JPH04204689A - 多階調用ドライバーとそれを用いた液晶表示装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、多階調用ドライバーとそれを用いた液晶表
示装置に関し、例えばディジタル方式により多色表示を
行うＴＰＴアクティブマトリックス構成のカラー液晶表
示装置に利用して有効な技術に関するものである。

〔従来の技術〕

ＴＰＴ（ｆ！膜トランジスタ）を搭載したアクティブマ
トリックス構成のカラー液晶表示装置に関しては、例え
ば日経マグロウヒル社、１９８４年９月１０日イ寸ｒ日
経エレクトロニクスｊ頁２１１等がある。

ＴＰＴ液晶表示装置は、小型低消費電力のデイスプレィ
装置として、主としてマイクロコンピュータシステムに
おけるモニター等に用いられているが、オフィスオート
メーション用機器におけるデイスプレィ装置として多階
調、多色カラー表示の要求が強い。このような多色表示
用のドライバーとして、階調電圧を出力させるＣＭＯＳ
スイッチを用いたものがある。このようなドライバの例
としては、■日立製作所１９９０年３月発行「日立ＬＣ
Ｄドライバーデータブック」がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のドライバーはＣＭＯＳスイッチを用いることより
、電源電圧範囲の任意の電圧をすべて出力できるように
している。このため、１つの階調電圧当たり、２つのス
イッチＭＯＳＦＥＴと１つのインバータ回路を必要とす
る。

本願発明者にあっては、実際の多階調の液晶表示駆動電
圧を詳細に検討した結果、多階調電圧のうち電圧セレク
ターにより形成された選択レベルに最も近い階調電圧に
対応したもののみがゲート電圧不足によりＣＭＯＳ構造
にする必要があるが、他の階調電圧と上記選択レベルと
の間には大きな電圧差があることからＮチャンネルＭＯ
ＳＦＥＴ等のように１つのＭＯＳ　Ｆ　ＥＴのみで構成
しても問題のないことに気が付いた。

この発明の目的は、回路素子数の簡素化を図った多階調
用ドライバーと液晶表示装置を提供することにある。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は
、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。

すなわち、電圧セクターにより形成された選択レベルに
最も近い電圧に対応したスイッチＭＯＳＦＥＴをＣＭＯ
Ｓ構造又はインバータ回路により反転した選択レベルと
してそれに対応した導電型のＭＯＳＦＥＴを用い、他の
階調表示用の各電圧に対応したスイッチはゲート　ソー
ス電圧がそのしきい値電圧以上になるＮチャンネルＭＯ
ＳＦＥＴ又はＰチャンネルＭＯＳ　Ｆ　ＥＴを用いる。

このような階調用ドライバーを用いて多階調液晶表示装
置を構成する。

〔作　用〕

上記した手段によれば、階調電圧を出力する出力ＭＯＳ
　Ｆ　ＥＴとその制御用インバータ回路を大幅に削減で
きるので、回路素子の大幅な簡素化が可能になる。

〔実施例〕

第３図には、この発明に係るＴＰＴ液晶表示装置の一実
施例のブロック図が示されている。同図の液晶表示装置
は、５１２色のカラー表示に向けられている。

マイクロコンピュータシステム等に対応したインターフ
ェイス部は、タイミングコンバータＴＣＯＮ３により構
成される。このタイミングコンバータは、標準的なカラ
ーＣＲＴ　（陰極線管）のＲｌＧ、Ｂの入力に対応した
カラーデータＲＯ−Ｒ５、ＧＯ〜Ｇ５及びＢＯ〜Ｂ５と
、水平同期信号ＨＳＹＮＣ，垂直同期信号ＶＳＹＮＣ，
表示タイミング信号ＹＤＩＳＰ等を受け、多色カラー表
示用のＴＰＴ液晶駆動信号に変換する。ＰＬＬは、フェ
ーズ・ロックド・ループ回路であり、ｉｈソトクロソク
パルスＤＯＴＣＬＫを形成する。

ＴＰＴパネル（ＴＦＴ　　Ｐａｎｅｌ）は、特に制限さ
れないが、横方向に走査線電極が延長されるよう配置さ
れ、縦方向に信号線電極が延長されるよう配置される。

上記走査線電極と信号線電極の交点には１の画素が構成
される。１つの画素は、画素電極と丁ＦＴ）ランジスタ
から構成される。

上記ＴＦＴ　ｌ−ランジスタのゲートは対応する走査線
電極に接続され、上記ＴＦＴトランジスタのドレインは
対応する信号線電極に接続される。そして、ＴＰＴ）ラ
ンジスタのソースは画素電極に接続される。なお、ＴＦ
ＴトランジスタはＭＯＳＦＥＴ（絶縁ゲート型電界効果
トランジスタ）と同様に双方向に信号を伝達するもので
ある。それ故、上記ＴＰＴ　）ランジスタのドレインと
ソースという呼び方は便宜的なものであると理解された
い。

上記横方向に延長される走査線電極は、ゲートドライバ
ーにより順次選択される。すなわら、ゲートドライバー
は、フレーム信号ＦＬＭと、走査タイミングに対応した
パルスＣＬ３を受け、上から下方向に向かって上記走査
線電極を順次選択するものである。このため、ゲートド
ライバーは、特に制限されないが、ダイナミック型のシ
フトレジスタとドライバーとから構成される。

この実施例では、特に制限されないが、ＴＰＴパネルに
おいて縦方向に延長される信号線電極は、奇数と偶数と
に分けられそれぞれに対応してドレインドライバーが設
けられる。例えば、奇数番目の信号線電極はＴＰＴパネ
ルの上側に設けられたドレインドライバーにより駆動さ
れ、偶数番目の信号線電極はＴＰＴパネルの上側に設け
られたドレインドライバーにより駆動される。このよう
に上下にドライバーを振り分けることによって、ドライ
バー側からみた信号線電極のピッチを広くてきドライバ
ーの実装を容易にすることができる。

また、上記のように信号線電極を振り分けることにより
、簡単に奇数と偶数の信号線電極を相互に異なる極性の
駆動電圧を供給する構成を取ることができる。

タイミングコンバータＴ　ＣＯＮ　３は、上記のように
振り分けられた上側と下側のドレインドライバーに対応
して２つの信号バスにより上側データと出力側データが
転送される。クロックパルスＣＬ２ＵとＣＬ２Ｌは、上
記信号ハスにより１２ビツトの単位でシリアルにデータ
を入力するために用いられる。すなわち、上側のドレイ
ンドライバーと下側のドレインドライバーとには上記ク
ロックパルスＣＬ２ＵとＣＬ２Ｌにそれぞれ同期して１
２ビツトの単位で上側データと下側データがそれぞれシ
リアルに転送される。

クロ７クパルスＣＬ１は、上記シリアルに転送された１
ライン分のデータをラッチするために用いられる。すな
わち、クロックパルスＣＬ１は、１ライン分のデータ転
送が終了すると発生され、転送されたデータを保持し、
それに基づいて１ライン分の駆動電圧が形成され、ゲー
トドライバーにより選択された走査線電極に対応した１
ライン分の画素にパラレルに書き込まれる。

上記のような液晶画素への書き込みと並行して上記クロ
ックパルスＣＬ２ＵとＣＬ２Ｌとを用いて次のラインに
対応したデータのシリアル取り込みが行われる。

電源安定化回路は、＋ＳＶと一２４Ｖのような２つの電
圧を受け、駆動電圧発生回路の動作に必要な＋５ｖと一
２０Ｖのような安定化電圧を発生させる。電源安定化回
路は、タイミングコンバータＴＣＯＮ３からの表示制御
信号ＤＩＳＰ１０Ｎを受けてその動作が有効にされる。

駆動電圧発生回路は、後に詳細に説明するが、多階調表
示用の駆動電圧を形成する。視角調整用の可変抵抗は、
後述するような視角補正を行うために用いられる。

この実施例では、上述のようにＴＦＴパネルのドレイン
ドライバーが奇数番目の信号線電極と偶数番目の信号線
電極とに分けられ、しかも駆動電圧の極性が異なるよう
に構成されることに対応し、正及び負の２種類の駆動電
圧を同時に発生させるものである。タイミングコンバー
タＴＣＯＮ３により形成される交流化信号Ｍは、フレー
ム毎にハイレベルとロウレベルに交互に変化する信号で
あり、液晶の交流駆動のための駆動電圧の極性を切り換
えを指示する。駆動電圧発生回路は、上記交流化信号Ｍ
を受け、下側ドライバー用駆動電圧と上側ドライバー駆
動電圧の極性を交互に切り換えるようにする。

第４図には、この発明に係る多階調用ドライバーの要部
一実施例のブロック図が示されている。

°　同図のドレインドライバーは、下側のドレインドラ
イバーにおける２つの信号線電極Ｙ２、Ｙ４に関連する
回路が例示的に示されている。なお、上側のドレインド
ライバーも同様な回路から構成され、それに対応した信
号線電極は括弧により参考として表している。

例えば、８階調表示を行う場合には、１ｍｌ素分のデー
タは３ビツトから構成される。それ故、１２ビツトから
なるデータを転送する信号バスは３ヒントづつ分割され
る。データＤ。−Ｄ２は、信号線電極Ｙ２に対応したラ
ンチ回路（２）に取り込まれる。データＤ３〜Ｄ５は、
次の信号線電極Ｙ４に対応したラッチ回路（２）に取り
込まれる。

そして、残りのデータＤ６〜Ｄ８とデータＤ９〜Ｄ１１
は、図外の信号線電極Ｙ６とＹ８に対応したラッチ回（
２）それぞれ取り込まれる。これにより、１２ビ・７ト
の単位てシリアルに転送されるカラー画素データは、ク
ロックＣＬ２Ｌの１サイクルにより４本分の信号線電極
に対応したランチ回路に取り込まれる。

ＴＰＴパネルの信号線電極がＲ，Ｇ及びＢに対応してそ
れぞれ６４０本からなる場合、下側のトレインドライバ
ーは３２０　ｘ　３本からなる偶数番目の信号線電極の
駆動するから、３２０Ｘ３／４−２４０　　（サイクル
）により１ライン分のデータを取り込むことになる。な
お、上側のトレインドライバーも３２０本からなる奇数
番目の信号線電極の駆動するから、３２０Ｘ３／４＝２
４０　　（サイクル）のように上記下側ドライパート同
し時間内に１ライン分のデータを取り込む。

ラッチ回路（２）に上記１ライン分のカラーデータが１
２ビツトずつシリアルに入力されると、水平帰線期間に
おいてクロックパルスＣＬＩによりパラレルにラッチ回
路（１）に転送される。上記のパラレル転送が終了する
と、う、子回路（２）は、次のラインに対応したカラー
データをシリアルに取り込む。ランチ回路（１）に取り
込まれたカラーデータは、電圧セレクターに供給される
。電圧セレクターは、上記３ビツトからなるカラーデー
タをデコードして、８階調に対応した駆動電圧■１ない
しＶ８の中から１つの駆動電圧に対応した選択信号を形
成する。これにより、カラーデータに対応した階調の駆
動電圧がスイッチを介して信号線電極に伝えられる。Ｔ
ＦＴバフルにおいては、ゲートドライバーにより１つの
走査線電極が選択状態にされ、それに対応したＴＰＴ　
トランジスタがオン状態になっているので、このオン状
態にされたＴＦＴ　ｌ−ランジスタを介して上記駆動電
圧が画素電極に書き込まれる。

上記のようにランチ回路（１）や（２）及びデコーク回
路は５ｖとＯＶにより動作する論理回路により構成され
る。これに対して、駆動電圧Ｖ。

ないしＶ８を選択的に伝えるスイッチをＭ　ＯＳ　ＦＥ
Ｔにより構成したとき、ＭＯＳＦＥＴのケート電圧によ
り上記電圧ｖ１ないしＶ８をレー・小損失なく伝える必
要がある。このため、電圧セレクターは、必要に応して
上記のような５ｖ系の論理レベルにより形成されるスイ
・ノチ制御信号を、上記電圧■１ないしＶ８を伝えるに
必要なＭＯＳＦＥＴのゲート電圧レベルに変換するレベ
ル変換機能が付加される。

第１図には、上記多階調用ドライ八におけるスイッチの
一実施例の回路図が示されている。

階調電圧Ｖ１ないし■８のうち、電圧セレクターにより
形成される選択レベルに最も近い階調電圧Ｖ１４こ対応
したスイッチは、ＮチャンネルＭ○５ＦＥＴＱＮＩとＰ
チャンネルＭＯＳＦＥＴＱＰ１とが並列形態にされたＣ
ＭＯＳ構造にされる。

この場合には、ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴＱＮＩとＱＰ
Ｉと同時にオン状態／オフ状態にスイッチ制御するため
、電圧セレクターにより形成された選択信号Ｓ２１は、
Ｎチャン茅ルＭＯ５ＦＥＴＱＮ１のゲートに供給され、
ＰチャンネルＭＯ５ＦＥＴＱＰとＮチャンネルＭ　ＯＳ
　Ｆ　Ｅ　Ｔ　Ｑ　Ｎから構成されるＣＭＯＳインバー
タ回路を介してレベル反転された選択信号がＰチャンネ
ルＭＯＳＦＥＴＱＰＩのケートに供給される。

階調電圧■１゛ないし■８のうち、残りの階調電圧Ｖ２
ないし■８に対応したスイッチは、ＮチャンネルＭＯＳ
ＦＥＴＱＮ２〜ＱＮ３から構成され、それぞれのゲート
には対応した選択信号３２２〜Ｓ２８が供給される。こ
れらの各スイッチＭＯＳＦＥＴにより信号線Ｙ２に対応
した多階調電圧が出力される。隣接する信号線￥４や上
側のトレインドライバーにおいても上記同様なスイッチ
Ｍ○５ＦＥＴが設けられる。

第２図には、上記ＴＰＴパネルの動作の一例を説明する
ための駆動波形図が示されている。上側には上側ドレイ
ンドライバーに対応した波形が示され、下側には下側ド
レインドライバー↓ご対応した波形が示されている。

ゲートドライバーにより出力されるゲート駆動波形は、
ＶＥＥ−２０Ｖの低電圧か非選択レー・・ルとされ、Ｖ
ｃｃ−’５Ｖの高電圧か選択レベルとされる。同様に多
階調用ドライハシこおける電圧セレクタにより形成され
る選択信号のレベルも同様である。

上記高電圧Ｖｃｃと低電圧ＶＥＥとの中点電圧ｖ８（−
７，５Ｖ）を中心電位として、液晶を交流駆動する正の
電圧Ｖ、〜■フと負の電圧Ｖｌ〜■７か形成される。駆
動電圧■８は中点電圧■８と等しく設定される。同図に
おいては、多階調表示のための中間電圧は、ｖ２とｖ７
とが例示的に示されており、両型圧Ｖ２と１７間か等分
されて残りの中間電圧電圧■３〜Ｖ６が形成される。こ
のような中間階調電圧Ｖ２と■７に対して黒し・・・ル
に対応した電圧■１と白レベルに対応した電圧Ｖ８とは
比較的大きなマーノンを持って設定されるのもである。

上側ドライバーの出力電圧の極性と下側ドライバーの出
力電圧の極性とは同図のように逆極性とされる。例えば
、同図に示すように最初のフレームでは上側［・ライバ
ーからは負極性の駆動電圧か出力され、下側ドライバー
からは正極性の駆動電圧が出力される。次のフレームで
は上側ドライバーからは正極性の駆動電圧が出力され、
下側ドライバーからは負極性の駆動電圧が出力される。

このような極性の切り換えは、同図では省略されいてい
るが、前記の交流化信号Ｍのハイレベルとロウレベルに
より行われる。

多階調用トライバにおいて、選択信号５２１により正極
性で最も高いレベルにされるｌ＠調電電圧黒レベル）Ｖ
ｌは、正極性のときは＋５■のような選択レベル、負極
性のときには一２０Ｖのような非選択レベルとの差電圧
が比較的小さく、ＮチャンネルＭＯＳ　Ｆ　ＥＴ又はＰ
チャンネルＭＯ５ＦＥＴのみで出力させようとすると、
その基板効果による実効のしきい値電圧を考えると、比
較的短い時間中に上記電圧■１を出力させるには不十分
となる。そこで、この黒し−＼ルＶ１じこ対しては、上
記のようなＣＭＯＳスイッチを用いて、従来と同様に高
速に出力させるようにする。これに対して、階調電圧■
２〜ｖＢは、上記のような選択レベルとの差が十分ある
ので、ＮチャンネルＭＯ５ＦＥＴのみてスイッチを構成
しても問題なく出力させるごとができるものである。

第５図ムこは、上記多階調用の駆動電圧発生回路の一実
施例の回路図が示されている。

安定化電源回路により形成される＋５Ｖ（ＶｃＣ）と−
２０Ｖ　（ＶＥＥ）とからなる両電圧間に直列に設けら
れた抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ７は、−７，５Ｖのような中点電
圧ｖＮを形成する。

中点電圧■８は、ボルテージフォロワ形態にされた演算
増幅回路ＩＣ４を介してノートｂに伝えられる。演算増
幅回路ＩＣ４は、インピーダンス変換作用を行い、ノー
ドｂの中点電圧ＶＮが低出力インピーダンスの電圧源と
される。

インバータ回路ＩＣ２ＧとＩＣ２，、Ｐ　Ｎ　Ｐ　ｌ−
ランノスタＴ１とそのコレクタ抵抗とは上記ｌ・ランジ
スタＴ２とＴ３を交流化信号Ｍにしたがって相補的にス
イッチング動作させる制御信号を形成する。

交流化信号Ｍは、インバータ回路ＩＣｚｏの入力に供給
され、その出力信号かトランジスタＴ１のベースに伝え
られる。インバータ回路ＩＣｚｏの出力信号はインバー
タ回路ＩＣ２，を介してトランジスタＴ２のベースに供
給される。これにより、トランジスタＴ１とＴ２とは交
流化信号Ｍに対して相補的にオン状態／オフ状態にされ
る。上記トランジスタＴ１のコレクタ出力信号は、トラ
ンジスタＴ３のベースに伝えられる。

交流化信号Ｍがハイレ・・〜ルのときには、インバータ
回路■Ｃ２゜の出力信号がロウレベルとなり、ＰＮＰ　
ｌ−ランジスタＴｌをオン状態にする。これにより、そ
のコレクタに電流が流れてＮ　Ｉ）　Ｎ　ｌ−ランジス
タＴ３をオン状態にする。上記交流化信号Ｍのハイレベ
ルに応じてインバータ回路ｒＣｚｏの出力信号がロウレ
ベルにされるからインバータ回路ＩＣ）ｚ＋の出力信号
はハイレベルにされる。これにより、ＰＮＰ　ｌ−ラン
ジスタＴ２はオフ状態となる。上記トランジスタＴ３か
オン状態にされるときには、トランジスタＴ３を介して
ノートａには−２０■の負電圧■Ｅにが伝えられる。

交流化信号Ｍかロウレベルのときには、インバータ回路
ＴＣｚ。の出力信号がハイレベルとなり、ＰＮＰ　ｌ−
ランジスタＴ１をオフ状態にする。これにより、そのコ
レクタに電流が流れないからＮＰＮトランジスタＴ３を
オフ状態にする。上記交流化信号Ｍのロウレベルに応じ
てインバータ回路ＩＣ２゜の出力信号がハイレー・ルに
されるからインバータ回路ＩＣｚ＋の出力信号はロウレ
ベルにされる。

これにより、ＰＮＰＩ−ランジスタＴ２はオン状態とな
る。上記トランジスタＴ２がオン状態にされるときには
、トランジスタＴ２を介してノードａには＋５Ｖの正電
圧ＶＣＣが伝えられる。

このようにノードａには、交流化信号Ｍのハイレベルと
ロウレベルに応して、ノードｂの中点電圧ＶＮを基準に
して正電圧ＶＣＣと負電圧ＶＥＥとか交互に切り換えら
で伝えられる。

この実施例では、特に制限されないが、上記ノードａと
ノードｂの間に、後述するような基準電圧Ｖ　ＯＦＦと
視角θに応して変化させられる視角補正電圧ＶＫを発生
させる電圧発生回路が設けられる。抵抗Ｒ１１、Ｒ１４
及びＲＩ５と惑星素子としてのサーミスタＲ５Ｉは、上
記視角補正電圧■、を発生させる。すなわち、抵抗ＲＩ
４は固定抵抗と可変抵抗とが直列形態に接続されてなり
、上記可変抵抗を調整することにより角度補正電圧ＮＪ
、Ｃを変化させる。この抵抗Ｒ１４には並列に抵抗ＲＩ
５とサーミスタＲ３Ｉの直列回路が設けられる。このサ
ーミスタＲｓ＋は、温度補償等のために設けられる。

抵抗Ｒ１いＲ１７及びＲ１１１とサーミスタＲ５Ｚは、
上記基準電圧■。Ｆ、を発生させる。すなわち、抵抗Ｒ
１７は固定抵抗と調整抵抗とが直列形態に接続されてな
り、液晶表示装置の組立工程や検査工程において、調整
抵抗を調整することによりＴＰＴパネルや上記抵抗素子
等のバラツキを補正するように基準電圧■。Ｆ、を設定
する。この調整用の抵抗ＲＩ７には並列に抵抗ＲＩ８と
サーミスタＲ３２の直列回路が設けられる。このサーミ
スタＲ３□は、液晶の持つ温度依存性に対応して基準電
圧Ｖ。Ｆ、を自動的に補正するものである。すなわち、
温度が高くなるに応じてサーミスタＲ３２の抵抗値が小
さくなるという負特性を利用し、基準電圧Ｖ。Ｆ、を小
さくするものである。抵抗Ｒ，□と抵抗ＲＩ８及びサー
ミスタＲ３Ｚからなる合成抵抗値は、上記温度が高くな
るに従いサーミスタＲｓ□の抵抗値が小さくなることに
応じて小さくなる。これにより、これらの合成抵抗値と
抵抗ＲＩ６との抵抗比により形成される電圧が低下する
。この分圧電圧はさらに上記調整抵抗Ｒ１７により分圧
される。したがって、基準電圧Ｖ。ＦＦは温度の上昇と
ともに低下して温度補償を自動的に行うものとなる。こ
の基準電圧ＶＯＦＦはボルテージフォロワ形態にされた
演算増幅回路ＩＣ３によりインピーダンス変換されて出
力される。

上記演算増幅回路ＩＣ２とｉｃ、の出力端子間には中間
階調電圧Ｖ３からｖ７を形成する直列抵抗Ｒ１ないしＲ
６，が設けられる。上記抵抗Ｒ９ないしＲ１は、第２図
に示した抵抗Ｒ３ないしＲ３に対応した互いに等しい抵
抗値を持つ抵抗素子とされる。

上記演算増幅回路■Ｃ２の出力端子及び上記直列抵抗Ｒ
，ないしＲ６の相互接続点から出力される中間階調電圧
Ｖ２ないしＶ７は、ボルテージフォロワ形態にされた演
算増幅回路ＩＣ＋ｏないしＩＣ５を介して、上側のドレ
インドライバーに対応した液晶駆動電圧Ｖ２Ｕないし’
Ｖ？ｔｌとして出力される。

また、上記演算増幅回路１ｃ、の出力端子及び上記直列
抵抗Ｒ，ないしＲ６の相互接続点から出力される中間階
調電圧Ｖ２ないしＶ、は、電圧利得が１にされた反転増
幅回路ＩＣ＋ｙないしＩＣ，２を介して、下側のドレイ
ンドライバーに対応した液晶駆動電圧ＶＺＬないしＶ？
Ｌとして出力される。

上記反転増幅回路増幅回路ＩＣ，、ないしＩＣ，□は、
演算増幅回路からなり、反転入力（−）に設けられる入
力抵抗と、反転入力（−）と出力端子の間に設けられる
帰還抵抗及び非反転入力（＋）に上記中点電圧■８を供
給する抵抗が設けられることにより、それぞれの出力端
子から入力される各中間階調電圧ｖ２ないしｖ７に対し
てそれぞれ極性が反転させられた液晶駆動電圧Ｖ２Ｌな
いしＶ７Ｌを出力させるものである。

液晶の透過率１００％（白レベル）に対応した駆動電圧
Ｖ８は、中点電圧ｖＮが利用される。すなわち、演算増
幅回路ｒｃ、を通して得られるノードｂの電圧がそのま
ま液晶駆動電圧Ｖ８として上側及び下側のトレインドラ
イバーに共通に供給される。

液晶の透過率Ｏ％（黒レベル）に対応した駆動電圧Ｖ１
は、ノードａの＋５■又は−２０Ｖに切り換えられる電
圧がツェナーダイオードＺＤ、とＺＤｚ及びダイオード
Ｄ１とＤ２からなる双方向性のレベルシフト回路↓こよ
りレベルシフトされて形成される。すなわち、ノードａ
の電圧が＋５■のような正の電圧であるときには、ツェ
ナーダイオードＺＤ２ダイオードＤ２がオン状態となり
、そのツェナー電圧とダイオード順方向電圧によりレベ
ルシフト量を決定する。ノートａの電圧が一２０Ｖのよ
うな負の電圧であるときには、ツェナーダイオードＺＤ
、ダイオードＤ、がオン状態となり、そのツェナー電圧
とダイオード順方向電圧によりレベルシフト量を決定す
る。このレベルシフト回路に直列に設けられた抵抗Ｒ＋
□は上記レベルシフト回路の動作電流を流すものである
。

上記レベルシフト回路によりレベルシフトされたノーＦ
Ｃの電圧は、上記同様にボルテージフォロワ形態の演算
増幅回路Ｉ　Ｃ，、を介して上側のトレインドライバー
に供給される液晶駆動電圧ＶＩＵとして出力され、反転
増幅回路ＩＣｌｌ１を介して下側のドレインドライバー
に供給される液晶駆動電圧ＶＩＬとして出力される。

上記レベルシフト回路は、次のような理由により設けら
れる。ゲートドライバーは、上記上の電圧Ｖｃｃと負の
電圧ＶＥＥとを受けて選択レベルが＋５とされ、非選択
レベルが一２０Ｖとされるような出力信号を形成する。

すなわち、ＴＦＴＩ−ランジスタのゲートには上記のよ
うな＋５■又は−２０Ｖが印加されることになる。上記
のようなレベルシフト回路を設けることにより、ＴＦＴ
　トレイン（又はソース）か結合される信号線電極に与
えられる最大電圧＋Ｖ８と最小電圧−■８は、上記のよ
うなレベルシフト回路により設定され１こし・・、ルシ
フト量により中点電圧ＶＨを基準番こしで正負対称的に
決められる。

このレベルシフト量をＴＰＴ　）ランジスタの持つしき
い値電圧より大きく設定することにより、ＴＰＴ　トラ
ンジスタがオン状態になったときに信号線電極の駆動電
圧がレベル損失なく選択された画素電極に伝えるように
することができる。

抵抗Ｒ１゜とＲ１１及び調整抵抗からなる直列回路は、
ボルテージフォロワ形態にされた演算増幅回路ＩＣ，に
入力される。この演算増幅回路ＩＣ。

は、液晶パネルの共通電極に供給するコモン電圧Ｖ　ｃ
Ｑイを形成する。すなわち、ＴＦＴトランジスタを介し
て設けられる画素電極は、上記共通電極と等価的にキャ
パシタを構成し、ＴＰＴがオン状態のときに伝えられた
駆動電圧が上記共通電極側のコモン電圧。。、、、を基
準にして加えられ、ＴＰＴがオフ状態にされるとその駆
動電圧を保持するものとなる。なお、この演算増幅回路
Ｉ　Ｃ＋や前記演算増幅回路ＩＣ４のように他の演算増
幅回路も全てＶＣＣとＶ。とを受けて動作するものであ
る。

このような動作電圧を用いること番こより、中点電圧■
８を基準にして正と負に切り換えられる液晶駆動電圧Ｖ
　Ｉ　Ｕ””’　Ｖ　７ＬＩ及び■、〜Ｖ’ｌＬを形成
することができる。

第６図には、この実施例における液晶の多階調表示にお
ける視角補正方式の原理を説明するための特性図が示さ
れている。

同図においては、縦軸に輝度（液晶の透過率）Ｂを、横
軸には液晶の画電極に印加される電圧Ｖを示している。

θ−０°の特性曲線は、液晶の正面（法線）に対応した
視角の特性図であり、θ−４０°の特性曲線は、上記法
線に対して上方向に４０°に傾いた視角の特性図である
。このようにと、視角がＯｏから４０６に変化すると、
輝度がリニアに変化する特性曲線の領域は、全体として
左方向にシフトする。したがって、例えば８階調を得る
ときに、前記のように視角が変化したときに同一の輝度
、例えば中間階調５か得られるように電圧■、を■、・
のように変化すればよいことが考えられる。しかしなか
ら、θ−０°の特性曲線は視角が上記のように４０°に
変化したときには左方向に平行移動するするのではなく
、その電圧に対する輝度の傾きも変化してしまうから、
残り７つの階調についてもそれぞれに電圧補正を行うこ
とが必要となりその組み合わせが膨大となってしまい、
このような調整方法はとうてい実用に供し得ない。

本願発明者等においては、先に上記θ−０°の特性曲線
とθ−４０°の特性曲線の変化には以下のような一定の
法則的なものか存在することを発見した。すなわち、視
角がθ−０°の特性曲線に対して、視角がθ−４０’の
特性曲線は全体として左方向にシフトするとともに、そ
の傾きが大きくなるように変化する。このような視角変
化に対するよる特性曲線の変化の特徴から、上記２つの
曲線のうち、輝度がリニアに変化する領域を直線に近似
してそれを上方向に延長させる。すると、同図に細線で
示すように近似された２つの直線は、特性図の上部で交
点Ｐを持つものとなる。また、上記２つの直線は特性曲
線の下部に延長することにより横軸と交点を持つ。

このＰ点から横軸（電圧軸）に対した垂線を引き、それ
を底辺とした２つの直角三角形を描くことかできる。す
なわち、上記交点Ｐに対応した電圧（ＶＯＦＦ　＞を基
準電圧とし、上記横軸（電圧軸）との交点から求められ
る電圧（以下、視角補正電圧という場合がある）　ＶＩ
［Ｏを高さとする直角三角形の斜辺が上記特性曲線θ＝
０°に対応したものとなる。

そして、上記基準電圧（ＶＯＦＦ　）に対して視角補正
の電圧をＶＫ４０のように変化させることよって形成さ
れる直角三角形の斜辺が上記特性曲線θ＝４０°に対応
したものとなる。このように直角三角形の高さである上
記電圧Ｖ　Ｋ　Ｏを電圧ＶＫ４゜のように変化させるだ
けで、上記２つの直角三角形の斜辺を同し比率で分割し
て得られる中間階調、例えば同図において代表として例
示的に示されている輝度（第５階調）Ｂ５に対応したθ
−〇ｏのときの電圧ｖ５からθ−４０°のときの電圧ｖ
５・のように自動的に得られることか判る。

言い換えるならば、輝度（透過率）０から１００％まで
に対応した直角三角形の斜辺を８等分して８階調を得る
とき、上記特性曲線の傾きに近似された直線から擬似的
に求められる輝度０に対応した電圧Ｖえ。を電圧ＶＸ４
゜のように１個所だけ視角の変化に対応して調整するだ
けで、上記等分して形成された８階調を得るための液晶
駆動電圧を得ることができる。基準電圧■。、Ｆは、上
記電圧ＶＸＯや電圧ＶＸ４゜に対して一種のオフセット
電圧とみなすことができる。それ故、同図においては、
基準電圧をＶ。Ｆ、のように表している。

以上の説明においては、液晶の輝度が電圧の変化に対し
てリニアに変化する領域の特性曲線を直線と近似したが
、実際には輝度が０となる付近では電圧を上げると再び
輝度が高くなるという跳ね返り部分を持つ。この跳ね返
り部分は、上記視角の変化ムこより変化するため、それ
らの影響を受けないように輝度０に対応した１階調を得
るための電圧は、上記のような特性曲線の跳ね返り特性
の影響を受けないよう十分なマージンをとって電圧Ｖ１
のように高い固定電圧とするものである。したがって、
上記のようＱこ擬似的に求められる電圧■、。と電圧Ｖ
Ｋ４゜は、専ら視角補正用の調整電圧としの意味を持つ
ものであり、実際の液晶駆動電圧としては前記のように
利用されないものである。

上記のような視角補正法を採る場合には、電圧Ｖ１が他
の中間階調電圧Ｖ２以下に対して上記のような十分なマ
ージンをもって設定される。それ故、■、と■２以下に
は比較的大きな電圧差があり、上記のようなＶＩに対し
てはＣＭＯＳスイッチを割り当て、■２以下にはＮチャ
ンネルＭＯ５ＦＥＴのみ割り当ててスイッチを構成する
ことができる。

上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りであ
る。すわなち、 （１）！圧セクタにより形成された選択レベルに最も近
い電圧に対応したスイッチをＣＭＯＳスイッチ構成とし
、他の階調表示用の各電圧に対応したスイッチはゲート
、ソース電圧かそのしきい値電圧以上になるＮチャンネ
ルＭＯＳ　Ｆ　ＥＴ又はＰチャンネルＭＯＳＦＥＴを用
いることにより、大幅な回路素子数の低減を図ることが
きるという効果が得られる。ちなみに、１６０本の信号
線を駆動する場合、従来のように完全ＣＭＯＳ構成にし
た場合には５１２０個ものＭＯＳ　Ｆ　ＥＴが必要にな
るが、前記実施例のようにすると１７６０個のように大
幅に削減できる。

（２）上記（１）によりインバータ回路も大幅に低減で
きるからそれに伴い消費電力も低減させることができる
という効果が得られる。

（３）上記（１）により１つの半導体集積回路装置によ
りより多数の信号線を駆動することができるから、液晶
表示装置に設けられる多階調用ドライバの数を大幅に減
少させることができるという効果が得られる。

以上本発明者によりなされた発明を実施例に基づき具体
的に説明じたが、本願発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。例えば、電圧セレクター
により形成される選択レベルを−２０Ｖのような負電圧
としてた場合には、上記黒レベルに対応した電圧■、を
除く階調電圧に対応したスイッチとしてＰチャンネルＭ
ＯＳＦＥＴを用いることができる。たたし、半導体集積
回路に形成する場合、同じコンダクタンス特性を得る場
合、ＮチャンネルＭＯ５ＦＥＴの方がサイズを小さく形
成できるから、半導体集積回路の集積度を高できる点で
ＮチャンネルＭＯ５ＦＥＴを用いた方が有利となる。階
調数は前記のように８階調の他４階調等であってもよい
。

液晶表示装置は、前記のような多色カラー表示の他、モ
ノクロによる階調表示を行うものであってもよい。

この発明は、多階調用ドライバ及びそれを用いた液晶表
示装置として広く利用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、電圧セクタにより形成された選択レベルに
最も近い電圧に対応したスイッチをＣＭＯＳスイッチ構
成とし、他の階調表示用の各電圧に対応したスイッチは
ゲート、ソース電圧がそのしきい値電圧以上になるＮチ
ャンフルＭＯ５ＦＥＴ又はＰチャンネルＭ　ＯＳ　Ｆ　
Ｅ　Ｔを用いることにより、大幅な回路素子数の低減を
図ることがきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る多階調用ドライバにおけるス
イッチの一実施例を示す回路図、第２図は、この発明に
係るＴＰＴパネルの動作の一例を説明するための駆動波
形図、 第３図は、この発明に係るＴＰＴ液晶表示装置の一実施
例を示すブロック図、 第４図は、それに用いられる多階調用ドライバの要部一
実施例を示すプロ、り図、 第５図は、上記多階調電圧を形成する駆動電圧発生回路
の一実施例を示す回路図、 第６図は、この実施例の多階調表示における視角補正方
式の原理を説明するための特性図である。 ＱＮＩ〜ＱＮ６．ＱＮ・・ＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ、
、ＱＰＩ〜ＱＰ２．ＱＰ・・ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ
、ＶＯＦＦ　　・・Ｔｉ準電圧、Ｖ、・−視角補正電圧
、■１〜Ｖ８　・・多階調電圧。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電圧セレクターにより形成された選択レベルに最も
   近い階調電圧に対応したスイッチをＣＭＯＳスイッチを
   用い、他の階調表示用の各電圧に対応したスイッチＭＯ
   ＳＦＥＴとしてゲートとソースとの電圧がそのしきい値
   電圧以上になるＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ又はＰチャン
   ネルＭＯＳＦＥＴを用いたことを特徴とする多階調用ド
   ライバー。 ２、上記スイッチＭＯＳＦＥＴは、複数の信号線に対応
   した回路が１つの半導体集積回路装置に構成されるもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多
   階調用ドライバー。 ３、電圧セレクターにより形成された選択レベルに最も
   近い電圧に対応したスイッチＭＯＳＦＥＴをＣＭＯＳ構
   造とし、他の階調表示用の各電圧に対応したスイッチＭ
   ＯＳＦＥＴとしてゲートとソースとの電圧がそのしきい
   値電圧以上になるＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ又はＰチャ
   ンネルＭＯＳＦＥＴを用た多階調用ドライバーと、この
   多階調用ドライバーを通して出力された画素信号が、信
   号線電極に伝えられるアクティブマトリックス構成の液
   晶表示パネルとを含むことを特徴とする液晶表示装置。