JP2000075842A - 液晶表示装置およびそのデータ線駆動回路 - Google Patents
液晶表示装置およびそのデータ線駆動回路Info
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Abstract
表示装置を提供する。 【解決手段】低電源電圧VDD1振幅のマスタクロック
信号MCKを伝搬するマスタクロック信号線LMCK
と、低電源電圧VDD1振幅のスタートパルス信号ST
Pを高電源電圧VDD2振幅にレベルシフトするレベル
シフタ214と、制御端子への信号がハイレベルで供給
されたときに、データ信号線LDTとラインメモリ22
の入力端子とを作動的に接続し画像データをサンプリン
グするスイッチ回路215−1〜215−mと、高電源
電圧VDD2で動作し、マスタクロック信号MCKをク
ロック端子CKに受けて高電圧振幅のクロック信号に変
換し、変換後のクロック信号に同期して前段の出力パル
スをラッチして次段に出力し、かつ対応するスイッチ回
路215−1〜215−mの制御端子に出力するフリッ
プフロップ220−1〜220−mとを設ける。
Description
びそのデータ線駆動回路に関するものである。
パネル装置の躍進が著しい。この表示パネル装置は、ビ
デオカムコーダのビューファインダや液晶表示パネル、
自動車用のテレビや、ナビゲーションシステムの表示パ
ネル、ノート型パソコンのディスプレイ等に広く使われ
ている。
ロジェクション型のテレビジョン受像機、またOHPを
用いずにパソコンの画面を直接スクリーンに投影するプ
ロジェクタ装置等も普及しつつある。また従来CRTを
用いていたデスクトップ型のパソコンのディスプレイを
液晶パネルに置き換え、省スペース、省電力を達成しよ
うとする動きもある。
度化、高画質化(フルカラー化、高コントラスト化、広
視角化、動画対応、等)と周辺技術(駆動回路/素子技
術、バックライト、その他)の向上がある。それらの技
術の総合的な向上により、液晶表示装置が幅広い応用分
野に使われるようになった。
表示パネルの画質はCRTディスプレイに見劣りしない
ようになりつつあるが、未だ改善されなければならない
部分も多い。その一つに液晶パネルの駆動回路が挙げら
れる。
回路は、非常に大規模で、多数のチップを必要とし、か
つ精度の高い回路が必要とされ、表示画質は表示パネル
のコストを制約する大きな要素のひとつとなっている。
以下、従来の液晶表示パネルの駆動回路について詳細に
説明する。
ルカラーかつ動画が表示可能なパネルは、TFT(Thin
Film Transistor)型と呼ばれ、画素を構成する個々の液
晶素子に、薄膜トランジスタ(TFT)を集積する構造
を持つものがほとんどである。
を形成するセルの回路的な構造を示す図である。TFT
型液晶表示パネルの画素セルは、図12に示すように、
個々の液晶セルCCの一端は対向電極ELに接続されて
いる。この対向電極ELには全画素セル全てが共通に接
続される。他端は個々の画素セル毎に設けられたTFT
に接続される。TFTはスイッチとして用いられるた
め、ソース、ドレインの区別は本来無いが、便宜上ここ
では、ソースが液晶セルCCに接続されるものとする。
TFTのゲートはゲート駆動線GLに接続され、その駆
動信号により画素データを書き込むラインが選択され
る。またドレインは選択されたラインの個々の液晶セル
に書き込まれる画素データが供給されるデータ線DLに
接続される。選択されたラインへの書き込み時間が終了
すると、そのラインのTFTはオフするが、画素データ
は液晶セルCCやTFTの容量のため、次の書き込みが
行われるまでその電位が保持される。
画素セルの構造は、全てのパネルにおいて共通である。
一方、TFTの構造/製造方法、対向電極の駆動方法、
画素データの駆動方法にはいくつかの種類が存在する。
スシリコンを使う方法と、ポリ(多結晶)シリコンを使
う方法に大別される。前者は高温プロセスを必要としな
いので、ガラスを基板とした大型のパネルが作りやす
い。後者は、高温プロセスのため、石英基板が必要で、
これまでは小型のパネルに限定されてきた。最近レーザ
アニール等の技術の進歩により、低温でポリシリコンT
FTを形成する技術も開発され、中型パネルもポリシリ
コンTFT型で製造することができるようになった。ポ
リシリコンTFT内のキャリアの移動度はアモルファス
シリコンTFT内に比較し1桁程度大きい。したがって
アモルファスTFTの場合、そのオン抵抗が高く、書き
込み時間をかなり長く取ることが必要であった。それに
対しポリシリコンTFTの場合は書き込み時間がかなり
短くて済む。
抵抗が小さいので、書き込み時間を大幅に短くすること
ができることから、たとえばビデオカムコーダのビュー
ファインダ用程度の画素数の少ないパネルでは、ほとん
どの回路を液晶表示パネル上に構築することが可能であ
る。
と一体形成された駆動回路では、従来、回路の電源電圧
(10V以上の高電圧)と同じ電圧振幅のマスタクロッ
ク信号により同期回路が構築されている。この構成は、
通常の単結晶シリコンのCMOSデジタル回路と同じで
あり、回路チップ内にはりめぐらされるクロック信号に
より、直接インバータ回路のオン・オフを制御できる利
点がある。
晶表示装置の構成例を示す回路図である。この液晶表示
装置は、図13に示すように、液晶表示パネル部10、
データ線駆動回路20、外部コントローラ30、および
データ信号処理回路40により構成されている。そし
て、液晶表示パネル部10およびデータ線駆動回路20
はポリシリコンTFT基板上に集積され、外部コントロ
ーラ30およびデータ信号処理回路40は単結晶シリコ
ン回路として構成されている。
に示すように、液晶セルとTFTからなる画素セルPX
Cが水平、垂直方向にm、n個配置されている。そし
て、画素セルPXCのゲート駆動信号端子Gがゲート線
駆動回路11に接続されている共通のゲート線GL1〜
GLnに接続され、データ駆動信号端子Sがデータ線駆
動回路20に接続されている共通のデータ線DL1〜D
Lmに接続されている。
れるデジタル画像データIMDをサンプリングするサン
プリング回路21、サンプリング回路21でサンプリン
グされたデータを格納するラインメモリ22、およびm
本の各データ線DL1〜DLmに対応して設けられたD
AC(デジタル−アナログ変換回路)23−1〜23−
mから構成されている。
ラ30から供給される5V以下の外部電源電圧VDD1
たとえば3Vの振幅のマスタクロック信号MCKを5V
以上の内部電源電圧VDD2たとえば15Vの振幅にレ
ベルシフトするレベルシフタ211と、レベルシフタ2
11の出力信号用のバッファ回路212と、クロック入
力端子CKがバッファ回路212の出力ラインL212
に並列に接続され、かつ出力端子Qと入力端子Dとが縦
続接続されたm個のD型フリップフロップ213−1〜
213−mと、外部コントローラ30から供給される5
V以下の外部電源電圧VDD1の振幅のスタートパルス
信号STPを5V以上の内部電源電圧VDD2の振幅に
レベルシフトして初段のフリップフロップ213−1の
入力端子Dに出力するレベルシフタ214と、外部のデ
ータ信号処理回路40によるデジタル画像信号IMDを
伝搬するデータ信号線LDTと、データ信号線LDTと
ラインメモリ22の入力端子とを各フリップフロップ2
13−1〜213−mの出力端子Qからの信号がハイレ
ベルのときに接続し、データをサンプリングするスイッ
チ回路215−1〜215−mにより構成されている。
ラ30で発生された3V振幅のマスタクロック信号MC
Kおよびスタートパルス信号STP、並びにデータ信号
処理回路40で処理されたデジタル画像データIMDが
データ線駆動回路20のサンプリング回路21に供給さ
れる。サンプリング回路21に供給されたマスタクロッ
ク信号MCKは、レベルシフタ211に15V振幅のク
ロック信号に変換され、バッファ回路212を介して各
フリップフロップ213−1〜213−mのクロック入
力端子CKに並列的に供給される。また、スタートパル
ス信号STPは、レベルシフタ214で15V振幅のパ
ルス信号に変換され、初段のフリップフロップ213−
1の端子Dに入力される。
ータ信号線LDTに伝搬され、マスタクロック信号MC
Kで同期された各フリップフロップ213−1〜213
−mのQ出力により各スイッチ回路215−1〜215
−mが順次にオン、オフされる。これによりデータ信号
が順次にサンプリングされて、対応するラインメモリ2
2の所定の領域に格納される。ラインメモリ22に格納
された、画素データは、各データ線に対応して設けられ
たDAC23−1〜23−mにそれぞれ供給され、ここ
でアナログ信号に変換されて、各データ線DL1〜DL
mに供給される。また、ゲート線駆動回路11において
ライン選択信号が発生されて、所定のゲート線GL1〜
GLnに供給され、画像データがm個の画素セルに対し
て並列に書き込まれる。
来の液晶表示装置では、振幅が5V以下の外部の電源電
圧VDD1に依存するマスタクロック信号MCKの、5
V以上の高電源電圧VDD2で駆動されるデータ線駆動
回路20のインタフェース部にマスタクロック信号MC
K用のレベルシフタ211が必要となり、これに伴い、
基板の回路全体に亘って高電圧振幅のクロック信号を供
給するための高電圧クロック用バッファ回路212が必
要となる。しかしながら、ポリシリコンTFTでこのバ
ッファ回路212を作製すると、遅延時間が大きくな
り、回路の高速動作を困難にする。また、高電圧クロッ
ク用バッファ回路212は、ポリシリコンTFT型液晶
表示装置のうち最大級の電力を消費しており、システム
の低消費電力化に向けて大きな足かせとなっている。さ
らに、高電圧、高速のクロック信号が基板全体に亘って
はりめぐらされていることから、不要輻射の発生のおそ
れがある。以上の課題は、液晶表示装置の大画面化、高
解像度化、および多階調化に伴う回路配線容量の増大と
ともに、深刻なものとなる。
のであり、その目的は、低消費電力化、並びに高速化を
実現できる液晶表示装置およびそのデータ線駆動回路を
提供することにある。
め、本発明は、画像データを受けて、画素セルが接続さ
れた複数のデータ線に、入力データに応じたレベルの信
号出力を行って所定の画素セルへの書き込み行う液晶表
示装置であって、第1の電源電圧に応じた振幅を有する
外部からのマスタクロック信号を伝搬するマスタクロッ
ク信号線と、上記画像データを伝搬する画像データ線
と、上記第1の電源電圧に応じた振幅を有する外部から
のスタートパルス信号を第1の電源電圧より高い第2の
電源電圧に応じた振幅を有するスタートパルス信号に変
換する第1のレベルシフタと、クロック入力端子が上記
マスタクロック信号線に並列に接続され、当該クロック
入力端子に入力された第1の電源電圧に応じた振幅を有
するマスタクロック信号を第2の電源電圧に応じた振幅
を有するクロック信号に変換する第2のレベルシフタを
有し、変換後のクロック信号に同期して上記第1のレベ
ルシフタで変換されたスタートパルス信号を初段から次
段へと順次にシフトする縦続接続された複数のフリップ
フロップと、上記各フリップフロップの出力信号を順次
に受けて上記画像データ線を伝搬する画像データを順次
にサンプリングし、サンプリング後のデータを上記入力
データに応じたレベルの信号として各データ線に供給す
るデータ処理手段とを有するデータ線駆動回路を有す
る。
素セルが接続された複数のデータ線に、入力データに応
じたレベルの信号出力を行って所定の画素セルへの書き
込み行う液晶表示装置のデータ線駆動回路であって、第
1の電源電圧に応じた振幅を有する外部からのマスタク
ロック信号を伝搬するマスタクロック信号線と、上記画
像データを伝搬する画像データ線と、上記第1の電源電
圧に応じた振幅を有する外部からのスタートパルス信号
を第1の電源電圧より高い第2の電源電圧に応じた振幅
を有するスタートパルス信号に変換する第1のレベルシ
フタと、クロック入力端子が上記マスタクロック信号線
に並列に接続され、当該クロック入力端子に入力された
第1の電源電圧に応じた振幅を有するマスタクロック信
号を第2の電源電圧に応じた振幅を有するクロック信号
に変換する第2のレベルシフタを有し、変換後のクロッ
ク信号に同期して上記第1のレベルシフタで変換された
スタートパルス信号を初段から次段へと順次にシフトす
る縦続接続された複数のフリップフロップと、上記各フ
リップフロップの出力信号を順次に受けて上記画像デー
タ線を伝搬する画像データを順次にサンプリングし、サ
ンプリング後のデータを上記入力データに応じたレベル
の信号として各データ線に供給するデータ処理手段とを
有する。
レベルシフタをレベル変換が必要な期間のみアクティブ
状態に制御する制御回路を有する。
プフロップへ入力されるスタートパルス信号と当該フリ
ップフロップの出力信号に基づいて上記第2のレベルシ
フタのアクティブ状態を制御する手段を有する。
タは、TFTで構成されるソース入力型差動増幅器から
なり、上記第2のレベルシフタからクロック信号線に流
れる電流を必要時以外制限する手段を有する。
力を強制的に決定可能な手段を有する。
ポリシリコンTFTにより液晶表示部と一体的に形成さ
れている。
電源電圧に応じた振幅のマスタクロック信号およびスタ
ートパルス信号、並びに画像データがデータ線駆動回路
に供給される。データ線駆動回路では、マスタクロック
信号は第1の電源電圧に応じた振幅のままで、マスタク
ロック信号線を伝搬され、各フリップフロップのクロッ
ク入力端子に並列的に供給される。また、スタートパル
ス信号は、第1のレベルシフタで第1の電源電圧より高
い第2の電源電圧に応じた振幅のパルス信号に変換さ
れ、初段のフリップフロップに入力される。各フリップ
フロップでは、第2のレベルシフタにおいて、入力され
た第1の電源電圧に応じた振幅のマスタクロック信号が
第2の電源電圧に応じた振幅のクロック信号に変換され
て、変換後のクロック信号に同期して第1のレベルシフ
タで変換されたスタートパルス信号が初段から次段へと
順次にシフト転送される。そして、各フリップフロップ
の出力信号はデータ処理手段に順次に入力されて、画像
データ線を伝搬する画像データが順次にサンプリングさ
れ、サンプリング後のデータが入力レベルに応じたレベ
ルの信号として各データ線に供給される。これにより、
画像データが複数個の画素セルに対してに書き込まれ
る。
置の第1の実施形態を示す回路図であって、従来例を示
す図13と同一構成部分は同一符号をもって表してい
る。
ように、液晶表示パネル部10、データ線駆動回路20
A、外部コントローラ30、およびデータ信号処理回路
40により構成されている。そして、液晶表示パネル部
10およびデータ線駆動回路20AはポリシリコンTF
T基板上に集積され、外部コントローラ30およびデー
タ信号処理回路40は単結晶シリコン回路として構成さ
れている。
に示すように、液晶セルとTFTからなる画素セルPX
Cが水平、垂直方向にm、n個配置されている。画素セ
ルPXCの端子SおよびGはそれぞれデータ駆動信号端
子、ゲート駆動信号端子である。同一の水平方向ライン
に配置された画素セルPXCは、ゲート駆動信号端子G
が共通のゲート線GL1〜GLnに接続され、各ゲート
線GL1〜GLnはゲート線駆動回路11に接続されて
いる。また、同一の垂直方向列に配置された画素セルP
XCは、データ駆動信号端子Sが共通のデータ線DL1
〜DLmに接続され、各データ線DL1〜DLmはデー
タ線駆動回路20に接続されている。
トレジスタにより構成され、垂直同期信号VSYNCと
ラインクロックLCLKより、ライン選択信号を発生す
る。
列)データとして供給されるデジタルの画像データIM
Dを1ライン分のパラレル(並列)なアナログ信号に変
換する。具体的には、外部から入力されるデジタル画像
データIMDをサンプリングするサンプリング回路21
A、サンプリング回路21Aでサンプリングされたデー
タを格納するラインメモリ22、およびm本の各データ
線DL1〜DLmに対応して設けられたDAC(デジタ
ル−アナログ変換回路)23−1〜23−mから構成さ
れている。
ク信号線LMCK、データ信号線LDT、レベルシフタ
214、スイッチ回路215−1〜215−m、および
レベルシフト機能付きD型フリップフロップ220−1
〜220−mにより構成されている。
路215−1〜215−m、ラインメモリ22、および
m本の各データ線DL1〜DLmに対応して設けられた
DAC23−1〜23−mによりデータ処理手段が構成
される。
ントローラ30で生成された5V以下の外部電源電圧
(第1の電源電圧)VDD1、たとえば3Vの振幅のマ
スタクロック信号MCKを伝搬する。
処理回路40によるデジタル画像信号IMDを伝搬す
る。
4は、外部コントローラ30で生成された5V以下の外
部電源電圧VDD1たとえば3Vの振幅のスタートパル
ス信号STPを5V以上の内部電源電圧(第2の電源電
圧)VDD2たとえば15Vの振幅にレベルシフトして
初段のフリップフロップ220−1の入力端子Dに出力
する。
各フリップフロップ220−1〜220−mの出力端子
Qからの信号がハイレベルで制御端子に供給されたとき
に、データ信号線LDTとラインメモリ22の入力端子
とを作動的に接続する。これにより、画像データをサン
プリングする。
プ220−1〜220−mは、内部の高電源電圧VDD
2、たとえば15Vで動作し、マスタクロック信号線L
MCKを伝搬される5V以下の外部電源電圧VDD1、
たとえば3V振幅のマスタクロック信号MCKをクロッ
ク入力端子CKに受けて15V振幅のクロック信号に変
換するレベルシフタを有し、この変換後の15V振幅の
クロック信号に同期して前段のレベルシフタ214また
はフリップフロップ220−1〜220−m−1の出力
パルスをラッチして次段のフリップフロップ220−2
〜220−mの入力端子Dに出力するとともに、対応す
るスイッチ回路215−1〜215−mの制御端子に出
力する。具体的な接続形態は、クロック入力端子CKが
マスタクロック信号線LMCKに並列に接続され、初段
のフリップフロップ220−1の入力端子Dがレベルシ
フタ214の出力に接続され、出力端子Qと入力端子D
とが縦続接続され、かつ、各出力端子Qがそれぞれ対応
するスイッチ回路215−1〜215−mの制御端子に
接続された形態となっている。
きフリップフロップの構成例を示す回路図である。本例
は、マスタクロック信号MCKが互いに逆相の2相信号
として供給される場合である。このフリップフロップ2
20(−1〜−m)は、図2に示すように、レベルシフ
タ(第2のレベルシフタ)221,222、クロックド
インバータ223,224、インバータ225、および
CMOSインバータ等からなる出力バッファ226によ
り構成されている。
クロック信号MCKを15V振幅のクロック信号に変換
して、クロックドインバータ223,224に供給す
る。レベルシフタ222は、3V振幅のマスタクロック
信号MCKの逆相信号/MCK(/は反転を示す)を1
5V振幅のクロック信号に変換して、クロックドインバ
ータ223,224に供給する。
種々の構成が可能であるが、たとえばポリシリコンTF
T型であって、pチャネルとnチャネルのTFTが直列
接続された回路を2列有し、各pチャネルTFTのソー
スを電源電圧VDD2の供給ラインに接続し、各pチャ
ネルTFTのゲートと他方の列のnチャネルTFTのド
レインと交差結合し、各nチャネルTFTのゲートおよ
びソースをマスタクロック信号の入力ラインに接続し
た、いわゆるソース入力型の差動増幅器により構成され
る。
ルMOS(PMOS)トランジスタPT223、たとえ
ばCMOS構成のインバータINV223、およびnチ
ャネルMOS(NMOS)トランジスタNT223を、
内部の高電源電圧VDD2の供給ラインと接地ラインG
NDとの間に接続して構成され、PMOSトランジスタ
PT223のゲートにレベルシフタ221の出力クロッ
ク信号S221が供給され、NMOSトランジスタNT
223のゲートにレベルシフタ222の出力クロック信
号S222が供給される。そして、インバータINV2
23の入力端子が入力端子Dに接続され、出力端子がノ
ードND220に接続されており、このクロックドイン
バータ223により入力信号(スタートパルス信号)の
入力部が構成されている。
トランジスタPT224、たとえばCMOS構成のイン
バータINV224、およびNMOSトランジスタNT
224を、内部の高電源電圧VDD2の供給ラインと接
地ラインGNDとの間に接続して構成され、PMOSト
ランジスタPT224のゲートにレベルシフタ222の
出力クロック信号S222が供給され、NMOSトラン
ジスタNT224のゲートにレベルシフタ221の出力
クロック信号S221が供給される。そして、インバー
タINV224の入力端子がインバータINV225の
出力端子に接続され、出力端子がノードND220に接
続され、インバータINV225の入力端子がノードN
D220に接続されており、このクロックドインバータ
224およびインバータINV225によりデータラッ
チ部が構成されている。
バッファ226の入力端子がノードND220に接続さ
れ、出力端子がフリップフロップの出力端子Qに接続さ
れている。
部コントローラ30で発生され位相制御された、たとえ
ば3V振幅のマスタクロック信号MCKおよびスタート
パルス信号STP、並びにデータ信号処理回路40で処
理されたデジタル画像データIMDがデータ線駆動回路
20Aのサンプリング回路21Aに供給される。
幅のマスタクロック信号MCKは、マスタクロック信号
線LMCKを伝搬され、各フリップフロップ220−1
〜220−mのクロック入力端子CKに並列的に供給さ
れる。また、スタートパルス信号STPは、レベルシフ
タ214で15V振幅のパルス信号に変換され、初段の
フリップフロップ220−1の端子Dに入力される。
mでは、入力された3V振幅のマスタクロック信号MC
Kが15V振幅のクロック信号に変換されて、入力部お
よびラッチ部に供給される。そして、まず入力部におい
て、変換後の15V振幅のクロック信号に同期して前段
のレベルシフタ214またはフリップフロップ220−
1〜220−m−1 の出力パルスが取り込まれ、次の
クロックタイミングでラッチ部にラッチされ、このラッ
チデータが出力バッファ226を介して端子Qに伝達さ
れ、端子Qから次段のフリップフロップ220−2〜2
20−mの入力端子Dに出力されるとともに、対応する
スイッチ回路215−1〜215−mの制御端子に出力
される。
ータ信号線LDTに伝搬され、マスタクロック信号MC
Kで同期された各フリップフロップ220−1〜220
−mのQ出力により各スイッチ回路215−1〜215
−mが順次にオン、オフされる。これにより、データ信
号が順次にサンプリングされて、対応するラインメモリ
22の所定の領域に格納される。ラインメモリ22に格
納された画素データは、各データ線に対応して設けられ
たDAC23−1〜23−mにそれぞれ供給され、ここ
でアナログ信号に変換されて、各データ線DL1〜DL
mに供給される。また、ゲート線駆動回路11において
ライン選択信号が発生されて、所定のゲート線GL1〜
GLnに供給され、画像データがm個の画素セルに対し
て並列に書き込まれる。
よれば、外部コントローラ30で生成された5V以下の
外部電源電圧VDD1(たとえば3V)の振幅のマスタ
クロック信号MCKを伝搬するマスタクロック信号線L
MCKと、外部のデータ信号処理回路40によるデジタ
ル画像信号IMDを伝搬するデータ信号線LDTと、外
部コントローラ30で生成された外部電源電圧VDD1
の振幅のスタートパルス信号STPを5V以上の内部電
源電圧VDD2(たとえば15V)の振幅にレベルシフ
トするレベルシフタ214と、制御端子への信号がハイ
レベルで供給されたときに、データ信号線LDTとライ
ンメモリ22の入力端子とを作動的に接続し、画像デー
タをサンプリングするスイッチ回路215−1〜215
−mと、内部の高電源電圧VDD2で動作し、マスタク
ロック信号線LMCKを伝搬される外部電源電圧VDD
1振幅のマスタクロック信号MCKをクロック入力端子
CKに受けて15V振幅のクロック信号に変換し、この
変換後の15V振幅のクロック信号に同期して前段の出
力パルスをラッチして次段に出力するとともに、対応す
るスイッチ回路215−1〜215−mの制御端子に出
力するレベルシフト機能付きD型フリップフロップ22
0−1〜220−mとを有するサンプリング回路21A
を設けたので、低消費電力化、並びに高速化を実現でき
る利点がある。また、同一基板上に種々の高速デジタル
回路を一体形成することができることから、ディスプレ
イの高機能化、低コスト化、狭額縁化を実現できる利点
がある。
ップとしては、図2に示す回路に限定されるものではな
く、たとえば図3〜図8に示すような種々の構成が可能
であり、同様の効果を得ることができる。
フロップ220Aは、入力部をスイッチドインバータの
代わりに、レベルシフタ221の出力信号S221でオ
ン・オフ制御されるスイッチ回路227で構成し、ラッ
チ部はインバータ225と228の入出力同士を接続
し、かつインバータ225の出力端子とインバータ22
9の入力端子間にレベルシフタ222の出力信号S22
2でオン・オフ制御されるスイッチ回路229を設けて
構成されている。
リップフロップ220Bは、クロック入力が1相の場合
に対応した回路であり、レベルシフタ230が差動型ア
ンプにより構成され、このレベルシフタ230によりた
とえば15V振幅の非反転および反転のクロック信号S
230,S230Bを生成するように構成されている。
他の構成は図3と同様である。
フロップ220Cは、図2の回路構成に加えて、クロッ
ク信号用レベルシフタ221,222のオン・オフをコ
ントロールする制御回路240が設けられている。この
場合、制御回路240は、制御信号CTLを受けてたと
えばレベルシフタ221,222でレベルシフトを行う
必要があるときのみ駆動信号S240を各レベルシフタ
221,222の出力し、レベルシフタ221,222
をアクティブ状態に保持させる。このような構成によれ
ば、さらなる低消費電力化を実現できる利点がある。な
お、レベルシフタ221,222として、たとえば、い
わゆるソース入力型の差動アンプが使用された場合、制
御回路240には、レベルシフタからクロック信号線に
流れ込む電流を制限する機能が付加される。
フロップ220Dは、図5のように制御回路を設ける代
わりに、入力スタートパルス信号STPと出力バッファ
226の出力信号S226との論理和をとるOR回路2
41を設け、OR回路241の出力信号S241で、レ
ベルシフトを行う必要があるときのみレベルシフタ22
1,222をアクティブ状態に保持させるように構成さ
れている。
フロップ220Eは、図5の構成に加えて、制御回路2
30の出力信号S240を強制的に確定させ、レベルシ
フタ221,222を強制的に非アクティブにさせるこ
とができるスイッチ回路242が信号S240の出力ラ
インと接地ラインとの間に設けられている。このスイッ
チ回路242は、たとえばパワーオン時等にアクティブ
になるリセット信号RSTによりオン・オフされる。こ
のように、スイッチ回路242を電源投入時にオンさせ
ることにより、スタート時の余分な回路動作を防ぐこと
ができ、安定したスタートアップ動作が可能となる。
フロップ220Fは、クロック入力が1相の場合に対応
した回路であり、レベルシフタ230が差動型アンプに
より構成され、このレベルシフタ230によりたとえば
15V振幅の非反転および反転のクロック信号S23
0,S230Bを生成するように構成されている。他の
構成は図7と同様である。
ップフロップ220Eを用いたサンプリング回路21の
要部であるシフトレジスタ部のシステム構成を示すブロ
ック図である。
ーラ30を構成する、マスタクロック発生回路31、ス
タートパルス発生回路32、並びに、リセットコントロ
ール回路50が単結晶シリコン回路として形成されてい
る。これらの単結晶シリコン回路は、電源電圧VDD1
で動作する。また、ポリシリコンTFT回路側では、リ
セットコントロール回路50からの制御信号CTLを受
けて、各リセット機能並びにレベルシフト機能付きフリ
ップフロップ220E−1〜220E−4にリセット信
号RSTを供給するリセットパルスインタフェース回路
221が設けられている。
リセットコントロール回路50により制御信号CTLが
リセットパルスインタフェース回路221に入力され
る。これにより、リセットパルスインタフェース回路2
21からリセット信号RSTが各フリップフロップ22
0E−1〜220E−4のリセット端子rstに並列に
供給され、全フリップフロップ220E−1〜220E
−4内のレベルシフタ221,222が非アクティブに
される。その後、全フリップフロップ220E−1〜2
20E−4は安定したスタートアップ状態となる。次
に、第1段(初段)目のフリップフロップ220E−1
の入力端子Dに、レベルシフタ214でレベル変換され
た高電圧(たとえば15V)振幅のスタートパルス信号
STPが入力される。マスタクロック信号線LMCKを
伝搬される低電圧(たとえば3V)振幅のマスタクロッ
ク信号MCKがレベルシフタで高電圧振幅のクロック信
号に変換され、この変換後のクロック信号に同期して、
スタートパルス信号STPが次の段に順次転送されてい
く。なお、図9の回路ではマスタクロック信号MCKは
2相の場合の構成例であり、2つのクロック信号はフリ
ップフロップ1段おきに入れ替えられて入力される。し
たがって、図9の回路ではフリップフロップの各出力
は、入力より1/2クロック周期遅延したものとなる。
行われる。
号MCKが単結晶シリコン回路から直接供給されて、そ
の振幅のままでマスタクロック信号線LMCKを伝搬さ
れることから、低消費電力化が実現されるとともに、ク
ロック位相遅延が小さくなり、シフトレジスタシステム
およびサンプリングシステムが高速で動作可能となる。
リップフロップ220Eを用いたサンプリング回路21
の要部であるシフトレジスタ部の他のシステム構成を示
すブロック図である。
組み合わせ回路の入力にして、この組み合わせ回路、た
とえばOR回路222の出力を所定の制御パルスとする
例を示している。図10の回路では、組み合わせ回路を
通すとパルスの位相遅延が増大してしまうため、組み合
わせ回路の出力段にフリップフロップ220E−4を接
続して位相制御を行っている。
れるとともに、クロック位相遅延が小さくなり、シフト
レジスタシステムが高速で動作可能となる。
装置の第2の実施形態を示す回路図である。
態と異なる点は、データ線駆動回路に入力される画像デ
ータがデジタル信号ではなくアナログ信号であることで
ある。それに伴い、本第2の実施形態においては、デー
タ線駆動回路20Bが、図1に示すサンプリング回路2
1Aを設けた構成となっている。
DTを伝搬されるアナログ画像信号IMDAは、各フリ
ップフロップ220−1〜220−mの出力端子Qから
の信号がハイレベルでスイッチ回路215−1〜215
−mの制御端子に供給されたときに、各データ線DL1
〜DLmに作動的に順次供給される。
の実施形態と同様の効果を得ることができる。
低消費電力化、並びに高速化を実現できる利点がある。
置の第1の実施形態を示す回路図である。
ロップの第1の構成例を示す回路図である。
ロップの第2の構成例を示す回路図である。
ロップの第3の構成例を示す回路図である。
ロップの第4の構成例を示す回路図である。
ロップの第5の構成例を示す回路図である。
ロップの第6の構成例を示す回路図である。
ロップの第7の構成例を示す回路図である。
を用いたサンプリング回路の要部であるシフトレジスタ
部のシステム構成を示すブロック図である。
プを用いたサンプリング回路の要部であるシフトレジス
タ部の他のシステム構成を示すブロック図である。
装置の第2の実施形態を示す回路図である。
路を示す図である。
を示す回路図である。
動回路、21A…サンプリング回路、214…レベルシ
フタ、220−1〜220−m,220A〜220F…
レベルシフト機能付きフリップフロップ、221…リセ
ットパルスインタフェース回路、230…差動アンプ型
レベルシフタ、240…制御回路、241…OR回路、
242…スイッチ回路、22…ラインメモリ、23−1
〜23−m…DAC(デジタル−アナログ変換回路)、
30…外部コントローラ、31…マスタクロック発生回
路、32…スタートパルス発生回路、40…データ信号
処理回路、50…リセットコントロール回路、LMCK
…マスタクロック信号線、LDT…データ信号線。
Claims (12)
- 【請求項1】 画像データを受けて、画素セルが接続さ
れた複数のデータ線に、入力データに応じたレベルの信
号出力を行って所定の画素セルへの書き込み行う液晶表
示装置であって、 第1の電源電圧に応じた振幅を有する外部からのマスタ
クロック信号を伝搬するマスタクロック信号線と、上記
画像データを伝搬する画像データ線と、上記第1の電源
電圧に応じた振幅を有する外部からのスタートパルス信
号を第1の電源電圧より高い第2の電源電圧に応じた振
幅を有するスタートパルス信号に変換する第1のレベル
シフタと、クロック入力端子が上記マスタクロック信号
線に並列に接続され、当該クロック入力端子に入力され
た第1の電源電圧に応じた振幅を有するマスタクロック
信号を第2の電源電圧に応じた振幅を有するクロック信
号に変換する第2のレベルシフタを有し、変換後のクロ
ック信号に同期して上記第1のレベルシフタで変換され
たスタートパルス信号を初段から次段へと順次にシフト
する縦続接続された複数のフリップフロップと、上記各
フリップフロップの出力信号を順次に受けて上記画像デ
ータ線を伝搬する画像データを順次にサンプリングし、
サンプリング後のデータを上記入力データに応じたレベ
ルの信号として各データ線に供給するデータ処理手段と
を有するデータ線駆動回路を有する液晶表示装置。 - 【請求項2】 上記第2のレベルシフタをレベル変換が
必要な期間のみアクティブ状態に制御する制御回路を有
する請求項1記載の液晶表示装置。 - 【請求項3】 上記フリップフロップへ入力されるスタ
ートパルス信号と当該フリップフロップの出力信号に基
づいて上記第2のレベルシフタのアクティブ状態を制御
する手段を有する請求項1記載の液晶表示装置。 - 【請求項4】 上記第2のレベルシフタは、TFTで構
成されるソース入力型差動増幅器からなり、 上記第2のレベルシフタからクロック信号線に流れる電
流を必要時以外制限する手段を有する請求項2記載の液
晶表示装置。 - 【請求項5】 上記制御回路の制御出力を強制的に決定
可能な手段を有する請求項2記載の液晶表示装置。 - 【請求項6】 上記データ線駆動回路はポリシリコンT
FTにより液晶表示部と一体的に形成されている請求項
1記載の液晶表示装置。 - 【請求項7】 画像データを受けて、画素セルが接続さ
れた複数のデータ線に、入力データに応じたレベルの信
号出力を行って所定の画素セルへの書き込み行う液晶表
示装置のデータ線駆動回路であって、 第1の電源電圧に応じた振幅を有する外部からのマスタ
クロック信号を伝搬するマスタクロック信号線と、 上記画像データを伝搬する画像データ線と、 上記第1の電源電圧に応じた振幅を有する外部からのス
タートパルス信号を第1の電源電圧より高い第2の電源
電圧に応じた振幅を有するスタートパルス信号に変換す
る第1のレベルシフタと、 クロック入力端子が上記マスタクロック信号線に並列に
接続され、当該クロック入力端子に入力された第1の電
源電圧に応じた振幅を有するマスタクロック信号を第2
の電源電圧に応じた振幅を有するクロック信号に変換す
る第2のレベルシフタを有し、変換後のクロック信号に
同期して上記第1のレベルシフタで変換されたスタート
パルス信号を初段から次段へと順次にシフトする縦続接
続された複数のフリップフロップと、 上記各フリップフロップの出力信号を順次に受けて上記
画像データ線を伝搬する画像データを順次にサンプリン
グし、サンプリング後のデータを上記入力データに応じ
たレベルの信号として各データ線に供給するデータ処理
手段とを有する液晶表示装置のデータ線駆動回路。 - 【請求項8】 上記第2のレベルシフタをレベル変換が
必要な期間のみアクティブ状態に制御する制御回路を有
する請求項7記載の液晶表示装置のデータ線駆動回路。 - 【請求項9】 上記フリップフロップへ入力されるスタ
ートパルス信号と当該フリップフロップの出力信号に基
づいて上記第2のレベルシフタのアクティブ状態を制御
する手段を有する請求項7記載の液晶表示装置のデータ
線駆動回路。 - 【請求項10】 上記第2のレベルシフタは、TFTで
構成されるソース入力型差動増幅器からなり、 上記第2のレベルシフタからクロック信号線に流れる電
流を必要時以外制限する手段を有する請求項8記載の液
晶表示装置のデータ線駆動回路。 - 【請求項11】 上記制御回路の制御出力を強制的に決
定可能な手段を有する請求項8記載の液晶表示装置のデ
ータ線駆動回路。 - 【請求項12】 ポリシリコンTFTにより液晶表示部
と一体的に形成されている請求項7記載の液晶表示装置
のデータ線駆動回路。
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