JP3622516B2

JP3622516B2 - 液晶駆動装置

Info

Publication number: JP3622516B2
Application number: JP19530198A
Authority: JP
Inventors: 俊二樫山
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2018-07-10
Also published as: JP2000029436A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アクティブマトリックス型の液晶表示装置の交流駆動に伴う表示画質の劣化を防ぐ液晶駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクティブマトリックス型の液晶表示装置（以下、ＬＣＤ）の駆動回路は、ＬＣＤの信号ラインを駆動する信号ドライバと、ＬＣＤの走査ラインを順次走査する走査ドライバとから構成される。
【０００３】
走査ドライバは、ＬＣＤの走査ラインを順次選択し、選択した走査ラインに所定のゲートパルスを印加する。
【０００４】
信号ドライバは、ＬＣＤの各信号ラインに接続された２系統のサンプル／ホールド回路を備え、画像信号を系統毎に１水平期間単位で交互にサンプリング及びホールディングし、ホールディングした画像信号を１ライン（１水平走査）単位でパラレルに信号ラインに出力する。
【０００５】
図６に、信号ドライバの１信号ライン分の構成と、それに接続されるＬＣＤのＴＦＴ基板に設けられた表示画素部分の構成を示す。
この回路は、２系統のサンプル／ホールド回路と２系統の増幅回路とを備え、スイッチ１０１〜１０４と、コンデンサ１０５，１０６と、アンプ１０７，１０８と，保護ダイオード１０９，１１０から構成される。前記保護ダイオードは、回路を静電気ノイズから保護するためのものである。信号ドライバはスイッチ１０１及び１０２を交互にオンして、各系統に画像信号をサンプリングし、サンプリングした画像信号をコンデンサ１０５及び１０６に蓄え、スイッチ１０３，１０４を交互にオンして、コンデンサ１０５及び１０６に蓄えられた画像信号をアンプ１０７及び１０８により増幅して信号ラインに出力する。
【０００６】
ＬＣＤの表示画素は、画素電極ごとに形成された薄膜トランジスタＴＦＴと、該薄膜トランジスタのゲート電極に接続される走査ライン１１１とソース電極に接続される信号ライン１１２と、表示電荷を保持するための補助容量Ｃｓに接続された補助容量信号線１１３と、画素電極と液晶を挟んで対向する対向共通電極よりなる画素容量ＣＬＣとから構成される。
【０００７】
補助容量信号線と共通電極へは図８（ａ）に示す１水平期間ごとに、波形の中心レベルに対して反転する対向電極信号Ｖｃｏｍが印加される。液晶を交流駆動するため信号ラインに印加される表示信号Ｖｓｉｇは前記対向電極信号Ｖｃｏｍの変化に合わせて反転する波形となっている。
【０００８】
走査ライン１１１，信号ライン１１２，補助容量信号線１１３は共に薄膜トランジスタＴＦＴが形成された基板上に形成されており、信号ライン１１２は走査ライン１１１及び補助容量信号線１１３は交差した配置となる。従って信号ライン１１２と補助容量信号線１１３は交差箇所で絶縁膜を挟んで重なった構造となっている。従って、この箇所では信号ライン１１２と補助容量信号線１１３の間に層間容量１１４が存在することになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記保護ダイオード１０９，１１０はドライバ集積回路内に形成されたものであり、接合型ダイオードである。この接合型ダイオードの場合、逆方向電圧が印加された状態では接合容量を持つ特性となり、等価回路としては接合容量と高抵抗の並列回路となる。従って、前記図６の信号ドライバの１系統の等価回路は図７に示すようになる。
前記のように補助容量信号線１１３に印加される信号は図８（ａ）に示すような水平期間ごとに反転される矩形波であり、この信号の振幅は６〜８Ｖ程度である。従って、補助容量信号線１１３に印加される信号電圧が反転するときの高周波成分は容量部分を通過することになるため、層間容量１１４とダイオード１１０の接合容量１１７を通して過渡電流１１８が流れる。この過渡電流１１８は、この回路のグランドＶｓｓから信号ドライバ集積回路内の配線抵抗１１５を通って、この回路に接続される電源のグランドへ流れる。この配線抵抗１１５による電圧降下があることによって前記過渡電流が流れたときにグランドＶｓｓの電位が０Ｖから変動することになる。このときの電位の変化を図８（ｂ）に示す。このようにグランドＶｓｓの電位が変化すると、蓄積コンデンサ１０５に保持されている電荷は一定であるので、Ｖｓｓの電位の変動に伴ってアンプ１０７を通した信号ラインへの出力電圧が図８（ｃ）に示すように変動することになる。この出力電圧変動の表示への影響の程度は出力電圧の大きさによって変わり、従って、表示画像が劣化することになる。
【００１０】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、表示画像が補助容量駆動信号の変化に影響されなくすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願の請求項１に係わる発明は、複数の信号ラインと、該信号ラインと交差方向に形成された複数の走査ラインと補助容量信号線、または、補助容量線を兼ねた走査ラインと、各交点近傍に配置された画素電極及び補助容量と、対向する共通電極、とで形成された液晶表示装置の表示駆動装置において、矩形波信号による共通電極駆動手段と、矩形波信号による補助容量信号線駆動手段と、サンプルホールド手段を備え、該サンプルホールド手段がホールディングした画像信号を増幅して出力端に出力し、対応する前記各信号ラインに接続される出力端子に供給する信号出力手段と、前記信号出力手段の前記出力端と前記出力端子の間に接続され、静電気破壊を防ぐための出力端子保護手段と、前記補助容量信号線信号が反転し、前記出力端子保護手段を介して過渡電流が流れて前記信号出力手段の前記サンプルホールド手段のグランド電位が変動し、該サンプルホールド手段の出力電圧が変動する所定の期間、前記サンプルホールド手段と前記出力端との接続を切断し、前記独立電源回路を、前記出力端子を介して前記各信号ラインに接続する信号ライン駆動手段と、を備える、ことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、信号ライン駆動手段は、補助容量電極信号が反転して、出力端子保護手段を介して過渡電流が流れて信号出力手段のサンプルホールド手段のグランド電位が変動して、サンプルホールド手段の出力電圧が変動するときに、サンプルホールド手段を切り離し、独立電源を各信号ラインに接続する。この結果、補助容量電極信号の反転の影響により信号出力手段のサンプルホールド手段の出力電圧が変動して信号ラインの信号電圧波形が乱れることを避けることができ、表示画像の劣化を無くすことができる。
【００１３】
前記信号ライン駆動手段は、走査ラインが補助容量信号線を兼ねた構造のＴＦＴ基板の場合、走査ラインに印加される信号はゲート選択信号と補助容量駆動信号が組み合わされた信号であり、共通電極信号の反転と同じタイミングでの変化を含んでいるため、共通電極信号の反転と同じタイミングで信号出力手段のサンプルホールド手段と出力端との接続を切断し、独立電源を出力端子を介して各信号ラインに接続するとしてもよい。この場合、前記と同じく、信号出力手段のサンプルホールド手段の出力電圧が変動する影響を避けることができ、表示画像の劣化を無くすことができる。
【００１４】
前記信号ライン駆動手段にて用いる独立電源の電圧値は任意でよく、これを前記信号ライン駆動信号による信号波形よりも低い電圧にしてもよい。この場合、画像信号により画素容量や補助容量に蓄えられた電荷のディスチャージを速くすることができ、表示画像の輪郭を鮮明にすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態にかかる液晶駆動装置を説明する。
図１は、この発明の実施の形態にかかる液晶駆動装置と液晶表示パネルの一例を示すブロック図である。
これらは、ＬＣＤ１、走査ライン２、信号ライン３、補助容量信号線４、共通電極信号線５、アンプ６、信号ドライバ７、独立電源回路８、映像信号入力回路９、走査ドライバ１０、ＬＣＤコントローラ１１とより構成される。
【００１６】
ＬＣＤ１は、ＴＦＴ基板と液晶を介して対向する共通電極からなり、ＴＦＴ基板はマトリックス状に配置された画素電極とＴＦＴと補助容量Ｃｓとを備えており、各画素電極は対応するＴＦＴの電流路を介して対応する信号ライン３に接続されている。補助容量電極は、画素電極の下に絶縁膜を介して配置され、画素電極との間で容量を形成しており、共通する補助容量信号線４に接続されている。また、各列のＴＦＴのゲートは、共通する走査ライン２に接続されている。ＬＣＤ１は、走査ライン２及び信号ライン３を通じて、画素電極と共通電極と液晶から形成される画素容量ＣＬＣに電荷を充電することにより、液晶の配光を制御して画像を表示する。また、同時に補助容量に電荷が充電され、走査期間中画素電位を保持する。
【００１７】
走査ドライバ１０は、ＬＣＤコントローラ１１から供給された垂直制御信号に従って、ＬＣＤ１の走査ライン２を順次選択し、選択した走査ライン２にゲートパルスを印加する。
【００１８】
アンプ６はＬＣＤコントローラ１１から供給されるフィールドライン反転信号に従って、共通電極信号及び補助容量信号の電圧を、１フィールド毎１水平期間（１ライン）毎に、その変化幅の中心電圧に対して極性反転してＬＣＤ１に供給する。
【００１９】
信号ドライバ７は、ＬＣＤコントローラ１１から供給される水平制御信号に従って、映像信号入力回路９より供給されるＲＧＢ反転信号（画像信号）を、１ライン分（１水平走査分）サンプリング及びホールディングし、ホールディングした画像信号を１ライン（１水平走査）単位でパラレルに信号ラインに出力する。
【００２０】
独立電源回路８は、信号ドライバから供給される制御信号に従って、信号ラインへの独立電源の接続を制御する。
【００２１】
図２に、信号ドライバ７と独立電源回路及びＬＣＤパネルによる１つの信号ライン分のＬＣＤ表示回路の構成を示す。
信号ドライバ回路部分は、２系統のサンプル／ホールド回路と２系統の増幅器と静電気保護回路とを備える。第１の系統は、スイッチ２１、コンデンサ２５、アンプ２７、スイッチ２３、からなる。第２の系統は、スイッチ２２、コンデンサ２６、アンプ２８、スイッチ２４からなる。静電気保護回路はダイオード２９，３０からなり、回路のグランド（Ｖｓｓ）と電源ライン（Ｖｄｄ１）間に接続される。
独立電源回路８は、スイッチ３１と独立電源３２よりなる。
ＬＣＤパネル部分は、信号ライン３と走査ライン２と、それらに接続されるＴＦＴと、補助容量電極に接続される補助容量信号線４と、信号ライン３と補助容量信号線４が絶縁膜を介して交差していることによる層間容量３３よりなる。
【００２２】
前記保護ダイオード２９、３０は接合容量と高抵抗の並列回路とみなすことができ、従って、図２に示した回路の１系統の等価回路は図３に示すようになる。また、この回路部分のグランドＶｓｓと、この回路に接続される電源のグランド間には信号ドライバ集積回路内部の配線抵抗３４がある。
【００２３】
補助容量信号線４に印加される信号電圧が反転するときの高周波成分は容量部分を通過するため、層間容量３３とダイオード３０の接合容量３６を通して過渡電流３７が流れる。この過渡電流３７は配線抵抗３４を通って電源のグランド端子へ流れる。この配線抵抗３４による電圧降下により回路のグランドＶｓｓ電位が０Ｖから変動する。このグランド電位の変動に伴ってアンプ２７を通した信号ラインへの出力電圧が変動する。しかし、スイッチ２３をオフにするとともに、独立電源回路のスイッチ３１をオンにすることにより、その間、信号ラインの信号レベルは独立電源３２の電圧に固定される。
従って、補助容量電極信号の反転の影響による信号出力電圧の変動を避けることができ、表示画像の劣化を無くすことができる。
【００２４】
以下、この実施の形態にかかる表示駆動装置が行う駆動動作について説明する。
走査ドライバ１０は、ＬＣＤコントローラ１１から供給された垂直制御信号に従って、ＬＣＤ１の走査ライン２に順次、ゲートパルスを供給する。
【００２５】
アンプ６はＬＣＤコントローラ１１から供給されるフィールドライン反転信号に従って、１フィールド毎１水平期間（１ライン）毎に、波形が、その平均レベルに対して反転する波形を、共通電極信号及び補助容量信号に供給する。
【００２６】
信号ドライバ７は、ＬＣＤコントローラ１１から供給される水平制御信号に従って、１ライン分（１水平走査期間分）の映像信号入力部分より供給されるＲＧＢ反転信号（画像信号）をサンプリングし、且つ、ホールディングしている前水平走査期間分のＲＧＢ反転信号（画像信号）を信号ラインに供給する。また、前記共通電極信号及び補助容量信号が反転するタイミングに合わせてスイッチ００のオン、オフを制御して、信号ラインへの独立電源の接続を制御する。
【００２７】
以下、水平制御信号に従って行われる信号ラインへの信号制御動作について、図２に示す１つの信号ライン分の駆動回路及び図３に示す等価回路と、図４に示すタイムチャートを参照して説明する。
【００２８】
スイッチ制御信号は図４（ｂ）〜（ｆ）に示すようになり、図４に示す水平走査期間Ａのサンプリング・ホールディング期間では、スイッチ２１、２４がオン、スイッチ２２，２３がオフとなり、第１系統のコンデンサ２５はＲＧＢ反転信号をサンプリングする。次の水平走査期間Ｂのサンプリング・ホールディング期間では、スイッチ２２、２３がオン、スイッチ２１，２４がオフとなり、コンデンサ２５はサンプリングした画像信号をホールディングする。そしてアンプ２７とスイッチ２３を通してホールディングされた画像信号が信号ラインに供給される。
【００２９】
図４に示す、補助容量信号が反転するタイミングに対応した、タイミングＴ１ではスイッチ２１〜２４がオフ、スイッチ３１がオンとなり、アンプ２７，２８からの出力は信号ラインに接続されず、独立電源３２が信号ライン３に接続され、信号ラインの電位は独立電源３２の電位Ｖｄｄ２に固定される。このとき、図３に示したように、補助容量信号線４に印加される信号電圧が反転するときの高周波成分は容量部分を通過するため、過渡電流３７が層間容量３３と保護ダイオード３０の接合容量３６と配線抵抗３４を通って電源のグランド端子へ流れる。この配線抵抗による電圧降下により回路のグランド電位が０Ｖから変動する。このグランド電位の変動に伴ってアンプ２４、２５の出力電圧は変動する。しかし、このアンプの出力はこのタイミングＴ１の間は信号ラインに接続されていないため、この変動の影響を無くすことができる。
【００３０】
上記の実施の形態では、独立電源を接続するタイミングＴ１は、補助容量信号が反転するタイミングに対応する、としたが、走査ラインが補助容量信号線を兼ねる形式のＬＣＤの場合には、共通電極信号が反転するタイミング、としてもよい。この場合、補助容量信号が交流駆動のために反転するタイミングと共通電極信号が反転するタイミングは同じであるため、前記と同じく回路のグランド電位変動によるアンプ出力変動の影響を無くすことができる。
【００３１】
上記の実施の形態では、信号ラインに接続する独立電源の電圧値Ｖｄｄ２は任意としたが、信号ラインに供給されるＲＧＢ反転信号（画像信号）の信号レベルより低い電圧としてもよい。例えば、図５に示すように、独立電源接続回路でスイッチ３８を介して、サンプルホールド回路や増幅回路のグランドＶｓｓとは別の、グランド電位に接続する構成としてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、表示駆動装置は、交流駆動に伴い、補助容量信号線に印加される補助容量信号線信号が反転し、出力端子保護手段を介して過渡電流が流れて信号出力手段のサンプルホールド手段のグランド電位が変動して、サンプルホールド手段の出力電圧が変動する間、サンプルホールド手段を切り離し、独立電源回路を各信号ラインに接続して、サンプルホールド手段の出力電圧が変動して信号ラインの信号電圧波形が乱れることを回避して、表示画質の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかる表示駆動装置と液晶表示パネルの一例を示すブロック図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態にかかる１つの信号ライン分のドライバ回路を示す回路図である。
【図３】図２に示す１つの信号ライン分のドライバ回路の等価回路である。
【図４】この発明の第１の実施の形態にかかる１つの信号ライン分のドライバ回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】この発明の第２の実施の形態にかかる１つの信号ライン分のドライバ回路を示す回路図である。
【図６】従来の１つの信号ライン分のドライバ回路を示す回路図である。
【図７】従来の１つの信号ライン分のドライバ回路の等価回路である。
【図８】従来の１つの信号ライン分のドライバ回路による信号波形を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…ＬＣＤパネル、２…走査ライン、３…信号ライン、４…補助容量信号線、５…共通電極信号線、６…アンプ、７…信号ドライバ、８…独立電源回路、９…映像信号入力回路、１０…走査ドライバ、１１…ＬＣＤコントローラ、
２１，２２，２３，２４…スイッチ、２５，２６…コンデンサ、２７，２８…アンプ、２９，３０…保護ダイオード、３１…スイッチ、３２…独立電源、３３…層間容量、３４…配線抵抗、３５，３６…保護ダイオードの接合容量、３７…過渡電流、１０１，１０２，１０３，１０４…スイッチ、１０５，１０６…コンデンサ、１０７，１０８…アンプ、１０９，１１０…保護ダイオード、１１１…走査ライン、１１２…信号ライン、１１３…補助容量信号線、１１４…層間容量、１１５…配線抵抗、１１６，１１７…保護ダイオードの接合容量、１１８…過渡電流

Claims

複数の信号ラインと、該信号ラインと交差方向に形成された複数の走査ラインと補助容量信号線、または、補助容量線を兼ねた走査ラインと、各交点近傍に配置された画素電極及び補助容量と、対向する共通電極、とで形成された液晶表示装置の表示駆動装置において、
矩形波信号による共通電極信号を前記共通電極に供給する共通電極駆動手段と、
矩形波信号による補助容量信号線信号を前記補助容量信号線に供給する補助容量信号線駆動手段と、
サンプルホールド手段を備え、該サンプルホールド手段がホールディングした画像信号を増幅して出力端に出力し、対応する前記各信号ラインに接続される出力端子に供給する信号出力手段と、
前記信号出力手段の前記出力端と前記出力端子の間に接続され、静電気破壊を防ぐための出力端子保護手段と、
前記補助容量信号線信号が反転し、前記出力端子保護手段を介して過渡電流が流れて前記信号出力手段の前記サンプルホールド手段のグランド電位が変動して、該サンプルホールド手段の出力電圧が変動する所定の期間、前記サンプルホールド手段と前記出力端との接続を切断し、独立電源回路を、前記出力端子を介して前記各信号ラインに接続する信号ライン駆動手段と、
を備える、ことを特徴とする液晶駆動装置。
前記信号ライン駆動手段は、前記共通電極信号が反転する所定の期間、前記信号出力手段の前記サンプルホールド手段と前記出力端との接続を切断し、前記独立電源回路を、前記出力端子を介して前記各信号ラインに接続する手段を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の液晶駆動装置。
前記独立電源回路の独立電源電圧は、前記信号出力手段による信号波形の信号レベルより低い電圧である、ことを特徴とする請求項１に記載の液晶駆動装置。