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JPH0411035B2 - - Google Patents

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JPH0411035B2
JPH0411035B2 JP60188488A JP18848885A JPH0411035B2 JP H0411035 B2 JPH0411035 B2 JP H0411035B2 JP 60188488 A JP60188488 A JP 60188488A JP 18848885 A JP18848885 A JP 18848885A JP H0411035 B2 JPH0411035 B2 JP H0411035B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、アクテイブマトリクス基板を備えた
表示装置に関し、特に、テレビジヨン画像等の多
値画像を表示する液晶表示装置に関する。
［開示の概要］ 本明細書及び図面は、テレビジヨン画像等の多
値画像を表示するのに好適な液晶表示装置におい
て、ソース線に入力させる信号の電圧極性を１水
平走査期間と同期して反転させる手段と、対向電
極に特定の値の電圧を印加させる手段と、対向電
極に印加する電圧の極性を上記入力させる信号の
電圧極性に対して逆極性となる様に、１水平走査
期間と同期して反転させる手段を設けたことによ
り、ソース線駆動電圧を大巾に減少し、高速では
あるが耐圧の低い高速CMOSをソース線駆動用
の集積回路に使用可能とする技術を開示するもの
である。
［従来の技術］ 従来から、薄膜トランジスタ（以下、TFTと
略称する）を用いて高密度化した２次元マトリク
ス状液晶パネル（アクテイブマトリクス型液晶パ
ネル）を使用して、多値画像、例えばテレビジヨ
ン画像を表示する表示パネルが提案されている。
この種の表示パネルは、例えば第３図に示すよ
うに構成され、その駆動方法としては、パネルに
印加される映像信号を１水平走査期間の整数倍、
特に、１倍の周期で反転させる方式が既に提案さ
れている。第３図において、１は映像信号入力端
子、２は入力された映像信号を増幅する増幅器、
３は増幅された映像信号を反転増幅するインバー
タ、４は増幅器２及びインバータ３の出力を後術
する垂直同期信号を２分周した信号の極性に応じ
て切換えるスイツチ、T1〜Tnはスイツチ４によ
り切換えられた信号を制御信号H1〜Hnに従つ
て、コンデンサC1〜Cnにそれぞれ分配するため
のスイツチ、S1〜SnはコンデンサC1〜Cnに接続
される液晶パネルの１１のソース線、G1〜Goは
液晶パネル１１のゲート線、LC11〜LConは液晶
パネルの各画素、５は水平同期信号（HD）入力
端子、６はHDの略々ｍ倍のクロツクを発生する
クロツク発生回路、７はクロツク発生回路の出力
により、HDに同期した順次走査パルスH1〜Hn
を発生する水平シフトレジスタ、８は垂直同期信
号（VD）入力端子、１０は周期でシフトし、
VDに同期した順次走査パルスを発生する垂直シ
フトレジスタで、２０はHDを２分周する分周器
（）、２１はVDを２分周する分周器（）、２
２は分周器（）２０をセツト−リセツトするパ
ルス発生するパルス分配回路である。
前述の駆動回路において、映像信号入力端子１
には、例えばテレビジヨン信号の様な映像信号が
入力され、増幅器２で液晶をドライブするのに適
当な信号振幅に増幅される。増幅された映像信号
は、スイツチ４及びインバータ３に供給される。
スイツチ４は増幅器２とインバータ３の出力を、
後述する分周器（）２０の出力信号の極性に応
じて選択した映像信号を作る。これは液晶を交流
駆動するのに必要な操作である。この信号はスイ
ツチT1〜Tnの共通端子に加えられ、制御信号H1
〜Hnに従つて、コンデンサC1〜Cn及び、C1〜Cn
に接続されたソース線S1〜Snに分配される。制
御信号H1〜Hnはクロツク発生回路６により発生
した水平走査期間の略々ｍ倍のクロツクを水平シ
フトレジスタ７に入力し、H1からHnまで、１水
平期間内に順次走査する様にしたものであり、ス
イツチT1からTnを順次１クロツク期間だけ導通
させることにより、コンデンサC1からCnに水平
方向の画素LCk1〜LCkn（ｋ＝１〜ｎ）にそれぞれ
対応した映像信号をサンプルホールドする。C1
〜Cnにサンプルホールドされた信号は、映像信
号の水平帰線期間中にゲート線G1〜Goのうち１
本がONとなり、１ライン分の画素LCk1〜LCknに
転送されて表示される。ゲート線G1〜GoにはHD
をクロツクとし、G1からGoまで１垂直走査期間
内に順次走査する様な信号を垂直シフトレジスタ
１０により発生させて加える。第４図は、その動
作のタイミングチヤートである。
以上の様な構成により、液晶パネル１１上に、
テレビジヨン画像が表示される。
上記において、分周器（）２０は、HDを２
分周しており、インバータ３とスイツチ４とから
なる極性反転回路で映像信号を制御する。分周器
（）２０には、分周器（）２１とパルス分配
回路２２により発生したセツト−リセツト信号が
加えられており、このセツト−リセツト信号は
VD周期毎に、セツト及びリセツトを交互にくり
返す様に構成されているので、分周器（）２０
の出力はVD周期毎に位相が反転する様になつて
いる。
この回路を用いることによつて、1VDより短
く1HDの整数倍の周期で且つ位相が1VD毎に反
転した信号をCOMに印加することができる。
第５図は、上記の画素LC11〜LConの一例を示
す構成図である。第５図において、１２はTFT、
１３はTFTのリーク抵抗、１４は液晶セル、１
５は液晶セルの共通対向電極（ITO）である。
TFT１２のソース信号Ｓとしては、映像信号を
サンプルホールドした信号が供給されており、ゲ
ートラインＧには、垂直走査信号が加えられる。
ゲートラインＧがONの期間に、TFT１２のソー
スＳとドレインＤが導通し、ソースラインＳの電
圧が液晶セル１４のキヤパシタンスCLCに移され、
その結果、キヤパシタンスCLCの波形は、第４図
のVLC11及びVLC1oに示される如く、１垂直期間毎
に反転する交流駆動波形となる。
第６図は、液晶の駆動電圧と透過率の関係を示
す特性図である。横軸は液晶の両端子間の電圧を
示し、縦軸は液晶の透過率を示している。図中、
V1及びV2は相転移の開始及び終了の電圧閾値で
あり、一般に液晶は０〜V1の間、透過率が変化
せず、V1〜V2の間で電圧に対応した透過い率の
変化が得られるので、この間に映像信号を加える
ことになり、信号の電圧振幅は０〜V2になる。
［発明が解決しようとする問題点］ 上記の如き従来の方法において、ソースライン
に加えられる信号の電圧値は十数ボルトにもなる
ことがあるが、一方でソースラインの駆動回路は
低消費電力化のためにCMOS集積回路が使用さ
れるようになり、十数ボルトの電圧をあつかえる
CMOS集積回路は動作速度が２〜3MHzを限度と
していて、高精細な表示パネル、例えば640×400
画素の表示パネルの駆動周波数約12MHzの駆動は
CMOS−IC化が不可能となる。
本発明は、上記に鑑み、信号処理用ICの動作
電圧を減少させ、高速集積回路の使用を可能にし
て、高密度に構成できる液晶表示装置を提供する
ことを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、 ａ 複数の行及び列に沿つて配置したトランジス
タと、同行の複数のトランジスタのゲートを共
通に接続したゲート線と、同列の複数のトラン
ジスタのソースを共通に接続したソース線と、
トランジスタ毎のドレイン電極と、該ドレイン
電極に対向した対向電極とを有する表示パネル
と、 ｂ 前記ソースに入力させる信号をサンプルホー
ルドするコンデンサ群と、 ｃ 前記ソースに入力させる信号の電圧極性を１
水平走査期間と同期して反転させる手段と、 ｄ 前記対向電極にVITO＝±1/2・（V1＋V2）の
電圧（ただし、V1及びV2は液晶の駆動電圧と
透過率との関係において、相転移の開始及び終
了の電圧閾値である）を印加する手段と、 ｅ 前記対向電極に印加する電圧の極性を前記ソ
ースに入力させる信号の電圧極性に対して逆極
性となる様に、１水平走査期間と同期して反転
させる手段とを有する表示装置である。
［作用］ ソース線の入力側で、映像信号の反転回数を水
平同期信号の整数倍としておいて、その反転制御
信号である方形パルスを増幅して共通対向電極に
印加すると、液晶にかかる電圧は共通対向電極の
電圧とソース電圧との差になり、前記方形パルス
の増幅率によつて制御することができる。即ち、
ソースライン電圧を低く抑えることもでき、
CMOS−ICの使用も可能となる。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を詳細に説明する。
第１図は、本発明の液晶表示装置の駆動回路の
一例を示す構成図である。第１図において、１は
映像信号入力端子、２は増幅器、３はインバー
タ、４は切換スイツチ、５は水平同期信号
（HD）入力端子、６はクロツク発生回路、７は
水平シフトレジスタ、８は垂直同期信号（VD）
入力端子、１０は垂直シフトレジスタ、１１は液
晶パネル、２０は分周器（）、２１は分周器
（）、２２はパルス分配回路であつて、第３図に
示された従来の駆動回路と同一の機能を有し、ほ
ぼ同一に構成されている。本実施例では、上記の
他に、液晶パネル１１のTFTのドレイン電極１
６に対向配置したITO共通対向電極１５を駆動す
るためのアンプ３０を備え、分周器（）２０の
出力端と前記共通対向電極（ITO）の入力端子３
１との間に接続している。第２図は、上記実施例
の動作を示すタイムチヤートである。
第１図において、映像信号入力端子１には、バ
イアス電圧の重畳されていない映像信号が入力さ
れ、COM信号としては、第２図のCOM′に示す
ように、第６図に示したV1からV2の間に収まる
値にする。一方で、アンプ３０には、切換スイツ
チ４を制御する反転制御信号、即ち、水平同期信
号を分周した方形パルスが入力され、振幅を適当
に調整したのち、前記共通対向電極の入力端子３
１に印加する。これが、第２図のVITOである。液
晶セルに印加される電圧は、第５図で説明したと
おり、TFT１２がONとなつたときのソース線と
ITOとの間の電圧であるから、第２図において、
VLCはVITO−Vsとなり、 VITO＝±1/2（V2＋V1） とすることにより、従来例と等価な駆動ができる
ことになる。
実際には、ソース線とITOとの間にキヤパシタ
ンスが存在するため、液晶セルに加わるVITOの成
分は減衰するが、その分VITOを大きく見込んでお
けば、問題はない。
また、TFTのゲート／ドレイン間容量がある
ので、VITOの波形の重畳も発生するが、反転の周
期が水平周期程度の高周波であれば、これも問題
ない。
上記の駆動方法によれば、映像信号COMは数
ボルトの範囲に入ることになり、例えば耐圧７ボ
ルト、周波数20〜30MHz程度の高速CMOSが使
用可能となり、高精細な表示パネルが実現でき
る。また、そのような高速CMOSは当然従来の
CMOSよりも高集積化されるので、ICコストの
低減効果も奏する。
なお、上記の実施例では、液晶パネルのソース
ラインを直接駆動する構成に本発明を適用するも
のとしたが、ソース線をTFTの使用によつてブ
ロツク化し、マルチプレクスして、ソース取り出
し線数を減少させる方式のものにも適用できるこ
とは言うまでもない。
その例を第７図と第８図に示す。第７図は、第
１図に示したＮ×Ｍ画素毎にスイツチング素子を
設けたＮ×Ｍアクテイブマトリクス型液晶表示装
置と同一基板上に破線で囲つて示したｎ×ｍアク
テイブマトリクス回路７１を設けた全体図を表わ
す。第８図は第７図のｎ×ｍアクテイブマトリク
ス回路７１の内部を表わし、図中７２は映像信号
用アナログスイツチトランジスタ（以下A.S.トラ
ンジスタと略す）、７３は映像信号サンプルホー
ルド用コンデンサーであり、Ｓ(1)〜Ｓ（ｍ）はA.
S.トランジスタ７２へのラツチされた映像信号
線、ｇ(1)〜ｇ（ｎ）は、A.S.トランジスタ７２の
スイツチング用信号線を示す。今、第１図におけ
るＭ本の信号線をｍ本に共通化したマトリクス配
線となる様にすると第８図のＳ(1)〜Ｓ（ｍ）の信
号線とｇ(1)〜ｇ（ｎ）の信号線とｎ×ｍ個のA.S.
トランジスタ７２及びコンデンサー７３から成る
マトリクス回路とすることができる。ただしｎは
１以上の整数で、ｎ≧Ｍ／ｍである。
［発明の効果］ 以上説明したとおり、本発明によれば、入力信
号をサンプルホールドするコンデンサ群への印加
電圧を大幅に減少させることができるので、映像
信号電圧を大幅に低く設定することができる。こ
のため、従来と比較して、さらにまた、水兵走査
期間毎に映像信号の極性を反転する場合でも映像
信号を十分にサンプルホールドすることができ、
高品位なデイスプレイを実現することができた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は
その動作のタイムチヤート、第３図は従来の駆動
回路の構成図、第４図はその動作のタイムチヤー
ト、第５図及び第６図は液晶セルの構成図及び特
性図、第７図は本発明の別のアクテイブマトリク
ス（Ｎ×Ｍ画素）表示パネルの一実施例を示す説
明図、第８図は本発明で用いたｎ×ｍマトリクス
配線のＭ個のアクテイブマトリクス配置の部分拡
大図である。 １：映像信号入力端子、２：増幅器、３：イン
バータ、４：切換スイツチ、５：水平同期信号入
力端子、６：クロツク発生回路、７：水平シフト
レジスタ、８：垂直同期信号入力端子、１０：垂
直シフトレジスタ、１１：液晶パネル、１２：
TFT、１４：液晶セル、１５：ITO共通対向電
極、１６：ドレイン電極、２０及び２１：分周
器、２２：パルス分配回路、３０：アンプ、３
１：共通対向電極（ITO）入力端子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ａ 複数の行及び列に沿つて配置したトラン
    ジスタと、同行の複数のトランジスタのゲート
    を共通に接続したゲート線と、同列の複数のト
    ランジスタのソースを共通に接続したソース線
    と、トランジスタ毎のドレイン電極と、該ドレ
    イン電極に対向した対向電極とを有する表示パ
    ネルと、 ｂ 前記ソースに入力させる信号をサンプルホー
    ルドするコンデンサ群と、 ｃ 前記ソースに入力させる信号の電圧極性を１
    水平走査期間と同期して反転させる手段と、 ｄ 前記対向電極にVITO＝±1/2・（V1＋V2）の
    電圧（ただし、V1及びV2は液晶の駆動電圧と
    透過率との関係において、相転移の開始及び終
    了の電圧閾値である）を印加する手段と、 ｅ 前記対向電極に印加する電圧の極性を前記ソ
    ースに入力させる信号の電圧極性に対して逆極
    性となる様に、１水平走査期間と同期して反転
    させる手段とを有することを特徴とする表示装
    置。
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