JPH11119741A - 液晶表示装置およびそれに用いられるデータドライバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対向電極交流化駆動方式における横スミア等
の表示むらを低減し、良好な画質の表示を行う液晶表示
装置を提供する。 【解決手段】 液晶表示装置のデータドライバに対し、
各行の階調電圧の印加開始前に、略半数のドレイン線３
３０に階調電圧の最大値よりも高い電圧を印加し、他の
ドレイン線３３０には階調電圧の最小値よりも低い電圧
を印加するプリチャージ回路３２９を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対向電極交流駆動
方式により、大画面、高精細なＴＦＴ液晶パネルに表示
を行うことに好適な液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクティブマトリックス型の液晶表示装
置としては、各液晶セルの液晶セルに配置したＴＦＴ
（Thin firm trangistor）により、液晶セルの容量に対
する液晶駆動電圧の印加を制御するものが知られてい
る。また、ＴＦＴを用いた液晶表示装置には、特開平２
−７７７２２号公報に示されるように、液晶パネルの対
向電極に交流電圧を印加し、ドレイン電極には上記交流
電圧と逆相の関係となる液晶駆動電圧を印加する駆動方
式（対向電極交流駆動方式）の液晶表示装置がある。

【０００３】以下、図２２〜図２４を用いて、対向電極
交流駆動方式を採用した従来の液晶表示装置について説
明する。

【０００４】図２２は、この液晶表示装置のブロック図
である。図２２において、２２２６はＴＦＴを用いた液
晶パネル、２２２４は表示を行う行を選択するゲートド
ライバ、２２１５は奇数列目の表示を行うための上デー
タドライバ、２２１６は遇数列目の表示を行うための下
データドライバ、２２０５はＣＲＴ用の表示データおよ
び同期信号の変換を行う並び替え回路、２２０６はデー
タ交流信号生成回路、２２０９は表示データを交流化動
作に対応したものに変換する交流化回路、２２１９は液
晶駆動電圧Viの生成を行う電源回路、２２３０は電源で
ある。

【０００５】液晶パネル２２２６の各液晶セルは、スイ
ッチの役割をするＴＦＴ２２２７と、液晶２２２８と、
液晶に印加される電圧の変動を低減する負荷容量２２２
９とを有する。また、各液晶セルは、入力端子として、
ゲート線２２２５に行毎に接続されたゲート電極と、ド
レイン線２２１７に列毎に接続されたドレイン電極と、
対向電極線２２２１に共通に接続される対向電極とを有
する。

【０００６】ゲートドライバ２２２４は、１フレーム期
間周期のFLMクロック２２１４に応じて、一番上のゲー
ト線２２２５にゲートオン電圧Vgon２２３１を印加し、
他のゲート線２２２５にはゲートオフ電圧Vgoff２２２
０を印加する。そして、１ライン表示期間周期のライン
クロック２２１３に同期して、ゲートオン電圧Vgon２２
３１を印加するゲート線２２２５を上から下に順次シフ
トしていく。

【０００７】各データドライバ２２１５、２２１６は、
シフトクロック２２１１に従い、対応する液晶表示デー
タ２２１０を取り込み、ラインクロック２２１２に同期
して、選択状態にある行の表示データに対応する液晶印
加電圧Vdをドレイン線２２１９に印加する。この液晶印
加電圧Vdは、電源回路２２１９から供給される複数レベ
ルの電圧群（V0、V1、…）２２２２、２２２３からそれ
ぞれ選択される。

【０００８】電源回路２２１９は、１ライン表示期間周
期のデータ交流信号２２０７に従い、液晶パネルの対向
電極線２２２１に、２レベル（Vcom1，Vcom2）を交互に
繰返す交流電圧Vcomを印加する（図２３参照）。

【０００９】これに対応して、交流化回路２２０９は、
データドライバ２２１５および２２１６が選択し印加す
る液晶駆動電圧Vdと、対向電極線２２２１に印加される
交流電圧Vcomとの差電圧が、液晶表示データ２２０８に
対応したものとなるように、データ交流信号２２０７に
従い液晶表示データの値を変換する。これにより、液晶
駆動電圧Vdは、図２３に示すように、交流電圧Vcomが低
レベル（Vcom2）の場合、高輝度となるほどレベルが高
くなり、逆に、交流電圧Vcomが高レベル（Vcom1）の場
合には、高輝度となるほどレベルが低くなるように変化
する。

【００１０】液晶パネルの各液晶セルでは、ゲート電極
にゲートオン電圧Vgonを印加される１ライン表示期間
に、対向電極に交流電圧Vcom、ドレイン電極に液晶駆動
電圧Vdをそれぞれ印加され、その差電圧に応じた表示を
行う。

【００１１】ところで、上記のデータドライバとして
は、プリチャージ機能を有するデータドライバを用いる
ことができる。このデータドライバは、その内部に出力
バッファを有し、低実現コスト、低消費電力を実現し、
かつ、表示データに対応する差電圧を短時間に液晶セル
に書き込むことを可能とする。

【００１２】出力バッファとしては、電流の吸収能力が
優れているが供給能力は劣っている演算増幅回路（電流
享受型演算増幅回路）、または、電流の供給能力が優れ
ているが電流の享受能力は劣っている演算増幅回路（電
流供給型演算増幅回路）のいずれか一方が用いられてい
る。

【００１３】例えば電流享受型演算増幅回路を出力バッ
ファとして用いるデータドライバでは、各走査期間にお
ける液晶駆動電圧の出力開始時に、液晶駆動電圧の全て
の出力端子の電圧を一旦、液晶駆動電圧の変化範囲より
も高い所定の電圧レベルとするプリチャージ動作を行
う。

【００１４】プリチャージの期間には、データドライバ
の全出力端子に、液晶駆動電圧よりも高電位の電圧が一
斉に印加されるため、液晶セルの容量では、大きな電位
差が生じる。これにより、図２４の（ａ）に矢印で示す
ように、対向電極線を介して１行の全ての対向電極に一
斉に電流が流れ込む。逆に、プリチャージ後に液晶駆動
電圧を印加する期間には、データドライバの全出力端子
の電位が一斉に低下するため、図２４の（ｂ）に示すよ
うに、１行の全ての対応電極から対向電極線に電流が流
れ出す。

【００１５】なお、プリチャージ動作を行うのデータド
ライバとしては、例えば、９３年１１月発行の日本テキ
サス・インスツルメント株式会社発行のLCDドライバデ
ータブック２−５１ページ〜２−６２ページに記載され
ている１９２チャンネルカラーＴＦＴ液晶ソースドライ
バTMS57468等がある。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、プリチ
ャージ動作を行うデータドライバを有する従来の液晶表
示装置では、プリチャージの期間と、これに続く液晶駆
動電圧の期間において、それぞれ対向電極線２２２１で
大きな電流が流れる。この電流は、対向電極に印加され
る対向電圧Vcomの電位をずらし、各液晶セルで保持され
る差電圧を、表示データに対応した本来の差電圧と異な
るものにしてしまう。

【００１７】このため、例えば、図２４に示すように、
高い差電圧によりなされる白表示を画面中央の表示領域
に行い、その他の領域に、より低い差電圧による中間色
の背景表示を行うような場合には、表示領域の横方向に
位置する背景領域と、その他の背景領域との間で輝度差
が生じることで、横スミアと呼ばれる表示むらが発生す
る。この問題は、液晶パネルが大画面、高精細なものと
なるほど深刻となる。

【００１８】そこで、本発明は、対向電極交流化駆動方
式における横スミア等の表示むらを低減し、良好な画質
の表示を行う液晶表示装置を提供することを目的とす
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ゲート電極とドレイン電極と対向電極と
を有する複数の液晶セルをマトリックス状に配置され、
前記ゲート電極を液晶セルの行毎に接続する複数のゲー
ト線と、前記ドレイン電極を液晶セルの列毎に接続する
複数のドレイン線と、前記対向電極を共通に接続する対
向電極線とを有する液晶パネルと、前記対向電極線に、
交流電圧を印加する対向電極駆動回路と、前記液晶パネ
ルのゲート線に順次に選択電圧を印加するゲートドライ
バと、表示データを基に、複数レベルの階調電圧を選択
的に前記ドレイン線に印加するデータドライバとを備
え、前記データドライバは、各行の階調電圧の印加開始
前に、一部の前記ドレイン線に、前記階調電圧の最大値
よりも高い電圧を印加し、他のドレイン線には、前記階
調電圧の最小値よりも低い電圧を印加するプリチャージ
手段と、前記プリチャージ手段により階調電圧の最小値
よりも低い電圧が印加されるドレイン線に電流を供給
し、他のドレイン線から電流を吸収する機能を有するバ
ッファ手段とを有することを特徴とする液晶表示装置を
提供する。

【００２０】このような液晶表示装置では、選択電圧が
印加された行で、液晶セルの対向電極に流れ込む電流
と、対向電極から流れ出す電流とが、各液晶セル間で打
ち消し合うようになり、対向電極線で流れる電流の量が
従来例に対し低減される。これにより、対向電極に印加
される交流電圧が常に適正なレベルとなり、液晶セルに
も表示データに対応する適正な差電圧が印加されるよう
になるため、横スミアの表示むらは従来例に対し低減さ
れる。

【００２１】さらに、本発明は、前記プリチャージ手段
によって前記階調電圧の最大値よりも高い電圧が印加さ
れるドレイン線と、前記階調電圧の最小値よりも低い電
圧が印加されるドレイン線とを切り替える選択手段を、
データドライバに設けることで、縦スミアの表示むらも
低減する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
液晶表示装置について説明する。この液晶表示装置は、
プリチャージ機能を有するデータドライバを有し、対向
電極交流駆動方式によりＴＦＴ液晶パネルに階調（カラ
ー）表示を行うものである。プリチャージにおいて相反
する２レベルの電圧を印加するようにすることで、画質
の改善を図っている。なお、他の構成については、デー
タドライバの配置等の実現上の相違はあるものの、基本
的な機能は図２２の従来例と共通する。

【００２３】まず、第一の実施形態に係る液晶表示装置
について、図１〜図９を用いて説明する。

【００２４】図１は、液晶表示装置の基本構成を示す図
である。図１において、１０１はデータドライバ群、１
０４は本液晶表示装置の電源、１０６は液晶駆動用の電
源回路、１１３はゲートドライバ、１１６はＴＦＴ液晶
パネル、p(k,q)は液晶パネルを構成する液晶セルであ
る。

【００２５】ＴＦＴ液晶パネル１１６は、マトリクス状
に配置された複数の液晶セルｐからなる。図２に、液晶
セルｐの構成を示す。図中、２０１はＴＦＴ、２０２は
ドレイン電極、２０３はゲート電極、２０４はソース電
極、２０５はソース電極２０４と対向電極１１１との間
に液晶層を挟持した液晶部である。図１に示すように、
ゲート電極２０３は行毎にゲート線１１５に接続され、
ドレイン電極２０２は列毎にドレイン線１１２に接続さ
れている。さらに、対向電極１１１は、対向電極線１１
１に共通に接続されている。液晶部２０５は、ソース電
極２０４と対向電極１１７の電位差に応じて液晶分子の
旋光性を変化させる。これにより、液晶パネル１１６後
方からの光の透過量が調整され、階調表示（カラー表
示）が行われる。本例では、液晶パネル１１６は、３８
４０列×１０２４行に配列された液晶セルp(1,1)〜p(10
24,3840)で構成されている。なお、各列は、隣り合う３
つが、それぞれＲ，Ｇ，Ｂに対応している。

【００２６】ゲートドライバ１１３は、外部から、１ラ
イン表示期間周期のライン信号と、１フレーム表示期間
周期のFLM信号とからなるゲートドライバ制御信号１１
４を取込み、電源回路１０６から、液晶パネルのＴＦＴ
をオンするための選択電圧Vgon１０９と、ＴＦＴをオフ
するための非選択電圧Vgoff１１０の供給を受ける。ゲ
ートドライバ１１３は、FLM信号に応じて先頭のゲート
線に選択電圧Vgon１０９を印加し、他のゲート線には非
選択電圧Vgoff１１０を印加する。そして、ライン信号
に同期して選択電圧Vgon１０９を印加するデータ線を順
次シフトしていく。本例では、ゲート線に電圧を印加す
る出力端子は１０２４個とし、図中では並び順に符号Ｙ
１〜Ｙ１０２４を付している。

【００２７】データドライバ群１０１は、外部から、シ
フト信号およびデータドライバ用ライン信号とからなる
データドライバ制御信号１０２と、表示データ１０３と
を取り込み、電源回路１０６から複数レベルの液晶駆動
電圧１０８の供給を受ける。そして、データドライバ制
御信号１０２に同期して、表示データ１０３を行単位で
保持し、各行の表示データに対応する液晶駆動電圧を選
択して出力する。本例では、データドライバ群１０１
は、直列に配置される１０個のデータドライバからな
り、データドライバ１個当たり３８４個の出力端子を有
する。図中では、各出力端子の並び順に、符号Ｘ１〜Ｘ
３８４０を付している。なお、表示データは、１液晶セ
ル当り６ビットで、６４レベルの階調を指定する。

【００２８】電源回路１０６は、外部から、交流駆動制
御用の反転信号１０７を取り込み、電源１０４からの供
給電圧１０５を用いて、液晶駆動電圧１０８、選択電圧
１０９および非選択電圧１１０、および、対向電極電圧
Vst１１１を生成する。本例では、液晶駆動電圧１０８
は、異なる９レベルのV8〜V0電圧からなる。そして、電
源回路１０６は、反転信号１０７に従い、液晶駆動電圧
１０８としてV8〜V0電圧、非選択電圧線１１０としてVg
off1、対向電極電圧１１１としてVsth、をそれぞれ出力
する。反転信号１０７の論理レベルが反転すると、液晶
駆動電圧１０８として並びを逆にしたV0〜V8電圧、非選
択電圧１１０としてVgoff2、対向電極電圧１１１として
Vstl、をそれぞれ出力する。なお、ここで、液晶駆動電
圧にはV8＞V7＞…＞V0、非選択電圧にはVgoff1＞Vgoff
2、対向電極電圧にはVsth＞Vstl、の関係がある。

【００２９】図３は、第一の実施形態のデータドライバ
１０１の構成を示すブロック図である。

【００３０】図中、３０４はタイミング制御回路、３１
０はラッチアドレスセレクタ、３１３および３１４はそ
れぞれラッチ回路、３１７はレベルシフタ、３２３は液
晶印加電圧選択回路、３２１は液晶駆動電圧生成回路、
３２５は出力バッファ、３２９はプリチャージ回路であ
る。このデータドライバ１０１では、出力バッファ３２
５およびプリチャージ回路３２９によって、画質の改善
を図っている。

【００３１】タイミング制御回路３０４は、シフト信号
３０１、データドライバ用ライン信号３０２、および、
入力イネーブル信号３０３からなるデータドライバ制御
信号３０３を外部から取り込み、この信号群を基に、内
部回路のタイミング制御用の、シフト信号３０５、クリ
ア信号３０６、出力信号３０７、および、プリチャージ
信号３０９を生成する。

【００３２】ラッチアドレスセレクタ３１０は、表示デ
ータの取り込みを指示するラッチ信号群３１１を生成す
る。クリア信号３０６に応じて先頭のラッチ信号を有効
とし、以降、有効とするラッチ信号をシフト信号３０５
に従いシフトさせていく。シフトが終了すると出力イネ
ーブル信号３１２を次段のデータドライバに出力する。
この出力イネーブル信号３１２により、次段のデータド
ライバのラッチアドレスセレクタ３１０でも、同じシフ
ト動作が開始される。

【００３３】ラッチ回路（１）３１３は、１液晶セル当
り６ビットで３液晶セル分同時に入力されてくる表示デ
ータ１０３を、ラッチ信号３１１に従い順次取り込み、
保持および出力する。この動作が全てのデータドライバ
で順次に実施され、ラッチ回路（１）３１３群で１ライ
ン表示分の表示データ３１４が保持される。この後、各
データドライバでは出力信号３０７が有効となり、この
タイミングでラッチ回路（２）３１５群は、ラッチ回路
（１）３１３群が出力する表示データ３１４を一斉に取
り込み、保持および出力する。

【００３４】レベルシフタ３１７は、電源電圧がVCC
（例えば３．３Ｖ）の回路からVEE（例えば６．５Ｖ）
の回路への信号の転送を適正に行うため、入力信号（表
示データ３１６およびプリチャージ信号３０９）の電圧
レベルを昇圧させる。

【００３５】液晶駆動電圧生成回路３２１は、昇圧され
たV8〜V0電圧からなる９レベルの液晶駆動電圧１０８を
分割して、V8〜V0電圧の範囲となる６４レベルの液晶駆
動電圧３２２を生成する。この液晶駆動電圧３２２は、
図４に示すように、ＧＮＤ電位より高く、ＶＥＥ電位よ
り低い電位となる。

【００３６】液晶駆動電圧選択回路３２３は、レベルシ
フタ３１７で昇圧した１液晶セル当り６ビットの表示デ
ータ３１８の値に従い、６４レベルの液晶駆動電圧３２
２から１レベルの電圧値を選択し、液晶駆動電圧３２４
として出力する。この液晶駆動電圧３２４は、液晶パネ
ルの各液晶セルを短時間で充電できるようにするため、
出力バッファ３２５で電流増幅（または吸収）をなされ
る。

【００３７】プリチャージ回路３２９は、プリチャージ
信号３２０と、その反転信号３２８とを基に、電流増幅
をなされた液晶駆動電圧３５６と、所定レベルのプリチ
ャージ電圧（図示略）とを選択的に出力するプリチャー
ジ動作を行う。

【００３８】図５に、データドライバ内で隣接する２組
分の出力バッファ３２５およびプリチャージ回路３２９
を示す。図中、５０１および５０２は電圧ホロアの形式
をとる演算増幅回路、５０３および５０４はプリチャー
ジ回路である。

【００３９】ここで、奇数列目のドレイン線に対応する
演算増幅回路５０１は、出力側（プリチャージ回路５０
３側）から流れ込む電流を吸収する能力を有する演算増
幅回路（電流享受型演算増幅回路）である。一方、偶数
列目に対応する演算増幅回路５０２は、出力側（プリチ
ャージ回路５０４側）に十分に電流を供給する機能を有
する演算増幅回路（電流供給型演算増幅回路）である。

【００４０】奇数列目に対応するプリチャージ回路５０
３は、プリチャージ信号PREN３２０とその反転信号PREP
３２８を基に、プリチャージ期間には出力側に基準電圧
VEEを接続し、駆動電圧印加期間には出力側に演算増幅
回路５０１の出力を接続する。偶数列目に対応するプリ
チャージ回路５０３は、PREN３２０とPREP３２８を基
に、プリチャージ期間には出力側に電源電圧GNDを接続
し、駆動電圧印加期間には出力側に演算増幅回路５０２
の出力を接続する。

【００４１】図６に、出力バッファ３２５とプリチャー
ジ回路３２９をトランジスタで構成した一例を示す。図
中、６０１は電流享受型演算増幅回路５０１に相当する
回路、６０２はプリチャージ回路５０３に相当する回
路、６０３は電流供給型演算増幅回路５０２に相当する
回路、６０４はプリチャージ回路５０４に相当する回路
である。ここで、増幅回路６０１および６０２は、それ
ぞれ、図示しない外部回路から供給されるバイアス電圧
Vbaias1およびVbaias2により、定常電流を制御される。

【００４２】図7に、データドライバおよびゲートドラ
イバの動作タイミングを示す。図中、Ｖｄはデータドラ
イバ１０１がドレイン線１１２に印加する電圧、Ｖｇは
ゲートドライバ１１３がゲート線１１５に印加する電
圧、Ｖｓｔは電源回路１０６が対向電極線１１１に印加
する電圧である。

【００４３】以上のように、データドライバ群１０１の
プリチャージ回路は、奇数列目に対応する構成がプリチ
ャージ電圧をVEE電圧とし、遇数列目に対応する構成が
プリチャージ電圧をGND電圧とするように構成されてい
る。このため、各ドレイン線１１２に印加される電圧
は、プリチャージ期間においては、図７に示すように、
奇数列がVEE電圧、遇数列がGND電圧となる。そして、プ
リチャージ期間に続く液晶駆動電圧印加期間には、対向
電極電圧Vcomとの差電圧を表示データに対応したものと
する電位に減少または増加される。この時に液晶セルの
各電極に印加される電圧の変化を、図８に示す。

【００４４】このように変化する印加電圧により、プリ
チャージ期間には、図９（ａ）に矢印で示すように、奇
数列目の液晶セルの対向電極に電流が流れ込み、偶数列
目の液晶セルの対向電極から電流が流れ出すようにな
る。このため、奇数列および偶数列の液晶セル間で電流
が打ち消され、対向電極線での電流は小さく抑えられ
る。一方、液晶駆動電圧印加期間には、図９（ｂ）に示
すように、対向電極における電流の流れがプリチャージ
期間と逆になるため、同様に、奇数列および偶数列の液
晶セル間で電流が打ち消され、対向電極線での電流は小
さく抑えられる。

【００４５】対向電極線での電流が小さく抑えられるこ
とで、対向電極に印加される交流電圧Vcomの電位も正常
な値となり、各液晶セルには、表示データに対応した差
電圧が印加されるようになる。これにより、本実施形態
の液晶表示装置では、図２５に示すような表示を行う場
合にも、横スミアのない良好な画質を得ることができ
る。

【００４６】また、データドライバ群１０１の出力バッ
ファは、奇数列目に電流享受型演算増幅回路を用い、遇
数列目に電流供給型演算増幅回路を用いている。図９に
示すように、ドレイン線では、液晶駆動電圧印加期間へ
の移行時に、奇数列ではドレイン電極から電流が流れ出
すが、この電流は電流享受型演算増幅回路によって吸収
される。逆に、遇数列ではドレイン電極に電流が流れ込
むが、この電流は電流供給型演算増幅回路より供給され
る。つまり、出力バッファには、ドレイン電極に印加さ
れる電圧を、短期間に、表示データに対応した電圧に収
束させる機能を実現する。これにより、本実施形態の液
晶表示装置では、液晶セルに印加される差電圧がより適
切なレベルとなり、良好な画質の表示がなされる。

【００４７】なお、本実施形態では、データドライバ内
のレベルシフタ３１７によって液晶駆動電圧の昇圧を行
っているが、液晶駆動電圧がVCC以下（つまり、V8＜VC
C）の場合には、図１０に示すように、VCCとVEEを同電
位とし、レベルシフタ３１７を構成から省くことができ
る。

【００４８】また、本実施形態のデータドライバの構成
において、出力バッファおよびプリチャージ回路におい
て奇数列目の構成と遇数列目の構成とを交換した場合に
も、同じ効果を得ることができる。さらに、奇数列目の
構成と遇数列目の構成とを略同数、任意の並びで配置し
た場合に同様の効果を得ることができる。

【００４９】また、本実施形態では、プリチャージ電圧
として、２レベルの電圧VEEおよびGNDを用いているが、
本発明はこれに限定されない。プリチャージ電圧は、階
調電圧V8より高いまたはV0より低いレベルで、全てのド
レイン線におけるその平均が、階調電圧V8〜V0の平均値
と略等しくなるという条件を満たす範囲で、任意に選択
することができる。

【００５０】また、本実施形態では、電源回路１０６
に、交流化信号に同期して階調電圧V8〜V0の並びを逆に
する機能をもたせることで対向電極交流化駆動を行って
いるが、従来例のように、階調電圧V8〜V0の並びは固定
とし、液晶表示データの値を、対向電極電圧Vcomの変化
に対応したものに変換するようにしてもよい。

【００５１】また、本実施形態では、データドライバを
１画面構成の液晶パネルの片側に配置した例を説明した
が、データドライバを２画面構成の液晶パネルの両側に
配置した構成も容易に実現可能である。

【００５２】次に、本発明の第二の実施形態について、
図１１〜１５を用いて説明する。

【００５３】本実施形態の液晶表示装置は、データドラ
イバに、さらに、同じドレイン線におけるプリチャージ
電圧を周期的に切り替える機能を追加し、縦スミアも低
減できるようにしたものである。他の構成要素は、第一
の実施形態と同様の機能を有する。

【００５４】図１１に、第二の実施形態のデータドライ
バの構成を示す。図中、１１０１、１１０２は共に液晶
駆動電圧選択回路、１１０３は選択信号生成回路であ
る。なお、第一の実施形態と同じ機能を有する部分に
は、同じ符号を付している。

【００５５】選択信号生成回路１１０３は、１ライン表
示期間を１周期とする出力信号３０７に従い、選択信号
１１０４を生成する。この選択信号１１０４は、出力信
号３０７が有効となる毎に論理が反転し、ある１ライン
表示期間で有効となると、次の１ライン表示期間には無
効となり、この変化を繰り返す。

【００５６】選択回路１１０１、１１０２は、それぞ
れ、データドライバに接続されるドレイン線数分の入力
端子および出力端子を有する。そして、選択信号生成回
路１１０３で生成された選択信号１１０４を基に、入力
端子と出力端子の接続状態を切り替える。

【００５７】図１２に、選択回路１１０１、１１０２の
実現例を示す。図には、隣接ずる２列のドレイン線に対
応する構成（切替ブロック）のみを示している。この切
替ブロックは、隣接する奇数列および遇数列の各入力端
子と、各出力端子との接続状態を、昇圧された選択信号
CHN１１０６と、その反転信号CHP１１０７とに従い、切
り替える。選択信号CHN１１０６が無効の場合、奇数列
の入力端子および出力端子が接続されると共に、遇数列
の入力端子および出力端子が接続される。逆に、選択信
号CHN１１０６が有効の場合には、奇数列の入力端子と
遇数列の出力端子が接続されると共に、遇数列の入力端
子と奇数列の出力端子が接続される。

【００５８】選択回路１１０１、１１０２を構成する全
ての切替ブロックは、同じ選択信号に従い同じ動作を行
う。これにより、選択信号CHN１１０６が無効の場合、
液晶印加電圧選択回路から出力された液晶駆動電圧は、
第一の実施形態と同じ経路で、液晶パネルに出力され
る。選択信号CHN１１０６が有効になると、液晶駆動電
圧は、隣接する奇数列と遇数列とで処理経路を一旦交換
され、出力バッファ３２５およびプリチャージ回路３２
６の処理を受けた後、元の経路に戻されて、液晶パネル
に出力される。

【００５９】このため、図１３に示すように、各プリチ
ャージ期間には、第一の実施形態と同様に、奇数列と遇
数列とで相反するプリチャージ電圧GND,VEEが各ドレイ
ン線に印加される。そして、各ドレイン線には、これら
のプリチャージ電圧GND,VEEが１ライン表示期間毎に
（すなわち、選択行が切り替る毎に）、交互に印加され
るようになる。この時に液晶セルｐ(p,q)の各電極に印
加される電圧の変化を、図１４に示す。

【００６０】本例では、図１５に示すように、奇数行目
を選択する期間に、奇数列目にプリチャージ電圧GND、
偶数列目にプリチャージ電圧VEEを印加し、次の偶数行
目を選択する際には、奇数列目にプリチャージ電圧VE
E、遇数列目にプリチャージ電圧GNDを印加するようにし
ている。プリチャージ回路の切り替えに伴い、２種類の
演算増幅回路からなる出力バッファも切り替るため、液
晶駆動電圧印加期間への移行時の電流の供給および吸収
も正常に行われる。

【００６１】このように、本実施形態では、第一の実施
形態と同様に、液晶パネルの選択行で隣合う液晶セルに
相反するプリチャージ電圧が印加されるため、対向電極
の印加電圧が適切なレベルとなり、横スミアの少ない高
画質の表示がなされる。

【００６２】また、各ドレイン線では、図１５に示すよ
うに、プリチャージ期間と液晶駆動電圧印加期間とで異
なる方向に電流が流れ、さらに、選択行が変る度に、各
期間の電流の方向が逆となる。このため、液晶セルの電
極とドレイン線間の電界の方向は１ライン毎に反転する
ようになり、２ライン選択期間で打ち消されるようにな
る。これによって、液晶セルの電極とドレイン線との間
の寄生容量による電荷の偏りが減少され、縦方向の表示
むらである縦スミアも低減される。

【００６３】なお、本実施形態においては、プリチャー
ジ電圧の切り替えを１ライン毎（１ライン表示期間毎）
に行う場合を示した。しかし、液晶の応答時間を考慮す
ると、プリチャージ電圧の切り替えを、例えば、２ライ
ン毎や、３ライン毎、１フレーム毎に行うようにした場
合にも同様の効果を得ることができる。さらに、１ライ
ン毎に切り替えると共に、その切り替えの順序を１フレ
ーム毎に変えるようにした場合にも同様の効果を得るこ
とができる。

【００６４】次に、本発明の第三の実施形態について、
図１６、１７を用いて説明する。

【００６５】本実施形態の液晶表示装置は、データドラ
イバの出力バッファに起因する液晶駆動電圧の誤差のバ
ラツキを低減可能とするものであり、データドライバ以
外の構成は第一の実施形態（図１）と共通する。

【００６６】図１６に、第三の実施形態のデータドライ
バの構成を示す。なお、図２に示したデータドライバと
同等の機能を有する部分には同じ符号を付している。図
中、１６０１は電流供給型演算増幅回路からなるバッフ
ァＡ、１６０２はプリチャージ期間においてGND電圧を
印加するプリチャージ回路Ａ、１６０３は電流享受型演
算増幅回路からなるバッファＢ、１６０４はプリチャー
ジ期間においてVEE電圧を印加するプリチャージ回路Ｂ
である。

【００６７】出力バッファＡおよびプリチャージ回路Ａ
は、ドレイン線（データドライバの出力端子）の各列に
対応した構成を有する。出力バッファＢおよびプリチャ
ージ回路Ｂは、奇数列目のドレイン線に対応した構成を
有する。すなわち、液晶印加電圧選択回路３２３から出
力される奇数列目の液晶印加電圧は、出力バッファＡ、
プリチャージ回路Ａ、出力バッファＢ、プリチャージ回
路Ｂを介して、液晶パネルに出力される。一方、偶数列
目の液晶印加電圧は、出力バッファＡおよびプリチャー
ジ回路Ａを介して、液晶パネルに出力される。

【００６８】この構成により、本実施形態の液晶表示装
置では、図１７に示すように、液晶パネルを第一の実施
形態（図７）と同じに駆動することができ、横スミアを
低減した高画質の表示を行うことができる。

【００６９】ところで、図６に示したように、電流享受
型である増幅回路６０１は、出力側のバイアス電流をＮ
型トランジスタにより決定するように構成され、電流供
給型である増幅回路６０２は、出力側のバイアス電流を
Ｐ型トランジスタにより決定するように構成されてい
る。ＬＳＩ内でこれらのトランジスタを実現する場合に
は、N型トランジスタに比べて、P型トランジスタの出力
の誤差が大きくなるという問題がある。ただし、P型ト
ランジスタ間の誤差のバラツキはさほど大きくない。こ
のため、本実施形態では、一旦、全ての列の液晶駆動電
圧を、誤差の大きい電流供給型演算増幅回路で処理さ
せ、この後、奇数列目の液晶駆動電圧を、誤差の小さい
電流享受型演算増幅回路で処理させるようにしている。
こうすることで、P型トランジスタの誤差の影響が各列
に均等に現れるため、各列間の液晶駆動電圧間の誤差の
バラツキは小さく抑えられる。これにより、本実施形態
の液晶表示装置では、高画質の表示を行うことができ
る。

【００７０】次に、本発明の第四の実施形態について、
図１８〜図２１を用いて説明する。

【００７１】本実施形態の液晶表示装置は、データドラ
イバ群を構成の異なる２種類のデータドライバにより構
成して、横スミアを低減させるものである。

【００７２】図１８は、本実施形態における液晶表示装
置の構成を示す図である。なお、第一の実施形態（図
１）と同等の機能を有する部分には、同じ符号を付して
いる。図中、１８０１−１〜１８０１−１０はそれぞれ
データドライバ群１０１を構成するデータドライバであ
る。ここで、各データドライバは１つのＬＳＩ（大規模
集積回路）により実現される。

【００７３】本例では、配置が奇数番目のデータドライ
バ（１８０１−１、１８０１−３、・・・）を互いに同
じ構成とし、偶数番目のデータドライバ（１８０１−
２、１８０１−４、・・・）を互いに同じ構成としてい
る。ただし、偶数番目のものと奇数番目のものとでは異
なる構成となっている。

【００７４】図１９に、奇数番目のデータドライバ（１
８０１−１）の構成を示す。図中、１９０１は電流享受
型演算増幅回路で構成した出力バッファ、１９０２はVE
E電圧にプリチャージを行うプリチャージ回路である。

【００７５】図２０に、偶数番目のデータドライバ（１
８０１−２）の構成を示す。図中、２００１は電流供給
型演算増幅回路で構成した出力バッファ、２２０２はGN
D電圧にプリチャージを行うプリチャージ回路である。

【００７６】次に、本実施形態の液晶表示装置の動作に
ついて、図２１を用いて説明する。

【００７７】図２１に示すように、奇数番目のデータド
ライバ（１８０１−１）は、プリチャージ期間にVEE電
圧をドレイン線に印加し、続く液晶駆動電圧印加期間に
は、その印加電圧を表示データに対応する階調電圧に低
下させる。そして、液晶駆動電圧印加期間への移行時に
ドレイン電極から流れ出す電流は、電流享受型演算増幅
回路１９０１により吸収する。つまり、このデータドラ
イバは、出力バッファおよびプリチャージ回路として、
第一の実施形態のデータドライバ（図３）における奇数
列目の構成を備えたものである。

【００７８】一方、偶数番目のデータドライバ（１８０
１−２）は、プリチャージ期間にGND電圧をドレイン線
に印加し、続く液晶駆動電圧印加期間には、その印加電
圧を表示データに対応する階調電圧に上昇させる。そし
て、液晶駆動電圧印加期間への移行時にドレイン電極に
流れ込む電流は、電流供給型演算増幅回路２００１より
供給する。つまり、このデータドライバは、出力バッフ
ァおよびプリチャージ回路として、第一の実施形態のデ
ータドライバ（図３）における偶数列目の構成を備えた
ものである。

【００７９】液晶パネル１１６では、あるデータドライ
バに接続される液晶セル群の対向電極から電流が流れ出
るとき、それに隣接するデータドライバに接続される液
晶セル群の対向電極には電流が流れ込むようになる。こ
のように、電流が打ち消し合うため、対向電極線１１１
で流れる電流は小さく抑えられる。つまり、本実施形態
においても、第一の実施形態と同様に、対向電極の印加
電圧が適正なレベルとなり、横スミアの少ない良好な画
質を得ることができる。

【００８０】もちろん、２種類のデータドライバの配置
を奇数番目と偶数番目とで交換した場合に同じ効果を得
ることができる。さらに、一方の種類のデータドライバ
（図１９）と、他方の種類のデータドライバ（図２０）
とを略同数として、任意の並びで配置するようにしても
よい。

【００８１】なお、以上の実施形態では、液晶パネルの
サイズを１２８０×３×１０２４、データドライバの出
力端子数を３８４個としたが、本発明はこれに限定され
るものではない。さらに液晶パネルの液晶セル構造は図
２を用いてソース電極と対向電極が櫛形構造を有するも
のとしたが、これに限定されるものでなく、例えば従来
例で示した構造の液晶パネル（図２２）にも適用可能で
ある。

【００８２】

【発明の効果】以上で説明したように、本発明によれ
ば、対向電極交流化駆動方式における横スミア等の表示
むらを低減し、良好な画質の表示を行う液晶表示装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の液晶表示装置の構成を示す図であ
る。

【図２】 液晶パネル１１８の１液晶セルの構成を示す
図である。

【図３】 データドライバの構成を示す図である。

【図４】 データドライバの印加電圧の関係を示す図で
ある。

【図５】 出力バッファ３２５とプリチャージ回路３２
９のブロック図である。

【図６】 出力バッファ３２５とプリチャージ回路３２
９の構成図である。

【図７】 第一の実施形態の出力タイミング図である。

【図８】 液晶セル電極の電圧状態を示すタイミング図
である。

【図９】 液晶パネル１ラインの電流方向を示す図であ
る。

【図１０】 レベルシフタを用いないデータドライバの
構成を示す図である。

【図１１】 第二の実施形態におけるデータドライバの
構成を示す図である。

【図１２】 選択回路の構成を示す図である。

【図１３】 第二の実施形態の出力タイミング図であ
る。

【図１４】 第二の実施形態の液晶セル電極の電圧状態
を示すタイミング図である。

【図１５】 液晶パネル１ラインの電流方向を示す図で
ある。

【図１６】 第三の実施形態におけるデータドライバの
構成を示す図である。

【図１７】 出力タイミングを示すタイミング図であ
る。

【図１８】 第四の実施形態における液晶表示装置の構
成を示す図である。

【図１９】 データドライバ１８０１−１の構成を示す
図である。

【図２０】 データドライバ１８０２−２の構成を示す
図である。

【図２１】 第三の実施形態の出力タイミングを示すタ
イミング図である。

【図２２】 従来の液晶表示装置の構成を示す図であ
る。

【図２３】 従来例のタイミング図である。

【図２４】 従来例の選択期間における電流の方向を示
す図である。

【図２５】 従来例における横スミアの発生状態を示す
図である。

【符号の説明】

１０１…データドライバ群、１０２…データドライバ制
御信号、１０３…表示データ、１０４…電源、１０５…
出力電圧、１０６…電源回路、１０７…反転信号、１０
８…液晶駆動電圧線、１０９…選択電圧線、１１０…非
選択電圧線、１１１…対向電極線、１１２…液晶駆動出
力、１１３…ゲートドライバ、１１４…ゲートドライバ
制御信号、１１５…選択信号、１１６…液晶パネル、２
０１…ＴＦＴ、２０２…ドレイン電極、２０３…ゲート
電極、２０４…ソース電極、２０５…液晶部、３０１…
シフト信号、３０２…表示タイミング信号、３０３…入
力イネーブル信号、３０４…タイミング制御回路、３０
５…シフト信号、３０６…クリア信号、３０７…出力信
号、３０９…プリチャージ信号、３１０…ラッチアドレ
スセレクタ、３１１…ラッチ信号、３１２…出力イネー
ブル信号、３１３…ラッチ回路（１）、３１４…表示デ
ータ、３１５…ラッチ回路（２）、３１６…表示デー
タ、３１７…レベルシフタ、３１８…表示データ、３２
０…プリチャージ信号、３２１…液晶駆動電圧生成回
路、３２２…液晶駆動電圧、３２３…液晶駆動電圧選択
回路、３２４…液晶駆動電圧、３２５…出力バッファ、
３２６…液晶駆動電圧、３２７…反転回路、３２８…プ
リチャージ信号３２０の反転信号、３２９…プリチャー
ジ回路、３３０…液晶駆動出力、５０１…電流享受型演
算増幅回路、５０２…電流供給型演算増幅回路、５０３
…プリチャージ回路、５０４…プリチャージ回路、６０
１…電流享受型演算増幅回路、６０２…プリチャージ回
路、６０３…電流供給型演算増幅回路、６０４…プリチ
ャージ回路、１１０１、１１０２…液晶駆動電圧選択回
路、１１０３…選択信号生成回路、１１０４…選択信
号、１１０５…反転回路、１１０６…選択信号CHN、１
１０７…CHNの反転信号CHP、１６０１…電流供給型演算
回路、１６０２…プリチャージ回路Ａ、１６０３…電流
享受型演算回路、１６０４…プリチャージ回路Ｂ、１８
０１−２ｋ＋１…奇数データドライバ、１８０２−２ｋ
…偶数データドライバ、１９０１…電流供給型演算増幅
回路で構成した出力バッファ、１９０２…プリチャージ
回路、２００１…電流享受型演算増幅回路で構成した出
力バッファ、２００２…プリチャージ回路、２２０１…
表示データ、２２０２…ドットクロック、２２０３…水
平同期信号、２２０４…垂直同期信号、２２０５…並び
替え回路、２２０６…データ交流信号生成回路、２２０
７…データ交流信号M、２２０８…液晶用表示データバ
ス、２２０９…交流化回路、２２１０…表示データバ
ス、２２１１…シフトクロック、２２１２…データドラ
イバ用ラインクロック、２２１３…ゲートドライバ用ラ
インクロック、２２１４…FLMクロック、２２１５…上
データドライバ、２２１６…下データドライバ、２２１
７、２２１８…ドレイン線、２２１９…電源回路、２２
２０…ゲートオフ電圧線、２２２１…対向電極線、２２
２２…上データドライバ駆動電圧線、２２２３…下デー
タドライバ駆動電圧線、２２２４…ゲートドライバ、２
２２５…ゲート線、２２２６…液晶パネル、２２２７…
ＴＦＴ、２２２８…液晶、２２２９…負荷容量、２２３
０…電源、２２３１…ゲートオン電圧線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大平 智秀 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ゲート電極とドレイン電極と対向電極とを
   有する複数の液晶セルをマトリックス状に配置され、前
   記ゲート電極を液晶セルの行毎に接続する複数のゲート
   線と、前記ドレイン電極を液晶セルの列毎に接続する複
   数のドレイン線と、前記対向電極を共通に接続する対向
   電極線とを有する液晶パネルと、 前記対向電極線に、交流電圧を印加する対向電極駆動回
   路と、 前記液晶パネルのゲート線に順次に選択電圧を印加する
   ゲートドライバと、 表示データを基に、複数レベルの階調電圧を選択的に前
   記ドレイン線に印加するデータドライバとを備え、 前記データドライバは、 各行の階調電圧の印加開始前に、一部の前記ドレイン線
   に、前記階調電圧の最大値よりも高い電圧を印加し、他
   のドレイン線には、前記階調電圧の最小値よりも低い電
   圧を印加するプリチャージ手段と、 前記プリチャージ手段により階調電圧の最小値よりも低
   い電圧が印加されるドレイン線に電流を供給し、他のド
   レイン線から電流を吸収する機能を有するバッファ手段
   とを有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の液晶表示装置おいて、 前記プリチャージ手段により印加される電圧は、前記複
   数のドレイン線における平均値が、前記複数レベルの階
   調電圧の平均値と略等しくなるように定められているこ
   とを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の液晶表示装置おいて、 前記プリチャージ手段が印加する電圧は、前記階調電圧
   の最大値よりも高い第1の基準電圧と、前記階調電圧の
   最小値よりも低い第2の基準電圧とからなり、 前記プリチャージ手段は、奇数列目のドレイン線に、前
   記第1および第2の基準電圧のいずれか一方の基準電圧を
   印加し、遇数列目のドレイン線には、他方の基準電圧を
   印加することを特徴とする液晶表示装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の液晶表示装置において、 前記プリチャージ手段が印加する電圧は、前記階調電圧
   の最大値よりも高い第1の基準電圧と、前記階調電圧の
   最小値よりも低い第2の基準電圧とからなり、 前記データドライバは、前記複数のドレイン線を分担す
   る複数の集積回路で構成されており、 一部の前記集積回路は、前記第1の基準電圧のみの印加
   を行うプリチャージ手段を有し、他の集積回路は、前記
   第２の基準電圧のみの印加を行うプリチャージ手段を有
   することを特徴とする液晶表示装置。
5. 【請求項５】請求項１記載の液晶表示装置において、 前記データドライバは、前記プリチャージ手段によって
   前記階調電圧の最大値よりも高い電圧が印加されるドレ
   イン線と、前記階調電圧の最小値よりも低い電圧が印加
   されるドレイン線とを切り替える選択手段を、さらに有
   することを特徴とする液晶表示装置。
6. 【請求項６】請求項６記載の液晶表示装置において、 前記選択手段は、選択電圧が印加されるゲート線が切り
   替る毎に、同じドレイン線に、前記階調電圧の最大値よ
   りも高い電圧と、前記階調電圧の最小値よりも低い電圧
   とが交互に印加されるようにするものであることを特徴
   とする液晶表示装置。
7. 【請求項７】ゲート電極とドレイン電極と対向電極とを
   有する複数の液晶セルをマトリックス状に配置され、前
   記ゲート電極を液晶セルの行毎に接続する複数のゲート
   線と、前記ドレイン電極を液晶セルの列毎に接続する複
   数のドレイン線と、前記対向電極を共通に接続する対向
   電極線とを有する液晶パネルを駆動するデータドライバ
   において、 入力される表示データを基に、複数レベルの階調電圧を
   選択的に前記ドレイン線に印加するための手段と、 各行の階調電圧の印加開始前に、一部の前記ドレイン線
   に、前記階調電圧の最大値よりも高い電圧を印加し、他
   のドレイン線には、前記階調電圧の最小値よりも低い電
   圧を印加するためのプリチャージ手段を有することを特
   徴とするデータドライバ。
8. 【請求項８】ゲート電極とドレイン電極と対向電極とを
   有する複数の液晶セルをマトリックス状に配置され、前
   記ゲート電極を液晶セルの行毎に接続する複数のゲート
   線と、前記ドレイン電極を液晶セルの列毎に接続する複
   数のドレイン線と、前記対向電極を共通に接続する対向
   電極線とを有する液晶パネルの駆動方法において、 前記ドレイン線に、複数レベルの階調電圧の内の表示デ
   ータに対応する階調電圧を印加する際に、一旦、一部の
   前記ドレイン線の電位を前記階調電圧の最大値よりも高
   くし、かつ、他のドレイン線の電位を前記階調電圧の最
   小値よりも低くすることを特徴とする液晶パネルの駆動
   方法。