JPH04216593A - 表示装置の駆動回路 - Google Patents

表示装置の駆動回路

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JPH04216593A
JPH04216593A JP90402591A JP40259190A JPH04216593A JP H04216593 A JPH04216593 A JP H04216593A JP 90402591 A JP90402591 A JP 90402591A JP 40259190 A JP40259190 A JP 40259190A JP H04216593 A JPH04216593 A JP H04216593A
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Hisao Okada
久夫 岡田
▲宝▼田 武
Takeshi Takarada
Mitsuharu Yamamoto
山本 光晴
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は表示装置の駆動回路に関
し、特に、振幅変調駆動方式によって階調表示を行うこ
とができる表示装置の駆動回路に関する。以下ではマト
リクス型液晶表示装置を例にとって説明を行うが、本発
明は他の種類の表示装置、例えばEL(エレクトロルミ
ネッセンス)表示装置、プラズマディスプレイ等の駆動
回路にも適用可能である。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置を駆動する場合、液晶の応
答速度がCRT(陰極線管)表示装置に使用される蛍光
物質と比較して非常に低いことから、特別の表示駆動回
路が用いられる。すなわち、液晶表示駆動回路では、時
々刻々送られてくる画像信号をそのまま各絵素に与える
のではなく、1水平期間内に各絵素に対応してサンプリ
ングした画像信号をその水平期間中保持し、次の水平期
間の先頭又はその途中の適当な時期に一斉に出力する。 そして、各絵素に対する画像信号電圧の出力を開始した
後、液晶の応答速度を十分に上回る時間だけその信号電
圧を保持しておくのである。
【0003】この信号電圧の保持のため、従来の駆動回
路はコンデンサを用いていた。図7は走査信号により選
択された1走査線上の多数個(ここでは120個とする
)の絵素に駆動電圧を供給する信号電圧出力回路(ソー
スドライバ)を示しており、第n番目の絵素に対するソ
ースドライバは、図8に示すように、アナログスイッチ
SW1、サンプリングコンデンサCSMP、アナログス
イッチSW2、ホールドコンデンサCH、及び出力バッ
ファアンプAにより構成されている。
【0004】これらの回路図及び図9の信号タイミング
図により従来の信号電圧出力の動作を説明する。
【0005】アナログスイッチSW1に入力されるアナ
ログの画像信号vsは、水平同期信号Hsyn毎に選択
される1本の走査線上の120個の絵素の各々に対応す
るサンプリングクロック信号TSMP1〜TSMP12
0によって順次サンプリングされる。このサンプリング
より、各時点における画像信号vsの瞬時電圧VSMP
1〜VSMP120が各サンプリングコンデンサCSM
Pに印加される。第n番目のサンプリングコンデンサC
SMPは第n番目の絵素に対応する画像信号電圧の値V
SMPnにより充電され、その値を保持する。
【0006】1水平期間の間にこうして順次サンプリン
グされ、保持された信号電圧VSMP1〜VSMP12
0は、全アナログスイッチSW2に一斉に与えられる出
力用パルスOEにより、各サンプリングコンデンサCS
MPから出力保持用のホールドコンデンサCHに移動さ
れ、バッファアンプAを介して、各絵素に接続されてい
るソースラインO1〜O120に出力される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した駆動回路
は画像信号がアナログで与えられる場合のものであった
が、液晶パネルの大容量化、高精細化を進める上で次の
ようないくつかの問題があることが明らかとなっている
【0008】 (A1)サンプリングコンデンサCSMPに充電された
電荷をホールドコンデンサCHに移すとき、ホールドコ
ンデンサCHに現れる電圧VHとサンプリングされた電
圧VSMP(サンプリングコンデンサCSMPの電圧)
との間には次の数式1が成立する。
【0009】
【数1】
【0010】従って、ホールドコンデンサCHにより保
持される電圧VHがサンプリングされた電圧VSMPと
ほぼ同じ値となるためには、CSMP>>CHという条
件を満たす必要がある。すなわち、サンプリングコンデ
ンサCSMPはある程度以上の大きな値のものを使用す
る必要がある。
【0011】しかし、サンプリングコンデンサCSMP
の値があまりに大きいと、これを充電するための時間、
すなわち1サンプリング時間を大きくとる必要がある。
【0012】しかし、液晶表示装置の大型化あるいあ高
精細化に伴って1水平期間に対応する絵素の数が増大す
るため、1サンプリング時間はそれに反比例して短くす
る必要がある。
【0013】このような理由から、アナログサンプリン
グ方式では液晶表示装置の大型化、高精細化に限界があ
る。
【0014】 (A2)マトリクス型表示装置における駆動回路では、
CRTへの表示の場合とは異なり、クロックに従ってア
ナログ画像信号をサンプリングし、マトリクス状に配列
された絵素に表示を行う。このとき、バスラインにおけ
る遅延を含む駆動回路内での信号の遅延が避けられない
ことから、アナログ画像信号に対するサンプリング位置
の精度を確保することが非常に困難である。特に、画像
信号と表示絵素のアドレスとの間の関係を厳密に対応さ
せなければならないコンピュータグラフィックスの場合
には、駆動システム内で生じる信号遅延及び周波数特性
の劣化に起因する画像の表示位置のずれ、画像のにじみ
等が重要な問題となる。
【0015】アナログ画像信号を使用する場合に生ずる
これらの問題の多くは、画像信号をデジタルデータとす
ることにより解決される。
【0016】画像信号がデジタルデータで与えられる場
合には、図10及び図11に示すような駆動回路が用い
られる。なお、ここでは簡単のために、画像信号データ
は2ビット(D0,D1)で構成されているものとする
。 すなわち、画像信号データは0〜3の4つの値を持ち、
各絵素に与えられる信号電圧はV0〜V3の4レベルの
中のいずれかとなる。
【0017】図10は図7に示したアナログソースドラ
イバ回路に対応するデジタルソースドライバ回路の回路
図であり、図7の場合と同様の120個の絵素に駆動電
圧を供給するソースドライバの全体を示している。図1
1はそのうち第n番目の絵素に対する部分を示すもので
ある。
【0018】この回路は、画像信号データの各ビット(
D0,D1)毎に設けられた第1段目のDフリップフロ
ップ(サンプリングメモリ)MSMP及び第2段目のフ
リップフロップ(ホールドメモリ)MH、1個のデコー
ダDEC、それに4種の外部電圧源V0〜V3とソース
ラインOnとの間に各々設けられたアナログスイッチA
SW0〜ASW3により構成される。なお、デジタル画
像信号データのサンプリングは、Dフリップフロップ以
外にも種々のものを用いることができる。
【0019】このデジタルソースドライバは次のように
動作する。
【0020】画像信号データD0,D1は第n番目の絵
素に対応するサンプリングパルスTSMPnの立ち上が
り時点でサンプリングメモリMSMPに取り込まれ、そ
こで保持される。1水平期間のサンプリングが終了した
時点で出力パルスOEがホールドメモリMHに与えられ
、サンプリングメモリMSMPに保持されていた画像信
号データD0,D1はホールドメモリMSMPに移され
ると共にデコーダDECに出力される。デコーダDEC
はこの2ビットの画像信号データD0,D1をデコード
し、その値(0〜3)に応じてアナログスイッチASW
0〜ASW3のいずれか1個を導通として、4種の外部
電圧V0〜V3のいすれかをソースラインOnに出力す
る。
【0021】このデジタル画像信号でサンプリングを行
うソースドライバは、アナログ画像信号でサンプリング
を行う場合に生じていた前記(A1),(A2)の問題
を解決するものであるが、なお解決すべき課題がある。
【0022】図10の例では画像信号データが2ビット
であるため、ソースラインOnに出力される外部電圧と
しては4(=22)レベル(V0〜V3)が必要であっ
た。
【0023】画像信号データが3ビットで与えられる場
合には信号電圧出力回路は、外部電圧は23=8レベル
が必要となる。
【0024】すなわち、このような方法で構成されるデ
ジタル画像信号用駆動回路では、デジタル画像信号デー
タをnビットとすると2nレベルの外部電圧を用意しな
ければならない。このように外部から与えるべき電圧の
種類が増加すると、次のような問題が生じる。
【0025】 (1)供給すべき電圧の種類が増えることにより、電圧
供給回路が大きくなり、また、コストも増加する。
【0026】 (2)上記の信号電圧出力回路を含む駆動回路を構成す
るLSIの入力端子数が増加するため、LSIの実装が
困難となる。
【0027】本発明はこのような現状に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、上記欠点を解消
し、外部電圧の種類をより少なくすることのできるデジ
タル画像信号用の駆動回路を提供することにある。
【0028】
【課題を解決するための手段】本発明の表示装置の駆動
回路は、入力デジタル信号に応じて外部から供給される
複数の異なるレベルの電圧を選択して出力する表示装置
の駆動回路において、選択する手段は同じレベルの電圧
源に共通に接続される複数のスイッチを含み、入力デジ
タル信号に応じて、隣り合う電圧レベルの電圧源と接続
関係の複数のスイッチを非選択又は1つ以上選択し、隣
り合う2つのレベルの電圧を単独又は同時に複数選択し
出力を得ることを特徴とし、このことによって上記目的
を達成する。
【0029】
【作用】この構成によれば、同じレベルの電圧を共通に
入力される複数のスイッチを、例えば、そのいずれか一
個のみを選択する、又はその2個を選択する・・・によ
り、選択の組み合わせが複数となる。このため外部から
供給される電圧のレベルの数に比べて出力する電圧のレ
ベルの数を増加することができる。例えば、同じレベル
の電圧を共通に入力されるスイッチの数をそれぞれ2個
にする場合、外部からの電圧の1レベル当り約3レベル
を増加することが可能となる。従って、出力電圧のレベ
ル数を同じとすれば、外部から供給される電圧のレベル
を従来に比べて低減できる。
【0030】
【実施例】本発明を実施例について以下に説明する。こ
こでは説明を簡単にするために、デジタル画像信号のデ
ータが4ビットで構成されている場合について述べる。
【0031】図1は本発明の表示装置(マトリクス型液
晶表示装置の駆動回路)の第n番目の信号線(ソースラ
イン)に対応する信号電圧出力回路を示す。
【0032】この回路は、サンプリングメモリMSMP
、ホールドメモリMH、選択回路S及びアナログスイッ
チASW0〜ASW9を具備している。
【0033】サンプリングメモリMSMP及びホールド
メモリMHは共にデジタル画像信号の各ビットD0,D
1,D2及びD3に対応する4個のDフリップフロップ
から構成されている。
【0034】デジタル画像信号のビットD0の入力ライ
ンはサンプリングメモリMSMPのDフリップフロップ
の端子Dに接続され、このDフリップフロップの端子Q
はホールドメモリMHのDフリップフロップの端子Dに
接続され、更にこのホールドメモリMHのDフリップフ
ロップの端子Qは選択回路Sの端子Aに接続されている
。 各ビットD1,D2及びD3は、ビットD0と同様に、
それぞれサンプリングメモリとホールドメモリMHのD
フリップフロップを介して選択回路Sの端子B,C及び
Dに接続される。
【0035】この選択回路Sは、端子A,B,C及びD
の入力に応じて信号S0〜S9を出力をするものであっ
て、信号S0〜S9がアナログスイッチASW0〜AS
W9の制御端子に入力されるよう構成されている。
【0036】アナログスイッチASW0〜ASW9はそ
の一方の端子が2つづつ1組となって外部の5レベル(
種類)の電圧源に接続され電圧V0〜V4(例えば、V
0<V1<V2<V3<V4)が供給され、他方の端子
が共通に第n番目のソースラインOnに導かれる。ここ
で、例えば、アナログスイッチASW0及びASW1の
一方の端子は同じ電圧源V0に共通に接続され、同じ電
圧V0が供給される。これと同様にアナログスイッチA
SW2及び同ASW3,同ASW4及び同ASW5・・
・のように組をなして共通に電圧源V1,V2・・・に
接続される。
【0037】サンプリングメモリMSMPに入力される
デジタル画像信号のデータD0,D1,D2,D3は、
ソースラインOnに対応するサンプリングパルスTSM
Pnにより順次サンプリングされ、ホールドメモリMH
に送出される。1走査線上の全絵素について画像信号の
サンプリングが終了した後、ホールドメモリMHに印加
される出力パルスOによりホールドメモリMHに送られ
ているデータD0,D1,D2,D3が選択回路Sの端
子A,B,C,Dにそれぞれ送られる。
【0038】この選択回路Sは端子A,B,C,Dに入
力されたデータD0,D1,D2,D3に応じてデコー
ドして信号S1,S2,S3・・・S9を出力し、ソー
スラインOnにデータD0,D1,D2,D3に応じた
電圧を出力するのに寄与するが、その説明を簡単にする
ために図2に示すように電圧源V0,V2に対応する回
路部分のみを取り出し、如何にV0とV1の間の電圧を
出力することができるのかについて述べる。
【0039】データD0,D1,D2,D3と、信号S
0,S1,S2,S3とそのとき出力されるV0,V1
及びその間の電圧(V0−1,V0−2,V0−3とす
る)との関係を次の表1(真理値表)に示す。
【0040】
【表1】
【0041】即ち、表1に示す場合は、データD0〜D
3の上位2ビットD2とD3は0であるときに相当して
おり、下位2ビットD0とD1の値に対応して、それぞ
れ選択回路Sの出力S0,S1,S2,S3が表1に従
った値となる。
【0042】アナログスイッチASW0〜ASW3はそ
れぞれの制御信号S0〜S3が1のとき導通状態(オン
)となるものとすると、画像信号データ(D0,D1,
D2,D3)が(0,0,0,0)のときは、選択回路
Sの出力はS0のみが1となる(S1,S2,S3は0
となる。)。これによりアナログスイッチASW0がオ
ンとなり、それを通じて電圧源V0がソ−スラインOn
に接続される。
【0043】又、画像信号データ(D0,D1,D2,
D3)が(1,0,0,0)のときは、選択回路Sの出
力はS0,S1,S2が1となり、S3のみが0となり
、電圧源V0がアナログスイッチASW0及び同ASW
1を通じ、そして電圧源V1がアナログスイッチASW
2を通じ、ソースランOnに接続される。
【0044】又、画像信号のデータ(D0,D1,D2
,D3)が(0,1,0,0)又は(1,1,0,0)
のときは、選択回路の出力(S0,S1,S2,S3)
が(1,0,1,0)又は(1,0,1,1)となり、
電圧源V0,同V1がアナログスイッチASW0,AS
W2をそれぞれ通じてソースラインOnに接続し、又は
電圧源V0がアナログスイッチASW0を通じ、且つ電
圧源V1がアナログスイッチASW2とAS W3を通
じてソースラインOnに接続する。
【0045】この場合の等価回路を図3に示す。ここで
、Rはアナログスイッチのオン抵抗であり、各アナログ
スイッチASW0〜ASW3のオン抵抗は等しくなる様
に設計されているものとする。この図において、どのア
ナログスイッチに対応するかを示すために、アナログス
イッチASW0〜ASW3を表示している。
【0046】更に、この図3の等価回路を単純化した等
価回路を図4に示す。
【0047】即ち、図3中V0−1に示すように電圧源
V0に共通に接続しているアナログスイッチASW0及
び同ASW1、V0−3に示すように電圧源V1に共通
に接続しているアナログスイッチASW2及び同ASW
3は抵抗Rが並列に接続された状態となり、その合成抵
抗はR/2となるため、図4に合成抵抗を値を示してい
る。
【0048】 となることは明らかである。
【0049】 となることも明らかである。
【0050】こうして、画像信号(D0,D1,D2,
D3)が(0,0,0,0)、(1,0,0,0)、(
0,1,0,0)、(1,1,0,0)のときは、V0
、(2V0+V1)/3、(V0+V1)/2、(V0
+2V1)/3の電圧をそれぞれソースラ インOnに
送出することができる。
【0051】以上により、本発明によって、外部から与
えられる電圧V0とV1の間に、更に3つの電圧を出力
できることが分かる。即ち、V0とV1の間に更に3つ
の階調を実現できることが分かる。
【0052】次に、上記選択回路Sについて、画像信号
のデータD0〜D3に応じて信号S0〜S9を出力する
ことにより16レベルの電圧が得られることを述べる。
【0053】画像信号のデータD0〜D3、信号S0〜
S9と電圧の関係を次の表2に示す。
【0054】
【表2】
【0055】この表2において、空白の欄では信号S0
〜S9が0であるため、記載を省略している。ここで、
電圧VN,VN−1,VN−2は次式で表される。
【0056】 ここで、N=0,1,2,3である。
【0057】このことから、外部からの電圧V1と同V
2の間、同V2と同V3の間及び同V3と同V4の間に
、電圧V1−1,V1−2,V1−3,V2−1,V2
−2,V2−3,V3−1,V3−2,V3−3をソー
スラインOnに出力することができるのが分かる。そし
て、電圧V1,V2,V3がソースラインOnに出力さ
れることも分かる。
【0058】このように本発明の駆動回路によれば、外
部から与える電圧がV0〜V4の5レベルであるにも拘
わらず、16レベルの電圧を出力することができる。即
ち、16階調の表示を実現することができる。
【0059】図1に示す本発明の選択回路Sを具体化し
た実施例を図5に示す。この例は表2より次の論理式を
得て、それを実際の論理回路、例えば、アンド回路とオ
ア回路で実現したものである。
【0060】
【数2】
【0061】又、表2に於いて、出力電圧がV0,V1
,V2,V3となる場合に於いては、それぞれアナログ
スイッチASW0と同ASW1、同ASW2と同ASW
3,同ASW4と同ASW5、同ASW6と同ASW7
、同ASW8と同ASW9が同時にオンとなっても同様
の出力が得られることは明らかである。
【0062】その場合の選択回路Sの論理表を表3に示
す。
【0063】
【表3】
【0064】図1に示す選択回路Sの他の実施例として
、表3により次の論理式を得て、論理回路で実現したも
のを図6に示す。
【0065】
【数3】
【0066】以上の実施例で示したように、画像信号の
データが4ビットの場合、従来のように外部の電圧源を
そのまま出力すると24=16レベルの外部電圧源が必
要であったものを、本発明の実施例ではV0〜V4の5
レベルの電圧源のみで、16レベルの電圧を出力するこ
とができる。
【0067】画像信号のデータが5ビットの場合、従来
であれば25=32レベルの電圧源を必要とするものが
、本発明のよれば23+1=9レベルの電圧源で32レ
ベル即ち32階調の表示のできる出力を得ることができ
る。
【0068】このように、nビットのデータに従来であ
れば2nレベル(種類)の電圧源を用意しなければなら
ないところを、本発明によれば(2n−2+1)レベル
(種類)の電圧源で足りる。これは、本発明によれば従
来に比べて約1/4の電圧源を用意すれば良いことを意
味する。
【0069】そして、本発明の駆動回路の実施例として
各電圧源に共通に接続されるアナログスイッチが2個の
例について説明したが、2個に代えて3個以上にすれば
電圧源の数を実施例に比べて低減することができるのは
容易に理解される。
【0070】又、本発明の駆動回路の実施例に比べて電
圧源の数をやや増加しても良い場合には、上記実施例に
おいて電圧源に接続されている2個のアナログスイッチ
のいずれか一方を間引くこと、即ち、或る電圧源には2
個のアナログスイッチが接続され、他の或る電圧源には
1個のアナログスイッチのみが接続されるように組み合
わせることにより、対応可能なことは容易に理解される
【0071】又、上記実施例では電圧源からソースライ
ンへの出力を選択するスイッチとしてアナログスイッチ
ASW0〜ASW9を用いて実現しているが、例えば、
オン抵抗の極めて小さいスイッチを用い、このスイッチ
に所定の抵抗を接続し、このスイッチと抵抗を1組とし
てアナログスイッチに代えて用いることも可能である等
、本発明の思想の範囲で改変できることも容易に理解さ
れる。
【0072】
【発明の効果】本発明によれば、デジタル画像信号のデ
ータに基づいて異なるレベルの信号電圧を絵素に与え階
調表現を行う表示装置の駆動回路において、外部の電圧
源に共通に接続される複数のスイッチを含んでいるので
、この複数のスイッチのいずれも非選択、いずれか一つ
を選択、二つを選択する等を組み合わせることにより複
数の外部の電圧源の間の電圧をも出力することができる
ため、所定の階調表現に必要な所定の数のレベルの電圧
を得るためのその所定の数より少ない電圧源で済む。 例えば、本発明の実施例のように電圧源を約1/4に削
減できる。
【0073】これにより、外部の電圧源の数を小さくす
ることができ、電圧源のコストを削減できる。
【0074】そして、表示回路の駆動回路において入力
端子数を少なくすることができ、該駆動回路をLSIで
構成する場合に、このLSIの入力端子を削減すること
もできる。従って、従来例によれば端子数の増加のため
に、実際上実現不可能であった多階調表示の駆動用LS
Iが実現可能ともなる。
【0075】こうして、本発明によれば、従来例であれ
ば実装上の問題により実現不可能であった多階調表示装
置のデジタル駆動回路が実現可能となるばかりでなく、
しかも低コストで実現可能となる等実用上のメリットは
極めて大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の表示装置の駆動回路の1本のソースラ
インに対する部分の回路図である。
【図2】図1の回路の一部分を抽出した回路を示す図で
ある。
【図3】図2に示す回路の等価回路図である。
【図4】図2に示す回路の簡単化した等価回路図である
【図5】本発明の表示装置の駆動回路の1本のソースラ
インに対する部分である選択回路の具体例を示す回路図
である。
【図6】本発明の表示装置の駆動回路の1本のソースラ
インに対する部分である選択回路の他の具体例を示す回
路図である。
【図7】従来のアナログ方式による表示装置の駆動回路
を示す図である。
【図8】図7に示す回路の1本のソースラインに対する
部分の回路図である。
【図9】従来のアナログ方式による表示装置の駆動回路
の動作を説明する信号波形図である。
【図10】従来のデジタル方式による表示装置の駆動回
路を示す回路図である。
【図11】図10に示す駆動回路の1本のソースライン
に対する部分の回路図である。
【符号の説明】
S      選択回路 MSMP  サンプリングメモリ MH    ホールドメモリ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  入力デジタル信号に応じて、外部から
    供給される複数の異なるレベルの電圧を選択して出力す
    る表示装置の駆動回路において、選択する手段は同じレ
    ベルの電圧源に共通に接続される複数のスイッチを含み
    、入力デジタル信号に応じて、隣り合う電圧レベルの電
    圧源と接続関係の複数のスイッチを非選択又は1つ以上
    選択し、隣り合う2つのレベルの電圧を単独又は同時に
    複数選択し出力を得ることを特徴とする表示装置の駆動
    回路。
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JPS50129050U (ja) * 1974-04-01 1975-10-23

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