JPH10326089A

JPH10326089A - 表示装置の駆動回路

Info

Publication number: JPH10326089A
Application number: JP9135398A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Tamai; 滋樹玉井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-05-26
Filing date: 1997-05-26
Publication date: 1998-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶パネルのサイズや絵素数によらずに、階
調表示を可能とする。【解決手段】選択制御回路３３は、映像信号データ
Ｒ，Ｇ，Ｂに基づいて、電源選択スイッチ回路３４で、
異なる電圧レベルＶ０〜Ｖ６４を選択するための制御信
号を導出する。複数の電圧レベルＶ０〜Ｖ６４の中間の
電圧は、パルス幅変調回路３８によって異なるデューテ
ィ比となるように変調される信号Ｔ１〜Ｔ４を選択し、
隣接する電圧レベル間で振動する電圧を生成して行う。
振動する電圧は、低域通過フィルタ回路３５で直流化さ
れ、出力回路３６から液晶表示装置２０のソースライン
２２に直流化されて供給される。液晶表示装置２０のソ
ースラインに寄生する寄生容量２７および寄生抵抗２８
を用いて振動する電圧を直流化する必要はないので、液
晶表示装置２０の大きさや絵素である液晶セル２６の数
の影響を受けず、ソースドライバ回路２１を構成するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶などを用いて
画像を表示する表示装置を、映像信号データに基づいて
階調表示するための表示装置の駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、特開平６−２７９００に開示の
先行技術による液晶表示装置のソースラインの駆動回路
に関する概略的な構成を示す。この先行技術では、６４
階調表示を実現するために、９種類の基準電圧Ｖ０，Ｖ
８，Ｖ１６，Ｖ２４，Ｖ３２，Ｖ４０，Ｖ４８，Ｖ５
６，Ｖ６４からの選択と、隣接する２つの基準電圧間で
出力電圧レベルが変化し、変化のデューティ比に従って
中間のレベルをとる電圧の生成とが行われ、全体で６４
種類の電圧レベルが生成される。

【０００３】６４階調の表示を行うための映像データ
は、６ビットのデジタル画像データＤ０〜Ｄ５として、
サンプリングメモリ（以下「ＭＳＭＰ」と略称すること
がある）１にサンプリングパルスＴＳＭＰｎの立上がり
で取込まれる。サンプリングパルスＴＳＭＰｎは、一水
平走査期間に絵素の列毎に順次的に時間をずらしながら
導出される。各絵素列に対して同時に与えられる出力パ
ルスＯＥの立上がりで、各サンプリングメモリ１に取込
まれた画像データＤ０〜Ｄ５はホールドメモリ（以下
「ＭＨ」と略称することがある）２に移される。ホール
ドメモリ２の各出力は、選択制御回路（以下「ＳＣＯ
Ｌ」と略称することがある）３の入力ｄ０〜ｄ５に接続
されており、選択制御回路３には、クロックパルス状の
信号ｔ１〜ｔ４も入力されている。選択制御回路３から
は、９個の出力Ｓ０，Ｓ８，Ｓ１６，Ｓ２４，Ｓ３２，
Ｓ４０，Ｓ４８，Ｓ５６，Ｓ６４が出力され、それぞれ
アナログスイッチ（以下「ＡＳＷ」と略称することもあ
る）１０〜１８をそれぞれ制御する。アナログスイッチ
１０〜１８の入力側には、互いに異なる電圧レベルの９
個の電圧Ｖ０，Ｖ８，Ｖ１６，Ｖ２４，Ｖ３２，Ｖ４
０，Ｖ４８，Ｖ５６，Ｖ６４がそれぞれ供給される。ア
ナログスイッチ１０〜１８の出力側は、共通に接続さ
れ、ｎ番目の絵素列に対する信号線であるソースライン
Ｏｎを駆動する。

【０００４】図６は、図５に示す選択制御回路３の入力
と出力との関係を示す。なお、図６で空白の部分は、
“０”であることを示す。画像信号データの値が「１」
（Ｄ５＝０，Ｄ４＝０，Ｄ３＝０，Ｄ２＝０，Ｄ１＝
０，Ｄ０＝０）のときには、すなわち階調が１のときに
は、選択制御回路３では出力Ｓ０が選択されて、アナロ
グスイッチ１０のみがＯＮになる。したがって、ソース
ラインＯｎには電圧Ｖ０が出力される。同様に、画像信
号データの値が「５７」（Ｄ５＝１，Ｄ４＝１，Ｄ３＝
１，Ｄ２＝０，Ｄ１＝０，Ｄ０＝０）のときには、選択
制御回路３の出力Ｓ５６が選択されて、アナログスイッ
チ１７のみがＯＮとなる。したがってソースラインＯｎ
には、電圧Ｖ５６が出力される。

【０００５】また、画像信号データの値が階調として
「２」（Ｄ５＝０，Ｄ４＝０，Ｄ３＝０，Ｄ２＝０，Ｄ
１＝０，Ｄ０＝１）のときには、選択制御回路３の出力
Ｓ０にはｔ１バーがそのまま出力され、出力Ｓ８にはｔ
１バー、すなわち信号ｔ１の反転信号が出力される。し
たがって、信号ｔ１が“１”のときには、アナログスイ
ッチ１０がＯＮとなって、ソースラインＯｎには電圧Ｖ
０が出力され、信号ｔ１が“０”のときには、信号ｔ１
バーが“１”であるから、アナログスイッチ１１がＯＮ
となってソースラインＯｎには電圧Ｖ８が出力される。

【０００６】図７は、選択制御回路３に入力されるクロ
ックパルス状の信号ｔ１〜ｔ４の信号波形を示す。信号
ｔ１は、“１”期間が７に対し、“０”期間が１であ
り、信号ｔ２は“１”期間が６に対し“０”期間が２で
あり、信号ｔ３は“１”期間が５に対し、“０”期間が
３であり、信号ｔ４は“１”期間が４に対し“０”期間
が４であるように、それぞれデューティ比が異なる。し
たがって、階調が「２」のときには、ソースラインＯｎ
に、電圧Ｖ０と電圧Ｖ８が７：１の割合で与えられるこ
とになる。同様に、画像信号データの値が階調で「６
１」（Ｄ５＝１，Ｄ４＝１，Ｄ３＝１，Ｄ２＝１，Ｄ１
＝０，Ｄ０＝０）のときには、アナログスイッチ１７と
アナログスイッチ１８とが交互にＯＮとなり、電圧Ｖ５
６と電圧Ｖ６４との間を４：４の割合で振動する電圧が
出力される。この電圧間を振動する電圧を、液晶パネル
に印加すると、液晶パネルのソースラインなどの信号線
に寄生する容量および抵抗が低域通過フィルタを構成
し、振動する電圧を平滑して直流電圧レベルとし、各液
晶セルに直流電圧として与えられることになる。このよ
うな、液晶表示装置の振動電圧駆動法については、特開
平６−２７９００号公報の実施例で詳細に説明されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図５に示す構成では、
外部から与えられるレベルの異なる９個の電圧Ｖ０，Ｖ
８，Ｖ１６，Ｖ２４，Ｖ３２，Ｖ４０，Ｖ４８，Ｖ５
６，Ｖ６４は、アナログスイッチ１０〜１８を介して直
接液晶表示装置を駆動する電圧となるので、出力インピ
ーダンスが低いことが要求され、駆動回路を形成する半
導体集積回路チップ上で、供給する信号の経路としても
太いメタル配線を必要とする。さらに、アナログスイッ
チ１０〜１８も、同様に低インピーダンスとする必要が
あり、１００μｍ以上にもおよぶゲート幅を有する大き
なトランジスタで構成する必要がある。図５の構成で
は、低域通過フィルタとして液晶パネルの容量を利用し
ており、液晶パネルの容量はかなり大きいので、この容
量を充放電するためには、駆動回路の出力インピーダン
スが低い必要があるからである。

【０００８】また、液晶パネルの信号線に寄生する抵抗
および容量は、液晶パネルの大きさや絵素数によって異
なり、液晶表示装置の駆動回路を設計する際には、液晶
パネルの大きさや絵素数も含めて包括する設計を行う必
要がある。

【０００９】本発明の目的は、表示装置の容量や抵抗の
影響なく振動する電圧を直流電圧化することができ、メ
タル配線を細くし、小さなトランジスタを使用すること
ができる表示装置の駆動回路を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の絵素に
よって画像を表示する表示装置の複数の絵素列毎に、映
像信号データに基づく階調表示用の信号を与えて駆動す
る表示装置の駆動回路であって、映像信号データに基づ
くスイッチング動作で、複数の基準電圧レベルのうちの
１つを直流信号として選択し、または隣接する基準電圧
レベル間で振動する信号を生成して、選択または生成す
る信号を出力する選択スイッチ回路と、選択スイッチ回
路から出力される信号を平滑し、隣接する基準電圧レベ
ル間の電圧レベルを有する直流信号に変換する低域通過
フィルタ回路と、低域通過フィルタ回路を通過する信号
電圧で、表示装置の絵素列を駆動する出力回路とを含む
ことを特徴とする表示装置の駆動回路である。

【００１１】本発明に従えば、選択スイッチ回路は、映
像信号データに基づくスイッチング動作で、複数の基準
電圧レベルのうちの１つを直流信号として選択し、また
は隣接する基準電圧レベル間で振動する信号を生成す
る。隣接する基準電圧レベル間で振動する信号は、低域
通過フィルタ回路で平滑化され、振動のデューティ比に
従って隣接する基準電圧レベル間の電圧レベルを有する
直流信号に変換される。出力回路は、低域通過フィルタ
回路を通過した直流電圧または直流電圧化した信号電圧
で表示装置の絵素列を駆動するので、表示装置は直流電
圧で駆動され、信号線に寄生する抵抗分および容量分に
よる等価的な低域通過フィルタの影響を受けずに駆動す
ることができる。表示装置に与える電圧は直流電圧とな
るので、表示装置の大きさや絵素数の違いによる抵抗値
や容量値などの変動分を無視して駆動回路を用いること
ができる。

【００１２】また本発明で前記低域通過フィルタ回路
は、抵抗と容量とによって形成されることを特徴とす
る。

【００１３】本発明に従えば、低域通過フィルタを抵抗
と容量とによって形成するので、簡単に構成することが
でき、多くの低域通過フィルタ回路を半導体集積回路化
することも可能となる。

【００１４】また本発明で前記出力回路は、出力インピ
ーダンスを低下させる演算増幅回路を有することを特徴
とする。

【００１５】本発明に従えば、出力回路として、演算増
幅回路を用いて出力インピーダンスを低下させるので、
液晶パネルなどの表示装置に寄生する数十〜数百ｐＦの
信号線の容量を充分に従放電することができる。低域通
過フィルタ回路は、数ｐＦの容量を放電すればよいの
で、半導体集積回路上の容量の占める面積を小さくし、
メタル配線も細くして半導体集積回路チップ面積の縮小
を図ることができる。

【００１６】また本発明で、前記低域通過フィルタ回路
の容量は、前記出力回路の入力容量を含むことを特徴と
する。

【００１７】本発明に従えば、出力回路の入力容量を含
めて低域通過フィルタ回路を構成するので、出力回路の
入力容量を積極的に利用し、低域通過フィルタ回路で容
量として付加する面積を小さくして、半導体集積回路チ
ップとして必要な面積の縮小化を図ることができる。

【００１８】また本発明で前記低域通過フィルタ回路の
抵抗は、前記選択スイッチ回路の導通抵抗を含むことを
特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、低域通過フィルタ回路の
抵抗は選択スイッチ回路の導通抵抗を積極的に利用する
ので、低域通過フィルタ回路の容量が小さくても、抵抗
分を大きくし、抵抗分を大きくするには選択スイッチ回
路のスイッチング素子の大きさを小さくするだけでよい
ので、半導体集積回路のチップ面積を縮小化することが
できる。

【００２０】また本発明で前記低域通過フィルタ回路の
容量は、前記表示装置の絵素列に寄生する容量より１桁
以上小さくすることを特徴とする。

【００２１】本発明に従えば、低域通過フィルタ回路の
容量を表示装置の絵素列に寄生する容量より１桁以上小
さくするので、充放電のためのメタル配線を細くし、容
量として形成する半導体集積回路のチップ面積も縮小す
ることができる。

【００２２】表示装置に与える電圧は直流電圧となるの
で、表示装置の大きさや絵素数の違いによる抵抗値や容
量値などの変動分を無視して駆動回路を用いることがで
きる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
概略的な電気的構成を示す。液晶表示装置２０は、６ビ
ットずつのカラー画像データＲ，Ｇ，Ｂに基づいて、各
色６４階調のカラー画像表示を行う。液晶表示装置２０
はアクティブマトリクス形であり、ソースドライバ回路
２１によって複数のソースライン２２を映像信号に従っ
て駆動し、ゲートドライバ回路２３を介してゲートライ
ン２４を選択する。選択されたゲートライン２４にゲー
トが接続される薄膜トランジスタ（略称「ＴＦＴ」）２
５のソース電極を介して、ソースライン２２からドレイ
ン電極に接続される液晶セル２６に信号電圧を与える。
ＴＦＴ２５と絵素である液晶セル２６とは、ソースライ
ン２２とゲートライン２４との交点毎に存在するけれど
も、図１では、１つだけ示す。映像信号が伝達されるソ
ースライン２２には、寄生容量２７および寄生抵抗２８
が存在し、図５に示す従来の駆動方法では、この寄生容
量２７と寄生抵抗２８とによる低域通過フィルタを利用
して振動する電圧の直流化を図っている。

【００２４】本実施形態のソードライバ回路２１では、
シフトレジスタ３０によって、順次的に入力される映像
信号のうち、各ソースライン２２で表示すべき信号を選
択し、サンプリングメモリ３１でそれぞれ記憶させる。
シフトレジスタ３０は双方向性であり、Ｒ／Ｌ信号によ
って左側の入力Ｌｉｎまたは右側の入力Ｒｉｎを切換え
る。いずれかの入力Ｌｉｎ，Ｒｉｎには、１つのパルス
信号が与えられ、クロック信号ＣＫに同期して、順次シ
フトされて出力される。サンプリングメモリ３１は、シ
フトレジスタ３０から順次シフトされて出力されるパル
スに応じて、入力される映像信号データを取込む。水平
走査線に対応するすべての映像信号データの取込みが終
了すると、各ソースライン当たり１８ビットずつのデー
タとして、出力パルスＯＥでホールドメモリ３２に一斉
に取込まれる。ホールドメモリ３２の各出力は、選択制
御回路３３で前述の図６のように階調に応じた９種類の
制御信号に変換される。選択制御回路３３の制御信号
は、電源選択スイッチ回路３４で、９種類の基準電圧Ｖ
０〜Ｖ６４のうちの１つまたは、隣接する２つの基準電
圧間を振動する電圧に変換される。電源選択スイッチ回
路３４の出力は、低域通過フィルタ回路３５で平滑化さ
れ、振動する電圧は直流電圧化されて、出力回路３６か
ら各ソースライン２２に与えられる。サンプリングメモ
リ３１に入力される映像信号は、一旦入力ラッチ３７で
ラッチされ、安定したレベルで入力される。選択制御回
路３３に与えられる信号Ｔ１〜Ｔ４は、パルス幅変調回
路３８で、所定のデューティ比を有するように変調され
る。このデューティ比は、たとえば、前述の図７に示し
たものと同様とする。このような選択制御回路３３、電
源選択スイッチ回路３４およびパルス幅変調回路３８
は、選択スイッチ回路３９を構成する。

【００２５】図２は、図１のソースドライバ回路２１に
含まれるサンプリングメモリ３１、ホールドメモリ３
２、電源選択スイッチ回路３４および低域通過フィルタ
回路３５の構成を示す。本構成は、基本的に図５に示す
構成と類似するけれども、低域通過フィルタ回路３がソ
ースドライバ回路２１に内蔵されている点が異なる。図
５の構成では、低域通過フィルタ回路は内蔵せず、液晶
表示装置の信号線の寄生抵抗および寄生容量を低域通過
フィルタ回路として利用し、振動する電圧の直流電圧化
を行っている。

【００２６】図３は、図１に示す出力回路３６として、
演算増幅器であるオペアンプ５０を用い、利得１のバッ
ファ接続によって出力インピーダンスを低下させている
状態を示す。このように出力回路３６として、オペアン
プ５０を内蔵すれば、出力インピーダンスを低く変換し
て、液晶パネルへの充従放電を容易に行うことができ
る。なおここに使用するようなオペアンプ５０として、
理想演算増幅器に少しでも近い方が好ましい。そのよう
なオペアンプの構成としては、たとえば本件出願人が出
願中の特整９５−２２７５や特整９６−３３９（公開番
号または出願番号をお知らせ下さい）などのフルレンジ
対応のオペアンプを用いることができる。

【００２７】図４は、低域通過フィルタ回路３５の回路
構成の一例を示す。抵抗５１と容量５２とで、簡単な低
域通過フィルタを形成する。抵抗５１としては、実際に
半導体チップ状に形成する実抵抗５３の抵抗値Ｒ
_DACと、前段のアナログスイッチ４０〜４８のＯＮ抵抗
５４の抵抗値Ｒ_ASWを積極的に利用する。また容量５２
としても、実容量５５であるＣ_DACとともに、オペアン
プの入力トランジスタの寄生容量５６であるゲート容量
Ｃ_OPAを積極的に利用する。このように寄生容量５５を
積極的に利用すれば、ソースドライバ回路２１の半導体
チップ上にパターニングを行って形成する実抵抗５３の
抵抗値Ｒ_DACおよび実容量５５であるＣ_DACの占める面積
を小さくすることができる。なお、低域通過フィルタの
入力側に与えられる振動信号ｔ１〜ｔ４の周期２πと、
低域通過フィルタ回路３５の遮断周波数との関係から、
実抵抗５３および実容量５５を除くことも可能となる。
そのような場合には、低域通過フィルタ回路３５を特別
に形成しないでも、アナログスイッチ４０〜４８に寄生
するＯＮ抵抗と、出力回路３６としてのオペアンプ５０
の入力トランジスタ寄生容量とで、等価的な低域通過フ
ィルタ回路を構成し、ソースドライバ回路２１に必要な
半導体チップの面積を小さくすることができる。

【００２８】また、表示装置として、液晶表示装置２０
ばかりではなく、ＥＬ表示装置などにも適用することが
できる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、振動する
電圧を用いて表示装置を駆動する回路に、低域通過フィ
ルタ回路と出力回路とを内蔵するので、表示装置を低域
通過フィルタとして利用することなく直流化した信号電
圧で駆動することができる。これによって、駆動回路で
は表示装置の大きさや絵素数の違いによる抵抗値や容量
値などの違いを無視して多くの種類の表示装置を駆動す
ることが可能となる。また、表示装置の信号線に寄生す
る抵抗や容量を低域通過フィルタとして利用しないの
で、信号線に寄生する数十〜数百ｐＦの容量を充放電す
るために、駆動回路内部のメタル配線を太くして低イン
ピーダンス化する必要がなく、駆動回路を構成する半導
体集積回路チップの面積縮小を図ることができる。さら
に、表示装置に与える電圧が直流電圧となるので、広い
範囲の表示装置に適用することができ、生産数量の増加
による量産効果で生産に要するコストが低下し、表示装
置全体のコスト低減にも大きく貢献することができる。

【００３０】また本発明によれば、低域通過フィルタ回
路は抵抗と容量とによって形成するので、駆動回路内部
に数ｐＦの容量を形成し、抵抗値を大きくするようにす
れば、表示装置の大きな寄生容量と小さな抵抗とで形成
する低域通過フィルタと同等の低域通過フィルタを小さ
な面積で形成することができる。低域通過フィルタ回路
を形成する容量が小さくなるので、充放電のためのメタ
ル配線を細くして、半導体集積回路チップとしての面積
の一層の縮小を図ることができる。

【００３１】また本発明によれば、出力回路は演算増幅
回路を用いて出力インピーダンスを低下させるので、大
容量の表示装置の信号線も充分に駆動することができ
る。

【００３２】また本発明によれば、低域通過フィルタ回
路は、出力回路の入力容量を積極的に利用するので、容
量として形成する面積をより一層小さくし、半導体集積
回路チップとしての面積の縮小化を図ることができる。

【００３３】また本発明によれば、低域通過フィルタ回
路の抵抗として、選択スイッチ回路の導通抵抗を積極的
に利用するので、スイッチング素子の面積を小さくする
だけで低域通過フィルタ回路に必要な抵抗を大きくする
ことができ、駆動回路を半導体集積回路として形成する
際の選択スイッチング回路として必要な部分の面積を小
さくして、低域通過フィルタ回路や出力回路を形成する
余地を生み出すことができる。

【００３４】また本発明によれば、低域通過フィルタ回
路の容量が表示装置に寄生する容量よりも１桁以上小さ
くなるので、駆動回路に低域通過フィルタ回路を組込む
際に必要となる面積も小さくなり、しかもメタル配線の
幅を細くすることができるので、従来と同様の半導体チ
ップ面積で低域通過フィルタ回路を充分に内蔵させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の概略的な電気的構成を
示すブロック図である。

【図２】図１のソースドライバ回路２１で、ソースライ
ン２２当たりのサンプリングメモリ２１から低域通過フ
ィルタ回路３５までの構成を示すブロック図である。

【図３】図２の構成に出力回路３６の構成を付加した構
成を示すブロック図である。

【図４】図１の実施形態の低域通過フィルタ回路３５の
構成を示す等価的な電気回路図である。

【図５】先行技術の駆動回路の電気的構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】図５の選択制御回路３の動作を示す図表であ
る。

【図７】図５の選択制御回路３に与える信号ｔ１〜ｔ４
の波形図である。

【符号の説明】

２０液晶表示装置２１ソースドライバ回路２２ソースライン２３ゲートドライバ回路２４ゲートライン２５ＴＦＴ２６液晶セル２７寄生容量２８寄生抵抗３０シフトレジスタ３１サンプリングメモリ３２ホールドメモリ３３選択制御回路３４電源選択スイッチ回路３５低域通過フィルタ回路３６出力回路３８パルス幅変調回路３９選択スイッチ回路４０〜４８アナログスイッチ５０オペアンプ５１抵抗５２容量５３実抵抗５４アナログスイッチＯＮ抵抗５５実容量５６オペアンプ入力トランジスタ寄生容量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の絵素によって画像を表示する表示
装置の複数の絵素列毎に、映像信号データに基づく階調
表示用の信号を与えて駆動する表示装置の駆動回路であ
って、映像信号データに基づくスイッチング動作で、複数の基
準電圧レベルのうちの１つを直流信号として選択し、ま
たは隣接する基準電圧レベル間で振動する信号を生成し
て、選択または生成する信号を出力する選択スイッチ回
路と、選択スイッチ回路から出力される信号を平滑し、隣接す
る基準電圧レベル間の電圧レベルを有する直流信号に変
換する低域通過フィルタ回路と、低域通過フィルタ回路を通過する信号電圧で、表示装置
の絵素列を駆動する出力回路とを含むことを特徴とする
表示装置の駆動回路。
【請求項２】前記低域通過フィルタ回路は、抵抗と容
量とによって形成されることを特徴とする請求項１記載
の表示装置の駆動回路。
【請求項３】前記出力回路は、出力インピーダンスを
低下させる演算増幅回路を有することを特徴とする請求
項２記載の表示装置の駆動回路。
【請求項４】前記低域通過フィルタ回路の容量は、前
記出力回路の入力容量を含むことを特徴とする請求項２
または３記載の表示装置の駆動回路。
【請求項５】前記低域通過フィルタ回路の抵抗は、前
記選択スイッチ回路の導通抵抗を含むことを特徴とする
請求項２〜４のいずれかに記載の表示装置の駆動回路。
【請求項６】前記低域通過フィルタ回路の容量は、前
記表示装置の絵素列に寄生する容量より１桁以上小さく
することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の
表示装置の駆動回路。