JPH0553534A - 表示装置の駆動回路 - Google Patents

表示装置の駆動回路

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JPH0553534A
JPH0553534A JP3211149A JP21114991A JPH0553534A JP H0553534 A JPH0553534 A JP H0553534A JP 3211149 A JP3211149 A JP 3211149A JP 21114991 A JP21114991 A JP 21114991A JP H0553534 A JPH0553534 A JP H0553534A
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久夫 岡田
Yuji Yamamoto
裕司 山本
Tadatsugu Nishitani
忠継 西谷
Toshihiro Yanagi
俊洋 柳
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Abstract

(57)【要約】 【構成】デジタル映像信号に基づいて交流駆動される表
示装置の駆動回路に於いて、共通電極に印加される共通
電極電圧Ｖcom、各階調電圧Ｖ0〜Ｖ3の中心値をそれぞ
れ独立して調整可能とする。 【効果】絵素に印加される直流分の度合いが減少し、絵
素の劣化、画像のちらつきが減少する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は映像信号がデジタルで与
えられる表示装置の駆動回路に関し、特に交流駆動を必
要とするもの、即ち、表示画面を構成する絵素が、直流
電圧が印加されると劣化ないしは破壊される恐れのある
表示装置、例えば液晶表示装置等の駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、映像信号がデジタルで与えら
れ、交流駆動される表示装置の駆動回路に適用され得る
ものであるが、ここでは、その代表としてＴＦＴ液晶表
示装置を例として説明する。
【０００３】映像信号がデジタルで与えられるＴＦＴ液
晶表示装置のソースドライバとしては、図６に示すよう
な駆動回路が用いられる。尚、ここでは簡単の為、映像
信号データは２ビットで構成されているものとする。即
ち、映像信号データは、０〜３の４つの値を持ち、それ
ぞれの値に対応して、電圧供給部１から供給される階調
用電圧Ｖ0〜Ｖ3が選択されて出力となる。図７は、その
うち第ｎ番目の出力に対応した部分を示すものであり、
この回路は、映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
ングフリップフロップ）ＭSMP及び第２段目のフリップ
フロップ（ホールドフリップフロップ）ＭH、１個のデ
コーダＤＥＣ、それに４種の階調電圧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、デジタル映像
像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。
【０００４】このデジタルソースドライバは次のように
動作する。映像信号データ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
サンプリングフリップフロップＭSMPに取り込まれて、
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がホールドフリップフロップＭ
Hに与えられ、サンプリングフリップフロップＭSMPに保
持されていた映像信号データＤ0、Ｄ1はホールドフリッ
プフロップＭHに取り込ま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ビットの映像信号
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ＡＳＷ0〜ＡＳＷ3のいずれか１
個を導通として、４種の階調電圧Ｖ0〜Ｖ3のいずれかを
ソースラインＯnに出力する。
【０００５】図８に、階調電圧Ｖ0〜Ｖ3及び、液晶パネ
ルの共通電極に加えられる共通電極電圧Ｖcomの電圧波
形を示す。尚、階調電圧はＶ0〜Ｖ3の順で絵素に印加さ
れる電圧が高くなるものとする（即ち、｜Ｖ0−Ｖcom｜
＜｜Ｖ1−Ｖcom｜＜｜Ｖ2−Ｖcom｜＜｜Ｖ3−Ｖcom｜、
この関係は逆であっても良い）。図示のように、各電圧
Ｖ0〜Ｖ3及びＶcomは、１出力期間ごとに反転する信号
ＰＯＬと同期して２つの電圧レベルの間を交互に変化し
ている。また、各電圧レベルは、ある適当な電圧（中心
電圧）ＶMに対して対称となるように定められている。
【０００６】図９に電圧Ｖcomが印加される共通電極か
ら見た階調電圧Ｖ0〜Ｖ3を示す。ある絵素を考えると、
その絵素がゲートドライバ（走査用ドライバ）によって
選択されている間の図９の電圧でその絵素が充電される
ことになる。今仮に、その時が図示の正（共通電極電圧
Ｖcomよりも高い）のタイミングであるとすると、次に
その絵素が選択されるタイミングでは、図示の負（共通
電極電圧Ｖcomよりも低い）のタイミングとなるように
制御を行えばよい。このように制御することによって、
絵素には、１表示期間毎に正負の間を変化する電圧、即
ち、交流電圧を与えることができ、絵素に平均値として
の直流電圧がかかるのを防止できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の技
術では、確かに理想状態においては、絵素への直流印加
が防止できる筈である。しかるに、現実の液晶表示装置
においては、液晶パネルの駆動端子の入力電圧となる階
調電圧Ｖ0〜Ｖ3及び共通電極電圧Ｖcomと、実際にパネ
ル内部の絵素そのものにかかる電圧との間には、差が生
じてしまう。
【０００８】この差が生じる理由を以下に説明する。図
１２に絵素容量ＣLCと補助容量ＣSとが共通電極ＣＯＭ
に並列に接続されている構成の絵素部の透過回路を示
す。図中のＣgdはＴＦＴ１０のゲートドレイン間の寄生
容量である。いま、ゲートラインＯnがハイ（ＶGH）と
なってＴＦＴ１０がオンして、ソースラインＯnの電圧
Ｖ Sが絵素に印加された場合には、各容量に充電される
電荷を図１３に示すようにｑ1、ｑ2、ｑ3とすると、 ｑ1＋ｑ2＋ｑ3＝ｃｏｎｓｔ ｑ1／ＣLC＝ｑ2／ＣS＝ＶS ｑ3＝Ｃgd・（ＶS−ＶGH） となる。これらの式より （ＣLC＋ＣS＋Ｃgd）・ＶS＝ｃｏｎｓｔ＋Ｃgd・ＶGH （式１） が得られる。
【０００９】一方、ゲートラインＯnがロー（ＶGL）と
なってＴＦＴ１０がオフしている場合には、その時の各
容量に充電される電荷を図１４に示すようにｑ1'、
ｑ2'、ｑ3'とすると、 ｑ1'＋ｑ2'＋ｑ3'＝ｃｏｎｓｔ ｑ1'／ＣLC＝ｑ2'／ＣS＝ＶS' ｑ3'＝Ｃgd・（ＶS'−ＶGL） となる。これらの式より （ＣLC＋ＣS＋Ｃgd）・ＶS'＝ｃｏｎｓｔ＋Ｃgd・ＶGL （式２） が得られる。
【００１０】（式１）及び（式２）より、 ＶS−ＶS'＝Ｃgd・（ＶGH−ＶGL）／｛ＣLC＋ＣS＋Ｃgd｝ （式３） となる。
【００１１】このように、ゲートラインＯnがハイ（Ｖ
GH）の期間に絵素は電圧ＶSに充電され、ＴＦＴ１０が
オフになった後は、絵素の電圧はＶS'に変化し、その差
が（式３）で表されることが判る。実際に絵素を駆動す
るのは電圧ＶS'であるので、上述の差が生ずることにな
る。
【００１２】この差が、一般には、パネルの駆動端子か
ら見た液晶パネルの正負のタイミングでの特性の違いと
して観測される。従って、図８の駆動では、現実のパネ
ルにおいては、絵素に多少なりとも直流電圧が印加され
てしまうことになる。
【００１３】絵素にかかる正負の電圧レベルが異なる
と、たとえ表示装置の劣化破壊にまでは至らなくとも正
負のタイミングでの絵素の特性（液晶の場合には透過
率）が異なってしまう。この場合の具体的な症状として
は、映像のちらつき（フリッカ）を生じる。
【００１４】また、絵素にかかる直流電圧は、表示装置
の劣化の原因となるのみならず、静止映像を表示した
後、画像を消しても暫くの間は前の画像が残るというい
わゆる静止画残像の問題をもたらす。これは、コンピュ
ータ用の端末表示装置等の様に、静止画表示がむしろ主
体となる表示装置に於いては、大きな問題となる。
【００１５】本発明の目的は、絵素に印加される直流電
圧の度合いが少なく、表示特性が良好な表示装置の駆動
回路を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の駆動回路は、デ
ジタル映像信号が入力され、複数の絵素電極に共通の共
通電極を有する表示装置の駆動回路であって、それぞれ
２つの電圧レベルを有する共通電極電圧及び複数の階調
電圧を出力し、該共通電極電圧及び階調電圧のそれぞれ
を対応する２電圧レベルの間で交互に切り替える電圧供
給手段、並びに入力デジタル映像信号に応じて該複数の
階調電圧の何れかを選択して該複数の絵素電極側に送出
し、該共通電極電圧を該共通電極側に送出する電圧選択
手段を備え、該電圧供給手段は、２電圧レベルの中央値
が該複数の階調電圧の２電圧レベルの中央値とは異なっ
ている共通電極電圧を出力するようにされており、その
ことにより上記目的が達成される。
【００１７】前記電圧供給手段には、該複数の階調電圧
のそれぞれの２電圧レベルを調整する階調電圧調整手段
が設けられているのが好ましい。
【００１８】また、本発明の他の駆動回路は、デジタル
映像信号が入力される表示装置の駆動回路であって、そ
れぞれ２つの電圧レベルを有する複数の階調電圧を出力
し、該階調電圧のそれぞれを該２電圧レベルの間で交互
に切り替える電圧供給手段、及び入力デジタル映像信号
に応じて該複数の階調電圧の何れかを選択し、送出する
電圧選択手段を備え、該電圧供給手段には、該複数の階
調電圧のそれぞれの２電圧レベルを調整する階調電圧調
整手段が設けられている。
【００１９】前記階調電圧調整手段は、複数の階調電圧
のそれぞれの２電圧レベルの中間値を調整することによ
って２電圧レベルを調整するのが好ましい。
【００２０】
【実施例】本発明を実施例について以下に説明する。
【００２１】液晶表示装置に用いられる液晶パネルの透
過率と、印加された正負の電圧との間の関係の一例を図
１０に示す。図１０では、負電圧に対しての電圧の絶対
値と透過率との関係が直線で表されるように電圧軸を定
めている。。図１０中のＶN +とＶN -はそれぞれ正電圧印
加時及び負電圧印加時に於いて同一の透過率を得るため
に必要な共通電極電圧Ｖcomと階調電圧ＶN（説明の例で
はＮは０及び３）との間の電圧の絶対値を表しており、
ΔＶNは電圧（絶対値）ＶN +と電圧（絶対値）ＶN -との
間の差を表している。
【００２２】図１１に、負電圧印加時の入力電圧の絶対
値を横軸に、ΔＶを縦軸にとった時のグラフを示す。図
１１は、同一の透過率を得るためには、正電圧印加時に
は、負電圧印加時の入力電圧の絶対値に対して、縦軸の
値を加えた電圧を印加する必要のあることを示してい
る。Ｎ＝３の場合（即ち、階調電圧Ｖ3の場合）を例と
してより詳細に説明する。今、液晶パネルを図１１の電
圧波形で駆動した場合を考える。この場合の共通電極電
圧Ｖcomと階調電圧Ｖ3との間の電圧の絶対値が図１０に
Ｖ3として示す電圧であるとする。この場合には、前述
のように正電圧印加時と負電圧印加時とでは液晶パネル
の絵素に加わる電圧に差が生ずるので、図１０のΔｔ3
で示す透過率の差が正電圧印加と負電圧印加のタイミン
グで発生することになる。
【００２３】本発明の第１の実施例では、共通電極電圧
Ｖcomを調整することによって、図１０のΔＶを補償し
ようと言うものである。図２に階調電圧Ｖ３と調整後の
共通電極電圧Ｖcomの電圧波形を示す。図示のように、
共通電極電圧Ｖcomの中心値をＶＭからずらす事によ
り、正のタイミング時の電圧を、負のタイミング時の電
圧より、ΔＶ３だけ高くなる様に調整する事ができる。
即ち、図５のＶ３＋とＶ３−の電圧を液晶パネルの駆動
端子に与える事が可能となる。
【００２４】本発明の第１の実施例に於ける電圧供給部
１を図１に示す。本実施例は、共通電極電圧Ｖcomを発
生するための演算増幅器ＯＰC、並びにそれぞれ階調電
圧Ｖ0〜Ｖ3を発生するための演算増幅器ＯＰ0〜ＯＰ3を
備えている。演算増幅器ＯＰC、ＯＰ0及びＯＰ1の反転
入力には信号ＰＯＬが与えられており、演算増幅器ＯＰ
2及びＯＰ3の反転入力には信号ＰＯＬがインバータＩＮ
Ｖを介して与えられている。各演算増幅器ＯＰC、及び
ＯＰ0〜ＯＰ3の非反転入力には抵抗分圧器ＰＤC、及び
ＰＤ0〜ＰＤ3の出力がそれぞれ与えられている。このよ
うな構成の各演算増幅器ＯＰC及びＯＰ0〜ＯＰ3から
は、それぞれの非反転入力の印加電圧を中央値として信
号ＰＯＬと同期して振動する電圧Ｖcom及びＶ0〜Ｖ3が
出力される。但し、電圧Ｖcom、Ｖ0及びＶ1と電圧Ｖ2及
びＶ3とでは互いに逆位相となっている。これらの電圧
の振幅値は各演算増幅器の増幅率によって定まる。
【００２５】各抵抗分圧器ＰＤC、及びＰＤ0〜ＰＤ3は
２個の固定抵抗で構成されており、一方の抵抗の一端は
＋電位の電源Ｖddに接続され、他方の抵抗の一端はグラ
ンド電位の電源Ｖssに接続されている。従って、抵抗分
圧器ＰＤCを構成する２個の固定抵抗ＲC1及びＲC2の接
続点の電圧ＶＲCは｛ＲC2／（ＲC1＋ＲC2）｝Ｖddとな
る。この接続点の電圧ＶＲCが抵抗分圧器ＰＤCの出力電
圧として前述のように演算増幅器ＯＰCの非反転入力に
与えられている。同様に、抵抗分圧器ＰＤ0〜ＰＤ3に於
いては、固定抵抗Ｒ01及びＲ02、Ｒ11及びＲ12、Ｒ21及
びＲ22、並びにＲ31及びＲ32の接続点の電圧ＶＲ0〜Ｖ
Ｒ3はそれぞれ、｛Ｒ02／（Ｒ01＋Ｒ02）｝Ｖdd、｛Ｒ
12／（Ｒ11＋Ｒ12）｝Ｖdd、｛Ｒ22／（Ｒ21＋Ｒ22）｝
Ｖdd、及び｛Ｒ32／（Ｒ31＋Ｒ32）｝Ｖddとなる。
【００２６】従って、各抵抗分圧器の出力電圧ＶＲC、
ＶＲ0〜ＶＲ3の値は、それぞれの両固定抵抗の抵抗比を
適宜に設定しておくことにより決定される。本実施例で
は、 ＲC2／ＲC1＜Ｒ02／Ｒ01＝Ｒ12／Ｒ11＝Ｒ22／Ｒ21＝Ｒ
32／Ｒ31 としているので、 ＶＲC＜ＶＲ0＝ＶＲ1＝ＶＲ2＝ＶＲ3 となる。
【００２７】それ故、図２に示すように、演算増幅器Ｏ
ＰCの出力電圧Ｖcomの中心値ＶＭcomは、他の演算増幅
器ＯＰ0〜ＯＰ3の出力電圧Ｖ0〜Ｖ3の中心値ＶＭより偏
差ΔＶＭだけ低電圧側にずれる。尚、図２では、図示を
簡単にするために電圧Ｖcom及び電圧Ｖ3のみを示してい
る。電圧Ｖ3の正電圧印加（即ち、電圧Ｖcomの負電圧印
加）のタイミングでは、絵素に印加される電圧Ｖ3 +は電
圧Ｖ3に偏差ΔＶＭを加えたものになる。この偏差ΔＶ
Ｍの値は抵抗分圧器の出力電圧ＶＲC及びＶＲ3の値（即
ち、各抵抗分圧器の両固定抵抗の値）を適宜に設定する
ことにより決定できる。反対に、電圧Ｖ3の負電圧印加
（即ち、電圧Ｖcomの正電圧印加）のタイミングでは、
絵素に印加される電圧Ｖ3 -は電圧Ｖ3から偏差ΔＶＭを
減じたものになる。従って、抵抗値を適宜に選択して電
圧Ｖ3 +及びＶ3 -を絵素に直流電圧が印加されないように
し、正負のタイミングで透過率が同じになるようにする
ことができる。尚、他の電圧Ｖ0〜Ｖ2に基づいて絵素に
印加される電圧についても同様に偏差ΔＶＭだけ修正が
施され、直流電圧の印加が防止される。尚、偏差ΔＶＭ
は図１１のラインＬ０とラインＬ３との間の最も適切な
値となるようにされる。
【００２８】本発明の第２の実施例に於ける電圧供給部
１を図３に示す。この第２の実施例では、第１の実施例
に於ける抵抗分圧器ＰＤcomに代えてポテンショメータ
ＰＭcomが設けられている。この構成によれば、演算増
幅器ＯＰCの非反転入力に与えられるポテンショメータ
ＰＭcomの出力電圧ＶＲcomの値は適宜に調整できる。従
って、偏差ΔＶＭの値も調整可能となるので、表示装置
毎の表示特性に応じて偏差ΔＶＭの値を調整することが
できる。
【００２９】本発明の第３の実施例に於ける電圧供給部
を図４に示す。この第３の実施例では、第１の実施例に
於ける抵抗分圧器ＰＤ0〜ＰＤ3に代えてポテンショメー
タＰＭ0〜ＰＭ3がそれぞれ設けられている。演算増幅器
ＯＰ0〜ＯＰ3の非反転入力に与えられるポテンショメー
タＰＭ0〜ＰＭ3の出力電圧ＶＲ0〜ＶＲ3をそれぞれ独立
して調整することができる。この構成によれば、階調電
圧Ｖ0〜Ｖ3のそれぞれに対する偏差ΔＶＭの値を独立し
て調整することができる。従って、全ての階調電圧を独
立に調整でき、全ての階調に於いて最適の表示特性を得
ることができる。
【００３０】上述の第２の実施例と第３の実施例とを組
み合わせて、第１の実施例に於ける全ての抵抗分圧器Ｐ
ＤC、及びＰＤ0〜ＰＤ3をポテンショメータに置き換え
る構成とすることもできる。この実施例の場合には、共
通電極電圧Ｖcom及び階調電圧Ｖ0〜Ｖ3のそれぞれを独
立して調整することが可能となる。
【００３１】上述の各実施例に於ける演算増幅器Ｏ
Ｐc、及びＯＰ0〜ＯＰ3の構成を図５に示すような構成
とすることもできる。この構成では、演算増幅器ＯＰの
出力を、２個のトランジスタＱ1及びＱ2を用いた双方向
の電流増幅回路ＡＭにより増幅している。従って、この
構成を上述の各実施例に適用して電流増幅回路ＡＭの出
力を各共通電極電圧又は階調電圧とすれば、同様の効果
が得られる。この構成によれば、演算増幅器ＯＰの電流
容量としてはトランジスタＱ1及びＱ2を駆動するのに充
分であればよい。それ故、電流容量の小さい演算増幅器
を使用することが可能となる。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、絵素に印加される直流
成分の度合いを小さくすることができる。
【００３３】絵素にかかる正負の電圧レベルが異なる
と、たとえパネルの劣化破壊にまでは至らなくとも前述
のように正負のタイミングでの透過率が異なってしま
い、具体的な症状としては、映像のちらつき（フリッ
カ）を生じる。本発明によって、映像のちらつきを大幅
に少なくする事ができる。
【００３４】尚、このちらつきを階調毎に観測して電圧
調整手段を調整することもできる。この場合、表示装置
の画面に表示するパターンは階調毎に異ならせて、その
階調に於いてちらつきが最も顕著となるパターンを使用
するのが好ましい。
【００３５】絵素にかかる直流電圧は、液晶の劣化の原
因となるのみならず、静止映像を表示した後、画像を消
してもしばらく前の画像が残るといういわゆる静止画残
像の問題をもたらす。これは、コンピュータ等の様に、
静止画表示がむしろ主体となる装置の表示装置として
は、大きな問題となる。本発明によって、この静止画残
像を大幅に少なくする事ができる。
【００３６】以上のように、本発明によって、液晶表示
装置の正負における特性差を補正して、信頼性、及び表
示品位を補正前と比べて、はるかに向上させた表示装置
が実現できる。即ち、本発明によって、得られる効果は
きわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に於ける電圧供給部の回
路図である。
【図２】第１の実施例に於いて共通電極電圧を調整した
場合の階調電圧との関係を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例に於ける電圧供給部の回
路図である。
【図４】本発明の第３の実施例に於ける電圧供給部の回
路図である。
【図５】本発明の更に他の実施例に於ける電圧供給部の
増幅器の構成を示す回路図である。
【図６】液晶表示装置の駆動回路の構成を示すブロック
図である。
【図７】図６の駆動回路の一部を示すブロック図であ
る。
【図８】共通電極電圧と各階調電圧を示す図である。
【図９】共通電極から見た各階調電圧を示す図である。
【図１０】液晶の正電圧印加時と負電圧印加時の透過率
を示す図である。
【図１１】負電圧印加時の透過率の差と印加電圧との関
係を示す図である。
【図１２】絵素近傍の等価回路を示す図である。
【図１３】ＴＦＴがオンになった時の絵素近傍の等価回
路を示す図である。
【図１４】ＴＦＴがオフになった時の絵素近傍の等価回
路を示す図である。
【符号の説明】
１ 電圧供給部 Ｖcom 共通電極電圧 Ｖ0〜Ｖ3 階調電圧
フロントページの続き (72)発明者 柳 俊洋 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シヤープ 株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】デジタル映像信号が入力され、複数の絵素
    電極に共通の共通電極を有する表示装置の駆動回路であ
    って、 それぞれ２つの電圧レベルを有する共通電極電圧及び複
    数の階調電圧を出力し、該共通電極電圧及び階調電圧の
    それぞれを対応する２電圧レベルの間で交互に切り替え
    る電圧供給手段、並びに入力デジタル映像信号に応じて
    該複数の階調電圧の何れかを選択して該複数の絵素電極
    側に送出し、該共通電極電圧を該共通電極側に送出する
    電圧選択手段を備え、 該電圧供給手段は、２電圧レベルの中央値が該複数の階
    調電圧の２電圧レベルの中央値とは異なっている共通電
    極電圧を出力する、 表示装置の駆動回路。
  2. 【請求項２】デジタル映像信号が入力される表示装置の
    駆動回路であって、 それぞれ２つの電圧レベルを有する複数の階調電圧を出
    力し、該階調電圧のそれぞれを該２電圧レベルの間で交
    互に切り替える電圧供給手段、及び入力デジタル映像信
    号に応じて該複数の階調電圧の何れかを選択し、送出す
    る電圧選択手段を備え、 該電圧供給手段には、該複数の階調電圧のそれぞれの２
    電圧レベルを調整する階調電圧調整手段が設けられてい
    る、 表示装置の駆動回路。
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