JPH02216190A - アクテイブマトリクス型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はアクティブマトリクス型表示装置に関し、特に
表示器の信号電極を駆動する集積回路素子に関する。

（従来の技術） アクティブマトリクス型表示装置は、信号線に１ライン
分の表示信号を印加し、またこれと同期して走査線に走
査信号を印加する線順次方式で駆動される。

このようなアクティブマトリクス型液晶表示装置は、例
えば第４図に示すように、液晶表示器１の信号線２には
信号線駆動回路４が、また走査線３には走査線駆動回路
５が接続されている。

この信号線２に印加する電圧を生成する信号線駆動回路
４は、小型液晶テレビの場合、例えば同図に示すように
シフトレジスタ６、レベルシフタ群７、サンプルホール
ド回路群８、出力アンプ群Ｇｌ〜Ｇｎ、出力スイッチ群
ＳＷＩ〜ＳＷｎから構成される。そしてこの信号線駆動
回路４は一般に集積回路化されている。

信号線駆動回路４の動作は次のようである。まず、シフ
トレジスタ６は、アナログビデオ信号ｌＯをサンプルす
るタイミング信号を出し、これらのタイミング信号によ
って、シフトレジスタ６の出力はレベルシフタ群７を介
して各サンプルホールド回路８を動作させる。サンプル
ホールド回路８は、入力されたアナログビデオ信号１０
を順次サンプルし、蓄える。１走査線分のビデオ信号の
サンプルリングが完了すると、ブランキング時間に出力
スイッチ群８１１−８Ｗｎがオンとなり、ビデオ信号が
液晶表示器１の信号線に一斉に送り出される。

また、これと同期して走査線駆動回路５より、所定の走
査線３に走査パルスが印加され、走査パルスが印加され
た走査線３と信号線２との交点に設けられたスイッチ素
子（図示せず、例えば薄膜トランジスタ）を介して液晶
にビデオ信号が書き込まれる。なお、液晶表示器１の信
号線容量ａ１〜ａｎには、次の信号が送り出されて来る
までビデオ信号が保持される。

アクティブマトリクス型表示器の画素数は近年増加する
傾向にあるが、上述の形式の信号線駆動用の集積回路素
子では、周波数特性上、多画素の表示器を駆動すること
はできない。例えば、１０００ｘ　１０００画素の表示
器を駆動するのに必要なサンプリング周波数は、例えば
フレーム周波数を８０Ｈｚ。

ブランキング時間を４．５　ｕｓとすると、１２５ＭＨ
ｚとなる。しかし、現在このタイプの駆動用集積回路素
子のビデオ帯域幅は、サンプリング周波数に対して一桁
以上狭い。例えば沖電気工業（株）製の駆動用集積回路
素子、型名ＭＳＭ５２８０のビデオ帯域幅は約３．５　
Ｍ［（ｚである。従って、この種の駆動用集積回路素子
では回路構成自体が問題となり、多画素の表示器を駆動
することはできない。

一方、サンプルホールド回路を除去し、この問題を解決
した信号線用の駆動回路集積回路素子が提案されている
（ＳＤＩ　８８ＤＩＧＥＳＴ　１３．１：　Ａ　Ｉ　Ｍ
ｅｇａ−Ｐｌ、ｘｅｌ　Ｃｏ１ｏｒ　ａ−８ｉ　ＴＦＴ
　Ｌｌｑｉｄ−Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌｙ）。

この駆動用集積回路素子の構成を第５図を参照して説明
する。この駆動用集積回路素子２６は、階調情報を持つ
４ビツトの並列データを入力信号とする４ビツト幅のシ
フトレジスタ２２．４ビツト幅の並列ラッチ２３及びＤ
／Ａ変換器２４によって構成されている。なお、Ｄ／Ａ
変換器２４はアナログ・マルチプレクサから構成されて
いる。

この駆動用集積回路素子は、階調情報を持つ４ビツトの
並列データ１９をシフトレジスタ２２で順次シフトし、
１走査線分のビデオ信号が揃ったら、ラッチ２３に蓄え
る。ラッチ２３に蓄えられた４ビツト幅データは同時に
Ｄ／Ａ変換器群２４に伝えられる。それぞれのＤ／Ａ変
換器２４は、４ビツト幅データに従って、アナログ・マ
ルチプレクサにより外部から入力される駆動電位ｖ１〜
Ｖ１Ｂから１つを選んで出力端子２５に伝える。この出
力端子２５は、上述の駆動回路と同様に表示器の信号線
に接続される。

ところで、この駆動用集積回路素子では、出力端子毎に
、駆動電位数分だけの比較的低抵抗のアナログスイッチ
が必要となる。低抵抗のアナログスイッチは、サイズの
大きなトランジスタが必要となるため、集積回路素子チ
ップのサイズが大きくなる欠点がある。また、外部から
駆動電位数分だけの電圧を集積回路素子チップに外部よ
り入力するので、例えば、１２８階調表示をしようとす
ると、入力端子数だけでも１２８個必要となる。従って
、このタイプの信号線駆動用集積回路素子は、特に階調
数の多い用途には不向きである。

（発明が解決しようとする課題） 高精細化が要求され、表示画素数が増えた場合、従来の
ようなサンプルホールド回路を内蔵した信号線駆動用集
積回路素子では、速度が遅く、使用できない。

また、上述のアナログ・マルチプレクサを用いるＤ／Ａ
変換器の場合は、容易に高精度が得られるが、階調数を
多くすると高密度集積化が困難であり、また入力端子の
数が増加するという問題が生じる。

また抵抗器を用いたＤ／Ａ変換器を内部に配置したドラ
イバＩＣも考え得るが、抵抗器を内蔵させたものでは、
電圧発生器の精度を良くしようとすると、価格が高く、
且つ非常に精度の高いマスク装置技術とプロセス製造技
術、及び、大きな回路面積を必要とし、高密度集積化が
困難となる。

そこで、本発明はこれらの課題を解決して、例えば、１
００万画素以上の多画素表示器で多数の階調、例えば１
２８階調表示が可能なアクティブマトリクス型表示装置
を実現することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、アクティブマトリクス型表示器と、この表示
器の信号線を駆動するための信号線駆動用集積回路素子
とを備えたアクティブマトリクス型表示装置において、
信号線駆動用集積回路素子は、階調情報を持った複数ビ
ットからなる信号を入力信号とするとともに、少なくと
もコンデンサとスイッチで構成されるＤ／Ａ変換器を存
し、このＤ／Ａ変換器は複数ビットの信号を時間的に直
列に人力してＤ／Ａ変換することを特徴とするアクティ
ブマトリクス型表示装置である。

（作　用） 本発明は、ドライバＩＣの最も高速性が要求される部分
、即ち、１画素１画素の明るさに対応した信号をドライ
バＩＣに取り込む部分を、サンプルホールド回路ではな
く、シフトレジスタ等のデジタル回路で構成することに
よって高速化する。

この場合デジタル信号を入力とするため、Ｄ／Ａ変換器
が必要となる。本発明では特にこのＤ／Ａ変換器を、コ
ンデンサ、スイッチ、オペアンプ等から構成するととも
に、ビットデータを時間的に直列に人力してＤ／Ａ変換
するものを用いることにより、小さな回路規模で、且つ
高精度なり／Ａ変換を実現する。

なお、ビットデータを時間的に直列に変換するタイプの
Ｄ／Ａ変換器では、Ｄ／Ａ変換中に出力電圧が変化する
ので、変換中にＤ／Ａ変換器を駆動回路の出力端子から
切り離すスイッチを設けるか、或いはＤ／Ａ変換器の出
力をホールドするアナログストレージレジスタを設ける
ことが好ましい。

（実施例） 第１図に本発明に係わるアクティブマトリクス型表示装
置の概略構成を示す。

第１図において、３０はアクティブマトリクス型表示器
を示し、スイッチング素子として薄膜トランジスタを用
いた周知のアクティブマトリクス型液晶表示器である。

この表示器では、信号線３１と走査線３２とが交差する
ように設けられ、この交点にはスイッチング素子として
薄膜トランジスタ（図示せず）が配置されている。そし
て、薄膜トランジスタのゲート電極は走査線に、またソ
ース電極は信号線に、更にドレイン電極は画素電極に接
続されている。

このアクティブマトリクス型表示器３０の信号線３１に
は信号線駆動回路４０が、また走査線３２には走査線駆
動回路５０が接続されている。

本発明においては、特に信号線駆動回路４０に特徴があ
り、同図に示すように、信号線駆動回路４０はシフトレ
ジスタ４１、ラッチ４２、Ｄ／Ａ変換器群４３及びスイ
ッチ別〜Ｓｎから構成され、これらの回路は集積回路化
されている。なお、これらの回路を１チツプに収める必
要は必ずしも必要なく、適当な信号線数分だけ、例えば
１００本分を１チツプに集積化してもよい。

シフトレジスタ４１は例えば１２８階調の情報を示す７
ビツトの並列データを入力信号とし、入力データを順次
シフトさせる。１走査電極分のデータがシフトレジスタ
４１に入力されると、これらのデータは、それぞれ７ビ
ツト幅のデータを保持するラッチ４２に転送され、保持
される。この後、これらのデータはスイッチトキャバシ
タ・直列変換型Ｄ／Ａ変換器群４３に入力される。なお
、Ｄ／Ａ変換器群４３は、７ビツト幅のデータを各ビッ
トずつ順次入力して、７回の変換をすることによりアナ
ログ電圧を出力するものである。

次に、第２図に各走査線毎に設けられるスイッチトキャ
バシタ・直列変換型Ｄ／Ａ変換器４３の構成の一例を示
す。同図において、オペアンプ６０のマイナス人力と出
力との間に、スイッチ１３１．６２を介してそれぞれ容
量の等しいコンデンサ６３．６４が接続されている。こ
れらのコンデンサ６３．６４はオペアンプ６０と共に積
分回路を構成している。オペアンプ６０のマイナス入力
と出力との間には、更にスイッチ６５が接続されている
。スイッチ６１．６２とコンデンサ６３．８４との接続
点とアースとの間に、それぞれスイッチ８５　、６６が
接続されている。またスイッチ６１とコンデンサ６３の
接続点と基準電圧Ｖｒとの間にスイッチ６７が接続され
ている。スイッチ６５には、オア回路７０を介してクロ
ック信号φとリセット信号φＲが与えられる。スイッチ
６７には、アンド回路７１を介してクロック信号φとＤ
／Ａ変換されるべきビットデータＢが与えられる。

スイッチ６６には、アンド回路７２を介してクロック信
号φとインバータ７３を介したビットデータＢが与えら
れる。スイッチ６１．８２にはクロック信号φと１１１
０″′位相のずれた同一周期のクロック信号φが、また
スイッチ６５にはリセット信号φＲがそれぞれ与えられ
る。

なお、ここでリセット信号φＲは、出力電圧Ｖ（１）を
ＱＶにする信号である。またＢはＤ／Ａ変換されるべき
デジタル信号で、ラッチ回路４２から複数ビット分が順
次入力されてくる。また、Ｖｒは基準電圧である。この
Ｄ／Ａ変換器群４３に入力されたデータは、積分回路に
よりビット数回、例えばこの実施例では７回変換を繰り
返すことによりＶ（１）よりアナログ出力として出力さ
れる。

この実施例に示したスイッチトキャパシタ・直列変換型
Ｄ／Ａ変換器は、オペアンプのオフセット電圧や、コン
デンサの寄生容量の影響を受けることがなく、また、使
用コンデンサ数が２つと少ない為、コンデンサの不均一
性によるエラーを最少にできる。なお、このＤ／Ａ変換
器の動作等の詳細は、例えばＩＥＥＥ　ＴＲＡＮＳ、　
ＣＩＲＣＵＩＴ　＆　５ＹＳＴ、、ＶＯＬ、ＣＡＳ−３
３，Ｎｏ、７　Ｐ、７２１−４　ＪＬＩＬＹ　Ｌ９８６
に記載されている。

なお、Ｄ／Ａ変換器４３から出力されるアナログ信号Ｖ
（１）は、変換の途中では正しい電圧にはならないので
、表示器３０を駆動する場合のみスイッチ５Ｌ−３ｎが
オン状態となり、信号線３１にアナログ信号が送られる
。

以上のように構成された信号線駆動回路用集積回路素子
は、シフトレジスタ４１から送られてきたデジタル信号
をＤ／Ａ変換器群４３で、高精度に処理し、アナログ信
号として信号線に送る。

なお、上述したビットデータを直列に入力してＤ／Ａ変
換するスイッチとコンデンサを使用するＤ／Ａ変換器４
３は回路規模が小さいので、１００組以上を１チツプに
納めることも可能である。またこの構成では、出力バッ
ファをＤ／Ａ変換器４３のオペアンプと兼用するので、
このタイプのＤ／Ａ変換器は、回路を工夫することによ
り、オペアンプのオフセット電圧をキャンセルすること
ができる。また、オペアンプのオフセット電圧がキャン
セルされるタイプのＤ／Ａ変換器を使用すれば、オフセ
ット電圧の比較的大きなオペアンプを使用しても、その
影響の小さいアナログ出力を得ることができる。

上述の実施例では、Ｄ／Ａ変換の出力をホールドする機
能を、液晶表示器の信号線容量ａ■〜ａｎに頼ったが、
第３図に示すように、別途ホールド回路としてのアナロ
グストレージレジスタ４４を、信号線駆動用集積回路素
子の内部に持たせても良い。

同図のＤ／Ａ変換器の部分は第２図に示したものと同様
のものである。

Ｄ／Ａ変換器４３のオペアンプはＤ／Ａ変換、またオペ
アンプＢ１〜Ｂｎは液晶表示器の信号線を駆動する機能
のみを持つ。その他の作用は第１図の場合と同様である
。従って、Ｄ／Ａ変換器４３のオペアンプはＤ／Ａ変換
用として速度を最適化し、またオペアンプＢ１〜Ｂｎは
出力用として出力特性（電流供給能力等）を最適化でき
る。

コンデンサとスイ・ソチを使用したＤ／Ａ変換器の他の
例として並列変換と直列変換の組み合わせにより変換を
行うものがあるが、このようなり／Ａ変換器は、変換速
度は速いが、規模が大きくなり過ぎるため、本実施例の
ように直列のみでＤ／Ａ変換を行う方がよい。

［発明の効果〕 本発明を適用すれば、多画素、多階調表示が可能なアク
ティブマトリクス型表示装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアクティブマトリクス型表示装置の概
略構成を示す図、第２図は実施例のＤ／Ａ変換器の構成
を示す図、第３図は本発明の他の実施例を示す図、第４
図は従来のアクティブマトノクス型表示装置の概略構成
を示す図、第５図は 従来の他の信号線駆動用集積回路素子の構成を示す図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アクティブマトリクス型表示器と、この表示器の信号線
   を駆動するための信号線駆動用集積回路素子とを備えた
   アクティブマトリクス型表示装置において、前記信号線
   駆動用集積回路素子は、階調情報を持った複数ビットか
   らなる信号を入力信号とするとともに、少なくともコン
   デンサとスイッチで構成されるＤ／Ａ変換器を有し、こ
   のＤ／Ａ変換器は前記複数ビットの信号を時間的に直列
   に入力してＤ／Ａ変換することを特徴とするアクティブ
   マトリクス型表示装置。