JPH08248924A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コモン電極交流化駆動法を使用しつつ、消費
電力を低減できる液晶表示モジュールを提供すること。 【構成】 マトリックス状に設けられた複数の薄膜トラ
ンジスタを少なくとも有するＴＦＴ液晶表示パネルと、
ＴＦＴ液晶表示パネルの複数のドレイン信号線を駆動す
るドレイン駆動回路と、コンピュータ部からの制御信号
および表示用データが入力され、前記各回路を制御する
表示制御装置とを少なくとも具備するＴＦＴ液晶表示装
置において、前記表示制御装置からの表示用データが入
力される前記ドレイン駆動回路が、前記表示制御装置か
ら入力されるデータ反転信号に基づいて、表示用データ
を反転させる表示用データ反転手段を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に関し、
特に、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔ
ｏｒ：薄膜トランジスタ）液晶表示パネルを駆動する駆
動回路（ドレイン駆動回路）に適用して有効な技術に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＴＦＴ液晶ディスプレイの一つと
して、ＴＦＴ液晶表示モジュールが公知である。

【０００３】図５は、前記従来のＴＦＴ液晶表示モジュ
ールの概略構成を示すブロック図である。

【０００４】本実施例のＴＦＴ液晶表示モジュールは、
ＴＦＴ液晶表示パネル（ＴＦＴ−ＬＣＤ）５０１の上側
にドレインドライバ５０２が搭載されるドレインドライ
バ部１０１が配置され、また、ＴＦＴ液晶表示パネル５
０１の側面部には、ゲートドライバ５０３が搭載される
ゲートドライバ部５０４、コントローラ部（表示制御装
置）１０２および電源部５０５が配置される。

【０００５】ドレインドライバ部１０１、ゲートドライ
バ部５０４、コントローラ部１０２及び電源部５０５
は、それぞれ専用のプリント基板に実装される。

【０００６】また、ＴＦＴ液晶表示パネル５０１は、６
４０×３×４８０画素から構成される。

【０００７】図６は、図５に示すＴＦＴ液晶表示パネル
５０１の１副画素分の等価回路を示す回路図である。

【０００８】図６に示すように、薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）は、ドレイン信号線（Ｄｎ）と、隣接する２本の
ゲート信号線（Ｇｎ，Ｇｎ＋１）との交差領域内に配置
される。

【０００９】薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のドレイン電
極、ゲート電極は、それぞれ、ドレイン信号線（Ｄ
ｎ）、ゲート信号線（Ｇｎ＋１）に接続される。

【００１０】薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のソース電極
は副画素電極に接続され、この副画素電極とコモン電極
（ＣＯＭ）との間に液晶層が設けられるので、薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）のソース電極との間には、液晶容量
（ＣＬＣ）が等価的に接続される。

【００１１】薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、ゲート電
極に正のバイアス電圧を印加すると導通し、ゲート電極
に負のバイアス電圧を印加すると不導通になる。

【００１２】また、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のソー
ス電極と前ラインのゲート信号線との間には、保持容量
（ＣADD）が接続される。

【００１３】この時、薄膜トランジスタのゲート信号線
（Ｇｎ，Ｇｅｎｄ＋１）間には、液晶表示パネル５０１
の側面に配置されたゲートドライバ５０３を接続し、１
水平動作時間ゲートに電圧を供給する。

【００１４】１個の半導体集積回路（ＬＳＩ）より構成
されるコントローラ部１０２は、本体コンピュータから
の表示用データと表示制御信号を受け取り、これを基に
ドレインドライバ５０２，ゲートドライバ５０３を駆動
する。

【００１５】この場合、本体コンピュータからの表示用
データは、１画素単位、すなわち、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の各副画素のデータを１つの組にして
単位時間毎に転送する。

【００１６】ここで、表示用データは、各色毎６ビット
の合計１８ビットで構成されている。

【００１７】図７は、従来のＴＦＴ液晶表示モジュール
のドレインドライバ５０２の概略構成を示すブロック図
である。

【００１８】図７に示すように、ドレインドライバ５０
２は、表示用データをラッチするデータラッチ部７０１
と出力電圧発生回路（Ｄ／Ａコンバータ）１０５とから
構成される。

【００１９】なお、図７に示すドレインドライバ５０２
では、６ビットの表示用データと９値の階調基準電圧が
外部より入力され、６４レベルの出力電圧が得られる。

【００２０】データラッチ部７０１は、表示データラッ
チ用クロック信号（ＣＬ１）に同期して表示データを出
力本数分だけ取り込みラッチする。

【００２１】一方、出力電圧発生回路（Ｄ／Ａコンバー
タ）１０５は、外部より入力される９値の階調基準電圧
をそれぞれ８等分した電圧値を生成し、それをデータラ
ッチ部７０１からの表示データに基づきデコーダで選択
することにより、６４階調の電圧のうち表示データに対
応する出力電圧をドレイン信号線に出力する。

【００２２】また、ＴＦＴ液晶表示モジュールのコモン
電極駆動法として、コモン電極（ＣＯＭ）に印加する電
圧を交流化するコモン電極交流化駆動法を採用すること
により、低耐圧のドレインドライバが使用できること
が、従来から知られている。

【００２３】このコモン電極交流化駆動法とは、液晶の
コモン電極（ＣＯＭ）に印加する電圧（Ｖｃｏｍ）を周
期的に変化させ、他方の電極には前記コモン電極（ＣＯ
Ｍ）の対する階調電圧の極性を変えた電圧を印加するこ
とにより、液晶に印加する電圧の極性を反転させる駆動
方法である。

【００２４】図８に、交流化駆動により”黒”表示を行
っている場合の液晶表示装置の駆動電圧（Ｖｃｏｍ信号
と階調電圧）を示し、以下、この図に基づいてコモン電
極交流化駆動法について説明する。

【００２５】図８において、８０１の太い実線はＶｃｏ
ｍ信号を、８０２の点線は階調電圧を、細線は時間およ
び電圧軸の補助線を、矢印は液晶に印加される電圧の極
性（印加電圧の方向）を示す。

【００２６】なお、階調電圧は低電位側を”階調電圧
０”、高電位側を”階調電圧６３”とし、さらにＶｃｏ
ｍ信号に対して階調電圧の電位が高い場合（Ｔ１〜Ｔ２
およびＴ３〜Ｔ４）を”正極性”、低い場合（Ｔ２〜Ｔ
３）を”負極性”とする。

【００２７】このコモン電極交流化駆動法では、Ｖｃｏ
ｍ信号および階調電圧を１水平走査周期で極性を反転さ
せ、かつ１垂直周期毎にも極性を反転させる。

【００２８】すなわち、Ｖｃｏｍ信号が”ロー”レベル
（Ｔ１〜Ｔ２およびＴ３〜Ｔ４）の間は、表示用データ
をそのままドレインドライバ５０２でラッチして出力電
圧に変換することにより、階調電圧”６３”を得る。

【００２９】一方、Ｖｃｏｍ信号が”ハイ”レベル（Ｔ
２〜Ｔ３）の間は、表示用データをコントローラ部１０
１で反転し、ドレインドライバ５０２でラッチして出力
電圧に変換することにより、階調電圧”０”を得る。

【００３０】以上の動作を１水平走査周期および１垂直
走査周期毎に繰り返すことにより、液晶のコモン電極
（ＣＯＭ）に印加される電圧を同じにし、電圧方向すな
わち極性のみを反転させていた。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。

【００３２】前記コモン電極交流化駆動法を採用する従
来のドレインドライバでは、液晶の交流化周期すなわち
１水平走査周期毎に階調電圧を変化させなければならな
かった。

【００３３】このため、従来の液晶表示モジュールで
は、コントローラ部１０２の出力データを反転させてド
レインドライバ５０２に対して出力することにより階調
電圧を変化させ、駆動電圧を交流化していた。

【００３４】この結果、コントローラ部１０２は、ＲＧ
Ｂ各６ビットの合計１８ビット分の出力からドレインド
ライバ５０２の入力までの配線容量を液晶の交流化周期
で充放電させなければならないため、ＴＦＴ液晶表示モ
ジュールの消費電力が増加してしまうという問題があっ
た。

【００３５】本発明の目的は、コモン電極交流化駆動法
を使用しつつ、消費電力を低減できる液晶表示モジュー
ルを提供することにある。

【００３６】本発明の前記目的と新規な特徴は、本明細
書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。

【００３７】

【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、
下記のとおりである。

【００３８】マトリックス状に設けられた複数の薄膜ト
ランジスタを少なくとも有するＴＦＴ液晶表示パネル
と、ＴＦＴ液晶表示パネルの複数のドレイン信号線を駆
動するドレイン駆動回路と、コンピュータ部からの制御
信号および表示用データが入力され、前記各回路を制御
する表示制御装置とを少なくとも具備するＴＦＴ液晶表
示装置において、前記表示制御装置からの表示用データ
が入力される前記ドレイン駆動回路は、前記表示制御装
置から入力されるデータ反転信号に基づいて、表示用デ
ータを反転させる表示用データ反転手段を具備する。

【００３９】

【作用】前述した手段によれば、表示制御装置は、ドレ
イン駆動回路に表示用データをそのまま出力するのみで
よく、液晶の交流化周期で出力を反転させる必要がある
のはデータ反転信号のみとなる。

【００４０】それゆえ、表示制御回路からドレイン駆動
回路までの表示データ用のビット数×３本の配線の浮遊
容量を液晶の交流化周期で充放電させる必要がなくな
り、データ反転信号用の配線の浮遊容量のみの充放電だ
けとなる。

【００４１】この結果、表示制御装置が表示データをド
レイン駆動回路に出力するために消費していた消費電力
が、表示データのビット数分の１に低減される。

【００４２】このように、浮遊容量の大きい配線、すな
わち必要本数が多い表示用データ配線を通る信号の交流
化を回避し、表示制御装置の消費電力を低減することに
よって、ＴＦＴ液晶表示装置の全体の消費電力を低減さ
せることができる。

【００４３】

【実施例】以下、本発明の構成について、実施例ととも
に説明する。

【００４４】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。

【００４５】また、本発明の液晶表示装置にあっては、
コントローラ部、電源部、ゲートドライバ部および液晶
表示パネルの構成は従来例と同一構成となるため、本実
施例においては、従来例と相違する部分についてのみ説
明する。

【００４６】図１は、本発明の一実施例である液晶表示
装置のドレイン駆動回路の概略回路構成を示す回路図で
ある。

【００４７】図１において、二点鎖線内がドレインドラ
イバ部１０１であり、１０２は垂直走査信号、階調表示
用ドレインドライバ制御信号、データ、およびクロック
を出力するコントローラ部である。

【００４８】コントローラ部１０２より出力される赤の
表示用データＤＥＲ０〜５，緑の表示用データＤＥＧ０
〜５，青の表示用データＤＥＢ０〜５は、それぞれ表示
用データ反転手段である２入力１出力のＥＯＲ（エクス
クルーシブオア：排他的論理和回路）１０３の一方の入
力端子に入力され、他方の入力端子にはデータ反転信号
（ＤＩ）が入力される。

【００４９】１０４は図７に示すデータラッチ部７０１
を、１０５は出力電圧発生回路（Ｄ／Ａコンバータ）
を、１０７はバッファアンプをそれぞれ示す。

【００５０】図２は、コントローラ部１０２の”Ｌ（ロ
ーレベル）”，”Ｈ（ハイレベル）”のデジタル出力
（ＤＥ入力信号２０２）を交流化駆動するためのデータ
反転信号（ＤＩ入力信号）２０１で出力を反転している
様子を示す図であり、２１０，２１１に示すようにＤＩ
入力信号２０１が”Ｌ”でＥＯＲ１０３の出力は正転出
力となり、２１２，２１３に示すように”Ｈ”で反転出
力となる。

【００５１】図３は、図１に示すドレインドライバの各
部の動作を示す図であり、３０１は垂直走査周期、３０
２は水平走査周期、３０３はＶｃｏｍ信号、２０１はＤ
Ｉ入力信号、３０５はＤＥ入力信号２０２の中でも特
に”赤”素子駆動信号であるＤＥＲ信号、３０６はデジ
タル信号処理回路１０４のＤＳ信号入力のうちで”赤”
素子に相当するＤＳＲ信号入力すなわちＥＯＲ１０３の
出力、３０７はＤ／Ａコンバータ１０５の入力をそれぞ
れ示す。

【００５２】本実施例の液晶表示装置の交流化駆動法
は、周期的に、液晶に印加する電圧の極正を反転させる
方法であり、これは、液晶の対向する電極（ＣＯＭ）に
印加する信号（Ｖｃｏｍ信号３０３）に対して、階調電
圧の極性を変化させることで実現する。

【００５３】また、階調電圧は低電位側を階調電圧”
０”、高電位側を”６３”とする。

【００５４】さらに、Ｖｃｏｍ信号３０３に対して階調
電圧の電位の方が高い場合を”正極性”、階調電圧の電
位の方が低い場合を”負極正”とする。

【００５５】以下、図３にもとづき図１の本実施例の液
晶表示装置の動作を説明すると、垂直走査周期２ｍ、水
平走査周期２ｎでのＶｃｏｍ信号３０３のレベルは”
Ｌ”であり、一方、ＤＩ入力信号２０１のレベルは”
Ｌ”である。

【００５６】この結果、表示データであるＤＥＲ信号３
０５は”黒”表示のため”Ｈ”となり、ＥＯＲ１０３の
出力、すなわちデジタル信号処理回路１０４の入力は”
Ｈ”となる。

【００５７】よって、デジタル信号処理回路１０４の出
力すなわちＤ／Ａ変換回路であるＤＡＣ０（３２１）の
入力は”Ｈ”となり、その出力は階調電圧の最高値であ
る”６３”となり、これがバッファアンプ１０７よりド
レイン線に出力される。

【００５８】このため、Ｖｃｏｍ信号３０３（レベル”
ロー”）よりみた極性は”正極性”となる。

【００５９】次の垂直走査周期２ｍ，水平走査周期２ｎ
＋１では、表示データであるＤＥＲ信号３０５のレベル
は”Ｈ”のまま変化はないが、交流化したＶｃｏｍ信号
３０３のレベルは”Ｈ”となる。

【００６０】このとき、ＤＩ入力信号２１０のレベルも
同様に”Ｈ”となるため、ＥＯＲ１０３の出力、すなわ
ちデジタル信号処理回路１０４の入力は”Ｌ”となる。

【００６１】よって、デジタル信号処理回路１０４の出
力、すなわちＤ／Ａ変換回路であるＤＡＣ０（１０５）
の入力は”Ｌ”となる。

【００６２】このため、その出力は階調電圧の最低値で
ある”０”となり、これがバッファアンプ１０７よりド
レイン線に出力されることになり、Ｖｃｏｍ信号３０３
（レベル”ハイ”）よりみた極性は”負極性”となる。

【００６３】さらには、垂直走査周期２ｍ＋１，水平走
査周期２ｎでは、表示データであるＤＥＲ信号３０５の
レベルは”Ｈ”のまま変化はないが、交流化したＶｃｏ
ｍ信号３０３のレベルは”Ｈ”となる。

【００６４】このとき、ＤＩ入力信号２０１のレベルも
同様に”Ｈ”となるため、ＥＯＲ１０３の出力、すなわ
ちデジタル信号処理回路１０４の入力は”Ｌ”となる。

【００６５】よって、デジタル信号処理回路１０４の出
力、すなわちＤ／Ａ変換回路であるＤＡＣ０（１０５）
の入力は”Ｌ”となる。

【００６６】このため、その出力は階調電圧の最低値で
ある”０”となり、これがバッファアンプ１０７よりド
レイン線に出力されることになり、Ｖｃｏｍ信号３０３
よりみた極性は”負極性”となる。

【００６７】一方、垂直走査周期２ｍ＋１，水平走査周
期２ｎ＋１では、Ｖｃｏｍ信号３０３のレベルは”Ｌ”
であり、一方、ＤＩ入力信号２０１のレベルは”Ｌ”で
ある。

【００６８】この結果、表示データであるＤＥＲ信号３
０５は”黒”表示のため”Ｈ”となり、ＥＯＲ１０３の
出力、すなわちデジタル信号処理回路１０４の入力は”
Ｈ”となる。

【００６９】よって、デジタル信号処理回路１０４の出
力すなわちＤ／Ａ変換回路であるＤＡＣ０（１０５）の
入力は”Ｈ”となり、その出力は階調電圧の最高値であ
る”６３”となり、これがバッファアンプ１０７を通し
て出力される。

【００７０】このため、Ｖｃｏｍ信号３０３よりみた極
性は”正極性”となる。

【００７１】このように、図１に示す液晶表示装置で
は、コントローラ部１０２は垂直走査用クロックによ
り、垂直走査電極Ｇ１から順次選択するようにゲートド
ライバ部５０４を制御し、走査を行う。

【００７２】そして、垂直走査電極と水平走査電極の交
点には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が接続されており、
選択された垂直走査電極に接続されたＴＦＴのみがオン
し、階調電圧が垂直走査電極からＴＦＴを介して、液晶
セル（ＣＬＣ）に書き込まれる。

【００７３】また、液晶セル（ＣＬＣ）の他方の端子で
ある液晶対向電極端子（ＣＯＭ）には、ＶＣＯＭ信号が
入力されているために、垂直走査周期および水平走査周
期毎にＶＣＯＭからみた階調電圧の極正が”正→
負”、”負→正”と交互に変化する交流化駆動となる。

【００７４】以上説明したように、本実施例によれば、
表示内容に変化がなければコントローラ部１０２とドレ
インドライバ部１０１間のデータは変化しないことにな
る。

【００７５】この結果、コントローラ部１０２とドレイ
ンドライバ部１０１間の配線容量（浮遊容量：Ｃ０）を
充放電するために消費されていた６×３×ｆ×Ｃ０×Ｖ
×Ｖの電力が、１本のデータ反転信号のみの充放電を行
うだけとなる。

【００７６】すなわち、浮遊容量の充放電に要する消費
電力が、１８分の１に削減でき、大幅な低消費電力化が
可能となる。

【００７７】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、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
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。

【００７８】例えば、前記実施例のＥＯＲ１０３の代わ
りに、一致回路を使用することも可能である。

【００７９】図４は、この場合の概略構成を示すドレイ
ン駆動回路の回路図である。

【００８０】図４において、４０１は一致回路であり、
４０２は一致回路４０１と前記実施例との出力の論理を
一致させるためのインバータ回路である。

【００８１】例えば、この回路に前記実施例の図３に示
す垂直走査周期２ｍ、水平走査周期２ｎ＋１、Ｖｃｏｍ
信号”Ｈ”、ＤＩ入力信号”Ｈ”が入力された場合を説
明する。

【００８２】まず、ＤＥＲ信号３０５は全て”Ｈ”であ
るため、一致回路の一方の入力端子には”Ｈ”が入力さ
れる。

【００８３】一方、インバータ回路４０２の出力、すな
わち一致回路の他方の入力端子には、ＤＩ入力信号２０
１の”Ｈ”の反転である”Ｌ”が入力される。

【００８４】この結果、一致回路の出力、すなわちデジ
タル信号処理回路１０４に入力されるＤＳＲ信号は”
Ｌ”となり、前記実施例と同じ動作をすることになる。

【００８５】以上説明したように、ＥＯＲ１０３の代わ
りに一致回路４０１を用いる場合においても、前記実施
例と同様に、浮遊容量の充放電に要する消費電力が、１
８分の１に削減でき、大幅な低消費電力化が可能とな
る。

【００８６】本実施例のドレインドライバを用いて説明
したが、外部からデジタルデータを入力し、そのデータ
を交流化周期に合わせて反転、非反転する全てのドライ
バに対しても適用可能である。

【００８７】さらには、デジタルデータのビット数を６
ビットとして説明したが、１ビット以上のデジタルデー
タに対して適用可能なことは言うまでもない。

【００８８】

【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
記のとおりである。

【００８９】ドレイン信号線を駆動するドレイン駆動回
路に、液晶の交流化駆動を行う際に必要となる出力の反
転手段を具備させることにより、コモン電極交流化駆動
法を使用しつつ消費電力を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるＴＦＴ液晶表示モジュ
ールのドレインドライバ部の概略回路構成を示す回路図
である。

【図２】データコンバータのデジタル出力を交流化駆動
するための極性反転信号で極性を反転させる様子を示す
図である。

【図３】実施例に示すドレインドライバの各部の動作を
示す図である。

【図４】一致回路を用いた場合のドレインドライバ部の
概略回路構成を示す回路図である。

【図５】従来のＴＦＴ液晶表示モジュールのＴＦＴ液晶
表示パネルとその周辺に配置された回路を示すブロック
図である。

【図６】ＴＦＴ液晶表示パネル（ＴＦＴＰ−ＬＣＤ）の
１副画素の等価回路を示す回路図である。

【図７】ＴＦＴ液晶表示モジュールのドレインドライバ
の概略構成を示すブロック図である。

【図８】交流化駆動により”黒”表示を行っている場合
のＶｃｏｍ信号と階調電圧を示す図である。

【符号の説明】

１０１…ドレインドライバ部、１０２…コントローラ
部、１０３…ＥＯＲ回路（排他的論理和回路）、１０
４，７０１…データラッチ部、１０５…Ｄ／Ａコンバー
タ（出力電圧発生回路）、１０６…リファレンス電圧発
生回路、１０７…バッファアンプ、２０１…データ反転
信号（ＤＩ入力信号）、２０２…ＤＥ入力信号、２０３
…ＥＯＲ出力信号、４０１…一致回路、４０２…インバ
ータ回路、５０１…ＴＦＴ液晶表示パネル、５０２…ド
レインドライバ、５０３…ゲートドライバ、５０４…ゲ
ートドライバ部、５０５…電源部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マトリックス状に設けられた複数の薄膜
   トランジスタを少なくとも有するＴＦＴ液晶表示パネル
   と、ＴＦＴ液晶表示パネルの複数のドレイン信号線を駆
   動するドレイン駆動回路と、コンピュータ部からの制御
   信号および表示用データが入力され、前記各回路を制御
   する表示制御装置とを少なくとも具備するＴＦＴ液晶表
   示装置において、 前記表示制御装置からの表示用データが入力される前記
   ドレイン駆動回路が、前記表示制御装置から入力される
   データ反転信号に基づいて、表示用データを反転させる
   表示用データ反転手段を具備することを特徴とする液晶
   表示装置。
2. 【請求項２】 表示用データ反転手段が、一方の入力端
   子に表示用データが入力され、他方の入力端子にデータ
   反転信号が入力される２入力１出力の排他的論理和回路
   であることを特徴とする請求項１項に記載された液晶表
   示装置。