JPS6132093A - 液晶表示装置の駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は表示領域に配置された各絵素にスイッチング素
子を付加したマトリックス型液晶表示装置の駆動回路に
関するものである。

〈従来技術〉 互いに直交する方向に線電極群を配列したマトリソクス
型液晶表示装置は、低電圧で駆動するこ♂ができ低消費
電力であるという特徴を有し、ポケッタブル機器の文字
・画像表示手段として広く使用されているか、マルチプ
レックス駆動を行なった場合、デユーティ比を漸次小さ
くするとクロストーク現象により表示コントラストが次
第に低下するため、大容量表示で十分な鮮明なコントラ
ストの表示を得ることは困難であるという欠点がある。

これに対して表示領域に配置された各絵素にスイッチン
グトランジスタを付加したマトリックス型液晶表示装置
はスイッチングトランジスタによりクロストーク全抑制
することができるため、デユーティ比の小さいマルチプ
レックス駆動を行なった場合でも、スタティック駆動と
同等の鮮明な表示コントラストｉ得ることができ、大容
量の表示装置として適してｂる。

第２図（５）（Ｂ）はマトリックス型液晶表示装置の基
本的なブロック回路を示す回路構成図及び行・列電極に
加えられる信号波形の１例を示すタイミング波形図であ
る。Ｉｌ″ｉ液晶表示パネルであり直交する方向に多数
本配列された行電極１１−ａと列ＷＥ極１１−ｂの各交
点でスイッチングトランジスタ１１−ｃが形成され、ス
イッチングトランジスタ目−ｃのゲート電極が行電極１
１−ａに、ソース電極が列電極＋１−ｂに、ドレイン電
極かマトリックス状に配置された表示絵素電極にそれぞ
れ接続されることにより構成されている。１２は行電極
駆動回路であり第２図の）に示すＰｓのような走査パル
スを各行電極に出力する。１３け列電極駆動回路でＰＤ
のような表示内容に対応したデータ波形を各列電極に出
力する。１４け行および列電極駆動回路を動作させるた
めの制御回路である。このような表示装置において、走
査パルスＰＳにより表示領域のある行が選択されスイッ
チングトランジスタＩＩ−ｃがオン状態となると、デー
タ波形ＰＤのその行に対応する電圧がスイッチングトラ
ンジスタ１１−ｃ　ｆ介して表示絵素電極に供給され、
表示絵素電極とこれに対向する対向電極間に位置する液
晶１１−ｄに電圧が印加される。次にこの行が非選択と
なるとスイッチングトランジスタはオフ状態となり、表
示絵素電極と列電極は切り離されるため、液晶ｉ＋−ａ
に印加されていた電圧はデータ波形の影響を受けること
なくそのまま保持され、これか行方向に順次反復されて
クロストークのない鮮明な表示パターンが得られる。

第３図（Ａ）（Ｂ）Ｉ″ｉ行電極駆動回路の一般的なブ
ロック回路構成図及び主な電圧波形を示すタイミング波
形図である。行電極駆動回路は主にシフトレジスタ２１
とバッファ回路２２で構成され、駆動チューティ比に対
応した選択期間Ｈを周期としたクロックφ１によリハル
スＳｔンフトさせ、バッファ回路２２を介して行電極に
順次走査パルスを出力する。

第４図（Ａ）（Ｂ）は、画像表示のような中間調表示を
行なう場合に一般に用いられている列電極駆動回路のブ
ロック回路構成図及び主な電圧波形を示すタイミング波
形図である。図中ａの部分は、表示内容に応じて順次送
られてくる表示信号電圧Ｖｉ受け、該当する列の絵素の
表示内容に相当する電圧だけをサンプリングする回路部
で、シフトレジスタ３１、電気的スイッチ３２およびサ
ンプリングコンデンサ３３から成っている。シフトレジ
スタ３１はｌ絵素分に相当する時間ｔを周期とするクロ
ックφ２でパルスＤ’に順次ソフトし、各列のスイッチ
３２を順次オンにすることにより表示信号電圧Ｖのある
瞬間の電圧をコンデンサ３３にサンプリングする。図中
すの部分はサンプリングされた電圧を少な（とも次の１
選択期間（■ホールドする回路でサンプリングコンデン
サ３３の電圧をスイッチ３４を介してホールドコンデン
サ３５に移しホールドする。図中Ｃの部分はバッファ回
路でホールドコンデンサ３５の電圧をバッフ７アンプ３
６を介して各列電極に出力する。以上の結果列電極には
第４図（Ｂ）に示したように、その列の表示内容に対応
した電圧がＩＨの聞出力される。

以上のような液晶表示装＠をポケッタブル機器の表示装
置として用いる場合、その表示品質と同時に駆動回路の
消費電力が大きな問題となる。特に前述したように中間
調表示を行なう場合には列電極駆動回路にかなりのアナ
ログ回路が含まれるため、消費電力が多くなシ、また表
示情報が大容量化されるとそれにつれてクロック周波数
が高くなって消費電力が一層増大するといった問題があ
る０ 〈発明の目的〉 本発明はマトリックス型液晶表示装置の駆動回路にふけ
る上述の問題点に鑑みてなされたものであり、表示品質
が良好で消費電力の少ない新規有用な液晶表示装置の駆
動回路を提供することを目的とするものである。

〈実施例〉 本発明の駆動回路の特徴は、回路部いくつかのブロック
に分割し、ある瞬間においてはそれらのうちの必要なブ
ロックのみを動作させ、他のブロックは電気的に駆動回
路から切り離すことにより消費電力を低減したことにあ
る。液晶表示パネルはパネルを構成する一方の基板の内
面に例えば薄膜トランジスタ、ＭＯＳトランジスタ等の
スイッチング素子が形成され、各スイッチング素子に表
示パターンを得るための絵素電極が連結されかつマトリ
ックス状に配置された電極構造を有している。スイッチ
ング素子は互いに直交する方向に配設された行電極線と
列電極線から成る駆動用電極線の各交点に対応して行及
び列電極線に連結されている。液晶表示パネルを構成す
る他方の基板には上記絵素電極に対する対向電極と必要
に応じて前記絵素電極の各々に対応した赤、緑、青の三
原色カラーフィルタが配設されている。双方の基板間に
ツィステッドネマティック液晶層の如き電界効果型液晶
層が封入されている。スイッチング素子のオン・オフ動
作に同期して絵素電極と対向電極間に印加される電界に
応答する液晶層の光学的特性の変化により液晶層全透過
する光量が変調され、絵素単位の表示が実行される。ス
イッチング素子をオン・オフ制御する行電極線と列電極
線はそれぞれ行電極駆動回路と列電極駆動回路に接続さ
れている。行電極駆動回路は第３図と同様の構成を有し
、行電極線に走査パルスを印加する。−刃列電極駆動回
路は行電極線に印加される走査パルスに同期して色信号
を含む表示信号を列電極線に印加するものであり第１図
へ）に示す如く構成される。第１図（Ａ）（Ｂ）は本発
明の一実施例の説明に供する液晶表示装置の駆動回路に
おける列電極駆動回路の構成図及び列電極駆動回路の主
要部の電圧波形を示すタイミング波形図であり、サンプ
リング回路部全４つのブロックに分割した場合を例示し
たものである。

図において、４１はサンプリング回路部で４１ａ〜４１
ｄの４つのブロックに分割されている。各ブロックの動
作はコントロール信号Ｅａ−Ｅｄで制御され、例えばコ
ントロール信号がハイレベルの時に動作し、ローレベル
の時には電気的に回路から切り離される。４２．４３は
それぞれホールド回路、バッファ回路である。本実施例
の列電極駆動回路において、ある瞬間たけに着目すると
サンプリングを行なっているのは４つのブロック４１ａ
〜４１ｄのうちの１つだけであり、他のブロックはサン
プリングを行なっていない。例えば第１図（Ｂ）に示す
Ｌｌ　の瞬間にはブロック４１ｂのみがサンプリングを
行なっている。従って、各ブロック４１ａ〜４１　ｄ　
ＶＣＥａ”Ｅｄのようなコントロール信号を加えて、常
に１つのブロックのみを動作させるようにしても全体の
動作には変わりはなく、かつ回路数は平均すると１／４
に減少したことになり消費電力が大幅に軽減される。尚
、テレビ画像表示の様に表示に関与しないブランキング
期間がある場合には、その期間すへてのブロックの動作
を止めることも有効である。

第５図（Ａ）（Ｂ）　Ｕ第１図（ト）に示したサンプリ
ング回路部４１の実際の回路構成と主な駆動波形の１例
を示したものである。第４図と同様にシフトレジスタ５
１、スイッチ５２、サンプリングコンデンサ５３からな
り、動作を制御するためにクロツクチ２全止めるための
ゲート回路５４、表示信号Ｖの入力を止めるためのスイ
ッチ５５が新たに付加されている。本回路においてコン
トロール信号Ｅがローレベルになるとゲート回路５４お
よびスイッチ５５によりクロックφ２および表示信号■
の入力が止まり、本回路は他の回路から電気的にほぼ切
り離された状態となる。尚、図中の信号Ｒは動作が止ま
っている間、シフトレジスタの出力ｑ１ｑｋすべてロー
レベルに保持するためのりセラト信号である。

第６図（Ａ）（Ｂ）ｉｄサンプリング回路部４１の他の
実施例を示したものである。本回路の構成も第５図と同
様シフトレジスタ６１．スイッチ６２，６５、コンデン
サ６３、ゲート回路６４から成っており、さらに、制御
用フリップフロップ回路６６が加わっている。またシフ
トレジスタ６１けその最終段に動作の終了を検知するた
めのレジスタが１段付加されている。本回路においてソ
フトさせるべきパルスＤ（ハイレベル）が入力されると
フＩＪ　、プフロツプ回路６６の出力ＱはハイレベルＱ
ｆｌローレベルとなり、クロックφ２、表示信号Ｖが入
力され、回路は動作状態となる。そしてパルスが順次ソ
フトし、最終段ｑ　に達すると、ｑｍは次のブロックの
入力パルスＤ′となり次のブロックを動作状態にする。

さらに次のクロックでパルスが９ｍ＋１に移り、パルス
Ｄ′が次のブロックの第１段に読み込まれた瞬間フリッ
プフロップ６６の出力は反転し、クロックφ２、表示信
号Ｖの入力が停止し、シフトレジスタ６１はリセット状
態に保たれ動作は休止状態になる。この様に本回路は、
入力パルスＤにより自動的に動作が開始され動作終了と
同時に自動的に休止状態となるため、外部からコントロ
ール信号を入力する必要がな（、非常に有効な駆動回路
である。

以上は、本発明を列電極駆動回路のサンプリング回路部
に適用した場合を例にとって説明したものであるが、本
発明は、駆動回路の他の部分例えば行電極駆動回路のシ
フトレジスタ部等にも適用可能であることはこの説明に
より明らかである。

ただし、列電極駆動回路のサンプリング回路部は駆動回
路中で動作周波数が最も高いため、この部分における消
費電力はかなりの割合を占める。従ってこの部分に消費
電力軽減対策を施すことが全体の消費電力を軽減する上
で非常に効果的である。

〈発明の効果〉 以上の如く本発明は、消費電力の少ない液晶表示装置の
駆動回路を確立したものであり、ポケッタブル機器の表
示手段さして用いられるマトリックス型液晶表示装置を
駆動する上で極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図（３）［Ｆ］）は本発明の１実施例を示す列電極
駆動回路の回路ブロック図及び主要部の駆動波形図であ
る。 第２図（Ａ）（Ｂ）はスイッチングトランジスタを付加
したマトリックス型液晶表示装置のブロック図及び駆動
波形図である。第３図（Ａ）（Ｂ）及び第４図（５）の
）はそれぞれ従来の行電極駆動回路及び列電極駆動回路
を示す回路図と駆動波形図である。第５図及び第６図は
それぞれ第１図に示す駆動回路におけるサンプリング回
路部の１実施例を示す回路図及び駆動波形図である。 １２・・・行電極ドライバ　１３・・・列電極ドライバ
２１．３１．５１．６１・・シフトレジスタ　−３２．
８４゜５２．５５，６２．６５・・・スイッチ　３３．
３５．５ｉ３．６Ｂ・・；・ｌｉｄヘンデンサ　２２，
３６．４８・・・出力バッファ回路第１図 第４図（Ａ） Ｑ 第４図（Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表示の各絵素にスイッチングトランジスタを付加し
   たマトリックス型液晶表示装置の駆動回路において、前
   記各スイッチングトランジスタを選択的に駆動する駆動
   回路を複数個のブロックに分割するとともに順次必要と
   するブロックのみを動作状態とし他のブロックを電気的
   に回路から切り離された状態とする制御手段を付設した
   ことを特徴とする液晶表示装置の駆動回路。 ２、分割されたブロックのおのおのが、前のブロックの
   動作終了を示す信号を受けて動作を開始させる信号を次
   のブロックに出力する手段と、動作が終了した時点でそ
   のブロックを電気的に回路から切り離す手段とを備えて
   成る特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置の駆動回
   路。 ３、前記駆動回路がある瞬間の表示信号電圧を順次サン
   プリングするためのサンプリングシフトレジスタ及びス
   イッチ回路と、サンプリングした電圧をある期間ホール
   ドする回路と、ホールドした電圧を列電極に出力するた
   めのバッファ回路とから成り、少なくとも該サンプリン
   グシフトレジスタ及びスイッチ回路を複数個のブロック
   に分割した特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置の
   駆動回路。 ４、各ブロックが、サンプリングシフトレジスタに入力
   されるデータパルスにより動作を開始し、サンプリング
   シフトレジスタの終端に１段付加されたシフトレジスタ
   の出力パルスによりその動作を休止するように構成され
   た特許請求の範囲第３項記載の液晶表示装置の駆動回路
   。