JP2003223148A - 液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置

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JP2003223148A
JP2003223148A JP2002019903A JP2002019903A JP2003223148A JP 2003223148 A JP2003223148 A JP 2003223148A JP 2002019903 A JP2002019903 A JP 2002019903A JP 2002019903 A JP2002019903 A JP 2002019903A JP 2003223148 A JP2003223148 A JP 2003223148A
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Tadao Minami
忠生 南
Jun Hiratsuka
準 平塚
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Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶パネルのデータ線の終端側での輝度むら
を防止する。 【解決手段】 液晶パネル100の左側外周のデータ線
給電側に2個の垂直ドライバIC20と、データ線終端
側に2個の垂直ドライバIC40とがカスケード接続で
片側配置される。各IC20、40から出力される走査
信号の電圧値が、データ線給電側よりデータ線終端側で
高くなるように、電源回路50からIC20の外部電源
端子VDD2に電圧VDD2−ΔV1、データ線給電側のIC
40の外部電源端子VDD2AおよびVDD2Bに電圧VDD2−
ΔV2A(ΔV1>ΔV2A)およびVDD2−ΔV2B(ΔV2
A>ΔV2B)、データ線終端側のIC40の外部電源端
子VDD2AおよびVDD2Bに電圧VDD2−ΔV3(ΔV2B>
ΔV3)およびVDD2を生成出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアクティブマトリッ
クス方式の液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】アクティブマトリックス方式の液晶表示
装置の液晶表示モジュールは、図4に示すように液晶パ
ネル100と液晶パネル100の外周に配置した駆動装
置200とを具備している。液晶パネル100は、画素
を構成する画素電極およびTFT(薄膜トランジスタ)
がマトリックス状に形成されたリア側のガラス基板と、
コモン電極およびカラーフィルタが形成されたフロント
側のガラス基板とが液晶を介して互いに対向配置され、
TFTと画素電極に、水平方向に延在し垂直方向に並設
される走査線と、垂直方向に延在し水平方向に並設され
るデータ線が接続されて構成されている。駆動装置20
0は、液晶パネル100のデータ線に接続される水平ド
ライバIC210と、走査線に接続される垂直ドライバ
IC220とで構成されている。垂直ドライバIC22
0から各走査線に線順次に走査信号が供給されることに
より、走査信号が供給された走査線に接続されている各
TFTがオンし、水平ドライバIC210から各データ
線に同時に供給された駆動電圧がこのオンしたTFTを
介して対応する画素電極に供給され、コモン電極に供給
される電圧(以下、コモン電圧Vcomという)との電位
差で液晶を駆動する。
【0003】各ドライバIC210,220のモジュー
ルへの実装は、例えばXGA(1024×768画素)
表示の場合、 水平ドライバIC210は、1画素を表示するために
データ線はR(赤)、G(緑)、B(青)用の3本が必
要なため、1024×3=3072本のデータ線を駆動
する必要があり、例えば、384本分の駆動能力を有す
る水平ドライバIC210を液晶パネル100の上側外
周に8個をカスケード接続で片側配置される。 垂直ドライバIC220は、768本のゲート線を駆
動する必要があり、例えば192本分の駆動能力を有す
る垂直ドライバIC220を液晶パネル100の左側外
周に4個をカスケード接続で片側配置される。
【0004】水平ドライバIC210により各画素電極
に供給される駆動電圧は、液晶固有の特性からコモン電
圧Vcomに対して正電圧と負電圧を交互に供給しなけれ
ばならず、例えば、64階調表示の場合、正電圧として
正極性階調電圧VP0〜VP63(Vcom<VP0<…
<VP63)のうちのひとつの階調電圧VPxと、負電
圧として負極性階調電圧VN0〜VN63(Vcom>V
N0>…>VN63)のうちのひとつの階調電圧VNx
とが交互に供給される。この正電圧と負電圧を交互に供
給する駆動方式としては、1画面(フレーム)ごとに切
り換えるフレーム反転駆動や、1走査線ごとに切り換え
るライン反転駆動や、1画素電極単位で切り換えるドッ
ト反転駆動等の交流駆動方式が提案されており、垂直ド
ライバIC220により、ライン反転駆動やドット反転
駆動の場合では、1走査線を走査するごとに、フレーム
反転駆動の場合では、1フレームを走査するごとに、液
晶パネルの駆動電圧として、水平ドライバIC210か
らデータ線に正電圧と負電圧を交互に供給する。
【0005】上記水平ドライバIC210としてのドッ
ト反転駆動の水平ドライバIC10の概略構成につい
て、384本分の駆動能力を有するものとして、図5を
参照して説明する。水平ドライバIC10は表示データ
としてR、G、B各色6ビットのデータ信号DATAを
供給することにより64階調の正極性および負極性階調
電圧を駆動電圧として384本のデータ線に奇数線と偶
数線とで極性が互い違いとなるようにして1走査期間ご
とに交互に出力するもので、主回路としてシフトレジス
タ11、データレジスタ12、データラッチ13、レベ
ルシフタ14、DAコンバータ15および出力バッファ
16を有している。
【0006】シフトレジスタ11は、例えば、64ビッ
ト双方向性でシフト方向切換え信号R/Lにより右シフ
ト・スタートパルス入出力STHRまたは左シフト・ス
タートパルス入出力STHLが選択され、クロック信号
CLKのエッジでスタートパルスSTHRまたはSTH
Lの“H”レベルを読込み、データ取込み用の制御信号
C1、C2、…、C64を順次生成し、データレジスタ
12に供給する。
【0007】データレジスタ12は、シフトレジスタ1
1の制御信号C1、C2、…、C64に基づき、6ビッ
ト×6ドット(RGB×2)の36ビット幅で供給され
るデータ信号DATAを取込み、データラッチ13は、
データレジスタ12に取込まれたデータ信号DATAを
ストローブ信号STBのタイミングで保持するととも
に、レベルシフタ14に1走査期間ごとに一括供給す
る。
【0008】レベルシフタ14は、データラッチ13か
らのデータ信号を電圧レベルを高めてDAコンバータ1
5に1走査期間ごとに供給する。
【0009】DAコンバータ15は、384個の各出力
に対応するデータ信号DATAに基づき内部の階調電圧
発生回路で生成された64階調の階調電圧のうち1つを
極性制御信号POLにより1走査期間ごと正極性と負極
性を交互に切り換えて内部のROMデコーダで選択し出
力バッファ16で駆動能力を高めて384本の各データ
線に駆動電圧として奇数線と偶数線とで極性が互い違い
になるように出力する。
【0010】次に、上記垂直ドライバIC220として
の垂直ドライバIC20について、走査線192本分の
駆動能力を有するものとして、図6を参照して説明す
る。垂直ドライバIC20は、第1レベルシフタ21、
シフトレジスタ22、第2レベルシフタ23、出力バッ
ファ24、および内部電源25を有している。
【0011】第1レベルシフタ21は、シフトレジスタ
22への入力信号であるシフト方向切り替え入力R/
L、およびシフト・クロック入力CLKをCMOSレベ
ル(例えば、VDD1=3.3V、VSS=0V)から内部
動作レベル(例えば、VCC=−3V、VEE=−10V)
にそれぞれレベルシフトしてシフトレジスタ22に供給
するとともに、シフトレジスタ22の入出力信号である
スタート・パルス入出力STVR,STVLを、入力時
にはCMOSレベルから内部動作レベルにレベルシフト
してシフトレジスタ22に供給し、出力時には内部動作
レベルからCMOSレベルにレベルシフトしてシフトレ
ジスタ22から出力する。
【0012】シフトレジスタ22は、192ビット双方
向性で、シフト方向切換え信号R/Lにより、例えば、
R/L=“H”レベルのとき右シフトの方向となり、ク
ロック信号CLKの立ち上がりエッジでスタート・パル
スSTVRの“H”レベルを読込み、シフト信号SR
1,SR2,…,SR192を順次、第2レベルシフタ2
3に出力するとともに、左シフト・スタート・パルス入
出力STVL端子から次段のドライバICにスタート・
パルスSTVRとして出力する。
【0013】第2レベルシフタ23は、シフトレジスタ
22からのシフト信号SR1,SR2,…,SR192を
内部動作レベルから出力レベル(例えば、VDD2=23
V、VEE=−10V)にそれぞれレベルシフトして出力
バッファ24に供給する。
【0014】出力バッファ24は、第2レベルシフタ2
3でレベルシフトされたシフト信号SR1,SR2,…,
SR192を駆動能力を上げて走査信号O1,O2, …,
O192として出力する。
【0015】内部電源25は、外部電源電圧VDD1を供
給することにより、シフトレジスタ22に内部電圧VCC
を供給する。
【0016】次に、上記水平ドライバIC10および垂
直ドライバIC20を用いた従来の液晶表示装置につい
て、XGA(1024×768画素)表示の能力がある
ものとして図7を参照して説明する。この液晶表示装置
は、図4に示す水平ドライバIC210として、液晶パ
ネル100の上側外周に8個の水平ドライバIC10が
カスケード接続で片側配置され、図4に示す垂直ドライ
バIC220として、液晶パネル100の左側外周に4
個の垂直ドライバIC20がカスケード接続で片側配置
される。4個の垂直ドライバIC20の各外部電源端子
VDD2には、同一電圧値の外部電源電圧VDD2が供給さ
れる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】ところで、出力バッフ
ァ16から各データ線への駆動電圧は、図8に示すよう
に、ストローブ信号STBのタイミングで、例えば、極
性制御信号POL=“H”レベルのとき正電圧VPx、
“L”レベルのとき負電圧VNxとで交互に出力される
ため、この駆動電圧の波形は、負電圧から正電圧の立ち
上がり波形と正電圧から負電圧の立ち下がり波形とな
る。この立ち上がり波形および立ち下がり波形の立ち上
がりおよび立ち下がり時間は、液晶パネルの負荷が一定
とした場合、出力バッファ16のスルーレートにより決
定され、正電圧と負電圧との電圧差が大きくなるほど長
くなり、正電圧と負電圧との電圧差が最大となるとき最
長となるため、このスルーレートはこの最長時間を考慮
して決定されている。しかしながら、液晶パネルは、昨
今の液晶表示装置の需要の高まりとともに、大型化して
きており、この大型化はデータ線における信号伝送距離
の増大を招来する。その結果、液晶パネル面内におい
て、データ線の配線抵抗および配線容量が大きくなり、
これらと液晶の容量により形成されるCR分布定数回路
により、図7に示す液晶パネルの走査線の走査位置をデ
ータ線の給電側より終端側に、例えば、各垂直ドライバ
IC20に対応して第1走査位置〜第4走査位置に分け
たときの終端側に近い、第3走査位置や第4走査位置で
は、図9の破線で示すように、駆動電圧波形が歪み、駆
動電圧の実効値の低下となり、液晶パネルにおいて、デ
ータ線の給電側と終端側の位置とで輝度の相違が生じ、
いわゆる輝度むらが発生するという問題がある。本発明
は上記問題点に鑑みてなされたものであり、液晶パネル
の位置によって輝度むらが生じない液晶表示装置の駆動
方法および液晶表示装置を提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置の
駆動方法は、アクティブマトリックス駆動方式の液晶表
示装置の駆動方法において、走査線を駆動する電圧が、
走査線の位置に応じて、データ線給電側よりデータ線終
端側で高いことを特徴とする。本発明の液晶表示装置
は、走査線を線順次に駆動する半導体集積回路を有する
アクティブマトリックス駆動方式の液晶表示装置におい
て、前記半導体集積回路により走査線を駆動する電圧
が、走査線の位置に応じて、データ線給電側よりデータ
線終端側で高いことをことを特徴とする。上記の液晶表
示装置において、前記半導体集積回路が複数個で構成さ
れ、データ線終端側に配置される半導体集積回路からの
前記電圧をデータ線給電側に配置される半導体集積回路
からの前記電圧より高くすることを特徴とする。また、
上記の液晶表示装置において、前記半導体集積回路のう
ち、少なくともデータ線の一番終端側に配置される半導
体集積回路からの前記電圧が、複数の異なる電圧値で出
力され、データ線給電側よりデータ線終端側で高いこと
を特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の第1実施例の液
晶表示装置について、XGA(1024×768画素)
表示の能力があるものとして図1を参照して説明する。
この液晶表示装置は、図7の液晶表示装置と同様に、図
4に示す水平ドライバIC210として、液晶パネル1
00の上側外周に8個の水平ドライバIC10がカスケ
ード接続で片側配置され、図4に示す垂直ドライバIC
220として、液晶パネル100の左側外周に第1走査
位置〜第4走査位置のそれぞれに対応して4個の垂直ド
ライバIC20がカスケード接続で片側配置される。図
7の液晶表示装置と異なる点は、図7の液晶表示装置で
は、4個の垂直ドライバIC20の外部電源端子VDD2
に同一外部電源電圧VDD2が供給されるが、本発明で
は、データ線の給電側より終端側に配置される垂直ドラ
イバIC20の方が高い電圧が供給され、それらの電圧
を供給するための電源回路30を有している点である。
【0020】電源回路30は、例えば、第1および第2
走査位置に対応する垂直ドライバIC20の外部電源端
子VDD2に電圧VDD2−ΔV1、第3走査位置に対応する
垂直ドライバIC20の外部電源端子VDD2に電圧VDD2
−ΔV2(ΔV1>ΔV2)、第4走査位置に対応する
垂直ドライバIC20の外部電源端子VDD2に電圧VDD2
を生成出力する。従って、4個の垂直ドライバIC20
から出力される走査信号の電圧値は、第1および第2走
査位置に対応する垂直ドライバIC20より第3走査位
置に対応する垂直ドライバIC20の方が高く、第3走
査位置に対応する垂直ドライバIC20より第4走査位
置に対応する垂直ドライバIC20の方が高い。そのた
め、これらの走査信号がTFTのゲートに印加される
と、第1および第2走査位置の走査線に接続されている
TFTのON抵抗よりも第3走査位置の走査線に接続さ
れているTFTのON抵抗が小さくなり、さらに、第3
走査位置の走査線に接続されているTFTのON抵抗よ
りも第4走査位置の走査線に接続されているTFTのO
N抵抗が小さくなる。その結果、第1および第2走査位
置までのデータ線の配線抵抗に対して、第3および第4
走査位置までのデータ線の配線抵抗が大きくなるのをこ
のON抵抗により調節することによりキャンセルでき、
液晶パネルにおいて、データ線の給電側と終端側の位置
とで駆動電圧波形を同レベルに近づけることができ、従
って輝度も均一となり、輝度むらが発生するのを防止す
ることができる。
【0021】次に、本発明の第2実施例の液晶表示装置
について、XGA(1024×768画素)表示の能力
があるものとして図2を参照して説明する。この液晶表
示装置は、図1の液晶表示装置と同様に、図4に示す水
平ドライバIC210として8個の水平ドライバIC1
0が配置され、図4に示す垂直ドライバIC220とし
て第1および第2走査位置に垂直ドライバIC20が配
置される。図1の液晶表示装置と異なる点は、垂直ドラ
イバIC220として、第3および第4走査位置に、垂
直ドライバIC40が配置され、垂直ドライバIC2
0、40の各外部電源端子VDD2、VDD2A、VDD2Bに電
圧を供給する電源回路50を有している点である。
【0022】垂直ドライバIC40について、走査線1
92本分の駆動能力を有するものとして、図3を参照し
て説明する。尚、図6と同一のものについては同一符号
を付してその説明を省略する。図6に示す垂直ドライバ
IC20と異なる点は、第2レベルシフタ23および出
力バッファ24を、前半出力O1〜O96に対応する第
2レベルシフタ23Aおよび出力バッファ24Aと、後
半出力O97〜O192に対応する第2レベルシフタ2
3Bおよび出力バッファ24Bとで構成し、第2レベル
シフタ23Aおよび出力バッファ24Aの外部電源端子
VDD2をVDD2Aとし、第2レベルシフタ23Bおよび出
力バッファ24Bの外部電源端子VDD2をVDD2Bとした
点である。これにより、前半出力O1〜O96と後半出
力O97〜O192とで異なった電圧値の走査信号を出
力させることができる。
【0023】電源回路50は、例えば、第1および第2
走査位置に対応する垂直ドライバIC20の外部電源端
子VDD2に電圧VDD2−ΔV1、第3走査位置に対応する
垂直ドライバIC40の外部電源端子VDD2AおよびVDD
2Bに電圧VDD2−ΔV2A(ΔV1>ΔV2A)およびVDD2
−ΔV2B(ΔV2A>ΔV2B)、第4走査位置に対応する
垂直ドライバIC40の外部電源端子VDD2AおよびVDD
2Bに電圧VDD2−ΔV3(ΔV2B>ΔV3)およびVDD2
を生成出力する。従って、4個の垂直ドライバIC2
0、40から出力される走査信号の電圧値は、第1およ
び第2走査位置に対応する垂直ドライバIC20より第
3走査位置に対応する垂直ドライバIC40の前半出力
の方が高く、第3走査位置に対応する垂直ドライバIC
40の前半出力よりその後半出力の方が高く、第3走査
位置に対応する垂直ドライバIC40の後半出力より第
4走査位置に対応する垂直ドライバIC40の前半出力
の方が高く、第4走査位置に対応する垂直ドライバIC
40の前半出力よりその後半出力の方が高い。そのた
め、これらの走査信号がTFTのゲートに印加される
と、TFTのON抵抗は、第1および第2走査位置の走
査線に接続されているTFTよりも第3走査位置の前半
走査線に接続されているTFT、第3走査位置の前半走
査線に接続されているTFTよりその後半走査線に接続
されているTFT、第3走査位置の後半走査線に接続さ
れているTFTより第4走査位置の前半走査線に接続さ
れているTFT、および第4走査位置の前半走査線に接
続されているTFTよりその後半走査線に接続されてい
るTFTのほうが小さくなる。その結果、第1および第
2走査位置までのデータ線の配線抵抗に対して、第3お
よび第4走査位置までのデータ線の配線抵抗が大きくな
るのをこのON抵抗により調節することによりキャンセ
ルでき、液晶パネルにおいて、データ線の給電側と終端
側の位置とで駆動電圧波形を同レベルに近づけることが
でき、従って輝度も均一となり、輝度むらが発生するの
を防止することができる。この場合、第1実施例より走
査位置によるON抵抗の調節をきめこまかにしているた
め、第1実施例よりさらに輝度の均一度が向上する。
【0024】以上、第1および第2実施例で説明したよ
うに、垂直ドライバIC20、40の外部電源端子VDD
2、VDD2A、VDD2Bを走査位置に応じて、データ線の給
電側より終端側の方を高くすることにより、走査線に接
続されるTFTのON抵抗がデータ線の給電側より終端
側の方で小さくなり、その結果、データ線の給電側と終
端側とで画素電極までの抵抗成分の大きさが相違するの
をこのON抵抗により調節することにより、CR分布定
数回路の影響による輝度むらの発生を防止することがで
きる。
【0025】尚、上記第1および第2実施例では、第1
および第2走査位置に対応する垂直ドライバIC20の
外部電源端子VDD2に供給する電圧を同一電圧値とした
が、第1走査位置に対応する垂直ドライバIC20の方
を低くしてもよい。また、第2実施例では、第3および
第4走査位置に対応するそれぞれの垂直ドライバIC4
0において、外部電源端子VDD2AとVDD2Bとで異なる電
圧値が供給されることで説明したが同一電圧値が供給さ
れるようにしてもよい。また、第2実施例では、第1お
よび第2走査位置に対応する垂直ドライバIC220と
して垂直ドライバIC20を例で説明したが、垂直ドラ
イバIC40を用いてもよい。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
データ線の終端側に近い走査位置の走査信号の電圧値を
データ線の給電側より高くするので、液晶パネルが大型
化しても、CR分布定数回路の影響による輝度むらの発
生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例の液晶表示装置の概略構
成を示すブロック図。
【図2】 本発明の第2実施例の液晶表示装置の概略構
成を示すブロック図。
【図3】 図2の液晶表示装置に用いられる垂直ドライ
バICの概略構成を示すブロック図。
【図4】 液晶表示モジュールの概略構造図。
【図5】 図1、図2および図7の液晶表示装置に用い
られる水平ドライバICの概略構成を示すブロック図。
【図6】 図1、図2および図7の液晶表示装置に用い
られる垂直ドライバICの概略構成を示すブロック図。
【図7】 従来の液晶表示装置の概略構成を示すブロッ
ク図。
【図8】 図5の水平ドライバICの回路動作を示すタ
イミング図。
【図9】 図7の液晶表示装置に用いられたときの図5
の水平ドライバICの回路動作における波形図。
【符号の説明】
10 水平ドライバIC 20、40 垂直ドライバIC 21 第1レベルシフタ 22 シフトレジスタ 23、23A、23B 第2レベルシフタ 24、24A、24B 出力バッファ 25 内部電源 30、50 電源回路
───────────────────────────────────────────────────── 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 G09G 3/20 622P Fターム(参考) 2H093 NA16 NA43 NC03 NC22 NC34 ND09 5C006 AC22 AF42 AF50 AF52 BB16 BC24 BF43 BF46 FA22 FA37 5C080 AA10 BB05 DD05 FF11 JJ02 JJ04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクティブマトリックス駆動方式の液晶表
    示装置の駆動方法において、走査線を駆動する電圧が、
    走査線の位置に応じて、データ線給電側よりデータ線終
    端側で高いことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  2. 【請求項2】走査線を線順次に駆動する半導体集積回路
    を有するアクティブマトリックス駆動方式の液晶表示装
    置において、前記半導体集積回路により走査線を駆動す
    る電圧が、走査線の位置に応じて、データ線給電側より
    データ線終端側で高いことをことを特徴とする液晶表示
    装置。
  3. 【請求項3】前記半導体集積回路が複数個で構成され、
    データ線終端側に配置される半導体集積回路からの前記
    電圧をデータ線給電側に配置される半導体集積回路から
    の前記電圧より高くす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】前記半導体集積回路のうち、少なくともデ
    ータ線の一番終端側に配置される半導体集積回路からの
    前記電圧が、複数の異なる電圧値で出力され、データ線
    給電側よりデータ線終端側で高いことを特徴とする請求
    項3記載の液晶表示装置。
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