(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の映像信号によりａ個の表示データに対応する映像信号電圧が印加される複数の画素を有する液晶パネルと、ａ個の表示データに対応する映像信号電圧を各映像信号線に供給する映像信号線駆動装置を具備し、
上記映像信号線駆動装置が上記各映像信号線にａ個の表示データに対応した階調電圧を生成する複数の２つの出力を持つ階調生成回路と、階調電圧を電流増幅して上記ａ個の表示データに対応する映像信号電圧を各映像信号線に出力する複数の出力アンプ回路を持つ映像信号線駆動回路を有し、
上記映像信号線駆動回路が、上記階調生成回路の２つの出力とも同じ階調電圧を選択する時と、２つの出力が異なる階調を選択する２種の階調電圧生成手段と共に前記階調生成回路の２つの出力とも同じ階調電圧を選択した場合にはその階調電圧を上記出力アンプ回路を介してそのまま出力し、２つの出力が異なる時には上記出力アンプ回路での電圧合成によりその間の階調電圧を出力することで、
上記ａ個の表示データに対応したＭ階調電圧を生成し、
前記映像信号線駆動回路が、１階調あたりの電位差が小さい階調では前記ａ個の表示データに対応して前記２つの出力を持つ階調生成回路の２つの出力とも同じ階調電圧を選択する時と、２つの出力が異なる階調電圧を選択する２種の階調電圧生成手段と共に、前記階調生成回路の２つの出力とも同じ階調電圧を選択した場合には、出力アンプ回路を介してそのまま出力し、２つの出力が異なる時には前記出力アンプ回路での電圧合成によりその間の階調電圧を出力し、
１階調当たりの電位差が大きい階調では、前記ａ個の表示データに対応して前記２つの出力を持つ階調生成回路の２つの出力とも同じ階調電圧を選択して出力アンプ回路を介してそのまま出力することで前記ａ個の表示データに対応したＭ階調電圧を生成することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記１階調あたりの電位差が小さい階調とは、階調間電圧がリニアに推移する階調であり、
前記１階調当たりの電位差が大きい階調とは、階調間電圧が非リニアに推移する階調であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記１階調あたりの電位差が小さい階調とは、白表示側のＫ階調と黒表示側のＬ階調を除く中間の階調であり、
前記１階調当たりの電位差が大きい階調とは、前記白表示側のＫ階調と前記黒表示側のＬ階調であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記２つの出力を持つ階調電圧生成手段はａ個の表示データに対応したスイッチング素子を有する階調電圧選択回路であって、前記ａ個の表示データに対応した前記Ｍ階調において４ｎ階調が入力される選択回路群と（４ｎ＋２）階調が入力される選択回路群を有し、前記４ｎ階調が入力される選択回路群が１つの出力に対応し、前記（４ｎ＋２）階調が入力される選択回路群がもう１つの出力に対応し、２つの出力はａ個の表示データのうちの最下位ビットにより接続または非接続とするスイッチ手段を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記２つの出力を持つ階調電圧生成手段はａ個の表示データに対応したスイッチング素子を有する階調電圧選択回路であって、前記ａ個の表示データに対応して前記出力アンプ回路での電圧合成によりその間の階調電圧を出力するＮ階調において４ｎ階調が入力される選択回路群と（４ｎ＋２）階調が入力される選択回路群を有し、前記４ｎ階調が入力される選択回路群が１つの出力に対応し、前記（４ｎ＋２）階調が入力される選択回路群がもう１つの出力に対応し、２つの出力はａ個の表示データのうちの最下位ビットにより接続または非接続とするスイッチ手段を有し、前記出力アンプ回路での電圧合成をせずにそのまま出力する（Ｍ−Ｎ）階調では前記ａ個の表示データに対応した１つの階調電圧を前記階調生成回路の出力とすることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
複数の画素を有する液晶パネルと、
Ｐビットからなる表示データに対応する映像信号電圧を、各映像信号線を介して前記複数の画素の各々に供給する映像信号線駆動回路を具備し、
前記映像信号線駆動回路は、
Ｑ個の異なる階調電圧を供給する電源回路と、
前記表示データに基づき、前記Ｑ個の異なる階調電圧の中から選択された一つの階調電圧をもつ二つの階調電圧、又は前記Ｑ個の異なる階調電圧の中から選択された異なる値の二つの階調電圧を選択して出力する、前記映像信号線の各々に対応して設けられた複数の選択回路と、
前記表示データに基づき、前記複数の選択回路の中の対応するものから供給された前記二つの階調電圧が同一の値のときはその階調電圧を電流増幅して、前記複数の選択回路の中の対応するものから供給された前記二つの階調電圧が異なる値の二つの階調電圧のときは該異なる値の二つの階調電圧から生成された該異なる値の二つの階調電圧の中間の値の階調電圧を電流増幅して、前記映像信号線の中の対応するものへ、前記映像信号電圧として出力する複数のアンプ回路とを有し、
前記Ｑ個の異なる階調電圧が、「連続する二つの階調電圧の差」の大小に基づき複数のグループに分類されており、
該「連続する二つの階調電圧の差」が大きく設定されているグループについては、前記複数の選択回路の各々が、同一の値を持つ二つの階調電圧を出力するよう構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
前記「連続する二つの階調電圧の差」が大きく設定されているグループとは、階調電圧が階調ステップとともに線形に増減しない範囲における階調電圧であることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
複数の画素を有する液晶パネルと、
Ｐビットからなる表示データに対応する映像信号電圧を、各映像信号線を介して前記複数の画素の各々に供給する映像信号線駆動回路を具備し、
前記映像信号線駆動回路は、
Ｑ個の異なる階調電圧を供給する電源回路と、
前記表示データに基づき、前記Ｑ個の異なる階調電圧の中から選択された一つの階調電圧をもつ二つの階調電圧、又は前記Ｑ個の異なる階調電圧の中から選択された異なる値の二つの階調電圧を選択して出力する、前記映像信号線の各々に対応して設けられた複数の選択回路と、
前記表示データに基づき、前記複数の選択回路の中の対応するものから供給された前記二つの階調電圧が同一の値のときはその階調電圧を電流増幅して、前記複数の選択回路の中の対応するものから供給された前記二つの階調電圧が異なる値の二つの階調電圧のときは該異なる値の二つの階調電圧から生成された該異なる値の二つの階調電圧の中間の値の階調電圧を電流増幅して、前記映像信号線の中の対応するものへ、前記映像信号電圧として出力する複数のアンプ回路とを有し、
前記Ｑ個の異なる階調電圧を大小の順に並べた場合の、予め定められたＲ個の最大側の階調電圧及び予め定められたＳ個の最小側の階調電圧については、前記複数の選択回路の各々が、同一の値を持つ二つの階調電圧を出力するよう構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
前記複数の選択回路の各々は、前記Ｑ個の異なる階調電圧の中の、階調電圧Ｖ（４ｎ）（ｎ＝０，１，２，３，・・・・）が入力される第１のデコーダと、階調電圧Ｖ（４ｎ＋２）（ｎ＝０，１，２，３，・・・・）が入力される第２のデコーダと、
前記表示データの最下位ビットに基づき、前記第１のデコーダの出力端子と前記第２のデコーダの出力端子とを接続あるいは非接続するスイッチ素子を備えたことを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
映像信号線が形成された液晶パネルと、
入力される表示データに基づき、前記映像信号線に映像信号電圧を供給する映像信号線駆動装置とを有する液晶表示装置であって、
前記映像信号線駆動装置は、第１の階調電圧と前記第１の階調電圧よりも高い第２の階調電圧とが供給される階調電圧選択回路と、前記階調電圧選択回路の出力を前記映像信号電圧として出力する出力アンプ回路とを有し、
前記出力アンプ回路は２つの入力を有しており、
前記階調電圧選択回路は、前記表示データに基づき、前記２つの入力のそれぞれに対して前記第１の階調電圧と前記第２の階調電圧とを供給、或いは、前記２つの入力の双方に対して前記第２の階調電圧を供給することが可能であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
前記出力アンプ回路は、前記２つの入力のそれぞれに対して前記第１の階調電圧と前記第２の階調電圧とが供給されたときは、前記第１の階調電圧よりも高く前記第２の階調電圧よりも低い電圧を映像信号電圧として出力することを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第１の階調電圧よりも高く前記第２の階調電圧よりも低い電圧とは、前記第１の階調電圧と前記第２の階調電圧との中間電圧であることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第１の階調電圧とは、前記液晶パネルに供給される前記映像信号電圧の中の正極性側における最も低い電圧よりも高い電圧であることを特徴とする請求項１０乃至１２の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第２の階調電圧とは、前記液晶パネルに供給される前記映像信号電圧の中の正極性側における最も高い電圧よりも低い電圧であることを特徴とする請求項１０乃至１３の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
映像信号線が形成された液晶パネルと、
入力される表示データに基づき、前記映像信号線に映像信号電圧を供給する映像信号線駆動装置とを有する液晶表示装置であって、
前記映像信号線駆動装置は、階調電圧が供給される階調電圧選択回路と、前記階調電圧選択回路の出力を前記映像信号電圧として出力する出力アンプ回路とを有し、
前記階調電圧は、正極性において、電圧が下側のＫ階調と、電圧が上側のＬ階調と、前記Ｋ階調と前記Ｌ階調との間の中間階調とに対応する電圧を有し、
前記出力アンプ回路は２つの入力を有しており、
前記階調電圧選択回路は、前記２つの入力のそれぞれに対して前記中間階調に含まれる第１の階調電圧と前記第１の階調電圧よりも高い第２の階調電圧とを供給、或いは、前記２つの入力の双方に対して前記第２の階調電圧を供給することが可能であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１６】
前記階調電圧選択回路は、前記Ｋ階調に含まれる階調電圧を選択した際は、前記２つの入力の双方に対して常に同じ階調電圧を供給することを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記階調電圧選択回路は、前記Ｌ階調に含まれる階調電圧を選択した際は、前記２つの入力の双方に対して常に同じ階調電圧を供給することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
入力される表示データに基づき、映像信号線に対して映像信号電圧を供給する映像信号線駆動装置であって、
前記映像信号線駆動装置は、第１の階調電圧と前記第１の階調電圧よりも高い第２の階調電圧とが供給される階調電圧選択回路と、前記階調電圧選択回路の出力を前記映像信号電圧として出力する出力アンプ回路とを有し、
前記出力アンプ回路は２つの入力を有しており、
前記階調電圧選択回路は、前記表示データに基づき、前記２つの入力のそれぞれに対して前記第１の階調電圧と前記第２の階調電圧とを供給、或いは、前記２つの入力の双方に対して前記第２の階調電圧を供給することが可能であることを特徴とする映像信号線駆動装置。
【請求項１９】
前記出力アンプ回路は、前記２つの入力のそれぞれに対して前記第１の階調電圧と前記第２の階調電圧とが供給されたときは、前記第１の階調電圧よりも高く前記第２の階調電圧よりも低い電圧を映像信号電圧として出力することを特徴とする請求項１８に記載の映像信号線駆動装置。
【請求項２０】
前記第１の階調電圧よりも高く前記第２の階調電圧よりも低い電圧とは、前記第１の階調電圧と前記第２の階調電圧との中間電圧であることを特徴とする請求項１９に記載の映像信号線駆動装置。
【請求項２１】
前記第１の階調電圧とは、前記映像信号線に供給される前記映像信号電圧の中の正極性側における最も低い電圧よりも高い電圧であることを特徴とする請求項１８乃至２０の何れかに記載の映像信号線駆動装置。
【請求項２２】
前記第２の階調電圧とは、前記映像信号線に供給される前記映像信号電圧の中の正極性側における最も高い電圧よりも低い電圧であることを特徴とする請求項１８乃至２１の何れかに記載の映像信号線駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、パーソナルコンピュータ、ワークステーション等の表示手段に用いる多階調表示が可能な液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パソコンなどのＯＡ機器の表示デバイスとして液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置は、交差させたストライプ状の電極の交点で画素を構成する単純マトリクス型と、各画素毎に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の能動素子を備え、この能動素子をオン／オフするアクティブマトリクス型とに大別される。
【０００３】
アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、ＴＦＴ方式の液晶パネルと、この液晶パネルに設けた走査信号線（ゲート線）と映像信号線（ドレイン線）にそれぞれ走査電圧、映像信号電圧を供給する走査信号線駆動手段（以下、ゲートドライバとも言う）、映像信号線駆動装置（以下、ドレインドライバとも言う）、およびパソコン等のホスト側から出力される各種の制御信号や表示データを上記ゲートドライバとドレインドライバに表示用信号として供給するための表示制御装置や内部電源回路を具備している。
【０００４】
図２４は本発明を適用する液晶表示装置の概略構成を説明するブロック図である。この液晶表示装置を構成する液晶パネル２８１は薄膜トランジスタ型のアクティブマトリクス型液晶パネル（ＴＦＴ−ＬＣＤ）であり、その上辺に複数のドレインドライバ２８２と複数のゲートドライバ２８３が配置されている。
【０００５】
液晶パネル２８１は、３色の画素（ピクセル：Ｐｉｘ）赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）１画素とする、例えば１０２４×７６８の画素から構成される。
【０００６】
パソコン等のホスト（ホストコンピュータ）側から出力される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の表示データ（映像信号）とクロック信号、表示タイミング信号、同期信号からなる制御信号はインターフェースコネクタ２８４を介して表示制御装置２８５に入力する。
【０００７】
表示制御装置２８５は制御信号に基づいて液晶パネルに表示させる形式の表示データを生成し、これをデータバスを介してドレインドライバ２８２に供給する。なお、同時に、表示開始タイミングクロック、ラインクロック、画素クロックなどのタイミング信号（キャリー入力、ＣＬ１、ＣＬ２）をドレインドライバ２８２に供給する。
【０００８】
また、内部電源回路２８６は表示階調を作成するための基準電圧（Ｖ９〜Ｖ０）を生成してドレインドライバ２８２に供給すると共に、ゲートドライバ２８３に走査電圧（ゲート電圧）を印加する。
【０００９】
なお、各ドレインドライバ２８２は、所定数の映像信号線（ドレイン線）ごとに割当られ、当該所定数のカウント後に次のドレインドライバに順次キャリー出力を与えるようになっている。
【００１０】
ドレインドライバ２８２は、ドレイン線に表示データに対応した階調電圧を生成する階調生成回路と、生成された階調電圧を増幅して表示データに対応する映像信号電圧を各ドレイン線に出力する増幅回路を備えている。
【００１１】
また、ＴＦＴ方式の液晶表示装置においては、液晶層の焼き付きを防止するために、ドレイン線に印加する階調電圧は対向電極（以下、ＶＣＯＭ）対する極性をフレーム毎に反転させる必要がある。これを実現する方法として、対向電極の極性も変化させるＶＣＯＭ交流駆動と、対向電極は固定電位のままでドレイン線を大きく変化させるドット反転駆動とがある。
【００１２】
なお、この種の液晶表示装置に関する従来技術を開示したものとしては、例えば特開平９−２８１９３０号公報を挙げることができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
近年のＴＦＴ方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、液晶パネルの大型化、高解像度化、高画質化、低消費電力化の傾向にある。その上に、無駄なスペースを無くし、表示装置としての美観を保つために額縁部分を少しでも小さくすることが要望されている。
【００１４】
また、市場の成熟に伴い、液晶表示装置をより低価格化していくことが必須となっており、上記した額縁部分の縮小を含め、ドレインドライバのチップ面積をより小さくすることが要求されている。
【００１５】
さらに、ブラウン管に代わる大画面サイズの表示デバイスとしてのモニター用液晶パネルの普及に伴い、より高解像度で多階調の表示装置が要求されている。従来、特にノート型パソコン用液晶パネルでは６４階調であったものが、モニター用液晶パネルでは２５６階調が必須となっている。
【００１６】
解像度においても、モニター用液晶パネルはＸＧＡからＳＸＧＡ、ＵＸＧＡへと移り変わりつつあり、液晶パネルの負荷は増加する傾向にある。一方、１画面の表示速度は一定であるため、液晶パネル１ライン分の階調電圧書込み時間はより短くなる。また、現状では従来と同等の輝度を得るために、大型、高解像度になる程、高電圧の階調電圧を印加する必要がある。
【００１７】
上記のような状況では、高解像度化、多階調化、高電圧化はチップサイズの増大につながり、コスト上昇を招く。
【００１８】
このような状況では、従来の、所謂トーナメント型デコーダ方式では、階調数と同等数のデコード回路が必要であり、多階調化に伴うチップサイズ増大の大きな要因となっており、額縁の縮小が困難であるという問題があった。
【００１９】
図２５は従来のトーナメント型デコーダ方式を用いたドレインドライバの構成例を説明する低電圧側専用回路の回路図である。なお、ドット反転駆動では、上記の低電圧側専用回路と対になる高電圧側専用回路を必要とする。高電圧側専用回路は、スイッチング素子であるＭＯＳトランジスタを、図２５のＮＭＯＳトランジスタに替えてＰＭＯＳトランジスタを用いて構成される点を除き、低電圧側専用回路と同一構成なので、説明は省略する。
【００２０】
このドレインドライバの低電圧側専用回路は、図のＡ端子に接続する図示の回路と同一構成の回路Ｂ，Ｃ，ＤがそれぞれＢ端子、Ｃ端子、Ｄ端子に接続して、それぞれに階調電圧Ｖ０００〜Ｖ０６３、Ｖ０６４〜Ｖ１２７、Ｖ１２８〜Ｖ１９１、Ｖ１９２〜Ｖ２５５が入力するようになっている。
【００２１】
Ａ端子〜Ｄ端子に接続するトーナメント型デコーダは同一なので、ここでは、Ａ端子に接続する階調電圧Ｖ０００〜Ｖ０６３に対応するトーナメント型デコーダのみを説明する。
【００２２】
Ａ端子に接続するトーナメント型デコーダの入力端子Ｄ０Ｎ，Ｄ０Ｐ，Ｄ１Ｎ，Ｄ１Ｐ，・・・Ｄ６Ｎ，Ｄ６Ｐには表示データが入力し、Ｖ００，Ｖ０１，・・・・・・Ｖ６３には６４個の階調電圧が入力する。なお、ＮＭＯＳトランジスタのＢＧは接地（ＧＮＤ）に接続される。
【００２３】
そして、出力端子ＹＢには負極性側（低電圧側）のドレイン線駆動電圧を出力する。
【００２４】
図２６はトーナメント型デコーダの全体構成を説明する概略図である。図中、Ｖ０〜Ｖ２５５は階調電圧、デコーダ０〜２５５はスイッチング素子であるＭＯＳトランジスタ（図中、〇で示す）８個で構成される。Ｖｎは出力を示す。
【００２５】
このような構成では、８個の直列接続ＭＯＳトランジスタからなるデコード回路が２５６個必要であり、階調電圧生成回路の分圧回路（ラダー抵抗回路）から２５６本の配線（階調電圧配線）で階調電圧を入力する必要がある。
【００２６】
また、液晶パネルの高解像度化、大型化による液晶パネルの負荷の増大は、階調電圧の書込み不足の原因となり、高画質化を妨げる要因である。
【００２７】
図２７は階調電圧と書込み時間の関係の説明図であり、横軸は書込み時間を、縦軸は階調電圧を示す。図中、細線は従来の例えば公称１４インチ程度のＳＶＧＡ、６４階調表示パネルでの階調電圧と書込み時間の関係を示し、太線は高解像度化、大型化した例えば公称１８インチ程度以上のＸＧＡ，ＳＸＧＡ、２５６階調表示パネルでの階調電圧と書込み時間の関係を示す。
【００２８】
液晶パネルを高解像度化すると負荷が増大し、書込み電圧の時定数が増大する。また画素数が増加しても、１フレームの周期が変わらないため、階調電圧書き込みに要する時間は相対的に短縮する。さらに、多階調化により、表示データのビット数が増えると、デコーダ回路の抵抗が増加し、書込み電圧の時定数が増加する。その結果、階調電圧の書込み不足となる。
【００２９】
本発明の目的は、デコード回路数、配線数を削減してチップサイズの増大を抑えて高解像度かつ多階調とすると共に狭額縁化を図った液晶表示装置を提供することにある。
【００３０】
本発明の他の目的は、デコード回路のオン抵抗の増大を抑制して液晶パネルの高画質化を可能とした液晶表示装置を提供することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、出力アンプ回路（以下、単にアンプとも言う）のみで２階調の電圧出力を生成することにより達成される。また、多階調化によるデコード回路のオン抵抗の増加を抑制し、チップ内部の階調電圧の内部遅延を低減することにより達成される。上記目的を達成するための本発明の代表的な構成を記述すれば、以下のとおりである。
【００３２】
（１）：複数の映像信号によりａ個の表示データに対応する映像信号電圧が印加される複数の画素を有する液晶パネルと、ａ個の表示データに対応する映像信号電圧を各映像信号線に供給する映像信号線駆動装置を具備し、
上記映像信号線駆動装置が上記各映像信号線にａ個の表示データに対応した階調電圧を生成する複数の２つの出力を持つ階調生成回路と、階調電圧を電流増幅して上記ａ個の表示データに対応する映像信号電圧を各映像信号線に出力する複数の出力アンプ回路を持つ映像信号線駆動回路を有し、
上記映像信号線駆動回路が、上記階調生成回路の２つの出力とも同じ階調電圧を選択する時と、２つの出力が異なる階調を選択する２種の階調電圧生成手段と共に前記階調生成回路の２つの出力とも同じ階調電圧を選択した場合にはその階調電圧を上記出力アンプ回路を介してそのまま出力し、２つの出力が異なる時には上記出力アンプ回路での電圧合成によりその間の階調電圧を出力することで、
上記ａ個の表示データに対応したＭ階調電圧を生成し、
前記映像信号線駆動回路が、１階調あたりの電位差が小さい階調では前記ａ個の表示データに対応して前記２つの出力を持つ階調生成回路の２つの出力とも同じ階調電圧を選択する時と、２つの出力が異なる階調電圧を選択する２種の階調電圧生成手段と共に、前記階調生成回路の２つの出力とも同じ階調電圧を選択した場合には、出力アンプ回路を介してそのまま出力し、２つの出力が異なる時には前記出力アンプ回路での電圧合成によりその間の階調電圧を出力し、
１階調当たりの電位差が大きい階調では、前記ａ個の表示データに対応して前記２つの出力を持つ階調生成回路の２つの出力とも同じ階調電圧を選択して出力アンプ回路を介してそのまま出力することで前記ａ個の表示データに対応したＭ階調電圧を生成することを特徴とする。
【００３３】
（２）：（１）における前記１階調あたりの電位差が小さい階調とは、階調間電圧がリニアに推移する階調であり、
前記１階調当たりの電位差が大きい階調とは、階調間電圧が非リニアに推移する階調であることを特徴とする。
【００３４】
（３）：（１）における前記１階調あたりの電位差が小さい階調とは、白表示側のＫ階調と黒表示側のＬ階調を除く中間の階調であり、
前記１階調当たりの電位差が大きい階調とは、前記白表示側のＫ階調と前記黒表示側のＬ階調であることを特徴とする。
【００３５】
（４）：（１）乃至（３）の何れかにおける前記２つの出力を持つ階調電圧生成手段はａ個の表示データに対応したスイッチング素子を有する階調電圧選択回路であって、前記ａ個の表示データに対応した前記Ｍ階調において４ｎ階調が入力される選択回路群と（４ｎ＋２）階調が入力される選択回路群を有し、前記４ｎ階調が入力される選択回路群が１つの出力に対応し、前記（４ｎ＋２）階調が入力される選択回路群がもう１つの出力に対応し、２つの出力はａ個の表示データのうちの最下位ビットにより接続または非接続とするスイッチ手段を有することを特徴とする。
【００３６】
（５）：（２）乃至（４）の何れかにおける前記２つの出力を持つ階調電圧生成手段はａ個の表示データに対応したスイッチング素子を有する階調電圧選択回路であって、前記ａ個の表示データに対応して前記出力アンプ回路での電圧合成によりその間の階調電圧を出力するＮ階調において４ｎ階調が入力される選択回路群と（４ｎ＋２）階調が入力される選択回路群を有し、前記４ｎ階調が入力される選択回路群が１つの出力に対応し、前記（４ｎ＋２）階調が入力される選択回路群がもう１つの出力に対応し、２つの出力はａ個の表示データのうちの最下位ビットにより接続または非接続とするスイッチ手段を有し、前記出力アンプ回路での電圧合成をせずにそのまま出力する（Ｍ−Ｎ）階調では前記ａ個の表示データに対応した１つの階調電圧を前記階調生成回路の出力とすることを特徴とする。
【００３７】
（６）：複数の画素を有する液晶パネルと、
Ｐビットからなる表示データに対応する映像信号電圧を、各映像信号線を介して前記複数の画素の各々に供給する映像信号線駆動回路を具備し、
前記映像信号線駆動回路は、
Ｑ個の異なる階調電圧を供給する電源回路と、
前記表示データに基づき、前記Ｑ個の異なる階調電圧の中から選択された一つの階調電圧をもつ二つの階調電圧、又は前記Ｑ個の異なる階調電圧の中から選択された異なる値の二つの階調電圧を選択して出力する、前記映像信号線の各々に対応して設けられた複数の選択回路と、
前記表示データに基づき、前記複数の選択回路の中の対応するものから供給された前記二つの階調電圧が同一の値のときはその階調電圧を電流増幅して、前記複数の選択回路の中の対応するものから供給された前記二つの階調電圧が異なる値の二つの階調電圧のときは該異なる値の二つの階調電圧から生成された該異なる値の二つの階調電圧の中間の値の階調電圧を電流増幅して、前記映像信号線の中の対応するものへ、前記映像信号電圧として出力する複数のアンプ回路とを有し、
前記Ｑ個の異なる階調電圧が、「連続する二つの階調電圧の差」の大小に基づき複数のグループに分類されており、
該「連続する二つの階調電圧の差」が大きく設定されているグループについては、前記複数の選択回路の各々が、同一の値を持つ二つの階調電圧を出力するよう構成されていることを特徴とする。
【００３８】
（７）：（６）における前記「連続する二つの階調電圧の差」が大きく設定されているグループとは、階調電圧が階調ステップとともに線形に増減しない範囲における階調電圧であることを特徴とする。
【００３９】
（８）：複数の画素を有する液晶パネルと、
Ｐビットからなる表示データに対応する映像信号電圧を、各映像信号線を介して前記複数の画素の各々に供給する映像信号線駆動回路を具備し、
前記映像信号線駆動回路は、
Ｑ個の異なる階調電圧を供給する電源回路と、
前記表示データに基づき、前記Ｑ個の異なる階調電圧の中から選択された一つの階調電圧をもつ二つの階調電圧、又は前記Ｑ個の異なる階調電圧の中から選択された異なる値の二つの階調電圧を選択して出力する、前記映像信号線の各々に対応して設けられた複数の選択回路と、
前記表示データに基づき、前記複数の選択回路の中の対応するものから供給された前記二つの階調電圧が同一の値のときはその階調電圧を電流増幅して、前記複数の選択回路の中の対応するものから供給された前記二つの階調電圧が異なる値の二つの階調電圧のときは該異なる値の二つの階調電圧から生成された該異なる値の二つの階調電圧の中間の値の階調電圧を電流増幅して、前記映像信号線の中の対応するものへ、前記映像信号電圧として出力する複数のアンプ回路とを有し、
前記Ｑ個の異なる階調電圧を大小の順に並べた場合の、予め定められたＲ個の最大側の階調電圧及び予め定められたＳ個の最小側の階調電圧については、前記複数の選択回路の各々が、同一の値を持つ二つの階調電圧を出力するよう構成されていることを特徴とする。
【００４０】
（９）：（８）における前記複数の選択回路の各々は、前記Ｑ個の異なる階調電圧の中の、階調電圧Ｖ（４ｎ）（ｎ＝０，１，２，３，・・・・）が入力される第１のデコーダと、階調電圧Ｖ（４ｎ＋２）（ｎ＝０，１，２，３，・・・・）が入力される第２のデコーダと、
前記表示データの最下位ビットに基づき、前記第１のデコーダの出力端子と前記第２のデコーダの出力端子とを接続あるいは非接続するスイッチ素子を備えたことを特徴とする。
【００４１】
（１０）：映像信号線が形成された液晶パネルと、
入力される表示データに基づき、前記映像信号線に映像信号電圧を供給する映像信号線駆動装置とを有する液晶表示装置であって、
前記映像信号線駆動装置は、第１の階調電圧と前記第１の階調電圧よりも高い第２の階調電圧とが供給される階調電圧選択回路と、前記階調電圧選択回路の出力を前記映像信号電圧として出力する出力アンプ回路とを有し、
前記出力アンプ回路は２つの入力を有しており、
前記階調電圧選択回路は、前記表示データに基づき、前記２つの入力のそれぞれに対して前記第１の階調電圧と前記第２の階調電圧とを供給、或いは、前記２つの入力の双方に対して前記第２の階調電圧を供給することが可能であることを特徴とする。
【００４２】
（１１）：（１０）における前記出力アンプ回路は、前記２つの入力のそれぞれに対して前記第１の階調電圧と前記第２の階調電圧とが供給されたときは、前記第１の階調電圧よりも高く前記第２の階調電圧よりも低い電圧を映像信号電圧として出力することを特徴とする。
【００４３】
（１２）：（１１）における前記第１の階調電圧よりも高く前記第２の階調電圧よりも低い電圧とは、前記第１の階調電圧と前記第２の階調電圧との中間電圧であることを特徴とする。
【００４４】
（１３）：（１０）乃至（１２）の何れかにおける前記第１の階調電圧とは、前記液晶パネルに供給される前記映像信号電圧の中の正極性側における最も低い電圧よりも高い電圧であることを特徴とする。
【００４５】
（１４）：（１０）乃至（１３）の何れかにおける前記第２の階調電圧とは、前記液晶パネルに供給される前記映像信号電圧の中の正極性側における最も高い電圧よりも低い電圧であることを特徴とする。
【００４６】
（１５）：映像信号線が形成された液晶パネルと、
入力される表示データに基づき、前記映像信号線に映像信号電圧を供給する映像信号線駆動装置とを有する液晶表示装置であって、
前記映像信号線駆動装置は、階調電圧が供給される階調電圧選択回路と、前記階調電圧選択回路の出力を前記映像信号電圧として出力する出力アンプ回路とを有し、
前記階調電圧は、正極性において、電圧が下側のＫ階調と、電圧が上側のＬ階調と、前記Ｋ階調と前記Ｌ階調との間の中間階調とに対応する電圧を有し、
前記出力アンプ回路は２つの入力を有しており、
前記階調電圧選択回路は、前記２つの入力のそれぞれに対して前記中間階調に含まれる第１の階調電圧と前記第１の階調電圧よりも高い第２の階調電圧とを供給、或いは、前記２つの入力の双方に対して前記第２の階調電圧を供給することが可能であることを特徴とする。
【００４７】
（１６）：（１５）における前記階調電圧選択回路は、前記Ｋ階調に含まれる階調電圧を選択した際は、前記２つの入力の双方に対して常に同じ階調電圧を供給することを特徴とする。
【００４８】
（１７）：（１５）又は（１６）における前記階調電圧選択回路は、前記Ｌ階調に含まれる階調電圧を選択した際は、前記２つの入力の双方に対して常に同じ階調電圧を供給することを特徴とする。
【００４９】
（１８）：入力される表示データに基づき、映像信号線に対して映像信号電圧を供給する映像信号線駆動装置であって、
前記映像信号線駆動装置は、第１の階調電圧と前記第１の階調電圧よりも高い第２の階調電圧とが供給される階調電圧選択回路と、前記階調電圧選択回路の出力を前記映像信号電圧として出力する出力アンプ回路とを有し、
前記出力アンプ回路は２つの入力を有しており、
前記階調電圧選択回路は、前記表示データに基づき、前記２つの入力のそれぞれに対して前記第１の階調電圧と前記第２の階調電圧とを供給、或いは、前記２つの入力の双方に対して前記第２の階調電圧を供給することが可能であることを特徴とする。
【００５０】
（１９）：（１８）における前記出力アンプ回路は、前記２つの入力のそれぞれに対して前記第１の階調電圧と前記第２の階調電圧とが供給されたときは、前記第１の階調電圧よりも高く前記第２の階調電圧よりも低い電圧を映像信号電圧として出力することを特徴とする。
（２０）：（１９）における前記第１の階調電圧よりも高く前記第２の階調電圧よりも低い電圧とは、前記第１の階調電圧と前記第２の階調電圧との中間電圧であることを特徴とする。
（２１）：（１８）乃至（２０）の何れかにおける前記第１の階調電圧とは、前記映像信号線に供給される前記映像信号電圧の中の正極性側における最も低い電圧よりも高い電圧であることを特徴とする。
（２２）：（１８）乃至（２１）の何れかにおける前記第２の階調電圧とは、前記映像信号線に供給される前記映像信号電圧の中の正極性側における最も高い電圧よりも低い電圧であることを特徴とする。
【００５１】
なお、本発明は上記の構成および後述する実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変更がかのうである。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【００５３】
図１は本発明の第１実施例にかかるＴＦＴ方式アクティブマトリクス型液晶表示装置（以下、単にＴＦＴ液晶表示装置と称する）のドレインドライバの構成を示すブロック図である。ここでは、例として、８ビット（ａ＝８）表示データによる２５６階調（Ｍ＝２５６）、３８４出力のドレインドライバとして説明する。
【００５４】
このドレインドライバは、クロック制御回路１、ラッチアドレスセレクタ２、データ反転回路３、ラッチ回路（１）４、ラッチ回路（２）５、階調電圧生成回路６、デコーダ（階調電圧選択回路）７、および出力アンプ回路８とから構成される。なお、ＣＬ１、ＣＬ２、ＦＲＭ、ＬＣ、ＥＩＯ１、ＥＩＯ２、Ｍ、ＳＨＬ、ＰＯＬ１、ＰＯＬ２が各種クロックおよび制御信号であり、ＶＬＣＤ、ＶＣＣ、ＧＮＤ１，２は各種の動作電圧である。
【００５５】
ラッチ回路（１）４とラッチ回路（２）５は、８ビット（２５６階調）×３８４個で構成され、デコーダ７は３８４個のデコードデータを出力し、また出力アンプ回路８は３８４個の表示データ（Ｙ１〜Ｙ３８４）を出力する。
【００５６】
本実施例では、階調基準電圧Ｖ０〜Ｖ８、Ｖ９〜Ｖ１７に基づいて階調電圧生成回路６により階調電圧として正極性側１２９階調、負極性側１２９階調をチップ内部でそれぞれ独立に生成して、これをデコーダ７に供給する非対称駆動方式を採用している。なお、階調電圧として正極性側１２９（＝１２８＋１）階調、負極性側１２９（＝１２８＋１）階調を生成させる理由は、出力アンプ回路の電圧合成により当該アンプ回路のみで２階調を生成するため、最終階調は電圧合成により生成することになる。これを合成するための階調電圧を１つ加えて（２５６階調／２）＋１＝１２９階調の電圧を必要とするためである。
【００５７】
入力表示データ（Ｄ５７〜Ｄ５０、Ｄ４７〜Ｄ４０、Ｄ３７〜Ｄ３０、Ｄ２７〜Ｄ２０、Ｄ１７〜Ｄ１０、Ｄ０７〜Ｄ００）はデータ反転回路３を通してラッチ回路（１）４に入力され、画素クロックＣＬ２によって制御されるラッチアドレスセレクタ２にラッチ（保持）される。
【００５８】
ラッチ回路（１）４に保持された表示データは、液晶パネルの１走査線に同期したラインクロックＣＬ１によってラッチ回路（２）５からデコーダ７に入力する。なお、以下では、デコーダはデコーダ回路とも称する。
【００５９】
このデコーダ７は、入力した表示データに対応して階調電圧生成回路６で生成された階調電圧を選択し、出力アンプ回路８に階調電圧を入力する。出力アンプ回路８は入力された階調電圧を電流増幅して表示パネルの映像信号線（ドレイン線）に入力するドレインドライバ出力Ｙ１〜Ｙ３８４を生成し、この出力で画素に電圧を書き込む。
【００６０】
図２および図３は本実施例のドレインドライバの内部回路の説明図であり、図１と同一機能部分には同一符号を付してある。図中、４５は図１におけるラッチ回路４と５、８ａは低電圧側専用回路（図では、低電圧専用回路と表記）、８ｂは高電圧専用回路（図では、高電圧専用回路と表記）、９はレベルシフタ回路、１０は表示データマルチプレクサ、１１は出力選択回路（出力マルチプレクサ）を示す。
【００６１】
ここで、ドット反転駆動方式の場合、図２と図３に示したように、隣接出力端子間で負極性側（低電圧側）、正極性側（高電圧側）を交互に出力することを利用して、低電圧専用回路８ａと高電圧専用回路８ｂをそれぞれ出力端子全数ではなく、１／２づつ有することで、チップサイズの縮小を図っている。
【００６２】
また、ドット反転駆動とするため、低電圧専用回路８ａと高電圧専用回路８ｂに表示データを入れ替える表示データマルチプレクサ（ＭＰＸ）１０と出力マルチプレクサ１１を低電圧専用回路８ａと高電圧専用回路８ｂの前後に有している。
【００６３】
ラッチ回路４５とレベルシフタ回路９は、低電圧専用回路と高電圧専用回路共に同様の回路を用いることができる。また、デコーダ回路７はチップサイズ縮小のために低電圧側専用回路８ａと高電圧側専用回路８ｂで専用の回路を用いている。この回路は、図１の階調電圧生成回路６から供給される２５８個の階調電圧の中から同一階調の場合を含む２個の階調電圧を選択可能な回路としている点が特徴である。
【００６４】
図４は図２および図３に示した本実施例のドレインドライバの動作を説明するブロック図である。デコーダ回路７には表示データ（８ビットなら２５６階調、６ビットなら６４階調、→ここでは８ビットなら２５６階調で説明）のうち、１つ置きの階調の電圧値が入力される。
【００６５】
ここで、総階調数が奇数の場合は単純に１つ置きで良いが、偶数の場合（通常は偶数）は最終階調を追加で入力する必要がある。したがって、入力階調は、
総階調数が奇数：V0,V2,V4, ・・V(M-3),V(M-1)         ←総数  M/2 個
総階調数が偶数：V0,V2,V4, ・・V(M-4),V(M-2),V(M-1)  ←総数  M/2 ＋1 個
となる。
【００６６】
デコーダ７は２つの出力（Ｖin1,Ｖin2 ) を持ち、この出力を出力アンプ回路８の正入力（Ｖp1, Ｖp2 )に入力する。出力アンプ回路８はこの入力に応じてＶｏｕｔを出力する。
【００６７】
図５は出力アンプ回路の具体例の説明図であり、（ａ）は従来の出力アンプ回路、（ｂ）は本実施例で使用する出力アンプ回路である。（ａ）の出力アンプ回路では、入力（Ｖp1) を電流増幅して出力（Ｖout)を生成する。すなわち、１つの入力に対して１つの出力をもつ。
【００６８】
これに対し、（ｂ）に示したように本実施例の出力アンプ回路は、入力側のＭＯＳトランジスタを二分割して２つの入力（Ｖp1, Ｖp2）に対して出力（Ｖout)を得るようにしてある。出力（Ｖout)は、入力（Ｖp1) と入力（Ｖp2) が共に同一の階調電圧（例えば、Ｖ２）である場合は、出力（Ｖout)はＶ２となり、入力（Ｖp1) と入力（Ｖp2) が隣接した階調電圧（例えば、Ｖ０とＶ２）であれば、出力（Ｖout)は上記２つの電圧を合成した中間の電圧Ｖ１となる。
【００６９】
図６は本実施例における階調電圧選択回路の内部構成を説明するブロック図であり、階調電圧選択回路はデコーダ７とマルチプレクサ１１で構成される。デコーダ７では表示データの上位６ビットより入力された１２９階調の中から隣合う３階調分の階調電圧Ａ，Ｂ，Ｃを選択し、これをマルチプレクサ１１に供給する。マルチプレクサ１１は表示データの下位２ビットによりＡ，Ｂ，Ｃの階調電圧から１個あるいは２個の階調電圧を選択してＶin1,Ｖin2 を出力する。
【００７０】
図７は図６に示した階調電圧選択回路の具体例を説明する回路図である。この階調電圧選択回路は低電圧側（正極性側）の液晶電圧選択回路であり、ＮＭＯＳトランジスタのみで構成してある。図中、○印で示したものがＮＭＯＳトランジスタを示す。
【００７１】
なお、高電圧側（負極性側）の液晶電圧選択回路は、図７の入力表示データ（Ｄ２Ｂ，Ｄ２Ｔ、・・・・Ｄ７Ｂ，Ｄ７Ｔの「Ｂ」と「Ｔ」を入替え、ＮＭＯＳトランジスタを全てＰＭＯＳトランジスタにし、デコーダブロックのＭＯＳトランジスタのソース電位をＶｓｓとしたものとなる（図示は省略する）。
【００７２】
図７の回路動作を表１および表２に示す。なお、表１と表２は一つの表であり、表２は表１に続く。
【００７３】
【表１】
0003718607.tif 000002
【００７４】
【表２】
0003718607.tif 000003
【００７５】
各表中、「階調電圧」は表示データに対応した階調電圧、「デコーダ入力」は本実施例でデコーダに入力される階調電圧、「ディジタル入力ビット」はドレインドライバに入力される表示データ（８ビット、２５６階調）、「マルチプレクサ入力電圧」は「ディジタル入力ビット」の上位６ビットにより決定する３個の隣接する階調電圧（各々が図６、図７に示したＡ，Ｂ，Ｃの配線に振り分けられる）、「マルチプレクサ選択電圧」は「ディジタル入力ビット」の下位２ビットにより、前記（Ｖin1,Ｖin2 ) に接続される階調電圧である。
【００７６】
本実施例により、Ｍ／２（総階調数が奇数）またはＭ／２＋１（総階調数が偶数）の入力電圧からＭ階調の出力電圧を生成することができ、チップ面積の縮小が可能となり、また、チップ面積を増加することなく液晶のγ特性（図２０で後述）に合った出力電圧を得ることができるため、液晶パネルの低コスト化と液晶表示装置の狭額縁化を実現できる。
【００７７】
したがって、図２５で説明したトーナメント型デコーダを用いた場合と比較して、回路規模を大幅に低減できると共に、階調電圧配線数も２５６本から１９２本に低減できる。
【００７８】
図８は従来のトーナメント型デコーダを用いた場合の出力経路の説明図、図９は本実施例のデコーダにおける出力経路の説明図である。図８に示した従来のデコーダでは、選択された階調電源は８個の直列ＭＯＳトランジスタを通って出力アンプ（図中、バッファアンプ）に出力する。
【００７９】
これに対し、図９に示した本実施例のデコーダ回路では、３個の直列接続されたＭＯＳトランジスタを通って出力アンプに入力すれる。これにより、デコーダを構成するＭＯＳトランジスタの全オン抵抗（トータルオン抵抗）は図８に比較して大幅に低減され、前記図２７で説明したドライバ内部の遅延時間が低減される。つまり、階調電圧の書込み不足を抑制することができる。
【００８０】
また、多階調化、高電圧化に伴う表示データのデコード回路の増加を抑え、チップサイズの増大を抑制してより安価な多階調ドレインドライバを実現し、液晶表示装置の狭額縁化と低価格化を可能とした実施例について説明する。
【００８１】
図１０はデコード回路で多階調化を実現するドレインドライバの構成を説明する概略図である。本実施例は、前記した２入力の出力アンプ回路を使用することを前提とし、入力８ビットを６ビットと２ビットに分割し、６ビットのデコードにトーナメント方式のデコーダ（図中では、トーナメントと表記）を用いた。
【００８２】
図１０において、８ビットの表示データについて、６ビット（Ｄ０Ｐ，Ｄ０Ｎ，Ｄ１Ｐ，Ｄ１Ｎ，Ｄ２Ｐ，Ｄ２Ｎ，Ｄ３Ｐ，Ｄ３Ｎ，Ｄ４Ｐ，Ｄ４Ｎ，Ｄ５Ｐ，Ｄ５Ｎ）の入力階調を次の３つのブロック（Ａ，Ｂ，Ｃ）に分割する。すなわち、０，８，・・・０＋８ｎ，・・・２４８，２５６階調をトーナメント１（Ａデコーダ）でデコードし、２，６，２＋４ｎ，・・・２５０，２５４階調をトーナメント２（Ｂデコーダ）でデコードし、４，４＋８ｎ，・・・２５２階調をトーナメント３（Ｃデコーダ）でデコードする。トーナメント１、トーナメント２およびトーナメント３で第１のデコーダ（１ｓｔデコーダ）を構成する。
【００８３】
第１のデコーダの出力ＶＡ，ＶＢ，ＶＣはＤ０Ｎ，Ｄ０Ｐを切換え信号とする選択回路を通して２ビット（Ｄ６Ｐ，Ｄ６Ｎ，Ｄ７Ｐ，Ｄ７Ｎ）の第２のデコーダ（２ｎｄデコーダ）に入力され、２つの出力ＯＵＴ１（Ｖｎ），ＯＵＴ２（Ｖｎ＋２）を得る。選択回路は３つのブロックの出力ＶＡ，ＶＢ，ＶＣのそれぞれから１つの出力を選択して第２デコーダに入力し、２つの出力ＯＵＴ１（Ｖｎ），ＯＵＴ２（Ｖｎ＋２）を得る。この２つの出力ＯＵＴ１（Ｖｎ），ＯＵＴ２（Ｖｎ＋２）は、前記第１実施例で説明した２入力の出力アンプ回路に印加される。
【００８４】
図１１は本実施例における第１デコード回路をさらに説明する全体構成図である。第１デコーダは、前記Ａデコーダ、Ｂデコーダ、Ｃデコーダに抵抗分割回路（ラダー抵抗）からの階調電圧を入力する。ＡデコーダとＢデコーダは６ビットの同一構成であり、それぞれ階調電圧０〜ｍ〜６４、１〜ｎ〜６４が印加される。ＣデコーダはＡデコーダとＢデコーダの半分の規模（５ビット）であり、ラダー抵抗から階調電圧１〜３２，３２が印加される。
【００８５】
Ａデコーダからは０＋８ｎの階調電圧が出力Ａ（ＶＡ）として出力され、Ｂデコーダからは２＋４ｎの階調電圧が出力Ｂ（ＶＢ）として出力され、Ｃデコーダからは４＋８ｎの階調電圧が出力Ｃ（ＶＣ）として出力される。
【００８６】
図１２は図１１における第１デコーダのＭＯＳ構成の模式的説明図である。Ａデコーダに入力する０＋８ｎの階調電圧は、６個のＭＯＳトランジスタを通り、表示データＤ７，Ｄ６，Ｄ５，Ｄ５，Ｄ３，Ｄ２で選択されて出力Ａ（ＶＡ）となる。同様に、Ｂデコーダに入力する２＋４ｎの階調電圧は、６個のＭＯＳトランジスタを通り、表示データＤ７，Ｄ６，Ｄ５，Ｄ５，Ｄ３，Ｄ２で選択されて出力Ｂ（ＶＢ）となる。Ｃデコーダは５個のＭＯＳトランジスタを通り、入力する４＋８ｎの階調電圧は表示データＤ７，Ｄ６，Ｄ５，Ｄ５，Ｄ３で選択されて出力Ｂ（ＶＢ）となる。
【００８７】
図１３は図１１における第２デコーダのＭＯＳ構成の模式的説明図である。図１１で説明したように、第１デコーダから入力するＡ（ＶＡ），Ｂ（ＶＢ），Ｃ（ＶＣ）は、表示データＤ２（ＤＯＮ），反転Ｄ２（ＤＯＦ：図ではＤＯＦの上部に横線を付して示す。以下、同様）を選択信号として選択され、表示データＤ１，反転Ｄ１，Ｄ０，反転Ｄ０をデコードして、出力Ｖｎ（ＯＵＴ１），Ｖｎ＋２（ＯＵＴ２）を出力する。
【００８８】
図１４は図１０におけるトーナメント１、２の具体的な回路図、図１５は同トーナメント３の具体的な回路図である。図１４において、トーナメント１では、階調電圧０＋８ｎ（Ｖ００，Ｖ０８，Ｖ１６，・・・Ｖ２４８，Ｖ２５６）を入力し、表示データＤ０Ｐ，Ｄ０Ｎ，Ｄ１Ｐ，Ｄ１Ｎ，Ｄ２Ｐ，Ｄ２Ｎ，Ｄ３Ｐ，Ｄ３Ｎ，Ｄ４Ｐ，Ｄ４Ｎ，Ｄ５Ｐ，Ｄ５Ｎをデコードして出力ＶＡを得る。同様に、トーナメント２では、階調電圧２＋４ｎ（２，６，１０，１４，・・・２５０，２５４）を入力し、表示データＤ０Ｐ，Ｄ０Ｎ，Ｄ１Ｐ，Ｄ１Ｎ，Ｄ２Ｐ，Ｄ２Ｎ，Ｄ３Ｐ，Ｄ３Ｎ，Ｄ４Ｐ，Ｄ４Ｎ，Ｄ５Ｐ，Ｄ５Ｎをデコードして出力ＶＡを得る。
【００８９】
トーナメント３では、階調電圧４＋８ｎ（Ｖ０４，Ｖ１２，Ｖ２０，・・・Ｖ２４４，Ｖ２５２）を入力し、表示データＤ０Ｐ，Ｄ０Ｎ，Ｄ１Ｐ，Ｄ１Ｎ，Ｄ２Ｐ，Ｄ２Ｎ，Ｄ３Ｐ，Ｄ３Ｎ，Ｄ４Ｐ，Ｄ４Ｎ，Ｄ５Ｐ，Ｄ５Ｎをデコードして出力ＶＡを得る。
【００９０】
本実施例により、従来の８ＭＯＳデコーダ２５６個から、第１デコーダの６ＭＯＳデコーダ６４個＋６ＭＯＳデコーダ３２個＋５ＭＯＳデコーダ３２個＋第２デコーダに低減できる。また、第１デコーダの出力数すなわち階調電圧配線数は１２８本で構成できる。
【００９１】
したがって、２５６階調化等に多階調化した場合のドレインドライバのチップサイズの増加を抑え、液晶パネルの高画質化、液晶表示装置の狭額縁化が達成できる。さらに、デコーダ回路の全オン抵抗を下げることが可能となり、階調電圧出力の遅延時間の増大を抑制し、液晶パネルの高解像度化、高速化を達成できる。
【００９２】
図１６は本発明の第３実施例にかかるＴＦＴ方式アクティブマトリクス型液晶表示装置（ＴＦＴ液晶表示装置）のドレインドライバの構成を示すブロック図である。本実施例では、表示データをａビットのＤ０〜Ｄ（ａ−１）、階調電圧をＶ０，Ｖ２，Ｖ４，・・・Ｖ（Ｍ−４），Ｖ（Ｍ−２），Ｖ（Ｍ−１）として説明する。
【００９３】
このドレインドライバは、ラッチアドレスセレクタ２、ラッチ回路４５、デコーダ７，・・、出力アンプ回路８，・・で構成される。前記したように、
総階調数が奇数：V0,V2,V4, ・・V(M-3),V(M-1)         ←総数  M/2 個
総階調数が偶数：V0,V2,V4, ・・V(M-4),V(M-2),V(M-1)  ←総数  M/2 ＋1 個
となる。
【００９４】
図１７は図１６におけるデコーダの詳細を説明するブロック図である。この図では、図１６に示した階調を（４ｎ＋１）番目の階調が入力されるデコーダＢの出力をＶｉｎ２、（４ｎ＋３）番目の階調が入力されるデコーダＡの出力をＶｉｎ１とする。
【００９５】
また、図１８は図１７の動作の説明図である。以下、図１７の回路を図１８と共に説明する。
【００９６】
出力アンプ回路８により合成する階調（Ｖ１，Ｖ３，・・・）は最下位の階調Ｖ０が全て「０」である時には表示データの最下位ビット（ＬＳＢ）が「１」となり、最下位の階調Ｖ０が全て「１」である時には上記ＬＳＢは「０」となる。
【００９７】
したがって、Ｖｉｎ１とＶｉｎ２ともに同一の階調電圧（例えば、Ｖ２）を出力したい場合には、デコーダＡで階調電圧Ｖ２を選択し、デコーダＢはオフ（ハイインピーダンス状態）とし、ＬＳＢ（図１７ではＤ０）により制御するスイッチＳＷによってＶｉｎ１とＶｉｎ２を短絡させる。これにより、出力Ｖｉｎ１とＶｉｎ２はともにＶ２となる。
【００９８】
Ｖｉｎ１とＶｉｎ２に隣接した階調電圧（例えば、Ｖ０とＶ２）を出力したい場合には、デコーダＡでＶ２を選択し、デコーダＢでＶ０を選択する。これにより、出力Ｖｉｎ１にはＶ２を、Ｖｉｎ２にはＶ０を出力させることができる。
【００９９】
最下位の階調を選択する時の表示データが全て「０」である時の表示データとデコーダ選択電圧、および出力アンプ回路の出力電圧の関係を表３に示す。
【０１００】
【表３】
0003718607.tif 000004
【０１０１】
表３は、最下位の階調を選択する時の表示データが全て０である時の表示データとデコーダ選択電圧、および出力アンプ回路の出力電圧（同表では、アンプ出力）の関係を例として示してある。言うまでもなく、「０」と「１」を入替えても表示データとの関係が成り立つ。なお、ここでは、２５６階調を例として説明してある。
【０１０２】
ＴＦＴ型液晶パネルのドレインドライバとしては、この表示データに対応した階調電圧を出力する必要がある。従って、出力アンプ回路で合成する階調を出力する場合には、ドレインドライバに入力される表示データと異なった階調をドライバ内で選択する（２値）必要がある。
【０１０３】
例えば、表示データＶ７を選択する場合、
0003718607.tif 000005
となる。
【０１０４】
また、デコーダＡ，Ｂ側から見ると、
まず、デコーダＡ（４ｎ＋３）について、例えばＶ６では、選択する必要がある階調は、
Ｖ６：０００００１１０
Ｖ５：０００００１０１
Ｖ７：０００００１１１
の３つになる。
【０１０５】
つまり、Ｖ６はＶ５〜Ｖ７を選択する表示データが入力した場合に選択する必要がある訳けで、Ｖ６は上位６ビットが一致していれば下位２ビットについては「００」以外では選択して良いことになる（「００」の時は（４ｎ＋１）が出力されるため、（４ｎ＋３）番目すなわちデコーダＡはオフする必要があるので選択不可）。
【０１０６】
以上をまとめると、（４ｎ＋３）番目のビットを除く（表３では「００」）組合せでは１義的に決まった出力をすればよく、下位２ビットが（４ｎ＋１）番目に対応するビットとなる回路構成であると言い換えることができる。
【０１０７】
一方、デコーダＢ（４ｎ＋１）について、例えばＶ８では、選択する必要がある階調は、
Ｖ７：０００００１１１
Ｖ８：００００１０００
Ｖ９：００００１００１
の３つになる。（４ｎ＋１）番目は桁上げのビットにあたるため、下位側のビットが１つ前の階調と大きく異なる（例えば、Ｖ７、Ｖ８の下位４ビット）。したがって、上位６ビットでは１義的には決まらない。例えば、Ｖ７の上位６ビットと（４ｎ＋１）群の１つ前の階調であるＶ４の上位６ビットは、どちらも「０００００１」となり、Ｖ４までも選択してしまい、Ｖ４とＶ８（Ｖ７を選択しようとしてＶ８を選んでいる状態）が短絡し、ＮＧとなる。そのため、上位７ビットまでを含める必要がある。そうすることで、Ｖ７〜Ｖ９の入力表示デコーダで（４ｎ＋１）群の中からＶ８のみを選択することができる。
【０１０８】
以降は、デコーダＡと同様に、下位２ビットについて、それが「１０」のときはオフする（「１０」の時は（４ｎ＋３）が出力されるため、（４ｎ＋１）番目すなわちデコーダＢはオフする必要がある。
【０１０９】
以上をまとめると、（４ｎ＋１）番目の階調選択回路（デコーダＢ）は下位１ビットを除くビットで一義的に決まった出力をすればよく、下位２ビットが（４ｎ＋３）番目に対応するビットとなる回路構成であると言い換えることができる。
【０１１０】
なお、表３中のＶｉｎ１、Ｖｉｎ２は組合せなので順不同である（図面と表３中のＶｉｎ１、Ｖｉｎ２の対応が逆になっている部分がある）。
【０１１１】
図１９は図１８を具体化した実際の回路構成を説明する回路図で、低電圧側（負極性側）デコーダを示す。ちなみに、高電圧側（正極性側）デコーダは、入力する表示データのＴとＢを入替え、ＮＭＯＳトランジスタを全てＰＭＯＳトランジスタとすることで構成される。なお、同図は部分のみを示してある。
【０１１２】
図２０はドレインドライバの動作特性の説明図である。同図（ａ）は液晶印加電圧と輝度との関係（液晶の特性）、（ｂ）はドレインドライバの出力電圧特性、（ｃ）は階調と輝度の関係を示す。上記（ｂ）に示したように、ドレインドライバの出力は階調データに対して非線形である。
【０１１３】
図２０の（ｂ）に示したように、後述する差動アンプを用いた出力アンプ回路に２つの入力を印加してそれらの間の中間電圧を出力する場合、２つの入力値の電圧差が大きいと、中間の電圧にならずに、一方の電圧値に偏る特性を持っている。
【０１１４】
Ｖ０入力時の出力アンプ回路の差動部電流：(1/2) ・β（Ｖ０−Ｖｔｈ）2 
Ｖ２入力時の出力アンプ回路の差動部電流：(1/2) ・β（Ｖ２−Ｖｔｈ）2 
であり、Ｖｔｈをほぼ同一とすると、Ｖ０とＶ２の差が大きくなると２乗で効いてくるので、例えばＶ２＞Ｖ０とすると、電流値がＶ２入力の近くになるため、出力される合成電圧はＶ２寄りに傾くが、差が小さい場合は、ほぼ中間値になる。
【０１１５】
図２０の（ａ）に示した液晶印加電圧に対する輝度特性（Ｂ−Ｖカーブ）は所謂γ特性を有し、輝度の大きい部分と小さい部分では、輝度あたりの液晶印加電圧の差が大きいのが普通と考えられるので、この部分で出力アンプ回路での合成を行うと、グラデーションでは１階調おきに輝度変化があるように見える可能性が大きい。
【０１１６】
したがって、この部分に対応する階調では、出力アンプ回路の合成は行わず、そのまま階調電源を出力する回路構成とする必要がある。
【０１１７】
上記した事実を踏まえて、本実施例では（ａ）の液晶の特性と（ｂ）のドレインドライバの特性とを組合せることで（ｃ）に示したように白表示側と黒表示側共にツブレの無い表示を得るようにしたもので、下記の表４に示した１〜５のような処理を行うことにより、表示品質の劣化を回避するものである。
【０１１８】
【表４】
0003718607.tif 000006
【０１１９】
本実施例により、多階調化した場合の全階調域で高解像化が達成され、高品質の表示を得るとができる。
【０１２０】
図２１は本発明の第４実施例にかかるＴＦＴ方式アクティブマトリクス型液晶表示装置（ＴＦＴ液晶表示装置）のドレインドライバの構成を示すブロック図である。本実施例は、図１６における入力階調電圧Ｖ０〜Ｖｎ〜Ｖ（Ｍ−１）のうちの下側のｋ階調と上側の（Ｍ−ｎ）階調分を全て直接入力（表示データと入力階調および出力階調が１対１で対応する通常のデコーダ）としたものである。本実施例では、前記表４の１、４、５に対応した処理を行うものである。その他の構成と動作は図１６で説明した実施例と同様である。
【０１２１】
本実施例によっても同様に、多階調化した場合の全階調域で高解像化が達成され、高品質の表示を得るとができる。
【０１２２】
図２２は図２１におけるデコーダの詳細を説明するブロック図であり、前記図１７に示したデコーダに入力階調電圧の下側のｋ階調分と上側の（Ｍ−ｎ）階調分を全て直接入力し、入力表示データと入力階調およびデコーダの出力階調が１対１で対応するデコーダＣを追加したものである。
【０１２３】
デコーダＣの２つの出力Ｖｉｎ１とＶｉｎ２には表示データに１対１で対応した同じ階調電圧が出力されるようにしている。デコーダＡとデコーダＢは図１９と同様なので説明は省略する。
【０１２４】
本実施例の表示データ出力（出力アンプ回路の出力）を入力階調電圧Ｖ０〜Ｖ２５５を例としてまとめたものを表５と表６に示す（表が大きいため、２つの表に分割し、中間は省略してある）。
【０１２５】
【表５】
0003718607.tif 000007
【０１２６】
【表６】
0003718607.tif 000008
【０１２７】
ここでは、入力階調Ｖ０〜Ｖ３１、Ｖ２２４〜Ｖ２５５がデコーダＣに対応し、Ｖ３２〜Ｖ２３３がデコーダＡとデコーダＢに対応する。なお、Ｖ３２〜Ｖ２２３は前記表１と同様である。
【０１２８】
図２３は図２２で説明した本発明の第４実施例を具体化した実際の回路構成を説明する回路図で、低電圧側（負極性側）デコーダを示す。ちなみに、高電圧側（正極性側）デコーダは、入力する表示データのＴとＢを入替え、ＮＭＯＳトランジスタを全てＰＭＯＳトランジスタとすることで構成される。なお、本回路図は規模が大きいため同図は部分のみを示してある。
【０１２９】
本実施例によっても同様に、多階調化した場合の全階調域で高解像化が達成され、高品質の表示を得ることができる。
【０１３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、チップサイズの増加を伴うことなく多階調化が実現でき、液晶パネルの高画質化、液晶表示装置の狭額縁化を達成でき、また、デコーダ回路のオン抵抗の増大を抑制でき、多階調化した液晶パネルの負荷を低減して高画質化が得られる。
【０１３１】
すなわち、Ｍ／２（総階調数が奇数の場合）またはＭ／２＋１（総階調数が偶数の場合）の入力電圧からＭ階調の出力電圧を生成できるため、ドレインドライバの回路規模を低減でき、チップ面積の縮小が可能となり、液晶のγ特性に合った出力電圧を得ることができるため、ＴＦＴ液晶パネルの低コスト化、液晶表示装置の額縁化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかるＴＦＴ方式アクティブマトリクス型液晶表示装置のドレインドライバの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施例にかかるドレインドライバの一例の内部回路の説明図である。
【図３】本発明の第１実施例にかかるドレインドライバの他例の内部回路の説明図である。
【図４】図２および図３に示したドレインドライバの動作を説明するブロック図である。
【図５】本発明の第１実施例にかかるドレインドライバの出力アンプ回路の具体例の説明図である。
【図６】本発明の第１実施例にかかる階調電圧選択回路の内部構成を説明するブロック図である。
【図７】図６に示した階調電圧選択回路の具体例を説明する回路図である。
【図８】従来のトーナメント型デコーダを用いた場合の出力経路の説明図である。
【図９】本発明の第２実施例にかかるデコーダにおける出力経路の説明図である。
【図１０】デコード回路で多階調化を実現するドレインドライバの構成を説明する概略図である。
【図１１】本発明の第２実施例にかかる第１デコード回路をさらに説明する全体構成図である。
【図１２】図１１における第１デコーダのＭＯＳ構成の模式的説明図である。
【図１３】図１１における第２デコーダのＭＯＳ構成の模式的説明図である。
【図１４】図１０におけるトーナメント１、２の具体的な回路図である。
【図１５】図１０におけるトーナメント３の具体的な回路図である。
【図１６】本発明の第３実施例にかかるＴＦＴ方式アクティブマトリクス型液晶表示装置のドレインドライバの構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６におけるデコーダの詳細を説明するブロック図である。
【図１８】図１７の動作の説明図である。
【図１９】図１８を具体化した実際の回路構成を説明する回路図である。
【図２０】本発明の第３実施例にかかるドレインドライバの動作特性の説明図である。
【図２１】本発明の第４実施例にかかるＴＦＴ方式アクティブマトリクス型液晶表示装置のドレインドライバの構成を示すブロック図である。
【図２２】図２１におけるデコーダの詳細を説明するブロック図である。
【図２３】図２２で説明した本発明の第４実施例を具体化した実際の回路構成を説明する回路図である。
【図２４】本発明を適用する液晶表示装置の概略構成を説明するブロック図である。
【図２５】従来のトーナメント型デコーダ方式を用いたドレインドライバの構成例を説明する低電圧側専用回路の回路図である。
【図２６】トーナメント型デコーダの全体構成を説明する概略図である。
【図２７】階調電圧と書込み時間の関係の説明図である。
【符号の説明】
１  クロック制御回路
２  ラッチアドレスセレクタ
３  データ反転回路
４  ラッチ回路（１）
５  ラッチ回路（２）
６  階調電圧生成回路
７  デコーダ（デコード回路、階調電圧選択回路）
８  出力アンプ回路
８ａ  低電圧専用回路（低電圧側専用回路、負極側）
８ｂ  高電圧専用回路（高電圧側専用回路、正極側）
９  レベルシフタ回路
１０  表示データマルチプレクサ
１１  出力マルチプレクサ
４５  ラッチ回路。
【図１】
0003718607.tif 000009
【図２】
0003718607.tif 000010
【図３】
0003718607.tif 000011
【図４】
0003718607.tif 000012
【図５】
0003718607.tif 000013
【図６】
0003718607.tif 000014
【図７】
0003718607.tif 000015
【図８】
0003718607.tif 000016
【図９】
0003718607.tif 000017
【図１０】
0003718607.tif 000018
【図１１】
0003718607.tif 000019
【図１２】
0003718607.tif 000020
【図１３】
0003718607.tif 000021
【図１４】
0003718607.tif 000022
【図１５】
0003718607.tif 000023
【図１６】
0003718607.tif 000024
【図１７】
0003718607.tif 000025
【図１８】
0003718607.tif 000026
【図１９】
0003718607.tif 000027
【図２０】
0003718607.tif 000028
【図２１】
0003718607.tif 000029
【図２２】
0003718607.tif 000030
【図２３】
0003718607.tif 000031
【図２４】
0003718607.tif 000032
【図２５】
0003718607.tif 000033
【図２６】
0003718607.tif 000034
【図２７】
0003718607.tif 000035