JP2002196723A - 平面表示装置 - Google Patents

平面表示装置

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JP2002196723A
JP2002196723A JP2000390965A JP2000390965A JP2002196723A JP 2002196723 A JP2002196723 A JP 2002196723A JP 2000390965 A JP2000390965 A JP 2000390965A JP 2000390965 A JP2000390965 A JP 2000390965A JP 2002196723 A JP2002196723 A JP 2002196723A
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JP
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circuit
signal
reference voltages
horizontal scanning
voltage
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JP2000390965A
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English (en)
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Minoru Sasaki
佐々木  実
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電力消費およびコストを著しく増大させること
なく画素電極と隣接配線との間の寄生結合による影響を
低減する。 【解決手段】平面表示装置は複数の画素電極PE、複数
の走査線Y、複数の信号線X、複数の薄膜トランジスタ
1、および駆動部XD,YDを含むアレイ基板ARと、
複数の画素電極PEに対向する対向電極CEを含む対向
基板CTと、複数の画素電極PEおよび対向電極CE間
に保持される液晶層LQとを備える。特に、駆動部は1
水平走査期間を分割した複数の分割期間のそれぞれにお
いて繰返し所定の傾きで変化する複数の基準電圧のうち
の少なくとも1つを各分割期間において入力ビデオデー
タに基づいて選択的に所定のタイミングでサンプリング
し複数の信号線Xにそれぞれ供給する信号線駆動回路X
Dを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の表示画素が
マトリクス状に配置される平面表示装置に関し、特に各
表示画素がスイッチング素子を介して駆動されるアクテ
ィブマトリクス型平面表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置に代表される平面表示装置
は、薄型、軽量かつ低消費電力という特性からパソコ
ン、TV、ゲーム機等の機器で幅広く使用されている。
【0003】典型的な液晶表示装置は、例えば図20に
示すような液晶表示パネルPNLを備える。液晶表示パ
ネルPNLはマトリクス状に配置される複数の表示画素
PX、複数の表示画素PXの行に沿って形成される複数
の走査線Y、複数の表示画素PXの列に沿って形成され
る複数の信号線X、これら信号線Xおよび走査線Yの交
差位置にそれぞれ隣接して配置され各々対応走査線Yか
らの水平走査パルスに応答して対応信号線Xからのビデ
オ信号を対応表示画素PXに供給する複数の薄膜トラン
ジスタ(TFT)1を有する。これら走査線Yは走査線
駆動回路YDから供給される走査パルスにより駆動さ
れ、これら信号線Xは信号線駆動回路XDから供給され
るビデオ信号により駆動される。各表示画素PXは対向
電極CE、液晶層およびこの液晶層を介して対向電極C
Eに対向する画素電極PEを有する。そして画素電極P
Eと対向電極CEとで液晶容量CLが構成され、複数の
走査線Yと平行に配置される補助容量線と画素電極PE
とで液晶容量CLと並列な補助容量Csが構成されてい
る。各薄膜トランジスタ1は対応走査線Yに供給される
走査パルスに応答して導通し、対応信号線Xの電位を対
応画素電極PEに印加する。液晶容量CLおよび補助容
量Csはこの画素電極PEおよび対向電極CE間の電圧
を保持して液晶層の光透過率を制御する。信号線駆動回
路XDがアナログサンプルホールド方式である場合、図
21に示すようにDA変換器3に接続される信号線駆動
回路XDは例えばシフトレジスタ2および複数のアナロ
グスイッチSWで構成される。外部から入力されるデジ
タルビデオ信号DATAはまずDA変換器3によりアナ
ログビデオ信号に変換され、ビデオ信号線VBSに供給
される。複数のアナログスイッチSWはシフトレジスタ
2の出力端DO1,DO2…DOnから順次出力される
走査パルスにそれぞれ応答してビデオ信号線VBS上の
ビデオ信号を順次サンプリングして複数の信号線Xにそ
れぞれ供給する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のアナログサンプ
ルホールド方式では、DA変換器3は負荷の十分大きい
ビデオ信号線を駆動するため低消費電力が困難である。
また、高精度で高速にアナログビデオ信号の伝送を可能
にする周波数特性を得るビデオ信号線VBSを形成する
には、その配線抵抗を十分低減することが必要である
が、これも配線パターンの制約等から難しい。さらに、
画像品質は画素電極PEとこの画素電極PEに隣接する
信号線Xとの寄生容量の影響により劣化する。すなわ
ち、各画素電極PEは2本の信号線Xと2本の走査線Y
により囲われ、この画素電極PEは薄膜トランジスタ1
が非導通となったときに電気的にフローティング状態と
なる。このため、画素電極PEの電位は画素電極PEに
容量結合した隣接信号線Xの電位変動の影響を受け不所
望に変動してしまう。この影響を低減するために画素電
極PEおよび信号線Xの間隔を広く設定することも可能
であるが、これでは表示に寄与する画素電極PEの相対
的な面積を低下させてしまうため画面の明るさを不足さ
せる原因となる。
【0005】本発明の目的は上述した課題を解消するも
ので、電力消費およびコストを著しく増大させることな
く画素電極と隣接配線との間の寄生結合による影響を低
減できる平面表示装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、略マト
リクス状に配置される複数の画素電極、複数の画素電極
の行に沿って配置される複数の走査線と、複数の画素電
極の列に沿って配置される複数の信号線と、複数の走査
線および複数の信号線の交差位置近傍に配置され、各々
対応走査線を介して駆動されることにより対応信号線の
電位を対応画素電極に印加する複数のスイッチング素子
とを含むアレイ部と、複数の走査線を順次1水平走査期
間ずつ駆動しこの水平走査期間において複数の信号線を
駆動する駆動部と、複数の画素電極に対向する対向電極
と、複数の画素電極および対向電極間の電位差に対応し
て光変調を行う光変調層とを備え、駆動部は1水平走査
期間を分割した複数の分割期間のそれぞれにおいて繰返
し所定の傾きで変化する複数の基準電圧のうちの少なく
とも1つを各分割期間において入力ビデオデータに基づ
いて選択的に所定のタイミングでサンプリングし複数の
信号線にそれぞれ供給する信号線駆動回路を有する平面
表示装置が提供される。
【0007】この平面表示装置では、信号線駆動回路が
1水平走査期間を分割した複数の分割期間のそれぞれに
おいて繰返し所定の傾きで変化する複数の基準電圧のう
ちの少なくとも1つを各分割期間において入力ビデオデ
ータに基づいて選択的に所定のタイミングでサンプリン
グし複数の信号線にそれぞれ供給する。この場合、信号
線駆動回路が独立した高精度のDA変換器を必要としな
い。さらに、基準電圧供給配線数を表示可能な階調数に
対して大幅に低減できる。これにより、各配線の面積を
広げて配線抵抗を少なくし、アナログ信号電圧の高速伝
送が可能となる。また、1水平走査期間の完了時に各信
号線に得られた電位が対応画素電極に保持されるため、
複数の基準電圧を1水平走査期間の前半および後半の一
方において正極性に設定し、前半および後半の他方にお
いて負極性に設定することができる。この場合、対向電
極電位に対する信号線電位のレベル変化の平均を1水平
走査期間単位でゼロにすることができる。このため、画
素電極および信号線間のクロストークによる画質劣化を
防止できる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1実施形態に係
る液晶表示装置について図1〜図9を参照して説明す
る。
【0009】図1はこの液晶表示装置の全体構成を示
す。この液晶表示装置は液晶表示パネルPNLおよび外
部制御部CNTを備える。液晶表示パネルPNLは液晶
層LQがアレイ基板ARおよび対向基板CT間に保持さ
れる構造を持つ。アレイ基板ARは略マトリクス状に配
置される複数の画素電極PE、複数の画素電極PEの行
に沿って形成される複数の走査線Y(=Y1〜Ym)、
複数の画素電極PEの列に沿って形成される複数の信号
線X(=X1〜Xn)、これら信号線Xおよび走査線Y
の交差位置にそれぞれ隣接して配置され各々対応走査線
Yからの走査パルスに応答して対応信号線Xからのビデ
オ信号を対応画素電極PEに供給する複数の薄膜トラン
ジスタ(TFT)1を有する。
【0010】さらに、アレイ基板ARはこれら画素電極
PEのマトリクスアレイが配置された表示部DSの外側
に走査線駆動回路YDおよび信号線駆動回路XDを有す
るガラス板である。複数の走査線Yは走査線駆動回路Y
Dから供給される走査パルスによりそれぞれ駆動され、
複数の信号線Xは信号線駆動回路XDから供給されるビ
デオ信号によりそれぞれ駆動される。対向基板CTは画
素電極PEのマトリクスアレイに対向する対向電極CE
を有するガラス板である。表示画素PXが各画素電極P
Eと対向電極CEとの間に液晶層LQを挟持して構成さ
れ、3列の表示画素PX単位で赤、緑、青色フィルタを
含む。また、画素電極PEと対向電極CEとで液晶容量
CLが構成され、複数の走査線Yと平行に配置される補
助容量線YAと画素電極PEとで液晶容量CLと並列な
補助容量Csが構成されている。各薄膜トランジスタ1
は対応走査線Yからの走査パルスに応答して導通し、対
応信号線Xの電位を対応画素電極PEに印加する。表示
画素PXの光透過率は画素電極PEおよび対向電極CE
間電圧により制御される。
【0011】また、外部制御部CNTは走査線駆動回路
YDおよび信号線駆動回路XDを制御するためにタイミ
ング発生回路CG、基準電圧発生回路RG、およびデー
タ処理回路PRを有する。データ処理回路PRはデジタ
ルビデオ信号DATAを発生する。タイミング発生回路
CGはこのデジタルビデオ信号DATAに同期した水平
走査開始信号STH、水平走査クロック信号CPH、垂
直走査開始信号STV、垂直走査クロック信号CPV、
ロード信号LT等の制御信号を発生する。水平走査開始
信号STHは1水平走査期間(1H)毎に発生されるパ
ルスであり、水平走査クロック信号CPHは各水平走査
期間において行方向に並ぶ表示画素PXの数nの1/3
に対応して発生されるパルスであり、垂直走査開始信号
STVは1垂直走査期間毎に発生されるパルスであり、
垂直走査クロック信号CPVは各垂直走査期間において
列方向に並ぶ表示画素PXの数mに対応して発生される
パルスであり、ロード信号LTは1水平走査期間の終了
毎に発生されるパルスである。基準電圧発生回路RGは
デジタルビデオ信号DATAに対応する階調電圧として
用いられる複数の基準電圧V1〜V8を階調同期データ
C1〜C3と共に発生する。走査線駆動回路YDは垂直
走査クロック信号CPVに同期して垂直走査開始信号S
TVをシフトするシフトレジスタ、このシフトレジスタ
の出力を水平走査パルスとしてレベル変換する出力バッ
ファ、および走査パルス用電源部を有し、垂直走査開始
信号STVのシフト位置に基づいて複数の走査線Yに順
次水平走査パルスを供給する。信号線駆動回路XDはデ
ジタルビデオ信号に対応する信号電圧をそれぞれ複数の
信号線Xに供給する複数の出力ユニットXD1〜XDn
および水平走査クロック信号CPHに同期して水平走査
開始信号STHをシフトするシフトレジスタSRを有
し、水平走査開始信号STHのシフト位置に基づいてこ
れら出力ユニットXD1〜XDnを3個ずつイネーブル
する。
【0012】図2は信号線駆動回路XDの一部を概略的
に示す。出力ユニットXD1〜XDnの各々は図2に示
すようにレジスタ回路REG、ラッチ回路LATCH、
比較回路COMP、デコーダ回路DEC、およびアナロ
グスイッチ回路ASWで構成される。デジタルビデオ信
号DATAは例えば64階調のカラー画像を表す6ビッ
トの赤色、緑色および青色ビデオデータDR5〜DR
0、DG5〜DG0、DB5〜DB0で構成される。赤
色ビデオデータDR5〜DR0は出力ユニットXD1,
XD4,XD7…のレジスタ回路REGに共通に供給さ
れ、緑色ビデオデータDG5〜DG0は出力ユニットX
D2,XD5,XD8…のレジスタ回路REGに共通に
供給され、青色ビデオデータDB5〜DB0は出力ユニ
ットXD3,XD6,XD9…のレジスタ回路REGに
共通に供給される。シフトレジスタSRはカスケード接
続された複数のフリップフロップFF1〜FFn/3で
構成される。水平走査クロック信号CPHはこれらフリ
ップフロップFF1〜FFn/3に共通に供給され、水
平走査開始信号STHは初段のフリップフロップFF1
に供給される。フリップフロップFF1〜FFn/3の
各々は水平走査クロック信号CPHに応答してシフトさ
れる水平走査開始信号STHを保持したときに3つの隣
接出力ユニットXD1〜XD3,XD4〜XD6,XD
7〜XD9,…のレジスタ回路REGにイネーブル信号
を出力する。
【0013】3つの隣接出力ユニットXD1〜XD3,
XD4〜XD6,XD7〜XD9,…のレジスタ回路R
EGはフリップフロップFF1〜FFn/3から順次出
力されるイネーブル信号に応答してそれぞれ赤色、緑色
および青色ビデオデータDR5〜DR0、DG5〜DG
0、DB5〜DB0を同時に取込む。出力ユニットXD
1〜XDnの全レジスタ回路REGが1水平走査期間に
おいてこの取込みを完了すると、ロード信号LTがこれ
に続く水平ブランキング期間において出力ユニットXD
1〜XDnのラッチ回路LATCHに供給される。
【0014】出力ユニットXD1〜XDnの各々におい
て、ラッチ回路LATCHはレジスタ回路REGに保持
された対応ビデオデータDR0〜DR5,DG0〜DG
5,またはDB0〜DB5をロード信号LTの立上がり
に応答してラッチし出力ビデオデータDL5〜DL0と
して出力する。このビデオデータDL5〜DL0の上位
3ビットは比較回路COMPに供給され、下位3ビット
はデコーダ回路DECに供給される。比較回路COMP
はこの上位3ビットDL5〜DL3を基準電圧発生回路
RGの階調同期データC3〜C1と比較し、これらが一
致した場合にイネーブル信号CO1をデコーダ回路DE
Cに供給する。デコーダ回路DECはこのイネーブル信
号CO1によりアクティブにされ、ビデオデータDL2
〜DL0をデコードしたデコード信号O1〜O8をこれ
らの反転デコード信号O1バー〜O8バーと共に選択的
にアナログスイッチ回路ASWに供給する。
【0015】図3は出力ユニットXD1〜XDnに共通
なアナログスイッチ回路ASWの構造を示す。このアナ
ログスイッチ回路ASWは基準電圧V1〜V8の供給配
線および対応信号線X間にそれぞれ接続される8個のス
イッチ部SW1〜SW8を有する。これらスイッチ部S
W1〜SW8の各々は互いに並列な1対のPチャネルお
よびNチャネル薄膜トランジスタからなるCMOS構造
を有する。デコード信号O1〜O8はスイッチ部SW1
〜SW8のNチャネル薄膜トランジスタのゲートにそれ
ぞれ供給され、反転デコード信号O1バー〜O8バーは
スイッチ部SW1〜SW8のPチャネル薄膜トランジス
タのゲートにそれぞれ供給される。例えば、ラッチ回路
LATCHの出力ビデオデータDL5〜DL0が”01
0100”であるとして、基準電圧発生回路RGの階調
同期データCl=”0”,C2=”1”,C3=”0”
であれば、デコーダ回路DECがスイッチ部SW4だけ
を導通させるようデコード信号O4を高レベルに立ち上
げ反転デコード信号O4バーを低レベルに立ち下げる。
これにより、基準電圧V4がサンプリングされて信号線
Xに供給される。
【0016】図4は基準電圧発生回路RGの構成を示
す。この基準電圧発生回路RGは基準電圧V1〜V8を
発生する電圧発生部GNと、この電圧発生部GNを制御
する電圧制御部GCとを備える。電圧制御部GCは4ビ
ットカウンタ回路CNTRおよびデコーダ回路DECR
で構成され、電圧発生部GNはスイッチ回路SWR1〜
SWR10、分圧回路DV1、DV2抵抗RR1〜RR
8、抵抗R1〜R8、バッファアンプA1〜A9で構成
される。スイッチ回路SWR1〜SWR10の各々は第
1および第2スイッチ素子で構成される。分圧回路DV
1は互いに直列に接続された抵抗RR1〜RR8で構成
され、分圧回路DV2は互いに直列に接続された抵抗R
1〜R8で構成される。正極性電源端子VP1およびV
P2はそれぞれスイッチ回路SWR10の第1および第
2スイッチ素子を介して分圧回路DV1の両端に接続さ
れ、負極性電源端子VN1およびVN2はそれぞれスイ
ッチ回路SWR9の第2スイッチ素子を介して分圧回路
DV1の両端に接続される。抵抗RR1の両端はスイッ
チ回路SWR1の第1および第2スイッチ素子をそれぞ
れ介してバッファアンプA1およびA9の入力端に接続
される。抵抗RR2〜RR8の両端も同様にスイッチ回
路SWR2〜SWR8の第1および第2スイッチ素子を
それぞれ介してバッファアンプA1およびA9の入力端
に接続される。バッファアンプA1およびA2の出力端
はそれぞれ分圧回路DV2の両端に接続される。バッフ
ァアンプA2〜A8の入力端は抵抗R1およびR2間、
抵抗R2およびR3間、抵抗R3およびR4間、抵抗R
4およびR5間、抵抗R5およびR6間、抵抗R6およ
びR7間、並びに抵抗R7およびR8間の接続点にそれ
ぞれ接続される。バッファアンプA2〜A8の出力端は
バッファアンプA9の出力電圧V9を基準レベルする基
準電圧V1〜V8を出力する。
【0017】4ビットカウンタ回路CNTRはロード信
号LTに同期したリセット信号RESETの供給に伴っ
てクロックCPをカウントし、このカウント値を階調同
期データC4〜C1として出力する。デコーダ回路DE
CRは4ビットカウンタ回路CNTRから得られる階調
同期データC4〜C1の下位3ビットC3〜C1をデコ
ードしてオン信号S1〜S8を順次発生する。これらオ
ン信号S1〜S8は第1および第2スイッチ素子を同時
に導通させるためにスイッチ回路SWR1〜SWR8に
それぞれ供給される。4ビットカウンタ回路CNTRの
階調同期データC4〜C1の上位1ビットC4はスイッ
チ回路SWR10にオン信号S10として直接供給され
ると共にインバータ回路を介してSWR9にオン信号S
9として供給される。これにより、スイッチ回路SWR
10およびSWR9の一方の第1および第2スイッチ素
子がデータC4に基づいて同時に導通する。
【0018】例えばオン信号S9が4ビットカウンタ回
路CNTRの出力タイミング信号C4の立ち上がりに伴
ってスイッチ回路SWR9を導通させると、負極性電源
端子VN1およびVN2の電圧が分圧回路DV1の両端
に設定される。また、オン信号S10が4ビットカウン
タ回路CNTRの出力タイミング信号C4の立ち下がり
に伴ってスイッチ回路SWR10を導通させると、正極
性電源端子VP1およびVP2の電圧が分圧回路DV1
の両端に設定される。この分圧回路DV1の両端電圧は
抵抗RR1〜RR8により分圧される。デコーダ回路D
ECRは4ビットカウンタ回路CNTRの階調同期デー
タC3〜C1の変化に伴って順次オン信号S1〜S8を
出力する。スイッチ回路SWR1〜SWR8はこれらオ
ン信号S1〜S8にそれぞれ応答して導通する。これに
より、抵抗RR1〜RR8の両端電圧がバッファアンプ
A1およびA2を介して分圧回路DV2の両端に順次印
加される。この分圧回路DV1の両端電圧は抵抗R1〜
R8により分圧される。バッファアンプA2〜A8はこ
の分圧により得られた電圧を基準電圧V2〜V8として
発生し、これら基準電圧V2〜V8をバッファアンプA
1から得られた基準電圧V1と共に図2および図3に示
すアナログスイッチ回路ASWに供給する。
【0019】図5は基準電圧V1〜V8の切替タイミン
グを示す。ここでは、基準電圧V1を例にして説明す
る。4ビットカウンタ回路CNTRが水平ブランキング
期間HBLにリセットされると、負極性電源端子VN1
およびVN2の電圧がスイッチ回路SWR9を介して分
圧回路DV1の両端に印加され、電圧Vr1(=VN
1)がスイッチ回路SWR1を介してバッファアンプA
1に供給される。バッファアンプA1はこの電圧Vr1
を基準電圧V1として出力する。カウンタ回路CNTR
がクロックCPをカウントすると、カウンタ回路CNT
Rの階調同期データC3〜C1がさらに変化する。これ
により、スイッチ回路SWR2〜SWR8が順次導通
し、基準電圧Vlが図5に示すように1水平走査期間
(1H)の前半でVr1,Vr2,Vr3,Vr4,V
r5,Vr6,Vr7,Vr8という順に変化する。カ
ウンタ回路CNTRがさらにクロックCPをカウントす
ると、スイッチ回路SWR10がスイッチ回路SWR9
に代って導通し、正極性電源端子VP1およびVP2の
電圧が分圧回路DV1の両端に印加され、電圧Vr1
(=VP1)がスイッチ回路SWR1を介してバッファ
アンプA1に供給される。バッファアンプA1はこの電
圧Vr1を基準電圧V1として出力する。
【0020】カウンタ回路CNTRがさらにクロックC
Pをカウントすると、カウンタ回路CNTRの階調同期
データC3〜C1がさらに変化する。これにより、スイ
ッチ回路SWR2〜SWR8が順次導通し、基準電圧V
lが図5に示すように対向電極CEに印加されるコモン
電圧VCに対して逆極性となるようにして1水平走査期
間(1H)の後半でVr1,Vr2,Vr3,Vr4,
Vr5,Vr6,Vr7,Vr8という順に変化する。
こうして電圧V1が1水平走査期間(1H)の前半にお
いてコモン電圧VCより低い負極性に維持され、この水
平走査期間の後半においてコモン電圧VCよりも高い正
極性に維持される。水平ライン反転駆動であれば、この
極性関係がさらに各水平走査期間毎に反転される。すな
わち、電圧V1は次の水平走査期間の前半にコモン電圧
VCよりも高い正極性に維持され、この水平走査期間の
後半でコモン電圧VCよりも低い負極性に維持される。
これにより、1水平走査期間の1/2毎に反転され、さ
らに1水平走査期間毎に反転される電界が液晶層LQ内
の液晶分子に印加される。
【0021】図6は信号線Xに供給される電圧波形およ
び供給タイミングを示す。ここでは、ビデオデータDL
5〜DL0が例えば”100100”であるとする。カ
ウンタ回路CNTRはリセット後の時刻t1でタイミン
グデータC3=”1”,C2=”0”,C1=”0”を
出力する。これに伴い、デコーダ回路DECはデコード
信号O4を高レベルに立ち上げ反転デコード信号O4バ
ーを低レベルに立ち下げることによりスイッチ部SW4
を導通させる。これにより基準電圧V4がスイッチ部S
W4によりサンプリングされて信号線Xに供給される。
このとき、基準電圧発生回路RGでは、スイッチ回路S
WR4が導通してV1=Vr4,V9=Vr5となる。
抵抗R1〜R8の抵抗値が全て同一であれば、1水平走
査期間の前半の基準電圧V4をVXAとして、VXA=
4(Vr5−Vr4)/8で表される。
【0022】この後、カウンタ回路CNTRが時刻t2
でタイミングデータC3=”1”,C2=”0”,C1
=”0”を再び出力する。これに伴い、デコーダ回路D
ECはデコード信号O4を高レベルに立ち上げ反転デコ
ード信号O4バーを低レベルに立ち下げることによりス
イッチ部SW4を導通させる。これにより基準電圧V4
がスイッチ部SW4によりサンプリングされて信号線X
に供給される。このとき基準電圧発生回路RGでは、ス
イッチ回路SWR4が導通してV1=Vr4,V9=V
r5となる。抵抗R1〜R8の抵抗値が全て同一であれ
ば、1水平走査期間の後半の基準電圧V4をVXBとし
て、VXB=4(Vr5−Vr4)/8で表される。こ
こで、電圧VXBおよびVXAは対向電極CEのコモン
電圧VCに対して互いに逆極性である。
【0023】他方、走査線駆動回路YDは走査パルスを
走査線Y1〜Ymに1水平走査期間ずつ順次供給する。
すなわち、走査線Y1〜Ymの各々は1水平走査期間だ
け走査パルスにより高レベルに設定され、走査線Y1〜
Ymの残りが順次走査パルスにより高レベルに設定され
る水平走査期間において低レベルに維持される。例えば
走査線Y1が走査パルスの立ち上がりにより駆動される
と、この走査線Y1に接続された全ての薄膜トランジス
タ1が導通し、信号線X1〜Xnの電位がこれら薄膜ト
ランジスタ1を介して第1行の画素電極PEにそれぞれ
印加される。これら第1行の画素電極PEはこれら薄膜
トランジスタ1が走査パルスの立ち下がりにより非導通
になることにより電気的なフローティング状態となり、
この状態となる直前に印加された信号線電位を保持す
る。上述の例のように、ビデオデータDL5〜DL0が
例えば”100100”であるとし、信号線Xが1水平
走査期間の前半および後半に負極性電圧VXAおよび正
極性電圧VXBにより駆動される場合、正極性電圧VX
Bが水平走査期間の終了タイミングである走査パルスの
立ち下がりに伴って画素電極PEに保持される。すなわ
ち、負極性電圧VXAは水平走査期間の前半で信号線X
に印加されるため、画素電極PEに保持されない。ちな
みに、正極性電圧VXAおよび負極性電圧VXBを1フ
レームで水平走査期間の前半および後半にそれぞれ割当
て、次のフレームで正極性電圧VXAおよび負極性電圧
VXBを水平走査期間の後半および前半にそれぞれ割り
当てるようなフレーム反転駆動をさらに採用することも
できる。
【0024】ここで、1水平走査期間の前半および後半
に分けて信号線Xを極性反転駆動する理由についてさら
に説明する。図7は薄膜トランジスタ1が非導通状態で
あるときに画素電極PEと隣接信号線Xとの間に生じる
寄生結合を示す。画素電極PEは信号線X1との容量結
合により寄生容量CX1を構成し、信号線X2との容量
結合により寄生容量CX2を構成する。また、表示動作
のため、画素電極PEは対向電極CEとの容量結合によ
り液晶容量CLを構成し、補助容量線YAとの容量結合
により補助容量Csを構成する。画素電極PEの電位は
寄生容量CX1により信号線X1の電位変動に伴って変
動する。信号線X1の電位変動量をΔVX1とし、この
電位変動量ΔVX1に対する画素電極PEの電位変動量
をΔVE1とすると、電位変動量ΔVE1と電位変動量
ΔVX1とは式(1)に示す関係となる。
【0025】 ΔVE1={CX1/(CL+Cs+CX1)}×ΔVX1…(1) 同様に、画素電極PEの電位は寄生容量CX2により信
号線X2の電位変動に伴って変動する。信号線X2の電
位変動量をΔVX2とし、この電位変動量ΔVX2に対
する画素電極PEの電位変動量をΔVE2とすると、電
位変動量ΔVE2と電位変動量ΔVX2とは式(2)に
示す関係となる。
【0026】 ΔVE2={CX2/(CL+Cs+CX2)}×ΔVX2…(2) ここで、例えばCL+Cs=0.9pF、CX1=CX
2=0.1pFであれば、ΔVE1=0.1×ΔVX
1,ΔVE2=0.1×ΔVX2となる。
【0027】例えば信号線X1の駆動電圧は1水平走査
期間の前半で対向電極CEのコモン電圧VCよりも低い
負極性電圧VXAであり、この水平走査期間の後半で対
向電極CEのコモン電圧VCよりも高い正極性電圧VX
Bに設定される。ここで、VC−VXA=VXB−VC
であれば、信号線X1の電位変化を1水平走査期間の前
半で積分した値とこの水平走査期間の後半で積分した値
との差がこの水平走査期間についてゼロとなる。上述の
例では、これを達成するためにVC−VN1=VP1−
VC、VC−VN2=VP2−VCが成立するように設
定される。この構成では、画素電極PEと信号線X1と
の容量結合による画素電極PEの電位変動が実効的に無
くなる。また、画素電極PEと信号線X2との容量結合
による画素電極PEの電位変動についても上述した理由
により実効的に無くなる。
【0028】このような場合、補助容量Csを小さい値
にすることができる。さらに画素電極PEの電位変動量
が画素電極PEおよび信号線X1の間隔に依存するとい
う問題が無くなるため、この間隔を短くすることにより
表示画素PXの開口率を大きく設定することができる。
この結果、液晶表示パネルPNLの最大輝度が高まり、
表示画像の見やすさが向上する。尚、各画素電極PEに
接続された薄膜トランジスタ1のゲートおよびドレイン
間容量とゲートおよびソース間容量を小さくできる場合
には、補助容量Csを得るための補助容量線YAを省略
してもよい。
【0029】図8は図2に示すフリップフロップFF
1、レジスタ回路REG、ラッチ回路LATCH、比較
回路COMP、デコーダ回路DECの具体的構成例を示
す。これら回路FF1,REG,LATCH,COM
P,DECは、いずれもPチャネルおよびNチャネルポ
リシリコン薄膜トランジスタを組み合せたCMOS回路
で構成され、画素用薄膜トランジスタ1と共にアレイ基
板AR上に形成される。
【0030】図9は図1に示す液晶表示パネルPNLが
XGA形式である場合の構成例を示す。XGA形式で
は、複数の表示画素PXが768行×(1024×3)
列のマトリクスアレイを構成する。図1に示す構成で1
024×3本の信号線Xを順次駆動する場合、信号線駆
動回路XDが65MHzという周波数の水平走査クロッ
ク信号CPHに同期して高速に動作する必要がある。こ
のような信号線駆動回路XDをアレイ基板ARに形成さ
れるポリシリコン薄膜トランジスタで構成することは困
難である。このため、図9に示す液晶表示パネルPNL
は1024×3本の信号線Xを6分割して駆動するよう
に構成される。すなわち、信号線駆動回路XDは512
本の信号線Xを順次駆動する動作を並列的に行う6個の
駆動ブロックXBで構成される。各駆動ブロックXBは
図2に示すようなシフトレジスタSRと、このシフトレ
ジスタSRの制御により信号線Xをそれぞれ駆動する複
数の出力ユニットXD1,XD2,XD3…とで構成さ
れる。この場合、水平走査クロック信号CPHは約11
MHzの周波数で十分であるため、アレイ基板ARに形
成されるポリシリコン薄膜トランジスタで信号線駆動回
路XDを構成することが可能である。尚、この液晶表示
パネルPNLは外部制御部CNTからの水平走査開始信
号STH、水平走査クロック信号CPH、垂直走査開始
信号STV、垂直走査クロック信号CPV、ロード信号
LT等の制御信号、デジタルビデオ信号DATA、基準
電圧V1〜V8、階調同期データC1〜C3を入出力ポ
ートI/O1,I/O2,およびI/O3を介して受取
る。基準電圧V1〜V8については、配線経路による電
圧変動を無くすために入出力ポートI/O1,I/O
2,およびI/O3のうちの1つに供給され、アレイ基
板AR上で6個の駆動ブロックXBに分配されることが
好ましい。
【0031】図10は図2に示す比較回路COMPの変
形例を示す。この変形例では、ラッチ回路LATCHO
が階調同期データC3〜C1とビデオデータDL5〜D
L3とが一致するまでデコーダ回路DECをアクティブ
にするために比較回路COMPに付加される。すなわ
ち、ラッチ回路LATCHOはロード信号LTに同期し
たリセット信号RESETの1/2周期で図11に示す
水平ブランキング期間HBLにタイミング発生回路CG
から発生される制御信号HLの立上がりに伴ってイネー
ブル信号CO1を高レベルにセットし、比較回路COM
Pが階調同期データC3〜C1とビデオデータDL5〜
DL3との一致を検出したときにイネーブル信号CO1
を低レベルにリセットする。また、制御信号HLは1水
平走査期間の1/2となるタイミングでも立上がるた
め、ラッチ回路LATCHOはこのタイミングでイネー
ブル信号CO1を再び高レベルにセットし、比較回路C
OMPがデータの一致を検出したタイミングでイネーブ
ル信号CO1を再び低レベルにリセットする。この構成
では、信号線Xがイネーブル信号CO1が高レベルであ
る間にアナログスイッチ回路ASWを介して絶えず供給
される基準電圧により駆動される。アナログスイッチ回
路ASWは、イネーブル信号CO1がデータの一致検出
に伴って低レベルになることで非導通にされるため、信
号線Xはこのタイミングで得られた電位を保持する。こ
のため、信号線Xの急激な電位変化が起こらず、基準電
圧発生回路RGへ与える影響を低減し、基準電圧V8〜
V1の配線抵抗および配線容量の制約も緩和できる。こ
の場合でも、信号線Xの電位変化を1水平走査期間の前
半で積分した値とこの水平走査期間の後半で積分した値
との差がこの水平走査期間についてゼロとなる。尚、上
述の例では、6ビットのビデオデータDL5〜DL0が
比較回路COMPに供給される上位3ビットとデコーダ
回路DECに供給される下位3ビットに分けられたが、
上位2ビットおよび下位4ビットという分割形式とし、
基準電圧供給配線を増やす一方で基準電圧切替回数を減
らすことも可能である。
【0032】第1実施形態の液晶表示装置では、基準電
圧発生回路RGが各々所定の増分で8段階に変化する基
準電圧V1〜V8をこの変化タイミングに同期する階調
同期データC1〜C3と共に発生し、信号線駆動回路X
Dがビデオデータの下位3ビットと階調同期データとが
一致するタイミングでビデオデータの上位3ビットに対
応する基準電圧V1〜V8の1つを選択することにより
得られる階調電圧で信号線Xを駆動する。この場合、信
号線駆動回路XDが独立した高精度のDA変換器を必要
としない。さらに、6ビットのビデオ信号で表される6
4階調分の基準電圧をそれぞれ供給する配線の数を64
本から8本に低減できる。これにより、各配線の面積を
広げて配線抵抗を少なくし、アナログ信号電圧の高速伝
送が可能となる。また、1水平走査期間が前半と後半と
に2分割され、基準電圧V1〜V8の極性がこれら前半
および後半相互で対向電極CEのコモン電圧VCに対し
て信号線Xの駆動電圧を極性反転するよう切り替えられ
る。信号線駆動回路XDのアナログスイッチASWはこ
のように極性反転される基準電圧V1〜V8をビデオ信
号に対応して1水平走査期間の前半および後半にサンプ
リングして信号線Xに供給するため、コモン電圧VCに
対する信号線電圧のレベル変化の平均を1水平走査期間
単位で実質的に略ゼロにすることができる。このため、
表示画素PXおよび信号線X間のクロストークによる画
質劣化を防止できる。
【0033】以下、本発明の第2実施形態に係る液晶表
示装置について図12〜図17を参照して説明する。こ
の液晶表示装置は次に述べる構成を除いて第1実施形態
と同様に構成される。図12〜図17では、第1実施形
態と同様な部分を同一参照符号で表し、その説明を簡略
化あるいは省略する。
【0034】第2実施形態の液晶表示装置では、図1に
示す基準電圧発生回路RGがデジタルビデオ信号DAT
Aに対応する階調電圧として用いられコモン電圧VCに
対して負極性となる基準電圧NV1〜NV8、並びにデ
ジタルビデオ信号DATAに対応する階調電圧として用
いられコモン電圧VCに対して正極性となる基準電圧P
V1〜PV8を発生する。階調同期データC1〜C3は
例えば1水平走査期間毎に反転される切替信号S0、こ
の切替信号S0に同期した極性信号P1、およびこの極
性信号の反転信号P0と共に発生される。信号線駆動回
路XDの出力ユニットXD1〜XDnは各々図12に示
すように構成される。すなわち、出力ユニットXD1お
よびXD2の各々では、セレクタ回路SELおよび切替
スイッチ部PSWがそれぞれレジスタ回路REG、ラッ
チ回路LATCH、比較回路COMP、デコーダ回路D
EC、およびアナログスイッチ回路ASWに加えて設け
られる。ここで、図12に示す出力ユニットXD1のコ
ンポーネントREG、LATCH、COMP、DEC、
SEL、PSWを奇数列とし、出力ユニットXD2のコ
ンポーネントREG、LATCH、COMP、DEC、
SEL、PSWを偶数列とする。
【0035】出力ユニットXD1およびXD2では、奇
数列デコーダ回路DECのデコード信号O1〜O8が奇
数列セレクタ回路SELおよび偶数列セレクタ回路SE
Lに供給され、偶数列デコーダ回路DECのデコード信
号O1〜O8が同様に奇数列セレクタ回路SELおよび
偶数列セレクタ回路SELに供給される。これらセレク
タ回路SELはタイミング発生回路CGから供給される
切替信号S0に基づいて奇数列デコーダ回路DECのデ
コード信号O1〜O8および偶数列デコーダ回路DEC
のデコード信号O1〜O8の一方を選択する。具体的に
は、切替信号S0が低レベルである場合、奇数列デコー
ダ回路DECのデコード信号O1〜O8が奇数列セレク
タ回路SELの非反転出力端g1〜g8を介して奇数列
アナログスイッチ回路ASWに供給され、偶数列デコー
ダ回路DECのデコード信号O1〜O8が偶数列セレク
タ回路SELの反転出力端h1〜h8を介して偶数列ア
ナログスイッチ回路ASWに供給される。他方、切替信
号S0が高レベルである場合、奇数列デコーダ回路DE
Cのデコード信号O1〜O8が偶数列セレクタ回路SE
Lの反転出力端h1〜h8を介して偶数列アナログスイ
ッチ回路ASWに供給され、偶数列デコーダ回路DEC
のデコード信号O1〜O8が奇数列セレクタ回路SEL
の出力端g1〜g8を介して奇数列アナログスイッチ回
路ASWに供給される。奇数列アナログスイッチ回路A
SWは基準電圧発生回路RGから供給される負極性基準
電圧NV1〜NV8を奇数列セレクタ回路SELから供
給されるデコード信号O1〜O8にそれぞれ応答してサ
ンプリングし、偶数列アナログスイッチ回路ASWは基
準電圧発生回路RGから供給される正極性基準電圧PV
1〜PV8を偶数列セレクタ回路SELから供給される
反転デコード信号O1バー〜O8バーにそれぞれ応答し
てサンプリングする。
【0036】奇数列切替スイッチ部PSWは切替信号S
0の反転信号により導通制御されるPチャネル薄膜トラ
ンジスタTPおよびNチャネル薄膜トランジスタTNに
より構成され、偶数列切替スイッチ部PSWは切替信号
S0により導通制御されるPチャネル薄膜トランジスタ
TPおよびNチャネル薄膜トランジスタTNにより構成
される。切替信号S0が低レベルである場合、奇数列ア
ナログスイッチ回路ASWの出力電圧が奇数列切替スイ
ッチ部PSWの薄膜トランジスタTNを介して信号線X
1に供給され、偶数列アナログスイッチ回路ASWの出
力電圧が偶数列切替スイッチ部PSWの薄膜トランジス
タTPを介して信号線X2に供給される。また、切替信
号S0が高レベルである場合、奇数列アナログスイッチ
回路ASWの出力電圧が偶数列切替スイッチ部PSWの
薄膜トランジスタTNを介して信号線X2に供給され、
偶数列アナログスイッチ回路ASWの出力電圧が奇数列
切替スイッチ部PSWの薄膜トランジスタTPを介して
信号線X1に供給される。
【0037】尚、他の出力ユニットXD3およびXD
4、XD5およびXD6、…についても上述した出力ユ
ニットXD1およびXD2と同様の相互関係を持つよう
に構成される。
【0038】図13は出力ユニットXD1,XD3,X
D5,…に共通な奇数列アナログスイッチ回路ASWの
構造を示す。奇数列アナログスイッチ回路ASWは各々
Nチャネル薄膜トランジスタのみで構成される8個のス
イッチ部SW1〜SW8を有する。奇数列セレクタ回路
SELの非反転出力端g1〜g8からのデコード信号O
1〜O8は負極性基準電圧NV1〜NV8を選択的に出
力するためにスイッチ部SW1〜SW8のNチャネル薄
膜トランジスタのゲートにそれぞれ供給される。例え
ば、各ラッチ回路LATCHの出力ビデオデータDL5
〜DL0が”010100”であり、基準電圧発生回路
RGの階調同期データCl=”0”,C2=”1”,C
3=”0”であり、さらに切替信号S0が低レベルであ
れば、スイッチ部SW4のNチャネル薄膜トランジスタ
だけが奇数列デコーダ回路DECによって高レベルに立
ち上げられるデコード信号O4により導通して基準電圧
NV4をサンプリングする。この基準電圧NV4は奇数
列スイッチ部PSWを介して信号線X1に供給される。
もし、切替信号S0が高レベルであれば、スイッチ部S
W4のNチャネル薄膜トランジスタだけが偶数列デコー
ダ回路DECによって高レベルに立ち上げられるデコー
ド信号O4により導通して基準電圧NV4をサンプリン
グする。この基準電圧NV4は偶数列スイッチ部PSW
を介して信号線X2に供給される。
【0039】他方、出力ユニットXD2,XD4,XD
6,…に共通な偶数列アナログスイッチ回路ASWは、
8個のスイッチ部SW1〜SW8の各々がPチャネル薄
膜トランジスタのみで構成されることを除いて図13と
同様に構成される。偶数列セレクタ回路SELの反転出
力端h1〜h8からのデコード信号O1バー〜O8バー
は正極性基準電圧PV1〜PV8を選択的にサンプリン
グするためにスイッチ部SW1〜SW8のPチャネル薄
膜トランジスタのゲートにそれぞれ供給される。例え
ば、各ラッチ回路LATCHの出力ビデオデータDL5
〜DL0が”010100”であり、基準電圧発生回路
RGの階調同期データCl=”0”,C2=”1”,C
3=”0”であり、さらに切替信号S0が低レベルであ
れば、スイッチ部SW4のPチャネル薄膜トランジスタ
だけが偶数列デコーダ回路DECによって高レベルに立
ち上げられ偶数列セレクタ回路SELでさらに立ち下げ
られたデコード信号O4バーにより導通して基準電圧P
V4をサンプリングする。この基準電圧PV4は偶数列
スイッチ部PSWを介して信号線X2に供給される。も
し、切替信号S0が高レベルであれば、スイッチ部SW
4のPチャネル薄膜トランジスタだけが奇数列デコーダ
回路DECによって高レベルに立ち上げられ偶数列セレ
クタSELでさらに立ち下げられたデコード信号O4バ
ーにより導通して基準電圧PV4をサンプリングする。
この基準電圧PV4は奇数列スイッチ部PSWを介して
信号線X1に供給される。
【0040】図14は基準電圧発生回路RGの構成を示
す。この基準電圧発生回路RGは、負極性基準電圧NV
1〜NV8および正極性基準電圧PV1〜PV8をそれ
ぞれ発生する1対の電圧発生部GNと、これら1対の電
圧発生部GNを制御する電圧制御部GCとを備える。電
圧制御部GCは4ビットカウンタ回路CNTRおよびデ
コーダ回路DECRで構成される。一対の電圧発生部G
Nは各々スイッチ回路SWR1〜SWR10、分圧回路
DV1、DV2抵抗RR1〜RR8、抵抗R1〜R8、
バッファアンプA1〜A9で構成される。正極性用の電
圧発生部GNは正極性電源端子VP1およびVP2間の
電圧を受取ることを除いて負極性用の電圧発生部GNと
構造的に同様であるため、負極性用の電圧発生部GNだ
けが図14に示される。
【0041】この負極性用の電圧発生部GNにおいて、
スイッチ回路SWR1〜SWR10の各々は第1および
第2スイッチ素子で構成される。分圧回路DV1は互い
に直列に接続された抵抗RR1〜RR8で構成され、分
圧回路DV2は互いに直列に接続された抵抗R1〜R8
で構成される。負極性電源端子VN1およびVN2はそ
れぞれ分圧回路DV1の両端に接続される。抵抗RR1
の両端はスイッチ回路SWR1の第1および第2スイッ
チ素子をそれぞれ介してバッファアンプA1およびA9
の入力端に接続される。抵抗RR2〜RR8の両端も同
様にスイッチ回路SWR2〜SWR8の第1および第2
スイッチ素子をそれぞれ介してバッファアンプA1およ
びA9の入力端に接続される。バッファアンプA1およ
びA2の出力端はそれぞれ分圧回路DV2の両端に接続
される。バッファアンプA2〜A8の入力端は抵抗R1
およびR2間、抵抗R2およびR3間、抵抗R3および
R4間、抵抗R4およびR5間、抵抗R5およびR6
間、抵抗R6およびR7間、並びに抵抗R7およびR8
間の接続点にそれぞれ接続される。バッファアンプA2
〜A8の出力端はバッファアンプA9の出力電圧V9を
基準レベルする基準電圧NV1〜NV8を出力する。
【0042】4ビットカウンタ回路CNTRはロード信
号LTに同期したリセット信号RESETに同期するよ
うにしてリセット信号RESETの1/2周期の信号H
Lの供給に伴ってクロックCPをカウントし、このカウ
ント値を階調同期データC4〜C1として出力する。デ
コーダ回路DECRは4ビットカウンタ回路CNTRか
ら得られる階調同期データC4〜C1の下位3ビットC
3〜C1をデコードしてオン信号S1〜S8を順次発生
する。これらオン信号S1〜S8は第1および第2スイ
ッチ素子を同時に導通させるためにスイッチ回路SWR
1〜SWR8にそれぞれ供給される。4ビットカウンタ
回路CNTRの階調同期データC4〜C1の上位1ビッ
トC4は切替信号S0および反転信号P0として直接出
力されると共に、インバータ回路を介して極性信号P1
として出力される。
【0043】負極性電源端子VN1およびVN2間の電
圧は分圧回路DV1の両端に設定され、抵抗RR1〜R
R8により分圧される。デコーダ回路DECRは4ビッ
トカウンタ回路CNTRの階調同期データC3〜C1の
変化に伴って順次オン信号S1〜S8を出力する。スイ
ッチ回路SWR1〜SWR8はこれらオン信号S1〜S
8にそれぞれ応答して導通する。これにより、抵抗RR
1〜RR8の両端電圧がバッファアンプA1およびA2
を介して分圧回路DV2の両端に順次印加される。この
分圧回路DV1の両端電圧は抵抗R1〜R8により分圧
される。バッファアンプA2〜A8はこの分圧により得
られた電圧を負極性基準電圧NV2〜NV8として発生
し、これら基準電圧NV2〜NV8をバッファアンプA
1から得られた負極性基準電圧NV1と共に図12に示
す奇数列アナログスイッチ回路ASWに供給する。尚、
正極性用の電圧発生部GNでは、バッファアンプA1〜
A8から得られた電圧が正極性基準電圧PV1〜PV8
として出力され、図12に示す偶数列アナログスイッチ
回路ASWに供給される。
【0044】図15は負極性基準電圧NV1〜NV8の
切替タイミングを示す。ここでは、負極性基準電圧NV
1を例にして説明する。4ビットカウンタ回路CNTR
が水平ブランキング期間HBLにリセットされると、負
極性用の電圧発生部GNにおいて、電圧Vr1(=NV
1)がスイッチ回路SWR1を介してバッファアンプA
1に供給される。バッファアンプA1はこの電圧VR1
を負極性基準電圧NV1として出力する。カウンタ回路
CNTRがクロックCPをカウントすると、カウンタ回
路CNTRの階調同期データC3〜C1がさらに変化す
る。これにより、スイッチ回路SWR2〜SWR8が順
次導通し、負極性基準電圧NVlが図15に示すように
1水平走査期間(1H)の前半でVR1,VR2,VR
3,VR4,VR5,VR6,VR7,VR8という順
に変化する。カウンタ回路CNTRがさらにクロックC
Pをカウントすると、階調同期データC4が立上がる。
すなわち、切替信号S0および反転信号P0が高レベル
となる一方で、極性信号P1が低レベルとなる。これに
続くカウンタ回路CNTRの階調同期データC3〜C1
の変化により、スイッチ回路SWR1〜SWR8が再び
順次導通し、負極性基準電圧NVlが図15に示すよう
に1水平走査期間(1H)の後半でもVR1,VR2,
VR3,VR4,VR5,VR6,VR7,VR8とい
う順に変化する。
【0045】図16は正極性基準電圧PV1〜PV8の
切替タイミングを示す。ここでは、正極性基準電圧PV
1を例にして説明する。4ビットカウンタ回路CNTR
が水平ブランキング期間HBLにリセットされると、正
極性用の電圧発生部GNにおいて、電圧VR1(=PV
1)がスイッチ回路SWR1を介してバッファアンプA
1に供給される。バッファアンプA1はこの電圧VR1
を正極性基準電圧PV1として出力する。カウンタ回路
CNTRがクロックCPをカウントすると、カウンタ回
路CNTRの階調同期データC3〜C1がさらに変化す
る。これにより、スイッチ回路SWR2〜SWR8が順
次導通し、正極性基準電圧PVlが図16に示すように
1水平走査期間(1H)の前半でVR1,VR2,VR
3,VR4,VR5,VR6,VR7,VR8という順
に変化する。カウンタ回路CNTRがさらにクロックC
Pをカウントすると、階調同期データC4が立上がる。
すなわち、切替信号S0および反転信号P0が高レベル
となる一方で、極性信号P1が低レベルとなる。これに
続くカウンタ回路CNTRの階調同期データC3〜C1
の変化により、スイッチ回路SWR1〜SWR8が再び
順次導通し、正極性基準電圧PVlが図16に示すよう
に1水平走査期間(1H)の後半でもVR1,VR2,
VR3,VR4,VR5,VR6,VR7,VR8とい
う順に変化する。
【0046】すなわち、基準電圧NV1は1水平走査期
間(1H)においてコモン電圧VCより低い負極性に維
持され、基準電圧PV1は1水平走査期間(1H)にお
いてコモン電圧VCより高い正極性負極性に維持され
る。さらに、負極性基準電圧NV1および正極性基準電
圧PV1の各々は1水平走査期間の前半および後半にお
いて上述のように変化する。これら基準電圧NV1およ
びPV1はコモン電圧VCに対してPV1−VC=NV
1−NV1という関係に設定される。
【0047】図17は信号線X1およびX2に供給され
る電圧波形および供給タイミングを示す。ここでは、奇
数列デコーダ回路DECのビデオデータDL5〜DL0
が例えば”110100”であるとする。カウンタ回路
CNTRはリセット後の時刻t1でタイミングデータC
3=”1”,C2=”1”,C1=”0”を出力する。
これに伴い、デコーダ回路DECはデコード信号O4を
高レベルに立ち上げる。切替信号S0(=C4)が低レ
ベルであると、奇数列デコード信号O4は奇数列セレク
タ回路SELの非反転出力端g4を介して奇数列アナロ
グスイッチ回路ASWに供給され、このアナログスイッ
チ回路ASWのスイッチ部SW4を導通させる。これに
より負極性基準電圧NV4がサンプリングされ、さらに
極性信号P1の立上がりにより導通する奇数列スイッチ
部PSWの薄膜トランジスタTNを介して信号線X1に
供給される。このとき、基準電圧発生回路RGの負極性
用電圧発生部GNでは、スイッチ回路SWR4が導通し
てNV1=VR4,NV9=VR5となる。抵抗R1〜
R8の抵抗値が全て同一であれば、1水平走査期間の前
半の負極性基準電圧NV4をVXAとして、VXA=4
(VR5−VR4)/8で表される。
【0048】この後、カウンタ回路CNTRが時刻t2
でタイミングデータC3=”1”,C2=”1”,C1
=”0”を再び出力する。これに伴い、奇数列デコーダ
回路DECはデコード信号O4を高レベルに立ち上げ
る。切替信号S0(=C4)が1水平走査期間の後半で
高レベルとなるため、偶数列セレクタ回路SELの反転
出力端h4を介して偶数列アナログスイッチ回路ASW
に供給され、このアナログスイッチ回路ASWのスイッ
チ部SW4を導通させる。これにより正極性基準電圧P
V4がサンプリングされ、さらに極性信号P1の立ち下
がりにより導通する奇数列スイッチ部PSWの薄膜トラ
ンジスタTPを介して信号線X1に供給される。このと
き基準電圧発生回路RGの正極性用電圧発生部GNで
は、スイッチ回路SWR4が導通してPV1=VR4,
PV9=VR5となる。抵抗R1〜R8の抵抗値が全て
同一であれば、1水平走査期間の後半の基準電圧PV4
をVXBとして、VXB=4(VR5−VR4)/8で
表される。ここで、VXB−VC=VC−VXAが成立
する。電圧VXBおよびVXAは対向電極CEのコモン
電圧VCに対して互いに逆極性である。
【0049】他方、走査線駆動回路YDは走査パルスを
走査線Y1〜Ymに1水平走査期間ずつ順次供給する。
すなわち、走査線Y1〜Ymの各々は1水平走査期間だ
け走査パルスにより高レベルに設定され、走査線Y1〜
Ymの残りが順次走査パルスにより高レベルに設定され
る水平走査期間において低レベルに維持される。例えば
走査線Y1が走査パルスの立ち上がりにより駆動される
と、この走査線Y1に接続された全ての薄膜トランジス
タ1が導通し、信号線X1〜Xnの電位がこれら薄膜ト
ランジスタ1を介して第1行の画素電極PEにそれぞれ
印加される。これら第1行の画素電極PEはこれら薄膜
トランジスタ1が走査パルスの立ち下がりにより非導通
になることにより電気的なフローティング状態となり、
この状態となる直前に印加された信号線電位を保持す
る。上述の例のように、ビデオデータDL5〜DL0が
例えば”110100”であるとし、信号線X1が1水
平走査期間の前半および後半に負極性電圧VXA(=N
V4)および正極性電圧VXB(=PV4)により駆動
される場合、正極性電圧VXB(=PV4)が水平走査
期間の終了タイミングである走査パルスの立ち下がりに
伴って画素電極PEに保持される。また、信号線X2が
1水平走査期間の前半および後半に正極性電圧VXA
(=PV4)および負極性電圧VXB(=NV4)によ
り駆動される場合、負極性電圧VXB(=NV4)が水
平走査期間の終了タイミングである走査パルスの立ち下
がりに伴って画素電極PEに保持される。すなわち、電
圧VXAは水平走査期間の前半で信号線X1およびX2
に印加されるため、画素電極PEに保持されない。こう
して、いわゆるVライン反転駆動が行われる。
【0050】第2実施形態でも、信号線Xが1水平走査
期間の前半および後半に分けてを極性反転駆動するされ
るため、画素電極PEと信号線X1との容量結合による
画素電極PEの電位変動が実効的に無くなり、画素電極
PEと信号線X2との容量結合による画素電極PEの電
位変動についても実効的に無くなる。
【0051】従って、第1実施形態と同様に補助容量C
sを小さい値にすることができる。さらに画素電極PE
の電位変動量が画素電極PEおよび信号線X1の間隔に
依存するという問題が無くなるため、この間隔を短くす
ることにより表示画素PXの開口率を大きく設定するこ
とができる。この結果、液晶表示パネルPNLの最大輝
度が高まり、表示画像の見やすさが向上する。尚、各画
素電極PEに接続された薄膜トランジスタ1のゲートお
よびドレイン間容量とゲートおよびソース間容量を小さ
くできる場合には、補助容量Csを得るための補助容量
線YAを省略してもよい。
【0052】また、第2実施形態は、第1実施形態と同
様に図9に示すような構成とすることができる。
【0053】図18は図12に示す信号線駆動回路XD
の変形例を示す。この変形例では、ラッチ回路RSが比
較回路およびデコーダ回路DEC間に付加され、比較回
路COMPが階調同期データC3〜C1とビデオデータ
DL5〜DL3とが一致するまでデコーダ回路DECを
アクティブにするために用いられる。すなわち、ラッチ
回路RSは水平ブランキング期間HBLに信号HLの立
ち上がりに伴ってイネーブル信号CO1を高レベルにセ
ットし、比較回路COMPが階調同期データC3〜C1
とビデオデータDL5〜DL3との一致を検出したとき
にイネーブル信号CO1を低レベルにリセットする。信
号HLは1水平走査期間の1/2のタイミングでも立上
がるため、このタイミングでイネーブル信号CO1を再
び高レベルにセットし、比較回路COMPが階調同期デ
ータC3〜C1とビデオデータDL5〜DL3との一致
を検出したときにイネーブル信号CO1を再び低レベル
にリセットする。信号線X1〜Xnは、イネーブル信号
CO1が高レベルである間にアナログスイッチ回路AS
Wを介して絶えず供給される基準電圧により駆動され
る。これらアナログスイッチ回路ASWは、イネーブル
信号CO1がデータの一致検出に伴って低レベルになる
ことにより非導通にされるため、信号線X1〜Xnはこ
のタイミングで得られた電位をそれぞれ保持する。従っ
て、図19に示すように、急激な電位変化がこれら信号
線X1〜Xnで起こらないため、基準電圧発生回路RG
へ与える影響も少なく、基準電圧供給用の配線抵抗およ
び配線容量による制約も緩和される。この場合でも、信
号線Xの電位変化を1水平走査期間の前半で積分した値
とこの水平走査期間の後半で積分した値との差がこの水
平走査期間についてゼロとなる。尚、上述の例では、6
ビットのビデオデータDL5〜DL0が比較回路COM
Pに供給される上位3ビットとデコーダ回路DECに供
給される下位3ビットに分けられたが、上位2ビットお
よび下位4ビットという分割形式とし、基準電圧供給配
線を増やす一方で基準電圧切替回数を減らすことも可能
である。
【0054】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電力消費
およびコストを著しく増大させることなく画素電極と隣
接信号線との間の容量結合による影響を低減できる平面
表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置の全
体構成を示す図である。
【図2】図1に示す信号線駆動回路の一部を概略的に示
すブロック図である。
【図3】図2に示すアナログスイッチ回路の構造を示す
回路図である。
【図4】図1に示す基準電圧発生回路の構成を示す回路
図である。
【図5】図2に示す基準電圧の切替タイミングを示す波
形図である。
【図6】図2に示す信号線に供給される電圧波形および
供給タイミングを示すタイムチャートである。
【図7】図1に示す薄膜トランジスタが非導通状態であ
るときに画素電極と隣接信号線との間に生じる容量結合
を示す図である。
【図8】図2に示すフリップフロップ、レジスタ回路、
ラッチ回路、比較回路、およびデコーダ回路の具体的構
成例を示す回路図である。
【図9】図1に示す液晶表示パネルがXGA形式である
場合の構成例を示す図である。
【図10】図2に示す比較回路の変形例を示す図であ
る。
【図11】図10に示す変形例において信号線に供給さ
れる電圧波形および供給タイミングを示すタイムチャー
トである。
【図12】本発明の第2実施形態に係る液晶表示装置に
組込まれる信号線駆動回路の一部を概略的に示すブロッ
ク図である。
【図13】図12に示す奇数列アナログスイッチ回路の
構造を示す回路図である。
【図14】図12に示す信号線駆動回路に供給される基
準電圧を発生する基準電圧発生回路の構成を示す回路図
である。
【図15】図12に示す負極性基準電圧の切替タイミン
グを示す波形図である。
【図16】図12に示す正極性基準電圧の切替タイミン
グを示す波形図である。
【図17】図12に示す信号線に供給される電圧波形お
よび供給タイミングを示すタイムチャートである。
【図18】図12に示す信号線駆動回路の変形例を示す
図である。
【図19】図18に示す変形例において信号線に供給さ
れる電圧波形および供給タイミングを示すタイムチャー
トである。
【図20】従来の典型的な液晶表示装置の液晶表示パネ
ルの構成を示す図である。
【図21】図20に示す信号線駆動回路の構成を示す回
路図である。
【符号の説明】
1…スイッチング素子 PE…画素電極 CE…対向電極 Y…走査線 X…信号線 YD…走査線駆動回路 XD…信号線駆動回路 AR…アレイ基板 CT…対向基板 LQ…液晶層
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 3/20 623 G09G 3/20 623V Fターム(参考) 2H093 NA16 NA32 NA33 NA34 NA43 NA53 NA64 NC16 NC21 NC23 NC25 NC26 NC27 NC34 ND06 ND17 ND60 NH18 5C006 AA01 AA02 AA11 AA22 AC11 AC21 AF42 BB16 BC03 BC11 BC16 BF03 BF06 BF11 BF14 BF24 BF25 BF26 BF27 BF28 BF43 FA47 FA51 5C080 AA10 BB05 CC03 DD10 FF11 JJ02 JJ03 JJ04 JJ05 JJ06 KK02 KK43

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 略マトリクス状に配置される複数の画素
    電極、前記複数の画素電極の行に沿って配置される複数
    の走査線と、前記複数の画素電極の列に沿って配置され
    る複数の信号線と、前記複数の走査線および前記複数の
    信号線の交差位置近傍に配置され、各々対応走査線を介
    して駆動されることにより対応信号線の電位を対応画素
    電極に印加する複数のスイッチング素子とを含むアレイ
    部と、前記複数の走査線を順次1水平走査期間ずつ駆動
    しこの水平走査期間において前記複数の信号線を駆動す
    る駆動部と、前記複数の画素電極に対向する対向電極
    と、前記複数の画素電極および前記対向電極間の電位差
    に対応して光変調を行う光変調層とを備え、 前記駆動部は前記1水平走査期間を分割した複数の分割
    期間のそれぞれにおいて繰返し所定の傾きで変化する複
    数の基準電圧のうちの少なくとも1つを各分割期間にお
    いて入力ビデオデータに基づいて選択的に所定のタイミ
    ングでサンプリングし前記複数の信号線にそれぞれ供給
    する信号線駆動回路を有することを特徴とする平面表示
    装置。
  2. 【請求項2】 前記複数の基準電圧は前記1水平走査期
    間の前半および後半の一方において正極性に設定され、
    前記前半および後半の他方において負極性に設定される
    ことを特徴とする請求項1に記載の平面表示装置。
  3. 【請求項3】 前記複数の基準電圧はさらに各水平走査
    期間毎に極性反転されることを特徴とする請求項3に記
    載の平面表示装置。
  4. 【請求項4】 前記信号線駆動回路は各信号線について
    前記複数の基準電圧を選択的にサンプリングするアナロ
    グスイッチ回路と、対応ビデオデータの上位部分に基づ
    いて前記アナログスイッチ回路のサンプリングタイミン
    グを決定し、このビデオデータの下位部分に基づいて前
    記複数の基準電圧の1つを決定するサンプリング制御部
    とを有することを特徴とする請求項1に記載の平面表示
    装置。
  5. 【請求項5】 前記アナログスイッチ回路は前記複数の
    基準電圧をそれぞれサンプリングする複数のアナログス
    イッチにより構成され、前記ビデオデータの下位部分に
    基づいて前記複数のアナログスイッチを選択するデコー
    ド回路と、前記デコード回路の動作タイミングを制御す
    るために前記ビデオデータの上位部分と前記複数の基準
    電圧の変化段階を表す階調同期データとを比較する比較
    回路とを含むことを特徴とする請求項4に記載の平面表
    示装置。
  6. 【請求項6】 前記比較回路は前記ビデオデータの上位
    部分と前記階調同期データの一致検出に伴って前記デコ
    ード回路をイネーブルするよう構成されることを特徴と
    する請求項5に記載の平面表示装置。
  7. 【請求項7】 前記比較回路は前記ビデオデータの上位
    部分と前記階調同期データの一致検出に先だって前記デ
    コード回路をイネーブルするよう構成されることを特徴
    とする請求項5に記載の平面表示装置。
  8. 【請求項8】 前記所定の傾きは各基準電圧を前記1水
    平走査期間の前半および後半の一方で最小値から最大値
    へ変化させ、前記前半および後半の他方で最大値から最
    小値へ変化させるように設定されることを特徴とする請
    求項1に記載の平面表示装置。
  9. 【請求項9】 前記複数の基準電圧は前記対向電極の電
    位に対して予め正極性および負極性の一方に設定される
    複数の第1基準電圧および前記対向電極の電位に対して
    予め正極性および負極性の他方に複数の第2基準電圧を
    含み、前記信号線駆動回路は各信号線について前記複数
    の第1基準電圧を選択的にサンプリングする第1アナロ
    グスイッチ回路と、前記複数の第2基準電圧を選択的に
    サンプリングする第2アナログスイッチ回路と、前記第
    1および第2アナログスイッチ回路の一方を選択する選
    択回路と、この選択回路によって選択されたアナログス
    イッチ回路のサンプリングタイミングを対応ビデオデー
    タの上位部分に基づいて決定し、このビデオデータの下
    位部分に基づいてこのアナログスイッチ回路によってサ
    ンプリング可能な前記複数の基準電圧の1つを決定する
    サンプリング制御部とを備えることを特徴とする請求項
    1に記載の平面表示装置。
  10. 【請求項10】 前記第1および第2アナログスイッチ
    回路は2本の隣接信号線毎に共用されることを特徴とす
    る請求項9に記載の平面表示装置。
  11. 【請求項11】 前記選択回路の選択は前記1水平走査
    期間の1/2毎に切り替えられることを特徴とする請求
    項9に記載の平面表示装置。
  12. 【請求項12】 前記選択回路の選択はさらに各水平走
    査期間毎に切り替えられることを特徴とする請求項11
    に記載の平面表示装置。
  13. 【請求項13】 前記選択回路の選択はさらに各フレー
    ム期間毎に切り替えられることを特徴とする請求項12
    に記載の平面表示装置。
  14. 【請求項14】 前記複数の第1基準電圧が正極性であ
    り、前記第2基準電圧が負極性である場合、前記第1ア
    ナログスイッチ回路は前記複数の第1基準電圧をそれぞ
    れサンプリングする複数のNチャネル薄膜トランジスタ
    で構成され、前記第2アナログスイッチ回路は前記複数
    の第2基準電圧をそれぞれサンプリングする複数のPチ
    ャネル薄膜トランジスタで構成されることを特徴とする
    請求項9に記載の平面表示装置。
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