JP3675071B2 - 液晶駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶駆動装置に関し、特にライン反転駆動方式の液晶表示装置の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のライン反転駆動方式の液晶表示装置の駆動装置は特開平４−１４９５９１号公報により提案されており、図５に示すように入力端子１₁ ，１₂ ，…，１_n のｎビット画像データを入力端子２のクロックパルスに応答して取込む２ｋ個のｎビットシフトレジスタ１１と、取込んだ画像データを入力端子３のラッチパルスに応答して取込む２ｋ個のｎビットラッチ１２と、２ｋ個のｎビットラッチ１２に取込まれた画像データに基づいて選択信号を出力する２ｋ個のセレクト回路１３と、２ｋ個のセレクト回路１３からの選択信号に基づいて階調電圧発生回路からの対応する電圧を選択する駆動電圧選択回路１４とによって構成されている。
【０００３】
２ｋ個の内１段目のｎビットシフトレジスタ１１は、ｎビットの画像データをクロックパルスに応答して並列に取込み、他の２ｋ−１個のｎビットシフトレジスタ１１は、一段前のｎビットシフトレジスタ１１からの出力データを順次クロックパルスに応答して取込む。ラッチパルスは２ｋ個のｎビットシフトレジスタ１１の全てに画像データが取込まれ、クロックパルスが２ｋ個カウントされることに応答して発生する。駆動電圧選択回路１４はＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱP で構成された２ｋ個の正駆動電圧選択部１６と、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＱN で構成された２ｋ個の負駆動電圧選択部１８とによって構成され、ｍ階調の映像を実現するために２ｋ個のセレクト回路１３の各々に対応して正駆動電圧選択部１６、負駆動電圧選択部１８ともｍ個のトランジスタによって構成されている。駆動電圧選択回路１４は、図６に示すように、対応するセレクト回路１３からの選択信号に応答して対応するトランジスタを導通させ、図７に示す階調電圧発生回路１９から階調電圧入力端子Ａ1 ，Ａ2 ，…，Ａm ，Ｂ1 ，Ｂ2 ，…，Ｂm に供給されるｍ階調電圧Ｖ1+〜Ｖm+，Ｖ1-〜Ｖm-を選択接続し、出力端子Ｔ1 〜Ｔ2k から駆動電圧Ｖ1+〜Ｖm+，Ｖ1-〜Ｖm-として出力する。階調電圧発生回路１９は、階調極性切換えスイッチ４により階調電圧選択回路１４に供給するｍ階調電圧Ｖ1+〜Ｖm+，Ｖ1-〜Ｖm-の極性を反転させており、極性の異なるｍ階調電圧Ｖ1+〜Ｖm+，Ｖ1-〜Ｖm-を駆動装置に供給することによって液晶パネルの２ｋ段のソースラインを１水平期間毎に反転駆動している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来の駆動装置は図５に示すように各出力端子Ｔ1 〜Ｔ2kに液晶のコモン電圧に対してＶ1+〜Ｖm+の＋極性とＶ1-〜Ｖm-の−極性の駆動電圧を選択接続するので駆動電圧選択回路１４にはＰチャンネルＭＯＳトランジスタで構成された２ｋ個の正駆動電圧選択部１６とＮチャンネルＭＯＳトランジスタで構成された２ｋ個の負駆動電圧選択部１８を必要とするので、半導体集積回路化に際しチップ面積が大きく、より安価な駆動装置を得ることができないという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、交換回路および切換え回路を追加し、駆動電圧選択回路を構成する正駆動電圧選択部と負駆動電圧選択部を従来の半分の個数とすることにより、チップ面積を小さくすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶駆動装置は、入力された画像データに基づいて駆動電圧選択回路から出力端子を介して液晶パネルのソースラインへ水平ライン毎の正負極***互の駆動電圧を出力するライン反転駆動方式の液晶駆動装置において、前記駆動電圧選択回路は、前記出力端子が各１個の奇数出力端子と偶数出力端子を１組として、前記出力端子の各組に対応して、正極性の駆動電圧を１出力する１個の正駆動電圧選択部と負極性の駆動電圧を１出力する１個の負駆動電圧選択部とを有し、前記駆動電圧選択回路の後段に、前記水平ラインの第１の水平ラインにおいて、前記負駆動電圧選択部から奇数出力端子と偶数出力端子とに負極性の駆動電圧を非出力とするとともに、前記正駆動電圧選択部から奇数出力端子と偶数出力端子とに時分割で正極性の駆動電圧を出力し、前記水平ラインの第２の水平ラインにおいて、前記正駆動電圧選択部から奇数出力端子と偶数出力端子とに正極性の駆動電圧を非出力とするとともに、前記負駆動電圧選択部から奇数出力端子と偶数出力端子とに時分割で負極性の駆動電圧を出力する切換え回路が設けられたことを特徴とする。
本構成によれば、出力端子から水平ライン毎に極性を反転してソースラインに駆動電圧を供給するに際し、駆動電圧選択回路を、出力端子が各１個の奇数出力端子と偶数出力端子を１組として、出力端子の各組に対応して、正極性の駆動電圧を１出力する１個の正駆動電圧選択部と負極性の駆動電圧を１出力する１個の負駆動電圧選択部とで構成でき、半導体集積回路化に際しチップ面積を小さくできる。
【０００６】
【実施の形態】
以下、本発明について図を参照して説明する。
ライン反転駆動方式の液晶表示装置は、図８に示すように液晶パネル３１内にソースライン３２およびゲートラインがマトリクス状に形成され、これらの交点に画素電極および薄膜トランジスタが設けられ、この薄膜トランジスタをゲートライン駆動装置により１水平ライン毎に順次駆動することにより、ソースライン駆動装置３３からソースライン３２を介して駆動電圧を１水平ライン毎の画素電極に供給し、多階調の画像表示を行なう。このとき駆動装置３３からの駆動電圧は１水平ライン毎に正駆動電圧Ｖ1+〜Ｖm+、負駆動電圧Ｖ1-〜Ｖm-を交互に反転して供給される。例えば液晶パネルの１フレームの極性状態は図９に示され、次の１フレームの極性状態は図１０に示される。
【０００７】
駆動装置３３は図１に示すように構成され、図５に示す従来の駆動装置と同一部分は同一符号を付してその説明を省略する。駆動装置３３は２ｋ段のソースライン３２を駆動するために、２ｋ個のｎビットシフトレジスタ１１と、２ｋ個のｎビットラッチ１２と、２ｋ個のセレクト回路１３と、ｋ個の交換回路４２と、ｋ個の正駆動電圧選択部１６とｋ個の負駆動電圧選択部１８とを有する駆動電圧選択回路４１と、切換え回路４３とによって構成される。交換回路４２は奇数段と偶数段のセレクト回路１３からの選択信号をクロスして駆動電圧選択回路の奇数段と偶数段に出力可能に接続される。切換え回路４３には駆動電圧選択回路４１の奇数出力端子Ｏo からの出力を切換え回路４３の対応する奇数出力端子Ｔo間および次段の偶数出力端子Ｔe 間でオン・オフする第１および第２スイッチＳ1 ，Ｓ2 と、偶数出力端子Ｏe からの出力を切換え回路４３の前段の奇数出力端子Ｔ o 間および対応する偶数出力端子Ｔe 間でオン・オフする第３および第４スイッチＳ3 ，Ｓ4 とを有し、各スイッチＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 は切換え信号入力端子Ｊ1 ，Ｊ2 を介して入力される信号ＶS1，ＶS2からなる２ビット信号に基づいて制御される。駆動電圧選択回路４１は、図４に示す階調電圧発生回路４４から奇数段に正ｍ階調電圧Ｖ1+〜Ｖ m+、偶数段には負ｍ階調電圧Ｖ1-〜Ｖm-が供給されている。
【０００８】
以上の構成の駆動装置の動作を図２および図３を併用して説明する。
第１の水平期間において、２ｋ個のソースライン３２を正の駆動電圧で駆動する場合について説明する。第１の水平期間の前半では、まずクロックパルスが２ｋ個カウントされた時点でラッチパルスを発生させ、２ｋ個のｎビットシフトレジスタ１１に取込まれたｎビットの画像データを対応するｎビットラッチ１２にそれぞれ取込む。ｎビットラッチ１２に取込まれた画像データに基づいて、２ｋ個のセレクト回路１３は選択信号を出力する。セレクト回路１３からの選択信号は交換回路４２を介して駆動電圧選択回路４１に入力されるが、セレクト回路１３の奇数段目からは駆動電圧選択回路の対応する奇数段目にある正駆動電圧選択部１６に、偶数段目からは対応する偶数段目にある負駆動電圧選択部１８に入力され、正駆動電圧選択部１６は正の電圧を出力端子Ｏo に、負駆動電圧選択部１８は負の電圧を出力端子Ｏe に出力する。そして、２ビット信号として切換え信号ＶS1を”１”、ＶS2を”１”にすることによって、スイッチＳ1 を全て導通させ、スイッチＳ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 を全て非導通にする。これによって、画像データに基づく駆動電圧として、正駆動電圧選択部１６から出力端子Ｔo を介して奇数番目のｋ個のソースラインに正の駆動電圧が印加される。このとき、偶数番目のｋ個のソースラインに対応する出力端子Ｔe はハイインピーダンス（Ｈiz）となり、偶数番目のｋ個のソースラインの液晶素子は以前に出力端子Ｔe から得られた駆動電圧による特性を保持している。
【０００９】
第１水平期間の後半では、交換回路４２により各奇数段目と次段の偶数段目のセレクト回路１３の出力を交換し、駆動電圧選択回路４１内の奇数段目にある正駆動電圧選択部１６は偶数段目のセレクト回路１３からの選択信号に応答して正の電圧を出力端子Ｏo に、偶数段目にある負駆動電圧選択部１８は奇数段目のセレクト回路１３からの選択信号に応答して負の電圧を出力端子Ｏe に出力する。そして切換え信号ＶS1を”１”、ＶS2を”０”にすることによって、スイッチＳ2 を全て導通させ、スイッチＳ1 ，Ｓ3 ，Ｓ4 を全て非導通にする。これによって、画像データに基づく駆動電圧として、正駆動電圧選択部１６から出力端子Ｔe を介して偶数番目のｋ個のソースラインに正の駆動電圧が印加される。このとき、奇数番目のｋ個のソースラインに対応する出力端子Ｔo はハイインピーダンスとなり、奇数番目のｋ個のソースラインの液晶素子は第１の水平期間の前半に出力端子Ｔo から得られた駆動電圧による特性を保持している。
【００１０】
次に続く第２の水平期間において２ｋ個のソースライン３２を負の駆動電圧で駆動する場合について説明する。第２の水平期間の前半では、第１の水平期間の前半と同様にｎビットの画像データに基づいて、セレクト回路１３は選択信号を出力するが、第１の水平期間の後半から交換回路４２により奇数段目と偶数段目が交換される状態が維持されており、駆動電圧選択回路４１内の奇数段目にある正駆動電圧選択部１６は偶数段目のセレクト回路１３からの選択信号に応答して正の電圧を出力端子Ｏo に、偶数番目の負駆動電圧選択部１８は奇数段目のセレクタ回路１３からの選択信号に応答して負の電圧を出力端子Ｏe に出力する。そして切換え信号ＶS1を”０”、ＶS2を”１”にすることによってスイッチＳ3 を全て導通させ、スイッチＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ4 を全て非導通にする。これによって、画像データに基づく駆動電圧として、負駆動電圧選択部１８から出力端子Ｔo を介して奇数番目のｋ個のソースライン３２に負の駆動電圧が印加される。このとき偶数番目のｋ個のソースライン３２に対応する出力端子Ｔe はハイインピーダンスとなり、偶数番目のｋ個のソースライン３２の液晶素子は以前に出力端子Ｔe から得られた駆動電圧による特性を保持している。
【００１１】
第２の水平期間の後半では、交換回路４２により奇数番目と偶数番目のセレクト回路８の出力を交換し、第１の水平期間の前半と同様に正駆動電圧選択部１６は正の電圧を出力端子Ｏo に、負駆動電圧選択部１８は負の電圧を出力端子Ｏe に出力する。そして切換え信号ＶS1を”０”、ＶS2を”０”にすることによって、スイッチＳ4 を全て導通させ、スイッチＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 を全て非導通にする。これによって画像データに基づく駆動電圧として、負駆動電圧選択部１８から出力端子Ｔe を介して偶数番目のｋ個のソースラインに負の駆動電圧が印加される。このとき、奇数番目のｋ個のソースラインに対応する出力端子Ｔo はハイインピーダンスとなり、奇数番目のｋ個のソースラインの液晶素子は第２の水平期間の前半に出力端子Ｔo から得られた駆動電圧による特性を保持している。
【００１２】
このように１水平期間内で駆動電圧の奇数出力、偶数出力を切換え、且つ、１水平期間毎に極性反転するために、駆動電圧選択回路４１に供給する電圧を変化させることがなく、駆動電圧選択回路４１は、奇数番目に正駆動電圧選択部１６、偶数番目に負駆動電圧選択部１８のみで構成することができ、半導体集積回路化に際し従来の駆動電圧選択回路はチップ上で約６０％の面積を占めており、その面積が約半分になることによりチップ全体の面積を小さくできる。交換回路および切換え回路を追加する分の面積が必要ではあるが、ロジック回路のためあまり影響なく、チップ全体の面積が約３０％小さくでき、より安価な駆動装置を得ることができる。また、本発明の駆動装置に接続される階調電圧発生回路はその出力電圧を１水平期間毎に反転させる必要がないため、図７に示す従来の階調電圧発生回路のように階調極性切換えスイッチを必要とせず、回路構成が簡単となり安価な階調電圧発生回路を使用できる。尚、図２では、交換回路による入力の交換をラッチ信号に同期するタイミングで示したが、水平期間の前半で奇数出力端子からの出力によりソースラインへの駆動が十分立ち上がっておればラッチ信号間で入力の交換タイミングをとってもよい。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、この発明は、駆動電圧選択回路を、出力端子が各１個の奇数出力端子と偶数出力端子を１組として、出力端子の各組に対応して、正極性の駆動電圧を１出力する１個の正駆動電圧選択部と負極性の駆動電圧を１出力する１個の負駆動電圧選択部とで構成でき、半導体集積回路化に際しチップ面積を小さくし、より安価な駆動装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例の駆動装置を示すブロック図
【図２】 図１の駆動装置のタイミング図
【図３】 図１の駆動装置に含まれる切換え回路の動作図
【図４】 図１の駆動装置に使用されるｍ階調電圧発生回路図
【図５】 従来の駆動装置のブロック図
【図６】 図５の駆動装置の出力選択図
【図７】 図５の駆動装置に使用されるｍ階調電圧発生回路図
【図８】 片側配置の駆動装置の配置図
【図９】 ライン反転駆動法による画面制御図
【図１０】 ライン反転駆動法による画面制御図
【符号の説明】
Ｔo ，Ｔe 出力端子
Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 スイッチ
１１ ｎビットシフトレジスタ
１２ ｎビットラッチ
１３ セレクト回路
１６ 正駆動電圧選択部
１８ 負駆動電圧選択部
ＱP ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ
ＱN ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ
３１ 液晶パネル
３２ ソースライン
３３ 駆動装置
４１ 駆動電圧選択回路
４２ 交換回路
４３ 切換え回路

Claims (1)

1. 入力された画像データに基づいて駆動電圧選択回路から出力端子を介して液晶パネルのソースラインへ水平ライン毎の正負極***互の駆動電圧を出力するライン反転駆動方式の液晶駆動装置において、
   前記駆動電圧選択回路は、前記出力端子が各１個の奇数出力端子と偶数出力端子を１組として、前記出力端子の各組に対応して、正極性の駆動電圧を１出力する１個の正駆動電圧選択部と負極性の駆動電圧を１出力する１個の負駆動電圧選択部とを有し、
   前記駆動電圧選択回路の後段に、
   前記水平ラインの第１の水平ラインにおいて、前記負駆動電圧選択部から奇数出力端子と偶数出力端子とに負極性の駆動電圧を非出力とするとともに、前記正駆動電圧選択部から奇数出力端子と偶数出力端子とに時分割で正極性の駆動電圧を出力し、
   前記水平ラインの第２の水平ラインにおいて、前記正駆動電圧選択部から奇数出力端子と偶数出力端子とに正極性の駆動電圧を非出力とするとともに、前記負駆動電圧選択部から奇数出力端子と偶数出力端子とに時分割で負極性の駆動電圧を出力する切換え回路が設けられたことを特徴とする液晶駆動装置。

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