JP2002318565A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アンプ回路を高速化するためにはバイアス電流
を増加させる必要があり、消費電力が増加する問題があ
った。 【解決手段】コモン駆動アンプの出力に補助容量と充放
電を制御するスイッチ回路を備えた。これにより、コモ
ンの充電時間を短縮することができ、見かけ上アンプ回
路を高速化することができる。さらにこれにより消費電
力の増加はない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアクティブマトリッ
クス型の液晶パネルを駆動するための駆動回路に係り、
特に液晶パネルのコモン電極に与える第１および第２の
コモン電圧をフレーム周期で切り替えることで液晶を交
流駆動するコモン交流駆動方式を実現する液晶駆動回路
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、アクティブマトリックス型の液晶
ディスプレイがパーソナルコンピュータのディスプレイ
として広く採用されているが、更に携帯情報端末や携帯
電話などの小型ディスプレイとしても採用されている。
この携帯情報端末や携帯電話の電源は主に２次電池が用
いられており、従ってこれらの機器に採用されるディス
プレイに対しては、超低消費電力動作が要求される。

【０００３】また液晶ディスプレイは、各表示画素を駆
動するデータ線とゲート線をガラス基板上にマトリック
スに配置してデータ線とゲート線の交点近傍に薄膜トラ
ンジスタ（以下ＴＦＴという）を形成して液晶に表示情
報に応じた駆動電圧を与えることで表示を行っている。
そしてデータ線とゲート線は複数の液晶駆動用回路（液
晶ドライバ）で駆動される。このような液晶ディスプレ
イを低消費電力で動作させるためには上記液晶ドライバ
の低消費電力化が必要である。特に液晶ドライバには、
表示情報（階調情報）に応じた液晶駆動電圧に変換する
ために演算増幅回路が多数搭載されており、この消費電
力を低減することが重要な課題である。しかも液晶ディ
スプレイは、２枚のガラスに挟まれた液晶を電圧で駆動
するのであるから液晶自体が非常に大きな静電容量を持
っているため、演算増幅器は、この容量性の大きな負荷
を駆動する必要がある。

【０００４】そこで、液晶パネルを駆動するための低消
費電力で大きな容量性の負荷を駆動することのできる演
算増幅器の構成については特開平９−２７７２１号公報
に開示されており、基本となる演算増幅器の差動入力端
に更に差動増幅回路と電流供給回路を設け、これらが基
本となる演算増幅器に接続された大きな負荷の駆動を補
助するための補助バッファの役割を果たす。これにより
負荷に大きな電流を供給することができるようになり、
スルーレートが向上したすなわち大きな容量性負荷を駆
動することが可能な演算増幅器が実現できるとしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、基
本となる演算増幅器に補助バッファを付加することによ
り大きな容量性の負荷を駆動することができるが、補助
バッファを動作させるためにはバイアス電流が必要であ
り、そのため消費電力は増大する。また基本となる演算
増幅器と補助バッファはともに差動入力の増幅器であ
り、差動入力の電圧差に応じて出力に接続された付加に
対して電流を供給または電流を吸い込みする。そして演
算増幅器と補助バッファは並列動作しているために、そ
れぞれの差動入力の持つ差動利得の相違やオフセットの
相違により、補助バッファから供給された電流が演算増
幅器に流れ込む電流貫通状態となることがあり、これが
更に消費電力を増加させる。従って貫通電流を防止する
ための回路的工夫も上記従来技術に開示されているが、
差動入力の動作点を演算増幅器と補助バッファでずらす
回路であるために、それぞれの回路の並列動作時の回路
系の安定性の評価などに細心の注意を必要とする。要す
るに回路素子ばらつきなどの考慮をそれぞれの回路に対
して行ない、動作の安定性を確保した回路設計が必要で
ある。

【０００６】本発明の目的は、液晶パネルコモン電極の
ような非常に大きな容量性の負荷を駆動する駆動回路に
おいて、回路の消費電力を増加させることなく、高いス
ルーレートで容量性の負荷を駆動するコモン電極駆動回
路を搭載した液晶表示装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の液晶表示装置は、液晶パネルのコモン電極
に与える第１および第２のコモン電圧をフレーム周期で
切り替えることで液晶を交流駆動する液晶表示装置にお
いて、上記第１のコモン電圧を供給するコモン駆動アン
プと、上記コモン電極の電圧を上記第２のコモン電圧か
ら上記第１のコモン電圧に切り替えるための電荷を蓄え
る補助容量と、上記補助容量と上記コモン電極の間を短
絡もしくは開放する第１のスイッチ回路と、上記コモン
駆動アンプと上記コモン電極の間を短絡もしくは開放す
る第２のスイッチ回路と、上記コモン駆動アンプと上記
補助容量の間を短絡もしくは開放する第３のスイッチ回
路と、上記コモン容量と上記第２のコモン電圧源との間
を短絡もしくは開放する第４のスイッチ回路を備えるこ
とで構成される。

【０００８】また、本発明の液晶表示装置は、液晶パネ
ルのコモン電極に与える第１および第２のコモン電圧を
フレーム周期で切り替えることで液晶を交流駆動する液
晶表示装置において、上記第１のコモン電圧を供給する
第１のコモン駆動アンプと、上記第１のコモン駆動アン
プが上記コモン電極に充電するための動作を補助する第
１の補助容量と、上記第１の補助容量と上記コモン電極
の間を短絡もしくは解放する第１のスイッチ回路と、上
記第１のコモン駆動アンプと上記コモン電極の間を短絡
もしくは開放する第２のスイッチ回路と、上記第１のコ
モン駆動アンプと上記第１の補助容量との間を短絡もし
くは開放する第３のスイッチ回路と、上記第２のコモン
電圧を供給する第２のコモン駆動アンプと、上記第２の
コモン駆動アンプが上記コモン電極から放電するための
動作を補助する第２の補助容量と、上記第２の補助容量
と上記コモン電極の間を短絡もしくは開放する第４のス
イッチ回路と、上記第２のコモン駆動アンプと上記コモ
ン電極の間を短絡もしくは開放する第５のスイッチ回路
と、上記第２のコモン駆動アンプと上記第２の補助容量
との間を短絡もしくは開放する第６のスイッチ回路を備
えることで構成される。

【０００９】なお、上記第１、第２、第３、第４、第
５、第６のスイッチ回路はそれぞれＭＯＳトランジスタ
により構成されることが望ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例を図
１〜図５を用いて説明する。

【００１１】図１は、本発明の第１の実施例を適用した
液晶表示装置の例である。まず始めに図１の各部の説明
をする。１は表示データ、２は表示データ１に同期した
ドットクロック、３は水平同期信号、４は垂直同期信
号、５は表示データ１を１水平分蓄えて液晶パネルに出
力するデータドライバ、６は走査ドライバ、７は液晶表
示装置内で必要な基準電圧を生成する電源回路、８は電
源回路７で生成した階調の基準となる電圧を与える階調
電圧線、９は電源回路７で生成した走査電圧を与える走
査電圧線、２６は液晶パネルのコモン電極に基準電圧を
与えるためのコモンアンプ回路、１０はコモンアンプ回
路２６で生成されたコモン電圧を液晶に印可するための
コモン電圧線、１１は液晶パネル、１２は液晶表示装置
である。液晶パネル１１は、２４０行３２０列のマトリ
ックス型液晶パネルであり、２４０行の行電極Ｇ１〜Ｇ
２４０は走査ドライバ６に、３２０列の列電極Ｄ１〜Ｄ
３２０はデータドライバ５に接続されている。

【００１２】また図２は、液晶パネル１１のｍ行ｎ列目
の画素の回路を拡大したものであり、１３は薄膜トラン
ジスタ（以下単にＴＦＴという）、２５は液晶である。
ｍ行目の行電極Ｇｍとｎ列目の列電極Ｄｎには、それぞ
れＴＦＴ１３のゲート端子とドレイン端子が接続されて
いる。またＴＦＴ１３のソース端子には液晶１４が接続
されている。更に液晶１４のもう一方の端子は液晶のコ
モン端子となっており、コモン電圧線１０と接続されて
いる。またコモン電圧線１０は２４０行３２０列のマト
リックスの配置された液晶全てに接続されている。従っ
て図１におけるコモン電圧線１０では、２４０×３２０
画素の液晶が接続されており、コモン電圧線１０からみ
た液晶の負荷容量は２４０×３２０個分の大きな容量と
なっている。

【００１３】また、図３は本発明第１の実施例における
液晶２５を駆動する駆動波形の例である。

【００１４】また、図４は電源回路７におけるコモン電
圧線１０の駆動電圧を生成する回路の例である。図４の
各部の説明をする。１３はコモン電圧線１０に接続され
た２４０×３２０画素の液晶（以下単に液晶負荷とい
う）、１４は第１のコモン電圧を生成するアンプ、１５
は補助容量、１６は補助容量とコモン電圧線１０の間を
短絡または開放するスイッチ、１７はアンプ１４の出力
とコモン電圧線１０の間を短絡または開放するスイッ
チ、１８はアンプ１４の出力と補助容量１５との間を短
絡または開放するスイッチ、１９はコモン電圧線１０と
グランドとの間を短絡または開放するスイッチ、２０〜
２３はそれぞれスイッチ１６〜１９の短絡または開放を
制御する制御線であり、ローレベルで開放となりハイレ
ベルで短絡となるように動作する。また２４は第１のコ
モン電圧である。なお本実施例では、第２のコモン電圧
はグランドとした例である。

【００１５】次に図１〜図３を用いて、本発明第１の実
施例の液晶表示装置の動作を説明する。図１において、
データドライバ５は、ドットクロック２に同期して送ら
れてくる表示データ１を取りこみ内部に１行分のデータ
として蓄える。更にデータドライバ５は、蓄えた１行分
の表示データは水平同期信号３のタイミングに従って列
電極Ｄ１〜Ｄ３２０に表示電圧として液晶パネル１１に
出力する。一方この動作に合わせて走査ドライバ６は、
水平同期信号３と垂直同期信号４にしたがって行電極Ｇ
１〜Ｇ２４０のうちの１つの行電極にゲートオン電圧を
出力する。これによりゲートオン電圧を与えられた行電
極に接続されているＴＦＴはオン状態となり、上記デー
タドライバ５の現在出力している表示電圧がそれぞれの
液晶に印可される。液晶に印可される電圧は、データド
ライバ５から与えられる表示電圧と、電源回路７から出
力されるコモン電圧線１０から与えられるコモン電圧と
の間の差の電圧が液晶自体にかかる。この差電圧により
液晶の特性に応じて各画素に対して濃淡を表示すること
ができる。更に液晶に印可される電圧は、定められた周
期でその印可電圧極性を反転する交流駆動を行う必要が
あり、データドライバ５および走査ドライバ６、電源回
路７の動作により、この液晶に対する交流駆動を実施し
ている。

【００１６】更に図３を用いて液晶に印可される電圧駆
動波形について説明する。図３は、走査ドライバ６がｍ
行目の行電極Ｇｍにゲートオン電圧を与えるタイミング
と、それに伴ないデータドライバ５が列電極Ｄ１〜Ｄ３
２０に表示電圧を与えるタイミングおよびコモンアンプ
１４がコモン電極にコモン電圧を与えるタイミングの関
係を示す例である。走査ドライバ６は行電極Ｇｍにゲー
トオン電圧を与えた後、データドライバ５は各列電極Ｄ
１〜Ｄ３２０にそれぞれの階調データに対応した表示電
圧をデータドライバ５は出力する。一方コモンアンプ２
６は、第１もしくは第２のコモン電圧を出力する。図３
の例では第１のコモン電圧を出力している。次にデータ
ドライバ５の出力する表示電圧とコモン電圧が安定した
タイミングで、行電極Ｇｍの電圧をゲートオフ電圧とす
る。このゲートオフのタイミングでデータドライバ５か
ら与えられている表示電圧が液晶に保持され、表示が維
持される。このときコモン電圧は第２のコモン電圧であ
り、これを基準とすると液晶に印可されている表示電圧
は負電圧である。従って図３の例では、ｍ行目の行電極
Ｇｍに接続されている画素には負電圧が印可される。ま
た次のｍ＋１行目の行電極Ｇｍ＋１にゲートオン電圧を
与えるタイミングでは、コモン電圧は第１のコモン電圧
（本実施例ではグランド）であり、これを基準とすると
液晶に印可されている表示電圧は正電圧である。このよ
うに表示のライン毎に液晶に印可する表示電圧の極性を
正から負、負から正と切り替え、これに伴いコモン電圧
も第１のコモン電圧と第２のコモン電圧を切り替えるよ
うな駆動方法をコモン交流駆動法という。コモン交流駆
動法では、液晶のコモン電圧を第１と第２の電圧で交流
する駆動法であるので、コモンアンプ２６は、液晶の大
きな負荷に対してコモン電圧を駆動する必要がある。特
に、ゲートオフのタイミングで液晶に表示電圧が保持さ
れるため、このタイミングでは液晶のコモン電圧は安定
している必要がある。この電圧が変動すると液晶に印可
される表示電圧も変動してしまうため表示ムラや表示の
ちらつきといった表示品質の大幅な低下を招く。したが
って、コモン交流駆動法ではコモン電圧波形の高速化が
表示品質確保のために必要な事項である。そこで次にコ
モンアンプ２６の詳細な動作について説明する。

【００１７】図４は、コモンアンプ２６の詳細な構成で
ある。また図５は、コモンアンプ２６の動作を示すタイ
ミングチャートである。コモンアンプ２６がコモン電極
に対して、第２のコモン電圧（すなわちグランド）から
第１のコモン電圧に切り替える動作について説明する。
始めの状態すなわち時刻Ａ以前の状態では、液晶負荷２
５に印可されている状態は第２のコモン電圧（グラン
ド）である。またこのときスイッチ１９はオン状態であ
り、スイッチ１６および１７はオフ状態である。またス
イッチ１８はオン状態で、アンプ１４の出力する第１の
コモン電圧は補助容量１５に充電されている。

【００１８】次に時刻Ａにおいて、スイッチ１８,１９
をオフとし、スイッチ１６をオンとすることで、補助容
量１５に蓄えられた電荷により、液晶負荷２５への充電
が始まる。そしてコモン電圧線１０の電位は上昇し次式
に示す電圧Ｖａｓまで上昇する。

【００１９】

【数１】 ここで、Ｃａｓは補助容量１５の静電容量、ＣＬＣは液
晶負荷２５の静電容量、Ｖ０は第１のコモン電圧であ
る。この電圧Ｖａｓまでの上昇は、補助容量１５と液晶
負荷２５で決まる電荷の移動であるので、アンプ回路１
４の駆動能力とは関係なく、その電位は決まる。

【００２０】次に時刻Ｂにおいて、スイッチ１６はオフ
とし、スイッチ１７をオンとすることで、液晶負荷２５
におよそ電圧Ｖａｓまで充電された状態からアンプ回路
１４にて駆動を開始する。なおこのときのコモン電圧線
１０の電位の上昇の関数を次式で示す。

【００２１】

【数２】 ここで、ｔは時刻Ｂを基点とした時間、Ｒはアンプ回路
１４の出力インピーダンスやコモン電圧線１０のインピ
ーダンス、液晶パネル内部の諸々のインピーダンスの合
計であり、アンプ回路１４から液晶負荷２５に至るまで
の駆動に関係するインピーダンスである。このようにス
イッチ１６〜１９のオンとオフを制御することでコモン
電圧線１０を介して液晶負荷２５に与える第２のコモン
電圧から第１のコモン電圧の切替動作を行うことができ
る。

【００２２】次に時刻Ｃにおいて、スイッチ１７はオフ
とし、スイッチ１８をオンとすることで、およそＶａｓ
まで低下した補助容量１５の電位についてはアンプ回路
１４により充電される。また液晶負荷２５の電位は、ス
イッチ１９がオンとなることで放電されグランド（第２
のコモン電圧）電位となる。

【００２３】以上のように液晶のコモン電極に対して第
１および第２のコモン電圧を一定の周期で切り替えて駆
動するコモン交流駆動法に対し本発明第１の実施例のア
ンプ回路１４では、補助容量１５とスイッチ１６〜１９
を備えることでコモン交流駆動波形を生成することがで
きる。

【００２４】コモン交流駆動法は大きな液晶負荷容量を
一定周期で駆動するため、それを駆動するアンプ回路に
駆動能力の大きな物が必要である。そこで本発明第１の
実施例のアンプ回路１４を適用したときのコモン交流駆
動の性能について図６を用いて説明する。図６は液晶負
荷２５の静電容量ＣＬＣと補助容量１５の静電容量Ｃａ
ｓの比に対する第２のコモン電圧から第１のコモン電圧
に切り替えるのに必要な遷移時間を上記数式（１）およ
び（２）をもとにグラフにプロットしたものである。な
お遷移時間は目標電位の９９％に達するのに要する時間
で定義した。また補助容量１５の静電容量Ｃａｓが
「０」のときの遷移時間を「１」（単位時間）とし、補
助容量１５と液晶負荷２５のそれぞれの静電容量の比に
対する遷移時間を求めた。図６から、補助容量１５を用
いることで遷移時間を大幅に短縮できることが分る。特
に補助容量１５の静電容量Ｃａｓを液晶負荷２５の静電
容量ＣＬＣと等しくしたときの遷移時間は、およそ１５
％にまで短縮される。これはアンプ回路１４の駆動能力
はそのままに補助容量１５とスイッチ回路１６〜１９を
備えることで、コモンアンプ２６のコモン駆動能力を増
大させることができたためである。

【００２５】なお、補助容量１５の静電容量Ｃａｓの大
きさであるが、液晶負荷２５の静電容量ＣＬＣとほぼ同
等であることが望ましい。なぜならアンプ回路１４から
見た負荷変動が最小となるのがこの条件だからである。
アンプ回路１４の出力からは、スイッチ１７を介して液
晶負荷２５が見えており、またスイッチ１８を介して補
助容量１５が見えている。そして図５のタイミングチャ
ートから分るように、スイッチ１７とスイッチ１８は同
時にオンすることは無く、どちらか一方がオンとなるか
または両方がオフとなる状態である。アンプ回路１４か
ら見た負荷は補助容量１５または液晶負荷２５のどちら
か一方のみが見えるため、これらを両方を一度に駆動す
る必要は無い。従ってアンプ回路１４の設計の自由度が
増すことになり、補助容量１５を付加するのに伴うアン
プ回路１４の駆動能力を変更（増大）させる必要は無
い。

【００２６】また、補助容量１５を付加する本発明第１
の実施例において、コモンアンプ２６から見た液晶負荷
の充放電電力であるが、次式の通りである。

【００２７】

【数３】 本式に示すように補助容量１５は液晶負荷の充放電電力
には影響しないため、本実施例を適用することによる消
費電力の増加はない。

【００２８】以上のようにコモン交流駆動法では、コモ
ン電圧波形の高速化が表示品質の確保のために重要であ
ることは既に述べたが、本発明第１の実施例のコモンア
ンプ２６を用いることで、コモン駆動能力が増大したア
ンプ回路が実現できる。したがってコモン交流駆動法に
よる表示品質が向上した液晶表示装置が実現できる。

【００２９】次に本発明第１の実施例の変形例を図７を
用いて説明する。図７は図４に示したスイッチ１６〜１
９をＭＯＳ回路で置き換えた回路例である。図７（ａ）
はスイッチ１６〜１９を示し、図７（ｂ）はこれをＭＯ
Ｓ回路で置き換えた場合の回路である。また図７（ａ）
および（ｂ）のＡＢＣの端子記号はそれぞれ対応してい
る。図７（ｂ）のＭＯＳ回路は、ＰおよびＮチャネルの
ＭＯＳトランジスタを並列接続し、端子Ａ−Ｂ間でスイ
ッチ回路を形成したものである。また端子Ｃは制御端子
で、本端子がローレベルのときＭＯＳ回路はオフとな
り、ハイレベルのときＭＯＳ回路はオンとなる。図７
（ｂ）のＭＯＳ回路を図４に示したスイッチ１６〜１９
に置き換えアンプ回路を構成することで、アンプ回路自
体を半導体チップに集積することも可能となる。

【００３０】次に本発明第２の実施例を図８および図９
を用いて説明する。図８は、本発明の液晶表示装置のコ
モンアンプ２６の回路のほかの構成例である。第２の実
施例は、第２のコモン電圧をグランドではなく、第１の
コモン電圧とは異なる他の電圧としたときのコモンアン
プ２６の回路の具体例である。始めに各符号の説明をす
る。なお第１の実施例と同じ部分には同じ符号を付与し
てある。３０は第２のコモン電圧、３１はアンプ回路、
３２は補助容量、３３〜３５はスイッチ、３６〜３８は
スイッチ３３〜３５を制御する制御線である。

【００３１】次に本発明第２の実施例の動作について図
９とともに説明する。

【００３２】まず始めにコモンアンプ２６がコモン電極
に対して、第２のコモン電圧から第１のコモン電圧に切
り替える動作について説明する。始めの状態すなわち時
刻Ａ以前の状態は、液晶負荷２５に印可されている電圧
は第２のコモン電圧である。またこのときスイッチ３４
はオン状態であり、第２のコモン電圧３０がアンプ回路
３１を介して液晶負荷２５に印可されている。さらにま
たスイッチ１６および１７はオフ状態である。またスイ
ッチ１８はオン状態で、アンプ１４の出力する第１のコ
モン電圧は補助容量１５に充電されている。またスイッ
チ３３およびスイッチ３５はオフ状態である。

【００３３】次に時刻Ａにおいて、スイッチ１８をオフ
とし、スイッチ１６をオンとすることで、補助容量１５
に蓄えられた電荷により、液晶負荷２５への充電が始ま
る。そしてコモン電圧線１０の電位は上昇し、第１の実
施例で示した数式１に示す電圧Ｖａｓまで上昇する。こ
の電圧Ｖａｓまでの上昇は、補助容量１５と液晶負荷２
５で決まる電荷の移動であるので、アンプ回路１４の駆
動能力とは関係なく、その電位は決まる。一方、スイッ
チ３４はオフとなり、スイッチ３５はオンと成ること
で、アンプ回路３１により補助容量３２の電位は第２の
コモン電圧まで放電される。なおスイッチ３４およびス
イッチ３５の状態は時刻Ｃまで継続する。

【００３４】次に時刻Ｂにおいて、スイッチ１６はオフ
とし、スイッチ１７をオンとすることで、液晶負荷２５
におよそ電圧Ｖａｓまで充電された状態からアンプ回路
１４にて駆動を開始する。なおこのときのコモン電圧線
１０の電位は、第１の実施例で示した数式２に示した関
数で電位が上昇し、第１のコモン電圧まで達する。この
ようにスイッチ１６〜１９のオンとオフを制御すること
でコモン電圧線１０を介して液晶負荷２５に与える第２
のコモン電圧から第１のコモン電圧の切替動作を行うこ
とができる。

【００３５】次に第１のコモン電圧から第２のコモン電
圧に切り替える動作について説明する。この動作は時刻
Ｃから始まる。なお時刻Ｃ以前の状態は上記で説明した
とおり、スイッチ１７がオンでスイッチ１６、１８がオ
フ状態、またスイッチ３３，３４がオフでスイッチ３５
がオン状態となっており、また補助容量１５は液晶負荷
２５に対して充電したためＶａｓまで電位が低下してい
る状態であり、補助容量３２は第２のコモン電圧まで放
電された状態である。

【００３６】次に時刻Ｃにおいて、スイッチ３５をオフ
とし、スイッチ３３をオンとすることで、液晶負荷２５
の現在の電位（第１のコモン電圧）から補助容量３２へ
の放電が始まる。従って液晶負荷２５の電位は下降し、
補助容量３２の電位は上昇し、それぞれの電位はともに
Ｖａｓ２となる。この電位は液晶負荷２５の静電容量Ｃ
ＬＣと補助容量３２の静電容量Ｃａｓ２で決まる電位で
あり、その関係は数式４で示す電位となる。

【００３７】

【数４】 ここで、Ｃａｓ２は補助容量３２の静電容量、ＣＬＣは
液晶負荷２５の静電容量、Ｖ２は第２のコモン電圧であ
る。この電圧Ｖａｓ２までの放電は、補助容量１５と液
晶負荷２５で決まる電荷の移動であるので、アンプ回路
３１の駆動能力とは関係なく、その電位は決まる。

【００３８】次に時刻Ｄにおいて、スイッチ３３はオフ
とし、スイッチ３４をオンとすることで、液晶負荷２５
におよそ電圧Ｖａｓ２まで放電された状態からアンプ回
路３１にて駆動を開始する。なおこのときのコモン電圧
線１０の電位の関数を次式で示す。

【００３９】

【数５】 ここで、ｔは時刻Ｄを基点とした時間、Ｒはアンプ回路
３１の出力インピーダンスやコモン電圧線１０のインピ
ーダンス、液晶パネル内部の諸々のインピーダンスの合
計であり、アンプ回路３１から液晶負荷２５に至るまで
の駆動に関係するインピーダンスである。このようにス
イッチ３３〜３５のオンとオフを制御することでコモン
電圧線１０を介して液晶負荷２５に与える第１のコモン
電圧から第２のコモン電圧の切替動作を行うことができ
る。

【００４０】以上のように液晶のコモン電極に対して第
１および第２のコモン電圧を一定の周期で切り替えて駆
動するコモン交流駆動法に対し本発明第２の実施例のア
ンプ回路２６では、補助容量１５、３２とスイッチ１６
〜１８、３３〜３５を備えることでコモン交流駆動波形
を生成することができる。

【００４１】また、本発明第２の実施例のコモンアンプ
２６を適用したときのコモン交流駆動の性能について
は、既に第１の実施例で説明した通りであり、図６に示
した特性と同様にアンプ回路１４、３１の駆動能力はそ
のままに補助容量１５、３２とスイッチ回路１６〜１
８、３３〜３５を備えることで、コモンアンプ２６のコ
モン駆動能力を増大させることができる。さらにまた、
補助容量１５、３２は液晶負荷の充放電電力には影響し
ないため、本実施例を適用することによる消費電力の増
加はない。さらにまた、スイッチ回路１６〜１８、３３
〜３５を図７に示したようなＭＯＳ回路で構成すること
で、アンプ回路自体を半導体チップに集積することも可
能となる。

【００４２】以上のように本発明第２の実施例のコモン
アンプ２６を用いることで、コモン駆動能力が増大した
アンプ回路が実現でき、したがってコモン交流駆動法に
よる表示品質が向上した液晶表示装置が実現できる。

【００４３】次に本発明第３の実施例を図１０を用いて
説明する。第３の実施例は上記で説明したコモンアンプ
２６のうち各スイッチと補助容量をポリシリコンＴＦＴ
で形成して構成した例である。本発明のようなアクティ
ブマトリックス方の液晶の各画素に配置されるＴＦＴと
しては、アモルファスＴＦＴが現在広く実用されている
が、近年、ポリシリコンＴＦＴを液晶の各画素の駆動用
のＴＦＴとして採用したものが製品化されつつある。ポ
リシリコンＴＦＴはアモルファスＴＦＴに比べて電気的
特性が大幅に向上しており、各画素に配置するＴＦＴだ
けでなく、そのほかの周辺の駆動回路なども同じガラス
上に形成することが可能である。これにより、部品点数
を削減することができるので大幅なコストダウンが見込
める。

【００４４】次に本発明第３の実施例の各部の説明をす
る。第１の実施例および第２の実施例と同じ部分には同
じ符号を付与してある。４０は第１のコモン電圧を出力
する基準電圧線、４２〜４４はＭＯＳトランジスタから
なるスイッチ回路、４５は補助容量、４６〜４８はスイ
ッチ回路４２〜４４を駆動する制御信号、４１は２４０
行×３２０列の画素に加えスイッチ回路４２〜４４と補
助容量４５を同一のガラス基板上に形成したポリシリコ
ン液晶パネルである。

【００４５】次に本発明第３の実施例の動作について説
明する。図１０において、データドライバ５および走査
ドライバ６の動作については第１の実施例で説明したも
のと同じなので説明は省略する。更に液晶の交流駆動の
必要性や駆動波形についても基本的に第１の実施例と同
じであり、データドライバ５と走査ドライバ６の動作に
より、液晶に印可される電圧は、データドライバ５から
与えられる表示電圧と、電源回路７から出力されるコモ
ン電圧線１０から与えられるコモン電圧との間の差の電
圧が液晶自体にかかる。この差電圧により液晶の特性に
応じて各画素に対して濃淡を表示することができる。な
お、本実施例においても液晶の駆動方式はコモン交流駆
動法であり、液晶の大きな負荷に対してコモン電圧線を
駆動する必要がある。更に同様に液晶のコモン電圧は安
定している必要があり、この電圧が変動すると液晶に印
可される表示電圧も変動してしまうため表示ムラや表示
のちらつきといった表示品質の大幅な低下を招く。した
がって、第１の実施例と同様に、コモン交流駆動法では
コモン電圧波形の高速化が表示品質確保のために必要な
事項である。そこでコモン交流駆動法を実現する各部の
回路の動作を説明する。

【００４６】まず始めにコモン電極に対して、第２のコ
モン電圧（すなわちグランド）から第１のコモン電圧に
切り替える動作について説明する。始めの状態では、コ
モン電圧線１０に印可されている状態は第２のコモン電
圧（グランド）であるとする。またこのときスイッチ４
９はオン状態であり、スイッチ４２および４３はオフ状
態である。またスイッチ４４はオン状態で、電源回路７
の出力する第１のコモン電圧の基準電圧に補助容量４５
は充電されている。

【００４７】次に第１のコモン電圧に切り替え始めるタ
イミングにおいて、スイッチ４４、４９をオフとし、ス
イッチ４２をオンとすることで、補助容量４５に蓄えら
れた電荷により、コモン電圧線１０を介してコモン電極
への充電が始まる。そしてコモン電圧線１０の電位は上
昇し第１の実施例で示した数式（１）に示す電圧Ｖａｓ
まで上昇する。

【００４８】その次に、スイッチ４２はオフとし、スイ
ッチ４３をオンとすることで、コモン電圧線１０におよ
そ電圧Ｖａｓまで充電された状態から電源回路７にて駆
動を開始する。なおこのときのコモン電圧線１０の電位
の上昇の関数は第１の実施例で示した数式（２）と同じ
である。

【００４９】このようにスイッチ４２〜４４、４９のオ
ンとオフを制御することでコモン電圧線１０を介して液
晶のコモン電極に与える第２のコモン電圧から第１のコ
モン電圧の切替動作を行うことができる。また、およそ
Ｖａｓまで低下した補助容量４５の電位については、ス
イッチ４４をオンとすることでアンプ回路１４により充
電される。

【００５０】さらに第１のコモン電圧から第２のコモン
電圧（すなわちグランド）に切り替える動作について
は、スイッチ４３はオフとし、スイッチ４９をオンとす
ることで、コモン電圧線１０の電位は放電されグランド
（第２のコモン電圧）電位となる。

【００５１】以上のように液晶のコモン電極に対して第
１および第２のコモン電圧を一定の周期で切り替えて駆
動するコモン交流駆動法に対し、本発明第３の実施例の
液晶表示装置では、液晶パネル４１上に補助容量４５と
スイッチ４２〜４４、４９を低温ポリシリコンＴＦＴで
実現することによりコモン交流駆動駆動法を実現するこ
とができる。

【００５２】なお本発明第３の実施例を適用したときの
コモン交流駆動の性能については、既に第１および第２
の実施例で説明した通りであり、図６に示した特性と同
様にアンプ回路１４の駆動能力はそのままに補助容量４
５とスイッチ回路４２〜４４、４９を備えることで、コ
モン駆動能力を増大させることができる。さらにまた、
補助容量４５は液晶負荷の充放電電力には影響しないた
め、本実施例を適用することによる消費電力の増加はな
い。さらにまた第３の実施例は、補助容量４５とともに
スイッチ回路４２〜４４、４９を図７に示したようなＭ
ＯＳ回路で構成したため、同一のガラス基板上に形成し
たポリシリコン液晶パネルが容易に実現でき、これら駆
動回路を同じガラス上に形成することが可能となるた
め、部品点数を削減し大幅にコストダウンした液晶表示
装置が実現できる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、本発明の液晶表示装置に
よると、コモン交流駆動法による表示品質が向上した液
晶表示装置が実現でき、さらにコモン交流駆動法に必要
なコモン駆動能力が増大したアンプ回路が容易に実現で
きる。さらにまた、ＭＯＳ回路で構成することで、アン
プ回路自体を半導体チップに集積することも可能とな
る。

【００５４】また本発明を液晶画素と同一のガラス基板
上に形成できるポリシリコン液晶パネルに適用すること
で、部品点数を削減し大幅にコストダウンした液晶表示
装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施例の液晶表示装置の構成図。

【図２】液晶パネル１１の詳細な構成図。

【図３】液晶パネル１１を駆動する駆動波形図。

【図４】コモンアンプ２６の詳細な構成図。

【図５】コモンアンプ２６の動作を説明するタイミング
チャート。

【図６】第１の実施例による充電時間短縮効果を示すグ
ラフ。

【図７】スイッチ回路とＭＯＳトランジスタ回路との関
係図。

【図８】本発明第２の実施例のコモンアンプ２６の構成
図。

【図９】第２の実施例のコモンアンプ２６の動作を説明
するタイミングチャート。

【図１０】本発明第３の実施例の液晶表示装置の構成
図。

【符号の説明】

１…表示データ、２…ドットクロック、３…水平同期信
号、４…垂直同期信号、５…データドライバ、６…走査
ドライバ、７…電源回路、８…階調電圧線、９…走査電
圧線、１０…コモン電圧線、１１…液晶パネル、１２…
液晶表示装置、１３…２４０×３２０画素の液晶、１４
…アンプ回路、１５…補助容量、１６〜１９…スイッ
チ、２０〜２３…制御線、２４…第１のコモン電圧、２
６…コモンアンプ回路、３０…第２のコモン電圧、３１
…アンプ回路、３２…補助容量、３３〜３５…スイッ
チ、３６〜３８…制御線、４０…基準電圧線、４１…ポ
リシリコン液晶パネル、４２〜４４…スイッチ回路、４
５…補助容量、４６〜４８…制御信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６２４ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６２４Ｃ ６２４Ｐ ６８０ ６８０Ｇ (72)発明者 宮沢 敏夫 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 Ｆターム(参考） 2H092 JA24 JB61 KA04 NA01 NA25 NA26 NA27 NA29 PA06 2H093 NC01 NC16 NC34 NC35 ND34 ND35 ND39 ND54 ND60 NE01 5C006 AC25 AC28 AF44 BB16 BC20 BF25 BF34 BF37 EB05 FA14 FA41 FA47 FA51 5C080 AA10 BB05 DD08 DD25 DD26 DD27 FF11 JJ02 JJ03 JJ04 JJ05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶パネルのコモン電極に与える第１お
   よび第２のコモン電圧をフレーム周期で切り替えること
   で液晶を交流駆動する液晶表示装置において、 上記第１のコモン電圧を供給するコモン駆動アンプと、 上記コモン電極の電圧を上記第２のコモン電圧から上記
   第１のコモン電圧に切り替えるための電荷を蓄える補助
   容量と、 上記補助容量と上記コモン電極の間を短絡もしくは開放
   する第１のスイッチ回路と、 上記コモン駆動アンプと上記コモン電極の間を短絡もし
   くは開放する第２のスイッチ回路と、 上記コモン駆動アンプと上記補助容量の間を短絡もしく
   は開放する第３のスイッチ回路と、 上記コモン容量と上記第２のコモン電圧源との間を短絡
   もしくは開放する第４のスイッチ回路を備えた液晶表示
   装置。
2. 【請求項２】 液晶パネルのコモン電極に与える第１お
   よび第２のコモン電圧をフレーム周期で切り替えること
   で液晶を交流駆動する液晶表示装置において、 上記第１のコモン電圧を供給する第１のコモン駆動アン
   プと、上記第１のコモン駆動アンプが上記コモン電極に
   充電するための動作を補助する第１の補助容量と、上記
   第１の補助容量と上記コモン電極の間を短絡もしくは解
   放する第１のスイッチ回路と、上記第１のコモン駆動ア
   ンプと上記コモン電極の間を短絡もしくは開放する第２
   のスイッチ回路と、上記第１のコモン駆動アンプと上記
   第１の補助容量との間を短絡もしくは開放する第３のス
   イッチ回路と、 上記第２のコモン電圧を供給する第２のコモン駆動アン
   プと、上記第２のコモン駆動アンプが上記コモン電極か
   ら放電するための動作を補助する第２の補助容量と、上
   記第２の補助容量と上記コモン電極の間を短絡もしくは
   開放する第４のスイッチ回路と、上記第２のコモン駆動
   アンプと上記コモン電極の間を短絡もしくは開放する第
   ５のスイッチ回路と、上記第２のコモン駆動アンプと上
   記第２の補助容量との間を短絡もしくは開放する第６の
   スイッチ回路を備えた液晶表示装置。
3. 【請求項３】 上記第１、第２、第３、第４、第５、第
   ６のスイッチ回路は、それぞれＭＯＳトランジスタによ
   り構成されることを特徴とする特許請求項１または請求
   項２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 上記第１、第２、第３、第４のスイッチ
   回路および上記補助容量は、画素を配置した液晶パネル
   上に形成したことを特徴とする請求項１記載の液晶表示
   装置。
5. 【請求項５】 上記第１、第２、第３４のスイッチ回路
   および上記補助容量は、画素を配置した液晶パネル上に
   形成したことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装
   置。