , the drive voltage on the negative polarity side is V B4 , the drive voltage on the positive polarity side of the pixel C is V C3 , and the drive voltage on the negative polarity side is V C4 . The drive voltage on the positive polarity side of D is V D3 , and the drive voltage on the negative polarity side is V D4 . As shown in FIG. 10A, the drive voltage V A1 on the positive polarity side of the pixel A originally matches the average value Vap of the positive polarity side voltage, and the drive voltage V A2 on the negative polarity side is the negative voltage on the negative side. Therefore, the drive voltage is not changed.

ところで、液晶素子は前述したように信頼性などの面で交流駆動が必須であるが、交流駆動では液晶素子における光の変調率に差を生じさせないよう、正極性側と負極性側の駆動電圧の中間電位と全画素の平均中間電位Vmとを同一にする必要がある。   By the way, as described above, AC driving is indispensable in terms of reliability and the like for the liquid crystal element, but the driving voltage on the positive polarity side and the negative polarity side is set so as not to cause a difference in the light modulation rate in the liquid crystal element in the AC driving. And the average intermediate potential Vm of all the pixels must be the same.

しかしながら、図10に示したように、各画素の正極性側の駆動電圧と負極性側の駆動電圧との差電位を、全画素の平均値Vap及びVamの差電位Vpに等しくなるように補正した場合、各画素の正極性側の駆動電圧と負極性側の駆動電圧との差電位Vpは全画素の平均値Vap及びVamから算出された電位であるため、図11に示すように、実際の各画素の正極性側と負極性側の駆動電圧の中間電位(中心電位)Vp/2は、全画素の平均中間電位Vm(=Vt/2)と異なる値となる。このため、上記の各画素の正極性側の駆動電圧と負極性側の駆動電圧との差電位を、全画素の平均値Vap及びVamの差電位Vp(=Vt)に等しくなるように補正する方法は、液晶素子における光変調率が各画素で同一にならず、その結果、表示画像を均一にすることが難しい。   However, as shown in FIG. 10, the difference potential between the drive voltage on the positive polarity side and the drive voltage on the negative polarity side of each pixel is corrected to be equal to the difference potential Vp between the average values Vap and Vam of all pixels. In this case, the difference potential Vp between the drive voltage on the positive polarity side and the drive voltage on the negative polarity side of each pixel is a potential calculated from the average values Vap and Vam of all the pixels, so as shown in FIG. The intermediate potential (center potential) Vp / 2 of the drive voltages on the positive and negative sides of each pixel is different from the average intermediate potential Vm (= Vt / 2) of all the pixels. For this reason, the difference potential between the drive voltage on the positive polarity side and the drive voltage on the negative polarity side of each pixel is corrected so as to be equal to the difference potential Vp (= Vt) between the average values Vap and Vam of all the pixels. In the method, the light modulation rate in the liquid crystal element is not the same in each pixel, and as a result, it is difficult to make the display image uniform.

そこで、本実施の形態では、補正階調算出部112が上記の補正電圧Vcorから、(2)式により上記の各画素の正極性側と負極性側の駆動電圧の中間電位のずれに起因する輝度変化を補正した補正階調Dcorを生成する(図7のステップS7)。   Therefore, in the present embodiment, the correction gradation calculation unit 112 is caused by the shift of the intermediate potential between the drive voltage on the positive polarity side and the negative polarity side of each pixel from the correction voltage Vcor according to the equation (2). A correction gradation Dcor in which the luminance change is corrected is generated (step S7 in FIG. 7).

すなわち、補正階調算出部112は、基準ランプ電圧の最大値をRmax、最小値をRmin、入力映像データをNビットとすると、各画素の補正階調Dcorを次式で算出する。   That is, the correction gradation calculation unit 112 calculates the correction gradation Dcor of each pixel by the following equation, assuming that the maximum value of the reference lamp voltage is Rmax, the minimum value is Rmin, and the input video data is N bits.

Dcor=Vcor/{(Rmax−Rmin)/2N
−α×|{(Vap−Vam)/2}−Vcor|
={(Yn−Xn)/2}/{(Rmax−Rmin)/2N
−α×|{(Vap−Vam)/2}−{(Yn−Xn)/2}| (2)
ここで、補正階調Dcorの符号は、階調の増減を示し、αは液晶素子の特性、セル構造、配向膜などの要素に依存する係数を示す。係数αは、一般的には液晶素子を構成するパラメータが決定された液晶表示装置では固定値であるが、液晶素子の温度特性に応じて可変としてもよい。
Dcor = Vcor / {(Rmax−Rmin) / 2 N }
−α × | {(Vap−Vam) / 2} −Vcor |
= {(Yn-Xn) / 2} / {(Rmax-Rmin) / 2N }
−α × | {(Vap−Vam) / 2} − {(Yn−Xn) / 2} | (2)
Here, the sign of the correction gradation Dcor indicates an increase / decrease in gradation, and α indicates a coefficient depending on factors such as the characteristics of the liquid crystal element, the cell structure, and the alignment film. The coefficient α is generally a fixed value in a liquid crystal display device in which parameters constituting the liquid crystal element are determined, but may be variable according to the temperature characteristics of the liquid crystal element.

また、上記(2)式において、右辺第一項は、(1)式の補正電圧VcorをNビット映像データの階調に換算した値を示す。この右辺第一項に示す階調は、図11に示したように各画素の正極性側の駆動電圧と負極性側の駆動電圧との差電位はVpで同じであるが、その差電位の中間電位Vp/2が、全画素の正極性側の駆動電圧と負極性側の駆動電圧との中間電位Vmに対してずれている階調を示している。   In the above equation (2), the first term on the right side indicates a value obtained by converting the correction voltage Vcor of the equation (1) into the gradation of the N-bit video data. As shown in FIG. 11, the gradation shown in the first term on the right side has the same difference potential Vp between the drive voltage on the positive polarity side and the drive voltage on the negative polarity side of each pixel. The intermediate potential Vp / 2 indicates a gradation that is shifted with respect to the intermediate potential Vm between the drive voltage on the positive polarity side and the drive voltage on the negative polarity side of all pixels.

一方、(2)式の右辺第二項は、全画素の正極性側の駆動電圧の平均値Vapと全画素の負極性側の駆動電圧の平均値Vamとの中間電位Vm(=(Vap−Vam)/2)から、各画素の前述した差分Xnと差分Ynの中間電位を差し引いた値の絶対値(すなわち、全画素の正極性側駆動電圧及び負極性側駆動電圧の平均中間電位Vmと、各画素の正極性側駆動電圧及び負極性側駆動電圧の中間電位Vp/2との差の絶対値である中間電位からのずれ量に応じた電圧分)に係数αを乗算した値を示す。右辺第二項の値を右辺第一項の階調から減算しているのは、液晶素子の光応答特性として、正極性側と負極性側の駆動電圧の中間電位がずれたときは、ずれていない正常状態と比較して直流成分が駆動電圧に上乗せされて明るくなるため、その輝度を補正するためである。   On the other hand, the second term on the right side of the equation (2) is an intermediate potential Vm (= (Vap−) between the average value Vap of the drive voltage on the positive polarity side of all pixels and the average value Vam of the drive voltage on the negative polarity side of all pixels. Vam) / 2) and the absolute value of the value obtained by subtracting the above-described difference Xn and the difference Yn between each pixel (that is, the average intermediate potential Vm of the positive side drive voltage and the negative side drive voltage of all pixels) , The value obtained by multiplying the coefficient α by the voltage corresponding to the deviation from the intermediate potential, which is the absolute value of the difference between the positive polarity side drive voltage and the negative polarity side drive voltage of each pixel and the intermediate potential Vp / 2. . The value of the second term on the right side is subtracted from the gradation of the first term on the right side as the light response characteristics of the liquid crystal element when the intermediate potential between the drive voltages on the positive and negative sides is shifted. This is because the direct current component is added to the drive voltage and becomes brighter than the normal state where the brightness is not corrected.

図1に示す補正階調加算部113は、補正階調算出部112において各画素毎に算出された上記の補正階調Dcorのデータを、Nビットの入力映像データに画素単位で加算してシフトレジスタ回路101a及び101bに交互に供給する。1ラインラッチ回路102は、シフトレジスタ回路101aから出力される奇数列画素データDATA(odd)と、シフトレジスタ回路101bから出力される偶数列画素データDATA(even)とからなる同じラインの1ライン期間の画素データDATAを保持した後、各画素列のコンパレータ103の第1のデータ入力部に供給する。これにより、画像表示モード時には、前述したようにアナログスイッチ105からデータ線Di+、Di-に上記の補正階調Dcor分加算された各画素106のアナログ電圧が出力されて各画素106に保持される。   The correction gradation adding unit 113 shown in FIG. 1 shifts the data of the correction gradation Dcor calculated for each pixel in the correction gradation calculation unit 112 by adding it to the N-bit input video data in units of pixels. The signals are alternately supplied to the register circuits 101a and 101b. The one-line latch circuit 102 is a one-line period of the same line composed of odd-numbered column pixel data DATA (odd) output from the shift register circuit 101a and even-numbered column pixel data DATA (even) output from the shift register circuit 101b. Is stored in the first data input section of the comparator 103 of each pixel column. As a result, in the image display mode, the analog voltage of each pixel 106 added to the data lines Di + and Di− by the correction gradation Dcor is output from the analog switch 105 and held in each pixel 106 as described above. .

図12は、本実施の形態により補正階調Dcorのデータが加算された画素データによる全ての画素106のうちの前述した4つの画素A、B、C、Dの駆動電圧の一例を示す。図12(a)は画素Aの正極性側の駆動電圧VA1、負極性側の駆動電圧VA2を示す。また、図12(b)は画素Bの正極性側の駆動電圧VB5、負極性側の駆動電圧VB6を、図12(c)は画素Cの正極性側の駆動電圧VC3、負極性側の駆動電圧VC4を、図12(d)は画素Dの正極性側の駆動電圧VD3、負極性側の駆動電圧VD4をそれぞれ示す。 FIG. 12 shows an example of the driving voltages of the four pixels A, B, C, and D described above among all the pixels 106 based on the pixel data to which the data of the correction gradation Dcor is added according to the present embodiment. FIG. 12A shows the drive voltage V A1 on the positive polarity side and the drive voltage V A2 on the negative polarity side of the pixel A. 12B shows the drive voltage V B5 on the positive polarity side and the drive voltage V B6 on the negative polarity side of the pixel B , and FIG. 12C shows the drive voltage V C3 on the positive polarity side of the pixel C and the negative polarity. the driving voltage V C4 side, FIG. 12 (d) shows the drive voltage V D3 of the positive polarity side of the pixel D, the negative polarity side drive voltage V D4 respectively.

駆動電圧が全画素の平均値Vap又はVamに一致していない画素B、C、Dについては、図10(b)〜(d)に示した補正電圧Vcorにより補正された正極性側の駆動電圧VB3、VC3、VD3が、図12(b)〜(d)に示すように補正電圧b3、c3、d3分減算されてVB5、VC5、VD5となる。また、図10(b)〜(d)に示した補正電圧Vcorにより補正された負極性側の駆動電圧VB4、VC4、VD4が、図12(b)〜(d)に示すように補正電圧b4、c4、d4分加算されてVB6、VC6、VD6となる。この結果、図12(a)〜(d)に示すように、正極性側の駆動電圧と負極性側の駆動電圧との差電位は、画素AについてはVaで変化ないが、画素B、C、Dについては、それぞれVb、Vc、Vdに変化する。 For the pixels B, C, and D whose drive voltage does not match the average value Vap or Vam of all the pixels, the drive voltage on the positive polarity side corrected by the correction voltage Vcor shown in FIGS. As shown in FIGS. 12B to 12D, V B3 , V C3 , and V D3 are subtracted by the correction voltages b3, c3, and d3 to become V B5 , V C5 , and V D5 . Further, the negative side drive voltages V B4 , V C4 , and V D4 corrected by the correction voltage Vcor shown in FIGS. 10B to 10D are as shown in FIGS. 12B to 12D. The correction voltages b4, c4, and d4 are added to obtain V B6 , V C6 , and V D6 . As a result, as shown in FIGS. 12A to 12D, the difference potential between the drive voltage on the positive polarity side and the drive voltage on the negative polarity side does not change with Va for the pixel A, but the pixels B and C , D change to Vb, Vc, Vd, respectively.

本実施の形態によれば、図12(b)〜(d)に示す各画素毎に算出された正極性側の駆動電圧と負極性側の駆動電圧との差電位Vb、Vc、Vdの中間電位は、図11(b)〜(d)に示した補正電圧Vcorのみにより補正されたときの正極性側の駆動電圧と負極性側の駆動電圧との差電位の中間電位と同様に、全画素の正極性側の駆動電圧Vapと全画素の負極性側の駆動電圧Vamとの中間電位Vmに一致しない。   According to the present embodiment, intermediate potential potentials Vb, Vc and Vd between the positive side drive voltage and the negative side drive voltage calculated for each pixel shown in FIGS. The potential is the same as the intermediate potential of the difference potential between the positive drive voltage and the negative drive voltage when corrected only by the correction voltage Vcor shown in FIGS. It does not coincide with the intermediate potential Vm between the drive voltage Vap on the positive polarity side of the pixel and the drive voltage Vam on the negative polarity side of all the pixels.

しかし、本実施の形態では、各画素毎に算出された正極性側の駆動電圧と負極性側の駆動電圧との差電位Vb、Vc、Vdは、補正電圧Vcorのみにより補正されたときの正極性側の駆動電圧と負極性側の駆動電圧との差電位に比べて、図12(b)〜(d)に示すように、(2)式の右辺第二項で示された補正電圧である(b3+b4)分、(c3+c4)分、(d3+d4)分ずつ小さくされることにより、中間電位からのずれ量に応じた電圧分に相当する輝度を打ち消す程度に暗くされる。その結果、本実施の形態によれば、各画素106毎のトランジスタQ3、Q4の閾値電圧Vthのバラツキに拘らず、全ての画素106の中間電位のずれによる輝度の不均一さが大幅に抑圧され、表示画像の均一性(ユニフォミティ)を改善することができる。   However, in the present embodiment, the difference potentials Vb, Vc, Vd between the drive voltage on the positive polarity side and the drive voltage on the negative polarity side calculated for each pixel are the positive polarity when corrected only by the correction voltage Vcor. Compared with the difference potential between the drive voltage on the negative side and the drive voltage on the negative side, as shown in FIGS. 12B to 12D, the correction voltage shown in the second term on the right side of the equation (2) By decreasing by a certain amount (b3 + b4), (c3 + c4) and (d3 + d4), the luminance corresponding to the voltage corresponding to the amount of deviation from the intermediate potential is darkened. As a result, according to the present embodiment, luminance non-uniformity due to the shift in the intermediate potential of all the pixels 106 is greatly suppressed regardless of variations in the threshold voltages Vth of the transistors Q3 and Q4 for each pixel 106. The uniformity (uniformity) of the displayed image can be improved.

なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、製品出荷後の液晶表示装置100には、補正電圧算出部111及び補正階調算出部112を設けず、製造メーカ側で補正階調を画素単位で予め求めておき、それを入力映像データに画素単位で加算する補正階調加算部113だけを設けるようにしてもよい。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the liquid crystal display device 100 after product shipment does not include the correction voltage calculation unit 111 and the correction gradation calculation unit 112, and the manufacturer side In this case, the correction gradation may be obtained in advance in units of pixels, and only the correction gradation addition unit 113 that adds the correction gradations to the input video data in units of pixels may be provided.

100 液晶表示装置
101a、101b シフトレジスタ回路
102 1ラインラッチ回路
103 コンパレータ
104 階調カウンタ
105 アナログスイッチ
106、10611〜106nm 画素
107 タイミング発生器
108 極性切り替え制御回路
109 垂直シフトレジスタ/レベルシフタ
110 ランプ信号発生器
111 補正電圧算出部
112 補正階調算出部
113 補正階調加算部
D1+〜Dm+、Di+、D1-〜Dm-、Di- データ線
G1〜Gn、Gj ゲート線
B 負荷特性制御信号線
S+、S- ゲート制御信号線
PE 画素駆動電極
CE 共通電極
LCM 表示体(液晶層)
LC 液晶素子
Q1、Q2 画素選択トランジスタ
Q3、Q4 ソースフォロワトランジスタ
Q5、Q6 スイッチングトランジスタ
Q9 定電流負荷用トランジスタ
Q10 検査モード用トランジスタ
C1、C2 信号保持容量
100 liquid crystal display device 101a, 101b shift register circuit 102 1 line latch circuit 103 comparator 104 gradation counter 105 analog switches 106, 106 11 - 106 nm pixel 107 timing generator 108 polarity switching control circuit 109 the vertical shift register / shifter 110 ramp signal Generator 111 Correction voltage calculation unit 112 Correction gradation calculation unit 113 Correction gradation addition unit D1 + to Dm +, Di +, D1- to Dm-, Di- data line G1 to Gn, Gj gate line B Load characteristic control signal line S + , S-gate control signal line PE pixel drive electrode CE common electrode LCM display (liquid crystal layer)
LC liquid crystal element Q1, Q2 pixel selection transistor Q3, Q4 source follower transistor Q5, Q6 switching transistor Q9 constant current load transistor Q10 inspection mode transistor C1, C2 signal holding capacitance

Claims (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、それぞれ液晶素子を備える複数の画素と、
前記複数組のデータ線に対してそれぞれ設けられており、各水平走査期間の始めにオンとされた後、オフに制御されるまで一組の前記2本のデータ線の一方に正極性映像信号を供給し、かつ、他方のデータ線に負極性映像信号を供給することを、前記複数組のデータ線に対して組単位で行う複数のアナログスイッチと、
複数本の前記ゲート線を水平走査期間毎に選択する垂直方向駆動を行う垂直方向駆動手段と、
黒レベルから白レベルまで連続的に1水平走査期間で変化し、かつ、互いにレベル変化方向が逆に設定された正極性用ランプ信号と負極性用ランプ信号とを発生するランプ信号発生手段と、
Nビット(Nは2以上の自然数)の映像データからなるデジタル映像信号を1ライン単位でラッチするラッチ手段と、
前記ラッチ手段によりラッチされている前記デジタル映像信号の1ラインの各画素の値と、1水平走査期間内で一巡するカウンタ値とを画素単位で比較し、一致した時一致パルスを出力して、前記複数のアナログスイッチのうち対応して設けられたアナログスイッチをオフとし、そのオフとされた前記アナログスイッチに接続された一組の前記データ線に、前記正極性用ランプ信号と前記負極性用ランプ信号の前記アナログスイッチのオフ直前の電位を出力し、そのデータ線に接続された前記画素の保持容量に前記電位をサンプリングして保持させる比較手段と、
前記複数の画素のそれぞれについて、前記正極性用ランプ信号をサンプリング保持した後、第1のソースフォロワトランジスタを通して前記液晶素子の画素駆動電極に印加する駆動電圧の全画素の平均値Vapに対する差分をXn、前記負極性用ランプ信号をサンプリング保持した後、第2のソースフォロワトランジスタを通して前記液晶素子の画素駆動電極に印加する駆動電圧の全画素の平均値Vamに対する差分をYn、係数をα、前記正極性用ランプ信号及び負極性用ランプ信号の最大値をRmax、最小値をRminとしたとき、次式
Dcor={(Yn−Xn)/2}/{(Rmax−Rmin)/2N
−α×|{(Vap−Vam)/2}−{(Yn−Xn)/2}|
により画素単位で算出した補正階調Dcorのデータを、前記Nビットのデジタル映像信号に画素単位で加算して前記ラッチ手段にラッチさせる補正階調加算手段と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
A plurality of pixels each provided with a liquid crystal element provided at an intersection where a plurality of sets of data lines and a plurality of gate lines intersect each other, each including two data lines;
A positive video signal is provided for each of the plurality of sets of data lines and is turned on at the beginning of each horizontal scanning period and then on one of the two sets of data lines until it is turned off. And supplying a negative video signal to the other data line, a plurality of analog switches that perform a set unit for the plurality of data lines, and
Vertical driving means for performing vertical driving for selecting a plurality of the gate lines for each horizontal scanning period;
A ramp signal generating means for generating a positive polarity ramp signal and a negative polarity ramp signal that continuously change from a black level to a white level in one horizontal scanning period and whose level change directions are opposite to each other;
Latch means for latching a digital video signal composed of video data of N bits (N is a natural number of 2 or more) in units of one line;
The pixel value of one line of the digital video signal latched by the latch means is compared with a counter value that makes a round within one horizontal scanning period, and a coincidence pulse is output when they coincide, The analog switch provided in correspondence among the plurality of analog switches is turned off, and the positive-polarity ramp signal and the negative-polarity signal are connected to the set of data lines connected to the turned-off analog switch. A comparator that outputs a potential of the ramp signal immediately before the analog switch is turned off, and samples and holds the potential in a storage capacitor of the pixel connected to the data line;
For each of the plurality of pixels, after sampling and holding the positive-polarity ramp signal, the difference between the driving voltage applied to the pixel driving electrode of the liquid crystal element through the first source follower transistor and the average value Vap of all the pixels is expressed as Xn. After the negative ramp signal is sampled and held, the difference of the drive voltage applied to the pixel drive electrode of the liquid crystal element through the second source follower transistor with respect to the average value Vam of all the pixels is Yn, the coefficient is α, and the positive electrode When the maximum value of the sexiness ramp signal and the negative polarity ramp signal is Rmax, and the minimum value is Rmin, the following formula: Dcor = {(Yn−Xn) / 2} / {(Rmax−Rmin) / 2 N }
−α × | {(Vap−Vam) / 2} − {(Yn−Xn) / 2} |
And a correction gradation adding means for adding the data of the correction gradation Dcor calculated in pixel units to the N-bit digital video signal in pixel units and latching the data in the latch means. .
前記複数の画素のそれぞれは、
対向する前記画素駆動電極と共通電極との間に液晶層が挟持された前記液晶素子と、
一組の前記2本のデータ線のうち、前記正極性用ランプ信号が供給される一方のデータ線に保持されている電位が前記正極性映像信号として供給され、その正極性用ランプ信号をサンプリングして一定期間保持する第1のサンプリング及び保持手段と、
一組の前記2本のデータ線のうち、前記負極性用ランプ信号が供給される他方のデータ線に保持されている電位が前記負極性映像信号として供給され、その負極性用ランプ信号をサンプリングして一定期間保持する第2のサンプリング及び保持手段と、
前記第1のサンプリング及び保持手段と前記画素駆動電極との間に接続された前記第1のソースフォロワトランジスタと、
前記第2のサンプリング及び保持手段と前記画素駆動電極との間に接続された前記第2のソースフォロワトランジスタと、
同じ組の前記2本のデータ線のうちの一方のデータ線と前記画素駆動電極との間に接続され、画素書き込みモード時にはオフとされ、画素読み出しモード時にはオンとされる画素検査用スイッチング手段と、
前記画素読み出しモード時には、前記第1のソースフォロワトランジスタを通して前記画素駆動電極に印加される前記第1のサンプリング及び保持手段に保持された前記正極性用ランプ信号の電圧、及び前記第2のソースフォロワトランジスタを通して前記画素駆動電極に印加される前記第2のサンプリング及び保持手段に保持された前記負極性用ランプ信号の電圧の一方を前記検査用スイッチング手段を介して前記一方のデータ線に読み出した後、他方のランプ信号の電圧を前記検査用スイッチング手段を介して前記一方のデータ線に読み出すスイッチング手段と
を備えることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
Each of the plurality of pixels is
The liquid crystal element in which a liquid crystal layer is sandwiched between the pixel drive electrode and the common electrode facing each other;
Of the set of the two data lines, the potential held in one data line to which the positive polarity ramp signal is supplied is supplied as the positive polarity video signal, and the positive polarity ramp signal is sampled. First sampling and holding means for holding for a certain period of time;
The potential held in the other data line to which the negative ramp signal is supplied is supplied as the negative video signal, and the negative ramp signal is sampled. Second sampling and holding means for holding for a certain period of time,
The first source follower transistor connected between the first sampling and holding means and the pixel driving electrode;
The second source follower transistor connected between the second sampling and holding means and the pixel driving electrode;
Switching means for pixel inspection connected between one data line of the two data lines of the same set and the pixel drive electrode, turned off in the pixel writing mode, and turned on in the pixel reading mode; ,
In the pixel readout mode, the voltage of the positive polarity ramp signal held in the first sampling and holding means applied to the pixel drive electrode through the first source follower transistor, and the second source follower After one of the voltages of the negative ramp signal held in the second sampling and holding means applied to the pixel drive electrode through the transistor is read out to the one data line via the inspection switching means. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising: a switching unit that reads the voltage of the other ramp signal to the one data line via the inspection switching unit.
同一階調のNビット(Nは2以上の自然数)からなるデジタル映像信号を1ライン単位でラッチするラッチステップと、
前記ラッチステップでラッチされている前記デジタル映像信号の1ラインの各画素の値と、1水平走査期間で一巡するカウンタ値とを画素単位で比較する比較ステップと、
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、それぞれ液晶素子を備える複数の画素のうち、前記比較ステップで一致の比較結果が得られた画素に接続されている一組のデータ線の一方に、黒レベル及び白レベルの一方から他方まで連続的に1水平走査期間内で変化する正極性用ランプ信号の前記一致の比較結果出力直前の時点の電位を出力してその画素の保持容量にサンプリング保持させると共に、前記第2のステップで一致の比較結果が得られた画素に接続されている一組のデータ線の他方に、前記正極性用ランプ信号とはレベル変化方向が逆方向に設定されて連続的に1水平走査期間内でレベルが変化する負極性用ランプ信号の前記一致の比較結果出力直前の時点の電位を出力してその画素の保持容量にサンプリング保持させる保持ステップと、
前記保持ステップにより各画素の保持容量に保持された前記正極性用ランプ信号及び負極性ランプ信号のうち、前記正極性用ランプ信号の保持電圧を前記画素内の第1のソースフォロワトランジスタを通して同じ画素内の前記液晶素子の画素駆動電極に印加したときの第1の駆動電圧と、前記負極性用ランプ信号の保持電圧を前記画素内の第2のソースフォロワトランジスタを通して同じ画素内の前記液晶素子の画素駆動電極に印加したときの第2の駆動電圧のそれぞれを全画素について測定する測定ステップと、
前記測定ステップで測定された全画素の前記第1及び第2の駆動電圧に基づき、全画素の前記第1の駆動電圧の平均値Vapと全画素の前記第2の駆動電圧の平均値Vamとの中間電位{(Vap−Vam)/2}を算出する中間電位算出ステップと、
前記複数の画素のそれぞれについて、前記第1の駆動電圧の平均値Vapに対する各画素の前記第1の駆動電圧の差分Xnと、前記第2の駆動電圧の平均値Vamに対する各画素の前記第2の駆動電圧の差分Ynとを算出する差分算出ステップと、
前記中間電位算出ステップで算出された前記中間電位{(Vap−Vam)/2}と、前記差分算出ステップで算出された各画素毎の前記差分Xn及びYnとに基づいて、係数をα、前記正極性用ランプ信号及び負極性用ランプ信号の最大値をRmax、最小値をRminとしたとき、次式
Dcor={(Yn−Xn)/2}/{(Rmax−Rmin)/2N
−α×|{(Vap−Vam)/2}−{(Yn−Xn)/2}|
により画素単位で補正階調Dcorを算出する補正階調算出ステップと、
前記補正階調Dcorのデータを、前記Nビットのデジタル映像信号に画素単位で加算して表示されるべきデジタル映像信号として出力する加算出力ステップと
を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
A latch step for latching digital video signals of N bits (N is a natural number of 2 or more) of the same gradation in units of one line;
A comparison step of comparing the value of each pixel of one line of the digital video signal latched in the latching step with a counter value that makes a round in one horizontal scanning period in units of pixels;
Among a plurality of pixels each having a liquid crystal element provided at an intersection where a plurality of data lines and a plurality of gate lines intersect each other, each of which includes two data lines as a set, the same in the comparison step. The positive polarity ramp signal that continuously changes in one horizontal scanning period from one of the black level and the white level to the other on one of the set of data lines connected to the pixel for which the comparison result is obtained. Output the potential immediately before outputting the comparison result and sample and hold it in the storage capacitor of the pixel. Also, a set of data lines connected to the pixel for which a coincidence comparison result was obtained in the second step. On the other hand, the positive polarity ramp signal has a level change direction opposite to that of the positive polarity ramp signal, and the level of the negative polarity ramp signal continuously changing in one horizontal scanning period immediately before the output of the coincidence comparison result. potential A holding step of sampling stored in the storage capacitor of the pixel outputs,
Of the positive-polarity ramp signal and the negative-polarity ramp signal held in the retention capacitor of each pixel in the retention step, the retention voltage of the positive-polarity ramp signal is set to the same pixel through the first source follower transistor in the pixel. The first driving voltage when applied to the pixel driving electrode of the liquid crystal element and the holding voltage of the negative ramp signal are applied to the liquid crystal element in the same pixel through the second source follower transistor in the pixel. A measurement step of measuring each of the second drive voltages when applied to the pixel drive electrodes for all pixels;
Based on the first and second drive voltages of all the pixels measured in the measurement step, an average value Vap of the first drive voltage of all the pixels and an average value Vam of the second drive voltage of all the pixels An intermediate potential calculating step of calculating an intermediate potential {(Vap−Vam) / 2} of
For each of the plurality of pixels, the difference Xn of the first drive voltage of each pixel with respect to the average value Vap of the first drive voltage and the second value of each pixel with respect to the average value Vam of the second drive voltage. A difference calculating step for calculating a difference Yn between the drive voltages of
Based on the intermediate potential {(Vap−Vam) / 2} calculated in the intermediate potential calculation step and the differences Xn and Yn for each pixel calculated in the difference calculation step, the coefficient is α, When the maximum value of the positive polarity ramp signal and the negative polarity ramp signal is Rmax, and the minimum value is Rmin, the following expression Dcor = {(Yn−Xn) / 2} / {(Rmax−Rmin) / 2 N }
−α × | {(Vap−Vam) / 2} − {(Yn−Xn) / 2} |
A correction gradation calculation step for calculating the correction gradation Dcor in pixel units by:
An addition output step of adding the data of the correction gradation Dcor to the N-bit digital video signal in units of pixels and outputting it as a digital video signal to be displayed. .
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