JPH1173164A - 液晶表示装置の駆動回路 - Google Patents

液晶表示装置の駆動回路

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JPH1173164A
JPH1173164A JP9233518A JP23351897A JPH1173164A JP H1173164 A JPH1173164 A JP H1173164A JP 9233518 A JP9233518 A JP 9233518A JP 23351897 A JP23351897 A JP 23351897A JP H1173164 A JPH1173164 A JP H1173164A
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Yoshiharu Nakajima
義晴 仲島
Toshiichi Maekawa
敏一 前川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 各駆動回路が信号電圧の全範囲に対応するも
のとなっていたため、ダイナミックレンジが広く、高Ｖ
ｔｈトランジスタでは構成しにくく、また電流の入出力
双方に対して十分駆動能力のある回路を用いなければな
らないため、回路面積や消費電流の増大を招くことにな
る。 【解決手段】 コラム線１３を駆動する回路を、信号電
圧に応じて例えばコモン電圧を基準に２つに分割し、こ
の２つのコラム線駆動回路１４，１５をＬＣＤ有効画面
部１２の上下に２コラムに対して１つの割合で配置する
とともに、一方のコラム線駆動回路１４の出力端が２本
のコラム線１３，１３の一方に接続されるとき、他方の
コラム線駆動回路１５の出力端が２本のコラム線１３，
１３の他方に接続されるように、アナログスイッチ２２
ａ，２２ｂおよび２３ａ，２３ｂの開閉のタイミング制
御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置（以
下、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)と称する）の駆動
回路に関し、特にアクティブマトリクスＬＣＤのコラム
線駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】アクティブマトリクスＬＣＤの構成の一
例を図４に示す。同図において、液晶セル（画素）１０
１がマトリクス状に２次元配置されることによってＬＣ
Ｄパネル１０２が構成されている。このＬＣＤパネル１
０２の周辺には、行（ロウ）選択を行うための垂直ドラ
イバ１０３および列（コラム）選択を行うための水平ド
ライバ（以下、コラム線駆動回路と称する）１０４が設
けられている。コラム線駆動回路１０４については、従
来、同図に示したようにＬＣＤパネル１０２の上側の
み、もしくは上下両側に同一のもので配置され、各駆動
回路はＬＣＤに印加する信号電圧の全範囲に対応するも
のとなっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の従来のコラム線駆動回路では、各駆動回路が信号電
圧の最小レベルから最大レベルまでを担うことになるた
めダイナミックレンジが広く、このような広ダイナミッ
クレンジのコラム線駆動回路を作成するには、閾値電圧
Ｖｔｈの小さなトランジスタを用いなければならず、ポ
リシリコンＴＦＴ(thin film transistor)のような閾値
電圧Ｖｔｈの高いトランジスタでは構成しにくい。しか
も、回路素子数が多いため、ポリシリコンＴＦＴのよう
な特性ばらつきの大きな素子での実現が非常に困難であ
る。また、単結晶シリコンで作成した場合においても、
電流の入出力双方に対して十分に駆動能力のある回路
（例えば、プッシュプル回路）を用いなければならない
ため、回路面積や消費電流の増大を招くことになる。
【０００４】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、閾値電圧Ｖｔｈの高
いトランジスタによる回路作成が容易になるとともに、
回路面積の縮小化および低消費電力化を可能としたＬＣ
Ｄの駆動回路を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によるＬＣＤの駆
動回路は、ＬＣＤ有効画面部の上下の一方側に２本のコ
ラム線に対して１つの割合で配置され、所定の基準電圧
よりも大きい信号に対してコラム線を駆動する第１のコ
ラム線駆動回路と、ＬＣＤ有効画面部の上下の他方側に
２本のコラム線に対して１つの割合で配置され、所定の
基準電圧よりも小さい信号に対してコラム線を駆動する
第２のコラム線駆動回路と、第１のコラム線駆動回路の
出力端と２本のコラム線の間に接続された第１の一対の
アナログスイッチと、第２のコラム線駆動回路の出力端
と２本のコラム線の間に接続された第２の一対のアナロ
グスイッチと、第１のコラム線駆動回路の出力端を２本
のコラム線の一方に接続するときに、第２のコラム線駆
動回路の出力端を２本のコラム線の他方に接続するよう
に第１，第２の一対のアナログスイッチをそれぞれ開閉
制御するコントロール回路とを備えた構成となってい
る。
【０００６】上記構成のＬＣＤ駆動回路において、所定
の基準電圧（例えば、コモン電圧）よりも大きな信号電
圧に対する第１のコラム線駆動回路の出力端を２本のコ
ラム線の一方に接続するとき、小さな信号電圧に対する
第２のコラム線駆動回路の出力端を２本のコラム線の他
方に接続するように、第１，第２の一対のアナログスイ
ッチの開閉のタイミング制御を行うことで、第１のコラ
ム線駆動回路が掃き出し用の駆動回路として、第２のコ
ラム線駆動回路が引き込み用の駆動回路として作用す
る。その結果、第１，第２のコラム線駆動回路の出力バ
ッファを、片方向の電流駆動のみに優れている回路（例
えば、ソースフォロワ回路）だけで構成できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。
【０００８】図１は、本発明の第１実施形態を示す概略
構成図である。図１において、液晶セル（画素）１１が
マトリクス状に２次元配置されることによってＬＣＤ有
効画面部１２が構成されている。各液晶セル１１の上方
には、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のストライプカラ
ーフィルタ（図示せず）が配されている。そして、コラ
ム線１３を駆動する回路は、信号電圧に応じて例えば液
晶のコモン電極に印加されるコモン電圧を基準に２つに
分割されている。
【０００９】すなわち、コモン電圧よりも大きな信号電
圧に対応する第１のコラム線駆動回路１４と、コモン電
圧よりも小さな信号電圧に対応する第２のコラム線駆動
回路１５とに分割されている。そして、例えば、第１の
コラム線駆動回路１４がＬＣＤ有効画面部１２の上部側
に、第２のコラム線駆動回路１５がＬＣＤ有効画面部１
２の下部側にそれぞれ配置され、並列に動作するように
構成されている。
【００１０】ここで、第１，第２のコラム線駆動回路１
４，１５は、図２に示すように、サンプリングパルスを
順次出力するシフトレジスタ１６と、このシフトレジス
タ１６から順次与えられるサンプリングパルスに同期し
てデータバスライン上のデータをサンプリングするサン
プリング回路１７と、そのサンプリングデータを１水平
期間の間保持するラッチ回路１８と、そのラッチデータ
をアナログ信号に変換するＤＡコンバータ１９と、コラ
ム線（信号線）１３の負荷をドライブするための出力回
路２０とから構成されている。
【００１１】第１，第２のコラム線駆動回路１４，１５
のＤＡコンバータ１９および出力回路２０はそれぞれ、
２コラムに対して１つの割合で配置されている。すなわ
ち、図１から明らかなように、互いに隣り合う２本のコ
ラム線１３，１３に対して出力回路２０を構成する出力
バッファ２１が１個ずつ配置されている。ＤＡコンバー
タ１９も、出力バッファ２１の個数に対応した段数だけ
配置されている。
【００１２】そして、第１のコラム線駆動回路１４側の
出力バッファ２１の出力端と互いに隣り合う２本のコラ
ム線１３，１３の間には、一対のアナログスイッチ２２
ａ，２２ｂが接続されている。同様にして、第２のコラ
ム線駆動回路１５側の出力バッファ２１の出力端と２本
のコラム線１３，１３の間には、一対のアナログスイッ
チ２３ａ，２３ｂが接続されている。一対のアナログス
イッチ２２ａ，２２ｂは、コントロール回路２４から出
力される制御信号Ａ，Ｂによって開閉のタイミング制御
が行われ、同様に、一対のアナログスイッチ２３ａ，２
３ｂも制御信号Ｂ，Ａによって開閉のタイミング制御が
行われる。
【００１３】具体的には、第１のコラム線駆動回路１４
の出力バッファ２１の出力端が奇数（Ｏｄｄ）段目のコ
ラム線１３に接続されるとき、第２のコラム線駆動回路
１５の出力バッファ２１の出力端が偶数（Ｅｖｅｎ）段
目のコラム線１３に接続されるようにタイミング制御が
行われる。この逆に、第２のコラム線駆動回路１５の出
力バッファ２１の出力端が奇数段目のコラム線１３に接
続されるとき、第１のコラム線駆動回路１４の出力バッ
ファ２１の出力端が偶数段目のコラム線１３に接続され
るようにタイミング制御が行われる。
【００１４】このタイミング制御により、第１のコラム
線駆動回路１４を用いてｎ段目のコラム線１３n に電荷
を充電しているときに、第２のコラム線駆動回路１５を
用いてｎ＋１段目のコラム線１３n+1 の電荷を放電する
ことができ、また別のタイミングで、第１のコラム線駆
動回路１４を用いてｎ＋１段目のコラム線１３n+1 に電
荷を充電しているときに、第２のコラム線駆動回路１５
を用いてｎ段目のコラム線１３n の電荷を放電すること
ができる。すなわち、第１のコラム線駆動回路１４が掃
き出し用の駆動回路として、第２のコラム線駆動回路１
５が引き込み用の駆動回路として作用する。
【００１５】この第１のコラム線駆動回路１４の出力バ
ッファ２１の出力端と奇数段目、偶数段目のコラム線お
よび第２のコラム線駆動回路１５の出力バッファ２１と
偶数段目、奇数段目のコラム線１３の接続の切り替えを
１水平期間ごとに行うことにより、ドット反転駆動を行
うことができる。ここに、ドット反転とは、図１に示す
ように、液晶セル（画素）１１の２次元配列において、
互いに隣り合う画素が交互にプラス極性とマイナス極性
になる状態を言う。
【００１６】上述したように、コラム線１３を駆動する
回路を、信号電圧に応じて例えばコモン電圧を基準に２
つに分割し、この２つのコラム線駆動回路１４，１５を
ＬＣＤ有効画面部１２の上下に２コラムに対して１つの
割合で配置するとともに、一方のコラム線駆動回路１４
の出力端が２本のコラム線の一方に接続されるとき、他
方のコラム線駆動回路１５の出力端が２本のコラム線の
他方に接続されるように、アナログスイッチ２２ａ，２
２ｂおよび２３ａ，２３ｂの開閉のタイミング制御を行
うことにより、容易にドット反転駆動を行え、しかも休
んでいる回路が少ないため、面積効率が良い。
【００１７】また、出力バッファ２１を電流の掃き出し
もしくは引き込みに限定した回路、即ち片方向の電流駆
動のみに優れている回路（例えば、ソースフォロワ回
路）だけで構成できる。これにより、次のような効果が
得られる。 ポリシリコンＴＦＴの如き高Ｖｔｈトランジスタを使
用した場合でも、出力ダイナミックレンジを十分に確保
したシステムを容易に構築できる。その結果、ポリシリ
コンＬＣＤ上に駆動回路を一体形成した場合に特に有用
なものとなる。 最小限の素子で回路を構成できるため、トランジスタ
ばらつきの影響の少ない出力バッファ２１を構成でき
る。 ＤＡコンバータ１９および出力バッファ２１を限定し
た電圧範囲の中で動作させれば良いので、回路構成をシ
ンプルにすることができるとともに、回路面積を縮小で
きる。 最低限の直流電流で出力バッファ２１を構成できるた
め、低消費電力化が図れる。
【００１８】さらに、第１，第２のコラム線駆動回路１
４，１５において、ＤＡコンバータ１９として基準電圧
選択式ＤＡコンバータを用いた場合には、次のような効
果が得られる。 基準電圧線を本コラム線駆動回路１４，１５が受け持
つ範囲の電圧だけにできるので、小面積化が可能とな
る。 基準電圧セレクタとして用いるスイッチを、ＮＭＯＳ
トランジスタもしくはＰＭＯＳトランジスタだけで構成
することが可能であり、これにより小面積化が可能とな
る。
【００１９】なお、上記実施形態においては、コモン電
圧よりも大きな信号電圧に対応する第１のコラム線駆動
回路１４をＬＣＤ有効画面部１２の上側に、コモン電圧
よりも小さな信号電圧に対応する第２のコラム線駆動回
路１１５ＬＣＤ有効画面部１２の下側に配置するとした
が、その配置はもちろん逆であっても構わない。
【００２０】また、上記実施形態では、第１，第２のコ
ラム線駆動回路１４，１５を分割するための所定の基準
電圧を液晶のコモン電極に印加されるコモン電圧とした
が、分割の基準となる電圧はコモン電圧に限定されるも
のではなく、信号中心電圧近傍の任意の電圧でもも構わ
ない。
【００２１】さらに、上記実施形態においては、第１の
コラム線駆動回路１４の出力バッファ２１の出力端とコ
ラム線１３ｏ，１３ｅおよび第２のコラム線駆動回路１
５の出力バッファ２１とコラム線１３ｅ，１３ｏの接続
の切り替えを１水平期間ごとに行うとしたが、１フィー
ルドごとに行うようにしても良い。
【００２２】図３は、本発明の第２実施形態を示す概略
構成図である。図３において、液晶セル（画素）５１が
マトリクス状に２次元配置されてなるＬＣＤ有効画面部
５２の上部側に、コモン電圧よりも大きな信号電圧に対
応する第１のコラム線駆動回路５４が、その下部側にコ
モン電圧よりも小さな信号電圧に対応する第２のコラム
線駆動回路５５がそれぞれ２コラムに対して１つの割合
で配置され、並列に動作する構成については、第１実施
形態の場合と同じである。
【００２３】上記の構成において、第１，第２のコラム
線駆動回路５４，５５としては、例えば図２に示す回路
構成のものが用いられる。そして、第１，第２のコラム
線駆動回路５４，５５のＤＡコンバータ１９および出力
バッファ２１はそれぞれ、近接する同一色の２コラムに
対して１つの割合で配置されている。すなわち、図３か
ら明らかなように、近接する同一色の２本のコラム線５
３，５３に対して出力バッファ２１が１個ずつ配置され
ている。ＤＡコンバータ１９も、出力バッファ２１の個
数に対応した段数だけ配置されている。
【００２４】そして、第１のコラム線駆動回路５４側の
出力バッファ２１の出力端と近接する例えばＲ色の２本
のコラム線５３ｒ，５３ｒの間には、一対のアナログス
イッチ５２ａ，５２ｂが接続されている。同様にして、
第２のコラム線駆動回路５５側の出力バッファ２１の出
力端と２本のコラム線５３ｒ，５３ｒの間には、一対の
アナログスイッチ５３ａ，５３ｂが接続されている。Ｇ
色、Ｂ色についても、Ｒ色と全く同様にして、一対のア
ナログスイッチ５２ａ，５２ｂおよび５３ａ，５３ｂが
接続されている。
【００２５】そして、一対のアナログスイッチ５２ａ，
５２ｂは、コントロール回路５４から出力される制御信
号Ａ，Ｂによって開閉のタイミング制御が行われ、同様
に、一対のアナログスイッチ５３ａ，５３ｂも制御信号
Ｂ，Ａによって開閉のタイミング制御が行われる。具体
的には、Ｒ色については、第１のコラム線駆動回路５４
の出力バッファ２１の出力端が奇数段目のコラム線５３
ｒに接続されるとき、第２のコラム線駆動回路５５の出
力バッファ２１の出力端が偶数段目のコラム線５３ｒに
接続されるようにタイミング制御が行われる。
【００２６】この逆に、第２のコラム線駆動回路５５の
出力バッファ２１の出力端が奇数段目のコラム線５３ｒ
に接続されるとき、第１のコラム線駆動回路５４の出力
バッファ２１の出力端が偶数段目のコラム線５３ｒに接
続されるようにタイミング制御が行われる。Ｇ色、Ｂ色
についても、Ｒ色の場合と同様のタイミング制御が行わ
れる。
【００２７】上述したように、コラム線５３を駆動する
回路を、信号電圧に応じて例えばコモン電圧を基準に２
つに分割し、この２つのコラム線駆動回路５４，５５を
ＬＣＤ有効画面部５２の上下に２コラムに対して１つの
割合で配置するとともに、一方のコラム線駆動回路５４
の出力端が２本のコラム線の一方に接続されるとき、他
方のコラム線駆動回路５５の出力端が２本のコラム線の
他方に接続されるように、アナログスイッチ５２ａ，５
２ｂおよび５３ａ，５３ｂの開閉のタイミング制御を行
うことにより、第１実施形態の場合と同様の作用効果を
得ることができる。
【００２８】これに加え、本実施形態において、第１，
第２のコラム線駆動回路５４，５５の出力回路２０が接
続されるコラム線が隣接する２コラムではなく、近接す
る同一色の２コラムとし、同一色間でコラム線間の切り
替えを行うようにしたので、データ信号の色間の入れ替
えを行わなくて済むという利点がある。
【００２９】なお、各コラム線駆動回路の出力回路の接
続先を、第１実施形態では隣接する２コラム、第２実施
形態では近接する同一色の２コラムとしたが、これらに
限定されるものではなく、コラム線の上下に配置される
一対のアナログスイッチの制御信号Ａ，Ｂの極性が別な
ものでありさえすれば、近接する任意の２コラムであっ
ても良い。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コラム線を駆動する回路を、信号電圧に応じて２つに分
割し、この２つのコラム線駆動回路をＬＣＤ有効画面部
の上下に２コラムに対して１つの割合で配置するととも
に、一方のコラム線駆動回路の出力端が２本のコラム線
の一方に接続されるとき、他方のコラム線駆動回路の出
力端が２本のコラム線の他方に接続されるようにタイミ
ング制御を行う構成としたことにより、出力バッファを
限定した電圧範囲内で動作させれば良く、しかも出力バ
ッファを片方向の電流駆動のみに優れている回路だけで
構成できるため、高Ｖｔｈトランジスタによる回路作成
が容易になるとともに、回路面積の縮小化および低消費
電力化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す概略構成図であ
る。
【図２】コラム線駆動回路の構成の一例を示すブロック
図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す概略構成図であ
る。
【図４】アクティブマトリクスＬＣＤの一例を示す概略
構成図である。
【符号の説明】
１１，５１…液晶セル、１２，５２…ＬＣＤ有効画面
部、１３，５３…コラム線、１４，５４…第１のコラム
線駆動回路、１５，５５…第２のコラム線駆動回路、１
９…ＤＡコンバータ、２１…出力バッファ、２２ａ，２
２ｂ，２３ａ，２３ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３
ｂ…アナログスイッチ、２４，５４…コントロール回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 有効画面部の上下の一方側に２本のコラ
    ム線に対して１つの割合で配置され、所定の基準電圧よ
    りも大きい信号に対してコラム線を駆動する第１のコラ
    ム線駆動回路と、 前記有効画面部の上下の他方側に２本のコラム線に対し
    て１つの割合で配置され、前記所定の基準電圧よりも小
    さい信号に対してコラム線を駆動する第２のコラム線駆
    動回路と、 前記第１のコラム線駆動回路の出力端と２本のコラム線
    の間に接続された第１の一対のアナログスイッチと、 前記第２のコラム線駆動回路の出力端と２本のコラム線
    の間に接続された第２の一対のアナログスイッチと、 前記第１のコラム線駆動回路の出力端を２本のコラム線
    の一方に接続するときに、前記第２のコラム線駆動回路
    の出力端を２本のコラム線の他方に接続するように前記
    第１，第２の一対のアナログスイッチをそれぞれ開閉制
    御するコントロール回路とを備えたことを特徴とする液
    晶表示装置の駆動回路。
  2. 【請求項２】 前記所定の基準電圧は、液晶のコモン電
    極に印加されるコモン電圧もしくは信号中心電圧近傍の
    任意の電圧であることを特徴とする請求項１記載の液晶
    表示装置の駆動回路。
  3. 【請求項３】 前記２本のコラム線は、互いに隣接する
    ２本のコラム線であることを特徴とする請求項１記載の
    液晶表示装置の駆動回路。
  4. 【請求項４】 前記２本のコラム線は、近接する同一色
    に対する２本のコラム線であることを特徴とする請求項
    １記載の液晶表示装置の駆動回路。
  5. 【請求項５】 前記コントロール回路は、前記第１，第
    ２のコラム線駆動回路の出力端のコラム線への接続の切
    り替えを１水平期間ごともしくは１フィールド期間ごと
    に行うことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の
    駆動回路。
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