JPH09198012A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドレインドライバのサイズを大型化すること
なく、多階調表示が可能で、狭額縁化に対応可能な液晶
表示装置を提供する。 【解決手段】 複数の映像信号線と複数の走査信号線と
の交差領域内にマトリクス状に配置される複数の画素を
備える液晶パネルと、階調基準電圧を出力する電源回路
と、各映像信号線に階調電圧を出力する映像信号線駆動
回路とを具備する液晶表示装置において、映像信号線駆
動回路が、電源回路から出力されるｋ個の階調基準電圧
を分圧してＭ階調の階調電圧を生成する階調電圧生成手
段と、各映像信号線毎に設けられ、表示用データに基づ
いて階調電圧生成手段で生成されたＭ階調の階調電圧の
隣接する階調電圧からＮ階調の階調電圧を生成するとと
もに、その中の１つを選択して各映像信号線に出力する
出力手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ、ワークステーション等に用いる液晶表示装置に
係り、特に、多階調表示が可能な液晶表示装置の階調電
圧生成回路に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示装置としては、ストライ
プ状のＸＹ電極の交点の画素を駆動する単純マトリクス
型液晶表示装置と、画素毎に能動素子（例えば、薄膜ト
ランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅ
ｒ：ＴＦＴ）を有しこの能動素子をスイッチング駆動す
るアクティブマトリクス型液晶表示装置に大別される。

【０００３】図８は、多色表示、例えば、６４階調の多
色表示が可能な従来のＴＦＴ方式のアクティブマトリク
ス型液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。

【０００４】図８に示す液晶表示パネル（ＴＦＴ−ＬＣ
Ｄ）は、８００×３×６００画素（Ｐｉｘ）から構成さ
れる。

【０００５】図９は、図８に示す液晶表示パネル（ＴＦ
Ｔ−ＬＣＤ）の１画素（Ｐｉｘ）の等価回路を示す図で
ある。

【０００６】図９において、ＩＴＯは画素電極、ＣＯＭ
は対向電極（コモン電極）、ＣLCは液晶層、Ｄｎはドレ
イン線（あるいは映像信号線）、Ｇｎはゲート線（ある
いは走査信号線）、ＴＦＴは薄膜トランジスタ、Ｃａｄ
ｄは保持容量、Ｃｎは容量線である。

【０００７】図９に示すように、液晶層は等価回路で示
すと静電容量（ＣLC）で表せるので、画素（Ｐｉｘ）
は、画素電極（ＩＴＯ）、対向電極（コモン電極）（Ｃ
ＯＭ）、液晶層（ＣLC）、付加容量（Ｃａｄｄ）で構成
される。

【０００８】図１６に示すように、液晶層は、画素電極
（ＩＴＯ）と対向電極（ＣＯＭ）との間に印加される電
圧により、光の透過率が変化するので、対向電極（ＣＯ
Ｍ）に印加する電圧を基準として、画素電極（ＩＴＯ）
に複数の表示階調毎に決定される階調電圧を印加するこ
とにより多階調表示が可能となる。

【０００９】薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、画素電極
（ＩＴＯ）に接続されるソース（Ｓ）、ドレイン信号線
（Ｄｎ）に接続されるドレイン（Ｄ）、および、ゲート
信号線（Ｇｎ）に接続されるゲート（Ｇ）を有し、ゲー
ト（Ｇ）に加える電圧によりドレイン信号線（Ｄｎ）と
画素電極（ＩＴＯ）との間の電気的導通、非導通を制御
する。

【００１０】ドレイン信号線（Ｄｎ）には階調電圧が印
加され、また、ゲート線（Ｇｎ）には走査電圧が印加さ
れ、階調電圧を印加する画素電極（ＩＴＯ）を選択す
る。

【００１１】保持容量（Ｃａｄｄ）は、画素電極（ＩＴ
Ｏ）に印加された階調電圧を、次の階調電圧が画素電極
（ＩＴＯ）に印加される迄の間、保持する。

【００１２】なお、容量線（Ｃｎ）は、前段のゲート信
号線（Ｇｎ−１）を兼用することも可能である。

【００１３】図１０は、図９に示す画素（Ｐｉｘ）に印
加される電圧を示すタイミングチャートである。

【００１４】図１０において、（１）はゲート線（Ｇ
ｎ）の電圧波形、（２）は対向電極（ＣＯＭ）及び容量
線（Ｃｎ）の電圧波形、（３）はドレイン線（Ｄｎ）の
電圧波形を示す。

【００１５】画素電極（ＩＴＯ）に階調電圧を印加する
時はゲート電圧波形（１）が Ｇａｔｅ Ｏｎレベルと
なりＴＦＴのソース（Ｓ）、ドレイン（Ｄ）間が導通す
る。

【００１６】ドレイン線（Ｄｎ）の電圧波形（３）と対
向電極（ＣＯＭ）の電圧波形（２）とは位相が反転した
形になっており、ドレイン線（Ｄｎ）の電圧波形（３）
と対向電極（ＣＯＭ）の電圧波形（２）との差の電圧が
液晶層（ＣLC）に印加される。

【００１７】液晶層（ＣLC）に印加される電圧は、正極
性で印加されるタイミングと負極性で印加されるタイミ
ングが交互に現れるように、ゲート電圧波形（１）、対
向電極電圧波形（２）、ドレイン電圧波形（３）を設定
しているので、液晶層（ＣLC）には直流成分が印加され
ず、ＴＦＴ方式の液晶表示パネル（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の
寿命の低下、画像の焼き付きおよび残像の問題がなくな
る。

【００１８】ＴＦＴ方式の液晶表示パネル（ＴＦＴ−Ｌ
ＣＤ）を用いた液晶表示装置の特徴は、薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ）というスイッチング素子を介して画素電極
（ＩＴＯ）に階調電圧を印加するため、各画素（Ｐｉ
ｘ）間のクロストークがなく、単純マトリックス形液晶
表示装置のようにクロストークを防止するための特殊な
駆動方法を用いる必要がなく、多階調表示が可能なこと
にある。

【００１９】また、図８に示すように、液晶表示パネル
（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の一方の側にドレインドライバ１１
が配置され、このドレインドライバ１１を薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）のドレイン線（Ｄｎ）に接続し、薄膜ト
ランジスタ（ＴＦＴ）に液晶を駆動するための階調電圧
を供給する。

【００２０】また、液晶表示パネル（ＴＦＴ−ＬＣＤ）
の側面にはゲートドライバ１２が配置され、このゲート
ドライバ１２を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のゲート線
（Ｇｎ）に接続し、１水平動作時間（１Ｈ）、薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）のゲート（Ｇ）にＧａｔｅ Ｏｎ電
圧を供給する。

【００２１】表示制御装置１０は、インターフェースコ
ネクタを介して、本体コンピュータからの表示用データ
と表示制御信号を受け取り、これを基にドレインドライ
バ１１、ゲートドライバ１２を駆動する。

【００２２】ここで、本体コンピュータからの表示用デ
ータは、各色毎６ビットの１８ビットで構成されてい
る。

【００２３】図１１は、図８に示すドレインドライバ１
１の概略構成を示すブロック図である。

【００２４】図１１に示すように、ドレインドライバ１
１は、１個の階調電圧生成回路２１を有し、前記階調電
圧生成回路２１は、内部電源回路１３から入力される９
値の階調基準電圧（Ｖ０〜Ｖ８）に基づいて６４階調分
の階調電圧を生成し、電圧バス２８を介して出力回路２
７に出力する。

【００２５】また、ドレインドライバ１１は、制御回路
２２内のシフトレジスタ２３により表示データラッチ用
クロック信号（ＣＬＫ２）に同期して、各色毎６ビット
の表示用データを入力レジスタ２４内に出力本数分だけ
取り込み、出力タイミング制御用クロック信号（ＣＬＫ
１）に応じて、入力レジスタ２４内の表示用データをス
トレージレジスタ２５に取り込む。

【００２６】このストレージレジスタ２５に取り込まれ
た表示用データは、レベルシフタ２６を介して出力回路
２７に入力される。

【００２７】また、ドレインドライバ１１の極性端子は
ドレイン線（Ｄｎ）に出力する電圧の極性を制御するた
めに設けられ、キャリー入力、キャリー出力端子は液晶
表示装置内の複数のドレインドライバ１１間の連携を取
るために設けられている。

【００２８】図１２は、図１１に示す出力回路２７の概
略構成を示すブロック図である。

【００２９】図１２に示すように、出力回路２７は、各
ドレイン信号線（Ｄｎ）毎に設けられる階調電圧選択回
路３１とバッファアンプ３２とで構成され、階調電圧選
択回路３１は、電圧バス２８を介して前記階調電圧生成
回路２１から出力される６４階調分の階調電圧の中か
ら、ストレージレジスタ２５から出力される表示用デー
タに対応する階調電圧を選択し、バッフアアンプ３２を
介して各ドレイン線（Ｄｎ）に出力する。

【００３０】図１３は、図１２に示す１ドレイン信号線
（Ｄｎ）毎に設けられる階調電圧選択回路３１の一例を
示す図である。

【００３１】図１３に示す階調電圧選択回路３１は、電
圧バス２８の各階調電圧ラインに接続される複数のスイ
ッチ回路（Ｓ００〜Ｓ６３）と、ストレージレジスタ２
５から出力される表示用データをデコードして対応する
スイッチ回路をオンとする制御回路３３とから構成され
る。

【００３２】この場合に、複数のスイッチ回路（Ｓ００
〜Ｓ６３）は、６４階調数と同じ数の６４個必要であ
り、また、電圧バス２８も、階調数と同じ数の６４個の
階調電圧ラインが必要である。

【００３３】図１４は、図１１に示す内部電源回路１３
内の階調基準電圧生成回路１４の一例を示す図である。

【００３４】図１４に示す階調基準電圧生成回路１４
は、抵抗分圧回路で各階調基準電圧（Ｖ０〜Ｖ８）を生
成する例であり、各階調基準電圧（Ｖ０〜Ｖ８）は複数
の抵抗（ＲＲ０〜ＲＲ９）の抵抗比により設定され、各
抵抗（ＲＲ０〜ＲＲ９）により分圧された電圧は、各バ
ッファ回路（ＯＰ１〜ＯＰ９）により充分な電力に増幅
されてドレインドライバ１１に出力される。

【００３５】図１５（ａ）は、図１１に示すドレインド
ライバ１１の階調電圧生成回路２１の一例を示す図であ
り、また、図１５（ｂ）は同図（ａ）を簡略化したもの
である。

【００３６】図１５に示すドレインドライバ１１の階調
電圧生成回路２１は、内部電源回路１３から入力された
９値の階調基準電圧（Ｖ０〜Ｖ８）の各階調基準電圧間
を、抵抗Ｒ１１ないし抵抗Ｒ８８により分圧して６４階
調分の階調電圧（Ｖ００〜Ｖ６３）を生成する。

【００３７】即ち、階調基準電圧（Ｖ０）と階調基準電
圧（Ｖ１）との間に、抵抗Ｒ１１ないし抵抗Ｒ１７を接
続しその接続点から階調電圧（Ｖ０１）ないし階調電圧
（Ｖ０６）を出力し、また、階調基準電圧（Ｖ１）から
階調基準電圧（Ｖ９）までの間には、抵抗Ｒ２１ないし
抵抗Ｒ８８を８個ずつ順番に接続しその接続点から階調
電圧（Ｖ０８）ないし階調電圧（Ｖ１４）、階調電圧
（Ｖ１６）ないし階調電圧（Ｖ２２）、階調電圧（Ｖ２
４）ないし階調電圧（Ｖ３０）、階調電圧（Ｖ３２）な
いし階調電圧（Ｖ３８）、階調電圧（Ｖ４０）ないし階
調電圧（Ｖ４６）、階調電圧（Ｖ４８）ないし階調電圧
（Ｖ５４）、階調電圧（Ｖ５６）ないし階調電圧（Ｖ６
２）を出力し、９個の階調基準電圧（Ｖ１〜Ｖ８）と、
５５個の階調電圧（Ｖ０１〜Ｖ０６，Ｖ０８〜Ｖ１４，
Ｖ１６〜Ｖ２２，Ｖ２４〜Ｖ３０，Ｖ３２〜Ｖ３８，Ｖ
４０〜Ｖ４６，Ｖ４８〜Ｖ５４，Ｖ５６〜Ｖ６２）と
で、６４階調分の階調電圧（Ｖ００〜Ｖ６３）を生成す
るものである。

【００３８】また、図１６に示すように、一般に液晶層
に印加する電圧と透過率との関係は、リニアではなく、
透過率の高いところ及び低いところでは、液晶層に印加
する電圧に対する透過率の変化は少なく、その中間とな
るところで透過率の変化が大きい。

【００３９】このため、６４階調の多色表示が可能な液
晶表示装置において、６４階調をリニアに表示するため
には、ドレインドライバ１１の階調電圧生成回路２１に
与える階調基準電圧値は、図１５（ｂ）に示すように、
等間隔ではなく中間調付近（Ｖ２〜Ｖ６）で差が小さ
く、それ以外（Ｖ０〜Ｖ２，Ｖ６〜Ｖ８）で大きくしな
ければならない。

【００４０】

【発明が解決しようとする課題】近年、ＴＦＴ方式のア
クティブマトリクス型液晶表示装置においては、６４階
調表示から２５６階調表示へと、より多階調化が要望さ
れており、また、より液晶表示パネル（ＴＦＴ−ＬＣ
Ｄ）の狭額縁化が要望されている。

【００４１】しかしながら、図１３から理解されるよう
に、従来のドレインドライバ１１を用いたＴＦＴ方式の
アクティブマトリクス型液晶表示装置においては、多階
調の階調電圧から表示用データにより決定される１つの
階調電圧を選択するためには、階調数と同じ数のスイッ
チ回路（Ｓ０１〜Ｓ６３）が必要であり、また、階調数
と同じ数の階調電圧ラインを有する電圧バス２８が必要
である。

【００４２】したがって、従来のドレインドライバ１１
を用いたＴＦＴ方式のアクティブマトリクス型液晶表示
装置において、例えば、２５６階調表示のように、より
多階調化を進める場合には、階調電圧選択回路３１内の
スイッチ回路も、それ合わせて増加する必要があり、ま
た、同じく、電圧バス２８の階調電圧ラインも増加する
必要がある。

【００４３】しかしながら、階調電圧選択回路３１内の
スイッチ回路を増加させること、および、電圧バス２８
の階調電圧ラインを増加させることは、ドレインドライ
バ１１のサイズの大型化につながり、ドレインドライバ
１１のサイズが増大するという問題があった。

【００４４】さらに、このドレインドライバ１１のサイ
ズの大型化は、液晶表示パネル（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の狭
額縁化を阻害する要因となっていた。

【００４５】このため、従来のドレインドライバ１１を
用いたＴＦＴ方式のアクティブマトリクス型液晶表示装
置においては、例えば、２５６階調表示のように、より
多階調化を進める場合に、ドレインドライバのサイズが
大型化し、液晶表示パネル（ＴＦＴ−ＬＣＤ）の狭額縁
化を図ることができないという問題点があった。

【００４６】本発明は、前記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、本発明の目的は、液晶表
示装置において、ドレインドライバのサイズを大型化す
ることなく、多階調表示が可能となる技術を提供するこ
とにある。

【００４７】本発明の他の目的は、液晶表示装置におい
て、ドレインドライバのサイズを大型化することなく、
多階調表示が可能で、狭額縁化に対応可能となる技術を
提供することにある。

【００４８】本発明の前記目的並びにその他の目的及び
新規な特徴は、本明細書の記載及び添付図面によって明
らかにする。

【００４９】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。

【００５０】（１）複数の映像信号線と、前記複数の映
像信号線に直行する複数の走査信号線と、前記複数の映
像信号線と前記複数の走査信号線との交差領域内にマト
リクス状に配置される複数の画素とを備え、前記各映像
信号線により前記列方向の画素に階調電圧を印加し、前
記各走査信号線により前記行方向の画素に走査信号電圧
を印加する液晶パネルと、ｋ個の階調基準電圧を出力す
る電源回路と、前記各映像信号線に階調電圧を出力する
映像信号線駆動回路と、前記各走査信号線に走査信号電
圧を出力する走査信号線駆動回路とを具備する液晶表示
装置において、前記映像信号線駆動回路が、前記電源回
路から出力されるｋ個の階調基準電圧を分圧してＭ階調
の階調電圧を生成する階調電圧生成手段と、前記各映像
信号線毎に設けられ、表示用データに基づいて前記階調
電圧生成手段で生成されたＭ階調の階調電圧の隣接する
階調電圧からＮ階調の階調電圧を生成するとともに、そ
の中の１つを選択して前記各映像信号線に出力する出力
手段とを有することを特徴とする。

【００５１】（２）前記（１）の手段において、前記出
力手段が、前記階調電圧生成手段で生成されたＭ階調の
階調電圧の隣接する階調電圧を選択する第１のスイッチ
ング手段と、前記第１のスイッチング手段により選択さ
れた隣接する階調電圧をＮ等分に分圧して（Ｎー１）階
調の中間階調電圧を生成する中間階調電圧生成手段と、
前記階調電圧生成手段で生成されたＭ階調の階調電圧、
あるいは、前記中間階調電圧生成手段により生成された
（Ｎー１）階調の中間階調電圧の中の１つを選択して前
記映像信号線に出力する第２のスイッチング手段と、表
示用データに基づいて前記第１のスイッチング手段およ
び前記第２のスイッチング手段を制御する制御回路とを
有することを特徴とする。

【００５２】（３）前記（２）の手段において、前記中
間階調電圧生成手段が、抵抗が直列に接続された分圧回
路であることを特徴とする。

【００５３】（４）前記（２）の手段において、前記中
間階調電圧生成手段が、コンデンサが直列に接続された
分圧回路であることを特徴とする。

【００５４】前記各手段によれば、映像信号線駆動回路
が階調電圧生成手段と、各映像信号線毎に設けられる出
力手段とを備え、階調電圧生成手段で、電源回路から出
力されるｋ個の階調基準電圧を分圧してＭ（Ｍ＜ｎ）階
調の階調電圧を生成する。

【００５５】また、例えば、階調電圧生成手段で生成さ
れたＭ階調の階調電圧の隣接する階調電圧を選択する第
１のスイッチング手段と、当該選択された隣接する階調
電圧をＮ（Ｎ＝ｎ／（Ｍ−１））等分に分圧して（Ｎ−
１）階調の中間階調電圧を生成する中間階調電圧生成手
段と、階調電圧生成手段で生成されたＭ階調の階調電
圧、あるいは、中間階調電圧生成手段により生成された
（Ｎ−１）階調の中間階調電圧の中の１つを選択して、
各映像信号線に出力する第２のスイッチング手段と、各
スイッチング手段を制御する制御回路とを有する出力手
段で、表示用データに基づいて階調電圧生成手段で生成
されたＭ階調の階調電圧の隣接する階調電圧からＮ階調
の階調電圧を生成するとともに、その中の１つを選択し
て各映像信号線に出力するようにしたので、各映像信号
線毎に設けられるスイッチの数、および、電圧バスの階
調電圧ライン数を、表示階調数より大幅に少なくするこ
とが可能となる。

【００５６】これにより、階調電圧選択回路のサイズを
小型化することが可能となり、それに伴い、映像信号線
駆動回路のサイズも小型化することが可能となる。

【００５７】

【発明の実施の形態】以下、本発明をＴＦＴ方式のアク
ティブマトリクス型液晶表示装置に適用した実施形態に
ついて図面を参照して詳細に説明する。

【００５８】なお、実施形態を説明するための全図にお
いて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰
り返しの説明は省略する。

【００５９】本発明のＴＦＴ方式のアクティブマトリク
ス型液晶表示装置は、ドレインドラ１バ１１内の多階調
電圧生成回路および階調電圧生成回路の構成が、前記図
８に示すＴＦＴ方式のアクティブマトリクス型液晶表示
装置と相違するが、それ以外の構成は、前記図８に示す
ＴＦＴ方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置と同
じであるので、その詳細な説明は省略する。

【００６０】〔実施形態１〕図１は、本発明の一発明の
実施の形態（発明の実施の形態１）であるＴＦＴ方式の
アクティブマトリクス型液晶表示装置のドレインドライ
バ１１の６４階調の階調電圧を生成する階調電圧生成回
路１を示す図である。

【００６１】図１に示すように、本発明の実施の形態に
おける階調電圧生成回路１は、前記図１２に示す階調電
圧生成回路と同じく、内部電源回路１３から入力された
９値の階調基準電圧（Ｖ０〜Ｖ８）を、各階調基準電圧
間に８個の抵抗（Ｒ）を有する６４個の直列抵抗（Ｒ）
で構成された分圧用抵抗群６により分圧して６５階調の
階調電圧を生成し、その内のＭ階調（本発明の実施の形
態１では１７）の階調電圧を電圧バス２８を介してドレ
インドレイバ１１内の出力回路２７の階調電圧選択回路
３１に出力する。

【００６２】即ち、本発明の実施の形態１では、従来の
ように階調数と同じ数の階調電圧を電圧バス２８を介し
てドレインドレイバ１１内の出力回路２７の階調電圧選
択回路３１に出力するのではなく、Ｍ階調の階調電圧を
生成し電圧バス２８を介してドレインドレイバ１１内の
出力回路２７の階調電圧選択回路３１に出力する。

【００６３】したがって、本発明の実施の形態１では、
電圧バス２８の階調電圧ライン数を大幅に低減すること
が可能であり、例えば、従来のドレインドライバ１１の
電圧バス２８では６４の階調電圧ライン数が必要であっ
たのに対して、本発明の実施の形態１の電圧バス２８で
は１７の階調電圧ライン数でよく、本発明の実施の形態
１では電圧バス２８の階調電圧ライン数を６４から１７
に低減することが可能となる。

【００６４】なお、本発明の実施の形態１における階調
電圧生成回路１では、従来の階調電圧生成回路２１をそ
のまま使用するために、分圧用抵抗群６を各階調基準電
圧間に８個の抵抗（Ｒ）、即ち、各階調電圧間に４個の
抵抗（Ｒ）を有する６４個の直列抵抗（Ｒ）で構成して
いるが、分圧用抵抗群６を各階調電圧間に１個の直列抵
抗（Ｒ）を有する１６個の直列抵抗（Ｒ）で構成しても
よい。

【００６５】図２は、本発明の一発明の実施の形態（発
明の実施の形態１）であるＴＦＴ方式のアクティブマト
リクス型液晶表示装置のドレインドライバ１１の階調電
圧選択回路３１を示す図である。

【００６６】図２に示すように、本発明の実施の形態１
におけるドレインドライバ１１の階調電圧選択回路３１
は、第１のスイッチング手段２と、第２のスイッチング
手段３と、４個の抵抗（Ｒ１）が直列に接続された分圧
回路により構成される中間階調電圧生成手段４と、第１
のスイッチング手段２および第２のスイッチング手段３
内の対応するスイッチ回路（Ｓ００〜Ｓ６４、Ｓａ〜Ｓ
ｅ）をオンとする制御回路３３とから構成される。

【００６７】第１のスイッチング手段２は、図１に示す
階調電圧生成回路１から電圧バス４を介して出力される
１７階調の階調電圧の中の隣接する階調電圧（例えば、
階調電圧（Ｖ００）と階調電圧（Ｖ０４）、階調電圧
（Ｖ０４）と階調電圧（Ｖ０８）等）を選択する。

【００６８】また、中間階調電圧生成手段４は、前記ス
イッチング手段２で選択された隣接する階調電圧間を４
等分に分圧して３階調の中間階調電圧を生成する。

【００６９】また、第２のスイッチング手段３は、前記
第１のスイッチング手段２により選択された階調電圧、
あるいは、前記中間階調電圧生成手段４により生成され
た３階調の中間階調電圧を選択して、各ドレイン信号線
（Ｄｎ）に出力する。

【００７０】さらに、制御回路３３は、ストレージレジ
スタ２５から出力される表示用データをデコードして第
１のスイッチング手段２および第２のスイッチング手段
３内の対応するスイッチ回路（Ｓ００〜Ｓ６４、Ｓａ〜
Ｓｅ）をオンとする。

【００７１】図３は、本発明の実施の形態１において、
６４階調の階調電圧を得るためにオンとすべき、第１の
スイッチング手段２および第２のスイッチング手段３内
の対応するスイッチ回路（Ｓ００〜Ｓ６４、Ｓａ〜Ｓ
ｅ）を示す図である。

【００７２】このように、本発明の実施の形態１では、
階調電圧生成回路１から電圧バス４を介して出力される
１７階調の階調電圧と、中間階調電圧生成手段４により
生成される４８階調の中間階調電圧とで、６４階調の階
調表示を行う。

【００７３】この場合に、階調電圧生成回路１から電圧
バス４を介して出力される１７階調の階調電圧の１つ
（例えば、Ｖ８）は使用しない。

【００７４】したがって、本発明の実施の形態１におけ
るドレインドライバ１１の階調電圧選択回路３１では、
階調電圧選択回路３１内のスイッチ（（Ｓ００〜Ｓ６
４、Ｓａ〜Ｓｅ）数を大幅に低減することができ、例え
ば、従来のドレインドライバ１１の階調電圧選択回路３
１では、６４個のスイッチが必要であったのに対して、
本発明の実施の形態１の階調電圧選択回路３１では２２
個のスイッチでよく、本発明の実施の形態１では階調電
圧選択回路３１内のスイッチ数を６４から２２に低減す
ることが可能となる。

【００７５】なお、本発明の実施の形態１では、各ドレ
イン信号線（Ｄｎ）にリーク電流が流れると、中間階調
電圧生成手段４、あるいは、階調電圧生成回路１に不必
要な電流が流れ、中間階調電圧生成手段４により生成さ
れる中間階調電圧、あるいは、階調電圧生成回路１から
電圧バス４を介して出力される１７階調の階調電圧のレ
ベルが変動するので、バッファアンプ３２の入力インピ
ーダンスを大きくする必要がある。

【００７６】図４は、図１に示す階調電圧生成回路回路
１に具体的な抵抗値を当てはめて本発明を実施した実施
例を示す図である。

【００７７】なお、図４においては、分圧用抵抗群６を
各階調電圧間に２個の直列抵抗（例えば、Ｒ１、Ｒ２）
を有する３２個の直列抵抗で構成した実施例である。

【００７８】前記図１６に示すように、一般に液晶層に
印加する電圧と透過率との関係は、リニアではなく、透
過率の高いところ及び低いところでは、液晶層に印加す
る電圧に対する透過率の変化は少なく、その中間となる
ところで透過率の変化が大きいので、６４階調をリニア
に表示するために、ドレインドライバ１１の階調電圧生
成回路２１に入力される階調基準電圧値は、図１５
（ｂ）に示すように、等間隔ではなく中間調付近（Ｖ２
〜Ｖ６）で差が小さく、それ以外（Ｖ０〜Ｖ２，Ｖ６〜
Ｖ８）で大きくなっている。

【００７９】そのため、図４に示す実施例では、図３に
示す分圧用抵抗群６の各抵抗（Ｒ１〜Ｒ３２）に流れる
電流が略等しくなるように、中間調付近の階調電圧（Ｖ
１６〜Ｖ４８）の各階調電圧間の抵抗値を小さくし、そ
れ以外の階調電圧（Ｖ００〜Ｖ１６、Ｖ４８〜Ｖ６４）
の各階調電圧間の抵抗値を大きくしている。

【００８０】即ち、中間調付近の階調電圧（Ｖ１６〜Ｖ
４８）の各階調電圧間の抵抗値を８０オーム（４０＋４
０）、階調電圧（Ｖ０８〜Ｖ１６、Ｖ４８〜Ｖ５６）の
各階調電圧間の抵抗値を９６オーム（４８＋４８）、階
調電圧（Ｖ０４〜Ｖ０８、Ｖ５６〜Ｖ６０）の各階調電
圧間の抵抗値を１６０オーム（８０＋８０）、階調電圧
（Ｖ００〜Ｖ０４、Ｖ６０〜Ｖ６４）の各階調電圧間の
抵抗値を２８０オーム（１４０＋１４０）としている。

【００８１】また、中間階調電圧生成手段４は、階調電
圧生成回路１に並列に接続されるため、中間階調電圧生
成手段４に流れる電流により、各階調電圧の電圧レベル
が変動しないように、中間階調電圧生成手段４を構成す
る４個の直列抵抗（Ｒ）は、１メグオームと大きくして
いる。

【００８２】なお、前記図９に示すように、実際の画素
（Ｐｉｘ）では、ゲート（Ｇ）と画素電極（ＩＴＯ）と
の間には寄生容量（Ｃｇｓ）があり、図１０に示す駆動
方法でゲート（Ｇ）に印加される駆動電圧がＧａｔｅ
ＯｎからＧａｔｅ Ｏｆｆに変化すると、その変化に伴
うパルスが寄生容量（Ｃｇｓ）を介して画素電極（ＩＴ
Ｏ）に印加されるために、液晶層（ＣLC）に印加される
電圧がシフトする。

【００８３】したがって、内部電源回路１３の階調基準
電圧（Ｖ０〜Ｖ８）を設定する場合には予め液晶層（Ｃ
LC）加わる電圧シフト分を考慮する必要がある。

【００８４】この場合に、液晶層に印加する電圧が負極
性の場合には、電圧シフト分を階調基準電圧に加え、液
晶層に印加する電圧が正極性の場合には、電圧シフト分
を階調基準電圧から引く必要があるため、図１４に示す
内部電源回路１３内の階調基準電圧生成回路１４は負極
性と正極性との２種類必要となる。

【００８５】同様に、ドレインドライバ１１内の階調電
圧生成回路１も、負極性と正極性との２種類の分圧用抵
抗群６を有し、極性信号に応じて切り換えて使用する。

【００８６】〔実施形態２〕図５は、本発明の他の発明
の実施の形態（発明の実施の形態２）であるＴＦＴ方式
のアクティブマトリクス型液晶表示装置のドレインドラ
イバ１１の６４階調の階調電圧生成回路１および階調電
圧選択回路３１を示す図である。

【００８７】本発明の実施の形態２の液晶表示装置は、
ドレインドライバ１１の階調電圧選択回路３１内の中間
階調電圧生成手段４が４個のコンデンサが直列に接続さ
れた分圧回路により構成されている以外は、前記発明の
実施の形態１と同じである。

【００８８】なお、図５では、６４階調の階調電圧生成
回路１および階調電圧選択回路３１を同じ図面で表し、
また、図２に示す制御回路３３とバッファアンプ３２は
省略している。

【００８９】本発明の実施の形態２でも、電圧バス２８
の階調電圧ライン数を６４から１７に低減することが可
能となり、また、階調電圧選択回路３１内のスイッチ数
を６４から１４に低減することが可能となる。

【００９０】なお、本発明の実施の形態３でも、各ドレ
イン信号線（Ｄｎ）にリーク電流が流れると、中間階調
電圧生成手段４、あるいは、階調電圧生成回路１に不必
要な電流が流れ、中間階調電圧生成手段４により生成さ
れる中間階調電圧、あるいは、階調電圧生成回路１から
電圧バス４を介して出力される３３階調の階調電圧のレ
ベルが変動するので、バッファアンプ３２の入力インピ
ーダンスを大きくする必要がある。

【００９１】〔実施形態３〕図６は、本発明の他の発明
の実施の形態（発明の実施の形態３）であるＴＦＴ方式
のアクティブマトリクス型液晶表示装置のドレインドラ
イバ１１の６４階調の階調電圧生成回路１および階調電
圧選択回路３１を示す図である。

【００９２】本発明の実施の形態３の液晶表示装置は、
ドレインドライバ１１の階調電圧生成回路１が、３３
（Ｍ＝３３）階調の階調電圧を生成し電圧バス２８を介
してドレインドレイバ１１内の階調電圧選択回路３１に
出力し、ドレインドライバ１１の階調電圧選択回路３１
内の中間階調電圧生成手段４が２個の抵抗が直列に接続
された分圧回路により構成されている以外は、前記発明
の実施の形態１と同じである。

【００９３】なお、図６では、６４階調の階調電圧生成
回路１および階調電圧選択回路３１を同じ図面で表し、
また、図２に示す制御回路３３とバッファアンプ３２は
省略している。

【００９４】図６に示すように、本発明の実施の形態３
における階調電圧生成回路１は、内部電源回路１３から
入力された９値の階調基準電圧（Ｖ０〜Ｖ８）を、各階
調基準電圧間に８個の直列抵抗（Ｒ）を有する６４個の
直列抵抗（Ｒ）で構成された分圧用抵抗群６により分圧
して６５階調の階調電圧を生成し、その内のＭ階調（本
発明の実施の形態３では３３）の階調電圧を電圧バス２
８を介してドレインドレイバ１１内の出力回路２７の階
調電圧選択回路３１に出力する。

【００９５】したがって、本発明の実施の形態３では、
電圧バス２８の階調電圧ライン数を６４から３３に低減
することが可能となる。

【００９６】本発明の実施の形態３における階調電圧選
択回路３１においては、第１のスイッチング手段２で、
階調電圧生成回路１から電圧バス４を介して出力される
３３階調の階調電圧の中の隣接する階調電圧（例えば、
階調電圧（Ｖ００）と階調電圧（Ｖ０２）、階調電圧
（Ｖ０２）と階調電圧（Ｖ０４）等）を選択する。

【００９７】また、中間階調電圧生成手段４で、前記ス
イッチング手段２で選択された隣接する階調電圧間を２
等分に分圧して、前記選択された隣接する階調電圧間の
中間階調電圧を生成し、さらに、第２のスイッチング手
段３で、前記第１のスイッチング手段２により選択され
た階調電圧、あるいは、前記中間階調電圧生成手段４に
より生成された中間階調電圧を選択して、各ドレイン信
号線（Ｄｎ）に出力する。

【００９８】即ち、本発明の実施の形態３では、階調電
圧生成回路１から電圧バス４を介して出力される３３階
調の階調電圧と、中間階調電圧生成手段４により生成さ
れる３２階調の中間階調電圧とで、６４階調の階調表示
を行う。

【００９９】この場合に、階調電圧生成回路１から電圧
バス４を介して出力される３３階調の階調電圧の１つ
（例えば、Ｖ８）は使用しない。

【０１００】したがって、本発明の実施の形態３では、
ドレインドライバ１１の階調電圧選択回路３１内のスイ
ッチ数を６４から３６に低減することが可能となる。

【０１０１】なお、本発明の実施の形態３でも、各ドレ
イン信号線（Ｄｎ）にリーク電流が流れると、中間階調
電圧生成手段４、あるいは、階調電圧生成回路１に不必
要な電流が流れ、中間階調電圧生成手段４により生成さ
れる中間階調電圧、あるいは、階調電圧生成回路１から
電圧バス４を介して出力される３３階調の階調電圧のレ
ベルが変動するので、バッファアンプ３２の入力インピ
ーダンスを大きくする必要がある。

【０１０２】〔実施形態４〕図７は、本発明の他の発明
の実施の形態（発明の実施の形態４）であるＴＦＴ方式
のアクティブマトリクス型液晶表示装置のドレインドラ
イバ１１の６４階調の階調電圧生成回路１および階調電
圧選択回路３１を示す図である。

【０１０３】本発明の実施の形態４の液晶表示装置は、
ドレインドライバ１１の階調電圧選択回路３１内の中間
階調電圧生成手段４が２個のコンデンサが直列に接続さ
れた分圧回路により構成されている以外は、前記発明の
実施の形態３と同じである。

【０１０４】なお、図７では、６４階調の階調電圧生成
回路１および階調電圧選択回路３１を同じ図面で表し、
また、図２に示す制御回路３３とバッファアンプ３２は
省略している。

【０１０５】本発明の実施の形態４でも、電圧バス２８
の階調電圧ライン数を６４から３３に低減することが可
能となり、また、階調電圧選択回路３１内のスイッチ数
を６４から３６に低減することが可能となる。

【０１０６】なお、本発明の実施の形態４でも、各ドレ
イン信号線（Ｄｎ）にリーク電流が流れると、中間階調
電圧生成手段４、あるいは、階調電圧生成回路１に不必
要な電流が流れ、中間階調電圧生成手段４により生成さ
れる中間階調電圧、あるいは、階調電圧生成回路１から
電圧バス４を介して出力される３３階調の階調電圧のレ
ベルが変動するので、バッファアンプ３２の入力インピ
ーダンスを大きくする必要がある。

【０１０７】なお、前記各実施形態では、本発明を、Ｔ
ＦＴ方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用
した場合について説明したが、これに限定されず、本発
明は、ＴＦＴ方式のアクティブマトリクス型液晶表示モ
ジュール等のすべてのアクティブマトリクス型液晶表示
装置に適用できることはいうまでもない。

【０１０８】また、本発明は、基板と水平な方向の電界
が液晶に印加（横電界方式）されるＴＦＴ方式のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置にも適用可能であること
はいうまでもない。

【０１０９】以上、本発明を実施形態に基づき具体的に
説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得る
ことは言うまでもない。

【０１１０】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。

【０１１１】（１）本発明によれば、液晶表示装置にお
いて、電源回路から出力されるｋ個の階調基準電圧を分
圧してＭ階調の階調電圧を生成し、各映像信号線毎に、
表示用データに基づいて階調電圧生成手段で生成された
Ｍ階調の階調電圧の隣接する階調電圧からＮ階調の階調
電圧を生成するとともに、その中の１つを選択して各映
像信号線に出力するようにしたので、各映像信号線毎に
設けられるスイッチの数、および、電圧バスの階調電圧
ライン数を、表示階調数より大幅に少なくすることが可
能となる。

【０１１２】（２）本発明によれば、液晶表示装置にお
いて、階調電圧選択回路のサイズを小型化することが可
能となり、それに伴い、映像信号線駆動回路のサイズも
小型化することが可能となり、これにより、液晶表示パ
ネルを狭額縁化し、より多階調の階調表示が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一発明の実施の形態（発明の実施の形
態１）であるＴＦＴ方式のアクティブマトリクス型液晶
表示装置のドレインドライバ１１の６４階調の階調電圧
を生成する階調電圧生成回路１を示す図である。

【図２】本発明の一発明の実施の形態（発明の実施の形
態１）であるＴＦＴ方式のアクティブマトリクス型液晶
表示装置のドレインドライバ１１の階調電圧選択回路３
１を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態１において、６４階調の階
調電圧を得るためにオンとすべき、第１のスイッチング
手段２および第２のスイッチング手段３内の対応するス
イッチ回路（Ｓ００〜Ｓ６４、Ｓａ〜Ｓｅ）を示す図で
ある。

【図４】図１に示す階調電圧生成回路回路１に具体的な
抵抗値を当てはめて本発明を実施した実施例を示す図で
ある。

【図５】本発明の他の発明の実施の形態（発明の実施の
形態２）であるＴＦＴ方式のアクティブマトリクス型液
晶表示装置のドレインドライバ１１の６４階調の階調電
圧生成回路１および階調電圧選択回路３１を示す図であ
る。

【図６】本発明の他の発明の実施の形態（発明の実施の
形態３）であるＴＦＴ方式のアクティブマトリクス型液
晶表示装置のドレインドライバ１１の６４階調の階調電
圧生成回路１および階調電圧選択回路３１を示す図であ
る。

【図７】本発明の他の発明の実施の形態（発明の実施の
形態４）であるＴＦＴ方式のアクティブマトリクス型液
晶表示装置のドレインドライバ１１の６４階調の階調電
圧生成回路１および階調電圧選択回路３１を示す図であ
る。

【図８】多色表示が可能な従来のＴＦＴ方式のアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置の概略構成を示すブロック
図である。

【図９】図８に示す液晶表示パネル（ＴＦＴ−ＬＣＤ）
の１画素（Ｐｉｘ）の等価回路を示す図である。

【図１０】図９に示す画素（Ｐｉｘ）に印加される電圧
を示すタイミングチャートである。

【図１１】図８に示すドレインドライバ１１の概略構成
を示すブロック図である。

【図１２】図１１に示す出力回路２７の概略構成を示す
ブロック図である。

【図１３】図１２に示す１ドレイン信号線（Ｄｎ）毎に
設けられる階調電圧選択回路３１の一例を示す図であ
る。

【図１４】図１１に示す内部電源回路１３内の階調基準
電圧生成回路１４の一例を示す図である。

【図１５】図１１に示すドレインドライバ１１の階調電
圧生成回路２１の一例を示す図である。

【図１６】図１４に示す階調基準電圧と、液晶層（ＣL
C）の透過率との関係を示す図である。

【符号の説明】

ＩＴＯ…画素電極、ＣＯＭ…対向電極（コモン電極）、
ＣLC…液晶層、Ｄｎ…ドレイン線（あるいは映像信号
線）、Ｇｎ…ゲート線（あるいは走査信号線）、ＴＦＴ
…薄膜トランジスタ、Ｃａｄｄ…保持容量、Ｃｎ…容量
線、ＴＦＴ−ＬＣＤ…ＴＦＴ液晶表示パネル、Ｓ００〜
Ｓ６４，Ｓａ〜ｓｅ…スイッチ回路、Ｖ０〜Ｖ８…階調
基準電圧、１，２１…階調電圧生成回路、２…第１のス
イッチング手段、３…第２のスイッチング手段、４…中
間階調電圧生成手段、６…分圧用抵抗群、１０…表示制
御装置、１１…ドレインドライバ、１２…ゲートドライ
バ、１３…内部電源回路、１４…階調基準電圧生成回
路、２２，３３…制御回路、２３…シフトレジスタ、２
４…入力レジスタ、２５…ストレージレジスタ、２６…
レベルシフタ、２７…出力回路、２８…電圧バス、３１
…階調電圧選択回路、３２…ブッハァアンプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾手 幸秀 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の映像信号線と、前記複数の映像信
   号線に直行する複数の走査信号線と、前記複数の映像信
   号線と前記複数の走査信号線との交差領域内にマトリク
   ス状に配置される複数の画素とを備え、前記各映像信号
   線により前記列方向の画素に階調電圧を印加し、前記各
   走査信号線により前記行方向の画素に走査信号電圧を印
   加する液晶パネルと、ｋ個の階調基準電圧を出力する電
   源回路と、前記各映像信号線に階調電圧を出力する映像
   信号線駆動回路と、前記各走査信号線に走査信号電圧を
   出力する走査信号線駆動回路とを具備する液晶表示装置
   において、前記映像信号線駆動回路が、前記電源回路か
   ら出力されるｋ個の階調基準電圧を分圧してＭ階調の階
   調電圧を生成する階調電圧生成手段と、前記各映像信号
   線毎に設けられ、表示用データに基づいて前記階調電圧
   生成手段で生成されたＭ階調の階調電圧の隣接する階調
   電圧からＮ階調の階調電圧を生成するとともに、その中
   の１つを選択して前記各映像信号線に出力する出力手段
   とを有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記出力手段が、前記階調電圧生成手段
   で生成されたＭ階調の階調電圧の隣接する階調電圧を選
   択する第１のスイッチング手段と、前記第１のスイッチ
   ング手段により選択された隣接する階調電圧をＮ等分に
   分圧して（Ｎー１）階調の中間階調電圧を生成する中間
   階調電圧生成手段と、前記階調電圧生成手段で生成され
   たＭ階調の階調電圧、あるいは、前記中間階調電圧生成
   手段により生成された（Ｎー１）階調の中間階調電圧の
   中の１つを選択して前記映像信号線に出力する第２のス
   イッチング手段と、表示用データに基づいて前記第１の
   スイッチング手段および前記第２のスイッチング手段を
   制御する制御回路とを有することを特徴とする請求項１
   に記載された液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記中間階調電圧生成手段が、抵抗が直
   列に接続された分圧回路であることを特徴とする請求項
   ２に記載された液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記中間階調電圧生成手段が、コンデン
   サが直列に接続された分圧回路であることを特徴とする
   請求項２に記載された液晶表示装置。