JPH03167977A - 液晶ディスプレイ装置 - Google Patents

液晶ディスプレイ装置

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JPH03167977A
JPH03167977A JP30807289A JP30807289A JPH03167977A JP H03167977 A JPH03167977 A JP H03167977A JP 30807289 A JP30807289 A JP 30807289A JP 30807289 A JP30807289 A JP 30807289A JP H03167977 A JPH03167977 A JP H03167977A
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capacitor
buffer circuit
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Toshiichi Maekawa
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば液晶表示素子をX−Yマトリクス状に
配置して画像の表示を行う液晶ディスプレイ装置に関す
る。
〔発明の概要〕
本発明は液晶ディスプレイ装置に関し、基準電位を供給
して各バッファ回路に生じるオフセット電圧を検出し、
このオフセット電圧をコンデンサに保持し、このオフセ
ット電圧の保持されたコンデンサを介して映像信号をバ
ッファ回路に供給することにより、オフセット電圧を解
消してそれによる輝度むら等の無い良好な画像の表示が
行われるようにしたものである。
?従来の技術〕 例えば液晶を用いてテレビ画像を表示することが提案(
特開昭59 − 220793号公報等参照)されてい
る. すなわち第6図において、(1)はテレビの映像信号が
供給される入力端子で、この入力端子(1)からの信号
がそれぞれ例えばNチャンネルFETからなるスイッチ
ング素子M + , M z  ・・・M.を通して垂
直(Y軸)方向のラインLt,Lx  ・・・L,に供
給される.なおmは水平(X軸)方向の画素数に相当す
る数である。さらにm段のシフトレジスタ(2)が設け
られ、このシフトレジスタ(2)に水平周波数のm倍の
クロック信号Φ,■Φ■が供給され、このシフトレジス
タ(2)の各出力端子からのクロック信号Φ1■Φ、に
よって順次走査される駆動パルス信号φ■,φ。・・・
φ■がスイッチング素子M,〜Msの各制御端子に供給
される.なおシフトレジスタ(2)には低電位(VSS
)と高電位(V.)が供給され、この2つの電位の駆動
パルスが形威される。
?た各ラインL,〜L,にそれぞれ例えばNチャンネル
FETからなるスイッチング素子M.,M!I・・・M
1,Ml■M.・・・M.■,・・・M Ia+ M=
,・・・Mfi.の一端が接続される。なおnは水平走
査線数に相当する数である。このスイッチング素子Ma
t〜M■の他端がそれぞれ液晶セルC++,C■・・・
C.を通じてターゲット端子(3)に接続される。
さらにn段のシフトレジスタ(4)が設けられ、このシ
フトレジスタ(4)に水平周波数のクロック信号Φ,■
 Φ2vが供給され、このシフトレジスタ(4)の各出
力端子からのクロック信号ΦIV+ Φ、によって順次
走査される駆動パルス信号φ■,φv1・・φ1が、水
平(X軸)方向のゲート線G+.Gz・・・G,を通じ
てスイッチング素子M.〜M,,.のX軸方向の各列(
M.〜M,.).(M■〜M2.)・・・ (M.I〜
M.)ごとの制御端子にそれぞれ供給される.なお、シ
フトレジスタ(4)にもシフトレジスタ(2)と同様に
VSSとV.が供給される.すなわちこの回路において
、シフトレジスタ(2),?4)には第7図A,Bに示
すようなクロック信号Φ、,Φ■,ΦIIIL Φ2v
が供給される。そしてシフトレジスタ(2)からは同図
Cに示すように各画素期間ごとにφ訓〜φ.が出■力さ
れ、シフトレジスタ(4)からは同図Dに示すように1
水平期間ごとにφ9,〜φv7が出力される。さらに入
力端子(1)には同図已に示すような信号が供給される
モしてφ■,φ■が出力されているときは、スイッチン
グ素子M1とM.〜MI.がオンされ、入力端子(1)
→M+→L , −+M , ,−4C . ,一ター
ゲット端子(3)の電流路が形威されて液晶セルC.に
入力端子(1)に供給された信号とターゲット端子(3
)との電位差が供給される.このためこのセ.ルC.の
容量分に、1番目の画素の信号による電位差に相当する
電荷がサンプルホールドされる。この電荷量に対応して
液晶の光透過率が変化される。これと同様のことがセル
C1.〜C■について順次行われ、さらに次のフィール
ドの信号が供給された時点で各セルC.〜C asの電
荷量が書き換えられる。
このようにして、映像信号の各画素に対応して?晶セル
C.〜C.の光透過率が変化され、これが順次繰り返さ
れてテレビ画像の表示が行われる。
さらに液晶で表示を行う場合には、一般にその信頼性、
寿命を長くするため交流駆動が用いられる.例えばテレ
ビ画像の表示においては、lフィールドまたは1フレー
ムごとに映像信号を反転させた信号を人力端子(1)に
供給する。また液晶ディスプレイ装置においては表示の
垂直方向のシューティング等を防止する目的で信号を1
水平期間ごとに反転することが行われている。すなわち
入力端子(1)には第7図Eに示すように1水平期間ご
とに反転されると共に1フィールドまたは1フレームご
とに反転された信号が供給される。
ところでこのような装置において、シフトレジスタ(2
)から出力される駆動パルス信号φ■〜φH1の時間幅
は 水平有効画面期間の時間 水平画素数 で決められ、例えばNTSC方式の場合には100ns
ec程度ある。これに対して例えばハイビジョンに適用
した場合には、 水平有効画面期間の時間が約 2 l 上述のパルスの時間幅は約   に短縮されてし6 ?う。
一方このWitJバルス信号φ■〜φ■の期間にスイッ
チング素子M l− M ,を通過された信号はライン
L1〜L,を通じてスイッチング素子M■〜M n m
に供給されるが、この場合にラインL.−L.には10
〜数toppの配線容量が存在し、従って信号はこの容
量を充電してスイッチング素子MI,〜M.,に供給さ
れることになる。
そしてこの場合に、上述の充電は信号の供給時間が10
0nsec程度あれば信号電位まで立ち上げら1 れるものの、この時間か   に短縮されると信6 号が高電位(白または黒)のときに充電が充分に行われ
ず、コントラスト等の不足した不鮮明な表示画像しか得
られないおそれが生じた。なおノ\イビジョンの場合に
は配線容量もさらに増大することになる。
?発明が解決しようとする課題〕 これに対して、入力映像信号を駆動パルスφ■〜φ.の
冬期間ごとにサンプリングして並列化し、この並列化さ
れた信号を任意のロード期間に一時にラインL I””
 L−に供給することによって、ラインL,−L.の充
電が充分に行われるようにする方法が検討されている。
すなわち第8図において、入力端子(1)に供給される
映像信号は水平スイッチ手段を構戒するCMOS素子M
 al+ M.z・・・M asに共通に供給され、こ
れらの素子M0〜M1.の制御端子にそれぞれシフトレ
ジスタ(2)からの駆動パルス信号φMl〜φ.が供給
される。
これらの素子M0〜M■からの信号がそれぞれホールド
手段を構或するバッファアンブB 11 + + B 
a Z・・・B0の非反転入力に供給され、これらのバ
ッファアンプB■〜B ms+の出力が反転入力に帰還
?れる。これらのバッファアンプB■〜B.,からの信
号がそれぞれロード手段を構或するCMOS素子M11
11 M>■・・・Mエに供給され、これらの素子M1
〜M1の制III端子にそれぞれロードパルスとして端
子(5)からの水平ブランキングパルス(HsLx)が
供給される。
これらの素子M■〜M.からの信号がそれぞれバッファ
回路としてのアンブB b I +  B h 2・・
・Bエの非反転入力に供給され、これらのバンファアン
プBb.−Bいの出力が反転入力に帰還される。これら
のバッファアンプ81〜B.からの信号がそれぞれ垂直
(Y軸)方向のラインL.−L.に供給される。さらに
以下の構或は従来の技術で述べた装置と同様にされる。
従ってこの装置において、例えば第9図Aに示すような
映像信号が端子(1)に供給された場合に、素子M1〜
M..は同図Bに示すように導通され、この導通期間の
映像信号がサンプリングされてバッファアンプB1〜B
.でホールドされる。これに対して素子M.〜M.が同
図Cに示すような水平ブランキングのタイミングで導通
され、ホールドされた信号がそれぞれバッファアンブB
 b I ’= B b aを通じてラインL1〜L,
に供給(ロード)される。以下従来と同様にして画像の
表示が行われる。
ところでこの装置において、バッファアンプB al〜
B.及びBい〜Bエはゲイン1のアンプであって、例え
ばTPTにて第10図に示すように構威される。図にお
いてNMOS素子r’J+ , Nzからなる差動アン
ブが設けられ、この一方の素子N2のゲートに信号が入
力(Vin)されると共に、素子N,,Ntのドレイン
がPMOS素子P .P zのカレントミラー回路を介
して互いに接続されてVDDの電源端子に接続される。
この素子N2のドレインがPMOS素子P,のゲートに
接続される。この素子P,のドレインが■。。の電源端
子に接続され、素子P3のソースが素子NIのゲートに
接続されると共に、この接続点から信号が出力(v6a
t)される。さらに素子P,のソースがNMOS素子N
,のゲートに接続され、この素子N,のドレインがvD
Dの電源端子に接続されると共に、素子N3のソースが
コ?デンサCを介して素子N2のドレインに接続される
。なお素子N,〜N,はバイアス電流源であって、カレ
ントミラー回路を構戒する素子N,を介して定電流源■
の電流が流される。
従ってこの回路において、素子N+ Nz N.P,P
2にて初段の高ゲインアンプが構威され、素子P3N4
にて出力アンプ及びレベルシフトが構威される。なお素
子N,N,とコンデンサCは位相補償回路である。
ところがこのような回路を、上述のバンファアンプB■
〜B1■ B1〜Bいとして用いた場合に、素子NIと
N2の間、また素子P,とP!の間の特性のばらつき等
によって、回路の入出力(V,,,voMt)間にオフ
セット電圧を生じるおそれがある。
すなわち上述の回路において、例えば素子NI.Ntの
具体的な構威は第11図Aに示すようになっている.こ
の図において例えばポ.リシリコン層(X)の上に共通
のソース(S)及び各素子のドレイン(,dt).(d
2)が設けられると共に、これらのソース(S)と各ド
レイン(dt). (dx)との間にゲー} (g+)
 + (gz)が設けられている。そしてこれらのゲー
ト(g+) ,(gz)に電圧が印加されることにより
、各ゲートの下にチャンネルが形威され、能動素子とな
るものである。
ところがこの場合に、素子をポリシリコンで形威してい
る場合には、各ゲート(g+).(gz)の下のチャン
ネル部は例えば同図Bに示すように複数のダレインで構
威されることになる。このためこれらのダレインの大き
さや形状の異なりが素子のばらつきとなり、これによっ
て例えば第12図に示すようなバッファ回路の入出力伝
達特性のオフセット電圧にもばらつきを発生させること
になる。なおこのばらつきは例えばチャンネル長がlO
μmの素子を形威している場合で±100m V、平均
的なオフセット電圧の60%にまでおよぶおそれがある
従ってこのようなバッファ回路のオフセット電圧のぱら
つきは、ポリシリコンによる素子の本質に係るものであ
り、素子の構造や製造プロセスの調整等では除くことが
できない性質のものである。
そしてこのようにオフセット電圧が回路ごとに異なる.
ために、表示画面上で信号ラインL.−L.ごとの輝度
むらとなって現われ、表示画像の画質を著しく劣化させ
てしまうものであった。
この出願はこのような点に鑑みてなされたものである。
?課題を解決するための手段〕 本発明は、垂直方向に平行に配設された複数の第1の信
号線L .L z  ・・・L.と、水平方向に平行に
配設された複数の第2の信号線G.,G.・・G,とが
設けられ、これらの第1,第2の信号線の各交点にそれ
ぞれ選択素子M.,.M.1・・M7.を介して液晶セ
ルC■+  CI!・・・C7,が設けられてなる液晶
ディスプレイ装置において、上記信号線に映像信号を供
給するためのバッファ回路(アンプB■〜B0)が設け
られると共に、このバッファ回路に第1のスイッチ手段
(CMOS素子Smlt〜3.2)を介して基準電圧■
、が供給され、このバッファ回路の人出力間が第2のス
イッ?手段(CMOS素子3■1〜S,1)及びコンデ
ンサC a I Z〜C matを介して接続され、上
記映像信号がこのコンデンサを介して上記バッファ回路
に供給されるようにし、上記映像信号のブランキング期
間に上記第1及び第2のスイッチ手段がオンされてこの
ときの上記バッファ回路のオフセット電圧■。ffが上
記コンデンサに保持され、上記ブランキング以外の期間
にはこのオフセット電圧が上記映像信号から減算されて
上記バッファ回路に供給されるようにしたことを特徴と
する液晶ディスプレイ装置である。
〔作用〕 これによれば、映像信号からオフセット電圧が減算され
てバッファ回路に供給されることにより、バッファ回路
の内でのオフセット電圧が相殺され、簡単な構或で輝度
むら等の無い良好な表示画像を得ることができる。
〔実施例〕
?1図において、バッファアンプB & I ””’ 
B l11ThlB bl””Bbllに対して、これ
らの出力端がそれぞれClIIOS素子S■,〜S1■
,  S b+ I”− S y+ を介してCMOS
素子M■〜M ,, , M , ,〜Mエの出力端に
接続される。またこれらのCMOS素子M1.〜M 1
11111 Mbl〜Mエの出力端がそれぞれコンデン
サC.,,〜C.、r C b + l”” C b■
を介して接地電位■。に接続されると共に、それぞれコ
ンデンサ、C a l Z〜Cエt l cb+z−c
い2を介してバンファアンプB■〜B 1M+ Bbl
〜Bエの入力端に接続される。
さらにこれらのバッファアンブB a I−B a I
R r B b l〜B bMの入力端がそれぞれCM
OS素子Sml■〜S @*t*312〜sb#2を介
して基準電位Vrl+  Vr2に接続される。そして
バッファアンプ81〜Bエの出力端がCMOS素子M 
C I− M C mを介して各信号ラインL1〜L.
に接続される。
従ってこの装置において、1個のバッファアンプBの構
或は第2図に示すようになっている。すなわちこの図に
おいて、バッファアンブBの出力端がスイッチSlを介
してスイッチMの出力端に接続され、このスイッチMの
出力端がコンデンサCIを介して接地されると共にコン
デンサC2を介してバッファアンプBの入力端に接続さ
れ、このバッファアンプBの入力端がスイッチSzを介
して基準電位■、に接続される。
そしてこの回路において、スイッチS,,S.がオンさ
れ、スイッチMがオフされると、基準電位Vrがバッフ
ァ回路Bを介して出力(■。ut)に取出されると共に
、このときのオフセット電圧■。,fがコンデンサC2
に保持される。次にこのオフセット電圧v0,,が保持
された状態でスイッチS..SZがオフされ、スイッチ
Mがオンされると、入力(Vi,.)がコンデンサC2
を通じてバッファアンブBに供給され、このときコンデ
ンサC2に保持されたオフセット電圧Voffが減算さ
れて供給されることによって、バッファアンプBの内で
オフセット電圧■。11が相殺されて出力(■。ut)
に取出される。
すなわち基準電圧V1が供給された時点で出力(■。.
)には V oat = V − + V otrが取出され、
このときコンデンサC2には( V − + V ot
v)   V ,= V 。ttがスイッチS,,M側
を正として保持される。これに対して入力(Vi.)が
供給されると、この信号は ?in  Voff となってバッファアンブBに供給され、出力( V o
ut )には V..,= (V,,1−V。yy)+V。,,=■、
7 が取出されて、オフセット電圧が除去される。
そこで上述の装置において、例えば第3図Aに示すよう
に入力映像信号に有効期間とブランキング期間があった
場合に、CMOS素子M1〜M..にはその有効期間に
同図Bに示すようなスイッチング信号φ■〜φ1及びそ
の反転信号がシフトレジスタ(2)から供給され、映像
信号のサンプリングが行われる。
これに対してCMOS素子S a I I〜Samll
Sa+z〜?02には同図Cに示すようなブランキング
期間の後半に相当する信号HCAN+及びその反転信号
が端子(6)を通じて供給される。これによりバッファ
アンプB■〜B asでは、C門OS素子M.〜M.が
オフの期間にCMOS素子S all〜siml + 
 S!12〜So2がオンされることによってアンプ8
0〜B.のオフセット電圧がコンデンサC.2〜C,,
2に保持され、CMOS素子M1〜M,,がオンの期間
にサンプリングされた信号がコンデンサC a I Z
〜C1,2を介してバッファアンブB1〜B.に供給さ
れることによって、上述のオフセット電圧が除去される
そしてCMOS素子M1〜Mb,.に同図Dに示すよう
なブランキング期間の前半に相当する信号H2。及びそ
の反転信号が端子(5)を通じて供給されることにより
、同時化された信号がバッファアンプ81〜Bいに供給
される。
さらにC?IOS素子Sbll〜Sbffil +  
Sい2〜S bmzに同図已に示すような有効期間の終
端の所定の期間に相当する信号H eAN■及びその反
転信号が端子(7)を通じて供給される。これによりバ
ッファアン?B1〜Bエでは、CMOS素子M1〜Mエ
がオフの期間にCMOS素子Sい.〜Sb@I + s
btz〜Sbta2がオンされることによってアンブB
bl〜Bb+mのオフセット電圧がコンデンサCblt
−Cb.2に保持され、CMOS素子M1〜Mエがオン
の期間に供給された信号がコンデンサChi■〜C,,
2を介して供給されることによって、上述のオフセット
電圧が除去される。
そしてCMOS素子Mc1〜Mc,に同図Fに示すよう
に信号HcAN2を反転した信号H。■及びその反転信
号が端子(8)を通じて供給されることにより、同時化
されると共にオフセット電圧の除去された信号がライン
L,〜L.に供給される。
なおゲート線G1,G.  ・・・には同図Gに示すよ
うなパルス信号φ■,φv2・・・がシフトレジスタ(
4)から供給される。
従ってこの回路において、バッファアンプBlll〜B
 &TRI Bbl〜Bbsで生じるオフセット電圧が
除去され、信号ラインL1〜L.にはオフセット電圧に
よる変動のない信号が供給される。
?うして上述の装置によれば、映像信号からオフセット
電圧が減算されてバッファ回路に供給されることにより
、バッファ回路の内でのオフセット電圧が相殺され、簡
単な構戒で輝度むら等の無い良好な表示画像を得ること
ができるものである。
さらに第4図は他の例の構戒を示す。この図においてC
MOS素子S.1,〜S 81111 +  sa+z
〜81.2が左右のブロック(S■,〜S.tl . 
 S.IZ〜S−th)( S411’=Smsl r
  SJ+1■〜S...)に分割され、これらのブロ
ックごとに、例えば第5図C L +CIIに示すよう
にそれぞれスイッチング信号φllI+φ.1 (同図
B参照)のタイ名ングを終端とし、例1 えばブランキング期間の   の幅の信号HCANLI
2 HcA■及びその反転信号が、それぞれ端子(6L)(
6R)を通じて供給される。
またCMOS素子M1〜Mエも同様に左右のブロック(
M■〜M J )  ( M J − r〜Mbs)に
分割され、これらのブロックごとに、例えば同図Dt,
Diに示すようにそれぞれスイッチング信号φJのタ?
くングから信号H CANLの始端までに相当する信号
H!QLと、スイッチング信号φN.のタイミングから
信号H CAMjlの始端までに相当する信号HEQN
及びその反転信号が、それぞれ端子(5L) (5R)
を通して供給される。
さらにスイッチング素子M 1 1 = M 6 @も
左右のブロック( M r t〜M.!)  (Mt!
。,〜M,.)に分割され、これらのブロックごとに、
例えば同図EL,ERに示すようにそれぞれスイッチン
グ信号φ、!.φH.のタイミングで順次シフトされる
パルス信号φVIL〜φVnL +  φ9■〜φ9■
が、それぞれシフトレジスタ(4L) (4R)からゲ
ート線Get−GeL, Get〜G.を通じて供給さ
れる。
これによってこの装置においても、上述の実施例と同様
に良好な表示画像を得ることができる.そしてこの場合
にCMOS素子M.〜Mエのオン期間1 (信号HeaL,Hえ。l)を充分に長く(略2 水平期間)にできるので、この期間にラインL1〜L,
への信号の供給を充分に行うことができ、従って上述の
バッファアンブBl+l〜Bエ及びCMOS素子M c
 I % M c.を省略して、構或をより簡単にする
ことができる. 〔発明の効果〕 この発明によれば、映像信号からオフセット電圧が減算
されてバッファ回路に供給されることにより、バッファ
回路の内でのオフセット電圧が相殺され、簡単な構威で
輝度むら等の無い良好な表示画像を得ることができるよ
うになった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による液晶ディスプレイ装置の一例の構
威図、第2図はその動作の説明のための図、第3図はタ
イムチャート図、第4図は他の例の構戒図、第5図はタ
イムチャート図、第6図は従来の装置の説明のための図
、第7図はタイムチャート図、第8図は本願出願人が先
に提案した装置の構或図、第9図はタイムチャート図、
第10図はバッファアンプの一例の回路図、第11図は
素子の構成図、第12図は特性図である。 ?1〜L.は垂直信号線、G1〜Gflはゲート線、M
 a I 〜M m +* l M b I 〜M b
 ffi l M C I ’= M C ffi l
 M l 1 〜M nor  salt〜S 811
11 + Salt〜S am■,S1,〜Sbsl+
Sbl2〜Sエ2はスイッチング素子、B■〜B■rB
bl〜Bエはバッファアンプ、C.■〜C 11111
1 +  C@I2〜Cmm2 +  Cbll〜Cb
ffil +  Cb+z〜Cエ2はコンデンサ、CI
l〜C.は液晶セル、(1)(3) (5)〜(8)は
端子、(2) (4)はシフトレジスタである。 代 理 人 松 隈 秀 盛 第 2 図 第 3 図 第10図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 垂直方向に平行に配設された複数の第1の信号線と、水
    平方向に平行に配設された複数の第2の信号線とが設け
    られ、これらの第1、第2の信号線の各交点にそれぞれ
    選択素子を介して液晶セルが設けられてなる液晶ディス
    プレイ装置において、上記信号線に映像信号を供給する
    ためのバッファ回路が設けられると共に、 このバッファ回路に第1のスイッチ手段を介して基準電
    圧が供給され、 このバッファ回路の入出力間が第2のスイッチ手段及び
    コンデンサを介して接続され、 上記映像信号がこのコンデンサを介して上記バッファ回
    路に供給されるようにし、 上記映像信号のブランキング期間に上記第1及び第2の
    スイッチ手段がオンされてこのときの上記バッファ回路
    のオフセット電圧が上記コンデンサに保持され、 上記ブランキング以外の期間にはこのオフセット電圧が
    上記映像信号から減算されて上記バッファ回路に供給さ
    れるようにしたことを特徴とする液晶ディスプレイ装置
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