JP2000112444A - 液晶駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＣＤを表示させる際の交流駆動に伴う画像
劣化を回避して、良好な表示を得ることを目的とする。 【解決手段】 表示駆動装置（信号ドライバ）は、ＲＧ
Ｂ反転信号（画像信号）をサンプルホールドし、ホール
ディングした画像信号を１ライン毎に信号ライン３に出
力する。また、ドライバの出力端子には静電気保護ダイ
オード２９，３０がある。補助容量信号線４には液晶を
交流駆動するために水平走査期間ごとに反転する補助容
量駆動信号が印加される。一方、ＬＣＤのＴＦＴ基板上
では信号ラインと補助容量信号線は絶縁膜を介して交差
しているため、交差箇所には容量があり、補助容量信号
線の信号が反転するとき、その容量及び保護ダイオード
３０の接合容量、回路内の配線抵抗を通して過渡電流が
流れグランド電位Ｖｓｓが変動する。その影響によりア
ンプ２７，２８の出力電圧が変動するが、同時に、信号
出力端子３３に接続された容量３１に補助容量駆動信号
と逆位相の容量駆動信号Ｖｃｌを印加することにより前
記出力電圧の変動を相殺する。これにより出力電圧の変
動を低減して表示画質の劣化を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、アクティブマト
リックス型の液晶表示装置の交流駆動に伴う表示画質の
劣化を防ぐ液晶駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクティブマトリックス型の液晶表示装
置（以下、ＬＣＤ）の駆動回路は、ＬＣＤの信号ライン
を駆動する信号ドライバと、ＬＣＤの走査ラインを順次
走査する走査ドライバとから構成される。

【０００３】走査ドライバは、ＬＣＤの走査ラインを順
次選択し、選択した走査ラインに所定のゲートパルスを
印加する。

【０００４】信号ドライバは、ＬＣＤの各信号ラインに
接続された２系統のサンプル／ホールド回路を備え、画
像信号を系統毎に１水平期間単位で交互にサンプリング
及びホールディングし、ホールディングした画像信号を
１ライン（１水平走査）単位でパラレルに信号ラインに
出力する。

【０００５】図５に、信号ドライバの１信号ライン分の
構成と、それに接続されるＬＣＤのＴＦＴ基板に設けら
れた表示画素部分の構成を示す。

【０００６】この回路は、２系統のサンプル／ホールド
回路と２系統の増幅回路とを備え、スイッチ１０１〜１
０４と、コンデンサ１０５，１０６と、アンプ１０７，
１０８と，保護ダイオード１０９，１１０から構成され
る。前記保護ダイオードは、回路を静電気ノイズから保
護するためのものである。信号ドライバはスイッチ１０
１及び１０２を交互にオンして、各系統に画像信号をサ
ンプリングし、サンプリングした画像信号をコンデンサ
１０５及び１０６に蓄え、スイッチ１０３，１０４を交
互にオンして、コンデンサ１０５及び１０６に蓄えられ
た画像信号をアンプ１０７及び１０８により増幅して信
号ラインに出力する。

【０００７】ＬＣＤの表示画素は、画素電極ごとに形成
された薄膜トランジスタＴＦＴと、該薄膜トランジスタ
のゲート電極に接続される走査ライン１１１とソース電
極に接続される信号ライン１１２と、表示電荷を保持す
るための補助容量Ｃｓに接続された補助容量信号線１１
３と、画素電極と液晶を挟んで対向する対向共通電極よ
りなる画素容量ＣＬＣとから構成される。

【０００８】補助容量信号線と共通電極へは図７（ａ）
に示す１水平期間ごとに、波形の中心レベルに対して反
転する共通電極駆動信号Ｖｃｏｍ及び補助容量駆動信号
Ｖｃｓが印加される。共通電極駆動信号Ｖｃｏｍと補助
容量駆動信号Ｖｃｓは通常同じである。液晶を交流駆動
するため信号ラインに印加される表示信号Ｖｓｉｇは前
記対向電極駆動信号Ｖｃｏｍの変化に合わせて反転する
波形となっている。

【０００９】走査ライン１１１，信号ライン１１２，補
助容量信号線１１３は共に薄膜トランジスタＴＦＴが形
成された基板上に形成されており、信号ライン１１２は
走査ライン１１１及び補助容量信号線１１３は交差した
配置となる。従って信号ライン１１２と補助容量信号線
１１３は交差箇所で絶縁膜を挟んで重なった構造となっ
ている。従って、この箇所では信号ライン１１２と補助
容量信号線１１３の間に層間容量１１４が存在すること
になる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記保護ダイオード１
０９，１１０はドライバ集積回路内に形成されたもので
あり、接合型ダイオードである。この接合型ダイオード
の場合、逆方向電圧が印加された状態では接合容量を持
つ特性となり、等価回路としては接合容量と高抵抗の並
列回路となる。従って、前記図５の信号ドライバの１系
統の等価回路は図６に示すようになる。

【００１１】前記のように補助容量信号線１１３に印加
される補助容量駆動信号は図７（ａ）に示すような水平
期間ごとに反転される矩形波であり、この信号の振幅は
６〜８Ｖ程度である。従って、補助容量駆動信号の電圧
が反転するときの高周波成分は容量部分を通過すること
になるため、層間容量１１４とダイオード１１０の接合
容量１１７を通して過渡電流１１８が流れる。この過渡
電流１１８は、この回路のグランドＶｓｓから信号ドラ
イバ集積回路内の配線抵抗１１５を通って、この回路に
接続される電源のグランドへ流れる。この配線抵抗１１
５による電圧降下があることによって前記過渡電流が流
れたときにグランドＶｓｓの電位が０Ｖから変動するこ
とになる。このときの電位の変化を図７（ｂ）に示す。
このようにグランドＶｓｓの電位が変化すると、蓄積コ
ンデンサ１０５に保持されている電荷は一定であるの
で、Ｖｓｓの電位の変動に伴ってアンプ１０７を通した
信号ラインへの出力電圧が図７（ｃ）に示すように変動
することになる。この出力電圧変動の表示への影響の程
度は出力電圧の大きさによって変わり、従って、表示画
像が劣化することになる。

【００１２】この発明は、上記実状に鑑みてなされたも
ので、表示画像が補助容量駆動信号の変化に影響されな
くすることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】複数の信号ラインと、該
信号ラインと交差方向に形成された複数の走査ラインと
補助容量信号線、または、補助容量線を兼ねた走査ライ
ンと、各交点近傍に配置された画素電極及び補助容量
と、対向する共通電極、とで形成された液晶表示装置の
表示駆動装置において、矩形波信号による共通電極駆動
信号を前記共通電極に供給する共通電極駆動手段と、矩
形波信号による補助容量駆動信号を前記補助容量信号線
に供給する補助容量信号線駆動手段と、サンプルホール
ド手段がホールディングした画像信号を増幅して、対応
する前記各信号ラインに接続される信号出力端子に供給
する信号出力手段と、前記信号出力端子に接続され、静
電気破壊を防ぐための信号出力端子保護手段と、前記信
号出力端子に容量が接続され、該容量に容量駆動信号と
して矩形波信号を供給する出力端子容量駆動手段と、を
備えることを特徴とする。

【００１４】この発明によれば、前記出力端子容量駆動
手段は、前記出力端子に接続された容量に容量駆動信号
として補助容量駆動信号と逆位相の矩形波信号を印加す
る。即ち、その反転タイミングが前記補助容量駆動信号
の反転タイミングと同時であり、且つ、反転方向が互い
に逆方向である。この結果、補助容量電極信号の反転の
影響による信号出力電圧の変動と前記出力端子容量駆動
手段による信号出力電圧の変動が互いに逆方向となり、
変動量が相殺されて低減され、表示画像の劣化を少なく
することができる。

【００１５】前記出力端子容量駆動手段は、走査ライン
が補助容量信号線を兼ねた構造のＴＦＴ基板の場合、走
査ラインに印加される信号はゲート選択信号と補助容量
駆動信号が組み合わされた信号であり、共通電極信号の
反転と同じタイミングでの変化を含んでいるため、共通
電極信号の反転と同じタイミングで容量駆動信号が反転
するとしてもよい。この場合、前記と同じく、信号出力
電圧の変動の影響を低減することができ、表示画像の劣
化を少なくすることができる。

【００１６】前記出力端子容量駆動手段において、前記
信号出力端子に接続される容量の大きさを該信号出力端
子に接続される液晶表示装置の負荷容量と同程度として
もよい。この場合、前記出力端子容量駆動手段による容
量駆動信号反転時の出力端子の電圧変動量を補助容量信
号反転時の電圧変動量と同程度で逆方向とすることがで
きる。その結果、補助容量電極信号の反転の影響による
信号出力電圧の変動を更に低減することができ、表示画
像の劣化を更に少なくすることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態にかかる液晶駆動装置を説明する。図１
は、この発明の実施の形態にかかる液晶駆動装置と液晶
表示パネルの一例を示すブロック図である。ＬＣＤ１
は、ＴＦＴ基板と液晶を介して対向する共通電極からな
り、ＴＦＴ基板はマトリックス状に配置された画素電極
とＴＦＴと補助容量Ｃｓとを備えており、各画素電極は
対応するＴＦＴの電流路を介して対応する信号ライン３
に接続されている。補助容量電極は、画素電極の下に絶
縁膜を介して配置され、画素電極との間で容量を形成し
ており、共通する補助容量信号線４に接続されている。
また、各列のＴＦＴのゲートは、共通する走査ライン２
に接続されている。ＬＣＤ１は、走査ライン２及び信号
ライン３を通じて、画素電極と共通電極と液晶から形成
される画素容量ＣＬＣに電荷を充電することにより、液
晶の配光を制御して画像を表示する。また、同時に補助
容量に電荷が充電され、走査期間中画素電位を保持す
る。

【００１８】走査ドライバ１０は、ＬＣＤコントローラ
１１から供給された垂直制御信号に従って、ＬＣＤ１の
走査ライン２を順次選択し、選択した走査ライン２にゲ
ートパルスを印加する。

【００１９】アンプ６はＬＣＤコントローラ１１から供
給されるフィールドライン反転信号に従って、共通電極
信号及び補助容量信号の電圧を、１フィールド毎１水平
期間（１ライン）毎に、その変化幅の中心電圧に対して
極性反転してＬＣＤ１に供給する。

【００２０】信号ドライバ７は、ＬＣＤコントローラ１
１から供給される水平制御信号に従って、映像信号入力
回路９より供給されるＲＧＢ反転信号（画像信号）を、
１ライン分（１水平走査分）サンプリング及びホールデ
ィングし、ホールディングした画像信号を１ライン（１
水平走査）単位でパラレルに信号ライン３に出力する。

【００２１】容量駆動回路８は、信号ライン３に接続さ
れた容量に補助容量駆動信号と逆位相の容量駆動信号を
印加する。

【００２２】図２に、信号ドライバ７と独立電源回路及
びＬＣＤパネルによる１つの信号ライン分のＬＣＤ表示
回路の構成を示す。信号ドライバ回路部分は、２系統の
サンプル／ホールド回路と２系統の増幅器と静電気保護
回路とを備える。第１の系統は、スイッチ２１、コンデ
ンサ２５、アンプ２７、スイッチ２３、からなる。第２
の系統は、スイッチ２２、コンデンサ２６、アンプ２
８、スイッチ２４からなる。静電気保護回路はダイオー
ド２９，３０からなり、信号出力端子３３と回路のグラ
ンドＶｓｓ及び電源ラインＶｄｄ１間に接続される。

【００２３】容量駆動回路８は、容量３１と容量駆動信
号ＶＣＬよりなる。

【００２４】ＬＣＤパネル部分は、信号ライン３と走査
ライン２と、それらに接続されるＴＦＴと、補助容量電
極に接続される補助容量信号線４と、信号ライン３と補
助容量信号線４が絶縁膜を介して交差していることによ
る層間容量３４よりなる。

【００２５】前記保護ダイオード２９、３０は接合容量
と高抵抗の並列回路とみなすことができ、従って、図２
に示した回路の１系統の等価回路は図３に示すようにな
る。また、この回路部分のグランドＶｓｓと、この回路
に接続される電源のグランド間には信号ドライバ集積回
路内部の配線抵抗３５がある。

【００２６】補助容量信号線４に印加される補助容量駆
動信号電圧が反転するときの高周波成分は容量部分を通
過するため、層間容量３４とダイオード３０の接合容量
３７を通して過渡電流３８が流れる。この過渡電流３８
は配線抵抗３５を通って電源のグランド端子へ流れる。
この配線抵抗３５による電圧降下により回路のグランド
Ｖｓｓ電位が０Ｖから変動する。このグランド電位の変
動に伴ってアンプ２７を通した信号出力端子３３の出力
電圧が変動する。しかし、同時に、信号出力端子３３に
接続された容量３１に補助容量信号線４に印加される補
助容量駆動信号と逆位相の容量駆動信号ＶＣＬを印加す
る。この容量駆動信号ＶＣＬが反転時する際の信号出力
端子３３の電圧変動は前記補助容量駆動信号が反転する
際の電圧変動と方向が逆となるため、電圧変動が相殺さ
れ、変動量が低減される。従って、補助容量電極信号の
反転の影響による信号出力電圧の変動を低減させること
ができ、表示画像の劣化を低減させることができる。

【００２７】以下、この実施の形態にかかる表示駆動装
置が行う駆動動作について説明する。走査ドライバ１０
は、ＬＣＤコントローラ１１から供給された垂直制御信
号に従って、ＬＣＤ１の走査ライン２に順次、ゲートパ
ルスを供給する。

【００２８】アンプ６はＬＣＤコントローラ１１から供
給されるフィールドライン反転信号に従って、１フィー
ルド毎１水平期間（１ライン）毎に、波形が、その平均
レベルに対して反転する波形を、共通電極５に共通電極
駆動信号として、及び、補助容量信号線４に補助容量駆
動信号として供給する。

【００２９】信号ドライバ７は、ＬＣＤコントローラ１
１から供給される水平制御信号に従って、１ライン分
（１水平走査期間分）の映像信号入力部分より供給され
るＲＧＢ反転信号（画像信号）をサンプリングし、且
つ、ホールディングしている前水平走査期間分のＲＧＢ
反転信号（画像信号）を信号出力端子３３に出力し、信
号ライン３に供給する。また、前記補助容量駆動信号と
逆位相の容量駆動信号ＶＣＬを信号出力端子３３に接続
された容量３１に供給する。

【００３０】以下、水平制御信号に従って行われる信号
ラインへの信号制御動作について、図２に示す１つの信
号ライン分の駆動回路及び図３に示す等価回路と、図４
に示すタイムチャートを参照して説明する。

【００３１】スイッチ制御信号は図４（ｃ）〜（ｆ）に
示すようになり、図４に示す水平走査期間Aのサンプリ
ング・ホールディング期間では、スイッチ２１、２４が
オン、スイッチ２２，２３がオフとなり、第１系統のコ
ンデンサ２５はＲＧＢ反転信号をサンプリングする。次
の水平走査期間Ｂのサンプリング・ホールディング期間
では、スイッチ２２、２３がオン、スイッチ２１，２４
がオフとなり、コンデンサ２５はサンプリングした画像
信号をホールディングする。そしてアンプ２７とスイッ
チ２３を通してホールディングされた画像信号が信号出
力端子３３に出力される。

【００３２】容量３１に印加される容量駆動信号ＶＣＬ
は図４（ｂ）に示すような波形であり、図４（ａ）に示
す補助容量駆動信号Ｖｃｓに対して逆位相となってい
る。

【００３３】まず、前記容量駆動信号ＶＣＬが印加され
いていない場合、図４（ａ）の補助容量駆動信号Ｖｃｓ
の信号電圧が反転するときの高周波成分は容量部分を通
過するため、図３に示したように、過渡電流Ａ３８が層
間容量３４と保護ダイオード３０の接合容量３７と配線
抵抗３５を通って電源のグランド端子へ流れる。この配
線抵抗３５による電圧降下により回路のグランド電位Ｖ
ｓｓが図４（ｇ）に示すように、０Ｖから変動する。こ
のグランド電位の変動に伴ってアンプ２７、２８の出力
電圧は変動する。次に、前記容量駆動信号が容量３１に
印加された場合、これによる過渡電流Ｂ３９が前記過渡
電流Ａ３８と同様に保護ダイオード３０の接合容量３７
と配線抵抗３５を通って電源のグランド端子へ流れる。
しかし、前記のように容量駆動信号と補助容量駆動信号
とは逆位相であるため信号反転の方向が互いに逆方向で
あるため過渡電流Ｂ３９は過渡電流Ａ３８に対して逆方
向となる。従って、この過渡電流Ｂ３９によるグランド
電位Ｖｓｓの変動は図４（ｈ）に示すような形となる。

【００３４】従って、補助容量駆動信号Ｖｃｓと容量駆
動信号ＶＣＬとが同時に印加された場合には、それぞれ
によるグランド電位Ｖｓｓの変動方向が逆方向であるた
め、互いに相殺されて、図４（ｉ）に示すように、グラ
ンド電位の変動は低減される。それによって、図４
（ｊ）に示すように信号ライン３に供給される信号波形
Ｖｓｉｇの波形の乱れが低減され、表示画質の劣化が低
減される。

【００３５】上記の実施の形態では、容量駆動信号ＶＣ
Ｌを補助容量駆動信号Ｖｃｓに対して逆位相である、と
したが、走査ラインが補助容量信号線を兼ねる形式のＬ
ＣＤの場合には、共通電極駆動信号に対して逆位相であ
る、としてもよい。この場合、補助容量信号が交流駆動
のために反転するタイミングと共通電極信号が反転する
タイミングは同じであるため、前記と同じく回路のグラ
ンド電位Ｖｓｓの変動による信号波形Ｖｓｉｇの変動を
低減させることができる。

【００３６】上記の実施の形態では、信号出力端子３３
に接続される容量３１の大きさを規定していないが、信
号ライン３に繋がる複数の層間容量３４による負荷容量
と同程度にしてもよい。例えば、図５に示すように、独
立電源接続回路でスイッチ２９を介して、サンプルホー
ルド回路や増幅回路のグランドＶｓｓとは別の、グラン
ド電位に接続する構成としてもよい。その場合、前記補
助容量駆動信号Ｖｃｓによるグランド電位の変動量と容
量駆動信号ＶＣＬによるグランド電位の変動量を、変動
方向が逆方向で変動量が同程度、とすることができるた
め、グランド電位の変動量を更に低減させることがで
き、表示画質の劣化が更に低減される。

【００３７】上記の実施の形態では、信号出力端子３３
に接続される容量３１の大きさを信号ライン３に繋がる
複数の層間容量３４による負荷容量と同程度としたが、
容量３１に印加される容量駆動信号の振幅を、グランド
電位の変動量が最小限となるように調整するようにして
もよい。この場合も、上記と同様に表示画質の劣化が低
減される。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、液晶駆動装置は、
交流駆動に伴う補助容量駆動電圧の反転時の表示信号電
圧波形の乱れを回避して表示画質の劣化を防ぐことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態にかかる表示駆動装置と
液晶表示パネルの一例を示すブロック図である。

【図２】この発明の第１の実施の形態にかかる１つの信
号ライン分のドライバ回路を示す回路図である。

【図３】図２に示す１つの信号ライン分のドライバ回路
の等価回路である。

【図４】この発明の第１の実施の形態にかかる１つの信
号ライン分のドライバ回路の動作を示すタイミングチャ
ートである。

【図５】従来の１つの信号ライン分のドライバ回路を示
す回路図である。

【図６】従来の１つの信号ライン分のドライバ回路の等
価回路である。

【図７】従来の１つの信号ライン分のドライバ回路によ
る信号波形を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１…ＬＣＤパネル、２…走査ライン、３…信号ライン、
４…補助容量信号線、５…共通電極信号線、６…アン
プ、７…信号ドライバ、８…容量駆動回路、９…映像信
号入力回路、１０…走査ドライバ、１１…ＬＣＤコント
ローラ、３１…容量、３２…容量駆動信号、３４…層間
容量、３５…配線抵抗、３７…保護ダイオードの接合容
量、３８…過渡電流Ａ、３９…過渡電流Ｂ、１１２…信
号ライン、１１３…補助容量信号線、１１４…層間容
量、１１５…配線抵抗、１１７…保護ダイオードの接合
容量、１１８…過渡電流

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の信号ラインと、該信号ラインと交
   差方向に形成された複数の走査ラインと補助容量信号
   線、または、補助容量線を兼ねた走査ラインと、各交点
   近傍に配置された画素電極及び補助容量と、対向する共
   通電極、とで形成された液晶表示装置の表示駆動装置に
   おいて、 矩形波信号による共通電極駆動信号を前記共通電極に供
   給する共通電極駆動手段と、 矩形波信号による補助容量駆動信号を前記補助容量信号
   線に供給する補助容量信号線駆動手段と、 サンプルホールド手段がホールディングした画像信号を
   増幅して、対応する前記各信号ラインに接続される信号
   出力端子に供給する信号出力手段と、 前記信号出力端子に接続され、静電気破壊を防ぐための
   信号出力端子保護手段と、 前記信号出力端子に容量が接続され、該容量に容量駆動
   信号として矩形波信号を供給する出力端子容量駆動手段
   と、 を備えることを特徴とする液晶駆動装置。
2. 【請求項２】 前記出力端子容量駆動手段において、前
   記容量駆動信号の位相が補助容量駆動信号の位相と逆で
   ある、 ことを特徴とする請求項１に記載の液晶駆動装置。
3. 【請求項３】 前記出力端子容量駆動手段において、前
   記容量駆動信号の位相が共通電極駆動信号の位相と逆で
   ある、 ことを特徴とする請求項１に記載の液晶駆動装置。
4. 【請求項４】 前記出力端子容量駆動手段において、前
   記信号出力端子に接続される容量の大きさが、該信号出
   力端子に接続される液晶表示装置の負荷容量と同程度で
   ある、 ことを特徴とする請求項１に記載の液晶駆動装置。