JP2000147458A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の液晶表示装置では、レベルシフタ回路
での消費電力が大きく、信頼性にも課題があった。 【解決手段】 映像信号を液晶パネル１３表示用の信号
に変換する映像信号処理回路６と、映像信号処理回路６
からの信号に基づいて制御信号を発生するコントローラ
回路７と、その制御信号を５Ｖ以上の電圧の制御信号に
変換するレベルシフタ回路８と、液晶パネル１３とを備
え、その液晶パネル１３に、複数の走査線Ｇおよび複数
の信号線Ｓと、走査線Ｇと信号線Ｓとの交差部付近の複
数の液晶セル３と、レベルシフタ回路８からの制御信号
を入力し走査線Ｇを順次選択する走査線駆動回路４と、
映像信号処理回路６からの映像信号とレベルシフタ回路
８からの制御信号とを入力し、制御信号に基づいて、複
数の信号線Ｓ全部を走査する信号線駆動回路５とを設
け、コントローラ回路７とレベルシフタ回路８とを同一
の単結晶シリコン半導体チップを用いて形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多結晶シリコンを
用いて形成した構成要素を備えた液晶表示装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置は薄型、省電力とい
った点から注目され、より一層の小型化および高性能化
への要望が高まっている。

【０００３】このような要望に対して、多結晶シリコン
を用いて同一プロセスで形成した、各画素のスイッチン
グ素子と駆動回路とを備えたアクティブマトリクス液晶
表示装置というものがある。

【０００４】図３に、上述したスイッチング素子と駆動
回路との形成に多結晶シリコンを用いた従来の液晶表示
装置の回路構成図を示す。同図において、１は表示画素
部であり、走査線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４・・と、信号
線Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・との交差部付近にスイッチング
素子２と液晶セル３とが配置され、各走査線は走査線駆
動回路４に接続されており、その走査線駆動回路４によ
って、１水平期間毎に、複数の走査線のなかから１つの
走査線が順次選択される。各信号線は信号線駆動回路５
に接続されており、信号線駆動回路５によって、各１水
平期間内に、走査線駆動回路４に選択された走査線上の
複数の信号線全部が走査され、映像信号処理回路６から
の映像信号１０がサンプリングされて画素領域（液晶セ
ル３）に点順次で書き込まれる。スイッチング素子２、
走査線駆動回路４および信号線駆動回路５は、所定のガ
ラス基板上に多結晶シリコンで形成されており、通常は
５Ｖ以上の高電圧で動作する。７はコントローラ回路で
あり、走査線駆動回路４、信号線駆動回路５への各制御
信号１２を発生する。また、コントローラ回路７は、単
結晶シリコン半導体で形成されているため、その各制御
信号１２出力は通常５Ｖ以下の振幅なので、液晶パネル
１３に含まれる多結晶シリコンで形成されたレベルシフ
タ回路８により、５Ｖ以上の高電圧に変換されてから、
走査線駆動回路４および信号線駆動回路５に供給され
る。なお、レベルシフタ回路８も所定のガラス基板上に
形成されている。また、６は映像信号処理回路であり、
所定の映像信号を入力し、液晶パネル１３表示用の映像
信号１０に変換し、その映像信号１０を信号線駆動回路
５に供給するものであって、映像信号１０は液晶パネル
１３で表示される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に液晶パネル１３内の各構成要素に用いられる多結晶シ
リコンの特性や信頼性は単結晶シリコンに比べると大き
く劣る。例えば多結晶シリコンは、単結晶シリコンに比
べて電気抵抗が大きいといったことや、高速スイッチ切
り替え回路に用いることができない等の点で単結晶シリ
コンに劣る。

【０００６】ここで図４に、図３のレベルシフタ回路８
の内部回路構成を示す。同図において、５１は５Ｖ以下
の入力電圧を５Ｖ以上の出力電圧に変換する電圧変換回
路であり、多結晶シリコンで構成されているため、走査
線駆動回路４、信号線駆動回路５を駆動するに足るだけ
の十分な電流駆動能力を持っていない。そこで、電圧変
換回路５１の出力を電流バッファ回路５２により電流増
幅してから、走査線駆動回路４、信号線駆動回路５に供
給する必要がある。

【０００７】このような従来の液晶表示装置の回路構成
では、出力負荷の大きい電流バッファ回路５２が液晶パ
ネル１３内に含まれているため、電流バッファ回路５
２、すなわちレベルシフタ回路８の消費電流が大きくな
るという課題があった。その結果、電流バッファ回路５
２つまりレベルシフタ回路８が発熱し、その部分の信頼
性が悪化するという課題があった。つまり、コントロー
ラ回路７からの制御信号１２が走査線駆動回路４および
信号線駆動回路５へ正確に伝送されなくなるということ
である。

【０００８】本発明は、前記の問題点を解決するために
なされたものであり、小さな消費電流で駆動するレベル
シフタ回路を備えた液晶表示装置を提供することを目的
とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、第１の本発明（請求項１に対応）は、所定の映像信
号を入力し、液晶パネル表示用の映像信号に変換する映
像信号処理回路と、単結晶シリコン半導体が用いられて
形成され、前記映像信号処理回路からの信号に基づい
て、前記映像信号が液晶パネルに表示されるさいの制御
信号を発生するコントローラ回路と、単結晶シリコン半
導体が用いられて形成され、前記コントローラ回路から
の制御信号を所定の値以上の電圧の制御信号に変換する
レベルシフタ回路と、所定の液晶パネルとを備え、その
液晶パネルが、複数の走査線および複数の信号線と、前
記走査線と前記信号線との交差部付近に設けられ、所定
の映像信号に基づいて映像を表示する複数の画素領域
と、多結晶シリコン半導体が用いられて形成され、前記
レベルシフタ回路からの制御信号を入力し、その制御信
号に基づいて、前記走査線を順次選択する走査線駆動回
路と、多結晶シリコン半導体が用いられて形成され、前
記映像信号処理回路からの映像信号を入力するととも
に、前記レベルシフタ回路からの制御信号を入力し、そ
の制御信号に基づいて、前記信号線を走査する信号線駆
動回路とを有することを特徴とする液晶表示装置であ
る。

【００１０】以上説明したように、従来用いていた、電
流の消費が大きく信頼性の恐れのある多結晶シリコンに
よって形成されたレベルシフタ回路を、本発明では、多
結晶シリコンよりも電気抵抗が小さいという特性や、高
速スイッチ切り替えが可能であるという特性等の優れた
特性を有する単結晶シリコンを用いてレベルシフタ回路
を構成するため、そのレベルシフタ回路における消費電
力を少なくすることができ、かつ、表示映像の信頼性を
高くすることが可能となる。

【００１１】第２の本発明（請求項２に対応）は、第１
の本発明の液晶表示装置において、前記コントローラ回
路と前記レベルシフタ回路が、同一の単結晶シリコン半
導体チップが用いられて形成されたものであって、前記
走査線駆動回路と前記信号線駆動回路が、所定のガラス
基板上に形成されたものであることを特徴とする液晶表
示装置である。

【００１２】このように、コントローラ回路とレベルシ
フタ回路とを、同一の単結晶シリコン半導体チップを用
いて形成するので、部品点数の増加を生じさせない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。

【００１４】（実施の形態１）先ず、本発明の実施の形
態１の液晶表示装置を図１を用いて説明する。

【００１５】図１は、本発明の実施の形態１における液
晶表示装置の回路構成図である。同図において、図４の
従来例と回路構成上、重なるところは同じ番号を記して
ある。１は表示画素部であり、走査線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ
３、Ｇ４・・と、信号線Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・との交差
部付近にスイッチング素子２と液晶セル３とが配置さ
れ、各走査線は走査線駆動回路４に接続されており、そ
の走査線駆動回路４によって、１水平期間毎に、複数の
走査線のなかから１つの走査線が順次選択される。他
方、各信号線は信号線駆動回路５に接続されており、そ
の信号線駆動回路５によって、各１水平期間内に、走査
線駆動回路４に選択された走査線上の複数の信号線全部
が走査される。そして、映像信号処理回路６からの映像
信号１０がサンプリングされて画素領域（液晶セル３）
に点順次で書き込まれ、各液晶セル３はその映像信号１
０に基づいて映像を表示する。なお、スイッチング素子
２、走査線駆動回路４および信号線駆動回路５は、多結
晶シリコンが用いられて、所定のガラス基板上に同一プ
ロセスで形成されており、通常は５Ｖ以上の高電圧で動
作する。７はコントローラ回路、８はレベルシフタ回路
であり以上２種類の回路部は、１チップの単結晶シリコ
ン半導体９で形成される。さて、コントローラ回路７
は、映像信号処理回路６からの信号に基づいて、映像信
号１０が液晶パネル１３に表示されるさいの制御信号１
２を発生し、上述したように単結晶シリコン半導体９で
形成されているため、その制御信号１２出力は通常５Ｖ
以下の振幅なので、レベルシフタ回路８により５Ｖ以上
の高電圧に変換されてから、液晶パネル１３内の走査線
駆動回路４および信号線駆動回路５に供給される。ま
た、６は映像信号処理回路であり、アナログの映像信号
を入力し、液晶パネル１３表示用の映像信号１０に変換
し、その映像信号１０を信号線駆動回路５に供給するも
のであって、映像信号１０は液晶パネル１３で表示され
る。

【００１６】以上のように構成された液晶表示装置にお
いては、レベルシフタ回路８を、出力負荷が大きく電流
を消費する多結晶シリコンでは形成せず、多結晶シリコ
ンよりも特性、信頼性ともに優れた単結晶シリコンで形
成するため、消費電力が少なくなり、発熱を抑えること
ができる。その結果として、レベルシフタ回路８の信頼
性を向上させることが可能となる。さらに、本実施の形
態ではコントローラ回路７とレベルシフタ回路８とを１
チップの単結晶シリコン半導体９で形成しているため、
部品点数も従来例と変わらない数にすることが可能とな
る。

【００１７】なお、上述した実施の形態１では、コント
ローラ回路７とレベルシフタ回路８とを１チップの単結
晶シリコン半導体９で構成するとしたが、それらコント
ローラ回路７およびレベルシフタ回路８とともに、映像
信号処理回路６も１チップの単結晶シリコン半導体で形
成するとしてもよい。その場合、消費電力の低減、高信
頼性のほかに部品点数を削減することも可能となる。

【００１８】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２の液晶表示装置を図２を用いて説明する。

【００１９】図２は、本発明の実施の形態２における液
晶表示装置の回路構成図である。同図において、１は表
示画素部であり、走査線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４・・
と、信号線Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・との交差部付近にスイ
ッチング素子２と液晶セル３とが配置され、各走査線は
走査線駆動回路３４に接続され、その走査線駆動回路３
４によって１水平期間毎に、複数の走査線のなかから１
つの走査線が順次選択される。他方、各信号線は信号線
駆動回路３５に接続されており、その信号線駆動回路３
５によって、各１水平期間内に、走査線駆動回路３４に
選択された走査線上の複数の信号線全部が走査される。
そして、データ処理回路３６からの映像信号がサンプリ
ングされて画素領域（液晶セル３）に点順次で書き込ま
れる。なお、スイッチング素子２、走査線駆動回路３４
および信号線駆動回路３５は、所定のガラス基板上に多
結晶シリコンで形成されており、通常は５Ｖ以上の高電
圧で動作する。３６はデータ処理回路であり、デジタル
の映像信号を入力し、液晶パネル１３に表示するデータ
を発生するものであって、実施の形態１の映像信号処理
回路６がアナログの映像信号を入力するのに対し、デジ
タルの映像信号を入力するという点が実施の形態１の映
像信号処理回路６と異なる。３７はコントローラ回路、
３８はレベルシフタ回路でありその２種類の回路部は、
１チップの単結晶シリコン半導体３９で形成される。さ
て、コントローラ回路３７は、データ処理回路３６から
の映像信号に基づいて、映像信号が液晶パネル１３に表
示されるさいの制御信号３２を発生し、上述したように
単結晶シリコン半導体３９で形成されているため、その
制御信号３２出力は通常５Ｖ以下の振幅なので、レベル
シフタ回路３８により５Ｖ以上の高電圧に変換されてか
ら、液晶パネル１３内の走査線駆動回路３４および信号
線駆動回路３５に供給される。また、コントローラ回路
３７は、データ処理回路３６からのデジタルの映像信号
を入力し、それをアナログ信号に変換して、レベルシフ
タ回路３８を介して信号線駆動回路３５に出力する。

【００２０】以上のように構成された液晶表示装置にお
いては、レベルシフタ回路３８を、出力負荷が大きく電
流を消費する多結晶シリコンでは形成せず、多結晶シリ
コンよりも特性、信頼性ともに優れた単結晶シリコンで
形成するため、消費電力が少なくなり、発熱を抑えるこ
とができる。その結果として、レベルシフタ回路３８の
信頼性を向上させることが可能となる。さらに、本実施
の形態ではコントローラ回路３７とレベルシフタ回路３
８とを１チップの単結晶シリコン半導体３９で形成して
いるため、部品点数も増加することがない。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明は、小さな消費電流で駆動するレベルシフタ
回路を備えた液晶表示装置を提供することができる。

【００２２】つまり、点順次で映像信号を表示する液晶
表示装置において、その内部のレベルシフタ回路は、走
査線駆動回路および信号線駆動回路が負荷となり、大き
な出力電流が必要なことから、消費電力が大きくなる
が、実施の形態１に示すように、レベルシフタ回路を多
結晶シリコンよりも特性が優れた単結晶シリコンで形成
するため、相対的に消費電力を少なくすることができ
る。また消費電力の大きな多結晶シリコン回路は信頼性
の課題もあるが、レベルシフタ回路を単結晶シリコン回
路で形成することにより、レベルシフタ回路の信頼性を
向上させることが可能となり、さらに、コントローラ回
路とレベルシフタ回路とを１チップの半導体で形成する
ことにより、部品点数も従来例と変わらない数にするこ
とが可能となる。

【００２３】また同様に、線順次でデータ信号を表示す
る液晶表示装置においても、実施の形態２に示すよう
に、レベルシフタ回路を単結晶シリコン回路で形成する
ことにより、消費電力、信頼性ともに優れた回路を供給
することが可能となり、ひいては液晶表示装置の低消費
電力、信頼性向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の
回路構成図

【図２】本発明の実施の形態２における液晶表示装置の
回路構成図

【図３】従来の液晶表示装置の回路構成図

【図４】レベルシフタ回路の内部回路構成図

【符号の説明】

１ 表示画素部 ２ スイッチング素子 ３ 液晶セル ４、３４ 走査線駆動回路 ５、３５ 信号線駆動回路 ６ 映像信号処理回路 ７、３７ コントローラ回路 ８、３８ レベルシフタ回路 ９、３９ 単結晶シリコン半導体 １３ 液晶パネル ３６ データ処理回路 ５１ 電圧変換回路 ５２ 電流バッファ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H093 NC02 NC09 NC11 NC13 NC21 NC24 NC31 NC33 ND39 5C006 AA01 AC04 AC09 AF84 BB16 BC03 BC12 BC13 BC20 BF46 EB05 FA41 FA47 FA51 5C080 AA10 BB05 DD25 DD26 DD27 FF11 JJ02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の映像信号を入力し、液晶パネル表
   示用の映像信号に変換する映像信号処理回路と、 単結晶シリコン半導体が用いられて形成され、前記映像
   信号処理回路からの信号に基づいて、前記映像信号が液
   晶パネルに表示されるさいの制御信号を発生するコント
   ローラ回路と、 単結晶シリコン半導体が用いられて形成され、前記コン
   トローラ回路からの制御信号を所定の値以上の電圧の制
   御信号に変換するレベルシフタ回路と、 所定の液晶パネルとを備え、 その液晶パネルは、複数の走査線および複数の信号線
   と、 前記走査線と前記信号線との交差部付近に設けられ、所
   定の映像信号に基づいて映像を表示する複数の画素領域
   と、 多結晶シリコン半導体が用いられて形成され、前記レベ
   ルシフタ回路からの制御信号を入力し、その制御信号に
   基づいて、前記走査線を順次選択する走査線駆動回路
   と、 多結晶シリコン半導体が用いられて形成され、前記映像
   信号処理回路からの映像信号を入力するとともに、前記
   レベルシフタ回路からの制御信号を入力し、その制御信
   号に基づいて、前記信号線を走査する信号線駆動回路と
   を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記コントローラ回路と前記レベルシフ
   タ回路は、同一の単結晶シリコン半導体チップが用いら
   れて形成されたものであって、 前記走査線駆動回路と前記信号線駆動回路は、所定のガ
   ラス基板上に形成されたものであることを特徴とする請
   求項１記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 映像信号処理回路は、前記コントローラ
   回路と前記レベルシフタ回路とを形成するために用いら
   れた単結晶シリコン半導体チップと同一の単結晶シリコ
   ン半導体チップが用いられて形成されたものであること
   を特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記映像信号処理回路が入力する映像信
   号がアナログ信号である場合、前記信号線駆動回路は、
   前記映像信号処理回路から直接映像信号を入力すること
   を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液晶表
   示装置。
5. 【請求項５】 前記映像信号処理回路が入力する映像信
   号がデジタル信号である場合、 前記コントローラ回路は、前記映像信号処理回路からの
   映像信号をアナログ信号に変換し、 前記信号線駆動回路は、前記コントローラ回路によって
   アナログ信号に変換された映像信号を入力することを特
   徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装
   置。