JPH07281639A

JPH07281639A - アクティブマトリクス型液晶ディスプレイの階調駆動方法及びアクティブマトリクス型液晶ディスプレイ

Info

Publication number: JPH07281639A
Application number: JP7234294A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Toyama; 広遠山; Hiroshi Furuya; 博司古谷
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1994-04-11
Filing date: 1994-04-11
Publication date: 1995-10-27

Abstract

(57)【要約】【目的】低電力で多階調表示を可能とする。【構成】データ信号線２−ｉには、交流化信号Ｓ２の
極性に応じた基準電圧がtw期間だけ供給され、データ信
号線２−ｉの電位は、tw期間だけ基準電圧に等しくな
る。そして、tw期間が終わるデータ信号線２−ｉは、ハ
イインピーダンス状態となるためデータ信号線２−ｉに
付随する配線容量に蓄積された電荷により電圧が保持さ
れる。そして、デ−タ信号線２−ｉに付随する全ての配
線容量にランプ駆動電圧が供給され、ハイインピーダン
ス状態におけるデータ信号線２−ｉの電圧は、走査信号
回路６０、及びコモン電極駆動回路１００により生成さ
れたランプ駆動電圧の波形に追従して同等な電圧変化を
起こす。tw期間が終わった直後のデータ信号線２−ｉの
電圧とコモン電極８の電圧との電位差が液晶セルの書き
込み電圧となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリクス
型液晶パネルを備えたアクティブマトリクス型液晶ディ
スプレイの階調駆動方法およびアクティブマトリクス型
液晶ディスプレイに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、次のような文献に記載されるものがあった。文献１；テレビジョン学会誌、４２［１］（１９８
８）、Ｐ．１０−２９文献２；電子技術、［６］、（１９９３）、Ｐ．４５−
４９アクティブマトリクス型液晶パネルを備えたアクティブ
マトリクス型液晶ディスプレイは、製造工程が複雑であ
るが、フルカラー画像表示性能が優れているため、注目
され、種々の提案がされている。以下、図面を参照しつ
つ、代表的なアクティブマトリクス型液晶パネルとして
知られる薄膜トランマジスタ（Thin Film Transistor、
以下ＴＦＴという）および液晶表示素子（以下、ＬＣＤ
という）を組み合わせて構成したＴＦＴ−ＬＣＤの概略
を説明する。

【０００３】図２は前記文献１の記載されたＴＦＴ−Ｌ
ＣＤの概略断面図である。アクティブマトリクス型液晶
パネルの一つであるＴＦＴ−ＬＣＤでは、例えば透明な
ガラス基板からなる背面基板１と前面基板６とが対向配
置されている。背面基板１上に絶縁膜（図示せず）を介
して複数のデータ信号線２−ｉと複数の走査信号線３−
ｊとが交差配置され、その交点に各画素電極４に対応し
たスイッチング素子としてＴＦＴ５が接続されている。
前面基板１上には、各表示セルの画素電極４と対向する
部分に、表示色に対応する赤、緑、青のカラーフィルタ
７が設けられ、さらにその上に透明な共通電極（以下、
コモン電極と呼ぶ）８が設けられている。背面基板１及
び前面基板６の両表面には、適当な方向に配向処理され
た配向膜が設けられ、それら両基板１，６の配向膜が液
晶層９を介して対向配置されて貼り合わされている。さ
らに、背面基板１及び前面基板６の背面には、互いの偏
光軸が平行あるいは垂直になるように偏光膜１０，１１
がそれぞれ貼り付けられている。このようなＴＦＴ−Ｌ
ＣＤを備えたアクティブマトリクス型液晶ディスプレイ
では、背面基板１の裏側からバックライトＢＬを当て、
ＴＦＴ５を介して供給される画素電極４の電圧とコモン
電極８の電圧との電位差により、それら両電極４，８間
に挟まれた部分の液晶層９をスイッチングすることによ
り、画像表示をするようになっている。

【０００４】図３は、図２に示すＴＦＴ−ＬＣＤにおい
て、２枚の偏光膜１０，１１を平行になるように貼り付
けた構成にした場合のＴＮ（Twisted Neamatic) 液晶セ
ルの電気−光学特性を示す図である。ＴＦＴ−ＬＣＤに
使用されるＴＮ液晶セルは、画素電極４の電圧Ｖ_Pとコ
モン電極８の電圧Ｖ_COMとの電位差Ｖに対して、光透過
率が急激に増加する閾値電圧Ｖ_THと、光透過率の変動が
なくなる飽和電圧Ｖ_SATが存在し、Ｖ_TH〜Ｖ_SATの電圧
範囲ΔＶにおいては、電圧変動により光透過率の変化が
起こるものであるが、一方向電界を駆け続けると応答し
なくなる特性を持っている。そのため、正極性と負極性
の書き込みを交互に行う必要がある。そこで、完全なオ
ン状態を達成するためには、Ｖ_SAT＜Ｖ_P−Ｖ_COM、負
極性においては、Ｖ_SAT＜Ｖ_COM−Ｖ_Pの電圧条件にそ
れぞれ設定し、完全なオフ状態を達成するためには、Ｖ
_TH＞Ｖ_P−Ｖ_COM、負極性においては、Ｖ_TH＞Ｖ_COM−
Ｖ_Pの電圧条件にそれぞれ設定し、階調表示をするため
には、正極性においては、Ｖ_SAT＞Ｖ_P−Ｖ_COM＞
Ｖ_TH、負極性においては、Ｖ_SAT＞Ｖ_COM−Ｖ_P＞Ｖ_TH
の電圧条件に設定しそれぞれ書き込みを可変制御し、液
晶セルのスイッチングを行うようになっている。

【０００５】図４は図２のＴＦＴ−ＬＣＤを備えた従来
のアクティブマトリクス型液晶ディスプレイの概略の回
路図を示し、図５は図２の液晶セルの等価回路を示し、
図６は従来のＴＦＴ−ＬＣＤの駆動タイミングチャート
を示す。図４に示すように、ＴＦＴ５のスイッチング手
段として、走査信号線３−ｊには走査信号回路２１が接
続され、データ信号線２−ｉには表示信号回路２０がそ
れぞれ接続されている。ＴＦＴ５と電圧Ｖ_COMが印加さ
れるコモン電極８との間には、液晶セル１２が接続され
ている。図５に示すように、ＴＦＴ５とには寄生容量Ｃ
_GSが存在する。液晶セル１２とコモン電極８間の容量Ｃ
_LCがある。コモン電極８と走査信号線３−ｊ間には寄生
容量Ｃ_GCがあり、データ信号線２−ｉと走査信号線３−
ｊとの間には寄生容量Ｃ_GDがあり、データ信号線２−ｊ
とコモン電極８との間には容量Ｃ_DCがある。

【０００６】図６は、図４に示すアクティブマトリクス
型液晶デイスプレイの駆動タイミングチャートであり、
この図を参照しつつ図４の動作を説明する。ＴＦＴ５の
スイッング手段として設けられた走査信号回路２１及び
表示信号回路２０のうち、該ＴＦＴ５の選択信号とし
て、走査信号回路２１から時間順次にオン電圧Ｖ_G(+)、
又はオフ電圧Ｖ_G(-) が供給される。さらに、ビデオ入
力信号である輝度データ信号として、表示信号回路２０
から正極性の書き込み電圧Ｖ_D( ₊₎と負極性の書き込み電
圧Ｖ_D(-)が供給される。すると、ＴＦＴ５によって書き
込まれた画素電極４の電圧Ｖ_Pは、図６に示すように、
該ＴＦＴ５の選択信号がオン状態からオフ状態に変化す
る時に、該選択信号が供給されるＴＦＴ５の寄生容量Ｃ
_GSの影響により次式（１）で示されるΔＶ₁だけ電圧変
動を起こす。 ΔＶ₁＝（Ｃ_GS／（Ｃ_GS＋Ｃ_LC））×（Ｖ_G(+)−Ｖ_G(-)）・・・（１）このために、画素電極４とコモン電極８との間の電位差
が、画素電極４の電圧Ｖ_Pの変動に対して、正極性の書
き込み時と負極性の書き込み時とで均等になるようにコ
モン電極８に対してＶ_COMが供給される。

【０００７】図７は、前記文献２の記載された従来の表
示信号回路２０内のアナログドライバとディジタルドラ
イバの出力段の構成を示す回路図である。図７（ａ）
は、アナログドライバの出力段の例である。このアナロ
グドライバは、アナログのビデオ信号ＡＳの電位をホー
ルドするサンプルホールド部を構成する２個の容量３
０，３１と、バッファ出力部を構成する電流源３４、オ
ペアンプ３３、及びトランジスタ３５と、これらの各要
素間の接続を制御する６個のスイッチ３２ａ〜３２ｆを
備えている。このアナログドライバは、階調表示におけ
る中間調に対応する電圧をアナログ信号ＡＳとして入力
し、各画素電極４に割り当てて出力端子ＯＵＴから出力
するものである。入力されたビデオ信号ＡＳは、サンプ
ルホールド部に蓄積された後、バッファ出力部を介して
出力端子ＯＵＴから出力される。このアナログドライバ
は、オペアンプ３３を電流源３４により駆動しているた
め、階調の多階調化が図れる反面、消費電力が大きくな
る欠点を有し、駆動回路のＩＣ化では高集積化が困難で
ある。

【０００８】一方、図７（ｂ）は、８階調のディジタル
ドライバの出力段回路構成例である。デジタルドライバ
とは、その中間調に対応する電圧レベルをデジタルコー
ドとして入力し、デジタル／アナログ変換を行って所望
の電圧レベルを出力するものである。このデジタルドラ
イバは、クロック信号ＣＫ及びスタートパルスＳＰを入
力するタイミングジェネレータ４０と、タイミングジェ
ネレータ４０からのタイミング信号でカラービデオ信号
ＤＳ１〜ＤＳ３を順次取り込むデータレジスタ４１とを
有している。データレジスタ４１は、ラッチストローブ
信号ＳＴＢでデータレジスタ４１に格納してデータを一
斉に取り込んで記憶するデータレジスタ４２に接続され
ている。データレジスタ４２の出力側には、デコード及
びデコード結果のレベルをシフトするデコード・レベル
シフト回路５３に接続されている。デコード・レベルシ
フト回路５３の出力側には、階調用電圧Ｖ₀〜Ｖ₇に接
続されたアナログスイッチ４４−１〜４４−８によりデ
コード・レベルシフト回路５３の出力に基づいていずれ
かの階調用電圧Ｖ₀〜Ｖ₇を選択するデジタル／アナロ
グ変換回路４４に接続されている。デジタル／アナログ
変換回路４４により、カラービデオ信号ＤＳ１〜ＤＳ３
の階調に応じた電圧が出力端子ＯＵＴより出力される。
この構成のドライバにおいては、出力段がアナログスイ
ッチ４４−１〜４４−８で構成されているため、消費電
力が少なくなる反面、多階調化を図る場合に、階調再現
数相当の外部の電源が必要とする。そのため、駆動回路
のＩＣ化を行うとＩＣ内部における電源入力ラインの配
線系の占める面積が増大し、経済的でなくなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アクティブマトリクス型液晶ディスプレイの階調駆動方
法及びアクティブマトリクス型液晶ディスプレイにおい
ては、次のような課題があった。アクティブマトリクス
型液晶パネルに対する輝度データ信号を、図７（ａ）の
ように、アナログ信号で供給する場合、多階調化により
高画質をすることができるが、消費電力が大きいという
問題点がある。また、図７（ｂ）に示すように中間調に
対応するデジタルコードを入力し、デジタル／アナログ
変換を行って階調された電圧レベルを出力する場合、階
調数分の電源を必要とし、電源ラインなどによって高集
積化が困難となるという問題点があった。すなわち、低
消費電力、高画質、高集積化が可能なアクティブマトリ
クス型液晶ディスプレイを実現することができなかっ
た。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、前記課題
を解決するために、透光性の背面基板と、前記背面基板
上に交差して配置形成される複数のデータ信号線及び走
査信号線と、前記各データ信号線と走査信号線の交差箇
所に各画素電極に対応してそれぞれ接続された複数の薄
膜トランジスタと、前記背面基板に対向して配置された
透光性の前面基板と、前記前面基板上の各液晶セルの画
素電極と対向する部分に設けられた表示色に対応するカ
ラーフィルタと、前記カラーフィルタ上に設けられた透
光性の共通電極と、前記背面基板及び前面基板の表面に
それぞれ対向して配設され所定方向に配向処理された配
向膜と、前記背面基板及び前面基板側の配向膜間に介装
された液晶層と、前記背面基板及び前面基板の背面にそ
れぞれ貼着された偏光膜とを、備えたＴＦＴ−ＬＣＤ等
のアクティブマトリクス型液晶パネルと、ビデオ入力信
号に応じて前記液晶セルの駆動電圧を前記データ信号線
に出力する表示信号回路と、前記走査信号線に走査信号
を出力する走査信号回路と、前記共通電極を駆動する共
通電極駆動回路とを備えたアクティブマトリクス型液晶
パネルの交流駆動を行うアクティブマトリクス型液晶デ
ィスプレイの階調駆動方法において、次にような手段を
講じている。すなわち、前記表示信号回路が、前記ビデ
オ入力信号の階調度に応じてパルス幅変調し、該パルス
幅変調されたパルスの出力期間に交流駆動するその極性
に応じた基準電圧を前記データ信号線に出力し、当該パ
ルス出力期間以外は前記データ信号線をハイインピーダ
ンス状態とし、前記共通電極駆動回路が、前記共通電極
には交流駆動するその極性に応じて、順次上昇あるいは
低下するランプ駆動電圧を印加し、前記走査信号回路
が、前記走査信号に前記ランプ駆動電圧を重畳させた信
号を前記走査信号線に出力するようにしている。

【００１１】第２の発明は、第１の発明のＴＦＴ−ＬＣ
Ｄ等のアクティブマトリクス型液晶パネルと、ビデオ入
力信号に応じて前記液晶セルの駆動電圧を前記データ信
号線に出力する表示信号回路と、前記走査信号線に走査
信号を出力する走査信号回路と、前記共通電極を駆動す
る共通電極駆動回路とを備え前記アクティブマトリクス
型液晶パネルの交流駆動を行うアクティブマトリクス型
液晶ディスプレイにおいて、以下の回路を備えている。
すなわち、前記表示信号回路は、前記ビデオ入力信号の
階調度に応じてパルス幅変調するパルス幅変換回路と、
該パルス幅変調されたパルスの出力期間に交流駆動する
その極性に応じた基準電圧を前記データ信号線に出力
し、当該パルス出力期間以外は前記データ信号線をハイ
インピーダンス状態とするスイッチ回路とを備え、共通
電極駆動回路は、交流駆動するその極性に応じて、順次
上昇あるいは低下するランプ駆動電圧を生成するランプ
電圧駆動回路を備え、前記走査信号回路は、交流駆動す
るその極性に応じて、順次上昇あるいは低下するランプ
駆動電圧を生成するランプ電圧駆動回路と、前記走査信
号に前記ランプ駆動電圧を重畳する走査信号変換回路と
を備えている。

【００１２】第３の発明は、第２の発明において、前記
交流駆動するその極性により変動する基準電圧と同等の
電圧振幅を有する電源電圧及び基準電圧と同等の電圧振
幅を重畳させた制御信号を前記表示信号回路に供給する
ようにしている。第４の発明は、第２または第３の発明
において、前記画素電極に対して補助容量と該補助容量
に電圧を印加するための補助容量線とを設け、前記補助
容量線には前記ランプ駆動電圧を印加するようにしてい
る。第５の発明は、第２または第３の発明において、前
記画素電極と該画素電極に薄膜トランドスタを介して接
続される走査信号線の前段の走査信号線との間に補助容
量を設けている。

【００１３】

【作用】第１及び第２の発明によれば、以上のようにア
クティブマトリクス型液晶ディスプレイの階調駆動方法
及びアクティブマトリクス型液晶ディスプレイを構成し
たので、表示信号回路により、ビデオ入力信号の階調度
に応じてパルス幅変調し、該パルス幅変調されたパルス
の出力期間に交流駆動するその極性に応じた基準電圧を
前記データ信号線に出力し、当該パルス出力期間以外は
前記データ信号線をハイインピーダンス状態とする。共
通電極駆動回路により、共通電極には交流駆動するその
極性に応じて、順次上昇あるいは低下するランプ駆動電
圧を印加し、走査信号回路により、走査信号にランプ駆
動電圧を重畳させた信号を走査信号線に出力する。デー
タ信号線がハイインピーダンス状態になった時点におい
て、データ信号線の電位が、データ信号線と共通電極と
の間の容量、及びデータ信号線と走査信号線との間の配
線容量によりランプ駆動電圧と同等に追従して変化する
ので、画素電極の電位と共通電極との間の電位差はデー
タ信号線がハイインピーダンスになった時点において決
まってしまう。一方、パルスの出力期間が長ければそれ
だけデータ信号線の変化する電位は小さくなり、画素電
極の電位と共通電極との間の電位差が大きくなる。すな
わち、ビデオ入力信号の階調度に応じて、画素電極の電
位と共通電極との間の電位差が変化する。第３の発明に
よれば、交流駆動するその極性により変動する基準電圧
と同等の電圧振幅を有する電源電圧及び基準電圧と同等
の電圧振幅を重畳させた制御信号を前記表示信号回路に
供給するので、スイッチ回路の基準電圧の見掛け上の変
動をゼロにする。第４の発明によれば、補助容量線にラ
ンプ駆動電圧を印加するので、補助容量にはこのランプ
駆動電圧が印加される。よって、データ信号線がハイイ
ンピーダス状態において画素電極の電位がランプ駆動電
圧に追従して変化する。第５の発明によれば、補助容量
には走査信号線によりランプ電圧が印加されるので、デ
ータ信号線がハイインピーダス状態において画素電極の
電位がランプ駆動電圧と同等に追従して変化する。従っ
て、前記課題を解決できるのである。

【００１４】

【実施例】第１の実施例図１は、本発明の第１の実施例のアクティブマトリクス
型液晶ディスプレイの階調駆動方法を説明するためのＴ
ＦＴ−ＬＣＤを備えたアクティブマトリクス型液晶ディ
スプレイの回路図であり、従来の図４中の要素と共通の
要素には共通の符号が付されている。図１に示す階調駆
動回路は、従来の図４のアクティブマトリクス型液晶デ
ィスプレイ内に設けられるものであり、表示信号回路５
０、走査信号回路６０、及びコモン電極駆動回路１００
により構成されている。この階調駆動回路が、従来の階
調駆動回路と異なる点は、表示信号回路５０、及び走査
信号回路６０が、従来の表示信号回路２０、及び走査信
号回路２１と回路構成が異なっており、またコモン電極
８にランプ駆動電圧を印加するコモン電極駆動回路１０
０を設けたことである。

【００１５】図８は、図１中の表示信号回路５０の回路
図である。図８に示すように、この表示信号回路５０
は、ビデオ信号Ｓ１を入力する入力端子に接続され、ビ
デオ信号Ｓ１の階調度に応じてパルス幅変換するパルス
幅変換回路５０を有している。パルス幅変換回路５０の
出力側には、交流化信号Ｓ２及び交流化信号Ｓ１の極性
に応じて印加する基準電源Ｖ_B1およびＶ_B2を入力する入
力端子に接続されたアナログスイッチ回路５２が接続さ
れている。アナログスイッチ回路５２は、基準電源Ｖ_B1
およびＶ_B2が印加される２つの入力端子、及びこれらの
いずれかの基準電源を選択する制御信号としての交流化
信号Ｓ２を入力する入力端子に接続され、各データ信号
線２−ｉ（ｉ＝１〜ｍ）毎に設けられたアナログスイッ
チ５２−ｉ（ｉ＝１〜ｍ）有している。アナログスイッ
チ５２−ｉ、及びパルス幅変換回路５０の出力側には、
アナログスイッチ５３−ｉが接続されている。

【００１６】図９は、図１中の走査信号回路６０の回路
図である。図９に示すように、この走査信号回路６０
は、変換部６１を有している。変換部６１は、走査信号
Ｓ１０として走査クロックＳ１０ａ及び走査データ信号
Ｓ１０ｂを入力する入力端子に接続され、変換走査クロ
ックＳ７０ａ及び変換走査データ信号Ｓ７０ｂからなる
変換制御信号Ｓ７０を生成して走査ドライバ９０に供給
する制御信号変換回路７０、及びＶ_dd1(+)，Ｖ_dd1(-)，
Ｖ_dd2(+)，Ｖ_dd2(-)の電源電位に接続され、ランプ駆動
電圧Ｓ８０を生成して走査ドライバ９０に供給する電源
電圧変換回路８０とにより構成されている。制御信号変
換回路７０は、変換走査クロックＳ７０ａ及び変換走査
データ信号Ｓ７０ｂからなる変換制御信号Ｓ７０を生成
して走査ドライバ９０に供給する回路である。電源電圧
変換回路８０は、交流化信号Ｓ１の極性に応じて、順次
上昇または低下するランプ駆動電圧Ｓ８０を生成するラ
ンプ駆動電圧回路である。走査信号変換回路７０、及び
電源電圧変換回路８０の出力側には、走査信号ドライバ
９０が接続されている。制御信号変換回路７０、及び走
査ドライバ９０は、走査信号Ｓ１０とランプ駆動電圧Ｓ
８０とを重畳する回路である。

【００１７】図１０は、図９中の制御信号変換回路７０
の回路図である。図１０に示すように、この制御信号変
換回路７０は、ロジック電源電位Ｖ_L(+)に接続された抵
抗７１ａ及び７１ｂを有している。抵抗７１ａは、フォ
トカプラ７２ａに接続され、抵抗７１ｂは、フォトカプ
ラ７２ｂに接続されている。フォトカプラ７２ａは、走
査線クロック信号Ｓ１０ａを入力する入力端子に接続さ
れ、フォトカプラ７２ｂは、走査線データ信号Ｓ１０ｂ
を入力する入力端子に接続さている。また、フォトカプ
ラ７２ａ、及び７２ｂには、後述する図１１中の電源電
圧変換回路８０によって生成された変換ロジック電源Ｖ
_CL(+)、及びＶ_CL(- ₎が接続されている。フォトカプラ
７２ａからは、変換走査クロック信号Ｓ７０ａが走査信
号ドライバ９０に出力され、フォトカプラ７２ｂからは
変換走査データ信号Ｓ７０ｂが走査信号ドライバ９０に
変換走査制御信号Ｓ７０として出力される。

【００１８】図１１は、図９中の電源電圧変換回路８０
の一例を示す図である。図１１に示すようにこの電源電
圧変換回路８０は、電源電位Ｖ_dd1(+)に接続されたアナ
ログスイッチ８１ａと電源電位Ｖ_dd1(-)に接続されたア
ナログスイッチ８１ｂとを有している。アナログスイッ
チ８１ａ、及び８１ｂの他方の端子には、抵抗８２ａが
接続されている。アナログスイッチ８１ａにはスイッチ
ングを制御する交流化信号Ｓ２が入力され、アナログス
イッチ８１ｂにはスイッチングを制御する信号として交
流化信号Ｓ２のインバータ８１ｃによる反転信号が入力
される。抵抗８２ｂの他方の端子には、容量８３及び第
１のオペアンプ８４ａの(-) 入力端子に接続されてい
る。第１のオペアンプ８４ａの(+) 入力端子には、接地
電位に接続されている。容量８３の他方の端子と第１の
オペアンプ８４ａの出力側が接続され、この接続点には
抵抗８５ａが接続されている。一方の端子が電源電位Ｖ
_dd2(+)に接続され、他方の端子が電源電位Ｖ_dd2(-)に接
続された可変抵抗８２ｂが第２のオペアンプ８４ｂの
(+) 入力端子に接続されている。第２のオペアンプ８４
ｂの(-) 入力端子と出力が接続されている。第２のオペ
アンプ８４ｂの出力側には、抵抗８５ｂの一方の端子が
接続されている。抵抗８５ｂの他方の端子は、抵抗８５
ａの他方の端子が接続され、さらに、第３のオペアンプ
８６の(-) 入力端子が接続されている。第３のオペアン
プ８６の(+) 入力端子は、接地電位に接続されている。
第３のオペアンプ８６の出力側には、パワーＭＯＳトラ
ンドスタ等で構成されたバッファ８７が接続され、バッ
ファ８７からは変換電源電圧Ｓ８０が出力される。ま
た、図１中のコモン電極駆動回路１００は、図１１中の
電源電圧変換回路８０と同等の回路で構成されている。

【００１９】次に、図８の表示信号回路５０の動作を説
明する。パルス幅変換回路５０では、入力されたビデオ
信号Ｓ１の階調データを表示セル毎に蓄積し、ビデオ信
号Ｓ１の階調レベルに応じた期間だけオン信号となるパ
ルス幅信号Ｓ５１−ｉ（ｉ＝１〜ｍ）に変換して、それ
ぞれの表示セルに対応するデータ信号線２−ｉに接続さ
れたアナログスイッチ５３−ｉにそれぞれ供給する。ア
ナログスイッチ５２−ｉでは、入力された交流化信号Ｓ
２の極性に応じて基準電圧Ｖ_B1とＶ_B2のいずれかの基準
電圧を選択し、該選択された基準電圧Ｖ_B1またはＶ_B2を
アナログスイッチ５３−ｉに供給する。アナログスイッ
チ５３−ｉでは、ビデオ信号Ｓ１の階調レベルに応じた
パルス幅期間だけオン状態となり、交流化信号Ｓ２の極
性に応じてアナログスイッチ５３−ｉで選択した基準電
圧Ｖ_B1またはＶ_B2をデータ信号線２−ｉに供給する。ま
た、アナログスイッチ５３−ｉは、該パルス幅期間以外
の期間ではオフになりデータ信号線２−ｉをハイインピ
ーダンスになる。

【００２０】次に、図９の走査信号回路６０の動作を説
明する。まず、図９中の制御信号変換回路７０は、ロジ
ックレベルの制御信号Ｓ１０として、走査クロック信号
Ｓ１０ａと走査データ信号Ｓ１０ｂをフォトカプラ７２
ａ、７２ｂにそれぞれ入力する。フォトカプラ７２ａ、
７２ｂでは、走査クロック信号Ｓ１０ａ、及び走査デー
タ信号Ｓ１０ｂを図１１に示す電源電圧変換回路８０の
一部の回路と同様の構成の電源電圧変換回路により生成
された変換ロジック電源Ｖ_CL(+)とＶ_CL(-)の電圧レベ
ルに変換して変換走査クロック信号７０ａと変換走査デ
ータ信号７０ｂを生成し、該走査信号ドライバ９０に供
給する。図１１の電源電圧変換回路８０では、アナログ
スイッチ８１ａ、８１ｂと第１のオペアンプ８４ａ、抵
抗８２ａ、及び容量８３とによりランプ波形を生成し、
可変抵抗８２ｂ、第２のオペアンプ８４ｂ、抵抗８５
ａ、及び抵抗８５ｂとにより電圧レベルを設定し、８７
によりそれぞれの電圧レベルに設定されたランプ駆動電
圧を変換電源電圧として出力するものである。ランプ波
形の最大振幅を決める基準電圧をＶdd₁₍₊₎とＶ_dd1(-)と
した場合のランプ波形を以下の過程で生成する。交流化
信号Ｓ２が負極性の場合、アナログスイッチ８１ａをオ
フ状態にして、アナログスイッチ８１ｂをオン状態にし
て、抵抗８２ａと容量８３の積分回路により第１のオペ
アンプ８４の出力を０ＶからＶ_dd1(+)に向かって電位が
上昇するランプ波形を生成する。一方、交流化信号Ｓ２
が正極性の場合、アナログスイッチ８１ｂをオン状態に
して、アナログスイッチ８１ａをオフ状態にすると、抵
抗８２ａと容量８３の積分回路により第１のオペアンプ
８４の出力を０ＶからＶ_dd _1(-)に向かって電位が低下す
るランプ波形を生成することができる。そして、任意の
時間経過後にアナログスイッチ８１ａと８１ｂの両者を
オフ状態とすることにより最終的に到達した電圧、例え
ばＶ_dd1(+)やＶ_dd1(-)に保持する。

【００２１】このようにして、交流化信号Ｓ２の極性に
応じて、２つのアナログスイッチ８１ａと８１ｂを制御
し、抵抗８２ａの抵抗値と容量８３の容量値で決まる時
定数を最適化することにより所望の形のランプ波形が得
られる。一方、ランプ波形のＤＣ的な電圧レベルを決め
る基準電圧Ｖ_dd2(+)とＶ_dd2(-)と可変抵抗８２ｂとによ
り生成された電圧を第２のオペアンプ８４ｂの(+) 入力
端子に入力し、(-) 入力端子と出力とを接続することに
よってボルテージフォロワー回路を構成し、負荷による
電圧変化のないＤＣ的な電圧レベルを生成する。そし
て、第１オペアンプ８４ａの出力を抵抗８５ａを介して
第３のオペアンプ８６の(-) 入力端子に入力し、第２オ
ペアンプ８４ｂの出力を抵抗８５ｂを介して第３オペア
ンプ８６の(-) 入力端子に入力することにより加算回路
を構成し、ランプ波形の電圧レベルを所望する電圧レベ
ルにＤＣ的にシフトしたランプ波形を生成する。さら
に、出力電流の十分にとれるバッファ８７を介して所望
する電圧レベルに設定されたランプ駆動電圧Ｓ８０を出
力する。そして、走査信号ドライバ９０では、変換走査
信号Ｓ７０にランプ駆動電圧Ｓ８０を重畳して走査信号
線２−ｊに供給する。

【００２２】次に、コモン電極駆動回路１００の動作を
説明する。図１中のコモン電極駆動回路１００は、図１
１中の電源電圧変換回路８０と同等の回路で構成されて
おり、前述したようにコモン電極駆動回路１００ではラ
ンプ駆動電圧をコモン電極８に供給する。図１２は図１
のアクティブマトリクス型液晶ディスプレイの駆動波形
図である。以下、この図を参照しつつ本発明のアクティ
ブマトリクス型の液晶ディスプレイの階調駆動方法を説
明する。図８の表示信号回路５０のパルス幅変換回路５
１からオン信号がビテオ信号Ｓ１の階調レベルに応じた
tw期間だけアナログスイッチ５３−ｉ（ｉ＝１〜ｍ）に
供給される。アナログスイッチ５３−ｉに接続されたデ
ータ信号線２−ｉには、交流化信号Ｓ２の極性に応じた
基準電圧Ｖ_B1またはＶ_B2がtw期間だけ供給され、データ
信号線２−ｉの電位Ｙ_iは、tw期間だけ基準電圧Ｖ_B1ま
たはＶ_B2に等しくなる。そして、tw期間が終わるデータ
信号線２−ｉは、ハイインピーダンス状態となるためデ
ータ信号線２−ｉに付随する配線容量に蓄積された電荷
により電圧が保持される。

【００２３】データ信号線２−ｉに付随する配線容量
は、図５中のデータ信号線２−ｉとコモン電極８との間
の容量Ｃ_DCとデータ信号線２−ｉと走査信号線３−ｊと
の間の容量Ｃ_GDであるが、コモン電極８にはランプ駆動
電圧Ｖ_COMが印加され、走査信号回路６０が接続された
走査信号線３−ｊには走査信号Ｓ１０とランプ駆動電圧
Ｓ８０を重畳させた信号Ｘ_jがそれぞれ供給されてい
る。そのため、データ信号線２−ｉに付随する全ての配
線容量にランプ駆動電圧が供給され、ハイインピーダン
ス状態におけるデータ信号線２−ｉの電圧Ｙ_iはランプ
駆動電圧の波形に追従して同等な電圧変化を起こす。こ
のため、tw期間が終わった直後のデータ信号線２−ｉの
電圧Ｙ_iとコモン電極８の電圧Ｖ_COMとの電位差Ｖ
_LCと、走査信号線３−ｉの電位Ｘ_jがオフ状態となる書
き込み電圧確定時におけるデータ信号線２−ｉの電圧Ｙ
_iとコモン電極８の電圧Ｖ_COMとの電位差Ｖ_LCが同等に
なり、tw期間が終わった直後のデータ信号線２−ｉの電
圧Ｙ_iとコモン電極８の電圧Ｖ_COMとの電位差Ｖ_LCが液
晶セル１２の書き込み電圧となる。tw期間が終わった直
後のデータ信号線２−ｉの電圧Ｙ_iとコモン電極８の電
圧Ｖ_COMとの電位差Ｖ_LCは、tw期間が長ければそれだれ
データ信号線２−ｉがハイインピーダンス状態において
電圧Ｙ_iの変化は小さくなり、そのため液晶セル１２の
書き込み電圧は高くなる。すなわち、ビデオ信号Ｓ１の
階調度に応じて液晶セル１２の書き込み電圧を制御する
ことができる。

【００２４】また、ＴＦＴ５により書き込まれた画素電
極４の電圧Ｖ_Pは、ＴＦＴ５の走査信号Ｘ_jがオン状態
からオフ状態に変化する時に、走査信号Ｘ_jが供給され
るＴＦＴ５の寄生容量Ｃ_GSの影響により式（１）で示さ
れる電圧ΔＶ₁だけ電圧変動を起こす。このため、画素
電極４の電圧Ｖ_Pとコモン電極８の電圧Ｖ_COMとの間の
電位差Ｖ_LCが、画素電極４の電圧Ｖ_Pの変動に対して正
極性の書き込み時と負極性の書き込み時とで均等になる
ように設定してコモン電極８に対して電圧Ｖ_CO _Mを供給
する。この結果、液晶セル１１に供給される電圧Ｖ_LCは
図１２のように変化する。以上説明したように、本第１
の実施例では、データ信号線２−ｉには表示信号回路５
０からパルス幅変調されたパルスの出力期間にそれぞれ
の極性に応じた基準電圧を印加するとともに、当該パル
スの出力期間tw以外は表示信号回路５０をハイインピー
ダンス状態とし、コモン電極８にはランプ駆動電圧を印
加し、走査信号線３−ｊには走査信号Ｓ１０にランプ駆
動電圧Ｓ８０を重畳させるので、走査信号線３−ｊの電
位Ｘ_jがオフ状態となる書き込み時におけるデータ信号
線２−ｉの電圧Ｙ_iの電圧とコモン電極８の電圧Ｖ_COM
との電位差Ｖ_LCが、期間twの長さに比例して変化するの
で、階調度に応じて電位差Ｖ_LCを印加することができ、
表示信号回路５０の階調ドライバに外部から供給する電
源数を減らし、且つ階調ドライバの出力回路部をアナロ
グスイッチとすることができたので、低電力な多階調表
示が可能となるという利点がある。

【００２５】第２の実施例図１３は、本発明の第２の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの回路図であり、第１の実施例の
図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されてい
る。本第２の実施例の液晶ディスプレイの回路は、第１
の実施例の液晶ディスプレイの回路と異なる点は、第１
の実施例のアクティブマトリクス型液晶パネルにの各画
素電極４の背面に絶縁膜を介して補助容量電極（図示せ
ず）を設け、データ信号線２−ｉと絶縁層（図示せず）
を介して補助容量電極に接続され直行配置される補助容
量線１０１を設け、該補助容量電極／絶縁膜／画素電極
４によって補助容量１０２を形成し、補助容量線１０１
にはコモン電極４の電位Ｖ_COMを印加するようにしたこ
とである。以下、図１３のアクティブマトリクス型液晶
ディスプレイの駆動回路の動作を説明する。

【００２６】第１の実施例と同様に、データ信号線２−
ｉに表示信号回路５０からパルス幅変調されたパルスの
出力期間にそれぞれ応じたそれぞれの極性に応じた基準
電圧を印加し、当該パルスの出力期間tw以外は表示信号
回路５０をハイインピーダンス状態とする。データ信号
線２−ｉが補助容量線１０１には、ランプ駆動電圧が印
加されたコモン電極８の電位Ｖ_COMが印加され、このラ
ンプ駆動電圧が補助容量電極に印加される。そのため、
ハイインピーダンス状態においては、画素電極４には補
助容量１０２を介してランプ駆動電圧が印加され、画素
電極４の電位Ｖ_Pはランプ駆動電圧の波形と同等に追従
して変化する。以上説明したように、液晶パネルの各画
素電極４に補助容量１０２を設け、各補助容量１０２に
対して補助容量線１０１を介してランプ駆動電圧を印加
したので、データ信号線２−ｉに付随する配線容量によ
ってランプ駆動電圧の波形に追従させる第１の実施例よ
りもハイインピーダンス状態において画素電極４の電位
Ｖ_Pを確実にランプ駆動電圧の波形と同等に追従して変
化させることができ、表示品質の高い高画質のアクティ
ブマトリクス型液晶ディスプレイを実現することができ
るという利点がある。

【００２７】第３の実施例図１４は、本発明の第３の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの回路図であり、第１の実施例の
図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されてい
る。本第３の実施例のアクティブマトリクス型液晶ディ
スプレイの回路は、第１の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの回路と異なる点は、第１の実施
例のアクティブマトリクス型液晶パネルにさらに各画素
電極４の背面に絶縁膜を介して補助容量電極（図示せ
ず）を設け、補助容量電極と対応する画素電極４とＴＦ
Ｔ５を介して接続される走査信号線３−ｊの前段の走査
信号線３−（ｊ−１）と該補助容量電極とを接続し、補
助容量電極／絶縁膜／画素電極４によって補助容量１１
２を形成するようにしたことである。以下、図１４のア
クティブマトリクス型液晶ディスプレイの駆動回路の動
作を説明する。

【００２８】第１の実施例と同様に、データ信号線２−
ｉに表示信号回路５０からパルス幅変調されたパルスの
出力期間にそれぞれ応じたそれぞれの極性に応じた基準
電圧を印加し、当該パルスの出力期間tw以外は表示信号
回路５０をハイインピーダンス状態とする。データ信号
線２−ｉがハイインピーダンス状態においては、走査信
号線３−ｊにはランプ駆動電圧が印加され、このランプ
駆動電圧が補助容量電極に印加される。そのため、画素
電極４には補助容量１１２を介してランプ駆動電圧が印
加され、画素電極４の電位Ｖ_Pはランプ駆動電圧の波形
と同等に追従して変化する。以上説明したように、液晶
パネルの各画素電極４と前段の走査信号線３−ｊとの間
に補助容量１１２を設け、各補助容量１１２に対して走
査信号線３−ｊを介してランプ駆動電圧を印加したの
で、ハイインピーダンス状態において、データ信号線２
−ｉに付随する配線容量によってランプ駆動電圧の波形
と同等に追従して変化させる第１の実施例よりも画素電
極４の電位を確実にランプ駆動電圧の波形に追従させて
同等の変化をさせることができ、表示品質の高い、経済
的で高画質の液晶ディスプレイを実現することができる
という利点がある。

【００２９】第４の実施例図１５は、本発明の第４の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの回路図であり、第１の実施例の
図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されてい
る。本第４の実施例のアクティブマトリクス型液晶ディ
スプレイの回路は、第１の実施例の液晶ディスプレイの
駆動回路の表示信号回路５０と本第４の実施例の表示信
号回路１２０の回路構成が異なる点以外は、第１の実施
例と同様の構成である。図１６は、図１５中の表示信号
回路１２０の回路図である。図１６に示すように、本発
明の第４の実施例の表示信号回路１２０では、交流化信
号Ｓ２を入力する入力端子に接続され、交流化信号Ｓ２
の極性に応じた表示用電源電圧Ｓ１３０を出力する表示
用電源電圧変換回路１３０を有している。表示用電源電
圧変換回路１３０の出力側には、データ信号ドライバ１
４０が接続されている。データ信号ドライバ１４０の出
力側には、データ信号線２−ｉに接続されている。

【００３０】図１７は、図１６中の表示用電源電圧変換
回路１３０の回路図である。図１７に示すように、表示
用電源電圧変換回路１３０では、基準電圧Ｖ_w+、及びＶ
_W-に接続された可変抵抗１３１を有している。可変抵抗
１３１は、第１のオペアンプ１３２の(+) 入力端子に接
続されている。第１のオペアンプ１３２の(-) 側入力端
子と出力が接続されている。第１のオペアンプ１３２の
出力側には、第２のオペアンプ１３４の(+) 入力端子に
接続されている。第２のオペアンプ１３４の(-) 側入力
端子が抵抗１３３及び抵抗１３５に接続されている。抵
抗１３３の他方の端子には、交流化信号Ｓ２を入力する
入力端子に接続されている。第２のオペアンプ１３４の
出力側には、抵抗１３５の他方の端子、及びパワーＭＯ
Ｓトランジスタ等で構成されたバッファ１３６が接続さ
れている。さらに、第１のオペアンプ１３２、第２のオ
ペアンプ１３４、及びバッファ１３６には、基準電圧Ｖ
_w+、及びＶ_W-に接続されている。バッファ１３６から
は、交流化信号Ｓ２の極性に応じた基準電圧Ｓ１３０が
出力される。図１８は、図１６中のデータ信号ドライバ
ー１４０の回路図である。図１８に示すように、このデ
ータ信号ドライバー１４０は、ビデオ信号Ｓ１を入力す
る入力端子に接続されたパルス幅変換回路１４１を有し
ている。パルス幅変換回路１４１の出力側には、アナロ
グスイッチ１４２が接続されている。アナログスイッチ
１４２は、基準電位Ｓ１３０及びパルス幅変換回路１４
１に接続されたアナログスイッチ１４３−ｉ（ｉ＝１〜
ｍ）を有している。アナログスイッチ１４３−ｉの出力
側には、図１中のデータ信号線２−ｉが接続されてい
る。信号Ｙ_iは、アナログスイッチ１４３−ｉに接続さ
れたデータ信号線２−ｉの電位である。

【００３１】次に、図１６の表示信号回路１２０の動作
を説明する。図１６の表示信号回路１２０の表示用電源
電圧変換回路１３０では、第２のオペアンプ１３４と２
つの抵抗１３３と１３５とにより反転増幅回路を構成
し、交流化信号Ｓ２を所望の電源振幅に変換した矩形波
を生成する。この矩形波のＤＣ的な電圧レベルを決め
る、基準電圧Ｖ_W+とＶ_W-と可変抵抗１３１とにより生成
された電圧を第１のオペアンプ１３２の(+) 側に入力
し、第１のオペアンプ１３２の(-) 側入力と出力とを接
続してボルテージフォロワー回路を構成して、所望する
電圧レベルに設定し、バッファ１３６により、所望する
電圧振幅と電圧レベルに設定して、交流化信号Ｓ２の極
性に応じて変化する基準電圧Ｓ１３０を生成し、データ
信号ドライバ１４０に出力する。データ信号ドライバ１
４０では、図１８中のパルス幅変換回路１４１により、
入力されたビデオ信号Ｓ１の階調データを表示セル毎に
蓄積し、ビデオ信号の階調レベルに応じた期間だけオン
信号を出力するパルス幅信号に変換して、それぞれの表
示セルに対応するデータ信号線２−ｉに接続されたアナ
ログスイッチ１４２−ｉに対してそれぞれ供給し、それ
ぞれのアナログスイッチ１４２−ｉの開閉期間を制御す
る。

【００３２】アナログスイッチ１４２−ｉには、一方の
端子に交流化信号Ｓ２の極性に応じて変動する基準電位
Ｓ１３０が、他方の端子にそれぞれの表示セルに対応す
るデータ信号線２−ｉが接続されており、ビデオ信号Ｓ
１の階調レベルに応じたパルス幅期間だけアナログスイ
ッチ１４２−ｉがオン状態になり、それぞれのデータ信
号線２−ｉに対して交流化信号Ｓ２の極性に応じて変動
する基準電源電圧Ｓ１３０が供給され、該パルス以外の
期間ではアナログスイッチ１４２−ｉがオフ状態とな
り、それぞれのデータ信号線２−ｉはハイインピーダン
スとなるものである。図１６の表示信号回路１２０を用
いた図１５のアクティブマトリクス型液晶ディスプレイ
液晶は、第１の実施例と同様に動作する。以上説明した
ように、本第４の実施例では、交流化信号Ｓ２の極性に
応じて変動する基準電位Ｓ１３０を生成する表示用電源
電圧変換回路１２０とデータ信号ドライバ１４０とを分
離することにより第１の実施例よりもデータ信号ドライ
バ１４０の簡略化を図ることができるという利点があ
る。

【００３３】第５の実施例図１９は、本発明の第５の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの回路図であり、第１の実施例の
図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されてい
る。本第５の実施例のアクティブマトリクス型液晶ディ
スプレイの回路は、第１の実施例の液晶ディスプレイの
駆動回路の表示信号回路５０と本第４の実施例の表示信
号回路１５０の回路構成が異なる点以外は、第１の実施
例と同様の構成である。図２０は、図１９中の表示信号
回路１５０の回路図である。図２０に示すように、この
表示信号回路１５０は、変換部１６０を有している。変
換部１６０は、表示用制御信号Ｓ１を入力する入力端子
に接続され、表示用変換制御信号Ｓ１７０を出力する表
示用制御信号変換回路１７０と交流化信号Ｓ２を入力す
る入力端子に接続され、変換電源電圧Ｓ１８０を出力す
る表示用電源電圧１８０とを有している。表示用制御信
号変換回路１７０、及び表示用電源電圧１８０の出力側
には、データ信号ドライバ１９０が接続されている。

【００３４】図２１は、図２０中の表示用制御信号変換
回路１７０の回路図である。図２１に示すように、この
表示用制御信号変換回路１７０は、表示用制御信号Ｓ１
の表示輝度データ信号Ｓ１ａを入力する入力端子に接続
されたフォトカプラ１７１ａ、及び表示用制御信号Ｓ１
の表示クロック信号Ｓ１ｂを入力する入力端子に接続さ
れたフォトカプラ１７１ｂを有している。フォトカプラ
１７０ａの他方の入力端子には、抵抗１７２ａが接続さ
れている。フォトカプラ１７０ｂの他方の入力端子に
は、抵抗１７２ｂが接続されている。抵抗１７２ａ、及
び抵抗１７２ｂの他方の端子にはロジック電源Ｖ_L(+)に
接続されている。また、フォトカプラ１７１ａ、及び１
７１ｂには、図２０中の表示用電源電圧変換回路１８０
から入力される表示変換用ロジック電源電位Ｖ_DCL(+)及
びＶ_DCL(-)に接続されている。フォトカプラ１７１ａか
らは、変換表示制御信号Ｓ１７０の変換表示輝度データ
信号１７０ａが出力され、フォトカプラ１７１ｂから
は、変換表示制御信号Ｓ１７０の変換表示クロック信号
Ｓ１７０ｂが出力される。

【００３５】図２２は、図２０中の表示用電源電圧変換
回路１８０の回路図である。図２２に示すように、表示
用電源電圧変換回路１８０は、表示用電源電圧変表示用
電源Ｖ_DW+、及びＶ_DW-に接続された可変抵抗１８１、
第１のオペアンプ１８２、第２のオペアンプ１８３、及
びパワーＭＯＳトランドスタ等で構成されるバッファ１
８４を有している。可変抵抗１８１には、第１のオペア
ンプ１８２の(+) 入力端子が接続されている。第１のオ
ペアンプ１８２の(-) 入力端子と出力とが接続されてい
る。第１のオペアンプ１８２の出力側には、第２のオペ
アンプ１８３の(+) 入力端子が接続されている。第２の
オペアンプ１８３の(-) 入力端子には、抵抗１８４ａ及
び１８４ｂが接続され、抵抗１８４ａの他方の端子に
は、交流化信号Ｓ２を入力する入力端子が接続され、抵
抗１８４ｂの他方の端子には、第２のオペアンプ１８３
の出力に接続されている。第２のオペアンプ１８３の出
力側には、パワーＭＯＳバッファ１８４が接続されてい
る。パワーＭＯＳバッファ１８４からは、表示用変換電
源電圧Ｓ１８０が出力される。

【００３６】図２３は、図２０中のデータ信号ドライバ
１９０の回路図である。図２３に示すように、このデー
タ信号ドライバ１９０は、変換表示輝度データ信号Ｓ１
７０ａ及び変換表示クロック信号Ｓ１７０ｂを入力する
入力端子に接続されたパルス幅変換回路１９１を有して
いる。パルス幅変換回路１９１の出力側のには、アナロ
グスイッチ１９２−ｉ（ｉ＝１〜ｍ）が接続されてい
る。アナログスイッチ１９２−ｉには、表示用変換基準
電圧Ｓ１８０が接続されている。アナログスイッチ１９
２−ｉの出力側には、データ信号線２−ｉが接続されて
いる。

【００３７】次に、図１９の表示用信号回路１５０の動
作を説明する。表示輝度データ信号Ｓ１０ａ、及び表示
クロック信号Ｓ１０ｂが図２１中の表示用制御信号変換
回路１７０のフォトカプラ１７１ａ、及び１７１ｂに入
力される。フォトカプラ１７１ａ、及び１７１ｂでは、
表示輝度データ信号Ｓ１０ａ、及び表示クロック信号Ｓ
１０ｂを、図２２の表示用電源電圧変換回路１８０によ
り生成された表示用変換ロジック電源Ｖ_DC(+)とＶ
_DC(-)の電圧レベルに変換して変換表示輝度データ信号
Ｓ１７０ａと変換表示クロック信号Ｓ１７０ｂを生成
し、図２３中のデータ信号ドライバ１９０に出力する。
図２２中の表示用電源電圧変換回路１８０では、表示用
電源電圧変換回路１８０の第２のオペアンプ１８３と２
つの抵抗１８４ａと１８４ｂとにより反転増幅回路を構
成して、交流化信号Ｓ２を所望の電圧振幅に変換した矩
形波を生成する。この矩形波のＤＣ的な電圧レベルを決
める、表示用電源Ｖ_DW(+)とＶ_DW(-)と可変抵抗１８１
とにより生成された電圧を第１のオペアンプ１８２の
(+) 入力端子に供給し、(-) 入力端子と出力を接続して
ボルテージフォロアー回路を構成して、所望する電圧レ
ベルに設定する。パワーＭＯＳバッファ１８５では、所
望する電圧振幅と電圧レベルに設定して、交流化信号Ｓ
２の極性に応じて変動する表示用電源電圧Ｓ１８０を出
力する。

【００３８】データ信号ドライバ１９０では、図２３中
のパルス幅変換回路１９１により、入力された変換表示
輝度データＳ１７０ａの階調データを変換表示クロック
信号１７０ａに同期して表示セル毎に分離して蓄積し、
変換表示輝度データ信号Ｓ１７０ａの階調レベルに応じ
た期間だけオン信号を出力するパルス幅信号Ｓ１９１−
ｉに変換して、それぞれの表示セルに対応するデータ信
号線２−ｉに接続されたアナログスイッチ１９２−ｉ
（ｉ＝１〜ｍ）に対して供給し、それぞれのアナログス
イッチ１９２−ｉの開閉期間を制御する。このとき、デ
ータ信号ドライバには、基準電圧Ｓ１８０と同等の電圧
振幅を有する電源電圧が供給されるのでパルス幅信号Ｓ
１９１−ｉは、交流化信号Ｓ２の極性により変動する基
準電圧Ｓ１８０と同等の電圧振幅を有する矩形波が重畳
された波形を供給する。一方、各アナログスイッチ１９
２−ｉには、表示用変換基準電源Ｓ１８０が接続されて
いるので、変換用表示輝度データＳ１７０ａの階調レベ
ルに応じたパルス幅期間だけアナログスイッチ１９２−
ｉがオン状態になり、それぞれのデータ信号線２−ｉに
対して表示用変換基準電源Ｓ１８０の電圧が供給され
る。この時、データ信号ドライバ１９０の電源には、交
流化信号Ｓ２の極性により変動する基準電圧Ｓ１８０と
同等の電圧振幅を有する矩形波を供給するので、データ
信号ドライバ１９０の基準電圧の変動を見掛け上ゼロに
でき、データ信号ドライバ１９０が低電力となる。ま
た、パルスの出力期間以外では、アナログスイッチ１９
２−ｉがオフ状態になり、それぞれのデータ信号線２−
ｉがハイイピーダンスとなる。

【００３９】図２４は、図１９のアクティブマトリクス
型液晶ディスプレイの駆動波形図である。以下、この図
を参照しつつ本発明のアクティブマトリクス型液晶ディ
スプレイの階調駆動方法を説明する。図２４に示すよう
に、図２０の表示信号回路１５０のパルス幅変換回路１
９１から交流化信号Ｓ２の極性により変動する基準電圧
Ｓ１８０と同等の電圧振幅を有するパルス幅信号Ｓ１９
１−ｉがtw期間だけアナログスイッチ１９２−ｉ（ｉ＝
１〜ｍ）に供給される。アナログスイッチ１９２−ｉに
接続されたデータ信号線２−ｉには、交流化信号Ｓ２の
極性に応じた基準電圧Ｖ_B1またはＶ_B2がtw期間だけ供給
される。この時、表示信号回路１５０のデータ信号ドラ
イバ１９０の基準電圧の変動が見掛け上ゼロになる。デ
ータ信号線２−ｉの電位Ｙ_iは、tw期間だけ基準電圧Ｖ
_B1またはＶ_B2に等しくなる。そして、tw期間が終わるデ
ータ信号線２−ｉは、ハイインピーダンス状態となり、
データ信号線２−ｉがランプ駆動電圧に追従して同等の
変化をする。

【００４０】以上説明したように、本第５の実施例によ
れば第１の実施例と同様の利点がある上、以下の利点が
ある。表示信号回路１５０の階調ドライバの動作用の電
源Ｖ_DW+とＶ_DW-、及び表示輝度データ信号と表示クロ
ック信号にそれぞれの極性により変動する基準電圧と同
等の電圧振幅を有する矩形波を重畳させた電圧表示用変
換基準電圧をデータ信号ドライバ１９０に供給したた
め、データ信号ドライバ１９０の基準電圧の変動を見掛
け上ゼロにでき、低電力な多階調表示ができるという利
点がある。

【００４１】第６の実施例図２５は、本発明の第６の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの回路図であり、第５の実施例の
図１９中の要素と共通の要素には共通の符号が付されて
いる。本第６の実施例の液晶ディスプレイの回路は、第
５の実施例の液晶ディスプレイの回路と異なる点は、第
５の実施例のアクティブマトリクス型液晶パネルにの各
画素電極４の背面に絶縁膜を介して補助容量電極（図示
せず）を設け、データ信号線２−ｉと絶縁層（図示せ
ず）を介して補助容量電極に接続され直行配置される補
助容量線２０１を設け、該補助容量電極／絶縁膜／画素
電極４によって補助容量２０２を形成し、補助容量線２
０１にはコモン電極４の電位Ｖ_COMを印加するようにし
たことである。以下、図２５のアクティブマトリクス型
液晶ディスプレイの駆動回路の動作を説明する。

【００４２】第５の実施例と同様に、データ信号線２−
ｉに表示信号回路１５０からパルス幅変調されたパルス
の出力期間にそれぞれ応じたそれぞれの極性に応じた基
準電圧を印加し、当該パルスの出力期間tw以外は表示信
号回路１５０をハイインピーダンス状態とする。データ
信号線２−ｉが補助容量線２０１には、ランプ駆動電圧
が印加されたコモン電極８の電位Ｖ_COMが印加され、こ
のランプ駆動電圧が補助容量電極に印加される。そのた
め、ハイインピーダンス状態においては、画素電極４に
は補助容量１０２を介してランプ駆動電圧が印加され、
画素電極４の電位Ｖ_Pはランプ駆動電圧の波形と同等に
追従して変化する。以上説明したように、液晶パネルの
各画素電極４に補助容量２０２を設け、各補助容量２０
２に対して補助容量線２０１を介してランプ駆動電圧を
印加したので、データ信号線２−ｉに付随する配線容量
によってランプ駆動電圧の波形に追従させる第１の実施
例よりもハイインピーダンス状態において画素電極４の
電位Ｖ_Pを確実にランプ駆動電圧の波形と同等に追従し
て変化させることができ、表示品質の高い高画質のアク
ティブマトリクス型液晶ディスプレイを実現することが
できるという利点がある。

【００４３】第７の実施例図２５は、本発明の第７の実施例の液晶ディスプレイの
階調駆動方法を実施するための液晶ディスプレイの駆動
回路の回路図である。本第７の実施例の液晶ディスプレ
イの駆動回路は、第５の実施例の液晶ディスプレイの駆
動回路と異なる点は、第５の実施例の液晶ディスプレイ
の駆動回路にさらに液晶パネルの各画素電極４の背面に
絶縁膜を介して補助容量電極（図示せず）を設け、補助
容量電極と対応する画素電極４とＴＦＴ５を介して接続
される走査信号線３−ｊの前段の走査信号線３−（ｊ−
１）と該補助容量電極とを接続し、補助容量電極／絶縁
膜／画素電極４によって補助容量２１２を形成するよう
にしたことである。以下、図２６のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの駆動回路の動作を説明する。

【００４４】第５の実施例と同様に、データ信号線２−
ｉに表示信号回路１５０からパルス幅変調されたパルス
の出力期間にそれぞれ応じたそれぞれの極性に応じた基
準電圧を印加し、当該パルスの出力期間tw以外は表示信
号回路１５０をハイインピーダンス状態とする。データ
信号線２−ｉがハイインピーダンス状態においては、走
査信号線３−ｊにはランプ駆動電圧が印加され、このラ
ンプ駆動電圧が補助容量電極に印加される。そのため、
画素電極４には補助容量２１２を介してランプ駆動電圧
が印加され、画素電極４の電位Ｖ_Pはランプ駆動電圧の
波形に追従して同等に変化する。以上説明したように、
液晶パネルの各画素電極４と前段の走査信号線３−（ｊ
−１）との間に補助容量１１２を設け、各補助容量２１
２に対して走査信号線３−ｊを介してランプ駆動電圧を
印加したので、ハイインピーダンス状態において、デー
タ信号線２−ｉに付随する配線容量によってランプ駆動
電圧の波形に追従させる第１の実施例よりも画素電極４
の電位を確実にランプ駆動電圧の波形に追従させて同等
の変化をさせることができ、表示品質の高い、経済的で
高画質の液晶ディスプレイを実現することができるとい
う利点がある。

【００４５】本発明は、上記実施例に限定されず種々の
変形が可能である。その変形例としては、例えば次のよ
うなものがある。（１）データ信号線及び走査信号線を有するアクティ
ブマトリクス型液晶ディスプレイであれば、本実施例以
外の構成のアクティブマトリクス型液晶ディスプレイに
適用することができる。（２）上記実施例以外の駆動方法を図示以外の駆動方
法に変えることも可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１及び第
２の発明によれば、ビデオ入力信号の階調度に応じてパ
ルス幅変調し、該パルス幅変調されたパルスの出力期間
に交流駆動するその極性に応じた基準電圧を前記データ
信号線に出力し、当該パルス出力期間以外は前記データ
信号線をハイインピーダンス状態とし、共通電極には交
流駆動するその極性に応じて、順次上昇あるいは低下す
るランプ駆動電圧を印加し、走査信号にランプ駆動電圧
を重畳させた信号を走査信号線に出力するので、表示信
号回路に外部から供給する電源数を減らし、低電力な多
階調化が可能となる。第３の発明によれば、交流駆動す
るその極性により変動する基準電圧と同等の電圧振幅を
有する電源電圧及び基準電圧と同等の電圧振幅を重畳さ
せた信号を前記表示信号回路に供給するのでスィッチ回
路の基準電圧の見掛け上の変動をゼロにすることがで
き、さらに低電力化が可能となる。第４及び第５の発明
によれば、画素電極に対して補助容量を設け、この補助
容量にランプ駆動電圧を印加するようにしたので、表示
品質をさらに向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のアクティブマトリクス
型液晶ディスプレイの回路図である。

【図２】従来のＴＦＴ−ＬＣＤの概略の構造を示す断面
図である。

【図３】図２のＴＮ液晶セルの電気−光学特性図であ
る。

【図４】図２のＴＦＴ−ＬＣＤの構造を備えた従来のア
クティブマトリクス型液晶ディスプレイの概略の回路図
である。

【図５】図２の液晶セルの等価回路図である。

【図６】図４のアクティブマトリクス型液晶ディスプレ
イの駆動タイミングチャートである。

【図７】従来の表示信号回路内のドライバの回路図であ
る。

【図８】図１中の表示信号回路の回路図である。

【図９】図１中の走査信号回路の回路図である。

【図１０】図９中の制御信号変換回路の回路図である。

【図１１】図９中の電源電圧変換回路の回路図である。

【図１２】図１のアクティブマトリクス型液晶ディスプ
レイの駆動波形図である。

【図１３】本発明の第２の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの回路図である。

【図１４】本発明の第３の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの回路図である。

【図１５】本発明の第４の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの回路図である。

【図１６】図１５中の表示信号回路の回路図である。

【図１７】図１６中の表示用電源電圧変換回路の回路図
である。

【図１８】図１６中のデータ信号ドライバの回路図であ
る。

【図１９】本発明の第５の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの回路図である。

【図２０】図１９中の表示信号回路の回路図である。

【図２１】図２０中の表示用制御信号変換回路の回路図
である。

【図２２】図２０中の表示用電源電圧変換回路の回路図
である。

【図２３】図２０中のデータ信号ドライバの回路図であ
る。

【図２４】図１９のアクティブマトリクス型液晶ディス
プレイの駆動波形図である。

【図２５】本発明の第６の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの回路図である。

【図２６】本発明の第７の実施例のアクティブマトリク
ス型液晶ディスプレイの回路図である。

【符号の説明】

１背面基板２−ｉデータ信号線３−ｊ走査信号線４画素電極５ＴＦＴ６前面基板７カラーフィルタ８コモン電極９液晶層１０，１１偏光膜１２液晶セル５０，１２０，１４０，１５０表示信号回路５１パルス幅変換回路５２−ｉ，５３−ｉ，１４２−ｉ，１９２−ｉ（ｉ＝
１，…，ｍ）アナログスイッチ７０制御信号変換回路８０電源電圧変換回路１００コモン電極駆動回路１０１，２０１補助容量線１０２，１１２，２０２，２１２補助容量１３０，１８０表示用電源電圧変換
回路１４０，１９０データ信号ドライバ１７０表示用制御信号変換
回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性の背面基板と、前記背面基板上に
交差して配置形成される複数のデータ信号線及び走査信
号線と、前記各データ信号線と走査信号線の交差箇所に
各画素電極に対応してそれぞれ接続された複数の薄膜ト
ランジスタと、前記背面基板に対向して配置された透光
性の前面基板と、前記前面基板上の各液晶セルの画素電
極と対向する部分に設けられた表示色に対応するカラー
フィルタと、前記カラーフィルタ上に設けられた透光性
の共通電極と、前記背面基板及び前面基板の表面にそれ
ぞれ対向して配設され所定方向に配向処理された配向膜
と、前記背面基板及び前面基板側の配向膜間に介装され
た液晶層と、前記背面基板及び前面基板の背面にそれぞ
れ貼着された偏光膜とを、備えたアクティブマトリクス
型液晶パネルと、ビデオ入力信号に応じて前記液晶セルの駆動電圧を前記
データ信号線に出力する表示信号回路と、前記走査信号線に走査信号を出力する走査信号回路と、前記共通電極を駆動する共通電極駆動回路とを備え、前記アクティブマトリクス型液晶パネルの交流駆動を行
うアクティブマトリクス型液晶ディスプレイの階調駆動
方法において、前記表示信号回路により、前記ビデオ入力信号の階調度
に応じてパルス幅変調し、該パルス幅変調されたパルス
の出力期間に交流駆動するその極性に応じた基準電圧を
前記データ信号線に出力し、当該パルス出力期間以外は
前記データ信号線をハイインピーダンス状態とし、前記共通電極駆動回路により、前記共通電極には交流駆
動するその極性に応じて、順次上昇あるいは低下するラ
ンプ駆動電圧を印加し、前記走査信号回路が、前記走査信号に前記ランプ駆動電
圧を重畳させた信号を前記走査信号線に出力することを
特徴とするアクティブマトリクス型液晶ディスプレイの
階調駆動方法。
【請求項２】透光性の背面基板と、前記背面基板上に
交差して配置形成される複数のデータ信号線及び走査信
号線と、前記各データ信号線と走査信号線の交差箇所に
各画素電極に対応してそれぞれ接続された複数の薄膜ト
ランジスタと、前記背面基板に対向して配置された透光
性の前面基板と、前記前面基板上の各液晶セルの画素電
極と対向する部分に設けられた表示色に対応するカラー
フィルタと、前記カラーフィルタ上に設けられた透光性
の共通電極と、前記背面基板及び前面基板の表面にそれ
ぞれ対向して配設され所定方向に配向処理された配向膜
と、前記背面基板及び前面基板側の配向膜間に介装され
た液晶層と、前記背面基板及び前面基板の背面にそれぞ
れ貼着された偏光膜とを、備えたアクティブマトリクス
型液晶パネルと、ビデオ入力信号に応じて前記液晶セルの駆動電圧を前記
データ信号線に出力する表示信号回路と、前記走査信号線に走査信号を出力する走査信号回路と、前記共通電極を駆動する共通電極駆動回路とを備え、前記アクティブマトリクス型液晶パネルの交流駆動を行
うアクティブマトリクス型液晶ディスプレイにおいて、前記表示信号回路は、前記ビデオ入力信号の階調度に応
じてパルス幅変調するパルス幅変換回路と、該パルス幅
変調されたパルスの出力期間に交流駆動するその極性に
応じた基準電圧を前記データ信号線に出力し、当該パル
ス出力期間以外は前記データ信号線をハイインピーダン
ス状態とするスイッチ回路とを備え、前記共通電極駆動回路は、交流駆動するその極性に応じ
て、順次上昇あるいは低下するランプ駆動電圧を生成す
るランプ電圧駆動回路を備え、前記走査信号回路は、交流駆動するその極性に応じて、
順次上昇あるいは低下するランプ駆動電圧を生成するラ
ンプ電圧駆動回路と、前記走査信号に前記ランプ駆動電
圧を重畳する走査信号変換回路とを備えたことを特徴と
するアクティブマトリクス型液晶ディスプレイ。
【請求項３】前記交流駆動するその極性により変動す
る基準電圧と同等の電圧振幅を有する電源電圧及び基準
電圧と同等の電圧振幅を重畳させた制御信号を前記表示
信号回路に供給することを特徴とする請求項２記載のア
クティブマトリクス型液晶ディスプレイ。
【請求項４】前記画素電極に対して補助容量と該補助
容量に電圧を印加するための補助容量線とを設け、前記補助容量線には前記ランプ駆動電圧を印加するよう
にしたことを特徴とする請求項２または３記載のアクテ
ィブマトリクス型液晶ディスプレイ。
【請求項５】前記画素電極と該画素電極に薄膜トラン
ドスタを介して接続される走査信号線の前段の走査信号
線との間に補助容量を設けたことを特徴とする請求項２
または３記載のアクティブマトリクス型液晶ディスプレ
イ。