JP5276812B2 - 液晶表示装置の駆動回路 - Google Patents

Description

本発明は、マトリックス型液晶パネルを表示する液晶表示装置の駆動回路に関し、特に回路構成を簡素化し、消費電流を低減することを可能にした液晶表示装置の駆動回路に関する。

従来の液晶表示装置の構成および動作について説明する。図６に示すように、液晶パネル１０には、セグメント駆動回路１１およびコモン駆動回路１２が接続されている。また、セグメント駆動回路１１およびコモン駆動回路１２には、各種の制御信号を送出するコントローラ１６が接続され、さらにセグメント駆動回路１１にはセグメント用電圧選択回路１３が、コモン駆動回路１２には電源回路１５が、それぞれ電源電圧を供給するために接続されている。セグメント用電圧選択回路１３は、セグメント駆動回路１１への電源電圧ラインを減らす目的で設けられ、回路全体の回路規模を小さくすることを可能にしている。コントローラ１６からセグメント駆動回路１１へ、表示データ、表示データを取り込むためのデータラッチクロック（ＬＴ）、水平同期信号、液晶パネル１０を交流駆動するための交流化信号（ＦＲ）およびセグメント駆動回路から液晶パネル１０へ電源電圧の供給を停止するための液晶駆動電圧ＯＦＦ信号が制御信号として送出されている。一方、コントローラ１６からコモン駆動回路１２へ、水平同期信号、交流化信号、１画面の先頭を認識するための垂直同期信号およびコモン駆動回路から液晶パネル１０へ電源電圧の供給を停止するための液晶駆動電圧ＯＦＦ信号が制御信号として送出されている。この種の駆動回路では、液晶パネル１０を表示させるためには、セグメント駆動回路１１とコモン駆動回路１２からそれぞれ異なる液晶駆動電圧が、各走査線毎に供給されなければならない。そのため、回路構成を簡素化したセグメント駆動回路あるいはコモン駆動回路の出力回路として多くの回路が提案されている。

図７は特許文献１に開示されている液晶表示装置のセグメント駆動回路であり、データをシフトするシフトレジスタ、シフトしたデータを取り込むデータラッチ、そのラッチされたデータをセグメント用液晶駆動出力回路に転送するラインラッチおよび液晶パネルを表示するセグメント用液晶駆動出力回路から構成されている。表示データは、データラッチクロックに従い、順次シフトレジスタへ送られ、全てのデータが送られた後、水平同期信号でラインラッチに転送され、セグメント用液晶駆動出力回路を駆動する。

図８は特許文献１に開示されている液晶表示装置のコモン駆動回路であり、１画面の先頭を認識するための垂直同期信号を順次シフトするシフトレジスタと、液晶パネルを表示するコモン用液晶駆動出力回路から構成されている。垂直同期信号から送られた信号を水平同期信号で順次シフトし、その状態でコモン用液晶駆動出力回路に送ることで、画面上の走査位置を駆動することが可能となる。

図９、図１０はコモン用液晶駆動出力回路の一例である。セグメント用液晶駆動出力回路も、基本回路構成は同一である。ここでは、コモン用液晶駆動出力回路を例に取り説明する。コモン用液晶駆動出力回路は、図９に示すコモン用出力回路制御ブロックと、図１０に示すコモン用出力回路で構成されている。図９に示すように、コモン用出力回路制御ブロックは、液晶駆動電圧ＯＦＦ信号と交流化信号をデコードし、レベルシフタ（ＬＳ）を介して、各コモン用出力回路に接続される（図９と図１０に示すＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４は同一ノードを示す）。このコモン用出力回路制御ブロックは、液晶駆動制御回路で１回路のみ存在する。

コモン用出力回路は、図１０に示すように、４つの出力段トランジスタ（高耐圧ＭＯＳトランジスタで構成）のゲートに、それぞれＮＡＮＤ回路およびＮＯＲ回路（いずれも高耐圧ＭＯＳトランジスタで構成）が接続され、ＮＡＮＤ回路およびＮＯＲ回路はさらにレベルシフタを介して、コモン制御信号（ＩＮ）が入力するとともに、図９に示したコモン用出力回路制御ブロックに接続されている。このコモン用出力回路は、液晶駆動制御回路の出力ドライバ数（走査線の数）だけ存在する。

コモン用出力回路は、図１１に示すように液晶駆動電圧ＯＦＦ信号がＬレベルのときは、全てのドライバがオフするため、コモン用出力回路の出力信号ＯＵＴは、ハイインピーダンス（Ｈｉ−Ｚ）となる。液晶駆動電圧ＯＦＦ信号がＨレベルのときは、交流化信号と入力信号の組合せにより、コモン用出力回路は図１０に示すような液晶駆動電圧を出力し、液晶パネルを駆動することになる。
特開平１０−１１６０５６号公報

ところで、図１０に示す従来のコモン用出力回路は、入力される４値の液晶駆動電圧（ＶＤＤ、Ｖ１、Ｖ４、Ｖ５）のうち、２種類を選択するためのＮＡＮＤ回路およびＮＯＲ回路のロジック回路（いずれも高耐圧ＭＯＳトランジスタで構成）が必要であった。このような回路では、表示容量が大きな表示装置になると、それに伴いロジック回路およびレベル変換回路の数が多くなり、集積回路全体の面積が大きくなってしまうという問題点があった。またロジック回路は、レベル変換された後の高電圧で動作し、この部分での消費電流を増加させてしまうという問題点があった。

本発明は、上記問題を解決するため、回路構成を簡素化し、集積回路全体の面積を小さくするとともに、回路全体の消費電流の少ない液晶表示装置の駆動回路を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本願請求項１に係る発明は、表示データに従って走査方向の画素列を駆動するセグメント駆動回路と、走査期間毎に走査線を選択して駆動するコモン駆動回路とを、コントローラによって制御し、マトリックス型液晶パネルに表示する液晶表示装置の駆動回路であって、電源回路で生成した複数の電圧からそれぞれ異なる電圧を選択して、選択した該電圧をそれぞれセグメント駆動回路に供給するセグメント用電圧選択回路と、前記電源回路で生成した前記複数の電圧からそれぞれ異なる電圧を選択して、選択した該電圧を前記コモン駆動回路に供給するコモン用電圧選択回路を有し、該コモン用電圧選択回路は、ドレインを相互に接続した２つのＰチャンネルＭＯＳトランジスタからなるトランジスタスイッチ（１７）と、ドレインを相互に接続した２つのＮチャンネルＭＯＳトランジスタからなるトランジスタスイッチ（１８）とを備え、該トランジスタスイッチ（１７）および（１８）の２つのＰチャンネルＭＯＳトランジスタおよび２つのＮチャンネルＭＯＳトランジスタのソースに前記複数の電圧をそれぞれ供給し、ゲートに前記コントローラから出力された液晶駆動電圧ＯＦＦ信号と交流化信号でデコードした信号がレベルシフタを介して入力し、前記相互に接続したドレインからそれぞれ前記異なる電圧を出力し、前記コモン駆動回路は、シフトレジスタと、走査線の数だけ設けられた複数のコモン用液晶駆動出力回路からなり、該シフトレジスタは前記コントローラから垂直同期信号と水平同期信号を入力し、該複数のコモン用液晶駆動出力回路にコモン制御信号を順次供給し、該コモン用液晶駆動出力回路は、ドレインを相互に接続したＰチャンネルＭＯＳトランジスタとＮチャンネルＭＯＳトランジスタからなるトランジスタスイッチを備え、該ＰチャンネルＭＯＳトランジスタおよびＮチャンネルＭＯＳトランジスタのソースに前記コモン用電圧選択回路が出力した電圧をそれぞれ供給し、ゲートに前記コモン制御信号と前記交流化信号の排他的論理和をレベルシフタを介して入力し、前記相互に接続したドレインからコモン出力波形を液晶パネルに出力することを特徴とする。

本発明の液晶表示装置の駆動回路では、新たにコモン用電圧選択回路が１つ加わることになるが、走査線毎に配置されているコモン駆動回路を簡素化することで、回路全体としては、集積回路全体の面積を小さくすることができる。同時に、液晶駆動装置の駆動回路部分の消費電流を大幅に削減することができる。

また本発明の液晶表示装置の駆動回路では、走査線の選択時に液晶駆動電圧ＯＦＦ信号をＬレベルに切り替えることで、コモン用出力回路およびコモン駆動回路への電源電圧の供給を停止することができ、さらに消費電流の削減を図ることが可能となる。

本発明の液晶表示装置の駆動回路は、コモン用電圧選択回路を設け、コモン駆動回路に液晶駆動電圧を供給する構成とするとともに、コモン駆動回路を簡素化している。以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

図１は本発明の液晶表示装置の駆動回路の説明図である。図６で説明した従来の液晶表示装置の駆動回路同様、液晶パネル１０には、セグメント駆動回路１１およびコモン駆動回路１２が接続されている。また、セグメント駆動回路１１およびコモン駆動回路１２には、各種の制御信号を送出するコントローラ１６が接続され、さらにセグメント駆動回路１１にはセグメント用電圧選択回路１３が電源電圧を供給するために接続されている。コントローラ１６からセグメント駆動回路１１へ、表示データ、表示データを取り込むためのデータラッチクロック（ＬＴ）、水平同期信号、液晶パネル１０を交流駆動するための交流化信号（ＦＲ）およびセグメント駆動回路から液晶パネル１０への電源電圧の供給を停止するための液晶駆動電圧ＯＦＦ信号が制御信号として送出されている。

セグメント駆動回路１１は、図７で説明したように、データをシフトするシフトレジスタ、シフトしたデータを取り込むデータラッチ、そのラッチされたデータをセグメント用液晶駆動出力回路に転送するラインラッチおよび液晶パネルを表示するセグメント用液晶駆動出力回路から構成されている。表示データは、データラッチクロックに従い、順次シフトレジスタへ送られ、全てのデータが送られた後、水平同期信号でラインラッチに転送され、セグメント用液晶駆動出力回路を駆動する。

そして本発明では、コモン用電圧選択回路１４を備える構成となっている。このコモン用電圧選択回路１４は、電源回路１５から電圧ＶＤＤ、Ｖ１、Ｖ４、Ｖ５が供給され、コントローラ１６から送出される液晶駆動電圧ＯＦＦ信号、交流化信号が制御信号に応じて、コモン駆動回路１２へ高い電位の選択／非選択（選択：ＶＤＤ／非選択：Ｖ１）を出力するＶＣＰ、低い電位の選択／非選択（選択：Ｖ５／非選択Ｖ４）期間を出力するＶＣＮが接続され、各々信号がコモン駆動回路１２に出力される。

図２に本実施例のコモン用電圧選択回路の回路図を示す。液晶駆動電圧ＯＦＦ信号と交流化信号が制御信号として入力し、デコーダ、レベルシフタ（ＬＳ）を通してレベル変換された後、出力部に接続されたＰチャンネルＭＯＳトランジスタおよびＮチャンネルＭＯＳトランジスタで構成されたＭＯＳトランジスタスイッチを切り替える構成となっている。高い電位の選択／非選択用ＭＯＳトランジスタスイッチ１７は、それぞれソースに接続された電圧ＶＤＤ、Ｖ１のいずれかを、ゲートに入力する入力信号によって、ドレイン同士が接続された出力端子から出力する。また低い電位の選択／非選択ＭＯＳトランジスタスイッチ１８は、それぞれソースに接続された電圧Ｖ４、Ｖ５のいずれかを、ゲートに入力する入力信号によって、相互に接続されたドレインから出力する。

図３は具体的なコモン電圧選択回路の動作の説明図である。図３に示すように液晶駆動電圧ＯＦＦ信号がＬレベルのときには、ＶＣＰ、ＶＣＮともハイインピーダンス（Ｈｉ−Ｚ）となる。また、液晶駆動電圧ＯＦＦ信号がＨレベルであって、交流化信号がＨレベルのとき、ＶＣＰからは高い電位の非選択信号として電圧Ｖ１が、ＶＣＮからは低い電位の選択信号として電圧Ｖ５が出力される。また液晶駆動電圧ＯＦＦ信号がＨレベルであって、交流化信号がＬレベルのとき、ＶＣＰからは高い電位の選択信号として電圧ＶＤＤが、ＶＣＮからは低い電位の非選択信号として電圧Ｖ４が出力されることになる。このように本発明では、コモン用電圧選択回路からコモン駆動回路への液晶駆動電圧ラインを減らすことができる。また、後述するコモン駆動回路を簡素化することも可能となる。なお、液晶駆動電圧ＯＦＦ信号がＬレベルのとき、電源電圧ラインはいずれもハイインピーダンスとなるので、その先に接続されるコモン駆動回路の出力もハイインピーダンスとなる。従って、走査線の選択時に液晶駆動電圧ＯＦＦ信号をＬレベルにするように制御すれば、コモン駆動回路への電源電圧の供給が停止され、消費電流の低減に寄与することになる。

図４は、本発明のコモン駆動回路のコモン用液晶駆動出力回路の説明図である。図４に示すように、コモン制御信号（ＩＮ）と交流化信号（ＦＲ）が制御信号として入力し、ＥＸＯＲ（排他的論理和）回路を通り、レベルシフタ（ＬＳ）を介してレベル変換させる。そして、出力部に接続されたＭＯＳトランジスタスイッチを構成するＰチャンネルＭＯＳトランジスタおよびＮチャンネルＭＯＳトランジスタのゲートに入力する。相互にドレインを接続したＰチャンネルＭＯＳトランジスタとＮチャンネルＭＯＳトランジスタのソースには、コモン用電圧選択回路から出力される電圧が接続されている。図４においては、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタのソースにはＶＣＰが接続され、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのソースにはＶＣＮが接続されている。そして出力端子となる相互に接続したドレインから、コモン駆動波形（ＯＵＴ）を出力する構成となっている。

図５は、コモン制御回路のコモン用液晶駆動出力回路の動作の説明図である。図５に示すように、交流化信号（ＦＲ）がＨレベルであって、コモン制御信号（ＩＮ）がＨレベルのとき、コモン駆動波形としてＶＣＮ、即ち低い電位の選択信号である電圧Ｖ５が出力される。同様に交流化信号がＨレベルであって、コモン制御信号がＬレベルのとき、コモン駆動波形としてＶＣＰ、即ち高い電位の非選択信号である電圧Ｖ１が出力される。また交流化信号がＬレベルであって、コモン制御信号がＨレベルのとき、コモン駆動波形として高い電位の選択信号である電圧ＶＤＤが、交流化信号がＬレベルであって、コモン制御信号がＬレベルのとき、コモン駆動波形として低い電位の非選択信号である電圧Ｖ４が出力されることになる。

以上説明したように、本発明によれば、コモン用電圧選択回路およびコモン駆動出力回路の構成を、従来回路と比較して非常に簡単で、少ない素子数で構成することができ、回路面積を小さくすると共に、消費電流を低減することができる。

本発明の液晶表示装置の説明図である。 本発明のコモン用電圧選択回路の回路図である。 本発明のコモン用電圧選択回路の動作の説明図である。 本発明のコモン用液晶駆動出力回路の回路図である。 本発明のコモン用液晶駆動出力回路の動作の説明図である。 従来の液晶表示装置の説明図である。 従来のセグメント駆動回路の説明図である。 従来のコモン駆動回路の説明図である。 従来のコモン用出力回路制御ブロック図である。 従来のコモン用出力回路の回路図である。 従来のコモン用出力回路の動作を説明する図である。

符号の説明

１０；液晶パネル、１１；セグメント駆動回路、１２；コモン駆動回路、１３；セグメント用電圧選択回路、１４；コモン用電圧選択回路、１５；電源回路、１６；コントローラ

Claims (1)

1. 表示データに従って走査方向の画素列を駆動するセグメント駆動回路と、走査期間毎に走査線を選択して駆動するコモン駆動回路とを、コントローラによって制御し、マトリックス型液晶パネルに表示する液晶表示装置の駆動回路であって、
   電源回路で生成した複数の電圧からそれぞれ異なる電圧を選択して、選択した該電圧をそれぞれセグメント駆動回路に供給するセグメント用電圧選択回路と、
   前記電源回路で生成した前記複数の電圧からそれぞれ異なる電圧を選択して、選択した該電圧を前記コモン駆動回路に供給するコモン用電圧選択回路を有し、
   該コモン用電圧選択回路は、ドレインを相互に接続した２つのＰチャンネルＭＯＳトランジスタからなるトランジスタスイッチ（１７）と、ドレインを相互に接続した２つのＮチャンネルＭＯＳトランジスタからなるトランジスタスイッチ（１８）とを備え、該トランジスタスイッチ（１７）および（１８）の２つのＰチャンネルＭＯＳトランジスタおよび２つのＮチャンネルＭＯＳトランジスタのソースに前記複数の電圧をそれぞれ供給し、ゲートに前記コントローラから出力された液晶駆動電圧ＯＦＦ信号と交流化信号でデコードした信号がレベルシフタを介して入力し、前記相互に接続したドレインからそれぞれ前記異なる電圧を出力し、
   前記コモン駆動回路は、シフトレジスタと、走査線の数だけ設けられた複数のコモン用液晶駆動出力回路からなり、
   該シフトレジスタは前記コントローラから垂直同期信号と水平同期信号を入力し、該複数のコモン用液晶駆動出力回路にコモン制御信号を順次供給し、
   該コモン用液晶駆動出力回路は、ドレインを相互に接続したＰチャンネルＭＯＳトランジスタとＮチャンネルＭＯＳトランジスタからなるトランジスタスイッチを備え、該ＰチャンネルＭＯＳトランジスタおよびＮチャンネルＭＯＳトランジスタのソースに前記コモン用電圧選択回路が出力した電圧をそれぞれ供給し、ゲートに前記コモン制御信号と前記交流化信号の排他的論理和をレベルシフタを介して入力し、前記相互に接続したドレインからコモン出力波形を液晶パネルに出力することを特徴とする液晶表示装置の駆動回路。

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