JPH07191303A - 液晶表示装置の駆動回路 - Google Patents
液晶表示装置の駆動回路Info
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- JPH07191303A JPH07191303A JP34767393A JP34767393A JPH07191303A JP H07191303 A JPH07191303 A JP H07191303A JP 34767393 A JP34767393 A JP 34767393A JP 34767393 A JP34767393 A JP 34767393A JP H07191303 A JPH07191303 A JP H07191303A
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- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
- H03F3/45179—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アクティブマトリクス型の液晶表示装置の駆
動回路において、ソースフォロウ回路ではなくアナログ
バッファ回路を用いる。 【構成】 ＰチャネルＴＦＴ１０４、１０５で構成され
る差動回路と、ＮチャネルＴＦＴ１０６、１０７で構成
される電流ミラー回路を用い、アナログバッファ回路を
構成する。このアナログバッファ回路を従来のソースの
ソースフォロウ回路の代わりに利用し、アクティブマト
リクス型の液晶表示装置の駆動回路を構成する。
動回路において、ソースフォロウ回路ではなくアナログ
バッファ回路を用いる。 【構成】 ＰチャネルＴＦＴ１０４、１０５で構成され
る差動回路と、ＮチャネルＴＦＴ１０６、１０７で構成
される電流ミラー回路を用い、アナログバッファ回路を
構成する。このアナログバッファ回路を従来のソースの
ソースフォロウ回路の代わりに利用し、アクティブマト
リクス型の液晶表示装置の駆動回路を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアクティブマトリクス型
の液晶表示装置、とくにアナログ諧調表示の液晶表示装
置の駆動回路に関する。
の液晶表示装置、とくにアナログ諧調表示の液晶表示装
置の駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】第２図はアクティブマトリクス型アナロ
グ諧調線順次駆動の液晶表示装置の例である。アクティ
ブマトリクス型の液晶表示装置は大まかに画素マトリク
ス部、信号線駆動回路、走査線駆動回路の３つに分割で
きる。以下図面に基づき動作を説明していく。
グ諧調線順次駆動の液晶表示装置の例である。アクティ
ブマトリクス型の液晶表示装置は大まかに画素マトリク
ス部、信号線駆動回路、走査線駆動回路の３つに分割で
きる。以下図面に基づき動作を説明していく。
【０００３】画素マトリクスは信号線と走査線をマトリ
クス状に配置し、その交点部分に画素ＴＦＴ（以下薄膜
トランジスタをＴＦＴと称する）を配置し、画素ＴＦＴ
のゲートは走査線に、ソースは信号線に、ドレインは画
素電極に接続している。また、一般に画素電極と対向電
極の間の液晶容量は大きな値をとりえないため、画素電
極の近傍に電荷を保持する保持容量を配置することが行
われる。走査線にＴＦＴのスレッショルド電圧を越える
電圧が印加され、ＴＦＴがオンすると、ＴＦＴのドレイ
ンとソースはショート状態となり、信号線の電圧が画素
電極に印加され液晶と保持容量に充電される。
クス状に配置し、その交点部分に画素ＴＦＴ（以下薄膜
トランジスタをＴＦＴと称する）を配置し、画素ＴＦＴ
のゲートは走査線に、ソースは信号線に、ドレインは画
素電極に接続している。また、一般に画素電極と対向電
極の間の液晶容量は大きな値をとりえないため、画素電
極の近傍に電荷を保持する保持容量を配置することが行
われる。走査線にＴＦＴのスレッショルド電圧を越える
電圧が印加され、ＴＦＴがオンすると、ＴＦＴのドレイ
ンとソースはショート状態となり、信号線の電圧が画素
電極に印加され液晶と保持容量に充電される。
【０００４】ＴＦＴがオフとなるとドレインは開放状態
となり、液晶と保持容量に蓄えられた電荷はつぎにＴＦ
Ｔがオンするまで保持される。
となり、液晶と保持容量に蓄えられた電荷はつぎにＴＦ
Ｔがオンするまで保持される。
【０００５】第３図に信号線駆動回路の一例を示す。信
号線駆動回路はシフトレジスタ回路、サンプリング回
路、トランスファ回路、アナログバッファ回路で構成さ
れる。アナログ諧調の場合、信号線駆動回路に入力され
る諧調信号は時間的に連続なビデオ信号が用いられ、液
晶がノーマルホワイトの場合電圧の絶対値が大きいほど
表示は黒表示に近づくように、設定される。シフトレジ
スタにはビデオ信号に同期したスタートパルスが入力端
子３０２に入力され、クロックパルスによって順次シフ
トされる。シフトレジスタの出力はインバータ形式のバ
ッファ回路３０８〜３１３を介してサンプリング回路に
入力される。
号線駆動回路はシフトレジスタ回路、サンプリング回
路、トランスファ回路、アナログバッファ回路で構成さ
れる。アナログ諧調の場合、信号線駆動回路に入力され
る諧調信号は時間的に連続なビデオ信号が用いられ、液
晶がノーマルホワイトの場合電圧の絶対値が大きいほど
表示は黒表示に近づくように、設定される。シフトレジ
スタにはビデオ信号に同期したスタートパルスが入力端
子３０２に入力され、クロックパルスによって順次シフ
トされる。シフトレジスタの出力はインバータ形式のバ
ッファ回路３０８〜３１３を介してサンプリング回路に
入力される。
【０００６】サンプリング回路は第４図に示すようにＮ
チャンネルとＰチャンネルのＴＦＴを組み合わせたトラ
ンスミッションゲートと呼ばれるスイッチ３１４〜３１
６と保持容量３１７〜３１９で構成される、トランスミ
ッションゲートは前記のバッファ回路によってオン、オ
フが制御され、オン状態ではビデオ信号線と保持容量３
１７〜３１９がショートされ、保持容量に電荷が蓄電さ
れる。スタートパルスがシフトレジスタを通過するとバ
ッファ回路の出力は反転し、スイッチはオフとなる。
チャンネルとＰチャンネルのＴＦＴを組み合わせたトラ
ンスミッションゲートと呼ばれるスイッチ３１４〜３１
６と保持容量３１７〜３１９で構成される、トランスミ
ッションゲートは前記のバッファ回路によってオン、オ
フが制御され、オン状態ではビデオ信号線と保持容量３
１７〜３１９がショートされ、保持容量に電荷が蓄電さ
れる。スタートパルスがシフトレジスタを通過するとバ
ッファ回路の出力は反転し、スイッチはオフとなる。
【０００７】保持容量の電荷はそのまま保持され、次に
スイッチがオンになるまで、電位は保たれる。１ライン
分のサンプリングが終了し、次のサンプリングが開始さ
れるまでの間に、トランスファ信号入力端子３０４より
トランスファ信号が入力される、これによってスイッチ
３２０〜３２２がオンになり、保持容量３１７〜３１９
と保持容量３２３〜３２５がショートされ、保持容量３
２３〜３２５に電位が伝達される。スイッチ３２０〜３
２２もスイッチ３１４〜３１６と同様にトランスミッシ
ョンゲートで構成される。このとき保持容量３２３〜３
２５の値が保持容量３１７〜３１９の値より十分小さけ
れば保持容量をショートしたことによる電位の変化は小
さい。スイッチ３２０〜３２２がオフになると保持容量
３２３〜３２５に電位は保持される。
スイッチがオンになるまで、電位は保たれる。１ライン
分のサンプリングが終了し、次のサンプリングが開始さ
れるまでの間に、トランスファ信号入力端子３０４より
トランスファ信号が入力される、これによってスイッチ
３２０〜３２２がオンになり、保持容量３１７〜３１９
と保持容量３２３〜３２５がショートされ、保持容量３
２３〜３２５に電位が伝達される。スイッチ３２０〜３
２２もスイッチ３１４〜３１６と同様にトランスミッシ
ョンゲートで構成される。このとき保持容量３２３〜３
２５の値が保持容量３１７〜３１９の値より十分小さけ
れば保持容量をショートしたことによる電位の変化は小
さい。スイッチ３２０〜３２２がオフになると保持容量
３２３〜３２５に電位は保持される。
【０００８】保持容量３２３〜３２５にはアナログバッ
ファが接続され、アナログバッファを介して信号線は駆
動される。アナログバッファ回路は保持容量の電位に影
響を与えずに信号線を駆動するために必要である。第５
図に走査線駆動回路の一例を示す。走査線駆動回路はシ
フトレジスタとＮＡＮＤ回路インバータ型バッファによ
って構成され、垂直同期信号に同期したスタートパルス
と水平同期信号に同期したクロックを入力し、順次走査
線を駆動していく。
ファが接続され、アナログバッファを介して信号線は駆
動される。アナログバッファ回路は保持容量の電位に影
響を与えずに信号線を駆動するために必要である。第５
図に走査線駆動回路の一例を示す。走査線駆動回路はシ
フトレジスタとＮＡＮＤ回路インバータ型バッファによ
って構成され、垂直同期信号に同期したスタートパルス
と水平同期信号に同期したクロックを入力し、順次走査
線を駆動していく。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の駆動回
路には以下に示すような問題点があった。信号線駆動回
路の末端にあるアナログバッファ回路の目的は前述した
ように保持容量の電位に影響を与えることなく信号線を
駆動でき、且つ、保持容量の電位をそのまま信号線に印
加することであるが、従来のアナログバッファ回路はソ
ースホロワ回路を１段、あるいは２段としていたため、
保持容量と信号線の間に電位の差が発生していた。
路には以下に示すような問題点があった。信号線駆動回
路の末端にあるアナログバッファ回路の目的は前述した
ように保持容量の電位に影響を与えることなく信号線を
駆動でき、且つ、保持容量の電位をそのまま信号線に印
加することであるが、従来のアナログバッファ回路はソ
ースホロワ回路を１段、あるいは２段としていたため、
保持容量と信号線の間に電位の差が発生していた。
【００１０】第６図（Ａ）（Ｂ）にソースホロワを用い
たアナログバッファの従来例をしめす。ソースホロワが
一段の場合、ＴＦＴのゲート、ソース間に間にはそのＴ
ＦＴのスレッショルド電圧をこえる電圧が必ず必要なた
め、保持容量と信号線の間に大きな電位差が発生してい
た。また、ソースホロワを二段構成とし、Ｎチャンネル
とＰチャンネルを組み合わせて、スレッショルド電圧に
よる電位の差を軽減する場合、必ずしも、Ｎチャンネル
ＴＦＴとＰチャンネルＴＦＴのスレッショルド電圧が一
致しないため、やはり電位の差は生じていた。
たアナログバッファの従来例をしめす。ソースホロワが
一段の場合、ＴＦＴのゲート、ソース間に間にはそのＴ
ＦＴのスレッショルド電圧をこえる電圧が必ず必要なた
め、保持容量と信号線の間に大きな電位差が発生してい
た。また、ソースホロワを二段構成とし、Ｎチャンネル
とＰチャンネルを組み合わせて、スレッショルド電圧に
よる電位の差を軽減する場合、必ずしも、Ｎチャンネル
ＴＦＴとＰチャンネルＴＦＴのスレッショルド電圧が一
致しないため、やはり電位の差は生じていた。
【００１１】また、ソースホロワを使用しない場合、ソ
ースフォロワ出力の差動回路をもちいて、アナログバッ
ファ回路を構成していた。ソースフォロワ出力の差動回
路を用いた場合、第７図に示されるように、保持容量側
と信号線側が同じ極性のＴＦＴでつながれるため、スレ
ッショルド電圧による影響はキャンセルされ、保持容量
と信号線側の電位はほぼ等しく、電位差は問題とならな
い。しかし、ソースホロワ出力の差動回路は、信号線の
ような容量性の負荷を接続した場合、ソースホロワでの
位相回りが大きく、発振しやすいという問題点があっ
た。第８図は第７図の回路に容量負荷を接続した場合の
周波数特性を示したものである、不安定さを示すピーキ
ングが生じている。発振を防止するためには回路のなか
に、数ｐＦから、数十ｐＦの発振防止用コンデンサをつ
ける必要があり、それは集積回路化する場合、面積的に
著しく不利になるという問題点があった。
ースフォロワ出力の差動回路をもちいて、アナログバッ
ファ回路を構成していた。ソースフォロワ出力の差動回
路を用いた場合、第７図に示されるように、保持容量側
と信号線側が同じ極性のＴＦＴでつながれるため、スレ
ッショルド電圧による影響はキャンセルされ、保持容量
と信号線側の電位はほぼ等しく、電位差は問題とならな
い。しかし、ソースホロワ出力の差動回路は、信号線の
ような容量性の負荷を接続した場合、ソースホロワでの
位相回りが大きく、発振しやすいという問題点があっ
た。第８図は第７図の回路に容量負荷を接続した場合の
周波数特性を示したものである、不安定さを示すピーキ
ングが生じている。発振を防止するためには回路のなか
に、数ｐＦから、数十ｐＦの発振防止用コンデンサをつ
ける必要があり、それは集積回路化する場合、面積的に
著しく不利になるという問題点があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は同一極性のＴＦ
Ｔで構成される差動回路とその差動回路とは異なる極性
のＴＦＴで構成される電流ミラー回路を有し、電流ミラ
ー回路の出力を直接信号線に接続し、ソースホロワを用
いないでアナログバッファ回路を構成している。
Ｔで構成される差動回路とその差動回路とは異なる極性
のＴＦＴで構成される電流ミラー回路を有し、電流ミラ
ー回路の出力を直接信号線に接続し、ソースホロワを用
いないでアナログバッファ回路を構成している。
【００１３】
【作用】以下本発明のアナログバッファ回路の作用につ
いて説明する。ここでは、差動回路をＰチャンネル型
で、電流ミラー回路をＮチャンネル型で構成した場合を
考える。保持容量に接続された差動回路の第一入力端子
の電位が上昇した場合、第一の入力端子の逆相出力に接
続された電流ミラー回路の入力電流は減少し、それに合
わせて電流ミラー回路の出力電流は減少する。一方、第
一の入力端子の同相出力の電流は増加し、これによって
信号線の電位が上昇し、差動回路の第一の入力端子と同
じ電位に達する。差動回路をＮチャンネル型で、電流ミ
ラー回路をＰチャンネル型で構成した場合についても同
様の動作にて動作する。
いて説明する。ここでは、差動回路をＰチャンネル型
で、電流ミラー回路をＮチャンネル型で構成した場合を
考える。保持容量に接続された差動回路の第一入力端子
の電位が上昇した場合、第一の入力端子の逆相出力に接
続された電流ミラー回路の入力電流は減少し、それに合
わせて電流ミラー回路の出力電流は減少する。一方、第
一の入力端子の同相出力の電流は増加し、これによって
信号線の電位が上昇し、差動回路の第一の入力端子と同
じ電位に達する。差動回路をＮチャンネル型で、電流ミ
ラー回路をＰチャンネル型で構成した場合についても同
様の動作にて動作する。
【００１４】
【実施例】第１図に本発明の第一の実施例を示す。差動
回路はＰチャンネルＴＦＴ１０４、１０５のソースを接
続し、定電流源１０８を接続している。保持容量接続端
子１０２はＴＦＴ１０４のゲートに接続され、信号線接
続端子はＴＦＴ１０５のゲートに接続される。電流ミラ
ー回路はＮチャンネルＴＦＴ１０６、１０７で構成さ
れ、ＴＦＴ１０６のゲート、ドレインとＴＦＴ１０７の
ゲートを接続し、入力端子としている。またＴＦＴ１０
７のドレインを出力端子とし、信号線およびＴＦＴ１０
５のドレインに接続されている。
回路はＰチャンネルＴＦＴ１０４、１０５のソースを接
続し、定電流源１０８を接続している。保持容量接続端
子１０２はＴＦＴ１０４のゲートに接続され、信号線接
続端子はＴＦＴ１０５のゲートに接続される。電流ミラ
ー回路はＮチャンネルＴＦＴ１０６、１０７で構成さ
れ、ＴＦＴ１０６のゲート、ドレインとＴＦＴ１０７の
ゲートを接続し、入力端子としている。またＴＦＴ１０
７のドレインを出力端子とし、信号線およびＴＦＴ１０
５のドレインに接続されている。
【００１５】本発明では、保持容量接続端子１０２、信
号線接続端子１０３の間の電位差はＮチャネル型ＴＦＴ
のスレッショルド電圧がキャンセルされるため十分小さ
な値におさえることが可能である。また、ソースホロワ
を使用していないため、安定度が向上し、第９図に示す
周波数特性においてもピーキングはみられない。 第１
０図に本発明の第二の実施例を示す。
号線接続端子１０３の間の電位差はＮチャネル型ＴＦＴ
のスレッショルド電圧がキャンセルされるため十分小さ
な値におさえることが可能である。また、ソースホロワ
を使用していないため、安定度が向上し、第９図に示す
周波数特性においてもピーキングはみられない。 第１
０図に本発明の第二の実施例を示す。
【００１６】この例では、差動回路、電流ミラー回路と
もに出力側のＴＦＴの個数をｎ倍にふやし、電流能力を
あげている。保持容量接続端子の電位が低下した場合、
定電流源の電流はＴＦＴにほとんどが流れ、さらに電流
ミラー回路の入力に流れる。電流ミラー回路の出力側は
ｎ倍となっているため、定電流源のｎ倍の電流を信号線
接続端子から引き込むことが可能であり、高速で信号線
を駆動することが可能である。保持容量接続端子と信号
線接続端子がほぼ等しくなると定電流源の電流はＴＦＴ
とＴＦＴに分流される、ここで差動回路のＴＦＴの比が
１：ｎであり、電流ミラー回路のＴＦＴの比も１：ｎで
あるため、入出力の電位はＴＦＴの数に影響を受けな
い。
もに出力側のＴＦＴの個数をｎ倍にふやし、電流能力を
あげている。保持容量接続端子の電位が低下した場合、
定電流源の電流はＴＦＴにほとんどが流れ、さらに電流
ミラー回路の入力に流れる。電流ミラー回路の出力側は
ｎ倍となっているため、定電流源のｎ倍の電流を信号線
接続端子から引き込むことが可能であり、高速で信号線
を駆動することが可能である。保持容量接続端子と信号
線接続端子がほぼ等しくなると定電流源の電流はＴＦＴ
とＴＦＴに分流される、ここで差動回路のＴＦＴの比が
１：ｎであり、電流ミラー回路のＴＦＴの比も１：ｎで
あるため、入出力の電位はＴＦＴの数に影響を受けな
い。
【００１７】この例ではＴＦＴの個数を変えて、電流比
を変えているが、ＴＦＴのゲートの幅、長さを変える、
片側のＴＦＴのソースに抵抗をいれるなどの手段を用い
てもかまわない。
を変えているが、ＴＦＴのゲートの幅、長さを変える、
片側のＴＦＴのソースに抵抗をいれるなどの手段を用い
てもかまわない。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明ではソースフ
ォロワを使用せずにアナログバッファを構成しているの
で、入出力の電位差が小さく、また、発振防止のための
容量も必要とせず大きな面積を必要としないという効果
がある。
ォロワを使用せずにアナログバッファを構成しているの
で、入出力の電位差が小さく、また、発振防止のための
容量も必要とせず大きな面積を必要としないという効果
がある。
【図１】 本発明のアナログバッファの回路図を示
す。
す。
【図２】 従来のアクティブマトリクス型液晶表示装
置を示す。
置を示す。
【図３】 従来の信号線駆動回路のブロック図を示
す。
す。
【図４】 トランスミッションゲートの等価回路を示
す。
す。
【図５】 走査線駆動回路のブロック図を示す。
【図６】 従来のアナログバッファの回路図を示す。
【図７】 従来のアナログバッファの回路図を示す。
【図８】 図７の回路の周波数特性を示す。
【図９】 図１の回路の周波数特性を示す。
【図１０】 本発明のアナログバッファの回路図を示
す。
す。
電圧源・・・・・・・・・・１０１ 保持容量接続端子・・・・・１０２ 信号線接続端子・・・・・・１０３ Ｐｃｈトランジスタ・・・・１０４、１０５ Ｎｃｈトランジスタ・・・・１０６、１０７ 定電流源・・・・・・・・・１０８ 画素マトリクス・・・・・・２００ 信号線・・・・・・・・・・２０１〜２０３ 走査線・・・・・・・・・・２０４〜２０６ ＴＦＴ・・・・・・・・・・２０７〜２１０ 液晶・・・・・・・・・・・２１１〜２１４ 保持容量・・・・・・・・・２１５〜２１８ クロック入力端子・・・・・３０１ スタートパルス入力端子・・３０２ ビデオ信号入力端子・・・・３０３ トランスファ信号入力端子・３０４ 信号線接続端子・・・・・・３０５〜３０７ インバータ型バッファ・・・３０８〜３１３ スイッチ・・・・・・・・・３１４〜３１６ ３２０〜３２２ 保持容量・・・・・・・・・３１７〜３１９ ３２３〜３２５ 制御端子・・・・・・・・・４０１ 入力端子・・・・・・・・・４０２ 出力端子・・・・・・・・・４０３ Ｎｃｈトランジスタ・・・・４０４ Ｐｃｈトランジスタ・・・・４０５ インバータ・・・・・・・・４０６ クロック入力端子・・・・・５０１ スタートパルス入力端子・・５０２ ＮＡＮＤ・・・・・・・・・５０３、５０４ インバータ型バッファ・・・５０５、５０６ 走査線接続端子・・・・・・５０７、５０８ 電圧源・・・・・・・・・・６０１、６０２ 保持容量接続端子・・・・・６０３、６０５ 信号線接続端子・・・・・・６０４、６０６ Ｐｃｈトランジスタ・・・・６０７、６０９ Ｎｃｈトランジスタ・・・・６０９ 定電流源・・・・・・・・・６１０〜６１２ 電圧源・・・・・・・・・・７０１ 保持容量接続端子・・・・・７０２ 信号線接続端子・・・・・・７０３ Ｐｃｈトランジスタ・・・・７０４〜７０６ Ｎｃｈトランジスタ・・・・７０７、７０８ 定電流源・・・・・・・・・７０９、７１０ 発振防止コンデンサ・・・・７１１ 電圧源・・・・・・・・・・１００１ 保持容量接続端子・・・・・１００２ 信号線接続端子・・・・・・１００３ Ｐｃｈトランジスタ・・・・１００４、１０１１〜１０
１ｎ Ｎｃｈトランジスタ・・・・１００５、１０２１〜１０
２ｎ 定電流源・・・・・・・・・１００６
１ｎ Ｎｃｈトランジスタ・・・・１００５、１０２１〜１０
２ｎ 定電流源・・・・・・・・・１００６
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 29/786
Claims (3)
- 【請求項１】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の
信号線を駆動する駆動回路において、同一極性の薄膜ト
ランジスタで構成され、第一の入力端子、第二の入力端
子、第一の入力端子と逆相の第一の出力端子、第一の入
力端子と同相の第二の出力端子を有する差動回路と、前
記と異なる極性のＴＦＴで構成される電流ミラー回路を
有し、且つ、前記差動回路の第一の入力端子を保持回路
またはそれに相当する高インピーダンス回路に、前記差
動回路の第二の入力端子を信号線に、前記電流ミラー回
路の入力端子を前記差動回路の第一の出力端子に、前記
電流ミラー回路の出力端子を前記差動回路の第二の出力
端子と第二の入力端子に接続したアナログバッファ回路
を有することを特徴とした液晶表示装置の駆動回路。 - 【請求項２】 請求項１において、電流ミラー回路にお
ける出力電流が入力電流より大きいことを特徴とする液
晶表示装置の駆動回路。 - 【請求項３】 請求項１において、差動回路における第
一の入力端子と第二の入力端子を等電位にしたとき、第
一の出力端子の出力電流と第二の出力端子の出力電流の
比が電流ミラー回路の入力電流と出力電流の比に等しく
なる様な手段を有することを特徴とする液晶表示装置の
駆動回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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