JP3261271B2 - マトリックス型液晶表示パネルの駆動回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マトリックス型液晶表
示パネルを表示駆動する駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、マトリックス型液晶表示パネル
１の電気的構成を模式的に示す等価回路図である。マト
リックス型液晶表示パネル１は、ｎ行ｍ列の行列状に配
列された複数の絵素２を備え、絵素２を駆動するための
スイッチング素子として、ＴＦＴ（Thin Film Transist
or；薄膜トランジスタ）３を用いたものである。スイッ
チング素子としては、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconduc
tor；金属酸化物半導体）トランジスタを用いることも
できる。

【０００３】図２において左右方向に並ぶ１行分の複数
の絵素２によって１本の水平走査線が構成される。した
がって、マトリックス型液晶表示パネル１はｎ本の水平
走査線を有する。絵素２は、図面においてコンデンサと
して表されているが、実際には、絵素電極４、所定の間
隔をあけて絵素電極４に対向して配置される対向電極
５、および絵素電極４と対向電極５との間に介在される
液晶層６によって構成されている。絵素電極４は、略矩
形状の電極であり、ｎ行ｍ列の行列状に配置される。対
向電極５は、ｎ×ｍ個の絵素電極４のすべてに共通に設
けられる１枚の電極で実現される。絵素２の近傍にＴＦ
Ｔ３が配置される。ＴＦＴ３のドレインに絵素２の絵素
電極４が接続される。

【０００４】マトリックス型液晶表示パネル１は、互い
に平行に配置されたｎ本の走査電極Ｇ１〜Ｇｎ（総称す
るときは参照符Ｇを用いる）を備える。走査電極Ｇは、
水平走査線毎に対応して配置される。ｊ（ｊ＝１〜ｎ）
番目の走査電極Ｇｊには、ｊ番目の水平走査線を構成す
る複数の絵素２に対応する複数のＴＦＴ３のゲートがそ
れぞれ接続されている。またマトリックス型液晶表示パ
ネル１は、走査電極Ｇに直交するように互いに平行に配
置されたｍ本の信号電極Ｓ１〜Ｓｍ（総称するときは参
照符Ｓを用いる）を備える。信号電極Ｓは、図２の紙面
上上下方向に並ぶ絵素列毎に対応して配置される。ｉ
（ｉ＝１〜ｍ）番目の信号電極Ｓｉには、ｉ番目の絵素
列を構成する複数の絵素２に対応する複数のＴＦＴ３の
各ソースがそれぞれ接続されている。

【０００５】マトリックス型液晶表示パネル１は、ゲー
トドライバ７およびソースドライバ８を含む駆動回路に
よって駆動される。ゲートドライバ７は、マトリックス
型液晶表示パネル１の走査電極Ｇに接続され、ソースド
ライバ８はマトリックス型液晶表示パネル１の信号電極
Ｓに接続される。映像信号はソースドライバ８に入力さ
れる。入力される映像信号は、１走査線（１水平走査期
間）毎に、振幅の中央値に対して極性が反転している。
たとえば、１番目の走査線に与える映像信号が正極性で
あれば、２番目の走査線に与える映像信号は負極性であ
る。このような駆動を、１水平（１Ｈ）ライン反転駆動
と呼ぶ。この１Ｈライン反転駆動は、フリッカ（ちらつ
き）を抑える効果があることが知られている。

【０００６】対向電極駆動信号Ｖｃは、信号電極Ｓに印
加される１水平走査期間毎に極性反転された映像信号と
は極性が逆であって、かつ１水平走査期間毎に極性が反
転した信号であり、入力端子９を介して対向電極５に印
加される。たとえば、１番目の走査線に正極性の映像信
号が与えられているときは、対向電極５には負極性の対
向電極駆動信号Ｖｃが与えられ、２番目の走査線に負極
性の映像信号が与えられているときは、正極性の対向電
極駆動信号Ｖｃが与えられる。

【０００７】絵素２は、絵素電極４と対向電極５との間
の電位差によって液晶層６の光学的特性（透過率など）
を変化させて、たとえばオン（透光）・オフ（遮光）表
示を行う。対向電極駆動信号Ｖｃは、図示しないコント
ロール回路から出力された信号を、増幅回路に入力して
所定の振幅に増幅して作成される。増幅回路による増幅
率を変化させて対向電極駆動信号Ｖｃの振幅を変化させ
ることによって、マトリックス型液晶表示パネル１全体
の輝度（明るさ）を変化させている。たとえば、屋外な
どのように周囲光が多い明所では輝度を高くし、室内の
ように周囲光が少ない暗所では輝度を低くしている。

【０００８】ゲートドライバ７に入力される走査パルス
およびソースドライバ８に入力されるサンプリングパル
スなどの制御信号は、前記コントロール回路から与えら
れる。走査パルスは、ＴＦＴ３を導通させるための走査
信号を走査電極Ｇに印加するタイミングを規定する信号
である。サンプリングパルスは、入力された映像信号か
ら１水平走査線を構成する複数の絵素に印加する信号レ
ベルをそれぞれサンプリングするタイミングを規定する
信号である。

【０００９】マトリックス型液晶表示パネル１の表示動
作を図４を参照して説明する。ゲートドライバ７は、図
４に示すように、マトリックス型液晶表示パネル１の走
査電極Ｇに順番に走査信号（ゲートオン信号）を印加す
る。すなわち、ゲートドライバ７は水平走査線を所定の
順番で走査する。１本の水平走査線の走査には時間ＴＨ
が割り当てられている。この期間ＴＨが１水平走査期間
である。ｊ番目の水平走査線が走査されると、ｊ番目の
走査電極Ｇｊに接続されたＴＦＴ３が導通する。ソース
ドライバ８は、入力される映像信号を所定の周波数を持
つサンプリングパルスでサンプリングし、ゲートドライ
バ７によるゲートオン信号の印加タイミングに同期して
信号電極Ｓ１〜Ｓｍに映像信号を出力する。したがっ
て、導通状態のＴＦＴ３を介して絵素２に映像信号が書
込まれる。絵素２に書込まれた信号は、次の書込み時ま
での時間ＴＶの間にわたって保持される。

【００１０】図８は、ソースドライバ８に備えられる従
来の出力回路１０の構成例を示す回路図である。出力回
路１０は、１本の信号電極Ｓｉに対応している。入力端
子１１には、外部からの映像信号が与えられる。入力端
子１１は、スイッチング素子１２の一方端子に接続され
る。スイッチング素子１２の他方端子は、サンプリング
コンデンサＣＳＭＰの一方電極に接続されるとともに、
スイッチング素子１３の一方端子に接続される。スイッ
チング素子１２は、前記サンプリングパルスによって導
通／非導通が制御される。サンプリングコンデンサＣＳ
ＭＰの他方電極は、接地されている。スイッチング素子
１３の他方端子は、ホールドコンデンサＣＭの一方電極
に接続されるとともに、差動増幅器１４の正入力端子に
接続される。スイッチング素子１３は、後述する転送信
号ＴＲＦによって導通／非導通が制御される。ホールド
コンデンサＣＭの他方電極は、接地されている。

【００１１】差動増幅器１４の出力端子は、トランジス
タ１５のゲートに接続される。トランジスタ１５は、ソ
ースが電源入力端子１６に接続され、ドレインがトラン
ジスタ１７のソースに接続される。電源入力端子１６に
は、電源電圧Ｖｃｃが与えられる。また電源入力端子１
６には、前記差動増幅器１４の電源端子が接続される。
トランジスタ１７は、ゲートが入力端子１８に接続さ
れ、ドレインが接地されている。入力端子１８には、後
述するバイアス電流設定信号Ｖｂ２が入力される。トラ
ンジスタ１５のドレインとトランジスタ１７のソースと
の接続点１９は、出力端子２０に接続される。したがっ
て、接続点１９の電位が出力電圧Ｖｏｕｔとして信号電
極Ｓｉに印加される。出力端子２０は、差動増幅器１４
の負入力端子にも接続される。

【００１２】出力端子２０には、さらにトランジスタ２
１のソースが接続される。トランジスタ２１は、ドレイ
ンが接地され、ゲートが入力端子２２に接続される。入
力端子２２には、後述する放電信号ＤＩＳが与えられ
る。入力端子２２には、トランジスタ２３のゲートが接
続される。トランジスタ２３は、ソースが前記トランジ
スタ１５のゲートに接続され、ドレインが接地されてい
る。したがって、トランジスタ２１，２３を導通させる
ことによって、信号電極Ｓｉの電荷およびトランジスタ
１５のゲートの電荷がそれぞれ放電される。

【００１３】図５は、出力回路１０の動作を説明するタ
イムチャートである。映像信号は、サンプリングパルス
が入力されることによってサンプリングコンデンサＣＳ
ＭＰに蓄積される。映像信号の絵素２に対する書込みに
際しては、図５に示すように、まず、前回書込まれた信
号（電荷）を信号電極Ｓｉから消去するために、予め定
める放電時間Ｔ１にわたって放電信号ＤＩＳがハイレベ
ルとされる。したがって、トランジスタ２１を介して信
号電極Ｓｉが放電され、つまり放電電流ｉ０２が流れ、
信号電極Ｓｉの電位が接地電位に引下げられる。同様
に、トランジスタ２３を介してトランジスタ１５のゲー
トが放電され、接地電位に引下げられる。これによっ
て、トランジスタ１５は非導通状態となり、信号電極Ｓ
ｉには電流が流れ込まない。

【００１４】次に、転送信号ＴＲＦが予め定める転送時
間Ｔ２にわたってハイレベルとされ、サンプリングコン
デンサＣＳＭＰに蓄積された信号がホールドコンデンサ
ＣＭに転送されるとともに、差動増幅器１４の正入力端
子に入力される。差動増幅器１４は、入力される信号が
接地電位よりも高いため、非反転増幅回路として動作
し、その出力電圧ＶＧによってトランジスタ１５のゲー
トが制御され、トランジスタ１５は導通し、充電電流ｉ
０１が流れる。充電電流ｉ０１は、出力電圧Ｖｏｕｔが
差動増幅器１４の入力電圧Ｖｉｎに等しくなるまで流
れ、出力端子２０に接続された信号電極Ｓｉに出力され
る。

【００１５】トランジスタ１７は、出力電圧Ｖｏｕｔを
正常な電位に制御する作用をもつ。外乱による突き上げ
を受けることによって変動した出力電圧Ｖｏｕｔが正常
な電位（入力電圧Ｖｉｎ）に戻る際、低い電圧から高い
電圧への復帰は、トランジスタ１５から充電電流ｉ０１
が流れるため問題とはならないが、逆に高い電圧から低
い電圧への復帰は、トランジスタ１７による放電電流ｉ
０３によって実現される。また、放電電流ｉ０３が流れ
ない場合であっても、トランジスタ１７にはバイアス電
流ｉＢが流れている。

【００１６】再び図５を参照して、転送信号ＴＲＦがハ
イレベルとされると同時に、前述のゲートドライバ７か
ら出力されるゲートオン信号が書込み時間Ｔ３の間ハイ
レベルとされ、いずれかの走査電極Ｇｊに対応するＴＦ
Ｔ３が導通し、信号電極Ｓｉを介して映像信号が導通し
たＴＦＴ３に接続されている絵素電極４に書込まれる。
このような動作は、１水平走査期間毎に繰返し実行され
る。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の出力回
路１０では、バイアス電流設定用のトランジスタ１７の
ゲートにはバイアス電流設定信号Ｖｂ２として一定電圧
を印加し、バイアス電流ｉＢを流している。バイアス電
流設定信号Ｖｂ２の電圧は、液晶層６に印加される電圧
に基づいて決定される。液晶層６に印加される電圧が高
いときは、液晶層６に印加される電圧が低い場合に比べ
てバイアス電流ｉＢを多く流す必要がある。

【００１８】その理由は以下のとおりである。外乱によ
る突き上げ、すなわち対向電極駆動信号Ｖｃが立上がる
ときに対向電極５から信号電極Ｓに与える突き上げを受
けたとき、正常な電位に復帰する際にトランジスタ１７
による放電電流ｉ０３を流すためにバイアス電流設定信
号Ｖｂ２の電圧を設定し、前記放電電流ｉ０３を流し、
正常な電位に復帰させている。しかしながら対向電極駆
動信号Ｖｃの振幅が大きい場合、信号電極Ｓが対向電極
５から受ける対向電極駆動信号Ｖｃの立上がり時の突き
上げ量が高くなり、正常な電位に復帰するために放電電
流ｉ０３をより多く流す必要がある。そのためにはバイ
アス電流設定信号Ｖｂ２の電圧の設定電圧を高くする必
要がある。液晶層６に印加する電圧は高電圧から低電圧
まで存在するために、液晶層６に印加される電圧の高い
方に合わせてバイアス電流ｉＢを設定しなければならな
いため、液晶層６に印加される電圧が低い場合において
は、バイアス電流ｉＢを無駄に流すことになる。

【００１９】本発明の目的は、消費電力を減少すること
ができるマトリックス型液晶表示パネルの駆動回路を提
供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、行列状に配置
された複数の絵素電極と、複数の絵素電極に共通に対向
して配置された対向電極と、絵素電極と対向電極との間
に介在された液晶層と、絵素電極毎に設けられ、一方端
子が絵素電極に接続された複数のスイッチング素子と、
絵素電極の各列毎に設けられ、スイッチング素子の他方
端子が接続された複数の信号電極と、絵素電極の各行毎
に設けられ、スイッチング素子の導通／非導通を制御す
る制御端子に接続された複数の走査電極とを備えるマト
リックス型液晶表示パネルを表示駆動する駆動回路にお
いて、予め定める水平走査期間毎に、スイッチング素子
を導通させる走査信号を線順次で走査電極に印加する走
査電極駆動回路と、信号電極毎に設けられた複数の出力
回路から成り、水平走査期間毎に極性が反転した映像信
号を信号電極に印加する信号電極駆動回路と、前記マト
リックス型液晶表示パネル全体の輝度レベルに対応した
振幅を有し、水平走査期間毎に極性が反転し、かつ映像
信号とは逆極性の対向電極駆動信号を対向電極に印加す
る対向電極駆動回路とを含んで構成され、前記出力回路
は、絵素電極に印加する映像信号を保持する保持回路
と、保持された映像信号と同電位になるように信号電極
に充電電流を流す充電回路と、充電回路による充電に先
立って、接地電位または予め定める基準電位になるよう
に信号電極から放電電流を流す放電回路と、充電回路に
よる充電中に、信号電極からのバイアス電流の電流値を
設定するバイアス電流設定回路とを含んで構成され、前
記対向電極駆動回路は、前記対向電極駆動信号の振幅を
変化させることによって、前記マトリックス型液晶表示
パネル全体の輝度レベルを変化させ、さらに前記バイア
ス電流設定回路は、前記対向電極駆動信号の振幅に基づ
いて前記バイアス電流の電流値を変化させることを特徴
とするマトリックス型液晶表示パネルの駆動回路であ
る。また本発明は、前記バイアス電流設定回路は、１水
平走査期間毎に電圧レベルが変化する前記対向電極駆動
信号を、振幅はそのままでローレベルの電位がグランド
電位になるように電位を変換して出力するクランプ回路
と、前記クランプ回路からの出力信号を直流電圧信号に
変換して出力する積分回路と、前記積分回路からの直流
電圧信号を前記対向電極駆動信号の振幅に最適な電圧と
なるようにレベル変換するレベル変換回路とを含んで構
成され、前記レベル変換回路からの直流電圧信号に基づ
いてバイアス電流の電流値を変化させることを特徴とす
る。また本発明は、前記クランプ回路は、前記対向電極
駆動信号が入力される入力端子に一方電極が接続される
とともに、他方電極が出力端子に接続されるコンデンサ
と、前記他方電極にカソードが接続されるとともに、ア
ノードがグランド電位に接続されるダイオードとを含ん
で構成され、前記積分回路は、抵抗とコンデンサとで構
成される２つの積分回路部分を直列に接続して構成さ
れ、前記レベル変換回路は、２つの抵抗と演算増幅器と
で構成される２つの反転増幅器を直列に接続して構成さ
れることを特徴とする。

【００２１】

【作用】本発明に従えば、液晶表示パネルの走査電極に
は、予め定める水平走査期間毎に線順次でスイッチング
素子を導通させる走査信号が印加される。走査信号が印
加された走査電極に接続されたスイッチング素子は導通
し、信号電極駆動回路からの映像信号がスイッチング素
子を介して絵素電極に印加される。対向電極には、対向
電極駆動回路からの対向電極駆動信号が印加される。絵
素電極と対向電極との間に介在された液晶層には、映像
信号と対向電極駆動信号とに基づいた電圧が印加され、
液晶層の光学的特性（透過率など）が変化し、所定の表
示が行われる。映像信号および対向電極駆動信号は互い
に逆極性であって、水平走査期間毎に極性が反転する。
このような駆動方法によって、フリッカ（ちらつき）が
低減する。対向電極駆動信号は、表示パネル全体の輝度
レベルに対応した振幅を有する。基準となる対向電極駆
動信号のレベルを変化させることによって、液晶層に印
加される電圧が変化し、表示パネルの画面全体としての
輝度が変化する。たとえば、周囲光が多い屋外などの明
所ではパネル全体の輝度を明るくし、周囲光が少ない屋
内などの暗所では輝度を小さくする。このように使用環
境に応じて輝度レベルを変化させることによって、液晶
層に印加される電圧が低減され、これによって全体とし
ての消費電力が低減される。

【００２２】信号電極駆動回路は、信号電極毎に設けら
れた複数の出力回路から成る。出力回路は、保持回路と
充電回路と放電回路とを含み、信号電極から放電電流を
流して接地電位または予め定める基準電位に引下げた
後、保持回路に保持された映像信号と同電位となるよう
に充電回路によって信号電極に充電電流を流す。この充
電電流は、前記走査信号によって導通したスイッチング
素子を介して絵素電極に供給される。ここで、対向電極
駆動信号は１水平走査期間毎に極性が反転するため、そ
のたびに信号電極も影響を受け電位が変動する。この変
動した電位を復帰させるために、特に高い電位から低い
電位に復帰させるために、バイアス電流設定回路を設け
て信号電極からバイアス電流を流している。バイアス電
流の電流値は可変であり、必要なだけ流せばよく、電流
値を固定した場合に比べて消費電流が減少し、したがっ
て消費電力が低減する。

【００２３】また、バイアス電流の電流値は対向電極駆
動信号の振幅に基づいて変化させる。振幅が大きければ
バイアス電流を大きくし、振幅が小さければバイアス電
流を小さくする。対向電極駆動信号の振幅が大きい場合
は、信号電極が受ける影響も大きく、電位は大きく変動
する。このため、振幅が小さい場合に比べてより大きい
バイアス電流を流す必要があり、したがって、対向電極
駆動信号の振幅に基づいて電流値を制御することによっ
て、最適なバイアス電流を流すことができる。

【００２４】

【００２５】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を説明するための
回路図であり、図２はマトリックス型液晶表示パネル１
の電気的構成を模式的に示す等価回路図である。まず図
２を参照して、マトリックス型液晶表示パネル１は、ｎ
行ｍ列の行列状に配列された複数の絵素２を備え、絵素
２を駆動するためのスイッチング素子として、ＴＦＴ３
を用いたものである。スイッチング素子としては、ＭＯ
Ｓトランジスタを用いることもできる。

【００２６】図２において左右方向に並ぶ１行分の複数
の絵素２によって１本の水平走査線が構成される。した
がって、マトリックス型液晶表示パネル１はｎ本の水平
走査線を有する。絵素２は、図面においてコンデンサと
して表されているが、実際には、絵素電極４、所定の間
隔をあけて絵素電極４に対向して配置される対向電極
５、および絵素電極４と対向電極５との間に介在される
液晶層６によって構成されている。絵素電極４は、略矩
形状の電極であり、ｎ行ｍ列の行列状に配置される。対
向電極５は、ｎ×ｍ個の絵素電極４のすべてに共通に設
けられる１枚の電極で実現される。絵素２の近傍にＴＦ
Ｔ３が配置される。ＴＦＴ３のドレインに絵素２の絵素
電極４が接続される。

【００２７】マトリックス型液晶表示パネル１は、互い
に平行に配置されたｎ本の走査電極Ｇ１〜Ｇｎ（総称す
るときは参照符Ｇを用いる）を備える。走査電極Ｇは、
水平走査線毎に対応して配置される。ｊ（ｊ＝１〜ｎ）
番目の走査電極Ｇｊには、ｊ番目の水平走査線を構成す
る複数の絵素２に対応する複数のＴＦＴ３のゲートがそ
れぞれ接続されている。またマトリックス型液晶表示パ
ネル１は、走査電極Ｇに直交するように互いに平行に配
置されたｍ本の信号電極Ｓ１〜Ｓｍ（総称するときは参
照符Ｓを用いる）を備える。信号電極Ｓは、図２の紙面
上上下方向に並ぶ絵素列毎に対応して配置される。ｉ
（ｉ＝１〜ｍ）番目の信号電極Ｓｉには、ｉ番目の絵素
列を構成する複数の絵素２に対応する複数のＴＦＴ３の
各ソースがそれぞれ接続されている。

【００２８】マトリックス型液晶表示パネル１は、ゲー
トドライバ７およびソースドライバ８を含む駆動回路に
よって駆動される。ゲートドライバ７は、マトリックス
型液晶表示パネル１の走査電極Ｇに接続され、ソースド
ライバ８はマトリックス型液晶表示パネル１の信号電極
Ｓに接続される。映像信号はソースドライバ８に入力さ
れる。入力される映像信号は、１走査線（１水平走査期
間）毎に、振幅の中央値に対して極性が反転している。
たとえば、１番目の走査線に与える映像信号が正極性で
あれば、２番目の走査線に与える映像信号は負極性であ
る。このような駆動を、１水平（１Ｈ）ライン反転駆動
と呼ぶ。この１Ｈライン反転駆動は、フリッカ（ちらつ
き）を抑える効果があることが知られている。

【００２９】対向電極駆動信号Ｖｃは、信号電極Ｓに印
加される１水平走査期間毎に極性反転された映像信号と
は極性が逆であって、かつ１水平走査期間毎に極性が反
転した信号であり、入力端子９を介して対向電極５に印
加される。たとえば、１番目の走査線に正極性の映像信
号が与えられているときは、対向電極５には負極性の対
向電極駆動信号Ｖｃが与えられ、２番目の走査線に負極
性の映像信号が与えられているときは、正極性の対向電
極駆動信号Ｖｃが与えられる。

【００３０】絵素２は、絵素電極４と対向電極５との間
の電位差によって液晶層６の光学的特性（透過率など）
を変化させて、たとえばオン（透光）・オフ（遮光）表
示を行う。対向電極駆動信号Ｖｃは、図３に示すコント
ロール回路５０から出力された対向電極用信号を、増幅
回路５２に入力して所定の振幅に増幅して作成される。
増幅回路５２による増幅率を変化させて対向電極駆動信
号Ｖｃの振幅を変化させることによって、マトリックス
型液晶表示パネル１全体の輝度（明るさ）を変化させて
いる。たとえば、屋外などのように周囲光が多い明所で
は輝度を高くし、室内のように周囲光が少ない暗所では
輝度を低くしている。

【００３１】ゲートドライバ７に入力される走査パルス
およびソースドライバ８に入力されるサンプリングパル
スなどの制御信号は、前記コントロール回路５０から与
えられる。走査パルスは、ＴＦＴ３を導通させるための
走査信号を走査電極Ｇに印加するタイミングを規定する
信号である。サンプリングパルスは、入力された映像信
号から１水平走査線を構成する複数の絵素に印加する信
号レベルをそれぞれサンプリングするタイミングを規定
する信号である。

【００３２】図３は、コントロール回路５０に関連する
構成を示すブロック図である。コントロール回路５０
は、走査パルス、サンプリングパルス、対向電極用信号
を出力する。走査パルスはゲートドライバ７に与えら
れ、サンプリングパルスはソースドライバ８に与えられ
る。対向電極用信号は増幅器５２に与えられる。増幅器
５２は、制御電圧Ｖｏｐの変化によって入力される信号
の増幅率を変換させるものであり、ここではコントロー
ル回路５０から出力された対向電極用信号の増幅率を可
変抵抗器５３を調整することによって制御し、対向電極
駆動信号Ｖｃを作成する。対向電極駆動用信号Ｖｃは、
液晶パネル１の入力端子９および後述する出力回路３０
の入力端子３８に与えられる。

【００３３】なお、他の実施例として、対向電極駆動信
号Ｖｃの振幅を制御している前記制御電圧Ｖｏｐをレベ
ル変換回路５４を介して、所定の振幅に変換した後、後
述するバイアス電流設定信号Ｖｂ２として入力端子３８
に与えるようにしてもよい。レベル変換回路５４によっ
て、対向電極駆動信号Ｖｃの振幅に対して最適となる振
幅に前記制御電圧Ｖｏｐを変化させることによって、後
述するクランプ回路４５および積分回路４６を省略する
ことが可能である。

【００３４】またコントロール回路５０は、インタフェ
イス回路５１に、１Ｈ極性反転用信号を出力する。イン
タフェイス回路５１は、外部の図示しない映像信号源か
ら出力されるビデオ信号ＳＲ，ＳＧ，ＳＢを、前記１Ｈ
極性反転用信号に基づいて、１水平期間毎に極性反転さ
れたビデオ信号ＳＲａ，ＳＧａ，ＳＢａに変換し、ソー
スドライバ８に出力する。

【００３５】マトリックス型液晶表示パネル１の表示動
作を図４を参照して説明する。ゲートドライバ７は、図
４に示すように、マトリックス型液晶表示パネル１の走
査電極Ｇに順番に走査信号（ゲートオン信号）を印加す
る。すなわち、ゲートドライバ７は水平走査線を所定の
順番で走査する。１本の水平走査線の走査には時間ＴＨ
が割り当てられている。この期間ＴＨが１水平走査期間
である。ｊ番目の水平走査線が走査されると、ｊ番目の
走査電極Ｇｊに接続されたＴＦＴ３が導通する。ソース
ドライバ８は、入力される映像信号を所定の周波数を持
つサンプリングパルスでサンプリングし、ゲートドライ
バ７によるゲートオン信号の印加タイミングに同期して
信号電極Ｓ１〜Ｓｍに映像信号を出力する。したがっ
て、導通状態のＴＦＴ３を介して絵素２に映像信号が書
込まれる。絵素２に書込まれた信号は、次の書込み時ま
での時間ＴＶの間にわたって保持される。

【００３６】図１を参照して、ソースドライバ８に備え
られる出力回路３０の構成例を説明する。出力回路３０
は、１本の信号電極Ｓｉに対応している。入力端子３１
には、前記インタフェイス回路５１からの映像信号ＳＲ
ａ，ＳＧａ，ＳＢａのうちのいずれか１つが与えられ
る。入力端子３１は、スイッチング素子３２の一方端子
に接続される。スイッチング素子３２の他方端子はサン
プリングコンデンサＣＳＭＰの一方電極に接続されると
ともに、スイッチング素子３３の一方端子に接続され
る。スイッチング素子３２は、サンプリングパルスによ
って導通／非導通が制御される。サンプリングコンデン
サＣＳＭＰの他方電極は接地されている。スイッチング
素子３３の他方端子は、ホールドコンデンサＣＭの一方
電極に接続されるとともに、差動増幅器３４の正入力端
子に接続される。スイッチング素子３３は、後述する転
送信号ＴＲＦによって導通／非導通が制御される。ホー
ルドコンデンサＣＭの他方電極は接地されている。

【００３７】差動増幅器３４の出力端子は、トランジス
タ３５のゲートに接続される。トランジスタ３５は、ソ
ースが電源入力端子３６に接続され、ドレインがトラン
ジスタ３７のソースに接続される。電源入力端子３６に
は、電源電圧Ｖｃｃが与えられる。電源入力端子３６に
は、差動増幅器３４の電源端子が接続される。トランジ
スタ３７は、ゲートが後述するバイアス電流設定回路４
４に接続され、ドレインが接地されている。バイアス電
流設定回路４４は、入力端子３８から入力される対向電
極駆動信号Ｖｃを処理し、バイアス電流設定信号Ｖｂ２
として前記トランジスタ３７のゲートに与える。トラン
ジスタ３５のドレインとトランジスタ３７のソースとの
接続点３９は、出力端子４０に接続される。したがっ
て、接続点３９の電位が出力電圧Ｖｏｕｔとして信号電
極Ｓｉに印加される。出力端子４０は、差動増幅器３４
の負入力端子にも接続される。

【００３８】出力端子４０には、さらにトランジスタ４
１のソースが接続される。トランジスタ４１は、ドレイ
ンが接地され、ゲートが入力端子４２に接続される。入
力端子４２には、後述する放電信号ＤＩＳが与えられ
る。入力端子４２には、トランジスタ４３のゲートが接
続される。トランジスタ４３は、ソースが前記トランジ
スタ３５のゲートに接続され、ドレインが接地されてい
る。したがって、トランジスタ４１，４３を導通させる
ことによって、信号電極Ｓｉの電荷およびトランジスタ
３５のゲートに蓄積された電荷が放電される。

【００３９】図５は、出力回路３０の動作を説明するタ
イムチャートである。映像信号は、サンプリングパルス
が入力されることによってサンプリングコンデンサＣＳ
ＭＰに蓄積される。映像信号の絵素２に対する書込みに
際しては、図５に示すようにまず、前回書込まれた信号
を信号電極Ｓｉから消去するために、予め定める放電時
間Ｔ１にわたって放電信号ＤＩＳをハイレベルにする。
したがってトランジスタ４１を介して信号電極Ｓｉが放
電され、つまり放電電流Ｉ０２が流れ、信号電極Ｓｉの
電位が接地電位に引下げられる。同様に、トランジスタ
４３を介してトランジスタ３５のゲートが放電され、接
地電位に引下げられる。これによってトランジスタ３５
は非導通状態となり、信号電極Ｓｉには電流は流れ込ま
ない。

【００４０】次に、転送信号ＴＲＦが予め定める転送時
間Ｔ２にわたってハイレベルとされ、サンプリングコン
デンサＣＳＭＰに蓄積された信号はホールドコンデンサ
ＣＭに転送されるとともに、差動増幅器３４の正入力端
子に入力される。差動増幅器３４は、入力される信号が
接地電位よりも高いため、非反転増幅回路として動作
し、その出力電圧ＶＧによってトランジスタ３５のゲー
トが制御され、トランジスタ３５が導通し、充電電流Ｉ
０１が流れる。充電電流Ｉ０１は、出力電圧Ｖｏｕｔが
差動増幅器３４の入力電圧Ｖｉｎに等しくなるまで流
れ、出力端子４０に接続された信号電極Ｓｉに出力され
る。

【００４１】トランジスタ３７は、出力電圧Ｖｏｕｔを
正常な電位に復帰させる作用をもつ。外乱による突き上
げを受けることによって変動した出力電圧Ｖｏｕｔが正
常な電位（入力電圧Ｖｉｎ）に戻る際、低い電圧から高
い電圧への復帰は、トランジスタ３５から充電電流Ｉ０
１が流れるため問題とはならないが、逆に高い電圧から
低い電圧への復帰は、トランジスタ３７による放電電流
Ｉ０３によって実現される。また、放電電流Ｉ０３が流
れない場合であっても、トランジスタ３７にはバイアス
電流ＩＢが流れている。

【００４２】再び図５を参照して、転送信号ＴＲＦがハ
イレベルとされると同時に前述のゲートドライバ７から
出力されるゲートオン信号が書込み時間Ｔ３の間ハイレ
ベルとされ、いずれかの走査電極Ｇｊに対応するＴＦＴ
３が導通され、信号電極Ｓｉを介して映像信号が導通し
たＴＦＴ３に接続されている絵素電極４に書込まれる。
このような動作は１水平走査期間毎に繰返し実行され
る。

【００４３】ここでバイアス電流設定回路４４について
説明する。上述したように出力回路３０では、バイアス
電流設定用のトランジスタ３７のゲートにはバイアス電
流設定信号Ｖｂ２を印加してバイアス電流ＩＢを制御し
ている。バイアス電流設定信号Ｖｂ２の電圧は、液晶層
６に印加される電圧に基づいて決定され、液晶層６に印
加される電圧が高い場合は、液晶層６に印加される電圧
が低い場合に比べてバイアス電流ＩＢを多く流す必要が
ある。すなわち外乱による突き上げ、つまり対向電極駆
動信号Ｖｃが立ち上がるときに対向電極５から信号電極
Ｓｉに与える突き上げを受けたとき、正常な電位に復帰
する際にトランジスタ３７に放電電流Ｉ０３を流すため
にバイアス電流設定信号Ｖｂ２を設定し、放電電流Ｉ０
３を流し、正常な電位に復帰させている。したがって対
向電極駆動信号Ｖｃの振幅が大きい場合、信号電極Ｓｉ
が対向電極５から受ける、対向電極駆動信号Ｖｃの立ち
上がり時の突き上げ量が高くなり、正常な電位に復帰す
るために放電電流Ｉ０３をより多く流す必要があり、そ
のためには対向電極駆動信号Ｖｃの振幅に応じてバイア
ス電流設定信号Ｖｂ２の電圧を高くする必要がある。そ
こで本発明では、対向電極駆動信号Ｖｃをバイアス電流
設定回路４４によって適切な振幅に制御してバイアス電
流設定信号Ｖｂ２を作成し、バイアス電流設定用のトラ
ンジスタ３７のゲートに与え、バイアス電流ＩＢを制御
している。

【００４４】バイアス電流設定回路４４は、クランプ回
路４５、積分回路４６およびレベル変換回路４７によっ
て構成される。クランプ回路４５は、入力端子３８から
与えられる対向電極駆動信号Ｖｃのローレベルの電圧を
グランド電位に固定するための回路である。ここでは信
号の振幅は変化しない。クランプ回路４５は、たとえば
コンデンサ６１とダイオード６２とによって構成され
る。コンデンサ６１の一方電極は、入力端子３８に接続
される。コンデンサ６１の他方電極は、ダイオード６２
のカソードに接続されるとともに、後述する積分回路４
６に接続される。ダイオード６２のアノードは接地され
ている。

【００４５】積分回路４６は、１水平走査期間毎に電圧
レベルが変化するクランプ回路４５からの出力信号を直
流電圧に変換する回路である。積分回路４６において直
流電圧に変換された信号は、対向電極駆動信号Ｖｃの振
幅の変化に応じて変化する。積分回路４６は、抵抗６３
およびコンデンサ６４で構成される第１の積分回路と、
抵抗６５とコンデンサ６６とで構成される第２の積分回
路を直列に接続して構成される。

【００４６】レベル変換回路４７は、積分回路４６によ
って直流電圧に変換された信号を、対向電極駆動信号Ｖ
ｃの振幅に対して最適な直流電圧となるように変換し、
バイアス電流設定信号Ｖｂ２を作成する回路である。レ
ベル変換回路４７は、抵抗６７，６８および演算増幅器
６９によって構成される第１の反転増幅器と、抵抗７
０，７１および演算増幅器７２によって構成される第２
の反転増幅器とを直列に接続して構成される。

【００４７】図６は、バイアス電流設定回路４４の動作
を示すタイムチャートである。図６（１）に示すよう
に、振幅ＶＬ，ＶＨを有する２種類の対向電極駆動信号
Ｖｃは、クランプ回路４５によって、図６（２）に示す
ようにローレベルがグランド電位である直流パルス信号
に変換される。ここでは前述したようにパルス信号の振
幅ＶＬ，ＶＨは変化しない。なお、ここでは対向電極駆
動信号Ｖｃの最小振幅ＶＬと最大振幅ＶＨのみを例にと
り説明する。

【００４８】図６（２）に示される信号は、積分回路４
６によって図６（３）に示すように平滑化され、たとえ
ば振幅がそれぞれ１／２となる定電圧信号に変換され
る。図６（３）に示される信号は、レベル変換回路４７
によって所定の電圧レベルに変換されてバイアス電流設
定信号Ｖｂ２として出力される。これによって、対向電
極駆動信号の振幅に応じてバイアス電流ＩＢを増減させ
ることができ、従来の出力回路１０に比べて消費電力を
低減することができる。

【００４９】また、前述の図３に示すように、対向電極
駆動信号Ｖｃの振幅を制御する直流電圧Ｖｏｐを直接変
換してバイアス電流設定信号Ｖｂ２を作成してもよい。
この場合は、クランプ回路４５および積分回路４６は不
要になり、レベル変換回路４７のみでよく、部品点数の
削減、構成の小形化、低コスト化が図られる。

【００５０】図７は、バイアス電流設定信号Ｖｂ２の電
圧とソースドライバ７の消費電流Ｉｃｃの特性を示すグ
ラフである。図７に示すように共通電極駆動信号Ｖｃの
振幅が高い場合は、信号Ｖｂ２はＡ１（Ｖ）の電圧を必
要とし、そのときのソースドライバ８の消費電流はＡ２
（ｍＡ）必要となる。共通電極駆動信号Ｖｃの振幅が低
い場合、すなわち輝度レベルが低い場合においては、信
号Ｖｂ２はＢ１（Ｖ）必要となり、ソースドライバ８の
消費電流はＢ２（ｍＡ）となり、最大でＡ２−Ｂ２（ｍ
Ａ）（＝約１ｍＡ）の減少となり、消費電力では、Ｖｃ
ｃ×Ｉｃｃ＝１３Ｖ×１ｍＡ＝１３ｍＷの電力の減少と
なる。これは、１個のソースドライバ（出力回路数１６
２個）の場合であり、数多くのソースドライバを使用す
る場合は、１３ｍＷ×（ソースドライバ８の数）とな
り、特に多くのソースドライバを使用する場合に有利と
なる。

【００５１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、対向電極
信号の振幅レベルを変化させることによってマトリック
ス型液晶表示パネルの画面全体としての輝度が変化する
ので、使用環境に応じて輝度レベルを変化させることに
よって液晶層に印加される電圧が低減され、全体として
の消費電力が低減される。また、信号電極の充電中に流
すバイアス電流の電流値を対向電極駆動信号の振幅に基
づいて変化させるようにしたので、液晶層に印加される
電圧値に応じて最適なバイアス電流を流すことができ、
無駄な消費電力がなくなり、消費電力が低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明するための回路図であ
る。

【図２】本発明の駆動回路が駆動するマトリックス型液
晶表示パネル１の電気的構成を模式的に示す等価回路図
である。

【図３】コントロール回路５０に関連する構成を示すブ
ロック図である。

【図４】マトリックス型液晶表示パネル１の走査を説明
するタイムチャートである。

【図５】図１に示す出力回路３０の動作を説明するタイ
ムチャートである。

【図６】図１に示すバイアス電流設定回路４４の動作を
説明するタイムチャートである。

【図７】バイアス電流設定信号Ｖｂ２の電圧とソースド
ライバ８の消費電流Ｉｃｃの関係を示すグラフである。

【図８】従来の技術を説明するための回路図である。

【符号の説明】

１ マトリックス型液晶表示パネル ２ 絵素 ３ ＴＦＴ ４ 絵素電極 ５ 対向電極 ６ 液晶層 ７ ゲートドライバ ８ ソースドライバ ３０ 出力回路 ３５，３７ トランジスタ ４４ バイアス電流設定回路 ４５ クランプ回路 ４６ 積分回路 ４７，５４ レベル変換回路 ５０ コントロール回路 ５１ インタフェイス回路 ５２ 増幅器 ５３ 可変抵抗器 Ｇ 走査電極 Ｓ 信号電極 Ｖｃ 対向電極駆動信号 Ｖｂ２ バイアス電流設定信号 Ｖｏｕｔ 出力電圧 ＩＢ バイアス電流

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 行列状に配置された複数の絵素電極と、
   複数の絵素電極に共通に対向して配置された対向電極
   と、絵素電極と対向電極との間に介在された液晶層と、
   絵素電極毎に設けられ、一方端子が絵素電極に接続され
   た複数のスイッチング素子と、絵素電極の各列毎に設け
   られ、スイッチング素子の他方端子が接続された複数の
   信号電極と、絵素電極の各行毎に設けられ、スイッチン
   グ素子の導通／非導通を制御する制御端子に接続された
   複数の走査電極とを備えるマトリックス型液晶表示パネ
   ルを表示駆動する駆動回路において、 予め定める水平走査期間毎に、スイッチング素子を導通
   させる走査信号を線順次で走査電極に印加する走査電極
   駆動回路と、 信号電極毎に設けられた複数の出力回路から成り、水平
   走査期間毎に極性が反転した映像信号を信号電極に印加
   する信号電極駆動回路と、 前記マトリックス型液晶表示パネル全体の輝度レベルに
   対応した振幅を有し、水平走査期間毎に極性が反転し、
   かつ映像信号とは逆極性の対向電極駆動信号を対向電極
   に印加する対向電極駆動回路とを含んで構成され、 前記出力回路は、 絵素電極に印加する映像信号を保持する保持回路と、 保持された映像信号と同電位になるように信号電極に充
   電電流を流す充電回路と、 充電回路による充電に先立って、接地電位または予め定
   める基準電位になるように信号電極から放電電流を流す
   放電回路と、 充電回路による充電中に、信号電極からのバイアス電流
   の電流値を設定するバイアス電流設定回路とを含んで構
   成され、 前記対向電極駆動回路は、前記対向電極駆動信号の振幅
   を変化させることによって、前記マトリックス型液晶表
   示パネル全体の輝度レベルを変化させ、 さらに前記バイアス電流設定回路は、前記対向電極駆動
   信号の振幅に基づいて前記バイアス電流の電流値を変化
   させることを特徴とするマトリックス型液晶表示パネル
   の駆動回路。
2. 【請求項２】 前記バイアス電流設定回路は、 １水平走査期間毎に電圧レベルが変化する前記対向電極
   駆動信号を、振幅はそのままでローレベルの電位がグラ
   ンド電位になるように電位を変換して出力するクランプ
   回路と、 前記クランプ回路からの出力信号を直流電圧信号に変換
   して出力する積分回路と、 前記積分回路からの直流電圧信号を前記対向電極駆動信
   号の振幅に最適な電圧となるようにレベル変換するレベ
   ル変換回路とを含んで構成され、 前記レベル変換回路からの直流電圧信号に基づいてバイ
   アス電流の電流値を変化させることを特徴とする請求項
   １記載のマトリックス型液晶表示パネルの駆動回路。
3. 【請求項３】 前記クランプ回路は、前記対向電極駆動
   信号が入力される入力端子に一方電極が接続されるとと
   もに、他方電極が出力端子に接続されるコンデンサと、
   前記他方電極にカソードが接続されるとともに、アノー
   ドがグランド電位に接続されるダイオードとを含んで構
   成され、 前記積分回路は、抵抗とコンデンサとで構成される２つ
   の積分回路部分を直列に接続して構成され、 前記レベル変換回路は、２つの抵抗と演算増幅器とで構
   成される２つの反転増幅器を直列に接続して構成される
   ことを特徴とする請求項２記載のマトリックス型液晶表
   示パネルの駆動回路。