JPH09265279A - 薄膜トランジスタ型液晶表示装置の駆動回路 - Google Patents

薄膜トランジスタ型液晶表示装置の駆動回路

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JPH09265279A JP9003315A JP331597A JPH09265279A JP H09265279 A JPH09265279 A JP H09265279A JP 9003315 A JP9003315 A JP 9003315A JP 331597 A JP331597 A JP 331597A JP H09265279 A JPH09265279 A JP H09265279A
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    • G09G3/2011Display of intermediate tones by amplitude modulation

Abstract

(57)【要約】 【課題】 共通電極電圧の歪曲程度に比例する階調電圧
を液晶パネルに印加することにより、クロストークの発
生原因を根本的に除去できるようにする。 【解決手段】 薄膜トランジスタ型液晶表示装置の駆動
回路は、共通電極電圧Vcomが印加される液晶パネル
1上の所定位置の電圧を歪曲された共通電極電圧DVc
omとして感知する歪曲信号感知部5と、歪曲信号感知
部5から検出される歪曲された共通電極電圧DVcom
と外部から提供される反転された共通電極電圧Vcom
Bを両端電圧として入力され、二つの両端電圧の間の二
つの電圧Va、Vbを階調基準電圧として発生させるレ
ベルシフト部6と、レベルシフト部6において生成され
る二つの階調基準電圧Va、Vbを所定の数に分配し、
前記電圧分配により得られる所定の数の電圧を階調電圧
VG1〜VG4としてソース駆動部に出力する階調電圧
発生部7とを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
型液晶表示装置(TFTLCD:Thin-Film-Transistor
Liquid Crystal Display )の駆動回路に係り、より詳
しくは、共通電極信号の歪曲程度に比例する基準信号を
生成し、この基準信号に基づいて階調電圧が生成される
ようにすることにより、液晶セルにおいて発生するクロ
ストークを縮めることができる薄膜トランジスタ型液晶
表示装置の駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一つの液晶セルに一つの薄膜トランジス
タが対応するように構成され、所定の数のセルを備えた
薄膜トランジスタ型液晶表示装置はコントラスト比が大
きく、階調表示や動画面の表示に適合し、フルカラー
(full color)化が容易な利点のため、各種の液晶表示
装置の中でも特に脚光を浴びている。
【0003】なお、画質を損傷させないで大容量化が可
能であるため、高解像度テレビ(HDTV:High Defin
ition Television)などの分野においても適用されてい
る。しかしながら、かかる薄膜トランジスタ型液晶表示
装置の非正常な表示特性の中にはクロストーク現象があ
る。クロストーク現象とは、白又は黒表示が画面の一定
の領域に集中的に表示されるとき、その上下または左右
方向に位置する一部セルの階調が周辺の白又は黒表示領
域の影響により他の階調に表示されることをいう。
【0004】このとき、前者のものを垂直型クロストー
クといい、後者のものを水平型クロストークという。垂
直型クローストークは、薄膜トランジスタが電気的に十
分にターンオフされない場合、薄膜トランジスタのソー
ス端子に連結されたデータラインを通じて印加される所
望しない階調電圧がドレイン端子を経て液晶に伝達され
ることにより発生する。従って、垂直型クローストーク
は薄膜トランジスタを十分にターンオフせしめるためも
っと低いオフ電圧を印加するかオフ電流を最小化する薄
膜トランジスタの構造および工程的な調整により解決す
ることができる。
【0005】水平型クロストークは、液晶セルの共通電
極の電位変動により発生するものであって、隣接の液晶
セルに電荷を充電させるとき、共通電極の電位が変動
し、その影響によって、任意のある液晶セルに正確な階
調電圧が印加されないことにより発生する。次に、クロ
ストークの発生メカニズムについて添付図面を参照して
詳細に説明する。
【0006】図8は一般の液晶パネルの一部を示す等価
回路図であり、図9(A)および(B)は、図8の回路
に適用される共通電極印加電圧および歪曲された電圧を
示す波形図であり、図10(A)および(B)は、図8
の回路に適用されるものであって、白表示時および黒表
示時の任意のあるセルに印加される電圧を示す波形図で
ある。
【0007】図8に示す等価回路は各液晶セルに連結さ
れる薄膜トランジスタを省略した構成であり、抵抗Rc
omはパネルの抵抗であり、Clc1、Clc2などは
液晶セルのキャパシタンスである。図8を参照すると、
一般的な薄膜トランジスタ型液晶表示装置においては共
通電極電圧Vcomと薄膜トランジスタを経て印加され
る階調電圧間の差異が液晶セルに印加され、液晶セルに
印加される電圧の大きさに従い透過率を決めることによ
りセルの明るさが決定される。
【0008】一般的に、白表示時には液晶セルの両端の
電位差が最小になり黒表示時には最大になるので、各液
晶セルに充電される電荷量は白表示時に最小、黒表示時
に最大になる。このような理由により、表示される階調
に従い共通電極に流れる電流量が変わることになる。図
9(A)は液晶セルの共通電極に印加するための電圧の
波形であり、図9(B)は白または黒表示時に共通電極
において現われる電圧の波形である。
【0009】図9(B)を参照すると、白表示時には共
通電極電圧波形に歪曲がないが、黒表示時には共通電極
電圧波形に歪曲が発生するが、これはパネル自体に抵抗
が存在し、黒表示時には共通電極に流れる電流量がもっ
とも大きいので、パネル抵抗による電圧降下成分が影響
を及ぼすためである。図10(A),(B)には白およ
び黒表示時に同一の階調電圧が印加されることを示して
いる。図10(A)および(B)に示すように、従来の
階調電圧は一定の大きさを有する直流レベルである。
【0010】これによって、隣接する所定の領域の液晶
セルに白または黒が表示され、その間の一部セルに他の
ものが表示される場合、共通電極電圧の歪曲により前記
一部セルに所望する大きさの電圧が印加されない。つま
り、同一の階調電圧が印加されても液晶セルに印加され
る電圧は異なるようになり、互いに異なる階調が表示さ
れる。
【0011】図10(A)に示す面積Aは隣接セルが該
当セルと同様に、白を表示する場合共通電極電圧と階調
電圧との間の差異、すなわち液晶の両端電圧を示してお
り、図10(B)に示す面積Bは隣接セルが黒を表示す
る場合液晶の両端電圧を示している。図10の二つの面
積A,B間の差異が階調表示の差異になる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記二
つの面積の差異を縮小するため、パネル抵抗Rcomの
抵抗値を縮めるための工程的な努力が行われてクロスト
ークが非常に減少されている。しかし、もっと厳しいク
ロストーク水準に対する要求があり、液晶表示装置パネ
ルの大型化の趨勢に従い液晶容量が増加し、これに比例
する共通電極信号の歪曲が発生することによりクロスト
ークの根本的な除去がなされないという問題点がある。
【0013】従って、本発明は前記のような従来の問題
点を解決するためのものであって、その目的は、共通電
極電圧の歪曲程度に比例する階調電圧を生成し、これを
液晶パネルに印加することにより、クロストークの発生
原因を根本的に除去することができる薄膜トランジスタ
型液晶表示装置の駆動回路を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の薄膜トランジスタ型液晶表示装置の駆動回路
は、共通電極電圧Vcomが印加される液晶パネル上の
所定位置の電圧を歪曲された共通電極電圧DVcomと
して感知する歪曲信号感知部と、前記歪曲信号感知部か
ら検出される歪曲された共通電極電圧DVcomと外部
から提供される反転された共通電極電圧VcomBとが
両端電圧として入力され、前記二つの両端電圧の間の二
つの電圧Va、Vbを階調基準電圧として発生させるレ
ベルシフト部と、前記レベルシフト部において生成され
る二つの階調基準電圧Va、Vbを所定の数に分配し、
前記電圧分配により得られる所定の数の電圧を階調電圧
VG1〜VG4としてソース駆動部に出力する階調電圧
発生部とを含んでなる。
【0015】前記本発明の構成に従うと、前記歪曲信号
感知部により液晶パネル上の所定の位置において歪曲さ
れた共通電極電圧が検出され、前記検出される歪曲され
た共通電極電圧と反転された共通電極電圧を両端電圧に
して二つの階調基準電圧が発生し、この階調基準電圧に
基づいて階調電圧を発生させる。これによって、生成さ
れる階調電圧は共通電極電圧の歪曲程度を反映してお
り、前記階調電圧が液晶セルに印加されることにより共
通電極電圧が歪曲しても隣接セルの階調に影響を受けな
いで常に同一の電位差を液晶セルに印加することができ
る。結果的に、クロストーク現象を根本的に除去するこ
とができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好ましい実施例を詳細に説明する。図1は本発明の実
施例に従う薄膜トランジスタ型液晶表示装置の駆動回路
の構成ブロック図であり、図2は、図1に示す液晶パネ
ルの一部を詳細に示す等価回路図であり、図3は、図1
に示す歪曲信号感知部を液晶パネル上に具現する一例を
概略的に示す平面図であり、図4は図3のA−A’の断
面図であり、図5は図1に示すレベルシフト部および階
調電圧発生部を詳細に示す回路図であり、図6は図5の
階調電圧発生部から出力される階調電圧の一例を示す波
形図であり、図7(A)および(B)はそれぞれ白の際
および黒の際任意のあるセルに印加される電圧を示す波
形図である。
【0017】まず、図1ないし図5を参照して本発明の
実施例に従う薄膜トランジスタ型液晶表示装置の駆動回
路の構成について説明する。図1に示すように、本発明
の実施例に従う薄膜トランジスタ型液晶表示装置の駆動
回路は、一つの液晶セルに一つの薄膜トランジスタが対
応するように構成され、所定の数のセルで構成される液
晶パネル1と、前記液晶パネル1の各液晶セルを構成す
る薄膜トランジスタのゲート端子およびソース端子に連
結されるゲート駆動部3およびソース駆動部2と、共通
電極電圧Vcomおよび反転された共通電極電圧Vco
mBを生成するタイミング回路4と、前記液晶パネル1
上の所定の位置に設置される歪曲信号感知部5と、前記
歪曲信号感知部5の出力信号DVcomと前記タイミン
グ回路4の反転された共通電極電圧VcomBを受け入
れて階調基準電圧Va,Vbを生成するレベルシフト部
6と、前記レベルシフト部6の基準電圧Va,Vbを受
け入れて階調電圧VG1〜VG4を生成し、生成された
階調電圧VG1〜VG4が前記ソース駆動部2に印加さ
れるようにする階調電圧発生部7とで構成される。
【0018】次に、図2を参照して前記液晶パネル1の
等価回路の構成について説明する。図2に示すように、
液晶パネル1は多数の液晶セルClc1、Clc2、…
と、各セルに一つずつ連結された薄膜トランジスタT
1、T2、…で構成され、各液晶セルClc1、Clc
2、…のトランジスタが連結されない反対側には共通電
極電圧Vcomが印加される。前記共通電極電圧Vco
mと液晶セルとの間にはパネル抵抗Rcomが存在し、
共通電極電圧Vcomの反対側においては歪曲された共
通電極電圧DVcomが検出される。
【0019】図2に示す各薄膜トランジスタのゲート端
子にはゲート駆動部3の信号が印加され、ソース端子に
はソース駆動部2の信号が印加される。図3には本発明
の実施例に従う駆動回路において歪曲信号感知部5が具
現される一例を示す。図3を参照すると、液晶パネル1
はタップ83上に装着される駆動IC(Integrated Circ
uit )とワイヤボンディングで連結され、この駆動IC
は印刷回路基板(PCB :Printed Circuit Board )と連
結される。前記駆動ICは図1のソース駆動部2に相応
するものであって、一つの液晶パネル1には通常16個
程度が備えられている。
【0020】前記一つの駆動ICには二つのダミー端子
(dummy port)84、85が存在し、いずれかの一つの
ダミー端子は共通電極電圧Vcomを液晶パネルを印加
するのに用いている。本発明の駆動回路においては残り
の一つのダミー端子が歪曲された共通電極電圧DVco
mを感知するに用いられる。前述したように、駆動IC
は多数個存在し、この発明の駆動回路においては多数個
の駆動ICのうち、任意に選択した一つの駆動ICのダ
ミー端子が歪曲信号感知部5として用いられる。好まし
くは、ソース駆動ICと最も遠く離れているゲート駆動
ICのダミー端子は歪曲信号感知部5として用いられ
る。
【0021】図4は図3のA−A’を示す断面図であっ
て、図面において、11は上部基板、12はブラックマ
トリックス、13は上部透明基板、14は銀(Ag)導電
膜、15はシール材、16は多数の薄膜トランジスタ
(TFT)と多数の画素電極そして多数の導電ライン1
7を有する下部基板である。図3のダミー端子84を通
じて共通電極電圧Vcomが印加されると仮定すると、
駆動ICのダミー端子84から提供される共通電極電圧
Vcomは銀導電膜14を経て上部透明基板13に印加
される。
【0022】また、歪曲された共通電極電圧DVcom
は導電ライン17およびダミー端子85を経て駆動IC
を経由し、この電圧DVcomは印刷回路基板81上に
実装されるレベルシフト部6に入力される。このとき、
後述するが、歪曲された共通電極電圧DVcomが十分
な電流駆動能力を有していない場合には、レベルシフト
部6前端に増幅器を付加するようにしてもよい。
【0023】次に、図5を参照してレベルシフト部6お
よび階調電圧発生部7の構成について詳細に説明する。
図5を参照すると、反転された共通電極電圧VcomB
と歪曲された共通電極電圧DVcomとの間には抵抗R
61、五つの直列接続されたダイオードD1〜D5およ
び抵抗R62が順に連結され、前記直列ダイオードD1
〜D5に並列に極性が反対方向である五つのダイオード
D6〜D10が連結される。
【0024】前記二つのダイオードD1、D2間の接点
および二つのダイオードD9、D10間の接点から基準
電圧Vaが検出され、二つのダイオードD4、D5間の
接点および二つのダイオードD6、D7間の接点から基
準電圧Vbが検出される。前記二つの基準電圧Va,V
bの間には五つの抵抗R71〜R75が直列接続され、
各抵抗R71〜R75間の接点から四つの階調電圧が得
られる。本発明の実施例に従う駆動回路においては階調
電圧が四つのレベルを有することを仮定したが、この発
明の技術的な範囲はこれに限定されず階調電圧レベルの
縮小および拡張が可能である。
【0025】次に、前述した構成および図6、図7の波
形図を参照して本発明の実施例に従う薄膜トランジスタ
型液晶表示装置の駆動回路の動作について説明する。電
源が印加されると回路の動作が始まる。回路の動作が始
まるとソース駆動部2およびゲート駆動部3においては
液晶パネル1の薄膜トランジスタを駆動するための信号
が出力され、タイミング回路4においては液晶パネル1
の共通電極に印加するための共通電極電圧Vcomおよ
びこれの反転信号VcomBが生成されて出力される。
【0026】液晶パネル1においてはゲート駆動部3と
ソース駆動部2の信号により決定される所定の電圧が各
液晶セルに印加され、前記印加電圧に対応する各液晶セ
ルの透過率に従い所定の表示動作が行われる。図2に示
す液晶パネル1の等価回路を参照すると、共通電極電圧
Vcomのうち、パネル抵抗Rcomによる電圧降下分
を除いた電圧が各液晶セルの一端に印加され、各薄膜ト
ランジスタのドレイン電圧が各液晶セルの他端に印加さ
れる。このとき、各薄膜トランジスタのドレイン電圧は
ゲート端子がターンオンされる場合ソース端子に印加さ
れる電圧である。各薄膜トランジスタのソース端子に印
加される電圧はソース駆動部2から出力される信号であ
って、階調表示のための階調電圧である。
【0027】一方、歪曲信号感知部5は歪曲された共通
電極電圧DVcomを検出するためのものであって、前
述したように、電極パッドまたは電極パッドに増幅器が
付加された形態で具現される。前記歪曲された共通電極
電圧を検出するため、電極パッドは共通電極電圧Vco
mが印加されるある電極と他の電極との間に、または共
通電極電圧Vcomが印加される電極と最も遠く離れて
いる位置に設置される。また、増幅器は検出される歪曲
された共通電極電圧が液晶セルの電流駆動能力を有して
いない場合にのみ付加される。かかる増幅器としては、
一般的なプッシュ−プル増幅器(Push pull amplifier
)が用いられる。
【0028】前記歪曲信号感知部5から検出される歪曲
された共通電極電圧DVcomはレベルシフト部6に入
力され、このとき、タイミング回路4から提供される反
転された共通電極電圧VcomBと共に入力される。レ
ベルシフト部6と階調電圧発生部7の動作について、図
5の回路図を参照して詳しく説明する。
【0029】図5を参照すると、五つの直列ダイオード
D1〜D5、D6〜D10が極性が互いに反対方向とな
るように連結されているが、これは歪曲された共通電極
電圧DVcomと反転された共通電極電圧VcomBの
うち、大きさがもっと大きい方から小さい方に電流が流
れるようにするためのものである。例えば、反転された
共通電極電圧VcomBが歪曲された共通電極電圧DV
comよりもっと大きい場合五つの直列ダイオードD1
〜D5がターンオンされ、これと反対の場合には五つの
直列ダイオードD6〜D10がターンオンされる。
【0030】また、反転された共通電極電圧VcomB
と歪曲された共通電極電圧DVcomとの間の二つの電
圧が基準電圧Va,Vbとして検出され、前記検出され
た二つの電圧Va,Vbは五つの抵抗R71〜R75に
より分配される。前記五つの抵抗R71〜R75による
電圧分配を通じて四つの階調電圧VG1〜VG4が得ら
れ、この階調電圧はソース駆動部2に出力される。ソー
ス駆動部2においては入力される四つの階調電圧のう
ち、一つが内部のスイッチング素子により選択され、液
晶パネル1上の薄膜トランジスタソース端子に出力され
る。
【0031】図6にはタイミング回路4から出力される
共通電極電圧Vcomと、レベルシフト部6において生
成される基準電圧Va,Vbと、階調電圧発生部7にお
いて生成される階調電圧VG1〜VG4波形の一例とが
示されている。図6に示すように、階調電圧VG1〜V
G4の波形は液晶パネル1から検出される歪曲された共
通電極電圧DVcomの波形に従うことになる。
【0032】図7(A),(B)は隣接する液晶セルが
白および黒表示時の任意のある液晶セルに所定のレベル
の階調電圧が印加されるときの歪曲された共通電極電圧
の波形を示している。図7(A)の面積Aは歪曲された
共通電極電圧DVcomと印加される階調電圧の差異で
あって、隣接セルが白を表示するとき実際の液晶セルに
印加される電圧であり、図7(B)の面積Bは隣接セル
が黒を表示するとき実際の液晶セルに印加される電圧で
ある。
【0033】図7(B)に示すように、本発明の駆動回
路においては歪曲された共通電極電圧DVcomの歪曲
程度に比例する階調電圧を液晶セルに印加することによ
り、面積Aと面積Bとの差異がほとんどなくなる。結
局、図7(A)および(B)の場合、同一の階調電圧に
対し同一の階調表示が可能になりクロストーク現象を除
去することができる。
【0034】
【発明の効果】以上のように、本発明の実施例に従うと
液晶パネルから検出される歪曲された共通電極電圧の歪
曲程度に比例する基準電圧を生成し、この生成された基
準電圧に基づいて階調電圧を生成してソース駆動回路に
提供することにより、共通電極電圧が歪曲しても階調電
圧にこれを反映することができる。
【0035】これによって、共通電極電圧が歪曲しても
液晶セルには常に同一の電位差が印加されることにな
り、クロストーク現象を根本的に除去することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に従う薄膜トランジスタ型液晶
表示装置の駆動回路の構成ブロック図である。
【図2】図1に示す液晶パネルの一部を詳細に示す等価
回路図である。
【図3】図1に示す歪曲信号感知部を液晶パネル上に具
現する例を概略的に示す平面図である。
【図4】図3のA−A’の断面図である。
【図5】図1に示すレベルシフト部および階調電圧発生
部を詳細に示す回路図である。
【図6】図5の階調電圧発生部から出力される階調電圧
の一例を示す波形図である。
【図7】(A)、(B)はそれぞれ白および黒表示時任
意のあるセルに印加される電圧を示す波形図である。
【図8】一般の液晶パネルの一部を示す等価回路図であ
る。
【図9】(A)、(B)は図8の回路に適用される共通
電極印加電圧および歪曲された電圧を示す波形図であ
る。
【図10】(A)、(B)は図8の回路に適用されるも
のであって、白表示時および黒表示時の任意のあるセル
に印加される電圧を示す波形図である。
【符号の説明】
1 液晶パネル 2 ソース駆動部 3 ゲート駆動部 4 タイミング回路 5 歪曲信号感知部 6 レベルシフト部 7 階調電圧発生部 11 上部基板 12 ブラックマトリックス 13 上部透明基板 14 銀導電膜 15 シール材 16 下部基板 17 導電ライン 83 タップ 84、85 ダミー端子

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】共通電極電圧が印加される液晶パネル上の
    所定位置の電圧を歪曲された共通電極電圧として感知す
    る歪曲信号感知部と、 前記歪曲信号感知部から検出される歪曲された共通電極
    電圧と外部から提供される反転された共通電極電圧とが
    両端電圧として入力され、前記二つの両端電圧の間の二
    つの電圧を階調基準電圧として発生させるレベルシフト
    部と、 前記レベルシフト部において生成される二つの階調基準
    電圧を所定の数に分配し、前記電圧分配により得られる
    所定の数の電圧を階調電圧としてソース駆動部に出力す
    る階調電圧発生部と、を含んでなることを特徴とする薄
    膜トランジスタ型液晶表示装置の駆動回路。
  2. 【請求項2】前記歪曲信号感知部は液晶パネル上の所定
    の位置に設置される電極パッドに具現されることを特徴
    とする、請求項1に記載の薄膜トランジスタ型液晶表示
    装置の駆動回路。
  3. 【請求項3】前記電極パッドは液晶パネル上の共通電極
    電圧が印加されるある電極と他の電極との間に、または
    共通電極電圧が印加される電極から最も遠く離れている
    位置に設置されることを特徴とする、請求項2に記載の
    薄膜トランジスタ型液晶表示装置の駆動回路。
  4. 【請求項4】前記電極パッドには増幅器がさらに連結さ
    れていることを特徴とする、請求項2または3に記載の
    薄膜トランジスタ型液晶表示装置の駆動回路。
  5. 【請求項5】前記レベルシフト部は、 前記歪曲された共通電極電圧と反転された共通電極電圧
    との間の所定の位置に連結される抵抗と、 前記二つの電圧の間に直列に連結される所定の数のダイ
    オード及びこれと極性が反対になるように直列連結され
    る同数のダイオードで構成され、 前記二つのグループのダイオードのうち、両端位置の電
    圧が二つの基準電圧として検出されることを特徴とす
    る、請求項1に記載の薄膜トランジスタ型液晶表示装置
    の駆動回路。
  6. 【請求項6】前記階調電圧発生部は、前記レベルシフト
    部から検出される二つの基準電圧の間に連結されて二つ
    の基準電圧を分配する所定の数の抵抗で構成され、各抵
    抗の接点において階調電圧が生成されることを特徴とす
    る、請求項1または5に記載の薄膜トランジスタ型液晶
    表示装置の駆動回路。
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