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JP3610979B2 - Liquid crystal display device and display system - Google Patents

Liquid crystal display device and display system Download PDF

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JP3610979B2
JP3610979B2 JP2003309354A JP2003309354A JP3610979B2 JP 3610979 B2 JP3610979 B2 JP 3610979B2 JP 2003309354 A JP2003309354 A JP 2003309354A JP 2003309354 A JP2003309354 A JP 2003309354A JP 3610979 B2 JP3610979 B2 JP 3610979B2
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Description

本発明は液晶表示装置、その駆動方法及び表示システムに関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device, a driving method thereof, and a display system.

従来の液晶表示装置の例としては特開平6−222741などがある。図2はその液晶表示装置のデータドライバの回路図の例である。一般に、液晶表示装置に画像信号を書き込むデータドライバの方式としては、アナログ方式とデジタル方式とがある。このうち、アナログ方式は回路の消費電力が大きいため、携帯用のコンピュータ等のディスプレイにはあまり適していない。一方、デジタル方式は消費電力は少ないが、出力電圧を外部から供給する必要があるため外部電源数が多くなるという問題がある。D/Aコンバータを内蔵し、外部電源数を最小にする方式もあるが、一般的にはD/Aコンバータの出力電圧は線形的であり、液晶のγ特性とは異なるため階調表示に適していない。そこで、入力電圧間の電圧を補完して出力させ、外部入力電源数を減らしながらある程度のγ補正をするという工夫が行われる。   An example of a conventional liquid crystal display device is disclosed in JP-A-6-222741. FIG. 2 is an example of a circuit diagram of a data driver of the liquid crystal display device. In general, there are an analog method and a digital method as a data driver method for writing an image signal to a liquid crystal display device. Among these, the analog method is not suitable for a display such as a portable computer because the power consumption of the circuit is large. On the other hand, although the digital method consumes less power, there is a problem that the number of external power supplies increases because the output voltage needs to be supplied from the outside. Although there is a system that incorporates a D / A converter and minimizes the number of external power supplies, in general, the output voltage of the D / A converter is linear and is different from the γ characteristics of liquid crystals, so it is suitable for gradation display Not. Therefore, a device is devised in which a voltage between input voltages is complemented and output, and a certain amount of γ correction is performed while reducing the number of external input power supplies.

たとえば、図2の例では外部から9レベルの電圧を供給し、合計64レベルの出力電圧を出すことができる。V1,V2...V9は外部から与えられた9つの電源電圧である。上位3ビット画像信号21はデコーダ23によって8値のデータに変換され、電源選択回路24と25によってこの9つの電源電圧のうち隣接する2つの電源を選択する。下位3ビット画像信号22はデコーダ24によって8値のデータに変換され、抵抗分割方式D/Aコンバータ26によって前述の選択された2つの電圧レベルを8等分したものの中から一つを選んで出力させる。この方式では、外部から入力する9つの電源電圧を液晶のγ特性に応じて最適化しておけば、ある程度のγ補正が可能である。   For example, in the example of FIG. 2, nine levels of voltage can be supplied from the outside, and a total of 64 levels of output voltage can be output. V1, V2. . . V9 is nine power supply voltages given from the outside. The upper 3-bit image signal 21 is converted into 8-level data by the decoder 23, and two adjacent power supplies are selected from the nine power supply voltages by the power supply selection circuits 24 and 25. The lower 3-bit image signal 22 is converted into 8-level data by the decoder 24, and one of the two selected voltage levels divided into eight by the resistance division type D / A converter 26 is selected and output. Let In this method, if the nine power supply voltages input from the outside are optimized according to the γ characteristics of the liquid crystal, a certain amount of γ correction is possible.

しかし、従来のTFT回路においては以下に述べるような課題があった。すなわち補間されて出力された電圧は本来表示すべき電圧と異なってしまうという点であり、これについて以下図面を用いて説明する。図3は液晶表示装置の印加電圧と透過率の関係を示す図である。実際の液晶表示装置の透過率依存性は31の破線のような曲線を描くが、図2のデータドライバ回路では9つの入力電源電圧V1、V2...V9を用いて出力電圧を補間するため32に示すような折れ線の透過率依存性を前提としていることになる。図4は、図3の一部を拡大したものであるが、例えば2つの入力電圧V1とV2の間を8等分して出力電圧Va,Vb,Vc,Vd,Ve,Vf,Vgを液晶表示装置に印加すると、それに対応したグレイスケールの表示はTa,Tb,Tc,Td,Te,Tf,Tgのように白つぶれしたものになってしまう。   However, the conventional TFT circuit has the following problems. That is, the voltage output after interpolation is different from the voltage that should be displayed, which will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the applied voltage and the transmittance of the liquid crystal display device. The transmittance dependency of the actual liquid crystal display device draws a curve like a broken line 31. In the data driver circuit of FIG. 2, nine input power supply voltages V1, V2,. . . Since the output voltage is interpolated using V9, the transmittance dependency of the broken line as shown in 32 is assumed. FIG. 4 is an enlarged view of a part of FIG. 3. For example, the output voltages Va, Vb, Vc, Vd, Ve, Vf, Vg are liquid crystal by dividing the two input voltages V1 and V2 into eight equal parts. When applied to the display device, the gray scale display corresponding to the display device is whitened like Ta, Tb, Tc, Td, Te, Tf, Tg.

本発明の液晶表示装置及びその駆動方法及び表示システムはこの様な課題を解決するものであり、その目的とするところは、高画質な液晶表示装置を実現することである。   The liquid crystal display device, the driving method thereof, and the display system of the present invention solve such problems, and an object thereof is to realize a high-quality liquid crystal display device.

本発明の液晶表示装置は、nビットのデジタル入力映像データをn+mビットに変換するデータ変換回路と、n+mビットのデジタルデータドライバを備えていることを特徴とする。また、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、nビットのデジタル入力信号を液晶のγ特性に合わせてn+mビットのデジタルデータに逐次変換し、n+mビットのデジタルデータドライバを用いてnビット分の階調表示を行うことを特徴とする。   The liquid crystal display device of the present invention includes a data conversion circuit for converting n-bit digital input video data to n + m bits and an n + m-bit digital data driver. Further, the driving method of the liquid crystal display device according to the present invention sequentially converts an n-bit digital input signal into n + m-bit digital data in accordance with the γ characteristics of the liquid crystal, and uses an n + m-bit digital data driver for n bits. It is characterized by performing gradation display.

本発明の液晶表示装置は、信号線を駆動するデータドライバはCMOSスタティックシフトレジスタとレベルシフタ及びD/Aコンバータとからなり、走査線を駆動する走査ドライバはCMOSスタティックシフトレジスタとレベルシフタ及びバッファとからなり、前記データドライバ内のシフトレジスタと前記走査ドライバ内のシフトレジスタ及びD/Aコンバータの入力映像信号入力部は共通の電源に接続され、前記共通の電源の電圧は前記D/Aコンバータ及び前記バッファ回路の電源電圧より小さいことを特徴とする。また、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、データドライバ内にD/Aコンバータを有し、前記D/Aコンバータの入力映像信号とシフトレジスタのタイミング信号には同一振幅の信号を用い、前記D/Aコンバータ用の電源レベルをフィールド毎に交互に切り替え、液晶に交流電圧を印加することを特徴とする。あるいは、データドライバ内に複数の系統のD/Aコンバータを有し、前記D/Aコンバータ用の電源レベルを水平走査期間毎に交互に切り替え、液晶に交流電圧を印加し、隣接する信号線には常に逆極性の映像信号を印加することを特徴とする。あるいは、データドライバ内に複数の系統のD/Aコンバータを有し、前記D/Aコンバータ用の電源レベルを水平走査期間毎に交互に切り替え、液晶に交流電圧を印加し、隣接する信号線には常に逆極性の映像信号を印加することを特徴とする。あるいは、D/Aコンバータ用の電源レベルをフィールド毎に交互に切り替え、共通電極の電位もフィールド毎に交互に切り替え、液晶に交流電圧を印加することを特徴とする。あるいは、D/Aコンバータ用の電源レベルを水平走査期間毎に交互に切り替え、共通電極の電位も水平走査期間毎に交互に切り替え、液晶に交流電圧を印加することを特徴とする。あるいは、D/Aコンバータ用の電源レベルをフィールド毎に交互に切り替え、走査信号は4レベルの電位の信号からなり、選択期間直後に選択電位から非選択電位に切り替わる前に一定期間非選択電位以上の電位を保つ場合と非選択電位以下の電位を保つ場合とをフィールド毎に切り替え、液晶に交流電圧を印加することを特徴とする。あるいは、D/Aコンバータ用の電源レベルを水平走査期間毎に交互に切り替え、走査信号は4レベルの電位の信号からなり、選択期間直後に選択電位から非選択電位に切り替わる前に一定期間非選択電位以上の電位を保つ場合と非選択電位以下の電位を保つ場合とを水平走査期間毎に切り替え、液晶に交流電圧を印加することを特徴とする。   In the liquid crystal display device of the present invention, a data driver for driving a signal line includes a CMOS static shift register, a level shifter, and a D / A converter, and a scan driver for driving a scan line includes a CMOS static shift register, a level shifter, and a buffer. The shift register in the data driver, the shift register in the scan driver, and the input video signal input unit of the D / A converter are connected to a common power source, and the voltage of the common power source is the D / A converter and the buffer. It is characterized by being smaller than the power supply voltage of the circuit. Further, the driving method of the liquid crystal display device of the present invention includes a D / A converter in the data driver, and uses the same amplitude signal as the input video signal of the D / A converter and the timing signal of the shift register. The power supply level for the D / A converter is alternately switched for each field, and an AC voltage is applied to the liquid crystal. Alternatively, the data driver has a plurality of D / A converters, and the power level for the D / A converter is alternately switched every horizontal scanning period, an AC voltage is applied to the liquid crystal, and the adjacent signal lines are connected. Is characterized in that a video signal of reverse polarity is always applied. Alternatively, the data driver has a plurality of D / A converters, and the power level for the D / A converter is alternately switched every horizontal scanning period, an AC voltage is applied to the liquid crystal, and the adjacent signal lines are connected. Is characterized in that a video signal of reverse polarity is always applied. Alternatively, the power supply level for the D / A converter is alternately switched for each field, the potential of the common electrode is also alternately switched for each field, and an AC voltage is applied to the liquid crystal. Alternatively, the power supply level for the D / A converter is alternately switched every horizontal scanning period, the potential of the common electrode is also alternately switched every horizontal scanning period, and an AC voltage is applied to the liquid crystal. Alternatively, the power supply level for the D / A converter is alternately switched for each field, and the scanning signal is made up of a 4-level potential signal. Switching between the case where the potential is maintained and the case where the potential below the non-selection potential is maintained for each field, and an AC voltage is applied to the liquid crystal. Alternatively, the power supply level for the D / A converter is alternately switched every horizontal scanning period, and the scanning signal is composed of a 4-level potential signal. Switching between maintaining a potential higher than the potential and maintaining a potential lower than the non-selected potential is performed every horizontal scanning period, and an AC voltage is applied to the liquid crystal.

本発明の液晶表示装置は、複数の画素を用いて画像表示を行う液晶表示装置において、前記各画素に信号線を通して画像信号データを供給するデータドライバを具備し、前記データドライバは、シフトレジスタとラッチとD/Aコンバータと遅延回路を含み、前記遅延回路は、前記シフトレジスタ内部及び前記ラッチ内部の遅延時間に応じて前記画像信号データのタイミングを遅延させることを特徴とする。
さらに、nビットのデジタル入力画像データを前記液晶表示装置のγ特性にあわせてn+mビットのデジタル画像データに変換するデータ変換回路を有し、前記データドライバは、n+mビットのドライバであってもよい。
また、前記遅延回路は、前記シフトレジスタと前記ラッチの遅延時間を検出する遅延時間検出回路と、前記遅延時間検出回路で検出された時間分だけ画像信号データを遅延させる遅延時間補償回路とを有していてもよい。
また、走査線と前記信号線との交差に対応して設けられた画素用薄膜トランジスタを備え、前記データドライバはデータドライバ用薄膜トランジスタを有し、前記走査線を通して選択信号を供給する走査ドライバは走査ドライバ用薄膜トランジスタを有し、前記画素用薄膜トランジスタ及びデータドライバ用薄膜トランジスタ及び走査ドライバ用薄膜トランジスタが同じ基板上に形成されたポリシリコン薄膜トランジスタであってもよい。
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、画像表示のための画像信号を入力する工程と、前記画像信号データを遅延させる工程と、シフトレジスタにクロック信号を入力し、複数の信号線に前記画像信号データを供給するタイミングを制御する選択パルスをシフトする工程と、前記選択パルスに基づいて前記画像信号データをラッチする工程を具備し、前記画像信号を遅延させる工程の遅延時間は、前記クロック信号から前記ラッチの出力信号までの遅延時間に応じた時間とすることを特徴とする。
また、前記クロック信号から前記ラッチの出力信号までの遅延時間を検出する工程と、前記検出された遅延時間を前記画像信号データを遅延させる回路にフィードバックして遅延時間を補償する工程とを有していてもよい。
The liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device that performs image display using a plurality of pixels, and includes a data driver that supplies image signal data to each pixel through a signal line, and the data driver includes a shift register and The delay circuit includes a latch, a D / A converter, and a delay circuit, wherein the delay circuit delays the timing of the image signal data in accordance with a delay time in the shift register and in the latch.
The data driver may further include a data conversion circuit that converts n-bit digital input image data into n + m-bit digital image data in accordance with γ characteristics of the liquid crystal display device, and the data driver may be an n + m-bit driver. .
The delay circuit includes a delay time detection circuit that detects a delay time of the shift register and the latch, and a delay time compensation circuit that delays image signal data by a time detected by the delay time detection circuit. You may do it.
In addition, a pixel thin film transistor provided corresponding to an intersection of a scanning line and the signal line is provided, the data driver includes a data driver thin film transistor, and the scanning driver for supplying a selection signal through the scanning line is a scanning driver. The pixel thin film transistor, the data driver thin film transistor, and the scan driver thin film transistor may be a polysilicon thin film transistor formed on the same substrate.
The liquid crystal display device driving method of the present invention includes a step of inputting an image signal for image display, a step of delaying the image signal data, a clock signal input to a shift register, and a plurality of signal lines. Shifting the selection pulse for controlling the timing of supplying the image signal data; and latching the image signal data based on the selection pulse, and the delay time of the step of delaying the image signal includes: The time is determined according to the delay time from the clock signal to the output signal of the latch.
And a step of detecting a delay time from the clock signal to the output signal of the latch, and a step of compensating the delay time by feeding back the detected delay time to a circuit for delaying the image signal data. It may be.

本発明の表示システムは、複数の画素を用いて画像表示を行う液晶表示装置において、前記各画素に信号線を通して画像信号データを供給するデータドライバを具備し、前記データドライバは、シフトレジスタとラッチとD/Aコンバータと遅延回路を含み、前記遅延回路は、前記シフトレジスタ内部及び前記ラッチ内部の遅延時間に応じて前記画像信号データのタイミングを遅延させ、さらに、nビットのデジタル入力画像データを前記液晶表示装置のγ特性にあわせてn+mビットのデジタル画像データに変換するデータ変換回路を有し、前記データドライバは、n+mビットのドライバであることを特徴とする液晶表示装置と、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルと、アナログ画像信号をnビットのデジタルデータに変換するA/Dコンバータと、動作タイミングを制御するタイミングコントローラとを具備し、入力された映像信号に対応する映像を表示することを特徴とする。
また、前記A/Dコンバータの遅延時間と前記データ変換回路の遅延時間と前記遅延回路の遅延時間の和が、前記シフトレジスタ内部及び前記ラッチ内部の遅延時間の和に等しくてもよい。
A display system according to the present invention includes a data driver that supplies image signal data to each pixel through a signal line in a liquid crystal display device that displays an image using a plurality of pixels, and the data driver includes a shift register and a latch. And a D / A converter and a delay circuit, the delay circuit delays the timing of the image signal data according to the delay time in the shift register and in the latch, and further converts n-bit digital input image data. A liquid crystal display device having a data conversion circuit for converting into n + m bit digital image data in accordance with the γ characteristic of the liquid crystal display device, wherein the data driver is an n + m bit driver; LCD panel and A that converts analog image signal to n-bit digital data Comprising D and converter, and a timing controller for controlling the operation timing, and displaying an image corresponding to the input video signal.
The sum of the delay time of the A / D converter, the delay time of the data conversion circuit, and the delay time of the delay circuit may be equal to the sum of the delay times inside the shift register and the latch.

本発明の液晶表示装置はnビットのデジタル入力映像データをn+mビットに変換するデータ変換回路とn+mビットのデジタルデータドライバを備えているから、任意の階調表示特性に合わせた画像表示が可能である。また、データ変換回路に液晶のγ特性を補正するための変換テーブルを書き込んだROMを用いたから、階調表示のすべての点についてγ補正を行うことができるため非常にすぐれた階調表示性能を得ることができる。また、n+mビットのD/Aコンバータを内蔵しているから、外部入力電源数が減少し、装置の小型・軽量化・低コスト化が可能となる。また、TFT又は非線形素子を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置を用いたから、高いコントラスト比を得ることができ多階調表示やフルカラー化が可能となる。また、ガラス基板上にポリシリコンTFT回路を用いて周辺ドライバを一体形成したから、装置のさらなる小型・軽量化が可能となる。また、容量結合方式のD/Aコンバータを用いたから低消費電力化が可能となる。また、D/Aコンバータの容量を同じ形状のものを並列に配置したから容量比のばらつきがなく、高い精度で階調表示が可能となる。また、定電流2進減衰方式のD/Aコンバータを用いたから、非常に大型の液晶表示装置を実現することもできる。   Since the liquid crystal display device of the present invention includes a data conversion circuit for converting n-bit digital input video data into n + m bits and an n + m-bit digital data driver, it is possible to display an image in accordance with an arbitrary gradation display characteristic. is there. In addition, since a ROM in which a conversion table for correcting the γ characteristic of the liquid crystal is written in the data conversion circuit is used, γ correction can be performed for all points of the gradation display, so that an excellent gradation display performance is achieved. Can be obtained. In addition, since an n + m-bit D / A converter is incorporated, the number of external input power supplies is reduced, and the apparatus can be reduced in size, weight, and cost. In addition, since an active matrix liquid crystal display device using TFTs or nonlinear elements is used, a high contrast ratio can be obtained, and multi-gradation display and full color display can be achieved. Further, since the peripheral driver is integrally formed on the glass substrate using the polysilicon TFT circuit, the device can be further reduced in size and weight. Further, since a capacitively coupled D / A converter is used, power consumption can be reduced. In addition, since the D / A converters having the same capacitance are arranged in parallel, there is no variation in the capacitance ratio, and gradation display is possible with high accuracy. Further, since the constant current binary attenuation type D / A converter is used, a very large liquid crystal display device can be realized.

本発明の液晶表示装置の駆動方法は、nビットのデジタル入力信号を液晶のγ特性に合わせてn+mビットのデジタルデータに逐次変換するから、単純な回路で正確なγ補正を行うことができ、高品位の表示画像を得ることができる。また、水平走査期間のブランキング期間内に全ての信号線を同一電位にリセットした後、n+mビットのD/A変換された電圧を各信号線に印加するから、前回書き込まれた信号の影響をなくすことができ、残像を生じることもない。   The driving method of the liquid crystal display device of the present invention sequentially converts an n-bit digital input signal into n + m-bit digital data in accordance with the γ characteristics of the liquid crystal, so that accurate γ correction can be performed with a simple circuit, A high-quality display image can be obtained. In addition, after resetting all signal lines to the same potential within the blanking period of the horizontal scanning period, an n + m-bit D / A converted voltage is applied to each signal line. It can be eliminated and no afterimage is generated.

本発明の液晶表示装置は、ロジック部分が単一低電源電圧で駆動されD/Aコンバータ部やバッファ部より電圧が低いから、表示画面にノイズを発生しにくい。また、ポリシリコンTFTを用いて周辺駆動回路を一体形成したから、電源の配線を共通化し低抵抗化できるため、よりノイズを発生しにくくなる。また、容量分割方式のD/Aコンバータを用いたから、必要最低限の電流しか流れないためさらにノイズを発生しにくくなる。また、並列接続されたnチャネルとpチャネルの2つのトランジスタに入力部が接続されているレベルシフタを用いたから、レベルシフタに流れる電流も抑えることができ、ますますノイズを発生しにくくなる。   In the liquid crystal display device of the present invention, the logic part is driven by a single low power supply voltage, and the voltage is lower than that of the D / A converter part or buffer part, so that it is difficult to generate noise on the display screen. Further, since the peripheral drive circuit is integrally formed using the polysilicon TFT, the power supply wiring can be made common and the resistance can be lowered, so that it is less likely to generate noise. In addition, since the capacitance-division type D / A converter is used, only the minimum necessary current flows, so that it becomes more difficult to generate noise. In addition, since the level shifter in which the input portion is connected to the two n-channel and p-channel transistors connected in parallel is used, the current flowing through the level shifter can be suppressed, and noise is less likely to be generated.

本発明の液晶表示装置の駆動方法は、D/Aコンバータの電源レベルをフィールド毎に交互に切り換えるから、消費電流が少なくノイズも発生しにくい。また、容量分割方式のD/Aコンバータで非反転データを用いるから、画像信号反転回路が不要で、さらに消費電流が少なく、ノイズも減らすことができる。   In the method for driving the liquid crystal display device of the present invention, the power level of the D / A converter is alternately switched for each field, so that current consumption is small and noise is hardly generated. In addition, since non-inverted data is used in the capacitive division type D / A converter, an image signal inversion circuit is not required, current consumption is reduced, and noise can be reduced.

本発明の液晶表示装置の駆動方法は、複数系列のD/Aコンバータを用いて電源レベルをフィールド毎に交互に切り換え隣接する信号線には逆極性の映像信号を印加するから、消費電流が少なくフリッカーや横クロストークも生じない。また、容量分割方式のD/Aコンバータで非反転データを用いるから、画像信号反転回路が不要で、さらに消費電流が少なく、ノイズも減らすことができる。   The liquid crystal display device driving method of the present invention uses a plurality of series of D / A converters to alternately switch the power supply level for each field and applies a video signal having a reverse polarity to adjacent signal lines. Flicker and lateral crosstalk do not occur. In addition, since non-inverted data is used in the capacitive division type D / A converter, an image signal inversion circuit is not required, current consumption is reduced, and noise can be reduced.

本発明の液晶表示装置の駆動方法は、複数系列のD/Aコンバータを用いて電源レベルを水平走査期間毎に交互に切り換え上下左右に隣接する画素には逆極性の映像信号を印加するから、消費電力が少なくフリッカーや上下左右のクロストークを生じない。また、容量分割方式のD/Aコンバータで非反転データを用いるから、画像信号反転回路が不要で、さらに消費電流が少なく、ノイズも減らすことができる。   In the driving method of the liquid crystal display device of the present invention, the power level is alternately switched for each horizontal scanning period using a plurality of series D / A converters, and a video signal having a reverse polarity is applied to adjacent pixels in the vertical and horizontal directions. Low power consumption and no flicker or up / down / left / right crosstalk. In addition, since non-inverted data is used in the capacitive division type D / A converter, an image signal inversion circuit is not required, current consumption is reduced, and noise can be reduced.

本発明の液晶表示装置の駆動方法は、D/Aコンバータの電源レベルをフィールド毎に交互に切り換え共通電極電位も逆極性で交互に切り換えるから、D/Aコンバータ用の電源電圧範囲を縮小することができる。また、容量分割方式のD/Aコンバータで非反転データを用いるから、画像信号反転回路が不要で、さらに消費電流が少なく、ノイズも減らすことができる。   According to the liquid crystal display driving method of the present invention, the power supply level of the D / A converter is alternately switched for each field, and the common electrode potential is also alternately switched with the reverse polarity, so that the power supply voltage range for the D / A converter is reduced. Can do. In addition, since non-inverted data is used in the capacitive division type D / A converter, an image signal inversion circuit is not required, current consumption is reduced, and noise can be reduced.

本発明の液晶表示装置の駆動方法は、D/Aコンバータの電源レベルを水平走査期間毎に交互に切り換え共通電極電位も逆極性で交互に切り換えるから、D/Aコンバータ用の電源電圧範囲を縮小することができ、フリッカーや縦クロストークを生じにくい。また、容量分割方式のD/Aコンバータで非反転データを用いるから、画像信号反転回路が不要で、さらに消費電流が少なく、ノイズも減らすことができる。   In the driving method of the liquid crystal display device of the present invention, the power supply level of the D / A converter is alternately switched every horizontal scanning period, and the common electrode potential is also alternately switched with the reverse polarity, so the power supply voltage range for the D / A converter is reduced. It is possible to prevent flicker and vertical crosstalk. In addition, since non-inverted data is used in the capacitive division type D / A converter, an image signal inversion circuit is not required, current consumption is reduced, and noise can be reduced.

本発明の液晶表示装置の駆動方法は、D/Aコンバータの電源レベルをフィールド毎に交互に切り換え非選択期間の走査線信号も逆極性で交互に切り換えるから、D/Aコンバータ用の電源電圧範囲を縮小することができ、消費電流が少なくノイズも発生しにくい。また、容量分割方式のD/Aコンバータで非反転データを用いるから、画像信号反転回路が不要で、さらに消費電流が少なく、ノイズも減らすことができる。   According to the driving method of the liquid crystal display device of the present invention, the power level of the D / A converter is alternately switched for each field, and the scanning line signal in the non-selection period is also alternately switched with the reverse polarity. The current consumption can be reduced and noise is hardly generated. In addition, since non-inverted data is used in the capacitive division type D / A converter, an image signal inversion circuit is not required, current consumption is reduced, and noise can be reduced.

本発明の液晶表示装置の駆動方法は、D/Aコンバータの電源レベルを水平走査期間毎に交互に切り換え非選択期間の走査線信号も逆極性で交互に切り換えるから、D/Aコンバータ用の電源電圧範囲を縮小することができ、消費電流が少なくノイズも発生しにくく縦クロストークを生じにくい。また、容量分割方式のD/Aコンバータで非反転データを用いるから、画像信号反転回路が不要で、さらに消費電流が少なく、ノイズも減らすことができる。   According to the liquid crystal display driving method of the present invention, the power level of the D / A converter is alternately switched every horizontal scanning period, and the scanning line signal in the non-selection period is also alternately switched with the reverse polarity. The voltage range can be reduced, current consumption is small, noise is less likely to occur, and vertical crosstalk is less likely to occur. In addition, since non-inverted data is used in the capacitive division type D / A converter, an image signal inversion circuit is not required, current consumption is reduced, and noise can be reduced.

本発明の液晶表示装置は、ドライバ内部の遅延時間に合わせて映像信号を遅延させる回路を備えているから、ドライバの駆動電圧を低電圧化しても表示画面がずれることがない。また、ドライバ内部に遅延時間検出回路と遅延時間補償回路を備えているから、ドライバの製造条件のばらつきや使用環境の変化があっても表示画面がずれることはない。また、ポリシリコンTFT回路を用いて周辺ドライバをガラス基板上に一体形成したから、装置の小型・軽量化が可能となる。   Since the liquid crystal display device of the present invention includes a circuit that delays the video signal in accordance with the delay time inside the driver, the display screen does not shift even if the drive voltage of the driver is lowered. In addition, since the delay time detection circuit and the delay time compensation circuit are provided inside the driver, the display screen does not shift even if there are variations in the manufacturing conditions of the driver or changes in the usage environment. Further, since the peripheral driver is integrally formed on the glass substrate using the polysilicon TFT circuit, the device can be reduced in size and weight.

本発明の液晶表示装置の駆動方法は、ドライバ内部の遅延時間を見積って映像信号を遅延させるから、様々な性能のドライバ回路を様々な条件で用いても表示画面がずれることがない。また、ドライバ内部の遅延時間を検出し遅延時間補償回路で自己補正させるため、ドライバの製造条件のばらつきや使用環境の変化があっても表示画面がずれることがなく、特にTFT回路のようにばらつきの大きい回路でドライバを構成しても簡単な外部回路で駆動できる。   According to the driving method of the liquid crystal display device of the present invention, since the video signal is delayed by estimating the delay time inside the driver, the display screen does not shift even when driver circuits having various performances are used under various conditions. In addition, since the delay time inside the driver is detected and self-corrected by the delay time compensation circuit, the display screen will not shift even if there are variations in driver manufacturing conditions or changes in the usage environment. Even if the driver is configured with a large circuit, it can be driven with a simple external circuit.

本発明の表示システムは、アナログ映像信号をD/A変換しnビットのデジタル信号とし、γ補正回路でデータ変換しn+mビットのD/Aコンバータ内蔵ドライバで駆動するため、すぐれた階調表示が再現でき、フルカラー化が容易である。たとえばマルチメディア対応の高画質表示システムを容易に実現できる。また、ロジック部の信号振幅を同一の低電圧としたため、消費電力が少なく小型のバッテリーでも長時間使用できるシステムとなる。また、ドライバ内部の遅延時間に合わせて映像信号を遅延させるため、低電圧で駆動しても画面がずれることがない。したがって、さらに低消費電力化が可能でノイズの影響も受けにくくなる。また、ポリシリコンTFT回路による周辺ドライバ一体形成型の液晶表示装置を用いるため、システムの小型・軽量化が可能となる。   In the display system of the present invention, an analog video signal is D / A converted into an n-bit digital signal, converted into data by a γ correction circuit, and driven by an n + m bit D / A converter built-in driver, so that excellent gradation display is achieved. Reproducible and easy to make full color. For example, a multimedia-compatible high-quality display system can be easily realized. Further, since the signal amplitude of the logic unit is set to the same low voltage, the power consumption is low and the system can be used for a long time even with a small battery. Further, since the video signal is delayed in accordance with the delay time inside the driver, the screen does not shift even when driven at a low voltage. Therefore, the power consumption can be further reduced and the influence of noise is less likely. Further, since a peripheral driver integrated liquid crystal display device using a polysilicon TFT circuit is used, the size and weight of the system can be reduced.

本発明の液晶表示装置を以下図面に基づいて説明する。   The liquid crystal display device of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本実施例の液晶表示装置の回路図の例である。ここでは、薄膜トランジスタ(以下TFTと略記)を用いた液晶表示装置について説明する。画像表示を行うアクティブマトリクス部1には信号線4と走査線5とがマトリクス状に配置され、その交点に画素TFT6、保持容量7、液晶容量8が接続されている。走査線4に選択パルスを供給する走査ドライバ部3はシフトレジスタ9とレベルシフタ10とからなる。レベルシフタ10の出力部にはバッファ回路がついている場合も多い。信号線4に画像信号を供給するデータドライバ部2は、シフトレジスタ11とその出力タイミングに応じてn+mビットのデジタル画像信号17からデータを取り込むラッチ12、ラッチ12に蓄積されたデータを一斉に書き込むラッチ13、そしてラッチ13に蓄積されたn+mビットのデジタル画像データをアナログ信号に変換するD/Aコンバータ14とからなる。このように2段のラッチを備えていると、1段目のラッチ12にデータを書き換える期間中も、もう一方のラッチ13に蓄積されているデータでD/Aコンバータを動作させることができるため、信号線4を駆動するのに十分な時間が確保できる。   FIG. 1 is an example of a circuit diagram of the liquid crystal display device of this embodiment. Here, a liquid crystal display device using a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) will be described. In the active matrix portion 1 that performs image display, signal lines 4 and scanning lines 5 are arranged in a matrix, and pixel TFTs 6, holding capacitors 7, and liquid crystal capacitors 8 are connected to the intersections. The scanning driver unit 3 that supplies a selection pulse to the scanning line 4 includes a shift register 9 and a level shifter 10. In many cases, the output section of the level shifter 10 is provided with a buffer circuit. The data driver unit 2 that supplies an image signal to the signal line 4 writes the data stored in the latch 12 and the latch 12 that simultaneously fetches data from the n + m-bit digital image signal 17 in accordance with the shift register 11 and its output timing. The latch 13 includes a D / A converter 14 that converts n + m-bit digital image data stored in the latch 13 into an analog signal. When the two-stage latch is provided in this way, the D / A converter can be operated with the data stored in the other latch 13 even during the period in which data is rewritten in the first-stage latch 12. A sufficient time can be secured for driving the signal line 4.

nビットのデジタル画像信号データ16はデータ変換回路でn+mビットのデジタル画像信号データに変換される。ここではこのデータ変換回路としてγ補正用ROM15を用いている。液晶のγ特性を実際に測定して、ROMのアドレスを入力画像信号のnビット、出力に所望のγ特性に変換するn+mビットのデータにしてしておけば簡単に逐次データを変換できる。たとえば、異なる液晶材料を用いる場合にもこのROMを差し替えるでけでよい。もちろん他の回路でデータ変換を行ってもよいが、望ましくはγ補正用テーブルを書き込んだROMを用いるべきである。   The n-bit digital image signal data 16 is converted into n + m-bit digital image signal data by a data conversion circuit. Here, a γ correction ROM 15 is used as the data conversion circuit. If the γ characteristic of the liquid crystal is actually measured and the ROM address is converted into n + m bit data for converting the address of the input image signal into the desired γ characteristic for the output, the data can be easily and sequentially converted. For example, the ROM can be replaced even when using different liquid crystal materials. Of course, data conversion may be performed by another circuit, but preferably a ROM in which a γ correction table is written should be used.

なお、ここではD/Aコンバータを内蔵したデジタルデータドライバを用いているが、フルデジタル方式のドライバやPWM出力のドライバ等でもかまわない。ただし、ここではnビットからn+mビットへ画像データの変換を行うことでγ補正を行っているのでデータ変換された後の出力は線形的であってもかまわない。線形的な出力でもかまわなければ、入力電源数も少なく比較的簡単な回路構成で様々な大きさの画面に対応できるD/Aコンバータ内蔵方式が望ましい。   Although a digital data driver incorporating a D / A converter is used here, a full digital driver, a PWM output driver, or the like may be used. However, here, the γ correction is performed by converting the image data from n bits to n + m bits, so the output after the data conversion may be linear. If linear output is acceptable, a D / A converter built-in system that can accommodate various screen sizes with a relatively simple circuit configuration and a small number of input power supplies is desirable.

また、ここではアクティブマトリクス型の液晶表示装置を用いて説明したが、本発明は単純マトリクスを含むすべての液晶表示装置に用いることができる。ただし、単純マトリクス方式では走査線数の増大とともに選択部と非選択部の電圧比が減少するため、原理的に多階調表示化するのが困難である。したがって多階調表示によって高画質を実現するためにはアクティブマトリクス型の液晶表示装置を用いるのが望ましい。   Although an active matrix type liquid crystal display device has been described here, the present invention can be used for all liquid crystal display devices including a simple matrix. However, in the simple matrix method, the voltage ratio between the selection unit and the non-selection unit decreases as the number of scanning lines increases, so that it is difficult in principle to achieve multi-gradation display. Therefore, it is desirable to use an active matrix liquid crystal display device in order to realize high image quality by multi-gradation display.

次に、図5を用いて本発明がどのようにγ補正を行っているかについて説明する。ここでは6ビットのデジタル画像信号データをγ補正テーブルに基づき8ビットのデジタル画像信号データに変換した場合を想定してある。同図において白い丸は8ビットD/Aコンバータによって出力可能な電圧とその場合の液晶表示装置の透過率を示した点であり、黒い丸は6ビットのデータ出力をγ補正テーブルに基づいて8ビット分のデータより選択された6ビットのデータとそれに対応する出力電圧と液晶表示装置の透過率を示したものである。   Next, how the present invention performs gamma correction will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that 6-bit digital image signal data is converted into 8-bit digital image signal data based on the γ correction table. In the figure, the white circles indicate the voltage that can be output by the 8-bit D / A converter and the transmittance of the liquid crystal display device in that case, and the black circles indicate the 6-bit data output based on the γ correction table. 6-bit data selected from the bit data, the corresponding output voltage, and the transmittance of the liquid crystal display device are shown.

一般に、6ビットのデータを8ビットのデータに変換すると、8ビットの全データの4個について1個の割合で変換データが選択されることになるが、ここでは液晶表示装置の印加電圧に対する透過率依存性に応じて選択される電圧差を変化させている。たとえば液晶表示装置の印加電圧に対する透過率依存性が急峻な領域では3個について1個あるいは2個について1個の割合で選択され、なだらかな領域では5個以上に対して1個の割合で選択される。この結果、階調表示の透過率をTa,Tb,Tc,...Tgに示すようにほぼ等間隔にすることができる。もちろん透過率を等比間隔にすることもできるし、必要に応じて任意のγ特性にすることができる。例えば、画面の明るさを重視してやや明るい方を中心に階調表示を行うことも可能である。もし、γ補正用テーブルROMを複数備えていれば、使用目的によって異なるγ特性に切り換えて表示することもできる。   In general, when 6-bit data is converted to 8-bit data, conversion data is selected at a ratio of 1 out of 4 pieces of all 8-bit data. Here, however, transmission with respect to the applied voltage of the liquid crystal display device is selected. The voltage difference selected according to the rate dependency is changed. For example, in a region where the transmittance dependency on the applied voltage of the liquid crystal display device is steep, one of three is selected at a ratio of one or two, and in a gentle region, a ratio of one is selected for five or more. Is done. As a result, the transmittance of gradation display is changed to Ta, Tb, Tc,. . . As shown by Tg, the intervals can be substantially equal. Of course, the transmittance can be set at an equal ratio interval, and an arbitrary γ characteristic can be obtained as required. For example, it is also possible to perform gradation display centering on a slightly brighter one with emphasis on the brightness of the screen. If a plurality of γ correction table ROMs are provided, the display can be switched to a different γ characteristic depending on the purpose of use.

なお、ここでは2ビット分を加えてγ補正したが、3ビット、4ビットと余分に加えるビット数を増加させればそれだけ厳密なγ補正が可能になる。ただし、あまり多ビット化するとD/Aコンバータ回路が複雑化してしまう。したがって実用的には2〜3ビット分を加えるのが望ましい。また、階調表示ビット数の増加にはフレームレートコントロール等の方法も使うことができる。たとえば、6ビットのD/Aコンバータ内蔵のドライバに2ビット分のフレームレートコントロールを加えて合計8ビット分の線形的な電圧による階調表示を可能にしておき、前述のようにγ補正テーブルを用いて6ビット分の表示を行うこと等も可能である。   Here, γ correction is performed by adding 2 bits. However, if the number of bits to be added is increased to 3 bits and 4 bits, strict γ correction can be performed accordingly. However, if the number of bits is too large, the D / A converter circuit becomes complicated. Therefore, it is desirable to add 2 to 3 bits for practical use. A method such as frame rate control can also be used to increase the number of gradation display bits. For example, by adding a frame rate control for 2 bits to a driver with a built-in 6-bit D / A converter to enable gradation display with a linear voltage for a total of 8 bits, the γ correction table is set as described above. It is also possible to perform display for 6 bits.

図1においては、アクティブマトリクス部と走査ドライバ部及びデータドライバ部を分離した形で示したが、これは通常はドライバ回路には外部LSIチップをアクティブマトリクス形液晶パネルに実装して用いることが多いためである。
外形寸法を小型化し装置を低コスト化するためには、望ましくはこれらのドライバ回路をアクティブマトリクス基板上にTFTを用いて一体形成する必要がある。これを実現できる素子としては、ガラス基板上に形成されたポリシリコンTFT回路がある。以下、このポリシリコンTFT回路の形成方法について説明する。
In FIG. 1, the active matrix portion, the scan driver portion, and the data driver portion are shown separately, but this is usually used by mounting an external LSI chip on the active matrix liquid crystal panel for the driver circuit. Because.
In order to reduce the outer dimensions and reduce the cost of the device, it is desirable to integrally form these driver circuits on the active matrix substrate using TFTs. As an element that can realize this, there is a polysilicon TFT circuit formed on a glass substrate. A method for forming this polysilicon TFT circuit will be described below.

図16は、CMOSセルフアラインTFT回路でドライバ部を形成し、LDD型TFT回路でアクティブマトリクス部を形成する場合の、各プロセスにおけるポリシリコンTFTの断面図である。まず、同図(a)に示すように、ガラス基板上に基板からの不純物の拡散を防止するための絶縁膜を堆積させた後、ポリシリコン薄膜72を堆積させる。このポリシリコン薄膜72の結晶性を向上させることが電界効果移動度を増大させるのには必要となる。そこで、レーザーアニールや固相成長法などを用いてポリシリコン薄膜を再結晶化したり、アモルファスシリコン薄膜を結晶化してポリシリコン化したものを使う。このポリシリコン薄膜72を島状にパターニングした後、ゲート絶縁膜73を堆積させる。次に同図(b)に示すように、ゲート電極74を形成した後、NチャネルTFTとなる部分をマスク材75覆いボロンイオンを高濃度でドーピングし、PチャネルTFTのソース・ドレイン部を形成する。次に同図(c)に示すように、マスク材を除去して全面にリンイオンを低濃度でドーピングする。さらに同図(d)に示すように、PチャネルTFTとなる部分と画素TFTのLDD部分を再びマスク材で覆い、リンイオンを高濃度でドーピングする。こうして画素部のTFTはN型低抵抗ポリシリコン薄膜(n+poly-Si)からなるソース・ドレイン電極とチャネル部との間に、N型高抵抗ポリシリコン薄膜(n-poly-Si)からなるLDD領域が形成される。これによって画素TFTのオフ電流が十分低く抑えられ、アクティブマトリクス部でのクロストークの発生を防ぐことができる。最後に、同図(e)に示すように、層間絶縁膜76を形成し、金属薄膜77で配線を形成し、透明導電膜79で画素電極を形成し、パッシーベション膜78を形成すればドライバ一体形成アクティブマトリクス基板が完成する。この基板に配向処理を施し、同様に配向処理を施した対向基板を数μmのギャップを介して対向させ、アクティブマトリクス部に液晶を封入すれば液晶表示装置が完成する。 FIG. 16 is a cross-sectional view of a polysilicon TFT in each process when a driver part is formed by a CMOS self-aligned TFT circuit and an active matrix part is formed by an LDD type TFT circuit. First, as shown in FIG. 2A, after depositing an insulating film for preventing diffusion of impurities from the substrate on the glass substrate, a polysilicon thin film 72 is deposited. It is necessary to improve the crystallinity of the polysilicon thin film 72 in order to increase the field effect mobility. Therefore, the polysilicon thin film is recrystallized using laser annealing or solid phase growth, or the amorphous silicon thin film is crystallized into polysilicon. After this polysilicon thin film 72 is patterned into an island shape, a gate insulating film 73 is deposited. Next, as shown in FIG. 6B, after forming the gate electrode 74, the portion that becomes the N-channel TFT is covered with the mask material 75, and boron ions are doped at a high concentration to form the source / drain portions of the P-channel TFT. To do. Next, as shown in FIG. 2C, the mask material is removed and the entire surface is doped with phosphorus ions at a low concentration. Further, as shown in FIG. 4D, the portion to become the P-channel TFT and the LDD portion of the pixel TFT are covered again with a mask material, and phosphorus ions are doped at a high concentration. Thus, the TFT of the pixel portion is made of an N-type high-resistance polysilicon thin film (n poly-Si) between the source / drain electrodes made of an N-type low-resistance polysilicon thin film (n + poly-Si) and the channel portion. An LDD region is formed. As a result, the off current of the pixel TFT can be suppressed sufficiently low, and the occurrence of crosstalk in the active matrix portion can be prevented. Finally, as shown in FIG. 5E, an interlayer insulating film 76 is formed, wiring is formed with a metal thin film 77, a pixel electrode is formed with a transparent conductive film 79, and a passivation film 78 is formed. A driver-integrated active matrix substrate is completed. A liquid crystal display device is completed by subjecting this substrate to orientation treatment, and facing the opposite substrate, which has been subjected to orientation treatment in the same way, with a gap of several μm and encapsulating liquid crystal in the active matrix portion.

では、ここでD/Aコンバータの構成について具体的な例をあげて説明する。図6は容量分割方式のD/Aコンバータを用いた8ビットデータドライバの回路図の例である。シフトレジスタ61からは信号線1本分のデータをラッチに取り込むタイミングパルスが各段毎に出力される。この出力によって8個のデジタルラッチA1,A2,A3...A8にはデータラインD1,D2,D3...D8から8ビット分のデータが同時に取り込まれる。LPは2段目のラッチB1,B2,B3...B8を制御するラッチパルス端子である。SETはD/Aコンバータにデータを送るタイミングを制御するセット端子であり、RESETはD/Aコンバータのデータをリセットするためのリセット端子である。V0はD/Aコンバータ用の共通電源であり、COMは信号線の電位をリセットするための電源である。C0は信号線1本分の等価容量である。P点は信号線に相当する。   The configuration of the D / A converter will now be described with a specific example. FIG. 6 is an example of a circuit diagram of an 8-bit data driver using a capacitive division type D / A converter. From the shift register 61, a timing pulse for fetching data for one signal line into a latch is output for each stage. With this output, eight digital latches A1, A2, A3. . . A8 includes data lines D1, D2, D3. . . Data of 8 bits is simultaneously taken from D8. LP is the second stage latch B1, B2, B3. . . Latch pulse terminal for controlling B8. SET is a set terminal for controlling the timing of sending data to the D / A converter, and RESET is a reset terminal for resetting data of the D / A converter. V0 is a common power source for the D / A converter, and COM is a power source for resetting the potential of the signal line. C0 is an equivalent capacity for one signal line. Point P corresponds to a signal line.

8ビットD/Aコンバータは8つの容量C1,C2,C3...C8と8つのリセット用トランジスタTa1,Ta2,Ta3...Ta8及び8つのセット用トランジスタTb1,Tb2,Tb3...Tb8とからなる。Tcは信号線の電位をリセットするトランジスタである。ここで、C1,C2,C3...C8の8つの容量の大きさは1:2:4:8:16:32:64:128にしてある。すべての容量の電荷をリセットした後、同じ電圧を印加するとこれらの容量に蓄積される電荷量もこの比に等しくなる。一方、信号線の容量は一定であるから、この8つの容量の任意の容量のスチッチを閉じて信号線に接続すると、その選択の組合せ256通りの電圧を信号線に印加することができる。   The 8-bit D / A converter has eight capacitors C1, C2, C3. . . C8 and eight reset transistors Ta1, Ta2, Ta3. . . Ta8 and eight setting transistors Tb1, Tb2, Tb3. . . Tb8. Tc is a transistor that resets the potential of the signal line. Here, C1, C2, C3. . . The size of the eight capacitors of C8 is 1: 2: 4: 8: 16: 32: 64: 128. When the same voltage is applied after resetting the charges of all the capacitors, the amount of charges stored in these capacitors becomes equal to this ratio. On the other hand, since the capacitance of the signal line is constant, if the switch of any of these eight capacitors is closed and connected to the signal line, 256 combinations of the selected combinations can be applied to the signal line.

この方式では非線形的な階調電圧を印加するのは難しいが、前述のようにnビットデータをn+mビットデータに変換する場合にγ補正を行っているので、このD/Aコンバータを用いたデータドライバですぐれた階調表示特性が得られる。   Although it is difficult to apply a non-linear gradation voltage with this method, as described above, γ correction is performed when converting n-bit data into n + m-bit data, so that data using this D / A converter is used. Excellent gradation display characteristics can be obtained with a driver.

この方式はD/Aコンバータの消費電力が非常に少なくてすみ、回路も非常に簡単であるため携帯用のディスプレイには最適である。なお、この方式で高い精度のD/A変換を行うためには容量比が正確でなければならない。しかし、一般的に半導体技術や薄膜技術を用いてこの容量を形成すると、パターン寸法が若干ずれた場合にも、最も大きい容量の値は最も小さい容量の大きさ分程度の誤差はすぐに生じてしまう。そこで、望ましくは同一形状の容量パターンを容量比の数だけ並列に接続すればよい。たとえば、同一パターンの容量を1個、2個、4個...128個と並列接続するわけである。この方法では、もしパターンがやや大きめにずれたり、やや小さめにずれても容量比は一定に保たれる。   This method requires very little power consumption of the D / A converter, and the circuit is very simple, so it is most suitable for a portable display. In order to perform highly accurate D / A conversion with this method, the capacity ratio must be accurate. However, in general, when this capacitance is formed using semiconductor technology or thin film technology, even if the pattern dimensions are slightly shifted, the value of the largest capacitance will immediately cause an error corresponding to the size of the smallest capacitance. End up. Therefore, it is desirable that the same number of capacitance patterns be connected in parallel by the number of capacitance ratios. For example, the capacity of the same pattern is 1, 2, 4,. . . It is connected in parallel with 128 pieces. In this method, even if the pattern is shifted slightly larger or slightly smaller, the capacitance ratio is kept constant.

次に他の方式のD/Aコンバータを用いた例を説明する。図8は定電流2進減衰方式の8ビットD/Aコンバータを用いたデータドライバの例である。これは8個の定電流電源と8組のR,2R型の抵抗回路網を組み合わせたもので、定電流回路にはすべて一定の電流IRが流れるため同一トランジスタを用いて回路を構成できる。このD/Aコンバータは電流源を備えているため、負荷となる信号線の容量の大きさの制約をあまりうけない。従って比較的小さな画面から大きな画面まで対応できる。ただし、電流供給能力を上げすぎると消費電力が増大する。   Next, an example using another type of D / A converter will be described. FIG. 8 shows an example of a data driver using a constant current binary attenuation type 8-bit D / A converter. This is a combination of eight constant current power supplies and eight sets of R and 2R type resistor networks. Since a constant current IR flows in all the constant current circuits, a circuit can be configured using the same transistor. Since this D / A converter includes a current source, it is not so limited by the capacity of the signal line serving as a load. Therefore, it can cope with a relatively small screen to a large screen. However, if the current supply capability is increased too much, power consumption increases.

以上2種類のD/Aコンバータの例を説明したが、本発明はいかなるD/Aコンバータを用いたデータドライバにも対応できるし、異なる種類のD/Aコンバータを組み合わせて用いることも可能である。また、以上の説明はnビット画像信号を基に説明してきたが、いうまでもなくカラーの3原色の信号が同時に入力される場合には3×nビットのデータを3×(n+m)ビットに変換することになる。また、データドライバの動作周波数を低下させるために画面をp分割してp×nビットのデータが同時に入力される場合にはp×nビットのデータをp×(n+m)ビットのデータに変換すればよい。このように、本発明の液晶表示装置は様々な入力のデジタル信号に対して良好なγ補正を行うことができる。   Although two types of D / A converters have been described above, the present invention can be applied to a data driver using any D / A converter, and different types of D / A converters can be used in combination. . Although the above description has been made based on an n-bit image signal, it goes without saying that 3 × n-bit data is converted to 3 × (n + m) bits when signals of three primary colors are input simultaneously. Will be converted. In addition, when the screen is divided into p to reduce the operating frequency of the data driver and p × n-bit data is simultaneously input, the p × n-bit data is converted into p × (n + m) -bit data. That's fine. Thus, the liquid crystal display device of the present invention can perform good γ correction on various input digital signals.

本実施例では液晶表示装置の駆動方法について説明する。図1において、nビット画像信号16は逐次γ補正用ROM15によってn+mビット画像信号17に変換されてデータドライバ部2に入力される。ここで、γ補正用ROMに記憶させるγ補正用テーブルの作り方について説明する。まず、液晶表示装置の透過率を測定し、透過率を縦軸に入力電圧を横軸にして透過率の入力電圧依存性のグラフを作製する。次に、n+mビットのD/Aコンバータで出力することが可能な2n+m個の電圧値を入力電圧の横軸上にプロットする。さらに、目的とするnビットの階調表示の透過率を縦軸にプロットし、その点からグラフ上の透過率のカーブに水平な平行線を引き、交点から垂線をおろす。この垂線と横軸の交点に最も近いn+mビットの点が変換されるべきデータとなる。たとえば、図5中で黒丸で示された点もこの方法で求められたものである。こうしてROMのアドレスにnビットのデータを対応させ、そこに記憶するデータを以上の方法で求められたn+mビットのデータにしておけば、1個のROMで簡単に逐次変換することができる。 In this embodiment, a driving method of a liquid crystal display device will be described. In FIG. 1, an n-bit image signal 16 is sequentially converted into an n + m-bit image signal 17 by a γ correction ROM 15 and input to the data driver unit 2. Here, how to create a γ correction table stored in the γ correction ROM will be described. First, the transmittance of the liquid crystal display device is measured, and a graph of the dependency of the transmittance on the input voltage is prepared with the transmittance on the vertical axis and the input voltage on the horizontal axis. Next, 2 n + m voltage values that can be output by the D + A converter of n + m bits are plotted on the horizontal axis of the input voltage. Further, the transmittance of the target n-bit gradation display is plotted on the vertical axis, a horizontal parallel line is drawn from the point to the transmittance curve on the graph, and a perpendicular line is drawn from the intersection. The n + m-bit point closest to the intersection of the perpendicular and the horizontal axis is the data to be converted. For example, the points indicated by black circles in FIG. 5 are also obtained by this method. In this way, if n-bit data is made to correspond to the ROM address and the data stored therein is made into n + m-bit data obtained by the above method, it can be easily and sequentially converted by one ROM.

次に、このように逐次γ補正用テーブルで変換された画像信号を用いて、液晶表示装置を駆動する方法について説明する。図7は図6に示すような8ビットデジタルデータドライバの駆動電圧のタイミングチャートの例である。1水平走査期間は映像信号データが送られて来る水平走査選択期間と、映像信号データが送られて来ない水平ブランキング期間の2つに分けられる。水平走査選択期間において8ビットの画像信号データD1,D2,D3...D8が順次送られてくると、このデータと同期してシフトレジスタの出力SR1,SR2...が1段ずつ選択される。これによって8ビット分のデータが1段目のラッチに順次取り込まれていく。全てのデータが1段目のラッチに書き込まれた後、水平ブランキング期間にセット信号SETがローレベルとなりD/Aコンバータの入力がリセットされ、リセット信号RESETがハイレベルとなりすべての信号線が同一電位となる。この間に、ラッチパルスLPによって1段目のラッチに書き込まれていたデータが2段目のラッチに書き込まれる。そして、再びリセット信号をローレベルとして信号線をオープンにした後、セット信号をハイレベルとしてD/Aコンバータの出力を信号線に接続する。このセットとリセットのタイミングは水平走査期間内で自由に設定することも可能だが、望ましくは水平ブランキング期間中に全ての信号線の電位を同一電位にリセットした後、n+mビットのD/A変換された電圧を各信号線に印加するべきである。なぜなら、こうすることによって、水平走査選択期間中は常に信号線を駆動することができ、液晶に十分な信号を印加することができるからである。   Next, a method for driving the liquid crystal display device using the image signal sequentially converted by the γ correction table in this way will be described. FIG. 7 is an example of a timing chart of the driving voltage of the 8-bit digital data driver as shown in FIG. One horizontal scanning period is divided into a horizontal scanning selection period in which video signal data is sent and a horizontal blanking period in which video signal data is not sent. In the horizontal scanning selection period, 8-bit image signal data D1, D2, D3. . . When D8 is sequentially sent, the outputs SR1, SR2,. . . Are selected one by one. As a result, 8-bit data is sequentially taken into the first-stage latch. After all data has been written to the first stage latch, the set signal SET goes low during the horizontal blanking period, the D / A converter input is reset, the reset signal RESET goes high, and all signal lines are the same. It becomes a potential. During this time, the data written in the first-stage latch is written into the second-stage latch by the latch pulse LP. Then, the reset signal is again set to the low level to open the signal line, and then the set signal is set to the high level to connect the output of the D / A converter to the signal line. The set and reset timings can be set freely within the horizontal scanning period, but preferably the n + m-bit D / A conversion is performed after resetting the potentials of all signal lines to the same potential during the horizontal blanking period. The applied voltage should be applied to each signal line. This is because the signal line can always be driven during the horizontal scanning selection period, and a sufficient signal can be applied to the liquid crystal.

本実施例ではノイズを低減させることにより高画質化できる液晶表示装置について説明する。一般に、多ビットのD/Aコンバータを備えたデジタルドライバではアナログ変換する際、様々なノイズを取り込みやすい。   In this embodiment, a liquid crystal display device capable of improving image quality by reducing noise will be described. In general, a digital driver having a multi-bit D / A converter easily captures various noises when performing analog conversion.

図9は、デジタルデータドライバに用いられる代表的なシフトレジスタ回路の回路図とタイミングチャートである。この回路では180度位相のずれたクロック信号を用いてクロック信号の半周期ずつ選択パルスをシフトさせることができる。この回路は左右方向のいずれにもパルスを転送することができ、Rをハイレベル、Lをローレベルにすれば右方向へ、逆にRをローレベル、Lをハイレベルにすれば左方向へシフトさせることができる。このシフトレジスタのクロック信号の立ち上がりと立ち下がりのタイミングは、ちょうどデジタル映像信号のドット毎の切り替わりと同じタイミングである。このクロック信号とデジタルデータ信号のD/Aコンバータへの影響を最小にするためには、なるべく低い電圧で駆動するべきである。しかし、液晶には通常±5V程度の信号は印加しなければならないからD/Aコンバータの電源電圧はあまり低くできない。   FIG. 9 is a circuit diagram and a timing chart of a typical shift register circuit used for a digital data driver. In this circuit, the selection pulse can be shifted by a half cycle of the clock signal by using the clock signal that is 180 degrees out of phase. This circuit can transfer pulses in either the left or right direction. If R is set to high level and L is set to low level, the circuit is transferred to the right. Conversely, if R is set to low level and L is set to high level, the circuit is transferred to left. Can be shifted. The rise and fall timings of the clock signal of the shift register are just the same timing as the switching of the digital video signal for each dot. In order to minimize the influence of the clock signal and the digital data signal on the D / A converter, it should be driven with a voltage as low as possible. However, since a signal of about ± 5 V usually has to be applied to the liquid crystal, the power supply voltage of the D / A converter cannot be made very low.

そこで、本実施例の液晶表示装置では以下の構成とする。まず、データドライバはCMOSスタティックシフトレジスタとレベルシフタ及びD/Aコンバータからなり、走査ドライバはCMOSスタティックシフトレジスタとレベルシフタ及びバッファからなる。そして、これらのシフトレジスタ及びラッチ回路は共通の電源に接続しておく。したがって、シフトレジスタのクロック信号や入力信号、デジタル画像信号データはすべて同一電源のロジック信号となる。そしてレベルシフタによって各D/Aコンバータの制御信号を必要なだけ昇圧し、走査線を駆動するバッファの入力信号も同様に昇圧する。一般に、CMOSスタティック型のシフトレジスタは低電圧でも非常に高速動作が可能で、消費電流も少ないため携帯用の液晶表示装置のドライバに適している。上記構成によれば同一の低電圧電源ですべてのロジックを動かすためインタフェースも簡単でノイズを生じにくい。さらに、共通の電源が使えるため、ドライバ内部までの配線を非常に低インピーダンスにすることが可能となり、もし局所的に電流が多く流れる部分があっても電源電圧が変動する可能性がほとんど無い。   Therefore, the liquid crystal display device of this embodiment has the following configuration. First, the data driver includes a CMOS static shift register, a level shifter, and a D / A converter, and the scan driver includes a CMOS static shift register, a level shifter, and a buffer. These shift registers and latch circuits are connected to a common power source. Therefore, the clock signal, input signal, and digital image signal data of the shift register are all logic signals of the same power source. The level shifter boosts the control signal of each D / A converter as much as necessary, and similarly boosts the input signal of the buffer that drives the scanning line. In general, a CMOS static shift register is suitable for a driver of a portable liquid crystal display device because it can operate at a very high speed even with a low voltage and consumes little current. According to the above configuration, since all logic is operated by the same low voltage power supply, the interface is simple and noise is not easily generated. Furthermore, since a common power supply can be used, it is possible to make the wiring to the inside of the driver very low impedance, and there is almost no possibility that the power supply voltage fluctuates even if there is a portion where a large amount of current flows locally.

以上の構成は、データドライバLSIと走査ドライバLSIを実装部分の接触抵抗や配線抵抗を十分低く保ちながら液晶パネルに接続することでも実現できるが、さらに効果を高めるためには同一ガラス基板上に一体形成するのが望ましい。すなわち、図16に示すようなポリシリコン薄膜トランジスタを用いてドライバ部もアクティブマトリクス部と一体形成すれば電源を共通化しやすくなり、幅広い配線で各ロジック部を囲むことでノイズの低減が可能である。   The above configuration can be realized by connecting the data driver LSI and the scan driver LSI to the liquid crystal panel while keeping the contact resistance and wiring resistance of the mounting part sufficiently low, but in order to further enhance the effect, they are integrated on the same glass substrate. It is desirable to form. That is, if the driver part is formed integrally with the active matrix part using a polysilicon thin film transistor as shown in FIG. 16, the power source can be easily shared, and noise can be reduced by surrounding each logic part with a wide wiring.

また、本実施例の液晶表示装置においては各種D/Aコンバータを用いることが可能だが、電流源を用いるD/Aコンバータはノイズを発生しやすい。望ましくは必要最低限だけ電流を流すD/Aコンバータを用いるべきである。たとえば、図6の容量分割方式のD/Aコンバータは、容量に電荷を充放電する電流しか流さないためノイズの発生も少ない。   In the liquid crystal display device of this embodiment, various D / A converters can be used, but a D / A converter using a current source is likely to generate noise. It is desirable to use a D / A converter that allows a current to flow as much as possible. For example, the capacity division type D / A converter of FIG. 6 generates less noise because only the current for charging and discharging the charge flows through the capacitor.

さらに本実施例においては、高速でかつ安定にレベルシフトさせることができしかもノイズの発生の少ないレベルシフタを用いるのが望ましい。本実施例の液晶表示装置に適したレベルシフタ回路の回路図とタイミングチャートの例を図10に示す。同図(b)のINに示すような波形が入力すると、OUTに示すような波形が出力される。つまり、VCCレベルからVDDレベルへ出力電圧がレベルシフトされる。このレベルシフタ回路では、同図(a)に示すように並列接続されたnチャネルとpチャネルの2つのトランジスタに入力部が接続されている。こうすることによって、レベルシフタの入力が切り替わって出力が切り替わるまでの途中段階で流れる貫通電流を低く抑えることができ、スイッチング速度が向上し安定に動作する。もちろん消費電流も低く抑えられるためノイズの発生も少ない。   Further, in the present embodiment, it is desirable to use a level shifter that can shift the level at high speed and stably and generates little noise. FIG. 10 shows an example of a circuit diagram and a timing chart of a level shifter circuit suitable for the liquid crystal display device of this embodiment. When a waveform as indicated by IN in FIG. 5B is input, a waveform as indicated by OUT is output. That is, the output voltage is level-shifted from the VCC level to the VDD level. In this level shifter circuit, an input section is connected to two n-channel and p-channel transistors connected in parallel as shown in FIG. By doing so, the through current flowing in the middle of the level shifter input and the output switching can be kept low, and the switching speed is improved and the operation is stable. Of course, the current consumption is kept low, so there is little noise.

本実施例ではD/Aコンバータを用いる液晶表示装置の高画質化を図る駆動方法について説明する。図11は液晶表示装置の駆動方法を示すタイミングチャートである。液晶は交流駆動する必要があるため映像信号Vidはある電位Vcを中心に対称に1フィールド毎に交流反転させる。走査信号Vgは1フィールドにつき1回ある期間T1だけ選択レベルになる。このT1が1水平走査期間に相当する。なお、TFT方式の液晶表示装置では画素TFTがオフする際に生じるつきぬけ電圧分だけ画素電極の電位が信号線の電位より下がるため、対向基板上の共通電極電位Vcomは、映像信号中心Vidよりこのつきぬけ電圧分だけ低く設定する必要がある。本実施例では、ノイズの少ない映像信号をD/Aコンバータでフィールド毎に交流反転出力させるために下記の方法を用いる。   In this embodiment, a driving method for improving the image quality of a liquid crystal display device using a D / A converter will be described. FIG. 11 is a timing chart showing a driving method of the liquid crystal display device. Since the liquid crystal needs to be AC driven, the video signal Vid is AC inverted every field symmetrically about a certain potential Vc. The scanning signal Vg becomes the selection level only for a period T1 once per field. This T1 corresponds to one horizontal scanning period. Note that in the TFT type liquid crystal display device, the potential of the pixel electrode is lower than the potential of the signal line by the amount of the extra voltage generated when the pixel TFT is turned off. Therefore, the common electrode potential Vcom on the counter substrate is less than the video signal center Vid. It is necessary to set it lower by an amount corresponding to the penetration voltage. In the present embodiment, the following method is used in order to cause an AC inversion output of a video signal with little noise for each field by a D / A converter.

まず、D/Aコンバータに入力するデジタル映像信号とシフトレジスタのタイミング信号には同一振幅の信号を用いる。そしてD/Aコンバータの電源レベルをフィールド毎に交互に切り替え、液晶に交流電圧を印加する。すなわち、本実施例の駆動方法においてはあるフィールド期間内で信号線に印加すべきD/Aコンバータのアナログ出力電圧範囲は限られており、その範囲を出力するのに必要最低限の電圧にしておくわけである。たとえば、6V±5Vの電圧範囲で液晶を駆動する場合最大10Vの出力レンジになるが、実際に必要なのは正極性の信号を印加するフィールドで8V〜11V程度、負極性の信号を印加するフィールドで1V〜4V程度である。つまりそれぞれのフィールドで3V程度のアナログ出力が可能な範囲でD/Aコンバータの電源を必要最低限にしておけば、D/Aコンバータで消費される電流も少なくてすみ、ノイズの発生も少ない。   First, a signal having the same amplitude is used as the digital video signal input to the D / A converter and the timing signal of the shift register. Then, the power level of the D / A converter is alternately switched for each field, and an AC voltage is applied to the liquid crystal. That is, in the driving method of this embodiment, the analog output voltage range of the D / A converter to be applied to the signal line within a certain field period is limited, and the minimum voltage necessary for outputting the range is set. That's why. For example, when driving a liquid crystal in a voltage range of 6V ± 5V, the output range is 10V at maximum, but what is actually required is a field where a positive polarity signal is applied, and a field where a negative polarity signal is applied, about 8V to 11V. It is about 1V-4V. In other words, if the power supply of the D / A converter is minimized as long as an analog output of about 3 V is possible in each field, the current consumed by the D / A converter can be reduced, and noise generation is reduced.

さらに、より望ましい駆動方法としては以下の方法があるすなわち、図6に示すような容量結合方式のD/Aコンバータを用い、白黒レベルを反転していないデジタル入力信号を用いるという方法である。容量結合方式の場合、リセットする電位COMに対して、データを書き込む電源V0をCOMに対して正側と負側を交互に設定することができる。この場合、D/A変換される階調電圧も白レベルと黒レベルが交流反転されることになるため、外部回路でデータを白黒反転させる必要が無い。高速でデータを反転させるような回路が不要になるため、ノイズの発生も抑えることができ、外部回路は簡略化される。もちろん、消費電流も少ない。   Further, as a more preferable driving method, there is the following method, that is, a method using a capacitively coupled D / A converter as shown in FIG. 6 and using a digital input signal whose black and white level is not inverted. In the case of the capacitive coupling method, the power source V0 for writing data can be alternately set on the positive side and the negative side with respect to the COM for the potential COM to be reset. In this case, since the gray level voltage to be D / A converted is also AC-inverted between the white level and the black level, it is not necessary to invert the data in black and white with an external circuit. Since a circuit that inverts data at high speed is not required, generation of noise can be suppressed, and the external circuit is simplified. Of course, current consumption is also low.

以上述べた方法は、画面全体に同じ極性の映像信号を書き込むため、映像信号に加わるノイズが最も少なくてすむ方法である。ただし、この方法では十分な保持容量を確保しなければ、液晶の誘電異方性に基づくつきぬけ電圧の差によるフリッカーを生じやすい。また、走査線や容量線の配線抵抗を十分下げなければ遅延による左右方向の輝度むらや左右方向のクロストークを生じやすい。これらの問題を回避する駆動方法としては以下に述べる方法がある。   The method described above is a method in which the video signal having the same polarity is written on the entire screen, so that the noise added to the video signal is minimized. However, in this method, if a sufficient storage capacity is not ensured, flicker is likely to occur due to a difference in penetration voltage based on the dielectric anisotropy of the liquid crystal. Further, if the wiring resistance of the scanning line or the capacitor line is not sufficiently lowered, the luminance unevenness in the left and right direction and the crosstalk in the left and right direction are likely to occur due to delay. As a driving method for avoiding these problems, there is a method described below.

まず、D/Aコンバータを複数系統に分けておき、電源も別配線にしておく。D/Aコンバータに入力するデジタル映像信号とシフトレジスタのタイミング信号には同一振幅の信号を用いる。そしてD/Aコンバータの電源レベルをフィールド毎に交互に切り替え、液晶に交流電圧を印加するが、奇数列の信号線に接続されたD/Aコンバータの電源電圧と偶数列の信号線に接続されたD/Aコンバータの電源電圧は180度位相をずらして交互に切り換える。すなわち、この駆動方法においては隣接する信号線には常に逆極性の映像信号が印加されることになる。したがって、正極性で書き込まれた画素と負極性で書き込まれた画素が同数存在するからフリッカーが目立たなくなる。また、走査線や容量線を通じて画素に印加される電荷が隣接する画素間である程度補われるため、左右方向の輝度むらや左右のクロストークを生じにくくなる。もちろん、この方法でもD/Aコンバータ用の電源は正極性と負極性でそれぞれ必要なアナログ出力範囲をカバーできる最低限の電源電圧に設定しているから、D/Aコンバータの消費電力も少なく発生するノイズも少ない。なおこの方法では、D/Aコンバータに白黒反転機能が無い場合には、データ配線も複数系列設けて正極性の信号と負極性の信号を分けて入力しなければならない。   First, the D / A converter is divided into a plurality of systems, and the power source is also connected separately. A signal having the same amplitude is used as the digital video signal input to the D / A converter and the timing signal of the shift register. The power supply level of the D / A converter is switched alternately for each field, and an AC voltage is applied to the liquid crystal. The power supply voltage of the D / A converter connected to the odd-numbered signal lines and the signal lines of the even-numbered columns are connected. The power supply voltage of the D / A converter is alternately switched by shifting the phase by 180 degrees. That is, in this driving method, a video signal having a reverse polarity is always applied to adjacent signal lines. Accordingly, since there are the same number of pixels written with the positive polarity and those written with the negative polarity, the flicker becomes inconspicuous. In addition, since the charge applied to the pixels through the scanning lines and the capacitance lines is compensated to some extent between adjacent pixels, luminance unevenness in the left-right direction and left-right crosstalk are less likely to occur. Of course, even with this method, the power supply for the D / A converter is set to the minimum power supply voltage that can cover the required analog output range with positive polarity and negative polarity, respectively, resulting in low power consumption of the D / A converter. There is little noise to do. In this method, if the D / A converter does not have a black and white inversion function, a plurality of data wirings must be provided to input a positive signal and a negative signal separately.

そこで、より望ましい駆動方法としては以下の方法がある。すなわち、図6に示すような容量結合方式のD/Aコンバータを用い、白黒レベルを反転していないデジタル入力信号を用いるという方法である。前述のように、この方法ではD/Aコンバータ自身に白黒反転機能があるため、データ配線を複数系列化する必要が無い。もちろん、高速でデータを反転させるような回路が不要になるためノイズの発生を抑えることができ、外部回路が簡略化され、消費電流も少ない。   Therefore, as a more preferable driving method, there is the following method. That is, a method using a capacitively coupled D / A converter as shown in FIG. 6 and using a digital input signal whose black and white level is not inverted is used. As described above, in this method, since the D / A converter itself has a black and white inversion function, it is not necessary to arrange a plurality of data lines. Of course, since a circuit that inverts data at high speed is not required, generation of noise can be suppressed, an external circuit is simplified, and current consumption is small.

さらに、信号線方向のクロストークも回避できる駆動方法について説明する。まず、D/Aコンバータを複数系統に分けておき、電源も別配線にしておく。D/Aコンバータに入力するデジタル映像信号とシフトレジスタのタイミング信号には同一振幅の信号を用いる。そしてD/Aコンバータの電源レベルを水平走査期間毎に交互に切り替え、液晶に交流電圧を印加するが、奇数列の信号線に接続されたD/Aコンバータの電源電圧と偶数列の信号線に接続されたD/Aコンバータの電源電圧は180度位相をずらして交互に切り換える。すなわち、この駆動方法においては隣接する信号線には常に逆極性の映像信号が印加されることになり、しかもその極性が1水平走査期間毎に交流反転するから、上下左右に隣接する画素には反対の極性の信号が書き込まれていることになる。これによって、フリッカーが目立たなくなるのはもちろん、走査線や容量線を通じて画素に印加される電荷が隣接する画素間である程度補われるため左右方向の輝度むらや左右のクロストークを生じにくくなり、信号線の平均的な電位が映像信号によらずほぼ一定になるから上下方向の輝度むらや上下方向のクロストークも生じにくくなる。つまり、上下左右両方向の輝度の均一性を向上しクロストークを抑える駆動方法である。もちろん、この方法でもD/Aコンバータ用の電源は正極性と負極性でそれぞれ必要なアナログ出力範囲をカバーできる最低限の電源電圧に設定しているから、D/Aコンバータの消費電力も少なく発生するノイズも少ない。なおこの方法では、D/Aコンバータに白黒反転機能が無い場合には、データ配線も複数系列設けて正極性の信号と負極性の信号を分けて入力しなければならない。   Further, a driving method capable of avoiding crosstalk in the signal line direction will be described. First, the D / A converter is divided into a plurality of systems, and the power source is also connected separately. A signal having the same amplitude is used as the digital video signal input to the D / A converter and the timing signal of the shift register. Then, the power level of the D / A converter is alternately switched every horizontal scanning period, and an AC voltage is applied to the liquid crystal, but the power voltage of the D / A converter connected to the odd-numbered signal lines and the signal lines of the even-numbered columns are applied. The power supply voltage of the connected D / A converter is alternately switched with a phase difference of 180 degrees. That is, in this driving method, a video signal having a reverse polarity is always applied to the adjacent signal line, and the polarity is inverted in every horizontal scanning period. A signal having the opposite polarity is written. As a result, the flicker becomes inconspicuous, and the charge applied to the pixel through the scanning line and the capacitance line is compensated to some extent between the adjacent pixels, so that the luminance unevenness in the horizontal direction and the crosstalk in the horizontal direction are less likely to occur. Since the average potential is substantially constant regardless of the video signal, uneven luminance in the vertical direction and crosstalk in the vertical direction are less likely to occur. That is, this is a driving method that improves the uniformity of brightness in both the upper, lower, left, and right directions and suppresses crosstalk. Of course, even with this method, the power supply for the D / A converter is set to the minimum power supply voltage that can cover the required analog output range with positive polarity and negative polarity, respectively, resulting in low power consumption of the D / A converter. There is little noise to do. In this method, if the D / A converter does not have a black and white inversion function, a plurality of data wirings must be provided to input a positive signal and a negative signal separately.

そこで、より望ましい駆動方法としては以下の方法がある。すなわち、図6に示すような容量結合方式のD/Aコンバータを用い、白黒レベルを反転していないデジタル入力信号を用いるという方法である。前述のように、この方法ではD/Aコンバータ自身に白黒反転機能があるため、データ配線を複数系列化する必要が無い。もちろん、高速でデータを反転させるような回路が不要になるためノイズの発生を抑えることができ、外部回路が簡略化され、消費電流も少ない。   Therefore, as a more preferable driving method, there is the following method. That is, a method using a capacitively coupled D / A converter as shown in FIG. 6 and using a digital input signal whose black and white level is not inverted is used. As described above, in this method, since the D / A converter itself has a black and white inversion function, it is not necessary to arrange a plurality of data lines. Of course, since a circuit that inverts data at high speed is not required, generation of noise can be suppressed, an external circuit is simplified, and current consumption is small.

本実施例ではD/Aコンバータを用いる液晶表示装置の高画質化を図る第2の駆動方法について説明する。図11に示す駆動方法ではD/Aコンバータの電源電圧を大きな振幅で交互に移動させる必要があったので、ここではこの電圧の振幅を減らす方法について説明する。図12は液晶表示装置の駆動方法を示すタイミングチャートである。液晶は交流駆動する必要があるため映像信号Vidはある電位Vcを中心に対称に1フィールド毎に交流反転させるが、このVcもフィールド毎に逆位相で交流駆動する。この結果、映像信号Vidの電圧範囲は図11に比べるとかなり狭い範囲となる。このVcと同期させて対向基板上の共通電極電位Vcomも交流駆動する。なお、TFT方式の液晶表示装置では画素TFTがオフする際に生じるつきぬけ電圧分だけ画素電極の電位が信号線の電位より下がるため、対向基板上の共通電極電位Vcomは、映像信号中心Vidよりこのつきぬけ電圧分だけ低く設定する必要がある。保持容量が蓄積容量方式すなわち専用の容量線に接続されている場合には、容量線をVcomと同じ波形で駆動すればよいが、保持容量が付加容量方式すなわち前段の走査線に接続されている場合には図12のように非選択電位をVcomと同期させて平行移動させることになる。本実施例でも、ノイズの少ない映像信号をD/Aコンバータでフィールド毎に交流反転出力させるために、D/Aコンバータに入力するデジタル映像信号とシフトレジスタのタイミング信号には同一振幅の信号を用いる。そしてD/Aコンバータの電源レベルをフィールド毎に交互に切り替え、液晶に交流電圧を印加する。この方法では信号線に印加すべきD/Aコンバータのアナログ出力電圧範囲は正極性と負極性でそれほど大きな電位差がないため、D/Aコンバータ用の電源もあまり大きな振幅を必要としない。   In this embodiment, a second driving method for improving the image quality of a liquid crystal display device using a D / A converter will be described. In the driving method shown in FIG. 11, it is necessary to alternately move the power supply voltage of the D / A converter with a large amplitude. Here, a method for reducing the amplitude of this voltage will be described. FIG. 12 is a timing chart showing a driving method of the liquid crystal display device. Since the liquid crystal needs to be AC driven, the video signal Vid is AC inverted every field symmetrically about a certain potential Vc, and this Vc is also AC driven in reverse phase for each field. As a result, the voltage range of the video signal Vid is considerably narrower than that in FIG. Synchronously with this Vc, the common electrode potential Vcom on the counter substrate is also AC driven. Note that in the TFT type liquid crystal display device, the potential of the pixel electrode is lower than the potential of the signal line by the amount of the extra voltage generated when the pixel TFT is turned off, so the common electrode potential Vcom on the counter substrate is less than this from the video signal center Vid. It is necessary to set it lower by the amount of voltage that passes through. When the storage capacitor is connected to the storage capacitor method, that is, a dedicated capacitor line, the capacitor line may be driven with the same waveform as Vcom, but the storage capacitor is connected to the additional capacitor method, that is, the preceding scanning line. In this case, as shown in FIG. 12, the non-selection potential is translated in synchronization with Vcom. Also in this embodiment, in order to cause a video signal with less noise to be AC-inverted and output for each field by the D / A converter, a digital video signal input to the D / A converter and a signal having the same amplitude are used as the timing signal of the shift register. . Then, the power level of the D / A converter is alternately switched for each field, and an AC voltage is applied to the liquid crystal. In this method, since the analog output voltage range of the D / A converter to be applied to the signal line is positive and negative and does not have a large potential difference, the power supply for the D / A converter does not require a large amplitude.

さらに、より望ましい駆動方法としては以下の方法があるすなわち、図6に示すような容量結合方式のD/Aコンバータを用い、白黒レベルを反転していないデジタル入力信号を用いるという方法である。これによって、高速でデータを反転させるような回路が不要になるため、ノイズの発生も抑えることができ、外部回路が簡略化され、消費電流も少なくなる。   Further, as a more preferable driving method, there is the following method, that is, a method using a capacitively coupled D / A converter as shown in FIG. 6 and using a digital input signal whose black and white level is not inverted. This eliminates the need for a circuit that inverts data at a high speed, thereby suppressing the generation of noise, simplifying the external circuit, and reducing current consumption.

次に、本実施例においても信号線方向のクロストークも回避できる駆動方法について説明する。まず、液晶は交流駆動する必要があるため映像信号Vidはある電位Vcを中心に対称に1水平走査期間毎に交流反転させ、このVcも1水平走査期間毎に逆位相で交流駆動する。このVcと同期させて対向基板上の共通電極電位Vcomも1水平走査期間毎に交流駆動する。なお、TFT方式の液晶表示装置では画素TFTがオフする際に生じるつきぬけ電圧分だけ画素電極の電位が信号線の電位より下がるため、対向基板上の共通電極電位Vcomは、映像信号中心Vidよりこのつきぬけ電圧分だけ低く設定する必要がある。保持容量が蓄積容量方式すなわち専用の容量線に接続されている場合には、容量線をVcomと同じ波形で駆動すればよいが、保持容量が付加容量方式すなわち前段の走査線に接続されている場合には非選択電位をVcomと同期させて平行移動させることになる。この方法では1水平走査期間毎に逆極性の信号が信号線に印加されるためフリッカーが目立たなくなり、上下方向の輝度むらやクロストークも目立たなくなる。   Next, a driving method capable of avoiding crosstalk in the signal line direction also in this embodiment will be described. First, since the liquid crystal needs to be AC driven, the video signal Vid is AC inverted every horizontal scanning period symmetrically about a certain potential Vc, and this Vc is also AC driven in reverse phase every horizontal scanning period. Synchronously with this Vc, the common electrode potential Vcom on the counter substrate is also AC driven every horizontal scanning period. Note that in the TFT type liquid crystal display device, the potential of the pixel electrode is lower than the potential of the signal line by the amount of the extra voltage generated when the pixel TFT is turned off, so the common electrode potential Vcom on the counter substrate is less than this from the video signal center Vid. It is necessary to set it lower by the amount of voltage that passes through. When the storage capacitor is connected to the storage capacitor method, that is, a dedicated capacitor line, the capacitor line may be driven with the same waveform as Vcom, but the storage capacitor is connected to the additional capacitor method, that is, the preceding scanning line. In this case, the non-selection potential is translated in synchronization with Vcom. In this method, since a signal having a reverse polarity is applied to the signal line every horizontal scanning period, flicker becomes inconspicuous, and luminance unevenness and crosstalk in the vertical direction become inconspicuous.

さらに、より望ましい駆動方法としては以下の方法がある。すなわち、図6に示すような容量結合方式のD/Aコンバータを用い、白黒レベルを反転していないデジタル入力信号を用いるという方法である。これによって、高速でデータを反転させるような回路が不要になるためノイズの発生を抑えることができ、外部回路が簡略化され、消費電流も少なくなる。   Furthermore, as a more preferable driving method, there is the following method. That is, a method using a capacitively coupled D / A converter as shown in FIG. 6 and using a digital input signal whose black and white level is not inverted is used. This eliminates the need for a circuit that inverts data at high speed, thereby suppressing the generation of noise, simplifying the external circuit, and reducing current consumption.

本実施例ではD/Aコンバータを用いる液晶表示装置の高画質化を図る第3の駆動方法について説明する。図12では対向基板の共通電極を交流駆動するため消費電力がやや大きくなる。本実施例ではD/Aコンバータ用の電源電圧範囲は狭くしながら、消費電力も比較的少ない駆動方法について説明する。なお、本実施例は付加容量方式つまり前段の走査線に保持容量が接続されている場合に適用できる。図13は液晶表示装置の駆動方法を示すタイミングチャートである。映像信号Vidは図12と同様の信号を用いるが、対向基板上の共通電極電位Vcomは一定のままである。一方、走査信号は4レベルの電位の信号から成り、選択期間直後に選択電位から非選択電位に切り替わる前に一定期間非選択電位以上の電位を保つ場合と非選択電位以下の電位を保つ場合とをフィールド毎に切り換える。たとえば、図13において選択期間T1後にたとえばT2として2水平走査期間分だけ非選択電位と異なる電位を与える。この図においてT2後は第1フィールドではV1だけ保持容量の電位が上げられ、第2フィールドではV2だけ電位が下げられるから、共通電極電位を交流駆動した場合と同様に液晶に交流電圧を印加できる。本実施例でも、ノイズの少ない映像信号をD/Aコンバータでフィールド毎に交流反転出力させるために、D/Aコンバータに入力するデジタル映像信号とシフトレジスタのタイミング信号には同一振幅の信号を用いる。そしてD/Aコンバータの電源レベルをフィールド毎に交互に切り替え、液晶に交流電圧を印加する。この方法では信号線に印加すべきD/Aコンバータのアナログ出力電圧範囲は正極性と負極性でそれほど大きな電位差がないため、D/Aコンバータ用の電源もあまり大きな振幅を必要としない。しかも共通電極電位は一定であるから液晶表示装置の消費電力も図12の場合より小さい。   In this embodiment, a third driving method for improving the image quality of a liquid crystal display device using a D / A converter will be described. In FIG. 12, since the common electrode of the counter substrate is AC driven, the power consumption is slightly increased. In this embodiment, a driving method in which the power supply voltage range for the D / A converter is narrow and power consumption is relatively small will be described. Note that this embodiment can be applied to an additional capacitance method, that is, when a storage capacitor is connected to the preceding scanning line. FIG. 13 is a timing chart showing a driving method of the liquid crystal display device. The video signal Vid uses the same signal as in FIG. 12, but the common electrode potential Vcom on the counter substrate remains constant. On the other hand, the scanning signal is made up of a signal having a potential of 4 levels, and immediately after the selection period, before switching from the selection potential to the non-selection potential, when maintaining the potential higher than the non-selection potential for a certain period and when maintaining the potential lower than the non-selection potential. Is switched for each field. For example, in FIG. 13, after the selection period T1, a potential different from the non-selection potential is applied for two horizontal scanning periods as T2, for example. In this figure, after T2, the potential of the storage capacitor is increased by V1 in the first field, and the potential is decreased by V2 in the second field, so that an AC voltage can be applied to the liquid crystal as in the case where the common electrode potential is AC driven. . Also in this embodiment, in order to cause a video signal with little noise to be AC-inverted and output for each field by the D / A converter, a digital video signal input to the D / A converter and a signal having the same amplitude are used as the timing signal of the shift register. . Then, the power level of the D / A converter is alternately switched for each field, and an AC voltage is applied to the liquid crystal. In this method, since the analog output voltage range of the D / A converter to be applied to the signal line is positive and negative and does not have a large potential difference, the power supply for the D / A converter does not need a large amplitude. Moreover, since the common electrode potential is constant, the power consumption of the liquid crystal display device is also smaller than in the case of FIG.

さらに、より望ましい駆動方法としては以下の方法があるすなわち、図6に示すような容量結合方式のD/Aコンバータを用い、白黒レベルを反転していないデジタル入力信号を用いるという方法である。これによって、高速でデータを反転させるような回路が不要になるため、ノイズの発生も抑えることができ、外部回路が簡略化され、消費電流も少なくなる。   Further, as a more preferable driving method, there is the following method, that is, a method using a capacitively coupled D / A converter as shown in FIG. 6 and using a digital input signal whose black and white level is not inverted. This eliminates the need for a circuit that inverts data at a high speed, thereby suppressing the generation of noise, simplifying the external circuit, and reducing current consumption.

次に、本実施例においても信号線方向のクロストークも回避できる駆動方法について説明する。まず、液晶は交流駆動する必要があるため映像信号Vidはある電位Vcを中心に対称に1水平走査期間毎に交流反転させ、このVcも1水平走査期間毎に逆位相で交流駆動する。ただし、共通電極は一定のままである。そして、図13の第1フィールドの選択信号波形のように選択期間直後に非選択信号以下の電位を保つ波形と、第2フィールドのように選択期間直後に非選択信号以上の電位を保つ波形とを1水平走査期間毎に交互に繰り返す。これによって、1水平走査期間毎に逆極性の信号が信号線に印加されるためフリッカーが目立たなくなり、上下方向の輝度むらやクロストークも目立たなくなる。   Next, a driving method capable of avoiding crosstalk in the signal line direction also in this embodiment will be described. First, since the liquid crystal needs to be AC driven, the video signal Vid is AC inverted every horizontal scanning period symmetrically about a certain potential Vc, and this Vc is also AC driven in reverse phase every horizontal scanning period. However, the common electrode remains constant. Then, a waveform that maintains the potential below the non-selection signal immediately after the selection period as in the selection signal waveform of the first field in FIG. 13, and a waveform that maintains a potential above the non-selection signal immediately after the selection period as in the second field. Are alternately repeated every horizontal scanning period. As a result, a signal having a reverse polarity is applied to the signal line every horizontal scanning period, so that the flicker becomes inconspicuous, and luminance unevenness and crosstalk in the vertical direction become inconspicuous.

さらに、より望ましい駆動方法としては以下の方法がある。すなわち、図6に示すような容量結合方式のD/Aコンバータを用い、白黒レベルを反転していないデジタル入力信号を用いるという方法である。これによって、高速でデータを反転させるような回路が不要になるためノイズの発生を抑えることができ、外部回路が簡略化され、消費電流も少なくなる。   Furthermore, as a more preferable driving method, there is the following method. That is, a method using a capacitively coupled D / A converter as shown in FIG. 6 and using a digital input signal whose black and white level is not inverted is used. This eliminates the need for a circuit that inverts data at high speed, thereby suppressing the generation of noise, simplifying the external circuit, and reducing current consumption.

本実施例では液晶表示装置のドライバ回路内部の遅延時間に注目し、高画質化を図るための手段について説明する。一般に、デジタルデータドライバを用いる液晶表示装置においては、表示画面上のノイズの影響をなるべく少なくするため低電圧で駆動するのが望ましい。一方、画面の高精細化の要求からドライバの動作速度はむしろ高速化してきている。このため、ドライバ内部の遅延時間から本来の画像がずれて表示されることがある。あるいは、それを避けるためにあまり低電圧化できないという問題もある。本実施例の液晶表示装置では図14に示すように、データドライバに画像信号59が入力される部分に遅延回路59を設けている。一方、データドライバ内部ではクロック信号58によってシフトレジスタ42がラッチ52の選択パルスを1段ずつシフトさせている。ここで、ドライバ内部のロジックを低電圧化していくと、シフトレジスタ内部の遅延時間とラッチ回路の遅延時間によって、画像信号が取り込まれる時間が遅れてしまう。このドライバ内部の遅延時間をあらかじめシミュレーションで見積るか実際に測定しておき、その遅延時間分だけ遅延回路59で画像信号56を遅らせるとちょうど本来のタイミングでデータを取り込むことができる。遅延回路の構成は、必要な時間だけデジタルデータを遅延させればよいからどんな回路でもかまわない。フリップフロップでもよいし、ただインバータ等を多段接続するだけでもかまわない。この方法によれば表示画像がずれる心配がないので、ロジック部の電圧を下げることができ、表示画面のノイズが減少する。   In this embodiment, paying attention to the delay time inside the driver circuit of the liquid crystal display device, means for improving the image quality will be described. In general, in a liquid crystal display device using a digital data driver, it is desirable to drive at a low voltage in order to minimize the influence of noise on the display screen. On the other hand, due to the demand for higher definition of the screen, the operating speed of the driver has rather increased. For this reason, the original image may be displayed with a deviation from the delay time inside the driver. Alternatively, there is a problem that the voltage cannot be lowered so much to avoid it. In the liquid crystal display device of this embodiment, as shown in FIG. 14, a delay circuit 59 is provided in a portion where an image signal 59 is input to the data driver. On the other hand, in the data driver, the shift register 42 shifts the selection pulse of the latch 52 step by step by the clock signal 58. Here, when the voltage inside the driver is lowered, the time taken for the image signal is delayed due to the delay time inside the shift register and the delay time of the latch circuit. If the internal delay time of the driver is estimated or actually measured in advance and the image signal 56 is delayed by the delay circuit 59 by the delay time, the data can be taken in at the original timing. The configuration of the delay circuit may be any circuit as long as digital data is delayed by a necessary time. It may be a flip-flop, or just a multi-stage connection of inverters or the like. According to this method, since there is no fear that the display image is shifted, the voltage of the logic unit can be lowered, and the noise of the display screen is reduced.

さらに、理想的にはドライバ毎に遅延時間を補償できるのが望ましい。そこで図15に示すように、データドライバ内部に遅延時間検出回路66と遅延時間補償回路69とを設けておく。ここで、遅延時間検出回路とはシフトレジスタ51とラッチ52の1段分の回路構成と同様の回路や同じ寸法の素子で形成して遅延時間が等しくなる回路にしておき、クロック信号58からその遅延時間分だけ遅れてパルスを発生させる。このパルスをトリガにして遅延時間補償回路69から画像信号56をを入力すればよい。この方式では、ドライバのプロセス条件のばらつきによってドライバ毎に遅延時間が異なっていても表示画面がずれることがない。あるいは、同じ液晶表示装置でも低温や高温で動作させることでドライバ内部の遅延時間がずれても全く問題がない。   Furthermore, it is ideal that the delay time can be compensated for each driver. Therefore, as shown in FIG. 15, a delay time detection circuit 66 and a delay time compensation circuit 69 are provided in the data driver. Here, the delay time detection circuit is formed by a circuit having the same circuit configuration as that of one stage of the shift register 51 and the latch 52 or an element having the same size, and a circuit having the same delay time. A pulse is generated delayed by the delay time. The image signal 56 may be input from the delay time compensation circuit 69 using this pulse as a trigger. In this method, the display screen does not shift even if the delay time differs for each driver due to variations in the process conditions of the driver. Alternatively, even if the same liquid crystal display device is operated at a low temperature or a high temperature, there is no problem even if the delay time inside the driver is shifted.

本実施例の液晶表示装置が最もその効果を発揮できるのは、ドライバ回路をアクティブマトリクス基板上に一体形成した場合である。図16に示すように、ガラス基板上に形成したCMOS型のポリシリコンTFTを用いて周辺ドライバ回路を一体形成した液晶表示装置の場合、ポリシリコンTFTの移動度が単結晶シリコンのそれの数分の1しかないため、ドライバ内部の遅延時間が大きい。また非単結晶であるために、プロセス条件のばらつきによってドライバ間のばらつきも大きい。従って、本実施例の画像信号遅延回路や遅延時間検出回路と遅延時間補償回路を用いることによって、高画質のドライバ内蔵型液晶表示装置を実現できる。   The liquid crystal display device of this embodiment can exhibit the effect most when the driver circuit is integrally formed on the active matrix substrate. As shown in FIG. 16, in the case of a liquid crystal display device in which a peripheral driver circuit is integrally formed using a CMOS type polysilicon TFT formed on a glass substrate, the mobility of the polysilicon TFT is several times that of single crystal silicon. Therefore, the delay time inside the driver is large. In addition, since it is a non-single crystal, variation between drivers is large due to variation in process conditions. Therefore, by using the image signal delay circuit, delay time detection circuit, and delay time compensation circuit of this embodiment, a high-quality driver built-in type liquid crystal display device can be realized.

次に、本実施例の液晶表示装置の駆動方法についても説明しておく。まず、図14の画像信号遅延回路を用いた場合について説明する。一般に液晶表示装置の映像信号データには輝度信号とタイミング信号が同時に送られてくるから、外部同期回路で容易にクロック信号58と画像信号56とを形成できる。もちろん、この2つの信号は同期しており、タイミングのずれはない。このクロック信号を用いた場合のシフトレジスタ51内部の遅延時間と、ラッチ52の遅延時間をシミュレーションや実測で正確に見積る。この見積られた遅延時間分だけ画像信号遅延回路59を用いて画像信号56を遅らせる。この結果、ラッチに取り込まれる画像信号の遅延時間と、シフトレジスタ及びラッチ回路の動作に要する遅延時間とが同期がとれることになる。すなわち理想的なタイミングで画像信号データを取り込めるため画面のずれを生じない。   Next, a driving method of the liquid crystal display device of this embodiment will also be described. First, the case where the image signal delay circuit of FIG. 14 is used will be described. In general, since a luminance signal and a timing signal are simultaneously sent to the video signal data of the liquid crystal display device, the clock signal 58 and the image signal 56 can be easily formed by an external synchronization circuit. Of course, these two signals are synchronized and there is no timing shift. When this clock signal is used, the delay time in the shift register 51 and the delay time of the latch 52 are accurately estimated by simulation or actual measurement. The image signal 56 is delayed by using the image signal delay circuit 59 by the estimated delay time. As a result, the delay time of the image signal taken into the latch is synchronized with the delay time required for the operation of the shift register and the latch circuit. That is, since the image signal data can be captured at an ideal timing, the screen is not shifted.

同様に、図15を用いた場合についても説明しておく。ここでも外部同期回路で形成されたクロック信号58と画像信号56とを用いる。もちろん、この2つの信号は同期しており、タイミングのずれはない。このクロック信号を用いた場合のシフトレジスタ51内部の遅延時間とラッチ52の遅延時間を遅延時間検出回路66で検出する。この検出された遅延時間分だけ遅延時間補償回路回路69を用いて画像信号56を遅らせる。この結果、ラッチに取り込まれる画像信号の遅延時間と、シフトレジスタ及びラッチ回路の動作に要する遅延時間とが同期がとれることになる。この方法では、遅延時間のずれが自己補償されているため、どんな条件で駆動しても常に理想的なタイミングで画像信号データを取り込めるため画面のずれを生じない。   Similarly, the case of using FIG. 15 will be described. Again, the clock signal 58 and the image signal 56 formed by the external synchronization circuit are used. Of course, these two signals are synchronized and there is no timing shift. The delay time detection circuit 66 detects the delay time inside the shift register 51 and the delay time of the latch 52 when this clock signal is used. The delay time compensation circuit 69 is used to delay the image signal 56 by the detected delay time. As a result, the delay time of the image signal taken into the latch is synchronized with the delay time required for the operation of the shift register and the latch circuit. In this method, since the delay time shift is self-compensated, the image signal data is always captured at an ideal timing regardless of the driving condition, so that the screen shift does not occur.

本実施例ではD/Aコンバータ内蔵の液晶表示装置を用いた表示システムについて説明する。図17において、コンピュータ等のアナログ映像信号発生装置から発生されたアナログR,G,Bの映像信号はD/Aコンバータでnビット×3のデジタル信号に変換される。信号源にビデオ装置等を用いる場合にはアナログR,G,Bの映像信号に変換した上でD/Aコンバータに入力させる。もちろん、信号源がデジタル映像信号を発生する場合にはこのD/Aコンバータは不要となる。次に、このnビット×3のデジタル映像信号をγ補正用ROMによって逐次(n+m)×3ビットのデジタル映像信号に変換する。変換された映像信号はデータドライバに送られる。一方、タイミングコントローラはアナログ映像信号発生回路の信号と同期をとって、A/Dコンバータ、データドライバ、走査ドライバの駆動信号を発生させる。データドライバは、タイミングコントローラから受けるクロック信号と同期して、順次(n+m)×3ビットの映像信号をラッチに取り込み、(n+m)×3ビットのD/Aコンバータを介してアクティブマトリクス部の信号線を駆動する。走査ドライバによって選択された走査線毎にこの映像信号を画素に書き込み、アクティブマトリクス部の画面が表示される。この表示システムではγ補正はROMに書き込まれたテーブルで行っているため複雑な電源が不要で、しかもすべての階調信号について補正をかけることができるためすぐれた色再現表示が可能である。   In this embodiment, a display system using a liquid crystal display device with a built-in D / A converter will be described. In FIG. 17, analog R, G, B video signals generated from an analog video signal generator such as a computer are converted into n-bit × 3 digital signals by a D / A converter. When a video device or the like is used as a signal source, it is converted into analog R, G, B video signals and input to a D / A converter. Of course, when the signal source generates a digital video signal, this D / A converter is not necessary. Next, the digital video signal of n bits × 3 is sequentially converted into a digital video signal of (n + m) × 3 bits by the γ correction ROM. The converted video signal is sent to the data driver. On the other hand, the timing controller generates drive signals for the A / D converter, the data driver, and the scan driver in synchronization with the signal of the analog video signal generation circuit. The data driver sequentially captures (n + m) × 3-bit video signals into the latch in synchronization with the clock signal received from the timing controller, and the signal lines of the active matrix portion via the (n + m) × 3-bit D / A converter Drive. This video signal is written to the pixel for each scanning line selected by the scanning driver, and the screen of the active matrix portion is displayed. In this display system, since γ correction is performed using a table written in the ROM, a complicated power source is unnecessary, and correction can be applied to all gradation signals, so that excellent color reproduction display is possible.

本実施例を携帯用のシステムとして用いる場合には、消費電流をなるべく抑える必要がある。そこで、望ましくはA/Dコンバータの出力信号、γ補正用ROMの入出力信号、タイミングコントローラの出力信号、及びデータドライバと走査ドライバの入力信号の電圧振幅を同一とし、なるべく低い電圧で駆動する。必要な部分はレベルシフタで昇圧する。また、D/Aコンバータ用の電源も2レベル用いて正極性の信号を印加する場合と負極性の信号を印加する場合とで使い分けるとさらに低消費電力化が図れる。   When this embodiment is used as a portable system, it is necessary to suppress current consumption as much as possible. Therefore, preferably, the output signal of the A / D converter, the input / output signal of the γ correction ROM, the output signal of the timing controller, and the input signals of the data driver and the scan driver are made the same in voltage amplitude and driven with as low a voltage as possible. The necessary part is boosted with a level shifter. Further, if the power source for the D / A converter is also used at two levels and a positive signal is applied and a negative signal is applied, power consumption can be further reduced.

低電圧電源のロジックを用いて高速で画像信号を書き込むと表示画面のずれを生じやすくなるため、さらに望ましくは表示システム内部の遅延時間を最適化する。すなわち、図17においてD/Aコンバータとγ補正用ROMの遅延時間がデータドライバ内部のクロック信号から映像信号データをラッチするまでの遅延時間と等しくなるようにする。もし、データドライバ内部の遅延時間が大きすぎる場合には、データドライバのデジタル映像信号入力部に遅延回路を設け、この遅延回路の遅延時間とA/Dコンバータ及びγ補正用ROMの遅延時間の和がデータドライバ内部の遅延時間と等しくなるようにすればよい。   When an image signal is written at high speed using a logic of a low voltage power supply, the display screen is likely to be shifted. Therefore, the delay time in the display system is more preferably optimized. That is, in FIG. 17, the delay time of the D / A converter and the γ correction ROM is made equal to the delay time until the video signal data is latched from the clock signal inside the data driver. If the delay time inside the data driver is too long, a delay circuit is provided in the digital video signal input section of the data driver, and the sum of the delay time of the delay circuit and the delay time of the A / D converter and the γ correction ROM is provided. Should be equal to the delay time inside the data driver.

さらに、携帯性を追求するなら周辺駆動回路を一体形成したアクティブマトリクス型の液晶表示装置を用いるのが望ましい。すなわち、図16に示すようなガラス基板上に形成したポリシリコンTFT回路を用いて、アクティブマトリクス部の周辺にドライバ回路を形成する。これによって、システムの小型・軽量化が可能となる。   Further, if pursuing portability, it is desirable to use an active matrix type liquid crystal display device in which peripheral drive circuits are integrally formed. That is, a driver circuit is formed around the active matrix portion using a polysilicon TFT circuit formed on a glass substrate as shown in FIG. This makes it possible to reduce the size and weight of the system.

液晶表示装置の回路図。The circuit diagram of a liquid crystal display device. 従来のD/Aコンバータ内蔵データドライバの回路図。The circuit diagram of the conventional data driver with a built-in D / A converter. 9電源方式の液晶表示装置の透過率の入力電圧依存性を示す図。The figure which shows the input voltage dependence of the transmittance | permeability of a 9 power supply type liquid crystal display device. 9電源方式の液晶表示装置の透過率の入力電圧依存性の一部を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a part of the input voltage dependency of the transmittance of a nine-power-source liquid crystal display device. 液晶表示装置の透過率の入力電圧依存製の一部を示す図。The figure which shows a part made from the input voltage dependence of the transmittance | permeability of a liquid crystal display device. 容量分割方式D/Aコンバータ内蔵データドライバの回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a data driver with a built-in capacity division D / A converter. 8ビットデータドライバの動作電圧のタイミングチャート。The timing chart of the operating voltage of an 8-bit data driver. 定電流2進減衰方式D/Aコンバータ内蔵データドライバの回路図。The circuit diagram of the data driver with a built-in constant current binary attenuation type D / A converter. 双方向シフトレジスタの回路図とタイミングチャート。The circuit diagram and timing chart of a bidirectional shift register. レベルシフタの回路図とタイミングチャート。Level shifter circuit diagram and timing chart. 液晶表示装置の動作方法を示すタイミングチャート。4 is a timing chart illustrating an operation method of a liquid crystal display device. 液晶表示装置の動作方法を示すタイミングチャート。4 is a timing chart illustrating an operation method of a liquid crystal display device. 液晶表示装置の動作方法を示すタイミングチャート。4 is a timing chart illustrating an operation method of a liquid crystal display device. 液晶表示装置のデータ入力部の回路図。The circuit diagram of the data input part of a liquid crystal display device. 液晶表示装置のデータ入力部の回路図。The circuit diagram of the data input part of a liquid crystal display device. ポリシリコンTFTの製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of polysilicon TFT. 液晶表示装置を用いた表示システムのブロック図。1 is a block diagram of a display system using a liquid crystal display device.

符号の説明Explanation of symbols

1 アクティブマトリクス部
2、42 データドライバ部
3 走査ドライバ部
4 信号線
5 走査線
6 画素TFT
7 保持容量
8 液晶容量
9、11、51、61 シフトレジスタ
10 レベルシフタ
12、13、52 ラッチ
14 D/Aコンバータ
15 γ補正用ROM
16 nビット画像信号
17 n+mビット画像信号
21 上位3ビット画像信号
22 下位3ビット画像信号
23、24 デコーダ
25 電源選択回路
26 抵抗分割方式D/Aコンバータ
31 実際の透過率依存性
32 9電源方式で前提とした透過率依存性
56 画像信号
58 クロック信号
59 画像信号遅延回路
66 遅延時間検出回路
69 遅延時間補償回路
71 ガラス基板
72 poly−Si薄膜
73 ゲート絶縁膜
74 ゲート電極
75 マスク材
76 層間絶縁膜
77 金属薄膜
78 パッシベーション膜
79 透明導電膜















































DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Active matrix part 2, 42 Data driver part 3 Scan driver part 4 Signal line 5 Scan line 6 Pixel TFT
7 Holding capacity 8 Liquid crystal capacity 9, 11, 51, 61 Shift register 10 Level shifter 12, 13, 52 Latch 14 D / A converter 15 γ correction ROM
16 n-bit image signal 17 n + m-bit image signal 21 upper 3 bit image signal 22 lower 3 bit image signal 23, 24 decoder 25 power supply selection circuit 26 resistance division type D / A converter 31 actual transmittance dependency 32 9 in power supply type Dependence on transmittance 56 Image signal 58 Clock signal 59 Image signal delay circuit 66 Delay time detection circuit 69 Delay time compensation circuit 71 Glass substrate 72 poly-Si thin film 73 Gate insulating film 74 Gate electrode 75 Mask material 76 Interlayer insulating film 77 Metal thin film 78 Passivation film 79 Transparent conductive film















































Claims (5)

複数の画素を用いて画像表示を行う液晶表示装置において、
nビットのデジタル入力画像データを前記液晶表示装置のγ特性にあわせてn+mビットのデジタル画像データに変換するデータ変換回路と、
前記各画素に信号線を通して画像信号データを供給するデータドライバを具備し、
前記データドライバは、n+mビットのドライバであるとともに、シフトレジスタとラッチとD/Aコンバータと遅延回路を含み、
前記遅延回路は、前記シフトレジスタ内部及び前記ラッチ内部の遅延時間に応じて前記画像信号データのタイミングを遅延させることを特徴とする液晶表示装置。
In a liquid crystal display device that displays an image using a plurality of pixels,
a data conversion circuit for converting n-bit digital input image data into n + m-bit digital image data in accordance with the γ characteristic of the liquid crystal display device;
A data driver for supplying image signal data to each pixel through a signal line;
The data driver is an n + m-bit driver and includes a shift register, a latch, a D / A converter, and a delay circuit.
The liquid crystal display device, wherein the delay circuit delays the timing of the image signal data according to delay times inside the shift register and inside the latch.
請求項1に記載の液晶表示装置において、
前記遅延回路は、前記シフトレジスタと前記ラッチの遅延時間を検出する遅延時間検出回路と、
前記遅延時間検出回路で検出された時間分だけ画像信号データを遅延させる遅延時間補償回路とを有することを特徴とする液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to claim 1.
The delay circuit includes a delay time detection circuit that detects a delay time of the shift register and the latch;
A liquid crystal display device comprising: a delay time compensation circuit that delays image signal data by a time detected by the delay time detection circuit.
請求項1または請求項2のいずれかに記載の液晶表示装置において、
走査線と前記信号線との交差に対応して設けられた画素用薄膜トランジスタを備え、
前記データドライバはデータドライバ用薄膜トランジスタを有し、
前記走査線を通して選択信号を供給する走査ドライバは走査ドライバ用薄膜トランジスタを有し、
前記画素用薄膜トランジスタ及びデータドライバ用薄膜トランジスタ及び走査ドライバ用薄膜トランジスタが同じ基板上に形成されたポリシリコン薄膜トランジスタであることを特徴とする液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to claim 1,
A thin film transistor for a pixel provided corresponding to an intersection of a scanning line and the signal line;
The data driver includes a data driver thin film transistor,
A scan driver for supplying a selection signal through the scan line includes a scan driver thin film transistor;
A liquid crystal display device, wherein the pixel thin film transistor, the data driver thin film transistor, and the scan driver thin film transistor are polysilicon thin film transistors formed on the same substrate.
請求項1に記載の液晶表示装置と、
アクティブマトリクス型の液晶表示パネルと、
アナログ画像信号をnビットのデジタルデータに変換するA/Dコンバータと、
動作タイミングを制御するタイミングコントローラとを具備し、
入力された映像信号に対応する映像を表示することを特徴とする表示システム。
A liquid crystal display device according to claim 1;
An active matrix liquid crystal display panel;
An A / D converter that converts an analog image signal into n-bit digital data;
A timing controller for controlling the operation timing,
A display system for displaying video corresponding to an input video signal.
請求項4記載の表示システムにおいて、
前記A/Dコンバータの遅延時間と前記データ変換回路の遅延時間と前記遅延回路の遅延時間の和が、前記シフトレジスタ内部及び前記ラッチ内部の遅延時間の和に等しいことを特徴とする表示システム。
The display system according to claim 4,
A display system, wherein a sum of a delay time of the A / D converter, a delay time of the data conversion circuit, and a delay time of the delay circuit is equal to a sum of delay times in the shift register and in the latch.
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