JPH07281641A - アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクティブマトリクス型液晶ディスプレイの
消費電力を低減する。 【構成】 ビデオ入力信号の階調度に応じたパルス幅変
調信号が表示信号回路３０中のパルス幅変換部で生成さ
れ、スイッチ部によりそのパルス幅変調信号に設定され
た期間液晶セルの駆動電圧がデータ信号線ＤＬ−ｉへ送
出され、それ以外の期間は、データ信号線ＤＬ−ｉ及び
画素電極１１がハイインピーダンス状態となる。コモン
電極２２にはランプ駆動電圧が、ランプ電圧発生回路４
００から供給され、ＴＦＴ−ＬＣＤ部ＴＣ１はコモン電
極２２と画素電極１１間の電位差に基づいて階調表示を
行う。データ信号線ＤＬ−ｉがハイインピーダンス状態
となったとき、データ信号線ＤＬ−ｉの電位は、配線容
量によりランプ駆動電圧に追従して変化する。この配線
容量は、ハイインピーダンス状態でのコモン電極２２と
画素電極１１間の電位差の広がりを抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリクス
型液晶ディスプレイに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、次のような文献に記載されるものがあった。 文献１；テレビジョン学会誌、４２［１］（１９８８）
Ｐ．１０−２９ 文献２；電子技術、（１９９３−６. ）Ｐ．４５−４９ アクティブマトリクス型液晶パネルは、フルカラー画像
表示性能が優れているため注目され、種々の提案がなさ
れている。以下、図面を参照しつつ、代表的なアクティ
ブマトリクス型液晶パネルとして知られる薄膜トランジ
スタ（Thin Film Transistor、以下ＴＦＴという）及び
液晶表示素子（以下、ＬＣＤという）を組合せて構成し
たＴＦＴ−ＬＣＤの概略を説明する。図２は、前記文献
１に記載された従来のＴＦＴ−ＬＣＤの概略の構造を示
す斜視図である。アクティブマトリクス型液晶パネルの
一つであるＴＦＴ−ＬＣＤでは、例えば透明な背面基板
１０と前面基板２０とが対向配置されている。背面基板
１０上には、複数のデータ信号線ＤＬ−ｉ（ｉは１から
ｍの整数）と複数の走査信号線ＳＳＬ−ｊ（ｊは１から
ｎの整数）が絶縁層を介して互いに交差配置され、その
交点に各画素電極１１に対応したスイッチング素子とし
てＴＦＴ１２がそれぞれ接続されている。前面基板２０
上には、各表示セルの画素電極１１と対向する部分に、
表示色に対応する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラ
ーフィルタ２１が設けられ、さらにその上に透明な共通
電極（以下、コモン電極という）２２が設けられてい
る。背面基板１０及び前面基板２０の両表面には、適当
な方向に配向処理された配向膜が設けられ、それら両基
板１０，２０の配向膜が、液晶層３０を介して対向配置
され、両基板間はその周囲が封止されている。さらに、
背面基板１０及び前面基板２０の背面には、互いの偏光
軸が平行あるいは垂直になるように偏光膜１３，２３が
それぞれ貼り付けられている。このような各ＴＦＴ−Ｌ
ＣＤでは、背面基板１０の裏側からバックライトＢＬを
当て、各ＴＦＴ１２を介して与えられた画素電極１１の
電圧とコモン電極２２の電圧とのそれぞれの電位差によ
り、それら両電極１１，２２間に挟まれた液晶層３０の
液晶をスイッチングして画像表示をするようになってい
る。

【０００３】図３は、図２に示すＴＦＴ−ＬＣＤにおい
て、２枚の偏光膜１３，２３をその偏光軸方向が平行に
なるように貼り付けた構成にした場合のＴＮ（Twisted
Nematic ）液晶セルの電気−光学特性を示す図である。
ＴＦＴ−ＬＣＤに使用されるＴＮ液晶セルは、画素電極
１１の電圧Ｖ_P とコモン電極２２の電圧Ｖ_COM とのデー
タ電位差に対して、光透過率が急激に増加する閾値電圧
Ｖ_THと、光透過率の変動が無くなる飽和電圧Ｖ_SAT が存
在し、Ｖ_TH〜Ｖ_SAT の電圧範囲ΔＶにおいては、電圧変
動によって光透過率の変化が起きる。また、図示してい
ないが、ＴＮ液晶セルは一方向の電界をかけ続けると応
答しなくなる特性を有している。そのため、正極性と負
極性の書込みを交互に行う必要がある。完全なオン状態
を達成するには、正極性においてＶ_SAT ＜Ｖ_P −
Ｖ_COM 、負極性においてＶ_SAT ＜Ｖ_COM −Ｖ_P の電圧条
件に設定し、完全なオフ状態を達成するには、正極性に
おいてＶ_TH＞Ｖ_P −Ｖ_COM 、負極性においてＶ_TH＞Ｖ
_COM−Ｖ_P の電圧条件に設定し、液晶セルのスイッチン
グを行う。また、階調表示を行う場合、電圧条件は、正
極性においてＶ_SAT ＞Ｖ_P −Ｖ_COM ＞Ｖ_TH、負極性にお
いてＶ_SAT ＞Ｖ_COM −Ｖ_P ＞Ｖ_THの条件で、可変制御す
るように設定される。図４は図２に示すＴＦＴ−ＬＣＤ
を用いた従来のアクティブマトリクス型液晶ディスプレ
イの概略の回路図である。図４に示すように、各ＴＦＴ
１２のスイッチング手段として、走査信号線ＳＬ−ｊに
は走査信号回路１００が、データ信号線ＤＬ−ｉには表
示信号回路２００がそれぞれ接続されている。ＴＦＴ１
２と、コモン電極２２との間には、液晶セル３１が接続
されている。

【０００４】図５は、図４中の液晶セルの等価回路を示
す図であり、液晶セルの有する寄生容量成分が示されて
いる。各液晶セル３１は、ＴＦＴ１２の寄生容量Ｃ
_GSと、走査信号線ＳＬ−ｊ及びコモン電極２２間に存在
する容量Ｃ_GCと、データ信号線ＤＬ−ｉ及びコモン電極
２２間に存在する容量Ｃ_DCと、走査信号線ＳＬ−ｊ及び
データ信号線ＤＬ−ｉ間に存在する容量Ｃ_GDと、画素電
極１１及びコモン電極２２間に存在する容量Ｃ_LCとをそ
れぞれ有している。図６は、図４に示すアクティブマト
リクス型液晶ディスプレイの駆動タイミングチャートで
あり、この図を参照しつつ図４の動作を説明する。図４
に示すように、各ＴＦＴ１２のスイッチング手段として
設けられた走査信号回路１００及び表示信号回路２００
のうち、走査信号回路１００はＴＦＴ１２のゲート選択
信号を送出し、走査信号線ＳＬ−ｊは選択されて時間順
次にオン電圧Ｖ_G(+)とオフ電圧Ｖ_G(-)が供給される。さ
らに、表示信号回路２００が輝度データ信号を送出し、
正極性の書込み電圧Ｖ_D(+)と負極性の書込み電圧Ｖ_D(-)
が、ＴＦＴ１２を介して画素電極１１に供給される。Ｔ
ＦＴ１２によって書込まれた画素電極１１の電圧Ｖ
_P は、図６に示すように、該ＴＦＴ１２のゲート選択信
号がオン状態からオフ状態に変化する時に、該選択信号
が供給されるＴＦＴ１２の寄生容量Ｃ_GSの影響により、
ΔＶ₁ （ΔＶ₁ ＝（Ｃ_GS／Ｃ_LC＋Ｃ_GS））×（Ｖ_G(+)＋
Ｖ_G(-)）だけ電圧変動を起こす。このために、画素電極
１１とコモン電極２２との間の電位差が、画素電極１１
の電圧Ｖ_Pの変動に対し、正極性の書込み時と負極性の
書込み時とで均等になるように、コモン電極２２に対し
て電圧Ｖ_COM が供給される。

【０００５】図７は、文献２に示された階調表示用の輝
度データ信号を出力する図４の表示信号回路内のアナロ
グドライバとデジタルドライバの出力段の構成を示す図
である。図７の（ａ）は、アナログドライバの出力段の
例である。このドライバは、アナログのビデオ信号ＡＳ
の電位をホールドするサンプルホールド部を構成する２
個の容量４１，４２と、バッファ出力部を構成する電流
源４３、演算増幅器４４、及びトランジスタ４５とが備
えられ、これらの各要素間の接続を制御する６個のスイ
ッチＳＷ１〜ＳＷ６を設けている。このアナログドライ
バは、階調表示における中間調に対応する電圧をアナロ
グ信号ＡＳとして入力し、各画素に割り当てた電圧を出
力端子Ｏｕｔから出力するものである。入力されたビデ
オ信号ＡＳは、サンプルホールド部に蓄積された後、バ
ッファ出力部に供給され、バッファ出力部が該ビデオ信
号ＡＳを駆動して出力する機能を有している。このアナ
ログドライバは、アナログバッファで構成されているの
で、階調の多階調化が図れる反面、演算増幅器４４を電
流源４３によって駆動するので、消費電力が大きくなる
という欠点を有し、駆動回路部のＩＣ化における高集積
化が困難である。

【０００６】一方、図７の（ｂ）は、８階調のデジタル
ドライバの出力段の回路構成例である。デジタルドライ
バとは、その中間階調に対応する電圧レベルをデジタル
コードとして入力し、デジタル／アナログ変換を行って
所望の電圧レベルを出力するものである。このデジタル
ドライバは、クロック信号ＣＫ及びスタートパルスＳＰ
を入力するタイミングジェネレータ５０と、タイミング
ジェネレータ５０からのタイミング信号でデジタルのカ
ラービデオ信号ＤＳ１を順次取込むデータレジスタ５１
を有している。データレジスタ５１は、ラッチストロー
ブ信号ＳＴＢでデータレジスタ５１の格納しているデー
タを一斉に取込んで記憶するデータレジスタ５２に接続
され、データレジスタ５２の出力は、デコード及びデコ
ード結果をシフトするデコード及びレベルシフト回路５
３に接続されている。そのデコード及びレベルシフト回
路５３の出力側は、階調用電圧Ｖ0 〜Ｖ7 を入力した８
個のアナログスイッチ５４−０〜５４−７を有したデジ
タル／アナログ変換回路５４に接続されている。デジタ
ル／アナログ変換回路５４において、デコード及びレベ
ルシフト回路５３の出力に応じて、外部から供給される
８レベルの電圧Ｖ0 〜Ｖ7 がアナログスイッチ５４−０
〜アナログスイッチ５４−７で選択されて、データに応
じた電圧が、出力端子から出力される。この構成のドラ
イバにおいては、出力段がアナログスイッチで構成され
るため、消費電力が少なくなる反面、多階調化を図る場
合に、階調再現数相当の外部電源の入力を必要とする。
そのため、駆動回路のＩＣ化を行うとＩＣ内部における
電源入力ラインの配線系の占める面積が増大し、経済的
でなくなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アクティブマトリクス型液晶ディスプレイの階調駆動方
法もしくは駆動回路においては、次のような課題があっ
た。アクティブマトリクス型液晶パネルに対する輝度デ
ータ信号を、図７の（ａ）に示されるように、アナログ
で供給する場合、多階調化により高画質化をすることが
できるが、消費電力が大きいという課題がある。また、
図７の（ｂ）に示されるように中間調に対応するデジタ
ルコードＤＳ１を入力し、デジタル／アナログ変換を行
って階調された電圧レベルＶ₀ 〜Ｖ₇ を出力する場合、
該電圧レベルを生成する外部電源を必要とし、高画質化
に伴い、電源ライン等によって高集積化が困難となると
いう課題があった。即ち、低消費電力で、高画質で、し
かも高集積化が可能な液晶ディスプレイ実現できなかっ
た。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、前記課題
を解決するために、透光性の背面基板と、絶縁層を介し
て互いに交差して該背面基板上に配置形成された複数の
データ信号線及び走査信号線と、前記各データ信号線及
と走査信号線の交差箇所に各画素電極に対応してそれぞ
れ接続された複数の薄膜トランジスタと、前記背面基板
に対向して配置された透光性の前面基板と、前記前面基
板上の各液晶セルの画素電極と対向する部分に設けられ
た表示色に対応するカラーフィルタと、前記カラーフィ
ルタ上に設けられた透光性の共通電極と、前記背面基板
及び前面基板の表面にそれぞれ対向して配設され所定方
向に配向処理された配向膜と、前記背面基板及び前面基
板側の配向膜間に介装された液晶層と、前記背面基板及
び前面基板の背面にそれぞれ貼着された偏光膜とを、有
するアクティブマトリクス型液晶パネルと、ビデオ入力
信号に応じて前記各液晶セルの駆動電圧を前記データ信
号線及び前記薄膜トランジスタを介して前記画素電極に
それぞれ出力する表示信号回路と、前記各薄膜トランジ
スタの導通状態を制御する走査信号を前記走査信号線に
それぞれ出力する走査信号回路と、前記共通電極を駆動
する共通電極駆動回路とを備え、前記アクティブマトリ
クス型液晶パネルを交流駆動し前記入力信号に対応した
階調表示を行うアクティブマトリクス型液晶ディスプレ
イにおいて、次のような手段を設けている。即ち、前記
表示信号回路は、前記ビデオ入力信号の階調度に応じた
パルス幅を設定するパルス幅変調信号を生成するパルス
幅変換部と、該パルス幅変調信号に設定された期間前記
液晶セルの駆動電圧を前記データ信号線へ送出し当該前
記液晶セルの駆動電圧の送出期間以外はハイインピーダ
ンス状態を前記データ信号線へそれぞれ送出するスイッ
チ部とで構成し、前記共通電極駆動回路は、前記共通電
極には前記交流駆動における極性に応じて順次上昇ある
いは低下するランプ駆動電圧を前記共通電極へ送出する
構成にしている。

【０００９】第２の発明は、第１発明における前記各画
素電極に対して補助容量と該補助容量に電圧を印加する
ための補助容量線とをそれぞれ設け、前記各補助容量線
には前記ランプ駆動電圧を印加する構成にしている。第
３の発明は、第１また第２の発明における前記データ信
号線及び前記走査信号線のいずれか一方またはその両方
の幅を前記交差部分のみ細くしている。第４の発明は、
第２の発明における前記補助容量線及び前記データ信号
線の交差部分において該補助容量線及び該データ信号線
のいずれか一方またはその両方の幅を太くしている。第
５の発明は、第１または第２の発明における前記走査信
号回路を、交流駆動するその極性に応じて順次上昇ある
いは低下するランプ駆動電圧を生成するランプ電圧駆動
部と、前記走査信号に前記ランプ駆動電圧を重畳する走
査信号変換部とで構成している。第６の発明は、第５の
発明において、前記画素電極と該画素電極に薄膜トラン
ジスタを介して接続される走査信号線の前段の走査信号
線との間に補助容量を設けている。

【００１０】

【作用】第１の発明によれば、以上のようにアクティブ
マトリクス型液晶ディスプレイを構成したので、ビデオ
入力信号の階調度に応じたパルス幅変調信号が表示信号
回路中のパルス幅変換部で生成され、スイッチ部によ
り、そのパルス幅変調信号に設定された期間液晶セルの
駆動電圧がデータ信号線へ送出される。また、設定され
た期間以外では、スイッチ部により、データ信号線及び
画素電極はハイインピーダンス状態となる。共通電極に
は交流駆動における極性に応じて順次上昇あるいは低下
するランプ駆動電圧が、共通電極駆動回路から供給され
る。各ＴＦＴ−ＬＣＤは、共通電極と画素電極間の電位
差に基づいて階調表示を行う。共通電極にはランプ駆動
電圧が供給されるので、前記設定された期間の長さによ
って共通電極と画素電極間の電位差が異なることなる、
即ち、ビデオ入力信号の階調度に応じて、画素電極の電
位と共通電極との間の電位差が変化する。また、設定さ
れた期間が終了してハイインピーダンス状態となったと
き、データ信号線の電位は、データ信号線と共通電極と
の間の配線容量によりランプ駆動電圧に追従して変化す
る。即ち、この配線容量は、共通電極と画素電極間の電
位差の広がりを抑える。

【００１１】第２の発明によれば、第１発明における前
記各画素電極に対して設けられた補助容量と該補助容量
に、ランプ駆動電圧が印加され、補助容量はハイインピ
ーダンス状態のデータ信号線の電圧をランプ駆動電圧に
追従して変化させる。第３の発明によれば、データ信号
線及び前記走査信号線のいずれか一方またはその両方の
幅を前記交差部分のみ細くしているので、データ信号線
と走査信号線間の配線容量が低減される。第４の発明に
よれば、第２の発明における前記補助容量線及び前記デ
ータ信号線の交差部分において補助容量線及び該データ
信号線のいずれか一方またはその両方の幅を太くしてい
るので、補助容量線とデータ信号線間の配線容量が増大
する。第５の発明によれば、第１または第２の発明にお
ける走査信号線に、ランプ電圧駆動部で生成されたラン
プ駆動電圧が、走査信号変換部で走査信号線に重畳され
て供給される。第６の発明によれば、第５の発明に対し
て設けられた補助容量に前段の走査信号線によりランプ
電圧が印加されるので、データ信号線がハイインピーダ
ス状態のとき、画素電極の電位がランプ駆動電圧に追従
して変化する。従って、前記課題を解決できるのであ
る。

【００１２】

【実施例】第１の実施例 図１は、本発明の第１の実施例のアクティブマトリクス
型液晶ディスプレイの概略を示す回路図であり、従来の
図４と共通する要素には共通の符号が付されている。こ
のディスプレイは、液晶セル３１がｎ×ｍ（ｎ，ｍは、
正の整数）個マトリクス状に配置されたＴＦＴ−ＬＣＤ
部ＴＣ１に対し、複数の走査信号線ＳＬ−ｊ（ｊは１か
らｎまでの整数）を介して時間順次ゲート選択信号であ
る走査信号Ｓ１−ｊ（ｊは１からｎまでの整数）を供給
する従来の図４と同様の走査信号回路１００と、図４と
異なり、複数のデータ信号線ＤＬ−ｉ（ｉは１からｍま
での整数）を介してパルス幅を階調表示データに応じて
変化させた輝度データ信号Ｓ２−ｉ（ｉは１からｍまで
の整数）を各液晶セル３１へそれぞれ供給する表示信号
回路３００とを、備えている。一方、ＴＦＴ−ＬＣＤ部
ＴＣ１は、従来の図２と同様の構成である。即ち、ＴＦ
Ｔ−ＬＣＤにおいて、背面基板１０と前面基板２０とが
対向配置されている。背面基板１０上には、複数のデー
タ信号線ＤＴＬ１と複数の走査信号線ＳＬ−ｊと画素電
極１１とＴＦＴ１２とが、接続されている。前面基板２
０上には、各表示セルの画素電極１１と対向する部分
に、表示色に対応する赤、緑、青のカラーフィルタ２１
が備えられ、さらにその上に透明なコモン電極２２が、
設けられている。

【００１３】背面基板１０及び前面基板２０の両表面に
は、適当な方向に配向処理された配向膜が設けられ、そ
れら両基板１０，２０の配向膜が、液晶層３０を介して
対向配置され、両基板間はその周囲が封止されている。
さらに、背面基板１０及び前面基板２０の背面には、互
いの偏光軸が平行あるいは垂直になるように偏光膜１
３，２３が、図２と同様に、それぞれ貼り付けられてい
る。また、このディスプレイではコモン電極２２が、共
通電極駆動回路であるランプ電圧発生回路４００に接続
されている。ランプ電圧発生回路４００は、ランプ波形
のランプ駆動電圧を供給するものである。

【００１４】図８は、図１中の表示信号回路を示す構成
ブロック図であり、図９は、図８中のパルス変換部の１
出力を示す回路図である。表示信号回路３００は、デジ
タルの階調表示データＤＳと複数の制御信号を入力する
パルス幅変換部３１０と、基準電圧Ｖ_s を入力するアナ
ログスイッチで構成されたスイッチ部３２０とを備え、
階調表示データＤＳの重み付けに応じたパルス幅の出力
期間のだけ基準電圧Ｖ_s 、他の期間はハイインピーダン
ス状態となる各輝度データ信号Ｓ２−ｉをデータ信号線
ＤＬ−ｉにそれぞれ送出する構成である。パルス幅変換
回路３１０は、図９に示すように、各表示セルごとのＮ
ビットの重み付けを有する階調表示データＤ₁ 〜Ｄ_Ｎを
取り込み信号LOADに同期して格納するラインメモリ回路
３１１と、信号LOADの反転信号でクリアされパルス幅制
御クロック信号CPG に同期してカウントアップするクロ
ック数カウンタ３１２とを、有している。ラインメモリ
回路３１１及びクロック数カウンタ３１２の出力側に
は、一致回路３１３が備えられ、クロック数カウンタ３
１２のＮ個の出力端子ｑ_１〜ｑ_Ｎは、インバータＩ₁ 〜
Ｉ_Ｎを介して一致回路３１３中の２入力の排他的論理和
ゲートＧ₁ 〜Ｇ_Ｎの各１つの入力端子にそれぞれ接続さ
れている。また、ラインメモリ回路３１１の各出力端子
Ｑ_１〜Ｑ_Ｎは、直接ゲートＧ₁ 〜Ｇ_Ｎの他方の入力端子
にそれぞれ接続されている。一致回路３１３中は、ＡＮ
ＤゲートＧａを有し、各ゲートＧ₁ 〜Ｇ_Ｎの出力と前記
クロック信号CPG とが、入力側に接続されている。ＡＮ
ＤゲートＧａの出力は、フリップフロップ３１４のリセ
ット端子Ｒに接続され、フリップフロップ３１４のセッ
ト端子には、取り込み信号LOADが入力されている。フリ
ップフロップ３１４は、パルス幅変調信号ＰＯ−ｉを送
出するものであり、フリップフロップ３１４の出力が、
スイッチ部３２０に接続れている。スイッチ部３２０
は、複数のデータ信号線ＤＬ−ｉに対応する複数のアナ
ログスイッチＳＷ３２０−ｊで構成されている。各スイ
ッチＳＷ３２０−ｊ（ｊは１からｍまでの整数）は、パ
ルス幅変調信号ＰＯ−ｉに基づいて、各データ信号線Ｄ
ＴＬ１にそれぞれ接続されたアナログスイッチＳＷ３２
０−ｊの開閉期間が制御される構成である。各スイッチ
ＳＷ３２０−ｊは、一方に基準電圧Ｖs 、他方に各セル
に対応するデータ信号線ＤＬ−ｉが接続され、階調表示
データの重み付けに応じたパルス幅期間だけオン状態と
なり、各データ信号線ＤＬ−ｉに対して基準電圧Ｖ_s を
供給する機能をそれぞれ有している。そして、各スイッ
チＳＷ３２０−ｊは、パルス幅期間以外で、データ信号
線ＤＬ−ｉをそれぞれハイインピーダンス状態とするも
のである。

【００１５】図１０は、図１中のランプ電圧発生回路を
示す回路図である。この回路は、コモン電極２２へラン
プ波形の電圧Ｖ_COM を送出する回路で、ランプ電圧の最
大値及び最小値をそれぞれ設定する電圧Ｖ_dd1(+)とＶ
_dd1(-)間に接続された２つの直列のスイッチ４０１，４
０２を有している。直列のスイッチ４０１，４０２の接
続ノードは、抵抗４０３に接続され、その抵抗４０３は
２入力の第１の演算増幅器４０４の(-) 入力端子に接続
されている。演算増幅器４０４の(+) 入力端子は接地さ
れている。抵抗４０３は、スイッチ４０５の開閉に伴い
接地される接続であり、演算増幅器４０４の出力はキャ
パシタ４０６を介して(-) 入力端子に負帰還されてい
る。図１０のランプ電圧発生回路４００は、また、ラン
プ波形の直流成分電圧を設定する基準電圧Ｖ_dd2(+)及び
Ｖ_dd2(-)間に接続された可変抵抗４０７を有し、可変抵
抗４０７で分圧された電圧が第２の演算増幅器４０８の
(+) 入力端子に入力されている。演算増幅器４０８の
(-) 入力端子は、演算増幅器４０８の出力が負帰還され
てボルテージフォーロワ回路を構成し、負荷による変動
のない電圧レベルが生成される構成である。各演算増幅
器４０４，４０８の出力は、それぞれ抵抗４０９，４１
０を介して、２入力の第３の演算増幅器４１１の(-) 入
力端子に接続されて加算回路が構成され、その演算増幅
器４１１の(+) 入力端子は接地されている。演算増幅器
４１１の出力は、パワーＭＯＳバッファ４１２に接続さ
れ、出力電流の十分にとれるパワーＭＯＳバッファ４１
２を介してランプ波形の電圧Ｖ_COM が送出される構成で
ある。即ち、このランプ電圧発生回路４００は、３つの
スイッチ４０１，４０２，４０５と、演算増幅器４０４
と、抵抗４０３と、容量４０６とでランプ波形を形成
し、２個の演算増幅器４０８，４１１と２個の抵抗４０
９，４１０と可変抵抗４０７とで、電圧レベルを設定
し、パワーＭＯＳバッファ４１２により、それぞれの電
圧レベルに設定されたランプ駆動電圧Ｖ_COM を変換電源
電圧としてコモン電極２２に供給するものである。

【００１６】図１１は、図１中の液晶セルの電圧波形を
示す図であり、パルス幅変調信号ＰＯ−ｉと走査信号線
ＳＬ−ｊの電圧Ｘ_i と、データ信号線ＤＬ−ｉの電圧Ｙ
_ｉと、コモン電極２２の電圧Ｖ_COM と、画素電極１１の
電圧Ｖ_P と、画素電極１１とコモン電極２２間の電位差
Ｖ_LCとが、示されている。この図を参照しつつ、図１の
ＴＦＴ−ＬＣＤディスプレイの動作を説明する。走査信
号回路１００は、走査を行って時間順次各走査信号線Ｓ
Ｌ−ｊをオン状態にして活性化する。液晶セルの各ＴＦ
Ｔ１２に接続された走査信号線ＳＬ−ｊの電圧Ｘｉは、
図１１に示すように、１走査期間“Ｈ”となる。表示信
号回路３００において、階調表示データＤ₁ 〜Ｄ_Ｎがラ
インメモリ回路３１１に蓄積され、その階調表示データ
Ｄ₁ 〜Ｄ_Ｎは、取り込み信号LOADに同期して一致回路３
１内のゲートＧ₁ 〜Ｇ_Ｎの各入力端子に送出される。そ
れとともにクロック数カウンタ３１２とフリップフロッ
プ３１４は、信号LOADに同期して初期化され、クロック
数カウンタ３１２がパルス幅制御クロックCPG をカウン
トアップする。一致回路は、階調表示データとクロック
数カウンタ３１２の出力を比較し、一致時点でフリップ
フロップ３１４の初期状態の例えば“１”から“０”に
変化させる。即ち、パルス幅変換回路３１０が階調表示
データを、その重み付けに応じた期間だけオン信号とな
るパルス幅変調信号ＰＯ−ｉに変換する。スイッチ部３
２０内の各スイッチＳＷ３２０−ｊは、パルス幅変調信
号ＰＯ−ｉに基づいて開閉期間が制御され、図１１のよ
うに、導通状態のとき基準電圧Ｖ_ｓを出力する。そし
て、各スイッチＳＷ３２０−ｊは開放のとき、データ信
号線ＤＬ−ｉをそれぞれハイインピーダンス状態とす
る。即ち、表示信号回路３００のパルス幅変換回路３１
０から各中間階調値に応じたパルス幅変調信号ＰＯ−ｉ
が、図１１中の期間ｔｗだけアナログスイッチ３２０−
１〜３２０−ｍにそれぞれ供給され、各アナログスイッ
チ３２０−１〜３２０−ｍは、書き込み期間ｔｗに基準
電圧Ｖ_s となる輝度データ信号Ｙ_ｉを各信号線ＤＬ−ｉ
に対して供給する。期間ｔｗが終了するとデータ信号線
ＤＬ−ｉは、ハイインピーダンス状態となるので、デー
タ信号線ＤＬ−ｉに付随する配線容量に蓄積された電荷
によって電圧が保持される。

【００１７】一方、ランプ電圧発生回路４００におい
て、ランプ波形を生成する際に、スイッチ４０５だけが
オン状態とされることにより、演算増幅器４０４は、
(-) 入力端子と(+) 入力端子が同電位となって初期値の
出力を０Ｖに設定する。抵抗４０３と容量４０６は積分
回路を構成し、スイッチ４０５をオフ状態、及びスイッ
チ４０２をオン状態とすることにより、演算増幅器４０
４の出力を、０Ｖから電圧Ｖdd1(+)に上昇させてランプ
波形を生成する。抵抗４０３と容量４０６の積分回路
は、また、スイッチ４０５をオフ状態及びスイッチ４０
１をオン状態とすることにより、演算増幅器４０４の出
力を０Ｖから電圧Ｖdd1(-)に向かって降下させる。そし
て、３つスイッチ４０１，４０２，４０５は、任意の時
間経過後にスイッチ４０１または４０２をオフ状態とし
てスイッチ４０５をオン状態とすることで、初期状態に
もどす。このように、ランプ発生回路４００は、各スイ
ッチ４０１，４０２，４０５を制御し、抵抗４０３と容
量４０６で、設定される時定数を最適化することで、正
極性或いは負極性に対応して所望の電位勾配を有したラ
ンプ波形の電圧Ｖ_COM をコモン電極２２に供給する。コ
モン電極２２には、ランプ駆動電圧が供給され、データ
信号線ＤＬ−ｉとコモン電極２２間に存在する配線容量
Ｃ_DCが、データ信号線ＤＬ−ｉにランプ駆動電圧を誘導
する。即ち、ハイインピーダンス状態のデータ信号線Ｄ
Ｌ−ｉの電圧Ｙ_i は、ランプ駆動電圧波形に追従して電
圧変化を起こす。期間ｔｗの終了直後からのランプ駆動
電圧の変化量をΔＶ_COM とすると、データ信号線ＤＬ−
ｉの電圧変化量ΔＶ_D は、ΔＶ_D ＝ΔＶ_COM ×（Ｃ_DC／
（Ｃ_DC＋Ｃ_GD））となる。即ち、データ信号線ＤＬ−ｉ
及とコモン電極２２間の配線容量Ｃ_DCと、走査信号線Ｓ
Ｌ−ｊとデータ信号線ＤＬ−ｉ間の配線容量Ｃ_GDとの、
２つの配線容量の分圧値が、データ信号線ＤＬ−ｉの電
圧Ｙ_i の変化量に相当する。

【００１８】また、ＴＦＴ１２によって書込まれた画素
電極１１の電圧Ｖ_P は、走査信号線ＳＬ−ｊの電圧がオ
ン状態からオフ状態に変化するとき、ＴＦＴ１２の寄生
容量Ｃ_GSの影響でΔＶ₁ ＝（Ｃ_GS／（Ｃ_LC＋Ｃ_GS））×
（Ｖ_G(+)−Ｖ_G(-)) だけ、電圧変動を起こす。そのた
め、画素電極１１とコモン電極２２間の電位差Ｖ_LCが、
正極性及び負極性の書込み時で均等になるように、コモ
ン電極２２に対して与えられる電圧Ｖ_COM の中心値が調
整されている。画素電極１１の電圧Ｖ_P とコモン電極２
２にＴＦＴ１２を介して与えられる電圧Ｖ_COM によっ
て、電位差Ｖ_LCは期間ｔｗの長さに対応して電圧変化を
する。期間ｔｗ終了後、電位差Ｖ_LCは一定レベルを保
ち、１走査時間が終了した時、電圧変化をする波形とな
る。この電位差Ｖ_LCに基づいて液晶パネルの表示が行わ
れる。以上のように、本実施例では、表示信号回路３０
０から階調値に応じて設定された期間ｔｗのパルス幅の
信号を送出し、他の期間にはハイインピーダンスとなる
信号Ｙ_i をデータ信号線ＤＬ−ｉに供給すると共に、コ
モン電極２２にランプ駆動電圧Ｖ_COM を印加する構成に
したので、各階調値毎の電源を必要とせずに多階調の表
示を実現できる。また、表示信号回路３００の出力段を
アナログスイッチで構成することができるので、低消費
電力でかつ多階調表示を可能とするディスプレイを実現
できる。

【００１９】第２の実施例 図１２は、本発明の第２の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの概略を示す回路図であり、第１
の実施例の図１中の要素と共通の要素には共通の符号が
付されている。この液晶ディスプレイの回路は、図１と
異なるＴＦＴ−ＬＣＤ部ＴＣ２を備えいる以外は、第１
の実施例と同様の構成である。ＴＦＴ−ＬＣＤ部ＴＣ２
は、第１の実施例にＴＦＴ−ＬＣＤ部ＴＣ１の各画素電
極１１の背面に絶縁膜を介して図示しない補助容量電極
を設け、各データ信号線ＤＬ−ｉと絶縁層（図示せず）
を介して直行配置されて補助容量電極に接続される補助
容量線ＣＬをそれぞれ設け、該各補助容量電極／絶縁膜
／画素電極４によって補助容量Ｃ_h をそれぞれ形成し、
補助容量線ＣＬにはコモン電極２２の電位Ｖ_COM を印加
するようにしている。

【００２０】次に、図１２の液晶ディスプレイの動作を
説明する。第１の実施例と同様に、走査を行って時間順
次各走査信号線ＳＬ−ｊをオン状態にして活性化する。
表示信号回路３００において、パルス幅変換回路３１０
が階調表示データを、その重み付けに応じた期間だけオ
ン信号となるパルス幅変調信号ＰＯ−ｉに変換する。ス
イッチ部３２０内の各スイッチ３２０−ｊは、図１１の
ように、導通状態のとき基準電圧Ｖ_ｓを出力する。そし
て、各スイッチ３２０−ｊは開放のとき、データ信号線
ＤＬ−ｉをそれぞれハイインピーダンス状態とする。即
ち、表示信号回路３００のパルス幅変換回路３１０から
各中間階調値に応じたパルス幅変調信号ＰＯ−ｉが、ア
ナログスイッチ３２０−１〜３２０−ｍにそれぞれ供給
され、各アナログスイッチ３２０−１〜３２０−ｍは、
書き込み期間ｔｗに基準電圧Ｖ_s となる輝度データ信号
Ｙ_ｉを各信号線ＤＬ−ｉに対して供給する。期間ｔｗが
終了するとデータ信号線ＤＬ−ｉは、ハイインピーダン
ス状態とされる。ハイインピーダンス状態となると、デ
ータ信号線ＤＬ−ｉは、付随する配線容量に蓄積された
電荷によって電圧が保持される。ここで、コモン電極２
２と補助容量線ＣＬにはランプ電圧が供給されているの
で、データ信号線ＤＬ−ｉとコモン電極２２間の配線容
量及びデータ信号ＤＬ−ｉと補助容量線ＣＬ間の配線容
量Ｃ_ｓを介して、データ信号線ＤＬ−ｉにランプ電圧が
供給される。ハイインピーダンス状態におけるデータ信
号線ＤＬ−ｉの電圧Ｙｉは、ランプ電圧発生回路４００
の波形に追従して電圧変化を起こす。

【００２１】書き込み期間ｔｗの終了直後からのランプ
駆動電圧の変化量をΔＶ_COM 、及び各データ信号線と補
助容量線ＣＬ間の配線容量をＣ_DSとのすると、データ信
号線ＤＬ−ｉの電圧変化量ΔＶ_D1は、ΔＶ_D1＝ΔＶ_COM
×（（Ｃ_DC＋Ｃ_DS）／（Ｃ_DC＋Ｃ_DS＋Ｃ_GD））となる。
そのため、第１の実施例よりも、データ信号ＤＬ−ｉと
走査信号線ＳＬ−ｊとの間の配線容量Ｃ_GDの分圧値が小
さくなり、期間ｔｗが終わった直後のデータ信号線ＤＬ
−ｉの電圧Ｙｉとコモン電極２２の電圧Ｖ_COMとの電位
差と、走査信号線ＳＬ−ｊがオフ状態となったときのそ
の電圧Ｙｉと電圧Ｖ_COM との電位差との差Ｖ_LCが、第１
の実施例よりもさらに小さくなる。走査信号線ＳＬ−ｊ
の電圧がオン状態からオフ状態に変化するとき、ＴＦＴ
１２によって書込まれた画素電極１１の電圧Ｖ_P は、走
査信号線ＳＬ−ｊの電圧がオン状態からオフ状態に変化
するとき、ＴＦＴ１２の寄生容量Ｃ_GSの影響で、電圧変
動を起こす。そのため、画素電極１１とコモン電極２２
間の電位差Ｖ_LCが、正極性及び負極性の書込み時で均等
になるように、コモン電極２２に対して与えられる電圧
Ｖ_COM の中心値が調整される。画素電極１１の電圧Ｖ_P
とコモン電極２２にＴＦＴ１２を介して与えられる電圧
Ｖ_COM によって、電位差Ｖ_LCは期間ｔｗの長さに対応し
て電圧変化をする。期間ｔｗ終了後、電位差Ｖ_LCは一定
レベルを保ち、１走査時間が終了した時、電圧変化をす
る波形となる。この電位差Ｖ_LCに基づいて液晶パネルの
表示が行われる。以上説明したように、液晶パネルの各
画素電極１１に補助容量Ｃ_h を設け、各補助容量Ｃ_h に
対して補助容量線ＣＬを介してランプ駆動電圧を印加し
たので、データ信号線ＤＬ−ｉに付随する配線容量によ
ってランプ駆動電圧の波形に追従させる第１の実施例よ
りもハイインピーダンス状態において画素電極１１の電
位Ｖ_P を確実にランプ駆動電圧の波形と同等に追従して
変化させることができ、表示品質の高い高画質のアクテ
ィブマトリクス型液晶ディスプレイを実現することがで
きるという利点がある。

【００２２】第３の実施例 図１３は、本発明の第３の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの概略を示す回路図であり、第１
の実施例の図１中の要素と共通の要素には共通の符号が
付されている。この液晶ディスプレイは、図１と異なる
ＴＦＴ−ＬＣＤ部ＴＣ３を備えいる以外は、第１の実施
例と同様の構成である。図１４は、図１３のＴＦＴ−Ｌ
ＣＤを説明する図であり、従来の図５と共通の要素には
共通の符号が付されている。本実施例は、第１の実施例
と異なり、第１の実施例の直交配置された各データ信号
線ＤＬ−ｉと走査信号線ＳＬ−ｊの交差した部分おい
て、図１４のように、データ信号線ＤＬ−ｉと走査信号
線ＳＬ−ｊの両方或いは一方を細く形成している。その
ため、データ信号線ＤＬ−ｉと走査信号線ＳＬ−ｊ間の
配線容量Ｃ_GD1は、第１の実施例における対応する配線
容量Ｃ_GDよりも、減少する構成となっている。

【００２３】次に、図１３の型液晶ディスプレイの動作
を説明する。第１の実施例と同様に、走査を行って時間
順次各走査信号線ＳＬ−ｊをオン状態にして活性化す
る。表示信号回路３００において、パルス幅変換回路３
１０が階調表示データを、その重み付けに応じた期間だ
けオン信号となるパルス幅変調信号ＰＯ−ｉに変換す
る。スイッチ部３２０内の各スイッチ３２０−ｊは、図
１１のように、導通状態のとき基準電圧Ｖ_ｓを出力す
る。そして、各スイッチ３２０−ｊは開放のとき、デー
タ信号線ＤＬ−ｉをそれぞれハイインピーダンス状態と
する。即ち、表示信号回路３００のパルス幅変換回路３
１０から各中間階調値に応じたパルス幅変調信号ＰＯ−
ｉが、アナログスイッチ３２０−１〜３２０−ｍにそれ
ぞれ供給され、各アナログスイッチ３２０−１〜３２０
−ｍは、書き込み期間ｔｗに基準電圧Ｖ_s となる輝度デ
ータ信号Ｙ_ｉを各信号線ＤＬ−ｉに対して供給する。期
間ｔｗが終了するとデータ信号線ＤＬ−ｉは、ハイイン
ピーダンス状態とされる。ハイインピーダンス状態とな
ると、データ信号線ＤＬ−ｉに付随する配線容量に蓄積
された電荷によって電圧が保持される。ここで、コモン
電極２２には、ランプ電圧が供給されているので、デー
タ信号線ＤＬ−ｉとコモン電極２２間の配線容量Ｃ_DCを
介してデータ信号線ＤＬ−ｉにランプ電圧が供給され
る。ハイインピーダンス状態におけるデータ信号線ＤＬ
−ｉの電圧Ｙｉは、ランプ電圧発生回路４００の波形に
追従して電圧変化を起こす。

【００２４】書き込み期間ｔｗの終了直後からのランプ
駆動電圧の変化量をΔＶ_COM とすると、データ信号線Ｄ
Ｌ−ｉの電圧変化量ΔＶ_D2は、ΔＶ_D2＝ΔＶ_COM ×（Ｃ
_DC／（Ｃ_DC＋Ｃ_GD1 ））となる。データ信号線ＤＬ−ｉ
に付随する配線容量は、図１３のように、データ信号線
ＤＬ−ｉとコモン電極２２間の配線容量Ｃ_DCと、データ
信号線ＤＬ−ｉと走査信号線ＳＬ−ｊ間の配線容量Ｃ
_GD1 であるが、配線容量Ｃ_GD1 は第１の実施例の配線容
量Ｃ_GDよりも小さいので、配線容量Ｃ_DCが支配的とな
る。そして、Ｃ_DC＞＞Ｃ_GD1 となるのでΔＶ_D ＝ΔＶ
_COM となり、期間ｔｗが終わった直後のデータ信号線Ｄ
Ｌ−ｉの電圧Ｙｉとコモン電極２２の電圧Ｖ_{CO M} の電位
差と、走査信号線ＳＬ−ｊがオフ状態となったときのそ
の電圧Ｙｉと電圧Ｖ_COM の電位差との差が、小さくな
る。走査信号線ＳＬ−ｊの電圧がオン状態からオフ状態
に変化するとき、ＴＦＴ１２によって書込まれた画素電
極１１の電圧Ｖ_P は、ＴＦＴ１２の寄生容量Ｃ_GSの影響
で、電圧変動を起こす。そのため、画素電極１１とコモ
ン電極２２間の電位差Ｖ_LCが、正極性及び負極性の書込
み時で均等になるように、コモン電極２２に対して与え
られる電圧Ｖ_COM の中心値が調整される。画素電極１１
の電圧Ｖ_P とコモン電極２２にＴＦＴ１２を介して与え
られる電圧Ｖ_COM によって、電位差Ｖ_LCは期間ｔｗの長
さに対応して電圧変化をする。期間ｔｗ終了後、電位差
Ｖ_LCは一定レベルを保ち、１走査時間が終了した時、電
圧変化をする波形となる。この電位差Ｖ_LCに基づいて液
晶パネルの表示が行われる。以上のように、本実施例で
は、第１の実施例に対して各データ信号線ＤＬ−ｉと走
査信号線ＳＬ−ｊの交差した部分おいて、データ信号線
ＤＬ−ｉと走査信号線ＳＬ−ｊの両方或いは一方を細く
形成し、データ信号線ＤＬ−ｉと走査信号線ＳＬ−ｊ間
の配線容量Ｃ_GD1 が減少する。そのため、ハイインピー
ダンス状態において画素電極１１の電位Ｖ_P を確実にラ
ンプ駆動電圧の波形と同等に追従して変化させることが
でき、第１の実施例の利点に加えて、表示品質の高い高
画質のアクティブマトリクス型液晶ディスプレイを実現
することができる。

【００２５】第４の実施例 図１５は、本発明の第４の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの概略を示す回路図であり、第１
の実施例及び第２の実施例の図１，図１２中の要素と共
通の要素には共通の符号が付されている。この液晶ディ
スプレイは、図１と異なるＴＦＴ−ＬＣＤ部ＴＣ４を備
えいる以外は、第１，第２の実施例と同様の構成であ
る。図１６は、図１５のＴＦＴ−ＬＣＤを説明する図で
ある。本実施例は、各液晶セルの構造を図１４のよう
に、各データ信号線ＤＬ−ｉと走査信号線ＳＬ−ｊの交
差した部分おいて、データ信号線ＤＬ−ｉと走査信号線
ＳＬ−ｊの両方或いは一方を第３の実施例と同じく細く
形成し、かつ、第２の実施例の図１２と同様の構成で補
助容量電極と補助容量線ＣＬとを設けて該各補助容量電
極／絶縁膜／画素電極１１によって補助容量Ｃ_h をそれ
ぞれ形成し、補助容量線ＣＬにはコモン電極２２の電位
Ｖ_COM を印加するようにしている。

【００２６】次に、本実施例の液晶ディスプレイの動作
を説明する。第１，第２の実施例と同様に、走査を行っ
て時間順次各走査信号線ＳＬ−ｊをオン状態にして活性
化する。表示信号回路３００において、パルス幅変換回
路３１０が階調表示データを、その重み付けに応じた期
間だけオン信号となるパルス幅変調信号ＰＯ−ｉに変換
する。スイッチ部３２０内の各スイッチ３２０−ｊは、
図１１のように、導通状態のとき基準電圧Ｖｓを出力す
る。そして、各スイッチ３２０−ｊは開放のとき、デー
タ信号線ＤＬ−ｉをそれぞれハイインピーダンス状態と
する。即ち、表示信号回路３００のパルス幅変換回路３
１０から各中間階調値に応じたパルス幅変調信号ＰＯ−
ｉが、アナログスイッチ３２０−１〜３２０−ｍにそれ
ぞれ供給され、各アナログスイッチ３２０−１〜３２０
−ｍは、書き込み期間ｔｗに基準電圧Ｖ_s となる輝度デ
ータ信号Ｙ_ｉを各信号線ＤＬ−ｉに対して供給する。期
間ｔｗが終了するとデータ信号線ＤＬ−ｉは、ハイイン
ピーダンス状態とされる。ハイインピーダンス状態とな
ると、データ信号線ＤＬ−ｉに付随する配線容量に蓄積
された電荷によって電圧が保持される。ここで、コモン
電極２２と補助容量線ＣＬには、ランプ電圧が供給され
ているので、データ信号線ＤＬ−ｉとコモン電極２２間
の配線容量及びデータ信号ＤＬ−ｉと補助容量線ＣＬ間
の配線容量を介して、データ信号線ＤＬ−ｉにランプ電
圧が供給される。ハイインピーダンス状態におけるデー
タ信号線ＤＬ−ｉの電圧Ｙｉは、ランプ電圧発生回路４
００の波形に追従して電圧変化を起こす。

【００２７】書き込み期間ｔｗの終了直後からのランプ
駆動電圧の変化量をΔＶ_COM 、及び各データ信号線と補
助容量線ＣＬ間の配線容量をＣ_DSとのすると、データ信
号線ＤＬ−ｉの電圧変化量ΔＶ_D3は、ΔＶ_D3＝ΔＶ_COM
×（（Ｃ_DC＋Ｃ_DS）／（Ｃ_DC＋Ｃ_DS＋Ｃ_GD1 ））とな
る。データ信号線ＤＬ−ｉに付随する配線容量は、図１
４のように、データ信号線ＤＬ−ｉとコモン電極２２間
の配線容量Ｃ_DCと、データ信号線ＤＬ−ｉと走査信号線
ＳＬ−ｊ間の配線容量Ｃ_GD1 と、データ信号線ＤＬ−ｉ
と補助容量間の配線容量Ｃ_DSとなり、第３の実施例より
もさらに配線容量Ｃ_GD1 の影響が小さくなる。そのた
め、期間ｔｗが終わった直後のデータ信号線ＤＬ−ｉの
電圧Ｙｉとコモン電極２２の電圧Ｖ_COM の電位差と、走
査信号線ＳＬ−ｊがオフ状態となったときのその電圧Ｙ
ｉと電圧Ｖ_COM の電位差との差が、さらに小さくなる。
走査信号線ＳＬ−ｊの電圧がオン状態からオフ状態に変
化するとき、ＴＦＴ１２によって書込まれた画素電極１
１の電圧Ｖ_P は、ＴＦＴ１２の寄生容量Ｃ_GSの影響で、
電圧変動を起こす。そのため、画素電極１１とコモン電
極２２間の電位差Ｖ_LCが、正極性及び負極性の書込み時
で均等になるように、コモン電極２２に対して与えられ
る電圧Ｖ_COM の中心値が調整される。画素電極１１の電
圧Ｖ_P とコモン電極２２にＴＦＴ１２を介して与えられ
る電圧Ｖ_COM によって、電位差Ｖ_LCは期間ｔｗの長さに
対応して電圧変化をする。期間ｔｗ終了後、電位差Ｖ_LC
は一定レベルを保ち、１走査時間が終了した時、電圧変
化をする波形となる。この電位差Ｖ_LCに基づいて液晶パ
ネルの表示が行われる。

【００２８】以上のように、本実施例では、第１の実施
例に対して各データ信号線ＤＬ−ｉと走査信号線ＳＬ−
ｊの交差した部分おいて、データ信号線ＤＬ−ｉと走査
信号線ＳＬ−ｊの両方或いは一方を細く形成し、かつ、
第２の実施例と同様の構成で補助容量電極と補助容量線
ＣＬと補助容量Ｃ_h とをそれぞれ形成し、補助容量線Ｃ
Ｌにはコモン電極２２の電位Ｖ_COM を印加するようにし
ている。そのため。データ信号線ＤＬ−ｉと走査信号線
ＳＬ−ｊ間の配線容量Ｃ_GD1 の影響が第３の実施例より
さらに減少する。そのため、ハイインピーダンス状態に
おいて画素電極１１の電位Ｖ_P を確実にランプ駆動電圧
の波形と同等に追従して変化させることができ、表示品
質の高い高画質のアクティブマトリクス型液晶ディスプ
レイを実現することができる。

【００２９】第５の実施例 図１７は、本発明の第５の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの概略を示す回路図であり、第１
の実施例の図１中の要素と共通の要素には共通の符号が
付されている。この液晶ディスプレイには、第１の実施
例の図１と異なる走査信号回路５００が備えられ、他の
回路は、第１の実施例と同様の構成である。図１８は、
図１７中の走査信号回路を示す構成ブロック図である。
この走査信号回路５００は、ランプ電圧駆動部である変
換部５１０と、変換部５１０の出力側に接続された走査
信号変換部である走査信号ドライバ５２０で構成されて
いる。走査用制御信号ＳＣを入力端子から入力する制御
信号変換部５１１と走査用電源電位Ｖに接続された電源
電圧変換部５１２とを備えている。制御信号変換回路５
１１と電源電圧変換回路５１２の出力が、それぞれ走査
信号ドライバ５２０に供給される構成である。

【００３０】図１９は、図１８中の制御信号変換回路の
構成を示す回路図である。この制御信号変換回路５１１
は、ロジック電源Ｖ_L ，及び変換ロジック電源
Ｖ_CL(+) ，Ｖ_CL(-) が印加される２つのフォトカプラ５
１１ａ，５１１ｂを備えている。これらのフォトカプラ
５１１ａ，５１１ｂは、走査クロック信号ＣＫと走査デ
ータ信号ＤＴをそれぞれ入力し、変換ロジック電源レベ
ルＶ_CL(+) ，Ｖ_{CL(- )} に電圧シフトさせた変換走査クロ
ック信号ＨＣＫ及び変換走査データ信号ＨＤＴを生成
し、それらを該ドライバ部５２０に供給する機能を有し
ている。一方、電源電圧変換回路５１２は、図１０のラ
ンプ電圧発生回路４００と同様の構成であり、ランプ駆
動電圧をドライバ部５２０に供給する機能を有してい
る。走査信号ドライバ５２０は、極性に応じて変換走査
クロック信号及び変換走査データ信号にランプ波形を重
畳して各走査信号線ＳＬ−ｊに送出する。

【００３１】次に、図２０は、図１７中の液晶セルの電
圧波形を示す図であり、この図を参照しつつ図１７の液
晶ディスプレイの動作を説明する。表示信号回路３００
において、パルス幅変換回路３１０が階調表示データ
を、その重み付けに応じた期間だけオン信号となるパル
ス幅変調信号ＰＯ−ｉに変換する。スイッチ部３２０内
の各スイッチ３２０−ｊは、図２０のように、導通状態
のとき基準電圧Ｖ_ｓを出力する。そして、各スイッチ３
２０−ｊは開放のとき、データ信号線ＤＬ−ｉをそれぞ
れハイインピーダンス状態とする。即ち、表示信号回路
３００のパルス幅変換回路３１０から各中間階調値に応
じたパルス幅変調信号ＰＯ−ｉが、アナログスイッチ３
２０−１〜３２０−ｍにそれぞれ供給され、各アナログ
スイッチ３２０−１〜３２０−ｍは、書き込み期間ｔｗ
に基準電圧Ｖ_s となる輝度データ信号Ｙ_ｉを各信号線Ｄ
Ｌ−ｉに対して供給する。期間ｔｗが終了するとデータ
信号線ＤＬ−ｉは、ハイインピーダンス状態とされる。
ハイインピーダンス状態となると、データ信号線ＤＬ−
ｉに付随する配線容量に蓄積された電荷によって電圧が
保持される。

【００３２】データ信号線ＤＬ−ｉに付随する配線容量
は、データ信号線ＤＬ−ｉとコモン電極２２間の容量Ｃ
_DCと、データ信号線ＤＬ−ｉと走査信号線ＳＬ−ｊ間の
容量Ｃ_GDであが、走査信号線ＳＬ−ｊには、ランプ駆動
電圧を重畳した電圧Ｘ_ｊが供給され、データ信号線ＤＬ
−ｉに付随するすべての配線容量にランプ駆動電圧が供
給されたことになる。そのため、ハイインピーダンス状
態において、データ信号線ＤＬ−ｉにランプ電圧が供給
され、データ信号線ＤＬ−ｉの電圧Ｙｉは、ランプ電圧
発生回路４００の波形に追従して電圧変化を起こす。期
間ｔｗが終わった直後のデータ信号線ＤＬ−ｉの電圧Ｙ
ｉとコモン電極２２の電圧Ｖ_COM の電位差と、走査信号
線ＳＬ−ｊがオフ状態となったときのその電圧Ｙｉと電
圧Ｖ_COMの電位差とが、同等となる。この状態の電圧Ｖ
_LCで表示が行われる。走査信号線ＳＬ−ｊの電圧がオン
状態からオフ状態に変化するとき、ＴＦＴ１２によって
書込まれた画素電極１１の電圧Ｖ_P は、ＴＦＴ１２の寄
生容量Ｃ_GSの影響で、電圧変動を起こす。そのため、画
素電極１１とコモン電極２２間の電位差Ｖ_LCが、正極性
及び負極性の書込み時で均等になるように、コモン電極
２２に対して与えられる電圧Ｖ_COM の中心値が調整され
る。その結果、液晶セルに供給される電圧Ｖ_LCは、図２
０のようになる。以上のように、本実施例では、第１の
実施例に対して走査信号線にランプ駆動電圧を重畳した
ので、ハイインピーダンス状態において画素電極１１の
電位Ｖ_Pを確実にランプ駆動電圧の波形と同等に追従し
て変化させることができ、第１の実施例よりもさらに表
示品質の高い高画質のアクティブマトリクス型液晶ディ
スプレイを実現することができる。

【００３３】第６の実施例 図２１は、本発明の第６の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの概略を示す回路図であり、第５
の実施例の図１７中の要素と共通の要素には共通の符号
が付されている。この液晶ディスプレイの回路は図１７
と異なり、ＴＦＴ−ＬＣＤ部ＴＣ２を備えいる以外は、
第５の実施例と同様の構成である。ＴＦＴ−ＬＣＤ部Ｔ
Ｃ２は、第２の実施例で用いられたものと同等の構成で
ある。即ち、第５の実施例にＴＦＴ−ＬＣＤ部ＴＣ１の
各画素電極１１の背面に絶縁膜を介して図示しない補助
容量電極を設け、各データ信号線ＤＬ−ｉと絶縁層（図
示せず）を介して直行配置されて補助容量電極に接続さ
れる補助容量線ＣＬをそれぞれ設け、該各補助容量電極
／絶縁膜／画素電極４によって補助容量Ｃ_h をそれぞれ
形成し、補助容量線ＣＬにはコモン電極２２の電位Ｖ
_COM を印加するようにしている。図２１の液晶ディスプ
レイの動作は、第５の実施例と同様であるが、データ信
号ＤＬ−ｉと走査信号線ＳＬ−ｊとの間の配線容量Ｃ_GD
の分圧値が第５の実施例よりも小さくなり、期間ｔｗが
終わった直後のデータ信号線ＤＬ−ｉの電圧Ｙｉとコモ
ン電極２２の電圧Ｖ_COM との電位差と、走査信号線ＳＬ
−ｊがオフ状態となったときのその電圧Ｙｉと電圧Ｖ
_COM との電位差との差が、第５の実施例よりもさらに小
さくなる。以上のように、第５の実施例に対して液晶パ
ネルの各画素電極１１に補助容量Ｃ_h を設け、その補助
容量Ｃ_h に対して補助容量線ＣＬを介してランプ駆動電
圧を印加したので、データ信号線ＤＬ−ｉに付随する配
線容量によってランプ駆動電圧の波形に追従させる第５
の実施例よりもハイインピーダンス状態において画素電
極１１の電位Ｖ_P を確実にランプ駆動電圧の波形と同等
に追従して変化させることができ、表示品質の高い高画
質のアクティブマトリクス型液晶ディスプレイを実現す
ることができるという利点がある。

【００３４】第７の実施例 図２２は、本発明の第７の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの概略を示す回路図であり、第５
の実施例の図１７中の要素と共通の要素には共通の符号
が付されている。この液晶ディスプレイは、図１７と異
なるＴＦＴ−ＬＣＤ部ＴＣ５を備えいる以外は、第５の
実施例と同様の構成である。ＴＦＴ−ＬＣＤ部ＴＣ５
は、各画素電極１１の背面に絶縁膜を介して図示しない
補助容量電極を設け、その補助容量電極に対応する画素
電極１１とＴＦＴ１２を介して接続される走査信号線Ｓ
Ｌ−ｊの前段の走査信号線ＳＬ−ｊ-1と該補助容量電極
とが接続されて補助容量Ｃ_hが構成されている。即ち、
各画素電極と前段の走査信号線ＳＬ−ｊ-1間に、補助容
量Ｃ_h が設けられている。図２２の液晶ディスプレイの
動作は、第５の実施例と同様であるが、補助容量Ｃ_h に
は前段の走査信号線ＳＬ−ｊ-1からとランプ駆動電圧が
印加され、ハイインピーダンス状態のデータ信号ＤＬ−
ｉの電位を変動させる。そのため、期間ｔｗが終わった
直後のデータ信号線ＤＬ−ｉの電圧Ｙｉとコモン電極２
２の電圧Ｖ_COM との電位差と、走査信号線ＳＬ−ｊがオ
フ状態となったときのその電圧Ｙｉと電圧Ｖ_COM との電
位差との差が、第５の実施例よりもさらに小さくなる。

【００３５】以上のように、本実施例では、第５の実施
例に対して液晶パネルの各画素電極１１に補助容量Ｃ_h
を設け、各補助容量Ｃ_h に対して前段の走査信号線ＳＬ
−ｊ-1からとランプ駆動電圧が印加される構成にしてい
る。そのため、データ信号線ＤＬ−ｉに付随する配線容
量によってランプ駆動電圧の波形に追従させる第５の実
施例よりも、ハイインピーダンス状態において画素電極
１１の電位Ｖ_P を確実にランプ駆動電圧の波形と同等に
追従して変化させることができ、表示品質の高い高画質
のアクティブマトリクス型液晶ディスプレイを実現する
ことができるという利点がある。なお、本発明は、上記
実施例に限定されず種々の変形が可能である。その変形
例としては、例えば次のようなものがある。 （１） 第２、第４及び第６の実施例において、補助容
量線ＣＬ及びデータ信号線ＤＬ−ｉの交差部分において
該補助容量線ＣＬ及び該データ信号線ＤＬ−ｉのいずれ
か一方またはその両方の幅を太くすることで、図１６に
補助容量線ＣＬ及びデータ信号線ＤＬ−ｉ間の配線容量
Ｃｓが増加し、さらにデータ信号線ＤＬ−ｉのランプ駆
動電圧に対する追従性を良くすることができる。 （２） 第１〜第７の実施例におけるＴＦＴ−ＬＣＤ部
ＴＣ１〜ＴＣ５は、同様の信号線を有する他の構成の液
晶ディスプレイにしても、各実施例は適用することがで
きる。 （３） 第１〜第７の実施例における各走査信号回路１
００，５００、表示信号回路３００，ランプ電圧発生回
路４００は、同様の駆動波形を供給する他の回路で構成
しても、第１〜第７の実施例と同様に適用ができる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
によれば、ビデオ入力信号に対応したて期間液晶セルの
駆動電圧をデータ信号線に供給し、該期間以外ハイイン
ピーダンス状態をデータ信号線に出力する表示信号回路
と、共通電極にランプ駆動電圧を供給する共通電極駆動
回路とを、アクティブマトリクス型液晶ディスプレイに
備えたので、各データ信号線に対する表示回路の出力段
を例えばアナログスイッチで構成することができる。そ
のため、低消費電力で、高画質で、しかも高集積化が可
能な液晶ディスプレイを実現できる。第２の発明によれ
ば、第１の発明のアクティブマトリクス型液晶ディスプ
レイに補助容量と補助容量線を設け、補助容量線にラン
プ駆動電圧を印加する構成にしているので、ハイインピ
ーダンス状態におけるデータ信号線のランプ駆動電圧へ
の追従性が良くなり、第１の発明よりも、さらに、高品
質で高画質の画像を表示することができる。第３の発明
によれば、第１又は第２の発明に対し、データ信号線及
び走査信号線のいずれか一方またはその両方の幅をその
交差部分のみ細くしている。そのため、各データ信号線
及び走査信号の抵抗を上昇させることなく、データ信号
線及び走査信号間の配線容量を減じる。したがって、第
１又は第２の発明のアクティブマトリクス型液晶ディス
プレイよりも、さらに、ハイインピーダンス状態におけ
るデータ信号線のランプ駆動電圧への追従性が良くな
り、高品質で高画質の画像を表示することができる。

【００３７】第４の発明によれば、第２の発明における
補助容量線及びデータ信号線の交差部分において補助容
量線及びデータ信号線のいずれか一方またはその両方の
幅を太くしている。そのため、第２の発明のアクティブ
マトリクス型液晶ディスプレイよりも、さらに、ハイイ
ンピーダンス状態におけるデータ信号線のランプ駆動電
圧への追従性が良くなり、高品質で高画質の画像を表示
することができる。第５の発明によれば、第１または第
２の発明における前記走査信号回路を、走査信号にラン
プ駆動電圧を重畳する構成にしているので、第１又は第
２の発明に対して、第１または第２の発明よりもハイイ
ンピーダンス状態におけるデータ信号線のランプ駆動電
圧への追従性が良くなり、高品質で高画質の画像を表示
することができる。第６の発明によれば、第５の発明に
おいて、画素電極と画素電極に薄膜トランドスタを介し
て接続される走査信号線の前段の走査信号線との間に補
助容量を設けているので、第５の発明よりも、ハイイン
ピーダンス状態におけるデータ信号線のランプ駆動電圧
への追従性が良くなり、高品質で高画質の画像を表示す
ることができる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すアクティブマトリ
クス型液晶ディスプレイの概略の回路図である。

【図２】従来のＴＦＴ−ＬＣＤの概略の構造を示す斜視
図である。

【図３】図２のＴＮ液晶セルの電気−光学特性を示す図
である。

【図４】従来のアクティブマトリクス型液晶ディスプレ
イの概略の回路図である。

【図５】図４中の液晶セルの等価回路を示す図である。

【図６】図４に示すアクティブマトリクス型液晶ディス
プレイの駆動タイミングチャートである。

【図７】図４の表示信号回路内のアナログドライバとデ
ジタルドライバの出力段の構成を示す図である。

【図８】図１中の表示信号回路を示す構成ブロック図で
ある。

【図９】図８中のパルス変換部の１出力を示す回路図で
ある。

【図１０】図１中のランプ電圧発生回路を示す回路図で
ある。

【図１１】図１中の液晶セルの電圧波形を示す図であ
る。

【図１２】本発明の第２の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの概略を示す回路図である。

【図１３】本発明の第３の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの概略を示す回路図である。

【図１４】図１３のＴＦＴ−ＬＣＤを説明する図であ
る。

【図１５】本発明の第４の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの概略を示す回路図である。

【図１６】図１５のＴＦＴ−ＬＣＤを説明する図であ
る。

【図１７】本発明の第５の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの概略を示す回路図である。

【図１８】図１７中の走査信号回路を示す構成ブロック
図である。

【図１９】図１８中の制御信号変換回路の構成を示す回
路図である。

【図２０】図１７中の液晶セルの電圧波形を示す図であ
る。

【図２１】本発明の第６の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの概略を示す回路図である。

【図２２】本発明の第７の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの概略を示す回路図である。

【符号の説明】

１０ 背面基板 １１ 画素電極 １２ ＴＦＴ １３，２３ 偏光膜 ２０ 前面基板 ２１ カラーフィルタ ２２ コモン電極 ３０ 液晶層 １００，５００ 走査信号回路 ３００ 表示信号回路 ４００ ランプ電圧発生回路 ＤＬ−ｉ データ信号線 ＳＬ−ｊ 走査信号線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅野 裕雅 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性の背面基板と、絶縁層を介して互
   いに交差して該背面基板上に配置形成された複数のデー
   タ信号線及び走査信号線と、前記各データ信号線及と走
   査信号線の交差箇所に各画素電極に対応してそれぞれ接
   続された複数の薄膜トランジスタと、前記背面基板に対
   向して配置された透光性の前面基板と、前記前面基板上
   の各液晶セルの画素電極と対向する部分に設けられた表
   示色に対応するカラーフィルタと、前記カラーフィルタ
   上に設けられた透光性の共通電極と、前記背面基板及び
   前面基板の表面にそれぞれ対向して配設され所定方向に
   配向処理された配向膜と、前記背面基板及び前面基板側
   の配向膜間に介装された液晶層と、前記背面基板及び前
   面基板の背面にそれぞれ貼着された偏光膜とを、有する
   アクティブマトリクス型液晶パネルと、 ビデオ入力信号に応じて前記各液晶セルの駆動電圧を前
   記データ信号線及び前記薄膜トランジスタを介して前記
   画素電極にそれぞれ出力する表示信号回路と、 前記各薄膜トランジスタの導通状態を制御する走査信号
   を前記走査信号線にそれぞれ出力する走査信号回路と、 前記共通電極を駆動する共通電極駆動回路とを備え、 前記アクティブマトリクス型液晶パネルを交流駆動し前
   記入力信号に対応した階調表示を行うアクティブマトリ
   クス型液晶ディスプレイにおいて、 前記表示信号回路は、前記ビデオ入力信号の階調度に応
   じたパルス幅を設定するパルス幅変調信号を生成するパ
   ルス幅変換部と、該パルス幅変調信号に設定された期間
   前記液晶セルの駆動電圧を前記データ信号線へ送出し、
   当該前記液晶セルの駆動電圧の送出期間以外はハイイン
   ピーダンス状態を前記データ信号線へそれぞれ送出する
   スイッチ部とで構成し、 前記共通電極駆動回路は、前記交流駆動における極性に
   応じて順次上昇あるいは低下するランプ駆動電圧を前記
   共通電極へ送出する構成にする、 ことを特徴とするアクティブマトリクス型液晶ディスプ
   レイ。
2. 【請求項２】 前記各画素電極に対して補助容量と該補
   助容量に電圧を印加するための補助容量線とをそれぞれ
   設け、 前記各補助容量線には前記ランプ駆動電圧を印加する構
   成にしたことを特徴とする請求項１のアクティブマトリ
   クス型液晶ディスプレイ。
3. 【請求項３】 前記データ信号線及び前記走査信号線の
   いずれか一方またはその両方の幅を前記交差部分のみ細
   くしたことを特徴とする請求項１または２記載のアクテ
   ィブマトリクス型液晶ディスプレイ。
4. 【請求項４】 前記補助容量線及び前記データ信号線の
   交差部分において該補助容量線及び該データ信号線のい
   ずれか一方またはその両方の幅を太くしたことを特徴と
   する請求項２記載のアクティブマトリクス型液晶ディス
   プレイ。
5. 【請求項５】 前記走査信号回路は、交流駆動するその
   極性に応じて順次上昇あるいは低下するランプ駆動電圧
   を生成するランプ電圧駆動部と、前記走査信号に前記ラ
   ンプ駆動電圧を重畳する走査信号変換部とで構成するこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のアクティブマト
   リクス型液晶ディスプレイ。
6. 【請求項６】 前記画素電極と該画素電極に薄膜トラン
   ジスタを介して接続される走査信号線の前段の走査信号
   線との間に補助容量を設けたことを特徴とする請求項５
   記載のアクティブマトリクス型液晶ディスプレイ。