JPH07281640A

JPH07281640A - 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: JPH07281640A
Application number: JP7234394A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Toyama; 広遠山; Hiroshi Hamano; 広濱野; Hiromasa Sugano; 裕雅菅野
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Ｓ４の
極性に応じた基準電圧が複数個の基準電圧の中から１個
選択されて出力され、選択された基準電圧が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１
００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−ｉ
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、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、以下の手段を
講じている。すなわち、前記表示信号回路により、前記
ビデオ入力信号に基づいてパルス幅変調し、該ビデオ入
力信号の階調レベルに応じて、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
圧を複数個の基準電圧の中から１個を選択して前記デー
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、共通電極駆動
回路により、前記記共通電極に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、前記走査信号回路により、前記走査信号に交流駆
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、前記表示信号回路が、前記ビデオ入力信号に
基づいてパルス幅変調するパルス幅変換回路と、複数個
の基準電圧と、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複数個
の基準電圧の中から１個を選択するセレクタ回路と、前
記セレクタ回路により選択された基準電圧を前記パルス
出力期間に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、共通電極駆動回路が、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、前記走査信号回路が、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、該走査信
号変換回路の出力信号を前記走査信号線に出力するよう
にしている。

【００１２】第３の発明によれば、第２の発明において
基準電圧を同じ電位差毎に、前記ビデオ入力信号の上位
ビットに対応した数だけ設け、前記パルス幅変換回路
は、前記ビデオ入力信号の下位ビットの値に基づいてパ
ルス幅変調し、前記ランプ駆動回路は、前記ランプ駆動
電圧の傾斜電圧の変動量が前記複数個の基準電圧の最小
の電位差に等しくなるようにしている。第４の発明によ
れば、第２または第３の発明において、画素電極に補助
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の発明によれば、第２また
は第３の発明において、画素電極と該画素電極に薄膜ト
ランジ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の本発明によれば、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
法を構成したので、表示信号回路により、前記ビデオ入
力信号に基づいてパルス幅変調し、該ビデオ入力信号の
階調レベルに応じて、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複数
個の基準電圧の中から１個を選択して前記データ信号線
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、前記記共通電極に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す
る。走査信号回路により、走査信号に交流駆動するその
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る。
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
力信号の階調レベルに応じて、画素電極の電位と共通電
極との間の電位差が変化する。また、ハイインピーダン
ス状態において、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て選択された基準電圧か
らランプ駆動電圧と同等に追従して変化するので、基準
電圧及びランプ駆動電圧の変動量によりビデオ入力信号
の階調レベルが表される。

【００１４】第３の発明によれば、基準電圧を同じ電位
差毎に、前記ビデオ入力信号の上位ビットに対応した数
だけ設け、パルス幅変換回路は、ビデオ入力信号の下位
ビットの値に基づいてパルス幅変調する。そして、ラン
プ駆動回路は、前記ランプ駆動電圧の傾斜電圧の変動量
が複数個の基準電圧の最小の電位差に等しくなるように
し、ランプ駆動電圧が複数個の基準電圧の最小の電位差
の変動量するので、この変動量分だけ、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。

【００１５】

【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ためにコモン電極駆動回
路１００を設けたことである。

【００１６】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
ｒビットのビデオ入力信号としての表示輝度データ信号
Ｓ１、及び表示クロック信号Ｓ２を入力する入力端子に
接続されたシフトレジスタ５１を有している。シフトレ
ジスタ５１の出力側には、ラッチ信号Ｓ３を入力する入
力端子に接続されたラッチ回路５２が接続されている。
ラッチ回路５２の出力側には、ラッチ回路５２の上位ｐ
ビットのデータを入力し、交流化信号Ｓ４の極性、及び
表示輝度データ信号Ｓ１０の上位ｐビットの値に応じ
て、電源電位を選択するセレクタ５３、及びラッチ回路
５２の下位ｑビットのデータを入力し、パルス幅変換す
るパルス幅変換回路５４が接続されている。セレクタ５
３、及びパルス幅変換回路５４の出力側には、電圧のレ
ベルをシフトするレベルシフト回路５５が接続されてい
る。レベルシフト回路５５の出力側には、データ信号ド
ライバ５６が接続されている。データ信号ドライバ５６
には、図１中のデータ走査線２−ｉ（ｉ＝１〜ｍ）が接
続されている。Ｙ_iは、データ走査線２−ｉの電圧であ
る。

【００１７】図９は、図８中のデータ信号ドライバ５６
の内のデータ走査線２−ｉに接続されたデータ信号ドラ
イバ５６の回路図である。図９に示すように、このデー
タ信号ドライバ５６は、レベルシフト回路５５から各デ
ータ走査線２−Ｙ_iに対応して出力される信号Ｓ５５ａ
_i−ｊ（ｊ＝１〜２^P）を入力するアナログスイッチ５
７_i−ｊを有している。アナログスイッチ５７_i−ｊの
他方の端子には、基準電源Ｖ_BJに接続されている。アナ
ログスイッチ５７_i−ｊの出力側には、アナログスイッ
チ５８_iが接続されている。また、アナログスイッチ５
８_iには、レベルシフト回路５５を介してパルス幅変換
回路５４から供給される信号Ｓ５４ｂを入力するためレ
ベルシフト回路５５が接続されている。アナログスイッ
チ５８_iの出力側には、データ走査線２−ｉが接続され
ている。基準電源Ｖ_BJとＶ_B(J+1)との間の電位差が一定
になるように各基準電源Ｖ_BJが設定されている。

【００１８】図１０は、図１中の走査信号回路６０の回
路図である。図１０に示すように、この走査信号回路６
０は、変換部６１を有している。変換部６１は、走査信
号Ｓ１０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(+)，Ｖ_dd3(+)，Ｖ_dd3(-)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Ｓ１
０とランプ駆動電圧Ｓ８０とを重畳して、走査信号線３
−ｊに供給する回路である。

【００１９】図１１は、図１０中の制御信号変換回路７
０の回路図である。図１１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，７１ｂを有している。抵抗７１ａは、フォ
トカプラ７２ａに接続されている。抵抗７１ｂは、フォ
トカプラ７２ｂに接続されている。また、フォトカプラ
７２ａ、及び７２ｂには、後述する図１２中の電源電圧
変換回路８０の可変抵抗８２ｂ、第２のオペアンプ８４
ｂ、抵抗８５ｂ、第３のオペアンプ８６、及びパワーＭ
ＯＳトランジスタ等で構成されるバッファ８７から構成
され、第３のオペアンプ８６の(+) 入力端子に交流化信
号Ｓ４が入力される電源電圧変換回路によって生成され
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。

【００２０】図１２は、図１０中の電源電圧変換回路８
０の一例を示す図である。図１２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
の一方の端子が接続されている。抵抗８２ｂの他方の端
子には、アナログスイッチ８１ｃ、８１ｄが接続されて
いる。アナログスイッチ８１ｃの他方の端子には、電源
電位Ｖ_dd2(+)に接続され、アナログスイッチ８１ｄの他
方の端子には、電源電位Ｖ_dd2(-)に接続されている。ア
ナログスイッチ８１ｃ、及び８１ｄ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、この接続点に抵
抗８５ａが接続されている。アナログスイッチ８１ａに
は、スイッチングの制御信号として交流化信号Ｓ４が入
力され、アナログスイッチ８１ｂには、スイッチングの
制御信号として交流化信号Ｓ４のインバータ８１ｅによ
る反転信号が入力される。

【００２１】一方の端子が電源電位Ｖ_dd3(+)に接続さ
れ、他方の端子が電源電位Ｖ_dd3(-)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８４ｂの出力側には、
この第２のオペアンプ８４ｂの(-) 側の入力端子、及び
抵抗８５ｂの一方の端子が接続されている。抵抗８５ｂ
の他方の端子には、抵抗８５ａの他方の端子が接続され
ている。抵抗８５ａ、及び８５ｂには、第３のオペアン
プ８６の(-) 入力端子が接続され、第３のオペアンプ８
６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トランジ
スタ等で構成されるバッファ８７が接続され、バッファ
８７からはランプ駆動電圧Ｓ８０が出力される。図１に
示すコモン電極駆動回路１１０は、図１２に示す電源電
圧変換回路８０と同様の回路により構成され、その出力
側にコモン電極８が接続されている。

【００２２】次に、図８中の表示信号回路５０の動作を
説明する。シフトレジスタ５１では、ｒビットで入力さ
れる表示輝度データ信号Ｓ１を表示クロック信号Ｓ２に
同期して表示セル毎に分離してｍ段蓄積し、蓄積したデ
ータをラッチ回路５２に出力する。ラッチ回路５２で
は、ラッチ信号Ｓ３により一斉にシフトレジスタ５１で
蓄積したデータを取り込んで保持し、ラッチ回路５２に
保持された各表示セルに対応するｒビットの内、上位ｐ
ビットのデータはセレクタ回路５３に出力し、下位ｑビ
ットのデータはパルス幅変換回路５４に出力する。ここ
で、各表示セルのｒビットのデータはｒ＝（ｐ＋ｑ）で
あるとする。

【００２３】セレクタ回路５３では、入力された上位ｐ
ビットのデータの重み付けと交流化信号Ｓ４の極性に対
応する基準電源の電圧を選択するための２^P個の信号を
レベルシフト回路５５に出力する。パルス幅変換回路５
４では、入力された下位ｑビットのデータの重み付けに
応じた期間だけオン信号を出力するパルス幅信号Ｓ５４
−ｉ（ｉ＝１〜ｍ）に変換し、レベルシフト回路５５に
出力する。

【００２４】レベルシフト回路５５では、セレクタ回路
５３の２^P個の出力信号、及びパルス幅変換回路５４の
出力の電圧をデータ信号ドライバ５６が動作可能となる
レベルにレベルシフトし、各データ信号線２−ｉ毎に信
号Ｓ５５ａ_i−ｊ（ｊ＝１〜２^P）、及びＳ５５ｂ_iを
データ信号ドライバ５６に出力する。データ信号ドライ
バ５６では、各データ信号線２−ｉ（ｉ＝１〜ｍ）ごと
に設けられた図９に示されるデータ信号ドライバによ
り、レベルシフト回路５５から出力されたセレクタ回路
５３から供給された２^P個の信号Ｓ５５ａ_i−ｋ（ｋ＝
１〜２^P）毎に、同等電位差だけ増加する毎に設けられ
た基準電圧Ｖ_BK（ｋ＝１〜２^P）から、１個だけ書き込
み用の電源が選択され、２^P個のアナログスイッチ５７
_i−ｋの中から該当する電圧に接続されるアナログスイ
ッチだけがオン状態になる。そして、２^P個のアナログ
スイッチ５７_i−ｋの共通端子に接続されるアナログス
イッチ５８_iにはレベルシフト回路５５を介してパルス
幅変換回路５４から供給される信号Ｓ５５ｂ_iが供給さ
れて、各表示セルのデータの下位ｑビットの重み付けに
応じたパルス幅期間だけアナログスイッチ５８_iがオン
状態になり、それぞれのデータ信号線２−ｉに対してア
ナログスイッチ５７_i−ｋで選択した書き込み用の基準
電源電圧が供給され、該パルス幅期間以外の期間ではア
ナログスイッチ５８_iがオフ状態になり、それぞれのデ
ータ信号線２−ｉはハイインピーダンス状態となる。

【００２５】次に、図１０中の走査信号回路６０の動作
を説明する。走査信号回路６０の図１１に示す制御信号
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Ｓ１０
ｂをフォトカプラ７２ａ、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Ｓ
１０ａ、及び走査データ信号Ｓ１０ｂを図１２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、走査
信号ドライバ９０に供給する。図１２に示す電源電圧変
換回路８０では、４つのアナログスイッチ８１ａ、８１
ｂ、８１ｃ、８１ｄと第１のオペアンプ８４、抵抗８２
ａ、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８５ａ、及び
抵抗８５ｂとにより電圧レベルを設定し、バッファ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。

【００２６】ランプ波形の最大振幅を決める基準電圧を
Ｖ_dd1(+)とＶ_dd1(-)とし、傾斜電圧の初期電圧を決める
基準電圧をＶ_dd2(+)及びＶ_dd2(-)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Ｓ４が負極性の
場合、まずアナログスイッチ８１ｃだけをオン状態にす
ることにより第１のオペアンプ８４ａの(-) 入力端子に
Ｖ_dd2(+)を供給し、第１のオペアンプ８４ａの初期電圧
Ｖ_dd2(+)に設定する。次に、アナログスイッチ８１ｃを
オフ状態としアナログスイッチ８１ａをオン状態にする
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Ｖ_dd2(+)からＶ_dd ₁₍₊₎に向かって電
位が上昇するランプ波形を生成することができる。交流
化信号Ｓ４が正極性の場合、まずアナログスイッチ８１
ｄだけをオン状態にすることにより第１のオペアンプ８
４ａの(-) 入力端子にＶ_dd2(-)を供給し、第１のオペア
ンプ８４ａの初期電圧Ｖ_dd2(-)に設定する。次に、アナ
ログスイッチ８１ｄをオフ状態としアナログスイッチ８
１ｂをオン状態にすると、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Ｖ_dd2(-)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
８１ａ、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(-)に保持で
きる。このようにして、交流化信号Ｓ４の極性に応じ
て、４つのアナログスイッチ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，
８１ｄ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。またこの際のランプ波形のそれぞ
れの極性における電圧傾斜分の電圧変動量は２^P個設け
られた基準電圧同士の最小の電位差と同等に設定されて
おり、Ｖ_dd1( ₊₎−Ｖ_dd2(+)とＶ_dd2(-)−Ｖ_dd1(-)とは、
例えばＶ_B2とＶ_B1と同等に設定されている。

【００２７】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_dd3(+)とＶ_dd3(-)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。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(-) 入力端子に入力して、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(-) 入力端子に入力して加算回路を構成し、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し、出力電流の十分にとれる
バッファー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を生成し、走査ドライバ９０に
供給する。走査ドライバ９０では、変換走査信号Ｓ７０
とランプ駆動電圧Ｓ８０とを重畳して走査信号線３−ｊ
に供給する。図１中のコモン電極駆動回路１００では、
前述したように電源電圧変換回路１８０と同様に動作
し、ランプ駆動電圧を生成してコモン電極８に出力す
る。

【００２８】図１３は図１のアクティブマトリクス型の
液晶ディスプレイの駆動波形図であり、この図を用い
て、本発明のアクイ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１の表示信号回路５０
のパルス幅変換回路５１からオン信号Ｓ５４−ｉがtw期
間だけレベルシフト回路５５を介してアナログスイッチ
５８_iに供給され、図１２に示すようにデータ信号線２
−ｉの電位Ｙ_iは、それぞれの表示セルに対応する書き
込み極性及び輝度データ信号の階調レベルに応じた基準
電圧Ｖ_BK（ｋ＝１〜２^P）がtw期間だけ供給される。こ
こで負極性においては、Ｖ_B1は表示セルのデータの上位
ｐビットの重み付けの最大値に相当し、Ｖ_B2P は重み付
けの最小値に相当し、正極性においては、Ｖ_B1は重み付
け最小値に相当し、Ｖ_B2P は重み付けの最大値に相当す
る。そして、tw期間が終わるとデータ信号線２−ｉは、
ハイインピーダンス状態に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。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にはコモン電極駆動回路１
１０によりランプ駆動電圧Ｖ_COMが供給され、走査信号
回路６０が接続された走査信号線３−ｊには走査信号と
ランプ駆動電圧を重畳させた信号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。

【００２９】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−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。期間twが長
いと、それだけハイインピーダンス状態の期間が短くな
り、データ信号線２−ｉの電圧Ｙ_iの変動量が小さくな
りデータ信号線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がそれだけ高くなる。すなわち、
表示輝度データ信号Ｓ１の輝度レベルに応じて液晶セル
１２の書き込み電圧を設定することができる。また、こ
の際に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ΔＶ₁（ΔＶ₁＝（Ｃ_GS／
（Ｃ_LC＋Ｃ_GS））×（Ｖ_G(+)−Ｖ_G(-)）だけ電圧変動を
起こす。そこで、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、コモン電極駆動回路１０
０によりΔＶ₁分シフトしてランプ駆動電圧Ｖ_dd1( _-)と
Ｖ_dd1(+)を設定してコモン電極８に対して電圧Ｖ_COMを
供給する。この結果、液晶セル１２に供給される電圧Ｖ
_LCは図１３のように変化する。

【００３０】以上説明したように、本第１の実施例で
は、パルス幅変調されたパルスの出力期間に複数個設け
られた基準電圧からそれぞれの表示セルに対応する書き
込み極性及び輝度データ信号の上位ビットの値に応じた
１個の基準電圧を選択してデータ信号線２−ｉに印加す
るとともに、当該パルス以外の期間はデータ信号線２−
ｉがハインピーダンス状態とし、コモン電極８にはラン
プ駆動電圧をコモン電極駆動回路１００より供給し、走
査信号線３−ｊには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回路６０より供給することにより、
ハインピーダンス状態においてはデータ信号線２−ｉの
電位が、輝度データ信号の下位ビットの値に応じて変化
するので、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
階調表示を可能とするディスプレイを提供することがで
きるという利点がある。

【００３１】第２の実施例図１４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。

【００３２】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、及び輝度デ
ータ信号の階調レベルに応じた基準電圧Ｖ_BK（ｋ＝１〜
２^P）がtw期間だけ供給され、当該パルスの出力期間tw
以外は表示信号回路５０がハイインピーダンス状態とな
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。

【００３３】第３の実施例図１５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３の実施例の液晶ディスプレイの駆動回路は、
第１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１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１１２を形成するようにしたことであ
る。以下、図１５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。

【００３４】第１の実施例と同様に、表示信号駆動回路
５０より図８中のアナログスイッチ５８_iに接続された
データ信号線２−ｉには、それぞれの表示セルに対応す
る書き込み極性及び輝度データ信号の階調レベルに応じ
た基準電圧Ｖ_BK（ｋ＝１〜２^P）がtw期間だけ供給さ
れ、期間twが終了するとハイインピーダンス状態にな
る。走査信号線３−ｊにはランプ駆動電圧が印加され、
補助容量１１２を介して画素電極４に印加される。その
ためデータ信号線２−ｉがハイインピーダンス状態にお
いて、画素電極４の電位はランプ駆動電圧の波形と同等
に追従して変化する。この際に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ΔＶ
₁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コ
モン電極８に対して電圧Ｖ_COMが供給される。この結
果、液晶セル９に供給される電圧Ｖ_LCは図１１のように
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２−（ｊ−１）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
２−（ｊ−１）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
−ｊ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。

【００３５】第４の実施例図１６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
スプレイの階調駆動回路が第１の実施例と異なる点は、
表示信号回路１２０を第１の実施例の表示信号回路５０
と異なる構成にしたことである。図１７は、図１６中の
表示信号回路１２０のブロック図である。図１７に示す
ように、この表示信号回路１２０はｒビットの表示輝度
データ信号Ｓ１及び表示クロック信号Ｓ２を入力する入
力端子に接続されたシフトレジスタ１２１を有してい
る。シフトレジスタ１２１の出力側には、ラッチ信号Ｓ
３を入力する入力端子に接続されたラッチ回路１２２が
接続されている。ラッチ回路１２２の出力側には、ラッ
チ回路１２２の下位ｑビットのデータを入力し、パルス
幅変換するパルス幅変換回路１２３が接続されている。
ラッチ回路１２２、及びパルス幅変換回路１２３の出力
側には、ラッチ回路１２２の上位ｐビットのデータを入
力し、交流化信号Ｓ４の極性、及び表示輝度データ信号
Ｓ１の上位ｐビットの値に応じて、電源電位及び供給す
る時間を選択するセレクタ回路１２４が接続されてい
る。セレクタ回路１２４の出力側には、電圧のレベルを
シフトするレベルシフト回路１２５が接続されている。
レベルシフト回路１２５の出力側には、データ信号ドラ
イバ１２６が接続されている。データ信号ドライバ１２
６には、各データ走査線２−ｉ（ｉ＝１〜ｍ）が接続さ
れている。Ｙ_iは、データ走査線２−ｉの電圧である。

【００３６】図１８は、図１７中のデータ信号ドライバ
１２６の内データ走査線２−ｉに接続されたデータ信号
ドライバ１２６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１２６は、レベルシフト回路１
２５からデータ走査線２−ｉ（ｉ＝１〜ｍ）に対応して
出力される信号Ｓ１２５_i−ｊ（ｊ＝１〜２^P）を入力
するアナログスイッチ１２７_i−ｊを有している。アナ
ログスイッチ１２７_i−ｊの他方の端子には、基準電源
Ｖ_BJに接続されている。アナログスイッチ１２７_i−ｊ
の出力側には、データ走査線２−ｉが接続されている。

【００３７】次に、図１７の表示信号回路１２０の動作
を説明する。シフトレジスタ１２１では、ｒビットで入
力される表示輝度データ信号Ｓ１を表示クロック信号Ｓ
２に同期して表示セル毎に分離してｍ段蓄積し、蓄積し
たデータをラッチ回路１２２に出力する。ラッチ回路１
２２では、ラッチ信号Ｓ３により一斉にシフトレジスタ
１２１で蓄積したデータを取り込んで保持し、ラッチ回
路１２２に保持された各表示セルに対応するｒビットの
内、上位ｐビットのデータはセレクタ回路１２４に出力
し、下位ｑビットのデータはパルス幅変換回路１２３に
出力する。ここで、各表示セルのｒビットのデータはｒ
＝（ｐ＋ｑ）であるとする。パルス幅変換回路１２３で
は、入力された下位ｑビットのデータの重み付けに応じ
た期間だけオン信号を出力するパルス幅信号Ｓ１２３に
変換し、セレクタ回路１２４に出力する。セレクタ回路
１２４では、入力された上位ｐビットのデータの重み付
けと交流化信号Ｓ４の極性に対応する基準電源の電圧を
選択するための２^P個の信号と下位ｑビットのデータの
重み付けに応じた期間だけオン信号を出力するパルス幅
信号とを演算した信号をレベルシフト回路１２５に出力
する。レベルシフト回路１２５では、セレクタ回路１２
４の出力信号の電圧をデータ信号ドライバ１２６が動作
可能な電位レベルにレベルシフトし、データ信号ドライ
バ１２６に出力する。

【００３８】図１８中のデータ信号ドライバ１２６で
は、レベルシフト回路１２５から供給された２^P個の信
号Ｓ１２５_i−ｊ（ｊ＝１〜２^P）が対応するアナログ
イッチ１２７_i−ｊに供給され、それぞれのアナログイ
ッチ１２７_i−ｊに接続され同じ電位差だけ順次増加す
る２^P個の基準電源Ｖ_B1〜Ｖ_B2P から１個だけ液晶セル
に書き込み用の電源として選択するために、２^P個のア
ナログイッチ１２７_i−ｊの中から該当する電圧に接続
されるアナログスイッチ１個だけをオン状態となる。オ
ン状態となったアナログスイッチは、セレクタ回路１２
５で演算された下位ｑビットのデータの重み付けに応じ
た期間だけオン状態となり、それぞれのデータ信号線２
−ｉに対してアナログスイッチで選択した書き込み用の
基準電源電圧が供給され、それ以外の期間ではアナログ
スイッチがオフ状態となり、そぞれのデータ信号線２−
ｉはハイインピーダンス状態となる。図１６のアクティ
ブマトリクス型液晶ディスプレイの動作は、図１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
動作と同様である。

【００３９】本第４の実施例は、第１の実施例と同様の
利点がある上に、さらに以下の利点がある。すなわち、
セレクタ回路１２４内でパルス幅変換回路１２３の出力
を演算してレベルシフト回路１２５を介して、データ信
号ドライバ１２６に出力するので、第１の実施例よりも
データ信号ドライバ１２６の簡略化を図ることができ
る。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。

【００４０】

【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複数個の基
準電圧の中から１個を選択して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、基準電圧を同じ電位差毎
に、ビデオ入力信号の上位ビットに対応した数だけ設
け、パルス幅変換回路は、ビデオ入力信号の下位ビット
の値に基づいてパルス幅変調し、ランプ駆動回路は、ラ
ンプ駆動電圧の傾斜電圧の変動量が複数個の基準電圧の
最小の電位差に等しくなるようにしたので一層多階調化
を図ることができる。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８中のデータ信号ドライバの回路図である。

【図１０】図１中の走査信号回路の回路図である。

【図１１】図１０中の制御信号変換回路の回路図であ
る。

【図１２】図１０中の電源電圧変換回路の回路図であ
る。

【図１３】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１４】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１５】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１６】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１７】図１６中の表示信号回路の回路図である。

【図１８】図１７中のデータ信号ドライバの回路図であ
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表示信号回路５１，１２１シフトレジスタ５２，１２２ラッチ回路５３，１２３セレクタ回路５４，１２４パルス幅変換回路５５，１２５レベルシフト回路５６，１２６データ信号ドライバ５７ｉ−ｊ，５８ｉ，１２７ｉ−ｊ（ｉ＝１〜ｍ，ｊ＝
１〜２）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１０１補助容量線１０２，１１２補助容量

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に基づい
てパルス幅変調し、該ビデオ入力信号の階調レベルに応
じて、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複数個の基準電圧の
中から１個を選択して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、前記記共通電極に交流駆
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、前記走査信号回路により、前記走査信号に交流駆動する
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、前記表示信号回路が、前記ビデオ入力信号に基づいてパ
ルス幅変調するパルス幅変換回路と、複数個の基準電圧
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複数個の基準電圧
の中から１個を選択するセレクタ回路と、前記セレクタ
回路により選択された基準電圧を前記パルス出力期間に
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が、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、前記走査信号回路が、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、該走査信号変
換回路の出力信号を前記走査信号線に出力するようにし
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】前記基準電圧を同じ電位差毎に、前記ビ
デオ入力信号の上位ビットの値に対応した数だけ設け、前記パルス幅変換回路は、前記ビデオ入力信号の下位ビ
ットの値に基づいてパルス幅変調し、前記ランプ駆動回路は、前記ランプ駆動電圧の傾斜電圧
の変動量が前記複数個の基準電圧の最小の電位差に等し
くなるようにした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
ジ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。