JP3259881B2 - 表示装置の駆動回路 - Google Patents
表示装置の駆動回路Info
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Description
型表示装置の駆動回路に関し、特にその中でも、そのデ
ータ線の駆動に振動電圧法が用いられているアクティブ
マトリクス型液晶表示装置の駆動回路に関するものであ
る。
晶表示装置の振動電圧法を用いた3ビットデジタル駆動
器を説明するための図であり、該駆動器を構成する複数
の出力回路の1つ(1出力当りの回路構成)を示してい
る。図において、200は上記3ビットデジタル駆動器
を構成する複数の出力回路の1つであり、該駆動器に
は、このような出力回路200がアクティブマトリクス
型液晶表示装置の複数のデータ線(ソースライン)毎に
設けられている。
0,D1,D2に基づいて階調表示信号を、液晶表示装
置の対応するデータ線に出力するもので、該映像信号デ
ータD0,D1,D2を制御信号に基づいてサンプリン
グするサンプリング回路10と、該回路の出力を制御信
号LPにより保持記憶する保持記憶回路20と、該回路
20の保持データに基づいて階調用基準電圧V0,V
2,V5,V7を選択し、データ線に所定レベルの階調
表示信号を出力する選択制御回路30とから構成されて
いる。
に、発生電圧レベルがV0,V2,V5,V7である階
調用基準電源に接続された4つのアナログスイッチAS
W0,ASW2,ASW5,ASW7と、該アナログス
イッチを選択的に開閉制御するデジタル回路である選択
回路31とから構成されている。該選択回路31には、
保持記憶手段20に記憶されている映像信号データD0
〜D2と、図5に示すようなデューティ比が2:1の信
号T3が供給されており、該選択回路31は、映像信号
データD0〜D2に基づいて上記アナログスイッチのう
ち所定の2つを選択し、該選択した2つのアナログスイ
ッチを上記信号T3のタイミングで相補的に開閉制御す
るよう構成されている。ここで、上記階調用基準電源
は、駆動器を構成するLSIの外部に設けられている。
と出力の関係を論理表(表1)に示す。
1への3ビットの入力である上記保持データである。S
0、S2、S5、S7は該選択回路31の出力で、これ
はアナログスイッチの制御信号となっている。ここでt
3は信号T3がハイレベルのときは1、ローレベルのと
きは0となる値を示し、*t3は信号T3がハイレベル
のときは0、ローレベルのときは1となる値を示す。ま
た表にて空白欄は上記制御信号が0であることを示す。
0、D1=0、D0=1)のときは、制御信号S0は信
号T3の反転波形となり、制御信号S2は信号T3と同
一波形となる。各アナログスイッチASW0、ASW
2、ASW5、ASW7はその制御信号S0、S2、S
5、S7がそれぞれハイレベルの時にオンとなるとする
と、この場合、上記出力回路200の出力OUTには、
図6(a)に示すように、階調基準電圧V0とV2の間
を、1:2のデューティ比で振動する波形が得られるこ
とになる。
周期を、液晶表示体自身の持つローパスフィルタ回路と
しての遮断周波数の周期より十分に短く定めることで、
絵素には振動電圧の平均値として表現される直流成分が
与えられることになる。
像信号データの値がそれぞれ3、4、6の時の出力回路
200の出力波形を示す。また、表2に本3ビット駆動
器に入力される映像信号データと該駆動器の出力電圧と
の関係を示す。
については、例えば、特開平6−27900号公報の第
11の実施例(50欄〜53欄)の説明において詳細に
記載されている。
動回路(駆動器)の出力端子OUTは、TFTをスイッ
チング素子とするアクティブマトリクス型液晶パネル
(以下、TFT液晶パネルという。)のソースライン
(図示せず)に接続されており、図6に示す波形の振動
電圧が該ソースラインに出力された場合について説明す
る。
が接続された時の、アナログスイッチからソースライン
までの等価回路を示している。図7において、Aは駆動
回路の出力端子、Raswはアナログスイッチのオン抵
抗であり、Rconct及びCconctは、それぞれ
駆動回路と液晶パネルのソースラインとの間での接続抵
抗及び接続容量であり、r及びcはそれぞれ、液晶パネ
ルのソースラインに分布定数として存在する抵抗及び容
量である。なお、図中上記各容量cに付けられている矢
印は、その先が全て対向電極(図示せず)に接続されて
いることを示している。
(ソースライン)側を見た場合、上記分布定数により表
される抵抗及び容量は、集中定数Rst及びCに置き換
えて表すことができる。図8は、図7の分布定数を用い
た等価回路を、集中定数を用いた等価回路に置き換えて
示している。通常観測される液晶パネルのソースライン
の時定数はこの集中定数としての値である。この図8に
示す等価回路を、駆動回路の1出力回路に対する負荷の
等価回路として考える。図8において、破線で示した絵
素の容量Clcはソースラインの容量Cに比べてはるか
に小さい値であり、等価回路の動作からは絵素の容量C
lcは無視し得る。従って絵素は図8の等価回路の、抵
抗Rstと容量Cとの接続点である信号ノードBの電位
と同一の電位に充電されると考えてよい。
に充電される電圧について、映像信号データが「1」の
場合を例に挙げて考察する。図9には、階調用基準電圧
V0,V2がV0>V2である場合の出力波形(図6
(a))を改めて示しており、この波形の振動電圧が図
8に示す等価回路の端子Vinに入力されたときの上記
信号ノードBにおける1出力期間、つまり1つの走査線
が選択されている期間の電位の変化を図10に示す。
信号ノードBの電位は1出力期間の終には振動電圧の平
均値である(V0+2×V2)/3に近づいていくが、
それでもこの電圧波形は図10(b)のように振動電圧
の振動周期で変動することとなる。このような電位変動
があると、絵素TFTのオフするタイミングによって絵
素に充電される電荷がばらつくこととなる。ここでこの
変動の振幅をVripとすると、振動電圧の周波数が十
分に高い場合や液晶パネルのソースラインの時定数CR
stが十分に大きい場合は、絵素のTFTがオフするタ
イミングの違いによる、信号ノードBでの電位の違いは
ほとんど無視することができ、表示品位に全く影響を与
えない。
動周波数を高くすることができない場合や液晶パネルの
ソースラインの時定数CRが小さい場合には、このVr
ipによる信号ノードBの電位変動によって、パネルの
面内で表示ムラが生じるという問題がある。ここで、多
階調駆動器で振動周波数を高くすることができないの
は、多階調駆動器では、補間階調電圧のレベルが多数必
要で、上記信号T3のデューティ比を多種類作成しなけ
ればならない。つまり、所定の周波数のクロック信号か
ら上記多種類のデューティ比の信号を作成しようとする
と、必要とされるデューティ比の数だけ該クロック信号
を逓倍することとなり、この結果、補間階調電圧として
絵素に印加される振動電圧の周波数が低くなってしまう
からである。また、液晶パネルのソースラインの時定数
CRは、特に、駆動回路から一番近い絵素に対して最も
小さくなると考えられる。
るためになされたもので、振動電圧により駆動されるデ
ータ線での電位変動を有効に低減することができ、これ
により該データ線での電位変動によるパネルの面内での
表示ムラを抑制することができる表示装置の駆動回路を
得ることが本発明の目的である。
の駆動回路は、アクティブマトリクス型液晶表示装置を
構成する複数のデータ線を、映像信号データに基づいた
階調表示信号により駆動回路であって、該各データ線に
対応して設けられ、電位レベルが異なる階調用基準電圧
の間での振動電圧を該階調表示信号として該データ線に
出力する複数の信号出力回路を備えている。該信号出力
回路は、該階調表示信号をその出力インピーダンスが低
い状態で出力する第1の出力手段と、該階調表示信号を
その出力インピーダンスが高い状態で出力する第2の出
力手段と、出力期間の初期に、該第1の出力信号に切り
換えて、出力期間の終期に該第2の出力手段に切り換え
て、該出力インピーダンスを切り換えるインピーダンス
切換手段とを有している。そのことにより上記目的が達
成される。
いて、前記第1の出力手段は、各階調用基準電圧毎に設
けられ、該階調用基準電圧のデータ線への供給及び遮断
を制御する、オン抵抗が小さい第1のアナログスイッチ
を含むものであり、前記第2の出力手段は、各階調用基
準電圧毎に設けられ、該階調用基準電圧のデータ線への
供給及び遮断を制御する、オン抵抗が大きい第2のアナ
ログスイッチを含むものであり、該同一の階調用基準電
圧に対応する第1及び第2のアナログスイッチは、一対
として並列に接続されていることが好ましい。
て、前記制御信号は、本駆動回路外部から供給される1
ビットの制御信号であることが好ましい。
用基準電圧の間での振動電圧を階調表示信号としてデー
タ線に出力する信号出力回路を、該階調表示信号をその
出力インピーダンスが低い状態で出力する第1の動作モ
ードと、該階調表示信号をその出力インピーダンスが高
い状態で出力する第2の動作モードとの間で制御信号に
基づいて切換え可能に構成したから、絵素を前出力期間
とは反対の極性に充電する必要がある出力期間の初期期
間には、該信号出力回路を第1の動作モードとし、絵素
の電位が振動電圧の平均値に近づいてくる出力期間の残
りの期間には、該信号出力回路を第2の動作モードとす
ることにより、上記出力期間の終期には、出力回路の出
力インピーダンスが高く、言い換えると振動電圧の平滑
効果が大きくなる。これにより、絵素のスイッチトラン
ジスタ(絵素TFT)がオフする時点での絵素電位の、
振動電圧の振動に起因するばらつきが大きく低減される
こととなり、液晶パネルの面内での表示ムラをほぼなく
して表示品位を向上することができる。
信号出力回路を出力インピーダンスの高い動作モードと
するようにすることにより、振動電圧の振動周波数を、
従来よりも低くしても表示品位の劣下を防ぐことがで
き、従来よりも低消費電力の駆動器を構成することも可
能である。つまり、消費電力はfcV2(f:周波数、
c:負荷容量、V:電圧)で決まるため、周波数の低下
が消費電力の低減につながる。
を十分高くできないような高多階調の駆動器では、表示
品位の劣下を防ぎ、表示ムラの生じない高多階調駆動器
を実現可能となる。
を1出力期間中に切り替え、該出力期間の電流が必要な
初期の期間には大電流が流れるよう低インピーダンスモ
ードにし、その後、絵素の電位がある程度平均電圧に近
づいた時、高インピーダンスモードにするようにしたも
のである。
ンピーダンスの切り換え制御を行った場合の絵素電位の
変化を示しており、これは図10に示す従来の駆動回路
による絵素電位の変化に対応するものである。
駆動器で振動周波数を高くすることができない場合やパ
ネルの時定数CRが小さい場合、図10のように、ゲー
トのオフするタイミングによって絵素に充電される電荷
がパネルの面内でばらつき表示ムラとなってしまってい
た。これに対し、本発明では、駆動回路の出力インピー
ダンスを1出力期間中に切り換えることにより、TFT
がオフする出力期間の後半部分では、駆動回路の出力イ
ンピーダンスを高くし、振動電圧の平滑効果を大きくす
ることができる。これによりTFTがオフするタイミン
グによる絵素に充電される電荷の変動が小さくなり、パ
ネルの面内での表示ムラをほとんどなくして表示品位の
向上を図ることができる。
置の3ビット駆動器を説明するための図であり、該3ビ
ット駆動器の1出力当りの回路構成を示している。
デジタル駆動器を構成する複数の出力回路の1つであ
り、該駆動器には、このような出力回路100がアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の複数のデータ線(ソー
スライン)毎に設けられている。
0,D1,D2に基づいて階調表示信号を、液晶表示装
置の対応するデータ線に出力するもので、該映像信号デ
ータD0,D1,D2を制御信号に基づいてサンプリン
グするサンプリング回路10と、該回路の出力を制御信
号LPにより保持記憶する保持記憶回路20と、該回路
20の保持データに基づいて階調用基準電圧V0,V
2,V5,V7を選択し、データ線に所定レベルの階調
電圧を出力する選択制御回路130とから構成されてい
る。ここで、サンプリング回路10と保持記憶回路20
は従来の3ビット駆動器の出力回路200におけるもの
と同一構成となっている。
30は、図2に示すように、上記階調用基準電圧V0,
V2,V5,V7を切り換えて出力するスイッチ部13
2と、該スイッチ部で階調用基準電圧を選択するための
選択信号を、上記保持回路20の保持データD0,D
1,D2に基づいて発生する選択回路31と、上記選択
回路31とスイッチ部132との間に設けられ、該選択
回路31からの選択信号を制御信号SWに基づいて遮断
及び導通させる論理ゲート部131とから構成されてい
る。ここで、該制御信号SWは、3ビット駆動器からの
映像信号データD0,D1,D2の1出力期間、つまり
1走査線が選択されている期間の初期の期間T1には
「1」レベルとなり、該1出力期間の、該初期期間T1
経過後の残りの期間T2には「0」レベルとなるもので
ある。なお、該1出力期間における初期期間T1及び残
りの期間T2の比率は、液晶パネルの特性に応じて最適
値になるように決定すればよい。
圧Vn(n=0,2,5,7)と出力端子OUTとの間
に並列に接続された一対のアナログスイッチASWnL
とASWnH(n=0,2,5,7)からなり、該アナ
ログスイッチASWnLはオン抵抗が小さくなるよう構
成され、アナログスイッチASWnHはオン抵抗が高く
なるよう構成されている。
L、ASW2L、ASW5L、ASW7Lの制御入力に
は、論理積回路AND1、AND3、AND5、AND
7の出力が接続され、上記各アナログスイッチASW0
H、ASW2H、ASW5H、ASW7Hの制御入力に
は、論理積回路AND2、AND4、AND6、AND
8の出力が接続されている。
D2の一方の入力には、上記選択回路の出力S0が接続
され、論理積回路AND3及びAND4の一方の入力に
は、上記選択回路の出力S2が接続され、論理積回路A
ND5及びAND6の一方の入力には、上記選択回路の
出力S5が接続され、論理積回路AND7及びAND8
の一方の入力には、上記選択回路の出力S7が接続され
ている。また、上記論理積回路AND1、AND3、A
ND5、AND7の他方の入力には制御信号SWが、上
記論理積回路AND2、AND4、AND6、AND8
の他方の入力には、制御信号SWを入力とするインバー
タINVの出力が接続されている。ここで該制御信号S
Wは1ビットの信号で、本駆動器の外部から与えても、
あるいはシフトクロックを用いて本駆動器の内部で作成
するようにしてもよい。本実施例では、上記アナログス
イッチASWnL,ASWnH、論理積回路AND1〜
AND8、インバータINVにより、インピーダンス切
換手段が構成されている。
回路と同様、選択制御回路130には、保持記憶手段2
0に記憶されている映像信号データD0〜D2と、図5
に示すようなデューティ比が2:1の信号T3が供給さ
れている。そして本実施例では、上記選択回路130を
構成するインピーダンス切換手段に制御信号SWが供給
されている。また、上記選択回路31の論理構成、つま
り入力と出力の関係は、従来の3ビット駆動器のものと
同一である。
H(n=0、2、5、7)はその制御信号がそれぞれハ
イレベルの時にオンとなるとすると、この場合の出力波
形は図6(a)、(b)、(c)、(d)に示す通りで
あるが、制御信号SWが「1」の期間はアナログスイッ
チASWnL(n=1、2、5、7)がオンとなり、制
御信号SWが「0」の期間はアナログスイッチASWn
H(n=0、2、5、7)がオンとなる。
中に図11のように「1」レベルから「0」レベルに切
り換わるようになっているので、絵素を前出力期間とは
反対の極性に充電する必要がある出力期間の初期期間T
1には、オン抵抗が低いアナログスイッチASWnLを
介して階調用基準電圧が絵素に供給されることとなり、
絵素への電荷の充電特性が向上する。一方、絵素の電位
が振動電圧の平均値に近づいてくる出力期間の残りの期
間T2には、オン抵抗が高いアナログスイッチASWn
Hを介して階調基準電圧が絵素に供給されることとなっ
て、出力回路100の出力インピーダンスが高く、言い
換えると振動電圧の平滑効果が大きくなる。これによ
り、駆動器の1出力期間の絵素TFTがオフする時点で
の絵素電位の、振動電圧の振動に起因するばらつきが大
きく低減されることとなり、液晶パネルの面内での表示
ムラをほぼなくして表示品位を向上することができる。
れた階調用基準電圧の間に1つ以上の補間階調を振動駆
動法により実現する駆動器において、補間を行うことに
よる階調の変動を補償し、パネルの面内で均一な表示を
実現できる。
抗の高いアナログスイッチASWnHを用いるようにし
ているので、振動周波数を従来よりも低くしても表示品
位の劣下を防ぐことができ、従来よりも低消費電力の駆
動器を構成することも可能である。これは、消費電力が
fcV2(f:周波数、c:負荷容量、V:電圧)の式
で表されることから明らかであろう。
路として、3ビット駆動器を例に挙げたが、駆動回路は
これに限るものではない。例えば、本発明を8ビット駆
動器のように振動周波数を十分高くできないような高多
階調の駆動器に適用することにより、表示品位の劣下を
防ぎ、表示ムラの生じない高多階調駆動器を実現するこ
とも可能である。
動回路によれば、電位レベルが異なる階調用基準電圧の
間での振動電圧を階調表示信号としてデータ線に出力す
る信号出力回路において、該階調表示信号をその出力イ
ンピーダンスが低い状態で出力する第1の出力手段と、
該階調表示信号をその出力インピーダンスが高い状態で
出力する第2の出力手段と、該第1及び第2の出力手段
の一方を制御信号に基づいて選択して出力インピーダン
スを切り換えるインピーダンス切換手段とを備えたの
で、絵素を前出力期間とは反対の極性に充電する必要が
ある出力期間の初期期間には、該信号出力回路を出力イ
ンピーダンスが低い動作モードとし、絵素の電位が振動
電圧の平均値に近づいてくる出力期間の残りの期間に
は、該信号出力回路を出力インピーダンスが高い動作モ
ードとすることにより、絵素TFTがオフする時点での
絵素電位の、振動電圧の振動に起因するばらつきが大き
く低減されることとなり、液晶パネルの面内での表示ム
ラをほぼなくして表示品位を向上することができる効果
がある。
出力回路を、出力インピーダンスが高い動作モードとす
るようにすることにより、振動電圧の振動周波数を、従
来よりも低くしても表示品位の劣下を防ぐことができ、
従来よりも低消費電力の駆動器を構成することも可能で
ある。
ス型液晶表示装置の3ビット駆動器を構成する複数の出
力回路の1つを示すブロック構成図である。
の詳細な構成を示す図である。
3ビット駆動器を構成する複数の出力回路の1つを示す
ブロック構成図である。
な構成を示す図である。
路において、補間階調信号を作成するのに用いるディー
ティ比2:1のパルス信号の波形を示す図である。
路から出力される、映像信号データが1、3、4、6の
時の補間階調電圧の波形を示す図である。
の、これらの等価回路を分布定数を用いて示す図であ
る。
数による等価回路に置き換えて示す図である。
路から出力される、映像信号データが「1」のときの出
力波形を示す図である。
力期間の電位変化を示す波形である。
ノードBにおける1出力期間の電位変化、及びインピー
ダンスの切り換え制御を行うための制御信号SWの1出
力期間の波形を示す図である。
SW5L,ASW5H,ASW7L,ASW7H アナ
ログスイッチ AND1〜AND8 論理積回路 D0,D1,D2 映像信号データ INV インバータ SW 制御信号 T3 パルス信号 V0,V2,V5,V7 階調用基準電圧
Claims (3)
- 【請求項1】 アクティブマトリクス型液晶表示装置を
構成する複数のデータ線を、映像信号データに基づいた
階調表示信号により駆動回路であって、 該各データ線に対応して設けられ、電位レベルが異なる
階調用基準電圧の間での振動電圧を該階調表示信号とし
て、対応するデータ線に出力する複数の信号出力回路を
備え、 該信号出力回路は、 その出力インピーダンスが低い状態で該階調表示信号を
出力する第1の出力手段と、 その出力インピーダンスが高い状態で該階調表示信号を
出力する第2の出力手段と、出力期間の初期に、該第1の出力信号に切り換えて、出
力期間の終期に該第2の出力手段に切り換えて、該出力
インピーダンスを切り換える インピーダンス切換手段と
をするものである表示装置の駆動回路。 - 【請求項2】 請求項1に記載の表示装置の駆動回路で
あって、 前記第1の出力手段は、前記各階調用基準電圧毎に設け
られ、該階調用基準電圧のデータ線への供給及び遮断を
制御する、オン抵抗が小さい第1のアナログスイッチを
含むものであり、 前記第2の出力手段は、該各階調用基準電圧毎に設けら
れ、該階調用基準電圧のデータ線への供給及び遮断を制
御する、オン抵抗が大きい第2のアナログスイッチを含
むものであり、 該同一の階調用基準電圧に対応する第1及び第2のアナ
ログスイッチは、一対として並列に接続されている表示
装置の駆動回路。 - 【請求項3】 請求項2に記載の表示装置の駆動回路に
おいて、 前記制御信号は、本駆動回路外部から供給される1ビッ
トの制御信号である表示装置の駆動回路。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP30774594A JP3259881B2 (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 表示装置の駆動回路 |
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JP30774594A JP3259881B2 (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 表示装置の駆動回路 |
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JPH08160394A JPH08160394A (ja) | 1996-06-21 |
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JP4761735B2 (ja) * | 2003-08-25 | 2011-08-31 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置およびその駆動方法 |
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