JP3305470B2 - 液晶表示装置の信号線駆動回路 - Google Patents

液晶表示装置の信号線駆動回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアクティブマトリクス型
の液晶表示装置の駆動回路に関し、特に信号線駆動回路
に関する。
【0002】
【従来の技術】第2図はアクティブマトリクス型アナロ
階調線順次駆動の液晶表示装置の例である。アクティ
ブマトリクス型の液晶表示装置は大まかに画素マトリク
ス部、信号線駆動回路、走査線駆動回路の3つに分割で
きる。以下図面に基づき動作を説明していく。
【0003】画素マトリクスは信号線と走査線をマトリ
クス状に配置し、その交点部分に画素TFTを配置し、
画素TFTのゲートは走査線に、ソースは信号線に、ド
レインは画素電極に接続している。また、一般に画素電
極と対向電極の間の液晶容量は大きな値をとりえないた
め、画素電極の近傍に電荷を保持する保持容量を配置す
ることが行われる。走査線にTFTのスレッショルド電
圧を越える電圧が印加され、TFTがオンすると、TF
Tのドレインとソースはショート状態となり、信号線の
電圧が画素電極に印加され液晶と保持容量に充電され
る。TFTがオフとなるとドレインは開放状態となり、
液晶と保持容量に蓄えられた電荷はつぎにTFTがオン
するまで保持される。
【0004】第3図に信号線駆動回路の一例を示す。信
号線駆動回路はシフトレジスタ回路、サンプリング回
路、トランスファ回路、アナログバッファ回路で構成さ
れる。アナログ階調の場合、信号線駆動回路に入力され
階調信号は時間的に連続なビデオ信号が用いられ、液
晶がノーマルホワイトの場合電圧の絶対値が大きいほど
表示は黒表示に近づくように、設定される。シフトレジ
スタにはビデオ信号に同期したスタートパルスが入力端
子302に入力され、クロックパルスによって順次シフ
トされる。シフトレジスタの出力はインバータ形式のバ
ッファ回路308〜313を介してサンプリング回路に
入力される、サンプリング回路は第4図に示すようにN
チャンネルとPチャンネルのTFTを組み合わせたトラ
ンスミッションゲートと呼ばれるスイッチ314〜31
6と保持容量317〜319で構成される、トランスミ
ッションゲートは前記のバッファ回路によってオン、オ
フが制御され、オン状態ではビデオ信号線と保持容量3
17〜319がショートされ、保持容量に電荷が蓄電さ
れる。スタートパルスがシフトレジスタを通過するとバ
ッファ回路の出力は反転し、スイッチはオフとなる。保
持容量の電荷はそのまま保持され、次にスイッチがオン
になるまで、電位は保たれる。
【0005】1ライン分のサンプリングが終了し、次の
サンプリングが開始されるまでの間に、トランスファ信
号入力端子304よりトランスファ信号が入力される、
これによってスイッチ320〜322がオンになり、保
持容量317〜319と保持容量323〜325がショ
ートされ、保持容量323〜325に電位が伝達され
る。スイッチ320〜322もスイッチ314〜316
と同様にトランスミッションゲートで構成される。この
とき保持容量323〜325の値が保持容量317〜3
19の値より十分小さければ保持容量をショートしたこ
とによる電位の変化は小さい。スイッチ320〜322
がオフになると保持容量323〜325に電位は保持さ
れる。保持容量323〜325にはアナログバッファが
接続され、アナログバッファを介して信号線は駆動され
る。アナログバッファ回路は保持容量の電位に影響を与
えずに信号線を駆動するために必要である。
【0006】第5図に走査線駆動回路の一例を示す。走
査線駆動回路はシフトレジスタとNAND回路インバー
タ型バッファによって構成され、垂直同期信号に同期し
たスタートパルスと水平同期信号に同期したクロックを
入力し、順次走査線を駆動していく。
【0007】
【発明が解決しようとする問題点】従来の信号線駆動回
路では、前記したようにサンプリング回路にトランスミ
ッションゲート等のアナログスイッチを使用していた
が、このサンプリング回路等は一般に高速性が求めら
れ、使用するTFTには高い移動度や小さい容量などの
性能が求められていた。ところがこれらの特性はTFT
の耐圧等の特性と背反することが多く、耐圧を確保しよ
うとすると高速性を犠牲にせざるをえなかった。
【0008】第6図はサンプリング回路を抜き出したも
のであり、第7図()()()に階調信号入力端
子603、保持容量接続端子604、制御端子605の
電圧波形をしめす。液晶は直流電圧を長時間かけると特
性が劣化するという問題点があり、()に示すような
交流波形が印加される。第7図の例では14Vppの交
流信号を印加している。制御端子605にはパルス信号
が()のように印加され、パルスがハイのときサンプ
リングが行われ、保持容量602にそのときの電圧が印
加される。パルス信号がロウになるとスイッチ601は
開放となり保持容量602に蓄えられた電荷はつぎにサ
ンプリングが行われるまで維持される。
【0009】そのため、階調信号入力端子603と保持
容量接続端子604の間には交流信号の振幅と同じだけ
の電圧が印加されることがあり、したがって、スイッチ
を構成するTFTはその電圧に十分耐えなければならな
い。よって、前記したように、高速性を犠牲にするとい
った問題点をまねいていた。
【0010】
【問題を解決するための手段】本発明ではサンプリング
または選択の手段として、二つのスイッチを直列に接続
し、その接続点を抵抗器を介して固定電位に接続してい
る。
【0011】
【作用】第8図は本発明の概略図である。サンプリング
時には、スイッチ801と802が同時にオンとなり、
スイッチ801のオン抵抗が抵抗器803の抵抗値より
十分小さければ、階調信号入力端子806の電位と保持
容量接続端子808の電位が等しくなり、保持容量80
4に階調信号が印加される。非サンプリング時にはスイ
ッチ801と802はオフとなる。保持容量804はス
イッチ802が開放になるため、次のサンプリングまで
の期間電荷を維持する。また抵抗器803は定電圧端子
807に接続しているため、スイッチ801、802の
接続点は端子807の電位に固定される。ここで、端子
807の電位を対向電極の電位に等しくなるように設定
すれば、第7図で示すような、交流信号が印加された場
合、スイッチ801、802に印加される電圧を交流振
幅の半分の7Vとすることができる。
【0012】
【実施例】第1図に本発明の第一の実施例を示す。本発
明を信号線駆動回路のサンプリング回路に適応した場合
の例である。サンプリング時にはインバータ型バッファ
107の出力によってスイッチ108、109がオンと
なり、ビデオ信号線103の電位は保持容量116に保
持される、非サンプリング時にはスイッチ108、10
9はオフとなる。抵抗器110は定電圧線104に接続
されているため、スイッチ108とスイッチ109の接
続点は定電圧線104の電位と等しくなる。ここで定電
圧線に印加する電位を対向電極の電位とすれば、スイッ
チ108、109に加わる電圧をビデオ信号の振幅の半
分以下にすることができる。また、同様にトランスファ
回路のスイッチ111、112についても印加電圧を低
減することが可能である。
【0013】第9図は本発明を4階調のデジタル階調
信号線駆動回路の階調電圧信号選択回路に適応した場合
の例である。デジタル階調の信号線駆動回路ではスイッ
チ回路が階調電圧線904、905、906、907の
うちのいずれかを選択し、信号線925にショートする
役割をもつ。ここで、階調信号線904を選択する場
合、スイッチ913、914がオンとなり、スイッチ9
16、917、919、920、922、923がオフ
となる。定電圧端子908の電圧を階調電圧線904、
905、906、907のとりうる電圧の間の適切な電
圧に設定しておけば、オフしているスイッチ916、9
17、919、920、922、923の両端に印加さ
れる電圧を低減することが可能である。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にはスイッ
チを構成するTFTに印加される電圧を低減し、高耐圧
性を要求しないため、スイッチにおいて高速なトランジ
スタをしようできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を使用したアナログ階調信号線駆動回
路を示す。
【図2】 従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置
を示す。
【図3】 従来の信号線駆動回路のブロック図を示す。
【図4】 トランスミッションゲートの等価回路を示
す。
【図5】 走査線駆動回路のブロック図を示す。
【図6】 従来のサンプリング回路の概念図を示す。
【図7】 従来のサンプリング回路の電圧波形を示す。
【図8】 本発明のサンプリング回路の概念図を示す。
【図9】 本発明を使用したデジタル階調信号線駆動回
路を示す。
【符号の説明】
クロック入力端子 :101 スタートパルス入力端子 :102 ビデオ信号入力端子 :103 定電圧入力端子 :104 トランスファ信号入力端子:105 信号線接続端子 :118 インバータ型バッファ :106、107 スイッチ :108〜113 保持容量 :116、117 抵抗器 :110、113 画素マトリクス :200 信号線 :201〜203 走査線 :204〜206 TFT :207〜210 液晶 :211〜214 保持容量 :215〜218 クロック入力端子 :301 スタートパルス入力端子 :302 ビデオ信号入力端子 :303 トランスファ信号入力端子:304 信号線接続端子 :305〜307 インバータ型バッファ :308〜313 スイッチ :314〜316 320〜322 保持容量 :317〜319 :323〜325 制御端子 :401 入力端子 :402 出力端子 :403 Nchトランジスタ :404 Pchトランジスタ :405 インバータ :406 クロック入力端子 :501 スタートパルス入力端子 :502 NAND :503、504 インバータ型バッファ :505、506 走査線接続端子 :507、508 スイッチ :601 保持容量接続端子 :604階調 信号入力端子 :603 制御信号入力端子 :605 保持容量 :602階調 信号波形 () 保持容量電圧波形 () 制御電圧波形 () スイッチ :801、802 保持容量接続端子 :808階調 信号入力端子 :806 制御信号入力端子 :809 保持容量 :804 定電圧入力端子 :807 抵抗器 :803 クロック入力端子 :901 スタートパルス入力端子 :902、903階調 信号入力端子 :904〜907 定電圧入力端子 :908 スイッチ :913、914、916、
917、919、920、922、923 信号線出力端子 :925 抵抗器 :915、918、921、
924
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09G 3/00 - 3/38 G02F 1/133 505 - 580 H04N 5/66 - 5/74

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】階調信号をサンプリングし、画素に出力す
    るサンプリング回路を有し、 前記サンプリング回路は、 前記階調信号が入力される階調信号入力端子と、 前記階調信号を保持する保持容量と、 前記保持容量の一方の電極に接続された保持容量接続端
    子と、 前記階調信号入力端子と前記保持容量接続端子との間に
    順に直列接続され、同時にオン状態またはオフ状態とな
    る第1のスイット及び第2のスイッチと、 前記第1のスイッチと前記第2のスイッチの接続点に一
    方の端子が接続された抵抗器と、 前記抵抗器の他方の端子が接続され、第1の電位に保た
    れた定電圧端子と、 を有する液晶表示装置の信号線駆動回路であって、 オン状態での前記第1のスイッチの抵抗値は、前記抵抗
    器の抵抗値よりも小さいことを特徴とする液晶表示装置
    の信号線駆動回路。
  2. 【請求項2】前記画素は、 前記階調信号が入力される第1の電極と、 第2の電位に保たれる第2の電極と、 を有する液晶素子を有し、 前記第1の電位は、前記第2の電位に等しいことを特徴
    とする請求項1の液晶表示装置の信号線駆動回路。
  3. 【請求項3】前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッ
    チは、それぞれ少なくとも一つの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1または請求項2の液
    晶表示装置の信号線駆動回路。
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