JPH0954309A

JPH0954309A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0954309A
Application number: JP20547195A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Koshi; 博文輿; Hiroshi Katayanagi; 浩片柳; Hironobu Yu; 広宣勇; Noboru Kataoka; 登片岡; Shinji Yasukawa; 信治安川; Yukihide Ote; 幸秀尾手
Original assignee: Hitachi Device Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1995-08-11
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】階調電圧生成回路の消費電力を低減させた液
晶表示装置を提供する。【構成】複数の階調基準電圧および表示用データが入
力され、複数の階調基準電圧の中の隣り合う階調基準電
圧間を直列分圧抵抗回路により分圧して、画素電極に印
加する多階調の階調電圧を生成する階調電圧生成回路を
備える液晶表示装置において、階調電圧生成回路の後段
に、一方の端子が画素電極に接続され、他方の端子に電
源電圧および基準電圧が印加される第１および第２のス
イッチ素子を設け、交流化信号に同期して画素電極に印
加する階調電圧を反転させる電圧反転時から所定の期間
内、第１あるいは第２のスイッチ素子を交互に導通させ
て、コモン電極に印加されるコモン駆動電圧が”Ｈｉｇ
ｈレベル”のときに電源電位に、また、コモン電極に印
加されるコモン駆動電圧が”Ｌｏｗレベル”のときに基
準電位に、液晶層をプリチャージする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＴＦＴ（ＴｈｉｎＦ
ｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｉｔｏｒ）液晶表示モジュール
等の液晶表示装置に係わり、特に、液晶表示装置の階調
電圧生成回路に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、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り、また、図５は、
従来のＴＦＴ液晶表示モジュールの液晶表示パネル（Ｔ
ＦＴ−ＬＣＤ）の等価回路を示す図である。

【０００３】図５の等価回路から明らかなように、薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）は、隣接する２本の信号線（ド
レイン信号線（Ｄ）またはゲート信号線（Ｇ））と、隣
接する２本の信号線（ゲート信号線（Ｇ）またはドレイ
ン信号線（Ｄ））との交差領域内に配置される。

【０００４】また、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）、ゲート信号線（Ｇ）に接続される。

【０００５】薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のソース電極
は画素電極に接続され、画素電極とコモン電極との間に
液晶層が設けられるので、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
のソース電極とコモン電極との間には、液晶容量ＣLCが
等価的に接続される。

【０００６】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。

【０００７】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（Ｇ）との間には、保
持容量ＣADDが接続される。

【０００８】また、液晶表示パネル（ＴＦＴ−ＬＣＤ）
の上にドレインドライバ１１が配置され、このドレイン
ドライバ１１を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のドレイン
信号線（Ｄ）に接続し、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に
液晶を駆動するための電圧を供給する。

【０００９】また、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲー
ト信号線（Ｇ）には、液晶表示パネル（ＴＦＴ−ＬＣ
Ｄ）の側面に配置されたゲートドライバ１２を接続し、
１水平動作時間薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲートに
電圧を供給する。

【００１０】表示制御装置１０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１１，ゲートドライバ１２を駆動す
る。

【００１１】図６は、従来のＴＦＴ液晶表示モジュール
のドレインドライバ１１の概略構成を示すブロック図で
ある。

【００１２】図６に示すように、ドレインドライバ１１
は、表示用データのデータラッチ部１１１と階調電圧生
成回路１１２とから構成される。

【００１３】なお、図６に示すドレインドライバ１１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レベルの階調電圧値が得られる。

【００１４】データラッチ部１１１は、表示データラッ
チ用クロック信号に同期して表示データを出力本数分だ
け取り込み、階調電圧生成回路１１２は、外部から入力
された９値の階調基準電圧から生成される６４階調の階
調電圧のうち、出力タイミング制御用クロック信号に応
じて、データラッチ部１１１からの表示データに対応す
る階調電圧を選択してドレイン信号線（Ｄ）に出力す
る。

【００１５】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１１の階調電圧生成回路１１２の回
路構成を示す図であり、ドレイン信号線（Ｄ）の総数分
だけ設けられる階調電圧生成回路の中の１回路分の回路
構成を示す。

【００１６】図７に示すように、階調電圧生成回路１１
２は、複数の第１入力側スイッチ素子１と、複数の第２
入力側スイッチ素子２と、直列分割抵抗回路３と、複数
の出力側スイッチ素子４と、コントロール回路１１３と
から構成される。

【００１７】コントロール回路１１３は、複数の第１入
力側スイッチ素子１、および、複数の第２入力側スイッ
チ素子２を制御して、外部より入力される９値の階調基
準電圧（ＶＩ０〜ＶＩ８）の中から、両隣の階調基準電
圧を選択して、直列分割抵抗回路３に印加する。

【００１８】また、直列分割抵抗回路３は、その両端に
印加された前記両隣の階調基準電圧間を８等分した階調
電圧を出力する。

【００１９】コントロール回路１１３は、複数の出力側
スイッチ素子４を制御して、前記直列分割抵抗回路３に
より８等分された電圧値の中から１つを選択してドレイ
ン信号線（Ｄ）に出力する。

【００２０】それにより、階調基準電圧（ＶＩ０〜ＶＩ
８）間を各々８等分した電圧値（ＶＯ０〜ＶＯ６４）を
生成し、ドレイン信号線（Ｄ）に出力する。

【００２１】また、液晶表示装置においては、液晶に直
流電圧が印加されるのを防止するために、交流駆動方法
が採用され、ＴＦＴ液晶表示モジュールにおいても、コ
モン電極に印加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）に応
じて、ドレイン信号線（Ｄ）に印加する階調電圧を交流
化している。

【００２２】このため、画面上に黒を表示する場合、コ
モン電極に印加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）に応
じて階調基準電圧（ＶＩ０〜ＶＩ８）が反転し、ドレイ
ン信号線（Ｄ）には、例えば、５Ｖあるいは０Ｖの電圧
が交互に印加される。

【００２３】図８は、液晶層をプリチャージするように
した従来のＴＦＴ液晶表示モジュールの階調電圧生成回
路、および、プリチャージ回路の回路構成を示す回路図
である。

【００２４】図８において、入力側スイッチ素子（Ｓｉ
ｎ）、および、入力側スイッチ素子（Ｓｉｎ−１）は、
図７に示す複数の第１入力側スイッチ素子１、および、
複数の第２入力側スイッチ素子２に該当し、図７に示す
複数の第１入力側スイッチ素子１、および、複数の第２
入力側スイッチ素子２の中の１つを示しており、入力端
子（Ｖｉｎ，Ｖｉｎ−１）に印加される階調基準電圧
は、図７に示す階調基準電圧（ＶＩ０〜ＶＩ８）の両隣
の階調基準電圧である。

【００２５】また、出力側スイッチ素子（Ｓ１，Ｓ２、
…Ｓｎ）は、図７に示す出力側スイッチ素子４に該当
し、Ｐ１は周期がＴ１であるゲート同期信号、Ｐ２はス
イッチ素子コントロール信号である。

【００２６】さらに、ドレイン信号線（Ｄ）への出力端
子を、スイッチ素子（Ｓｃ）を介して電源に接続する。

【００２７】ここで、スイッチ素子（Ｓｃ）およびコン
トロール回路１１３がプリチャージ回路を構成する。

【００２８】なお、図８は、交流駆動方法により、ある
１つの画素電極に印加されるドレイン信号線（Ｄ）の階
調電圧が、交流化信号に応じて、電位（Ｖａ）あるいは
電位（Ｖｂ）となる場合を示している。

【００２９】従来の駆動方法では、スイッチ素子コント
ロール信号（Ｐ２）の”Ｈｉｇｈレベル（Ｔｗ）”の期
間に、スイッチ素子（Ｓｃ）をオン、全ての入力側スイ
ッチ素子および出力側スイッチ素子をオフとして、液晶
層を電源電位（Ｖｃ）にプリチャージするようにしてい
る。

【００３０】また、スイッチ素子コントロール信号（Ｐ
２）の”Ｌｏｗレベル”の期間に、スイッチ素子（Ｓ
ｃ）をオフ、入力側スイッチ素子（Ｓｉｎ，Ｓｉｎ−
１）および出力側スイッチ素子（Ｓａ）（あるいは出力
側スイッチ素子（Ｓｂ））をオンとするようにしてい
る。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】図９は、従来の駆動方
法における各部の電圧波形、電流波形の一例を示す図で
ある。

【００３２】図９（ａ）は、コモン電極およびドレイン
信号線（Ｄ）に印加される駆動電圧波形を示しており、
２１はコモン電極に印加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏ
ｍ）の電圧波形２１を、２２および２３はドレイン信号
線（Ｄ）に印加される階調電圧（Ｖｓｉｇ）の電圧波形
を示している。

【００３３】ここで、２２は、画素電極とコモン電極と
の電位差、即ち、液晶層に印加される電圧が最も大きく
なる（例えば、黒を表示する場合）場合の階調電圧（Ｖ
ｓｉｇ）の電圧波形を示し、２３は、画素電極とコモン
電極との電位差、液晶層に印加される電圧が最も小さく
なる（例えば、白を表示する場合）場合の階調電圧（Ｖ
ｓｉｇ）の電圧波形を波形を示している。

【００３４】この場合、従来の駆動方法では、画素電極
の電位は、図９（ｂ）に示すように変化し、液晶層の画
素電極側の電位は、図９（ｃ）に示すように変化する。

【００３５】図９（ｂ）および図９（ｃ）に示す３４，
３６は、ある１つの画素電極に印加されるドレイン信号
線（Ｄ）の階調電圧（Ｖｓｉｇ）が、コモン電極に印加
されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｈｉｇｈレベ
ル”のときに電位（Ｖａ）で、コモン電極に印加される
コモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｌｏｗレベル”のとき
に電位（Ｖｂ）である場合の画素電極の電位、および、
液晶層の画素電極側の電位を示している。

【００３６】図９（ｂ）、図９（ｃ）から分かるよう
に、画素電極の電位３４、および、液晶層の画素電極側
の電位３６は、プリチャージ期間（Ｔｐｃ）で電源電位
（Ｖｃ）にプリチャージされ、その後、電位（Ｖａ）、
あるいは、電位（Ｖｂ）に変化する。

【００３７】このとき、直列分割抵抗回路３には、図９
（ｄ）の３８に示す電流（図８におけるＩ）が流れる。

【００３８】また、図９（ｂ）および図９（ｃ）に示す
３５，３７は、ある１つの画素電極に印加されるドレイ
ン信号線（Ｄ）の階調電圧（Ｖｓｉｇ）が、コモン電極
に印加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｈｉｇｈ
レベル”のときに電源電位（Ｖｃ）で、コモン電極に印
加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｌｏｗレベ
ル”のときに接地電位（Ｖｇ）である場合の画素電極の
電位、および、液晶層の画素電極側の電位を示してい
る。

【００３９】図９（ｂ）、図９（ｃ）から分かるよう
に、画素電極の電位３５、および、液晶層の画素電極側
の電位３７は、コモン電極に印加されるコモン駆動電圧
（Ｖｃｏｍ）が”Ｈｉｇｈレベル”のときには変化せ
ず、コモン電極に印加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏ
ｍ）が”Ｌｏｗレベル”のときに、プリチャージ期間
（Ｔｐｃ）で電源電位（Ｖｃ）にプリチャージされ、そ
の後、接地電位（Ｖｇ）に変化する。

【００４０】このとき、直列分割抵抗回路３には、図９
（ｄ）の３９に示す電流（図８におけるＩ）が流れる。

【００４１】図９（ｄ）から明かなように、直列分割抵
抗回路３には、階調電圧を生成するための直流電流（図
９（ｄ）における３８および３９の斜線部分）の他に、
液晶層を充放電するための充放電電流が流れる。

【００４２】特に、プリチャージ方向と、画素電極の電
位、および、液晶層の画素電極側の電位とが異なるとき
に、この充放電電流は大きくなり、したがって、直列分
割抵抗回路３には、周期的に大きな充放電電流が流れる
ことになる。

【００４３】また、前記充放電電流は、ある１つの画素
電極に印加されるドレイン信号線（Ｄ）の階調電圧（Ｖ
ｓｉｇ）が、コモン電極に印加されるコモン駆動電圧
（Ｖｃｏｍ）に応じて、電源電位（Ｖｃ）から接地電位
（Ｖｇ）、あるいは、接地電位（Ｖｇ）から電源電位
（Ｖｃ）に変化する場合に最も大きくなり、したがっ
て、表示画面がほとんど白色であるような場合には、特
に、大きな充放電電流が流れることになる。

【００４４】一般に、液晶表示装置の表示画面は、ほと
んど白色である場合が多いので、従来の駆動方法によれ
ば、液晶層に大きな充放電電流が流れることになる。

【００４５】そして、直列分割抵抗回路３は、ドレイン
信号線（ｄ）の総数分だけ設けられるので、階調基準電
圧を生成する階調基準電圧源（図示せず）からドレイン
ドライバ１１に流れる充放電電流は無視できない程大き
いものとなり、消費電力が増大するとともに、階調基準
電圧源およびドレインドライバ１１として大電流容量の
ものが必要となる。

【００４６】前記ＴＦＴ液晶表示モジュールを例に挙げ
て説明したように、直列分割抵抗回路を用いて階調電圧
を生成するようにした液晶表示装置では、階調基準電圧
源およびドレインドライバの消費電力が増大するという
問題点があった。

【００４７】本発明は、前記従来の液晶表示装置の問題
点を解決するためになされたものであり、本発明の目的
は、液晶表示装置において、階調電圧生成回路の消費電
力を低減できる技術を提供することにある。

【００４８】本発明の前記目的並びにその他の目的及び
新規な構成は、本明細書の記載及び添付図面によって明
らかにする。

【００４９】

【課題を解決するための手段】本願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
記の通りである。

【００５０】（１）液晶層と、前記液晶層を挟んで対向
する画素電極およびコモン電極と、複数の階調基準電圧
および表示用データが入力され、前記複数の階調基準電
圧の中の隣り合う階調基準電圧間を直列分圧抵抗回路に
より分圧して、画素電極に印加する多階調の階調電圧を
生成する階調電圧生成回路とを備える液晶表示装置にお
いて、前記階調電圧生成回路の後段に、一方の端子が前
記画素電極に接続され、他方の端子に電源電圧が印加さ
れる第１のスイッチ素子と、一方の端子が前記画素電極
に接続され、他方の端子に基準電圧が印加される第２の
スイッチ素子と、交流化信号に同期して前記画素電極に
印加する階調電圧を反転させる電圧反転時から所定の期
間内、前記第１のスイッチ素子あるいは第２のスイッチ
素子を交互に導通させて、前記コモン電極に印加される
コモン駆動電圧が”Ｈｉｇｈレベル”のときには電源電
位に、また、前記コモン電極に印加されるコモン駆動電
圧が”Ｌｏｗレベル”のときには基準電位に、前記液晶
層をプリチャージするプリチャージ手段とを備えること
を特徴とする。

【００５１】（２）液晶層と、前記液晶層を挟んで対向
する画素電極およびコモン電極と、複数の階調基準電圧
および表示用データが入力され、前記複数の階調基準電
圧の中の隣り合う階調基準電圧間を直列分圧抵抗回路に
より分圧して、画素電極に印加する多階調の階調電圧を
生成する階調電圧生成回路とを備える液晶表示装置であ
って、前記階調電圧生成回路が、前記複数の階調基準電
圧の中の所定の隣り合う階調基準電圧を直列分圧抵抗回
路の両端に印加する印加手段と、前記直列分圧抵抗回路
で生成される複数の階調電圧の中の１つを選択して前記
画素電極に出力する選択手段と、前記表示用データに基
づいて、前記印加手段と前記選択手段とを制御するコン
トロール回路とを具備する液晶表示装置において、前記
階調電圧生成回路の後段に、一方の端子が前記画素電極
に接続され、他方の端子に電源電圧が印加される第１の
スイッチ素子と、一方の端子が前記画素電極に接続さ
れ、他方の端子に基準電圧が印加される第２のスイッチ
素子とを設け、交流化信号に同期して前記画素電極に印
加する階調電圧を反転させる電圧反転時から所定の期間
内、前記コントロール回路からのコントロール信号に基
づき、前記第１のスイッチ素子あるいは第２のスイッチ
素子を交互に導通させて、前記コモン電極に印加される
コモン駆動電圧が”Ｈｉｇｈレベル”のときには電源電
位に、また、前記コモン電極に印加されるコモン駆動電
圧が”Ｌｏｗレベル”のときには基準電位に、前記液晶
層をプリチャージすることを特徴とする。

【００５２】

【作用】前記各手段によれば、液晶表示装置において、
多階調の階調電圧を生成する階調電圧生成回路の後段
に、一方の端子が前記画素電極に接続され、他方の端子
にそれぞれ電源電圧、および、基準電圧が入力される第
１のスイッチ素子、および、第２のスイッチ素子を設
け、交流化信号に同期してドレイン信号線に印加する階
調電圧を反転させる電圧反転時から所定の期間内、第１
のスイッチ素子あるいは第２のスイッチ素子を交互に導
通させて、コモン電極に印加されるコモン駆動電圧が”
Ｈｉｇｈレベル”のときには電源電位に、また、コモン
電極に印加されるコモン駆動電圧が”Ｌｏｗレベル”の
ときには基準電位に、液晶層をプリチャージするように
したので、階調基準電圧を生成する階調基準電圧源およ
びドレインドライバを介して、液晶層に流れる充放電電
流を低減することができ、また、階調電圧生成回路にお
ける消費電力を低減することが可能となる。

【００５３】これにより、階調基準電圧を生成する階調
基準電圧源およびドレインドライバにおける消費電力を
低減でき、階調基準電圧を生成する階調基準電圧源およ
びドレインドライバとして低電流容量のものを使用する
ことが可能となる。

【００５４】

【実施例】以下、本発明をＴＦＴ液晶表示モジュールに
適用した実施例について図面を参照して詳細に説明す
る。

【００５５】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。

【００５６】以下、本発明が適用されるＴＦＴ液晶表示
モジュールの構成は、前記図４〜図７に示す従来のＴＦ
Ｔ液晶表示モジュールと同じであるので説明は省略す
る。

【００５７】図１は、本発明の一実施例である液晶表示
装置の階調電圧生成回路、および、プリチャージ回路の
回路構成を示す回路図である。

【００５８】図１において、図８と同じく、入力側スイ
ッチ素子（Ｓｉｎ）、および、入力側スイッチ素子（Ｓ
ｉｎ−１）は、図７に示す複数の第１入力側スイッチ素
子１、および、複数の第２入力側スイッチ素子２に該当
し、図７に示す複数の第１入力側スイッチ素子１、およ
び、複数の第２入力側スイッチ素子２の中の１つを示し
ており、入力端子（Ｖｉｎ，Ｖｉｎ−１）に印加される
階調基準電圧は、図７に示す階調基準電圧（ＶＩ０〜Ｖ
Ｉ８）の両隣の階調基準電圧である。

【００５９】また、出力側スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２、
…Ｓｎ）は、図７に示す出力側スイッチ素子４に該当
し、Ｐ１は周期がＴ１であるゲート同期信号、Ｐ２はス
イッチ素子コントロール信号である。

【００６０】なお、本実施例では、１ライン毎にコモン
電極に印加するコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）を反転する
ようにしている。

【００６１】さらに、本実施例では、ドレイン信号線
（Ｄ）への出力端子を、スイッチ素子（Ｓｃ）を介して
電源、また、スイッチ素子（Ｓｇ）を介して接地（アー
ス）に接続する。

【００６２】ここで、スイッチ素子（Ｓｃ）、スイッチ
素子（Ｓｇ）、および、コントロール回路１１３が、プ
リチャージ回路を構成する。

【００６３】なお、図１は、ある１つの画素電極に印加
されるドレイン信号線（Ｄ）の階調電圧が、コモン電極
に印加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｈｉｇｈ
レベル”のときに電位（Ｖａ）であり、コモン電極に印
加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｌｏｗレベ
ル”のときに電位（Ｖｂ）となる場合を示している。

【００６４】前記した如く、ＴＦＴ液晶表示モジュール
においては、交流化信号に同期して、即ち、コモン電極
に印加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）に応じて階調
基準電圧（ＶＩ０〜ＶＩ８）が反転し、画面上に黒を表
示する場合、ドレイン信号線（Ｄ）には、例えば、５Ｖ
あるいは０Ｖの電圧が交互に印加される。

【００６５】従来の駆動方法では、コモン電極に印加さ
れるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）に応じて、ドレイン信
号線（Ｄ）に印加する階調電圧を反転させる場合に、ス
イッチ素子コントロール信号（Ｐ２）の”Ｈｉｇｈレベ
ル（Ｔｗ）”の期間に、スイッチ素子（Ｓｃ）をオン、
全ての入力側スイッチ素子および出力側スイッチ素子を
オフとして、液晶層を電源電位（Ｖｃ）にプリチャージ
するようにしている。

【００６６】本実施例の駆動方法では、コモン電極に印
加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）に応じて、ドレイ
ン信号線（Ｄ）に印加する階調電圧を反転させる場合
に、スイッチ素子コントロール信号（Ｐ２）の”Ｈｉｇ
ｈレベル（Ｔｗ）”の期間に、スイッチ素子（Ｓｃ，Ｓ
ｇ）を交互にオン、全ての入力側スイッチ素子および出
力側スイッチ素子をオフとする。

【００６７】この場合、コモン電極に印加されるコモン
駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｌｏｗレベル”である場合に
は、スイッチ素子（Ｓｇ）がオンとされ、コモン電極に
印加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｈｉｇｈレ
ベル”である場合には、スイッチ素子（Ｓｃ）がオンと
される。

【００６８】図２は、本実施例の駆動方法における各部
の電圧波形、電流波形の一例を示す図である。

【００６９】次に、図２を用いて本実施例の駆動方法に
ついてより詳細に説明する。

【００７０】図２（ａ）は、図９（ａ）と同じく、コモ
ン電極およびドレイン信号線（Ｄ）に印加される駆動電
圧波形を示しており、２１はコモン電極に印加されるコ
モン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）の電圧波形２１を、２２およ
び２３はドレイン信号線（Ｄ）に印加される階調電圧
（Ｖｓｉｇ）の電圧波形を示している。

【００７１】同様に、２２は、画素電極とコモン電極と
の電位差、即ち、液晶層に印加される電圧が最も大きく
なる（例えば、黒を表示する場合）場合の階調電圧（Ｖ
ｓｉｇ）の電圧波形を示し、２３は、画素電極とコモン
電極との電位差、液晶層に印加される電圧が最も小さく
なる（例えば、白を表示する場合）場合の階調電圧（Ｖ
ｓｉｇ）の電圧波形を波形を示している。

【００７２】この場合、本実施例の駆動方法では、画素
電極の電位は、図２（ｂ）に示すように変化し、液晶層
の画素電極側の電位は、図２（ｃ）に示すように変化す
る。

【００７３】図２（ｂ）および図２（ｃ）に示す２４，
２６は、ある１つの画素電極に印加されるドレイン信号
線（Ｄ）の階調電圧（Ｖｓｉｇ）が、コモン電極に印加
されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｈｉｇｈレベ
ル”のときに電位（Ｖａ）で、コモン電極に印加される
コモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｌｏｗレベル”のとき
に電位（Ｖｂ）である場合の画素電極の電位、および、
液晶層の画素電極側の電位を示している。

【００７４】図２（ｂ）、図２（ｃ）から分かるよう
に、画素電極の電位２４、および、液晶層の画素電極側
の電位２６は、プリチャージ期間（Ｔｐｃ）で電源電位
（Ｖａ）、あるいは、接地電位（Ｖｇ）にプリチャージ
され、その後、電位（Ｖａ）、あるいは、電位（Ｖｂ）
に変化する。

【００７５】このとき、直列分割抵抗回路３には、図２
（ｄ）の２８に示す電流（図１におけるＩ）が流れる。

【００７６】図２（ｂ）および図２（ｃ）に示す２５，
２７は、ある１つの画素電極に印加されるドレイン信号
線（Ｄ）の階調電圧（Ｖｓｉｇ）が、コモン電極に印加
されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｈｉｇｈレベ
ル”のときに電源電位（Ｖｃ）で、コモン電極に印加さ
れるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｌｏｗレベル”の
ときに接地電位（Ｖｇ）である場合の画素電極の電位、
および、液晶層の画素電極側の電位を示している。

【００７７】図２（ｂ）、図２（ｃ）から分かるよう
に、画素電極の電位２５、および、液晶層の画素電極側
の電位２７は、コモン電極に印加されるコモン駆動電圧
（Ｖｃｏｍ）に応じて、”Ｈｉｇｈレベル”あるいは”
Ｌｏｗレベル”に変化するが、ゲート同期信号（Ｐ１）
の１周期（Ｔ１）の間では変化しない。

【００７８】このとき、直列分割抵抗回路３には、図２
（ｄ）の２９に示す電流（図８におけるＩ）が流れる。

【００７９】図２（ｄ）に示すように、本実施例におい
ても、直列分割抵抗回路３に、階調電圧を生成するため
の直流電流（図２（ｄ）における２８および２９の斜線
部分）以外に、液晶層を充放電するための充放電電流が
流れる。

【００８０】しかしながら、図２（ｄ）から明かなよう
に、本実施例では、直列分割抵抗回路３に流れる、液晶
層を充放電するための充放電電流を低減することがで
き、従来の駆動方法に比べ液晶層が充放電される時間が
速くなる。

【００８１】また、図２（ｄ）から明かなように、ドレ
イン信号線（Ｄ）に印加される階調電圧（Ｖｓｉｇ）
が、コモン電極に印加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏ
ｍ）が”Ｈｉｇｈレベル”のときに電源電位（Ｖｃ）
で、コモン電極に印加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏ
ｍ）が”Ｌｏｗレベル”のときに接地電位（Ｖｇ）であ
る場合には、直列分割抵抗回路３には、階調電圧を生成
するための直流電流以外の電流が流れることはない。

【００８２】したがって、表示画面がほとんど白色であ
るような場合には、直列分割抵抗回路３に流れることが
なくなる。

【００８３】前記したように、液晶表示装置の表示画面
は、ほとんど白色である場合が多いので、本実施例によ
れば、液晶層に流れる充放電電流を大きく低減すること
が可能となる。

【００８４】以上説明したように、本実施例によれば、
スイッチ素子コントロール信号（Ｐ２）の”Ｈｉｇｈレ
ベル（Ｔｗ）”の期間に、スイッチ素子（Ｓｃ，Ｓｇ）
を交互にオンとして、前記液晶層を、前記コモン電極に
印加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｈｉｇｈレ
ベル”のときには電源電圧（Ｖｃ）に、また、前記コモ
ン電極に印加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｌ
ｏｗレベル”のときには接地電位（Ｖｇ）にプリチャー
ジするようにしたので、コモン電極に印加されるコモン
駆動電圧（Ｖｃｏｍ）に応じて、ドレイン信号線（Ｄ）
に印加する階調電圧を反転させる場合に、階調基準電圧
を生成する階調基準電圧源からドレインドライバ５１１
に、あるいは、ドレインドライバ５１１から階調基準電
圧を生成する階調基準電圧源を介して、液晶層に流れる
充放電電流を低減することが可能となる。

【００８５】これにより、階調基準電圧を生成する階調
基準電圧源およびドレインドライバ１１として低電流容
量のものを使用することが可能となる。

【００８６】また、階調基準電圧を生成する階調基準電
圧源およびドレインドライバ１１の発熱量も低減するこ
とができるので、階調基準電圧を生成する階調基準電圧
源およびドレインドライバ１１の信頼性を向上させるこ
とが可能となる。

【００８７】それにより、ＴＦＴ液晶表示モジュールの
消費電力を低減することが可能となる。

【００８８】なお、本実施例では、本発明をコモン電極
に印加するコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）を１ライン毎に
反転する液晶表示装置に適用した場合について説明した
が、これに限定されるわけではなく、交流化信号をコン
トローラ回路１１３に入力することにより、例えば、コ
モン電極に印加するコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）を１フ
ィルド毎に反転する液晶表示装置に適用できることはい
うまでもない。

【００８９】図３は、本発明の他の実施例である液晶表
示装置の階調電圧生成回路の回路構成を示す回路図であ
る。

【００９０】図３に示すように、本実施例２は、スイッ
チ素子（Ｓｃ）およびスイッチ素子（Ｓｇ）を、交流化
信号が入力されるプリチャージ制御回路１１４でオン、
オフするようにしたものである。

【００９１】ここで、スイッチ素子（Ｓｃ）、スイッチ
素子（Ｓｇ）、および、プリチャージ制御回路１１４
が、プリチャージ回路を構成する。

【００９２】なお、図３は、ある１つの画素電極に印加
されるドレイン信号線（Ｄ）の階調電圧が、コモン電極
に印加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｈｉｇｈ
レベル”のときに電位（Ｖａ）であり、コモン電極に印
加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｌｏｗレベ
ル”のときに電位（Ｖｂ）となる場合を示している。

【００９３】本実施例２でも、コモン電極に印加される
コモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）に応じて、ドレイン信号線
（Ｄ）に印加する階調電圧を反転させる場合に、スイッ
チ素子コントロール信号（Ｐ３）の”Ｈｉｇｈレベル
（Ｔｗ）”の期間に、スイッチ素子（Ｓｃ，Ｓｇ）を交
互にオンとし、スイッチ素子コントロール信号（Ｐ２）
の”Ｈｉｇｈレベル（Ｔｗ）”の期間に、全ての入力側
スイッチ素子および出力側スイッチ素子をオフとする。

【００９４】この場合にも、コモン電極に印加されるコ
モン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｌｏｗレベル”である場
合には、スイッチ素子（Ｓｇ）がオンとされ、コモン電
極に印加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｈｉｇ
ｈレベル”である場合には、スイッチ素子（Ｓｃ）がオ
ンとされる。

【００９５】本実施例によれば、スイッチ素子コントロ
ール信号（Ｐ３）の”Ｈｉｇｈレベル（Ｔｗ）”の期間
に、スイッチ素子（Ｓｃ，Ｓｇ）を交互にオンとして、
前記液晶層を、前記コモン電極に印加されるコモン駆動
電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｈｉｇｈレベル”のときには電源
電圧（Ｖｃ）に、また、前記コモン電極に印加されるコ
モン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）が”Ｌｏｗレベル”のときに
は接地電位（Ｖｇ）にプリチャージする。

【００９６】したがって、本実施例においても、コモン
電極に印加されるコモン駆動電圧（Ｖｃｏｍ）に応じ
て、ドレイン信号線（Ｄ）に印加する階調電圧を反転さ
せる場合に、階調基準電圧を生成する階調基準電圧源か
らドレインドライバ５１１に、あるいは、ドレインドラ
イバ５１１から階調基準電圧を生成する階調基準電圧源
を介して、液晶層に流れる充放電電流を低減することが
可能となる。

【００９７】これにより、階調基準電圧を生成する階調
基準電圧源およびドレインドライバ１１として低電流容
量のものを使用することが可能となる。

【００９８】また、階調基準電圧を生成する階調基準電
圧源およびドレインドライバ１１の発熱量も低減するこ
とができるので、階調基準電圧を生成する階調基準電圧
源およびドレインドライバ１１の信頼性を向上させるこ
とが可能となる。

【００９９】それにより、ＴＦＴ液晶表示モジュールの
消費電力を低減することが可能となる。

【０１００】以上、本発明を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で種々変更し得ること
は言うまでもない。

【０１０１】

【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
の通りである。

【０１０２】（１）本発明によれば、液晶表示装置にお
いて、階調基準電圧を生成する階調基準電圧源およびド
レインドライバを介して、液晶層に流れる充放電電流を
低減することができ、また、階調電圧生成回路における
消費電力を低減することが可能となる。

【０１０３】これにより、階調基準電圧を生成する階調
基準電圧源およびドレインドライバにおける消費電力を
低減でき、階調基準電圧を生成する階調基準電圧源およ
びドレインドライバとして低電流容量のものを使用する
ことが可能となる。

【０１０４】また、階調基準電圧を生成する階調基準電
圧源およびドレインドライバの発熱量も低減することが
できるので、階調基準電圧を生成する階調基準電圧源お
よびドレインドライバの信頼性を向上させることが可能
となる。

【０１０５】それにより、液晶表示装置の消費電力を低
減することが可能となり、液晶表示装置の外形サイズを
小さくすることが可能である。

【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
ールの階調電圧生成回路、および、プリチャージ回路の
回路構成を示す回路図である。

【図２】本実施例の駆動方法における各部の電圧波形、
電流波形を示す図である。

【図３】本発明の他の実施例であるＴＦＴ液晶表示モジ
ュールの階調電圧生成回路、および、プリチャージ回路
の回路構成を示す回路図である。

【図４】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。

【図５】従来のＴＦＴ液晶表示モジュールの液晶表示パ
ネル（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の等価回路を示す図である。

【図６】従来の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７】従来のＴＦＴ液晶表示モジュールのドレインド
ライバの階調電圧生成回路の回路構成を示す図であり、
ドレイン信号線の総数分だけ設けられる階調電圧生成回
路の中の１回路分の回路構成を示す図である。

【図８】液晶層をプリチャージするようにした従来のＴ
ＦＴ液晶表示モジュールの階調電圧生成回路、および、
プリチャージ回路の回路構成を示す回路図である。

【図９】従来の駆動方法における各部の電圧波形、電流
波形の一例を示す図である。

【符号の説明】

ＴＦＴ−ＬＣＤ…ＴＦＴ液晶表示パネル、Ｄ…ドレイン
線、Ｇ…ゲート線、Ｓｃ，Ｓｇ…スイッチ素子、１，Ｓ
ｉｎ…第１入力側スイッチ素子、２，Ｓｉｎ−１…第２
入力側スイッチ素子、３…直列分割抵抗回路、４，Ｓ１
〜Ｓｎ…出力側スイッチ素子、１０…表示制御装置、１
１…ドレインドライバ、１２…ゲートドライバ、１１１
…データラッチ部、１１２…階調電圧生成回路、１１３
…コントロール回路、１１４…プリチャージ制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者勇広宣千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者片岡登千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者安川信治千葉県茂原市早野3681番地日立デバイスエンジニアリング株式会社内 (72)発明者尾手幸秀千葉県茂原市早野3681番地日立デバイスエンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶層と、前記液晶層を挟んで対向する
画素電極およびコモン電極と、複数の階調基準電圧およ
び表示用データが入力され、前記複数の階調基準電圧の
中の隣り合う階調基準電圧間を直列分圧抵抗回路により
分圧して、画素電極に印加する多階調の階調電圧を生成
する階調電圧生成回路とを備える液晶表示装置におい
て、前記階調電圧生成回路の後段に、一方の端子が前記画素
電極に接続され、他方の端子に電源電圧が印加される第
１のスイッチ素子と、一方の端子が前記画素電極に接続
され、他方の端子に基準電圧が印加される第２のスイッ
チ素子と、交流化信号に同期して前記画素電極に印加す
る階調電圧を反転させる電圧反転時から所定の期間内、
前記第１のスイッチ素子あるいは第２のスイッチ素子を
交互に導通させて、前記コモン電極に印加されるコモン
駆動電圧が”Ｈｉｇｈレベル”のときには電源電位に、
また、前記コモン電極に印加されるコモン駆動電圧が”
Ｌｏｗレベル”のときには基準電位に、前記液晶層をプ
リチャージするプリチャージ手段とを備えることを特徴
とする液晶表示装置。
【請求項２】液晶層と、前記液晶層を挟んで対向する
画素電極およびコモン電極と、複数の階調基準電圧およ
び表示用データが入力され、前記複数の階調基準電圧の
中の隣り合う階調基準電圧間を直列分圧抵抗回路により
分圧して、画素電極に印加する多階調の階調電圧を生成
する階調電圧生成回路とを備える液晶表示装置であっ
て、前記階調電圧生成回路が、前記複数の階調基準電圧の中
の所定の隣り合う階調基準電圧を直列分圧抵抗回路の両
端に印加する印加手段と、前記直列分圧抵抗回路で生成
される複数の階調電圧の中の１つを選択して前記画素電
極に出力する選択手段と、前記表示用データに基づい
て、前記印加手段と前記選択手段とを制御するコントロ
ール回路とを具備する液晶表示装置において、前記階調電圧生成回路の後段に、一方の端子が前記画素
電極に接続され、他方の端子に電源電圧が印加される第
１のスイッチ素子と、一方の端子が前記画素電極に接続
され、他方の端子に基準電圧が印加される第２のスイッ
チ素子とを設け、交流化信号に同期して前記画素電極に
印加する階調電圧を反転させる電圧反転時から所定の期
間内、前記コントロール回路からのコントロール信号に
基づき、前記第１のスイッチ素子あるいは第２のスイッ
チ素子を交互に導通させて、前記コモン電極に印加され
るコモン駆動電圧が”Ｈｉｇｈレベル”のときには電源
電位に、また、前記コモン電極に印加されるコモン駆動
電圧が”Ｌｏｗレベル”のときには基準電位に、前記液
晶層をプリチャージすることを特徴とする液晶表示装
置。