JPH04371994A - Multicolor liquid crystal display device - Google Patents

Multicolor liquid crystal display device

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Publication number
JPH04371994A
JPH04371994A JP14841091A JP14841091A JPH04371994A JP H04371994 A JPH04371994 A JP H04371994A JP 14841091 A JP14841091 A JP 14841091A JP 14841091 A JP14841091 A JP 14841091A JP H04371994 A JPH04371994 A JP H04371994A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
line
liquid crystal
pixel
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP14841091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
▲眞▼野 宏之
Hiroyuki Mano
Tsutomu Furuhashi
勉 古橋
Isao Takita
功 滝田
Shigehiko Kasai
成彦 笠井
Toshio Futami
二見 利男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP14841091A priority Critical patent/JPH04371994A/en
Publication of JPH04371994A publication Critical patent/JPH04371994A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide an inexpensive gradational liquid crystal display device capable of reducing the cost of a driving circuit as much as possible when a gradational display is realized. CONSTITUTION:This liquid crystal display device consists of a drain voltage generating circuit 34, a gate driver 7, a drain driver 28, and a liquid crystal panel 41 and an external drain voltage generating circuit 34 switches voltages corresponding to many gradations to generate a drain voltage controlling the transmissivity of liquid crystal; and a drain voltage selecting circuit 37 switches two ON and OFF level voltages to realize the gradational display without increasing the frequency of switching of the drain voltage selecting circuit 37 even if the number of gradations increases.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に係り、
特に、アクティブマトリックス型液晶表示装置において
、ドライバコストを増加することなく、多色化が可能な
液晶駆動用トランジスタに関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a liquid crystal display device.
In particular, the present invention relates to a liquid crystal driving transistor that can be used in multiple colors without increasing driver cost in an active matrix liquid crystal display device.

【0002】0002

【従来の技術】従来、トランジスタ素子を用いたアクテ
ィブマトリックス型の液晶表示装置を多色表示するには
、日立LCDドライバLSIデータブック(90’.3
)のP.650〜P.664に記載の液晶ドライバHD
66310Tを用いる方法がある。この方法は、多色表
示に必要な電圧を全て液晶ドライバに入力し、液晶ドラ
イバで表示データに応じてその電圧を選択し、液晶素子
に印加し、多色表示を実現している。しかし、この方法
は、多色表示数が多くなると高耐圧回路(HD6631
0Tでは25V)である電圧選択回路の規模が大きくな
り、ドライバコストを増加させてしまう点に関しては考
慮されていない。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to display multiple colors on an active matrix type liquid crystal display device using transistor elements, Hitachi LCD Driver LSI Data Book (90'.3
) of P. 650~P. LCD driver HD described in 664
There is a method using 66310T. In this method, all the voltages necessary for multicolor display are input to a liquid crystal driver, and the liquid crystal driver selects the voltages according to display data and applies them to the liquid crystal elements, thereby realizing multicolor display. However, when the number of multi-color displays increases, this method becomes difficult to use with a high voltage circuit (HD6631).
No consideration is given to the fact that the scale of the voltage selection circuit (25V at 0T) increases, which increases the driver cost.

【0003】以下、従来技術を図2ないし図7を用いて
詳しく説明する。尚、液晶ドライバHD66310Tは
8レベルの階調表示が可能であるが、ここでは説明を簡
単にするため四レベルの階調表示で、また、液晶表示の
表示解像度を水平方向N画素、垂直方向M画素として説
明する(N、Mは1以上の自然数)。
The prior art will be explained in detail below with reference to FIGS. 2 to 7. The LCD driver HD66310T is capable of 8-level gradation display, but to simplify the explanation, we will use 4-level gradation display here, and the display resolution of the liquid crystal display is N pixels in the horizontal direction and M pixels in the vertical direction. This will be explained as a pixel (N and M are natural numbers of 1 or more).

【0004】図2は従来の液晶表示装置の構成を示すブ
ロック図であり、1は表示データ、2はデータクロック
、3は水平クロックであり、水平クロック3の一周期で
一水平分、すなわちN画素分の表示データ1がデータク
ロック2に同期し送られてくる。尚、本実施例では、表
示データ1は、階調情報の2ビットで、一画素データで
送られてくるものとする。200は表示データ1を受取
、液晶素子にそのデータに応じた電圧を出力するデータ
液晶ドライバである。201は、表示データラッチ回路
であり、水平クロック3で初期化され、先頭から順次デ
ータクロック2で表示データを取り込む。202〜20
4は表示データラッチ回路201の出力で、それぞれ二
ビットの一画素目データ、二画素目データ、N画素目デ
ータである。205は、一画素目データ202、二画素
目データ203、N画素目データ204を水平クロック
3でラッチし、一水平期間保持する水平ラッチ回路、2
06〜208はそのラッチされたデータで、それぞれ二
ビットの一画素目水平データ、二画素目水平データ、N
画素目水平データである。209はデコード回路、21
0〜212はデコード回路209の出力であり、D0〜
D3からなる四ビットの一画素目デコードデータ、二画
素目デコードデータ、N画素目デコードデータある。 デコード回路209は、入力である各水平データをデコ
ードしそのデコード値に応じて各デコードデータのD0
〜D3の三ビットのうち一ビットを”ハイ”にし、残り
の三ビットを”ロー”とする。213はゲート電圧セレ
クト回路、214は四レベルのV0〜V3電圧のマルチ
レベル電圧であり、ゲート電圧セレクト回路213は、
入力である各デコードデータに対応しマルチレベル電圧
のうち一電圧を選択し出力する。215〜217はゲー
ト電圧セレクト回路213の出力で、それぞれ一画素目
電圧、二画素目電圧、N画素目電圧である。26は先頭
信号で、一フレーム(一画面分)の先頭で”ハイ”と成
る信号である。27はラインクロックで先頭信号26を
取り込み、一ライン目の書き込みを指示し、その後順に
書き込みを指示するラインを二ライン目、三ライ目とシ
フトするためのクロックである。218は、データ液晶
ドライバ200の出力する各画素電圧の書き込みライン
を指示するラインドライバである。29はラインシフト
回路、30〜32はラインシフト回路29の出力で、そ
れぞれ一ライン目信号、二ライン目信号、Mライン目信
号である。ラインシフト回路29は、先頭信号26の”
ハイ”をラインクロック27で取り込み一ライン目信号
30を”ハイ”にし、その後のラインクロックで、順次
、その”ハイ”を二ライン目信号31からMライン目信
号32とシフトしていく。尚、ラインシフト回路29の
出力は、”ハイ”と成っている一つのライン信号以外は
全て”ロー”である。219はゲート電圧セレクト回路
、223はゲートオン電圧、224はゲートオフ電圧で
あり、ゲート電圧セレクト回路219は入力である各ラ
イン信号の”ハイ”、”ロー”に従い、”ハイ”に対し
てはゲートオン電圧、”ロー”に対しては、ゲートオフ
電圧を選択し出力する。220〜222はゲート電圧セ
レクト回路219の出力で、それぞれ、一ライン目ゲー
ト線、二ライン目ゲート線、Mライン目ゲート線である
。225は水平方向N画素、垂直方向M画素の液晶パネ
ルである。図3は、液晶パネル225の画素構成を示す
図であり、図中、226は常にゲートオフ電圧224と
同一レベルの電位を保つ付加ゲート線、227はM−一
ライン目ゲート線である。228は一行一ライン目(以
下、m行、nライン目を(m、n)と略す)画素TFT
、229は(1、1)画素電極、230は(1、1)画
素液晶、47は対抗電極VCOM、、231は(1、1
)画素付加容量、232は(1、N)画素TFT、23
3は(1、N)画素電極、234は(1、N)画素液晶
、235は(1、N)画素付加容量、236は(M、1
)画素TFT、237は(M、1)画素電極、238は
(M、1)画素液晶、239は(M、1)画素付加容量
、240は(M、N)画素TFT、241は(M、N)
画素電極、242は(M、N)画素液晶、243は(M
、N)画素付加容量である。図4は各ゲート線の動作の
説明図で、図5は、液晶の電圧−透過率特性の説明図で
ある。図6は、ゲート電圧セレクト回路22の一画素目
の系統図であり、244〜247は電圧スイッチで、そ
れぞれD3スイッチ〜D0スイッチであり、パルスセレ
クト回路18の出力のデコードデータD3〜D0がゲー
ト線に、マルチレベル電圧214のV3〜V0がドレイ
ン線に接続され、デコードデータD3〜D0の内”ハイ
”となっているデコードデータに対応した電圧スイッチ
がオンとなり、そのスイッチに接続されている電圧値が
一画素目電圧215として出力される。図7は、液晶パ
ネル225の表示動作を説明するタイミングチャートで
ある。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a conventional liquid crystal display device, in which 1 is display data, 2 is a data clock, and 3 is a horizontal clock. One period of the horizontal clock 3 corresponds to one horizontal period, that is, N Display data 1 for pixels is sent in synchronization with data clock 2. In this embodiment, it is assumed that the display data 1 is 2 bits of gradation information and is sent as one pixel data. 200 is a data liquid crystal driver that receives display data 1 and outputs a voltage according to the data to a liquid crystal element. Reference numeral 201 denotes a display data latch circuit, which is initialized with the horizontal clock 3 and sequentially captures display data from the beginning with the data clock 2. 202-20
4 are outputs of the display data latch circuit 201, which are 2-bit first pixel data, second pixel data, and Nth pixel data, respectively. 205 is a horizontal latch circuit that latches the first pixel data 202, second pixel data 203, and Nth pixel data 204 with the horizontal clock 3 and holds them for one horizontal period;
06 to 208 are the latched data, which are 2-bit first pixel horizontal data, second pixel horizontal data, and N
This is pixel horizontal data. 209 is a decoding circuit, 21
0 to 212 are the outputs of the decoding circuit 209, and D0 to
There are 4-bit first pixel decode data, second pixel decode data, and Nth pixel decode data consisting of D3. The decoding circuit 209 decodes each input horizontal data, and according to the decoded value, D0 of each decoded data.
- Set one bit of the three bits of D3 to "high" and set the remaining three bits to "low". 213 is a gate voltage select circuit, 214 is a multi-level voltage of four levels of V0 to V3 voltage, and the gate voltage select circuit 213 is
One voltage from among the multi-level voltages is selected and outputted corresponding to each input decoded data. 215 to 217 are the outputs of the gate voltage selection circuit 213, which are the first pixel voltage, the second pixel voltage, and the Nth pixel voltage, respectively. Reference numeral 26 is a leading signal, which is a signal that becomes "high" at the beginning of one frame (one screen). Reference numeral 27 is a line clock which takes in the leading signal 26, instructs writing of the first line, and thereafter sequentially shifts the line to be instructed to write to the second line and then to the third line. A line driver 218 instructs a writing line for each pixel voltage output by the data liquid crystal driver 200. 29 is a line shift circuit, and 30 to 32 are outputs of the line shift circuit 29, which are a first line signal, a second line signal, and an Mth line signal, respectively. The line shift circuit 29 outputs "" of the leading signal 26.
The line clock 27 takes in "high" and makes the first line signal 30 "high," and the subsequent line clocks sequentially shift the "high" from the second line signal 31 to the M-th line signal 32. , the outputs of the line shift circuit 29 are all "low" except for one line signal which is "high". 219 is a gate voltage selection circuit, 223 is a gate on voltage, 224 is a gate off voltage, and the gate voltage The select circuit 219 selects and outputs the gate-on voltage for "high" and the gate-off voltage for "low" according to the "high" and "low" of each input line signal. 220 to 222 are The outputs of the gate voltage selection circuit 219 are the first gate line, the second gate line, and the M-th gate line, respectively. 225 is a liquid crystal panel with N pixels in the horizontal direction and M pixels in the vertical direction. is a diagram showing the pixel configuration of the liquid crystal panel 225. In the figure, 226 is an additional gate line that always maintains the same potential as the gate-off voltage 224, 227 is the M-1st line gate line, and 228 is the first line in each row. Line (hereinafter abbreviated as (m, n) for m line and n line) pixel TFT
, 229 is the (1, 1) pixel electrode, 230 is the (1, 1) pixel liquid crystal, 47 is the counter electrode VCOM, , 231 is the (1, 1)
) pixel additional capacitance, 232 is (1,N) pixel TFT, 23
3 is (1,N) pixel electrode, 234 is (1,N) pixel liquid crystal, 235 is (1,N) pixel additional capacitor, 236 is (M,1)
) Pixel TFT, 237 is (M, 1) pixel electrode, 238 is (M, 1) pixel liquid crystal, 239 is (M, 1) pixel additional capacitor, 240 is (M, N) pixel TFT, 241 is (M, N)
Pixel electrode, 242 (M, N) pixel liquid crystal, 243 (M
, N) is the pixel additional capacitance. FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of each gate line, and FIG. 5 is an explanatory diagram of the voltage-transmittance characteristic of the liquid crystal. FIG. 6 is a system diagram of the first pixel of the gate voltage select circuit 22. Reference numerals 244 to 247 are voltage switches, D3 switches to D0 switches, respectively, and decoded data D3 to D0 of the output of the pulse select circuit 18 are gated. V3 to V0 of the multi-level voltage 214 are connected to the drain line, and the voltage switch corresponding to the decoded data that is "high" among the decoded data D3 to D0 is turned on and connected to that switch. The voltage value is output as the first pixel voltage 215. FIG. 7 is a timing chart illustrating the display operation of the liquid crystal panel 225.

【0005】液晶表示装置の動作を説明する前に図3な
いし図5を用いて液晶パネル225の動作を説明する。 液晶パネル225は図3に示すように、一画素をTFT
、画素電極、付加容量、液晶で構成し、例えば(1、1
)画素は、一ライン目ゲート線220がゲートオン電圧
となると(1、1)画素TFT228はオン状態となり
、一画素目電圧215の出力電圧を(1、1)画素電極
229に与え、この電圧値を付加ゲート線226との間
に設けられている(1、1)画素付加容量231及び、
VCOM47との間に設けられている(1、1)画素液
晶230に蓄える(以下、この動作を書き込みと呼ぶ)
。一ライン目ゲート線220がゲートオフ電圧となると
(1、1)画素TFTはオフ状態となり、(1、1)画
素付加容量231、(1、1)画素液晶230の容量に
より、蓄えられた電圧は次の書き込みまで保持される。 (1、1)画素付加容量231はこの保持動作が液晶の
容量だけでは不足しているため、これを補うために設け
てある。画素付加容量は、前のラインのゲート線との間
に構成するが、一ライン目のみ、前のラインが存在しな
いため特別に付加ゲート線226を設け、それとの間に
構成する。すなわち、一ライン目ゲート線220がゲー
トオン電圧となると一ライン目のN個の画素TFTがオ
ン状態となり、それぞれの画素は、一画素目電圧215
〜N画素目電圧217により書き込みが行なわれ、各液
晶は、書き込まれた電圧とVCOM47との差電圧、各
付加容量は、書き込まれた電圧と付加ゲート線226の
電圧であるゲートオフ電圧との差電圧を蓄え、次の書き
込みまで保持する。各ゲート線は、図4に示すように一
ライン目ゲート線220がゲートオン電圧となった後は
、二ライン目ゲート線221……Mライン目ゲート線2
22と順に一水平期間づつゲートオン電圧状態をシフト
するため、各ライン上のN個の画素は、順に、ゲート線
がゲートオン電圧となったときに書き込まれ、各液晶は
、書き込まれた電圧とVCOM47との差電圧、各付加
容量は、書き込まれた電圧と前のラインのゲート線の電
圧であるゲートオフ電圧との差電圧を蓄え、次の書き込
みまで保持する。各画素の液晶は、書き込まれた電圧に
より、図5に示すように、V0〜V3の各電圧に従い四
レベルの透過率となり、四階調表示を行なう。以上によ
り、液晶パネルのN行、Mラインの全ての画素に書き込
みが行なわれ、これを繰り返すことにより、表示を行な
っている。次に、図2、図6、図7を用いて従来の液晶
表示装置の動作を説明する。表示データラッチ回路20
1は水平クロック3の立上りで初期化され、その後表示
データ1をデータクロック2で順次一水平分の表示デー
タを取り込む。取り込まれた表示データ1は、一画素目
表示データ202、2画素目表示データ203、……N
画素目表示データ204として表示データラッチ回路2
01より出力され、次の水平クロック3の立上りで上記
出力を水平ラッチ回路205に取り込む。また、この時
表示データラッチ回路201を再び初期化し次の一ライ
ン分の表示データを取り込む準備をする。水平ラッチ回
路205の出力である一画素目水平データ206、二画
素目水平データ207、……N画素目表示データ208
はデコード回路209に与えられ、それぞれの二ビット
の水平データをデコードし、その値0〜3に従ってデコ
ードデータD0〜D3のうち一ビットを”ハイ”にする
。このようにデコードされたデータはそれぞれ、一画素
目デコードデータ210、二画素目デコードデータ21
1、……N画素目デコードデータ212としてデコード
回路209より出力される。ゲート電圧セレクト回路2
13は、例えば一画素目に対しては図6に示すように一
画素目デコードデータ210に従い、マルチレベル電圧
214のうち一電圧を一画素目電圧215として出力す
る。他の画素に対しても同様であり、各デコードデータ
の値でマルチレベル電圧214のうち一電圧を選択し画
素電圧として出力することになる。従って、データ液晶
ドライバ200は、水平クロック3の周期、すなわち一
水平期間取り込んだ一水平分の表示データに従った電圧
を液晶パネル225に画素電圧として出力するとともに
次の一ライン分の表示データを取り込んでいることにな
り、この動作を繰り返すことにより、一ラインづつ、順
に表示データに応じた画素電圧を出力することのなる。 ラインドライバ218は、先頭信号26をラインクロッ
ク27で取り込み、ラインシフト回路29の出力の一ラ
イン目信号30を”ハイ”にし、残りのライン信号を”
ロー”とするため、ゲート電圧セレクト回路219は一
ライン目ゲート線220をゲートオン電圧223とし、
残りのゲート線をゲートオフ電圧224とする。ライン
ドライバ218はラインクロック27に従いゲートオン
電圧224を順に二ライン目ゲート信号221、……N
ライン目ゲート信号222とシフトする。すなわち、図
7に示すように、一ライン目ゲート線220がゲートオ
ン電圧のときデータ液晶ドライバ200は一ライン目の
表示データに応じた画素電圧、例えば、一画素目電圧2
15はV1電圧を出力しているため、液晶パネル225
の一ライン目に一ライン目の画素電圧を書き込むことに
なる。また、二ライン目ゲート線221がゲートオン電
圧224の時は、データ液晶ドライバ200は二ライン
目の表示データに応じた画素電圧、例えば、一画素目電
圧215はV2電圧を出力しているため、液晶パネル2
25の二ライン目に二ライン目の画素電圧を書き込むこ
とになる。そして、Mライン目ゲート線222がゲート
オン電圧224の時は、データ液晶ドライバ200はM
ライン目の表示データに応じた画素電圧、例えば、一画
素目電圧215はV3電圧を出力しているため、液晶パ
ネル225のMライン目にMライン目の画素電圧を書き
込むことになる。以上の各ラインへの画素電圧の書き込
みを繰り返すことにより液晶パネル225の各画素に、
表示したい階調に応じた画素電圧の書き込みが可能とな
る。
Before explaining the operation of the liquid crystal display device, the operation of the liquid crystal panel 225 will be explained using FIGS. 3 to 5. As shown in FIG. 3, the liquid crystal panel 225 has one pixel formed by a TFT.
, a pixel electrode, an additional capacitor, and a liquid crystal, for example (1, 1
) In the pixel, when the first line gate line 220 reaches the gate-on voltage (1, 1), the pixel TFT 228 turns on, and the output voltage of the first pixel voltage 215 is applied to the (1, 1) pixel electrode 229, and this voltage value (1, 1) pixel additional capacitor 231 provided between the additional gate line 226 and
Store in the (1, 1) pixel liquid crystal 230 provided between the VCOM 47 (hereinafter, this operation is referred to as writing)
. When the first gate line 220 reaches the gate-off voltage, the (1, 1) pixel TFT turns off, and the stored voltage is It is retained until the next write. (1, 1) The pixel additional capacitor 231 is provided to compensate for the fact that the liquid crystal capacitance alone is insufficient for this holding operation. The pixel additional capacitance is formed between the gate line of the previous line, but only for the first line, since the previous line does not exist, an additional gate line 226 is specially provided and formed between it. That is, when the first line gate line 220 reaches the gate-on voltage, the N pixel TFTs on the first line turn on, and each pixel receives the first pixel voltage 215.
Writing is performed using the ~Nth pixel voltage 217, and each liquid crystal has a difference voltage between the written voltage and VCOM 47, and each additional capacitance is the difference between the written voltage and the gate-off voltage, which is the voltage of the additional gate line 226. Stores voltage and holds it until the next write. As shown in FIG. 4, after the first line gate line 220 reaches the gate-on voltage, each gate line is connected to the second line gate line 221...M line gate line 2.
In order to shift the gate-on voltage state by one horizontal period in sequence with 22, the N pixels on each line are sequentially written when the gate line is at the gate-on voltage, and each liquid crystal is Each additional capacitor stores the voltage difference between the written voltage and the gate-off voltage, which is the voltage of the gate line of the previous line, and holds it until the next writing. The liquid crystal of each pixel has four levels of transmittance depending on the voltages V0 to V3 as shown in FIG. 5, and displays four gradations. As described above, writing is performed to all pixels in the N row and M line of the liquid crystal panel, and display is performed by repeating this process. Next, the operation of the conventional liquid crystal display device will be explained using FIGS. 2, 6, and 7. Display data latch circuit 20
1 is initialized at the rising edge of the horizontal clock 3, and then the display data 1 and the display data for one horizontal line are sequentially taken in by the data clock 2. The captured display data 1 includes first pixel display data 202, second pixel display data 203,...N
Display data latch circuit 2 as pixel display data 204
01, and the above output is taken into the horizontal latch circuit 205 at the next rising edge of the horizontal clock 3. Also, at this time, the display data latch circuit 201 is initialized again to prepare to capture the next line of display data. First pixel horizontal data 206, second pixel horizontal data 207, ... Nth pixel display data 208, which are the output of the horizontal latch circuit 205.
is applied to the decoding circuit 209, which decodes each 2-bit horizontal data and sets one bit of the decoded data D0 to D3 to "high" according to its value 0 to 3. The data decoded in this way are the first pixel decode data 210 and the second pixel decode data 21, respectively.
1, . . . is outputted from the decoding circuit 209 as decoded data 212 for the Nth pixel. Gate voltage selection circuit 2
13 outputs one voltage out of the multi-level voltages 214 as the first pixel voltage 215 for the first pixel, for example, according to the first pixel decode data 210 as shown in FIG. The same applies to other pixels, and one voltage from among the multi-level voltages 214 is selected based on the value of each decoded data and output as a pixel voltage. Therefore, the data liquid crystal driver 200 outputs a voltage according to the period of the horizontal clock 3, that is, one horizontal period of display data captured in one horizontal period, to the liquid crystal panel 225 as a pixel voltage, and at the same time outputs the next line of display data. By repeating this operation, pixel voltages corresponding to display data are sequentially output line by line. The line driver 218 captures the leading signal 26 using the line clock 27, sets the first line signal 30 output from the line shift circuit 29 to "high", and outputs the remaining line signals to "high".
In order to set the voltage to “low”, the gate voltage selection circuit 219 sets the first gate line 220 to the gate-on voltage 223,
The remaining gate lines are set to a gate-off voltage 224. The line driver 218 sequentially applies the gate-on voltage 224 to the second line gate signals 221, . . . , N according to the line clock 27.
It is shifted with the line gate signal 222. That is, as shown in FIG. 7, when the first line gate line 220 has a gate-on voltage, the data liquid crystal driver 200 has a pixel voltage corresponding to the display data of the first line, for example, the first pixel voltage 2.
15 outputs the V1 voltage, so the liquid crystal panel 225
The pixel voltage of the first line is written in the first line. Furthermore, when the second line gate line 221 is at the gate-on voltage 224, the data liquid crystal driver 200 outputs a pixel voltage according to the second line display data, for example, the first pixel voltage 215 is the V2 voltage. LCD panel 2
The pixel voltage of the second line is written to the second line of 25. Then, when the M-th line gate line 222 is at the gate-on voltage 224, the data liquid crystal driver 200
Since the pixel voltage corresponding to the display data of the line, for example, the first pixel voltage 215 outputs the V3 voltage, the pixel voltage of the M line is written to the M line of the liquid crystal panel 225. By repeating the above writing of pixel voltages to each line, each pixel of the liquid crystal panel 225 is
It becomes possible to write pixel voltages according to the desired gradation to display.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、多階
調表示に対しては、図6に示すように一画素に対し表示
したい階調数に応じた電圧数のスイッチを設け実現して
いる。しかし、液晶表示装置の場合このスイッチは、一
水平の表示画素、すなわちN画素分必要であり、また、
高耐圧回路であるため、一画素当たりのスッチ数の増加
はコストの増加となる。すなわち、この方式による多階
調表示では、HD66310で実現されている八階調以
上の表示に対する液晶ドライバコストの増加に対しては
考慮されていない。本発明の目的は、八階調以上の表示
でもコストの増加しない液晶表示装置を提供することで
ある。
[Problems to be Solved by the Invention] The above-mentioned conventional technology realizes multi-gradation display by providing switches with the number of voltages corresponding to the number of gradations desired to be displayed for one pixel, as shown in FIG. There is. However, in the case of a liquid crystal display device, this switch is required for one horizontal display pixel, that is, N pixels, and
Since this is a high voltage circuit, an increase in the number of switches per pixel results in an increase in cost. That is, the multi-gradation display using this method does not take into account the increase in liquid crystal driver cost for displaying eight or more gradations, which is realized by the HD66310. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that does not increase cost even when displaying eight or more gradations.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明はゲートドライバを表示データの階調情報によ
りゲートパルス幅を選択するものとし、ドレインドライ
バを選択ラインに対して階調数に応じた電圧を一水平期
間に切り換え供給するものとした。また、液晶パネルは
、ドレインドライバの出力で、各ライン上のTFTのド
レイン電圧を与え、ゲートドライバで各列上のTFTの
ゲートを駆動する構成とした。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention uses a gate driver that selects a gate pulse width based on gradation information of display data, and a drain driver that selects a gate pulse width according to the number of gradations for a selected line. The corresponding voltage was switched and supplied during one horizontal period. Further, the liquid crystal panel was configured such that the drain voltage of the TFT on each line was applied by the output of the drain driver, and the gate of the TFT on each column was driven by the gate driver.

【0008】[0008]

【作用】本発明による液晶表示装置は、ゲートドライバ
の出力する表示データの階調情報により選択されたゲー
トパルスの立ち下がりを、ドレインドライバが、表示し
たい階調電圧を供給した後の次の電圧に変化する直前と
することにより、選択されたライン上の画素に階調情報
で示す階調電圧を書き込むことを可能にした。また、非
選択ラインの電圧は、ゲートドライバの出力する電圧(
ゲートオン電圧及び、ゲートオフ電圧)より十分高い電
圧とするため、非選択ライン上のTFTはオン状態とは
ならず書き込みは起こらない。
[Operation] In the liquid crystal display device according to the present invention, the falling edge of the gate pulse selected based on the gradation information of the display data output by the gate driver is applied to the next voltage after the drain driver supplies the gradation voltage desired to be displayed. This makes it possible to write the gradation voltage indicated by the gradation information to the pixels on the selected line by setting the value immediately before the change to . In addition, the voltage of the non-selected line is the voltage output by the gate driver (
Since the voltage is sufficiently higher than the gate-on voltage and gate-off voltage, the TFTs on the non-selected lines are not turned on and writing does not occur.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1、図8ないし
図19を用いて説明する。なお、本実施例では、液晶パ
ネルの表示解像度を水平方向N画素、垂直方向M画素と
し(N、Mは1以上の自然数)、階調表示数を四レベル
として説明する。尚階調レベルを明るい方から階調1、
階調2、階調3、階調4と呼ぶ。、図1は、本発明を適
応した液晶表意装置の一実施例の構成を示す図で、1〜
3、26、27、29〜32は従来例と同じである。4
は、一水平期間に四個のパルスを出力するゲートパルス
クロック、5はゲートオン電圧、6はゲートオフ電圧、
7は表示データ1を一水平分取り込み、そのデータの階
調情報に応じたパルス幅のゲートパルスを出力するゲー
トドライバである。8は表示データラッチ回路で、水平
クロック3で初期化され、先頭から順次データクロック
2で表示データ1を取り込む。9〜11は表示データラ
ッチ回路8の出力で、それぞれ二ビットの一画素目デー
タ、二画素目データ、N画素目データである。12は、
一画素目データ9、二画素目データ10、……N画素目
データ11を水平クロック3でラッチし、一水平期間保
持する水平ラッチ回路、13〜15はそのラッチされた
データで、それぞれ二ビットの一画素目水平データ、二
画素目水平データ、N画素目水平データである。16は
パルス生成回路、17はパルス生成回路16の出力で四
つのパルスクロックを持つゲートパルス、18はパルス
セレクト回路で各一画素目水平データ13、二画素目水
平データ14、……N画素水平目データ15の二ビット
の階調情報で四つのゲートパルスクロック17のうち一
パルスを選択し出力する。19〜21はパルスセレクト
回路18の出力で一画素目パルス、二画素目パルス、N
画素目パルスである。22はゲート電圧セレクト回路で
、一画素目パルス19、二画素目パルス20、N画素目
パルス21の”ロー”に対してゲートオフ電圧6を、”
ハイ”に対してゲートオン電圧5を選択して出力する。 23〜25はゲート電圧セレクト回路22の出力で一画
素目ゲートパルス、二画素目ゲートパルス、N画素目ゲ
ートパルスである。28は液晶パネルの選択状態とする
走査ラインを指示するとともに、選択されたラインのド
レイン線に選択電圧を、選択されていないラインには非
選択電圧を供給するドレインドライバである。33は、
一水平期間のドレイン電圧の切り換えを指示するドレイ
ンクロック、34はドレイン電圧を生成するドレイン電
圧発生回路、35は選択ドレイン電圧、36は非選択ド
レイン電圧である。37はドレイン電圧セレクト回路で
、一ライン目信号30〜Mライン目信号32の”ハイ”
、”ロー”に従い、”ハィ”に対しては選択ドレイン電
圧35、”ロー”に対しては非選択ドレイン電圧36を
選択し出力する。38〜40はドレイン電圧セレクト回
路37の出力で一ライン目ドレイン線、二ライン目ドレ
イン線、Mライン目ドレイン線である。41は水平方向
N画素、垂直方向M画素の液晶パネルである。図8は、
液晶パネル41の画素構成を示す図であり、図中、42
は常に非選択ドレイン電圧36と同一レベルの電圧を保
つ付加ドレイン線、43はM−一ライン目ドレイン線で
ある。44は一行一ライン目(以下、m行nライン目を
(m、n)と略す)画素TFT、45は(1、1)画素
付加容量、46は(1、1)画素液晶、500は(1、
1)画素電極、47は対抗電極VCOM、48は(1、
N)画素TFT、49は(1、N)画素付加容量、50
は(1、N)画素液晶、501は(1、N)画素電極、
51は(M、1)画素TFT、52は(M、1)画素付
加容量、53は(M、1)画素液晶、502は(M、1
)画素電極、54は(M、N)画素TFT、55は(M
、N)画素付加容量、56は(M、N)画素液晶、50
3は(M、N)画素電極である。図9、図10はドレイ
ン電圧発生回路34の出力である選択ドレイン電圧35
の電圧関係を説明する図であり、図9はVCOM47が
V0の電位の時の選択ドレイン電圧35の出力電圧であ
り、図10はVCOM47がV6の電位の時の選択ドレ
イン電圧35の出力電圧である。図11はゲート電圧セ
レクト回路22の出力である各画素のゲートパルスの出
力波形を説明する図であり、図中、Tは一水平期間を示
し、V5はゲートオン電圧5の電圧であり、V0はゲー
トオフ電圧6の電圧である。また、(a)〜(d)のパ
ルスは、それぞれ、表示データの階調情報の階調1〜階
調4の四レベルに対応したゲートパルス波形である。図
12は、液晶一画素への書き込みの説明図である。図1
3は、パルス生成回路16の一実施例の構成を示す系統
図であり、58〜61はフリップフロップ回路(以下、
F.F.と略す)、57、63〜66はインバータ回路
であり、67〜70はゲートパルス17の4パルスであ
り、それぞれ、V1パルス、V2パルス、V3パルス、
V4パルスである。図14は図13のパルス生成回路1
6の動作の説明図である。図16はドレイン電圧発生回
路34の選択ドレイン電圧35を生成する一実施例の系
統図で、図中Va〜Vdは四階調表示に対応した電圧レ
ベルであり、71は四レベルの電圧の出力タイミングを
制御する電圧ゲート生成回路、72〜75は電圧ゲート
生成回路71の出力でそれぞれ、電圧レベルVa〜Vd
を制御するG1〜G4であり、76〜79は電圧スイッ
チで、それぞれゲート線には、G4〜G1が、ドレイン
線にはVd〜Vaの電圧が接続され、ゲート線が”ハイ
”となり、スイッチがオン状態となり、そのスイッチに
接続されている電圧レベルが選択ドレイン電圧35とし
て出力される。図17は、図16の電圧ゲート生成回路
71の一実施例を示す図で、82〜85はF.F.、8
0、86〜89はインバータ回路である。 図18は、ドレイン電圧発生回路34の動作の説明図で
ある。図19は、液晶を交流駆動する場合の交流か回路
の説明図であり、90は、フレーム毎に”ハイ””ロー
”と切り換える交流信号、91は、インバータ回路、9
2、93は、電圧スイッチであり、その出力が、Vaと
なる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 8 to 19. In this embodiment, the display resolution of the liquid crystal panel is assumed to be N pixels in the horizontal direction and M pixels in the vertical direction (N and M are natural numbers of 1 or more), and the number of gradations displayed is four levels. In addition, the gradation level is gradation 1 from the brightest,
They are called gradation 2, gradation 3, and gradation 4. , FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a liquid crystal display device to which the present invention is applied.
3, 26, 27, 29-32 are the same as the conventional example. 4
is a gate pulse clock that outputs four pulses in one horizontal period, 5 is a gate-on voltage, 6 is a gate-off voltage,
Reference numeral 7 denotes a gate driver which takes in one horizontal portion of display data 1 and outputs a gate pulse having a pulse width corresponding to the gradation information of the data. Reference numeral 8 denotes a display data latch circuit, which is initialized with the horizontal clock 3 and sequentially takes in display data 1 from the beginning with the data clock 2. 9 to 11 are outputs of the display data latch circuit 8, which are 2-bit first pixel data, second pixel data, and Nth pixel data, respectively. 12 is
A horizontal latch circuit that latches the first pixel data 9, second pixel data 10, ... Nth pixel data 11 with the horizontal clock 3 and holds it for one horizontal period, 13 to 15 are the latched data, each with 2 bits. These are the first pixel horizontal data, the second pixel horizontal data, and the Nth pixel horizontal data. 16 is a pulse generation circuit, 17 is the output of the pulse generation circuit 16 and is a gate pulse having four pulse clocks, and 18 is a pulse selection circuit that outputs horizontal data for each first pixel 13, horizontal data for the second pixel 14, . . . N pixels horizontally. One pulse of the four gate pulse clocks 17 is selected and output based on the 2-bit gradation information of the eye data 15. 19 to 21 are the outputs of the pulse selection circuit 18, which are the first pixel pulse, the second pixel pulse, and N
This is the pixel pulse. 22 is a gate voltage selection circuit that selects a gate-off voltage 6 for "low" of the first pixel pulse 19, the second pixel pulse 20, and the Nth pixel pulse 21.
Gate-on voltage 5 is selected and output for "high". 23 to 25 are the outputs of the gate voltage selection circuit 22, which are the first pixel gate pulse, the second pixel gate pulse, and the Nth pixel gate pulse. 28 is the liquid crystal 33 is a drain driver that instructs the scanning line to be in the selected state of the panel and supplies a selection voltage to the drain line of the selected line and a non-selection voltage to the unselected line.
34 is a drain voltage generation circuit that generates a drain voltage; 35 is a selected drain voltage; and 36 is a non-selected drain voltage. 37 is a drain voltage selection circuit, which selects the "high" level of the first line signal 30 to the M line signal 32.
, "low", select drain voltage 35 is selected for "high", and unselected drain voltage 36 is selected and output for "low". 38 to 40 are the outputs of the drain voltage selection circuit 37, which are the first drain line, the second drain line, and the Mth drain line. 41 is a liquid crystal panel with N pixels in the horizontal direction and M pixels in the vertical direction. Figure 8 shows
It is a diagram showing a pixel configuration of a liquid crystal panel 41, in which 42
is an additional drain line that always maintains the same voltage level as the non-selected drain voltage 36, and 43 is an M-first line drain line. 44 is a pixel TFT in the first row and first line (hereinafter, the mth row and nth line is abbreviated as (m, n)), 45 is a (1,1) pixel additional capacitor, 46 is a (1,1) pixel liquid crystal, and 500 is ( 1,
1) Pixel electrode, 47 is counter electrode VCOM, 48 is (1,
N) Pixel TFT, 49 is (1, N) pixel additional capacitor, 50
is (1,N) pixel liquid crystal, 501 is (1,N) pixel electrode,
51 is (M, 1) pixel TFT, 52 is (M, 1) pixel additional capacitor, 53 is (M, 1) pixel liquid crystal, 502 is (M, 1)
) pixel electrode, 54 is (M,N) pixel TFT, 55 is (M
, N) pixel additional capacitance, 56 is (M, N) pixel liquid crystal, 50
3 is a (M,N) pixel electrode. 9 and 10 show the selected drain voltage 35 which is the output of the drain voltage generation circuit 34.
FIG. 9 shows the output voltage of the selected drain voltage 35 when VCOM47 is at the potential of V0, and FIG. 10 shows the output voltage of the selected drain voltage 35 when the VCOM47 is at the potential of V6. be. FIG. 11 is a diagram explaining the output waveform of the gate pulse of each pixel which is the output of the gate voltage select circuit 22. In the figure, T indicates one horizontal period, V5 is the voltage of the gate-on voltage 5, and V0 is the voltage of the gate-on voltage 5. This is the gate-off voltage 6. Further, the pulses (a) to (d) are gate pulse waveforms corresponding to four levels of gradation 1 to gradation 4 of gradation information of display data, respectively. FIG. 12 is an explanatory diagram of writing to one pixel of the liquid crystal. Figure 1
3 is a system diagram showing the configuration of one embodiment of the pulse generation circuit 16, and 58 to 61 are flip-flop circuits (hereinafter referred to as
F. F. ), 57, 63-66 are inverter circuits, 67-70 are the four gate pulses 17, V1 pulse, V2 pulse, V3 pulse, respectively.
This is a V4 pulse. Figure 14 shows the pulse generation circuit 1 in Figure 13.
FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of No. 6; FIG. 16 is a system diagram of an embodiment for generating the selected drain voltage 35 of the drain voltage generation circuit 34. In the figure, Va to Vd are voltage levels corresponding to four-level display, and 71 is the output of the four-level voltage. Voltage gate generation circuits 72 to 75 control the timing, which are the outputs of the voltage gate generation circuit 71 and have voltage levels Va to Vd, respectively.
76 to 79 are voltage switches, G4 to G1 are connected to the gate lines, and voltages Vd to Va are connected to the drain lines, so that the gate lines become "high" and the switches are switched on. is turned on, and the voltage level connected to that switch is output as the selected drain voltage 35. FIG. 17 is a diagram showing an embodiment of the voltage gate generation circuit 71 of FIG. 16, and 82 to 85 are F. F. , 8
0, 86-89 are inverter circuits. FIG. 18 is an explanatory diagram of the operation of the drain voltage generation circuit 34. FIG. 19 is an explanatory diagram of an AC circuit when driving a liquid crystal with AC, in which 90 is an AC signal that switches between "high" and "low" for each frame, 91 is an inverter circuit, 9
2 and 93 are voltage switches, the output of which is Va.

【0010】図1の液晶表示装置の動作を説明する前に
図8〜図12を用いて液晶パネル41の動作を説明する
。液晶パネル41は、図8に示すように、一画素をTF
T、画素電極、付加容量、液晶で構成している。選択さ
れたドレイン線に選択ドレイン電圧35が印加される。 すなわち、画素電極の対抗電位となるVCOM47がV
0の電位となるときは、図9に示すようにV1〜V4の
4レベルの電位をそれぞれ、一水平期間Tにたいして、
t0、t1、t2、T期間出力する。また、VCOM4
7がV6の電位となるときは、図10に示すように、V
6−V1〜V6−V4の四レベルの電位をそれぞれ、一
水平期間Tにたいして、t0、t1、t2、T期間出力
する。この時、一画素目ゲートパルス23〜N画素目ゲ
ートパルス25は一ライン目の表示データの階調情報に
従い、図11に示す四つのパルス波形のうち一つを選択
し出力する。例えば、(1、1)画素に階調2を表示す
る場合は一画素目ゲートパルス23が図11の(b)で
示すパルスを出力する、この時(1、1)画素TFT4
4は一水平期間Tの先頭からt1−td期間V5電圧と
なるため、オン状態となり、一ライン目ドレイン線38
に印加される電圧を画素電極500に与える。 すなわち、画素電極500にはt0期間V1(V6−V
1)電圧が、t1−td−t0期間V2(V6−V2)
電圧が与えられることになり、液晶46にはVCOM4
7の電圧であるV0(V6)とV2の差電圧が蓄えられ
、また、付加容量45には非選択ドレイン電圧36の電
圧とV2(V6−V2)の差電圧が蓄えられることにな
る(以下、この動作を書き込みと呼ぶ)。一画素目ゲー
トパルス23がV0レベルとなると(1、1)画素TF
T44はオフ状態となり、蓄えられた電圧が次の書き込
みまで保持されることになる。すなわち、ゲートパルス
の立ち下がり時のドレイン線の電圧を書き込むことにな
る。この時、一ライン目ドレイン線38の電圧は、その
後td期間だけ、V2電圧を保持するため、各ドレイン
線や、ゲート線にディレイがあっても正確に、V2電圧
を書き込むことが可能となる。また、画素付加容量はこ
の保持動作が液晶の容量だけでは不足しているため、こ
れを補うため設けてある。従って、液晶の容量で、保持
動作が可能である場合は設ける必要がない。画素付加容
量は、前のラインのドレイン線との間に構成するが、一
ライン目のみ前のラインが存在しないため特別に付加ド
レイン線42を設け、それとの間に構成する。
Before explaining the operation of the liquid crystal display device shown in FIG. 1, the operation of the liquid crystal panel 41 will be explained using FIGS. 8 to 12. The liquid crystal panel 41, as shown in FIG.
It consists of T, pixel electrode, additional capacitance, and liquid crystal. A selected drain voltage 35 is applied to the selected drain line. That is, VCOM47, which is the counter potential of the pixel electrode, is V
When the potential is 0, as shown in FIG. 9, four levels of potential V1 to V4 are applied to each horizontal period T.
Output for periods t0, t1, t2, and T. Also, VCOM4
7 becomes the potential of V6, as shown in FIG.
6-V1 to V6-V4 are output for periods t0, t1, t2, and T for one horizontal period T, respectively. At this time, the first pixel gate pulse 23 to the Nth pixel gate pulse 25 select and output one of the four pulse waveforms shown in FIG. 11 according to the gradation information of the display data of the first line. For example, when displaying gradation 2 on the (1, 1) pixel, the first pixel gate pulse 23 outputs the pulse shown in (b) of FIG. 11. At this time, the (1, 1) pixel TFT 4
4 becomes the voltage V5 during the t1-td period from the beginning of one horizontal period T, so it is in the on state, and the first drain line 38
A voltage applied to the pixel electrode 500 is applied to the pixel electrode 500. That is, the pixel electrode 500 has a t0 period V1 (V6-V
1) The voltage is t1-td-t0 period V2 (V6-V2)
A voltage will be applied to the liquid crystal 46, and VCOM4 will be applied to the liquid crystal 46.
The difference voltage between V0 (V6) and V2, which is the voltage of 7, is stored, and the difference voltage between the voltage of the unselected drain voltage 36 and V2 (V6 - V2) is stored in the additional capacitor 45 (hereinafter , this operation is called writing). When the first pixel gate pulse 23 reaches V0 level, the (1, 1) pixel TF
T44 is turned off and the stored voltage is held until the next write. That is, the voltage of the drain line at the falling edge of the gate pulse is written. At this time, since the voltage of the first drain line 38 is held at the V2 voltage for only the td period thereafter, it is possible to accurately write the V2 voltage even if there is a delay in each drain line or gate line. . Further, the pixel additional capacitor is provided to compensate for the fact that the liquid crystal capacitance alone is insufficient for this holding operation. Therefore, if the holding operation is possible with the capacity of the liquid crystal, there is no need to provide it. The pixel additional capacitor is formed between the drain line of the previous line, but since the previous line does not exist for only the first line, an additional drain line 42 is specially provided and formed between it.

【0011】すなわち、一ライン目ドレイン線38が選
択状態であり、選択ドレイン電圧35が出力されている
とすると、一画素目ゲートパルス23〜N画素目ゲート
パルス25のゲートパルス幅で一水平N画素の各画素に
対して表示したい電圧を書き込むことができる。この時
、付加ドレイン線42は非選択ドレイン電圧36の電圧
レベルであるため付加容量は、その電圧レベルと画素電
極との差電圧が蓄えられる。次の一水平期間は二ライン
目ドレイン電圧39が選択状態となり、二ライン目のN
画素に書き込みを行う。この時、一ライン目ドレイン線
38は非選択ドレイン電圧36の電圧レベルであるため
付加容量は、その電圧レベルと画素電極との差電圧が蓄
えられる。これを一ラインづつ繰返し、Mライン目まで
行う。この動作を繰り返すことにより、表示を行ってい
る。また、液晶に蓄える電圧を、図9、図10に示すよ
うに、VCOM47にたいして、+側、−側とするのは
、液晶は交流駆動を行う必要があるからである。すなわ
ち、図12に示すように、例えば、(1、1)画素に階
調2の表示を行う場合、最初の一フレーム(Mラインす
べての走査期間)の一ライン目の選択時にV2電圧を書
き込み、次のフレームでV6−V2電圧を書き込むこと
により、VCOM47をフレームごとにV0、V6と変
化することで、液晶には、絶対値でV2の電圧を書き込
み、その極性はフレームごとに切り換える交流駆動を実
現することができる。
That is, assuming that the first line drain line 38 is in the selected state and the selected drain voltage 35 is output, the gate pulse width of the first pixel gate pulse 23 to the Nth pixel gate pulse 25 is one horizontal N. A desired voltage to be displayed can be written to each pixel. At this time, since the additional drain line 42 is at the voltage level of the unselected drain voltage 36, the additional capacitance stores the difference voltage between that voltage level and the pixel electrode. In the next horizontal period, the second line drain voltage 39 is in the selected state, and the second line N
Write to the pixel. At this time, since the first drain line 38 is at the voltage level of the non-selected drain voltage 36, the additional capacitance stores the difference voltage between that voltage level and the pixel electrode. This is repeated line by line until the Mth line. Display is performed by repeating this operation. Further, the reason why the voltage stored in the liquid crystal is set to the + side and the - side with respect to the VCOM 47 as shown in FIGS. 9 and 10 is that the liquid crystal needs to be driven with alternating current. That is, as shown in FIG. 12, for example, when performing gradation 2 display on the (1, 1) pixel, the V2 voltage is written when the first line is selected in the first frame (scanning period of all M lines). By writing the V6-V2 voltage in the next frame, VCOM47 is changed to V0 and V6 every frame, and the absolute value of the voltage V2 is written to the liquid crystal, and the polarity is switched every frame. can be realized.

【0012】次に、図1、図13〜図19を用いて本発
明を適応した液晶表示装置の動作を説明する。表示デー
タラッチ回路8は、水平クロック3の立上りにより初期
化されその後表示データ1は、データクロック2により
順次一水平分の表示データを取り込む。取り込まれた表
示データは、一画素目表示データ9、二画素目表示デー
タ10、N画素目表示データ11として表示データラッ
チ回路8より出力され、次の水平クロック3の立上りで
、水平ラッチ回路12に取り込まれる。また、この時表
示データラッチ回路8は再び初期化され、次の一ライン
分の表示データを取り込む準備をする。水平ラッチ回路
12の出力である、一画素目表示データ13、二画素目
表示データ14、N画素目表示データ14はパルスセレ
クト回路18に与えられる。パルス生成回路16は図1
3に示すように、水平クロック3の”ハイ”レベルをイ
ンバータ回路57で反転し、”ロー”レベルとしF.F
.58〜61に与えることにより、各F.F.をセット
する。すなわち、図14に示すように、各F.F.のQ
出力を”ハイ”レベルとする。ゲートパルスクロック4
は図13に示すように、水平クロック3の一周期Tの間
に四個のパルスを出力するクロックであり、そのクロッ
クの立ち上がりで順にF.F.58、F.F.59、…
…F.F.61と”ロー”にしていく。ゲートパルス1
7の四つのパルスであるV1パルス57〜V4パルス7
0は各F.F.のQN出力をそれぞれ、インバータ回路
63〜70で反転しているため、図14の各F.F.の
Q出力と同じ波形となる。パルスセレクト回路18は、
ゲートパルス17の四つのパルスを受取、一画素目表示
データ13、二画素目表示データ14、N画素目表示デ
ータ14の階調情報で階調1にはV1パルス67、階調
2にはV2パルス68、階調3にはV1パルス69、階
調4にはV1パルス70を選択し、一画素目パルス19
、二画素目パルス20、N画素目パルス21として出力
する。ゲート電圧セレクト回路22は一画素目パルス1
9、二画素目パルス20、N画素目パルス21の”ハイ
”にたいしては、ゲートオン電圧5、”ロー”にたいし
てはゲートオフ電圧6を対応させ、それぞれ、一画素目
ゲートパルス23、二画素目ゲートパルス24、N画素
目ゲートパルス25として出力する。すなわち、ゲート
ドライバ7は表示データを一ライン分取り込むみ、その
表示データの階調情報に応じて、階調1には図11(a
)のパルス、階調2には図11(b)のパルス、階調3
には図11(c)のパルス、階調4には図11(d)の
パルスを選択し出力する。ラインシフト回路29は図1
5に示すように、先頭信号26をラインクロック27の
立上りで取り込み一ライン目信号30を”ハイ”にする
。その後、ラインクロック27の立上りで、その”ハイ
”状態を順に、二ライン目信号31、……Mライン目信
号32とシフトしていく。一ライン目信号30〜Mライ
ン目信号32のうち”ハイ”となっているラインが選択
状態ラインであり、図15より、その選択状態のライン
は、一ラインだけであることがわかる。ドレイン電圧セ
レクト回路37は、一ライン目信号30〜Mライン目信
号32の”ハイ”にたいして、選択ドレイン電圧35、
”ロー”にたいして非選択ドレイン電圧36を対応させ
出力する。ドレイン電圧発生回路34は、非選択ドレイ
ン電圧36にたいしては、ゲートオン電圧5よりも高い
一定電圧を発生しつづける。これにたいして、選択ドレ
イン電圧35は、図16に示す電圧発生回路で生成され
る。図中、電圧ゲート生成回路71は、図17に示すよ
うに、ラインクロック27の”ハイ”レベルをインバー
タ回路80で反転し、F.F.82をセットし、残りの
F.F.83〜85はリセットする。これによりG1〜
G4は図18に示すように、ラインクロック27の”ハ
イ”でG1は”ハイ”となり、G2〜G4は”ロー”と
なる。ドレインクロック33は、図18に示すように、
一水平期間で三つのパルスが出力され、その最初のパル
スの立上りでG1を”ロー”とすると共に、G2を”ハ
イ”とする。それ以降のドレインクロック33の立上り
で、”ハイ”状態をG3、G4とシフトする。以上によ
り、G1〜G4は一水平期間で順に”ハイ”となり、図
16の各スイッチ79〜76を順にオン状態とする。こ
れにより、図18に示すように、選択ドレイン電圧35
は、最初、ラインルロック7の立上りに同期しVaを出
力し、その後、ドレインクロク33の立上りに同期し、
Vb、Vc、Vdと順に出力することになる。また、V
a〜Vdの各電圧は、例えば、Vaは、図19に示すよ
うに、フレームごとに、”ハイ””ロー”を反転する交
流信号90をゲートに接続したスイッチ92と、交流信
号90をインバータ回路91で反転した信号をゲートに
接続したスイッチ93を設け、それぞれのスイッチにV
1,V6−V1電圧を接続することで、交流信号でスイ
ッチ92、スイッチ93を交互にオン状態とし、出力で
あるVaをV1、V6−V1とフレームごとに交互に切
り換えるられる。Vc〜Vdは図19のそれぞれ、V1
をV2、V3、V4とし、V6−V1をV6−V2、V
6−V3、V6−V4とすることで同様に交流化を実現
できる。ドレインドライバ28、ドレイン電圧発生回路
34の動作により、一ライン目ドレイン信号38〜Mラ
イン目ドレイン信号40を非選択時は、ゲートオン電圧
5より、高い電圧とし、選択時は、図9、図10に示す
電圧波形とすることができる。
Next, the operation of a liquid crystal display device to which the present invention is applied will be explained using FIGS. 1 and 13 to 19. The display data latch circuit 8 is initialized at the rising edge of the horizontal clock 3, and then the display data 1 sequentially captures one horizontal portion of display data using the data clock 2. The captured display data is output from the display data latch circuit 8 as first pixel display data 9, second pixel display data 10, and Nth pixel display data 11, and is outputted from the horizontal latch circuit 12 at the next rising edge of the horizontal clock 3. be taken in. Also, at this time, the display data latch circuit 8 is initialized again and prepares to take in the next line of display data. First pixel display data 13, second pixel display data 14, and Nth pixel display data 14, which are outputs of the horizontal latch circuit 12, are given to a pulse select circuit 18. The pulse generation circuit 16 is shown in FIG.
3, the "high" level of the horizontal clock 3 is inverted by the inverter circuit 57 and set to "low" level. F
.. 58-61, each F. F. Set. That is, as shown in FIG. F. Q of
Set the output to “high” level. Gate pulse clock 4
As shown in FIG. 13, this is a clock that outputs four pulses during one period T of the horizontal clock 3, and at the rising edge of the clock, F. F. 58, F. F. 59,...
…F. F. Set it to 61 and “low”. gate pulse 1
V1 pulse 57 to V4 pulse 7, which are the four pulses of 7
0 is each F. F. Since the QN outputs of each F. in FIG. F. It has the same waveform as the Q output of . The pulse select circuit 18 is
Receives four pulses of gate pulse 17, receives gradation information of first pixel display data 13, second pixel display data 14, and Nth pixel display data 14, V1 pulse 67 for gradation 1 and V2 for gradation 2. Select pulse 68, V1 pulse 69 for gradation 3, V1 pulse 70 for gradation 4, and select pulse 19 for the first pixel.
, the second pixel pulse 20, and the Nth pixel pulse 21. The gate voltage selection circuit 22 selects the first pixel pulse 1.
9. The "high" of the second pixel pulse 20 and the N-th pixel pulse 21 correspond to the gate-on voltage 5, and the "low" correspond to the gate-off voltage 6, respectively. 24, output as the Nth pixel gate pulse 25. In other words, the gate driver 7 takes in one line of display data, and according to the gradation information of the display data, gradation 1 is set to gradation 1 in FIG. 11(a).
), the pulse of Fig. 11(b) for gradation 2, the pulse of gradation 3
For gradation 4, the pulse shown in FIG. 11(c) and the pulse shown in FIG. 11(d) are selected and output. The line shift circuit 29 is shown in FIG.
5, the leading signal 26 is taken in at the rising edge of the line clock 27 and the first line signal 30 is set to "high". Thereafter, at the rising edge of the line clock 27, the "high" state is sequentially shifted to the second line signal 31, . . . the M-th line signal 32. Among the first line signal 30 to the Mth line signal 32, the line that is "high" is the selected state line, and it can be seen from FIG. 15 that there is only one line that is in the selected state. The drain voltage selection circuit 37 selects a selected drain voltage 35, when the first line signal 30 to the Mth line signal 32 are “high”.
A non-selected drain voltage 36 is output in response to "low". The drain voltage generation circuit 34 continues to generate a constant voltage higher than the gate-on voltage 5 for the unselected drain voltage 36. On the other hand, the selected drain voltage 35 is generated by a voltage generation circuit shown in FIG. In the figure, the voltage gate generation circuit 71 inverts the "high" level of the line clock 27 with an inverter circuit 80, as shown in FIG. F. 82 and the remaining F.82. F. 83 to 85 are reset. As a result, G1~
As shown in FIG. 18, G4 becomes "high" when the line clock 27 goes "high", and G1 becomes "high", and G2 to G4 become "low". The drain clock 33, as shown in FIG.
Three pulses are output in one horizontal period, and at the rising edge of the first pulse, G1 is set to "low" and G2 is set to "high". At the subsequent rise of the drain clock 33, the "high" state is shifted to G3 and G4. As a result of the above, G1 to G4 become "high" in order in one horizontal period, and the switches 79 to 76 in FIG. 16 are turned on in order. As a result, as shown in FIG. 18, the selected drain voltage 35
first outputs Va in synchronization with the rise of the line lock 7, and then synchronizes with the rise of the drain clock 33,
Vb, Vc, and Vd are output in this order. Also, V
Each voltage from a to Vd is, for example, Va, as shown in FIG. A switch 93 whose gate is connected to the signal inverted by the circuit 91 is provided, and each switch is connected to V.
1. By connecting the V6-V1 voltage, the switches 92 and 93 are alternately turned on with an AC signal, and the output Va is alternately switched between V1 and V6-V1 every frame. Vc to Vd are V1 in FIG. 19, respectively.
are V2, V3, V4, and V6-V1 is V6-V2, V
By using 6-V3 and V6-V4, alternating current can be similarly realized. By the operation of the drain driver 28 and the drain voltage generation circuit 34, the first line drain signal 38 to the Mth line drain signal 40 are set to a voltage higher than the gate-on voltage 5 when not selected, and when selected, are set to the voltages shown in FIGS. 9 and 10. The voltage waveform shown in FIG.

【0013】実施例では、階調数を四レベルとして説明
したが、選択ドレイン電圧35をLベルの電圧を一水平
期間で切り換えるものとし、ゲートドライバでは、L種
類のパルス幅のL個のゲートパルスを生成し、この中か
ら表示データにより、一パルスを選択する構成とするこ
とで、L階調表示が実現できる。又、液晶パネル41は
、図8に示すように、付加ドレイン線42を設け、一ラ
イン目はこの付加ドレイン線との間に付加容量を構成し
、他のラインは、前のラインのドレイン線との間に付加
容量を構成しているが、ドレイン線と同様に、対抗電極
VCOM47と同じ電位を持つ付加ラインをMライン設
け、そのラインとの間に、容量を形成することも可能で
ある。
In the embodiment, the number of gradations has been described as four levels, but the selected drain voltage 35 is assumed to be switched to L level voltage in one horizontal period, and the gate driver is configured to operate L gates with L types of pulse widths. L gradation display can be realized by generating pulses and selecting one pulse from the pulses based on display data. The liquid crystal panel 41 is also provided with an additional drain line 42, as shown in FIG. Although an additional capacitance is formed between the drain line and the counter electrode VCOM47, it is also possible to provide M lines of additional lines having the same potential as the counter electrode VCOM47 and form a capacitance between them. .

【0014】[0014]

【発明の効果】本発明によれば、高耐圧で、回路の規模
に大きく影響し、更には、画素数分必要な、ゲート電圧
セレクト回路、及びドレイン電圧セレクト回路は、階調
数によらず一定とすることができ、多階調表示でもコス
トを増加することなく多階調液晶表示装置が実現できる
[Effects of the Invention] According to the present invention, the gate voltage select circuit and the drain voltage select circuit, which have a high breakdown voltage, greatly affect the scale of the circuit, and are required for the number of pixels, are independent of the number of gradations. It can be kept constant, and a multi-gradation liquid crystal display device can be realized even in multi-gradation display without increasing the cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】  本発明の一実施例を示す液晶表示装置のブ
ロック図、
FIG. 1 is a block diagram of a liquid crystal display device showing an embodiment of the present invention;

【図2】従来の液晶表示装置のブロック図、[Fig. 2] Block diagram of a conventional liquid crystal display device,

【図3】従
来の液晶パネルの画素系統図、
[Figure 3] Pixel system diagram of conventional liquid crystal panel,

【図4】ゲート線の動作
の説明図、
[Fig. 4] An explanatory diagram of the operation of the gate line,

【図5】液晶の電圧−透過率特性の説明図、[Fig. 5] Explanatory diagram of voltage-transmittance characteristics of liquid crystal,

【図6】一
画素目のゲート電圧セレクト回路の系統図、
[Fig. 6] System diagram of the gate voltage selection circuit for the first pixel,

【図7】液
晶パネルの表示動作の説明図、
[Fig. 7] An explanatory diagram of the display operation of the liquid crystal panel,

【図8】本発明の液晶パ
ネルの画素構成図、
FIG. 8 is a pixel configuration diagram of the liquid crystal panel of the present invention,

【図9】ドレイン波形の説明図、FIG. 9 is an explanatory diagram of the drain waveform,

【図10】ドレイン波形の説明図、FIG. 10: Explanatory diagram of drain waveform,

【図11】ゲートパルスの動作の説明図、FIG. 11 is an explanatory diagram of the operation of gate pulses,

【図12】画
素への書き込みの説明図、
FIG. 12 is an explanatory diagram of writing to pixels;

【図13】パルス生成回路の
系統図、
[Fig. 13] System diagram of pulse generation circuit,

【図14】パルス生成回路の動作説明図、FIG. 14 is an explanatory diagram of the operation of the pulse generation circuit,

【図15】ラ
インシフト回路の動作説明図、
FIG. 15 is an explanatory diagram of the operation of the line shift circuit,

【図16】ドレイン電圧
発生回路の系統図、
[Figure 16] System diagram of drain voltage generation circuit,

【図17】電圧ゲート生成回路の系
統図、
[Fig. 17] System diagram of voltage gate generation circuit,

【図18】ドレイン電圧発生回路の動作説明図、
FIG. 18 is an explanatory diagram of the operation of the drain voltage generation circuit,

【図19】ドレイン電圧の交流化回路の系統図。FIG. 19 is a system diagram of a drain voltage alternating circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…表示データ、 2…データクロック、 3…水平クロック、 4…ゲートパルスクロック、 7…ゲートドライバ、 8…表示データラッチ回路、 12…水平ラッチ回路、 16…パルス生成回路、 17…ゲートパルス、 18…パルスセレクト回路、 22…ゲート電圧セレクト回路、 23…一画素目ゲートパルス、 24…二画素目ゲートパルス、 25…N画素目ゲートパルス、 27…ラインクロック、 28…ドレインドライバ、 29…ラインシフト回路、 33…ドレインクロック、 34…ドレイン電圧発生回路、 37…ドレイン電圧セレクト回路、 38…一ライン目ドレイン線、 39…二ライン目ドレイン線、 40…Mライン目ドレイン線、 41…液晶パネル。 1...display data, 2...Data clock, 3...Horizontal clock, 4...Gate pulse clock, 7...Gate driver, 8...display data latch circuit, 12...Horizontal latch circuit, 16...Pulse generation circuit, 17...Gate pulse, 18...Pulse selection circuit, 22...gate voltage selection circuit, 23...First pixel gate pulse, 24...Second pixel gate pulse, 25...Nth pixel gate pulse, 27...Line clock, 28...Drain driver, 29...Line shift circuit, 33...Drain clock, 34...Drain voltage generation circuit, 37...Drain voltage selection circuit, 38...First line drain line, 39...Second line drain line, 40...M line drain line, 41...Liquid crystal panel.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一ドットをスイッチング素子と、画素電極
と対抗電極と前記画素電極と前記対抗電極間に封入する
液晶からなる液晶表示装置において、前記スイッチング
素子がオン時に、前記スイッチング素子を介し前記画素
電極に与えるられるドレイン電圧はNレベルの電圧を切
り換え与えられ、前記スイッチング素子をオン、オフす
るゲートパルス幅を制御し、前記ドレイン電圧が前記画
素電極に蓄えたい電圧レベルの時に前記スイッチング素
子をオフすることを特徴とする多階調液晶表示装置。
1. A liquid crystal display device in which one dot includes a switching element, a pixel electrode, a counter electrode, and a liquid crystal sealed between the pixel electrode and the counter electrode, when the switching element is turned on, the liquid crystal is transmitted through the switching element. The drain voltage applied to the pixel electrode is switched between N level voltages, controls the gate pulse width for turning on and off the switching element, and turns the switching element on when the drain voltage is at the voltage level desired to be stored in the pixel electrode. A multi-gradation liquid crystal display device that is turned off.
【請求項2】請求項1において、表示解像度を、水平方
向Nドット、垂直方向Mドットとし、水平方向Nドット
に対し、共通のドレイン電圧を供給するM本のドレイン
線と、垂直方向Mドットに対し、共通のゲートパルスを
与えるN本のゲート線を設け、各ゲート線のゲートパル
ス幅をNドットの各表示データにより決定し、前記Nド
ットの表示ラインに対し、Lレベルの電圧を供給し、非
表示ラインに対しては、ゲートパルスの電圧より、高い
電圧を供給する多階調表示装置。
2. In claim 1, the display resolution is N dots in the horizontal direction and M dots in the vertical direction, and M drain lines supplying a common drain voltage to the N dots in the horizontal direction and M dots in the vertical direction. , N gate lines giving a common gate pulse are provided, the gate pulse width of each gate line is determined by each display data of N dots, and an L level voltage is supplied to the display line of N dots. However, a multi-gradation display device supplies a voltage higher than the gate pulse voltage to non-display lines.
【請求項3】請求項2において、常に非表示ラインの電
圧の付加ラインを設け、一ライン目のドットに対しては
、前記付加ラインとの間に容量を形成し、二ライン目以
降のラインは、前ラインのドットのドレイン線との間に
容量を形成する多階調液晶表示装置。
3. In claim 2, an additional line with a voltage of the non-display line is always provided, and a capacitance is formed between the dots on the first line and the additional line, and the dots on the second and subsequent lines are is a multi-gradation liquid crystal display device that forms a capacitance between the drain line of the previous line of dots.
【請求項4】請求項2において、前記対抗電極と同一の
電圧レベルとなる付加ラインをMライン設け、各ドット
と前記付加ラインとの間に容量を形成した多階調液晶表
示装置。
4. The multi-gradation liquid crystal display device according to claim 2, further comprising M additional lines having the same voltage level as the counter electrode, and a capacitance being formed between each dot and the additional line.
【請求項5】表示データを受取、表示データに応じた電
圧波形を出力する駆動回路において、水平クロックの一
周期の一水平期間でL個のパルスを出力するゲートパル
スクロックに応じて、前記水平クロックで選択電圧とな
り、前記ゲートパルスクロックの出力で順次非選択電圧
レベルとなるL個のゲートパルスを生成するパルス生成
回路を設け、表示データを一ライン分受取、受け取った
後に、一ライン分の表示データの階調情報に応じて、L
個のゲートパルスにより、一パルスを選択し、出力する
ことを特徴とする液晶駆動回路。
5. A drive circuit that receives display data and outputs a voltage waveform according to the display data, wherein the horizontal A pulse generation circuit is provided that generates L gate pulses that become a selection voltage level with a clock and sequentially become a non-selection voltage level with the output of the gate pulse clock. Depending on the gradation information of display data, L
A liquid crystal drive circuit characterized in that one pulse is selected and outputted using five gate pulses.
【請求項6】液晶表示装置の操作ラインを指示する走査
回路において、Lレベルの電圧を一水平期間に切り換え
出力するドレイン選択電圧と、一定レベルのドレイン非
選択電圧を入力し、選択ラインにたいしては前記ドレイ
ン選択電圧を出力し、非選択ラインにたいしては、前記
ドレイン非選択電圧を非選択出力することを特徴とする
液晶駆動走査回路。
6. In a scanning circuit for instructing an operation line of a liquid crystal display device, a drain selection voltage that switches and outputs an L level voltage in one horizontal period and a drain non-selection voltage of a constant level are inputted, and a drain non-selection voltage of a constant level is inputted. A liquid crystal drive scanning circuit, characterized in that it outputs the drain selection voltage, and outputs the drain non-selection voltage in a non-selective manner for non-selected lines.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001174788A (en) * 1999-12-15 2001-06-29 Hitachi Ltd Liquid crystal display device and driving method thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001174788A (en) * 1999-12-15 2001-06-29 Hitachi Ltd Liquid crystal display device and driving method thereof

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