JP2002169138A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、表示画像に生じる横スメアを
抑制し、画質を向上する 【解決手段】本発明の液晶表示装置は、ドレイン電圧と
コモン電圧との電位差に応じて段調を表示する液晶パネ
ル106と、表示データに対応したドレイン電圧を生成し
液晶パネルへ印加するドレインドライバ回路103と、ド
レイン電圧を印加する液晶パネル中の走査ラインを選択
するゲートドライバ回路104と、電位レベルが調整され
た基準コモン電圧と液晶パネルからフィードバックされ
たフィードバックコモン電圧とを比較演算し、比較演算
の結果得られたコモン電圧を液晶パネルへ印加する電源
回路105とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に、TFT（Thin Film Transistor：薄膜トラン
ジスタ）液晶表示パネルを交流化駆動方式で駆動する液
晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】コモン電圧の到達電圧を考慮した従来の
技術として、特開平8-76083号公報には、液晶表示に必
要な正又は負の駆動電圧に正又は負のプリチャージ電圧
を加える液晶駆動装置が開示されている。また、特開平
9-21995号公報には、所定の時定数で生成された微分信
号をコモン駆動信号に重畳する液晶表示装置が開示され
ている。また、特開平10-253942号公報には、コモン電
圧の到達電圧が遅延を生じている画素について、TFTが
オフするタイミングのソース駆動回路の出力抵抗が高抵
抗となる準備期間内に設定することにより、TFTがオフ
する直前のコモン電圧回路の負荷を実効的に減少させ
て、ソース駆動回路の出力抵抗が高抵抗となる瞬間にコ
モン電圧に、意図的にオーバシュートを発生させる液晶
表示装置が開示されている。
【０００３】ゲートオフ電圧の交流化を考慮した従来の
技術として、特開2000-28992号公報には、Low電位を共
通電位Vcomの高電位及び低電位と同期させて変化させ、
かつ、Low電位と共通電位との電位差を、共通電位の高
電位における電位差が共通電位の低電位における電位差
より大にし、又は、Low電位を、共通電位Vcomの高電位
及び低電位と同期させて変化させ、かつ、Low電位と共
通電位Vcomとの電位差を等しくする液晶表示装置が開示
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特開平8-76083号公
報、特開平9-21995号公報及び特開平10-253942号公報に
記載の技術では、横スメアと呼ばれる画質劣化まで考慮
されていない。即ち、液晶パネルの負荷定数や表示内容
によるコモン電圧歪みに応じて、液晶パネル内部のコモ
ン電圧の最終到達電位が変化するため、表示領域毎に
（例えば、中間輝度の背景のみの領域と白表示の短形が
表示されている領域の左右の背景領域）電圧実効値が変
化し、これにより表示領域毎に輝度が異なるといった、
横スメアと呼ばれる画質劣化を生じる。
【０００５】特開2000-28992号公報に記載の技術でも、
横スメアと呼ばれる画質劣化まで考慮されていない。即
ち、特開2000-28992号公報に記載の技術は、ゲートオフ
電圧とコモン電圧とを同期させるため、表示内容に応じ
て交差容量や寄生容量に電流の流入出が発生し、これに
より液晶パネルの入力部のドレイン電圧の電位レベルま
での収束性が鈍くなり、これにより液晶パネルに印加さ
れる表示領域毎に実効電圧値が低下し、これにより横ス
メアと呼ばれる画質劣化を生じる。
【０００６】本発明の目的は、横スメアを抑制し、画質
を向上した液晶表示装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、液晶パネルへ
印加するコモン電圧を生成する電源回路に、液晶パネル
から出力されたコモン電圧をフィードバックする。これ
により、液晶パネル内部のコモン電圧の収束性を改善す
ることができ、横スメアを抑制し、画質を向上すること
ができる。
【０００８】本発明は、液晶パネル内のスイッチング素
子のゲートをオフするためのゲートオフ電圧を高インピ
ーダンス化する。これにより、液晶パネル内部のドレイ
ン電圧の収束性を改善することができ、横スメアを抑制
し、画質を向上することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施例を、図１〜
４を用いて、説明する。尚、本発明は、コモン反転駆動
方式に好適であるが、ドット反転駆動方式にも適用でき
る。尚、以下の実施例における液晶表示装置の表示特性
として、画素部の液晶に印加する電圧実効値が小さい場
合に黒表示となり、電圧実効値が大きい場合に白表示と
なるノーマリブラック液晶で説明を進めることにする。
【００１０】図１は、本発明の液晶表示装置のブロック
図である。図２は、本発明の電源回路のうちコモン電圧
とゲートオフ電圧を生成する回路図である。図３は、本
発明のコモン電圧とゲートオフ電圧の電圧波形図であ
る。図４は、本発明の液晶パネル内部のコモン電圧をフ
ィードバックする箇所を更に詳細に説明するための図で
ある。図５は、横スメアと呼ばれる画質劣化を説明する
ため図である。
【００１１】図１の本液晶表示装置のブロック図におい
て、１０１は外部装置から入力する表示データと同期信
号を転送するデータバスであり、１０２は液晶表示装置
の駆動回路を制御するインタフェース回路であり、１０
３は表示データに対応した階調電圧（ドレイン電圧とも
呼ぶ。）を生成するドレインドライバ回路であり、１０
４は表示するラインを順次選択するゲートドライバ回路
であり、１０５は液晶表示装置を駆動する各種電源電圧
を生成する電源回路であり、１０６は複数の画素部から
構成される液晶パネルであり、１０７はインタフェース
回路１０２からドレインドライバ回路１０３に表示デー
タと同期信号を転送するデータバスであり、１０８はゲ
ートドライバ回路１０４に同期信号を転送する信号線バ
スであり、１０９は電源回路１０５に交流化信号を転送
する信号線であり、１１０は電源回路１０５からドレイ
ンドライバ回路１０３に供給する基準階調電圧を伝送す
る電源バスであり、１１１はゲートドライバ回路１０４
を駆動する電源電圧を伝送する電源バスであり、１１２
は液晶パネル１０６に供給するコモン電圧を伝送するコ
モン電圧線であり、１１３は液晶パネル１０６内部のコ
モン電圧を電源回路１０５にフィードバックするコモン
電圧線であり、１１４はドレインドライバ回路１０３が
出力するドレイン電圧を転送するドレイン線群であり、
１１５はゲートドライバ回路１０４が出力する走査電圧
（ゲート電圧とも呼ぶ。）を伝送するゲート線群であ
り、１１６は液晶パネル１０６内部のコモン電極であ
り、１１７はスイッチング動作を行なうＴＦＴであり、
１１８は画素電極であり、１１９は液晶であり、１２０
は補償容量であり、１２１は画素部である。
【００１２】そして、コモン電極１１６は、液晶パネル
１０６内部の全ての画素部で共通になっている。ドレイ
ン線群１１４は、カラー表示の場合、水平解像度ｘ３
（赤（Ｒｅｄ：Ｒ）、緑（Ｇｒｅｅｎ：Ｇ）、青（Ｂｌ
ｕｅ：Ｂ））の数だけ信号線数を有する。ゲート線群１
１５は、垂直解像度の数だけ信号線数を有する。コモン
電極１１６は、電源回路１０５で生成するコモン電圧
を、コモン電圧線１１２を介して液晶パネル１０６内部
に伝送する。画素毎にＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタを設
けたカラー液晶パネルとしている。液晶１１９は、容量
で等価モデルとしている。画素部１２１は、ドレイン線
群１１４とゲート線群１１５とが交差する個所に位置
し、ＴＦＴ１１７、画素電極１１８、液晶１１９、補償
容量１２０を有する。
【００１３】図２の本発明のコモン電圧とゲートオフ電
圧を生成する回路において、３０１はコモン電圧の振幅
レベルを調整する可変抵抗であり、３０２は可変抵抗３
０１で生成した直流電圧の基準コモン電圧を伝送する電
源線であり、３０３は電圧線３０２で伝送する基準コモ
ン電圧とグランドレベルの電圧を交流化信号１０９に応
じて選択する電圧セレクタであり、３０４は電圧セレク
タ３０２で生成された交流したコモン電圧の基準電圧で
あり、３０５はコモン電圧の電位レベルを調整する可変
抵抗であり、３０６はゲートオフ電圧の電位レベルを調
整する可変抵抗であり、３０７、３０８は各々前記可変
抵抗３０５、３０６で生成した調整電圧を伝送する電圧
線であり、３０９は電圧線３０４と３０７で伝送される
基準コモン電圧と調整電圧を入力し、コモン電圧の電位
レベルを調整する演算回路であり、８０１は増幅回路
（例えば、オペアンプ）であり、８０２は電流増幅回路
（例えば、トランジスタ）であり、３１２は電圧線３０
４と３０８で伝送される基準コモン電圧と調整電圧を入
力しゲートオフ電圧の電位レベルを調整する演算回路で
あり、３１３は増幅回路であり、３１４は電流増幅回路
であり。８０３は電流増幅回路３１４の生成するゲート
オフ電圧を伝送する電圧線である。ゲートオフ電圧と
は、スイッチング素子であるTFTのゲートをオフするた
めの電圧である。ゲートオフ電圧の印加により、TFTへ
の通電が停止される。ゲートオン電圧は、スイッチング
素子であるTFTのゲートをオンするための電圧である。
ゲートオン電圧の印加により、TFTへの通電が開始され
る。
【００１４】増幅回路８０１のフィードバック電圧は、
液晶パネル１０６内部のコモン電圧をフィードバックす
るコモン電圧線１１３で伝送されるコモン電圧を適用す
る（フィードバック方式）。このフィードバック方式
に、増幅回路８０１のフィードバック電圧として電流増
幅回路８０２の出力であるコモン電圧を使用するブース
ト回路方式とを組み合わせても良い。増幅回路３１２の
フィードバック電圧は、電流増幅回路３１４の出力であ
る電圧線８０３で伝送するゲートオフ電圧を使用する
（ブースト回路方式）。また、ゲートオフ電圧を伝送す
る電圧線８０３は、図１記載の電圧線１１１に含まれる
ものとする。
【００１５】図３において、図３（A）は、黒表示（電
圧実効値：小）を行なう際の電圧波形ある。９０１はコ
モン電圧線１１２で伝送するパネル入力コモン電圧であ
り、９０２は液晶パネル１０６内部のコモン電極線１１
６のパネル内部コモン電圧であり、９０３はドレインド
ライバ回路１０３で生成し、ドレイン線群１１４で転送
されるドレイン電圧である。図３（b）は、白表示（電
圧実効値：大）を行なう際の電圧波形であり、図３
（a）と同様箇所の電圧波形を示している。
【００１６】以下、本発明の液晶表示装置の詳細な動作
を説明する。
【００１７】本発明の液晶表示装置では、外部装置から
データバス１０１を介して表示データと同期信号を入力
し、インタフェース回路１０２は、データバス１０７を
介してドレインドライバ回路１０３に、信号バス１０８
を介してゲートドライバ回路１０４に表示データと、制
御信号を供給する。
【００１８】ドレインドライバ回路１０３では、入力さ
れる表示データに応じたドレイン電圧を生成し、ドレイ
ン線群１１４に出力する。ゲートドライバ回路１０４で
は、ドレインドライバ回路１０３の出力するドレイン電
圧を印加するラインを選択する為に、選択電圧となるゲ
ートオン電圧をゲート線群１１５の対応するゲート線に
印加する。ゲート線にゲートオン電圧が印加されたライ
ン上の画素１２１では、対応するＴＦＴ１１７がオン状
態になり、ドレイン線群１１４を介して転送されるドレ
イン電圧が画素電極１１８、液晶１１９、補償容量１２
０に印加される。そして、この電圧印加動作が終了する
とゲート線に非選択電圧となるゲートオフ電圧が印加さ
れ、ＴＦＴ１１７がオフ状態になり、先の画素電極１１
８、液晶１１９、補償容量１２０に印加されたドレイン
電圧が保持される。これを全ライン繰り返すことで、表
示データに対応した階調電圧が全画素に印加されること
になる。
【００１９】本実施例では、液晶に交流電圧を印加する
ことで、焼き付き等の劣化を防止していると共に、画素
毎に正極性の階調電圧と、負極性の階調電圧を交互に印
加することで、フリッカと呼ばれるちらつきを防止する
駆動方式を適用する。つまり、交流化信号１０９に応じ
て、コモン電圧を、１ライン毎に交流化し、コモン電圧
が低電位レベルの場合、ドレイン電圧は、コモン電圧よ
りも高電位レベルにすることで、正極性のドレイン電圧
を各画素１２１に印加する。また、コモン電圧が高電位
レベルの場合、ドレイン電圧は、コモン電圧よりも低電
位レベルにすることで、負極性の階調電圧を各画素１２
１に印加する。これにより、ライン毎に正極性の階調電
圧と、負極性の階調電圧を交互に印加することが可能に
なり、フリッカを防止することが可能になる。また、次
フレームでは、各画素１２１に先に印加した極性の階調
電圧と異なる極性の階調電圧を印加することで、焼き付
き等の劣化を防止することが出来る。
【００２０】尚、本発明の液晶表示装置において、特徴
となるコモン電圧生成において、液晶パネル１０６に入
力するコモン電圧を、液晶パネル１０６内部のコモン電
圧をフィードバックして生成している。この動作に関し
て、図２、図３を用いて説明する。
【００２１】図２において、コモン電圧は、一定の振幅
で、交流化信号１０９に応じて交流化する必要があるこ
とから、可変抵抗３０１と、電圧セレクタ３０２で、上
記交流した基準コモン電圧を生成し、電源線３０４で伝
送する。演算回路３０９では、この基準コモン電圧と、
可変抵抗３０５で生成された調整電圧を入力して、コモ
ン電圧の電位レベルを調整する。これにより、正極性の
ドレイン電圧と、負極性のドレイン電圧を液晶１１９に
印加する際の実効電圧値を等しくすることが可能にな
る。
【００２２】そして、増幅回路３１０と、電流増幅回路
３１１で駆動能力を向上させたコモン電圧はコモン電圧
線２０３を介して、液晶パネル２０２に伝送される。こ
こで、増幅回路８０１と電流増幅回路３１１は、液晶パ
ネル１０６内部のコモン電圧をコモン電圧線１１３を介
してフィードバックする増幅回路構成を取っている。従
って、増幅回路８０１、電流増幅回路８０２で生成する
コモン電圧は、演算回路３０９の生成するコモン電圧
と、コモン電圧線１１３を介してフィードバックされた
コモン電圧の電位差が比較された結果の電圧値が出力さ
れる。増幅回路８０１と電流増幅回路８０２の生成する
コモン電圧に対して、液晶パネル１０６内部からフィー
ドバックされるコモン電圧は、液晶パネル１０６内部の
負荷容量、抵抗等の影響で、ある時定数を持った鈍った
電圧波形になる。そこで、増幅回路８０１と電流増幅回
路８０２とでは、液晶パネル１０６内部からフィードバ
ックされるコモン電圧を、演算回路３０９の生成するコ
モン電圧レベルに遷移させようと動作する。
【００２３】その結果、図３に記載する様に、液晶パネ
ル１０６に入力する、つまり、コモン電圧線１１２を介
して出力されるパネル入力コモン電圧９０１は、交流化
のタイミングで、コモン電圧が負極性から正極性に遷移
する際には正極性側に、コモン電圧が正極性から負極性
に遷移する際には負極性側に、オーバーシュートした電
圧波形となる。このオーバーシュートしたパネル入力コ
モン電圧９０１の効果で、パネル内部コモン電圧９０２
は、より高電位（もしくは低電位）に遷移するので、結
果的にパネル内部コモン電圧９０２の充電速度は向上す
ることになる。そして、パネル内部コモン電圧９０２が
所望するコモン電圧レベルに遷移すると、パネル入力コ
モン電圧９０１も所望するコモン電圧レベルに遷移する
ので、前記演算回路３０９の生成するコモン電圧レベル
と同一レベルで安定することになる。
【００２４】図３（a）は、黒表示状態であり、液晶に
電圧する電圧実効値が小さい状態であるから、パネル入
力コモン電圧９０１とドレイン電圧９０３は、同位相で
交流化されることになる。従って、パネル内部コモン電
圧９０２は、液晶パネル１０６内部の容量や抵抗による
負荷の影響を殆ど受けないことから、パネル入力コモン
電圧９０１の電位レベルまで、高速に収束することにな
り、パネル入力コモン電圧９０１のオーバーシュート量
もそれ程多くないことが判る。
【００２５】これに対して、図３（b）は、白表示状態
であり、液晶に電圧する電圧実効値が大きい状態である
から、パネル入力コモン電圧９０１とドレイン電圧９０
３が逆位相で交流化されることになる。従って、パネル
内部コモン電圧９０２は、液晶パネル１０６内部の容量
や抵抗による負荷の影響を受けるとともに、ドレイン電
圧９０３が、画素電極１１８、液晶１１９、付加容量１
２０に充電される影響から、その収束性が悪化する。
【００２６】この電圧実効値の低下による表示輝度の変
化が画質劣化として顕著に見える現象が図５に記載する
様に、中間調背景に白矩形を表示した場合である。この
表示状態の場合、中間輝度の背景のみの領域（ライン）
と、白表示の矩形が表示されている領域（ライン）とで
は、白矩形を表示するドレイン線群のドレイン電圧の振
幅値が大きく異なってくる。従って、各々表示領域にお
いて、パネル内部コモン電圧の最終到達電位が変化して
くる。その結果、中間輝度の背景のみの領域（ライン）
と、白表示の矩形が表示されている領域の左右の背景領
域では、ドレインドライバ回路から出力される中間調の
ドレイン電圧レベルは同一レベルであるが、画素部の液
晶に印加される電圧実効値が異なるので輝度が異なる表
示が得られることになる。これが、横スメアと呼ばれる
画質劣化である。
【００２７】しかし、パネル入力コモン電圧は、パネル
内部コモン電圧９０２が増幅回路８０１と電流増幅回路
８０２にフィードバックされているため、パネル内部コ
モン電圧９０２が演算回路３０９の生成するコモン電圧
レベルに到達するまで、オーバーシュート状態を保持
し、パネル内部コモン電圧９０２の収束性を改善するこ
とが可能になる。
【００２８】図４を用いて、本発明の液晶パネル内部の
コモン電圧をフィードバックする箇所を更に詳細に説明
する。
【００２９】図４において、１３０１はインタフェース
基板であり、１３０２はインタフェース回路であり（図
１記載の１０２に相当）、１３０３は交流化信号であり
（図１記載の１０９に相当）、１３０４は電源回路であ
り（図１記載の１０５に相当）、１３０５はコモン電圧
線であり（図１記載の１１２に相当）、１３０６はコモ
ン電圧線であり（図１記載の１１３に相当）、１３０７
はコネクタであり、１３０８はケーブルであり、１３０
９はケーブル１３０８で転送する信号線の内コモン電圧
線であり、１３１０はコネクタであり、１３１１はコネ
クタであり、１３１２はケーブルであり、１３１３はケ
ーブル１３１２で転送する信号線の内コモン電圧線であ
り、１３１４はコモン電圧線１３０５と接続するコモン
電圧線であり、１３１５はコネクタであり、１３１６は
ドレインドライバＬＳＩを実装するドレイン基板であ
り、１３１７はドレイン基板１３１６上のコモン電圧線
であり、１３１８はドレインドライバＬＳＩを実装する
パッケージであり、１３１９はドレインドライバＬＳＩ
の本体であり、１３２０はゲートドライバＬＳＩを実装
するゲート基板であり、１３２１はゲート基板１３２０
上のコモン電圧線であり、１３２３はゲートドライバＬ
ＳＩを実装するパッケージであり、１３２４はゲートド
ライバＬＳＩの本体であり、１３２５は液晶パネルであ
り、１３２６は液晶パネル１３２５上のコモンバスライ
ンであり、１３２７は液晶パネル１３２５上のコモンバ
スラインであり、１３２８は液晶パネル上のライン毎に
横方向に配線されたコモン電圧線である。
【００３０】そして、コモン電圧線１３０９は、コネク
タ１３０７を介してコモン電圧線１３０５と接続され
る。コモン電圧線１３１３は、コネクタ１３１１を介し
てコモン電圧線１３０６と接続される。コモン電圧線１
３１７は、コネクタ１３１０を介してコモン電圧線１３
０９と接続される。コモン電圧線１３２１は、コネクタ
１３１５を介してコモン電圧線１３１３と接続される。
本第１の実施例では、水平解像度１０２４ドットのカラ
ー液晶を想定し、ドレインドライバＬＳＩの出力端子数
が３８４本を想定しているので、ドレインドライバＬＳ
Ｉは合計８個搭載されている（１０２４＊３÷３８
４）。また、本第１の実施例の垂直ライン数は７６８
本、ゲートドライバＬＳＩの出力端子数が２５６本を想
定しているので、ゲートドライバＬＳＩは合計３個搭載
されている（７６８＊２５６）。
【００３１】本第１の実施例では、インタフェース基板
１３０１上の電源回路１３０４で生成するコモン電圧を
液晶パネルに供給する経路として、ケーブル１３０８、
ケーブル１３１２を用いて、各々ドレイン基板１３１
６、ゲート基板１３２０に転送する。この各基板上に転
送されるコモン電圧は各々コモン電圧線１３１７、１３
２２を介して液晶パネル１３２５上のコモンバスライン
１３２７、１３２６に転送されることになる。この各基
板から液晶パネルへのコモン電圧線の接続点はドレイン
基板において、ドレイン基板１３１６では、最も左側の
ドレインドライバＬＳＩ１３１９のパッケージ１３１８
を経由したものと、最も右側のドレインドライバＬＳＩ
１３１９のパッケージ１３１８を経由したものになる。
また、ゲート基板１３２０では、各々のゲートドライバ
ＬＳＩ１３２４のパッケージ１３２３を経由したものに
なる。尚、このゲート基板１３２０のコモン電圧線供給
点において、上部と中央部に位置するゲートドライバＬ
ＳＩ１３２４のパッケージ１３２３を経由したコモン電
圧線は、上記液晶パネルに供給されるコモン電圧をイン
タフェース基板１３０１上の電源回路１３０４にフィー
ドバックする為の経路として利用する。
【００３２】これにより、液晶パネル１３２５内部のコ
モン電圧をコモン電圧生成回路（本実施例では図示せ
ず）にフィードバックすることが可能となり、コモン電
圧を液晶パネルに供給することが可能になる。
【００３３】以上により、本発明の第１の実施例によれ
ば、１ラインの書き込み動作が終了する時点で、パネル
内部コモン電圧９０２は所望するコモン電圧レベルに収
束するので、従来の技術で生じる様な液晶に印加される
実効電圧値が低下するような現象が発生せず、高画質表
示が可能になる。尚、パネル入力コモン電圧４０１のオ
ーバーシュート電圧の高電位レベルと、低電位レベル
は、前記増幅回路８０１と電流増幅回路８０２の電源電
圧によって制約されるものである。従って、この電源電
圧レベルを変更することで、パネル入力コモン電圧４０
１のオーバーシュート電圧を印加している期間を変更す
ることが可能になる。
【００３４】また、本第１の実施例によれば、液晶パネ
ル１０６内部の容量や抵抗による負荷の影響で、オーバ
ーシュート電圧量が自動的に変化するので、液晶パネル
１０６のバラツキ、表示内容による負荷変動等を吸収出
来る効果があり、より高画質表示が可能になる。
【００３５】また、ゲートオフ電圧の生成回路におい
て、演算回路３１２では、電圧線３０４で伝送される基
準コモン電圧と、可変抵抗３０６で生成された調整電圧
を入力して、ゲートオフ電圧の電位レベルを調整し、増
幅回路３１３と電流増幅回路３１４で、駆動能力を向上
させたゲートオフ電圧を生成し、電圧線８０３を介して
ゲートドライバ回路１０４に伝送する。その結果、コモ
ン電極１１６とゲート線群１１５の間に形成される容量
の充放電電流を緩和することが可能になる。
【００３６】次に、本発明の第２の実施例を、図６〜９
を用いて説明する。
【００３７】図６は、本発明の画素部の等価回路の詳細
説明図である。図７は、本発明の液晶表示装置のブロッ
ク図である。図８は、本発明の電源回路のうちコモン電
圧とゲートオフ電圧を生成する回路図である。図９は、
本発明のコモン電圧とゲートオフ電圧の電圧波形図であ
る。
【００３８】図６において、６０１はドレイン群１１４
とゲート線群１１５の交差部に形成される交差容量（Ｃ
ｇｄ１）であり、６０２はドレイン線群１１４とコモン
電極線２０４の交差部に形成される交差容量（Ｃｄｃ）
であり、６０３は画素電極１１８と当該ドレイン線１１
４−１間に形成される寄生容量（Ｃｄｓ１）であり、６
０４は画素電極１１８と隣接するドレイン線１１４−２
間に形成される寄生容量（Ｃｄｓ２）であり、６０５は
ＴＦＴ１１７においてドレイン線１１４−１とゲート線
１１５−１がオーバーラップする際に形成される寄生容
量（Ｃｇｄ２）であり、６０６はＴＦＴ１１７において
ゲート線１１５−１と画素電極１１８がオーバーラップ
する際に形成される寄生容量（Ｃｇｓ）であり、６０７
はゲート線１１５−１とコモン電極２０４が交差する際
に形成される交差容量（Ｃｇｃ）である。
【００３９】図７において、１００１は電源回路であ
り、１００２は電源回路１００１から、ゲートドライバ
回路１０４を駆動する電源電圧を伝送する電源バスであ
る。
【００４０】図８において、１１０１、１１０２、１１
０３は分割抵抗であり、１１０４と、１１０５の電源線
に基準となるゲートオフ電圧を出力する。１１０６と１
１０７は、電源線１１０４と１１０５で伝送されるゲー
トオフ電圧の電流増幅回路であり、各々１１０８と１１
０９の電源線にゲートオフ電圧を出力する。１１１０と
１１１１は分割抵抗であり、１１１２と１１１３はダイ
オードである。
【００４１】図９において、図９（a）は黒表示（電圧
実効値：小）を行なう際の電圧波形であり、１２０１は
コモン電圧線１１２で伝送するパネル入力コモン電圧で
あり、１２０２は液晶パネル１０６内部のコモン電極線
１１６上のパネル内部コモン電圧であり、１２０３はド
レインドライバ回路１０３の出力するドレイン電圧のう
ち、ドレインドライバ回路１０３近端のパネル入力ドレ
イン電圧であり、１２０４は液晶パネル１０６内部のパ
ネル内部ドレイン電圧であり、１２０５はゲートオフ電
圧である。また、図９（b）は白表示（電圧実効値：
大）を行なう際の電圧波形であり、図９（b）と同様箇
所の電圧波形を示している。
【００４２】液晶表示装置の画素部１２１は各電極間の
各処に、図６に記載する様な交差容量や、寄生容量が形
成されている。ここで、ドレイン線群１１４とゲート線
群１１５の交差部に形成される交差容量（Ｃｇｄ１）６
０１と、ＴＦＴ１１７におけるドレイン線１１４−１と
ゲート線１１５−１がオーバーラップする際に形成され
る寄生容量（Ｃｄｇ２）６０５が画質劣化を発生する要
因になる。つまり、ゲートオフ電圧がコモン電圧と同位
相で交流化すると、ドレイン電圧の電圧波形状態、つま
り、表示内容によっては、前記交差容量６０１並びに寄
生容量６０５に電流の流入出が発生することになる。
【００４３】図７の液晶表示装置は、本発明の第１の実
施例とほぼ同一であり、本発明の第１の実施例と異なる
点は、電源回路１００１と、電源回路１００１が生成す
るゲートドライバ回路１０４に供給する電源電圧であ
る。そこで、図８を用いて第１の実施例との違いを説明
する。
【００４４】図７記載の、分割抵抗１１０１、１１０
２、１１０３は、ゲートオフ電圧の高電位レベル電圧
と、低電位レベル電圧を生成し、その各々のゲートオフ
レベル電圧は、各々１１０６と１１０７の電流増幅回路
で電流増幅される。この電流増幅された２種類のゲート
オフ電圧を分圧抵抗１１１０と１１１１で分圧すること
で、液晶パネル１０６に供給するゲートオフ電圧を生成
し、電源線１１１４を介して伝送する。尚、電源線１１
１４は図１０記載の電源線１００２に含まれるものとす
る。ここで、電源線１１１４で伝送されるゲートオフ電
圧は高インピーダンス状態にする為、分割抵抗１１１
０、１１１１は高抵抗にする。また、ゲートオフ電圧
が、電流増幅回路１１０６、１１０７で生成されるゲー
トオフ電圧の電位レベルよりも高電位又は、低電位に遷
移しないようにダイオード１１１２と１１１３を設けて
おく。これにより、液晶パネル１０６内部でゲートオフ
電圧が振られた時に、前記基準電圧レベルよりも大きな
振幅にならにように制御することが可能になる。
【００４５】次に、その動作に関して説明する。
【００４６】図８において、各コモン電圧１２０１、１
２０２の電圧波形は、本発明の第１の実施例と同様であ
る。つまり、パネル入力コモン電圧１２０１は、液晶パ
ネル内部の負荷状態や、表示内容に依存して、パネル内
部コモン電圧１２０２の電圧が歪むことから、交流化タ
イミングでオーバーシュート電圧となる。この結果、液
晶パネル１０６内部のコモン電圧の収束性は改善され
る。
【００４７】更に、本発明の特徴であるゲートオフ電圧
について説明する。先に記載した様に液晶パネル１０６
に供給するゲートオフ電圧は高インピーダンス状態の駆
動電圧になっている。従って、ゲートオフ電圧は、一方
で、図６で記載したドレイン線１１４−１とゲート線１
１５の交差容量６０１や、ＴＦＴ１１７の寄生容量６０
５の影響で、ドレイン電圧に追従する様に動作する。ま
た、ゲートオフ電圧は、もう一方で、図６に記載したゲ
ート線１１５とコモン電極２０４（図７記載のコモン電
極１１６に相当）の交差容量６０７の影響でコモン電圧
に追従することになる。
【００４８】その結果、図９（ａ）に記載する様にドレ
イン電圧がコモン電圧と同位相になる場合、ゲートオフ
電圧も、前記寄生容量、交差容量の影響でコモン電圧や
ドレイン電圧と同位相の振幅になる。また、図９（ｂ）
に記載する様にドレイン電圧がコモン電圧と逆位相にな
る場合、ゲートオフ電圧は、ドレイン電圧とコモン電圧
の中間電位状態になる。
【００４９】つまり、ゲートオフ電圧は高インピーダン
ス状態の駆動電圧にすると、ドレイン線１１４−１とゲ
ート線１１５の負荷容量、すなわち交差容量６０１が結
果的に小さくなるので、ドレイン電圧の収束性が改善さ
れ、従来例で記載した様な液晶に印加される実効電圧値
が低下するような現象が発生せず、高画質表示が可能に
なる。
【００５０】また、本発明の実施例によれば、ゲートオ
フ電圧を高インピーダンス状態にすることで、ドレイン
線とゲート線の交差容量への充放電電流を削減すること
が可能になるので、消費電力を低減する効果もある。
【００５１】更にまた、本発明の実施例によれば、特に
ドレインドライバ回路近端のドレイン電圧と、ドレイン
ドライバ回路遠端のドレイン電圧との位相差を小さくす
ることが出来るので、液晶パネルの縦方向に発生する縦
輝度傾斜を抑制する効果もある。
【００５２】次に、本発明の第３の実施例を、図１０，
１１を用いて説明する。
【００５３】第３の実施例は、本発明のゲートオフ電圧
の高インピーダンス駆動を、ゲートドライバＬＳＩで実
現する為の実施例である。図１０は、本発明のゲートド
ライバのブロック図である。図１１は、本発明のゲート
ドライバの動作を説明するためのタイミングチャート図
である。
【００５４】図１０において、１４０１はシフトレジス
タであり、１４０２はスタート信号であり、１４０３は
シフトクロックであり、１４０４はシフトレジスタ１４
０１の出力信号である。１４０５はゲート電圧選択回路
であり、１４０６は本ゲートドライバＬＳＩの出力信号
である。１４０７はゲートオン電圧を供給する電源線で
あり、１４０８はゲートオフ電圧を供給する電源線であ
り、１４０９は反転回路であり、１４１０は反転回路１
４０９の出力信号であり、１４１１はＮＯＲ回路であ
り、１４１２はＮＯＲ回路１４１１の出力信号であり、
１４１３はゲートオン電圧用のＰ−ＭＯＳであり、１４
１４はゲートオフ電圧用のＮ−ＭＯＳであり、１４１５
はゲートオフ電圧用のＮ−ＭＯＳである。
【００５５】図１１は、図１０記載のゲートドライバＬ
ＳＩの動作を説明するタイミングチャート図であり、各
々の記号に対応した箇所の動作を示している。
【００５６】そして、Ｎ−ＭＯＳ１４１４は、低インピ
ーダンス化するため、ＭＯＳのゲート幅を大きい。Ｎ−
ＭＯＳ１４１５は、高インピーダンス化するために、Ｍ
ＯＳのゲート幅を小さい。
【００５７】次に、図１０、１１を用いて、その動作を
説明する。
【００５８】シフトレジスタ１４０１は、スタート信号
１４０２と、シフトクロック１４０３に応じて出力信号
１４０４を図１５記載の様に順次出力する。ゲート選択
回路１４０５のＰ−ＭＯＳ１４１３では、反転回路１４
０９の出力信号１４１０を受けて動作する。図１５に記
載する用に出力信号１４１０が‘ロウ’レベルの時にゲ
ートオン電圧を出力信号１４０５に反映する。ゲート選
択回路１４０５のＮ−ＭＯＳ１４１４では、シフトレジ
スタ１４０１の出力１４０４−１の様に次ラインの動作
信号を受けて動作する。図１１に記載する用に出力信号
１４０４−１が‘ハイ’レベルの時にゲートオフ電圧を
出力信号１４０５に反映する。この時、このゲートオフ
電圧は低インピーダンスになる。これは、液晶パネルの
ゲート線に印加している電圧をオン電圧からオフ電圧に
高速に遷移させる必要があるからである。ゲート選択回
路１４０５のＮ−ＭＯＳ１４１５では、ＮＯＲ回路１４
１１の出力信号１４１２を受けて動作する。図１１に記
載する用に出力信号１４１２が‘ハイ’レベルの時にゲ
ートオフ電圧を出力信号１４０５に反映する。この時、
このゲートオフ電圧は高インピーダンスになる。
【００５９】以上の様にゲートドライバＬＳＩを構成す
ることでも、ゲートオフ電圧の高インピーダンス化が可
能になる。
【００６０】よって、本第３の実施例においても、上記
第３の実施例と同様の効果を奏する。
【００６１】以上のように、本発明の第１の実施例によ
れば、電源回路のうち、コモン電圧生成回路に、液晶パ
ネル内部のコモン電圧をフィードバックすることから、
液晶パネルに出力するコモン電圧は、交流化のタイミン
グで、コモン電圧が負極性から正極性に遷移する際には
正極性側に、コモン電圧が正極性から負極性に遷移する
際には負極性側に、オーバーシュートした電圧波形とな
る。この結果、液晶パネル内部のコモン電圧は、より高
電位（もしくは低電位）に遷移するので、収束性を改善
できる効果があり、横スメアと呼ばれる画質劣化を防止
でき、高画質表示が実現出来る効果がある。
【００６２】更に、本発明の第１の実施例によれば、コ
モン電圧生成回路に、液晶パネル内部のコモン電圧をフ
ィードバックすることから、液晶パネルの負荷定数のバ
ラツキや、表示内容によるコモン電圧歪みに応じた、コ
モン電圧を液晶パネルに供給することが可能になり、液
晶パネル内部コモン電圧の収束性改善と、高画質表示が
実現出来る効果がある。
【００６３】また、本発明の第２の実施例及び第３の実
施例によれば、ゲートオフ電圧を高インピーダンス状態
にすることで、ドレイン線とゲート線の交差容量への充
放電電流を削減することが可能になるので、液晶パネル
内部のドレイン電圧の収束性を改善する効果があり、横
スメアと呼ばれる画質劣化を防止でき、高画質表示が実
現出来る効果がある。
【００６４】更に、本発明の第２の実施例及び第３の実
施例によれば、ゲートオフ電圧を高インピーダンス状態
にすることで、ドレイン線とゲート線の交差容量への充
放電電流を削減することが可能になるので、消費電力を
低減する効果もある。
【００６５】更にまた、本発明の第２の実施例及び第３
の実施例によれば、特にドレインドライバ回路近端のド
レイン電圧と、ドレインドライバ回路遠端のドレイン電
圧との位相差を小さくすることが出来るので、液晶パネ
ルの縦方向に発生する縦輝度傾斜を抑制する効果もあ
る。
【００６６】
【発明の効果】本発明によれば、液晶パネル内部のコモ
ン電圧の収束性を改善することができ、表示画像に生じ
る横スメアを抑制し、画質を向上するという効果を奏す
る。
【００６７】本発明によれば、液晶パネル内部のドレイ
ン電圧の収束性を改善することができ、表示画像に生じ
る横スメアを抑制し、画質を向上するという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置のブロック図。
【図２】本発明の電源回路のうちコモン電圧とゲートオ
フ電圧を生成する回路図。
【図３】本発明のコモン電圧とゲートオフ電圧の電圧波
形図。
【図４】本発明の液晶パネル内部のコモン電圧をフィー
ドバックする箇所を更に詳細に説明するための図。
【図５】横スメアと呼ぶ画質劣化を説明するための図。
【図６】本発明の画素部の等価回路の詳細説明図。
【図７】本発明の液晶表示装置のブロック図。
【図８】本発明の電源回路のうちコモン電圧とゲートオ
フ電圧を生成する回路図。
【図９】本発明のコモン電圧とゲートオフ電圧の電圧波
形図。
【図１０】本発明のゲートドライバのブロック図。
【図１１】本発明のゲートドライバの動作を説明するた
めのタイミングチャート図。
【符号の説明】
１０１…データバス、１０２…インタフェース回路、１
０３…ドレインドライバ回路、１０４…ゲートドライバ
回路、１０５…電源回路、１０６…液晶パネル、１０７
…データバス、１０８…信号線バス、１０９…信号線、
１１０…電源バス、１１１…電源バス、１１２…コモン
電圧線、１１３…コモン電圧線、１１４…ドレイン線
群、１１５…ゲート線群、１１６…コモン電極、１１７
…ＴＦＴ、１１８…画素電極、１１９…液晶、１２０…
補償容量、１２１…画素部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｇ０９Ｇ 3/36 (72)発明者 川辺 和佳 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 北島 雅明 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 (72)発明者 鈴木 雅彦 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 Ｆターム(参考） 2H093 NA53 NC01 NC02 NC09 NC11 NC18 ND09 ND10 ND12 5C006 AA01 AA02 AA11 AC21 AC22 AC25 AC26 BB16 BC03 BC11 BF03 BF34 FA36 5C080 AA10 BB05 DD01 DD30 FF11 GG08 JJ01 JJ02 JJ03 JJ04 KK02 KK43

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ドレイン電圧とコモン電圧との電位差に応
    じて階調を表示する液晶パネルと、 前記表示データに対応した前記ドレイン電圧を生成し前
    記液晶パネルへ印加するドレインドライバ回路と、 前記ドレイン電圧を印加する液晶パネル中の走査ライン
    を選択するゲートドライバ回路と、 電位レベルが調整された基準コモン電圧と前記液晶パネ
    ルからフィードバックされたフィードバックコモン電圧
    とを比較演算し、比較演算の結果得られた前記コモン電
    圧を前記液晶パネルへ印加する電源回路とを備えた液晶
    表示装置。
  2. 【請求項２】前記液晶パネルに印加されるコモン電圧
    は、前記基準コモン電圧が高電位に遷移する場合に、前
    記基準コモン電圧よりも更に高電位に遷移する請求項１
    に記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】前記液晶パネルに印加されるコモン電圧
    は、前記基準コモン電圧が低電位に遷移する場合に、前
    記基準コモン電圧よりも更に低電位に遷移する請求項１
    に記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項４】前記電源回路は、前記液晶パネル内のスイ
    ッチング素子のゲートをオフするためのゲートオフ電圧
    を前記基準コモン電圧と同位相で交流化し、前記ゲート
    ドライバ回路に印加する請求項１に記載の液晶表示装
    置。
  5. 【請求項５】前記電源回路は、前記液晶パネル内のスイ
    ッチング素子のゲートをオフするためのゲートオフ電圧
    を高インピーダンス化し、前記ゲートドライバ回路に印
    加する請求項１に記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】前記電源回路は、前記液晶パネル内のスイ
    ッチング素子のゲートをオフするためのゲートオフ電圧
    を生成し、前記ゲートドライバ回路に印加し、 前記ドレイン電圧と前記コモン電圧との電位差が小さい
    場合の前記ゲートオフ電圧の振幅量は、前記ドレイン電
    圧と前記コモン電圧との電位差が大きい場合の前記ゲー
    トオフ電圧の振幅量に比較して大きい請求項１に記載の
    液晶表示装置。
  7. 【請求項７】前記電源回路は、前記液晶パネル内のスイ
    ッチング素子のゲートをオフするためのゲートオフ電圧
    を生成し、前記ゲートドライバ回路に印加し、 前記ゲートオフ電圧は、前記液晶パネル内の画素部の薄
    膜トランジスタが保持状態にある場合に、前記コモン電
    圧よりも低電位で、かつ、前記薄膜トランジスタが選択
    電圧レベルにならない電位である請求項１に記載の液晶
    表示装置。
  8. 【請求項８】前記電源回路は、基準コモン電圧の電位レ
    ベルを調整する演算回路と、前記機銃コモン電圧と前記
    フィードバックコモン電圧とを比較演算する増幅回路
    と、比較演算されたコモン電圧の電流を増幅する電流増
    幅回路とを備える請求項１に記載の液晶表示装置。
  9. 【請求項９】前記フィードバックコモン電圧は、前記液
    晶パネルの上部側と中央部側の少なくとも１つから、前
    記電源回路へフィードバックされる請求項１に記載の液
    晶表示装置。
  10. 【請求項１０】前記電源回路は、前記走査ライン毎に、
    前記基準コモン電圧を交流化する請求項１に記載の液晶
    表示装置。
  11. 【請求項１１】液晶パネルと、 表示データに対応したドレイン電圧を生成し前記液晶パ
    ネルへ印加するドレインドライバ回路と、 前記ドレイン電圧を印加する液晶パネル中の走査ライン
    を選択するゲートドライバ回路と、 前記ドレイン電圧の基準となるコモン電圧を生成し前記
    液晶パネルへ印加する電源回路とを備え、 前記液晶パネルと前記電源回路との間で伝送される前記
    コモン電圧は、２種類以上の異なる電圧波形を有する液
    晶表示装置。
  12. 【請求項１２】液晶パネルと、 表示データに対応したドレイン電圧を生成し前記液晶パ
    ネルへ印加するドレインドライバ回路と、 前記ドレイン電圧を印加する液晶パネル中の走査ライン
    を選択するゲートドライバ回路と、 前記液晶パネルの負荷定数又は前記表示データによるコ
    モン電圧歪みの少なくとも１つに応じて、前記ドレイン
    電圧の基準となるコモン電圧を生成し、前記液晶パネル
    に印加する電源回路とを備えた液晶表示装置。
  13. 【請求項１３】液晶表示装置の駆動方法において、 表示データに対応したドレイン電圧を液晶パネル入力
    し、 前記ドレイン電圧の基準となるコモン電圧を電源回路か
    ら前記液晶パネルへを入力し、 前記液晶パネルから出力されたコモン電圧を前記電源回
    路へフィードバックする液晶表示装置の駆動方法。
  14. 【請求項１４】液晶パネルと、 表示データに対応したドレイン電圧を生成し前記液晶パ
    ネルへ印加するドレインドライバ回路と、 前記ドレイン電圧を印加する液晶パネル中の走査ライン
    を選択するゲートドライバ回路と、 前記液晶パネル内のスイッチング素子のゲートをオフす
    るためのゲートオフ電圧を高インピーダンス化し、前記
    ゲートドライバ回路に印加する電源回路とを備えた液晶
    表示装置。
  15. 【請求項１５】液晶パネルと、 表示データに対応したドレイン電圧を生成し前記液晶パ
    ネルへ印加するドレインドライバ回路と、 前記ドレイン電圧を印加する液晶パネル中の走査ライン
    を選択するゲートドライバ回路と、 高電位のゲートオフ電圧と低電位のゲートオフ電圧とを
    分圧し、前記ゲートドライバ回路に印加する電源回路と
    を備えた液晶表示装置。
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